TW201344658A - 發光元件驅動電路及其相關的畫素電路 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種關聯於有機發光二極體的畫素電路，且其電路架構(5T1C)在搭配適當的操作波形下，可以使得流經有機發光二極體的電流不會隨著有機發光二極體之導通電壓(Voled_th)經長時間應力的變化而改變，而且也不會隨著用以驅動有機發光二極體之薄膜電晶體的臨限電壓漂移(Vth shift)而有所不同。如此一來，不但可以趨緩或補償有機發光二極體經長時間應力的亮度衰減，而且還可以大大地提升所應用之有機發光二極體顯示器的亮度均勻性。

Description

發光元件驅動電路及其相關的畫素電路

本發明是有關於一種平面顯示技術，且特別是有關於一種具有自發光特性之發光元件(例如：有機發光二極體)的驅動電路及其相關的畫素電路。

由於多媒體社會的急速進步，半導體元件及顯示裝置的技術也隨之具有飛躍性的進步。就顯示器而言，由於主動式矩陣有機發光二極體(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,AMOLED)顯示器具有無視角限制、低製造成本、高應答速度(約為液晶的百倍以上)、省電、自發光、可使用於可攜式機器的直流驅動、工作溫度範圍大以及重量輕且可隨硬體設備小型化及薄型化等等優點以符合多媒體時代顯示器的特性要求。因此，主動式矩陣有機發光二極體顯示器具有極大的發展潛力，可望成為下一世代的新穎平面顯示器，藉以取代液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)。

目前主動式矩陣有機發光二極體顯示面板主要有兩種製作方式，其一是利用低溫多晶矽(LTPS)的薄膜電晶體(TFT)製程技術來製作，而另一則是利用非晶矽(a-Si)的薄膜電晶體(TFT)製程技術來製作。其中，由於低溫多晶矽的薄膜電晶體製程技術需要比較多道的光罩製程而導致成本上升。因此，目前低溫多晶矽的薄膜電晶體製程技術主要應用在中小尺寸的面板上，而非晶矽的薄膜電晶體製程技術則主要應用在大尺寸的面板上。

一般來說，採以低溫多晶矽之薄膜電晶體製程技術所製作出來的主動式矩陣有機發光二極體顯示面板，其畫素電路中的薄膜電晶體之型態可以為P型或N型，但無論是選擇P型還是N型薄膜電晶體來實現有機發光二極體畫素電路，流經有機發光二極體的電流不僅會隨著有機發光二極體之導通電壓(Voled_th)經長時間應力(long time stress)的變化而改變，而且還會隨著用以驅動有機發光二極體之薄膜電晶體的臨限電壓漂移(Vth shift)而有所不同。如此一來，將會連帶影響到有機發光二極體顯示器的亮度均勻性(brightness uniformity)與亮度恆定性(brightness constancy)。

有鑒於此，為有效地解決/改善先前技術所述及的問題(即，提升有機發光二極體顯示器的亮度均勻性與亮度恆定性)，本發明之一示範性實施例提供一種發光元件驅動電路，其包括：驅動單元與資料儲存單元。驅動單元耦接於一預設電位與發光元件(例如：有機發光二極體，但並不限制於此)之間，且包含驅動電晶體，用以於一發光階段控制流經發光元件的一驅動電流。資料儲存單元包含直接耦接至傳導所述驅動電流之傳導路徑的儲存電容，用以於一資料寫入階段，透過儲存電容以對一資料電壓、關聯於驅動電晶體的臨界電壓以及關聯於發光元件的導通電壓進行儲存。於所述發光階段，驅動單元反應於儲存電容的跨壓而產生流經發光元件的所述驅動電流，且所述驅動電流不受驅動電晶體之臨界電壓以及發光元件之導通電壓的影響。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為一接地電位的條件下，驅動單元可以更包括：發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至所述接地電位，而其汲極則耦接驅動電晶體的源極與儲存電容的第一端。另外，驅動電晶體的汲極耦接有機發光二極體的陰極，而有機發光二極體的陽極則耦接至一電源電壓。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述接地電位的條件下，資料儲存單元可以更包括：寫入電晶體、採集電晶體，以及轉換電晶體。寫入電晶體的閘極用以接收一掃描訊號，寫入電晶體的汲極用以接收所述資料電壓，而寫入電晶體的源極則耦接儲存電容的第二端。採集電晶體的閘極用以接收所述掃描訊號，採集電晶體的源極耦接驅動電晶體的閘極，而採集電晶體的汲極則耦接驅動電晶體的汲極與有機發光二極體的陰極。轉換電晶體的閘極用以接收所述發光訊號，轉換電晶體的源極耦接驅動電晶體的閘極與採集電晶體的源極，而轉換電晶體的汲極則耦接寫入電晶體的源極與儲存電容的第二端。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述接地電位的條件下，有機發光二極體驅動電路會先後進入所述資料寫入階段與所述發光階段。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述接地電位的條件下，驅動電晶體、發光控制電晶體、寫入電晶體、採集電晶體，以及轉換電晶體皆為N型電晶體。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述接地電位的條件下，於所述資料寫入階段，僅所述掃描訊號致能；以及於所述發光階段，僅所述發光訊號致能。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為一電源電壓的條件下，驅動單元可以更包括：發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至所述電源電壓，而其汲極則耦接驅動電晶體的源極與儲存電容的第一端。另外，驅動電晶體的汲極耦接有機發光二極體的陽極，而有機發光二極體的陰極則耦接至一接地電位。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述電源電壓的條件下，資料儲存單元可以更包括：寫入電晶體、採集電晶體，以及轉換電晶體。寫入電晶體的閘極用以接收一掃描訊號，寫入電晶體的源極用以接收所述資料電壓，而寫入電晶體的汲極則耦接儲存電容的第二端。採集電晶體的閘極用以接收所述掃描訊號，採集電晶體的汲極耦接驅動電晶體的閘極，而採集電晶體的源極則耦接驅動電晶體的汲極與有機發光二極體的陽極。轉換電晶體的閘極用以接收所述發光訊號，轉換電晶體的汲極耦接驅動電晶體的閘極與採集電晶體的源極，而轉換電晶體的源極則耦接寫入電晶體的汲極與儲存電容的第二端。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述電源電壓的條件下，儲存電容會反應於所述電源電壓與所述資料電壓而在一重置階段進行重置。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述電源電壓的條件下，有機發光二極體驅動電路會先後進入所述重置階段、所述資料寫入階段，以及所述發光階段。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述電源電壓的條件下，驅動電晶體、發光控制電晶體、寫入電晶體、採集電晶體，以及轉換電晶體皆為P型電晶體。

於本發明之一示範性實施例中，在所述預設電位為所述電源電壓的條件下，於所述重置階段，所述掃描訊號與所述發光訊號同時致能；於所述資料寫入階段，僅所述掃描訊號致能；以及於所述發光階段，僅所述發光訊號致能。

於上述本發明之一示範性實施例中，所述電源電壓可以為一固定電源電壓。

於上述本發明之另一示範性實施例中，所述電源電壓可以為一可變電源電壓。在此條件下，所述電源電壓僅在所述資料寫入階段(在所述預設電位為所述接地電位的條件下)或所述重置階段(在所述預設電位為所述電源電壓的條件下)從一高準位電壓改變至一設定電壓。其中，所述設定電壓低於所述高準位電壓，且所述設定電壓可以根據驅動電晶體的臨界電壓與有機發光二極體的導通電壓而決定。

於上述本發明之一示範性實施例中，所提之發光元件驅動電路可以為有機發光二極體驅動電路。

本發明之另一示範性實施例提供一種具有所提之發光元件驅動電路的畫素電路。

基於上述，本發明提供一種關聯於有機發光二極體的畫素電路，且其電路架構(5T1C)在搭配適當的操作波形下，可以使得流經有機發光二極體的電流不會隨著有機發光二極體之導通電壓(Voled_th)經長時間應力的變化而改變，而且也不會隨著用以驅動有機發光二極體之薄膜電晶體的臨限電壓漂移(Vth shift)而有所不同。如此一來，不但可以趨緩或補償有機發光二極體經長時間應力的亮度衰減，而且還可以大大地提升所應用之有機發光二極體顯示器的亮度均勻性。

應瞭解的是，上述一般描述及以下具體實施方式僅為例示性及闡釋性的，其並不能限制本發明所欲主張之範圍。

現將詳細參考本發明之示範性實施例，在附圖中說明所述示範性實施例之實例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件代表相同或類似部分。

圖1繪示為本發明一示範性實施例之畫素電路(pixel circuit)10的示意圖，而圖2繪示為圖1之畫素電路10的電路圖。請合併參照圖1與圖2，本示範性實施例之畫素電路10包括發光元件(例如：有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)101，但並不限制於此，故此畫素電路10可視為有機發光二極體畫素電路)與發光元件驅動電路(light-emitting component driving circuit)103。其中，發光元件驅動電路103包括驅動單元(driving unit)105與資料儲存單元(data storage unit)107。

於本示範性實施例中，驅動單元105耦接於一個預設電位(例如：接地電位(ground potential))與有機發光二極體101之間，且包含驅動電晶體(driving transistor)T1，用以於發光階段(emission phase)，控制流經有機發光二極體101的驅動電流(driving current)I_OLED。

資料儲存單元107包含直接耦接至傳導驅動電流I_OLED之傳導路徑的儲存電容(storage capacitor)Cst，用以於資料寫入階段(data-writing phase)，透過儲存電容Cst以對資料電壓(data voltage)V_IN、關聯於驅動電晶體T1的臨界電壓(threshold voltage,V_th(T1))以及關聯於有機發光二極體101的導通電壓(Voled_th)進行儲存。

於本示範性實施例中，驅動單元105係於發光階段，反應於儲存電容Cst的跨壓而產生流經有機發光二極體101的驅動電流I_OLED，且此驅動電流I_OLED不受驅動電晶體T1之臨界電壓(V_th(T1))以及有機發光二極體101之導通電壓(Voled_th)的影響。換言之，驅動電流I_OLED與有機發光二極體101之導通電壓(Voled_th)以及驅動電晶體T1的臨界電壓(V_th(T1))無關。

除此之外，驅動單元105更包括發光控制電晶體(emission control transistor)T2；另外，資料儲存單元107更包括寫入電晶體(writing transistor)T3、採集電晶體(collection transistor)T4，以及轉換電晶體(transformation transistor)T5。

於本示範性實施例中，驅動電晶體T1、發光控制電晶體T2、寫入電晶體T3、採集電晶體T4，以及轉換電晶體T5皆可以為N型電晶體，例如N型薄膜電晶體(thin-film-transistor,TFT)。而且，應用(有機發光二極體)畫素電路10於其中的有機發光二極體顯示面板(OLED display panel)可以利用低溫多晶矽(LTPS)的薄膜電晶體(TFT)製程技術製作而成，但並不限制於此。

另外，在(有機發光二極體)畫素電路10的電路結構上，有機發光二極體101的陽極(anode)耦接至電源電壓Vdd，而有機發光二極體101的陰極(cathode)則耦接驅動電晶體T1的汲極(drain)。發光控制電晶體T2的閘極(gate)用以接收(emission signal)Em，發光控制電晶體T2的源極(source)耦接至接地電位，而發光控制電晶體T2的汲極則耦接驅動電晶體T1的源極與儲存電容Cst的第一端。

寫入電晶體T3的閘極用以接收掃描訊號(scan signal)Sn，寫入電晶體T3的汲極用以接收資料電壓V_IN(於此假設V_IN=Vdd+Vdata-Voled_in，其中Voled_in為有機發光二極體101未經過長時間應力的初始導通電壓)，而寫入電晶體T3的源極則耦接儲存電容Cst的第二端。採集電晶體T4的閘極用以接收掃描訊號Sn，採集電晶體T4的源極耦接驅動電晶體T1的閘極，而採集電晶體T4的汲極則耦接驅動電晶體T1的汲極與有機發光二極體101的陰極。轉換電晶體T5的閘極用以接收發光訊號Em，轉換電晶體T5的源極耦接驅動電晶體T1的閘極與採集電晶體T4的源極，而轉換電晶體T5的汲極則耦接寫入電晶體T3的源極與儲存電容Cst的第二端。

再者，在(有機發光二極體)畫素電路10的運作過程中，發光元件驅動電路103(即，有機發光二極體驅動電路)會先後進入資料寫入階段與發光階段，各別例如圖3所示的P1與P2。從圖3可以清楚地看出，於資料寫入階段P1，僅有掃描訊號Sn會致能。另外，於發光階段P2，僅有發光訊號Em會致能。

於此值得解釋的是，由於(有機發光二極體)畫素電路10中的驅動電晶體T1、發光控制電晶體T2、寫入電晶體T3、採集電晶體T4，以及轉換電晶體T5的型態皆為N型，故而可知的是，驅動電晶體T1、發光控制電晶體T2、寫入電晶體T3、採集電晶體T4，以及轉換電晶體T5為高準位致能(high active)。由此，先前針對掃描訊號Sn與發光訊號Em會致能的表述，即表示掃描訊號Sn與發光訊號Em處於高準位。

首先，在資料寫入階段P1時，由於僅有掃描訊號Sn致能，所以如圖4A所示，寫入電晶體T3與採集電晶體T4會被導通(turned-on，未被打X)，而發光控制電晶體T2與轉換電晶體T5會被關閉(turned-off，打X處)。基此，驅動電晶體T1將反應於採集電晶體T4的導通而形成二極體連接(diode-connection)，藉以對儲存電容Cst進行充電，直至節點C1的電壓變為Vdd-Voled_th-V_th(T1)為止。另外，反應於寫入電晶體T3的導通，節點B1的電壓即為Vdd+Vdata-Voled_in。

於本示範性實施例中，在資料寫入階段P1時，由於有機發光二極體101兩端的電壓並不會大於其導通電壓(Voled_th)，而且節點B1的電壓又大於節點C1的電壓，故而有機發光二極體101將不會被點亮(其係因無完整的電流迴路)。另一方面，在資料寫入階段P1時，儲存電容Cst之兩端電壓可以表示為：

Vdata+Voled_th-Voled_in+V_th(T1)。

而且，可以進一步可簡化為Vdata+△Voled+V_th(T1)。其中，△Voled=Voled_th-Voled_in。

由此可知，在資料寫入階段P1時，可以透過儲存電容Cst而同時完成資料電壓V_IN、關聯於驅動電晶體T1之臨界電壓(V_th(T1))以及關聯於有機發光二極體101之跨壓變化量(△Voled)的儲存。

緊接著，在發光階段P2時，由於僅有發光訊號Em致能，所以如圖4B所示，寫入電晶體T3與採集電晶體T4會被關閉(turned-off，打X處)，而發光控制電晶體T2與轉換電晶體T5會被導通(turned-on，未被打X)。基此，驅動電晶體T1將產生不受有機發光二極體101之導通電壓(Voled_th)以及驅動電晶體T1之臨界電壓(V_th(T1))影響的驅動電流I_OLED。

更清楚來說，反應於儲存電容Cst的電容耦合效應，驅動電晶體T1的閘源極電壓(Vgs)將會等於Vdata+△Voled+V_th(T1)。如此一來，在發光階段P2，驅動電晶體T1所產生的驅動電流I_OLED可以表示為如下方程式 1 ：

其中，K為關聯於驅動電晶體T1的電流常數。

另外，由於驅動電晶體T1的閘源極電壓(Vgs)為已知的，亦即：Vgs=Vdata+△Voled+V_th(T1)。

因此，若將已知的驅動電晶體T1的閘源極電壓(Vgs)帶入方程式 1 的話，亦即如下方程式 2 ：

則方程式 2 可以進一步地簡化為如下方程式 3 ：

於此，由方程式 3 可看出，於發光階段P2，流經有機發光二極體101的驅動電流I_OLED與驅動電晶體T1的臨界電壓(V_th(T1))並不相關。另外，在方程式 3 又可看出，決定流經有機發光二極體101的驅動電流I_OLED額外多出了一個參數△Voled，而這個額外多出的參數△Voled可以補償/趨緩有機發光二極體101經長時間應力所造成之亮度衰減的現象。如此一來，將可使得流經有機發光二極體101的驅動電流I_OLED不會隨著有機發光二極體101之導通電壓(Voled_th)經長時間應力的變化而改變。

另一方面，有別於圖3所示之(有機發光二極體)畫素電路10的操作波形圖，圖5繪示為圖1之(有機發光二極體)畫素電路10的另一操作波形圖。其中，圖3所示之(有機發光二極體)畫素電路10的操作波形圖係架構在電源電壓Vdd為一個固定的電源電壓，亦即：電源電壓Vdd持續保持在高準位電壓Vh。

然而，圖5所示之(有機發光二極體)畫素電路10的操作波形圖係架構在電源電壓Vdd為一個可變的電源電壓，而且電源電壓Vdd僅會在資料寫入階段P1從高準位電壓Vh改變至某一設定電壓Vp。其中，設定電壓Vp低於高準位電壓Vh，且此設定電壓Vp可以根據驅動電晶體T1的臨界電壓(V_th(T1))與有機發光二極體101的導通電壓(Voled_th)而決定。換言之，設定電壓Vp可以為一個剛好能夠導通有機發光二極體101與驅動電晶體T1的電壓，例如：Voled_th+V_th(T1)，但並不限制於此。

採用圖3與圖5所示之(有機發光二極體)畫素電路10的操作波形圖的相異之處僅在於：基於圖5之電源電壓Vdd會在資料寫入階段P1從高準位電壓Vh改變至設定電壓Vp的緣故，故而節點C1的電壓會改變(降低)為Vp-Voled_th-V_th(T1)，而節點B1的電壓會改變(降低)為Vp+Vdata-Voled_in。然而，採用圖5所示之(有機發光二極體)畫素電路10的操作波形圖，仍可使得流經有機發光二極體101的驅動電流I_OLED與驅動電晶體T1的臨界電壓(V_th(T1))不相關，同時還可補償/趨緩有機發光二極體101經長時間應力所造成之亮度衰減的現象。

另一方面，根據與圖2以及圖3相似的意念(即，互補性電路結構)，圖6繪示為本發明另一示範性實施例之畫素電路60的示意圖，而圖7繪示為圖6之畫素電路60的電路圖。請合併參照圖6與圖7，本示範性實施例之畫素電路60包括發光元件(例如：有機發光二極體(OLED)601，但並不限制於此，故此畫素電路60可視為有機發光二極體畫素電路)與發光元件驅動電路603。其中，發光元件驅動電路603包括驅動單元605與資料儲存單元607。

於本示範性實施例中，驅動單元605耦接於一個預設電位(例如：電源電壓(power voltage)Vdd)與有機發光二極體601之間，且包含驅動電晶體(driving transistor)T1’，用以於發光階段，控制流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED。另外，資料儲存單元607包含直接耦接至傳導驅動電流I_OLED之傳導路徑的儲存電容Cst，用以於資料寫入階段，透過儲存電容Cst以對資料電壓V_IN、關聯於驅動電晶體T1’的臨界電壓(V_th(T1’))以及關聯於有機發光二極體601的導通電壓(Voled_th)進行儲存。

於本示範性實施例中，驅動單元605係於發光階段，反應於儲存電容Cst的跨壓而產生流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED，且此驅動電流I_OLED不受驅動電晶體T1’之臨界電壓(V_th(T1’))以及有機發光二極體601之導通電壓(Voled_th)的影響。換言之，驅動電流I_OLED與有機發光二極體601之導通電壓(Voled_th)以及驅動電晶體T1’的臨界電壓(V_th(T1’))無關。

除此之外，驅動單元605更包括發光控制電晶體T2’；另外，資料儲存單元607更包括寫入電晶體T3’、採集電晶體T4’，以及轉換電晶體T5’。於本示範性實施例中，驅動電晶體T1’、發光控制電晶體T2’、寫入電晶體T3’、採集電晶體T4’，以及轉換電晶體T5’皆可以為P型電晶體，例如P型薄膜電晶體(TFT)。而且，應用(有機發光二極體)畫素電路60於其中的有機發光二極體顯示面板(OLED display panel)可以利用低溫多晶矽(LTPS)的薄膜電晶體(TFT)製程技術製作而成，但並不限制於此。

另外，在(有機發光二極體)畫素電路60的電路結構上，有機發光二極體601的陰極耦接至接地電位，而有機發光二極體101的陽極則耦接驅動電晶體T1’的汲極。發光控制電晶體T2’的閘極用以接收發光訊號Em，發光控制電晶體T2’的源極耦接至電源電壓Vdd，而發光控制電晶體T2’的汲極則耦接驅動電晶體T1’的源極與儲存電容Cst的第一端。

寫入電晶體T3’的閘極用以接收掃描訊號Sn，寫入電晶體T3’的源極用以接收資料電壓V_IN(於此假設V_IN=Voled_in-Vdata，其中Voled_in為有機發光二極體601未經過長時間應力的初始導通電壓)，而寫入電晶體T3’的汲極則耦接儲存電容Cst的第二端。採集電晶體T4’的閘極用以接收掃描訊號Sn，採集電晶體T4’的汲極耦接驅動電晶體T1’的閘極，而採集電晶體T4’的源極則耦接驅動電晶體T1’的汲極與有機發光二極體601的陽極。轉換電晶體T5’的閘極用以接收發光訊號Em，轉換電晶體T5’的汲極耦接驅動電晶體T1’的閘極與採集電晶體T4’的汲極，而轉換電晶體T5’的源極則耦接寫入電晶體T3’的汲極與儲存電容Cst的第二端。

再者，在(有機發光二極體)畫素電路60的運作過程中，發光元件驅動電路603(即，有機發光二極體驅動電路)會先後進入重置階段(reset phase)、資料寫入階段與發光階段，各別例如圖8所示的PR、P1與P2。從圖8可以清楚地看出，於重置階段PR，掃描訊號Sn與發光訊號Em同時會致能。於資料寫入階段P1，僅有掃描訊號Sn會致能。另外，於發光階段P2，僅有發光訊號Em會致能。

於此值得解釋的是，由於(有機發光二極體)畫素電路60中的驅動電晶體T1’、發光控制電晶體T2’、寫入電晶體T3’、採集電晶體T4’，以及轉換電晶體T5’的型態皆為P型，故而可知的是，驅動電晶體T1’、發光控制電晶體T2’、寫入電晶體T3’、採集電晶體T4’，以及轉換電晶體T5’為低準位致能(low active)。由此，先前針對掃描訊號Sn與發光訊號Em會致能的表述，即表示掃描訊號Sn與發光訊號Em處於低準位。

首先，在重置階段PR時，由於掃描訊號Sn與發光訊號Em同時為致能，所以如圖9A所示，發光控制電晶體T2’、寫入電晶體T3’、採集電晶體T4’以及轉換電晶體T5’皆會被導通(turned-on，未打X處)。基此，儲存電容Cst將反應於電源電壓Vdd與資料電壓V_IN而在重置階段PR進行重置。更清楚來說，反應於發光控制電晶體T2’的導通，節點C2的電壓實質上為(或被預充至)電源電壓Vdd；另外，反應於寫入電晶體T3’的導通，節點B2的電壓實質上為(或被預充至)V_IN(即，Voled_in-Vdata)。

緊接著，在資料寫入階段P1時，由於僅有掃描訊號Sn致能，所以如圖9B所示，寫入電晶體T3’與採集電晶體T4’會被導通(turned-on，未被打X)，而發光控制電晶體T2’與轉換電晶體T5’會被關閉(turned-off，打X處)。基此，驅動電晶體T1’將反應於採集電晶體T4’的導通而形成二極體連接，以至於儲存電容Cst會透過驅動電晶體T1’與有機發光二極體601而進行放電，直至驅動電晶體T1’關閉且節點C2的電壓變為Voled_th+V_th(T1’)為止。另外，反應於寫入電晶體T3’的導通，節點B2的電壓即為Voled_in-Vdata。

於本示範性實施例中，在資料寫入階段P1時，儲存電容Cst之兩端電壓可以表示為：

Voled_in-Vdata-Voled_th-V_th(T1’)。

而且，可以進一步可簡化為-Vdata-△Voled-V_th(T1’)。其中，△Voled=Voled_th-Voled_in。

由此可知，在資料寫入階段P1時，可以透過儲存電容Cst而同時完成資料電壓V_IN、關聯於驅動電晶體T1’之臨界電壓(V_th(T1’))以及關聯於有機發光二極體601之跨壓變化量(△Voled)的儲存。

最後，在發光階段P2時，由於僅有發光訊號Em致能，所以如圖9C所示，寫入電晶體T3’與採集電晶體T4’會被關閉(turned-off，打X處)，而發光控制電晶體T2’與轉換電晶體T5’會被導通(turned-on，未被打X)。基此，驅動電晶體T1’將產生不受有機發光二極體601之導通電壓(Voled_th)以及驅動電晶體T1’之臨界電壓(V_th(T1’))影響的驅動電流I_OLED。

更清楚來說，反應於儲存電容Cst的電容耦合效應，驅動電晶體T1’的閘源極電壓(Vgs)將會等於-Vdata-△Voled-V_th(T1’)。如此一來，在發光階段P2，驅動電晶體T1’所產生的驅動電流I_OLED可以表示為如下方程式 4 ：

其中，K為關聯於驅動電晶體T1’的電流常數。

另外，由於驅動電晶體T1’的閘源極電壓(Vgs)為已知的，亦即：Vgs=-Vdata-△Voled-V_th(T1’)。

因此，若將已知的驅動電晶體T1’的閘源極電壓(Vgs)帶入方程式 4 的話，亦即如下方程式 5 ：

則方程式 5 可以進一步地簡化為如下方程式 6 ：

於此，由方程式 6 可看出，於發光階段P2，流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED與驅動電晶體T1’的臨界電壓(V_th(T1’))並不相關。另外，在方程式 6 又可看出，決定流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED額外多出了一個參數△Voled，而這個額外多出的參數△Voled可以補償/趨緩有機發光二極體601經長時間應力所造成之亮度衰減的現象。如此一來，將可使得流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED不會隨著有機發光二極體601之導通電壓(Voled_th)經長時間應力的變化而改變。

相似地，有別於圖8所示之(有機發光二極體)畫素電路60的操作波形圖，圖10繪示為圖6之(有機發光二極體)畫素電路60的另一操作波形圖。其中，圖8所示之(有機發光二極體)畫素電路60的操作波形圖係架構在電源電壓Vdd為一個固定的電源電壓，亦即：電源電壓Vdd持續保持在高準位電壓Vh。

然而，圖10所示之(有機發光二極體)畫素電路60的操作波形圖係架構在電源電壓Vdd為一個可變的電源電壓，而且電源電壓Vdd僅會在重置階段PR從高準位電壓Vh改變至某一設定電壓Vp。換言之，除了在重置階段PR以外，電源電壓Vdd皆保持在高準位電壓Vh，亦即：電源電壓Vdd會在重置階段PR之後的資料寫入階段P1從設定電壓Vp改變回高準位電壓Vh。其中，設定電壓Vp低於高準位電壓Vh，且此設定電壓Vp可以根據驅動電晶體T1’的臨界電壓(V_th(T1’))與有機發光二極體601的導通電壓(Voled_th)而決定。換言之，設定電壓Vp可以為一個剛好能夠導通有機發光二極體601與驅動電晶體T1’的電壓，例如：Voled_th+V_th(T1’)，但並不限制於此。

採用圖8與圖10所示之(有機發光二極體)畫素電路60的操作波形圖的相異之處僅在於：基於圖10之電源電壓Vdd會在重置階段PR從高準位電壓Vh改變至設定電壓Vp的緣故，故而節點C2的電壓會改變(降低)為Vp，而節點B2的電壓還是保持Voled_in-Vdata。然而，採用圖10所示之(有機發光二極體)畫素電路60的操作波形圖，仍可使得流經有機發光二極體601的驅動電流I_OLED與驅動電晶體T1’的臨界電壓(V_th(T1’))不相關，同時還可補償/趨緩有機發光二極體601經長時間應力所造成之亮度衰減的現象。

據此可知，上述示範性實施例所揭示的(有機發光二極體)畫素電路10/60之電路架構為5T1C(亦即5個薄膜電晶體+1個電容)，且若搭配適當的操作波形(如[圖3,圖5]/[圖8,圖10]所示)，即可使得流經有機發光二極體101/601的電流(I_OLED)不會隨著有機發光二極體之導通電壓(Voled_th)經長時間應力的變化而改變，而且也不會隨著用以驅動有機發光二極體101/601之薄膜電晶體T1/T1’的臨限電壓漂移(Vth shift)而有所不同。如此一來，不但可以趨緩或補償有機發光二極體101/601經長時間應力的亮度衰減(brightness decay)，而且還可以大大地提升所應用之有機發光二極體顯示器的亮度均勻性(brightness uniformity)。除此之外，任何應用上述示範性實施例之(有機發光二極體)畫素電路10/60於其中的有機發光二極體顯示面板及其有機發光二極體顯示器，都屬於本發明所欲請求保護的範疇。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10、60．．．(有機發光二極體)畫素電路

101、601．．．發光元件(有機發光二極體)

103、603．．．發光元件驅動電路

105、605．．．驅動單元

107、607．．．資料儲存單元

T1、T1’．．．驅動電晶體

T2、T2’．．．發光控制電晶體

T3、T3’．．．寫入電晶體

T4、T4’．．．採集電晶體

T5、T5’．．．轉換電晶體

Cst．．．儲存電容

B1、C1、B2：C2．．．節點

I_OLED．．．驅動電流

V_IN．．．資料電壓

Vdd．．．電源電壓

Vh．．．高準位電壓

Vp．．．設定電壓

Sn．．．掃描訊號

Em．．．發光訊號

P1．．．資料寫入階段

P2．．．發光階段

PR．．．重置階段

下面的所附圖式是本發明的說明書的一部分，繪示了本發明的示例實施例，所附圖式與說明書的描述一起說明本發明的原理。

圖1繪示為本發明一示範性實施例之畫素電路10的示意圖。

圖2繪示為圖1之畫素電路10的電路圖。

圖3繪示為圖1之畫素電路10的操作波形圖。

圖4A與圖4B分別繪示為圖1之畫素電路10的操作示意圖。

圖5繪示為圖1之畫素電路10的另一操作波形圖。

圖6繪示為本發明另一示範性實施例之畫素電路60的示意圖。

圖7繪示為圖6之畫素電路60的電路圖。

圖8繪示為圖6之畫素電路60的操作波形圖。

圖9A~圖9C分別繪示為圖6之畫素電路60的操作示意圖。

圖10繪示為圖6之畫素電路60的另一操作波形圖。

10．．．(有機發光二極體)畫素電路

101．．．發光元件(有機發光二極體)

103．．．發光元件驅動電路

105．．．驅動單元

107．．．資料儲存單元

T1．．．驅動電晶體

T2．．．發光控制電晶體

T3．．．寫入電晶體

T4．．．採集電晶體

T5．．．轉換電晶體

Cst．．．儲存電容

I_OLED．．．驅動電流

V_IN．．．資料電壓

Vdd．．．電源電壓

Sn．．．掃描訊號

Em．．．發光訊號

Claims (17)

1. 一種發光元件驅動電路，包括：一驅動單元，耦接於一預設電位與一發光元件之間，且包含一驅動電晶體，用以於一發光階段控制流經該發光元件的一驅動電流；以及一資料儲存單元，包含直接耦接至傳導該驅動電流之一傳導路徑的一儲存電容，用以於一資料寫入階段，透過該儲存電容以對一資料電壓、關聯於該驅動電晶體的一臨界電壓以及關聯於該發光元件的一導通電壓進行儲存，其中，於該發光階段，該驅動單元反應於該儲存電容的跨壓而產生流經該發光元件的該驅動電流，且該驅動電流不受該驅動電晶體之該臨界電壓以及該發光元件之該導通電壓的影響。
2. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該預設電位為一接地電位，且該發光元件為一有機發光二極體，而該驅動單元更包括：一發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至該接地電位，而其汲極則耦接該驅動電晶體的源極與該儲存電容的第一端，其中，該驅動電晶體的汲極耦接該有機發光二極體的陰極，而該有機發光二極體的陽極則耦接至一電源電壓。
3. 如申請專利範圍第2項所述之發光元件驅動電路，其中該資料儲存單元更包括：一寫入電晶體，其閘極用以接收一掃描訊號，其汲極用以接收該資料電壓，而其源極則耦接該儲存電容的第二端；一採集電晶體，其閘極用以接收該掃描訊號，其源極耦接該驅動電晶體的閘極，而其汲極則耦接該驅動電晶體的汲極與該有機發光二極體的陰極；以及一轉換電晶體，其閘極用以接收該發光訊號，其源極耦接該驅動電晶體的閘極與該採集電晶體的源極，而其汲極則耦接該寫入電晶體的源極與該儲存電容的第二端，其中，該發光元件驅動電路為一有機發光二極體驅動電路。
4. 如申請專利範圍第3項所述之發光元件驅動電路，其中該有機發光二極體驅動電路先後進入該資料寫入階段與該發光階段；該驅動電晶體、該發光控制電晶體、該寫入電晶體、該採集電晶體，以及該轉換電晶體皆為N型電晶體；於該資料寫入階段，僅該掃描訊號致能；以及於該發光階段，僅該發光訊號致能。
5. 如申請專利範圍第4項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓為一固定電源電壓。
6. 如申請專利範圍第4項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓為一可變電源電壓。
7. 如申請專利範圍第6項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓僅在該資料寫入階段從一高準位電壓改變至一設定電壓，且該設定電壓低於該高準位電壓；以及該設定電壓根據該驅動電晶體的該臨界電壓與該有機發光二極體的該導通電壓而決定。
8. 如申請專利範圍第1項所述之發光元件驅動電路，其中該預設電位為一電源電壓，且該發光元件為一有機發光二極體，而該驅動單元更包括：一發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至該電源電壓，而其汲極則耦接該驅動電晶體的源極與該儲存電容的第一端，其中，該驅動電晶體的汲極耦接該有機發光二極體的陽極，而該有機發光二極體的陰極則耦接至一接地電位。
9. 如申請專利範圍第8項所述之發光元件驅動電路，其中該資料儲存單元更包括：一寫入電晶體，其閘極用以接收一掃描訊號，其源極用以接收該資料電壓，而其汲極則耦接該儲存電容的第二端；一採集電晶體，其閘極用以接收該掃描訊號，其汲極耦接該驅動電晶體的閘極，而其源極則耦接該驅動電晶體的汲極與該有機發光二極體的陽極；以及一轉換電晶體，其閘極用以接收該發光訊號，其汲極耦接該驅動電晶體的閘極與該採集電晶體的汲極，而其源極則耦接該寫入電晶體的汲極與該儲存電容的第二端，其中，該發光元件驅動電路為一有機發光二極體驅動電路。
10. 如申請專利範圍第9項所述之發光元件驅動電路，其中該儲存電容反應於該電源電壓與該資料電壓而在一重置階段進行重置。
11. 如申請專利範圍第10項所述之發光元件驅動電路，其中該有機發光二極體驅動電路先後進入該重置階段、該資料寫入階段，以及該發光階段；該驅動電晶體、該發光控制電晶體、該寫入電晶體、該採集電晶體，以及該轉換電晶體皆為P型電晶體；於該重置階段，該掃描訊號與該發光訊號同時致能；於該資料寫入階段，僅該掃描訊號致能；以及於該發光階段，僅該發光訊號致能。
12. 如申請專利範圍第11項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓為一固定電源電壓。
13. 如申請專利範圍第11項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓為一可變電源電壓。
14. 如申請專利範圍第13項所述之發光元件驅動電路，其中該電源電壓僅在該重置階段從一高準位電壓改變至一設定電壓，且該設定電壓低於該高準位電壓；以及該設定電壓根據該驅動電晶體的該臨界電壓與該有機發光二極體的該導通電壓而決定。
15. 一種畫素電路，包括：一發光元件，用以於一發光階段，反應於一驅動電流而發光；一驅動單元，耦接於一預設電位與該發光元件之間，且包含一驅動電晶體，用以於該發光階段控制流經該發光元件的該驅動電流；以及一資料儲存單元，包含直接耦接至傳導該驅動電流之一傳導路徑的一儲存電容，用以於一資料寫入階段，透過該儲存電容以對一資料電壓、關聯於該驅動電晶體的一臨界電壓以及關聯於該發光元件的一導通電壓進行儲存，其中，於該發光階段，該驅動單元反應於該儲存電容的跨壓而產生流經該發光元件的該驅動電流，且該驅動電流不受該驅動電晶體之該臨界電壓以及該發光元件之該導通電壓的影響。
16. 如申請專利範圍第15項所述之畫素電路，其中：該預設電位為一接地電位；該發光元件為一有機發光二極體；該驅動單元更包括：一發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至該接地電位，而其汲極則耦接該驅動電晶體的源極與該儲存電容的第一端，其中，該驅動電晶體的汲極耦接該有機發光二極體的陰極，而該有機發光二極體的陽極則耦接至一電源電壓；該資料儲存單元更包括：一寫入電晶體，其閘極用以接收一掃描訊號，其汲極用以接收該資料電壓，而其源極則耦接該儲存電容的第二端；一採集電晶體，其閘極用以接收該掃描訊號，其源極耦接該驅動電晶體的閘極，而其汲極則耦接該驅動電晶體的汲極與該有機發光二極體的陰極；以及一轉換電晶體，其閘極用以接收該發光訊號，其源極耦接該驅動電晶體的閘極與該採集電晶體的源極，而其汲極則耦接該寫入電晶體的源極與該儲存電容的第二端；以及該驅動電晶體、該發光控制電晶體、該寫入電晶體、該採集電晶體，以及該轉換電晶體皆為N型電晶體。
17. 如申請專利範圍第15項所述之畫素電路，其中：該預設電位為一電源電壓；該發光元件為一有機發光二極體；該驅動單元更包括：一發光控制電晶體，其閘極用以接收一發光訊號，其源極耦接至該電源電壓，而其汲極則耦接該驅動電晶體的源極與該儲存電容的第一端，其中，該驅動電晶體的汲極耦接該有機發光二極體的陽極，而該有機發光二極體的陰極則耦接至一接地電位；該資料儲存單元更包括：一寫入電晶體，其閘極用以接收一掃描訊號，其源極用以接收該資料電壓，而其汲極則耦接該儲存電容的第二端；一採集電晶體，其閘極用以接收該掃描訊號，其汲極耦接該驅動電晶體的閘極，而其源極則耦接該驅動電晶體的汲極與該有機發光二極體的陽極；以及一轉換電晶體，其閘極用以接收該發光訊號，其汲極耦接該驅動電晶體的閘極與該採集電晶體的汲極，而其源極則耦接該寫入電晶體的汲極與該儲存電容的第二端；以及該驅動電晶體、該發光控制電晶體、該寫入電晶體、該採集電晶體，以及該轉換電晶體皆為P型電晶體。