TW200847104A - Light emitting pixel and apparatus for driving the same - Google Patents

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TW200847104A
TW200847104A TW097106912A TW97106912A TW200847104A TW 200847104 A TW200847104 A TW 200847104A TW 097106912 A TW097106912 A TW 097106912A TW 97106912 A TW97106912 A TW 97106912A TW 200847104 A TW200847104 A TW 200847104A
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capacitor
oled
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Yun-Seung Shin
Jong-Hak Baek
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Samsung Electronics Co Ltd
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Description

200847104, -----*ooc 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種發光顯示器(light emitting display),尤其是關於一種發光晝素(pixel)結構及其驅動方 • 法’以及驅動發光畫素的裝置及其方法。 ’ .【先前技術】 近來,非晶石夕基板技術(amorphous-Silicon backplane technology)或複晶矽基板技術(poly_silicon backplane • technology)已應用於主動矩陣式有機發光二極體(active matrix organic light emitting diode,AMOLED)。在 AMOLED製造中採用非晶矽作爲基板,AM〇LED面板中 包含的溥膜電晶體(thin-fllm transistors,TFT)存在穩定性 的問題。因此,隨著時間的推移,各丁!^之閾值電壓特性 可能會發生變化。同樣,在採用複晶矽或低溫複晶矽(LTPS) 作爲基板的AMOLED製造中,AMOLED面板中包含的 TFT存在均勻性的缺陷。因此,各TFT之閾值電壓特性可 φ 能隨其在面板上所處位置的不同而變化。 在AMOLED面板上,AM〇LED中各TFT閾值電壓 (threshold voltage)特性之變化呈現爲垢狀沖⑷,日文術語 • 稱之爲mura。從而,閾值電壓特性的變化使AMOLED面 • 板上顯示的圖像品質惡化(deteriorate),炎立還會縮短 AMOLED面板的使用壽命。 爲解決上述問題,採用下文將介紹之數位驅動方法來 驅動AMOLED·。圖1說明—般有機發光晝素之結構:。圖2 5 '.doc 200847104 是顯2圖l所示之驅動TFT的電壓與電流特性的曲線圖。 .5月芩閱圖1及圖2,有機發光畫素10包括開關TFT (switching TFT)11、儲存電容12、驅動TFT 13以及有機發 • 光二極體(〇LED) 14。開關TFT 11響應從掃描線(議line) • SL輪入之掃描訊號,將從資料線(data line) DL或訊號線 (signal Ime)輸入之資料訊號(data 輸丨至儲存電容 12。儲存電容12接收並儲存開關啦u輪出之資料訊號。 购TFT 13可基於儲存於儲存電容12巾之資料訊號 拳 ㈣壓電平進行開啓/關閉。當驅動TFT 13開啓時,其將 來自电壓供應線(voltage supply line)的電壓或電流提供給 OLED 14。由此’ 〇LED 14響應所提供之電壓或電流而; 光。 如圖2中所示,即使驅動TFT 13之電璧鱼恭 =〇LED的特性隨著位置或時間而變化,若採用此數位ς 動方式來驅動AMOLED,則驅動TFT 13僅作爲, 此流向OLED 14的電流並無太大變化。 幵節因 • 圖3揭示一種習知數位驅動方法。爲便於進行說 圖3中以貫現16種灰度值(gray value)之數位驅動方 進们·况明,其中,一圖框(frame)包括四個子:列 • (sub-frame):子圖框1至子圖框4。在本示例中:框 以表示掃描場(field),子圖框則表示子掃插場。"匡用 如圖3中所示,資料訊號儲存在圖1中所示之 容12中,用於簡單地使驅動TFT13在子圖框1至子子電 4的每一子圖框中開啓/關閉。同時,以驅動丁 圖柩
1 13 >*: PB 6 200847104, 啓時施加至0LED 14的電流之積分值(integration value)來 表示OLED 14在子圖框1至子圖框4的各子圖框中之灰度 值或灰階(gradation)。 例如,位於第一行的0LED在第一子圖框(子圖框υ 期間的發光時間爲8Τ,在第二子圖框(子圖框2)期間發 光的時間爲4Τ,在第三子圖框(子圖框3)期間發光的時 間爲2丁,在第四子圖框(子圖框4)期間發光的時間爲ιΤ。 其中,時間Τ指驅動TFT 13開啓的時間。因而,位於第 一行的0LED可顯示灰度值16。 ^位於第二行的0LED在第一至第四子圖框期間不發 光,此時,子圖框1至子圖框4可顯示灰度值〇。同樣, 位於第二行的0LED僅在第三與第四子圖框期間發光,子 圖框3與子圖框4可顯示灰度值4。位於第四行的〇LED 在第一、第三及第四子圖框期間發光,子圖框丨、子圖框3 及子圖框4可顯示灰度值12。 如圖3所示,當一圖框是由四個子圖框組成時,根據 數位驅動方法的特性,在一圖框期間内,驅動TFT 13須 以快速的頻率提供大量電流至〇LED η。例如,位於第一 行的驅動TFT 13四次提供大量的電流至〇led 14,位於 第四行的驅動TFT 13三次提供大量的電流至〇led 14。 當一圖框是由n(n爲自然數)個子圖框組成時,根據此 數位驅動方法的特性,驅動TFT 13最多時需1!次提供大 昼的電流至0LED 14。因此,當大量的應力(stress)施加至 0LEI3 14時,0LED 14的功能迅速地退化,流經〇LED 14 200847104, 一·…r“.d〇c 的電流也會隨著時間的推移産生變化。進而,電流中産生 的變化會降低具有有機發光畫素1〇的AM〇LED面板的亮 度(brightness),並縮短AM〇LED的使用壽命。 • 因而,提供一種完全免受AMOLED面板中之各個驅 、動TFT的偏差影響,且在〇LED的功能隨著時間推移産生 退化(degradation)時亦可爲〇LED提供恒定電流的發光晝 素結構及其驅動方法實爲必要。 【發明内容】 • 絲決以上及/或其他問題,本發明之示例性實施例提 供了具有均勻之輪出、免受AM0LED面板上之驅動薄膜 晶體管(TFT)特性變化影響之發光晝素結構,以及此發光晝 素灰度值之表示方法。 ' 本發明之示例性實施例揭示此發光晝素之驅動裝置及 其驅動方法。同時,本發明之示例性實施例亦揭示了包含 此發光晝素之顯示裝置。 根據本發明之示例性實施例,一種發光晝素包括第一 _ OLED (organic light emitting diode)以及電容器。此電容器 ,供電流至第一發光二極體,此電流由對應於第一電壓^ ,二電壓之差的電荷産生,其中第一電壓施加至電容 , 第一電極,第二電壓施加至電容器之第二電極。 ^ 此發光晝素更包括第二0LED,用以提供第一電壓至 第一電極。此發光晝素更包括電壓供應裝置,以響應第二 電壓提供第一電壓至第一電極。其中,第一電壓或第二恭 塵在每個發光週期切換預定次數。 包 8 200847104 — χ---- 輪入之掃 以提供第 二此發光晝素更包括開 關電路,其基於掃描線 田為虎以*貪料線輪入之資料訊應而進行轉換, 二電壓至第二電極。 ' 器以及第-QLEt 光録包括電容 以及接收第- 容1具有^第―電壓之第一電極 -電極之^ 弟二電極4—〇LED具有連接於第
二電源:I中弟:尸〇之陰極連接於第一電源線或第 θ : /、中,弟一電源線提供高於第一電壓之第二 壓,第一電源線提供低於第三電壓之第四電壓。“ 光晝素更包括第二〇LED,連接於第—電源_ f电極之間,第一電源線提供高於第一電壓的第三兩 壓。此發光晝素更包括Μ裝置,以響應第二電壓提^ 一電壓至第一電極。 ’、 ^其中,第一電壓或第二電壓在每個發光週期切換預定 數。此發光晝素更包括關電路,其基於掃描線輸入之 掃描訊號以及資料線輸入之資料訊號而轉換,以提供第二 電壓至第二電極。 根據本發明之示例性實施例,一種電壓產生電路包 括:控制訊號產生器以及電壓產生器。控制訊號產生器産 生控制訊號,電壓產生器産生施加至電容器之第一電極用 以控制 OLED (organic light emitting diode)發光的第一電 壓’以及施加至電容裔之弟二電極的第二電壓。其中,爲 採用0LED表示灰階,電壓產生器通過響應控制訊號而産 生切換預定次數的第一電壓或第二電壓,以此産生控制 9 200847104;, A L.doc OLED發光之電壓。 根,本發明之示例性實施例,一種用以驅動發光晝素 ^驅動器包括 0LED (organie light emitting di〇de)、電容 裔、控制訊號產生器以及電壓產生器。電容器具有第一電 =與第—電極並提供電流至發光二極體,電流由電容器之 第:電極的第-電壓與電容器之第二電極的第二電壓之差 斤對,的I荷産生。控制訊號產生器、産生控制訊號。電壓
產生器産生第-電壓或第二電壓,第_電壓或第二電壓在 I光週期内響應控制訊號切換預定次數,藉此利用0LED 表示灰階。 二中,*此發光晝素更包括基於掃描線輸入之掃描訊 號與資料線輸人之資料減而提供第 ,路時,驅動器更包括訊號產生電路,其J應二」 %序控制訊號而産生掃描訊號與資料訊號。 根據本發明之示例性實施例,—種顯示裝置包括面板 動器。面板具有多條資料線、多條掃描線以及多個 兔光旦素。驅動器具有電壓產生器,産生第二電厣 資料線提供資料訊號,藉由掃描線提供掃描訊 其中’每-發光晝素包括:電容H,其具有u 電壓之第一電極以及接收第二電壓一 ΠΤ Τ:ΤΛ / 禾一包極,第— LED (orgamc hght emitting diode) ·,具有連接於 & 一带 之陽極;以及,開關電路,用以基於從相 電極 中之-輸入的掃描訊號以及從相應的資料:的::線的其 入的資料訊號而提供第二電壓至第二電極、7。…、中之一輪
Vdoc 200847104 每-發光晝素更包括第二0LED,連, -電極之間。每-發光晝素更包括_ 、:源線與第
線與第-電極之間,且響應第二電屢而雜^接於電源 之陰極連接於第〇lED 的電壓低於第一電源線之電壓。 罘—黾源線產生 此驅動H包括陳_動器 驅動器包括電壓產生器,電難生=動:。資料線 掃描她藉^掃籍: 根據本發明之示例性實施例,一種表 =包括:響應電容器中第_電。&素灰階 丁充電’以及利用第-〇咖響應盥充入::电堡之差進 相應的電流表示灰階。 /、 电谷器中之電荷 —命,方法更包括提供第—電壓或第二電舞至“ ―讀或第二電壓在各發光週期切換預定3笔各器,第 ,方法更包括利用第二0LE 二 2,第-電壓在各發光週期切換預定=電1至電容 提供第一電壓至電容界,第一 '、疋_人數。此方法更包括 次數,開關裝置各發光_:藉刀換預定 此方法更包括提供第二 進仃轉換。 由掃插線輸入之掃描訊號與G料^;器,第二電壓基於 發光週期切換預定次數。、’、’、、|輪入之資料訊號在各 根據本發明之示例性實施例 之方法,包括:提供第— 用乂驅動發光晝素 讀至電容器的第1極: \doc 200847104 第二電壓至電容器之第二電極,電容器可·控制〇led (organic light emitting diode)之發光;以及在每一發光段 (light emitting section)以預定次數切換第一電壓與第二電 壓。 、 包 根據本發明之示例性實施例,一種發光書素包括· 第 一 OLED (organic light emitting diode),連接於用以 提供第一電壓的第一電源線與電容器的第一電極之間;第 二0LED,連接於第一電極與第二電源線之間;以及’,開 關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號與由資料線輸入2 資料訊號進行轉換,並提供第二電壓至電容器之第二電極。 根據本發明之示例性實施例,一種發光書素,包括· 開關裝置,連接於提供第-電壓的第_電源線*電容哭的 第-電極之間,並響應第二進行轉換;⑽D (。职也 light emitting diode),連接於第一電極與第一第二電源線之 間;以及’關電路,基於由掃描線輪人之掃描二號與由 育料線輸入之資料訊號進行轉換,並提供第二電壓至電容 益之弟二電極。 根據本發明之示例性實施例,一種發 一㈣I)㈣anic e祕ng diode),連接ς用以提供第 一電壓的第一電源線與電容器的第—電極之間;第二 0LED ’連接於第一電極與第—電源線之間;以及,開關 電路,基於轉描線輸人之掃描訊號與由資料線輸入之資 料訊號進行轉換,並提供第二電壓至電容器之第二電極。 根據本發明之示例性實施例,一種發光晝素包括:開 12 200847104, ——_i.doc 關裝置,連接於用以提供第一電壓的第一電源線與電容器 的第一電極之間,並響應第二電壓進行轉換;OLED (organic light emitting diode),連接於第一電源線與第一電 極之間;以及,開關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號 與由資料線輸入之資料訊號進行轉換,以提供第二電壓至 笔谷為之弟二電極。其中第一電壓或第二電屋在每個發光 週期切換預定次數。 【貫施方式】 爲便於更全面理解本發明,讓本發明的目的、特徵及 優點能更明顯易懂,特舉示例性實施例,並配合附圖,作 詳細說明如下。說明書附圖中相似的符號表示相似的元件。 圖4爲根據本發明一實施例的顯示裝置的方塊示意 圖。請參閱圖4,本發明顯示裝置20包括控制器21、掃捆 驅動器22、資料驅動器23、電壓產生電路 generation Circuit) 24 以及 AM0LED 面板 27。儘管圖 4 中 顯示電壓產生電路24與資料驅動器23分離,然而,根據 本發明的另一變型實施例,電壓產生電路2 4可包含在控制 裔21、掃描驅動器22或資料驅動器23之中。 AM0LED面板27包括多條資料線、多條掃描線以及 多個發光晝素。每一發光晝素可爲圖5,圖1〇,圖12及圖 15中所示的發光晝素1〇〇、發光畫素2〇〇、發光晝素3⑽ 及發光晝素400。控制器21輸出第一、第二及第:時序控 制訊號(timing control signal) Tc卜Tc2及丁c3中相應之〆 至相應的掃描驅動器22、資料驅動器23以及控制^號產 13 200847104., 生器(control signal generator) 25,以控制顯示設備20的操 作時序(operational timing)。 掃描驅動器22響應第二時序控制訊號Tc2,藉由掃描 ‘ 線中相應之一輪出多個掃描訊號SCAN中相應之一。資料 • 驅動器23響應第一時序控制訊號Tel,並藉由資料線中相 應之一輸出多個資料訊號中的一相應的資料訊號。控制器 21、掃描驅動器22及資料驅動器23中的至少其中之一可 整合入單片晶片。 ® %壓產生電路24包括控制訊號產生器(contron signaj generator) 25 以及電壓產生器(v〇itage generator) 26。控制 訊號產生器25響應第三時序控制訊號Tc3,産生至少一控 制訊號S1,用以控制電壓產生器26。 電壓產生器26響應控制訊號S1,産生第一電壓 ELVDD與第二電壓vemit中的至少一個。第一電壓 ELVDD與第二電壓Vemit響應控制訊號S1,在各發光週 期内切換(toggle)不同次數。 • 掃描驅動器22、資料驅動器23以及電壓產生電路24 可整合入一單件電路或晶片。基於各掃描訊號SCAN與資 料訊號DATA來操作AM0LED面板27,使得各發光畫素 ‘ 發出的光以一相應的灰度值發光,此灰度值是基於由電壓 -產生電路24輸出的第一電壓ELVDD與第二電壓Vemit 的至少其中之一。 圖5是根據本發明一實施例的發光晝素1〇〇的結構。 請參見圖5,發光晝素100包括第一 0LED 110 (ELI)、開 14 200847104m —.—^u.doc 關電路(switching circuit) 120、包含第一電極131與第二電 極 132 的第一電容 130 (C supply),以及第二 〇LED 14〇 (EL2)。第一電容130的功能是作爲電流源,提供電流至第 二 OLED 140。 • 第一 〇LED 110連接於第一電源供應線ELVDD與第 一電容130的第一電極131之間,其藉由第_節點(滅) N1提供第-電壓Va至第一電極131。第—電源線之電屋 ELVDD南於第一電壓Va。 書開關電路120根據掃描線121輸入的掃描訊號SCAN 與^料線122輸入的資料訊號DATA執行開關動;,將來 自第二電源供應線的第二電壓Vemit供應至第一電容 之第二電極132。在開關電路120的操作中,開關電路12〇 包括第-開關123(SW1)、第二電容124(Cst)以及第二開關 125(SW2)。第一開關123響應掃描訊號SCAN,控制資料 訊號DATA至第二節點N2的輸出。 第二電容124根據第一開關123輸出的資料訊號 • DATAjl^存—預定數量之電荷,此純訊號DATA諸如高 包平(資料1 )或低電平(資料,,〇▼,)。藉此,第二節點Μ】具 有與^二電容m中儲存的電荷相對應的預定電壓。 • 。帛二開關125(SWZ)根據第二節點N2的電壓執行開關 . “作’並根據此開關操作供應第二電壓Vemit至第-電容 Ϊ30之第二電極132。例如:當第一開關與第二開關 125均才木用pm〇S型電晶體日寺,如果第一開關123響應低 電平的掃描訊號SCAN供應低電平的資料訊號DATA至第 15 200847104, -…一广」:.doc —節點N2,則第二開關125供應第二電壓vemit至第一電 容130之第二電極132。而當第一開關123與第二開關 均採用NMOS型電晶體時,如果第一開關123響應高電平 - 的掃描訊號SCAN供應高電平的資料訊號DATA至第二節 、 點N2 ’則第二開關1.25供應第二電壓Vemit至第—電容 130之第二電極132。 谷 因此,第一電容130向第二〇LED 140輸出電流,此 電流由對應於供應至第一電極131的第一電壓Va與供應 至第二電極132的第二電壓Vemit之間的電壓差的電荷產 生。第二OLED 140連接於第一電容13〇的第一電極⑶ 與第二電源之間,其藉由第一電容13〇供給的電流驅動而 發光。第二電源提供一定電壓,此電壓低於第一電源線之 ,壓ELVDD,並提供一接地電壓(gr〇und v〇ltage)或公共電 壓(common voltage)至如圓 4 所示的 AMOLED 板 27。 ^如圖8所示,由於第一電源供應線的電壓£^¥〇1)與 第一包壓Vemit在不同子圖框發光週期内切換不同次數, ⑩ 因此發光像素1GG在—發光週油發ίϋ的光與第一電容 130供應之電流相應,藉此,發光像素1〇〇可表示灰階。 圖6顯示用於驅動圖5所示發光像素的圖框的時序 , >圖。參關6,單個圖框可由多個子圖框、組成。爲了便於 說明,圖6闡述了包含四個子圖框SF1 , SF2,卯3,SF4 的圖框,以顯示總計16種灰度值。SF1,SF2,SF3,SF4 四個子圖框分別包含尋址週期(address peri〇d) A_4、A_3、 :A·2及A1,以及發光週期e、d、>C、B。 16 200847104 ^ / x 上 ν/μ/丄丄·000 圖7爲圖6所示之示例的尋址週期之時序圖。請參閱 圖5、圖6及圖7,在每個尋址週期α_4、α-3、Α-2及Α-1 期間,掃描驅動器22響應第二時序控制訊號TC2依次選 擇掃描線並相應輪出具有低電平的掃描訊號scan<i>, SCAN<2> ’…’ SCAN<M>及SCAN<N>至依次選中的掃 描線。在本示例性實施例中,M與N爲自然數,且N大 於Μ 〇
請再麥閱圖5,當通過選定掃描線121輸入的掃描訊 號SCAN具有低電平時,由pm〇s電晶體形成的第一開關 123 (SW1)被開通。因此,通過資料線122輸入之資料訊 號DATA被儲存在或被寫入第二電容124。第二節點N2 則具有與第二電容124中所儲存的資料訊號DATA的電平 相對應的特定電壓。 採用PMOS型電晶體形成的第二開關125 ( SW2)根 據第二節點N2的特定電壓實現導通或關閉。當資料訊號 DATA—爲低電平或資料貞“〇,,時,第二開目125響應低電 平的資料訊號DATA而導通,並輸出第二電壓Vemit至第 一電容130之第二電極132。 在每個尋址週期Α_4、Α·3、A_2及A1中,相應的資 料被寫入組成AM0LED板27的發光畫素中,且在^個放 光週期E、D、C及B内’每個發光晝素根據在尋址週期 4 A3 A-2及A-1期間寫入之資料而發光。即,組成 H〇LED板27的每—發光晝素表示-灰度值,此灰度值 14在放光週期E、D、c及β _換預定次數之第二電麗 17 ••doc 200847104
Vemit相對應。 圖8爲在-發光週期内驅 之示例。請參考圖5至圄8〇毛光旦素的犄序圖 口主圖8在子圖框SF1、SF2、SF3只 SF4的尋址週期Α·4、A_3、A 及 應掃描訊號冗做卜,SCAN<$ A1内’各資料訊號響 SCAN·,被輸入至屬LED顯示板 中。之後,各發光晝素在每個放光週期E、D、c及B—^
響應貧料訊號中的相應—個以及切換了預定次數的第 壓編碰光。即,各魏錢表錢度值,此灰度值歧 於第二電壓Vemit的切換次數。 走 請參閱圖5及圖8,當第二開關125 ( SW2 )響應第二 郎點N2的電塵導通時,第二電壓vem打被供給至第一電 各130之第二電極132。當低電平的第二電壓veinit供给 至第一電容130之第二電極132時,來自第一電源13ι的 電荷通過第一 0LED 110供應至第一電容130之第一電麵 131。相應的,第一節點N1之電壓Va上升至電髮 (Va=ELVDD-Vth一ELI),此電壓對應於第一電源線之電 壓ELVDD與第一 0LED 110的閾值電壓VthJELl之差。 電壓(VaHELVDD-Vth—ELI)必須低於第二 OLED 140 之 閎值電壓VthJEL2。 當具有高電平的第二電壓Vemit被供應至第一電容 13〇之第二電極132時,第一節點N1之電壓Va隨著第二 電壓Vemit之變化量而成比例地增加。因電壓Va的變化使 得第二0LED 140的兩端之間産生電壓或電勢差,第一電 18 doc 200847104 ί 流ϊ 第二0LED140 的陽極(an〇de)。由此, 舍先晝素⑽之弟二0LED140發光,因 100之AM0LED面板27發光。 《先息素 第二= ? _ 140的電流之和是_ 決於f二一在發光週期内之上 取 如圖8中所示,第二電壓Vemit在第—子圖柜 發光週期内切換-次(it),在第二子圖框SF2 : 之 内切換兩次(2T),在第三子圖框SF =先=期 次(4丁),在第四孓闰# _ …知尤週期内切換四 圖心的發光週期内切換八次叫 僅爲便㈣:1 '框s F1—S F 4在發光週期内的切換次數 ,便於進仃說明之示例。各子圖框sfb 、j ^在發細期内的切換次數可爲任意數值。電反 SF2、S二例性實施例中,根據對圖框中之各子圖框SF1、 及第—電容m的了第一節點N1m以 週期B内)之變化情況7在每光週期内(例如’在圖6的發光 之電荷的數=ed nG充人第—電容13〇 釋出:電荷㈣ 不例性貫施例中,發光晝素刚利用通過切換第二 19 200847104, …fdoc 電壓Vemit而充入第一電容13〇之電荷卩}或從第二電容 130釋放出之電荷Q2而發光。同時,本示例性實施例之發 光晝素1〇〇依據第二電壓Vemit的切換次數以第二 140中的電流之和表示灰度值。因此,可以得到不管外部 電壓如何變化皆可提供恒定之電荷Q2的效果。 請參閱圖5及圖9,當開關電路120響應掃描訊號 SCAN及資料訊號DATA而導通時,開關電路12〇輸出第 一電壓Vemit至第一電容bo之第二電極132。如前文所 述,第一電容130根據第二電壓Vemit切換的位準進行充 電或放電。當具有低電平的第二電壓Vemit提供至第一電 容130之第二電極132時,從第一 〇LED 11〇輸入之電荷 Q1被充入第一電容13〇。 當將電荷Q1供應至第一電容13〇時,第一節點N1 之電壓Va增加至第一位準ELVDD-Vth一EU。由於第一位 準ELVDD-Vth—ELl低於第二〇LED 14〇之閾值電壓 Vth—EL2 ’因而無電流流經第二〇LED 14〇。因此,當第二 黾壓Vemit的位準切換或轉變(廿肪也)爲高電平時,第一節 點N1之電壓Va上升爲第二位準elvDD-Vth JEL1 + Vemit。 因此,由於第一電容13〇藉由具有第二位準 ELVDD-Vth—EL 1+Vemit的第一節點N1之電壓Va提供電 荷Q2至第二〇LED 140,第二0LED 14〇響應由電荷Q2 産生的電流而發光。 一田充入第一電谷130之電荷qi被充分釋放後,具有 高電平的第二,電壓Vemit切換或轉變爲低電平。第一節點 20 •doc 200847104 N1之電壓Va在第二電壓Vemit從高電平切換爲低電 下降至第一 OLED 110之閾值電壓Vth—ELl或第二 140之閾值電壓VthJEL2。 圖10細不根據本發明不例性貫施例的發光查家 之結構。請參閱圖10 ’發光晝素200包括開關壯 (switching device)210(SW3)、開關電路 12〇、具有第—1 置 131與第二電極132的第一電容13〇,以及第二^^ 140。圖10所示之發光晝素200的結構與圖5的發光全 100的結構實質上相同,惟,圖1〇中未採用圖5的示素 實施例中所示之第一 OLED 110。 ' 開關裝置210連接於第一電源線ELVDD與第一泰〜 130的第一電極131之間,其響應第二電壓Vemit將二= 電源線之電壓ELVDD提供至第一節·Ν1。開關骏置^一 可由PM0S電晶體或NM0S電晶體形成。 、1〇 圖η是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖1〇 發光晝素的方法。請參關1G及圖η,在發光週= 光晝素2GG的操作中,當由PM〇s電晶體形成的開關= 210響應具有低電平之第二電壓乂触而導通時,第二 源線提供電荷Q1至第一電容13G。因而,第一節點m : 電壓Va上升至第一位準ELVDD。 通後第一包壓Vemit自低電平切換或轉變爲高電 因而,由PM〇S電晶體形成的開關裝置210關閉,第 gM Ni之第一電壓Va上升至第二位準似①D+Vemit。 因而,由於第二位準ELVDD—Vemit高於第二〇led 21 200847104, # a a w a ^ · vJL Vy V/ 140之閾值電壓Vth—EL2,第一電容13〇提供電荷Q2至第 二OLED 140,第二〇LED 140響應由電荷Q2産生之電流 而發光。由於第二電壓Vemit在發光週期内在低電平與高 • €平之間轉變預定次數,第二OLED 140因而可表示灰产 值。 又 充入第一電容130的電荷Q1放電的時間或第二電壓 Vemit維持高電平的時間必須充分足夠,使得被充入之電 荷Q1被完全釋放。本示例中,Q1=Q2。如前所述,發光 晝素200響應第二電壓Vemit切換的預定次數由此來表示 子圖框之各發光週期的灰度值。 圖ίο與圖η揭示的本發明示例性實施例之發光晝素 200的驅動原理與前述圖5至圖8中的示例性實施例相一同 圖12揭示根據本發明示例性實施例之發光晝素3〇〇 的結構。除第二0LED 34〇 (EL2)之外,圖12之發光晝素 3〇〇的結構與圖5之發光晝素1〇〇相同。第二〇led 340(EL2)連接於第一節點N1與提供電壓的第一電 _ 、原線之Fal即’弟—〇led 340的陽極連接於第一節點, 其陰極,連接於第一電源線ELVDD。由於發光晝素3〇〇 了利用第一0LED 110之陽極及第二〇LED 34〇之陰極作 相同的龟極,簡化了發光畫素配線(以^哗),因而可 提回數值孔徑(numerical aperture)。發光晝素3〇〇可響應圖 框的各子圖框中各發光週期内第二電壓Vemit切換白^定 次數表示灰度值。 、 圖13是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖12之 22 200847104 一-—j:— 發光晝素的示例性方法。圖13顯示在第一電源線之電壓 ELVDD具有恒定值準(c〇nstant levei),以及第二電壓 ,低電壓與南電壓之間切換預定次數時,第一節點N1電 壓Va的位準及電荷運動之變化。 睛茶閱圖12與圖13,當開關電路12〇響應掃描訊號 SCAN與資料訊號DATA而導通時,開關電路12〇提供第 一笔壓Vemit至第一電容130之第二電極132。 外當具有低電平之第二電壓Vemit供應至第一電容13〇 之,二電極132時,通過第一 OLED310輸入的電荷Q1充 入第一電谷130。因而,第一節點之電壓^上升至第 一位準 ELVDD-Vth一EL 1。由於第一位準 ELVDD一Vth jgL j 低於第二0LED 340之閾值電壓Vth〜EL2,無電流流經第 二 OLED 340 〇 §第—電壓Vemit自低電平切換或轉變爲高電平時, 第一節點N1之電壓Va上升至第二位準 ELVDD-Vth—ELl+Vemit。因而,由於第二位準 ELVDD-Vth—EL1+Vemit 上升爲高於第二 〇led 34〇 閾值 電壓,第二OLED 340的兩端之間產生電勢差。 因此,由於第一電容130經由第二〇LED 34〇釋放被 充入的電荷Q1,第二OLED 34〇響應被釋放之電荷Q2所 産生的電流而發光。 圖14是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖以之 發光晝素的示例性方法。® 14顯示當第二電壓Vemit|有 恒定的低電平,以及第1源之電壓ELVDD在第三位準 23 200847104 —---χ —doc ,g—ELVDD與第四位準Pos_ELVDD之間翻轉(swing)預 定次數時,第一節點N1電壓Va的位準及電荷運動之變 化。在本示例型實施例中,第四位準p〇s—elvdd高於第 • 三位準 NegJELVDD。 . 如圖14所示,當第一電源線之電壓ELVDD具有第四 位準Pos_ELVDD時,第一電源線藉由第一 〇LED 11〇提 供電荷Q1至第一電容130,直至第一節點N1之電壓% 上升至第一位準 P〇s_ELVDD-Vth_EL 1。 春 纟於第—0LED 110之閾值電壓eli與第二 0LED 340之閾值電壓Vth—EL2相同,且第1 〇LED 34〇 陰極所連接之第一電源線之電壓ELVDD高於第一位準 Pos—ELVDD-Vth-ELl,因此,第二 0LED 34〇(EL2)不發光。 隨後,當第一電源線之電壓ELVDD轉變至第三位準 Neg一ELVDD時,第二0LED 340陰極所連接之第一電源 線之電壓ELVDD低於第一節點N1之電壓ya。因此,第 二0LED 340的陽極與陰極之間産生電壓差,充入第_電 • 容130之電荷Q1因而通過第二0LED 340放電。由此, 第二0LED 340基於第一電容130所釋放之電荷Q2而發 光。在本示例性實施例中,保持第三位準NegJELVDD ^ 持續時間必須足夠長,以充分釋放充入第一電容13〇之電 荷Q1,本實施例中,Q1=Q2。 由於第一電源線之電壓ELVDD在圖框之各子圖框的 餐光週期内切換或翻轉預疋次數,提供至發光晝素的 _ 第二0LED 340的電流大小根據第一電源線之電壓 24 :doc 200847104 數而變化。因此,藉由對各發光週期的預 疋次數的發先线行積分,發光晝素可表 Γ二卜1Γ於爲第二0LED 340提供桓定數二 何’不官外部如何變化。 圖15揭示根據本發明示例性實施例的 構。除了圖15的開關裝置410之外,圖15之發光 的結構與圖U之發光畫素300的結構實質场^素_ 開關裝置410(SW3)連接於第一電源線一帝 的第一電極131之間,並燮庫第—I厮.书奋13〇 ELVDD及蜜一 _使第-電源 圖圖驅動圖 _D具有,_準,以及第二電壓二之電壓 電壓之間翻轉預定次數時,第—節點 電荷運動之變化。 力的位準及 請參閱圖15與圖16,當開關電路12〇響 can與資料訊號data而開啓時,開關電 二電,Vemit至第一電容13〇的第一電極131。提供第 :具有低電平之第二電壓Vemit供應至第—㊉ 之弟一電極132時,由pM 电谷130 ,仙將第―電源線產生的$電;=
Nl。因而,第—節點N1之電壓Va上升至第—命 即點 壓ELVDD。由於第- 〇TF^4n陪# 弟—龟源線之電 、弟-OLED 340 %極的電壓與陰 25
200847104H 第二 OLED 340 同,恶電流流經第二〇LED 34〇。因而 不發光。 當第二電壓Vemit轉變爲高電壓時,第一
輕第二轉 ELVDD+Vemit。_,帛二 0LED 極兵陰極之間産生電壓差。因此,充入第一電容13〇 之电何Q1藉由第二0LED 34〇向第一電源線放電 例中,Q1=Q2。 ’、
圖Π爲電壓波形圖,用以說明在發光週期内驅動圖 5之發光晝素的-種示例性方法。圖17顯示當第二電壓 Vemit具有恒疋低位準,且第一電源線之電壓elvdd在第 ^位準Neg一ELVDD與第四位準Pos—ELVDI)之間翻轉預 定次數時,第一節點N1電壓Va以及電荷運動之變化。在 本不例性實施例中,第四位準p〇sJELVDD高於 Neg—ELVDD。 —平 如圖17所示,當第一電源線之電壓ELVDD具有第四 位準Pos—ELVDD時,開關裝置41〇(SW3)響應呈有 的第二電壓驗將具有第四位準Pos—ELV二 源線之電壓ELVDD提供至第一節點N1。因此,由於第一 電源線産生之電荷Q1被充入第一電容13〇,第一節點 上升至第四位準Pos_ELVDD。 由於第二0LED 340的陽極電壓P〇s—ELVDD與其陰 極電壓Pos—ELVDD相同,無電流流經第二〇LED 34〇。當 第一電源線之電壓ELVDD轉變爲低於第四位準的第三位 準Neg—ELVDD時,由於第二〇LEd 340陰極電壓, 26 xx. doc 200847104 ELVDD=P〇S一ELVDD ’低於第一節點N1之電壓% =Pos_ELVDD ’因此第二0LED 34〇的陽極與陰極^間存 在電壓差。因此,充人第-電容13()之電荷切從第二〇led 340放電。第二0LED 34〇響應從第—電容i %釋放的徐 荷Q2所産生之電流而發光。 % 在子圖框的發光週期内,如果電壓ELVDD在第二位 準Neg_ELVDD與第四位準Pos—ELVDD之間切換多=, 由於流經第二0LED 340之電流的大小根據切換次 光次數而變化,第二〇咖340可以發光 ^ 據來表示灰度值。 根據本發明如上所述之示例性實施例的各 ⑽、200、300及400響應切換不同次數的第—電源=之 電壓或第二電源線的電壓,以此表示每個子圖框的灰产 值。儘管在本發明說明書中以0LED作爲發光裝置的一 ς 實例進行說明,然而0Lro僅是電光轉換 (electnc-to-optlcal conversion) ^ - #J 0 7 ’任何具有電光轉換功效的發光裝置均可翻於本發 〃如上所述’由於根據示例性實施例之發光晝素包 為電流_電如及〇LED,其在發光錢的紐 間推移産生退化時亦可提供恒定電流至〇咖,因達 成具有恒定亮度之效果。 違 仲於發光晝素在其特性退化時仍可爲〇LED提 疋之《似可減少施加至OLED的應力。因此, 27 •doc 200847104 可提高發光晝素之壽命。 而且,由於用於驅動根據本發明示例性實施例的發光 畫素的驅動器(driv er)可提供在發光週期内切換預定次數 之電壓至發光晝素,因此使得發光晝素之亮度穩定。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以 限=本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神 =,内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護 摩巳圍§視後附之申請專利範圍所界定者爲准。 【圖式簡單說明】 中二於i全Γ理解本發明,配合附圖進行說明,附圖 不應解釋爲對本發明的限制。 _制不例 圖1=常規有機發光晝素之結構。 曲線=是_1所示之驅動tft㈣壓與電流特性的 示—種常規習知數位驅動方法。 明一實施例之顯示裴置的方塊示意圖 ^ 發明—實關之發_素的結構。 圖 圖7爲圖動之圖5二發光像素的圖框之時序圖。 圖Μ在—==例的哥址週期之時序圖。 之示例性實施例:U内驅動圖6之發光晝素的時序 5 之發形圖,用以說明在發光週期内驅動圖 28 '.doc 200847104 圖10揭示根據本發明示例性實施例之發光晝素之結 構。 圖11是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖10的 發光晝素之方法。 圖12揭示根據本發明示例性實施例之發光晝素的結 構。 圖13是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖12之 發光晝素的示例性方法。 • 圖14是電壓波形圖,說明在發光週期内驅動圖12之 發光畫素之示例性方法。 圖15揭示根據本發明示例性實施例之發光晝素結構。 圖16爲電壓波形圖,用以說明在發光週期内驅動圖 15之發光晝素的方法。 圖17爲電壓波形圖·,用以說明在發光週期内驅動圖 15之發光晝素之示例性方法。 【主要元件符號說明】 Φ 10 :有機發光晝素
11 :開關TFT 12 :儲存電容
13 :驅動TFT 14 :有機發光二極體 _ 20 :顯示裝置 21 :控制器 22 :掃描驅動器 」 29 200847104, 23 :資料驅動器 24 :電壓産生電路 25 :控制訊號產生器 26 :電壓產生器
27 : OLED 面板 100 :發光晝素 110 :第一 OLED 120 :開關電路
121 ·掃描線 122 :資料線 123 :第一開關 124 :第二電容 125 :第二開關 130 :第一電容 131 :第一電極 132 :第二電極 140 :第二 OLED 200 :發光晝素 210 :開關裝置 300 :發光晝素 340 :第二 OLED 400 :發光畫素 410 :開關裝置 T :驅動TFT開啓的時間 30 200847104f.doc DATA :資料訊號 SCAN ··掃描訊號
Tel、Tc2、Tc3 :時序控制訊號 N1 :第一節點 N2 :第二節點 ’ SCAN<1>、SCAN<2>、SCAN<M>、 SCAN<N> ··掃描訊號 SF1-SF4 :子圖框1-子圖框4 _ Va :第一節點N1之電壓 ELVDD:第一電源線之電壓 VthJELl :第一 OLED之閾值電壓 Vl:hJEL2 :第二OLED之閾值電壓 Vemit :第二電壓 Ql、Q2 ··電荷
31

Claims (1)

  1. 200847104* 十、申請專利範圍: 1·一種發光晝素,包括: 第一有機發光二極體(OLED);以及 龟谷為,促供電流至所述第一有機發光二極體,所述 • 電流由對應於第一電壓與第二電壓之差的電荷產生,其中 、 所述第一電壓施加至所述電容器之第一電極,所述第二電 壓施加至所述電容器之第二電極。 2·如申請專利範圍第1項所述之發光晝素,更包括第 Φ 二〇LED,用以提供所述第一電壓至所述第一電極。 3·如申請專利範圍第1項所述之發光晝素,更包括電 壓供應裳置,以響應所述第二電壓提供所述第一電壓至所 述第一電極。 4·如申請專利範圍第1項所述之發光晝素,其中所述 弟笔t與所述弟二電壓的其中之一在每個發光週期切換 預定次數。 5·如申請專利範圍第1項所述之發光晝素,更包括開 馨 關電路’其基於掃描線輸入之掃描訊號以及資料線輸入之 資料机號而進行轉換,以提供所述第二電壓至所述第二電 極。 6.—種發光晝素,包括: _ 電容器,包括接收第一電壓之第一電極以及接收第二 ’ 電堡之弟二電極;以及 第一有機發光二極體(OLED),具有連接於所述第一電 極之陽極。 32 二 doc 200847104 —7·如申請專利範圍第6項所述之發光晝素,其中所述 第一 OLED之陰極連接於第一電源線或第二電源線,所述 第一電源線提供高於第一電壓之第三電壓,所述第二電源 線提供低於所述第三電壓之第四電壓。 8·如申請專利範圍第6項所述之發光晝素,更包括第 二0LED,連接於所述第一電源線與所述第一電極之間, 所述第笔源線提供高於所述第一電壓的所述第三電壓。 9. 如申請專利範圍.第6項所述之發光晝素,更包括開 關裝置,以%應所述第二電壓提供所述第一電壓至所述第 一電極。 10. 如申請專利範圍第6項所述之發光晝素,其中所述 第-電壓與所述第二電壓的其巾之—在每個發光週期切換 預定次數。 、 11·如申睛專利範圍第6項所述之發光畫素,更包括開 關電路,其基於掃描線輸入之掃描訊號以及資料線輪入之 資料訊號而轉換,以提供所述第二電壓至所述第二電極。 12. 一種電壓產生電路,包括: 控制訊號產生器,産生控制訊號;以及 電壓產生器,産生施加至電容器之第一電極用以控制 有機發光二極體(0LED)發光的第一電壓,以及施加至所、求 電容器之第二電極的第二電壓; U 其中,爲採用所述0LED表示灰階,所述電壓產生哭 通過響應所述控制訊號而産生每發光週期切換預^次數= 所述第一電壓或所述第二電壓,以此産生控制所述 33 200847104 iiupu.doc 的所述發光之電壓。 .13.-種用以驅動發光晝素之驅動器,戶斤述驅動器包 括· 有機發光二極體(OLED); 電容器’具有第一電極與第二電極並提供電流至所述 有機發光=極體,所述電流由供應至第-電_第一電壓 與供應至第二電極的第二電壓之差所對應的電荷産生;土 控制訊號產生器,産生控制訊號;以及。 電壓產生器,産生所述第一電壓或第:電壓,所” -電壓或第二電壓在發光週_響應所述控制訊號切換預 定次數,藉此利用所述OLED表示灰階。 、 =如申請專利範圍第13項所述用以驅動發光晝素之 驅動器,當所述發光晝素更包括基於掃描線輸入之 掃描訊號與貢料線輸入之資料訊號而提供所述+厣 所述第二電極的關電路時,所述驅_更 = =資=至少一時序控制贼而產一 15·—種顯示裝置,包括: 面板,具有多條資料線、多條 夕彳木知描線以及多個發光晝 素;以及 驅動器’具有電壓產生器,產吐μ _ 資料線提供資料訊號’藉由所述掃描所述 其中,每-所述發缝素包括:虎。 電容器,包括接收第一電爆夕… I之罘一電極以及接收第二 200847104 ——χ—L*cioc 電壓之第二電極; 第一有機發光二極體(OLED),具有連接於所述第一電 極之1¼極;以及 . 開關電路’用以基於從相應的所述掃插線的其中之一 輪入的掃描訊號以及從相應的所述資料線的其中之一輸入 的資料訊號而提供所述第二電魔至所述第二電極。 16·如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置,其中每 一所述發光晝素更包括第二0LED,連接於電源線與所述 ’ 第-電極之間。 17·如申請專利範園第15項所述之顯示裝置,其中每 一所述發光晝素更包括開關裝置,連接於電源線與所述第 一電極之間,且響應所述第二電壓而轉換。 18.如申請專利範圍第15項所述之顯示裝置,其中所 述第一 0LED之陰極連接於第一電源線或第二電源線,所 述第二電源線産生的電壓低於所述第一電源線之電壓。 19·如申凊專利範圍第16項所述之顯示裝置,其中所 瞻述驅動器包括: 資料線驅動器,包括電壓產生器,所述電壓產生器産 生所述第二電壓並藉由所述資料線提供所述資料訊號;以 . 及 掃描線驅動器,藉由所述掃描線提供所述掃描訊號。 2〇·—種表示發光晝素的灰階之方法,所述方法包括: 響應電容器中第一電壓與第二電壓之差進行充電;以 及 。 35 '•doc 200847104 利用第-有機發光二極體(〇LED)響應與充 容器中之電荷相應的電流來表示灰階。 处電 21·如申請專利_第2Q _述表*發光晝素 之方法,更包括提供所述第一電壓或所述第二電壓至^ 電容器,所述第一電壓或所述第:電壓在各“二 預定次數。 切換 22·如申請專利翻第2()項所述表示發光晝素的灰 之方法,更包括利用第二〇咖提供所述第一電屢至所述 電容器',所述第-電壓在各發光週期切換預定次數。 23·如申請專觀圍第2〇韻述表示發光晝素的灰階 之方法,更包括提供所述第一電壓至所述電容器,所述第 一包壓藉由開關裝置切換預定次數,所述開關裝置各發光 週期響應所述第二電壓進行轉換。 24·如申請專利範圍第2〇項所述表示發光晝素的柬階 之方法,更包括提供所述第二電壓至所述電容器,所述第 一基於由知為線輸入之掃描訊號與由資料線輪入之資 料§fl號在各發光週期切換預定次數。 ’ 25· —種用以驅動發光晝素之方法,所述方法包拉: 提供第一電壓至電容器的第一電極,提供第^電磨奚 所述電谷裔之第二電極,所述電容器可控制有機 >極 體(0LED)之發光;以及 、 在每一發光段以預定次數切換所述第一電 >電 壓。 /、 26·—種發光晝素,包括·· 。 36 200847104doc 第一有機發光二極體(OLED),連接於用以提供第一電 壓的第一電源線與電容器的第一電極之間; 弟一 〇LED ’連接於所述第一電極與第二電源線之 間,以及 開關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號與由資料線 輸入之資料訊號進行轉換,並提供第二電壓至所述電容器 之弟—電才愚。 27·—種發光畫素,包括: 馨開關巢置,連接於提供第一電壓的第一電源線與電容 器的第一電極之間,並響應第二電壓進行轉換; 有機發光一極體(OLED) ’連接於所述第一電極與第二 電源線之間;以及 開關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號與由資料線 輸入之資料訊號進行轉換,並提供第二電壓至所述電容器 之第二電極。 28.—種發光晝素,包括·· φ 第一有機發光二極體(OLED),連接於用以提供第一電 壓的第一電源線與電容器的第一電極之間; 第二OLED,連接於所述第一電極與所述第一電源線 之間;以及 ' 開關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號與由資料線 • 輸入之資料訊號進行轉換,並提供第二電壓至所述電容器 之第二電極。 、29.—種發光晝素,包括: 丄 37 200847104doc 開關裝置,連接於用以提供第一電壓的第一電源線與 電容器的第一電極之間,並響應第二電壓進行轉換; 有機發光二極體(OLED),連接於第一電源線與第一電 極之間;以及 開關電路,基於由掃描線輸入之掃描訊號與由資料線 輸入之資料訊號進行轉換,以提供第二電壓至所述電容器 之第二電極。 30. 如申請專利範圍第29項所述之發光畫素,其中所 述第二電壓低於所述第一電壓。 31. 如申請專利範圍第29項所述之發光畫素,其中所 述第一電壓與所述第二電壓的其中之一在每個發光週期切 換預定次數。
    38
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