TWI302281B - Display unit, display array, display panel and display unit control method - Google Patents

Description

^ 1302281 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本lx明係有關於一種顯示單元；尤指適用於有激發光顯示 裳置之顯示單元。 【先前技術】 .第1圖係表習知有機發光顯示（organic light emitting ^ splay ) ®板示意圖。面板i包括資料驅動器iq、掃描驅動 口口 12以及顾不陣列丨4。資料驅動器丨〇控制複數資料線Μ1至 ，且掃描驅動11 12控制複數掃描線Sid SL·。顯示陣列14 疋，相f交錯，資料、線Dll至Dln以及掃描線Sh至儿所形成， 且每-交錯之資料線和掃描線形成一個顯示單元，例如，資料 線〇1!和掃描線Sll形成顯示單元1〇〇。如圖所示，顯示單元 100(其他顯示單元亦㈣）的等效電路係包括開關電晶體 T10、儲存電容Cs卜驅動電晶體T11以及有機發光二極體， 其中驅動電晶體ΤΙ 1為PMOS電晶體。 掃描驅動器12依序送出掃描信號至掃描線Sh至儿，而 使在同#間僅開啟某一列上所有顯示單元之開關電晶體，而 關閉其他列上所有顯示單元之開關電晶體。資料驅動器W則 是根據待顯示的影像資料，經由資料線D】，至队，送出對庶的 貧料訊號(例如灰階值)到一列之顯示單元上。舉例來說，：掃 描驅動W2达出掃描信號至掃描線仏時，顯 : 關電晶體no導通，資料驅動器12則透過資料線di】將對= 貧料訊號傳送至顯示單元_中，且由儲存電容㈤來儲^ 科«之電麼。驅動電晶體T11則根據儲存電容⑶所儲存之 0632-A50419-TWf 5 ^ 1302281 電壓’以提供驅動電流Idl纟驅動有機發光二極體D1。 、由於有機發光二極體為電流_元件，驅動電流Idl之值 可決定有機發光二極體D1所發射之光亮度。確切而言， 電流Idl為驅動電晶體T11之汲極電流，即是驅動電晶體⑴ 之驅動能力，可由以下式子來表示： idl 二 k(vsgl + vthl)2, 其中’奶表示驅動電流Idl之值，灸表示驅動電晶體T11 之導電參數，V初表示驅動電晶體T11之源—閘極電壓Vsg之值， V/A1表示驅動電晶體ΤΙ 1之臨界電壓值。 在習知的有機發光顯示裝置中，每一顯示單元的電壓Vddl 以及Vssl皆耦接在一起，並由一外部電源系統提供。其中， 電壓Vddl係用來決定顯示單元之驅動電晶體的源—閘極電壓 Vsg之值，而電壓Vssl則係用來令驅動電晶體Tu保持操作在 飽和區内，故電壓Vssl需滿足Vds<Vgs—vthl之條件。然而，由 於電壓Vssl端與驅動電晶體T11間另有一有機發光二極體M， 因此，以顯示單元100為例，驅動電晶體T11的汲極電壓Vd 需滿足以下條件：Vd=Voled+Vssl，其中，v〇ied為有機發光二 極體D1的導通電壓（turn-on voltage)。由於有機發光二極體 的導通電壓值會隨著使用時間而增加，故在習知的有機發光顯 示裝置設計裡，外部電源系統提供之電壓Vssl值會考慮有機 發光二極體導通電壓之上升飄移值，也就是說電壓 Vssl=Vd-Voled-(D1之導通電壓飄移值），以使得驅動電晶體 T11的汲極電壓Vd滿足Vds<Vgs-Vthl。然則，有機發光二極 體之導通電壓上升係在一段時間之後才會產生，而且較佳之有 機發光二極體的導通電壓飄移現象並不明顯。因此，固定地提 供較大之電壓V s s 1將會造成整體功率的損耗浪費，尤其在較 0632-A50419-TWf 6 -1302281 小尺寸的產品裡，此一功率耗損更是不容忽視。 【發明内容】 * t鑑於上述情況，本發明提出一種顯示單元， ίΓΙ、一驅動電晶體以及一電壓源系統。此種發光二極體 ^，、、％極及-陰極。驅動電晶體具有—源極叫及極及 '源極接收第一電麼，沒極經由發光二極體轉接第二電舞， I::收弟二電壓。電壓源系統耦接至驅動電晶體之汲極，用 U根據驅動電晶體之汲極電壓’提供第二電麼。 用 =另提出—種陣列顯示器，包括複數資料線、複數 以及—電壓源系統。每—資料線彼此相互平行，且每-掃^ U 知。每—顯示單元對應—轉描線與魏線，縣-顯示單- 二光二極體、一驅動電晶體以及一電㈣系統。發光， 極匕具有—陽極及一陰極。驅動電晶體具有一源極、—沒: 極接收第_„，職經由發光二極 =接收第三電厂"厂輯統_ = 纽根據驅動電晶體之汲極電麼，提供第二« ， 心μ -種顯示面板，包括複姆料線、複數掃 不料、-資料驅動器、-掃描驅動器以及 魏顯 此相互平行，且每_掃描線彼此相互平行 ==2一貧料線彼 線，用以輪出資料訊號至該等資料線。婦描驅動器資料 以輸出-掃晦訊號至該等掃猫線。每—顯 、〆㈣田線，用 線，且每—顯示單元包括-發光二極體、_驅動電r』·線與資料 =光：Γ有一陽極及一陰極。,_晶體具二 閉極，源極接收第-龍，汲極經由發光二極體輕 及極及 收第三龍°1㈣咖至彡、—陶象則—2據= 0632-A50419-TWf 7 -1302281 " 晶體之 >及極電壓’提供弟二電壓。 此外，本發明提出一種控制顯示單元之方法，顯示單元具有一 ~ 發光二極體及一驅動電晶體，此方法包括提供第一電壓至驅動 • 電晶體之源極、經由發光二極體提供第二電壓至驅動電晶體之 汲極、提供第三電壓至驅動電晶體之閘極、偵測驅動電晶體之 汲極電壓，以及根據偵測到之汲極電壓提供第二電壓至發光二 極體。 為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文 特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

I 【實施方式】 第2圖係表根據本發明之顯示單元示意圖。顯示單元200 包括開關電晶體T20、儲存電容器Cs2、驅動電晶體T21、有機 發光二極體D2以及電壓源系統P2。開關電晶體T20之輸入端 耦接資料線D2i，且其控制端耦接掃描線S2i，接收一掃描訊號。 儲存電容Cs2之一端耦接至開關電晶體T20，且其另一端耦接 參考電壓源Vref2。驅動電晶體T21，如一薄膜電晶體（thin fi lm transistor)，其閘極柄接至儲存電容Cs2和開關電晶體 T20，且接收一資料訊號電壓Vdata，其源極耦接電壓源Vdd2， 而其汲極耦接有機發光二極體D2之陽極。有機發光二極體D2 之陰極耦接電壓源Vss2。電壓源系統P2耦接至驅動電晶體T21 之汲極以及有機發光二極體D2之陰極。其中，電壓Vss2低於 電壓Vdd2。 電壓源系統P2可為一直流對直流電源轉換器（DC-DC Converter)，如型號MAXI733/MAX1734，用以根據驅動電晶體 T21之汲極電壓Vd，提供電壓Vss2。第3圖係顯示電壓源系統 0632-A50419-TWf 8 ^ 1302281 P2，其中，電晶體T21之没極輕接至一電阻之一端，電阻ri 之另一端耦接至電壓源系統P2之FB端與一電阻R2之一端，而 電阻R2之另一端則接地（ground)。電壓源系統p2之v〇ut輸出

而則係_接至有機發光二極體D2之陰極，提供電壓vss2。以直 机對直机電源轉換裔MAX1733/MAX1734為例，此直流對直流電 源轉換裔之Vout端與FB端電壓具有以下關係： VsS2=Vd(Rl/R2 + l)。因此，電阻R1以及R2之值可以依照設計 而要來做e周整，以根據偵測到之驅動電晶體T21的汲極電壓 Vd提供電壓Vss2至有機發光二極體卯之陰極，使得驅動電 晶體T21即使在有機發光二極體⑽導通電壓有上升之現象時， 仍可維持於操作在飽和區内，且電壓仏2之值可依照偵測到之 驅動電晶體T21的汲極電壓Vd調整，避免了整體功率之浪費。 本毛月之顯不單疋可組成如第2圖所示之有機發光顯示面 板，其結構與第1圖類似，在此不再贅述。值得注意的是，根 ^月之』不面板裡，可以依照第2圖之電路，僅測其内之 個或夕個顯不單元的驅動電晶體的汲極電壓，用以提供外部 系統來提供㈣VSS之參考使用。此外，在第2圖所i 之貫施例中，雷B雕τ〇彳么 電日日肢Τ21係以PM0S為例，在實際應用上可以 丽0S(如第 4 Hi -、，、 、'、 °不），或為製程相同或其他等效電路之元件。 、此外，如第5圖所示’本發明提供一種控制顯示單元之 法’此顯示單元且古 兀具有一發光二極體及—驅動電晶體，此方法包 0632-A50419-TWf 9 ^ 1302281 括提供一第一電壓至驅動電晶體之源極（S1)、經由發光二極體 提供一第二電壓至驅動電晶體之汲極（S2)、提供一第三電屋至 驅動電晶體之閘極（S3)、偵測驅動電晶體之汲極電壓（S4)，以 及根據偵測到之汲極電壓，調整提供至發光二極體之第二電壓 (S5)。其中，提供之第二電壓可使得驅動電晶體操作於飽和區。

在步驟S5結束後可再回到步驟S4，再次偵測驅動電晶體之汲極 電屬，以再重複步驟S5，並依照偵測到之可能有變動的驅動電 晶體之汲極電Μ來調整提供至發光二極體之第二電壓。 '本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發 :可：It自此項技藝者’在不脫離本發明之精神和範圍内， ^專更動與_，因此本發明之保護範圍當視後附之 申5月專利_所界定者為準。

0632-A50419-TWf 10 4302281 【圖式簡單說明】 、 第1圖為一習知有機發光顯示面板之示意圖。 ♦ 圖為根據本發明實施例所述之一顯示單元之示意圖。 第3圖為第2圖之電壓源系統之電路圖。 第4圖為根據本發明另一實施例所述之顯示單元之示咅 圖。 第5圖為根據本發明實施例所述之控制顯示單— 、 • 程圖。 凡之方法流 【主要元件符號說明】 1〜面板； 〜資料驅動器； 12〜掃描驅動器； 14〜顯示陣列； 100〜顯示單元； φ Csl〜儲存電容； D1〜有機發光二極體； Ι)1ι···Ι)1η〜資料線； 〜掃描線； 丁10〜開關電晶體； T11〜驅動電晶體；

Vrefl、Vddl、Vssl〜電壓源； 2 0 0〜顯示單元；

Cs2〜儲存電容器； 0632-A50419-TWf 11 ^ 1302281 D2〜有機發光二極體； D2r"D2n〜資料線； SC2〜電流源， S2l··· S2m〜掃描線； T20〜開關電晶體； T21〜驅動電晶體，

Vref2、Vdd2、Vss2〜電壓源； P2〜電壓源系統；

Rl、R2〜電阻； S1…S5〜步驟。

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Claims (1)

13〇2281 十、申請專利範圍： 1 · 一種顯示單元，包括··

接收第三電壓； 第三電壓；以及 收第. Γ甲]極，該源極接 二電壓，該閘極 用以根據該 電壓源系統，耦接至該驅動電晶體之汲極， 驅動電晶體之汲極電壓，提供該第二電壓。 2·如申請專利範圍第i項所述之顯示單元，其中該顯示單 凡另包括： 一開關電晶體， 包括接收一掃描訊號之一閘極、接收一資 料汛唬之一第一電極，以及耦接至該驅動電晶體之閘極之第二 電極；以及 一儲存電容，耦接於該開關電晶體之第二電極與一參考電 壓之間； 其中，該開關電晶體係根據該掃瞄訊號導通，且當該開關 電晶體導通時，將該資料訊號之電壓儲存於該儲存電容，以產 生該第三電壓。 3.如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該驅動電 晶體為一 PMOS電晶體。 0632-A50419-TWf 13 •1302281 厂/·如申請專利_第3項所述之顯示單元，盆中今第 I為正㈣mvDD)，n 士厂 早凡/、中，亥弟1 恭爆_ ^ ~電壓為負極電壓（D且低於該第_ 包麼，該發光二極體之陽極 /弟 ^. 妾至°亥驅動電晶體之汲極，且兮 發先二極體讀轉㈣第二„。 亥 5_如中請專利範圍第i項所 曰粞从 < 硕不早凡，其中該驅動雷 日日肢為一 NM0S電晶體。 6. 如申請專利範圍第5項 口口 、、之頌不早兀，其中該第一電 £為負極電壓（Vss)，該笫一 弟一電壓為正極電壓（Vdd)且高於該第一 電壓，該發光二極體之陰極_接 妾至°亥驅動電晶體之汲極，且該 發光一極體之陽極接收該第二電壓。 7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示單元，其中該發光二 極體為一有機發光二極體。 8. 如申請專利範圍第1項所述 抑— 、汀XL之”、員不早疋，其中該驅動電 晶體為一薄膜電晶體。 9. 如申晴專利範圍第！項所述之顯示單元，其中該電壓源 系統為一直流對直流電源轉換器（DC_DC Convener)。 10· —種陣列顯示器，包括： 複數資料線，每一資料線彼此相互平行； 複數掃描線，每一掃描線彼此相互平行； 複數顯示單元，每一顯示I开科處 ._ 4不早兀對應一組掃描線與資料線，且 每一顯示單元包括： 0632-A50419-TWf 14 ^ 1302281 一發光二極體，具有一陽極及一陰極；以及 驅動電晶體，具有一源極、一汲極及一閘極，該源極接 - 收第電壓，该汲極經由該發光二極體耦接第二電壓，該閘極 接收第三電壓；以及 電壓源系統’耦接至少一驅動電晶體之没極，用以根據 該驅動電晶體之汲極電壓，提供該第二電壓。 如申請專利範圍第丨〇項所述之陣列顯示器，其中每一 Φ 顯示單元另包括： • 一開關電晶體，包括·· 一間極’麵接至一對應掃瞄線並接收一掃描訊號； 第一電極’耦接至一對應資料線並接收一資料訊號；以及 第二電極’耦接至該驅動電晶體之閘極；以及 一儲存電容，耦接於該開關電晶體之第二電極與一參考電 壓之間； # 其中’該開關電晶體係根據該掃瞄訊號導通，且當該開關 電晶體導通時，將該資料訊號之電壓儲存於該儲存電容，以產 生該第三電壓。 12·如申請專利範圍第10項所述之陣列顯示器，其中該驅 動電晶體為一 PM0S電晶體。 13·如申請專利範圍第ι2項所述之陣列顯示器，其中該第 一電壓為正極電壓（Vdd)，該第二電壓為負極電壓（vss)且低於該 0632-A50419-TWf 15 •1302281 第電ι，该發光二極體之陽極耦接至該驅動電晶體之汲極， 且該發光二極體之陰極接收該第二電壓。 I4·如申請專利範圍第10項所述之陣列顯示器，其中，該 驅動電晶體為一丽os電晶體。 15·如申請專利範圍第14項所述之陣列顯示器，其中，該 第-電壓為負極電壓(Vss)，該第二電壓為正極電壓(v—且高於 忒第電壓，该發光二極體之陰極耦接至該驅動電晶體之汲 極且"亥發光二極體之陽極接收該第二電壓。 16. 如申請專利範圍第1〇項所述之陣列顯示器，其中該發 光二極體為一有機發光二極體。 17. 如申請專利範圍第1〇項所述之陣列顯示器，其中該驅 動電晶體為一薄膜電晶體。 18·如申請專利範圍第丨〇項所述之陣列顯示器，其中該電 壓源系統為一直流對直流電源轉換器（DC-DC C〇nverte;r)。 19· 一種顯示面板，包括·· 複數資料線，每一資料線彼此相互平行； 複數掃描線，每一掃描線彼此互相平行； 一資料驅動器，墟於該等資料線，用以輸出資料訊號至 該等資料線； -掃描驅動器，_接於該等掃描線，用以輪出—掃晦訊號 至5亥寺知瞒線； 0632-A50419-TWf 16 * 1302281 複數顯不單元，每一顯示單元對應一組掃描線與資料線， ， 且每一顯示單元包括： - 發光二極體，具有一陽極及一陰極；以及 驅動電晶體，具有一源極、一汲極及一閘極，該源極接 ^欠第 亡 電壓，該汲極經由該發光二極體耦接第二電壓，該閘極 則接收第三電壓；以及 電壓源系統，耦接至少一驅動電晶體之汲極，用以根據該 •驅動電晶體之汲極電壓，提供該第二電壓。 汝申明專利範圍弟1 g項所述之顯示面板，其中每一顯 不單元另包括： 一開關電晶體，包括： 閘極，耦接至一對應掃瞄線並接收該掃描訊號； 第〜電極，耦接至一對應資料線並接收該資料訊號；以及 第二電極，耦接至該驅動電晶體之閘極；以及 ® 一儲存電容，耦接於該開關電晶體之第二電極與一參考電 壓之間； 其中’該開關電晶體係根據該掃瞄訊號導通，且當該開關 電晶體導通時，將該資料訊號之電壓儲存於該儲存電容，以產 生該第三電壓。 21 ·如申請專利範圍第19項所述之顯示面板，其中該驅動 電晶體為一 PM0S電晶體。 0632-A50419-TWf 17 * 1302281 22.如申請專利範圍第21項所述之顯示面板，其中該第一 .電壓為正極電壓㈤，該第二電壓為負極電壓(Vss)且低於該第 - ’該發光二極體之陽極柄接至該驅動電晶體^及極，且 該發光二極體之陰極接收該第二電壓。 23·如申請專利範圍帛19J員所述之顯示面板，其中該驅動 電晶體為一 NM0S電晶體。 24·如申請專利範圍f 23項所述之顯示面板，其中該第一 _ 電[為負極電壓(Vss) ’該第二電壓為正極電壓(V⑽)且高於該第 ’该發光二極體之陰極孝禺接至該驅動電晶體之&極，且 該發光二極體之陽極接收該第二電壓。 仏如申請專利範圍第19項所述之顯示面板，其中該發光 二極體為一有機發光二極體。 %如申請專利範圍第19項所述之顯示面板，其中該驅動 電晶體為一薄膜電晶體。 ❿/ 27·如中請專利範圍第19項所述之顯示面板，其中該電壓 源系統為一直流對直流電源轉換器（dc_dc 。 28.—種控制顯示單元之方法，該顯示單元具有-發光二極 體及一驅動電晶體，該方法包括： 提供第一電壓至該驅動電晶體之源極； T由該發光二極體提供第二電壓至該驅動電晶體之沒極； 提供第三電壓至該驅動電晶體之閘極； 0632-A50419-TWf 18 * 1302281 偵測該驅動電晶體之汲極電壓；以及 根據該偵測到之汲極電壓，提供兮楚一 系弟一電壓至該發光二極 體。 29·如申请專利範圍第別項所述之控制顯示單元之方法， 其中提供該第二f壓係使得該驅動電日日日體操作於飽和區。

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