DE60110664T2

DE60110664T2 - Aktive Ansteuerungsschaltung für Anzeigefelder

Info

Publication number: DE60110664T2
Application number: DE60110664T
Authority: DE
Inventors: Hak Su Kim; Oh Kyong Songpa-gu Kwon; Young Sun Na
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 2000-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: CN1312535A; CN1197041C; EP1132882A2; KR20010087002A; KR100327374B1; EP1132882A3; EP1132882B1; US20010019327A1; DE60110664D1; US6535185B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In letzter Zeit haben sich die Flachdisplays rapide entwickelt. Flachdisplaygeräte, die basierend auf einem Flüssigkristalldisplay (LCD) entwickelt wurden, sind den Kathodenstrahlröhren (CRT) überlegen, die über mehrere Jahrzehnte hauptsächlich für Anzeigen verwendet wurden.
Verschiedene Anzeigegeräte, wie ein Plasmabildschirmfeld (PDP), eine visuelle Fluoreszenzanzeige (VDF), eine Feldelektronenanzeige (FED), eine Leuchtdiode (LED) und Elektrolumineszenz wurden jüngst entwickelt.
Ein ansteuerndes Verfahren der oben genannten Anzeigegeräte wird unterteilt in ein passives Ansteuerungsverfahren und ein aktives Ansteuerungsverfahren. Das passive Ansteuerungsverfahren basiert auf einer einfachen Matrix, während das aktive Ansteuerungsverfahren auf einem Dünnfilmtransistor-LCD (TFT) basiert.
Das Anzeigegerät mit einfacher Matrix wird durch ein Scanansteuerungsverfahren angesteuert, und die Scanzeit, in der das Anzeigegerät angesteuert werden kann, ist begrenzt. Um die gewünschte Helligkeit zu erreichen, ist eine hohe Spannung erforderlich. Dies wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Anzeigegeräts aus.
Eine Ansteuerungsschaltung für das TFT-LCD wendet ein Datenleitungssignal und ein Scanleitungssignal bei einem Flüssigkristallfeld an, welches mit einer Ansteuerungsschaltung in einem Kreuzpunkt einer Gateleitung und Datenleitung ausgestattet ist und damit jeden Pixel ansteuert.
Jeder Pixel beinhaltet mehrere TFTs, einen Speicherkondensator und ein Anzeigegerät. Die TFTs sind mit der Scanleitung und der Datenleitung verbunden. Der Speicherkondensator und das Anzeigegerät sind entsprechend mit den gemeinsamen Anschlusspunkten des TFTs parallel verbunden.
Die Transistoren werden für die Schalt- und Ansteuerungsfunktionen verwendet, entsprechend der Signale, die von der Scanleitung und der Datenleitung angelegt werden, so dass eine Spannung im Kondensator gespeichert wird und das Anzeigegerät durch die gespeicherte Spannung angesteuert wird.
Eine aktive Ansteuerungsschaltung für das vorbenannte Anzeigefeld wird mit Referenz auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das den Stand der Technik der aktiven Ansteuerungsschaltungen für ein Anzeigefeld, basierend auf zwei aktiven Geräten zeigt.
Wie in 1 gezeigt, befinden sich innerhalb eines jeden Pixels zwei aktive Geräte, PMOS-Transistoren Q2 und Q3.
Indessen wird auf den PMOS-Transistor Q3 durch die Datenleitung eine konstante positive Spannung angelegt. Durch das Anlegen einer Spannung der Datenleitung auf einen Ladungsspeicherkondensator Cch innerhalb der Ansteuerungsschaltung und den PMOS-Transistor Q2, steuert die Scanleitung den PMOS-Transistor Q3, der als Schalter agiert.
Im Detail beinhaltet der Stand der Technik bei Ansteuerschaltungen einen PMOS-Transistor Q2, verbunden mit einer positiven Spannungsquelle Vdd, dem Ladungsspeicherkondensator Cch und ein Anzeigegerät, wie eine Optoelektro-Lumineszenz (OEL), um das OEL direkt anzusteuern. Der Ladungsspeicherkondensator Cch wird an die positive Spannungsquelle Vdd angeschlossen.
Indessen wird eine Anode des OELs mit dem ansteuernden PMOS-Transistor Q2 verbunden, und seine Kathode wird an eine negative Spannungsquelle Vss angeschlossen.
Der Betrieb der vorbenannten aktiven Ansteuerungsschaltungen für Anzeigefelder aus dem Stand der Technik wird unten beschrieben.
Wenn eine Grauwertspannung von der Datenleitung angelegt wird, erfolgt die Eingabe der Grauwertspannung in den Ladungsspeicherkondensator Cch und in einen Steuerungsanschlusspunkt des ansteuernden PMOS-Transistors Q2, d.h. ein Gate, durch den schaltenden PMOS-Transistor Q3.
Der Strom, der der positiven Spannung des Kondensators Cch entspricht, wird an das OEL durch den ansteuernden PMOS-Transistor Q2 zugeführt. Die Helligkeit des OELs wird durch das Datenleitungssignal gesteuert.
Indessen wird der schaltende PMOS-Transistor Q3 durch das Scanleitungssignal gesteuert.
Wie oben beschrieben, wird die Helligkeit eines jeden Pixels durch eine Spannung der Datenleitung gesteuert. Die entsprechenden Pixel stellen einen Bildschirm dar.
Die Ansteuerschaltung für ein Anzeigefeld aus dem Stand der Technik weist jedoch verschiedene Probleme auf.
Erstens, wenn eine Abweichung in einer Schwellwertspannung des ansteuernden PMOS-Transistors auftritt, ist es schwierig, die Abweichung effektiv zu lösen. Außerdem, selbst wenn die Abweichung gesteuert werden kann, sollte die Abweichung detailliert für einen Ausgleich gemessen werden.
Wenn außerdem eine Abweichung im Ladungsspeicherkondensator auftritt, besteht ein Problem darin, dass es schwierig ist, die Abweichung zu lösen.
JP 11 282419 legt eine Vorrichtung für die Ansteuerung mehrerer aktiver Elemente mit variablem Ansteuerungsstrom offen, die Vorrichtung beinhaltet erste und zweite Schaltmittel, ein Spannungshaltungsmittel und einen Umwandlungstransistor, wobei der Umwandlungstransistor einen Steuerstrom in eine Steuerspannung umwandelt, wenn die ersten und zweiten Schaltmittel angeschaltet werden, indem ein Steuerungssignal angewendet wird.
WO 99 65012 legt eine Vorrichtung zum Ansteuern von aktiven Elementen in einem Elektrolumineszenz-Anzeigegerät offen, das eine Stromspiegelschaltung umfasst, die ein Ansteuerungssignal abfragen und speichern kann, welches den Ansteuerungsstrom des Anzeigeelements bestimmt.
WO 99 48078 legt eine Vorrichtung für die Ansteuerung des Elements des Anzeigefelds offen, die einen ansteuernden Transistor, einen ausgleichenden Transistor, Schaltmittel und Zurücksetzmittel und Kondensatormittel umfasst.
US 6 023 259 legt eine Nicht-Kondensator Stromansteuerung für organische Anzeige mit Grauwertskala-Aktivmatrix offen, die einen einzelnen Transistor umfasst, der durch Pulse betrieben wird, die durch Pulsbreiten-Modulation erzeugt werden und eine Diode, welche die Anzeigegerätespannung vor dem nächsten Datenpuls zurücksetzt.
EP-A-094207 legt ein organisches EL-Anzeigegerät offen, das über eine Diode verfügt, die mit der Kathode zur Anode des organischen EL-Gerätes und mit der Anode zur Kathode des organischen EL-Gerätes verbunden ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend wäre es wünschenswert, eine aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld bereitzustellen, in welcher die Abweichung einer Schwellwertspannung automatisch ausgeglichen werden kann.
Es wäre außerdem wünschenswert, eine aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld bereitzustellen, in welchem eine Abweichung einer Schwellwertspannung eines Transistors für die Ansteuerung eines Anzeigefeldes minimiert werden kann.
Es wäre außerdem wünschenswert, eine aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld bereitzustellen, in welchem ein Anzeigegerät stabil betrieben werden kann.
Eine aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld entsprechend eines Aspekts der vorliegenden Erfindung wird in Anspruch 1 dargelegt.
Der zweite Transistor verfügt zusammen mit dem ersten Transistor über einen gemeinsamen Gateanschlusspunkt und wird durch ein gemeinsames Gatesignal angeschaltet, das an den gemeinsamenen Gateanschlusspunkten angelegt wird, um einem Anzeigegerät die positive Spannungsquelle zuzuführen.
Die aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet außerdem einen dritten Transistor, eine Konstantstromquelle, einen Kondensator und einen vierten Transistor. Der dritte Transistor legt eine Sättigungsschwellenspannung für den gemeinsamen Gateanschlusspunkt fest, indem zugelassen wird, dass der erste Transistor als Diode bei einem Scanleitungssignal agiert. Die Konstantstromquelle führt den Strom mit einer Erdung zu und ist gesteuert durch ein Grauwertsignal auf der Datenleitung. Der vierte Transistor wird durch das Scanleitungssignal nach dem dritten Transistor angeschaltet und steuert eine Spannung des gemeinsamen Gateanschlusspunktes, entsprechend dem gesteuerten Strom der Konstantstromquelle durch das Scanleitungssignal. Der Kondensator akkumuliert die Ladung entsprechend der Differenz zwischen der positiven Spannungsquelle und der gemeinsamen Gatespannung.
Die ersten und zweiten Transistoren bilden vorzugsweise eine Spiegelschaltung, wenn sie angeschaltet werden und gleichen damit eine Abweichung einer Schwellwertspannung aus. Der Kondensator akkumuliert die Ladung gleichmäßig in Übereinstimmung mit den Merkmalen der positiven Spannungsquelle und der Spiegelschaltung. Die Konstantstromquelle führt bevorzugt den Strom zu, der vom Grauwertsignal gesteuert wird, indem ein Stromprogrammierungsmodus verwendet wird, um im gemeinsamen Gateanschlusspunkt eine Spannungsdifferenz zu erzeugen. Die Transistoren, die bevorzugt eine Spiegelschaltung bilden, werden unterschiedlich in einem konstanten Verhältnis hergestellt, um einen Ansteuerungsstrom zu steuern, der auf das Anzeigegerät angewendet wird. Es wird bevorzugt ein Spannungssteuergerät so verwendet, sodass eine Anodenelektrode des Anzeigegerätes nicht unter eine Konstantspannung fällt. Bevorzugt ist eine integrierte Ansteuerschaltung zusätzlich bereitgestellt, welche eine Konstantstromquelle zur Steuerung eines Stroms enthält, um eine Abweichung von Schwellwertspannungen, die von den Transistoren erzeugt werden, auszugleichen.
Es versteht sich, dass sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung und die nachfolgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd ist und es beabsichtigt ist, weitere Erläuterungen zur Erfindung, wie beansprucht, zu geben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Nur als Beispiel folgt nun eine detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang zu den Begleitzeichnungen stehen, wobei:
1 ein Schaltungsdiagramm ist, das den Stand der Technik einer Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld, basierend auf zwei aktiven Geräten, zeigt;
2A ein Schaltungsdiagramm ist, eine Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld aus dem Stand der Technik, basierend auf vier aktiven Geräten, zeigt;
2B ein Diagramm ist, das eine aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn ein dritter PMOS-Transistor der 2A angeschaltet ist;
2C ein Diagramm ist, das eine aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn ein dritter PMOS-Transistor und ein vierter PMOS-Transistor der 2A angeschaltet sind;
2D ein Diagramm ist, das eine aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn der dritte PMOS-Transistor und der vierte PMOS-Transistor der 2A ausgeschaltet sind;
3 ein Schaltungsdiagramm ist, das den Stand der Technik einer Ansteuerungsschaltung, basierend auf vier aktiven Geräten, zeigt; und
4 ein Schaltungsdiagramm ist, das eine Ansteuerungsschaltung, basierend auf vier aktiven Geräten, entsprechend des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Folgende ist eine detaillierte Beschreibung einer aktiven Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld mit Referenz zu den Begleitzeichnungen.
2A ist ein Schaltungsdiagramm, das den Stand der Technik einer Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld, basierend auf vier aktiven Geräten, zeigt.
In Bezug auf 2A beinhaltet die Ansteuerungsschaltung eine positive Spannungsquelle, Vdd, einen Kondensator Cch, erste bis vierte PMOS-Transistoren Q1, Q2, Q3 und Q4, ein OEL, eine Konstantstromquelle und eine negative Spannungsquelle Vss.
Der erste PMOS-Transistor Q1 beinhaltet einen ersten Signalanschlusspunkt (Quelle), der an die positive Spannungsquelle Vdd, ein Gate und einen zweiten Signalanschlusspunkt (Ableitungselektrode) angeschlossen ist.
Der zweite PMOS-Transistor Q2 beinhaltet ein Gate, das an das Gate des ersten PMOS-Transistors Q1 angeschlossen ist, einen ersten Signalanschlusspunkt (Quelle), der mit der positiven Spannungsquelle Vdd angeschlossen ist und einen zweiten Signalanschlusspunkt (Ableitungselektrode), der mit dem OEL verbunden ist.
Der zweite PMOS-Transistor Q2 beinhaltet eine Spiegelschaltung gegen den ersten PMOS-Transistor Q1 und wird durch ein gemeinsames Gatesignal angeschaltet, das an sein Gate angelegt wird, sodass die positive Spannungsquelle Vdd dem OEL zugeführt wird.
Der dritte PMOS-Transistor Q3 beinhaltet einen ersten Signalanschlusspunkt, der mit dem zweiten Signalanschlusspunkt des ersten PMOS-Transistors Q1 verbunden ist, einen zweiten Signalanschlusspunkt, der an die Gates der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 angeschlossen ist und ein Gate, das mit der Scanleitung verbunden ist.
Wenn der dritte PMOS-Transistor Q3 durch das Scanzeilensignal (niedriges Signal (low signal)) angeschaltet wird, arbeitet der erste PMOS-Transistor Q1 als Diode. Entsprechend wird eine Sättigungsschwellenspannung Vth.Sat. für einen gemeinsame Gateanschlusspunkt der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 eingestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Sättigungsschwellenspannung erhalten, indem der Spannungswert Vgs zwischen dem Gate und der Quelle (source) des ersten PMOS-Transistors Q1 von einer Spannung der positiven Spannungsquelle Vdd subtrahiert wird. Indessen, wenn der dritte PMOS-Transistor Q3 durch das Scanzeilensignal (hohes Signal (high signal)) abgeschaltet wird, handelt der erste PMOS-Transistor Q1 nicht länger als eine Spiegelschaltung. Entsprechend steuern der Kondensator Cch und der zweite PMOS-Transistor Q2 nur das OEL an.
Die Konstantstromquelle 10 verfügt über einen ersten geerdeten Anschlusspunkt und einen zweiten Anschlusspunkt gegenüber dem ersten Anschlusspunkt. Die Konstantstromquelle 10 führt einen Strom, gesteuert von einem Grauwertsignal der Datenleitung, zu. Damit dient die Konstantstromquelle 10 zum Einstellen eines Spannungswertes zur Steuerung der Ladungsmenge, die im Kondensator Cch akkumuliert wird, sodass das Grauwertsignal eingestellt werden kann.
Der vierte PMOS-Transistor Q4 beinhaltet einen ersten Signalanschlusspunkt, der an den zweiten Signalanschlusspunkt des ersten PMOS-Transistors Q1 angeschlossen ist, einen zweiten Signalanschlusspunkt, der an den zweiten Signalanschlusspunkt der Konstantstromquelle 10 angeschlossen ist und ein Gate, das mit der Scanleitung verbunden ist.
Der vierte PMOS-Transistor Q4 wird durch das Scanzeilensignal (niedriges Signal) mit einem bestimmten Zeitunterschied, nach dem dritten PMOS-Transistor angeschaltet. Entsprechend wird die gemeinsame Gatespannung in Übereinstimmung mit dem gesteuerten Strom der Konstantstromquelle 10 an die Gates der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 angelegt. Indessen, wenn der vierte PMOS-Transistor Q4 durch das Scanzeilensignal (hohes Signal) abgeschaltet wird, arbeitet der erste PMOS-Transistor Q1 nicht als Spiegelschaltung gegen den zweiten PMOS-Transistor Q2.
Der Kondensator Cch wird zwischen der positiven Spannungsquelle Vdd und den Gates der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 angeschlossen.
Indessen akkumuliert der Kondensator Cch Ladungen entsprechend der Differenz zwischen der positiven Spannungsquelle Vdd und der gemeinsamen Gatespannung, die an die Gates der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 angelegt ist.
Die Konfiguration der 2A wird nun detaillierter beschrieben.
Wie oben beschrieben, wird der Kondensator Cch mit der positiven Spannungsquelle verbunden und akkumuliert kleine Ladungsmengen.
Indessen stellen der erste PMOS-Transistor Q1 und der zweite PMOS-Transistor Q2 die Spiegelschaltung gegeneinander dar und legen einen Strom für die positive Spannungsquelle Vdd auf das OEL an, während sie von der gemeinsamen Gatespannung angeschaltet werden, die an den gemeinsamen Gateanschlusspunkt angelegt ist.
Die Konstantstromquelle 10 steuert die Größe der gemeinsamen Gatespannung, die auf die gemeinsamen Gateanschlusspunkte der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 durch das Grauwertsignal von der Datenleitung angelegt wird.
Der dritte und vierte PMOS-Transistor Q3 und Q4 werden nacheinander durch ein Scansignal von der Scanleitung zu einem konstanten Zeitintervall angeschaltet. Der von der Konstantstromquelle 10 gesteuerte Strom bestimmt eine Spannung des gemeinsamen Gateanschlusspunktes 40 der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2.
Ladungen werden im Kondensator Cch akkumuliert, je nach dem gesteuerten Strom der Konstantstromquelle 10.
Die positive Spannungsquelle Vdd ist mit den Quellanschlusspunkten der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 verbunden. Der Kondensator Cch ist in Reihe mit der positiven Spannungsquelle Vdd verbunden und ist ebenfalls in Reihe mit dem gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 verbunden.
Der zweite PMOS-Transistor Q2 ist mit einer Anode des OEL verbunden und die negative Spannungsquelle Vss ist mit einer Kathode des OEL verbunden.
Der erste Signalanschlusspunkt der beiden Signalanschlusspunkte des dritten PMOS-Transistors Q3 ist mit dem gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 und dem Kondensator Cch verbunden.
Indessen ist der erste Signalanschlusspunkt des vierten PMOS-Transistors Q4 mit der Ableitungselektrode des ersten PMOS-Transistors Q1 verbunden, während sein zweiter Signalanschlusspunkt mit der integrierten Ansteuerungsschaltung verbunden ist, die die Konstantstromquelle enthält.
Die Konstantstromquelle 10, die in der integrierten Ansteuerungsschaltung beinhaltet ist, wird durch einen Stromprogrammierungsmodus gesteuert, der die Menge des Stroms durch das Grauwertsignal von der Datenleitung steuert.
Der Betrieb der in 2A gezeigten aktiven Ansteuerungsschaltung wird in Referenz auf die 2B bis 2D beschrieben.
2B ist ein Diagramm, das die aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn ein dritter PMOS-Transistor Q3 der 2A angeschaltet ist, 2C ist ein Diagramm, das die aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn der dritte PMOS-Transistor und ein vierter PMOS-Transistor der 2A angeschaltet sind, und 2D ist ein Diagramm, das die aktive Ansteuerungsschaltung zeigt, wenn der dritte PMOS-Transistor und der vierte PMOS-Transistor der 2A ausgeschaltet sind.
Die Konstantstromquelle 10 steuert einen konstanten Strom Iset in Übereinstimmung mit dem Grauwertsignal der Datenleitung und führt den gesteuerten Strom zum gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 zu, mit einer Spiegelschaltung zum ersten PMOS-Transistor Q1. Dann tritt eine konstante Spannungsdifferenz im gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 auf. Mit anderen Worten, die Spannungsdifferenz tritt in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Sättigungsgateschwellenspannung und der Gateschwellenwertspannung des gesteuerten Stroms auf.
Wenn indessen der erste PMOS-Transistor Q3 durch das niedrige Signal der Scanleitung angeschaltet wird, fließt ein positiver Strom in Übereinstimmung mit der positiven Spannungsquelle Vdd zum ersten PMOS-Transistor Q1. Der erste PMOS-Transistor Q1 wird als Diode, wie in 2b gezeigt, betrieben. Entsprechend wird ein Wert, der durch das Subtrahieren des Quell-Gatespannungswerts Vgs des ersten PMOS-Transistors Q1 von der Spannung der positiven Spannungsquelle Vdd erhalten wird, auf den gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 als die Sättigungsgateschwellenspannung angelegt.
Danach wird, nach dem dritten PMOS-Transistor Q3, wenn der vierte PMOS-Transistor Q4 durch das Scanzeilensignal (niedriges Signal) wie in 2C gezeigt angeschaltet wird, der gemeinsame Gateanschlusspunkt 40 mit der Konstantstromquelle 10 verbunden. Die gemeinsame Gateschwellenspannung am gemeinsamen Gateanschlusspunkt 40 variiert proportional zum gesteuerten Strom der Konstantstromquelle 10. Wenn der Stromwert der Konstantstromquelle 10 gesteuert wird, fällt die Sättigungsspannung des gemeinsamen Gateanschlusspunktes durch den gesteuerten Strom unter den Originalstandswert. Entsprechend wird die gemeinsame Gateanschlusspunktspannung, die die Ladungsmenge des Kondensators steuert, um ein gewünschtes Grauwertsignal zu setzen, durch die Schaltung der 2C eingestellt.
Da die ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 wie oben beschrieben eine Spiegelschaltung darstellen, verringert sich die Spannung, die an dem Gateanschlusspunkt des ersten PMOS-Transistors Q1 angelegt wird, durch den gesteuerten Strom auf die gleiche Weise, wie die Spannung, die an den Gateanschlusspunkt des zweiten PMOS-Transistors Q2 angelegt wird.
Da indessen der Steuerungsanschlusspunkt des ersten PMOS-Transistors Q1 mit dem zweiten Signalanschlusspunkts des dritten PMOS-Transistors Q3 verbunden ist, arbeitet der erste PMOS-Transistor Q1 als Diode und die Spannung des gemeinsamen Gateanschlusspunkts 40 wird gleichmäßig beibehalten.
Somit werden Ladungen in Übereinstimmung mit der Differenz zwischen der Spannung des gemeinsamen Gateanschlusspunktes 40 und der Spannung der positiven Spannungsquelle Vdd im Ladungsspeicherkondensator Cch akkumuliert. Zu diesem Zeitpunkt werden Ladungen in Übereinstimmung mit den Merkmalen der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 im Ladungsspeicherkondensator Cch akkumuliert.
Andererseits, wenn das Signal, das von der Scanleitung angelegt wird, in einen hohen Zustand versetzt wird, werden der vierte PMOS-Transistor Q4 und der dritte PMOS-Transistor Q3 ausgeschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schaltung der 2A in die Schaltung der 2D umgewandelt. Damit arbeiten nur der zweite PMOS-Transistor Q2 und der Ladungsspeicherkondensator Cch an der Steuerung des OELs.
Folglich führt der zweite PMOS-Transistor Q2 dem OEL einen Konstantstrom zu und das OEL leuchtet durch den zugeführten Strom auf.
Die Helligkeit des OEL kann schließlich gleichmäßig beibehalten werden, da der zweite PMOS-Transistor Q2 über die selbe Gateschwellenspannung wie der erste PMOS-Transistor Q1 verfügt. Mit anderen Worten, es ist möglich, Helligkeitsveränderungen des OELs, resultierend aus unterschiedlichen Schwellwertspannungen von 0,6V – 0,8V, zu verhindern.
Indessen kann die Helligkeit (Intensität des Lichtes) des OELs gesteuert werden, indem die Größe der negativen Spannungsquelle Vss gesteuert wird, die mit dem Kathodenanschlusspunkt des OELs verbunden ist.
Das OEL kann eine elektrolumineszente Aktivmatrix (AMOEL) sein. Das AMOEL wird auf einem sehr niedrigen Stromlevel betrieben. Entsprechend leicht ist es, mit der aktiven Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld das AMOEL zu steuern.
Es ist möglich, ein Verhältnis des gesteuerten Stroms der Konstantstromquelle 10 zum Strom des OEL zu steuern, indem das Verhältnis von Breite/Länge der ersten und zweiten PMOS-Transistoren Q1 und Q2 gesteuert wird.
Wenn zum Beispiel das Verhältnis von Breite/Länge des ersten PMOS-Transistors Q1 zum zweiten PMOS-Transistor Q2 auf 10:1 eingestellt ist, kann die Stromgröße des OEL auf 1nA festgelegt werden, wenn der gesteuerte Strom der Konstantstromquelle 10 eine Größe von 10nA hat. Alternativ kann die Breite/Länge des ersten PMOS-Transistors Q1 zum Transistor Q2 in verschiedenen Verhältnissen eingestellt werden. In solch einem Fall variiert das Stromverhältnis der Konstantstromquelle 10 an das OEL je nach Breite/Länge.
3 ist ein Schaltdiagramm, das die Ansteuerschaltung basierend auf vier aktiven Geräten, entsprechend eines alternativen Aufbaus, zeigt.
In Bezug auf 3, um eine schnelle Antwortzeit des OELs zu erhalten, wird zusätzlich ein Init 20 als eine andere Stromzuführungsquelle bereitgestellt, die anfänglich einen Konstantstrom dem OEL zuführt. Das Init 20 kann eine verzögerte Antwortzeit verbessern, wenn ein sehr niedriger Strom verwendet wird, um das OEL anzusteuern.
Andere Elemente, außer das Init 20, sind gleich denen in der 2A und somit wird deren detaillierte Beschreibung ausgelassen.
4 ist ein Schaltdiagramm, das die Ansteuerungsschaltung, basierend auf vier aktiven Geräten, entsprechend des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, zeigt.
In Bezug auf 4 wird eine Diode 30 für den Schutz einer Spannung zusätzlich bei der Anode des OEL bereitgestellt. Die Diode 30 ist zwischen dem zweiten PMOS-Transistor Q2 und dem OEL parallel angeschlossen.
Wenn die negative Spannungsquelle Vss unter einen Erdungswert fällt, fungiert die Diode 30 als Schutz, damit die Anode des OELs nicht unter den Erdungswert fällt. Entsprechend wird der Spannungsabfall des ersten PMOS-Transistors Q1 vermieden und der Fehlerbetrieb des zweiten PMOS-Transistors Q2 wird verhindert.
Wie zuvor erwähnt, verfügt die aktive Ansteuerungsschaltung für ein Anzeigefeld entsprechend der vorliegenden Erfindung über die folgenden Vorteile.
Erstens, es ist möglich die Strommenge zum OEL mit einem digitalen Signal zu steuern. Mit anderen Worten, ist es möglich, die Strommenge zum OEL für jede Moduseinheit oder jeden Stromlevel leicht zu steuern.
Zweitens, da die Helligkeit des OELs durch die Verwendung des Stroms gesteuert wird, ist es möglich, die aktive Ansteuerungsschaltung für das OEL leicht zu integrieren.
Drittens, da der Strom durch einen Programmierungsmodus gesteuert wird, ist es möglich, sehr kleine Stromlevel leicht zu steuern, wenn das OEL basierend auf dem Stromansteuerungsmodus angesteuert wird.
Schließlich ist es möglich, die Antwort- und die Helligkeitsmerkmale des OEL zu verbessern, indem anfänglich der Strom an das OEL, basierend auf den Stromansteuerungsmodus, angelegt wird.
Das vorgenannte Ausführungsbeispiel ist lediglich ein Beispiel und soll die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Die vorliegenden Lehren können leicht bei anderen Arten von Vorrichtungen angewendet werden. Die Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll illustrativ sein und nicht den Umfang der Ansprüche einschränken. Viele Alternativen, Modifizierungen und Variationen werden dem Fachmann offensichtlich sein.

Claims

Ansteuerschaltung für ein Anzeigefeld, umfassend mehrere Scanleitungen zum Zuführen eines Scanzeilensignals, mehrere Datenleitungen zum Zuführen eines Grauwertsignals, und eine Matrix aus elektrolumineszenten Elementen (OEL), von denen mindestens ein Element (OEL) eine Kathode, die an eine negative Spannungsquelle (Vss) angeschlossen ist, sowie eine Anode aufweist; wobei die Ansteuerschaltung mindestens eine Schaltung zum Ansteuern des elektrolumineszenten Elements (OEL) umfasst; und wobei die mindestens eine Schaltung Folgendes umfasst einen ersten Transistor (Q1), der einen ersten Signalanschlusspunkt aufweist, welcher im Betrieb an eine positive Spannungsquelle (Vdd) angeschlossen ist; einen zweiten Transistor (Q2), der einen gemeinsamen Gateanschlusspunkt (40) aufweist, den er sich mit dem ersten Transistor teilt, sowie einen ersten Signalanschlusspunkt, der im Betrieb an die positive Spannungsquelle (Vdd) angeschlossen ist, sowie einen zweiten Signalanschlusspunkt, der im Betrieb an die Anode eines elektrolumineszenten Elements (OEL) angeschlossen ist, sowie eine Spiegelschaltung gegen den ersten Transistor (Q1), und der durch ein gemeinsames Gatesignal, das an den gemeinsamen Gateanschlusspunkt angelegt wird, angeschaltet werden kann, um dem elektrolumineszenten Element (OEL) eine positive Spannung zuzuführen; einen dritten Transistor (Q3), der einen ersten Signalanschlusspunkt aufweist, welcher an einen zweiten Signalanschlusspunkt des ersten Transistors (Q1) angeschlossen ist, sowie einen zweiten Signalanschlusspunkt, welcher an den gemeinsamen Gateanschlusspunkt (40) angeschlossen ist, und ein Gate, das im Betrieb an eine der Scanleitungen angeschlossen ist, um für den gemeinsamen Gateanschlusspunkt (40) eine Sättigungsschwellenspannung einzustellen, indem es den ersten Transistor (Q1) und den zweiten Transistor (Q2) zueinander eine Spiegelschaltung bilden lässt, wenn es durch ein Scanzeilensignal eingeschaltet ist; eine Konstantstromquelle (10) zur Stromzufuhr, die durch ein Grauwertsignal auf einer der Datenleitungen gesteuert werden kann, wobei die Konstantstromquelle einen ersten Anschlusspunkt aufweist, der an eine Erdungsquelle (GND) angeschlossen ist; einen vierten Transistor (Q4), der einen ersten Signalanschlusspunkt aufweist, welcher an den zweiten Signalanschlusspunkt des ersten Transistors (Q1) angeschlossen ist, sowie einen zweiten Signalanschlusspunkt, welcher an einen zweiten Signalanschlusspunkt der Konstantstromquelle (10) angeschlossen ist, und ein Gate, welches im Betrieb an eine der Scanleitungen angeschlossen ist, und der durch ein Scanzeilensignal im Anschluss an den dritten Transistor (Q3) eingeschaltet werden kann, um die gemeinsame Gatespannung bereitzustellen, die dem kontrollierten Strom der Konstantstromquelle (10) entspricht; einen Kondensator (Cch), der an den gemeinsamen Gateanschlusspunkt (40) sowie, im Betrieb, an die positive Spannungsquelle (Vdd) angeschlossen ist, um Ladungen anzusammeln, die der Differenz zwischen der positiven Spannungsquelle (Vdd) und der gemeinsamen Gatespannung entsprechen; und eine Diode (30), wobei die Kathode der Diode (30) an den zweiten Anschlusspunkt des zweiten Transistors (Q2) angeschlossen ist, und wobei die Anode der Diode (30) im Betrieb an die Erdungsquelle (GND) angeschlossen ist, um zu verhindern, dass die Spannung am zweiten Signalanschlusspunkt des zweiten Transistors aufgrund der an die Kathode des elektrolumineszenten Elements (OEL) angelegten negativen Spannung unter einen konstanten Spannungswert abgesenkt wird.
Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei den ersten bis vierten Transistoren um PMOS- oder NMOS-Transistoren handelt.
Ansteuerschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die negative Spannungsquelle, die an die Kathode des elektrolumineszenten Elements (OEL) angeschlossen ist, zur Steuerung der Intensität des Lichts, das von dem elektrolumineszenten Element (OEL) abgegeben wird, ausgelegt ist.
Ansteuerschaltung für ein Anzeigefeld gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem elektrolumineszenten Element (OEL) um ein elektrolumineszentes Aktivmatrixelement (AMOEL) handelt.
Ansteuerschaltung für ein Anzeigefeld gemäß Anspruch 1, wobei das Verhältnis zwischen dem Breiten-Längen-Quotienten des ersten Transistors (Q1) und dem Breiten-Längen-Quotienten des zweiten Transistors (Q2) proportional ist zu dem Verhältnis zwischen dem Strom, der dem elektrolumineszenten Element (OEL) zugeführt wird, und dem kontrollierten Strom der Konstantstromquelle (10).
Ansteuerschaltung für ein Anzeigefeld gemäß Anspruch 1, wobei die Konstantstromquelle (10) in einer integrierten Ansteuerschaltung enthalten ist.
Anzeigefeld, umfassend eine Ansteuerschaltung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.