專(zhuān)利名稱(chēng)：用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備和方法。
隨著近來(lái)大規(guī)模顯示裝置的趨勢(shì)，對(duì)占據(jù)小空間的平面顯示板的需求不斷增加。作為平面顯示板的一個(gè)例子，有機(jī)EL顯示板正受到更多的關(guān)注。有機(jī)EL顯示板非常薄，可以以矩陣布置方式制造。而且，有機(jī)EL顯示板能夠以15V或更小的低電壓驅(qū)動(dòng)。
近來(lái)，有源驅(qū)動(dòng)方法主要用于有機(jī)EL顯示板。即，在有源驅(qū)動(dòng)方法中，使用低電流將電荷存儲(chǔ)在電容器中，并使用該電容器的電荷來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管。
在有源驅(qū)動(dòng)方法中，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電流的范圍來(lái)控制顯示板的灰度級(jí)。但是，由于驅(qū)動(dòng)電流位于幾百pA到幾十nA的非常小范圍內(nèi)，很難通過(guò)適當(dāng)?shù)乜刂乞?qū)動(dòng)電流來(lái)控制顯示板的灰度級(jí)。
而且，由于使用非常小的驅(qū)動(dòng)電流，電荷存儲(chǔ)電容器需要非常小的電容值。但是，由于有機(jī)EL顯示板的開(kāi)關(guān)晶體管所產(chǎn)生的泄漏，減小電荷存儲(chǔ)電容器的電容大小會(huì)有一定限制。
換句話說(shuō)，如果開(kāi)關(guān)晶體管所產(chǎn)生的泄漏電流較大，電容器需要比該泄漏量更大的電容，以便設(shè)置顯示板中希望的灰度級(jí)。
但是，所出現(xiàn)的問(wèn)題是，顯示板的像素大小是有限的，而電容器的大小也受到有限的像素大小的限制。為了解決這些問(wèn)題，有必要增加像素大小或使泄漏電流降至最小。但是，通常的趨勢(shì)是形成小尺寸像素的努力取得了進(jìn)展，而減小泄漏電流方面還存在一定限制。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備和方法，其中基于具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的有源驅(qū)動(dòng)電路容易控制顯示板的灰度級(jí)。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的方法之特征在于，各個(gè)數(shù)據(jù)的一些比特被幅度調(diào)制，而其它比特被脈寬調(diào)制(PWM)，以便控制顯示板的灰度級(jí)。
在本發(fā)明另一個(gè)方面，一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的方法包括以下各步驟a)從外部輸入對(duì)應(yīng)于顯示板的灰度級(jí)的數(shù)據(jù)值，b)將所輸入數(shù)據(jù)值劃分為第一和第二組比特，c)在脈幅調(diào)制第一組比特后，脈寬調(diào)制第二組比特，或者在脈寬調(diào)制第一組比特后，脈幅調(diào)制第二組比特，和d)將所調(diào)制的數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)數(shù)據(jù)線以控制顯示板的灰度級(jí)。
在本發(fā)明另一個(gè)方面，一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備包括脈沖調(diào)制部分，用于脈幅調(diào)制從外部輸入的對(duì)應(yīng)于顯示板灰度級(jí)的數(shù)據(jù)的一些比特，并脈寬調(diào)制其余比特，以將調(diào)制的數(shù)據(jù)施加到數(shù)據(jù)線；開(kāi)關(guān)部分，用于根據(jù)掃描線信號(hào)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)線上的脈沖調(diào)制數(shù)據(jù)；以及驅(qū)動(dòng)部分，用于控制對(duì)應(yīng)于從開(kāi)關(guān)部分所施加的數(shù)據(jù)的顯示板灰度級(jí)，以驅(qū)動(dòng)顯示板。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，脈沖調(diào)制部分包括控制部分，用于將輸入數(shù)據(jù)劃分為第一和第二組比特；脈幅調(diào)制部分，用于脈幅調(diào)制由控制部分劃分的比特中的第一組比特；脈寬調(diào)制部分，用于脈寬調(diào)制由控制部分劃分的比特中的第二組比特。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)波形被劃分為多個(gè)短脈沖，以對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)控制各個(gè)脈沖中的電流。
應(yīng)理解，上述一般性說(shuō)明和以下的詳細(xì)說(shuō)明都是示例性和解釋性的，是為了提供對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的進(jìn)一步解釋。
本發(fā)明的其它目的，特性和優(yōu)點(diǎn)可以從以下參照附圖對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)描述中變得更加明了，其中

圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備的方框圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備的詳細(xì)電路；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明的脈沖調(diào)制部分的方框圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的顯示板驅(qū)動(dòng)波形的詳細(xì)框圖；圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的顯示板驅(qū)動(dòng)波形的時(shí)序圖。
下面將參照附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的顯示板的有源驅(qū)動(dòng)電路的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備的方框圖。
參見(jiàn)圖1，根據(jù)本發(fā)明用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備包括脈沖調(diào)制部分30，用于脈幅調(diào)制從外部輸入的對(duì)應(yīng)于顯示板灰度級(jí)的數(shù)據(jù)的一些比特，和脈寬調(diào)制其余比特，以將其施加到數(shù)據(jù)線；開(kāi)關(guān)部分10，用于根據(jù)掃描線信號(hào)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)線上的脈沖調(diào)制數(shù)據(jù)；以及驅(qū)動(dòng)部分20，用于控制對(duì)應(yīng)于從開(kāi)關(guān)部分10施加的數(shù)據(jù)的顯示板灰度級(jí)。
下面將參照?qǐng)D2對(duì)上述用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖2，驅(qū)動(dòng)部分20包括電荷存儲(chǔ)電容器Cch，與正電源Vcc相連；驅(qū)動(dòng)晶體管Q2，用于將電容器Cch中累積的等于數(shù)據(jù)線信號(hào)與正電源Vdd之差值的電荷施加到顯示板，以便驅(qū)動(dòng)顯示板。開(kāi)關(guān)部分10包括開(kāi)關(guān)晶體管Q3，用于使用掃描線信號(hào)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)線信號(hào)。
此時(shí)，正電源Vdd與驅(qū)動(dòng)晶體管Q2相連，電荷存儲(chǔ)電容器Cch連接在正電源Vdd和驅(qū)動(dòng)晶體管Q2之間。
開(kāi)關(guān)晶體管Q3與驅(qū)動(dòng)晶體管Q2和脈沖調(diào)制部分30相連。
另外提供一個(gè)用于保護(hù)電壓的二極管D1。二極管D1并聯(lián)連接在驅(qū)動(dòng)晶體管Q2和顯示板之間，以防止由驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的電壓降導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)晶體管Q2的誤操作和電壓擊穿。
如圖3和4所示，脈沖調(diào)制部分30包括控制部分33，用于將輸入數(shù)據(jù)劃分為第一和第二組比特；脈幅調(diào)制部分32，用于脈幅調(diào)制由控制部分33劃分的比特中的第一組比特；以及脈寬調(diào)制部分31，用于脈寬調(diào)制由控制部分33劃分的比特中的第二組比特。
下面對(duì)上述用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備的操作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，如果從外部輸入了一個(gè)對(duì)應(yīng)于顯示板灰度級(jí)的數(shù)據(jù)值，控制部分33將所輸入數(shù)據(jù)值劃分為第一和第二組比特。
根據(jù)顯示板的條件或驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)條件，將所輸入數(shù)據(jù)值劃分為兩組。
例如，如果輸入的數(shù)據(jù)值是8比特，其被劃分為四個(gè)高比特和四個(gè)低比特，或者選擇任意比特來(lái)劃分為兩個(gè)組。
隨后，對(duì)所劃分比特中的第一組比特進(jìn)行脈幅調(diào)制，然后對(duì)第二組比特進(jìn)行脈寬調(diào)制?？商鎿Q地，對(duì)第一組比特進(jìn)行脈寬調(diào)制，然后對(duì)第二組比特進(jìn)行脈幅調(diào)制。
圖4中所示產(chǎn)生的脈幅調(diào)制部分32的CQ1到CQN的數(shù)量與用于控制總電流量的比特?cái)?shù)目相同，CQ1到CQN對(duì)由控制部分選擇的比特進(jìn)行脈幅調(diào)制。
脈寬調(diào)制部分31的Q3對(duì)除了脈幅調(diào)制比特以外的各個(gè)比特進(jìn)行脈寬調(diào)制，并使該脈沖在一設(shè)定時(shí)間內(nèi)保持在高電平。
如上所述，由脈沖調(diào)制部分30脈沖調(diào)制的數(shù)據(jù)被施加到數(shù)據(jù)線，對(duì)應(yīng)于該數(shù)據(jù)的電壓通過(guò)開(kāi)關(guān)晶體管Q3輸入到電荷存儲(chǔ)電容器Cch和驅(qū)動(dòng)晶體管Q2。
然后，根據(jù)通過(guò)電容器Cch和驅(qū)動(dòng)晶體管Q2輸入的脈沖調(diào)制數(shù)據(jù)來(lái)控制顯示板的灰度級(jí)。
此時(shí)，開(kāi)關(guān)晶體管Q3由掃描線控制。
如上所述，在每個(gè)像素中，在數(shù)據(jù)線和掃描線的控制下控制灰度級(jí)，每個(gè)具有受控灰度級(jí)的像素顯示一個(gè)圖象。
此時(shí)，掃描線具有等同于被脈寬調(diào)制并施加到數(shù)據(jù)線的正弦波形。
在本發(fā)明中，由于對(duì)數(shù)據(jù)的比特進(jìn)行劃分，然后進(jìn)行脈幅調(diào)制或脈寬調(diào)制，因此顯示板的灰度級(jí)具有很大寬度。這便利于灰度級(jí)的控制，因此可以精細(xì)地控制灰度級(jí)。
圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明的顯示板的驅(qū)動(dòng)波形的時(shí)序圖。
假設(shè)施加到顯示板的數(shù)據(jù)比特是8個(gè)比特，常規(guī)上使用該8個(gè)比特來(lái)控制電流強(qiáng)度。但是，在本發(fā)明中僅使用4個(gè)低比特來(lái)控制電流強(qiáng)度。其余四個(gè)高比特改變脈沖寬度，以控制驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
雖然已經(jīng)將數(shù)據(jù)信號(hào)劃分為四個(gè)低比特和四個(gè)高比特，也可以將數(shù)據(jù)信號(hào)劃分為偶數(shù)比特和奇數(shù)比特?？梢愿鶕?jù)設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行不同的劃分。
在本發(fā)明中，如圖5所示，數(shù)據(jù)信號(hào)如下被劃分為四個(gè)級(jí)別。
數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅰ:10010010數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅱ:01110110數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅲ:10101001假設(shè)以上的數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅰ,Ⅱ,和Ⅲ，圖5顯示了各個(gè)波形如何變化。
此時(shí)，四個(gè)低比特顯示電流電平，而四個(gè)高比特顯示依次在Te,Td,Tc，和Tb具有不同脈沖的脈沖。
與本發(fā)明不同，如果在劃分?jǐn)?shù)據(jù)后沒(méi)有調(diào)制數(shù)據(jù)脈沖，則會(huì)發(fā)生以下問(wèn)題。即，假設(shè)在數(shù)據(jù)是“00000001”時(shí)電流電平是300pA，在數(shù)據(jù)是“11111111”時(shí)電流電平是100nA。在此情況下，顯示板的灰度級(jí)顯示基于8比特?cái)?shù)據(jù)的256個(gè)級(jí)別。由于人類(lèi)所能識(shí)別的最小電平是大約300pA，將最小電流電平定義為大約300pA。最大灰度級(jí)的最大電流電平被定義為大約100nA。
因此，如果在劃分?jǐn)?shù)據(jù)后未調(diào)制數(shù)據(jù)脈沖，那么電流電平具有大約389pA((100nA-300pA)/256=389pA)的電流范圍。
換句話說(shuō)，由于電流范圍小，很難在小電流范圍內(nèi)控制265個(gè)灰度級(jí)。而且，如果發(fā)生泄漏電流，則更難于控制灰度級(jí)。
但是，在本發(fā)明中，如果在劃分?jǐn)?shù)據(jù)后調(diào)制了數(shù)據(jù)脈沖，電流范圍變得較大，從而便利于控制灰度級(jí)。即，使用8個(gè)比特中的四個(gè)高比特以適當(dāng)比率劃分一幀時(shí)間。使用顯示電流電平的四個(gè)低比特來(lái)控制電流的強(qiáng)度。
在本發(fā)明中，由于僅使用四個(gè)比特，在數(shù)據(jù)是“0001”時(shí)電流電平是50nA，而在數(shù)據(jù)是“1111”時(shí)電流電平是100nA。
如上所述，假設(shè)使用8比特?cái)?shù)據(jù)時(shí)顯示板的最小灰度級(jí)需要大約300pA的電流，那么在本發(fā)明中使用4比特?cái)?shù)據(jù)時(shí)顯示板的最小灰度級(jí)需要大約50nA的電流，最大灰度級(jí)需要大約100nA的電流。
因此，本發(fā)明的電流電平具有大約3nA((100nA-50nA)/16=3nA)的電流范圍。
如上所述，在數(shù)據(jù)是8比特時(shí)電流范圍是大約389pA，而在數(shù)據(jù)是4比特時(shí)電流范圍等于大約3nA的五倍。因此，很容易控制電流，并且可以解決泄漏電流的問(wèn)題。
在本發(fā)明中，如圖5所示，顯示電流電平的四個(gè)低比特的電流范圍是1μA，最小電流的強(qiáng)度是1μA，最大電流的強(qiáng)度是15μA。而且，四個(gè)高比特的脈沖寬度的范圍被定義為1,2,4,8μs。
在數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅰ的情況下，由于在四個(gè)低比特是0010時(shí)電流強(qiáng)度是2μA，并且四個(gè)高比特1001對(duì)應(yīng)于9μs，因此在9μs內(nèi)將2μA施加到顯示板，從而使顯示板發(fā)光。
在數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅱ的情況下，由于在四個(gè)低比特是0111時(shí)電流強(qiáng)度是6μA，并且四個(gè)高比特0110對(duì)應(yīng)于7μs，因此在7μs內(nèi)將6μA施加到顯示板，從而使顯示板發(fā)光。
在數(shù)據(jù)信號(hào)Ⅲ的情況下，由于在四個(gè)低比特是1001時(shí)電流強(qiáng)度是9μA，并且四個(gè)高比特1010對(duì)應(yīng)于10μs，因此在10μs內(nèi)將9μA施加到顯示板，從而使顯示板發(fā)光。
同時(shí)，如果通過(guò)數(shù)據(jù)線施加的數(shù)據(jù)脈沖寬度大，開(kāi)關(guān)晶體管Q3的開(kāi)關(guān)時(shí)間變長(zhǎng)。
如果將電流施加到顯示板的時(shí)間變長(zhǎng)，顯示板的亮度變高。
因此，在本發(fā)明中，即使驅(qū)動(dòng)晶體管Q2或電荷存儲(chǔ)電容器Cch以與現(xiàn)有技術(shù)中一樣的方式使用，可以通過(guò)控制數(shù)據(jù)脈沖寬度的大小來(lái)控制顯示板的亮度。
可以獲得圖5中顯示的從Ta到Te的脈沖寬度如下。
假設(shè)一個(gè)幀T是60μs，并將各個(gè)脈沖時(shí)間之間的距離設(shè)為大約1μs，那么脈沖時(shí)間是55μs。
由數(shù)據(jù)線控制的電流大小與脈沖大小有密切關(guān)系。
換句話說(shuō)，當(dāng)在Ta發(fā)生最大電流時(shí)的顯示板亮度變得比當(dāng)在Tb發(fā)生最小電流時(shí)的顯示板亮度暗。
如上所述，可以通過(guò)制造顯示板的過(guò)程獲得根據(jù)各個(gè)時(shí)間的電流強(qiáng)度和亮度。每個(gè)時(shí)間的大小應(yīng)滿足以下條件。
0μs＜Ta≤Tb≤Tc≤Td≤Te＜T幀如上所述，應(yīng)該將各個(gè)脈沖寬度的時(shí)間段控制在0μs和1幀之間。
在本發(fā)明中，各個(gè)時(shí)間被劃分為四個(gè)級(jí)別，但是其可以根據(jù)驅(qū)動(dòng)集成電路的設(shè)計(jì)條件被劃分為各種級(jí)別。
如上所述，在本發(fā)明中，可以在使用現(xiàn)有技術(shù)有源驅(qū)動(dòng)電路的同時(shí)利用脈沖調(diào)制部分30容易控制顯示板的灰度級(jí)。
如上所述，用于控制顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備和方法具有以下優(yōu)點(diǎn)。
使用了易于設(shè)計(jì)的現(xiàn)有技術(shù)有源驅(qū)動(dòng)電路，并且劃分了被施加到顯示板的數(shù)據(jù)。一些數(shù)據(jù)被脈幅調(diào)制以容易控制顯示板的灰度級(jí)，而其余數(shù)據(jù)被脈寬調(diào)制以容易地控制顯示板的亮度。而且，即使產(chǎn)生泄漏電流，也不存在電容器大小的負(fù)擔(dān)，從而實(shí)現(xiàn)了自由設(shè)計(jì)。
上述實(shí)施例僅是示例性的，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明可以容易地應(yīng)用于其它類(lèi)型的設(shè)備。本發(fā)明的描述是說(shuō)明性的，并不是要限制權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以進(jìn)行多種替換，修改和變型。
權(quán)利要求
1．一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的方法，其特征在于，各個(gè)數(shù)據(jù)的一些比特被脈幅調(diào)制，而其余比特被脈寬調(diào)制(PWM)，以便控制顯示板的灰度級(jí)。
2．一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的方法，包括以下各步驟a)從外部輸入對(duì)應(yīng)于顯示板的灰度級(jí)的數(shù)據(jù)值；b)將所輸入數(shù)據(jù)值劃分為第一和第二組比特；c)在脈幅調(diào)制第一組比特后脈寬調(diào)制第二組比特，或者在脈寬調(diào)制第一組比特后脈幅調(diào)制第二組比特；和d)將所調(diào)制的數(shù)據(jù)輸入到相應(yīng)數(shù)據(jù)線以控制顯示板的灰度級(jí)。
3．一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備，包括脈沖調(diào)制部分，用于脈幅調(diào)制從外部輸入的對(duì)應(yīng)于顯示板灰度級(jí)的數(shù)據(jù)的一些比特，并脈寬調(diào)制其余比特，以將調(diào)制的數(shù)據(jù)施加到數(shù)據(jù)線；開(kāi)關(guān)部分，用于根據(jù)掃描線信號(hào)開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)線上的脈沖調(diào)制數(shù)據(jù)；以及驅(qū)動(dòng)部分，用于控制對(duì)應(yīng)于從開(kāi)關(guān)部分所施加的數(shù)據(jù)的顯示板灰度級(jí)以驅(qū)動(dòng)顯示板。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中脈沖調(diào)制部分包括控制部分，用于將輸入數(shù)據(jù)劃分為第一和第二組比特；脈幅調(diào)制部分，用于脈幅調(diào)制由控制部分劃分的比特中的第一組比特；脈寬調(diào)制部分，用于脈寬調(diào)制由控制部分劃分的比特中的第二組比特。
5．根據(jù)權(quán)利要求3的設(shè)備，其中驅(qū)動(dòng)部分包括電源部分；電荷存儲(chǔ)電容器，與電源部分和開(kāi)關(guān)部分相連，用于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于從電源部分施加的電壓與從開(kāi)關(guān)部分施加的電壓之差的電壓；和驅(qū)動(dòng)器，與電源部分和電容器相連，用于根據(jù)電容器的電壓驅(qū)動(dòng)顯示板。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的設(shè)備，進(jìn)一步包括二極管，其并聯(lián)連接在驅(qū)動(dòng)器和顯示板的驅(qū)動(dòng)像素之間。
全文摘要
一種用于控制由多個(gè)掃描線信號(hào)和多個(gè)數(shù)據(jù)線信號(hào)驅(qū)動(dòng)的顯示板的灰度級(jí)的設(shè)備和方法,其特征在于,各個(gè)數(shù)據(jù)的一些比特被脈幅調(diào)制,而其余比特被脈寬調(diào)制(PWM),以便控制顯示板的灰度級(jí)。
文檔編號(hào)G09G3/32GK1321043SQ01109290
公開(kāi)日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2001年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月6日
發(fā)明者金學(xué)洙 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社