专利名称：一种高性能电流对比度可调控制电路的制作方法
技术领域：
到目前为止，电流对比度控制技术已经成功应用在OLED驱动芯片设计中。本发明电路在设计中通过可编程数字逻辑可以为液晶显示屏提供1、2、3、4……2n-1等级的细分电流，使OLED显示色彩更加鲜艳、逼真。
背景技术：
OLED在显示面板上属于新崛起的种类，被誉为“梦幻显示器”。OLED具有超薄、自发光、响应速度快、温度特性好、可实现柔软显示等诸多突出的特性，业界厂商认为OLED未来取代LCD只是时间早晚的问题。
OLED显示技术与传统的LCD显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。因此，驱动电流的细分设计对液晶屏最终显示色彩效果有较大影响。常规的电流对比度控制电路是通过简单的电流倍增来实现。如图1所示，通过外部逻辑控制电路分别使M1、M2、M3……Mn导通，如此便能产生1、2、3……n倍于偏置电流Ibias的驱动电流，但是在实际应用中，这种设计局限性在于放大倍数达到一定尺寸后它需要占用太多的硅片面积，并且寄生效应会导致电流倍数偏差过大。为了减少集成面积，将M1、M2、M3……Mn放大倍数设计分别成20、21、22……2n-1，通过逻辑电路控制，可以产生2n倍的电流，硅片面积也比修改前电路大大减少。但不幸的是，随着显示技术的发展，对OLED驱动电流对比度要求越来越高，这必然导致单位电流值的降低，通常只有77nA左右，对方案2来说，如何稳定产生的如此小的偏置电流是一个难点，该电路仍不适用于高对比度电路中。
发明内容
本发明的目的是提供一种电路，可以选择适中的对比度工作参考电流，克服了偏置电流过小，输出不稳定的缺点，同时能更好的增加对比度级数。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种高性能电流对比度可调控制电路，它包含一个电流乘法电路、一个电流减法电路、一个控制逻辑来选择电流等级和一个电流源电路以产生稳定的偏置电流。电路更深一层包含有水平相移电路以产生不同电压控制信号，控制逻辑用以导通和截止电流传输。
本电路揭露了一个获得多种对比度电流的方法。这方法包含了由上述电流对比度可调控制电路进行简单修改的步骤以及产生一个控制逻辑来调节电流的步骤。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为简单的电流倍增电路；图2为一种高性能电流对比度可调控制电路功能模块图；图3为偏置电路；图4为粗调电流对比度模块；图5为微调电流对比度模块；图6为电流输出模块；图7为粗调电流512级对比度控制电路；图8为微调电流512级对比度控制电路。
具体实施例方式
在阅读以下各方面的详细描述，还包括附图的说明后，本发明的这些和其他优点将显现无疑。下面结合附图对本发明作一详细说明。
图2是一种高性能电流对比度可调控制电路功能模块图，它由一个控制逻辑和几个具有不同功能的分离模拟模块组成。可以根据它们的独立功能来划分各个不同的模块。
图3是偏置电路，它给对比度电路提供偏置电流，为了保持稳定的电流值，电路可以采取外接电阻模式。该电路由M1、M2构成电流镜电路，Ibias端口外接选择电阻产生最佳电流值，M3、M4一起组成第二镜像电路，为粗调电流对比度模块提供电流值。M1、M2为pmos管，宽长比相等；M3、M4为nmos管，宽长比相等。控制信号vd和 用于关闭和开启偏置电路。当vd为高电平时，开关sw1关闭，sw2导通，此时电流Isource等于Ibias。当vd为低电平时，开关sw1导通，sw2关闭，M1、M2停止工作。电流Isource和Ibias为零。
图4为粗调电流对比度模块，是本发明实现256级对比度的特例。它主要包括一个参考输入电流单元和四个电流输出单元。输入电流单元由PMOS管M0构成，M0源极接电源VCC，其栅极与其漏极相连，其栅极分别和四个电流输出单元栅极相连。M0漏极和图3 NMOS管M4的漏极相连接，偏置电流由图3 M4管提供。
四个电流输出单元，第一电流输出单元由M1和开关sw1构成。M1为PMOS管，其宽长比是M0的2倍，M1的栅极与M0的栅极相连接。电流输出开关由信号w1控制，当w1为高电平时，开关sw1关闭，此时M1截止；当w1为低电平时，开关sw1导通，I1等于2倍的Ibias。
第二电流输出单元由M2和开关sw2组成。M2为PMOS管，其宽长比是M0的1倍，M2栅极与M0栅极相连接。开关sw2由信号w2控制，当w2为高电平，开关sw2关闭，I2为零；当w2为低电平时，开关sw2导通，I2等于1倍的Ibias。
第三电流输出单元电路由M3和开关sw3组成。M3为PMOS管，其宽长比是M0的1/2倍，M3栅极与M0栅极相连接。开关sw3由信号w3控制，当w3为高电平，开关sw2关闭，M3截止；当w3为低电平时，开关sw3导通，I3等于1/2倍的Ibias。
MOS管M1、M2、M3的漏极连接在一起，粗调电流对比度电路输出电流值为I1、I2、I3三者相加之和，因此，通过逻辑信号对开关sw1、sw2、sw3的控制，可以实现输出电流Iout为参考电流Ibias的0～7/2倍，因为最小变化量是1/2倍的Ibias，所以电流可变范围等于23级。
第四电流输出单元由M4构成，M4为PMOS管，其宽长比是M0的1/2倍，M4栅极与M0栅极相连接。I4电流值等于1/2 Ibias。M4的漏极与微调电流对比度电路的公共源极相连接。
图5为微调电流对比度电路，是本发明实现256级对比度的特例，由简单分压电路和六组电流输出单元组成。简单分压电路由电阻p1和电阻p2串联组成，输出偏置电压VP，使M1、M2、M3、M4、M5、M6处于导通状态。源极电流Isource分别经过六组电流输出单元向外输出，i1∶i2∶i3∶i4∶i5∶i6的电流值大小为16∶8∶4∶2∶1∶1。输出电流Iout为i1、i2、i3、i4、i5、i6的电流之和，因此，通过逻辑信号对开关sw1～sw10的控制，可以实现输出电流Iout为最小分流i6的0～31倍，即等于25级。输出电流Iout与第一组电流输出单元由M1、sw1、sw2组成，M1的宽长比等于M6的16倍，其栅极和M6栅极连接，源极接Isource端。开关sw1、sw2分别由信号φ1和 控制。当φ1为高电平 为低电平时，sw1关闭sw2导通，电流i1通过开关sw2流向Iout；反之，电流通过开关sw1流向地线。
第二组电流输出单元由M2、sw3、sw4组成，M2的宽长比等于M6的8倍，其栅极和M6栅极相连，源极接Isource端。开关sw3、sw4分别由信号φ2和 控制，φ2和 电位相反。当φ2为高电平时，sw3关闭sw4导通，电流i2通过开关sw4流向Iout；反之，电流通过开关sw3流向地线。
第三组电流输出单元由M3、sw5、sw6组成，M3的宽长比等于M6的4倍，其栅极和M6栅极相连，源极接Isource端。开关sw5、sw6分别由信号φ3和 控制，φ3和 电位相反。当φ3为高电平时，sw5关闭sw6导通，电流i3通过开关sw6流向Iout；反之，电流通过开关sw5流向地线。
第四组电流输出单元由M4、sw7、sw8组成，M4的宽长比等于M6的2倍，其栅极和M6栅极相连，源极接Isource端。开关sw7、sw8分别由信号φ4和 控制，φ4和 电位相反。当φ4为高电平时，sw7关闭sw8导通，电流i4通过开关sw8流向Iout；反之，电流通过开关sw7流向地线。
第五组电流输出单元由M5、sw9、sw10组成，M5的宽长比等于M6的1倍，其栅极和M6栅极相连，源极接Isource端。开关sw9、sw10分别由信号φ5和 控制，φ5和 电位相反。当φ5为高电平时，sw9关闭sw10导通，电流i5通过开关sw10流向Iout；反之，电流通过开关sw9流向地线。
第六组电流输出单元由M6构成，M6栅极接VP电位，其源极接Isource端，漏极接地线。电路工作时，M6电流i6常导通到地线，大小等于1/32 Isource。
通过图4和图5电路分析，粗调电流对比度电路能够产生23灰度级电流，微调电流对比度电路能够产生25灰度级电流。由于粗调电流对比度电路和微调电流对比度电路的输出电流最后进行叠加，因此，电路实现了28级也就是256级的对比度控制。
对于512级对比度特例，在256级基础上有两种方法可以实现1、微调电路结构保持不变，修改粗调电流对比度电路，通过增加一个输出单元，Mad管的宽长比要求是M1的2倍，使粗调电路电流对比度级数变为24，如图7所示；微调电路结构保持不变，如此便能实现29级也就是512级的对比度控制。
2、粗调电路结构不变，微调电流对比度电路增加一组电流输出单元，Mad管的宽长比要求是M1的2倍，使微调电路电流对比度级数变为26，如图8所示。
对于更高对比度电路，依照以上方法进行修改即可实现。
图6为电流输出模块，主要作用是根据0LED液晶屏的特性，调节输出电流最小变化量，使对比度变化差异能够明显表现在液晶屏显示中。输入电流Isource是粗调对比度电路和微调对比度电路之和，M1的宽长比为M2的2倍。
权利要求
1.一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于基本电路为粗调电流对比度电路和微调电流对比度电路，结构可以灵活拆配，原理上可以实现任何对比度的电流输出；另外，此电路还包含一个偏置电路和一个可编程逻辑控制器，控制电流的输入、输出，从而获得不同的OLED驱动电流。
2.如权利要求1所述的一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于包含有一个粗调电流对比度电路，以Ibias为基准电流，其为下一级提供了1～倍于基准电流的输入电流，并为微调电流对比度电路提供电流源；粗调电流对比度电路结构包括五个PMOS管M0、M1、M2、M3、M4，这五个PMOS的源极共同接电源VCC，五个PMOS的栅极互联，其中M0栅极和漏极短接，M0、M1、M2、M3、M4构成四路电流镜结构；M1、M2、M3、M4对M0的宽长比分别2∶1∶1/2∶1/2，三个开关管sw1、sw2、sw3，其分别由控制信号w1、w2、w3控制，它们决定M1、M2、M3组成的电流输出单元的导通和截止；w1、w2、w3的电位可以独立控制，不同的信号组合最终可以产生级对比度电流；由M4构成的第四路电流输出单元给微调电流对比度电路提供电流源。
3.如权利要求1所述的一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于包含有一个微调电流对比度电路，以最小电流值i6为基准电流，其为下一级提供了1～倍于基准电流的输入电流；粗调电流对比度电路结构包括电源VCC、电阻p1和电阻p2组成的分压电路，该电路分流网络提供开启电压VP；由PMOS管M1、M2、M3、M4、M5、M6组成分流网络，M1、M2、M3、M4、M5对M6的宽长比分别为16∶8∶4∶2∶1；M1～M6的源极同接电流输入端，其栅极同接开启电压VP；电路的导通电流存在如下关系Isource＝i1+i2+i3+i4+i5+i6，其中i1＝16*i6，i2＝8*i6，i3＝4*i6，i4＝2*i6，i5＝1*i6；10个开关管sw1～sw10，其分别由控制信号、、、、、、、、、、、、、、、、、、、控制，和的电位相反，以上控制信号决定M1、M2、M3、M5、M6、M7、M8、M9、M10组成的电流输出单元的导通和截止；控制信号可以独立控制，不同的信号组合最终可以产生级对比度电流。
4.如权利要求1所述的一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于通过改变基本电路(粗调电流对比度电路和微调电流对比度电路)的结构，能够实现对比度可调；对于设计256级灰度的电流控制电路特例，粗调电流对比度控制电路实现 灰度调节，微调电流对比度控制电路实现 灰度调节；对于设计128级对比度电路，在特例256级对比度结构基础上，粗调电流对比度控制电路基本电路结构修改，通过将第一电流输出单元删除，使粗调电路电流对比度级数变为；或者微调电流对比度控制电路基本电路结构修改，通过将第一电流输出单元删除，使粗调电路电流对比度级数变为。
5.如权利要求1所述的一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于包含有一个偏置电路，PMOS管M1、M2源极接电源VCC，其栅端短接，M1漏极和栅极相连接，M1与M2的宽长比为1∶1；NMOS管M3、M4源极接地线，其栅端短接，M3漏极和栅极相连接，M3与M4的宽长比为1∶1；开关管sw1、sw2用于控制偏置电路的导通和截止，其中 和 具有相反的电位。
6.如权利要求1所述的一种高性能电流对比度可调控制电路，其特征在于相对常规的电流对比度控制电路，这种电路的参考电流设计范围非常宽裕，能够选择适中的对比度电流值作为参考电流，避免了常规电流对比度控制电路参考电流太小、不稳定的情况。
全文摘要
本发明是一种高性能电流对比度可调控制电路，揭露了一个获得多种对比度电流的方法，基本电路为粗调电流对比度电路和微调电流对比度电路，此外它包含一个控制逻辑来选择电流等级和一个电流源电路以产生稳定的偏置电流。本发明有宽裕的参考电流选择范围，能够到达稳定、精确的电流灰度显示。
文档编号H05B33/08GK101090593SQ20061008739
公开日2007年12月19日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者林丰成, 林昕, 李家栋, 陈亮 申请人:天利半导体(深圳)有限公司