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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410690897.5 (22)申请日 2014.11.26 103133062 2014.09.24 TW G09G 3/32(2006.01) (71)申请人 友达光电股份有限公司 地址 中国台湾新竹科学工业园区新竹市力 行二路一号 (72)发明人 林永铭 叶佳元 (74)专利代理机构 上海专利商标事务所有限公 司 31100 代理人 郭蔚 (54) 发明名称 有机发光二极管像素电路 (57) 摘要 一种有机发光二极管像素电路， 借由配置第 二电容， 并控制第一电容与第二电容之间的电性 连接关系， 来补偿驱动开关的临界电压。 因。
2、此可以 使补偿时间不同于数据电压写入时间， 并且使得 数据电压所需写入的电容可以小于一般补偿技术 中所需的电容， 从而减少数据电压写入所需花费 的时间， 使本发明所揭露得有机发光二极管像素 电路可以适用于高更新率的显示装置。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104485066 A (43)申请公布日 2015.04.01 CN 104485066 A 1/2 页 2 1.一种有机发光二极管像素电路， 包括 ： 一有机发光二极管， 包括一第一端与一第二端， 该有。
3、机发光二极管的第一端电性连接 至一第一参考电压， 该有机发光二极管被一驱动电流驱动而发光 ； 一驱动开关， 包括一第一端、 一第二端与一控制端， 该驱动开关的第一端电性连接至一 第二参考电压， 该驱动开关的控制端受控于一驱动电压以决定该驱动电流 ； 一致能开关， 电性连接于该驱动开关的第二端与该有机发光二极管的第二端之间， 用 以于一工作周期中的一第一时间区间不导通， 并于该工作周期中的该第一时间区间后的一 第二时间区间导通 ； 一第一电容， 包括一第一端与一第二端， 该第一电容的第一端电性连接至该驱动开关 的控制端， 该第一电容的第二端电性连接于一第三参考电压 ； 一第二电容， 包括一第一端。
4、与一第二端， 该第二电容的第一端电性连接至该驱动开关 的控制端 ； 以及 一补偿模块， 用以于该第一时间区间中的一第三时间区间中对该驱动开关的控制端提 供该第三参考电压， 于该第一时间区间中该第三时间区间后的一第四时间区间中将该驱动 开关的控制端与该驱动开关的第二端电性连接， 于该第一时间区间中该第三时间区间后的 一第五时间区间中对该第二电容的第二端提供一数据电压， 并于该第二时间区间中将该第 二电容的第二端电性连接至该第三参考电压。 2.如权利要求 1 所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该补偿模块包括 ： 一数据开关， 包括一第一端与一第二端， 该数据开关的第一端电性连接至该数据。
5、电压， 该数据开关的第二端电性连接至该第二电容的该第二端， 该数据开关用以于该第五时间区 间中导通， 并于该第五时间区间以外不导通 ； 一第一开关， 电性连接于该第三参考电压与该驱动开关的控制端之间， 用以于该第三 时间区间中导通， 并于该第三时间区间以外不导通 ； 一第二开关， 电性连接于该驱动开关的第二端与该驱动开关的控制端之间， 用以于该 第四时间区间中导通， 并于该第四时间区间以外不导通 ； 以及 一第三开关， 电性连接于该数据开关的第二端与该第三参考电压之间， 用以于该第二 时间区间导通。 3.如权利要求1所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该多个开关均为P型晶 体管， 且。
6、该第一参考电压与该第三参考电压低于该第二参考电压。 4.如权利要求1所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该多个开关均为N型晶 体管， 且该第一参考电压与该第三参考电压高于该第二参考电压。 5.如权利要求1项至第4项其中之一所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该 第一参考电压等于该第三参考电压。 6.如权利要求1项至第4项其中之一所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该 第四时间区间大于等于该第五时间区间。 7.如权利要求 6 所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该第四时间区间与该 第五时间区间同时结束。 8.如权利要求1项至第4项其中之一所述的有机发光二极。
7、管像素电路， 其特征在于， 该 第一电容的电容值与该第二电容的电容值的一比例为自然数。 权 利 要 求 书 CN 104485066 A 2 2/2 页 3 9.如权利要求 8 所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该第一电容的电容值 等于该第二电容的电容值。 10.如权利要求 8 所述的有机发光二极管像素电路， 其特征在于， 该第一电容包括多个 第一子电容， 该第二电容包括多个第二子电容， 该多个第一子电容与该多个第二子电容以 共质心方式 (common centroid) 排列。 权 利 要 求 书 CN 104485066 A 3 1/6 页 4 有机发光二极管像素电路 【技术领。
8、域】 0001 本发明是关于一种有机发光二极管像素电路， 特别关于一种具有临界电压补偿功 能的有机发光二极管像素电路。 【背景技术】 0002 有机发光二极管具有体积小、 发光效率高并可应用于可挠面板等优点， 因此可以 被应用在显示装置中作为背光元件或是像素。其中将有机发光二极管作为显示装置的像 素时， 通常是应用所谓的 薄膜晶体管 制程 (thin-film transistor,TFT)。相较于一般 制程中的晶体管开关的临界电压， 薄膜晶体管制程中的晶体管开关的临界电压 (threshold voltage,Vth) 的个别差异较大。此外， 薄膜晶体管制程中的晶体管开关的临界电压也会随 着。
9、晶体管开关被使用的时间而变。 即使两个薄膜晶体管开关在刚出厂时具有相同临界电压 的， 两个薄膜晶体管开关的临界电压随着使用时间而变异的程度也不同， 最终造成两个薄 膜晶体管开关具有不同的临界电压。 0003 因为显示装置中相邻或相近的两个像素中的有机发光二极管电路中的晶体管的 临界电压可能会不同， 所以即使在一个讯框中， 因为两个像素所要显示的颜色相同， 当显 示装置的驱动芯片对两个像素给予同样的数据电压时， 两个像素所显示的颜色仍然可能不 同。举例来说， 可能左侧的像素中的红色光强度大于右侧的像素中的红色光强度。此外， 当 显示装置被使用一段时间后， 显示装置所显示的画面的色彩也会因为有机发。
10、光二极管中的 晶体管的临界电压变异而改变。如何解决临界电压的变异造成的非理想效应， 是一个亟待 克服的问题。 【发明内容】 0004 有鉴于以上的问题， 本发明提出一种有机发光二极管像素电路， 借由配置第二电 容， 并控制第一电容与第二电容之间的电性连接关系， 来补偿驱动开关的临界电压。 0005 依据本发明一个或多个实施例的一种有机发光二极管像素电路， 包括有机发光二 极管、 驱动开关、 致能开关、 第一电容、 第二电容与补偿模块。 有机发光二极管的第一端电性 连接至第一参考电压。驱动开关的第一端电性连接至第二参考电压， 驱动开关的控制端受 控于驱动电压以决定驱动电流。 致能开关电性连接于驱。
11、动开关的第二端与有机发光二极管 的第二端之间。第一电容的第一端电性连接至驱动开关的控制端， 第一电容的第二端电性 连接于第三参考电压。第二电容的第一端电性连接至驱动开关的控制端。有机发光二极管 被驱动电流驱动而发光。致能开关用以于工作周期中的第一时间区间不导通， 并于工作周 期中的第一时间区间后的第二时间区间导通。 补偿模块用以于第一时间区间中的第三时间 区间中对驱动开关的控制端提供第三参考电压， 于第一时间区间中第三时间区间后的第四 时间区间中将驱动开关的控制端与驱动开关的第二端电性连接， 于第一时间区间中第三时 间区间后的第五时间区间中对第二电容的第二端提供数据电压， 并于第二时间区间中将。
12、第 二电容的第二端电性连接至第三参考电压。 说 明 书 CN 104485066 A 4 2/6 页 5 0006 本发明所揭露的有机发光二极管像素电路， 借由配置第二电容， 并控制第一电容 与第二电容之间的电性连接关系， 来补偿驱动开关的临界电压。因此可以使补偿时间不同 于数据电压写入时间， 并且使得数据电压所需写入的电容可以小于一般补偿技术中所需的 电容， 从而减少数据电压写入所需花费的时间， 使本发明所揭露得有机发光二极管像素电 路可以适用于高更新率的显示装置。 0007 以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明是用以示范与解释本发 明的精神与原理， 并且提供本发明的专利申请范围。
13、更进一步的解释。 【符号说明】 0008 1000 有机发光二极管像素电路 1100 有机发光二极管 1101 第一端 1102 第二端 1200 驱动开关 1201 第一端 1202 第二端 1203 控制端 1300 致能开关 1301 第一端 1302 第二端 1303 控制端 1400 第一电容 1401 第一端 1402 第二端 1500 第二电容 1610 数据开关 1611 第一端 1612 第二端 1613 控制端 1620 第一开关 1621 第一端 1622 第二端 1623 控制端 1630 第二开关 1631 第一端 1632 第二端 1633 控制端 1640 第三开。
14、关 1641 第一端 1642 第二端 说 明 书 CN 104485066 A 5 3/6 页 6 1643 控制端 PW 工作周期 P1 P6 时间区间 VEN 致能信号 VD 驱动电压 VSS 第一参考电压 VDD 第二参考电压 VREF 第三参考电压 VDATA 数据电压 VL 低电压 VH 高电压 S1、 S2、 SDATA 开关信号 【附图说明】 0009 图 1 是依据本发明一实施例的有机发光二极管像素电路示意图。图 2 是依据本发 明一实施例的有机发光二极管像素电路时序图。 【具体实施方式】 0010 以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点， 其内容足以使任何熟习 相。
15、关技艺者了解本发明的技术内容并据以实施， 且根据本说明书所揭露之内容、 申请专利 范围及图式， 任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例 是进一步详细说明本发明的观点， 但非以任何观点限制本发明的范畴。 0011 请参照图 1， 其是依据本发明一实施例的有机发光二极管像素电路示意图。如图 1 所示， 依据本发明一实施例的有机发光二极管像素电路 1000 可以包括有机发光二极管 1100、 驱动开关 1200、 致能开关 1300、 第一电容 1400、 第二电容 1500 与补偿模块 1600。有 机发光二极管 1100 的第一端 1101 电性连接至第一参考电压 V。
16、SS。驱动开关 1200 的第一端 1201 电性连接至第二参考电压 VDD， 第二参考电压 VDD 高于第一参考电压 VSS。 0012 致能开关 1300 电性连接于驱动开关 1200 的第二端 1202 与有机发光二极管 1100 的第二端 1102 之间。更具体来说， 致能开关 1300 具有第一端 1301、 第二端 1302 与控制端 1303。致能开关 1300 的第一端 1301 与驱动开关 1200 的第二端 1202 电性连接， 而致能开 关1300的第二端1302与有机发光二极管1100的第二端1102电性连接。 致能开关1300的 控制端 1303 受控于一个致能信号 。
17、VEN， 以决定致能开关 1300 的第一端 1301 与第二端 1302 之间的电性连接与否。 0013 第一电容1400的第一端1401电性连接至驱动开关1200的控制端1203， 第一电容 1400 的第二端 1402 电性连接于第三参考电压 VREF。于一实施例中， 第三参考电压 VREF 低 于第二参考电压 VDD。于另一实施例中， 第三参考电压 VREF 可以直接以第一参考电压 VSS 代替。第二电容 1500 的第一端电性连接至驱动开关 1200 的控制端 1203。以本实施例而 言， 以下所有开关均以 P 型晶体管来举例说明， 然而依据本发明的精神， 所有开关也可以都 以 N 。
18、型晶体管来实现。 说 明 书 CN 104485066 A 6 4/6 页 7 0014 有机发光二极管1100被驱动电流ID驱动而发光。 具体来说， 有机发光二极管1100 发光的强度与驱动电流 ID 的电流值呈正相关。而驱动开关 1200 依据控制端 1203 处的驱 动电压 VD 以决定驱动电流 ID。更具体以本实施例来说， 驱动电流 ID 与驱动电压 VD 以及第 二参考电压 VDD 有关， 其关系可以下列方程式 (1) 描述 ： ID K(VDD-VD-|VTH|)2 (1) 其中驱动开关 1200 的特性系数 K 与制程以及驱动开关 1200 的大小有关， VTH 为驱动 开关 1。
19、200 的临界电压。 0015 补偿模块 1600 用以于第一时间区间 P1 中的第三时间区间 P3 中对驱动开关 1200 的控制端1203提供第三参考电压VREF， 使得驱动电压VD在第三时间区间P3中等于第三参 考电压 VREF。补偿模块 1600 并于第一时间区间 P1 中第三时间区间 P3 后的第四时间区间 P4 中将驱动开关 1200 的控制端 1203 与驱动开关 1200 的第二端 1202 电性连接， 使驱动开 关1200被连接成二极管形式(diode-connected)。 并且， 于第一时间区间P1中第三时间区 间 P3 后的第五时间区间 P5 中对第二电容 1500 的。
20、第二端提供数据电压 VDATA， 并于第二时 间区间 P2 中将第二电容 1500 的第二端电性连接至第三参考电压 VREF。其中， 第五时间区 间 P5 结束的时间早于第四时间区间 P4 结束的时间。 0016 请回到图 1， 更具体来说， 补偿模块 1600 中包括了数据开关 1610、 第一开关 1620、 第二开关 1630 与第三开关 1640。其中数据开关 1610 的第一端 1611 电性连接至一个外部 装置(未绘示)以接收数据电压VDATA， 数据开关1610的第二端1612电性连接至第二电容 1500 的第二端， 数据开关 1610 的控制端 1613 电性连接至数据读取信号。
21、 SDATA， 因此数据开 关1610的第一端1611与第二端1612之间的电性连接与否可以受控于数据读取信号SDATA 的电压位准。 0017 于一个实施例中， 外部装置是于一个第六时间区间P6中将数据电压VDATA调整至 此一有机发光二极管像素电路1000所设定要被写入的电压值。 并且， 第六时间区间P6的起 点早于第五时间区间 P5 的起点， 第六时间区间 P6 的终点晚于第五时间区间 P5 的终点。并 且， 设若依据本发明的有机发光二极管像素电路 1000 是显示装置中多个像素其中之一的 电路， 则第六时间区间 P6 的时间长度实际上就是显示装置的一个 列时间 (line time) 。
22、。 0018 第一开关 1620 电性连接于第三参考电压 VREF 与驱动开关 1200 的控制端 1203 之 间。具体来说， 第一开关 1620 的第一端 1621 电性连接至第三参考电压 VREF， 而第一开关 1620的第二端1622电性连接至驱动开关1200的控制端1203， 第一开关1620的控制端1623 接收一个第一开关信号S1， 以决定第一开关1620的第一端1621与第二端1622之间的电性 连接与否。 0019 第二开关 1630 电性连接于驱动开关 1200 的第二端 1202 与驱动开关 1200 的控制 端 1203 之间， 更具体来说， 第二开关 1630 的第一。
23、端 1631 电性连接至驱动开关 1200 的第二 端 1202， 而第二开关 1630 的第二端 1632 电性连接至驱动开关 1200 的控制端 1203， 第二开 关 1630 的控制端 1633 接收一个第二开关信号 S2， 以决定第二开关 1630 的第一端 1631 与 第二端 1632 之间的电性连接与否。 0020 第三开关 1640 电性连接于数据开关 1610 的第二端 1612 与第三参考电压 VREF 之 间， 更具体来说， 第三开关 1640 的第一端 1641 电性连接至数据开关 1610 的第二端 1612， 而第三开关 1640 的第二端 1642 电性连接至第。
24、三参考电压 VREF， 第三开关 1640 的控制端 说 明 书 CN 104485066 A 7 5/6 页 8 1643 接收致能信号 VEN， 以决定第三开关 1640 的第一端 1641 与第二端 1642 之间的电性连 接与否。 0021 请一并参照图2， 其是依据本发明一实施例的有机发光二极管像素电路时序图。 如 图 2 所示， 在一个工作周期 PW 中， 致能信号 VEN 的电压位准在第一时间区间 P1 中为高电压 VH， 而在第二时间区间 P2 中为低电压 VL。因此致能开关 1300 与第三开关 1640 于工作周期 PW中的第一时间区间P1不导通， 并于工作周期PW中的第一。
25、时间区间P1后的第二时间区间 P2 导通。于第五时间区间 P5 中数据读取信号 SDATA 的电压位准是低电压 VL， 于工作周期 PW 中的其他时间中， 数据读取信号 SDATA 的电压位准都是高电压 VH， 因此数据开关 1610 于 第五时间区间 P5 中导通， 并于第五时间区间 P5 以外的时间不导通。且由于第一开关信号 S1 的电压位准于第三时间区间 P3 中是低电压 VL， 而在第三时间区间 P3 以外的时间都是高 电压 VH， 因此第一开关 1620 于第三时间区间 P3 中导通， 并于第三时间区间 P3 以外的时间 不导通。而第二开关信号 S2 的电压位准于第四时间区间 P4 。
26、为低电压 VL， 而于第四时间区 间 P4 以外为高电压 VH， 第二开关 1630 于该第四时间区间 P4 中导通， 并于第四时间区间 P4 以外的时间不导通。 0022 因此， 于第三时间区间 P3 中， 由于第一开关 1620 导通， 因此驱动电压 VD 的电压位 准被调整至等于第三参考电压 VREF 的电压位准。由于第三参考电压 VREF 的电压位准远低 于第二参考电压 VDD 的电压位准， 因此于第四时间区间 P4 中， 当第二开关 1630 导通时， 驱 动开关 1200 会被连接成二极管形式 (diode-connected)， 从而缓慢的将驱动电压 VD 的电 压位准拉高至第二。
27、参考电压 VDD 减去驱动开关 1200 的临界电压 VTH， 因此在第四时间区间 P4 的终点后， 第一电容 1400 的第二端 1042 与第一端 1401 的电压差 V2 可以由下列方程式 (2) 描述 ： V2 VREF-VDD+|VTH| (2) 0023 并且由于第五时间区间 P5 中数据开关 1610 导通， 所以第二电容 1500 的第二端的 电压位准被调整至数据电压 VDATA 的电压位准， 因此在第五时间区间 P5 的终点后， 第二电 容 1500 的第二端与第二端的电压差 V1 可以由下列方程式 (3) 描述 ： V1 VDATAVDD+|VTH| (3) 0024 而后。
28、在第二时间区间P2， 由于第三开关1640导通， 所以第一电容1400与第二电容 1500 并联， 从而使得并联后的电容的两端的电压差 Vtot 可以由下列方程式 (4) 描述 ： Vtot (C1VREF+C2VDATA)/(C1+C2)VDD+|VTH| (4) 其中 C1 是第一电容 1400 的电容值， 而 C2 是第二电容 1500 的电容值。因此驱动电压 VD 可以被定义如下列方程式 (5) ： VD (VREF-VDATA)C2/(C1+C2)+VDD-|VTH| (5) 从而使第二时间区间 P2 中用来驱动有机发光二极管 1100 的驱动电流 ID 等于方程式 (6) ： ID。
29、 K-(VREF-VDATA)C2/(C1+C2)2 (6) 也就是驱动电流 ID 与驱动开关 1200 的临界电压 VTH 无关， 因此本电路实质上具有补 偿临界电压的能力。 0025 于某些实施例中， 数据开关信号 SDATA 可以用第二开关信号 S2 来取代， 则外部的 控制信号可以减少。于另一些实施例中， 第四时间区间 P4 与第五时间区间 P5 的中点的时 说 明 书 CN 104485066 A 8 6/6 页 9 间点相同， 也就是数据开关信号 SDATA 与第二开关信号 S2 于同一时间由低电压 VL 变化为 高电压。换句话说， 驱动开关 1200 被连接成晶体管形式来进行临界。
30、电压补偿的时间可以大 于数据电压写入的时间。由一些实施例来说， 第一电容 1400 与第二电容 1500 的电容值的 比例可以是 M/N， 其特征在于， M 与 N 均为正整数。另一些实施例而言， 第一电容 1400 与第 二电容 1500 的电容值相同。此外， 第一电容 1400 与第二电容 1500 的实体电路配置上可以 由多个第一子电容组成第一电容 1400， 并由多个第二子电容组成第二电容 1500， 用共质心 方式 (common-centroid) 排列， 其中每个第一子电容与每个第二子电容的电容值相同。 0026 于另一实施例中， 若所有开关均以N型晶体管实现， 则第一参考电压V。
31、SS与第三参 考电压 VREF 的电压位准均高于第二参考电压 VDD， 其余时间区间中每个开关地导通与否均 如前述， 而仅有每个开关信号的电压位准需要调整。所需调整的部分由本领域具有通常知 识者详阅本发明后可轻易得知。 0027 本发明所揭露的有机发光二极管像素电路， 借由配置第二电容， 并控制第一电容 与第二电容之间的电性连接关系， 来补偿驱动开关的临界电压。因此可以使补偿时间不同 于数据电压写入时间， 并且使得数据电压所需写入的电容可以小于一般补偿技术中所需的 电容， 从而减少数据电压写入所需花费的时间， 使本发明所揭露得有机发光二极管像素电 路可以适用于高更新率的显示装置。 0028 虽然本发明以前述的实施例揭露如上， 然其并非用以限定本发明。在不脱离本发 明的精神和范围内， 所为的更动与润饰， 均属本发明的专利保护范围。 关于本发明所界定的 保护范围请参考所附的申请专利范围。 说 明 书 CN 104485066 A 9 1/2 页 10 图 1 说 明 书 附 图 CN 104485066 A 10 2/2 页 11 图 2 说 明 书 附 图 CN 104485066 A 11 。