像素电路、驱动显示器的装置及驱动像素的方法

专利名称：像素电路、驱动显示器的装置及驱动像素的方法
技术领域：
本发明涉及一种像素电路及其驱动方法，且更具体地说，涉及一种具有
OLED(有机发光二极管)的像素电路及其驱动方法。
背景技术：
归因于细长轮廓、广视角、快速响应、高亮度、高对比率且重量轻的潜 在优势，OLED显示器在下一代将保证成为有吸引力的显示器技术。 一般而 言，OLED的驱动方法分类为被动矩阵(亦即，PMOLED)类型及主动矩阵(亦 即，AMOLED)类型。AMOLED驱动方法使用TFT(薄膜晶体管)及储存器电 容器来控制OLED的亮度及灰度。
PMOLED驱动方法使用一更简单、更低廉的电路结构；然而，PMOLED 需要高电流脉冲来操作以达成适用于人眼的亮度。另夕卜，PMOLED的亮度与
电流密度成比例，且因此，过电流的操作将使驱动电路的寿命及效率降级。 在以上限制下，PMOLED仅适用于诸如PDA (个人数字助理)、移动电 话等等的小尺寸面板。就具有大尺寸面板的产品而言，具有更低驱动电压、
更低功率消耗、长寿命、更快响应及容易增进亮度特性的AMOLED,自然为 优于PMOLED的另 一选择。
AMOLED驱动方法进一步分类为电压驱动方法及电流驱动方法。对于本 领域技术人员而言，电压驱动方法由于受到TFT的制程变异影响，将因此导 致迁移率偏移及临限电压偏移的问题。相对地，电流驱动方法则已利用补偿 的方式而克服临限电压偏移及迁移率偏移的问题。然而，当AMOLED面板的 尺寸愈来愈大时，由于数据线的较大寄生电容性负载(约20pF),在低灰阶电 流下出现一充电问题，即需较长时间以充电像素电容，且因而导致反应时间 变慢。因此，有必要发展一种新颖驱动方法以改良已知电流驱动方法的充电 能力
发明内容
本发明的一第一方面为通过添加一恒定电流单元以提供一恒定电流而
提供一具有一 OLED的像素电路，以增进像素电路的数据线的充电能力。 本发明的一第二方面为通过添加多个恒定电流单元以在显示器的数据
线中提供多个恒定电流而提供一用于驱动一显示器的装置，以增进显示器的
数据线的充电能力。
本发明的一第三方面为通过在编程期间提供一驱动电流至OLED且在
预编程期间及编程期间在数据线上提供一恒定电流而提供一用于驱动一具
有一OLED (有机发光二极管)的像素的方法，以增进像素的数据线的充电能力。
根据以上方面，本发明公开一种包含一 OLED、 一电流驱动单元、 一第 一开关及一恒定电流单元的像素电路。该电流驱动单元在编程期间接收一数 据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流至OLED。该第一开关耦接在数 据线与电流驱动单元之间，且在编程期间导通以传导信号电流。该恒定电流 单元在预编程期间及编程期间在数据线上提供一恒定电流。
本发明亦公开一种用于驱动一显示器的装置。该装置包含一扫描驱动单 元、 一数据驱动单元及多个恒定电流单元。该扫描驱动电路在编程期间使能 (enable)显示器的一像素电路列(arow of pixel circuits)。该数据驱动电路在编 程期间提供信号电流至数据线上以驱动该使能像素电路列(enabled row of pixel circuits)。每一恒定电流单元在预编程及编程期间在相应数据线上提供 一恒定电流。
另外，本发明公开一种用于驱动具有OLED的像素的方法。该方法包含 以下步骤在编程期间接收一数据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流 至发光二极管；及在预编程期间及编程期间在数据线上提供一恒定电流。


图1显示根据本发明的像素电路的 一 实施例； 图2显示电流驱动单元的 一 实施例； 图3显示恒定电流单元的另一实施例； 图4是图1的相关信号的时序图；及 图5显示根据本发明的用于驱动显示器的装置的 一 实施例。主要元件符号说明1 像素电路
10 电流驱动单元
13 数据线
20、 20'、 20广20n 恒定电
30 扫描驱动电路
50显示器
Cl、 C2 电容器
DL1 DLN 数据线
Is 恒定电流源
S2 第二开关
S4 第四开关
S6 第六开关 Tl 驱动晶体管
VDD 电源电压
2驱动显示器的装置 11 有机发光二极管
荒单元
40 数据驱动电路 Au A固像素电路 CCU、 CCX2 信号 ECL1 ECXM 信号 Sl第一开关 S3第三开关 S5 第五开关 SL1 SLM选择信号 T2 晶体管
具体实施例方式
图l显示根据本发明的像素电路]的一实施例。像素电路1包括一OLED 11、 一电流驱动单元10、 一通过一信号SCAN1控制之第一开关Sl及一恒 定电流单元20。电流驱动单元10接收一数据线上的一信号电流IS1G以提供 一相应电流(未图示)至OLED 11。第一开关Sl耦接在数据线13与电流驱 动单元10之间，且经导通以传导信号电流ISIG。恒定电流单元20在数据线 13上提供一恒定电流IC0N。恒定电流单元20包括一恒定电流源Is,及一耦 接在恒定电流源Is与数据线13之间的第六开关S6。
图2显示电流驱动单元10的一实施例。电流驱动单元10包括一驱动晶 体管Tl、 一第二开关S2、 一电容器Cl及一第三开关S3。驱动晶体管Tl 具有 一 经耦接以接收一 电源电压VDD的源极及一耦接至该第 一 开关S1的栅 极。第二开关S2耦接在驱动晶体管Tl的漏极与栅极之间。电容器Cl耦接 在驱动晶体管Tl的源极与栅极之间。第三开关S3耦接在驱动晶体管Tl与 0LED11之间。驱动晶体管T1、第二开关S2及第三开关S3可为PMOS晶 体管。
7图3显示恒定电流单元20'的另 一实施例。恒定电流单元20'包括一晶体 管T2、 一电容器C2、 一第四开关S4及一第五开关S5。晶体管T2具有经耦 接以接收电源电压VDD的源极。电容器C2耦接在晶体管T2的源极与栅极 之间。第四开关S4耦接在晶体管T2的栅极与漏极之间。第五开关S5耦接 在数据线与晶体管T2的漏极之间。
图4显示信号SCAN1、 SCAN2、 SCAN3、 EM及10/^之时序图。参看 图1,信号SCAN2具有在预编程期间Pl及编程期间P2皆导通第六开关S6 的低逻辑电平，使得恒定电流单元20在数据线13上传导恒定电流IcoN。信 号SCAN1具有在编程期间P2导通开关Sl的低逻辑电平，使得电流驱动单 元10在数据线13上传导信号电流IS1G。因此，数据线13在预编程期间Pl 载运一恒定电流IcoN且在编程期间P2载运电流IcoN+Isra。在发光期间P3, 信号EM具有导通第三开关S3的低逻辑电平，使得对应于信号电流Is,g的 驱动电流流过OLED 11 (参看图1及2 )。 一周期P4可视需要插入编程期间 P2与发光期间P3之间以在驱动电流流至OLED 11之前达成一稳定充电状 态。因此，提供恒定电流Ic，的期间与提供信号电流Isrc的期间重叠。提供 恒定电流IC0N的期间在提供信号电流ISIG的期间开始之前开始，但在其结束 时结束。驱动电流在紧接着提供信号电流ISIG的期间后被提供。
参看图3及4,信号SCAN3具有在预编程期间Pl导通第四开关S4的 低逻辑电平，使得电容器C2通过晶体管T2的源极与栅极之间的电压差充电， 该电压差通过流过工作在饱和区域中的晶体管T2的恒定电流IcoN确定。在 编程期间P2,信号SCAN3的电平切换至关闭第四开关S4的高逻辑电平， 且对应于恒定电流IC0N的驱动电流流过晶体管T2至数据线13。
图5显示根据本发明的用于驱动显示器的装置2的一实施例。用于驱动 显示器50的装置2包括一扫描驱动电路30、一数据驱动电路40及多个恒定 电流单元20,-20n。扫描驱动电路30在编程期间P2经由多个选择信号 SL1-SLM使能显示器50的像素电路A"-A副的一列(在当前实施例中，选 择信号SL1-SLM对应于图1的信号SCAN1 )。数据驱动电路40提供信号电 流至数据线DL1-DLN以于编程期间编程(program)该使能像素电路列 (enabled row of pixel circuits)。恒定电流单元20,-20N中的每一个在预编程期 间Pl及编程期间P2在数据线DL中的一个上提供一恒定电流。在当前实施 例中，像素电路AH-A副中的每一个可为图1的像素电路1排除恒定电流单元20后的结果。亦即，像素电路Au-A固中的每一个包括一OLED; —电 流驱动单元，其在编程期间P2接收数据线DL1-DLN中的一个上的信号电流 以在发光期间P3提供一相应驱动电流至OLED;及一第一开关，其耦接在 数据线DL1-DLN中的一个与电流驱动单元之间，且在编程期间P2通过扫描 驱动电路导通以传导信号电流。显示器50的每一像素电路的操作遵循图4 的时序图。图5的选择信号SL (亦即，SL1-SLM中的每一个)及信号ECL (亦即，ECL1-ECLM中的每一个)分别等效于图2的信号SCAN1及EM。 图5的信号CCL1及CCL2分别等效于图3的信号SCAN2及SCAN3。像素 电路A,, -AMN在发光期间P3根据信号电流发光。
在以上实施例中，通过在编程期间在数据线上提供恒定电流的恒定电流
充电问题。
本发明的技术内容及技术特点已公开如上，然而本领域技术人员仍可能 基于本发明的教导及公开而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此， 本发明的保护范围应不限于实施例所公开者，而应包括各种不背离本发明的 替换及修饰，并为权利要求书请求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种像素电路，其包含一发光二极管；一电流驱动单元，其在一编程期间接收一数据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流至该发光二极管；一第一开关，耦接在该数据线与该电流驱动单元之间，且在该编程期间导通以传导该信号电流；以及一恒定电流单元，其在一预编程期间及该编程期间提供一恒定电流至该数据线上。
2. 根据权利要求l的像素电路，其中该预编程期间在该编程期间开始之前开始。
3. 根据权利要求2的像素电路，其中该驱动电流在一紧接该编程期间后 的发光期间提供。
4. 根据权利要求3的像素电路，其中该电流驱动单元包含 一驱动晶体管，其具有一经耦接以接收一电源电压的源极及一耦接至该第一开关的栅极；一第二开关，耦接在该驱动晶体管的一漏极与该栅极之间； 一电容器，耦接在该驱动晶体管的该源极与该栅极之间；及 一第三开关，耦接在该驱动晶体管的该漏极与该发光二极管之间； 其中该第二开关在该编程期间导通且该第三开关在该发光期间导通。
5. 根据权利要求l的像素电路，其中该恒定电流单元包含 一晶体管，其具有一经耦接以接收一电源电压的源极；一电容器，耦接在该晶体管的该源极与 一栅极之间； 一第四开关，耦接在该晶体管的该栅极与一漏极之间；及 一第五开关，耦接在该数据线与该晶体管的该漏极之间； 其中该第四开关在该预编程期间导通，且该第五开关在该预编程期间及 该编程期间导通。
6. 根据权利要求l的像素电路，其中该恒定电流单元包含 一恒定电流源；及一第六开关，耦接在该恒定电流源与该数据线之间，且在该预编程期间及该编程期间导通。
7. —种用于驱动一显示器的装置，其包含一扫描驱动电路，其在一编程期间使能该显示器的一像素电路列； 一数据驱动电路，其在该编程期间提供多个信号电流至多条数据线以驱动该使能像素电路列；及多个恒定电流单元，其每一个在一预编程及该编程期间提供一恒定电流至该多条数据线的一个。
8. 根据权利要求7的装置，其中该预编程期间在该编程期间开始之前开始。
9. 根据权利要求8的装置，其中这些像素电路在一紧接该编程期间后的 发光期间根据该多个信号电流选择性发光。
10. 根据权利要求9的装置，其中这些像素电路中的每一个包含 一发光二极管；一电流驱动单元，在该编程期间接收该多条数据线中的一个上的一信号 电流以提供一相应驱动电流至该发光二极管；及一第一开关，耦接在该多条数据线中的一个与该电流驱动单元之间，且 在该编程期间通过该扫描驱动电路导通以传导该信号电流。
11. 根据权利要求10的装置，其中该电流驱动单元包含一驱动晶体管，其具有一经耦接以接收一 电源电压的源极及一耦接至该 第一开关的栅极；一第二开关，耦接在该驱动晶体管的一漏极与一栅极之间； 一电容器，耦接在该驱动晶体管的该源极与该栅极之间；及 一第三开关，其耦接在该驱动晶体管的该漏极与该发光二极管之间； 其中该第二开关在该编程期间导通且该第三开关在该发光期间导通。
12. 根据权利要求ll的装置，其中该第一开关、该驱动晶体管、该第 二开关及该第三开关为PMOS晶体管。
13. 根据权利要求7的装置，其中该恒定电流单元中的每一个包含 一晶体管，其具有 一 经耦接以接收 一 电源电压的源极；一电容器，耦接在该晶体管的该源极与 一栅极之间；一第四开关，耦接在该晶体管的该栅极与一漏极之间及一第五开关，耦接在该多条数据线中的一个与该晶体管的该漏极之间；其中该第四开关在该预编程期间导通，且该第五开关在该预编程期间及 该编程期间导通。
14. 根据权利要求7的装置，其中该等恒定电流单元中的每一个包含 一恒定电流源；及一第六开关，耦接在该恒定电流源与该多条数据线中的一个之间，且在 该预编程期间与该编程期间导通。
15. —种用于驱动一具有一发光二极管的像素的方法，该方法包含以 下步骤在一编程期间接收一数据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流至 该发光二极管；及在 一预编程期间及该编程期间提供一 恒定电流至该数据线。
16. 根据权利要求15的方法，其中该预编程期间在该编程期间开始之 前开始。
17. 根据权利要求16的方法，其中该驱动电流在一紧接着该编程期间 后的发光期间提供。
全文摘要
本发明公开一种像素电路，其包括一OLED(有机发光二极管)；一电流驱动单元，其在一编程期间接收一数据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流至该OLED；一第一开关，其耦接在该数据线与该电流驱动单元之间，且在该编程期间经导通以传导该信号电流；及一恒定电流单元，其在一预编程期间及该编程期间在数据线上提供一恒定电流。本发明亦公开一种用于驱动一显示器的装置，其包括一扫描驱动电路、一数据驱动电路及多个恒定电流单元。本发明亦公开一种用于驱动一具有一OLED的像素的方法，其包括以下步骤在一编程期间接收一数据线上的一信号电流以提供一相应驱动电流至该OLED；及在一预编程期间及该编程期间在该数据线上提供一恒定电流。
文档编号G09G3/32GK101527113SQ20081008314
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月7日 优先权日2008年3月7日
发明者王振宇, 邱郁文 申请人:奇景光电股份有限公司