專利名稱：向電致發(fā)光顯示器施加自適應(yīng)預(yù)充電的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電致發(fā)光顯示技術(shù)，更具體說，是涉及一種系統(tǒng)和方法，用于向電致發(fā)光顯示矩陣施加自適應(yīng)預(yù)充電，以補(bǔ)償串?dāng)_。
背景技術(shù)：
電致發(fā)光顯示器是由電流和/或電壓電路驅(qū)動(dòng)的。電壓驅(qū)動(dòng)的顯示器例子是液晶顯示器。電流驅(qū)動(dòng)的顯示器例子是有機(jī)發(fā)光顯示器(OLED)。電流驅(qū)動(dòng)的顯示裝置如同大多數(shù)顯示器，由覆蓋顯示面積的像素矩陣構(gòu)成。矩陣有像素行和像素列，其中，矩陣中每一像素可以接通或斷開，以產(chǎn)生構(gòu)成顯示的光的圖形。每一像素由一個(gè)或各發(fā)射不同顏色光的多個(gè)二極管構(gòu)成。利用三種發(fā)不同顏色光的二極管，能夠產(chǎn)生幾乎所有顏色。
用驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)的顯示器，存在若干與電流驅(qū)動(dòng)有關(guān)問題，這些問題影響顯示器產(chǎn)生的圖像質(zhì)量。問題之一是，如何足夠迅速地驅(qū)動(dòng)矩陣，把像素接通并克服每一像素的電容。另一個(gè)問題是，以何種方式驅(qū)動(dòng)矩陣，使像素的亮度與矩陣給定行中“ON”的像素?cái)?shù)不相關(guān)。一種稱為串?dāng)_的現(xiàn)象，涉及一行中ON的像素對(duì)該行中其他像素的影響。除非加以校正，否則給定行中的像素隨ON的像素?cái)?shù)的增加而變暗。
一種足夠迅速地驅(qū)動(dòng)像素矩陣的方案，是除電流源外，使用電壓源向每一像素預(yù)充電。該電壓源向每一“ON”像素的像素電容充電。然后，在預(yù)充電周期完成后，電流源驅(qū)動(dòng)每一像素二極管。該方案的優(yōu)點(diǎn)是縮短克服每一“ON”像素電容消耗的時(shí)間，并使電流源的絕大部分電流用于驅(qū)動(dòng)“ON”像素的二極管。
但是，問題仍然存在，因?yàn)槊恳弧癘N”像素的電流注入公共接地。公共接地有與之關(guān)聯(lián)的特征電阻，作為從“ON”像素流出電流的結(jié)果，該特征電阻產(chǎn)生寄生電壓。該寄生電壓要從預(yù)充電電壓中扣除，從而降低預(yù)充電電壓的效率。此外，寄生電壓還隨給定行中每一個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)椤癘N”的像素的增加而增加。因此，隨著一行中“ON”像素?cái)?shù)的增加，顯示質(zhì)量受到影響，像素變得更暗。
因此，需要一種新的技術(shù)，用于預(yù)充電電流驅(qū)動(dòng)的電致發(fā)光顯示像素，能使ON像素的強(qiáng)度與給定行中ON的像素?cái)?shù)相對(duì)地?zé)o關(guān)。還需要一種技術(shù)，用于對(duì)抗公共接地線在像素矩陣內(nèi)引起的寄生電壓。還再需要一種用于顯示驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)，它能補(bǔ)償寄生電壓，并能用于驅(qū)動(dòng)某一范圍的各有自己的電流和寄生電壓特性的顯示裝置。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一種顯示驅(qū)動(dòng)器，包括驅(qū)動(dòng)像素和補(bǔ)償寄生電壓的電壓和電流源，以產(chǎn)生強(qiáng)度與給定行中“ON”的像素?cái)?shù)相對(duì)地?zé)o關(guān)的行像素。為每一像素提供預(yù)充電電壓的電壓源，包括一恒定值電壓和根據(jù)每一行“ON”像素?cái)?shù)確定的補(bǔ)償電壓。補(bǔ)償電壓還根據(jù)與每一像素有關(guān)的二極管特性和與每一行公共接地有關(guān)的電阻確定。
按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種設(shè)備，該設(shè)備驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光矩陣并包括至少一個(gè)電流源和可變預(yù)充電電壓源。電流源驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于ON的矩陣單元?？勺冾A(yù)充電電壓源向至少一個(gè)“ON”的矩陣單元輸送預(yù)充電電壓。預(yù)充電量根據(jù)ON的矩陣單元數(shù)確定。預(yù)充電電壓還根據(jù)電致發(fā)光矩陣的特性確定。矩陣單元可以包括有機(jī)發(fā)光二極管并可以包括三種產(chǎn)生不同顏色的二極管。在有多種顏色二極管的情形，可以有附加的可變電壓源，各根據(jù)各自顏色的ON的二極管數(shù)，和該顏色的二極管特性，產(chǎn)生與該顏色的二極管對(duì)應(yīng)的電壓。
按照本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，是一種驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光矩陣的方法，該方法包括，驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)矩陣單元和向?qū)?yīng)于“ON”的矩陣單元輸送預(yù)充電電壓。該預(yù)充電電壓根據(jù)一行中ON的矩陣單元數(shù)確定。該預(yù)充電電壓也可以根據(jù)電致發(fā)光矩陣的特性確定。


參考附于后面的附圖及詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述特征及優(yōu)點(diǎn)將能更充地分了解，附圖有圖1按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫出一種用于電致發(fā)光顯示器的顯示驅(qū)動(dòng)器。
圖2畫出電致發(fā)光顯示器的矩陣單元的電學(xué)模型。
圖3按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫出一種具有預(yù)充電電壓驅(qū)動(dòng)器的、用于電致發(fā)光顯示器的顯示驅(qū)動(dòng)器。
圖4A按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫出一種可變預(yù)充電電壓源。
圖4B按照本發(fā)明一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)彩色顯示器的實(shí)施例，畫出一種可變預(yù)充電電壓源。
圖5按照本發(fā)明一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)彩色顯示器的實(shí)施例，畫出一種具有預(yù)充電電壓驅(qū)動(dòng)器的、用于電致發(fā)光顯示器的顯示驅(qū)動(dòng)器。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明的顯示器驅(qū)動(dòng)器，包括驅(qū)動(dòng)像素和補(bǔ)償寄生電壓的電壓和電流源，以產(chǎn)生強(qiáng)度與給定行中“ON”的像素?cái)?shù)相對(duì)地?zé)o關(guān)的行像素。為每一像素提供預(yù)充電電壓的電壓源，包括一恒定值電壓和根據(jù)每一行“ON”像素?cái)?shù)確定的補(bǔ)償電壓。補(bǔ)償電壓還根據(jù)與每一像素有關(guān)的二極管特性和與每一行公共接地有關(guān)的電阻確定。
圖1畫出一種電致發(fā)光顯示系統(tǒng)，包括電致發(fā)光矩陣20和一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器10。按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電致發(fā)光矩陣，包括電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光單元，排列成行和列。發(fā)光單元可以包括發(fā)光二極管，且該特定的各種發(fā)光二極管通稱有機(jī)發(fā)光二極管(“OLED”)。每一行和列包括多個(gè)發(fā)光單元，可以個(gè)別地轉(zhuǎn)變?yōu)镺N或OFF。但是，電致發(fā)光矩陣所有單元不是同時(shí)驅(qū)動(dòng)至ON或OFF狀態(tài)來建立顯示的。相反，電致發(fā)光矩陣的結(jié)構(gòu)，能使每次只掃描一行。
在一行的掃描期間，有效行被驅(qū)動(dòng)器10驅(qū)動(dòng)。每一驅(qū)動(dòng)器根據(jù)來自例如顯示緩沖器的數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)該行中對(duì)應(yīng)的單元成為ON或OFF狀態(tài)之一。每一行中ON的矩陣單元，在掃描周期中發(fā)光，并在隨后的按特定頻率掃描的周期中，再次發(fā)光，從而表現(xiàn)為連續(xù)地ON，盡管它們不是連續(xù)地ON。OFF的矩陣單元?jiǎng)t不供電，因此表現(xiàn)為黑的。對(duì)彩色顯示，雖然可能有更多或更少的彩色，但一般在每一像素位置有三個(gè)矩陣單元，各發(fā)射不同顏色的光。下面將更詳細(xì)地說明驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光矩陣的實(shí)施例。
圖2畫出電流驅(qū)動(dòng)的矩陣單元中，構(gòu)成像素的矩陣單元的像素電學(xué)模型。該單元可以是，但不限于，一種OLED裝置。該矩陣單元包括二極管200和伴隨該二極管的寄生電容210。像素隨電流通過二極管而發(fā)光，這種情況當(dāng)跨接二極管的電壓超過它的閾值電壓時(shí)出現(xiàn)。要驅(qū)動(dòng)矩陣單元使之導(dǎo)通，用電流源來的電流把二極管轉(zhuǎn)變?yōu)镺N。但問題是，電流從一開始就從二極管分流到寄生電容210，因?yàn)殡S著跨接二極管的電壓向二極管的閾值電壓增加，電流被電容210抽出。這一作用在把矩陣單元從而像素轉(zhuǎn)變?yōu)镺N時(shí)引入延遲，因?yàn)槎O管直到它的閾值電壓被超過為止都不發(fā)光。當(dāng)電容210大的時(shí)候，被驅(qū)動(dòng)到ON狀態(tài)的二極管可能仍停留在OFF一段對(duì)矩陣行掃描而言是頗長(zhǎng)的時(shí)間。在這種情形中，與該矩陣單元對(duì)應(yīng)的像素表現(xiàn)為暗的，且亮度難以控制。
為克服這個(gè)由于寄生電容使轉(zhuǎn)變?yōu)镺N的二極管延遲的問題，可以在用電流把二極管轉(zhuǎn)變?yōu)镺N之前，對(duì)寄生電容預(yù)充電至預(yù)定的電壓。因此，已選擇驅(qū)動(dòng)矩陣的驅(qū)動(dòng)器10，可以納入一個(gè)或多個(gè)(與顯示器中顏色數(shù)有關(guān))電壓源，用于對(duì)被掃描行的所有ON的二極管預(yù)充電，然后電流源把電流輸送至轉(zhuǎn)變?yōu)镺N的每一個(gè)有效的被掃描行的二極管。電壓預(yù)充電的強(qiáng)度是設(shè)計(jì)選擇的問題，并依賴于被驅(qū)動(dòng)的特定矩陣的特性。一般地說，100mV的電壓容差對(duì)最后預(yù)充電值，適合獲得高質(zhì)量的顯示。如圖3所示，當(dāng)考慮整個(gè)矩陣的電學(xué)性質(zhì)時(shí)，必須對(duì)串?dāng)_補(bǔ)償就變得特別明顯了。
圖3畫出被驅(qū)動(dòng)器300驅(qū)動(dòng)的單元的矩陣310。驅(qū)動(dòng)器300包括與矩陣每一列耦合的電流源320和電壓源330。電流源320和電壓源330通過與每一列關(guān)聯(lián)的開關(guān)，耦合至與每一列關(guān)聯(lián)的導(dǎo)電通路。該開關(guān)根據(jù)通常從顯示緩沖器來的顯示數(shù)據(jù)，可設(shè)為ON和OFF狀態(tài)。在ON狀態(tài)，開關(guān)在行掃描周期的開始，耦合至電壓源的輸出。在預(yù)充電周期結(jié)束后，對(duì)每一ON像素，開關(guān)把相應(yīng)的電流源連接至相應(yīng)列的導(dǎo)電通路。這兩個(gè)步驟首先使寄生電容充電，然后使電流源送出電流，通過二極管與伴隨它的寄生電容，把該二極管轉(zhuǎn)變?yōu)镺N。
電壓源和電流源的電流，從圖2所示的陽(yáng)極進(jìn)入每一個(gè)相應(yīng)的矩陣單元。每一個(gè)矩陣單元的陰極與行的導(dǎo)電通路連接，該導(dǎo)電通路再通過一個(gè)或多個(gè)裝置饋送到地。這些裝置可以包括公共驅(qū)動(dòng)器裝置和矩陣的公共電極。這些裝置有伴隨它們的寄生電阻，在圖3中以電阻360表示。在電學(xué)上以電阻360表示的裝置，每次接通一行，以實(shí)現(xiàn)行掃描。因此，加在列的導(dǎo)電通路的電壓和電流，被跨接和通向有效地被掃描的行的電容和二極管。
在行的導(dǎo)電通路上具有電阻360的結(jié)果，是電壓在電阻360上增長(zhǎng)，該電阻卻隨每一個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)镺N的二極管的增加而增加。隨著流過列的導(dǎo)電通路電流的增加，電壓也增加。因此，有許多像素轉(zhuǎn)變?yōu)镺N的行，比有較少像素轉(zhuǎn)變?yōu)镺N的行表現(xiàn)出更暗。這一現(xiàn)象通稱串?dāng)_。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為矩陣提供預(yù)充電的電壓源，可以根據(jù)每一行的ON矩陣單元數(shù)，改變它輸送的預(yù)充電電壓量。此外，該電壓源可以根據(jù)各二極管在ON狀態(tài)的電流耗散量，改變它施加的預(yù)充電電壓量，該電流耗散量可能又依賴于每一種不同類型二極管的電流耗散特性。此外，寄生電阻360是另一個(gè)可以用于確定預(yù)充電電壓的因素。
圖4A按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，畫出一種向電致發(fā)光矩陣提供預(yù)充電電壓的可變電壓源。該電壓源是可調(diào)整的，并能根據(jù)各種因素及實(shí)時(shí)條件，設(shè)置預(yù)充電電壓?，F(xiàn)在參考圖4A，電壓源包括與ON像素?cái)?shù)對(duì)應(yīng)的向二極管的輸出、比例因子K、和預(yù)充電電壓Vp。給定行中ON的像素?cái)?shù)，可以表達(dá)為0到N，這里在該行中有N個(gè)像素，或者M(jìn)，作為可接受的近似，M＝0到5，或者另一個(gè)通常的值。輸入可以是數(shù)字值或模擬值。Vp是預(yù)充電值，可以設(shè)定和調(diào)整，以達(dá)到在各種條件下優(yōu)化矩陣性能的目的。它的值反映當(dāng)給定行中一個(gè)或少數(shù)像素是ON時(shí)的預(yù)充電電壓。K是比例值，根據(jù)作為矩陣單元實(shí)現(xiàn)的二極管電流和寄生電阻360確定。
值M或N和K，用于確定補(bǔ)償電壓Vc，當(dāng)把該補(bǔ)償電壓加到Vp上時(shí)，產(chǎn)生跨接在二極管上一致的預(yù)充電電壓。因此，Vprecharge＝Vp+Vc。Vc一般等于流過所有ON二極管的電流乘以寄生電阻360。可變預(yù)充電電壓源，可以用各種模擬的和/或數(shù)字的配置實(shí)現(xiàn)。一般地說，預(yù)充電電壓源330根據(jù)K、M或N、和Vp產(chǎn)生輸出電壓。K和Vp值可以存儲(chǔ)在驅(qū)動(dòng)器的寄存器中，該值能夠改變，以便獲得對(duì)特定矩陣需要的矩陣驅(qū)動(dòng)特性。M或N值可以在行掃描期間動(dòng)態(tài)地根據(jù)顯示緩沖器的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)確定，該緩沖器用作該驅(qū)動(dòng)器的輸入。圖4B畫出用于驅(qū)動(dòng)多色顯示矩陣的預(yù)充電電壓源330另外的實(shí)施例。該預(yù)充電電壓源330接收與各二極管電流耗散特性和寄生電阻對(duì)應(yīng)的輸入值kr、Kg、Kb。它還接收與每一顏色ON的二極管數(shù)對(duì)應(yīng)的值，該值對(duì)應(yīng)于如上所述的一個(gè)N或一個(gè)M值。此外，對(duì)每一產(chǎn)生不同顏色的二極管，有基線預(yù)充電電壓Vpr、Vpg、Vpb。根據(jù)這些值，確定如前所述的整體補(bǔ)償電壓Vc，它代表Kr*Nr+Kg*Ng+Kb*Nb。這些項(xiàng)的每一個(gè)代表對(duì)每一顏色的二極管的比例因子，乘以該類型ON的二極管數(shù)，得到跨接在寄生電阻上的電壓Vc。把Vc值加在每一顏色的預(yù)充電電壓上，對(duì)每一顏色產(chǎn)生預(yù)充電輸出電壓。這樣，預(yù)充電電壓源對(duì)每一不同顏色產(chǎn)生輸出電壓，該電壓被電阻360引起的電壓實(shí)時(shí)補(bǔ)償。彩色矩陣畫在圖5。
雖然本文已經(jīng)說明本發(fā)明的特定實(shí)施例，但本領(lǐng)域熟練人員應(yīng)當(dāng)清楚，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下，可以對(duì)這些實(shí)施例作出修改。
權(quán)利要求
1.一種用于驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光矩陣的設(shè)備，包括至少一個(gè)電流源，用于驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于ON的矩陣單元；和可變電壓源，用于向至少一個(gè)“ON”的矩陣單元輸送預(yù)充電電壓，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)ON的矩陣單元數(shù)確定。
2.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)一行中ON的矩陣單元數(shù)確定。
3.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)一行中ON的矩陣單元數(shù)，和電致發(fā)光矩陣的特性確定。
4.按照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中的矩陣單元是有機(jī)發(fā)光二極管。
5.按照權(quán)利要求4的設(shè)備，其中，矩陣中每一個(gè)像素位置，包括三個(gè)二極管，該三個(gè)二極管各發(fā)射不同顏色的光。
6.按照權(quán)利要求5的設(shè)備，還包括兩個(gè)附加的可變電壓源，每一個(gè)可變電壓源各自與三種顏色之一的二極管耦合。
7.按照權(quán)利要求6的設(shè)備，其中每一個(gè)可變電壓源的預(yù)充電電壓，根據(jù)每一種相應(yīng)顏色中“ON”的二極管數(shù)確定。
8.一種驅(qū)動(dòng)電致發(fā)光矩陣的方法，包括驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)對(duì)應(yīng)于ON的矩陣單元；和向至少一個(gè)“ON”的矩陣單元輸送預(yù)充電電壓，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)ON的矩陣單元數(shù)確定。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)一行中ON的矩陣單元數(shù)確定。
10.按照權(quán)利要求8的方法，其中的預(yù)充電電壓根據(jù)一行中ON的矩陣單元數(shù)，和電致發(fā)光矩陣的特性確定。
11.按照權(quán)利要求8的方法，其中的矩陣單元是有機(jī)發(fā)光二極管。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其中，矩陣中每一個(gè)像素位置，包括三個(gè)二極管，該三個(gè)二極管各發(fā)射不同顏色的光。
13.按照權(quán)利要求12的方法，還包括輸送兩個(gè)附加的預(yù)充電電壓，其中，每一個(gè)預(yù)充電電壓各自與三種顏色之一的二極管耦合。
14.按照權(quán)利要求13的方法，其中每一個(gè)預(yù)充電電壓，根據(jù)每一種相應(yīng)顏色中“ON”的二極管數(shù)確定。
全文摘要
按照本發(fā)明，給出一種包括電壓和電流源的顯示器驅(qū)動(dòng)器，該電壓和電流源驅(qū)動(dòng)像素并補(bǔ)償寄生電壓，產(chǎn)生的行像素的強(qiáng)度，與給定行中的“ON”像素?cái)?shù)相對(duì)地不相關(guān)。對(duì)每一像素提供預(yù)充電的該電壓源，包括根據(jù)每一行中“ON”像素?cái)?shù)確定的恒定值電壓和補(bǔ)償電壓。該補(bǔ)償電壓也根據(jù)與每一像素關(guān)聯(lián)的二極管特征和與每一行公共接地關(guān)聯(lián)的電阻確定。
文檔編號(hào)G09G3/20GK1637799SQ2004101048
公開日2005年7月13日 申請(qǐng)日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者吳宗宜, 黎惠恩, 黃惠瑜, 李長(zhǎng)輝 申請(qǐng)人:晶門科技有限公司