硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路。
【背景技術(shù)】
[0002]娃基有機(jī)發(fā)光二極管(OLED-on-Silicon，OrganicLight Emitting D1de onSilicon)是將有機(jī)發(fā)光二極管與單晶硅集成電路結(jié)合。CMOS工藝具有低成本、小體積等特點，是集成電路工業(yè)的基石；0LED具有功耗低、自發(fā)光、視角寬、成本低、溫度適應(yīng)性好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點。二者的組合的優(yōu)勢使硅基有機(jī)發(fā)光二極管成為備受矚目的新型顯示技術(shù)。
[0003]一般定義屏幕對角線小于3.3cm的顯示器為微顯示器。微顯示自身尺寸很小，但可以通過光學(xué)系統(tǒng)實現(xiàn)超大屏顯示，微顯示系統(tǒng)成本低，電壓低，體積小，攜帶方便，應(yīng)用靈活，具有廣闊的應(yīng)用前景，廣泛應(yīng)用在在醫(yī)學(xué)、軍事、航空航天、工業(yè)控制以及消費電子等領(lǐng)域。
[0004]有機(jī)發(fā)光二極管微顯示技術(shù)已成為國內(nèi)外研究的一個熱點。目前，針對0LED衰退的問題，越來越多的人參與到0LED衰退補償?shù)难芯恐?，已提出一些?qū)動補償電路。當(dāng)0LED長時間顯示高對比度、高亮度顯示后，0LED像素衰退不一致，導(dǎo)致發(fā)光一致性差，當(dāng)刷新畫面后會觀察到模糊的殘影現(xiàn)象，原來發(fā)光亮度暗的地方衰退比較慢，發(fā)光會偏亮，而原來發(fā)光亮度高的地方衰退比較快，發(fā)光會偏暗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供了一種硅基有機(jī)發(fā)光二極管微顯示器像素衰退補償電路，采用電流型脈沖寬度調(diào)制驅(qū)動電路，有效的解決硅基有機(jī)發(fā)光二極管微顯示器長時間顯示后產(chǎn)生的殘影和亮度衰退現(xiàn)象，是硅基有機(jī)發(fā)光二極管微顯示的發(fā)光一致性顯著提高。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是:娃基有機(jī)發(fā)光二極管(0LED-on-Silicon，Organic Light Emitting D1de on Silicon)的衰退是由于長時間發(fā)光亮度不均勾顯示后，0LED產(chǎn)生一個內(nèi)阻，不同的0LED的內(nèi)阻大小不同，當(dāng)內(nèi)阻增大到一定程度就會產(chǎn)生殘影現(xiàn)象，依據(jù)0LED發(fā)光特性，若保持0LED的發(fā)光電流保持不變，雖然內(nèi)阻大小不一樣，但是能夠改善發(fā)光亮度的一致性，同時讀出0LED的陽極電壓監(jiān)測0LED的衰退程度，并通過分型掃描控制算法對0LED的亮度進(jìn)行補償，微顯示器在長時間顯示后還可以保持較好的發(fā)光一致性。
[0007]根據(jù)上文發(fā)明構(gòu)思，本文采用下述技術(shù)方案:
一種硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，由一個像素單元電路(1)連接一個有機(jī)發(fā)光二極管0LED的陽極電壓讀出電路(2)和一個參考電流產(chǎn)生電路(3)構(gòu)成，如圖1所示，其特征在于:
所述像素單元電路(1)包含第一開關(guān)晶體管T1、第三開關(guān)晶體管T3、存儲電容Cs和驅(qū)動晶體管T4 ;
所述第一開關(guān)晶體管T1:漏極連接陣列驅(qū)動信號Data，柵極連接行驅(qū)動信號Sel，源極連接第三開關(guān)晶體管T3的柵極，并經(jīng)存儲電容Cs連接電源Vdd ;第一開關(guān)晶體管T1在行驅(qū)動信號Sel有效的情況下，將列驅(qū)動信號Data寫進(jìn)存儲電容Cs ;
所述第三開關(guān)晶體管T3:漏極連接有機(jī)發(fā)光二極管OLED的陽極，源極連接驅(qū)動晶體管T4的漏極，柵極經(jīng)存儲電容Cs連接電源VDD，通過存儲電容的信號控制第三開關(guān)晶體管T3的開關(guān)狀態(tài)；
所述存儲電容Cs: A端連接第一開關(guān)管T1的源極和第三開關(guān)晶體管T3的柵極，另一極連接電源VDD ;
所述驅(qū)動晶體管T4:柵極連接參考電流源產(chǎn)生電路(3)的參考電平Vref (D)，源極連接電源VDD，漏極連接第三開關(guān)晶體管T3的源極；
所述硅基有機(jī)發(fā)光二極管(OLED):陽極連接第三開關(guān)晶體管T3的漏極，陰極連接負(fù)端電源Vcom ;當(dāng)?shù)谌_關(guān)晶體管T3導(dǎo)通時有機(jī)發(fā)光二極管0LED與驅(qū)動晶體管T4串聯(lián)，使有機(jī)發(fā)光二極管0LED工作在點亮狀態(tài)；
所述有機(jī)發(fā)光二極管0LED的陽極電壓讀出電路(2)包含一個第二開關(guān)晶體管T2 ;所述第二開關(guān)晶體管T2:柵極連接讀出信號Read，源極連接有機(jī)發(fā)光二極管0LED的陽極和第三開關(guān)晶體管T3的漏極；在Read信號有效時，第二開關(guān)晶體管T2導(dǎo)通，通過第二開關(guān)晶體管T2的漏極輸出0LED陽極電壓Vread ;
所述參考電流產(chǎn)生電路(3)包含第五驅(qū)動晶體管T5，第六驅(qū)動晶體管T6，第七驅(qū)動晶體管T7和電流源Iref ;
所述第五驅(qū)動晶體管T5:柵極連接第四驅(qū)動晶體管T4的柵極，源極連接電源VDD，漏極與柵極相連并接至第六驅(qū)動晶體管T6的漏極；
所述第六驅(qū)動晶體管T6:源極接地，柵極與漏極相連并接至第七驅(qū)動晶體管T7的柵極；
所述第七驅(qū)動晶體管T7:源極接地，柵極并上漏極連接電流源Iref的一端；
所述參考電流產(chǎn)生電路(3 )為像素單元電路提供一個參考電平Vref，該參考電平Vref用來打開第四驅(qū)動晶體管T4控制有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光亮度；當(dāng)行驅(qū)動信號Sel為低電平時，開關(guān)晶體管T1導(dǎo)通，將列驅(qū)動信號存入存儲電容Cs中，在存儲電容Cs的存儲值為低電平時，開關(guān)晶體管T3打開，驅(qū)動晶體管T4驅(qū)動0LED發(fā)光，當(dāng)存儲電容Cs存儲值為高電平時，則開關(guān)晶體管T3關(guān)閉，0LED不發(fā)光；當(dāng)0LED發(fā)光時，Read為低電平，開關(guān)晶體管T2打開，讀出0LED陽極電壓Vread ;其電路工作時序圖如圖3所示。
[0008]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于:所述第一開關(guān)晶體管T1、第二開關(guān)晶體管T2、第三開關(guān)晶體管T3和驅(qū)動晶體管T4采用金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場效晶體管、多晶硅薄膜晶體管、氧化鋅基薄膜晶體管和有機(jī)薄膜晶體管中的任意一種。
[0009]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，像素單元電路能產(chǎn)生脈寬調(diào)制波形，用數(shù)字驅(qū)動方式來控制像素單元電路；硅基有機(jī)發(fā)光二極管的工作電流可以從InA到luA，根據(jù)不同的0LED的單元尺寸，通過調(diào)節(jié)Iref的值，同時0LED 二端的電壓不斷變化，保證0LED能夠工作在合適的亮度下。Vref是像素單元電路的驅(qū)動電壓，Vref可以通過自偏置低壓共源共柵電流鏡、有源電流鏡、和固定電壓源得到，如圖4、圖5和圖6所示。
[0010]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于:如圖2所示，像素驅(qū)動單元能通過2個開關(guān)晶體管(Τ1、ΤΓ )或2個以上的開關(guān)晶體管將列驅(qū)動信號Data信號傳輸至第三開關(guān)晶體管T3的柵極，，2個或2個以上的開關(guān)晶體管可采用最小工藝尺寸的相同結(jié)構(gòu)的N型或P型晶體管。
[0011]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于:第二開關(guān)晶體管T2采用P型晶體管結(jié)構(gòu)，晶體管的長W和寬L可采用晶體管工藝尺寸最小值。
[0012]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于第三開關(guān)晶體管T3采用P型晶體管結(jié)構(gòu)，晶體管的長W和寬L可采用晶體管工藝尺寸最小值；VCom的最低值取決于第三開關(guān)晶體管T3的耐壓，根據(jù)第三開關(guān)晶體管T3的工藝，Vcom的范圍為-10V到0V，VDD的取值范圍為3V到10V ；
所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于:第四驅(qū)動晶體管T4采用P型晶體管結(jié)構(gòu)，寬長比的不同影響著0LED的輸出電流，同時影響著0LED衰退補償效果，寬長比的取值可從0.5到5 ;寬長比越小，0LED輸出電流越小，補償效應(yīng)越好。
[0013]所述的硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，其特征在于:所述電容Cs采用多晶-絕緣體-多晶PIP電容、金屬-絕緣體-金屬MIM電容、金屬-氧化物-金屬Μ0Μ電容或深溝道電容中的任一種；存儲電容Cs的取值范圍需小于120ff，Cs可以用其他任何等效電容替代，如晶體管柵電容等。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下突出實質(zhì)特性特點和顯著優(yōu)點:
第一，本發(fā)明可以產(chǎn)生電流脈沖寬度調(diào)制波。
[0015]第二，本發(fā)明的驅(qū)動補償電路對0LED的衰退補償有顯著的效果，能使0LED在長時間是用后，依然可以保持較好的發(fā)光一致性。
[0016]第三，本發(fā)明的像素單元電路的晶體管都是采用P型晶體管，有利于版圖的布局設(shè)計。
[0017]第四，本發(fā)明的像素電路可以讀出0LED的陽極電壓，可通過衰退模型得知0LED的衰退程度。
【附圖說明】
[0018]圖1為硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路。
[0019]圖2為像素單元電路雙管驅(qū)動電路。
[0020]圖3是圖1的工作時序圖。
[0021]圖4、圖5是參考電流產(chǎn)生電路的多種電流鏡結(jié)構(gòu)。
[0022]圖6為參考電流產(chǎn)生電路由固定電壓原。
【具體實施方式】
[0023]本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合【附圖說明】如下，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0024]實施例一:
參見圖1，一種硅基有機(jī)發(fā)光微顯示器像素衰退補償電路，由一個像素單元電路(1)連接一個有機(jī)發(fā)光二極管的陽極電壓讀出電路(2)和一個參考電流產(chǎn)生電路(3)構(gòu)成。
[0025]所述像素單元電路(1)包含第一開關(guān)晶體管T1、第三開關(guān)晶體管T3、存儲電容Cs和驅(qū)動晶體管T4 ；
所述第一開關(guān)晶體管T1:漏極連接陣列驅(qū)動信號Data，柵極連接行驅(qū)動信號Sel，源極連接第三開關(guān)晶體管T3的柵極，并經(jīng)存儲電容Cs連接電源Vdd ;第一開關(guān)晶體管T1在行驅(qū)動信號Sel有效的情況下，將列驅(qū)動信號Data寫進(jìn)存儲電容Cs ;
所述第三開關(guān)晶體管T3:漏極連接有機(jī)發(fā)光二極管的陽極，源極連接驅(qū)