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TW200903426A - Pixels, display panels, display devices, and electronic devices - Google Patents

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TW200903426A
TW200903426A TW097120438A TW97120438A TW200903426A TW 200903426 A TW200903426 A TW 200903426A TW 097120438 A TW097120438 A TW 097120438A TW 97120438 A TW97120438 A TW 97120438A TW 200903426 A TW200903426 A TW 200903426A
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TW
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signal
node
turned
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voltage
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TW097120438A
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TWI396162B (zh
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Chuan-Yi Chan
Ping-Lin Liu
Du-Zen Peng
Original Assignee
Tpo Displays Corp
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Description

200903426 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種晝素，特 素，適用於有機發光顯示面板。 於一種晝 【先前技#f】 旦素不忍圖。如第i圖所示，畫素 w 物描線SL’且包括開關電晶體10、；存；=線 驅動電晶體12、以及有機發光二極體（〇Led) 13:、 1圖中，驅動電晶體12係PM〇s電晶體為例。 體U=ED 13為電流驅動的元件，因此’驅動電晶 體η所&供之驅動電流1(1的值可決定〇led 13發射之 光亮度。其中’驅動電流Id是驅動電晶體12之汲極電产， 且其關於驅動電晶體12之驅動能力。驅動電流id，可'由 以下式子來表示： id -1/2·(v5g-|v/Aj)2 其中，e表示驅動電流Id之值，*表示驅動電晶體 12之導電參數，表示驅動電晶體12之源-閘極電壓Vsg 之值’ _表示驅動電晶體12之閾值電壓。 然而’由於薄膜電晶體之製程因素’導致在顯示陣 歹J中不同區域之驅動電晶體在電性上的不相同，使得驅 動電晶體之閾值電壓值相異。因此，當不同區域之複數 顯不單元接收具有相同的視訊信號時，由於驅動電晶體 °773-A32854TWF;P2006077 5 200903426 之閾值電壓之差異，#彳旱方#此金ϋ 供之驅動雷、、&」'"在^晝料’驅動電晶體提 之值不一致。因此有機發光二極體所發射 儿又相，、，導致在一晝框週期中不相等的有機發光二 極體發光強度’以及在顯示面板上顯示不均勻的畫面。 【發明内容】 一本發明提供—種畫素’包括電容器、傳送電路、第 開關元件、以及驅動元件。電容器_於第一 :點與苐二節點之間。傳送電路耦接第-節點，並傳送 m考電壓至第一節點。第一開關元件具有控 一：、耦接苐二節點之第一端、以及耦接第三節點之第 一端。第二開關元件具有㈣第三節點之第-端、以及 2時脈信號之第二端。驅動元件具有純第二節點之 控制端、耦接供電電壓源之第一端、以及第二端，其中， 驅動=件之第二端輕接第—開關元件之控制於一第四節 ‘、>第一開關元件具有接收發光信號之控制端、耦接第 一 p點之第知、以及第二端。第四開關元件耦接於第 二開關元件之第二端與接地之間。 【實施方式】 1為使本發明之特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉 -較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 第2圖係表示根據本發明實施例之顯示面板。參閱 3圖’顯不面板2包括資料驅動器20、掃瞄驅動器2卜 顯不陣列22、依序配置的資料線DLi至DLn、以及依序 0773-A32854TWF；P2006077 γ 200903426 =置線SLi至SLm。顯示陣列22由交錯的資料線 料線鱼掃二與掃描'線SLl^SLm所形成。每一組交錯的資 與掃描線^線對應—個畫素。·例如，交錯的資料線DLl 料線DL 1對應晝素2〇0。資料驅動_ 20 A別透過資 21、八別锈至A提供資料化號叫至DSn。掃描驅動器 刀2掃描線SLl至SLm提供婦描信號％至队〇 電路、2圖，晝素謂（其他晝素亦同）包括傳送 # 、、開關凡件2〇3_205、儲存電容器206、驅動元 乂及發光元件208。傳送電路209包括開關元件 ，並傳送資料信號或參考電壓至第一節點 N^l在此貫施例中，發光元件208以發光二極體L208 來實施’開關元件201及203-205以及驅動元件207分別 以PMOS電晶體ρ2(η、ρ2〇3_ρ2〇5、以及ρ2〇7來實施， 開關兀件202以NM0S電晶體Ν2〇2來實施。每一元件
202-205及2〇7包括控制端、第一端、以及第二端。根據 電晶體的類型’控制端對應閘極’第一端對應，且第二 端對應源/汲極。 如第2圖所示，在晝素200中，PM〇s電晶體2〇1 之問極接收掃描信號SSl，其源極接收資料信號DSl，以 及其沒極耦接節點N21°NMOS電晶體N202之閘極接收 掃描信號SSi ’其汲極耦節點N21，以及其源極耦接參考 電壓源VREF，其中，參考電壓源VREF提供參考信號 Vref。儲存電容器206耦接於節點N21與節點N22之間。 參閱第2圖’ PMOS電晶體P203之閘極耦接節點N24， 0773-A32854TWF;P2006077 7 200903426 其源極耦接節點N22,且其汲極耦接節點N23CPM0S電 晶體P204之閘極接收掃描信號SSl，其源極耦接節點 N23，且其汲極接收時脈信號CLL。PMOS電晶體P207 之閘極耦接節點N22，其源極耦接供應電壓源PVDD，且 其汲極耦接節點N24。PMOS電晶體P205之閘極接收發 光信號ESl，且其源極耦接節點N24。發光二極體L2〇8 麵接於PMOS電晶體P2〇5之汲極與接地GND之間。在 此實施例中，供電電壓源PVDD提供高位準電壓。時脈 信號CLKl與發光信號ESi由掃描驅動器12或額外的控 制電路提供。在第2圖之實施例中’係以時脈信號cLKi 與發光信號ESi由掃描驅動器12為例。 第3圖係表示第2圖之實施例中對於一個晝素之掃 描信號、時脈信號、及發光信號之時序圖，其中，掃描 信號與時脈信號互為反相。在第3圖中，係以對應晝素 200之掃描信號SSl、時脈信號CLKi、及發光信號 為例。 參閱第3圖’一個晝框FRAME (即一個操作週期） 區分為三個連續期間P3l_P33。參閱第2及3圖，在期間 P31中，掃描信號SSl及發光信號ESi處於低邏輯位準， 而時脈信號CLK!處於高邏輯位準。因此，PM〇s電晶體 P201、P204、及P205導通，且NMOS電晶體N202關閉。 在此實施例中，時脈信號CLK〗之電壓vclk的高位準等 於由供電電壓源PVDD所提供之電壓vpvdd。節點N21 之電壓vn21等於資料信號DS!之電壓vdata 0773-A32854TWF;P2006077 8 200903426 (Vn21=Vdata)，換句話說，資料信號DSl寫入至晝素 200。因為PMOS電晶體P205導通’節點N24之電壓vn24 放電至低邏輯位準’以導通PMOS電晶體p2〇3。由於 PMOS電晶體P203及P204導通，節點N22之電壓vn22 專於時脈彳§说CLKi之電壓vclk之高邏輯位準 (vn22=vclk=vpvdd) ’ 以關閉 PMOS 電晶體 p2〇7。 在期間P32中，參閱第2及3圖，掃描信號sSi維 持在低邏輯位準，時脈信號CLK!維持在高邏輯位準，且 發光信號ES1切換為局邏輯位準以關閉pM〇s電晶體 P205。節點N21之電壓vn21仍等於資料信號DSi之電壓 vdata ( vn21=vdata)，且節點N22之電壓vn22仍等於時 脈信號 CLK〗之電壓 vclk ( vn22=vclk=vpvdd )。節點 N24 之電壓vn24等於低邏輯位準電壓vx (vn24=vx)。 接著，在期間P33的起始時間點T33,時脈信號CLL 切換為低邏輯位準’且節點N22之電壓vn22因此變為低 位準以導通電晶體P207。由於PMOS電晶體P207導通， 節點N24之電壓vn24變成高邏輯位準，以關閉pmos 電晶體P203。此外，掃描信號SSi切換為高邏輯位準以 關閉PMOS電晶體P201及P204，並導通NMOS電晶體 N202。電遥 vn21 專於（vdata- △ v ) ’ 其中，△ Y^vdata-vref。 因此電壓vn21由下式來表示： vn21 = vdata - Δν = vdata - {vdata - vref) = vref 由於節點N22浮接’儲存電容器206兩端之節點 N21及N22具有相同的電壓差。電壓vn22由下式來表示： 0773-A32854TWF;P2006077 9 200903426 vn22 ~ vpvdd - \yth\ - Δν = pvdd - \vth\ - (ydata - vref) =vpvdd - jvi/zj - vdata + vref 其中，说表示Pm〇S電晶體P207之閾值電壓。 在期間P33中，PMOS電晶體P207提供驅動電流 Id，且驅動電流I(i由式1來表示： id = 1/2^ k· (vsg ~ vth)2 = 1 / 2 · A: [(vpvdd - vn22)-\^th^ =1 / 2 * · ^ypvdd - {vpvdd ~ |v//i| - vdata + vre/)]-|v^|}2 =1 / 2 · A: * {vpvdd — vpvdd + \vth\ + vdata - vref — (v^j)2 =1 / 2 * A: * {ydata—vre/* )2 (气 1 ) 其中’ e及&分別表示驅動電流Id之值與PMOS電 晶體P207之導電參數。 參閱第3圖’在起始時間點T33，發光信號丑31切 換至低邏輯位準’且驅動電流Id驅動發光二極體L2〇8 發光。在一些實施例中，發光信號^81可於時間P33中， 在晚於起始時間點T33的時間點上切換至低邏輯位準， 且發光二極體L208在起始時間點T33後發光。 根據式1，PMOS電晶體P2〇7之閾值電壓不會影響 驅動電流Id。換句話說，由於製程所導致之驅動電晶體 在電性上的差異不會影響發光元件之亮度，因此顯示面 板可提供均勻的晝面。 此外’在習知大型顯示面板中，遠離掃電壓輸入埠 之晝素’對應較大的供電電壓源PVDD之電源線等效阻 抗，且接收較弱的電壓，導致不均勻的亮度。根據式工， 來自供電電壓源PVDD之電壓vpvdd不會影響驅動電流 W，因此可避免較長電源線導致不均勻的晝面。 需注意’在第2圖之實施例中，PM〇s電晶體p2〇4 0773-A32854TWF;P2006077 10 200903426 之閘極接收掃描信號sSi。在一些實施例中，PM0S電晶 體204之閘極可接收一控制信號CSi，其由掃描驅動器 21或一個額外的電路所提供，如第4圖所示。第5圖係 表不表不第4圖之實施例中對於一個畫素之掃描信號、 控制信號、時脈信號、及發光信號之時序圖。在第5圖 中，係以對應晝素200之掃描信號SSi、控制信號^、 時脈信號CLK!、及發光信號ESi為例。 參閱第5圖，一個晝框FRAME (即一個操作週期） 區分為五個連續期間P51-P55。參閱第4及5圖，在期間 P51中’掃描仏號SS!、控制信號CSi、及發光信號ESi 處於低邏輯位準’而時脈信號（:^仏處於高邏輯位準。因
此，PMOS電晶體P201、P204、及P205導通，且NMOS 電晶體N202關閉。在此實施例中，時脈信號CLKl之電 壓vclk的高位準等於由供電電壓源pVDD所提供之電壓 vpvdd。節點N21之電壓vn21等於資料信號DS〗之電壓 vdata (vn21=vdata)，換句話說，資料信號DSi寫入至 畫素200。因為PMOS電晶體P205導通，節點N24之電 壓vn24放電至低邏輯位準，以導通PMOS電晶體P203。 由於PMOS電晶體P203及P204導通，節點N22之電壓 vn22等於時脈信號CLl之電壓vclk之高邏輯位準 (vn22=vclk=vpvdd)，以關閉 PMOS 電晶體 P207。 在期間P52中，參閱第4及5圖，掃描信號SSi及 控制信號CSi維持在低邏輯位準，時脈信號CLI維持在 高邏輯位準。發光信號ESi切換為高邏輯位準以關閉 0773-A32854TWF;P2006077 11 200903426 PMOS電晶體P205。節點N21之電壓vn21仍等於資料信 號DSi之電廢vdata ( vn21=vdata )，且節點N22之電壓 vn22 仍等於時脈信號 CLK!之電壓 vclk (vn22=vclk=vpvdd)。節點N24之電壓vn24等於低邏 輯位準電壓νχ (νη24=νχ)。 接著，在期間P53中，掃描信號SSi及控制信號CSi 維持在低邏輯位準’發光信號ESi維持在高邏輯位準。 節點N21之電壓vn21仍等於資料信號DS!之電壓vdata (vn21=vdata)。時脈信號CLI在起始時間點T53切換 為低邏輯位準’且節點N22之電壓vn22因此變為低邏輯 位準以導通PMOS電晶體P207。由於PMOS電晶體P207 導通，節點N24之電壓vn24變為高邏輯位準，以關閉 PMOS電晶體P203。在PMOS電晶體P207導通後，電壓 vn22等於（vpvdd-vth) ’其中，v认表示PMOS電晶體P207 之閾值電壓。
f 接著’在期間P54中，掃描信號SSi及時脈信號CLK 、 維持在低邏輯位準，發光信號ESi維持在高邏輯位準。 控制彳§號CS!切換為高邏輯位準，以關閉電晶體 P204。節點N21之電壓νη2ι仍然等於資料信號之電 壓vdata (vn21=vdata)。節點N22之電壓vn22則等於 (vpvdd-vth )。 接著，在期間P55的起始時間點T55’掃插信號SSi 切換為高邏輯位準，以關閉PM〇s電晶體Ρ2〇ι並導通 NMOS電晶體N2〇2。電壓vn21等於（vdata_Av)，其 0773-A32854TWF;P2006077 12 200903426 中，△ v=vdata-vref。因此電壓vn21由下式來表示： vn21 = vdata - Δν = vdata — (vdata - vref) = vref 控制信號CS〗維持在高邏輯位準以關閉PMOS電晶 體P204。由於節點N22浮接，儲存電容器206兩端之節 點N21及N22具有相同的電壓差。電壓vn22由下式來 表示： vn22 = vpvdd - |νίΑ| - Δν = pvdd - |vr/z| - (vdata - vref) =vpvdd - \vth\ - vdata + vref 維持導通 在期間P55中，由於PMOS電晶體P207 狀態，其提供驅動電流Id，且驅動電流Id由式2來表# id = \! 2-k- (vsg - vth)2 = 1 / 2 · A · ^ypvdd - vn22) -=1 / 2 · A: · ^ypvdd - {vpvdd - \vth\ - vdata + vref)]- |vi/i|}2 = l/2-k- {vpvdd - vpvdd + \vth\ + vdata - vref - |vi/i|)2 (式2) = l/2-k- (vdata - vref )2
其中，W及A:分別表示驅動電流Id之值與 晶體P207之導電參數。
參閱第5圖’在起始時間點T55，發光信說Es切 換至低邏輯位準，且驅動電流Id驅動發光二極體 發光。在一些實施例中，發光信號ESi可於時間ρ55中 在晚於起始時間點T55的時間點上切換至低邏輯位準 且發光二極體L208在起始時間點T55後發光。 根據式2 ’ PMOS電晶體P207之閾值電壓不會影響 驅動電流Id。換句話說’由於製程所導致之驅動曾 θ 包曰日體 在電性上的差異不會影響發光元件之亮度，因此顯示@ 板可提供均勻的晝面。此外，來自供電電壓源PVDD之 電壓vpvdd不會影響驅動電流Id，因此可避免較長電展 0773-A32854TWF;P2006077 13 200903426 線導致不均勻的晝面。 第6圖係表示具有上顯示面板2之顯示裝置6。一 般而言，顯示裝置6包括控制器6〇及第2圖之顯示面板 2等等。控制器60操作性地耦接至顯示面板2，且提供 複數控制信號（例如起始脈波）或影像資料等等至顯示 面板2。 一第7圖係表示具有上述顯示裝置6之電子系統7。 電子系統7可以是可攜式裝置（例如個人數位助理 (personal digital assistant，pDA))、數位相機、筆記 型電腦、桌上型電腦、行動電話、顯示螢幕裝置等等。 一般來說’電子系統7包括輪人單元70及第6圖之顯示 裝置6等等。此外’輪入單元70操作性地耦接該顯示裝 置6,且提供複數輸入信號（例如影像信號）i顯示裝置 6°顯不裝置6之控制器⑼根據這些輸人信號來提供控 制知號至顯示面板2。
=發明雖以較佳實施例揭露如上、然其並非用以限 :本：明的範圍，任何所屬技術領域中具有通常知識 *麟本發明之精神和範圍内，當可做 !;潤飾’因此本發明之保護範圍當視後附之；請專利 範圍所界定者為準。 Τβ平〜 【圖式簡單說明】 示面板中顯示陣列的晝 第1圖表示習知有機發光顯 素示意圖。 0773-A32854TWF;P2006077 14 200903426 第2圖表示根據本發明實施例之顯示面板。 第3圖表示第2圖之實施例中對於一個畫素之掃描 信號、時脈信號、及發光信號之時序圖 第4圖表示根據本發明實施例之另一顯示面板。 第5圖表示表示第4圖之實施例中對於一個晝素之 掃描信號、控制信號、時脈信號、及發光信號之時序圖。 苐6圖表不具有弟2圖之顯不面板之顯不裝置。 第7圖表示具有第6圖之顯示裝置之電子裝置。 N202 〜 P201、P203-P205、P207〜PMOS 電晶 PVDD〜供應電壓源； 〜 【主要元件符號說明】 1〜晝素； 11〜儲存電容器； 13〜有機發光二極體； Id〜驅動電流； 2〜顯示面板； 21〜掃目苗驅動器； 200〜晝素； 203-205〜開關元件； 207〜驅動元件； CLKi〜時脈信號； DS^.DSn〜資料信號； N21-N24〜節點； 10〜開關電晶體； 12〜驅動電晶體； DL〜資料線； SL〜掃描線； 20·〜< 資料驅動斋， 22〜顯示陣列； 209〜傳送電路； 206〜儲存電容器； 208〜發光元件； DL 1...DLn；〜資料線， GND〜接地； NMOS電晶體； 體； 掃描線； 0773-A32854TWF;P2006077 15 200903426 SS! ...ssm〜掃描信號； VREF〜參考電壓源； CSi〜控制信號； 6〜顯示裝置； 60- 。控制器； 7〜電子系統； 70- “輸入單元。 0773-A32854TWF;P2006077 16

Claims (1)

  1. 200903426 十、申請專利範圍·· 1 · 一種晝素’包括： 二=夕接於一第一節點與一第二節點之間； 傳达電路，耦接該第一節點，並傳 或一參考電壓至該第一節點； 、貝枓仏旒 一第一開關元件，具有控制端 第-端:，及輕接一第三節點之第二端耦㈣-郎點之 -弟二開關元件’具有耦接該第三 以及接收—時脈信號之H ㈣之第I -供電牛第具!耦接該第二節點之控制端、耦接 件之第m 以及第二端，其中，該驅動元 點-端輕接該第-開關元件之控制端於一第四節 減有接收—發絲狀控制端、 一ς即點之第一端、以及第二端；以及 接地之間\70件，_接於該第三_元件之第二端與-2.如申睛專利範圍第丨 送電路包括： 項所11之畫素，其中’該傳 第四開關元件，且右接一 接收該資料f贫之笛f撝彳§號之控制端、 端；以及之第-端、以及輕接該第-節點之第二 耦接該第f有接收該掃描信號之控制端、 ‘弟一為、以接耦接該參考電壓之第二 〇773-A32854TWF；P2〇〇6〇77 17 200903426 端0 一 3.如申請專利範圍第2項所述之晝素，其中 -開關7L件更具有接收該掃描信號之控制端。 4=申請專利範圍第2項所述之晝素，其中，該查 、之-刼作週期區分成連續之第一、第二、及第三期： 該育料信號之電壓於該第—㈣寫人 且鮮 光元件於該第三期間發光。 -I且該發 第一2申請專利範圍第4項所述之晝素，其中，在該 ,該第二及第四開關元件根據該掃描信號而 通’該第關元件根據該掃描錢而關閉， 開關元件根據該發光信號而導通。 “弟二 6. 如申請專利範圍第5項所述之晝素，其中，在該 第二期間，該第三開關元件根據該發光信號而關閉。以 7. 如申請專利範圍第6項所述之畫素，其中，在該 第J期間之一第-時間點，該第二及第四開關元件根;康 該知描信號而關閉，該第五開關元件根據該掃描信號而 導通，且該第三開關元件根據該發光信號而導通。 8. 如申請專利範圍第ό項所述之晝素，其中，在該 第三期間中’於一第一時間點’該第二及第四開關元： 根據該掃描信號而關閉，該第五關元件根據該掃描信 號而導通，且於晚於該第一時間點之一第二時間點 第三開關元件根據該發光信號而導通。 / 9·如申請專利範圍第8項所述之晝素，其中，該供 電電壓源提供高邏輯位準電壓，且該時脈信號在該第/二 18 0773-A32854TWF;P2〇〇6〇77 200903426 及第二期間處於高邏輯位準，且在該第三期間處於低 輯位準。 、_ 10.如申請專利範圍第2項所述之晝素，其中，該第 二開關元件更具有接收一控制信號之控制端。 u.如申凊專利範圍第10項所述之晝素，其中，該 晝素之一操作週期區分成連續之第一、第二、第三、第 四、及第五期間，該資料信號之電壓於該第— 至5亥晝素，且該發光元件於該第五期間發光。 ‘ I2.如申請專利範圍第Π項所述之晝素，其中，在 該第四及第五開關元件根據該掃描信號分 、甬，曰#银閉，該第二開關元件根據該控制信號而導 、，k第二開關根據該發光信號而導通。 13. 如申請專利範圍第12項所述之晝素，A中，在 該第二期間，該第三開關元件根據該發光信號而關閉。
    14. 如申請專利範圍第13項所述之全素，其中， 該第四期間，該第二開關元件根據該控制信號而關閉。 15·如申請專利範圍第14項所述之晝素，其中，在 ;康=間之一第一時間點，該第四及第五開關元件根 分別關閉及導通，且該第三開關元件根 據該發光k號而導通。 16.如申請專利範圍第14項所述之書 該第五期間中，於一贫. —畜具中在 ' 一時間點，該第四及第五開關元 敉據*描信號而分別關閉及導通 時間點之—第二時問尽咣於该弟一 ”、，該第二開關元件根據該發光信 °773-A32854TWF；P2〇〇6〇77 19 200903426 號而導通。 17.—種顯示面板，包括： > 「資料驅動器，用以透過複數資料線提供複數資料 一掃描驅動H，用以透過複數掃描線提供複數掃描 #號，其中，該等掃描線與該等資料線交錯；以及 一顯示陣列’由該等資料線及該等掃描線所形成， 且包括複數晝素’其中，每一晝素包括： -電容器’搞接於—第―節點與—第二節點之間； =專送電該第—節點’並傳送—資料信號或 一參考電壓至該第一節點； 一第—開關it件，具有控制端、輕接該第二節點之 第一端、以及耦接一第三節點之第二端； 一第二開關元件，具有耦接該第三節點之第一端、 以及接收一時脈信號之第二端； κ 一供具有耦接該第二節點之控制端、耦接 杜：第—端、以及第二端，其中，該驅動元 . 開關几件之控制端於一第四節 黑占， 耦接有=發光信號之控制端、 乐知、以及第二端；以及 -第四開關元件’趣接於該第三開關元件 與一接地之間。 ^ 18.—種顯示裝置，包括·· 0773-A32854TWF;P20〇6〇77 20 200903426 一申請範圍第17項所述之顯示面板；以及 一控制器，操作性地搞接該顯示面板。 19. 一種電子裝置，包括： 一申請範圍第18項所述之顯示裝置；以及 一輸入單元，操作性地麵接該顯示裝置。 20. 如申請專利範圍第19項所述之電子裝置，其中， 該電子裝置為個人數位助理（personal digital assistant， PDA))、數位相機、筆記型電腦、桌上型電腦、行動 電話、或顯示螢幕裝置。 0773-A32854TWF;P2006077 21
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