TWI570703B - 有機發光顯示裝置及其驅動方法 - Google Patents

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Description

有機發光顯示裝置及其驅動方法
相關申請案的交互參照。
本申請案主張於2012年5月29日向韓國智慧財產局申請之韓國專利申請案第10-2012-0056804號之優先權與效益，其所有內容於此納入作為參考。
本發明之實施例之態樣有關於一種有機發光顯示裝置及此有機發光顯示裝置之驅動方法。
目前，已發展出在與陰極射線管裝置(cathode ray tube devices)相較之下具有減低之重量及體積之各種平板顯示器。平板顯示器之示例包含液晶顯示器(liquid crystal display)、場效發射顯示器(field emission display)、電漿顯示面板(plasma display panel)、有機發光顯示裝置(organic light emitting display device)等。
在平板顯示器中，利用藉由電子與電洞重組而產生光之有機發光二極體(OLEDs)來顯示影像之有機發光顯示裝 置具有快速反應速度且係以低功耗驅動。有機發光顯示裝置包含複數個資料線、掃描線、以及以矩陣形式佈置在資料線與掃描線及電源線之間之交叉區域處之複數個畫素。各畫素一般包含一有機發光二極體且包含至少一驅動電晶體之至少二電晶體。
有機發光顯示裝置具有低功耗。然而，流至有機發光二極體之電流量係依據包含於各畫素之驅動電晶體之間之門檻電壓之差異而有所不同，故其產生非均勻顯示。例如，驅動電晶體之特性可能根據提供於各畫素之驅動電晶體之製造程序之差異而有所不同。目前，製造而使有機發光顯示裝置之所有電晶體具有相同特性是不可能或不切實際的。因此，產生驅動電晶體之門檻電壓之差異。
一種解決此問題之方案為於各畫素中增加包含複數個電晶體及一電容之補償電路。補償電路藉著二極體連接驅動電晶體而於掃描訊號提供期間補償驅動電晶體之門檻電壓之差異。
同時，其他改善影像品質之方案包含以高解析度及/或高驅動頻率來驅動面板。然而，當面板以高解析度及/或高驅動頻率所驅動時，在低亮度區域可能無法適當地補償門檻電壓，使得低亮度斑紋(不均勻性或非一致性)產生。例如，在顯示低亮度影像時，相對小之電流量流至畫素，使得於設定時間(例如，預定時間，如掃描訊號供應期間)可能無法適當地補償門檻電壓。
本發明之實施例之態樣係關於一種有機發光顯示裝置及此有機發光顯示裝置之驅動方法。進一步態樣係關於一種能夠穩定地補償驅動電晶體之門檻電壓之有機發光顯示裝置、以及此有機發光顯示裝置之驅動方法。
根據本發明之例示性實施例，提供一種有機發光顯示裝置。有機發光顯示裝置包含各具有驅動電晶體且配置以藉著初始功率初始化驅動電晶體之電壓之畫素、用於利用外部提供資料產生灰階值之灰度測定單元、以及用於控制初始功率之電壓位準以對應於灰階值之初始功率產生器。
灰階值可對應於對應一幀之外部提供資料之平均灰階。
灰階值可對應於對應一幀之外部提供資料之最低灰階。
灰階值可對應於對應一水平線之外部提供資料之平均灰階。
灰階值可對應於對應一水平線之外部提供資料之最低灰階。
初始功率產生器可配置以控制初始功率之電壓位準隨著灰階值從低亮度灰階值增加至高亮度灰階值而減少。
初始功率產生器可配置以控制初始功率之電壓位準，使得初始功率與對應於低亮度之第一資料訊號之間之第一 電壓差小於初始功率與對應於高亮度之第二資料訊號之間之第二電壓差。
初始功率產生器可更配置以控制初始功率之電壓位準，使得初始功率與資料訊號之間之電壓差隨著資料訊號由第一資料訊號減少至第二資料訊號而由第一電壓差增加至第二電壓差。
各像素可包含有機發光二極體、用於控制提供至有機發光二、極體之電流量之驅動電晶體、以及耦接於驅動電晶體之閘極與初始功率產生器之間之第二電晶體。
各像素可更包含第三電晶體用於二極體連接驅動電晶體。
根據本發明之另一例示性實施例，提供一種包含畫素各具驅動電晶體且配置以利用初始功率初始化驅動電晶體之閘極之電壓之有機發光顯示裝置之驅動方法。驅動方法包含利用外部提供資料取得灰階值，以及控制初始功率之電壓位準以對應灰階值。
灰階值可對應於對應一幀之外部提供資料之平均灰階。
灰階值可對應於對應一幀之外部提供資料之最低灰階。
灰階值可對應於對應一水平線之外部提供資料之平均灰階。
灰階值可對應於對應一水平線之外部提供資料之最低灰階。
控制初始功率之電壓位準以對應至灰階值可包含使對應於低亮度灰階值之初始功率之電壓位準朝對應於高亮度灰階值之初始功率降低。
110‧‧‧掃描驅動單元
120‧‧‧資料驅動單元
130‧‧‧顯示單元
140‧‧‧畫素
142‧‧‧畫素電路
150‧‧‧時序控制單元
160‧‧‧灰度測定單元
170‧‧‧初始功率產生器
Cst‧‧‧儲存電容
D1至Dm‧‧‧資料線
Data‧‧‧資料
DCS‧‧‧資料驅動控制訊號
E1至En‧‧‧發光控制線
ELVDD‧‧‧第一電源
ELVSS‧‧‧第二電源
M1‧‧‧第一電晶體
M2‧‧‧第二電晶體
M3‧‧‧第三電晶體
M4‧‧‧第四電晶體
M5‧‧‧第五電晶體
M6‧‧‧第六電晶體
N1‧‧‧第一節點
N2‧‧‧第二節點
S1至Sn‧‧‧掃描線
SCS‧‧‧掃描驅動控制訊號
V1‧‧‧第一電壓差
V2‧‧‧第二電壓差
Vint‧‧‧初始功率
附圖配合說明書闡述了本發明之例示性實施例，且連同敘述而作為解釋本發明之態樣及原理。
第1圖 係顯示根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意圖。
第2圖 係為第1圖所示之初始功率產生器所產生之初始功率之例子之示意圖。
第3圖 係為顯示第1圖所示之畫素之例子之電路圖。
第4圖 係為顯示提供於第3圖所示之畫素之驅動波形之例子之波形圖。
在下文中，根據本發明之一些例示性實施例將參照附圖而進行說明。在此，當第一元件被描述為耦接於第二元件時，第一元件可能直接耦接(例如連結)至第二元件或透過一或多個第三元件而間接地耦接(例如，電性連結)至第二元件。此外，為簡便描述，於完整了解實施例時可能非必需之一些元 件可為了清晰而省略。另外，全文中相似之參考符號表示相似之元件。可藉由本發明所屬技術領域具有通常知識者所實施之本發明之例示性實施例現將參照第1圖至第4圖而詳細描述。
第1圖係為根據本發明之例示性實施例之有機發光顯示裝置之示意圖。
參照第1圖，有機發光顯示裝置包含具有畫素140位於掃描線S1至Sn及資料線D1至Dm之交叉區域之顯示單元130、用於驅動掃描線S1至Sn及發光控制線E1至En之掃描驅動單元(或掃描驅動器)110、用於驅動資料線D1至Dm之資料驅動單元(或資料驅動器)120、以及用於控制掃描驅動單元110及資料驅動單元120之時序控制單元(或時序控制器)150。此外，有機發光顯示裝置包含用於利用外部提供資料而測定灰階(或亮度)之灰度測定單元(或灰階測定單元)160、以及用於控制初始功率Vint之電壓位準以對應於灰度測定單元(如灰階測定單元)160所測定之灰階之初始功率產生器170。
時序控制單元150對應於外部提供之同步訊號產生資料驅動控制訊號DCS及掃描驅動控制訊號SCS。資料驅動控制訊號DCS提供至資料驅動單元120，而掃描驅動控制訊號SCS提供至掃描驅動單元110。另外，時序控制單元150提供外部提供資料至資料驅動單元120。
掃描驅動單元110從時序控制單元150接收掃描驅動控制訊號SCS。掃描驅動單元110產生掃描訊號且依序地提供所產生之掃描訊號至掃描線S1至Sn。另外，掃描驅動單元110 回應掃描驅動控制訊號SCS而產生發光控制訊號並依序地提供所產生之發光控制訊號至發光控制線E1至En。在此，發光控制訊號之寬度設定為與掃描訊號相同或更寬。例如，提供至第i條發光控制線Ei之發光控制訊號與提供至第(i-1)條掃描線Si-1及第i條掃描線Si之訊號相互重疊。
資料驅動單元120從時序控制單元150接收資料驅動控制訊號DCS。資料驅動單元120產生資料訊號且與掃描訊號同時(例如同步)提供所產生之資料訊號至資料線D1至Dm。
顯示單元130從第一電源ELVDD(例如，從外部第一電源ELVDD)接收第一功率且從第二電源ELVSS(例如，從外部第二電源ELVSS)接收第二功率，並提供其至各畫素140。各畫素140包含驅動電晶體，其用於對應資料訊號控制由第一電源ELVDD提供經由有機發光二極體至第二電源ELVSS之電流量。驅動電晶體之閘極於資料訊號提供於其中之前會初始化至初始功率Vint之電壓。
灰度測定單元160接收外部提供資料Data且利用所接收之資料Data產生灰階值。在此，灰階值為可選的，例如，作為對應於一幀之資料Data之平均值(如平均灰階值或亮度水平)或具有對應於一幀之資料Data中最低灰階之資料。另外，灰階值為可選的，例如，對應於一水平線(例如，對應相同的第i條掃描線Si之畫素140之水平線)之資料之平均值或具有對應一水平線之資料中之最低灰階之資料。於其他實施例中，不同代表性之灰階值可藉由灰度測定單元160而產生。
當具有最低灰階之資料選作為灰階值時，控制初始功率Vint之電壓以使驅動電晶體之門檻電壓可在顯示對應低亮度之影像時被穩定地補償。另外，因為一幀或一水平線之資料一般或經常地具有相似灰階，具有利用具最低灰階之資料所控制之初始功率Vint之電壓仍然使得畫素140中之門檻電壓被穩定地補償。
當資料之平均值選作為灰階值時，初始功率Vint之電壓被控制以使驅動電晶體之門檻電壓可對應於畫素140中所顯示之亮度而被穩定地補償。
初始功率產生器170對應於從灰度測定單元160所提供之灰階值而控制初始功率Vint之電壓。在此，如第2圖所示，初始功率產生器170使得初始功率Vint從低亮度灰階值減少至高亮度灰階值。另外，如第2圖所示，初始功率產生器170使得初始功率Vint與資料訊號之間之電壓差由低亮度灰階值增加至高亮度灰階值。在這種情況下，資料訊號與初始功率Vint之間之電壓差於低亮度時設定為第一電壓差V1，而於高亮度時設定為大於第一電壓差V1之第二電壓差V2。
當資料訊號及初始功率Vint於低亮度設定為具有第一電壓差V1，即低電壓差時，對應於小電流量包含於各畫素140中之驅動電晶體之閘極之電壓可穩定地由初始功率Vint之電壓增加至資料訊號之電壓。因此，當顯示低亮度時，門檻電壓可於畫素140中被穩定地補償。
另外，資料訊號及初始功率vint於高亮度灰階設定為具有第二電壓差V2。在此，當顯示高亮度時，大量電流流動，以使驅動電晶體之閘極之電壓可穩定地由初始功率Vint之電壓增加至資料訊號之電壓。
以類似的方式，如第2圖所示，當顯示器由顯示低亮度切換至顯示高亮度時，資料訊號與初始功率Vint之間之電壓差可由第一電壓差V1增加(例如，逐漸增加)至第二電壓差V2。例如，根據本發明之實施例此電壓差增加可為連續的或逐步的(在一或多個步驟中)。
如上所述，初始功率Vint之電壓係受控制而對應至對應於一幀或一水平線之灰階值，進而使其有可能穩定地補償包含於各畫素140之驅動電晶體之電壓。在其他實施例中，不同區域，如水平線群組，可用於選擇代表性灰階值。
第3圖係為顯示如第1圖所示之畫素140之例子之電路圖。於第3圖中，為了方便說明將顯示耦接於第m條資料線Dm、第n條掃描線Sn、第(n-1)條掃描線Sn-1及第n條發光控制線En之畫素140。
參照第3圖，畫素140包含有機發光二極體(OLED)以及耦接於資料線Dm、第(n-1)條掃描線Sn-1及第n條掃描線Sn、及發光控制線En以控制提供至有機發光二極體(OLED)之電流量之畫素電路142。畫素電路142耦接有機發光二極體(OLED)之陽極，而第二電源ELVSS連接有機發光二極體之陰極。在此，第二電源ELVSS之電壓值設定為低於第一電源ELVDD。有機發 光二極體對應於由畫素電路142所提供之電流量而產生具有設定亮度(例如，預定亮度)之光。
畫素電路142在掃描訊號提供至第n條掃描線Sn時對應於提供至資訊線Dm之資料訊號而控制提供至有機發光二極體(OLED)之電流量。為此，畫素電路142包含第一電晶體M1至第六電晶體M6、以及儲存電容Cst。
第四電晶體M4之第一電極耦接資料線Dm，且其第二電極耦接第一節點N1。另外，第四電晶體M4之閘極耦接至第n條掃描線Sn。第四電晶體M4在掃描訊號提供至第n條掃描線Sn時導通，進而提供由資料線Dm所提供之資料訊號至第一節點N1。
第一電晶體M1(即驅動電晶體)之第一電極耦接至第一節點N1，且其第二電極耦接至第六電晶體M6之第一電極。另外，第一電晶體M1之閘極耦接於第二節點N2。第一電晶體M1對應於儲存電容Cst中改變之電壓而提供電流至有機發光二極體。
第三電晶體M3之第一電極耦接於第一電晶體M1之第二電極，且其第二電極耦接於第二節點N2。另外，第三電晶體M3之閘極耦接於第n條掃描線Sn。第三電晶體M3在掃描訊號提供至第n條掃描線Sn時導通，進而二極體連接(diode-connecting)第一電晶體M1。
第二電晶體M2耦接於第二節點N2與初始功率Vint之間。另外，第二電晶體M2之閘極耦接於第(n-1)條掃描線 Sn-1。第二電晶體M2在掃描訊號提供至第(n-1)條掃描線Sn-1時導通，進而提供初始功率Vint之電壓至第二節點N2。在此，初始功率Vint設定為低於資料訊號之電壓(如第2圖所示)。
第五電晶體M5之第一電極耦接於第一電源ELVDD且其第二電極耦接於第一節點N1。此外，第五電晶體M5之閘極耦接於發光控制線En。第五電晶體M5在發光控制訊號未自發光控制線En所提供時導通，進而相互電性連結第一電源ELVDD及第一節點N1。
第六電晶體M6之第一電極耦接於第一電晶體M1之第二電極，且其第二電極耦接於有機發光二極體之陽極。此外，第六電晶體M6之閘極耦接於發光控制線En。第六電晶體M6在未提供發光控制訊號時導通，進而提供由第一電晶體M1所提供之電流至有機發光二極體。
第4圖係為顯示提供於第3圖所示之畫素之驅動波形之例子之波形圖。
參照第4圖，掃描訊號首先提供至第(n-1)條掃描線，進而導通第二電晶體M2。當第二電晶體M2導通時，初始功率Vint之電壓提供至第二節點N2。
在此，對應於藉著灰度測定單元160所測定之灰階值而測定(例如，於初始功率產生器自動測定)初始功率Vint之電壓。換言之，配合低亮度灰階，初始功率Vint之電壓設定為高電壓，而配合高亮度灰階，初始功率Vint之電壓設定為低電壓。然而，初始功率Vint設定為低於資料訊號之電壓。此外， 初始功率Vint與資料訊號之間之電壓差可在顯示低亮度灰階至顯示高亮度灰階時增加。
在初始功率Vint之電壓提供至第二節點N2之後，掃描訊號提供至第n條掃描線Sn。第三電晶體M3及第四電晶體M4在掃描訊號提供至第n條掃描線Sn時導通。當第四電晶體M4導通時，提供至資料線Dm之資料訊號提供至第一節點N1。因為第二節點N2初始化至初始功率Vint之電壓，第一電晶體M1為導通。因此，提供至第一節點N1之資料訊號經由二極體連接之第一電晶體M1而提供至第二節點N2。另外，第二節點N2之電壓增加至藉由從資料訊號之電壓減去第一電晶體M1之門檻電壓所產生之電壓。
初始功率Vint之電壓對應於灰階值而被測定。例如，當對應於低亮度灰階而供應資料訊號時，初始功率Vint與資料訊號之間之電壓差(且其提供至第二節點N2)係設定的較低。另外，當提供對應於高亮度灰階之資料訊號，初始功率Vint與資料訊號之間提供至第二節點N2之電壓差設定的較高。因為初始功率Vint之電壓使用灰階值而被測定，第一電晶體M1之門檻電壓對應於資料訊號之電壓可被穩定地補償。
施加至第二節點N2之電壓儲存至儲存電容Cst。在設定電壓(例如，預定電壓)在儲存電容Cst中充電之後，發光控制訊號至發光控制線En之供應停止，以使第五電晶體M5及第六電晶體M6導通。當第五電晶體M5及第六電晶體M6導通時，形成自第一電源ELVDD至有機發光二極體之電流路徑。在這種情 況下，對應於儲存電容Cst中充電之電壓，第一電晶體M1控制從第一電源ELVDD流至有機發光二極體之電流量。
雖然上述畫素140包含六個電晶體及單一電容，本發明並不以此為限。本發明之實施例可應用於二極體連接驅動電晶體M1以補償驅動電晶體M1之門檻電壓之各種類型之畫素。當二極體連接驅動電晶體M1時，驅動電晶體M1之閘極之電壓利用初始功率Vint而初始化。
如上述例示性實施例所述之有機發光顯示裝置及其驅動方法，初始功率之電壓對應資料之灰階而被控制，進而可能無論所顯示之灰階如何而得以穩定地補償驅動電晶體之間之門檻電壓之變化。
雖然本發明已配合一些例示性實施例而說明，但應了解的是本發明並不限於所揭露之實施例，且相反地係旨在涵蓋包含於所附之申請專利範圍及其等效物之精神及範圍內之各種修改及等效配置。
110‧‧‧掃描驅動單元
120‧‧‧資料驅動單元
130‧‧‧顯示單元
140‧‧‧畫素
150‧‧‧時序控制單元
160‧‧‧灰度測定單元
170‧‧‧初始功率產生器
D1至Dm‧‧‧資料線
Data‧‧‧資料
DCS‧‧‧資料驅動控制訊號
E1至En‧‧‧發光控制線
ELVDD‧‧‧第一電源
ELVSS‧‧‧第二電源
S1至Sn‧‧‧掃描線
SCS‧‧‧掃描驅動控制訊號
Vint‧‧‧初始功率

Claims (16)

  1. 一種有機發光顯示裝置，其包含：畫素，其各包含一驅動電晶體且配置以初始化該驅動電晶體之一閘極之一電壓為一共同可變閘極初始電壓；一灰度測定單元，係用於利用對應於一幀之一外部提供資料產生該幀之一代表性灰階值；以及一初始功率產生器，係用於提供該共同可變閘極初始電壓至該畫素且於各幀變化該共同可變閘極初始電壓以對應於該幀之該代表性灰階值。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該代表性灰階值對應於對應至該幀之該外部提供資料之一平均灰階。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該代表性灰階值對應於對應至該幀之該外部提供資料之一最低灰階。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該代表性灰階值對應於對應至一水平線之該外部提供資料之一平均灰階。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該代表性灰階值對應於對應至一水平線之該外部提供資料之一最低灰階。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該初始功率產生器係配置以使該共同可變閘極初始電壓隨著該代表性灰階值從一低亮度灰階值增加至一高亮度灰階值而降低。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中該初始功率產生器係配置以控制該共同可變閘極初始電壓，使得該共同可變閘極初始電壓與對應於一低亮度之一第一代表性灰階值之一第一資料訊號之間之一第一電壓差小於該共同可變閘極初始電壓與對應於一高亮度之一第二代表性灰階值之一第二資料訊號之間之一第二電壓差。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之有機發光顯示裝置，其中該初始功率產生器更配置以控制該共同可變閘極初始電壓，使得該共同可變閘極初始電壓與對應於該代表性灰階值的一資料訊號之間之一電壓差隨著該資料訊號由該第一資料訊號減少至該第二資料訊號時由該第一電壓差增加至該第二電壓差。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之有機發光顯示裝置，其中各該畫素包含：一有機發光二極體；該驅動電晶體，係用於控制提供至該有機發光二極體之一電流量；以及一第二電晶體，係用於耦接於該驅動電晶體之該閘極與該初始功率產生器之間。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之有機發光顯示裝置，其中各該畫素更包含一第三電晶體用於二極體連接該驅動電晶體。
  11. 一種包含畫素各具驅動電晶體且配置以初始化驅動電晶體之閘極之電壓為共同可變閘極初始電壓之有機發光顯示裝置之驅動方法，該驅動方法包含：利用對應於一幀之一外部提供資料取得該幀之一代表性灰階值；以及提供該共同可變閘極初始電壓至該畫素，且於各幀變化該共同可變閘極初始電壓以對應該幀之該代表性灰階值。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中該代表性灰階值對應於對應該幀之該外部提供資料之一平均灰階。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中該代表性灰階值對應於對應該幀之該外部提供資料之一最低灰階。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中該代表性灰階值對應於對應一水平線之該外部提供資料之一平均灰階。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中該代表性灰階值對應於對應一水平線之該外部提供資料之一最低灰階。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之驅動方法，其中變化該共同可變閘極初始電壓包含使該共同可變閘極初始電壓隨著該代表性灰階值自一低亮度灰階值增加至一高亮度灰階值而降低。
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