TW200521909A - Method and apparatus for applying adaptive precharge to an electroluminescence display - Google Patents

Description

200521909 玖、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域]| 發明領域 本發明大體上係有關於電激發光（或稱“電致發光,，） 顯示技術，且具體來說係有關施加自適應預電荷 一 厂电激發 光顯示矩陣以補償串擾的系統和方法。

I：先前技術I 發明背景 10 15 電激發光顯示器是利用電流及/或電壓電路驅動的 電壓驅動顯示器的—個例子是液晶顯示器。電流驅動2示 姦的一個例子是有機發光顯示器（OLED)。如同大多數= 顯不I置，電流驅動顯示裝置配置成覆絲示區的像= 圖兀）矩陣。該輯❹列像素和多行像素，其 = 的每個像素可以接通或_以產生構成顯示的光_〆 個像素可以由-個或多個二_構成每個二 = 區別顏色的光。利用古厂射有 再現大多她 議三㈣：極體，可以 題影流驅動顯示器相關的問題，這些問 驅動矩陣以接通像:rf。一個問題是 服每個像素的電容。另―個問題 »ON," 生的像素亮度與該矩陣中仏$ ON像素數目無關。—. H疋列的 校正’當―數目；：列：素:: 有關，-列内的⑽像夸稱之為串擾的現象與這樣的效應 。磁二物_狀嶋。除非進行 變暗 20 200521909 的趨勢。 一種解決足夠快地驅動像素矩陣的方法是除了電流源 之外，利用電壓源預充電每個像素。電壓源充電每個“ON” 像素的電容。於是，在預充電迴圈完成之後，電流源驅動 5 每個像素二極體。這種解決方法的優點是縮短了克服每個 “ON”像素的電容的時間，並使來自電流源的大部分電流驅 動“ON”像素二極體。 然而，問題仍然存在，因為來自每個“ON”像素的電流 流入到公共接地。公共接地有與它相關的特性電阻，由於 10 “ON”像素的電流產生寄生電壓。寄生電壓使預充電電壓減 小，從而降低預充電電壓的效率。此外，寄生電壓隨給定 列中每個附加的“ON”像素而增大。因此，當一列中“ON” 像素數目增大時，顯示器的品質受損並使像素顯得較暗。 所以，我們需要一種用於預充電電流驅動電激發光顯 15 示像素的新技術，它產生的ON像素強度相對地獨立於給定 列中的ON像素數目。我們還需要這樣一種技術，用於克服 像素矩陣内公共接地線上誘發的寄生電壓。我們還需要這 樣一種顯示驅動器，它可以補償寄生電壓並可用於驅動多 個顯示裝置，每個顯示裝置有它自己的電流和寄生電壓特 20 性。 【發明内容】 發明概要 按照本發明，一種顯示驅動器包括：電壓和電流源， 用於驅動像素和補償寄生電壓以產生這樣的列像素，其強 200521909 度與給定列中的“ON”像素數目相對地無關。給每個像素提 供預充電的電壓源包括恒定值和基於每列中“ON”像素數 目確定的補償電壓。補償電壓的確定也是基於與每個像素 相關的二極體特性和與每列中公共接地相關的電阻。 5 按照本發明的一個實施例，一種驅動電激發光矩陣的 裝置，包括：至少一個電流源和一個可變預充電電壓源。 當至少一個對應的矩陣元素是ON時，電流源驅動該矩陣元 素。當至少一個矩陣元素是ON時，可變預充電電壓源加預 充電電壓到該矩陣元素的兩端。預充電量的確定是基於ON 10 矩陣元素的數目。預充電電壓的確定也是基於電激發光矩 陣的特性。矩陣元素可以包括有機發光二極體，並可以包 括產生三種不同顏色的二極體。在有多種顏色二極體的情 況下，可以有附加的可變電壓源，基於該顏色的ON二極體 的數目和該顏色的二極體特性，每個可變電壓源產生對應 15 於相應顏色的二極體的電壓。 按照本發明的另一個實施例，一種驅動電激發光矩陣 的方法，包括：當至少一個矩陣元素是ON時，驅動該矩陣 元素並加預充電電壓到對應矩陣元素的兩端。預充電電壓 的確定是基於一列中ON矩陣元素的數目。預充電電壓的確 20 定也可以基於電激發光矩陣的特性。 圖式簡單說明 參照附圖和以下的詳細描述，可以更充分地理解本發 明的上述特徵和優點，其中： 第1圖表示按照本發明一個實施例的顯示驅動器與電 200521909 激發光顯示器的電路連接。 第2圖表示電激發光顯示器中矩陣元素的電氣模型。 第3圖表示按照本發明一個實施例具有預充電電壓驅 動器的顯示驅動器與電激發光顯示器的電路連接。 5 第4A圖表示依本發明一實施例的可變預充電電壓源。 第4B圖表示按照本發明一個實施例用於驅動彩色顯示 器的可變預充電電壓源。 第5圖表示按照本發明一個實施例具有預充電電壓驅 動器的顯示驅動器與電激發光顯示器的電路連接以驅動彩 10 色顯示器的示意圖。 I：實施方式3 較佳實施例之詳細說明 按照本發明，一種顯示驅動器包括：電壓和電流源， 用於驅動像素和補償寄生電壓以產生這樣的列像素，其強 15 度與給定列中的“ON”像素數目相對地無關。給每個像素提 供預充電的電壓源包括恒定值和基於每列中“ON”像素的 數目決定的補償電壓。該補償電壓的決定也是基於與每個 像素相關的二極體特性和與每列中公共接地相關的電阻。 第1圖表示包括電激發光矩陣20以及一個或多個驅動 20 器10的電激發光顯示系統。按照本發明一個實施例的電激 發光矩陣包括安排成多列和多行的電流驅動發光元件。該 發光元件可以包括發光二極體和特定的各種發光二極體， 它們稱之為有機發光二極體（“OLED”）。每列和每行包括 多個可以分別接通（ON)或關斷（OFF)的發光元件。然 200521909 而’電激發光矩陣的所有單元並不是同時被驅動到ON或 OFF狀態以建立顯示圖形。相反，電激發光矩陣配置成逐 次知*描每* —列。 在列掃描期間，啟動列被驅動器10驅動。例如，基於 5 來自顯示緩衝器的資料，每個驅動器驅動該列中對應的矩 陣元素到ON狀態或OFF狀態。在掃描迴圈期間，每列中的 ON矩陣元素發射光，並以特定的頻率在相繼的掃描迴圈期 間再次被點亮，因此，這些ON矩陣元素有連續處在on狀 態的外觀，即使它們並不是這種狀態。OFF矩陣元素沒有 10 功率驅動，因此，它們呈現黑暗的外觀。在彩色顯示中， 通常有三個矩陣元素，每個矩陣元素在每個像素位置發射 不同顏色的光，雖然也可能是或多或少的顏色。以下更詳 細地描述驅動電激發光矩陣的實施例。 第2圖表示構成像素的電流驅動矩陣元素的像素電路 15模型。矩陣元素可以是，但不限制於，OLED元件。該矩陣 元素包括· 一極體200和與一極體相關的寄生電容21〇。像 素在電流通過二極體時發射光’這種情況發生在二極體兩 端的電壓超過它的臨界電壓時。為了驅動矩陣元素到接通 狀態’利用來自電流源的電流使二極體導通。然而，出現 2〇的問題是，電流最初是從二極體轉移到寄生電容21〇，因為 當二極體兩端的電壓朝著二極體的臨界電壓增大時，電流 被電容210吸引。這就使接通矩陣元素和像素產生時間延 遲，因為二極體在超過它的臨界電壓之前並不發射光。若 電容210很大，則正在被驅動到ON狀態的二極體在矩陣列 200521909 掃描的相當長時間週期内仍保留在OFF狀態。在這種情況 下，對應於該矩陣元素的像素呈現暗狀態，從而使亮度的 控制很困難。 為了克服因寄生電容而使接通二極體延遲的問題，在 5 利用電流驅動二極體到ON狀態之前，可以預充電寄生電容 到預定的電壓。因此，驅動矩陣所選取的驅動器10可以合 併一個或多個（取決於顯示器中顏色的數目）電壓源和電 流源，電壓源用於預充電掃描列中所有的ON二極體，而電 流源用於傳送電流使掃描列中每個啟動二極體到ON狀 10 態。預充電的電壓強度是一種設計選擇，它取決於被驅動 的特定矩陣的特性。一般地說，最終的預充電值為100 mVA 的電壓容差對於獲得高品質顯示是合適的。若考慮到整個 矩陣的電性質，則串擾補償的需要變得十分明顯，如第3圖 所示。 15 第3圖表示由驅動器300驅動的矩陣元素310。驅動器 300包括：耦合到矩陣中每行的電流源320和電壓源330。電 流源3 2 0和電壓源3 3 0通過與每行相關的開關耦合到與每行 相關的導電路徑。基於通常來自顯示緩衝器的顯示資料， 開關被設置成ON和OFF狀態。在ON狀態下，在列掃描迴圈 20的開始，開關耦合到電壓源的輸出端。在預充電迴圈結束 之後，每個ON像素的開關連接各自的電流源到各自的行導 電路徑。這兩個步驟首先使寄生電容充電，然後使電流源 發送電流通過二極體，其相關的寄生電容使該二極體導通。 來自電壓源和電流源的電流在第2圖所示陽極進入到 10 200521909 每個各自的矩陣元素。每個矩陣元素的陰極連接到列導電 路徑，從而通過一個或多個裝置饋送到地。這些裝置可以 包括公共驅動器裝置和矩陣的公共電極。這些裝置有與其 相關的寄生電阻，如第3圖所示的電阻360。電路上表示成 5 電阻360的裝置是一次一列被接通以實施列掃描。因此，出 現在行導電路徑上的電壓和電流加到被啟動掃描列的電容 和二極體的兩端。 在列導電路徑上有電阻360的結果是，電壓加到電阻 360的兩端，並隨每個附加的導通二極體而增大。當流過行 10 導電路徑的電流增大時，其電壓也隨之增大。因此，有較 多接通像素的列暗於有較少接通像素的列。這種現象稱之 為串擾。按照本發明的一個實施例，基於每列中ON矩陣元 素的數目，給矩陣提供預充電的電壓源可以改變它所加的 預充電電壓值。此外，基於ON狀態下每個二極體的電流消 15 耗量，它可能取決於每個不同類型二極體的電流消耗特 性，電壓源可以改變它所加的預充電電壓值。此外，寄生 電阻360是另一個可用於確定預充電電壓的因素。 第4 A圖表示按照本發明一個實施例用於提供預充電電 壓到電激發光矩陣的可變電壓源。該電壓源是可調整的， 20 並允許基於各種因素和即時條件設置預充電電壓。參照第 4A圖，該電壓源包括對應於二極體的ON像素數目的輸入， 比例因數K和預充電電壓Vp。給定列中的ON像素數目可以 表示成0至N，該列中有N個像素，或表示成Μ，其中M=0 至5作為可接受的近似或另一個合適的值。輸入可以是數位 200521909 值或類比值。Vp是可以設置和調整的預充電值，以獲得各 種條件下的最佳矩陣性能。當給定列中的一個或幾個像素 是〇N時，該值反映預充電電壓。K是基於作為矩陣元素實 施的一極體中的電流和寄生電阻36〇決定的比例值。 5 10 15 20 Μ或N值和K值用於決定補償電壓vc , vc與Vp相加產 生加到一極體兩端的一致預充電電壓。因此，Vprecharge= Vc+Vp。Vc通常等於流過所有〇N二極體的電流與寄生電阻 360的乘積。彻各種類比及/或數位配置，可以實現可變 的預充電電壓源。-般地說’預充電電壓源33〇基於κ、m 或N和Vp產生輸出電壓。匕和外可以是驅動器的暫存器 中存儲的值’可以改败和％值以獲得特歧陣中所需的 矩陣驅動為特性。基於來自顯示緩衝器作為驅動器的輸入 的資料彳以在列掃描期間即時動態地確定值。 第4B圖表示配置成驅動多色顯示矩陣的另一個實施例 的預充電電壓源330。預充電電壓源別接㈣應於每個 極體電流消耗特性和寄生電阻360的輸人值Kr、Kg、Kb。 預充電電壓源330還接收對應於每種顏色的⑽二極體的數 目的值6對應於以上描述的值。此外，對於產生每 種不同顏色的二極體，有基準的預充電電壓Vpr、Vpg、 VPb。基於這聽，如上確定综合觸電壓％，它代級, + Kg*Ng + Kb*Nb。這些射的每1代表每種顏色二極體 的比例因數與該類型⑽二極體數目的乘積，從而得到加在 寄生電阻兩端的電壓Ve。_值與每_色_充電電壓 相加產生每_色_充電輪”壓。㈣這個方式，預 12 200521909 充電電壓源產生每種不同顏色的輸出電壓，它被電阻360兩 端誘發的電壓即時補償。第5圖畫出彩色矩陣。 雖然此處已描述本發明的具體實施例，但是本領域一 般的專業人員知道，在不偏離本發明精神和範圍的條件 下，可以對這些實施例進行各種改動。 I：圖式簡單說明3 第1圖表示按照本發明一個實施例的顯示驅動器與電 激發光顯示器的電路連接。 第2圖表示電激發光顯示器中矩陣元素的電氣模型。 ίο 15 第3圖表示按照本發明一個實施例具有預充電電壓驅 動器的顯示驅動器與電激發光顯示器的電路連接。 第4A圖表示依本發明一實施例的可變預充電電壓源。 第4B圖表示按照本發明一個實施例用於驅動彩色顯示 器的可變預充電電壓源。 第5圖表示按照本發明一個實施例具有預充電電壓驅 動器的顯示驅動器與電激發光顯示器的電路連接以驅動彩 色顯示器的示意圖。 【圖式之主要元件代表符號表】 320···電流源 330···電壓源 340…二極體 350…電容 360···電阻/寄生電阻 10…驅動器 20…電激發光矩陣 200…二極體 210…寄生電容 300…驅動器 310…矩陣元素 13

Claims (1)

1. 200521909 拾、申請專利範圍·· L 一種用於驅動電激發光矩陣的裝置，包含： 至少一個電流源，用於在至少一個對應矩陣元素是導 通(ON)時驅動該矩陣元素；以及 5 個可麦電壓源，用於在該至少一個矩陣元素是ON 日守，加預充電電壓到該矩陣元素的兩端，其中該預充電電 壓是基於ON矩陣元素的數目來決定。 2·如申明專利範圍第丨項的裝置，其中該預充電電壓的決 定是基於一列中的0N矩陣元素數目。 L ^ t Μ #利第i項的裝置’其中該預充電電塵的決 定是基於—财的⑽矩陣元素數目和該f Μ光矩陣的 特性。 4.如申請專利範圍第旧的裝置，其中矩陣元素是有機發 光二極體。 15 5.如中請專利範圍第4項㈣置，其中矩陣中每個像素位 置包括三個二極體，且此三個二極體中每個二極體發射不 同顏色的光。 6.如申請專利範圍第5項的裝置，還包含：兩個附加的可 變電壓源，其中每個可變電壓源轉合到該等三種顏色中— 20 種個別顏色的二極體。 7·如申请專利犯圍第6項的裝置，其中每個可變電壓源的 預充電電壓的決定是基於每難別顏色的“⑽，，二極體的 數目。 8· —種用於驅動電激發光矩陣的方法，包含： 14 200521909 在至少-個對應轉元素是導通(qn)時_該矩陣元 素；以及 在该至少-個矩陣元素是⑽時，加預充電電壓到該矩 陣几素的兩端，其巾該預充電電壓是基於⑽矩陣元素的數 5 目來決定。 9. 如申請專利範圍第8項的方法，其中該預充電電壓的決 定是基於一列中的ON矩陣元素數目。 10. 如申请專利範圍第8項的方法，其中該預充電電壓的決 定是基於一列中的ON矩陣元素數目和該電激發光矩陣的 10 特性。 11·如申睛專利範圍第8項的方法，其中矩陣元素是有機發光 二極體。 12.如申請專利範圍第丨丨項的方法，其中矩陣中每個像素位 置包括二個二極體，且此三個二極體中每個二極體發射不 15 同顏色的光。 13·如申請專利範圍第12項的方法，還包含··加兩個附加的 預充電電壓，其中每個預充電電壓耦合到三種顏色中之一 種個別顏色的二極體。 14·如申請專利範圍第13項的方法，其中每個預充電電壓的 20 決定是基於每種個別顏色的“ON”二極體的數目。 15