CN101290743B - 具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管(AMOLED)的驱动电路，其包含一电压选择器、一运算放大器、一MOS(金属氧化物半导体)晶体管及一电阻性元件。该电压选择器选择多个伽马电压中的一者。该运算放大器接收选定伽马电压及一反馈信号以产生一控制信号。该MOS晶体管提供该反馈信号且响应于该控制信号而导通一与一电流型像素电路相关联的电流。该电阻性元件耦合至一第一电压端及运算放大器的一负输入端以通过选定伽马电压决定该电流。
Description
技术领域
本发明关于一种具有伽马校正的AMOLED(有源式矩阵有机发光二极管)的驱动电路，且更具体地说，关于一种具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路。
背景技术
伽马校正用以控制一显示器装置上所展示的图像的总亮度。未适当校正的图像可看起来经漂白或太暗。大体而言，诸如一液晶显示器(LiquidCrystal Display)面板及一电致发光(electroluminescence)的面板模块的光学特性具有一相对于一所施加电压的非线性光透射特性。利用执行伽马校正以校正驱动电压，使得与面板模块的非线性光透射特性相匹配。一驱动电路用以执行伽马校正后再驱动面板模块。图1为一具有2.2的伽马值的典型伽马校正曲线，其中x轴(灰度)与y轴(相对亮度)正规化的(norma lized)。将对应于一特定灰度的所施加电压输入至面板模块后，将会输出一基于图1的伽马校正曲线且对应于一特定光透射的相对亮度(relative luminance)。
图2为一用于一LCD驱动器或一电压型AMOLED(有源式矩阵有机发光二极管)驱动器中的公知驱动电路10。驱动电路10包含一伽马校正电路11、多个数模转换器DAC1-DACM，及多个运算放大器缓冲器OPB。每一数模转换器DACi 接收一数位码(亦即，一灰度或一像素值)DGLi，且根据一自伽马校正电路11产生的参考电压Vi而产生一模拟驱动信号ADSi。该模拟驱动信号ADSi经由对应的运算放大器缓冲器OPB而发送，用以驱动LCD面板或电压型AMOLED面板。伽马校正电路11包含位于一高电平电源VH与一低电平电源VL之间串联的多个电阻器Ri，其还被称为一R串(R-string)。通过该R串的配置(configuration)可容易地执行伽马校正。仅需通过调整该R串的电阻器Ri 的电阻值便可产生图1中所表示的伽马校正曲线或其类似者来获得适当参考电压Vi。然而，对于一电流型AMOLED驱动器，通过R串来达成所要伽马校正曲线并不容易。
图3表示一具有一四位分辩率的用于一电流型AMOLED驱动器中的公知驱动电路20。驱动电路20包含多组电流镜像电路。每一组电流镜像电路包含四个PMOS晶体管及四个对应开关b3-b0。对于电流型AMOLED，其亮度与流经至电流型AMOLED的驱动电流成比例。四个开关b3-b0的状态(导通或关断)的排列呈现16个不同组合状态以提供16种电流电平来驱动一AMOLED电路。开关b3及b0分别对应于一数位输入灰度值(gray value)的MSB(最高有效位)及LSB(最低有效位)。因此，驱动电流的大小(magnitude)线性地取决于像素值。故，驱动电路20无法达成图1中所表示的一非线性伽马曲线。
图4(a)及4(b)分别表示具有一小电流定标(small current scale)及一大电流定标(large current scale)的两个公知驱动电路20的驱动电流与灰度(例如，六位分辩率)之间的两个关系曲线C1及C2(等效于伽马校正曲线)。类似公知驱动电路20的另一方法为组合图4(a)及图4(b)的曲线以形成图4(c)的曲线。亦即，图4(c)中的关系曲线C3为关系曲线C1与C2的一重迭曲线(superposed curve)。然而，关系曲线C3仍无法符合图1的伽马校正曲线。因此，此方法亦无法执行伽马校正。因此，有必要发展一具有伽马校正的驱动电路以驱动一电流型AMOLED。
发明内容
本发明提供一种具有伽马校正的电流型AMOLED(有源式矩阵有机发光二极管)的驱动电路，以获得一期望的伽马校正曲线(desired gamma correctioncurve)。
本发明的一具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路包含一运算放大器、一MOS晶体管及一电阻性元件(或一阻抗)。该运算放大器接收一由一电压选择器选择的伽马电压及一反馈信号以产生一控制信号。该MOS晶体管提供该反馈信号且响应于该控制信号而导通一与一电流型像素电路相关联的电流，其栅极接收该控制信号，漏极连接至该电流型像素电路，源极提供该反馈信号至该运算放大器的一负输入端。该电阻性元件耦合至一第一电压端及运算放大器的该负输入端以通过伽马电压决定该电流。
本发明还揭示一根据本发明的驱动电路，其根据一像素值提供一驱动电流至一像素。该驱动电路包含：一阻抗，其具有经耦合以接收一供电电压的一端及一耦合至一参考节点的另一端；及一MOS晶体管，其具有一耦合至该像素的第一端及一耦合至该参考节点的第二端，其中该MOS晶体管的一栅极经连接使得当施加一相对应于该像素值的参考电压至参考节点时，该MOS晶体管导通一用于驱动该像素的驱动电流。驱动电路进一步包含一运算放大器，其具有一经耦合以接收该参考电压的非负输入端、一耦合至参考节点的负输入端，及一经耦合以控制MOS晶体管的输出端，其中参考电压还经由该运算放大器的两个输入端之间的虚拟连接(virtual connection)而在该负输入端产生。
附图说明
图1为一具有2.2的伽马值的典型伽马校正曲线；
图2为一用于一LCD驱动器或一电压型有源式矩阵有机发光二极管驱动器中的公知驱动电路；
图3表示一具有一四位分辩率的用于一电流型有源式矩阵有机发光二极管驱动器中的公知驱动电路；
图4(a)及4(b)分别表示具有一小电流定标及一大电流定标的二公知驱动电路的驱动电流与灰度的关系图；
图4(c)为图4(a)及4(b)的组合关系图；
5(a)为本发明一实施例的一具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路以及与其配合的一电压选择器及一电流型像素电路；
图5(b)表示图5(a)的电阻性元件的另一实施例；
图6(a)为本发明另一实施例的一具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路以及与其配合的一电压选择器及一电流型像素电路；以及
图6(b)表示图6(a)的电阻性元件的另一实施例。
主要元件符号说明
10，20驱动电路 11伽马校正电路
100，200具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路
101，201运算放大器 103，203 MOS晶体管
105，105′，205，205′电阻性元件
110，210电压选择器 111数模转换器
112分压器 120，220电流型像素电路
C电容器 DAC数模转换器
OPB运算放大器缓冲器
SW1第一开关 SW2第二开关
具体实施方式
图5(a)为本发明一实施例的一具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路100，及与其配合的一电压选择器110及一电流型像素电路120。该驱动电路100包含一运算放大器101、一MOS晶体管103(于本实施例中为一NMOS晶体管)，及一电阻性元件105。以下说明该驱动电路100的工作原理。该运算放大器101接收来自该电压选择器110的一伽马电压GV及一反馈信号FB以产生一控制信号CS，其中该伽马电压GV根据该电流型像素电路120的一像素值而决定。该MOS晶体管103提供该反馈信号FB且响应于该控制信号CS而自该电流型像素电路120导通一电流。该电阻性元件105具有一耦合至一低于伽马电压GV的第一电压端GND(于本实施例中为一接地电平)的一端。该电阻性元件105的另一端耦合至该运算放大器101的一反相端。通过负反馈(negative feedback)产生的该运算放大器101的两个输入端之间的虚拟连接，该伽马电压GV与该反馈信号FB具有相同的电平。因此，自该电流型像素电路120流动至该接地电平GND的电流可通过该伽马电压GV除以该电阻性元件105的电阻值而决定。此外，可将该运算放大器101的该反相端视为一用以产生驱动该电流型像素电路120的驱动电流的参考节点。当通过该运算放大器101两个输入端间的虚拟连接而施加该伽马电压GV至该参考节点时，该参考节点可视为接收一与该伽马电压GV具相同电平的参考电压。当施加伽马电压GV至参考节点时，MOS晶体管103于饱和模式(saturation mode)中操作。因此，自该电流型像素电路120汲取的驱动电流相对应于该伽马电压GV。另，该电阻性元件105于本前实施例中为一电阻器。
该电压选择器110包含一分压器112及一数模转换器(Digital-to-AnalogConverter)111。该分压器112含有多个串联的电阻器R1-RN、一耦合至电阻器R1的一端的高参考电压VREFH，及一耦合至电阻器RN的一端的低参考电压VREFL。该分压器112提供多个电压电平V1-VN至该数模转换器111。
图5(b)表示图5(a)的电阻性元件的另一实施例。电阻性元件105′包含一第一开关SW1、一电容器C及一第二开关SW2。该第一开关SW1由一时钟信号CK控制。该电容器C并联连接至该第一开关SW1，且该电容器C的一端连接至第一电压端GND。该第二开关SW2连接于该电容器C的另一端与该运算放大器101的负输入端之间。该第二开关SW2由一反相时钟信号CKB控制。
图6(a)为本发明另一实施例的一具有伽马校正的电流型AMOLED的驱动电路200，及与其配合的一电压选择器210及一电流型像素电路220。该驱动电路200包含一运算放大器201、一MOS晶体管203(于本实施例中为一PMOS晶体管)，及一电阻性元件205。以下说明该驱动电路200的操作原理。该运算放大器201接收一来自一电压选择器210的一伽马电压GV及一反馈信号FB以产生一控制信号CS，其中该伽马电压GV根据该电流型像素电路220的一像素值而决定。该MOS晶体管203提供该反馈信号FB且响应于该控制信号CS而将一电流导通至该电流型像素电路120。该电阻性元件205具有耦合至一高于耦接伽马电压GV的第一电压端VDD(于本实施例中为一供电电源)的一端。该电阻性元件205的另一端耦合至该运算放大器201的一反相端。通过负反馈产生的该运算放大器201两个输入端间的虚拟连接，该伽马电压GV与该反馈信号FB具有相同的电平。因此，自该供电电源VDD流动至电流型像素电路220中的电流可通过该伽马电压GV除以该电阻性元件205的电阻值而决定。此外，可将运算放大器201的该反相端视为一用以产生驱动该电流型像素电路220的驱动电流的参考节点。当通过该运算放大器201两个输入端间的虚拟连接而施加该伽马电压GV至该参考节点时，该参考节点可视为接收一与该伽马电压GV具相同电平的参考电压。当施加伽马电压GV至参考节点时，MOS晶体管203在饱和模式中操作。因此，流动至像素电路220中的驱动电流相对应于该伽马电压GV。另，该电阻性元件205于本实施例中为一电阻器。该电压选择器210的结构与电压选择器110的结构相同，于此不再赘述。
图6(b)表示图6(a)的电阻性元件的另一实施例。电阻性元件205′包含一第一开关SW1、一电容器C及一第二开关SW2。该第一开关SW1由一时钟信号CK控制。该电容器C并联连接至该第一开关SW1，且该电容器C的一端连接至第一电压端VDD。该第二开关SW2连接于电容器C的另一端与该运算放大器201的负输入端之间。该第二开关SW2由一反相时钟信号CKB控制。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。任何所属技术领域中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改。因此，本发明的保护范围以所提出的权利要求的范围为准。
Claims (10)
1.一种具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其包含：
一电压选择器，用于选定多个伽马电压中的一者；
一运算放大器，用于接收该选定伽马电压及一反馈信号以产生一控制信号；
一金属氧化物半导体晶体管，用于提供该反馈信号且响应于该控制信号而自一电流型像素电路导通一与该电流型像素电路相关联的电流，以使该电流从该电流型像素电路流向该金属氧化物半导体晶体管，该金属氧化物半导体晶体管其栅极接收该控制信号，漏极连接至该电流型像素电路，源极提供该反馈信号至该运算放大器的一负输入端；以及
一电阻性元件，耦合至一第一电压端及该运算放大器的该负输入端，以通过该选定伽马电压决定该电流。
2.如权利要求1所述的具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其中该第一电压端为一低于该选定伽马电压的接地电平，且该金属氧化物半导体晶体管为一N型金属氧化物半导体晶体管。
3.如权利要求2所述的具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其中该电流自该电流型像素电路流至该接地电平。
4.如权利要求1所述的具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其中该电阻性元件为一电阻器。
5.如权利要求1所述的具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其中该电阻性元件包括：
一第一开关，由一时钟信号控制；
一电容器，与该第一开关相互并联，且该电容器的一端连接至该第一电压端；及
一第二开关，连接于该电容器的另一端与该运算放大器的该负输入端之间，且由一反相时钟信号控制。
6.如权利要求1所述的具有伽马校正的有源式矩阵有机发光二极管的驱动电路，其中该电流等于该选定伽马电压除以该电阻性元件的电阻值。
7.一种根据一像素值而提供一驱动电流至一像素的驱动电路，其包括：
一电压选择器，用于选择多个伽马电压中的一者；
一阻抗，其具有经耦合以接收一供电电压的一端及耦合至一参考节点的另一端；及
一晶体管，其具有一耦合至该像素的漏极及一耦合至该参考节点的源极；
其中该晶体管的一栅极经连接使得当施加一相对应于该像素值的参考电压至该参考节点时，该晶体管导通一用于驱动该像素的驱动电流，
其中该供电电压为一接地电平且该驱动电流自该像素流入该晶体管。
8.如权利要求7的驱动电路，其另包含一运算放大器，该运算放大器具有一经耦合以接收该参考电压的非负输入端、一耦合至该参考节点的负输入端，及一耦合至该晶体管的该栅极的输出端。
9.如权利要求8的驱动电路，其中该阻抗为一电阻器。
10.如权利要求8的驱动电路，其中该阻抗包括：
一第一开关，由一时钟信号控制且具有一耦合至该参考节点的第一端；
一电容器，其具有耦合至该第一开关的一第二端的一端及经耦合以接收该供电电压的另一端；及
一第二开关，由该时钟信号的一反相信号控制，且具有耦合至该第一开关的该第二端的一端及经耦合以接收该供电电压的另一端。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20120418 Termination date: 20220109 |