TWI703544B

TWI703544B - 像素電路與其驅動方法

Info

Publication number: TWI703544B
Application number: TW108124004A
Authority: TW
Inventors: 林峻鋒
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-07-08
Publication date: 2020-09-01
Also published as: TW202032520A

Abstract

本發明係為一種像素電路與其驅動方法。與第一閘極線和第二閘極線電連接之像素電路包含發光二極體、驅動電晶體、第一切換電晶體、第二切換電晶體、第三切換電晶體以及資料電容。驅動方法包含以下步驟：驅動電晶體接收低電壓；第一閘極線與第二閘極線分別傳送第一閘極信號與第二閘極信號；於第一資料接收期間，資料電容分別經由第一與第二切換電晶體接收第一資料電壓與低電壓，進而產生資料電容壓差；以及於第二資料接收期間，資料電容根據資料電容壓差與經第三切換電晶體而接收的第二資料電壓，在控制節點產生與發光二極體亮度相對應之像素驅動電壓。

Description

像素電路與其驅動方法

本發明是有關於一種像素電路與其驅動方法，且特別是有關於一種可於兩個資料接收期間調整發光二極體之控制節點的電壓的像素電路與其驅動方法。

為便於使用者操作，電子產品通常設有顯示面板。顯示面板需搭配時序控制器使用，且顯示面板包含排列為陣列的多個像素單元。為便於說明，本文假設顯示面板中的像素單元(pixel unit，簡稱為PU)排列為M行與N列，且每個像素單元PU包含三個像素電路(pixel circuit，簡稱為PC)。因此，顯示面板包含N列像素電路，其中每列均包含M*3個像素電路。為便於說明，本文以m、n代表像素電路PC所在的行數與列數。

時序控制器藉由像素資料線DAT傳送資料信號DAT[1]~DAT[M*3]至各行的像素電路，以及藉由閘極線GL[1]~GL[N]傳送閘極信號GL[1]~GL[N]至各列的像素電路。此外，為便於說明，本文以相同的符號代表信號與接線，例如，以GL[n]代表第n列的閘極線與第n列的閘極信號。

請參見第1圖，其係習用技術所採用的像素電路之示意圖。位於第m行與第n列的像素電路PC(m,n)電連接於像素資料線DAT[m]、閘極線GL[n]。其中，閘極線GL[n]為用以傳輸邏輯信號、像素資料線DAT[m]為用以傳輸類比電壓信號。當閘極線GL[n]為高邏輯位準H時，代表資料信號DAT[1]~DAT[M*3]所傳送的資料電壓對應於第n列的M*3個像素電路。反之，當閘極線GL[n]為低邏輯位準L時，代表資料信號DAT[1]~DAT[M*3]所傳送的資料電壓並未對應於第n列的M*3個像素電路。像素電路PC(m,n)包含驅動電晶體TFT、發光二極體LED、切換電晶體M，以及穩壓電容Cs。其中，像素電路PC(m,n)可為：紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)，以及藍色像素電路PCb(m,n)。

本文假設驅動電晶體TFT為NMOS電晶體，其汲極、閘極與源極分別電連接於供應電壓源(Vdd)、切換電晶體M與發光二極體LED的陽極。發光二極體LED的陰極電連接於低電壓源(例如，Vss)。穩壓電容Cs電連接於驅動電晶體TFT的閘極與源極之間。當驅動電晶體TFT導通時，產生一驅動電流i_d流經發光二極體LED，進而使發光二極體LED發光。因此，控制節點Nc的電壓高低，不但影響驅動電晶體TFT的導通與否，也連帶影響發光二極體LED的亮度。

假設切換電晶體M為NMOS電晶體，其汲極、閘極與源極分別電連接於像素資料線DAT[m]、閘極線GL[n]以及控制節點Nc。當閘極線GL[n]為高邏輯位準時，切換電晶體M將導通，並將資料信號DAT[m]傳送至控制節點Nc。此時，資料信號DAT[m]的高低將決定驅動電晶體TFT的導通程度、驅動電流i_d的大小，以及發光二極體LED的亮度。

通常，紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)，以及藍色像素電路PCb(m,n)中的發光二極體LED的發光效率並不完全相同。例如，若以相同的像素驅動電壓Vdis代表灰階值255的發光亮度，則，因為紅色發光二極體LEDr的發光效率較綠色發光二極體LEDg與藍色發光二極體LEDb佳的緣故，紅色發光二極體LEDr根據像素驅動電壓Vdis發出的亮度將高於綠色發光二極體LEDg，以及高於藍色發光二極體LEDb根據像素驅動電壓Vdis發出的亮度。因此，根據發光二極體的顏色不同，像素電路PC的控制節點Nc，須有足夠的電壓調整範圍，方能因應發光效率的不同而調整其電壓值。

然而，資料信號DAT[m]的來源為時序控制器，但時序控制器為半導體晶片，其所能提供之最高臨限資料電壓(DATmax)有限(例如，6V)。據此，由於控制節點Nc之可調整電壓值的範圍過小，導致具有相同灰階值的不同顏色的像素電路實際顯示時，無法提供對等的亮度。

本發明係有關於一種像素電路與其驅動方法，本發明提供以兩個資料接收期間兩度接收資料電壓的方式，可以使像素資料線在傳送較低電壓的資料電壓的情況下，仍可產生較高之像素驅動電壓的需求。

根據本發明之第一方面，提出一種像素電路。像素電路電連接於像素資料線、第一閘極線與第二閘極線。第一閘極線與第二閘極線分別傳送第一閘極信號與第二閘極信號。像素電路包含：發光二極體、驅動電晶體、第一切換電晶體、第二切換電晶體、第三切換電晶體以及資料電容。驅動電晶體電連接於控制節點與發光二極體，其係接收低電壓。第一切換電晶體電連接於控制節點、第一閘極線與像素資料線。第一切換電晶體根據第一閘極信號而於第一資料接收期間導通，進而將像素資料線上的第一資料電壓傳送至控制節點。第二切換電晶體電連接於第一閘極線與偏壓節點。第二切換電晶體接收低電壓，以及根據第一閘極信號而於第一資料接收期間導通，進而將低電壓傳送至偏壓節點。第三切換電晶體電連接於偏壓節點、第二閘極線以及像素資料線。第三切換電晶體根據第二閘極信號而於第二資料接收期間導通，進而將像素資料線上的第二資料電壓送至偏壓節點。資料電容電連接於控制節點與偏壓節點。資料電容於第一資料接收期間產生資料電容壓差，以及於第二資料接收期間，根據資料電容壓差而在控制節點產生與發光二極體的亮度相對應之像素驅動電壓。

根據本發明之第二方面，提出一種應用於一像素電路的驅動方法。像素電路電連接於像素資料線、第一閘極線和第二閘極線。像素電路包含發光二極體、驅動電晶體、第一切換電晶體、第二切換電晶體、第三切換電晶體以及資料電容。驅動方法包含以下步驟：驅動電晶體接收低電壓；第一閘極線與第二閘極線分別傳送第一閘極信號與第二閘極信號；第一切換電晶體根據第一閘極信號而於第一資料接收期間導通，進而將像素資料線上的第一資料電壓傳送至控制節點；第二切換電晶體根據第一閘極信號而於第一資料接收期間導通，進而將低電壓傳送至偏壓節點；第三切換電晶體根據第二閘極信號而於第二資料接收期間導通，進而將像素資料線上的第二資料電壓送至偏壓節點；以及資料電容於第一資料接收期間產生資料電容壓差，以及於第二資料接收期間，根據資料電容壓差而在控制節點產生與發光二極體的亮度相對應之像素驅動電壓。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：

Vdd:供應電壓

Vss:低電壓

GL[n]、GL[n-1]、GL[n+1]:閘極線(信號)

TFT、TFTr、TFTg、TFTb:驅動電晶體

DAT[m]:像素資料線(信號)

M、M1、M2、M1r、M2r、M3r、M1g、M2g、M3g、M1b、M2b、M3b:切換電晶體

Nc、Ncr、Ncg、Ncb:控制節點

Cs、27:穩壓電容

LED:發光二極體

PC(m,n):像素電路

i_d、i_dr、i_dg、i_db:驅動電流

Cb、Cbr、Cbg、Cbb:資料電容

Nb、Nbr、Nbg、Nbb:偏壓節點

Vd1、Vd2:資料電壓

△V_Cb:資料電容壓差

PU(m,n):像素單元

H:高邏輯位準

L:低邏輯位準

Ta、Tb:資料接收期間

DATcm:共用資料線

PCr(m,n):紅色像素電路

LEDr:紅色發光二極體

SCr:紅色選擇電路

Sr1、Sr2、Sg1、Sg2、Sb1、Sb2:選擇電晶體

PCg(m,n):綠色像素電路

PCb(m,n):藍色像素電路

LEDg:綠色發光二極體

SCg:綠色選擇電路

LEDb:藍色發光二極體

SCb:藍色選擇電路

MUXr1、MUXr2:紅色多工信號

MUXg1、MUXg2:綠色多工信號

MUXb1、MUXb2:藍色多工信號

Vd1r、Vd2r:紅色資料電壓

Vd1g、Vd2g:綠色資料電壓

Vd1b、Vd2b:藍色資料電壓

DATr[m]:紅色像素資料線

DATg[m]:綠色像素資料線

DATb[m]:藍色像素資料線

Ta1、Ta2、Ta3、Tb1、Tb2、Tb3:子資料接收期間

第1圖，其係習用技術所採用的像素電路之示意圖。

第2圖，其係根據本發明構想之一實施例的像素電路之示意圖。

第3圖，其係根據本發明構想之另一實施例的像素電路之示意圖。

第4A圖，其係根據本發明實施例的像素電路在資料接收期間Ta時的操作情形之示意圖。

第4B圖，其係根據本發明實施例的像素電路在資料接收期間Tb的操作情形之示意圖。

第5圖，其係與本發明實施例的像素電路的操作相關之波形圖。

第6圖，其係本發明實施例的像素單元之示意圖。

第7圖，其係與本發明實施例的像素單元的操作相關之波形圖。

如前所述，受限於時序控制器的緣故，像素資料線所傳送的資料電壓的臨限值無法過高。連帶的，用於驅動發光二極體的驅動電流的大小也受到影響，且發光二極體的亮度調整範圍也因此而受到限制。為此，本發明的像素電路分別在兩個資料接收期間Ta、Tb接收資料電壓Vd1、Vd2，進而於控制節點Nc產生用於驅動發光二極體所需之像素驅動電壓Vdis的像素電路與驅動方法。

請參見第2圖，其係根據本發明構想之一實施例的像素電路之示意圖。此圖式位於第m行與第n列的像素電路PC(m,n)為例，其中m=1~M*3，且n=1~N。像素電路PC(m,n)電連接於像素資料線DAT[m]、閘極線GL[n-1]、GL[n]。像素電路PC(m,n)包含：發光二極體LED、驅動電晶體TFT、切換電晶體M1、M2、M3，以及資料電容(boosting capacitor)Cb。此外，像素電路PC(m,n)還可選擇性包含電連接於控制節點Nc與驅動電晶體TFT的穩壓電容Cs。其中，發光二極體LED可為微發光二極體顯示器(micro LED)或次毫米發光二極體(mini LED)。

發光二極體LED接收供應電壓Vdd。驅動電晶體TFT電連接於控制節點Nc、發光二極體LED與低電壓源(例如，Vss)。驅動電晶體TFT根據控制節點Nc的電壓而決定是否導通。當驅動電晶體TFT導通時，發光二極體LED便可發光。切換電晶體M1電連接於控制節點Nc、閘極線GL[n-1]與像素資料線DAT[m]。切換電晶體M2電連接於偏壓節點Nb、閘極線GL[n-1]與低電壓源。切換電晶體M3電連接於偏壓節點Nb、閘極線GL[n]以及像素資料線DAT[m]。切換電晶體M1、M2由閘極線GL[n-1]控制而選擇性被致能，切換電晶體M3由閘極線GL[n]控制而選擇性被致能。

由於切換電晶體M1、M2均由閘極線GL[n-1]控制，兩者會同時導通。當切換電晶體M1導通時，將像素資料線DAT[m]上的資料電壓Vd1傳送至控制節點Nc。當切換電晶體M2導通時，將低電壓傳送至偏壓節點Nb。關於像素電路在切換電晶體M1、M2導通時的操作情形，將於第4A圖說明。

切換電晶體M是3由閘極線GL[n]所控制，切換電晶體M3並不會與切換電晶體M1、M2同時導通。當切換電晶體M3導通時，經由像素資料線DAT[m]而接收的資料電壓Vd2將傳送至偏壓節點Nb。關於像素電路在切換電晶體M3導通時的操作情形，將於第5B圖說明。

由於閘極信號是針對所選取之用於顯示的各列像素電路所發出，閘極信號GL[1]~GL[N]的高邏輯位準的期間為輪續產生。在本文中，將閘極信號GL[n-1]為高邏輯位準(H)的期間定義為資料接收期間Ta；將閘極信號GL[n]為高邏輯位準(H)的期間定義為資料接收期間Tb。此外，閘極信號GL[n-1]在資料接收期間Tb維持在低邏輯位準(L)，且閘極信號GL[n]在資料接收期間Ta維持在低邏輯位準(L)。

在本文中，假設切換電晶體M1、M2、M3均為NMOS電晶體，因此，若與切換電晶體M1、M2、M3相連的閘極線GL[n-1]、GL[n]為高邏輯位準(H)時，切換電晶體M1、M2、M3將導通。然而，若在不同應用中，切換電晶體M1、M2、M3為PMOS電晶體時，則切換電晶體M1、M2、M3經閘極線GL[n-1]、GL[n]所接收之用於導通的邏輯位準將為低邏輯位準(L)。關於切換電晶體的種類與用於對其控制之邏輯位準的不同，可視實際應用而改變，此處不予詳述。

請參見第3圖，其係根據本發明構想之另一實施例的像素電路之示意圖。此實施例的架構與連接方式大致與第3圖的實施例相似。第2、3圖的差異處為，切換電晶體M2的源極所接收低電壓的來源不同。在第2圖中，切換電晶體M2自共用的低電壓源接收低電壓；在第3圖中，切換電晶體M2自獨立的參考電壓源Vref接收低電壓。

由於顯示面板上包含大量的像素電路，各接線上也可能產生電阻。隨著像素電路的數量增加，低電壓的穩定性也可能因為電流流經接線上的電阻而受到影響。因此，使用獨立的參考電壓源Vref提供低電壓時，可確保切換電晶體M2所接收之低電壓的位準更為精確。

請參見第4A圖，其係根據本發明實施例的像素電路在資料接收期間Ta的操作情形之示意圖。在資料接收期間Ta，閘極線GL[n-1]為高邏輯位準(H)、閘極線GL[n]為低邏輯位準(L)，且像素資料線DAT[m]傳送資料電壓Vd1。此時，切換電晶體M1、M2為導通；切換電晶體M3為斷開。

請參見第4B圖，其係根據本發明實施例的像素電路在資料接收期間Tb的操作情形之示意圖。在資料接收期間Tb，閘極線GL[n]為高邏輯位準(H)、閘極線GL[n-1]為低邏輯位準(L)，且像素資料線DAT[m]傳送資料電壓Vd2。此時，切換電晶體M1、M2為斷開；切換電晶體M3為導通。

於資料接收期間Ta過後，資料電容Cb的兩端存在資料電容壓差△V _Cb(其中，△VCb=Vd1-Vss)。接著，在資料接收期間Tb，因為切換電晶體M3導通的緣故，偏壓節點Nb等於像素資料線DAT[m]所傳送的資料電壓Vd2。此時，由於資料電容Cb內存放電荷的緣故，控制節點Nc的電壓相當於資料電壓Vd2與資料電容Cb之兩端壓差的總和，即，Vd1+Vd2 *

。亦即，在資料接收期間Tb，控制節點Nc的電壓大於資料電壓Vd2，連帶可使驅動電晶體TFT提供較大的驅動電流i_d。

據此，在資料接收期間Tb，控制節點Nc的電壓並非僅等於資料電壓Vd2，而會進一步提升至Vd1+Vd2 *

。也就是說，在資料接收期間Tb，像素驅動電壓Vdis根據資料電容Cb、穩壓電容Cs與資料電壓Vd1、Vd2而產生。假設資料電容Cb的電容值與穩壓電容Cs的電容值之間存在Cb=4*Cs的關係，且假設Vd1=Vd2=6V。則，根據一模擬結果，控制節點Nc的所提供的像素驅動電壓Vdis為10.2V。換言之，像素驅動電壓Vdis可大於資料電壓Vd1、Vd2。

根據本發明的構想，穩壓電容Cs的電容值小於資料電容Cb的電容值。若資料電容Cb的電容值遠大於穩壓電容Cs的電容值，則控制節點Nc在資料接收期間Tb的電壓相當於Vd1+Vd2。穩壓電容Cs用於提供穩壓功能，但資料電容Cb亦可提供穩壓功能。或者，可以利用在驅動電晶體TFT之閘極與源極之間的寄生電容作為穩壓電容Cs。

在資料接收期間Tb，驅動電晶體根據控制節點Nc的電壓而導通，進而產生驅動發光二極體LED之驅動電流i_d。在此實施例中，控制節點Nc的電壓由Vd1上升至Vd1+Vd2 *

的緣故，連帶的，驅動電晶體TFT所產生的驅動電流i_d也隨著增加。

請參見第5圖，其係與本發明實施例的像素電路的操作相關之波形圖。此圖式所示的波形由上而下分別為：偏壓節點Nb的電壓變化、控制節點Nc的電壓變化、像素資料線的電壓變化，以及閘極線GL[n-1]、GL[n]的電壓變化。

請同時參看第4A圖與第5圖的資料接收期間Ta。切換電晶體M1、M2於資料接收期間Ta根據高邏輯位準(H)的閘極信號GL[n-1]而導通。其中，切換電晶體M1將經由像素資料線DAT[m]而接收之資料電壓Vd1傳送至控制節點Nc。另一方面，切換電晶體M2則將低電壓傳送至偏壓節點Nb。

請同時參看第4B圖與第5圖的資料接收期間Tb。資料接收期間Tb在資料接收期間Ta之後。

於資料接收期間Ta結束後，資料電容Cb於控制節點Nc與偏壓節點Nb間產生資料電容壓差△V_Cb。資料電容Cb於資料接收期間Tb經由切換電晶體M3而接收資料電壓Vd2，並根據資料電容壓差△V_Cb與資料電壓Vd2而決定控制節點Nc的電壓。其中，資料電容壓差△V_Cb小於或等於與發光二極體對應之像素驅動電壓Vdis。

承上所述，本發明之像素電路以兩個資料接收期間Ta、Tb的方式達到提升控制節點Nc之電壓的效果。據此，像素資料線DAT不需要直接提供高電壓至像素電路，而可透過資料電容Cb蓄積電荷的功能，將電壓值較小資料電壓的Vd1、Vd2分次傳送至像素電路PC(m,n)。此種以兩個資料接收期間Ta、Tb傳送資料電壓Vd1、Vd2的控制方式相當彈性，並可依據應用的不同而設計資料電壓Vd1、Vd2的高低。

例如，資料接收期間Ta的資料電壓Vd1，以及資料接收期間Tb的資料電壓Vd2之間的組合，可能有以下幾種情形。其一為，當控制節點Nc的電壓在資料接收期間Ta結束後，仍小於像素驅動電壓Vdis時，偏壓節點Nb於資料接收期間Tb接收資料電壓Vd2，進而使控制節點Nc的電壓提升至像素驅動電壓Vdis。其二為，當控制節點Nc的電壓在資料接收期間Ta結束後等於像素驅動電壓Vdis時，偏壓節點Nb於資料接收期間Tb接收低電壓，且控制節點Vc的電壓維持不變。或者，另一種方式是，在資料接收期間Ta接收的資料電壓Vd1等於低電壓，在資料接收期間Tb接收的資料電壓Vd2等於像素驅動電壓Vdis。

採用本發明構想的像素電路，可以根據發光二極體的顏色不同，動態的提供不同像素驅動電壓Vdis。例如，針對發光效率較佳的紅色發光二極體，僅在其中一個資料接收期間提供資料電壓(僅提供資料電壓Vd1或僅提供資料電壓Vd2)，進而以未經疊加而較低的像素驅動電壓Vdis對其驅動(Vdis=Vd1或Vdis=Vd2)；另一方面，針對發光效率較差的綠色發光二極體與藍色發光二極體，則在兩個資料接收期間都提供資料電壓(提供資料電壓Vd1與資料電壓Vd2)，進而以經疊加而較高的像素驅動電壓Vdis=Vd1+Vd2 *

對其驅動。據此，即便不同顏色的發光二極體具有不同的發光效率，採用本發明構想的顯示面板，其不同顏色的像素電路仍可針對相同的灰階值發出對等的亮度。

實際應用時，此種利用兩個資料接收期間Ta、Tb兩度提供資料電壓Vd1、Vd2的做法還可基於不同考量而採用。當電子產品可能於室內或戶外使用時，電子產品可能提供室內模式(indoor mode)和室外模式(outdoor mode)，且顯示面板可根據模式的不同採用不同的驅動方式。

在室外模式下，顯示面板的顯示容易受到環境光的影響。即，若周圍環境反光過強時，使用者將無法看到顯示畫面。因此，針對室外模式的應用，顯示面板需要使用較高的亮度。此時，便可以針對室外模式採用以兩個資料接收期間Ta、Tb的方式提供資料電壓的做法，提高控制節點Nc的電壓。據此，驅動電流i_d將變大，且發光二極體LED可發出較亮的亮度。

另一方面，在室內模式下，則僅利用其中一個資料接收期間提供資料電壓。例如，在資料接收期間Ta提供的資料電壓等於低電壓Vd1=Vss，且在資料接收期間Tb提供的資料電壓等於像素驅動電壓Vd2=Vdis。由於控制節點Nc的電壓在資料接收期間Ta並不會被偏壓節點Nb 的電壓Vss所影響，控制節點Nc將維持等於資料電壓Vd2。即，僅利用資料接收期間Tb調整控制節點Nc的電壓。或者，在資料接收期間Ta提供的資料電壓等於像素驅動電壓Vd1=Vdis，且在資料接收期間Tb提供的資料電壓等於低電壓Vd2=Vss。即，僅利用資料接收期間Ta調整控制節點Nc的電壓。由於控制節點Nc的電壓在資料接收期間Tb並不會被偏壓節點Nb的低電壓Vss影響，控制節點Nc將維持等於資料電壓Vd1。採用此種驅動方式時，控制節點Nc的電壓較低。據此，像素電路使用較小的驅動電流i_d驅動發光二極體LED、發光二極體LED的亮度較低，也較為省電。

請參見第6圖，其係本發明實施例的像素單元之示意圖。像素單元PU(m,n)包含紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)、藍色像素電路PCb(m,n)。紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)與藍色像素電路PCb(m,n)的架構相似，其差異為像素電路內的發光二極體分別為紅色發光二極體LEDr、綠色發光二極體LEDg與藍色發光二極體LEDb。

在紅色像素電路PCr(m,n)中，驅動電晶體TFTr提供驅動紅色發光二極體LEDr發光所需的驅動電流i_dr；在綠色像素電路PCg(m,n)中，驅動電晶體TFTg提供驅動綠色發光二極體LEDg發光所需的驅動電流i_dg；在藍色像素電路PCb(m,n)中，驅動電晶體TFTb提供驅動藍色發光二極體LEDb發光所需的驅動電流i_db。其中，每個像素電路對應於一個選擇電路(selection circuit，簡稱為SC)。即，紅色像素電路PCr(m,n)對應於紅色選擇電路SCr；綠色像素電路PCr(m,n)對應於綠色選擇電路SCg；以及，藍色像素電路PCr(m,n)對應於藍色選擇電路SCb。

與紅色像素電路PCr(m,n)對應的紅色選擇電路SCr包含選擇電晶體Sr1、Sr2。選擇電晶體Sr1、Sr2均電連接於共用資料線DATcm與紅色像素資料線DATr[m]。選擇電晶體Sr1由紅色多工信號MUXr1控制；選擇電晶體Sr2由紅色多工信號MUXr2控制。當選擇電晶體Sr1、Sr2之任一者導通時，共用資料線DATcm所傳送的資料電壓將被傳送至紅色像素資料線DATr[m]。其中，選擇電晶體Sr1、Sr2並不會同時導通。

與綠色像素電路PCg(m,n)對應的綠色選擇電路SCg包含選擇電晶體Sg1、Sg2。選擇電晶體Sg1、Sg2均電連接於共用資料線DATcm與綠色像素資料線DATg[m]。選擇電晶體Sg1由綠色多工信號MUXg1控制；選擇電晶體Sg2由綠色多工信號MUXg2控制。當選擇電晶體Sg1、Sg2之任一者導通時，共用資料線DATcm所傳送的資料電壓將被傳送至綠色像素資料線DATg[m]。其中，選擇電晶體Sg1、Sg2並不會同時導通。

與藍色像素電路PCb(m,n)對應的藍色選擇電路SCb包含選擇電晶體Sb1、Sb2。選擇電晶體Sb1、Sb2均電連接於共用資料線DATcm與藍色像素資料線DATb[m]。選擇電晶體Sb1由藍色多工信號MUXb1控制；選擇電晶體Sb2由藍色多工信號MUXb2控制。當選擇電晶體Sb1、Sb2之任一者導通時，共用資料線DATcm所傳送的資料電壓將被傳送至藍色像素資料線DATb[m]。其中，選擇電晶體Sb1、Sb2並不會同時導通。

請參見第7圖，其係與本發明實施例的像素單元的操作相關之波形圖。第7圖由上而下分別為時脈信號CLK、反相時脈信號XCK、閘極信號GL[n-1]、GL[n]、GL[n+1]、控制節點Ncr的電壓、控制節點Ncg的電壓、控制節點Ncb的電壓、紅色多工信號MUXr1、MUXr2、綠色多工信號 MUXg1、MUXg2、藍色多工信號MUXb1、MUXb2，以及共用資料線DATcm。其中，紅色多工信號MUXr1、MUXr2、綠色多工信號MUXg1、MUXg2、藍色多工信號MUXb1、MUXb2可自時序控制器發出。多工信號的採用，可節省時序控制器輸出至顯示面板所需的接腳數量。

在第7圖中，假設閘極信號GL[n-1]為高邏輯位準的期間對應於時脈信號CLK的高邏輯位準期間(定義為資料接收期間Ta)；閘極信號GL[n]為高邏輯位準的期間對應於時脈信號CLK的低邏輯位準期間(定義為資料接收期間Tb)。資料接收期間Ta進一步劃分為與紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)與藍色像素電路PCb(m,n)分別對應的子資料接收期間Ta1、Ta2、Ta3；資料接收期間Tb進一步劃分為與紅色像素電路PCr(m,n)、綠色像素電路PCg(m,n)與藍色像素電路PCb(m,n)分別對應的子資料接收期間Tb1、Tb2、Tb3。接著，請同時參看第6、7圖。

在子資料接收期間Ta1，因為紅色多工信號MUXr1為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sr1將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與紅色像素電路PCr(m,n)對應的資料電壓Vd1r，資料電壓Vd1r將被傳送至紅色像素資料線DATr[m]。在此同時，紅色像素電路PCr(m,n)中的切換電晶體M1r、M2r因為閘極信號GL[n-1]為高邏輯位準而導通。因此，偏壓節點Nbr在子資料接收期間Ta1等於低電壓；且控制節點Ncr在子資料接收期間Ta1等於紅色像素資料線DATr[m]的電壓(即，紅色資料電壓Vd1r)。連帶的，控制節點Ncr的電壓從子資料接收期間Ta1開始，上升至紅色資料電壓Vd1r。此外，資料電容Cbr也將在子資料接收期間Ta1根據紅色資料電壓Vd1r而進行充電。

在子資料接收期間Ta2，因為綠色多工信號MUXg1為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sg1將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與綠色像素電路PCg(m,n)對應的資料電壓Vd1g，資料電壓Vd1g將被傳送至綠色像素資料線DATg[m]。在此同時，綠色像素電路PCg(m,n)中的切換電晶體M1g、M2g因為閘極信號GL[n-1]為高邏輯位準而導通。因此，偏壓節點Nbg在子資料接收期間Ta2等於低電壓；且控制節點Ncg在子資料接收期間Ta2等於綠色像素資料線DATg[m]的電壓(即，資料電壓Vd1g)。連帶的，控制節點Ncg的電壓從子資料接收期間Ta2開始，上升至資料電壓Vd1g。此外，資料電容Cbg也將在子資料接收期間Ta2根據綠色資料電壓Vd1g而進行充電。

在子資料接收期間Ta3，因為藍色多工信號MUXb1為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sb1將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與藍色像素電路PCb(m,n)對應的資料電壓Vd1b，資料電壓Vd1b將被傳送至藍色像素資料線DATb[m]。在此同時，藍色像素電路PCb(m,n)中的切換電晶體M1b、M2b因為閘極信號GL[n-1]為高邏輯位準而導通。因此，偏壓節點Nbb在子資料接收期間Ta2等於低電壓；且控制節點Ncb在子資料接收期間Ta3等於藍色像素資料線DATb[m]的電壓(即，資料電壓Vd1b)。連帶的，控制節點Ncb的電壓從子資料接收期間Ta3開始，上升至資料電壓Vd1b。此外，資料電容Cbb也將在子資料接收期間Ta3根據藍色資料電壓Vd1b而進行充電。

根據前述說明可以得知，儘管紅色像素電路PCr(m,n)中的切換電晶體M1r、M2r、綠色像素電路PCg(m,n)中的切換電晶體M1g、M2g、藍色像素電路PCb(m,n)中的切換電晶體M1b、M2b在資料接收期間Ta均維持為導通，但因為搭配紅色多工信號MUXr1、綠色多工信號MUXg1、藍色多工信號MUXb1的緣故，在不同的子資料接收期間Ta1、Ta2、Ta3，實際從共用資料線DATcm接收資料電壓的像素電路並不相同。

在子資料接收期間Ta1中，僅控制節點Ncr經由被導通的選擇電晶體Sr1與紅色像素資料線DATr[m]而接收到共用資料線DATcm傳送的紅色資料電壓Vd1r。在子資料接收期間Ta2中，僅控制節點Ncg經由被導通的選擇電晶體Sg1與綠色像素資料線DATg[m]而接收到共用資料線DATcm傳送的綠色資料電壓Vd1g。在子資料接收期間Ta3中，僅控制節點Ncb經由被導通的選擇電晶體Sb1與藍色像素資料線DATb[m]而接收到共用資料線DATcm傳送的藍色資料電壓Vd1b。

在子資料接收期間Tb1，由於紅色多工信號MUXr2為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sr2將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與紅色像素電路PCr(m,n)對應的資料電壓Vd2r，資料電壓Vd2r將被傳送至紅色像素資料線DATr[m]。在此同時，紅色像素電路PCr(m,n)的切換電晶體M3r也因為閘極信號GL[n]為高邏輯位準的緣故而導通。因此，偏壓節點Nbr的電壓在子資料接收期間Tb1等於紅色資料電壓Vd2r；且控制節點Ncr在子資料接收期間Tb1提供給驅動電晶體TFTr的像素驅動電壓Vdis等於Vd1r+Vd2r *

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在子資料接收期間Tb2，因為綠色多工信號MUXg2為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sg2將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與綠色像素電路PCg(m,n)對應的綠色資料電壓Vd2g，綠色資料電壓Vd2g將被傳送至綠色像素資料線DATg[m]。在此同時，綠色像素電路PCg(m,n)的切換電晶體M3g也因為閘極信號GL[n]為高邏輯位準的緣故而導通。因此，偏壓節點Nbg的電壓在子資料接收期間Tb2等於綠色資料電壓Vd2g；且控制節點Ncg在子資料接收期間Tb2提供給驅動電晶體TFTg的像素驅動電壓Vdis等於Vd1g+Vd2g *

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在子資料接收期間Tb3，因為藍色多工信號MUXb2為高邏輯位準的緣故，選擇電晶體Sb2將導通。此時，共用資料線DATcm傳送的是與藍色像素電路PCb(m,n)對應的藍色資料電壓Vdb2，藍色資料電壓Vdb2將被傳送至藍色像素資料線DATb[m]。在此同時，藍色像素電路PCb(m,n)的切換電晶體M3b也因為閘極信號GL[n]為高邏輯位準的緣故而導通。因此，偏壓節點Nbb的電壓在子資料接收期間Tb3等於藍色資料電壓Vd2b；且控制節點Ncb在子資料接收期間Tb3提供給驅動電晶體TFTb的像素驅動電壓Vdis等於Vd1b+Vd2b *

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根據本發明構想之像素電路與驅動方法，具有相當多優點。除前述說明提到之，無須使用耐高壓的晶片實現時序控制器與資料驅動電路，並可針對不同的應用提供一個或兩個資料接收期間的資料電壓控制外，還可大幅減少像素電路所需之面積，以及提高灰階的解析度等。

採用如第1圖所示之習用技術的像素電路時，紅色像素電路中的驅動電晶體TFT的寬長比(W/L)約為160μm/4μm；綠色與藍色像素電路中的驅動電晶體TFT的寬長比(W/L)約為45μm/4μm。若採用本發明實施例的像素電路時，無論是紅色、綠色或藍色像素電路中的驅動電晶體TFT的寬長比皆可降低至2.5μm/2.5μm。。

據此可明顯看出，採用本發明實施例之像素電路與驅動方法時，驅動電晶體與切換電晶體所需之面積大幅減少。即便與第1圖相較，本發明之實施例所需的電晶體數量略多，但就像素電路所需之面積而言，本發明的實施例所需的面積仍遠小於習用技術的像素電路所需的面積。

再者，目前顯示灰階通常具有8個位元的解析度。若控制節點Nc可接收之資料電壓的幅度增加時，也可以使灰階的解析度進一步提升。例如，可以12個位元或是16個位元代表灰階。據此，可提高顯示面板的顯示品質。

綜上所述，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。本發明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，當可作各種之更動與潤飾。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。

PC(m,n):像素電路

Cb:資料電容

Cs:穩壓電容

Nc:控制節點

Nb:偏壓節點

DAT[m]:像素資料線(信號)

GL[n]、GL[n-1]:閘極線(信號)

Vdd:供應電壓

Vss:低電壓

LED:發光二極體

TFT:驅動電晶體

Claims

一種像素電路，電連接於一像素資料線、一第一閘極線與一第二閘極線，其中該第一閘極線與該第二閘極線係分別傳送一第一閘極信號與一第二閘極信號，其中該像素電路係包含：一發光二極體；一驅動電晶體，電連接於一控制節點與該發光二極體，其係接收一低電壓；一第一切換電晶體，電連接於該控制節點、該第一閘極線與該像素資料線，其係根據該第一閘極信號而於一第一資料接收期間導通，進而將該像素資料線上的一第一資料電壓傳送至該控制節點；一第二切換電晶體，電連接於該第一閘極線與一偏壓節點，其係接收該低電壓，以及根據該第一閘極信號而於該第一資料接收期間導通，進而將該低電壓傳送至該偏壓節點；一第三切換電晶體，電連接於該偏壓節點、該第二閘極線以及該像素資料線，其係根據該第二閘極信號而於一第二資料接收期間導通，進而將該像素資料線上的一第二資料電壓傳送至該偏壓節點；以及一資料電容，電連接於該控制節點與該偏壓節點，其係於該第一資料接收期間產生一資料電容壓差，以及於該第二資料接收期間，根據該資料電容壓差而在該控制節點產生與該發光二極體的亮度相對應之一像素驅動電壓。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中該第二資料接收期間係在該第一資料接收期間之後，且該資料電容壓差等於該第一資料電壓。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中該驅動電晶體係於該第二資料接收期間根據該像素驅動電壓而導通，進而產生流經該發光二極體之一驅動電流。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中該資料電容壓差係小於或等於該像素驅動電壓。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中該第一閘極信號在該第一資料接收期間為一第一邏輯位準，以及在該第二資料接收期間為一第二邏輯位準，且該第二閘極信號在該第一資料接收期間為該第二邏輯位準，以及在該第二資料接收期間為該第一邏輯位準，其中該第一邏輯位準不等於該第二邏輯位準。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中該驅動電晶體的寬度與長度均為2.5微米(μm)，且該等切換電晶體的寬度與長度均為2.5微米(μm)，其中該發光二極體係為一紅色發光二極體、一綠色發光二極體或一藍色發光二極體。
如申請專利範圍第1項所述之像素電路，其中更包含：一穩壓電容，電連接於該控制節點與該驅動電晶體，其中該穩壓電容的電容值小於該資料電容的電容值。
如申請專利範圍第7項所述之像素電路，其中該像素驅動電壓係根據該資料電容、該穩壓電容、該第一資料電壓與該第二資料電壓而決定。
一種應用於一像素電路的一驅動方法，其中與一像素資料線、一第一閘極線和一第二閘極線電連接之該像素電路係包含一發光二極體、一驅動電晶體、一第一切換電晶體、一第二切換電晶體、一第三切換電晶體以及一資料電容，該驅動方法係包含以下步驟：該驅動電晶體接收一低電壓；該第一閘極線與該第二閘極線分別傳送一第一閘極信號與一第二閘極信號；該第一切換電晶體係根據該第一閘極信號而於一第一資料接收期間導通，進而將該像素資料線上的一第一資料電壓傳送至一控制節點；該第二切換電晶體係根據該第一閘極信號而於該第一資料接收期間導通，進而將該低電壓傳送至一偏壓節點；該第三切換電晶體係根據該第二閘極信號而於一第二資料接收期間導通，進而將該像素資料線上的一第二資料電壓傳送至該偏壓節點；以及該資料電容係於該第一資料接收期間產生一資料電容壓差，以及於該第二資料接收期間，根據該資料電容壓差而在該控制節點產生與該發光二極體的亮度相對應之一像素驅動電壓。
如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其中該第二資料接收期間係在該第一資料接收期間之後，且該資料電容壓差等於該第一資料電壓。
如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其中更包含以下步驟：該驅動電晶體係於該第二資料接收期間根據該像素驅動電壓而導通，進而產生流經該發光二極體之一驅動電流。