專利名稱：可有效率地對有機發光二極管矩陣的電容充電的方法
技術領域：
本發明是關于一種對電容充電的方法，特指一種可有效率地對有機發光二極管矩陣的電容充電的方法。
背景技術：
在一般的顯示器面板中，當驅動用的集成電路需寫入數據電壓至顯示器面板所包含的各像素時，由該驅動用的集成電路延伸至各像素的行數據線可直接視為電容。而每一像素接收驅動用的集成電路所發出的數據電壓的過程中，需要對被視為電容的各行數據線加以充電與放電以使得顯示器面板所包含的各像素可依照驅動用的集成電路所發出的數據電壓正確的工作。
請參閱圖1與圖2。圖1為先前技術的有機發光二極管顯示器包含的電路中的行像素單元100與數據集成電路123的示意圖。圖2為應用于圖1的行像素單元100的波形示意圖。如圖1所示，行像素單元100包含多個像素單元101、漏極電壓源103、源極電壓源105、參考電壓源107、行數據線117、與一組列掃描線119。像素單元101包含用來當作控制晶體管的N型金屬氧化物半導體(NMOS)109；電容111，其第一端耦合于N型金屬氧化物半導體109的源極；P型金屬氧化物半導體113，其柵極耦合于N型金屬氧化物半導體的源極；以及二極管115，其第一端耦合于P型金屬氧化物半導體113的漏極。漏極電壓源103是與像素單元101耦合于二極管115的第二端。源極電壓源105是與像素單元101耦合于P型金屬氧化物半導體113的源極。參考電壓源107是與像素單元101耦合于電容107的第二端。行數據線117是與行像素單元100所包含的每一像素單元101耦合于N型金屬氧化物半導體109的漏極。每一列掃描線119是與像素單元101耦合于N型金屬氧化物半導體109的柵極，圖1中只圖標該組列掃描線119所包含的列掃描線Scan N、Scan N+1、Scan N+2、與Scan N+3。該電路還包含數據集成電路123，耦合于行像素單元100所包含的每一行數據線117，并用來提供行數據線117所使用的數據電壓。圖2的波形示意圖中，「掃描脈波」為該組列掃描線119所使用的波形，且「數據內容」為傳輸至行數據線117的數據。由圖1與圖2可知，當圖2的數據不斷地輸入行像素單元100時，該組列掃描線119包含的每一列掃描線將輪流地被致能來開啟N型金屬氧化物半導體109，并藉此在單一掃描周期內更新每一像素單元101由行數據線117所接收的數據。但是由于隨著液晶顯示器面板的尺寸的增加，其電路負荷也將增加，因此在對應于每一列掃描線119的掃描周期中，像素單元101的電壓未必能夠達到輸入的行數據線117的數據電壓，意即像素單元101的電壓未必能夠與輸入的行數據線117的數據電壓同步。此是因掃描信號周期未必能與增加的液晶顯示器面板尺寸同步調整，因而造成像素單元101所接收的數據電壓常在未能充電至所輸入的數據電壓的電壓值時，掃描周期就已結束，而無法繼續充電至所輸入的數據電壓的電壓值。一種可短期地解決此問題的技術為加厚液晶顯示面板中金屬導線間絕緣層的厚度，并加厚行數據線的金屬導線厚度，以使得各導線的電容與電阻得以減少而降低電路負荷，加快像素單元充電與放電的反應速度以使得像素單元所接收的數據電壓可與行數據線所提供的數據電壓同步。但是隨著有機發光二極管器面板的尺寸逐漸加大，此種用來增加導線厚度與絕緣層厚度來提高像素單元充電的反應速度的方法也將碰到瓶頸，因為導線厚度與絕緣層厚度并不可能無限度的增加來配合像素單元充電與放電的反應速度。
請參閱圖3與圖4。圖3為美國專利第6,809,719號所揭露的用來實現薄膜晶體管液晶顯示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT LCD)的電路配置圖。圖4為用來實現圖3所示的電路所使用的波形示意圖。如圖3的電路所示，每一三重列單元51T包含第一列單元50F、第二列單元50S、以及第三列單元50T，且三重列單元51T所包含的各列單元皆由相對應的列掃描線驅動器51所驅動。在同一行單元50C中，每一第一列單元50F所包含的控制晶體管52皆耦合于第一行數據線59F，每一第二列單元50S所包含的控制晶體管52皆耦合于第二行數據線59S，且每一第三列單元50T所包含的控制晶體管52皆耦合于第三行數據線59T。每一行單元50C皆包含一組對應的行數據線59F、59S、與59T，且行數據線59F、59S、與59T皆有其對應的行數據線驅動器。如圖4的波形示意圖所示，S(N)為對應于一三重列單元51T的一列掃描線驅動器51的輸出狀態波形，且S(N+1)為對應于一與S(N)對應的三重列單元51相鄰的另一三重列單元51T的一列掃描線驅動器51的輸出狀態波形。由圖4可知，當一三重列單元51T的有效掃描周期結束后，將立即進行另一相鄰的三重列單元51T的有效掃描周期，但當一三重列單元51T結束其有效掃描周期時，其包含的各電容可能尚未充電至其欲表現的數據電壓，因此造成輸出信號的錯誤。當此種輸出信號的錯誤在不同的三重列單元51T累加之后，所造成的誤差將難以估計。此外，由于圖3的電路是應用于薄膜晶體管液晶顯示器，因此在形成不同組的行數據線時，必須使用不同層的光罩，以免降低液晶顯示器的開口率，但此做法也增加了使用的光罩的成本。
發明內容
本發明提供一種有機發光二極管矩陣的電容充電方法，其中該有機發光二極管矩陣是由多條列掃描線以及多條行數據線相互交叉構成。該有機發光二極管矩陣包含有多個像素區，且該有機發光二極管矩陣包含的每一像素區是由兩相鄰的列掃描線與兩相鄰的行數據線所定義出來。每一像素區包括含有控制晶體管的發光二極管單元。該有機發光二極管矩陣的第一像素區包含第一有機發光二極管單元，該有機發光二極管矩陣的第二像素區包含第二有機發光二極管單元，該第一像素區是與該第二像素區位于同一行且相鄰。該第一有機發光二極管單元包含第一控制晶體管，其漏極是連接至第一行數據線，該第二有機發光二極管單元包含第二控制晶體管，其漏極是連接至第二行數據線，且該第一行數據線在該有機發光二極管矩陣中是相鄰于該第二行數據線。該方法包括開啟該第一控制晶體管，使該第一行數據線對該第一有機發光二極管單元充電，以及在該第一有機發光二極管單元被充電的同時，對該第二行數據線充電。
圖1為先前技術的薄膜晶體管液晶顯示器包含的電路中的行像素單元與數據集成電路的示意圖。
圖2為應用于圖1的行像素單元的波形示意圖。
圖3為先前技術中用來實現薄膜晶體管液晶顯示器的電路配置圖。
圖4為用來實現圖3所示的電路所使用的波形示意圖。
圖5為用來實施本發明的方法的有機發光二極管矩陣所包含的有機發光二極管行單元與數據集成電路的示意圖。
圖6為用來實施本發明的方法于圖5所示的有機發光二極管行單元的波形示意圖。
圖7為本發明的方法的流程圖。
圖8，其為本發明的有機發光二極管矩陣的另一種實施方式的示意圖。
有機發光二極管行單元 100、200有機發光二極管單元101、201漏極電壓源103、203源極電壓源105、205參考電壓源107、207N型金屬氧化物半導體 109、209電容 111、211P型金屬氧化物半導體 113、213二極管115、215行數據線 117、217、221、59F、59S、59T列掃描線 119、219、SCAN N、SCAN N+1、SCAN N+2、SCAN N+3數據集成電路 123、223列單元50F、50S、50T三重列單元51T列掃描線驅動器51控制晶體管52行單元50C具體實施方式
請參閱圖5與圖6。圖5為用來實施本發明的方法的有機發光二極管矩陣所包含的有機發光二極管行單元200與數據集成電路223的示意圖。圖6為用來實施本發明的方法于圖5所示的有機發光二極管行單元200的波形示意圖。如圖5所示，有機發光二極管行單元200包含多個有機發光二極管單元201、漏極電壓源203、源極電壓源205、參考電壓源207、第一行數據線217、第二行數據線221、與一組列掃描線219。有機發光二極管單元201包含N型金屬氧化物半導體209；電容211，其第一端耦合于N型金屬氧化物半導體209的源極；P型金屬氧化物半導體213，以其柵極耦合于N型金屬氧化物半導體209的源極；二極管215，其第一端耦合于P型金屬氧化物半導體213的漏極。漏極電壓源203是與有機發光二極管單元201耦合于二極管215的第二端。源極電壓源205是與有機發光二極管單元201耦合于P型金屬氧化物半導體213的源極。參考電壓源207是與有機發光二極管單元201耦合于電容211的第二端。有機發光二極管行單元200所包含的多個有機發光二極管單元201是代表液晶顯示器面板上奇數像素或偶數像素，且代表奇數像素的有機發光二極管單元201是與代表偶數像素的有機發光二極管單元201交錯排列。第一行數據線217是與所有代表奇數像素的有機發光二極管單元201耦合于N型金屬氧化物半導體209的漏極，且第二行數據線221是與所有代表偶數像素的有機發光二極管單元201耦合于N型金屬氧化物半導體209的漏極。該組列掃描線219所包含的每一列掃描線是與有機發光二極管行單元200所包含的每一有機發光二極管單元201耦合于N型金屬氧化物半導體209的柵極，且于圖5中只圖標該組列掃描線219所包含的列掃描線Scan N、Scan N+1、Scan N+2、與Scan N+3。本發明的有機發光二極管矩陣還包含數據集成電路223，耦合于本發明的有機發光二極管矩陣中所包含的所有對應于有機發光二極管行單元200的行數據線217、221，以用來給予每一行數據線217、221一信號并個別控制每一有機發光二極管行單元201所接收的數據信號。圖6所示的「數據內容1」與「數據內容2」各自為圖5中第一行數據線217與第二行數據線221所使用的數據信號波形，而「掃描脈波」為圖5中各列掃描線219所使用的掃描信號波形。由圖6所示可知，「數據內容1」中每一筆數據的周期與「數據內容2」中每一筆數據的周期皆相同，每一筆數據的周期大約為「掃描脈波」中每一脈波的周期的兩倍。
請參閱圖7，并同時參閱圖5與圖6。圖7為本發明的方法的流程圖。假設「數據內容1」所使用的波形是使用于第一行數據線217，「數據內容2」所使用的波形是使用于第二行數據線221，并假設第一行數據線217所使用的數據信號波形是對應于代表奇數像素的各有機發光二極管單元201，第二行數據線221所使用的數據信號波形是對應于代表偶數像素的各有機發光二極管單元201。再者，可假設第一行數據線217與第二行數據線221各包含有機發光二極管矩陣的制程所形成的電容。圖7包含下列步驟步驟301開啟耦合于列掃描線Scan N的N型金屬氧化物半導體209，以使第一行數據線217對對應于列掃描線Scan N的有機發光二極管單元201充電，并在此同時對第二行數據線221所包含的電容預先充電。
步驟303關閉該有機發光二極管單元201的N型金屬氧化物半導體209，并開啟耦合于列掃描線Scan N+1的有機發光二極管單元201的N型金屬氧化物半導體209，以使第二行數據線221對對應于列掃描線Scan N+1的有機發光二極管單元201充電。在此同時，對第一行數據線217所包含的電容預先充電至接近數據電壓Data N+2的電壓值。
步驟305關閉耦合于列掃描線Scan N+1的N型金屬氧化物半導體209，并開啟耦合于列掃描線Scan N+2的N型金屬氧化物半導體209，以對對應于列掃描線N+2的有機發光二極管單元201所包含的電容211充電至數據電壓Data N+2的電壓值。同時對第二行數據線221的電容預先充電至接近數據電壓Data N+3的電壓值。
步驟301中，當進入「掃描脈波」中對應于列掃描線Scan N的周期時，耦合于圖5所示的該組列掃描線219包含的一列掃描線Scan N的N型金屬氧化物半導體209將開啟，并以數據電壓Data N對列掃描線Scan N所對應的有機發光二極管201包含的電容211充電，以使得電容211的儲存電壓可達到數據電壓Data N的電壓值。在此同時，第二行數據線221欲使用的電壓為數據電壓Data N+1，并趕在列掃描線Scan N+1的周期來到之前對第二行數據線221所包含的電容預先充電(Pre-Charge)至接近數據電壓Data N+1的電壓值。
步驟303中，當列掃描線Scan N的周期結束，并開始列掃描線Scan N+1的周期時，耦合于列掃描線Scan N的N型金屬氧化物半導體209將關閉，且耦合于列掃描線Scan N+1的N型金屬氧化物半導體209將開啟，以使得第二行數據線221可以接近數據電壓Data N+1的電壓值對列掃描線Scan N+1所對應的有機發光二極管單元201所包含的電容211充電。此時，由于第二電壓線221已在scan N的周期內對于其包含的電容預先充電至接近數據電壓Data N+1的電壓值，因此此時電容211欲充電至數據電壓Data N+1的值的時間將比先前技術中單一掃描信號周期對應于單一數據信號周期的方式為短，并確實將電容211的電壓差充電至數據電壓Data N+1的值，而不會有先前技術中由于掃描信號周期過短而無法對電容充分充電至正確的數據電壓值的現象。此時，同樣利用第二行數據線221對對應于列掃描線Scan N+1的電容211充電之時，對第一行數據線217所包含的電容以數據電壓N+2加以預先充電至接近數據電壓Data N+2的電壓值。
在步驟305中，當列掃描線Scan N+1的周期結束并進入列掃描線Scan N+2的周期時，關閉耦合于列掃描線Scan N+1的N型金屬氧化物半導體209，并開啟耦合于列掃描線Scan N+2的N型金屬氧化物半導體209，以對對應于列掃描線N+2的有機發光二極管單元201所包含的電容211加以充電至數據電壓Data N+2的電壓值。同樣地，利用列掃描線Scan N+2的周期，對第二行數據線221的電容預先充電至接近數據電壓Data N+3的電壓值。
接下來的預先充電的過程便循此規則與波形加以遞歸，以在有機發光二極管矩陣的各有機發光二極管行單元200包含的每一有機發光二極管單元201間進行，以使得有機發光二極管面板的顯示可充分達到理想的反應速度，而不會有先前技術中因為電容充電不充分而使得有機發光二極管面板的反應跟不上數據電壓的更新而出現缺陷的情形。
如圖5所示的有機發光二極管矩陣，在本發明中，各第一行數據線217與各第二行數據線221可于形成有機發光二極管顯示面板時使用同一層光罩或不同層的光罩。然而，由于有機發光二極管(OLED)的結構與稱為頂部發光(Top Emission)的特性，因此有機發光二極管顯示面板的開口率并不會受到第一行數據線217與第二行數據線221的影響，可使用同一層的光罩，并因而改進了先前技術中液晶顯示面板必須對不同的數據線使用不同層的光罩而提高成本的缺點。
請參閱圖8，其為本發明的有機發光二極管矩陣的另一種實施方式的示意圖。其與圖5的不同處為二極管215耦合于源極電壓源205與P型金屬氧化物半導體213之間，而不似圖5的有機發光二極管矩陣中，二極管215是耦合于P型金屬氧化物半導體213與漏極電壓源203之間的設置方式。此種設置方式與圖5的有機發光二極管矩陣相比之下，在制程上會較為容易實施。
除此之外，圖5所示的有機發光二極管矩陣所包含的每一有機發光二極管行單元200雖然只對應于二行數據線，但在實作時，每一有機發光二極管行單元事實上可對應二條以上的行數據線，且單一數據信號周期也可包含二個以上的掃描信號周期以配合對應單一有機發光二極管行單元的二個以上的行數據線來對電容加以充電，而不受到圖6所示的單一數據信號周期只為單一掃描信號周期的二倍的限制。
在圖5所示的有機發光二極管矩陣中，只使用了一個數據集成電路223，但在實作上時，使用兩個以上的數據集成電路以分別支持各行數據線的數據電壓變化也是可以實施的，只是本發明所使用的單一數據集成電路223可較為節省本發明的有機發光二極管矩陣的體積。
本發明是提供一種方法，并配合對應于奇數像素與偶數像素的不同行數據線以及預先充電的機制，來延長有機發光二極管顯示面板中的行數據線的充電時間，以使得電容有足夠的時間可以充電至所指定的數據電壓值，使得有機發光二極管單元的電容所儲存的電壓差可確實與行數據線給予的數據電壓值同步，進而穩定有機發光二極管顯示面板的顯示品質，而不會有先前技術中有機發光二極管單元的顯示跟不上數據電壓變化的反應時間的問題。本發明的方法所使用的有機發光二極管矩陣由于其本身的結構與頂部發光的性質，因此可于同一有機發光二極管行單元的不同行數據線上使用同一層光罩，而不會影響到有機發光二極管矩陣的開口率，也不會如先前技術使用薄膜晶體管液晶顯示器時，因為使用多層光罩而降低開口率的缺點，也節省了因為使用多層光罩而增加的成本。除此之外，使用本發明的方法并配合本發明所提供的有機發光二極管矩陣，可直接克服先前技術中必須不斷地增加導線厚度與絕緣層厚度以加快有機發光二極管顯示面板的電容儲存與釋放電壓差的反應速度的缺點。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種有機發光二極管矩陣的電容充電方法，其中該有機發光二極管矩陣是由多條列掃描線以及多條行數據線相互交叉構成；該有機發光二極管矩陣包含有多個像素區，且該有機發光二極管矩陣包含的每一像素區是由兩相鄰的列掃描線與兩相鄰的行數據線所定義出來；每一像素區包括含有控制晶體管的發光二極管單元；該有機發光二極管矩陣的第一像素區包含第一有機發光二極管單元，該有機發光二極管矩陣的第二像素區包含第二有機發光二極管單元，該第一像素區是與該第二像素區位于同一行且相鄰，該第一有機發光二極管單元包含第一控制晶體管，其漏極是連接至第一行數據線，該第二有機發光二極管單元包含第二控制晶體管，其漏極是連接至第二行數據線，且該第一行數據線在該有機發光二極管矩陣中是相鄰于該第二行數據線；該方法包括開啟該第一控制晶體管，使該第一行數據線對該第一有機發光二極管單元充電；以及在該第一有機發光二極管單元被充電的同時，對該第二行數據線充電。
2.根據權利要求1所述的方法，其還包含當該第一行數據線對該第一有機發光二極管單元完成充電后，關閉該第一控制晶體管；以及于關閉該第一控制晶體管后，并仍然對該第二行數據線充電時，開啟該第二控制晶體管，以使該第二行數據線對該第二有機發光二極管單元充電。
3.根據權利要求1所述的方法，其還包含于使用光罩時形成該第一行數據線及該第二行數據線。
4.根據權利要求1所述的方法，其還包含于使用第一光罩時，形成該第一行數據線；以及于使用第二光罩時，形成該第二行數據線；其中該第一光罩及該第二光罩為相異的光罩。
全文摘要
先對連接于有機發光二極管單元的行數據線預先充電一段時間后再使該行數據線對該有機發光二極管單元充電，以使得該有機發光二極管單元的電容可以確實地充電至預期的數據電壓，而不會有因充電時間不足造成有機發光二極管面板未確實反應數據電壓的變動的情形。
文檔編號G09G3/20GK1845231SQ20061008181
公開日2006年10月11日 申請日期2006年5月12日 優先權日2006年5月12日
發明者唐宇駿 申請人:友達光電股份有限公司