专利名称：一种有机发光二极管象素驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及微型显示(Micro-Display)技术领域，尤其涉及一种可实 现有机发光微型显示所需的小电流驱动的改进的电压驱动的主动式硅基 有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode on Silicon, OLEDoS)象素 驱动电路，用于实现有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode， OLED)微型显示所需的小电流驱动。
背景技术：
微型显示是平板显示(Flat Panel Display)技术的一个分支，可广泛应用于虚拟显示、头戴式显示、便携计算机、手机等，也可与光学系统结合 实现大屏幕投影显示。硅上液晶(LCoS)和硅上有机发光二极管(OLEDoS)都是微型显示 技术。由于液晶技术的成熟，硅上液晶技术发展较快，但是有机发光二极 管具有视角广、色彩对比效果好、响应速度快、低功耗以及制造成本低等 优点，故硅上有机发光二极管更具发展前景。有机发光二极管具有多种驱动方式，在微型显示中多采用主动式。如 图I所示，图1为目前普通的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱动 电路的示意图。该有机发光二极管象素电路包括切换开关晶体管P1，驱动晶体管P2，存储电容C及有机发光二极管OLED，第一电位Vdd，第二 电位vss。所述切换开关晶体管的栅极偶接扫描线，漏极偶接数据线，源 极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管的源极偶接所述第一电 位，漏极偶接所述有机发光二极管的阳极端；所述有机发光二极管的阴极 端偶接所述第二电位；所述存储电容的两个极板分别偶接所述第一电位和 所述驱动晶体管的栅极。该驱动电路显示灰度是由数据线上的电压所决 定，当扫描线扫描至此象素时，切换开关晶体管P1导通，将数据线的电 压传送至驱动晶体管P2的栅极，保持在存储电容C上，从而获得栅极电 压Vg以驱动所需电流流经有机发光二极管OLED显示。然而，由于微型显示象素面积的限制(通常要求小于iooo平方微米)， 流经有机发光二极管的电流极小，小于普通单晶硅晶体管开启电流O微 安)，要通过栅极电压Vg来控制驱动所需的电流进而控制显示灰度，就需 要将图1所示驱动晶体管P2的栅长增加到几十微米甚至几百微米，以减 小驱动电流。这样一来，将增大象素面积，使该象素电路不再适用于有机 发光微型显示象素驱动。发明内容(一)要解决的技术问题 有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有机发光二极管象素驱动 电路，以实现有机发光微型显示所需的小电流驱动，解决在象素面积大小 存在限制的情况下，单晶硅晶体管驱动电流过大无法实现有机发光二极管 显示灰度的问题。(二)技术方案 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种有机发光二极管象素驱动电路，该电路包括一切换开关晶体管、 一驱动晶体管、 一存储电容、 一有机发光二极管、第一电位、第二电位、 一扫描线和一数据线；所述切换开关晶体管的栅极偶接扫描线，漏极偶接 数据线，源极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管的源极偶接所 述第一电位，漏极偶接所述有机发光二极管的阳极端；所述有机发光二极管的阴极端偶接所述第二电位；所述存储电容的两个极板分别偶接所述第一电位和所述驱动晶体管的栅极；该电路还包括一分流晶体管，该分流晶体管与所述有机发光二极管并联，用于得到 所述有机发光二极管所需的工作电流，实现有机发光微型显示所需的小电流驱动。当所述晶体管为p型晶体管时，所述分流晶体管的源极偶接所述有机 发光二极管的阳极和所述驱动晶体管的漏极，漏极偶接所述有机发光二极 管的阴极和所述第二电位，栅极偶接所述驱动晶体管的栅极。当所述晶体管为N型晶体管时，所述分流晶体管的漏极偶接所述有机 发光二极管的阳极和所述第一电位，源极偶接所述有机发光二极管的阴极 和所述驱动晶体管的漏极，栅极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述有机发光二极管的阳极端偶接第一电位；所述驱动晶体管的源极偶接所述第二电位，漏极偶接所述有机发光二 极管的阴极。所述有机发光二极管所需的工作电流由驱动晶体管的栅极电压控制， 实现显示灰度。所述第一电位高于第二电位。所述数据线上的电压存在一个有效工作区域，该有效工作区域为从Vss+1.5Vth至U Vdd—1.5Vth，其中，Vdd为第一电位，Vss为第二电位，Vth 为N型或P型晶体管的阈值电压的绝对值。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果1、 本发明提供的这种有机发光二极管象素驱动电路，由于为有机发 光二极管并联了一个分流晶体管，利用并联电路的分流作用，得到了有机 发光二极管所需的工作电流，所以实现了有机发光微型显示所需的小电流 驱动，解决了在象素面积大小存在限制的情况下，单晶硅晶体管驱动电流 过大无法实现有机发光二极管显示灰度的问题。2、 本发明提供的这种有机发光二极管象素驱动电路，利用并联电路 的分流作用得到的有机发光二极管所需的工作电流，仍然由驱动晶体管的 栅极电压控制，实现显示灰度。
图1为目前普通的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱动电路的 示意图；图2为依照本发明第一个实施例由P型晶体管实现的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱动电路的示意图；图3为依照本发明第二个实施例由N型晶体管实现的电压驱动的主 动式有机发光二极管象素驱动电路的示意图；其中，Vdd为第一电位，Vss为第二电位，第一电位Vdd高于第二电位 Vss，通常可取Vdd为正电位，Vss为零电位；Pl为P型切换开关晶体管，P2为P型驱动晶体管，P3为P型分流晶 体管；Nl为N型切换开关晶体管，N2为N型驱动晶体管，N3为N型分流 晶体管；C为存储电容，OLED为有机发光二极管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明提供的这种有机发光二极管象素驱动电路，是图1所示的目前 普通的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱动电路的改进电路，在图 1所示的目前普通的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱动电路上并 联一个分流晶体管，实现有机发光微型显示所需的小电流驱动。它利用并 联电路的分流作用，用一个晶体管与有机发光二极管并联，得到有机发光 二极管所需的工作电流，该电流仍然由驱动晶体管的栅极电压控制，实现 显示灰度。本发明提供的这种有机发光二极管象素驱动电路包括一切换开关晶体管、 一驱动晶体管、 一存储电容、 一有机发光二极管、第一电位、第二 电位、 一扫描线和一数据线；所述切换开关晶体管的栅极偶接扫描线，漏 极偶接数据线，源极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管的源极 偶接所述第一电位，漏极偶接所述有机发光二极管的阳极端；所述有机发 光二极管的阴极端偶接所述第二电位；所述存储电容的两个极板分别偶接 所述第一电位和所述驱动晶体管的栅极；该电路还包括一分流晶体管，该 分流晶体管与所述有机发光二极管并联，用于得到所述有机发光二极管所 需的工作电流，实现有机发光微型显示所需的小电流驱动。当所述晶体管为P型晶体管时，所述分流晶体管的源极偶接所述有机 发光二极管的阳极和所述驱动晶体管的漏极，漏极偶接所述有机发光二极 管的阴极和所述第二电位，栅极偶接所述驱动晶体管的栅极。如图2所示， 图2为依照本发明第一个实施例由P型晶体管实现的电压驱动的主动式 有机发光二极管象素驱动电路的示意图。其中包括切换开关晶体管P1，驱动晶体管P2，分流晶体管P3，存储电容C和有机发光二极管OLED。 上述晶体管均为P型晶体管。有机发光二极管具有阳极和阴极。有机发光 二极管的阳极偶接驱动晶体管P2的漏极，阴极偶接第二电位Vss。另外驱 动晶体管P2的栅极和分流晶体管P3的栅极互相偶接，接受由切换开关晶 体管P1传送的电压。当所述晶体管为N型晶体管时，所述分流晶体管的漏极偶接所述有机 发光二极管的阳极和所述第一电位，源极偶接所述有机发光二极管的阴极 和所述驱动晶体管的漏极，栅极偶接所述驱动晶体管的栅极。所述有机发 光二极管的阳极端偶接第一电位。所述驱动晶体管的源极偶接所述第二电位，漏极偶接所述有机发光二极管的阴极。如图3所示，图3为依照本发 明第二个实施例由N型晶体管实现的电压驱动的主动式有机发光二极管 象素驱动电路的示意图。其中包括切换开关晶体管N1，驱动晶体管N2，分流晶体管N3，存储电容C和有机发光二极管OLED。晶体管均为N型 晶体管。有机发光二极管的阳极偶接第一电位Vdd，阴极偶接驱动晶体管 N2的漏极。另外驱动晶体管N2的栅极和分流晶体管N3的栅极互相偶接， 接受由切换开关晶体管Nl传送的电压。由上述说明可知，应用本发明提供的有机发光二极管象素驱动电路， 可以不需要增加驱动晶体管的栅长到几十甚至几百微米，只需要增加一个 小尺寸的分流晶体管就可以实现有机发光微型显示所需的小电流驱动，并 实现显示灰度。请参考图2所示的第一个实施例，当扫描线扫描至该象素时，切换开 关晶体管P1导通，带有灰度信息的数据线上的电压被传送到驱动晶体管 P2和分流晶体管P3的栅极，并保持在存储电容C上。若该栅极电压小于 第一电位Vdd—个晶体管的阈值电压，则驱动晶体管P2导通，该瞬间分流 晶体管P3的栅极和源极有正压差，所以P3未导通，此时P2的电流全部 流经有机发光二极管OLED，由于流经OLED的电流极小，与驱动晶体管 P2相比，OLED等效于一个大电阻，承担了几乎所有的电压降。从而OLED 阳极的电压约等于第一电位Vdd，也即分流晶体管P3源极电压约等于第一 电位Vdd， P3将导通，电路开始稳定，正常工作。此时，驱动晶体管P2 工作在线性区，而分流晶体管P3工作在饱和区。有机发光二极管上的电压V。,ed与驱动晶体管P2的栅极电压Vg有如下关系V。,ed二K^Vg+K2，其中K,、 K2是与驱动晶体管P2的宽长比、分流晶体管P3的宽长比、第 一电位Vdd、第二电位Vss以及Vth相关的常数。从而调节数据线上的电压即可有效的控制有机发光二极管的显示灰度。由于晶体管阈值电压的存在，切换开关晶体管在传输电压时会有阈值损失，通常P型晶体管有低压损失，N型晶体管有高压损失。而驱动晶体 管也会存在P型高栅压不导通，N型低栅压不导通的现象。所以数据线上 的电压存在一个有效的工作区域，通常情况下从Vss+Vt』j Vdd—Vth，其 中Vth为N型或P型晶体管的阈值电压的绝对值。为了保证显示灰度的可 靠性，本发明将该有效的工作区域取为从Vss+1.5n^到Vdd —1.5*Vth。本发明提供的这种改进的电压驱动的主动式有机发光二极管象素驱 动，利用一与有机发光二极管并联的晶体管，通过分流作用，实现了有机 发光微型显示所需的小电流驱动，进而解决了在象素面积大小存在限制的 情况下，单晶硅晶体管驱动电流过大无法实现有机发光二极管显示灰度的 问题。其中带有灰度信息的数据线上的电压存在一个有效的工作区域。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而 已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种有机发光二极管象素驱动电路，该电路包括一切换开关晶体管、一驱动晶体管、一存储电容、一有机发光二极管、第一电位、第二电位、一扫描线和一数据线；所述切换开关晶体管的栅极偶接扫描线，漏极偶接数据线，源极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述驱动晶体管的源极偶接所述第一电位，漏极偶接所述有机发光二极管的阳极端；所述有机发光二极管的阴极端偶接所述第二电位；所述存储电容的两个极板分别偶接所述第一电位和所述驱动晶体管的栅极；其特征在于，该电路还包括一分流晶体管，该分流晶体管与所述有机发光二极管并联，用于得到所述有机发光二极管所需的工作电流，实现有机发光微型显示所需的小电流驱动。
2、 根据权利要求1所述的有机发光二极管象素驱动电路，其特征在 于，当所述晶体管为P型晶体管时，所述分流晶体管的源极偶接所述有机发光二极管的阳极和所述驱动 晶体管的漏极，漏极偶接所述有机发光二极管的阴极和所述第二电位，栅 极偶接所述驱动晶体管的栅极。
3、 根据权利要求1所述的有机发光二极管象素驱动电路，其特征在 于，当所述晶体管为N型晶体管时，所述分流晶体管的漏极偶接所述有机发光二极管的阳极和所述第一 电位，源极偶接所述有机发光二极管的阴极和所述驱动晶体管的漏极，栅 极偶接所述驱动晶体管的栅极；所述有机发光二极管的阳极端偶接第一电位；所述驱动晶体管的源极偶接所述第二电位，漏极偶接所述有机发光二 极管的阴极。
4、 根据权利要求1所述的有机发光二极管象素驱动电路，其特征在 于，所述有机发光二极管所需的工作电流由驱动晶体管的栅极电压控制， 实现显示灰度。
5、 根据权利要求1所述的有机发光二极管象素驱动电路，其特征在 于，所述第一电位高于第二电位。
6、 根据权利要求1所述的有机发光二极管象素驱动电路，其特征在 于，所述数据线上的电压存在一个有效工作区域，该有效工作区域为从Vss+1.5Vth至lj Vdd—1.5Vth，其中，Vdd为第一电位，Vss为第二电位，Vth 为N型或P型晶体管的阈值电压的绝对值。
全文摘要
本发明涉及微型显示技术领域，公开了一种有机发光二极管象素驱动电路，该电路包括一切换开关晶体管、一驱动晶体管、一存储电容、一有机发光二极管、第一电位、第二电位、一扫描线和一数据线；该电路还包括一分流晶体管，该分流晶体管与所述有机发光二极管并联，用于得到所述有机发光二极管所需的工作电流，实现有机发光微型显示所需的小电流驱动。利用本发明，实现了有机发光微型显示所需的小电流驱动，解决了在象素面积大小存在限制的情况下，单晶硅晶体管驱动电流过大无法实现有机发光二极管显示灰度的问题。
文档编号G09G3/20GK101276542SQ20071006487
公开日2008年10月1日 申请日期2007年3月28日 优先权日2007年3月28日
发明者寰 杜, 王晓慧, 韩郑生 申请人:中国科学院微电子研究所