TWI400987B - 有機發光二極體顯示器以及其驅動電路 - Google Patents

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有機發光二極體顯示器以及其驅動電路
本發明係關於一種有機發光二極體顯示器，尤指一種補償電晶體的臨界電壓差異的有機發光二極體顯示器。
功能先進的顯示器已漸成為現今消費電子產品的重要特色，其中有機發光二極體(Organic Light Emitting Diodes，OLED)係一種光電子轉換裝置，因具有無視角限制、製造成本低及高輝度等優點而越來越受到業界關注。有機發光二極體顯示器依據驅動方式不同可分為主動矩陣式有機發光二極體顯示器(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes，AMOLED)與被動矩陣(Passive Matrix)式有機發光二極體顯示器。
請參閱第1圖，第1圖係繪示先前技術之有機發光二極體28以及其驅動電路20之電路圖。傳統的主動式矩陣式有機發光二極體顯示器的驅動電路20包含電晶體22、24以及電容26。電晶體22作為開關電晶體是用來負責資料寫入儲存開關，而電晶體24則作為驅動電晶體負責控制電流大小。一般狀況下，電晶體24會持續操作在飽和區，因此會受到臨界電壓(threshold voltage)Vth影響。而臨界電壓Vth則會因製程或結構的不同而有所差異，或者是因為長時間因電容26的加壓造成電晶體24的臨界電壓上升。又由於電晶體24的輸出電流Ids係等於(1/2)×K×(Vgs-Vth)2 ，其中K係一常數且Vgs表示電晶體閘-源極跨壓。因為臨界電壓Vth的變化會直接影響到電晶體24的輸出電流Ids，造成有機發光二極體28的亮度因輸出電流Ids差異而產生不均勻之現象。為了使臨界電壓的變化影響減到最低，目前大多數的做法則是使用內部畫素電路設計以達到補償作用，且這些內部畫素電路通常都需使用到5個甚至更多的電晶體，但相對的時序控制上就較為複雜。
有鑑於此，本發明係有關於一種驅動一有機發光二極體的驅動電路，驅動電路會量測電壓或電流，並儲存至記憶體內，經由所儲存之資訊對每一畫素做修正，藉此補償畫素中的驅動電晶體因製程或老化現象造成的臨界電壓偏移，改善亮度不均勻之現象。
本發明係有關於一種顯示器，其包含閘極驅動器、源極驅動器、閘極驅動器和複數個畫素。該閘極驅動器用來產生一掃瞄訊號。該源極驅動器用來產生一資料電壓。每一畫素包含有機發光二極體、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體以及電容。第一電晶體的閘極耦接於該掃瞄訊號，其汲極耦接於該資料電壓。第二電晶體的閘極耦接於該第一電晶體之源極，其源極耦接於該有機發光二極體。第三電晶體的閘極耦接於一控制訊號，其汲極耦接於一偵測電壓電路，其源極耦接於該第二電晶體之汲極。第四電晶體的閘極耦接於該控制訊號，其汲極耦接於一電源電壓，其源極耦接於該第二電晶體之汲極。該電容的兩端分別耦接於該第二電晶體之汲極和源極。
本發明係有關於一種驅動一有機發光二極體的驅動電路，其包含第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體以及電容。第一電晶體的閘極耦接於該掃瞄訊號，其汲極耦接於該資料電壓。第二電晶體的閘極耦接於該第一電晶體之源極，其源極耦接於該有機發光二極體。第三電晶體的閘極耦接於一控制訊號，其汲極耦接於一偵測電壓電路，其源極耦接於該第二電晶體之汲極。第四電晶體的閘極耦接於該控制訊號，其汲極耦接於一電源電壓，其源極耦接於該第二電晶體之汲極。該電容的兩端分別耦接於該第二電晶體之汲極和源極。
根據本發明一實施例所例示之驅動電路在偵測模式下偵測電晶體的臨界電壓值，並將之儲存於記憶體，並在顯示模式下，驅動有機發光二極體依據資料電壓發出光線。但是資料電壓會根據記憶體所儲存的臨界電壓作適度的補償，所以每一個畫素所接收資料電壓都是考量每一畫素內的電晶體的臨界電壓後的資料電壓，故可以避免電晶體的臨界電壓因為因製程或老化現象造成的臨界電壓偏移，因而改善亮度不均勻的問題。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
請參照第2圖以及第3圖，第2圖係本發明之有機發光二極體顯示器100之示意圖，第3圖係本發明之驅動電路40以及其驅動之有機發光二極體50之示意圖。有機發光二極體顯示器10包含顯示面板12、閘極驅動器(gate driver)14、源極驅動器(source driver)16、偵測電壓電路80、控制器60以及記憶體70。顯示面板12包含複數個畫素18，每一畫素18包含一驅動電路40和一有機發光二極體50。驅動電路40包含第一電晶體T1、第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4以及電容C。第一電晶體T1的閘極耦接於閘極驅動器14以接收掃描訊號Gn ，其汲極耦接於源極驅動器16以接收資料電壓VDATA 。第二電晶體T2的閘極耦接於第一電晶體T1之源極，其源極耦接於有機發光二極體50。第三電晶體T3的閘極耦接於控制器60所發送之控制訊號Gcomp，其汲極耦接於偵測電壓電路80以接收偵測電壓Vdetct，其源極耦接於第二電晶體T2之汲極。第四電晶體T4的閘極耦接於控制訊號Gcomp，其汲極耦接於電源電壓VDD，其源極耦接於第二電晶體T2之汲極。電容C的兩端分別耦接於第二電晶體T2之汲極和閘極。
請一併參閱第4圖，第4圖係第3圖之驅動電路40所接收之各個訊號於偵測模式下的時序圖。驅動電路40的操作分為兩種模式，一種是偵測模式，另一種是顯示模式。在偵測模式下，驅動電路40會偵測電晶體T2的臨界電壓，並將偵測後的臨界電壓儲存至記憶體70中。而在顯示模式下，驅動電路40會驅動有機發光二極體50，使有機發光二極體50依據資料電壓VDATA 發出光線。但是資料電壓VDATA 會根據記憶體70所儲存的臨界電壓作適度的補償，所以每一個畫素18所接收資料電壓VDATA 都是考量每一畫素18內的電晶體T2的臨界電壓Vth後的資料電壓VDATA 。為了可以正確的偵測電晶體T2的臨界電壓Vth，在偵測模式下，在時點t1到t2(第一階段)的期間，電晶體T4會因為控制訊號Gcomp啟動而導通，又因為電晶體T1處於低電壓準位，所以電容C會將儲存電位提升至電源電壓VDD。在時點t2到t3(第二階段)的期間，則將電容C放電直到電晶體T2關閉，此時，電容C儲存的電位恰好是VDATA +Vth。在時點t3之後(第三階段)，電晶體 T1、T4因掃瞄訊號Gn 處於高電壓準位且控制訊號Gcomp處於高電壓準位而不導通，但電晶體T3卻開啟導通，使得偵測電壓電路80可依據偵測電壓VDetect 偵測電容C儲存的電位VDATA +Vth並儲存至記憶體70內。
到了顯示模式時，控制器60產生的控制訊號Gcomp是處於低電壓準位，電晶體T3是關閉不導通。同時閘極驅動器14每隔一固定間隔輸出掃描訊號Gn 使得每一列畫素18的電晶體T1依序開啟，同時源極驅動器16會根據記憶體70所紀錄的電位VDATA +Vth計算產生對應的資料電壓VDATA ，再將資料電壓VDATA 經由電晶體T1傳送至電晶體T2。因為電晶體T2的輸出電流Ids等於(1/2)×K×(Vgs-Vth)2 ，其中K係一常數且Vgs表示電晶體T2的閘-源極跨壓，所以電晶體T2的輸出電流Ids大致等於(1/2)×K×(VDATA -VSS-Vth)2 。也就是說，考慮電晶體T2的臨界電壓Vth後調整的資料電壓VDATA 可以使得電晶體T2的輸出電流Ids大致等於(1/2)×K×(VDATA )2 。此時，在顯示模式下，電晶體T2的臨界電壓Vth幾乎不會影響輸出電流Ids的變化，所以有機發光二極體50可依據流經的輸出電流Ids發出不同亮度的光線。請注意，因為記憶體70會儲存每一個畫素18內的電晶體T2的臨界電壓Vth和資料電壓VDATA 的變化，所以源極驅動器16最後輸出的補償後資料電壓VDATA 再輸入對應的畫素18後，個別電晶體T2的臨界電壓Vth的差異會被抵銷，所以最終有機發光二極體50所發出的光線和灰階只與原始資料電壓VDATA 一致，故傳統顯示面板12顯示亮度不均勻的問題可以獲得改善。
雖然本發明已用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內，當可作各種之更動與修改，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。
10‧‧‧有機發光二極體顯示器
26‧‧‧電容
12‧‧‧顯示面板
14‧‧‧閘極驅動器
16‧‧‧源極驅動器
18‧‧‧畫素
20‧‧‧驅動電路
22、24‧‧‧電晶體
40‧‧‧驅動電路
50‧‧‧有機發光二極體
60‧‧‧控制器
70‧‧‧記憶體
80‧‧‧偵測電壓電路
T1-T4‧‧‧電晶體
C‧‧‧電容
VDATA ‧‧‧資料電壓
VDetect ‧‧‧偵測電壓
Gcomp‧‧‧控制訊號
Gn ‧‧‧掃瞄訊號
VDD、VSS‧‧‧電源電壓
第1圖係繪示先前技術之有機發光二極體以及其驅動電路之電路圖。
第2圖係本發明之有機發光二極體顯示器之示意圖。
第3圖係本發明之驅動電路以及其驅動之有機發光二極體之示意圖。
第4圖係第3圖之驅動電路所接收之各個訊號於偵測模式下的時序圖。
18．．．畫素
C．．．電容
40．．．驅動電路
50．．．有機發光二極體
T1-T4．．．電晶體
VDATA ．．．資料電壓
VDetect ．．．偵測電壓
Gcomp．．．控制訊號
Gn ．．．掃瞄訊號
VDD、VSS．．．電源電壓

Claims (10)

  1. 一種顯示器，其包含：一閘極驅動器，用來產生一掃瞄訊號；一源極驅動器，用來產生一資料電壓；以及複數個畫素，每一畫素包含：一有機發光二極體，用來依據流經該有機發光二極體的電流產生光線；一第一電晶體，其閘極耦接於該掃瞄訊號，其汲極耦接於該資料電壓；一第二電晶體，其閘極耦接於該第一電晶體之源極，其源極耦接於該有機發光二極體；一第三電晶體，其閘極耦接於一控制訊號，其汲極耦接於一偵測電壓電路，其源極耦接於該第二電晶體之汲極；一第四電晶體，其閘極耦接於該控制訊號，其汲極耦接於一電源電壓，其源極耦接於該第二電晶體之汲極；以及一電容，其兩端分別耦接於該第二電晶體之汲極和閘極。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的顯示器，其中當該顯示器處於一顯示模式時，該第三電晶體係關閉，該第一電晶體係開啟，使得該有機發光二極體依據該資料電壓產生流經該有機發光二極體的電流以發出光線。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其中當該顯示器處於一偵測模式之第一階段時，該第三電晶體係關閉，該第一電晶體以及該第四電 晶體係開啟，該電容儲存該電源電壓，當該顯示器處於該偵測模式之第二階段時，該第三電晶體係開啟，該第一電晶體以及該第四電晶體係關閉，該電容放電至該資料電壓與電晶體的臨界電壓的和。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的顯示器，其另包含一記憶體，其中當該顯示器處於該偵測模式之第三階段時，該記憶體經由該第三電晶體儲存該臨界電壓。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的顯示器，其中該源極驅動器於該顯示器處於該顯示模式時，依據該記憶體儲存之該臨界電壓計算該資料電壓。
  6. 一種驅動一有機發光二極體的驅動電路，其包含：一第一電晶體，其閘極耦接於一掃瞄訊號，其汲極耦接於一資料電壓；一第二電晶體，其閘極耦接於該第一電晶體之源極，其源極耦接於該有機發光二極體；一第三電晶體，其閘極耦接於一控制訊號，其汲極耦接於一偵測電壓電路，其源極耦接於該第二電晶體之汲極；一第四電晶體，其閘極耦接於該控制訊號，其汲極耦接於一電源電壓，其源極耦接於該第二電晶體之汲極；以及一電容，其兩端分別耦接於該第二電晶體之汲極和閘極。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的驅動電路，其中當處於一顯示模式時，該第三電晶體係關閉，該第一電晶體係開啟，使得該有機發光二極體依據該資料電壓產生流經該有機發光二極體的電流以發出光線。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的驅動電路，其中當處於一偵測模式之第 一階段時，該第三電晶體係關閉，該第一電晶體以及該第四電晶體係開啟，該電容儲存該電源電壓，當該顯示器處於該偵測模式之第二階段時，該第三電晶體係開啟，該第一電晶體以及該第四電晶體係關閉，該電容放電至該資料電壓與電晶體的臨界電壓的和。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的驅動電路，其中當處於該偵測模式之第三階段時，經由該第三電晶體儲存該臨界電壓至一記憶體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的驅動電路，其中當處於該顯示模式時，該有機發光二極體依據該記憶體儲存之該臨界電壓所計算該資料電壓產生光線。
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