TW201508908A - 有機發光二極體的畫素電路 - Google Patents

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Bo-Jhang Sun
Chin-Hai Huang
Szu-Chi Huang
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Abstract

有機發光二極體的畫素電路,包括一有機發光二極體、一第一電晶體、一第二電晶體及一電容。有機發光二極體接收一第一電壓。第一電晶體的一端耦接有機發光二極體,第一電晶體的另一端接收一第二電壓。第二電晶體的一端耦接第一電晶體的一端,第二電晶體的另一端耦接第一電晶體的控制端,第二電晶體的控制端接收一掃描信號。電容耦接於第一電晶體的控制端與一第三電壓之間。當掃描信號為致能時,第二電壓設定為一資料電壓,第三電壓設定為一參考電壓,第一電壓設定為一低電壓。

Description

有機發光二極體的畫素電路
本發明是有關於一種畫素電路,且特別是有關於一種有機發光二極體的畫素電路。
隨著科技的進步,平面顯示器成為近年來最受矚目的顯示技術。其中,有機發光二極體(organic light emitting diode,OLED)顯示器因其自發光、廣視角、省電、製程簡易、低成本、低溫度操作範圍、高應答速度以及全彩化等優點而具有極大的應用潛力,可望成為下一代的平面顯示器之主流。
為了控制有機發光二極體的發光亮度,有機發光二極體通常會串接一電晶體。透過控制電晶體的導通程度,可控制流經有機發光二極體的電流,進而控制有機發光二極體的發光亮度。一般而言,由於電晶體的電氣特性的影響,各畫素的顯示效果可能會不同。因此,如何透過電路設計使各畫素的顯示效果相同則成為驅動有機發光二極體的一個重要課題。
本發明提供一種有機發光二極體的畫素電路,可提升畫面的顯示品質。
本發明的有機發光二極體的畫素電路,包括一有機發光二極體、一第一電晶體、一第二電晶體及一第一電容。有機發光二極體接收一第一電壓。第一電晶體具有一第一端、一第二端及一第一控制端,其中第一端耦接有機發光二極體,第二端接收一第二電壓。第二電晶體具有一第三端、一第四端及一第二控制端,其中第三端耦接第一端,第四端耦接第一控制端,第二控制端接收一掃描信號。第一電容耦接於第一控制端與一第三電壓之間。當掃描信號為致能時,第二電壓設定為一資料電壓,第三電壓設定為一參考電壓,第一電壓設定為一低電壓,其中參考電壓及資料電壓小於等於一高電壓,參考電壓及資料電壓大於等於低電壓。
基於上述,本發明實施例有機發光二極體的畫素電路,其有機發光二極體的亮度受控於資料電壓及參考電壓,因此可消除第一電晶體的臨界電壓的影響,亦即可視為對臨界電壓進行補償。
C1‧‧‧第一電容
ID‧‧‧電流
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
M3a、M3b、M3c‧‧‧第三電晶體
M4a、M4b、M4c‧‧‧第四電晶體
OD1‧‧‧有機發光二極體
PI‧‧‧資料寫入期間
PL‧‧‧發光期間
PR‧‧‧重置期間
PX1、PX2、PX3、PX4‧‧‧畫素電路
SC‧‧‧掃描信號
SW11、SW21、SW31‧‧‧第一開關信號
SW12、SW22、SW32‧‧‧第二開關信號
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
V3‧‧‧第三電壓
VD‧‧‧資料電壓
Vg‧‧‧閘極電壓
VH‧‧‧高電壓
VL‧‧‧低電壓
VR‧‧‧參考電壓
圖1A為依據本發明第一實施例的有機發光二極體的畫素電路的電路示意圖。
圖1B為依據本發明第一實施例的畫素電路的驅動波形示意圖。
圖2A為依據本發明第二實施例的有機發光二極體的畫素電路的電路示意圖。
圖2B為依據本發明第二實施例的畫素電路的驅動波形示意圖。
圖3A為依據本發明第三實施例的有機發光二極體的畫素電路的電路示意圖。
圖3B為依據本發明第三實施例的畫素電路的驅動波形示意圖。
圖4A為依據本發明第四實施例的有機發光二極體的畫素電路的電路示意圖。
圖4B為依據本發明第四實施例的畫素電路的驅動波形示意圖。
圖1A為依據本發明第一實施例的有機發光二極體的畫素電路的電路示意圖。請參照圖1A,在本實施例中,畫素電路PX1包括有機發光二極體OD1、第一電晶體M1、第二電晶體M2、第一電容C1,其中第一電晶體M1及第二電晶體M2分別為一N型電晶體。有機發光二極體OD1的陰極接收第一電壓V1,有機發光二極體OD1的陽極耦接第一電晶體M1的汲極(對應第一端)。第 一電晶體M1的源極(對應第二端)接收第二電壓V2。第二電晶體M2的汲極(對應第三端)耦接第一電晶體M1的汲極,第二電晶體M2的源極(對應第四端)耦接第一電晶體M1的閘極(對應第一控制端),第二電晶體M2的閘極(對應第二控制端)接收掃描信號SC。第一電容C1耦接於第一電晶體M1的閘極與第三電壓V3之間。
圖1B為依據本發明第一實施例的畫素電路的驅動波形 示意圖。請參照圖1A及圖1B,在本實施例中,畫素電路PX1的操作時序至少分為三個期間,例如重置期間PR、資料寫入期間PI及發光期間PL。其中,資料寫入期間PI鄰接重置期間PR及發光期間PL,且重置期間PR先於發光期間PL。
在重置期間PR中,掃描信號SC會為禁能(例如為低電 壓準位),第一電壓V1及第二電壓V2設定為低電壓VL,第三電壓V3設定為高電壓VH。此時,第一電晶體M1會呈現導通,第二電晶體M2會呈現不導通,而有機發光二極體OD1會呈現逆偏而不導通。藉此,第一電晶體M1的閘極電壓Vg會被重置。
在資料寫入期間PI中,掃描信號SC為致能(例如為高 電壓準位),第一電壓V1設定為低電壓VL,第二電壓V2設定為資料電壓VD,第三電壓V3設定為參考電壓VR。其中,參考電壓VR及資料電壓VD通常小於等於高電壓VH,參考電壓VR及資料電壓VD通常大於等於低電壓VL。此時,第一電晶體M1及第二電晶體M2會呈現導通,而有機發光二極體OD1仍會呈現逆 偏而不導通。藉此,第一電晶體M1的閘極電壓Vg會被充電至VD+Vth,其中VD為資料電壓VD,Vth為電晶體M1的臨界電壓。
在發光期間PL中,掃描信號SC為禁能,第一電壓V1設定為高電壓VH,第二電壓V2及第三電壓V3設定為低電壓VL。 此時,第一電晶體M1會呈現導通,第二電晶體M2會呈現不導通,而有機發光二極體OD1會呈現順偏而導通。並且,第一電晶體M1的閘極電壓Vg會為VD+Vth-VR+VL,其中VR為參考電壓VR,VL為低電壓VL,而流經第一電晶體M1的電流ID(即流經有機發光二極體OD1的電流)會為k(VD+Vth-VR+VL-VL-Vth)2,其中k為第一電晶體M1的電流係數。經簡化後,電流ID會為k(VD-VR)2。其中,參考電壓VR可以依據電路需求作調整,例如作電壓補償,但在部分實施例中,參考電壓VR可以設定為接地電壓,以致於電流ID會為k(VD)2,亦即有機發光二極體OD1的亮度完全受控於資料電壓VD。
依據上述,本發明實施例的畫素電路PX1的有機發光二 極體OD1的亮度受控於資料電壓VD及參考電壓VR,因此電晶體M1的臨界電壓Vth的影響被消除,亦即可視為對臨界電壓Vth進行補償。並且,由於畫素電路PX1採用倒置式有機發光二極體OD1來做設計,亦即第一電晶體M1的汲極耦接有機發光二極體OD1,因此有機發光二極體OD1的跨壓對於電流ID的影響較低,亦即有機發光二極體OD1的亮度會較穩定。此外,上述第一電晶體M1及第二電晶體M2皆為N型電晶體,因此可降低硬體成本 並且簡化畫素電路PX1的製程。
圖2A為依據本發明第二實施例的有機發光二極體的畫 素電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖2A,在本實施例中,相較於畫素電路PX1,畫素電路PX2更包括第三電晶體M3a及第四電晶體M4a,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第三電晶體M3a及第四電晶體M4a例如皆為N型電晶體。
第三電晶體M3a的汲極(對應第五端)耦接第一電晶體 M1的源極,第三電晶體M3a的源極(對應第六端)接收第二電壓V2,第三電晶體M3a的閘極(對應第三控制端)接收第一開關信號SW11。其中,第一電晶體M1的源極會透過導通的第三電晶體M3a接收第二電壓V2。第四電晶體M4a的汲極(對應第七端)耦接第一電晶體M1的源極,第四電晶體M4a的源極(對應第八端)接收第三電壓V3,第四電晶體M4a的閘極(對應第四控制端)接收第二開關信號SW12。
圖2B為依據本發明第二實施例的畫素電路的驅動波形 示意圖。請參照圖1A、圖1B、圖2A及圖2B,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第一開關信號SW11致能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為高電壓準位),第一開關信號SW11禁能於發光期間PL(例如為低電壓準位)。第二開關信號SW12禁能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為低電壓準位),第二開關信號SW12致能於發光期間PL(例如為高電壓準位)。換言之,第一開關信號SW11相反於第二開關信號 SW12,亦即第二開關信號SW12可視為第一開關信號SW11的反相信號。
依據上述,第三電晶體M3a受控於第一開關信號SW11而導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第三電晶體M3a受控於第一開關信號SW11而不導通於發光期間PL。第四電晶體M4a受控於第二開關信號SW12而不導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第四電晶體M4a受控於第二開關信號SW12而導通於發光期間PL。其中,畫素電路PX2的電路運作會大致相同於畫素電路PX1的電路運作。
圖3A為依據本發明第三實施例的有機發光二極體的畫 素電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖3A,在本實施例中,相較於畫素電路PX1,畫素電路PX3更包括第三電晶體M3b及第四電晶體M4b,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第三電晶體M3b例如為N型電晶體,及第四電晶體M4a例如為P型電晶體。
第三電晶體M3b的汲極(對應第五端)耦接第一電晶體 M1的源極,第三電晶體M3b的源極(對應第六端)接收第二電壓V2,第三電晶體M3b的閘極(對應第三控制端)接收第一開關信號SW21。其中,第一電晶體M1的源極會透過導通的第三電晶體M3b接收第二電壓V2。第四電晶體M4b的汲極(對應第七端)耦接第一電晶體M1的源極,第四電晶體M4b的源極(對應第八端)接收第三電壓V3,第四電晶體M4b的閘極(對應第四控制端) 接收第二開關信號SW22。
圖3B為依據本發明第三實施例的畫素電路的驅動波形 示意圖。請參照圖1A、圖1B、圖3A及圖3B,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第一開關信號SW21致能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為高電壓準位),第一開關信號SW21禁能於發光期間PL(例如為低電壓準位)。第二開關信號SW22禁能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為高電壓準位),第二開關信號SW22致能於發光期間PL(例如為低電壓準位)。換言之,第一開關信號SW21相同於第二開關信號SW22。
依據上述,第三電晶體M3b受控於第一開關信號SW21 而導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第三電晶體M3b受控於第一開關信號SW21而不導通於發光期間PL。第四電晶體M4b受控於第二開關信號SW22而不導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第四電晶體M4b受控於第二開關信號SW22而導通於發光期間PL。其中,畫素電路PX3的電路運作會大致相同於畫素電路PX1的電路運作。
圖4A為依據本發明第四實施例的有機發光二極體的畫 素電路的電路示意圖。請參照圖1A及圖4A,在本實施例中,相較於畫素電路PX1,畫素電路PX4更包括第三電晶體M3c及第四電晶體M4c,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第三電晶體M3c例如為P型電晶體,及第四電晶體M4c例如為N型電晶體。
第三電晶體M3c的汲極(對應第五端)耦接第一電晶體M1的源極,第三電晶體M3c的源極(對應第六端)接收第二電壓V2,第三電晶體M3c的閘極(對應第三控制端)接收第一開關信號SW31。其中,第一電晶體M1的源極會透過導通的第三電晶體M3c接收第二電壓V2。第四電晶體M4c的汲極(對應第七端)耦接第一電晶體M1的源極,第四電晶體M4c的源極(對應第八端)接收第三電壓V3,第四電晶體M4c的閘極(對應第四控制端)接收第二開關信號SW32。
圖4B為依據本發明第四實施例的畫素電路的驅動波形示意圖。請參照圖1A、圖1B、圖4A及圖4B,其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中,第一開關信號SW31致能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為低電壓準位),第一開關信號SW31禁能於發光期間PL(例如為高電壓準位)。第二開關信號SW32禁能於重置期間PR及資料寫入期間PI(例如為低電壓準位),第二開關信號SW32致能於發光期間PL(例如為高電壓準位)。換言之,第一開關信號SW31相同於第二開關信號SW32。
依據上述,第三電晶體M3c受控於第一開關信號SW31而導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第三電晶體M3c受控於第一開關信號SW31而不導通於發光期間PL。第四電晶體M4c受控於第二開關信號SW32而不導通於重置期間PR及資料寫入期間PI,並且第四電晶體M4c受控於第二開關信號SW32而導通於發光期間PL。其中,畫素電路PX4的電路運作會大致相同於 畫素電路PX1的電路運作。
綜上所述,本發明實施例之有機發光二極體的畫素電路,其有機發光二極體的亮度受控於資料電壓及參考電壓,因此可消除第一電晶體的臨界電壓的影響,亦即可視為對臨界電壓進行補償。並且,由於第一電晶體汲極耦接有機發光二極體,因此有機發光二極體的跨壓對於第一電晶體的汲極電流的影響較低,亦即有機發光二極體的亮度會較穩定。此外,當畫素電路中的電晶體皆為N型電晶體時,因此可降低硬體成本並且簡化畫素電路的製程。
C1‧‧‧第一電容
ID‧‧‧電流
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
OD1‧‧‧有機發光二極體
PX1‧‧‧畫素電路
SC‧‧‧掃描信號
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧第二電壓
V3‧‧‧第三電壓
Vg‧‧‧閘極電壓

Claims (11)

  1. 一種有機發光二極體的畫素電路,包括:一有機發光二極體,接收一第一電壓;一第一電晶體,具有一第一端、一第二端及一第一控制端,該第一端耦接該有機發光二極體,該第二端接收一第二電壓;一第二電晶體,具有一第三端、一第四端及一第二控制端,該第三端耦接該第一端,該第四端耦接該第一控制端,該第二控制端接收一掃描信號;以及一第一電容,耦接於該第一控制端與一第三電壓之間;其中,當該掃描信號為致能時,該第二電壓設定為一資料電壓,該第三電壓設定為一參考電壓,該第一電壓設定為一低電壓,其中該參考電壓及該資料電壓小於等於一高電壓,該參考電壓及該資料電壓大於等於該低電壓。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該掃描信號致能於一資料寫入期間,該資料寫入期間鄰接一重置期間及一發光期間,且該重置期間先於該發光期間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中在該重置期間,該掃描信號為禁能,該第一電壓及該第二電壓設定為該低電壓,該第三電壓設定為該高電壓。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中在該發光期間,該掃描信號為禁能,該第一電壓設定為該高電壓,該第二電壓及該第三電壓設定為該低電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體的畫素電路,更包括:一第三電晶體,具有一第五端、一第六端及一第三控制端,該第五端耦接該第一電晶體的該第二端,該第六端接收該第二電壓,該第三控制端接收一第一開關信號,其中該第一電晶體的該第二端透過該第三電晶體接收該第二電壓;以及一第四電晶體,具有一第七端、一第八端及一第四控制端,該第七端耦接該第一電晶體的該第二端,該第八端接收該第三電壓,該第四控制端接收一第二開關信號;其中,當該掃描信號為致能時,該第三電晶體受控於該第一開關信號而導通,該第四電晶體受控於該第二開關信號而不導通。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該掃描信號致能於一資料寫入期間,該資料寫入期間鄰接一重置期間及一發光期間,該重置期間先於該發光期間,其中該第三電晶體受控於該第一開關信號而導通於該重置期間及該資料寫入期間,該第四電晶體受控於該第二開關信號而導通於該發光期間。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體及該第四電晶體分別為一N型電晶體,該第一開關信號相反於該第二開關信號。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體的畫素電 路,其中該第一電晶體、該第二電晶體及該第三電晶體分別為一N型電晶體,該第四電晶體為一P型電晶體,該第一開關信號相同於該第二開關信號。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該第一電晶體、該第二電晶體及該第四電晶體分別為一N型電晶體,該第三電晶體為一P型電晶體,該第一開關信號相同於該第二開關信號。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該有機發光二極體的陰極接收該第一電壓,該有機發光二極體的陽極耦接該第一電晶體的該第一端。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體的畫素電路,其中該參考電壓為一接地電壓。
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