CN1231883C - 有源矩阵有机发光二极管的驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于有源矩阵有机发光二极管的驱动电路包括：一个γ电压产生单元，用于产生有差别的γ参考电压，其中这些参考电压具有对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的值；以及一个驱动单元，用于通过接收在γ电压产生单元中产生的对应于红、绿和蓝颜色的相应γ参考电压，以及从电源单元中接收对应于红、绿和蓝颜色的电源电压，来输出一帧的一个视频数据信号。用于有源矩阵有机LED的驱动电路通过使用取决于相应RGB颜色的独立的电源电压和γ参考电压，产生施加到像素上的视频信号以显示相应的RGB颜色，因此使用具有不同RGB特性的有机物质，如描述的那样，能够精确地驱动该像素，从而提高了图像的质量。

Description

有源矩阵有机发光二极管的驱动电路
发明领域
本发明涉及一种用于有源矩阵有机发光二极管的驱动电路。特别地，本发明涉及一种用于有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，它能够通过提供唯一的电源电压到能够发出红、绿和蓝颜色的有机发光二极管(LED)来驱动有机LED。
现有技术讨论
LED是当在半导体二极管的P-N结内部的电子和空穴重新结合时发光的器件。在热平衡中，由于在电子和空穴的能级之间存在一个带隙能，所以电子和空穴不会重新结合。然而，当一个正向偏置电压被施加到该P-N结上时，电子从一个P区移动到一个N区，而空穴从N区移动到P区。因此，移动的电子和空穴重新结合以由此发出光。
LED是由族III-V、II-VI、或者V-V半导体材料制造的。由LED发出的光的颜色取决于该P-N结的带隙能。该带隙能可以由上述半导体材料的组分比进行控制。
与薄膜晶体管液晶二极管(TFT-LCD)相反，有机LED器件可以被制造为发出红、绿、和蓝颜色而不用使用滤色器。而是，可以使用各种有机物质发出红、绿和蓝光。此外，由一个有机LED发出的光的亮度取决于施加到它上面的电压。因此，可以由有机LED器件显示一幅图像，而不用使用一个背景光单元或者滤色器。
如上所述，能够显示红、绿和蓝光的有机物质具有取决于电压的显示特性。不同有机LED的重新结合效率和亮度对于任何施加到其上的给定电压来说是不同的。
图1说明了在一个有源矩阵有机LED中使用的一个驱动电路的一个现有技术数据驱动器IC的框图。
参见图1，有源矩阵有机LED器件的驱动电路包括：一个γ电压产生单元1，用于产生为控制各个有机LED的亮度所必需的γ参考电压(GMA1～GMA10)，其中各个有机LED能够发出红、蓝、和绿光；以及一个驱动单元2，用于一旦从一个电源单元(未显示)接收了一个电源电压(VDD)、一个公共接地电压(GND)、以及接收了γ参考电压(GMA1～GMA10)后就显示一幅图像。此外，驱动单元2依据由到该有机LED的数据信号所确定的相应γ参考电压(GMA1～GMA10)施加一个电流到该有机LED。
在图1的驱动电路中，由γ参考电压产生单元1产生相同的γ参考电压。因此，相同的γ参考电压被施加到各个有机LED上以显示红、绿和蓝颜色。
然而，发出该红、绿和蓝颜色的有机物质不具有相同的、取决于电压的亮度特性。因此，对应于由红、绿、和蓝LED发出的最大亮度所施加的电压值是不同的。
因此，当施加由图1中的γ参考电压产生单元1产生的公共γ参考电压(GMA1～GMA10)时，不能获得用于在该有源矩阵有机LED器件中的每一个红、绿、和蓝色有机LED的优化亮度特性。
图2说明了在图1中所示的驱动单元的一个详细视图。
如图2所示，驱动单元2包括：一个地址移位寄存器10，用于通过从一个控制单元(未显示)接收一个控制信号(例如一个时钟信号(CLK))来开始一个驱动操作；一个输入寄存器20，用于除了从控制单元接收和存储图像数据(例如RGB数据)之外，还从地址移位寄存器10接收和存储控制信号；一个存储寄存器30，用于依据相应的地址，存储、排序并且输出图像数据和控制信号；一个数字/模拟转换器40，用于从存储寄存器30接收该被排序了的图像数据和控制信号，输出模拟图像数据，从电源单元中接收公共的电源电压(VDD)并且从γ电压产生单元1接收多个γ参考电压(GMA1～GMA10)；以及一个输出电压驱动单元50，用于接收该模拟图像数据并且输出驱动电压。
在下文中，将详细描述在图1和2中说明的驱动单元2的操作。
当控制信号从控制单元输入到地址移位寄存器10中时，基于该控制信号，输出对应于一个地址并且包括m个位的使能信号。
当给定m位的使能信号时，输入寄存器20还从控制单元接收包括RGB数据数字信号的i位图像数据。
输入寄存器20包括一个用于显示一幅图像的一帧的存储装置，并且具有i×m×3位的存储空间来存储RGB数据、m位的使能信号、以及i位的图像数据。
当下一个时钟信号CLK被输入到输入寄存器20中时，所存储的数据被初始化并且被移到存储寄存器30中，而且用于下一帧的数据被存储在其中。存储寄存器30具有一个与输入寄存器20相同的大小。
接下来，存储寄存器30对应于相应的地址输出i位的图像数据。
该存储寄存器30中的i位图像数据被输出，并且通过使用一个数字/模拟转换单元40被转换成一个模拟视频信号。该数字/模拟转换单元40接收公共的电源电压(VDD)，而不考虑RGB数据和公共的γ参考电压(GMA1-GMA10)。
由γ参考电压和电源电压确定的模拟图像信号的电压值是相同的，而与接收该模拟图像信号的红、绿和蓝器件无关。因此，能够发出红、绿、和蓝光、位于有源矩阵有机LED器件中的有机LED器件不能被驱动以发出具有一个希望亮度的光。
输出电压驱动单元50通过公共缓冲技术施加模拟图像信号到相应像素的数据线上。
使用在图1和2中所示的驱动电路以驱动该有源矩阵有机LED，相同的电源和γ参考电压被施加到所有的有机LED上，而不考虑它们所发出的颜色。因此，有源矩阵有机LED的最佳亮度特性不可能实现。
发明概述
因此，本发明旨在提供一种用于有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，它实质上排除了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。
本发明的一个优点是提供用于有源矩阵有机LED的一种驱动电路，它能够施加适合于将要发出光的颜色的亮度的不同电压。
本发明另外的特征和优点将在随后的说明书中进行阐述，而且在某种程度上来说将通过该说明书而变得显然，或是可以通过本发明的实践得知。本发明的其它优点将通过在所撰写的说明书和权利要求以及附图中特别指出的结构得到实现和完成。
为了实现这些及其它优点，并依据本发明的目的，如所实施和概括描述的那样，用于有源矩阵有机发光二极管(LED)的一种驱动电路包括：一个γ电压产生单元，用于产生γ参考电压，其中该γ参考电压具有对应于能够发出不同颜色的各个有机LED的特定值；以及一个驱动单元，用于通过接收具有特定值的γ参考电压和具有特定值的电源电压来输出一帧的一个视频数据信号，其中该电源电压的特定值对应于能够发出不同颜色的各个有机LED。
此外，一个驱动单元包括：一个地址移位寄存器，用于通过接收上述控制信号来开始驱动操作并输出一个使能信号；一个输入寄存器，用于接收、存储、和输出来自于地址移位寄存器的使能信号和来自于一个控制单元的图像数据；一个存储寄存器，用于接收、存储、和输出由输入寄存器输入的图像数据和使能信号；一个数字/模拟转换器，用于通过接收来自于存储寄存器的图像数据、来自于电源单元的电源电压和公共接地电压、以及来自于γ电压产生单元的γ参考电压，依据相应的地址来输出模拟图像数据；以及一个输出电压驱动单元，用于接收该模拟图像数据并且通过像素的数据线输出数据。
应当理解，上述一般说明及下列的详细说明都是示范性的和说明性的，而且被用来提供对如权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图简述
被包括在内以提供对本发明的进一步理解、并且被结合进来构成这个说明书一部分的附图表示了本发明的实施例，并且与说明书一起用来说明本发明的原理。
在附图中：
图1说明了用于一个现有技术的有源矩阵有机发光二极管的一个驱动电路的框图；
图2说明了在图1中所示的驱动单元的一个详细视图；
图3说明了依据本发明原理，用于一个有源矩阵有机LED的一个驱动电路的框图；
图4说明了在图3中所示的驱动单元的一个更详细视图；
图5是说明了灰度级亮度和γ参考电压的关系的图表；以及
图6到8说明了依据本发明原理的其它实施例的视图。
实施例详述
下面将结合本发明中的实施例进行详细说明，其中的例子在附图中进行了图解说明。
图3说明了依据本发明原理、用于一个有源矩阵有机LED的一个驱动电路的数据驱动器IC的框图。
参见图3，用于有源矩阵有机LED的驱动电路包括：一个γ电压产生单元1，用于分别产生具有为独立控制各个LED的亮度所必需值的γ参考电压R(GMA1～GMAn)、G(GMA1～GMAn)、和B(GMA1～GMAn)，其中各个LED能够发出红、蓝、和绿光；以及一个驱动单元2，用于通过接收γ参考电压R(GMA1～GMAn)、G(GMA1～GMAn)、和B(GMA1～GMAn)、来自于电源单元(未显示)的电源电压RVDD、GVDD、和BVDD以及公共接地电压(GND)，来显示一幅图像，其中RVDD、GVDD、BVDD分别对应于将要被施加到能够发出红、绿和蓝光的各个有机LED上的电源电压值。此外，驱动单元2使用上述电压把一个数字视频数据信号转换成为一个模拟数据信号，并且通过施加该模拟数据信号到能够显示相应的红、绿、和蓝光的像素上来显示一幅图像。
图4说明了在图3中所示的驱动单元2的一个更详细视图。
参见图4，地址移位寄存器10一旦从控制单元(未显示)接收了控制信号(例如一个时钟信号(CLK))就开始驱动操作。随后，在一个输入寄存器20内部的寄存器线从控制单元接收并且存储控制信号和图像数据(例如RGB数据)，并且依据该时钟信号顺序地移动图像数据到一个存储寄存器30。存储寄存器30顺序地存储该图像数据。通过重复上述接收、移动、和存储图像数据的过程以完成输出到并行线，图像数据被移动通过数字/模拟转换单元40。因此，数字/模拟转换单元40接收由γ电压产生单元施加的多个γ参考电压，并且输出一个灰度级电压到输出电压驱动单元50。在输出电压驱动单元50内部，图像数据可以在它被输出到有源矩阵有机LED器件内部的数据线之前被放大。
为了执行上述的驱动操作，驱动单元2可以包括：一个地址移位寄存器10，用于通过从一个控制单元(未显示)接收控制信号(例如一个时钟信号(CLK))来开始该驱动操作；一个输入寄存器20，用于除了从控制单元接收和存储图像数据(例如RGB数据)之外，还从地址移位寄存器10接收和存储控制信号；一个存储寄存器30，用于依据相应的地址顺序地存储、排序并且输出图像数据和控制信号；一个数字/模拟转换器40，用于接收来自于该存储寄存器30的被排序了的图像数据和控制信号、来自于电源单元的电源电压RVDD、GVDD、和BVDD、以及多个γ参考电压R(GMA1-GMAn)、G(GMA1～GMAn)、和B(GMA1～GMAn)，并且输出模拟图像数据；以及一个输出电压驱动单元50，用于接收该模拟图像数据并且输出驱动电压。
在下文中，将更详细地描述在图3和4中说明的驱动电路2的操作。
当控制信号从控制单元输入到地址移位寄存器10中时，地址移位寄存器10输出对应于一个地址并且包括m个位的使能信号。
当给定m位的使能信号时，输入寄存器20还接收包括RGB数据数字信号的一个i位数据。
输入寄存器20包括一个用于显示一幅图像的一帧的存储装置，而且具有i×m×3位的存储空间以存储RGB数据、m位的使能信号、以及i位的图像数据。
当下一个时钟信号CLK被输入到输入寄存器20中时，所存储的数据被初始化并且被移动到存储寄存器30，而且用于下一帧的数据被存储在其中。存储寄存器30具有一个与输入寄存器20相同的大小。
接下来，存储寄存器30对应于相应的地址输出i位的图像数据。
该存储寄存器30中的i位图像数据被输出，并且通过使用一个数字/模拟转换单元40被转换成一个模拟视频信号。该数字/模拟转换单元40接收电源电压RVDD、GVDD、和BVDD以及γ参考电压R(GMA1～GMAn)、G(GMA1～GMAn)、和B(GMA1～GMAn)。
由特定γ参考电压和电源电压确定的每一个模拟图像信号的电压值对于能够发出红、绿和蓝光的每一个有机LED来说是唯一的。因此，在该有源矩阵有机LED器件内部的每一个像素的优选亮度可以被完全地实现了。
输出电压驱动单元50通过公共缓冲技术施加模拟图像信号到相应像素的数据线上。
由输出驱动电压单元50(未显示)输出的模拟图像信号依据一个选通驱动信号被输入到该有源矩阵有机LED器件中的像素数据线上，由此用一个最大亮度显示颜色。
与由传统LCD使用的驱动方法相比，有机LED使用不同的电压驱动方法来显示图像。依据本发明的原理，发出不同颜色光的LED的精确控制可以通过产生唯一的γ参考电压来实现，其中该γ参考电压的值取决于由LED发出光的颜色。
图5是说明了灰度级和γ参考电压的关系的一个图表。
如图5所示，随着灰度级降低，每个γ参考电压的灰度级间隔会减小。
能够发出红、绿、和蓝光的各种有机LED受到任何单个γ参考电压的影响不同。依据本发明的原理，使用唯一的γ参考电压，由数字/模拟转换单元40转换的数字信号可以被转换成为模拟信号。因此，输出驱动电压单元50可以有效和真实地显示包含在该视频信号内的信息。
图6说明了依据本发明另一个实施例的一个框图。
参见图6，γ电压产生单元1产生为独立控制由各个有机LED发出光的红、绿、和蓝亮度所必需的γ参考电压。电源电压和公共接地电压可以从外部直接输入。此外，施加到发出不同颜色光的不同有机LED上的电源电压可能不相同，而且可以由包括在该驱动单元2内部的一个电压产生单元60产生。
图7说明了依据本发明另一个实施例的一个框图。
参见图7，通过施加不同的外部提供的公共接地电压、例如R-GND、G-GND和B-GND，可以把适于依据不同LED发出的光的颜色独立控制一个像素的电压施加到发出不同颜色的不同有机LED上。此外，在本实施例中，电源电压VDD可以是固定的。
图8说明了依据如图7所示的本发明另一个实施例的一个框图。
参见图8，被包括在驱动单元2内部的一个电压产生单元70可以接收单个公共接地电压GND，并且把该单个电压分化(differentiate)为多个唯一的公共接地电压、例如R-GND、G-GND、和B-GND。然后，这些有差别的唯一公共接地电压可以被施加到不同的有机LED上。在本实施例的一个方面，由于单个的公共接地电压在驱动单元内部被分化，因此可以减少外部端子的数目。
依据本发明的原理，用于有源矩阵有机LED器件的一个驱动电路产生一个被施加到像素上的视频信号。该视频信号使用取决于一个LED发出的光颜色的电源电压和γ参考电压来显示红、绿、和蓝颜色。因此，在一个有源矩阵有机LED器件内部的每一个像素可以被驱动以如描述的那样通过视频信号确切地显示亮度值，由此可以提高图像的质量。
对本领域技术人员来说，显然在本发明的用于有源矩阵有机LED器件的驱动电路中能够进行各种修改和变化，而没有背离本发明的精神或范围。因此，假如对这个发明的修改和变化属于附加权利要求和它们的等效含义的范围之内，则本发明涵盖这些修改和变化。

Claims (9)

1.一种用于有源矩阵有机发光二极管的驱动电路，包括：
γ电压产生单元，用于产生有差别的γ参考电压，其中这些参考电压具有对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的值；
电源单元，用于施加电源电压和一个公共接地电压；
控制单元，用于输出一个控制信号和图像数据；以及
驱动单元，用于通过从γ电压产生单元接收该有差别的γ参考电压、从电源单元接收电源电压和公共接地电压、以及从控制单元接收控制信号和图像数据来输出一帧的一个视频数据信号。
2.如权利要求1所述的电路，、其特征在于该驱动单元包括：
地址移位寄存器，用于一旦接收控制信号就开始驱动操作并输出一个使能信号；
输入寄存器，用于接收、存储、和输出来自于地址移位寄存器的使能信号和来自于控制单元的图像数据；
存储寄存器，用于接收、存储、和输出由输入寄存器输入的图像数据和使能信号；
数字/模拟转换器，用于通过接收来自于存储寄存器的图像数据、来自于电源单元的电源电压和公共接地电压、以及来自于γ电压产生单元的γ参考电压，依据相应的地址来输出模拟图像数据；以及
输出电压驱动单元，用于接收该模拟图像数据并且通过像素数据线输出数据。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于：驱动单元从电源单元中接收三个对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的电源电压以及一个公共接地电压。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于：驱动单元进一步包括一个电源电压产生单元，用于从电源单元中接收一个电源电压，并且把该电源电压转换成为不同的、对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的电压。
5.如权利要求1所述的电路，其特征在于：驱动单元从电源单元中接收一个电源电压以及三个对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的公共接地电压。
6.如权利要求1所述的电路，其特征在于：驱动单元进一步包括一个公共接地电压产生单元，用于从电源单元中接收一个公共接地电压，并且把该公共接地电压转换成为不同的、对应于能够发出红、绿、和蓝颜色的各个发光二极管的电压。
7.一种用于驱动一个包括多条数据线的有源矩阵有机LED显示器的方法，该有源矩阵有机LED显示器能够发出由多种颜色组成的光，该方法包括：
向驱动单元提供有差别的γ参考电压，所述有差别的γ参考电压具有对应于红、绿和蓝色的值；
向所述驱动单元供应电源电压和公共接地电压；
向所述驱动单元提供图像数据；以及
接收所述有差别的γ参考电压、所述电源电压、所述公共接地电压以及所述图像数据，由此输出一帧的视频数据信号。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述供应电源电压的步骤包括供应多个有差别的电压值。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于：所述供应公共接地电压的步骤包括供应多个有差别的电压值。
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