TWI273723B - Light emitting device - Google Patents

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TWI273723B
TWI273723B TW092107662A TW92107662A TWI273723B TW I273723 B TWI273723 B TW I273723B TW 092107662 A TW092107662 A TW 092107662A TW 92107662 A TW92107662 A TW 92107662A TW I273723 B TWI273723 B TW I273723B
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Yu Yamazaki
Aya Anzai
Mitsuaki Osame
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Semiconductor Energy Lab
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Description

1273723 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於使用發光元件的發光裝置’特別是相關 於、彩色顯示的發光裝置。 【先前技術】 最近，影像顯示器的硏究和硏製正在蓬勃開展。作爲 顯示器，使用液晶元件顯示影像的液晶顯示器，現在被廣 泛用於行動電話和個人電腦，最好地發揮影像高質量，體 積輕而薄的優點。 同時’使用發光元件的發光裝置的硏製也在進行中。 除了目前的液晶顯示器的上述優點而外，這種型式的發光 裝置還具有許多優點，例如，快速回應，能夠顯示動態影 像’寬廣的視域等。因此，作爲下一代能夠提供活動影像 的小型行動裝置的平板顯示器，使用發光元件的發光裝置 正吸引人們的注意。 發光元件由各種材料製成，有機材料，無機材料，薄 膜材料’鬆散材料，分散材料等。其中，主要包含有機材 料的有機發光二極體（OLED)是有代表性的發光元件之 一。發光兀件由陽極和陰極構成，發光層插在它的中間。 發光層包括一個或多個由上述材料選擇的材料。 目前’每個像素被分成三個子像素的發光裝置正在積 極硏製。三個子像素的每一個分別對應於光的三原色r ( 紅），G (綠），和B (藍）。藉由顯示對應於每種顔色 -6 - (2) 1273723 的每個子像素，發光裝置提供給彩色顯示以層次。彩色顯 示的方法包括’三種發光元件分別由對應於R，G和B的 二種發光材料製成的方法，發射白色的發光元件分別和r ’ G ’ B的濾色器結合的方法，發射任一顔色的發光元件 和顔色轉換材料（例如螢光材料）相結合的方法。 在發光裝置中，藉由組合R、G和/或B而産生各種 顔色的加色混合法可以顯示彩色。這項技術利用了這樣一 個事實’即’人的眼睛是一個對光的波長敏感的感覺器官 ’它藉由區分眼睛上的入射光的波長而識別顔色。 下面，上述的加色混合法將參考圖8進行討論。圖 8 A是一個曲線圖，其中縱軸表示亮度，水平軸表示光的 波長。如圖8A所示，可見光根據它的波長可以被分成三 個區。長波表示紅，中波表示綠，短波表示藍。並且；從 圖8 B可以看出，黃色，洋紅和青色可以藉由組合三種光 的原色而産生。當幾乎等量的紅光，綠光和藍光進入眼睛 ，眼睛識別這個光爲白色。因此，藉由調整三原色（紅， 綠，藍）的亮度（平衡），各種顔色就可以再生。 作爲發光裝置的驅動方法，類比層次方法和數位層次 方法被普遍地使用。在類比層次方法中，流過發光元件的 電流量被控制以産生層次。在數位層次方法中，發光元件 藉由在兩種狀態，ON (幾乎100 %的亮度）狀態，和OFF (幾乎0 %的亮度）狀態之間轉換而被驅動。即，數位層 次方法只顯示兩種層次。因此，建議把數位層次法和其他 方法結合起來多層次地顯示顔色。這種再生多層次顔色的 1273723 (3) 結合方法包括區域層次法和時間層次法。 顯不多層次影像的發光裝置的驅動方法包括電壓輸入 方法和電流輸入方法。在電壓輸入方法中，輸入到一個像 素的視頻信號（電壓）被輸入到驅動元件的門極，它又被 用於控制發光元件發射的光的亮度。在電流輸入方法中， 爲了控制發射兀件發射的光的亮度，預調信號電流從發光 兀件的一極流到另一極。電壓輸入方法或電流輸入方法可 應用於類比層次方法或數位層次方法。 對於彩色顯示所必需的發射不同顔色的不同發光材料 ，對於達到一定亮度具f不同的電流密度。例如，在發射 光的三原色之一的不同的發光材料中，紅色的材料的亮度 一般低於藍色和綠色材料的亮度。 再者，濾色器或螢光篩檢程式的顔色轉化層對於不同 顔色具有不同的透射比。因此，即使發光元件發射均勻亮 度的光，藉由顔色轉換層的光也將改變亮度。 當上述發光材料或顔色轉換層，例如濾色器無改變地 應用於子像素中的時候，每個子像素發射的光可能具有彼 此不同的亮度。同時，如圖8討論的，白顔色藉由同時發 射光的三原色RGB來表示。因此，如果三種顔色的亮度 有任何差別，螢幕上顯示的白色就可能偏紅或偏藍，因而 不能精確地再生。顯示器上的亮度可能不均勻/，白色的平 衡可能被損害，所希望的具有精確層次的顔色和影像便不 能再生。 1273723 (4) 【發明內容】 本發明使用數位層次方法表示多層次影像。在數位層 次方法中，當發光元件被接通（幾乎1 0 0 °/〇亮度）的時候 ’子域被提供具有相同電壓的數位視頻信號。利用這個事 實’我們規定一個發光指數作爲當相同信號電壓被加到子 像素的時候每個子像素發射的光的亮度。 特別是，當相同的信號電壓被加到子像素的時候，根 據在每個子像素中從發光元件的一極流到另一極的電流値 ’發光指數被規定爲亮度。 本發明提供一種發光元件，它根據上述發光指數校正 輸入到子像素的信號，從而減小子像素發射的光中間的亮 度差。特別是，本發明提供了一種發光裝置，其校正子像 素的輸入信號的層次資訊，從而使具有最低發光指數的顔 色的子像素的層次數最大。藉由校正子像素輸入信號的層 次資訊，本發明提供一種發光裝置，它能夠在顯示器上重 現均勻亮度和白色平衡。本發明的發光裝置可以再生所希 望的具有精確顔色和層次的高質量影像。 在本發明中，術語“信號校正”是指信號本身的校正 而不是數位視頻信號的電壓的校正。特別是，校正是在信 號的層次資訊（層次）上進行的。信號的層次資訊是在第 一層次到最大層次的範圍內表示nth層次的資訊（η是自 然數）。當信號被輸入到一個像素的時候，像素回應輸入 信號的層次資訊表示層次。 同時，子像素可以是任何一個’包括發射光的三原色 -9 - 1273723 (5) RGB中的顔色之一的材料的子像素，一個包括藉由組合 由光的三種原色選擇的顔色和選擇顔色的互補色而發射一 種顔色的材料的子像素，一個包括發射任何一種顔色的兩 個或多個材料的子像素，一個包括發射白顔色或混合色的 發光材料和濾色器的子像素，和一個包括顔色轉換材料， 例如亮度材料的子像素。每個子像素最好發射R G B的一 種光’不過，本發明不限於這種形式。子像素發射不是 RGB的其他顔色，例如橙色或藍-綠色，也是容許的。上 述子像素有時只稱之爲“像素”，不過在本說明書中，對 應於一種顔色的子像素稱爲“子像素”，具有多個子像素 的像素稱做“像素”。 本發明的目的是提供一種發光裝置，其中一個像素具 有多個提供有發光元件的子像素，和核正信號電壓的層次 資訊的信號校正電路，其特徵在於，信號校正電路包括一 個計算裝置，當相同的信號電壓被加到多個子像素上的時 候，計算信號電壓和發光元件的亮度的倒數的乘積。 本發明的另一目的是提供一種發光裝置，其中，一個 像素具有多個提供有發射不同顔色的發光元件的子像素， 和校正信號電壓的層次資訊的信號校正電路，其特徵在於 ，信號校正電路具有一個計算裝置，計算子像素的每個發 光指數的倒數和信號電壓的乘積，多個子像素的每一個具 有一個驅動裝置；用於提供電流給發光元件，電流提供裝 置提供電流給驅動裝置，多個子像素的電流提供裝置與一 個電源相連接。 -10- (6) 1273723 如上所述，本發明計算爲每個子像素規定的發光指數 的倒數和子像素輸入信號的乘積。所得到的乘積形成校正 信號，它被用於多層次層顯示。用這種方法，子像素發射 的光可以被平衡，即使子像素與一個電源連接，層次也可 以高精度地再生。 本發明提供了 一種發光裝置，其中一個像素包括三個 子像素，它們發射彼此不同的顔色，其特徵在於，該發光 裝置包括一個信號校正電路，它根據子像素的發光指數校 正信號的層次資訊。三個子像素的每一個具有一個具有第 一電極和第二電極的發光裝置，一個提供予定電流給發光 裝置的驅動裝置，一個給驅動裝置提供電流的電流供給裝 置。信號校正電路的特徵在於，它包括計算層次資訊的信 號的裝置。當三個子像素的發光指數的比是α : /3 ·· r的時 候，層次資訊的信號藉由，（1 / a ) : (1 / /3 ): (1 / r )乘以子 像素輸入信號的層次資訊來計算。 本發明的發光裝置的特點在於上述三個子像素具有共 同的電流供給裝置。即，上述三個子像素的電流供給裝置 被連接到一個電源極上。這是因爲，三個子像素具有相同 電壓的視頻信號，一個電源的電壓就可以加到三個子像素 上。這種結構可用於子像素的高孔徑比。 本發明的發光裝置的特點在於，它具有矩陣安排的像 素部分，其中，多個像素被安排在水平方向掃描的行一方 向上，多個像素被安排在垂直於行的方向上進行掃描的列 方向上，多個像素的電流供給裝置與一個電源相連接。這 -11 - 1273723 (7) 是因爲’名子-像素具有相同電壓的視頻信號，一個電源 的電壓可以加到各子像素上。這就是說，對於每個子像素 不必提供分立電源。反而，所有的像素具有一個電源的電 壓。因此，用較少的電源就能滿足發光裝置的需要，這就 減小了裝置的尺寸和厚度。 本發明提供了 一種發光裝置，其中一個像素包括發射 不同顔色的三個子像素，其特徵在於，該發光裝置包括一 個信號校正電路，它根據每個子像素的發光指數校正信號 的層次資訊，一個時間分割信號産生電路，用以在單位圖 框周期中設定多個子圖框周期。信號校正電路的特徵在於 ，它包括計算層次資訊信號的裝置。層次資訊信號藉由（ l/α ) :(1/3 ):(l/r )乘以子像素的輸入信號的層次資訊而 被計算，當三個子像素的發光指數的比是α : Θ : r的時候 。時間分割信號産生電路的特徵在於，它包括一個設定裝 置，根據信號校正電路計算的信號，在多個子圖框周期的 每一個子圖框周期內，設定子像素的發光狀態和非發光狀 態（照亮狀態和非照亮狀態）。 子像素的發光狀態（照亮）是電流被提供給發光裝置 和光由子像素發射出來的狀態。子像素的非-發光狀態（ 非-照亮）是在發光裝置的兩個電極之間沒有電壓差，和 沒有電流被提供的狀態。 【實施方式】 [實施例1] -12- 1273723 (8) 在本實施例中，本發明的發光裝置的結構結合圖1， 2A和2B進行描述。 首先，發光裝置的結構將參考圖1進行描述。發光裝 置具有一個像素部分102，其中（mxn)像素101被安排 在基底1 〇 7上的行和列矩陣中。像素1 0 1具有三個子像素 ，每個子像素分別發射RGB的一種顔色。三個子像素可 以是由發光元件不變化地發射光的子像素，或者是藉由顔 色轉換層例如是濾色器或發光篩檢程式，發射光的子像素 。任何結構的子像素都可以應用。 圖1是水平條陣列，其中具有相同顔色的子像素在水 平方向上被對準，不過，本發明不限於這種特定的結構。 例如，垂直條陣列，其中具有相同顔色的子像素在垂直方 向上對準，△ (delta)陣列，其中子像素藉由每行的一半子 像素代替’馬賽克（mosaic )陣列，其中子像素藉由每行 的一個子像素代替，或方形陣列，其中，4個子像素形成 一個像素，也可以應用。同樣在圖1中，像素1〇1具有三 個子像素’每個子像素發射RGB顔色之一的光，不過， 本發明不限於這種特殊情況。包括在像素1 〇 i中的子像素 的數目和每個子像素發射的光的顔色可以隨意規定。 每個子像素中的發光元件的結構包括陽極，陰極，和 插在其中間的發光層。發光層包括從有機材料，無機材料 和鬆散材料中選出的一個或多個材料。對於每個子像素， 所希望的發光層具有相同的薄膜厚度，不過，本發明不限 於@種特殊情況。藉由改變子像素的薄膜厚度，顔色之間 -13- 1273723 (9) 的亮度差可以進一步被減少。 在像素102的周邊上，發光裝置具有一個信 電路1 〇3，第一掃描線驅動電路1 04和第二掃描 路1 〇 5。信號線驅動電路1 0 3，第一和第二掃描 路104和105經FPC 106而被提供來自外部裝置 信號線驅動電路1 03，第一和第二掃描線驅動電1 105可以安排在像素部分102形成的基底107的 時，圖1表示出具有一個信號驅動電路和兩個掃 電路的結構，不過這些電路的數目不受限制。任 這些驅動電路可以根據像素1 0 1的結構進行安排 發光裝置包括一個發光面板，其中具有發光 素部分和一個驅動電路被密封在基底和掩蓋材料 括一個發光模組，它在發光面板上執行ICs，一 示器，它被用作顯示裝置。即，發光面板，發光 光顯示器可以利用本發明的發光裝置來實現。 信號驅動電路103藉由FPC 106與A/D轉換 ，信號校正電路1 1 2和劃時信號産生電路1 1 3連 A/D轉換電路1 1 1把從外部設備輸入的類比 (類比資料）轉化成數位視頻信號（數位資料） 正電路Π2校正來自A/D轉換電路111的輸入 之成爲對應於每種顔色的每個子像素的發光指數 劃時信號産生電路1 1 3把來自信號校正電路1 1 2 號轉化成一個時間層次方法的信號。 下面，參考圖2對A/D轉換電路1 1 1，信號 5虎線驅動 線驅動電 線驅動電 的信號。 络104和 外邊。同 描線驅動 何數目的 〇 元件的像 之間，包 個發光顯 模組和發 [電路111 接。 視頻信號 。信號校 信號，使 的信號。 的輸入信 較正電路 -14- (10) 1273723 1 1 2和劃時信號産生電路1 1 3的工作進行描述。 在本發明中，RGB的每個子像素的發光指數的比是 ，R:G:B= α :冷：7。這些發光指數可以根據預先進行的測 量，儲存在信號校正電路1 1 2中提供的儲存媒介上，或者 根據定時間隔上進行的測量對指數進行調整。同時，發光 射指數可以在任何時間外部調整到任何値。例如，當電子 裝置藉由電信鏈路工作的時候，發光指數的値可以藉由下 載資料調整。這可使使用中的電子裝置的顯示器上的白色 平衡的容易調節。 在本討論中，從A/D轉換電路1 1 1輸出的R信號稱 爲資料R，G信號稱爲資料G，B信號稱爲資料B。在本 發明中，用RGB的每個信號表示的層次資訊用RA:B=( 1 / a ) : (1 / /3 ): (1 / 7 )去乘，以便減少子像素的亮度的差。 應該指出，必須這樣調整，使得具有最低發光指數的顔色 的信號的層次數最大。即，把具有最低發光指數的顔色的 信號的層次資訊乘以1而進行調整，從而使具有最低發光 指數的信號的層次數最大。爲了解釋的目的，在本實施例 中，R的發光指數最低，RGB的每個信號表示的層次資訊 乘以 R: G: B = 1 : ( α / /3 ) ·· ( α / 7 )。 因此，信號校正電路1 1 2校正來自A/D轉換電路1 1 1 的輸入信號，使之成爲與RGB的子像素的發光指數對應 的信號。然後，信號校正電路1 1 2中的每個校正的RGB 信號被輸入到時間分割信號産生電路1 1 3。 下面，參照圖2B描述信號校正電路1 1 2的工作。如 -15- 1273723 (11) 果發光裝置發射的光的亮度是100燭光，1 14燭光和108 燭光，當3.0V的信號電壓相等地加到RGB的子像素的驅 動裝置上，RGB 的子像素的發光指數的比將是 R:G:B = (1.0): (1.1 4) :(1. 08)，這就是說，R的發光指數最低 〇 假定相同的RGB信號從A/D轉換電路1 1 1相等地輸 入到信號校正電路1 12，RGB的所有信號表示128th層次 資訊。 在這種情況下，由於R的發光指數具有最低値，資料 R藉由乘1被校正。資料R被轉化成表示128th層次資訊 的信號。資料G藉由乘以（α//3 ) =0.88被校正並被轉化 成表示1 12th層次資訊的信號。資料Β藉由乘以（α / 7 )=0.92被校正，並被轉化成表示118th層次資訊的信號 。因此，根據 RGB子像素的發光指數，信號校正電路 1 1 2校正信號的層次資訊。代表校正層次資訊（資料 R=128，資料G=1 12，資料B=1 1 8 )的信號被輸入到時間 分割信號産生電路1 1 3。 在信號校正電路1 1 2中轉化的信號根據需要可以實行 r校正。同時，在本實施例中，類比信·號在A/D轉換電 路1 1 1中被轉化成數位信號，然後所得到的信號在信號校 正電路112中根據每種顔色的發光指數被校正，不過，本 發明不限於這種特殊情況。反而是，A/D轉換電路1 1 1可 以被省去，類比信號可以直接輸入信號校正電路1 1 2而不 變化。 -16- 1273723 (12) 根據發光指數，藉由校正每個子像素的輸入信號，本 發明就能減小每種顔色的子像素的亮度差。特別是，每個 子像素的輸入信號的層次資訊被校正，從而使具有最低發 光指數的子像素的層次數最大。結果，亮度差被減小，顯 示器上的白色平衡得以改進，所希望的具有精確顔色和層 次的高質量影像可以再生。 上述子像素包括使用發光元件發射的不變的光的像素 ，和使用顔色轉化層例如濾色器或螢光篩檢程式的像素。 前一種像素的發光指數主要取決於每種顔色的發光材料的 電流密度。後一種像素的發光指數主要取決於藉由顔色轉 化層的每種顔色的透射率。 在本實施例中，爲了達到最佳白色平衡，輸入每個子 像素的信號被校正，從而使所有子像素具有相同的亮度。 不過，應該指出，本發明不限於這種特殊的實現方式。根 據子像素發射的顔色，亮度中的小的差別可以改進白色平 衡。換言之，信號的調整可以根據每個子像素發射的光的 顔色來進行。 在具有上述本發明的結構的發光裝置中，子像素的各 電源線可以連接到一個電源，即，各個子像素不必具有分 開的電源線。這種結構減少了製造步驟，提高了效率。再 者，如果孔徑等於在每個子像素具有各自的電源線的目前 結構中的孔徑’則像素尺寸的減小的數量等於電源線佔有 的面積，這就形成較高的孔徑比。 (13) 1273723 [實施例2] 在本實施例中，在像素部分10 2的第i列和第j行上 的像素1 0 1的結構和工作將參考圖3和4進行描述。 像素1 0 1具有三個子像素1 4 1，1 42和1 43。信號線 Si，第一掃描線Grj，第二掃描線Rrj和電源線Vk圍成的 面積ϊ彳應於R的子像素1 4 1。信號線S i，第一掃描線G g j， 第二掃描線Rgj和電源線Vk圍成的面積對應於G的子像 素1 42。信號線Si，第一掃描線Gbj，第二掃描線Rbj，電 源線Vk圍成的面積對應於B的子像素1 4 1。 每個子像素141，142和143，具有開關電晶體131， 驅動電晶體1 3 2，淸零電晶體1 3 3，和發光元件1 3 4。 在子像素1 4 1中，開關電晶體1 3 1和淸零電晶體1 3 3 並聯連接並且安排在信號線S i和電源線Vk之間。開關電 晶體1 3 1的門極和第一掃描線Grj連接，淸零電晶體1 3 3 的門極和第二掃描線Rrj連接。驅動電晶體1 3 2的第一電 極與電源線Vk連接，它的第二電極與發光元件134的電 極之一連接。發光元件134的另一電極與反電源135連接 。子像素1 4 2和1 4 3的結構的解釋被省略，因爲它類似於 子像素1 4 1的結構。 在本說明書中，連接驅動電晶體1 3 2的第二電極的發 光元件134的電極被稱做像素電極，連接反電源135的另 一電極被稱爲對向電極。 在圖3中，第i列上的像素1〇1和i + 1列上的像素 1 0 1具有共同的電源線Vk。這是因爲，每個像素1 〇 1具 -18- 1273723 (14) 有相同的信號電壓，從而每個一像素1 Ο 1可 源。 對於每個列不必提供分開的電源線，相 有公共的電源線。結果，對於像素1 0 1，高 獲得。 在圖3中，RGB的子像素141，142和 的電源線Vk。這是因爲子像素141，142和 的信號電壓，所以子像素1 4 1，1 4 2和1 4 3 一個電源。對於每個子像素沒有必要提供分 相鄰的子像素可以具有共同的電源線。結果 的電源的數目可以被減少，這就使發光裝置 減小。 應該指出，圖3中相鄰的兩列具有共同 是本發明不限於這種特定的結構。任何數量 一個電源線。當各子像素垂直排列的時候， 以被相鄰的各行共同使用。 同時’每一列可以具有各自的電源線， 共的電源線。在這種情況下，連接電源線的 顔色用，以便調整每種顔色的電源的電壓。 步減小了各子像素之間的亮度差。 雖然圖3中沒有示出，一個電容元件可 體1 3 2的閘極一源極電壓的保持元件。不過 體1 3 2的閘極電容或通道電容，或線路的寄 驅動電晶體1 3 2的閘-源電壓保持元件的時 以共用一個電 鄰的列可以具 的孔徑比可以 143具有公共 143具有相同 可以共同具有 開的電源線， ，發光裝置中 的尺寸和厚度 的電源線，但 的列可以共用 一個電源線可 而不是一個公 電源可供每種 這種結構進一 用作驅動電晶 ，當驅動電晶 生電容用作爲 候，附加的電 -19- 1273723 (15) 容元件就不必要了。 開關電晶體131具有控制子像素141，142和143的 輸入信號的函數。開關電晶體1 3 1只起開關作用，從而任 何導電類型的電晶體都可以應用。無論η-通道型電晶體 或P-通道型的電晶體都適用於作開關電晶體131。 驅動電晶體1 3 2用於控制發光元件1 3 4的發光狀態。 任何導電型的電晶體都適用作驅動電晶體132。當一個p-通道型電晶體作爲驅動電晶體1 3 2的時候，像素電極將是 陽極，對向電極將是陰極。當η -通道型電晶體作爲驅動 電晶體132的時候，像素電極是陽極，對向電極是陰極。 淸零電晶體1 3 3的作用是停止子像素1 4 1，1 42和 1 43的發光。淸零電晶體1 3 3只起一個開關作用，從而任 何導電型電晶體都可以適用。η-通道型電晶體或ρ-通道型 電晶體都適合用作淸零電晶體1 3 3。 子像素141 ’ 142，143的電晶體可以是具有一個門極 的單門結構，或多門結構，例如具有兩個門極的雙門結構 ，和具有三個門極的三門結構。門結構可以是頂一門結構 ，即門極安排在半導體的頂部，或者是一個底一門結構， 即門極安排在半導體的底部。 下面，參考圖4描述本發明的發光裝置的工作。在圖 4的時序圖中，時間在水平軸上標出，掃描線在垂直軸上 標出。 由於本發明的發光裝置利用時間層次方法，一個圖框 周期被分成多個子圖框周期SF。每個子圖框周期SF具有 -20- 1273723 (16) 一個地址周期Ta和一個持續周期τs，或一個地址周期Ta ’ 一個持續周期Ts和一個淸零周期Te。 淸零周期Te用於子一圖框周期SF，它的持續周期Ts 比地址周期Ta的短。這就防止在持續周期之後立即開 始後來的地址周期Ta。當地址周期Ta在持續周期Ts以 後立即開始的時候，兩種掃描線在同一時間上被選擇，這 就導致由信號線輸入的不精確的信號進入像素。 在時間層次方法中，每個子圖框周期SF具有不同的 發光持續時間，層次是藉由把子圖框周期S F的發光狀態 和非發光狀態結合起來表示的。在圖4所示例中，層次數 是5位元（bits )，一個圖框周期被分成5個子圖框周期 SFi到SFs。每個子圖框周期的持續周期Tsi到Ts5的持續 時間比是，Ts 卜·Τ32:Τ53:Τ54:Τ35 = 16:8:4:2:1。即，這些値 是2的方冪’表不多一層次。當η_位元（bit)層次被表 示的時候，持續周期TSl到Tsn的比將是2(^ + 2(1^2)…… 2 1 : 2 0 〇 位址周期Ta是數位視頻信號在每個像素中寫入的周 期。所有子-圖框周期SF具有相同持續時間的地址周期。 持續周期Ts，是根據寫入像素的視頻信號，發光元件發 射光，或不發射光的周期。 下面，參考子像素141，描述在地址周期Ta，持續周 期Ts和淸零周期Te的操作。 在位址周期Ta中，第一掃描線Grj回應從給脈衝而 達到Η位準，接通開關電晶體1 3丨。然後輸出的信號線Si -21 - 1273723 (17) 的數位視頻信號被輸入到驅動電晶體1 3 2的門極。 其次，在持續周期Ts，驅動電晶體1 3 2接通，由於 在電源線Vk和反電源1 3 5之間存在電壓差，電流流過發 光元件1 3 4。發光元件1 3 4發射光。當驅動電晶體1 3 2關 斷的時候，電流不流過發光元件1 3 4，該元件不發射光。 再其次，在淸零周期Te，第二掃描線Rrj回應供給 脈衝變成Η位準，接通淸零電晶體1 3 3。當淸零電晶體 133接通，驅動電晶體132的閘-源電壓變到零，從而關 斷驅動電晶體1 3 2。沒有電流流過發光元件1 3 4，該元件 不發射光。應該指出，淸零周期Te僅用於子-圖框周期 SF5。這就防止在持續周期Ts5以後後來的地址周期立即 起動，因爲子圖框周期SF5的持續周期Ts5比地址周期 Ta5 短。 應該指出，雖然在圖4的時序圖中，子圖框周期SF1 到SF5是按這個順序出現，本發明不限於這種特殊的情況 。子-圖框周期可以以任意方式出現。同時，爲了防止任 何假一輪廓出現，能夠分割任何子-圖框周期使它單獨出 現。 本實施例可以和實施例1結合在一起實施。 [實施例3] 在本實施例中，將參照圖5對信號線驅動電路1 〇3， 第一和第二掃描線驅動電路1 〇 4和1 0 5的結構和工作進行 描述。 -22- (18) 1273723 首先，參考圖5A對信號線驅動電路103進行描述 ί§號線路驅動電路1 0 3具有一個移位暫存器1 1 4，一個 一閂鎖電路1 1 5和一個第二閂鎖電路1 1 6。 先對信號驅動電路1 03的操作進行簡單描述。移位 存器114包括多個觸發器電路（FF)，它被提供時脈信 (S-CLK )，起動脈衝（S-SP )，和時脈反信號（ CLKB )。取樣脈衝根據這些信號的計時，依次地被輸 〇 移位暫存器1 1 4輸出的取樣脈衝被輸入到第一閂鎖 路1 1 5。第一閂鎖電路1 1 5被提供數位視頻信號，這些 號又根據取樣脈衝的輸入計時被保留在每一列中。 在第一閂鎖電路1 1 5中，當第一列到最後一列被保 的視頻信號塡滿的時候，在水平返回線周期內，閂鎖脈 被輸入到第二閂鎖電路1 1 6中。同時，保留在第一閂鎖 路1 1 5中的視頻信號被轉移到第二閂鎖電路1 1 6中。然 ，保留在第二閂鎖電路1 1 6中的視頻信號的一條線被同 輸入到信號線S!到Sn。 當保留在第二閂鎖電路1 1 6中的視頻信號被輸入到 號線S !到Sn的時候，取樣脈衝再次從移位暫存器1 1 4 輸出。上述操作重複進行。 下面，參照圖5 B ’描述第一和第二掃描線驅動電 1 0 4和1 〇 5。第一和第二掃描線驅動電路1 0 4和1 0 5分 具有移位暫存器121和緩衝器122 °簡言之，移位暫存 121根據時脈信號（G-CLK )依次地輸出取樣脈衝’輸 第 暫 號 S- 出 電 信 留 衝 電 後 時 信 被 路 別 器 出 1273723 (19) 起始脈衝（G-SP )和時脈反信號（G-CLKb )。其次，在 緩衝器1 22中被放大的取樣脈衝被輸入到掃描述線，掃描 線回應取樣脈衝的輸入，依次地被轉變到要被選擇的狀態 。由所選擇的掃描線控制的像素被按順序地提供來自信號 線S!到Sn的數位視頻信號。 一個位準移位元器電路可以安排在移位暫存器121和 緩衝器1 22之間。藉由提供位準移位元器電路，邏輯電路 部分和緩衝器的電壓幅値可以被改變。 本實施例可以結合實施例1和/或2 —起被實現。 [實施例4] 在本實施例中，具有圖3所示電路結構的像素1 〇 1的 設計將參照圖6進行描述。 在圖6中，Si是源極信號線，Gri是第一掃描線，Rrj 是第二掃描線，Vk是電流供給線。參考標號丨3 !表示開 關電晶體，1 3 3表示淸零電晶體，1 3 2表示驅動電晶體， 145表示像素電極。發光層和發光元件的對向電極未示出 〇 雖然在圖中，開關電晶體131和淸零電晶體133是雙 門型電晶體，本發明不限於這種結構。任何單門型電晶體 或具有任意數量的門的多門型電晶體也都適用。 在圖6中，第i列上的像素和i + i列上的像素具有共 同的電源線V k。這是因爲這些每個一像素1 〇〗具有相同 的信號電壓，從而每個一像素可以由一個電源供電。不必 -24- 1273723 (20) 對每列提供分開的電源線，相鄰的列可以具有共同的電源 線，結果，高的孔徑比可以被獲得。 在圖6中，RGB的子像素141，142和143具有共同 的電源線Vk。這是因爲子像素141，142和143具有相同 的信號電壓，從而子像素141，142和143可以由同一個 電源供電。對於每個子像素不必提供分開的電源，相鄰的 子像素可能具有一個公共的電源線。結果在發光裝置中所 要提供的電源的數目可以減少，因而使發光裝置的尺寸和 厚度減小。 電容元件可被提供用作驅動電晶體1 3 2的門-源電壓 保持元件。不過，當驅動電晶體1 3 2的門電容或通道電容 ，或線路的寄生電容被用作驅動電晶體1 3 2的門一源電壓 保持元件的時候，附加的電容元件就是不必要的了。 應該指出，雖然所有子像素1 4 1，1 42和1 43具有相 同的像素間距，本發明不限於這種特殊結構。根據每種顔 色的發光指數，子像素1 4 1，1 42和1 43的像素間距可以 改變。這種結構進一步減小了各種顔色之間的亮度差。 圖6是使用濾色器方法的像素。濾色器有條帶，相對 於第一掃描線Grj在水平方向對準。由於在水平方向彼此 相鄰的子像素發射相同顔色的光，濾色器的製作圖案就不 能實現。 本實施例可以結合例1，2和/或3 —起被實現。 [實施例5] -25- 1273723 (21) 利用本發明的發光裝置的驅動方法的電子設備，包括 ’視頻照相機，數位相機，護目型顯示器（頭戴顯示器） ’導航系統，音頻再生設備（例如車輛音響裝置和聲音部 件）’膝上型電腦’遊戲機，行動資訊端點（例如，行動 電腦，行動電話，便攜遊戲機，電子筆記本），和具有記 錄媒介（特別是，再生記錄媒體的設備，例如數位通用光 碟（DVD ) ’它包括能顯示影像的顯示器）。實施例子如 圖7所示。 圖7A是一個發光元件，它包括一個外殼2001，一個 支援基座2002，一個顯示部分2003，一個喇叭2004，一 個視頻輸入端2 0 0 5等等。本發明的發光元件可以用於顯 示器部分2003。進而，圖7A所示發光元件是藉由本發明 來完成的。因爲發光元件是自發發光型，不需要背景光， 因此’顯示部分比液晶顯示器要薄。注意，發光元件包括 所有資訊顯示器，例如，個人電腦，電視廣播發射一接收 機，和廣告顯示器。 圖7B是一個數位相機，它包括一個主體21〇ι，一個 顯示部分2102，一個影像接收部分2103，操作鍵2104， 一個外部連接埠2 1 05，快門2 1 06等等。本發明可應用於 顯示部分2102。進而，圖7B所示的數位相機可以藉由本 發明實現。 圖7C是膝上型電腦，它包括主體2201，外殼2202, 顯不部分2 2 0 3，鍵盤2 2 0 4，外部連接埠2 2 0 5，點動滑鼠 2206 ’等等。本發明可以被應用於顯示部分22〇3。進而 1273723 (22) ，圖7C所示發光裝置可以藉由本發明完成。 圖7 D是行動電腦，它包括主體2 3 〇丨，顯示部分 2302，開關2303，操作鍵2304，紅外埠2305，等等。本 發明可以應用於顯示部分2 3 02。進而，圖7D所示行動電 腦可以藉由本發明完成。 圖7E是可攜式影像再生裝置，它具有記錄媒介（特 別是’ DVD再生裝置），它包括主體240 1，外殼2402， 顯示部分A2403，顯示部分B2404，記錄媒介（例如， DVD)讀入部分2405，操作鍵2406，揚聲器2407等等。 顯示部分A2403主要顯示影像資訊，顯示部分B2404主 要顯示字元資訊。本發明的發光元件可以用在顯示部分 A24 03和顯示部分B2404中。注意，家庭遊戲機等等可以 包括在具有gB錄媒介的影像再生裝置中。進而，圖7E所 示影像顯示裝置可以由本發明完成。 圖7F是一個護目型顯示器（頭戴顯示器），它包括 主體25 0 1，顯示部分2502和臂部2 5 03等等。本發明可 以用在顯示部分25 02中。圖7F的護目型顯示器可以由本 發明完成。 圖7G是一個視頻照相機，它包括主體260 1，顯示部 分2602，外殼2603，外部連接埠2604，遙控接收部分 2605，影像接收部分2606，電池2 607，音頻輸出部分 2 608，操作鍵2609，目鏡部分2610，等等。本發明可以 用在顯示部分2602中。圖7G所視頻照相機可以由本發 明完成。 •27- 1273723 (23) 圖7H是一個行動電話，它包括一個主體2701，一個 外殼27 02，一個顯示部分2703，一個音頻輸入部分2 704 ，一個音頻輸出部分2705，操作鍵2706，外部連接璋 2707，天線2 708，等等。本發明可以用在顯示部分.2703 中。注意，藉由在黑色背顯上顯示白色字元，顯示部分 2 703可以抑制行動電話的電流消耗。進而，圖7H所示的 行動電話可以由本發明來完成。 當將來發光材料的發射亮度增加的時候，它將藉由發 散和投射包含已被輸出到透鏡的影像資訊的光，而被應用 於前面或後面類型的投影儀。 經電子通信線，例如Internet和CATVs (電纜TVs ) 分配的上述電子設備顯示資訊的情況正在增加。特別是， 動畫資訊顯示的情況在增加。由於發光材料的回應速度是 很高的，發光裝置最好用於動畫顯示。 由於發光裝置在發光部分中消耗功率，資訊才合意地 被顯示，從而發光部分盡可能地被減小。因此，在發光裝 置被用於行動資訊端點，特別是，行動電話，音頻播放設 備等，主要顯示字元資訊的設備的顯示部分時，最好是字 元資訊形成在發光部分中，而不發光部分用作爲背景。 如上所述，本發明的應用範圍是很寬的，它可以應用 於所有領域的電子設備中。本實施例的電子設備可以使用 具有實施例1到4的任何一個的結構的發光裝置。 本發明的發光裝置，藉由校正輸入到每個子像素的信 號，可以減小每種顔色的子像素發射的光之間的亮度差。 -28- 1273723 (24) 特別是，藉由利用發光指數校正每種顔色的信號的層次資 訊，各子像素發射的光之間的亮度差可以被減小。結果， 本發明減小了亮度差，提高了顯示器上的白色平衡，重現 具有精確顔色和層次的合意的高質量影像。 同時，因爲本發明的發光裝置的子像素具有相電壓的 數位視頻信號，電壓可以由一個電源供給。因此，對於每 個列或每個行不必提供分開的電源線，相鄰列或相鄰行可 以提供一個公共電源線。這種結構用於高孔徑比。 再者，RGB的子像素被提供具有相同電壓的數位視 頻信號，電壓可以由一個電源提供，因此，對於每個 RGB的子像素不必提供分開的電源線，相鄰的子像素可 以具有一個公共的電源線。結果是，發光裝置所需要的電 源的數目可以被減少，從而發光裝置的尺寸和厚度也減小 〇 【圖式簡單說明】 圖1是本發明的發光裝置。 圖2A和2B是本發明的發光裝置。 圖3是本發明的發光裝置的像素的電路圖。 圖4是本發明的發光裝置的驅動方法。 圖5 A和5 B是本發明發光裝置的信號驅動電路和掃 描線驅動電路。 圖6是本發明的發光裝置的像素的佈置圖。 圖7A到7H是包括本發明的發光裝置的典型的電子 -29- 1273723 (25) 裝置。 圖8 A和8B爲依照本發明之添加顏色混合圖。 主要元件對照表 1 0 1 :像素 102 :像素 103 :信號_動電路 104 :第一掃描線驅動電路 105 :第二掃描線驅動電路
106 : FPC 107 :基底 1 1 1 : A/D轉換電路 1 1 2 :信號校正電路 1 1 3 :劃時信號產生電路 1 1 4 :移位暫存器 1 1 5 :第一閂鎖電路 1 1 6 :第二閂鎖電路 1 2 1 :移位暫存器 1 2 2 :緩衝器 1 3 1 :開關電晶體 132 :驅動電晶體 1 3 3 :淸零電晶體 1 3 4 :發光元件 1 3 5 :對向電源 1 4 1 :子像素 •30- 1273723 (26) 143 :子像素 2 0 0 1 :外殻 2 002 :支援基座 2003 :顯不器部分 2〇〇4 :揚聲器部份 2005:視頻輸入端 2101 :主體 2 1 0 2 :顯示部分 2 1 0 3 :影像接收部分 2 104 :操作鍵 2 105 :外部連接埠 2 10 6:快門 2 2 0 1 :主體 2202 ：外殻 2203 :顯示部分 2 2 0 4 :鍵盤 2 2 0 5 :外部連接埠 2 2 0 6 :點動滑鼠 23 0 1 :主體 23 02 :顯示部分 2 3 0 3 :開關 23 04 ：操作鍵 2 3 0 5 :紅外埠 2401:主體 (27) (27)1273723
2402 :外殻 2 4 0 3 :顯示部分A
2404 :顯示部分B 2405 :讀入部分 2 4 0 6 :操作鍵 2407 :揚聲器 2501 :主體 2 5 0 2 :顯示部分 2 5 0 3 :臂部 2601 :主體 2 6 0 2 :顯示部分 2 6 0 3 :外殼 2604 ：外部連接埠 2605 :遙控接收部分 2 6 0 6 :影像接收部分 2607 ：電池 2608:音頻輸出部分 2 6 0 9 :操作鍵 2 6 1 0 :目鏡部分 270 1 :主體 2 7 0 2 :外殼 2 7 0 3 :顯示部分 2704:音頻輸入部分 2 7 0 5 :音頻輸出部分 1273723 (28) 2 7 Ο 6 :操作鍵 2 7 Ο 7 :外部連接埠 2 7 0 8 :天線

Claims (1)

1273723 修(更)正本 (1) 拾、申請專利範圍 第92 1 07662號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國9 5年9月14曰修正 1 · 一種發光裝置，包括： 一像素，包含具有發光元件的多個子像素；和 一信號校正電路，用以校正信號電壓的層次資訊， 其中’該信號校正電路包括一計算機構，用以計算出 發光指數之倒數與信號電壓的乘積， 其中，當相同信號電壓施加至每個該子像素時，該發 光指數係爲在每個該多數個子像素中之亮度。 2 ·如申S靑專利範圍第1項的發光裝置，其中多個子 像素的每一個對應紅’綠和藍之一，它們是光的原始顔色 3 ·如申請專利範圍第1項的發光裝置，其中，多個 子像素的每一個具有一個單一顔色材料和濾色器/螢光篩 檢程式。 4.如申請專利範圍第1項的發光裝置，其中多個子 像素的每一個具有一個對應不同顔色的發光材料。 5 ·如申請專利範圍第1項的發光裝置，其中發光裝 置並入由視頻照相機，數位相機，護目型顯示器，導航裝 置’音頻再生裝置，膝上型電腦，遊戲機，行動資訊端點 ’影像再生裝置組成的群中的一個電子設備中。 1273723 (2) 6. 一種發光裝置，包括： 一像素，包含具有用以發射彼此不同顔色的發光元件 的多個子像素， 一信號校正電路，用以校正信號電壓的層次資訊， 其中，該信號校正電路具一計算機構，用以計算出發 光指數的倒數與該信號電壓的乘積， 其中，當相同信號電壓施加至每個該子像素時，該發 φ 光指數係爲在每個該多數個子像素中之亮度， 其中多個像素的每一個具有一爲發光元件提供電流的 驅動機構，和一提供電流給驅動機構的電流供給機構，和 其中，該多個子像素的該電流供給機構與一電源連接 〇 7. 如申請專利範圍第6項的發光裝置，其中，當相 同的信號電壓加到多個子像素的時候，發光指數是發光元 件的売度。 • 8 ·如申請專利範圍第6項的發光裝置，其中多個子 像素的每一個對應紅，綠和藍之一，它們是光的三原色。 9 ·如申請專利範圍第6項的發光裝置，其中多個子 像素的每一個具有一個單一顔色材料和一個濾色器/螢光 篩檢程式。 1 0 ·如申請專利範圍第6項的發光裝置，其中多個子 像素的每一個具有一個對應不同顔色的發光材料。 1 1 ·如申§靑專利範圍第6項的發光裝置，其中發光裝 置並入，由視頻照相機，數位相機，護目式顯示器，導航 -2 - 1273723 (3) 裝置，音頻再生裝置，膝上電腦，遊戲機，行動資訊端點 ，和影像再生裝置組成的群中的一個電子設備中。 12. —種發光裝置，包括 一像素，包含具有用以發射彼此不同顔色的發光元件 的多個子像素； 一信號校正電路，用以校正信號電壓的層次資訊， 一像素部分其中該多像素係以矩陣排列， § 其中，該信號校正電路具一計算機構，用以計算出發 光指數的倒數與信號電壓的乘積， 其中，當相同信號電壓施加至每個該子像素時，該發 光指數係爲在每個該多數個子像素中之亮度， 其中該多個子像素的每一個具有一爲發光元件提供電 流的驅動機構’以及一提供電流給驅動機構的電流供給機 構；和 其中’該多個像素的電流供給機構與一個電源連接。 隱 13.如申請專利範圍第12項的發光裝置，其中，當 相同的丨5號電壓加到多個子像素的時候，發光指數是發光 元件的亮度。 如申請專利範圍第12項的發光裝置，其中多個 子像素的每一個對應於紅，綠和藍三種顔色之一，它們是 光的三原色。 1 5 ·如申請專利範圍第1 2項的發光裝置，其中多個 子像素的母一個具有一個單一顔色材料和一個濾色器/螢 光篩檢程式。 -3 - 1273723 (4) 1 6 ·如申請專利範圍第1 2項的發光裝置，其中多個 子像素的每一個具有一種不同顔色的發光材料。 1 7 ·如申請專利範圍第1 2項的發光裝置，其中發光 裝置被並入，由視頻照相機，數位相機，護目型顯示器， 導航裝置，音頻再生裝置，膝上型電腦，遊戲機，行動資 訊端點，和影像再生裝置組成的設備群的一個電子設備之 中〇
0 1 8. —種發光裝置，包括： 一像素，包含具有用以發射彼此不同顔色的發光元件 的多個子像素； 一信號校正電路，用以校正信號電壓的層次資訊；和 一時間分割信號産生電路，用以在單元圖框周期內設 定多個子圖框周期， 其中，信號校正電路具有一計算機構，用以計算出發 光指數之每個發光指數的倒數和信號電壓的乘積，
• 其中，當相同信號電壓施加至每個該子像素時，該發 光指數係爲在每個該多數個子像素中之亮度， 其中，該時間分割信號産生電路具有一設定機構，藉 由在多個子圖框周期的每一個內，利用該乘積而設定發光 狀態或一個非發光狀態。 1 9 .如申請專利範圍第1 8項的發光裝置，其中當相 同信號電壓加到多個子像素上的時候，發光指數是發光元 件的亮度。 20.如申請專利範圍第1 8項的發光裝置，其中多個 -4- 1273723 (5) 像素的一每一個對應於紅，綠和藍三種顔色之一，它們是 光的原始顔色。 2 1·如申請專利範圍第1 8項的發光裝置，其中多個 子像素的一個具有一個單一色材料和濾色器/螢光篩檢程 式。 22·如申請專利範圍第18項的發光裝置，其中多個 子像素的每一個具有一個不同顔色的發光材料。 B 23.如申請專利範圍第18項的發光裝置，其中發光 裝置被並入由視頻照相機，數位相機，護目型顯示器，導 航裝置，音頻再生裝置，膝上型電腦，遊戲機，行動資訊 端點，影像再生裝置組成的設備群當中的一個電子設備中 〇 24· —種驅動方法，用以驅動在子像素中具有發光元 件的發光裝置，包括步驟：藉由計算發光指數之亮度之倒 數與該信號電壓之乘積，而校正信號電壓的層次資訊， |►其中，當相同信號電壓施加至每個該子像素時，該發 光指數係爲在每個該多數個子像素中之亮度。 25. 如申請專利範圍第24項的方法，其中子像素對 應於紅，綠和藍三種顔色之一，它們是光的三原色。 26. 如申請專利範圍第24項的方法，其中，子像素 具有一個單一色材料和一個濾色器/螢光篩檢程式。 27. 如申請專利範圍第24項的方法，其中發光裝置 被並入由視頻照相機，數位相機，護目型顯示器，導航裝 置，音頻再生裝置，膝上型電腦，遊戲機，行動資訊端點 -5- (6)1273723 ，影像再生裝置的設備群當中的一個電子設備中。
-6-
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