TWI831508B - Amoled像素補償電路、oled顯示裝置及資訊處理裝置 - Google Patents

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一種AMOLED像素補償電路，其具有：一開關電路，具有二輸入端及一輸出端，該二輸入端分別耦接一共通電壓與一資料電壓，該輸出端耦接一第一節點；耦接於一直流供應電壓與該第一節點之間之一電容串聯電路，該電容串聯電路具有一儲存電容及一第二節點，該儲存電容係耦接於該第二節點與該第一節點之間；一第一PMOS開關，耦接於該直流供應電壓與該第二節點之間，且該第一PMOS開關係依一PWM信號控制其導通時間；以及    一PMOS電晶體，具有一源極、一閘極和一汲極，該源極耦接該第二節點，該閘極耦接該第一節點，且該汲極係用以輸出一驅動電流至一OLED元件；於操作時，該AMOLED像素補償電路依序執行以下步驟：斷開該第一PMOS開關，驅使該開關電路將該共通電壓傳送至該第一節點，及使該汲極耦接一初始電壓；使該汲極浮接，並驅使該開關電路將該資料電壓傳送至該第一節點；以及使該開關電路之該輸出端呈現高阻抗，導通該第一PMOS開關，及使該汲極耦接該OLED元件。

Description

AMOLED像素補償電路、OLED顯示裝置及資訊處理裝置
本發明係關於AMOLED像素電路，尤指一種AMOLED像素補償電路。
在AMOLED(active mode organic light emitting diode；主動模式有機發光二極體)顯示器中，其像素電路的電晶體閾值電壓會因製程偏差而有差異，從而產生亮度不均(Mura)的現象；另外，AMOLED像素電路的電晶體漏電流在1Hz低刷新率時會使資料電壓漏失；以及供應電壓的電壓降(IR drop)也會導致面板顯示不均。
為解決上述的問題，本領域亟需一種新穎的AMOLED像素補償電路。
本發明之一目的在於揭露一種AMOLED像素補償電路，其可補償電流源電晶體之閾值電壓以極小化因製程偏差及供應電壓的電壓降所帶來的顯示不均及Mura現象。
本發明之另一目的在於揭露一種AMOLED像素補償電路，其可延長儲存電容的電壓保持時間以支持低畫面刷新率。
本發明之另一目的在於揭露一種OLED顯示裝置，其可藉由前述的AMOLED像素補償電路極小化因製程偏差及供應電壓的電壓降所帶來的顯示不均及Mura現象，以及延長儲存電容的電壓保持時間以支持低畫面刷新率。
本發明之又一目的在於揭露一種資訊處理裝置，其可藉由前述的AMOLED像素補償電路優化顯示效果及支持低畫面刷新率。
為達到前述目的，一種AMOLED像素補償電路乃被提出，其具有： 一開關電路，具有二輸入端及一輸出端，該二輸入端分別耦接一共通電壓與一資料電壓，該輸出端耦接一第一節點； 耦接於一直流供應電壓與該第一節點之間之一電容串聯電路，該電容串聯電路具有一儲存電容及一第二節點，該儲存電容係耦接於該第二節點與該第一節點之間； 一第一PMOS開關，耦接於該直流供應電壓與該第二節點之間，且該第一PMOS開關係依一PWM信號控制其導通時間；以及 一PMOS電晶體，具有一源極、一閘極和一汲極，該源極耦接該第二節點，該閘極耦接該第一節點，且該汲極係用以輸出一驅動電流至一OLED元件； 於操作時，該AMOLED像素補償電路依序執行以下步驟：斷開該第一PMOS開關，驅使該開關電路將該共通電壓傳送至該第一節點，及使該汲極耦接一初始電壓；使該汲極浮接，並驅使該開關電路將該資料電壓傳送至該第一節點；以及使該開關電路之該輸出端呈現高阻抗，導通該第一PMOS開關，及使該汲極耦接該OLED元件。
在一實施例中，該開關電路係由二NMOS電晶體疊接而成，且該二NMOS電晶體係由氧化物半導體製程製造而成。
在一實施例中，該PMOS電晶體係經由一第二PMOS開關耦接該OLED元件，且該第二PMOS開關係依該PWM信號控制其導通時間。
在一實施例中，該第二PMOS開關之通道的兩端耦接一重置開關電路，且該重置開關電路係依一重置信號之控制將該初始電壓傳送至該第二PMOS開關之該通道的兩端。
在一實施例中，當該開關電路將該資料電壓傳送至該第一節點時，該第二PMOS開關和該重置開關電路均被斷開。
在一實施例中，當該第一PMOS開關被導通時，該第二PMOS開關被導通，且該重置開關電路被斷開。
在一實施例中，該第一PMOS開關、該第二PMOS開關、該PMOS電晶體和該重置開關電路係由低溫多晶矽製程製造而成。
為達到前述目的，本發明進一步提出一種OLED顯示裝置，其具有一AMOLED面板，該AMOLED面板具有如前述之AMOLED像素補償電路。
為達到前述目的，本發明進一步提出一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如前述之OLED顯示裝置，該中央處理單元係用以與該OLED顯示裝置通信。
在可能的實施例中，所述之資訊處理裝置可為一攜帶型電腦、一智慧型手機或一車用電腦。
本發明的原理在於：
(一)利用一電容電路採集一電流源電晶體之閾值電壓並將其預存在一儲存電容上；
(二)使該儲存電容在該閾值電壓的基礎上增存一資料電壓之一比例值；以及
(三)利用該儲存電容的電壓驅動該電流源電晶體以產生一驅動電流；以及
(四)利用氧化物半導體製程製造之開關電路提供低漏電流以延長該儲存電容的電壓保持時間。
依此，本發明即可極小化閾值電壓對驅動電流的影響以優化OLED面板的顯示效果，且可支持低畫面刷新率。
請參照圖1，其繪示本發明之AMOLED像素補償電路之一實施例之電路圖。如圖1所示，一AMOLED像素補償電路100具有一開關電路110、一電容串聯電路120、一第一PMOS開關131、一PMOS電晶體132、一第二PMOS開關133、一OLED元件134以及一重置開關電路140。
開關電路110具有二輸入端及一輸出端，該二輸入端分別耦接一共通電壓V COM與一資料電壓V DATA，該輸出端耦接一第一節點A。另外，開關電路110中具有互相疊接之一第一開關111及一第二開關112，第一開關111係由一第一開關信號SW1控制其通道之導通與斷開，第二開關112係由一第二開關信號SW2控制其通道之導通與斷開。另外，較佳地，第一開關111和第二開關112均可為由氧化物半導體製程製造而成之NMOS電晶體以在其被斷開時提供良好的絕緣效果。
電容串聯電路120，具有一第一電容121及一第二電容122，係耦接於一直流供應電壓V DD與第一節點A之間，第二電容122係用作一儲存電容且第一電容121和第二電容122間之接點耦接一第二節點B。
第一PMOS開關131耦接於直流供應電壓V DD與第二節點B之間，且第一PMOS開關131係依一PWM信號EM控制其導通時間。
PMOS電晶體132具有一源極、一閘極和一汲極，該源極耦接第二節點B，該閘極耦接第一節點A，且該汲極係用以輸出一驅動電流至OLED元件134。
第二PMOS開關133係耦接於PMOS電晶體132與OLED元件134之間，且係依PWM信號EM控制其導通時間。
重置開關電路140，具有一第一重置開關141及一第二重置開關142，係依一重置信號RST之控制將一初始電壓V INT傳送至第二PMOS開關133之該通道的兩端。
於操作時，AMOLED像素補償電路100依序執行以下步驟：
(一)第一階段：斷開第一PMOS開關131，驅使開關電路110將共通電壓V COM傳送至第一節點A，及使該汲極耦接初始電壓V INT，其情形請參照圖2a；
(二)第二階段：驅使開關電路110將資料電壓V DATA傳送至第一節點A，及使該汲極浮接，亦即使第二PMOS開關133和重置開關電路140均被斷開，其情形請參照圖2b；以及
(三)第三階段：使開關電路110之該輸出端呈現高阻抗，斷開重置開關電路140，及導通第一PMOS開關131和第二PMOS開關133以使該源極耦接直流供應電壓V DD，該汲極耦接OLED元件134，從而使OLED元件134發光，其情形請參照圖2c。
另外，第一PMOS開關131、PMOS電晶體132、第二PMOS開關133和重置開關電路140可由低溫多晶矽製程製造而成。
請參照圖2d，其繪示圖1之AMOLED像素補償電路100之一工作時序圖。如圖2d所示，T1代表第一階段，T2代表第二階段，T3代表第三階段。
在第一階段中，亦即在閾值電壓採集階段中，EM為高電位，SW1為高電位，SW2為低電位，RST為低電位，致使第一PMOS開關131斷開、第二PMOS開關133斷開、第一開關111導通、第二開關112斷開、第一重置開關141導通及第二重置開關142導通，使得第二節點B開始放電，直到放電至V COM+Vth時，Vth為PMOS電晶體132之閾值電壓，PMOS電晶體132的通道電流變為0，此時第二電容122的跨壓為Vth，第一節點A的電壓為V COM。
在第二階段中，亦即在資料電壓寫入階段中，EM為高電位，SW1為低電位，SW2為高電位，RST為高電位，致使第一PMOS開關131斷開、第二PMOS開關133斷開、第一開關111斷開、第二開關112導通、第一重置開關141斷開及第二重置開關142斷開，使得第一節點A的電壓為V DATA、第二節點B電壓為V COM+Vth+(V DATA-V COM)*C1/(C1+C2)，第二電容122的跨壓為Vth-(V DATA-V COM)*C2/(C1+C2)。
在第三階段中，亦即在發光階段中，EM為低電位，SW1為低電位，SW2為低電位，RST為高電位，致使第一PMOS開關131導通、第二PMOS開關133導通、第一開關111斷開、第二開關112斷開、第一重置開關141斷開及第二重置開關142斷開，使得第一節點A的電壓為V DATA+V DD-[ V COM+Vth+(V DATA-V COM)*C1/(C1+C2)]、第二節點B電壓為V DD，第二電容122的跨壓為Vth-(V DATA-V COM)*C2/(C1+C2)。此時，PMOS電晶體132的源-閘極電壓V SG= Vth-(V DATA-V COM)*C2/(C1+C2)，而通道電流I D=k(V SG- Vth) 2= k[(V DATA-V COM)*C2/(C1+C2)] 2，不含Vth。
依上述的說明，本發明進一步提出一種OLED顯示裝置。請參照圖3，其繪示本發明之OLED顯示裝置之一實施例之方塊圖。如圖3所示，一OLED顯示裝置200具有一驅動電路210及一AMOLED面板220，AMOLED面板220具有多個AMOLED像素補償電路221，其中，AMOLED像素補償電路221係由AMOLED像素補償電路100實現，驅動電路210係用以使各AMOLED像素補償電路221依前述的工作時序點亮OLED元件。
依上述的說明，本發明進一步提出一種資訊處理裝置。請參照圖4，其繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。如圖4所示，一資訊處理裝置300具有一中央處理單元310及一OLED顯示裝置320，其中，中央處理單元310係用以與OLED顯示裝置320通信，OLED顯示裝置320係由OLED顯示裝置200實現。
另外，資訊處理裝置300可為一攜帶型電腦、一智慧型手機或一車用電腦。
藉由前述所揭露的設計，本發明乃具有以下的優點：
一、本發明之AMOLED像素補償電路可補償電流源電晶體之閾值電壓以極小化因製程偏差及供應電壓的電壓降所帶來的顯示不均及Mura現象。
二、本發明之AMOLED像素補償電路可延長儲存電容的電壓保持時間以支持低畫面刷新率。
三、本發明之OLED顯示裝置可藉由前述的AMOLED像素補償電路極小化因製程偏差及供應電壓的電壓降所帶來的顯示不均及Mura現象，以及延長儲存電容的電壓保持時間以支持低畫面刷新率。
四、本發明之資訊處理裝置可藉由前述的AMOLED像素補償電路優化顯示效果及支持低畫面刷新率。
本案所揭示者，乃較佳實施例，舉凡局部之變更或修飾而源於本案之技術思想而為熟習該項技藝之人所易於推知者，俱不脫本案之專利權範疇。
綜上所陳，本案無論目的、手段與功效，皆顯示其迥異於習知技術，且其首先發明合於實用，確實符合發明之專利要件，懇請　貴審查委員明察，並早日賜予專利俾嘉惠社會，是為至禱。
100:AMOLED像素補償電路 110:開關電路 111:第一開關 112:第二開關 120:電容串聯電路 121:第一電容 122:第二電容 131:第一PMOS開關 132:PMOS電晶體 133:第二PMOS開關 134:OLED元件 140:重置開關電路 141:第一重置開關 142:第二重置開關 200:OLED顯示裝置 210:驅動電路 220:AMOLED面板 221:AMOLED像素補償電路 300:資訊處理裝置 310:觸控裝置 320:觸控屏
圖1繪示本發明之AMOLED像素補償電路之一實施例之方塊圖。 圖2a繪示圖1之AMOLED像素補償電路操作於一第一階段之等效電路圖。 圖2b繪示圖1之AMOLED像素補償電路操作於一第二階段之等效電路圖。 圖2c繪示圖1之AMOLED像素補償電路操作於一第三階段之等效電路圖。 圖2d繪示圖1之AMOLED像素補償電路一工作時序圖。 圖3繪示本發明之OLED顯示裝置之一實施例之方塊圖。 圖4繪示本發明之資訊處理裝置之一實施例之方塊圖。
100:AMOLED像素補償電路
110:開關電路
111:第一開關
112:第二開關
120:電容串聯電路
121:第一電容
122:第二電容
131:第一PMOS開關
132:PMOS電晶體
133:第二PMOS開關
134:OLED元件
140:重置開關電路
141:第一重置開關
142:第二重置開關

Claims (10)

  1. 一種AMOLED像素補償電路，其具有： 一開關電路，具有二輸入端及一輸出端，該二輸入端分別耦接一共通電壓與一資料電壓，該輸出端耦接一第一節點； 耦接於一直流供應電壓與該第一節點之間之一電容串聯電路，該電容串聯電路具有一儲存電容及一第二節點，該儲存電容係耦接於該第二節點與該第一節點之間； 一第一PMOS開關，耦接於該直流供應電壓與該第二節點之間，且該第一PMOS開關係依一PWM信號控制其導通時間；以及 一PMOS電晶體，具有一源極、一閘極和一汲極，該源極耦接該第二節點，該閘極耦接該第一節點，且該汲極係用以輸出一驅動電流至一OLED元件； 於操作時，該AMOLED像素補償電路依序執行以下步驟：斷開該第一PMOS開關，驅使該開關電路將該共通電壓傳送至該第一節點，及使該汲極耦接一初始電壓；使該汲極浮接，並驅使該開關電路將該資料電壓傳送至該第一節點；以及使該開關電路之該輸出端呈現高阻抗，導通該第一PMOS開關，及使該汲極耦接該OLED元件。
  2. 如請求項1所述之AMOLED像素補償電路，其中，該開關電路係由二NMOS電晶體疊接而成，且該二NMOS電晶體係由氧化物半導體製程製造而成。
  3. 如請求項2所述之AMOLED像素補償電路，其中，該PMOS電晶體係經由一第二PMOS開關耦接該OLED元件，且該第二PMOS開關係依該PWM信號控制其導通時間。
  4. 如請求項3所述之AMOLED像素補償電路，其中，該第二PMOS開關之通道的兩端耦接一重置開關電路，且該重置開關電路係依一重置信號之控制將該初始電壓傳送至該第二PMOS開關之該通道的兩端。
  5. 如請求項4所述之AMOLED像素補償電路，其中，當該開關電路將該資料電壓傳送至該第一節點時，該第二PMOS開關和該重置開關電路均被斷開。
  6. 如請求項5所述之AMOLED像素補償電路，其中，當該第一PMOS開關被導通時，該第二PMOS開關被導通，且該重置開關電路被斷開。
  7. 如請求項4所述之AMOLED像素補償電路，其中，該第一PMOS開關、該第二PMOS開關、該PMOS電晶體和該重置開關電路係由低溫多晶矽製程製造而成。
  8. 一種OLED顯示裝置，具有一AMOLED面板，該AMOLED面板具有如請求項1至7中任一項所述之AMOLED像素補償電路。
  9. 一種資訊處理裝置，其具有一中央處理單元及如請求項8所述之OLED顯示裝置，該中央處理單元係用以與該OLED顯示裝置通信。
  10. 如請求項9所述之資訊處理裝置，其係由一攜帶型電腦、一智慧型手機和一車用電腦所組成群組所選擇的一種裝置。
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