TWI789846B - 驅動電路 - Google Patents
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Abstract
一種驅動電路,包含驅動器、驅動電晶體、重置電晶體與發光二極體。驅動器用以根據掃描信號以儲存資料電壓,並根據資料電壓、前級發射信號與後級發射信號以決定是否提供電源供應電壓。驅動電晶體耦接於驅動器,並用以根據後級發射信號以輸出電源供應電壓。重置電晶體耦接於驅動電晶體,並用以根據發射信號以輸出第一下拉信號。發光二極體耦接於驅動電晶體,並用以接收電源供應電壓以進行發光,其中前級發射信號、發射信號及後級發射信號對應第1級至第n級訊號,n為大於1之正整數。
Description
本案係與顯示裝置有關,且特別是有關於一種應用於主動矩陣有機發光二極體顯示器之驅動電路。
主動矩陣有機發光二極體(Active-matrix organic light-emitting diode, AMOLED)顯示器具有高對比、高色彩飽和度和發光效率佳等優點,使其成為下一世代熱門技術之一。傳統的AMOLED顯示器在進行低頻操作時,由於薄膜電晶體漏電流(TFT Leakage) 使亮度逐漸下降,以及在活動階段(Active frame)與跳躍階段(Skip frame)之亮度不同,使得AMOLED顯示器產生閃爍。故,如何提供高顯示品質的AMOLED驅動電路與顯示器,實為業界有待解決的技術問題。
發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要,以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述,且其用意並非在指出本案實施例的重要/關鍵元件或界定本案的範圍。
本案內容之一技術態樣係關於一種驅動電路。此驅動電路包含驅動器、驅動電晶體、重置電晶體與發光二極體。驅動器用以根據掃描信號以儲存資料電壓,並根據資料電壓、前級發射信號與後級發射信號以決定是否提供電源供應電壓。驅動電晶體耦接於驅動器,並用以根據後級發射信號以輸出電源供應電壓。重置電晶體耦接於驅動電晶體,並用以根據發射信號以輸出第一下拉信號。發光二極體耦接於驅動電晶體,並用以接收電源供應電壓以進行發光,其中前級發射信號、發射信號及後級發射信號對應第1級至第n級訊號,n為大於1之正整數。
因此,根據本案之技術內容,本案實施例所示之驅動電路可使AMOLED在活動階段(Active frame)與跳躍階段(Skip frame)操作時亮度皆相同。此外,本案之驅動電路得以抗電晶體漏電流(TFT Leakage),因此,採用本案實施例所示之驅動電路可以改善顯示器畫面閃爍的問題,使AMOLED可顯示高品質的畫面。
在參閱下文實施方式後,本案所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本案之基本精神及其他發明目的,以及本案所採用之技術手段與實施態樣。
為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備,下文針對了本案的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述;但這並非實施或運用本案具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而,亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。
除非本說明書另有定義,此處所用的科學與技術詞彙之含義與本案所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外,在不和上下文衝突的情形下,本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型;而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。
另外,關於本文中所使用之「耦接」或「連接」,可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸,或是相互間接作實體或電性接觸,亦可指二或多個元件相互操作或動作。
在本文中,用語『電路』泛指由一或多個電晶體與/或一或多個主被動元件按一定方式連接以處理訊號的物件。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而,所屬技術領域中具有通常知識者應可 理解,同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式,而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語,故應解釋成「包含但不限定於」。
第1圖係依照本案一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。如圖所示,驅動電100包含驅動器110、驅動電晶體T6、重置電晶體T7_2與發光二極體D1。於連接關係上,驅動器110耦接於驅動電晶體T6,驅動電晶體T6耦接於重置電晶體T7_2及發光二極體D1,且重置電晶體T7_2耦接於發光二極體D1。
為提供高顯示品質的主動矩陣有機發光二極體驅動電路技術,本案提供如第1圖所示之驅動電路100及如第2圖所示之多種控制信號位準的波形以控制驅動電路100,驅動電路100的相關操作詳細說明如後。
如第1圖及第2圖所示,驅動器110用以根據掃描信號Scan以儲存資料電壓Vdata,並根據資料電壓Vdata、前級發射信號EM(n-1)與後級發射信號EM(n+1)以決定是否提供電源供應電壓VDD。舉例而言,驅動器110透過提供資料電壓Vdata至電晶體T4的閘極,且驅動器110透過提供前級發射信號EM(n-1)至電晶體T1的閘極,藉此控制是否提供電源供應電壓VDD。此外,電晶體T1及T4可以採用任何合適種類的P型電晶體來實現,例如:P型薄膜電晶體(Thin-film Transistor, TFT)、P型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, PMOSFET)等,但不以此為限。
隨後,驅動電晶體T6耦接於驅動器110,並用以根據後級發射信號EM(n+1)以輸出電源供應電壓VDD。重置電晶體T7_2用以根據發射信號EM(n)以輸出第一下拉信號Vrefn至驅動電晶體T6。此外,驅動電晶體T6可以採用任何合適種類的P型電晶體來實現,例如:P型薄膜電晶體(Thin-film Transistor, TFT)、P型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,PMOSFET)等,而重置電晶體T7_2可以採用任何合適種類的N型電晶體來實現,例如:N型氧化物半導體薄膜電晶體(Oxide Thin-film Transistor,Oxide TFT)、N型薄膜電晶體(Thin-film Transistor,TFT)與N型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,PMOSFET)等,但不以此為限。
然後,發光二極體D1用以接收電源供應電壓VDD以進行發光。舉例而言,當電源供應電壓VDD透過驅動器110及驅動電晶體T6傳送至發光二極體D1時,發光二極體D1會接收電源供應電壓VDD以進行發光。此外,前級發射信號EM(n-1)、發射信號EM(n)及後級發射信號EM(n+1)對應第1級至第n級訊號,n為大於1之正整數,且前級發射信號EM(n-1)之第一脈衝與發射信號EM(n)之第二脈衝相差一週期。
請一併參照第2圖與第3圖,在一實施例中,驅動器110包含儲存電容C1。在第一活動階段P1時,儲存電容C1根據發射信號EM(n)、後級發射信號EM(n+1)及掃描信號Scan而於第一端及第二端分別儲存資料電壓Vdata及第一下拉信號Vrefn。然後,發光二極體D1根據發射信號EM(n)而進行重置。舉例而言,重置電晶體T7_2根據發射信號EM(n)以輸出第一下拉信號Vrefn,發光二極體D1接收第一下拉信號Vrefn而進行重置。此
外,第一下拉信號Vrefn的電壓範圍可以為-5~5V。
請一併參照第2圖與第4圖,在另一實施例中,在第二活動階段P2時,儲存電容C1根據前級發射信號EM(n-1)、發射信號及掃描信號Scan而於第一端及第二端分別儲存資料電壓Vdata及補償電壓。舉例而言,若電源供應電壓VDD提供之電壓為VDD,電晶體T4的閾值電壓為Vth_T4,則補償電壓為(VDD-Vth_T4)。
請一併參照第2圖與第5圖,在又一實施例中,在第三活動階段P3時,儲存電容C1根據後級發射信號EM(n+1)而於第一端及第二端分別儲存第二下拉信號Vrefp與耦合電壓,其中驅動電晶體T6根據後級發射信號EM(n+1)以輸出電源供應電壓VDD。然後,發光二極體D1接收電源供應電壓VDD而進行發光。舉例而言,儲存電容C1的第一端於第二活動階段P2儲存資料電壓Vdata,隨後,儲存電容C1的第一端於第三活動階段P3被調整為第二下拉信號Vrefp,因此,儲存電容C1的第一端之電壓調變量(Vrefp-Vdata)會被耦合至儲存電容C1的第二端,加上儲存電容C1的第二端原先儲存的補償電壓為(VDD-Vth_T4),最終儲存電容C1的第二端所儲存之耦合電壓為(VDD-Vth_T4+Vrefp-Vdata)。另外,電晶體T2可以採用任何合適種類的P型電晶體來實現,例如:P型薄膜電晶體(Thin-film Transistor,TFT)、P型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect
Transistor,PMOSFET)等,但不以此為限。
請一併參照第6圖與第7圖,在又一實施例中,驅動器110包含儲存電容C1,在第一跳躍階段S1時,儲存電容C1根據後級發射信號EM(n+1)而於第一端及第二端分別儲存第二下拉信號Vrefp與閾值電壓。然後,發光二極體D1根據發射信號EM(n)而進行重置。舉例而言,若電晶體T4的閾值電壓為Vgs_T4,則儲存於儲存電容C1第二端的閾值電壓為Vgs_T4。然後,重置電晶體T7-2根據發射信號EM(n)而開啟,使得發光二極體D1接收第一下拉信號Vrefn而進行重置。
此外,第一下拉信號Vrefn的電壓範圍可以為-5~5V。再者,重置電晶體T7_2可以採用任何合適種類的N型電晶體來實現,例如:N型氧化物半導體薄膜電晶體(Oxide Thin-film Transistor,Oxide TFT)、N型薄膜電晶體(Thin-film Transistor,TFT)、與N型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,PMOSFET)等,但不以此為限。
請一併參照第6圖與第8圖,在另一實施例中,在第二跳躍階段S2時,儲存電容C1維持第一端第二端分別儲存第二下拉信號Vrefp與閾值電壓,此外,發光二極體D1維持重置後的電壓。舉例而言,若電晶體T4的閾值電壓為Vgs_T4,則儲存於儲存電容C1第二端的閾值電壓為Vgs_T4。然後,電晶體T7-2根據發射信號EM(n)
而開啟,使得發光二極體D1持續接收第一下拉信號Vrefn而維持重置後的電壓。此外,第一下拉信號Vrefn的電壓範圍可以為-5~5V。
請一併參照第6圖與第9圖,在又一實施例中,在第三跳躍階段S3時,儲存電容C1根據後級發射信號EM(n+1)而於第一端及第二端分別儲存第二下拉信號Vrefp與閾值電壓。然後,驅動電晶體T6根據後級發射信號EM(n+1)以輸出電源供應電壓VDD。隨後,發光二極體D1接收電源供應電壓VDD而進行發光。舉例而言,若電晶體T4的閾值電壓為Vgs_T4,則儲存於儲存電容C1第二端的閾值電壓為Vgs_T4,而電晶體T4根據閾值電壓而開啟。隨後,驅動器110透過提供前級發射信號EM(n-1)至電晶體T1的閘極,藉此提供電源供應電壓VDD。
第10圖係依照本案另一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。相較於第1圖之驅動電路100,第10圖之驅動電路100A的差異為重置電晶體T7_2與掃描信號Scan的電性連接方式。在第10圖之實施例中,重置電晶體T7_2可用以根據掃描信號Scan以輸出第一下拉信號Vrefn。於第10圖之驅動電路100A的電性連接方式及相應的電性操作下,其依舊可以達到如第1圖之驅動電路100的相同功效,亦即同樣可以使得本案在活動階段(Active frame)與跳躍階段(Skip frame)之輸出亮度相同。
第11圖係依照本案又一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。相較於第1圖之驅動電路100,第11圖之驅動電路100B的差異為減少一個電晶體T3,使得本案在減少驅動元件的狀態下,仍可達到原本預期之功效。請一併參照第1圖與第11圖,在又一實施例中,驅動器110或110B可以更包含電晶體T3。此外,電晶體T3可以採用任何合適種類的P型電晶體來實現,例如:P型薄膜電晶體(Thin-film Transistor,TFT)、P型金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,PMOSFET)等,但不以此為限。
請一併參照第1圖、第10圖與第11圖,在一實施例中,驅動電晶體T6與重置電晶體T7_2為不同類型電晶體。舉例而言,當驅動電晶體T6為N型電晶體時,則重置電晶體T7_2為P型電晶體,相反亦然,當驅動電晶體T6為P型電晶體時,則重置電晶體T7_2為N型電晶體。然後,驅動電晶體T6與重置電晶體T7_2可以用不同類型材料製成。此外,上述提到的驅動電晶體T6與重置電晶體T7_2可以為氧化物半導體薄膜電晶體(Oxide Thin-film Transistor,Oxide TFT)、薄膜電晶體(Thin-film Transistor,TFT)、與金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,PMOSFET)等,但不以此為限。
請一併參照第1圖、第10圖與第11圖,在又一實施例中,驅動器110包含發射電晶體T7_1,而發射電晶體T7_1與重置電晶體T7_2為同一類型電晶體。舉例而言,發射電晶體T7_1與重置電晶體T7_2可以採用氧化物半導體薄膜電晶體(Oxide Thin-film Transistor,Oxide TFT),用以減少電晶體的閾值電壓隨時間而改變,以達到減少電晶體漏電流(TFT Leakage)而使亮度逐漸下降的功效。
由上述本案實施方式可知,應用本案具有下列優點。本案實施例所示之驅動電路100可使AMOLED在活動階段(Active frame)與跳躍階段(Skip frame)操作時亮度皆相同。此外,本案之驅動電路得以抗電晶體漏電流(TFT Leakage),因此,採用本案實施例所示之驅動電路可以改善顯示器畫面閃爍的問題,使AMOLED可顯示高品質的畫面。
雖然上文實施方式中揭露了本案的具體實施例,然其並非用以限定本案。請注意,前揭圖式中,元件之形狀、尺寸及比例等僅為示意,係供本案所屬技術領域具有通常知識者瞭解本案之用,非用以限制本案。本案所屬技術領域中具有通常知識者,在不悖離本案之原理與精神的情形下,當可對其進行各種更動與修飾,因此本案之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。
100、100A與100B:驅動電路
110、110A與110B:驅動器
T6:驅動電晶體
T7_2:重置電晶體
D1:發光二極體
T7_1:發射電晶體
T1~T5:電晶體
C1:儲存電容
EM(n-1):前級發射信號
EM(n1):發射信號
EM(n+1):後級發射信號
Scan:掃描信號
Vdata:資料信號
Vrefn:第一下拉信號
Vrefp:第二下拉信號
VDD:電源供應電壓
VSS:下拉信號
200:活動階段的多種控制信號位準
P1~P3:活動階段
300:跳躍階段的多種控制信號位準
S1~S3:跳躍階段
為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之說明如下:
第1圖係依照本案一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。
第2圖係依照本案一實施例繪示多種控制信號位準的波形示意圖。
第3圖至第5圖係依照本案另一實施例繪示如第1圖中所示之驅動電路的操作示意圖。
第6圖係依照本案又一實施例繪示多種控制信號位準的波形示意圖。
第7圖至第9圖係依照本案另一實施例繪示如第1圖中所示之驅動電路的操作示意圖。
第10圖係依照本案另一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。
第11圖係依照本案又一實施例繪示一種驅動電路的示意圖。
根據慣常的作業方式,圖中各種特徵與元件並未依比例繪製,其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外,在不同圖式間,以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。
100:驅動電路
110:驅動器
T6:驅動電晶體
T7_2:重置電晶體
D1:發光二極體
T7_1:發射電晶體
T1~T5:電晶體
C1:儲存電容
EM(n-1):前級發射信號
EM(n1):發射信號
EM(n+1):後級發射信號
Scan:掃描信號
Vdata:資料信號
Vrefn:第一下拉信號
Vrefp:第二下拉信號
VDD:電源供應電壓
VSS:下拉信號
Claims (10)
- 一種驅動電路,包含:一驅動器,用以根據一掃描信號以儲存一資料電壓,並根據該資料電壓、一前級發射信號與一後級發射信號以決定是否提供一電源供應電壓;一驅動電晶體,耦接於該驅動器,並用以根據該後級發射信號以輸出該電源供應電壓;一重置電晶體,耦接於該驅動電晶體,並用以根據一發射信號以輸出一第一下拉信號;以及一發光二極體,耦接於該驅動電晶體,並用以接收該電源供應電壓以進行發光,其中該前級發射信號、該發射信號及該後級發射信號對應第1級至第n級訊號,n為大於1之正整數,其中該前級發射信號之一第一脈衝與該發射信號之一第二脈衝相差一週期。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該驅動器包含一儲存電容,其中在一第一活動階段時,該儲存電容根據該發射信號、該後級發射信號及該掃描信號而於一第一端及一第二端分別儲存該資料電壓及該第一下拉信號,其中該發光二極體根據該發射信號而進行重置。
- 如請求項2所述之驅動電路,其中在一第二活動階段時,該儲存電容根據該前級發射信號、該發射信號及該掃描信號而於該第一端及該第二端分別儲存該資料 電壓及一補償電壓,其中該發光二極體根據該發射信號而進行重置。
- 如請求項3所述之驅動電路,其中在一第三活動階段時,該儲存電容根據該後級發射信號而於該第一端及該第二端分別儲存一第二下拉信號與一耦合電壓,其中該驅動電晶體根據該後級發射信號以輸出該電源供應電壓,其中該發光二極體接收該電源供應電壓而進行發光。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該驅動器包含一儲存電容,其中在一第一跳躍階段時,該儲存電容根據該後級發射信號而於一第一端及一第二端分別儲存該第二下拉信號與一閾值電壓,其中該發光二極體根據該發射信號而進行重置。
- 如請求項5所述之驅動電路,其中在一第二跳躍階段時,該儲存電容維持該第一端及該第二端分別儲存該第二下拉信號與該閾值電壓,其中該發光二極體根據該發射信號而進行重置。
- 如請求項6所述之驅動電路,其中在一第三跳躍階段時,該儲存電容根據該後級發射信號而於該第一端及該第二端分別儲存該第二下拉信號與該閾值電壓,其中該驅動電晶體根據該後級發射信號以輸出該電源供應電 壓,其中該發光二極體接收該電源供應電壓而進行發光。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該重置電晶體用以根據該掃描信號以輸出該第一下拉信號。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該驅動電晶體與該重置電晶體為不同類型電晶體。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中該驅動器包含一發射電晶體,其中該發射電晶體與該重置電晶體為同一類型電晶體。
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