专利名称：主动式有机发光二极管像素电路及其操作方法
技术领域：
一种有机发光二极管像素电路及其操作方法，特别是一种主动式有机发光二极管像素电路及其操作方法。
背景技术：
随着光电技术与半导体技术的进步，平面显示器已广泛被应用在许多电子装置上，如移动电话、笔记型电脑或平板电脑。其中主动式有机发光二极管(active-matrixorganic light-emitting diode, AM0LED)显示器又因其具有广视角、高对比、高反应速度的优点，而被视为取代传统液晶显示器的最佳显示面板。主动式有机发光二极管显示器由主动式有机发光二极管像素电路以矩阵方式排列而成。有机发光二极管像素电路主要包含电容器、驱动晶体管以及有机发光二极管，电容器用以储存信号电压，并提供此信号电压给驱动晶体管，而驱动晶体管依据信号电压提供驱动电流给有机发光二极管，使有机发光二极管发光。然而，有机发光二极管会受长时间驱动以及外在环境的影响而逐渐劣化，使其临界电压偏移增加，并导致驱动晶体管提供的驱动电流衰减，造成有机发光二极管发光亮度的衰减及不稳定。而当有机发光二极管的亮度不稳定，则会造成主动式有机发光二极管显示器颜色不均并进一步影响其画面品质。因此，为追求稳定且良好的主动式有机发光二极管显示器品质，上述缺点有迫切的需要被改进。
发明内容
本发明的一技术方案为一种主动式有机发光二极管像素电路，应用此电路可避免因有机发光二极管的临界电压的偏移增加而导致的有机发光二极管发光亮度衰减。依据本发明的一实施例，主动式有机发光二极管像素电路包括有机发光二极管、驱动电路、切换电路以及电容器。有机发光二极管连接第一电源。驱动电路连接有机发光二极管。切换电路连接驱动电路、有机发光二极管以及信号输入端，其中驱动电路直接连接第二电源，或透过切换电路电性连接第二电源。电容器的第一端与第二端连接于切换电路的内部。在充电状态时，切换电路将电容器的第一端电性连接至信号输入端，并将电容器的第二端电性连接第一电源，或切换电路将电容器的第一端电性连接第二电源，且将电容器的第二端电性连接信号输入端。在补偿状态时，切换电路将电容器的第一端电性连接信号输入端，并将电容器的第二端电性连接有机发光二极管的阳极，或切换电路将电容器的第一端电性连接有机发光二极管的阳极，并将电容器的第二端电性连接信号输入端。在发光状态时，切换电路将电容器的第一端电性连接驱动电路，并将电容器的第二端电性连接驱动电路以及有机发光二极管的阳极。依据本发明的一实施例，当驱动电路直接连接第二电源时，驱动电路为第一晶体管，第一晶体管的第一源/漏极连接有机发光二极管的阳极且第一晶体管的第二源/漏极连接第二电源。
依据本发明的一实施例，切换电路包括第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管以及第五晶体管。第二晶体管的第一源/漏极连接电容器的第一端，且第二晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的栅极。第三晶体管的第一源/漏极连接电容器的第一端以及第二晶体管的第一源/漏极，第三晶体管的第二源/漏极连接信号输入端。第四晶体管的第一源/漏极连接电容器的第二端，第四晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的第一源/漏极以及有机发光二极管的阳极。第五晶体管的第一源/漏极连接电容器的第二端以及第四晶体管的第一源/漏极，第五晶体管的第二源/漏极连接第一电源。依据本发明的一实施例，第一至第五晶体管皆为N型晶体管。依据本发明的一实施例，第二晶体管的栅极连接第一选择线。第三晶体管的栅极连接第二选择线。第四晶体管的栅极连接第三选择线。第五晶体管的栅极连接第四选择线。依据本发明的一实施例，第一、第三、第四晶体管为N型晶体管，第二、第五晶体管为P型晶体管。依据本发明的一实施例，第二晶体管与第三晶体管的栅极连接第一选择线，且第
四、第五晶体管的栅极连接第二选择线。依据本发明的一实施例，当驱动电路透过切换电路电性连接第二电源时，驱动电路为第一晶体管，第一晶体管的第一源/漏极连接有机发光二极管的阳极，且第一晶体管的第二源/漏极连接切换电路。依据本发明的一实施例，切换电路包括第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管以及第七晶体管。第二晶体管的第一源/漏极连接第一晶体管的第二源/漏极，且第二晶体管的第二源/漏极连接第二电源。第三晶体管的第一源/漏极连接第二晶体管的第一源/漏极以及第一晶体管的第二源/漏极，且第三晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的栅极。第四晶体管的第一源/漏极连接第三晶体管的第二源/漏极以及第一晶体管的栅极，且第四晶体管的第二源/漏极连接电容器的第一端。第五晶体管的第一源/漏极连接第四晶体管的第二源/漏极以及电容器的第一端，且第五晶体管的第二源/漏极连接有机发光二极管的阳极以及第一晶体管的第一源/漏极。第六晶体管的第一源/漏极连接电容器的第二端，且第六晶体管的第二源/漏极连接信号输入端。第七晶体管的第一源/漏极连接第六晶体管的第一源/漏极以及电容器的第二端，且第七晶体管的第二源/漏极连接第五晶体管的第二源/漏极、有机发光二极管的阳极以及第一晶体管的第一源/漏极。依据本发明的一实施例，第一至第七晶体管皆为N型晶体管。依据本发明的一实施例，第二、第四晶体管的栅极连接第一选择线。第三、第六晶体管的栅极连接第二选择线。第五晶体管的栅极连接第三选择线。第七晶体管的栅极连接第四选择线。依据本发明的一实施例，第一、第二、第三、第四、第六晶体管为N型晶体管，且第
五、第七晶体管为P型晶体管。依据本发明的一实施例，第二、第四、第五晶体管的栅极连接第一选择线，且第三、第六、第七晶体管的栅极连接第二选择线。本发明的另一技术方案是一种应用在主动式有机发光二极管像素电路的操作方法，可使主动式有机发光二极管像素电路在长时间驱动后，发光效率不因有机发光二极管的临界电压的偏移上升而衰减。依据本发明的一实施例，主动式有机发光二极管像素电路的操作方法，其中主动式有机发光二极管像素电路包括有机发光二极管、驱动电路、切换电路以及电容器。有机发光二极管连接第一电源。驱动电路直接连接第二电源或透过切换电路电性连接第二电源。切换电路连接信号输入端。电容器连接于切换电路的中。且主动式有机发光二极管像素电路的操作方法的步骤包括(a)当充电状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接至信号输入端，并将电容器的第二端电性连接第一电源，或控制切换电路将电容器的第一端电性连接第二电源，且将电容器的第二端电性连接信号输入端。(b)当补偿状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接信号输入端，并将电容器的第二端电性连接有机发光二极管的阳极，或控制切换电路将电容器的第一端电性连接有机发光二极管的阳极，并将电容器的第二端电性连接信号输入端。(C)当发光状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接驱动电路，并将电容器的第二端电性连接驱动电路以及有机发光二极管的阳极。依据本发明的一实施例，当驱动电路直接连接第二电源时驱动电路为第一晶体管，第一晶体管的第一源/漏极连接有机发光二极管的阳极且第一晶体管的第二源/漏极连接第二电源。切换电路包括第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管以及第五晶体管。第二晶体管的第一源/漏极连接电容器的第一端以及第三晶体管的第一源/漏极，且第二晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的栅极。第三晶体管的第二源/漏极连接信号输入端。第四晶体管的第一源/漏极连接电容器的第二端以及第五晶体管的第一源/漏极。第四晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的第一源/漏极以及有机发光二极管的阳极。第五晶体管的第二源/漏极连接第一电源。且步骤(a)包括导通第三、第五晶体管，且断路第二、第四晶体管，使电容器第一端的电压为信号输入端的电压，并使电容器第二端的电压为第一电源的电压。依据本发明的一实施例，步骤(b)包括导通第三、第四晶体管，且断路第二、第五晶体管，使电容器经由有机发光二极管放电，直到有机发光二极管无电流通过。依据本发明的一实施例，步骤(C)包括导通第二、第四晶体管，且断路第三、第五晶体管，使第一晶体管根据电容器两端的电位差驱动有机发光二极管。依据本发明的一实施例，当驱动电路透过切换电路电性连接第一电源时驱动电路为第一晶体管，第一晶体管的第一源/漏极连接有机发光二极管的阳极。切换电路包括第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管以及第七晶体管。第二晶体管的第一源/漏极连接第一晶体管的第二源/漏极以及第三晶体管的第一源/漏极，且第二晶体管的第二源/漏极连接第二电源。第三晶体管的第二源/漏极连接第一晶体管的栅极以及第四晶体管的第一源/漏极，且第四晶体管的第二源/漏极连接电容器的第一端以及第五晶体管的第一源/漏极。第五晶体管的第二源/漏极连接有机发光二极管的阳极、第一晶体管的第一源/漏极以及第七晶体管的第二源/漏极。第六晶体管的第一源/漏极连接电容器的第二端以及第七晶体管的第一源/漏极，且第六晶体管的第二源/漏极连接信号输入端。且步骤(a)包括导通第二、第三、第四、第六晶体管，并断路第五、第七晶体管，使电容器第一端的电压为第二电源的电压，并使电容器第二端的电压为信号输入端的电压。依据本发明的一实施例，步骤(b)包括导通第三、第五、第六晶体管，且断路第二、第四、第七晶体管，使电容器经由有机发光二极管放电，直到有机发光二极管无电流通过。依据本发明的一实施例，步骤(C)包括导通第二、第四、第七晶体管，且断路第三、第五、第六晶体管，使第一晶体管根据电容器两端的电位差驱动有机发光二极管。总结来说，应用上述实施例的电路架构和操作方式，可通过控制切换电路，使得电容器在充电、补偿状态中分别连接第一、第二电源、信号输入端以及有机发光二极管的阳极，并在发光状态时，以电容器两端的电位差操作驱动电路，使驱动电路提供的驱动电流随有机发光二极管的临界电压偏移增加而增大。如此一来，长时间操作而导致的有机发光二极管发光亮度衰减的问题可被避免，因发光亮度衰减造成的主动式有机发光二极管显示器颜色不均也随的解决，而主动式有机发光二极管显示器的品质也能有效提升。
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下图1为依据本发明第一实施例中主动式有机发光二极管像素电路所绘的电路图；图2是根据本发明第一实施例的选择线的时序图；图3是根据图1的主动式有机发光二极管像素电路在充电状态时所绘的等效电路；图4是根据图1的主动式有机发光二极管像素电路在补偿状态时所绘的等效电路；图5是根据图1或图8的主动式有机发光二极管像素电路在发光状态时所绘的等效电路；图6为依据本发明第二实施例中主动式有机发光二极管像素电路所绘的电路图；图7是根据本发明第二实施例的选择线的时序图；图8为依据本发明第三实施例中主动式有机发光二极管像素电路所绘的电路图；图9是根据本发明第三实施例的选择线的时序图；图10是根据图8的主动式有机发光二极管像素电路在充电状态时所绘的等效电路；图11是根据图8的主动式有机发光二极管像素电路在补偿状态时所绘的等效电路；图12为依据本发明第四实施例中主动式有机发光二极管像素电路所绘的电路图；图13是根据本发明第四实施例的选择线的时序图。主要元件符号说明10 :第一电源110 :主动式有机发光二极管11 :第一源/漏极 120 :驱动电路
12第二源/漏极130:切换电路
20第二电源140电容器
21第一源/漏极141:弟觸
22第二源/漏极142:第二端
30信号输入端Tl :第一晶体管
31第一源/漏极T2第二晶体管
32第二源/漏极T3第三晶体管
41第一源/漏极T4第四晶体管
42第二源/漏极T5第五晶体管
51第一源/漏极T6第六晶体管
52第二源/漏极T7第七晶体管
61第一源/漏极SI第一选择线
62第二源/漏极S2第二选择线
71第一源/漏极S3第三选择线
72第二源/漏极S4第四选择线
100:主动式有机发光二极管像素电路
具体实施例方式
以下将以附图及详细叙述清楚说明本发明的精神，任何所属技术领域中具有通常知识者在了解本发明的较佳实施例后，当可由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。本文中所使用的“连接”，若说明书中无特别指明，其可为直接连接或间接连接，亦即一端与另一端连接，可透过或不透过中介物。相对地，本文中所使用的“直接连接”，意指一端与另一端不透过中介物连接。此外，本文中所使用的“电性连接”，意指一端与另一端间可传递电性信号。本文中所使用的“第一源/漏极”与“第二源/漏极”意指晶体管的源极或漏极，当“第一源/漏极”为源极时“第二源/漏极”即为漏极，且当“第一源/漏极”为漏极时“第二源/漏极”即为源极。传统上的主动式有机发光二极管像素电路，会因为发光二极管在长时间使用后其临界电压的偏移量增加，而导致驱动电流降低，并造成有机发光二极管的发光亮度衰减，使得主动式有机发光二极管显示器的画面品质变差。由此的故，若能透过控制主动式有机发光二极管像素电路中的切换电路，使电容两端的电位差随有机发光二极管的临界电压的偏移增加而增大，则可利用电容控制驱动电路，使驱动电路产生相应于临界电压的驱动电流。当有机发光二极管的临界电压的偏移量因长时间使用而增加时，驱动电流也随的提升，以保持有机发光二极管的发光亮度。图1为依据本发明第一实施例中主动式有机发光二极管像素电路100所绘的电路图。主动式有机发光二极管像素电路100包括有机发光二极管110、驱动电路120、切换电路130以及电容器140。有机发光二极管110连接第一电源10。驱动电路120连接有机发光二极管110，且直接连接第二电源20。切换电路130连接驱动电路120、有机发光二极管110、第一电源10以及信号输入端30。电容器140的第一端141与第二端142连接于切换电路130的内部。此处，第二电源20的电压Vdd高于第一电源10的电压Vss。在第一实施例中，驱动电路120可为第一晶体管Tl，其第一源/漏极11连结有机发光二极管110的阳极，且第一晶体管的第二源/漏极12直接连结第二电源20。切换电路130则包括第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4以及第五晶体管T5。第二晶体管T2的第一源/漏极21连接电容器140的第一端141，且第二晶体管T2的第二源/漏极22连接第一晶体管Tl的栅极。第三晶体管T3的第一源/漏极31连接电容器140的第一端141以及第二晶体管T2的第一源/漏极21，第三晶体管T3的第二源/漏极32连接信号输入端30。第四晶体管T4的第一源/漏极41连接电容器140的第二端142，第四晶体管T4的第二源/漏极42连接第一晶体管Tl的第一源/漏极11以及有机发光二极管110的阳极。第五晶体管T5的第一源/漏极51连接电容器140的第二端142以及第四晶体管T4的第一源/漏极41，第五晶体管T5的第二源/漏极52连接第一电源10。上述第一至第五晶体管T1、T2、T3、T4、T5皆为N型晶体管，其中第二晶体管Τ2的栅极连接第一选择线SI，第三晶体管Τ3的栅极连接第二选择线S2，第四晶体管Τ4的栅极连接第三选择线S3，第五晶体管Τ5的栅极连接第四选择线S4。图2为本发明第一实施例中的第一至第四选择线S 1、S2、S3、S4的时序图。根据图2，主动式有机发光二极管像素电路100的操作方法如下在充电状态(a)时，控制第二、第四选择线S2、S4为高电压准位以导通第三、第五晶体管T3、T5，且控制第一、第三选择线S1、S3为低电压准位以断路第二、第四晶体管T2、T4，使电容器140的第一端141电性连接至信号输入端30，并使电容器140的第二端142电性连接第一电源10，等效电路如图3所示。此时，电容器140被信号输入端30充电，使电容器140的第一端141的电压Vel为信号输入端30的电压Vdata,且使电容器140的第二端142的电压Ve2为第一电源10的电压Vss。亦即Vcl = VdataVc2 = Vss在补偿状态(b)时，控制第二、第三选择线S2、S3为高电压准位以导通第三、第四晶体管T3、T4，且控制第一、第四选择线S1、S4为低电压准位以断路第二、第五晶体管T2、T5，使电容器140的第一端141电性连接至信号输入端30，并使电容器140的第二端142电性连接第一电源10，等效电路如图4所示。此时，电容器140经由有机发光二极管110放电，直到有机发光二极管110无电流通过，而使得电容器140的第二端Ve2的电压为有机发光二极管110的临界电压Vth。16(1与第一电源10的电压Vss的和，且电容器140的第一端141的电压Vca保持为信号输入端30的电压Vdata。亦即Vcl = VdataVc2 = Vtholed+Vss而电容器140 两端的电位差为 Vel-Ve2 = Vdata-Vth oled-Vss在发光状态(C)时，控制第一、第三选择线S1、S3为高电压准位以导通第二、第四晶体管T2、T4，且控制第二、第四选择线S2、S4为低电压准位以断路第三、第五晶体管T3、T5，使电容器140的第一端141电性连接至第一晶体管Tl的栅极，并使电容器140的第二端142电性连接至第一晶体管Tl的第一源/漏极11以及有机发光二极管110的阳极，等效电路如图5所示。此时，第一晶体管Tl根据电容器140两端的电位差产生驱动电流I&d，以驱动有机发光二极管110。驱动电流Itjled可依此公式计算Ioled = K(Vgs-Vth m) ~2其中Vgs即为电容器140两端的电位差。亦即Vgs = Vcl-Vc2 = Vdata-Vtholed-Vss因此，进一步可得知I0Ied — K (Vdata-Vtholed-Vss-VthTFT) 2在上式中，K为常数，而Vth TFT为第一晶体管Tl的临界电压。是以由此可知，通过以上切换电路130的操作，可使驱动电流Itjled随着有机发光二极管110的临界电压Vth。⑷偏移增加而增大。是以，长时间驱动有机发光二极管110所导致的发光亮度衰减即可由此获得补偿。图6为依据本发明第二实施例中主动式有机发光二极管像素电路100所绘的电路图。在第二实施例中，主动式有机发光二极管像素电路100的架构与第一实施例相仿，故相同部分此不赘述。而两者的差异之处在于，在第二实施例中，第一、第三、第四晶体管为N型晶体管，第二、第五晶体管为P型晶体管，其中第二、第三晶体管T2、T3的栅极连接第一选择线SI，且第四、第五晶体管Τ4、Τ5的栅极连接第二选择线S2。透过上述的置换，第二实施例较第一实施例减少两条选择线，如此可降低系统的复杂度，以利于本发明实施例的实现。图7为本发明第二实施例中的第一及第二选择线S1、S2的时序图。根据图7，主动式有机发光二极管像素电路100的操作方法如下在充电状态(a)时，控制第一选择线SI为高电压准位以导通第三晶体T3且断路第二晶体管T2。控制第二选择线S2为低电压准位以断路第四晶体管T4且导通第五晶体管T5，使电容器140的第一端141电性连接至信号输入端30，并使电容器140的第二端142电性连接第一电源10，等效电路如图3所示。此时，电容器140的充电方式与第一实施例相同，故在此不赘述。在补偿状态(b)时，控制第一选择线SI为高电压准位以导通第三晶体T3且断路第二晶体管T2。控制第二选择线S2为高电压准位以断路第五晶体管T5且导通第四晶体管T4，使电容器140的第一端141电性连接至信号输入端30，并使电容器140的第二端142电性连接第一电源10，等效电路如图4所示。此时，电容器140经由有机发光二极管110的放电方式与第一实施例相同，故在此不赘述。在发光状态(C)时，控制第二选择线S2为高电压准位以断路第五晶体管T5且导通第四晶体管T4。控制第一选择线SI为低电压准位以断路第三晶体管T3且导通第二晶体管T2，则能使电容器140的第一端141电性连接至第一晶体管Tl的栅极，并将电容器140的第二端142电性连接至第一晶体管Tl的第一源/漏极11以及有机发光二极管110的阳极，等效电路如图5所示。此时，第一晶体管Tl根据电容器140两端的电位差以驱动有机发光二极管110的方式与第一实施例相同，故在此不赘述。上述的第一、第二实施例的说明，旨在提供五颗晶体管的像素电路与操作方法，以使有机发光二极管110在长时间驱动所导致的发光亮度衰减能获得补偿。而为使本发明的实施例叙述更加完整，以下更提供七颗晶体管的像素电路与操作方法的实施例。
图8为依据本发明第三实施例中主动式有机发光二极管像素电路100所绘的电路图。在第三实施例中，主动式有机发光二极管像素电路100包括有机发光二极管110、驱动电路120、切换电路130以及电容器140。有机发光二极管110连接第一电源10。驱动电路120连接有机发光二极管110，且透过切换电路130连接第二电源20。切换电路130连接驱动电路120、有机发光二极管110、第二电源20以及信号输入端30。电容器140的第一端141与第二端142连接于切换电路130的内部。此处，第二电源20的电压Vdd高于第一电源10的电压Vss。在第三实施例中，驱动电路120为第一晶体管Tl，第一晶体管Tl的第一源/漏极11连接有机发光二极管Iio的阳极，第一晶体管的第二源/漏极12连接切换电路130。切换电路130包括第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5、第六晶体管T6以及第七晶体管T7。第二晶体管T2的第一源/漏极21连接第一晶体管Tl的第二源/漏极12，且第二晶体管T2的第二源/漏极22连接第二电源20。第三晶体管T3的第一源/漏极31连接第二晶体管T2的第一源/漏极21以及第一晶体管Tl的第二源/漏极12，且第三晶体管T3的第二源/漏极32连接第一晶体管Tl的栅极。第四晶体管T4的第一源/漏极41连接第三晶体管T3的第二源/漏极32以及第一晶体管Tl的栅极，且第四晶体管T4的第二源/漏极42连接电容器140的第一端141。第五晶体管T5的第一源/漏极51连接第四晶体管T4的第二源/漏极42以及电容器140的第一端141，且第五晶体管T5的第二源/漏极52连接有机发光二极管110的阳极以及第一晶体管Tl的第一源/漏极11。第六晶体管T6的第一源/漏极61连接电容器140的第二端142，且第六晶体管T6的第二源/漏极62连接信号输入端30。第七晶体管T7的第一源/漏极71连接第六晶体管T6的第一源/漏极61以及电容器140的第二端142，且第七晶体管T7的第二源/漏极72连接第五晶体管T5的第二源/漏极52、有机发光二极管110的阳极以及第一晶体管Tl的第一源/漏极11。上述第一至第七晶体管T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7皆为N型晶体管，其中第二、第四晶体管Τ2、Τ4的栅极连接第一选择线SI。第三、第六晶体管Τ3、Τ6的栅极连接第二选择线S2。第五晶体管Τ5的栅极连接第三选择线S3。第七晶体管Τ7的栅极连接第四选择线S4。图9为本发明第三实施例中的第一至第四选择线S1、S2、S3、S4的时序图。根据图9，主动式有机发光二极管像素电路100的操作方法如下在充电状态(a)时，控制第一、第二选择线S1、S2为高电压准位以导通第二、第三、第四、第六晶体管T2、T3、T4、T6，且控制第三、第四选择线S3、S4为低电压准位以断路第五、第七晶体管T5、T7，使电容器140的第一端141电性连接至第二电源20，并使电容器140的第二端142电性连接信号输入端30，等效电路如图10所示。此时，电容器140被充电，其第一端141的电压Vel为第二电源20的电压Vdd,电容器140的第二端142的电压Ve2为信号输入端30的电压Vdata。亦即Vcl = VddVc2 = Vdata在补偿状态(b)时，控制第二、第三选择线S2、S3为高电压准位以导通第三、第五、第六晶体管T3、T5、T6，且控制第一、第四选择线S1、S4为低电压准位以断路第二、第四、第七晶体管T2、T4、T7，使电容器140的第一端141电性连接至有机发光二极管110的阳极，并保持电容器140的第二端142电性连接信号输入端30，等效电路如图11所示。此时，电容器140经由有机发光二极管110放电，直到有机发光二极管110无电流通过，而使得电容器140的第一端141的电压Vel为有机发光二极管110的临界电压Vtl^led与第一电源的电压Vss的和，且电容器140的第二端142的电压Ve2保持为信号输入端30的电压Vdata。亦即Vcl = Vtholed+VssVc2 = Vdata电容两端的电位差为Vel-Ve2 = vth oled+vss-vdata在发光状态(c)时，控制第一、第四选择线S1、S4为高电压准位以导通第二、第四、第七晶体管T2、T4、T7，且控制第二、第三选择线S2、S3为低电压准位以断路第三、第五、第六晶体管T3、T5、T6，使电容器140的第一端141电性连接至第一晶体管Tl的栅极，并使电容器140的第二端142电性连接至第一晶体管的第一源/漏极11以及有机发光二极管110的阳极，等效电路如图5所示。此时，第一晶体管Tl根据电容器140两端的电位差产生驱动电流I&d，以驱动有机发光二极管110。驱动电流1-d可依此公式计算I0Ied = K(Vgs-Vth m) ~2其中Vgs即为电容器140两端的电位差。亦即 Vgs = Vcl-Vc2 = Vth oled+Vss - Vdata因此，进一步可得知I0Ied — K (Vth oled+Vss - Vdata-Vth TFT) 2在上式中，K为常数，而Vth TFT为第一晶体管Tl的临界电压。是以由此可知，通过以上切换电路130的操作，可使驱动电流Itjled随着有机发光二极管110的临界电压Vth。⑷偏移增加而增大。是以，长时间驱动有机发光二极管110所导致的发光亮度衰减即可由此获得补偿。图12为依据本发明第四实施例中主动式有机发光二极管像素电路100所绘的电路图。在第四实施例中，主动式有机发光二极管像素电路100的架构与第三实施例相仿，故相同之处此不赘述。两者的相异之处在于，在第四实施例中，第一、第二、第三、第四、第六晶体管为N型晶体管，且第五、第七晶体管为P型晶体管，其中第二、第四、第五晶体管T2、T4、Τ5的栅极连接第一选择线SI，第三、第六、第七晶体管Τ3、Τ6、Τ7的栅极连接第二选择线S2。透过上述的置换，第四实施例较第三实施例减少两条选择线，如此可降低系统的复杂度，以利于本发明实施例的实现。图13为本发明第四实施例中的选择线S1、S2的时序图。根据图13，主动式有机发光二极管像素电路100的操作方法如下在充电状态(a)时，控制第一、第二选择线S1、S2为高电压准位以导通第二、第三、第四、第六晶体管T2、T3、T4、T6，使电容器140的第一端141电性连接至第二电源20，并使电容器140的第二端142电性连接信号输入端30，等效电路如图10所示。此时，电容器140的充电方式与第三实施例相同，故在此不赘述。在补偿状态(b)时，控制第二选择线S2为高电压准位以导通第三、第六晶体管Τ3、T6且断路第七晶体管。控制第一选择线S I为低电压准位以断路第二、第四晶体管T2、T4且导通第五晶体管Τ5，使电容器140的第一端141电性连接至有机发光二极管110的阳极，并保持电容器140的第二端142电性连接信号输入端30，等效电路如图11所示。此时，电容器140经由有机发光二极管110的放电方式与第三实施例相同，故在此不赘述。在发光状态(c)时，控制第一选择线SI为高电压准位以导通第二、第四晶体管T2、T4且断路第五晶体管T5。控制第二选择线S2为低电压准位以断路第三、第六晶体管T3、T6且导通第七晶体管Τ7，使电容器140的第一端141电性连接至第一晶体管Tl的栅极，并使电容器140的第二端142电性连接至第一晶体管Tl的第一源/漏极11以及有机发光二极管110的阳极，等效电路如图5所示。此时，第一晶体管Tl根据电容器140两端的电位差以驱动有机发光二极管110的方式与第三实施例相同，故在此不赘述。综上所述，本发明的实施例提供一种主动式有机发光二极管像素电路，其包括有机发光二极管、驱动电路、切换电路以及电容器。有机发光二极管连接第一电源。驱动电路连接有机发光二极管。切换电路连接驱动电路、有机发光二极管以及信号输入端，其中驱动电路直接连接第二电源，或透过切换电路电性连接第二电源。电容器的第一端与第二端连接于切换电路的内部。另一方面，主动式有机发光二极管像素电路的操作方法的步骤包括(a)当充电状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接至信号输入端，并将电容器的第二端电性连接第一电源，或控制切换电路将电容器的第一端电性连接第二电源，且将电容器的第二端电性连接信号输入端。(b )当补偿状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接信号输入端，并将电容器的第二端电性连接有机发光二极管的阳极，或控制切换电路将电容器的第一端电性连接有机发光二极管的阳极，并将电容器的第二端电性连接信号输入端。(C)当发光状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接驱动电路，并将电容器的第二端电性连接驱动电路以及有机发光二极管的阳极。透过以上所提出的像素电路与操作方法，有机发光二极管像素电路在长时间驱动后所导致的发光衰减可被补偿，如此可确保主动式有机发光二极管显示器的稳定，并更进一步提升主动式有机发光二极管显示器的品质。虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，包括一有机发光二极管，连接一第一电源；一驱动电路，连接该有机发光二极管；一切换电路，连接该驱动电路、该有机发光二极管以及一信号输入端，其中该驱动电路直接连接一第二电源，或透过该切换电路电性连接该第二电源；以及一电容器，其中该电容器的一第一端与一第二端连接于该切换电路的一内部；其中，在一充电状态时，该切换电路将该电容器的该第一端电性连接至该信号输入端，并将该电容器的该第二端电性连接该第一电源，或该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该第二电源，且将该电容器的该第二端电性连接该信号输入端；其中，在一补偿状态时，该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该信号输入端，并将该电容器的该第二端电性连接该有机发光二极管的一阳极，或该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该有机发光二极管的该阳极，并将该电容器的该第二端电性连接该信号输入端；且其中，在一发光状态时，该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该驱动电路，并将该电容器的该第二端电性连接该驱动电路以及该有机发光二极管的该阳极。
2.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，当该驱动电路直接连接该第二电源时，该驱动电路为一第一晶体管，该第一晶体管的一第一源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极且该第一晶体管的一第二源/漏极连接该第二电源。
3.根据权利要求2所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该切换电路包括一第二晶体管，其中该第二晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第一端，且该第二晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的一栅极；一第三晶体管，其中该第三晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第一端以及该第二晶体管的该第一源/漏极，该第三晶体管的一第二源/漏极连接该信号输入端；一第四晶体管，其中该第四晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第二端，该第四晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的该第一源/漏极以及该有机发光二极管的该阳极；以及一第五晶体管，其中该第五晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第二端以及该第四晶体管的该第一源/漏极，该第五晶体管的一第二源/漏极连接该第一电源。
4.根据权利要求3所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该第一至第五晶体管皆为N型晶体管。
5.根据权利要求4所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于该第二晶体管的一栅极连接一第一选择线；该第三晶体管的一栅极连接一第二选择线；该第四晶体管的一栅极连接一第三选择线；且该第五晶体管的一栅极连接一第四选择线。
6.根据权利要求3所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该第一、第三、第四晶体管为N型晶体管，该第二、第五晶体管为P型晶体管。
7.根据权利要求6所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于该第二、第三晶体管的栅极连接一第一选择线；且该第四、第五晶体管的栅极连接一第二选择线。
8.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，当该驱动电路透过该切换电路电性连接该第二电源时，该驱动电路为一第一晶体管，该第一晶体管的一第一源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极，且该第一晶体管的一第二源/漏极连接该切换电路。
9.根据权利要求8所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该切换电路包括一第二晶体管，其中该第二晶体管的一第一源/漏极连接该第一晶体管的该第二源/漏极，该第二晶体管的一第二源/漏极连接该第二电源；一第三晶体管，其中该第三晶体管的一第一源/漏极连接该第二晶体管的该第一源/漏极以及该第一晶体管的该第二源/漏极，该第三晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的一栅极；一第四晶体管，其中该第四晶体管的一第一源/漏极连接该第三晶体管的该第二源/漏极以及该第一晶体管的该栅极，该第四晶体管的一第二源/漏极连接该电容器的该第一端;一第五晶体管，其中该第五晶体管的一第一源/漏极连接该第四晶体管的该第二源/漏极以及该电容器的该第一端，该第五晶体管的一第二源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极以及该第一晶体管的该第一源/漏极；一第六晶体管，其中该第六晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第二端，该第六晶体管的一第二源/漏极连接该信号输入端；以及一第七晶体管，其中该第七晶体管的一第一源/漏极连接该第六晶体管的该第一源/漏极以及该电容器的该第二端，该第七晶体管的一第二源/漏极连接该第五晶体管的该第二源/漏极、该有机发光二极管的该阳极以及该第一晶体管的该第一源/漏极。
10.根据权利要求9所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该第一至第七晶体管皆为N型晶体管。
11.根据权利要求10所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于该第二、第四晶体管的栅极连接一第一选择线；该第三、第六晶体管的栅极连接一第二选择线；该第五晶体管的栅极连接一第三选择线；且该第七晶体管的栅极连接一第四选择线。
12.根据权利要求9所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于，该第一、第二、第三、第四、第六晶体管为N型晶体管，且该第五、第七晶体管为P型晶体管。
13.根据权利要求12所述的主动式有机发光二极管像素电路，其特征在于该第二、第四、第五晶体管的栅极连接一第一选择线；且该第三、第六、第七晶体管的栅极连接一第二选择线。
14.一种应用在主动式有机发光二极管像素电路的操作方法，其特征在于，该主动式有机发光二极管像素电路包括一有机发光二极管、一驱动电路、一切换电路以及一电容器，该有机发光二极管连接一第一电源，该驱动电路直接连接一第二电源或透过该切换电路电性连接该第二电源，该切换电路连接一信号输入端，该电容器连接于该切换电路的中，且该主动式有机发光二极管像素电路的操作方法的步骤包括(a)当充电状态时，控制该切换电路将该电容器的一第一端电性连接至该信号输入端，并将该电容器的一第二端电性连接该第一电源，或控制该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该第二电源，且将该电容器的该第二端电性连接该信号输入端；(b)当补偿状态时，控制该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该信号输入端，并将该电容器的该第二端电性连接该有机发光二极管的一阳极，或控制该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该有机发光二极管的该阳极，并将该电容器的该第二端电性连接该信号输入端；(c)当发光状态时，控制该切换电路将该电容器的该第一端电性连接该驱动电路，并将该电容器的该第二端电性连接该驱动电路以及该有机发光二极管的该阳极。
15.根据权利要求14所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，当该驱动电路直接连接该第二电源时该驱动电路为一第一晶体管，该第一晶体管的一第一源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极且该第一晶体管的一第二源/漏极连接该第二电源；该切换电路包括一第二晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管以及一第五晶体管，该第二晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第一端以及该第三晶体管的一第一源/漏极，且该第二晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的一栅极，该第三晶体管的一第二源/漏极连接该信号输入端，该第四晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第二端以及该第五晶体管的一第一源/漏极，该第四晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的该第一源/漏极以及该有机发光二极管的该阳极，该第五晶体管的一第二源/漏极连接该第一电源。且其中步骤(a)包括导通该第三、第五晶体管，且断路该第二、第四晶体管，使该电容器的该第一端的电压为该信号输入端的电压，并使该电容器的该第二端的电压为该第一电源的电压。
16.根据权利要求15所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，步骤(b)包括导通该第三、第四晶体管，且断路该第二、第五晶体管，使该电容器经由该有机发光二极管放电，直到该有机发光二极管无电流通过。
17.根据权利要求16所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，步骤(C)包括导通该第二、第四晶体管，且断路该第三、第五晶体管，使该第一晶体管根据该电容器两端的电位差驱动该有机发光二极管。
18.根据权利要求14所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，当该驱动电路透过该切换电路电性连接该第一电源时该驱动电路为一第一晶体管，该第一晶体管的一第一源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极；该切换电路包括一第二晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管、一第五晶体管、一第六晶体管以及一第七晶体管，其特征在于，该第二晶体管的一第一源/漏极连接该第一晶体管的一第二源/漏极以及该第三晶体管的一第一源/漏极，该第二晶体管的一第二源/漏极连接该第二电源，该第三晶体管的一第二源/漏极连接该第一晶体管的一栅极以及该第四晶体管的一第一源/漏极，该第四晶体管的一第二源/漏极连接该电容器的一第一端以及该第五晶体管的一第一源/漏极，该第五晶体管的一第二源/漏极连接该有机发光二极管的该阳极、该第一晶体管的该第一源/漏极以及该第七晶体管的一第二源/漏极，该第六晶体管的一第一源/漏极连接该电容器的该第二端以及该第七晶体管的一第一源/漏极，该第六晶体管的一第二源/漏极连接该信号输入端；且其中步骤(a)包括导通该第二、第三、第四、第六晶体管，并断路该第五、第七晶体管，使该电容器的该第一端的电压为该第二电源的电压，并使该电容器的该第二端的电压为该信号输入端的电压。
19.根据权利要求18所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，步骤(b)包括导通该第三、第五、第六晶体管，且断路该第二、第四、第七晶体管，使该电容器经由该有机发光二极管放电，直到该有机发光二极管无电流通过。
20.根据权利要求19所述的主动式有机发光二极管像素电路操作方法，其特征在于，步骤(C)包括导通该第二、第四、第七晶体管，且断路该第三、第五、第六晶体管，使该第一晶体管根据该电容器两端的电位差驱动该有机发光二极管。
全文摘要
本发明提供一种主动式有机发光二极管像素电路及其操作方法。主动式有机发光二极管像素电路包括有机发光二极管、驱动电路、切换电路以及电容器。在充电状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接至信号输入端，并将电容器的第二端电性连接第一电源。在补偿状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接信号输入端，并将电容器的第二端电性连接有机发光二极管的阳极。且在发光状态时，控制切换电路将电容器的第一端电性连接驱动电路，并将电容器的第二端电性连接驱动电路以及有机发光二极管的阳极。
文档编号G09G3/32GK103035197SQ20121027404
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月2日 优先权日2011年10月7日
发明者林柏辛, 吴纪良, 林钦雯, 辛哲宏 申请人:元太科技工业股份有限公司