TWI362024B - Driver circuit of amoled with gamma correction - Google Patents

Description

1362024 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具伽馬校正之AMOLED(主動式矩陣 有機發光二極體）之驅動電路，且更特定言之，係關於一種 具伽馬校正之電流型AMOLED之驅動電路。 【先前技術】

伽馬校正係用以控制一顯示器裝置上所展示之影像之總 亮度。未適當校正之影像可看起來經漂白或太暗。大體而 言’諸如一液晶顯示器（Liquid Crystal Display)面板及一 電致發光（electroluminescence)之面板模組之光學特性具有 一相對於一所施加電壓之非線性光透射特性。利用執行伽 馬校正以校正驅動電壓，使得與面板模組之非線性光透射 特性相匹配。一驅動電路係用以執行伽馬校正後再驅動面 板模組。圖1係-具有2.2之伽馬值之典型伽馬校正曲線， 其中X軸（灰階）與y轴（相對亮度）係正規化的 (n〇rmalized)e將對應於一特定灰階之所施加電壓輸入至面 板模組後，將會輪出-基_ i之伽馬校正曲線且對應於 一特定光透射之相對亮度（relative luminance)。 圖2係用於一 LCD驅動器或一電麼型AMOLED(主動 式矩陣有機發光二極體）_器中之f知㈣電路1〇。驅動 電路10包含—伽馬校正電複數個數位類比轉換器 DAC】-DACM，及複數個運算放大器緩衝器〇pB。每一數位 類比轉換DACi接收—叙办· rff / Λ 按收數位碼（亦即，一灰階或一傻音 值）DGLi，且根據-自伽馬校正電路u產生之參考㈣％ 1362024 而產生一類比驅動信號ADSi。該類比驅動信號ADSi係經 由對應之運算放大器緩衝器OPB而發送，用以驅動LCD 面板或電壓型AMOLED面板。伽馬校正電路11包含位於 一高位準電源VH與一低位準電源VL之間串聯之複數個電 阻器Ri，其亦被稱為一 R串（R-string)。藉由該R串之配置 (conlfiguration)可容易地執行伽馬校正。僅需藉由調整該R 串之電阻器Ri之電阻值便可產生圖1中所顯示之伽馬校正 曲線或其類似者來獲得適當參考電壓Vi。然而，對於一電 流型AMOLED驅動器，藉由R串來達成所要伽馬校正曲線 並不容易。 圖3顯示一具有一四位元解析度之用於一電流型 AMOLED驅動器中之習知驅動電路20。驅動電路20包含 複數組電流鏡。每一組電流鏡包含四個PMOS電晶體及四 個對應開關b3-b0。對於電流型AMOLED，其亮度與流經 至電流型AMOLED之驅動電流成比例。四個開關b3-b0之 狀態（開啟或關閉）之排列呈現16個不同組合狀態以提供16 種電流位準來驅動一 AMOLED電路。開關b3及b0分別對 應於一數位輸入灰階值（gray value)之MSB(最高有效位元） 及LSB(最低有效位元）。因此，驅動電流之大小（magnitude) 係線性地取決於像素值。故，驅動電路20無法達成圖1中 所顯示之一非線性伽馬曲線。 圖4(a)及4(b)分別顯示具有一小電流尺度（small current scale)及一大電流尺度（large current scale)之兩個習知驅動 電路20之驅動電流與灰階（例如，六位元解析度）之間的兩個 -6- 1362024 關係曲線Cl及C2(等效於伽馬校正曲線）。類似習知驅動電 路20之另一方法係組合圖4(a)及圖4(b)之曲線以形成圖4(c) 之曲線。亦即，圖4(c)中之關係曲線C3係關係曲線Cl與C2 之一重疊曲線（superposed curve)。然而，關係曲線C3仍無 法符合圖1之伽馬校正曲線。因此’此方法亦無法執行伽馬 校正。因此’有必要發展一具伽馬校正之驅動電路以驅動 一電流型AM0LED。 【發明内容】 本發明提供一種具伽馬校正之電流型AM0LED(主動式 矩陣有機發光二極體）之驅動電路，以獲得一期望之伽馬校 正曲線（desired gamma correction curve)。 本發明之一具伽馬校正之電流型AM〇LED之驅動電路 包含一運算放大器、一 M0S電晶體及一電阻性元件（或一 阻抗）。該運算放大器接收一由一電壓選擇器選擇之伽馬電 壓及一反饋信號以產生一控制信號。該M〇S電晶體提供該 反饋信號且回應於該控制信號而導通一與一電流型像素電 路相關聯之電流。該電阻性元件係耦合至一第一電壓端及 運异放大器之一負輸入端以藉由伽馬電壓決定該電流。 本發明亦揭示一根據本發明之驅動電路，其係根據一像 素值提供一驅動電流至一像素。該驅動電路包含：一阻抗， 其具有經耦合以接收一供電電壓之一端及一耦合至一參考 節點之另一端；及一M0S電晶體，其具有一耦合至該像素 之第一端及一耦合至該參考節點之第二端，其中該M〇s電 甜體之一閘極經連接使得當施加一相對應於該像素值之參 1362024 考電壓至參考節點時，該MOS電晶體導通一用於驅動該像 素之驅動電流。驅動電路進一步包含一運算放大器其具 有一經耦合以接收該參考電壓之非負輸入端、一搞合至參 考節點之負輸入端，及一經耦合以控制MOS電晶體之輸出 端’其中參考電壓亦經由該運算放大器之兩個輸入端之間 的虛擬連接（virtual connection)而在該負輸入端產生。 【實施方式】 圖5(a)係本發明一實施例之一具伽馬校正之電流型 AM0LED之驅動電路1〇〇，及與其配合之一電壓選擇器【Μ 及一電流型像素電路120。該驅動電路1〇〇包含一運算放大 器101、一 M0S電晶體1〇3(於本實施例中係一 nm〇S電晶 體）’及一電阻性元件105。以下說明該驅動電路1〇〇之操作 原理。該運算放大器101接收來自該電壓選擇器11〇之一伽 馬電壓GV及一反饋信號FB以產生一控制信號cs，其中該伽 馬電壓GV係根據該電流型像素電路丨2〇之一像素值而決 疋。該MOS電晶體103提供該反饋信號fb且回應於該控制信 號CS而自該電流型像素電路12〇導通一電流。該電阻性元件 105具有一耦合至一低於伽馬電壓之第一電壓端GND(於 本實施例中係一接地位準）之一端。該電阻性元件1〇5之另 一端係耦合至該運算放大器1〇丨之一反相端。藉由負反饋 (negative feedback)產生之該運算放大器ι〇1之兩個輸入端 之間的虛擬連接，該伽馬電壓GV與該反饋信號FB係具有相 同之位準。因此，自該電流型像素電路12〇流動至該接地位 準GND之電流可藉由該伽馬電壓除以該電阻性元件105 1362024 之電阻值而決定。此外，可將該運算放大器1〇1之該反相端 視為一用以產生驅動該電流型像素電路12〇之驅動電流之 參考節點。當藉由該運算放大器101兩個輸入端間之虛擬連 接而施加該伽馬電壓GV至該參考節點時，該參考節點可視 為接收一與該伽馬電壓GV具相同位準之參考電壓。當施加 伽馬電壓GV至參考節點時，M〇s電晶體1〇3係於飽和模式 (saturation mode)中操作。因此，自該電流型像素電路12〇 汲取之驅動電流係相對應於該伽馬電壓Gv ^另該電阻性 元件10 5於本前實施例中係一電阻器。 該電壓選擇器110包含一分壓器112及一數位類比轉換器 (Digital-to-Analog C〇nverter)i U。該分壓器 112 含有複數個 串聯之電阻器R1-RN、一耦合至電阻器尺丨之一端的高參考 電壓VREFH，及一耦合至電阻器RN之一端的低參考電壓 VREFL。該分壓器112係提供複數個電壓位準Vi_Vn至該數位 類比轉換器111。 圖5(b)顯示圖5(a)之電阻性元件之另一實施例。電阻性元 件105’包含一第一開關SW1、一電容器c及一第二開關 SW2。該第一開關SW1由一時脈信號CK控制。該電容器c 係並聯連接至該第一開關SW1，且該電容器c之一端連接至 第電壓端GND。該第二開關SW2係連接於該電容器c之另 鈿與該運算放大器101之負輸入端之間。該第二開關SW2 由一反向時脈信號CKB控制。 圖6(a)係本發明另一實施例之一具伽馬校正之電流型 AM0LED之驅動電路200，及與其配合之一電壓選擇器21〇 1362024 及一電流型像素電路220。該驅動電路200包含一運算放大 器201、一 MOS電晶體203(於本實施例中係一 PMOS電晶 體）’及一電阻性元件205 »以下說明該驅動電路200之操作 原理。該運算放大器201接收一來自一電壓選擇器210之一 伽馬電壓GV及一反饋信號FB以產生一控制信號CS，其中該 伽馬電壓GV係根據該電流型像素電路220之一像素值而決 定。該MOS電晶體203提供該反饋信號FB且回應於該控制信 號^^而將一電流導通至該電流型像素電路120。該電阻性元 件205具有耦合至一高於耦接伽馬電壓gv之第一電壓端 VDD(於本實施例中係一供應電源）的一端。該電阻性元件 205之另一端耦合至該運算放大器2〇1之一反相端。藉由負 反饋產生之該運算放大器201兩個輸入端間之虛擬連接，該 伽馬電壓GV與該反饋信號FB係具有相同之位準。因此，自 該供應電源VDD流動至電流型像素電路220中之電流可藉 由該伽馬電壓GV除以該電阻性元件2〇5之電阻值而決定。 此外，可將運算放大器201之該反相端視為一用以產生驅動 該電流型像素電路220之驅動電流之參考節點。當藉由該運 舁放大器201兩個輸入端間之虛擬連接而施加該伽馬電壓 GV至該參考節料，該參考節點可視為接收—與該伽馬電 壓GV具相同位準之參考電壓。當施加伽馬電壓gv至參考節 點時，MOS電晶體203在飽和模式中操作。因此，流動至像 素電路220中之驅動電流係相對應於該伽馬電壓GV。另， 該電阻!·生7L件2G5於本實施例中係__電阻器。該電壓選擇器 210之結構與電壓選擇器11()之結構相同，於此不再資述。 -10· 1362024 圖6(b)顯示圖6(a)之電阻性元件之另一實施例。電阻性元 件205’包含一第一開關SW1、一電容器C及一第二開關 SW2。該第一開關SW1由一時脈信號CK控制。該電容器C 係並聯連接至該第一開關SW1，且該電容器C之一端連接至 第一電壓端VDD。該第二開關SW2連接於電容器C之另一端 與該運算放大器201之負輸入端之間。該第二開關SW2由一 反向時脈信號CKB控制。 本發明之技術内容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本 項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不 背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍 應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之 替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。 【圖式簡單說明】 圖1係一具有2.2之伽馬值之典型伽馬校正曲線； 圖2係一用於一 LCD驅動器或一電壓型主動式矩陣有機 發光二極體驅動器中之習知驅動電路； 圖3顯示一具有一四位元解析度之用於一電流型主動式 矩陣有機發光二極體驅動器中之習知驅動電路； 圖4(a)及4(b)分別顯示具有一小電流尺度及一大電流尺 度之二習知驅動電路之驅動電流與灰階之關係圖； 圖4(c)係圖4(a)及4(b)之組合關係圖； 5(a)係本發明一實施例之一具伽馬校正之電流型 AMOLED之驅動電路以及與其配合之一電壓選擇器及一電 流型像素電珞； •11- 1362024 圖5(b)顯示圖5(a)之電阻性元件之另一實施例； 圖6(a)係本發明另一實施例之一具伽馬校正之電流型 AMOLED之驅動電路以及與其配合之一電壓選擇器及一電 流型像素電路；以及 圖6(b)顯示圖6(a)之電阻性元件之另一實施例。 【主要元件符號說明】 10, 20驅動電路 11伽馬校正電路 100,200具伽馬校正之電流型AMOLED之驅動電路 101,201運算放大器 103, 203 MOS電晶體 105, 105'，205, 205'電阻性元件 110,210電壓選擇器 111數位類比轉換器 112分壓器 120, 220電流型像素電路 C電容器 DAC數位類比轉換器 OPB運算放大器緩衝器 SW1第一開關 SW2第二開關 -12-

Claims (1)

1. J362024 第096110687號專利申請案 ίο月） 體 十、申請專利範圍： f細麵換_0·^ 切年/〇月/y日修正替換頁 1. 一種具伽馬校正之主動式矩陣機士光二植1 (AMOLED)之驅動電路，其包含： 一電壓選擇器’係選定複數個伽馬電壓中之一者； 一運算放大器，係接收該選定伽馬電壓及一反饋作號 以產生一控制信號； 一金氧半導體（MOS)電晶體，係提供該反饋信號且回應 於該控制信號而導通一與一電流型像素電路相關聯之電 流；以及 一電阻性元件，係耦合至一第一電壓端及該運算放大 器之一負輸入端’以藉由該選定伽馬電壓決定該電流， 其中該電阻性元件，包括： 一第一開關’係由一時脈信號控制； 一電容器，係與該第一開關相互並聯，且該電容器 之一端係連接至該第一電壓端；及 一第二開關’係連接於該電容器之另一端與該運算 放大器之該負輸入端之間，且由一反向時脈信號控 制； 其中該第二開關為該電阻性元件之一輸入及一輸出， 且並無輸出電容與該輸出耦合。 2.如凊求項1所述之驅動電路，其中該第一電壓端係一低 於該選定伽馬電壓之接地位準，且該MOS電晶體係一 NMOS電晶體。 3_如凊求項2所述之驅動電路，其中該電流自該電流型像 素電路流至該接地位準。 卜物月ή日修正替換頁 如請求項2所述之驅動電路，其中該NM0S電晶體係利 用其閑極接收該控制信號，利用其源極提供該反饋信 號，且利用其汲極接收該電流。 如明求項1所述之驅動電路，其中該第一電壓端係一高 於該選定伽馬電壓之供應電源，且該MOS電晶體係一 PMOS電晶體。 如請求項5所述之驅動電路，其中該電流自該供應電源 流至該電流型像素電路。 如請求項5所述之驅動電路，其中該PM0S電晶體係利 用其閘極接收該控制信號，利用其源極提供該反饋信 號’且利用其汲極提供該電流。 如明求項1所述之驅動電路’其中該電阻性元件係一電 阻器。 如請求項1所述之驅動電路，其中該電流等於該選定伽 馬電壓除以該電阻性元件之電阻值。 一種根據一像素值而提供一驅動電流至一像素之驅動電 路’其包括： 一電壓選擇器，係選擇複數個伽馬電壓中之一者； 一阻抗，其具有經耦合以接收一供電電壓之一端及耦合 至一參考節點之另一端；及 一電晶體，其具有一耦合至該像素之汲極及—耦合至該 參考節點之源極； •B62024 其中該電晶體之一閘 該像素值之參考電壓至 用於驅動該像素之驅動 /〇#<&月/y日修正替換頁 極經連接使得當施加一相對庳於 該參考節點時，該電晶體導通一 電流’其令該阻抗包括： 一第一開關，係由一時脈信號控制且具有—耦合 至該參考節點之第一端； 一電容器，其具有耦合至該第一開關之—第二端 之—端及經耦合以接收該供電電壓之另一端；及 一第二開關，係由該時脈信號之一反相信號控 制，且具有耦合至該第一開關之該第二端之一端及 經耦合以接收該供電電壓之另一端； 其中該第二開關為該電阻性元件之一輪入及一輪出，且 並無輸出電容與該輸出耦合。 U·如請，10所述之驅動電路，其另包含一運算放大器， s 、鼻放大器具有一經耦合以接收該參考電壓之非負輸 端鶴合至該參考節點之負輸入端，及一耗合至該 電晶體之該閘極的輸出端。 :《.如：求項11所述之驅動電路，其中該阻抗係-電阻器。 ^求項10所述之驅動電路，其中該供電電壓係一接地 位準且該驅動電流係自該像素汲取。 月求項1G所述之驅動電路，其中該供電電麼係一供應 電源且該驅動電流係流至該像素中。