TWI497472B - 顯示器之畫素驅動方法及其顯示器 - Google Patents

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Description

顯示器之畫素驅動方法及其顯示器
本發明係相關於一種顯示器之畫素驅動方法及其顯示器，尤指一種可補償電性特性差異之顯示器之畫素驅動方法及其顯示器。
有機發光二極體顯示器係一種利用有機發光二極體畫素發光以顯示畫面的顯示裝置。有機發光二極體的亮度係正比於流經有機發光二極體的電流大小。一般而言，為了控制流經有機發光二極體的電流大小，有機發光二極體畫素會包含電流控制開關，用以根據其閘極端之顯示電壓控制流經有機發光二極體的電流大小，進而控制有機發光二極體的亮度。
然而，每一有機發光二極體畫素之電流控制開關的臨界電壓會有差異，再者，有機發光二極體的老化也會造成有機發光二極體的跨電壓發生變化，上述電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異會影響有機發光二極體的顯示亮度。習知有機發光二極體顯示裝置容易受到電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異之影響，造成顯示畫面之品質變差。
本發明的目的之一在於提供一種可補償電性特性差異之顯示器之畫素驅動方法及其顯示器，以解決先前技術的問題。
本發明顯示器之畫素驅動方法可應用於顯示器，該顯示器包含複 數條掃描線，複數條資料線及複數個畫素，每一畫素包含第一電晶體，第二電晶體，及發光單元，該第一電晶體之第一端耦接於該些資料線之一資料線，該第一電晶體之閘極端耦接於該些掃描線之一掃描線，該第二電晶體之第一端選擇性地耦接至電壓源或一電流源，該第二電晶體之閘極端耦接於該第一電晶體之第二端，該發光單元的第一端耦接於該第二電晶體之第二端，畫素中每兩行畫素的第二電晶體之間還包括第三電晶體，用以導通或斷開兩行畫素的第二電晶體的第一端，該驅動方法包含導通該些畫素之第一電晶體；耦接該些資料線及該些畫素之第二電晶體之第一端至該電流源；讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓；根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓；耦接該些畫素之第二電晶體之第一端至該電壓源，使得該些畫素根據相對應的資料電壓而由該電壓源接收電流；在讀取第二電晶體的閘極端的電壓之前，斷開電性耦接於兩行畫素的第二電晶體的第一端之間的第三電晶體，並且在讀取第二電晶體的閘極端的電壓之後導通電性耦接於兩行畫素的第二電晶體的第一端之間的第三電晶體。
本發明顯示器包含複數條掃描線，複數條資料線，複數個畫素， 一電壓讀取單元，及一顯示電壓調整單元。該些畫素之每一畫素包含第一電晶體，第二電晶體，及發光單元。該第一電晶體之第一端耦接於該些資料線其中之一，且該第一電晶體之閘極端耦接於該些掃描線其中之一。該第二電晶體之第一端選擇性地耦接至電壓源或電流源，且該第二電晶體之閘極端耦接於該第一電晶體之第二端。該發光單元之第一端耦接於該第二電晶體之第二端。該電壓讀取單元電性耦接該些資料線，用以在該些畫素之第一電晶體被導通，且該些資料線及該些畫素之第二電晶體之第一端耦接至該電流源時，讀取該些畫素之第二電晶體的閘極端的電壓。該顯示電壓調整單元用以根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓，以及耦接該些畫素之第二電晶體之第一端至該電壓源，使得該 些畫素根據相對應的資料電壓而由電性耦接的該電壓源接收電流；多個第三電晶體，每一第三電晶體電性耦接於畫素中每兩行畫素之第二電晶體之第一端之間，用以控制兩行畫素之第二電晶體之第一端之間的導通或斷開。
相較於先前技術，本發明顯示器之畫素驅動方法及其顯示器可有 效地補償電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異。因此，本發明顯示器之畫面品質不會受到電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異之影響，進而改善顯示畫面之品質。
100,200‧‧‧顯示器
110‧‧‧畫素
120‧‧‧發光單元
130‧‧‧顯示電壓調整單元
140‧‧‧反向器
T1‧‧‧第一電晶體
T2‧‧‧第二電晶體
T3‧‧‧第三電晶體
T4‧‧‧第四電晶體
T5‧‧‧第五電晶體
T6‧‧‧第六電晶體
C‧‧‧電容
D‧‧‧資料線
G‧‧‧掃描線
IS‧‧‧電流源
I,I1,I2‧‧‧電流
Vd‧‧‧資料電壓
VDD‧‧‧高位準電壓源
VSS‧‧‧低位準電壓源
S1‧‧‧第一控制訊號
S2‧‧‧第二控制訊號
500‧‧‧流程圖
510至550‧‧‧步驟
第1圖為本發明顯示器之第一實施例的示意圖。
第2圖為第1圖顯示器之畫素於偵測狀態的示意圖。
第3圖為第1圖顯示器之畫素於顯示狀態的示意圖。
第4圖為本發明顯示器之第二實施例的示意圖。
第5圖為本發明顯示器之畫素驅動方法之流程圖。
請參考第1圖，第1圖為本發明顯示器之第一實施例的示意圖。如第1圖所示，本發明顯示器100包含複數條掃描線G，複數條資料線D，複數個畫素110，電壓讀取單元150及顯示電壓調整單元130。每一畫素110包含第一電晶體T1，第二電晶體T2，及發光單元120。第一電晶體T1之第一端係耦接於相對應資料線D，而第一電晶體T1之閘極端係耦接於相對應掃描線G。第二電晶體T2之第一端係選擇性地耦接至高位準電壓源VDD或電流源IS，而第二電晶體T2之閘極端係耦接於第一電晶體T1之第二端。發光單元120之第一端係耦接於第二電晶體T2之第二端。發光單元120可例如為有機發光二極體，或其他電流驅動型式之發光單元。
電壓讀取單元150電性耦接於資料線D，用以於偵測狀態中讀取 畫素110之第二電晶體T2的閘極端的電壓。顯示電壓調整單元130係用以補償每一畫素110之顯示電壓以提供相對應之資料電壓之至畫素110。每一畫素110另包含電容C用以儲存相對應之資料電壓。在本發明第一實施例中，第一電晶體T1係P型電晶體，而第二電晶體T2係N型電晶體。
另外，本發明顯示器另包含第三電晶體T3，第四電晶體T4，第 五電晶體T5，及第六電晶體T6。第三電晶體T3係耦接於兩行畫素之第二電晶體T2之第一端之間，用以控制兩行畫素之第二電晶體T2之第一端之間的導通與斷開。第四電晶體T4係耦接於兩列畫素之發光單元120之第二端之間，用以控制兩列畫素之發光單元120之第二端之間的導通與斷開。第五電晶體T5係耦接於一行畫素之第二電晶體T2之第一端及相對應資料線D之間，用以控制該行畫素之第二電晶體T2之第一端及相對應資料線D之間的導通與斷開。第六電晶體T6係耦接於一列畫素之發光單元120之第二端及相對應掃描線G之間，用以控制該列畫素之發光單元120之第二端及相對應掃描線G之間的導通與斷開。
請參考第2圖，並一併參考第1圖。第2圖為第1圖顯示器之畫 素於偵測狀態的示意圖。當顯示器100處於偵測狀態中，顯示器100會依序經由掃描線G導通每列畫素110之第一電晶體T1，且開關M1處於導通狀態，開關M2處於斷開狀態，而開關M3處於斷開狀態，進而使得資料線D及畫素110之第二電晶體T2之第一端被耦接至電流源IS。當第一列畫素之第一電晶體T1被導通時，其他列畫素之第一電晶體T1會被斷開，以確保電流源IS提供的電流只會流入第一列的畫素中。另外，所有第五電晶體T5及第六電晶體T6被第一控制訊號S1導通，而所有第三電晶體T3及第四電晶體T4 被第二控制訊號S2斷開。因此，各行畫素的第一電源線PL1之間會被斷開，而各列畫素的第二電源線PL2之間也會被斷開。
除此之外，一開始流過畫素110被導通之第一電晶體T1的電流I1會接近電流源IS提供的電流I，且電流I1會流至電容C以對電容C充電，進而打開第二電晶體T2，而經過第二電晶體T2的電流I2會遠小於電流I1，且電流I2會流至發光單元120。之後，流過第二電晶體T2的電流I2會逐漸增加。當流過第二電晶體T2的電流I2大約等於或等於電流源IS提供的電流I時，電壓讀取單元150會讀取第一列畫素之第二電晶體T2的閘極端的電壓。此外，第二列畫素以及後續各列的畫素也可以依序經由掃描線G導通每列畫素110之第一電晶體T1，近而逐一讀取每一畫素110的閘極端的電壓。
由於每一第二電晶體T2的閘極端的電壓係在相同電流流過的情況下對應於發光單元120之跨電壓Voled及第二電晶體T2之閘極端和源極端的電壓差Vgs的總和，因此，顯示電壓調整單元130可根據第二電晶體T2的閘極端的電壓得到畫素110相對應之補償電壓。
舉例來說，顯示電壓調整單元130可根據所有第二電晶體T2的閘極端的電壓取得平均值，並將每一第二電晶體T2的閘極端的電壓和平均值相減，以得到畫素110相對應之補償電壓。或者，顯示電壓調整單元130可將平均值和預定數值相加以得到基準值，再將每一第二電晶體T2的閘極端的電壓和基準值相減，以得到畫素110相對應之補償電壓。
在求得每一畫素相對應之補償電壓後，顯示電壓調整單元130可將畫素110之原始顯示電壓分別和相對應之補償電壓相加以得到每一畫素相對應之資料電壓，顯示電壓調整單元130再經由資料線D提供畫素110相對 應之資料電壓以顯示畫面。由於每一畫素110相對應之資料電壓係由原始顯示電壓和相對應之補償電壓相加而得，且補償電壓係根據偵測狀態中所有第二電晶體T2的閘極端的電壓的平均值求得，因此每一畫素110相對應之資料電壓已經排除發光單元120之跨電壓Voled及第二電晶體T2之臨界電壓(Threshold Voltage)的變異之因素。所以每一畫素110可根據相對應之資料電壓顯示正確之畫面。
舉例來說，再相同電流流過的情況下(例如0.1uA)，假設三個畫素之發光單元120之跨電壓Voled分別為2V、2V、3V，三個畫素之第二電晶體T2之臨界電壓分別為1V、2V、2V且低位準電壓源VSS為-1V。然而，實際上僅能夠得知電壓讀取單元150讀取之第二電晶體T2的閘極端的電壓分別為4V、5V、6V，故電壓平均值為5V。接著將每一第二電晶體T2的閘極端的電壓和平均值相減可得三個畫素相對應之補償電壓分別為-1V、0V、1V。
若三個畫素之原始顯示電壓皆為8V以顯示相同亮度，在未補償原始顯示電壓的情況下，三個畫素之原始顯示電壓分別減去相對應之發光單元120之跨電壓Voled及第二電晶體T2之臨界電壓後將會分別為5V、4V、3V，也就是說，三個畫素之亮度將會因發光單元120之跨電壓Voled及第二電晶體T2之臨界電壓的變異而不相同。在補償原始顯示電壓的情況下，則三個畫素補償後之資料電壓將分別為7V、8V、9V，而三個畫素補償後之資料電壓分別減去相對應之發光單元120之跨電壓Voled及第二電晶體T2之臨界電壓後將會同樣為4V，也就是說三個畫素的第二電晶體T2的閘源極電壓差將會相同，換言之，理想狀況下三個畫素之亮度在補償後將會相同。
請參考第3圖，並一併參考第1圖。第3圖為第1圖顯示器之畫素於顯示狀態的示意圖。當顯示器100在顯示狀態中，顯示器100會依序經由掃描線G導通每列畫素110之第一電晶體T1，且畫素110之第二電晶體 T2之第一端會被耦接至至高位準電壓源VDD。當第一列畫素之第一電晶體T1被導通時，其他列畫素之第一電晶體T1會被斷開。另外，所有第三電晶體T3及第四電晶體T4被第二控制訊號S2導通，而所有第五電晶體T5及第六電晶體T6被第一控制訊號S1斷開。當第四電晶體T4被第二控制訊號S2導通時，發光單元120之第二端會耦接至低位準電壓源VSS。之後，顯示電壓調整單元130再經由資料線D提供第一列畫素相對應之資料電壓Vd，以使第一列畫素根據相對應的資料電壓Vd而由高位準電壓源VDD接收電流，進而顯示畫面。接下來，顯示器100的顯示電壓調整單元130會逐一經由資料線D提供每列畫素相對應之資料電壓。
依據上述配置，每一畫素110顯示之畫面不會受到發光單元120 之跨電壓Voled及第二電晶體T2之臨界電壓的變異之影響。本發明顯示器100可根據偵測狀態中讀取之第二電晶體T2的閘極端的電壓提供畫素110相對應之資料電壓以補償電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異之影響。
請參考第4圖，第4圖為本發明顯示器之第二實施例的示意圖。 在本發明第二實施例中，顯示器200之第一電晶體T1及第二電晶體T2皆係N型電晶體，且顯示器200另包含反向器140耦接於第六電晶體T6及一列畫素之發光單元120之第二端之間。至於顯示器200之其他元件和工作原理大致相同於第1圖之顯示器100，因此不再加以說明。
請參考第5圖，第5圖為本發明顯示器之畫素驅動方法之流程圖 500。本發明顯示器之畫素驅動方法之流程如下列步驟：步驟510：導通畫素110之第一電晶體T1；步驟520：耦接資料線D及畫素110之第二電晶體T2之第一端至電流源IS； 步驟530：讀取第二電晶體T2的閘極端的電壓；步驟540：根據第二電晶體T2的閘極端的電壓，經由資料線D提供畫素相對應之資料電壓；以及步驟550：耦接畫素110之第二電晶體T2之第一端至電壓源VDD，使得畫素110根據相對應的資料電壓而由電壓源VDD接收電流。
另外，讀取第二電晶體T2的閘極端的電壓的步驟可以於顯示器開機之後或顯示器關機之前執行，或者亦可以每隔一段時間執行。
相較於先前技術，本發明顯示器之畫素驅動方法及其顯示器可有效地補償電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異。因此，本發明顯示器之畫面品質不會受到電流控制開關及有機發光二極體的電性特性差異之影響，進而改善顯示畫面之品質。
500‧‧‧流程圖
510至550‧‧‧步驟

Claims (11)

  1. 一種顯示器之畫素驅動方法，該顯示器包含複數條掃描線，複數條資料線及複數個畫素，每一畫素包含一第一電晶體，一第二電晶體，一電容及一發光單元，該第一電晶體之第一端耦接於該些資料線之一資料線，該第一電晶體之閘極端耦接於該些掃描線之一掃描線，該第二電晶體之第一端選擇性地耦接至一電壓源或一電流源，該第二電晶體之閘極端耦接於該第一電晶體之第二端，該電容耦接於該第一電晶體之第二端用以儲存電壓，該發光單元的第一端耦接於該第二電晶體之第二端，該些畫素中每兩行畫素的第二電晶體之間還包括一第三電晶體，用以導通或斷開該兩行畫素的該些第二電晶體的第一端，該驅動方法包含：導通該些畫素之第一電晶體；耦接該些資料線及該些畫素之第二電晶體之第一端至該電流源；讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓；根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓；耦接該些畫素之第二電晶體之第一端至該電壓源，使得該些畫素根據相對應的資料電壓而由該電壓源接收電流；以及在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之前，斷開電性耦接於該兩行畫素的第二電晶體的第一端之間的該第三電晶體，並且在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之後導通電性耦接於該兩行畫素的第二電晶體的第一端之間的該第三電晶體。
  2. 如請求項1所述之畫素驅動方法，其中讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓，係為當流過該第二電晶體的電流大約等於該電流源提供的電流時，讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓。
  3. 如請求項1所述之畫素驅動方法，其中根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓，係為根據該些第二電晶體的閘極端的電壓的平均值，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓。
  4. 如請求項第1至3項任一項所述之畫素驅動方法，其中根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓包含：根據該些第二電晶體的閘極端的電壓得到該些畫素相對應之補償電壓；及根據將該些畫素之顯示電壓分別和相對應之補償電壓運算以產生每一畫素相對應之資料電壓，再經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓。
  5. 如請求項第1至3項任一項所述之畫素驅動方法，其中該些畫素中每兩列畫素的發光單元的第二端之間還包括一第四電晶體，用以導通或斷開該兩列畫素之發光單元之第二端，該驅動方法還包含在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之前，斷開電性耦接於該兩列畫素之發光單元之第二端之間的該第四電晶體，並且在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之後導通電性耦接於該兩列畫素的發光單元的第二端之間的該第四電晶體。
  6. 如請求項第1至3項任一項所述之畫素驅動方法，其中該些畫素中每一行畫素之第二電晶體之第一端及一相對應資料線之間還包括一第五電晶體，用以導通或斷開該行畫素之第二電晶體之第一端及該相對應資料 線，該驅動方法還包含在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之前，導通電性耦接於該行畫素之第二電晶體之第一端及該相對應資料線之間的該第五電晶體，並且在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之後斷開電性耦接於該行畫素之第二電晶體之第一端及該相對應資料線之間的該第五電晶體。
  7. 如請求項第1至3項任一項所述之畫素驅動方法，其中該些畫素中每列畫素之發光單元之第二端及一相對應掃描線之間還包括一第六電晶體，用以導通或斷開該列畫素之發光單元之第二端及該相對應掃描線，該驅動方法還包含在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之前，導通電性耦接於該列畫素之發光單元之第二端及該相對應掃描線之間的該第六電晶體，並且在讀取該些第二電晶體的閘極端的電壓之後斷開電性耦接於該列畫素之發光單元之第二端及該相對應掃描線之間的該第六電晶體。
  8. 一種顯示器，包含：複數條掃描線；複數條資料線；及複數個畫素，每一畫素包含：一第一電晶體，其第一端耦接於該些資料線其中之一，閘極端耦接於該些掃描線其中之一；一第二電晶體，其第一端選擇性地耦接至一電壓源或一電流源，閘極端耦接於該第一電晶體之第二端；一電容，耦接於該第一電晶體之第二端，用以儲存電壓；及一發光單元，其第一端耦接於該第二電晶體之第二端；一電壓讀取單元，電性耦接該些資料線，用以在該些畫素之第一電晶體被導通，且該些資料線及該些畫素之第二電晶體之第一端耦接至該電 流源時，讀取該些畫素之第二電晶體的閘極端的電壓；一顯示電壓調整單元，用以根據該些第二電晶體的閘極端的電壓，經由該些資料線提供該些畫素相對應之資料電壓，以使得該些畫素根據相對應的資料電壓而由電性耦接的該電壓源接收電流；以及多個第三電晶體，每一第三電晶體電性耦接於該些畫素中每兩行畫素之第二電晶體之第一端之間，用以控制該兩行畫素之第二電晶體之第一端之間的導通或斷開。
  9. 如請求項8所述之顯示器，另包含多個第四電晶體，每一第四電晶體電性耦接於該些畫素中每兩列畫素之發光單元之第二端之間，用以控制該兩列畫素之發光單元之第二端之間的導通或斷開。
  10. 如請求項8或9所述之顯示器，另包含多個第五電晶體，每一第五電晶體電性耦接於該些畫素中每一行畫素之第二電晶體之第一端及一相對應資料線之間，用以控制該行畫素之第二電晶體之第一端及該相對應資料線之間的導通與斷開。
  11. 如請求項8或9項所述之顯示器，另包含多個第六電晶體，每一第六電晶體電性耦接於該些畫素中每一列畫素之發光單元之第二端及一相對應掃描線之間，用以控制該列畫素之發光單元之第二端及該相對應掃描線之間的導通與斷開。
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