TWI397887B - 發光元件的驅動裝置 - Google Patents

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TWI397887B TW098146197A TW98146197A TWI397887B TW I397887 B TWI397887 B TW I397887B TW 098146197 A TW098146197 A TW 098146197A TW 98146197 A TW98146197 A TW 98146197A TW I397887 B TWI397887 B TW I397887B
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Description

發光元件的驅動裝置
本發明是有關於一種發光元件的驅動裝置，且特別是有關於一種用於像素電路之發光元件的驅動裝置。
隨著電子技術的進步，人們對於消費性電子產品在提供視覺上服務的要求也越來越高。不論是在電視機、個人電腦、行動電話等，對於顯示的畫質都非常講究。平面顯示技術的發展亦不斷推陳出新，其中有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)，又稱為有機電激發光(Organic Electroluminesence,OEL)，擁有其他平面顯示器技術不易達到的特性，包括省電、超薄厚度、重量輕、自發光、無視角限制、反應速度快、光電效率高、無需背光結構與彩色濾光片結構、高對比、高輝度效率、高亮度、多色及彩色(RGB)元件製作能力、使用溫度範圍廣等優點，被視為是未來最具有發展潛力的平面顯示技術之一。
平面顯示面板中常以發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)或有機發光二極體作為顯示面板中的像素元件，而其驅動電路通常採用俗稱2T1C(即兩個電晶體與一個電容)的電晶體結構來達成。此2T1C的驅動電路所產生的驅動電流方程式當中含有電源電壓以及電晶體之臨界電壓的參數。由於顯示面板的面積越來越大，供應給驅動 電路之電源電壓的線路也隨之拉長，而線路內的等效阻抗與壓降(voltage drop)亦隨之增加，使得每個像素電路所接收的電源電壓因距離電源電壓源的遠近而有所不同。導致驅動電路產生的驅動電流大小不一，使得每個像素的亮度具有些微差距，而造成顯示面板上亮度不均勻。此外，由於大面積顯示面板內難以把每個電晶體的臨界電壓均控制在同一臨界電壓值內，2T1C架構的驅動電路會隨著電晶體內臨界電壓的不同而產生不同的驅動電流。因此，如何解決上述問題便為目前往大尺寸發展的液晶顯示螢幕所迫切研究的方向。
本發明提供一種發光元件的驅動裝置，使發光元件的驅動裝置所產生的電流不會受到電晶體的臨界電壓與電源電壓的影響，讓發光元件能夠在顯示面板上的每個像素依據相同資料電壓而獲得相同的亮度。
本發明提出一種發光元件的驅動裝置，包括驅動電路、開關、電容與補償電路。驅動電路具有一控制端與一驅動端，而其驅動端連接至一發光元件，驅動電路依據其控制端的電壓而決定其驅動端的電流。開關的第一端接收一資料電壓，開關的第二端連接至發光元件，開關的控制端接收掃描電壓。電容的第一端連接至驅動電路的控制端，而電容的第二端連接至開關的第二端。補償電路的輸 出端連接至電容的第一端，補償電路於開關的導通期間提供一重置電壓至電容的第一端。
在本發明之一實施例中，上述之補償電路於開關的截止期間不提供重置電壓。而驅動電路包括第一電晶體，第一電晶體的第一端接收一電源電壓，第一電晶體的第二端作為驅動電路的驅動端，而第一電晶體的控制端作為驅動電路的控制端。
在本發明之一實施例中，上述之補償電路包括第二電晶體，第二電晶體的第一端接收掃描電壓的反相電壓，第二電晶體的第二端作為補償電路的輸出端，而該第二電晶體的控制端連接至該第二電晶體的第二端。
在本發明之一實施例中，上述之補償電路包括第二電晶體，第二電晶體的第一端接收控制電壓，第二電晶體的第二端作為補償電路的輸出端，而第二電晶體的控制端連接至第二電晶體的第二端。於開關的截止期間，控制電壓為電源電壓，而於開關的導通期間時，控制電壓被拉降至參考電壓。該重置電壓的成分包含一臨界電壓與該參考電壓。
在本發明之一實施例中，上述之補償電路包括二極體，此二極體的陰極接收掃描電壓的反相電壓，二極體的陽極作為補償電路的輸出端。
在本發明之一實施例中，上述之補償電路包括二極體，此二極體的陰極接收控制電壓，二極體的陽極作為該補償電路的輸出端。於開關的截止期間，控制電壓為電源 電壓，而於該開關的導通期間時，控制電壓被拉降至參考電壓。該重置電壓的成分包含一臨界電壓與該參考電壓。
在本發明之一實施例中，上述之開關包括一第三電晶體，此第三電晶體的第一端接收資料電壓，第三電晶體的第二端連接至發光元件，而第三電晶體的控制端接收掃描電壓。
在本發明之一實施例中，上述之發光元件可為發光二極體或有機發光二極體。而發光元件與其驅動裝置為顯示面板的像素。
基於上述，本發明的實施例利用補償電路與電容來穩定驅動電路中控制端與驅動端之間的電壓，使得驅動電路產生的電流僅與資料電壓以及參考電壓有關，而不會受到電晶體的臨界電壓與電源電壓的影響。此外，發光元件亦能夠在顯示面板上的每個像素依據相同資料電壓而獲得相同的亮度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
以下針對本發明提出實施例加以說明，其中以顯示面板中的像素驅動電路為實施方式，期使本領域具通常知識者，更能了解本發明的精神。請參照圖1，圖1是依照本發明第一實施例說明發光元件150的驅動裝置100的等效電路圖。發光元件150與驅動裝置100於本實施例中為顯 示面板中的像素電路。驅動裝置100包括驅動電路110、開關120、電容130與補償電路140。驅動電路110具有一控制端與一驅動端，而其驅動端連接至發光元件150的一端，而發光元件150的另一端接收接地電壓Vss。其中驅動電路110依據其控制端的電壓VA而決定驅動端產生的驅動電流Iled。以下驅動電路110之驅動端的電壓稱為VB。
開關120的第一端接收資料電壓Vdata，開關的第二端連接至發光元件150，開關120的控制端則接收掃描電壓Vscan。電容130的第一端連接至驅動電路110的控制端，而電容的第二端連接至開關120的第二端。補償電路140的輸出端連接至電容130的第一端。此時，補償電路140於開關120的導通期間提供一重置電壓至電容130的第一端，而在開關120的截止期間停止提供重置電壓。其中，重置電壓的成分包含一臨界電壓。
依本實施例所述，驅動電路110包括第一電晶體M1，此第一電晶體M1在本實施例中例如是N通道金屬氧化物半導體(N-channel metal oxide semiconductor,NMOS)電晶體。第一電晶體M1的第一端(例如汲極端)接收電源電壓Vdd，第一電晶體M1的第二端(例如源極端)作為驅動電路110的驅動端，而第一電晶體M1的控制端(例如閘極端)作為驅動電路110的控制端。於其他實施例中，亦可利用電流鏡電路以作為驅動電路110，應用本實施例者可視其設計需求來作相對應的更動。
補償電路140則包括第二電晶體M2，第二電晶體M2在本實施例中例如是NMOS電晶體。第二電晶體M2的第一端(例如汲極端)接收控制電壓，第二電晶體M2的第二端(例如源極端)作為補償電路140的輸出端，而第二電晶體M2的控制端(例如閘極端)連接至第二電晶體M2的第二端。因此第二電晶體M2呈現二極體的作用形式，其二極體的陽極作為補償電路140的輸出端以連接至驅動電路110之控制端，而其二極體的陰極則接收上述控制電壓。於開關120的截止期間，前述控制電壓被拉高。於開關120的導通期間，前述控制電壓被拉低。本實施例將以掃描電壓Vscan的反相電壓來實現前述控制電壓。然而，在其他實施例中，此控制電壓的高準位與低準位可以不同於掃描電壓Vscan的高準位與低準位。於開關120的截止期間，控制電壓被拉高至約略為電源電壓Vdd，而於開關120的導通期間時控制電壓被拉降至參考電壓Vref。參考電壓Vref的準位是可以依據設計需求而任意決定的，例如0伏特或是任何低於Vdd的固定電壓。
開關120包括第三電晶體M3，其中第三電晶體M3在本實施例中例如是NMOS電晶體。第三電晶體M3的第一端(例如源極端)接收資料電壓Vdata，第三電晶體M3的第二端(例如汲極端)連接至發光元件150，而第三電晶體M3的控制端(例如閘極端)接收掃描電壓Vscan以控制開關中第一端與第二端的導通與截止狀態。於其他實施例中亦可利用符合開關功能的電路來取代第三電晶體M3，不應 以本實施例而限制之。發光元件150在此可為發光二極體(light-emitting diode，LED)或有機發光二極體(organic LED，OLED)。驅動電路110產生的驅動電流Iled傳送至發光元件150而使之發光。發光元件150的一端與驅動電路110的驅動端、電容130與開關120的第二端相連接，而發光元件150的另一端則接收接地電壓Vss。
在此詳細說明本實施例中發光元件驅動電路100的作動方式，請同時參照圖1與圖2。圖2是依照本發明第一實施例說明發光元件150之驅動裝置100的驅動時序圖。驅動時區主要分為兩個時期：掃描期間TS1與栓鎖期間TS2。掃描期間TS1為掃描電壓Vscan位於高準位的時期，也就是開關120為導通的期間。顯示面板於掃描期間TS1時更新此像素的資料電壓Vdata，並將資料電壓Vdata儲存於電容130。栓鎖期間TS2為掃描電壓Vscan位於低準位的時期，也就是開關120為截止的期間。此像素的驅動裝置100於栓鎖期間TS2用以依據電容130所儲存的資料電壓來產生驅動電流Iled給發光元件150，使得發光元件150產生相對應於資料電壓Vdata的亮度。前述掃描電壓Vscan的高準位與低準位可以視設計需求而任意決定。例如，前述掃描電壓Vscan的高準位約略等於電源電壓Vdd的準位，而掃描電壓Vscan的低準位約略等於預設的參考電壓Vref。
以下詳細說明掃描期間TS1與栓鎖期間TS2的詳細作動方式。在掃描期間TS1時，掃描電壓Vscan約略等於電 源電壓Vdd，而控制電壓則等於參考電壓Vref。因此，開關120被導通，因而驅動電路110的驅動端電壓VB為資料電壓Vdata。在此同時，由於控制電壓轉態至參考電壓Vref，使得電容130第一端的電荷會經由第二電晶體M2而放電。因此，補償電路140可以在開關120的導通期間(即掃描期間TS1)提供重置電壓至電容130的第一端，此重置電壓的成分包含第二電晶體M2的臨界電壓Vth_M2與參考電壓Vref(即Vref+Vth_M2)。以下以方程式(1)與方程式(2)分別表示位於掃描期間TS1的VA與VB：VA =Vref +Vth _M2 ................................(1)
VB =Vdata ................................................(2)
此時，驅動電路110內的第一電晶體M1操作在飽和區，因此於驅動電路110的驅動端產生流經發光元件150的驅動電流Iled相關於第一電晶體M1的閘-源極電壓Vgs與第一電晶體M1的臨界電壓Vth_M1。前述閘-源極電壓Vgs代表第一電晶體M1的閘極與源極的電壓差值，也就是VA-VB。以下以方程式(3)表示驅動電流說明Iled、Vgs與Vth_M1的關係，其中K為常數。將方程式(1)與方程式(2)代入後如下述方程式(3)表示之。
Iled =K (Vgs -Vth _M 1)2 =K (VA -VB -Vth _M 1)2 =K (Vref +Vth _M 2-Vdata -Vth _M 1)2 .........(3)因驅動裝置100內的電晶體M1、M2與M3相互的間距很 接近，而電晶體M1、M2與M3於佈局時製作的大小相同，因此其臨界電壓Vth_M1、Vth_M2與Vth_M3的臨界電壓值均幾乎相同，而使得上式(3)中參數Vth_M2與Vth_M1能相互抵銷。因此，上述驅動電流Iled可再次簡化為方程式(4)：Iled =K (Vref -Vdata )2 ..............................(4)
由方程式(4)可知，圖1中驅動電流Iled僅與參考電壓Vref以及資料電壓Vdata有關。方程式(4)的參數已不存在電源電壓Vdd、第一電晶體M1的臨界電壓Vth_M1以及第二電晶體M2的臨界電壓Vth_M2，因此驅動電流Iled便不會受到電源電壓Vdd與第一電晶體M1的臨界電壓Vth_M1的限制。
而於栓鎖期間TS2時，掃描電壓Vscan位於低準位(即參考電壓Vref)，而控制電壓(本實施例為反相電壓)則位於高準位(即電源電壓Vdd)。開關120因掃描電壓Vscan位於低準位而處於截止狀態。因此，驅動電路110的驅動端電壓VB會因為發光元件150的順偏組態被下拉。在此令於栓鎖期間TS2電壓VB的電壓值被下拉至Vx。由於電容耦合效應，在電壓VB被下拉的同時，電壓VA也會被下拉。在此同時，控制電壓會被上拉至高準位。因此，第二電晶體M2於栓鎖期間TS2是處於截止狀態。也就是說，補償電路140於開關120的截止期間不提供所述重置電壓。
受到電容130的電容耦合效應，其具有保持控制端電壓VA與驅動端電壓VB差值的作用，因此控制端電壓VA與驅動端電壓VB會同時增加/降低相同的電壓值。因此於栓鎖期間TS2的控制端電壓VA為參考電壓Vref加上第二電晶體M2的臨界電壓Vth_M2減去VB消耗的電壓值(資料電壓Vdata減去現今驅動電路110的驅動端電壓值Vx)。以下以方程式(5)與方程式(6)分別表示位於栓鎖期間TS2的VA與VB：VA =Vref +Vth _M 2-(Vdata -Vx )............(5)
VB =Vx .......................................................(6)
此時，驅動電路110內的第一電晶體M1位於飽和區，於此時驅動端產生流經發光元件150的驅動電流Iled如下方程式(7)表示之，並將方程式(5)與方程式(6)帶入。其中第一電晶體M1的閘-源極電壓Vgs=VA-VB：Iled =K (Vgs -Vth _M 1)2 =K (VA -VB -Vth _M 1)2 =K [Vref +Vth _M 2-(Vdata -Vx )-Vx -Vth _M 1]2 =K (Vref +Vth _M 2-Vdata +Vx -Vx -Vth _M 1)2 =K (Vref +Vth _M 2-Vdata -Vth _M 1)2 .........(7)同前所述，由於驅動裝置100內電晶體M1、M2與M3之臨界電壓Vth_M1、Vth_M2與Vth_M3均幾乎相同，使得上式(7)中參數Vth_M2與Vth_M1能相互抵銷，因此上述驅動電流Iled可簡化為方程式(8)：Iled =K (Vref -Vdata )2 ..............................(8)
從上述分析可以清楚知道，方程式(4)與方程式(8)是相同的。也就是說，掃描期間TS1與栓鎖期間TS2的驅動電流Iled是一樣的。因此，驅動電流Iled不因時期的改變而有所變動。發光元件150於下次掃描期間TS1來臨前不會改變其亮度，亦不會受制於電源電壓Vdd或第一電晶體M1的臨界電壓Vth_M1。因此，流經發光元件150的驅動電流Iled已不會隨著每個像素所取得的電源電壓Vdd與電晶體M1的臨界電壓不同而有不同亮度。
上述發光元件150的驅動裝置100所採用的開關120與補償電路140分別由電晶體M2與M3所組成，於其他實施例中亦可藉由具相同功能的電路來構成驅動裝置100以達成相同動作。例如，圖3是依照本發明第二實施例說明發光元件150之驅動裝置300的電路示意圖。於圖3中，補償電路340包括二極體D1，其陰極接收控制電壓，二極體D1的陽極作為補償電路340的輸出端。其中，於開關320的截止期間控制電壓為高電壓(例如約略為電源電壓Vdd)，於開關320的導通期間控制電壓被拉降至前述預設的參考電壓Vref。於本實施例中，控制電壓可以是掃描電壓Vscan的反相電壓。開關320則利用具相同功效的電路完成即可，並不限制於單一個電晶體。本實施例的其他細部動作與說明可以參照上述第一實施例，故在此不予贅述。
為清楚說明不同的電晶體臨界電壓值對於驅動電流Iled的影響，在此以驅動裝置100驗證電晶體M1的臨界電壓Vth_M1與驅動電流Iled的關係，請同時參照圖1、圖2與圖4。圖4是依照本發明第一實施例之發光元件150的驅動電流Iled與資料電壓Vdata的特徵曲線圖。在此假設電源電壓Vdd為10伏特，參考電壓Vref為0伏特。在本實施例中掃描電壓Vscan於高準位時約略等於電源電壓Vdd(10伏特)，而掃描電壓Vscan位於低準位時等於參考電壓Vref(0伏特)。控制電壓於此實施例中是掃描電壓的反相電壓，而資料電壓Vdata的高準位依本實施例的設計需求為8伏特，其低準位則為5伏特。
在此將驅動裝置100中電晶體M1的臨界電壓Vth_M1設定為0.8伏特、1.1伏特與1.4伏特，並分別以此三種條件驗證驅動裝置100的資料電壓Vdata與驅動電流Iled的關係，然後將驗證結果繪製於圖4。於圖4中，在此利用三條曲線於電晶體M1的臨界電壓Vth_M1為0.8伏特(以方型圖示相連而成的曲線)、1.1伏特(以菱型圖示相連而成的曲線)與1.4伏特(以三角型圖示相連而成的曲線)時，來比較驅動電流Iled在不同臨界電壓Vth_M1的變化。由圖4的模擬結果得知，當資料電壓Vdata為8伏特時，驅動電流Iled為0安培，因此發光元件150便不會發光。相對地，當資料電壓從8伏特逐漸降低至5伏特時，驅動電流Iled因方程式(4)與方程式(8)而逐漸增加其電流值。依此發光元件150便逐漸增加發光的亮度，其亮度與驅動電流Iled 的大小成正比，驅動電流Iled越大則發光元件150的亮度越高。由圖4可以清楚看出，驅動電流Iled幾乎不會因臨界電壓Vth的變動而受影響。驅動裝置100所輸出的驅動電流Iled會相應於資料電壓Vdata而忠實地變動其電流值。
於上述各實施例中，驅動裝置100所採用的驅動電路110、開關120與補償電路140一致為NMOS電晶體，但不應因此而限制其實現方式。例如，於其他實施例中也可改為由P通道金屬氧化物半導體(P-channel metal oxide semiconductor,PMOS)電晶體以構成驅動裝置100，請參照圖5圖6。圖5是依照本發明第三實施例說明發光元件150之驅動裝置500的等效電路圖，而圖6是依照本發明第三實施例說明發光元件150之驅動裝置500的驅動時序圖。與第一實施例不同之處在於驅動電路110、補償電路140與開關120分別由第一電晶體T1、第二電晶體T2與第三電晶體T3所組成，上述電晶體均為PMOS電晶體。
於本實施例中，驅動電路110包括第一電晶體T1，第一電晶體T1的第一端(例如汲極端)則接收接地電壓Vss，第一電晶體T1的第二端(例如源極端)作為驅動電路110的驅動端，用以連接發光元件150。第一電晶體T1的控制端(例如閘極端)作為驅動電路110的控制端。開關120包括第三電晶體T3，第三電晶體T3的第一端(例如源極端)接收資料電壓Vdata，第三電晶體T3的第二端(例如汲極端)連接至發光元件150，而第三電晶體T3的控制端(例如閘極端)接收掃描電壓Vscan。
補償電路140包括第二電晶體T2。第二電晶體T2的第一端(例如源極端)與第二電晶體T2的控制端(例如閘極端)相連以呈現二極體的作用形式，而此二極體的陰極作為補償電路140的輸出端，並連接至電容130的第一端。第二電晶體T2的第二端(例如汲極端)則連接至控制電壓。於本實施例中，控制電壓為掃描電壓Vscan的反相電壓。
於圖6中驅動時區的掃描期間TS3內，掃描電壓Vscan拉下至低準位(約略等於接地電壓Vss)而導通了開關120，因而驅動電路110的驅動端電壓VB為資料電壓Vdata。在此同時，由於控制電壓(即是掃描電壓的反相電壓Vscan)則拉升至高準位(即參考電壓Vref)，使得電容130第一端的電壓(即驅動電路110的控制端電壓VA)會被第二電晶體T2充電而上拉至重置電壓。此重置電壓的成分包含第二電晶體T2的臨界電壓Vth_T2與參考電壓Vref(即Vref-Vth_T2)。以下以方程式(9)與方程式(10)分別表示位於掃描期間TS3的VA與VB：VA =Vref -Vth _T2 ....................................(9)
VB =Vdata ................................................(10)
此時，驅動電路110的驅動端產生流經發光元件150的驅動電流Iled相關於第一電晶體T1的源-閘極電壓Vsg與第一電晶體T1的臨界電壓Vth_T1。前述源-閘極電壓Vsg代表第一電晶體T1的源極與閘極的電壓差值，也就是VB-VA。以下以方程式(11)表示驅動電流說明Iled、Vsg 與Vth_T1的關係，其中K為常數。將方程式(9)與方程式(10)代入後如下述方程式(11)表示之。
Iled =K (Vsg -Vth _T 1)2 =K (VB -VA -Vth _T 1)2 =K (Vdata -Vref +Vth _T 2-Vth _T 1)2 .........(11)
因電晶體T1、T2與T3相互的間距很接近，而電晶體T1、T2與T3於佈局時製作的大小相同，因此其臨界電壓Vth_T1、Vth_T2與Vth_T3的臨界電壓值均幾乎相同，而使得上式(11)中參數Vth_T2與Vth_T1能相互抵銷。因此，上述驅動電流Iled可再次簡化為方程式(12)：Iled =K (Vdata -Vref )2 ..............................(12)
而於栓鎖期間TS4時，掃描電壓Vscan拉升至高準位(即參考電壓Vref)，而控制電壓則拉降至低準位(約略等於接地電壓Vss)。電晶體T3因掃描電壓Vscan位於高準位而處於截止狀態。因此，驅動電路110的驅動端電壓VB會因為發光元件150的順偏組態被上拉至接近電源電壓Vdd。在此令於栓鎖期間TS4電壓VB的電壓值被上拉至Vx。由於電容耦合效應，在電壓VB被上拉的同時，電壓VA也會被上拉。在此同時，控制電壓會被下拉至低準位。因此，第二電晶體T2於栓鎖期間TS4是處於截止狀態。以下以方程式(13)與方程式(14)分別表示位於栓鎖期間TS4的VA與VB：VA =Vref -Vth _T 2+(Vx -Vdata )............(13)
VB =Vx .......................................................(14)
此時，驅動電流Iled如下方程式(15)表示之，並將方程式(13)與方程式(14)帶入。其中第一電晶體T1的源-閘極電壓Vsg=VB-VA。
Iled =K (Vsg -Vth _T 1)2 =K (VB -VA -Vth _T 1)2 =K [Vx -(Vref -Vth _T 2+Vx -Vdata -Vth _T 1]2 =K (Vx -Vref +Vth _T 2-Vx +Vdata -Vth _T 1)2 =K (-Vref +Vth _T 2+Vdata -Vth _T 1)2 .........(15)由於驅動裝置100內電晶體T1、T2與T3之臨界電壓Vth_T1、Vth_T2與Vth_T3均幾乎相同，使得上式(15)中參數Vth_T2與Vth_T1能相互抵銷，因此上述驅動電流Iled可簡化為方程式(16)：Iled =K (Vdata -Vref )2 ..............................(16)
因此，像素的驅動裝置500可以依據電容130所儲存的電壓來產生驅動電流Iled給發光元件150，使得發光元件150產生相對應於資料電壓Vdata的亮度。本實施例的其他細部作動方式與說明可以參照上述各實施例，故在此不再贅述之。
綜上所述，本發明的實施例利用補償電路與電容來穩定驅動電路中控制端的電壓，使得驅動電路產生的驅動電流僅與資料電壓以及參考電壓有關，進而讓在顯示面板上的發光元件依據相同的資料電壓而獲得相同的亮度。而本 實施例於驅動電流的方程式中並沒有電晶體的臨界電壓與電源電壓的參數，因此不會受到電晶體的臨界電壓與電源電壓的影響。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100、300、500‧‧‧發光元件的驅動裝置
110‧‧‧驅動電路
120、320‧‧‧開關
130‧‧‧電容
140、340‧‧‧補償電路
150‧‧‧發光元件
M1、T1‧‧‧第一電晶體
M2、T2‧‧‧第二電晶體
M3、T3‧‧‧第三電晶體
Iled‧‧‧驅動電流
Vdd‧‧‧電源電壓
Vss‧‧‧接地電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
VA‧‧‧驅動電路的控制端電壓
VB‧‧‧驅動電路的驅動端電壓
Vscan‧‧‧掃描電壓
‧‧‧掃描電壓的反相電壓
TS1、TS3‧‧‧掃描期間
TS2、TS4‧‧‧栓鎖期間
D1‧‧‧二極體
圖1是依照本發明第一實施例說明發光元件之驅動裝置的等效電路圖。
圖2是依照本發明第一實施例說明圖1所示驅動裝置的驅動時序圖。
圖3是依照本發明第二實施例說明發光元件之驅動裝置的電路示意圖。
圖4是依照本發明第一實施例之發光元件的驅動電流與資料電壓的特徵曲線圖。
圖5是依照本發明第三實施例說明發光元件之驅動裝置的等效電路圖。
圖6是依照本發明第三實施例說明圖5所示驅動裝置的驅動時序圖。
100‧‧‧發光元件的驅動裝置
110‧‧‧驅動電路
120‧‧‧開關
130‧‧‧電容
140‧‧‧補償電路
150‧‧‧發光元件
M1、M2、M3‧‧‧第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體
Iled‧‧‧驅動電流
Vdd‧‧‧電源電壓
Vss‧‧‧接地電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
VA、VB‧‧‧驅動電路的控制端電壓、驅動端電壓
Vscan‧‧‧掃描電壓
‧‧‧掃描電壓的反相電壓

Claims (18)

  1. 一種發光元件的驅動裝置，包括：一驅動電路，具有一控制端與一驅動端，而該驅動端連接至一發光元件，其中該驅動電路依據其控制端的電壓而決定其驅動端的電流；一開關，其第一端接收一資料電壓，該開關的第二端連接至該發光元件，該開關的控制端接收一掃描電壓；一電容，其第一端連接至該驅動電路的控制端，而該電容的第二端連接至該開關的第二端；以及一補償電路，其輸出端連接至該電容的第一端，該補償電路於該開關的導通期間提供一重置電壓至該電容的第一端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該補償電路於該開關的截止期間不提供該重置電壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該驅動電路包括一第一電晶體，該第一電晶體的第一端接收一電源電壓，該第一電晶體的第二端作為該驅動電路的驅動端，而該第一電晶體的控制端作為該驅動電路的控制端。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之驅動裝置，其中該第一電晶體為NMOS電晶體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該補償電路包括一第二電晶體，該第二電晶體的第一端接收該掃描電壓的反相電壓，該第二電晶體的第二端作為該補償電路的輸出端，而該第二電晶體的控制端連接至該第二電晶體的第二端。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該補償電路包括一第二電晶體，該第二電晶體的第一端接收一控制電壓，該第二電晶體的第二端作為該補償電路的輸出端，而該第二電晶體的控制端連接至該第二電晶體的第二端，於該開關的截止期間該控制電壓為一電源電壓，於該開關的導通期間該控制電壓被拉降至一參考電壓，其中該重置電壓的成分包含一臨界電壓與該參考電壓。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之驅動裝置，其中該第二電晶體為NMOS電晶體。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之驅動裝置，其中該第二電晶體為PMOS電晶體。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該補償電路包括一二極體，該二極體的陰極接收該掃描電壓的反相電壓，該二極體的陽極作為該補償電路的輸出端。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該補償電路包括一二極體，該二極體的陰極接收一控制電壓，該二極體的陽極作為該補償電路的輸出端，於該開關的截止期間該控制電壓為一電源電壓，於該開關的導通期間該控制電壓被拉降至一參考電壓，其中該重置電壓的成分包含一臨界電壓與該參考電壓。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該開關包括一第三電晶體，該第三電晶體的第一端接收該資料電壓，該第三電晶體的第二端連接至該發光元件，而該第三電晶體的控制端接收該掃描電壓。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動裝置，其中該第三電晶體為NMOS電晶體。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之驅動裝置，其中該第三電晶體為PMOS電晶體。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該發光元件為發光二極體。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該發光元件為有機發光二極體。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該發光元件與該驅動裝置為一顯示面板的像素。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該驅動電路包括一第一電晶體，該第一電晶體的第一端接收一接地電壓，該第一電晶體的第二端作為該驅動電路的驅動端，而該第一電晶體的控制端作為該驅動電路的控制端。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之驅動裝置，其中該第一電晶體為PMOS電晶體。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012141334A (ja) * 2010-12-28 2012-07-26 Sony Corp 信号処理装置、信号処理方法、表示装置及び電子機器
TWI460706B (zh) * 2012-10-11 2014-11-11 Au Optronics Corp 有機發光顯示器與其驅動電路以及驅動其之方法
TW201506874A (zh) * 2013-08-14 2015-02-16 Chunghwa Picture Tubes Ltd 有機發光二極體之畫素驅動電路
US9552767B2 (en) 2013-08-30 2017-01-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device
KR101603300B1 (ko) * 2013-11-25 2016-03-14 엘지디스플레이 주식회사 유기발광표시장치 및 그 표시패널
KR20220046701A (ko) 2013-12-27 2022-04-14 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치
US20160063922A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Apple Inc. Organic Light-Emitting Diode Display
US20160063921A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 Apple Inc. Organic Light-Emitting Diode Display With Reduced Capacitive Sensitivity
CN104658485B (zh) * 2015-03-24 2017-03-29 京东方科技集团股份有限公司 Oled驱动补偿电路及其驱动方法
CN104680980B (zh) * 2015-03-25 2017-02-15 京东方科技集团股份有限公司 像素驱动电路及其驱动方法、显示装置
US10372196B2 (en) * 2017-04-01 2019-08-06 Intel Corporation Dynamic pixel density adjustment
CN107068066A (zh) * 2017-06-22 2017-08-18 京东方科技集团股份有限公司 像素补偿电路及显示装置、驱动方法
CN108648704B (zh) 2018-03-29 2019-10-08 京东方科技集团股份有限公司 电压补偿方法及装置、显示面板、显示装置
CN110491326A (zh) 2019-08-28 2019-11-22 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素电路、显示面板及显示装置
CN111063305A (zh) * 2020-01-07 2020-04-24 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 像素电路、显示面板及像素电路基准电压的补偿方法
CN112116899A (zh) * 2020-10-12 2020-12-22 北京集创北方科技股份有限公司 驱动装置及电子设备
US11734436B2 (en) 2021-06-25 2023-08-22 Intel Corporation Organic light emitting diode (OLED) compensation based on protected content
TWI780844B (zh) * 2021-07-29 2022-10-11 友達光電股份有限公司 驅動電路
TWI785831B (zh) * 2021-10-06 2022-12-01 友達光電股份有限公司 顯示裝置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104818A1 (en) * 2003-11-14 2005-05-19 Won-Kyu Kwak Pixel driving circuit for a display device and a driving method thereof
TW200614131A (en) * 2004-09-18 2006-05-01 Samsung Electronics Co Ltd Gate driving unit and display device having the same
US20060125740A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Casio Computer Co., Ltd. Light emission drive circuit and its drive control method and display unit and its display drive method
US20060208975A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Shinya Ono Display apparatus
TW200901811A (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Univ Nat Cheng Kung Drive circuit and pixel circuit thereof

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3629939B2 (ja) * 1998-03-18 2005-03-16 セイコーエプソン株式会社 トランジスタ回路、表示パネル及び電子機器
JP4498669B2 (ja) * 2001-10-30 2010-07-07 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置、表示装置、及びそれらを具備する電子機器
TWI273541B (en) * 2003-09-08 2007-02-11 Tpo Displays Corp Circuit and method for driving active matrix OLED pixel with threshold voltage compensation
US6937215B2 (en) * 2003-11-03 2005-08-30 Wintek Corporation Pixel driving circuit of an organic light emitting diode display panel
TWI274308B (en) * 2003-12-03 2007-02-21 Au Optronics Corp Drive circuit of flat panel display with current-driven
KR100592636B1 (ko) * 2004-10-08 2006-06-26 삼성에스디아이 주식회사 발광표시장치
KR100698699B1 (ko) * 2005-08-01 2007-03-23 삼성에스디아이 주식회사 데이터 구동회로와 이를 이용한 발광 표시장치 및 그의구동방법
TW201123139A (en) * 2009-12-29 2011-07-01 Au Optronics Corp Driving device of light emitting unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050104818A1 (en) * 2003-11-14 2005-05-19 Won-Kyu Kwak Pixel driving circuit for a display device and a driving method thereof
TW200614131A (en) * 2004-09-18 2006-05-01 Samsung Electronics Co Ltd Gate driving unit and display device having the same
US20060125740A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Casio Computer Co., Ltd. Light emission drive circuit and its drive control method and display unit and its display drive method
US20060208975A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Shinya Ono Display apparatus
TW200901811A (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Univ Nat Cheng Kung Drive circuit and pixel circuit thereof

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US20110156611A1 (en) 2011-06-30
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