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TW202343406A - 電子裝置 - Google Patents

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TW202343406A
TW202343406A TW112101542A TW112101542A TW202343406A TW 202343406 A TW202343406 A TW 202343406A TW 112101542 A TW112101542 A TW 112101542A TW 112101542 A TW112101542 A TW 112101542A TW 202343406 A TW202343406 A TW 202343406A
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terminal
voltage
electronic device
circuit
electrically connected
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黃聖峰
Original Assignee
群創光電股份有限公司
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Abstract

一種電子裝置。電子裝置包括基板、負載元件、供電電路以及補償電路。基板包括主動區和週邊區。週邊區鄰近於主動區。負載元件設置在基板上且位於主動區內。供電電路設置在基板上且位於主動區內。供電電路電性連接至負載元件。補償電路設置在基板上且位於週邊區內。補償電路對供電電路進行補償。

Description

電子裝置
本發明是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種包括負載元件及補償電路的電子裝置。
在習知技術中，電子裝置中的像素電路包括供電電路，用於提供驅動電壓或驅動電流，以驅動負載元件。然而，供電電路本身所包括的電晶體可能因為製程變異而使得閾值電壓有所不同，從而使得驅動電壓或驅動電流與原先所預期的大小有所差異。因此，需要設計一個補償電路來對供電電路進行補償。
本發明提供一種電子裝置，具有補償電路，用來對供電電路進行補償。
本發明的電子裝置包括基板、負載元件、供電電路以及補償電路。基板包括主動區和週邊區。週邊區鄰近於主動區。負載元件設置在基板上且位於主動區內。供電電路設置在基板上且位於主動區內。供電電路電性連接至負載元件。補償電路設置在基板上且位於週邊區內。補償電路對供電電路進行補償。
基於上述，為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
通過參考以下的詳細描述並同時結合圖式可以理解本揭露，須注意的是，為了使讀者能容易瞭解及為了圖式的簡潔，本揭露中的多張附圖只繪出電子裝置的一部分，且圖式中的特定元件並非依照實際比例繪圖。此外，圖中各元件的數量及尺寸僅作為示意，並非用來限制本揭露的範圍。
在下文說明書與請求項中，「含有」與「包括 」等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為「含有但不限定為…」之意。
應瞭解到，雖然術語第一、第二、第三…可用以描述多種組成元件，但組成元件並不以此術語為限。此術語僅用於區別說明書內單一組成元件與其他組成元件。請求項中可不使用相同術語，而依照請求項中元件宣告的順序以第一、第二、第三…取代。因此，在下文說明書中，第一組成元件在請求項中可能為第二組成元件。
在本揭露一些實施例中，關於接合、連接的用語例如「連接」、「互連」等，除非特別定義，否則可指兩個結構系直接接觸，或者亦可指兩個結構並非直接接觸，其中有其它結構設於此兩個結構之間。且此關於接合、連接的用語亦可包括兩個結構都可移動，或者兩個結構都固定的情況。此外，用語「耦接」包括任何直接及間接的電性連接手段。於直接電連接的情況下，兩電路上元件的端點直接連接或以一導體線段互相連接，而於間接電連接的情況下，兩電路上元件的端點之間具有開關、二極體、電容、電感、電阻、其他適合的元件、或上述元件的組合，但不限於此。
本揭露的電子裝置可包括顯示裝置、天線裝置、感測裝置、發光裝置、或拼接裝置，但不以此為限。電子裝置可包括可彎折或可撓式電子裝置。電子裝置可包括電子元件。電子裝置例如包括液晶（liquid crystal）層或發光二極體（Light Emitting Diode，LED）。電子元件可包括被動元件與主動元件，例如電容、電阻、電感、可變電容、濾波器、二極體、電晶體（transistors）、感測器、微機電系統元件（MEMS）、液晶晶片（liquid crystal chip）、控制器（controller）等，但不限於此。二極體可包括發光二極體或光電二極體。發光二極體可例如包括有機發光二極體（organic light emitting diode，OLED）、次毫米發光二極體（mini LED）、微發光二極體（micro LED）、量子點發光二極體（quantum dot LED）、螢光（fluorescence）、磷光（phosphor）或其他適合的材料、或上述組合，但不以此為限。感測器可例如包括電容式感測器（capacitive sensors）、光學式感測器（optical sensors）、電磁式感測器（electromagnetic sensors）、指紋感測器（fingerprint sensor，FPS）、觸控感測器（touch sensor）、天線（antenna）、或觸控筆（pen sensor）等，但不限於此。控制器可例如包括時序控制器（timing controller）等，但不限於此。下文將以顯示裝置作為電子裝置以說明本揭露內容，但本揭露不以此為限。
現將詳細地參考本揭露的示範性實施例，示範性實施例的實例說明於圖式中。只要有可能，相同元件符號在圖式和描述中用來表示相同或相似部分。
圖1繪示本揭露一實施例的電子裝置的概要示意圖。圖2繪示圖1實施例的像素電路及補償電路的概要示意圖。請參考圖1及圖2，電子裝置100包括基板110及補償電路112。基板110包括主動區AA和週邊區PA。週邊區PA鄰近於主動區AA。補償電路112設置在基板110上且位於週邊區PA內。例如，主動區AA可例如設置在基板110的中央位置，週邊區PA可例如設置在基板110的邊緣位置（本揭露並不以此為限）。詳細而言，相較於主動區AA，週邊區PA可較靠近基板110的側邊110S。依據一些實施例，主動區AA可為發射和接收電磁波的區域。為方便說明，圖1僅顯示補償電路112包括補償電路112_1和112_2。
如圖1所示，電子裝置100還包括多條掃描線G1、G2、多條資料線D1、D2及多個像素電路114，設置在基板110上。多個像素電路114可設置在基板110上且位於主動區AA內。多條掃描線G1、G2可沿著第一方向X延伸，多條資料線D1、D2可沿著第二方向Y延伸。多個像素電路114以陣列方式排列，並且電性連接到各自對應的掃描線及資料線。以資料線D1為例，資料線D1電性連接到複數個像素電路，例如，資料線D1電性連接到沿著第二方向Y延伸的複數個像素電路114，例如像素電路114_1、114_2等。第一方向X和第二方向Y為不同，例如，第一方向X和第二方向Y可為垂直。在圖1中，掃描線、資料線、補償電路及像素電路的數量僅用以例示說明，不用以限定本揭露。為方便說明，圖1僅顯示兩條掃描線G1、G2、兩條資料線D1、D2、四個像素電路114，和兩個補償電路112，但本發明不限於此。如圖1所示，資料線D1電性連接到在第一行（column）C1中的複數個像素電路114，例如像素電路114_1、114_2等，且與補償電路112_1電性連接。類似地，資料線D2電性連接到在第二行C2中的複數個像素電路114，且與補償電路112_2電性連接。行C1、C2分別為沿著第二方向Y延伸。
圖2進一步繪示圖1的像素電路114_1、114_2及補償電路112的內部電路結構。以像素電路114_1為例，像素電路114_1包括負載元件116A_1及供電電路118_1。負載元件116A_1設置在基板110上且位於主動區AA內。補償電路112設置在基板110上，且位於週邊區PA內。依據一些實施例，電子裝置100例如適用於無線傳輸領域。舉例來說，電子裝置100例如適用於天線裝置。負載元件116A_1可為通信元件，例如可為可調元件(tunable element)。例如，負載元件116A_1可為變容器(變容二極體；varactor）、射頻輻射元件（radio frequency radiation element）、有機發光二極體、無機發光二極體、或其組合。依據一些實施例，可調元件的特定參數（例如物理參數）可依據所施加的信號而被調整。特定參數例如可包括電容、電感、電阻、介電常數、或其組合。依據一些實施例，電子裝置100可為天線裝置。
如圖2所示，供電電路118_1電性連接至負載元件116A_1。供電電路118_1設置在基板110上且位於主動區AA內。在本實施例中，供電電路118_1包括源極隨耦電路T1。源極隨耦電路T1包括第一端O1、第二端及控制端P1。源極隨耦電路T1的第一端O1電性連接至負載元件116A_1的第一端。源極隨耦電路T1的第二端電性連接至第一電壓VDD。源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓跟隨控制端P1的電壓，且被提供給負載元件116A_1。負載元件116A_1包括第一端及第二端。負載元件116A_1的第一端（陰極）電性連接至源極隨耦電路T1的第一端O1。負載元件116A_1的第二端（陽極）電性連接至第二電壓VSS。像素電路114_1還包括掃描單元T2及儲存電容Cst。類似地，像素電路114_2包括負載元件116A_2、供電電路118_2、掃描單元T4及儲存電容Cst。供電電路118_2包括源極隨耦電路T3。第一電壓VDD大於第二電壓VSS。掃描單元T2和T4，例如可為掃描電晶體。
如圖2所示，在本實施例中，補償電路112對供電電路118_1進行補償。具體而言，補償電路112通過資料線D1來對供電電路118_1進行補償。詳細而言，補償電路112對源極隨耦電路T1和源極隨耦電路T3進行補償。補償電路112包括預充電單元T5、取樣單元T6及偵測單元T7。預充電單元T5包括第一端、第二端及控制端。預充電單元T5的第一端電性連接至第一電壓VDD。預充電單元T5的第二端在節點N2處電性連接至資料線D1。預充電單元T5的控制端電性連接至第一控制信號PRE。取樣單元T6包括第一端、第二端及控制端。取樣單元T6的第一端在節點N1處電性連接至偵測單元T7的第二端。取樣單元T6的第二端在節點N2處電性連接至預充電單元T5的第二端。取樣單元T6的控制端電性連接至第二控制信號SAM。偵測單元T7包括第一端、第二端及控制端。偵測單元T7的第一端接收資料電壓Vdata。偵測單元T7的第二端電性連接至偵測單元T7的控制端及取樣單元T6的第一端。在圖2中，源極隨耦電路T1、掃描單元T2、預充電單元T5、取樣單元T6、和偵測單元T7係以N型電晶體舉例作說明，但本發明不以此為限。
如圖2所示，在本實施例中，資料電壓Vdata是由偵測單元T7接收，並且經過取樣單元T6之後，輸入到資料線D1，但本揭露不限於此。在一實施例中，資料電壓Vdata也可由取樣單元T6接收，並且經過偵測單元T7之後，輸入到資料線D1，也就是偵測單元T7與取樣單元T6可以互換位置。本揭露對補償電路112內的取樣單元T6及偵測單元T7的設置順序不加以限制。
圖3繪示圖1及圖2實施例操作時的信號波形圖。請參考圖1到圖3，圖3繪示掃描線G1、G2上的信號波形、第一控制信號PRE及第二控制信號SAM的信號波形以及節點P1、O1上的信號波形。在預充電期間Tpre內，預充電單元T5開啟，預充電單元T5將資料線D1預充電到第一電壓VDD。且在掃描線G1上的信號為高準位時，掃描單元T2會導通，因此節點P1的電壓在預充電期間Tpre內也會被預充電到第一電壓VDD。
接著，在取樣期間Tsam內，偵測單元T7的第一端接收資料電壓Vdata，且由於偵測單元T7的第二端電性連接至偵測單元T7的控制端，因此節點N1的電壓會等於資料電壓Vdata加上偵測單元T7的閾值電壓（threshold voltage；臨界電壓；Vth）。於此同時，在取樣期間Tsam內，取樣單元T6也被開啟，因此節點N2的電壓會等於節點N1的電壓，即資料電壓Vdata加上偵測單元T7的閾值電壓。且在掃描線G1上的信號為高準位時，掃描單元T2會導通，因此在取樣期間Tsam內，節點P1的電壓等於資料電壓Vdata加上偵測單元T7的閾值電壓Vth，在圖3中標示為Vdata+Vth，其中Vdata為資料電壓，且Vth為偵測單元T7的閾值電壓。在本實施例中，第一電壓VDD大於資料電壓Vdata。
另一方面，由於源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓是跟隨控制端P1的電壓，因此在預充電期間Tpre內，源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓等於節點P1的電壓（即第一電壓VDD）減去源極隨耦電路T1的閾值電壓。亦即，在預充電期間Tpre內，源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓為VDD-Vth，如圖3中標示。其中Vth為源極隨耦電路T1的閾值電壓。源極隨耦電路T1的閾值電壓可設計為等於偵測單元T7的閾值電壓。例如，可調整源極隨耦電路T1及偵測單元T7的電晶體的電介質厚度和閘極材質等參數，將源極隨耦電路T1的閾值電壓設計為等於偵測單元T7的閾值電壓。接著，在取樣期間Tsam內，源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓等於節點P1的電壓（即Vdata+Vth）減去源極隨耦電路T1的閾值電壓，亦即，Vdata+Vth-Vth=Vdata，在圖3中標示為Vdata。本實施例是以NMOS電晶體作為電路中的電晶體類型作為例示說明，但本發明不限於此。在其他實施例中，電路中的電晶體類型也可以PMOS電晶體來實施。
總結來說，本實施例通過補償電路112的操作，源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓可被補償為Vdata，以驅動負載元件116A_1。如此，源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓，與電晶體的閾值電壓Vth無關，不受電晶體的閾值電壓的影響。因此，可降低或避免源極隨耦電路T1的第一端O1的電壓受到電晶體的閾值電壓的影響。換言之，藉由本實施例的補償電路，可降低或避免提供到負載元件的驅動信號（例如驅動電壓）受到電晶體的閾值電壓的影響。類似地，通過補償電路112的操作，像素電路114_2中源極隨耦電路T3的第一端O2的電壓也可被補償為Vdata，以驅動負載元件116A_2。
圖4繪示本揭露另一實施例的像素電路及補償電路的概要示意圖。圖5繪示圖4實施例操作時的信號波形圖。本實施例和圖2實施例的主要不同之處在於，像素電路114_1、114_2中的負載元件116B_1、116B_2是發光二極體。具體而言，補償電路112可對於驅動發光二極體116B_1、116B_2的驅動電流Id進行補償。
請參考圖4及圖5，本實施例的負載元件116B_1、116B_2可為有機發光二極體或無機發光二極體。以負載元件116B_1為例，負載元件116B_1的第一端（陽極）電性連接至源極隨耦電路T1的第一端O1，負載元件116B_1的第二端（陰極）電性連接至第二電壓VSS。驅動電流Id用於驅動負載元件116B_1，使得負載元件116B_1發光。
具體而言，在預充電期間Tpre內，預充電單元T5為導通，資料線D1被充電為第一電壓VDD，因此，在掃描單元T2導通時，節點P1的電壓也是VDD。由於源極隨耦電路T1是作為驅動電晶體，用以控制驅動電流Id，因此，驅動電流Id的大小與（Vgs-Vth）相關。在此所稱的相關，可為有比例關係（proportional）。在預充電期間Tpre內，驅動電流Id的大小與（Vgs-Vth）相關，亦即，與（VDD-Vo1-Vth）相關，其中Vo1為源極隨耦電路T1的第一端（源極）O1的電壓，Vgs為源極隨耦電路T1的閘極與源極的電壓差值VDD-Vo1。
接著，在取樣期間Tsam內，偵測單元T7接收資料電壓Vdata，因此，此時資料線D1的電壓會變成資料電壓Vdata加上偵測單元T7的閾值電壓Vth，即Vdata+Vth，因此，在掃描單元T2導通時，節點P1的電壓也是Vdata+Vth。驅動電流Id的大小與（Vgs-Vth）相關。因此，在取樣期間Tsam內，驅動電流Id的大小與（Vdata+Vth-Vo1-Vth）相關。亦即，驅動電流Id的大小與（Vdata-Vo1）相關，其中Vgs為源極隨耦電路T1閘極與源極的電壓差值Vdata+Vth-Vo1。
因此，驅動電流Id的大小與（Vdata-Vo1）相關，但沒有Vth存在。總結來說，如圖4及圖5所示，本實施例通過補償電路112的操作，驅動信號(例如驅動電流Id)的大小可被補償為與（Vdata-Vo1）相關，以驅動負載元件116B_1，但與電晶體的閾值電壓Vth無關，不受電晶體的閾值電壓的影響。因此，可降低或避免驅動電流Id受到電晶體的閾值電壓的影響。類似地，通過補償電路112的操作，像素電路114_2中，驅動電流Id的大小可被補償為與（Vdata-Vo1）相關，以驅動負載元件116B_2，但與電晶體的閾值電壓Vth無關。
綜上所述，在本揭露的實施例中，電子裝置包括負載元件、供電電路、和補償電路，負載元件和供電電路設置在基板的主動區內，且供電電路電性連接到負載元件，補償電路設置在基板的週邊區內。補償電路對供電電路進行補償，以降低或避免提供到負載元件的驅動信號（即驅動電壓或驅動電流）受到電晶體的閾值電壓的影響。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:電子裝置 110:基板 110S:側邊 112、112_1、112_2:補償電路 114、114_1、114_2:像素電路 116A_1、116A_2、116B_1、116B_2:負載元件 118_1、118_2:供電電路 AA:主動區 C1、C2:行 Cst:儲存電容 D1、D2:資料線 G1、G2:掃描線 Id:驅動電流 N1、N2:節點 O1、O2、P1:端點 PA:週邊區 PRE:第一控制信號 SAM:第二控制信號 T1、T3:源極隨耦電路 T2、T4:掃描單元 T5:預充電單元 T6:取樣單元 T7:偵測單元 Tpre:預充電期間 Tsam:取樣期間 Vdata:資料電壓 VDD:第一電壓 VSS:第二電壓 X:第一方向 Y:第二方向
圖1繪示本揭露一實施例的電子裝置的概要示意圖。 圖2繪示圖1實施例的像素電路及補償電路的概要示意圖。 圖3繪示圖1及圖2實施例操作時的信號波形圖。 圖4繪示本揭露另一實施例的像素電路及補償電路的概要示意圖。 圖5繪示圖4實施例操作時的信號波形圖。
100:電子裝置
110:基板
110S:側邊
112、112_1、112_2:補償電路
114、114_1、114_2:像素電路
AA:主動區
C1、C2:行
D1、D2:資料線
G1、G2:掃描線
PA:週邊區
X:第一方向
Y:第二方向

Claims (10)

  1. 一種電子裝置，所述電子裝置包括： 基板，所述基板包括主動區和週邊區，所述週邊區鄰近於所述主動區； 負載元件，設置在所述基板上且位於所述主動區內； 供電電路，設置在所述基板上且位於所述主動區內，其中所述供電電路電性連接至所述負載元件；以及 補償電路，設置在所述基板上且位於所述週邊區內，其中所述補償電路對所述供電電路進行補償。
  2. 如請求項1所述的電子裝置，其中所述負載元件是可調元件。
  3. 如請求項1所述的電子裝置，其中所述負載元件是變容器。
  4. 如請求項1所述的電子裝置，其中所述所述負載元件是有機發光二極體。
  5. 如請求項1所述的電子裝置，其中所述所述負載元件是無機發光二極體。
  6. 如請求項1所述的電子裝置，其中所述供電電路包括源極隨耦電路，且所述補償電路對所述源極隨耦電路進行補償。
  7. 如請求項6所述的電子裝置，其中所述源極隨耦電路包括第一端、第二端及控制端，所述源極隨耦電路的第一端電性連接至所述負載元件，所述源極隨耦電路的第二端電性連接至第一電壓，其中所述第一端的電壓跟隨所述控制端的電壓，且被提供給所述負載元件。
  8. 如請求項7所述的電子裝置，其中所述電子裝置包括： 資料線，所述補償電路通過所述資料線來對所述供電電路進行補償，且所述補償電路包括： 預充電單元，包括第一端、第二端及控制端，其中所述預充電單元的所述第一端電性連接至第一電壓，所述預充電單元的所述第二端電性連接至所述資料線，以及所述預充電單元的所述控制端電性連接至第一控制信號，其中所述預充電單元在預充電期間內將所述資料線預充電到所述第一電壓； 取樣單元，包括第一端、第二端及控制端，其中所述取樣單元的所述第二端電性連接至所述預充電單元的所述第二端，以及所述取樣單元的所述控制端電性連接至第二控制信號，其中所述取樣單元在取樣期間內被開啟；以及 偵測單元，包括第一端、第二端及控制端，其中所述偵測單元的所述第二端電性連接至所述偵測單元的所述控制端及所述取樣單元的所述第一端，且所述偵測單元的所述第一端在所述取樣期間內接收資料電壓。
  9. 如請求項8所述的電子裝置，其中所述源極隨耦電路的閾值電壓等於所述偵測單元的閾值電壓。
  10. 如請求項7所述的電子裝置，其中所述第一電壓大於所述資料電壓。
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