[發明專利]一種硅基有機發光二極管像素驅動電路

有效

• 申請號: 201210405596.4
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102903331A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 趙博華;黃苒;杜寰;羅家俊;韓鄭生
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G09G3/32
• 分類號: G09G3/32
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術領域

本發明涉及電路技術領域，特別涉及一種硅基有機發光二極管像素驅動電路。

背景技術

硅基有機發光二極管顯示是一種新興的微型顯示技術，它是單晶硅CMOS（Complementary?Metal?Oxide?Semiconductor，互補金屬氧化物半導體）集成技術與OLED（Organic?Light-Emitting?Diode，有機發光二極管）顯示技術有機的結合，兼具兩者的技術優勢，是極具發展前途的平板顯示技術。與液晶顯示相比，OLED顯示具有超薄、超輕、寬視角、快速響應、高對比度、像素自身發光、可彎曲等優點。

現有技術中，硅基有機發光二極管的微顯示主要包括有投影顯示和虛擬顯示，這種微顯示器的像素單元面積一般為幾百μm²，有些甚至低于100μm²，單個像素的工作電流與像素面積成正比，因此，一般像素單元的工作電流在幾百pA（pico-ampere，皮安）到幾十nA（nano-ampere，納安）之間。如果按照微顯示器的分辨率為800×600，刷新率為60Hz來計算，單個像素的數據讀入時間約為30ns（nano-second，納秒），但是晶體管和金屬的連線的寄生電容比較大，像素的工作電流，尤其是亮度比較低時對應的電流偏小，導致數據讀入時間滿足不了時序要求。

現有的硅基有機發光二極管像素驅動電路參見附圖1，主要包括DAC（Digital?to?Analog?Converter，數字模擬轉換器）與緩沖器1；采樣保持電路2。其工作原理如下：

輸入的8位數字視頻信號13通過DAC3轉換成相應的輸出電流I₁（I₁的電流范圍約為0～1mA）I₁和共源共柵電流源4的電流I₂（I₂的電流范圍約為5μA）疊加在一起為電流I（等于I₁+I₂，電流大小約為5μA～1mA），電流I流過二極管連接形式的晶體管5產生相應的輸出電壓V₁；在SAMPLE信號為高時，晶體管8開啟，電壓V₁通過緩沖器7傳遞到存儲電容9（B點）上，也即晶體管10的柵極，在HOLD信號為低時，晶體管11開啟，由于晶體管5的寬長比為晶體管10的100倍，所以流過晶體管10的電流約為50nA～1mA；晶體管11的源極12連接至像素單元電路，并且在像素單元處于保持階段時，像素單元的工作電流再一次被降低，從而使其工作電流處于10nA～500pA。

由于當輸入信號控制的亮度比較低時，流過晶體管5的電流I比較小（大約為幾μA）時，考慮到晶體管5的尺寸很大以及顯示像素電壓生成點（結點6）存在的寄生電容，電流I不能在規定的時間內（大約為幾十ns）完成對結點6的完全充放電，電壓V₁不能完全建立起來，從而對微顯示器在亮度比較低時的顯示效果造成不利的影響。

曾有技術采用在結點6處增加一個如附圖2所示的預充電電路來解決上述問題，該預充電電路的工作原理為，增加預充電開關17，在每一個像素點數據讀入的前半個周期中，通過緩沖器16將結點6的電壓下拉到接近最低亮度對應的電壓V_black；在剩下的數據讀入半個周期中，再根據DAC3的輸出電流在結點6處形成對應的電壓V₁。其中，V_black為偏置電流I_black流過二極管連接形式的晶體管15形成，并將V_black連接成電源跟隨器形式的緩沖器16的正相輸入端。

該技術存在的主要問題在于，由于在每一個像素單元數據輸入的前半個周期，緩沖器16都將結點6下拉到V_black，這有可能對在輸入數據生成對應的電壓V₁為V_black附近時造成影響，使其在下半個周期不能將最終的電壓建立起來。此外，由于每次都將結點6下拉到最低電平，功耗必定會增加。并且，由于緩沖器16的設計相對比較復雜，而且需要較高的響應速度，因此，需要額外的預充電控制信號PRESET。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提出了一種在工作電流較小的情況下也能對顯示像素電壓生成點完成完全充放電的硅基有機發光二極管像素驅動電路。