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Description
594639 A7 B7
例如在低溫多晶矽TFT之情
。例如8位元顯示之情況, 以抑制各元件間之特性偏差。你 況,已知會產生IV單位之Vth 4 元件一般對輸入電壓而言,發4 加上8次保持期間T1〜T8,必須要有與8個子框相對應之8 次之位址期間T s。因此,於子框掃描電路212上加諸了相 當大的負擔,結果使得消耗電力或費用上升。 又,某程度尺寸之大顯示面板將會看到閘線2〇6之時間 常數界限之故,子框掃描頻率有物理性上限。 如此,數位依第2習知例之技術,在多灰階中間調顯厂 用之多位元化上,有驅動上的困難。 總結T之,如第1習知例之「類比信號」對微小 一 弱之故難以達高精細度化;另一方面如第2習知 位信號」必須將資料分為子場(sab field)之故,必須 驅動頻率高速化,難以達高精細度化。 4 因此,本發明之目的在提供一可達成多灰階顯示用之夕 位元化之圖像顯示裝置。 夕 特別是目的在提供一藉由併用「類比信號」及「無 致位信 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 594639 A7 B7 五、發明説明(5 號」兩者,以避免微小雜訊問題或驅動頻率高速化問題, 並可X現多灰階之高精細度顯示之圖像顯示裝置。 若如此敘述會聽來像是僅是單純將既有之「類比」與 二數位」予以組合之故,以下簡單說明本發明係基於與目、 前為止已將「類比」與「數位」之單純併用完全相異之思 考方式而成者。 '' 習知電子電路之「數位」與「類比」之併用之思考方 式,頂多僅係將「數位電路」與「類比電路」同時形成於 同石夕晶片或模組,頂多僅係「類比電路」與r類比竹 號」之混成。 相對於此,對「數位電路」輸入「類比信號」 '將「類 之「數位電路 比電路」與「數位信號」驅動,比將單 或「類比電路」予以混成之情沉更加予以高性能化等創見 2法,在本發明者等所知範圍内,目前為止之圖像顯示裝 置並未有揭示。本發明係考量到人類視覺特性係無論數位 顯示或類比顯示皆感覺為相同的中間調顯示之特殊界限停 件,而藉由使「類比信號」與「數位信號」共存於同一: 路’而得以實現單-「數位電路」或「類比電路」難以^ 現 < 南精度、南灰階特度之習知常識無法獲得之創見所 換產生者。 [解決課題之手段] 本發明之具代表性之手段的—例係、如下述記載。即,本 發明之圖像顯示裝置,Λ包含··顯示部,由複數之圖素所 構成,k號線,用以將顯示信號資料寫入前述圖素;圖素 -9 - 本紙張尺度適用中國國家標準 594639 A7
選擇手段’用以自複數的前述 入至前述信號線之顯示作…華圖I,將已輸 成手段,用以生成前述鞀亍 < 枓生 仲資料4 會料;其特徵在於:前述 、唬ΙΪ枓生成手段含多值信號資 王风4于4又,用以味成且 有3值以上之多值位準之顯 /、 旬-彳、$- >、不^唬資料;構成1框之前述 頭不信號貧料,係由複數子掘 J ^ 數子拒巧_"” 子框顯不信號資料所構成,該複 數子框㈣,唬資料係被輸入 數前述圖素所成之圖辛群者.Λ、杧"月間内1貝不之復 fc , 群者,1框内又至少1個子框之前 迷顯不信號資料,係為至少3信 勺王y J值之多值位準,即係具有3 值以上之多值位準。 其中,上述寫入圖素選搭玉 、k擇手&較佳者係由多晶矽TFT構 成。 又、,上述子框之上述顯示信號資料亦可為全部具有3值 以上之多值位準(level)之構造。 [發明之實施形態] 以下參照圖 < 詳細說明本發明之圖像顯示裝置之較佳實 施形態。 、 〈實施例1> 使用圖1〜圖4說明本發明之圖像顯示裝置之第i實施形 態。首先使用圖1說明本實施例之全體構造。 圖1為本實施例之OLED顯示面板之構造圖。具有圖素發 光體OLED元件4之圖素6係於顯示部配置為矩陣狀。各圖 素6經由寫入線9、亮燈線1 〇、信號線7、電源線8等連接 至特定周邊驅動電路。其中,寫入線9及亮燈線1 〇係連接 -10- 本紙張尺度適用中國國家楳準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 594639 A7
至圖素選擇電路1 1,信號線7係經由信號輸入開關i 3連接 至類比信號驅動電路12及數位信號驅動電路16,再經由 三角波輸入開關14連接至三角波輸入線15。又,圖素6、 圖素選擇電路1 1、類比信號驅動電路1 2及數位信號驅動 電路16全部皆使用多晶矽TFT形成於玻璃基板上。 於各圖素6内,信號線經由記憶電容1連接至驅動tft2 之閘極,驅動TFT2之源極端子係連接於電源線8,驅動 TFT2 I汲極端子經由亮燈TFT5連接於〇led元件4。又, 於驅動TFT2之閘極與汲極之間設有重置(reset) TFT3,亮 I TFT5與重置TFT3心閘極各連接於亮燈線1 〇與寫入線 9。其中,驅動TFT2係構成為以〇led元件*為負載之反相 器的一部份,重置TFT3可視為將上述反相器之輸出入予 以短路之開關。 又,關於多晶矽TFT或〇LED元件4之製造方法等,因與 一般公知者並無極大差異之故,此處省略該說明。關於 OLED兀件4則可參照例如先前敘述之第i及第2習知例。 又,本實施例之圖素選擇電路丨丨之構造,一般係使用 移位暫存電路f知電㈣造,可於—般知鋪圍内予以再 構成。類比信號驅動電路丨2雖使用多晶矽TF丁面板之一般 D/A(數位·類比)轉換電路,但亦可使用其他液晶驅動器 LSI之仏唬線類比驅動電路等。數位信號驅動電路1 6係為 將1位^之輸入資料予以緩衝輸出之平行緩衝電路。 本實施例係將1框斯間分為4個相(phase)進行動作。實 際上係包含各由2相構成之2個子框,但此處為便說明茲 -11- 本紙張尺度適财S目家標準(CNS) 公爱了 594639 A7
將該等相稱為1/4框至4M框,使用圖2及圖3依序說明各相 之動作。 圖2(A)及(B)為構成框前半之子框之1/4框及2/4框之動 作時序圖。於圖2(A)之1/4框期間中,依圖素選擇電路i i 依序掃描與各圖素列對應之寫入線9及亮燈線10。此處為 便:說明兹於時序圖中以「上」表示「開」V以「下」表 717關」狀癌。此時信號輸入開關1 3為開,三角波輸入 開關1 4為關’圖素選擇電路1 1選擇圖素列A、B、 c、·.·,隨 < 對被選擇之圖素6經由信號線7自類比信號輸 出私路1 2寫入類比電壓信號。此處,類比信號係設計為5 位元〜故,具有0 2種信號電壓位準。又,寫入線9、亮厣 線10之註腳A , B , C係對應於各圖素列。以下記載中 相同。 久4於圖2 ( B )之2/4框期間中,依圖素選擇電路丨丨,寫 入線9結終為開’而亮燈線i 〇始終為關。又,此時信號輸 入開關1 3為關’三角波輸入開關丨4為開。因此,對全圖 素經由二角波輸入開關丨4及信號線7,自三角波輸入線夏5 輸入如圖2(B)所示之三角波形。 此處,用圖1更加詳細說明本子框之本實施例之圖素電 路動作。對信號線7 ,在施加有某類比信號電壓之狀態下 使重量TFTj及壳燈TFT5開/關,則在對信號線7輸入與其 相同〈類比信號電壓時,驅動TFT2與〇LED元件4所成之 反相备I閘極電壓成為反相器反轉之臨限值狀態之狀態被 記憶於1己憶電容1。此係為1/4框期間之類比信號電壓窝 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 594639 A7
入 /人之’於2 / 4框期間中之動作方4存 ^ ^入、+、 Υ之勁作万式係為:若對信號線7 -入包含被寫入之類比信號電壓值之三角波形,則各圖素 (反相备在信號線7之電壓比預先寫人之類比信號電壓大 的情沉下’ 〇LED元件4並無電流流動,而在比預先寫入之 類比W電壓小的情況下,〇LED7t#4上有電流流動。依 此,成為依被寫入之麵比作觫兩厭Z ρ, 心A比1口姽私壓而控制〇LED之發光時 間’同時,因驅動TFT2之特性偏差造成之反 陡 限值之偏差不均亦可消除。 次之說明後半子框。 圖3 ( A)、(B )係為表不構成後半子框之3/4框及〜4框之 動作之時序表。圖3(A)之3/4框期間之動作亦基本上與μ 框,動作相同。此情況之與1/4框之動作上的差異在於向 信號線7輸出之電壓並非由類比信號電壓輸出電路1 2而係 由數位信號電壓輸出電路丨6所輸出之數位電壓。依此, 隨著圖素選擇電路i i選擇圖素列A、b、^ ...,對於被、3P 擇之圖素6,經由信號線7,自數位信號輸出電路= 相田於發光」或「不發光」之2值中任一者之數位兩 信號。 私之 次之,於圖3 ( B )之4/4框期間中,依圖素選擇電路i i, 寫入線9始終為關而亮燈線丨〇始終為開。又,此時,雖^ 號輸入開關1 3為關、三角波輸入開關丨4為開,但此期間 係對全圖素經由三角波輸入開關1 4與信號線7,自二^ /、 曰一用攻 輸入線1 5輸入如圖3 ( B )所示之數位信號電壓之中 $電 -13- 594639 A7 — --—-____B7 五、發明説' -- 此^ /兄之動作方式為:各圖素之反相電路(以下稱「圖 素反相器」)在信號線7之中間電壓比預先寫入之數位信號 電壓大之情況下,〇LED元件4上並無電流流動’而在比預 先寫入之數位信號電壓小之情況下,〇led元件4上有電流 机動依此,係依被寫入之數位信號電|決定各〇LED元 件4之發光。又,此處,係確實選擇圖素反相器為開或關 狀心之故,不會發生在控制圖素反相器之反轉時間之2/4 框所可能產生之因寄生效果等造成之反轉誤差。即在4/4 框可期待極正確的發光控制。因此,本實施例與全部僅以 類比信號電壓驅動進行驅動之情況相比,可達2倍精密度 之鬲發光控制。 圖4中综合表示上述〇LED驅動順序。又,圖4表示}框 内 < 位址期間T s、類比及數位灰階期間、及與該等對應 < OLED驅動之開.關期間。框期框係由前半與該半兩子 框所構成,前半子框係由類比信號電壓位址期間即1/4框 與類比灰階發光期間即2/4框所構成,該半子框係由數位 k唬電壓位址期間即3/4框與數位灰階發光期間4/4框所構 成。 此處’類比信號電壓表示全部6位元資料中之MSB (Most Sigmf1Cant blt,最上位元位元)以外之5位元資料, 數位信號電壓表示MSB資料。類比灰階發光期間之灰階顯 π係藉由#1變發光時間而控制為3 2值,數位灰階發光期 間之灰階係為發光/不發光之2值顯示。又,類比灰階發光 期間I最大發光(開)期間,係與數位灰階發光期間相等。 -14- 本紙張尺度適用中國國家梯準(CNS) Α4規格(210 X 297公董) " --—- 594639 A7 -~ - —_B7 五、發明説明(Ή ) 於上述本實施例中,在不脫離本發明精神之範圍内可有 各種變更。例如本實施例中雖係以玻璃基板作為tF丁基 板,但亦可將其變更為石英基板或透明塑膠基板予其他透 明絕緣基板。又,若做成自上面取出〇LED元件4之發光, 則亦可使用不透明基板。 或者’關於各TFT,在本實施例中圖素丁FT雖全部係使 用P通迢型’但若適當的變更驅動波形,則亦可將其變更 為η通道型或CMOS開關。關於圖素反相器,亦不限於此 處所用之驅動TFT2及〇LED元件4所成之反相器,不庸置 言亦可由CMOS反相器或使用^通道tft之定電流源電路為 負載予以構成。 又’本實施例之說明中刻意不提及圖素數或面板尺寸 等。因本發明並非受限定於該等規格乃至格式者。又,顯 不信號電壓雖係設為6 4灰階(6位元),但亦可為其以上之 灰階’相反的亦可輕易調降灰階精密度。即,m位元之2m 灰階顯示,若將m位元自中最上位位元(MSB)至k位元作為 2值顯示信號資料,貝q (m-k)位元成為類比灰階顯示用信 號’在本貫施例中係相當於,k==l之情況。故,只要 此m與k因應所必要的灰階予以變更即可。 又’本實施例中圖素選擇電路1 1、類比信號驅動電路 1 2、及數位信號驅動電路1 6所成之周邊驅動電路係由低 溫多晶矽TFT電路構成。惟,將該等周邊驅動電路或其一 邵分以單晶矽 LSI (Large Scale Integrated circuit,大型積體 電路)電路構成予以搭載亦屬本發明之範圍内,相反的此 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ 297公釐) 594639 A7 B7 12 五、發明説明( 外三角波產生電路等亦可由低溫多晶矽TFT電路構成。 本實施例中係使用〇LED元件4作為發光裝置。惟,取代 其而改用包含其他無機物質之一般發光元件,亦顯而易見 可實現本發明。 以上各種變更案,不限於本實施例,在以下其他實施例 中’亦基本上可由同極適用。 <實施例2 > 以下使用圖5及圖6說明本發明之第2實施形態。圖5為 本貫施例之OLED顯示面板之構造圖。具有作為圖素發光 9豆之0LED元件2 4之圖素2 5係於顯示部配置成矩陣狀。各 圖素2 5經由閘線2 6、信號線2 7、電源線2 8等連接於周圍 之驅動電路。 於各圖素2 5内,信號線2 7經由輸入TFT 2 1連接至驅動 TFT 2 3之閘極及記憶電容2 2之一端,驅動TFT 2 3之一端 與記憶電容2 2之另一端係共同連接於電源線2 8。又,驅 動丁FT 23之另一端係經由〇LED元件24連接於共同電源端 子。另一方面,閘線2 6之一端係連接於閘掃描電路3 〇, 信號線2 7之一端係連接於類比信號驅動電路2 9及數位作· 號驅動電路3 1。又,此處,自輸入TFT 2 1、驅動TFT ? 3 起至閘掃描電路3 0、類比信號驅動電路2 9及數位信號p 動電路3 1係使用多晶矽TFT形成於玻璃基板上。 以下說明本實施例之OLED顯示面板之動作。於本實施 例中,框係由2個子框構成。此處為易於了解,假設第i 個子框為1/2框、第2個子框為2/2而進行以下說明。 -16- ¥紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) — --------一 594639 A7
、目先於1/2框〈寫入期間中,類比信號驅動電路2 9被活 :化调出類比^號電壓,另一方面,數位信號驅動電路 1被不活性化,輸出阻抗成為極大。此處,經由閘線 ,閘掃描電路3 〇開關掃描特定圖素列之輸入TF丁 2 1, 藉此自類比^號驅動電路2 9輸入至信號線2 7之類比信 唬兒壓被輸入至驅動TFT 2 3之閘極及記憶電容2 2,於進 1丁下一知描寫入為止之丨個框期間被保持。此期間,驅動 TFT 2 j將與上述類比信號電壓對應之類比信號電流輸入 土0LED元件2 4,依此,OLED元件2 4係以與上述類比信 唬私壓對應之類比亮度發光。此處,上述類比信號電壓係 為相當於5位元之3 2灰階之信號。 /人之’於2/2框之寫入期間中,數位信號驅動電路3 1被 活性化輸出類比信號電壓,另一方面,類比信號驅動電路 2 9不活性化’輸出阻抗變為極大。此處,經由閘線2 6, 問请描電路3 0開關掃描特定圖素列之輸入TFT 2 1,藉 此’自數位信號驅動電路3丨輸入至信號線27之數位信號 電壓被輸入至驅動TFT 2 3之閘極及記憶電容2 2,於進行 下一次掃描寫入為止之1個子框期間被保持。於此期間, 驅動TFT 2 3將與上述數位信號電壓相對應之數位信號電 说輸入至OLED元件2 4,依此,〇LED元件2 4係以與上述 數位k號相對應而顯示發光或不發光狀態。此處,上述數 位信號係為與MSB 1位元相當之開或關信號。 於本實施例中,因數位驅動時之0LED元件2 4係被選擇 為確|為開或關狀態之故,不會發生在類比驅動時所發生 -17- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公袭)
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售 594639 A7 B7 五、發明説明(
性偏差不均導致之發 框正確的發光控制。 號電壓驅動而進行驅動 之因驅動TFT 2 3之臨限值偏差等特 光亮度誤差。即,於2/2框時可期待 因此,本實施例與全部僅以類比信 之情況相比,可達2倍精密度之高發光控制。 圖6综合表示以上之驅動順序。又,圖6表示"匡内之掃 描線掃描所對應之類比及數位灰階期間及與該等相對應之 第1列OLED驅動亮度。框期間係由前半及後半之2個;框 構成,七半子框係由類比彳§號電壓位址期間即1/2框構 成’後半子框係由數位#號電壓位址期間即2/2框構成。 其中’類比信號電壓係表示全部6位元資料中之MSB以外 的5位元資料’數位信號電壓係表示mSB資料。類比灰階 發光期間之灰階顯示係藉由調變發光亮度予以控制,數位 灰階發光期間之灰階係為發光/不發光之2值顯示。又,類 比灰階發光期間係設定為與數位灰階發光期間等長。 本實施例中,類比灰階發光時之亮度偏差雖比第1實施 例大,但其優點在於圖素構造較簡單。 又,如本實施例之類比信號電壓驅動期間,已知有藉由 導入預設值取消(offset cancel)(自動歸零,auto-zero)電路 以取消驅動TFT 2 3之臨限值電壓偏差之方法。此種方法 雖 1己載於例如 Technical digest of SID 98,pp. 11-14 (1998)(以下稱第3習知例)等,但於本實施例藉由組合此 第3習知例所記載之預設值取消技術,可實現亮度偏差不 均更少的多灰階顯示,或者即使使用特性偏差大的TFT亦 可實現同樣高精密度之顯示。 -18- 本紙强:尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公釐) 裝 訂
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594639 五、發明説明( <實施例3 > 使用圖7及圖8說明本發明之第3實施例。圖7係本實施 例之液晶顯示面板之結構圖。具有光學特性調變元件液曰 電容3 3之圖素3 4係於顯示部配置為矩陣狀。圖素3 4於由 閘極線3 6、信號線3 5連接至周圍之驅動電路。 於各圖素3 4内,信號線3 5經由輸入TFT 3 2連接至液晶 電容3 3之一端,液晶電容3 3之他端連接至共通電源端 子。另一方面閘極線3 6之一端係連接至閘極掃描電路 J 8 L號線j 5之‘係連接至類比信號驅動電路3 7及數 位信號驅動電路3 9。又,此處,自輸入TFT 3 2起至閘極 掃描電路3 8、類比信號驅動電路3 7及數位驅動電路3 9係 使用多晶矽TFT形成於玻璃基板上。又,於本實施例中, 顯示面板係於玻璃基板背面設有背光,由形成液晶電容之 對向電極與彩色濾光層之對向破璃基板等組裝形成,但該 等構造係極一般者’此處不詳加說明。 以下說明本實施例之動作。於本實施例中,框係由3個 子框構成。此處為易於理解,假設第丨個子框為1/3框、第 2個子框為2/3框、第3個子框為3/3子框,以進行以下說 明。 首先’於1/3框之寫入期間中,類比信號驅動電路3 7被 活性化輸出類比信號電壓,另一方面,數位信號驅動電路 3 9被不活性化,輸出阻抗變為極大。此處,經由閘線 J 6 ’閘掃描電路3 8關開掃描特定圖素列2輸入TFT 3 2, 藉此自類比信號驅動電路3 7輸入至信號線3 5之類比信 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱了
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594639 A7 B7 五、發明説明(π 號電壓被輸入液晶電容3 3,於進行下一次掃描寫入為止 之1個子框期間被保持。此期間,液晶電容3 3將與被寫入 之類比信號電壓相當之類比信號電場施加至液晶層,液晶 層產生特定之光性特定調變效果。此處,上述類比信號電 壓係為相當於4位元之1 6灰階之信號。 /人4於2/:>框之寫入期間中,數位信號驅動電路3 9被法 性化輸出數位信號電壓,另一方面,類比信號驅動電路 3 7被不活性化,輸出阻抗變為極大。此處,再度經閘線 3 6 ’閘掃描電路3 8開關掃描特定圖素列之輸入TFT 2 1, 藉此,自數位信號驅動電路3 9輸入至信號線3 5之數位信 唬電壓被輸入液晶電容3 3,直至進行下一次掃描寫入為 止(1個子框期間被保持。於此期間,液晶電容3 3將與數 位#號電壓相當之數位信號電場施加至液晶層,依此,液 晶層與上述數位信號相對應顯示光學性透過或不透過狀 態。此處,上述數位信號係為與MSB丨位元相當之開或關 信號。 3 歎k k號驅動電路3 9亦被 次之於3/3框之寫入期間中 活性化輸出數位信號電壓1 —方面,類比信號驅動電路 37被不活性化,輸出限抗變為極大。此處,再度經由間 線36,閘掃描電路38開關掃描特定圖素列之輸入丁打 ’藉此,自數位信號驅動電路39輸入至信號線”之 位信號電壓被輸入液晶電容3 3,直 且芝進行下一次掃插寫 入為止之"固子框期間被保持。於此期間,液晶電容”將 與數位信號電壓相當之數位信號電場施加至液晶層,依 •20·
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此,液晶層與上述數位信號相對應顯示光學性透過或不透 過狀態。此處,上述數位信號係為與MSB i位元相當之開 或關信號。 於本實施例中,數位驅動之2/3及3/3框時之液晶電容33 亦係被選擇確實為開或關之故,不會發生在如類比驅動時 所發生之^入TFT 3 2之越場(field through)電荷造成之調 變亮度誤差等。即,2/3及3/3框可期待極正確之發光控 制。因此,本實施例與全部僅用類比信號電壓驅動進行驅 動之情況相比,可實現4倍精密度之高發光控制。 圖8中综合表示以上驅動順序。又,圖8表示丨框内之掃 描線掃描所對應之類比及數位灰階期間,及該等所對應之 第1列圖素亮度。框期間係由3個子框所構成,第丨個子框 係為頦比信號電壓位址期間即1/3框 '後半之2個子框係由 數位信號電壓位址期間即2/3框及3/3框所構成。此處,類 比信號電壓係表示全部6位元資料中之MSB起之2位元以外 之4位兀貧料,數位信號電壓係為MSB及其下一位元資 料。 ’、 類比灰階期間之灰階顯示係藉由類比調變液晶層之光學 特性而予以控制,數位灰階期間之灰階係為光學性透過/ 非透過〈2值顯示。又,1/3框之類比灰階期間係設定為與 3Λ框之數位灰階期間2等長,此係相當於2/3框之數位灰階 期間1的一半。 此處,將相當於最上位元之數位灰階期間作為3個子框 中在時間上位於中間之2/3框之經由如下。即,已知若發 -21-
B7 =(透過)期間之時間軸重心依顯示灰階而變動,則會產生 ,為虛^輪廓之假信號。故為缓和此問題,而將發光期間 取長炙瑕上位位元配置於框之中心附近。 又’本貫施例中將類比信號設為4位元’將數位信號設 2 ^(立 ΎΓ A 、、 … 乂 ’但該等位元數可因應所需求之規格而適當的變 更。數位信號之位元數越大者灰階精密度越提高,但相反 的子框數目增加會招致面板驅動頻率增大,故期望能因應 用途遠擇位兀數。又,如本實施例之液晶面板之情況,一 般而g有回應速度的問題之故,.對於子框增加而言,液晶 層之回應速度上有其界限。 又’數位信號之位元數之變更亦不限定於如本實施例之 液晶顯示面板,不庸置言在如前述第1及第2實施例之發 光顯示面板中亦為可能。 〈實施例4 > 使用圖9〜圖1 2,說明本發明之第4實施形態。首先使用 圖9說明本實施例之全體構造。 圖9為本實施例之〇LED顯示面板之構造圖。具有圖素發 光體OLED元件4 4之圖素47係於顯示部配置為矩陣狀。圖 素4 7經由寫入線5 0、重置線5 2、顯示線5丨、信號線4 8、 電源線4 9等連接至特定周邊驅動電路。其中,寫入線 5 0、重置線5 2及顯示線5 1係連接至選擇電路5 3,信號線 4 8係連接到類比信號驅動電路5 4及數位信號驅動電路 55。又,圖素47、圖素選擇電路53、類比信號驅動電路 5 4及數位信號驅動電路5 5全部皆使用多晶矽tFT,成於玻 -22- 本紙張尺度適用中國國家棵率(CNS) A4規格(21〇X 297公釐) 594639 A7 B7 五、發明説明(19 ) 璃基板上。 於各圖素4 7内,信號線4 8經由輸入丁ft 4 1及記憶電容 4 2連接至驅動TFT 4 6之閘極,驅動TFT 4 6之源極端子係 連接於輸入TFT 4 1及顯示TFT 4 5之一端。此處TFT 4 5的 他連接至電源線4 9。驅動TFT 4 6之沒極端子係連接至 OLED元件44。又,驅動TFT 46之沒極端子及閘極端子之 間設置了重置TFT 4 3,輸入TFT 4 1、重量TFT 4 3、及顯 示TFT 4 5之閘極係連接至各寫入線5 〇,重置線5 2,表示 線4 5 〇 此處,類比信號驅動電路5 4及數位信號驅動電路5 5之 基本功能係與第1實施例之類比信號驅動電路1 2及數位信 號驅動電路1 6相同,但相異點在於在本實施例中並非信 唬電壓而是信號電流。因此,在本實施例中,類比信號驅 動電路5 4及數位信號驅動電路5 5之信號輸出部係使用連 接至電流源之TFT。 本實施例將1框期間分為4個相進行動作。實施上係包 含各由2個相所構成之2個子框,但此處為便於說明,稱 為1/4框至4/4框,使用圖丨〇及圖丨丨依序說明各相之動作。 圖1 〇表示構成框前半之子框之1/4框的動作時序圖。於 1M框期間,依圖素選擇電路53,與各圖素列對應之寫入 線W與重置線5 2被依序掃描。於此期間,顯示線5丨紿終 保持為原來的關狀態。隨著圖像選擇電路5 3選擇圖素列 Α 一 B C,經由信號線4 8對被選擇之圖素4 7寫入來自類 比信號驅動電路5 4之麵比作龄而:六 LU . ’ 义4比仏就私成。此處,類比信號係 -23-
594639 A7 _______B7___ 五、發明説明(2〇) 設計為5位元之故,具有3 2種信號電流位準。次之,2/4框 期間(未圖示)中,顯示線5 1為開,藉此對各圖素供給發光 電力。 此處使用圖9更力U詳細說明本子框之圖素電路動作。若 在對信號線4 8施加類比信號電流之狀態了使輸入TFT 4 i 及重置TFT 4 3開/關,則與輸入至信號線4 8相同之信號電 流經由驅動T F T 4 6流至〇L E D元件4 4。此時之驅動丁 ρ 丁 4 6之閘極。源極間電壓連接於記憶電容4 2兩端之故,在 重置TFT 4 3為圖之時點,此閘極·源極間電壓條件被記 憶於ΰ己憶電谷4 2兩端。此即1 / 4框期間之類比信號電流寫 入0 接著,在2/4框期間中,顯示線5丨為開。依此,驅動 TFT 4 6雖再度為開,但此時流過驅動TF丁 4 6之電流量係 由預先記憶於記憶電容42内之閘極•源極間電壓條件所 決足之故,與在框1/4輸入圖素之類比信號電流值相等。 故〇LED元件4 4之驅動電沉被已寫入之類比信號電流控 制’發光電流量亦同時被控制。 次心,說明後半之子框。圖丨丨為表示構成後半子框之 3/4框之動作時序圖。3/4框期間之動體亦基本上與1/4框之 動作相同。此情況與1/4框之動作差異在# :對信號線“ 供$之電流並非係由類比信號電流驅動電路54而係由數 位信號驅動電路5 5所輸出之數位電流。依此,隨著圖素 選擇電路53選擇圖素列A、B、C,對被選擇之圖素… 經由信號線48寫入來自數位信號驅動電路”之相當於 -24,
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五、發明説明(21 發光」、「不發光」之2值中任一者之數位電流信號。 接著在4/4框期間(未圖示)中顯示線5 1再度成為開,許 對各圖素供給發光電力。 於圖1 2综合顯示以上之驅動順序。又,圖1 2係表示夏柩 内之位址期間T s、類比及數位灰階期間、與該等相斜應 之OLED驅動及顯示線5 i之開•關期間。框期間係由前^ 與後半2子框構成。前半子框包含類比信號電流位址期間 即1/4框與類比灰階發光期間即2/4框,後半子框包含數位 k號電〉荒位址期間即3/4框與數位灰階發光期間即4/4框。 此處,類比信號電流表示全部6位元資料中之LSB仏㈡“ Signmcant blt,最下位位元)以外之5位元資料,數位信號 電壓係表示LSB資料。類比灰階發光期間之灰階顯示係藉 由調變發光時間而控制為3 2值,數位灰階發光期間之灰 階係為發光/不發光之2值顯示。又,數位灰階發光期間係 為類比灰階發光期間之1/64之期間。 此處,本實施例之圖素4 7内的電路構造本身係由習知 技術,詳細内容記載於 TechniCal diges t 〇f lnteniad〇nal
Electron Dev1Ce Meeting 98, pp. 875-878 (1998)(以下稱第 4 習知例)等。此第4習知例之情況,僅以類比信號電流來灰 P白控制發光壳度。惟,此第4習知例具一問題點,即類比 信號電流值若變小,則無法將正確的信號電流寫入圖素。 其原因在於在類比信號電流值小的情況下,信號線之寄生 私谷的充放電費時,在現實上係無法依可進行動劃顯示之 框率(frame rate)來進行圖素信號之寫入。 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱) 594639 A7 B7五、發明説明(22 ) 例如在假設為約2吋之OLED面板之情況亦然,在一般設 計在信號線上與寫入線或圖素間之寄生電容預估至少有約 4 pF。此處,若假設最小信號電流值為20 nA、寫入電壓 為1 V,則上述寄生電容之充放電需200 "秒,若每秒6 0框 則最大圖素列數目只能為8 3列。 對此’於尽實施例之情〉兄下,最下位位元即最小位元 (LSB)係以數位信號電流輸入之故,信號電流值與類比信 號電流之最大值相同。故,實質上最小信號電流值之寫入 上所需要者為自LSB起第2個位元,故若依上述數值例最 小電流值為40 nA。依此,本實施例之情況即使依相同條 件亦可將最大圖素列增加至166列。 本實施例中雖僅於LSB使用數位灰階,但若於自LSB起 之複數個位元使用數位灰階,則可實現更多圖素、大型或 多灰階之顯示面板。即,若m位元之2m灰階顯示以m位元 中最下位位元(LSB)起η位元為2值顯示資料,貝(m-n)位元 經D A變換成為類比多值灰階顯示用信號,在本實施例中 相當於m=6、1之情況。故,只要將此m與η因應於所需 之灰階予以變更即可。惟須注意在使η增大時,子框數目 亦會隨之增加。 <實施例5 > 使用圖1 3及圖1 4,說明本發明之第5實施例。首先使用 圖1 3說明本實施例之全體構造。 圖1 3為本實施例之OLED顯示面板之構造圖。具有圖素 發光體OLED元件4 4之圖素4 7係於顯示部配置為矩陣狀。 -26-
装 玎
線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 594639 A7 __B7 五、發明説明(23 ) 各圖素4 7經由寫入線5 〇、重置線5 2、表示線5 1、信號線 4 8、及電源線4 9等連接至特定周邊驅動電路。此處,寫 入線5 0、重置線5 2及表示線5 1係連接至圖素選擇電路 5 3,信號線4 8係連接至多值信號驅動電路。又圖素* 7、 圖素選擇電路5 3、多值信號驅動電路6 〇全部皆使用多結 晶矽丁FT形成於玻璃基板上。於各圖素4 7内,信號線4 8經 由輸入TFT 4 1及記憶容量4 2連接至驅動丁FT 4 6之問極, 驅動TFT 4 6之源極端子連接至輸入TFT 4 1及顯示TFT 4 5 1 一端。 此處,顯示TFT 4 5之多端係連接至電源線* 9。驅動 TFT 46之汲極端子係連接至〇LED元件44。又,驅動TFT 4 6之汲極端子及閘極端子之間設置了重置TFT 4 3,輸入 TFT 4 1、重置TFT 4;3、顯示丁FT 45之閘極係連接至各寫 入線5 0、重置線5 2、及顯示線4 5。 此處’多值信號驅動電路6 0之基本功能在於輸出多值 之信號電流,相對於一般習知多值信號電壓輸出電路而 言,其係於信號輸出部上附加有連接於電流源之TFT。 本貫施例係將1框期間分為4個相進行動作。實際上包含 各由2個相構成之2個子框,但此處為便於說明稱該等相為 1/4框至4/4框。此處,本實施例之動作除了施加至信號線 4 8之仏號電流位準為1 / 4框與3 / 4框皆為包含0之8灰階之點 以外,皆與使用圖10及圖丨丨所說明之第4實施例之動作相 同之故,於此省略以上動作之說明。 圖14综合表示本實施例之驅動順序。又,圖14表示1框 _ -27- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公爱) 594639 A7
内之位址期間Ts、時間加權8之上位位時間加權1之下位位元數位灰階期間、8灰p二亡階期間、動及信號線5 1之開/關期間。 > 〜τ〇L E D驅 後半子框係將下位3位元資料各以8灰階之 OLED元件44之發光亮度予以表 ; h . ^ ^,則+子框係由 ^位兀之夕值信號電流位址期間即1/4框與上位3位元〈多灰階發光期間即2/4框所構成,後半子框係由下位3位 兀 < 多值信號電流位址期間即3/4框與下位3位元之多灰階發光期間即4/4框所構成。 此處㈤半子框係可視為8進位2位元資料中之上位位元 k示後半子框係可視為8進位2位元資料中之下位位元顯 不。故,於2/4框與4/4框之發光期間中,被賦予與8進位相 當之8倍的時間加權。 本貫施例亦具可將多值信號電流之最小寫入電流值取為 較大之優點,具信號電流可對圖素正確寫入之優點。此若 為一般之類比信號電流,則必須要有例如64灰階之信號電 泥寫入’相對於此,本實施例則只要進行8灰階之信號電 流寫入即可。 又’本實施例雖係實現8進位8位元之64灰階顯示,但並 不特別限定於上記值。若為其他表現,亦可為X進位y位 元之組合。例如’同樣Μ灰階之實現上亦可採用4進位3位 元’或於256灰階之實現上亦可採用4進位4位元等。 又’不需X進位y位元之組合全部用於灰階顯示。例 -28- f紙張尺度適财@ ϋ家標準(CNS) M規格(摩297公爱)
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L藉由在64灰階顯示上採用5進位3位元,對64灰階加以 迦瑪修正.,或僅將最大亮度灰階之亮度_提昇,可實現 旎產生所謂峰值亮度之非線形亮度顯示。 或亦可依R,G 準。 B顯示色變更所使用之信號電流位 又’本實施例係X進位數位驅動概念之故,看來可能会 誤以為脫出本發明之思考方式之「類比信號」肖「數㈣ 唬」併用的概念,故於此加以說明。習知圖像顯示裝置之 ,數位信號」《定義顯然係「2進位數位信號」,其值只 能取開與關2值。相對於此,本發明係將「取多值之類比 :號」亦於同一裝置上併用之概念…此處本發明所定 我,類比信號」並不-定必須為連續之無限灰階,而係 為、多值信號」,其亦包含「X進位數位信號」。本實施 例之概念係於稱為子框之數位概念中存在有「多值信號」 之思考方式之故,即係本發明之思考方式。又依以上。論 述:不庸置言一面使用「子框」一面於各子框中只顯示 「類比信號」之概念亦包含於本發明之概念中。 <第6實施例> 以下使用圖15說明本發明之第6實施例。圖15為本實施 ^ ^(PDA : Personal Digital Assistants) 100^ 構造圖。 …對典線經由面(I/F)電路1〇2,自外部將已壓縮之圖像資 料寺輸入作為以近距離無線存取系統規格為基礎之無線資 料,無線I/F電路102之輸出係經由1/〇 (Input/〇utput)電路 _ -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) χ^^2ι〇χ 29ϋ----——-- 594639 A7 B7 五、發明説明(26 ) 103連接至資料匯流排108。資料匯流排108上另連接有微 處理器(MPU) 104,顯示面板控制器106,及框記憶體107 等。 又,顯示面板控制器106之輸出係輸入至OLED顯示面板 101。又,圖像顯示端末100上尚設有三角波產生電路 105,電源109,三角波產生電路105之輸出係輸入至OLED 顯示面板101。此處OLED顯示面板101係具有與前述第1實 施例相同的構造及動作之故,於此不再贅述其内部構造及 動作。 以下說明本實施例之動作。首先,無線I/F電路102因應 命令自外部取入已壓縮之圖像資料,將該圖像資料經由 I/O電路103傳送至微處理器104及框記憶體107。微處理器 104接受來自使用者之命令操作,因應必要驅動圖像顯示 端末100全體,進行已壓縮之圖像資料之解碼或信號處 理,資訊顯示。經信號處理後之圖像資料暫時儲存於框記 憶體107。 此處,微處理器104發出顯示命令之情況下,依該指示 將圖像資料自框記憶體107經由顯示面板控制器106輸入至 OLED顯示面板101,〇L£D顯示面板101將被輸入之圖像資 料以真實時間(real time)予以顯示。此時顯示面板控制器 1 06將同時顯示圖像所必要的特定時脈予以輸出,三角波 發生電路105與其同步輸出三角波圖素驅動電壓。 又,OLED顯示面板101使用該等信號,將6位元圖像資 料所產生之顯示資料以真實時間予以顯示乙節,已記載於 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
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594639 A7 B7五、發明説明(27 ) 第1實施例中。此處,電源1 0 9中含二次電池,供給驅動該 等圖像顯示端末100全體之電力。 依本實施例可提供能實現高精密度之多灰階顯示之圖像 顯示端末100。 又,本實施例之圖像顯示裝置雖係使用第1實施例所說 明之OLE D顯示面板,但顯而易見亦可使用本發明之其他 實施例所記載之各種顯示面板。 [發明之效果] 由前述實施例可知,依本發明可獲得能解決微小雜訊或 驅動頻率高速化問題之多灰階之高精密度顯示之圖像顯示 裝置。 [圖式之簡單說明] 圖1為本發明之圖像顯示裝置之第1實施例之OLED顯示 面板構造圖。 圖2A、2B為第1實施例之前半子框之時序圖。 圖3 A、3 B為第1實施例之後半子框之時序圖。 圖4為第1實施例之1框内之驅動順序圖。 圖5為本發明之圖像顯示裝置之第2實施例之OLED顯示 面板構造圖。 圖6為第2實施例之1框内之驅動順序圖。 圖7為本發明之圖像顯示裝置之第3實施例之液晶顯示面 板構造圖。 圖8為第3實施例之1框内之驅動順序圖。 圖9為本發明之圖像顯示裝置之第4實施例之OLED顯示-31- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)
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線 594639 五、發明説明
面板構造圖。 圖10為第4貫施例之1 /4框之時序圖。 圖1 1為第4貫施例之3/4框之時序圖。 圖12為第4實施例之丨框内之驅動順序圖。 圖h為本發月之圖像顯不裝置之第5實施例之〇Led顯示 面板構造圖。
圖14為第5實施例之丨框内之驅動順序圖。 圖15為本發明之圖像顯示裝置之第6實施例之圖像顯示 端末構造圖。 圖16為第1習知例之發光顯示裝置之構造圖。 裝 圖17為第2習知例之發光顯示裝置之構造圖。 圖18為第2習知例之動作順序圖。 [符號說明] 1 ’ 22 ’ 42.·· i己憶電容,2,23,46 驅動TFT,3 重置 TFT ’ 4 ’ 24,44... 〇LED元件,5.·.亮燈丁FT,6,25,34, 47…圖素 ’ 7 ’ 27,35,48...信號線,8,28,49...電源
線 線’ 9 ’ 50…寫入線,10…亮燈線,11,53…圖素選擇電 路’ 12,29,37,54·..類比信號驅動電路,π...信號輸入 開關’ 14.·.三角波輸入開關,15 •三角波輸入線,μ, 31 ’ 39 ’ 55...數位信號驅動電路,21,32,41 輸入 TFT ’ 3 0,3 8…閘掃描電路,33 ...液晶電容,36…閘線, 45…顯示TFT,51...顯示線,52...重置線,1〇〇…圖像顯示 端末(PDA),101... 〇LED顯示面板,102…無線經由面(I/F) 電路,103…I/O電路,1〇4 微處理器(MPU),105…三角 _ -32- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公爱) 594639 A7 B7 五、發明説明(29 ) ,107...框記憶體, 波產生電路,106...顯示面板控制 108...資料匯流排,109...電源。 -33- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐)
Claims (1)
- 594639 第091132904號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年4月)申請專利範圍 ABCD 年\ 93. 替 • 9 .1 —IV 4 re/. 1· 一種圖像顯示裝置,其包含: 顯示部,由複數之圖素所構成; k號線’用以將顯示信號資料寫入前述圖素; 圖素遥擇手段’用以自複數之前述圖素中選擇圖素, 將已輸入至前述信號線之顯示信號資料予以寫入;及 信號資料生成手段,用以生成前述顯示信號資料; 其特徵在於: 前述信號資料生成手段多值信號資料生成手段,用以 生成具有3值以上之多值位準之顯示信號^料; 構成1框之前述顯示信號資料,係由複數子框顯示信 號資料所構成,該複數子框顯示信號資料係被輸入至在 同一框期間内顯示之複數前述圖素所成之圖素群者; 1框内之至少1個子框之前述顯示信號資料,係具有3 值以上之多值位準。 2·如申請專利範圍第〗項記載之圖像顯示裝置,其中前述 圖素内設有光學特性多值調變手段,其係依前述顯示信 號資料而調變光學的特性。 3·如申請專利範圍第1項記載之圖像顯示裝置,其中前述 圖素内設有發光量多值調變手段,其係依上記顯示信號 資料而調變發光量。 4.如申請專利範圍第3項記載之圖像顯示裝置,其中前述 發光量多值調變手段,係設於前述圖素内之有機發光二 極體元件。 5·如申請專利範圍第1項記載之圖像顯示裝置,其中前述 O:\81\81434-930414.doc -1- 本紙張尺度適用中國國豕標準(CNS) A4規格(210X297公董)594639 η 正瞀換否I X, 93. 4..-7 AS — D8 申請專利範圍 圖素内設有電容及開關,其係用以於一定期間,記憶前 述表示信號資料,至少前述開關係由多結晶矽TFT所構 成。 6·如申請專利範圍第1項記載之圖像顯示裝置,其中前述 顯不信號資料係由m位元之資訊量所成,自最上位位元 側起k位元各用作為2值子框之顯示信號資料,其他(m- k)位元係在d A變換後用作為具有多值位準之子框顯示 信號資料。 7·如申請專利範圍第6項記載之圖像顯示裝置,其中前述 顯示信號資料係為電壓信號。 8. 如申請專利範圍第7項記載之圖像顯示裝置,其中前述 圖素更設有:場效電晶體,其係將前述顯示信號資料作 為閘輸入信號而接收;及偏差取消電路,其係用以將該 場效電晶體之臨限值電壓偏差予以取消。 其中前述 將顯示亮 其中前述 9. 如申請專利範圍第8項記載之圖像顯示裝置 圖素係對具有前述多值位準之顯示信號資料 度依時間調變。 10·如申請專利範圍第9項記載之圖像顯示裝置 圖素設有發光元件及驅動該發光元件之反相器電路;在 與具有前述多值位準之顯示信號資料相對應之發光期間 中,對瓦述反相器電路自外部施加三角波電壓。 11. 如申請專利範圍第10項記載之圖像顯示裝置,其中前述 反相器電耗由驅動電晶體及負載發光元件所構成。 12. 如申請專利範圍第6項記載之圖像顯示裝置,其中前述】 O:\81\81434-930414.do框係由2禎子框構成’ 位元係為1位元,用作= 號資料之前述k 料,DA變換後所用之:、二相述子框之顯示信號資 禎1、f +扩、 則以其他(m_k)位元係用作為第2 頑則逑子框义顯示信號。 如申請專利範圍第4記載之圖像顯示裝置 顯示信號資料係由m位元之資訊量所成,自最下位位元 側起η位兀各用作為2值子框之顯示信號資料,其他(㈣) 位兀係在DA變換後用作為具有多值位準之子 號資料。 14·如申請專利範圍第13項記載之圖像顯示裝置,其中前述 顯示信號資料係為電流信號。 15·如申請專利範圍第13項記載之圖像顯示裝置,其中前述 1框係由2禎子框構成,用作為2值顯示信號資料之前述η 位元係為1位元,用作為第丨禎前述子框之顯示信號資 料〇 A避換後所用之前述其他(m-n)位元係用作為第2 禎前述子框之顯示信號。 16·如申請專利範圍第1項記載之圖像顯示裝置,其中前述 顯示k號資料係具有包含〇之χ值之多值位準,前述i框 係由y個子框構成,各子框之各圖素之顯示期間中,各 加以X的1次方(i =〇,1,...,严丨)之加權,前述顯示信 號資料係於1框内以X進位y位元顯示。 17.如申請專利範圍第丨6項記載之圖像顯示裝置,其中前述 顯示信號資料係為電流信號。 18·如申凊專利範圍第1 6項記載之圖像顯示裝置,其中於j O:\81\8M34-930414.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 594639 、申請專利範圍 框期間内輸入至前述圖紊一 X的y次方少。 '、颂不信號資料之種類’係較 19. 如申請專利範圍第16 、 己载 < 圖像顯示裝置,其中1框 内之子框數為3個,相當於、 X進位3位7G义最上位位元之 子框係配置為在3個子框中 m Λ呀間上而T的第2個。 20. —種圖像顯示裝置,其包含·· 顯示部,由複數之圖素所構成; 信號線’用以將顯示信號資料寫入前述圖辛; ^ ^ ^ 目複數<可述圖素中選擇圖素, 將已輸入至前述信號線之顯 信號資料生成手段,用以記;:\枓丁以窝入;及 於該資料進行圖像資料處理,生基 其特徵在於: 纟—示信號資料; 前述信號資料生成手段包各客 匕含多值信號資料生成手段, 用以生成具有3值以上之多值位準之顯示信號資料, 構成1框之前述顯示信號資料,係由複數子框顯示信 號資料所構成’該複數子框顯示信號資料係被輸入至在 同-框期間内顯示之複數前述圖素所成之圖素群者; i框内之至少i個子框之前述顯示信號資料,係具有3 值以上之多值位準。 -4- O:\81\81434-930414.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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