专利名称：一种微电流型amoled显示器数据驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种微电流型AMOLED显示器数据驱动电路，属于微电子及显示技术领域。
背景技术：
微显示技术是国际新兴的技术和产业，其未来的应用是不可估量的。它用途广阔，涉及科研、娱乐、通信、军事、医疗等各个行业和领域，市场潜力巨大。相对于其他微显示技术而言，有源有机发光二极管(AMOLED)微显示具有主动发光、视角宽、低压驱动、发光效率高、响应速度快等特点，可用于各种显示领域。有机发光器件OLED技术和互补氧化物半导体CMOS技术的结合，促进了新一代的微型显示器的发展。将有机发光器件OLED直接作在单晶硅材料的集成电路芯片上，采用目前流行的CMOS工艺设计加工，因而构成了一种总成本比较低廉的微型显示器系统。AMOLED要达到实用化，必须有一个完善的，实用化的驱动电 路。驱动芯片少且集成度低是目前设计AMOLED驱动电路遇到的很大的一个问题。AMOLED的驱动系统的研究，正处于发展阶段，其驱动系统理论研究部分是目前在国际上AMOLED领域研究的热点之一，也是我国AMOLED领域前沿研究问题之一。有源有机发光二极管(AMOLED)分为电压写入型和电流写入型。有机发光器件OLED是主动发光器件，亮度与注入电流成正比，故常采用电流驱动。只要保证流过每个有机发光器件OLED的电流为一常数，就能保证其亮度一致。从而可消除因ITO阳极电阻压降所引起的显示亮度不均匀性问题，使显示质量得到改善。对于MXN(M为显示屏列数，N为显示屏行数)灰度等级为K的AMOLED显示屏，主要有三种工作频率帧频率fF，行驱动工作频率f；、列驱动工作频率4。这三种工作频率的关系为fL = MX NX fF和f； = NX fF，每个像素充电时间为1/K X NX fF，有机发光器件OLED像素驱动电流很小，如果像素电路充电时间不够长，OLED器件充电不充分将会产生图像的失真。
发明内容本实用新型的目的是为了解决电流型有源有机发光二极管(AMOLED)显示器像素电路电流充电建立时间短的问题，提供一种微电流型AMOLED显示器数据驱动电路，可以增大像素电路建立时间，使像素电路电流充电时间增大。改善了有机发光器件OLED充电不充分将会产生图像失真的问题。为实现本实用新型目的，采用以下技术方案一种微电流型AMOLED显示器数据驱动电路，其特征是包括移位寄存器、锁存器、电流源电路、行扫描电路以及像素阵列，移位寄存器的输入信号分别为视频数据信号和移位时钟信号，移位寄存器的输出及外接行同步信号分别为锁存器的输入信号，锁存器的输出为电流源电路的输入信号，行扫描电路的输入为行同步信号和帧同步信号，电流源电路的输出和行扫描电路的输出分别为像素阵列的输入信号；[0008]移位寄存器包括4组同步并行输入，每组320个串行级联的D触发器；第一个D触发器的输入端接从解码板接收4bit位的图像数据信号，第二个D触发器的输入端接第一个D触发器的输出端，…以此类推，第320个D触发器的输入端接第319个D触发器的输出端；320个D触发器的时钟控制端接像素移位时钟；锁存器包括4组同步并行输入，每组320个串行级联的D触发器；第一个D触发器的输入端接移位寄存器第一个D触发器的输出端,第二个D触发器的输入端接移位寄存器第二个D触发器的输出端，以此类推，第320个D触发器的输入端接移位寄存器第320个D触发器的输出端；320个D触发器的时钟控制端接行同步信号；行扫描电路包括240个串行级联的D触发器；像素阵列包括320行X 240列个有机发光器件OLED像素单元电路；电流源电路含有320 个 P 型 MOS 管 M1、M2、]\^..M320，640 个 N 型 MOS 管 N1、N2、N3、Ν4、Ν5、Ν6—Ν640、320 个开关 Kl、Κ2、Κ3…Κ320、4 个开关 DO、Dl、D2、D3 以及电流源 lout ； 电流源Iout的正向端与P型MOS管Ml的栅极和漏极、P型MOS管M2的栅极、P型MOS管M3的栅极、P型MOS管M4的栅极…，一直到P型MOS管M320的栅极相互连接在一起，电流源Iout的负向端接地；P型MOS管Ml的源极、P型MOS管M2的源极、P型MOS管M3的源极、P型MOS管M4的源极…，一直到P型MOS管M320的源极相互连接在一起并连接电源VDD ；640个N型MOS管按顺序两个为一组，共320组，每组中的奇数的N型MOS管NI、N3、N5…N639的栅极和漏极均与同组中的偶数的N型MOS管N2、N4、N6…N640的栅极连接并分别与320个P型MOS管中M2 M320的漏极连接在一起；640个N型MOS管的源极都接到电源地，偶数的N型MOS管N2、N4、N6…N640的漏极分别连接开关Kl、K2、K3……K320的一端；开关K1、K2、K3…K320的另一端分别连接各列像素单元；所述电流源Iout是外接参考电流Iref、外接参考电流Iref/2、外接参考电流Iref/4及外接参考电流Iref/8四路电流之和，外接参考电流Iref、外接参考电流Iref/2、外接参考电流Iref/4及外接参考电流Iref/8分别通过开关D0、D1、D2及D3连接电流源lout。本实用新型的优点及显著效果(I)本实用新型采用电流源电路，直接利用电流镜为有机发光器件OLED提供电流，增大了像素电路建立时间，使得每个像素充电时间由l/KXNXfF延长为l/NXfF，像素电路建立时间延长K倍，显示质量得到改善，解决了由于OLED器件电流充电不充分产生图像失真的问题。(2)利用电流驱动可以实现有源有机发光二极管(AMOLED)显示器亮度的均匀性和显示灰度的准确性调节。
图I是本实用新型电流型AMOLED驱动显示系统框图；图2是本实用新型电流源电路图；图3是本实用新型参考电流源Iout电路图；图4是本实用新型电路控制时序图。
具体实施方式
参看图1-3，本实用新型包括移位寄存器1，锁存器2，电流源电路3，行扫描电路4，像素阵列5。移位寄存器I是由4组每组320个D触发器级联组成。锁存器2同样由4组每组320个D触发器级联组成，具有数据暂存的作用。电流源产生电路3含有320个P型MOS 管 Ml、M2、M3…M320，640 个 N 型 MOS 管 NI、N2、N3、N4、N5、N6…N640，和开关 Kl、K2、Κ3···Κ320、DO、Dl、D2、D3，电流源lout，电流源Iout是外接参考电流Iref，外接参考电流Iref/2，外接参考电流Iref/4，外接参考电流Iref/8四路电流之和。从锁存器接收的320路4位信号分别控制D0、D1、D2、D3四个开关，产生320路电流输入到像素阵列中。行扫描电路4通过一组D触发器级联而成，在每个行同步信号到来的时候进行移位，选中下一行像素点矩阵。像素阵列5由320X240个OLED像素电路组成，OLED器件有电流流过时就会发光。移位寄存器I的输出端与锁存器2的输入端相互连接；锁存器2的输出端与电流源产生电路3的输入端相互连接；电流源产生电路3的输出端与像素阵列5的一个输入端相互连接；行扫描电路4与像素阵列另一输入端相连。电流源Iout的正向端，P型MOS管Ml的栅极和漏极，P型MOS管M2的栅极，P型MOS管M2的栅极，P型MOS管M4的栅极，一直到P型MOS管M320的栅极，相互连接于第一节点Al ；P型MOS管Ml的源极，P型MOS管M2的源极，P型MOS管M2的源极，P型MOS管M4的源极，一直到P型MOS管M320的源极，·相互连接于电源VDD ;电流源Iout的负向端接地#型MOS管NI的栅极和漏极，N型MOS管N2的栅极，P型MOS管M2的漏极，相互连接于第二节点A2 ；N型MOS管NI的源极，N型MOS管N2的源极，N型MOS管N3的源极，N型MOS管N4的源极，N型MOS管N5的源极，N型MOS管N6的源极，一直到N型MOS管N640的源极都接到电源地；N型MOS管N3的栅极和漏极，N型MOS管N4的栅极，P型MOS管M3的漏极，相互连接于第三节点A3 ；N型MOS管N5的栅极和漏极，N型MOS管N6的栅极，P型MOS管M4的漏极，相互连接于第四节点A4，...N型MOS管N639的栅极和漏极，N型MOS管N640的栅极，P型MOS管M320的漏极，相互连接于第五节点A5 ；N型MOS管N2的漏极与开关Kl相连；N型MOS管N4的漏极与开关K2相连；N型MOS管N6的漏极与开关K3相连#型皿)3管N640的漏极与开关K320相连；开关K1、K2、Κ3…Κ320连接像素单元；电流源Iout是外接参考电流Iref，外接参考电流Iref/2，外接参考电流Iref/4，外接参考电流Iref/8四路电流之和。外接参考电流Iref与开关DO相连；参考电流Iref/2与开关Dl相连；参考电流Iref/4与开关D2相连；参考电流Iref/8与开关D3相连。本实用新型移位寄存器从解码板接收图像数据信号，通过移位寄存器外接的移位时钟上升沿触发，图像数据信号依次从移位寄存器的一端向另一端移位，每接收一个移位时钟的上升沿，移位寄存器完成一位图像数据的移位，在完成全部移位时，锁存器通过外接行同步信号输入，把移位寄存器中的图像数据全部输入锁存器并寄存，电流源电路接收锁存器中的寄存信号，控制各列电流源电路的开关，产生的电流经电流镜复制后输入到像素阵列，直接对像素阵列中的像素单元一有源有机发光二极管电路充电，使像素电路电流充电时间增大，行扫描电路产生行扫描信号逐行选中像素阵列中要求被点亮的有源有机发光二极管显示行。图I所示电路的工作过程如下移位寄存器从解码板接收4bit位的图像数据信号Data，通过移位寄存器的像素移位时钟pixclk上升沿触发，data依次从移位寄存器的左端向右移位，在完成320次移位时行同步信号HS到来，把移位寄存器中的数据全部输入到锁存器2并寄存在锁存器中。同时电流源产生电路3分别通过从锁存器接收的320路4位信号分别产生320路电流输入到像素电路5中。同时通过左端的行扫描电路4和外接控制电路实现像素单元中相关开关管的导通和关闭。这样就能将从顶部读入的数据转换成电信号储存在像素单元中并对像素电路充电。如图4所示为本发明电路控制时序图。图2和图3所示电路的工作过程如下如图2所示为320个电流镜部分电路图。产生320路电流输入到像素阵列中。如图3有四路参考电流，从锁存器接收的320路4位信号分别控制DO、DU D2、D3四个开关，四路电流之和即为OLED驱动电流。每一路用320个电流镜产 生320列电流。对于MXN的AMOLED显示屏，帧频率fF，如果灰度等级为K，每个像素电路充电时间为l/KXNXfF。对于本发明，帧频为180HZ，灰度等级为16，采用320个电流镜使得每个像素电路充电时间由 1/KXNXfV = 1/16X240X180 = I. 45us 延长为 l/NXfF = 1/240X180=23us，使充电时间延长16倍。如图4所示为个外接控制信号之间的时序关系。帧同步信号的周期是行同步信号的320倍，行同步信号的周期是像素时钟周期的240倍。
权利要求1.一种微电流型AMOLED显示器数据驱动电路，其特征是包括移位寄存器、锁存器、电流源电路、行扫描电路以及像素阵列，移位寄存器的输入信号分别为视频数据信号和移位时钟信号，移位寄存器的输出及外接行同步信号分别为锁存器的输入信号，锁存器的输出为电流源电路的输入信号，行扫描电路的输入为行同步信号和帧同步信号，电流源电路的输出和行扫描电路的输出分别为像素阵列的输入信号； 移位寄存器包括4组同步并行输入，每组320个串行级联的D触发器；第一个D触发器的输入端接从解码板接收4bit位的图像数据信号，第二个D触发器的输入端接第一个D触发器的输出端，…以此类推，第320个D触发器的输入端接第319个D触发器的输出端；320个D触发器的时钟控制端接像素移位时钟； 锁存器包括4组同步并行输入，每组320个串行级联的D触发器；第一个D触发器的输入端接移位寄存器第一个D触发器的输出端，第二个D触发器的输入端接移位寄存器第二个D触发器的输出端，以此类推，第320个D触发器的输入端接移位寄存器第320个D触发器的输出端；320个D触发器的时钟控制端接行同步信号； 行扫描电路包括240个串行级联的D触发器； 像素阵列包括320行X 240列个有机发光器件OLED像素单元电路； 电流源电路含有320个P型MOS管MUM2.M3 —M320,640个N型MOS管N1、N2、N3、N4、N5、N6…N640、320个开关Kl、K2、K3…K320、4个开关DO、DU D2、D3以及电流源Iout ;电流源Iout的正向端与P型MOS管Ml的栅极和漏极、P型MOS管M2的栅极、P型MOS管M3的栅极、P型MOS管M4的栅极…，一直到P型MOS管M320的栅极相互连接在一起，电流源Iout的负向端接地；P型MOS管Ml的源极、P型MOS管M2的源极、P型MOS管M3的源极、P型MOS管M4的源极…，一直到P型MOS管M320的源极相互连接在一起并连接电源VDD ；640个N型MOS管按顺序两个为一组，共320组，每组中的奇数的N型MOS管NI、N3、N5…N639的栅极和漏极均与同组中的偶数的N型MOS管N2、N4、N6…N640的栅极连接并分别与320个P型MOS管中M2 M320的漏极连接在一起；640个N型MOS管的源极都接到电源地，偶数的N型MOS管N2、N4、N6…N640的漏极分别连接开关Kl、K2、K3……K320的一端；开关K1、K2、K3…K320的另一端分别连接各列像素单元；所述电流源Iout是外接参考电流Iref、外接参考电流Iref/2、外接参考电流Iref/4及外接参考电流Iref/8四路电流之和，外接参考电流Iref、外接参考电流Iref/2、外接参考电流Iref/4及外接参考电流Iref/8分别通过开关D0、D1、D2及D3连接电流源lout。
专利摘要一种微电流型AMOLED显示器数据驱动电路，包括移位寄存器、锁存器、电流源电路、行扫描电路以及像素阵列，移位寄存器的输入信号分别为视频数据信号和移位时钟信号，移位寄存器的输出及外接行同步信号分别为锁存器的输入信号，锁存器的输出为电流源电路的输入信号，行扫描电路的输入为行同步信号和帧同步信号，电流源电路的输出和行扫描电路的输出分别为像素阵列的输入信号。
文档编号G09G3/32GK202584687SQ20122011970
公开日2012年12月5日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者孙伟锋, 杨淼, 张白雪, 徐德胜, 徐申, 陆生礼, 时龙兴 申请人:东南大学