TWI596590B - 顯示裝置 - Google Patents

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Description

顯示裝置
例示性實施例係涉及一種顯示裝置，而更特別地係涉及一種有機發光二極體(OLED)顯示裝置。
習知的平板顯示裝置包含例如液晶顯示器(LCDs)、場效發射顯示器(FEDs)、電漿顯示面板(PDPs)、電泳式顯示器(EPDs)、電濕潤顯示器(electrowettihg displays,EWDs)以及有機發光二極體(OLED)顯示器等。特別地，有機發光二極體顯示器一般而言包含使用複數個像素以顯示影像的顯示平面。各像素通常包含作為自發光構件(或元件)的有機發光二極體。顯示面板可包含形成於第一方向(例如，列)的複數個掃描線，與形成於第二方向(例如，行)的複數個資料線。為此，複數個像素中的每一個可基於連接至其之相對應的掃描線與相對應的資料線所傳輸的掃描訊號與資料訊號而顯示影像。
傳統上，有機發光二極體顯示器可出現影像訊框(image frame)，其包含高阻抗端子(high impedance terminal,Hiz)期間與驅動期間。在高阻抗端子期間，資料線可浮控(float)，且像素的有機發光二極體可藉由電壓量而放電，例如像是藉由接地電壓。在驅動期間的電壓變化期間，於施加目標電壓例如10V至資料線後，用於影像顯示的資料電壓可施加至資料線，以顯示影像。然而，於 高阻抗端子期間之後的電壓變化期間，電流可在資料線中流動(例如，同時流動)。當峰值電流(peak current)增加，則此電流的流動可能會引發問題。
上述於先前技術部分所揭露的資訊只用於增強本發明之先前技術的了解，而因此，其可包含未形成先前技術的資訊，先前技術係為在本國裡所屬技術領域之通常知識者已知悉。
例示性實施例提供配置以移除(或者減少)於高阻抗端子期間後可能發生之峰值電流的顯示裝置，而可增加顯示裝置的顯示品質。
另一態樣將列於下文中詳細描述，且揭露之部分將顯而易見，或可藉由本發明的實踐而了解。
根據例示性實施例，顯示裝置包含像素、資料線、掃描線、資料驅動器以及掃描驅動器。像素是配置以顯示影像。資料線是配置以傳輸資料電壓至像素。掃描線是配置以傳輸掃描訊號至像素。資料驅動器是配置以：在訊框(frame)的第一期間浮控(float)資料線，在第一期間之後之訊框的第二期間，施加第一資料電壓至資料線，以及在第二期間之後之訊框的第三期間，施加電壓波形至資料線，係以改變施加電壓由第一資料電壓至目標電壓。掃描驅動器是配置以選擇地施加掃描訊號至掃描線。
前文基本的描述與下文之詳細的描述為例示性和解釋性，並旨在對如申請專利範圍提供本發明進一步的解釋。
100‧‧‧訊號控制器
200‧‧‧掃描驅動器
300‧‧‧資料驅動器
400‧‧‧顯示單元
500‧‧‧電源單元
R、G、B‧‧‧視頻訊號
CONT1‧‧‧掃描控制訊號
CONT2‧‧‧資料控制訊號
Cst‧‧‧電容器
D‧‧‧電壓變化量
D1~Dm‧‧‧資料線
DAT1‧‧‧影像資料訊號
DAT2‧‧‧協定資料訊號
Dj‧‧‧第j個資料線
ELVDD、ELVSS‧‧‧電源電壓
H‧‧‧水平期間
Hsync‧‧‧水平同步訊號
M1‧‧‧切換電晶體
M2‧‧‧驅動電晶體
MCLK‧‧‧主要時脈訊號
OLED‧‧‧有機發光二極體
PX‧‧‧像素
S1~Sn‧‧‧掃描線
Si‧‧‧第i個掃描線
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧目標電壓
Vsync‧‧‧垂直同步訊號
所包含之附圖是提供本發明進一步的理解，且併入及構成此說明書的一部分，說明本發明之例示性實施例，並且一同用於解釋本發明之原理。
第1圖係為根據例示性實施例之顯示裝置的方塊圖。
第2圖係為根據例示性實施例之說明第1圖之顯示裝置之像素的示意電路圖。
第3圖係為根據例示性實施例之第1圖之顯示裝置之資料驅動器之輸出電壓的示意圖。
第4圖係為根據例示性實施例之說明視頻訊號的方塊圖。
於下文中的描述，為了解釋的目的，而進行大量特定細節的闡述，以便提供各種例示性實施例的徹底理解。然而顯而易見的是，各種例示性實施例可能不具有這些特定細節，或具有一個或多個等效配置而實施。於其他情況下，眾所周知的結構及裝置以方塊圖的形式顯示，以避免各種例示性實施例不必要地混淆。
於附圖中，尺寸與層、膜、面板以及區域等的相對尺寸可為清晰與描述的目的而誇大。再者，相同的編號表示相同或相似的構件。
當一構件或一層被稱為係「上(on)」、「連接至(connected to)」或「耦接至(coupled to)」另一構件或另一層時，其可以是直接上、直接連接至、或直接耦接至另一構件或另一層，或者可能有中間構件或中間層存在。然而，當一構件或一層被稱為係「直接...上(directly on)」、「直接連接至(directly connected to)」、或「直接耦接至(directly coupled to)」另一構件或另一層時，則無中間構 件或層的存在。對於本揭露的目的，「至少一個X、Y及Z(at least one of X,Y,and Z)」與「至少一選自由X、Y及Z組成之群組(at least one selected from the group consisting of X,Y,and Z)」可以解釋為只有X、只有Y、只有Z、或兩個或多個X、Y及Z的任意組合，例如，XYZ、XYY、YZ及ZZ。相同的編號表示全文中相同或相似的構件。文中所使用的「及/或(and/or)」的術語係包含一或多個相關所列事項的任何及所有組合。
儘管本文可使用術語第一(first)、第二(second)等等描述各種構件、組合、區域、層、及/或部分，這些構件、組合、區域、層、及/或部分不應被其術語所限制。術誥的使用為區別一構件、組合、區域、層、及/或部分與另一構件、組合、區域、層、及/或部分。因此，於下文中描述的第一構件、組合、區域、層、及/或部分可為第二構件、組合、區域、層、與/或部分，而不脫離本發明的教義。
空間相對術語，如「下方(beneath)」、「下方(below)」、「低於(lower)」、「上方(above)」以及「高於(upper)」等可用以描述目的而於本文使用，而因此描述如圖示所說明的一構件或特徵對另一構件或特徵之關係。空間相對術語意在包含除了圖中描述的方位之外的在使用、操作、及/或製造的不同方位。舉例來說，假使翻轉圖中的設備，描述為在另一構件或特徵「下方(below)」或「下方(beneath)」的構件接著將被定向為在另一構件或特徵「上方(above)」。因此，例示的術語「下方(below)」可兼含上方與下方的方位。更進一步，設備可被另外定向(例如，旋轉90度或其他方位)，且例如，根據文中說明使用的空間相對描述。
文中所使用的術語是為了描述特定實施例之目的，並非意在限制。如同文中所使用，單數形式的「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」除非文中另有清楚指明，否則亦意在包含複數的形式。更進一步，當說明書中使用術語「包含(comprises)」、「包含(comprising)」、「包含(includes)」及/或「包含(including)」，這個詞明確指出所述的特徵、整數、步驟、操作、元素、元件以及/或其組件的存在，但並非預先排除其他一個或多個特徵、整數、步驟、操作、元素、元件以及/或其組件的增加或出現。
除非另外定義，否則文中所使用的所有術語(包含技術與科學術語)具有相同的意義，其作為所屬技術領域中具有通常知識者普遍地理解之此揭露的一部分。這些術語例如以普遍使用的字典所定義，應理解為具有與相關技術領域之文中一致的意義，而將不理想化或過度地形式理解，除非明確地於文中所定義。
第1圖係根據實施例之顯示裝置的方塊圖。
參照第1圖，顯示裝置可包含訊號控制器100(或控制器)、掃描驅動器200、資料驅動器300、顯示單元400、以及電源單元500。儘管特定的參考例將於此特定的實施，但亦設想的是顯示裝置可以許多形式具體化，且包含多樣及/或可供選擇的元件。舉例來說，設想顯示裝置的元件可結合、位於分開的結構中、及/或分開的位置。
根據例示性實施例，訊號控制器100係配置以從來源(例如，顯示裝置外部的來源裝置)接收一個或多個視頻訊號(例如，一個或多個外部視頻訊號)R、G、以及B，與和控制視頻訊號R、G以及B的顯示的相關的一個或多個輸入控制訊號。儘管表示為單獨的訊號，視頻訊號R、G以及B可與及/或一個或多 個輸入控制訊號結合，或者以其他方式用以於共用媒介(shared medium)上傳輸/或接受之多路傳輸(multiplex)。為了描述方便，一個或多個視頻訊號R、G、以及B將於下文中稱作視頻訊號RGB。視頻訊號RGB可能包含用於顯示單元400之一個或多個像素PX的發光資訊。注意的是發光資訊可能包含若干灰階值(grayscale values)(或灰度(grays))，例如，1024=210灰度、256=28灰度、64=26灰度等。更進一步，注意的是，舉例來說，輸入控制訊號可能包含垂直同步訊號(vertical synchronization signal)Vsync、水平同步訊號(horizontal synchronization signal)Hsync、以及主要時脈訊號(main clock signal)MCLK等。
訊號控制器100可能處理對應於一個或多個顯示單元400之操作狀態的視頻訊號RGB，以及基於視頻訊號RGB和輸出控制訊號的資料驅動器300。於此方法，訊號控制器100可產生一個或多個其他的控制訊號，例如，掃描控制訊號CONT1、資料控制訊號CONT2、影像資料訊號DAT1、以及協定資料訊號(protocol data signal)DAT2。
於例示性實施例，訊號控制器100可藉由根據垂直同步訊號Vsync的訊框而分割視頻訊號RGB，以及根據水平同步訊號Hsync而分割與掃描線S1-Sn相關的視頻訊號RGB。為此，訊號控制器100亦可產生影像資料訊號DAT1與協定資料訊號DAT2。訊號控制器100是配置以傳輸掃描控制訊號CONT1至掃描驅動器200，且傳輸資料控制訊號CONT2、影像資料訊號DAT1、以及協定資料訊號DAT2至資料驅動器300。
根據例示性實施例，訊框包含高阻抗端子期間與驅動期間。驅動期間可包含電壓變化期間(例如，電壓增加或減少的期間)與發光期間。高阻抗端子期間係資料線D1-Dm浮控的期間。浮控的資料線D1-Dm係稱作於「高阻抗(high impedance)」的狀態。驅動期間的電壓變化期間是根據協定資料訊號DAT2而施加目標電壓至資料線D1-Dm的期間。根據例示性實施例，於驅動期間的初始化期間，資料線D1-Dm的電壓係逐漸地變化以達到目標電壓。驅動期間的發光期間係根據影像資料訊號DAT1而顯示影像的期間。
顯示單元400可包含縱向延伸於第一方向(例如，列)的複數個資料線D1-Dm、縱向延伸於第二方向(例如，行)的複數個掃描線S1-Sn、以及設置在相對於資料線D1-Dm與掃描線S1-Sn之各別交叉處的複數個像素PX。複數個像素PX的每一個可配置以顯示任何適當的色彩，例如，紅色(R)、綠色(G)、以及藍色(B)等。複數個資料線D1-Dm是配置以分別傳輸相應於影像資料訊號DAT1的資料電壓至複數個像素PX。複數個掃描線S1-Sn是配置以分別傳輸用以選擇像素PX的掃描訊號至複數個像素PX。當相應的掃描訊號傳輸通過相應的掃描線(例如，掃描線S1)時，像素PX各別地被觸發(例如，「開啟(turned on)」)，則相關之像素PX的發光構件係基於根據藉由相應之資料線(例如，資料線D1)而傳輸至像素PX的相應之資料電壓的驅動電流而發光。於此方法，像素PX可顯示影像。
根據例示性實施例，掃描驅動器200配置以根據掃描控制訊號CONT1而分別傳輸複數個掃描訊號至複數個掃描線S1-Sn。資料驅動器300配置以根據資料控制訊號CONT2而分別傳輸相對於影像資料訊號DAT1與協定資料訊號DAT2的複數個資料訊號至複數個資料線D1-Dm。為此，電源單元500是配置以供應電源電壓ELVDD與電源電壓ELVSS至複數個像素PX。
於例示性實施例中，訊號控制器100、掃描驅動器200、資料驅動器300、以及電源單元500，及/或一個或多個其元件可經由一個或多個一般用途及/或特殊用途的元件而實施，例如一個或多個離散電路(discrete circuits)、數位 訊號處理晶片、積體電路、特殊用途積體電路(application specific integrated circuits)、微處理器、處理器、可程式陣列(programmable arrays)、場可程式陣列(field programmable arrays)、及/或指令集處理器(instruction set processors)等。
根據例示性實施例，文中所描述的特徵/功能/處理係可經由軟體、硬體(例如，一般處理器、數位訊號處理晶片(digital signal processing chip,DSP chip)、特殊用途積體電路(application specific integrated circuits,ASIC)、以及場可程式閘陣列(field programmable gate arrays,FPGAs)等)、韌體、或其結合而實施。於此方法，訊號控制器100、掃描驅動器200、資料驅動器300、以及電源單元500，及/或一個或多個其組合可包含或以其他方式相關於包含程式碼(code)(例如，指令)之一個或多個記憶體(未繪示)，其配置以引起訊號控制器100、掃描驅動器200、資料驅動器300、以及電源單元500、及/或一個或多個其組合以執行文中所述的一個或多個特徵/功能/處理。
記憶體可為參與提供程式碼(code)/指令至一個或多個用於實施的軟體、硬體、及/或韌體之任何媒介。這樣的記憶體可有很多的形式，其包含非依電媒介(non-volatile media)、依電媒介(volatile media)、以及傳輸媒介(transmission media)，但不以此形式所限制。非依電媒介舉例來說包含光碟片或磁碟片。依電媒介包含動態記憶體(dynamic memory)。傳輸媒介包含同軸電纜(coaxial cables)、銅線、以及光纖。傳輸媒介亦可為聲波、光波、或電磁波的形式。舉例來說，常見電腦可讀取媒介的形式包含軟性磁碟(floppy disk)、可撓性持磁碟(flexible disk)、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒介、唯獨記憶光碟(CD-ROM)、可重複錄寫光碟(CD-RW)、數位多功能影音光碟(DVD)、任何其他光學性媒介、打孔卡(punch cards)、紙帶(paper tape)、光標示表單(optical mark sheets)、任何其 他具有孔洞圖樣的物理性媒介或光學地可辨認指標、隨機存取記憶體(RAM)、可編程唯讀記憶體(PROM)、可擦拭可規劃式唯讀記憶體(EPROM)、快閃可抹除可程式化唯讀記憶體(FLASH-EPROM)、任何其他記憶體晶片或卡匣(cartridge)、載波、或其他電腦可讀取的媒介。
第2圖係為根據例示性實施例之說明第1圖之顯示裝置之像素的示意電路圖。
參照第2圖，像素PX是連接至第i個掃描線Si與第j個資料線Dj，其中「i」與「j」是大於零的自然數。像素PX可包含第一切換單元(例如，切換電晶體M1)、第二切換單元(例如，驅動電晶體M2)、電壓儲存裝置(電容器Cst)、以及有機發光二極體OLED。然而，設想到可使用任何其他合適的配置。更進一步，儘管切換電晶體M1與驅動電晶體M2係描述作為p型通道類型的p型通道金屬氧化半導體(p-channel metal oxide semiconductor,PMOS)電晶體，但可使用任何其他合適的切換單元，例如n型通道類型的電晶體等。
根據例示性實施例，切換電晶體M1包含連接至第i個掃描線Si的閘極電極、連接至第j個資料線Dj的第一電極(例如，源極)、以及連接至驅動電晶體M2之閘極電極的第二電極(例如，汲極)。驅動電晶體M2包含連接至電源電壓ELVDD的第一電極(例如，源極)、連接至有機發光二極體OLED之第一電極(例如，陽極)的第二電極(例如，汲極)、以及連接至切換電晶體M1之第二電極的閘極電極。驅動電晶體M2的閘極電極是配置以於切換電晶體M1「開啟(turned on)」之期間接收資料訊號。電容器Cst係連接於驅動電晶體M2之閘極電極與第一電極之間。有機發光二極體OLED之第二電極是連接至電源電壓ELVSS。
於實施例中，當切換電晶體M1藉由通過第i個掃描線Si傳輸的掃描訊號而「開啟(turned on)」，而通過第j個資料線Dj傳輸的資料訊號提供至驅動電晶體M2之閘極電極時，像素PX可操作以顯示影像。於此方法，電容器Cst可維持一段期間的相對於資料訊號之閘極電極的電壓與驅動電晶體M2之第一電極的電壓之間的電壓差。此電壓差可引起至少一部份驅動電流流通過驅動電晶體M2。驅動電流可至少部份地導致有機發光二極體OLED根據流通過驅動電晶體M2之一個或多個驅動電流的態樣而發光，用以顯示影像。因此，於驅動期間之發光期間，像素PX係視為於操作的狀態。
第3圖係為根據例示性實施例之資料驅動器之輸出電壓的示意圖。為了描述方便，只有驅動期間之發光期間係描述為第(N-1)個訊框，且只有驅動期間之高阻抗端子期間與電壓變化期間係描述為第N個訊框，其中N是大於零的自然數。
參照第1圖至第3圖，於第(N-1)個訊框之發光期間，資料驅動器300是配置以施加對應於第(N-1)個訊框之影像資料訊號DAT1的資料電壓至一個或多個複數個資料線D1-Dm。為此，一個或多個掃描訊號可藉由例如掃描驅動器200而選擇性地施加至一個或多個複數個掃描線S1-Sn，用以選擇顯示影像的一個或多個像素PX。因此，於第(N-1)個訊框的發光期間後，即可開始第N個訊框。
關於第N個訊框之高阻抗端子期間，複數個資料線D1-Dm係藉由資料驅動器300而浮控。因此，資料驅動器300的輸出電壓可能減少。舉例來說，於高阻抗端子期間，資料驅動器300的輸出電壓可能設為0V。此外，於高阻抗端子期間，有機發光二極體OLED可能放電。舉例來說，於高阻抗端子期間，當電壓例如以0V施加至資料線D1-Dm，且切換電晶體M1藉由傳輸一個或多個複數個 掃描線S1-Sn的掃描訊號而「開啟(turned on)」時，各個電容器Cst可能放電。更進一步，對應有機發光二極體OLED的電極可連接至接地端，使得有機發光二極體OLED可能放電。因此，於高阻抗端子期間，像素PX可能被初始化。
根據例示性實施例，於第N個訊框之驅動期間的電壓變化期間，資料驅動器300可根據協定資料訊號DAT2而施加可逐漸由第一電壓V1改變至目標電壓V2的電壓至一個或多個複數個資料線D1-Dm。儘管第3圖描述目標電壓V2係大於第一電壓V1，設想到目標電壓V2可能小於第一電壓V1。協定資料訊號DAT2可包含電壓變化量D。資料驅動器300可使用電壓變化量D、電壓變化期間的長度、第一電壓V1、以及目標電壓V2而決定電壓維持期間。為此，資料驅動器300可於電壓維持期間施加第一電壓V1至一個或多個複數個資料線D1-Dm，而接著於電壓維持期間施加藉由電壓變化量D而改變的電壓(例如，V1+D或V1-D)至一個或多個複數個資料線D1-Dm。於此方法，資料驅動器300可持續改變至目標電壓V2的施加電壓至一個或多個複數個資料線D1-Dm。
舉例來說，當第一電壓V1為0V、目標電壓V2為10V、以及電壓變化期間是50個水平期間H時，資料驅動器300可施加藉由與(V2-V1)/50相等的量變化的各個電壓，亦即，各水平期間H為0.2V，至一個或多個複數個資料線D1-Dm。施加至一個或多個複數個資料線D1-Dm的電壓可以斜坡狀、階梯狀、逐漸地改變狀、或任意形狀等而改變。為此，電壓變化量D及/或電壓維持期間可為定值或依電壓變化期間之不同的水平期間H而為可變的。於此方法，水平期間H可為定值或依驅動期間的電壓變化期間而為可變的。為此，電壓變化的形狀(或輪廓)可藉由協定資料訊號DAT2而決定(或控制)。
根據例示性實施例，於驅動期間之電壓變化期間，如施加至複數個資料線D1-Dm的電壓是逐漸地變化，則峰值電流的效果可能減少。
更進一步，一旦施加目標電壓V2至一個或多個複數個資料線D1-Dm，可能開始第N個訊框之驅動期間的發光期間。例如，於發光期間，對應於第N個訊框之影像資料訊號DAT1的複數個資料電壓可施加至一個或多個複數個資料線D1-Dm，以引起至少一部份之相關的像素PX以顯示影像。
第4圖係為根據例示性實施例之說明視頻訊號的方塊圖。
參照第4圖，視頻訊號RGB包含與協定資料(protocol data)有關的現有資料(active data)，與用於各像素PX的發光資訊。根據例示性實施例，協定資料可包含如同第3圖所述的電壓變化量D。電壓變化量D可表示為代表光度的灰階值(grayscale values)。
注意到涉及資料驅動器300之1灰階的輸出電壓可為5mV至10mV之間。例如，電壓變化量D可表示為顯示灰階的位元資料(bit data)。舉例來說，灰階與位元資料HO[3：1]可繪製如表1所示。
如表1所示，舉例來說，當涉及1灰階的輸出電壓是設為5mV，而「0101」的協定資料接收時，則電壓變化量D為200mV(即，200mV=5mV/灰度* 40灰度)。舉例來說，於電壓變化期間，當資料驅動器300接收通過協定資料訊號DAT2之「0101」的協定資料時，則藉由200mV的電壓變化量D而逐漸地從第一電壓V1變化至目標電壓V2的電壓係施加至複數個資料線D1-Dm。
根據例示性實施例，峰值電流可藉由上述方法中驅動高阻抗端子而移除。
儘管文中已經描述某些實施例及其實施，其他實施例及修改將由其描述而顯而易見。因此，本發明不受限於這樣的實施例，而更及於所提出的申請專利範圍之更寬的範疇，以及各種顯著的修改及其等效的安排。
D‧‧‧電壓變化量
H‧‧‧水平期間
V1‧‧‧第一電壓
V2‧‧‧目標電壓

Claims (7)

  1. 一種顯示裝置，其包含：一像素，配置以顯示一影像；一資料線，配置以傳輸一資料電壓至該像素；一掃描線，配置以傳輸一掃描訊號至該像素；一資料驅動器，配置以：在一訊框之一第一期間，浮控該資料線；在該第一期間之後，在該訊框之一第二期間，施加一第一資料電壓至該資料線；以及在該第二期間之後，在該訊框之一第三期間，施加基於一增量電壓變化量之一電壓波形至該資料線，以改變施加電壓由該第一資料電壓至一目標電壓；以及一掃描驅動器，配置以選擇地施加該掃描訊號至該掃描線。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中：該資料電壓係根據一視頻訊號而施加至該資料線；該視頻訊號包含與該影像及該增量電壓變化量相關之一灰階資料；以及該資料驅動器配置以控制基於該增量電壓變化量之該電壓波形之施加。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中該資料驅動器配置以控制基於該增量電壓變化量之該第一資料電壓與該目標電壓之間之該電壓波形之一形狀。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之顯示裝置，其中該增量電壓變化量係設置為一位元資料，以表示一灰階。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中：在該第三期間之後，在該訊框之一第四期間，該資料驅動器配置以根據一視頻訊號而施加一第二資料電壓至該資料線，以及該像素包含配置以基於一驅動電流而發光之一有機發光元件，在該第四期間，該驅動電流施加至該有機發光元件。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之顯示裝置，其中該掃描驅動器配置以在該第四期間選擇地施加該掃描訊號至該掃描線。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中該目標電壓係小於或大於該第一資料電壓。
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