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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0117326, eingereicht am 03. September 2021, und der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0174576, eingereicht am 08. Dezember 2021.
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HINTERGRUND
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1. Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Pixelschaltung und eine Anzeigevorrichtung, die diese enthält.
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2. Diskussion des verwandten Standes der Technik
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Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtungen können je nach Material der Emissionsschicht in anorganische lichtemittierende Anzeigevorrichtungen und organische lichtemittierende Anzeigen unterteilt werden. Eine organische lichtemittierende Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix weist eine organische lichtemittierende Diode (OLED) auf, die selbst Licht erzeugt und Vorteile in Bezug auf eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit, eine hohe Lichtausbeute, eine hohe Helligkeit und einen großen Betrachtungswinkel aufweist. In einer organischen lichtemittierenden Anzeigevorrichtung wird in jedem Pixel eine OLED gebildet. Die organische lichtemittierende Anzeigevorrichtung hat eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit, eine hohe Lichtausbeute, eine hohe Helligkeit und einen großen Betrachtungswinkel und ist in der Lage, Schwarzabstufungen in perfektem Schwarz auszudrücken, wodurch ein hohes Kontrastverhältnis und eine hohe Farbwiedergabe erreicht wird.
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Eine Pixelschaltung einer organischen lichtemittierenden Anzeigevorrichtung enthält eine OLED und ein Ansteuerungselement zum Ansteuern der OLED. Eine Datenspannung und eine Referenzspannung können abwechselnd an Datenleitungen angelegt werden, die mit der Pixelschaltung verbunden sind. Da in diesem Fall die Datenleitungen die Datenspannung und die Referenzspannung in einem Zyklus von einer Horizontal-Periode laden und entladen, steigt der Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung.
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In einem Zustand, in dem das Ansteuerungselement mit der OLED in einer solchen Pixelschaltung verbunden ist, kann sich die Leuchtdichte der Pixel unter dem Einfluss des Widerstands und der Kapazität der OLED ändern, wenn die Pixelschaltung in einem Abtastschritt und einem Adressierungsschritt angesteuert wird. Wenn es eine Abweichung zwischen dem Widerstand und der Kapazität der OLED zwischen den Pixeln aufgrund der Prozessabweichung der OLED gibt, kann die Ungleichmäßigkeit der Leuchtdichte zwischen den Pixeln stärker auftreten.
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Wenn beispielsweise die Datenspannung an die Gate-Elektrode des Ansteuerelements angelegt wird, während das Ansteuerelement mit der OLED verbunden ist, kann sich die Gate-Source-Spannung des Ansteuerelements unter dem Einfluss einer Spannung ändern, die in einem vorherigen Bild aufgrund des hohen Innenwiderstands der OLED geladen wurde, so dass sich auch die Leuchtdichte des Pixels ändern kann. Wenn beispielsweise die Leuchtdichte des Pixels im vorherigen Bild hoch ist, sinkt die Gate-Source-Spannung des Ansteuerelements, da die interne Knotenspannung der OLED im Abtastschritt eines aktuellen Bildes hoch ist, und somit sinkt die Leuchtdichte des Pixels. Umgekehrt, wenn die Leuchtdichte des Pixels im vorherigen Bild niedrig ist, steigt die Gate-Source-Spannung des Ansteuerelements, da die interne Knotenspannung der OLED im Abtastschritt des aktuellen Bildes niedrig ist, und somit steigt die Leuchtdichte des Pixels.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, die oben genannten Notwendigkeiten und/oder Probleme zu lösen.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Pixelschaltung bereit, die in der Lage ist, den Stromverbrauch zu verbessern und den Einfluss eines lichtemittierenden Elements auszuschließen, wenn Pixeldaten in Pixel geschrieben werden, sowie eine Anzeigevorrichtung, die diese enthält.
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Die Probleme der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben erwähnten beschränkt, und andere, nicht erwähnte Probleme werden von Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar verstanden werden.
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Eine Pixelschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann aufweisen: ein Treiberelement mit einer ersten Elektrode, die mit einem ersten Knoten verbunden ist, an den eine erste konstante Spannung angelegt wird, einer Gate-Elektrode, die mit einem zweiten Knoten verbunden ist, und einer zweiten Elektrode, die mit einem dritten Knoten verbunden ist; ein lichtemittierendes Element mit einer Anodenelektrode, die mit einem vierten Knoten verbunden ist, und einer Kathodenelektrode, an die eine zweite konstante Spannung angelegt wird, die niedriger ist als die erste konstante Spannung; ein erstes Schaltelement, das so konfiguriert ist, dass es dem zweiten Knoten in Reaktion auf einen ersten Gate-Impuls eine Datenspannung zuführt; ein zweites Schaltelement, das so konfiguriert ist, dass es in Reaktion auf einen zweiten Gate-Impuls eine dritte konstante Spannung, die niedriger als die erste konstante Spannung ist, an den zweiten Knoten anlegt; ein drittes Schaltelement, das so konfiguriert ist, dass es in Reaktion auf einen dritten Gate-Impuls eine vierte konstante Spannung, die niedriger als die dritte konstante Spannung und höher als die zweite konstante Spannung ist, an den vierten Knoten anlegt; ein viertes Schaltelement, das so konfiguriert ist, dass es in Reaktion auf einen vierten Gate-Impuls die erste konstante Spannung an den ersten Knoten anlegt; ein fünftes Schaltelement, das so konfiguriert ist, dass es als Reaktion auf einen fünften Gate-Impuls den dritten Knoten mit dem vierten Knoten elektrisch verbindet; einen ersten Kondensator, der zwischen den zweiten Knoten (DRG) und den dritten Knoten geschaltet ist; und einen zweiten Kondensator, der zwischen den dritten Knoten und einen Konstantspannungsknoten geschaltet ist.
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Jede der ersten bis vierten Konstantspannung ELVDD, ELVSS, Vref und Vinit kann an den Konstantspannungsknoten Vx angelegt werden.
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Die Spannungsdifferenz zwischen der dritten konstanten Spannung Vref und der vierten konstanten Spannung Vinit kann höher sein als die Schwellenspannung Vth des Treiberelements DT.
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Eine Ansteuerungsperiode der Pixelschaltung kann einen Initialisierungsschritt INIT, einen Abtastschritt SMPL, der nach dem Initialisierungsschritt INIT eingestellt wird, einen Adressierungsschritt WR, der nach dem Abtastschritt SMPL eingestellt wird, und einen Lichtemissionsschritt EMIS, der nach dem Adressierungsschritt WR eingestellt wird, aufweisen, wobei in dem Initialisierungsschritt INIT das zweite, dritte und fünfte Schaltelement M2, M3 und M5 und das Ansteuerelement DT eingeschaltet werden und das erste und vierte Schaltelement M1 und M4 ausgeschaltet werden, in dem Abtastschritt SMPL das zweite und vierte Schaltelement M2 und M4 eingeschaltet werden und das erste, dritte und fünfte Schaltelement M1, M3 und M5 ausgeschaltet werden, in dem Adressierungsschritt WR das erste Schaltelement M1 eingeschaltet wird und das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement M2, M3, M4 und M5 ausgeschaltet werden, und in dem Lichtemissionsschritt EMIS das vierte und fünfte Schaltelement M4 und M5 eingeschaltet werden und das erste, zweite und dritte Schaltelement M1, M2 und M3 ausgeschaltet werden.
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Das Treiberelement DT kann im Initialisierungsschritt INIT eingeschaltet und im Abtastschritt SMPL ausgeschaltet werden.
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Der dritte Knoten DRS kann während des Abtastschritts SMPL und des Adressierungsschritts WR elektrisch vom vierten Knoten n4 getrennt werden.
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Das erste bis fünfte Schaltelement M1 bis M5 können als Reaktion auf eine Gate-An-Spannung eingeschaltet und als Reaktion auf eine Gate-Aus-Spannung ausgeschaltet werden, der erste Gate-Impuls SC1 kann als die Gate-An-Spannung im Adressierungsschritt WR in Synchronisation mit der Datenspannung erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung im Initialisierungsschritt INIT, im Abtastschritt SMPL und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, der zweite Gate-Impuls SC2 kann als die Gate-Ein-Spannung in dem Initialisierungsschritt und dem Abtastschritt SMPL erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung in dem Adressierungsschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, der dritte Gate-Impuls SC3 kann als die Gate-Ein-Spannung in dem Initialisierungsschritt INIT erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung in dem Abtastschritt SMPL, dem Adressierungsschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden,
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Der vierte Gate-Impuls EM1 kann als die Gate-Ein-Spannung im Abtastschritt SMPL und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung im Initialisierungsschritt INIT und im Adressierungsschritt WR erzeugt werden, und der fünfte Gate-Impuls EM2 kann als die Gate-Ein-Spannung im Initialisierungsschritt INIT und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung im Abtastschritt SMPL und im Adressierungsschritt WR erzeugt werden.
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Eine Ansteuerungsperiode der Pixelschaltung kann einen ersten Initialisierungsschritt INIT1, einen Abtastschritt SMPL, der nach dem ersten Initialisierungsschritt INIT1 eingestellt wird, einen Adressierungsschritt WR, der nach dem Abtastschritt SMPL eingestellt wird, einen zweiten Initialisierungsschritt INIT2, der nach dem Adressierungsschritt WR eingestellt wird und einen Lichtemissionsschritt EMIS, der im Anschluss an den zweiten Initialisierungsschritt INIT2 eingestellt wird, wobei in dem ersten Initialisierungsschritt INIT1 das zweite, dritte und fünfte Schaltelement M2, M3 und M5 und das Ansteuerelement DT eingeschaltet werden können und das erste und vierte Schaltelement M1 und M4 ausgeschaltet werden können, in dem Abtastschritt SMPL, das zweite und vierte Schaltelement M2 und M4 eingeschaltet werden können, und das erste, dritte und fünfte Schaltelement M1, M3 und M5 ausgeschaltet werden können, im Adressierungsschritt WR das erste Schaltelement M1 eingeschaltet werden kann, und das zweite, dritte, vierte und fünfte Schaltelement M2, M3, M4 und M5 ausgeschaltet werden, im zweiten Initialisierungsschritt INIT2, das dritte und fünfte Schaltelement M3 und M5 eingeschaltet und das erste, zweite und dritte Schaltelement M1, M2 und M3 ausgeschaltet werden können, und im Lichtemissionsschritt EMIS das vierte und fünfte Schaltelement M4 und M5 eingeschaltet und das erste, zweite und dritte Schaltelement M1, M2 und M3 ausgeschaltet werden können.
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Das erste bis fünfte Schaltelement M1-M5 können als Reaktion auf eine Gate-An-Spannung eingeschaltet und als Reaktion auf eine Gate-Aus-Spannung ausgeschaltet werden, der erste Gate-Impuls SC1 kann als die Gate-An-Spannung im Adressierungsschritt WR in Synchronisation mit der Datenspannung erzeugt werden, und kann als die Gate-Aus-Spannung im ersten Initialisierungsschritt INIT1, dem Abtastschritt SMPL, dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, der zweite Gate-Impuls SC2 kann als die Gate-An-Spannung in dem ersten Initialisierungsschritt INIT1 und dem Abtastschritt SMPL erzeugt werden und als die Gate-Aus-Spannung in dem Adressierungsschritt WR, dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, der dritte Gate-Impuls SC3 kann als die Gate-An-Spannung in dem ersten Initialisierungsschritt INIT1 und dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung in dem Abtastschritt SMPL, dem Adressierungsschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, der vierte Gate-Impuls EM1 kann als die Gate-An-Spannung in dem Abtastschritt SMPL und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden, und kann als die Gate-Aus-Spannung in dem ersten Initialisierungsschritt INIT1, dem Adressierungsschritt WR und dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 erzeugt werden, und der fünfte Gate-Puls EM2 kann als die Gate-An-Spannung in dem ersten Initialisierungsschritt INIT1, dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und dem Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt werden und kann als die Gate-Aus-Spannung in dem Abtastschritt SMPL und dem Adressierungsschritt WR erzeugt werden.
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Eine Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Anzeigepanel, in dem eine Mehrzahl von Datenleitungen, eine Mehrzahl von Gate-Leitungen, die die Mehrzahl von Datenleitungen kreuzen, eine Mehrzahl von Stromversorgungsleitungen und eine Mehrzahl von Pixelschaltungen, die mit der Mehrzahl von Datenleitungen, der Mehrzahl von Gate-Leitungen und der Mehrzahl von Stromversorgungsleitungen verbunden sind, angeordnet sind; einen Daten-Treiber, der so konfiguriert ist, dass er eine Datenspannung von Pixeldaten an die Mehrzahl von Datenleitungen liefert; und einen Gate-Treiber, der so konfiguriert ist, dass er ein Gate-Signal an die Mehrzahl von Gate-Leitungen liefert, enthalten.
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Alle Transistoren des Anzeigepanels, einschließlich des Ansteuerelements DT und des ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Schaltelements M1, M2, M3, M4 und M5 der mehreren Pixelschaltungen, können einen n-Kanal-Oxidhalbleiter enthalten.
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Da in der vorliegenden Offenlegung eine Datenleitung, über die eine Datenspannung angelegt wird, und eine Stromleitung, über die eine Referenzspannung angelegt wird, getrennt sind, wird die Frequenz einer an die Datenleitung angelegten Spannung gesenkt, so dass der Stromverbrauch reduziert werden kann.
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In der vorliegenden Offenbarung ist das Ansteuerelement der Pixelschaltung bei dem Abtastschritt und dem Adressierungsschritt elektrisch von dem lichtemittierenden Element getrennt. Da die Datenadressierung und die Schwellenspannungsabtastung des Ansteuerelements in der vorliegenden Offenbarung nicht von einem Widerstand des lichtemittierenden Elements und einer Prozessabweichung des lichtemittierenden Elements beeinflusst werden, kann der Einfluss des lichtemittierenden Elements auf die Leuchtdichte des Pixels daher ausgeschlossen werden. Dementsprechend ist es möglich, die Änderung der Leuchtdichte des Pixels aufgrund des Einflusses des lichtemittierenden Elements zu verhindern.
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Die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die oben erwähnten beschränkt, und andere, nicht erwähnte Wirkungen werden von den Fachleuten aus der Beschreibung der Ansprüche klar verstanden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden für den Fachmann durch die detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, deutlicher, in denen:
- 1 ein Blockdiagramm ist, das eine Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 2 eine Querschnittsansicht ist, die eine Querschnittsstruktur eines in 1 dargestellten Anzeigepanels zeigt;
- 3 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Pixelschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 4 ein Wellenformdiagramm ist, das ein Verfahren zur Ansteuerung einer Pixelschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
- 5A ein Diagramm ist, das den Stromfluss durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung in einem Initialisierungsschritt zeigt;
- 5B ein Diagramm ist, das den durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung fließenden Strom in einem Abtastschritt zeigt;
- 5C ein Diagramm ist, das den Stromfluss durch die in 3 gezeigte Pixelschaltung in einem Adressierungsschritt veranschaulicht;
- 5D ein Diagramm ist, das den Stromfluss durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung in einem Lichtemissionsschritt zeigt;
- 6 ein Wellenformdiagramm ist, das ein Verfahren zur Ansteuerung einer Pixelschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
- 7 ein Diagramm ist, das den durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung fließenden Strom in einem zweiten Initialisierungsschritt zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGEN
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Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung und die Verfahren zu ihrer Verwirklichung werden anhand der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt, sondern kann in verschiedenen anderen Formen umgesetzt werden. Vielmehr machen die vorliegenden Ausführungsformen die Offenbarung der vorliegenden Offenbarung vollständig und ermöglichen es dem Fachmann, den Umfang der vorliegenden Offenbarung vollständig zu erfassen. Die vorliegende Offenbarung ist nur im Rahmen der beigefügten Ansprüche definiert.
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Die Formen, Größen, Verhältnisse, Winkel, Zahlen und dergleichen, die in den beigefügten Zeichnungen zur Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung dargestellt sind, sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Gleiche Bezugsziffern bezeichnen im Allgemeinen gleiche Elemente in der vorliegenden Beschreibung. Ferner können bei der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung detaillierte Beschreibungen bekannter verwandter Technologien weggelassen werden, um den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern.
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Die hier verwendeten Begriffe wie „aufweisend“, „einschließlich“, „mit“ und „bestehen aus“ sollen im Allgemeinen die Hinzufügung anderer Bestandteile ermöglichen, es sei denn, die Begriffe werden zusammen mit dem Begriff „nur“ verwendet. Alle Verweise auf die Einzahl schließen die Mehrzahl ein, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
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Komponenten werden so interpretiert, dass sie einen gewöhnlichen Fehlerbereich aufweisen, auch wenn dies nicht ausdrücklich angegeben ist.
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Wenn die Positionsbeziehung zwischen zwei Bauteilen mit Begriffen wie „auf“, „über“, „unter“ und „neben“ beschrieben wird, können ein oder mehrere Bauteile zwischen den beiden Bauteilen positioniert sein, es sei denn, die Begriffe werden mit dem Begriff „unmittelbar“ oder „direkt“ verwendet.
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Die Begriffe „erste“, „zweite“ und ähnliche können verwendet werden, um die Komponenten voneinander zu unterscheiden, aber die Funktionen oder Strukturen der Komponenten sind nicht durch Ordnungszahlen oder vorangestellte Komponentennamen begrenzt.
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Die gleichen Bezugszeichen können sich im Wesentlichen auf die gleichen Elemente in der vorliegenden Offenlegung beziehen.
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Die folgenden Ausführungsformen können teilweise oder vollständig miteinander verbunden oder kombiniert werden und lassen sich auf technisch unterschiedliche Weise verknüpfen und betreiben. Die Ausführungsformen können unabhängig voneinander oder in Verbindung miteinander ausgeführt werden.
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Jedes der Pixel kann eine Mehrzahl von Sub-Pixeln mit unterschiedlichen Farben enthalten, um die Farbe des Bildes auf dem Bildschirm des Anzeigepanels zu reproduzieren. Jedes der Subpixel enthält einen Transistor, der als Schaltelement oder Ansteuerungselement verwendet wird. Ein solcher Transistor kann als TFT (Thin Film Transistor) ausgeführt sein.
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Eine Treiberschaltung der Anzeigevorrichtung schreibt Pixeldaten eines Eingangsbildes in Pixel auf dem Anzeigepanel. Zu diesem Zweck kann die Treiberschaltung der Anzeigevorrichtung eine Daten-Treiberschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Datenleitungen ein Datensignal zuführt, eine Gate-Treiberschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie den Gate-Leitungen ein Gate-Signal zuführt, und ähnliches aufweisen.
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In einer Anzeigevorrichtung der vorliegenden Offenbarung kann die Pixelschaltung eine Mehrzahl von Transistoren enthalten. Die Transistoren können als Oxid-Dünnschichttransistoren (Oxid-TFTs) mit einem n-Kanal-Oxid-Halbleiter, als Niedertemperatur-Polysilizium(LTPS)-TFTs mit Niedertemperatur-Polysilizium oder ähnlichem ausgeführt sein. In Ausführungsformen werden Beschreibungen auf der Grundlage eines Beispiels gegeben, in dem die Transistoren der Pixelschaltung als n-Kanal-Oxid-TFTs implementiert sind, aber die vorliegende Offenbarung ist darauf nicht beschränkt.
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Ein Transistor ist ein Drei-Elektroden-Element mit einem Gate, einer Source und einem Drain. Die Source ist eine Elektrode, die dem Transistor Ladungsträger zuführt. Im Transistor beginnen die Ladungsträger von der Source zu fließen. Der Drain ist eine Elektrode, durch die Ladungsträger aus dem Transistor austreten. In einem Transistor fließen die Ladungsträger von der Source zum Drain. Da es sich bei den Ladungsträgern um Elektronen handelt, ist bei einem n-Kanal-Transistor die Source-Spannung niedriger als die Drain-Spannung, so dass Elektronen von der Source zum Drain fließen können. Beim n-Kanal-Transistor fließt der Strom von der Drain zur Source. Bei einem p-Kanal-Transistor (p-Kanal-Metalloxid-Halbleiter (PMOS)) ist die Source-Spannung höher als die Drain-Spannung, da die Ladungsträger Löcher sind, so dass Löcher von der Source zu einem Drain fließen können. Da beim p-Kanal-Transistor Löcher von der Source zum Drain fließen, fließt ein Strom von der Source zum Drain. Es ist zu beachten, dass die Source und der Drain eines Transistors nicht fest sind. Beispielsweise können Source und Drain in Abhängigkeit von der angelegten Spannung verändert werden. Daher ist die Offenbarung nicht auf die Source und den Drain eines Transistors beschränkt. In der folgenden Beschreibung werden Source und Drain eines Transistors als eine erste und eine zweite Elektrode bezeichnet.
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Ein Gate-Signal schwankt zwischen einer Gate-Ein-Spannung und einer Gate-Aus-Spannung. Die Gate-An-Spannung wird auf eine Spannung eingestellt, die höher als die Schwellenspannung eines Transistors ist, und die Gate-Aus-Spannung wird auf eine Spannung eingestellt, die niedriger als die Schwellenspannung des Transistors ist.
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Der Transistor wird in Abhängigkeit von der Gate-Ein-Spannung eingeschaltet und in Abhängigkeit von der Gate-Aus-Spannung ausgeschaltet. Im Falle eines n-Kanal-Transistors kann die Gate-Ein-Spannung eine Gate-Hochspannung VGH und VEH und die Gate-Aus-Spannung eine Gate-Niederspannung VGL und VEL sein.
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Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den folgenden Ausführungen wird eine Anzeigevorrichtung hauptsächlich als eine organische lichtemittierende Anzeigevorrichtung beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 weist eine Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Anzeigepanel 100, einen Anzeigepaneltreiber zum Schreiben von Pixeldaten in Pixel des Anzeigepanels 100 und eine Stromversorgungseinheit 140 zur Erzeugung von Strom, der zur Ansteuerung der Pixel und des Anzeigepaneltreibers erforderlich ist, auf.
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Das Anzeigepanel 100 kann eine rechteckige Struktur mit einer Länge in Richtung der X-Achse, einer Breite in Richtung der Y-Achse und einer Dicke in Richtung der Z-Achse aufweisen. Das Anzeigepanel 100 enthält eine Pixelanordnung, die ein eingegebenes Bild auf einem Bildschirm anzeigt. Das Pixelarray weist eine Mehrzahl von Datenleitungen 102, eine Mehrzahl von Gate-Leitungen 103, die die Datenleitungen 102 kreuzen, und in Matrixform angeordnete Pixel auf. Das Anzeigepanel 100 kann außerdem Stromleitungen enthalten, die gemeinsam mit den Pixeln verbunden sind. Die Stromleitungen versorgen die Pixel 101 mit einer konstanten Spannung, die zur Ansteuerung der Pixel 101 erforderlich ist. Das Anzeigepanel 100 kann beispielsweise eine VDD-Leitung, über die eine Pixelansteuerspannung ELVDD angelegt wird, und eine VSS-Leitung, über die eine Niederpotentialleistungsspannung ELVSS angelegt wird, aufweisen. Darüber hinaus können die Stromleitungen eine REF-Leitung, über die eine Referenzspannung Vref angelegt wird, und eine INIT-Leitung, über die eine Initialisierungsspannung Vinit angelegt wird, aufweisen.
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Wie in 2 dargestellt, kann die Querschnittsstruktur des Anzeigepanels 100 eine Schaltungsschicht 12, eine lichtemittierende Elementschicht 14 und eine Verkapselungsschicht 16 aufweisen, die auf einem Substrat 10 gestapelt sind.
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Die Schaltungsschicht 12 kann ein TFT-Array mit einer Pixelschaltung, die mit Drähten wie der Datenleitung, der Gate-Leitung und der Stromversorgungsleitung verbunden ist, ein Demultiplexer-Array 112, einen Gate-Treiber 120 und dergleichen aufweisen. Die Drähte und Schaltungselemente der Schaltungsschicht 12 können eine Mehrzahl von Isolierschichten, zwei oder mehr Metallschichten, die durch die dazwischen liegende Isolierschicht getrennt sind, und eine aktive Schicht mit einem Halbleitermaterial aufweisen. Alle in der Schaltungsschicht 12 gebildeten Transistoren können mit n-Kanal-Oxid-TFTs realisiert werden.
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Die lichtemittierende Elementschicht 14 kann lichtemittierende Elemente EL enthalten, die von der Pixelschaltung angesteuert werden. Die lichtemittierenden Elemente EL können ein rotes (R) lichtemittierendes Element, ein grünes (G) lichtemittierendes Element und ein blaues (B) lichtemittierendes Element enthalten. In einer anderen Ausführungsform kann die lichtemittierende Elementschicht 14 ein weißes lichtemittierendes Element und einen Farbfilter enthalten. Die lichtemittierenden Elemente EL der lichtemittierenden Elementschicht 14 können mit einer mehrschichtigen Schutzschicht bedeckt sein, die einen organischen Film und einen anorganischen Film enthält.
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Die Verkapselungsschicht 16 bedeckt die lichtemittierende Elementschicht 14, um die Schaltungsschicht 12 und die lichtemittierende Elementschicht 14 zu versiegeln. Die Verkapselungsschicht 16 kann eine mehrfach isolierende Filmstruktur aufweisen, in der ein organischer Film und ein anorganischer Film abwechselnd aufeinander gestapelt sind. Der anorganische Film blockiert das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff. Die organische Folie planarisiert die Oberfläche der anorganischen Folie. Wenn der organische Film und der anorganische Film in mehreren Schichten gestapelt sind, wird der Bewegungspfad von Feuchtigkeit oder Sauerstoff länger als in einer einzelnen Schicht, so dass das Eindringen von Feuchtigkeit und Sauerstoff in die lichtemittierende Elementschicht 14 wirksam blockiert werden kann.
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Eine Berührungssensorschicht, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann auf der Verkapselungsschicht 16 ausgebildet sein, und eine polarisierende Platte oder eine Farbfilterschicht kann darauf angeordnet sein. Die Berührungssensorschicht kann kapazitive Berührungssensoren enthalten, die eine Berührungseingabe auf der Grundlage einer Kapazitätsänderung vor und nach der Berührungseingabe erkennen. Die Berührungssensorschicht kann isolierende Schichten und metallische Verdrahtungsmuster enthalten, die die Kapazität der Berührungssensoren bilden. Die Isolierschichten können sich kreuzende Abschnitte in den Metallverdrahtungsmustern isolieren und die Oberfläche der Berührungssensorschicht planieren. Die polarisierende Platte kann die Sichtbarkeit und das Kontrastverhältnis verbessern, indem sie die Polarisation des vom Metall der Schaltungsschicht und der Berührungssensorschicht reflektierten externen Lichts umwandelt. Die polarisierende Platte kann als zirkulare polarisierende Platte oder als polarisierende Platte, in die eine lineare polarisierende Platte und eine Phasenverzögerungsfolie eingeklebt sind, ausgeführt werden. Auf die polarisierende Platte kann ein Deckglas geklebt werden. Die Farbfilterschicht kann rote, grüne und blaue Farbfilter enthalten. Die Farbfilterschicht kann außerdem ein schwarzes Matrixmuster enthalten. Die Farbfilterschicht kann einen Teil der Wellenlänge des von der Schaltungsschicht und der Berührungssensorschicht reflektierten Lichts absorbieren, um die polarisierende Platte zu ersetzen und die Farbreinheit eines in der Pixelanordnung reproduzierten Bildes zu erhöhen.
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Das Pixelarray weist eine Mehrzahl von Pixelzeilen L1 bis Ln auf. Jede der Pixelzeilen L1 bis Ln weist eine Zeile von Pixeln, die entlang einer Zeilenrichtung (X-Achsenrichtung) in dem Pixelarray des Anzeigepanels 100 angeordnet sind, auf. Die in einer Pixelzeile angeordneten Pixel teilen sich die Gate-Leitungen 103. Subpixel, die in einer Spaltenrichtung Y entlang einer Datenleitungsrichtung angeordnet sind, teilen sich die gleiche Datenleitung 102. Eine Horizontal-Periode ist eine Periode, die sich aus der Division einer Bildperiode durch die Gesamtzahl der Pixelzeilen L1 bis Ln ergibt.
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Das Anzeigepanel 100 kann als nicht-durchlässiges Anzeigepanel oder als durchlässiges Anzeigepanel ausgeführt werden. Das durchlässige Anzeigepanel kann für eine transparente Anzeigevorrichtung verwendet werden, bei der ein Bild auf einem Bildschirm angezeigt wird und ein tatsächlicher Hintergrund sichtbar ist. Das Anzeigepanel 100 kann als flexibles Anzeigepanel hergestellt werden.
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Jedes der Pixel 101 kann in ein rotes Sub-Pixel, ein grünes Sub-Pixel und ein blaues Sub-Pixel unterteilt werden, um Farbe zu implementieren. Jedes der Pixel kann außerdem ein weißes Sub-Pixel enthalten. Jedes der Subpixel enthält die Pixelschaltung. Im Folgenden kann ein Pixel mit der gleichen Bedeutung wie ein Sub-Pixel interpretiert werden. Jede Pixelschaltung ist mit den Datenleitungen, den Gate-Leitungen und den Stromleitungen verbunden.
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Die Pixel können als Echtfarbpixel und Pentile-Pixel angeordnet sein. Das Pentile-Pixel kann eine höhere Auflösung als ein echtes Farbpixel erreichen, indem es zwei Sub-Pixel mit unterschiedlichen Farben als ein Pixel 101 ansteuert und einen voreingestellten Pixel-Rendering-Algorithmus verwendet. Der Pixel-Rendering-Algorithmus kann eine unzureichende Farbdarstellung in jedem Pixel durch die Farbe des von einem angrenzenden Pixel emittierten Lichts kompensieren.
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Die Stromversorgungseinheit 140 erzeugt eine Gleichspannung (oder Konstantspannung), die für die Ansteuerung des Pixelarrays des Anzeigepanels 100 und des Anzeigepaneltreibers erforderlich ist, indem sie einen Gleichspannungswandler verwendet. Der Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler kann eine Ladungspumpe, einen Regler, einen Abwärtswandler, einen Aufwärtswandler und dergleichen aufweisen. Die Stromversorgungseinheit 140 kann den Pegel einer Gleichstrom-Eingangsspannung einstellen, die von einem Host-System (nicht dargestellt) angelegt wird, um Gleichspannungen (oder konstante Spannungen) wie eine Gamma-Referenzspannung VGMA, Gate-An-Spannungen VGH und VEH, Gate-Aus-Spannungen VGL und VEL, die Pixel-Ansteuerspannung ELVDD, die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS, die Initialisierungsspannung Vinit und die Referenzspannung Vref zu erzeugen. Die Gamma-Referenzspannung VGMA wird an einen Daten-Treiber 110 geliefert. Die Gate-An-Spannungen VGH und VEH sowie die Gate-Aus-Spannungen VGL und VEL werden dem Gate-Treiber 120 zugeführt. Die Konstantspannungen wie die Pixeltreiberspannung ELVDD, die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS, die Initialisierungsspannung Vinit und die Referenzspannung Vref werden den Pixeln 101 über die gemeinsam mit den Pixeln 101 verbundenen Stromleitungen zugeführt. Die an die Pixelschaltung angelegten Konstantspannungen können unterschiedliche Spannungspegel haben.
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Der Anzeigepaneltreiber schreibt die Pixeldaten eines Eingangsbildes unter der Steuerung der Zeitsteuerungseinrichtung 130 in die Pixel des Anzeigepanels 100.
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Der Anzeigepaneltreiber weist den Daten-Treiber 110 und den Gate-Treiber 120 auf. Der Anzeigepaneltreiber kann außerdem ein Demultiplexer-Array 112 enthalten, das zwischen dem Daten-Treiber 110 und den Datenleitungen 102 angeordnet ist.
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Das Demultiplexer-Array 112 liefert die von den Kanälen des Daten-Treibers 110 ausgegebenen Datenspannungen sequentiell an die Datenleitungen 102 unter Verwendung einer Mehrzahl von Demultiplexern DEMUX. Der Demultiplexer kann eine Mehrzahl von Schaltelementen aufweisen, die auf dem Anzeigepanel 100 angeordnet sind. Wenn der Demultiplexer zwischen den Datenleitungen 102 und den Ausgangsanschlüssen des Daten-Treibers 110 angeordnet ist, kann die Anzahl der Kanäle des Daten-Treibers 110 reduziert werden. Das Demultiplexer-Array 112 kann weggelassen werden.
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Der Anzeigepaneltreiber kann außerdem einen Berührungssensor-Treiber zur Ansteuerung der Berührungssensoren enthalten. Der Berührungssensortreiber ist in 1 nicht dargestellt. Der Daten-Treiber 110 und der Berührungssensortreiber können in eine integrierte Schaltung (IC) integriert werden. In einem mobilen Gerät oder einem tragbaren Gerät können die Zeitsteuerungseinrichtung 130, die Stromversorgungseinheit 140, der Daten-Treiber 110 und dergleichen in einem Treiber-IC integriert sein.
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Der Anzeigepaneltreiber kann unter der Steuerung der Zeitsteuerungseinrichtung 130 in einem Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus arbeiten. Der Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus kann eingestellt werden, um den Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung zu reduzieren, wenn sich ein Eingangsbild als Ergebnis der Analyse des Eingangsbildes nicht um eine vorgegebene Anzahl von Bildern ändert. Im Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus kann der Stromverbrauch des Anzeigepaneltreibers und des Anzeigepanels 100 reduziert werden, indem die Aktualisierungsrate der Pixel verringert wird, wenn ein Standbild für eine bestimmte Zeit oder länger eingegeben wird. Der Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus ist nicht auf die Eingabe eines Standbildes beschränkt. Wenn die Anzeigevorrichtung beispielsweise in einem Standby-Modus arbeitet oder wenn ein Benutzerbefehl oder ein Eingabebild für eine vorbestimmte Zeit oder länger nicht in den Anzeigepaneltreiber eingegeben wird, kann der Anzeigepaneltreiber im Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus arbeiten.
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Der Daten-Treiber 110 empfängt die Pixeldaten des Eingangsbildes, die er als digitales Signal von der Zeitsteuerungseinrichtung 130 erhält, und gibt eine Datenspannung aus. Der Daten-Treiber 110 wandelt die Pixeldaten des Eingangsbildes in jeder Bildperiode mit Hilfe eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) in eine Gamma-Kompensationsspannung um, um eine Datenspannung Vdata zu erzeugen. Die Gamma-Referenzspannung VGMA wird durch eine Spannungsteilerschaltung in eine Gamma-Kompensationsspannung für jede Graustufe aufgeteilt. Die Gammakompensationsspannung für jede Grauskala wird dem DAC des Daten-Treibers 110 zugeführt. Die Datenspannung Vdata wird von jedem der Kanäle des Daten-Treibers 110 über einen Ausgangspuffer ausgegeben.
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Der Gate-Treiber 120 kann als die Gate-in-Panel-Schaltung (GIP) implementiert werden, die in einer Schaltungsschicht 12 auf dem Anzeigepanel 100 zusammen mit Drähten und einem TFT-Array des Pixelarrays ausgebildet ist. Der Gate-Treiber 120 kann in einem Randbereich BZ, welcher der Nicht-Anzeigebereich des Anzeigepanels 100 ist, oder verteilt in dem Pixelarray angeordnet sein, in der das Eingangsbild wiedergegeben wird. Der Gate-Treiber 120 gibt das Gate-Signal sequentiell an die Gate-Leitungen 103 unter der Steuerung der Zeitsteuerungseinrichtung 130 aus. Der Gate-Treiber 120 kann das Gate-Signal mit Hilfe eines Schieberegisters verschieben, um die Signale sequentiell an die Gate-Leitungen 103 zu liefern. Das Gate-Signal kann verschiedene Gate-Impulse enthalten, z. B. einen Abtastimpuls und einen Emissionssteuerimpuls (im Folgenden als „EM-Impuls“ bezeichnet).
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Die Zeitsteuerungseinrichtung 130 empfängt digitale Videodaten DATEN des Eingangsbildes und ein mit den digitalen Videodaten DATEN synchronisiertes Zeitsteuerungssignal vom Host-System. Das Zeitsteuerungssignal kann ein Vertikal-Synchronisationssignal Vsync, ein Horizontal-Synchronisationssignal Hsync, einen Takt CLK, ein Datenfreigabesignal DE und ähnliches enthalten. Da eine Vertikal-Periode und eine Horizontal-Periode durch Zählen des Datenfreigabesignals DE bekannt sein können, können das Vertikal-Synchronisationssignal Vsync und das Horizontal-Synchronisationssignal Hsync weggelassen werden. Das Datenfreigabesignal DE hat einen Zyklus von einer Horizontal-Periode 1H.
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Bei dem Host-System kann es sich um ein Fernseh(TV)-System, einen Tablet-Computer, einen Laptop-Computer, ein Navigationssystem, einen Personal Computer (PC), ein Heimkinosystem, ein mobiles Gerät, ein tragbares Gerät oder ein Fahrzeugsystem handeln. Das Host-System kann ein Bildsignal von einer Videoquelle skalieren, um es an die Auflösung des Anzeigepanels 100 anzupassen, und es zusammen mit dem Zeitsteuerungssignal an die Zeitsteuerungseinrichtung 130 übertragen.
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In einem Normalansteuerungsmodus kann die Zeitsteuerungseinrichtung 130 eine Eingangsbildfrequenz mit i multiplizieren (wobei i eine natürliche Zahl ist), um die Betriebszeit des Anzeigepaneltreibers mit einer Bildfrequenz der Eingangsbildfrequenz × i Hz zu steuern. Die Eingangsbildfrequenz beträgt 60 Hz bei einem National-Television-Standards-Committee(NTSC)-Verfahren und 50 Hz bei einem Phase-Alternating-Line(PAL)-Verfahren.
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Die Zeitsteuerungseinrichtung 130 senkt die Frequenz der Bildwiederholfrequenz, mit der Pixeldaten in die Pixel geschrieben werden, im Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus gegenüber dem normalen Normalansteuerungsmodus. Beispielsweise kann eine Datenauffrischungsframefrequenz, mit der Pixeldaten im Normalansteuerungsmodus in Pixel geschrieben werden, mit einer Frequenz von 60 Hz oder höher erzeugt werden, z. B. mit einer Auffrischungsrate von 60 Hz, 120 Hz oder 144 Hz, und ein Datenauffrischungsframe DRF im Niedriggeschwindigkeitsansteuerungsmodus kann mit einer Auffrischungsrate mit einer niedrigeren Frequenz als im Normalansteuerungsmodus erzeugt werden.
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Basierend auf den vom Host-System empfangenen Zeitsteuerungssignalen Vsync, Hsync und DE erzeugt die Zeitsteuerungseinrichtung 130 ein Daten-Zeitsteuerungssignal zur Steuerung des Betriebs-Timings des Daten-Treibers 110, ein Steuersignal zur Steuerung des Betriebs-Timings des Demultiplexer-Arrays 112 und ein Gate-Zeitsteuerungssignal zur Steuerung des Betriebs-Timings des Gate-Treibers 120. Die Zeitsteuerungseinrichtung 130 steuert das Betriebs-Timing des Anzeigepaneltreibers, um den Daten-Treiber 110, das Demultiplexer-Array 112, den Berührungssensor-Treiber und den Gate-Treiber 120 zu synchronisieren.
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Das von der Zeitsteuerungseinrichtung 130 erzeugte Gate-Zeitsteuerungssignal kann über einen Pegelschieber (nicht dargestellt) in das Schieberegister des Gate-Treibers 120 eingegeben werden. Der Pegelschieber kann das Gate-Zeitsteuerungssignal empfangen, um einen Startimpuls und einen Schiebetakt zu erzeugen und sie an das Schieberegister des Gate-Treibers 120 zu liefern.
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3 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine Pixelschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. 4 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung einer Pixelschaltung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 enthält die Pixelschaltung ein lichtemittierendes Element EL, ein Ansteuerelement DT zur Versorgung des lichtemittierenden Elements EL mit einem Strom, eine Mehrzahl von Schaltelementen M1 bis M5, einen ersten Kondensator C1 und einen zweiten Kondensator C2. In dieser Pixelschaltung können das Ansteuerungselement DT und die Schaltelemente M1 bis M5 mit n-Kanal-Oxid-TFTs implementiert werden.
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Das Gate-Signal weist einen ersten Abtastimpuls (oder ersten Gate-Impuls) SC1, einen zweiten Abtastimpuls (oder zweiten Gate-Impuls) SC2, einen dritten Abtastimpuls (oder dritten Gate-Impuls) SC3, einen ersten EM-Impuls (oder vierten Gate-Impuls) EM1 und einen zweiten EM-Impuls (oder fünften Gate-Impuls) EM2 auf. Zur Ansteuerung der in 3 dargestellten Pixelschaltung kann der Gate-Treiber 120 ein erstes Schieberegister, das den ersten Abtastimpuls SC1 sequentiell ausgibt, ein zweites Schieberegister, das den zweiten Abtastimpuls SC2 sequentiell ausgibt, ein drittes Schieberegister, das den dritten Abtastimpuls SC3 sequentiell ausgibt, ein viertes Schieberegister, das den ersten EM-Impuls EM1 sequentiell ausgibt, und ein fünftes Schieberegister, das den zweiten EM-Impuls EM2 sequentiell ausgibt, aufweisen.
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Die konstanten Spannungen wie die Pixel-Treiberspannung ELVDD, die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS, die Referenzspannung Vref und die Initialisierungsspannung Vinit werden an die Pixelschaltung angelegt. Die Pixeltreiberspannung ELVDD ist höher als die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS. Die Gate-An-Spannungen VGH und VEH können so eingestellt werden, dass sie höher sind als die Pixelansteuerspannung ELVDD. Die Gate-Aus-Spannungen VGL und VEL können so eingestellt werden, dass sie niedriger sind als die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS. Die Initialisierungsspannung Vinit kann auf eine Niederpotentialspannung eingestellt werden, die höher ist als die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS. Die Referenzspannung Vref kann auf eine Spannung eingestellt werden, bei der das Treiberelement DT eingeschaltet werden kann. Die Referenzspannung Vref kann so eingestellt werden, dass sie innerhalb eines Spannungsbereichs der vom Daten-Treiber 110 ausgegebenen Datenspannung Vdata liegt. Die maximale Spannung der Datenspannung Vdata ist niedriger als die Pixeltreiberspannung ELVDD, und die minimale Spannung der Datenspannung Vdata ist höher als die Niederpotentialleistungsspannung ELVSS.
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Um in einem Abtastschritt SMPL eine Schwellenspannung Vth des Ansteuerelements DT abzutasten, wird die Referenzspannung Vref vorzugsweise auf eine höhere Spannung als die Initialisierungsspannung Vinit eingestellt. Die Spannungsdifferenz zwischen der Referenzspannung Vref und der Initialisierungsspannung Vinit wird so eingestellt, dass sie größer ist als die Schwellenspannung Vth des Ansteuerelements DT. Die Initialisierungsspannung Vinit muss auf eine niedrigere Spannung als die Schwellenspannung des lichtemittierenden Elements EL eingestellt werden, um die niedrigste Leuchtdichte, d.h. die Leuchtdichte der schwarzen Graustufe des Pixels, zu realisieren.
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Wie in 4 dargestellt, weist die Ansteuerungsperiode der Pixelschaltung einen Initialisierungsschritt INIT, den Abtastschritt SMPL, der nach dem Initialisierungsschritt INIT eingestellt wird, einen Adressierungsschritt WR, der nach dem Abtastschritt SMPL eingestellt wird, und einen Lichtemissionsschritt EMIS, der nach dem Adressierungsschritt WR eingestellt wird, auf.
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Der erste Abtastimpuls SC1 wird als die Gate-An-Spannung VGH im Adressierungsschritt WR in Synchronisation mit der Datenspannung Vdata der Pixeldaten erzeugt. Der erste Abtastimpuls SC1 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im Initialisierungsschritt INIT, dem Abtastschritt SMPL und dem Lichtemissionsschritt EMIS. Der zweite Abtastimpuls SC2 wird als die Gate-An-Spannung VGH im Initialisierungsschritt INIT und im Abtastschritt SMPL erzeugt. Der zweite Abtastimpuls SC2 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im Adressierungsschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS. Der dritte Abtastimpuls SC3 wird als die Gate-An-Spannung VGH im Initialisierungsschritt INIT erzeugt. Der dritte Abtastimpuls SC3 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im Abtastschritt SMPL, dem Adressierungsschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS.
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Der erste EM-Impuls EM1 ist die Gate-Aus-Spannung VEL im Initialisierungsschritt INIT und dem Adressierungsschritt WR. Der erste EM-Impuls EM1 wird als die Gate-An-Spannung VEH im Abtastschritt SMPL und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt.
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Der zweite EM-Impuls EM2 wird als die Gate-An-Spannung VEH im Initialisierungsschritt INIT und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt. Der zweite EM-Impuls EM2 ist die Gate-Aus-Spannung VEL im Abtastschritt SMPL und im Adressierschritt WR.
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Die Schaltelemente M1 bis M5 werden eingeschaltet, wenn die Gate-An-Spannungen VGH und VEH an ihre Gate-Elektroden angelegt werden, während sie ausgeschaltet werden, wenn die Gate-Aus-Spannungen VGL und VEL an ihre Gate-Elektroden angelegt werden. Das Ansteuerelement DT wird eingeschaltet, wenn die Gate-Source-Spannung Vgs höher als die Schwellenspannung Vth ist, und erzeugt einen Strom entsprechend der Gate-Source-Spannung Vgs, um das lichtemittierende Element EL anzusteuern.
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Das lichtemittierende Element EL kann mit einer OLED realisiert werden. Die OLED enthält eine Schicht aus einer organischen Verbindung, die zwischen einer Anodenelektrode und einer Kathodenelektrode gebildet wird. Die organische Verbindungsschicht kann eine Lochinjektionsschicht (HIL), eine Lochtransportschicht (HTL), eine Emissionsschicht (EML), eine Elektronentransportschicht (ETL) und eine Elektroneninjektionsschicht (EIL) aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements EL ist mit einem vierten Knoten n4 verbunden, und seine Kathodenelektrode ist mit einem VSS-Knoten verbunden, an den die Niederspannungs-Energiespannung ELVSS angelegt wird. Der VSS-Knoten ist mit der VSS-Leitung verbunden. Das lichtemittierende Element EL enthält einen Kondensator Cel, der zwischen einer Anodenelektrode und einer Kathodenelektrode ausgebildet ist. Die als lichtemittierendes Element EL verwendete OLED kann eine Tandemstruktur aufweisen, bei der mehrere lichtemittierende Schichten gestapelt sind. Die OLED mit einer Tandemstruktur kann die Leuchtkraft und Lebensdauer des Pixels verbessern.
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Wenn eine Spannung an die Anodenelektrode und Kathodenelektrode des lichtemittierenden Elements EL angelegt wird, wandern Löcher, die die Lochtransportschicht (HTL) durchlaufen, und Elektronen, die die Elektronentransportschicht (ETL) durchlaufen, zur Emissionsschicht (EML) und bilden Exzitonen. In diesem Fall kann sichtbares Licht von der Emissionsschicht EMI, emittiert werden.
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Das Treiberelement DT weist eine Gate-Elektrode, die mit einem zweiten Knoten DRG verbunden ist, eine erste Elektrode, die mit einem ersten Knoten DRD verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit einem dritten Knoten DRS verbunden ist, auf. Dementsprechend sind die an die Elektroden des Treiberelements DT angelegten Spannungen die gleichen wie die Spannungen des ersten bis dritten Knotens DRD, DRG bzw. DRS.
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Der erste Kondensator C1 ist zwischen den zweiten Knoten DRG und den dritten Knoten DRS geschaltet. Der erste Kondensator C1 speichert die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT. Der zweite Kondensator C2 ist zwischen dem dritten Knoten DRS und einem Konstantspannungsknoten Vx geschaltet. An den Konstantspannungsknoten Vx wird eine Konstantspannung angelegt, z. B. irgendeine der Pixelansteuerspannung ELVDD, der Niederpotentialleistungsspannung ELVSS, der Referenzspannung Vref oder der Initialisierungsspannung Vinit. Der Konstantspannungsknoten Vx kann mit der VDD-Leitung verbunden sein, über die eine relativ stabile Konstantspannung, z. B. die Pixeltreiberspannung ELVDD, angelegt wird.
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Die Übertragungsrate der Datenspannung Vdata in der Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT wird entsprechend dem Kapazitätsverhältnis des ersten Kondensators C1 und des zweiten Kondensators C2 bestimmt. Die Kapazitäten des ersten Kondensators C1 und des zweiten Kondensators C2 können entsprechend dem Spannungsbereich der Datenspannung Vdata und den Ansteuerungseigenschaften des Anzeigepanels ausgewählt werden.
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In der in 3 dargestellten Pixelschaltung hat die Gate-Source-Spannung Vgs des Ansteuerelements DT im Lichtemissionsschritt EMIS einen Wert von (1-C')*(Vdata-Vref)+Vth. Dabei ist C' = C1/(C1+C2). Wenn C2 = 0 ist, wird C' zu 1, und (1-C') wird in der obigen Berechnungsformel zu 0 (Null), so dass die Gate-Source-Spannung Vgs gleich der Schwellenspannung Vth wird. Damit sich die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT entsprechend der Datenspannung Vdata der Pixeldaten ändern kann, ist der zweite Kondensator C2 dementsprechend erforderlich.
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Ein erstes Schaltelement M1 wird in Reaktion auf die Gate-An-Spannung VGH des ersten Abtastimpulses SC1 eingeschaltet, um die Datenspannung Vdata an den zweiten Knoten DRG im Adressierungsschritt WR zu liefern. Das erste Schaltelement M1 weist eine Gate-Elektrode, die mit einer ersten Gate-Leitung verbunden ist, über die der erste Abtastimpuls SC1 angelegt wird, eine erste Elektrode, die mit einer Datenleitung DL verbunden ist, über die die Datenspannung Vdata angelegt wird, und eine zweite Elektrode, die mit dem zweiten Knoten DRG verbunden ist, auf.
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Das zweite Schaltelement M2 wird in Reaktion auf die Gate-An-Spannung VGH des zweiten Abtastimpulses SC2 eingeschaltet, um die Referenzspannung Vref an den zweiten Knoten DRG im Initialisierungsschritt INIT und im Abtastschritt SMPL zu liefern. Das zweite Schaltelement M2 weist eine Gate-Elektrode, die mit einer zweiten Gate-Leitung verbunden ist, über die der zweite Abtastimpuls SC2 angelegt wird, eine erste Elektrode, die mit der REF-Leitung verbunden ist, über die die Referenzspannung Vref angelegt wird, und eine zweite Elektrode, die mit dem zweiten Knoten DRG verbunden ist, auf.
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Wenn die Datenspannung Vdata und die Referenzspannung Vref über die Datenleitung DL an die Pixelschaltung angelegt werden, erhöht sich die Anzahl der an die Datenleitung DL angelegten Übergänge, d. h. die Frequenz nimmt zu, und damit steigt der Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung. Im Gegensatz dazu wird in der vorliegenden Offenbarung, da die Datenleitung DL, über die die Datenspannung Vdata angelegt wird, und die REF-Leitung, über die die Referenzspannung Vref angelegt wird, voneinander getrennt sind, die Frequenz der an die Datenleitung DL angelegten Spannung gesenkt, so dass der Stromverbrauch reduziert werden kann.
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Das dritte Schaltelement M3 wird in Reaktion auf die Gate-An-Spannung VGH des dritten Abtastimpulses SC3 eingeschaltet, um die Initialisierungsspannung Vinit an den vierten Knoten n4 im Initialisierungsschritt INIT anzulegen. Das dritte Schaltelement M3 weist eine Gate-Elektrode, die mit einer dritten Gate-Leitung verbunden ist, über die der dritte Abtastimpuls SC3 angelegt wird, eine erste Elektrode, die mit dem vierten Knoten n4 verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit der INIT-Leitung verbunden ist, über die die Initialisierungsspannung Vinit angelegt wird, auf.
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Das vierte Schaltelement M4 wird als Reaktion auf die Gate-Aus-Spannung VEL des ersten EM-Impulses EM1 ausgeschaltet, um einen Strompfad zwischen der VDD-Leitung, über die die Pixeltreiberspannung ELVDD angelegt wird, und dem ersten Knoten DRD im Initialisierungsschritt INIT und im Adressierungsschritt WR zu unterbrechen. Das vierte Schaltelement M4 wird in Reaktion auf die Gate-An-Spannung VEH des ersten EM-Impulses EM1 eingeschaltet, um die VDD-Leitung im Abtastschritt SMPL und im Lichtemissionsschritt EMIS mit dem ersten Knoten DRD zu verbinden. Das vierte Schaltelement M4 weist eine Gate-Elektrode, die mit einer vierten Gate-Leitung verbunden ist, über die der erste EM-Impuls EM1 angelegt wird, eine erste Elektrode, die mit der VDD-Leitung verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit dem ersten Knoten DRD verbunden ist, auf.
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Das fünfte Schaltelement M5 wird in Reaktion auf die Gate-Aus-Spannung VEL des zweiten EM-Impulses EM2 ausgeschaltet, um einen Strompfad zwischen dem dritten Knoten DRS und dem vierten Knoten n4 im Abtastschritt SMPL und dem Adressierungsschritt WR zu unterbrechen. Das fünfte Schaltelement M5 wird als Reaktion auf die Gate-An-Spannung VEH des zweiten EM-Impulses EM2 eingeschaltet, um einen Strompfad zwischen dem Ansteuerelement DT und dem lichtemittierenden Element EL im Initialisierungsschritt INIT und dem Lichtemissionsschritt EMIS zu bilden. Das fünfte Schaltelement M5 weist eine Gate-Elektrode, die mit einer fünften Gate-Leitung verbunden ist, über die der zweite EM-Impuls EM2 angelegt wird, eine erste Elektrode, die mit dem dritten Knoten DRS verbunden ist, und eine zweite Elektrode, die mit dem vierten Knoten n4 verbunden ist, auf.
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5A ist ein Diagramm, das den Stromfluss durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung im Initialisierungsschritt INIT zeigt. Im Initialisierungsschritt INIT werden das zweite, dritte und fünfte Schaltelement M2, M3 und M5 eingeschaltet. Im Initialisierungsschritt INIT werden das erste und vierte Schaltelement M1 und M4 ausgeschaltet. Im Initialisierungsschritt INIT sind die Spannungen der Hauptknoten DRD, DRG und DRS Vref+Vth, Vref bzw. Vinit. Dabei ist „Vth“ die Schwellenspannung des Treiberelements DT. Da die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT im Initialisierungsschritt INIT einen Wert von Vref-Vinit hat, der größer ist als die Schwellenspannung Vth, wird das Treiberelement DT eingeschaltet.
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5B ist ein Diagramm, das den Stromfluss durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung im Abtastschritt SMPL zeigt. Im Abtastschritt SMPL werden das zweite und vierte Schaltelement M2 und M4 eingeschaltet, während die anderen Schaltelemente M1, M3 und M5 ausgeschaltet sind. Wenn im Abtastschritt SMPL die Spannung des dritten Knotens DRS ansteigt, so dass die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT die Schwellenspannung Vth erreicht, wird das Treiberelement DT ausgeschaltet. Am Ende des Abtastschritts SMPL sind die Spannungen der Hauptknoten DRD, DRG und DRS ELVDD, Vref bzw. Vref-Vth. Wenn der Abtastschritt SMPL beendet ist, ist die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT gleich der Schwellenspannung Vth. Die Schwellenspannung Vth des auf diese Weise abgetasteten Treiberelements DT wird in den ersten Kondensator C1 geladen.
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5C ist ein Diagramm, das den Stromfluss durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung im Adressierungsschritt WR zeigt. Im Adressierungsschritt WR wird das erste Schaltelement M1 eingeschaltet, um die Datenspannung Vdata der Pixeldaten an den zweiten Knoten DRG anzulegen. Zu diesem Zeitpunkt werden die anderen Schaltelemente M2, M3, M4 und M5 ausgeschaltet. Am Ende des Adressierungsschritts WR werden die Spannungen der Hauptknoten DRD, DRG und DRS auf ELVDD, Vdata bzw. Vref-Vth+C'*(Vdata-Vref) geändert. Dabei ist C' = C1/(C1+C2). Die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT wird im Adressierungsschritt WR auf einen Wert von (1-C')*(Vdata-Vref)+Vth geändert.
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Wie in 5B und 5C gezeigt, ist der dritte Knoten DRS während des Abtastschritts SMPL und des Adressierungsschritts WR elektrisch vom vierten Knoten n4 abgekoppelt. Da die Datenadressierung und die Schwellenspannungsabtastung des Treiberelements DT nicht durch den Widerstand des lichtemittierenden Elements EL und die Prozessabweichung des lichtemittierenden Elements EL beeinflusst werden, kann der Einfluss des lichtemittierenden Elements EL auf die Leuchtdichte des Pixels ausgeschlossen werden.
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5D ist ein Diagramm, das einen Strom zeigt, der durch die in 3 gezeigte Pixelschaltung im Lichtemissionsschritt EMIS fließt. Im Lichtemissionsschritt EMIS sind das vierte und fünfte Schaltelement M4 und M5 eingeschaltet, während die anderen Schaltelemente M1, M2 und M3 ausgeschaltet sind. In dem Lichtemissionsschritt EMIS werden die Spannungen der Hauptknoten DRD, DRG und DRS auf ELVDD, Vdata bzw. Vref-Vth+C'*(Vdata-Vref) geändert. In dem Lichtemissionsschritt EMIS ist die Spannung des dritten Knotens DRS gleich der Anodenspannung Vel des lichtemittierenden Elements EL. Die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT hat im Lichtemissionsschritt EMIS einen Wert von (1-C')*(Vdata-Vref)+Vth.
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6 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Verfahren zur Ansteuerung einer Pixelschaltung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 7 ist ein Diagramm, das einen Strom veranschaulicht, der durch die in 3 dargestellte Pixelschaltung in einem zweiten Initialisierungsschritt fließt. In dieser Ausführungsform werden Beschreibungen, die im Wesentlichen mit denen der oben beschriebenen Ausführungsform übereinstimmen, weggelassen. Wie in 6 gezeigt, weist eine Ansteuerungsperiode der Pixelschaltung einen ersten Initialisierungsschritt INIT1, einen Abtastschritt SMPL, der nach dem ersten Initialisierungsschritt INIT1 eingestellt wird, einen Adressierungsschritt WR, der nach dem Abtastschritt SMPL eingestellt wird, einen zweiten Initialisierungsschritt INIT2, der nach dem Adressierungsschritt WR eingestellt wird, und einen Lichtemissionsschritt EMIS, der nach dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 eingestellt wird, auf.
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Unter Bezugnahme auf die 3, 6 und 7 wird der erste Abtastimpuls SC1 als die Gate-An-Spannung VGH im Adressierungsschritt WR in Synchronisation mit der Datenspannung Vdata der Pixeldaten erzeugt. Der erste Abtastimpuls SC1 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im ersten Initialisierungsschritt INIT1, dem Abtastschritt SMPL, dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und dem Lichtemissionsschritt EMIS. Der zweite Abtastimpuls SC2 wird als die Gate-An-Spannung VGH im ersten Initialisierungsschritt INIT1 und dem Abtastschritt SMPL erzeugt. Der zweite Abtastimpuls SC2 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im Adressierungsschritt WR, dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und dem Lichtemissionsschritt EMIS. Der dritte Abtastimpuls SC3 wird als die Gate-An-Spannung VGH im ersten Initialisierungsschritt INIT1 und im zweiten Initialisierungsschritt INIT2 erzeugt. Der dritte Abtastimpuls SC3 ist die Gate-Aus-Spannung VGL im Abtastschritt SMPL, dem Adressierschritt WR und dem Lichtemissionsschritt EMIS.
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Der erste EM-Impuls EM1 ist eine Gate-Aus-Spannung VEL im ersten Initialisierungsschritt INIT1, dem Adressierungsschritt WR und dem zweiten Initialisierungsschritt INIT2. Der erste EM-Impuls EM1 wird als die Gate-An-Spannung VEH im Abtastschritt SMPL und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt.
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Der zweite EM-Impuls EM2 wird als die Gate-An-Spannung VEH im ersten Initialisierungsschritt INIT1, im zweiten Initialisierungsschritt INIT2 und im Lichtemissionsschritt EMIS erzeugt. Der zweite EM-Impuls EM2 ist die Gate-Aus-Spannung VEL im Abtastschritt SMPL und dem Adressierungsschritt WR.
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Im ersten Initialisierungsschritt INIT1, wie in 5A dargestellt, werden das zweite, dritte und fünfte Schaltelement M2, M3 und M5 eingeschaltet. Im ersten Initialisierungsschritt INIT1 werden das erste und vierte Schaltelement M1 und M4 ausgeschaltet. Im Abtastschritt SMPL, wie in 5B gezeigt, werden das zweite und vierte Schaltelement M2 und M4 eingeschaltet, während die anderen Schaltelemente M1, M3 und M5 ausgeschaltet werden. Im Adressierungsschritt WR, wie in 5C dargestellt, wird das erste Schaltelement M1 eingeschaltet, um die Datenspannung Vdata der Pixeldaten an den zweiten Knoten DRG anzulegen. Zu diesem Zeitpunkt werden die anderen Schaltelemente M2, M3, M4 und M5 ausgeschaltet.
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Im zweiten Initialisierungsschritt INIT2, wie in 7 gezeigt, werden das dritte und fünfte Schaltelement M3 und M5 eingeschaltet und die anderen Schaltelemente M1, M2 und M4 ausgeschaltet. Im zweiten Initialisierungsschritt INIT2 wird die Spannung des dritten Knotens DRS auf die Initialisierungsspannung Vinit initialisiert. Zu diesem Zeitpunkt wird auch die Spannung des zweiten Knotens DRG um die Initialisierungsspannung Vinit erhöht, so dass die Gate-Source-Spannung Vgs des Treiberelements DT auf der im Adressierungsschritt WR eingestellten Spannung gehalten wird.
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Im Lichtemissionsschritt EMIS, wie in 5D gezeigt, werden das vierte und fünfte Schaltelement M4 und M5 eingeschaltet, während die anderen Schaltelemente M1, M2 und M3 ausgeschaltet werden. Im Lichtemissionsschritt EMIS kann das lichtemittierende Element EL durch einen Strom angesteuert werden, der entsprechend der Gate-Source-Spannung Vgs des Ansteuerelements DT erzeugt wird, um Licht mit einer Leuchtdichte zu emittieren, die dem Graustufenwert der Pixeldaten entspricht.
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Die durch die vorliegende Offenbarung zu erreichenden Ziele, die Mittel zum Erreichen der Ziele und die oben beschriebenen Wirkungen der vorliegenden Offenbarung spezifizieren nicht wesentliche Merkmale der Ansprüche, und daher ist der Umfang der Ansprüche nicht auf die Offenbarung der vorliegenden Offenbarung beschränkt.
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Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und kann in vielen verschiedenen Formen verwirklicht werden, ohne vom technischen Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher dienen die in der vorliegenden Offenbarung offenbarten Ausführungsformen lediglich der Veranschaulichung und sollen das technische Konzept der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Der Umfang des technischen Konzepts der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Es sollte daher verstanden werden, dass die oben beschriebenen Ausführungsformen in allen Aspekten illustrativ sind und die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Der Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung sollte auf der Grundlage der folgenden Ansprüche ausgelegt werden, und alle technischen Konzepte in deren gleichem Umfang sollten so ausgelegt werden, dass sie in den Bereich der vorliegenden Offenbarung fallen.
