TW201447847A - 驅動電路 - Google Patents
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Abstract
一種驅動電路,其包含第一電晶體、電容、第二電晶體及充電電路。第一電晶體包含輸入端、控制端及輸出端,電容包含第一端及第二端,第二電晶體包含輸入端、控制端及輸出端。第一電晶體之輸入端電性耦接於電壓源,第一電晶體之輸出端電性耦接於有機發光二極體,電容之第一端電性耦接於第一電晶體之控制端,第二電晶體之輸入端電性耦接於電容之第二端,第二電晶體之控制端電性耦接於掃描線,第二電晶體之輸出端電性耦接於第一電晶體之輸出端,充電電路電性耦接於電容之第一端、電容第二端、掃描線及電流源。
Description
本發明係有關於一種驅動電路,且特別是有關於一種有機發光二極體之驅動電路。
在採用電流編碼模式的顯示面板中,至少包含兩個驅動階段。其一為資料寫入(電流編碼)階段,在此階段中,將透過資料電流對驅動電路中的電容進行充電,亦即將資料電壓寫入電容。其二為發光階段,在此階段中,顯示面板將根據寫入電容之資料電壓來控制顯示亮度。
於上述資料寫入階段中,當資料電流較大時,資料電流寫入電容之時間短,不影響資料寫入階段之狀況。然而,當顯示面板欲顯示低灰階時,資料電流較小,導致資料電流寫入電容之時間大幅度提升,如此,將嚴重延長資料寫入階段的持續時間,更甚者,將造成資料寫入失敗。
本發明內容之一目的是在提供一種驅動電路,透過上述驅動電路在結構與操作上的配置,而能改善採用電流
編碼模式的顯示面板中,當顯示面板欲顯示低灰階時,由於資料電流較小,導致資料電流寫入電容之時間大幅度提升的問題,進而將資料寫入階段的持續時間控制在一定時限內,而能避免資料寫入失敗的狀況。
為達上述目的,本發明內容之一技術態樣係關於一
種驅動電路,用以驅動顯示面板內之有機發光二極體,顯示面板包含複數條掃描線,驅動電路包含第一電晶體、電容、第二電晶體及充電電路。進一步而言,第一電晶體包含輸入端、控制端及輸出端,電容包含第一端及第二端,第二電晶體包含輸入端、控制端及輸出端。於結構上,第一電晶體之輸入端電性耦接於電壓源,第一電晶體之輸出端電性耦接於一有機發光二極體,電容之第一端電性耦接於第一電晶體之控制端,第二電晶體之輸入端電性耦接於電容之第二端,第二電晶體之控制端電性耦接於該些掃描線其中一者,第二電晶體之輸出端電性耦接於第一電晶體之輸出端,充電電路電性耦接於電容之第一端、第二端、掃描線及電流源。
根據本發明一實施例,前述第二電晶體於一資料寫
入期間根據掃描線所提供之一第一掃描信號而關閉,充電電路於資料寫入期間根據掃描線所傳輸之第一掃描信號而開啟以對電容進行充電。
根據本發明一實施例,第一掃描信號為低位準信號。
根據本發明另一實施例,前述充電電路於資料寫入
期間根據電流源所提供的一第一電流以對電容進行充電。
根據本發明再一實施例,前述第二電晶體於一發光期間根據掃描線所提供之一第二掃描信號而開啟,藉使電容提供一充電電壓予第一電晶體之控制端與輸出端之間。
根據本發明另一實施例,第二掃描信號為高位準信號。
根據本發明又一實施例,前述第一電晶體於發光期間根據充電電壓以驅動有機發光二極體。
根據本發明另一實施例,前述充電電路包含第三電晶體及第四電晶體。進一步而言,第三電晶體包含輸入端、控制端及輸出端,第四電晶體包含輸入端、控制端及輸出端。於結構上,第三電晶體之控制端電性耦接於掃描線,第三電晶體之輸出端電性耦接於電流源,第四電晶體之輸入端電性耦接於電壓源,第四電晶體之控制端電性耦接於電容之第二端,第四電晶體之輸出端電性耦接於第三電晶體之輸入端。
根據本發明又一實施例,於發光期間電壓源提供有機發光二極體一第二電流,其中第二電流與電流源所提供的第一電流之間具有以下關係式:
其中IOLED為第二電流,Kn為第一電晶體之傳導參數,Kp為第四電晶體之傳導參數,Idata為第一電流。
根據本發明再一實施例,前述充電電路更包含第五
電晶體。進一步而言,第五電晶體包含輸入端、控制端及輸出端。於結構上,第五電晶體之輸入端電性耦接於第四電晶體之輸入端與電壓源,第五電晶體之控制端電性耦接於掃描線,第五電晶體之輸出端電性耦接於電容之第一端。
100‧‧‧驅動電路
110‧‧‧充電電路
500‧‧‧掃描線
Cs‧‧‧電容
Idata‧‧‧電流源
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
M3‧‧‧第三電晶體
M4‧‧‧四電晶體
Kn‧‧‧第一電晶體之傳導參數
Kp‧‧‧第四電晶體之傳導參數
M5‧‧‧第五電晶體
OLED‧‧‧有機發光二極體
T1‧‧‧資料寫入期間
T2‧‧‧發光期間
VDD‧‧‧電壓源
Vscan‧‧‧掃描信號
VSS‧‧‧接地端
VTH‧‧‧臨界電壓
W‧‧‧通道寬
L‧‧‧通道長
IOLED‧‧‧有機發光二極體電流
第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種驅動電路之示意圖。
第2圖係繪示依照本發明另一實施例的一種驅動波形之示意圖。
第3圖係繪示依照本發明再一實施例的一種驅動電路之驗證模型示意圖。
為解決先前技術所存在的問題,本發明提供一種創新的驅動電路,此驅動電路繪示於第1圖中。如圖所示,驅動電路100包含第一電晶體M1、電容Cs、第二電晶體M2及充電電路110。進一步而言,第一電晶體M1包含輸入端、控制端及輸出端,電容Cs包含第一端及第二端,第二電晶體M2包含輸入端、控制端及輸出端。
於結構上,第一電晶體M1之輸入端電性耦接於電壓源VDD,第一電晶體M1之輸出端電性耦接於有機發光二極體OLED,電容Cs之第一端電性耦接於第一電晶體M1
之控制端,第二電晶體M2之輸入端電性耦接於電容Cs之第二端,第二電晶體M2之控制端電性耦接於掃描線500,第二電晶體M2之輸出端電性耦接於第一電晶體M1之輸出端,充電電路110電性耦接於電容Cs之第一端、電容Cs之第二端、掃描線500及電流源Idata。
於實現本發明之實施例時,上述電晶體可為但不限於雙接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)、金氧半場效應電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、絕緣柵雙極電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)、…等。在第1圖中,係以金氧半場效應電晶體為例來說明本發明之結構配置,其次,該些電晶體中的奇數電晶體(諸如第一電晶體M1)為N型電晶體,該些電晶體中的偶數電晶體(諸如第二電晶體M2)為P型電晶體,然其並非用以限制本發明,任何熟習此技藝者在本發明實施例的精神下,當可依照實際需求以選擇性地採用適當之元件來實現本發明。
藉由上述驅動電路100在結構上的配置,而能改善採用電流編碼模式的顯示面板中,當顯示面板欲顯示低灰階時,由於資料電流較小,導致資料電流寫入電容之時間大幅度提升的問題。
為更進一步說明本發明所提供的驅動電路之操作方式,請參閱第2圖,其係例示性地繪示一種驅動波形圖。如第1與2圖所示,在資料寫入期間T1,掃描線500所提供的第一掃描信號Vscan為高位準信號Vscan-high,第二電晶
體M2根據掃描線500所提供之掃描信號而關閉,充電電路110根據掃描線500所提供之掃描信號而開啟,從而,電容Cs之第二端與第一電晶體M1之輸出端電性隔離,此時,將由充電電路110對電容Cs進行充電。
詳細而言,於資料寫入期間T1,充電電路110根據電流源Idata所提供的電流以對電容Cs進行充電。請繼續參照第1與2圖,於發光期間T2,掃描線500所提供的第二掃描信號Vscan為低位準信號Vscan_low,第二電晶體M2根據掃描線500所提供之掃描信號而開啟,藉使電容Cs提供充電電壓VCS予第一電晶體M1之控制端與輸出端之間,此時,第一電晶體M1的VGS等於電容Cs所提供的充電電壓VCS,第一電晶體M1即可根據充電電壓VCS以驅動有機發光二極體OLED。
此外,請參照第1圖,上開充電電路110包含第三電晶體M3及第四電晶體M4。進一步而言,第三電晶體M3包含輸入端、控制端及輸出端,第四電晶體M4包含輸入端、控制端及輸出端。於結構上,第三電晶體M3之控制端電性耦接於掃描線500,第三電晶體M3之輸出端電性耦接於電流源Idata,第四電晶體M4之輸入端電性耦接於電壓源VDD,第四電晶體M4之控制端電性耦接於電容Cs之第二端,第四電晶體M4之輸出端電性耦接於第三電晶體M3之輸入端。
在本實施例中,充電電路100更包含第五電晶體M5。進一步而言,第五電晶體M5包含輸入端、控制端及
輸出端。於結構上,第五電晶體M5之輸入端電性耦接於第四電晶體M4之輸入端與電壓源VDD,第五電晶體M5之控制端電性耦接於掃描線500,第五電晶體M5之輸出端電性耦接於電容Cs之第一端。同樣地,在第1圖中,係以金氧半場效應電晶體為例來說明本發明之結構配置,其次,該些電晶體中的奇數電晶體(諸如第一電晶體M3、M5)為N型電晶體,該些電晶體中的偶數電晶體(諸如第四電晶體M4)為P型電晶體,然其並非用以限制本發明,任何熟習此技藝者在本發明實施例的精神下,當可依照實際需求以選擇性地採用適當之元件來實現本發明。
為更進一步闡釋本發明實施例之驅動電路100於結構與操作上之配置所能達到的功效,請參照以下說明。於資料寫入期間T1,充電電路110之第四電晶體M4根據電流源Idata所提供的電流以對電容Cs進行充電,在此,電容Cs之充電公式如下所示:
其中Kp為第四電晶體M4之傳導參數,VTH_M4為第四電晶體M4之臨界電壓。
請繼續參照第1與2圖,於發光期間T2,掃描線500所提供的掃描信號Vscan為低位準信號,第二電晶體M2根據掃描線500所提供之掃描信號而開啟,藉使電容Cs提供充電電壓VCS予第一電晶體M1之控制端與輸出端之間,此時,第一電晶體M1的VGS等於電容Cs所提供的充電電
壓VCS,第一電晶體M1即可根據充電電壓VCS以驅動有機發光二極體OLED。由於OLED的電流與第一電晶體M1的VGS相關,首先,將OLED的電流的公式整理如下:I OLED =K n (V GS -V TH_M1)2......公式2其中Kn為第一電晶體M1之傳導參數,VGS為第一電晶體M1閘極與源極之間的跨壓,VTH_M1為第一電晶體M1之臨界電壓。
接著,在上述發光期間T2,由於第一電晶體M1的VGS等於電容Cs所提供的充電電壓VCS,因此,可將公式1之充電電壓VCS帶入公式2之第一電晶體M1的VGS項次內,而得到以下公式:
在此需說明的是,由於充電電路100內部的臨界電壓VTH_M4與第一電晶體M1的臨界電壓VTH_M1之間的不匹配(dismatch)之狀況對IOLED的影響較小,從而得以被忽略。為證實上述電路間臨界電壓不匹配之狀況對IOLED的影響極微,因而採用Smart-SPICE的內建Device Model(n/pmos level=36)來對驅動電路100進行驗證,其中所採用的參數為W/L_M3,5=8μm/3.84um(n-type)、W/L_M2,4=8μm/3.84um(p-type)、W/L_M1=50/3.84um(n-type)、Cs=0.6pF、VTH=1 or-1V、Idata=10uA、Vscan_low=-10V、Vscan_high=28V、VDD=10V、VSS=ground,其驗證結果請參照第3圖,其係繪示依照本發明再一實施例的驅動電路
驗證波形示意圖。其中W為通道寬,L為通道長,Vscan_low為低位準信號,Vscan_high為高位準掃描信號。
如第3圖所示,Origin為臨界電壓VTH未偏移的狀況,當臨界電壓VTH偏移0.33V時,IOLED的偏差比(Error-Rate)僅為6.55%,而當臨界電壓VTH偏移0.5V時,IOLED的偏差比亦僅為10.41%,由此可證實臨界電壓VTH偏移對IOLED的影響極微,因此,上述公式3中的臨界電壓
VTH不匹配得以被忽略,亦即|V TH_M4-V TH_M1|的值遠小於,
所以可以忽略不計,是以公式3可重新整理如下:
因此,由上開公式4可知,本發明實施例之驅動電路100可藉由調配Kn與Kp,以調整IOLED與Idata之間的比例,如此,將能改善採用電流編碼模式的顯示面板中,當顯示面板欲顯示低灰階時,由於資料電流(Idata)較小,導致資料電流寫入電容之時間大幅度提升的問題,進而將資料寫入階段的持續時間控制在一定時限內,而能避免資料寫入失敗的狀況。更甚者,當驅動電路100之各元件或有機發光二極體OLED發生劣化時,亦能透過調配Kn與Kp以對上述劣化狀況進行補償。
100‧‧‧驅動電路
M3‧‧‧第三電晶體
110‧‧‧充電電路
M4‧‧‧四電晶體
500‧‧‧掃描線
M5‧‧‧第五電晶體
Cs‧‧‧電容
OLED‧‧‧有機發光二極體
Idata‧‧‧電流源
VDD‧‧‧電壓源
M1‧‧‧第一電晶體
Vscan‧‧‧掃描信號
M2‧‧‧第二電晶體
VSS‧‧‧接地端
IOLED‧‧‧有機發光二極體電流
Claims (10)
- 一種驅動電路,用以驅動一顯示面板內之一有機發光二極體,該顯示面板包含複數條掃描線,該驅動電路包含:一第一電晶體,包含:一輸入端,電性耦接於一電壓源;一控制端;以及一輸出端,電性耦接於該有機發光二極體;一電容,包含:一第一端,電性耦接於該第一電晶體之該控制端;以及一第二端;一第二電晶體,包含:一輸入端,電性耦接於該電容之該第二端;一控制端,電性耦接於該些掃描線其中一者;以及一輸出端,電性耦接於該第一電晶體之該輸出端;以及一充電電路,電性耦接於該電容之該第一端、該第二端、該掃描線及一電流源。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該第二電晶體於一資料寫入期間根據該掃描線所提供之一第一掃描信號而關閉,該充電電路於該資料寫入期間根據該掃描線所傳 輸之該第一掃描信號而開啟以對該電容進行充電。
- 如請求項2所述之驅動電路,其中該第一掃描信號為低位準信號。
- 如請求項2所述之驅動電路,其中該充電電路於該資料寫入期間根據該電流源所提供的一第一電流以對該電容進行充電。
- 如請求項4所述之驅動電路,其中該第二電晶體於一發光期間根據該掃描線所提供之一第二掃描信號而開啟,藉使該電容提供一充電電壓予該第一電晶體之該控制端與該輸出端之間。
- 如請求項5所述之驅動電路,其中該第二掃描信號為高位準信號。
- 如請求項5所述之驅動電路,其中該第一電晶體於該發光期間根據該充電電壓以驅動該有機發光二極體。
- 如請求項5所述之驅動電路,其中該充電電路更包含: 一第三電晶體,包含:一輸入端;一控制端,電性耦接於該掃描線;以及一輸出端,電性耦接於該電流源;以及一第四電晶體,包含:一輸入端,電性耦接於該電壓源;一控制端,電性耦接於該電容之該第二端;以及一輸出端,電性耦接於該第三電晶體之該輸入端。
- 如請求項8所述之驅動電路,其中於該發光期間該電壓源提供該有機發光二極體一第二電流,其中該第二電流與該電流源所提供的該第一電流之間具有以下關係式:
- 如請求項8所述之驅動電路,其中該充電電路更包含:一第五電晶體,包含:一輸入端,電性耦接於該第四電晶體之該輸入端與該電壓源; 一控制端,電性耦接於該掃描線;以及一輸出端,電性耦接於該電容之該第一端。
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