TWI899945B - 像素電路及其顯示系統 - Google Patents
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Abstract
一種顯示面板之像素電路包含有一發光元件、一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體及一第四電晶體。該第一電晶體具有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第二電晶體耦接於該第一電晶體之該閘極端。該第三電晶體耦接於該第一電晶體之該源極端。該第四電晶體耦接於該第一電晶體之該汲極端及該發光元件,且包含有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第四電晶體之該閘極端耦接於該顯示面板上的一閘極線,該第四電晶體之該汲極端耦接於該閘極線,該第四電晶體之該源極端耦接於該第一電晶體之該汲極端。
Description
本發明係指一種顯示面板之像素電路,尤指一種位於顯示面板上可用來消除臨界電壓偏移之像素電路結構。
在各種次世代顯示技術中,微型有機發光二極體(micro Organic Light Emitting Diode,micro-OLED)面板的重要性近年來逐漸提升。有別於傳統的發光二極體或有機發光二極體面板其螢幕構建在玻璃基板上的方式,微型有機發光二極體面板的螢幕係直接貼裝在矽晶圓上,這種矽基(silicon-based)實施方式可實現大量好處,如體積小、重量輕、功耗低、發光效率高、對比度高、像素密度高等等。憑藉以上優勢,微型有機發光二極體面板特別適用於擴增實境(Augmented Reality,AR)和虛擬實境(Virtual Reality,VR)的應用。
因此,本發明之主要目的即在於提出一種新式的像素電路,可用於有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)面板,特別是微型有機發光二極體(micro-OLED)面板。
本發明之一實施例揭露一種顯示面板之像素電路,該像素電路包含
有一發光元件、一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體及一第四電晶體。該第一電晶體具有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第二電晶體耦接於該第一電晶體之該閘極端。該第三電晶體耦接於該第一電晶體之該源極端。該第四電晶體耦接於該第一電晶體之該汲極端及該發光元件,且包含有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第四電晶體之該閘極端耦接於該顯示面板上的一閘極線,該第四電晶體之該汲極端耦接於該閘極線,該第四電晶體之該源極端耦接於該第一電晶體之該汲極端。
本發明之另一實施例揭露一種顯示系統,其包含有一顯示面板、一源極驅動裝置及一閘極驅動裝置。該顯示面板包含有複數個像素。該源極驅動裝置具有複數個通道,其中每一通道耦接於該複數個像素中的一行像素。該閘極驅動裝置耦接於該顯示面板上的複數條閘極線,該複數條閘極線中的每一閘極線耦接於該複數個像素中的一列像素。該複數個像素中的每一像素具有一像素電路,其包含有一發光元件、一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體及一第四電晶體。該第一電晶體具有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第二電晶體耦接於該第一電晶體之該閘極端。該第三電晶體耦接於該第一電晶體之該源極端。該第四電晶體耦接於該第一電晶體之該汲極端及該發光元件,且包含有一閘極端、一汲極端及一源極端。該第四電晶體之該閘極端耦接於該複數條閘極線中的一第一閘極線,該第四電晶體之該汲極端耦接於該第一閘極線,該第四電晶體之該源極端耦接於該第一電晶體之該汲極端。
10:顯示系統
100:顯示面板
102:源極驅動裝置
104:閘極驅動裝置
106:時序控制器
108:伽瑪控制電路
20,50,120,140:像素電路
T1,T2,T3,T4,T5,T6:電晶體
C1,C2:電容
L1:發光元件
ELVDD,ELVSS:電源供應電壓
ILED:驅動電流
GL2,GL3,GL4,GL5,GL6:閘極線
DL1:資料線
NS,NG,ND,ND2:節點
P1~P5:階段
VINI:初始電壓
VDATA:資料電壓
Cspix1~CspixM:儲存電容
R:寄生電阻
I:電流
R_1~R_3N:像素列
第1圖為本發明實施例一顯示系統之示意圖。
第2圖為本發明實施例一像素電路之示意圖。
第3圖為第2圖中的像素電路的相關訊號及電壓之波形圖。
第4A圖至第4E圖繪示像素電路在數個階段的運作。
第5圖為本發明實施例另一像素電路之示意圖。
第6圖為第5圖中的像素電路的相關訊號及電壓之波形圖。
第7圖為一列像素電路在初始階段中的電路模型之示意圖。
第8圖至第11圖為本發明實施例多列像素在一幀期間內的運作之時序圖。
第12圖為本發明實施例又一像素電路之示意圖。
第13圖為第12圖中的像素電路的相關訊號及電壓之波形圖。
第14圖為本發明實施例一像素電路之示意圖。
第1圖為本發明實施例一顯示系統10之示意圖。顯示系統10包含有一顯示面板100、一源極驅動裝置102、一閘極驅動裝置104、一時序控制器106及一伽瑪控制電路108。顯示面板100包含有配置為陣列的複數個像素。舉例來說,如第1圖所示,顯示面板100具有Y列及X行的像素,其中X、Y可以是任意且適合的正整數。在部分實施例中,每一像素可包含三個子像素,每一子像素可用來顯示一種特定顏色,且具有由數個電晶體、電容及一發光元件所組成的像素電路,其中,發光元件可以是一發光二極體(Light Emitting Diode,LED)或一有機發光二極體(Organic LED,OLED),但不限於此。
源極驅動裝置102包含有複數個通道,其中每一通道可耦接於一行像素,或透過多工器的控制而耦接於多行像素。源極驅動裝置102可提供資料電壓和初始電壓來控制像素電路。源極驅動裝置102的每一通道可包含一移位暫存
器、一數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter,DAC)及一輸出緩衝器。關於源極驅動裝置102之詳細結構應為本領域具通常知識者所熟知,故在此不贅述。
閘極驅動裝置104亦包含有複數個通道,其中每一通道可耦接於顯示面板100上的一或多條閘極線,以透過閘極線來供應閘極控制訊號及/或發光控制訊號予像素電路。每一閘極線可連接顯示面板100上的一列像素。在一實施例中,閘極驅動裝置104可實現為一閘極驅動陣列(Gate-On-Array,GOA)電路。閘極驅動裝置104的每一通道可包含一移位暫存器及一輸出緩衝器。關於閘極驅動裝置104之詳細結構應為本領域具通常知識者所熟知,故在此不贅述。
時序控制器106可用來控制源極驅動裝置102及閘極驅動裝置104之運作。更明確來說,時序控制器106可作為一影像源,用來提供影像資料予源極驅動裝置102,因此源極驅動裝置102可藉由伽瑪控制電路108將影像資料轉換成資料電壓。伽瑪控制電路108能夠產生複數個伽瑪電壓以供源極驅動裝置102進行選擇,用以根據影像資料來產生資料電壓。對應地,時序控制器106可控制閘極驅動裝置104的操作時序,使得閘極驅動裝置104可輸出閘極/發光控制訊號來掃描一特定列的像素,使其在一顯示線期間內接收相對應的資料電壓,進而使此列像素中的發光二極體/有機發光二極體根據資料電壓來進行發光。
第2圖為本發明實施例一像素電路20之示意圖。像素電路20包含有4個電晶體T1~T4、2個電容C1及C2、以及1個發光元件L1。像素電路20可接收一第一電源供應電壓ELVDD及一第二電源供應電壓ELVSS來進行運作,其中,電源供應電壓ELVDD可以是一正電壓,電源供應電壓ELVSS可以是一負電壓或接
地電壓。像素電路20可實現於第1圖中顯示面板100上的任意像素。
如第2圖所示,電晶體T1可以是一驅動電晶體,用來輸出一驅動電流ILED以驅動發光元件L1發光。電晶體T2~T4可作為控制開關器,用來控制驅動電晶體T1及發光元件L1在不同階段的運作。電晶體T2~T4可藉由適當的設置和控制來消除因驅動電晶體T1之臨界電壓變異而產生的驅動電流ILED偏移。在此例中,電晶體T2、T3及T4分別從不同的閘極線GL2、GL3及GL4接收控制訊號來進行運作,其中,閘極線GL2~GL4耦接至閘極驅動裝置,且其相對應的控制訊號亦來自於閘極驅動裝置。
電容C1耦接於電晶體T1之閘極端及電晶體T1之源極端之間,電容C2耦接於電晶體T1之源極端及用來供應電源供應電壓ELVDD之一第一電源供應端之間。當像素電路20接收資料電壓或初始電壓時,可將電壓資訊儲存於電容C1及/或C2,電容C1及/或C2亦可用來儲存電晶體T1之臨界電壓資訊。
電晶體T2耦接於電晶體T1之閘極端及一資料線DL1之間,資料線DL1則進一步耦接至源極驅動裝置,因此電晶體T2可作為用來接收來自於源極驅動裝置的資料電壓及/或初始電壓之開關器。詳細來說,電晶體T2之一第一端耦接於資料線DL1以接收資料電壓,電晶體T2之一第二端耦接於電晶體T1之閘極端,且電晶體T2之閘極端耦接於閘極線GL2。電晶體T2負責控制像素電路20接收資料電壓及初始電壓。
電晶體T3耦接於電晶體T1之源極端及用來供應電源供應電壓ELVDD之第一電源供應端之間,以作為用來導通流經電晶體T1的電流之開關
器。詳細來說,電晶體T3之一第一端耦接於電晶體T1之源極端,電晶體T3之一第二端耦接於第一電源供應端,且電晶體T3之閘極端耦接於閘極線GL3。電晶體T3負責控制用以進行重置和發光的電流路徑。
電晶體T4耦接於電晶體T1之汲極端及發光元件L1,以作為用來重置發光元件L1之開關器。詳細來說,電晶體T4之閘極端和汲極端共同耦接於閘極線GL4,電晶體T4之源極端則耦接於電晶體T1之汲極端。電晶體T4負責控制發光元件L1的重置。在此例中,電晶體T4之閘極端連接於電晶體T4之汲極端,這兩端共同耦接於閘極線GL4,以進一步耦接至閘極驅動裝置。
在一般像素電路中,用於發光元件的重置電晶體通常連接至一電源供應端來進行放電,因此,電源線上的壓降(IR-drop)可能造成不同像素之間的重置行為產生差異,這樣的差異被要求在後端電路或模組中消除,因而需要大量的資源來解決此問題。相較之下,在本發明中,像素電路20中的重置電晶體(如電晶體T4)可透過閘極線GL4進行放電而不是電源供應端,可藉此避免壓降問題並節省後端資源。此外,電晶體T4之汲極端和閘極端共同耦接至相同的閘極線GL4,因此電源供應端無須連接至電晶體T4,可減少電源供應端的連接線並簡化各像素電路的佈局結構。
發光元件L1耦接於電晶體T1之汲極端及用來供應電源供應電壓ELVSS之一第二電源供應端之間。發光元件L1可接收來自於電晶體T1的驅動電流ILED的驅動來發光,其可以是藉由接收電流來進行發光的任意裝置,如發光二極體或有機發光二極體。
像素電路20之運作包含有數個階段,第3圖為像素電路20的相關訊號及電壓之波形圖,其繪示資料線DL1上的訊號、閘極線GL2~GL4上的訊號、及節點NS、NG及ND上的電壓之波形。節點NS、NG及ND分別代表電晶體T1之源極端、閘極端及汲極端。需注意的是,在像素電路20中,電晶體T2~T4皆為P型金氧半電晶體(PMOS transistor),因此訊號位於低準位可開啟相對應的電晶體而位於高準位可關閉相對應的電晶體。第3圖繪示像素電路20之運作具有5個階段P1~P5,其分別於第4A~4E圖進行詳細說明。
請參考第4A圖搭配第3圖所示,階段P1可視為一初始階段(或稱重置階段或預充電階段),其中電晶體T2先開啟,接著電晶體T3開啟,而電晶體T4在此階段持續導通。當電晶體T2開啟時,像素電路20從資料線DL1接收一初始電壓VINI,初始電壓VINI可寫入電晶體T1之閘極端以重置電晶體T1之閘極端的電荷,並將電荷儲存於電容C1。此外,由於電晶體T4開啟,可透過電晶體T4對發光元件L1的電荷進行放電,以重置發光元件L1。電晶體T4可拉低發光元件L1之陽極電壓,以避免發光元件L1在初始階段P1中產生不必要的發光。如第4A圖所示,電晶體T4之汲極端和閘極端均耦接於閘極線GL4,因此來自電晶體T1及/或發光元件L1的放電電流可通過電晶體T4而流至閘極線GL4。
請參考第4B圖搭配第3圖所示,階段P2可視為一補償階段,其中電晶體T2及T3關閉而電晶體T4繼續導通。在階段P2中,電晶體T1執行自放電,使得臨界電壓資訊以電晶體T1之閘極對源極電壓的形式(即節點NG及NS之電壓差)儲存於電容C1及C2。此外,下降至不同準位的源極電壓可能造成不同程度的體效應(body effect),而體效應之資訊亦可儲存於電容C1及C2。需注意,像素電路20係包含在小尺寸的子像素中,因此P型金氧半電晶體T1~T4的基極(body)
需耦接至電源供應端,造成體效應無法避免。
請參考第4C圖搭配第3圖所示,階段P3可視為一資料寫入階段(或稱掃描階段),其中電晶體T2開啟,電晶體T4持續導通,而電晶體T3持續關閉。在此階段中,資料電壓VDATA係從資料線DL1透過導通的電晶體T2輸入至電晶體T1之閘極端NG。需注意的是,臨界電壓資訊儲存於電容C1及C2,因此當資料電壓VDATA輸入時可消除關於臨界電壓的影響。
在此例中,初始電壓VINI及資料電壓VDATA皆是從資料線DL1接收。因此,電晶體T2可在初始階段P1中傳送初始電壓VINI至電晶體T1,並且在資料寫入階段P3中傳送資料電壓VDATA至電晶體T1。
請參考第4D圖搭配第3圖所示,階段P4可視為一發光階段,其中電晶體T2及T4關閉而電晶體T3開啟。導通的電晶體T3使得驅動電流ILED可被傳送至發光元件L1,以驅動發光元件L1發光。由於資料電壓VDATA(經消除臨界電壓所造成的偏移之後)係儲存於電容C1及C2,驅動電流ILED可在發光時間內維持在其目標準位。
請參考第4E圖搭配第3圖所示,階段P5可視為一關閉階段,其中電晶體T4開啟,電晶體T3關閉,且電晶體T2持續關閉。階段P5可在發光階段P4之後進行,在階段P5中,電晶體T1不輸出任何驅動電流至發光元件L1。
在例如擴增實境(Augmented Reality,AR)或虛擬實境(Virtual Reality,VR)等部分應用中,顯示面板較佳地應操作在較低的發光責任週期以
減輕殘影問題。換句話說,在一顯示幀期間或週期內,發光階段P4僅佔據較小的比例,額外的時間無須執行任何操作,可配置未產生任何發光的關閉階段P5。關閉階段P5可維持到下一個週期的開始。在第4E圖的實施例中,像素電路20在階段P5的狀態相同於其在階段P2的狀態。
第5圖為本發明實施例另一像素電路50之示意圖。像素電路50之結構類似於像素電路20之結構,故功能相似的訊號或元件皆以相同符號表示。像素電路50與像素電路20之間的差異在於,像素電路50另包含有一電晶體T5,其耦接於電晶體T1之閘極端及另一輸入端之間,用來接收初始電壓VINI,並將初始電壓VINI傳送至電晶體T1。電晶體T5耦接於另一條閘極線GL5,用來接收一控制訊號。在像素電路50中,資料電壓VDATA係從資料線DL1接收並透過電晶體T2傳送,而初始電壓VINI係透過電晶體T5傳送。
關於像素電路50的波形繪示於第6圖。由於初始電壓VINI係由另一輸入端提供,因此資料線DL1可在階段P1~P5中持續發送資料電壓VDATA。對應地,閘極線GL2上的控制訊號僅在資料寫入階段P3中開啟電晶體T2。閘極線GL5上的控制訊號可在初始階段P1中開啟電晶體T5,以接收初始電壓VINI。像素電路50之其它操作與第3圖及第4A~4E圖所示的像素電路20相似,在此不複述。
基於臨界電壓的補償方案,在初始階段P1中儲存於像素電路20或50之電容C1及C2的電壓被要求必須準確,而這些儲存的電壓會受到初始電壓VINI及電源供應電壓ELVDD的影響。然而,在初始階段P1中,每一像素皆存在從第一電源供應端流至閘極線GL4的穩態電流,此電流會導致電源線和閘極線GL4出現壓降,進而造成像素電路實際接收到的電源供應電壓ELVDD出現偏移。
第7圖為一列像素電路在初始階段中的電路模型之示意圖,其中,此列像素電路存在M個像素電路,且每一像素電路具有一儲存電容Cspix1~CspixM。每一儲存電容Cspix1~CspixM可以是像素電路20或50中的電容C1。假設每二相鄰像素電路之間的電源線及每二相鄰像素電路之間的閘極線GL4具有一寄生電阻R,且每一像素電路在初始階段通過一穩態電流I。在此例中,一電源可透過第一電源供應端來供應電源供應電壓ELVDD,且一閘極驅動裝置可透過閘極線GL4輸出一控制電壓VGL4。第一個(最左側的)像素電路最接近電源端及閘極驅動裝置,第M個(最右側的)像素電路最遠離電源端及閘極驅動裝置。
由於寄生電阻R的存在,像素電路實際接收的電源供應電壓略低於ELVDD,且不同像素電路所接收的電壓值互不相同,如第7圖所示。這是因為從電源端流至每一像素電路的總電流皆不相同,視像素電路與電源端之間的距離而定,使得不同像素電路存在不同程度的壓降,造成儲存電容Cspix1~CspixM所儲存的電荷量無法準確反映初始電壓VINI,進而導致重置/初始行為不一致。在高解析度應用之下的顯示面板其包含更多像素的情況下,上述問題將更加嚴重。
除此之外,像素電路透過閘極線GL4實際接收的控制電壓略高於VGL4,且不同像素電路所接收的電壓值互不相同,如第7圖所示。基於相似的理由,較遠離閘極驅動裝置的像素電路可從閘極線GL4接收較高的控制電壓,此控制電壓不應過高,否則像素電路中的發光元件可能會在初始階段產生錯誤的發光。在高解析度應用之下的顯示面板其包含更多像素的情況下,上述問題將更可能發生。
關於電源供應電壓ELVDD及控制電壓VGL4不一致的問題可藉由降低初始階段中流經每一像素電路的電流I來獲得減輕。在較小的電流I之下,像素電路需要更長的補償時間(如更長的補償階段P2),以將驅動電晶體(如電晶體T1)之源極電壓和閘極電壓放電至其目標準位。換句話說,補償時間的增加能夠有效降低初始階段中像素電路所接收到並儲存於儲存電容的電壓偏移;或者,在相同的電壓偏移容許值之下,能夠提高顯示面板之解析度。
請回頭參考第5圖,利用不同輸入電晶體來接收資料電壓VDATA及初始電壓VINI的實施方式有助於提高補償階段P2的時間長度。
更明確來說,在第2圖之像素電路20中,由於初始電壓VINI及資料電壓VDATA係由相同的資料線DL1接收,因此,用於一列像素的初始階段P1、補償階段P2及資料寫入階段P3必須在分配到的一顯示線期間內完成。相較之下,在第5圖之像素電路50中,初始電壓VINI及資料電壓VDATA係由不同端點接收,因此,針對每一列像素而言,其無須等待前一列像素的資料寫入完成,即可開始執行像素補償和資料寫入。
第8圖為本發明實施例多列像素在一幀期間內的運作之時序圖,此時序圖用以說明像素電路20之運作。假設面板上存在N列像素R_1~R_N,其中每一列像素R_1~R_N依序掃描以執行階段P1~P5中的運作。需注意的是,階段P1為用來接收初始電壓VINI之一初始階段,而階段P3為用來接收資料電壓VDATA之一資料寫入階段。用來接收初始電壓VINI及資料電壓VDATA的階段P1~P3應在一顯示線期間(以下簡稱為“線期間”)內完成。階段P4為一發光階段,階段P5為一關閉階段,階段P4及P5可配置於幀期間內的剩餘時間,透過適合的發光
責任週期來實現欲顯示的亮度。
在此例中,初始電壓VINI及資料電壓VDATA係由相同的資料線接收,因此,用於各列像素R_1~R_N的階段P1~P3係在各別的一線期間內執行。在每一線期間內,資料線(如DL1)可先傳送初始電壓VINI,接著再傳送資料電壓VDATA至一特定列上的目標像素。
第9圖為本發明實施例當初始電壓VINI及資料電壓VDATA由不同端點接收的情況下,多列像素在一幀期間內的運作之時序圖,此時序圖用以說明像素電路50之運作。在此例中,當第一列R_1的像素完成階段P1時,第二列R_2的像素開始執行階段P1以接收初始電壓VINI。換句話說,對於一特定列R_n的像素而言(n為2到N之間的整數),這些像素的階段P1和前一列R_(n-1)像素的階段P2可同時執行。此外,在前一列R_(n-1)的像素執行階段P3以接收資料電壓VDATA之前,當前列R_n的像素可執行階段P1以接收初始電壓VINI。由於資料電壓VDATA的接收不影響初始電壓VINI的接收,階段P1及P3的時序可設定得更加彈性。
如第9圖所示,由於一線期間的長度可容納3列像素的階段P1,因此在同樣的掃描速度之下,相同的幀期間長度可用來掃描三倍的列數(即3N列像素R_1~R_3N),或者可縮短幀期間的長度。在此情況下,顯示面板可支援三倍的刷新率或解析度。
如上所述,利用不同輸入電晶體(和輸入端)來接收資料電壓VDATA及初始電壓VINI的實施方式可提高補償階段P2的時間長度,以降低因電源線上
的壓降而導致的電壓偏移,其相關的實施方式繪示於第10圖。有別於第8圖之實施例中階段P1~P3須在一特定的線期間內完成,在第10圖之實施例中,補償階段P2的長度可任意延長,而不影響初始電壓VINI及資料電壓VDATA的接收。延長的補償階段P2使得重置操作只需要使用較小的初始電流,可減少像素接收到的電壓偏移,並降低時間偏移(time skew)的影響和改善補償的準確性。在此例中,刷新率或解析度同樣可達到三倍。
值得注意的是,利用不同輸入電晶體(和輸入端)來接收資料電壓VDATA及初始電壓VINI的實施方式可提供較多彈性,使得資料寫入階段P3可被延長以改善資料接收的準確性,如第11圖所示。在此例中,資料寫入階段P3的長度可在不影響初始電壓VINI接收的情況下延長,且刷新率或解析度可維持不變。延長的資料寫入階段P3使得每一像素實際接收的資料電壓VDATA更準確地到達其目標準位。
第12圖為本發明實施例又一像素電路120之示意圖。像素電路120之結構類似於像素電路20之結構,故功能相似的訊號或元件皆以相同符號表示。像素電路120與像素電路20之間的差異在於,像素電路120另包含有一電晶體T6,其耦接於電晶體T1及發光元件L1之間。更明確來說,電晶體T6之一端耦接於電晶體T1之汲極端,電晶體T6之另一端耦接於發光元件L1之陽極及電晶體T4。因此,電晶體T6可作為用來控制電晶體T6及發光元件L1之間的導通路徑之開關器。
關於像素電路120之波形繪示於第13圖。電晶體T6之閘極端耦接於另一條閘極線GL6,其相對應的控制訊號可在初始階段P1中關閉電晶體T6。如上
所述,初始階段P1中的穩態電流可能導致電源線及閘極線GL4上的壓降而造成電壓偏移。電晶體T6可截斷該電流路徑,進而避免從第一電源供應端流向閘極線GL4的穩態電流,電流的減少可降低顯示面板的功耗。
在此例中,電晶體T1仍可藉由接收初始電壓VINI來進行重置,且發光元件L1仍可利用電晶體T4拉低其陽極電壓來進行重置。如第12圖及第13圖所示,節點ND2的電壓代表發光元件L1之陽極電壓,即使在節點ND因電晶體T3的導通而拉高的情況下,節點ND2的電壓仍維持在低準位以避免發光元件L1在階段P1中發光。像素電路120之其它操作與第3圖及第4A~4E圖所示的像素電路20相似,在此不複述。
值得注意的是,本發明之目的在於提出一種新式的像素電路,可用來消除驅動電晶體之臨界電壓所造成的偏移。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化,而不限於此。舉例來說,在上述實施例中,像素電路中的電晶體皆為P型金氧半電晶體;但在其它實施例中,亦可使用N型金氧半電晶體(NMOS transistor)或P型與N型金氧半電晶體的組合來實現相似的結構,其中,控制訊號及初始電壓的準位可據以進行修改。在本說明書所提出的實施例中,像素電路之結構採用2個電容C1及C2,但本發明不以此為限。在另一實施例中,亦可省略電容C2,僅保留電容C1,進而實現單一電容的像素電路結構。此外,上述各實施例皆可應用於薄膜電晶體(Thin-Film Transistor,TFT)製程以實作在顯示面板之玻璃基板上,亦可應用於互補式金氧半(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)製程以實作在積體電路中。另外,本發明之像素電路可應用於各種自發光面板,其包含有機發光二極體面板、迷你發光二極體(mini-LED)面板、微型發光二極體(micro-LED)面板、及微型有機發
光二極體(micro-OLED)面板,但不限於此。
在另一實施例中,專門用來傳送初始電壓的電晶體以及用來在初始階段中截斷穩態電流的電晶體可整合於相同的像素電路,如第14圖所示。第14圖中的像素電路140包含有6個電晶體T1~T6、2個電容C1~C2、及1個發光元件L1。像素電路140之實施方式及操作方式與上述實施例相似,在此不複述。
綜上所述,本發明提出了一種顯示面板之像素電路,可用來消除像素電路所包含的驅動電晶體之臨界電壓所產生的偏移。在像素電路中,用來重置發光元件的電晶體係透過來自於一閘極線的控制訊號來進行控制,此閘極線耦接於閘極驅動裝置。對於該重置電晶體而言,其閘極端和汲極端共同耦接於閘極線,因此可透過閘極線進行放電而不是接地端或電源供應端,亦即,初始電流係透過閘極線來放電。如此一來,可節省用來佈置額外的接地線或電源線以耦接至重置電晶體的資源。在一實施例中,像素電路包含有用來接收初始電壓的額外電晶體,使得初始電壓及資料電壓可透過不同輸入端接收,使得任何操作階段皆可被延長,以提供各階段時序配置的更高彈性,進而提升顯示面板之解析度、刷新率及可靠度。在一實施例中,像素電路包含有另一電晶體,用來截斷初始階段中的電流導通路徑,進而降低穩態電流並減輕電源線及/或閘極線上產生的壓降,以改善初始操作中儲存電容所儲存之電荷量的準確度。
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。
20:像素電路T1, T2, T3, T4:電晶體C1, C2:電容L1:發光元件ELVDD, ELVSS:電源供應電壓ILED:驅動電流GL2, GL3, GL4:閘極線DL1:資料線NS, NG, ND:節點
Claims (25)
- 一種顯示面板之像素電路,包含有:一發光元件;一第一電晶體,具有一閘極端、一汲極端及一源極端;一第二電晶體,耦接於該第一電晶體之該閘極端;一第三電晶體,耦接於該第一電晶體之該源極端;以及一第四電晶體,耦接於該第一電晶體之該汲極端及該發光元件,該第四電晶體包含有:一閘極端,連接於該顯示面板上的一閘極線;一汲極端,連接於該閘極線;以及一源極端,耦接於該第一電晶體之該汲極端。
- 如請求項1所述之像素電路,另包含有:一第一電容,耦接於該第一電晶體之該閘極端及該第一電晶體之該源極端之間;以及一第二電容,耦接於該第一電晶體之該源極端及一第一電源供應端之間。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該發光元件耦接於該第一電晶體之該汲極端及一第二電源供應端之間。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該第四電晶體在一初始階段中重置該發光元件。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該第四電晶體之該閘極端連接於該第四電晶體之該汲極端。
- 如請求項1所述之像素電路,其中在一初始階段中,一放電電流通過該第四電晶體流至該閘極線。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該第二電晶體在一初始階段中傳送一初始電壓至該第一電晶體,並且在一資料寫入階段中傳送一資料電壓至該第一電晶體。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該第二電晶體傳送一資料電壓至該第一電晶體,且該像素電路另包含有:一第五電晶體,耦接於該第一電晶體之該閘極端,用來傳送一初始電壓至該第一電晶體。
- 如請求項1所述之像素電路,其中在一發光階段之後,該像素電路操作在一關閉階段,在該關閉階段中該第一電晶體不輸出任何驅動電流至該發光元件。
- 如請求項1所述之像素電路,另包含有:一第六電晶體,耦接於該第一電晶體及該發光元件之間,該第六電晶體包含有:一第一端,耦接於該第一電晶體之該汲極端;以及一第二端,耦接於該發光元件。
- 如請求項10所述之像素電路,其中該第六電晶體在一初始階段中關閉。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該顯示面板包含有複數列像素,該複數列像素在一初始階段中接收一初始電壓並接著在一資料寫入階段中接收一資料電壓以進行掃描,且在一幀期間內,該複數列像素中的一第二列像素係在該複數列像素中的一第一列像素之後進行掃描;其中,在該幀期間內,在該第一列像素接收該資料電壓之前,該第二列像素先接收該初始電壓。
- 如請求項1所述之像素電路,其中該閘極線用來連接該顯示面板上的一列像素。
- 一種顯示系統,包含有:一顯示面板,包含有複數個像素;一源極驅動裝置,具有複數個通道,其中每一通道耦接於該複數個像素中的一行像素;以及一閘極驅動裝置,耦接於該顯示面板上的複數條閘極線,該複數條閘極線中的每一閘極線耦接於該複數個像素中的一列像素;其中,該複數個像素中的每一像素具有一像素電路,其包含有:一發光元件;一第一電晶體,具有一閘極端、一汲極端及一源極端;一第二電晶體,耦接於該第一電晶體之該閘極端;一第三電晶體,耦接於該第一電晶體之該源極端;以及一第四電晶體,耦接於該第一電晶體之該汲極端及該發光元件,該第四電晶體包含有:一閘極端,連接於該複數條閘極線中的一第一閘極線;一汲極端,連接於該第一閘極線;以及一源極端,耦接於該第一電晶體之該汲極端。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該像素電路另包含有:一第一電容,耦接於該第一電晶體之該閘極端及該第一電晶體之該源極端之間;以及一第二電容,耦接於該第一電晶體之該源極端及一第一電源供應端之間。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該發光元件耦接於該第一電晶體之該汲極端及一第二電源供應端之間。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該第四電晶體在一初始階段中重置該發光元件。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該第四電晶體之該閘極端連接於該第四電晶體之該汲極端。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中在一初始階段中,一放電電流通過該第四電晶體流至該第一閘極線。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該第二電晶體在一初始階段中傳送一初始電壓至該第一電晶體,並且在一資料寫入階段中傳送一資料電壓至該第一電晶體。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該第二電晶體傳送一資料電壓至該第一電晶體,且該像素電路另包含有:一第五電晶體,耦接於該第一電晶體之該閘極端,用來傳送一初始電壓至該第一電晶體。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中在一發光階段之後,該像素電路操作在一關閉階段,在該關閉階段中該第一電晶體不輸出任何驅動電流至該發光元件。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該像素電路另包含有:一第六電晶體,耦接於該第一電晶體及該發光元件之間,該第六電晶體包含有:一第一端,耦接於該第一電晶體之該汲極端;以及一第二端,耦接於該發光元件。
- 如請求項23所述之顯示系統,其中該第六電晶體在一初始階段中關閉。
- 如請求項14所述之顯示系統,其中該複數個像素包含有複數列像素,該複數列像素在一初始階段中接收一初始電壓並接著在一資料寫入階段中接收一資料電壓以進行掃描,且在一幀期間內,該複數列像素中的一第二列像素係在該複數列像素中的一第一列像素之後進行掃描;其中,在該幀期間內,在該第一列像素接收該資料電壓之前,該第二列像素先接收該初始電壓。
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