TW200849192A - Display device and electronic apparatus - Google Patents

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TW
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transistor
voltage
pixel
signal level
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Katsuhide Uchino
Tetsuro Yamamoto
Junichi Yamashita
Original Assignee
Sony Corp
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Description

200849192 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於顯示器器件’且特定言之，係關於電流驅 動式自發光顯示器器件’例如電致發光元件。更特定言 之，本發明係關於具有用於一固定㈣的較小數目之圖案 線的自發光顯示器器件，其中將驅動一發光元件的一電晶 體之源極電壓設定至一固定電壓以校正由於該電晶體的臨 界電壓值之變化所致的發射光度之變化，而且藉由開關 控制為第電晶體供應電力之一電晶體的一驅動脈衝信號 之信號位準來設定該固定電壓。 本發明含有在2007年2月19日向日本專利局申請的曰本 專利申請案JP 2007-037379的相關標的，該案之全文以引 用的方式併入本文中。 【先前技術】 已在使用有機電致發光（EL)元件之顯示器器件中引入各 種技術引’如美國專利第5,684,365號以及曰本未審查專利 申請公告案第8-234683號中所說明。 圖15係說明使用先前技術之有機el元件的主動矩陣顯示 裔态件1之方塊圖。顯示器器件丨中的一像素區段2包含像 素（PX)3之一矩陣。一掃描線（SCN)在實質水平方向上沿配 置在一矩陣組態中的像素3之各列運行，而且信號線SIG實 質上垂直於掃描線SCN沿該等像素之各行運行。 如圖1 6所示，各像素3包含作為電流驅動式自發光元件 之一有機EL元件8以及用於驅動有機EL元件8的各像素3之 126282.doc 200849192 一驅動器電路（此後稱為一像素電路）。 在像素電路中，一信號位準 々口口 "隹持電谷器C 1之一個端子将 、、隹持在恆定電壓位準，而 ” 個她；L娩位準維持電容器Cl之另一 個知子係經由加以開啟並 雪曰胂, 應冩入#號WS之一 = TR1與一信號線SIG連接。在該像素電路中，在寫 入k唬WS之一上升邊緣處開 ”、、 持電容器C1之另-端子設ϋ曰體R1’將信號位準維 又至4唬線SI〇之信號位準，而 且在將電晶體TR1從開啟狀態轉 ^ ^ ^ ^ ^得欠至關閉狀恶的時序將信 4 IG之^位準樣本保持至信號位準維持電容器 另一端子。
U 在該像素電路中，信號位準維持電容器〇之另—端 與具有與電源Vee連接的—源極之P通道電晶體TR2的問極 連接。電晶體TR2之汲極係與有機以件8之陽極連接。 設定該像素電路以便電晶體TR2始終在飽和狀態中運轉。 因此，電晶體TR2形成一恆定電流電路，其在藉由下列等 式（1)所表示的汲極-源極電流Ids情況下運轉：
Ids=l/2 X μ X W/L X Cox (Vgs-Vth)2 ···⑴ 其中Vgs係電晶體TR2之閘極_源極電壓而且卜係遷移率，貨 係通道寬度，L係通道長度，㈤係閘極電容，以及他係 電晶體TR2之臨界電壓。在該像素電路中，藉由驅動電流 Ids驅動有機EL元件8，該驅動電流回應藉由信號位準維持 電容器c 1所樣本保持的信號線SIG之信號位準。 顯示态貂件1藉由採用垂直驅動器電路4中的寫入_掃护 電路（WSCN)連續地傳輸預定取樣脈衝而產生寫入信號 126282.doc 200849192 ws，作為用於命令寫入各像素3 〜时斤k唬。水平驅動器 電路5中的水平選擇器（HSEL)5 A藉由遠择从难认 積田連續地傳輸預定取樣 脈衝而產生-時序信號並相對於料序信號將各信號線 SK3設定至一輸入信號S1之信號位準。顯示器器件i以逐個 點為基礎或以逐條線為基礎來設定各像素區段2中的信號 位準維持電容器C1之終端電壓以回應輸入信號S1並接㈣u 示一影像以回應輸入信號S1。 如圖17所示，有機EL元件8之電流_電壓特性在電流流動 變得困難的方向上隨時間老化。在圖17中，標識L1表示初 始特性而且標識L2表示老化特性。在圖16之像素電路中， P通道電晶體TR2驅動有機EL元件8。在此類情況下，電晶 體TR2驅動有機EL元件8以回應在信號線sig之信號位準情 況下所設定的閘極-源極電壓Vgs。預防由於老化電流_電 壓特性所致的各像素中的光度變化。 若該像素電路、水平驅動器電路5以及垂直驅動器電路4 係全部由N通道電晶體構造，則此等電路可在非晶石夕程序 中於一絕緣基板（例如玻璃基板）上一起製造。因此輕易地 製造該顯示器器件。 在圖18與圖16的比較中，各像素13係採用N通道電晶體 TR2製造，而且分別包含像素1 3的顯示器器件1 1係採用像 素區段12製造。在將電晶體TR2之源極與有機EL元件8連 接的情況下’電晶體TR2之閘極-源極電壓Vgs會變化以回 應圖1 7的電流-電壓特性之變化。在此情況下，流經有機 EL元件8的電流會隨時間逐漸變得較小而且各像素13之光 126282.doc 200849192 發射光度亦依據電晶體 發射光度之變化會干擾 注意到該顯示器螢幕上 度會逐漸變得較低。如圖18所示， TR2的特性之變化因像素而變化。 一顯示器螢幕之均句性。使用者可 之獲得的非均勻性。 圖19之電路配置經建議 所致的㈣^_由於有機EL元件之老化 7蚁的發射光度之差降 ^ ^ ^ . 由於該電晶體的特性之變化所 致的發射光度之變化。 在圖此顯仙巾，—像素區段22包含像素23之 /矩陣。在像素23中，信號位準維持電容HCM之-個端子 係與有機EL元件8之一陽;(¾、# to ^ 1%極連接而且信號位準維持電容器 另個立而子係、經由加以開啟並關㈤以回應寫入信號 WS的電晶體TR1與信號線SK}連接。在像素23中，將信號 位準、准持電谷裔C1之另_個端子的電壓設定至信號線則 之信號位準以回應寫入信號WS。 在像素23中，信號位準維持電容器〇1之兩個端子係分別 與電晶體TR2之源極以及閘極連接。電晶體TR2之汲極係 經由加以開啟並關閉用以回應一驅動脈衝信號ds的電晶體 TR3與電源Vcc連接。藉由電晶體TR2驅動像素23中的有機 EL元件8。電晶體tR2形成一源極隨耦器，將其閘極設定 在#號線SIG之信號位準。此處，Vcat表示有機el元件8之 陰極電壓。驅動脈衝信號DS係控制各像素23之發射週期的 時序信號。驅動掃描電路（DSCN) 24B藉由連續地傳輸預定 取樣脈衝而產生驅動脈衝信號D S。 信號位準維持電容器C1之兩個端子係經由加以開啟並關 126282.doc 200849192 閉以分別回應控制信號AZ1及AZ2的電晶體TR4及TR5與預 定固定電壓Vofs及Vss連接。垂直驅動器電路24中的控制 信號產生器24C及24D藉由連續地傳輸預定取樣脈衝而產 生控制信號AZ1及AZ2作為時序信號。 圖20係顯示器器件21中的一個像素23之時序圖。圖2〇亦 顯示加以開啟並關閉以回應對應信號的電晶體之參考符 號。如圖21所示，在用於使有機EL元件8發光的發射週期 T1期間’像素23中的電晶體TR1、TR4及TR5加以關閉以 回應寫入信號WS以及控制信號AZ1及AZ2之下降邊緣（圖 20中的波形圖（A)至（C))。開啟電晶體TR3以回應驅動脈衝 信號DS之上升邊緣（圖20之波形圖（D))。 像素2 3中的電晶體TR2以及信號位準維持電容器c 1形成 十亙疋電流電路’其回應閘極-源極電壓V g s，即信號位準 維持電容器C1之兩個端子之間的電壓差。有機el元件8發 光以回應藉由閘極·源極電壓Vgs所決定的驅動電流Ids。因 此控制由於老化所致的有機EL元件8之光度差降。藉由參 考圖1 6所5兒明的荨式（1)來表達驅動電流I ^ s。在以下說明 中’各電晶體係在各圖中適當地顯示為一對應開關之參考 符號。 像素23中的電晶體TR4及TR5繼發射週期T1結束後在一 週期T2期間保持開啟，如圖22所示。將像素23中的信號位 準維持電谷為C1之兩個端子設定至預定固定電壓v〇fs及 Vss(圖20中的波形圖（E)及（F))。對應於閘極·源極電壓vgs 之驅動電流Ids(即，預定固定電壓v〇fs及vss之電壓差 126282.doc -10- 200849192 v〇 wss)從電晶體TR2流入電晶體TR5。在週期η内 固定電MVofs及Vss以便有姐元件8可以不因有機此元 件8之兩個端子之間的電壓差增加超過有機豇元件8之電壓 臨界值TtheW發光且以便電晶體TR2在其飽和區内運轉。 在整個預定週期T3期間，像素23中的電晶體tr5保持關 閉’如圖23所示。如藉由圖23中的虛線所表示，像素η中 的電晶體TR2之汲極-源極電流Ids使與電晶體tr5連接的信 號位準維持電容器C1之端子處的電壓上升。 °
圖24說明有機EL元件8之等效電路，作為一二極體以及 具有電容^丨的一電容器之並聯電路。電晶體tr2之汲極_ 源極電流Ids使電晶體之源極電壓Vs在週期T3期間逐漸上 升，如圖25所示。在像素23中，將信號位準維持電容器〇 之兩個端子之間的電壓差設定至電晶體TR2之臨界電壓值 Vth而且將與電晶體TR5連接的信號位準維持電容器c丨之 端子處的電壓設定至電壓Vofs-Vth，其由從固定電壓ν〇& 減去電晶體TR2之臨界電壓值Vth產生。在此條件下，夢由 Vel=VofS-Vth表示有機EL元件8之陽極電壓Vel。固定電 壓Vofs經設定用以在顯示器器件21中產生條件Vei $ Vcat+Vthel以便有機EL元件8在週期T3期間可以不發光。 在週期T4内接連地關閉像素23中的電晶體tR3及TR4， 如圖26所示。在關閉電晶體TR4之前關閉電晶體TR3的情 況下’控制電晶體TR2的閘極電壓Vg之變化。接著關閉像 素23中的電晶體TR1，從而當與電晶體TR5連接的信號位 準維持電容器C1之端子處的電壓係處於電壓v〇fs_Vth時， 126282.doc -11 - 200849192 電谷器C1之端子處的 -源極電壓Vgs : 使與電晶體TR5連接的信號位準維持 電壓為信號線SIG之信號位準vsig。 採用等式（2)表達電晶體TR2之閘極
Vgs=Cel/(Cel+Cl+C2)x(Vsig- v〇fs) + Vth ⑺ 其中C2表示電晶體TR2之閉極-源極電容。若有機此元件8 之寄生電容Cei係大於信號位準維持電容器ci之電容以及 電晶體TR2之閘極_源極電容以每—者，則將電晶體tr2
之閘極·源極電M Vgs設定至具有實際上較高精度位準的電 壓（Vsig+Vth)。 因此將像素23中的電晶體TR2之間極_源極電壓vgs設定 至電壓（Vsig+Vth)，其係藉由將臨界電壓值Vth添加至信號 線SIG之信號位準Vsigffij獲得。顯示器器件21因此控制臨 界電壓值Vth中藉由作為電晶體TR2之特性之一的變化所引 起的發射光度之變化。 開啟電晶體TR3，其中電晶體TR1在恆定週期T5内保持 開啟，如圖27所示。像素23中的電晶體TR2使汲極_源極電 流Ids可流出以回應對應於橫跨信號位準維持電容器ci之 兩個i而子的電壓差之閘極_源極電壓VgS。若電晶體之 源極電壓Vs係低於臨界電壓值vthel與有機EL元件8之陰極 電壓Vcat的總和並且流入有機el元件8的電流係較小，則 電晶體TR2之源極電壓Vs會逐漸從電壓Vs〇上升以回應電 曰曰體TR2之沒極_源極電流I(js，如圖3 8所示。採用下列等 式（3)計算電壓VsO :
VsO=V〇fs>Vth+(Cl+C2)/(Cel+Cl+C2) x (Vsig-Vofs)... (3) 126282.doc -12- 200849192 源極電壓Vs之上升速率取決於電晶體TR2之遷移率μ。 參考符號Vsl及Vs2分別表示用於高及低遷移率0的源極電 壓。遷移率越高，則導致源極電壓Vs之上升速率會越高。 開啟像素23中的電晶體TR3，而電晶體TR1在恆定週期 T5期間保持開啟。因此控制由於作為電晶體丁以之特性之 一的遷移率之變化所致的發射光度之變化。 在如圖21所示關閉電晶體TR1的情況下，藉由採用校正 的電壓臨界值Vth及遷移率μ加以設定的閘極_源極電壓Vgs 來驅動有機EL元件8。在電晶體TR1關閉的情況下，電晶 體TR2之源極電壓Vs會上升至一電壓位準，其容許電晶體 TR2之汲極-源極電流ids流入有機]5]^元件8。有機EL元件8 因此發光並且電晶體TR2之閘極電壓Vg亦會上升。 圖19之電路配置會減小因老化所致的有機EL元件8之發 射光度之差降並且控制由於電晶體TR2之特性之變化所致 的發射光度之變化。 對於各像素2 3而吕，圖19之電路配置包含單一信號線 SIG，控制信號AZ1及AZ2、驅動脈衝信號Ds以及寫入信 號WS之四條掃描線，與像素電壓Vcc、v〇fs、vss&Vcat 之四條佈線圖案線。即使藉由紅色、藍色及綠色通常共用 才▼ ^田線而且分離地配置陰極電壓V c at，一紅色像素、一藍 色像素及一綠色像素之一集仍需要3χ3佈線圖案線。 使用Ν通道電晶體的顯示器器件具有用於固定電壓的太 多佈線圖案線之問題。用於固定電壓的許多佈線圖案線揭 示難以在高密度情況下有效率地配置像素。難以採用高產 126282.doc •13- 200849192 4製造高清晰度顯示器器件。 【發明内容】 因此需要提供具㈣㈣U壓讀錢目的佈線 線之顯示器器件。 、 依據本發明之一項具體實施例，一顯示器器件包含_像 素矩陣之-像素區段以及用於驅動像素電路之一驅動器電 路。各像素包含：-信號位準維持電容器一： 雜廿， 外电晶 且、加以開啟並_以回應-寫人信號，用於將該 位準維持電容器之-個端子與一信號線連接；一第二電: 體，其閘極係與該信號位準維持電容器之一個端子連接: 且其源極係與該信號位準維持電容器之另_個端子連接； -電流驅動式自發光元件’其陰極係保持在一陰極電壓而 且其陽極係與該第二電晶體之源極連接；_第三電晶體， 其加以開啟並關閉以回應一，驅動脈衝信號，用於將:第二 ^晶體之一汲極與一電源電壓連接；一第四電晶體，1係 契心號位準維持電容器之另一個端子連接。第四電晶體 2其源極處接收驅動脈衝信號，其汲極係與該信號位準： 持電容器之另-個端子連接。當開啟以回極 的控制信號時，第四電晶體將該信號位準維持電容器= 個端子設定至該驅動脈衝信號之-信號位準。 將該信隸準轉f μ之另—個料^至—預 =位準，即該驅動脈衝信號之信號位準。因此消除用 疋電塵的佈線圖案線，廿 ” ：頁 線之數目。…且減小用於固定電塵的佈線圖案 126282.doc -14- 200849192 【實施方式】 以下參考圖式說明本發明之具體實施例。 與圖19比較的圖丨係說明依據本發 天β及弟一具體實施 例的-顯示器器件31之方塊圖。纟圖艸，採用相同參考 數字指定與參考圖15及19說明的顯示器器件丨、^及以比 較進行說明的元件而且在本文中省略其說明。採用N通道 電晶體製造顯示器器件31。顯示器器件31中的一像素區段 32、一垂直驅動器電路34以及一水平驅動器電路μ係使用 非晶石夕程序在作為絕、緣透明基板之一玻璃基板i成整體形 成。 水平驅動器電路3 5中的水平選擇器（HSEL) 3 5八藉由連續 地傳輸預定取樣脈衝而產生一時序信號並相對於該時序信 號將各信號線SIG設定至一輸入信號S1之信號位準。如與 圖20比較所提供的圖2所示，在一個水平掃描週期"Η)之 約前一半内將信號線SIG之信號位準設定至參考圖丨9說明 之像素23中的預定固定電壓v〇fs，並接著在該一個水平掃 描週期之隨後的後一半（圖2之波形圖（A))内將其設定至一 信號位準Vsig以回應對應於信號線SIG之信號位準的像素 34之等級。如圖2所示，採用加以開啟並關閉以回應對應 #號的各電晶體之一參考符號來標識各信號。 與水平驅動器電路35相對的垂直驅動器電路34並不包含 輸出控制固定電壓Vofs的控制信號之一控制信號產生器電 路（AZ1)。垂直驅動态電路中的一寫入掃描電路 34A、一驅動掃描電路（DSCN)34Ba及一控制信號產生器 126282.doc 200849192 3 4 D分別產生一宫人/士 σ占η 7。 允丄σ 寫“唬WS、一驅動脈衝信號DS以及一 =制UAZ2。產生驅動脈衝信號⑽以便開啟並關閉電晶 豆 1區動脈衝化號DS在轉變至較低位準時會變為參考 圖19所說明的固定電壓Vss (圖2之波形圖⑽。 ， σ在像素區段22中形成像素33之-矩陣。在像素33中，信 準、隹持電谷為C1之一個端子係與有機EL元件8之一陽 極連接而且信號位準維持電容器C1之另_個端子係經由加 以開啟並關閉以回應寫人信號WS的電晶體TR1與信號線 SIG連接。因此將像素33中的信號位準維持電容器C1之另 一個端子的電壓設定至信號線SIG之信號位準以回應寫入 信號WS。 線SIG之信號位準的源極隨耦器電路配置之電晶體τ r 2因 此驅動有機EL元件8。 ^號位準維持電容HC1之兩個料係分別與像素33中的 電晶體TR2之源極以及閘極連接。電晶體叱线極係經 由加以開啟並關閉以回應驅動脈衝信號D s的電晶體丁 r 3與 電源VCe連接。像素33中具有其閘極電壓加以設定至信號 與像素33中的有機EL元件8連接的信號位準維持電容器 C1之端子係經由加以開啟並關閉以回應控制信號az2的電 晶體TR5與驅動脈衝信號DS連接。像素33中的電晶體TR5 在其源極處接收驅動脈衝信號〇8並在其閘極處接收控制信 唬AZ2。電晶體TR5之汲極係與同有機EL元件8連接的信號 位準維持電容器C1之端子連接。驅動脈衝信號DS在轉變 至較低電壓位準時會變為固定電壓vss。若在像素33中在 126282.doc • 16 _ 200849192 驅動脈衝信號DS係在其較低電壓位準情況下開啟電晶體 丁R5 ’則採用與參考圖19所說明的相同方式將電晶體tR5 之沒極電壓固定至固定電壓VSS。採用此方式，在像素33 中消除用於固定電壓Vss的佈線圖案，與圖19之顯示器器 件21相對。因此減小用於固定電壓的佈線圖案線之數目。 如圖3所示，在用於有機EL元件8的發射週期τ丨丨期間， 當在像素3 3將寫入信號W S以及控制信號Α ζ 2轉變至其較低 電壓位準（圖2之波形圖（Β)及（〇)時，關閉像素33中的電晶 體TR1及TR5。當將驅動脈衝信號DS轉變至其較低電壓位 準時，開啟電晶體TR3。因此設計像素33以便電晶體TR2 在其飽和區中運轉。 回應藉由信號位準維持電容器以之兩個端子之間的電壓 差所引起的閘極-源極電壓Vgs之一恆定電流電路係由像素 3 3中的電晶體TR2以及信號位準維持電容器c丨形成。藉由 閘極-源極電壓Vgs決定的一汲極_源極電流Ids使有機£1^元 件8發光。採用此方式，顯示器器件31減小有機EL元件8之 發射光度之差降。藉由等式（1)表達汲極-源極電流ids。 當發射週期T11在像素33中結束時，在恆定週期丁12内將 驅動脈衝信號DS轉變至其較低電壓位準處的固定電壓 Vss。如圖4所示，關閉電晶體TR3。在恆定週期丁12期 間，有機EL元件8在切斷至電晶體TR2的電源Vcc情況下停 止發光。將電晶體TR2之源極電壓Vs設定至一電壓 (Vcat+Vthel)，其係藉由將有機紅元件8之臨界電壓值 Vthel添加至有機EL元件8之陰極電壓Vcat而獲得。 126282.doc -17- 200849192 像素33中的控制信號AZ2在整個週期τΐ3期間保持在高 電壓狀態並且電晶體TR5保持開啟，如圖5所示。在像扣 中將與水平驅動器電路5連接的信號位準維持電容器^之 端子處的電壓設定至驅動脈衝信號DS之固定電壓。設 定固定電壓Vss以便關係Vss g Vthel+Vcat保持在有機队元 件8之陰極電壓Vcat與有機EL元件8之臨界電壓值vthd之 間。有機EL元件8在週期T13期間停止發光。 ▲在隨後的週期Τ14期間，寫入信號ws在將信號線之 信號位準設定在固定電壓v〇fs的情況下上升至其高位準， 並且開啟電晶體TR1，如圖6所示。在像素33中，因此將與 電晶體TR2連接的信號位準維持電容器C 1之端子設定至固 疋電壓Vofs ’作為信號線SIg之信號位準。 控制信號AZ2下降至其較低電壓位準，從而使電晶體 TR5關閉。在前置發射週期丁 i j之開始預定妻文目的掃描週 期之一時間點處，驅動脈衝信號〇8在啟動固定電壓卩〇仏的 佗唬線SIG之信號位準的時序上升。如圖7所示，開啟電晶 體TR3。在信號位準維持電容器C1之兩個端子之間的電壓 差變為電晶體TR2之臨界電壓Vth的方向上，電晶體TR2之 源極電壓Vs會逐漸上升。 如圖7所示，在像素33中維持電壓Vel < Vact+vthei以便 實質上小於電晶體TR2之汲極_源極電流Ids的一電流會流 動。電晶體TR2之沒極_源極電流ids係因此用於對信號位 準維持電谷裔C1以及有機EL元件8之電容進行充電。有機 EL元件8停止發光。 126282.doc -18- 200849192 驅動脈衝信號DS在信號線SIG上升至對應於像素等級之 信號位準Vsig的時序上升至其高電壓位準。如圖8所示， 關閉電晶體TR3。維持關係Vel < Vact+Vthel並且有機£乙 兀件8保持不活動，從而停止發光。藉由等式（句表達電晶 體TR2之源極電壓vs之變化： AVs=(Cl+C2)/(Cel+Cl+C2) X (Vsig-Vofs) …（4) 在預時時間週期之後，將信號線SIG之信號位準設定為 固定電壓Vofs並將其輸入至電晶體TR2之閘極。藉由下列 等式（5)表達電晶體TR2之源極電壓Vs之變化： AVs = (Cl+C2)/(Cel+Cl+C2) x (Vofs-Vsig) ··· (5) 重複像素33中驅動脈衝信號！)8係在如圖7所示的高電壓 位準之狀態以及驅動脈衝信號DS係在如圖8所示的低電壓 位準之狀態預定次數。電晶體TR2之源極電壓Vs會逐漸上 升以將信號位準維持電容器C1之兩個端子之間的電壓差設 定至電晶體TR2之臨界電壓Vth。如圖2所示，在週期ta、 ΤΒ及TC期間，將信號位準維持電容器〇1之兩個端子之間 的電壓差設定至電晶體TR2之臨界電壓Vth。圖9說明一特 性曲線，其顯示在長時間週期將信號線SIG之信號位準維 持在固定電壓Vofs的情況下電晶體TR2之源極電壓％之變 化。最後，電晶體TR2之閘極·源極電壓Vgs會變為電壓 vth。採用此方式，顯示器器件31重複圖7及8之狀態足夠 的次數以將信號位準維持電容器C12兩個端子之間的電壓 差设定至電晶體TR2之臨界電壓vth。 在週期T14内，在像素33中將電晶體TR2之臨界電壓v讣 126282.doc -19· 200849192 設定在信號位準維持電容㈣。在信號線sm之信號位準 就在週期T11之開始前上升至對應像素之信號位料々的 時序將驅動脈衝信號DS轉變至低電壓位準。如圖所示， 關閉電晶體TR3。 在將信號線SIG之信號料歧至對應㈣之信號位準 的情況下，將驅動脈衝信號DS轉變至其低電壓位準。接著 關閉電晶體TR1。將信號線SIG之信號位準樣本保持至产 號位準維持電容器、C1。如圖3所示，發射週期Τη重新開 始。 採用等式（2)精確地表達電晶體TR2之閘極-源極電壓 Vgs。若有機EL元件8之寄生電容Cel係大於信號位準維持 電容器C1之電容以及電晶體TR2之閘極_源極電容〇之每 一者，則可將電晶體TR2之閘極-源極電壓Vgs設定至具有 實質上足夠精度的電壓（Vsig+vth)。 在驅動脈衝信號DS係在高電壓位準的情況下，電晶體 TR2之源極電壓Vs在一週期T15内根據電晶體TR2之遷移率 而變化，直至寫入信號WS下降，如圖u&12所示。因此 才父正電晶體TR2之遷移率之變化。 在顯示器器件31(圖2)中，垂直驅動器電路34驅動該等 掃“線，從而以逐條線為基礎將信號線之信號位準設 疋至像素區段22中的像素3 3。各像素3 3在設定信號位準情 況下發光’而且在像素區段22上顯示所需要的影像。 更明確而言，在顯示器器件3 1中開啟電晶體TR1。因此 將#號線SIG之“號位準設定至信號位準維持電容器◦ 1。 126282.doc -20- 200849192 在開啟電晶體TR3的同時，關閉電晶體TR1及TR5。電晶體 TR2因此使有機EL元件8發光以回應在信號位準維持電容 器C1中所設定的電壓（在圖2之週期τι 1期間）。 在顯示器器件3 1中，信號位準維持電容器C1之兩個端子 係分別與驅動有機EL元件8的電晶體TR2之閘極以及源極 連接，而且電晶體TR2之源極係與有機EL元件8之陽極連 接。因此形成像素33。在顯示器器件31中將信號線81(}之 信號位準設定至信號位準維持電容器c丨之後，藉由由信號 位準維持電容器C1之兩個端子之間的電壓差所引起的閘 極-源極電壓Vgs來驅動有機EL元件8。即使顯示器器件^ 之所有電晶體均為N通道類型，仍因此減小由於有機EL元 件8之老化所致的發射光度之差降。 在有機EL元件8停止發光的情況下，將信號線SIG之信 號位準設定至信號位準維持電容器C1。藉由開_關控制電 曰曰體TR1 丁尺3及TR5，將驅動有機El元件8的電晶體TR2 之源極電壓Vs以及閘極電壓％設定至固定電壓vss及
Vofs。接著逐漸增加源極電壓％以將信號位準維持電容器 ci之兩個端子之間的電壓差設定至電晶體tr2之臨界電壓 ▽化（週期丁八、^及丁〇。此外，將信號線81〇之信號位準
Vsig設定至信號位準維持電容器C1。採用此方式控制由於 作為電晶體TR2之特性之—的臨界電壓vth之變化所致的發 射光度之變化。 ^將電晶體TR2之臨界電壓vth設定至信號位準維持電 谷盗ci時’必、需在預定時序將固定電麼vss以及㈣設定 126282.doc • 21 - 200849192 至電晶體TR2之閘極以及源極。用於包含電源vcc之固定 電>£的二條佈線圖案線係必需的。排除用於有機El元件$ 之陰極電壓Vcat的佈線圖案（圖19)。 在顯示器器件3 1中，驅動脈衝信號DS控制電晶體TR3， 從而控制至電晶體TR2的電源Vcc之供應。將在低電壓位 準的驅動脈衝信號DS設定至電晶體TR2之固定電壓Vss以 便將電晶體TR2之臨界電壓Vth設定至信號位準維持電容器 ci。將此一驅動脈衝信號DS供應至電晶體TR5之源極。 在顯示器器件31中將電晶體TR2之臨界電壓vth設定至 信號位準維持電容器C1。可消除用於在此應用中欲供應至 電晶體TR2之源極的固定電壓Vss之佈線圖案。因此減小用 於固定電壓的佈線圖案線之數目。 除固定電壓Vofs之週期外，將信號線SIG之信號位準設 定至對應於各像素之等級的信號位準。亦設定寫入信號 ws以及驅動脈衝信號Ds以回應信號線sig之信號位準的設 定。當將電晶體TR2之臨界電壓Vth設定至信號位準維持電 谷的C1日守，經由^號線SIG將固定電壓Vofs設定至電晶體 TR2之閘極。 了在，、、、員示器為件3 1中消除供應固定電壓v〇fs至電晶體 TR2之閘極的固定電壓v〇fs之佈線圖案。因此進一步減小 固定電壓的佈線圖案線之數目。 因為在顯不器器件3 1中為各像素33配置用於電源VCC以 及陰極電壓Vcat的佈線圖案情況下係足夠的，戶斤以可採用 高密度並有效率地配置像素33。可在高產量情況下生產高 126282.doc -22- 200849192 巧晰度顯不為為件。亦減小形成該像素電路的電晶體之數 一可採用甚至較局役度且有效率地配置像素Μ。可在更 回產ϊ情況下生產高清晰度顯示器器件。 在:員不夯态件3 1中水平驅動器電路35以及垂直驅動器電 • = 34係與各像素33連接以便循環第-至第五個週期中的設 _ 定°在作為第—週期的發射週期τη内，寫入信號ws關閉 電晶體TR1而且驅動脈衝信號DS開啟電晶體丁 R3。藉由回 P 應、對應於信號位準維持電容器C1之兩個端子之間的電壓差 之閘極-源極電壓φ、六 i gs的電k來驅動電晶體^TR2，從而使有 機EL元件8發光。 在作為弟一週期的週期丁12内，關閉電晶體TR3以回應 驅缝衝信號DS，從而使有機有機EL元件8停止發光。在 乍為第一週期的週期Tl3内，開啟電晶體以回應控制 2號AZ2，從而將信號位準維持電容器。之另一個端子設 疋至預疋電壓VSS，作為驅動脈衝信號DS之信號位準。 」 S作為弟四週期的週期T14内，在預定電壓v 信號線SIG上禕螯+从杜 旻數久的整個週期内開啟電晶體丁幻以回應 =信號篇。在各^電壓V叙週期内，將驅動脈衝 二s轉變至其高電壓，從而將信號位準維持電容器a 广子之間的電壓差設定為接近等於電晶體TR2之陟 界電壓Vth。在顯+吳从，丄 您匕 容器C!之兩個端子^1^_中，將橫跨信號位準維持電 臨界電請。即使㈣㈣之 並且消除電晶體TR4(圖19)的产、兄下的佈線圖案 ⑴…的if況下，仍可將電晶體丁Μ 126282.doc -23- 200849192 之臨界電壓vth設定至信號位準維持電容器C1。因此控制 各像素3 3中的發射光度之變化。
在作為第五週期的週期T15内，將電晶體TR1從開啟狀 態轉變至關閉狀態以回應寫入信號WS，從而將信號線SIG 之信號位準Vsig設定至信號位準維持電容器c丨之一個端 子。 §有機EL元件8在苐一週期超過第五週期的情況下開始 發光時，開啟電晶體TR3以回應驅動脈衝信號dS。在預定 時間消逝之後’接著關閉電晶體TR3以回應寫入信號ws。 此配置控制由於電晶體TR2之遷移率之變化所致的發射光 度之變化。 藉由將驅動有機EL元件8的電晶體TR2之源極電壓Vs設 定至固定電壓Vss來控制藉由電晶體TR2之臨界電壓Vth之 變化所引起的發射光度之變化。根據開-關控制供應電力 至電晶體TR2之電晶體TR3的驅動脈衝信號DS之信號位準 來設定固定電壓Vss。用於固定電壓的佈線圖案之數目變 為小於先前技術中的數目。 除固定電壓Vofs外，將信號線sig之信號位準設定至指 不各像素之等級的信號位準。隨設定信號線SIG，切換驅 動脈衝信號DS以便將電晶體TR2之臨界電壓Vth設定至信 號位準維持電容器C 1。因此控制由於電晶全TR2之臨界電 壓Vth之變化所致的發射光度之變化。更多地減小掃描線 之數目。藉由重複電晶體TR2之臨界電壓Vth之切換複數 次’在使用足夠時間週期的情況下將電晶體TR2之臨界電 126282.doc -24- 200849192 壓vth設定至信號位準維持電容器C1。因此可靠地預防由 於電晶體TR2之臨界電壓Vth之變化所致的發射光度之變 化0 當驅動有機EL元件8發光以回應設定至信號位準維持電 容器C1的電壓時，在一恆定時間從驅動脈衝信號ds之上 升消逝之後關閉電晶體TR1。因此控制由於電晶體TR2之 遷移率之變化所致的發射光度之變化。 藉由在絕緣基板上製造所有N通道電晶體之像素電路以 及驅動器電路，在簡單的製程中製造該顯示器器件。 圖13係說明依據本發明之一第二具體實施例的一顯示器 為件41之方塊圖。顯示器器件41除控制信號AZ2外具有與 第一具體實施例之顯示器器件3丨相同的結構。 顯示器器件41中的一垂直驅動器電路44沒有控制信號產 生器電路，而且一寫入掃描電路44A產生控制信號Az2。 如圖14所不，寫入掃描電路44A輸出作為控制信號AZ2的 一寫入信號WS2以經由至像素區段32之掃描線的佈線而輸
出至岫置若干條線的一像素33。用於自寫入掃描電路44A 的條線之寫入信號WS2係在作為控制信號AZ2輸出至從 對應像素33延遲複數條線之像素33的同時輸出至對應像素 33。 顯示器器件41包含垂直驅動器電路44之一簡化版本以使 一圖框外形部分變窄。 欲輸出至前置複數條線的像素33之寫入信號WS2係用作 控制信號AZ2。控制信號AZ2以及寫入信號ws不應在將信 126282.doc -25- 200849192 號線SIG之信號位準維持在對應於像素33之錢位準w 的整個週期期間同時上升。為此目的，在寫入信號WS在 信號線SIG之信號位準保持設定至固定電壓VQfs的整個週 期内上升至其高電壓位準之後，寫入信號ws接著加以轉 變至其較低電壓位準而且在將信號線SIG之信號位準維持 在對應於像素33之信號位準Vsig的整個週期内的―怔定時 間週期保持在較低電壓位準。 在控制信號AZ2使電晶體TR5保持開啟的情況下預防電 晶體TR1開啟。顯示器器件41因此控制由於對應於信號線 SIG之像素33的信號位準Vsig所致的電晶體TR2之閘極-源 極電壓Vgs之變化。 若在控制信號AZ2使電晶體TR5保持開啟的情況下開啟 電晶體TR1，則採用隨像素而變化的信號位準Vsig對電晶 體TR2之閘極電壓進行《電。當信號線則之信號位準接 著變為固定電MVofs時’採用下列等式⑹表達電晶體加 之閘極-源極電壓VgS :
Vgs=Vofs - Vss + (Cl+C2)/(Cel+Cl+C2)x(Vsig.V〇fs)... (6) · 就在將電晶體TR2之臨界電壓vth設定至信號位準維持 電容為ci之前，信號位準維持電容器C1之兩個端子之間 的電壓差會變化以回應信號線SIG之信號位準Vsig。 更明確而a，若#號線SIG之信號位準Vsig在黑色側係 較低，則等式（6)中的電壓（Vsig-V〇fs)可採用負值。在此一 情況下’電晶體TR2之閘極-源極電壓vgs會變得低於電壓 126282.doc -26 - 200849192 (Vofs Vss)。即使設定固定電壓及^以滿足關係 (Vofs Vss)>Vth ’電晶體TR2之閉極-源極電壓^仍在將 臨界電壓Vth設定5 #啤“、隹，， 疋至k唬位準維持電容器c丨的片刻變得等 於或低於臨界電慝Vtln ^ ^ i Vth。無法將正確的臨界電壓vth設定至
信號位準維持電衮哭、r; m lL 。因此，電晶體TR2之閘極-源極電 壓Vgs由於對應於信號線_之像素的信號位準w而變 化。 如圖13所不，欲輸出至前置複數條線的像素33之寫入信 號WS2係用作控制信號AZ2。因此可以簡化垂直驅動器電 路44。 設定寫入信號ws以便在將信號線SIG之信號位準維持在 對應像素33之信號位準Vsig的整個週期期間控制信號— 以及寫入信號ws可以不同時上升。因此將電晶體tr2之臨 界電壓vth可靠地設定至信號位準維持電容器ci。可靠地 預防由於臨界電壓Vth之變化所致的發射光度之變化。 依據第一及第二具體實施例，在使用電晶體TR4的情況 下設定信號線SIG之信號位準而且針對電晶體TR2之閘極 電壓來設定固定電壓Vofs。本發明不限於此一配置。如先 前參考先前技術之顯示器器件所說明，電晶體TR4可用於 針對電晶體TR2之閘極電壓來設定固定電壓v〇fs。 在以上參考的具體實施例中，電流驅動作為發光元件的 有機EL元件。本發明不限於有機EL元件。本發明可廣泛 適用於使用各種電流驅動式發光元件的顯示器器件。 本發明之一項具體實施例的一顯示器器件係薄膜器件結 126282.doc -27- 200849192
構，如圖29所示。圖29係概略地說明在一絕緣基板上形成 的一像素之斷面圖。如圖所示，該像素包括包含複數個薄 膜電晶體（TFT)(圖29所示的一個TFT)之一電晶體區、一電 谷區（例如儲存電容器）以及一發光區（例如有機EL元件）。 該電晶體區以及該電容區係使用TFT程序在一基板上形 成。該發光區（例如有機EL元件）係層壓在該電晶體區以及 該電容區之頂部上。一相對基板係接著焊接在該發光區 上’將一焊接劑插入在兩者之間以製造一平板。 本發明之一項具體實施例的一顯示器器件係平面模組類 型，如圖30所示。該顯示器器件包含採用一像素矩陣製造 的像素陣列區段，各像素包含一有機EL元件、一薄膜電晶 體以及一薄臈電容器、。施加一焊接劑以包圍該像素陣列區 段，而且將作為相對基板的玻璃基板焊接至該焊接劑上以 形成顯示器模組。可按需要在透明相對基板上配置一濾光 片、一保護層、一光阻隔層等。亦可將一撓性印刷電路 (FPC)配置為用於將信號與外界交換的連接器。 以上說明的顯示器器件具有平板結構而且可適用作各種 電子裝置之顯示裔。該顯示器器件顯示輸入至該電子裝置 :視訊信號或在該電子裝置中產生的視訊信號。此類電子 裝置包含一數位㈣、一筆記型電腦、一蜂巢式電話以及 一視訊相機。 依據圖3 1之本發明之一項 含一視訊顯示器螢幕丨丨，其 璃1 3。本發明之一項具體實 具體實施例的一電視接收器包 包含一前面板1 2以及一濾光玻 施例的顯示器器件係用於視訊 126282.doc -28· 200849192 顯示器螢幕11。 圖32顯示依據本發明之—項具體實施例的數位相機。圖 2之上部分係該數位相機之正視圖而且圖32之下部分切 數位相機之後視圖。該數位相機包含—成像透鏡、： 燈15、一顯千哭K t u尤 a " σσ 、一控制開關、一選單開關、一快門j 9 等本I明之一項具體實施例的顯示器器件可用於顯示# 1 6 〇 口口 圖33之筆記型個人電腦包含欲運轉以將文字或類似物輸 入至主要單兀20的一鍵盤31，以及該主要單元之蓋子上 用於顯示影像的一顯示器22。本發明之一項具體實施例的 顯示1§器件可用於顯示器22。 圖34况明一蜂巢式電話。圖34之左部分說明其斷開狀態 中的蜂巢式電話而且圖34之右部分說明其閉合狀態中的蜂 巢式電話。該$巢式電話包含一頂側外殼23、_底側外殼 24、一鉸鏈部分25、一顯示器26、一次顯示器27、一圖^ 燈28、一相機29等。本發明之一項具體實施例的顯示器器 件可用於顯示器2 6以及次顯示器2 7之一者。 圖35之一視訊相機包含一主要單元3〇、一在其斷開狀態 中面向前之成像透鏡34、用於攝影的一開始/停止開關 35、一監視器36等。本發明之一項具體實施例的顯示器器 件可用於監視器36。 熟習此項技術人士應瞭解，可根據設計要求及其他因素 進行各種修改、組合、次組合及變更，該等要求及因素係 在P过附申凊專利範圍或其等效物之範鳴内。 126282.doc -29- 200849192 【圖式簡單說明】 圖1係依據本發明之一項具體實施例的一顯示器器件之 方塊圖； 圖2係圖1之顯示器器件之時序圖； 圖3係說明一像素在圖2之週期ΤΙ 1期間的設定之示意 圖； 圖4係說明一像素在圖2之週期τΐ 2期間的設定之示意 圖；
圖5係說明一像素在圖2之週期τι 3期間的設定之示意 圖； 圖6係說明一像素在圖2之週期T14期間的設定之示意 圖； 圖7係說明繼圖6的設定之後所執行的該像素之設定的示 意圖； 圖8係說明繼圖7的設定之後所執行的該像素之設定的示 意圖； 圖9說明與一臨界電壓值之校正有關的一特性曲線； 圖10係說明該像素在圖2之週期Τ15期間的設定之示意 圖； 圖η係說明繼圖_設定之後所執行的該像素之設定的 示意圖； 图2龙明與一遷移率之校正有關的一特性曲線； 二3係說明依據本發明之一第二具體實施例的一顯示器 為件之方塊圖。 126282.doc -30- 200849192 圖14係圖1 3之顯示器器件之時序圖； 圖1 5係說明先前技術之一顯示器器件的方塊圖； 圖1 6係詳細地說明圖1 5之顯示器器件的方塊圖； 塊圖； 圖17說明表示隨時間老化的一有機£1^元件之特性曲線. 圖18係說明使用Ν通道電晶體的圖。之顯示器器件的方
圖19係說明使用N通道電晶體的先前技術之一顯示器器 件的方塊圖； W Γ 圖20係圖19之顯示器器件之時序圖； 圖係說明-像素在圖20之週期Tl期間的設定之示音 圖； ^ 圖22係說明該像素在圖2〇之週期Τ2期間的設定之示音 圖； ’ 圖23係說明該像素在圖2〇之週期丁3期間的設定之示意 圖； 之設定的 圖24係說明繼圖32的設定之後所執行的該像素 示意圖； 圖25說明與一臨界電壓之校正 ^ ’關的一特性曲線； 間的設定之示意 圖26係說明該像素在圖20之週期丁4期 圖； 圖； 圖27係說明該像素在圖2〇之週期丁$期 間的設定之示意 圖28說明與—遷移率之校正有關的—特性曲線； 圖29係說明依據本發明之一 只，、體灵施例的一顯示器器 126282.doc 31 200849192 件之一裔件結構的斷面圖； 圖30係說明依據本發明之一項具體實扩 件之一模組構造的平面圖； 也例的該顯示器器 圖3 1係包含本發明之一項具體實施例之上 一電視機之透視圖； 该顯示器器件的 圖32係包含本發明之一項具體實施 一數位相機之透視圖； μ顯不器器件的 圖33係包含本發明之一項具體實施例之該顯示器器件的 一筆記型個人電腦之透視圖； 圖34概略地說明包含本發明之一項具體實施例之該顯示 器器件的一蜂巢式電話； ’' 圖3 5概略地說明包含本發明之一項具體實施例之該顯示 器器件的一視訊相機。 【主要元件符號說明】 1 顯示器器件 2 像素區段 3 像素（PX) 4 垂直驅動器電路 5 水平驅動器電路 5A 水平選擇器（HSEL) 8 有機EL元件 11 顯示器器件/顯示器螢幕 12 像素區段/前面板 13 像素/濾光玻璃 126282.doc -32- 200849192 15 閃光燈 16 顯示器 19 快門 20 主要單元 21 顯示器器件 22 像素區段/顯示器 23 像素/頂側外殼 24 垂直驅動器電路/底側外殼 24B 驅動掃描電路（DSCN) 24C 控制信號產生器 24D 控制信號產生器 25 鉸鏈部分 26 顯示器 27 次顯示器 28 圖像燈 29 相機 30 主要單元 31 顯示器器件/鍵盤 32 像素區段 33 像素 34 垂直驅動器電路 34A 寫入掃描電路 34B 驅動掃描電路 34D 控制信號產生器 126282.doc -33 - 200849192 35 水平驅動器電路/開關 35A 水平選擇器 36 監視器 41 顯示器器件 44 垂直驅動器電路 44A 寫入掃描電路 Cl 信號位準維持電容器 TR1-TR5 電晶體 Vcc 電源
126282.doc 34-

Claims (1)

  1. 十、申請專利範圍： 1 · 一種包括一像素矩陣之一 電路之—驅動器電路的顯示器器=及用於驅動該像素 各像素包含： 么號位準維持電容考· , 弟電晶體，其加以開啟並關閉以D廡 说’用於將該信號位準維持電容二ku回應-寫入信 線連接，· 4 °°之—個端子與—信號 -第二電晶體，使其 之該—個端子連接而且使1 ^亥“虎位準維持電容器 容器之另—個端子連接；.....極與該信號位準維持電 -電流驅動式自發光元件，使发 電壓而且使其—陽極 ：丢極保持在-陰極 -第三電曰體：―電曰曰體之該源極連接； 信號，用加以開啟並關閉以回應一驅動脈衝 接丨以及 日日體之一汲極與一電源電壓連 第四電S曰體’其係與該信號位 個端子連接， 千唯符電奋态之另一 另-該二電=在使其汲極與該信號位準維持電容器之 號，加=接的情況下在其源極處接收該驅動脈衝信 將該”以回應施加於其閑極的-控制信號，以及 。亥4唬位準維持電容器之另— 衝信號之-信號位準。 目而子吕又疋至該驅動脈 2·如請求们之顯示器器件，其中該驅動器電路除在一固 126282.doc 200849192 疋電壓週期期間外將該信號線之信號位準設定至對應於 與該2號線連接的各像素之一等級的一信號位準，而且 在重複地循％第一至第五週期中的設定情況下驅動該像 素電路’ Γ u 其中在第-週期内，該寫入信號、該驅動脈衝信號以 :該控制信號分別開啟並關閉該第一電晶體、該第° :電 ，體以及該第四電晶體以便回應橫跨該信號位準維持電 容器之該等兩個端子的一閘極-源極電壓之一電流使該第 二電晶體驅動該自發光元件發光， Λ 其：在第二週期内，關閉該第三電晶體以回應該驅動 脈衝信號以使該自發光元件停止發光， 其中在第三週期内，開啟該第四電晶體以回應該控制 #號’從而將該信號位準維持電容器之另—個端子設定 至該驅動脈衝信號之該信號位準， 其中在該預定固定電麼重複地出現在該信號線上的整 個弟四週期之部分期間開啟該第_電晶體以回應該寫入 L號’而且在將該信號線之該信號位準設定至該預定固 定電壓的整個第四週期立 遇功之。卩分期間開啟該第三電晶體以 便將橫跨該信號位準維持電衮 *忖电谷态之該等兩個端子的電壓 設定至實質上等於該第二電晶體之-臨界電壓的-電 壓，以及 關閉该第一電晶體以回應該寫入 该信號位準設定至該信號位準維 其中在第五週期内， 信號以便將該信號線之 持電容器之該一個端子 126282.doc 200849192 3.如請求項2之顯示器器件’其巾在自從在該第五週期内 開啟該第三電晶體以回應該驅動脈衝信號起一恆定昉門 週期已消逝之後，該驅動器電路使該第一電晶體 回應該寫入信號。 .4.如請求項2之顯示器器件，其中該驅動器電路輸出作為 亥控制L旎的s亥寫入信號以使其加以輸出至前置複數條 線的一像素。 ” 〇 5•如請求項1之顯示器器件，其中該驅動器電路採用—方 :輸出作為該控制信號的該寫入信號以使其加以輪出至 則置複數條線的—像素，以便在將該信號線之該 準維持在對應於與該信號線連接的一像素之—等^ = 一 信號，準之—整個週期期間不同時開啟該第—電晶:以 及該第四電晶體。 日日豆1 6·如請求項丨之顯示器器件，其 爷嗎匕3在遠像素電路以及 =動$電路中的所有電晶體均為N通道類型電晶體， υ u ^ " 其中该像素電路以及該驅動器電路之每一者 一 非晶矽程序在一絕緣基板上形成。 ’、用一 7·種包括如請求項1之顯示器器件的電子裝置。 126282.doc
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