TW490649B - Drive circuit of a single matrix-type organic electrically triggered light emission pixel - Google Patents

Description

490649 五、發明說明d) 【發明領域 ^發明係為一種單一像素的驅動電路，特別是一種關 於有機電激發光矩陣式單-像素的驅動電路。 【發明背景】

有日機電激發光（Orgamc Electr〇 — Luminescence ;0EL &主w八疋由玻璃基板、透明正電極銦錫氧化物（1 το )、有機 $薄膜（HTUEML)及金屬負電極（Cath〇de)所形成。 ::力:，壓於此有機電激發光顯示器日夺，電子與電洞分別 自極與負電極注入於有機電激發光膜層。冑子與電洞 成激子（EXClt〇n)而釋放出光。有機電激發光 '李统σ，w戶:使用 < 有機電激發光薄膜之不同可概分成兩 料或顏料材料之小分子發光元賴Ql —e —=子;t —則使用共輛性高分子材料 ° ^ # ii ^ έ 〇 ymei： based device)則被稱為pled 效激；？顯示器具有自發光無需背光源、發光 r m μ — *作屯壓、快速應答、無視角限制、掉作严产 犯圍廣、耗電量低、製造成本低 市？:乍：度 等多項優‘點’符合多媒體時代性要：度：$薄 顯示器之明日之星。 σ ^ ^之要未，可謂是 近來由於顯示面板（p a n e丨）解 +

Rate亦隨著升高，但是〇LED 又々而/增加’Puei 容的影響，當操作頻率隨之增 OLED因兀件特性及寄生電容的充放電 、:右）， 關閉（丁_ 0⑴的現象，如第w所示，^有于 V [匕」接在低電位

10^4,、，= 用以控制電晶體4 0的開關而使OLED元件 4^;Γ周整加在資料線30上的脈波寬度及振幅大 操作頻率:“：化因二缺點在於當掃瞄線20及資料線3〇的 於脈】Π二因。生:有= 知㈣無法順咖f §卿；；『=^3== 日士 a路如$1A圖所示’冑電晶體4Q替代為_NpN電晶體Η 守，同樣0LED兀件1〇無法順利進行關閉（Turn 〇f f)。 所以設計一0LED的驅動電路以期能使0LED的操作頻率 挺升，並符合高解析度的要求為一被關注的議題。、 【發明之概述及目的】 本發明主要在於提出一種單一像素（Slngle Pixel)驅 動電路，該驅動方式係以一個電晶體元件加以控制，加速 〇LED元件在充放電時的工作速度’達到需求的工作頻率、 (1 MHz )。 本發明主要在習知驅動電路中增加一放電用旁通電晶 體’用以解決寄生電容造成的反應延遲的效應，以加快電 荷的排除。該電路至少包含：一有機電激發光元件；一第 一電晶體；一第二電晶體；該第一電晶體與該第二電晶體 係為互補式結構，使得資料線利用第一電晶體在驅動〇LED 元件時，第二電晶體是OFF的狀恶並不會造成功率的消耗 ，另外當資料線處於低電位狀態時，第一電晶體是〇FF的 狀態，而當第二電晶體排除多餘電荷後將處於次臨限狀態

490649 五、發明說明（3) ’故整個路徑上只有第一電晶體的漏電流造成功率的消耗 約是p ico W的等級。 ^ 本發明所提之第一電晶體與第二電晶體可以NPN電晶 月豆、PNP電晶體、NM0S與PM0S替代。 再者’本發明所提之驅動電路，更可以配合一電阻的 使用達到線性控制電壓的目的，且該電阻更可以一主動 的電晶體負載替代。 有關本發明之詳細内容及技術，茲就配合圖式說明如 【發明之詳細說明】 由於整個0LED顯示器是採矩陣形式排列，而每一個 0LED兀件形成一個像素（pixel )，所以矩陣形式排列中每 矣列形成一條掃目苗線（Scan Line)，每一行形成一條資料 、、、乳（D a t a L i n e ) ’而罪控制掃目苗線（s c a ^ [ i n e )及資料線 (Data Llne)上的電位來控制〇LED的發光行為。 、為解決習知有機電激發光矩陣式單一像素驅動電路备 f順利進行關閉（Turn 〇ff)的問題，本發明藉由控制掃瞄 …Scan Line)與VDD的運用，達到控制〇LED的目的，本發 明更提出一種在習知驅動電路中增加一放電用旁通電晶體 ，用以解決寄生電容造成的反應延遲的效應，以加快電^ ^除。第2圖為本發明第一實施例中之有機電激發光矩 t式單—像素驅動電路圖，其中VDD為一電壓源，而掃目苗 SCan Une)20用來選擇掃瞄，當掃瞄線（Scan Une)2〇 為低電位時為致能（Enab 1 e )，高電位時為非致能

490649 五、發明說明（4) (Disenable);資料線（Data Llne) 30 用來控制一NpN 带曰 體4丨的開關’而使OLED元件10發光，為加強叽⑽元件^ 開關頻率，故利用一PNP電晶體42來解決寄生電容造成的 反應延遲的效應，以加快電荷的排除，並利用調整加 料線（Data 1^1^)30上的振幅大小來控制亮度的變化。由貝 於當（Data Une)30處於低電位狀態時，NpN=曰^曰 OFF的狀態’而當PNP電晶體42排除多餘電荷；：：於J臨 ’故，個路徑上只有NPN電晶體41的漏電流造成功 率的消耗約是p i c〇W的等級。 其中，上述之NPN電晶體41的集極端耦合至電壓源 (山VDD)，該NPN電晶體41的射極端與該pNp電晶體42 =射極 端共同福合至0LED元件1〇的陽極端，該ΝρΝ電晶體41的美 極端與該Ρ仆電晶體42的基極端共同耗合至資料線 Line)30，該0LED元件1〇的陰極端耗合 L-)2。’謙電晶體崎極端… =二 第以圖、2B圖，2C圖分別為本發明第上：:ND) 機電激發光矩陣式單一像素驅動電路之變形二也 第2A圖說明將NPN電晶體41以一NM〇s u替 44替代。第2B圖說明將PNp電晶體42以 Λ二曰Λ。第2C圖說明將NPN電晶體41以-nm〇s 43 曰代。仍，、、'、/、有與第2圖相同的功能及特性。 其中，在第2A圖中，NM0S 43的汲極端執合至谭

(：DD)，,NM0S 43 , „ ^ , ^ ^ ,pM〇s ^ ；-知及基座知共同耗合至0LED元件1〇的陽極端，該關〇s U

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五、發明說明（5) 的閘極端與該PM0S 44的閘極端並同

Line)3。，該隱元件10的陰：；：= 至資料線㈣ UneWO，該PM0S 44的汲極端耦入1 /至掃猫線（Scan 其中，在第2B圖中，ΝΡΝΦ曰°接地端（GND)。 壓源（VDD)，該NPN電s姊41的'日日肢1的集極端耦合至電 極端及基座端共同：： = ==;該酬…源 晶體41的基極端與該·s 44的"^^山的^極端，該NPN電 (Data Line)30，該0LED元件丨 :二同耦合至資料線 _〇S 44的及極端輕合至接地端

其中，在第2C圖中，NM0S 43的汲極 〇00)，該_0343的源極端及基座^；；^^1/原 4丄k山u 1 士人土丛立而與该ΡΝΡ電晶體42的 "U _ 5 iOLED元件1G的陽極端，該酬s 43的間 極端與該PNP電晶體42的基極端共同耦合至資料線ta Line)30，該0LED元件10的陰極端耦合至掃目苗線 Line)20，該PNP電晶體42的集極端耦合至接地端（GND)。 第3圖為本發明第二實施例中之有機電激發光矩陣式 單一像素驅動電路圖，其中VDD為一可調式電壓源，而掃 目苗線（S c a n L· i n e ) 2 0用來選擇掃瞄，當掃瞄線（s c a n L i n e )

2 0為低電位時為致能（E n a b 1 e )，高電位時為非致能 (Disenable);資料線（Data Line)30 用來控制—NM〇s 43 的開關及調整電壓’而控制OLED元件l〇亮度變化，並配合 一電阻4 5得使用達到線性控制電壓的目的，為加強〇 L E D元 件10的開關頻率，同樣利用一PMOS 44來解決寄生電容造

第8頁 五、發明說明（6) 成的反應延遲的效應，以力体泰朴 NMOS 43的汲極端透過該” ？何的排除、、巾’上述之 ，該_ 43的源極端及：：：串㈣合至電鍾画 座端共同輕合规ED元件44㈣極端Μ 端與該刪S 44的間極二0同的^八極至端43的間極 ，该0LED7C件10的陰極端輕合至掃猫線（Scan Une)2(), 該44的汲極端輕合至接地端（gnd)。 Line)20 苐3 A圖分別為本發明筮-每

陣式單-像素驅動電路之域中之有機電激發光矩 44 ^ ^ » ^pmhq ,ι ,< 又开v。祝明將NMOS 43 以一PMOS 44以一_S 43替代。其中，·OS 44 的源極端及基座端丘同读 44 (_，_〇sH 電阻45的串接輕合至電麼源

F M U b 4 4的〉及極端盘令㈣f) ς /1 q AA、订L 合至OLED元件10的陽搞#二0S 43的汲極端共同耦 43的閘極端共同耗合至料44的間極端與該NM0S ,μ 貝杆線（D a t a L 1 n e ) 3 η，4 η τ r η - 件10的陰極端耦合至掃瞄線（ 忒OLEDtl :4圖為本發明第三實施例中之有

Inmo! tsT^, - ί ΐ I ： ί 圖分別為本發明第三實。t 式早-像素驅動電路之變形 =“文發光矩陣 主動式的NM0S 43，仍铁中的電阻45換成 。 …、有與*3Α®相同的功能及特性 490649 五、發明說明（7) 電路中掃目苗線及資料線的驅動電壓示意圖。 附件1至附件5為一波形量測示意圖，其中，附件1為 第1圖的波形圖；附件2為第1 A圖的波形圖；附件3為第2圖 的波形圖；附件4為第2A圖的波形圖；及附件5為第2C圖的 波形圖。 【本發明之優點】 本發明提出在習知驅動電路中增加一放電用旁通電晶 體，用以解決寄生電容造成的反應延遲的效應，以加快電 荷的排除，更包含下列優點：

(1 ) 具有高解析的高速操作。 (2 ) 實際應用上具有省電的效果。 (3) 藉由調整工作電壓達到呈現灰階（Gray Scale)的效 果。 (4 ) 具有較長的使用壽命。 雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之 精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之 保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 _一 —__ 丨:-種有機電激發光矩陣式單一像素驅動電路，至少包含 有機電激發光元件’該元件具有一陽極端與—陰極 端； 晶體，該 NPNt| 晶 及一基極端； 兒日曰組具有一集極端 :PNP電晶體，該PNP電晶體具有_隹 及一基極端；及 虿集極知 射極端 一射極端 其中上述該NPN電晶體的該隼炻㈣士人 該NPN電晶體的該射極與 厂 至-電壓源， 基極端與該PNP電晶體的該基/，該^N電晶體的該 該有機電激發光元件的該陰極端耦、八冋耦5至—資料線’ 電晶體的該集極端耦合至—接地^ :至一掃瞄線，該PNP 2·如申請專利範圍第1項所述之而 像素驅動電路，其中每一今、兒激發光矩陣式單一 像素。 母為有機電激發光元件形成該單一 3·如申請專利範圍第1項所述之、 像素驅動電路，其中該資料 、兒激發光矩陣式早一 開關，而★該有，電激#光;控㈣㈣«晶體的 4.如申請專利範圍第1項所述之Λ 。， 、。。 像素驅動電路，其中該ΝΡΝ電曰w飞电激發光矩陣式早一 電晶體可以一PM0S替代，t中明；^可以一NM〇S替代，該PNP 極端、-源極端、—基座端及：N 〇S與™各包含-没 厂甲]極端。

   490649 々、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第4項所述之有機電激發光矩陣式單一 像素驅動電路，其中該NM0S的該汲極端耦合至該電壓源， 該N Μ〇S白勺言亥源極端及該基座端與言亥P Μ 0 S白勺該源極端及言亥基 座端共同耦合至該有機電激發光元件的該陽極端，該NM0S 的該閘極端與該PM0S的該閘極端共同耦合至該資料線，該 有機電激發光元件的該陰極端耦合至該掃瞄線，該PM0S的 該汲極端耦合至該接地端。 6. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光矩陣式單一 像素驅動電路，其中該ΡΝΡ電晶體可以該PM0S替代，其中 該Ρ Μ 0 S包含一〉及極端、一源極端、一基座端及一閘極端。 7. 如申請專利範圍第6項所述之有機電激發光矩陣式單一 像素驅動電路，其中該Ν Ρ Ν電晶體的該集極端耦合至該電 壓源，該ΝΡΝ電晶體的該射極端與與該PM0S的該源極端及 該基座端共同耦合至該有機電激發光元件的該陽極端，該 Ν Ρ Ν電晶體的該基極端與該Ρ Μ 0 S的該閘極端共同搞合至該 資料線，該有機電激發光元件的該陰極端耦合至該掃瞄 線，該Ρ Μ 0 S的該汲極端耦合至該接地端。 8. 如申請專利範圍第1項所述之有機電激發光矩陣式單一 像素驅動電路，其中該ΝΡΝ電晶體以該NM0S替代，其中該 Ν Μ 0 S包含一 >及極端、一源極端、一基座端及一閘極端。 9. 如申請專利範圍第8項所述之有機電激發光矩陣式單一 像素驅動電路，其中該NM0S的該汲極端耦合至該電壓源， 該Ν Μ 0 S白勺該源極端及該基座端與該Ρ Ν Ρ電晶體白勺該射極端 共同耦合至該有機電激發光元件的該陽極端，該NM0S的該

   t、申請專利範圍 閘極端與該PNP電晶體的續美★ 日脱的及卷枉鳊共冋耦合至該資料線 元件的該陰極端叙合至華•二 包日日脰的该集極端耦合至該接地端。 一種有機電激發光矩陣式單一像素驅動電路，至少包 一電阻； 端； -有機電激發光元件’帛元件具有—陽極端與一陰極 基座端 基座端 一NMOS ’該NM0S具有一没極端、一源極端 及一閘極端； 一PMOS ’該PM〇s具有一没極端、一源極端 及一閘極端；及 一 •，中上述該NMOS的該汲極端透過該電阻的串接耦合至 兒L源，该NMOS的該源極端及該基座端與該pM〇s的节 極端及該基座端共同耦合至該有機電： 端，該NMOS的节間朽4山盘％PM0S的γ日日 千的^ IV極 一、， 閘極立而與邊PMUb的该閘極端共同耦合至一 :料線，該有機電激發光元件的該陰極端耦合至一掃瞄 線’該PMOS的該汲極端耦合至一接地端。 η·如申請專利範圍第ίο項所述之有機電激發光矩陣式單 -像素驅動電& ’其中每—該有機f激發光元件形成 一像素。 1 2·如申請專利範圍第丨〇項所述之有機電激發光矩陣式單 一像素驅動電路，其中該資料線係用來控制該NPN電晶體 的開關’而使該有機電激發光元件發光。

   ^— 490649 六、申請專利範圍 1 3.如申請專利範圍第1 0項所述之有機電激發光矩陣式單 一像素驅動電路，其中該NM0S與該PM0S可以相互替代。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之有機電激發光矩陣式單 一像素驅動電路，其中該Ρ Μ 0 S的該源極端及該基座端共同 透過該電阻的串接耦合至該電壓源，該PM0S的該汲極端與 該NM0S的該汲極端共同耦合至該有機電激發光元件的該陽 極端，該PM0S的該閘極端與該NM0S的該閘極端共同耦合至 該資料線，該有機電激發光元件的該陰極端耗合至該掃目苗 線，該NM0S的該源極端及該基座端共同耦合至該接地端。 1 5. —種有機電激發光矩陣式單一像素驅動電路，至少包 含： 一主動式NM0S負載，該主動式的NM0S負載具有一没極 端、一源極端、一基座端及一閘極端； 一有機電激發光元件，該元件具有一陽極端與一陰極 端； 一 Ν Μ 0 S，該Ν Μ 0 S具有一没極端、一源極端、一基座端 及一閘極端； 一 Ρ Μ 0 S，該Ρ Μ 0 S具有一；及極端、一源極端、一基座端 及一閘極端；及 其中上述該NM0S的該汲極端耦合至該主動式NM0S負載 的該源極端及該基座端，該主動式NM0S負載的該汲極端及 該閘極端耦合至一電壓源，該NM0S的該源極端及該基座端 與該PM0S的該源極端及該基座端共同耦合至該有機電激發 光元件的該陽極端，該NM0S的該閘極端與該PM0S的該閘極

   490649 六、申請專利範圍 端共同耦合至一資料線，該有機電激發光元件的該陰極端 耦合至一掃瞄線，該PM0S的該汲極端耦合至一接地端。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之有機電激發光矩陣式單 一像素驅動電路，其中該NM0S與該PM0S可以相互替代。

   1 7.如申請專利範圍第1 6項所述之有機電激發光矩陣式單 一像素驅動電路，其中該Ρ Μ 0 S的該源極端及該基座端耦合 至該主動式NM0S負載的該源極端及該基座端，該主動式 NM0S負載的該汲極端及該閘極端耦合至一電壓源，該PM0S 的該汲極端與該NM0S的該汲極端共同耦合至該有機電激發 光元件的該陽極端，該PM0S的該閘極端與該NM0S的該閘極 端共同耦合至該資料線，該有機電激發光元件的該陰極端 耦合至該掃瞄線，該NM0S的該源極端及該基座端共同耦合 至該接地端。

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