TW201340058A - 發光元件顯示畫素 - Google Patents

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Yu-Hung Chang
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Abstract

顯示畫素包含一控制開關模組，一驅動電容，一驅動開關，及一發光元件。該控制開關模組係用以根據一掃描訊號進行開啟與關閉。該驅動電容之第一端係電連接於該控制開關模組，該驅動電容之第二端係電連接於一電壓位準，該驅動電容係用以於該控制開關模組開啟時接收及儲存一驅動電壓，該驅動電容之面積係佔該發光元件顯示畫素之面積之百分之二十以上。該驅動開關係電連接於該驅動電容及一電壓源，用以根據該驅動電容儲存之該驅動電壓控制流經該驅動開關之一驅動電流。該發光元件係用以根據流經該驅動開關之該驅動電流發光。

Description

發光元件顯示畫素
本發明係相關於一種發光元件顯示畫素，尤指一種具有大電容以減少驅動電壓更新次數之發光元件顯示畫素。
請參考第1圖，第1圖為習知發光元件顯示畫素的示意圖。如第1圖所示，習知發光元件顯示畫素包含一控制開關110，一驅動電容120，一驅動開關130，及一發光元件140。控制開關110係用以根據一掃描訊號Vs進行開啟與關閉。驅動電容120之第一端係電連接於控制開關110，驅動電容120之第二端係電連接於一電壓位準VSS，驅動電容120係用以於控制開關110開啟時接收及儲存一驅動電壓Vd，而當驅動電容120儲存完驅動電壓Vd後，控制開關110即被關閉。驅動開關130之第一端t1係電連接於一電壓源VDD，驅動開關130之第二端t2係電連接於驅動電容120，而驅動開關130之第三端t3係電連接於發光元件140。驅動開關130係用以根據驅動電容120儲存之驅動電壓Vd控制流經驅動開關130之一驅動電流Id。舉例來說，當驅動電容120儲存之驅動電壓Vd較大時，驅動開關130之第二端t2及第三端t3之間的電壓差亦較大，則流經驅動開關130之驅動電流Id較大，而當驅動電容120儲存之驅動電壓Vd較小時，驅動開關130之第二端t2及第三端t3之間的電壓差亦較小，則流經驅動開關130之驅動電流Id較小。發光元件140係用以根據流經驅動開關130之驅動電流Id發光，當驅動電流Id較大時，發光元件140發光時之亮度較高，當驅動電流Id較小時，發光元件140發光時之亮度較低。
請參考第2圖，並一併參考第1圖，第2圖為第1圖發光元件顯示畫素100的佈局示意圖，其中顯示畫素100僅表示單一畫素(single pixel)的佈局。如第2圖所示，發光元件顯示畫素100之佈局包含一電容區A1及一電路區A2。電容區A1係為驅動電容120之佈局區域，電路區A2係為其他電路元件(例如控制開關110及驅動開關130)之佈局區域。在習知發光元件顯示畫素100中，電容區A1之佈局面積係佔發光元件顯示畫素100之總面積之百分之十以下。電容區A1之佈局面積係和驅動電容120之電容值相關，當電容區A1之佈局面積越大，則驅動電容120之電容值越大，當電容區A1之佈局面積越小，則驅動電容120之電容值越小。
依據上述配置，當習知發光元件顯示畫素100顯示畫面時，驅動電容120儲存之驅動電壓Vd會因控制開關110於關閉時之漏電流而使儲存之驅動電壓Vd越來越低。為了避免漏電流影響顯示畫面之品質，習知發光元件顯示畫素100之一個圖框(frame)之顯示周期較短，以於單位時間內較多次開啟控制開關110以更新驅動電容120儲存之驅動電壓Vd。然而，控制開關110開啟之次數越頻繁，不僅會使控制開關110之使用壽命縮短，且發光元件顯示畫素100之耗電也會增加。
本發明提供一種發光元件顯示畫素，該發光元件顯示畫素包含一控制開關模組，一驅動電容，一驅動開關，及一發光元件。該控制開關模組包含複數個串接之控制開關，該些控制開關係用以根據一掃描訊號同步進行開啟與關閉。該驅動電容係電連接於該開關模組用以於該開關模組開啟時接收及儲存一驅動電壓。該驅動開關係用以根據該驅動電壓控制流經該驅動開關之一驅動電流。該發光元件係電連接該驅動開關，用以根據該驅動電流發光。
本發明另提供一種發光元件顯示畫素，該發光元件顯示畫素包含一控制開關模組，一可變電容模組，一驅動開關，及一發光元件。該控制開關模組係用以根據一掃描訊號進行開啟與關閉。該可變電容模組之第一端係電連接於該控制開關模組，該可變電容模組之第二端係電連接於一電壓位準，該可變電容模組係用以於該控制開關模組開啟時接收及儲存一驅動電壓，該可變電容模組係根據一電容控制訊號改變其電容值。該驅動開關係電連接於該可變電容模組及一電壓源，用以根據該可變電容模組儲存之該驅動電壓控制流經該驅動開關之一驅動電流。該發光元件係用以根據流經該控制開關之該驅動電流發光。
相較於先前技術，本發明發光元件顯示畫素於顯示畫面時可減少驅動開關被開啟之次數，進而延長驅動開關之使用壽命，且減少發光元件顯示畫素之耗電。再者，本發明發光元件顯示畫素亦可彈性地調整電容值，以適應性地顯示動態或靜態之畫面。
請參考第3圖，第3圖為本發明發光元件顯示畫素200的示意圖。如第3圖所示，本發明發光元件顯示畫素200包含一控制開關模組210，一驅動電容220，一驅動開關230，及一發光元件240。其中發光元件240可以是有機發光二極體(OLED)、無機發光二極體...等電致發光元件。控制開關模組210包含複數個串接之控制開關212，控制開關模組210之控制開關212係用以根據一掃描訊號Vs同步進行開啟與關閉。驅動電容220之第一端係電連接於控制開關模組210，驅動電容220之第二端係電連接於一電壓位準VSS，驅動電容220係用以於控制開關模組210之控制開關212被開啟時接收及儲存一驅動電壓Vd，而當驅動電容220儲存完驅動電壓Vd後，控制開關模組210之控制開關212即被關閉。驅動開關230之第一端t1係電連接於一電壓源VDD，驅動開關230之第二端t2係電連接於驅動電容220，而驅動開關230之第三端t3係電連接於發光元件240。驅動開關230係用以根據驅動電容220儲存之驅動電壓Vd控制流經驅動開關230之一驅動電流Id。舉例來說，當驅動電容220儲存之驅動電壓Vd較大時，驅動開關230之第二端t2及第三端t3之間的電壓差亦較大，則流經驅動開關230之驅動電流Id較大，而當驅動電容220儲存之驅動電壓Vd較小時，驅動開關230之第二端t2及第三端t3之間的電壓差亦較小，則流經驅動開關230之驅動電流Id較小。發光元件240係用以根據流經驅動開關230之驅動電流Id發光，當驅動電流Id較大時，發光元件240發光時之亮度較高，當驅動電流Id較小時，發光元件240發光時之亮度較低。
請參考第4圖，並一併參考第3圖，第4圖為第3圖發光元件顯示畫素200的佈局示意圖，其中顯示畫素200僅表示單一畫素(single pixel)的佈局。如第4圖所示，發光元件顯示畫素200之佈局包含一電容區A1’及一電路區A2’。電容區A1’係為驅動電容220之佈局區域，電路區A2’係為其他電路元件(例如控制開關模組210及驅動開關230)之佈局區域。在本發明發光元件顯示畫素200中，電容區A1’之佈局面積係佔發光元件顯示畫素200之總面積之百分之二十以上，亦即本發明發光元件顯示畫素200之驅動電容220係為習知發光元件顯示畫素100之驅動電容120的兩倍以上。
當本發明發光元件顯示畫素200顯示畫面時，由於控制開關模組210包含複數個串接之控制開關212，因此控制開關模組210於關閉時之漏電流較小，亦即驅動電容220儲存之驅動電壓Vd受漏電流影響而降低的幅度較小。另外，由於本發明發光元件顯示畫素200之驅動電容220係為習知發光元件顯示畫素100之驅動電容120的兩倍以上，因此漏電流對驅動電容220儲存之驅動電壓Vd之影響程度又進一步減少。依據上述配置，圖框(frame)顯示周期可拉長，例如，可以將圖框(frame)顯示周期由16.67毫秒拉長到1秒，如此更新驅動電容220儲存之驅動電壓Vd之次數因此可減少，亦即於單位時間內控制開關模組210之控制開關212被開啟之次數可減少。尤其是應用在顯示靜態畫面時，控制開關模組210之控制開關212只需被開啟一次即可使發光元件顯示畫素200於較長時間顯示相同之畫面資料。因此，本發明發光元件顯示畫素200之控制開關212之使用壽命較長，且發光元件顯示畫素200之耗電也會減少。
另外，在一個圖框顯示周期中，當發光元件240發光時，電壓位準VSS係為一接地電位(例如0伏特)，而當發光元件240不發光時，電壓位準VSS係為一負電位(例如負5伏特)，以使驅動電容220之第一端之電位(亦即驅動開關230之第二端t2之電位)被下拉至0伏特，如此在發光元件240不發光時，驅動開關230能確實地被關閉。
請參考第5圖，第5圖為本發明發光元件顯示畫素300之另一實施例的示意圖。如第5圖所示，本發明發光元件顯示畫素300包含一控制開關模組310，一可變電容模組320，一驅動開關330，及一發光元件340。第5圖中之控制開關模組310、驅動開關330，及發光元件340係相同於第3圖中之控制開關模組210、驅動開關230，及發光元件340，因此不再說明。可變電容模組320包含一第一驅動電容322，一第二驅動電容324，及一電容控制開關326。第一驅動電容322之第一端係電連接於控制開關模組310，第一驅動電容322之第二端係電連接於電壓位準VSS。第二驅動電容324之第一端係電連接於控制開關模組310，第二驅動電容324之第二端係電連接於電容控制開關326。第二驅動電容之324電容值係大於第一驅動電容322之電容值。電容控制開關326係電連接於第二驅動電容324之第二端及電壓位準VSS之間，用以根據一電容控制訊號Vc進行開啟與關閉。當電容控制開關326被關閉時，可變電容模組320之電容值等於第一驅動電容322之電容值，而當電容控制開關326被開啟時，可變電容模組320之電容值等於第一驅動電容322之電容值及第二驅動電容324之電容值之總合。
依據上述配置，當發光元件顯示畫素300用於顯示動態畫面時，電容控制開關326可被關閉以調低可變電容模組320之電容值，進而減少可變電容模組320之充電時間；而當發光元件顯示畫素300用於顯示靜態畫面時，電容控制開關326可被開啟以調高可變電容模組320之電容值，進而可延長發光元件顯示畫素300顯示相同畫面資料之時間。
另外，控制開關模組210、310之複數個串接之控制開關212、312可以係為銦鎵鋅氧薄膜式電晶體。銦鎵鋅氧薄膜式電晶體具有較佳之電流導通特性，以於開啟時容許較大電流通過，進而可快速地將驅動電容220、322、324充飽。
相較於先前技術，本發明發光元件顯示畫素於顯示畫面時可減少驅動開關被開啟之次數，進而延長驅動開關之使用壽命，且減少發光元件顯示畫素之耗電。再者，本發明發光元件顯示畫素亦可彈性地調整電容值，以適應性地顯示動態或靜態之畫面。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100,200,300．．．發光元件顯示畫素
110．．．控制開關
120,220,322,324．．．驅動電容
130,230,330．．．驅動開關
140,240,340．．．發光元件
210,310．．．控制開關模組
212,312．．．控制開關
320．．．可變電容模組
326．．．電容控制開關
A1,A1’．．．電容區
A2,A2’．．．電路區
t1．．．驅動開關第一端
t2．．．驅動開關第二端
t3．．．驅動開關第三端
VDD．．．電壓源
VSS．．．電壓位準
Vd．．．驅動電壓
Vs．．．掃描訊號
Vc．．．電容控制訊號
Id．．．驅動電流
第1圖為習知發光元件顯示畫素的示意圖。
第2圖為第1圖發光元件顯示畫素的佈局示意圖。
第3圖為本發明發光元件顯示畫素的示意圖。
第4圖為第3圖發光元件顯示畫素的佈局示意圖。
第5圖為本發明發光元件顯示畫素之另一實施例的示意圖。
200．．．發光元件顯示畫素
210．．．控制開關模組
212．．．控制開關
220．．．驅動電容
230．．．驅動開關
240．．．發光元件
t1．．．驅動開關第一端
t2．．．驅動開關第二端
t3．．．驅動開關第三端
VDD．．．電壓源
VSS．．．電壓位準
Vd．．．驅動電壓
Vs．．．掃描訊號
Id．．．驅動電流

Claims (11)

  1. 一種發光元件顯示畫素，包含：一控制開關模組，包含複數個串接之控制開關，該些控制開關用以根據一掃描訊號同步進行開啟與關閉；一第一驅動電容，該第一驅動電容電連接於該控制開關模組，用以於該控制開關模組開啟時接收及儲存一驅動電壓；一驅動開關，用以根據該驅動電壓控制流經該驅動開關之一驅動電流；及一發光元件，電連接該驅動開關，用以根據該驅動電流發光。
  2. 如請求項1所述之顯示畫素，其中該第一驅動電容之第一端係電連接於該開關模組，該第一驅動電容之第二端係電連接於一電壓位準，該電壓位準於該發光元件發光時係為一接地電位，該電壓位準於該發光元件不發光時係為一負電位。
  3. 如請求項1所述之顯示畫素，其中該第一驅動電容之面積係佔該發光元件顯示畫素之面積之百分之二十以上。
  4. 如請求項1所述之顯示畫素，其中該複數個串接之控制開關係為銦鎵鋅氧薄膜式電晶體。
  5. 如請求項1所述之顯示畫素，其中該驅動開關係電連接於該第一驅動電容、該發光元件及一電壓源。
  6. 一種發光元件顯示畫素，包含：一控制開關模組，包含複數個串接之控制開關，用以根據一掃描訊號進行開啟與關閉；一可變電容模組，該可變電容模組之第一端係電連接於該控制開關模組，該可變電容模組之第二端係電連接於一電壓位準，該可變電容模組係用以於該控制開關模組開啟時接收及儲存一驅動電壓，該可變電容模組係根據一電容控制訊號改變其電容值；一驅動開關，電連接於該可變電容模組及一電壓源，用以根據該可變電容模組儲存之該驅動電壓控制流經該驅動開關之一驅動電流；及一發光元件，用以根據流經該控制開關之該驅動電流發光。
  7. 如請求項6所述之顯示畫素，其中該電壓位準於該發光元件發光時係為一接地電位，該電壓位準於該發光元件不發光時係為一負電位。
  8. 如請求項6所述之顯示畫素，其中該驅動開關係電連接於該可變電容模組、該發光元件及一電壓源。
  9. 如請求項8所述之顯示畫素，其中該複數個串接之開關係為銦鎵鋅氧薄膜式電晶體。
  10. 如請求項6所述之顯示畫素，其中該可變電容模組包含：一第一驅動電容，該第一驅動電容之第一端係電連接於該控制開關模組，該第一驅動電容之第二端係電連接於該電壓位準；一第二驅動電容，該第二驅動電容之第一端係電連接於該控制開關模組；及一電容控制開關，電連接於該第二驅動電容之第二端及該電壓位準之間，用以根據該電容控制訊號進行開啟與關閉。
  11. 如請求項10所述之顯示畫素，其中該第二驅動電容之電容值係大於該第一驅動電容之電容值。
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