CN1447302A - 显示器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

在显示器中，在将选择信号施加于先前的扫描线时，使用第一预充电电压对电容充电。数据驱动器将多个数据线分成多个组，每组由至少一个数据线组成，顺序向各组的数据线施加相应的数据电压。显示器还包括预充电装置，该预充电装置在用于选择扫描线的选择信号施加于与像素电路连接的扫描线之前，将第二预充电电压施加于至少一组的数据线，在相应的数据电压被施加于各组之前，停止第二预充电电压的施加。以这种方式，可以解决由于电荷重新分配，造成图像质量差的问题，电荷的重新分配是存储在寄生电容中的先前的数据电压引起的。

Description

显示器及其驱动方法

本申请要求2002年3月21日，向韩国工业产权局提交的第2002-0015437号申请的优先权和利益，其整个公开内容包含在此，作为参考。

技术领域

本发明涉及一种显示器及其驱动方法，特别是涉及一种有源矩阵驱动方法的有机场致发光(electroluminescence，下文中，简称“EL”)显示器。

背景技术

一般，有机EL显示器是一种通过荧光有机化合物的电子激励发射光和通过使用电压或电流，驱动M×N有机发光单元中的每一个来显示图像的显示器。

有机单元具有阳极结构(ITO)、有机薄膜和阴极层(金属)。有机薄膜被构造为包括发射层(“EML”，emission layer)、电子传输层(ETL，electron transportlayer)、空穴传输层(HTL，hole transport layer)的多层结构，以便通过平衡电子和空穴浓度增加发光效率。而且，它可以包括分离的电子注入层(EIL，electron injection layer)和空穴注入层(HIL，hole injection layer)

使用如上面的有机发光单元的有机EL显示器被配置成包括薄膜晶体管(TFT)的无源矩阵(passive matrix)或有源矩阵(active matrix)，在无源矩阵配置中，有机发光单元被形成在互相交叉的阴极和阳极线之间，并由驱动这些线驱动。在有源矩阵配置中，每个有机发光单元经常通过ITO电极与TFT连接，通过控制相应TFT的栅电压(gate voltage)来驱动。

图1是使用TFT，驱动有机EL显示器的传统像素的电路框图，它是MxN像素的显示。参考图1，驱动晶体管Mb被连接到有机EL器件OLED，以供应用于发射光的电流。流过驱动晶体管Mb的电流量由通过开关晶体管Ma施加的数据电压(data voltage)控制。在这种情况下，在某一周期，用于维持施加电压的电容C1连接在晶体管Mb的源极和栅极之间。扫描线X_M连接到晶体管Ma的栅极，数据线Y_N连接到源极。

像素的操作如下。当开关晶体管Ma由施加于栅极的选择信号导通，数据电压被通过数据线施加于点A，即驱动晶体管的栅极。然后，对应施加于栅极的数据电压的电流流入有机EL器件以发射光。

在这种情况下，流过有机EL器件OLED的电流I_OLED参照公式1 $I_{\mathrm{OLED}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{GS}}-V_{\mathrm{TH}})}^2=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{DD}}-V_{\mathrm{DATA}}-|V_{\mathrm{TH}}\left|\right)}^2---\left(1\right)$

其中，I_OLED是流过有机EL器件OLED的电流，V_GS是晶体管Mb的栅源电压(gate-to-source voltage)，V_TH是晶体管Mb的门限电压，V_DATA是数据电压，β是常量。

如公式1所示，根据图1的像素电路，与施加的数据电压对应的电流被施加于有机EL器件OLED，有机EL器件OLED发射与所供电流对应的光。这里，所施加的数据电压有很多电平，以表示相应的灰度级(gray level)。

然而，如上所述的传统像素，存在一个问题，由于生产过程产生的TFT的门限电压的波动，很难获得高灰度。例如，当驱动晶体管Mb被供给变化范围为3伏的数据电压，表示相邻的灰度级的两个电压必须分隔12mv(＝3V/256)，以执行8比特(256)的灰度。如果门限电压在100mv的范围内变化，经常是这种情况，将很难将一个数据电压与另一数据电压区分，结果，灰度减小。

发明内容

根据本发明，通过对门限电压的变化进行补偿，预充电电压被施加于数据线，显示高灰度和消除由于像素电路的薄膜晶体管的操作特性造成的低质量图像。根据本发明的第一到第三方面，提供一种有机EL显示器，包括：多个数据线，用于传输数据电压；多个扫描线，用于传输选择信号；多个像素电路；数据驱动器。在像素区域，提供像素电路，该像素区域由相邻的两个数据线和两个相邻的扫描线限定，该像素电路包括第一和第二开关元件、第一薄膜晶体管、和电容。第一开关元件响应施加于扫描线的选择信号，以传输施加于数据线的数据电压，第一薄膜晶体管向有机电发光设备供应电流，该电流对应于通过第一开关元件输入薄膜晶体管栅极的数据电压。电容在某一周期，维持数据电压，第二开关元件将第一预充电电压施加于电容，以响应控制信号，同时，选择信号被施加于先前的扫描线。

在这种情况下，最好，控制信号是施加于前一扫描线的选择信号或单独复位信号(separate reset signal)。

根据本发明的第一方面，数据驱动器将多个数据线分成多组，以施加对应于各个组的数据电压，有机EL显示器最好还包括多路输出选择器(demultiplexer)。多路输出选择器将由数据驱动器施加的数据电压按顺序施加于相应的数据线，并在用于选择扫描线的扫描信号被施加于与像素电路连接的扫描线之前，将第二预充电电压施加于至少一组的数据线。

根据第二方面，数据驱动器将数据电压顺序施加于各个数据线，有机EL显示器最好还包括预充电装置，在用于选择扫描线的选择信号被施加于与像素电路连接的扫描线之前，它将第二预充电电压同时施加于数据线。

根据第三方面，数据驱动器将数据电压施加于各个数据线，有机EL显示器最好还包括预充电装置。在用于选择扫描线的选择信号被施加于与像素电路连接的扫描线之前，预充电装置同时将第二预充电电压施加于所有的数据线。在数据电压被顺序施加于各个数据线之前，顺序停止施加第二预充电电压。

在根据本发明的第一到第三方面的有机EL显示器中，像素电路可以还包括第二薄膜晶体管，它的栅极和第一薄膜晶体管的栅极相连，并且在第一和第二开关元件之间二极管连接。在这种情况下，第二预充电电压最好具有与第一预充电电压相等的值，或是远离数据电压的值，而且，第二预充电电压最好是一个恒定值。

根据第四方面，提供一种驱动这种有机EL显示器的方法。首先，使用第一预充电电压，对连接第i扫描线的像素电路的电容预充电，同时，选择信号被施加于第(i-1)扫描线。并且，在选择信号施加给第i扫描线之前，将第二预充电电压施加给数据线。接着，数据电压被顺序施加于相应的数据线组，该数据线由至少一个数据线组成，并在数据电压施加于这些线之前，停止对每组数据线施加第二预充电电压。

根据第五方面，提供一种显示器，包括多个数据线、多个扫描线、多个像素电路、数据驱动器、和扫描驱动器。像素电路设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域。每个像素电路包括：第一开关元件，响应施加于扫描线的选择信号，以发送施加于数据线的数据电压；电容，用于在某一周期期间，维持数据电压；和第二开关元件，响应控制信号将第一预充电电压施加于电容，同时，选择信号被施加于前一扫描线。

在这种情况下，数据驱动器将多个数据线分成多组，每组包括至少一个数据线，并将相应的数据电压顺序施加于各个组。在用于选择扫描线的选择信号被施加于与像素电路连接的扫描线之前，第二预充电电压被施加于至少一组的数据线，且当相应的数据电压被施加于各个组时，停止施加第二预充电电压。

控制信号最好是施加于先前的描线的选择信号或单独复位信号。

附图说明

图1表示根据现有技术的有机EL显示器的像素的电路方框图。

图2和图4分别表示根据本发明的第一和第二实施例的有机EL显示器。

图3A和图3B分别表示根据本发明的第一实施例和修改例子的典型像素。

图5表示根据本发明的第二实施例的有机EL显示器的多路输出选择器。

图6表示根据本发明的第二实施例的有机EL显示器的时序图。

图7和图9分别表示根据本发明的第三和第四实施例的有机EL显示器。

图8和图10表示根据本发明的第三和第四实施例的有机EL显示器的时序图。

图11表示根据本发明的第五和第六实施例的有机EL显示器的时序图。

图12表示在根据本发明的第五实施例的有机EL显示器中预充电控制信号产生器。

图13表示根据本发明的第六实施例的有机EL显示器中的移位寄存器的输出部分。

具体实施方式

在下文中，相同部件用相同的附图标号表示。当一个部件与另一部件连接时，该部件不仅直接与另一部件连接，而且，用插在中间的另一元件，与另一部件电连接。

首先，参考图2、图3A、和图3B，根据本发明的第一实施例的有机EL显示器及其驱动方法将被描述。

图2表示根据本发明的第一实施例的有机EL显示器，图3A和图3B表示根据本发明的第一实施例和修改例子的典型像素。

如图2所示，根据本发明的第一实施例的有机EL显示器包括有机EL显示器面板110、扫描驱动器120、和数据驱动器130。

有机EL显示器面板110包括多个传输数据电压的数据线Y₁到Y_N、多个传输选择信号的扫描线X₁到X_M、多个像素电路112。像素电路112设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域。扫描驱动器120将选择信号施加于扫描线X₁到X_M，数据驱动器130将表示图像信号的数据电压施加于数据线Y₁到Y_N。

如图3A所示，根据本发明的第一实施例的像素电路112包括有机EL器件OLED；晶体管M1、M2、M3、和M4；和电容C1。

晶体管M3具有与扫描线X_M连接的栅极、和与晶体管M2的源极连接的漏极，传输数据电压给晶体管M2以响应施加于扫描线X_M的选择信号。

晶体管M2的栅极和漏极互相连接，以便象二极管(二极管连接)那样工作，从晶体管M3传输数据电压到晶体管M1。

晶体管M1具有与电源电压VDD连接的源极、与有机EL器件OLED连接的漏极、和与晶体管M2的漏极连接的栅极，从晶体管M2给有机EL器件OLED供应对应于数据电压的电流。有机EL器件OLED发射对应于所供电流的光。

电容C1连接在电源电压VDD和晶体管M1的栅极之间，以在特定周期，维持数据电压和施加于晶体管M1的栅极的预充电电压Vp.

晶体管M4具有与前一扫描线X_m-1连接的栅极、与晶体管M2的漏极连接的源极，和被施加预充电电压Vp的漏极，初始化晶体管M1的栅极至预充电电压Vp，以响应施加于前一扫描线X_m-1的选择信号。

在这种情况下，预充电电压Vp最好设置成一个小于点A的电压的值，点A的电压对应于最高灰度级(也即，对应于施加于数据线的最小电压)。

一旦晶体管M3由施加于扫描线X_M的选择信号导通，施加于数据线的数据电压通过晶体管M2，被传输给驱动晶体管M1的栅极(点A)。然后，对应于施加于栅极的数据电压的电流流经有机EL器件OLED，通过晶体管M1，以发光。

在这种情况下，流经根据本发明的第一实施例的有机EL器件OLED的电流如下面公式2表示。 $I_{\mathrm{OLED}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{GS}}-V_{\mathrm{TH}1})}^2=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{DD}}-(V_{\mathrm{DATA}}-|V_{\mathrm{TH}2}\left|\right)-|V_{\mathrm{TH}1}\left|\right)}^2---\left(2\right)$

其中，I_OLED是流经有机EL器件OLED的电流，V_GS是晶体管M1的栅源电压，V_TH1是晶体管M1的门限电压，V_TH2是晶体管M2的门限电压，β是一个常量。

在这种情况下，如果晶体管M1和晶体管M2的门限电压相等，也就是，V_TH1＝V_TH2，公式2可以表达成下面公式3，实践上，根据本发明的第一实施例，由于两个晶体管邻近，且受到处理的影响几乎相同，在两个晶体管M1和M2的门限电压的差值可以忽略，从而门限电压相同。 $I_{\mathrm{OLED}}=\frac{\mathrm{\β}}{2}{(V_{\mathrm{DD}}-V_{\mathrm{DATA}})}^2---\left(3\right)$

因此，根据本发明的第一实施例，如从公式3所见，对应施加于数据线的数据电压的电流I_OLED流经有机EL器件OLED，而不考虑电流驱动晶体管M1的门限电压。也就是，由于晶体管M2补偿电流驱动晶体管M1的门限电压的偏差，流经有机EL器件OLED的电流可以精确控制，以提供有机EL显示器的高灰度。

虽然，像素电路112的晶体管M1、M2、M3、和M4在本发明的第一实施例中用PMOS晶体管描述，本发明不限制于此，可用NMOS晶体管或PMOS晶体管和NMOS晶体管的组合。由于与本发明相关的领域的普通人员很容易构造这些情况的修改电流。在此，将不详细描述。

而且，在本发明的第一实施例中，晶体管M4由前一扫描线X_m-1的选择信号驱动，以初始化像素电路112的晶体管M1的栅极至预充电电压Vp。然而，如图3B所示，晶体管M4可通过对晶体管M4的栅极施加于单独复位信号，而不是对栅极施加于前一扫描线X_m-1的选择信号，来驱动。

这里，当数据线被施加于数据电压时，数据电压可以不是同时被施加于所有从Y₁到Y_N的数据线，而是依次施加。在依次施加于数据电压的情况时，当用选择的扫描线X_m对数据线Y₁施加数据电压，在数据线Y₂，在选择前一扫描线X_m-1时施加于的数据电压被存储在寄生电容中，预充电电压Vp被存储在像素电路112的电容C1中。

在这种情况下，如果二极管元件M2被寄生电容的电压和电容C1的电压之间的差值导通，在寄生电容和电容C1之间的电荷被重新分配，以改变电容C1的电压。结果，晶体管M2不能被电容C1的改变后的电压和后来施加于数据线Y2的数据电压之间的差值导通，在这种情况下，期望的电压没有施加于电容C1，不能获得期望的图像。

为解决上面问题，预充电电压V_pre被施加于没有供应数据电压的数据线，以用预充电电压V_pre对数据线充电，从而，晶体管M2不能被电容C1的电压和预充电电压V_pre之间的差值导通。这里，预充电电压V_pre等于‘预充电电压V_p-门限电压V_TH2’或远离数据电压，以致于晶体管M2不被导通。门限电压V_TH2在晶体管M2是PMOS晶体管时，是负值，在晶体管M2是NMOS晶体管时，是正值。

现在，将描述通过施加这样的预充电电压V_pre驱动有机EL显示器的方法。

首先，参考图4到图6，根据本发明的第二实施例的有机EL显示器及其驱动方法将被描述。

图4表示根据本发明的第二实施例的有机EL显示器，图5表示根据本发明的第二实施例的有机EL显示器的多路输出选择器。图6表示根据本发明的第二实施例的有机EL显示器的时序图。

如图4所示，根据本发明的第二实施例的有机EL显示器200包括有机EL显示器屏面210、扫描驱动器220、数据驱动器230和多路输出选择器240。

根据本发明的第二实施例的有机EL显示器，除了数据驱动器230和多路输出选择器240之外，具有与第一实施例相同的结构。有机EL显示器屏面210的像素电路212包括根据本发明的第一实施例的像素电路112和所有能够在本发明的第一实施例中修改的像素电路。

在控制器(未示出)的控制下，数据驱动器230按每R(red)、G(green)、B(blue)的顺序输出数据电压到多路输出选择器240，当数据线Y₁、Y₂、Y₃、Y₄、Y₅、Y₆、…、Y_3n-2、Y_3n-1、和Y_3n的个数是3n，也就是，传输R数据电压的数据线Y₁、Y₄、…、Y_3n-2，传输G数据电压的数据线Y₂、Y₅、…、Y_3n-1，传输B数据电压的Y₃、Y₆、…、Y_3n，从数据驱动器传输数据电压到多路输出选择器的信号线D₁、D₂、…、D_n的个数是n，以对应于每一R、G、B数据线。

在这种方式中，在控制器的控制下，数据驱动器230顺序输出R、G、B的数据电压到信号线D₁、D₂、…、D_n。

如图5所示，多路输出选择器240被施加给从数据驱动器230来的每R、G、和B的数据电压，然后，它顺序输出R、G、和B数据电压到各个数据线。

多路输出选择器240包括由PMOS晶体管组成的数据电压施加开关元件MR₁、MG₁、MB₁、MR₂、MG₂、MB₂、…、MR_n、MG_n、和MB_n及预充电电压施加开关元件PG₁、PB₁、PG₂、PB₂、…、PG_n、和PB_n。

数据线Y₁、Y₂、和Y₃通过各个开关元件MR₁、MG₁、和MB₁，互相并行连接到信号线D₁，数据线Y₄、Y₅、和Y₆通过各个开关元件MR₂、MG₂、和MB₂互相并行连接到信号线D₂，以该方式，Y_3n-2、Y_3n-1和Y_3n通过各个开关元件MR_n、MG_n、和MB_n连接到信号线D_n。而且，开关元件PG₁、PB₁、PG₂、PB₂、…、PG_n、和PB_n连接在预充电电压Vpre和数据线Y₂、Y₃、Y₅、Y₆、…、Y_3n-1、和Y_3n之间。

数据电压施加开关元件MR₁到MR_n的被连接到开关信号线241，和传输R数据到数据线Y₁、Y₄、和Y_3n-2和像素电路212以响应通过信号线241从控制器施加的开关信号H_R。数据电压施加开关元件MG₁到MG_n被连接到开关信号线243，和将G数据施加于数据线Y₂、Y₅、和Y_3n-1和像素电路212以响应开关信号H_G。而且，数据电压施加开关元件MB₁到MB_n被连接到开关信号线245，和将B数据施加于数据线Y₃、Y₆、和Y_3n和像素电路212以响应开关信号H_B。

而且，预充电电压施加开关元件PG₁到PG_n被连接到信号线242，经由数据线Y₂、Y₅、…、Y_3n-1向像素电路212传输预充电电压V_pre以响应通过信号线242由控制器施加的开关信号P_G。预充电电压施加开关元件PB₁到PB_n被连接到信号线244，经由数据线Y₃、Y₆、…、Y_3n向像素电路212传输预充电电压V_pre以开关信号P_B。

这样的预充电电压V_pre必须具有等于‘预充电电压V_p-门限电压V_TH2’的值或与施加于电容C1的预充电电压相比远离数据电压该值的值。在这种方式中，晶体管M2不被存储在数据线上的电压V_pre和电容C1中存储的电压V_p的差值导通。

在本发明的第二实施例中，虽然像素电路212的晶体管M1、M2、M3、和M4；数据电压施加开关元件MR₁、MG₁、MB₁、MR₂、MG₂、MB₂、…、MR_n、MG_n、和MB_n；和预充电电压施加开关元件PG₁、PB₁、PG₂、PB₂、…、PG_n、和PB_n是用PMOS晶体管描述的，但本发明不限于此，可以使用NMOS晶体管或PMOS晶体管和NMOS晶体管的组合。由于根据本发明的示例的替换电路构成和驱动信号，对于本技术领域人员是显而易见的，所以，将不包含进一步的详细说明。

接着，参考图6，根据本发明的第二实施例的有机EL显示器屏面的操作将被说明。

如图6所示，首先，当对应于与扫描线X_m连接的像素电路212的R数据电压由数据驱动器230施加时，开关元件MR₁到MR_n和开关元件PG₁到PG_n和PB₁到PB_n被开关信号H_R、P_G和P_B导通，然后，用于选择扫描线X_m选择信号被供应。在这种方式中，用施加于数据线Y₁、Y₄、…、Y_3n-2的数据电压R，操作连接扫描线X_m的像素电路212，和使用寄生电容，数据线Y₂、Y₃、Y₅、Y₆、…、Y_3n-1和Y_3n被预充电至预充电电压V_pre。

接着，当G数据电压由数据驱动器230施加，开关元件MR₁到MR_n和开关元件PG₁到PG_n被切断，开关元件MG₁到MG_n被高电平的开关信号H_R、P_G和低电平的H_G导通。在这种方式中，用施加于这些数据线的G数据电压操作连接扫描线X_m和数据线Y₂、Y₅、…、Y_3n-1的像素电路212，和使用寄生电容，数据线Y₃、Y₆、…、Y_3n仍然被预充电至预充电电压V_pre。

接着，当B数据电压从数据驱动器230施加，开关元件MG₁到MG_n和开关元件PB₁到PB_n被切断，开关元件MB₁到MB_n被高电平的开关信号H_G、P_B和低电平的H_B导通。在这种方式中，用施加给这些数据线的B数据电压，操作连接扫描线X_m和数据线Y₃、Y₆、…、Y_3n的像素电路212。

如在本发明的第二实施例中，其中，从扫描线X_m被选择开始，R、G和B数据电压被顺序供应，在数据线Y₁、Y₄、…、Y_3n-2被施加给R数据电压期间，数据线Y₂、Y₃、Y₅、Y₆、…、Y_3n-1和Y_3n被预充电至预充电电压V_pre。因此，由于晶体管M2被存储在电容C1的预充电电压和预充电电压V_pre的差值导通，电容C1可被连续地保持预充电电压V_p。

因此，由于电容C1的改变的电压，晶体管M2不被施加的数据电压导通的上述问题将不存在。

虽然，在本发明的第二实施例中，描述了数据电压以每R、G、和B的顺序输出，多路输出选择器240以1：3DEMUX的方式工作，本发明不限于此，N个数据线可形成一组，对应于各个组的数据电压被顺序输出。在这种方式中，多路输出选择器以1：N DEMUX的方式工作，以分配输入各个组的数据电压到N个数据线中相应的数据线。由于根据本发明的示例的替换电路构成和驱动信号，对于本技术领域人员是显而易见的，所以，将不包含进一步的详细说明。

接着，使用移位寄存器构成数据驱动器的情况将被说明。

首先，参考图7和图8，有机EL显示器及其驱动方法将被说明。

图7表示根据本发明的第三实施例的有机EL显示器，图8表示根据本发明的第三实施例的有机EL显示器的时序图。

如图7所示，根据本发明的第三实施例的有机EL显示器包括有机EL显示器屏面310、扫描驱动器320、数据驱动器330、和预充电装置340。

有机EL显示器屏面310包括：多个数据线Y₁到Y_n，用于传输表示图像信号的数据电压；多个扫描线X₁到X_M，用于传输选择信号；和多个像素电路312。像素电路312包括根据第一实施例的像素电路112和所有能够在本发明的第一实施例中修改的像素电路。

扫描驱动器320将选择信号施加于扫描线X₁到X_M，以控制像素电路312的薄膜晶体管M3的导通/截止。

数据驱动器330包括移位寄存器332，多个或门OR₁到OR_N，和由PMOS晶体管组成的数据电压开关元件HSW₁到HSW_N。

移位寄存器332输出控制信号H₁到H_N，用于控制开关元件HSW₁到HSW_N的导通/截止，这些信号H₁到H_N和从控制器(未示出)来的OE信号一起，被输入到各个或门OR₁到OR_N。OE信号是控制信号，用于在图像信号V_sig的数据被改变之后，选择数据线，和各个或门OR₁到OR_N的输出成为开关信号，用于导通/截止开关元件HSW₁到HSW_N。

图像信号V_sjg通过将被施加于各个数据线Y₁到Y_N的移位寄存器332的开关信号S₁到S_N被顺序采样。详细地，开关元件HSW₁到HSW_N的一端连接数据线Y₁到Y_N的一端，开关元件HSW₁到HSW_N的另一端连接到传输图像信号V_sig的图像信号线334。开关元件HSW₁到HSW_N顺序向各个数据线Y₁到Y_N施加图像信号，分别对应于开关信号S₁到S_N。

预充电装置340连接到数据线Y₂到Y_N的另一端，包括由用于预充电的PMOS晶体管组成的开关元件PSW₂到PSW_N。开关元件PSW₂到PSW_N同时将预充电电压V_pre施加于数据线Y₂到Y_N以响应来自控制器的预充电控制信号PC。预充电电压V_pre具有等于‘预充电电压V_p-门限电压V_TH2’的值或与施加于电容C1的预充电电压相比，远离图像信号V_sig该值的值。

在本发明的第三实施例中，虽然开关元件HSW₁到HSW_N和开关元件PSW₂到PSW_N分别置于数据线Y₁到Y_N的两端，但它们也可以置于数据线Y₁到Y_N的每一端。

而且，虽然晶体管M1、M2、M3、和M4，开关元件HSW₁到HSW_N和开关元件PSW₂到PSW_N被描述成由PMOS晶体管组成，本发明不限于此，它们可以由NMOS晶体管组成，或PMOS晶体管和NMOS晶体管两者组成。由于与本发明示例一致的替换电路构成和驱动信号，对于本技术领域人员是显而易见的，所以，将不包含进一步的详细说明。

参考图8，根据本发明的第三实施例的有机EL显示器的操作将在下面描述。

如图8所示，首先，开关元件HSW₁到HSW_N和开关元件PSW₂到PSW_N由开关信号S₁和低电平的信号PC导通，然后，施加用于选择扫描线Xm的选择信号。然后，采用使用通过开关元件HSW₁从图像信号V_sig采样得到的数据电压，驱动连接扫描线Xm和数据线Y₁的像素电路312的有机EL器件OLED，且数据线Y₂到Y_N被寄生电容预充电至预充电电压V_pre。

接着，控制信号被反转，以切断开关元件PSW₂到PSW_N，从而，数据线Y₂到Y_N被悬浮(float)，保持预充电电压V_pre直到施加数据电压。然后，移位寄存器332移位并输出选择信号，以顺序导通开关元件HSW₁到HSW_N，向数据线Y₂到Y_N施加图像信号V_sig ，从而，驱动有机EL器件OLED。

在这种方式中，由于，数据线Y₂到Y_N被保持在预充电电压V_pre直到施加数据电压，晶体管M2没有被存储在电容C1中的预充电电压V_p和在选择扫描线Xms时的预充电电压V_pre之间的差值导通。因此，电容C1可持续保持预充电电压V_p，因而，如前所述由于电容C1的电压改变在施加数据电压时晶体管M2没有被导通的情况没有出现。

然而，在使用如本发明的第三实施例中的单个信号同时驱动开关元件PSW₂到PSW_N的情况，当屏面尺寸变大，分辨率变大，信号线的阻抗和薄膜晶体管的栅极电容值相应增加，从而，增加RC延迟。

由于如RC延迟，预充电控制信号PC的上升时间和下降时间变长，在开关信号H₁的上升沿和开关信号H₂的上升沿之间的时间差必定变大。因而，由于开关信号H₁到H_N的脉冲宽度必定增加，时钟的速度必定减小，为此，限制了数据驱动器330的频率。

为了解决该问题，用于预充电的开关元件可以分别驱动，下面，将参考图9和图10，描述这样一个实施例。

图9表示根据本发明的第四实施例的有机EL显示器，图10表示根据本发明的第四实施例的有机EL显示器的时序图。

如图9所示，根据本发明的第四实施例的有机EL显示器包括有机EL显示器屏面410、扫描驱动器420、数据驱动器430、和预充电装置440。

第四实施例的有机EL显示器屏面410和扫描驱动器420与第三实施例的有机EL显示器屏面310和扫描驱动器320相同。有机EL显示器屏面410的像素电路412包括根据第一实施例的像素电路和所有能够在本发明的第一实施例中修改的像素电路。

数据驱动器430包括移位寄存器432、用于数据电压的开关元件HSW₁到HSW_N、和或门OR₁到OR_N。

移位寄存器输出控制信号H₁到H_N，用于顺序控制开关元件HSW₁到HSW_N，这些控制信号和从控制器(未示出)来的OE信号一起，被输入到各个或门OR₁到OR_N，各个或门OR₁到OR_N的输出成为开关信号S₁到S_N，用于导通/截止开关元件HSW₁到HSW_N。

图像信号V_sig通过将被施加给各个数据线Y₁到Y_N的移位寄存器432的开关信号被顺序采样。详细地，数据线Y₁到Y_N的一端分别连接开关元件HSW₁到HSW_N的一端，开关元件HSW₁到HSW_N的另一端分别连接到传输图像信号V_sig的图像信号线434。开关元件HSW₁到HSW_N顺序向各个数据线Y₁到Y_N施加给图像信号，以响应开关信号S₁到S_N。

预充电装置440包括用于预充电的开关元件PSW₂到PSW_N和多个预充电控制信号发生器442。

预充电控制信号发生器442分别接收来自移位寄存器432的控制信号H₁到H_N-1和先前的预充电控制信号P₁到P_N-1以生成预充电控制信号P₂到P_N。预充电控制信号P₁是一个始终保持高电平的信号，在本发明的第四实施例中，预充电控制信号发生器442由与门组成。

开关元件PSW₂到PSW_N传输预充电电压V_pre到数据线Y₂到Y_N以响应预充电控制信号P₂到P_N。这样的预充电电压V_pre具有等于‘预充电电压V_p-门限电压V_TH2′’的值或与施加于电容C1的预充电电压相比，远离电压V_sig该值的值。

现在，参考图10，根据本发明的第四实施例的有机EL显示器的操作将在下面描述。

如图10所示，通过低电平的控制信号H₁、高电平的控制信号H₂到H_N、和高电平的控制信号P₁，预充电控制信号P₂到P_N变成低电平。开关元件HSW₁和开关元件PSW₂到PSW_N被这些信号导通，施加用于选择扫描线Xm的控制信号。然后，使用由开关元件HSW₁采样的数据电压，驱动连接扫描线Xm和数据线Y₁的像素电路412的有机EL器件OLED，且数据线Y₂到Y_N被寄生电容预充电至预充电电压V_pre。

接着，当通过移位寄存器432控制信号H₁成为高电平并且控制信号H₂成为低电平时，控制信号P₂成为高电平，控制信号P₃到P_N持续保持低电平。由这些信号，开关元件PSW₂被切断，而开关元件HSW₂被导通，以传输数据电压给数据线Y₂，开关元件PSW₃到PSW_N被连续导通，以传输预充电电压到数据线Y₃到Y_N。

如上，开关元件HSW₂到HSW_N被顺序导通，开关元件PSW₂到PSW_N被顺序切断，从而，向数据线Y₃到Y_N施加数据电压，数据线被充电至预充电电压V_pre直到数据电压施加于它们。

在这种方式中，由于数据线Y₂到Y_N被保持在预充电电压V_pre直到施加给从图像信号采样的数据电压，晶体管M2没有被在选择扫描线X_m-1时存储在电容C1中的预充电电压V_p和预充电电压V_pre之间的差值导通。因此，电容C1可被连续地保持预充电电压V_p，

因而，如前所述的、由于电容C1的电压改变在施加数据电压时晶体管M2没有被导通的情况没有出现。

同时，如图11所示，当输出部分重叠的控制信号H₁到H_N的移位寄存器432被使用时，上述问题会出现。也就是，数据线Y₂由控制信号H₂连接到传输图像信号V_sig的图像信号线，同时，数据被写入数据线Y₁。在这种情况下，当图像信号V_sig成为对应于数据线Y₂的值并且数据线Y₂必须被写入时，在数据线Y₁被写入的时候写入数据线Y₂的数据可导致如上所述的晶体管M2没有导通的问题。

参考图11到图13，将详细描述当使用输出部分重叠控制信号H₁到H_N的移位寄存器432时的实施例。

图11是根据本发明的第五实施例和第六实施例的有机EL显示器的时序图。图12和图13是描述根据本发明的第五实施例和第六实施例的有机EL显示器的预充电控制信号发生器的方框图。

因此，在本发明的第五实施例中，当如图12所示的预充电控制信号发生器442生成预充电控制信号P₁到P_N，预充电控制信号如图11生成。现在，将描述用于生成施加于数据线Y_n的预充电控制信号P_n的预充电控制信号生成器442。

用于生成预充电控制信号P_n的预充电控制信号生成器442包括反相器，或门和与门。或门接收反相器输出的信号，以响应对应于下一数据线Y_n+1的控制信号H_n+1、和对应于当前数据线Y_n的控制信号。或门的输出和前一预充电控制信号P_n-1一起被输入与门，以生成预充电控制信号P_n。

如上的生成预充电控制信号P₁到P_N在图11中显示。例如，当通过控制信号H₁相应的数据电压被施加给数据线Y₁，通过低电平的控制信号H₂导通开关元件HSW₂的时间间隔生成。在这种情况下，直到图像信号V_sig成为对应于数据线Y₂的值，开关元件PSW₂可由根据第五实施例的预充电控制信号P₂导通，以传输预充电电压V_pre。

如上，在开关元件HSW₂和PSW₂被导通的间隔中预充电电压V_pre被施加于数据线Y₂的情况，预充电电压V_pre必须被设置为施加于数据线Y₂并且由图像信号V_sig和预充电电压V_pre确定的电压等于‘预充电电压V_p-门限电压V_TH2′’的值或与远离图像信号V_sig该值。

根据这样的第五实施例，当预充电电压V_pre和图像信号V_sig的差值增加时，开关元件PSW₂和HSW₂的驱动电压增加。当驱动电压增加，存在功率消耗增加的问题。

因此，通过调整第五实施例的移位寄存器的输出，在第六实施例中，构成输出不互相重叠的移位寄存器。

如图13所示，在开关元件HSW₁到HSW_N是PMOS晶体管的情况，可通过使用或门，对移位寄存器432的相邻两个输出做或操作，来提供输出不重叠的移位寄存器。

例如，对移位寄存器432的输出H₁和H₂执行或操作的结果是生成新输出H₁′，也就是，当两个输出H₁和H₂是低电平，或门的输出H₁′变成低电平，当两个输出H₂和H₃也是低电平，或门的输出H₂′变成低电平，因此，可能形成不重叠输出的移位寄存器。

虽然，在第一到第六实施例中，开关元件被描述成使用PMOS晶体管，但本发明不限于此，它们可以使用NMOS晶体管、CMOS晶体管、或这些晶体管的组合。由于与本发明示例一致的替换电路构成和驱动信号，对于本技术领域人员是显而易见的，所以，将不包含进一步的详细说明。

而且，如图3B所示，同时在本发明的第二到第六实施例，单独的复位信号被施加于晶体管M4的栅极，以驱动它，来用预充电电压V_p，对像素电路的电容C1充电。

根据上述的本发明，通过在数据电压施加于数据线之前，将预充电电压V_pre施加于数据线，可能防止电容C1的电荷的重新分配，它是由于使用当前一扫描线被选择时在像素电路的电容C1中充电的预充电电压V_p和存储在数据线的寄生电容中的前一数据电压导通开关元件引起的。因此，可以解决由于电容C1中的电荷重新分配造成的低质量图像的问题。

而且，虽然使用四个晶体管的像素电路被作为本发明实施例中的例子描述，但本发明不限于此，它可适应于所有施加预充电电压V_p的像素电路。而且，虽然，有机EL显示器被作为本发明实施例的一个例子描述，但本发明不限于此，它可适应所有对像素电路中的电容C1施加于预充电电压的显示器。换句话说，在显示器的像素电路包括由通过栅极线和数据线施加的信号驱动的晶体管和用于施加于预充电电压V_p的晶体管的情况下，有可能通过如在本发明的实施例中描述的那样向数据线施加预充电电压V_p，改善低质量图像的质量。

虽然，上面详细描述了本发明的各种实施例，但是，应当清楚的理解，根据权利要求定义的基本概念的多种变化和/或修改仍然在本发明的精神和范围内。

Claims (38)

1、一种有机场致发光显示器，包括：

多个数据线，用于传输数据电压；

多个扫描线，用于传输选择信号；

多个像素电路，被设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域，具有：第一开关元件，用于响应施加于扫描线的选择信号，以传输施加于数据线的数据电压；第一薄膜晶体管，相应于通过第一开关元件输入该晶体管栅极的数据电压，向有机场致发光装置供应电流；电容，用于在特定时间期间维持数据电压；和第二开关元件，向电容施加第一预充电电压，以响应控制信号，同时，选择信号被施加于先前的扫描线；

数据驱动器，将数据线分成多个组，以组为单元选择性地向各组施加数据电压；和

多路输出选择器，将由数据驱动器选择性地施加的数据电压施加于相应的数据线，和在用于选择扫描线的选择信号被施加于与像素电路相连的扫描线之前，将第二预充电电压施加于分组中的至少一组。

2、如权利要求1所述的有机场致发光显示器，其中，多路输出选择器包括：

多个第三开关元件，每个都连接到数据线，当对应于连接的数据线的数据电压被施加时导通；和

多个第四开关元件，其每个连接在用于第二预充电电压的信号和至少一组的数据线之间，在选择信号被施加于连接到像素电路的扫描线之前导通，当相应的数据电压被施加于连接的数据线时切断。

3、如权利要求2所述的有机场致发光显示器，其中，数据驱动器将数据线分成三组，对应于第一到第三色彩被施加于这些组，从而，顺序输出对应于第一到第三色彩的数据电压，和

其中，多个第四开关元件被连接到对应于第一到第三色彩中的至少一个色彩的数据线。

4、如权利要求1所述的有机场致发光显示器，其中，像素电路包括第二薄膜晶体管，它的栅极与第一薄膜晶体管的栅极连接，并且在第一开关元件和第二开关元件之间二极管连接，其中，第二预充电电压具有等于“第一预充电电压-第二薄膜晶体管的门限电压”的值或远离数据电压的值。

5、如权利要求1所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是施加于先前的扫描线的选择信号。

6、如权利要求1所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是单独复位信号。

7、如权利要求1所述的有机场致发光显示器，其中，第二预充电电压具有恒定值。

8、一种有机场致发光显示器，包括：

多个数据线，用于传输数据电压；

多个扫描线，用于传输选择信号；

多个像素电路，被设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域，具有：第一开关元件，用于响应施加于扫描线的选择信号，以传输施加于数据线的数据电压；第一薄膜晶体管，相应于通过第一开关元件输入该晶体管栅极的数据电压，向有机场致发光装置供应电流；电容，用于在特定时间期间维持数据电压；和第二开关元件，向电容施加第一预充电电压，以响应控制信号，同时，选择信号被施加于前一扫描线；

数据驱动器，顺序向数据线施加数据电压；和

预充电装置，在用于选择扫描线的选择信号被施加于扫描线之前，将第二预充电电压施加于数据线，在数据电压被施加于已提供预充电电压的数据线中的任何一个的同时，停止第二预充电电压的施加。

9、如权利要求8所述的有机场致发光显示器，其中，数据驱动器包括：

多个第三开关元件，每个均连接在至少一个传输表示数据电压的图像信号的信号线和数据线之间，以在图像信号具有对应于数据线的值时，执行开关操作；和

移位寄存器，分别顺序输出用于驱动第三开关元件的多个开关信号，

其中，预充电装置包括多个连接在用于传输第二预充电电压的第二信号线和数据线之间第四开关元件，在用于选择扫描线的选择信号被施加于与像素电路连接的扫描线之前，同时导通，在数据电压被施加于任何一个连接的数据线时，同时切断。

10、如权利要求9所述的有机场致发光显示器，其中，第四开关元件分别连接到至少是第二到最后的数据线。

11、如权利要求9所述的有机场致发光显示器，其中，当移位寄存器的相邻的两个输出具有用于驱动第三开关元件的电平，开关信号被改变成用于驱动第三开关元件的电平。

12、如权利要求8所述的有机场致发光显示器，其中，像素电路包括第二薄膜晶体管，它的栅极与第一薄膜晶体管的栅极连接，并且在第一开关元件和第二开关元件之间二极管连接，其中，第二预充电电压具有等于“第一预充电电压-第二薄膜晶体管的门限电压”的值或远离数据电压的值。

13、如权利要求8所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是施加于先前的扫描线的选择信号。

14、如权利要求8所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是单独复位信号。

15、如权利要求8所述的有机场致发光显示器，其中，预充电电压具有恒定值。

16、一种有机场致发光显示器，包括：

多个数据线，用于传输数据电压；

多个扫描线，用于传输选择信号；

多个像素电路，被设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域，具有：第一开关元件，用于响应施加于扫描线的选择信号，以传输施加于数据线的数据电压；第一薄膜晶体管，对应于通过第一开关元件输入该晶体管栅极的数据电压，向有机场致发光装置供应电流；电容，用于在特定时间期间维持数据电压；和第二开关元件，向电容施加第一预充电电压，以响应控制信号，同时，选择信号被施加于先前的扫描线；

数据驱动器，顺序向数据线施加数据电压；和

预充电装置，在用于选择扫描线的选择信号被施加于连接到像素电路的扫描线之前，将第二预充电电压施加于数据线，在数据电压被施加于各个数据线之前，顺序停止第二预充电电压施加于各个数据线。

17、如权利要求16所述的有机场致发光显示器，其中，数据驱动器包括：

多个第三开关元件，连接在至少一个传输表示数据电压的图像信号的信号线和数据线之间，以在图像信号具有对应于数据线的值时，执行开关操作；和移位寄存器，分别顺序输出用于驱动第三开关元件的多个开关信号，

其中，预充电装置包括：多个连接在用于传输预充电电压的第二信号线和数据线之间的第四开关元件；和多个预充电控制信号发生器，接收用于驱动连接到先前的数据线的第四开关元件的预充电控制信号和用于驱动连接到先前的数据线的第三开关元件的开关信号，和生成用于驱动连接到当前数据线的第四开关元件的预充电控制信号。

18、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，预充电控制信号发生器由与门组成，该与门接收用于驱动连接到先前的数据线的第三开关元件的开关信号、和用于驱动连接到先前的数据线的第四开关元件的预充电控制信号。

19、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，预充电控制信号发生器生成预充电控制信号，在用于导通连接到后面的数据线的第三开关元件的开关信号被施加时，用于切断与当前数据线连接的第四开关元件。

20、如权利要求19所述的有机场致发光显示器，其中，预充电控制信号发生器包括：或门，该或门接收用于驱动连接到后面的数据线的第三开关元件的开关信号的反转值和用于驱动连接到当前数据线的第三开关元件的开关信号作为输入；和与门，接收或门的输出和先前的预充电控制信号作为输入，

其中，与门的输出成为预充电控制信号。

21、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，当移位寄存器的相邻的两个输出具有用于驱动第三开关元件的电平，开关信号被改变成用于驱动第三开关元件的电平。

22、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，像素电路包括第二薄膜晶体管，它的栅极与第一薄膜晶体管的栅极连接，并且在第一开关元件和第二开关元件之间二极管连接，其中，第二预充电电压具有等于“第一预充电电压-第二薄膜晶体管的门限电压”的值或远离数据电压的值。

23、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是施加于先前的扫描线的选择信号。

24、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，控制信号是单独复位信号。

25、如权利要求17所述的有机场致发光显示器，其中，预充电电压具有恒定值。

26、一种用于驱动有机场致发光显示器的方法，该显示器包括：多个数据线，用于传输数据电压；多个扫描线，用于传输选择信号；多个像素电路，被设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域，具有第一薄膜晶体管，用于向有机场致发光装置供应电流；电容，用于在特定时间期间维持数据电压，该方法包括：

(a)在选择信号施加于第i-1扫描线时，使用第一预充电电压，对与第i扫描线连接的像素电路的电容预充电；

(b)在选择信号施加于第i扫描线之前，向数据线施加第二预充电电压；和

(c)当数据电压施加于已经施加第二预充电电压的数据线时，停止第二预充电电压的施加，向由至少一个数据线组成的各个数据线分组施加相应的数据电压。

27、如权利要求26所述的方法，其中，在步骤(b)，预充电电压被同时施加于数据线。

28、如权利要求26所述的方法，其中，在步骤(b)，第二预充电电压被顺序施加于数据线。

29、如权利要求26所述的方法，其中，在步骤(c)，在数据电压被施加于已经施加第二预充电电压的分组中的任意一组之前，对所有数据线，第二预充电电压的施加被停止。

30、如权利要求26所述的方法，其中，在步骤(c)，在数据电压被顺序施加于已经施加第二预充电电压的分组，第二预充电电压的施加被顺序停止。

31、如权利要求26所述的方法，其中，第二预充电电压具有恒定值。

32、如权利要求26所述的方法，其中，每个像素电路包括连接在电容和第一预充电电压之间的开关元件，

其中，在步骤(a)，开关元件被施加于第(i-1)扫描线的选择信号驱动，以使用第一预充电电压对电容充电。

33、如权利要求26所述的方法，其中，每个像素电路包括连接在电容和第一预充电电压之间的开关元件，

其中，在步骤(a)，通过单独复位信号，使用第一预充电电压对电容充电。

34、一种显示器，包括：

多个数据线，用于传输表示图像信号的数据电压；

多个扫描线，用于传输选择信号；

多个像素电路，被设置在由两个相邻数据线和两个相邻扫描线限定的像素区域，具有：第一开关元件，用于响应施加于扫描线的选择信号，以传输施加于数据线的数据电压；电容，用于在特定时间期间维持数据电压；和第二开关元件，向电容施加第一预充电电压，以响应控制信号，同时，选择信号被施加于先前的扫描线；

数据驱动器，将数据线分成多个组，以选择性地向各组施加相应的数据电压；和

预充电装置，在用于选择扫描线的选择信号被施加于连接到像素电路的扫描线之前，将第二预充电电压施加于至少一组的数据线，在相应的数据电压被施加于各组时，停止第二预充电电压的施加。

35、如权利要求34所述的显示器，其中，第二预充电电压具有等于“第一预充电电压-薄膜晶体管的门限电压”的值或远离数据电压的值。

36、如权利要求34所述的显示器，其中，预充电电压具有恒定值。

37、如权利要求34所述的显示器，其中，控制信号是施加于先前的扫描线的选择信号。

38、如权利要求34所述的显示器，其中，控制信号是单独复位信号。

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