TWI321773B - A circuit and method for driving an organic electro-luminescent diode - Google Patents

Description

九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種有機電激發光顯示器之驅動電 路，特別是與一種可以減輕不均勻陰影之驅動電路有關。 【先前技術】 有機發光二極體（Organic Light Emitting Diode ; OLED) 因本身具有低成本、壽命長、低驅動電壓、反應速度快、 發光效率佳、财溫差及耐震性、高視角及厚度薄等特性， 因此近幾年來，投入有機發光二極體之元件研發的廠商數 目愈來愈多，研發速度發展相當快速，未來極有可能取代 目前薄膜電晶體液晶顯示器（Thin Fiim Transistor Liquid Crystal Display ； TFT-LCD)所扮演的主流地位。 第1圖係繪示習知有機電激發光顯示器之驅動電路示 意圖。此驅動電路包含一電晶體105、電容12〇、一驅動電 晶體160與一有機發光二極體165。電晶體1〇5之源極輕接 一資料線110,閘極由一掃瞄訊號175控制，而汲極耦接電 容120與驅動電晶體160之閘極。電容120另一端耦接一 電源端147與驅動電晶體16〇之源極。驅動電晶體ι6〇之 汲極耦接有機發光二極體165之正極，而有機發光二極體 165之負極則耦接一接地端（VSS)〇當電晶體105被掃瞄訊 號175控制而導通時，電容120便因資料線11〇之電位與 電源端147之電位間之壓差而被充電。當電晶體1〇5被掃 晦訊號175控制而斷路時，驅動電晶體16〇便因電容12〇 1321773 之儲存電壓並依據驅動電晶體16〇之臨限電壓（threshold voltage)而導通，並流通電流來驅動有機發光二極體165。 有機發光二極體165之亮度會隨流通之電流變化而改變亮 度。故當流經其他晝素（pixel)之有機發光二極體的電流不同 時’即會產生不均勻陰影（mura)之現象。 臨限電壓是控制流經有機發光二極體之電流的重要條 件°顯示器畫素之有機發光二極體的臨限電壓若相同，則 流經之電流便會相同而減輕不均勻陰影之現象。然而，臨 限電壓卻容易因製程變異而改變’且小幅度之臨限電壓變 異，往往造成有機發光二極體流經之電流大程度的變化。 因此’需要一種新的有機電激發光顯示器之驅動電路與驅 動方法來改善此問題。 【發明内容】

因此本發明是在提供一種有機電激發光顯示器之驅動 電路，利用增加額外薄膜電晶體（TFT)之方式，使驅動電晶 體之電流由其本身與額外TFT的臨限電壓共同決定，以減 輕不均勻陰影之現象。 < 根據本發明之-實施例’此有機電激發光顯示器之驅 動電路包括一第一電晶體、一第二電晶體、一電容、一第 三電晶體、一第四電晶艎、一第五電晶體、一第六電晶體、 -第七電晶體、-驅動電晶體與一第八電晶體。第一電晶 體之閘極輕接其本身之沒極，而源極轉接一資料線 電晶體之源極耦接第一電晶體之汲極。電容 π分 <>第一端點叙 接第二電晶體之汲極》第三電晶體之汲極耦接電容之第二 端點。第四電晶體之汲_接第三電晶體之源極並輕接第 :電晶體之閘極，而源極__參考電位輸入端。第五 電晶體之〉及_接電容之第二端點與第三電晶體之没極。 第六電晶體之祕_第五電晶體之源極，㈣極耗接一 電源端。第七電晶體之祕耦接第二電晶體之祕與電容 之第-端點’而源極耦接第二參考電位輸入端。驅動電晶 體之源軸接第五電晶體之源極與第六電晶體之祕，問 極輕接第二電晶體之祕、第七電晶體之祕與電容之第 -端點，而汲極耦接一有機發光二極體之正極。第八電晶 體選擇地跨接於第-電晶體與m體間或跨接於第三 電晶體與第四電晶體間m晶體之閘極㈣本身之 及極。 根據本發明之另-實施例，此有機電激發光顯示器之 :動電路包括-第一二極體元件、一第一開關元件、一電 容、-第二開關元件、一第二二極體元件、一第三開關元 件、一第四開關元件與一驅動電晶體。第一二極體元件之 正極耦接一資料線。第一開關元件之一第一端點耦接第一 二極體元件之負極。電容之—第—端點㈣第—開關元件 之一第二端點。第二開關元件之一第一端點耦接電容之一 第二端點《第二二極體元件之負極耦接第二開關元件之一 第二端點，而正極耦接一第一參考電位輸入端。第三開關 凡件之一第一端點耦接電容之第二端點與第二開關元件之 第端點。第四開關元件之一第一端點耦接第三開關元件 之一第二端點，而第四開關元件之一第二端點耦接一電源 端驅動電曰曰體之源極耗接第三開關元件之第二端點與第 四開關7L件之第—端點，驅動電晶體之閘極_接第一開關 元件之第二端點與電容之第一端點，驅動電晶體之_ 接一有機發光二極體之正極。 根據本發明之另-實施例，此有機電激發光顯示器之 驅動方法包括寫入一資料訊號於一電容中使該電容放電 而點亮一有機發光二極體與充電該電容至一預備充電狀 態:寫入資料訊號於電容中時，電容之—第—端點之電位 為貝料訊號之電位，而電容之一第二端點之電位為一第一 參考電位。點亮一有機發光二極體時，耦接電容之第二端 點至一電源端。充電該電容至該預備充電狀態時，電容之 第一端點之電位為一第二參考電位。 【實施方式】 本發明之有機電激發光顯示器之驅動電路利用增加額 外TFT之方式，使驅動電晶體之電流不再單獨由其本身的 臨限電壓決定，而是與額外TFT的臨限電壓共同決定。因 此，設計與製造時，驅動電晶體之電流由不同TFT的臨限 電壓共同決定，可降低不確定因素對驅動電晶體之電流所 產生之影響。更特別的是，本發明可讓線條狀不均勻陰影 (line mura)上的晝素，因控制有機發光二極體亮度之臨限電 壓不是唯一，故可使line mura減輕甚至消失。 第2圖係繪示本發明之一較佳實施例之電路示意圖。 此有機電激發光顯示器之媒動電路包括一第一電晶趙 205、一第二電晶體215、一電容220、一第三電晶體225、 一第四電晶體230、一第五電晶體240、一第六電晶體245、 Ϊ52ΪΙΊ5 驅動電晶體260與一第八電晶體270。

耦接第四電晶體230之閘極， 一第七電晶體250、一 1 第一電晶體205 接第三電晶體225之源極並 而第四電晶體230之源極耦 接第-參考電位輸入端235。第五電晶體24〇之没極搞接電 容220之第二端點222與第三電晶體225之汲極。 第六電晶體245之汲極耦接第五電晶體24〇之源極， 而第六電晶體245之源極耦接一電源端247。第七電晶體 250之/及極叙接第二電晶體215之没極與電容之第一端點 218，而第七電晶體250之源極耦接第二參考電位輸入端 255 «»驅動電晶體260之源極耦接第五電晶體24〇之源極與 第六電晶體245之汲極，驅動電晶體260之閘極耦接第二 電晶體215之汲極、第七電晶體250之汲極與電容220之 第一端點218’而驅動電晶體260之沒極福接一有機發光 —極體265之正極。 第八電晶體270珲擇地跨接於第一電晶體205與第二 電晶體215間或跨接於第三電晶體225與第四電晶體23〇 間’而第八電晶體270之閘極耗接其本身之 >及極。第2圖 所繪示之較佳實施例係以第八電晶體270跨接於第一電晶 體205與第二電晶體215間做說明。此種設計具有相當彈 性’可依據需求來設置第八電晶體270。 本較佳實施例之有機電激發光顯示器之驅動電路，更 9 1321773 包含一控制單元（未繪示）耦接第二電晶體215之閘極與第 三、電晶體225之閘極，用以產生一第一掃瞄訊號275(scanl) 於第二電晶體215之閘極與第三電晶體225之閘極。 此控制單元亦耦接第五電晶體240之閘極與第六電晶 趙245之閘極’用以產生一第二掃瞄訊號28〇(scan2)於第五 電晶體240之閘極與第六電晶體245之閘極。 此控制單元亦耦接第七電晶體250之閘極，用以產生 提前一個時脈之第一掃瞄訊號285於第七電晶體250之閘 極。此第七電晶體250之源極耦接第二參考電位輸入端 255,並藉由第一掃瞄訊號285決定導通或斷路。 第3圖係繪示本發明之一較佳實施例之第一掃瞄訊號 與第二掃瞄訊號之波形圖。第一掃瞄訊號275與第二掃瞄 訊號280為反相關係。因此，當寫入資料訊號於電容22〇 時，第一掃瞄訊號275所控制之第二電晶體215與第三電 晶體225為導通，第二掃瞄訊號28〇所控制之五電晶體24〇 與第六電晶體245為斷路。同理，當點亮有機發光二極體 265時，第一掃瞄訊號275所控制之第二電晶體215與第三 電bb體225為斷路’第二掃猫訊號所控制之五電晶體 24Q與第六電晶體245為導通。 第一參考電位與第二參考電位可由設計者或使 據電路^或製程結果來調整，以獲得最佳之顯示效果。 此外，若在不影響製程成本及開口率許可下，亦可増加電 晶體之數目，以更降低不確定因素對驅動電晶體之電流所 產生之影響。 第4圖係繪示本發明之另—較佳實施例之電路示意 10 動=有機發光二極體465。此驅動方法包括三個步驟：寫入 資料線410之訊號於一電容420中、使電容420充電而點 亮有機發光二極體465,以及充電電容420至一預備充電狀 態。寫入資料線410之訊號於電容420中時，其中電容420 之一第一端點418之電位為資料線410之訊號的電位，而 電容420之一第二端點422之電位為一第一參考電位。點 亮有機發光二極體465時，耦接電容420之第二端點422 至一電源端447。充電電容420至該預備充電狀態時，電容 42〇之第一端點418之電位為一第二參考電位。 此外，當寫入資料線410之訊號於電容420中時，更 包含使用至少一第一二極體元件405串聯一第一開關元件 415，而耦接於資料線410與電容420之第一端點418間。 設計者亦可使用至少一第二二極體元件430串聯一第二開 關元件425，而耦接於該第一參考電位輸入端435與電容 420之第二端點422間。 上述之第一開關元件415與第二開關元件425由第一 掃瞄線47S之訊號所控制。此外，第一二極體元件4〇5、第 一開關元件415、第二二極體元件430與第二開關元件 425 ’·可至少使用一電晶體來完成。例如當所使用之電晶體 的閘極連接本身之源極時，即具有二極體之功能。此外， 單一二極體亦具有相同之功能。 當點亮有機發光二極體465與充電該電容至該預備充 電狀態時，更包含耦接電容420之第一端點418於驅動電 晶體460之閘極，而藉由躁動電晶趙46。以控制有機發光 二極體465。 13 1321773 此外，當耦接電容420之第二端點422至電源端447. 而點亮有機發光二極體465時，更包含使用一第三開關元 件440與一第四開關元件445。當第三開關元件440與第四 開關元件445導通時，電容420之第二端點422耦接至電 源端447，驅動電晶體460之源極耦接至電源端447。 當充電電容420至預備充電狀態時，亦包含使用第三 開關元件440與第四開關元件445，以耦接電容420之第二 端點422至電源端447,並耦接驅動電晶體460之源極至電 源端447。此時，需使用一第五開關元件450，以耦接電容 420之第一端點418至第二參考電位輸入端455,並耦接驅 動電晶體460之閘極至該第二參考電位輸入端之輸入端。 上述之第三開關元件440與第四開關元件445由第二 掃瞄線480之訊號所控制，而第二掃瞄線480之訊號與第 一掃瞄線475之訊號為反相關係。此外，第三開關元件440 與第四開關元件445，可各使用一電晶體來替代。 此外，第五開關元件450由提前一個時脈之第一掃瞄 線475之訊號控制。因此，當寫入資料線410之訊號於電 容420中時，於第一掃瞄線475訊號傳遞方向上之一下一 級電容（未繪示），係處於預備充電狀態。同理，當使電容 420處於預備充電狀態時，於第一掃瞄線475之訊號傳遞方 向上之下一級電容（未繪示），係處於寫入資料線410之訊號 狀態。 雖然本發明已以一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，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 14 丄以1773 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準β 【圖式簡單說明】 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，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖係缯示習知有機電激發光顯示器之驅動電路示 意圖。 第2圖係繪示本發明之一較佳實施例之電路示意圖。 第3圖係繪示本發'明之一較佳實施例之第一掃瞄訊號 與第二掃瞄訊號之波形圖。 第4圖係繪示本發明之另一較佳實施例之電路示意圖。 第5圖係繪示本發明之一較佳實施例之驅動方法示意 rs?i 圆0 【主要元件符號說明】 105 ： 電晶體 405 ： 第 一二極體元件 110 ： 資料線 410 ： 資 料線 120 ： 電容 415 ： 第 一開關元件 147 ： 電源端 418 ： 電 容之第一端點 160 ： 驅動電晶體 420 ： 電 容 165 ： 有機發光二極體 422 ： 電 容之第一端點 175 ： 掃瞄訊號 425 ： 第 二開關元件 205 ： :第一電晶體 430 ： 第 二二極體元件 210 ： :資料線 435 ： 第 一參考電位輸入端 215 ： :第二電晶體 440 ： 第 三開關元件 15 1321773

445 :第四開關元件 447 :電源端 450 :第五開關元件 455:第二參考電位輸入端 460 :驅動電晶體 465 :有機發光二極體 470 :第三二極體元件 475 :第一掃瞄線 480 :第二掃瞄線 485 :提前一個時脈之第一掃 瞄訊號 218:電容之第一端點 220 :電容 222 :電容之第二端點 225 :第三電晶體 230 :第四電晶體 235:第一參考電位輸入端 240 :第五電晶體 245 :第六電晶體 247 :電源端 250 :第七電晶體 255:第二參考電位輸入端 260 :驅動電晶體 265 :有機發光二極體 270 :第八電晶體 275 :第一掃瞄訊號 280 :第二掃瞄訊號 285 :提前一個時脈之第一掃 瞄訊號 16

Claims (1)

1. $年"月日修正本 十、申請專利範圍： 1. 一種有機電激發光顯示器之驅動電路，包括： 一資料線； 一第一電晶體’該第一電晶體之閘極耦接該第一電晶 體之汲極，且該第一電晶體之源極耦接該資料線丨 一第二電晶體，該第二電晶體之源極耦接該第一電晶 體之汲極； 00

   一電容，該電容之一第一端點麵接該第 极； 二電晶體之沒 第一電晶體，該第二電晶體之沒極輕接該電容之一 第二端點； 一第四電晶體，該第四電晶體之汲極耦接該第三電晶 體之源極並耦接該第四電晶體之閘極，而該第四電晶體: 源極耦接一第一參考電位輸入端；

   一第五電晶體，該第五電晶體之汲極耦接該電容之該 第二端點與該第三電晶體之汲極； 一第六電晶體，該第六電晶體之及極耗接該第五電晶 體之源極’而該第六電晶體之源極耦接一電源端； 一第七電晶體’該第七電晶體之汲極耦接該第二電晶 體之汲極與該電容之該第一端點，而該第七電晶體之源極 耦接一第二參考電位輸入端； 一驅動電晶體，該驅動電晶體之源極耦接該第五電晶 體之源極與該第六電晶體之汲極，該驅動電晶體之閘極耦 接該第二電晶體之汲極、該第七電晶體之汲極與該電容之 ί S1 17 : 端點，該驅動電晶體之汲極耦接一有機發光二極體 <正極；以及 曰it第八電晶體，該第八電晶體選擇地跨接於該第一電 曰#、該第一電晶體間或跨接於該第三電晶體與該第四電 間而忒第八電晶體之閘極耦接該第八電晶體之汲極。 如申》月專利範圍帛i項所述之有機電激發光顯示器 動電路’ 1包含—控制單⑽接該第二電晶體之間極 -、φ電日日體之閘極m產生—第"掃_訊號於該第 一電晶體之閘極與第三電晶體之閘極。 .如申β月專利範圍帛2項所述之有機電激發光顯示器 ::動電路，#中該控制單元輕接該第五電晶體之問極與 電曰曰體之閘極’係用以產生一第二掃瞄訊號於該第五 兮Γ體之閘極與第六電晶體之間極，而該第-掃猫訊號與 Μ第二掃瞄訊號係反相關係。 4.如申請專利範圍第2項所述之有機電激發光顯示器 之驅動電路，纟中該控制單元輕接該第七電晶體之閘極， 二用以產生提前-個時脈之該第—㈣訊號於該第七電晶 體之閘極。 5’種有機電激發光顯示器之驅動電路，包括： 一資料線； -第-二極體元件’該第—二極體元件之正_接該 1321773 資料線； -第-開關元件’該第m件之—第—端點耗接 該第一二極體元件之負極； -電容，該電容之-第—端點純該第—開關元件之 一第二端點； -第二開關元件’該第二開關元件之一第一端點耦接 該電容之一第二端點； 第極體疋件，該第二二極體元件之負極㈣該 第二開關元件之-第二端點’而正極輕接一第一參考電位 輸入端； 一第三開關元件’該第三開關元件之—第-端點輕接 該電容之該第二端點與該第二開關元件之該第一端點； 一第四開關元件，該第 „a _ 奸也一 __ 弟四開關兀件之一第一端點耦接 〜第二開關元件之一第二端@# _ 鳊點而该第四開關元件之一第 一鳊點耦接一電源端；以及 一驅動電晶體，該驅動電a 元件點盘” 源極耦接該第三開關 動雷曰j 第四開關元件之該第一端點，該驅 容之,第^ 開關兀件之該第二端點與該電 極體之正極。 動電曰曰體之沒極搞接-有機發光二 6.如申請專利範圍第5 之ϋ^ 項所述之有機電激發光顯示器 〈驅動電路’其中該第一 ^ 第一電曰_ > „1 I 冬體兀件係一第一電晶體，該 電日日體之閘極耦接該第— 晶體之、、β权* & 電日日體之汲極，且該第一電 曰賵之/原極耦接該資料線。 电 19 之驅7動如電申路圍第第5項所述 二開關元件係二第：電J關=-第二電晶體，該第 第三電晶體之閘極•接：第一掃:線:電晶體之閘極與該 申Μ專利_第5項所述之有機電激發光顯示器 :驅：電路’纟中該第二二極體元件係-第四電晶體，該 :體之閘極耦接該第四電晶體之汲極，且該第四電 曰曰體之源極耦接該第-參考電位輸入端。 ”巾π專利$&圍第5項所述之有機電激發光顯示器 之驅動電路’纟中該第三開關元件係一第五電晶體，該第 ::關元件係一第六電晶體，而該第五電晶體之閘極與該 八電晶體之閘極耦接一第二掃瞄線。 0 .如申明專利範圍第5項所述之有機電激發光顯示器 驅動電路’更包含—第五開關元件跨接於該第一開關元 件之4第二端點與一第二參考電位輸入端間。 D〇 L如申清專利範圍第10項所述之有機電激發光顯示 益之驅動電路，其中該第五開關元件係一第七電晶體，該 電Ba體之閘極搞接該第一掃瞄線，係用以供提前一個 時脈之該第一掃瞄訊號控制。 [S ] 20 12. —種有機電激發光顯示器之驅動方法，藉由一資料 線、一第一掃瞄線與一第二掃瞄線以輸入—資料訊號、一 第一掃瞄訊號與一第二掃瞄訊號，以驅動一有機發光顯示 器’該驅動方法包括： 使用至少一第一二極體元件串聯一第一開關元件，而 耦接於該資料線與該電容之該第一端點間，俾使該電容之 第知點之電位為該資料訊號之電位，且使用至少一第 二二極體元件_聯一第二開關元件，而耦接於該第一參考 電位輸入端與該電容之該第二端點間，俾使該電容之一第 二端點之電位為一第一參考電位，以寫入一資料訊號於一 電容中； 耦接該電容之該第二端點至一電源端，使該電容充電 而點免一有機發光二極體，以及； 充電該電容至一預備充電狀態，其中該電容之該第一 端點之電位為一第二參考電位。 13. 如申請專利範圍第12項所述之有機電激發光顯示 器之驅動方法，更包含使用一第一掃瞄訊號控制該第一開 關元件與該第二開關元件。 。14.如申請專利範圍第12項所述之有機電激發光顯示 器之驅動方法，其中各使用一電晶體形成該些二極體元件 與該些開關元件。 15·如申請專利範圍第12項所述之有機電激發光顯示 21 器之驅動方法，其中當耦接該電容之 ^ ^ Φ ^ 以第一端點至一電源 ^與充電s亥電谷至該預備充 夕㈣一 ㈣兄電狀態時，更包含耦接該電容 之β亥第 點於一驅動雷晶>1*夕 掷、…t 劫電曰曰體之閘極，而藉由該驅動電晶 體以控制該有機發光二極體。 „如h專利範圍第12項所述之有機電激發光顯示 驅動方法’其中當柄接該電容之該第二端點至該電源 端時’更包含使用-第三開關元件與—第四開關元件，以 柄接該電容之該第二端點至該電源端，並㈣該驅動電晶 體之源極至該電源端；而當充電該電容至該預備充電狀態 時更包含使用該第三開關元件與該第四開關元件，以耦 接d電谷之該第二端點至該電源端，並耦接該驅動電晶體 之源極至該電源端，以及使用1五開關it件，以㈣該 電容之該第一端點至該第二參考電位輸入端，並耦接該驅 動電晶體之閘極至該第二參考電位輸入端。 17.如申凊專利範圍第16項所述之有機電激發光顯示 β之驅動方法，更包含使用一第二掃瞄訊號控制該第三開 關兀件與該第四開關元件，以及使用提前一個時脈之該第 一掃瞄訊號控制該第五開關元件，而該第二掃瞄訊號與該 第一掃瞄訊號係反相關係。 18.如申請專利範圍第16項所述之有機電激發光顯示 器之驅動方法，其中各使用一電晶體形成該些開關元件。 22 器之^^__第12項所述之有機電激發光顯示 器動方法，當寫人該資料訊號於該電容t時，於該第 -掃描訊號傳遞方向上之〆τ_級電容，係處於該預備充 電狀態。 20_如申叫專利範圍第〗2項所述之有機電激發光顯示 器之驅動方法，當充電該電容至該預備充電狀態時，於該 第一掃瞄訊號傳遞方向上之該下—級電容，係處於點亮該 有機發光二極體狀態。

   23 1321773

   命年（月1日修正本 VDD

   第1圖 [S ] 1321773 α〇Λ iA

   1321773 寫入資料線訊號 I I

   275 scanl - 280 scan2 - 第3圖 點亮有機 發光二極體 1321773

   1321773

   stepl.寫入資料線訊號 資料線 訊號

   step3充帶該電容至一預備充電狀態

   step2.點亮有機電激發光二極體 VDD

   VSS VDD

   Vref2 VSS 第5圖