具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法
专利名称：具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光显示装置，尤指一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法。
背景技术：
平面显示装置(Flat Panel Display)具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点， 所以被广泛地应用于电脑屏幕、移动电话、个人数字助理(PDA)、平面电视等电子产品上。 在各种平面显示装置中，主动式矩阵有机发光显示装置(Active Matrix Organic Light Emitting Display ；AMOLED)更具有自发光、高亮度、高发光效率、高对比、反应速度快、广视角、以及可使用温度范围大等进一步的优点，因此在平面显示装置的市场上极具竞争性。图1为公知主动式矩阵有机发光显示装置的结构示意图。如图1所示，主动式矩阵有机发光显示装置100包含扫描驱动电路110、数据驱动电路120、以及多个像素单元150。 每一像素单元150包含输入晶体管151、驱动晶体管152、储存电容153以及有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode ；OLED) 154。扫描驱动电路110与数据驱动电路120分别用来提供多个扫描信号与多个数据信号。每一像素单元150即根据对应扫描信号与对应数据信号控制驱动电流Id，进而控制有机发光二极管IM的发光运作。然而，在主动式矩阵有机发光显示装置100的运作中，驱动电流Id受驱动晶体管152的临界电压所影响，故多个像素单元150的驱动晶体管152的临界电压误差会导致像素亮度失真而降低显示品质。 此外，驱动晶体管152的电压/电流磁滞(Hysteresis)效应则可能导致影像残留现象，譬如若二相邻像素单元150于第一画面内分别用以显示白色灰阶与黑色灰阶，且在相续第一画面的第二画面的驱动运作中，该两像素单元150的控制电压Vctr均被设为对应于中间灰阶的相同电压，则该两像素单元150的驱动电流Id会因上述磁滞效应而相异，从而导致边缘残影现象。
发明内容
依据本发明的实施例，公开一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其包含一用来传输数据信号的数据线、一用来传输第一扫描信号的第一扫描线、一用来传输第二扫描信号的第二扫描线、一用来传输发光信号的传输线、一电连接于数据线与第一扫描线的输入单元、一电连接于传输线与输入单元的电压调整单元、一电连接于输入单元与电压调整单元的耦合单元、一电连接于耦合单元的驱动单元、一电连接于驱动单元与第二扫描线的第一重置单元、一电连接于驱动单元、第一重置单元与第一扫描线的第二重置单元、 一电连接于传输线与驱动单元的发光致能单元、以及一电连接于发光致能单元的有机发光二极管。输入单元用来根据数据信号与第一扫描信号以输出前置控制电压。电压调整单元用来根据发光信号与第二参考电压以调整前置控制电压。耦合单元用来对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压。驱动单元用来根据控制电压与电源电压以提供驱动电流与驱动电压。第一重置单元用来根据第二扫描信号与第一参考电压以重置驱动电压。第二重置单元用来根据第一扫描信号与驱动电压以重置控制电压。发光致能单元用来根据发光信号控制[wyl]将驱动电流馈入至有机发光二极管的运作。有机发光二极管用来根据驱动电流以产生输出光。本发明另公开一种用于上述具临界电压补偿机制的有机发光显示装置的驱动方法，其包含于第一时段内，提供具第一电位的第一扫描信号至输入单元与第二重置单元， 提供具第一电位的第二扫描信号至第一重置单元，提供具第二电位的发光信号以除能电压调整单元的电压调整运作及除能发光致能单元的电流馈入运作，并提供数据信号至输入单元；于第一时段内，输入单元根据数据信号与第一扫描信号以输出前置控制电压；于第一时段内，第一重置单元根据第二扫描信号与第一参考电压以重置驱动电压；于第一时段内， 第二重置单元根据第一扫描信号与驱动电压以重置控制电压；于第一时段后的第二时段内，将第二扫描信号从第一电位切换为第二电位以除能第一重置单元的重置运作；于第二时段内，第二重置单元与驱动单元根据第一扫描信号与电源电压对控制电压执行临界电压补偿运作；于第二时段后的第三时段内，将第一扫描信号从第一电位切换为第二电位以除能第二重置单元的重置运作并除能输入单元的输入运作；于第三时段后的第四时段内，将发光信号从第二电位切换为第一电位；在第四时段内，电压调整单元根据发光信号与第二参考电压以调整前置控制电压；于第四时段内，耦合单元对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压；于第四时段内，驱动单元根据控制电压与电源电压以提供驱动电流；于第四时段内，发光致能单元根据发光信号将驱动电流馈入至有机发光二极管；以及于第四时段内，有机发光二极管根据驱动电流以产生输出光。通过本发明重置与临界电压补偿机制的辅助运作，有机发光显示装置可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于所显示的屏幕画面，故可提供高影像品质。
226电容230 驱动单元
231第二晶体管235第一重置单元
236第三晶体管240第二重置单元
241第四晶体管250发光致能单元
251第六晶体管260有机发光二极管
DL_m数据线EL_n传输线
EM_n发光信号Idr、Id驱动电流
PXn_m、PYn_m像素单元
SD_m数据信号SLl_n第一扫描线
SL2_n第二扫描线SSl_n第一扫描信号
SS2_n第二扫描信号Tl第一时段
T2第二时段T3第三时段
T4第四时段Vctr控制电压
Vctr_p前置控制电压Vdata数据信号的电压电位
Vdd第一电源电压Vdr驱动电压
Vrefl第一参考电压Vref2第二参考电压
Vss第二电源电压
具体实施例方式下文依本发明的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及相关驱动方法，特举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。图2为本发明有机发光显示装置的第一实施例的结构示意图。如图2所示，有机发光显示装置200包含多条第一扫描线201、多条第二扫描线202、多条传输线203、多条数据线204、以及多个像素单元210。这些第一扫描线201的第一扫描线SLl_n用来传输第一扫描信号SSl_n，这些第二扫描线202的第二扫描线SL2_n用来传输第二扫描信号SS2_n， 这些传输线203的传输线EL_n用来传输发光信号EM_n，这些数据线204的数据线DL_m用来传输数据信号SD_m，这些像素单元210的像素单元PXn_m用来根据第一扫描信号SSl_n、 第二扫描信号SS2_n、发光信号EM_n及数据信号SD_m以进行发光运作。像素单元PXn_m包含输入单元215、电压调整单元220、耦合单元225、驱动单元230、第一重置单元235、第二重置单元对0、发光致能单元250、以及有机发光二极管沈0。 电连接于数据线DL_m与第一扫描线SLl_m的输入单元215用来根据数据信号SD_ m与第一扫描信号SSl_n以输出前置控制电压Vctr_p。电连接于传输线EL_n与输入单元 215的电压调整单元220用来根据发光信号EM_n与第一电源电压Vdd以调整前置控制电压Vctr_p。电连接于输入单元215与电压调整单元220的耦合单元225用来对前置控制电压Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr。电连接于耦合单元225的驱动单元230用来根据控制电压Vctr与第一电源电压Vdd以提供驱动电流Idr与驱动电压 Vdr。电连接于驱动单元230与第二扫描线SL2_n的第一重置单元235用来根据第二扫描信号552_11与第一参考电压Vrefl以重置驱动电压Vdr。电连接于驱动单元230、第一重置单元235与第一扫描线SLl_n的第二重置单元240用来根据第一扫描信号SSl_n与驱动电压Vdr以重置控制电压Vctr。电连接于传输线EL_n、驱动单元230与有机发光二极管260 的发光致能单元250用来根据发光信号EM_n控制将驱动电流Idr馈入至有机发光二极管 260的运作，而有机发光二极管沈0即用来根据驱动电流Idr以产生输出光。在图2所示的实施例中，输入单元215包含第一晶体管216，耦合单元225包含电容226，驱动单元230包含第二晶体管231，第一重置单元235包含第三晶体管236，第二重置单元240包含第四晶体管Ml，电压调整单元220包含第五晶体管221，发光致能单元250 包含第六晶体管251，有机发光二极管沈0具有一电连接于第六晶体管251的阳极以及一用来接收第二电源电压Vss的阴极。第一晶体管216至第六晶体管251可为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管。在另一实施例中，第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管 251可为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管，而第二晶体管231可为P型薄膜晶体管或P 型场效应晶体管。第一晶体管216具有一电连接于数据线DL_m的第一端、一电连接于第一扫描线 SLl_n的栅极端、及一电连接于第五晶体管221与电容226的第二端。第二晶体管231具有一用来接收第一电源电压Vdd的第一端、一用来接收控制电压Vctr的栅极端、及一用来输出驱动电流Idr与驱动电压Vdr的第二端。电容226电连接于第一晶体管216的第二端与第二晶体管231的栅极端间。第三晶体管236具有一用来接收第一参考电压Vrefl的第一端、一电连接于第二扫描线栅极端、及一电连接于第二晶体管231的第二端的第二端。第四晶体管241具有一电连接于第二晶体管231的第二端的第一端、一电连接于第一扫描线SLl_n的栅极端、及一电连接于第二晶体管231的栅极端的第二端。请注意，当第四晶体管241导通时，第二晶体管231的运作特性类似于二极管的电路运作。第五晶体管221 具有一用来接收第一电源电压Vdd的第一端、一电连接于传输线EL_n的栅极端、及一电连接于第一晶体管216的第二端的第二端。第六晶体管251具有一电连接于第二晶体管231 的第二端的第一端、一电连接于传输线栅极端、及一电连接于有机发光二极管260 的阳极的第二端。图3为图2的有机发光显示装置运用本发明较佳驱动方法的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴。在图3中，由上往下的信号分别为第一扫描信号SSl_n、第二扫描信号SS2_n、发光信号EM_n、以及数据信号SD_m。参阅图3与图2，在时段Tl内，第一扫描线SSl_n传输具第一电位的第一扫描信号SSl_n至输入单元215与第二重置单元M0，第二扫描线SS2_n传输具第一电位的第二扫描信号SS2_n至第一重置单元235，传输线EL_n传输具异于第一电位的第二电位的发光信号EM_n以除能电压调整单元220的电压调整运作及除能发光致能单元250的电流馈入运作，且数据线DL_m传输数据信号SD_m至输入单元 215。此时，输入单元215根据数据信号SD_m与第一扫描信号SSl_n以输出前置控制电压 Vctr_p，第一重置单元235根据第二扫描信号SS2_n与第一参考电压Vrefl以重置驱动电压Vdr，第二重置单元240根据第一扫描信号SSl_n与驱动电压Vdr以重置控制电压Vctr， 而驱动单元230的驱动运作即被重置以避免发生影像残留现象。在第一时段Tl后的第二时段T2内，将第二扫描信号SS2_n从第一电位切换为第二电位以除能第一重置单元235的重置运作。此时，第二重置单元240与驱动单元230根据第一扫描信号SSl_n与第一电源电压Vdd对控制电压Vctr执行临界电压补偿运作，经临界电压补偿运作后的控制电压Vctr即可以下列公式(1)表示。
Vctr = Vdd-1 Vth |......公式(1)在公式⑴中，Vth为第二晶体管231的临界电压。在一实施例中，第二时段T2的时间长度大于第一时段Tl的时间长度，据以充分执行临界电压补偿运作。于第二时段T2后的第三时段T3内，将第一扫描信号SSl_n从第一电位切换为第二电位以除能第二重置单元MO的重置运作并除能输入单元215的输入运作，此时前置控制电压Vctr_p实质上等于数据信号SD_m的电压电位Vdata。在第三时段T3后的第四时段 T4内，将发光信号EM_n从第二电位切换为第一电位。此时，电压调整单元220根据发光信号EM_n与第一电源电压Vdd以调整前置控制电压Vctr_p，耦合单元225对前置控制电压 Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr，调整后的控制电压Vctr可以下列公式(2)表示。Vctr = 2Vdd-1 Vth | -Vdata......公式 O)其后，驱动单元230根据控制电压Vctr与第一电源电压Vdd以提供驱动电流Idr， 而驱动电流Idr可以下列公式(3)表示。 Idr =《(Vdata - Vdd)2……公式⑶在公式(3)中，β为比例常数。此时，发光致能单元250根据发光信号ΕΜ_η将驱动电流Idr馈入至有机发光二极管沈0，而有机发光二极管260就可根据驱动电流Idr以产生输出光。请注意，驱动电流Idr并不受第二晶体管231的临界电压Vth所影响，故多个像素单元210的驱动单元的晶体管临界电压误差不会导致像素亮度失真。由上述可知，通过重置与临界电压补偿运作，影像残留现象与像素亮度失真并不会发生于有机发光显示装置 200的屏幕画面，故可提供高影像品质。请注意，在上述本发明较佳驱动方法中，若第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管251为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管，则第二电位大于第一电位。或者，若第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管251为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管，则第一电位大于第二电位。图4为本发明有机发光显示装置的第二实施例的结构示意图。如图4所示，有机发光显示装置300类似于图2所示的有机发光显示装置200，主要差异在于将多个像素单元210置换为多个像素单元310，其中像素单元PXn_m被置换为像素单元PYn_m。像素单元 PYn_m类似于像素单元PXn_m，主要差异在于将电压调整单元220置换为电压调整单元320。 电连接于传输线EL_n、输入单元215与耦合单元225的电压调整单元320用来根据发光信号EM_n与第二参考电压Vref2以调整前置控制电压Vctr_p。在图4所示的实施例中，电压调整单元320包含第五晶体管321，第五晶体管321可为薄膜晶体管或场效应晶体管。第五晶体管321具有一用来接收第二参考电压Vref2的第一端、一电连接于传输线EL_n的栅极端、及一电连接于第一晶体管216的第二端的第二端。在有机发光显示装置300的显示运作中，在电压调整单元320根据发光信号EM_ η与第二参考电压Vref2以调整前置控制电压Vctr_p，且耦合单元225对前置控制电压 Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr后，所产生的控制电压Vctr可以下列公式⑷表示。Vctr = Vdd-1 Vth | +Vref2_Vdata......公式
其后，驱动单元230根据公式(4)的控制电压Vctr与第一电源电压Vdd所提供的驱动电流Idr可以下列公式(5)表示。Idr = ^iydata - Vrefl)2……公式(5)由公式(5)可知，驱动电流Idr除不受第二晶体管231的临界电压Vth影响外，亦不受第一电源电压Vdd所影响，故有机发光显示装置300的屏幕画面并不会因第一电源电压Vdd的传输压降而发生像素亮度失真，据以提高大尺寸显示面板的影像品质。综上所示，通过本发明重置与临界电压补偿机制的辅助运作，有机发光显示装置可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于所显示的屏幕画面，故可提供高影像品质。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，其包含 一数据线，用来传输一数据信号；一第一扫描线，用来传输一第一扫描信号； 一第二扫描线，用来传输一第二扫描信号； 一传输线，用来传输一发光信号；一输入单元，电连接于该数据线与该第一扫描线，该输入单元用来根据该数据信号与该第一扫描信号以输出一前置控制电压；一电压调整单元，电连接于该传输线与该输入单元，该电压调整单元用来根据该发光信号与一第二参考电压以调整该前置控制电压；一耦合单元，电连接于该输入单元与该电压调整单元，该耦合单元用来对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整一控制电压；一驱动单元，电连接于该耦合单元，该驱动单元用来根据该控制电压与一第一电源电压以提供一驱动电流与一驱动电压；一第一重置单元，电连接于该驱动单元与该第二扫描线，该第一重置单元用来根据该第二扫描信号与一第一参考电压以重置该驱动电压；一第二重置单元，电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该第一扫描线，该第二重置单元用来根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压； 一有机发光二极管，用来根据该驱动电流以产生输出光；以及一发光致能单元，电连接于该传输线、该驱动单元与该有机发光二极管，该发光致能单元用来根据该发光信号控制将该驱动电流馈入至该有机发光二极管的运作。
2.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该输入单元包含一第一晶体管，该第一晶体管具有一电连接于该数据线的第一端、一电连接于该第一扫描线的栅极端、及一电连接于该电压调整单元与该耦合单元的第二端。
3.根据权利要求2所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第一晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
4.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该驱动单元包含一第二晶体管，该第二晶体管具有一用来接收该第一电源电压的第一端、一用来接收该控制电压的栅极端、及一用来输出该驱动电流与该驱动电压的第二端。
5.根据权利要求4所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第二晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
6.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该耦合单元包含一电容，该电容电连接于该输入单元与该驱动单元之间。
7.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第一重置单元包含一第三晶体管，该第三晶体管具有一用来接收该第一参考电压的第一端 一电连接于该第二扫描线的栅极端、及一电连接于该驱动单元、该第二重置单元与该发光致能单元的第二端。
8.根据权利要求7所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第三晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
9.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第二重置单元包含一第四晶体管，该第四晶体管具有一电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该发光致能单元的第一端、一电连接于该第一扫描线的栅极端、及一电连接于该耦合单元与该驱动单元的第二端。
10.根据权利要求9所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第四晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
11.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该电压调整单元包含一第五晶体管，该第五晶体管具有一用来接收该第二参考电压的第一端、一电连接于该传输线的栅极端、及一电连接于该输入单元与该耦合单元的第二端。
12.根据权利要求11所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第五晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
13.根据权利要求11所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第二参考电压为该第一电源电压。
14.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该发光致能单元包含一第六晶体管，该第六晶体管具有一电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该第二重置单元的第一端、一电连接于该传输线的栅极端、及一电连接于该有机发光二极管的第二端。
15.根据权利要求14所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第六晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
16.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该有机发光二极管具有一电连接于该发光致能单元的阳极、及一用来接收一第二电源电压的阴极。
17.一种有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，其包含提供具临界电压补偿机制的一有机发光显示装置，该有机发光显示装置包含一输入单元、一电压调整单元、一耦合单元、一驱动单元、一第一重置单元、一第二重置单元、一有机发光二极管以及一发光致能单元，其中该输入单元用来根据一数据信号与一第一扫描信号以输出一前置控制电压； 该电压调整单元用来根据一发光信号与一第二参考电压以调整该前置控制电压； 该耦合单元用来对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整一控制电压； 该驱动单元用来根据该控制电压与一电源电压以提供一驱动电流与一驱动电压； 该第一重置单元用来根据一第二扫描信号与一第一参考电压以重置该驱动电压； 该第二重置单元用来根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压； 该有机发光二极管用来根据该驱动电流以产生输出光；以及该发光致能单元用来根据该发光信号控制将该驱动电流馈入至该有机发光二极管的运作；于一第一时段内，提供具一第一电位的该第一扫描信号至该输入单元与该第二重置单元，提供具该第一电位的该第二扫描信号至该第一重置单元，提供具一异于该第一电位的第二电位的该发光信号以除能该电压调整单元的电压调整运作及除能该发光致能单元的电流馈入运作，并提供该数据信号至该输入单元；于该第一时段内，该输入单元根据该数据信号与该第一扫描信号以输出该前置控制电压；于该第一时段内，该第一重置单元根据该第二扫描信号与该第一参考电压以重置该驱动电压；于该第一时段内，该第二重置单元根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压；于该第一时段后的一第二时段内，将该第二扫描信号从该第一电位切换为该第二电位以除能该第一重置单元的重置运作；于该第二时段内，该第二重置单元与该驱动单元根据该第一扫描信号与该电源电压对该控制电压执行临界电压补偿运作；于该第二时段后的一第三时段内，将该第一扫描信号从该第一电位切换为该第二电位以除能该第二重置单元的重置运作并除能该输入单元的输入运作；于该第三时段后的一第四时段内，将该发光信号从该第二电位切换为该第一电位；于该第四时段内，该电压调整单元根据该发光信号与该第二参考电压以调整该前置控制电压；于该第四时段内，该耦合单元对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整该控制电压；于该第四时段内，该驱动单元根据该控制电压与该电源电压以提供该驱动电流；于该第四时段内，该发光致能单元根据该发光信号将该驱动电流馈入至该有机发光二极管；以及于该第四时段内，该有机发光二极管根据该驱动电流以产生输出光。
18.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二电位大于该第一电位。
19.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第一电位大于该第二电位。
20.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二参考电压为该电源电压。
21.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二时段的时间长度大于该第一时段的时间长度。
全文摘要
本发明公开一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法，该装置包含用来根据第二参考电压以调整前置控制电压的电压调整单元、用来对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压的耦合单元、用来根据控制电压以提供驱动电流与驱动电压的驱动单元、用来根据第一参考电压以重置驱动电压的第一重置单元、用来根据驱动电压以重置控制电压的第二重置单元、用来根据驱动电流以产生输出光的有机发光二极管、以及用来控制将驱动电流馈入至有机发光二极管的运作的发光致能单元。通过重置单元与电压调整单元的电路运作，可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于有机发光显示屏幕。
文档编号G09G3/32GK102222465SQ20111014721
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年3月17日
发明者刘俊彦, 叶佳元, 曾卿杰 申请人:友达光电股份有限公司
技术领域：
本发明涉及一种有机发光显示装置，尤指一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法。
背景技术：
平面显示装置(Flat Panel Display)具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点， 所以被广泛地应用于电脑屏幕、移动电话、个人数字助理(PDA)、平面电视等电子产品上。 在各种平面显示装置中，主动式矩阵有机发光显示装置(Active Matrix Organic Light Emitting Display ；AMOLED)更具有自发光、高亮度、高发光效率、高对比、反应速度快、广视角、以及可使用温度范围大等进一步的优点，因此在平面显示装置的市场上极具竞争性。图1为公知主动式矩阵有机发光显示装置的结构示意图。如图1所示，主动式矩阵有机发光显示装置100包含扫描驱动电路110、数据驱动电路120、以及多个像素单元150。 每一像素单元150包含输入晶体管151、驱动晶体管152、储存电容153以及有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode ；OLED) 154。扫描驱动电路110与数据驱动电路120分别用来提供多个扫描信号与多个数据信号。每一像素单元150即根据对应扫描信号与对应数据信号控制驱动电流Id，进而控制有机发光二极管IM的发光运作。然而，在主动式矩阵有机发光显示装置100的运作中，驱动电流Id受驱动晶体管152的临界电压所影响，故多个像素单元150的驱动晶体管152的临界电压误差会导致像素亮度失真而降低显示品质。 此外，驱动晶体管152的电压/电流磁滞(Hysteresis)效应则可能导致影像残留现象，譬如若二相邻像素单元150于第一画面内分别用以显示白色灰阶与黑色灰阶，且在相续第一画面的第二画面的驱动运作中，该两像素单元150的控制电压Vctr均被设为对应于中间灰阶的相同电压，则该两像素单元150的驱动电流Id会因上述磁滞效应而相异，从而导致边缘残影现象。
发明内容
依据本发明的实施例，公开一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其包含一用来传输数据信号的数据线、一用来传输第一扫描信号的第一扫描线、一用来传输第二扫描信号的第二扫描线、一用来传输发光信号的传输线、一电连接于数据线与第一扫描线的输入单元、一电连接于传输线与输入单元的电压调整单元、一电连接于输入单元与电压调整单元的耦合单元、一电连接于耦合单元的驱动单元、一电连接于驱动单元与第二扫描线的第一重置单元、一电连接于驱动单元、第一重置单元与第一扫描线的第二重置单元、 一电连接于传输线与驱动单元的发光致能单元、以及一电连接于发光致能单元的有机发光二极管。输入单元用来根据数据信号与第一扫描信号以输出前置控制电压。电压调整单元用来根据发光信号与第二参考电压以调整前置控制电压。耦合单元用来对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压。驱动单元用来根据控制电压与电源电压以提供驱动电流与驱动电压。第一重置单元用来根据第二扫描信号与第一参考电压以重置驱动电压。第二重置单元用来根据第一扫描信号与驱动电压以重置控制电压。发光致能单元用来根据发光信号控制[wyl]将驱动电流馈入至有机发光二极管的运作。有机发光二极管用来根据驱动电流以产生输出光。本发明另公开一种用于上述具临界电压补偿机制的有机发光显示装置的驱动方法，其包含于第一时段内，提供具第一电位的第一扫描信号至输入单元与第二重置单元， 提供具第一电位的第二扫描信号至第一重置单元，提供具第二电位的发光信号以除能电压调整单元的电压调整运作及除能发光致能单元的电流馈入运作，并提供数据信号至输入单元；于第一时段内，输入单元根据数据信号与第一扫描信号以输出前置控制电压；于第一时段内，第一重置单元根据第二扫描信号与第一参考电压以重置驱动电压；于第一时段内， 第二重置单元根据第一扫描信号与驱动电压以重置控制电压；于第一时段后的第二时段内，将第二扫描信号从第一电位切换为第二电位以除能第一重置单元的重置运作；于第二时段内，第二重置单元与驱动单元根据第一扫描信号与电源电压对控制电压执行临界电压补偿运作；于第二时段后的第三时段内，将第一扫描信号从第一电位切换为第二电位以除能第二重置单元的重置运作并除能输入单元的输入运作；于第三时段后的第四时段内，将发光信号从第二电位切换为第一电位；在第四时段内，电压调整单元根据发光信号与第二参考电压以调整前置控制电压；于第四时段内，耦合单元对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压；于第四时段内，驱动单元根据控制电压与电源电压以提供驱动电流；于第四时段内，发光致能单元根据发光信号将驱动电流馈入至有机发光二极管；以及于第四时段内，有机发光二极管根据驱动电流以产生输出光。通过本发明重置与临界电压补偿机制的辅助运作，有机发光显示装置可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于所显示的屏幕画面，故可提供高影像品质。
226电容230 驱动单元
231第二晶体管235第一重置单元
236第三晶体管240第二重置单元
241第四晶体管250发光致能单元
251第六晶体管260有机发光二极管
DL_m数据线EL_n传输线
EM_n发光信号Idr、Id驱动电流
PXn_m、PYn_m像素单元
SD_m数据信号SLl_n第一扫描线
SL2_n第二扫描线SSl_n第一扫描信号
SS2_n第二扫描信号Tl第一时段
T2第二时段T3第三时段
T4第四时段Vctr控制电压
Vctr_p前置控制电压Vdata数据信号的电压电位
Vdd第一电源电压Vdr驱动电压
Vrefl第一参考电压Vref2第二参考电压
Vss第二电源电压
具体实施例方式下文依本发明的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及相关驱动方法，特举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围。图2为本发明有机发光显示装置的第一实施例的结构示意图。如图2所示，有机发光显示装置200包含多条第一扫描线201、多条第二扫描线202、多条传输线203、多条数据线204、以及多个像素单元210。这些第一扫描线201的第一扫描线SLl_n用来传输第一扫描信号SSl_n，这些第二扫描线202的第二扫描线SL2_n用来传输第二扫描信号SS2_n， 这些传输线203的传输线EL_n用来传输发光信号EM_n，这些数据线204的数据线DL_m用来传输数据信号SD_m，这些像素单元210的像素单元PXn_m用来根据第一扫描信号SSl_n、 第二扫描信号SS2_n、发光信号EM_n及数据信号SD_m以进行发光运作。像素单元PXn_m包含输入单元215、电压调整单元220、耦合单元225、驱动单元230、第一重置单元235、第二重置单元对0、发光致能单元250、以及有机发光二极管沈0。 电连接于数据线DL_m与第一扫描线SLl_m的输入单元215用来根据数据信号SD_ m与第一扫描信号SSl_n以输出前置控制电压Vctr_p。电连接于传输线EL_n与输入单元 215的电压调整单元220用来根据发光信号EM_n与第一电源电压Vdd以调整前置控制电压Vctr_p。电连接于输入单元215与电压调整单元220的耦合单元225用来对前置控制电压Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr。电连接于耦合单元225的驱动单元230用来根据控制电压Vctr与第一电源电压Vdd以提供驱动电流Idr与驱动电压 Vdr。电连接于驱动单元230与第二扫描线SL2_n的第一重置单元235用来根据第二扫描信号552_11与第一参考电压Vrefl以重置驱动电压Vdr。电连接于驱动单元230、第一重置单元235与第一扫描线SLl_n的第二重置单元240用来根据第一扫描信号SSl_n与驱动电压Vdr以重置控制电压Vctr。电连接于传输线EL_n、驱动单元230与有机发光二极管260 的发光致能单元250用来根据发光信号EM_n控制将驱动电流Idr馈入至有机发光二极管 260的运作，而有机发光二极管沈0即用来根据驱动电流Idr以产生输出光。在图2所示的实施例中，输入单元215包含第一晶体管216，耦合单元225包含电容226，驱动单元230包含第二晶体管231，第一重置单元235包含第三晶体管236，第二重置单元240包含第四晶体管Ml，电压调整单元220包含第五晶体管221，发光致能单元250 包含第六晶体管251，有机发光二极管沈0具有一电连接于第六晶体管251的阳极以及一用来接收第二电源电压Vss的阴极。第一晶体管216至第六晶体管251可为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管。在另一实施例中，第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管 251可为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管，而第二晶体管231可为P型薄膜晶体管或P 型场效应晶体管。第一晶体管216具有一电连接于数据线DL_m的第一端、一电连接于第一扫描线 SLl_n的栅极端、及一电连接于第五晶体管221与电容226的第二端。第二晶体管231具有一用来接收第一电源电压Vdd的第一端、一用来接收控制电压Vctr的栅极端、及一用来输出驱动电流Idr与驱动电压Vdr的第二端。电容226电连接于第一晶体管216的第二端与第二晶体管231的栅极端间。第三晶体管236具有一用来接收第一参考电压Vrefl的第一端、一电连接于第二扫描线栅极端、及一电连接于第二晶体管231的第二端的第二端。第四晶体管241具有一电连接于第二晶体管231的第二端的第一端、一电连接于第一扫描线SLl_n的栅极端、及一电连接于第二晶体管231的栅极端的第二端。请注意，当第四晶体管241导通时，第二晶体管231的运作特性类似于二极管的电路运作。第五晶体管221 具有一用来接收第一电源电压Vdd的第一端、一电连接于传输线EL_n的栅极端、及一电连接于第一晶体管216的第二端的第二端。第六晶体管251具有一电连接于第二晶体管231 的第二端的第一端、一电连接于传输线栅极端、及一电连接于有机发光二极管260 的阳极的第二端。图3为图2的有机发光显示装置运用本发明较佳驱动方法的工作相关信号波形示意图，其中横轴为时间轴。在图3中，由上往下的信号分别为第一扫描信号SSl_n、第二扫描信号SS2_n、发光信号EM_n、以及数据信号SD_m。参阅图3与图2，在时段Tl内，第一扫描线SSl_n传输具第一电位的第一扫描信号SSl_n至输入单元215与第二重置单元M0，第二扫描线SS2_n传输具第一电位的第二扫描信号SS2_n至第一重置单元235，传输线EL_n传输具异于第一电位的第二电位的发光信号EM_n以除能电压调整单元220的电压调整运作及除能发光致能单元250的电流馈入运作，且数据线DL_m传输数据信号SD_m至输入单元 215。此时，输入单元215根据数据信号SD_m与第一扫描信号SSl_n以输出前置控制电压 Vctr_p，第一重置单元235根据第二扫描信号SS2_n与第一参考电压Vrefl以重置驱动电压Vdr，第二重置单元240根据第一扫描信号SSl_n与驱动电压Vdr以重置控制电压Vctr， 而驱动单元230的驱动运作即被重置以避免发生影像残留现象。在第一时段Tl后的第二时段T2内，将第二扫描信号SS2_n从第一电位切换为第二电位以除能第一重置单元235的重置运作。此时，第二重置单元240与驱动单元230根据第一扫描信号SSl_n与第一电源电压Vdd对控制电压Vctr执行临界电压补偿运作，经临界电压补偿运作后的控制电压Vctr即可以下列公式(1)表示。
Vctr = Vdd-1 Vth |......公式(1)在公式⑴中，Vth为第二晶体管231的临界电压。在一实施例中，第二时段T2的时间长度大于第一时段Tl的时间长度，据以充分执行临界电压补偿运作。于第二时段T2后的第三时段T3内，将第一扫描信号SSl_n从第一电位切换为第二电位以除能第二重置单元MO的重置运作并除能输入单元215的输入运作，此时前置控制电压Vctr_p实质上等于数据信号SD_m的电压电位Vdata。在第三时段T3后的第四时段 T4内，将发光信号EM_n从第二电位切换为第一电位。此时，电压调整单元220根据发光信号EM_n与第一电源电压Vdd以调整前置控制电压Vctr_p，耦合单元225对前置控制电压 Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr，调整后的控制电压Vctr可以下列公式(2)表示。Vctr = 2Vdd-1 Vth | -Vdata......公式 O)其后，驱动单元230根据控制电压Vctr与第一电源电压Vdd以提供驱动电流Idr， 而驱动电流Idr可以下列公式(3)表示。 Idr =《(Vdata - Vdd)2……公式⑶在公式(3)中，β为比例常数。此时，发光致能单元250根据发光信号ΕΜ_η将驱动电流Idr馈入至有机发光二极管沈0，而有机发光二极管260就可根据驱动电流Idr以产生输出光。请注意，驱动电流Idr并不受第二晶体管231的临界电压Vth所影响，故多个像素单元210的驱动单元的晶体管临界电压误差不会导致像素亮度失真。由上述可知，通过重置与临界电压补偿运作，影像残留现象与像素亮度失真并不会发生于有机发光显示装置 200的屏幕画面，故可提供高影像品质。请注意，在上述本发明较佳驱动方法中，若第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管251为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管，则第二电位大于第一电位。或者，若第一晶体管216与第三晶体管236至第六晶体管251为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管，则第一电位大于第二电位。图4为本发明有机发光显示装置的第二实施例的结构示意图。如图4所示，有机发光显示装置300类似于图2所示的有机发光显示装置200，主要差异在于将多个像素单元210置换为多个像素单元310，其中像素单元PXn_m被置换为像素单元PYn_m。像素单元 PYn_m类似于像素单元PXn_m，主要差异在于将电压调整单元220置换为电压调整单元320。 电连接于传输线EL_n、输入单元215与耦合单元225的电压调整单元320用来根据发光信号EM_n与第二参考电压Vref2以调整前置控制电压Vctr_p。在图4所示的实施例中，电压调整单元320包含第五晶体管321，第五晶体管321可为薄膜晶体管或场效应晶体管。第五晶体管321具有一用来接收第二参考电压Vref2的第一端、一电连接于传输线EL_n的栅极端、及一电连接于第一晶体管216的第二端的第二端。在有机发光显示装置300的显示运作中，在电压调整单元320根据发光信号EM_ η与第二参考电压Vref2以调整前置控制电压Vctr_p，且耦合单元225对前置控制电压 Vctr_p的电压变化执行耦合运作以调整控制电压Vctr后，所产生的控制电压Vctr可以下列公式⑷表示。Vctr = Vdd-1 Vth | +Vref2_Vdata......公式
其后，驱动单元230根据公式(4)的控制电压Vctr与第一电源电压Vdd所提供的驱动电流Idr可以下列公式(5)表示。Idr = ^iydata - Vrefl)2……公式(5)由公式(5)可知，驱动电流Idr除不受第二晶体管231的临界电压Vth影响外，亦不受第一电源电压Vdd所影响，故有机发光显示装置300的屏幕画面并不会因第一电源电压Vdd的传输压降而发生像素亮度失真，据以提高大尺寸显示面板的影像品质。综上所示，通过本发明重置与临界电压补偿机制的辅助运作，有机发光显示装置可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于所显示的屏幕画面，故可提供高影像品质。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，其包含 一数据线，用来传输一数据信号；一第一扫描线，用来传输一第一扫描信号； 一第二扫描线，用来传输一第二扫描信号； 一传输线，用来传输一发光信号；一输入单元，电连接于该数据线与该第一扫描线，该输入单元用来根据该数据信号与该第一扫描信号以输出一前置控制电压；一电压调整单元，电连接于该传输线与该输入单元，该电压调整单元用来根据该发光信号与一第二参考电压以调整该前置控制电压；一耦合单元，电连接于该输入单元与该电压调整单元，该耦合单元用来对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整一控制电压；一驱动单元，电连接于该耦合单元，该驱动单元用来根据该控制电压与一第一电源电压以提供一驱动电流与一驱动电压；一第一重置单元，电连接于该驱动单元与该第二扫描线，该第一重置单元用来根据该第二扫描信号与一第一参考电压以重置该驱动电压；一第二重置单元，电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该第一扫描线，该第二重置单元用来根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压； 一有机发光二极管，用来根据该驱动电流以产生输出光；以及一发光致能单元，电连接于该传输线、该驱动单元与该有机发光二极管，该发光致能单元用来根据该发光信号控制将该驱动电流馈入至该有机发光二极管的运作。
2.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该输入单元包含一第一晶体管，该第一晶体管具有一电连接于该数据线的第一端、一电连接于该第一扫描线的栅极端、及一电连接于该电压调整单元与该耦合单元的第二端。
3.根据权利要求2所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第一晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
4.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该驱动单元包含一第二晶体管，该第二晶体管具有一用来接收该第一电源电压的第一端、一用来接收该控制电压的栅极端、及一用来输出该驱动电流与该驱动电压的第二端。
5.根据权利要求4所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第二晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
6.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该耦合单元包含一电容，该电容电连接于该输入单元与该驱动单元之间。
7.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第一重置单元包含一第三晶体管，该第三晶体管具有一用来接收该第一参考电压的第一端 一电连接于该第二扫描线的栅极端、及一电连接于该驱动单元、该第二重置单元与该发光致能单元的第二端。
8.根据权利要求7所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第三晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
9.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第二重置单元包含一第四晶体管，该第四晶体管具有一电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该发光致能单元的第一端、一电连接于该第一扫描线的栅极端、及一电连接于该耦合单元与该驱动单元的第二端。
10.根据权利要求9所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该第四晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
11.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该电压调整单元包含一第五晶体管，该第五晶体管具有一用来接收该第二参考电压的第一端、一电连接于该传输线的栅极端、及一电连接于该输入单元与该耦合单元的第二端。
12.根据权利要求11所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第五晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
13.根据权利要求11所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第二参考电压为该第一电源电压。
14.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该发光致能单元包含一第六晶体管，该第六晶体管具有一电连接于该驱动单元、该第一重置单元与该第二重置单元的第一端、一电连接于该传输线的栅极端、及一电连接于该有机发光二极管的第二端。
15.根据权利要求14所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于， 该第六晶体管为一薄膜晶体管或一场效应晶体管。
16.根据权利要求1所述的具临界电压补偿机制的有机发光显示装置，其特征在于，该有机发光二极管具有一电连接于该发光致能单元的阳极、及一用来接收一第二电源电压的阴极。
17.一种有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，其包含提供具临界电压补偿机制的一有机发光显示装置，该有机发光显示装置包含一输入单元、一电压调整单元、一耦合单元、一驱动单元、一第一重置单元、一第二重置单元、一有机发光二极管以及一发光致能单元，其中该输入单元用来根据一数据信号与一第一扫描信号以输出一前置控制电压； 该电压调整单元用来根据一发光信号与一第二参考电压以调整该前置控制电压； 该耦合单元用来对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整一控制电压； 该驱动单元用来根据该控制电压与一电源电压以提供一驱动电流与一驱动电压； 该第一重置单元用来根据一第二扫描信号与一第一参考电压以重置该驱动电压； 该第二重置单元用来根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压； 该有机发光二极管用来根据该驱动电流以产生输出光；以及该发光致能单元用来根据该发光信号控制将该驱动电流馈入至该有机发光二极管的运作；于一第一时段内，提供具一第一电位的该第一扫描信号至该输入单元与该第二重置单元，提供具该第一电位的该第二扫描信号至该第一重置单元，提供具一异于该第一电位的第二电位的该发光信号以除能该电压调整单元的电压调整运作及除能该发光致能单元的电流馈入运作，并提供该数据信号至该输入单元；于该第一时段内，该输入单元根据该数据信号与该第一扫描信号以输出该前置控制电压；于该第一时段内，该第一重置单元根据该第二扫描信号与该第一参考电压以重置该驱动电压；于该第一时段内，该第二重置单元根据该第一扫描信号与该驱动电压以重置该控制电压；于该第一时段后的一第二时段内，将该第二扫描信号从该第一电位切换为该第二电位以除能该第一重置单元的重置运作；于该第二时段内，该第二重置单元与该驱动单元根据该第一扫描信号与该电源电压对该控制电压执行临界电压补偿运作；于该第二时段后的一第三时段内，将该第一扫描信号从该第一电位切换为该第二电位以除能该第二重置单元的重置运作并除能该输入单元的输入运作；于该第三时段后的一第四时段内，将该发光信号从该第二电位切换为该第一电位；于该第四时段内，该电压调整单元根据该发光信号与该第二参考电压以调整该前置控制电压；于该第四时段内，该耦合单元对该前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整该控制电压；于该第四时段内，该驱动单元根据该控制电压与该电源电压以提供该驱动电流；于该第四时段内，该发光致能单元根据该发光信号将该驱动电流馈入至该有机发光二极管；以及于该第四时段内，该有机发光二极管根据该驱动电流以产生输出光。
18.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二电位大于该第一电位。
19.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第一电位大于该第二电位。
20.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二参考电压为该电源电压。
21.根据权利要求17所述的有机发光显示装置的驱动方法，其特征在于，该第二时段的时间长度大于该第一时段的时间长度。
全文摘要
本发明公开一种具临界电压补偿机制的有机发光显示装置及其驱动方法，该装置包含用来根据第二参考电压以调整前置控制电压的电压调整单元、用来对前置控制电压的电压变化执行耦合运作以调整控制电压的耦合单元、用来根据控制电压以提供驱动电流与驱动电压的驱动单元、用来根据第一参考电压以重置驱动电压的第一重置单元、用来根据驱动电压以重置控制电压的第二重置单元、用来根据驱动电流以产生输出光的有机发光二极管、以及用来控制将驱动电流馈入至有机发光二极管的运作的发光致能单元。通过重置单元与电压调整单元的电路运作，可避免影像残留现象与像素亮度失真发生于有机发光显示屏幕。
文档编号G09G3/32GK102222465SQ20111014721
公开日2011年10月19日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年3月17日
发明者刘俊彦, 叶佳元, 曾卿杰 申请人:友达光电股份有限公司
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