CN101465094A - 电激发光显示器的列驱动胞元及方法 - Google Patents

Abstract

一种电激发光显示器的列驱动胞元，该电激发光显示器包含一电激发光组件连接在一行扫描线及一列扫描线之间，该列驱动胞元可以将该列扫描线切换至一高压或一低压或浮接，并且可以防止面板充放电时的消耗电流由该列扫描线流向该高压。

Description

电激发光显示器的列驱动胞元及方法

技术领域

本发明涉及一种电激发光(ElectroLuminescent；EL)显示器，特别是关于一种EL显示器的列驱动胞元及方法。

背景技术

图1至图4显示现有EL显示器10的驱动方法。EL显示器10包括面板18以及用以驱动面板18的驱动装置。面板18具有多条行扫描线COL1～COL720、多条列扫描线ROW1～ROW64及由多个发光二极管En，m排列而成的矩阵，其中n＝1～720，m＝1～64，每一个发光二极管En，m都具有一寄生电容Cn，m。该驱动装置包括发光控制电路12、列驱动器14及行驱动器16，发光控制电路12根据一发光数据提供信号给列驱动器14及行驱动器16以使列驱动器14及行驱动器16中的列驱动胞元142及行驱动胞元162改变列扫描线ROW1～ROW64及行扫描线COL1～COL720上的电压，进而点亮所选取的二极管En，m。图5显示EL显示器10中列驱动胞元142的传统架构，其包括一PMOS晶体管144连接在电压VCOM及列扫描线ROWm之间，一NMOS晶体管146连接在列扫描线ROWm及接地端GND之间，在导通(turn on)状态时，NMOS晶体管146将列扫描线ROWm连接至接地端，在反向(reverse)状态时，PMOS晶体管144将列扫描线ROWm连接至电压VCOM。行驱动胞元162包括驱动电流源164、电压源166及接地端GND，在显示状态时，行扫描线COLn被连接至驱动电流源164，在预充电状态时，行扫描线COLn被连接至电压源166，在放电状态时，行扫描线COLn被连接至接地端GND。

在图1的显示模式中，列扫描线ROW1连接至接地端GND而其余的列扫描线ROW2～ROW64则处于反向状态，行扫描线COL1及COL2连接至驱动电流源164，而其余的行扫描线COL3～COL720连接至接地端GND，故电流通过发光二极管E1，1及E2，1，因此发光二极管E1，1及E2，1点亮。假设要从点亮二极管E1，1及E2，1转换成点亮E2，2及E3，2时，必须先进入放电模式，故列扫描线ROW1连接至接接接地端GND，ROW2～ROW64接至电压VCOM，而行扫描线COL1～COL720则全切换至接地端GND以释放所有二极管En，m的寄生电容Cn，m上的电荷，如图2所示。接着进入预充电模式，将列扫描线ROW1接至电压VCOM，ROW2切换至接地端GND，而行扫描线COL2及COL3则切换至电压源166以将行扫描线COL2及COL3上的电压由0V充电至VCC，如图3所示。最后进入显示模式，将行扫描线COL2及COL3切换至电流源164以点亮二极管E2，2及E3，2，如图4所示。其中，发光二极管En，m的亮度由电流流过该发光二极管En，m的大小和时间来决定。

然而，在EL显示器10的操作过程中，并不是所有电流都用在发光，根据测试而得的数据，不论在高亮度或低亮度时，都有一部份固定大小的电流消耗在面板的充放电上，在低亮度时，因面板充放电而消耗掉的电流甚至占总电流的一半以上。例如在图2所示的放电模式中，行扫描线COL1切换至接地端GND时，行扫描线COL1的电位将立即从VCC拉至0V，在这过程中，将因寄生电容的耦合(coupling)效应使得列扫描线ROW2～ROW64上的电位往下拉，因此，原本处于电压VCOM的扫描线ROW2～ROW64将透过寄生电容提供不小的电流至行驱动胞元162的接地端GND，由于这些电流不是用来点亮面板的，所以这些电流是浪费掉的，如果每个行驱动胞元162关的时间不一样，电压VCOM会有不少的电流消耗在此。在图3所示的充电模式中，行扫描线COL2的输出由0V充电至VCC，在这过程中，将因寄生电容的耦合效应使得列扫描线ROW2～ROW64上的电位往上拉，因此除了要提供列扫描线ROW1充电电流外，对其他的列扫描线ROW2～ROW64也会提供充电电流，而这些电流将从电压VCOM流走，由于这些电流也不用在发光上面，所以这些电流也是浪费掉的，也因此从行扫描线COL2上看到的电容有64个。

虽然，在EL显示器方面已经有许多减少耗电的专利被提出，例如，美国专利第5,594,463号、第5,844,368号、第6,104,363号、第6,191,535号、第6,310,589号、第6,376,994号、第6,473,064号及第6,501,226号，但是，都没有针对面板充放电所造成的消耗电流进行改善，也因此预充电模式成为电激光显示器不可缺少的步骤。

因此，一种降低因面板充放电所造成的消耗电流的装置及方法为人们所期盼。

发明内容

本发明的目的在于提出一种电激发光显示器的列驱动胞元及方法，使得降低面板充放电时所造成的消耗电流。

本发明的另一个目的在于提出一种电激发光显示器的列驱动胞元及方法，使得电激发光显示器省略预充电步骤。

根据本发明，一种电激发光显示器的列驱动胞元，所述电激发光显示器包含一电激发光组件连接在一行扫描线及一列扫描线，其特征在于包括：包括一第一开关设置在所述列扫描线及一高压之间，一第二开关设置在所述列扫描线及一低压之间，以及一逆偏组件与所述第一开关串联，用以防止电流由所述列扫描线流至所述高压。

在上述列驱动胞元中，当所述第一及第二开关都关闭时，所述列扫描线处于浮接状态。

在上述列驱动胞元中，所述逆偏组件包括一二极管。

在上述列驱动胞元中，所述逆偏组件包括一接成二极管的BJT。

在上述列驱动胞元中，所述逆偏组件包括一接成二极管的MOS晶体管。

另一种电激发光显示器的列驱动胞元，其特征在于包括：一第一MOS晶体管连接在所述列扫描线及高压之间，一第二MOS晶体管连接在所述列扫描及低压之间，以及一电压源提供电压至所述第一MOS晶体管的基底，以防止所述第一MOS晶体管的寄生二极管导通。

在上述列驱动胞元中，当所述第一及第二MOS晶体管都关闭时，所述列扫描线处于浮接状态。

一种电激发光显示器的列驱动方法，包括下列步骤：

首先将所述多条列扫描线中的第N条列扫描线切换至导通状态；

其次，在所述第N条列扫描线结束导通状态后，将所述第N条列扫描线切换至反向状态；

最后，在所述第N条列扫描线切换至所述反向状态一段时间后，将所述第N条列扫描线切换至浮接状态直至所述第N条列扫描线冉被导通。

在将所述多条列扫描线切换至导通状态，在轮到第N+1条列扫描线切换至所述导通状态时，将第N条列扫描线切换至反向状态，在所述第N条列扫描线切换至所述反向状态一段时间后，将所述第N条列扫描线切换至浮接状态，接着将所述第N条列扫描线维持在浮接状态直至所述第N条列扫描线再次切换至所述导通状态。

另一种电激发光显示器的列驱动方法，包括下列步骤：

首先将所述多条列扫描线中的第N条列扫描线切换至导通状态；

其次，在所述第N条列扫描线结束导通状态后，将所述第N条列扫描线切换至浮接状态；

最后，在所述第N条列扫描线处于导通状态期间，若所述多条行扫描线都切换至放电状态时，将除了所述第N条列扫描线以外的其它列扫描线切换至反向状态。

在将所述多条列扫描线中的第N条列扫描线切换至所述导通状态时，将其它列扫描线切换至浮接状态，在所述第N条列扫描线连接至所述导通状态的期间，若所述多条行扫描线都切换至放电状态，将所述第N条列扫描线以外的其它列扫描线切换至所述反向状态。

采用了上述的技术解决方案，本发明使得降低面板充放电时所造成的消耗电流并省略预充电步骤。

附图说明

图1为现有EL显示器10的显示模式；

图2为现有EL显示器10的放电模式；

图3为现有EL显示器10的预充电模式；

图4为现有EL显示器10的显示模式；

图5显示EL显示器10中列驱动胞元142的传统架构；

图6为列驱动胞元20的第一实施例；

图7为逆偏组件26的实施例；

图8为列驱动胞元20的第二实施例；

图9显示EL显示器30；

图10显示EL显示器30的驱动方法；

图11为现有EL显示器30的放电模式；

图12为现有EL显示器30的预充电模式；

图13为现有EL显示器30的显示模式；

图14显示EL显示器30的另一驱动方法；

图15为现有EL显示器30的放电模式；

图16为现有EL显示器30的预充电模式；

图17为现有EL显示器30的显示模式；

图18显示传统的驱动方法；

图19显示使用传统列驱动胞元及驱动方法的仿真图；以及

图20显示使用新的列驱动胞元及传统驱动方法的仿真图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。

请参阅图6所示，图6为列驱动胞元20的第一实施例，列驱动胞元20除了有导通状态及反向状态外还有浮接(float)状态，在浮接状态下，PMOS晶体管22及NMOS晶体管24都关闭(off)，在列驱动胞元20中，PMOS晶体管22用以将列扫描线ROWm连接至电压VCOM，NMOS晶体管24用以将列扫描线ROWm连接至接地端GND，逆偏组件26连接在PMOS晶体管22及列扫描线ROWm之间，因为尽管晶体管22及24都关闭，在预充电时，电流一样由PMOS晶体管22的寄生二极管DP流至电压VCOM，故需要逆偏组件26来防止电流由列扫描线ROWm流向电压VCOM，逆偏组件26不影响列扫描线ROWm的正常状态(连接至接地端GND或电压VCOM)。图7为逆偏组件26的实施例，其包括一二极管D1，在其它实施例中，也可以使用BJT或MOS晶体管接成二极管。图8为列驱动胞元20的第二实施例，其包括PMOS晶体管22及NMOS晶体管24，为了防止电流由列扫描线ROWm流向电压VCOM，将PMOS晶体管22的基底连接至驱动装置中的最高电位VCC，以避免在PMOS晶体管22的寄生二极管Dp导通。

图9显示EL显示器30，其包括面板38及用以驱动面板38的驱动装置。面板38具有多条行扫描线COL1～COL720、多条列扫描线ROW1～ROW64及由多个发光二极管En，m排列而成的矩阵，其中n＝1～720，m＝1～64，每一个发光二极管En，m都具有一寄生电容Cn，m。该驱动装置包括发光控制电路32、列驱动器34及行驱动器36，发光控制电路32根据一发光数据提供信号给列驱动器34及行驱动器36以使列驱动器34及行驱动器36中的列驱动胞元20及行驱动胞元362改变列扫描线ROW1～ROW64及行扫描线COL1～COL720上的电压，进而点亮所选取的二极管En，m，其中，列驱动胞元20可以将列扫描线ROW1～ROW64切换至接地端GND、电压VCOM或浮接，并且可以防止电流由列扫描线ROW1～ROW64流向电压VCOM，进而将电荷累积在扫描在线。行驱动胞元362可以将行扫描线COL1～COL720切换至接地端GND、电流源364或电压源366。

图10显示列驱动胞元20的操作方法，其中波形40为行扫描线COL1上的电压，波形42为行扫描线COL2上的电压，波形44为行扫描线COL3上的电压，波形46为列扫描线ROW1上的电压，波形48为列扫描线ROW2上的电压，波形50为列扫描线ROW3上的电压。图9、图11、图12及图13用以说明图10的驱动方法。在时间T1时，列扫描线ROW1处于导通状态，行扫描线COL1及COL2连接至驱动电流源364，故发光二极管E1，1及E2，1被点亮，如图9所示，假设接着要点亮发光二极管E2，2及E3，2，在时间T2时，行扫描线COL1及COL2切换至接地端GND进行放电，如图11所示，在放电期间，由于其它列扫描线ROW2～ROW64都处于浮接状态，故没有电流从电压VCOM流向行驱动胞元362，所以没有电流浪费掉，在时间T3时，列扫描线ROW1切换至反向状态，以将列扫描线ROW1上的电位拉至VCOM，列扫描线ROW2切换至导通状态，行扫描线COL2及COL3切换至电压源366以对寄生电容C2，2及C3，2进行预充电，如图12所示，在预充电期间，由于列驱动胞元20可以防止电流由列扫描线ROWm流向电压VCOM，因此没有电流浪费掉，而电荷将累积在列扫描线ROWm的输出端，这些电荷在行驱动胞元362进入放电模式时将回充至寄生电容Cn，m，在时间T4时，行扫描线COL2及COL3切换至驱动电流源364以点亮发光二极管E2，2及E3，2，如图13所示，在时间T5时，列扫描线ROW1切换至浮接状态，之后便维持在浮接状态直至列扫描线ROW1再次导通。由于没有电流流向电压VCOM，因此每一个行驱动胞元362都只看到1个寄生电容，故即使没有电压源366提供预充电电流，电流源364也可以将行驱动胞元362输出端上的电位在很短时间内拉起至操作电压，换言之，可以省略预充电的步骤。

在前述的驱动方法中，列扫描线ROW1在结束导通状态后要切换至反向状态是因为，列扫描线ROW1在导通结束后，列扫描线ROW1上的电位为0，接下来预充电模式时，只能将列扫描线ROW1上电压拉高至VCC，因而在接下来列扫描线ROW2导通时，列扫描线ROW1上电压的变化只在0V和VCC之间。如果先将列扫描线ROW1上的电位拉到VCOM，那么接下来在列扫描线ROW2的导通时，列扫描线ROW1上的电压就可在VCOM+Vcc和VCOM之间变化，而列扫描线ROW1上的电荷愈多，可在进入放电模式时，回补愈多的电荷回去。在进入放电模式时，如图10的时间T2所示，因为列扫描线ROW2～ROWn为浮接状态，因此，行扫描线COL1上的电位如果拉至0V，行扫描线COL2～COL720上的电位也将因耦合效应而被拉下来，如果列扫描在线的电荷愈多，回充的电荷也将愈多，因此行扫描线COL2～COL720因耦合效应往下拉的压差也将减小，故能降低耦合效应对行扫描线COL2～COL720的影响。

图14显示列驱动胞元20的另一操作方法，其中波形52为行扫描线COL1上的电压，波形54为行扫描线COL2上的电压，波形56为行扫描线COL3上的电压，波形58为列扫描线ROW1上的电压，波形60为列扫描线ROW2上的电压，波形62为列扫描线ROW3上的电压。图9、图15、图16及图17用以说明图10的驱动方法。在时间T1时，列扫描线ROW1处于导通状态，而列扫描线ROW2～ROW64处于浮接状态，行扫描线COL1及COL2连接至驱动电流源364点亮发光二极管E1，1及E2，1，而行扫描线COL3～COL720连接接地端GND，如图9所示，在时间T2时，行扫描线COL1及COL2切换至接地端GND以让寄生电容C1，1及C2，1放电，除了处于导通状态的列扫描线ROW1之外，其余的列扫描线ROW2～ROW64都切换至反向状态，以拉高列扫描线ROW2～ROW64上的电位拉至VCOM，如图15所示，在时间T3时，列扫描线ROW2切换至导通状态，列扫描线ROW1及ROW3～ROW64切换至浮接状态，行扫描线COL2及COL3切换至电压源366以进行预充电，如图16所示，在预充电期间，由于列驱动胞元20可以防止电流由列扫描线ROWm流向电压VCOM，因此没有电流浪费掉，而电荷将累积在列扫描线ROWm的输出端，这些电荷在行驱动胞元362进入放电模式时将回充至寄生电容Cn，m，在时间T4时，行扫描线COL2及COL3切换至驱动电流源364以点亮发光二极管E2，2及E3，2，如图17所示。由于没有电流流向电压VCOM，因此每一个行驱动胞元362都只看到1个寄生电容，故即使没有电压源366提供预充电电流，电流源364也可以将行驱动胞元362输出端上的电位在很短时间内拉起，换言之，可以省略预充电的步骤。

此外，使用列驱动胞元20配合传统的操作方法也可以有效的改善耗电。图18显示传统的驱动方法，其中波形64为行扫描线COL1上的电压，波形66为行扫描线COL2上的电压，波形68为行扫描线COL3上的电压，波形70为列扫描线ROW1上的电压，波形72为列扫描线ROW2上的电压，波形74为列扫描线ROW3上的电压。在时间T1时，列扫描线ROW1切换至接地端GND以进入导通状态，而其它列扫描线ROW2～ROW3连接至电压VCOM，行扫描线COL1～COL3切换至电压源以进行预充电，由于列驱动胞元20可以防止电流由列扫描线ROW2及ROW3流向电压VCOM，故没有电流由电压VCOM流掉造成浪费。图19显示使用传统列驱动胞元142及驱动方法的仿真图，图20显示使用新的列驱动胞元20及传统驱动方法的仿真图，由图19及20可明显的看出，使用列驱动胞元20的EL显示器确实可以让行扫描线COL1在预充电期间较快达到所需的准位。由于没有电流由列扫描线流向电压VCOM，故从每一条行扫描在线都只看到1个寄生电容，因此即使没有电压源提供预充电电流，驱动电流源也可以将行扫描在线的电位在很短时间内拉起，换言之，可以省略预充电步骤。

需要说明的是：以上仅用以说明本发明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或者局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电激发光显示器的列驱动胞元，其特征在于包括：

一第一开关，设置在列扫描线及一高压之间；

一第二开关，设置在列扫描线及一低压之间；以及

一逆偏组件，与所述第一开关串联。

2.如权利要求1所述的列驱动胞元，其特征在于，当所述第一及第二开关都关闭时，所述列扫描线处于浮接状态。

3.如权利要求1所述的列驱动胞元，其特征在于，所述逆偏组件包括一二极管。

4.如权利要求1所述的列驱动胞元，其特征在于，所述逆偏组件包括一接成二极管的BJT。

5.如权利要求1所述的列驱动胞元，其特征在于，所述逆偏组件包括一接成二极管的MOS晶体管。

6.一种电激发光显示器的列驱动胞元，其特征在于包括：

一第一MOS晶体管，连接所述列扫描线至所述高压；

一第二MOS晶体管，连接所述列扫描线至所述低压；以及

一电压源，提供电压至所述第一MOS晶体管的基底。

7.如权利要求6所述的列驱动胞元，其特征在于，当所述第一及第二MOS晶体管都关闭时，所述列扫描线为浮接。

8.一种电激发光显示器的列驱动方法，包括下列步骤：

首先将所述多条列扫描线中的第N条列扫描线切换至导通状态；

其次，在所述第N条列扫描线结束导通状态后，将所述第N条列扫描线切换至反向状态；

最后，在所述第N条列扫描线切换至所述反向状态一段时间后，将所述第N条列扫描线切换至浮接状态直至所述第N条列扫描线再被导通。

9.一种电激发光显示器的列驱动方法，包括下列步骤：

首先将所述多条列扫描线中的第N条列扫描线切换至导通状态；

其次，在所述第N条列扫描线结束导通状态后，将所述第N条列扫描线切换至浮接状态；

最后，在所述第N条列扫描线处于导通状态期间，若所述多条行扫描线都切换至放电状态时，将除了所述第N条列扫描线以外的其它列扫描线切换至反向状态。

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