专利名称：驱动电发光面板的设备和方法
本申请要求2001年8月25日申请的韩国专利申请No.2001-51569的权益，在此通过完全参考加以结合。
业界为提高平板显示设备的显示质量和提供大尺寸屏幕的平板显示器一直进行着积极的研究。这种显示设备中的EL面板是能自己发射的自发射设备。EL面板利用例如电子和空穴等载流子激发荧光材料，以显示视频图像。EL面板具有的优点是其能使用低直流电压驱动，并且响应速度快。
如
图1所示，这种EL面板包括以彼此交叉的方式布置在玻璃基板(substrate)10上的栅极线GL1至GLm以及数据线DL1至DLn，以及在栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn之间交叉区域中布置的像元PE。在栅极线GL1至GLm上的选通信号起动时驱动每个像元PE，从而产生与数据线DL上的像素信号量相对应的光。
为了驱动这种EL面板，将栅极驱动器12与栅极线GL1至GLm连接，而将数据驱动器14与数据线DL1至DLn连接。栅极驱动器12顺序驱动栅极线GL1至GLm。数据驱动器14经数据线DL1至DLn将像素信号提供给像元PE。
如图2所示，每个用栅极驱动器12和数据驱动器14驱动的像元PE包括与接地电压线GND连接的EL单元OELD；和驱动EL单元OLED的单元驱动电路16。
图2是图1所示的像元PE的详细电路图，包括布置在栅极线GL和数据线DL之间交叉区域中的驱动电路，即四个TFT的T1、T2、T3和T4。
参见图2，像元PE包括与接地电压线GND连接的EL单元OELD；和连接在EL单元OLED和数据线DL之间的EL单元驱动电路16。
EL单元驱动电路16包括连接EL单元OLED和电源电压线VDD的第一和第二PMOS TFT T1和T2；连接第二PMOS TFT T2、数据线DL和栅极线GL以响应栅极线GL上信号的第三PMOS TFT T3；连接第一和第二PMOSTFT T1和T2的栅电极、栅极线GL和第三PMOS TFT T3的第四PMOS TFTT4；以及连接在第一和第二PMOS TFT T1和T2与电源电压线VDD之间的电容器Cst。
在运行中，当如图3所示给栅极线GL提供一个低输入信号时，第三和第四PMOS TFT T3和T4将被接通。这样，从数据线DL与扫描信号同步输入的具有特定幅度的视频信号经第三和第四PMOS TFT T3和T4充电到电容器Cst中。将电容器Cst与第一和第二PMOS TFT T1和T2的栅电极和电源电压线VDD相连，以便在栅极线GL的低电压输入期间从数据线DL充电视频信号。
电容器Cst在一帧间隔内保持由数据线DL提供并随后充电的视频信号。由于该保持时间的原故，使电容器Cst能保持将来自数据线DL的视频信号提供到EL单元OLED。此外，这种结构必须包括接收每个图像信号的多条数据线DL，所述图像信号与每个视频信号例如红(R)、绿(G)和蓝(B)信号的输入相对应。在被保持一帧间隔之后，将充电进入电容器Cst中的视频信号提供给EL单元OLED，以将图像显示在显示面板上。
但是，由于用非常小的电流作为驱动电流Id，因此传统EL面板驱动设备难以在有限的栅极线扫描时间内通过驱动电流Id使电容器Cst进行充电和放电来将驱动电流Id变成相应的电压。这里，栅极线扫描时间意味着第三和第四PMOS TFT T3和T4被同时接通的时间。
因此，本发明的目的是提供一种驱动电发光面板的设备和方法，其中在有限的栅极线扫描时间内通过驱动电流对前一栅极线和当前数据线的数据充电/放电次数之间的每条栅极线进行预充电来充电和放电存储电容器，从而将驱动电流变成相应的电压。
为了实现本发明的这些和其他目的，根据本发明的一个方案，电发光面板的驱动设备包括多条栅极线；与栅极线交叉的多条数据线；布置在栅极线和数据线之间交叉区域中的多个电发光单元；与栅极线相连以顺序驱动栅极线的栅极驱动器；与数据线连接并经数据线为电发光单元提供像素信号的数据驱动器；预充电器，其设置在数据驱动器内，在经数据线提供像素信号之前给数据线预充电一个电流。
驱动设备还包括设在每个电发光单元上的单元驱动装置，从而响应数据线上的信号控制从电发光单元发射的光量。
单元驱动装置包括以形成电流反射镜(current mirror)的方式与电发光单元和电源电压线连接的第一和第二开关装置，用于将所述的像素电压信号提供给电发光单元；电压充电装置，对来自数据线的所述像素信号进行充电，以便将充电的像素信号提供给所述的电流反射镜；与第一和第二开关装置的数据线和栅电极连接的第三开关装置，以响应栅极线上的信号；与第一和第二开关装置、第三开关装置和电压充电装置的栅电极连接的第四开关装置，响应来自开关驱动器的信号，选择性地与电压充电装置耦合。
在驱动装置中，预充电器是用于浮置数据线的浮置装置。
预充电器是预充电电压源，用于向数据线提供所需的电压从而预充电存储电容器。这里，所需的电压约为10V。
或者，预充电器是预充电电流源，用于为数据线提供所需的电流，从而将存储电容器预充电一特定电压。
根据本发明另一个方案的电发光面板驱动方法包括以下步骤将具有脉冲形状的扫描信号提供给栅极线；通过预充电器在所需的时间内在电发光单元内预充电存储电容器；在所述预充电之后经数据驱动器将像素信号提供给数据线。
在这种方法中，预充电存储电容器的步骤包括浮置数据线；通过在前一帧间隔内保持的存储电压使电流在存储电容器中浮置；通过由提供给存储电容器的电流而产生的电压使存储电容器预充电。
或者是，预充电存储电容器的步骤包括通过预充电器提供所需的电压；通过驱动电发光单元的供电电压源和所述所需的电压的电压源之间的电压差将所需的电压预充电到存储电容器中。这里，所述所需的电压约为10V。
或者，预充电存储电容器的步骤包括通过预充电器向数据线提供所需的电流；根据存储电容器的电容值通过所述所需的电流将所需的电压预充电到存储电容器中。
参见图4，EL面板驱动设备包括EL面板20；数据驱动器24和栅极驱动器22。数据驱动器包括用于预充电从外部输入的数据的预充电器26；用于经数据线DL1至DLn正常提供像素信号的数据驱动集成电路(IC)28。
如同图2所示的传统EL面板一样，本发明的EL面板包括以彼此交叉方式布置在玻璃基板上的栅极线GL1至GLm和数掘线DL1至DLn；在栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn之间交叉区域中布置的像元(PE)30。当栅极线GL1至GLm上的选通信号起动时驱动每个像元30，从而产生与数据线DL上的像素信号量相对应的光。
为了驱动这种EL面板，将栅极驱动器22与栅极线GL1至GLm相连，而同时将数据驱动器24与数据线DL1至DLn相连。栅极驱动器22顺序驱动栅极线GL1至GLm。数据驱动器24通过预充电器26预充电每条栅极线，并随后经数据驱动IC28和数据线DL1至DLn将像素信号提供给像元30。
图5是通过图4所示的数据驱动器驱动像元的驱动信号的时序图。
参见图5，在第一间隔中，将低输入信号输入给第n条栅极线GLn，同时将高输入信号输入给第n+1条栅极线GLn+1。在这种情况下，在通过数据驱动器24在特定时间内如P指示的那样预充电数据后，对提供给数据线DL的第n个视频信号进行充电。
在第二间隔中，高输入信号输入给第n条栅极线GLn，同时将低输入信号输入给第n+1条栅极线GLn+1。同样地，在通过数据驱动器24在特定时间内如P指示的那样预充电数据后，对提供给数据线DL的第n个视频信号进行充电。
这种对每条栅极线进行的预充电可以解决现有技术中黑色电平附近产生的充电/放电故障。
这种预充电方法可分为如下所述的三个方案。
首先，图6A示意性地示出了根据本发明第一实施例的预充电EL面板的方法，图6B表示了图6A所示的EL面板中像元的驱动电路。
参见图6A，EL面板的驱动设备包括EL面板20；数据驱动器24和栅极驱动器22。数据驱动器24包括浮置预充电器32，用于浮置预充电用的数据线DL1至DLn；数据驱动IC28，用于经数据线DL1至DLn正常提供像素信号。
EL面板20包括以彼此交叉方式布置在玻璃基板上的栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn；在栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn之间交叉区域中布置的像元(PE)30。当栅极线GL1至GLm上的选通信号起动时驱动每个像元30，从而产生与数据线DL上的像素信号量相对应的光。
为了驱动这种EL面板，将栅极驱动器22与栅极线GL1至GLm相连，而同时将数据驱动器24与数据线DL1至DLn相连。栅极驱动器22顺序驱动栅极线GL1至GLm。数据驱动器24通过浮置预充电器32预充电每条栅极线，随后经数据驱动IC28和数据线DL1至DLn将像素信号提供给像元30。
图6B示出了驱动时采用浮置预充电器32的像元30的等价电路。等价电路包括与接地电压源GND连接的EL单元OLED；和连接在EL单元OLED和数据线DL之间的EL单元驱动电路40。
EL单元驱动电路40包括以形成电流反射镜的方式与EL单元OLED和电源电压线VDD连接的第一和第二PMOS TFT T1和T2；以及连接在第一和第二PMOS TFT T1和T2与电源电压线VDD的栅电极之间的电容器Cst。
在运行中，在低信号提供到EL面板20的栅极线GL1至GLn从而接通第一和第二PMOS TFT T1和T2之后，浮置数据线DL1至DLn。在这种情况下，由于在前一帧期间保持在存储电容器Cst中的电压的原因，驱动电流Id流入电容器Cst，从而通过低电压预充电存储电容器Cst的电压Vst。此后，充电从数据驱动器24的数据驱动IC28提供给数据线DL的视频信号。
图7A示意性示出了根据本发明第二实施例预充电EL面板，图7B示出了图7A所示的EL面板中像元的驱动电路。
参见图7A，EL面板的驱动设备包括EL面板20；数据驱动器24和栅极驱动器22。数据驱动器24包括预充电电压源34，用于为预充电数据线DL1至DLn提供特定电压；数据驱动IC28，用于经数据线DL1至DLn正常提供像素信号。
EL面板20包括以彼此交叉方式布置在玻璃基板上的栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn；布置在栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn之间交叉区域中的像元(PE)30。当栅极线GL1至GLm上的选通信号起动时驱动每个像元30，从而产生与数据线DL上的像素信号量相对应的光。
为了驱动这种EL面板，将驱动器22与栅极线GL1至GLm相连，而同时将数据驱动器24与数据线DL1至DLn相连。栅极驱动器22顺序驱动栅极线GL1至GLm。数据驱动器24通过预充电电压源34预充电每条栅极线，随后经数据驱动IC28和数据线DL1至DLn将像素信号提供给像元30。
图7B示出了驱动时采用预充电电压源34的像元30的等价电路。等价电路包括与接地电压源GND连接的EL单元OLED；和连接在EL单元OLED和数据线DL之间的EL单元驱动电路42。
EL单元驱动电路42包括以形成电流反射镜的方式与EL单元OLED和电源电压线VDD连接的第一和第二PMOS TFT T1和T2；以及连接在第一和第二PMOS TFT T1和T2与电源电压线VDD的栅电极之间的电容器Cst。此外，图7A中的预充电电压源34连接第一和第二PMOS TFT T1和T2与第一PMOS TFT T1的源电极之间的节点。
在运行中，在低信号提供到EL面板20的栅极线GL1至GLn从而接通第一和第二PMOS TFT T1和T2之后，如果电压通过特定电压源提供给数据线DL，则在存储电容器Cst中充电预充电电压Vpre，通过将从来自电源电压源VDD的一个电压中减去来自预充电电压源34的一个电压所得到的一个电压(VDD-Vpre)来预充电EL单元。此后，充电一个从数据驱动器24的数据驱动IC28提供给数据线DL的视频信号。在这种情况下，预充电电压值可以是一固定的值或一变化的值。
图8A示意性地示出了根据本发明第三实施例预充电EL面板，图8B示出了图8A所示的EL面板中像元的驱动电路。
参见图8A，EL面板的驱动设备包括EL面板20；数据驱动器24和栅极驱动器22。数据驱动器24包括预充电电流源36，用于为预充电数据线DL1至DLn提供特定电流；数据驱动IC28，用于经数据线DL1至DLn正常提供像素信号。
EL面板20包括以彼此交叉方式布置在玻璃基板上的栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn；布置在栅极线GL1至GLm和数据线DL1至DLn之间交叉区域中的像元(PE)30。当栅极线GL1至GLm上的选通信号起动时驱动每个像元30，从而产生与数据线DL上的像素信号量相对应的光。
为了驱动这种EL面板，将栅极驱动器22与栅极线GL1至GLm相连，而同时将数据驱动器24与数据线DL1至DLn相连。栅极驱动器22顺序驱动栅极线GL1至GLm。数据驱动器24通过预充电电流源36预充电每条栅极线，随后经数据驱动IC28和数据线DL1至DLn将像素信号提供给像元30。
图8B示出了驱动时采用预充电电流源36的像元30的等价电路。等价电路包括与接地电压源GND连接的EL单元OLED和连接在EL单元OLED和数据线DL之间的EL单元驱动电路44。
EL单元驱动电路44包括以形成电流反射镜的方式与EL单元OLED和电源电压线VDD连接的第一和第二PMOS TFT T1和T2；以及连接在第一和第二PMOS TFT T1和T2与电源电压线VDD的栅电极之间的电容器Cst。此外，图8A中的预充电电流源36连接第一和第二PMOS TFT T1和T2与第一PMOS TFT T1的源电极之间的节点。
在运行中，在低信号提供到EL面板20的栅极线GL1至GLn从而导通第一和第二PMOS TFT T1和T2之后，如果电流通过预充电电流源36提供给数据线DL1至DLn，则在前一帧存储的该电流和存储电容器Cst可以将特定电压预充电到数据线DL1至DLn中。此后，将来自数据驱动器24的数据驱动IC28的正常视频信号发送给数据线DL1至DLn，它们在EL单元中被充电。在这种情况下，预充电电流值可以是一固定的值或是一个变化的值。
如上所述，根据本发明，在数据驱动器中包括独立的浮置驱动器、预充电电压源或预充电电流源，以便在视频信号被充电之前将预充电信号提供给信号数据线，从而借助于由该预充电信号得到的驱动电流在有限的栅极线扫描时间内充电/放电存储电容器，由此将驱动电流变成相应的电压。
应当注意，上述讨论的采用了PMOS晶体管、NMOS晶体管或任何其他合适的开关元件的示例性实施例都可以使用，只要其能适当地提供驱动信号，包括具有适当的极性即可。
虽然通过用上述附图中所示的实施例对本发明进行了说明，但应当理解，对于本领域的技术人员来说，本发明不限于这些实施例，而是在不脱离本发明精神的情况下可以对本发明作出各种改进和变化。因此，本发明的范围应仅由所附的权利要求和其等同物来确定。
权利要求
1.一种电发光面板的驱动设备，包括多条栅极线；与栅极线交叉的多条数据线；布置在栅极线和数据线之间交叉区域中的多个电发光单元；与栅极线连接的栅极驱动器，用以顺序驱动栅极线；与数据线连接的数据驱动器，用以经数据线为电发光单元提供像素信号；设置在数据驱动器内的预充电器，用以在经数据线提供像素信号之前给数据线预充电一个电流。
2.根据权利要求1所述的驱动设备，进一步包括设置在每个电发光单元上的单元驱动装置，响应数据线上的信号以控制从电发光单元发射的光量。
3.根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述单元驱动装置包括第一和第二开关装置，以形成电流反射镜的方式与电发光单元和电源电压线连接，从而将所述像素信号提供给电发光单元；电压充电装置，用以在其中充电一个来自数据线的所述像素信号之一的信号，以将所述像素信号之一提供给所述的电流反射镜；第三开关装置，连接数据线和第一和第二开关装置以响应栅极线上的信号；和第四开关装置，连接第一和第二开关装置、第三开关装置和电压充电装置，以便响应来自栅极驱动器的信号选择性地将第一、第二和第三开关装置中的至少一个耦合到电压充电装置。
4.根据权利要求3所述的驱动设备，其中第一、第二、第三和第四开关装置是晶体管。
5.根据权利要求3所述的驱动设备，其中至少第一和第二开关装置是PMOS薄膜晶体管。
6.根据权利要求3所述的驱动设备，其中第三和第四开关装置中至少一个是PMOS薄膜晶体管。
7.根据权利要求3所述的驱动设备，其中至少第一和第二开关装置是NMOS薄膜晶体管。
8.根据权利要求3所述的驱动设备，其中第三和第四开关装置中至少一个是NMOS薄膜晶体管。
9.根据权利要求4所述的驱动设备，其中第三开关装置连接第一和第二开关装置的栅电极。
10.根据权利要求4所述的驱动设备，其中第四开关装置连接第一和第二开关装置的栅电极。
11.根据权利要求9所述的驱动设备，其中第四开关装置连接第一和第二开关装置的栅电极。
12.根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述预充电器是浮置数据线上电压的浮置装置。
13.根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述预充电器是预充电电压源，用于向数据线提供所需的电压以便预充电存储电容器。
14.根据权利要求1所述的驱动设备，其中所述预充电器是预充电电流源，用于向数据线提供所需的电流以便给存储电容器预充电特定电压。
15.一种驱动电发光面板的方法，所述面板包括多条栅极线；与栅极线交叉的多条数据线；布置在栅极线和数据线之间的交叉区域中的多个电发光单元；用于将预充电信号提供给数据线的预充电器，所述方法包括以下步骤将具有脉冲形状的扫描信号提供给栅极线；通过所述预充电器在所需的时间内在电发光单元内预充电存储电容器；以及在所述预充电之后经数据驱动器将像素信号提供给数据线。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述预充电存储电容器的步骤包括浮置数据线；通过在前一帧间隔内保持的存储电压使电流在存储电容器中浮置；用提供给存储电容器的电流产生的电压预充电存储电容器。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述预充电存储电容器的步骤包括通过预充电器提供所需的电压；通过驱动电发光单元的供电电压源和所述所需的电压的电压源之间的电压差将所需的电压预充电到存储电容器中。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述预充电存储电容器的步骤包括通过预充电器向数据线提供所需的电流；根据存储电容器的电容值，通过所需的电流将所需的电压预充电到存储电容器中。
全文摘要
一种驱动电发光面板的设备和方法，其中将电流驱动型电发光面板中的像素预充电以便在有限的扫描时间内将像素的存储电压变成相应的电压。在该设备中，多个电发光单元布置在栅极线和数据线之间交叉区域中。栅极驱动器连接栅极线以顺序驱动栅极线。数据驱动器连接数据线以便经数据线将像素信号提供给电发光单元。预充电器设置在数据驱动器内，在经数据线提供像素信号之前给数据线预充电一个电流。
文档编号G09G3/32GK1407524SQ021268
公开日2003年4月2日 申请日期2002年6月27日 优先权日2001年8月25日
发明者金昌渊, 李汉相, 李明镐 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社