TWI382385B - A current-type pixel circuit and a display device including the current-type pixel circuit - Google Patents

Description

電流式畫素電路及包含此電流式畫素電路的顯示裝置

本發明是有關於一種畫素電路及包含此畫素電路的顯示裝置，特別是指一種電流式畫素電路及包含此電流式畫素電路的顯示裝置。

參閱圖1，習知一種顯示裝置包含一驅動電路8及N ×M 個呈N ×M 矩陣排列的畫素電路7。

針對第n列的畫素電路7，該驅動電路8透過一掃描線輸出一掃描信號V_SEL (n)，且透過一控制線輸出一控制信號V_CTL (n)，而該控制信號V_CTL (n)實質上為該掃描信號V_SEL (n)的反相信號。針對第m行的畫素電路7，該驅動電路8透過一資料線輸出一驅動電流I_DATA (m)。其中，n =1...N 且m =1...M 。且該驅動電路8提供一操作電壓VDD及一接地電壓GND給該等畫素電路7。

參閱圖2，每一畫素電路7包括一有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode，簡稱OLED)D、一電容C及四個P型電晶體M1、M2、M3、M4。

藉由該驅動電路8所輸出的N掃描信號V_SEL (1)~V_SEL (N)、N控制信號V_CTL (1)~V_CTL (N)和M驅動電流I_DATA (1)~I_DATA (M)，每一畫素電路7的OLED D可被驅動以顯現不同發光亮度的本質顏色。而該顯示裝置能結合所有畫素電路7之OLED D顯現的色彩當作影像內容。

對於位於第n列第m行的畫素電路7而言，該電晶體 M1的一第一端與該電容C的一第一端接收該操作電壓VDD，且該OLED D的陰極接收該接地電壓GND。該電晶體M3的一第二端接收該驅動電流I_DATA (m)。該電晶體M4的一控制端接收該控制信號V_CTL (n)，而該電晶體M2的一控制端與該電晶體M3的一控制端分別接收該掃描信號V_SEL (n)。由於該控制信號V_CTL (n)實質上為該掃描信號V_SEL (n)的反相信號，所以可使該電晶體M1的一第二端在電連接該電晶體M1的一控制端與電連接該OLED D的一陽極之間切換。

參閱圖2和圖3，在寫入週期P1時，該控制信號V_CTL (n)為高電位狀態，且該掃描信號V_SEL (n)為低電位狀態，以使該電晶體M1的第二端電連接該電晶體M1的控制端。此時，該電晶體M2與該電晶體M3導通，且該電晶體M4不導通，而該電容C透過該等電晶體M1、M2以電流I_D1 -I_DATA (m)充電，其中I_D1 為流經該電晶體M1之第二端的電流。

直到充電達一穩定狀態時，該電容C之第二端的電壓V_C 與該驅動電流I_DATA (m)的關係可以方程式(1)表示。

其中，V _{th 1} 是該電晶體M1的臨界電壓值(threshold voltage)，且，μ _p 是載子場效遷移率(carrier field-effect mobility)，W 是通道寬度，L 是通道長度，而C _OX 則是 閘極氧化層的單位電容大小。

在發光週期P2時，該控制信號V_CTL (n)為低電位狀態，且該掃描信號V_SEL (n)為高電位狀態，以使該電晶體M1的第二端電連接該OLED D的陽極。此時，該電晶體M2與該電晶體M3不導通，且該電晶體M4導通。

該電容C之第二端的電壓V_C 使該電晶體M1導通，且透過該等電晶體M1、M4，該OLED D可接收一電流值相等於該驅動電流I_DATA (m)的顯示電流I_OLED ，以顯現對應於該驅動電流I_DATA (m)的發光亮度之本質顏色。因此，藉由調整該等驅動電流I_DATA (1)~I_DATA (M)，該驅動電路8能控制每一畫素電路7之OLED D的發光亮度。

所以，若欲將位於第n列第m行(n =1...N 且m =1...M )之畫素電路7的OLED D調整成一較低階的發光亮度，該驅動電路8需送出一具有相對較小電流值的驅動電流I_DATA (m)。在較大尺寸之顯示裝置的應用中，隨著掃描線數目的增加，較小電流值的驅動電流將使資料線之寄生電容C的充電時間拉長，問題更加嚴重。

因此，本發明之目的，即在提供一種可以縮短畫素充電時間的電流式畫素電路及包含此電流式畫素電路的顯示裝置。

於是，本發明電流式畫素電路適用於接收一第一電壓、一掃描信號、一控制信號、一驅動電流以及一時變信號，該電流式畫素電路包含一發光二極體、一電容、一第一 電晶體及一切換單元。

該發光二極體包括一第一極及一第二極。該電容包括一接收該控制信號的第一端及一第二端。該第一電晶體包括一第一端、一第二端及一控制端。該第一電晶體的第一端接收該第一電壓，而該第一電晶體的控制端電連接該電容的第二端。

該切換單元受該掃描信號控制，以使該第一電晶體的第二端在寫入位置與發光位置之間切換。

在寫入位置時，該控制信號為寫入電位狀態，且該切換單元使該第一電晶體的第二端電連接該第一電晶體的控制端，該電容透過該第一電晶體以流經該第一電晶體之第二端的電流與該驅動電流的差值充電。

在發光位置時，該控制信號為發光電位狀態，且該切換單元使該第一電晶體的第二端電連接該發光二極體的第一極，該電容之第二端的電壓令該第一電晶體導通，以使該發光二極體發光。

其中，該切換單元包括一第二電晶體及第三電晶體，該第二電晶體的一第一端電連接該電容的第二端，該第一電晶體的第二端電連接該第二電晶體的一第二端、該第三電晶體的一第一端與該發光二極體的第一極，且該發光二極體的第二極接收該時變信號，而該第三電晶體的一第二端接收該驅動電流。

本發明顯示裝置包含一驅動電路及複數個上述之電流式畫素電路，該等電流式畫素電路呈矩陣排列，針對每一 列的電流式畫素電路，該驅動電路輸出該掃描信號及該控制信號，針對每一行的電流式畫素電路，該驅動電路輸出該驅動電流，且該驅動電路輸出該時變信號至每一電流式畫素電路之發光二極體的第二極。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之十二個較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

第一較佳實施例

參閱圖4，本發明顯示裝置之第一較佳實施例包含一驅動電路2及N ×M 個呈N ×M 矩陣排列的電流式畫素電路1。

該驅動電路2包括一掃描驅動器21、一資料驅動器22及一電壓驅動器23。

針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)。針對第m行的電流式畫素電路1，該資料驅動器22透過一資料線輸出一驅動電流I_DATA (m)。其中，n =1...N 且m =1...M 。且該電壓驅動器23輸出一第一電壓、一第二電壓、一第三電壓及一調變電壓VEE至每一電流式畫素電路1。在本較佳實施例中，該第一電壓是一操作電壓VDD，該第二電壓是一接地電壓GND，而該第三電壓是一低電位電壓V_CATH 。

參閱圖5，每一電流式畫素電路1包括一OLED D、一 電容C、一第一電晶體T1及一切換單元11。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是一陽極，而該第二極是一陰極。該切換單元11具有一第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4、第五電晶體T5及第六電晶體T6。而該第一、第四和第六電晶體T1、T4、T6為P型電晶體，且該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5為N型電晶體。

該電容C的一第一端電連接該第五電晶體T5的一第二端與該第六電晶體T6的一第二端，且該電容C的一第二端電連接該第二電晶體T2的一第一端與該第一電晶體T1的一控制端。該第一電晶體T1的一第二端電連接該第二電晶體T2的一第二端、該第三電晶體T3的一第一端與該第四電晶體T4的一第一端。而該第四電晶體T4的一第二端電連接該OLED D的陽極。

該第一電晶體T1的一第一端接收該操作電壓VDD，而該第六電晶體T6的一第一端接收該調變電壓VEE。該第五電晶體T5的一第一端接收該接地電壓GND，且該OLED D的陰極接收該低電位電壓V_CATH 。

對於位於第n列第m行的電流式畫素電路1而言，該第三電晶體T3的一第二端接收該驅動電流I_DATA (m)。且該切換單元11接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端在寫入位置(如圖7)與發光位置(如圖8)之間切換。其中，該切換單元11是經由該第二、第三、第四、第五和第六電晶體T2、T3、T4、T5、 T6的一控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

參閱圖5和圖6，在寫入週期P1時，該掃描信號V_SCAN 1(n)為高電位狀態，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端處於寫入位置，亦即該電容C的第一端接收該接地電壓GND且該第一電晶體T1的第二端電連接該第一電晶體T1的控制端(如圖7)。此時，該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5導通，且第四和第六電晶體T4、T6不導通。

經由該第一和第二電晶體T1、T2，該電容C以電流I_D1 -I_DATA (m)充電，其中I_D1 為流經該第一電晶體T1之第二端的電流。直到充電達一穩定狀態時，該電容C之第二端的電壓V_C 與該驅動電流I_DATA (m)的關係可以方程式(2)表示，且橫跨該電容C的電壓相等於該電容C之第二端的電壓V_C 。

其中，V _{th 1} 是該第一電晶體T1的臨界電壓值，且，μ _p 是載子場效遷移率，W 是通道寬度，L 是通道長度，而C _OX 則是閘極氧化層的單位電容值。

在發光週期P2時，該掃描信號V_SCAN 1(n)為低電位狀態，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端處於發光位置，亦即該電容C的第一端接收該調變電壓VEE且該第一電晶體T1的第二端電連接該OLED D的陽極(如圖 8)。此時，該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5不導通，該第四、第六電晶體T4、T6和該OLED D導通。由於橫跨該電容C的電壓為V_C ，所以該第一電晶體T1之控制端的電壓為V_C +VEE。

該第一電晶體T1之控制端的電壓令該第一電晶體T1導通，進而使得該OLED D透過該第一和第四電晶體T1、T4可接收一具有如方程式(3)所示之電流值的顯示電流I_OLED ，以顯現對應的發光亮度。

由方程式(3)可知，當VEE的電壓值大於零，該顯示電流I_OLED 小於該驅動電流I_DATA (m)。因此，在發光週期P2時即使需要使位於第n列第m行的相關OLED D呈現一較低階的發光亮度，也允許該資料驅動器22送出具有較大電流值的該驅動電流I_DATA (m)，再配合調整該調變電壓VEE，來達到所期望的亮度。

而在寫入週期P1時，也因為該資料驅動器22可以傳送較大的驅動電流I_DATA (m)，而加快相關電容C的充電速度。

所以，調弱該OLED D的發光亮度時，不會使該電容C 的充電時間拉長，也不會造成該顯示裝置的反應時間變慢。

參閱圖9，該顯示裝置的作動原理包含以下步驟：

步驟31：由該掃描驅動器21送出一高電位之掃描信號V_SCAN 1(n)以對第n列的電流式畫素電路1執行掃描動作，同時其餘掃描信號為低電位。

步驟32：該等被掃描之第n列的電流式畫素電路1處於寫入週期P1，並分別接收該資料驅動器22所送出的驅動電流I_DATA (1)...I_DATA (M)，以對相關電容C充電。

同時，其餘未被掃描之電流式畫素電路1由於接收低電位的掃描信號，所以處於發光週期P2。但是，相關電容C因為未再重新充電，所以對應的OLED D呈現前一畫面狀態的亮度。

步驟33：若欲對下一列的電流式畫素電路1進行掃描動作，則跳回步驟31，若否，則結束流程。

第二較佳實施例

參閱圖10，本發明顯示裝置之第二較佳實施例包含一驅動電路2及N ×M 個呈N ×M 矩陣排列的電流式畫素電路1。

該驅動電路2包括一掃描驅動器21、一資料驅動器22及一電壓驅動器23。

針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)，且透過一控制線輸出一控制信號V_CMD (n)。針對第m行的電流式畫素電路1， 該資料驅動器22透過一資料線輸出一驅動電流I_DATA (m)。其中，n =1...N 且m =1...M 。且該電壓驅動器23輸出一第一電壓及一第三電壓至每一電流式畫素電路1。在本較佳實施例中，該第一電壓是一操作電壓VDD，而該第三電壓是一低電位電壓V_CATH 。

參閱圖11，每一電流式畫素電路1包括一OLED D、一電容C、一第一電晶體T1及一切換單元11。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是一陽極，而該第二極是一陰極。該切換單元11具有一第二電晶體T2、一第三電晶體T3及一第四電晶體T4。而該第一和第四電晶體T1、T4為P型電晶體，且該第二和第三電晶體T2、T3為N型電晶體。

該第一、第二、第三、第四電晶體T1、T2、T3、T4及該OLED D的電連接關係與第一較佳實施例相似，在此不予贅述。該第二電晶體T2的一第一端電連接該電容C的一第二端，且該OLED D的陰極接收該低電位電壓V_CATH 。

對於位於第n列第m行的電流式畫素電路1而言，該電容C的一第一端接收一控制信號V_CMD (n)，該第三電晶體T3的一第二端接收一驅動電流I_DATA (m)。且該切換單元11接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，以使該第一電晶體T1的第二端在寫入位置與發光位置之間切換。其中，該切換單元11是藉由該第二、第三和第四電晶體T2、T3、T4的一控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

參閱圖11和圖12，在寫入週期P1時，該掃描信號 V_SCAN 1(n)為高電位狀態，且該控制信號V_CMD (n)為寫入電位狀態(本較佳實施例中，該寫入電位狀態為低電位狀態)，以使該第一電晶體T1的第二端處於寫入位置，亦即該第一電晶體T1的第二端電連接該第一電晶體T1的控制端。此時，該第二和第三電晶體T2、T3導通且第四電晶體T4不導通。

經由該第一和第二電晶體T1、T2，該電容C以電流I_D1 -I_DATA (m)充電，其中I_D1 為流經該第一電晶體T1之第二端的電流。直到充電達一穩定狀態時，該電容C之第二端的電壓V_C 與該驅動電流I_DATA (m)的關係如方程式(2)所示，且橫跨該電容C的電壓相等於該電容C之第二端的電壓V_C 與該低電位之控制信號V_CMD (n)的電壓差。

在發光週期P2時，該掃描信號V_SCAN 1(n)為低電位狀態，且該控制信號V_CMD (n)為發光電位狀態(本較佳實施例中，該發光電位狀態為高電位狀態)，以使該第一電晶體T1的第二端處於發光位置，亦即該第一電晶體T1的第二端電連接該OLED D的陽極。此時，該第二和第三電晶體T2、T3不導通，該第四電晶體T4導通。而該第一電晶體T1之控制端的電壓為V _C +△V _CMD (n )，其中△V _CMD (n )為該控制信號V_CMD (n)之高低電位差。

該第一電晶體T1之控制端的電壓令該第一電晶體T1導通，進而使得該OLED D透過該第一和第四電晶體T1、T4可接收一具有如方程式(4)所示之電流值的顯示電流I_OLED ，以顯現對應的發光亮度。

由方程式(4)可知，當△V _CMD (n )的電壓值大於零，該顯示電流I_OLED 小於該驅動電流I_DATA (m)。因此，在發光週期P2時，也能在具有較大電流值之該驅動電流I_DATA (m)的前提下，調整該控制信號V_CMD (n)之高低電位差△V _CMD (n )，使相關OLED D呈現較低階的亮度。而在寫入週期P1時，也因為該資料驅動器22可以傳送較大的驅動電流I_DATA (m)，而加快相關電容C的充電速度。

第三較佳實施例

參閱圖13和圖14，為本發明顯示裝置之第三較佳實施例，與第二較佳實施例不同處在於每一切換單元11的第二和第三電晶體T2、T3是P型電晶體。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線除了輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)，也輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。而該掃描信號V_SCAN 2(n)是不重疊(non-overlap)於該掃描信號V_SCAN 1(n)的信號。在本較佳實施例中，該掃描信號V_SCAN 2(n)實質上為該掃描信號V_SCAN 1(n)的反相信號，且不以此為限。

該掃描信號V_SCAN 1(n)與該掃描信號V_SCAN 2(n)彼此呈現不重疊關係，即兩者不同時處於高電位狀態。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第四電晶體T4的控制端接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，且該第二電晶體T2的控制端和該第三電晶體 T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)。

而第三較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第二較佳實施例相似，在此不予贅述。

第四較佳實施例

參閱圖15，為本發明顯示裝置之第四較佳實施例的電流式畫素電路1，與第二較佳實施例不同處在於每一電流式畫素電路1的切換單元11省略該第四電晶體T4，且該OLED D的陰極接收一來自該電壓驅動器23的時變信號。在本較佳實施例中，該時變信號是一控制信號V_CATH ’。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該切換單元11接收該掃描信號V_SCAN 1(n)並配合該控制信號V_CATH ’，以使該第一電晶體T1的第二端在寫入位置與發光位置之間切換。

參閱圖15和圖16，在寫入週期P1時，該掃描信號V_SCAN 1(n)與該控制信號V_CATH ’為高電位狀態，且該控制信號V_CMD (n)為寫入電位狀態(本較佳實施例中，該寫入電位狀態為低電位狀態)，以使該第一電晶體T1的第二端處於寫入位置，亦即該第一電晶體T1的第二端電連接該第一電晶體T1的控制端。此時，該第二和第三電晶體T2、T3導通，且該OLED D不導通。

經由該第一和第二電晶體T1、T2，該電容C以電流I_D1 -I_DATA (m)充電，其中I_D1 為流經該第一電晶體T1之第二端的電流。直到充電達一穩定狀態時，該電容C之第二端的電壓V_C 與該驅動電流I_DATA (m)的關係如方程式(2)所示， 且橫跨該電容C的電壓相等於該電容C之第二端的電壓V_C 與該低電位之控制信號V_CMD (n)的電壓差。

在發光週期P2時，該掃描信號V_SCAN 1(n)與該控制信號V_CATH ’為低電位狀態，且該控制信號V_CMD (n)為發光電位狀態(本較佳實施例中，該發光電位狀態為高電位狀態)，以使該第一電晶體T1的第二端處於發光位置，亦即該第一電晶體T1的第二端電連接該OLED D的陽極。此時，該第二和第三電晶體T2、T3不導通，且該OLED D導通。而該第一電晶體T1之控制端的電壓為V _C +△V _CMD (n )，其中△V _CMD (n )為該控制信號V_CMD (n)之高低電位差。

該第一電晶體T1之控制端的電壓令該第一電晶體T1導通，進而使得該OLED D透過該第一電晶體T1可接收一具有如方程式(4)所示之電流值的顯示電流I_OLED 。

第五較佳實施例

參閱圖17，為本發明顯示裝置之第五較佳實施例的電流式畫素電路1，與第三較佳實施例不同處在於每一電流式畫素電路1的切換單元11省略該第四電晶體T4，且該OLED D的陰極接收一來自該電壓驅動器23的時變信號。在本較佳實施例中，該時變信號是一控制信號V_CATH ’。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線僅輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二電晶體T2的控制端和該第三電晶體T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)。

而第五較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第四較佳實施例相似，在此不予贅述。

第六較佳實施例

參閱圖18，本發明顯示裝置之第六較佳實施例包含一驅動電路2及N ×M 個呈N ×M 矩陣排列的電流式畫素電路1。

該驅動電路2包括一掃描驅動器21、一資料驅動器22及一電壓驅動器23。

針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線除了輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)，也輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。而該掃描信號V_SCAN 2(n)是不重疊於該掃描信號V_SCAN 1(n)的信號。在本較佳實施例中，該掃描信號V_SCAN 2(n)實質上為該掃描信號V_SCAN 1(n)的反相信號，且不以此為限。而該資料驅動器22和該電壓驅動器23對該等電流式畫素電路1的提供情形與第一較佳實施例相似，故在此不予贅述。

參閱圖19，每一電流式畫素電路1包括一OLED D、一電容C、一第一電晶體T1及一切換單元11。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是一陽極，而該第二極是一陰極。該切換單元11具有一第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4、第五電晶體T5、第六電晶體T6及第七電晶體T7。而該等電晶體T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7皆為P型電晶體。

該電容C的一第一端電連接該第五電晶體T5的一第二 端與該第六電晶體T6的一第二端，且該電容C的一第二端電連接該第七電晶體T7的一第一端與該第一電晶體T1的一控制端。該第一電晶體T1的一第二端電連接該第二電晶體T2的一第二端、該第三電晶體T3的一第一端與該第四電晶體T4的一第一端。而該第七電晶體T7的一第二端電連接該第二電晶體T2的一第一端，且該第四電晶體T4的一第二端電連接該OLED D的陽極。

該第一電晶體T1的一第一端接收該操作電壓VDD，而該第六電晶體T6的一第一端接收該調變電壓VEE。該第五電晶體T5的一第一端接收該接地電壓GND，且該OLED D的陰極接收該低電位電壓V_CATH 。

對於位於第n列第m行的電流式畫素電路1而言，該第三電晶體T3的一第二端接收該驅動電流I_DATA (m)，且該第四和第六電晶體T4、T6的一控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)。而該切換單元11接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端在寫入位置與發光位置之間切換。其中，該切換單元11是經由該第二、第三、第五和第七電晶體T2、T3、T5、T7的一控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

參閱圖19和圖20，在寫入週期P1時，該掃描信號V_SCAN 1(n)為低電位狀態且該掃描信號V_SCAN 2(n)為高電位狀態，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端處於寫入位置，亦即該電容C的第一端接收該接地電壓GND且該第一電晶體T1的第二端電連接該第一電晶體T1的控 制端。此時，該第二、第三、第五和第七電晶體T2、T3、T5、T7導通，且第四和第六電晶體T4、T6不導通。

經由該第一、第二和第七電晶體T1、T2、T7，該電容C以電流I_D1 -I_DATA (m)充電，其中I_D1 為流經該第一電晶體T1之第二端的電流。直到充電達一穩定狀態時，該電容C之第二端的電壓V_C 與該驅動電流I_DATA (m)的關係如同方程式(2)所示，且橫跨該電容C的電壓相等於該電容C之第二端的電壓V_C 。

在發光週期P2時，該掃描信號V_SCAN 1(n)為高電位狀態且該掃描信號V_SCAN 2(n)為低電位狀態，以使該電容C的第一端及該第一電晶體T1的第二端處於發光位置，亦即該電容C的第一端接收該調變電壓VEE且該第一電晶體T1的第二端電連接該OLED D的陽極。此時，該第二、第三、第五和第七電晶體T2、T3、T5、T7不導通，且第四、第六電晶體T4、T6和該OLED D導通。由於橫跨該電容C的電壓為V_C ，所以該第一電晶體T1之控制端的電壓為V_C +VEE。

該第一電晶體T1之控制端的電壓令該第一電晶體T1導通，進而使得該OLED D透過該第一和第四電晶體T1、T4可接收一具有如方程式(3)所示之電流值的顯示電流I_OLED ，以顯現對應的發光亮度。

當VEE的電壓值大於零，該顯示電流I_OLED 小於該驅動電流I_DATA (m)。因此，在發光週期P2時允許該資料驅動器22送出具有較大電流值的該驅動電流I_DATA (m)，再配合調 整該調變電壓VEE，使該OLED D達到期望的亮度。

而在寫入週期P1時，也因為該資料驅動器22可以傳送較大的驅動電流I_DATA (m)，而加快相關電容C的充電速度。

第七較佳實施例

參閱圖21，為本發明顯示裝置之第七較佳實施例的電流式畫素電路1，與第六較佳實施例不同處在於每一切換單元11的第二、第三、第四、第五、第六和第七電晶體T2、T3、T4、T5、T6、T7是N型電晶體。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描信號V_SCAN 1(n)和該掃描信號V_SCAN 2(n)實質上分別是第六較佳實施例的該掃描信號V_SCAN 1(n)和該掃描信號V_SCAN 2(n)的反相信號。

而第七較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第六較佳實施例相似，在此不予贅述。

值得注意的是，在第六與第七較佳實施例中，串聯該第二和第七電晶體T2、T7是為了減小漏電流。而由於該第二和第七電晶體T2、T7導通狀態一致，因此理論上也可合併成一個電晶體。

第八較佳實施例

參閱圖22，為本發明顯示裝置之第八較佳實施例的電流式畫素電路1，與第一較佳實施例不同處在於該第一、第四和第六電晶體T1、T4、T6是N型電晶體，該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5是P型電晶體。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是 一陰極，而該第二極是一陽極。

此外，該電壓驅動器23輸出一第一電壓、一第二電壓、一第三電壓、一操作電壓VDD及一調變電壓VEE至每一電流式畫素電路1。在本較佳實施例中，該第一電壓是一接地電壓GND，該第二電壓是一接地電壓GND，而該第三電壓是一高電位電壓V_ANODE 。該第一電晶體T1的一第一端接收該接地電壓GND，該第五電晶體T5的一第一端接收該接地電壓GND，該第四電晶體T1的一第二端接收該OLED D的陰極，且該OLED D的陽極接收該高電位電壓V_ANODE 。而該第三電晶體T3的一第二端除了接收該驅動電流I_DATA (m)，更接收該操作電壓VDD。針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線僅輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二、第三、第四、第五和第六電晶體T2、T3、T4、T5、T6的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)。

而第八較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第一較佳實施例相似，在此不予贅述。

第九較佳實施例

參閱圖23，為本發明顯示裝置之第九較佳實施例的電流式畫素電路1，與第八較佳實施例不同處在於該第四和第六電晶體T4、T6是P型電晶體。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線除了輸出一 掃描信號V_SCAN 2(n)，也輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)。而該掃描信號V_SCAN 2(n)是不重疊於該掃描信號V_SCAN 1(n)的信號。在本較佳實施例中，該掃描信號V_SCAN 2(n)實質上為該掃描信號V_SCAN 1(n)的反相信號，且不以此為限。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)，且該第四和第六電晶體T4、T6的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

而第九較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第八較佳實施例相似，在此不予贅述。

且值得注意的是，該第二、第三、第四、第五和第六電晶體T2、T3、T4、T5、T6可以皆為N型電晶體。且對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二、第三和第五電晶體T2、T3、T5的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，且該第四和第六電晶體T4、T6的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)，如圖24。

第十較佳實施例

參閱圖25，為本發明顯示裝置之第十較佳實施例的電流式畫素電路1，與第二較佳實施例不同處在於該第一和第四電晶體T1、T4是N型電晶體，該第二和第三電晶體T2、T3是P型電晶體。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是一陰極，而該第二極是一陽極。

此外，該電壓驅動器23輸出一第一電壓、一第二電壓 及一第三電壓至每一電流式畫素電路1。在本較佳實施例中，該第一電壓是一接地電壓GND，該第二電壓是一操作電壓VDD，而該第三電壓是一高電位電壓V_ANODE 。該第一電晶體T1的一第一端接收該接地電壓GND，該第四電晶體T1的一第二端接收該OLED D的陰極，且該OLED D的陽極接收該高電位電壓V_ANODE 。該第三電晶體T3的一第二端除了接收該驅動電流I_DATA (m)，更接收該操作電壓VDD。而針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線僅輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二、第三和第四電晶體T2、T3、T4的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)。

而第十較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第二較佳實施例相似，在此不予贅述。

第十一較佳實施例

參閱圖26，為本發明顯示裝置之第十一較佳實施例的電流式畫素電路1，與第十較佳實施例不同處在於該第二和第三電晶體T2、T3是N型電晶體。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線除了輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)，也輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)。而該掃描信號V_SCAN 2(n)是不重疊於該掃描信號V_SCAN 1(n)的信號。在本較佳實施例中，該掃描信號V_SCAN 2(n)實質上為該掃描信號V_SCAN 1(n)的反相信號，且不以此為限。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫 素電路1而言，該第四電晶體T4的控制端接收該掃描信號V_SCAN 2(n)，且該第二和第三電晶體T2、T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

而第十一較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第十較佳實施例相似，在此不予贅述。

且值得注意的是，該第二、第三和第四電晶體T2、T3、T4可以皆為P型電晶體。且對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第四電晶體T4的控制端接收該掃描信號V_SCAN 1(n)，且該第二和第三電晶體T2、T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)，如圖27。

第十二較佳實施例

參閱圖28，為本發明顯示裝置之第十二較佳實施例的電流式畫素電路1，與第五較佳實施例不同處在於該第一、第二和第三電晶體T1、T2、T3皆為N型電晶體。該OLED D具有一第一極及一第二極，且在本較佳實施例中，該第一極是一陰極，而該第二極是一陽極。

此外，該電壓驅動器23輸出一第一電壓、一第二電壓及一時變信號至每一電流式畫素電路1。在本較佳實施例中，該第一電壓是一接地電壓GND，該第二電壓是一操作電壓GND，而該時變信號是一控制信號V_ANODE ’。該第一電晶體T1的一第一端接收該接地電壓GND，該第一電晶體T1的一第二端接收該OLED D的陰極，且該OLED D的陽極接收該控制信號V_ANODE ’。該第三電晶體T3的一第二端除 了接收該驅動電流I_DATA (m)，更接收該操作電壓VDD。此外，針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線僅輸出一掃描信號V_SCAN 1(n)。

對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二和第三電晶體T2、T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 1(n)。

而第十二較佳實施例在寫入週期P1和發光週期P2的作動情形與第五較佳實施例相似，在此不予贅述。

且值得注意的是，該第二和第三電晶體T2、T3可以皆為P型電晶體。且針對第n列的電流式畫素電路1，該掃描驅動器21透過一掃描線僅輸出一掃描信號V_SCAN 2(n)。對於位於第n列上第m行(n =1...N 且m =1...M )的電流式畫素電路1而言，該第二和第三電晶體T2、T3的控制端分別接收該掃描信號V_SCAN 2(n)，如圖29。

且值得注意的是，以上實施例中的電流式畫素電路1可獨立出於顯示裝置。

綜上所述，本發明電流式畫素電路及包含此電流式畫素電路的顯示裝置在寫入週期P1時使用較大的驅動電流I_DATA (m)對相關電容C充電，所以能有效縮短充電時間，進而加速該顯示裝置的反應時間。且在發光週期P2時可直接調整該調變電壓VEE或該控制信號V_CMD (n)之高低電位差△V _CMD (n )，使相關OLED D呈現適當的發光亮度，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1‧‧‧電流式畫素電路

11‧‧‧切換單元

2‧‧‧驅動電路

21‧‧‧掃描驅動器

22‧‧‧資料驅動器

23‧‧‧電壓驅動器

C‧‧‧電容

D‧‧‧有機發光二極體

T1‧‧‧第一電晶體

T2‧‧‧第二電晶體

T3‧‧‧第三電晶體

T4‧‧‧第四電晶體

T5‧‧‧第五電晶體

T6‧‧‧第六電晶體

T7‧‧‧第七電晶體

P1‧‧‧寫入週期

P2‧‧‧發光週期

VDD‧‧‧操作電壓

VEE‧‧‧調變電壓

GND‧‧‧接地電壓

I_OLED ‧‧‧顯示電流

I_DATA (m)‧‧‧驅動電流

V_CMD (n)‧‧‧控制信號

V_SCAN 1(n)‧‧‧掃描信號

V_SCAN 2(n)‧‧‧掃描信號

V_CATH ‧‧‧低電位電壓

V_CATH ’‧‧‧控制信號

V_ANODE ‧‧‧高電位電壓

V_ANODE ’‧‧‧控制信號

圖1是一習知顯示裝置之電路方塊圖；圖2是一習知畫素電路之電路圖；圖3是一時序圖，說明習知驅動電路之輸出信號；圖4是一本發明顯示裝置之第一較佳實施例的電路方塊圖；圖5是第一較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖6是一時序圖，說明第一較佳實施例之驅動電路的輸出信號；圖7是一局部電路圖，說明第一較佳實施例之電流式畫素電路處於寫入位置；圖8是一局部電路圖，說明第一較佳實施例之電流式畫素電路處於發光位置；圖9是一流程圖，說明第一較佳實施例之顯示裝置的作動原理；圖10是一本發明顯示裝置之第二較佳實施例的電路方塊圖；圖11是第二較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖12是一時序圖，說明第二較佳實施例之驅動電路的輸出信號；圖13是一本發明顯示裝置之第三較佳實施例的電路方 塊圖；圖14是第三較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖15是第四較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖16是一時序圖，說明第四較佳實施例之驅動電路的輸出信號；圖17是第五較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖18是一本發明顯示裝置之第六較佳實施例的電路方塊圖；圖19是第六較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖20是一時序圖，說明第六較佳實施例之驅動電路的輸出信號；圖21是第七較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖22是第八較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖23是第九較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖24是第九較佳實施例之另一電流式畫素電路的電路圖；圖25是第十較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖26是第十一較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；圖27是第十一較佳實施例之另一電流式畫素電路的電路圖；圖28是第十二較佳實施例之電流式畫素電路的電路圖；及圖29是第十二較佳實施例之另一電流式畫素電路的電 路圖。

1‧‧‧電流式畫素電路

11‧‧‧切換單元

C‧‧‧電容

D‧‧‧有機發光二極體

T1‧‧‧第一電晶體

T2‧‧‧第二電晶體

T3‧‧‧第三電晶體

T4‧‧‧第四電晶體

T5‧‧‧第五電晶體

T6‧‧‧第六電晶體

VDD‧‧‧操作電壓

VEE‧‧‧調變電壓

GND‧‧‧接地電壓

I_DATA (m)‧‧‧驅動電流

V_SCAN 1(n)‧‧‧掃描信號

V_CATH ‧‧‧低電位電壓

Claims (7)

1. 一種電流式畫素電路，適用於接收一第一電壓、一掃描信號、一控制信號、一驅動電流以及一時變信號，包含：一發光二極體，包括一第一極及一第二極；一電容，包括一接收該控制信號的第一端及一第二端；一第一電晶體，包括一第一端、一第二端及一控制端，該第一電晶體的第一端接收該第一電壓，而該第一電晶體的控制端電連接該電容的第二端；及一切換單元，受該掃描信號控制，以使該第一電晶體的第二端在寫入位置與發光位置之間切換；在寫入位置時，該控制信號為寫入電位狀態，且該切換單元使該第一電晶體的第二端電連接該第一電晶體的控制端，該電容透過該第一電晶體以流經該第一電晶體之第二端的電流與該驅動電流的差值充電；在發光位置時，該控制信號為發光電位狀態，且該切換單元使該第一電晶體的第二端電連接該發光二極體的第一極，該電容之第二端的電壓令該第一電晶體導通，以使該發光二極體發光；其中，該切換單元包括一第二電晶體及第三電晶體，該第二電晶體的一第一端電連接該電容的第二端，該第一電晶體的第二端電連接該第二電晶體的一第二端、該第三電晶體的一第一端與該發光二極體的第一極，且 該發光二極體的第二極接收該時變信號，而該第三電晶體的一第二端接收該驅動電流。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之電流式畫素電路，其中，在寫入位置時，該第二和第三電晶體導通，且該時變信號令該發光二極體不導通，在發光位置時，該第二和第三電晶體不導通，且該時變信號令該發光二極體導通。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之電流式畫素電路，其中，該第一電晶體為P型電晶體，且該第二和第三電晶體為N型電晶體，且該發光二極體的第一極為陽極，第二極為陰極，而該第一電壓為一高電位電壓。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之電流式畫素電路，其中，該第一、第二和第三電晶體為P型電晶體，且該發光二極體的第一極為陽極，第二極為陰極，而該第一電壓為一高電位電壓。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之電流式畫素電路，其中，該第一、第二和第三電晶體為N型電晶體，且該發光二極體的第一極為陰極，第二極為陽極，而該第一電壓為一低電位電壓。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之電流式畫素電路，其中，該第一電晶體為N型電晶體，該第二和第三電晶體為P型電晶體，且該發光二極體的第一極為陰極，第二極為陽極，而該第一電壓為一低電位電壓。
7. 一種顯示裝置，包含一驅動電路及複數個如申請專利範 圍第1至第6項中任一項所述之電流式畫素電路，該等電流式畫素電路呈矩陣排列，針對每一列的電流式畫素電路，該驅動電路輸出該掃描信號及該控制信號，針對每一行的電流式畫素電路，該驅動電路輸出該驅動電流，且該驅動電路輸出該時變信號至每一電流式畫素電路之發光二極體的第二極。