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TWI380265B - Electroluminescent display with efficiency compensation - Google Patents

Electroluminescent display with efficiency compensation Download PDF

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TWI380265B
TWI380265B TW098136527A TW98136527A TWI380265B TW I380265 B TWI380265 B TW I380265B TW 098136527 A TW098136527 A TW 098136527A TW 98136527 A TW98136527 A TW 98136527A TW I380265 B TWI380265 B TW I380265B
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Felipe A Leon
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Global Oled Technology Llc
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Description

1380265 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於固態電致發光平板顯示器，且更特定士 之’係關於此種具有諸多補償該電致發光顯示組件效率損 失方法之顯示器。 【先前技術】 電致發光（EL)裝置已為人認識數年且最近已用於商用顯 示裝置中。此等裝置採用主動矩陣控制方案及被動矩陣控 制方案兩者且可採用複數個子像素。各子像素含有一£]^發 射體及用於透過該EL發射體驅動電流的一驅動電晶體。該 等子像素係通常配置為二維陣列，各子像素具有一列位址 及一行位址且具有與該子像素相關的一資料值。具有不同 顏色(諸如紅色 '綠色、藍色及白色)的子像素經成群組以 形成像素。EL顯示器可由各種發射體技術製成，包含可塗 佈無機發光二極體、量子點及有機發光二極體（OLED)„ 固態OLED顯示器作為—種優越的平板顯示器技術而倍 受關注。此等顯示器使用穿過有機材料薄膜的電流以產生 光。所發射光的顏色及自電流至光的能量轉換效率係由有 機薄膜材料的組成決定。不同有機材料發射不同顏色的 光。然而，隨著使用顯示器，顯示器中的有機材料發生老 化^在發光上變得不太有效率。此（情況）縮短顯示器的使 用哥命。;f同的有機材料可以不同的速率老化，從而引起 差異的顏色老化’並且引起隨著使用顯示器而使白色點變 化之顯示器。 另外’各個別像素可以與其他像素不同的一 142439.doc 速率老化，從而造成顯示非一致性β 材料老化的速率與行進穿過顯示器的電流量有關，且因 此與已從顯示器發射的光量有關。於Sundahl等人之美國 專利第M56，G16號中描述—種用以補償在聚合物發光二極 體中之此種老化影響的技術。此方法依靠在使用早期階段 提供的:受控制的電流減少，其後接著顯示器輸出逐漸減 小之一第二階段。此解決方案需要控制器内的一定時器追 蹤顯示器的操作時間’控制器然後提供—補償電流量。此 ^ _不5已處於使用中，控制器必須仍然與顯示 器相關以避免在顯示操作時間内的錯誤。此技術具有不會 很好地表現小分子有機發光二極體顯示器效能的㈣。此 外二必須累積顯示器已處於使用中的時間，從而需要在控 制器内的疋時、汁异及儲存電路。同時，此技術不適應處 於變化亮度及溫度位準之顯示器的行為差異且不能適應不 同有機材料之差異老化速率。 / Shen等人之美國專利第6,414,66 i號描述一種方法及相關 糸統，其等藉由基於施加至像㈣累積驅動電流計算及預 測各像素之光輸出效率衰變來補償在一 Ο·顯示器中的 個別OLED發射體之發光效率的長期變化。該方法導出施 加至各像素之下-驅動電流的一校正係數。此技術需要量 ^及累積紅加至各像素的驅動電流，從而需要必須隨顯示 Γ使用而連續更新的一儲存記憶體’且因此需要複雜及大 量的電路。
Evemt之美國專利申請案第2〇〇2/〇167474號描述一種用 142439.doc 1380265 於-〇led顯示器之脈衝寬度調變驅動器。一視訊顯示器 實施例包括用於提供—選擇電壓以驅動在一視訊顯示器中 的一有機發光二極體的一電壓驅動器。電壓驅動器可接收 來自一扠正表的電壓資訊，該校正表考量到老化、行電 阻、列電阻及其他二極體特性。在本發明之一實施例中， 係先於JL常電路操作或在正常電路操作期㈣算校正表。 因為假設OLED輸出光位準相對於〇LED電流成線性，所以 校正方案係基於發送一已知電流通過〇LED二極體持續一 足夠長的歷時以使暫態停息，且然後使用駐留在行驅動器 上的一類比轉數位轉換器（A/D)量測對應的電壓。可透過 一切換矩陣切換至一校準電流源及A/D任一行。然而，此 技術僅適用於被動矩陣顯示器，而不適用於通常採用之更 高效能的主動矩陣顯示器。此外，此技術不包含對隨著 0LED發射ϋ老化而引起〇LED發射體之變化（諸如〇led效 率損失）的任何校正。
Narita等人之美國專利案第6,5〇4,565號描述一種發光顯 不益，其包含一發光元件陣列（藉由配置複數個發光元件 形成）、一驅動單元（用於驅動發光元件陣列以從發光元件 各者發射光）、一記憶體單元（用於儲存發光元件陣列之各 發光元件的光發射次數）及一控制單元（用於基於儲存在記 憶體單元中的資訊控制驅動單元，使得自各發光元件發射 之光量保持恆定）。該案亦揭示採用發光顯示器的一曝光 顯示器及採料光顯示H之—影像形成裝置。此設計需要 使用回應於發送至各像素以記錄使用方式之各信號的一計 142439.doc * 6 - 1380265 算單元，從而大幅增加電路設計複雜性。
Numao Koji之JP 2002-278514描述一種方法’其中經由 一電流量測電路將一規定的電壓施加至有機EL元件，量測 電流，且一溫度量測電路估計有機EL元件的溫度❶比較下 列項目：施加至元件的電壓值；電流值及估計的溫度；歸 因於預先確定之類似構成元件的老化引起的變化；歸因於 電流光度特性（current-luminance characteristics)老化引起 φ 的變化；及在估計元件電流光度特性之特性量測時的溫 度”，、:後基於電流光度特性估計值、元件中流動的電流 值及顯示資科，在顯示資料得以顯示之時間間隔期間，改 ' 變供應至兀件之電流量總和，其可提供待原先顯示之光 度。此設計假設一可預測之像素相對使用且不考慮到像素 組群或個別像素之實際使用差異。因此，對顏色或空間組 群之校正可能隨時間推移而不精確。此外，需要在顯示器 内整合溫度及多重電流感測電路。此整合係複雜，降低製 φ 造良率且在顯示器内佔據空間。
Ishizuki等人之美國專利公開㈣細㈣加號揭示一 種用於提供高品質影像而甚至在長期使用後沒有無規律發 光之顯示面板驅動裝置及驅動方法。當各像素相繼及獨立 地發光時’量測發光驅動電流流動。然後基於量測驅動電 流值來校正各輸入像素資料之光度。根據另一態樣，驅動 電壓經調整使得—驅動電流值變為等於一預定參考電流。 二樣中^ ~偏移電流對應於顯示面板之一 4漏雷 流而加至來自驅動電壓產生器電路之電流輸出時= 142439.doc 1380265 流，且將所得電流供應至像素部分之各者。量測技術係互 動式，及因此緩慢。
Arnold等人在美國專利案第6,995,5 19號中教授一種補償 一 0LED裝置（發射體）老化的方法。此方法依靠驅動電晶 體透過OLED發射體驅動電流。然而，在此項技術已知的 驅動電晶體具有與在此方法中的OLED發射體老化相混淆 之非理想性。低溫多晶矽（LTPS)電晶體可具有跨於一顯示 器表面之非一致臨限電壓及遷移率，且非晶系矽（a-Si)電 晶體具有隨使用變化的一臨限電壓。因此，Arnold等人之 方法將不提供對在電晶體展現出此種影響之電路中的 OLED效率損失之完全補償。另夕卜，當使用諸如反向偏壓 之方法以減輕a-Si電晶體臨限電壓偏移時，在無合適且潛 在昂貴的追蹤及預測反向偏壓影響的情況下，對OLED效 率損失補償可變得不可靠。 因此需要一種對電致發光顯示器更完全的補償方法。 【發明内容】 因此，本發明之一目的為補償存在電晶體老化之OLED 發射體的效率變化。此目的係藉由一種提供一驅動信號至 一電致發光（EL)子像素中之一驅動電晶體的一閘極電極之 方法而達到，該方法包括： a) 提供具有驅動電晶體、一 EL發射體及一讀出電晶體 的EL子像素，其中該驅動電晶體具有一第一電極、一第二 電極及閘極電極； b) 提供一第一電壓源及用於選擇性地連接該第一電壓 142439.doc 1380265 源至該驅動電晶體之該第一電極的_第一切換器， C)連接該EL發射體至該驅動電晶體之該第二電極； d) 提供連接至該EL發射體的一第二電壓源； ’ e) 連接該讀出電晶體之該第一電極至該驅動電晶體之 該第二電極β f) 提供-電流源及用於選擇性地連接該電流源至該讀 出电晶體之該第二電極的一第三切換琴； g) 提供連接至該讀出電晶體之該第二電極的 測電路； h) 斷開該第一切換器，閉合該第= α 茨罘—切換态且使用該電 2量測電路以量測該讀出電晶體之該第二電極處的電壓以 提供一第一發射體電壓信號； 0使用該第一發射體電壓信號 _ 現以挺供表不該EL發射體 效率的一老化信號； j) 接收一輪入信號； k) 使用s亥老化信號及該輸入„贫以吝斗 信號；及 …產生-經補償驅動 l) 、提供該經補償驅動信號至該驅動電晶體之該間極電 極以補償該EL發射體的效率變化。 本發明之-優點為一電致發光顯示器(諸如一 〇led顯示 益補償其中存在電路或電晶體老化或非—致性之顯 有機材料老化，而不需要用於累積對發光元件操 一 ^時間之-連續量測的大量或複雜的電路。本發明 之一進—步優點為其使用簡單量測電路。本發明之— I42439.doc 進—步優點為，與量測電流之諸多方法相比較，藉由進行 所有電壓量測，其對變化更靈敏。本發明之一進_步優點 為可使用—單一選擇線以實現資料輸入及資料讀出。本發 明之一進—步優點為〇LED變化特性及補償對於特定元件 係獨特且不受可能為開路或短路之其他元件的影響。 【實施方式】 現在翻到圖2，其繪示可在本發明之實踐中使用之一電 致發光（EL)顯示器實施例之—示意圖表。&顯示器包括 一具有預定數目個配置為數列與數行之EL子像素6〇的陣 列。EL顯示器10包含複數個列選擇線2〇，其中各列肛子 像素60具有-行選擇線2Q。EL顯示器1()包含複數個讀出線 3〇,其中各行EL子像㈣具有—讀出線3(^各讀出線川係 連接至一第二切換器130，該切換器13〇在校準過程期間選 擇性地將讀出線3〇連接至電流源16〇。雖然出於清晰圖解 閣釋而未繪示’但是各行EL子像素6()亦具有—資料線，如 在此項技術所熟知。該複數個讀出線3〇係連接至一個或多 個多工器40’從而允許自EL子像素平行/循序讀出信號， 如將文付顯而易見。多工器4〇可為與el顯示器印相同結構 之一部分，或可為可連接至社顯*器1〇或自虹顯示 脫離連接之—單獨結構。注意，「列」及「行」並非暗指 面板之任何特定定向。 現在翻到圖3 ’其繪示可在本發明之實踐中使用之— 子像素之-實施例之—示意圖表。此子像素6g包含肛發 射體50 '驅動電晶體7〇、電容器75、讀出電晶體8〇及選擇 142439.doc 1380265 電晶體90。該等電晶體之各者具有一第—電極、一第二恭 =-閉極電極一第一電厂堅源M。係藉由第一切換器二 ^擇性地連接至驅動電晶體7G之該第―電極，該切換器可 2於該EL顯示器基板上或位於—單獨結構上。連接意指該 等凡件係直接連接或經由另—組件（例如一切換器、一個 二極體或另-電晶體)而連接。驅動電晶體7〇之該第二電 極係連接至EL發射體50，且一第二電墨源15〇可藉由第二 切換器m選擇性地連接规發射體5〇，該第二切換⑽ 亦可離開該EL顯示器基板。該EL發射體 至㈣二電㈣5。。為該EL顯示器提供至少一個= 換器110及第二切換器120。若該虹顯示器具有多重供電像 素子組群，則可提供額外的第一切換器及第二切換器。可 藉由以反向偏屋操作該驅動電晶體70使得實質上無電流流 過’而將其用作為該第-切換器110。以反向偏塵操作電 晶體之方法在此項技術係已知。在正常顯示模式中，該第 -切換器及第二切換器係閉合，而其他切換器(下文描述） 係斷開。驅動電晶體70之閘極電極係連接至選擇電晶體 90，以選擇性地提供來自資料線35的資料至驅動電晶體 7〇，如在此項技術所熟知。該複數列選擇線2〇之各者係連 接至在EL子像素60之對應列中之選擇電晶體9〇的閘極電 極。選擇電晶體90的閘極電極係連接至讀出電晶體8〇的閘 極電極。 讀出電晶體80之第一電極係連接至驅動電晶體7〇之第二 電極且連接至EL發射體50。該複數個讀出線3〇之各者係連 142439.doc 1380265 接至在EL子像素60之對應行中的讀出電晶體肋之第二電 極。瀆出線30係連接至第三切換器13〇。為各行子像素 60提供-各自第三切換器13〇(S3)。該第三切換器允許電 流源160選擇性地連接至讀出電晶體8〇之第二電極。電= 源160在由該第三切換器連接時，允許一預定值定電= 入至EL子像素60中1三切換器13()及電流源_可經提供 位於該EL顯示器基板上或離開該虹顯示器基板。該電流 源160可藉由將其設定為一高阻抗㈤幻模式使得實質上無 電f流過而用作為該第三切換心0。用於將電流源設^ 為咼阻抗模式之方法在此項技術係已知。 讀出電晶體80之第二電極係亦連接至電壓量測電路，該 電塵量測電路170量測電麼以提供表示虹子像素6_性^ 信號。電壓量測電路170包含類比轉數位轉換器185(用於 將電壓量測轉換為數位信號）及處理器⑽。來自類比轉數 位轉換器185之信號係發送至處理器19〇。電壓量測電路 170亦可包含記憶體195(用於儲存電堡量測）及一低通淚波 器刚。電麼量測電路170係透過多工器輸出線似多工器 40連接至複數個讀出線3〇及讀出電晶體8〇，從而用於自預 定數目舰子像素_序地心㈣。若存 ㈣，則各多工器具有其自身之多工器輸出線45。因此， 可同時驅動預定數目狐子像素。該複數個多工器允許自 各種多工器4〇平行讀出電且各多工器允許循序讀出附 接至各多工器之該等讀出線30。本文將此操作稱為一平行/ 循序過程。 142439.doc 1380265 亦可藉由控制線95及源驅動器155連接處理器19〇至資料 線35。因此，處理器19〇可在本文將描述之量測過程期間 提供預定資料值至資料線35。處理器19〇亦可經由輸入^ 號85接收顯示資料且提供對如本文將描述之變化的補償，° 因此在該顯示過程期間使用源驅動器155提供補償資料至 資料線35。源驅動器155可包括一數位轉類比轉換器或可 程式化電壓源、一可程式化電流源或一脈衝寬度調變電壓 • (「數位驅動」）或電流驅動器或在此項技術已知的另一類 型源驅動器。 繪示於圖3中的實施例為一非反相nm〇S子像素。本發 明可採用如在此項技術已知的其他組態。該El發射體5 〇可 為一 OLED發射體或在此項技術已知的其他發射體類型。 當該EL發射體50為一 OLED發射體時，該EL子像素60為一 OLED子像素。該驅動電晶體7〇及其他電晶體（8〇，9〇)可 為低溫多晶矽（LTPS)、氧化鋅（ZnO)或非晶系矽（a-Si)電晶 • 體或在此項技術已知的另一類型電晶體。各電晶體（7〇、 80、90)可為N通道或P通道，且該EL發射體50可連接至處 於一反相或非反相配置之該驅動電晶體70。在如在此項技 術已知的一反相組態中’第一電源供應及第二電源供應之 極性係反相’且該EL發射體50導通電流朝向（而非遠離）該 驅動電晶體70 »因此’本發明之電流源160必須流出一負 電流，亦即表現為一電流吸入器（current sink)以透過該EL 發射體50汲取電流。 隨著使用一 EL發射體50(例如一 OLED發射體），其之發 】42439.doc 13 光^率⑼心。1" e邮㈣y)(通常表達為cd/A)可降低且其 P可增加。此等影響兩者可引起由一 EL發射體發射的 置隨時間推移減少。此減少量將取決於該此發射體之使 因此對於-顯不器中的不同EL發射體，該減少可為 不該影響在本文中稱為EL發射體5G特性之空間變化。 此等空間變化可包含在顯示器不同部分中的亮度及顏色平 衡差異及衫像「燒進（bum_in)」，其中—經常顯示影像（例 如：:周路標誌)可引起其自身之一重影一直顯示在該主動 顯不态上。期望補償該臨限電壓之此等變化以防止發生此 專問題。 現在翻到圖4A，其繪示圖解闡釋隨著電流通過一 〇LED 發射體，〇LED發射體老化對光度效率之影響的一圖 表。二條曲線表示發射不同色彩光之不同發光體（例如R、 G、B分別表示紅色、綠色及藍色發光體）的典型效能，如 由k時間推移的光度輸出或累積電流表示。不同色彩發光 體之間的光度衰變可有所差異。光度衰變差異可歸因於不 同色彩發光體中使用之材料之不同老化特性，或歸因於不 同色彩發光體之不同使用方式。因此，在習知使用中（無 老化校正）’顯示器可變得不太亮且顯示器之顏色（尤其白 色點）可發生色移。 現在翻到圖4B，其圖解闡釋一 〇lED發射體或一驅動電 晶體或兩者之老化對發射體電流之影響的—圖表。圖4]5之 橫座標表示驅動電晶體70之閘極電壓，且縱座標表示在閘 極電壓下通過該驅動電晶體之以1〇為底數的對數電流。未 142439.doc 14 1380265 老化曲線230展現老化前的一子像素。隨著該子像素老 化’為獲得一所要電流而需要一更高電壓，亦即該曲線移 動一 Δν量至老化曲線240。如繪示，AV為由於〇LED發射 體電阻變化（Δν0ίεο，220)引起的臨限電壓變化（AVth， 2 10)及OLED電壓變化之總和，如圖所示。此變化引起降 低的效能。為獲得一所要電流而需要一更高的閘極電壓。 飽和時的OLED電流（其亦為通過該驅動電晶體之閘極-源 極電流）、OLED電壓與臨限電壓之間的關係為： I〇,ed=~^)2=f (等式 1) 其中W為TFT通道寬度，L為TFT通道長度，μ為TFT遷移 率’ C0為每單位面積氧化物電容（〇xide Capacitance per Unit Area) ’ Vg為閘極電壓’ Vgs為驅動電晶體閘極與源極 之間的電壓差。為了簡單化，忽略^1對¥以之相依性。因 此，為了保持電流恆定，必須補償Vth及v〇led之變化。 現在翻到圖5，且亦參考圖3，其繪示本發明方法之一實 施例的一方塊圖。 為了量測一 EL發射體50之特性，斷開第一切換器丨〗〇， 並且閉合第二切換器120及第三切換器13〇(步驟34〇)。選擇 線20變為作用中的而使一選擇列開啟讀出電晶體80(步驟 345)。因此’ 一電流Itestsu自電流源160通過EL發射體50淀 至第二電壓源150❶通過電流源16〇之電流值經選擇小於可 通過EL發射體5〇之最大電流，一典型值將在丨微安至5微安 範圍内，且在該EL子像素使用壽命期間對於所有量測為恆 142439.doc !380265 2。可在此過程中使用一個以上量測值，例如可在1微 文、2微安及3微安下執行量測。在一個以上量測值下進行 置測允許形成EL子像素60之一完整Ι-ν曲線。使用電壓量 測電路170以量測讀出線30上的電壓（步驟35〇)。此電壓為 躀出電晶體80之第二電極處的電壓v〇ut且可用於提供一第
心射體電壓^號V2，該第一發射體電壓信號％表示EL 發射體50之特性（包含電阻且因此包含£匕發射體5〇之效 率）。 子像素中之諸組件電壓的關係為： (寻式2) V2 = CV+V0LED+Vread 此等電壓值將引起讀出電晶體8〇之第二電極處的電壓 ^Vout)調整以符合等式2。在上述條件下，cv為一設定值且 y假設Vread恆定，因為通過讀出電晶體之電流係低的且不 Ik時間發生明顯變化。v〇LED將受控於由電流源1 60設定的 電流值及EL發射體50之電流電壓特性。 V0LED可隨EL發射體50内之老化相關變化而變化。為了 判定V0LED之變化，在不同時間執行兩個單獨測試量測。 在—第一時間（例如當EL發射體50未由於老化而降級時）執 行第一量測。此可為EL子像素60被用於顯示目的之前的任 何時間。用於第一量測之電壓V2值係第一發射體電壓信號 (下文中為V^)，且量測及儲存該值。在不同於第一時間之 —第二時間（例如在EL發射體5〇已因顯示影像持續一預定 時間而老化後)’重複該量測且儲存—第二發射體電壓: 142439.doc •16- 1380265 號（下文中為v2b)。 若在列内存在待量測之額外EL子像素，則使用連接至複 數個4出線3G之多工器4G允許電虔量測電路⑺循序地量 測預定數目個EL子像素之各者（例如列内的每一子像 素）(決策步顆355)，且提供各子像素之對應第—發射體電 壓信號及第二發射體電壓信號1顯示器^夠大，則可需 要複數個夕工器’纟中以一平行/循序過程提供該第一發
射體電壓信號及該第二發射體電壓信號。若肛顯示器1〇内 存在待量測之額外數列子像素，則對各列重複步驟Μ至 355(決策步驟鳩卜為加速量測過程，可同時驅動該預定 數目個EL子像素之各者，使得當進行量測時已歷經任何穩 定時間。 EL發射體50内的變化可引起變化以維持測試電流 Itsetsu。此等V0LED變化將反映在％之變化中。因此可比較 各EL子像素60之該兩個儲存的發射體電壓信號π。量測， 以計算表示EL發射體50之效率的一老化信號△%(步驟 3 70)，計算式如下： AV2=V2b-V2a=AVOLED (等式 3) 以上方法需要將各子像素之對應第一發射體電壓信號儲 存在記憶體内以用於稍後的比較。可使用不需要一初始量 測之種較不需要大量記憶體的方法，但是可補償v〇led 之二間文化。如先前描述’在老化後，可使用電流源160 之選擇值記錄各子像素之第二發射體電壓信號（V2b)。然 I42439.doc 17 丄獨2b：) 後自、！測係為一目標信號之像素種群中選擇具有最小 OLED偏私（亦即最小置測ν^)的子像素。此目標信號用作 為所有子像素H射體電壓信號（v2_)。然後該複數 個子像素之各者之老化信號可表達為： AV2 = V2b-V2aJtgt (等式 4) ^後 EL子像素60之老化信號可用於補償該EL子像 素特性之變化。 為補償EL老化，需要如上文所述校正(與相 關）：，、;'而，一第一因素亦影響ELa射體之光度且隨老化 或使用而^化.el發射體之效率隨使用而降低，從而減小 在一給定電流下發射的光（如繪示於圖4八中）。除發現以上 該等關係之外，亦已發現一關係存在於一EL發射體光度效 率之降低與Δν0ίΕ0之間，亦即其中對於一給定電流，該EL 光度為该V〇LED變化之一函數：
^OLED I〇LED (等式5) 於圖6中之圖表内繪示一受測試〇LED發射體之光度效率 與AV0LED之間的一關係實例。圖6繪示在列於圖例中之各 種衰落電流密度下的此關係。如繪示，該關係已經實驗性 地判定為近似獨立於衰落電流密度。藉由量測該光度減小 及在一給定電流下其與Δν0ίΕ[)之關係，可判定引起El發射 體50輸出一標稱光度所需之校正信號的一變化。可在一模 型系統上進行此量測且之後將其儲存在一查詢表中或用作 為/貝鼻法。此模型化可使用繪示於圖6中的判定（〇led 142439.doc •18- 1380265 ^壓上升與〇 L E D效率損失之間的關係近似冑立於衰落電 «•在度）在各種衰落電流密度下執行（為更精確之結果），或 在一單一衰落電流密度下執行以減小成本乂 為了補償EL子像素60特性之以上變化，接收一輸入信號
Vcuu (步驟375)。然後可使用老化信號與輸入信號產生— 經補償驅動信號（步驟380)。可使用具有下列形式之一等 式： 鲁 ^Vdata=f2(AV2) + f3(AV2) (等式 6) 其中為維持所要光度所需要之在驅動電晶體7〇閘極 电極上的一偏移電壓，f2(AVz)為對el電阻變化之一校正 且f3(AV2)為對EL效率變化之一校正。在此情況下，經補 償驅動信號▽。。町為：
Vcom P —Vdata + ΔVjata (等式 7) 使用源驅動器155將經補償驅動信號Vcomp提供至驅動電晶 • 體之閘極電極（步驟385)，以補償EL發射體之電壓及效率 變化。 當補償具有複數個EL子像素之一 EL顯示器時，量測各 子像素以提供複數個對應的第一發射體電壓信號及第二發 射體電壓信號，且提供複數個對應的老化信號，如上所 述。接收各子像素之一對應的輸入信號，且如上文使用該 等對應的老化信號計算一對應的經補償驅動信號。使用如 在此項技術已知的源驅動器155將對應於在該複數個子像 素中之各子偉素的經補償驅動信號提供至子像素之閘極電 142439.doc 19 1380265 極。此操作允許補償在該複數個EL子像素中之各EL發射 體效率的變化。 該EL顯示器可包含一控制器，該控制器可包含一查詢表 或演算法以計算各EL發射體之一偏移電壓。該偏移電壓經 計算以提供對歸因於驅動電晶體70之臨限電壓變化及ELS 射體50老化引起之電流變化的校正，以及提供一電流增 加，以補償歸因於EL發射體50老化引起的效率損失，因此 提供一完全的EL老化補償解決方案。此等變化係由該控制 器施加以校正光輸出至所要的標稱光度值。藉由控制施加 至EL發射體的信號，獲得一具有一恆定之光度輸出及在一 給定光度下增加之使用壽命的EL發射體。因為此方法提供 一對在一顯示器内各EL發射體的校正，所以其將補償該複 數個EL子像素特性的空間變化，且具體地補償各EL發射 體的效率變化。 參考圖1，已發現一 OLED發射體光度效率與驅動該發射 體所用之電流密度之間之一額外關係。通常，OLED發射 體可顯現由於驅動位準（表達為電流、電流密度或一對一 映射至一給定OLED發射體之電流密度的任何其他值）引起 的OLED效率變化。此關係可與表達於上文等式5中的關係 相結合，對於一給定電流，該OLED光度之一更精確的模 型為= ^ = fi^VOLED,IJ (等式 8)
^OLED 其中為再次歸因於老化引起、於電流Itestsu下量測的 142439.doc -20· 1380265 OLED電壓變化（如上所述），且1^為理論上由驅動輸入信 號85(圖3)產生之通過該OLED的電流。該輸入信號85值或 其他驅動位準值可在此等式中代替Ids。圖1中的各曲線繪 示老化至一特定點之一 OLED的電流密度Ids除以發射體面 積以及效率（L〇led/I〇led)之間的關係。老化係使用在此項 技術已知的T標記法指示於圖例中：例如T86意為在此情況 下之一測試電流密度20 mA/cm2下的效率為86%。 為補侦EL子像素60(例如一 OLED子像素）特性之以上變 化’可以下列形式之一等式使用老化信號連同上文描 述之模型（包含涉及輸入信號之等式8): AVdata=f2(AV2) + f3(AV25Ids) (等式 9) 其中AVdata為維持所要光度需要之在驅動電晶體7〇閘極電 極上的一偏移電壓’ 為對EL電阻變化之一校正且
^(△V2，ids)為對在命令電流IdsTEL效率變化之一校正。函 數G可為對諸如繪示於圖丨中的諸曲線之一擬合。如上文， 任何驅動位準值可用於等式9之第二項中。然後，可在等 弋中使用來自等式9之AVdata值以提供一經補償的驅動信 號。此做法可提供一更精確之補償解決方案。 在車乂佳實;^例中，纟包含有機發光二極體（〇led) 顯不器中採用本發明，該顯示器係由如揭示於但不限; ng等人之美國專利案第4,769,292號及偏等人之: 國專利案第5，G61，569號中的小分子及聚合〇LED組成。可々 用有機發光顯示器之許多組合及變更以製造此㈣示器。 142439.doc •21 · 1380265 【圖式簡單說明】 圖1為繪示OLED效率、OLED老化與OLED驅動電流密度 之間的關係圖表； 圖2為可在實踐本發明中使用之一電致發光（EL)顯示器 實施例的一示意圖表； 圖3為可在實踐本發明中使用之一 EL子像素的一實施例 的一示意圖表； 圖4A為圖解闡釋一 OLED發射體老化對光度效率影響之 一圖表； 圖4B為圖解闡釋一 OLED發射體或一驅動電晶體老化對 發射體電流影響之一圖表； 圖5為本發明方法之一實施例的一方塊圖；及 圖6為繪示OLED效率與OLED電壓變化之間關係的圖 表。 【主要元件符號說明】 10 EL顯示器 20 選擇線 30 讀出線 35 資料線 40 多工器 45 多工器輸出線 50 EL發射體 60 EL子像素 70 驅動電晶體 142439.doc -22- 1380265 75 電容器 80 讀出電晶體 85 輸入信號 90 選擇電晶體 95 控制線 110 第一切換器 120 第二切換器
130 第三切換器 140 第一電壓源 150 第二電壓源 155, 源驅動器 160 電流源 170 電壓量測電路 180 低通濾波器 185 類比轉數位轉換器
190 處理器 195 記憶體 210 AVth 220 AVoled 230 未老化曲線 240 老化曲線 340 步驟 345 步驟 350 步驟 142439.doc -23- 1380265 355 決策步驟 360 決策步驟 370 步驟 375 步驟 380 步驟 385 步驟 142439.doc -24-

Claims (1)

1380265 七 年/p月日修正替換頁 、申請專利範圍： 一種提供-驅動信號至一電致發光（EL)子像素中之一驅 動電晶體之一閘極電極的方法，該方法包括： (a) 提供包括該驅動電晶體、一 EL發射體及一讀出電 晶體的EL子像素，該驅動電晶體包括一第一電極、一第 二電極及該閘極電極； (b) 提供一第一電壓源及一用於選擇性地連接該第一 電壓源至該驅動電晶體之該第一電極的第一切換器； (c) 連接该EL發射體至該驅動電晶體之該第二電極； (d) 七供一連接至該EL發射體的第二電壓源； (e) 連接泫讀出電晶體之第一電極至該驅動電晶體之 該第二電極。 (f) 提供一電流源及一用於選擇性地連接該電流源至 該讀出電晶體之該第二電極的第三切換器； (g) 提供一連接至該讀出電晶體之該第二電極的電壓 量測電路；- (h) 斷開垓第一切換器，閉合該第三切換器，且使用 該電壓量測電路量測在該讀出電晶體之該第二電極處的 電壓，以提供一第一發射體電壓信號； (i) 使用該第一發射體電壓信號以提供一表示該虹發 射體效率的老化信號； ⑴接收一輸入信號； 經補償驅 (k)使用該老化信號及該輸入信號以產生一 動信號；及 ( ----J (1) 提供該經補償驅動信號至該驅動電晶體之該閘極 電極以補償該EL發射體的效率變化；以及 提供一用於選擇性地將該EL發射體連接至該第二電麼 源的第二切換器，其中步驟（h)包含閉合該第二切換器。 •如請求項1之方法，其中步驟（h)進—步包含： (υ在一第一時間量測在該讀出電晶體之該第二電極 处的電壓’以提供言玄第一發射體電磨信號； (2) 儲存該第一發射體電壓信號； 一在一第二時間量測一第二發射體電壓信號，該第 ~日卞間不同於該第一時間；及 (4)儲存該第二發射體電壓信號。 2求項2之方法，其中步驟⑴進-步包含比較該儲存 。♦發射體電壓仏號及該儲存的第二發射體電壓信 娩，以提供該老化信號。 如請求項1 $古土 # L 紅 、 ，/、中該電壓量測電路包含一類比轉 數位轉換器。 w 如請求項4 $ *、、+ '，/'中該電壓量測電路進一步包含一 低通濾波器。 如請求項1之方法， 其中對 進—步包含提供複數個EL子像素， 儿各肛子像素執行步驟（h)及⑴以產生複數個對應 個；你主 八中使用該等對應的老化信號對該複數 個子像素之各者執行步驟⑴至⑴。 • 如請求項6之方、 行步驟、 法’其中對預定數目個此等EL子像素執 在此期間同時驅動該預定數目個子像素。 1380265 /〃/年1。月_2日修正 ^ *—-- 一 8.如咕求項6之方法，其中該等EL子像素係配置為數列及 數行，f f t °X歹法進—步包含提供連接至對應選擇電晶體之 ••亥等閘極電極的複數個列選擇線及連接至對應讀 触 ▲ 日日 •亥等第二電極的複數個讀出線。 9.如請求項8之方；& ... ^ 之方法進一步包含一使用連接至該複數個 泉的夕工器，用於循序地量測該預定數目個£L子像 素各者，以提供對應的第一發射體電壓信號。 1〇曰月长項1之方法，進-步包含-提供連接至該驅動電 晶體之該間極電極的選擇電晶體’且其中該選擇電晶體 之：間極電極係連接至該讀出電晶體之該閑極電極。 U.如清求項1之方法，其中各EL發射體包括-OLED發射 體，且各EL子像素包括一OLED子像素》 12.如請求項1之方法，复中+ ”〒V驟⑴進一步包含：提供一源 驅動器；以及使用該源 池勒态U徒供该經補償驅動信號 至該驅動電晶體之該閘極電極。 13_如請求項12之方法，其中嗜 Τ μ源驅動裔包括一數位轉類比 轉換器。
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