專利名稱：電流驅動類型的顯示器的驅動電路和驅動方法
技術領域：
本發明涉及一種電流驅動類型顯示器的驅動電路，特別涉及一種電流驅動類型顯示器的驅動電路和驅動方法，其中，提供一單獨的預充電靜態電源以實現低功率損耗。
背景技術：
最近，超過已經廣泛應用的CRT(陰極射線晶體管)，平板顯示器，特別是開始呈現上升的LCD(液晶顯示器)，在PDP(等離子顯示板)、VFD(真空熒光顯示器)、FED(場發射顯示器)、LED(發光二極晶體管)、EL(場致發光)等領域發展很快。
由于前述的電流驅動類型顯示器不僅具有良好的視覺和色彩感覺，且制造過程簡單，因此其應用領域正在變得更加廣泛。
最近，隨著制造大面積顯示器，作為一只占用很小空間的平板顯示板，一種有機EL顯示板引起了注意。
該有機EL顯示器具有以矩陣形式交叉排列的數據線和掃描線，其中在各交叉像素中形成發光層。就是說，該有機EL顯示板是一種發光狀態依靠加到數據線和掃描線的電壓而實現的顯示器。
為了各像素的發光，將掃描線制成為可通過掃描驅動部分，在一幀時間段內按照從第一掃描線到最后掃描線的順序選擇電源，且將數據線制成為可通過數據驅動部分在同一幀時間段內選擇性的接收功率，從而使掃描線和數據線交叉處的像素發射光。
雖然有機EL顯示板的電流發光特性幾乎不隨溫度變化，但是當溫度降低時，電流發光特性仍向高電壓側偏移。因此，由于如果有機EL顯示器在一電壓下工作將很難實現穩定的操作，所以在驅動有機EL顯示器中將使用靜態電流驅動方式。
圖1示出一有機EL顯示板的驅動電路。
參照圖1，有機EL像素103的陽極具有的Idd，即一通過靜態電流源101和像素開關102提供到該陽極的靜態電流。靜態電流源101控制到有機EL像素103的陽極的電流。從靜態電流源101向有機EL像素的陽極提供電流的時間由像素開關102控制。這就是說，當像素開關102接通時，電流從靜態電流源101流到有機EL像素103的陽極，并使有機EL像素103發光，此時，像素開關102的接通/關斷由數據驅動部分(未示出)發出的PWM(脈沖寬度調節)波進行控制。
為了說明的方便，該用于控制像素開關102接通/關斷的PWM波將被稱為數據啟動(enable)信號。有機EL像素103的灰度級根據數據啟動信號的脈沖寬度而改變。
由一掃描信號驅動的NMOS掃描驅動部分104的漏極與有機EL像素103的陰極連接，源極與另一電壓源Vss連接。
即使將電流通過像素開關102提供至像素，有機EL像素103也不會立刻發光。就是說，由于電壓向有機EL像素103中的電容(未示出)充電需要一定時間，因此有機EL像素103發光需要一段響應時間。
由于上述原因，難于使有機EL像素103按照預期灰度級發光，且亮度也不高，且由于電壓向電容充電需要很大電流。
因此，當顯示板的面積變得更大時，電流驅動類型顯示器將在顯示器和驅動電路上消耗更多的電流。另外，由于分辨率越高，獲得所需亮度的電流需求就越大，獲得所需亮度的所需的電流就越大。
這樣大的電流需求對便攜式裝置而言是一不利條件，且對顯示器的壽命會造成不利影響。
發明概述因此，本發明涉及一種電流驅動類型的顯示器的驅動電路和驅動方法，它從根本上消除了由于背景技術中的局限性和缺點造成的一個或多個問題。
本發明的一個目的是提供一種電流驅動類型顯示器的驅動電路和驅動方法，其中，采用了一預充電系統來控制電流量。
本發明的另一目的是提供一電流驅動類型顯示器的電路，其中通過控制預充電時間從而控制整個系統的功率。
本發明的另一目的是提供一種電流驅動類型顯示器的驅動電路和驅動方法，其中，控制預充電電流的電平和時間，使預充電操作處于有限電源的范圍內，從而使它們可適用于便攜式裝置。
本發明的其它特征和優點將在下面的說明中詳述，有些將從說明書中很明顯的得出，有些可能需在本發明實踐中得到。本發明的目的和優點將通過說明書和權利要求以及附圖中指出的特定結構來實現。
為了實現本發明的這些和其它優點，根據本發明的目的，作為具體的和廣義的描述，電流驅動類型的顯示器的驅動電路包括一有機EL像素，一用于使像素根據掃描信號發光的掃描驅動部分，一根據數據啟動信號將其控制從而接通/關斷、向像素提供電流的第一靜態電流源，一根據預充電信號將其控制從而接通/關斷、并向像素提供用于像素預充電的電流的第二靜態電流源，以及一用于控制靜態電流源提供的電流量的控制部分。
該控制部分最好控制第二靜態電流源的偏置，從而控制第二靜態電流源提供的電流量。
當有機EL像素按上升同步時激勵時，第二靜態電流源最好在掃描信號的開始點接通，從而開始有機EL像素的預充電。
當有機EL像素按下降同步時激勵時，最好在數據啟動信號啟動之前接通第二靜態電流源，從而開始有機EL像素的預充電。
最好，預充電信號為一脈沖寬度調節信號，根據預充電信號的寬度來固定像素的灰度級。
最好，預充電信號為一脈沖寬度調節信號，根據預充電信號的寬度固定像素的預充電時間。
最好，將驅動電路中設計的多個靜態電流源接通用作第二靜態電流源。
最好，驅動電路還包括一用于控制第一靜態電流源接通/關斷的第一開關部分，該第一開關部分包括具有多個共同與第一靜態電流源連接的漏極端的開關器件，當分別接收到第一到第“N”個數據啟動信號時驅動這些開關。
最好，驅動電路還包括一第二開關部分，當接收到用于控制第二靜態電流源接通/關斷的預充電信號時，驅動該第二開關部分。
控制部分位于第一和第二開關部分的一端和地電壓端之間，用于當接收到偏置信號時將其驅動。
應當理解，上述說明和下面的詳細描述都是示例性和說明性的，只是為了對權利要求所述的本發明進行進一步說明。
附圖用于進一步理解本發明，且它是說明書的一部分，用于和說明書結合說明本發明實施例，解釋本發明的原理。
圖中圖1示出一用于電流驅動類型顯示器的相關技術驅動電路；圖2示出一本發明最佳實施例中電流驅動類型顯示器的驅動電路；圖3A-3E示出當預充電電平最高時，本發明不同部分的上升同步波形；圖4A-4E示出當預充電電平最高時，本發明不同部分的下降同步波形；圖5A-5E示出當預充電電平在中間值時，本發明不同部分的上升同步波形；圖6A-6E示出當預充電電平在中間值時，本發明不同部分的下降同步波形；圖7示出本發明預充電電路的一個實例；圖8示出本發明的預充電電路的一個實例中的上升同步波形；圖9示出本發明的預充電電路的一個實例中的下降同步波形；最佳實施例的詳細說明下面參照附圖，詳細說明在附圖中表示的本發明最佳實施例。圖2示出本發明最佳實施例的電流驅動類型顯示器的驅動電路。
參照圖2，電流驅動類型的顯示器的驅動電路除了圖1中的有機EL驅動部分202以外，還包括一預充電部分210。預充電部分201和有機EL驅動部分202的數目與分布在有機EL顯示板中的數據線和掃描線的交叉點處的像素的數目相同。
有機EL驅動部分202包括一靜態電流源202a，用于控制有機EL像素的亮度；一像素開關202c，用于響應數據啟動信號而接通/關斷，從而從靜態電流源向有機EL像素提供電流；一有機EL像素202d，用于接收通過像素開關202c的電流，并發光；和一掃描驅動部分202e。靜態電流源202a具有一電流控制部分202b，用于控制靜態電流源202a提供的電流量。數據啟動信號為具有預定寬度的PWN波的正信號。數據啟動信號的高值時間段為一工作周期。數據啟動信號的高值時間段越長，灰度級越大。
預充電部分201包括一靜態電流源201a，用于控制預充電電流；一電流控制部分201b，用于控制靜態電流源201a提供的電流量，從而控制有機EL像素202d的響應時間；一預充電開關201c，用于控制預充電的接通/關斷，從而從靜態電流源201a向有機EL像素202d提供電流。可控制接通/關斷的時間長度，從而控制向有機EL像素202d預充電的時間段。就是說，通過控制預充電時間長度，可調節總功率。
預充電部分201和有機EL部分202的靜態電流源201a和202a的一側共同與電源Vdd相連，預充電部分201和有機EL部分202的開關201c和202c的一側共同與有機EL像素202d的陽極相連。
電流控制部分201b或202b可從驅動電路外通過利用一電阻、或一數/模轉換器來控制靜態電流源201a或202a的偏置，從而控制提供到有機EL像素202的預充電電流1pd。
有機EL像素202b的陰極與一陰極電路(未示出)相連，該陰極電路與另一電源Vss相連。
預充電開始時間根據有機EL像素202d的激勵時間點而不同。就是說，當有機EL像素按上升同步類型驅動時，預充電在掃描信號的開始點開始，且，當有機EL像素按下降同步類型驅動時，預充電在數據啟動開始前開始。
圖3-6示出用于比較驅動圖2中所示的有機EL像素的顯示器的兩個電路時，預充電開始時間與有機EL像素的激勵時間點不同的實例。圖3A、4A、5A和6A都示出掃描驅動部分202e提供的掃描波形實例，圖3B、3C、4B、4C、5B、5C、6B和6C示出有響應預充電信號和數據1的數據啟動信號而驅動機EL像素的實例，圖3D、3E、4D、4E、5D、5E、6D和6E示出響應預充電信號和數據2的數據啟動信號而驅動有機EL像素的實例。
就是說，在圖3B、3D、4B、4D、5B、5D、6B和6D中的高電平時間段中，預充電部分201的開關202c接通，從靜態電流源201a向有機EL像素202d提供用于預充電的電流。且，在圖3C、3E、4C、4E、5C、5E、6C和6E中的高電平時間段中，預充電部分202的開關202c接通，從靜態電流源202a向有機EL像素202d提供電流，從而使有機EL像素發光。用于控制預充電開關201c的接通/關斷的預充電信號和用于控制像素開關202c的接通/關斷的數據啟動信號具有PMW波形。
根據預充電信號的高電平時間段，即脈沖寬度，將有機EL像素的響應時間固定，根據數據啟動信號的高電平時間段，即脈沖寬度，固定發光有機EL像素的灰度級。
圖3A-3E示出當預充電電平最大時，本發明不同部分的上升同步波形。數據1的數據啟動信號是當如圖3C所示的脈沖寬度最大(例如256灰度級)時的情況，數據2的數據啟動信號是當如圖3E所示的脈沖寬度不是最大(例如160灰度級)時的情況。
參照圖3A-3E，可以注意到在圖3A中，預充電在掃描波形開始點開始。就是說，預充電信號在掃描波形信號開始點變為高電平，從而接通預充電開關201c。然后，為了對有機EL像素202d內的電容進行預充電，靜態電流源201a在預充電信號的高電平時間段，通過開關201c向有機EL像素提供電流。當預充電信號變為低時，關斷預充電開關201c，則不再有電流從預充電靜態電流源201a提供給有機EL像素202d。
就是說，當向有機EL像素202d提供了與預充電靜態電流源201a處設定的電流量相等的電流時，數據1和數據2的預充電都在掃描信號開始點開始。一旦在前述過程中預充電完成后，像素開關202c就響應數據啟動信號而接通，從而通過像素開關202c向有機EL像素202d提供與像素靜態電流源202a處設定的電流量相等的電流。就是說，一旦預充電完成，則啟動信號變為高電平，從而接通像素開關202c。由預設定的灰度級固定數據啟動信號的高電平時間段。此時，由于有機EL像素202d已經由預充電部分201充電，因此當從像素靜態電流源202a提供電流時，有機EL像素將立刻202d發光。因此，有機EL驅動部分202不需要對有機EL像素202d中的電容進行充電而消耗電流。
如果數據啟動信號變為低電平，則像素開關202c也被關斷，則像素靜態電流源202a不再向有機EL像素202d提供電流。
圖4A-4E示出當預充電電平最大時，本發明不同部分的下降同步操作的波形。數據1的數據啟動信號是當如圖4C所示的脈沖寬度最大(例如256灰度級)時的情況，數據2的數據啟動信號是當如圖4E所示的脈沖寬度不是最大(例如160灰度級)時的情況。
參照圖4A-4E，可以注意到在圖4A中，預充電在掃描波形開始點開始。就是說，由于數據1和數據2的數據啟動信號的大小不一致，因此預充電的開始時間也根據數據啟動信號的大小而不同，從而使預充電在不同時間點開始。
如果預充電信號變為高電平而接通預充電開關202c，則在預充電信號為高電平的時間段內，預充電靜態電流源201a通過開關202c向有機EL像素202d提供預值電平的電流。如果預充電信號變為低電平，為了完成預充電，像素開關202c響應數據啟動信號而接通，從而在數據啟動信號為高電平的時間段內，預充電靜態電流源202a通過開關202c向有機EL像素202d提供預值電平的電流。此時，不論數據啟動信號大小如何，所有數據啟動信號的結束時間點與掃描波的結束時間點相同。
圖5A-5E示出當預充電電平與圖3A-3E中不同而位于中間值時，本發明不同部分的上升同步操作波形。
雖然預充電時間與圖3中掃描時間段的開始部分相同，但接通預充電開關201c的預充電信號的開始時間點降低，不是在掃描時間段的開始部分，而是在圖5所示的整個預充電時間段的中間值，參照圖5B和5D，可注意到數據1和數據2的預充電信號的時間點在整個預充電信號的中間值處變為高電平。
根據接通開關201c的預充電信號的大小，在整個預充電時間段的特定部分，開關201c的接通時間點降低。例如，預充電時間段變長，在整個預充電時間段的前部部分的開關201c的接通時間點降低，預充電時間段變短，在整個預充電時間段的后部部分開關201c的接通時間點降低。
由于后面的操作與前述的圖3相同，因此詳細說明將省略。
與圖4A-4E相似，圖6A-6E示出了當預充電電平與圖4不同而位于中間值時，本發明不同部分的下降同步操作波形。
相似的，圖6A-6E中，所有的數據信號在掃描時間的結束時間點結束，且預充電在數據啟動信號變為高電平前，即在開關202c開始接通前結束。此時，由于激勵有機EL像素的數據1和數據2的數據啟動信號具有不同的大小，因此預充電也在不同的點開始。
接通預充電開關201c的預充電信號從整個預充電時間段中的某一部分開始變為高電平，并在預設定預充電時間段內保持高電平狀態。
當預充電信號變為高電平時，為了接通預充電開關202c，預充電靜態電流源201a持續預充電信號的高電平時間段，向有機EL像素202d提供預設定電平的電流。如果預充電信號變為低電平，為了結束預充電，像素開關202c響應數據啟動信號接通，從而從像素電流源202a通過開關202c持續數據啟動信號的高電平時間段，向有機EL像素202d提供一預設定電平電流。此時，不論數據啟動信號的大小，數據啟動信號結束的所有時間點都與掃描波結束點相同。
同時，本發明可通過在驅動電路中提供或通過接通一單獨的預充電靜態電流源，以及同時利用多個驅動電路中已提供的靜態電流源來在預充電中控制整個電源。
圖7示出本發明預充電電路的一個實例。圖8示出本發明預充電電路的一個實例的上升同步波形，且圖9示出本發明預充電電路的一個實例的下降同步波形。
參照圖7，本發明預充電電路包括一第一電流開關部分30，該開關部分30包括多個用于控制流向各有機EL像素202d的數據線的電流的接通/關斷的開關器件D1-DN；一第二開關部分32，用于控制預充電所需的電流的接通/關斷；一電流控制部分33，用于根據所需的亮度控制電流量；以及一電流鏡像電路部分31，其一端與第一開關部分30中的開關器件之一連接，用于向各數據線傳輸電流。
第一開關部分30、電流鏡像電路31和電流控制部分33都為靜態電流源，用于實現灰度級，第二開關部分32為一預充電靜態電流源。
第一開關部分30中的多個開關器件根據各控制信號D1-Dn接通/關斷，且都由可控制電流量的NMOS晶體管制成，各晶體管的漏極共同與電流鏡像電路31連接。
第二開關部分32控制預充電所需的電流的接通/關斷，也由NMOS晶體管制成，如使用上升同步類型時在外部預充電控制信號Dpre的控制下將其驅動。但是，如果使用一下降同步類型時，需要預充電控制信號為各數據線中分別產生，因此在各數據線上需要一延時模塊。
電流控制部分33根據所需的亮度控制電流量，包括多個NMOS晶體管，它們每一個都由接收到的偏置信號Vbias進行驅動。
電流控制部分33中的各NMOS晶體管的漏極都分別與第一開關部分30中的開關器件的其中一個源極或第二開關部分32中的NMOS晶體管的源極相連，且電流控制部分33中的各NMOS晶體管的源極都接地。
利用前述預充電驅動電路驅動本發明預充電的方法是在數據電極初始驅動時，向數據線提供預定時間段的預設定電平的靜態電流。
當同時操作所有數據電極的條件下，將預充電驅動電路的電流電平固定在不超過電源限制的范圍內，且在不超過電源的范圍中，還在一計算出的固定時間段內固定預充電時間段。
用于控制預充電電流電平和預充電開始時間點，使其處于不超過電池限制的范圍內的本發明預充電的驅動方法，可使用如圖8和9所示的上升同步類型或下降同步類型。
當預充電按上升同步類型操作時，從外部共同接收預充電控制信號Dpre。按上升同步類型操作中，當如圖8所示的不同波形的預充電開始部分對準時，將表示不同灰度級的脈沖提供給數據線。
由于同時提供預充電所需的電流，因此如果執行預充電，則所有預充電所需的電流的平均量將變為最大。
當預充電按下降同步類型操作時，預充電控制信號Dpre在相關的數據線中分別產生，這樣需要向各數據線提供一延時部分(未示出)。延時部分可為一RC延時或一移位寄存器。
下降同步類型操作波形在圖9中示出，其中各信號波形的結束部分對準，即預充電的結束部分對準。
當預充電按下降同步類型操作時，當預充電所需的電流無規則，且還另外需要一延時部分時，預充電所需的電流的平均量小于上升類型的操作對應的平均量。
在本發明中，為了實現利用下降同步類型的預充電驅動方法，預充電時間可通過利用預充電控制信號Dpre來控制，控制偏置信號Vbias，用于調節預充電電流電平。
預充電電流電平可通過控制D1-DN進行控制，這將在下面通過舉例說明。
當設定D1，使電流量為1的電流流過在D1控制下操作的NMOS晶體管，設定D2，使電流量為2的電流流過D2控制下操作的NMOS晶體管，設定DN，使電流量為N的電流流過DN控制下操作的NMOS晶體管，如果只有D1為“高”電平，而當其它的控制信號為“低”時，只將電流量為1的電流通過電流鏡像電路31提供給數據線。如果只有D1和D2為高，而當其它控制信號為“低”時，將電流量為3的電流通過電流鏡像電路31提供給數據線。
當根據前述方法固定了預充電電流電平時，預充電時間可通過調節外部預充電控制信號而設定，該控制信號用于在所有電流的總和不超過電池的最大功率的范圍內，即電池限制內進行預充電操作。
因此，由于設定預充電電流量和時間而不超過電池的最大功率，因此本發明用于驅動電流驅動類型的顯示器的電路可用于便攜式裝置。
如上所述，通過提供一用于向有機EL像素提供電流進行驅動的像素靜態電流源和一用于各像素的預充電和控制有機EL像素操作的像素靜態電流源，本發明用于驅動電流驅動類型的顯示器的電路不僅可降低提供給有機EL像素的電流量，還可以通過控制像素內的電容的響應時間獲得所需的亮度。
另外，由于可對預充電時間和電流電平進行調節，從而通過調節預充電控制信號Dpre和一偏置信號Vbias使其不超過電池的最大功率，因此本發明電流驅動類型的顯示器的驅動電路可很容易應用于便攜式裝置。
本領域技術人員很容易在不脫離本發明精神或范圍的前提下，對本發明用于驅動電流驅動類型顯示器的電路和方法可進行多種修改和變化。因此，本發明同時涵蓋了所有在權利要求范圍內的修改和變化。
權利要求
1.一種電流驅動類型顯示器的驅動電路，包括一有機EL像素；一掃描驅動部分，用于使像素根據掃描信號發光；一第一靜態電流源，根據數據啟動信號控制其接通/關斷，從而向像素提供電流；一第二靜態電流源，根據預充電信號控制其接通/關斷，從而向像素提供電流以對該像素進行預充電；和一控制部分，用于控制靜態電流源提供的電流量。
2.如權利要求1所述的電路，其中控制部分控制第二靜態電流源的偏置，從而控制第二靜態電流源提供的電流量。
3.如權利要求1所述的電路，其中當按上升同步將有機EL像素激勵時，在掃描信號的開始點將第二靜態電流源接通，從而開始有機EL像素的預充電。
4.如權利要求1所述的電路，其中當按下降同步將有機EL像素激勵時，在數據啟動信號啟動前將第二靜態電流源接通，從而開始有機EL像素的預充電。
5.如權利要求1所述的電路，其中預充電信號為一脈沖寬度調節信號，根據預充電信號的寬度固定像素的預充電時間。
6.如權利要求1所述的電路，其中第二靜態電流源包括多個靜態電流源。
7.如權利要求1所述的電路，其中還包括一第一開關部分，用于控制第一靜態電流源的接通/關斷，該第一開關部分包括具有多個共同與第一靜態電流源連接的開關器件的漏極，從而當分別接收到第一到第“N”數據啟動信號時將其驅動。
8.如權利要求1所述的電路，其中還包括一第二開關部分，當接收到預充電信號時驅動該開關部分，用于控制第二靜態電流源的接通/關斷。
9.如權利要求7或8所述的電路，其中控制部分位于第一和第二開關部分的一端和地電壓端之間，用于當共同接收到偏置信號時將其驅動。
全文摘要
本發明涉及一種電流驅動類型的顯示器的驅動電路，特別是涉及這樣一種電流驅動類型顯示器的驅動電路和驅動方法，其中，提供一單獨的預充電靜態電源以實現低功率損耗。本發明驅動電流類型的顯示器的驅動電路包括一有機EL像素；一用于使像素根據掃描信號發光的掃描驅動部分；一根據數據啟動信號進行控制從而接通/關斷、向像素提供電流的第一靜態電流源；一根據預充電信號進行控制從而接通/關斷、并向像素提供用于像素預充電的電流的第二靜態電流源；以及一用于控制靜態電流源提供的電流量的控制部分。
文檔編號G09G3/30GK1402215SQ0214280
公開日2003年3月12日 申請日期2002年7月6日 優先權日2001年7月6日
發明者金學洙, 羅永宣, 權五敬 申請人:Lg電子株式會社