TW201743313A - 有機發光二極體顯示器及其驅動方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭露一種有機發光二極體顯示器。該有機發光二極體顯示器可工作週期驅動，用於在一訊框中控制有機發光二極體的發光工作週期。用於工作週期驅動的一訊框包括一編程週期、一發光週期以及一非發光週期。在該編程週期中，第一資料電壓被施加至閘極電極，以響應掃描信號，以及參考電壓被施加至源極電極，以響應感測信號。在該非發光週期中，第二資料電壓被施加至閘極電極，以響應該掃描信號。該第一資料電壓對應至要被施加至第一像素的輸入視訊資料。該第二資料電壓對應至要被施加至不同於該第一像素之第二像素的輸入視訊資料。

Description

有機發光二極體顯示器及其驅動方法
本發明涉及一種有機發光二極體顯示器及其驅動方法。
主動矩陣有機發光二極體顯示器包括有機發光二極體(Organic Light Emitting Diodes,OLEDs)，OLEDs可以自發光及具有多種例如快速響應時間、高發光效率、高亮度、寬視角等的優勢。
一用為自發光元件的OLED包括：一陽極電極；一陰極電極；以及在陽極電極與陰極電極之間的一有機化合物層。該有機化合物層包括一電洞注入層HIL、一電洞傳輸層HTL、一發光層EML、一電子傳輸層ETL以及一電子注入層EIL。當一功率電壓施加至陽極電極以及陰極電極時，穿越過電洞傳輸層HTL的電洞以及穿越過電子傳輸層ETL的電子移動至發光層EML並且形成激子。藉此，發光層EML產生可視光。
一有機發光二極體顯示器以矩陣方式配置各自包括一OLED的像素以及依據視訊資料的灰度調整像素的亮度。各個像素包括：一驅動薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)，其依據在驅動TFT的閘極電極與源極電極之間的電壓控制流入OLED的驅動電流；以及至少一開關TFT，其編程驅動TFT的閘極對源極(gate-to-source)電壓。各個像素藉由正比於驅動電流之OLED所發射的光的量來調整顯示灰度(亮度)。
在該有機發光二極體顯示器中，用於調整一訊框中之發光工作週期的工作週期控制技術已被提出，以改善視訊響應特徵及低灰度顯示品質。
依據先前技術，如第1圖所示，一工作週期控制技術1將一訊框(Fn+1或者Fn+2)區分為一發光週期Ta及一黑色顯示週期Tb，並且依據線順序(line sequential)方式在預定時序寫入黑色資料，以控制黑色顯示週期Tb。該黑色資料具有可關閉驅動TFT的資料位準。當施加黑色資料時，施加至OLED的驅動電流被斷開，以使OLED不發光。隨著用於將黑色資料寫入至一訊框之時序的推移，發光週期Ta降低及黑色顯示週期Tb增加。依據此工作週期控制技術1，資料驅動電路的輸出通道電位必須連續地從視訊資料位準擺動至黑色資料位準，或者，在黑色資料寫入方面，反之亦然。因此，具有在資料驅動電路中功率消耗及熱能產生增加的問題。
依據先前技術，如第2圖所示，一工作週期控制技術2進一步在像素中包括一分離發光控制TFT ET，並且如第1圖所示，將一訊框(Fn+1或者Fn+2)區分為一發光週期Ta及一黑色顯示週期Tb。該工作週期控制技術2依據線順序方式在預定時序關閉該分離發光控制TFT ET，以實現黑色顯示週期Tb。該分離發光控制TFT ET可被連接至在像素中於一高電位驅動電壓EVDD的輸入端與一低電位驅動電壓EVSS的輸入端之間的任意位置。在第2圖中，元件符號DT代表一驅動TFT，以及元件符號SWC代表連接至驅動TFT DT以及分離發光控制TFT ET的一開關電路。當該分離發光控制TFT ET關閉時，施加至OLED的一驅動電流被斷開，以使OLED不發光。該工作週期控制技術2具有因為分離發光控制TFT ET被增加至各個像素而像素陣列配置複雜化的問題。該工作週期控制技術2具有當分離發光控制TFT ET關閉時因為寄生電容之回踢(kick back)效應而發生亮度失真的問題。
據此，本發明的目的在於提供一種有機發光二極體顯示器及其驅動方法，其不需在像素中寫入黑色資料或配置一發光控制TFT而可調整OLED的發光工作週期。
在一態樣中，提供一種有機發光二極體顯示器，其可工作週期驅動，用於在一訊框中控制一有機發光二極體的一發光工作週期，該有機發光二極體顯示器包括：一顯示面板，具有該有機發光二極體、一驅動薄膜電晶體，用於依據在一閘極節點與一源極節點之間的一電壓控制在該 有機發光二極體中流動的一驅動電流、及連接至一資料線、一參考線及一閘極線的複數個像素；一資料驅動電路，被配置以將一資料電壓供應至該資料線以及將一參考電壓供應至該參考線；以及一閘極驅動電路，被配置以產生與該資料電壓同步的一掃描信號及與該參考電壓同步的感測信號，並且將所產生的該掃描信號及該感測信號供應至該閘極線，其中，用於工作週期驅動的一訊框包含：一編程週期，用於設定在該閘極節點與該源極節點之間的該電壓以對應該驅動電流；一發光週期，在該發光週期中，該有機發光二極體依據該驅動電流而發光；以及一非發光週期，在該非發光週期中，該有機發光二極體的發光停止，在該編程週期中，一第一資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，以及該參考電壓被施加至該源極節點，以響應該感測信號，在該非發光週期中，一第二資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，其中，該第一資料電壓對應至要被施加至一第一像素的輸入視訊資料，以及其中，該第二資料電壓對應至要被施加至不同於該第一像素之一第二像素的輸入視訊資料。
在另一態樣，提供一種驅動有機發光二極體顯示器的方法，該有機發光二極體顯示器具有一有機發光二極體；一驅動薄膜電晶體，用於依據在一閘極節點與一源極節點之間的一電壓控制在該有機發光二極體中流動的一驅動電流；以及連接至一資料線、一參考線及一閘極線的複數個像素，該有機發光二極體顯示器可工作週期驅動，用於在一訊框中控制該有機發光二極體的一發光工作週期，該驅動方法包括：將一資料電壓供應至該資料線及將一參考電壓供應至該參考線；以及產生與該資料電壓同步的一掃描信號及與該參考電壓同步的感測信號，並且將所產生的該掃描信號及該感測信號供應至該閘極線，其中，用於該工作週期驅動的一訊框包含：一編程週期，用於設定在該閘極節點與該源極節點之間的該電壓以對應該驅動電流；一發光週期，在該發光週期中，該有機發光二極體依據該驅動電流而發光；以及一非發光週期，在該非發光週期中，該有機發光二極體的發光停止，在該編程週期中，一第一資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，以及該參考電壓被施加至該源極節點，以響應該感測信號，在該非發光週期中，一第二資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，其中，該第一資料電壓對應至要被施加至一第一像素的輸入視 訊資料，以及其中，該第二資料電壓對應至要被施加至不同於該第一像素之一第二像素的輸入視訊資料。
10‧‧‧顯示面板
11‧‧‧時序控制器
12‧‧‧資料驅動電路
13‧‧‧閘極驅動電路
14‧‧‧主機系統
15‧‧‧資料線
16‧‧‧參考線
17、18‧‧‧閘極線
111‧‧‧資料分析單元
112‧‧‧平均圖畫位準計算單元
113‧‧‧工作週期控制器
CLK‧‧‧點時脈
Cst‧‧‧儲存電容
D1‧‧‧第一資料電壓
D2‧‧‧第二資料電壓
DAC‧‧‧數位類比轉換器
DCON‧‧‧工作週期控制信號
DDC‧‧‧源極時序控制信號
DE‧‧‧資料致能信號
Dj‧‧‧第j資料電壓
Dj+1‧‧‧第(j+1)資料電壓
DT‧‧‧驅動薄膜電晶體
EVDD‧‧‧高電位驅動電壓
EVSS‧‧‧低電位驅動電壓
Fn、Fn+1‧‧‧訊框
GDC‧‧‧閘極時序控制信號
HL1~HLn‧‧‧水平像素線
Hsync‧‧‧水平同步信號
Ng‧‧‧閘極節點
Ns‧‧‧源極節點
OLED‧‧‧有機發光二極體
P1、Pa1‧‧‧第一掃描脈衝
P2、Pa2‧‧‧第二掃描脈衝
Pb1‧‧‧第一感測脈衝
Pb2‧‧‧第二感測脈衝
RGB‧‧‧視訊資料
SCAN‧‧‧掃描信號
SEN‧‧‧感測信號
ST1‧‧‧第一開關薄膜電晶體
ST2‧‧‧第二開關薄膜電晶體
Tb‧‧‧非發光週期
Te‧‧‧發光週期
Tp‧‧‧編程週期
Vgs‧‧‧閘極節點與源極節點之間的電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vsync‧‧‧垂直同步信號
Vth‧‧‧臨界電壓
S1~S11‧‧‧步驟
所附圖式被包括以提供本發明之進一步理解，所附圖式併入且構成本發明的一部分，所附圖式說明本發明之實施例以及與其說明合併以解釋本發明之原理。在圖式中：第1圖係說明依據先前技術藉由在像素中寫入黑色資料或關閉發光控制TFT用於控制發光工作週期之工作週期控制技術的圖式；第2圖係說明依據先前技術用於實施工作週期控制技術之進一步包括發光控制TFT的像素配置的圖式；第3圖係說明依據本發明一實施例之有機發光二極體顯示器的圖式；第4圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術的像素配置的圖式；第5圖係說明依據發光工作週期控制閘極信號的脈衝之間的間隔的範例的圖式；第6圖係說明依據發光工作週期OLED的驅動電流的改變的圖表；第7圖、第8圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之驅動波形的第一實施例的圖式；第9A圖係對應至第8圖之編程週期的像素的等效電路圖；第9B圖係對應至第8圖之發光週期的像素的等效電路圖；第9C圖係對應至第8圖之非發光週期的像素的等效電路圖；第10圖係說明在第8圖的編程週期、發光週期及非發光週期中閘極節點及源極節點的電位的圖式；第11圖、第12圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之驅動波形的第二實施例的圖式；第13A圖係對應至第12圖之編程週期的像素的等效電路圖；第13B圖係對應至第12圖之發光週期的像素的等效電路圖；第13C圖係對應至第12圖之非發光週期的像素的等效電路圖；第14圖係說明在第12圖的編程週期、發光週期及非發光週期中閘極 節點及源極節點的電位的圖式；第15圖係說明依據本發一明實施例之用於實施工作週期控制技術之時序控制器的配置的圖式；第16圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之時序控制器的操作程序的流程圖；以及第17圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之時序控制器的另一操作程序的流程圖。
參考所附圖式且參照以下詳細描述的實施例，本發明的優勢及特徵以及實現該優勢及特徵的方法將會顯而易見。然而，本發明不限於以下所揭示的實施例，且可以各種型態實現。下述的實施例係提供以詳細地且完全地說明本發明，以及對於熟析本領域之技術人員，完全地傳達本發明之所包括的範圍。發明的範圍僅由申請專利範圍所定義。
用於描述本發明實施例之圖式中的形狀、尺寸、比例、角度、數量等僅為範例性質，且本發明不限於此。在本發明中，類似的元件符號標示類似的元件。在以下的說明中，當與本發明相關之習知功能或配置的詳細說明被判定為非必要之模糊本發明的焦點時，將省略其詳細說明。在本發明中，當使用「包括」、「具有」、「包含」等用詞時，除了有使用「僅」，可加入其他元件。在內容沒有明顯差異含義的情況下，單數用詞可包括複數用詞。
在構件的說明中，即使沒有額外地說明，其應被理解為包括一誤差範圍。
在位置關係之說明中，當一結構被描述為「在另一結構之上或上方」、「在另一結構之下或下方」以及「與另一結構相鄰」時，如此的說明應被理解為包括該等結構彼此接觸的狀況也包括一第三結構設置在該等結構之間的狀況。
一層體在另一元件或另一層體「之上」的描述應被理解為包括一元件或一層體直接地在另一元件或另一層體之上的情況也包括一第三元件或第三層體插入於該等元件或該等層體之間的情況。
「第一」、「第二」等用詞可用於描述各種構件，但該構件並不限於該用詞。該用詞僅用於使一元件與其他元件之間有所區別。例如，一第一構件可在不脫離本發明之範圍的情況下被標示為一第二構件。
在本發明中，類似的元件符號標示類似的元件。
圖式中各元件的尺寸及厚度僅用於解釋的便利性，而本發明並不限於所描述之配置的尺寸及厚度。
本發明之各個實施例的特徵可部分地或全部地彼此結合，且可以各種方式技術性地互鎖式驅動。各個實施例可獨立地實施，或者可以彼此結合實施。
以下將參考所附圖式，詳細描述本發明的各個實施例。
以下，將參考第3圖至第17圖描述本發明的較佳實施例。
第3圖說明依據本發明一實施例的有機發光二極體顯示器。依據本發明所有實施例之有機發光二極體顯示器的所有構件皆為可操作地耦合及配置。
參考第3圖，依據本發明一實施例的有機發光二極體顯示器包括：顯示面板10；時序控制器11；資料驅動電路12；以及閘極驅動電路13。
在顯示面板10中，複數條資料線15、複數條參考線16與複數條閘極線17、18相交，以及在各個相交區域，像素以矩陣方式配置且構成一像素陣列。該像素陣列設置有複數條水平像素線HL1至HLn。一條水平像素線包括複數個沿著水平方向彼此相鄰配置的像素。
閘極線17、18可包括施加有掃描信號的第一閘極線17以及施加有感測信號的第二閘極線18。每個像素可連接至資料線15的其中之一、參考線16的其中之一、第一閘極線17的其中之一以及第二閘極線18的其中之一。每個像素包括一OLED以及一驅動TFT。每個像素係能夠工作週期驅動，用於在一訊框中控制OLED的發光工作週期。
像素被供應有來自電源供應區塊的一高電位驅動電壓(EVDD)及一低電位驅動電壓(EVSS)。構成像素的TFT可實施為p型、n型或混合型。此外，構成像素之TFT的半導體層可包括非晶矽、多晶矽或氧化物。
資料驅動電路12在時序控制器11的控制下將輸入視訊資料RGB轉換為資料電壓，並且將該資料電壓供應至資料線15。資料驅動電路12在時序控制器11的控制下產生參考電壓，並且將該參考電壓供應至參考線16。
在時序控制器11的控制下，閘極驅動電路13產生與資料電壓同步的掃描信號、將該等掃描信號供應至第一閘極線17、以及產生與參考電壓同步的感測信號、將該等感測信號供應至第二閘極線18。閘極驅動電路13可嵌入在顯示面板10的非顯示區域中，或者可以積體電路的形式接合至顯示面板10。閘極驅動電路13以第一掃描脈衝及第二掃描脈衝構成用於在一訊框中工作週期驅動的掃描信號，以及將第一掃描脈衝及第二掃描脈衝在一訊框中供應至同一像素。閘極驅動電路13可僅以第一感測脈衝構成用於在一訊框中工作週期驅動的感測信號，以及將與第一掃描脈衝同步的第一感測脈衝供應至像素。閘極驅動電路13可以第一感測脈衝及第二感測脈衝構成用於在一訊框中工作週期驅動的感測信號，以及將與第一掃描脈衝同步的第一感測脈衝供應至像素，接著將接在第二掃描脈衝之後的第二感測脈衝供應至像素。
時序控制器11可通過一介面電路接收來自主機系統14的輸入視訊資料RGB，以及通過各種介面方式(例如，微型-低電壓差分訊號(mini-LVDS)等)將該視訊資料RGB傳輸至資料驅動電路12。
時序控制器11從主機系統14接收時序信號(例如，垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、資料致能信號DE、點時脈CLK等)，以及產生控制信號用於控制資料驅動電路12及閘極驅動電路13的操作時序。該等控制信號包括：閘極時序控制信號GDC，用於控制閘極驅動電路13的操作時序；源極時序控制信號DDC，用於控制資料驅動電路12的操作時序；以及工作週期控制信號DCON，用於控制OLED的發光工作週期。
工作週期控制信號DCON為用於控制在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔的信號。工作週期控制信號DCON可為用於控制在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔以及在感測信號的第一感測脈衝與第二感測脈衝之間的間隔的信號。在此情況中，工作週期控制信號DCON為完全地獨立於在像素中寫入黑色資料或開啟/ 關閉發光控制TFT的信號。本發明可在不編程可關閉驅動TFT之黑色資料的情況下藉由適當地控制掃描信號或掃描信號及感測信號調整非發光週期，在該非發光週期中，OLED在一訊框中停止發光。
時序控制器11控制閘極驅動電路13的操作，使得工作週期驅動僅在當相鄰訊框之間的視訊資料變化是大的時候執行。因此，時序控制器11可最小化因為工作週期驅動所造成的能耗。在工作週期驅動期間，當視訊資料RGB的平均圖畫位準等於一預設參考值時，時序控制器11可產生工作週期控制信號DCON，以將提供至同一像素在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔維持在一內定值(default value)。當視訊資料RGB的平均圖畫位準大於一預設參考值時，時序控制器11可產生工作週期控制信號DCON，以將提供至同一像素在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔增加至大於該內定值。在此情形中，發光週期增加。當視訊資料RGB的平均圖畫位準小於一預設參考值時，時序控制器11可產生工作週期控制信號DCON，以將提供至同一像素在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔減少至小於該內定值。在此情形中，發光週期減少。
第4圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術的像素配置的圖式。在第4圖中，元件符號DAC代表在資料驅動電路中的數位類比轉換器，其輸出資料電壓。
參考第4圖，依據本發明一實施例的像素可包括：OLED；驅動TFT DT；儲存電容Cst；第一開關TFT ST1；以及第二開關TFT ST2。依據本發明一實施例的像素並不需要如先前技術一般額外地包括發光控制TFT ET，以實施工作週期控制技術。因此，像素配置被簡化，以及因為發光控制TFT ET的操作所造成的亮度失真也同時被防止。
該OLED包括：陽極電極，連接至源極節點Ns；陰極電極，連接至低電位驅動電壓EVSS的輸入端；以及有機化合物層，位於陽極電極與陰極電極之間。
該驅動TFT DT依據在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓差控制流入OLED內的驅動電流。該驅動TFT DT具有：閘極電極，連接至閘極節點Ng；汲極電極，連接至高電位驅動電壓EVDD的輸入端； 以及源極電極，連接至源極節點Ns。該儲存電容Cst連接於閘極節點Ng與源極節點Ns之間。
該第一開關TFT ST1切換在資料線15與閘極節點Ng之間的電流，以響應掃描信號SCAN。因此，該第一開關TFT ST1可將資料線15上的資料電壓施加至閘極節點Ng。該第一開關TFT ST1具有：閘極電極，連接至第一閘極線17；汲極電極，連接至資料線15；以及源極電極，連接至閘極節點Ng。
該第二開關TFT ST2切換在參考線16與源極節點Ns之間的電流，以響應感測信號SEN。因此，該第二開關TFT ST2可將參考線16上的參考電壓Vref施加至源極節點Ns。該第二開關TFT ST2具有：閘極電極，連接至第二閘極線18；汲極電極，連接至參考線16；以及源極電極，連接至源極節點Ns。
第5圖係依據發光工作週期控制在閘極信號的脈衝之間的間隔的範例。第6圖係說明依據發光工作週期OLED的驅動電流的改變的圖表。
參考第5圖、第6圖，本發明調整在一訊框中連續被施加用於工作週期驅動之在掃描信號SCAN的第一掃描脈衝P1與第二掃描脈衝P2之間的間隔。因此，本發明可控制OLED的發光工作週期。
本發明可在當訊框間(Fn,Fn+1)視訊變化值是小的時候將OLED之的光工作週期維持在100%。在此情形中，工作週期驅動不被執行，並且第一掃描脈衝P1的掃描信號SCAN在一訊框期間施加至各個像素。
本發明僅在當訊框間(Fn,Fn+1)視訊變化值是大的時候執行工作週期驅動。然而，本發明可以正比於輸入視訊資料之平均圖畫位準的方式將OLED的發光工作週期改變至25%、50%、96%等。為了實施工作週期驅動，本發明在一訊框期間將第一掃描脈衝P1及第二掃描脈衝P2的掃描信號SCAN施加至各個像素。掃描信號SCAN在第一掃描脈衝P1與第二掃描脈衝P2之間的間隔正比於OLED的發光工作週期。隨著掃描信號SCAN在第一掃描脈衝P1與第二掃描脈衝P2之間的間隔減少，OLED的發光工作週期減少，但視訊響應特徵及低灰度顯示品質會更好。
第7圖、第8圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作 週期控制技術的驅動波形的第一實施例。第9A圖至第9C圖係分別對應至編程週期、發光週期及非發光週期之像素的等效電路圖。第10圖係說明在第8圖之編程週期、發光週期及非發光週期中閘極節點及源極節點的電位。
在本發明的第一實施例中，掃描信號SCAN產生為包括第一掃描脈衝Pa1及第二掃描脈衝Pa2的雙脈衝波形，以及感測信號SEN產生為包括第一感測脈衝Pb1的單脈衝波形。第7圖係說明共用相同資料線及共用相同參考線之像素的驅動波形。
參考第7圖，假設第一像素配置在第一水平像素線HL1中、第二像素配置在第二水平像素線HL2中、第j像素配置在第j水平像素線HLj中、以及第(j+1)像素配置在第(j+1)水平像素線HLj+1中，在相同訊框中，對應至第一輸入視訊資料RGB的第一資料電壓D1施加至第一像素、對應至第二輸入視訊資料RGB的第二資料電壓D2施加至第二像素、對應至第j輸入視訊資料RGB的第j資料電壓Dj施加至第j像素、以及對應至第(j+1)輸入視訊資料RGB的第(j+1)資料電壓Dj+1施加至第(j+1)像素。在相同訊框中，以與各個資料電壓D1、D2、Dj、Dj+1同步的方式，掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第一閘極線17。以與掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1同步的方式，感測信號SEN的第一感測脈衝Pb1以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第二閘極線18。在相同訊框中，以與各個資料電壓(Dj,Dj+1,..)同步的方式，掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第一閘極線17。
第8圖係說明施加至配置在第一水平像素線HL1中第一像素的掃描信號SCAN、感測信號SEN及資料電壓D1、Dj的驅動波形。參考第8圖，用於工作週期驅動的一訊框包括：編程週期Tp，用於設定在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓以對應驅動電流；發光週期Te，OLED在其中依據驅動電流發光；以及非發光週期Tb，OLED停止發光。
參考第9A圖，在編程週期Tp中，第一像素的第一開關TFT ST1被開啟，以響應掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1，以將第一資料電壓D1施加至閘極節點Ng。在編程週期Tp中，第一像素的第二開關TFT ST2被開啟，以響應感測信號SEN的第一感測脈衝Pb1，以將參考電壓Vref施 加至源極節點Ns。因此，在編程週期Tp中，設定在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓以對應驅動電流。
參考第9B圖，在發光週期Te中，第一像素的第一開關TFT ST1被關閉，以響應掃描信號SCAN，以及第一像素的第二開關TFT ST2被關閉，以響應感測信號SEN。在發光週期Te中，在編程週期Tp中設定在第一像素中於閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓也被維持。如第10圖所示，因為在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs大於第一像素的驅動TFT DT的臨界電壓Vth，在發光週期Te中，驅動電流在第一像素的驅動TFT DT中流動。在由驅動電流在發光週期Te中維持在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs的同時，閘極節點Ng的電位和源極節點Ns的電位分別地被升壓。當源極節點Ns的電位被升壓到OLED的操作點位準時，第一像素的OLED發光。
參考第9C圖，在非發光週期Tb中，第一像素的第一開關TFT ST1被開啟，以響應掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2，以將第j資料電壓Dj施加至閘極節點Ng。第一像素的第二開關TFT ST2維持在關閉狀態，以響應感測信號SEN。在此，第j資料電壓Dj對應至要被施加至第j像素的輸入視訊資料。既然第一像素及第j像素共用同一資料線以及第一像素的非發光週期Tb重疊於第j像素的編程週期，第j資料電壓Dj不僅被施加至第j像素的閘極節點而也被施加至第一像素的閘極節點Ng。
在非發光週期Tb中，當施加第j資料電壓Dj時，第一像素之閘極節點Ng的電位被從升壓位準降低至第j資料電壓Dj，以及第一像素之源極節點Ns的電位維持在OLED的操作點位準。在本發明的情況下，因為OLED的操作點位準被設定以大於對應至最亮灰度的最大資料電壓，當第j資料電壓Dj被施加至非發光週期Tb中時，在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs會變得小於驅動TFT DT的臨界電壓Vth。因此，流經驅動TFT DT的驅動電流被斷開。接著，在非發光週期Tb中，當掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2的供應停止時，亦即，當掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2降低時，在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs被維持在小於驅動TFT DT之臨界電壓Vth的同時，閘極節點Ng的電位和源極節點Ns的電位分別被降低。當源極節點Ns的電位變得小於OLED的操 作點位準時，OLED停止發光。
第11圖、第12圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術的驅動波形的第二實施例。第13A圖至第13C圖係分別對應至編程週期、發光週期及非發光週期之像素的等效電路圖。第14圖係說明在第12圖之編程週期、發光週期及非發光週期中閘極電極及源極電極的電位。
本發明的第二實施例與第一實施例的不同處在於：不僅是掃描信號SCAN，感測信號SEN也以雙脈衝波形的方式產生。在本發明的第二實施例中，掃描信號SCAN產生為包括第一掃描脈衝Pa1及第二掃描脈衝Pa2的雙脈衝波形，以及感測信號SEN產生為包括第一感測脈衝Pb1及第二感測脈衝Pb2的雙脈衝波形。如果感測信號SEN也產生為雙脈衝波形，直接地在非發光週期Tb中將參考電壓Vref施加至源極節點Ns會成為可能。因此，源極節點Ns的電位可以比OLED的操作點位準更快的方式被降低，以使OLED停止發光。
第11圖係說明共用相同資料線及共用相同參考線的像素的驅動波形。參考第11圖，假設第一像素配置在第一水平像素線HL1中、第二像素配置在第二水平像素線HL2中、第j像素配置在第j水平像素線HLj中、以及第(j+1)像素配置在第(j+1)水平像素線HLj+1中，在相同訊框中，對應至第一輸入視訊資料RGB的第一資料電壓D1施加至第一像素、對應至第二輸入視訊資料RGB的第二資料電壓D2施加至第二像素、對應至第j輸入視訊資料RGB的第j資料電壓Dj施加至第j像素、以及對應至第(j+1)輸入視訊資料RGB的第(j+1)資料電壓Dj+1施加至第(j+1)像素。在相同訊框中，以與各個資料電壓D1、D2、Dj、Dj+1同步的方式，掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第一閘極線17。以與掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1同步的方式，感測信號SEN的第一感測脈衝Pb1以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第二閘極線18。在相同訊框中，以與各個資料電壓(Dj,Dj+1,..)同步的方式，掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2以線順序方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第一閘極線17。以與掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2同步的方式，感測信號SEN的第二感測脈衝Pb2以線順序 方式被施加至各個水平像素線HL1至HLn的第二閘極線18。
第12圖係說明施加至配置在第一水平像素線HL1中第一像素的掃描信號SCAN、感測信號SEN及資料電壓D1、Dj的驅動波形。參考第12圖，用於工作週期驅動的一訊框包括：編程週期Tp，用於設定閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓以對應驅動電流；發光週期Te，OLED在其中依據驅動電流發光；以及非發光週期Tb，OLED停止發光。
參考第13A圖，在編程週期Tp中，第一像素的第一開關TFT ST1被開啟，以響應掃描信號SCAN的第一掃描脈衝Pa1，以將第一資料電壓D1施加至閘極節點Ng。在編程週期Tp中，第一像素的第二開關TFT ST2被開啟，以響應感測信號SEN的第一感測脈衝Pb1，以將參考電壓Vref施加至源極節點Ns。因此，在編程週期Tp中，設定在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓以對應驅動電流。
參考第13B圖，在發光週期Te中，第一像素的第一開關TFT ST1被關閉，以響應掃描信號SCAN，以及第一像素的第二開關TFT ST2被關閉，以響應感測信號SEN。在發光週期Te中，在編程週期Tp中設定在第一像素內於閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓也被維持。如第14圖所示，因為在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs大於第一像素之驅動TFT DT的臨界電壓Vth，在發光週期Te中，驅動電流在第一像素的驅動TFT DT中流動。在由驅動電流在發光週期Te中維持在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs的同時，閘極節點Ng的電位和源極節點Ns的電位分別地被升壓。當源極節點Ns的電位被升壓到OLE的操作點位準時，第一像素的OLED發光。
參考第13C圖，在非發光週期Tb中，第一像素的第一開關TFT ST1被開啟，以響應掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2，以將第j資料電壓Dj施加至閘極節點Ng。接著，第一像素的第二開關TFT ST2被開啟，以響應感測信號SEN，以將參考電壓Vref施加至源極節點Ns。在此，第j資料電壓Dj對應至要被施加至第j像素的輸入視訊資料。既然第一像素及第j像素共用同一資料線以及第一像素的非發光週期Tb重疊於第j像素的編程週期，第j資料電壓Dj不僅被施加至第j像素的閘極節點而也被施加至第一像素的閘極節點Ng。
在非發光週期Tb中，當施加第j資料電壓Dj時，第一像素之閘極節點Ng的電位被從升壓位準降低至第j資料電壓Dj，以及第一像素之源極節點Ns的電位維持在OLED的操作點位準。在本發明的情況下，因為OLED的操作點位準被設定以大於對應至最亮灰度的最大資料電壓，當第j資料電壓Dj被施加至非發光週期Tb中時，在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs會變得小於驅動TFT DT的臨界電壓Vth。因此，流經驅動TFT DT的驅動電流被斷開。
接著，在非發光週期Tb中，當掃描信號SCAN的第二掃描脈衝Pa2降低時，在此同時，參考電壓Vref以與感測信號SEN的第二感測脈衝Pb2同步的方式被施加，在閘極節點Ng與源極節點Ns之間的電壓Vgs被維持在小於驅動TFT DT的臨界電壓Vth的同時，閘極節點Ng的電位和源極節點Ns的電位分別被降低。此時，因為參考電壓Vref直接地被施加至源極節點Ns，相較於第一實施例中的耦合效應，源極節點Ns的電位以更快速的方式變得小於OLED的操作點位準。當源極節點Ns的電位變得小於OLED的操作點位準時，OLED停止發光。
第15圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術的時序控制器的配置圖。第16圖、第17圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之時序控制器的操作程序的流程圖。
參考第15圖至第17圖，依據本發明一實施例的時序控制器11包括：資料分析單元111；平均圖畫位準(Average Picture Level,APL)計算單元112；以及工作週期控制器113，用於實施工作週期控制技術。
資料分析單元111可通過各種已知分析技術分析一預定量(例如，一訊框量)的輸入視訊資料RGB(步驟S1)。
APL計算單元112可依據視訊資料的分析結果計算APL(第16圖的步驟S2)。APL計算單元112計算APL，其代表來自輸入視訊資料RGB的一訊框中具有峰值亮度的像素數量。亦即，APL計算單元112計算APL，其代表在一螢幕中由白色像素所佔領的區域。
工作週期控制器113將計算的APL與預設參考值做比較。工作週期控制器113可控制在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔，以依據該比較結果控制OLED的發光工作週期(第16圖的步驟 S3至S8)。
具體地，當所計算的APL等於參考值時，工作週期控制器113可產生工作週期控制信號，以將在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔(亦即，發光工作週期)維持在一內定值(第16圖的步驟S3、S5)。
當所計算的APL大於參考值時，工作週期控制器113可產生工作週期控制信號，以將在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔(亦即，發光工作週期)增加至大於該內定值的數值(第16圖的步驟S4、S6)。
當所計算的APL小於參考值時，工作週期控制器113可產生工作週期控制信號，以將在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔(亦即，發光工作週期)降低至小於該內定值的數值(第16圖的步驟S4、S7)。
另一方面，工作週期控制器113將所計算的APL與一預設參考值做比較，並且可進一步控制在掃描信號的第一掃描脈衝與第二掃描脈衝之間的間隔，以依據該比較結果控制OLED的發光工作週期。
第17圖係說明依據本發明一實施例之用於實施工作週期控制技術之時序控制器的另一操作程序的流程圖。第17圖的部分步驟與其所對應之第16圖的部分步驟類似或相同。然而，如第17圖所示，作為一變化，依據本發明一實施例的時序控制器11僅在當依據視訊資料的分析結果的訊框間視訊變化值等於或大於第17圖所示的一臨界值時，執行工作週期驅動。例如，如第17圖的步驟S2、S3所示，當訊框間視訊變化值被判定小於該臨界值時，工作週期驅動被省略，而如第17圖的步驟S2、S4所示，當訊框間視訊變化值被判定等於或大於該臨界值時，工作週期驅動被執行。據此，本發明可藉由對於不具視訊響應特徵問題的靜態影像或接近靜態影像省略工作週期驅動，降低非必要的能耗。
如上所述，本發明可輕易地藉由適當地控制掃描信號或者掃描信號及感測信號調整在一訊框中OLED停止發光的非發光週期，而無需編程可關閉驅動TFT的黑色資料。依據本發明，不需寫入黑色資料以用於工作週期驅動，因此，可以防止因為黑色資料寫入所造成的能耗增加。
此外，既然本發明消除進一步提供用於工作週期驅動之發光控制TFT的必要，本發明可簡化像素配置，並且可事先防止因為發光控制TFT的操作所造成的亮度失真。
雖然各個實施例是以參考數個其示例性實施例所描述的，可理解的是，熟希本領域之技術人員可在本發明之原理的範圍下設計出各種其他修改及實施例。尤其，在本發明、圖式及申請專利範圍的範圍下，可對構件部分以及/或者主體組合配置做出各種變化及修飾。除了構件部分以及/或者配置的變化及修飾外，其他替換性的使用也會對熟悉本領域的技術人員是顯而易見的。
本申請主張2016年5月31日提交的韓國專利申請第10-2016-0067310號的優先權，為了所有目的其公開通過引用併入在此。
D1‧‧‧第一資料電壓
D2‧‧‧第二資料電壓
Dj‧‧‧第j資料電壓
Dj+1‧‧‧第(j+1)資料電壓
HL1~HLj+1‧‧‧水平像素線
Pa1‧‧‧第一掃描脈衝
Pa2‧‧‧第二掃描脈衝
Pb1‧‧‧第一感測脈衝
SCAN‧‧‧掃描信號
SEN‧‧‧感測信號

Claims (14)

  1. 一種有機發光二極體顯示器，其可工作週期驅動，用於在一訊框中控制一有機發光二極體的一發光工作週期，該有機發光二極體顯示器包括：一顯示面板，具有連接至一資料線、一參考線及一閘極線的複數個像素，該等像素各包含：一有機發光二極體；以及一驅動薄膜電晶體，用於依據在一閘極節點與一源極節點之間的一電壓控制在該有機發光二極體中流動的一驅動電流；一資料驅動電路，被配置以將一資料電壓供應至該資料線以及將一參考電壓供應至該參考線；以及一閘極驅動電路，被配置以產生與該資料電壓同步的一掃描信號以及與該參考電壓同步的一感測信號，並且將所產生的該掃描信號及該感測信號供應至該閘極線，其中，用於該工作週期驅動的一訊框包含：一編程週期，用於設定在該閘極節點與該源極節點之間的該電壓以對應該驅動電流；一發光週期，在該發光週期中，該有機發光二極體依據該驅動電流而發光；以及一非發光週期，在該非發光週期中，該有機發光二極體的發光停止，其中，在該編程週期中，一第一資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，以及該參考電壓被施加至該源極節點，以響應該感測信號，其中，在該非發光週期中，一第二資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，其中，該第一資料電壓對應至要被施加至一第一像素的輸入視訊資料，以及其中，該第二資料電壓對應至要被施加至不同於該第一像素之一第二像素的輸入視訊資料。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體顯示器，其中，該第二像素與該第一像素共用該資料線。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的有機發光二極體顯示器，其中，該等像素各進一步包括：一儲存電容，連接於該閘極節點與該源極節點之間；一第一開關薄膜電晶體，具有連接至一第一閘極線的一閘極電極，以及切換在該資料線與該閘極電極之間的一電流流動，以響應該掃描信號；一第二開關薄膜電晶體，具有連接至一第二閘極線的一閘極電極，以及切換在該參考線與該源極電極之間的一電流流動，以響應該感測信號，其中，該掃描信號包含與該第一資料電壓同步的一第一掃描脈衝以及與該第二資料電壓同步的一第二掃描脈衝，以及其中，該感測信號包含與該第一掃描脈衝同步的一第一感測脈衝。
  4. 依據申請專利範圍第3項所述的有機發光二極體顯示器，其中，在該非發光週期中，該參考電壓進一步被施加至該源極電極，以響應該感測信號，以及其中，該感測信號進一步包括接在該二掃描脈衝之後的一第二感測脈衝。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述的有機發光二極體顯示器，進一步包括：一資料分析單元，被配置以分析輸入視訊資料的一預定量；一平均圖畫位準計算單元，被配置以依據該視訊資料的該分析結果計算一平均圖畫位準；以及一工作週期控制器，被配置以將該計算的該平均圖畫位準與一預設參考值比較，以及控制在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的一間隔，以依據該比較結果控制該有機發光二極體的該發光工作週期。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體顯示器，其中，當該計算的該平均圖畫位準等於該參考值時，該工作週期控制器被配置以產生一工作週期控制信號，以將該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔維持在一內定值， 當該計算的該平均圖畫位準大於該參考值時，該工作週期控制器被配置以產生一工作週期控制信號，以將在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔增加至大於該內定值的一數值，以及當該計算的該平均圖畫位準小於該參考值時，該工作週期控制器被配置以產生一工作週期控制信號，以將在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔降低至小於該內定值的一數值。
  7. 依據申請專利範圍第5項所述的有機發光二極體顯示器，其中，僅在當依據該視訊資料的該分析結果的一訊框間視訊變化值等於或大於一臨界值時，執行該工作週期驅動。
  8. 一種驅動有機發光二極體顯示器的方法，該有機發光二極體顯示器具有一有機發光二極體；一驅動薄膜電晶體，用於依據在一閘極節點與一源極節點之間的一電壓控制在該有機發光二極體中流動的一驅動電流；以及連接至一資料線、一參考線及一閘極線的複數個像素，該有機發光二極體顯示器可工作週期驅動，用於在一訊框中控制該有機發光二極體的一發光工作週期，該驅動方法包括：將一資料電壓供應至該資料線以及將一參考電壓供應至該參考線；以及產生與該資料電壓同步的一掃描信號以及與該參考電壓同步的一感測信號，並且將所產生的該掃描信號及該感測信號供應至該閘極線，其中，用於該工作週期驅動的一訊框包含：一編程週期，用於設定在該閘極節點與該源極節點之間的該電壓以對應該驅動電流；一發光週期，在該發光週期中，該有機發光二極體依據該驅動電流而發光；以及一非發光週期，在該非發光週期中，該有機發光二極體的發光停止，其中，在該編程週期中，一第一資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號，以及該參考電壓被施加至該源極節點，以響應該感測信號，其中，在該非發光週期中，一第二資料電壓被施加至該閘極節點，以響應該掃描信號， 其中，該第一資料電壓對應至要被施加至一第一像素的輸入視訊資料，以及其中，該第二資料電壓對應至要被施加至不同於該第一像素之一第二像素的輸入視訊資料。
  9. 依據申請專利範圍第8項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，其中，該第二像素與該第一像素共用該資料線。
  10. 依據申請專利範圍第8項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，其中，該掃描信號包含與該第一資料電壓同步的一第一掃描脈衝以及與該第二資料電壓同步的一第二掃描脈衝，以及其中，該感測信號包含與該第一掃描脈衝同步的一第一感測脈衝。
  11. 依據申請專利範圍第10項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，其中，在該非發光週期中，該參考電壓進一步被施加至該源極節點，以響應該感測信號，以及其中，該感測信號進一步包含接在該二掃描脈衝之後的一第二感測脈衝。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，進一步包括：分析輸入視訊資料的一預定量；依據該視訊資料的該分析結果計算一平均圖畫位準；以及將該計算的該平均圖畫位準與一預設參考值比較，以及控制在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的一間隔，以依據該比較結果控制該有機發光二極體的該發光工作週期。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，其中，該控制在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔包含：當該計算的該平均圖畫位準等於該參考值時，產生一工作週期控制信號，以將在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔維持在一內定值，當該計算的該平均圖畫位準大於該參考值時，產生一工作週期控制信號，以將在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔增加至大於該內定值的一數值，以及 當該計算之該平均圖畫位準小於該參考值時，產生一工作週期控制信號，以將在該第一掃描脈衝與該第二掃描脈衝之間的該間隔降低至小於該內定值的一數值。
  14. 依據申請專利範圍第12項所述之驅動有機發光二極體顯示器的方法，其中，僅在當依據該視訊資料的該分析結果的一訊框間視訊變化值等於或大於一臨界值時，執行該工作週期驅動。
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