CN103714779A - Amoled像素阵列的源极驱动电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及AMOLED像素阵列的源极驱动电路，有运算放大器、升压电路、比较器和等效像素点负载，输入电压连接升压电路和比较器的第一输入端，通过第一开关连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端连接自身的输出端后输出到等效像素点负载中的电容极板上，比较器的第二输入端与所述等效像素点负载中的电容极板相连，升压电路输出端连接等效像素点负载，在升压电路输出端和等效像素点负载之间设有第三开关，比较器的输出端通过外围电路控制所述的第一开关和第三开关的开/闭。本发明能够实现AMOLED像素点灰度电压快速建立，为源极驱动器分时复用提供条件，并且有效减少了源极驱动器个数和减小了AMOLED驱动芯片面积。

Description

AMOLED像素阵列的源极驱动电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及AMOLED的显示电路和方法，具体的讲是AMOLED像素阵列的源极驱动电路及驱动方法。

背景技术

有源矩阵有机发光显示面板（Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，AMOLED）以其轻薄、响应速度快、主动发光、广视角、色彩丰富及高亮度、低功耗等众多优点被认为是继液晶显示器（LCD）之后的第三代显示技术。AMOLED可以实现大尺寸、高分辨率面板，是未来显示技术的发展方向。AMOLED正在向大尺寸、高解析度、低成本方向发展，为了能减小AMOLED驱动结构的成本，需要尽量减少驱动模块的数量同时保证高解析度。

现有的AMOLED像素阵列驱动电路的结构示意图如图1所示，其中包括了源极驱动器和栅极驱动器。源极驱动器主要功能是，在栅极驱动器控制的像素点扫描周期内，将该时刻所需的灰度电压建立在像素点上。由于面板趋于大尺寸，负载对源极驱动器的要求越来越高，希望像素点可以用较短的时间建立到精度范围内的灰度电压。对于传统的驱动方式，灰度电压直接通过缓冲级连接到像素点，若将像素点等效为阻性负载和容性负载，固定的灰度电压通过电阻对电容充电，充电时间受限于负载本身特性。

灰度电压通过阻性负载对电容充电，充电过程符合以e为底的指数规律衰减，如下式所示： $\mathrm{Vout}\left(t\right)-\mathrm{Vin}=[\mathrm{Vout}\left(0\right)-\mathrm{Vin}]*e^{-\frac{t}{\mathrm{RC}}}.$

假设单位增益缓冲级为输入到输出没有延时的理想缓冲级，那么像素点的灰度电压建立时间受限于所述公式的建立时间。对于AMOLED显示面板趋于大尺寸，等效RC增大使得该建立时间增大，可能造成一个栅驱动扫描周期内无法完成像素点灰度电压的建立。

发明内容

本发明提供了一种AMOLED像素阵列的源极驱动电路及驱动方法，用以实现AMOLED像素点灰度电压快速建立，并且减少源极驱动器个数和减小AMOLED驱动芯片面积。

本发明AMOLED像素阵列的源极驱动电路，包括：运算放大器、升压电路、比较器和等效像素点负载，输入电压连接升压电路和比较器的第一输入端，还通过第一开关连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端连接该运算放大器的输出端后输出到等效像素点负载中的电容极板上，比较器的第二输入端与所述等效像素点负载中的电容极板相连，升压电路输出端连接等效像素点负载，在升压电路输出端和等效像素点负载之间设有第三开关，比较器的输出端通过外围电路控制所述的第一开关和第三开关的开/闭。

进一步的，为提高电压信号的准确性，避免信号间的干扰，在运算放大器的输出端和所述第三开关之间还设有第二开关，比较器的输出端通过外围电路还控制所述的第二开关的开/闭。

具体的，根据具体的应用环境，所述的运算放大器的类型为单位增益运算放大器。

本发明还提供了用于上述驱动电路的驱动方法，包括：通过比较器对输入电压和等效像素点负载中电容的电压进行比较，当输入电压大于电容电压时，比较器输出低电平，并使第三开关闭合，第一开关断开，对电容充电；当电容电压上升至大于输入电压时，比较器输出高电平，并使第一开关闭合，第三开关断开，输入电压通过运算放大器作用到等效像素点负载的电容上，完成像素点所需灰度电压的建立。

进一步的，在运算放大器的输出端和所述第三开关之间还设有第二开关，第二开关受比较器输出控制其开/闭的方式与第一开关一致。

进一步的，输入电压通过升压电路将电压升高到设定电压值后，再向所述电容进行充电。

本发明的AMOLED像素阵列的源极驱动电路及驱动方法，能够实现AMOLED像素点灰度电压快速建立，为源极驱动器分时复用提供条件，并且有效减少了源极驱动器个数和减小了AMOLED驱动芯片面积。

以下结合实施例的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本发明的范围内。

附图说明

图1为传统AMOLED像素阵列驱动装置的结构示意图。

图2为本发明AMOLED像素阵列的源极驱动电路的电路图。

图3为本发明驱动方法中给像素点充电的等效电路图。

图4为图3的电压-时间图。

图5为本发明驱动方法中电容放电的等效电路图。

图6为图5的电压-时间图。

图7为本发明驱动方法的为像素点建立所需灰度电压的全过程电压-时间图。

具体实施方式

如图2所示本发明的AMOLED像素阵列的源极驱动电路，包括：单位增益运算放大器类型的运算放大器、升压电路、比较器和等效像素点负载，输入电压Vdata连接升压电路和比较器的第一输入端，还通过第一开关S1连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端连接该运算放大器的输出端后，通过第二开关S2输出到等效像素点负载中，经电阻R连接到电容C的极板上。比较器的第二输入端和升压电路的输出端均连接到所述等效像素点负载中的电容极板上，在升压电路输出端和等效像素点负载之间、第二开关S2之后，设有第三开关S3，比较器的输出信号Vcon通过外围电路控制所述的第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的开/闭。

根据上述的驱动电路，本发明的驱动方法为：如图3所示的第一阶段等效电路，通过比较器对输入电压Vdata和等效像素点负载中电容C的电压进行比较，电容C上的初始电压为低电平。当输入电压Vdata大于电容C电压时，比较器输出电平Vcon为低电平，并使第三开关S3闭合，第一开关S1和第二开关S2断开，对电容C充电。在图3中，第一开关S1断开，隔断了输入电压Vdata与运算放大器的连接，第二开关S2断开，隔断了运算放大器输出端与等效像素点负载（即像素点）的连接，这使得输入电压Vdata不会通过运算放大器为等效像素点负载充电。同时输入电压Vdata通过升压电路将电压值升高至设定电压Vhigh后，升压电路将电压Vhigh作用到像素点，通过等效像素点负载的电阻R为电容C充电。升压电路输出的电压Vhigh大于输入电压Vdata，使得像素点可以快速充电。

当等效像素点负载中的电容C的电压被充电到大于输入电压Vdata时，比较器输出电平Vcon跳变为高电平，在该信号的控制下，第三开关S3断开，即将进入第二阶段。第一阶段结束时，电容C上的电压近似为输入电压Vdata，但是由于比较器存在失调电压ΔV，电容C上的电压应当近似等于Vdata与比较器失调电压ΔV之和。

如图4所示，等效像素点负载的电容C充电过程满足以e为底的指数项衰减规律，在第一阶段结束时，电容C充电到Vdata＋ΔV所用的时间为t1。

如图5所示的第二阶段等效电路，当电容C电压上升至大于输入电压Vdata时，比较器输出电平Vcon为高电平，并使第一开关S1和第二开关S2闭合，第三开关S3断开，阻断升压电路输出端与等效像素点负载的连接。输入电压Vdata通过运算放大器作用到等效像素点负载的电容C上。经过了第一阶段，电容C已经被充电到近似等于Vdata＋ΔV，因此第二阶段为电容放电过程。

如图6所示，假设运算放大器为输入到输出没有延时的理想情况，等效像素点负载的电容C放电过程满足以e为底的指数项衰减规律。电容C的电压从Vdata＋ΔV放电趋近于Vdata，可以计算出根据电容C的电压建立符合精度要求的输入电压Vdata，所用时间为t2。

至此，AMOLED像素点的灰度输入电压Vdata建立完成，完整的像素点电压建立过程如图7所示，所用时间t为t1与t2的和，该方法适用于像素点等效负载较大，并且面板尺寸较大的情况，可以实现像素点灰度电压快速建立。

Claims (6)

1.AMOLED像素阵列的源极驱动电路，其特征包括：运算放大器、升压电路、比较器和等效像素点负载，输入电压连接升压电路和比较器的第一输入端，还通过第一开关连接运算放大器的第一输入端，运算放大器的第二输入端连接该运算放大器的输出端后输出到等效像素点负载中的电容极板上，比较器的第二输入端与所述等效像素点负载中的电容极板相连，升压电路输出端连接等效像素点负载，在升压电路输出端和等效像素点负载之间设有第三开关，比较器的输出端通过外围电路控制所述的第一开关和第三开关的开/闭。

2.如权利要求1所述的AMOLED像素阵列的源极驱动电路，其特征包括：在运算放大器的输出端和所述第三开关之间还设有第二开关，比较器的输出端通过外围电路还控制所述的第二开关的开/闭。

3.如权利要求1或2所述的AMOLED像素阵列的源极驱动电路，其特征包括：所述的运算放大器为单位增益运算放大器。

4.用于权利要求1所述驱动电路的驱动方法，其特征包括：通过比较器对输入电压和等效像素点负载中电容的电压进行比较，当输入电压大于电容电压时，比较器输出低电平，并使第三开关闭合，第一开关断开，对电容充电；当电容电压上升至大于输入电压时，比较器输出高电平，并使第一开关闭合，第三开关断开，输入电压通过运算放大器作用到等效像素点负载的电容上，完成像素点所需灰度电压的建立。

5.如权利要求4所述的驱动方法，其特征为：在运算放大器的输出端和所述第三开关之间还设有第二开关，第二开关受比较器输出控制其开/闭的方式与第一开关一致。

6.如权利要求4所述的驱动方法，其特征为：输入电压通过升压电路将电压升高到设定电压值后，再向所述电容进行充电。

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