TWI312497B - - Google Patents

Description

1312497 五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種主動式有機發光顯示器驅動裝置與 方法，尤指一種改善有機發光顯示器之影像不均勻的驅動 裝置與方法。 【先前技術】 有機發光顯示器（Organic Light Emitting Display ;0LED)依驅動方式可分為被動式（Passive Matrix ; PM0LED)與主動式（Active Matrix ;AM0LED)。而所謂的 主動式驅動OLED(AMOLED)，即是利用薄膜電晶體（Thin Film Transistor ; TFT) ’ 搭配電容（Capacitor)儲存訊號秦 ，來控制0LED的亮度灰階表現。 籲 雖然被動式0 L E D的製作成本及技術門檻較低，卻受制 於驅動方式，解析度無法提高，因此應用產品尺寸侷限於 ' 約5英吋以内’產品將被限制在低解析度小尺寸市場。若 ’ 要得到高精細及大畫面則須以主動驅動方式為主，所謂的 主動式驅動是以電容儲存訊號，所以當掃描線掃過後晝素 仍然能保持原有的亮度；至於被動驅動下，只有被掃描線 選擇到的晝素才會被點亮。因此在主動驅動方式下，0LED 並不需要驅動到非常高的亮度，因此可達到較佳的壽命表4 現’也可以達成高解析度的需求。0LED結合TFT的技術可 實現主動式驅動〇 L E D ’可符合對目前顯示器市場上對於0 面播放的流暢度’以及解析度越來越高要求，充分展現 0 L EI)上述之優越的特性。 在玻璃基板上成長T F T的技術，可為非晶石夕（

第5頁 1312497 五、發明說明（3)

Zero)的機制，以補償了{7丁元件臨界電壓的變異，改善影像 之均勻性。其動作原理敘述如下： 驅動線路之控制信號的驅動時序分為歸零階段（

Auto-Zero Phase ) 410、載入資料階段（L〇ad Data Phase ) 420 與發光階段（Illuminate phase )43〇，請參 閱『第4圖』所示，係第3圖之控制信號時序圖。 在歸零階段410之前，電晶體P3及電晶體以為載止（ OFF)，電晶體P2為導通（0N)，此時流過有機發光二極體 (Organic Light Emitting Diode ;〇LED) 3 6 0 的電流為前 一個畫面框（Frame)之電流，由電晶體pi之。2(源極、閘 極電壓差，即儲存於儲存元件Cs，兩端之電壓差）來控制 進入歸零階段41〇之後，先導通（〇N)電晶體p4，接著 導通（ON)電晶體P3，使電晶體？1之汲極（Drain)與閘極 (Gate)相連接，形成一個二極體之接法，然後載止 電μ體P2，此時電晶體pi之間極（Gate)電壓會上升至—電 壓值，此電壓值等於高電位（Vdd)減去電晶體ρι之臨界電 壓（threshold voltage ;Vth)，亦即儲存於儲存元件u， 兩端之電壓差為電晶體P1之臨界電壓，之後再將電晶體Μ 截止（OFF)，即可使電晶體P1之臨界電壓（vth)儲存2儲 元件C s ’上，完成歸零階段之動作。 1 接下來進入載入資料階段420，若資料線（Date · 310上變動之電壓為Δν，透過電晶體p4及儲存元件Cc, 接（Couple)到電晶體P1之閘極（Gate)端，因此，儲連 存元件Cs，兩端之電壓差為Λνχ [Cc，/(Cc，+Cs,)]加上原4

第7頁 1312497 五、發明說明（4) 於Cs’之Vth，亦即電晶體P1之Vsg會包含電晶體pi之以匕， 這使得電晶體P1輸出之電流僅與資料線3 1 0上變動之電壓 (△V)有關’而不受每個畫素内電晶體之vth之影響。 最後再進入發光階段4 3 0 ’此時讓電晶體p 4截止（0 F F ) ，且使電晶體P2導通（ON) ’電晶體P1會輸出目前畫面框 (F r a m e )之電流流過有機發光二極體3 6 0，使有機發光二極 體3 6 0元件發亮。 雖然此4T2C之畫素電路可以補償各畫素内之電晶體元 件臨界電壓（V t h )的變異，改善顯示器整體影像之均勻性 ’但使用之元件包含4個電晶體與2個電容，由於電容會佔1 去顯示畫素很大之面積，導致晝素的開口率會大幅降低。籲 而除了資料線3 1 0、掃描線3 2 0、電源供應線（Vdd ) 3 5 0之外 ，還需有歸零控制線（A u t 〇 - Z e r 〇 L i n e ) 3 3 0與發光控制 線（I 1 1 u m i n a t e L i n e ) 3 4 0等控制之線路，所以驅動方式 的複雜度會因此增加，造成需使用非標準形式之掃瞄驅動 I C及資料驅動I c，增加製造之成本。 【發明内容】 爰是’本發明之主要目的在於解決上述傳統之缺失， 避免缺失存在’本發明可應用在低溫多晶矽薄膜電晶體（ LTPS-TFT)主動式有機發光二極體顯示器（am〇lED)之裝置 中’以改善主動式有機發光二極體面板影像不均勻之缺$ ，同時本發明技術驅動方式之複雜度較低，而且可以使用 傳統之被動式（Passive-Matrix)有機發光二極體顯示器的 掃瞒驅動I C及資料驅動I C即可，如是可以降低製造成本。

1312497 五、發明說明（5) 為達f·述之目的，本發明提出之驅動元件包括-寫入 ΐ件二件、1動元件、一切換元件與-儲存元 件’此裝置係利用自動餘愛 ν田希蔽α μ 勒却零之機制’以補償各電晶體元件 之臨界電壓的變異，囍w ρν μ p a 错乂改善衫像之均勻性。與4 T 2 C之畫 素電路裝置比較，本發明< α P $ w 73 了以即名1個電容，增加畫素的 開口率；同時，驅動方式的複雜度可以降低。 【實施方式】 鉍有關本發明之洋細内容及技術說明，現配合說 明如下： 請參閱「第1圖所千 j么丄3<ί ( 厅下」，係本發明之裝置示意圖。如 圖所示；該裝置係包括： _ :貝料線1 1 —掃描線1 2 0 ’ -歸零控制線1 3 ◦，- 顯不控制線140，一電源供應線15〇 ; 始ηΓΛ入社元件T1 ’該寫入元件T1之没極（drain)與資料 線110相，接:閘極（gate)與掃描線相連接； 細零70件1^，該歸零元件T2之閘極（gate)與歸零控 制線1 3 0相連接； 驅動元件T 3 ’ s玄驅動元件τ 3之問極與上述寫入元件 極（source)相連接，其汲極與上述之歸零元件以之 “、二連接:而其源極與上述之電源供應線1 5 0相連接； _ , 換元件T 4 a亥切換元件T 4之閘極（g a t e)與上述Θ 不控制線1 4 〇相連接，1 .迷按 其源極與歸零元件T2之源極和驅動 元件T 3之沒極相連接； 儲存元件Cs ’该儲存元件Cs有兩端，一端與上述之

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五、發明說明（6) 驅動元件T3之源極相連接 另 立而和上述_ A + & rp， 極、歸零元件T2之沒極與驅動元件T3之閑極連接處相= -發光元件！60，該發光元件160 —端為正極 切換元件T4之汲極相連接，另一端A自 ’、上述 GND) 〇 *力^為負極’該負極接地（ 其中，該寫入元件T1、歸零元件丁2 換元件T4係各為一薄膜雷日俨·而，兮^籾兀忏1 J與切 勹溥犋電曰日體’而，该儲存元件Cs係為— 儲存電令（Storage Capacit〇r);又，該發光元件16〇 一有機發光二極體。 馬（ 接下來針對本發明之動作原理敘述如下：請同時配 『第2圖』所示’係、第i圖之控制信號時序圖。本發明之， 動時序係可分為歸零階段（Aut〇_Zer〇 phase) 21〇、掃炉 階段（Scan Phase) 220 與顯示階段（Display phase )田 2 3 0三階段。 在進入歸零階段210之前，寫入元件n及歸零元件τ2 為載止（OFF)，驅動元件以及切換元件Τ4為導通（〇Ν)，此 夺/’il過發光元件1 6 〇的電流為前一個畫面框（f r a m e )之電流 亥旦面框（F1 r a m e )之電流由驅動元件τ 3之v s g (源極、閘 極電壓差’即儲存於儲存元件c s兩端之電壓差）來控制。 進入歸零階段21〇之後’先導通（ON)歸零元件T2，使％ 驅動το件T3之汲極（Drain)與閘極（Gate)相連接，形成— 個二極體之接法’接著再將切換元件T4戴止（OFF)，這會 使驅動元件T 3之閘極（g at e )電壓上升至一電壓值，此電壓

第10頁 1312497 五、發明說明（7) ϊίϊΞ^(Ιά(1)減去電晶體T3之臨界電歷（vth)，亦即 ，之後兩端之電磨差為驅動元件τ3之臨界電壓 臨界電壓截止（〇FF)，即可使驅動元件了3之 動作。 ）儲存在儲存元件Cs上，完成歸零階段21〇之

^-v^n；i:；：^2vAr^"T,"^(〇N 對儲存元件(： 二 疋電"丨LIc』，此定電流（Ic)會 充電的時間為丁 =作，若定電流(IC)對儲存元件Cs 〔Vdd-Vth-Uc: Tc/C: Ί '件T3之閘極(Gate)電壓會變成 亦即儲存於儲存元件c p為儲存元件。之電容量）， 本存於t、 端之電壓差為（Icx Tc/〇加上_ 驅動元件T3:V: :Λ動7"和的臨界電壓，因此· 使得驅動4 ;出:二 )大小，以及定電輸 關，而不受薄膜雷卞/杜CS充電時間(Tc)長短有 。 又相電曰曰體兀件的臨界電壓（vth)變異之影響 所以’就本發明裝置與方法，〇 r定電流(Ic)之大小，二:二^r ’而’驅動元件η輸出之電流大小可以控出：：η 發光元件160發出之亮度，實現利用發光元件16=控 &開始進行掃描信號的寫入動作’依序執行到最後、一：；

第11頁 1312497 五、發明說明（8) 描線。 完成各掃描線的信號寫入動作之後，最後再進入顯示 階段2 3 0，此時將切換元件τ 4導通⑶N )，使驅動元件τ 3輸 出目前晝面框（F r am e )之電流，同時使該電流流過發光元 件1 6 0 ’讓發光元件1 6 〇發出相對應影像資料之灰階的亮度 此本發明係利用自動歸零（Aut〇 —Zer〇)之機制 ^ ------------/ ，I、以補 仞各電晶體元件之臨界電壓的變異’藉以 性。同時’與美國專利心，229,5 06中提出之4== 路比較’本發明具有以下之優點：本發明係為？广2 裝置’ X電容對一晝素而言所佔面 ： 用本發明因為較習用節省i個電容，所以可增加没疋1 被動式(Passive—Matrix)有機發可使用習知 動I C及資料驅動I C即可，將可使製造成 ^ V器的掃瞄驅 上述僅為本發明之較佳實施例=已，並^減少。 發明實施之範圍。π凡依本發明申 ：用來限定本 變化與修飾，皆為本發明專利範 圏所做的均等 1312497 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 第1圖，係本發明之裝置示意圖。 第2圖，係第1圖之控制信號時序圖。 第3圖，係美國專利US 6, 229, 506之晝素 第4圖，係第3圖之控制信號時序圖。 【圖式之標號說明】 歸零元件T 2 切換元件T 4 電晶體PI 、 P2 、 P3 -掃描線1 2 0、3 2 0 顯示控制線1 4 0 發光元件1 6 0 有機發光二極體3 6 0 掃描階段2 2 0 載入資料階段4 2 0 P4 寫入元件T1 驅動元件T 3 儲存元件Cs、Cs’ 、Cc’ 資料線1 1 0、3 1 0 歸零控制線1 3 0、3 3 0 電源供應線1 5 0、3 5 0 發光控制線3 4 0 歸零階段2 1 0、4 1 0 顯示階段2 3 0 發光階段4 3 0

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Claims (1)

1312497 六、申請專利範圍 "------— 1 、一 種半 -V 置係為顯示晝面之^有機發光顯示器驅動裝置’該驅動裝 包括： — 母—畫素的兀件裝置，其中，該裝置係 一資料線，—接 ，一電源供應線；描線，一歸零控制線，一顯示控制線 連接，二人元件之沒極（drain)與資料線相 vgate)與掃描線相連接； 一歸零元件，i έ 相連接； 歸零元件之閘極（gate)與歸零控制線 一驅動元件，琴 ― 極（source)相連接^^動兀件之閘極與上述寫入元件之源赢 接，而其源極*上^〉及極與上述之歸零元件之源極相連Φ -切換元;牛=電源供應線相連接； 制線相連接，其源=二換凡件之閣極（Sate)與上述顯示控 相連鹿相連接；、一歸零元件之源極和驅動元件之汲極 一儲存元件，兮辟十—/iL丄 元件源極相連接，^ 一子兀件有兩端，一端與上述之驅動 件之沒極與驅動元件之;入元件之源極、歸零元 -發光元件，=極i接處相連接； 件之汲極相連接，另_ ΐ=件一端為正極，與上述切換元 2、 如申請專利範圍1 ::辻該負極接地(GND)。· 器驅動裝置，其中，命仓第項所述之主動式有機發光顯示 3、 如申請專利範圍巧潯膜電晶體 器驅動裝置，其中，今—第員所述之主動式有機發光顯示 ^零元件係為-薄膜電晶體。

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六、申請專利範圍 之主動式有機發光顯示 為·一薄膜電晶體。 之主動式有機發光顯示 為一薄膜電晶體。 之主動式有機發光顯示 為一儲存電容（Storage 4、 如申請專利範圍第1項所述 器驅動裝置’其中’該驅動元件係 5、 如申請專利範圍第1項所述 器驅動裝置’其中’該切換元件係 6、 如申請專利範圍第1項所述 器驅動裝置’其中，該儲存元件係 Capacitor)。 7、 如申請範圍第丨項所述之主動式有機發光顯示 器驅動裝置，、，邊發光元件係為一有機發光二極體。 8、 一種主動式有機發光顯示器驅動方法，該驅動方 法包括： 丨 將驅動時序为為歸零階段、掃描階段與顯示階段三階 段； 於進入歸零階段之前，寫入元件及歸零元件為戴止（ OFF)，驅動元件及切換元件為導通（〇N)，此時流過發光元 件的電流為前一個晝面框（F rame )之電流，且該電流由驅 動元件之Vsg (源極、閘極電壓差）來控制； 進入歸零階段之後，先導通（〇N)歸零元件，使驅動元 件之没極（Drain)與間極（Gate)相連接，形成一個二極體 之接法，接著再將切換元件T4截止，這會使驅動元件 閘極（Gate)電壓上升至一電壓值，此電壓值等於高電位1 Vdd)減去驅動το件之臨界電壓（vth),亦即儲存於儲 件兩端之電壓差為驅動元件之臨界電壓，之後再 件截止（OFF)，即可使驅動元件之臨界電壓（Vth)儲存^ =

1312497 六、申請專利範圍 存元件上，完成歸零階段之動作； 接下來進入掃描階段，此時寫入元件為導通（ON )，又 資料線上提供一『定電流（I c )』，此定電流（I c )會對儲存 元件進行充電動作，若定電流（I c )對儲存元件充電的時間 為Tc，則驅動元件T3之閘極（Gate)電壓會變成〔乂(1(1-¥1;11-(I c X Tc/C)〕 ，（C為儲存元件之電容量），亦即儲存於儲 存元件兩端之電壓差為（lex Tc/C)加上原本存於儲存元件 之驅動元件的臨界電壓（Vth)，爰是，驅動元件之Vsg會包 含驅動元件的臨界電壓（Vth)，這使得驅動元件輸出之電 流只與資料線上之定電流（I c )大小，以及定電流〗c對儲存 元件充電時間（Tc )長短有關 俾藉，適當調變資料線上定電流（I c )之大小，及定電 流（I c )對儲存元件充電時間（Tc )之長短，即可調整變動驅 動元件輸出之電流大小，也控制了發光元件發出之亮度。