專利名稱：發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，且特別是有關(guān)于一種用于像素電路的發(fā)光元件的驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：
信息通信產(chǎn)業(yè)已成為現(xiàn)今的主流產(chǎn)業(yè)，無論是便攜式的通信顯示產(chǎn)品、家庭電視機(jī)或計(jì)算機(jī)顯示器等都是科技發(fā)展的重點(diǎn)。而平面顯示器則是對民眾信息交流的溝通界面，其發(fā)展更顯得特別重要。
目前平面顯示技術(shù)有下列幾種液晶顯示器(Liquid Crystal Display，LCD)、無機(jī)電致發(fā)光顯示器(Electro-luminescent Display)、發(fā)光二極管(Light-EmittingDiode，LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(organic light emitting diode，OLED)、等離子體顯示器(Plasma Display Panel，PDP)、真空熒光顯示器(Vacuum FluorescentDisplay)以及場致發(fā)射顯示器(Field Emission Display，F(xiàn)ED)等。相較于其他平面顯示技術(shù)，有機(jī)發(fā)光二極管顯示面板因其具有自發(fā)光、無視角依存、省電、工藝簡易、低成本、低操作溫度范圍、高應(yīng)答速度以及全彩化等優(yōu)點(diǎn)，而具有極大的應(yīng)用潛力，可望成為下一代的平面顯示器的主流。
于現(xiàn)有技術(shù)的顯示面板中，常以發(fā)光二極管或有機(jī)發(fā)光二極管作為顯示面板中像素的發(fā)光元件，其常采用兩個(gè)晶體管與一個(gè)電容(即所謂2T1C)的電路結(jié)構(gòu)來驅(qū)動前述發(fā)光元件。在上述2T1C的驅(qū)動電路架構(gòu)中產(chǎn)生驅(qū)動電流的方程式具有電源電壓以及晶體管中臨界電壓的參數(shù)，因此每個(gè)像素電路所接收的電源電壓與每個(gè)晶體管中的臨界電壓值必須十分接近，以在相同的數(shù)據(jù)電壓下能獲得相同的驅(qū)動電流。
由于目前顯示面板的尺寸逐漸提升，使得每個(gè)像素驅(qū)動電路接收到的電源電壓的線路隨之拉長。因此線路內(nèi)的等效阻抗亦隨線路拉長而增加，使得每個(gè)驅(qū)動電路所接收的電源電壓因?yàn)榫€路中等效阻抗與壓降(voltage drop)大小因而有所不同，導(dǎo)致驅(qū)動電路產(chǎn)生的電流大小不一。每個(gè)像素電路在同樣數(shù)據(jù)電壓的情況下，其亮度具有些微差距，而造成顯示面板上亮度不均勻。此外，2T1C的驅(qū)動電路架構(gòu)亦會隨著晶體管內(nèi)臨界電壓的不同而產(chǎn)生不同的驅(qū)動電流。因此，如何解決上述問題便成為增加液晶顯示熒幕的尺寸時(shí)即須迫切研究的方向。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，使發(fā)光元件的驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的驅(qū)動電流不會受到晶體管的臨界電壓的影響，讓發(fā)光元件能夠在顯示面板上的每個(gè)像素依據(jù)相同數(shù)據(jù)電壓而獲得相同的亮度。
本發(fā)明提出一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，包括一驅(qū)動電路、一存儲單元、一重置電路、一第一開關(guān)與一補(bǔ)償電路。驅(qū)動電路具有一控制端與一驅(qū)動端，其驅(qū)動端連接至一發(fā)光元件，其中驅(qū)動電路依據(jù)其控制端的電壓而決定其驅(qū)動端的電流。存儲單元連接到驅(qū)動電路的控制端，以保持驅(qū)動電路的控制端的電壓。重置電路連接至驅(qū)動電路的控制端，并于重置期間提供一重置電壓至驅(qū)動電路的控制端。第一開關(guān)的第一端接收一數(shù)據(jù)電壓，第一開關(guān)的控制端接收一掃描電壓。補(bǔ)償電路則連接于第一開關(guān)的第二端與驅(qū)動電路的控制端之間，以將第一開關(guān)所提供的數(shù)據(jù)電壓傳輸至驅(qū)動電路的控制端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的重置電路除了重置期間外不提供重置電壓。其中，上述重置電壓可以是電源電壓。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一開關(guān)包括一第一晶體管，其第一端接收數(shù)據(jù)電壓，第一晶體管的第二端連接至補(bǔ)償電路，而第一晶體管的控制端則接收掃描電壓。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的驅(qū)動電路包括一第二晶體管，其第一端接收一第一電壓，第二晶體管的第二端作為驅(qū)動電路的驅(qū)動端，而第二晶體管的控制端作為驅(qū)動電路的控制端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的補(bǔ)償電路包括一第三晶體管，其第一端連接至第一開關(guān)的第二端，第三晶體管的第二端連接至驅(qū)動電路的控制端，而第三晶體管的控制端連接至第三晶體管的第二端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的補(bǔ)償電路包括一二極管，其陰極連接至第一開關(guān)的第二端，而其陽極連接至驅(qū)動電路的控制端。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的重置電路包括一第二開關(guān)，其第一端連接至一電源電壓，第二開關(guān)的第二端連接至驅(qū)動電路的控制端，而第二開關(guān)的控制端接收一先前掃描電壓。其中，第二開關(guān)包括一第四晶體管，其第一端連接至電源電壓，第四晶體管的第二端連接至驅(qū)動電路的控制端，而第四晶體管的控制端則接收先前掃描電壓。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的存儲單元包括一電容，其第一端連接至驅(qū)動電路的控制端，電容的第二端接收一第三電壓。其中，第三電壓可為電源電壓或接地電壓。
基于上述，本發(fā)明的實(shí)施例先行利用重置電路將驅(qū)動電路的控制端電壓重置，接著通過補(bǔ)償電路將數(shù)據(jù)電壓傳送到驅(qū)動電路的控制端，并以電容來維持驅(qū)動電路的控制端電壓值以使驅(qū)動電路所產(chǎn)生的驅(qū)動電流僅與數(shù)據(jù)電壓有關(guān)，而不會受到晶體管的臨界電壓的影響。發(fā)光元件亦能夠在顯示面板上的每個(gè)像素依據(jù)相同數(shù)據(jù)電壓而獲得相同的亮度。



圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的等效電路圖； 圖2是依照本發(fā)明第一實(shí)施例圖1所示說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的驅(qū)動時(shí)序圖； 圖3是依照本發(fā)明第一實(shí)施例圖1所示說明發(fā)光元件的驅(qū)動電流與數(shù)據(jù)電壓的特征曲線圖； 圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的等效電路圖； 圖5是依照本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的等效電路圖； 圖6是依照本發(fā)明第四實(shí)施例說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的電路示意圖； 圖7是依照本發(fā)明第五實(shí)施例說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的等效電路圖； 圖8是依照本發(fā)明第五實(shí)施例圖7所示說明發(fā)光元件的驅(qū)動裝置的驅(qū)動時(shí)序圖。
附圖標(biāo)號 100、400、500、600、700發(fā)光元件的驅(qū)動裝置 110驅(qū)動電路 120存儲單元 130重置電路 140第一開關(guān) 150補(bǔ)償電路 160發(fā)光元件 C電容 VA驅(qū)動電路的控制端電壓 VB第一晶體管的源極端電壓 Vdd電源電壓 Vss接地電壓 Vdata數(shù)據(jù)電壓 Vscan_n掃描電壓 Vscan_n-1先前掃描電壓 M1、T1第一晶體管 M2、T2第二晶體管 M3、T3第三晶體管 M4、T4第四晶體管 TS1、TS4重置期間 TS2、TS5掃描期間 TS3、TS6栓鎖期間 Iled驅(qū)動電流
具體實(shí)施例方式 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
以下針對本發(fā)明提出實(shí)施例加以說明，并以發(fā)光元件與驅(qū)動裝置作為顯示面板內(nèi)像素電路的實(shí)現(xiàn)方式，期使本領(lǐng)域技術(shù)人員更能了解本發(fā)明的精神。請參照圖1，圖1是依照本發(fā)明第一實(shí)施例說明發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置100的等效電路圖。發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置100包括驅(qū)動電路110、存儲單元120、重置電路130、第一開關(guān)140與補(bǔ)償電路150。驅(qū)動電路110具有一控制端與一驅(qū)動端，而驅(qū)動端連接至發(fā)光元件160。驅(qū)動電路110依據(jù)控制端電壓VA而決定驅(qū)動端的驅(qū)動電流Iled。
存儲單元120連接至驅(qū)動電路110的控制端，用以保持驅(qū)動電路110控制端的控制端電壓VA。重置電路130連接至驅(qū)動電路110的控制端，用以于重置期間提供重置電壓至驅(qū)動電路110的控制端，而于重置期間外則不提供重置電壓。第一開關(guān)140的第一端接收一數(shù)據(jù)電壓Vdata，而其控制端接收掃描電壓Vscan_n。補(bǔ)償電路150連接于第一開關(guān)140的第二端與驅(qū)動電路110的控制端之間，用以將臨界電壓與第一開關(guān)140所提供的數(shù)據(jù)電壓Vdata傳輸至驅(qū)動電路110的控制端。
于本實(shí)施例中，發(fā)光元件160可為發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode，LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(organic LED，OLED)或其他受電流控制的發(fā)光元件。發(fā)光元件160接收驅(qū)動電流Iled以發(fā)光，而驅(qū)動電流Iled的大小與發(fā)光元件160的亮度有關(guān)。當(dāng)驅(qū)動電流Iled愈大，發(fā)光元件160便愈發(fā)明亮。
于本實(shí)施例所述，第一開關(guān)140包括第一晶體管M1，第一晶體管M1在本實(shí)施例中例如是N通道金屬氧化物半導(dǎo)體(N-channel metal oxidesemiconductor，NMOS)晶體管。第一晶體管M1的第一端(例如源極端)接收數(shù)據(jù)電壓Vdata，第一晶體管M1的第二端(例如漏極端)連接至補(bǔ)償電路150，而第一晶體管M1的控制端(例如柵極端)接收掃描電壓Vscan_n。于其他實(shí)施例中，亦可以利用相同功能的開關(guān)電路來取代，并不限制于單一個(gè)晶體管，應(yīng)用本實(shí)施例者可依其設(shè)計(jì)需求作相對應(yīng)變動。
驅(qū)動電路110包含第二晶體管M2，第二晶體管M2在本實(shí)施例中例如是NMOS晶體管。第二晶體管M2的第一端(例如源極端)接收第一電壓，第二晶體管M2的第二端(例如漏極端)作為驅(qū)動電路110的驅(qū)動端，而第二晶體管M2的控制端(例如柵極端)作為驅(qū)動電路110的控制端。于本實(shí)施例中，第一電壓為接地電壓Vss。于其他實(shí)施例中，第一電壓可為電源電壓Vdd。驅(qū)動電路110亦可利用電流鏡電路或PMOS晶體管實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用本實(shí)施例者可依其設(shè)計(jì)需求作相對應(yīng)的更動。存儲單元120包括一電容C，用以保持驅(qū)動電路110的控制端電壓VA。電容C的第一端連接至驅(qū)動電路110的控制端，電容C的第二端則接收一第三電壓。于本實(shí)施例中，第三電壓可以是電源電壓Vdd。
補(bǔ)償電路150包括第三晶體管M3，第三晶體管M3在本實(shí)施例中例如是NMOS晶體管。第三晶體管M3的第一端(例如源極端)連接至第一開關(guān)140的第二端，第三晶體管M3的第二端(例如漏極端)連接至驅(qū)動電路110的控制端，而第三晶體管M3的控制端(例如柵極端)連接至第三晶體管M3的第二端。因此第三晶體管M3呈現(xiàn)二極管的作用形式，其二極管的陽極連接至驅(qū)動電路110的控制端，而此二極管的陰極則連接至第一開關(guān)140的第二端。
重置電路130包括第二開關(guān)，其中第二開關(guān)于本實(shí)施例中以第四晶體管M4組成，第四晶體管M4例如是NMOS晶體管。第四晶體管M4的第一端(例如漏極端)連接至第二電壓(例如電源電壓Vdd)，第四晶體管M4的第二端(例如源極端)連接至驅(qū)動電路110的控制端，而第四晶體管M4的控制端(例如柵極端)接收一先前掃描電壓Vscan_n-1。此處亦可利用相同功能的等效電路來取代第二開關(guān)而不以單一個(gè)晶體管為限，應(yīng)用本實(shí)施例者可依其設(shè)計(jì)需求作相對應(yīng)變動。
此處的先前掃描電壓Vscan_n-1是在掃描電壓Vscan_n拉高至高準(zhǔn)位前先行拉升，讓重置電路130中的第二開關(guān)位于導(dǎo)通狀態(tài)，使得重置電路130得以在重置期間(于第一開關(guān)140導(dǎo)通之前)提供重置電壓(于本實(shí)施例中為電源電壓Vdd)至驅(qū)動電路110的控制端與電容C的第一端。須特別注意的是，若掃描電壓Vscan_n是像素陣列中的第n條掃描線的驅(qū)動信號，則先前掃描電壓Vscan_n-1可以是第n-1條掃描線的驅(qū)動信號，也可以是更早被觸發(fā)的掃描線(例如第n-2條掃描線、第n-3條掃描線等)的驅(qū)動信號。其中，掃描電壓Vscan_n與先前掃描電壓Vscan_n-1的高準(zhǔn)位與低準(zhǔn)位可以依據(jù)設(shè)計(jì)需求而分別任意決定。例如，本實(shí)施例的掃描電壓Vscan_n與先前掃描電壓Vscan_n-1的高準(zhǔn)位約略等于電源電壓Vdd，而其低準(zhǔn)位則約略等于0伏特，以控制第一開關(guān)140或重置電路130的第二開關(guān)處于導(dǎo)通或截止期間。掃描電壓Vscan_n亦可采用現(xiàn)有技術(shù)的2T1C像素電路架構(gòu)中所使用的掃描電壓，可減少重新設(shè)計(jì)驅(qū)動時(shí)序的時(shí)間。
在此詳細(xì)說明第一實(shí)施例中發(fā)光元件160的驅(qū)動電路100的作動方式，請同時(shí)參照圖1與圖2。圖2是依照本發(fā)明第一實(shí)施例說明圖1所示驅(qū)動裝置100的驅(qū)動時(shí)序圖。以下此將第二晶體管M2的源極端電壓稱為VB。于本實(shí)施例中，驅(qū)動時(shí)區(qū)分為三個(gè)時(shí)期重置期間TS1、掃描期間TS2與栓鎖期間TS3。重置期間TS1時(shí)，在掃描電壓Vscan_n由低準(zhǔn)位轉(zhuǎn)態(tài)至高準(zhǔn)位前(處于低準(zhǔn)位)，此時(shí)先前掃描電壓Vscan_n-1先行從低準(zhǔn)位轉(zhuǎn)態(tài)至高準(zhǔn)位。因此，第一開關(guān)140處于截止?fàn)顟B(tài)，而重置電路130中的第二開關(guān)則處于導(dǎo)通狀態(tài)。據(jù)此，驅(qū)動電路110的控制端電壓VA被重置電路130重置為電源電壓Vdd，而存儲單元120內(nèi)的電容C亦被重置。驅(qū)動電路110中第二晶體管M2的源極端電壓VB接收接地電壓Vss。以下以方程式(1)與方程式(2)分別表示位于重置期間TS1的VA與VB VA＝Vdd.....................................................(1) VB＝Vss......................................................(2) 接著進(jìn)入掃描期間TS2，此時(shí)掃描電壓Vscan_n已拉升至高準(zhǔn)位，而先前掃描電壓Vscan_n-1則拉降至低準(zhǔn)位。因此，重置電路130內(nèi)的第二開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)，以停止提供重置電壓給驅(qū)動電路110的控制端。而第一開關(guān)140處于導(dǎo)通狀態(tài)，并將第一開關(guān)140第一端所接收的數(shù)據(jù)電壓Vdata傳輸至補(bǔ)償電路150。由于補(bǔ)償電路150內(nèi)的第三晶體管M3相當(dāng)于順偏組態(tài)的二極管，使得存儲單元120內(nèi)的電容C可以經(jīng)由晶體管M3與M1而放電。因此，驅(qū)動電路110的控制端電壓VA等于數(shù)據(jù)電壓Vdata加上第三晶體管M3的臨界電壓Vth_M3(即Vdata+Vth_M3)。以下以方程式(3)與方程式(4)分別表示位于掃描期間TS2的VA與VB VA＝Vdata+Vth_M3................................(3) VB＝Vss......................................................(4) 此時(shí)，驅(qū)動電路110內(nèi)的第二晶體管M2操作于飽和區(qū)。因此，此時(shí)驅(qū)動電路110產(chǎn)生流經(jīng)發(fā)光元件160的驅(qū)動電流Iled與第二晶體管M2的柵-源極電壓Vgs與第二晶體管M2的臨界電壓Vth_M2相關(guān)。前述柵-源極電壓Vgs代表第二晶體管M2的柵極與源極的電壓差值，也就是VA-VB。以下將方程式(3)與方程式(4)代入下述方程式(5)來說明驅(qū)動電流Iled、Vgs與Vth_M2的關(guān)系，其中K為常數(shù)。
Iled＝K(Vgs-Vth_M2)2 ＝K(VA-VB-Vth_M2)2 ＝K(Vdata+Vth_M3-Vss-Vth_M2)2.........(5) 因驅(qū)動裝置100內(nèi)的晶體管M1、M2、M3及M4相互間距很接近，而晶體管M1、M2、M3及M4于布局時(shí)制作的大小相同，因此其臨界電壓Vth_M1、Vth_M2、Vth_M3及Vth_M4的臨界電壓值均幾乎相同，而使得上式(5)中參數(shù)Vth_M3與Vth_M2能相互抵銷。因此，上述驅(qū)動電流Iled可再次簡化為方程式(6) Iled＝K(Vdata-Vss)2..................................(6) 由方程式(6)可知，驅(qū)動電流Iled僅與數(shù)據(jù)電壓Vdata及接地電壓Vss有關(guān)。方程式(6)的參數(shù)已不存在電源電壓Vdd與任何晶體管的臨界電壓，因此驅(qū)動電流Iled便不會受到電源電壓Vdd與晶體管臨界電壓的限制。
然后，進(jìn)入栓鎖期間TS3。掃描信號Vscan_n、先前掃描信號Vscan_n-1與數(shù)據(jù)電壓Vdata于栓鎖期間TS3時(shí)均位于低準(zhǔn)位。此時(shí)第一開關(guān)140與重置電路130內(nèi)的第二開關(guān)均處于截止?fàn)顟B(tài)。通過存儲單元120中的電容C在掃描時(shí)期TS2所儲存的電荷/電壓，來維持栓鎖期間TS3驅(qū)動電路110的控制端電壓VA(也就是將VA保持于Vdata+Vth_M3的電壓值)。源極端電壓VB則因接收接地電壓Vss而保持原電壓值(即VB＝Vss)。因此，栓鎖期間TS3驅(qū)動電流Iled的方程式與方程式(6)相同。也就是說，掃描期間TS2與栓鎖期間TS3的驅(qū)動電流Iled是一樣的。
當(dāng)栓鎖期間TS3結(jié)束后，驅(qū)動時(shí)區(qū)又進(jìn)入重置期間TS1。此時(shí)便如前述，將驅(qū)動電路110的控制端電壓VA重置為電源電壓Vdd，并重復(fù)上述動作。因此，驅(qū)動電路110先經(jīng)過重置期間TS1以重置控制端電壓VA，再于掃描期間TS2時(shí)將驅(qū)動電路110的控制端電壓VA設(shè)置為Vdata+Vth_M3。因此在掃描期間TS2與栓鎖期間TS3內(nèi)，驅(qū)動電路110依據(jù)控制端電壓VA來忠實(shí)地產(chǎn)生驅(qū)動電流Iled，于下個(gè)重置期間TS1來臨前不會改變其亮度。由于方程式(6)的參數(shù)已不存在電源電壓Vdd與任何晶體管的臨界電壓，因此流經(jīng)發(fā)光元件160的驅(qū)動電流Iled已不會隨著每個(gè)像素所取得的電源電壓Vdd與晶體管的臨界電壓不同而有不同亮度。
為清楚說明不同的晶體管臨界電壓值Vth_M2對于驅(qū)動電流Iled的影響，在此以驅(qū)動裝置100驗(yàn)證第二晶體管M2的臨界電壓Vth_M2與驅(qū)動電流Iled的關(guān)系，請同時(shí)參照圖1、圖2與圖3。圖3是依照本發(fā)明第一實(shí)施例說明圖1所示發(fā)光元件150的驅(qū)動電流Iled與數(shù)據(jù)電壓Vdata的特征曲線圖。在此假設(shè)電源電壓Vdd為10伏特，接地電壓Vss為0伏特，而掃描電壓Vscan于高準(zhǔn)位時(shí)約略等于電源電壓Vdd，而其低準(zhǔn)位時(shí)約略為0伏特。數(shù)據(jù)電壓Vdata的最高準(zhǔn)位約略為5伏特，而其最低準(zhǔn)位則約略為0伏特。
在此將驅(qū)動裝置100中第二晶體管M2的臨界電壓Vth_M2設(shè)定為0.8伏特、1.1伏特與1.4伏特，并分別以此三種條件驗(yàn)證驅(qū)動裝置100的數(shù)據(jù)電壓Vdata與驅(qū)動電流Iled的關(guān)系，然后將驗(yàn)證結(jié)果繪制于圖3。于圖3中，在此利用三條曲線表示于晶體管的臨界電壓Vth為0.8伏特(以方型符號相連而成的曲線)、1.1伏特(以菱型符號相連而成的曲線)與1.4伏特(以三角型符號相連而成的曲線)時(shí)，來比較驅(qū)動電流Iled在不同臨界電壓Vth_M2的變化。
由圖3的模擬結(jié)果得知，當(dāng)數(shù)據(jù)電壓Vdata為0伏特時(shí)，驅(qū)動電流Iled為0安培，因此發(fā)光元件150便不會發(fā)光。而當(dāng)數(shù)據(jù)電壓Vdata逐漸提升電壓時(shí)，驅(qū)動電流Iled因方程式(6)而逐漸增加其電流值。依此發(fā)光元件150便逐漸增加發(fā)光的亮度，其亮度與驅(qū)動電流Iled的大小成正比，驅(qū)動電流Iled越大則發(fā)光元件160的亮度越高。由圖3可以清楚看出，驅(qū)動電流Iled幾乎不會因臨界電壓Vth_M2的變動而受影響。驅(qū)動裝置100所輸出的驅(qū)動電流Iled會相應(yīng)于數(shù)據(jù)電壓Vdata而忠實(shí)地變動其電流值。
于上述實(shí)施例中，存儲單元120內(nèi)的電容C用以保持驅(qū)動電路110控制端的控制端電壓VA，因此其第一端連接至電源電壓Vdd，但不應(yīng)因此而限制其實(shí)現(xiàn)方式。例如，于其他實(shí)施例中亦可將電容C連接至接地電壓Vss，請參照圖4。圖4是依照本發(fā)明第二實(shí)施例說明發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置400的等效電路圖。與前述第一實(shí)施例所示驅(qū)動裝置100不同之處在于，本實(shí)施例存儲單元120中的電容C的第二端所接收的第三電壓為接地電壓Vss。本實(shí)施例的其他細(xì)部動作與說明可以參照上述第一實(shí)施例，故在此不予贅述。
此外，上述實(shí)施例雖以第二晶體管M2的漏極端作為驅(qū)動電路110的驅(qū)動端，但不以此為限。例如，圖5是依照本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置500的等效電路圖。與第一實(shí)施例不同的是，驅(qū)動電路110中第二晶體管M2的第一端(于本實(shí)施例為漏極端)接收第一電壓。此第一電壓于本實(shí)施例中是電源電壓Vdd。第二晶體管M2的第二端(于本實(shí)施例為源極端)作為驅(qū)動電路110的驅(qū)動端以連接置發(fā)光元件160。本實(shí)施例的其他細(xì)部動作與說明可以參照上述第一實(shí)施例，在此不予贅述。若假設(shè)第二晶體管M2的源極端電壓VB為Vx伏特，則圖5中驅(qū)動電流Iled可以表示為方程式(7) Iled＝K(Vdata-Vx)2..................................(7) 再者，上述發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置100所采用的第一開關(guān)120、重置電路130內(nèi)的第二開關(guān)與補(bǔ)償電路140分別由晶體管M1、M4與M3所組成，于其他實(shí)施例中亦可通過具相同功能的電路來構(gòu)成驅(qū)動裝置100以達(dá)成相同動作。例如，圖6是依照本發(fā)明第四實(shí)施例說明發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置600的電路示意圖，請同時(shí)參照圖2與圖5。與第一實(shí)施例不同之處在于，本實(shí)施例分別將第一開關(guān)140、重置電路130中的第二開關(guān)630以及補(bǔ)償電路150利用等效的開關(guān)電路與二極管D1來完成。其中，等效的開關(guān)電路不限制于單一個(gè)晶體管。補(bǔ)償電路150中二極管D1的陽極連接于驅(qū)動電路110的控制端，其另一端則連接至第一開關(guān)140的第二端。
當(dāng)驅(qū)動時(shí)序位于重置期間TS1時(shí)，先前掃描電壓Vscan_n-1先轉(zhuǎn)態(tài)為高準(zhǔn)位，而掃描電壓Vscan_n尚位于低準(zhǔn)位，使得第二開關(guān)630導(dǎo)通，并且第一開關(guān)140為截止。因此，驅(qū)動電路110的控制端電壓VA被重置為系統(tǒng)電壓Vdd。而于掃描期間TS2時(shí)，先前掃描電壓Vscan_n-1轉(zhuǎn)態(tài)為低準(zhǔn)位，而掃描電壓Vscan_n則拉升至高準(zhǔn)位，據(jù)此第一開關(guān)140導(dǎo)通而第二開關(guān)630位于截止?fàn)顟B(tài)。因此控制端電壓VA便等于數(shù)據(jù)電壓Vdata加上補(bǔ)償電路150中二極管D1的臨界電壓Vth_D1。驅(qū)動電路110便依據(jù)此時(shí)控制端的控制端電壓VA來決定驅(qū)動電流Iled的大小。本實(shí)施例的其他細(xì)節(jié)操作可參照上述第一實(shí)施例，在此不再多加贅述。
于上述各實(shí)施例中，于本實(shí)施例發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置100所采用的驅(qū)動電路110、重置電路130、第一開關(guān)140與補(bǔ)償電路150一致為NMOS晶體管，但不應(yīng)因此而限制其實(shí)現(xiàn)方式。例如，欲達(dá)到上述功效，在其他實(shí)施例中也可改為由P通道金屬氧化物半導(dǎo)體(P-channel metal oxidesemiconductor，PMOS)晶體管來構(gòu)成驅(qū)動裝置100。例如，圖7是依照本發(fā)明第五實(shí)施例說明發(fā)光元件160的驅(qū)動裝置700的等效電路圖。圖8是依照本發(fā)明第五實(shí)施例說明圖7所示驅(qū)動裝置700的驅(qū)動時(shí)序圖。
請參照圖7及圖8，第一開關(guān)140包括第一晶體管T1，第一晶體管T1的第一端(例如源極端)接收數(shù)據(jù)電壓Vdata，第一晶體管M1的第二端(例如漏極端)連接至補(bǔ)償電路150，而第一晶體管M1的控制端(例如柵極端)接收掃描電壓Vscan_n。
驅(qū)動電路110的第二晶體管T2的第一端(例如源極端)接收第一電壓，依本實(shí)施例所述的第一電壓為電源電壓Vdd。第二晶體管T2的第二端(例如漏極端)作為驅(qū)動電路110的驅(qū)動端，用以連接至發(fā)光元件160。補(bǔ)償電路150包括第三晶體管T3，其第一端(例如源極端)連接至第一開關(guān)140的第二端，第三晶體管T3的第二端(例如漏極端)連接至驅(qū)動電路110的控制端，而第三晶體管T3的控制端(例如柵極端)連接至第三晶體管T3的第二端。因此第三晶體管T3呈現(xiàn)二極管的作用形式，其二極管的陰極連接至驅(qū)動電路110的控制端，而此二極管的陽極則連接至第一開關(guān)140的第二端。
重置電路130包括第二開關(guān)，其中第二開關(guān)于本實(shí)施例中以第四晶體管T4組成。第四晶體管T4的第一端(例如漏極端)連接至第二電壓(例如接地電壓Vss)，第四晶體管T4的第二端(例如源極端)連接至驅(qū)動電路110的控制端，而第四晶體管T4的控制端(例如柵極端)接收先前掃描電壓Vscan_n-1。驅(qū)動裝置700與驅(qū)動裝置100不同之處，在于第一晶體管T1、第二晶體管T2、第三晶體管T3與第四晶體管T4均為PMOS晶體管。
于圖8中驅(qū)動時(shí)區(qū)的重置期間TS4內(nèi)，掃描電壓Vscan_n尚處于高準(zhǔn)位，此時(shí)先前掃描電壓Vscan_n-1先行由高準(zhǔn)位轉(zhuǎn)態(tài)至低準(zhǔn)位。因此，第一開關(guān)140處于截止?fàn)顟B(tài)，而重置電路130中的第二開關(guān)則處于導(dǎo)通狀態(tài)。據(jù)此，驅(qū)動電路110的控制端電壓VA被重置電路130重置為接地電壓Vss，存儲單元120內(nèi)的電容C亦于此時(shí)將本身儲存的電荷放電。驅(qū)動電路110中第二晶體管T2的源極端電壓VB接收電源電壓Vdd。以下以方程式(8)與方程式(9)分別表示位于重置期間TS4的VA與VB VA＝Vss.......................................................(8) VB＝Vdd......................................................(9) 接著進(jìn)入掃描期間TS5，此時(shí)掃描電壓Vscan_n已從高準(zhǔn)位拉降至低準(zhǔn)位，而先前掃描電壓Vscan_n-1則重新拉升至高準(zhǔn)位，數(shù)據(jù)電壓Vdata并于此時(shí)輸入電壓值。據(jù)此，重置電路130內(nèi)的第二開關(guān)便位于截止?fàn)顟B(tài)，以停止提供重置電壓(于本實(shí)施例為接地電壓Vss)給驅(qū)動電路110的控制端。第一開關(guān)140則于導(dǎo)通狀態(tài)，并將第一開關(guān)140第一端所接收的數(shù)據(jù)電壓Vdata傳輸至補(bǔ)償電路150。
由于補(bǔ)償電路150內(nèi)的第三晶體管T3相當(dāng)于順偏的二極管，因此數(shù)據(jù)電壓Vdata可以經(jīng)由晶體管T1與T3而對電容C充電。驅(qū)動電路110的控制端電壓VA等于數(shù)據(jù)電壓Vdata減去第三晶體管T3的臨界電壓Vth_T3(即Vdata-Vth_T3)。以下以方程式(10)與方程式(11)分別表示位于掃描期間TS5的VA與VB VA＝Vdata-Vth_T3................................(10) VB＝Vdd......................................................(11) 此時(shí)，驅(qū)動電路110內(nèi)的第二晶體管T2操作于飽和區(qū)。因此，此時(shí)驅(qū)動電路110產(chǎn)生流經(jīng)發(fā)光元件160的驅(qū)動電流Iled與第二晶體管T2的源-柵極電壓Vsg與第二晶體管T2的臨界電壓Vth_T2相關(guān)。前述源-柵極電壓Vsg代表第二晶體管T2的源極與柵極的電壓差值，也就是VB-VA。以下將方程式(10)與方程式(11)代入下述方程式(12)來說明驅(qū)動電流Iled、Vsg與Vth_T2的關(guān)系，其中K為常數(shù)。
Iled＝K(Vsg-Vth_T2)2 ＝K(VB-VA-Vth_T2)2 ＝K[Vdd-(Vdata-Vth_T3)-Vth_T2]2 ＝K(Vdd-Vdata+Vth_T3-Vth_T2)2.........(12) 因驅(qū)動裝置700內(nèi)的晶體管T1、T2、T3及T4相互間距很接近，而晶體管T1、T2、T3及T4于布局時(shí)制作的大小相同，因此其臨界電壓Vth_T1、Vth_T2、Vth_T3及Vth_T4的臨界電壓值均幾乎相同，而使得上式(12)中參數(shù)Vth_T3與Vth_T2能相互抵銷。因此，上述驅(qū)動電流Iled可再次簡化為方程式(13) Iled＝K(Vdd-Vdata)2..................................(13) 然后，進(jìn)入栓鎖期間TS6。掃描信號Vscan_n、先前掃描信號Vscan_n-1于栓鎖期間TS6時(shí)均位于高準(zhǔn)位。此時(shí)第一開關(guān)140與重置電路130內(nèi)的第二開關(guān)均處于截止?fàn)顟B(tài)。通過存儲單元120中的電容C在掃描時(shí)期TS5所儲存的電荷/電壓，來維持栓鎖期間TS3驅(qū)動電路110的控制端電壓VA(即將VA保持于Vdata-Vth_T3的電壓值)。源極端電壓VB則因接收電源電壓Vdd而保持原電壓值(即VB＝Vdd)。因此，栓鎖期間TS3驅(qū)動電流Iled的方程式與方程式(13)相同。也就是說，掃描期間TS5與栓鎖期間TS6的驅(qū)動電流Iled是一樣的。
當(dāng)栓鎖期間TS6結(jié)束后，驅(qū)動時(shí)區(qū)又進(jìn)入重置期間TS4。此時(shí)便如前述，將驅(qū)動電路110的控制端電壓VA重置為接地電壓Vss，并重復(fù)上述動作。因此，像素的驅(qū)動裝置700可以依據(jù)存儲單元120中的電容C所儲存的電壓來產(chǎn)生驅(qū)動電流Iled給發(fā)光元件160，使得發(fā)光元件160忠實(shí)地產(chǎn)生相對應(yīng)于數(shù)據(jù)電壓Vdata的亮度。本實(shí)施例的其他細(xì)部作動方式與說明可以參照上述各實(shí)施例，故在此不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例先通過重置電路將驅(qū)動電路的控制端電壓重置，接著利用補(bǔ)償電路將數(shù)據(jù)電壓傳送到驅(qū)動電路的控制端。之后，采用電容來維持驅(qū)動電路的控制端電壓值，使得驅(qū)動電路所產(chǎn)生的驅(qū)動電流僅與數(shù)據(jù)電壓有關(guān)，不會受到晶體管的臨界電壓的影響。發(fā)光元件亦能夠在顯示面板上的每個(gè)像素依據(jù)相同數(shù)據(jù)電壓而獲得相同的亮度。此外，本實(shí)施例中驅(qū)動時(shí)序的掃描電壓與現(xiàn)有技術(shù)的2T1C電路架構(gòu)相同，可省去部分設(shè)計(jì)時(shí)間。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件的驅(qū)動裝置包括
一驅(qū)動電路，具有一控制端與一驅(qū)動端，而所述驅(qū)動端連接至一發(fā)光元件，其中所述驅(qū)動電路依據(jù)其控制端的電壓而決定其驅(qū)動端的電流；
一存儲單元，連接至所述驅(qū)動電路的控制端，以保持所述驅(qū)動電路的控制端的電壓；
一重置電路，連接至所述驅(qū)動電路的控制端，所述重置電路于一重置期間提供一重置電壓至所述驅(qū)動電路的控制端；
一第一開關(guān)，所述第一開關(guān)的第一端接收一數(shù)據(jù)電壓，所述第一開關(guān)的控制端接收一掃描電壓；以及
一補(bǔ)償電路，所述的補(bǔ)償電路連接于所述第一開關(guān)的第二端與所述驅(qū)動電路的控制端之間，以將所述第一開關(guān)所提供的所述數(shù)據(jù)電壓傳輸至所述驅(qū)動電路的控制端。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述重置電路除所述重置期間外不提供所述重置電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述重置電壓為電源電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一開關(guān)包括一第一晶體管，所述第一晶體管的第一端接收所述數(shù)據(jù)電壓，所述第一晶體管的第二端連接至所述補(bǔ)償電路，而所述第一晶體管的控制端接收所述掃描電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一晶體管為NMOS晶體管。
6.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述驅(qū)動電路包括一第二晶體管，所述第二晶體管的第一端接收一第一電壓，所述第二晶體管的第二端作為所述驅(qū)動電路的驅(qū)動端，而所述第二晶體管的控制端作為所述驅(qū)動電路的控制端。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第二晶體管為NMOS晶體管。
8.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第二晶體管為PMOS晶體管。
9.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一電壓為電源電壓。
10.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第一電壓為接地電壓。
11.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償電路包括一第三晶體管，所述第三晶體管的第一端連接至所述第一開關(guān)的第二端，所述第三晶體管的第二端連接至所述驅(qū)動電路的控制端，而所述第三晶體管的控制端連接至所述第三晶體管的第二端。
12.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第三晶體管為NMOS晶體管。
13.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述補(bǔ)償電路包括一二極管，所述二極管的陰極連接至所述第一開關(guān)的第二端，所述二極管的陽極連接至所述驅(qū)動電路的控制端。
14.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述重置電路包括一第二開關(guān)，所述第二開關(guān)的第一端連接至一第二電壓，所述第二開關(guān)的第二端連接至所述驅(qū)動電路的控制端，所述第二開關(guān)的控制端接收一先前掃描電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第二開關(guān)包括一第四晶體管，所述第四晶體管的第一端連接至所述第二電壓，所述第四晶體管的第二端連接至所述驅(qū)動電路的控制端，而所述第四晶體管的控制端接收所述先前掃描電壓。
16.如權(quán)利要求15所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第四晶體管為NMOS晶體管。
17.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述存儲單元包括一電容，所述電容的第一端連接至所述驅(qū)動電路的控制端，所述電容的第二端接收一第三電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第三電壓為電源電壓。
19.如權(quán)利要求17所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述第三電壓為接地電壓。
20.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件為發(fā)光二極管。
21.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件為有機(jī)發(fā)光二極管。
22.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述發(fā)光元件與所述驅(qū)動裝置為一顯示面板的像素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的驅(qū)動裝置，該發(fā)光元件的驅(qū)動裝置包括驅(qū)動電路、存儲單元、重置電路、第一開關(guān)與補(bǔ)償電路。驅(qū)動電路依據(jù)其控制端的電壓而決定其驅(qū)動端的電流。存儲單元用以保持驅(qū)動電路的控制端的電壓。重置電路于一重置期間提供一重置電壓至驅(qū)動電路的控制端。第一開關(guān)的第一端接收一數(shù)據(jù)電壓，第一開關(guān)的控制端接收一掃描電壓。補(bǔ)償電路連接于第一開關(guān)的第二端與驅(qū)動電路的控制端之間，以將第一開關(guān)所提供的數(shù)據(jù)電壓傳輸至驅(qū)動電路的控制端。本發(fā)明使發(fā)光元件的驅(qū)動裝置所產(chǎn)生的驅(qū)動電流不會受到晶體管的臨界電壓的影響，讓發(fā)光元件能夠在顯示面板上的每個(gè)像素依據(jù)相同數(shù)據(jù)電壓而獲得相同的亮度。
文檔編號G09G3/32GK101763807SQ20101000183
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者蔡宗廷 申請人:友達(dá)光電股份有限公司