TWI804243B

TWI804243B - 畫素陣列

Info

Publication number: TWI804243B
Application number: TW111110664A
Authority: TW
Inventors: 王雅榕; 張競文; 林容甫; 李念真; 王賢軍; 張哲嘉; 李俊雨; 林欣瑩; 謝嘉定; 黃建富; 蘇松宇
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2021-04-20
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2023-06-01
Also published as: TWI796177B; TWI796188B; TW202242834A; TW202242833A; TWI796970B; TW202243033A; TW202243283A

Abstract

一種畫素陣列。畫素陣列包括多個紅色畫素、多個綠色畫素以及多個藍色畫素。各個綠色畫素包括發光二極體、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體。發光二極體接收系統低電壓。第一電晶體接收第一資料信號及第一掃描信號。第二電晶體耦接第一電晶體的第二端及發光二極體的陽極。第三電晶體接收系統高電壓及第一控制信號，並且耦接第二電晶體的第一端。第四電晶體耦接相鄰綠色畫素的發光二極體的陽極、第三電晶體的控制端及發光二極體的陽極。

Description

畫素陣列

本發明是有關於一種畫素陣列，且特別是有關於一種發光二極體畫素陣列。

因環保意識抬頭，節能省電、使用壽命、色彩飽和度及電源品質等訴求逐漸成為消費者考慮購買的因素，同時受到發光二極體(LED)晶片迅速發展與成本降低，驅使發光二極體成為未來照明與顯示器市場的發展主流。

由於不同色彩發光二極體是使用不同的材料，亦即不同色彩發光二極體可能具有不同的發光效率曲線，因此要改善發光二極體面板的發光效率時，可能要基於發光二極體的發光效率對畫素電路進行調整。

本發明提供一種畫素陣列，可使綠色發光二極體的發光效率向最大發光效率靠攏，以提高綠色畫素電路的發光效率。

本發明的畫素陣列，包括多個紅色畫素、多個綠色畫素以及多個藍色畫素。這些綠色畫素沿一第一方向排列以形成多個綠色畫素行，其中各個綠色畫素包括發光二極體、第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體以及第四電晶體。發光二極體具有陽極及接收系統低電壓的陰極。第一電晶體具有接收第一資料信號的第一端、接收第一掃描信號的控制端及第二端。第二電晶體具有第一端、耦接第一電晶體的第二端的控制端及耦接發光二極體的陽極的第二端。第三電晶體具有接收系統高電壓的第一端、接收第一控制信號的控制端及耦接第二電晶體的第一端的第二端。第四電晶體具有耦接相鄰綠色畫素的發光二極體的陽極的第一端、耦接第三電晶體的控制端的控制端及耦接發光二極體的陽極的第二端。

基於上述，本發明實施例的畫素陣列，導通的第二電晶體、第三電晶體及第四電晶體並聯本級及上一級的綠色畫素的綠色發光二極體，以降低通過各個綠發光二極體的電流。藉此，使綠色發光二極體的發光效率向最大發光效率靠攏。

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。

BDX(n)~BDX(n+1):藍色資料信號

C1:第一電容

CPC:補償電路

D1:第一方向

D2:第二方向

EM(n-1)~EM(n+1):發光信號

GDX(n-1)~GDX(n+1):綠色資料信號

LED1、LED2:發光二極體

M1~M3:電晶體

PAX1、PAX2、PAX3、PAX4:畫素陣列

PXB(n-1)~PXB(n+1)、PXBa(n)~PXBa(n+1)、PXBb(n)~PXBb(n+1):藍色畫素

PXG(n-1)~PXG(n+1)、PXGa(n-1)~PXGa(n+1)、PXGb(n-1)~PXGb(n+1)、PXGc(n-1)~PXGc(n+1):綠色畫素

PXR(n-1)~PXR(n+1)、PXRa(n)~PXRa(n+1)、PXRb(n)~PXRb(n+1):紅色畫素

RDX(n)~RDX(n+1):紅色資料信號

SN(n-1)~SN(n+2):掃描信號

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:系統高電壓

Vini:初始化電壓

VSS:系統低電壓

圖1為依據本發明第一實施例的畫素陣列的電路示意圖。

圖2為依據本發明第一實施例的畫素陣列的驅動波形示意圖。

圖3為依據本發明第一實施例的畫素陣列的顯示示意圖。

圖4為依據本發明第二實施例的畫素陣列的電路示意圖。

圖5為依據本發明第二實施例的畫素陣列的顯示示意圖。

圖6為依據本發明第三實施例的畫素陣列的電路示意圖。

圖7為依據本發明第四實施例的畫素陣列的電路示意圖。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

應當理解，儘管術語”第一”、”第二”、”第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的”第一元件”、”部件”、”區域”、”層”或”部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式”一”、”一個”和”該”旨在包括複數形式，包括”至少一個”。”或”表示”及/或”。如本文所使用的，術語”及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語”包括”及/或”包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

圖1為依據本發明第一實施例的畫素陣列的電路示意圖。請參照圖1，在本實施例中，畫素陣列PAX1包括多個紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))、多個綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))以及多個藍色畫素(如PXB(n)~PXB(n+1))，其中紅色畫素PXR(n)~PXR(n+1)、綠色畫素PXG(n-1)~PXG(n+1)以及藍色畫素PXB(n)~PXB(n+1)例如是以脈衝驅動方式(impulse driving mode)來驅動，其中n為一索引數。

在本實施例中，紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))沿第一方向D1(例如圖式的垂直方向)排列以形成多個紅色畫素行，綠色畫素(如(如PXG(n-1)~PXG(n+1))沿第一方向D1排列以形成多個綠色畫素行，並且這些藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))沿第一方向D1排列以形成多個藍色畫素行，其中紅色畫素行、綠色畫素行以及藍色畫素行可以沿著垂直第一方向D1的第二方向D2交替配置。

在本實施例中，各個綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1)) 包括發光二極體LED1(在此為綠色發光二極體)、第一電晶體T1、第二電晶體T2、第三電晶體T3以及第四電晶體T4。發光二極體LED1具有陽極及接收系統低電壓VSS的陰極。第一電晶體T1具有接收第一資料信號(例如綠色資料信號GDX(n-1)~GDX(n+1))的一第一端、接收第一掃描信號(如SN(n-1)~SN(n+1))的控制端及第二端。第二電晶體T2具有第一端、耦接第一電晶體T1的第二端的控制端及耦接發光二極體LED1的陽極的第二端。

第三電晶體T3具有接收系統高電壓VDD的第一端、接收第一控制信號(例如發光信號EM(n-1)~EM(n+1))的一控制端及耦接第二電晶體T2的第一端的第二端。第四電晶體T4具有耦接垂直相鄰的綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))的發光二極體LED1的陽極的第一端、耦接第三電晶體T3的控制端的控制端及耦接發光二極體LED1的陽極的第二端。

進一步來說，以綠色畫素PXG(n)為例，第一電晶體T1的第一端接收綠色資料信號GDX(n)，第一電晶體T1的控制端接收掃描信號SN(n)。並且，第三電晶體T3的控制端接收發光信號EM(n)。

圖2為依據本發明第一實施例的畫素陣列的驅動波形示意圖。請參照圖1及圖2，如圖2所示，掃描信號SN(n-1)~SN(n+1)為按時間而依序致能，亦即掃描信號SN(n-1)~SN(n+1)的致能準位期間為按時間而依序形成。並且，發光信號EM(n-1)~EM(n+1)同樣為按時間而依序致能，亦即發光信號EM(n-1)~EM(n+1)同樣為按時間而依序形成。對綠色畫素PXG(n)而言，發光信號EM(n)的致能準位期間晚於掃描信號SN(n)的致能準位期間。

以綠色畫素PXG(n)的驅動為例，在掃描信號SN(n)致能時，綠色資料信號GDX(n)會進行寫入。接著，在發光信號EM(n)致能時，綠色畫素PXG(n)的第三電晶體T3、第四電晶體T4會導通，並且綠色畫素PXG(n)的第二電晶體T2的導通程度是反應綠色資料信號GDX(n)的電壓準位。此時，電流會自系統高電壓VDD開始，經由綠色畫素PXG(n)的第二電晶體T2、第三電晶體T3、發光二極體LED1，而流至系統低電壓VSS，並且也經由綠色畫素PXG(n)的第二電晶體T2、第三電晶體T3及第四電晶體T4、以及畫素PXG(n-1)的發光二極體LED1，而流至系統低電壓VSS。

換言之，導通的第二電晶體T2、第三電晶體T3及第四電晶體T4並聯兩個綠色畫素PXG(n)及PXG(n-1)的發光二極體LED1。在本發明的實施例中，而紅色發光二極體及藍色發光二極體在所通過的電流愈大時，發光效率愈高。然而，綠發光二極體則不然，僅在特定電流時有最大發光效率，並且隨電流不斷增加，則發光效率愈低。因此，透過並聯兩個綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))的發光二極體LED1，可降低通過各個綠發光二極體的電流，以使綠色發光二極體的發光效率向最大發光效率靠攏。

再看到圖1，在本實施例中，紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))的每一者包括發光二極體LED2(在此為紅色發光二極體或藍色發光二極體)及電晶體M1~M3。發光二極體LED2的陰極接收系統低電壓VSS。電晶體M1具有接收資料信號(例如紅色資料信號RDX(n)~RDX(n+1)及藍色資料信號BDX(n)~BDX(n+1))的第一端、接收掃描信號(如SN(n)~SN(n+1))的控制端及第二端。電晶體M2具有第一端、耦接電晶體M1的第二端的控制端及耦接發光二極體LED2的陽極的第二端。電晶體M3具有接收系統高電壓VDD的第一端、接收發光信號(如EM(n)~EM(n+1))的控制端及耦接電晶體M2的第一端的第二端。

圖3為依據本發明第一實施例的畫素陣列的顯示示意圖。請參照圖1至圖3，在本實施例中，紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))是逐個點亮(如斜線所示R及B)，但綠色畫素(如(如PXG(n-1)~PXG(n+1))是一次點亮兩個(如斜線所示G)，為了使亮點均勻，各個綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))可以沿著第二方向D2與相鄰的紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及相鄰的藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))不對齊。換言之，沿著第二方向D2，各個綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))可以與兩個紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及兩個藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))相對應。

圖4為依據本發明第二實施例的畫素陣列的電路示意圖。請參照圖1及圖3，畫素陣列PAX2大致相同於畫素陣列 PAX1，其不同之處畫素陣列PAX2的綠色畫素(如(如PXGa(n-1)~PXGa(n+1))更包括第五電晶體T5，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。第五電晶體T5具有耦接垂直相鄰的綠色畫素(如PXG(n-1)~PXG(n+1))的發光二極體LED1的陽極的第一端、接收第二控制信號(例如發光信號EM(n-2)~EM(n))的控制端及耦接發光二極體LED1的陽極的第二端。

進一步來說，以綠色畫素PXGa(n)為例，第一電晶體T1的第一端接收綠色資料信號GDX(n)，第一電晶體T1的控制端接收掃描信號SN(n)。第三電晶體T3的控制端接收發光信號EM(n)，並且第五電晶體T5的控制端接收發光信號EM(n-1)。請參照圖2及圖3，如圖2所示，對綠色畫素PXGa(n)而言，發光信號EM(n)的致能準位期間晚於掃描信號SN(n)的致能準位期間及發光信號EM(n-1)的致能準位期間。

請參照圖2及圖4，以綠色畫素PXGa(n)的驅動為例，在掃描信號SN(n)致能時，綠色資料信號GDX(n)會進行寫入。接著，在發光信號EM(n)致能時，綠色畫素PXGa(n)的第三電晶體T3、第四電晶體T4會導通，綠色畫素PXGa(n+1)的第五電晶體T5會導通，並且綠色畫素PXGa(n)的第二電晶體T2的導通程度是反應綠色資料信號GDX(n)的電壓準位。此時，電流會自系統高電壓VDD開始，經由綠色畫素PXGa(n)的第二電晶體T2、第三電晶體T3、發光二極體LED1，而流至系統低電壓VSS；也經由綠色畫素PXGa(n)的第二電晶體T2、第三電晶體T3及第四電晶體T4、以及畫素PXGa(n-1)的發光二極體LED1，而流至系統低電壓VSS；以及，更經由綠色畫素PXGa(n)的第二電晶體T2及第三電晶體T3、以及畫素PXGa(n+1)的第五電晶體T5及發光二極體LED1，而流至系統低電壓VSS。

換言之，導通的綠色畫素PXGa(n)的第二電晶體T2、第三電晶體T3及第四電晶體T4以及綠色畫素PXGa(n+1)的第五電晶體T5並聯三個綠色畫素PXGa(n-1)~PXGa(n+1)的發光二極體LED1，可降低通過各個綠發光二極體的電流，以使綠色發光二極體的發光效率向最大發光效率靠攏。

圖5為依據本發明第二實施例的畫素陣列的顯示示意圖。請參照圖2、圖4及圖5，在本實施例中，紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))是逐個點亮(如斜線所示R及B)，但綠色畫素(如(如PXGa(n-1)~PXGa(n+1))是一次點亮三個(如斜線所示G)，為了使亮點均勻，各個綠色畫素(如PXGa(n-1)~PXGa(n+1))可以沿著第二方向D2與相鄰的紅色畫素(如PXR(n)~PXR(n+1))及相鄰的藍色畫素(如PXG(n)~PXG(n+1))相互對齊。

圖6為依據本發明第三實施例的畫素陣列的電路示意圖。請參照圖1及圖4，畫素陣列PAX3大致相同於畫素陣列PAX1，其不同之處畫素陣列PAX3的紅色畫素(如PXRa(n)~PXRa(n+1))、綠色畫素(如PXGb(n-1)~PXGb(n+1))以及藍色畫素(如PXBa(n)~PXBa(n+1))更包括補償電路CPC，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。在本實施例中，綠色畫素(如PXGb(n-1)~PXGb(n+1))的補償電路CPC是耦接第二電晶體T2的控制端與第二端，以針對第二電晶體T2的臨界電壓作補償。紅色畫素(如PXRa(n)~PXRa(n+1))及藍色畫素(如PXBa(n)~PXBa(n+1))的補償電路CPC是耦接電晶體M2的控制端與第二端，以針對電晶體M2的臨界電壓作補償。

在本實施例中，以綠色畫素(如PXGb(n-1)~PXGb(n+1))的補償電路CPC為例，補償電路CPC包括第一電容C1以及第六電晶體T6。第一電容C1耦接於第二電晶體T2的控制端與第二端之間。第六電晶體T6具有耦接第二電晶體T2的第二端的第一端、接收掃描信號(如SN(n-1)~SN(n+1))的控制端及接收初始化電壓Vini的第二端。其中，初始化電壓Vini可針對第二電晶體T2(或電晶體M2)的臨界電壓來設定，以對第二電晶體T2(或電晶體M2)的臨界電壓作補償。

圖7為依據本發明第四實施例的畫素陣列的電路示意圖。請參照圖1及圖7，畫素陣列PAX4大致相同於畫素陣列PAX1，其不同之處在於畫素陣列PAX4的紅色畫素(如PXRb(n)~PXRb(n+1))、綠色畫素(如PXGc(n-1)~PXGc(n+1))以及藍色畫素(如PXBb(n)~PXBb(n+1))，其中相同或相似元件使用相同或相似標號。

參照圖2所示，發光信號EM(n-1)的波形實質上相同於掃描信號SN(n)，發光信號EM(n)的波形實質上相同於掃描信號 SN(n+1)，亦即發光信號(EM(n-1)~EM(n+1))實質上是可以掃描信號(如SN(n)~SN(n+2))取代。以綠色畫素PXGc(n)為例，第一電晶體T1的第一端接收綠色資料信號GDX(n)，第一電晶體T1的控制端接收掃描信號SN(n)。第三電晶體T3的控制端接收掃描信號SN(n+1)。

類似地，畫素陣列PAX2可以只採用掃描信號(如SN(n)~SN(n+2))。請參照圖4，以綠色畫素PXGa(n)為例，第一電晶體T1的第一端接收綠色資料信號GDX(n)，第一電晶體T1的控制端接收掃描信號SN(n)。第三電晶體T3的控制端接收的發光信號EM(n)可以掃描信號SN(n+1)替代，第五電晶體T5的控制端接收的發光信號EM(n-1)可以掃描信號SN(n)替代。

綜上所述，本發明實施例的畫素陣列，導通的第二電晶體、第三電晶體及第四電晶體並聯本級及上一級的綠色畫素的綠色發光二極體，以降低通過各個綠發光二極體的電流。並且，導通的本級的第二電晶體、第三電晶體及第四電晶體及下一級的第五電晶體並聯本級、上一級及下一級的綠色畫素的綠色發光二極體，以進一步降低通過各個綠發光二極體的電流。藉此，使綠色發光二極體的發光效率向最大發光效率靠攏。

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。