發光顯示器的製作方法

2023-10-05 20:32:49

專利名稱：發光顯示器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光顯示器。
背景技術：
近來，開發了各種平板顯示器，這些平板顯示器減小了陰極射線管重量大和體積大的缺點。平板顯示器包括液晶顯示器、場致發光顯示器、等離子顯示板、發光顯示器等。
發光顯示器是一種通過複合電子和空穴而發射磷物質的自發光元件，並且根據材料和結構大致上可分成無機發光顯示器和有機發光顯示器。與諸如液晶顯示器件需要獨立光源的無源發光器件相比，發光顯示器具有與陰極射線管相當的快速響應速度。
圖1示出了常規象素電路的傳統有機發光單元。
有機發光顯示器包括電子注入層4、電子傳輸層6、發光層8、空穴傳輸層10和空穴注入層12，所述各層層疊在陰極2和陽極14之間。
當在透明電極構成的陽極14和金屬電極構成的陰極2之間施加電壓時，從陰極2產生的電子通過電子注入層4和電子傳輸層6朝向發光層8移動。此外，從陽極14產生的空穴通過空穴注入層12和空穴傳輸層10朝向發光層8移動。因此，隨著從電子傳輸層6和空穴傳輸層10發送的電子和空穴在發光層8中相互碰撞和複合，就會發光。光通過透明電極構成的陽極14射向外部，從而顯示圖像。
為了顯現灰度級，常規的發光顯示器採用表面積分割驅動法和時間分割驅動法。
表面積分割驅動法將一個象素分成多個子象素，並且通過根據數字數據信號單獨劃分各多個子象素來顯現灰度級。然而，表面積分割驅動法存在的問題是具有複雜的象素結構。
另一方面，時間分割驅動法通過控制象素的發光時間來顯現灰度級。也就是說，通過將一幀分成多個子域(sub-field)來顯現灰度級。時間分割驅動法根據各子域周期期間的數字數據信號而將象素分成發光時間和非發光時間，並且通過對一幀周期內各象素的發光時間進行組合來顯現象素的灰度級。
通常，由於時間分割驅動法比液晶顯示器具有更快的響應速度，所以發光顯示器採用時間分割驅動法。
圖2表示用常規發光顯示器通過時間分割驅動法的數據時序圖。
參照圖2，為了顯現數字數據信號的灰度級，採用常規時間分割驅動法的發光顯示器的驅動方法是將各幀分成多個子域(SF1-SF12)，這些子域對應於數字數據信號的每一位。此時，在圖2中，用256級灰度級來顯現12位數字數據信號而且將一幀分成與12位數字數據信號對應的12個子域(SF1-SF12)。12個子域(SF1-SF12)中的第一子域(SF1)對應於數字數據信號的最低位而第12個子域(SF12)對應於數字數據信號的最高位。
將12個子域(SF1-SF12)中的每一個子域分成發光時間(LT1-LT12)和非發光時間(UT1-UT12)。為了用256級灰度級顯現12位數字數據信號，各子域(SF1-SF12)的發光時間(LT1-LT12)可以採用由1:2:4:8:16:32…構成的二進位代碼和由1:2:4:6:10:14:19…構成的非二進位代碼。
在子域(SF1-SF12)的各周期期間，發光顯示器通過在垂直方向上例如在發光顯示板中從上到下的方向上依次掃描所有象素而發射光。因此，各子域(SF1-SF12)周期的發光時間(LT1-LT12)都伴隨著如圖2所示在各子域(SF1-SF12)中的斜線標記。通過將一幀期間各子域(SF1-SF12)中的所有發光時間(LT1-LT12)進行組合便可以顯現所期望的灰度級。
然而，在傳統的發光顯示器中，存在的問題是，由於驅動薄膜電晶體退化以及電子注入層4、電子傳輸層6、空穴傳輸層10、空穴注入層12和發光層8退化，會導致亮度變差。
圖3是表示常規發光顯示器電壓源結構的視圖。
參照圖3，由於發光層8具有不同的發光特性，所以傳統發光顯示器在R、G和B象素中分別採用不同的電源電壓(VDDR，VDDG，和VDDB)。因此，由於傳統發光顯示器要分出R、G和B電源，所以需要外加電源。這樣，就會帶來增加顯示板成本和部件數量的問題。

發明內容
一種發光顯示器包括象素電路。該象素電路包括藉助電流發光的象素。該發光顯示器進一步包括數據驅動器，該數據驅動器向象素提供與電流對應的數據信號；提供第一掃描信號和第二掃描信號的掃描驅動器，所述第一掃描信號為選擇數據信號的寫信號，所述第二掃描信號為象素的擦除信號；和向數據驅動器提供數據的時序控制器，該時序控制器提供的數據將一幀分成多個子域並根據象素電路的亮度而調節與各多個子域對應的數據信號。


下面將參照附圖對本發明進行詳細說明，其中用相同的附圖標記表示相同的部件。
圖1示出了常規象素電路中傳統的有機發光單元；圖2示出了通過常規發光顯示器的時間分割驅動法的數據時序圖；圖3示出了常規發光顯示器的電壓源結構圖；圖4示出了按照本發明實施方式的發光顯示器裝置的結構視圖；圖5示出了圖4所示象素的等效電路圖；圖6示出了圖4所示時序控制器的方框圖；圖7示出了按照本發明實施方式的發光顯示器的亮度值和發光時間的關係圖；以及圖8示出了施加到圖4所示的各第一掃描線和各第二掃描線的第一掃描信號和第二掃描信號的波形圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖以更詳細的方式說明本發明的優選實施方式。
圖4示出了按照本發明實施方式所述的發光顯示器裝置的結構視圖。
參照圖4，按照本發明實施方式所述的發光顯示器包括由象素122構成的象素電路116，所述象素122設置在由第一掃描線(GPL1-GPLn)和第二掃描線(GEL1-GELn)以及數據線(DL1-DLm)交叉限定的各區域中；用於驅動第一掃描線(GPL1-GPLn)和第二掃描線(GEL1-GELn)的掃描驅動器118；用於驅動數據線(DL1-DLm)的數據驅動器120；用於檢測象素電路116亮度的退化傳感器140；和時序控制器128，該時序控制器根據退化傳感器140提供的亮度信號(BS)來控制掃描驅動器118和數據驅動器120的驅動時序並向數據驅動器120提供數字數據(Mdata)。
圖5示出了圖4所示象素的等效電路圖。
如圖5所示，各象素122包括電源電壓源(VDD)、接地電壓源(GND)、連接在電源電壓源(VDD)和接地電壓源(GND)之間的發光單元(OLED)以及發光元件驅動電路130，該驅動電路根據從各第一掃描線(GPL)和第二掃描線(EPL)提供的掃描信號或選擇信號來驅動發光單元(OLED)。
發光單元包括例如有機EL或有機發光二極體(OLED)，但是其也可以包括無機EL或發光二極體(LED)。
發光單元驅動電路130包括驅動TFT(薄膜電晶體)(DT)，所述驅動TFT連接在發光單元(OLED)和電壓源(VDD)之間；第一開關TFT(T1)，該開關TFT與數據線(DL)、第一掃描線(GPL)、以及驅動TFT(DT)相連；第二開關TFT(T2)，該開關TFT與設置在第一開關TFT(T1)和驅動TFT(DT)之間的第一節點(N1)、第二掃描線(GEL)以及電源電壓源(VDD)相連；和存儲電容(Cst)，該電容連接在第一節點(N1)和電源電壓源(VDD)之間。
TFT為P型電子金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)或P型MOS電晶體。
驅動TFT(DT)的柵極與第一開關TFT(T1)的漏極相連，驅動TFT的源極與電源電壓源(VDD)相連，而驅動TFT的漏極與發光單(OLED)相連。
第一開關TFT(T1)的柵極與第一掃描線(GPL)相連，第一開關TFT的源極與數據電極線(DL)相連，而第一開關TFT的漏極與驅動TFT(DT)的柵極相連。
第二開關TFT(T2)的柵極與第二掃描線(GEL)相連，第二開關TFT的源極與電源電壓源(VDD)相連，而第二開關TFT的漏極與第一節點(N1)相連。
存儲電容(Cst)在第一開關TFT(T1)導通時存儲第一節點(N1)的數據電壓，而且在第一開關TFT(T1)斷開時使用所存儲的數據電壓一直保持驅動TFT(DT)的導通(on)狀態，直到提供下一幀數據電壓。
在各象素122中，當第一掃描信號或柵脈衝輸入到第一掃描線(GPL1-GPLn)時，導通第一開關TFT(T1)並且經由數據線(DL)輸入數據電壓而導通驅動TFT(DT)。因此，發光單元(OLED)發射光。在通過作為寫信號輸入到第一掃描線(GPL1-GPLn)上的第一掃描信號截止第一開關TFT(T1)之後，當作為擦除信號的第二信號輸入到第二掃描線(GEL1-GELn)時通過導通第二開關TFT(T2)而使存儲在存儲電容(Cst)中的數據電壓放電。此時，發工單元(OLED)一直發光，直到存儲於存儲電容(Cst)中的數據電壓被放電。
退化傳感器140檢測象素電路116的退化程度並且向時序控制器128發送與該退化程度相對應的亮度信號(BS)。此時，為了檢測不向顯示板外部顯示圖像時的退化程度或亮度，退化傳感器140檢測象素電路116最外線中象素的退化程度或亮度。
時序控制器128利用由外部系統(例如，圖形卡)提供的同步信號產生控制數據驅動器120的數據控制信號和控制掃描驅動器118的掃描控制信號。
此外，時序控制器128將外部系統提供的數字數據發送到數據驅動器120。此時，時序控制器128根據由退化傳感器140提供的亮度信號(BS)對該數字數據進行調製並將該數據送到數據驅動器120。
圖6示出了圖4中所示時序控制器的方框圖。
為此，如圖6所示，時序控制器128包括根據由退化傳感器140提供的亮度信號(BS)產生選擇信號(SS)的選擇信號發生器152，用於根據選擇信號(SS)將從外部輸入的N位數字數據轉換成M位(M為大於N的正整數)數字數據(Mdata)的第一到第三查找表154、156和158，以及根據由選擇信號發生器152提供的選擇信號(SS)將外部提供的N位數字數據發送到第一到第三LUT154、156和158上的多路復用器150。在此，假定N位為6位，並且假定M位為8位。
當退化傳感器140提供的亮度信號(BS)為基準值或更大值時，選擇信號發生器152向多路復用器150發送第一邏輯狀態的選擇信號(SS)，當亮度信號(BS)為中間值時，選擇信號發生器152向多路復用器150發送第二邏輯狀態的選擇信號(SS)，並且當亮度信號(BS)為基準值或更小值時，選擇信號發生器152向多路復用器150發送第三邏輯狀態的選擇信號(SS)。
當象素電路116的退化程度相對較小時，選擇信號發生器152產生第一邏輯狀態的選擇信號(SS)，當象素電路116的退化程度較為居中時，選擇信號發生器152產生第二邏輯狀態的選擇信號(SS)，而當象素電路116的退化程度較大時，選擇信號發生器152產生第三邏輯狀態的選擇信號(SS)。
多路復用器150響應於從選擇信號發生器152提供的第一到第三邏輯狀態，將外部提供的6位數字數據發送到第一至第三LUT 154、156和158。
表1示出了以退化程度為基礎的6位數字數據或LUT輸入信號(數據)和面板輸入信號或第一到第三LUT 154、156和158的8位數字數據表1

如表1所示，為了擴大伽瑪控制的位數，第一到第三LUT 154、156和158將多路復用器150提供的6位數字數據轉換成8位數字數據(Mdata)並向數據驅動器120發送數據。
此時，對於相同的輸入信號，在退化程度為低、中、或高的各種情況下，將第一到第三LUT 154、156、和158的8位數字數據發送到數據驅動器120。當退化程度較低時發送小的數字數據(Mdata)，而當退化程度較高時發送大的數字數據(Mdata)。此時，小的數字數據在發光單元(OLED)中具有短的發光時間而大的數字數據在發光單元(OLED)中具有長的發光時間。因此，通過在退化程度低時將發光單元(OLED)的發光時間設定的短一些，而在退化程度高時將發光元件(OLED)的發光時間設定的長一些，就可以補償驅動TFT(DT)或發光單元(OLED)的退化。
圖7示出了按照本發明實施方式所述的發光顯示器的亮度值和發光時間的關係圖。
參照圖7，確定第一到第三LUT 154、156和158的8位數字數據(Mdata)以是的退化程度或發光亮度與發光時間的乘積為均勻值，即，均勻亮度。也就是說，低退化程度下的亮度(L3)大於高退化程度下的亮度(L1)。因此，如圖7和公式1所示，當退化程度低時將發光時間設定得較短，而當退化程度高時將發光時間設定得較長，由此無論退化程度如何都能獲得均勻的亮度。
公式1L1×T1＝L2×T2＝L3×T3圖8示出了第一掃描信號和第二掃描信號的波形圖，所述第一和第二掃描信號施加到圖4所示的各條第一掃描線和第二掃描線。
參照圖8，掃描驅動器118響應來自時序控制器128的掃描控制信號，產生與各子域(SF1-SF8)的發光時間(LT)相對應的第一掃描信號(GP)和第二掃描信號(EP)，並通過向第一掃描線(GPL1-GPLn)發送第一掃描信號(GP)依次驅動第一掃描線(GPL1-GPLn)，通過向第二掃描線(GEL1-GELn)發送第二掃描信號(EP)依次驅動第二掃描線(GEL1-GELn)，其中所述各子域的發光時間對應於8位數字數據中的每一位。此時，第一掃描信號(GP)和第二掃描信號(EP)具有與各子域(SF1-SF12)的發光時間(LT)相對應的預定時間差。
數據驅動器120根據來自時序控制器128的數據控制信號，在各水平周期(1H)，將與定時控制器128提供的8位數字數據(Mdata)相對應的數據電壓施加到數據線(DL1-DLm)上。
用時間分割驅動法驅動按照本發明實施方式的發光顯示器，其中為了顯現8位數字數據(Mdata)的灰度級，所述時間分割驅動法通過將各幀分成多個與8位數字數據(Mdata)中的每一位相對應的子域(SF)進行驅動。此時，象素電路16將一幀分成與8位數字數據(Mdata)相對應的8個子域(SF1-SF8)。
8個子域中的第一子域(SF1)對應於8位數字數據(Mdata)中的最低位，而第八個子域(SF8)對應於8位數字數據(Mdata)中的最高位。
將8個子域(SF1-SF8)中的每一個分成發光時間(LT1-LT8)和非發光時間(UT1-UT8)。此時，為了顯現具有256級灰度級的8位數字數據信號，每個子域(SF1-SF8)的發光時間(LT1-LT8)可以採用由1:2:4:8:16:32…構成的二進位代碼和由1:2:4:6:10:14:19….構成的非二進位代碼。
在各子域(SF1-SF8)的周期器件，發光顯示器通過沿垂直方向，例如發光顯示板中從上到下的方向，依次掃描所有象素而發光。因此，各子域(SF1-SF8)周期的發光時間(LT1-LT8)都伴隨有各子域(SF1-SF12)中的斜線標記。在一幀內通過將各子域(SF1-SF8)中的所有發光時間(LT1-LT8)進行組合就可以顯現所期望的灰度級。
具體地說，按照本發明實施方式的發光顯示器的數據驅動器120在象素電路116的退化程度較低時向各子域(SF1-SF8)的數據線(DL)提供經由所述時序控制器128的第一LUT 154轉換的對應於具有256級灰度級的8位數字數據(Mdata)並且如表1所示的數據電壓。因此，通過將各子域(SF1-SF8)的發光時間進行組合就可以用256級灰度級來顯現各象素。
當象素電路116的退化程度較高時，按照本發明實施方式的發光顯示器的數據驅動器120向各子域(SF1-SF12)的數據線(DL)提供經由所述時序控制器128的第三LUT 158轉換的對應於具有256級灰度級的8位數字數據(Mdata)並且如表1所示的數據電壓。第二LUT 158居中。
按照本發明實施方式的發光顯示器能夠根據象素電路116的退化程度，在不調節用於驅動象素122的驅動時序的情況下，利用與退化程度相對應的第一到第三LUT 154、156、和158來顯現圖像。
以上參照附圖對本發明的實施方式進行了說明，但是本發明並不限於所述在該實施方式中，將退化程度分為高、中、低三檔，並且根據退化程度利用第一到第三LUT 154、156和158進行退化補償，但也可以將退化程度分為兩檔或四檔或更多。LUT可以與退化程度的檔數成正比。LUT的數字數據為亮度和發光時間的均勻乘積，由此決定了無論退化程度如何發光單元都具有均勻的亮度。
在該實施方式中，通過將一幀分成8個子域來完成時間分割驅動，但是可以根據數據或發光單元的發光能力以及掃描驅動器的驅動能力可以改變子域的數量。例如，可以將一幀分成12個子域。
很顯然，可以用很多方式對所述發明進行改進。這些改進並不會脫離本發明的構思和範圍，對於本領域的技術人員來說，所有這些改進都將落入下面權利要求書的範圍。
權利要求
1.一種發光顯示器，包括象素電路，所述象素電路包括藉助電流發光的象素；數據驅動器，該數據驅動器向象素提供與電流相對應的數據信號；提供第一掃描信號和第二掃描信號的掃描驅動器，所述第一掃描信號為選擇數據信號的寫信號，而所述第二掃描信號為象素的擦除信號；和向數據驅動器提供數據的時序控制器，該時序控制器提供的數據將一幀分成多個子域並根據象素電路的亮度調節與各多個子域相對應的數據信號。
2.根據權利要求1所述的發光顯示器，其特徵在於，進一步包括檢測象素電路退化程度的退化傳感器。
3.根據權利要求1所述的發光顯示器，其特徵在於，向象素電路的象素提供電源電壓的電壓源為一個。
4.根據權利要求1所述的發光顯示器，其特徵在於，所述象素電路的象素亮度值與發光時間的乘積為均勻值。
5.根據權利要求2所述的發光顯示器，其特徵在於，所述退化傳感器檢測象素電路中形成在非發光區域中的象素退化程度。
6.根據權利要求5所述的發光顯示器，其特徵在於，所述象素電路的象素位於該象素電路的最外側線中。
7.根據權利要求2所述的發光顯示器，其特徵在於，所述時序控制器包括選擇信號發生器，該選擇信號發生器根據由退化傳感器檢測的退化程度而產生選擇信號；和數據選擇單元，該數據選擇單元根據選擇信號發生器的選擇信號來選擇數據並將所述數據發送到數據驅動器。
8.根據權利要求7所述的發光顯示器，其特徵在於，所述選擇信號發生器根據象素電路的退化程度而產生多個選擇信號。
9.根據權利要求8所述的發光顯示器，其特徵在於，所述數據選擇單元響應於多個選擇信號而選擇多個數據。
10.根據權利要求7所述的發光顯示器，其特徵在於，所述各數據選擇單元將外部輸入的N位數據轉換成提供給數據驅動器的M位數據，從而使該數據具有二進位代碼或非二進位代碼。
11.根據權利要求10所述的發光顯示器，其特徵在於，所述M為大於N的正整數。
12.根據權利要求10所述的發光顯示器，其特徵在於，所述N位為6位而所述M位為8位。
13.根據權利要求10所述的發光顯示器，其特徵在於，確定所述M位數據以使得象素電路中象素的亮度值與發光時間的乘積為均勻值。
14.根據權利要求1所述的發光顯示器，其特徵在於，所述各象素包括施加有數據信號的數據線；施加有第一掃描信號的第一掃描線；施加有第二掃描信號的第二掃描線；連接在電源電壓源和接地電壓源之間的發光單元；連接在電源電壓源和發光單元之間的驅動開關；連接在數據線和驅動開關柵極之間的第一轉換開關，其中所述柵極與第一掃描線相連；連接在驅動開關柵極和電源電壓源之間的第二轉換開關，其中所述柵極與第二掃描線相連；設置在電源電壓源和驅動開關柵極之間的存儲電容。
15.根據權利要求14所述的發光顯示器，其特徵在於，所述開關為P型電子金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)或P型MOS電晶體。
16.根據權利要求14所述的發光顯示器，其特徵在於，所述發光單元為包括有機發光層的有機電場發光單元。
17.一種驅動發光顯示器的方法，包括提供由象素構成的象素電路，所述象素藉助電流發光；利用數據驅動器提供數據信號，所述數據信號對應於提供給象素的電流；利用掃描驅動器提供第一掃描信號，所述第一掃描信號為選擇數據信號的寫信號，和利用掃描驅動器提供第二掃描信號，所述第二掃描信號為象素的擦除信號；和利用時序控制器向數據驅動器提供數據，所述數據根據象素電路的亮度將一幀分成多個子域並且調節與各多個子域相對應的數據信號。
18.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，進一步包括檢測象素電路的退化程度。
19.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，進一步包括利用一個電壓源向象素電路的象素提供電源電壓。
20.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述象素電路的象素亮度值與發光時間的乘積為均勻值。
21.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，在非發光區域中形成象素電路的象素。
22.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述象素電路的象素位於該象素電路的最外側線中。
23.根據權利要求18所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述利用時序控制器向數據驅動器提供數據，所述數據將一幀分成多個子域並且根據象素電路的亮度調節與各多個子域相對應的數據信號的步驟包括根據象素電路的退化程度產生多個選擇信號；由數據選擇單元響應於多個選擇信號而選擇多個數據；和向數據驅動器提供多個數據。
24.根據權利要求23所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述各數據選擇單元將外部輸入的N位數據轉換成提供給數據驅動器的M位數據，使該數據具有二進位代碼或非二進位代碼。
25.根據權利要求24所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述M為大於N的正整數。
26.根據權利要求24所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述N位為6位，而所述M位為8位。
27.根據權利要求24所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，確定所述M位數據以使得象素電路的象素亮度值與發光時間的乘積為均勻值。
28.根據權利要求17所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述各象素包括施加有數據信號的數據線；施加有第一掃描信號的第一掃描線；施加有第二掃描信號的第二掃描線；連接在電源電壓源和接地電壓源之間的發光單元；連接在電源電壓源和發光單元之間的驅動開關；連接在數據線和驅動開關柵極之間的第一轉換開關，其中所述柵極與第一掃描線相連；連接在驅動開關柵極和電源電壓源之間的第二轉換開關，其中所述柵極與第二掃描線相連；設置在電壓源和驅動開關柵極之間的存儲電容。
29.根據權利要求28所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述開關為P型電子金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)或P型MOS電晶體。
30.根據權利要求28所述的驅動發光顯示器的方法，其特徵在於，所述發光單元為包括有機發光層的有機電場發光元件。
全文摘要
本發明公開了一種發光顯示器，其包括象素電路，所述象素電路由藉助電流發光的象素構成；和數據驅動器，該數據驅動器向象素提供與電流相對應的數據信號。所述發光顯示器進一步包括，提供第一掃描信號和第二掃描信號的掃描驅動器，所述第一掃描信號為選擇數據信號的寫信號，所述第二掃描信號為象素的擦除信號；和向數據驅動器提供數據的時序控制器，該時序控制器提供的數據將一幀分成多個子域並根據象素電路的亮度調節與各多個子域相對應的數據信號。
文檔編號H05B33/08GK1912974SQ20061008704
公開日2007年2月14日 申請日期2006年6月12日 優先權日2005年8月11日
發明者全瑒訓 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社