TWI241552B - Active-matrix display device and method of driving the same - Google Patents

Description

1241552 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於主動矩陣顯示裝置，其包括具有置於矩陣中 之顯示元件的像素（像素電路），及以掃描線及信號線寫入及 顯示影像資料，及關於驅動該主動矩陣顯示裝置之方法。 特別是，本發明關於一主動矩陣顯示裝置，其具有（例）一作 為顯示元件的有機冷光（下文中稱為EL)元件，及關於驅動 主動矩陣有機EL顯示裝置的方法。 【先前技術】 在主動矩陣顯示裝置中，一光電元件（如一液晶格或一有 機EL元件）用於各像素之顯示元件。有機el元件具有配置於 電極間之有機層的結構。藉由將電壓施加至有機EL元件， 電子由陰極注入有機層及孔由陽極注入有機層。接著，電 子與孔再結合以發射光線。有機EL元件具有下列特質： 1 ·有機EL元件需要不大於1 〇 v的低電源消耗，用以驅動 以達到100到10,000 cd/m2的照度。 2·有機EL元件是自發性光源而具有高影像對比，因為其 高回應速率而具有良好的能見度且適於移動之影像的顯示。 3·有機EL元件為具有簡單結構的完全固態元件，因此是 可達到高可信度及輕薄短小的元件。 具有有機EL元件的有機EL元件顯示裝置（在下文稱為有 機EL顯示器）預期作為下一代的平板顯示器，該有機£匕元件 具有像素之顯7JT元件的特質。 就驅動有機EL顯示器的方法而言，—簡單矩陣方法及一 87371 -6 - 1241552 主動矩陣方法之特 主動矩陣方法為習知。在此兩方法中 質如下： 1.王動矩陣万 EL元件的光線發射，及因此適用於高清晰度及高昭产的ί 機EL顯示器。 …、又的哥 一〜义思·电路形成參 面板上，以便簡化面板的外部介 板 ;丨面且耶達到高機能的δ 在主動矩陣有機EL顯示器中，將多晶♦當作主動層的> 晶石夕薄膜電晶體（下文稱為TFT)—般作為電晶體，亦即，主 動元件。多晶碎TFT普遍使用的原因在於其優越的驅動能力 及其縮減像素大小以達到高清晰度的能力。然而在另一方 面，多曰曰矽TFT亦習知為具有高度不規則的特質。 因此，就使用多晶矽TFT之主動矩陣有機EL顯示器而言 ’需要減少TFT特質中的不規則性，且需要補償電路中抓 的不規則性。其導因於下。在具有作為像素顯示元件的液 晶格的液晶顯示器中，像素的照度資料以電壓控制，而在 有機EL顯示器中，像素的照度資料以電流控制。 以下將會概要地描述主動矩陣有機El顯示器。參照圖j! ’緣示主動矩陣有機EL顯示器的示意圖。參照圖12，繪示 一主動矩陣有機EL顯示器的像素電路圖（例如，參見日本未 審核專利申請案第8_234683號）。在主動矩陣有機El顯示器 中’像素101為以矩陣X η列排列。在矩陣排列之像素1 〇 1 中’藉由資料驅動器1〇2驅動的信號線103-1至i〇3-m的m行 87371 1241552 之各行與對應像素行中的像素⑼連接，及藉由掃描驅動器 104驅動之掃描線1〇5_1至的η列之各列與對應像素列 中的像素101連接。 如圖12所顯示的，各像素（像素電路）ΗΗ包括-有機EL元 件110第—電晶體lu，—第二電晶體及一電容⑴ 。义通道電晶體用於第—電晶體lu及ρ·通道電晶體用於第 一電晶體112。 第迅日曰肋1 111之源極端與對應信號線i〇3(i〇3-l至 103 m)之連接，及閘極端與對應掃描線 、、連接包谷113的第一端與電源供給電壓VCC1 (例，其 可$正供給電壓）的第一電源線121連接。電容ιΐ3的第二端 與$ 一電晶體ill的汲極端連接。第二電晶體112的源極端 二第包源線121連接，及第二電晶體112的閘極端與第一 包曰日把：111的汲極端連接。當有機EL元件i丨〇的陽極與第二 電晶體112的汲極端連接時，則有機EL元件110的陰極與電 源供給電壓VCC2(例，其可為地線電位）的第二電源線122 連接。 在上逑像素電路中，藉由掃描驅動器104經掃描線1〇5而 選擇一包括寫入照度資料的像素列。在該列中之像素的第 一電晶體111因而導通。通過電壓（藉信號線1〇3而來自資料 驅動器102)而供給照度資料。接著，照度資料通過第一電 晶體ill而傳輸並寫入電容113，該照度資料保持資料電壓 。保持一攔位期間之寫入電容113的照度資料。保持的資料 電壓施加於第二電晶體112的閘極端。 87371.doc 1241552 -第二電晶體U2驅動具㈣於保持資料之電流的有機此 儿件110。藉由調變電容113所保持的電壓Vdata(<〇)，而在 有機ELTC件110中達到灰階，該電容113位於第二電晶體m 之閘極與源極之間。 有機EL 7C件疋照度L()|ed通常與元件中之電流1。1以成正比 因此，下列万程式約束有機£1^元件的照度“Μ與電流 I〇led · L〇ied ^ I〇ied=k(Vdata-Vth)2 ...(1) 在方程式⑴中，k=1/2· # · Cox· W/L，其中#代表第 二電晶體的載子移動率，c〇x代表第二電晶體112之各單位 區域的閘極電容，W代表第二電晶體丨丨2的閘極寬度，及乙 代表第二電晶體112的閘極長度。因此，第二電晶體IP的 移動率#及臨限值電壓Vth(<〇)的不規則性會直接影響有機 EL元件照度的不規則性。 為了補償易於造成照度不規則性的臨限值電壓Vth，在 (例）美國專利弟6,229,506號中揭示一種臨限值電壓補價像 素電路。 圖13為習用臨限值電壓補償像素電路的電路圖。在圖13 中，與圖12中相同的部份會以相同參考數字表示。由圖13 所示了知’違習用像素電路包括一有機El元件η 〇，四電晶 體111 ’ 112’ 114’及115，及二電容113及116。在具有像素 電路的有機EL顯示器中，藉由掃描驅動器1〇4而驅動（見圖 11)的三描掃線105A，1〇5Β，及105C，與對應像素列互連。 第一電晶體111的源極端與信號1 〇3連接，及第一電晶體 87371 -9 - 1241552 111的閘極端與第一掃描線105A連接。第—電容116的第一 端與第一電晶體Hi的汲極端連接。第二電晶體112的閘極 端與第-電容116的第二端連接，及第二電晶體112的源極 端與電源供給電壓VCC1(例，其可為正供給電壓）的第一電 源線m連接。第二電容113的第一端與第一電源線i2i連接 及第一私谷113的第一端與第二電晶體η)的閘極端連 接。 第二電晶體114的閘極端與第二掃描線1〇5]3連接，第三電 晶體114的源極端與第二電晶體112的閘極端連接，及第三 電晶體114的沒極端與第二電晶體112的沒極端連接。第四 電晶體115的閘極端與第三掃描線職連接，及第四電晶體 115的源極端與第二電晶體112的沒極端連接。有機元件 110的陽極與第四電晶體115的沒極端連接，及陰極與電源 供給電壓VCC2(例，其可為地線電位）的第二電源線112連 接。 ’用^限值电壓補侦像素電路的操作將會參照圖Μ之時 序圖而描述。時序圖描述驅動期間的像素電路中，第i列及 第㈣例的時序關係。再者，專有名詞「補償」表示臨限 值電壓補償期間，專有名詞「寫入」表示資料寫入期間， 及專有名阔「保持」表示資料保持期間。 在像素t路操作中，臨p艮值電壓補償期間先於資料寫入 期間在I限值電壓補償期間中，掃描脈衝經第一 掃描、·泉105A以同位準（下文稱為H位準）供給以導通第一電 曰口也in。接著，固定電壓v。由資料驅動器ι〇2供給到信號 87371 -10· 1241552 線103。因此，固定電壓V。經第一電晶體lu寫入第一電容 116。經第二掃描線105B供給的掃描脈衝SCAN2在第三電晶 體114導通時亦達到Η位準。而且，因為經第三掃描:1〇二 供給的掃描脈衝SCAN3處於低位準（下文稱為L位準），故第 四電晶體115截斷。 在此狀態中’具有相鄰於電容116第一端之固定電壓V。 的第一電容116 ,由第二端經第三電晶體114之源極及汲極 端充電。若臨限值電壓補償期間夠長，相鄰第一電容116之 第二端的電壓，即第二電晶體112之閘極與源極端間之電壓 ，接近電晶體之臨限值電壓Vth(<0)而聚集。 在後續資料寫入期間中’因為掃描脈衝SCAN 1維持在Η 位準’第一電晶體111維持在導通模式，則資料電壓 V〇+Vdata(Vdata<0)由信號線102供給。因為掃描脈衝^八犯 在此時處於L位準，則第三電晶體114截斷。 藉由忽略（例）電晶體之閘極電容量或寄生電容量，第二電 晶體112之閘極與源極間的電壓可以下列方程式表示： Vgs=Vth+Cl/(Cl+C2) · Vdata...(2) 其中Cl及C2分別代表第一及第二電容116及113的電容量。 藉由應用方程式（2)，流經有機EL元件11〇的電流iQled可以 下列方程式表示： L〇ied〇c Ioled=k{Cl/(Cl+C2) · Vdata}2...(3) 由方程式（3)所示，流經有機EL元件110的電流1(>led不因第 二電晶體112的臨限值電壓Vth而影響。換句話說，藉由使 用習用臨限值電壓補償像素電路，補償了各像素之電晶體 87371 -11 - 1241552 112的臨限值電壓Vth。意即在第二電晶體1丨2之臨限值電壓

Vth中的不規則性，不會造成有機EL元件} 1 〇照度的不規則 性。 在上述習用臨限值電壓補償像素電路中，在臨限值電壓 補仏期間’當源極端與閘極端間之電壓接近臨限值電壓vth 時，第二電晶體丨12會逐漸截斷。其亦撤消其操作及需要太 多時間以使電晶體112之源極端與閘極端間之電壓向臨限 值電壓Vth聚集。因此，臨限值電壓補償期間需要大量的時 間。 臨限值電壓補償期間第二電晶體112的閘極電壓差之方 程式如下·· k · {Vgs⑴-Vth}2=-Cs · dVgs/dt."(4) 在方程式（4)中’吾人認為夠長的臨限值電壓補償期間， 即電流量所需時間，為最小照度期間的一半。 若以1max表示在有機EL元件1 1〇最大照度期間之電流值， 以Vinit表示第二電晶體1 12之閘極端與源極端間之電壓VgS 的初始值’以Cs表示第二電晶體112之閘極電壓的保持電容 ’其主要為第二電容113之電容量C1，以η表示灰階值，及 以Vgs=A V+Vth表示在最大照度期間提供電流、^的電壓 Vgs(閘極端與源極端之間），接著，下列方程式描述電流量 所需時間為最小照度期間的一半，其以表示之： t=Cs · Δ V/Imax{/"(2n.2) - Δ V/Vinit} ...(5) 例如，若Cs=l[pF]，n=64，△ V=4 ,及A]，且若 第一期限夠小，貝|〗t=45[/z s]。另一方面，若解析度（圖形顯 87371 -12- 1241552 示標準）為VGA，掃描線數量為480，及訊框頻率為60 Hz， 則一水平期間約為30 # s。意即難以在水平期間完成臨限· 值電壓補償期間。 因此，在VGA級的顯示器中，足夠長度的臨限值電壓補 償期間需要數# s到數十# s。因此，難以在一水平期間内 持續地執行臨限值電壓補償及資料窝入。換句話說，習用 臨限值電壓補償像素電路無法應用於VGA級的有機EL顯示 器。再者，當顯示器的清晰度變得更高時，與掃描線數目 成反比的水平期間會變得更短。因此，更難以維持臨限值 電壓補償期間的足夠長度。 在習用臨限值電壓補償像素電路中，一對應臨限值電壓 補償期間及資料寫入期間的信號線電壓，即，臨限值電壓 補償期間的固定電壓V。及資料窝入期間的資料電壓vdata+ 固定電壓V。，必須由信號線103施加。因此，資料驅動器ι〇2 的結構（見圖U)，其為信號線驅動電路，易於變得複雜。 【發明内容】 本發明目的為提供一種使用臨限值電壓補償像素電路之 高清晰度主動矩陣顯示裝置’以改善顯示影像的均勻度及 確保足夠長度的臨限值電壓補償期間與一水平期間的長产 無關。 又 本發明之主動矩陣顯示裝置包括以矩陣排列的像素， 路；各信號線與矩陣排列之像素電路的對應行互連；及_ 第一掃描線’―第二掃描線，-第三掃描線，及-第四乘 描線’其與料排狀像素電路的對應列互連^各像素* 87371 -13- 1241552 路包括一第一電晶體，其閘極端與第一掃描線連接及其第 一電極端與一信號線連接；一第一電容，其第一端與第一· 電晶體之第二電極端連接；一第二電容，其第一終端與第 一電容之第一端或第二端連接；一第二電晶體，其閘極端與 第一電容之第二端連接及其第一電極端與第一電源線連 接；一第三電晶體，其閘極端與第二掃描線連接，第三電 晶體之第一電極端與第二電晶體之閘極端連接，及第三電 晶體之第二電極端與第二電晶體之第二電極端連接；一第 四電晶體，其閘極端與第三掃描線連接及其第一電極端與 第二電晶體之第二電極端連接；一第五電晶體，其閘極端 與第四掃描線連接，第五電晶體之第一電極端與第三電源 線連接，及第五電晶體之第二電極端與第一電晶體之第二 電極端連接；及一顯示元件，其與第四電晶體之第二電極 端及第二電源線兩者連接。 在主動矩陣顯示裝置中，第一電晶體及第四電晶體皆導 通因而可補償各像素中之第二電晶體的臨限值電壓。接 著，導通第一電晶體且截斷第三電晶體及第五電晶體，以 便驅動該裝置以將來自信號線的顯示資料寫入像素。在第 二電晶體的臨限值電壓補償期間，第五電晶體以固定電壓 將第三電源線的電源供給電壓供給到第一電容。 因此，藉由從電源線，而非從信號線供給臨限值電壓補 償所需的固定電壓，在一像素中執行臨限值電壓補償，而 在另一像素中同時寫入來自信號線的顯示資料。對像素的 任何列而言，一水平期間可設為資料寫入期間，及任何期 87371 -14- !241552 間長度可設為一臨限值電壓補償期間，其先於資料寫入期 間。因此，可維持足夠時間的臨限值電壓補償期間。精確 補償各像素中電晶體之臨限值電壓的不規則性以便增進照 度平均性，亦可達到顯示器的高解晰度。 •本發明只需要持續供給資料電壓，故簡化了信號線驅動 電路的結構。再者，因為信號線驅動電路的電源供給電壓 可減少到可消除固定電壓的程度，故可達到整個顯示器的 低電源消耗。 【實施方式】 本發明實施例將會參照附圖加以描述。圖丨為根據本發明 實施例之主動矩陣顯示裝置的示意方塊圖。在此實施例中 有機EL元件作為各像素之顯示元件使用，及一多晶矽 薄膜電晶體（TFT)作為主動元件使用。本發明會使用具有含 有TFT之基板上所形成的有機£]^元件之主動矩陣有機£1^顯 示器的範例加以描述。 參…、圖1，像素（像素電路）11以一矩陣瓜行X η列排列。各 像素11中具有一有機EL元件，以作為顯示元件。在像素Η 的矩陣排列中，像素之各行與信號線（資料線）13_丨至13_瓜的 對應行互連。藉由資料驅動器12驅動信號線，該資料驅動 器12為單一線驅動電路。11列之各個包括多掃描線，其可為 (例）藉由掃描驅動器14所驅動的四線，亦即，掃描線驅動電 路。多掃播線 15A-1 至 15D-1 , 15A-2 至 15D-2 , ...lSA-n至 15D_n的各群與像素的對應列互連。 本發明之主動矩陣有機£1^顯示器的特徵為其結構及像素 8737! -15- 1241552 (像素電路）11的操作《在此將描述像素丨丨之特別電路的範 例0 [範例1] 圖2為根據電路1之像素電路11A的電路圖。由圖2所示， 像素電路11A包括一有機EL元件20，五電晶體21到25，及二 电谷26及27。有機EL元件20以一有機層形成，該有機層包 括一置於第一及第二電極之間的發光層。 第一至第五電晶體21至25為具有將多晶矽作為主動層的 多晶矽薄膜電晶體（TFT)。在電路丨中，一P_通道電晶體用 於第二電晶體22。就其他電晶體21，23，24，及25而言， 則使用N-通道電晶體。 第一電晶體21之源極端與信號線13連接，電晶體以之閘 極端與第一掃描線15A連接。第一電容26之輸入端與第一電 晶體11之汲極端連接。第二電晶體22之閘極端與第一電容 26之輸出糕連接，及電晶體22之源極端與電源供給電壓 vcci(例，其可為正供給電壓）之第一電源線31連接。 *第二電容27之第一端與第一電源線31連接，及第二端與 第二電晶體22之閘極端連接。第三電晶體23之閘極端與第 二掃描線15B連接，源極端與第二電晶㈣之閉極端連接， 及汲極端與第二電晶體22之汲極端連接。第四電晶體以之 閘極端與第三掃描線15C連接，及源極端與第二電晶體Μ 之汲極端連接。 第五電晶體25之閘極端與第四掃描線加連接，源極 電產供給電壓VCC3(例，其可為正供給電壓）之第三電源線 87371 -16- !241552 33連接，及汲極端與第一電晶體21之汲極端連接，該第一 兒曰日體21為第一電容26之輸入。電源供給電壓VCC3具有一‘ 私壓值，其與電源供給電壓VCC1不同。有機EL元件2〇之陽 極與第四電晶體24之汲極端連接，及陰極與電源供給電壓 VCC2(例’其可為地線電位）之第二電源線32連接。 電路1的像素電路11A是很特殊的，因為資料寫入期間及 I限值電壓補償期間會在沿著相同信號線連接的像素之間 同時出現。資料窝入期間及臨限值電壓補償期間的操作將 參照圖3的時序圖而描述之，使用像素的第丨列作為範例。 在圖3中，專有名詞r補償」即代表臨限值電壓補償期間， 專有名岡「寫入」代表資料寫入期間，及專有名詞「保 持」代表資料保持期間。 在臨限值電壓補償期間，藉由掃描驅動器14(見圖〇經第 一掃描線15A所供給的掃描脈衝SCAN1⑴處於L位準，故第 一電晶體21截斷。經第四掃描線15D所供給的掃描脈衝 SCAN4(i)處於Η位準，故第五電晶體25導通。因此，電源供 給電壓VCC3,即固定電壓ν。，由第三電源線33通過第五電 曰曰體25而供給，並供給到第一電容26之輸入端。 同時，因為經第二掃描線15Β所供給的掃描脈衝 處於Η位準，則第三電晶體23導通。而且，因為經第三掃描 線15C所供給的掃描脈衝SCAN3⑴處於L位準，故第四電晶 體24截斷。因此，第一電容26由其輸出端經第三電晶體u (源極端及汲極端充電。若臨限值電壓補償期間夠長，第 一電晶體22之閘極及源極之間的電壓會向電晶體之臨限值 87371 -17- 1241552 電壓Vth(<0)聚集。 在資料寫入期間開始時’掃描脈衝SC AN l(i)處於Η位準及· 第一電晶體21處於導通模式。亦，掃描脈衝sc AN4(i)處於L 位準及第五電晶體25處於截斷模式。因此，資料電壓 V〇+Vdata(Vdata<0)由信號線13經第一電晶體21而供給。在 此狀況中，因為掃描脈衝2(i)處於L位準，則第三電晶體23 處於截斷模式。 上述之方程式（2)及（3)亦可滿足電路丨的像素電路UA。因 此，流經有機EL元件20的電流IQled不受電晶體之臨限值電壓

Vth影響。換句話說，補償了各像素中的第二電晶體之臨 限值電壓Vth。 同樣地，臨限值電壓補償期間所需的時間可以方程式（4) 及（5)表示。然而，在電路丨的像素電路UA中，在臨限值電 壓補償期間，藉由第一電晶體21控制第一電容26之輸入端 與信號線13之間的連接，及藉由第五電晶體乃控制第一電 容26之輸入端與電源線33之間的連接。因此，在臨限值電 壓補償期間，電容26之輸入端與電源線33連 供給電壓侧，亦即，固定電壓v。。換句話說，= 入期間，電容26之輸入端與信號線13連接以接收資料電壓 V0+Vdata 〇 藉由控制電容26之輸入端在臨限值電壓補償期間與資料 寫入期間之間的切換’ -像素處於資料寫入期間以寫入來 自信號線13的資料’而同時，另一像素與電源線33連接以 處於臨限值電壓補償期間。再者，複數個像素容易就處於 87371 -18- !241552 臨限值電壓補償期間，結果，可維持足夠時間量的臨限值 電壓補償補期間。 特別是，在電w之像素電路11A中的像素列中，如圖3 又時序圖所顯示的，一水平期間等於資料窝入期間，及先 於資料寫入期間的兩水平期間設為臨限值電壓償期間。依 時序而言’亦可由圖式了解，當第i列之像素處㈣料窝入 期間時，第㈣列及第（i+2)列之其他二像素處於臨限值電 壓補償期間。 因此’臨限值電壓補償期間及資料寫入期間不需處於水 =期間内。顯示器因而達到高解晰度，及亦維持足夠時間 !的臨限值電壓補償期間，以便允許不平均的顯示影像。 再者，由圖3之時序圖可知，因為只需要信號線㈣續供給 照度資料，信號線U具有簡單的驅動波形。可驅動具有相 似於普通液晶顯示器波形的信號線13。因此，可簡化資料 驅動备12的結構（見圖丨），即，信號線驅動電路。 [電路2]

圖4為根據電路2之像素電路UB的電路圖。在圖4中與 圖2相同的元件以相同參考數字代表。由圖4可知像素電 路UB與像素電路11A相同，因為電路uB包括有機肛元件 20 ’五電晶體21到25 ’及二電容26及27。二電路UA與uB 之間的唯-結構差異為第二電容27的連接位置在電路uB。 各電路疋件之連接會詳如以下所述。第-電晶體21之源 極袖與k號線13連接’及電晶體21之閉極端與第一掃描線 15 A連接。第一電容26之輸入端與第一電晶體η之汲極端連 87371 •19- 1241552 接。第二電晶體22之閘極端與第一電容26之輸出端連接， 及電晶體22之源極端與電源供給電壓VCC1 (例，其可如正供-給電壓）之第一電源線3 1連接。 第二電晶體27之第一端與第一電源線31連接，及第二端 與第一電晶體21之汲極端連接，該第二端為第一電容26之 輸出端。第三電晶體23之閘極端與第二掃描線15B連接，及 源極端與第二電晶體22之閘極端連接，及汲極端與第二電 晶體22之沒極端連接。第四電晶體24之閘極端與第二掃描 線15C連接，及源極端與第二電晶體22之汲極端連接。 第五電晶體25之閘極端與第四掃描線15D連接，源極端與 電源供給電壓VCC3(例，其可為正供給電壓）之第三電源線 33連接，及汲極端與第一電晶體21之汲極端連接，汲極端 為第一電容26之輸入端。有機EL元件20之陽極與第四電晶 體24之汲極端連接，及陰極與電源供給電壓VCC2(例，其可 為地線電位）之第二電源線32連接。 基本上像素電路11B中臨限值電壓補償，資料寫入，及資 料保持的操作與像素電路11A中一樣。雖然方程式（2)及（3) 滿足像素電路11A，下列方程式（6)及（7)滿足像素電路 11B ：

Vgs=Vth+Vdata …（6) L0ied I〇ied=k{Vdata}2…（7) 由方程式（6)及（7)可知，流經有機EL元件20的電流不 受電晶體之臨限值電壓Vth影響。換句話說，補償各像素中 的第二電晶體22之臨限值電壓Vth。再者，資料之輸出電壓 87371 -20- 1241552 振幅Vdata變成第二電晶體22之閘極電壓振幅，因此允許信 號線13之振幅變小且可達到低電源消耗。 臨限值電壓補償像素電路需要複數個掃描線。在電路i 之像素電路11A及電路2之像素電路UB*，使用了四掃描線 15A，15B , 15C，及15D。然而，在臨限值電壓補償期間， 第一掃描線15B及第四掃描線15D必須分別驅動第三電晶體 23及第五電晶體25到導通模式。再者，只有在臨限值電壓 補侦期間，第三掃描線15C必須驅動第四電晶體24到截斷模 式。因此，第二，第三，及第四掃描線15]3，15C，及15D 之二或三個全部會一起結合。 藉由第二’第三’及第四掃描線15B，15C，及15D分別 控制第三，第四，及第五電晶體23，24，及25之驅動。當 第二掃描線15C與至少一之二掃描線15B及15D結合時，第 四電晶體24之導電類型與第三及第五電晶體23及25之導電 類型相反。 以下會描述像素電路的更多範例。為了描述以下範例的 各像素電路，會使用電路2之像素電路11B的基本結構，使 第一電容27連接到第一電容26之輸入端附近。或者，亦可 如基本結構般同樣地使用電路1之像素電路丨丨A。 [電路3] 圖5為根據電路3之像素電路11C的電路圖。在圖5中，與 圖4中相同的元件會以相同的數字標示。在像素電路丨1(：中 ’第二掃描線15B及第四掃描線15D會一起結合以便藉由共 掃描脈衝SCAN2驅動第三電晶體23及第五電晶體25。 87371 •21 - 1241552 [電路4] 圖6為根據電路4之像素電路11D的電路圖。在圖6中，與 圖4中相同的元件會以相同的參考數字標示。在像素電路 11D中，第二掃描線15B及第三掃描線15C 一起結合以便藉 由共掃描脈衝SCAN2驅動第三電晶體23及第四電晶體24。 在此狀況中，第三電晶體23及第四電晶體μ具有相反的導 電類型。在電路4中，N-通道電晶體用於第三電晶體23，及 P-通道電晶體用於第四電晶體24。 [電路5] 圖7為根據電路5之像素電路11E的電路圖。在圖7中，與 圖4相同的元件會以相同的參考數字標示。在像素電路iie 中，第一掃描線15C及第四掃描線15D—起結合以便藉由共 掃描脈衝SCAN4驅動第四電晶體24及第五電晶體乃。在此 狀況中，第四電晶體24及第五電晶體25具有相反的導電類 i在电路5中’ P-通道電晶體用於第四電晶體24,及 通道電晶體用於第五電晶體25。 [電路6] 圖8為根據電路6之像素電路11F的電路圖。在圖8中，與 圖4相同的元件會以相同的參考數字標示。在像素電路uf 中，第二掃描線15B，第三掃描線15c，及第四掃描線15D 一起結合以便藉由共掃描脈衝SCAN2驅動第三電晶體23， 第四電晶體24 ,及第五電晶體25。在此狀況中，第三電晶 月庄23及第五電晶體25具有與第四電晶體24相反的導電類型 。在電路6中，N-通道電晶體用於第三電晶體23及第五電 87371 -22- 1241552 晶體25，及P-通道電晶體用於第四電晶體24。 根據電路3到電路6分別之像素電路nc到UF中基本上 臨限值電壓補償，資料寫入，及資料保持的操作與電路二之 像素電路UB㈣。因此，以像素電路UB相同的方式達到 像素電路11C到11F的臨限值電壓補償特徵。 因為在各像素電路11C到11F中，第二，第三，及第四掃 描線15B，15C，及15D之二或全部三個會一起結合，掃描 線數目的減少允許像素電路具有更小的結構。掃描線的結 合㈣少了來自掃描驅動器14(見圖υ之掃描脈衝輸出的數 目，且允許減少（例）掃描驅動器14之輸出緩衝的大小。因此 而簡化了掃描驅動器14的結構。 根據電路1到電路6分別的像素電路UA到UF中，第三電 源線33的電源供給電壓VCC3之電壓值必須與第一電源線 31的電源供給電壓VCC1之電壓值不同。然並不會詳細說明 電壓值的不同。 [電路7] 圖9為根據電路7之像素電路UG的電路圖。在圖9中，與 圖4相同的元件會以相同的參考數字標示。在像素電路11G 中，第一電源線31及第三電源線33—起結合以便將電源供 給電壓vcci ,亦即固定電壓％,供給到第一電容26。剩餘 結構與電路2之像素電路11B相同。因此，以相似像素電路 11B的方式達到像素電路11(}之臨限值電壓補償特徵。 藉由將第一電源線3 1及第三電源線33 —起結合，減少電 源線的數目’如同在像素電路11B中達到相同的臨限值電壓 87371 -23- 1241552 補償特徵般，因此可獲得具有較小結構的像素電路。再者 ，電源供給電壓的降低簡化了電路的結構。 雖然第一電源線3 1及第三電源線33使用電路2之像素電 路11B的基本結構在像素電路11G中結合，像素電路ug更 令第一掃描線15B及第四掃描線15D結合，如同在電路3之像 素電路11C般。 在各像素電路11A到11G中，第一到第五電晶體21到25之 源極端對應第一電極’及各第一到第五2丨到25之汲極端對 應第二電極。第一到第五21到25之導電類型不限於各電路 範例，及可依期望而改變為相反的導電類型。 以下將描述信號線13之電壓的判定程序。圖1〇繪示輸出 資料（灰階）及具有二電晶體的圖12中習用像素電路之電壓 及圖4中電路2的像素電路UB之電壓間的關係。電壓的關係 處於€用像素電路之信號線1〇3與像素電路丨之信號線13 之間。 在鏐用像素電路中，信號線1〇3之電壓受電源供給電壓 vcci的影響。因此，當電源供給電壓vcci高時，信號線 103的电壓亦有變大的傾向。在另一方面，方程式⑺滿足電 路像素電路11B,及因此可藉由電源供給電壓VCC3的不 同而判疋照度資料。因此，電源供給電壓VCC3實質上可設 定低’無關於電源供給電壓VCC1。 藉由將電源供給電壓VCC3設定為較電源供給電MCci 更低資料驅動器丨2的電壓，即信號線驅動電路會降低以 便達到低電源消耗。在實際像素電路中，高寄生電容量存 87371 -24- 1241552 在於互連之間及電晶體内，故難以提供精確的照度資料。 變動的電源供給電壓VCC3可用於精確灰階顯示器的細微. 調整。可同樣分別用於電路3到電路6之像素電路11(：到11!? 〇 在上述實施例中，有機EL元件用作為各像素之顯示元件 ’及多晶碎薄膜電晶體用作為主體元件。维然以具有有機 EL元件的主動矩陣有機EL顯示器的各範例描述本發明，該 有機EL元件形成在其上具有多晶碎薄膜電晶體得電晶體上 ’本發明並不限於主動矩陣有機EL顯示器。因此本發明適 用於具有每一像素之顯示元件的所有種類的主動矩陣顯示 裝置，且該裝置能夠保持各像素中的照度資料。 【圖式簡單說明】 圖1為根據本發明實施例之主動矩陣顯示裝置之示意圖·， 圖2為電路1之像素電路之電路圖； 圖3為時序圖，用以描述電路丨之像素電路之操作； 圖4為電路2之像素電路之電路圖； 圖5為電路3之像素電路之電路圖； 圖6為電路4之像素電路之電路圖； 圖7為電路5之像素電路之電路圖； 圖8為電路6之像素電路之電路圖； 圖9為電路7之像素電路之電路圖； 圖w繪示信號線之輸入資料(灰階)與電壓間之關係； 圖11為簡單主動矩陣有機EL顯示器之示意方塊圖 圖丨2為具有二電晶體之像素電路之電路圖； 87371 -25- 1241552 圖13為習用像素電路之電路圖；及 圖14為時序圖，用以描述習用像素電路之操作 【圖式代表符號說明】 11 像素 12 資料驅動器 13 信號線 14 掃描驅動器 15 掃描線 20 有機EL元件 21，22, 23, 24, 25 電晶體 26,27 電容 31 第一電源線 32 第二電源線 33 第二電源線 101 像素 102 資料驅動器 103 信號線 104 掃描驅動器 105 掃描線 110 機EL元件 111 第一電晶體 112 第二電晶體 113 電容 114 電晶體 -26- 87371 1241552 115 電晶體 116 電容 121 第一電源線 122 第二電源線 87371 27-

Claims (1)

1241552 拾、申請專利範圍： 1. 一種主動矩陣顯示裝置，包括： 複數個像素電路，以矩陣排列； 複數個信號線，各信號線與矩陣排列之像素電路之對 應行互連；及 一第一掃描線、一第二掃描線、一第三掃描線、及一 第四掃描線，與矩陣排列之像素電路之對應列互連； 各像素電路包括： 一第一電晶體，其閘極端與第一掃描線連接，且其第 一電極端與信號線連接； 一第一電容，其第一端與第一電晶體之第二電極端連 接； 一第二電容，其第一端與第一電容之第一端或第二端 連接； 一第二電晶體，其閘極端與第一電容之第二端連接， 且其第一電極端與一第一電源線連接； 一第三電晶體，其閘極端與一第二掃描線連接，該第 三電晶體之第一電極端與第二電晶體之閘極端連接，且 該第三電晶體之第二電極端與第二電晶體之第二電極 端連接； 一第四電晶體，其閘極端與第三掃描線連接，且其第 一電極端與第二電晶體之第二電極端連接； 一第五電晶體，其閘極端與第四掃描線連接，該第五 電晶體之第一電極端與第三電源線連接，且該第五電晶 87371 1241552 體之第二電極端與第一電晶體之第二電極端連接；及 一顯示元件，其與第四電晶體之第二電極端及一第二 電源線兩者連接。 2 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第三 電晶體及弟五電晶體具有相同導電類型，且該第二掃插 線及弟四知私線結合而成·-共用線。 3 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第三 電晶體及第四電晶體具有相反導電類型，且該第二掃描 線及弟二知描線結合而成一共用線。 4.如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第四 電晶體及第五電晶體具有相反導電類型，且該第三掃描 線及第四掃描線結合而成一共用線。 5 ·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第三 電晶體及第五電晶體具有之導電類型與第四電晶體之 導電類型相反·’且該第二掃描線、第三掃描線、及第四 知描線結合而成為一共用線。 6·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第一 電源線與第三電源線結合而成為一共用線。 7·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第三 電源線之電源供給電壓低於第一電源線之電源供給電 壓。 8·如申請專利範圍第7項之主動矩陣顯示裝置，其中該第三 電源線之電源供給電壓係變動。 9·如申請專利範圍第1項之主動矩陣顯示裝置，其中該第一 87371 • 2 - I241552 至第五電晶體係多晶矽薄膜電晶體。 J〇·如，請專利範圍第〗項之主動矩陣顯示裝置，其中該顯示 元件係有機致電發光元件，其包括一具有一發光層之有 】機層，該發光層置於一第一電極及一第二電極之間。 u.—種驅動主動矩陣顯示裝置之方法，該裝置包括以矩陣 排列之像素電路，·複數個信號線’各信號線與矩陣排列 ，像素電路對應行互連；及ϋ描線、_第二掃描 線、-第三掃描線、及一第四掃描線，與矩陣排列之像 素電路對應列互連；各像素電路包括： 第电03 ，其閘極端與第一掃描線連接，且其第 :電極端與信號線之-連接；一第一電容，其第一端與 第一電晶體之第二電極端連接；—第二電容，其第一端 與第一電容之第-端或第二端連接；—第二電晶體，其 ㈣端與第-電容之第二端連接，且其第一電極端與第 *源”泉連接，-第三電晶體，其閘極端與第二掃描線 連接’該第三電晶體之第一電極端與第二電晶體之問極 :連Ϊ:第三電晶體之第二電極端與第二電晶體之彳 =电桎钿連接，一第四電晶體，其閘極端與第三掃 線連接’且其第-電極端與第二電晶體之第二電 H五電㈣’其閉極端與第四掃描線連接，該第 五電晶m電㈣與第三電源線連接，且該第 晶體之第二電極端與第一電晶體之第二電極端連接；及 -顯示元件’於第四電晶體之第二電極端及一 線之間連接；該方法包括以下步驟： 87371 1241552 ArAr 罘一電 之臨限 s導通第二電晶體及第四電晶體時，同時截斷 晶體及第四電晶體，以補償各像素中第二電晶㈣ 值電壓；及 & 當截斷第三電晶體及第五電晶體時，同時導通第一 + 晶體，以將來自信號線之顯示資料寫入各像素。一電 12·如申請專利範園第11項之驅動主動矩陣顯示裝置、 其中一補償臨限值電壓期間及一窝入顯示資料^法， 時存在於像素中，該像素位於不同列 1、月間同 J f且沿耆相同 線連接。 u h唬 87371 4-