CN1901766A - 有机电致发光显示设备及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种利用预充电的有机EL显示设备及其驱动方法，其能够通过防止由相同画面实现区域内的亮度差所产生的串扰来提高显示质量。根据本发明实施例的有机EL显示设备包括：显示屏，其中多个数据线与多个扫描线交叉，而电致发光单元设置在其交叉部分；预充电驱动器，其用于根据数据的灰度级，将预充电电流提供到数据线；以及数据驱动器，其用于对指定的周期将数据电流充电到数据线，该指定的周期设置在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后。

Description

有机电致发光显示设备及其驱动方法
本申请要求于2005年7月22日提交的韩国专利申请No.P2005-0066941的权益，其合并于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光显示设备，并更具体涉及一种利用预充电的有机电致发光显示设备及其驱动方法。
背景技术
近来，已经开发出多种平板显示设备，其重量及尺寸减小，而重量及尺寸大正是阴极射线管CRT的缺点。平板显示设备包括液晶显示器(下文中，称其为“LCD”)、场发射显示器(下文中，称其为“FED”)、等离子显示屏(下文中，称其为“PDP”)以及电致发光显示器(下文中，称其为“EL”)。
PDP具有相对简单的结构和制造工艺，因此在制造称大屏幕方面PDP是有利的，但是其不利之处在于其发光效率和亮度低而功耗却高。
由于LCD主要用作笔记本电脑的显示设备，因此LCD的需求增长。然而，LCD是通过半导体工艺制造的，因此，其难以制成大屏幕。并且，由于LCD不是自发光设备，其不利之处在于需要分立的光源，并且由于该光源，其功耗大。此外，LCD不利之处还在于由于光学设备例如偏振滤光器、棱镜片、散射板等导致大量的光损失，并且其可视角度窄。
EL显示设备大致分成无机EL显示设备和有机EL显示设备，优点在于其响应速度快，并且其发光效率、亮度及可视角度都高。有机EL显示设备能够以大约10[V]左右的电压、数万[cd/m2]的高亮度来显示画面，并且被应用到绝大多数的实际使用的EL显示设备中。
有机EL显示设备的单元器件如图1所示，在玻璃基片1上形成透明导电材料的阳极2，在其顶部上形成空穴注入层3、有机材料的发光层4以及由功函数低的金属制成的阴极5。如果在阳极2和阴极5之间施加电场，那么空穴注入层3内的空穴和金属内的电子分别向发光层4迁移，来在发光层4中彼此复合。于是，发光层4内的荧光材料受激发进行跃迁，从而产生可见光。此时，亮度与阳极2和阴极5之间的电流成比例。
有机EL显示设备分为被动型和主动型。
图2是等效表示被动型有机EL显示设备一部分的电路图，图3是表示被动型有机EL显示设备的扫描信号和数据信号波形的波形图。
参考图2和图3，被动型有机EL显示设备包括：多个数据线D1至Dm，和多个扫描线S1至Sn，其彼此交叉；以及有机EL单元OLED，其分别形成在数据线D1至Dm和扫描线S1至Sn之间的交叉部分。
数据线D1至Dm连接到有机EL单元OLED的阳极，以将数据电流Id提供到有机EL器件OLED的阳极。
扫描线S1至Sn连接到有机EL单元OLED的阴极，以将与数据电流Id同步的扫描脉冲SP1至SPn提供到有机EL单元OLED的阴极。
在施加扫描脉冲SP1至SPn的显示周期DT期间，有机EL单元OLED发射与阳极和阴极之间的电流成比例的光。
有机EL显示设备的有机EL单元OLED具有这样的问题，在由于有机EL单元OLED中存在的电容和数据线D1至Dm的电阻分量而被延迟的响应时间RT期间，由于其中已经充电了电流，因此其响应速度低并且其亮度低。为补偿有机EL单元OLED的低响应速度，近来提出了一种技术，其在显示周期DT之间设置预充电周期作为非显示周期。
另一方面，在有机EL显示设备中，在实现指定的画面的情况，根据数据线D1至Dm和扫描线S1至Sn的位置不同地生成与相同充电周期不一致的预充电电压波形，从而产生例如水平串扰的问题。
下面将参考图4和图5进行详细说明。
首先，图4表示一副静止画面，其具有在该画面中间实现的黑色画面和在除黑色画面之外的区域中实现的白色画面。
在此情况，即使在与实现黑色画面的区域水平临近的白色画面区域(下文中，称其为“第一白色区域A”)和与实现黑色画面的区域垂直临近的白色画面区域(下文中，称其为“第二白色区域B”)之间，施加表示相同亮度的数据电流和预充电电流，也会由于水平线方向的负载量的差异而产生有驱动电压(电流)偏差。
换而言之，在第(N+1)个扫描线中与该黑色画面区域对应的有机EL单元OLED不发光，因此从该第(N+1)个扫描线中的总负载量中排除与不发光的有机EL单元OLED对应的负载量。因而，在第二白色区域B中充电有比第一白色区域A中更高的电压，其中第二白色区域B对应于其负载量比第(N+1)个扫描线相对大的第N个扫描线。
在这之后，即使将相同大小的预充电电流施加到第一白色区域A和第二白色区域B，第一白色区域A和第二白色区域B之间的驱动电压偏差仍然保持不变。
结果是，如图5所示，与相同的预充电周期不一致的，在与第(N+1)个扫描线对应的数据线中充电的电流的量，比起在与第N个扫描线对应的数据线中充电的电流的量来相对地低，从而尽管提供了相同的数据电流和预充电电流以表示相同灰度级，但是由于第一白色区域A和第二白色区域B之间的亮度差(或驱动电压偏差)而仍然产生了串扰问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种利用预充电的有机EL显示设备及其驱动方法，其能够通过防止由相同画面实现区域内的亮度差而产生的串扰，来提高显示质量。
为实现本发明的这些和其他目的，根据本发明一个方面的有机电致发光显示设备包括：显示屏，其中多个数据线与多个扫描线交叉，而电致发光单元设置在其交叉部分；预充电驱动器，其用于根据数据的灰度级，将预充电电流提供到数据线；以及数据驱动器，其用于对指定的周期将数据电流充电到数据线，该指定的周期设置在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后。
在该有机电致发光显示设备中，在将扫描脉冲提供到电致发光单元的同时，数据驱动器将用于电致发光的数据电流提供到该电致发光单元。
该有机电致发光显示设备进一步包括扫描驱动器，其用于将与提供到电致发光单元的数据电流同步的扫描脉冲提供到扫描线。
在该有机电致发光显示设备中，所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是从电致发光单元的发光周期获得的。
在该有机电致发光显示设备中，所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是通过保持电致发光单元的发光周期，并通过延长从扫描脉冲的起始点到下一扫描脉冲的起始点的周期而获得的。
该有机电致发光显示设备进一步包括：查询表，其具有登记的预充电电流数据，其中该预充电电流数据表示与数据的灰度级对应的预充电电流的电流量；以及控制器，其用于根据提供的数据电流和预充电电流，控制预充电驱动器。
在该有机电致发光显示设备中，预充电驱动器包括：多个电流源，其电流值彼此不同；选择器，其用于选择所述电流源中的任意一个作为预充电电流；以及第一和第二开关器件，其用于有选择地将该预充电电流和数据电流提供到数据线。
在该有机电致发光显示设备中，对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率与较后增加和下降的速率是彼此不同的。
在该有机电致发光显示设备中，对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率，比其较后增加和下降的速率高。
根据本发明另一方面，提供一种有机电致发光显示设备的驱动方法，在该显示设备中，多个数据线与多个扫描线交叉，而电致发光单元设置在其交叉部分，该方法包括：根据数据的灰度级将预充电电流提供到数据线；对于设置在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，将数据电流充电到数据线；以及利用该充电的电流和与提供到电致发光单元的扫描脉冲同步的数据电流，使电致发光单元发射光。
在该驱动方法中，所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是从电致发光单元的发光周期获得的。
在该驱动方法中，所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是通过保持电致发光单元的发光周期，并通过延长从扫描脉冲的起始点到下一扫描脉冲的起始点的周期而获得的。
在该驱动方法中，对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率与较后增加和下降的速率是彼此不同的。
在该驱动方法中，对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率，比其较后增加和下降的速率高。
附图说明
参考附图，从下面本发明实施例的详细说明中，本发明的这些和其他目的将是显而易见。在附图中：
图1是简要地表示现有技术的有机电致发光显示设备的单元器件的剖面图；
图2是等效地表示被动型有机电致发光显示设备的阵列的图；
图3是表示在现有技术的有机电致发光显示设备的驱动方法中，产生的响应时间延迟的波形图；
图4是表示根据现有技术的驱动电压(电流)偏差，在相同画面区域内产生串扰的图；
图5是表示产生在表示相同灰度级的画面区域内充电的数据电流之间的偏差的波形图；
图6是表示根据本发明实施例的有机电致发光显示设备的框图；
图7是表示图6中所示的预充电驱动器的电路图；
图8是等效表示图6中所示的显示屏及其驱动电路的电路图；
图9是表示根据本发明实施例的预充电驱动方法的波形图；以及
图10A和10B是解释用于提供图9中延迟周期的方法的图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，在附图中说明了其示例。
下面，将参考图6至图10B说明本发明的实施例。
参考图6，根据本发明实施例的有机EL显示设备包括：显示屏64，其中以矩阵形式排列m×n个有机EL单元OLED；数据驱动器61，其用于产生数据电流；预充电驱动器62，其用于产生预充电电流；扫描驱动器63，其用于产生与该数据电流同步的扫描脉冲；以及预充电/数据控制器65，其用于控制预充电驱动器62。
在显示屏64中，m个数据线D1至Dm与n个扫描线S1至Sn交叉，在其交叉部分设置有机EL单元OLED。
数据驱动器61包括：移位寄存器电路，其用于顺序地对数据取样；以及电流源，例如电流镜电路或电流吸收(current sink)电路。数据驱动器61对数字视频数据进行取样，并通过预充电驱动器62将与数字视频数据RGB的灰度级值对应的数据电流提供到数据线D1至Dm。
扫描驱动器63包括：移位寄存器电路，其用于使扫描脉冲顺序移位，并将与数据电流同步的扫描脉冲顺序提供到扫描线S1至Sn。
预充电驱动器62在预充电/数据控制器65的控制下，在数据电流之前，将预充电电流提供到数据线D1至Dm。
预充电/数据控制器65判断数字视频数据RGB的灰度级值，并从查询表66中读取与该灰度级值对应的预充电电流数据。并且，预充电/数据控制器65接收时钟信号和垂直/水平同步信号(未示出)，以有选择地产生与预充电电流数据对应的控制信号SEL1、SEL2，并利用该控制信号SEL1、SEL2控制预充电驱动器62。在此处，第一控制信号SEL1是产生用于扫描周期(或发光周期)和延迟周期之前的预充电周期的控制信号，来选择预充电电流的量，以在预充电周期将该预充电电流提供到数据线D1至Dm。第二控制信号SEL2是用于在预充电周期之后，提供数据电流到数据线D1至Dm，以及截断预充电电流的供给的控制信号。
查询表66具有登记的预充电电流数据，其中该预充电电流数据对应于数字视频数据RGB的每一灰度级。
图7详细示出了预充电驱动器62。
图7中示出的预充电驱动器62包括：选择器71，其用于选择预充电电流Ipre的电流量；第一开关器件72a，其用于将预充电电流Ipre提供到数据线D；以及第二开关器件72b，其用于将数据电流Id1提供到数据线D。该第二开关器件72b可以包括在数据驱动器61中。
电流选择器71响应来自预充电/数据控制器65的第一选择信号SEL1，选择k个(但k是大于等于2的正整数)电流源I1、I2、...、Ik的任意一个中的预充电电流Ipre，来提供给第一开关器件72a，其中所述电流源的电流量彼此不同。
第一开关器件72a响应来自预充电/数据控制器65的第一选择信号SEL1，对于发光周期和延迟周期之前的预充电周期，将电流选择器71所选择的预充电电流Ipre提供到数据线。
第二开关器件72b响应来自预充电/数据控制器65的第二选择信号SEL2，对于延迟周期和发光周期，将来自数据驱动器61的数据电流Id1提供到数据线D。
图8是等效地表示显示屏的数据线D和有机EL单元OLED以及图7中示出的驱动电路的电路图。
在图8中，附图标记“R”是数据线中有机EL单元OLED之间的寄生电阻，“CAP”是有机EL单元OLED的寄生电容。而且“61A”是包括在数据驱动器61中的静态电流源，并产生数据电流。“63A”是包括在扫描驱动器63中的开关器件，对于发光周期(或显示周期)，其将地电压GND施加到有机EL单元OLED的阴极，而对于除发光周期之外的非显示周期，包括预充电周期和延迟周期，其将正的扫描偏置电压提供到有机EL单元OLED的阴极。“VDD”是施加到静态电流源61A的高电势驱动电压，而“VSS”是在非显示周期，即，在非扫描周期，施加到有机EL单元OLED阴极的扫描偏置电压。
在根据本发明具有这样结构的有机EL显示设备中，如图9所示，设置有延迟周期DT，其是在从预充电驱动器62提供了预充电电流之后，将来自扫描驱动器63的扫描脉冲SP提供到有机EL单元OLED之前的周期。在延迟周期DT中，不将扫描脉冲SP施加到有机EL单元OLED，而是使数据电流能够被充电在数据线D中，从而使得能够防止表现相同灰度级的区域间的亮度差。于是，能够防止水平串扰。
下面将参考图9所示的驱动波形来更具体地解释。
首先，在预充电周期PT中，根据第(N+1)个扫描线和第N个扫描线之间负载量的差，与相同的预充电周期PT不一致的，在与第(N+1)个扫描线对应的数据线中充电的电流的量，比起与第N个扫描线对应的数据线中充电的电流的量要相对低。
在延迟周期DT，将数据电流提供到数据线，但不提供扫描脉冲SP到扫描线。因此，有机EL单元OLED不发射光，并且在数据线中仅充电数据电流。其结果是，在延迟周期DT，在与其负载量相对低的第(N+1)个扫描线对应的数据线中充电的电流的量增加，而在与其负载量相对高的第N个扫描线对应的数据线中充电的电流的量降低。因此，如果经过该延迟周期DT，那么在与第(N+1)个扫描线对应的数据电流以及与第N个扫描线对应的数据电流之间的偏差得以缓解，从而在第N个扫描线和第(N+1)个扫描线之间不产生亮度差。
以这样的方式，本发明具有在提供扫描脉冲SP之前的预充电周期PT和延迟周期DT，从而使得能够根据水平线中负载量的差来补偿亮度差。结果是，在实现相同画面的情况下，不再出现如串扰等问题，因此使得能够提高显示质量。
下面，将参考图10A和图10B，解释本发明中提供延迟周期DT的方法。
首先，图10A中示例了提供本发明的延迟周期DT的第一方法。当对图10A中示出的改进的驱动方法与现有技术的驱动方法进行比较时，在改进的波形中，比起现有技术来，扫描脉冲SP的作用时间被减少，而所减少的扫描脉冲SP的作用时间则被用作延迟周期DT。
也就是说，从第N个扫描脉冲SP的起始点到第(N+1)个扫描脉冲的起始点的时间(下文中，称其为“扫描周期”)保持一致。而实际施加扫描脉冲SP时的时间(下文中，称其为“发光周期”或“显示周期”)被设置得比现有技术短，从而提供了该延迟周期。
这可以通过控制系统中主时钟信号的数量来设置。举例来说，使对一个扫描周期进行计数的计数器是27个时钟，以保持与现有技术一致的数量，并且同时，使发光周期中的计数器减小到小于25个时钟的22个时钟。此时，空出与所减少的数量同样多的时钟，以用于设置该延迟周期DT，从而使得能够提供延迟周期DT。也就是说，在如图10A中所示的改进的方法中，在发光周期和下一个的发光周期之间的重叠周期被设置为延迟周期DT，从而可以知道，整个重叠周期比现有技术更加延长了。此处，发光周期被缩减了与增加的用于延迟周期DT的时钟数量同样多的时钟，因此在帧频率上没有改变。
在提供延迟周期DT的第二方法中，参考图10B，保持发光周期，但延长扫描周期，从而提供该延迟周期DT。
举例来说，保持第N个和第(N+1)个发光周期(25个时钟)，而使从第N个扫描脉冲SP的起始点到第(N+1)个扫描脉冲的起始点的扫描周期从现有技术的27个时钟增加到30个时钟，从而使得能够提供该延迟周期DT。也就是说，类似图10A，图10B中也包括延迟周期DT，因此可以知道，整个重叠周期比现有技术更加延长了。
另一方面，本发明中设置延迟周期DT的方法并不限于图10A和图10B，而是可以使用任何已知方法。
下面将结合图6至图9，解释根据本发明实施例的有机EL显示设备的驱动方法。
在发光周期和延迟周期DT之前的预充电周期PT中，预充电驱动器62的第一开关器件72a导通，以将由预充电/数据控制器65根据数字视频数据RGB的灰度级所选择的预充电电流Ipre提供到数据线D1至Dm。于是，对于该预充电周期PT，在数据线D1至Dm充电有预充电电流。
在预充电周期PT之后，该第一开关器件72a截止，并且第二开关器件72b导通，这样预充电电流的供给被停止，而提供了数据电流的延迟周期DT持续。在这样的延迟周期DT中，不将扫描脉冲施加到有机EL单元OLED，并且在数据线D中充电数据电流。结果是，如果经过延迟周期DT，表现相同灰度级的区域间的驱动电压差得以缓解，从而在这些区域中不出现亮度差。
在预充电周期PT和延迟周期DT之后，在发光周期，保持第二开关器件72b导通，并且扫描驱动器63的开关器件63A将地电压GND的扫描脉冲顺序提供到扫描线S1至Sn。在该发光周期期间，由于正的偏置数据电流Id1从阳极流向阴极，有机EL单元OLED发光。
另一方面，尽管将根据本发明实施例的有机EL显示设备及其驱动方法释为被动型的，但是它也可以应用到任何已知的主动型有机EL显示设备。
如上所述，根据本发明的有机EL显示设备及其驱动方法在预充电周期和发光周期之间设置延迟周期，并且在延迟周期期间将数据电流提供到数据线。因此，在该延迟周期，由于数据负载量的差而引起的亮度差得以缓解，从而使得能够防止串扰。结果是，能够提高显示质量。
尽管已通过上述附图中示出的实施例解释了本发明，但是本领域普通技术人员应当理解，本发明并不限于这些实施例，其各种修改和变化都是可能的，而不偏离本发明的实质。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求及其等效物所确定。

Claims (14)

1.一种有机电致发光显示设备，包括：
显示屏，其中多个数据线与多个扫描线交叉，并且电致发光单元设置在其交叉部分；
预充电驱动器，其用于根据数据的灰度级，将预充电电流提供到数据线；以及
数据驱动器，其用于对指定的周期将数据电流充电到数据线，该指定的周期设置在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后。
2.如权利要求1所述的有机电致发光显示设备，其中在将扫描脉冲提供到电致发光单元的同时，数据驱动器将用于电致发光的数据电流提供到该电致发光单元。
3.如权利要求2所述的有机电致发光显示设备，进一步包括：
扫描驱动器，其用于将与提供到电致发光单元的数据电流同步的扫描脉冲提供到扫描线。
4.如权利要求2所述的有机电致发光显示设备，其中所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是从电致发光单元的发光周期获得的。
5.如权利要求2所述的有机电致发光显示设备，其中所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是通过保持电致发光单元的发光周期，并通过延长从扫描脉冲的起始点到下一扫描脉冲的起始点的周期而获得的。
6.如权利要求1所述的有机电致发光显示设备，进一步包括：
查询表，其具有登记的预充电电流数据，其中该预充电电流数据表示与数据的灰度级对应的预充电电流的电流量；以及
控制器，其用于根据提供的数据电流和预充电电流，控制预充电驱动器。
7.如权利要求1所述的有机电致发光显示设备，其中该预充电驱动器包括：
多个电流源，其电流值彼此不同；
选择器，其用于选择所述电流源中的任意一个作为预充电电流；以及
第一和第二开关器件，其用于有选择地将该预充电电流和数据电流提供到数据线。
8.如权利要求1所述的有机电致发光显示设备，其中对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率与较后增加和下降的速率是彼此不同的。
9.如权利要求1所述的有机电致发光显示设备，其中对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率，比其较后增加和下降的速率高。
10.一种有机电致发光显示设备的驱动方法，在该显示设备中，多个数据线与多个扫描线交叉，并且电致发光单元设置在其交叉部分，该方法包括：
根据数据的灰度级将预充电电流提供到数据线；
对于设置在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，将数据电流充电到数据线；以及
利用该充电的电流和与提供到电致发光单元的扫描脉冲同步的数据电流，使电致发光单元发光。
11.如权利要求10所述的驱动方法，其中所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是从电致发光单元的发光周期获得的。
12.如权利要求10所述的驱动方法，其中所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，是通过保持电致发光单元的发光周期，并通过延长从扫描脉冲的起始点到下一扫描脉冲的起始点的周期而获得的。
13.如权利要求10所述的驱动方法，其中对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率与较后增加和下降的速率是彼此不同的。
14.如权利要求10所述的驱动方法，其中对于所述在将扫描脉冲提供到电致发光单元之前并且在提供了预充电电流之后的指定周期，在数据线中充电的电流其较早先增加和下降的速率，比其较后增加和下降的速率高。
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