TW201506874A - 有機發光二極體之畫素驅動電路 - Google Patents

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Abstract

一種有機發光二極體之畫素驅動電路，其包含第一電晶體及電容，第一電晶體包含第一端、控制端及第二端，電容包含第一端及第二端。電容之第一端及第二端分別與第一電晶體之第一端及控制端電性耦接於第一節點及第二節點。於第一期間電源不供應電源供應電壓予第一節點，第一節點被寫入資料電壓，第二節點被寫入可變電壓。於第二期間電源供應電源供應電壓予第一節點，使第一節點之電壓提升至電源供應電壓，並相應地將第二節點之電壓推升至可變電壓與電源供應電壓之和減去資料電壓，第一電晶體根據第一節點之電壓及二節點之電壓以提供驅動電流予有機發光二極體。

Description

有機發光二極體之畫素驅動電路
本發明係有關於一種畫素驅動電路，且特別是有關於一種有機發光二極體之畫素驅動電路。
在傳統的顯示裝置中，電源透過導線提供電壓給驅動電路，然而，由於導線本身存在阻抗，因此，在導線末端必然會產生電壓衰退的現象，而此現象將會導致有機發光二極體之畫素驅動電流下降，使得顯示裝置產生明暗不均的狀況。隨著科技的發展，顯示裝置逐漸朝著大尺寸的方向進展，而上述現象在大尺寸的顯示裝置尤其明顯。
此外，由於有機發光二極體之畫素驅動電路中所採用的電晶體不盡相同，因此，其製程及元件特性必然不同，當製程不同或其餘因素不同時，將造成電晶體的臨界電壓不同，如此，亦會導致顯示裝置產生明暗不均的現象。
再者，有機發光二極體之元件生命週期有限，因此，有機發光二極體之特性將隨著顯示時間而逐漸衰退，此一現象亦將影響有機發光二極體之亮度，進而使得顯示 裝置產生明暗不均的狀況。
本發明內容之一目的是在提供一種有機發光二極體之畫素驅動電路，藉以改善先前技術所存在的問題。
為達上述目的，本發明內容之一技術態樣係關於一種有機發光二極體之畫素驅動電路。前述有機發光二極體之畫素驅動電路包含第一電晶體及電容，第一電晶體包含第一端、控制端及第二端，電容包含第一端及第二端。第一電晶體之第一端電性耦接於電源，第一電晶體之第二端電性耦接於有機發光二極體，電容之第一端與第一電晶體之第一端電性耦接於第一節點，電容之第二端與第一電晶體之控制端電性耦接於第二節點。於第一期間電源不供應電源供應電壓予第一節點，第一節點被寫入資料電壓，第二節點被寫入可變電壓。於第二期間電源供應電源供應電壓予第一節點，使第一節點之電壓提升至電源供應電壓，並相應地將第二節點之電壓推升至可變電壓與電源供應電壓之和減去資料電壓，第一電晶體根據第一節點之電壓及二節點之電壓以提供驅動電流予有機發光二極體。
根據本發明一實施例，前述可變電壓可被調整，以補償驅動電流。
根據本發明另一實施例，前述資料電壓可被調整，以補償驅動電流。
根據本發明再一實施例，前述驅動電流係根據以下式子所產生： I OLED =K(V data -V R -|V TH |2)；其中IOLED為驅動電流、K為第一電晶體之傳導參數、Vdata為資料電壓、Vr為可變電壓、VTH為第一電晶體之臨界電壓。
根據本發明又一實施例，前述可變電壓可被調整，以補償第一電晶體之臨界電壓。
根據本發明另一實施例，前述資料電壓可被調整，以補償第一電晶體之臨界電壓。
根據本發明再一實施例，前述有機發光二極體電性耦接於參考電壓端，其中參考電壓端於第一期間不供應參考電壓予有機發光二極體，參考電壓端於第二期間供應參考電壓予有機發光二極體。
根據本發明又一實施例，前述有機發光二極體之畫素驅動電路更包含第二電晶體及第三電晶體。第二電晶體及第三電晶體均包含第一端、控制端及第二端。第二電晶體之第一端電性耦接於第一節點，第二電晶體之控制端電性耦接於掃描線，第二電晶體之第二端電性耦接於資料線。第三電晶體之第一端電性耦接於第二節點，第三電晶體之控制端電性耦接於掃描線，第三電晶體之第二端電性耦接於可變電源。於第一期間，掃描線傳送掃描電壓至第二電晶體之控制端及第三電晶體之控制端，使第二電晶體開啟並對第一節點寫入資料電壓，且第三電晶體開啟並對第二節點寫入可變電壓。
根據本發明另一實施例，前述第一電晶體為P型電 晶體，第二及第三電晶體為N型電晶體。
根據本發明再一實施例，前述第一、第二及第三電晶體皆為P型電晶體。
因此，根據本發明之技術內容，本發明實施例藉由提供一種驅動電路，藉以改善由於電壓衰退、電晶體的臨界電壓不同及有機發光二極體之特性衰退所產生之顯示裝置明暗不均的問題。
100‧‧‧驅動電路
200‧‧‧有機發光二極體
300‧‧‧掃描線
400‧‧‧資料線
Cs‧‧‧電容
IOLED‧‧‧驅動電流
K‧‧‧第一電晶體之傳導參數
T1‧‧‧第一期間
T2‧‧‧第二期間
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
M3‧‧‧第三電晶體
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
Vdata‧‧‧資料電壓
VD‧‧‧汲極電壓
VG‧‧‧閘極電壓
VH‧‧‧電源
Vh‧‧‧電源供應電壓
VL‧‧‧參考電壓端
V1‧‧‧參考電壓
VR‧‧‧可變電源
Vr‧‧‧可變電壓
Vscan‧‧‧掃描電壓
VS‧‧‧源極電壓
VSG‧‧‧第一電晶體之第一端與 控制端之間的電壓差
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示依照本發明一實施例的一種有機發光二極體之畫素驅動電路之示意圖。
第2圖係繪示依照本發明第1圖之有機發光二極體之畫素驅動電路的驅動波形之示意圖。
第3圖係繪示依照本發明第1圖之有機發光二極體之畫素驅動電路的驗證示意圖。
第1圖係依照本發明一實施例繪示一種有機發光二極體之畫素驅動電路100的示意圖。如圖所示，有機發光二極體之畫素驅動電路100係用以驅動有機發光二極體200。前述有機發光二極體之畫素驅動電路100包含第一電晶體M1及電容Cs，第一電晶體M1包含第一端、控制端及 第二端，電容Cs包含第一端及第二端。第一電晶體M1之第一端電性耦接於電源VH，第一電晶體M1之第二端電性耦接於有機發光二極體200，電容Cs之第一端與第一電晶體M1之第一端電性耦接於第一節點N1，電容Cs之第二端與第一電晶體M1之控制端電性耦接於第二節點N2。
再者，為使本發明更易於理解，在此，請一併配合第2圖以例示性的說明本案，其係繪示依照本發明第1圖之有機發光二極體之畫素驅動電路的一種驅動波形之示意圖，其中Vh為電源VH所輸出之電源供應電壓。如圖所示，於第一期間T1電源VH不供應電源供應電壓Vh予第一節點N1，在此同時，第一節點N1被寫入資料電壓Vdata，第二節點N2被寫入可變電壓Vr。
於第二期間T2電源VH供應電源供應電壓Vh予第一節點N1，藉使第一節點N1之電壓提升至電源供應電壓Vh，並相應地將第二節點N2之電壓推升至可變電壓Vr與電源供應電壓Vh之和減去資料電壓Vdata。隨後，第一電晶體M1即可根據第一節點N1之電壓及第二節點N2之電壓以提供驅動電流IOLED予有機發光二極體200。
如此一來，由於可變電壓Vr係可依據使用者之需求而進行調整，因此，當電源VH供應之電源供應電壓Vh透過導線而有電壓衰退時，可藉由調整可變電壓Vr而補償衰退之電壓，此外，當有機發光二極體200之特性衰退而導致顯示裝置產生明暗不均時，可透過調整可變電壓Vr而補償有機發光二極體200之特性衰退。
總結而論，當顯示裝置之電子元件的參數不同或衰退時，均可透過本發明實施之驅動電路100以調整可變電壓Vr來對其進行補償，進而改善顯示裝置之明暗不均的問題，提高顯示裝置之顯示品質。
在本實施例中，除了前述可變電壓Vr可被調整，以補償驅動電流IOLED以外，前述資料電壓Vdata亦可被調整，以補償驅動電流IOLED，是以驅動電流IOLED之大小得以維持，進而維持顯示裝置之亮度，提升顯示裝置之顯示品質。
關於前述驅動電流IOLED，其原始公式為：I OLED =K(V SG -|V TH |)2....(1)
其中IOLED為驅動電流、K為第一電晶體M1之傳導參數、VSG為第一電晶體M1之第一端與控制端之間的電壓差、VTH為第一電晶體M1之臨界電壓。
於電性操作上，首先，驅動電路100在第一期間T1於第一節點N1寫入資料電壓Vdata，同時於第二節點N2寫入可變電壓Vr。其次，驅動電路100之第一節點N1在第二期間接收電源VH供應電源供應電壓Vh，使得第一節點N1之電壓提升至電源供應電壓Vh，並相應地將第二節點N2之電壓推升至可變電壓Vr與電源供應電壓Vh之和減去資料電壓Vdata。
舉例而言，第一電晶體M1之第一端可為源極，第一電晶體M1之控制端可為閘極，由於第一節點N1電性耦接於第一電晶體M1之源極，而第二節點N2電性耦接於第 一電晶體M1之閘極，亦即於第二期間T2時，第一電晶體M1之源極的電壓為Vh，而第一電晶體M1之閘極的電壓為Vr+Vh-Vdata，將上述電壓值帶入公式(1)，可得到以下式子：I OLED =K([V h -(V r +V h -V data )-|V TH |])2......(2)
其中Vdata為資料電壓、Vr為可變電壓。
再者，將上述公式(2)進行進行整理後，可得到以下式子：I OLED =K(V data -V r -|V TH |)2......(3)
據此，當顯示裝置之電子元件的參數不同或衰退時，由上述式子可知，藉由本發明實施之驅動電路100即可調整可變電壓Vr來對其進行補償，進而改善顯示裝置之明暗不均的問題，提高顯示裝置之顯示品質。
在本實施例中，前述式子中之可變電壓Vr可被調整，以補償第一電晶體M1之臨界電壓VTH，再者，前述資料電壓Vdata亦可被調整，以補償第一電晶體M1之臨界電壓VTH，從而使得驅動電流IOLED維持穩定，進而維持顯示裝置之亮度，提升顯示裝置之顯示品質。
在本實施例中，請同時參照第1圖與第2圖，有機發光二極體200電性耦接於參考電壓端VL，其中參考電壓端VL於第一期間T1不供應參考電壓V1予有機發光二極體200，此參考電壓端V1是於第二期間T2才供應參考電壓予有機發光二極體200。
請參閱第1圖，前述有機發光二極體之畫素驅動電 路100係用以驅動顯示面板之有機發光二極體200，顯示面板包含掃描線300及資料線400，其中有機發光二極體之畫素驅動電路100更包含第二電晶體M2及第三電晶體M3。第二電晶體M2及第三電晶體M3均包含第一端、控制端及第二端。第二電晶體M2之第一端電性耦接於第一節點N1，第二電晶體M2之控制端電性耦接於掃描線300，第二電晶體M2之第二端電性耦接於資料線400。
再者，第三電晶體M3之第一端電性耦接於第二節點N2，第三電晶體M3之控制端電性耦接於掃描線300，第三電晶體M3之第二端電性耦接於可變電源VR。
同樣地，為使本發明更易於理解，請一併參照第1圖與第2圖，於第一期間T1，掃描線300傳送掃描電壓Vscan至第二電晶體M2之控制端及第三電晶體M3之控制端，使第二電晶體M2開啟並對第一節點N1寫入資料電壓Vdata，且第三電晶體M3開啟並對第二節點N2寫入可變電壓Vr，其中資料電壓Vdata係由資料線400所輸出，可變電壓Vr係由可變電源VR所輸出。
如此一來，使用者可依據需求而藉由可變電源VR對可變電壓Vr進行調整，因此，當電源VH供應之電源供應電壓Vh透過導線而有電壓衰退時，可藉由調整可變電壓Vr而補償衰退之電壓，此外，當電晶體的M1~M3臨界電壓不同或有機發光二極體200之特性衰退而導致顯示裝置明暗不均時，均可透過調整可變電壓Vr而補償臨界電壓或有機發光二極體200之特性衰退。
於本實施例中，請看到第1圖，前述第一電晶體M1可為P型電晶體，第二及第三電晶體M2、M3為N型電晶體。然而，本發明並不以此為限，在一實施例中，前述第一、第二及第三電晶體M1~M3亦可皆為P型電晶體，可依照實際需求而選擇性地配置適當之電晶體類型。
為驗證上述電路的操作狀況，本發明實施例採用Smart-SPICE的內建Device Model來對驅動電路100進行驗證，其中所採用的參數為第一電晶體之W/L為50/3.84um(P-type)、第二及三電晶體之W/L為8μm/3.84um(n-type)、Cs=2.5pF、第一電晶體之VTH為-3、第二及三電晶體之VTH為1、Vdata=0~5V、Vscan=-10~20V、Vr=0~2V、Vh=12V、V1=0V，其中W為通道寬，L為通道長，VTH為電晶體之臨界電壓，Vdata為資料線所輸出之資料信號，Vscan為掃描線300所輸出之掃描信號，Vr為可變電源VR所輸出之可變電壓，Vh為電源VH所輸出之電源供應電壓，V1為參考電壓端VL所輸出之參考電壓。
上述驗證結果請參照第3圖，其係繪示依照本發明第1圖之有機發光二極體之畫素驅動電路的驗證示意圖。如圖所示，在時間30μs後第一電晶體M1之各端點電壓趨於穩定，由圖中得以看出第一電晶體M1之源極(第一端)電壓VS大於閘極(控制端)電壓VG，且第一電晶體M1之閘極(控制端)電壓VG大於汲極(第二端)電壓VD，由於第一電晶體M1為P型電晶體，因此，上述電性狀況可使得第一電晶體M1處於飽和模式，如此一來，便可確保 本發明實施例之驅動電路100能夠藉由調整可變電壓Vr，以補償電路中各元件之參數變異所導致驅動電流IOLED下降的狀況，進而改善顯示裝置明暗不均的問題。
由上述本發明實施方式可知，應用本發明具有下列優點。本發明實施例藉由提供一種驅動電路，藉以改善由於電壓衰退、電晶體的臨界電壓不同及有機發光二極體之特性衰退所產生之顯示裝置明暗不均的問題。
100‧‧‧有機發光二極體之畫素驅動電路
200‧‧‧有機發光二極體
300‧‧‧掃描線
400‧‧‧資料線
Cs‧‧‧電容
IOLED‧‧‧驅動電流
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
M3‧‧‧第三電晶體
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
VH‧‧‧電源
VL‧‧‧參考電壓端
VR‧‧‧可變電源

Claims (10)

  1. 一種有機發光二極體之畫素驅動電路，包含：一第一電晶體，包含：一第一端，電性耦接於一電源；一控制端；以及一第二端，電性耦接於一有機發光二極體；一電容，包含：一第一端，與該第一電晶體之該第一端電性耦接於一第一節點；以及一第二端，與該第一電晶體之該控制端電性耦接於一第二節點；其中於一第一期間，該電源不供應一電源供應電壓予該第一節點，且該第一節點被寫入一資料電壓，該第二節點被寫入一可變電壓；其中於一第二期間，該電源供應該電源供應電壓予該第一節點，使該第一節點之電壓提升至該電源供應電壓，並相應地將該第二節點之電壓推升至該可變電壓與該電源供應電壓之和減去該資料電壓，該第一電晶體根據該第一節點之電壓及該二節點之電壓以提供一驅動電流予該有機發光二極體。
  2. 如請求項1所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該可變電壓可被調整，以補償該驅動電流。
  3. 如請求項1所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該資料電壓可被調整，以補償該驅動電流。
  4. 如請求項1所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該驅動電流係根據以下式子所產生：I OLED =K(V data -V r -|V TH |)2；其中IOLED為該驅動電流、K為該第一電晶體之傳導參數、Vdata為該資料電壓、Vr為該可變電壓、VTH為該第一電晶體之一臨界電壓。
  5. 如請求項4所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該可變電壓可被調整，以補償該第一電晶體之該臨界電壓。
  6. 如請求項4所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該資料電壓可被調整，以補償該第一電晶體之該臨界電壓。
  7. 如請求項1所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該有機發光二極體電性耦接於一參考電壓端，其中該參考電壓端於該第一期間不供應一參考電壓予該有機發光二極體，該參考電壓端於該第二期間供應該參考電壓 予該有機發光二極體。
  8. 如請求項1所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，更包含：一第二電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該第一節點；一控制端，電性耦接於一掃描線；以及一第二端，電性耦接於一資料線；以及一第三電晶體，包含：一第一端，電性耦接於該第二節點；一控制端，電性耦接於該掃描線；以及一第二端，電性耦接於一可變電源；其中於該第一期間，該掃描線傳送一掃描電壓至該第二電晶體之該控制端及該第三電晶體之該控制端，藉使該第二電晶體開啟並對該第一節點寫入該資料電壓，且該第三電晶體開啟並對該第二節點寫入該可變電壓。
  9. 如請求項8所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該第一電晶體為P型電晶體，該第二及第三電晶體為N型電晶體。
  10. 如請求項8所述之有機發光二極體之畫素驅動電路，其中該第一、第二及第三電晶體皆為P型電晶體。
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