DE60218762T2 - Treiberschaltung für eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix mit Kompensation der Abweichung der Schwellspannung - Google Patents

Treiberschaltung für eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix mit Kompensation der Abweichung der Schwellspannung Download PDF

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Description

  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 5. Januar 2001 eingereichten koreanischen Anmeldung Nr. P2001-00625.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Ansteuerschaltung eines Aktivmatrixverfahrens in einer Anzeigeeinrichtung.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Kürzlich wurden im Rahmen der Entwicklung von Flachanzeigeeinrichtungen verschiedene Anzeigeeinrichtungen untersucht, wie z. B. LCD-Einrichtungen, PDP-Einrichtungen, FED-Einrichtungen und EL-Einrichtungen. Diese Flachanzeigeeinrichtungen sind einem Ansteuerverfahren entsprechend in zwei Verfahren klassifiziert, und zwar ein Passivmatrixverfahren und ein Aktivmatrixverfahren. Derzeit ist beim Passivmatrixverfahren die Verwendung eines höheren Strompegels als beim Aktivmatrixverfahren erforderlich.
  • Dementsprechend ist bei den aktuellen Ansteuerverfahren der LCD-Einrichtungen und der PDP-Einrichtungen wegen des bei der Erhöhung der Pixelanzahl erforderlichen höheren Strompegels das Passivmatrixverfahren effizienter.
  • Bei aktuellen Ansteuerverfahren der FED- und EL-Einrichtungen gilt dagegen, dass das Aktivmatrixverfahren effizienter als das Passivmatrixverfahren ist, da beim Passivmatrixverfahren die Verwendung des im Vergleich zum Aktivmatrixverfahren höheren Strompegels erforderlich ist, obwohl eine Leitungs- bzw. Zeilenzeit gleich ist.
  • 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Ansteuerschaltung gemäß einem Aktivmatrixverfahren nach dem Stand der Technik.
  • Entsprechend der Darstellung in 1 enthält die Ansteuerschaltung eine Abtastleitung SEL, eine Datenleitung, einen Schalter P1, einen Kondensator Cs, einen Ansteuertransistor P0, ein OEL und eine positive Stromversorgung VDD.
  • Die Abtastleitung SEL wählt dann ein Pixel für die Ansteuerung, und die Datenleitung beaufschlagt das Pixel mit Spannung. Der Schalter P1 wird als aktive Einrichtung zur Steuerung des Dateneingangs gemäß einem Signal der Abtastzeile bedient, und der Kondensator Cs speichert elektrische Ladungen, die entsprechend der Spannung gewählt werden, mit der die Datenleitung beaufschlagt wird. Anschließend wird durch die im Kondensator Cs gespeicherten elektrischen Ladungen eine Spannung in den Ansteuertransistor P0 eingegeben, und anschließend beaufschlagt der Ansteuertransistor P0 das OEL mit Strom. Das OEL emittiert durch den vom Ansteuertransistor P0 beaufschlagten Strom Licht, und die positive Stromversorgung VDD liefert Energie zum Kondensator Cs und zum Ansteuertransistor P0.
  • Der Betrieb eines Aktivmatrixverfahrens in einer Anzeigeeinrichtung nach dem Stand der Technik wird ausführlich beschrieben.
  • Zunächst wird das von der Abtastleitung SEL angesteuerte Pixel ausgewählt, und anschließend wird das Pixel für die Ansteuerung vom Schalter P1 eingeschaltet. Anschließend wird das Pixel zur Ansteuerung durch die Datenleitung mit einer Steuerspannung beaufschlagt, bei der Grau gesteuert ist.
  • Jetzt steuert die im Kondensator Cs gespeicherte Steuerspannung gleichzeitig den Ansteuertransistor P0 an, um die Lichtemission aus dem OEL zu veranlassen.
  • Nach der Deaktivierung der Abtastleitung wird der Ansteuertransistor P0 durch die im Kondensator Cs gespeicherte Spannung angesteuert, um bis zum nächsten Auswahlzeitpunkt einen Frame beizubehalten.
  • Da jedoch die Schwellenwertspannungen der in der Anzeigeeinrichtung verwendeten Ansteuertransistoren unterschiedlich sind, ist der Ansteuerstrom zum Ansteu ern des ausgewählten OEL nicht konstant, auch wenn jeder Ansteuertransistor mit einer gleichen Ansteuerspannung beaufschlagt wird.
  • Somit gibt jedes OEL in Abhängigkeit von der Abweichung der Schwellenwertspannungen der Ansteuertransistoren eine unterschiedliche Luminanz aus.
  • Zur Verringerung der Luminanzabweichung des OEL in Abhängigkeit von der Abweichung der Schwellenwertspannungen der Ansteuertransistoren ist es erforderlich, ungeachtet der Abweichung der Schwellenwertspannungen jedes Ansteuertransistors den Ansteuerstrom zur Ansteuerung des OEL konstant zu beaufschlagen.
  • Die Abweichung der Schwellenwertspannungen des Ansteuertransistors ist eine zwangsläufige Konsequenz der Prozessschritte bei der Herstellung von Anzeigeeinrichtungen. Die Luminanzabweichung der Pixel muss daher durch die Erkennung der Luminanz jedes Pixels kompensiert werden, wobei es jedoch schwierig ist, die Luminanzabweichung wirksam zu kompensieren.
  • Ebenso ist es bei Ansteuerschaltungen nach dem Stand der Technik schwierig, die gewünschte Luminanz zu erzielen, wenn ein Spielraum der Steuerspannung gemäß dem Pegel des Ansteuerstroms gering ist.
  • EP-A 1 003 150 behandelt Transistorschaltungen mit Ansteuertransistoren zur Steuerung eines Ansteuerstroms. Die Varianz der Kenndaten von Spannung/Strom und der Schwellenwerte der Ansteuertransistoren, die zur Abweichung des Ansteuerstroms bei Datensignalen und zur Reduzierung der Präzision des Ansteuerstroms führt, wird besprochen. Vorgeschlagen wird die Einführung eines Kompensationstransistors in die Schaltung, wobei dessen Gate entweder mit seinem Source- oder seinem Drain-Anschluss verbunden ist und wobei er mit dem Gate-Anschluss des Ansteuertransistors in einer Anordnung verbunden ist, sodass die Eingangssignale zu diesem Gate durch Source und Drain des Kompensationstransistors geleitet werden, sodass der Gate-Anschluss des Ansteuertransistors elektrische Ladung in eine Richtung leiten kann, um die Konduktanz zu senken. Der Kompensationstransistor hat somit Diodeneigenschaften.
  • WO 99 65012 A beschreibt eine Aktivmatrix-Elektrolumineszenz-Anzeige mit einem Array aus stromgesteuerten EL-Anzeigeelementen mit organischem EL-Material, deren Betriebsvorgänge jeweils von zugeordneten Schaltmitteln gesteuert werden, zu denen ein Ansteuersignal zur Bestimmung einer gewünschten Lichtausgabe in einem entsprechenden Adresszeitraum geleitet wird, wobei das Array zur Ansteuerung der Anzeigeelemente gemäß dem auf den Adresszeitraum folgenden Ansteuersignal eingerichtet ist. Jedes Schaltmittel weist eine Stromspiegelschaltung auf, die das Ansteuersignal abtastet und speichert, und es weist einen ersten Transistor auf, dessen Strom führende Elektroden zwischen einer Zufuhrleitung und einer Elektrode des Anzeigeelements angeschlossen sind, sowie einen zweiten Transistor, wobei dessen Gate-Elektrode und erste Strom führende Elektrode mit dem Ansteuersignal beaufschlagt werden und wobei dessen zweite Strom führende Elektrode mit der Zufuhrleitung verbunden ist. Der Gate-Anschluss des ersten Transistors ist über einen Speicherkondensator mit der Zufuhrleitung verbunden und über eine Schalteinrichtung, die zur Verbindung der Gates des ersten und des zweiten Transistors während des Adresszeitraums betrieben werden kann, mit dem Gate des zweiten Transistors.
  • EP-A 0 905 673 beschreibt ein Aktivmatrix-Anzeigesystem mit einer LED- oder OLED-Pixelstruktur mit fünf Transistoren. Diese Struktur bestimmt einen Offset-Spannungsparameter unter Verwendung eines Autozeroing-Verfahrens, das eine Vorladephase, eine Autozero-Phase und eine Datenschreibphase umfasst. Die Autozero-Phase ist im Wesentlichen ein Stromansteuerungs-Betriebsmodus, wobei der Ansteuerstrom sehr gering ist. In der Schreibphase wird die Spannung an der LED unter Verwendung der beaufschlagten Datenspannung über den Einschaltwert erhöht.
  • Dawson R.M.A. et al., „The Impact of Transient Response of Organic Light Emitting Diodes on the Design of Active Matrix OLED Displays", Electron Devices Meeting, 1998; IEDM'98 Technical Digest, International San Francisco, (US-Bundesstaat Ka lifornien), 6.–9. Dezember 1998, Piscataway (US-Bundesstaat New Jersey), IEEE, USA, 6. Dezember 1988, Seiten 875–878, ISBN 0-7803-4774-9, beschreibt die Entwicklung von Aktivmatrixanzeigen mit OLEDs. Schaltungen für strom- und spannungsprogrammierte OLED-Pixel werden beschrieben. Schaltungen (7, 9) umfassen einen ersten Schalter oder Transistor (MN1), der an eine Datenleitung und eine Abtastleitung anschließbar ist, die für das Schalten einer extern beaufschlagten Steuerspannung eingerichtet ist, sowie eine Ansteuereinheit (C1, MN2), wobei deren Eingang mit dem Ausgang des ersten Schalters verbunden und für die Speicherung der Steuerspannung eingerichtet ist, die durch das Schalten des ersten Schalters beaufschlagt wird. Ferner ist eine Ansteuereinheit (C1, MN2) enthalten, wobei deren Eingang mit dem Ausgang des ersten Schalters verbunden und zur Speicherung der Steuerspannung eingerichtet ist, die durch das Schalten des ersten Schalters beaufschlagt wird; und ein mit der Ansteuereinheit verbundenes emittierendes Pixel (OLED), sodass in Abhängigkeit von der in der Ansteuereinheit gespeicherten Steuerspannung das ausgebende Pixel mit Strom beaufschlagt wird.
  • Weiter wird ein zweiter Schalter (MN3) beschrieben, der für das Zurückschalten eines Stroms, mit dem das emittierende Pixel durch die von der Ansteuereinheit beaufschlagte Steuerspannung beaufschlagt wird, zurück zur Ansteuereinheit eingerichtet ist, ohne weitere Kompensationsschaltungen aufzuweisen.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Dementsprechend ist diese Erfindung auf eine Ansteuerschaltung eines Aktivmatrixverfahrens in einer Anzeigeeinrichtung gerichtet, das im Wesentlichen eines oder mehrere Probleme aufgrund der Einschränkungen und Nachteile des Standes der Technik umgeht.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Ansteuerschaltung eines Aktivmatrixverfahrens in einer Anzeigeeinrichtung, die die Luminanz zwischen Pixeln konstant verbessern kann.
  • Weitere Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden zum Teil in der folgenden Beschreibung erläutert, und zum Teil sind sie für Fachleute auf diesem Gebiet bei der Prüfung des Folgenden ersichtlich oder können durch die Anwendung der Erfindung erfahren werden. Die Gegenstände und weiteren Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, die insbesondere in der schriftlichen Beschreibung und den diesbezüglichen Ansprüchen sowie in den beigefügten Zeichnungen ausgeführt ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgaben und Erzielung weiterer Vorteile und entsprechend dem Zweck der hier ausgeführten und ausführlich beschriebenen Erfindung umfasst eine Ansteuerschaltung einer Aktivmatrixanzeige in einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung einen ersten Schalter, der an eine Datenleitung und an eine Abtastleitung anschließbar ist und der für das Umschalten einer extern beaufschlagten Steuerspannung eingerichtet ist, wobei deren Eingang mit dem Ausgang des ersten Schalters verbunden und zur Speicherung der durch das Schalten des ersten Schalters beaufschlagten Steuerspannung eingerichtet ist, sowie ein emittierendes Pixel, das mit der Ansteuereinheit verbunden ist, sodass das emittierende Pixel in Abhängigkeit von der in der Ansteuereinheit gespeicherten Steuerspannung mit einem Strom beaufschlagt wird, und weiter einen zweiten Schalter, der zum Umschalten eines Stroms, mit dem das emittierende Pixel durch die beaufschlagte Steuerspannung beaufschlagt wird, von der Ansteuereinheit zu einem Abweichungskompensator eingerichtet ist; und einen Abweichungskompensator, der für die Erkennung des Stroms, mit dem das emittierende Pixel beaufschlagt wird, und zur Steuerung der Steuerspannung eingerichtet ist, wodurch die Luminanzabweichung der Anzeigeeinrichtung entsprechend der Abweichung der Schwellenwertspannungen der Ansteuereinheit kompensiert wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Abweichungskompensator einen Konverter, der für die Umsetzung des vom zweiten Schalter umgeschalteten Stroms eingerichtet ist, sowie einen Komparator, der für den Vergleich des vom Konverter umgesetzten Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert eingerichtet ist, und eine „Sample&Hold"-(S&H)-Schaltung, die für den Empfang einer externen Rampenspannung und für die Ausgabe einer bestimmten Rampen spannung zur Datenleitung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Komparators eingerichtet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die S&H-Schaltung zur Ausgabe des konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswerts zur Datenleitung eingerichtet, wenn der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert oder niedriger ist, und die S&H-Schaltung ist zur Weiterleitung und Ausgabe des extern eingegebenen Rampenspannungswerts zur Datenleitung eingerichtet, wenn der umgesetzte Spannungswert höher als der Referenzspannungswert ist.
  • Gemäß weiterer alternativer Ausführungsformen der Erfindung sind der erste Schalter, der erste und der zweite Transistor PMOS-Transistoren, und sie werden jeweils von unterschiedlichen Steuersignalen angesteuert, oder der erste Schalter und der zweite Transistor sind PMOS-Transistoren, und der erste Transistor ist ein NMOS-Transistor, wobei der erste Schalter und der erste und der zweite Transistor durch ein gleiches Steuersignal angesteuert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein zwischen dem zweiten Transistor und dem Abweichungskompensator gebildeter Verstärker eingerichtet für die Verstärkung des beaufschlagten Stroms durch den zweiten Transistor und für die Eingabe des verstärkten Stroms in den Abweichungskompensator.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Verstärker einen dritten Transistor auf, der einen mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Transistors verbundenen Gate-Anschluss hat, und der Verstärker ist eingerichtet für die Ausgabe des durch eine Spannungsdifferenz zwischen Gate und Source verstärkten Stroms zum Abweichungskompensator, und er weist einen vierten Transistor auf, der mit Gate und Masse des dritten Transistors verbunden ist, und er ist eingerichtet für die Steuerung der Spannungsdifferenz durch ein extern beaufschlagtes Steuersignal.
  • Selbstverständlich sind sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd, und sie sollen eine weitere Erläuterung der Erfindung im Rahmen der Ansprüche bereitstellen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die ein weitergehendes Verständnis der Erfindung ermöglichen sollen und die als Bestandteil der Anmeldung übernommen werden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Es zeigen:
  • 1 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung gemäß einem Aktivmatrixverfahren nach dem Stand der Technik.
  • 2 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung in einem Aktivmatrixverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 3 ist ein Blockdiagramm mit der Darstellung eines Abweichungskompensators einer erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung.
  • 4 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • 5 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung in einem Aktivmatrixverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 6 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • 7 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung in einem Aktivmatrixverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • 8 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • 9 ist ein Layout mit der Darstellung der dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird detailliert Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer möglich, werden in den Zeichnungen die gleichen Kennziffern verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
  • 2 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung bei einem Aktivmatrixverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, und 3 ist ein Blockdiagramm mit der Darstellung eines Abweichungskompensators der erfindungsgemäßen Ansteuerschaltung.
  • Entsprechend der Darstellung in 2 und 3 enthält die Ansteuerschaltung einen Transistor P1, einen Kondensator Cs, einen Ansteuertransistor P0 und eine positive Stromversorgung VDD.
  • Zunächst schalten die über den Transistor P1 verbundenen Daten- und Abtastleitungen eine extern beaufschlagte Steuerspannung, und der Kondensator Cs speichert die Steuerspannung über das Schalten des Transistors P1. Anschließend veranlasst der Ansteuertransistor P0 die Lichtausgabe durch das emittierende Pixel (OEL) über die vom Kondensator Cs beaufschlagte Steuerspannung, und die positive Stromversorgung VDD liefert Energie zum Kondensator Cs und zum Ansteuertransistor P0.
  • Die Ansteuerschaltung weist weiter eine Schalteinheit 10 und einen Abweichungskompensator 20 auf. Die zwischen dem Ansteuertransistor P0 und dem emittierenden Pixel (OEL) angeschlossene Schalteinheit 10 schaltet einen Strom, mit dem das emittierende Pixel (OEL) beaufschlagt wird, entsprechend einer vom Ansteuertransistor P0 beaufschlagten Spannung. Weiter erkennt der Abweichungskompensator 20 den Strom, mit dem das emittierende Pixel (OEL) beaufschlagt wird, über das Schalten der Schalteinheit 10, und er steuert die Steuerspannung, sodass die von der Abweichung der Schwellenwertspannung des Ansteuertransistors P0 erzeugte Luminanzabweichung kompensiert wird.
  • Die Schalteinheit 10 enthält dann einen Transistor P2, der den Strom schaltet, mit dem das emittierende Pixel (OEL) über ein Steuersignal SEL1 beaufschlagt wird, sowie einen Transistor P3, der den Strom schaltet, mit dem der Abweichungskompensator 20 über ein Steuersignal /SEL1 beaufschlagt wird.
  • Die Transistoren P1, P2 und P3 sind PMOS-Transistoren, und sie werden durch unterschiedliche Steuersignale angesteuert.
  • Das heißt, dass der Transistor P1 durch das Steuersignal SEL angesteuert wird und dass der Transistor P2 durch das Steuersignal SEL1 angesteuert wird und das der Transistor P3 durch das Steuersignal /SEL1 angesteuert wird.
  • Entsprechend der vorstehenden Beschreibung ist bei der vorliegenden Erfindung anders als beim Stand der Technik, wobei der Ansteuertransistor P0 direkt mit dem emittierenden Pixel (OEL) verbunden ist, der Ansteuertransistor P0 über den Transistor P2 mit dem emittierenden Pixel (OEL) verbunden.
  • Entsprechend der Darstellung in 3 enthält der Abweichungskompensator 20 zur Kompensation der Luminanzabweichung des emittierenden Pixels (OEL) einen Strom-Spannungs-Konverter (I-V-Konverter) 21, einen Komparator 22 und eine „Sample&Hold"-(S&H)-Schaltung 23. Der Strom-Spannungs-Konverter erkennt einen Ansteuerstrom Iout vom Transistor P3 und setzt den erkannten Ansteuerstrom in eine Spannung um. Der Komparator 22 vergleicht die vom I-V-Konverter umgesetzte Spannung mit einer Referenzspannung Vref, die vorgegeben ist, um die Lichtausgabe des emittierenden Pixels (OEL) mit einer vorbestimmten Luminanz zu veranlassen. Die „Sample&Hold"-Schaltung 23 wird mit einer externen Rampenspannung beaufschlagt. Die „Sample&Hold"-Schaltung 23 gibt entsprechend dem Ergebnis des Komparators 22 einen bestimmten Rampenspannungswert zur Datenleitung aus.
  • Die „Sample&Hold"-Schaltung 23 hält dann die extern eingegebene Rampenspannung Vramp konstant auf einem Wert, bei dem der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert ist, und sie gibt den konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswert zur Datenleitung aus.
  • Wenn dagegen der umgesetzte Spannungswert höher als der Referenzspannungswert ist, wird der extern eingegebene Rampenspannungswert Vramp übergangen und zur Datenleitung ausgegeben.
  • 4 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Falls das emittierende Pixel (OEL) von der Steuersignal-SEL ausgewählt ist, werden entsprechend der Darstellung in 4 die Transistoren P1 und P2 abgeschaltet, und gleichzeitig wird der Transistor P3 durch das Steuersignal /SEL1 eingeschaltet.
  • Die über die Datenleitung eingegebene Rampenspannung steuert anschließend den Ansteuertransistor P0 über den Transistor P1, und der Abweichungskompensator 20 erkennt den Ansteuerstrom des emittierenden Pixels (OEL) über den Transistor P3.
  • Mit Bezug auf 3 wird der erkannte Ansteuerstrom durch den Strom-Spannungs-Konverter 21 in die Spannung umgesetzt, und anschließend wird die umgesetzte Spannung vom Komparator 22 mit der Referenzspannung verglichen.
  • Entsprechend dem Ergebnis des Komparators 22 übergeht die „Sample&Hold"-Schaltung 23 die extern eingegebene Rampenspannung Vramp und gibt sie konstant zur Datenleitung aus, bis der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert ist.
  • Wenn der umgesetzte Spannungswert gleich dem oder geringer als der Referenzspannungswert ist, hält die „Sample&Hold"-Schaltung 23 die extern eingegebene Rampenspannung Vramp konstant auf einem Wert, sodass der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert wird, und sie gibt den konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswert zur Datenleitung aus.
  • Der konstant aufrechterhaltene Rampenspannungswert wird anschließend kontinuierlich zur Datenleitung ausgegeben, und zwar von einem Punkt, bei dem der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert wird, bis zu einem Punkt, bei dem der umgesetzte Spannungswert größer ist als der Referenzspannungswert.
  • Der konstant aufrechterhaltene Rampenspannungswert Vramp ist größer als der Schwellenspannungswert des Ansteuertransistors, der das emittierende Pixel (OEL) ansteuert, sodass es möglich ist, ein Problem der Luminanzabweichung des emittierenden Pixels (OEL) entsprechend der Schwellenspannungsabweichung des Ansteuertransistors zu lösen.
  • Anschließend wird der konstant aufrechterhaltene Rampenspannungswert Vramp im Kondensator Cs gespeichert, um elektrische Ladungen durch die Datenleitung zu speichern.
  • Falls das entsprechende emittierende Pixel (OEL) durch das Steuersignal SEL ausgewählt ist, werden anschließend die Transistoren P1 und P2 eingeschaltet, und gleichzeitig wird der Transistor P3 durch das Steuersignal /SEL1 abgeschaltet.
  • Dementsprechend wird der Ansteuertransistor P0 des entsprechenden emittierenden Pixels (OEL) vom Kondensator Cs zur Speicherung der elektrischen Ladungen angesteuert, und anschließend geben die emittierenden Pixel (OEL) durch den vom Transistor P2 beaufschlagten Ansteuerstrom Licht mit konstanter Luminanz aus.
  • Entsprechend der vorstehenden Beschreibung gibt der erfindungsgemäße Abweichungskompensator den konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswert wäh rend eines Zeitraums „T1" (Haltezeit) zur Datenleitung aus, sodass es möglich ist, ein durch die Luminanzabweichung der emittierenden Pixel (OEL) erzeugtes Problem entsprechend der Schwellenspannungsabweichung der Ansteuertransistoren zu lösen.
  • Mit Bezug auf 2 kann im erfindungsgemäßen Abweichungskompensator statt eines Strom-Spannungs-Konverters 21 ein Verstärker mit hohem Transimpedanzwert eingesetzt werden.
  • Bei der Ansteuerschaltung nach dem Stand der Technik ist der Erhalt der gewünschten Luminanz schwierig, falls ein Spielraum der Steuerspannung gemäß dem Pegel des Ansteuerstroms gering ist.
  • Falls bei der vorliegenden Erfindung der Verstärker mit hoher Transimpedanz eingesetzt wird, ist es jedoch möglich, die gewünschte Luminanz zu erzielen, da ein Spielraum der Steuerspannung gemäß dem Pegel des Ansteuerstroms erhöht werden kann.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung verwendet jede Schalteinrichtung die Abtastleitung gemeinsam, sodass ein Bereich der Ansteuerschaltung verringert und ein Ausgabebereich vergrößert wird.
  • 5 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung bei einem Aktivmatrixverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, und 6 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Entsprechend der Darstellung in 5 unterscheidet sich die zweite Ausführungsform der Erfindung von der ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch, dass ein Ansteuertransistor P0 mit einem NMOS-Transistor N1 verbunden ist und dass der NMOS-Transistor N1 und die PMOS-Transistoren P1 und P2 durch ein gleiches Steuersignal SEL gesteuert werden.
  • Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der NMOS-Transistor N1 verwendet, sodass es nicht erforderlich ist, zusätzlich ein Steuersignal zu beaufschlagen, mit dem der Transistor N1 beaufschlagt wird. Das heißt, dass das Steuersignal SEL, da die Transistoren P1 und P2 umgekehrt geschaltet werden, nicht nur die PMOS-Transistoren P1 und P2 steuern kann, sondern auch den NMOS-Transistor N1.
  • Mit Bezug auf 5 und 6 wird der Betrieb der Ansteuerschaltung detailliert beschrieben.
  • Falls das entsprechende emittierende Pixel (OEL) vom Steuersignal SEL ausgewählt ist, werden die Transistoren P1 und P2 jeweils eingeschaltet, und der Transistor N1 wird gleichzeitig abgeschaltet.
  • Eine durch eine Datenleitung eingegebene Rampenspannung steuert dann den Ansteuertransistor P0 durch den Transistor P1 an, und ein Abweichungskompensator 20 erkennt durch den Transistor P2 einen Ansteuerstrom eines emittierenden Pixels (OEL).
  • Mit Bezug auf 3 und 4 gibt der Abweichungskompensator 20 über den gleichen Prozess die Rampenspannung Vramp zur Datenleitung aus, und die Rampenspannung Vramp wird zur Speicherung von elektrischen Ladungen durch die Datenleitung in einem Kondensator Cs gespeichert.
  • Falls das entsprechende emittierende Pixel (OEL) vom Steuersignal SEL ausgewählt ist, werden die Transistoren P1 und P2 anschließend jeweils abgeschaltet, und gleichzeitig wird der Transistor N1 eingeschaltet.
  • Der Ansteuertransistor P0 des entsprechenden emittierenden Pixels (OEL) wird dann zum Speichern der elektrischen Ladungen durch den Kondensator Cs angesteuert, und die emittierenden Pixel (OEL) geben durch den vom Transistor N1 beaufschlagten Ansteuerstrom Licht mit konstanter Luminanz aus.
  • Die andere Ausführungsform der Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • 7 ist ein Schaltdiagramm einer Ansteuerschaltung bei einem Aktivmatrixverfahren gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, und 8 ist eine zeitliche Darstellung mit der Wiedergabe aller Signalwellenverläufe gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • Mit Bezug auf 7 unterscheidet sich die dritte Ausführungsform der Erfindung von der ersten Ausführungsform der Erfindung dadurch, dass zwischen einem Knoten 2 und einem Knoten 3 ein NMOS-Transistor N1 gebildet ist und dass zwischen einem Transistor P2 und einem Abweichungskompensator 20 ein Verstärker 30 gebildet ist.
  • Der Verstärker 30 verstärkt dann einen vom Transistor P2 beaufschlagten Strom und gibt den Strom anschließend zum Abweichungskompensator aus.
  • Der Verstärker 30 enthält NMOS-Transistoren N2 und N3.
  • Ein Gate des NMOS-Transistors N3 ist mit einem Ausgabeanschluss des Transistors P2 verbunden, und der NMOS-Transistor N3 gibt durch eine Spannungsdifferenz zwischen Gate und Source den verstärkten Strom zum Abweichungskompensator aus.
  • Der NMOS-Transistor N2 ist entsprechend mit Gate und Masse des Transistors N3 verbunden und steuert über ein extern beaufschlagtes Steuersignal die Spannungsdifferenz zwischen Gate und Source des Transistors N2.
  • Die Ausführungsform der Erfindung enthält den Verstärker 30, da ein Strompegel Iout im Abweichungskompensator schwer zu erkennen ist, falls mit Bezug auf 2 und 5 der Strompegel Iout niedrig ist.
  • Dementsprechend sind bei der dritten Ausführungsform der Erfindung die Transistoren N2 und N3 zusätzlich gebildet, um den Strompegel von Iout zu verstärken.
  • Falls die elektrischen Ladungen in parasitären Kapazitäten eines Knotens 4 gespeichert sind und Vgs (die Spannung zwischen Gate und Source) des Transistors N3 erhöht wird, wird entsprechend der Darstellung in 7 der verstärkte Iout ausgegeben.
  • Die Ansteuerschaltung gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung weist die folgenden Vorteile auf.
  • Zunächst verwendet der NMOS-Transistor N1 aus 7 den p-Well der Transistoren N2 und N3 gemeinsam mit den Transistoren N2 und N3, wodurch eine Layout-Fläche reduziert wird.
  • Falls der Knoten 3 mit einer negativen Spannung beaufschlagt wird, hält der NMOS-Transistor N1 aus 7 den Knoten 3 anschließend auf einer Spannung, die höher ist als –0,7 V, wodurch das Überladen des Ansteuertransistors P0 verhindert wird.
  • Weiter veranlasst der Ansteuerstrom der Transistoren N2 und N3 im Verstärker nicht nur die Lichtausgabe des emittierenden Pixels (OEL), sondern auch die Lichtausgabe eines (nicht dargestellten) benachbarten emittierenden Pixels (OEL), wodurch mit Bezug auf 9 die Layout-Fläche reduziert wird.
  • Entsprechend der Darstellung in 7 und 8 wird im Folgenden der Betrieb der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Wenn das Abtastsignal aus 7 während eines Zeitraums 't4' in 8, der als eine Abtastzeit bezeichnet wird, beaufschlagt wird, werden die Transistoren P1 und P2 jeweils eingeschaltet, und der Transistor N1 wird abgeschaltet.
  • Während eines Zeitraums 't4' aus 8 wird eine Spaltenleitung, zu der Iout ausgegeben wird, gelöscht, und die Daten im Knoten 1 werden während eines Zeitraums 't2' durch das Vramp-Signal gelöscht.
  • Weiter wird eine Spannung erkannt, mit der der Knoten 1 während eines Zeitraums 't3' beaufschlagt wird.
  • Der Prozess des Zeitraums 't4' wird über die Anzahl der gesamten Abtastzeilen während eines Zeitraums 't5' in 8 wiederholt.
  • 9 ist ein Layout, das 7 darstellt.
  • Entsprechend der Darstellung in 9 ist der Ansteuertransistor P0 aus 7 schlangenförmig, sodass es sinnvoll ist, eine Einrichtung mit einem langen Kanal in einem kleinen Pixel zu bilden und den Kondensator Cs aus 7 zu vergrößern.
  • Entsprechend der vorstehenden Beschreibung weist die erfindungsgemäße Ansteuerschaltung des Aktivmatrixverfahrens bei der Anzeigeeinrichtung die folgenden Vorteile auf.
  • Zunächst ist es möglich, die Luminanzabweichung der Ausgabepixel ungeachtet der Abweichung der Schwellenwertspannungen der Ansteuertransistoren zu senken, wodurch die Gleichförmigkeit der Luminanz verbessert wird.
  • Falls der Verstärker mit hoher Transimpedanz im erfindungsgemäßen Abweichungskompensator eingesetzt wird, ist es weiter möglich, die gewünschte Luminanz zu erzielen, da ein Spielraum der Steuerspannung dem Ansteuerstrompegel entsprechend groß ist.
  • Schließlich wird bei der Erfindung der schlangenförmige Transistor eingesetzt, wodurch die Layout-Fläche verringert wird. Weiter kann die Kapazität des Kondensators für das Speichern elektrischer Ladungen verbessert werden.
  • Für Fachleute auf diesem Gebiet ist es ersichtlich, dass verschiedene Variationen und Abänderungen der Erfindung vorgenommen werden können. Die vorliegende Erfindung soll somit die Abänderungen und Variationen der Erfindung umfassen, sofern sie in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (16)

  1. Ansteuerschaltung für eine Aktivmatrixanzeige in einer Anzeigeeinrichtung, die Folgendes aufweist: einen ersten Schalter (P1), der an eine Datenleitung und an eine Abtastleitung (SEL) anschließbar ist und der für das Umschalten einer extern beaufschlagten Steuerspannung eingerichtet ist; eine Ansteuereinheit (CS, P0), deren Eingang mit dem Ausgang des ersten Schalters verbunden ist und die zur Speicherung der durch das Schalten des ersten Schalters (P1) beaufschlagten Steuerspannung eingerichtet ist; ein Licht emittierendes Pixel (OEL), das mit der Ansteuereinheit (CS, P0) verbunden ist, sodass das Licht emittierende (OEL) in Abhängigkeit von der in der Ansteuereinheit (CS, P0) gespeicherten Steuerspannung mit einem Strom beaufschlagt wird; gekennzeichnet durch einen zweiten Schalter (10), der zum Umschalten eines Stroms, mit dem das Licht emittierende Pixel (OEL) durch die beaufschlagte Steuerspannung beaufschlagt wird, von der Ansteuereinheit zu einem Abweichungskompensator (20) eingerichtet ist; und dem Abweichungskompensator (20), der für die Erkennung des Stroms, mit dem das Licht emittierende Pixel (OEL) beaufschlagt wird, und zur Steuerung der Steuerspannung eingerichtet ist, wodurch die Luminanzabweichung der Anzeigeeinrichtung entsprechend der Abweichung der Schwellenwertspannungen der Ansteuereinheit kompensiert wird.
  2. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweichungskompensator (20) Folgendes aufweist: einen Konverter (21), der für die Umsetzung des vom zweiten Schalter (10) geschalteten Stroms in eine Spannung eingerichtet ist; einen Komparator (22), der für den Vergleich des vom Konverter (21) umgesetzten Spannungswerts mit einem Referenzspannungswert (Vref) eingerichtet ist, und eine „Sample&Hold"-(S&H)-Schaltung (23), die für den Empfang einer externen Rampenspannung (Vramp) und für die Ausgabe einer bestimmten Rampenspannung (ramp) zur Datenleitung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Komparators (22) eingerichtet ist.
  3. Ansteuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass die S&H-Schaltung (23) zur Ausgabe des konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswerts (ramp) zur Datenleitung eingerichtet ist, wenn der umgesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert (Vref) oder niedriger ist, und dass die S&H-Schaltung (23) zur Weiterleitung und Ausgabe des extern eingegebenen Rampenspannungswerts (Vramp) zur Datenleitung eingerichtet ist, wenn der umgesetzte Spannungswert höher als der Referenzspannungswert (Vref) ist.
  4. Ansteuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Abweichungskompensator (20) Folgendes aufweist: einen Transimpedanzverstärker (30), der für die Umsetzung des vom zweiten Schalter geschalteten Stroms in eine verstärkte Spannung eingerichtet ist; einen Komparator (22), der für den Vergleich der vom Transimpedanzverstärker (30) umgesetzten Spannung mit einer Referenzspannung (Vref) eingerichtet ist; und eine S&H-Schaltung (23), die für den Empfang einer externen Rampenspannung (Vramp) und für die Ausgabe einer bestimmten Rampenspannung (ramp) zur Datenleitung in Abhängigkeit vom Ergebnis des Komparators (22) eingerichtet ist.
  5. Ansteuerschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die S&H-Schaltung (23) zur Ausgabe des konstant aufrechterhaltenen Rampenspannungswerts (ramp) zur Datenleitung eingerichtet ist, wenn der um gesetzte Spannungswert gleich dem Referenzspannungswert (Vref) oder niedriger ist, und dass die S&H-Schaltung (23) zur Weiterleitung und Ausgabe des extern eingegebenen Rampenspannungswerts (Vramp) zur Datenleitung eingerichtet ist, wenn der umgesetzte Spannungswert höher als der Referenzspannungswert (Vref) ist.
  6. Ansteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der zweite Schalter (10) Folgendes aufweist: einen ersten Transistor (P2), der zwischen der Ansteuereinheit (CS, P0) und dem Licht emittierenden Pixel (OEL) ausgebildet und für das Schalten des Stroms eingerichtet ist, mit dem das Licht emittierende Pixel (OEL) beaufschlagt wird, und einen zweiten Transistor (P3), der zwischen der Ansteuereinheit (CS, P0) und dem Abweichungskompensator (20) ausgebildet und für das Schalten des Stroms eingerichtet ist, mit dem der Abweichungskompensator (20) beaufschlagt wird.
  7. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Transistor (P2, P3) PMOS-Transistoren sind und dass sie von unterschiedlichen Steuersignalen (SEL1, /SEL1) gesteuert werden.
  8. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Transistor ein NMOS-Transistor (N1) und der zweite Transistor (P3) ein PMOS-Transistor ist, wobei der erste und der zweite Transistor von einem gleichen Steuersignal (SEL) gesteuert werden.
  9. Ansteuerschaltung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Verstärker (30), der zwischen dem zweiten Schalter (10) und dem Abweichungskompensator (20) ausgebildet ist und der zur Verstärkung des Stroms eingerichtet ist, der durch das Schalten des zweiten Schalters (10) beaufschlagt wird, sowie zur Eingabe des verstärkten Stroms in den Abweichungskompensator (20).
  10. Ansteuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker (30) Folgendes aufweist: einen dritten Transistor (N3) mit einem Gate, das mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Schalters verbunden ist, und der für die Ausgabe des Stroms an den Abweichungskompensator (20) eingerichtet ist, der durch eine Spannungsdifferenz zwischen Gate und Source verstärkt wird; und einen vierten Transistor (N2), der mit dem Gate und Masse des dritten Transistors (N3) verbunden ist und der zur Steuerung der Spannungsdifferenz durch ein extern beaufschlagtes Steuersignal (RS) eingerichtet ist.
  11. Ansteuerschaltung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet dass der dritte und der vierte Transistor NMOS-Transistoren (N2, N3) sind.
  12. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schalter, der erste und der zweite Transistor PMOS-Transistoren sind und dass sie jeweils von unterschiedlichen Steuersignalen angesteuert werden.
  13. Ansteuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet dass der erste Schalter und der zweite Transistor PMOS-Transistoren sind und dass der erste Transistor ein NMOS-Transistor ist, wobei der erste Schalter und der erste und der zweite Transistor durch ein gleiches Steuersignal gesteuert werden.
  14. Ansteuerschaltung nach einem der Ansprüche 6–13, gekennzeichnet durch einen Verstärker, der zwischen dem zweiten Transistor und dem Abweichungskompensator ausgebildet ist und der zur Verstärkung des Stroms eingerichtet ist, der durch das Schalten des zweiten Schalters beaufschlagt wird, sowie zur Eingabe des verstärkten Stroms in den Abweichungskompensator.
  15. Ansteuerschaltung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärker Folgendes aufweist: einen dritten Transistor mit einem Gate, das mit einem Ausgangsanschluss des zweiten Transistors verbunden ist, und der für die Ausgabe des Stroms an den Abweichungskompensator eingerichtet ist, der durch eine Spannungsdifferenz zwischen Gate und Source verstärkt wird; und einen vierten Transistor, der mit Gate und Masse des dritten Transistors verbunden ist und der zur Steuerung der Spannungsdifferenz durch ein extern beaufschlagtes Steuersignal eingerichtet ist.
  16. Ansteuerschaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der dritte und der vierte Transistor NMOS-Transistoren sind.
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