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TWI467537B - 主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路 - Google Patents

主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路 Download PDF

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TWI467537B
TWI467537B TW101112488A TW101112488A TWI467537B TW I467537 B TWI467537 B TW I467537B TW 101112488 A TW101112488 A TW 101112488A TW 101112488 A TW101112488 A TW 101112488A TW I467537 B TWI467537 B TW I467537B
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Taiwan
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switch
emitting diode
electrode
organic light
driving circuit
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TW101112488A
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English (en)
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TW201342338A (zh
Inventor
Bo Jhang Sun
ying hui Chen
Chin Hai Huang
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Chunghwa Picture Tubes Ltd
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Description

主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路
本發明係有關於一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路，尤指一種改變像素的佈局方式，以增加電流驅動能力，進而達到節省功耗的目的的主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路。
請參照第1A圖，第1A圖係為主動式有機發光二極體顯示器(Active Matrix Organic Lighting-Emitting Diode,AMOLED)之傳統式像素單元100的示意圖。當像素單元100中的薄膜電晶體(thin-film transistor,TFT)102接收掃描線104所輸出的控制訊號VG係為高電位VDDG時，薄膜電晶體102開啟以及資料線106根據資料電壓VD將像素單元100中的儲存電容CS充放電至相對應的灰階電壓Vgray。此時，薄膜電晶體102的閘極電位係為控制訊號VG的電位VDDG。然後，當薄膜電晶體102根據控制訊號VG關閉時，薄膜電晶體108即可根據灰階電壓Vgray，產生一驅動電流IOLED 以驅動一有機發光二極體110。另外，如第1A圖所示，Cgd係為薄膜電晶體102的寄生電容。請參照第1B圖，第1B圖係為說明當薄膜電晶體102根據控制訊號VG關閉時，因為薄膜電晶體102的寄生電容Cgd漏電的影響，造成儲存電容CS的灰階電壓Vgray變動的示意圖。如第1B圖所示，當薄膜電晶體102根據掃描線104所輸出的控制訊號VG關閉(薄膜電晶體102的閘極電位係為低電位VEEG)時，儲存電容CS的灰階電壓Vgray會因為薄膜電晶體102之寄生電容Cgd漏電的影響而產生一電壓變化量ΔV，其中電壓變化量ΔV係由式(1)，以及驅動電流IOLED 係由式(2)所決定：
IOLED =K(V108GS -V108TH )2 =K((V108G -V108S )-V108TH )2 　(2)
在式(1)中，Vgh係為薄膜電晶體108的閘極端所接收的一高電壓和Vgl係為薄膜電晶體108的閘極端所接收的一低電壓。在式(2)中，V108GS 係為薄膜電晶體108的閘源極電壓、V108G 係為薄膜電晶體108的閘極電壓(等於Vgray-ΔV)、V108S 係為薄膜電晶體108的源極電壓以及V108TH 係為薄膜電晶體108的閥值電壓。因此，由式(2)可以知道當電壓變化量ΔV越小則薄膜電晶體108的電流驅動能力將會越好，進而達到節省功率消耗。
由式(1)可知，增加儲存電容CS的電容值或是增加薄膜電晶體102的寄生電容Cgd都可降低電壓變化量ΔV。但是增加儲存電容CS的電容值意味著要增加儲存電容CS的面積，導致開口率下降。
本發明的一實施例提供一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路。該驅動電路包含一第一開關、一儲存電容及一第二開關。該第一開關係形成於一資料線、一掃描線、一第一電極與一有機發光二極體之間，該第一開關具有一第一端，耦接於該資料線，一第二端，耦接於該掃描線，及一第三端；該儲存電容係形成於該資料線、該掃描線、該第一電極與該有機發光二極體之間，該儲存電容的第一端耦接於該第一開關的第三端；該第二開關係形成於該資料線、該掃描線、該第一電極與該有機發光二極體之間，該第二開關具有一第一端，耦接於該第一電極，一第二端，耦接於該儲存電容的第一端，及一第三端，耦接於該有機發光二極體；其中該第二開關的第二端係延伸至該第一電極的後方及該有機發光二極體的下方。
本發明提供一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路。該驅動電路係利用改變一第二開關的第二端(亦即一閘極電極)的佈局方式，以使一第一電容與一第二電容增加，導致一儲存電容所儲存的灰階電壓，在該第一開關開啟與關閉時的一電壓變化量降低。因此，相較於先前技術(該電壓變化量較大)，本發明不僅可增加一面板的亮度均勻度，亦可增加該驅動電路的電流驅動能力，進而達到節省功耗的目的。
請參照第2A圖和第2B圖，第2A圖係為本發明的一實施例說明一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路200的示意圖，和第2B圖係為說明驅動電路200的佈局的示意圖。如第2A圖所示，驅動電路200包含一第一開關202、一儲存電容CS、一第二開關204、一第一電容C0和第二電容C1，其中第一開關202、儲存電容CS和第二開關204的製程係為一非晶矽(A-Si)薄膜電晶體製程。如第2B圖所示，第一開關202形成於一資料線206、一掃描線208、一第一電極210與一有機發光二極體212之間，其中第一開關202具有一第一端，耦接於資料線206，一第二端，耦接於掃描線208，及一第三端。另外，第一電極210係用以接收一第一電壓V1(高電壓)。
如第2B圖所示，儲存電容CS亦形成於資料線206、掃描線208、第一電極210與有機發光二極體212之間，其中儲存電容CS具有一第一端，透過一閘極電極214(第二開關204的第二端)耦接於第一開關202的第三端，及一第二端，形成於儲存電容CS的第一端的前方，用以耦接於一地端GND。
如第2B圖所示，第二開關204亦形成於資料線206、掃描線208、第一電極210與有機發光二極體212之間，其中第二開關204具有一第一端，耦接於第一電極210，一第二端，透過閘極電極214耦接於儲存電容206的第一端，及一第三端，用以耦接於有機發光二極體212。另外，有機發光二極體212另耦接於地端GND。
值得注意的是，如第2B圖所示，其中第二開關204的第二端(閘極電極214)係延伸至第一電極210的後方，及有機發光二極體212的下方。
如第2A圖所示，當第一開關202根據掃描線208的訊號開啟時，儲存電容CS即可根據資料線206上的資料電壓，充放電至相一對應的灰階電壓；當第一開關202根據掃描線208的訊號關閉時，第二開關204即可根據儲存電容CS所儲存的對應的灰階電壓，產生一驅動電流IOLED ，以驅動有機發光二極體212。
儲存電容CS所儲存的對應的灰階電壓，在第一開關202開啟與關閉時的一電壓變化量ΔV係由式(3)，以及第二開關204的驅動電流IOLED 係由式(4)所決定：
在式(3)中，Vgh係為在第一開關202開啟時，第二開關204的第二端所接收的一高電壓、Vgl係為在第一開關202關閉時，第二開關204的第二端所接收的一低電壓；在式(4)中，V204GS 係為第二開關204的閘源極電壓、V204G 係為第二開關204的閘極電壓、V204S 係為第二開關204的源極電壓以及V204TH 係為第二開關204的閥值電壓，其中V204G 係等於在第一開關202開啟時，儲存電容CS所儲存的對應的灰階電壓Vgh減去在第一開關202開啟與關閉時的電壓變化量ΔV。
如第2A圖和第2B圖所示，因為第二開關204的第二端(閘極電極214)係延伸至第一電極210的後方，所以第一電容C0(夾層電容)的電容值增加；第二開關204的第二端(閘極電極214)亦相對延伸至有機發光二極體212的下方，所以第二電容C1(側向電容)的電容值亦增加。另外，如第2A圖和第2B圖所示，因為第二開關204的第二端(閘極電極214)係延伸至第一電極210的後方，及有機發光二極體212的下方，所以並不會額外犧牲有機發光二極體212的開口率。
因此，如式(3)、式(4)和第4圖所示，透過上述改變第二開關204的第二端(閘極電極214)的佈局方式，可增加了第一電容C0和第二電容C1的電容值，導致電壓變化量ΔV下降以及驅動電流IOLED 增加，且不會犧牲有機發光二極體212的開口率。
請參照第3圖和第2B圖，第3圖係為本發明的另一實施例說明一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路300的示意圖。驅動電路300和驅動電路200的區別在於在驅動電路300中，第二開關204的第一端，用以耦接於有機發光二極體212,一第二端，透過閘極電極214耦接於儲存電容206的第一端，及一第三端，耦接於第一電極210。此時，第一電極210係用以耦接地端GND。另外，驅動電路300的其餘操作原理皆和驅動電路200相同，在此不再贅述。
綜上所述，本發明所提供的主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路，係利用改變第二開關的第二端(閘極電極)的佈局方式，以使第一電容與第二電容增加，導致儲存電容所儲存的灰階電壓，在第一開關開啟與關閉時的電壓變化量降低。因此，相較於先前技術(電壓變化量較大)，本發明不僅可增加面板的亮度均勻度，亦可增加驅動電路的電流驅動能力，進而達到節省功耗的目的。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100．．．傳統式像素單元
102、108．．．薄膜電晶體
104．．．掃描線
106．．．資料線
110、212．．．有機發光二極體
200、300．．．驅動電路
202．．．第一開關
204．．．第二開關
206．．．資料線
208．．．掃描線
210．．．第一電極
214．．．閘極電極
CS．．．儲存電容
C0．．．第一電容
C1．．．第二電容
Cgd．．．寄生電容
GND．．．地端
IOLED ．．．驅動電流
VG．．．控制訊號
VDDG．．．高電位
VEEG．．．低電位
Vgray．．．灰階電壓
V1．．．第一電壓
ΔV．．．電壓變化量
第1A圖係為主動式有機發光二極體顯示器之傳統式像素單元的示意圖。
第1B圖係為說明當薄膜電晶體根據控制訊號關閉時，因為薄膜電晶體的寄生電容漏電的影響，造成儲存電容的灰階電壓變動的示意圖。
第2A圖係為本發明的一實施例說明一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路的示意圖。
第2B圖係為說明驅動電路的佈局的示意圖。
第3圖係為本發明的另一實施例說明一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路的示意圖。
202．．．第一開關
204．．．第二開關
206．．．資料線
208．．．掃描線
210．．．第一電極
212．．．有機發光二極體
214．．．閘極電極
CS．．．儲存電容
C0．．．第一電容
C1．．．第二電容

Claims (6)

  1. 一種主動式有機發光二極體顯示器的像素的驅動電路，包含：一第一開關，形成於一資料線、一掃描線、一第一電極與一有機發光二極體之間，該第一開關具有一第一端，耦接於該資料線，一第二端，耦接於該掃描線，及一第三端；一儲存電容，形成於該資料線、該掃描線、該第一電極與該有機發光二極體之間，該儲存電容的第一端耦接於該第一開關的第三端；及一第二開關，形成於該資料線、該掃描線、該第一電極與該有機發光二極體之間，該第二開關具有一第一端，耦接於該第一電極，一第二端，耦接於該儲存電容的第一端，及一第三端，耦接於該有機發光二極體；其中該第二開關的第二端係延伸至該第一電極的後方及該有機發光二極體的下方以增加該第二開關的第二端與該第一電極之間的寄生電容和該第二開關的第二端與該有機發光二極體之間的寄生電容，進而降低該第一開關開啟與關閉時的電壓變化量，以增加用以驅動該有機發光二極體的驅動電流。
  2. 如請求項1所述的驅動電路，其中該第一開關、該儲存電容及第二開關的製程係為一非晶矽(A-Si)薄膜電晶體製程。
  3. 如請求項1所述的驅動電路，其中當該第一開關開啟時，該儲 存電容根據該資料線上的資料電壓，充放電至相一對應的灰階電壓；當該第一開關關閉時，該第二開關係用以根據該儲存電容所儲存的該對應的灰階電壓，產生該驅動電流以驅動該有機發光二極體。
  4. 如請求項3所述的驅動電路，其中該對應的灰階電壓，在該第一開關開啟與關閉時的該電壓變化量△V係由下式所決定： 其中：Vgh係為在該第一開關開啟時，該第二開關的第二端所接收的一高電壓；Vgl係為在該第一開關關閉時，該第二開關的第二端所接收的一低電壓；CS係該儲存電容；Cgd係為該第一開關的寄生電容；及C0和C1係分別為該第二開關的第二端與該第一電極之間的寄生電容和該第二開關的第二端與該有機發光二極體之間的寄生電容。
  5. 如請求項1所述的驅動電路，其中該第一電極係用以接收一第一電壓。
  6. 如請求項1所述的驅動電路，其中該第一電極係用以耦接一地 端。
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