TWI828403B - 具有波寬補償的畫素電路及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一種具有波寬補償的畫素電路，此畫素電路包含脈衝寬度調變電路以及脈衝振幅調變電路，脈衝振幅調變電路電性連接脈衝寬度調變電路。脈衝寬度調變電路包含P型波寬補償電晶體以及第一P型控制電晶體，第一P型控制電晶體電性連接P型波寬補償電晶體。脈衝振幅調變電路包含第二P型控制電晶體、第一電容器、P型驅動電晶體以及發光元件，第二P型控制電晶體電性連接第一P型控制電晶體，第一電容器電性連接第二P型控制電晶體，P型驅動電晶體電性連接第一電容器，發光元件電性連接P型驅動電晶體。

Description

具有波寬補償的畫素電路及其操作方法
本揭示內容是有關於一種畫素電路與操作方法，且特別是有關於一種具有波寬補償的畫素電路與操作方法。
近年來，隨著顯示器技術的蓬勃發展，高對比度和低功耗等優勢的主動式有機發光二極體顯示技術已經在手機、平板、螢幕顯示器被廣泛使用。
然而，現有的畫素電路在驅動能力表現方面仍有待加以進一步改進。為了解決上述問題，相關領域莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的方式被發展完成。因此，如何能提出一種新的畫素電路以提升驅動能力，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前相關領域亟需改進的目標。
本揭示內容提出一種畫素電路及其操作方法，改善先前技術的問題。
在本揭示內容的一或多個實施例中，本揭示內容所提出的具有波寬補償的畫素電路，此畫素電路包含脈衝寬度調變電路以及脈衝振幅調變電路，脈衝振幅調變電路電性連接脈衝寬度調變電路。脈衝寬度調變電路包含P型波寬補償電晶體以及第一P型控制電晶體，第一P型控制電晶體電性連接P型波寬補償電晶體。脈衝振幅調變電路包含第二P型控制電晶體、第一電容器、P型驅動電晶體以及發光元件，第二P型控制電晶體電性連接第一P型控制電晶體，第一電容器電性連接第二P型控制電晶體，P型驅動電晶體電性連接第一電容器，發光元件電性連接P型驅動電晶體。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型控制電晶體包含控制端，P型波寬補償電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型波寬補償電晶體的第一端電性連接第一P型控制電晶體的控制端，P型波寬補償電晶體的第二端接收掃描電壓，P型波寬補償電晶體的控制端接收發光訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型控制電晶體包含控制端，脈衝寬度調變電路包含資料寫入電晶體，資料寫入電晶體包含第一端、第二端以及控制端。資料寫入電晶體的第一端電性連接第一P型控制電晶體的控制端，資料寫入電晶體的第二端接收資料電壓，資料寫入電晶體的控制端接收控制訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型控制電晶體包含第一端、第二端以及控制端，脈衝寬度調變電 路包含第一P型重置電晶體以及第二P型重置電晶體。第一P型重置電晶體包含第一端、第二端以及控制端，第一P型重置電晶體的第一端電性連接第一P型控制電晶體的第一端，第一P型重置電晶體的第二端電性連接第一P型控制電晶體的控制端，第一P型重置電晶體的控制端接收控制訊號。第二P型重置電晶體包含第一端、第二端以及控制端，第二P型重置電晶體的第一端電性連接第一P型控制電晶體的第二端，第二P型重置電晶體的第二端接收一參考電壓，第二P型重置電晶體的控制端接收控制訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型控制電晶體包含第一端、第二P型控制電晶體包含一控制端，脈衝寬度調變電路包含P型重置電晶體。P型重置電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型重置電晶體的第一端電性連接第一P型控制電晶體的第一端以及第二P型控制電晶體的控制端，P型重置電晶體的第二端接收參考電壓，P型重置電晶體的控制端接收反相發光訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第二P型控制電晶體包含第一端、第二端以及控制端，第二P型控制電晶體的第二端接收驅動電壓。脈衝振幅調變電路包含P型重置電晶體，P型重置電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型重置電晶體的第一端電性連接第二P型控制電晶體的第一端，P型重置電晶體的第二端接收參考電壓，P型重置電晶體的控制端接收反相發光訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第二P型控制電晶體包含第一端，脈衝振幅調變電路包含第二電容器。第二電容器與第一電容器串接，第二電容器的一端電性連接第二P型控制電晶體的第一端以及第一電容器，第二電容器的另一端接收參考電壓。
在本揭示內容的一或多個實施例中，P型驅動電晶體包含第一端、第二端以及控制端，發光元件包含陽極以及陰極，發光元件的陽極接收第一工作電壓，發光元件的陰極電性連接P型驅動電晶體的第二端，P型驅動電晶體的第一端接收第二工作電壓，P型驅動電晶體的控制端電性連接第一電容器，第一工作電壓高於第二工作電壓。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝振幅調變電路包含P型開關電晶體。P型開關電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型開關電晶體的第一端電性連接P型驅動電晶體的控制端，P型開關電晶體的第二端接收第一工作電壓，P型開關電晶體的控制端接收控制訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝振幅調變電路包含P型臨界電壓補償電晶體以及P型開關電晶體。P型臨界電壓補償電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型開關電晶體的第二端以及控制端接收參考電壓。P型開關電晶體包含第一端、第二端以及控制端，P型開關電晶體的第一端電性連接第一電容器，P型開關電晶體的第二端電性連接P型臨界電壓補償電晶體的第一端，P型開關電晶體的 控制端接收控制訊號。
在本揭示內容的一或多個實施例中，本揭示內容所提出的具有波寬補償的畫素電路，此畫素電路包含脈衝寬度調變電路以及脈衝振幅調變電路，脈衝振幅調變電路電性連接脈衝寬度調變電路。脈衝寬度調變電路包含P型波寬補償電晶體以及第一P型控制電晶體，第一P型控制電晶體電性連接P型波寬補償電晶體。脈衝振幅調變電路包含第二P型控制電晶體以及P型驅動電晶體，P型驅動電晶體電性連接一發光元件，第二P型控制電晶體電性連接第一P型控制電晶體，第二P型控制電晶體透過電容器電性連接P型驅動電晶體。於發光區間，P型波寬補償電晶體導通，使第一P型控制電晶體導通以導通第二P型控制電晶體，從而導通P型驅動電晶體以驅動發光元件發光。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含第一P型重置電晶體、第二P型重置電晶體以及第三P型重置電晶體，脈衝振幅調變電路包含第四P型重置電晶體以及P型開關電晶體，第一P型控制電晶體包含第一端、第二端以及控制端，第一P型控制電晶體的第一端電性連接第一、第三P型重置電晶體，第一P型控制電晶體的第二端電性連接第二P型重置電晶體，第一P型控制電晶體的控制端電性連接於P型波寬補償電晶體與第一P型重置電晶體之間，第四P型重置電晶體電性連接第二P型控制電晶體，P型開關電晶體電性連接P型驅動電晶體以及發光元 件，於一重置區間，P型波寬補償電晶體受發光訊號的禁能位準而關斷，第三、第四P型重置電晶體受反相發光訊號的致能位準而導通，第一、第二P型重置電晶體以及P型開關電晶體受一控制訊號的致能位準而導通，使P型驅動電晶體關斷。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含資料寫入電晶體，脈衝振幅調變電路包含P型臨界電壓補償電晶體以及P型開關電晶體，第一P型控制電晶體包含控制端，第一P型控制電晶體的控制端電性連接P型波寬補償電晶體以及資料寫入電晶體，P型開關電晶體透過節點電性連接P型驅動電晶體以及電容器，P型臨界電壓補償電晶體電性連接P型開關電晶體，P型臨界電壓補償電晶體接收參考電壓，於補償與資料寫入區間，P型波寬補償電晶體受發光訊號的禁能位準而關斷，資料寫入電晶體與P型開關電晶體受控制訊號的致能位準而導通，使資料寫入電晶體將資料電壓寫入至第一P型控制電晶體的控制端，P型臨界電壓補償電晶體將節點放電到參考電壓加上P型臨界電壓補償電晶體的臨界電壓。
在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型控制電晶體更包含第一端，第二P型控制電晶體包含第一端、一第二端以及控制端，P型驅動電晶體包含控制端，第一P型控制電晶體的控制端電性連接資料寫入電晶體，第一P型控制電晶體的第一端電性連接第二P型控制電晶體的控制 端，第二P型控制電晶體的第一端透過電容器電性連接P型驅動電晶體的控制端，於發光區間，P型波寬補償電晶體受一發光訊號的一致能位準而導通，當資料電壓大於P型波寬補償電晶體所接收的鋸齒波電壓時，使第一P型控制電晶體導通以導通第二P型控制電晶體，第二P型控制電晶體的第二端接收具有致能位準的驅動電壓，使P型驅動電晶體導通以驅動發光元件發光。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含P型重置電晶體，脈衝振幅調變電路包含P型重置電晶體，脈衝寬度調變電路的P型重置電晶體電性連接第一P型控制電晶體，脈衝振幅調變電路的P型重置電晶體電性連接第二P型控制電晶體，於關閉區間，P型波寬補償電晶體受發光訊號的禁能位準而關斷，脈衝寬度調變電路的P型重置電晶體以及脈衝振幅調變電路的P型重置電晶體受反相發光訊號的致能位準而導通。
在本揭示內容的一或多個實施例中，本揭示內容提出畫素電路的操作方法，畫素電路包含脈衝寬度調變電路以及脈衝振幅調變電路，脈衝寬度調變電路包含P型波寬補償電晶體以及第一P型控制電晶體，脈衝振幅調變電路包含P型驅動電晶體以及第二P型控制電晶體，操作方法包含：於發光區間，導通P型波寬補償電晶體，使第一P型控制電晶體導通以導通第二P型控制電晶體，從而導通P型驅動電晶體；當P型驅動電晶體導通時，透過P型驅動電晶體以驅 動發光元件發光。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含第一P型重置電晶體、第二P型重置電晶體以及第三P型重置電晶體，脈衝振幅調變電路包含第四P型重置電晶體以及P型開關電晶體，操作方法更包含：於重置區間，提供具有禁能位準的發光訊號給P型波寬補償電晶體，使P型波寬補償電晶體關斷；於重置區間，提供具有致能位準的反相發光訊號給第三、第四P型重置電晶體，使第三、第四P型重置電晶體導通；於重置區間，提供具有致能位準的控制訊號給第一、第二P型重置電晶體以及P型開關電晶體，使第一、第二P型重置電晶體以及P型開關電晶體導通，從而使P型驅動電晶體關斷。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含資料寫入電晶體，脈衝振幅調變電路包含P型臨界電壓補償電晶體以及P型開關電晶體，操作方法更包含：於補償與資料寫入區間，提供具有禁能位準的發光訊號給P型波寬補償電晶體，使P型波寬補償電晶體關斷；於補償與資料寫入區間，提供具有致能位準的控制訊號給資料寫入電晶體，使資料寫入電晶體導通以將資料電壓寫入至第一P型控制電晶體的控制端；於補償與資料寫入區間，提供具有致能位準的控制訊號給P型開關電晶體，使P型開關電晶體導通，P型臨界電壓補償電晶體將節點放電到參考電壓加上P型臨界電壓補償電晶體的臨界電壓。
在本揭示內容的一或多個實施例中，操作方法更包含：於發光區間，提供具有致能位準的發光訊號給P型波寬補償電晶體，使P型波寬補償電晶體導通；於發光區間，當資料電壓大於P型波寬補償電晶體所接收的鋸齒波電壓時，導通第一P型控制電晶體以進而導通第二P型控制電晶體，並提供具有致能位準的驅動電壓給第二P型控制電晶體，使P型驅動電晶體導通得以驅動發光元件發光。
在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路包含P型重置電晶體以電性連接第一P型控制電晶體，脈衝振幅調變電路包含P型重置電晶體以電性連接第二P型控制電晶體，操作方法更包含：於關閉區間，提供具有禁能位準的發光訊號給P型波寬補償電晶體，使P型波寬補償電晶體關斷；於關閉區間，提供具有致能位準的反相發光訊號給脈衝寬度調變電路的P型重置電晶體以及脈衝振幅調變電路的P型重置電晶體，使脈衝寬度調變電路的P型重置電晶體以及脈衝振幅調變電路的P型重置電晶體導通。
綜上所述，本揭示內容之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值。具體而言，本揭示內容的畫素電路及其操作方法，搭配全P型電晶體(如：低溫多晶矽薄膜電晶體)能達到省成本等優勢之外也可以避免因為尺寸過大造成驅動能力不足的問題。
以下將以實施方式對上述之說明作詳細的描述，並 對本揭示內容之技術方案提供更進一步的解釋。
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附符號之說明如下：
100:畫素電路
110:脈衝振幅調變電路
111:發光元件
A、B、C、D、E:節點
C1:第一電容器
C2:第二電容器
120:脈衝寬度調變電路
EMB:反相發光訊號
S1、S2:控制訊號
T01:重置區間
T02:補償與資料寫入區間
T03:發光區間
T04:關閉區間
T1:P型驅動電晶體
T2:P型臨界電壓補償電晶體
T3:P型開關電晶體
T4:P型開關電晶體
EM:發光訊號
T5:第二P型控制電晶體
T6:第三P型重置電晶體
T7:第四P型重置電晶體
T8:第一P型重置電晶體
T9:第二P型重置電晶體
T10:P型資料寫入電晶體
T11:P型波寬補償電晶體
T12:第一P型控制電晶體
V5:驅動電壓
Vdata:資料電壓
VDD:第一工作電壓
Vref1、Vref2、Vref6、Vref7、Vref9:參考電壓
VSS:第二工作電壓
Vsweep:掃描電壓
為讓本揭示內容之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本揭示內容一些實施例之一種畫素電路的方塊圖；第2圖是依照本揭示內容一些實施例之一種畫素電路的操作方法的時序圖；以及第3、4、5圖是依照本揭示內容一些實施例之電流的波形圖。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。
在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖式中。
為了使本揭示內容之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下所述各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本揭示內容造成不必要的限制。
關於本文中所使用之用詞，除有特別註明外，通常具有每個用詞使用在此領域中、在本案之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本案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案之描述上額外的引導。
於實施方式與申請專利範圍中，除非內文中對於冠詞有所特別限定，否則『一』與『該』可泛指單一個或複數個。
本文中所使用之『約』、『大約』或『大致』係用以修飾任何可些微變化的數量，但這種些微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，則代表以『約』、『大約』或『大致』所修飾之數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地則是於百分之五以內。
至於本文中所使用之『包含』、『包括』、『具有』及相似詞彙，皆認定為開放式連接詞。例如，『包含』表示元件、成分或步驟之組合中不排除請求項未記載的元件、成分或步驟。
請參照第1圖，本揭示內容之技術態樣是一種畫素電路100，其可適用於微型發光二極體顯示器，或是廣泛地運用在相關之技術環節。值得一提的是，本揭示內容之畫素電路100能夠有效提昇驅動能力。因此，本技術態樣之畫素電路100可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值。以下將搭配第1圖來說明畫素電路100之具體實施方式。
應瞭解到，畫素電路100的多種實施方式搭配第1圖進行描述。於以下描述中，為了便於解釋，進一步設定許多特定細節以提供一或多個實施方式的全面性闡述。然而，本揭示內容可以在沒有這些特定細節的情況下實施。於其他舉例中，為了有效描述這些實施方式，已知結構與裝置以方塊圖形式顯示。此處使用的「舉例而言」的用語，以表示「作為例子、實例或例證」的意思。此處描述的作為「舉例而言」的任何實施例，無須解讀為較佳或優於其他實施例。
第1圖是依照本揭示內容一些實施例之一種具有波寬補償的畫素電路100的方塊圖。如第1圖所示，畫素電路100可至少包含脈衝寬度調變電路120以及脈衝振幅調變電路110。在架構上，脈衝振幅調變電路110電性連接脈衝寬度調變電路120。於使用時，脈衝振幅調變電路110的操作可以補償其中P型驅動電晶體T1臨界電壓的變化來穩定驅動發光元件111的電流，並且脈衝寬度調變電路120 的操作讓發光元件111在工作狀態時維持在最佳亮度，從而最大限度的降低電路的功耗。
如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路120至少包含P型波寬補償電晶體T11以及第一P型控制電晶體T12。在架構上，第一P型控制電晶體T12電性連接P型波寬補償電晶體T11。脈衝振幅調變電路包含第二P型控制電晶體T5以及P型驅動電晶體T1。在架構上，P型驅動電晶體T1電性連接發光元件111，第二P型控制電晶體T5電性連接第一P型控制電晶體T12，第二P型控制電晶體T5透過第一電容器C1電性連接P型驅動電晶體T1。如此，畫素電路100搭配全P型電晶體(如：低溫多晶矽薄膜電晶體)能達到省成本等優勢之外也可以避免因為尺寸過大造成驅動能力不足的問題。於一控制實驗中，若未採全P型的電晶體的電路架構，使用在微型發光二極體的超高解析度的面板應用上，會導致尺寸過大，造成驅動能力不足的缺點。
藉由上述全P型電晶體的架構，於發光區間，P型波寬補償電晶體T11導通，使第一P型控制電晶體T12導通以導通第二P型控制電晶體T5，從而導通P型驅動電晶體T1以驅動發光元件111發光。
如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路120包含第一P型重置電晶體T8、第二P型重置電晶體T9以及第三P型重置電晶體T6，脈衝 振幅調變電路110包含第四P型重置電晶體T7以及P型開關電晶體T3。
在架構上，第一P型控制電晶體T12的第一端電性連接第一、第三P型重置電晶體T8、T6，第一P型控制電晶體T12的第二端電性連接第二P型重置電晶體T9，第一P型控制電晶體T12的控制端電性連接於P型波寬補償電晶體T11與第一P型重置電晶體T8之間，第四P型重置電晶體T7電性連接第二P型控制電晶體T5，P型開關電晶體T3電性連接P型驅動電晶體T1以及發光元件111。
藉由上述全P型電晶體的架構，於重置區間，P型波寬補償電晶體T11受發光訊號EM的禁能位準而關斷，第三、第四P型重置電晶體T6、T7受反相發光訊號EMB的致能位準而導通，第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3受控制訊號S1的致能位準而導通，使P型驅動電晶體T1關斷；具體而言，節點A的電壓約為第一工作電壓VDD，把P型驅動電晶體T1關斷。
如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，脈衝寬度調變電路120包含資料寫入電晶體T10，脈衝振幅調變電路110包含P型臨界電壓補償電晶體T2以及P型開關電晶體T4。
在架構上，第一P型控制電晶體T12的控制端電性連接P型波寬補償電晶體T11以及資料寫入電晶體T10，P型開關電晶體T4透過節點A電性連接P型驅動電晶體T1以 及第一電容器C1，P型臨界電壓補償電晶體T2電性連接P型開關電晶體T4，P型臨界電壓補償電晶體T2接收參考電壓Vref1。
藉由上述全P型電晶體的架構，在上述重置區間之後，於補償與資料寫入區間，P型波寬補償電晶體T11受發光訊號的禁能位準而關斷，資料寫入電晶體持T6與P型開關電晶體T4受控制訊號S2的致能位準而導通，使資料寫入電晶體T10將資料電壓Vdata寫入至第一P型控制電晶體T12的控制端，P型臨界電壓補償電晶體T2將節點A放電到參考電壓加上P型臨界電壓補償電晶體T2的臨界電壓，但是P型驅動電晶體T1的源級至閘級間的電壓小於P型驅動電晶體T1的臨界電壓，第一P型控制電晶體T12的源級至閘級間的電壓小於第一P型控制電晶體T12的臨界電壓，此時P型驅動電晶體T1、第一P型控制電晶體T12還未導通。
如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，在架構上，第一P型控制電晶體T12的控制端電性連接資料寫入電晶體T10，第一P型控制電晶體T12的第一端電性連接第二P型控制電晶體T5的控制端，第二P型控制電晶體T5的第一端透過第一電容器C1電性連接P型驅動電晶體T1的控制端。
藉由上述全P型電晶體的架構，在上述補償與資料寫入區間之後，於發光區間，P型波寬補償電晶體T11受發光訊號EM的致能位準而導通，當資料電壓Vdata大於P型 波寬補償電晶體T11所接收的掃描電壓Vsweep(如：鋸齒波電壓)時，使第一P型控制電晶體T12導通以導通第二P型控制電晶體T5，第二P型控制電晶體T5的第二端接收具有致能位準的驅動電壓V5，使P型驅動電晶體T1導通以驅動發光元件111發光。
接下來，在上述發光區間之後，於關閉區間，P型波寬補償電晶體T11受發光訊號的禁能位準而關斷，第三P型重置電晶體T6以及第四P型重置電晶體T7受反相發光訊號的致能位準而導通。藉此，P型驅動電晶體T1關斷。
關於脈衝寬度調變電路120的整體電路架構方面，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，P型波寬補償電晶體T11、資料寫入電晶體T10以及第一P型重置電晶體T8透過節點D電性連接第一P型控制電晶體T12，第三P型重置電晶體T6以及第一P型重置電晶體T8透過節點C電性連接第一P型控制電晶體T12，第二P型重置電晶體T9透過節點E電性連接第一P型控制電晶體T12。另一方面，於其他實施例中，脈衝寬度調變電路120的整體電路架構亦可視實際應用彈性調整之。
具體而言，關於P型波寬補償電晶體T11的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，P型波寬補償電晶體T11的第一端電性連接第一P型控制電晶體T12的控制端，P型波寬補償電晶體T11的第二端接收掃描電壓Vsweep，P型波寬補償電晶體T11的控制端接收 發光訊號EM。
具體而言，關於資料寫入電晶體T10的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，資料寫入電晶體T10的第一端電性連接第一P型控制電晶體T12的控制端，資料寫入電晶體T10的第二端接收資料電壓Vdata，資料寫入電晶體T10的控制端接收控制訊號S2。
具體而言，關於第一、第二P型重置電晶體T8、T9的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，第一P型重置電晶體T8的第一端電性連接第一P型控制電晶體T12的第一端，第一P型重置電晶體T8的第二端電性連接第一P型控制電晶體T12的控制端，第一P型重置電晶體T8的控制端接收控制訊號S1。第二P型重置電晶體T9的第一端電性連接第一P型控制電晶體T12的第二端，第二P型重置電晶體T9的第二端接收參考電壓Vref9(如：約3V)，第二P型重置電晶體T9的控制端接收控制訊號S1。於其他實施例中，第一、第二P型重置電晶體T8、T9可改用其他類型電晶體取代，但不以此為限。
具體而言，關於第三P型重置電晶體T6的連接結構，第三P型重置電晶體T6的第一端電性連接第一P型控制電晶體T12的第一端以及第二P型控制電晶體T5的控制端，第三P型重置電晶體T6的第二端接收參考電壓Vref6(如：約7V)，第三P型重置電晶體T6的控制端接收反相發光訊號EMB。
關於脈衝振幅調變電路110的整體電路架構方面，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，第四P型重置電晶體T7、第一電容器C1以及第二電容器C2透過節點B電性連接第二P型控制電晶體T5，P型開關電晶體T4以及第一電容器C1可透過節點A電性連接P型開關電晶體T3以及P型驅動電晶體T1，P型驅動電晶體T1電性連接發光元件111，P型臨界電壓補償電晶體T2電性連接P型開關電晶體T4。實作上，舉例而言，P型臨界電壓補償電晶體T2的元件規格與P型驅動電晶體T1的元件規格可相同，但不以此為限。於使用時，P型臨界電壓補償電晶體T2的臨界電壓用於補償P型驅動電晶體T1的臨界電壓，避免因P型驅動電晶體T1的臨界電壓變動而影響發光元件111的電流。另一方面，於其他實施例中，脈衝振幅調變電路110的整體電路架構亦可視實際應用彈性調整之。
具體而言，關於第四P型重置電晶體T7的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，第四P型重置電晶體T7的第一端電性連接第二P型控制電晶體T5的第一端，第四P型重置電晶體T7的第二端接收參考電壓Vref7(如：約7V)，第四P型重置電晶體T7的控制端接收反相發光訊號EMB。
具體而言，關於第一、第二電容器C1、C2的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，第二電容器C2與第一電容器C1串接，第二電容器C2的一 端電性連接第二P型控制電晶體T5的第一端以及第一電容器C1，第二電容器C2的另一端接收參考電壓Vref7(如：約3V)。
具體而言，關於P型驅動電晶體T1的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，發光元件111的陽極接收第一工作電壓VDD，發光元件111的陰極電性連接P型驅動電晶體T1的第二端，P型驅動電晶體T1的第一端接收第二工作電壓VSS，P型驅動電晶體T1的控制端電性連接第一電容器C1，第一工作電壓VDD(如：約8V)高於第二工作電壓VSS(如：約1V)。
具體而言，關於P型開關電晶體T3的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，P型開關電晶體T3的第一端電性連接P型驅動電晶體T1的控制端，P型開關電晶體T3的第二端接收第一工作電壓VDD，P型開關電晶體T3的控制端接收控制訊號S1。
具體而言，關於P型臨界電壓補償電晶體T2以及P型開關電晶體T4的連接結構，如第1圖所示，在本揭示內容的一或多個實施例中，P型開關電晶體T2的第二端以及控制端接收參考電壓Vref1(如：約6.8V)。P型開關電晶體T4的第一端電性連接第一電容器C1，P型開關電晶體T4的第二端電性連接P型臨界電壓補償電晶體T2的第一端，P型開關電晶體T4的控制端接收控制訊號S2。
綜合以上，舉例而言，參考電壓Vref1可約為 6.8V，參考電壓Vref2與參考電壓Vref9相同可約為3V，參考電壓Vref6與參考電壓Vref7相同可約為3V，但不以此為限，實務上，可視實際應用，彈性調整各參考電壓Vref1、Vref2、Vref6、Vref7、Vref9的數值，以調整輸出或切換時間。
為了對上述畫素電路100的操作方法做更進一步的闡述，請同時參照第1、2圖，第2圖是依照本發明一實施例之一種畫素電路100的操作方法的時序圖。如第2圖所示，操作方法包含重置區間T01、補償與資料寫入區間T02、發光區間T03以及關閉區間T04。在本揭示內容的一或多個實施例中，致能位準約為-3V，禁能位準約為15V，但不以此為限。
於重置區間T01，提供具有禁能位準的發光訊號EM給P型波寬補償電晶體T11，使P型波寬補償電晶體T11關斷，提供具有致能位準的反相發光訊號EMB給第三、第四P型重置電晶體T6、T7，使第三、第四P型重置電晶體T6、T7導通，提供具有致能位準的控制訊號S1給第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3，使第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3導通，從而使P型驅動電晶體T1關斷，提供具有禁能位準的控制訊號S2給資料寫入電晶體T10以及P型開關電晶體T4，使資料寫入電晶體T10以及P型開關電晶體T4關斷。此時，第一、第二P型控制電晶體T12、T5關斷，P 型臨界電壓補償電晶體T2導通。
於補償與資料寫入區間T02，提供具有禁能位準的發光訊號EM給P型波寬補償電晶體T11，使P型波寬補償電晶體T11關斷，提供具有致能位準的控制訊號S2給資料寫入電晶體T10，使資料寫入電晶體T10導通以將資料電壓Vdata寫入至第一P型控制電晶體T12的控制端，但第一P型控制電晶體T12的源級至閘級間的電壓小於第一P型控制電晶體T12的臨界電壓，此時第一P型控制電晶體T12還未導通，提供具有致能位準的控制訊號S2給P型開關電晶體T4，使P型開關電晶體T4導通，P型臨界電壓補償電晶體T2將節點A放電到參考電壓Vref1加上P型臨界電壓補償電晶體T2的臨界電壓，但P型驅動電晶體T1的源級至閘級間的電壓小於P型驅動電晶體T1的臨界電壓，P型驅動電晶體T1還未導通。另外，提供具有致能位準的反相發光訊號EMB給第三、第四P型重置電晶體T6、T7，使第三、第四P型重置電晶體T6、T7導通，提供具有禁能位準的控制訊號S1給第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3，使第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3關斷。
於發光區間T03，提供具有致能位準的發光訊號EM給P型波寬補償電晶體T11，使P型波寬補償電晶體T11導通，當資料電壓Vdata大於P型波寬補償電晶體T11所接收的掃描電壓Vsweep(如：鋸齒波電壓)時，導通 第一P型控制電晶體T12以進而導通第二P型控制電晶體T5，並提供具有致能位準的驅動電壓V5給第二P型控制電晶體T5，使P型驅動電晶體T1導通得以驅動發光元件111發光。實作上，舉例而言，上述鋸齒波電壓可以於發光區間T03內由禁能位準線性下降至致能位準，但不以此為限。
具體而言，當資料電壓Vdata大於掃描電壓Vsweep時，第一P型控制電晶體T12導通，把節點C點的電壓準位拉低，此時驅動電壓V5在致能位準(即，低準位)，第二P型控制電晶體T5源級至閘級間的電壓大於第二P型控制電晶體T5的臨界電壓，第二P型控制電晶體T5導通把節點A電壓拉低，使P型驅動電晶體T1導通。
另外，提供具有禁能位準的反相發光訊號EMB給第三、第四P型重置電晶體T6、T7，使第三、第四P型重置電晶體T6、T7關斷，提供具有禁能位準的控制訊號S1給第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3，使第一、第二P型重置電晶體T8、T9以及P型開關電晶體T3關斷，提供具有禁能位準的控制訊號S2給資料寫入電晶體T10以及P型開關電晶體T4，使資料寫入電晶體T10以及P型開關電晶體T4關斷。
如此，於發光區間T03，導通P型波寬補償電晶體T11，使第一P型控制電晶體T12導通以導通第二P型控制電晶體T5，從而導通P型驅動電晶體T1；當P型驅動電晶體T1導通時，透過P型驅動電晶體T1以驅動發光元件111 發光。通過發光元件111的電流滿足下列關係式：ILED=1/2k〔(VGS-VTH)〕^2=1/2k〔(Vref1+Vth_T2+V5-Vref7-VSS-Vth_T1)〕^2=1/2 k〔(Vref1+V5-Vref7-VSS)〕^2，其中k為參數(如：μCoxW/L)，ILED為通過發光元件111的電流，Vth_T2為P型臨界電壓補償電晶體T2的臨界電壓，Vth_T1為P型驅動電晶體T1的臨界電壓，Vth_T2用於補償Vth_T1。
於關閉區間T04，提供具有禁能位準的發光訊號EM給P型波寬補償電晶體T11，使P型波寬補償電晶體關斷T11，提供具有致能位準的反相發光訊號EMB給第三P型重置電晶體T6以及第四P型重置電晶體T7，使第三P型重置電晶體T6以及第四P型重置電晶體T7導通。其餘訊號皆在禁能位準，此時，P型驅動電晶體T1關斷。
為了對畫素電路100電流的波形做具體闡述，參照第1~5圖，第3、4、5圖是依照本揭示內容一些實施例之電流的波形圖。
如第3、4、5圖所示，於一實驗例中，模擬以第一工作電壓VDD直流8V、第二工作電壓VSS直流1V，訊號S1、S2、EM、EMB交流訊號高電壓15V、低電壓-3V。模擬利用不同資料電壓測試，檢查通過發光元件111的電流的波寬是否有成功變化。模擬將呈現在常溫下之波形結果。第3圖所示ILED=15.7uA，波寬約為176us。第4圖 所示ILED=15.7uA，波寬約為153us。第5圖所示ILED=15.7uA，波寬約為86us。由模擬結果可知，利用不同資料電壓測試，波寬有成功變化，因此，畫素電路100實現波寬補償功能。
綜上所述，本揭示內容之技術方案與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，可達到相當的技術進步，並具有產業上的廣泛利用價值。具體而言，本揭示內容的畫素電路100及其操作方法，搭配全P型電晶體(如：低溫多晶矽薄膜電晶體)能達到省成本等優勢之外也可以避免因為尺寸過大造成驅動能力不足的問題。
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。
100:畫素電路
110:脈衝振幅調變電路
111:發光元件
120:脈衝寬度調變電路
A、B、C、D、E:節點
C1:第一電容器
C2:第二電容器
EM:發光訊號
EMB:反相發光訊號
S1、S2:控制訊號
T1:P型驅動電晶體
T2:P型臨界電壓補償電晶體
T3:P型開關電晶體
T4:P型開關電晶體
T5:第二P型控制電晶體
T6:第三P型重置電晶體
T7:第四P型重置電晶體
T8:第一P型重置電晶體
T9:第二P型重置電晶體
T10:P型資料寫入電晶體
T11:P型波寬補償電晶體
T12:第一P型控制電晶體
V5:驅動電壓
Vdata:資料電壓
VDD:第一工作電壓
Vref1、Vref2、Vref6、Vref7、Vref9:參考電壓
VSS:第二工作電壓
Vsweep:掃描電壓

Claims (17)

  1. 一種具有波寬補償的畫素電路，該畫素電路包含：一脈衝寬度調變電路，包含：一P型波寬補償電晶體；以及一第一P型控制電晶體，電性連接該P型波寬補償電晶體，該第一P型控制電晶體包含一控制端，該P型波寬補償電晶體包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型波寬補償電晶體的該第一端電性連接該第一P型控制電晶體的該控制端，該P型波寬補償電晶體的該第二端接收一掃描電壓，該P型波寬補償電晶體的該控制端接收一發光訊號；以及一脈衝振幅調變電路，電性連接該脈衝寬度調變電路，該脈衝振幅調變電路包含：一第二P型控制電晶體，電性連接該第一P型控制電晶體；一第一電容器，電性連接該第二P型控制電晶體；一P型驅動電晶體，電性連接該第一電容器；以及一發光元件，電性連接該P型驅動電晶體。
  2. 如請求項1所述之畫素電路，其中該第一P型控制電晶體包含一控制端，該脈衝寬度調變電路包含：一資料寫入電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該資料寫入電晶體的該第一端電性連接該第一P型控制電晶體的該控制端，該資料寫入電晶體的該第二端接收一資料電壓，該資料寫入電晶體的該控制端接收一控制訊號。
  3. 如請求項1所述之畫素電路，其中該第一P型控制電晶體包含一第一端、一第二端以及一控制端，該脈衝寬度調變電路包含：一第一P型重置電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該第一P型重置電晶體的該第一端電性連接該第一P型控制電晶體的該第一端，該第一P型重置電晶體的該第二端電性連接該第一P型控制電晶體的該控制端，該第一P型重置電晶體的該控制端接收一控制訊號；以及一第二P型重置電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該第二P型重置電晶體的該第一端電性連接該第一P型控制電晶體的該第二端，該第二P型重置電晶體的該第二端接收一參考電壓，該第二P型重置電晶體的該控制端接收該控制訊號。
  4. 如請求項1所述之畫素電路，其中該第一P 型控制電晶體包含一第一端、第二P型控制電晶體包含一控制端，該脈衝寬度調變電路包含：一P型重置電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型重置電晶體的該第一端電性連接該第一P型控制電晶體的該第一端以及該第二P型控制電晶體的該控制端，該P型重置電晶體的該第二端接收一參考電壓，該P型重置電晶體的該控制端接收一反相發光訊號。
  5. 如請求項1所述之畫素電路，其中該第二P型控制電晶體包含一第一端、一第二端以及一控制端，該第二P型控制電晶體的該第二端接收一驅動電壓，該脈衝振幅調變電路包含：一P型重置電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型重置電晶體的該第一端電性連接該第二P型控制電晶體的該第一端，該P型重置電晶體的該第二端接收一參考電壓，該P型重置電晶體的該控制端接收一反相發光訊號。
  6. 如請求項1所述之畫素電路，其中該第二P型控制電晶體包含一第一端，該脈衝振幅調變電路包含：一第二電容器，與該第一電容器串接，該第二電容器的一端電性連接該第二P型控制電晶體的該第一端以及該第一電容器，該第二電容器的另一端接收一參考電 壓。
  7. 如請求項1所述之畫素電路，其中該P型驅動電晶體包含一第一端、一第二端以及一控制端，該發光元件包含一陽極以及一陰極，該發光元件的該陽極接收一第一工作電壓，該發光元件的該陰極電性連接該P型驅動電晶體的該第二端，該P型驅動電晶體的該第一端接收一第二工作電壓，該P型驅動電晶體的該控制端電性連接該第一電容器，該第一工作電壓高於該第二工作電壓。
  8. 如請求項7所述之畫素電路，其中該脈衝振幅調變電路包含：一P型開關電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型開關電晶體的該第一端電性連接該P型驅動電晶體的該控制端，該P型開關電晶體的該第二端接收該第一工作電壓，該P型開關電晶體的該控制端接收一控制訊號。
  9. 如請求項1所述之畫素電路，其中該脈衝振幅調變電路包含：一P型臨界電壓補償電晶體，包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型臨界電壓補償電晶體的該第二端以及該控制端接收一參考電壓；以及一P型開關電晶體，包含一第一端、一第二端以及一 控制端，該P型開關電晶體的該第一端電性連接該第一電容器，該P型開關電晶體的該第二端電性連接該P型臨界電壓補償電晶體的該第一端，該P型開關電晶體的該控制端接收一控制訊號。
  10. 一種具有波寬補償的畫素電路，該畫素電路包含：一脈衝寬度調變電路，包含：一P型波寬補償電晶體；以及一第一P型控制電晶體，電性連接該P型波寬補償電晶體；以及一脈衝振幅調變電路，電性連接該脈衝寬度調變電路，該脈衝振幅調變電路包含：一P型驅動電晶體，電性連接一發光元件；以及一第二P型控制電晶體，電性連接該第一P型控制電晶體，該第二P型控制電晶體透過一電容器電性連接該P型驅動電晶體，於一發光區間，該P型波寬補償電晶體導通，使該第一P型控制電晶體導通以導通該第二P型控制電晶體，從而導通該P型驅動電晶體以驅動該發光元件發光，其中該脈衝寬度調變電路包含一第一P型重置電晶體、一第二P型重置電晶體以及一第三P型重置電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一第四P型重置電晶體以及一P型開關電晶體，該第一P型控制電晶體包含一第一 端、一第二端以及一控制端，該第一P型控制電晶體的該第一端電性連接該第一、第三P型重置電晶體，該第一P型控制電晶體的該第二端電性連接該第二P型重置電晶體，該第一P型控制電晶體的該控制端電性連接於該P型波寬補償電晶體與該第一P型重置電晶體之間，該第四P型重置電晶體電性連接該第二P型控制電晶體，該P型開關電晶體電性連接該P型驅動電晶體以及該發光元件，於一重置區間，該P型波寬補償電晶體受一發光訊號的一禁能位準而關斷，該第三、第四P型重置電晶體受一反相發光訊號的一致能位準而導通，該第一、第二P型重置電晶體以及該P型開關電晶體受一控制訊號的該致能位準而導通，使該P型驅動電晶體關斷。
  11. 如請求項10所述之畫素電路，其中該脈衝寬度調變電路包含一資料寫入電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一P型臨界電壓補償電晶體以及一P型開關電晶體，該第一P型控制電晶體包含一控制端，該第一P型控制電晶體的該控制端電性連接該P型波寬補償電晶體以及該資料寫入電晶體，該P型開關電晶體透過一節點電性連接該P型驅動電晶體以及該電容器，該P型臨界電壓補償電晶體電性連接該P型開關電晶體，該P型臨界電壓補償電晶體接收一參考電壓，於一補償與資料寫入區間，該P型波 寬補償電晶體受一發光訊號的一禁能位準而關斷，該資料寫入電晶體與該P型開關電晶體受一控制訊號的一致能位準而導通，使該資料寫入電晶體將一資料電壓寫入至該第一P型控制電晶體的該控制端，該P型臨界電壓補償電晶體將該節點放電到該參考電壓加上該P型臨界電壓補償電晶體的臨界電壓。
  12. 如請求項11所述之畫素電路，其中該第一P型控制電晶體更包含一第一端，該第二P型控制電晶體包含一第一端、一第二端以及一控制端，該P型驅動電晶體包含一控制端，該第一P型控制電晶體的該控制端電性連接該資料寫入電晶體，該第一P型控制電晶體的該第一端電性連接該第二P型控制電晶體的該控制端，該第二P型控制電晶體的該第一端透過該電容器電性連接該P型驅動電晶體的該控制端，於該發光區間，該P型波寬補償電晶體受一發光訊號的一致能位準而導通，當該資料電壓大於該P型波寬補償電晶體所接收的一鋸齒波電壓時，使該第一P型控制電晶體導通以導通該第二P型控制電晶體，該第二P型控制電晶體的該第二端接收具有該致能位準的一驅動電壓，使該P型驅動電晶體導通以驅動該發光元件發光。
  13. 如請求項10所述之畫素電路，其中該脈衝寬度調變電路包含一P型重置電晶體，該脈衝振幅調變電 路包含一P型重置電晶體，該脈衝寬度調變電路的該P型重置電晶體電性連接該第一P型控制電晶體，該脈衝振幅調變電路的該P型重置電晶體電性連接該第二P型控制電晶體，於一關閉區間，該P型波寬補償電晶體受該發光訊號的該禁能位準而關斷，該脈衝寬度調變電路的該P型重置電晶體以及該脈衝振幅調變電路的該P型重置電晶體受一反相發光訊號的該致能位準而導通。
  14. 一種具有波寬補償的畫素電路的操作方法，該畫素電路包含一脈衝寬度調變電路以及一脈衝振幅調變電路，該脈衝寬度調變電路包含一P型波寬補償電晶體以及一第一P型控制電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一P型驅動電晶體以及一第二P型控制電晶體，該操作方法包含：於一發光區間，導通該P型波寬補償電晶體，使該第一P型控制電晶體導通以導通該第二P型控制電晶體，從而導通該P型驅動電晶體；以及當該P型驅動電晶體導通時，透過該P型驅動電晶體以驅動發光元件發光，其中該脈衝寬度調變電路包含一第一P型重置電晶體、一第二P型重置電晶體以及一第三P型重置電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一第四P型重置電晶體以及一P型開關電晶體，該操作方法更包含：於一重置區間，提供具有一禁能位準的一發光訊號給 該P型波寬補償電晶體，使該P型波寬補償電晶體關斷；於該重置區間，提供具有一致能位準的一反相發光訊號給該第三、第四P型重置電晶體，使該第三、第四P型重置電晶體導通；以及於該重置區間，提供具有該致能位準的一控制訊號給該第一、第二P型重置電晶體以及該P型開關電晶體，使該第一、第二P型重置電晶體以及該P型開關電晶體導通，從而使該P型驅動電晶體關斷。
  15. 如請求項14所述之操作方法，其中該脈衝寬度調變電路包含一資料寫入電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一P型臨界電壓補償電晶體以及一P型開關電晶體，該操作方法更包含：於一補償與資料寫入區間，提供具有一禁能位準的一發光訊號給該P型波寬補償電晶體，使該P型波寬補償電晶體關斷；於該補償與資料寫入區間，提供具有一致能位準的一控制訊號給該資料寫入電晶體，使該資料寫入電晶體導通以將一資料電壓寫入至該第一P型控制電晶體的一控制端；以及於該補償與資料寫入區間，提供具有該致能位準的該控制訊號給該P型開關電晶體，使該P型開關電晶體導通，該P型臨界電壓補償電晶體將節點放電到一參考電 壓加上該P型臨界電壓補償電晶體的臨界電壓。
  16. 如請求項15所述之操作方法，其中該操作方法更包含：於該發光區間，提供具有一致能位準的該發光訊號給該P型波寬補償電晶體，使該P型波寬補償電晶體導通；以及於該發光區間，當該資料電壓大於該P型波寬補償電晶體所接收的一鋸齒波電壓時，導通該第一P型控制電晶體以進而導通該第二P型控制電晶體，並提供具有該致能位準的一驅動電壓給該第二P型控制電晶體，使該P型驅動電晶體導通得以驅動該發光元件發光。
  17. 如請求項14所述之操作方法，其中該脈衝寬度調變電路包含一P型重置電晶體以電性連接該第一P型控制電晶體，該脈衝振幅調變電路包含一P型重置電晶體以電性連接該第二P型控制電晶體，該操作方法更包含：於該關閉區間，提供具有該禁能位準的該發光訊號給該P型波寬補償電晶體，使該P型波寬補償電晶體關斷；以及於該關閉區間，提供具有該致能位準的一反相發光訊號給該脈衝寬度調變電路的該P型重置電晶體以及該脈衝振幅調變電路的該P型重置電晶體，使該脈衝寬度調 變電路的該P型重置電晶體以及該脈衝振幅調變電路的該P型重置電晶體導通。
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