CN1703120A - 光发射装置及其电源 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光发射装置及其电源。电源设备向光发射显示装置的数据驱动器提供能量。该电源设备包括：提供外部参考电压的外部参考电压源；参考电压发生器，将外部电压转换为经过调节的直流(DC)参考电压，并在外部电压变化时输出该经过调节的直流参考电压。参考电压选择器选择从外部参考电压源和参考电压发生器输出的参考电压之一，并输出所选择的参考电压。电压转换器将从参考电压选择器输出的经过调节的参考电压转换为多个将提供给驱动器的内部DC电源。

Description

光发射装置及其电源

技术领域

本发明涉及一种用于光发射显示装置的电源设备，具体地说，本发明涉及一种包括具有标准电压的稳定电路的电源设备，以稳定地向光发射显示装置的数据驱动器的集成电路提供数据电压。

背景技术

总的来说，有机场致发光(下面称为“EL”)显示装置将磷有机成分归类为按照矩阵格式排列的像素，并通过控制流向该磷有机成分的电流量来可视化图像。这种有机EL显示装置是一种先进显示器，其高响应、低功耗并具有较大的视角。因此预计有机EL显示器会成为下一代显示器。

图1示出有机EL显示器的光发射机制(下面替代地称为OLED)。

总的来说，OLED装置电刺激磷有机成分，并通过对M×N个有机光发射单元进行电压编程或电流编程来可视化图像。如图1所示，这些有机光发射单元包括铟锡氧化物(ITO)像素电极、有机薄膜和金属层。如图1所示，有机薄膜具有多层结构，包括发射层(EML)、电子传输层(ELT)和空穴传输层(HTL)，从而平衡电子和空穴并由此提高光发射效率。此外，有机薄膜还分开地包括电子注入层(EIL)和空穴注入层(HIL)。

驱动具有上述配置的有机光发射单元的方法包括被动矩阵方法和主动矩阵方法。主动矩阵方法采用薄膜晶体管(TFT)。在被动矩阵方法中，阳极和阴极彼此交叉形成，并选择一条线来驱动有机光发射单元。但是在主动矩阵方法中，每个铟锡氧化物(ITO)像素电极都与TFT耦合，并根据由耦合到TFT栅极的电容器的电容量所保持的电压来驱动光发射单元。

图2示出典型OLED的像素电路。该像素电路包括OLED、驱动晶体管DM、开关晶体管SM和电容器Cst。驱动晶体管DM和开关晶体管SM都可以被提供为PMOS晶体管。

驱动晶体管DM的源极与电源VDD耦合，电容器Cst耦合在驱动晶体管DM的栅极和源极之间。电容器Cst使驱动晶体管上的栅极-源极电压保持一段预定时间，开关晶体管SM响应于来自电流扫描线Sn的选择信号，将数据电压从数据线Dm发送到驱动晶体管DM。

OELD的阴极与参考电压Vss耦合，OLED发射对应于通过驱动晶体管DM施加到该OLED上的电流的光。在此，与OLED的阴极耦合的参考电压Vss小于电源电压VDD，因此可对其施加接地电压。

OLED显示器的数据电压由采用外部电源的数据驱动器的集成电路IC内提供的直流/直流(DC/DC)转换器(通常采用电荷抽取(charge-pump)方法)产生。该数据电压影响显示面板的亮度和对比度。但是，当外部电源突然下降或出现噪声时数据电压可能上升或下降，并且数据电压的不稳定会影响面板的亮度和对比度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是为光发射显示装置提供一种经过调节的参考电压而不管外部电源的变化，并向光发射显示装置的数据驱动器提供经过调节的电压。

此外，本发明提供一种具有参考电压调节电路的光发射显示装置，该参考电压调节电路可以有选择地向数据驱动器IC提供经过调节的参考电压而不考虑外部电源的变化。

在本发明的一个方面中，向光发射显示装置提供能量的电源设备包括：参考电压调节器和电压转换器。参考电压调节器将外部电压转换为经过调节的直流(DC)参考电压，并输出该经过调节的DC参考电压。电压转换器将从参考电压调节器输出的经过调节的参考电压转换为多个分别用于所述电源设备的驱动器的内部DC电源。

所述电源设备还包括控制器。该控制器允许直接使用经过调节的参考电压，或分配经过调节的参考电压，以分别转换为多个用于驱动器的内部DC电源。

参考电压调节器可以使用运算放大器(OP-AMP)来调节外部电压。OP-AMP控制该OP-AMP的参考电压，以输出固定的输出电压，OP-AMP的参考电压确定输入数据驱动器的数据开/关电压电平。

参考电压调节器可以使用低压降(low drop out)(LDO)电压调节器来调节外部电压。LDO电压调节器将由耦合在LDO电压调节器中的电阻器分配的电压与外部电压进行比较，以向LDO电压调节器的终端输出固定的输出电压。

在本发明的另一方面，光发射显示器包括：多个数据线；多个扫描线；多个像素电路；扫描驱动器；数据驱动器；面板控制器；电源；和显示面板。所述多个数据线传送对应于图像信号的数据电压。所述多个扫描线传送选择信号。所述多个像素电路耦合到扫描线和数据线。所述扫瞄驱动器选择性地将选择信号施加到n个扫描线上。数据驱动器将对应于图像信号的数据电压施加到m个数据线上。面板控制器控制红、绿、蓝色信号(RGB信号)、时钟信号、和垂直/水平信号，并顺序的将这些信号施加到扫描驱动器和数据驱动器。电源向扫描驱动器、数据驱动器和面板控制器提供能量，将外部电压转换为经过调节的直流(CD)参考电压，将该经过调节的DC参考电压转换为多个用于数据驱动器的内部DC电源，并输出该经过转换的多个内部DC电源。显示面板使用由扫描驱动器和数据驱动器提供的信号以及电源提供的功率来驱动n×m个光发射单元，以在其上显示图像。

在本发明的另一方面中，电源设备包括：外部参考电压源；参考电压发生器；参考电压选择器；和电压转换器。所述电源设备向光发射显示装置的数据驱动器提供能量。所述外部参考电压源提供外部参考电压。当外部电压变化时，参考电压发生器将外部电压转换为经过调节的直流(DC)参考电压并输出该经过调节的DC参考电压。所述参考电压选择器选择从外部参考电压源和参考电压发生器输出的参考电压之一，并输出所选择的参考电压。电压转换器将从参考电压选择器输出的经过调节的参考电压转换为多个将提供给驱动器的内部DC电源。

所述电源设备还包括控制器，其允许直接使用从参考电压选择器输出的经过调节的参考电压，或分配经过调节的参考电压，以将其分别转换为多个将提供给驱动器的内部电源。

所述电源设备还包括确定外部电压变化的外部电压确定器。

所述参考电压发生器使用运算放大器(OP-AMP)来调节外部电压。OP-AMP控制该OP-AMP的参考电压，确定输入数据驱动器的数据开/关电压电平，以输出经过调节的输出电压。

所述参考电压发生器使用低压降(low drop out)(LDO)电压调节器来调节外部电压。LDO电压调节器将从内部耦合到LDO电压调节器输出端的电阻器分配的电压与该外部电压进行比较，以输出固定的输出电压。

在本发明的另一方面，光发射显示装置包括：多个数据线；多个扫描线；多个像素电路；扫描驱动器；数据驱动器；面板控制器；电源；和显示面板。所述多个数据线传送对应于图像信号的数据电压。所述多个扫描线传送选择信号。所述多个像素电路耦合到扫描线和数据线。所述扫瞄驱动器选择性地将选择信号施加到n个扫描线上。数据驱动器将对应于图像信号的数据电压施加到m个数据线上。面板控制器控制红、绿、蓝色信号(RGB信号)、时钟信号、和垂直/水平同步信号，并顺序的将这些信号施加到扫描驱动器和数据驱动器。所述电源接收外部参考电压，将外部电压转换为经过调节的直流(DC)参考电压，选择外部参考电压或经过调节的DC参考电压之一，将所选择参考电压转换为多个用于数据驱动器的内部DC电源，并输出该经过转换的多个内部DC电源。显示面板使用由扫描驱动器和数据驱动器提供的信号以及电源提供的功率来驱动n×m个光发射单元，以在其上显示图像。

附图说明

图1是有机EL的光发射机制的示意图。

图2示出典型有机EL的像素电路。

图3示出根据本发明实施例采用利用薄膜晶体管的主动矩阵方法的有机EL显示面板。

图4是根据本发明实施例的有机EL显示装置的示意框图。

图5是根据本发明第一实施例的用于光发射装置的电源设备的参考电压调节电路的示意框图。

图6示出光发射装置的、根据电压电平分类的若干参考电压。

图7示出具有根据本发明第一实施例的用于光发射装置的参考电压调节电路的电源设备。

图8A和图8B示出用于光发射装置的电源设备的参考电压调节电路，该参考电压调节电路通过采用根据本发明详细实施例的低压降(LDO)电压调节器来实施。

图9是根据本发明第二实施例的用于光发射装置的电源的参考电压选择电路的示意框图。

图10示出具有根据本发明第二实施例的用于光发射装置的参考电压调节电路的电源设备。

具体实施方式

现在参考图3，根据本发明实施例的OLED包括OLED显示面板600、数据驱动器400和扫描驱动器500。

OLED显示面板600包括排成列的数据线D1至Dm、排成行的扫描线S1至Sn、以及n×m个像素电路。数据线D1至Dm将数据信号作为图像信号传送到像素电路，扫描线S1至Sn将选择信号传送到像素电路。在此，像素电路形成在由两个相邻数据线D1至Dm和两个相邻扫描线S1至Sn定义的单个像素区域610上。

扫描驱动器400顺序地将选择信号施加到扫描线S1到Sn，数据驱动器500将对应于图像信号的数据电压施加到数据线D1至Dm。

扫描驱动器400和/或数据驱动器500耦合到OLED显示面板600。或者，扫描驱动器400和/或数据驱动器500构造为集成电路(IC)并且这些IC安装在OLED显示面板600上。或者，IC安装在诸如带状传输包(tape carrier package，TCP)、柔性打印电路(FPC)的柔性连接组件上，并且这些柔性连接组件连接到将与其耦合的OLED显示面板600上。

另一方面，扫描驱动器400和数据驱动器500可以用形成在OLED显示面板600中的驱动电路来代替，这些驱动电路是由与扫描线、数据线和晶体管相同的层构成的。

图4示意性示出根据本发明实施例的OLED显示装置的框图。OLED显示装置包括视频控制器100、面板控制器200、电源300、扫描驱动器400、数据驱动器500和OLED面板600。扫描驱动器400和数据驱动器500提供分别通过模拟接口和数字接口传送到按照列方向和行方向排列的OLED面板600的信号。

具体地说，包括红、绿和蓝(RGB)信号的模拟信号以及同步信号被输入视频控制器100并被转换为数字信号，面板控制器200控制数字信号顺序地输入扫描驱动器400和数据驱动器500。OLED面板600通过使用输入扫描驱动器400和数据驱动器500以及电源300提供的功率电压驱动或电流驱动n×m个有机发射单元来显示图像。

图5示出根据本发明第一实施例的用于光发射显示装置的电源设备的参考电压调节电路的示意配置。该调节电路包括参考电压调节器310和控制器320。

参考电压调节器310将2.5V到3.3V范围内的外部电压调节为2.0V，并输出该调节后的值。

详细地说，参考电压调节器310将输入为光发射显示装置的数据驱动器提供能量的电源设备的外部电压Vci转换为经过调节的直流(DC)参考电压VCIR，并输出转换结果。在此，外部电源输入电压Vci由电池输入。

参考电压调节器310利用运算放大器(OP-AMP)来调节外部电压，该OP-AMP控制其电压，确定输入数据驱动器的数据开/关电平，以输出经过调节的输出电压。

此外，参考电压调节器310可以采用低压降(LDO)电压调节器来调节外部电压，并且该LDO电压调节器将由从内部耦合到LDO电压调节器输出端的电阻器分配的电压与外部电压进行比较，并输出经过调节的输出电压。总之，LDO电压调节器包括双极结晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。更为详细的描述将在下面参考图8A和图8B时提到。

此外，控制器320分配将直接用于或转换为驱动器中的多个内部DC电源的经过调节的DC参考电压。控制器320向提供-14V到14V范围内的内部电源电压的DC/DC转换器330提供经过调节的DC参考电压VCIR。控制器320可以简单地通过电线分配经过调节的参考电压，或根据预定的指令向若干内部电路分配经过调节的参考电压。此外，控制器320可以与DC/DC转换器330集成地提供。

在本发明的第一实施例中，诸如OP-AMP或LDO电压调节器的调节电路用于向数据驱动器的集成电路提供经过调节的数据电压，而不考虑外部电压的变化。由此，该调节电路的输出电压可被用作参考电压，数据电压可以利用经过调节的数据电压来补偿，由此防止亮度变化。

图6示出根据本发明第一实施例的用于光发射显示装置的电源设备的若干参考电压，这些参考电压通过电压电平来分类。

如在此所示，外部电源410具有2.5V到3.3V之间的电压Vci。Vci电压由电池输入。换句话说，Vci电压通过根据本发明实施例的调节电路转换为2.0V的VCIR电压，该2.0V的VCIR电压成为参考电压，由此外部电源410向光发射显示装置的每个内部电路提供能量。如图6所示，DC/DC转换器的输出电压430根据所述目的从-14V到14V。

图7示出具有根据本发明第一实施例的参考电压调节电路的、用于光发射显示装置的电源设备。该用于光发射显示装置的、具有根据本发明第一实施例的参考电压调节电路的电源设备包括具有参考电压调节器310和控制电路320的电压调节电路301、作为DC/DC转换器的第一和第二增压电路330a、330b。需要时，电源设备300还包括输出放大器340来放大输出电压VdOUT。

在此，由于参考电压调节器310和控制电路320与图5中的相同，在此省略其详细描述。

外部电压Vci是由电池输入的外部电压，分别通过齐纳二极管设置为预定电压。但是，该预定电压的范围在2.5V到3.3V之间，因此该外部电压的质量由于噪声或电流泄漏而有所降低。为防止这一点，提供了参考电压调节电路来输出具有调节后的电压的参考电压。

此外，第一和第二增压电路330a、330b输出范围在-14V到14V之间的多个内部电压来转换为如图6所示的内部电源。

图8A和图8B示出实施为根据本发明第一实施例的LDO电压调节器的、光发射显示装置的电源设备中的参考电压调节电路。

图8A示意性示出具有通用LDO电压调节器310’的参考电压调节电路。LDO电压调节器310’将由从内部耦合到调节器310’输出端的电阻器分配的电压与外部电压进行比较，并输出经过调节的输出电压。在此，Cin代表输入电容器，CL代表输出电容器。

图8B示出LDO电压调节器310’的内部配置，包括：开/关控制器311；误差放大器312；限流器313；参考电压发生器314；直接电阻R1和R2；以及PMOS晶体管Q1。利用该配置，LDO电压调节器310’输出由于从内部耦合到调节器310输出端的电阻R1和R2分配的电压与外部电压比较而产生的调节输出电压。在此，Vin代表输入信号，Vout代表输出信号，Vss代表地电压。此外，CE代表用于控制输出电压开/关的启动信号。本领域的技术人员了解LDO电压310’的配置不仅限于图8B所示的上述配置。LDO电压调节器的配置可以变化。

图9示意性示出根据本发明第二实施例的光发射显示装置的参考电压选择电路的配置。根据本发明第二实施例的参考电压选择电路包括：外部参考电压源730；参考电压发生器710；参考电压选择器720；外部电压确定器740；以及控制器750。

外部参考电压源730向参考电压选择器720提供外部参考电压VICRex。

参考电压发生器710将外部电压转换为经过调节的DC参考电压，并且当外部电源的电压变化并因此使该外部电压提供得不稳定时输出结果。

参考电压发生器710将2.5V到3.3V范围内的外部电压调节到2.0V，并输出该经过调节的电压。

更具体地说，参考电压发生器710将从外部输入为光发射显示装置的数据驱动器提供能量的电源设备的外部电压Vci转换为经过调节的DC参考电压VCIR，并输出该经过调节的DC参考电压VCIR。在此，外部电压Vci是从电池输入的外部电压。

在此，参考电压发生器710采用OP-AMP来调节外部电压，并且OP-AMP控制其确定输入数据驱动器的数据开/关电平的电压，并输出经过调节的输出电压。

此外，参考电压发生器710采用LDO电压调节器来调节参考电压，LDO电压调节器将从内部耦合到LDO电压调节器输出端的电阻器分配的电压与外部电压进行比较，并输出经过调节的输出电压。通常，LDO电压调节器包括双极结晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。

参考电压选择器720选择输入外部参考电压源730或参考电压发生器710的参考电压之一，并输出所选择的参考电压VCIR’。

外部电压确定器740确定外部电源的电压变化。例如，当外部参考电压确定信号VCIR EX的地址是0时，外部电压确定器740激活内部参考电压产生模式，以便从外部电源Vci产生稳定参的考电压VCIR，而外部电压确定器740控制外部电压，将其用作参考电压VCIR并作为参考电压VCIR’输出，这是当外部参考电压确定信号VCIR EX的地址是1时由参考电压选择器720选择的。

此外，控制器750允许直接使用经过调节的参考电压，或分配经过调节的参考电压，以便通过驱动器中的转换用作多个内部电源。在此，控制器750向提供-14V到14V之间多个内部电源的DC/DC转换器760提供经过调节的参考电压VCIR’。控制器750可以通过电线来分配经过调节的参考电压，或根据预定指令通过若干内部电路来分配经过调节的参考电压。此外，控制器750可以与DC/DC转换器760集成地提供。

根据本发明的实施例，诸如OP-AMP或LDO电压调节器的调节电路用于向数据驱动器的集成电路提供经过调节的数据电压，而不考虑外部电压的变化。由此，调节电路的输出电压可以用作参考电压，数据电压可以利用经过调节的数据电压来补偿，由此防止了亮度变化。

图10示出具有根据本发明第二实施例的参考电压选择电路的、用于光发射装置的电源设备。

如在此所示，具有根据本发明第二实施例的参考电压选择电路的、用于光发射装置的电源设备700包括：电压调节电路701；参考电压发生器710；参考电压选择器720；控制器750；以及作为DC/DC转换器第一和第二增压电路760a和760b。此外，需要时电源设备700还可包括用于放大输出电压VdOUT的输出放大器770。

如图10所示，参考电压发生器710将外部电压转换为经过调节的DC参考电压，选择从外部参考电压源和参考电压发生器710输出的参考电压之一，并在输入的外部电压Vci变化时输出所选择的参考电压VICR’。在此，参考电压发生器710、参考电压选择器720和控制器750与图9所示的相同，因此省略其详细描述。

外部电压Vci是从电池输入的外部电压，并由齐纳二极管分别设置为预定电压。但是，该预定电压的范围如所述在2.5V到3.3V之间，因此外部电压的质量可能由于噪声或电流泄漏而有所降低。因此，推荐采用参考电压调节电路来输出具有调节电压的参考电压。

此外，第一和第二增压电路760a、760b输出范围在-14V到14V之间的多个内部电压，这些内部电压被分别转换为如图6所示的内部电源。

根据本发明的第一和第二实施例，向光发射装置的数据驱动器提供经过调节的电压，由此防止由于数据电压变化而导致的非一致亮度。

因此，本发明向光发射显示装置提供经过调节的参考电压而不管外部电压的变化，并向光发射显示装置的数据驱动器提供经过调节的电压，由此防止由于数据电压变化而导致的非一致亮度。

此外，本发明选择经过调节的参考电压或经过调节的外部参考电压之一来向光发射显示装置的数据驱动器提供经过更大调节的电压，由此防止由于数据电压变化而造成的非一致亮度。

虽然本发明结合目前所认为的实际实施例进行了描述，应当理解本发明不限于所公开的实施例，而是意欲覆盖在本发明的精神和范围内的各种修改和等价设置。

Claims (15)

1.一种向光发射显示装置提供能量的电源设备，该电源设备包括：

参考电压调节器，用于将外部电压转换为经过调节的直流参考电压，并输出该经过调节的直流参考电压；

电压转换器，用于将从参考电压调节器输出的经过调节的参考电压转换为多个分别提供给所述电源设备的驱动器的内部直流电源。

2.根据权利要求1所述的电源设备，还包括控制器，其允许直接使用经过调节的参考电压，或分配经过调节的参考电压，以分别转换为多个用于所述驱动器的内部直流电源。

3.根据权利要求1所述的电源设备，其中，所述参考电压调节器使用运算放大器来调节所述外部电压。

4.根据权利要求3所述的电源设备，其中，所述运算放大器控制该运算放大器的参考电压，以输出固定的输出电压，所述运算放大器的参考电压确定输入数据驱动器的数据开/关电压电平。

5.根据权利要求1所述的电源设备，其中，所述参考电压调节器使用低压降电压调节器来调节所述外部电压。

6.根据权利要求5所述的电源设备，其中，所述低压降电压调节器将由耦合在该低压降电压调节器中的电阻器分配的电压与所述外部电压进行比较，以向该低压降电压调节器的终端输出固定的输出电压。

7.一种光发射显示器，包括：

传送对应于图像信号的数据电压的多个数据线；

传送选择信号的多个扫描线；

耦合到所述扫描线和数据线的多个像素电路；

选择性地将选择信号施加到n个扫描线上的扫描驱动器；

将对应于图像信号的数据电压施加到m个数据线上的数据驱动器；

面板控制器，控制红、绿、蓝色信号、时钟信号、和垂直/水平同步信号，并顺序地将这些信号施加到所述扫描驱动器和数据驱动器；

电源，向所述扫描驱动器、数据驱动器和面板控制器提供能量，将外部电压转换为经过调节的直流参考电压，将该经过调节的直流参考电压转换为多个用于所述数据驱动器的内部直流电源，并输出该经过转换的多个内部DC电源；和

显示面板，使用由所述扫描驱动器和数据驱动器提供的信号以及由电源提供的功率来驱动n×m个光发射单元，以在其上显示图像。

8.一种向光发射显示装置的数据驱动器提供能量的电源设备，该电源设备包括：

提供外部参考电压的外部参考电压源；

参考电压发生器，将外部电压转换为经过调节的直流参考电压，并在外部电压变化时输出该经过调节的直流参考电压；

参考电压选择器，选择从外部参考电压源和参考电压发生器输出的参考电压之一，并输出所选择的参考电压；

电压转换器，将从参考电压选择器输出的经过调节的参考电压转换为多个提供给驱动器的内部直流电源。

9.根据权利要求8所述的电源设备，还包括控制器，其允许直接使用从所述参考电压选择器输出的经过调节的参考电压，或分配经过调节的参考电压，以将其分别转换为多个由所述数据驱动器使用的内部直流电源。

10.根据权利要求8所述的电源设备，还包括确定外部电压变化的外部电压确定器。

11.根据权利要求8所述的电源设备，其中，所述参考电压发生器使用运算放大器来调节外部电压。

12.根据权利要求11所述的电源设备，所述运算放大器控制该运算放大器的参考电压，确定输入所述数据驱动器的数据开/关电压电平，以输出经过调节的输出电压。

13.根据权利要求8所述的电源设备，其中，所述参考电压发生器使用低压降电压调节器来调节所述外部电压。

14.根据权利要求13所述的电源设备，其中，所述低压降电压调节器将由耦合在该低压降电压调节器中的电阻器分配的电压与该外部电压进行比较，以向该低压降电压调节器的终端输出固定的输出电压。

15.一种光发射显示装置，包括：

传送对应于图像信号的数据电压的多个数据线；

传送选择信号的多个扫描线；

耦合到所述扫描线和数据线的多个像素电路；

选择性地将选择信号施加到n个扫描线上的扫描驱动器；

将对应于图像信号的数据电压施加到m个数据线上的数据驱动器；

面板控制器，控制红、绿、蓝色信号、时钟信号、和垂直/水平同步信号，并顺序的将这些信号施加到扫描驱动器和数据驱动器；

电源，接收外部参考电压，将外部电压转换为经过调节的直流参考电压，选择所述外部参考电压或经过调节的直流参考电压之一，将所选择的参考电压转换为多个用于所述数据驱动器的内部直流电源，并输出该经过转换的多个内部直流电源；以及

显示面板，使用由所述扫描驱动器和数据驱动器提供的信号以及由电源提供的功率来驱动n×m个光发射单元，以在其上显示图像。

Images