TWI410931B - 顯示器裝置以及其之驅動方法 - Google Patents

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Description

顯示器裝置以及其之驅動方法
本發明係關於一種顯示器裝置以及其之驅動方法。更明確言之，本發明係關於一種有機發光二極體(OLED)顯示器以及其之驅動方法。
近來，已對輕便及薄的顯示器裝置有日益增加之需求，因為個人電腦及電視已經設計為輕便且薄。回應於此需求，傳統陰極射線管(CRT)正由平板顯示器裝置替代。
此平面顯示面板顯示器裝置包括液晶顯示器(LCD)、場發射顯示器(FED)、有機發光二極體(OLED)顯示器，電漿顯示面板(PDP)等等。
大體而言，主動矩陣類型之平板顯示器裝置包括排列為矩陣之很大數目之像素，且根據給定亮度資訊控制每一像素之光強度以顯示影像。其中，OLED顯示器裝置藉由自發光有機磷光體之電激勵及發光而顯示影像。相對於其他平板顯示器，OLED顯示器展現出低功率消耗、寬視角及高像素響應速度，因此使其較易於顯示高品質動畫。
OLED顯示器包括有機發光二極體(OLED)及用於驅動該OLED之薄膜電晶體(TFT)。根據作用層之類型將TFT分類為(例如)多晶矽(polysilicon)TFT或非晶矽(a－Si)TFT。雖然使用多晶矽TFT之各種優點已引起OLED顯示器之廣泛使用，但多晶矽TFT之製造過程可為複雜且昂貴的。此外，難於獲得隨此等OLED顯示器之大螢幕。
與多晶矽TFT相比，可要求更少之步驟來製造a－Si TFT，且通常更易於製造大螢幕OLED顯示器。然而，a－Si TFT之臨限電壓傾向於隨著將直流雙極性電壓持續施加至a－Si TFT控制端子而偏移。此臨限電壓偏移將引起OLED中之不均勻電流流動(即使將相同控制電壓施加至TFT)，從而導致OLED顯示器中之畫面品質降級且縮短OLED顯示器的壽命。
迄今，已提出許多像素電路來補償臨限電壓之偏移，進而防止畫面品質降級。然而，許多此等像素電路要求多個TFT、電容器及配線，從而導致具有低孔徑比之像素。
因此，需要提供一種顯示器裝置，其採用簡化之像素電路、最小化相應驅動設備之構造且防止a－Si TFT之臨限電壓偏移，進而防止畫面品質降級。
為達成此等及其他優點，本發明之實施例提供一種包括一發光元件及一用於將驅動電流供給至該發光元件之驅動電晶體的顯示器裝置，其中將一資料電壓或一反向偏壓中之一者以一交替方式施加至該驅動電晶體，且其中該反向偏壓為一交流電壓。
該顯示器裝置之實施例可包括：一第一切換電晶體，其連接至該驅動電晶體且經組態以回應於一掃描信號而傳輸該資料電壓；及一第二切換電晶體，其連接至該驅動電晶體且經組態以回應於一切換信號而傳輸該交流反向偏壓。
該反向偏壓之頻率可在約10 Hz至約10,000 Hz之間的範圍內。該反向偏壓之作用時間比(duty ratio)可在約10%至約90%之間的範圍內。該反向偏壓之最大值與最小值的平均值可小於約0 V。該反向偏壓之該最小值可小於約0 V。該反向偏壓之該最大值可等於約0 V，或可大於約0 V。
該第一切換電晶體及該第二切換電晶體可交替(亦即，以一交替方式)接通。該第一切換電晶體之接通時間可長於該第二切換電晶體之接通時間。該第一切換電晶體之接通時間與該第二切換電晶體之接通時間之比率在約4：1至約16：1之間的範圍內。該反向偏壓之施加時間可為該顯示器裝置之該接通時間的約八分之一。
該顯示器裝置之例示性實施例可進一步包括一電容器，其用於充滿一對應於資料信號之電壓。當該顯示器裝置處於一接通狀態時，該資料電壓可施加至該驅動電晶體，且當該顯示器裝置處於一關閉狀態時，該反向偏壓可施加至該驅動電晶體。該顯示器裝置可進一步包括一時脈計時器，該時脈計時器用於量測該顯示器裝置之接通時間。
根據本發明之另一態樣，提供一種顯示器裝置，其包括：一第一像素列群；一第一像素列群切換電晶體；一第一像素列群驅動電晶體，其連接至該第一像素列群切換電晶體；一第二像素列群；一第二像素列群切換電晶體；及一第二像素列群驅動電晶體，其連接至該第二像素列群切換電晶體。該第一像素列群及該第二像素列群中之每一者均包括至少一由複數個像素形成之像素列。每一像素包括：一發光元件，其連接至該第一像素列群驅動電晶體或該第二像素列群驅動電晶體中之個別一者；一第一閘極驅動器，其連接至該第一像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第一掃描信號；及一第二閘極驅動器，其連接至該第二像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第二掃描信號。此外，一資料電壓施加至該第一像素列群驅動電晶體，而一交流反向偏壓施加至該第二像素列群驅動電晶體。
施加該第一掃描信號至該第一像素列群之方向可與施加該第二掃描信號至該第二像素列群之方向相反。可繼施加該資料電壓至該第一像素列群驅動電晶體之後施加該交流反向偏壓，且可繼施加該交替電流反向偏壓至該第二像素列群驅動電晶體之後施加該資料電壓。
一個圖框經劃分為一具有一第一顯示間隔及一第一消隱間隔之第一間隔，及一具有一第二顯示間隔及一第二消隱間隔之第二間隔。在第一顯示間隔期間，將資料電壓施加至該第一像素列群驅動電晶體，且在第一消隱間隔期間，將交流反向偏壓施加至該第二像素列群驅動電晶體。在第二顯示間隔期間，將資料電壓施加至該第二像素列群驅動電晶體，且在該第二消隱間隔期間，將交流反向偏壓施加至該第一像素列群驅動電晶體。
根據本發明之另一態樣，提供一種驅動一顯示器裝置之方法，該顯示器裝置具有一發光元件及一將電流供應至該發光元件之驅動電晶體，該驅動該顯示器裝置之方法包括：施加一資料電壓至該驅動電晶體且施加一反向偏壓至該驅動電晶體，其中該反向偏壓為一交流電壓，亦即，一交流反向偏壓。當該顯示器裝置處於一接通狀態時，可接通資料電壓，且當該顯示器裝置處於一關閉狀態時，可施加交流反向偏壓。根據本發明之另一態樣，為一顯示器裝置提供一種驅動一顯示器裝置之方法，該顯示器裝置包括：一第一像素列群；一第一像素列群切換電晶體；一第一像素列群驅動電晶體，其連接至該第一像素列群切換電晶體；一第二像素列群；一第二像素列群切換電晶體；及一第二像素列群驅動電晶體，其連接至該第二像素列群切換電晶體；其中該第一像素列群及該第二像素列群中之每一者包括至少一由複數個像素形成之像素列，且其中每一像素包括：一發光元件，其連接至該第一像素列群驅動電晶體或該第二像素列群驅動電晶體中之各別一者；一第一閘極驅動器，其連接至該第一像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第一掃描信號；及一第二閘極驅動器，其連接至該第二像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第二掃描信號，該驅動該顯示器裝置之方法包括：施加一資料電壓至該第一像素列群；施加一交流反向偏壓至該第二像素列群；施加該資料電壓至該第二像素列群；及施加該交流反向偏壓至該第一像素列群。
下文將參看隨附圖式更完全地描述本發明，其中展示且描述本發明之較佳實施例。正如彼等熟習此項技術者將認識到：可以多種不同方式修改所述之實施例而完全不脫離本發明之精神及範疇。
在該等圖式中，為清晰起見，誇示了層、膜、面板，區域等之厚度。貫穿整個說明書中，相同參考數字表示相同元件。應瞭解：當將諸如層、膜、區域或基板之元件稱為"在另一元件上"時，其可直接位於其他元件上或亦可存在介入元件。相反，當將一元件稱作"直接在另一元件上"時，則不存在介入元件。
現在將參看隨附圖式詳細描述根據本發明之例示性實施例的顯示器裝置以及其之驅動方法。
圖1為根據本發明之一個例示性實施例之OLED顯示器的方塊圖，且圖2為根據圖1之OLED顯示器之一個像素的等效電路圖。如圖1中所示，OLED顯示器包括：一顯示面板300；一掃描驅動器400；一資料驅動器500，其連接至該顯示面板300；一切換驅動器700；一反向偏壓產生器800；及一信號控制器600，其用於控制掃描驅動器400、資料驅動器500、切換控制器700及反向偏壓產生器800。
在等效電路視圖中，顯示面板300包括：複數個顯示信號線G1 至Gn 及D1 至Dm ；複數個驅動電壓線(未圖示)；及複數個大體上以矩陣結構排列且連接至該等顯示信號線G1 至Gn 及D1 至Dm 及驅動電壓線的像素PX。顯示信號線G1 至Gn 及D1 至Dm 包括複數個傳輸掃描信號之掃描信號線G1 至Gn 及複數個傳輸資料信號之資料線D1 至Dm 。掃描信號線G1 至Gn 大體上在列方向上延伸且彼此分開且實質上彼此平行。資料線D1 至Dm 大體上在行方向上延伸且彼此分開且實質上彼此平行。驅動電壓線傳輸驅動電壓Vdd至每一像素。
如圖2中所示，每一像素(例如，像素PX)連接至掃描信號線Gi 及資料線Dj ，且包括OLED LD、驅動電晶體Qd、電容器Cst、第一切換電晶體Qs1及第二切換電晶體Qs2。驅動電晶體Qd具有三個端子：一控制端子，其連接至切換電晶體Qs及電容器Cst；一輸入端子，其連接至施加以驅動電壓Vdd之驅動電壓線Ld；及一輸出端子，其連接至OLED LD。該第一切換電晶體Qs1亦為三重端子元件，其具有：分別連接至掃描信號線Gi 及資料線Dj 之一控制端子及一輸入端子，及一連接至電容器Cst及驅動電晶體Qd之輸出端子。該第二切換電晶體Qs2亦具有三個端子：一控制端子，其連接至切換控制線Ck；一輸入端子，其連接至施加以反向偏壓Vneg之反向偏壓線Lg；及一輸出端子，其連接至驅動電晶體Qd之控制端子。電容器Cst連接於切換電晶體Qs與驅動電壓Vdd之間，且由來自第一切換電晶體Qs1之資料電壓充電且維持該資料電壓達一預定時間。
OLED LD之陽極連接至驅動電晶體Qd，其中陰極連接至通用電壓Vss。為顯示影像，OLED LD在一對應於由驅動電晶體Qd供給之電流ILD 之量值的強度下發光。該電流ILD 之量值對應於驅動電晶體Qd之控制端子與輸出端子之間的電壓Vgs的量值。
通常，切換電晶體Qs及驅動電晶體Qd中之每一者為n通道場效電晶體(FET)，其可由(例如)a－Si或多晶矽製造。或者，電晶體Qs及Qd可為互補p通道FET，在此狀況下，p通道FET之操作、電壓及電流係與n通道FET之彼等操作、電壓及電流相反。
現在將參看圖3及圖4詳細描述如圖2中所展示之OLED顯示器之驅動電晶體Qd及OLED LD的結構。圖3為展示圖2中所示之OLED顯示器之一個像素的驅動電晶體及OLED之橫截面的一個實例的橫截面視圖，而圖4為根據本發明之例示性實施例之OLED顯示器之OLED的示意圖。控制端子電極124係形成於導電材料之絕緣基板110上，該導電材料包括(但不限於)：基於鋁(Al)之金屬，諸如Al及Al合金；基於銀(Ag)之金屬，諸如Ag及Ag合金；基於銅(Cu)之金屬，諸如Cu及Cu合金；基於鉬(Mo)之金屬，諸如Mo及Mo合金；及諸如鉻(Cr)、鈦(Ti)及鉭(Ta)之金屬。
控制端子電極124可形成為一單個導電層。然而，控制端子電極124亦可形成為一多層結構，其包括至少兩個導電層(未圖示)，每一導電層具有不同物理性質。舉例而言，為降低信號延遲或電壓下降，一個導電層可由具有(包括但不限於)基於Al之金屬、基於Ag之金屬或基於Cu之金屬之低電阻率金屬製成。在兩層結構中，另一導電層可由與包括ITO(氧化銦錫)或IZO(氧化銦鋅)之其他材料接觸展現優良物理、化學及電特徵之材料製成，其中例示性導電層材料包括(例如)基於Mo之金屬或諸如Cr、Ti或Ta之金屬。合適之例示性多層結構可包括具有Cr下層及Al或Al合金之上層的結構；及具有Al或Al合金之下層及Mo或Mo合金之上層的結構。有利地，控制端子電極124可相對於基板110之表面傾斜，其中側傾角處於約30°至約80°之間的範圍內。
由氮化矽(SiNx)製成之絕緣層140形成於控制端子電極124上。由氫化a－Si或多晶矽製成之半導體154形成於絕緣層140上。於半導體154上形成一對歐姆接觸163及165，且該對歐姆接觸163及165可由矽化物或以n型雜質重度摻雜之n＋氫化a－Si來製成。半導體154及歐姆接觸163及165之側面相對於基板之表面傾斜，其中個別傾斜角處於約30°至約80°之間的範圍內。
輸入端子電極173形成於歐姆接觸163及絕緣層140上。類似地，輸出端子電極175形成於歐姆接觸165及絕緣層140上。輸入端子電極173及輸出端子電極175係由基於Cr及基於Mo之金屬或諸如Ta及Ti之耐火金屬製成；且可具有包括一其上安置一低電阻率材料之上層之耐火金屬下層(未圖示)的多層結構。一例示性兩層結構包括由Cr、Cr合金、Mo或Mo合金形成之下層；其中上層係由Mo、Mo合金、Al或Al合金形成。一例示性三層結構包括每一層均由Mo或Mo合金形成之上層及下層；其中具有一由Al或Al合金形成之中間層。類似於控制端子電極124，輸入端子電極173及輸出端子電極175之側面係傾斜的，其中個別傾斜角處於約30°至約80°之間的範圍內。
輸入端子電極173與輸出端子電極175彼此分開安置於控制端子電極124之任一側上。一通道形成於半導體154上且位於輸入端子電極173與輸出端子電極175之間。控制端子電極124、輸入端子電極173及輸出端子電極175連同半導體154上之通道一起界定驅動電晶體Qd。為了減小其間的接觸電阻，將歐姆接觸163插入於下伏半導體154與上伏輸入端子電極173之間，同樣地，將歐姆接觸165插入於半導體154與輸出端子電極175之間。輸入端子電極173或輸出端子電極175不覆蓋半導體154之暴露部分。
鈍化層180係形成於輸入端子電極173、輸出端子電極175、半導體154之暴露部分及絕緣層140上。鈍化層180可由諸如氮化矽(SiNx)或氧化矽(SiOx)之無機絕緣材料製成，或可由有機絕緣材料或低介電絕緣材料製成。理想地，低介電有機材料之介電常數低於約4.0，其中例示性材料包括(但不限於)：藉由電漿增強化學氣相沈積(PECVD)形成之a－Si：C：O或a－Si：O：F。鈍化層180可為感光性有機絕緣材料。鈍化層180之表面可為平坦的。另外，鈍化層180可形成為包括一無機下層及一有機上層之雙層結構，其中後一層保護半導體154之暴露部分。鈍化層180具有一暴露輸出端子電極175之接觸孔185。
像素電極191係形成於鈍化層180上。像素電極191經由接觸孔185實體上並電連接至輸出端子電極175。像素電極191可由諸如IZO或ITO之透明導電材料製成，或可由諸如Al合金或Ag合金之反射金屬製成。隔板361形成於鈍化層180上以如同一界定開口之堤般環繞像素電極191。隔板361可由有機絕緣材料或可由無機絕緣材料製成。
如圖4中所示，於像素電極191上形成有機發光組件370且安置於由隔板361界定之開口中。有機發光組件370可具有一多層結構，其包括光發射層EML且視情況包括改良光發射層EML之發光效率的輔助層。輔助層包括：電子傳遞層ETL及電洞傳遞層HTL，其維持電子與電洞之間的平衡；及電子注入層EIL及電洞注入層HIL，其增強電子及電洞之注入。
共同電極270經使用反射金屬或透明導電材料形成於隔板361及有機發光組件370上。例示性反射金屬包括(但不限於)：鈣(Ca)、鋇(Ba)、Al或Ag；而例示性透明導電材料包括(諸如)ITO或IZO。理想地，為共同電極供有通用電壓Vss。
透明共同電極270及不透明像素電極191適合用於與頂部發射類型之OLED顯示器(其在顯示面板300之上端顯示影像)一起使用。相反，透明像素電極191及不透明共同電極270適合用於與底部發射類型之OLED顯示器(其在顯示面板300之下端顯示影像)一起使用。
如圖2中所示，像素電極191、有機發光組件370及共同電極270形成有機發光二極體LD，其中像素電極191充當陽極而共同電極270充當陰極。或者，像素電極191可充當陰極而共同電極270可充當陽極。由OLED LD產生之原色與用於形成有機發光組件370之材料一致。原色包括紅色、綠色及藍色，其中其他所要顏色係由該三種原色之空間總和來顯示。
參看圖1，掃描驅動器400連接至掃描信號線G1 至Gn ，且其將包含用於接通第一切換電晶體Qs1之高電壓Von與用於關閉該同一電晶體之低電壓Voff之組合的信號線應用至掃描信號線G1 至Gn 。資料驅動器500連接至資料線D1 至Dm ，且將資料電壓施加至資料線D1 至Dm 。切換驅動器700連接至切換控制線Ck，且將切換信號施加至切換控制線Ck。切換信號可為至該切換控制線Ck之用於接通第二切換電晶體Qs2之高電壓Vson以及用於關閉該同一電晶體之低電壓Vsoff。反向偏壓產生器800連接至反向偏壓線Lg，且將反向偏壓Vneg施加至每一像素。
信號控制器600控制掃描驅動器400、資料驅動器500、切換控制器700及反向偏壓產生器800之操作。信號控制器600供有輸入影像信號R、G及B且供有控制輸入影像之顯示的輸入控制信號，其包括來自外部圖形控制器(未圖示)之垂直同步信號Vsync、水平同步信號Hsync、主時脈MCLK及資料賦能信號DE。基於輸入影像信號R、G及B且基於輸入控制信號，信號控制器600處理影像信號R、G及B以使其適合於顯示面板300之操作，且產生掃描控制信號CONT1、資料控制信號CONT2、切換控制信號CONT3及反向偏壓控制信號CONT4。
信號控制器600傳輸掃描控制信號CONT1至掃描驅動器400、傳輸資料控制信號CONT2及經處理之影像信號DAT至資料驅動器500、傳輸切換控制信號CONT3至切換控制器700且傳輸反向偏壓控制信號CONT4至反向偏壓產生器800。
掃描控制信號CONT1包括一起始高電壓Von之掃描的垂直同步開始信號STV及至少一控制高電壓Von之輸出的時脈信號。另外，掃描控制信號CONT1可包括用於限定高電壓Von之持續時間的輸出賦能信號。資料控制信號CONT2包括：水平同步開始信號STH，其指示針對一列像素之資料傳輸的開始；一載入信號LOAD，其導致相應資料電壓施加於資料線D1 至Dm 上；及一資料時脈信號HCLK。切換控制信號CONT3包括：一垂直同步開始信號STV，其導致高電壓Vson之掃描開始；及至少一控制高電壓Vson之輸出的時脈信號。另外，切換控制信號CONT3可包括一限定高電壓Vson之持續時間的輸出賦能信號。
該等驅動器400、500、600、700及800中之每一者可為至少一直接安裝於LC面板總成300上或安裝於可撓性印刷電路膜(未圖示)上之積體電路(IC)晶片；且可以帶載封裝(TCP)之形式附接至LC面板總成300或可附接至安裝於獨立印刷電路板(未圖示)上之LC面板總成300上。或者，該等驅動器400、500、600、700及800可直接整合於LC面板總成300上。此外，該等驅動器400、500、600、700及800中之一或多者可整合於一單個晶片中，其中該等驅動器400、500、600、700及800中之彼等未經整合於一單個晶片中之驅動器位於該單個晶片之外。
圖5至圖8提供對例示性OLED顯示器之操作的詳細描述。圖5為例示性OLED顯示器之信號波形圖，其說明信號控制器600將一個圖框劃分為兩個顯示影像的間隔NT及RT。在第一間隔NT內，資料驅動器500回應於來自信號控制器600之資料控制信號CONT2循序接收針對一列像素的影像資料DAT、將每一影像資料DAT轉換為對應之正常電壓Vdat，且隨後將每一影像資料DAT施加至對應之資料線D1 至Dm 。
掃描驅動器400回應於來自信號控制器600之掃描控制信號CONT1將掃描信號施加至掃描信號線G1 至Gn ，以便接通連接至掃描信號線G1 至Gn 的第一切換電晶體Qs1。相應地，施加至資料線D1 至Dm 之正常電壓Vdat經由對應之接通的第一切換電晶體Qs1施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。
使施加至驅動電晶體Qd之資料電壓Vdat對電容器Cst進行充電，其中在第一切換電晶體Qs1關閉時維持充電電壓。當施加資料電壓Vdat時，驅動電晶體Qd接通，以輸出對應於電壓Vdat之電流ILD 。隨著電流ILD 流經OLED LD，影像將顯示在對應之像素PX上。
水平週期1H係由資料驅動器500及掃描驅動器400對一個水平列像素進行操作所要求之時間構成。繼一個水平週期1H之後，資料驅動器500及掃描驅動器400針對下一列像素PX重複相同操作。以此方式，將掃描信號在第一間隔NT內循序施加於該等掃描信號線G1 至Gn 中之所有信號線，因而將資料電壓Vdat施加至該等像素PX中之所有像素。繼資料電壓Vdat施加於該等像素PX中之所有像素之後，開始第二間隔RT。回應於來自信號控制器600之反向偏壓控制信號CONT4，反向偏壓產生器800施加反向偏壓Vneg至對應之反向偏壓線Lg。切換驅動器700回應於來自信號控制器600之切換控制信號CONT3將一切換信號施加至切換信號線Ck以接通第二切換電晶體Qs2。因此，施加至反向偏壓線Lg之反向偏壓Vneg經由對應之接通的切換電晶體施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。
反向偏壓Vneg為週期地施加以最大值及最小值的交流電壓。舉例而言，如圖5中所示，將具有最大值為0 V而最小值為-20 V之交流電壓應用為反向偏壓Vneg。或者，如圖6中所示，反向偏壓Vneg可為具有最大值為10 V且最小值為-20 V之交流電壓。將交流電壓形式之反向偏壓稱作交流反向偏壓。可根據包括(但不限於)資料電壓Vdat之範圍及OLED LD種類及特徵之因素來選擇反向偏壓之振幅。理想地，電壓之最大值與最小值的平均值小於約0 V。此種交流反向偏壓之頻率的範圍在約10 Hz至約10,000 Hz之間，且其作用時間比範圍在約10%至約90%之間。在一典型圖框中，第一間隔NT之時間與第二間隔RT之時間的比率在約4：1至約16：1之間的範圍內。
使施加至驅動電晶體Qd之交流反向偏壓Vneg對電容器Cst進行充電，使得在該第二切換電晶體Qs2關閉時維持充電電壓。當施加反向偏壓Vneg時，驅動電晶體Qd關閉。因此，當無電流流過對應之OLED LD時，黑色將顯示於OLED顯示器之螢幕上，且OLED LD不發光。
繼一個水平週期(1H)之後，資料驅動器500、掃描驅動器400、切換驅動器700及反向偏壓產生器800針對下一列像素PX重複相同操作。以此方式，將切換控制信號在圖框之後一半期間循序施加至該等切換控制線Ck中之所有控制線，且將反向偏壓Vneg施加至該等像素PX中之所有像素。當將反向偏壓Vneg施加至該等像素PX中之所有像素時，第二間隔RT將終止，其中藉由重複相同操作開始下一圖框。
通常，當對驅動電晶體Qd控制端子長時間施加正直流電壓時，驅動電晶體Qd之臨限電壓將偏移，從而降級畫面品質。藉由施加反向偏壓Vneg至驅動電晶體Qd之控制端子，消除由典型正資料電壓Vdat引起之應力，且可防止驅動電晶體Qd之臨限電壓的偏移。
雖然已關於將交流反向偏壓施加於一連接至反向偏壓線之獨立第二切換電晶體Qs2的實施例作出以上描述，但本發明不限於此，且可使用各種方法將交流反向偏壓施加至驅動電晶體Qd。舉例而言，資料驅動器可產生正常資料電壓及反向偏壓兩者，其中選擇性地施加該等兩種電壓中之一者。而且，可藉由使用一獨立設備產生交流電壓而施加反向偏壓。
現將參看圖7及圖8描述根據本發明之OLED顯示器的效果。圖7及圖8為展示根據本發明之實施例之OLED顯示器的臨限電壓隨時間逝去之偏移的例示性圖表。圖7說明用實驗方法獲得之在施加及不施加交流反向偏壓Vneg之情況下，驅動電晶體Qd之臨限電壓隨時間逝去發生的偏移，其對應於施加至驅動電晶體Qd之控制端子的電壓。該等實驗中之每一實驗執行兩次。
圖7說明當將正(＋)極性之直流電壓(7 VDC)施加至驅動電晶體Qd之控制端子上，但不施加反向偏壓Vneg時，驅動電晶體Qd之臨限電壓的偏移發生。詳言之，根據實驗觀察到：若持續施加資料電壓Vdat至驅動電晶體Qd之控制端子上，但不施加反向偏壓Vneg，則臨限電壓逐漸增加，繼約600小時過去之後，其增加接近約3 V。然而，當在預選頻率下以預選交流電壓形式施加交流反向偏壓Vneg時，可最小化或防止驅動電晶體Qd之臨限電壓的偏移。
為獲得圖7中所指示之其他實驗結果，持續施加直流電壓至驅動電晶體Qd之控制端子約100小時，且隨後施加預選交流反向偏壓Vneg約一天(約24小時)。如前所述，將正(＋)極性之直流電壓(約7 VDC)施加至驅動電晶體Qd之控制端子，接著施加預選反向偏壓。一個預選反向偏壓Vneg採用在約10 Hz之第一頻率下於約0 V至約－20 V之間變化的第一預選交流電壓(DC：7 V；AC：＋0 V/－20 V@10 Hz)。另一預選反向偏壓Vneg採用在約250 Hz之第二頻率下於約0 V至約－20 V之間變化的第二預選交流電壓(DC：7 V；AC：＋0 V/－20 V@250 Hz)。
詳言之，根據實驗觀察到：若將具有預選頻率及預選交流電壓值之交流反向偏壓Vneg施加至驅動電晶體Qd之控制端子上，則臨限電壓增加大致約1 V，隨後下降至某一位準，且隨後恢復，其中在約100小時之週期內重複該相同程序。結果，即使流逝過約800小時，但臨限電壓發生最小量之偏移。在圖7中，預選頻率經選擇為約10 Hz或約250 Hz，且用於反向偏壓Vneg之預選交流電壓量值經選擇為在約0 V至約－20 V之間週期性變化。
圖8說明用實驗方法獲得之在施加及不施加典型先前技術之直流反向偏壓Vneg的情況下，驅動電晶體Qd之臨限電壓隨時間逝去發生的偏移，其對應於施加至驅動電晶體Qd之控制端子的電壓。該等實驗中之每一者執行兩次。圖8說明當將正(＋)極性之直流電壓(7 VDC)施加至驅動電晶體Qd之控制端子上，但不施加反向偏壓Vneg時，驅動電晶體Qd之臨限電壓之偏移發生。若持續施加正(＋)極性資料電壓Vdat至驅動電晶體Qd之控制端子上，但不施加反向偏壓Vneg，則臨限電壓繼約300小時過去之後逐漸增加至超過約2 V。另外，圖8說明當將負(－)極性之直流電壓(－20 VDC)施加至驅動電晶體Qd之控制端子上，但不施加反向偏壓Vneg時，驅動電晶體Qd之臨限電壓的偏移發生。若不施加反向偏壓Vneg但持續施加負(－)極性資料電壓Vdat至驅動電晶體Qd之控制端子上，則臨限電壓繼約300小時過去之後逐漸下降至約－3 V以下(以量值計算)之負值。
另外，圖8說明若將約－20 V之恆定直流電壓作為反向偏壓Vneg施加至驅動電晶體Qd之控制端子上一預定時間段，則驅動電晶體Qd之臨限電壓在約50個小時內略微增加，且隨後臨限電壓降低，以因此恢復繼過去約50小時之後的臨限電壓偏移。然而，繼初始恢復之後，臨限電壓增加較初始50個小時期間獲得之量更大的量，但恢復量未達到臨限電壓偏移增加的量。因此，隨著臨限電壓之偏移及恢復隨時間重複，恢復量仍未達到臨限電壓偏移增加的量。結果，在約250個小時過去之後，產生了相當大的臨限電壓偏移，進而使現有OLED顯示器之畫面品質降級。因此，如在本實施例中一樣，可藉由施加交流反向偏壓Vneg至驅動電晶體Qd之控制電極上而大大減少(例如，與以直流電壓施加反向偏壓Vneg之前述結果相比)臨限電壓偏移。
現將參看圖9詳細描述根據本發明之另一例示性實施例的OLED顯示器。圖9為展示根據本發明之另一例示性實施例之OLED顯示器的方塊圖。如圖9中所示，例示性OLED顯示器包括：一顯示面板310、連接至其之掃描驅動器410U及410D、一資料驅動器500、一切換驅動器700、一反向偏壓產生器800及一控制該等掃描驅動器410U及410D、資料驅動器500、切換控制器700及反向偏壓產生器800之信號控制器600。
顯示面板310分為兩個區塊：上部區塊BLU及下部區塊BLD。在等效電路視圖中，顯示面板310包括：複數個掃描信號線GU1 至GUp 及GD1 至GDp ；複數個資料線D1 至Dm ；複數個驅動電壓線(未圖示)；及複數個大體上以矩陣結構排列且連接至該等掃描信號線GU1 至GUp 及GD1 至GDp 、資料線D1 至Dm 及驅動電壓線的像素PX。
掃描信號線GU1 至GUp 傳輸掃描信號VU1 至VUp ，且安置於上部區塊BLU上。掃描信號線GD1 至GDp 傳輸掃描信號VD1 至VDp 且安置於下部區塊BLD上。掃描信號線GU1 至GUp 及GD1 至GDp 大體上在列方向上延伸且彼此分開且實質上彼此平行。資料線D1 至Dm 傳輸資料電壓Vout，且經由上部區塊BLU及下部區塊BLD在行方向上延伸，且彼此分開且實質上彼此平行。顯示面板310之其他結構類似於圖1中所示之彼等結構，且特定言之，顯示面板310之像素結構大體上與圖2中所示之結構相同。
掃描驅動器410U及410D分別連接至掃描信號線GU1 至GUp 及GD1 至GDp 。回應於來自信號控制器600之掃描控制信號CONT3，掃描驅動器410U及410D施加掃描信號VU1 至VUp 及VD1 至VDp 至掃描信號線GU1 至GUp 及GD1 至GDp 。掃描信號VU1 至VUp 及VD1 至VDp 可包含高電壓Von與低電壓Voff之組合。資料驅動器500及信號控制器600大體上與如圖1及圖5中所示之彼等者相同，且關於圖1至圖7中所說明之OLED顯示器實施例之特徵亦可用於圖10之OLED顯示器。
現將參看圖10詳細描述OLED顯示器之操作。圖10說明施加至根據本發明之另一實施例之例示性OLED顯示器之驅動信號的波形圖。參看圖10，信號控制器600將一個圖框劃分為兩個間隔T1及T2以便顯示影像。將間隔T1劃分為分別為NT1及BT1之第一顯示間隔及第一消隱間隔。同樣地，將間隔T2劃分為分別為NT2及BT2之第二顯示間隔及第二消隱間隔。
在第一顯示間隔NT1內，資料驅動器600施加資料電壓Vdat至對應之資料線D1 至Dm ，且上部掃描驅動器410U循序施加掃描信號VU1 至VUp 至上部區塊BLU之掃描信號線GU1 至GUp 。如圖9之箭頭所指示，上部區塊BLU之掃描方向自最上部之掃描信號線GU1 導引朝向最下部之掃描信號線GUp 。第一切換電晶體Qs1連接至掃描信號線GU1 至GUp 。因此，經由對應之接通的第一切換電晶體Qs1將施加至資料線D1 至Dm 之電壓Vdat施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。使施加至驅動電晶體Qd之資料電壓Vdat對電容器Cst進行充電，使得在該第一切換電晶體Qs1關閉時維持充電電壓。當施加資料電壓Vdat時，驅動電晶體Qd接通，以輸出對應於電壓Vdat之電流ILD 。隨著電流ILD 流經OLED LD，影像將顯示於對應之像素PX上。在一個水平週期1H期間，資料驅動器500及掃描驅動器400對一列像素PX進行操作。繼每一水平週期1H完成之後，資料驅動器500及掃描驅動器400針對隨後一列像素PX重複相同操作。以此方式，在第一顯示間隔NT1期間，將掃描信號VU1 至VUp 循序施加至上部掃描信號線GU1 至GUp ，且將資料電壓Vdat施加至上半部BLU之像素PX。
在隨後之第一消隱間隔BT1期間，且回應於來自信號控制器600之反向偏壓控制信號CONT4，反向偏壓產生器800施加反向偏壓Vneg至連接至下部區塊BLD之像素PX的反向偏壓線Lg。回應於來自信號控制器600之切換控制信號CONT3，切換驅動器700將一切換信號施加至切換信號線 Ck，進而接通第二切換電晶體Qs2。因此，經由對應之接通的切換電晶體將施加至反向偏壓線Lg之反向偏壓Vneg施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。理想地，反向偏壓Vneg為如圖5及圖6中所示之交流電壓，其中參看圖5所述之反向偏壓Vneg的前述特徵亦是可用的。
在隨後之第二顯示間隔NT2期間，將資料電壓Vdat施加至對應之資料線D1 至Dm ，且下部掃描驅動器410D循序施加掃描信號VD1 至VDq 至下部區塊BLD的掃描信號線GD1 至GDq 。不同於第一顯示間隔NT1，在此間隔期間之掃描方向自底部導引至頂部，如圖9之箭頭所指示。亦即，掃描在下部區塊BLD中自最下部之掃描信號線GDq 朝向最上部之掃描信號線GUp 進行。第二顯示間隔NT2期間執行之操作大體上與第一顯示間隔NT1期間執行之彼等操作相同，且前述描述可用於間隔NT2。
在第二消隱間隔BT2期間，且回應於來自信號控制器600之反向偏壓控制信號CONT4，反向偏壓產生器800大體上持續地施加反向偏壓Vneg至連接至上部區塊BLD的反向偏壓線Lg。第二顯示間隔BT2期間執行之操作大體上與第一顯示間隔BT1期間執行之彼等操作相同，且前述描述可用於間隔BT2。
如上所述，當資料電壓Vdat施加至上部區塊BLU之像素時，反向偏壓Vneg施加於下部區塊BLD之像素。相反，當資料電壓Vdat施加至下部區塊BLD之像素時，反向偏壓Vneg施加於上部區塊BLU之像素。因此，當上部區塊之像素顯示影像時，下部區塊BLD之像素顯示黑色，且反之亦然。繼供給資料電壓Vdat之後，像素PX發光，直至施加反向偏壓Vneg為止。繼施加反向偏壓Vneg之後，像素PX不發光，直至下一圖框期間供給資料電壓Vdat為止。因此，可能藉由使得在一個圖框1FT之一部分期間無光發射來防止使得影像不清晰及焦點未對準的模糊現象，且同時防止臨限電壓偏移。
雖然已根據將顯示面板及掃描驅動器劃分為兩個單元，且將顯示操作之一個圖框劃分為兩個間隔之實施例作出以上描述，但本發明不限於此等實施例。有利地，可將顯示面板及掃描驅動器中之一或兩者劃分為三個或三個以上之單元，且將顯示操作之一圖框劃分為三個或三個以上間隔。
圖11以方塊圖之形式說明另一例示性OLED顯示器實施例。參看圖11，圖11中所示之OLED顯示器包括：一顯示面板300；連接至該顯示面板300之掃描驅動器400及資料驅動器500；一切換驅動器700；一反向偏壓產生器800；一信號控制器610，其用於控制掃描驅動器400、資料驅動器500、切換控制器700及反向偏壓產生器800；及時脈計時器900。時脈計時器900判定OLED顯示器之電源是否接通、量測接通時間並傳輸此資訊INF至信號控制器610。信號控制器610控制閘極驅動器400及資料驅動器500之操作，且自時脈計時器900接收接通時間資訊INF，以控制切換驅動器700及反向偏壓產生器800之操作。閘極驅動器400、資料驅動器500、切換驅動器700及反向偏壓產生器800大體上與圖1中所示之彼等者相同，且參看圖1至圖4所述之OLED顯示器的前述特徵亦可用於圖11之OLED顯示器。
圖12說明根據本發明之又一實施例之OLED顯示器。圖12說明一繪示施加至OLED顯示器實施例之驅動電晶體之電壓的波形圖。參看圖12，將根據本例示性實施例之OLED顯示器之操作週期劃分為：接通間隔OT，期間顯示器之電源接通(亦即，OLED顯示器處於接通狀態)；及關閉間隔FT，期間顯示器之電源關閉(亦即，OLED顯示器處於關閉狀態)。
在接通間隔OT中，OLED顯示器以與圖5之第一間隔NT中的相同方式操作。亦即，資料驅動器500施加資料電壓Vdat至對應之資料線D1 至Dm ，且掃描驅動器400循序施加掃描信號至掃描信號線，該等資料線及掃描信號線連接至各別第一切換電晶體Qs1。因此，當第一切換電晶體Qs1接通時，施加至資料線之資料電壓Vdat經由對應之接通的第一切換電晶體Qs1而施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。使施加至驅動電晶體Qd之資料電壓Vdat對電容器Cst進行充電，使得在該第一切換電晶體Qs1關閉時維持充電電壓。當施加資料電壓Vdat時，驅動電晶體Qd接通，進而驅動對應於電壓Vdat之輸出電流ILD 。隨著電流ILD 流經OLED LD，影像將顯示在對應之像素PX上。
當OLED顯示器處於接通狀態時執行顯示操作，如上文 所述。若在不使用之情況下關閉OLED顯示器，且回應於來自信號驅動器600之反向偏壓控制信號CONT4，則反向偏壓產生器800施加反向偏壓Vneg至連接至像素PX之反向偏壓線Lg。回應於來自信號控制器600之切換控制信號CONT3，切換驅動器700將一切換信號施加至切換信號線Ck，進而接通與切換信號線Ck連接之第二切換電晶體Qs2。因此，由反向偏壓線Lg將反向偏壓Vneg經由對應之接通的切換電晶體施加至對應之驅動電晶體Qd的控制端子。
在此期間，時脈計時器900計算OLED顯示器處於接通狀態之時間，且傳輸此資訊INF至信號控制器600。作為回應，信號控制器600根據預定標準設定用於施加反向偏壓Vneg至驅動電晶體Qd之控制端子的時間。亦因此分別確定了待傳輸至切換驅動器700及反向偏壓產生器800之控制信號CONT3及CONT4。亦即，在OLED顯示器之驅動電晶體Qd的顯示操作期間，信號控制器600量測資料電壓Vdat之施加時間且計算施加反向偏壓Vneg之合適小時數，其通常與資料電壓Vdat之施加時間成比例。
以下可為有利的：若OLED顯示器之接通時間為約y小時，則反向偏壓Vneg之施加時間為約x小時，其中xy。舉例而言，在本文所選之實施例中，當OLED之對應之接通時間(例如，資料電壓Vdat之施加時間)為約8小時時，施加反向偏壓Vneg之理想值可為約1小時。換言之，提供約為顯示器裝置之接通時間之八分之一之反向偏壓的施加時間可為理想的。
如上，若藉由使用OLED顯示器未被使用之時間的時長施加反向偏壓Vneg，則可能更有效使用OLED顯示器同時防止臨限電壓偏移。根據本發明，可能防止非晶矽TFT之臨限電壓偏移，進而防止畫面品質降級。
雖然已結合目前認為實踐性例示性實施例描述了本發明，但應瞭解：本發明並不限於所揭示之實施例，而(相反)意欲涵蓋包括於隨附申請專利範圍之精神及範疇內的各種修改及均等配置。
110．．．基板
124．．．控制端子電極
140．．．絕緣層
154．．．半導體
163．．．歐姆接觸
165．．．歐姆接觸
173．．．輸入端子電極
175．．．輸出端子電極
180．．．鈍化層
185．．．接觸孔
191．．．像素電極
270．．．共同電極
300．．．顯示面板
310．．．顯示面板
361．．．隔板
370．．．有機發光組件
400．．．閘極驅動器
410D．．．閘極驅動器
410U．．．閘極驅動器
500．．．資料驅動器
600．．．信號控制器
610．．．信號控制器
700．．．切換控制器
800．．．反向偏壓產生器
900．．．時脈計時器
圖1為根據本發明之一例示性實施例之OLED顯示器的方塊圖；圖2為根據圖1之OLED顯示器之一個像素的等效電路圖；圖3為展示圖2中所示之OLED顯示器之一個像素的驅動電晶體及OLED之橫截面的一個實例的橫截面視圖；圖4為根據本發明之例示性實施例之OLED顯示器之OLED的示意圖；圖5為說明根據本發明之一個例示性實施例之施加至OLED顯示器之驅動電晶體之電壓的波形圖；圖6為說明根據本發明之另一例示性實施例之施加至OLED顯示器之驅動電晶體的電壓的波形圖；圖7為說明根據本發明之教示之OLED顯示器之臨限電壓隨時間推移而改變的圖表；圖8為連同根據先前技術之對照群組說明OLED顯示器之臨限電壓隨時間推移而改變的圖表；圖9為說明根據本發明之另一例示性實施例之OLED顯示器的方塊圖；圖10為說明根據本發明之另一例示性實施例之OLED顯示器之驅動信號的波形圖；圖11為根據本發明之另一例示性實施例之OLED顯示器的方塊圖；圖12為說明施加至根據本發明之另一例示性實施例之OLED顯示器之驅動電晶體的電壓的波形圖。

Claims (26)

  1. 一種顯示器裝置，其包含：一發光元件；及一驅動電晶體，其用於將驅動電流供給至該發光元件，其中，將一資料電壓或一反向偏壓中之一者以一交替方式施加至該驅動電晶體，且其中該反向偏壓為一包含一交流電壓之交流反向偏壓。
  2. 如請求項1之顯示器裝置，其包含：一第一切換電晶體，其連接至該驅動電晶體且經組態以回應於一掃描信號而傳輸該資料電壓；及一第二切換電晶體，其連接至該驅動電晶體且經組態以回應於一切換信號而傳輸該反向電壓。
  3. 如請求項1之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之一頻率在約10 Hz至約10,000 Hz之間的範圍內。
  4. 如請求項1之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之一作用時間比在約10%至約90%之間的範圍內。
  5. 如請求項1之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之最大值與最小值之平均值小於約0 V。
  6. 如請求項5之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之該最小值小於約0 V。
  7. 如請求項5之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之該最大值為約0 V。
  8. 如請求項5之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之該最大值大於約0 V。
  9. 如請求項2之顯示器裝置，其中該第一切換電晶體及該第二切換電晶體係交替接通的。
  10. 如請求項9之顯示器裝置，其中該第一切換電晶體之接通時間大約長於該第二切換電晶體之接通時間。
  11. 如請求項10之顯示器裝置，其中該第一切換電晶體之該接通時間與該第二切換電晶體之該接通時間之比率在約4：1至約16：1之間的範圍內。
  12. 如請求項1之顯示器裝置，其進一步包含一電容器，該電容器係經組態以充電有一對應於資料信號之電壓。
  13. 如請求項1之顯示器裝置，其中該顯示器裝置可處於一接通狀態及一關閉狀態中之一者，其中當該顯示器裝置處於一接通狀態時，將該資料電壓施加至該驅動電晶體，且其中當該顯示器裝置處於一關閉狀態時，將該交流反向偏壓施加至該驅動電晶體。
  14. 如請求項13之顯示器裝置，其進一步包含一時脈計時器，該時脈計時器係經組態以量測該顯示器裝置之該接通狀態的持續時間。
  15. 如請求項13之顯示器裝置，其中該交流反向偏壓之施加時間為該顯示器裝置之接通時間的約八分之一。
  16. 一種顯示器裝置，其包含：一第一像素列群；一第一像素列群切換電晶體，其連接至該第一像素列群；一第一像素列群驅動電晶體，其連接至該第一像素列群切換電晶體；一第二像素列群；一第二像素列群切換電晶體，其連接至該第二像素列群；一第二像素列群驅動電晶體，其連接至該第二像素列群切換電晶體，其中，該第一像素列群及該第二像素列群中之每一者均包括由複數個像素形成之至少一像素列，其中每一像素包括一發光元件，其連接至該第一像素列群驅動電晶體或該第二像素列群驅動電晶體中之一個別一者，一第一閘極驅動器，其連接至該第一像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第一掃描信號，及一第二閘極驅動器，其連接至該第二像素列群切換電晶體且經組態以傳輸一第二掃描信號，且其中，將一資料電壓施加至該第一像素列群驅動電晶體，而將一交流反向偏壓施加至該第二像素列群驅動電晶體。
  17. 如請求項16之顯示器裝置，其中施加該第一掃描信號至該第一像素列群之方向與施加該第二掃描信號至該第二像素列群之方向相反。
  18. 如請求項16之顯示器裝置，其中繼施加該資料電壓至該第一像素列群驅動電晶體之後施加該交流反向偏壓，且繼施加該交流反向偏壓至該第二像素列群驅動電晶體之後施加該資料電壓。
  19. 如請求項16之顯示器裝置，其中一個圖框經劃分為一具有一第一顯示間隔及一第一消隱間隔之第一間隔，及一具有一第二顯示間隔及一第二消隱間隔之第二間隔，其中在該第一顯示間隔期間，將該資料電壓施加至該第一像素列群驅動電晶體，其中在該第一消隱間隔期間，將該交流反向偏壓施加至該第二像素列群驅動電晶體，其中在該第二顯示間隔期間，將該資料電壓施加至該第二像素列群驅動電晶體，且其中在該第二消隱間隔期間，將該交替電流反向偏壓施加至該第一像素列群驅動電晶體。
  20. 一種驅動一顯示器裝置之方法，該顯示器裝置具有一發光元件及一將電流供應至該發光元件之驅動電晶體，該方法包含：施加一資料電壓至該驅動電晶體；及施加一反向偏壓至該驅動電晶體，其中該反向偏壓為一交流電壓。
  21. 如請求項20之方法，其中該資料電壓之施加時間與該反向偏壓之施加時間的比率在約4：1至約16：1之間的範圍內。
  22. 如請求項20之方法，其中該交流反向偏壓之一頻率在約10 Hz至約10,000 Hz之間的範圍內。
  23. 如請求項20之方法，其中該交流反向偏壓之一作用時間比在約10%至約90%之間的範圍內。
  24. 如請求項20之方法，其中該交流反向偏壓之最大值與最小值之平均值小於約0 V。
  25. 如請求項20之方法，其中當該顯示器裝置處於一接通狀態時，將該資料電壓施加至該驅動電晶體，且當該顯示器裝置處於一關閉狀態時，將該反向偏壓施加至該驅動電晶體。
  26. 一種驅動一顯示器裝置之方法，其中該顯示器裝置包含：一切換電晶體；一驅動電晶體，其連接至該切換電晶體；一第一像素列群及一第二像素列群，該第一像素列群及該第二像素列群各連接至該切換電晶體之一個別一者且包括至少一由複數個像素形成的像素列，其中每一像素具有一連接至該驅動電晶體之發光元件，該驅動一顯示器裝置之方法包含：施加一資料電壓至該第一像素列群；施加一交流反向偏壓至該第二像素列群；施加該資料電壓至該第二像素列群；及施加該交流反向偏壓至該第一像素列群。
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