TWI483232B - 有機發光二極體顯示器以及其驅動方法 - Google Patents

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Description

有機發光二極體顯示器以及其驅動方法
本發明大體上係相關於有機發光二極體顯示技術，尤指一種利用多重掃描(multi-scanning)藉以補償的有機發光二極體顯示裝置及其驅動方法。
隨著電子產品的應用與發展，對於省電和體積小的平面顯示器(flat panel display)的需求逐漸增加。在平面顯示器當中，有機發光二極體(organic light emitting diode，OLED)顯示器具有自發光、高亮度、廣視角、快速反應以及簡單製程等特性，使得有機發光二極體顯示器成為產業中傑出的顯示器。
有機發光二極體顯示器通常被分類為被動矩陣型有機發光二極體(passive matrix OLED，PMOLED)顯示器和主動矩陣型有機發光二極體(active matrix OLED，AMOLED)顯示器。主動矩陣型有機發光二極體顯示器使用薄膜電晶體(thin film transistor，TFT)和儲存電容器來控制有機發光二極體顯示器的亮度與灰度。
一般以主動矩陣型有機發光二極體顯示器而言，為了確保顯示器發光度與色彩的穩定表現而需要補償。主動矩陣型有機發光二極體顯示器通常具有複數條掃描線、複數條資料線、連接於上述掃描線和資料線之一像素陣列以及一個或多個與每個像素連接的補償電路，其中每個像素包含一個有機發光二極體。在操作上，複數個掃描信號被依 序提供給上述掃描線，如此使得在上述掃描信號的一段掃描期間內，透過相應資料線傳送給上述像素中一者的一資料信號寫入該像素，而在資料信號寫入像素的同樣一段掃描期間內，藉由上述補償電路運作補償。請參考第5圖，其繪示掃描信號的其中三個信號S(n-1)、S(n)、S(n+1)以及資料信號的其中一個信號D(k)的示意圖。掃描信號S(n-1)、S(n)以及S(n+1)當中的每個信號具有一脈衝，且此脈衝具有定義掃描期間TS 的脈衝寬度。該資料信號D(k)含有一段資料脈衝串流包括Dn-1 、Dn 、Dn+1 …等，分別相應於掃描信號S(n-1)、S(n)、S(n+1)…等而寫入不同像素列的該些像素。該段資料脈衝串流定義與掃描期間TS 相同的一段週期τ。如第5圖所示，在掃描期間TS 內，具補償期間TC 的補償以及具掃描時間Tg的閘極掃描會分別進行。
由於對顯示器高解析度和高畫面更新率的需求，使得掃描期間TS 被大幅縮短。舉例來說，以一個具有120Hz畫面更新率的全高解析度(full-high-definition FHD)有機發光二極體顯示器而言，平均的掃描期間TS 大約是7.7μs。解析度和畫面更新率越高，掃描期間TS 越短。越短的掃描期間TS 在補償步驟需要越短的補償期間TC 。然而，如果掃描期間TS 變太短，該掃描期間TS 可能無法滿足補償步驟所需。
因此，一個迄今為止未解決的需求存在於本技術領域中，以解決前述缺陷與不足。
本發明之一態樣是有關於一種有機發光二極體顯示裝置的驅動方法。該有機發光二極體顯示裝置具有複數條掃描線以及與上述掃描線交錯的複數條資料線，藉以矩陣的形式定義複數個像素。上述像素中每一者電性連接於上述掃描線中相應一者以及上述資料線中相應一者，並且上述像素中每一者具有一個有機發光二極體。在本發明一實施例中，該驅動方法包含提供複數個掃描信號與複數個資料信號，依序分別施加上述掃描信號於上述掃描線，以及同步分別施加上述資料信號於上述資料線。上述資料信號與一待顯示的圖像相關。上述掃描信號中每一者含有一波形，該波形具有一補償期間以及緊接該補償期間之後的一掃描期間。在補償期間內的波形具有第一電壓位準和第二電壓位準，其中上述兩種電壓位準彼此週期性地交替變換藉以定義一週期，而在掃描期間內的波形具有第一電壓位準。該週期等於掃描期間且比補償期間短。如此一來，在上述掃描信號之一者的補償期間內，與被施加該掃描信號之掃描線連接的相應像素列的像素電路經充電而作補償，而在該掃描信號的掃描期間內，上述資料信號被寫入該相應像素列的該些像素，藉以驅動其中前述有機發光二極體。
在本發明另一態樣中，提供一種有機發光二極體顯示裝置，該有機發光二極體顯示裝置包含：複數條掃描線以及與上述掃描線交錯的複數條資料線，藉以矩陣的形式定義複數個像素，其中上述像素中每一者電性連接於上述掃描線中相應一者以及上述資料線中相應一者，其中上述像素中每一者具有一個有機發光二極體；一掃描驅動器，與 上述掃描線電性連接，且該掃描驅動器經設定提供複數個掃描信號；以及一資料驅動器，與這些資料線電性連接，且該資料驅動器經設定提供複數個資料信號，其中上述資料信號與一待顯示的圖像相關。
上述掃描信號中每一者含有一波形，此波形具有一段補償期間以及緊接該補償期間之後的一掃描期間。在補償期間內的波形具有第一電壓位準和第二電壓位準，其中上述兩種電壓位準彼此週期性地交替變換藉以定義一週期，該週期等於掃描期間且比補償期間短。在掃描期間內的波形具有第一電壓位準。在操作上，該掃描驅動器依序分別施加上述掃描信號於上述掃描線，而該資料驅動器同步分別施加上述資料信號於上述資料線，使得在上述掃描信號中一者的補償期間內，與被施加該掃描信號之掃描線連接的相應像素列的該些像素被充電，而在該掃描信號的掃描期間內，上述資料信號被寫入該相應像素列的該些像素，藉以驅動其中上述有機發光二極體。
本發明在此將參考隨附圖示更充分地陳述如下，其中隨附圖示繪有本發明的實施例。然而本發明會以許多不同形式實現而不應受限於本說明書陳述之實施例。相反地，提出這些實施例將令本說明書詳盡且完整，而將充分表達本發明範圍予本發明所屬技術領域之通常知識者。本文中相同的參考編號意指相同的元件。
本說明書所用之用語只為描述特定實施例，而無意為 本發明之限制。單數形式如“一”、“這”以及“該”，如本說明書所用，同樣也包含複數形式。更可理解的是，當用語“包含”、“包括”或“具有”於本說明書中被使用時，其係詳列所陳特徵、部位、整數、步驟、操作、元件與/或部件之存在，但不排除其他特徵、部位、整數、步驟、操作、元件、部件與/或其中群組之一者或以上的存在或添加。
除非另外定義，本說明書所用之所有用語(包含技術與科學用語)所具意義，與本發明所屬技術領域的通常知識者之通常理解相同。更可理解的是，例如被定義於廣泛使用的字典中的用語，用語應被理解為具有意義與本發明以及相關技術中文章脈絡裡的用語意義一致，除非在本說明書中被明確地定義，否則不應以理想或過度字面上的意思作解釋。
如本文中所用之用語，“約”、“大約”或“近似”一般應意指在特定值或範圍的百分之二十以內，在百分之十以內較佳，而在百分之五以內最適當。本文中所提數值為近似值，意思是即使未被明確表示，其均隱含用語“約”、“大約”或“近似”的意思。
本發明實施例係配合隨附圖示第1至4B圖敘述如下。根據本發明之目的，如本說明書中的實現方式以及廣義描述，本發明之一態樣是關於一種有機發光二極體顯示裝置及其驅動方法。
請參照第1圖，其係依照本發明一實施例繪示一種用來驅動有機發光二極體顯示裝置的掃描信號與資料信號的波形示意圖。有機發光二極體顯示裝置具有複數條掃描線 以及複數條與掃描線交錯的資料線，藉以矩陣的形式定義複數個像素。上述每個像素電性連接於一相應掃描線以及一相應資料線，其中每個像素具有一個有機發光二極體。為了驅動該有機發光二極體顯示裝置，複數個掃描信號與複數個資料信號分別提供予上述掃描線與資料線。上述資料信號與一待顯示的圖像相關。掃描信號經設定依序開啟上述像素列，如此一來，資料信號可以輸入或寫入相應像素列。
如第1圖所繪示，一資料信號D(k)以及三個掃描信號S(n-1)、S(n)、S(n+1)係用來描述該有機發光二極體顯示裝置的多重掃描補償方法，其中k與n為正整數。資料信號D(k)包含一段資料脈衝串流，且資料脈衝包括資料Dn-1 、Dn 、Dn+1 …等，分別因應掃描信號S(n-1)、S(n)、S(n+1)…等而寫入不同像素列中的像素。每個掃描信號含有一波形，該波形具有補償期間TC 以及緊接該補償期間TC 的掃描期間TS 。在一實施例中，在補償期間TC 內，上述每個掃描信號的波形具有第一電壓位準和第二電壓位準(如第1圖所示的高電壓位準V1與低電壓位準V0)，其中上述兩種電壓位準彼此週期性地交替變換藉以定義出週期τ，而在掃描期間TS 內，每個掃描信號的波形具有第一電壓位準(如高電壓位準V1)。在本發明的一種實施例中，週期τ等於掃描期間TS 或比掃描期間TS 短。如第1圖所繪示，週期τ等於掃描期間TS 且比補償期間TC 短。在如第1圖所繪示的例示性實施例中，補償期間TC 為掃描期間TS 的五倍整。在一實施例中，補償期間TC 可為掃描期間TS 的N 倍，其中N可為任何正整數。
在本發明的一種例示性實施例中，如第1圖所繪示，資料信號D(k)也含有一波形，該波形的相位與補償期間TC 內之掃描信號的波形相位相反。換句話說，資料信號D(k)的波形具有低電壓位準和高電壓位準，其中上述兩種位準彼此週期性地交替變換，同上述掃描信號定義一樣的週期τ。
當有機發光二極體顯示裝置在運作時，掃描信號依序被分別施加於掃描線，資料信號同步被分別施加於資料線。如此一來，在本發明的一種實施例中，在掃描信號(例如S(n))的補償期間TC 內，與被施加該掃描信號的掃描線連接的相應像素列中的像素會被充電。更進一步而言，在掃描信號S(n)的掃描期間TS 內，資料信號被寫入該相應像素列的像素，藉以驅動其中的有機發光二極體。因為補償期間TC 比掃描期間TS 長，因此補償程序可在掃描期間TS 之前的多個週期τ內被運作，而在掃描期間TS 內的資料Dn 被寫入像素。
舉例來說，當掃描信號S(n)被施加於第n像素列時，資料Dn 將被寫入第n像素列的第n個像素。如第1圖所繪示，在該掃描信號S(n)的補償期間TC 內，像素透過資料線接收從Dn-5 到Dn-1 的資料，其中掃描信號S(n)包含掃描期間TS 之前的五個週期τ。因為在補償期間TC 內，資料信號D(k)的波形與掃描信號S(n)的波形相位相反，所以資料Dn-5 到Dn-1 不會被寫入像素；反而像素中的電容器(或多個電容器)被充電作為對發光二極體的補償。在掃描信號 S(n)的掃描期間TS 內，掃描信號S(n)具有高電壓位準V1，而因此資料Dn 被寫入像素。
值得說明的是，在本實施例中，在補償期間TC 內且S(n)為高電壓位準V1時，資料信號D(k)所輸出的電壓為補償用的參考電壓。
需要注意的是，由於有機發光二極體顯示裝置中的像素可具有不同的像素電路結構，掃描信號S(n)的電壓位準可以不同。舉例來說，第1圖繪示第一電壓位準為高電壓位準V1，第二電壓位準為低電壓位準V0。在本發明的一種實施例中，第一電壓位準可為低電壓位準V0，第二電壓位準可為高電壓位準V1。
在本發明的一種實施例中，為了確保每個像素在資料信號被寫入該像素之前能夠回到該像素的初始狀態，因此在補償程序之前會運作一重置步驟，其中該重置步驟的運作係藉由在補償期間TC 之前的重置期間TR (未繪示在第1圖中)，施加一個重置信號藉以重置該相應像素列中的像素。重置期間TR 可比掃描期間TS 長，且可為掃描期間TS 的M倍，其中M為正整數。
此外，在緊接掃描期間TS 之後的發射期間TE 內(沒有繪示在第1圖中)，一個發射信號也被施加於該相應像素列中的像素，使得相應像素列中像素內的有機發光二極體係根據寫入像素的資料信號經驅動而發光。
本發明所述之方法可被用在具有不同電路結構以及不同信號以供運作多重掃描補償的各種不同有機發光二極體顯示裝置。
請參照第2A圖，其繪示係依照本發明一實施例中一有機發光二極體顯示裝置以及其中多個像素中一者的電路示意圖。有機發光二極體顯示裝置20具有複數條資料線202、複數條掃描線204、複數條電源線206、一掃描驅動器210以及一資料驅動器220。資料線202與掃描線204交錯藉以矩陣的形式定義出複數個像素200。每個像素200電性連接於一條相應的掃描線204、一條相應的資料線202以及一條相應的電源線206，其中每個像素200具有一個有機發光二極體208。為了能更清楚的描述，第2A圖中只有繪示上述像素200其中一者的詳細電路結構，而以下將接著敘述該電路結構。
掃描驅動器210電性連接於上述掃描線204且掃描驅動器210經設定以提供複數個掃描信號。每個掃描信號含有一波形，該波形具有補償期間TC 與緊接在補償期間TC 之後的掃描期間TS ，而在補償期間TC 內的波形具有第一電壓位準以及第二電壓位準，其中上述兩種電壓位準彼此周期性地交互變換藉以定義出週期τ，在掃描期間TS 內的波形具有第一電壓位準，而該週期τ等於掃描期間TS 且該掃描期間TS 比補償期間TC 短，如同第1圖所繪示。資料驅動器220電性連接於資料線202，且資料驅動器220經設定以提供與一待顯示圖像相關的多個資料信號，如同第1圖所繪示。在操作上，掃描驅動器210依序分別施加掃描信號於掃描線204，資料驅動器220同時分別施加資料信號於上述資料線202，使得在一掃描信號的補償期間TC 內，與被施加該掃描信號的掃描線204連接的相應像素列 的像素200經充電作其中該些有機發光二極體208的補償，而在該掃描信號的掃描期間TS 內，上述資料信號經寫入相應像素列的像素200而驅動其中該些有機發光二極體208。
如同第2A圖繪示，像素200具有一個包含四個電晶體(4T)以及二個電容器(2C)的4T2C像素電路架構。更明確地說，像素200包含一個有機發光二極體208、一個驅動電晶體Td、一個第一電晶體T1、一個第二電晶體T2、一個第三電晶體T3、一個儲存電容器Cs以及一個補償電容器Cp。驅動電晶體Td、第一電晶體T1、第二電晶體T2以及第三電晶體T3中每一者皆具有一個閘極、一個源極以及一個汲極。驅動電晶體Td的源極電性耦接於有機發光二極體208。第一電晶體T1的閘極電性連接於相對應的掃描線204，第一電晶體T1的汲極電性耦接於相對應的資料線202，且第一電晶體T1的源極電性耦接於驅動電晶體Td的閘極。第二電晶體T2的閘極電性耦接於一發射信號源，第二電晶體T2的汲極電性耦接於相對應的電源線206，且第二電晶體T2的源極電性耦接於驅動電晶體Td的汲極。第三電晶體T3的閘極電性耦接於一重置信號源，第三電晶體T3的汲極電性耦接於一個低電壓源Vsus，且第三電晶體T3的源極電性耦接於驅動電晶體Td的源極。儲存電容器Cs電性耦接於驅動電晶體Td的閘極以及驅動電晶體Td的源極之間，藉以在儲存電容器Cs的兩端形成兩個節點：節點A與節點B。補償電容器Cp電性耦接於第二電晶體T2的汲極以及驅動電晶體Td的源極之間。
請參照第2B圖，其繪示係依照本發明一實施例中應用於第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。在本例示性實施例中，一個資料信號D(k)透過資料線202被供予有機發光二極體顯示裝置的第n像素列中之一像素200。相應掃描線204提供一相應掃描信號S(n)，重置信號源提供一相應重置信號R(n)，以及發射信號源提供一相應發射信號EM(n)。另外，由該掃描信號S(n)定義的週期為τ。為了能更清楚描述起見，上述的每個信號繪示為具有相同的高電壓位準V1或是相同的低電壓位準V0。
該重置步驟的運作可藉由在補償期間TC 之前的重置期間TR 內，施加一重置信號藉以重置該相應像素列的像素，其中該重置期間TR 比掃描期間TS 長。較佳地，重置期間TR 為掃描期間TS 的M倍，其中M為正整數。如第2B圖所繪示的例示性實施例中，重置期間TR 為掃描期間TS 的二倍整。
在重置期間TR 內，重置信號R(n)具有高電壓位準V1，而發射信號EM(n)具有低電壓位準V0。掃描信號S(n)與資料信號的相位相反。具體而言，該掃描信號S(n)具有高電壓位準V1以及低電壓位準V0，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。因此，在每個週期τ內的第一部分內，第一電晶體T1處於導通狀態，而在每個週期τ內的第二部分內，第一電晶體T1處於截止狀態，第二電晶體T2處於截止狀態，且第三電晶體T3處於導通狀態，藉以將儲存電容器Cs重置為預發射(pre-emission) 狀態，此時節點A具有電位Vref且節點B具有低電位Vsus。
在重置像素200之後，於補償期間TC 內針對該像素200進行補償，且此補償期間TC 在重置期間TR 之後且掃描期間TS 之前，其中補償期間TC 比掃描期間TS 長。適當的做法可以是，補償期間TC 為掃描期間TS 的N倍，其中N可為任意正整數。如第2B圖所繪示的例示性實施例中，補償期間TC 為掃描期間TS 的二倍整。
在補償期間TC 內，重置信號R(n)具有低電壓位準V0，而發射信號EM(n)具有高電壓位準V1。掃描信號S(n)與資料信號D(k)的相位相反。更明確的說，掃描信號S(n)具有高電壓位準V1以及低電壓位準V0，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。因此，第二電晶體T2被開啟導通以及第三電晶體T3被關閉截止，使得節點A維持電位為Vref，而節點B增加電位至(Vref-Vth)藉以將此像素200充電，其中Vth為驅動電晶體Td的臨界電壓。因為補償期間TC 需歷時多個掃描期間TS ，因此整個補償程序有足夠的時間完成。
在補償程序之後，資料Dn 係在掃描期間TS 被寫入該像素200。
在掃描期間TS 內，重置信號R(n)與發射信號EM(n)二者皆具有低電壓位準V0，且在整個掃描期間TS 內，掃描信號S(n)具有高電壓位準V1。因此，第一電晶體T1被開啟導通，而第二電晶體T2和第三電晶體T3二者皆被關閉截止，使得節點A具有電位Vdata而節點B增加電位至〔Vref-Vth+a×(Vdata-Vref)〕，其中Vdata為資料Dn 的 電壓，而a是〔Cs/(Cs+Cp)〕的電容比例。因此，資料Dn 被寫入像素200。
在資料寫入程序之後，接著進行一發射程序，其中該發射程序的運作係藉由在緊接掃描期間TS 之後的發射期間TE ，施加一發射信號EM(n)於像素200，如此使得有機發光二極體208依據寫入像素200的資料Dn 經驅動而發光。
在發射期間TE 內，重置信號R(n)與掃描信號S(n)二者皆具有低電壓位準V0，而發射信號EM(n)具有高電壓位準V1。因此，第一電晶體T1和第三電晶體T3二者皆被關閉截止，而第二電晶體T2被開啟導通。也因此，節點A提升電位至〔(1-a)×(Vdata-Vref)+Vss+VOLED+Vth〕，其中VOLED為此有機發光二極體208的電壓，而節點B提升電位至(Vss+VOLED)，造成儲存電容器Cs的兩端電位差Vgs。驅動電晶體Td因而被開啟導通，以驅動有機發光二極體208而發光。該電位差Vgs為：Vgs=(1-a)×(Vdata-Vref)+Vth。
請參照第2C圖，其繪示係依照本發明另一實施例中用於第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。在本實施例中，重置信號R(n)與發射信號EM(n)二者亦經設計而相應於與掃描信號S(n)相同波形格式的資料信號D(k)。換句話說，在重置期間TR 內，重置信號R(n)和資料信號D(k)同相位，也就是重置信號R(n)具有低電壓位準V0以及高電壓位準V1，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。在重置期間TR 、補償期間TC 以及掃描期間TS 內，發射信號EM(n) 和資料信號D(k)的相位相反，也就是發射信號EM(n)具有高電壓位準V1以及低電壓位準V0，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。該掃描信號S(n)具有與第2B圖所示之掃描信號S(n)相同的波形。第2C圖所示方法的細節與第2B圖所示方法相同，因此以下不再贅述。
值得一提的是，在本發明的一些實施例中，多個信號具有低電壓位準V0以及高電壓位準V1，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。如第2C圖所繪示，每個低電壓位準V0與每個高電壓位準V1各佔據週期τ的一半。然而，低電壓位準V0與高電壓位準V1的期間比例可以根據驅動電路的需要而做調整。
第2D圖其繪示係依照第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置20的電壓偏移效果曲線圖。在本實施例中，像素輸出電流IDS 為：IDS =k×〔(1-a)×(Vdata-Vref)〕2 。
如第2D圖所繪示，不論驅動電晶體Td之臨界電壓Vth是否偏移，Vdata相對IDS 的曲線基本上相同。換句話說，驅動有機發光二極體顯示裝置的方法對於補償充電的運作提供了足夠的時間，藉以獲得有機發光二極體顯示裝置的穩定輸出電流IDS 。
值得注意的是，配合不同信號以供運作多重掃描補償方法，如第2A圖所繪示的4T2C像素電路結構可以多種不同的方式實現。
請參照第3A圖，其繪示係依照本發明一實施例中有 機發光二極體顯示裝置的其中多個像素中一者之電路示意圖。為了能更清楚描述起見，第3A圖只有繪示像素300的像素電路，沒有繪示有機發光二極體顯示裝置的其他元件，比如資料線、掃描線以及電源線。
如第3A圖所繪示，像素300包含一個有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)308、一個驅動電晶體Td、一個第一電晶體T1、一個第二電晶體T2、一個第三電晶體T3、一個儲存電容器Cs以及一個補償電容器Cp。換句話說，像素300也具有一個4T2C像素電路結構，只是其中的電路和第2A圖之像素200的電路不同。
驅動電晶體Td、第一電晶體T1、第二電晶體T2以及第三電晶體T3中每一者皆具有一個閘極、一個源極以及一個汲極。驅動電晶體Td的源極電性耦接於相應電源線Vdd。第一電晶體T1的閘極電性耦接於被施加第一掃描信號S1(n)之相應第一掃描線，而第一電晶體T1的源極電性耦接於被施加資料信號D(k)之相應資料線。第二電晶體T2的閘極電性耦接於被施加第二掃描信號S2(n)之相應第二掃描線，第二電晶體T2的源極電性耦接於驅動電晶體Td的汲極，以及第二電晶體T2的汲極電性耦接於驅動電晶體Td的閘極。第三電晶體T3的閘極電性耦接於提供一相應發射信號EM(n)的發射信號源，第三電晶體T3的源極電性耦接於驅動電晶體Td的汲極，以及第三電晶體T3的汲極電性耦接於有機發光二極體308。
儲存電容器Cs電性耦接於驅動電晶體Td的閘極與第一電晶體T1的汲極之間。補償電容器Cp電性耦接於電源 線Vdd與第一電晶體T1的汲極之間。
請參照第3B圖，其繪示係依照本發明另一實施例中用於第3A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。在本發明的一種例示性實施例中，相應的第一掃描信號S1(n)被提供予第n像素列，而資料信號D(k)被提供予該有機發光二極體顯示裝置之第n像素列的像素300，其中該資料信號D(k)包括有待寫入像素300的資料Dn 。此外，第二掃描信號S2(n)與相應的發射信號EM(n)也提供予像素300，而沒有重置信號。其次，由第一掃描信號S1(n)定義的週期為τ。為了圖解描述能更簡潔易讀，上述信號中每一者繪示為具有相同的高電壓位準V1或是相同的低電壓位準V0。
如第3B圖所繪示，在資料Dn 被寫入像素300之前，在掃描期間TS 之前的補償期間TC 內針對像素300運作補償。其中，補償期間TC 比掃描期間TS 長。較適當的做法是，補償期間TC 為掃描期間TS 的N倍，其中N可為任意正整數。在本發明如第3B圖所繪示的實施例中，補償期間TC 為掃描期間TS 的四倍整。
在補償期間TC 內，第二掃描信號S2(n)具有低電壓位準V0，而發射信號EM(n)具有高電壓位準V1。第一掃描信號S1(n)與資料信號D(k)相位相反。明確的說，第一掃描信號S1(n)具有低電壓位準V0以及高電壓位準V1，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。因此，第二電晶體T2被開啟導通，第三電晶體T3被關閉截止，以及第一電晶體T1被開啟導通藉以將像素300充 電。換句話說，第一掃描信號S1(n)充當補償信號。因為補償期間TC 歷時多個掃描期間TS ，使得整個補償程序有足夠的時間完成。
在補償程序之後，在掃描期間TS 內，資料Dn 被寫入像素300。
在掃描期間TS 內，第一掃描信號S1(n)具有低電壓位準V0，而發射信號EM(n)具有高電壓位準V1。在整個掃描期間TS 內，第二電壓位準S2(n)具有高電壓位準V1。因此，如第3A圖所繪示，第一電晶體T1被開啟導通，而第二電晶體T2和第三電晶體T3二者皆被關閉截止，使得資料Dn 被寫入像素300。
在資料寫入程序之後且在緊接掃描期間TS 後的發射期間TE 內施加一發射信號EM(n)於像素300，藉以運作一發射程序，使得有機發光二極體308係依據寫入像素300的資料Dn 經驅動而發光。
在發射期間TE 內，第一掃描信號S1(n)與第二掃描信號S2(n)二者皆具有高電壓位準V1，而發射信號EM(n)具有低電壓位準V0。因此，第一電晶體T1和第二電晶體T2二者皆被關閉截止，而第三電晶體T3被開啟導通。也因此，該有機發光二極體308被驅動而發光。
請參照第4A圖，其繪示係依照本發明一實施例中有機發光二極體顯示裝置的其中多個像素中一者之電路示意圖。為了描述能更簡潔易讀，第4A圖只有繪示像素400的像素電路，沒有繪示該有機發光二極體顯示裝置的其他元件，比如資料線、掃描線以及電源線。
如第4A圖所繪示，像素400包含一個有機發光二極體(organic light-emitting diode,OLED)408、一個驅動電晶體Td、一個第一電晶體T1、一個第二電晶體T2、一個第三電晶體T3、一個儲存電容器Cs以及一個補償電容器Cp。換句話說，像素400也具有一個4T2C像素電路結構，只是其中的電路和第2A圖之像素200的電路以及第3A圖之像素300的電路不同。
驅動電晶體Td、第一電晶體T1、第二電晶體T2以及第三電晶體T3中每一者皆具有一個閘極、一個源極以及一個汲極。第一電晶體T1的閘極電性耦接於被施加掃描信號S(n)之掃描線，第一電晶體T1的源極電性耦接於被施加資料信號D(k)之掃描線，以及第一電晶體T1的汲極電性耦接於驅動電晶體Td的閘極。第二電晶體T2的閘極電性耦接於提供一發射信號EM(n)的一發射信號源，第二電晶體T2的源極電性耦接於電源線Vdd，以及第二電晶體T2的汲極電性耦接於驅動電晶體Td的源極。第三電晶體T3的閘極電性耦接於提供一旁通控制信號BP(n)的一旁通控制信號源，第三電晶體T3的源極電性耦接於驅動電晶體Td的汲極，以及第三電晶體T3的汲極電性耦接於有機發光二極體408。
儲存電容器Cs電性耦接於驅動電晶體Td的閘極與驅動電晶體Td的源極之間。補償電容器Cp電性耦接於電源線Vdd與第二電晶體T2的汲極之間。
請參照第4B圖，其繪示係依照本發明另一實施例中用於第4A圖所示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信 號的波形示意圖。在本實施例中，一掃描信號S(n)被施加於第n像素列，而資料信號D(k)被供予該有機發光二極體顯示裝置之第n像素列的像素400。其次，發射信號EM(n)以及旁通控制信號BP(n)也被提供至像素400中。此外，掃描信號S(n)定義出週期τ。為了描述能更簡潔易讀，上述每個信號中繪示為具有相同的高電壓位準V1或相同的低電壓位準V0。再進一步說明，如第4B圖所繪示，資料信號D(k)的參考電壓Vref比資料Dn 之資料電壓Vdata高。
如第4B圖所繪示，在補償期間TC 之前的重置期間TR 內施加一重置信號因而重置該相應像素列的像素，藉以運作一重置步驟。其中，該重置期間TR 比掃描期間TS 長。在本發明的一種實施例中，重置期間TR 為掃描期間TS 的M倍，其中M為正整數。如第4B圖所繪示的例示性實施例中，重置期間TR 為掃描期間TS 的二倍整。
在重置期間TR 內，旁通控制信號BP(n)具有高電壓位準V1，而發射信號EM(n)具有低電壓位準V0。掃描信號S(n)與資料信號D(k)相位相反。明確的說，該掃描信號S(n)具有高電壓位準V1以及低電壓位準V0，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。因此，第二電晶體T2處於導通狀態，第三電晶體T3處於截止狀態以及第一電晶體T1處於導通狀態，而同時，掃描信號S(n)以及資料信號D(k)二者皆被供予高電壓位準V1，藉以將儲存電容器Cs重置為預發射(pre-emission)狀態。換句話說，在重置期間TR 內，旁通控制信號BP(n)充當重置信號。
在針對像素400的旁通控制之後，針對像素400在重 置期間TR 之後且掃描期間TS 之前的補償期間TC 內運作補償。其中，該補償期間TC 比掃描期間TS 長。在本發明的一種實施例中，補償期間TC 是掃描期間TS 的N倍，其中N可為任意正整數。如第4B圖所繪示的例示性實施例中，補償期間TC 為掃描期間TS 的二倍整。
在補償期間TC 內，旁通控制信號BP(n)具有低電壓位準V0，而發射信號EM(n)具有高電壓位準V1。掃描信號S(n)與資料信號D(k)相位相反。明確的說，掃描信號S(n)具有低電壓位準V0以及高電壓位準V1，其中上述兩種電壓位準在每個週期τ內彼此周期性地交互變換。因此，第二電晶體T2被關閉截止，第三電晶體T3被開啟導通，以及第一電晶體T1被開啟導通，而同時，掃描信號S(n)以及資料信號D(k)二者皆被供以高電壓位準V1，藉以將像素300充電。因為補償期間TC 歷時多個掃描期間TS ，使得整個補償程序有足夠的時間完成。
在補償程序之後，在掃描期間TS 內，資料Dn 被寫入像素400。
在掃描期間TS 內，掃描信號S(n)具有低電壓位準V0，而旁通控制信號BP(n)以及發射信號EM(n)二者皆具有高電壓位準V1。因此，第一電晶體T1被開啟導通，而第二電晶體T2和第三電晶體T3二者皆被關閉截止，使得資料Dn 被寫入像素400。
在資料寫入程序之後，於緊接掃描期間TS 後的發射期間TE 內施加一發射信號EM(n)於像素400，使得有機發光二極體408依據寫入像素400的資料Dn 經驅動而發光，藉 以運作一發射程序。
在發射期間TE 內，掃描信號S(n)具有高電壓位準V1，而旁通控制信號BP(n)以及發射信號EM(n)二者皆具有低電壓位準V0。因此，第一電晶體T1被關閉截止，而第二電晶體T2和第三電晶體T3二者皆被開啟導通。也因此，該有機發光二極體408被驅動而發光。
總而言之，本發明在其他實施例中，敘述一種運用多重掃描作補償的有機發光二極體顯示裝置以及其驅動方法。於掃描期間之前且比掃描期間長的補償期間內，針對像素運作補償。
本發明的上述例示性實施例，其目的只為以圖或文字的形式作說明，而非用以限定本發明。經上述啟發，當可作各種之更動與潤飾。
被選出以及描述的實施例之目的為，藉由解釋本發明之原理以及原理之實際應用，使得熟習此技藝者能被激發運用本發明、本發明之各種不同實施例以及本發明與本發明之實施例為特定所期用途之各種不同的改良。在不脫離本發明之精神和範圍內，另種實施例將顯見於熟習本發明相關技藝者。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
20‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
200‧‧‧像素
202‧‧‧資料線
204‧‧‧掃描線
206‧‧‧電源線
208‧‧‧有機發光二極體
210‧‧‧掃描驅動器
220‧‧‧資料驅動器
300‧‧‧像素
308‧‧‧有機發光二極體
400‧‧‧像素
408‧‧‧有機發光二極體
V1‧‧‧高電壓位準
V0‧‧‧低電壓位準
Vsus‧‧‧低電壓源
Vdd、Vss‧‧‧電源線
Vth‧‧‧臨界電壓
Vref‧‧‧參考電壓
Vdata‧‧‧資料電壓
IDS ‧‧‧像素輸出電流
Dn-1 ~Dn+1 ‧‧‧資料
τ‧‧‧週期
TS ‧‧‧掃描期間
TC ‧‧‧補償期間
TR ‧‧‧重置期間
TE ‧‧‧發射期間
S1(n)、S2(n)‧‧‧掃描信號
S(n-1)~S(n+1)‧‧‧掃描信號
EM(n)‧‧‧發射信號
D(k)‧‧‧資料信號
BP(n)‧‧‧旁通控制信號
R(n)‧‧‧重置信號
Td‧‧‧驅動電晶體
T1~T3‧‧‧電晶體
Cs、Cp‧‧‧電容器
第1圖係依照本發明一實施例繪示一種用來驅動有機發光二極體顯示裝置的掃描信號與資料信號的波形示意圖。
第2A圖係依照本發明一實施例繪示一有機發光二極體顯示裝置以及其中多個像素中一者的電路示意圖。
第2B圖係依照本發明一實施例繪示應用於第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形圖。
第2C圖係依照本發明另一實施例繪示用於第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。
第2D圖係依照第2A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置20繪示一電壓偏移效果曲線圖。
第3A圖係依照本發明一實施例繪示有機發光二極體顯示裝置的其中多個像素中一者之電路示意圖。
第3B圖係依照本發明另一實施例繪示用於第3A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。
第4A圖係依照本發明一實施例繪示有機發光二極體顯示裝置的其中多個像素中一者之電路示意圖。
第4B圖係依照本發明另一實施例繪示用於第4A圖所繪示之有機發光二極體顯示裝置的多個驅動信號的波形示意圖。
第5圖繪示掃描信號的其中三個信號S(n-1)、S(n)、S(n+1)以及資料信號的其中一個信號D(k)的示意圖。
20‧‧‧有機發光二極體顯示裝置
200‧‧‧像素
202‧‧‧資料線
204‧‧‧掃描線
206‧‧‧電源線
208‧‧‧有機發光二極體
210‧‧‧掃描驅動器
220‧‧‧資料驅動器
EM(n)‧‧‧發射信號
D(k)‧‧‧資料信號
R(n)‧‧‧重置信號
S(n)‧‧‧掃描信號
Td‧‧‧驅動電晶體
Cs、Cp‧‧‧電容器
Vdd、Vss‧‧‧電源線
T1~T3‧‧‧電晶體

Claims (20)

  1. 一種驅動有機發光二極體顯示裝置的方法，該有機發光二極體顯示裝置具有複數條掃描線以及與該些掃描線交錯的複數條資料線，藉以矩陣的形式定義複數個像素，該些像素中每一者電性連接於該些掃描線中相應一者以及該些資料線中相應一者並且具有一有機發光二極體，該方法包含：提供複數個掃描信號與複數個資料信號，其中該些掃描信號中每一者包含有一波形，該波形具有一補償期間以及緊接該補償期間之後的一掃描期間，其中於該補償期間內的波形具有一第一電壓位準和一第二電壓位準彼此週期性地交替變換藉以定義一週期，於該掃描期間內的波形具有該第一電壓位準，其中該週期等於該掃描期間而該掃描期間較短於該補償期間，其中該些資料信號與一待顯示的圖像相關；以及依序分別施加該些掃描信號於該些掃描線，並同步分別施加該些資料信號於該些資料線，使得於該些掃描信號之一者的該補償期間內，該些資料信號與該些掃描信號波形相位相反，而且與被施加該掃描信號之該掃描線連接的一相應像素列的該些像素係經充電而作補償，而於該掃描信號的該掃描期間內，該些資料信號係寫入該相應像素列的該些像素，藉以驅動其中該些有機發光二極體。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該補償期間為該掃描期間的N倍，N為一正整數。
  3. 如請求項1所述之方法，其中該第一電壓位準為一低電壓位準，且該第二電壓位準為一高電壓位準。
  4. 如請求項1所述之方法，其中該第一電壓位準為一高電壓位準，且該第二電壓位準為一低電壓位準。
  5. 如請求項1所述之方法，更包含：於該補償期間前的一重置期間，施加一重置信號以重置該相應像素列的該些像素。
  6. 如請求項5所述之方法，其中該重置信號於該重置期間係經設定具有一高電壓位準或一低電壓位準。
  7. 如請求項5所述之方法，其中該重置信號於該重置期間係經設定具有一低電壓位準與一高電壓位準彼此週期性地交替變換。
  8. 如請求項5所述之方法，其中該重置期間為該掃描期間的M倍，M為一正整數。
  9. 如請求項1所述之方法，更包含：於緊接該掃描期間後的一發射期間，施加一發射信號於該相應像素列的該些像素，使得該相應像素列的該些像 素中該些發光二極體係依據寫入該些像素的該些資料信號經驅動而發光。
  10. 一種有機發光二極體顯示裝置，該裝置至少包含：複數條掃描線以及與該些掃描線交錯的複數條資料線，藉以矩陣的形式定義複數個像素，該些像素中每一者電性連接於該些掃描線中相應一者以及該些資料線中相應一者並且具有一有機發光二極體；一掃描驅動器，電性連接於該些掃描線，且該掃描驅動器係經設定提供複數個掃描信號，其中該些掃描信號中每一者包含有一波形，該波形具有一補償期間以及緊接該補償期間之後的一掃描期間，其中於該補償期間內的波形具有一第一電壓位準和一第二電壓位準彼此週期性地交替變換藉以定義一週期，於該掃描期間內的波形具有該第一電壓位準，其中該週期等於該掃描期間而該掃描期間較短於該補償期間；以及一資料驅動器，電性連接於該些資料線，且該資料驅動器係經設定提供與一待顯示圖像相關的複數個資料信號；其中，於運作階段，該掃描驅動器依序分別施加該些掃描信號於該些掃描線，且同步分別施加該些資料信號於該些資料線，使得於該些掃描信號之一者的該補償期間內，該些資料信號與該些掃描信號波形相位相反，而且與被施加該掃描信號之該掃描線連接的一相應像素列的該些 像素係經充電而作補償，而於該掃描信號的該掃描期間，該些資料信號係寫入該相應像素列的該些像素，藉以驅動其中該些有機發光二極體。
  11. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該補償期間為該掃描期間的N倍，N為一正整數。
  12. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一電壓位準為一低電壓位準，且該第二電壓位準為一高電壓位準。
  13. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該第一電壓位準為一高電壓位準，且該第二電壓位準為一低電壓位準。
  14. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該些像素中每一者進一步包含：一驅動電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該驅動電晶體的該源極電性耦接於該有機發光二極體；一第一電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第一電晶體的該閘極電性連接於該像素相應的該掃描線，該第一電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該閘極，該第一電晶體的該汲極電性耦接於該像素相應的該資料線；一第二電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其 中該第二電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該汲極，該第二電晶體的該汲極電性耦接於一相應的電源線；一第三電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第三電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該源極，該第三電晶體的該汲極電性耦接於一低電壓源；一儲存電容器，電性耦接於該驅動電晶體的該閘極以及該驅動電晶體的該源極之間；以及一補償電容器，電性耦接於該第二電晶體的該汲極以及該驅動電晶體的該源極之間。
  15. 如請求項14所述之有機發光二極體顯示裝置，其中一重置信號於該補償期間前的一重置期間，係施加於該第三電晶體的該閘極。
  16. 如請求項15所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該重置期間為該掃描期間的M倍，M為一正整數。
  17. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該些像素中每一者進一步包含：一驅動電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該驅動電晶體的該源極電性耦接於一相應的電源線；一第一電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第一電晶體的該閘極電性連接於該像素相應的該掃描線，該第一電晶體的該源極電性耦接於該像素相應的該資料線； 一第二電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第二電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該汲極，該第二電晶體的該汲極電性耦接於該驅動電晶體的該閘極；一第三電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第三電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該汲極，該第三電晶體的該汲極電性耦接於該有機發光二極體；一儲存電容器，電性耦接於該驅動電晶體的該閘極以及該第一電晶體的該汲極之間；以及一補償電容器，電性耦接於該第一電晶體的該汲極以及該相應電源線之間。
  18. 如請求項10所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該些像素中每一者進一步包含：一驅動電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極；一第一電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第一電晶體的該閘極電性連接於該像素相應的該掃描線，該第一電晶體的該源極電性耦接於該像素相應的該資料線，該第一電晶體的該汲極電性耦接於該驅動電晶體的該閘極；一第二電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第二電晶體的該源極電性耦接於一相應的電源線，該第二電晶體的該汲極電性耦接於該驅動電晶體的該源極；一第三電晶體，具有一閘極、一源極以及一汲極，其中該第三電晶體的該源極電性耦接於該驅動電晶體的該汲 極，該第三電晶體的該汲極電性耦接於該發光二極體；一儲存電容器，電性耦接於該驅動電晶體的該閘極以及該驅動電晶體的該源極之間；以及一補償電容器，電性耦接於該相應的電源線以及該第二電晶體的該汲極之間。
  19. 如請求項18所述之有機發光二極體顯示裝置，其中一重置信號於該補償期間前的一重置期間，係施加於該第三電晶體的該閘極。
  20. 如請求項19所述之有機發光二極體顯示裝置，其中該重置期間為該掃描期間的M倍，M為一正整數。
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