专利名称：数据驱动集成电路及其发光二极管显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据驱动集成电路和包括该数据驱动集成电路的发光二极管显示器，并且更具体地，涉及数据驱动集成电路和用所需亮度显示图像的发光二极管显示器。
背景技术：
最近已经开发了各种平板显示器，作为相对笨重和大的阴极射线管(CRT)显示器的替代品。平板显示器包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器(FED)、等离子体显示板(PDP)、发光二极管显示器(OLED)等等。
在平板显示器中，发光二极管显示器可以通过电子-空穴再结合来发光。发光二极管显示器具有相对快的响应时间和相对低的功耗的优点。通常，发光二极管显示器使用每个像素中的晶体管以用于向发光器件提供相应于数据信号的电流，使发光器件发光。
图1示出传统的包括像素部分30的发光二极管显示器100，该像素部分30包括在由扫描线S1到Sn和数据线D1到Dm互相交叉限定的区域中形成的多个像素40。传统的显示器100还包括扫描驱动器10以驱动扫描线S1到Sn、数据驱动器20以驱动数据线D1到Dm和定时控制器50以控制扫描驱动器10和数据驱动器20。
定时控制器50产生相应于外部同步信号的扫描控制信号SCS和数据控制信号DCS。数据控制信号DCS和扫描控制信号SCS从定时控制器50分别提供给数据驱动器20和扫描驱动器10。而且，定时控制器50提供外部数据给数据驱动器20。
扫描驱动器10接收来自定时控制器50的扫描控制信号SCS。扫描驱动器10根据扫描控制信号SCS来产生扫描信号，并将该扫描信号提供给扫描线S1到Sn。
数据驱动器20接收来自定时控制器50的数据控制信号DCS。数据驱动器20根据数据控制信号DCS来产生数据信号，并将数据信号提供给数据线D1到Dm，同时与扫描信号同步。
显示器部分30接收来自外部电源的第一电压ELVDD和第二电压ELVSS，并且将它们提供给像素40。当第一电压ELVDD和第二电压ELVSS施加到像素40时，每个像素40控制并产生相应于该数据信号的电流，以从提供第一电压ELVDD的第一功率线通过发光器件流到提供第二电压ELVSS的第二功率线，因而发出相应于该数据信号的光。
因此，在传统的发光二极管显示器100中，每个像素40以预定的相应于接收的数据信号的亮度来发光。但是，像素40不能以所需的亮度来发光，因为像素40中使用的晶体管具有不同的阈值电压。而且，在传统的发光二极管显示器100中，没有测量和控制在每个像素40中流动的实际电流的方法。
发明内容
因此，本发明一个方面提供一种数据驱动集成电路和包括该电路的发光二极管显示器，其中以所需的亮度来显示图像。
通过提供数据驱动集成电路来实现本发明的一个方面，该数据驱动集成电路包括产生相应于该数据的灰度电压(gradation voltage)的电压数-模转换器、产生相应于该数据的灰度电流的电流数-模转换器以及电压控制模块，该电压控制模块接收在相应于灰度电压的像素中流动并且是从该像素反馈的像素电流，提高或者降低对第一电容器充电的电流量，并且根据施加给第一电容器的电压电平来调节提供给像素的灰度电压电平，施加给第一电容器的电压电平相应于对第一电容器充电的电流量的提高或者降低而改变。
通过提供发光二极管显示器来实现本发明的第二个方面，该发光二极管显示器包括像素部分，该像素部分包括多条扫描线、多条数据线、多条反馈线以及连接到该多条扫描线和连接到该多条数据线与该多条反馈线的多个像素，该发光二极管显示器还包括扫描驱动器来依次给多条扫描线提供扫描信号和连接到该多条数据线和该多条反馈线、并给该多条数据线提供灰度电压作为数据信号的数据驱动器，其中该数据驱动器包括上述数据驱动集成电路。
通过提供数据驱动集成电路来实现本发明的第三个方面，该数据驱动集成电路包括产生相应于该数据的灰度电压的电压数-模转换器、产生相应于该数据的灰度电流的电流数-模转换器以及比较器，该比较器接收在相应于灰度电压的像素中流动并且是从该像素反馈的像素电流，并将该像素电流与该灰度电压进行比较以产生具有高电压电平脉冲的第一控制信号和具有低电压电平脉冲的第二控制信号，相应于像素电流和灰度电流之间的差，第一和第二控制信号的脉冲宽度也不同，以及电流调节器，该电流调节器通过第一和第二控制信号来接通和关闭从而使得电流可以响应第一控制信号而在第一电容器中流动，以及储存的电流可以响应第二控制信号而从第一电容器中流出，并且根据储存在第一电容器中的电压降低和升高来调节提供给像素的灰度电压。
通过提供驱动发光二极管显示器的方法来实现本发明的第四个方面，该方法包括产生相应于数据的灰度电压和灰度电流，给多个像素提供灰度电压并且接收在相应于灰度电压的像素中流动的、而且从像素反馈的像素电流，增加或者减少对第一电容器充电的电流量，并且根据施加给第一电容器的电压电平调节将提供给像素的灰度电压的电平，施加给第一电容器的电压电平相应于对第一电容器充电的电流量的增加和减少而改变。
通过提供驱动发光二极管显示器的方法来实现本发明的第五个方面，该方法包括产生相应于数据的灰度电压和灰度电流，在一个水平周期的第一周期中给数据线提供灰度电压，在一个水平周期的第二周期中灰度电流与相应于灰度电压的像素中流动的像素电流进行比较，并且根据比较的结果增加或者减少对第一电容器充电的电流量，以及根据施加给第一电容器的电压电平调节将提供给像素的灰度电压的电平，施加给第一电容器的电压电平相应于对第一电容器充电的电流量的增加和减少而改变。
如上所述，本发明提供数据驱动集成电路和包括该电路的发光二极管显示器，其中相应于数据的灰度电流与在像素中流动的像素电流进行比较，而且根据比较的结果将灰度电压(即，数据信号)调节为使像素电流与灰度电流相等，因此，以所需的亮度来显示图像。具体而言，根据本发明的实施例，通过接收从每个像素反馈的像素电流来调节灰度电压，因而以所需的亮度来显示图像，而不管在每个像素中使用的晶体管的不均匀特性。
图1是传统发光二极管显示器的方框图；图2是根据本发明实施例的发光二极管显示器的方框图；
图3是显示图2所示数据驱动集成电路的第一实施例的方框图；图4是显示图2所示数据驱动集成电路的第二实施例的方框图；图5是显示发光二极管显示器中采用的电压控制模块的第一实施例的电路图；图6示出输入图5所示的电压控制模块和像素的信号的波形；图7是显示发光二极管显示器中采用的电压控制模块的第二实施例的电路图；图8示出输入图7所示的电压控制模块和像素的信号的波形；图9是图5和6所示像素的第二实施例的电路图。
具体实施例方式
图2示出根据本发明实施例的发光二极管显示器1000。本发明的发光二极管显示器1000包括像素部分130，像素部分130具有在扫描线S1到Sn、数据线D1到Dm以及反馈线F1到Fm的交叉限定的区域上形成的像素140、驱动扫描线S1到Sn的扫描驱动器110、驱动数据线D1到Dm的数据驱动器120以及控制数据驱动器120的定时控制器。
像素部分130包括与扫描线S1到Sn、数据线D1到Dm和反馈线F1到Fm连接的多个像素140。扫描线S1到Sn可以沿着横向形成并且每个都给像素140提供扫描信号。数据线D1到Dm可以沿着纵向形成并且每个都给像素140提供数据信号。反馈线F1到Fm接收来自像素140的像素电流并且给数据驱动器120提供相应于数据信号的像素电流。
反馈线F1到Fm沿着与数据线D1到Dm相同的方向形成。反馈线F1到Fm接收来自提供了数据信号的像素140的电流。也就是说，像素电流仅仅从目前接收扫描信号的那些像素140产生，并且通过反馈线F1到Fm返回到数据驱动器120。
具有第一电压ELVDD的第一外部电源和具有第二电压ELVSS的第二外部电源也施加给像素140。当第一电压ELVDD和第二电压ELVSS施加给像素140时，每个像素140控制并产生通过发光器件从第一电压ELVDD流向第二电压ELVSS的像素电流。产生的像素电流相应于数据线D1到Dm中的数据信号。在预定的周期内或者一个水平周期1H内(图6所示)，像素140提供像素电流。
定时控制器150响应外部同步信号产生数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS。数据驱动控制信号DCS和扫描驱动控制信号SCS分别提供给数据驱动器120和扫描驱动器110。而且，定时控制器150给数据驱动器120提供接收的外部数据Data。
扫描驱动器110接收来自定时控制器150的扫描驱动控制信号SCS并产生扫描信号，而且将它们依次提供给扫描线S1到Sn。
数据驱动器120接收来自定时控制器150的数据驱动控制信号DCS，并且产生提供给数据线D1到Dm的数据信号，同时与扫描信号同步。数据驱动器120施加用作数据信号的预定灰度电压给数据线D1到Dm。
此外，数据驱动器120通过反馈线F1到Fm接收来自像素140的像素电流。数据驱动器120接收像素电流并检查像素电流的强度是否对应于数据Data。例如，在像素140中流动的像素电流应该具有相应于数据Data的比特值(或者灰度值)的10μA的强度时，数据驱动器120检查从像素140提供的像素电流是否是10μA。
当不给每个像素140提供所需的电流时，数据驱动器120调节数据Data的灰度值，从而给每个像素140传送所需的电流。因此，数据驱动器120包括至少一个具有j个沟道(其中，j为自然数)的数据驱动集成电路129。为了方便，图2代表性地示出仅仅两个数据驱动集成电路129。
图3是显示图2所示数据驱动集成电路129的第一实施例1291。数据驱动集成电路1291包括依次产生采样信号的移位寄存器部分200、响应采样信号依次储存数据Data的采样锁存器部分210、临时储存采样锁存器部分210的数据Data并给电压数-模转换器(VDAC)230和电流数-模转换器(IDAC)240提供储存的数据Data的保持锁存器部分(holding latch part)220。VDAC230产生相应于数据Data的灰度值的灰度电压Vdata。IDAC 240产生相应于数据Data的灰度值的灰度电流Idata。数据驱动集成电路1291还包括电压控制模块250从而根据通过反馈线F1到Fj提供的像素电流Ipixel调节灰度电压Vdata，以及包括缓冲器部分260，其从电压控制模块250向数据线D1到Dj提供灰度电压Vdata。
当每个源位移时钟SSC的一个周期位移源起始脉冲SSP时，移位寄存器部分200依次接收源位移时钟(source shift clock)SSC、来自定时控制器150的源起始脉冲SSP和j个采样信号。移位寄存器部分200包括j个移位寄存器(2001到200j)。
采样锁存器部分210响应连续地从移位寄存器200传送的采样信号而储存数据Data。采样锁存器部分210包括j个采样锁存器2101到210j，以储存j个数据Data。而且，每个采样锁存器2101到210j具有相应于数据Data的比特值的大小。例如，在k比特的数据Data的情况下，每个采样锁存器2101到210j设定为具有相应于k比特的大小。
保持锁存器部分220接收来自采样锁存器部分210的数据Data并响应源输出使能信号SOE而储存它。而且，保持锁存器部分220响应源输出使能信号SOE而给VDAC 230和IDAC 240提供储存的数据Data。保持锁存器部分220包括j个保持锁存器2201到220j，每个保持锁存器2201到220j对应于k比特。
VDAC 230产生对应于数据Data的比特值(即，灰度值)的灰度电压Vdata，并且给电压控制模块250提供灰度电压Vdata。在图3所示的例子中，VDAC 230产生相应于保持锁存器部分220提供的j个数据Data的j个灰度电压Vdata。
IDAC 240产生相应于数据Data的比特值(即灰度值)的灰度电流Idata，并且给电压控制模块250提供灰度电流Idata。在图3所示的例子中，IDAC 240产生相应于保持锁存器部分220提供的j个数据Data的j个灰度电流Idata。
电压控制模块250接收灰度电流Idata和像素电流Ipixel，并且将灰度电流Idata与像素电流Ipixel进行比较。然后，电压控制模块250根据灰度电流Idata与像素电流Ipixel之间的差来调节灰度电压Vdata。理想地，电压控制模块250调节灰度电压Vdata的电平以获得等于像素电流Ipixel的灰度电流Idata。在图3所示的例子中，电压控制模块250包括j个电压控制器2501到250j。
缓冲器部分260从电压控制模块250向j个数据线D1到Dj提供灰度电压Vdata。在图3所示的例子中，缓冲器260包括j个缓冲器2601到260j。
根据图4所示的第二实施例1292，数据驱动集成电路129还可以包括在输入端的保持锁存器部分220和在输出端的VDAC 230以及IDAC 240之间的电平位移器(level shifter)部分270，。电平位移器部分270提高保持锁存器部分220提供的数据Data的电压电平，并且将其提供给VDAC 230和IDAC240。在从外部系统向数据驱动集成电路1292提供具有高电压电平的数据Data时，对相应于高电压电平的电路元件的需要使得产品成本提高。但是，根据本发明的实施例，即使外部系统向数据驱动集成电路129提供具有低电压电平的数据Data，电平位移器部分270也将数据Data的电压电平提高到高电平，因此不再另外需要对应于高电压电平的电路元件，因此降低相应的产品成本。电平位移器部分270包括j个电平位移器2701到270j。
图5示出发光二极管显示器1000中采用的电压控制模块250的第一实施例的电路图。为了方便，图5示出第j个电压控制器250j和与第j个电压控制器250j连接的像素140。电压控制器250j包括电流调节器251、比较器252、控制器253、第一电容器C1和第一开关器件SW1。像素140包括像素电路和发光器件OLED。像素电路包括第一到第五晶体管M1、M2、M3、M4、M5和第二电容器C2。
在电压控制器250j中，第一开关器件SW1连接在VDAC230和电流调节器251之间。第一开关器件SW1打开或者关闭控制器253。图7示出在反馈周期之后的数据信号提供周期中发生的对电压控制模块250j的输入。实质上，第一开关器件SW1在数据信号提供周期(第一周期)内打开，而且在反馈周期(第二周期)内关闭。
电流调节器251包括第二到第五开关器件SW2、SW3、SW4、SW5。第二、第四和第五开关器件SW2、SW4、SW5以PMOS晶体管的形式示出，而第三开关器件SW3以NMOS晶体管的形式示出。
第二、第四、第五和第三开关器件SW2、SW4、SW5、SW3以源极到漏极的形式彼此连接。第二开关器件SW2的栅极与第三开关器件SW3的栅极连接。第四开关器件SW4的栅极与第五开关器件SW5的栅极连接。第二和第三开关器件SW2、SW3的栅极连接到比较器252的输出端，因此第二和第三开关器件SW2、SW3的开关操作响应比较器252的输出信号来确定。
第四和第五开关器件SW4、SW5的栅极与开关信号线CSW连接并通过开关信号线CSW接收开关信号。开关信号通过开关信号线CSW(没有示出连接)从控制器253提供，并且决定第四和第五开关器件SW4、SW5的开关操作。
第二开关器件SW2具有一个连接到提供第三电压VDD的第三电源线的端子，而第三开关器件SW3具有一个连接到提供第四电压VSS的第四电源线的端子。在图5所示的例子中，第三电压VDD具有比第四电压VSS更高的电压，因此。电流从提供第三电压VDD的第三电源线流到提供第四电压VSS的第四电源线。
比较器252接收来自IDAC 240(参见图4)的灰度电流Idata和来自像素140的像素电流Ipixel。像素电流Ipixel是从被提供了数据信号的像素140提供的，而不从其它像素提供。比较器252接收灰度电流Idata(图4所示)和像素电流Ipixel并将灰度电流Idata与像素电流Ipixel进行比较。然后，比较器252对应于灰度和像素电流Idata、Ipixel之间比较的结果传送控制信号给电流调节器251。比较器252传送的控制信号根据灰度电流Idata和像素电流Ipixel之间的差而改变。当灰度和像素电流Idata、Ipixel之间的差相对大时，控制信号的绝对电压电平相应地提高。另一方面，当灰度和像素电流Idata、Ipixel之间的差相对小时，控制信号的绝对电压电平相应地降低。因此，流过第二和第三开关器件SW2、SW3的电流量也根据比较器252传送的控制信号的电压电平而改变。
参考图5和6，控制器253控制并使得第一开关器件SW1在一个水平周期1H的数据信号提供周期内打开，而在反馈周期内关闭。
而且，控制器253通过开关信号线CSW传送开关信号，以控制电流调节器251的第四和第五开关器件SW4、SW5。当第一开关器件SW1打开时，控制器253使得第四和第五开关器件SW4、SW5关闭，因而从VDAC 230向第一节点N1提供灰度电压Vdata。另一方面，当第一开关器件SW1关闭时，控制器253使得第四和第五开关器件SW4、SW5打开，因而在第二和第三开关器件SW2、SW3之间形成电流通路。
第一电容器C1连接到第一节点N1，并储存通过电流调节器251从VDAC230提供的灰度电压Vdata。储存在第一电容器C1中的灰度电压Vdata可以通过第二开关器件SW2引入电流而改变，或者通过流过第三开关器件SW3朝着与第二电压ELVSS连接的第二电源线的电流而耗尽电荷而改变。
灰度电压Vdata从电压控制器250j提供给缓冲器260j，然后提供给像素140。缓冲器260j放大灰度电压Vdata从而可以驱动更高的电流。第一电容器C1可以是沿着携载灰度电压Vdata的数据线产生的寄生电容器。
在像素140中，第一晶体管M1的源极连接到提供第一电压ELVDD的第一电源线，漏极连接到第二节点N2，栅极连接到第三节点N3。第一晶体管M1产生像素电流Ipixel并根据施加给与第三节点N3连接的其栅极的电压而控制像素电流Ipixel的灰度值。
第二晶体管M2包括连接到第二节点N2的源极，连接到比较器252的漏极和连接到第一扫描线S1的栅极。第二晶体管M2向比较器252提供第一晶体管M1的漏极电流形成的像素电流Ipixel，使得比较器252可以比较像素电流Ipixel和灰度电流Idata。
第三晶体管M3包括连接到第二节点N2的源极，连接到发光器件OLED的漏极和连接到第二扫描线S2的栅极。第三晶体管M3根据通过第二扫描线S2输入的第二扫描信号S2来工作。因此，当流过第二节点N2的像素电流Ipixel等于灰度电流Idata时，第三晶体管M3将像素电流Ipixel传送给发光器件OLED，因而使发光器件OLED发光。
如图6所示，当第一扫描信号s1是截止信号时，第二扫描信号s2是导通信号。同样地，当第一扫描信号s1是导通信号时，第二扫描信号s2是截止信号。请注意，对于PMOS晶体管，导通信号对应于低电压电平，而且图5所示的例子包括PMOS第二和第三晶体管M2、M3。因此，当第一扫描信号s1是导通信号时，像素电流Ipixel通过第二晶体管M2反馈给比较器252。当第二扫描信号s2是导通信号时，像素电流Ipixel传送给发光器件OLED。
第四晶体管M4切换通过缓冲器260j的电压并将其提供给第三节点N3。第一晶体管M1根据施加给第三节点N3的电压产生电流。第四晶体管M4的栅极连接到第一扫描线S1，并且根据第一扫描信号s1来进行开关操作。
根据本发明的一个实施例，在该电路中还包括第五晶体管M5，该电路具有连接到第四晶体管M4的源极或漏极，其取决于使用的晶体管的沟道类型，该电路还具有连接到第二扫描线S2的栅极。包括第五晶体管M5可以有助于减少切换操作中的错误。
在图5所示的典型实施例中，在像素电路140中使用的所有第一到第五晶体管M1、M2、M3、M4、M5是p沟道或者PMOS晶体管。但是，如图9所示，第一到第五晶体管M1、M2、M3、M4、M5也可以是NMOS晶体管。
图6示出输入到电压控制模块250j和图5所示的像素140的信号波形，其操作如下。首先，控制器253在一个水平周期1H的数据信号提供周期内打开第一开关器件SW1。当电压控制器250j的第一开关器件SW1打开时，灰度电压Vdata从VDAC 230j通过缓冲器260j提供给数据线Dj。在所示的例子中，灰度电压Vdata作为数据信号从数据线Dj提供给扫描信号选择的像素140。像素140接收该数据信号并将相应于该数据信号的像素电流Ipixel提供给反馈线Fj。
在一个水平周期1H的反馈周期内，控制器253关闭第一开关器件SW1。在第一开关器件SW1关闭时，第一节点N1进入浮动状态(floating state)。这时，施加给第一节点N1的灰度电压Vdata的电平通过第一电容器C1来保持。在所示的例子中，第一电容器C1可以包括沿着数据线产生的寄生电容器。
在反馈周期内，比较器252接收来自IDAC 240的灰度电流Idata和来自像素140的像素电流Ipixel。灰度电流Idata是应当在相应于数据Data的像素140中流动的理想电流，而像素电流Ipixel是在像素140中流动的实际的电流。理想地，像素电流Ipixel应当等于灰度电流Idata。比较器252将像素和灰度电流Ipixel、Idata进行比较，并且产生相应于比较结果的控制信号，将其提供给电流调节器251。
控制信号传送给电流调节器251的第二和第三开关器件SW2、SW3的栅极。根据控制信号的电压电平，第二开关器件SW2或者第三开关器件SW3打开。请注意，这些器件具有不同的沟道类型，而且一个的打开电压将工作为另一个的关闭电压。而且，施加给第二和第三开关器件SW2、SW3的栅极的控制信号的电压电平决定通过第二开关器件SW2提供给数据线Dj的电流量和通过第三开关器件SW3从数据线Dj流出的电流量。
因此，由于电流提供给数据线Dj或者从数据线Dj流出，所以对第一电容器C1充电的电流量改变，因而在第一电容器C1中充入的预定电压电平也改变。改变的电压通过缓冲器260j提供给像素140。
而且，在反馈周期内，控制器253根据从比较器252输出的信号，通过开关信号线CSW提供开关信号csw，因而，控制第四和第五开关器件SW4、SW5。在反馈周期内，开关信号csw在打开和关闭信号之间交替，并且防止灰度电压Vdata被第三电压VDD或者第四电压VSS改变，从而在第一开关器件SW1打开时给第一电容器C1提供灰度电压Vdata。
然后，像素140产生相应于从第一电容器C1提供的预定电压的像素电流Ipixel。像素140如下工作。首先，第四晶体管M4被第一扫描信号s1打开，并且第一晶体管M1产生朝着第二节点N2流动的像素电流Ipixel。在第一晶体管M1中流动的像素电流Ipixel量响应施加给第三节点N3的电压而确定。第三晶体管M3被第二扫描信号s2截止，而第二晶体管M2也被第一扫描线s1导通，从而反馈像素电流Ipixel给比较器252。最后，当像素电流Ipixel通过反馈过程变得接近于灰度电流Idata时，相应于像素电流Ipixel的电压储存在第二电容器C2中，而且第三晶体管M3被第二扫描信号s2导通，因此像素电流Ipixel可以提供给发光器件OLED，而与第一晶体管M1的阈值电压无关。
在反馈周期内重复前述的过程，使得在像素140中流动的像素电流Ipixel几乎等于灰度电流Idata。
图7是示出本发明的发光二极管显示器1000中采用的电压控制模块250的第二实施例250j2的电路图。为了方便，图7示出第j电压控制器250j2和连接到第j电压控制器250j2的像素140。电压控制器250j包括电流调节器251、比较器252、控制器253、第一电容器C1和第一开关器件SW1。而且，像素包括像素电路和发光器件OLED，其中像素电路具有第一到第五晶体管M1、M2、M3、M4、M5和第二电容器C2。
在电压控制器250j2中，第一开关器件SW1连接在VDAC 230和电流调节器251之间。第一开关器件SW1通过控制器253的控制而打开或者关闭。实质上，第一开关器件SW1在数据信号提供周期(第一周期)内打开，而且在图7所示的反馈周期(第二周期)内关闭。
电流调节器251包括第二到第五开关器件SW2、SW3、SW4、SW5。在图7所示的典型实施例中，第二、第四和第五开关器件SW2、SW4、SW5是PMOS晶体管，而第三开关器件SW3是NMOS晶体管。
第二到第五开关器件SW2、SW3、SW4、SW5以一个的源极连接到相邻一个的漏极的形式而彼此串联。第四开关器件SW4的栅极与第五开关器件SW5的栅极连接。而且，第二和第三开关器件SW2、SW3的栅极连接到比较器252的两个不同的输出端子，因此第二和第三开关器件SW2、SW3的开关操作响应比较器252的输出信号cs1、cs2来确定。
第四和第五开关器件SW4、SW5的栅极与开关信号线CSW连接，从而第四和第五开关器件SW4、SW5通过开关信号线CSW接收开关信号。开关信号从控制器253通过开关信号线CSW(没有示出连接)来提供，并且决定第四和第五开关器件SW4、SW5的开关操作。
第二开关器件SW2具有一个连接到提供第三电压VDD的第三电源线的端子，而第三开关器件SW3具有一个连接到提供第四电压VSS的第四电源线的端子。在所示的例子中，第三电压VDD具有比第四电压VSS更高的电压，因此电流从提供第三电压VDD的第三电源线流到提供第四电压VSS的第四电源线。
第一电容器C1连接到第一节点N1，并且储存通过电流调节器251从VDAC 230提供的灰度电压Vdata。储存在第一电容器C1中的灰度电压Vdata通过用在第二开关器件SW2中流动的电流来增加电容器电荷而改变，或者通过由从第三开关器件SW3流出流向提供第四电压VSS的第四电源线的电流来减少电容器电荷而改变，该第四电压VSS可以是接地电压。
灰度电压Vdata提供给缓冲器260j，该缓冲器260j放大这个电压并将其提供给像素140。第一电容器C1可以是沿着数据线的寄生电容器。
比较器252接收来自IDAC 240的灰度电流Idata和来自像素140的像素电流Ipixel。像素电流Ipixel是从当前被提供了数据信号的像素140提供的。比较器252接收灰度电流Idata和像素电流Ipixel并将灰度电流Idata与像素电流Ipixel进行比较，从而相应于比较结果向电流调节器251传送第一控制信号cs1和第二控制信号cs2。第一控制信号cs1传送给第二开关器件SW2，并且打开或者关闭第二开关器件SW2。第二控制信号cs2传送给第三开关器件SW3并且打开或者关闭第二开关器件SW3。
从比较器252输出的第一和第二控制信号cs1、cs2的脉冲宽度随着灰度电流Idata和像素电流Ipixel之间的差而改变。例如，当灰度电流Idata大于像素电流Ipixel并且它们之间的差相对大时，第一控制信号cs1的脉冲宽度变宽，因此延长第二开关器件SW2打开的时间周期。结果，施加给第一电容器C1的电压的升高增大，提供给像素140的电压变得更大。当灰度电流Idata大于像素电流Ipixel但是它们之间的差相对小时，第一控制信号cs1的脉冲宽度变窄，因此缩短第二开关器件SW2打开的周期。结果，同样缩短通过第二开关器件SW2给第一电容器C1提供电流的周期，而且施加给第一电容器C1的电压的升高变小。
另一方面，当灰度电流Idata小于像素电流Ipixel并且它们之间的差相对大时，第二控制信号cs2的脉冲宽度变宽，因此延长第三开关器件SW3打开的周期。因此，同样延长储存在第一电容器C1中的电流通过第三开关器件SW3流出的周期，并且从第一电容器C1产生的电压的降低变大。当灰度电流Idata小于像素电流Ipixel但是它们之间的差相对小时，第二控制信号cs2的脉冲宽度变窄，因此缩短第三开关器件SW3打开的周期。因此，同样缩短储存在第一电容器C1中的通过第三开关器件SW3流出的电流的周期，并且从第一电容器C1产生的电压的降低变小。
控制器253使得第一开关器件SW1在一个水平周期1H的数据信号提供周期内打开，而在反馈周期内关闭，如图8所示。
控制器253通过开关信号线CSW传送开关信号，以控制电流调节器251的第四和第五开关器件SW4、SW5。当第一开关器件SW1打开时，控制器253使得第四和第五开关器件SW4、SW5关闭，因而从VDAC 230向第一节点提供灰度电压Vdata。另一方面，当第一开关器件SW1关闭时，控制器253使得第四和第五开关器件SW4、SW5打开，因而在第二和第三开关器件SW2、SW3之间形成电流通路。
图7的像素140具有和图5的像素140相同的结构，并且也以类似的方式工作。此外，当图7的像素140的电路显示为包括PMOS晶体管时，可以使用像素电路的替代实施例来实现相同的功能。例如，可以使用图9中由NMOS晶体管构成的像素1401的电路来代替。
图8示出输入到包括电压控制器250j2的电压控制模块250和图7所示的像素140的信号波形。电压控制器250j2和图7所示的像素140工作如下。首先，控制器253在一个水平周期1H的数据信号提供周期内打开第一开关器件SW1。当电压控制器250j2的第一开关器件SW1打开时，灰度电压Vdata从VDAC 230j通过缓冲器260j提供给数据线Dj。灰度电压Vdata作为数据信号从数据线Dj提供给扫描信号选择的像素140。像素140接收该数据信号并将相应于该数据信号的像素电流Ipixel提供给反馈线Fj。
在一个水平周期1H的反馈周期内，控制器253关闭第一开关器件SW1。在第一开关器件SW1关闭时，第一节点N1进入浮动状态。这时，施加给第一节点N1的灰度电压Vdata的电平通过第一电容器C1来保持。第一电容器C1可以由数据线的寄生电容器构成。
在反馈周期内，比较器252接收来自IDAC 240的灰度电流Idata和像素电流Ipixel。灰度电流Idata是应当在相应于数据Data的像素140中流动的理想电流，而像素电流Ipixel是在像素140中流动的实际的电流。比较器252将像素电流Ipixel和灰度电流Idata进行比较，并且根据比较结果，产生第一控制信号cs1或者第二控制信号cs2，并将产生的控制信号提供给电流调节器251。
第一控制信号cs1传送给电流调节器251的第二开关器件SW2的栅极，第二控制信号cs2传送给电流调节器251的第三开关器件SW3的栅极。根据第一和第二控制信号cs1、cs2的脉冲宽度来决定第二和第三开关器件SW2、SW3的打开周期。打开周期的长度决定通过第二开关器件SW2流入第一电容器C1的电流量，以及通过第三开关器件SW3流出第一电容器C1的电流量。
因此，由于电流提供给数据线或者从数据线流出，所以对第一电容器C1充电的电流量改变，因而在第一电容器C1中充入的预定电压的电平也同样改变。改变的电容器电压通过缓冲器260j提供给像素140。
在反馈周期内，控制器253根据从比较器252输出的信号、通过开关信号线CSW提供开关信号csw，因而控制第四和第五开关器件SW4、SW5。在反馈周期内，开关信号csw在打开和关闭信号之间交替，并且防止灰度电压Vdata被第三电压VDD或者第四电压VSS改变，从而在第一开关器件SW1打开时给第一电容器C1提供灰度电压Vdata。
然后，像素140产生相应于从第一电容器C1提供的电压的像素电流Ipixel。像素140工作如下。首先，当第一扫描信号s1是导通信号时，第四晶体管M4导通，该导通信号如图8所给出的波形，其对应于截止的第二扫描信号s2。请再次注意，对于PMOS晶体管，例如在图7的典型实施例中使用的晶体管，导通信号是低的信号，而截止信号是高的信号。作为第四晶体管M4导通的结果，第一晶体管M1产生流向第二节点N2的像素电流Ipixel。在第一晶体管M1中流动的像素电流Ipixel量取决于给第三节点N3施加的电压。在PMOS的情况下，当第一扫描信号s1是导通或者低电平时，第二晶体管M2被第一扫描信号s1导通。当第二扫描信号是导通(对于PMOS为低)时，第三晶体管M3被第二扫描信号s2导通。根据图8的波形，通过低的第一扫描信号s1，第二晶体管M2导通，而第三晶体管M3截止。这种结合通过第二晶体管M2从第一晶体管M1向比较器252反馈像素电流Ipixel。而且，当像素电流Ipixel最后通过反馈过程变得等于灰度电流Idata时，相应于像素电流Ipixel的电压储存在第二电容器C2中。这时，第三晶体管M3被低的第二扫描信号s2导通，因此，现在几乎等于灰度电流Idata的像素电流Ipixel被提供给发光器件OLED，而与第一晶体管M1的阈值电压无关。
根据本发明的实施例，在反馈周期内重复前述的过程，使得在像素140中流动的像素电流Ipixel几乎等于灰度电流Idata。
本发明不局限于上述的典型实施例，而且本领域技术人员可以在不脱离如附加的权利要求所限定的本发明精神和范围的情况下进行调整和改变。
权利要求
1.一种数据驱动集成电路，包括电压数-模转换器，用于产生相应于该数据驱动集成电路从外部源接收的数据的灰度电压；电流数-模转换器，用于产生相应于该数据的灰度电流；以及电压控制模块用于给第一电容器提供灰度电压，用于接收像素电流，该像素电流在相应于提供给该像素的灰度电压的像素中产生，并且该像素电流从该像素反馈给电压控制模块，用于根据像素电流提高或者降低对第一电容器充电的电流，和用于根据在第一电容器中充入的电压来调节提供给像素的灰度电压，在第一电容器中充入的电压相应于对第一电容器充电的电流而改变。
2.根据权利要求1的数据驱动集成电路，其中，所述第一电容器包括至少一个由携载从电压控制模块对第一电容器充电的电流的数据线产生的寄生电容器和连接到该数据线的分开的电容器。
3.根据权利要求1的数据驱动集成电路，其中，所述电压控制模块将像素电流和灰度电流进行比较，并且根据比较结果提高或者降低在第一电容器中所充的电压。
4.根据权利要求1的数据驱动集成电路，其中，还包括移位寄存器部分，用于依次产生采样信号；和锁存器部分，用于接收移位寄存器产生的采样信号，并且用于根据接收的采样信号给电压数-模转换器和电流数-模转换器提供数据。
5.根据权利要求4的数据驱动集成电路，其中，所述锁存器部分包括采样锁存部分，用于根据采样信号来储存数据；和保持锁存部分，用于储存采样锁存器部分的数据和用于给电压数-模转换器与电流数-模转换器提供储存的数据。
6.根据权利要求5的数据驱动集成电路，还包括电平位移器部分，用于提高储存在保持锁存器部分中的数据的电压电平，并用于给电压数-模转换器与电流数-模转换器提供具有提高的电压电平的数据。
7.根据权利要求3的数据驱动集成电路，其中，所述电压控制模块包括用于控制j个灰度电压的j个电压控制器，j是自然数。
8.根据权利要求7的数据驱动集成电路，其中，j个电压控制器中的每一个包括第一开关器件，连接在电压数-模转换器和第一节点之间；比较器，用于将像素电流与灰度电流进行比较并产生比较结果；电流调节器，用于根据比较结果来提高或者降低对第一电容器进行充电；和控制器，用于控制第一开关器件。
9.根据权利要求8的数据驱动集成电路，其中，所述控制器在一个水平周期的第一周期内打开第一开关器件，而在一个水平周期的第二周期内关闭第一开关器件，第一周期与第二周期不重叠。
10.根据权利要求9的数据驱动集成电路，其中，所述灰度电压在第一周期内提供给第一电容器，像素电流在第二周期内提供给比较器。
11.根据权利要求8的数据驱动集成电路，其中，所述电流调节器包括第二开关器件，具有连接到第一电源线的第一电极、连接到第一节点的第二电极和连接到比较器输出端的栅极；和第三开关器件，具有连接到第二电源线的第一电极、连接到第一节点的第二电极和连接到比较器输出端的栅极，其中，该第二开关器件和第三开关器件响应比较器的输出而打开，第二开关器件和第三开关器件不同时打开，打开第二开关器件给流向数据线的电流提供电流，而打开第三开关器件从流向数据线的电流排出电流。
12.根据权利要求11的数据驱动集成电路，其中，在第一开关器件打开时，所述第二开关器件和第三开关器件彼此不连接，而在第一开关器件关闭时，彼此连接，从而给第一节点提供灰度电压。
13.根据权利要求11的数据驱动集成电路，其中，对第一电容器充电的电流通过第二开关器件来接收，而对第一电容器充电的电流被第三开关器件减小。
14.根据权利要求8的数据驱动集成电路，其中，所述比较器将灰度电流和像素电流进行比较，并且响应灰度电流和像素电流之间的差来确定提供给像素的灰度电压的电平。
15.根据权利要求11的数据驱动集成电路，其中，所述电流调节器还包括第四开关器件，连接在第二开关器件和第一节点之间；和第五开关器件，连接在第三开关器件和第一节点之间，其中所述控制器向第四开关器件和第五开关器件传送开关信号。
16.根据权利要求15的数据驱动集成电路，其中，所述第四开关器件和第五开关器件在一个水平周期内通过切换信号而交替地打开和关闭，第四开关器件和第五开关器件同时打开和同时关闭，而且第四开关器件和第五开关器件调节通过第二开关器件提供的电流和通过第三开关器件排出的电流。
17.一种数据驱动集成电路，包括电压数-模转换器，用于产生对应于该数据驱动集成电路从外部源接收的数据的灰度电压；电流数-模转换器，用于产生对应于该数据的灰度电流；以及比较器用于接收反馈像素电流，该像素电流是在相应于提供给该像素的灰度电压的像素中产生的，而且该像素电流从该像素反馈给比较器，用于将像素电流与灰度电流进行比较得到比较结果，该比较结果是像素电流与灰度电流之间的差，和用于根据比较结果产生第一控制信号和第二控制信号，第一控制信号和第二控制信号具有脉冲宽度，该脉冲宽度随着比较结果而变化；和电流调节器，用于被第一控制信号和第二控制信号接通和关断，以使电流根据第一控制信号而流入第一电容器，并使电流根据第二控制信号而从第一电容器流出，而且该电流调节器用于根据从第一电容器流出的电流的增加和减小而调节提供给像素的灰度电压。
18.根据权利要求17的数据驱动集成电路，其中，所述第一电容器包括至少一个由携载流到第一电容器的电流的数据线产生的寄生电容器和连接到该数据线的分开的电容器。
19.根据权利要求17的数据驱动集成电路，还包括用于在比较器接收反馈像素电流时中断灰度电压的第一开关器件，该第一开关器件位于电压数-模转换器和连接到第一电容器端子的第一节点之间。
20.根据权利要求19的数据驱动集成电路，其中，所述电流调节器包括第二开关器件，用于根据第一控制信号而有选择地提供流到第一电容器的电流；第三开关器件，用于根据第二控制信号而有选择地使流出第一电容器的电流流出；以及连接在第二开关器件和第三开关器件之间的第四和第五开关器件，该第四和第五开关器件在第一开关器件打开时关闭，从而通过第一节点给像素提供灰度电压。
21.一种发光二极管显示器，包括像素部分，具有多条扫描线、多条数据线、多条反馈线以及连接到该多条扫描线、该多条数据线和该多条反馈线的多个像素；扫描驱动器，依次给多条扫描线提供扫描信号；和数据驱动器，其连接到所述多条数据线和多条反馈线从而给该多条数据线提供灰度电压作为数据信号，该数据驱动器具有根据权利要求1的数据驱动集成电路。
22.根据权利要求21的发光二极管显示器，其中，所述像素包括发光器件；具有栅极的第一晶体管，该第一晶体管接收相应于施加给该栅极的电压的第三电源，并使得像素电流流过第一晶体管；第二晶体管，响应第一扫描信号而有选择地接收像素电流，并将接收的像素电流提供给比较器；第三晶体管，响应第二扫描信号而有选择地给发光器件提供像素电流；第四晶体管，响应第一扫描信号而有选择地给第一晶体管的栅极提供灰度电压；以及第二电容器，用于在预定的周期内保持施加给第一晶体管栅极的电压。
23.根据权利要求22的发光二极管显示器，还包括连接在第四晶体管和第一晶体管栅极之间的第五晶体管，并且从第四晶体管向第一晶体管的栅极提供电压。
24.根据权利要求22的发光二极管显示器，其中，所述第二扫描信号和第一扫描信号具有相反的波形。
25.根据权利要求22的发光二极管显示器，其中，所述第二电容器储存电压以使像素电流等于灰度电流。
26.一种发光二极管显示器，包括像素部分，具有多条扫描线、多条数据线、多条反馈线以及连接到该多条扫描线、该多条数据线和该多条反馈线的多个像素；扫描驱动器，用于依次给该多条扫描线提供扫描信号；和数据驱动器，连接到所述多条数据线和多条反馈线并给该多条数据线提供灰度电压作为数据信号，其中该数据驱动器包括根据权利要求17的数据驱动集成电路。
27.根据权利要求26的发光二极管显示器，其中，所述像素包括发光器件；具有栅极的第一晶体管，该第一晶体管接收相应于施加给栅极的电压的第三电源，并使得像素电流流过第一晶体管；第二晶体管，响应第一扫描信号而有选择地接收像素电流，并将接收的像素电流提供给比较器；第三晶体管，响应第二扫描信号而有选择地给发光器件提供像素电流；第四晶体管，响应第一扫描信号而有选择地给第一晶体管的栅极提供灰度电压；以及第二电容器，用于在预定的周期内保持施加给第一晶体管栅极的电压。
28.根据权利要求27的发光二极管显示器，还包括连接在第四晶体管和第一晶体管栅极之间的第五晶体管，并且从第四晶体管向第一晶体管的栅极提供电压。
29.根据权利要求27的发光二极管显示器，其中，所述第二扫描信号和第一扫描信号具有相反的波形。
30.根据权利要求27的发光二极管显示器，其中，所述第二电容器储存电压以使像素电流等于灰度电流。
31.一种驱动发光二极管显示器的方法，该方法包括产生相应于从外部源接收的数据的灰度电压和灰度电流；给多个像素提供灰度电压；接收在相应于灰度电压的像素中流动的，并从该像素反馈的像素电流；增加或者减少对第一电容器充电的电流量；以及根据施加给第一电容器的电压调节将提供给该像素的灰度电压，施加给第一电容器的电压相应于对第一电容器充电的电流而改变。
32.根据权利要求31的方法，其中，所述调节灰度电压包括提高或者减小灰度电压以使像素电流等于灰度电流。
33.一种驱动发光二极管显示器的方法，该方法包括产生相应于从外部源接收的数据的灰度电压和灰度电流；在一个水平周期的第一周期中给数据线提供灰度电压；将灰度电流与像素电流进行比较产生比较的结果，在一个水平周期的第二周期中，该像素电流在相应于灰度电压的像素中流动，第二周期和第一周期不重叠；和根据比较的结果增加或者减少对第一电容器充电的灰度电流；以及根据施加给第一电容器的电压调节将提供给像素的灰度电压，施加给第一电容器的电压相应于对第一电容器充电的电流而改变。
34.根据权利要求33的方法，其中，将像素电流与灰度电流进行比较包括根据比较结果产生控制信号和响应比较结果而改变控制信号的电压电平。
全文摘要
一种数据驱动集成电路和包括该电路的发光二极管显示器，使得流过发光二极管的像素电流而与驱动发光二极管的晶体管的阈值电压无关。数据驱动集成电路包括产生灰度电压的电压数－模转换器和产生灰度电流的电流数－模转换器，两者都相应于输入数据，该数据驱动集成电路还包括电压控制模块，用于接收相应于该灰度电压并且是从该像素反馈的像素电流，该像素电流反馈给对电压控制模块中的电容器充电的电流量改变的电压控制模块，该电压控制模块还调节提供给像素的灰度电压。调节灰度电压有助于显示器亮度的均匀性，而不管每个像素中晶体管的非均匀性。
文档编号G09G3/20GK1808548SQ20051012160
公开日2006年7月26日 申请日期2005年12月26日 优先权日2004年12月24日
发明者崔相武, 金烘权, 权五敬 申请人:三星Sdi株式会社