有机薄膜电致发光元件的驱动电路和系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种有机薄膜电致发光元件的驱动电路和系统及其方法。其中该有机薄膜电致发光元件的驱动电路包含：阳极扫描开关；有机薄膜电致发光元件，电连接至该阳极扫描开关；恒定电流源；预充电开关，其并联于该恒定电流源；及一阴极数据驱动开关。本发明专利技术通过对该有机薄膜电致发光元件的预充电步骤而加快整体工作速度。且因利用预充电步骤而改进了公知技术在信号转换时的非线性失真，因此在计算灰阶显示范围时可得到较准确的数值。本发明专利技术可依据该有机薄膜电致发光元件欲显示的灰阶度，而正确地输入一脉冲宽度正比于该灰阶度的数据信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用以驱动有机薄膜电致发光(electroluminescent EL)显示器以发出光线的电路和系统及其方法，特别是涉及一种在一恒定驱动电流下用以驱动有机薄膜电致发光元件以发出光线的电路和系统及其方法。
技术介绍
有机薄膜电致发光元件的发光亮度随着流入元件的驱动电流的改变而变化。为了控制有机薄膜电致发光元件发光亮度的一致性，流入元件的驱动电流必须予以控制并维持在一恒定电流值上。图1示出一种公知的驱动电路。在图1中，恒定电流13由电源11供应给发光元件12，用以改变驱动电流。其中，当开关14如实线所示般开路时，该发光元件12发光；而当开关14如虚线所示般闭路时，该发光元件12停止发光。图2示出另一种公知的驱动电路。在此电路中，一高电阻15串接于该发光元件12与电源11之间，用以控制流经该发光元件12的驱动电流为一恒定值。其中，当开关16处于实线所示的位置时，该发光元件12发光；而当该开关16改变为虚线所示的另一位置时，该发光元件12停止发光。图3示出一有机薄膜电致发光元件的等效电路，共包含并联的二极管32与寄生电容31。该等效电路内的寄生电容31经常造成反应速度的问题，尤其是在有机薄膜电致发光元件阵列内。除非有机薄膜电致发光元件两端之间的电压差超过某正向电压Vf，否则该有机薄膜电致发光元件将无法正常发光。发光二极管(LED)的正向电压Vf在+1.5V到+2V的低电压下仍相当稳定。反之，有机薄膜电致发光元件的正向电压高达+5V到+12V，且随着亮度、温度与时间差异而大幅改变。此外，由于具有较高的正向电压Vf，而使有机薄膜电致发光元件的寄生电容效应比在二极管中更为严重。正向电压Vf需被提升超过某电压值才能发光，且提升时间视寄生在有机薄膜电致发光元件内的所有寄生电容的整体充电时间而定。一般而言，电力供应需被提升到一高于正向电压Vf的电位Vcc，以便驱动有机薄膜电致发光元件使其发光。图4示出一种用以驱动发光元件的公知驱动系统40。在图4中，该公知驱动系统40为一N×M的阵列排列方式(图4例示6×5个有机薄膜电致发光元件)，其中阴极扫描单元包含N条阴极扫描线。有机薄膜电致发光元件的阴极通过阴极扫描线X1到Xn连接至开关71到7n，以选择电源电位VB或接地电位。阳极数据驱动单元包含M条阳极数据驱动线，且该阳极数据驱动线Y1到Ym各自连接至开关111到11m，以连接至恒定电流101到10m或接地。公知的驱动系统40是以一固定的时间间隔依序选择并扫描阳极线与阴极线，使位于该阳极线及阴极线交错点处的发光元件发光。然而一旦使用公知的有机薄膜电致发光元件阵列来驱动照明，往往会造成问题。主要的问题在于扫描速率会因上述的寄生电容而变慢。特别是当使用有机薄膜电致发光元件作为发光元件时，因为其需要大电容来产生表面发光，所以此问题变得更为严重。而上述问题在发光元件数目增加时将更加严重，因为有机薄膜电致发光元件会累积所有的寄生电容。此外，连接至阴极线的所有发光元件的寄生电容均需被充电，且用以驱动连接至各阳极线的发光元件的电流源需被设计到大得足以满足适当的反应时间。该大电流源的制作并不利于电路小型化的设计方向。图5是图4中所示驱动系统的时序图。图5示出开关7i-1，7i，7i+1与7j在切换作业中因寄生电容所产生的问题。Yj数据电极的电位由于至少(n-1)个像素的逆向偏压方向的寄生电容的存在，而不能立刻增加。一延迟时间td发生，直到一正向偏压加至像素D(i，j)至发光为止。此外，电流源10j会限制Yj数据电极的电位增加率，并造成更大的时间延迟td。图6示出当输入电压脉冲加至有机薄膜电致发光元件时的电流反应特性。在图6中，曲线61代表有机薄膜电致发光元件的电流反应特性，曲线62代表电压脉冲。很清楚的是，上升时间比下降时间长。这显示在有机薄膜电致发光元件中电容放电时间比电容充电时间短。电容放电时间较短的优点可用来开发一种有机薄膜电致发光显示器的快速反应驱动电路。在图4中所示公知技术的驱动系统内，恒定电流源10j连接至一组并联的有机薄膜电致发光元件D(1，j)到D(n，j)，跟着连接到D(i，j)内的接地电位及其余D(1到i-1，j)与D(i+1到n，j)内的电源电位。一般而言，恒定电流源用于产生电流以点亮有机薄膜电致发光元件。其中，并联的有机薄膜电致发光元件的寄生电容效应大于单一的有机薄膜电致发光元件。电流源局限了电流，且当连接上电源电位时，该被扫描的有机薄膜电致发光元件D(i，j)的发光反应将因上述寄生电容效应而变差。美国专利号第6,201,520号与第5,844,368号的专利说明书中曾提出有机薄膜电致发光显示器驱动系统的方法，但是上述方法仍未能真正解决现存的问题。此外，对于灰阶显示而言，通常输入灰阶信号的脉冲宽度正比于灰阶的亮度。然而，由于上述寄生电容效应而导致难以评估整体灰阶度的品质。公知技术在解决上述问题时，是将整体灰阶度的阶数予以缩小，但却因此导致影像显示品质恶化的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决公知技术中存在的问题与缺点。本专利技术提供一种用以驱动有机薄膜电致发光元件以发光的驱动电路、系统及其方法。其利用对该有机薄膜电致发光元件的预充电步骤而加快整体显示工作速度。此外，因本专利技术改进了公知技术在信号转换时的非线性失真，因此在显示灰阶时可得到较准确的数值。在本专利技术的第一具体实施例中，用以驱动有机薄膜电致发光元件的驱动电路包含一阳极扫描开关、一有机薄膜电致发光元件、一恒定电流源、一预充电开关和一阴极数据驱动开关。当该有机薄膜电致发光元件被扫描时，该阳极扫描开关电连接至电源电位，否则电连接至接地电位。该有机薄膜电致发光元件电连接至该阳极扫描开关。该预充电开关并联于该恒定电流源。该阴极数据驱动开关的一端电连接至该有机薄膜电致发光元件，另一端在该有机薄膜电致发光元件被选择时电连接至该恒定电流源，否则电连接至电源电位。根据上述的驱动电路，其中该阳极扫描开关包含至少一个CMOS反相器。根据上述的驱动电路，其中该阴极数据驱动开关包含至少一个CMOS反相器。根据上述的驱动电路，其中该恒定电流源包含一电流反射镜电路。根据上述的驱动电路，其中该电流反射镜电路包含一恒定电流N通道MOSFET；一基准电阻器，其一端电连接至电源电位，而另一端电连接至该恒定电流N通道MOSFET的栅极；及一基准N通道MSOFET，其源极电连接至接地电位，且其栅极与漏极电连接至该恒定电流N通道MOSFET的栅极。根据上述的驱动电路，其中该预充电开关包含一N通道MOSFET开关。在本专利技术的第二具体实施例中，用以驱动有机薄膜电致发光元件的驱动系统包含m列的阳极扫描开关、n行的恒定电流源、n行的预充电开关、m×n阵列的有机薄膜电致发光元件、n行的阴极数据驱动开关及一信号控制单元。当电连接至一阳极扫描开关的有机薄膜电致光元件被扫描时，该阳极扫描开关电连接至电源电位，否则电连接至接地电位。各预充电开关并联于该恒定电流源。同列的有机薄膜电致发光元件电连接至一相对应的阳极扫描开关，而在同行的有机薄膜电致发光元件电连接至一相对应的阴极数据驱动开关。各阴极数据驱动开关的一端电连接至一相对应的有机薄膜电致发光元件，另一端在该相对应的有机薄膜电致发光元件被选择时电连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机薄膜电致发光元件的驱动电路，其中包含：一阳极扫描开关，当该有机薄膜电致发光元件被扫描时该阳极扫描开关电连接至电源电位，否则电连接至接地电位；一有机薄膜电致发光元件，电连接至该阳极扫描开关；一恒定电流源；　 　一预充电开关，其并联于该恒定电流源；及一阴极数据驱动开关，其一端电连接至该有机薄膜电致发光元件，另一端在该有机薄膜电致发光元件被选择时电连接至该恒定电流源，否则电连接至电源电位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟兆楠，廖惇雨，
申请(专利权)人：光擎半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]