[發(fā)明專利]一種硅基有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備中的像素驅(qū)動(dòng)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810036364.X
• 申請(qǐng)日: 2008-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN101261810A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 冉峰;楊云霞;徐美華;程?hào)|方;沈偉星;陳章進(jìn);姚樹建;康希
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號(hào): G09G3/32
• 分類號(hào): G09G3/32;H03K3/356;H03K19/0185
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種硅基有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備(OLED-on-Silicon)中的像素驅(qū)動(dòng)電路(Pixel?Circuit)，特別是關(guān)于一種由一個(gè)二進(jìn)制鎖存器經(jīng)電平轉(zhuǎn)換電路連接一個(gè)恒流源像素驅(qū)動(dòng)電路所構(gòu)成的像素驅(qū)動(dòng)電路。

背景技術(shù)

硅基有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備以有機(jī)發(fā)光二級(jí)管為發(fā)光器件，并以互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體作為有機(jī)發(fā)光二級(jí)管的開關(guān)組件或驅(qū)動(dòng)組件，包括有源像素驅(qū)動(dòng)、行掃描驅(qū)動(dòng)電路、列掃描驅(qū)動(dòng)電路以及必要的控制電路，目的是為了盡量減少系統(tǒng)芯片總數(shù)和降低成本。

有機(jī)發(fā)光二級(jí)管與液晶顯示設(shè)備(Liquid?Crystal?Display，LCD)相比，有全固態(tài)，工藝簡(jiǎn)單，低電壓驅(qū)動(dòng)，低功耗，低成本，快響應(yīng)速度，自發(fā)光，寬視角，軟屏顯示等優(yōu)點(diǎn)，因此有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備將逐步取代液晶顯示設(shè)備成為市場(chǎng)上當(dāng)之無愧的主流。主要應(yīng)用于近眼顯示設(shè)備中，諸如攝像機(jī)、取景器和其他便攜設(shè)備中。有機(jī)發(fā)光二級(jí)管為電流驅(qū)動(dòng)器件，在電流驅(qū)動(dòng)下載流子注入和復(fù)合導(dǎo)致有機(jī)材料發(fā)光，因此其亮度與通過電流由密切相關(guān)。然而，通過的電流常會(huì)受到互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體閾值電壓漂移的影響。

請(qǐng)參考圖1為一常規(guī)的電壓驅(qū)動(dòng)型兩管像素電路，它包括：一個(gè)有機(jī)發(fā)光二級(jí)管OLED11，一個(gè)PMOS12，一個(gè)NMOS14和一個(gè)存儲(chǔ)電容13。其中NMOS14的柵極和漏極分別電連接到掃描線15和數(shù)據(jù)線16，PMOS12的柵極電連接NMOS14的源極和存儲(chǔ)電容13的一電極，PMOS12的源極和存儲(chǔ)電容13的另一電極同時(shí)電連接到電源電壓VDD，且PMOS12的漏極電連接到有機(jī)發(fā)光二級(jí)管OLED11的陽(yáng)極，OLED11的陰極接地。

常規(guī)的電壓驅(qū)動(dòng)型兩管像素電路原理如下所述。首先，當(dāng)掃描線15處于低電平時(shí)，NMOS14斷開，像素處于非選定狀態(tài)。其次，當(dāng)掃描線15提供高電平時(shí)，該像素選定，NMOS14作為開關(guān)導(dǎo)通，數(shù)據(jù)線16通過NMOS14寫入電壓數(shù)據(jù)到PMOS12的柵極，同時(shí)存儲(chǔ)電容13起作用。當(dāng)數(shù)據(jù)線16為低電平時(shí)，存儲(chǔ)電容13充電；當(dāng)數(shù)據(jù)線16為高電平時(shí)，存儲(chǔ)電容上的電荷繼續(xù)維持PMOS12的柵極電壓，使其保持在飽和導(dǎo)通狀態(tài)。因此，在整個(gè)幀周期內(nèi)，PMOS12的柵極電壓不變，OLED11為恒流控制，有機(jī)發(fā)光二極管OLED11發(fā)光。此時(shí)，流過OLED11的電流和PMOS12的電壓之間保持關(guān)系：

I_d＝0.5UpCox(W/L)(V_SG-|V_THP|)²

這里V_SD＞V_SG-|V_TH|；V_SG＞|V_THP|式中：W/L為PMOS驅(qū)動(dòng)管12的寬長(zhǎng)比。I_d代表流過OLED11的電流，V_SG代表PMOS12的源極和柵極之間的電壓差，V_THP代表PMOS12的閾值電壓。

可以看出，流過PMOS12和OLED11的電流是對(duì)應(yīng)于PMOS12的柵源電壓V_SG的值，而OLED11繼續(xù)發(fā)光亮度對(duì)應(yīng)于該電流值。V_SG則對(duì)應(yīng)于NMOS14導(dǎo)通狀態(tài)下數(shù)據(jù)線16上的電壓，由于存儲(chǔ)電容13像素選定狀態(tài)下起數(shù)據(jù)存儲(chǔ)作用，使得PMOS12的柵壓保持穩(wěn)定，產(chǎn)生一通過OLED11固定大小電流I_d，使得該有機(jī)發(fā)光二級(jí)管發(fā)光亮度保持穩(wěn)定。選取掃描線15后，數(shù)據(jù)線16上的電壓被寫入到像素OLED11內(nèi)部，該有機(jī)發(fā)光二級(jí)管亮度保持不變，直到下一次有數(shù)據(jù)寫入。若要實(shí)現(xiàn)多級(jí)灰度顯示，則控制數(shù)據(jù)線16上的多級(jí)灰度電壓。

然而，常規(guī)的電壓驅(qū)動(dòng)型像素電路實(shí)現(xiàn)高級(jí)灰度顯示很難，這是由于工藝制造等問題，即使在同一襯底上的不同像素之間，相同類型晶體管之間的閾值電壓V_TH也會(huì)有變化，導(dǎo)致流過有機(jī)發(fā)光二級(jí)管的電流隨不同的像素有很大的變化，從而使得通過有機(jī)發(fā)光二極管的電流不穩(wěn)定，難于實(shí)現(xiàn)控制灰度顯示。工藝制造同樣會(huì)帶來載流子遷移率的不一致，進(jìn)一步給顯示屏像素的亮度不均勻帶來影響。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于硅基有機(jī)發(fā)光顯示設(shè)備中的像素驅(qū)動(dòng)電路，通過靜態(tài)電流源提供固定大小電流，使得有機(jī)發(fā)光二極管在工作狀態(tài)下通過的電流得到精確的控制，不受閾值電壓的影響，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)線提供的數(shù)據(jù)的占空比來控制有機(jī)發(fā)光二極管的灰度。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：