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CN1991951B - 发光显示器及其驱动方法 - Google Patents

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CN1991951B CN2006101720310A CN200610172031A CN1991951B CN 1991951 B CN1991951 B CN 1991951B CN 2006101720310 A CN2006101720310 A CN 2006101720310A CN 200610172031 A CN200610172031 A CN 200610172031A CN 1991951 B CN1991951 B CN 1991951B
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Abstract

本发明提供发光显示器及其驱动方法。该发光显示器至少包括：发光单元，该发光单元包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管电连接到同一驱动单元以发光；以及多个电压源，一个电压源向所述至少两个发光二极管中的相应发光二极管提供与从其他电压源提供的其他电压不同的电压。

Description

发光显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种发光显示器及其驱动方法。
背景技术
近来，已经开发了各种平板显示器，其能够减轻阴极射线管显示器的缺点：重量沉、体积大。
平板显示器包括液晶显示器(下文称为“LCD”)、场发射显示器(FED)、等离子显示板(下文称为“PDP”)、电致发光(下文称为“EL”)显示器或发光显示器等。
根据发光层的材料，发光显示器主要分为无机发光显示器(下文称为“LED”)和有机发光显示器(下文称为“OLED”)。发光显示器作为自发光元件，具有很快的响应速度以及很高的发光效率和亮度并且具有宽视角。与其他发光元件、在可视区域中的所有颜色发射情况等相比，有机发光显示器(OLED)具有DC驱动电压低、发光均匀、图案形成容易、发光效率好的优点。
此外，有机发光二极管(OLED)根据驱动方法分为无源矩阵有机发光显示器(PMOLED)和有源矩阵有机发光显示器(AMOLED)。
图1是表示现有技术的有源矩阵有机发光显示器的一部分的电路图。
如图1所示，现有技术的有源矩阵有机发光显示器100主要分为驱动单元102、发光单元104和电压源VDD。
具体地说，现有技术的有源矩阵有机发光显示器100的驱动单元102电连接到数据线106和扫描线108。发光单元104包括发射特定颜色光的一个发光二极管。发光单元104由一个驱动单元102驱动。
电压源VDD向所有像素的发光单元104提供相同的电压。该相同电压应该满足发光效率低的发光单元。因此，由于向发光效率高的发光单元不必要地提供了高电压，所以功耗增加并且驱动晶体管102劣化，从而缩短OLED的使用寿命。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种发光显示器及其驱动方法，它们本质上消除了由于现有技术的限制和缺点而引起的一个或更多个问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明中进行阐述，而一部分从说明书中变得清楚，或者可以通过实施本发明而获知。本发明的上述目的和其他优点可以由在说明书及其权利要求书以及附图中具体指出的结构而实现并获得。
根据本发明的一个方面，提供了一种发光显示器，该发光显示器包括：驱动单元，该驱动单元电连接到数据线和扫描线；发光单元，该发光单元包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管电连接到同一驱动单元以发光；多个电压源，一个电压源向所述至少两个发光二极管中的相应发光二极管提供与从其他电压源提供的其他电压不同的电压；以及选择单元，该选择单元位于电压源与发光二极管之间，并且选择性地将发光二极管连接到电压源。
根据本发明的另一方面，提供了一种发光显示器，该发光显示器包括：驱动单元，该驱动单元电连接到数据线和扫描线；发光单元，该发光单元包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管电连接到同一驱动单元以发光；多个接地源，一个接地源向各个发光二极管提供与从其他接地源提供的其他接地源不同的接地电压；以及选择单元，该选择单元位于接地源与发光二极管之间，并且选择性地将发光二极管连接到接地源。
根据本发明的另一方面，提供了一种发光显示器的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：根据通过扫描线向驱动单元顺序地提供的扫描信号，通过数据线顺序地提供数据信号；以及将来自不同电压源的不同电压分别选择性地顺序提供给与该驱动单元电连接的至少两个发光二极管中的相应发光二极管。
应当理解，上文的概述与下文的详述都是示例性和解释性的，旨在提供对如权利要求所述发明的进一步解释。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并且被并入且构成本说明书的一部分，附图例示了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是表示现有技术的有源矩阵有机发光显示器的电路图；
图2是根据本发明实施例的有源矩阵发光显示器的电路图；
图3是表示根据本发明另一实施例的有源矩阵有机发光显示器的驱动单元、发光单元和两个电压源的电路图；
图4是表示图2的有源矩阵发光显示器的电路图；
图5是表示用于驱动图4的有源矩阵发光显示器的根据一帧的子场的图；
图6是表示用于驱动图4的有源矩阵发光显示器的选择信号的波形图；
图7是表示用于驱动图6的有源矩阵发光显示器的根据一帧的子场的图；
图8是表示用于驱动图4的有源矩阵发光显示器的根据一帧的子场的另一图；
图9是表示用于驱动图4的有源矩阵发光显示器的选择信号的另一波形图；以及
图10是根据本发明另一实施例的有源矩阵有机发光显示器的电路图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施例，其示例在附图中示出。
如图2所示，有源矩阵发光显示器300包括驱动单元302，三个电压源VDDR、VDDG和VDDB，发光单元304和选择单元306。
有源矩阵发光显示器300的驱动单元302电连接到数据线308和扫描线310。驱动单元302包括开关晶体管T1和驱动晶体管T2。
驱动单元302的开关晶体管T1和驱动晶体管T2是n型MOS薄膜晶体管。然而，本发明不限于此，这样驱动单元302的开关晶体管T1和驱动晶体管T2可以是p型MOS薄膜晶体管。此外，驱动单元302的开关晶体管T1和驱动晶体管T2各自可以根据电路布置和制造工艺而选择性地为p型或n型MOS晶体管之一。
当通过扫描线310向开关晶体管T1提供扫描信号时，开关晶体管T1导通，向第一节点N1或驱动晶体管T2的栅端子提供数据信号。提供给第一节点N1的数据信号充入电容器C，并且驱动晶体管T2导通以使电流从电压源流向地。
为了说明该示例性实施例，有源矩阵发光显示器300的发光单元304包括对应于一个像素的三个发光二极管R、G、B。然而，发光二极管的数量可以是两个或更多个，不限于三个。
此外，对应于上述一个像素的三个发光二极管包括用于发射不同颜色光的R、G和B二极管。如果对应于上述一个像素的发光二极管的数量为四，则四个发光二极管可以是用于发射不同颜色光的R、G、B和W二极管。
此外，为了补偿发光二极管的颜色，发光二极管的数量可以是五个或更多。在该情况下，发光二极管可以排列为R GG BB或R GG BBB二极管的排列。
此外，根据需要，发光二极管可以是除红、绿、蓝和白之外的颜色。
发光单元304的多个发光二极管R、G和B包括电子注入电极、空穴注入电极和发光层。该发光层可以由形成在电子注入电极和空穴注入电极之间的有机或无机化合物制成。当向发光层中注入电子时，注入的电子和注入的空穴配对在一起。注入的空穴-电子对的消灭产生电致发光。
这时，三个电压源VDDR、VDDG和VDDB各自电连接到三个发光二极管R、G和B中的相应发光二极管。三个电压源各自向发光二极管R、G和B中的相应发光二极管提供彼此不同的电压。
因为R、G和B二极管各自的发射特性彼此不同，所以它们各自具有彼此不同的阈值电压。如果发光二极管——例如三个发光二极管中的B二极管——具有高阈值电压，则电压源VDDB向其提供高电压。否则，如果其他发光二极管——例如三个发光二极管中的G二极管——具有相对较低的阈值电压，则电压源VDDG向其提供相对较低的电压。
此外，一个电压源可以向发光二极管R、G和B中的相应发光二极管提供与其他电压源不同的电压。如图3所示，同一电压源可以向两个发光二极管R和G提供相同的电压，不同的电压源可以向剩下的发光二极管B提供不同的电压。这是因为R二极管的阈值电压与G二极管的阈值电压相似，而B二极管的电压与它们不同。
如图2所示，选择单元306位于电压源VDDR、VDDG和VDDB与发光二极管R、G和B之间。选择单元306将发光二极管R、G和B选择性地连接到电压源VDDR、VDDG和VDDB。
选择单元306包括三个晶体管T3、T4和T5，以及三条选择线312、314和316。
三个晶体管T3、T4和T5中的每一个都位于各个相应电压源VDDR、VDDG和VDDB与各个相应发光二极管R、G和B之间。
选择单元306的三个晶体管T3、T4和T5是n型MOS薄膜晶体管。然而，本发明不限于此，这样，选择单元306的三个晶体管T3、T4和T5可以是p型MOS薄膜晶体管。此外，选择单元306的三个晶体管T3、T4和T5中的每一个可以根据电路布置和制造工艺而选择性地为p型或n型MOS薄膜晶体管之一。
三条选择线312、314和316各自连接到三个相应晶体管T3、T4和T5的各个相应栅极G1、G2和G3。三个选择信号顺序地提供给三个晶体管T3、T4和T5的三个栅极G1、G2和G3。因此，三个晶体管T3、T4和T5顺序地导通，并且从三个电压源顺序地向三个发光二极管R、G和B提供电源电压。
发光显示器300具有顶部发射型DOD结构，其中驱动单元302和发光单元304形成在分离基板中的相应基板上，并且两个分离基板中的一个接合到其中另一个。但是本发明不限于此。发光显示器300的驱动单元302和发光单元304可以形成在同一基板上，并且可以通过诸如金属罩、玻璃壳、保护膜或其混合物的保护器来密封它们。
有源矩阵发光显示器300的驱动单元302和发光单元304可以形成在有源区A中。选择单元306和所述多个电压源VDDR、VDDG和VDDB形成在非有源区B中。
虽然在图2中示出了发光显示器300的元件布置，但本发明不限于此，其布置可以根据发光显示器的需要或要求而改变。
下面将参照图4至6详细描述根据本发明实施例的有源矩阵发光显示器的驱动方法。
如图4所示，有源矩阵发光显示器300包括多个像素M×N。M×N个像素中的每一个分别包括驱动单元302和发光单元304。驱动单元302中的每一个位于数据线308和扫描线310的交叉处。发光单元304包括三个发光二极管R、G和B。三个发光二极管R、G和B电连接到同一驱动单元302。
用于所有种类像素的所有R二极管电连接到同一电压源VDDR。用于所有种类像素的所有G二极管电连接到同一电压源VDDG。用于所有种类像素的所有B二极管电连接到同一电压源VDDB。
选择单元306位于电压源VDDR、VDDG和VDDB与发光二极管R、G和B之间。选择单元306根据通过选择线312、314和316的选择信号而选择性地连接这二者。
此外，发光显示器300包括控制器、扫描驱动器、数据驱动器(未示出)。从诸如视频装置的外部图像装置向控制器提供图像数据。控制器根据图像数据产生控制信号。将控制信号提供给扫描驱动器、数据驱动器和电压源VDDR、VDDG和VDDB。扫描驱动器根据控制信号通过扫描线310向开关晶体管T1提供扫描信号。数据驱动器通过数据线308向驱动晶体管T2的栅极提供数据信号。
可以通过控制器使扫描信号和数据信号同步。电压源VDDR、VDDG和VDDB根据来自控制器的控制信号(由控制器使得该控制信号与数据信号或扫描信号同步)通过电压线向三个发光二极管R、G和B提供电压。
在通过扫描线310向开关晶体管T1提供扫描信号310时，开关晶体管T1导通，向第一节点N1或驱动晶体管T2的栅极提供数据信号。
提供给第一节点N1的数据信号充入电容器C，并且驱动晶体管T2导通以使电流从电压源VDDR、VDDG和VDDB流向接地点GND。
如图5和6所示，可以将一帧分为对应于三个子像素或者三个发光二极管R、G和B的三个子场(subfield)SF1、SF2和SF3。
在第一子场SF1中，通过扫描线310，从第一行的红色发光二极管R到第N行的红色发光二极管R，向开关晶体管T1顺序地提供正扫描信号SL1至SLN。数据信号的振幅取决于正极性的亮度值，同时将数据信号与扫描信号同步地通过数据线308从第一行到第N行提供给驱动晶体管T2的栅极。
在第一子场SF1中，与通过数据线308从第一行到第N行提供给驱动晶体管T2的栅极的扫描信号同步地，通过选择线312将第一选择信号CL1-1、CL1-2、CL1-3至CL1-N提供给第三晶体管T3的栅极G1。
即使开关薄膜晶体管T1截止，数据信号也充入电容器C，直到提供第二子场SF2的数据信号，从而保持多个红色发光二极管R的发光。
如果顺序输入扫描信号，则在顺序地输入较低的扫描信号时，因为根据较低扫描信号的发光的持续时间比根据较高扫描信号的发光的持续时间短，所以数据信号的振幅逐渐增加。参照图7，第K个数据信号和第(K+1)个数据信号的振幅等于以下公式。
Dk＝nDu/(2n-k)
Dk+1＝nDu/(2n-(k+1))
这里，Dk和Dk+1是第K个数据信号和第(K+1)个数据信号的振幅，n是扫描信号的总数，Du是单位数据信号振幅。
因此，最末的数据信号的振幅等于单位数据信号振幅。
在第二子场SF2和第三子场SF3中，进行与第一子场SF1相同的处理，然而，通过扫描线310，从第一行的绿色发光二极管G和蓝色发光二极管B到第N行的绿色发光二极管G和蓝色发光二极管B，向开关晶体管T1顺序提供正扫描信号SL1至SLN。
此外，在第二子场SF2和第三子场SF3中，与通过数据线308从第一行到第N行提供给驱动晶体管T2的栅极的扫描信号同步地，通过其他选择线314和316将第二选择信号CL2-1、CL2-2、CL2-3至CL2-N和第三选择信号CL3-1、CL3-2、CL3-3至CL3-N分别提供给第四晶体管T4和第五晶体管T5的栅极G1。
即使开关薄膜晶体管T1截止，数据信号也充入电容器C，直到分别提供第三子场SF3和下一帧的第一子场SF1的数据信号，从而保持多个绿色发光二极管G和蓝色发光二极管B的发光。
因为对于分别被提供有彼此不同的三个电压的每一个像素，仅一个驱动单元302驱动发光单元304的三个发光二极管R、G和B，所以可以增加驱动单元302的驱动晶体管的宽度W/L，由此可以减小驱动晶体管的阈值电压VGS。
此外，可以减小功耗，并且可以使得提供驱动电流的驱动晶体管的劣化最少，从而延长驱动晶体管的使用寿命。
参照图8和9，第一选择信号CL1至第三选择信号CL3中的每一个分别是在第一子场SF1至第三子场SF3中的每一个的时间段内基本唯一的最早发生的输入。扫描方向对于各个子场轮流改变。例如，特定帧的第一子场SF1中的扫描方向为向下。同一帧的第二子场SF2中的扫描方向为向上。同一帧的第三子场SF3中的扫描方向为向下，下一帧的第一子场SF1中的扫描方向为向上。
如图10所示，根据本发明另一实施例的有源矩阵发光显示器400包括驱动单元402、公共电压源VDD、发光单元404、选择单元406和三个接地源VSSR、VSSG和VSSB。为了简洁起见，对于本实施例省略以上已经参照图2提供了的描述。
有源矩阵发光显示器400的驱动单元402电连接到数据线408和扫描线410。驱动单元402包括开关晶体管T1和驱动晶体管T2。驱动单元402的开关晶体管T1和驱动晶体管T2是p型MOS薄膜晶体管。
有源矩阵发光显示器400的发光单元404包括对应于一个像素的三个发光二极管R、G、B。例如，对应于上述一个像素的三个发光二极管包括用于发射不同颜色光的R、G和B二极管。这三个发光二极管各自位于同一驱动晶体管T2与三个接地源VSSR、VSSG和VSSB中的相应接地源之间。
这时，三个接地源VSSR、VSSG和VSSB各自电连接到三个发光二极管R、G和B中的相应发光二极管。三个接地源VSSR、VSSG和VSSB各自向各个相应发光二极管R、G和B提供彼此不同的三个接地电压中的相应接地电压。
选择单元406位于接地源VSSR、VSSG和VSSB与发光二极管R、G和B之间。选择单元406选择性地将发光二极管R、G和B连接到电压源VDDR、VDDG和VDDB。
选择单元406包括三个晶体管T3、T4和T5，以及三条选择线412、414和416。选择单元406的三个晶体管T3、T4和T5是p型MOS薄膜晶体管。
三条选择线412、414和416各自连接到三个晶体管T3、T4和T5的各个栅极G1、G2和G3。三个选择信号顺序地提供给三个晶体管T3、T4和T5的三个栅极G1、G2和G3。因此，三个晶体管T3、T4和T5各自顺序地导通，各个接地源向三个发光二极管R、G和B中的相应发光二极管顺序地提供彼此不同的三个接地电压中的相应接地电压。
本领域技术人员很清楚，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果这些修改和变型落入所附权利要求及其等同物的范围内，则本发明亦涵盖本发明的这些修改和变型。

Claims (26)

1.一种发光显示器，该发光显示器包括：
驱动单元，该驱动单元电连接到数据线和扫描线；
发光单元，该发光单元包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管电连接到同一驱动单元以发光；
多个电压源，一个电压源向所述至少两个发光二极管中的相应发光二极管提供与从其他电压源提供的其他电压不同的电压；以及
选择单元，该选择单元位于电压源与发光二极管之间，选择性地将发光二极管连接到或不连接到对应电压源。
2.根据权利要求1所述的发光显示器，其中，所述选择单元包括至少一个位于所述多个电压源中的相应电压源与所述至少两个发光二极管中的一个发光二极管之间的晶体管。
3.根据权利要求1所述的发光显示器，其中，所述发光单元包括三个发光二极管，这三个发光二极管中的每一个发射红光、绿光和蓝光中的一种，并且电连接到至少两个电压源中的一个。
4.根据权利要求1所述的发光显示器，其中，所述发光二极管是包括有机发光层的有机发光二极管。
5.根据权利要求1所述的发光显示器，其中，所述选择单元顺序地将发光二极管连接到电压源。
6.根据权利要求3所述的发光显示器，其中，所述三个发光二极管中的每一个连接到所述至少两个电压源中的不同电压源。
7.一种发光显示器，该发光显示器包括：
驱动单元，该驱动单元电连接到数据线和扫描线；
发光单元，该发光单元包括至少两个发光二极管，所述至少两个发光二极管电连接到同一驱动单元以发光；
多个接地源，一个接地源向所述至少两个发光二极管中的相应发光二极管提供与从其他接地源提供的其他接地源不同的接地电压；以及
选择单元，该选择单元位于接地源与发光二极管之间，选择性地将发光二极管连接到或不连接到对应接地源。
8.根据权利要求7所述的发光显示器，其中，所述选择单元包括至少一个位于所述至少两个发光二极管之一与所述多个接地源中的相应接地源之间的晶体管。
9.根据权利要求7所述的发光显示器，其中，所述发光单元包括三个发光二极管，这三个发光二极管中的每一个发射红光、绿光和蓝光中的一种，并且电连接到至少两个接地源中的一个。
10.根据权利要求7所述的发光显示器，其中，所述发光二极管是包括有机发光层的有机发光二极管。
11.根据权利要求7所述的发光显示器，其中，所述选择单元顺序地将发光二极管连接到接地源。
12.根据权利要求9所述的发光显示器，其中，所述三个发光二极管中的每一个连接到所述至少两个接地源中的不同接地源。
13.一种发光显示器的驱动方法，该驱动方法包括以下步骤：
根据通过扫描线顺序地提供给驱动单元的扫描信号，通过数据线顺序地提供数据信号；以及
分别向电连接到同一驱动单元的至少两个发光二极管中的每一个选择性地且顺序地提供来自不同电压源的不同电压。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其中，所述至少两个发光二极管包括三个发光二极管，这三个发光二极管中的每一个发射红光、绿光和蓝光中的一种，并且电连接到至少两个不同电压源中的一个。
15.根据权利要求13所述的驱动方法，其中，所述发光二极管是包括有机发光层的有机发光二极管。
16.根据权利要求14所述的驱动方法，其中，提供给所述三个发光二极管的三个电压源的电压彼此不同。
17.根据权利要求13所述的驱动方法，该驱动方法还包括以下步骤：
在特定帧的第一子场中沿第一扫描方向顺序地针对发光二极管的相应颜色向多条扫描线提供扫描信号，并且在该特定帧的第二子场中沿第二扫描方向针对所述相应颜色向所述多条扫描线提供扫描信号，第二扫描方向与第一扫描方向相反。
18.根据权利要求13所述的驱动方法，其中，第K个数据信号的振幅大致由以下等式限定：
Dk＝n Du/(2n-k)
其中，K是数据信号的次序，n是扫描信号的总数，Du是单位数据信号的振幅。
19.根据权利要求18所述的驱动方法，其中，第(K+1)个数据信号的振幅大致由以下等式限定：
Dk+1＝n Du/(2n-(k+1))。
20.根据权利要求18所述的驱动方法，其中，最末提供的数据信号的振幅等于所述单位数据信号的振幅。
21.根据权利要求13所述的驱动方法，该驱动方法还包括以下步骤：
在相应子场的时间段内基本唯一地提供用于发光二极管的相应颜色的选择信号，其中，一帧包括用于发光二极管的各个相应颜色的子场。
22.根据权利要求21所述的驱动方法，其中，在第一子场内沿第一方向提供扫描信号，在同一帧的在第一子场之后的第二子场内沿第二方向提供扫描信号。
23.根据权利要求22所述的驱动方法，其中，在同一帧的在第二子场之后的第三子场内沿第一方向提供扫描信号。
24.根据权利要求22所述的驱动方法，其中，第一方向与第二方向相反。
25.根据权利要求24所述的驱动方法，其中，第一方向和第二方向中的一个为向上，第一方向和第二方向中的另一个为向下。
26.根据权利要求21所述的驱动方法，其中，在第一帧的最末子场内沿第一方向提供扫描信号，在第二帧的第一子场内沿第二方向提供扫描信号，其中，第一方向与第二方向相反。
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