專利名稱：有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode,0LED)像素電路，且特別是一種可針對(duì)因長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致的OLED元件的亮度下降情形進(jìn)行補(bǔ)償?shù)腛LED像素電路。
背景技術(shù)：
在科技發(fā)展日新月異的現(xiàn)今時(shí)代中，有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light EmittingDiode, 0LED)技術(shù)已經(jīng)被開發(fā)出來，并被應(yīng)用在諸多顯示應(yīng)用場(chǎng)合中，例如是電視、計(jì)算機(jī)屏幕、筆記型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或個(gè)人數(shù)字助理等。一般來說，OLED顯示器中包括多個(gè)以矩陣方式排列的OLED像素電路，各個(gè)OLED像素電路包括OLED元件及對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路。一般來說，OLED顯示器中的OLED元件及其驅(qū)動(dòng)電路需長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通，以對(duì)應(yīng)地進(jìn)行圖像顯示操作。然而，長(zhǎng)時(shí)間的致能導(dǎo)通將使得OLED元件產(chǎn)生臨界導(dǎo)通電壓上升及顯示亮度下降的情形。據(jù)此，如何設(shè)計(jì)出可有效地針對(duì)OLED元件因長(zhǎng)時(shí)間使用而發(fā)生的臨界導(dǎo)通電壓上升及顯示亮度下降的情形的補(bǔ)償電路，乃業(yè)界不斷致力的方向之一。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提出一種有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode,0LED)像素電路，其中包括作為顯示操作的顯示電致元件及提供驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)顯示電致元件的像素驅(qū)動(dòng)單元，其中驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于顯示電致元件的老化因子電壓。本發(fā)明相關(guān)的OLED像素電路還包括電致補(bǔ)償單元，其中包括補(bǔ)償電致元件，而電致補(bǔ)償單元根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件來對(duì)顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)OLED顯示器技術(shù)，本發(fā)明相關(guān)的OLED像素電路具有可針對(duì)其中的顯示電致元件進(jìn)行老化因子電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明提出一種OLED像素電路，其中包括驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)、像素驅(qū)動(dòng)單元、顯示電致元件及電致補(bǔ)償單元。像素驅(qū)動(dòng)單元耦接至數(shù)據(jù)線以接收數(shù)據(jù)電壓，并響應(yīng)于數(shù)據(jù)電壓提供驅(qū)動(dòng)電壓至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)。顯示電致元件耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，顯示電致元件響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)光，其中驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于顯示電致元件的老化因子電壓，老化因子電壓對(duì)應(yīng)至電致元件的使用時(shí)間。電致補(bǔ)償單元耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，電致補(bǔ)償電路包括補(bǔ)償電致元件，電致補(bǔ)償單元根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件來對(duì)顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下


圖I繪示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的顯示器的方塊圖。圖2繪示有機(jī)發(fā)光二極管像素電路P (i，j)的方塊圖。
圖3繪示依照本發(fā)明第一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。圖4繪示依照本發(fā)明第二實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。圖5繪示依照本發(fā)明第三實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。圖6繪示依照本發(fā)明第四實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。圖7繪示為圖6的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的相關(guān)信號(hào)時(shí)序圖。主要元件符號(hào)說明
I :顯示器12:數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器14:掃描驅(qū)動(dòng)器16:發(fā)光控制器18 :顯示面板P(i, j)、10、20、30 :0LED 像素電路ul :像素驅(qū)動(dòng)單元u2 :顯示電致元件u3 電致補(bǔ)償單元M1-M3、M11-M13、M21-M25、M31-M38 :晶體管C、C1_C3:電容Nc、Ncl、NC2、Ncl_Nc3 :節(jié)點(diǎn)Nd :驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)D1、D2:0LED 元件
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode,0LED)像素電路包括作為顯示操作的顯示電致元件及提供驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)顯示電致元件的像素驅(qū)動(dòng)單元，其中驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于顯示電致元件的老化因子電壓。本發(fā)明實(shí)施例的OLED像素電路還包括電致補(bǔ)償單元，用以根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件對(duì)顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的OLED像素電路的顯示器的方塊圖。舉例來說，顯示器I中包括數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12、掃描驅(qū)動(dòng)器14、發(fā)光控制器16及顯示面板18。顯示面板18包括像素陣列，其中例如具有MXN個(gè)OLED像素電路P(l，1)-P (M，N)，M及N為大于I的自然數(shù)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器12、掃描驅(qū)動(dòng)器14及發(fā)光控制器16分別用以提供數(shù)據(jù)信號(hào)D(I)-D(N)、掃描信號(hào)S(I)-S(M)及發(fā)光信號(hào)E(I)-E(M)至顯示面板18，以驅(qū)動(dòng)其中的各個(gè)OLED像素電路P (I，I) -P (M，N)進(jìn)行畫面顯示操作。由于顯示面板18中各個(gè)OLED像素電路P(l，1)-P (M，N)具有實(shí)質(zhì)上相同的電路結(jié)構(gòu)與操作，接下來，僅以顯示面板18中的單一個(gè)OLED像素電路P(i，j)為例，來對(duì)顯示面板18中各個(gè)OLED像素電路P(l，1)-P (M，N)的電路結(jié)構(gòu)與操作做進(jìn)一步的說明，其中i及j分別為小于或等于M及小于或等于N的自然數(shù)。請(qǐng)參照?qǐng)D2，其繪示乃圖I的有機(jī)發(fā)光二極管P(i，j)的方塊圖。OLED像素電路P (i，j)包括驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd、像素驅(qū)動(dòng)單元ul、顯示電致元件u2及電致補(bǔ)償單元u3。像素驅(qū)動(dòng)單元Ul耦接至數(shù)據(jù)線以接收數(shù)據(jù)電壓Vdata，并響應(yīng)于數(shù)據(jù)電壓Vdata提供驅(qū)動(dòng)電壓Vdr至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd。顯示電致元件u2稱接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd,并響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓Vdr發(fā)光,其中顯示電致 元件u2具有老化因子電壓Vaging，其例如對(duì)應(yīng)地決定驅(qū)動(dòng)電壓Vdr的電平。舉例來說，顯示電致元件u2為OLED元件,而老化因子電壓Vaging例如為OLED元件的臨界導(dǎo)通電壓。OLED元件的臨界導(dǎo)通電壓會(huì)隨著OLED元件的長(zhǎng)時(shí)間使用而上升。電致補(bǔ)償單元u3耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd，且其中包括補(bǔ)償電致元件。電致補(bǔ)償單元u3根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓Vdr驅(qū)動(dòng)此補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件來對(duì)顯示電致元件u2進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。電致補(bǔ)償單元u3還例如包括補(bǔ)償驅(qū)動(dòng)單元，其用以根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓Vdr決定輔助驅(qū)動(dòng)電流來驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光。接下來針對(duì)OLED像素電路P(i，j)提出若干種操作實(shí)例，以對(duì)OLED像素電路P(i，j)中的各個(gè)子單元做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。第一實(shí)施例請(qǐng)參照?qǐng)D3，其繪示依照本發(fā)明第一實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的詳細(xì)電路圖。在本實(shí)施例的OLED像素電路10中，像素驅(qū)動(dòng)單元ul具有2T1C的電路結(jié)構(gòu)，其中例如包括節(jié)點(diǎn)Ne、晶體管M1、M2及電容C ;顯示電致元件u2包括OLED元件Dl ；電致補(bǔ)償單元u3包括晶體管M3及OLED元件D2，其中OLED元件D2用以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償電致元件，晶體管M3用以實(shí)現(xiàn)輔助驅(qū)動(dòng)單元。進(jìn)一步的說，晶體管M1-M2例如為N型金屬氧化物半導(dǎo)體(Metal OxideSemiconductor, M0S)晶體管。晶體管Ml的柵極接收本級(jí)掃描信號(hào)S (i),源極稱接至節(jié)點(diǎn)Ne，漏極耦接至數(shù)據(jù)線以接收數(shù)據(jù)電壓Vdata。晶體管M2的柵極耦接至節(jié)點(diǎn)Ne，漏極接收高電位參考電壓VDD，源極耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd。電容的第一端耦接至節(jié)點(diǎn)Ne，第二端接收低電位參考電壓VSS。OLED元件Dl的正端及負(fù)端分別耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd及接收低電平參考電壓VSS。晶體管Ml響應(yīng)于本級(jí)掃描信號(hào)S(i)于對(duì)應(yīng)的本級(jí)掃描期間中導(dǎo)通，以根據(jù)數(shù)據(jù)電壓Vdata對(duì)電容C進(jìn)行充電。晶體管M2響應(yīng)于電容C兩端的充電電壓對(duì)應(yīng)地為導(dǎo)通，以提供驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)OLED元件D1，其中驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd上的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr例如滿足方程式(I)Vdr = Vth_Dl(I)其中Vth_Dl為OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓。在一個(gè)操作實(shí)例中，OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl會(huì)隨著它的使用時(shí)間增加而對(duì)應(yīng)地提升，如此將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓Vdr亦對(duì)應(yīng)地提升。舉例來說，OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl可以方程式⑵表示Vth_Dl = Vth_Dl_initial+Δ V (2)其中Vth_Dl_initial為OLED元件Dl在未受到應(yīng)力效應(yīng)(Stress Effect)時(shí)的起始臨界導(dǎo)通電壓，而Λ V為受到應(yīng)力效應(yīng)影響下OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓的變異量，它的數(shù)值與OLED元件Dl的使用時(shí)間長(zhǎng)度正相關(guān)。晶體管M3亦例如為NMOS晶體管，其中晶體管M3的柵極接收驅(qū)動(dòng)電壓Vdr，源極耦接至OLED元件D2，漏極接收高電平參考電壓VDD。OLED元件D2的正端及負(fù)端分別耦接至晶體管M3的源極及接收低電平參考電壓VSS。換句話說，晶體管M3的柵極及源極分別耦接至OLED元件Dl及D2的正端。在一個(gè)例子中，經(jīng)由設(shè)計(jì)晶體管M3及OLED元件Dl及D2的元件長(zhǎng)寬比(Width/Length Ratio)，可對(duì)應(yīng)地使OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl、OLED元件D2的臨界導(dǎo)通電壓Vth_D2及晶體管M3的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M3滿足方程式(3):Vth_Dl_Initial-Vth_D2 ( Vth_M3(3)如此，當(dāng)OLED像素電路10在未受到應(yīng)力效應(yīng)影響時(shí)，OLED元件Dl兩端的跨壓減去OLED元件D2的臨界導(dǎo)通電壓小于或等于晶體管M3的臨界導(dǎo)通電壓。換句話說，在OLED像素電路10的使用初期，OLED元件Dl兩端的跨壓不足以導(dǎo)通晶體管M3，使得OLED元件D2為截止而不發(fā)光。舉一個(gè)操作實(shí)例來說，晶體管M3的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M3為2伏特(Volt，V)，而VOLED元件Dl及D2的臨界導(dǎo)通電壓分別等于2V及3V。
而當(dāng)OLED像素電路10使用一段時(shí)間Tu (例如是10000小時(shí))，0LED元件Dl因長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通發(fā)生亮度衰減，同時(shí)OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl亦受到應(yīng)力效應(yīng)的影響而對(duì)應(yīng)地上升，其亦連帶的使驅(qū)動(dòng)電壓Vdr上升。此時(shí)的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr (Tu)可以方程式(4)來表示Vdr(Tu) = Vth_Dl (Tu) = Vth_Dl_initial+Δ V (Tu)(4)其中，AV(Tu)為在經(jīng)過時(shí)間Tu的使用后，臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl減去OLED元件Dl的起始臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl_initial的變異量，而此時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓Vdr (Tu)例如滿足方程式(5)Vth_Dl(Tu)_Vth_D2 = Vth_Dl_initial+ΔV (Tu)-Vth_D2 > Vth_M3 (5)換句話說，由于OLED元件Dl因應(yīng)力效應(yīng)發(fā)生元件老化，使得OLED元件Dl的阻抗上升，進(jìn)而導(dǎo)致流經(jīng)OLED元件Dl的電流下降，而使得OLED像素電路10的顯示亮度下降。此時(shí)OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl亦因應(yīng)力效應(yīng)的影響而產(chǎn)生AV(Tu)的變異量，進(jìn)而使得臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl及Vth_D2的差值高于晶體管M3的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35而使晶體管M3導(dǎo)通，并使得作為補(bǔ)償電致元件的OLED元件D2發(fā)光。據(jù)此，本實(shí)施例的OLED像素電路10可經(jīng)由導(dǎo)通的OLED元件D2(作為補(bǔ)償電致元件)來針對(duì)OLED元件Dl (作為顯示電致元件u2)的亮度衰減進(jìn)行補(bǔ)償。此外，臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl將隨著應(yīng)力影響時(shí)間的增加而對(duì)應(yīng)地增加，使得臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl與Vth_D2的差值對(duì)應(yīng)地增加，藉此驅(qū)動(dòng)晶體管M3提供更大的電流來對(duì)OLED元件D2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。換句話說,作為補(bǔ)償電致元件的OLED元件D2的亮度會(huì)與顯示操作時(shí)間及老化因子電壓，即是OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth D1，成正比。第二實(shí)施例請(qǐng)參照?qǐng)D4，其繪示依照本發(fā)明第二實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。本實(shí)施例的OLED像素電路20與第一實(shí)施例的OLED像素電路10不同之處在于其中的晶體管是采用LTPS制程，所以全部都是P型MOS晶體管。以電致補(bǔ)償單元u3來說，其中的晶體管M13的柵極接收低電位參考電壓VSS，漏極耦接至OLED元件D2的正端；而OLED元件D2的負(fù)端接到接收低電平參考電壓VSS的端點(diǎn)，晶體管M13的源極耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd以接收驅(qū)動(dòng)電壓Vdr。如此，在OLED像素電路20未受到應(yīng)力效應(yīng)影響時(shí)，OLED元件Dl的正端電壓作為電致補(bǔ)償電路u3的電源供應(yīng)。此時(shí)，由于晶體管M13的柵極接地，因此晶體管M13的柵極-源極跨壓VGS_M13為負(fù)值，而使晶體管M13導(dǎo)通。舉例來說，此時(shí)晶體管M13的柵極-源極跨壓VGS_M13滿足方程式(6)VGS_M13 = VSS_Vth_Dl_initial < O(6)而當(dāng)OLED像素電路20顯示一段時(shí)間Tu后，OLED元件Dl正端及負(fù)端間的跨壓因老化問題而上升，使得OLED元件DI的正端電平亦對(duì)應(yīng)地上升。如此，將使得晶體管Ml3的柵極-源極跨壓VGS M13的電平變得更負(fù)，使得流經(jīng)晶體管M13的電流提升，進(jìn)而使得作為補(bǔ)償電致元件的OLED元件D2發(fā)光亮度更亮，藉此對(duì)作為顯示電致元件u2的OLED元件Dl的亮度衰減進(jìn)行補(bǔ)償。第三實(shí)施例 請(qǐng)參照?qǐng)D5，其繪示依照本發(fā)明第三實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電路的電路圖。本實(shí)施例的OLED像素電路30與第一實(shí)施例的OLED像素電路10不同之處在于其中的像素驅(qū)動(dòng)單元ul具有不同的電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步來說，本實(shí)施例的像素驅(qū)動(dòng)單元ul包括節(jié)點(diǎn)Ncl、Nc2、晶體管M21-M25及電容C，其中晶體管M21-M25例如為NMOS晶體管。晶體管M21的柵極接收本級(jí)掃描信號(hào)S (i)，漏極耦接至數(shù)據(jù)線以接收數(shù)據(jù)電壓Vdata，源極耦接至節(jié)點(diǎn)Ncl。晶體管M22的柵極接收本級(jí)掃描信號(hào)S (i)，漏極耦接至節(jié)點(diǎn)Ncl，源極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2。晶體管M23的柵極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2，漏極耦接至節(jié)點(diǎn)Nd，源極耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd。晶體管M24的柵極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2，漏極接收高電位參考電壓VDD，源極耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd。電容C的第一端及第二端分別耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2及接收時(shí)鐘信號(hào)CK。舉例來說，晶體管M22導(dǎo)通以短路連接晶體管M23的柵極與漏極，使得晶體管M23被偏壓為二極管連接配置，耦接在晶體管M21與OLED元件Dl之間。晶體管M21、M23及OLED元件Dl更形成分壓電路，來對(duì)數(shù)據(jù)電壓Vdata進(jìn)行分壓，使得驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd上的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr實(shí)質(zhì)上為數(shù)據(jù)電壓Vdata的分壓成分。舉例來說，驅(qū)動(dòng)電壓Vdr及數(shù)據(jù)電壓Vdata滿足方程式⑵
7 η IVdr = Vdata-=--(7)
L JZ Μ21 + Ζ Μ23 + Ζ Dl其中Z_D1、Z_M21及M_M23分別為OLED元件D1、晶體管M21及M23的等效電阻值。如此，當(dāng)OLED元件Dl受到應(yīng)力效應(yīng)的影響，而對(duì)應(yīng)地具有較高的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl時(shí)，OLED元件Dl的電阻值Z_D1亦對(duì)應(yīng)地上升；如此，依據(jù)方程式(7)可知，驅(qū)動(dòng)電壓Vdr因?yàn)殡娮柚礪_D1的上升而對(duì)應(yīng)地具有一電壓上升變異量。綜合以上，像素驅(qū)動(dòng)單元ul可響應(yīng)于OLED元件Dl上升的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl，對(duì)應(yīng)地提供較高的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr，藉此對(duì)OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl的變異做出補(bǔ)償。本實(shí)施例的OLED像素電路30亦對(duì)應(yīng)地包括電致補(bǔ)償單元u3，其例如由晶體管M25及OLED元件D2來實(shí)現(xiàn)。電致補(bǔ)償單元u3響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓Vdr對(duì)應(yīng)地發(fā)光，藉此對(duì)OLED元件Dl隨使用時(shí)間而產(chǎn)生的亮度衰退進(jìn)行補(bǔ)償。本實(shí)施例的電致補(bǔ)償單元u3動(dòng)作原理與第一實(shí)施例的電致補(bǔ)償單元u3相同，在此不多贅述。另外，在本實(shí)施例的OLED像素電路30中，更應(yīng)用電容C的第二端來接收時(shí)鐘信號(hào)CK。在一個(gè)操作實(shí)例中，當(dāng)晶體管M21及M22響應(yīng)于本級(jí)掃描信號(hào)S(i)于本級(jí)掃描期間中導(dǎo)通時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)CK例如對(duì)應(yīng)至低電平參考電壓VSS ;如此數(shù)據(jù)電壓Vdata經(jīng)由晶體管M21及M22寫入至節(jié)點(diǎn)Nc2，使得節(jié)點(diǎn)Nc2對(duì)應(yīng)至操作電壓Vdata^，而電容C的第一端相較于第二端對(duì)應(yīng)地存儲(chǔ)存儲(chǔ)電壓Vdata' -VSS。
在完成OLED元件Dl顯示操作后，本實(shí)施例的OLED像素電路30接著將提供負(fù)電位電壓來對(duì)晶體管M24進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，藉此減緩晶體管M24因長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通的應(yīng)力效應(yīng)的影響。進(jìn)一步的說，在完成OLED元件Dl的顯示操作后，此時(shí)時(shí)鐘信號(hào)CK系低電位參考電壓VSS切換至一負(fù)電位參考電壓Vmin ;如此，電容C的第一端的電平將因?yàn)殡娙軨兩端的耦合效應(yīng)被拉低至操作電壓Vdata' +Vmin。舉例來說,操作電壓Vdata'的絕對(duì)值實(shí)質(zhì)上小于負(fù)電位參考電壓Vmin的絕對(duì)值，使得操作電壓Vdata^ +Vmin實(shí)質(zhì)上對(duì)應(yīng)至低于低電位參考電壓VSS的負(fù)電位。如此，在本級(jí)掃描期間后，電容C的第一端上可對(duì)應(yīng)地提供負(fù)電位電壓來對(duì)晶體管M24進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，藉此減緩晶體管M24因長(zhǎng)時(shí)間導(dǎo)通的應(yīng)力效應(yīng)的影響。第四實(shí)施例請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D6及圖7，圖6繪示依照本發(fā)明第四實(shí)施例的有機(jī)發(fā)光二極管像素電 路的電路圖；圖7繪示為圖6的電路動(dòng)作時(shí)序，分成預(yù)充電期間Tp、預(yù)寫入期間Tr、寫入期間Tw及顯示期間Te。本實(shí)施例的OLED像素電路40與第一實(shí)施例的OLED像素電路10不同之處在于其中的像素驅(qū)動(dòng)單元ul具有不同的電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步來說,本實(shí)施例的像素驅(qū)動(dòng)單元ul包括節(jié)點(diǎn)Ncl、Nc2、晶體管M31-M37及電容C1-C3，而電致補(bǔ)償單元u3包括晶體管M38及OLED元件D2 ;其中晶體管M31-M38例如為NMOS晶體管。晶體管M32、M33及M36的柵極接收前一級(jí)掃描信號(hào)S (i_l)，源極分別接收低電位參考電壓VSS、耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2及耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd，而晶體管M32的漏極耦接至節(jié)點(diǎn)Ncl，晶體管M33及M36的漏極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc3。晶體管M32、M33及M36響應(yīng)于前一級(jí)掃描信號(hào)S(i-l)于預(yù)充電期間Tp及預(yù)寫入期間Tr中導(dǎo)通，并在其他操作期間中截止。晶體管M31及M37的柵極接收本級(jí)掃描信號(hào)S (i)，漏極接收數(shù)據(jù)電壓Vdata，源極分別耦接至節(jié)點(diǎn)Ncl及驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd。晶體管M31及M37響應(yīng)于本級(jí)掃描信號(hào)S(i)在寫入期間Tw中導(dǎo)通，并在其他操作期間中截止。晶體管M34的柵極接收本級(jí)發(fā)光信號(hào)E (i)，漏極接收高電位參考電壓VDD，源極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc3。晶體管M34響應(yīng)于本級(jí)發(fā)光信號(hào)E (i)在預(yù)充電期間Tp及顯示期間Te中導(dǎo)通，并在其他操作期間中截止。晶體管M35的柵極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2，漏極耦接至節(jié)點(diǎn)Nc3，源極耦接至顯示電致元件u2。電容Cl的兩端分別耦接至節(jié)點(diǎn)Ncl及接收低電位參考電壓VSS ;電容C2的第一端C2_E1及第二端C2E2分別耦接至節(jié)點(diǎn)Nc2及Ncl ;電容C3的第一端C3_E1及第二端C3_E2分別耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd及接收低電位參考電壓VSS。晶體管M38的柵極接收驅(qū)動(dòng)電壓Vdr，源極耦接至OLED元件D2，漏極接收高電平參考電壓VDD。OLED元件D2的正端及負(fù)端分別耦接至晶體管M38的源極及接收低電平參考電壓VSS。請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D7。在預(yù)充電期間Tp中，前一級(jí)掃描信號(hào)S (i-Ι)與本級(jí)發(fā)光信號(hào)E (i)為致能，而本級(jí)掃描信號(hào)S(i)為非致能。據(jù)此，晶體管102、103、104、105及106為導(dǎo)通而晶體管M31及M37為截止，使得電容C2的第一端C2_E1相較于第二端C2_E2具有預(yù)充電電壓Vpre，且電容C3的第一端C3_E1相較于第二端C3_E2亦具有預(yù)充電電壓Vpre。舉例來說，預(yù)充電電壓Vpre例如滿足方程式(8)Vpre = VDD-VSS = VDD(8)
在預(yù)寫入期間Tr中，前一級(jí)掃描信號(hào)S(i-l)為致能，而本級(jí)發(fā)光信號(hào)E (i)及本級(jí)掃描信號(hào)S (i)為非致能。據(jù)此，晶體管M32、M33、M35及M36為導(dǎo)通而晶體管M31、M34及M37為截止，其中導(dǎo)通的晶體管M33短路連接晶體管M35的柵極與漏極，使晶體管M35被偏壓為二極管配置。如此，使得電容C2兩端的電壓經(jīng)包括晶體管M35及OLED元件Dl的路徑放電至臨界電壓Vthl，而電容C3兩端的電壓經(jīng)包括晶體管M35、M36及OLED元件Dl的路徑放電至臨界電壓Vth2，其中臨界電壓Vthl及Vth2滿足方程式(9)Vthl = Vth2 = Vth_M35+Vth_Dl(9)
其中Vth_M35及Vth_Dl分別為晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓。換句話說，電容C2及C3記錄晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓的和。在數(shù)據(jù)寫入期間Tw中，本級(jí)掃描信號(hào)S(i)為致能，而前一級(jí)掃描信號(hào)S(i-l)及本級(jí)發(fā)光信號(hào)E (i)為非致能。據(jù)此晶體管M31及M37為導(dǎo)通而晶體管M32-M36為截止，使得電容Cl兩端被充電至數(shù)據(jù)電壓Vdata，電容C2兩端持續(xù)存儲(chǔ)臨界電壓Vthl，而電容C3兩端的電壓Vth2'因應(yīng)晶體管M37的導(dǎo)通而滿足以下方程式(10)Vth2' = Vth_M35+Vth_DI-Vdischarge(10)其中放電電壓Vdischarge與數(shù)據(jù)電壓Vdata的電平相關(guān)。進(jìn)一步言之，晶體管M37具有高導(dǎo)通阻抗Ron，而放電電壓Vdischarge的放電速度取決于晶體管M37導(dǎo)通時(shí)的高導(dǎo)通阻抗Ron ;如此，使得在不同電平的數(shù)據(jù)電壓Vdata下，對(duì)OLED元件Dl的衰減進(jìn)行不同程度的補(bǔ)償。換句話說，晶體管M37用以在數(shù)據(jù)寫入期間Tw中將數(shù)據(jù)電壓Vdata提供驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd，使驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd上的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr可追隨數(shù)據(jù)電壓Vdata的電平，藉此在數(shù)據(jù)電壓Vdata對(duì)應(yīng)至不同的電壓電平時(shí)，經(jīng)由提供數(shù)據(jù)電壓Vdata至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd來對(duì)OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓上升的元件特性衰退做出不同程度的補(bǔ)償。在驅(qū)動(dòng)期間Te中，本級(jí)與前一級(jí)掃描信號(hào)S(i)與S(i-l)為非致能，而本級(jí)發(fā)光信號(hào)E(i)為致能。據(jù)此晶體管M34及M35為導(dǎo)通而晶體管M31-M33及M36-M37為截止，以將電容C2的第一端C2E1至電容Cl的第二端C1E2的跨壓，即是臨界電壓Vthl及數(shù)據(jù)電壓Vdata的和，施加于晶體管M35的柵極與源極及OLED元件D2上。如此，配合方程式(8)可知，其中晶體管M35的柵極與源極電壓Vgs_M35滿足方程式(11)Vgs_M35 = VthI+Vdata~Vth_DI = Vth_M3 5+Vth_DI+Vdata~Vth_DI= Vth_M35+Vdata(11)由于晶體管M35的柵極-源極電壓Vgs_M35可以方程式(10)表示，如此流經(jīng)晶體管M35的源極電流I，即是流經(jīng)OLED單元Dl的驅(qū)動(dòng)電流，滿足方程式(12)I = k(Vgs_M35-Vth_M35)2 = k[ (Vth_M35+Vdata) _Vth_M35]2= k [Vdata]2(12)由方程式(11)可知，通過OLED元件Dl的電流方程式不會(huì)受到晶體管M35的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_Dl的影響。據(jù)此，即便晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及Vth_Dl因?yàn)閼?yīng)力效應(yīng)而上升，驅(qū)動(dòng)電流I的大小仍不受其的影響，而只有跟數(shù)據(jù)電壓Vdata相關(guān)。換句話說，本實(shí)施例的OLED像素電路40可對(duì)應(yīng)地針對(duì)其中的驅(qū)動(dòng)晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓變異量進(jìn)行補(bǔ)償。此外，本實(shí)施例的OLED像素電路40亦具有電致補(bǔ)償單元u3，來針對(duì)顯示電致元件u2的亮度衰減進(jìn)行補(bǔ)償。此外，在本實(shí)施例的OLED像素電路40中，驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)Nd上的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr與晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及Vth_Dl相關(guān)；當(dāng)晶體管M35及OLED元件Dl的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及Vth_Dl因應(yīng)力效應(yīng)的影響而變得越高時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓Vdr對(duì)應(yīng)至較高的電壓電平。這樣一來，電致補(bǔ)償單元u3中的晶體管M38可響應(yīng)于具有較高電壓電平的驅(qū)動(dòng)電壓Vdr (請(qǐng)參照方程式(9))，對(duì)應(yīng)地提供較大的驅(qū)動(dòng)電流來對(duì)OLED元件D2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。換句話說，OLED元件D2可根據(jù)OLED元件Dl及晶體管M35的臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及Vth_Dl的變異幅度來對(duì)應(yīng)地調(diào)整亮度；當(dāng)臨界導(dǎo)通電壓Vth_M35及Vth_Dl的變異量越大時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓Vdr的電平越高，而驅(qū)動(dòng)OLED元件D2的電流就越大。本發(fā)明上述實(shí)施例的OLED像素電路中包括作為顯示操作的顯示電致元件及提供驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)顯示電致元件的像素驅(qū)動(dòng)單元，其中驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于顯示電致元件的老化因子電壓。本發(fā)明上述實(shí)施例的OLED像素電路更使用包括補(bǔ)償電致元件的電致補(bǔ)償單元，以根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件來對(duì)顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。據(jù)此，相較于傳統(tǒng)OLED顯示器技術(shù)，本發(fā)明上述實(shí)施例的OLED像素電路具有可針對(duì)其中的顯示電致元件進(jìn)行老化因子電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)。綜上所述，雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明。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)可作各種的更動(dòng)與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)發(fā)光二極管OLED像素電路，包括 一驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)； 一像素驅(qū)動(dòng)單元，耦接至一數(shù)據(jù)線以接收一數(shù)據(jù)電壓，并響應(yīng)于該數(shù)據(jù)電壓提供一驅(qū)動(dòng)電壓至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)； 一顯示電致元件,稱接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，該顯示電致元件響應(yīng)于該驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)光,其中該驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于該顯示電致元件的一老化因子電壓，該老化因子電壓對(duì)應(yīng)至該顯示電致元件的使用時(shí)間；以及 一電致補(bǔ)償單元，耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，該電致補(bǔ)償電路包括一補(bǔ)償電致元件，該電致補(bǔ)償單元根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)該補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由該補(bǔ)償電致元件來對(duì)該顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。
2.如權(quán)利要求I所述的OLED像素電路，其中該電致補(bǔ)償單元包括 一輔助驅(qū)動(dòng)單元，耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，該輔助驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)該驅(qū)動(dòng)電壓決定一輔助驅(qū)動(dòng)電流，并據(jù)以驅(qū)動(dòng)該補(bǔ)償電致元件發(fā)光。
3.如權(quán)利要求2所述的OLED像素電路，其中該輔助驅(qū)動(dòng)單元包括 一晶體管，柵極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以接收該驅(qū)動(dòng)電壓，漏極接收一高電位參考電壓，源極耦接至該補(bǔ)償電致元件。
4.如權(quán)利要求3所述的OLED像素單元，其中該補(bǔ)償電致元件包括 一 0LED,正端耦接至該晶體管的源極，負(fù)端接收一低電位參考電壓。
5.如權(quán)利要求2所述的OLED像素單元，其中該輔助驅(qū)動(dòng)單元包括 一晶體管，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)以接收該驅(qū)動(dòng)電壓，漏極耦接至該補(bǔ)償電致元件，柵極接收一低電位參考電壓。
6.如權(quán)利要求5所述的OLED像素單元，其中該補(bǔ)償電致元件包括 一 0LED,正端耦接至該晶體管的漏極，負(fù)端接收該低電位參考電壓。
7.如權(quán)利要求I所述的OLED像素單元,其中該顯示電致元件包括 一 0LED,正端耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)接收該驅(qū)動(dòng)電壓，負(fù)端接收一低電位參考電壓。
8.如權(quán)利要求I所述的OLED像素單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括 一節(jié)點(diǎn)； 一第一晶體管，柵極接收一本級(jí)掃描信號(hào)，源極耦接至該節(jié)點(diǎn)，漏極耦接至該數(shù)據(jù)線以接收該數(shù)據(jù)電壓； 一第二晶體管，柵極耦接至該節(jié)點(diǎn)，漏極接收一高電位參考電壓，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)；及 一電容，第一端耦接至該節(jié)點(diǎn)，第二端接收一低電位參考電壓。
9.如權(quán)利要求I所述的OLED像素單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括 一節(jié)點(diǎn)； 一第一晶體管，柵極接收一本級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該節(jié)點(diǎn)，源極耦接至該數(shù)據(jù)線以接收該數(shù)據(jù)電壓； 一第二晶體管，柵極耦接至該節(jié)點(diǎn)，漏極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，源極接收一高電位參考電壓；及 一電容，第一端耦接至該節(jié)點(diǎn)，第二端接收該高電位參考電壓。
10.如權(quán)利要求I所述的OLED像素單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括 一第一節(jié)點(diǎn)及一第二節(jié)點(diǎn)； 一第一晶體管，柵極接收一本級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該數(shù)據(jù)線以接收該數(shù)據(jù)電壓，源極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)； 一第二晶體管，柵極接收該本級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)，源極耦接至該第二節(jié)點(diǎn)； 一第三晶體管，柵極耦接至該第二節(jié)點(diǎn)，漏極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)占. 一第四晶體管，柵極耦接至該第二節(jié)點(diǎn)，漏極接收一高電位參考電壓，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)；及 一電容，第一端及第二端分別耦接至該第二節(jié)點(diǎn)及接收一時(shí)鐘信號(hào)。
11.如權(quán)利要求I所述的OLED像素單元，其中該像素驅(qū)動(dòng)單元包括 一第一節(jié)點(diǎn)、一第二節(jié)點(diǎn)及一第三節(jié)點(diǎn)； 一第一晶體管，柵極接收一前一級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該第一節(jié)點(diǎn)，源極接收一低電位參考電壓； 一第二晶體管，柵極接收該前一級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該第三節(jié)點(diǎn)，源極耦接至該第二節(jié)點(diǎn)； 一第三晶體管，柵極接收該前一級(jí)掃描信號(hào)，漏極耦接至該第三節(jié)點(diǎn)，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)； 一第四晶體管，柵極接收一本級(jí)掃描信號(hào)，漏極接收該數(shù)據(jù)電壓，源極耦接至該第一節(jié)占. 一第五晶體管，柵極接收該本級(jí)掃描信號(hào)，漏極接收該數(shù)據(jù)電壓，源極耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)占. 一第六晶體管，柵極接收一本級(jí)發(fā)光信號(hào)，漏極接收該高電位參考電壓，源極耦接至該第三節(jié)點(diǎn)； 一第七晶體管，柵極耦接至該第二節(jié)點(diǎn)，漏極耦接至該第三節(jié)點(diǎn)，源極耦接至顯示電致元件u2 ； 一第一電容，兩端分別耦接至該第一節(jié)點(diǎn)及接收該低電位參考電壓； 一第二電容，兩端分別耦接至該第一及該第二節(jié)點(diǎn) '及 一第三電容，兩端分別耦接至該驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)及接收該低電位參考電壓。
全文摘要
一種有機(jī)發(fā)光二極管像素電路，其中包括驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)、像素驅(qū)動(dòng)單元、顯示電致元件及電致補(bǔ)償單元。像素驅(qū)動(dòng)單元耦接至數(shù)據(jù)線以接收數(shù)據(jù)電壓，并響應(yīng)于數(shù)據(jù)電壓提供驅(qū)動(dòng)電壓至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)。顯示電致元件耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，顯示電致元件響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)光，其中驅(qū)動(dòng)電壓的電平相關(guān)于顯示電致元件的老化因子電壓，老化因子電壓對(duì)應(yīng)至電致元件的使用時(shí)間。電致補(bǔ)償單元耦接至驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)，電致補(bǔ)償電路包括補(bǔ)償電致元件，電致補(bǔ)償單元根據(jù)驅(qū)動(dòng)電壓驅(qū)動(dòng)補(bǔ)償電致元件發(fā)光，藉此經(jīng)由補(bǔ)償電致元件來對(duì)顯示電致元件進(jìn)行老化衰退補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G09G3/32GK102930818SQ20111022655
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者黃顯雄, 王文俊, 廖文堆, 王宗裕, 黃志鴻 申請(qǐng)人:東莞萬士達(dá)液晶顯示器有限公司, 勝華科技股份有限公司