有機發(fā)光二極管像素電路的制作方法
【專利摘要】一種有機發(fā)光二極管像素電路，借由配置第二電容，并控制第一電容與第二電容之間的電性連接關系，來補償驅(qū)動開關的臨界電壓。因此可以使補償時間不同于數(shù)據(jù)電壓寫入時間，并且使得數(shù)據(jù)電壓所需寫入的電容可以小于一般補償技術中所需的電容，從而減少數(shù)據(jù)電壓寫入所需花費的時間，使本發(fā)明所揭露得有機發(fā)光二極管像素電路可以適用于高更新率的顯示裝置。
【專利說明】有機發(fā)光二極管像素電路
【【技術領域】】
[0001]本發(fā)明是關于一種有機發(fā)光二極管像素電路，特別關于一種具有臨界電壓補償功能的有機發(fā)光二極管像素電路。
【【背景技術】】
[0002]有機發(fā)光二極管具有體積小、發(fā)光效率高并可應用于可撓面板等優(yōu)點，因此可以被應用在顯示裝置中作為背光元件或是像素。其中將有機發(fā)光二極管作為顯示裝置的像素時，通常是應用所謂的「薄膜晶體管」制程(thin-film transistor, TFT)。相較于一般制程中的晶體管開關的臨界電壓，薄膜晶體管制程中的晶體管開關的臨界電壓(thresholdvoltage, Vth)的個別差異較大。此外，薄膜晶體管制程中的晶體管開關的臨界電壓也會隨著晶體管開關被使用的時間而變。即使兩個薄膜晶體管開關在剛出廠時具有相同臨界電壓的，兩個薄膜晶體管開關的臨界電壓隨著使用時間而變異的程度也不同，最終造成兩個薄膜晶體管開關具有不同的臨界電壓。
[0003]因為顯示裝置中相鄰或相近的兩個像素中的有機發(fā)光二極管電路中的晶體管的臨界電壓可能會不同，所以即使在一個訊框中，因為兩個像素所要顯示的顏色相同，當顯示裝置的驅(qū)動芯片對兩個像素給予同樣的數(shù)據(jù)電壓時，兩個像素所顯示的顏色仍然可能不同。舉例來說，可能左側(cè)的像素中的紅色光強度大于右側(cè)的像素中的紅色光強度。此外，當顯示裝置被使用一段時間后，顯示裝置所顯示的畫面的色彩也會因為有機發(fā)光二極管中的晶體管的臨界電壓變異而改變。如何解決臨界電壓的變異造成的非理想效應，是一個亟待克服的問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]有鑒于以上的問題，本發(fā)明提出一種有機發(fā)光二極管像素電路，借由配置第二電容，并控制第一電容與第二電容之間的電性連接關系，來補償驅(qū)動開關的臨界電壓。
[0005]依據(jù)本發(fā)明一個或多個實施例的一種有機發(fā)光二極管像素電路，包括有機發(fā)光二極管、驅(qū)動開關、致能開關、第一電容、第二電容與補償模塊。有機發(fā)光二極管的第一端電性連接至第一參考電壓。驅(qū)動開關的第一端電性連接至第二參考電壓，驅(qū)動開關的控制端受控于驅(qū)動電壓以決定驅(qū)動電流。致能開關電性連接于驅(qū)動開關的第二端與有機發(fā)光二極管的第二端之間。第一電容的第一端電性連接至驅(qū)動開關的控制端，第一電容的第二端電性連接于第三參考電壓。第二電容的第一端電性連接至驅(qū)動開關的控制端。有機發(fā)光二極管被驅(qū)動電流驅(qū)動而發(fā)光。致能開關用以于工作周期中的第一時間區(qū)間不導通，并于工作周期中的第一時間區(qū)間后的第二時間區(qū)間導通。補償模塊用以于第一時間區(qū)間中的第三時間區(qū)間中對驅(qū)動開關的控制端提供第三參考電壓，于第一時間區(qū)間中第三時間區(qū)間后的第四時間區(qū)間中將驅(qū)動開關的控制端與驅(qū)動開關的第二端電性連接，于第一時間區(qū)間中第三時間區(qū)間后的第五時間區(qū)間中對第二電容的第二端提供數(shù)據(jù)電壓，并于第二時間區(qū)間中將第二電容的第二端電性連接至第三參考電壓。
[0006]本發(fā)明所揭露的有機發(fā)光二極管像素電路，借由配置第二電容，并控制第一電容與第二電容之間的電性連接關系，來補償驅(qū)動開關的臨界電壓。因此可以使補償時間不同于數(shù)據(jù)電壓寫入時間，并且使得數(shù)據(jù)電壓所需寫入的電容可以小于一般補償技術中所需的電容，從而減少數(shù)據(jù)電壓寫入所需花費的時間，使本發(fā)明所揭露得有機發(fā)光二極管像素電路可以適用于高更新率的顯示裝置。
[0007]以上的關于本
【發(fā)明內(nèi)容】
的說明及以下的實施方式的說明是用以示范與解釋本發(fā)明的精神與原理，并且提供本發(fā)明的專利申請范圍更進一步的解釋。
【符號說明】
[0008]1000 有機發(fā)光二極管像素電路
1100有機發(fā)光二極管
1101第一端
1102第二端
1200驅(qū)動開關
1201第一端
1202第二端
1203控制端
1300致能開關
1301第一端
1302第二端
1303控制端
1400第一電容
1401第一端
1402第二端 1500 第二電容
1610數(shù)據(jù)開關
1611第一端
1612第二端
1613控制端
1620第一開關
1621第一端
1622第二端
1623控制端
1630第二開關
1631第一端
1632第二端
1633控制端
1640第三開關
1641第一端
1642第二端 1643控制端 PW 工作周期 Pl?P6 時間區(qū)間 VEN 致能信號 VD驅(qū)動電壓
VSS 第一參考電壓 VDD 第二參考電壓 VREF 第三參考電壓 VDATA 數(shù)據(jù)電壓 VL低電壓
VH高電壓
S1、S2、SDATA開關信號
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0009]圖1是依據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光二極管像素電路示意圖。圖2是依據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光二極管像素電路時序圖。
【【具體實施方式】】
[0010]以下在實施方式中詳細敘述本發(fā)明的詳細特征以及優(yōu)點，其內(nèi)容足以使任何熟習相關技藝者了解本發(fā)明的技術內(nèi)容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所揭露之內(nèi)容、申請專利范圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發(fā)明相關的目的及優(yōu)點。以下的實施例是進一步詳細說明本發(fā)明的觀點，但非以任何觀點限制本發(fā)明的范疇。
[0011]請參照圖1，其是依據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光二極管像素電路示意圖。如圖1所示，依據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光二極管像素電路1000可以包括有機發(fā)光二極管1100、驅(qū)動開關1200、致能開關1300、第一電容1400、第二電容1500與補償模塊1600。有機發(fā)光二極管1100的第一端1101電性連接至第一參考電壓VSS。驅(qū)動開關1200的第一端1201電性連接至第二參考電壓VDD，第二參考電壓VDD高于第一參考電壓VSS。
[0012]致能開關1300電性連接于驅(qū)動開關1200的第二端1202與有機發(fā)光二極管1100的第二端1102之間。更具體來說，致能開關1300具有第一端1301、第二端1302與控制端1303。致能開關1300的第一端1301與驅(qū)動開關1200的第二端1202電性連接，而致能開關1300的第二端1302與有機發(fā)光二極管1100的第二端1102電性連接。致能開關1300的控制端1303受控于一個致能信號VEN，以決定致能開關1300的第一端1301與第二端1302之間的電性連接與否。
[0013]第一電容1400的第一端1401電性連接至驅(qū)動開關1200的控制端1203，第一電容1400的第二端1402電性連接于第三參考電壓VREF。于一實施例中，第三參考電壓VREF低于第二參考電壓VDD。于另一實施例中，第三參考電壓VREF可以直接以第一參考電壓VSS代替。第二電容1500的第一端電性連接至驅(qū)動開關1200的控制端1203。以本實施例而言，以下所有開關均以P型晶體管來舉例說明，然而依據(jù)本發(fā)明的精神，所有開關也可以都以N型晶體管來實現(xiàn)。
[0014]有機發(fā)光二極管1100被驅(qū)動電流ID驅(qū)動而發(fā)光。具體來說，有機發(fā)光二極管1100發(fā)光的強度與驅(qū)動電流ID的電流值呈正相關。而驅(qū)動開關1200依據(jù)控制端1203處的驅(qū)動電壓VD以決定驅(qū)動電流ID。更具體以本實施例來說，驅(qū)動電流ID與驅(qū)動電壓VD以及第二參考電壓VDD有關，其關系可以下列方程式(I)描述:
ID = K (VDD-VD-1VTH |)2(I)
其中驅(qū)動開關1200的特性系數(shù)K與制程以及驅(qū)動開關1200的大小有關，VTH為驅(qū)動開關1200的臨界電壓。
[0015]補償模塊1600用以于第一時間區(qū)間Pl中的第三時間區(qū)間P3中對驅(qū)動開關1200的控制端1203提供第三參考電壓VREF，使得驅(qū)動電壓VD在第三時間區(qū)間P3中等于第三參考電壓VREF。補償模塊1600并于第一時間區(qū)間Pl中第三時間區(qū)間P3后的第四時間區(qū)間P4中將驅(qū)動開關1200的控制端1203與驅(qū)動開關1200的第二端1202電性連接，使驅(qū)動開關1200被連接成二極管形式(d1de-connected)。并且，于第一時間區(qū)間Pl中第三時間區(qū)間P3后的第五時間區(qū)間P5中對第二電容1500的第二端提供數(shù)據(jù)電壓VDATA，并于第二時間區(qū)間P2中將第二電容1500的第二端電性連接至第三參考電壓VREF。其中，第五時間區(qū)間P5結束的時間早于第四時間區(qū)間P4結束的時間。
[0016]請回到圖1，更具體來說，補償模塊1600中包括了數(shù)據(jù)開關1610、第一開關1620、第二開關1630與第三開關1640。其中數(shù)據(jù)開關1610的第一端1611電性連接至一個外部裝置(未繪示)以接收數(shù)據(jù)電壓VDATA，數(shù)據(jù)開關1610的第二端1612電性連接至第二電容1500的第二端，數(shù)據(jù)開關1610的控制端1613電性連接至數(shù)據(jù)讀取信號SDATA，因此數(shù)據(jù)開關1610的第一端1611與第二端1612之間的電性連接與否可以受控于數(shù)據(jù)讀取信號SDATA的電壓位準。
[0017]于一個實施例中，外部裝置是于一個第六時間區(qū)間P6中將數(shù)據(jù)電壓VDATA調(diào)整至此一有機發(fā)光二極管像素電路1000所設定要被寫入的電壓值。并且，第六時間區(qū)間P6的起點早于第五時間區(qū)間P5的起點，第六時間區(qū)間P6的終點晚于第五時間區(qū)間P5的終點。并且，設若依據(jù)本發(fā)明的有機發(fā)光二極管像素電路1000是顯示裝置中多個像素其中之一的電路，則第六時間區(qū)間P6的時間長度實際上就是顯示裝置的一個「列時間(line time) J0
[0018]第一開關1620電性連接于第三參考電壓VREF與驅(qū)動開關1200的控制端1203之間。具體來說，第一開關1620的第一端1621電性連接至第三參考電壓VREF,而第一開關1620的第二端1622電性連接至驅(qū)動開關1200的控制端1203，第一開關1620的控制端1623接收一個第一開關信號SI，以決定第一開關1620的第一端1621與第二端1622之間的電性連接與否。
[0019]第二開關1630電性連接于驅(qū)動開關1200的第二端1202與驅(qū)動開關1200的控制端1203之間，更具體來說，第二開關1630的第一端1631電性連接至驅(qū)動開關1200的第二端1202，而第二開關1630的第二端1632電性連接至驅(qū)動開關1200的控制端1203，第二開關1630的控制端1633接收一個第二開關信號S2，以決定第二開關1630的第一端1631與第二端1632之間的電性連接與否。
[0020]第三開關1640電性連接于數(shù)據(jù)開關1610的第二端1612與第三參考電壓VREF之間，更具體來說，第三開關1640的第一端1641電性連接至數(shù)據(jù)開關1610的第二端1612，而第三開關1640的第二端1642電性連接至第三參考電壓VREF，第三開關1640的控制端1643接收致能信號VEN，以決定第三開關1640的第一端1641與第二端1642之間的電性連接與否。
[0021]請一并參照圖2，其是依據(jù)本發(fā)明一實施例的有機發(fā)光二極管像素電路時序圖。如圖2所示，在一個工作周期PW中，致能信號VEN的電壓位準在第一時間區(qū)間Pl中為高電壓VH，而在第二時間區(qū)間P2中為低電壓VL。因此致能開關1300與第三開關1640于工作周期PW中的第一時間區(qū)間Pl不導通，并于工作周期PW中的第一時間區(qū)間Pl后的第二時間區(qū)間P2導通。于第五時間區(qū)間P5中數(shù)據(jù)讀取信號SDATA的電壓位準是低電壓VL，于工作周期PW中的其他時間中，數(shù)據(jù)讀取信號SDATA的電壓位準都是高電壓VH，因此數(shù)據(jù)開關1610于第五時間區(qū)間P5中導通，并于第五時間區(qū)間P5以外的時間不導通。且由于第一開關信號SI的電壓位準于第三時間區(qū)間P3中是低電壓VL，而在第三時間區(qū)間P3以外的時間都是高電壓VH，因此第一開關1620于第三時間區(qū)間P3中導通，并于第三時間區(qū)間P3以外的時間不導通。而第二開關信號S2的電壓位準于第四時間區(qū)間P4為低電壓VL，而于第四時間區(qū)間P4以外為高電壓VH，第二開關1630于該第四時間區(qū)間P4中導通，并于第四時間區(qū)間P4以外的時間不導通。
[0022]因此，于第三時間區(qū)間P3中，由于第一開關1620導通，因此驅(qū)動電壓VD的電壓位準被調(diào)整至等于第三參考電壓VREF的電壓位準。由于第三參考電壓VREF的電壓位準遠低于第二參考電壓VDD的電壓位準，因此于第四時間區(qū)間P4中，當?shù)诙_關1630導通時，驅(qū)動開關1200會被連接成二極管形式(d1de-connected),從而緩慢的將驅(qū)動電壓VD的電壓位準拉高至第二參考電壓VDD減去驅(qū)動開關1200的臨界電壓VTH，因此在第四時間區(qū)間P4的終點后,第一電容1400的第二端1042與第一端1401的電壓差V2可以由下列方程式
(2)描述:
V2 = VREF-VDD+|VTH|(2)
[0023]并且由于第五時間區(qū)間P5中數(shù)據(jù)開關1610導通，所以第二電容1500的第二端的電壓位準被調(diào)整至數(shù)據(jù)電壓VDATA的電壓位準，因此在第五時間區(qū)間P5的終點后，第二電容1500的第二端與第二端的電壓差Vl可以由下列方程式(3)描述:
Vl = VDATA - VDD+1VTH(3)
[0024]而后在第二時間區(qū)間P2，由于第三開關1640導通，所以第一電容1400與第二電容1500并聯(lián)，從而使得并聯(lián)后的電容的兩端的電壓差Vtot可以由下列方程式(4)描述:
Vtot = (Cl XVREF+C2XVDATA)/(C1+C2) - VDD+1VTH| (4)
其中Cl是第一電容1400的電容值，而C2是第二電容1500的電容值。因此驅(qū)動電壓VD可以被定義如下列方程式(5):
VD = (VREF-VDATA)C2/(C1+C2)+VDD-|VTH|(5)
從而使第二時間區(qū)間P2中用來驅(qū)動有機發(fā)光二極管1100的驅(qū)動電流ID等于方程式
(6):
ID = K[-(VREF-VDATA)C2/(C1+C2)]2(6)
也就是驅(qū)動電流ID與驅(qū)動開關1200的臨界電壓VTH無關，因此本電路實質(zhì)上具有補償臨界電壓的能力。
[0025]于某些實施例中，數(shù)據(jù)開關信號SDATA可以用第二開關信號S2來取代，則外部的控制信號可以減少。于另一些實施例中，第四時間區(qū)間P4與第五時間區(qū)間P5的中點的時間點相同，也就是數(shù)據(jù)開關信號SDATA與第二開關信號S2于同一時間由低電壓VL變化為高電壓。換句話說，驅(qū)動開關1200被連接成晶體管形式來進行臨界電壓補償?shù)臅r間可以大于數(shù)據(jù)電壓寫入的時間。由一些實施例來說，第一電容1400與第二電容1500的電容值的比例可以是M/N，其特征在于，M與N均為正整數(shù)。另一些實施例而言，第一電容1400與第二電容1500的電容值相同。此外，第一電容1400與第二電容1500的實體電路配置上可以由多個第一子電容組成第一電容1400，并由多個第二子電容組成第二電容1500，用共質(zhì)心方式(common-centroid)排列,其中每個第一子電容與每個第二子電容的電容值相同。
[0026]于另一實施例中，若所有開關均以N型晶體管實現(xiàn),則第一參考電壓VSS與第三參考電壓VREF的電壓位準均高于第二參考電壓VDD，其余時間區(qū)間中每個開關地導通與否均如前述，而僅有每個開關信號的電壓位準需要調(diào)整。所需調(diào)整的部分由本領域具有通常知識者詳閱本發(fā)明后可輕易得知。
[0027]本發(fā)明所揭露的有機發(fā)光二極管像素電路，借由配置第二電容，并控制第一電容與第二電容之間的電性連接關系，來補償驅(qū)動開關的臨界電壓。因此可以使補償時間不同于數(shù)據(jù)電壓寫入時間，并且使得數(shù)據(jù)電壓所需寫入的電容可以小于一般補償技術中所需的電容，從而減少數(shù)據(jù)電壓寫入所需花費的時間，使本發(fā)明所揭露得有機發(fā)光二極管像素電路可以適用于高更新率的顯示裝置。
[0028]雖然本發(fā)明以前述的實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所為的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的專利保護范圍。關于本發(fā)明所界定的保護范圍請參考所附的申請專利范圍。
【權利要求】
1.一種有機發(fā)光二極管像素電路，包括: 一有機發(fā)光二極管，包括一第一端與一第二端，該有機發(fā)光二極管的第一端電性連接至一第一參考電壓，該有機發(fā)光二極管被一驅(qū)動電流驅(qū)動而發(fā)光； 一驅(qū)動開關，包括一第一端、一第二端與一控制端，該驅(qū)動開關的第一端電性連接至一第二參考電壓，該驅(qū)動開關的控制端受控于一驅(qū)動電壓以決定該驅(qū)動電流； 一致能開關，電性連接于該驅(qū)動開關的第二端與該有機發(fā)光二極管的第二端之間，用以于一工作周期中的一第一時間區(qū)間不導通，并于該工作周期中的該第一時間區(qū)間后的一第二時間區(qū)間導通； 一第一電容，包括一第一端與一第二端，該第一電容的第一端電性連接至該驅(qū)動開關的控制端，該第一電容的第二端電性連接于一第三參考電壓； 一第二電容，包括一第一端與一第二端，該第二電容的第一端電性連接至該驅(qū)動開關的控制端；以及 一補償模塊，用以于該第一時間區(qū)間中的一第三時間區(qū)間中對該驅(qū)動開關的控制端提供該第三參考電壓，于該第一時間區(qū)間中該第三時間區(qū)間后的一第四時間區(qū)間中將該驅(qū)動開關的控制端與該驅(qū)動開關的第二端電性連接，于該第一時間區(qū)間中該第三時間區(qū)間后的一第五時間區(qū)間中對該第二電容的第二端提供一數(shù)據(jù)電壓，并于該第二時間區(qū)間中將該第二電容的第二端電性連接至該第三參考電壓。
2.如權利要求1所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該補償模塊包括: 一數(shù)據(jù)開關，包括一第一端與一第二端，該數(shù)據(jù)開關的第一端電性連接至該數(shù)據(jù)電壓，該數(shù)據(jù)開關的第二端電性連接至該第二電容的該第二端，該數(shù)據(jù)開關用以于該第五時間區(qū)間中導通，并于該第五時間區(qū)間以外不導通； 一第一開關，電性連接于該第三參考電壓與該驅(qū)動開關的控制端之間，用以于該第三時間區(qū)間中導通，并于該第三時間區(qū)間以外不導通； 一第二開關，電性連接于該驅(qū)動開關的第二端與該驅(qū)動開關的控制端之間，用以于該第四時間區(qū)間中導通，并于該第四時間區(qū)間以外不導通；以及 一第三開關，電性連接于該數(shù)據(jù)開關的第二端與該第三參考電壓之間，用以于該第二時間區(qū)間導通。
3.如權利要求1所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該多個開關均為P型晶體管，且該第一參考電壓與該第三參考電壓低于該第二參考電壓。
4.如權利要求1所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該多個開關均為N型晶體管，且該第一參考電壓與該第三參考電壓高于該第二參考電壓。
5.如權利要求1項至第4項其中之一所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第一參考電壓等于該第三參考電壓。
6.如權利要求1項至第4項其中之一所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第四時間區(qū)間大于等于該第五時間區(qū)間。
7.如權利要求6所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第四時間區(qū)間與該第五時間區(qū)間同時結束。
8.如權利要求1項至第4項其中之一所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第一電容的電容值與該第二電容的電容值的一比例為自然數(shù)。
9.如權利要求8所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第一電容的電容值等于該第二電容的電容值。
10.如權利要求8所述的有機發(fā)光二極管像素電路，其特征在于，該第一電容包括多個第一子電容，該第二電容包括多個第二子電容，該多個第一子電容與該多個第二子電容以共質(zhì)心方式(common centroid)排列。
【文檔編號】G09G3/32GK104485066SQ201410690897
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權日:2014年9月24日
【發(fā)明者】林永銘, 葉佳元 申請人:友達光電股份有限公司