專利名稱：使用信號分離器的顯示裝置及其驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用信號分離器的顯示裝置。尤其是，本發(fā)明涉及使用信號分離器的顯示裝置的電源布線。
背景技術(shù)：
顯示裝置一般需要用來驅(qū)動掃描線的掃描驅(qū)動器和用來驅(qū)動數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器。數(shù)據(jù)驅(qū)動器具有和數(shù)據(jù)線一樣多的輸出端，用于將數(shù)字數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為模擬信號并將它們施加到所有的數(shù)據(jù)線上。通常，將數(shù)據(jù)驅(qū)動器配置成多個集成電路(IC)。已知單個IC受它包含的輸出端數(shù)量的限制，因此多個IC用來驅(qū)動所有的數(shù)據(jù)線。但是可以使用信號分離器來減少數(shù)據(jù)驅(qū)動器IC的數(shù)量。
例如，1:2的信號分離器通過信號線接收由數(shù)據(jù)驅(qū)動器時間劃分并施加的數(shù)據(jù)信號。信號分離器將數(shù)據(jù)信號分成兩個數(shù)據(jù)組并向兩個數(shù)據(jù)線輸出它們。因此，1:2信號分離器的使用減少了一半數(shù)據(jù)驅(qū)動器IC的數(shù)量。最近液晶顯示裝置(LCD)和有機場致發(fā)光顯示裝置的趨勢是把用于數(shù)據(jù)驅(qū)動器的IC安裝在面板上。在這種情況下，就更需要減少數(shù)據(jù)驅(qū)動器IC的數(shù)量。
在目前的技術(shù)下，當(dāng)把用于信號分離器、數(shù)據(jù)驅(qū)動器、以及掃描驅(qū)動器的IC制造為直接安裝在面板上時，如圖1所示地形成電源點、電源線、以及電源布線，用于向像素供給電源。
參照圖1，把左掃描驅(qū)動器20提供在顯示區(qū)域10上用來向選擇掃描線SE1至SEm施加選擇信號，而把右掃描驅(qū)動器30提供在顯示區(qū)域上用來向發(fā)射掃描信號EM1至EMm施加控制發(fā)光的信號。把信號分離器單元40和數(shù)據(jù)驅(qū)動器50也提供在顯示區(qū)域上用來向數(shù)據(jù)線D1至Dm施加數(shù)據(jù)信號。在這種情況下，形成用于向各個像素提供電源電壓的垂直線60，而在水平方向上形成與在基片頂部的每個垂直線60耦接的電源線70。圍繞掃描驅(qū)動器20，30的電源線70和外部電源線80通過電源點90連接。
在這種情況下，由于在電源電壓應(yīng)用在像素上時電流流過電源線70和垂直線60，因此會由于在電源線70和垂直線60的寄生電阻而在電源線70和垂直線60中產(chǎn)生電壓降(即，IR壓降)。沿著電源線70和垂直線60越遠離電源點90，產(chǎn)生的電壓降就越大，產(chǎn)生的電壓降在接近電源線70的中部和垂直線60的底部時最大。
通常，由于像素具有驅(qū)動晶體管的特性偏差，一般需要獲得在驅(qū)動晶體管的特性曲線的飽和區(qū)域的裕量。但是當(dāng)產(chǎn)生大的電壓降時，由于通常需要加大電源電壓以獲得飽和區(qū)域的足夠裕量而導(dǎo)致電源消耗增加。同樣的，當(dāng)采樣/保持電路是用于信號分離器中的1:N信號分離時，在1/N的特定水平周期內(nèi)，一般需要采樣對應(yīng)數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電流，縮短采樣時間，阻礙對數(shù)據(jù)電流的適當(dāng)采樣。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)一個實施例，本發(fā)明提供一種使用信號分離器來減少電壓降的顯示裝置。
依據(jù)另一個實施例，本發(fā)明提供一種用于在給定時間內(nèi)執(zhí)行采樣的顯示裝置。
依照本發(fā)明的一個典型的實施例，在信號分離器內(nèi)數(shù)據(jù)被采樣之前用一電壓對在信號分離器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的信號線預(yù)充電。
依據(jù)一個實施例，本發(fā)明針對一種顯示裝置，包括顯示區(qū)域，它包括多個用來為顯示圖像傳輸數(shù)據(jù)電流的數(shù)據(jù)線，和多個耦接到數(shù)據(jù)線的像素電路；多個第一信號線；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，它耦接到第一信號線用來時間劃分與數(shù)據(jù)電流相對應(yīng)的第一電流并向第一信號線傳輸該時間劃分的第一電流；信號分離器單元，它包括多個用來分別接收來自第一信號線的第一電流并向至少兩個數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)電流的信號分離器；以及預(yù)充電單元，它耦接在信號分離器單元和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間用來在數(shù)據(jù)驅(qū)動器向第一信號線傳輸?shù)谝浑娏髦?，向第一信號線傳輸預(yù)充電電壓。
信號分離器包括多個耦接到第一信號線的采樣/保持電路。多個采樣/保持電路的第一組的采樣/保持電路同時向至少兩個數(shù)據(jù)線保持在前一個水平周期內(nèi)采樣的電流，而第二組采樣/保持電路順序地采樣在特定水平周期內(nèi)通過第一信號線連續(xù)施加的第一電流。
采樣/保持電路包括具有連接到第一信號線之一的輸入端和連接到至少兩個數(shù)據(jù)線的第一數(shù)據(jù)線的輸出端的第一和第二采樣/保持電路。采樣/保持電路還包括具有連接到第一信號線之一的輸入端和連接到至少兩個數(shù)據(jù)線的第二數(shù)據(jù)線的輸出端的第三和第四采樣/保持電路。第一和第三采樣/保持電路形成第一組采樣/保持電路，而第二和第四采樣/保持電路形成第二組采樣/保持電路。
預(yù)充電電壓是在施加預(yù)充電電壓之后，允許在一個給定的采樣時間內(nèi)對傳輸?shù)降谝恍盘柧€的第一電流順序采樣的電壓。
依據(jù)一個實施例，當(dāng)在前一個采樣周期內(nèi)把具有第一級或第二級灰度級的第一電流傳輸?shù)降谝恍盘柧€之后，基本上在電流采樣周期內(nèi)對施加在第一信號線的第一電流采樣時，預(yù)充電電壓是一個在對應(yīng)于具有第一級灰度級電流的第一電壓和對應(yīng)于具有第二級灰度級電流的第二電壓之間的電壓。
采樣/保持電路包括一個響應(yīng)采樣信號接通的采樣開關(guān)，和一個響應(yīng)保持信號接通的保持開關(guān)，以及用于在采樣開關(guān)接通時用來采樣第一電流并在保持開關(guān)接通時保持所采樣電流的數(shù)據(jù)存儲元件。依據(jù)一個實施例，將采樣信號順序地施加在采樣/保持電路上。
數(shù)據(jù)存儲元件包括晶體管，它具有連接到第一電源的源極和具有響應(yīng)采樣信號連接到第一信號線的柵極和漏極；以及電容器，它連接到晶體管的柵極和源極之間，用于存儲對應(yīng)傳輸?shù)铰O的電流的電壓。依據(jù)一個實施例，當(dāng)?shù)谝浑妷罕鹊诙妷焊咏谝浑娫措妷?，第三電壓是包含在采?保持電路的晶體管的閾值電壓絕對值中最大值和代表值之間的差值，而第四電壓是比第一電壓離第一電源電壓還遠上第三電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第四電壓和第二電壓之間的電壓。
依據(jù)另一個實施例，當(dāng)?shù)谖咫妷菏前诓蓸?保持電路晶體管的閾值電壓絕對值中的代表值和最大值之間的差值，而第六電壓是比第二電壓離第一電源電壓更近第五電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第六電壓和第四電壓之間的電壓。
依據(jù)另一個實施例，當(dāng)?shù)谌妷菏窃诓蓸?保持電路的第一電源電壓中最大值和最小值之間的差值，第一電壓比第二電壓更接近第一電源電壓，而第四電壓是比第一電壓離第一電源電壓還遠上第三電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第四電壓和第二電壓之間的電壓。依據(jù)另一個實施例，當(dāng)?shù)谖咫妷菏前诓蓸?保持電路的晶體管的閾值電壓的絕對值中最大值和代表值之間的差值，把第七電壓定義為比第四電壓離第一電源電壓還遠上第五電壓大小的電壓，而第八電壓是比第二電壓離第一電源電壓還近上第六電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第八電壓和第七電壓之間的電壓。
數(shù)據(jù)存儲元件包括晶體管和連接在晶體管柵極和源極之間的電容器；采樣開關(guān)包括連接到晶體管漏極和輸入端之間的第一開關(guān)，當(dāng)接通時用來二極管連接晶體管的第二開關(guān)，以及連接到第一電源和晶體管之間的第三開關(guān)；以及保持開關(guān)包括連接到第二電源和晶體管之間的第四開關(guān)，和連接到晶體管和輸出端之間的第五開關(guān)。
依據(jù)一個實施例，把相同的預(yù)充電電壓施加在多個采樣/保持電路上。
依據(jù)另一個實施例，當(dāng)施加在多個采樣/保持電路中的至少兩個上的第一電流的范圍不同時，將不同的預(yù)充電電壓施加在多個采樣/保持電路中的至少兩個上。
顯示區(qū)域進一步包括用于向像素電路提供電源電壓的第二信號線；以及顯示裝置進一步包括與第一信號線絕緣并穿過信號分離器單元和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的第一信號線的電源線，電源線從第二信號線傳輸電源電壓。
像素電路包括數(shù)據(jù)電流從數(shù)據(jù)線流向它的晶體管；連接到晶體管源極和柵極之間的電容器，用于存儲對應(yīng)于流向晶體管電流的電壓；以及發(fā)光元件，用來發(fā)射依據(jù)存儲在電容器中的電壓流向晶體管電流的光。
依據(jù)一個實施例，發(fā)光元件使用有機物質(zhì)場致發(fā)光發(fā)射。
依據(jù)另一個實施例，本發(fā)明針對用于驅(qū)動顯示裝置的方法，該顯示裝置包括多個用于傳輸顯示圖像的數(shù)據(jù)電流的數(shù)據(jù)線；多個像素電路，連接到數(shù)據(jù)線并基于數(shù)據(jù)電流顯示圖像；和多個第一信號線，與多個數(shù)據(jù)線的至少兩個連接并順序地傳輸對應(yīng)于數(shù)據(jù)電流的電流。該方法包括向第一信號線施加第一預(yù)充電電流；向第一信號線施加第一電流，該第一電流對應(yīng)于將被施加在至少兩個數(shù)據(jù)線的第一個上的數(shù)據(jù)電流；向第一信號線施加第二預(yù)充電電流；向第一信號線施加第二電流，該第二電流對應(yīng)將被施加在至少兩個數(shù)據(jù)線上的第二個上的數(shù)據(jù)電流；和向第一和第二數(shù)據(jù)線施加對應(yīng)于第一和第二電流的數(shù)據(jù)電流。
在又一個實施例中，本發(fā)明針對一種顯示裝置，包括顯示區(qū)域，它包括在一個方向延伸的第一和第二數(shù)據(jù)線和多個連接到第一和第二數(shù)據(jù)線的像素電路；第一信號線；連接在第一信號線和第一數(shù)據(jù)線之間的第一采樣/保持電路，用來向第一數(shù)據(jù)線保持用于顯示圖像的第一數(shù)據(jù)電流；連接在第一信號線和第二數(shù)據(jù)線之間的第二采樣/保持電路，用來向第二數(shù)據(jù)線保持用于顯示圖像的第二數(shù)據(jù)電流；連接到第一信號線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用來向第一信號線順序地傳輸分別對應(yīng)于第一和第二數(shù)據(jù)電流的第一和第二電流；以及連接到第一信號線的預(yù)充電單元，用于在第一電流施加在第一信號線之前向第一信號線傳輸?shù)谝活A(yù)充電電壓，并在第二電流施加在第一信號線之前向第一信號線傳輸?shù)诙A(yù)充電電壓。第一和第二采樣/保持電路在一個水平周期的一部分內(nèi)分別采樣第一和第二電流，并在隨后的水平周期內(nèi)保持第一和第二電流


圖1表示使用信號分離器的傳統(tǒng)顯示裝置的簡圖；圖2表示依據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的使用信號分離器的顯示裝置的簡圖；圖3顯示了包括多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器和信號分離器單元的圖2的顯示裝置；圖4表示依據(jù)本發(fā)明的一個典型實施例的信號分離器單元；圖5表示包括采樣/保持電路的信號分離器；圖6表示在圖5的信號分離器中開關(guān)的驅(qū)動定時圖；圖7A至7D表示依據(jù)圖6的定時圖的圖5的信號分離器的操作；圖8表示圖5的采樣/保持電路的簡化電路圖；圖9表示依據(jù)本發(fā)明的第二典型實施例的使用信號分離器的顯示裝置的簡化的平面圖；圖10表示圖9的數(shù)據(jù)驅(qū)動器、電壓預(yù)充電單元以及信號分離器單元的視圖；圖11表示采樣/保持電路；圖12表示依據(jù)本發(fā)明的第二典型實施例的用于預(yù)充電方法的驅(qū)動定時圖；圖13表示將要采樣的數(shù)據(jù)電流的各種灰度級以及對各種灰度級的采樣定時的視圖；而圖14表示像素電路的簡化電路圖。
具體實施例方式
圖2表示依據(jù)本發(fā)明第一典型實施例的使用信號分離器的顯示裝置的簡化圖。圖3顯示了包括多個數(shù)據(jù)驅(qū)動器和信號分離器的圖2的顯示裝置的圖如圖2所示，顯示裝置包括絕緣基底1，將它分成作為顯示裝置的用戶可視的屏幕的顯示區(qū)域100，和外部周圍區(qū)域。把選擇掃描驅(qū)動器200、發(fā)射掃描驅(qū)動器300、信號分離器單元400、以及數(shù)據(jù)驅(qū)動器500形成在周圍區(qū)域依據(jù)一個實施例，數(shù)據(jù)驅(qū)動器500可以不形成在絕緣基底1的周圍區(qū)域，而是形成在獨立的位置并與絕緣基底1連接，它不同于圖2所示的。
顯示區(qū)域100包括多個數(shù)據(jù)線D1至Dn，多個選擇掃描線SE1至SEm，多個發(fā)射掃描線EM1至EMm，以及多個像素電路110。依據(jù)一個實施例，把選擇和發(fā)射掃描線SE1至SEm和EM1至EMm形成在絕緣基底1上，而把柵極電極(未示)分別耦接到掃描線SE1至SEm和EM1至EMm，他們是由絕緣膜(未示)覆蓋的。把用硅(例如非晶硅或多晶硅)制成的半導(dǎo)體層(未示)～形成在柵極電極的底部，其間具有絕緣層。把數(shù)據(jù)線D1至Dn形成在覆蓋掃描線SE1至SEm和EM1至EMm的絕緣膜上，把源極和漏極電極耦接到各個數(shù)據(jù)線D1至Dn。柵極電極、源極電極、以及漏極電極形成薄膜晶體管(TFT)的三個終端，而提供在源極電極和漏極電極之間的半導(dǎo)體層是晶體管溝道層。
參考圖2，數(shù)據(jù)線D1至Dn在垂直方向延伸并向像素電路110傳輸用來顯示圖形的數(shù)據(jù)電流。選擇掃描線SE1至SEm和發(fā)射掃描線EM1至EMm在水平方向延伸并分別向像素電路110傳輸選擇信號和發(fā)射信號。兩個相鄰的數(shù)據(jù)線和兩個相鄰的選擇掃描線定義一個像素區(qū)域，在該區(qū)域里形成像素電路110。
依據(jù)一個實施例，選擇掃描驅(qū)動器200順序地向選擇掃描線SE1至SEm施加選擇信號，而發(fā)射掃描驅(qū)動器300順序地向發(fā)射掃描線EM1至EMm施加發(fā)射信號。數(shù)據(jù)驅(qū)動器500時間劃分并施加數(shù)據(jù)信號到信號分離器單元400，而信號分離器單元400向數(shù)據(jù)線D1至Dn施加時間劃分的數(shù)據(jù)信號。當(dāng)信號分離器單元400執(zhí)行1:N信號分離時，用于從數(shù)據(jù)驅(qū)動器500向信號分離器單元400傳輸數(shù)據(jù)信號的信號線X1至Xn/N的數(shù)量是n/N。即信號線X1向N條數(shù)據(jù)線D1至Dn傳輸被時間劃分并施加的數(shù)據(jù)信號。
在這種情況下，把選擇和發(fā)射掃描驅(qū)動器200、300，信號分離器單元400，和數(shù)據(jù)驅(qū)動器500在絕緣基底1上裝配成IC形式，并耦接到形成在絕緣基底1上的掃描線SE1至SEm和EM1至EMm，信號線X1至Xn/N，數(shù)據(jù)線D1至Dn。此外，選擇和發(fā)射掃描驅(qū)動器200、300，信號分離器單元400，和/或數(shù)據(jù)驅(qū)動器500可以形成在與在絕緣基底1上形成掃描線SE1至SEm和EM1至EMm、信號線X1至Xn/N、數(shù)據(jù)線D1至Dn以及像素電路的晶體管的同一層上。此外，可以把數(shù)據(jù)驅(qū)動器500作為芯片安裝在耦接到信號分離器單元400的帶狀載體封裝(TCP)，柔性印刷電路板(FPC)，或帶式自動焊接(TAB)上。
再參照圖2，多個垂直線V1至Vn向在顯示區(qū)域100的像素電路110傳輸電源電壓。垂直線V1至Vn可以形成在形成有數(shù)據(jù)線D1至Dn而沒重疊掃描線SE1至SEm和EM1至EMm的同一層上。
把形成在絕緣基底1的頂部水平方向內(nèi)的電源線600連接到垂直線V1至Vn的第一端。使形成在水平方向的電源線700從信號分離器單元400和數(shù)據(jù)驅(qū)動器500之間穿過。垂直線V1至Vn延伸通過信號分離器單元400并耦接垂直線V1至Vn的第二端到電源線700。在這種情況下，把電源線700形成在不同于形成有信號線X1至Xn/N的層上以便電源線700可以不重疊在信號線X1至Xn/N上。
把電源線610、620形成在絕緣層1上并通過第一電源點630、640連接到顯示區(qū)域100的電源線600。按類似方式，把電源線710、720形成在絕緣層1上并通過電源點730、740耦接到顯示區(qū)域100的電源線700。電源線610、620從電源點630、640延伸并在水平方向突出在掃描驅(qū)動器200、300之上，并進一步在垂直方向延伸以便使電源線610、620可以不重疊在掃描線SE1至SEm和EM1至EMm上，數(shù)據(jù)線D1至Dn上以及信號線X1至Xn/N上。按類似的方式，電源線710、720在垂直方向從電源點730、740延伸以便電源線710、720可以不重疊在掃描線SE1至SEm和EM1至EMm上，數(shù)據(jù)線D1至Dn上以及信號線X1至Xn/N上。
在這種情況下，把在垂直方向延伸的電源線610、620、710、720的第一端耦接到焊盤(未示)，并進一步通過該焊盤耦接到外部電路板。
依據(jù)一個實施例，由于電源線600、700和電源線610、620、710、720向垂直線V1至Vn傳輸電流或電壓，所以它們的寬度大于垂直線V1至Vn的寬度。
因此，把四個電源點630、640、730、740形成在絕緣基底1上以幫助解決在垂直線V1至Vn底部產(chǎn)生的電壓降。
當(dāng)如圖3所示形成多個信號分離器單元400a、400b和數(shù)據(jù)驅(qū)動器500a和500b時，電源線710a、710b、720a、720b附加地安裝在兩個數(shù)據(jù)驅(qū)動器500a、500b之間以增加電源點630、640、730a、730b、740a、740b的數(shù)量，參照圖4至8，將描述具有包含采樣/保持電路的信號分離器單元的顯示裝置。為易于描述，把信號分離器單元描述為執(zhí)行1:2信號分離，并且舉例說明第一信號線X1和對應(yīng)于信號線X1的數(shù)據(jù)線D1至D2。
如圖4所示，信號分離器單元400包括多個信號分離器401。參照圖4和5，信號分離器401包括四個采樣/保持電路410、420、430、440。采樣/保持電路410、420、430、440分別包括采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4，數(shù)據(jù)存儲單元411、421、431、441，以及保持開關(guān)H1、H2、H3、H4。采樣/保持電路410、420、430、440的采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4的第一端分別耦接到數(shù)據(jù)存儲單元411、421、431、441，而保持開關(guān)H1、H2、H3、H4的第一端分別耦接到數(shù)據(jù)存儲單元411、421、431、441。采樣/保持電路410、420、430、440的采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4的第二端共同耦接到信號線X1。采樣/保特電路410、430的保持開關(guān)H1、H3的第二端共同耦接到數(shù)據(jù)線D1，而采樣/保持電路420、440的保持開關(guān)H2、H4的第二端共同耦接到數(shù)據(jù)線D2。耦接到信號線X1的采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4的第二端下面將稱為輸入端，而耦接到數(shù)據(jù)線D1和D2的保持開關(guān)H1、H2、H3、H4的第二端下面將稱為輸出端。
當(dāng)把采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4接通時，采樣/保持電路410、420、430、440分別采樣通過采用開關(guān)S1、S2、S3、S4傳輸?shù)碾娏?，并以電壓格式將其存儲在?shù)據(jù)存儲單元411、421、431、441中。當(dāng)把保持開關(guān)H1、H2、H3、H4接通時，采樣/保持電路410、420、430、440分別保持對應(yīng)于通過保持開關(guān)H1、H2、H3、H4存儲在數(shù)據(jù)存儲單元411、421、431、441中的電壓的電流。
參照圖5，耦接在信號線X1和數(shù)據(jù)線D1之間的采樣/保持電路410、430形成信號采樣/保持單元，并且采樣/保持電路410、430交替地執(zhí)行采樣和保持。以類似方式，耦接在信號線X1和數(shù)據(jù)線D2之間的采樣/保持電路420、440形成信號采樣/保持單元，并且采樣/保持電路420、440交替地執(zhí)行采樣和保持。
依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，采樣/保持電路的采樣功能包括在數(shù)據(jù)存儲元件中以電壓格式記錄輸入電流，備用功能包括保持在數(shù)據(jù)存儲元件中記錄的數(shù)據(jù)，而保持功能包括輸出對應(yīng)于記錄在數(shù)據(jù)存儲元件中數(shù)據(jù)的電流。
參照圖6和7A至7D，將描述在圖5中所示的信號分離器的操作。
圖6表示在圖5的信號分離器的開關(guān)的驅(qū)動定時圖，而圖7A至7D表示依據(jù)圖6的定時圖的圖5的信號分離器的操作。依據(jù)該定時圖，當(dāng)控制信號電平為低時，接通采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4，而當(dāng)控制信號電平為高時，接通保持開關(guān)H1、H2、H3、H4。
參照圖6和7A，響應(yīng)在時間周期T1的控制信號，接通采樣開關(guān)S1和保持開關(guān)H3、H4。當(dāng)接通采樣開關(guān)S1時，采樣/保持電路410采樣通過信號線X1施加進入存儲元件411的數(shù)據(jù)電流。當(dāng)接通保持開關(guān)H3、H4時，采樣/保持電路430、440將對應(yīng)于存儲在存儲元件431、441的數(shù)據(jù)的電流保持到數(shù)據(jù)線D1至D2。具有開-關(guān)采樣開關(guān)S2和保持開關(guān)H2的采樣/保持電路420備用。
參照圖6和7B，在時間周期T2中，在接通保持開關(guān)H3、H4的同時，響應(yīng)于控制信號斷開采樣開關(guān)S1并接通采樣開關(guān)S2。由于接通保持開關(guān)H3，H4，因此與存儲在存儲元件431、441中的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電流被連續(xù)保持在數(shù)據(jù)線D1至D2。當(dāng)接通采樣開關(guān)S2時，采樣/保持電路420采樣通過信號線X1施加進入存儲元件421的數(shù)據(jù)電流。
參照圖6和7C，在時間周期T3，響向應(yīng)控制信號，斷開采樣開關(guān)S2和保持開關(guān)H3、H4并接通采樣開關(guān)S3和保持開關(guān)H1、H2。當(dāng)接通采樣開關(guān)S3時，采樣/保持電路430采樣通過信號線X1施加進入存儲元件431的數(shù)據(jù)電流。當(dāng)接通保持開關(guān)H1、H2時，采樣/保持電路410、420分別將與存儲在存儲元件411、421中的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電流保持到數(shù)據(jù)線D1、D2。
參照圖6和7D，在時間周期T4中，在接通保持開關(guān)H1、H2同時，響應(yīng)于控制信號，斷開采樣開關(guān)S3并接通采樣開關(guān)S4。由于接通保持開關(guān)H1、H2，因此與存儲在存儲元件411、421的數(shù)據(jù)相對應(yīng)的電流被連續(xù)保持在數(shù)據(jù)線D1、D2。當(dāng)接通采樣開關(guān)S4時，采樣/保持電路440采樣通過信號線X1施加進入存儲元件441的數(shù)據(jù)電流。
如所描述的，把信號分離器401的采樣/保持電路410、420、430、440依據(jù)采樣和保持操作分成兩組。第二組采樣/保持電路430、440把以前的采樣數(shù)據(jù)保持到數(shù)據(jù)線D1、D2，而第一組采樣/保持電路410、420執(zhí)行對通過信號線X1施加的數(shù)據(jù)電流的采樣。在類似方式下，第一組采樣/保持電路410、420保持以前的采樣數(shù)據(jù)，而第二組采樣/保持電路430、440執(zhí)行采樣。依據(jù)本發(fā)明的一個實施例，由于保持開關(guān)H1、H2實質(zhì)上在相同時間操作，所以它們可以用同樣的控制信號驅(qū)動，而保持開關(guān)H3、H4以類似的方式用同樣的控制信號驅(qū)動。
在這種情況下，時間周期T1、T2對應(yīng)于一個在期間按照選擇信號把數(shù)據(jù)施加到耦接于掃描線一行的像素電路的周期(以下稱為“水平周期”)，而時間周期T3、T4對應(yīng)下一個水平周期。因為在每個水平周期，數(shù)據(jù)電流可以連續(xù)地施加到特定數(shù)據(jù)線，以及因為時間周期T1、T4被重復(fù)，在特定幀期間，數(shù)據(jù)電流可以傳輸?shù)教囟〝?shù)據(jù)線，由此可能獲得向像素編程數(shù)據(jù)的足夠的時間。
因為包含在圖5的信號分離器中的4個采樣/保持電路能夠基本上相同的實現(xiàn)，所以參考圖8對圖5的采樣/保持電路410加以詳細描述。
圖8的采樣/保持電路410耦接在信號線X1和數(shù)據(jù)線D1之間，并且包括晶體管M1，電容器Ch，和五個開關(guān)Sa、Sb、Sc、Ha、Hb。寄生電阻元件和寄生電容元件形成在數(shù)據(jù)線D1，這里將寄生電阻元件圖解為R1和R2，而將寄生電容元件圖解為C1、C2和C3。按照本發(fā)明的一個實施例，晶體管M1是p-溝道場效應(yīng)晶體管，尤其是，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
開關(guān)Sa耦接到電源電壓VDD1和晶體管M1源極之間。開關(guān)Ha耦接到電源供給電源VSS1和晶體管M1的漏極之間。因為，按照示例的實施例，晶體管M1是p溝道型，所以電源電壓VDD1具有大于電源供給電源VSS1的電壓，并且它是由耦接到電源線700的垂直線V1至Vn供給。開關(guān)Sb耦接到作為輸入端的信號線X1和晶體管M1的柵極之間，而開關(guān)Hb耦接到晶體管M1源極和作為輸出端的數(shù)據(jù)線D1之間。開關(guān)Sc耦接到信號線X1和晶體管的漏極之間，并當(dāng)開關(guān)Sb和Sc接通時，以二極管方式連接晶體管M1。在這種情況下，開關(guān)Sc能耦接到晶體管M1的柵極和漏極之間以便以二極管方式連接晶體管M1。當(dāng)將開關(guān)Sc耦接到晶體管M1的柵極和漏極之間時，開關(guān)Sb能耦接到信號線X1和晶體管M1的漏極之間。
將描述圖8的采樣/保持電路410的操作。按照一個實施例，將開關(guān)Sa、Sb、Sc基本上在相同時間接通/斷開，并將開關(guān)Ha、Hb基本上在相同時間接通/斷開。
當(dāng)將開關(guān)Sa、Sb、Sc接通而將開關(guān)Ha、Hb斷開時，晶體管M1被以二極管方式連接，電流被提供給隨后用一電壓充電的電容Ch，晶體管M1的柵極電勢降低，而電流相應(yīng)從源極流向漏極。一旦經(jīng)過特定時間周期，電容Ch的充電電壓增加，而晶體管M1的漏極電流對應(yīng)于從信號線X1提供的數(shù)據(jù)電流IDATA，電容Ch的充電電流不再增加，由此，電容Ch用恒定電壓充電。在這種情況下，晶體管M1的源級和柵極之間電壓的絕對值VSG(以下稱為“源極-柵極電壓”)和從數(shù)據(jù)線X1提供的數(shù)據(jù)電流IDATA之間的關(guān)系滿足等式1在這種方式中，采樣/保持電路410采樣從數(shù)據(jù)線X1提供的數(shù)據(jù)電流。
等式1IDATA=β2(VSG-VTH)2]]>此處β是由晶體管M1的溝道寬度和溝道長度確定的恒定值，而VTH是晶體管M1的閾值的絕對值。
當(dāng)把開關(guān)Sa、Sb、Sc斷開而把開關(guān)Ha、Hb接通時，對應(yīng)于充入電容器Ch的源極-柵極電壓VSG的電流，即，數(shù)據(jù)電流IDATA通過開關(guān)Hb被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)線D1。以這種方式，采樣/保持電路410保持電流到數(shù)據(jù)線D1。
因為開關(guān)Sa、Sb、Sc、Ha、Hb被斷開，同時圖5的采樣/保持電路420在時間周期T2執(zhí)行采樣，所以采樣/保持電路410保持在電容器Ch中充電的電壓。即，采樣/保持電流410進入一個備用狀態(tài)。
當(dāng)把開關(guān)Sa、Sb、Sc接通時，因為采樣/保持電路410執(zhí)行采樣，所以開關(guān)Sa、Sb、Sc對應(yīng)圖5的采樣開關(guān)S1，而當(dāng)把開關(guān)Ha、Hb接通時，因為采樣/保持電路410執(zhí)行保持，所以開關(guān)Ha、Hb對應(yīng)圖5的保持開關(guān)H1。由于電容器Ch和晶體管M1起到存儲與數(shù)據(jù)電流相對應(yīng)的電壓的作用，所以它們對應(yīng)于數(shù)據(jù)存儲元件411。開關(guān)Sa、Sb、Sc、Ha、hB可以用p-溝道或n-溝道FET實現(xiàn)。此外，開關(guān)Sa、Sb、Sc可以用具有相同導(dǎo)電率類型的晶體管實現(xiàn)，以類似的方式，開關(guān)Ha、Hb用具有相同導(dǎo)電率類型的晶體管實現(xiàn)。此外，開關(guān)Sa、Sb、Sc可以用p-溝道晶體管實現(xiàn)，而開關(guān)Ha、Hb用n-溝道晶體管實現(xiàn)，以便可以按照圖6的定時圖驅(qū)動它們。
圖8的采樣/保持電路410在采樣操作中向信號線X1(即輸入端)發(fā)出數(shù)據(jù)電流。并在保持操作中吸收來自數(shù)據(jù)線D1(即輸出端)的數(shù)據(jù)電流。因此，圖8所示的采樣/保持電路410可以與用于吸收在信號線X1的數(shù)據(jù)電流的數(shù)據(jù)驅(qū)動器500，即具有電流吸收型輸出端的數(shù)據(jù)驅(qū)動器一起使用。由于具有電流吸收型輸出端的驅(qū)動IC一般比具有電流發(fā)出型輸出端的驅(qū)動IC便宜、所以數(shù)據(jù)驅(qū)動器500的成本降低了。
同樣的，當(dāng)晶體管M1用n-溝道型FET實現(xiàn)并且電源電壓VDD1和VSS1的相對的電壓等級在圖8中互相交換時，能夠?qū)崿F(xiàn)具有電流吸收型輸入端和電流發(fā)出型輸出端的采樣保持電路。由于這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見的，所以這里將不提供采樣/保持電路構(gòu)造的詳細描述。
如所描述的，圖5的信號分離器在一個水平周期內(nèi)順序地采樣已經(jīng)時間劃分并通過信號線X1施加的數(shù)據(jù)電流，并同時在下一個水平周期內(nèi)將采樣的電流施加到數(shù)據(jù)線D1和D2。當(dāng)執(zhí)行1:N信號分離操作時，用作信號分離器來采樣對應(yīng)單個數(shù)據(jù)線D1的數(shù)據(jù)電流的時間大約是一個1/N個水平周期。因此，信號分離器單元400一般必須在對應(yīng)1/N個水平周期的時間內(nèi)采樣對應(yīng)于單個數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電流。為滿足該條件，當(dāng)數(shù)據(jù)驅(qū)動器500通過信號線X1提供數(shù)據(jù)電流時，在信號線X1的電容器組件應(yīng)當(dāng)少于當(dāng)信號分離器單元400通過一個數(shù)據(jù)線D1提供采樣的電流時在數(shù)據(jù)線D1的電容器組件的1/N。
當(dāng)通過信號線X1向信號分離器單元400施加對應(yīng)于特定數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電流時，數(shù)據(jù)驅(qū)動器500驅(qū)動由信號線X1和電源線700形成的寄生電容元件C1。在當(dāng)金屬選擇掃描線SE1至SEm和發(fā)射掃描線EM1至EMm在顯示區(qū)域100上與數(shù)據(jù)線D1絕緣并穿過數(shù)據(jù)線D1情況下，當(dāng)向數(shù)據(jù)線D1施加采樣的數(shù)據(jù)電流時，信號分離器單元400驅(qū)動由數(shù)據(jù)線D1、選擇掃描線SE1至SEm、和發(fā)射掃描線EM1至EMm形成的寄生電容元件C2。
通常，當(dāng)在其間提供的是同樣的介電物質(zhì)時，由兩個金屬板形成在電容與相對的金屬板的面積成正比，而與兩板之間的距離成反比。在寄生電容組件C1和C2里，兩個相對金屬板之間的距離互相一致，形成寄生電容元件C1的金屬板一邊的長度是作為信號線X1的寬度給出的，而寄生電容元件C1的金屬板另一邊的長度是作為電源線700的寬度給出的，形成寄生電容元件C2的金屬板一邊的長度是作為數(shù)據(jù)線D1的寬度給出的，而寄生電容元件C2的金屬板另一邊的長度是作為m個選擇掃描線SE1至SEm和m個發(fā)射掃描線EM1至EMm的寬度的總和給出的。
例如，當(dāng)選擇掃描線SE1至SEm之一和發(fā)射掃描線EM1至EMm之一的寬度分別是7μm，電源線700的寬度是2mm，而在QCIF分辨率(即，176×220)中數(shù)據(jù)線D1的寬度對應(yīng)于信號線X1的寬度，電容元件C1的數(shù)量變成大約是電容元件C2的2/3(2000/(7×220×2))。因此，上述1/N的條件不能滿足。信號分離器單元無法在給定的時間內(nèi)采樣電流，因此，電流采樣率將會增加，將參照圖9至12對其詳細描述。
圖9表示按照本發(fā)明的第二典型實施例的使用信號分離器的顯示裝置的簡單的平面視圖。
如所示，顯示裝置包括提供在信號分離器單元400和數(shù)據(jù)驅(qū)動器500之間的電壓預(yù)充電單元800。在數(shù)據(jù)驅(qū)動器500向信號分離器單元400傳輸數(shù)據(jù)電流之前，電壓預(yù)充電單元800向信號線X1至Xn/N傳輸預(yù)充電電壓Vpre。電壓預(yù)充電單元800是形成在數(shù)據(jù)驅(qū)動器500和電源線700之間，以便對具有由信號線X1至Xn/N和電源線700形成的電容元件的信號線X1至Xn/N充電。
盡管把在圖9中圖解說明的預(yù)充電單元800形成在數(shù)據(jù)驅(qū)動器500的外圍區(qū)域，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠知道，電壓預(yù)充電單元800可以選擇性地形成在數(shù)據(jù)驅(qū)動器500內(nèi)。
參照圖10和11，將對圖9的電壓預(yù)充電單元800加以詳細描述。為了便于描述，把耦接到電壓預(yù)充電單元800的信號分離器單元400描述為執(zhí)行1:2信號分離。圖10是表示圖9的數(shù)據(jù)驅(qū)動器500、電壓預(yù)充電單元800和信號分離器單元的圖，而圖11表示采樣/保持電路。
參照圖10，電壓預(yù)充電單元800包括多個分別耦接在用于供給預(yù)充電電壓Vpre的預(yù)充電電源和信號線X1至Xn/N之間的開關(guān)Sp。按照一個實施例，預(yù)充電電源是形成在基底1外部并通過前面描述的焊盤(未示)耦接到開關(guān)Sp。當(dāng)把預(yù)充電電壓Vpre施加在信號線X1至Xn/N時，開關(guān)Sp接通，而當(dāng)施加數(shù)據(jù)電流時將其斷開。
由于在信號分離器401的采樣/保持電路410a、420a、430a、440a中對應(yīng)于數(shù)據(jù)電流的采樣/保持電路，對依據(jù)已經(jīng)時間劃分并由數(shù)據(jù)驅(qū)動器500施加的數(shù)據(jù)電流的施加的數(shù)據(jù)電流采樣，將參照圖11對耦接在信號線X1和數(shù)據(jù)線D1之間的采樣/保持電路410a加以描述。用于提供數(shù)據(jù)電流IDATA的數(shù)據(jù)驅(qū)動器500在圖11中示為電流源。為便于描述，把該電流源描述為通過開關(guān)Si與信號線X1耦接。
參照圖12，將詳細描述圖11的采樣/保持電路410a的操作。
圖12表示按照本發(fā)明第二示例實施例的用于預(yù)充電方法的驅(qū)動定時圖。參照圖12，當(dāng)控制信號電平為低時，把開關(guān)Sp和采樣開關(guān)S1、S2、S3、S4、即開關(guān)Sa、Sb、和Sc接通，而當(dāng)控制信號電平為高時，把保持開關(guān)H1、H2、H3、H4即開關(guān)Ha、Hb接通。
參照圖12，在采樣/保持電路410采樣數(shù)據(jù)電流之前，在預(yù)充電周期Tp1內(nèi)執(zhí)行預(yù)充電操作以便減少采樣時間。詳細地，先把開關(guān)Sp接通并將預(yù)充電電壓Vpre施加到信號線X1。
接著，在采樣周期Ts1內(nèi)，把開關(guān)Sp斷開以截取預(yù)充電電壓Vpre，把開關(guān)Si接通以施加數(shù)據(jù)電流并接通對應(yīng)圖10的開關(guān)S1的開關(guān)Sa、Sb和Sc把數(shù)據(jù)電流IDATA通過信號線X1傳輸?shù)骄w管M1的漏極。這導(dǎo)致了用對應(yīng)于數(shù)據(jù)電流IDATA的晶體管M1源極-柵極電壓VGS對電容器Ch充電。在這種情況下，由于按照預(yù)充電操作把預(yù)充電電壓Vpre施加在信號線X1，所以即使當(dāng)把寄生電容元件提供在信號線X1時，對應(yīng)數(shù)據(jù)電流IDATA的電壓也能快速充入電容器Ch內(nèi)。
預(yù)充電操作已經(jīng)通過使用采樣/保持電路410a的例子進行了描述，但也可以在采樣/保持電路410a、420a、430a、440a順序地在信號分離器401中執(zhí)行采樣操作的情形中的采用操作之前執(zhí)行預(yù)充電操作。即，如圖12所示，把在圖6中的驅(qū)動定時圖中的周期T1、T2、T3、T4分成預(yù)充電周期Tp1、Tp2、Tp3、Tp4和采樣周期Ts1、Ts2、Ts3、Ts4。因此，由于在采樣/保持電路410a、420a、430a、440a采樣數(shù)據(jù)電流IDATA之前用預(yù)充電電壓Vpre對信號線X1充電，所以數(shù)據(jù)電流IDATA可以早一點及時采樣。
將參照圖13詳細描述用于在給定的時間內(nèi)采樣數(shù)據(jù)電流IDATA的預(yù)充電電壓Vpre的電平。
圖13是說明在沒有預(yù)充電的情況下，依據(jù)作用在前一個采樣周期內(nèi)的數(shù)據(jù)電流的灰度級，在目前的采樣周期中采樣數(shù)據(jù)電流所需的采樣時間總計。
尤其地，圖13說明在前一個采樣周期Ts1內(nèi)采樣/保持電路410a采樣通過信號線X1施加的數(shù)據(jù)電流之后，在當(dāng)前采樣周期Ts2內(nèi)采樣/保持電路420a采樣通過信號線X1施加的數(shù)據(jù)電流的時間。水平軸對應(yīng)于在前一個采樣周期內(nèi)采樣的各個數(shù)據(jù)電流的灰度級，而垂直軸表示在當(dāng)前采樣周期內(nèi)依據(jù)要采樣的數(shù)據(jù)電流的灰度的采樣時間。
例如，當(dāng)在前一個采樣周期內(nèi)施加的數(shù)據(jù)電流的灰度級是8時，用對應(yīng)灰度級8的電壓對信號線X1充電，因此，在當(dāng)前采樣周期當(dāng)把在灰度級8的數(shù)據(jù)電流施加在信號線X1時，信號線X1上的電壓幾乎立即達到對應(yīng)灰度級8的電壓(目標(biāo)電壓)。即，采樣的時間非常接近0。采樣時間增加是由于灰度級越遠離8，信號線X1的電壓狀態(tài)和目標(biāo)電壓之間的差值越大。
采樣時間與用于驅(qū)動信號線X1的數(shù)據(jù)電流的大小成反比。因此，當(dāng)灰度級為低時，數(shù)據(jù)電流減少，采樣時間直線地增加。但是，當(dāng)在一個特定預(yù)定電平之后灰度級變得更高時，數(shù)據(jù)電流增加，相應(yīng)的，采樣時間減少。因此，圖13的圖中的曲線隨著正向水平軸急劇地減少，當(dāng)它們在水平軸相交時，增加形成頂點，然后又逐漸地減少。
如圖13所示，大于8的灰度級可以在采樣時間ts內(nèi)采樣，其與前一個采樣周期的數(shù)據(jù)電流的灰度級無關(guān)。當(dāng)因為依據(jù)前一個采樣周期施加的數(shù)據(jù)電流在形成在信號線X1上的寄生電容中的殘留電壓，因而給定的采樣時間時是ts時，等于或小于7的灰度級需要大于采樣時間ts的采樣時間。
還是如圖13所示，在前一個采樣周期施加的數(shù)據(jù)電流的具有灰度級1至4的曲線是在采樣時間ts下提供的。即，當(dāng)把預(yù)充電電壓Vpre確立在具有灰度級1至4的電壓范圍內(nèi)時，獲得相同的效果使得把對應(yīng)灰度級1至4的電壓在前一個采樣周期內(nèi)充入信號線X1，因此，采樣/保持電路420a能在時間ts內(nèi)采樣所有灰度級的數(shù)據(jù)電流。在這種情況下，時間ts與圖12的采樣周期Ts2對應(yīng)。在這種情況下，對應(yīng)預(yù)充電電壓的灰度級電壓是依據(jù)采樣周期Ts1確定的。因此，當(dāng)改變在前一個采樣周期內(nèi)采樣的數(shù)據(jù)電流的灰度級時，在可以在給定的采樣周期Ts1中采樣灰度級數(shù)據(jù)電流的過程中，采樣/保持電路420a測量該前一個采樣周期內(nèi)數(shù)據(jù)電流的灰度級。因此，確定了前一個采樣周期的灰度級的范圍，在此周期期間灰度級在一個給定的采樣周期內(nèi)采樣，而依據(jù)該灰度級的范圍確定用于確立預(yù)充電電壓Vpre的預(yù)充電電壓范圍Ry。
由于在信號分離器單元400內(nèi)，晶體管M1和采樣/保持電路的電源電壓VDD1之間提供了偏差，為了減少由偏差導(dǎo)致的誤差，可以在具有閾值的代表值(包括平均值和中間值)的采樣/保持電路內(nèi)確立預(yù)充電電壓范圍Ry。可以把閾值電壓偏差施加在確立的預(yù)充電電壓范圍Ry上，現(xiàn)在將對它加以描述。
首先，在第三典型實施例中，把晶體管M1的閾值電壓偏差施加在預(yù)充電電壓Vpre上。即，在第三實施例中，把在信號分離器單元400的晶體管的閾值電壓偏差施加在第二實施例的具有閾值電壓代表值的采樣/保持電路中所確定的預(yù)充電電壓范圍Ry上。
詳細的，采樣/保持電路使用晶體管M1，該晶體管M1具有比在第二實施例中用于確立預(yù)充電電壓范圍Ry的采樣/保持電路的晶體管M1的閾值電壓的絕對值高|ΔV1|的閾值電壓，即閾值電壓代表值的絕對值|VTH|具有晶體管M1的柵極電壓，該電壓是比相同電流情況下低|ΔV1|的電壓。由于晶體管M1的柵極電壓是在信號線X1上充電的電壓，所以對采樣/保持電路的相同預(yù)充電電壓Vpre1的應(yīng)用實質(zhì)上類似于應(yīng)用通過向預(yù)充電電壓Vpre1增加電壓|ΔV1|作為它的預(yù)充電電壓而獲得的電壓(Vpre1+|ΔV1|)。因此，當(dāng)預(yù)充電電壓Vpre1包含在預(yù)充電電壓范圍Ry內(nèi)時，在使用具有較大閾值電壓絕對值的晶體管M1的采樣/保持電路內(nèi)，(Vpre1+|ΔV1|)的預(yù)充電電壓可能從預(yù)充電電壓范圍Ry偏離。
按類似的方式，采樣/保持電路使用晶體管M1，該晶體管M1具有閾值電壓絕對值比在第二實施例中用作確立預(yù)充電電壓范圍Ry的采樣/保持電路的晶體管M1的閾值電壓的絕對值|VTH|低|ΔV2|的電壓，該采樣/保持電路具有相對于相同的電流高|ΔV2|電壓的晶體管M1的柵極電壓。對采樣/保持電路施加相同的預(yù)充電電壓Vpre1實質(zhì)上相當(dāng)于在上述采樣/保持電路中施加從它的電壓Vpre1減去電壓|ΔV2|而獲得的電壓(Vpre1-|ΔV2|)作為預(yù)充電電壓的電壓。因此，當(dāng)預(yù)充電電壓Vpre1包含在預(yù)充電電壓范圍Ry內(nèi)時，預(yù)充電電壓(Vpre1-|ΔV2|)可以從使用具有較低閾值電壓絕對值的晶體管M1的采樣/保持電路中的預(yù)充電電壓范圍Ry偏離。
因此，按照第三實施例，當(dāng)閾值電壓絕對值比代表值絕對值高|ΔV1|時，可以建立比預(yù)充電電壓范圍Ry低|ΔV1|的電壓范圍作為預(yù)充電電壓范圍。同樣的，當(dāng)閾值電壓絕對值比代表值絕對值低|ΔV2|時，可以建立比預(yù)充電電壓范圍Ry高|ΔV2|的電壓范圍作為預(yù)充電電壓范圍。因此，當(dāng)考慮采樣/保持電路閾值電壓的偏離時，將閾值的代表值的絕對值和閾值的絕對值的最大值之間的差值|ΔV3|以及閾值的代表值的絕對值和閾值的絕對值的最小值之間的的差值|ΔV4|，施加到預(yù)充電電壓范圍Ry。
當(dāng)在預(yù)充電電壓范圍Ry中的最大值是電壓Vmax和最小值是Vmin時，把預(yù)充電電壓Vpre確定在等式2給出的范圍內(nèi)。
等式2Vmin+|ΔV4|≤Vpre≤Vmax-|ΔV3|現(xiàn)在將描述在確立預(yù)充電電壓的情況下處理電源電壓VDD1的電壓降的第四實施例。把依據(jù)供給電源電壓VDD1的電源線產(chǎn)生的電壓降引起的電源電壓VDD1的偏離，加在預(yù)充電電壓范圍Ry。
詳細的，當(dāng)把黑色灰度級(灰度級為0)的數(shù)據(jù)電流加在信號線X1至Xn/2上時，因為寄生電容沒有產(chǎn)生電壓降，所以電源電壓VDD1基本上被完全傳輸?shù)讲蓸?保持電路。當(dāng)把白色灰度級(灰度級255至256)的數(shù)據(jù)電流加在信號線X1至Xn/2上時，因為寄生電容產(chǎn)生相當(dāng)大的電壓降，因此對于各個采樣/保持電路電源電壓VDD1是不同的。把施加到各個采樣/保持電路的電源電壓中的最低電平電壓和電源電壓VDD1之間的差值將稱為ΔVDD。
在這種情況下，因為當(dāng)相當(dāng)于流向具有電源電壓VDD的采樣/保持電路的晶體管M1的電流流向具有電源電壓(VDD1-ΔVDD)的采樣/保持電路的晶體管M1時，晶體管M1的柵極電壓降低ΔVDD，所以施加預(yù)充電電壓Vpre1基本上類似于施加預(yù)充電電壓(Vpre1+ΔVDD)。
因此，考慮到在第四實施例中由電源線的寄生電阻引起的電壓降，預(yù)充電電壓可以由等式3給出。
等式3Vmin≤Vpre≤Vmax-|ΔVDD|此處，Vmin是在預(yù)充電電壓范圍Ry內(nèi)的最小電壓，而Vmax是在預(yù)充電電壓范圍Ry內(nèi)的最大電壓。
考慮到在第二和第三實施例中描述的晶體管M1的閾值電壓的偏差和電源電壓VDD1的偏差，預(yù)充電電壓可以由等式4給出。
等式4Vmin+|ΔV4|≤Vpre≤Vmax-|ΔV3|-|ΔVDD|預(yù)充電電壓的范圍在前面已經(jīng)描述過了。因為一個采樣/保持電路單元對應(yīng)一個數(shù)據(jù)線，所以各個采樣/保持電路單元對應(yīng)紅、綠、和藍像素之一。因為用作各個顏色的電流范圍是不同的，所以對于各個顏色像素的各個采樣/保持電路，可以各不相同地確立預(yù)充電電壓的電壓范圍。
已經(jīng)在第二至第四實施例中描述過在驅(qū)動器500和電源線700之間提供電壓預(yù)充電單元800。依據(jù)另一個實施例，電壓預(yù)充電單元800能形成在電源線700和信號分離器單元400之間。在第二至第四實施例中描述的驅(qū)動方法也能用于該實施例。
同樣的，已經(jīng)描述了從耦接到電源線700的垂直線V1至Vn提供采樣/保持電路的電源電壓VDD1。依據(jù)另一個實施例，電源電壓VDD1也能從不同于耦接到電源線700的垂直線V1至Vn的電線供給。在第四至第五實施例中描述的驅(qū)動方法也能應(yīng)用在該實施例上，此處電源線700不耦接到垂直線V1至Vn。
參照圖14，將描述依據(jù)第一至第四實施例的形成在顯示裝置的像素區(qū)域中的像素電路。圖14表示像素電路的一個簡化的電路圖。
如所示，把像素電路110耦接到數(shù)據(jù)線D1，而把數(shù)據(jù)按電流編程到像素電路110。依據(jù)一個實施例，像素電路110使用有機物質(zhì)場致發(fā)光發(fā)射。像素電路110包括四個晶體管P1、P2、P3、P4，電容器Cst，以及諸如有機發(fā)光二極管(OLED)的發(fā)光元件。把在圖14中的晶體管P1、P2、P3、P4圖解為p-溝道FET。
把晶體管P1的源極耦接到電源電壓VDD2，把電容器Cst耦接在晶體管P1的源極和柵極之間。晶體管P2耦接在數(shù)據(jù)線D1和晶體管P1的柵極之間并響應(yīng)于從選擇信號線SE1提供的選擇信號。晶體管P3耦接在晶體管P1的漏極和數(shù)據(jù)線D1之間，并響應(yīng)于從選擇掃描線SE1提供的選擇信號來以二極管方式連接晶體管P1和晶體管P2。晶體管P4耦接在晶體管P1的漏極和發(fā)光元件OLED之間，響應(yīng)于從發(fā)射掃描線EM1提供的發(fā)射信號把由晶體管P1提供的電流傳送到發(fā)光元件OLED。把發(fā)光元件OLED的陰極耦接到電源電壓VSS2，該電壓低于電源電壓VDD2。
在這種情況下，當(dāng)通過從選擇掃描線SE1提供的選擇信號把晶體管P2和P3接通時，從數(shù)據(jù)線D1提供的電流流向晶體管P1的漏極，而把對應(yīng)于該電流的晶體管P1的源極-柵極電壓存儲在電容器Cst中。當(dāng)從發(fā)射掃描線施加發(fā)射信號時，晶體管P4接通，把對應(yīng)于存儲在電容器Cst中的電壓的晶體管P1的電流IOLED提供給發(fā)光元件OLED，而發(fā)光元件OLED因而發(fā)光。
如所述，因為通過垂直線V1提供電源電壓VDD2，和分別把用來向垂直線V1傳輸電壓的電源線600和700形成在像素電路中顯示區(qū)域的頂部和底部，所以在垂直線V1上的電壓降減少了。
已經(jīng)描述了信號分離器單元執(zhí)行1:2的信號分離，但是并不限于此，也能使用信號分離器單元執(zhí)行1:N的信號分離(此處N是等于或者大于2的整數(shù))。
可以通過提供用于在使用信號分離器的顯示裝置中提供電源電壓的附加電源線來降低在垂直線上的電壓降，和通過使用電壓對提供在信號分離器單元和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的信號線充電，在給定的時間內(nèi)對數(shù)據(jù)電流采樣。
雖然目前已經(jīng)結(jié)合實際的典型實施例對本發(fā)明進行了描述，但是對本領(lǐng)域的技術(shù)人員本發(fā)明并不局限于該公開的實施例，相反，希望能覆蓋包含在附加權(quán)利要求的實質(zhì)和范圍之內(nèi)的各種變化和等效設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置包括顯示區(qū)域，它包括多個數(shù)據(jù)線，用來傳輸用于顯示圖像的數(shù)據(jù)電流，以及多個耦接到數(shù)據(jù)線的像素電路；多個第一信號線；數(shù)據(jù)驅(qū)動器，它耦接到第一信號線，用來時間劃分對應(yīng)數(shù)據(jù)電流的第一電流并向第一信號線傳輸該時間劃分的第一電流；信號分離器單元，它包括多個用來分別接收來自第一信號線的第一電流并向至少兩個數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)電流的信號分離器；以及預(yù)充電元件，它耦接在信號分離器單元和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間，用來在數(shù)據(jù)驅(qū)動器向第一信號線傳輸?shù)谝浑娏髦埃虻谝恍盘柧€傳輸預(yù)充電電壓。
2.如權(quán)利要求1的顯示裝置，其中信號分離器包括多個耦接到第一信號線的采樣/保持電路，以及多個采樣/保持電路的第一組采樣/保持電路同時向至少兩個數(shù)據(jù)線保持在前一個水平周期內(nèi)采樣的電流，而第二組采樣/保持電路順序地采樣在特定水平周期內(nèi)通過第一信號線連續(xù)施加的第一電流。
3.如權(quán)利要求2的顯示裝置，其中采樣/保持電路包括第一和第二采樣/保持電路，具有耦接到第一信號線之一的輸入端和耦接到至少兩個數(shù)據(jù)線的第一數(shù)據(jù)線的輸出端；以及第三和第四采樣/保持電路，具有耦接到第一信號線之一的輸入端和耦接到至少兩個數(shù)據(jù)線的第二數(shù)據(jù)線的輸出端，其中第一和第三采樣/保持電路形成第一組采樣/保持電路，而第二和第四采樣/保持電路形成第二組采樣/保持電路。
4.如權(quán)利要求2的顯示裝置，其中預(yù)充電電壓是在施加預(yù)充電電壓之后，允許在一個給定的采樣時間內(nèi)對傳輸?shù)降谝恍盘柧€的第一電流順序采樣的電壓。
5.如權(quán)利要求2的顯示裝置，其中當(dāng)在前一個采樣周期內(nèi)把具有第一級或第二級灰度級的第一電流傳輸?shù)降谝恍盘柧€之后，把施加在第一信號線的第一電流基本上在當(dāng)前采樣周期內(nèi)采樣時，預(yù)充電電壓是一個對應(yīng)于具有第一級灰度級電流的第一電壓和對應(yīng)于具有第二級灰度級電流的第二電壓之間的電壓。
6.如權(quán)利要求5的顯示裝置，其中采樣/保持電路包括一個響應(yīng)于采樣信號而接通的采樣開關(guān)，和一個響應(yīng)于保持信號而接通的保持開關(guān)，以及用于在采樣開關(guān)接通時采樣第一電流并在保持開關(guān)接通時保持采樣的電流的數(shù)據(jù)存儲元件，其中將采樣信號順序地施加到采樣/保持電路上。
7.如權(quán)利要求6的顯示裝置，其中數(shù)據(jù)存儲元件包括晶體管，它具有耦接到第一電源的源極和具有響應(yīng)采樣信號耦接到第一信號線的柵極和漏極；以及電容器，它耦接到晶體管的柵極和源極之間，用于存儲對應(yīng)于傳輸?shù)铰O的電流的電壓。
8.如權(quán)利要求7的顯示裝置，其中當(dāng)?shù)谝浑妷罕鹊诙妷焊咏谝浑娫措妷海谌妷菏前诓蓸?保持電路中晶體管閾值電壓絕對值的最大值和代表值之間的差值，和第四電壓是比第一電壓離第一電源電壓還遠上第三電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第四電壓和第二電壓之間的電壓。
9.如權(quán)利要求8的顯示裝置，其中當(dāng)?shù)谖咫妷菏前诓蓸?保持電路中的晶體管的閾值電壓絕對值中代表值和最大值之間的差值，而第六電壓是比第二電壓離第一電源電壓還近上第五電壓的大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第六電壓和第四電壓之間的電壓。
10.如權(quán)利要求7的顯示裝置，其中當(dāng)?shù)谌妷菏窃诓蓸?保持電路的第一電源電壓中最大值和最小值之間的差值，第一電壓比第二電壓更接近第一電源電壓，而第四電壓是比第一電壓離第一電源電壓還遠上第三電壓大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第四電壓和第二電壓之間的電壓。
11.如權(quán)利要求10的顯示裝置，其中當(dāng)?shù)谖咫妷菏前诓蓸?保持電路中的晶體管的閾值電壓絕對值中最大值和代表值之間的差值，把第七電壓定義為比第四電壓離第一電源電壓還遠上第五電壓的大小的電壓，而第八電壓是比第二電壓離第一電源電壓還近上第六電壓的大小的電壓時，預(yù)充電電壓是第八電壓和第七電壓之間的電壓。
12.如權(quán)利要求6的顯示裝置，其中數(shù)據(jù)存儲單元包括晶體管和耦接在晶體管柵極和源極之間的電容器，采樣開關(guān)包括耦接到晶體管漏極和輸入端之間的第一開關(guān)，當(dāng)其接通時用來二極管連接晶體管的第二開關(guān)，以及耦接到第一電源和晶體管之間的第三開關(guān)，以及保持開關(guān)包括耦接在第二電源和晶體管之間的第四開關(guān)，和耦接在晶體管和輸出端之間的第五開關(guān)。
13.如權(quán)利要求2的顯示裝置，其中把相同的預(yù)充電電壓施加在多個采樣/保持電路上。
14.如權(quán)利要求2的顯示裝置，其中當(dāng)施加在多個采樣/保持電路的至少兩個上的第一電流的范圍不同時，將不同的預(yù)充電電壓施加在多個采樣/保持電路的至少兩個上。
15.如權(quán)利要求1的顯示裝置，其中顯示區(qū)域進一步包括多個向像素電路提供電源電壓的第二信號線，以及該顯示裝置進一步包括與第一信號線絕緣并穿過信號分離器單元和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的第一信號線的電源線，電源線傳輸來自第二信號線的電源電壓
16.如權(quán)利要求15的顯示裝置，其中從電源線提供第一電源的電壓。
17.如權(quán)利要求15的顯示裝置，其中預(yù)充電單元形成在數(shù)據(jù)驅(qū)動器中。
18.如權(quán)利要求1的顯示裝置，其中像素電路包括數(shù)據(jù)電流從數(shù)據(jù)線流向它的晶體管；耦接在晶體管源極和柵極之間的電容器，用于存儲對應(yīng)于流向晶體管電流的電壓；以及發(fā)光元件，用來發(fā)射依據(jù)存儲在電容器中的電壓流向晶體管的電流的光。
19.如權(quán)利要求18的顯示裝置，其中發(fā)光元件使用有機物質(zhì)場致發(fā)光發(fā)射。
20.一種用于驅(qū)動顯示裝置的方法，該顯示裝置包括多個用來傳輸用于顯示圖像的數(shù)據(jù)電流的數(shù)據(jù)線，多個耦接到數(shù)據(jù)線并基于數(shù)據(jù)電流顯示圖像的像素電路，和多個第一信號線，其與多個數(shù)據(jù)線的至少兩個相關(guān)并順序地傳輸對應(yīng)于數(shù)據(jù)電流的電流，該方法包括向第一信號線施加第一預(yù)充電電流；向第一信號線施加第一電流，第一電流對應(yīng)于將被施加在至少兩個數(shù)據(jù)線的第一個上的數(shù)據(jù)電流；向第一信號線施加第二預(yù)充電電流；向第一信號線施加第二電流，第二電流對應(yīng)于將被施加在至少兩個數(shù)據(jù)線的第二個上的數(shù)據(jù)電流；和向第一和第二數(shù)據(jù)線施加對應(yīng)于第一和第二電流的數(shù)據(jù)電流。
21.如權(quán)利要求20的方法，其中向第一信號線施加第一電流包括調(diào)用第一采樣/保持電路去采樣第一電流，第一采樣/保持電路耦接在第一信號線和第一數(shù)據(jù)線之間，以及向第一信號線施加第二電流包括調(diào)用第二采樣/保持電路去采樣第二電流，第二采樣/保持電路耦接在第一信號線和第二數(shù)據(jù)線之間。
22.如權(quán)利要求20的方法，其中第一預(yù)充電電壓等于第二預(yù)充電電壓。
23.如權(quán)利要求20的方法，其中當(dāng)對應(yīng)于第一數(shù)據(jù)線的第一電流值的范圍不同于對應(yīng)于第二數(shù)據(jù)線的第二電流值的范圍時，第一預(yù)充電電壓不同于第二充電電壓。
24.一種顯示裝置包括顯示區(qū)域，它包括在一個方向延伸的第一和第二數(shù)據(jù)線和多個耦接到第一和第二數(shù)據(jù)線的像素電路；第一信號線；耦接在第一信號線和第一數(shù)據(jù)線之間的第一采樣/保持電路，用來向第一數(shù)據(jù)線保持用于顯示圖像的第一數(shù)據(jù)電流；耦接在第一信號線和第二數(shù)據(jù)線之間的第二采樣/保持電路，用來向第二數(shù)據(jù)線保持用于顯示圖像的第二數(shù)據(jù)電流；耦接到第一信號線的數(shù)據(jù)驅(qū)動器，用來向第一信號線順序地傳輸分別對應(yīng)于第一和第二數(shù)據(jù)電流的第一和第二電流；以及耦接到第一信號線的預(yù)充電單元，用于在把第一電流施加在第一信號線之前向第一信號線傳輸?shù)谝活A(yù)充電電壓，并在把第二電流施加在第一信號線之前向第一信號線傳輸?shù)诙A(yù)充電電壓，其中第一和第二采樣/保持電路在一個水平周期的一部分內(nèi)分別采樣第一和第二電流，并在隨后的水平周期內(nèi)保持第一和第二電流。
25.如權(quán)利要求24的顯示裝置，其中第一預(yù)充電電壓等于第二預(yù)充電電壓。
26.如權(quán)利要求24的顯示裝置，其中當(dāng)對應(yīng)于第一數(shù)據(jù)線的第一電流的范圍不同于對應(yīng)于第二數(shù)據(jù)線的第二電流的范圍時，第一預(yù)充電電壓不同于第二充電電壓。
全文摘要
公開了一種利用信號分離器的顯示裝置。該信號分離器順序地采樣由數(shù)據(jù)驅(qū)動器時間劃分并施加的數(shù)據(jù)電流，并將它們保持在多個數(shù)據(jù)線。由于當(dāng)執(zhí)行1∶N信號分離時，信號分離器在一個水平周期期間采樣對應(yīng)N個數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電流，因此在1/N水平周期內(nèi)采樣對應(yīng)一個數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)電流。依據(jù)一個實施例，在采樣數(shù)據(jù)電流之前，將耦接在信號分離器和數(shù)據(jù)驅(qū)動器之間的信號線用特定電壓預(yù)充電。該預(yù)充電電壓滿足允許在預(yù)先電壓施加之后在一個給定采樣時間內(nèi)順序地采樣傳輸?shù)叫盘柧€的電流。
文檔編號H01L51/50GK1674061SQ20041010377
公開日2005年9月28日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月27日
發(fā)明者申東蓉 申請人:三星Sdi株式會社