电激发光板的数字电压/模拟电流转换电路技术领域
本发明涉及一种数字电压/模拟电流转换电路，特别是涉及一种电激发
光板的数字电压/模拟电流转换电路。
背景技术
相较于制作过程复杂、本身不发光、且需要背景光源的液晶面板(Liquid
Crystal Display，LCD)，有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，
OLED)具有制作过程简单、视角广、成本低、厚度薄、操作温度范围广及可
自身发光等优点。因此，有机发光二极管(OLED)即可为作为电激发光板
(Active Matrix Electron Luminescent Panel)中的像素，并且已经有逐渐
取代液晶面板(LCD)的趋势。
如图1所示，该图为已知电激发光板的像素驱动电路结构。电激发光板
中的每个像素由四个晶体管和一个电容器(4T1C)所组合而成。其中，晶体管
t1栅极耦接至第一扫描线路(Scan Line 1)3，另两端则分别耦接至数据线路
(Data Line)5与晶体管t3漏极。晶体管t2栅极耦接至第一扫描线路(Scan
Line 1)3，另两端则分别耦接至数据线路(Data Line)5与晶体管t3栅极。
晶体管t3源极耦接至电源(Vdd)，漏极耦接至晶体管t4源极。晶体管t4栅
极耦接至第二扫描线路(Scan Line 2)4，漏极耦接至有机发光二极管(OLED)P
极端。有机发光二极管(OLED)N极端则接至接地电压(GND)。电容器Cs耦接
于晶体管t3源极与栅极之间。
此电路结构可分成两个状态，分别由第一扫描线路3与第二扫描线路4
来控制。其中第一扫描线路3与第二扫描线路4的信号为同一时钟脉冲
(Clock)信号；在高电平时，第一扫描线路3启动，晶体管t1、t2开启；在
低电平时，第二扫描线路4启动，晶体管t4开启。
第一状态为记忆状态(Memorizing State)，当第一扫描线路3启动而第
二扫描线路4未启动时，晶体管t1、t2可视为开关开启(On)，晶体管t4关
闭(Off)，此时驱动电流(Driving Current)可由电源(Vdd)对电容器Cs充电，
并产生电压。在驱动电流对电容器Cs充电的同时，电容器Cs上的电压可对
晶体管t3产生偏压(Bias)，因此在稳态时，驱动电流Id1(Id2为零)会经由
晶体管t3、t1流至数据线路5。
第二状态为发射状态(Emission State)，当第一扫描线路3未启动而第
二扫描线路4启动时，晶体管t1、t2关闭，晶体管t4可视为开关开启，此
时根据电容器Cs储存的电压来使晶体管t3产生偏压并产生电流Id2(Id1为
零)，并经由晶体管t4流经有机发光二极管(OLED)，使得有机发光二极管
(OLED)发光。
由上述可知，图1的电激发光板的像素驱动电路结构中在记忆状态时，
利用驱动电流充电电容器Cs产生电压并使晶体管t3产生偏压，使得驱动电
流(Id1)经由晶体管t1输出至数据线路5。而当第二扫描线路4启动时为发
射状态，由于晶体管t1、t2已经关闭，因此，利用电容器Cs上的电压使晶
体管t3产生偏压并产生电流(Id2)流经晶体管t4与有机发光二极管(OLED)。
由上述可知，有机发光二极管(OLED)的发光亮度是由流经有机发光二极
管(OLED)的电流(Id2)来决定。而电流(Id2)的大小是由电容器Cs上的电压
来决定。而电容器上的电压大小是由驱动电流(Id1)的大小来决定。因此，
已知的电激发光板均会提供一种数字电压/模拟电流转换电路，用以提供不
同的驱动电流来充电电容器Cs。而该数字电压/模拟电流转换电路可直接制
作在面板上，或是外部的驱动芯片里。
如图2所示，该图为已知的6位(Bit)数字电压/模拟电流转换电路。该
图中，数字电压/模拟电流转换电路中包括两个电流镜(Current Mirror)10、
20，在此以第一电流镜10来作说明。在第一电流镜10中包括参考电流路径
110与三个可控制电流路径120、130、140。参考电流路径110由P型晶体
管m1与N型晶体管m2串联而成，这两个晶体管m1、m2宽(Width)与信道长
度(Channel Length)比为W/L。P型晶体管m1源极耦接至电源(Vdd)，栅极
与漏极相互连接；N型晶体管m2漏极耦接至P型晶体管m1漏极，源极耦接
至接地电压(GND)，栅极至第一偏压(Vbias1)。第一可控制电流路径120由P型
晶体管m3与N型晶体管m4串联而成，这两个晶体管m3、m4宽(Width)与信
道长度(Channel Length)比为W/L。P型晶体管m3源极耦接至电源(Vdd)，
栅极耦接至P型晶体管m1栅极；N型晶体管m4漏极耦接至P型晶体管m3漏
极，源极耦接至接地电压(GND)，栅极至第一控制端(D0)。第二可控制电流路
径130由P型晶体管m5与N型晶体管m6串联而成，这两个晶体管m5、m6
宽(Width)与信道长度(Channel Length)比为2W/L。P型晶体管m5源极耦接
至电源(Vdd)，栅极耦接至P型晶体管m1栅极；N型晶体管m6漏极耦接至P
型晶体管m5漏极，源极耦接至接地电压(GND)，栅极至第二控制端(D1)。第
三可控制电流路径140由P型晶体管m7与N型晶体管m8串联而成，这两个
晶体管m7、m8宽(Width)与信道长度(Channel Length)比为4W/L。P型晶体
管m7源极耦接至电源(Vdd)，栅极耦接至P型晶体管m1栅极；N型晶体管
m8漏极耦接至P型晶体管m5漏极，源极耦接至接地电压(GND)，栅极至第三
控制端(D2)。
由于P型晶体管m1、m3、m5、m7有相同的栅极源极电压(VGS)，且可控
制电流路径120、130、140上晶体管有固定比例的宽(Width)与信道长度
(Channel Length)比。因此，第一偏压(Vbias1)所产生的第一参考电流(Iref1)，
与可控制电流路径120、130、140上电流I0、I1、I2的关系为。
I2＝2I1＝4I0＝4Iref1 -----(1)
同理，第二电流镜20上的电路结构与第一电流镜完全相同。其第二参
考电流Iref2是由第二偏压(Vbias2)所产生。且第二参考电流(Iref2)为第一参考电
流(Iref1)的8倍，亦即Iref2＝8Iref1。因此，第二偏压(Vbias2)所产生的第二参考
电流(Iref2)，与可控制电流路径250、260、270上电流I3、I4、I5的关系为。
I5＝2I4＝4I3＝4Iref2 -----(2)
综合(1)、(2)二式与Iref2＝8Iref1可得
I5＝32Iref1
I4＝16Iref1
I3＝8Iref1
I2＝4Iref1
I1＝2Iref1
I0＝Iref1
因此，根据第一控制端(D0)至第六控制端(D5)的启动即可获得所有可控
制电流路径上的电流总和，亦即驱动电流(Idrv)。如图3所示，该图为第一控
制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所获得的驱动电流曲线图。所以根据第
一控制端(D0)至第六控制端(D5)的各种不同组合可以输出特定值的驱动电
流。
然而，由于控制端信号变动时，晶体管信道(Channel)中的电子空穴重
新分布。因此，驱动电流(Idrv)会产生瞬间的凸波(Spike)，这一瞬间的大电
流容易造成电路的误启动，或是将晶体管烧毁。
发明内容
本发明的目的是提供一种电激发光板的数字电压/模拟电流转换电路。
用以防止控制端信号变动时，驱动电流所产生的瞬间凸波过大导致电路的误
启动，或是将晶体管烧毁。
本发明提供一种数字电压/模拟电流转换电路，包括：多条可控制电流
路径，每一条可控制电流路径均可流经电流，并根据控制信号来输出此电流；
以及，一个驱动电流输出端，用以接收所有可控制电流路径所输出的电流；
其中，每一条可控制电流路径的控制信号可以控制电流是由驱动电流输出端
输出或是由旁路路径输出。
本发明还提供一种数字电压/模拟电流转换电路，包括：多条可控制电
流路径，每一条可控制电流路径均可流经电流，并根据控制信号来接收此电
流；以及驱动电流输入端，用以提供每一条可控制电流路径的电流；其中，
每一条可控制电流路径的控制信号可以控制电流是由驱动电流输入端输入
或是由电流提供路径输入。
本发明还提供一种数字电压/模拟电流转换电路，包括：多条可控制电
流路径，每一条可控制电流路径可根据控制信号来开启或者关闭可控制电流
路径，在可控制电流路径开启时会提供电流；以及驱动电流输出端，用以接
收所有可控制电流路径所提供的电流；其中，每一条可控制电流路径与驱动
电流输出端之间均串联一个晶体管，且该晶体管栅极耦接至特定电压。
本发明还提供一种数字电压/模拟电流转换电路，包括：多条可控制电
流路径，每一条可控制电流路径均可根据控制信号来开启或者关闭可控制电
流路径，在可控制电流路径开启时会接收一电流；以及驱动电流输入端，用
以提供所有可控制电流路径所提供的电流；其中，每一条可控制电流路径与
驱动电流输出端之间均串联一晶体管，且该晶体管栅极耦接至特定电压。
为了更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图对本发明作
详细说明，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为已知电激发光板的像素驱动电路结构；
图2为已知的6位数字电压/模拟电流转换电路；
图3为第一控制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所获得的驱动电流曲
线图；
图4为本发明电激发光板的6位数字电压/模拟电流转换电路的第一实
施例图；
图5为第一控制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所获得的电流曲线图；
图6为本发明电激发光板的6位数字电压/模拟电流转换电路的第二实
施例图；
图7为第一控制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所获得的电流曲线图；
图8为可控制电流路径的另一实施例图；以及
图9为可控制电流路径的另一实施例图。
具体实施方式
如图4所示，该图所示为本发明电激发光板之6位(Bit)数字电压/模拟
电流转换电路之第一实施例。如图所示，数字电压/模拟电流转换电路中包
括两个结构相同的驱动电路(Driving Circuit)30、40，在此以第一驱动电
路30来作说明。在第一驱动电路30中包括三个可控制电流路径320、330、
340。第一可控制电流路径320由三个晶体管M1、M2、M3组成；其中，这三
个晶体管M1、M2、M3宽(Width)与信道长度(Channel Length)比为W/L。晶
体管M1源极耦接至电源(Vdd)，栅极耦接第一偏压(Vbias1)；晶体管M2源极耦
接至晶体管M1漏极，栅极耦接至第一控制端(D0)，漏极耦接至接地电压
(GND)；晶体管M3源极耦接至晶体管M1漏极，栅极耦接至第二偏压(Vbias2)，
漏极耦接至驱动电流输出端(Idrv)。第二与第三可控制电流路径330、340结
构与第一可控制电流路径320完全相同。其差别仅在于晶体管M4、M5、M6
宽(Width)与信道长度(Channel Length)比为2W/L，晶体管M7、M8、M9宽
(Width)与信道长度(Channel Length)比为4W/L。
由于晶体管M1、M4、M7有相同的栅极源极电压(VGS)，且可控制电流路
径320、330、340上晶体管有固定比例的宽(Width)与信道长度(Channel
Length)比。所以第一偏压(Vbias1)可控制电流路径320、330、340上所产生的
电流I0、I1、I2之间的关系为：
I2＝2I1＝4I0 -----(3)
同理，第二驱动电路40上的电路结构与第一驱动电路30完全相同。其
晶体管M10、M13、M16栅极耦接至第三偏压(Vbias3)。而且，第三偏压(Vbias3)
在晶体管M10所产生的电流(I3)为第一偏压(Vbias1)在晶体管M1所产生的电流
(I0)的8倍，亦即I3＝8I0。因此，可控制电流路径450、460、470上电流I3、
I4、I5的关系为：
I5＝2I4＝4I3 -----(4)
综合(3)、(4)二式与I3＝8I0可得：
I5＝32I0
I4＝16I0
I3＝8I0
I2＝4I0
I1＝2I0
如图4所示的第一实施例，由于第一与第二驱动电路30、40中所有的
可控制电流路径具有相同的结构。因此，仅以第一可控制电流路径320作说
明。当第一控制端(D0)为高电平则代表晶体管M2未启动，因此电流(I0)可经
由第二偏压(Vbias2)使晶体管M3产生的偏压输出至驱动电流输出端(Idrv)。当
第一控制端(D0)为低电平则代表晶体管M2启动，因此电流(I0)可经由第一控
制端使晶体管M2产生的偏压流至接地电压(GND)。亦即，第一可控制电流路
径320上有一旁路(Bypass)路径，用以控制电流(I0)不由驱动电流输出端输
出。也就是说，第一控制端(D0)可决定电流(I0)是否流至驱动电流输出端或
者流至接地电压(GND)。同理，第二控制端(D1)至第六控制端(D5)可决定电
流(I0-I5)是否流至驱动电流输出端或者流至接地电压(GND)。
如图5所示，该图所示为第一控制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所
获得的电流曲线图。根据第一控制端(D0)至第六控制端(D5)的各种不同组合
可以输出特定值的驱动电流。由于控制端信号变动时，仅是改变电流流动的
路径，并不是切断电流的流动。因此，驱动电流所产生瞬间的凸波(Spike)
会大幅度降低，如图5所示。因此电路的误启动会减少，并降低晶体管可能
的损害。
如图6所示，该图所示为本发明电激发光板的6位(Bit)数字电压/模拟
电流转换电路的第二实施例。该图中，数字电压/模拟电流转换电路中包括
两个结构相同的驱动电路(Driving Circuit)50、60，在此以第一驱动电路
50来作说明。在第一驱动电路50中包括三个可控制电流路径520、530、540。
第一可控制电流路径520由三个晶体管T1、T2、T3组成；其中，这三个晶
体管T1、T2、T3宽(Width)与信道长度(Channel Length)比均为W/L。晶体
管T1源极耦接至电源(Vdd)，栅极耦接第一偏压(Vbias1)；晶体管T2源极耦接
至晶体管T1漏极，栅极耦接至第一控制端(D0)；晶体管T3源极耦接至晶体
管T2漏极，栅极耦接至第二偏压(Vbias2)，漏极耦接至驱动电流输出端(Idrv)。
由于第二与第三可控制电流路径530、540结构与第一可控制电流路径520
完全相同。其差别仅在于晶体管T4、T5、T6宽(Width)与信道长度(Channel
Length)比为2W/L，晶体管T7、T8、T9宽(Width)与信道长度(Channel Length)
比为4W/L。
由于晶体管T1、T4、T7有相同的栅极源极电压(VGS)，因此可控制电流
路径520、530、540上晶体管有固定比例的宽(Width)与信道长度(Channel
Length)比。所以第一偏压(Vbias1)在可控制电流路径520、530、540上所产生
的电流I0、I1、I2的关系为：
I2＝2I1＝4I0 -----(5)
同理，第二驱动电路60上的电路结构与第一驱动电路50完全相同。其
晶体管T10、T13、T16栅极耦接至第三偏压(Vbias3)。而且，第三偏压(Vbias3)
在晶体管T10所产生的电流(I3)为第一偏压(Vbias1)在晶体管T1所产生的电流
(I0)的8倍，亦即I3＝8I0。因此，可控制电流路径650、660、670上电流Id3、
Id4、Id5的关系为：
I5＝2I4＝4I3 -----(6)
综合(5)、(6)二式与I3＝8I0可得：
I5＝32I0
I4＝16I0
I3＝8I0
I2＝4I0
I1＝2I0
如图6所示的第二实施例，由于第一与第二驱动电路50、60中所有的
可控制电流路径具有相同的结构。因此，仅以第一可控制电流路径520作说
明。当第一控制端(D0)为低电平时，代表晶体管T2开启(On)电流I0可经由
晶体管T1、T2、T3流至驱动电流输出端(Idrv)。当第一控制端(D0)为高电平
时，代表晶体管T2关闭(Off)此时电流I0为零。由于晶体管T2与驱动电流
输出端(Idrv)之间串联晶体管T3，且晶体管T3栅极所耦接的第二偏压(Vbias2)
为定值电压，因此，晶体管T3内的信道内的空穴不会重新分布。所以控制
端信号变动时驱动电流所产生瞬间的凸波(Spike)会大幅度降低。
如图7所示，该图为第一控制端(D0)至第六控制端(D5)依序增加所获得
的电流曲线图。根据第一控制端(D0)至第六控制端(D5)的各种不同组合可以
输出特定值的驱动电流。并且，驱动电流所产生瞬间的凸波(Spike)会减少。
因此，电路的误启动会减少，并降低晶体管可能的伤害。
上述第一、第二实施例均为提供驱动电流至像素驱动电路的实施例。如
图8、图9所示，为可控制电流路径的另外两个实施例。在图8中，晶体管
M19耦接至第一偏压(Vbias1)，因此，可控制电流路径须由晶体管M20源极或
者晶体管M21源极输入电流(I0)。亦即，根据控制端(D0)的电平，即可决定
电流(I0)是由驱动电流输入端(晶体管M21源极)或是另一电流提供路径(晶
体管M20)输入。因此，在控制端信号变动时，仅改变电流流动的路径，并不
是切断电流的流动。因此，可抑制驱动电流瞬间所产生的凸波。而多条结构
相同、宽(Width)与信道长度(Channel Length)比不同的可控制电流路径即
可组合出电激发光板的数字电压/模拟电流转换电路。
在图9中，晶体管T21耦接至第一偏压(Vbias1)，因此，电流(I0)可由晶
体管T19、T20、T21输入。由于晶体管T20与驱动电流输入端之间串联晶体
管T19，且晶体管T19栅极所耦接的第二偏压(Vbias2)为定值电压，因此，可
抑制驱动电流的凸波产生。而多条结构相同、宽(Width)与信道长度(Channel
Length)比不同的可控制电流路径即可组合出电激发光板的数字电压/模拟
电流转换电路。
因此，本发明的优点是提供一种数字电压/模拟电流转换电路，用以克
服控制端信号变动时，驱动电流所产生的瞬间凸波。
综上所述，虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然而并非用以限
定本发明，本发明的保护范围应以权利要求书界定的范围为准，本技术领域
的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的些许变动，均应包
含在本发明的保护范围之内。