TWI599999B - 畫素電路 - Google Patents

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Description

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具電荷共享之畫素電路。
隨著資訊科技的進步，顯示器的應用也越來越普及。現有的顯示器大多配備有薄型面板，且大量應用於個人電腦、筆記型電腦、平板電腦以及智慧型手機...等電子裝置。面板的解析度也不斷提昇，以提供使用者更佳的畫質。然而，隨著面板解析度的提高，面板之功率消耗也隨之增加。
對於可攜式電子產品來說，高解析度面板所造成的功率消耗往往會大幅縮減裝置在電池供電下所能運作的時間。因此，如何降低面板的功率消耗實為此領域一相當重要的課題。
本發明之一態樣是在提供一種畫素電路。畫素電路包含一第一開關單元、一第二開關單元、一資料線、一電荷共享線以及一畫素驅動單元。畫素驅動單元電性連接至資料線以及第一開關單元之第一端。第一開關單元之第二端電性連接至電荷共享線以及第二開關單元之第一端。第二開關單元之第 二端電性連接至資料線。其中於一電荷共享階段，資料線的電位係由資料線於一初始階段所提供之一第一資料電壓以及電荷共享線於上述初始階段所提供之一控制電壓所決定。
本發明之另一態樣是在提供一種畫素電路。畫素 電路包含一第一開關單元、一第二開關單元、一資料線、一電荷共享線、一第一畫素驅動單元以及一第二畫素驅動單元。第一畫素驅動單元電性連接至資料線。第二畫素驅動單元電性連接至資料線以及第一開關單元之第一端。第一開關單元之第二端電性連接至電荷共享線以及第二開關單元之第一端。第二開關單元之第二端電性連接至資料線。其中於第二畫素驅動單元所對應之一電荷共享階段，資料線的電位係由資料線於第一畫素驅動單元所對應之一補償階段所提供之一第一資料電壓以及電荷共享線於第二畫素驅動單元所對應之一初始階段所提供之一控制電壓所決定。
本發明之又一態樣是在提供一種畫素電路。畫素 電路包含複數個畫素單元以及一第二電晶體。畫素單元中每一者包含一驅動電晶體以及一第一電晶體。驅動電晶體之閘極電性連接至第一電晶體之第一端。畫素單元中每一者的第一電晶體之第二端電性連接至第二電晶體之第一端。且第二電晶體之閘極電性連接至畫素單元中每一者的第一電晶體之閘極。
藉由本發明之技術手段，可有效地節省提供資料 電壓時所需消耗的功率。特別是在第一資料電壓以及第二資料電壓之差值較大時，更可大幅節省提供資料電壓時所消耗 之功率。另外，本發明藉由對畫素單元中每一者設置一第一電晶體，且第一電晶體之閘極與畫素單元外部之第二電晶體之閘極相連，可使得第一電晶體以及第二電晶體形成一雙閘極(dual-gate)的結構。如此一來，可有效減輕顯示器因漏電流所導致之顯示不均的效應。而由於多個畫素單元可共享一個第二電晶體，因此不需佔據畫素電路上過多之面積。
100‧‧‧顯示器
110、150‧‧‧第一開關單元
112、152‧‧‧第二開關單元
120、160‧‧‧電荷共享線
122、124‧‧‧資料線
130、135‧‧‧畫素驅動單元
a、b、c、d、e、p、q、r‧‧‧端點
S110、S112、S150、S152、S214‧‧‧開關控制訊號
Data‧‧‧訊號
SC(130)、SC(135)‧‧‧掃描訊號
EM(130)、EM(135)‧‧‧發光致能訊號
170、172、174、176、178、180‧‧‧時間區間
570、572、574、576、578、580‧‧‧時間區間
214‧‧‧第三開關單元
216、256、286、296‧‧‧第四開關單元
218‧‧‧緩衝器
220‧‧‧主動區域
240、242‧‧‧移位暫存模組
260、262‧‧‧開關電路
280‧‧‧驅動模組
300、350‧‧‧畫素單元
302、302b‧‧‧畫素單元
310、610‧‧‧驅動電晶體
312、612‧‧‧第一電晶體
320、620‧‧‧電容
330‧‧‧第二電晶體
433‧‧‧第三電晶體
600、600a、600b‧‧‧畫素電路
920a、920b‧‧‧補償電路
LED‧‧‧發光元件
M2、M3、M4、M5‧‧‧電晶體
OVDD‧‧‧電源正電位
OVSS‧‧‧電源負電位
Vctrl‧‧‧控制訊號
Vcom‧‧‧控制電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vsig‧‧‧控制電壓
Vdata1、Vdata2‧‧‧資料電壓
R312、Rwire、Rcom‧‧‧阻抗
Vp、Vr‧‧‧電壓
Rp‧‧‧寄生電阻
Cp‧‧‧寄生電容
第1圖為本發明一實施例中，一種顯示器之示意圖。
第2圖為本發明一實施例中，一種顯示器之示意圖。
第3圖為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
第4圖係繪示用以控制畫素電路驅動之相關訊號的波形圖。
第5A圖為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
第5B圖為本發明一實施例中，驅動第5A圖所示的畫素電路之相關訊號的波形圖。
第6A圖為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
第6B圖為本發明一實施例中，畫素單元漏電流路徑的等效電路圖。
第7圖為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
第8圖為本發明另一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
第9A圖與第9B圖分別為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。
下文係舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而結構運作之描述非用以限制其執行之順序，任何由元件重新組合之結構，所產生具有均等功效的裝置，皆為本發明所涵蓋的範圍。此外，圖式僅以說明為目的，並未依照原尺寸作圖。為使便於理解，下述說明中相同元件將以相同之符號標示來說明。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms)，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。
另外，關於本文中所使用之『耦接』或『連接』，均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸，或是相互間接作實體或電性接觸，亦可指二或多個元件相互操作或動作。
於本文中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或多個。將進一步理解的是，本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，指明其所記載的特徵、區域、整數、步驟、操作、元件與/或組件，但不排除其所述或額外的其一個或多個其它特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件，與/或其中之群組。
另外，在本文中，使用第一、第二與第三等等之詞彙，是用於描述各種元件、組件、區域、層與/或區塊是可以被理解的。但是這些元件、組件、區域、層與/或區塊不應 該被這些術語所限制。這些詞彙只限於用來辨別單一元件、組件、區域、層與/或區塊。因此，在下文中的一第一元件、組件、區域、層與/或區塊也可被稱為第二元件、組件、區域、層與/或區塊，而不脫離本發明的本意。
請參照第1圖。第1圖為本發明一實施例中，顯示器100之示意圖。顯示器100包含移位暫存模組240、242，驅動模組280，以及畫素電路。具體來說，畫素電路包含主動區域220以及開關電路260、262。主動區域220可包含由多個畫素單元所組成的畫素陣列，其詳細內部電路細節將於後續段落中詳細說明。
移位暫存模組240、242可根據驅動模組280提供的訊號分別輸出相應的控制訊號Vctrl至開關電路260、262，並提供控制訊號Vctrl至主動區域220，以控制開關電路260、262以及主動區域220的操作。
開關電路260、262可根據驅動模組280提供的控制電壓Vsig以及移位暫存模組240、242提供的控制訊號Vctrl輸出相應的控制電壓Vcom至主動區域220，以控制主動區域220的操作。值得注意的是，雖然第1圖中繪示的畫素電路同時包含開關電路260、262，然而在部份實施例中，畫素電路亦可僅包含開關電路260或是開關電路262。在部分實施例中，亦可僅包含一組移位暫存模組240與開關電路260。第1圖的實施例僅為示例，並非用以限制本案。
請同時參照第2圖。第2圖為本發明一實施例中，顯示器100之示意圖。如第2圖所示，在一實施例中， 畫素電路的主動區域220包含複數條資料線122、124，複數條電荷共享線120、160所組成的畫素陣列。多個畫素電路分別耦接於資料線122、124以及電荷共享線120、160。 如第2圖所示，畫素單元(如：畫素單元300)包含第一開關單元(如：第一開關單元110)、第二開關單元(如：第二開關單元112)、以及畫素驅動單元(如：畫素驅動單元130)。 相似地，第一開關單元150，第二開關單元152，和畫素驅動單元135形成畫素單元350，於此不再贅述。
開關電路260、262用以分別輸出相應的控制電壓Vcom至電荷共享線120、160。移位暫存模組240、242用以分別輸出相應的控制訊號Vctrl，以控制主動區域220中的第一開關單元110、150，第二開關單元112、152，以及畫素驅動單元130、135。
請參照第3圖。第3圖為本發明一實施例中，畫素電路之示意圖。在本例中，畫素單元300包含一第一開關單元110、一第二開關單元112、一資料線122、一電荷共享線120以及一畫素驅動單元130。
於一實施例中，畫素單元300可為一發光二極體(OLED)面板中之畫素電路。而畫素驅動單元130包含一發光二極體以及其驅動電路(例如：發光二極體以及6T1C發光二極體驅動電路)。資料線122用以提供資料電壓至畫素驅動單元130以控制發光二極體發光。
畫素驅動單元130電性連接至資料線122以及第一開關單元110之第一端(端點a)。第一開關單元110 之第二端(端點b)電性連接至電荷共享線120以及第二開關單元112之第一端。第二開關單元112之第二端(端點c)電性連接至資料線122。
於本實施例中，畫素單元350包含一鄰近於畫素驅動單元130之畫素驅動單元135，以及鄰近的畫素驅動單元135所對應的第一開關單元150、第二開關單元152以及電荷共享線160。鄰近的畫素驅動單元135亦可包含一發光二極體以及其驅動電路。
如第2圖和第3圖所示，耦接至同一條電荷共享線(如：電荷共享線160)上的畫素單元350便可共享電荷共用線160上的寄生電容Cp和寄生電阻Rp。其具體內容將於後續實施例中詳細說明。
請同時參照第4圖。第4圖係繪示用以控制例如畫素單元300、350驅動之相關訊號的波形圖。如第4圖所示，訊號S110、S112、S150以及S152係分別為控制第1圖所示的開關單元110、112、150以及152啟閉的開關控制訊號。訊號SC(130)以及SC(135)係分別為控制畫素驅動單元130以及畫素驅動單元135之掃描訊號。訊號EM(135)以及EM(130)係分別為控制畫素驅動單元130以及畫素驅動單元135之發光致能訊號。
另外，時間區間170係為畫素驅動單元135所對應之初始階段。時間區間172係為畫素驅動單元135所對應之電荷共享階段。時間區間174係為畫素驅動單元130所對應之初始階段以及畫素驅動單元135所對應之補償階段(畫 素驅動單元130所對應之初始階段與鄰近的畫素驅動單元135所對應之補償階段於時間上重疊)，而時間區間176係為畫素驅動單元135所對應之發光階段。
時間區間174係為畫素驅動單元130所對應之初始階段；時間區間176係為畫素驅動單元130所對應之電荷共享階段。時間區間178係為畫素驅動單元130所對應之補償階段。而時間區間180係為畫素驅動單元130所對應之發光階段。
如第4圖所示，於畫素驅動單元130所對應之電荷共享階段176，資料線122的電位係由資料線122於畫素驅動單元130所對應之初始階段174所提供之一第一資料電壓Vdata1，以及電荷共享線120於畫素驅動單元130所對應之初始階段174所提供之一控制電壓Vcom所決定。
於第4圖所示的實施例中，畫素驅動單元130所對應之初始階段174與鄰近的畫素驅動單元135所對應之補償階段於時間上重疊。因此，於畫素驅動單元130所對應之初始階段174，資料線122提供第一資料電壓Vdata1至鄰近的畫素驅動單元135，以做為鄰近的畫素驅動單元135之資料電壓。
於一實施例中，於畫素驅動單元130所對應之初始階段174，第一開關單元110導通(此時訊號S110致能第一開關單元110)，第二開關單元112斷開(此時訊號S112禁能第二開關單元112)。此時，電荷共享線120提供上述控制電壓以做為畫素驅動單元130之初始電壓。藉此，畫素 驅動單元130中於初始階段174之初始電壓係由電荷共享線120所提供之控制電壓所決定。
於第4圖所示的實施例中，畫素驅動單元130所對應之電荷共享階段176係接續於初始階段174，且畫素驅動單元130所對應之電荷共享階段176與鄰近的畫素驅動單元135所對應之發光階段於時間上重疊。於電荷共享階段176時，第一開關單元110斷開(此時訊號S110禁能第一開關單元110)，第二開關單元112導通(此時訊號S112致能第二開關單元112)，使得電荷共享線120的電位以及資料線122的電位相同。
因此，此時電荷共享線120以及資料線122得以共享電荷。由上述段落之說明可知，於初始階段174結束時，電荷共享線120之電位係為上述控制電壓Vcom，資料線122之電位為上述第一資料電壓Vdata1。因此，在電荷共享階段176時，由於第二開關單元112導通，故電荷共享線120的電位以及資料線122的電位係由上述第一資料電壓Vdata1以及上述控制電壓Vcom所決定。
在其他實施例中，於電荷共享階段176時，電荷共享線120的電位以及資料線122的電位係由上述第一資料電壓Vdata1、上述控制電壓Vcom、資料線122之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值(RC value)以及電荷共享線120之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值所決定。例如，若資料線122之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值以及電荷共享線120之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值相同，則於 電荷共享階段176時，電荷共享線120的電位以及資料線122的電位係為上述第一資料電壓Vdata1以及上述控制電壓Vcom之平均值。
接著，於畫素驅動單元130所對應之補償階段178，第一開關單元110斷開(此時訊號S110禁能第一開關單元110)，第二開關單元112斷開(此時訊號S112禁能第二開關單元112)，且資料線122提供一第二資料電壓Vdata2至畫素驅動單元130，以做為畫素驅動單元130之資料電壓。需說明的是，補償階段178可接續於電荷共享階段176，但不以其為限。藉此，資料線122可於畫素驅動單元130所對應之補償階段178，提供第二資料電壓Vdata2以驅動畫素驅動單元130。
而畫素驅動單元130所對應之發光階段180，第一開關單元110斷開(此時訊號S110禁能第一開關單元110)，且第二開關單元112斷開(此時訊號S112禁能第二開關單元112)。發光致能訊號EM(130)致能畫素驅動單元130中之一發光元件。需說明的是，發光階段180可接續於補償階段178，但不以其為限。
另外，第一開關單元150、第二開關單元152以及對應的開關控制訊號S150、S152於畫素驅動單元135所對應的初始階段170以及電荷共享階段172之操作與上述段落針對畫素驅動單元130所對應的初始階段174以及電荷共享階段176之操作所作的描述類似，在此不再贅述。具體來說，開關控制訊號S110、S112、S150、S152等可由第2 圖中所示移位暫存模組240輸出的控制訊號Vctrl所決定。
請參照第5A圖。第5A圖為本發明一實施例中，一種畫素電路之示意圖。相較於第2圖中所示之畫素電路100，於本實施例中，主動區域220更包含一第三開關單元214並選擇性地包含一緩衝器(buffer)218。開關電路260包含第四開關單元216、256。開關電路262包含第四開關單元286、296。
第三開關單元214之第一端(端點c)電性連接至資料線122。第三開關單元214之第二端(端點e)電性連接至緩衝器218。第三開關單元214之啟閉可為第2圖中所示的開關控制訊號S214所控制。
於畫素驅動單元130所對應之初始階段174(即鄰近的畫素驅動單元135所對應之補償階段)，第三開關單元214導通(此時訊號S214致能第三開關單元214)，使得緩衝器218所輸出之第一資料電壓Vdata1透過第三開關單元214以及資料線122傳送至鄰近的畫素驅動單元135。
而於畫素驅動單元130所對應之補償階段178，第三開關單元214導通(此時訊號S214致能第三開關單元214)，使得資料線122提供一第二資料電壓Vdata2至畫素驅動單元130。藉此，於畫素驅動單元130所對應之補償階段178，緩衝器218所輸出之第二資料電壓Vdata2可透過第三開關單元214以及資料線122傳送至畫素驅動單元130。
由上述段落可知，於畫素驅動單元130所對應 之電荷共享階段176時，電荷共享線120的電位以及資料線122的電位係由上述第一資料電壓Vdata1、上述控制電壓Vcom、資料線122之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值以及電荷共享線120之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值所決定。例如，若資料線122之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值以及電荷共享線120之寄生電容與寄生電阻的電阻電容值相同，則於電荷共享階段176時，電荷共享線120的電位以及資料線122的電位係為上述第一資料電壓Vdata1以及上述控制電壓Vcom之平均值。因此，於畫素驅動單元130所對應之補償階段178時，緩衝器218對於資料線122僅需自第一資料電壓Vdata1以及控制電壓Vcom之平均值充電至第二資料電壓Vdata2。如此一來，可有效地節省提供資料電壓時所需消耗的功率。特別是在第一資料電壓Vdata1以及第二資料電壓Vdata2之差值較大時，更可大幅提供資料電壓時所消耗之功率。在一例中，在相同的條件底下，本案的畫素電路所消耗之功率僅約為傳統技術的34%，可大幅節省顯示器所消耗的能源。
於一實施例中，第四開關單元216之第一端(端點b)電性連接至電荷共享線120。第四開關單元216之啟閉可由控制訊號Vctrl直接或間接地控制。舉例來說，第四開關單元216之啟閉可為第2圖中所示的訊號S110所控制(即第四開關單元216與第一開關單元110係為同時啟閉)，但不以為限。
於畫素驅動單元130所對應之初始階段174，第 四開關單元216導通(此時訊號S110致能第四開關單元216)，使得上述控制電壓Vcom透過第四開關單元216傳送至電荷共享線120。而於畫素驅動單元130所對應之電荷共享階段176，第四開關單元216斷開(此時訊號S110禁能第四開關單元216)，第一開關單元110斷開，且第二開關單元112導通，使得電荷共享線120的電位以及資料線122的電位相同。
於另一實施例中，第四開關單元216之第二端(端點d)電性連接至驅動模組280。驅動模組280用以提供上述控制電壓Vsig，使得上述控制電壓Vsig可透過第四開關單元216(即：開關電路260)，作為控制電壓Vcom傳送至電荷共享線120。需說明的是，上述控制電壓Vsig可為一定值，亦可為一可變電壓。驅動模組280可依據第一資料電壓Vdata1以及第二資料電壓Vdata2之電壓值，調整其輸出的控制電壓Vsig，以調整開關電路260所輸出的控制電壓Vcom之數值。
如第5A圖所示，開關電路260亦可包含第四開關單元256。第四開關單元256相對於畫素驅動單元135之操作與第四開關單元216相對於畫素驅動單元130之操作類似，在此不再贅述。另外，開關電路262可選擇性地包含第四開關單元286、第四開關單元296。第四開關單元286相對於畫素驅動單元130之操作與第四開關單元216相對於畫素驅動單元130之操作類似，而第四開關單元296相對於畫素驅動單元135之操作與第四開關單元256相對於畫素驅動 單元135之操作類似。開關電路262之功能與操作與開關電路260之功能與操作類似。
為方便說明起見，請同時參照第5B圖。第5B圖係繪示驅動第5A圖所示的畫素電路之相關訊號的波形圖。訊號S214、Vctrl、S150以及S152係分別為控制第5A圖所示的開關單元214、256、150以及152啟閉的開關控制訊號。訊號Data係為資料線122上的電壓訊號。
如第5B圖所示，於畫素驅動單元135所對應之初始階段570，訊號S150致能第一開關單元150使其導通、訊號Vctrl致能第四開關單元256使其導通，訊號S112禁能第二開關單元152使其斷開。此時，電荷共享線160提供控制電壓Vcom以做為畫素驅動單元135之初始電壓。
接著，於畫素驅動單元135所對應之電荷共享階段572，訊號S150禁能第一開關單元150使其斷開，訊號S152致能第二開關單元152使其導通，使得電荷共享線160的電位以及資料線122的電位相同，電荷共享線160以及資料線122得以共享電荷。如此一來，資料線122已於此階段中已預先充電(在部份實施例中，資料線122的電位為原先資料線上之第一資料電壓Vdata1以及原先電荷共享線160上之控制電壓Vcom之平均值)。
接著，於畫素驅動單元135所對應之補償階段574，訊號S214致能第三開關單元214使其導通，使得資料線122提供第二資料電壓Vdata2至畫素驅動單元135，以做為畫素驅動單元135之資料電壓。由於資料線122已預先透 過電荷共享線160部份充電，因此充電至第二資料電壓Vdata2所需的能量較小，有效地節省提供資料電壓時所需消耗的功率。
相似地，在另一個周期中所對應到的初始階段576、電荷共享階段578，以及補償階段580中，資料線122亦可透過電荷共享線160，在電荷共享階段578進行部份放電，其操作與上述段落針對初始階段570、電荷共享階段572，以及補償階段584之操作所作的描述類似，在此不再贅述。
請參照第6A圖。第6A圖為本發明一實施例中，一種畫素電路600之示意圖。在畫素電路600中，主動區域220包含複數個畫素單元302，開關電路260中包含一第二電晶體330(相當於第5A圖中的第四開關單元216或256)。
畫素單元302中每一者包含一驅動電晶體310以及一第一電晶體312。驅動電晶體310之閘極電性連接至第一電晶體312之第一端(端點p)。於一實施例中，驅動電晶體310係用以提供一驅動電流至畫素單元302中之一發光元件(未繪示)。上述發光元件可為一發光二極體，而驅動電晶體310可為一發光二極體驅動電路(例如：6T1C發光二極體驅動電路)中之驅動電晶體。
畫素單元302中每一者的第一電晶體312之第二端電性連接至第二電晶體330之第一端(端點q)，且第二電晶體330之閘極電性連接至畫素單元302中每一者的第 一電晶體312之閘極。
於一實施例中，第一電晶體312之閘極以及第二電晶體330之閘極係用以接收控制訊號Vctrl，控制訊號Vctrl可於上述發光二極體驅動電路之一初始階段致能，使得畫素單元302中每一者的第一電晶體312與第二電晶體330於該初始階段導通，且第二電晶體330之第二端(端點r)接收一初始電壓。
於本實施例中，畫素單元302中每一者更包含一電容320。電容320之一第一端電性連接至驅動電晶體310之閘極。於一實施例中，電容320係用以儲存一資料電壓。
於上述實施例中，藉由對畫素單元302中每一者設置一第一電晶體312，且第一電晶體312之閘極與畫素單元302外部之第二電晶體330之閘極相連，可使得第一電晶體312以及第二電晶體330形成一雙閘極(dual-gate)的結構。
請參考第6B圖。第6B圖為根據一實施例所繪示的畫素單元302漏電流路徑的等效電路圖。由於各個畫素單元302共享同一個第二電晶體330，各自形成雙閘極(dual-gate)的結構，相當於在電容320之漏電流的電流路徑的等效電路上多串聯了電荷共享線120本身的電路阻抗Rwire。如第6A圖和第6B圖所示，漏電流自電壓為Vp之端點p(即：驅動電晶體310之閘極)流向電壓為Vr之端點r(即：第二電晶體330之第二端)，其電流路徑上的等效阻抗 為第一電晶體312的等效阻抗R312和第二電晶體330的等效阻抗Rcom以及電荷共享線120本身的寄生阻抗Rwire，使得漏電流路徑上的阻抗值增加。如此一來，可有效降低電容320之漏電流，以及上述漏電流所可能造成之顯示器顯示不均(mura effect)的效應。另外，由於多個畫素單元302可共享一個第二電晶體330，可節省畫素單元302中電晶體的使用數量。因此不需佔據畫素電路600上過多之面積。
請參照第7圖。第7圖為本發明一實施例中，一種畫素電路600a之示意圖。相較於第6A圖中所示之畫素電路600，於本實施例中，開關電路262中包含一第三電晶體433(相當於第5A圖中的第四開關單元286或296)。
畫素單元302中每一者的第一電晶體312之第二端電性連接至第三電晶體433之第一端(端點q)。第三電晶體433之閘極電性連接至畫素單元302中每一者的第一電晶體312之閘極。
於本實施例中，第三電晶體433之功能與操作與第二電晶體330類似，在此不再贅述。
第8圖為本發明另一實施例中，一種畫素電路600b之示意圖。相較於第7圖中所示之畫素電路600a及其中之畫素單元302，於本實施例之畫素電路600b中，畫素單元302b中每一者包含一驅動電晶體610、一第一電晶體612以及一電容620。驅動電晶體610之閘極電性連接至電容620，驅動電晶體610之一端電性連接至第一電晶體612之第一端(端點p)。第一電晶體612之第二端電性連接至第 二電晶體330之第一端(端點q)，且第二電晶體330之閘極電性連接至畫素單元302b中每一者的第一電晶體612之閘極。
於一實施例中，各驅動電晶體610係用以提供一驅動電流至相應畫素單元302b中之一發光元件(未繪示)。上述發光元件可為一發光二極體，而驅動電晶體610可為一發光二極體驅動電路(例如：6T1C發光二極體驅動電路)中之驅動電晶體。此外，各電容620係用以儲存一資料電壓。
其次，於一實施例中，第一電晶體612之閘極以及第二電晶體330之閘極係用以接收控制訊號Vctrl，控制訊號Vctrl可於上述發光二極體驅動電路之一初始階段致能，使得畫素單元302b中每一者的第一電晶體612與第二電晶體330於該初始階段導通，且第二電晶體330之第二端(端點r)接收一初始電壓。其餘操作類似前述，故於此不再贅述。
需說明的是，前述畫素單元302b內的電路配置同樣可應用於第6A圖所示之實施例中，故第6A圖所示之實施例不以圖式為限。
為進一步說明畫素電路600中補償電路的結構，請參照第9A圖。第9A圖為本發明一實施例中，一種畫素電路600之示意圖。為方便起見，第9A圖所示實施例將一併搭配第4圖的驅動訊號以及第7圖的實施例進行說明。
與第7圖所示實施例相似，畫素單元中每一者包 含一驅動電晶體310以及一第一電晶體312。驅動電晶體310之閘極電性連接至第一電晶體312之第一端(端點p)。 於一實施例中，驅動電晶體310係用以提供一驅動電流至畫素單元中之一發光元件LED。上述發光元件可為一發光二極體，而驅動電晶體310可為一發光二極體驅動電路(例如：6T1C發光二極體驅動電路)中之驅動電晶體。
如第9A圖所示，在本實施例中，發光二極體驅動電路為6T1C發光二極體驅動電路，發光二極體驅動電路中的補償電路920a包含電晶體M3、M4及M5。在結構上，電晶體M3的第一端連接至電源正電位OVDD，電晶體M3的第二端連接至驅動電晶體310的第一端，電晶體M3的控制端用以接收發光致能訊號EM(135)。電晶體M4的第一端連接至驅動電晶體310的第一端，電晶體M4的第二端用以連接至資料線122上接收訊號Data(即：資料線122上的電壓訊號)，電晶體M4的控制端用以接收開關控制訊號S152，使得電晶體M4在電荷共享階段572時導通。電晶體M5的第一端連接至驅動電晶體310的第二端，電晶體M5的第二端連接至電源負電位OVSS，電晶體M5的控制端用以接收發光致能訊號EM(135)。
請參照第9B圖。第9B圖為本發明另一實施例中，一種畫素電路600之示意圖。為方便起見，第9B圖所示實施例將一併搭配第4圖的驅動訊號以及第8圖的實施例進行說明。
與第8圖所示實施例相似，畫素單元中每一者包 含一驅動電晶體610、一第一電晶體612以及一電容620。 驅動電晶體610之閘極電性連接至電容620，驅動電晶體610之一端電性連接至第一電晶體612之第一端(端點p)。 第一電晶體612之第二端電性連接至第二電晶體330之第一端(端點q)，且第二電晶體330之閘極電性連接至畫素單元302b中每一者的第一電晶體612之閘極，用以接收開關控制訊號S150。
如第9B圖所示，在本實施例中，發光二極體驅動電路為6T1C發光二極體驅動電路，發光二極體驅動電路中的補償電路920b包含電晶體M3、M4及M5。在結構上，電晶體M3的第一端連接至第一電晶體612之第一端(端點p)，電晶體M3的第二端連接至電源負電位OVSS，電晶體M3的控制端用以接收發光致能訊號EM(135)。電晶體M4的第一端連接至參考電壓Vref，電晶體M4的第二端用以連接至電容620的一端，電晶體M4的控制端用以接收發光致能訊號EM(135)。電晶體M5的第一端連接至電晶體M4的第二端，電晶體M5的第二端用以連接至資料線122上接收訊號Data(即：資料線122上的電壓訊號)，電晶體M5的控制端用以接收開關控制訊號S152，使得電晶體M5在電荷共享階段572時導通。
綜上所述，藉由本發明之技術手段，可有效地節省提供資料電壓時所需消耗的功率。特別是在第一資料電壓以及第二資料電壓之差值較大時，更可大幅節省提供資料電壓時所消耗之功率。本案的畫素電路的功率消耗可為現有技 術的約34%。另外，本發明藉由對畫素單元中每一者設置一第一電晶體，且第一電晶體之閘極與畫素單元外部之第二電晶體之閘極相連，可使得第一電晶體以及第二電晶體形成一雙閘極(dual-gate)的結構。如此一來，可有效減輕顯示器因漏電流所導致之顯示不均的效應。而由於多個畫素單元可共享一個第二電晶體，因此不需佔據畫素電路上過多之面積。隨著解析度的提高，畫素電路所節省的面積比例也隨之提高。在不同實施例中，本案的畫素電路可分別節省區域面積的約5%、9%、20%、36%。如此一來，在高畫素密度的畫素電路中，可以提供足夠的電容佈局空間作為補償，並保持畫素電路內的漏電流水準。
和現有技術相較，本案提供的技術方案可以使用一條資料線達成電荷共享，也僅需要各畫素單元中的第一開關單元、第二開關單元搭配共用的第四開關單元進行操作。此外，本案的畫素電路由一個控制電壓Vcom相應控制多個畫素單元，也並不需要配置額外的外加電容，故節省了電路面積以及元件成本。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本揭示內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭示內容之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300、350‧‧‧畫素單元
110、150‧‧‧第一開關單元
112、152‧‧‧第二開關單元
120、160‧‧‧電荷共享線
122‧‧‧資料線
130、135‧‧‧畫素驅動單元
262‧‧‧開關電路
a、b、c‧‧‧端點
Vcom‧‧‧控制電壓
Vdata1、Vdata2‧‧‧資料電壓
Rp‧‧‧寄生電阻
Cp‧‧‧寄生電容

Claims (16)

  1. 一種畫素電路，包含：一第一開關單元；一第二開關單元；一資料線；一電荷共享線；以及一畫素驅動單元，電性連接至該資料線以及該第一開關單元之第一端，該第一開關單元之第二端電性連接至該電荷共享線以及該第二開關單元之第一端，該第二開關單元之第二端電性連接至該資料線，其中於一電荷共享階段，該資料線的電位係由該資料線於一初始階段所提供之一第一資料電壓以及該電荷共享線於該初始階段所提供之一控制電壓所決定，其中於該電荷共享階段，該第一開關單元斷開，該第二開關單元導通，於該初始階段，該第一開關單元導通，該第二開關單元斷開，而該電荷共享線提供該控制電壓以做為該畫素驅動單元之初始電壓。
  2. 如請求項第1項所述之畫素電路，其中於該電荷共享階段，該電荷共享線的電位以及該資料線的電位相同。
  3. 如請求項第1項所述之畫素電路，其於該初 始階段，該資料線提供該第一資料電壓至一鄰近的畫素驅動單元，以做為該鄰近的畫素驅動單元之資料電壓。
  4. 如請求項第1項所述之畫素電路，其中於一補償階段，該第一開關單元斷開，該第二開關單元斷開，且該資料線提供一第二資料電壓至該畫素驅動單元，以做為該畫素驅動單元之資料電壓，而於一發光階段，該第一開關單元斷開，且第二開關單元斷開，且該畫素驅動單元接收一發光致能訊號以致能該畫素驅動單元中之一發光元件。
  5. 如請求項第1項所述之畫素電路，更包含：一第三開關單元，該第三開關單元之第一端電性連接至該資料線，其中於該初始階段，該第三開關單元導通，使得該第一資料電壓透過該第三開關單元以及該資料線傳送至一鄰近的畫素驅動單元。
  6. 如請求項第5項所述之畫素電路，其中於一補償階段，該第三開關單元導通，使得該資料線提供一第二資料電壓至該畫素驅動單元。
  7. 如請求項第1項所述之畫素電路，更包含：一第四開關單元，該第四開關單元之第一端電性連接至該電荷共享線，其中於該初始階段，該第四開關單元導 通，使得該控制電壓透過該第四開關單元傳送至該電荷共享線。
  8. 如請求項第7項所述之畫素電路，其中於該電荷共享階段，該第四開關單元斷開，該第一開關單元斷開，且該第二開關單元導通，使得該電荷共享線的電位以及該資料線的電位相同。
  9. 一種畫素電路，包含：一第一開關單元；一第二開關單元；一資料線；一電荷共享線；一第一畫素驅動單元，電性連接至該資料線；以及一第二畫素驅動單元，電性連接至該資料線以及該第一開關單元之第一端，該第一開關單元之第二端電性連接至該電荷共享線以及該第二開關單元之第一端，該第二開關單元之第二端電性連接至該資料線，其中於該第二畫素驅動單元所對應之一電荷共享階段，該資料線的電位係由該資料線於該第一畫素驅動單元所對應之一補償階段所提供之一第一資料電壓以及該電荷共享線於該第二畫素驅動單元所對應之一初始階段所提供之一控制電壓所決定，其中於該第二畫素驅動單元所對應之該電荷共享階 段，該第一開關單元斷開，該第二開關單元導通，其中於該第二畫素驅動單元所對應之該初始階段，該第一開關單元導通，該第二開關單元斷開，而該電荷共享線提供該控制電壓以做為該第二畫素驅動單元之初始電壓。
  10. 如請求項第9項所述之畫素電路，其中於該第二畫素驅動單元所對應之該電荷共享階段，該電荷共享線的電位以及該資料線的電位相同。
  11. 如請求項第9項所述之畫素電路，更包含：一第三開關單元，該第三開關單元之第一端電性連接至該資料線，其中於該第一畫素驅動單元所對應之該補償階段，該第三開關單元導通，使得該第一資料電壓透過該第三開關單元以及該資料線傳送至該第一畫素驅動單元。
  12. 如請求項第11項所述之畫素電路，其中於該第二畫素驅動單元所對應之一補償階段，該第三開關單元導通，使得該資料線提供一第二資料電壓至該第二畫素驅動單元。
  13. 如請求項第9項所述之畫素電路，更包含：一第四開關單元，該第四開關單元之第一端電性連接至該電荷共享線，其中於該第二畫素驅動單元所對應之該 初始階段，該第四開關單元導通，使得該控制電壓透過該第四開關單元傳送至該電荷共享線。
  14. 如請求項第13項所述之畫素電路，其中於該第二畫素驅動單元所對應之該電荷共享階段，該第四開關單元斷開，該第一開關單元斷開，且該第二開關單元導通，使得該電荷共享線的電位以及該資料線的電位相同。
  15. 如請求項第9項所述之畫素電路，其中該第二畫素驅動單元所對應之該初始階段與該第一畫素驅動單元所對應之該補償階段於時間上重疊。
  16. 如請求項第9項所述之畫素電路，其中第一畫素驅動單元以及該第二畫素驅動單元相鄰。
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