专利名称：一种硅基有机发光二极管像素驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路技术领域，特别涉及一种硅基有机发光二极管像素驱动电路。
背景技术：
硅基有机发光二极管显示是一种新兴的微型显示技术，它是单晶硅CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)集成技术与OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)显示技术有机的结合,兼具两者的技术优势，是极具发展前途的平板显示技术。与液晶显示相比，OLED显示具有超薄、超轻、宽视角、快速响应、高对比度、像素自身发光、可弯曲等优点。现有技术中，硅基有机发光二极管的微显示主要包括有投影显示和虚拟显示，这种微显示器的像素单元面积一般为几百μ m2，有些甚至低于100 μ m2，单个像素的工作电流 与像素面积成正比，因此，一般像素单元的工作电流在几百PA (pico-ampere，皮安)到几十nA (nano-ampere,纳安)之间。如果按照微显不器的分辨率为800 X 600,刷新率为60Hz来计算，单个像素的数据读入时间约为30ns (nano-second,纳秒),但是晶体管和金属的连线的寄生电容比较大，像素的工作电流，尤其是亮度比较低时对应的电流偏小，导致数据读入时间满足不了时序要求。现有的硅基有机发光二极管像素驱动电路参见附图1，主要包括DAC (Digital toAnalog Converter，数字模拟转换器)与缓冲器I ;采样保持电路2。其工作原理如下输入的8位数字视频信号13通过DAC3转换成相应的输出电流I1 (I1的电流范围约为O 1mA) I1和共源共栅电流源4的电流I2 (I2的电流范围约为5 μ A)叠加在一起为电流I (等于IAI2,电流大小约为5 μ A 1mA)，电流I流过二极管连接形式的晶体管5产生相应的输出电压V1 ;在SAMPLE信号为高时，晶体管8开启，电压V1通过缓冲器7传递到存储电容9 (B点)上，也即晶体管10的栅极，在HOLD信号为低时，晶体管11开启，由于晶体管5的宽长比为晶体管10的100倍,所以流过晶体管10的电流约为50nA ImA ;晶体管11的源极12连接至像素单元电路，并且在像素单元处于保持阶段时，像素单元的工作电流再一次被降低，从而使其工作电流处于IOnA 500pA。由于当输入信号控制的亮度比较低时，流过晶体管5的电流I比较小(大约为几μ A)时，考虑到晶体管5的尺寸很大以及显示像素电压生成点(结点6)存在的寄生电容，电流I不能在规定的时间内(大约为几十ns)完成对结点6的完全充放电，电压V1不能完全建立起来，从而对微显示器在亮度比较低时的显示效果造成不利的影响。曾有技术采用在结点6处增加一个如附图2所示的预充电电路来解决上述问题，该预充电电路的工作原理为，增加预充电开关17，在每一个像素点数据读入的前半个周期中，通过缓冲器16将结点6的电压下拉到接近最低亮度对应的电压Vbladt ;在剩下的数据读入半个周期中，再根据DAC3的输出电流在结点6处形成对应的电压％。其中，Vbladt为偏置电流Ibladt流过二极管连接形式的晶体管15形成，并将Vbladt连接成电源跟随器形式的缓冲器16的正相输入端。
该技术存在的主要问题在于，由于在每一个像素单元数据输入的前半个周期，缓冲器16都将结点6下拉到Vbladt,这有可能对在输入数据生成对应的电压V1为Vbladt附近时造成影响，使其在下半个周期不能将最终的电压建立起来。此外，由于每次都将结点6下拉到最低电平，功耗必定会增加。并且，由于缓冲器16的设计相对比较复杂，而且需要较高的响应速度，因此，需要额外的预充电控制信号PRESET。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种在工作电流较小的情况下也能对显示像素电压生成点完成完全充放电的硅基有机发光二极管像素驱动电路。本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路包括依次连接的参考电压生成电路、隔离器电路、开关电路、信号放大器件和通断开关，所述通断开关还连接于显示像素电压生成点；所述开关电路包括电路基本单元；所述驱动电路还包括开关控制信号生成电路；其中，·
参考电压生成电路根据较小输入信号对应的输入电流生成相应的参考电压，隔离器电路用于隔离参考电压生成电路和开关控制信号生成电路，电路基本单元包括晶体管NI，所述晶体管NI的源端连接于所述隔离器电路，所述晶体管NI的漏端连接于信号放大器件的输入端，通断开关用于控制所述驱动电路的接通或者关断，开关控制信号生成电路用于将接收到的8位数字视频信号转换成开关电路控制信号和通断开关控制信号，所述开关电路控制信号由所述开关电路接收，所述通断开关控制信号由所述通断开关接收。本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路在工作电流较小的情况下也能对显示像素电压生成点完成完全充放电，进而能够改善整个硅基有机发光二极管显示器的在亮度比较低时的显示效果。
图I为现有技术中硅基有机发光二极管像素驱动电路示意图；图2为现有技术中在显示像素电压生成点增加的预充电电路示意图；图3为本发明实施例提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路示意图。
具体实施例方式为了深入了解本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路包括依次连接的参考电压生成电路、隔离器电路、开关电路、信号放大器件和通断开关，通断开关还连接于显示像素电压生成点。开关电路包括电路基本单元，信号放大器件包括输入端和输出端。驱动电路还包括开关控制信号生成电路。其中，参考电压生成电路根据较小输入信号对应的输入电流生成相应的参考电压；隔离器电路用于隔离参考电压生成电路和开关控制信号生成电路，由于参考电压生成电路对开关控制信号很敏感，隔离器电路能够避免开关控制信号跳变对参考电压生成电路的影响；电路基本单元包括晶体管NI，晶体管NI的源端连接于隔离器电路，晶体管NI的漏端连接于信号放大器件的输入端；信号放大器件用于放大信号；通断开关用于控制驱动电路的接通或者关断；开关控制信号生成电路用于将接收8位数字视频信号转换成开关电路控制信号和通断开关控制信号，开关电路控制信号由开关电路接收，通断开关控制信号由通断开关接收。其中，电路基本单元还包括晶体管N2和N3，晶体管N2的源端和漏端相连后形成第I连接点，第I连接点连接于隔离器电路，晶体管NI的源端连接于第I连接点，晶体管N3的源端和漏端相连后形成第II连接点，第II连接点连接于信号放大器件的输入端，晶体管
NI的漏端连接于第II连接点。该晶体管NI的尺寸为a，晶体管N2和N3的尺寸为b，6 = 。
开关电路控制信号包括开关电路信号和开关电路反相信号，其中，开关信号由晶体管NI的栅端接收，开关反相信号由晶体管N2和N3的栅端接收。从而，利用晶体管N2和N3消除晶体管NI在导通和闭合时引入的电荷注入和时钟馈通对电路的影响。 其中，作为信号放大器件的具体实现方式，信号放大器件可以为摆率增强电路或者AB类放大器。其中，参考电压生成电路包括第I参考电压生成单元，第2参考电压生成单元，…，第η参考电压生成单元，共η组；隔离器电路包括第I隔离器，第2隔离器，…，第η隔离器，共η组；开关电路包括第I电路基本单元，第2电路基本单元，…，第η电路基本单元，共η组；开关控制信号包括第I开关控制信号，第2开关控制信号，…，第η开关控制信号，共η组；η组参考电压生成单元，η组隔离器电路，η组电路基本单元，η组开关控制信号各组之间一一对应。开关控制信号生成电路能够选择接通的电路基本单元。从而，开关控制信号生成电路能够根据接收到的8位数字视频信号的特点选择接通开关电路中与之相配合的电路基本单元。实施例参见附图3，本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路包括依次连接的参考电压生成电路40、隔离器电路18、开关电路22、摆率增强电路26和通断开关27，该通断开关27还连接于显示像素电压生成点28。该开关电路22包括电路基本单元，该摆率增强电路26包括输入端和输出端。该驱动电路还包括开关控制信号生成电路，该开关控制信号生成电路能够生成开关电路控制信号和通断开关控制信号。其中，参考电压生成电路40 :根据较小输入信号对应的输入电流生成相应的参考电压。该参考电压生成电路包括第I参考电压生成单元41，第2参考电压生成单元42，…，第η参考电压生成单元43,共η组。隔离器电路18 :用于隔离参考电压生成电路和开关控制信号生成电路，由于参考电压生成电路40对开关控制信号很敏感，隔离器电路18能够避免开关控制信号跳变对参考电压生成电路40的影响。该隔离器电路18包括第I隔离器19，第2隔离器20…，第η隔离器21，共η组。电路基本单元包括晶体管Ν1,Ν2和Ν3,晶体管Ν2的源端和漏端相连后形成第I连接点，第I连接点连接于隔离器电路，晶体管NI的源端连接于第I连接点，晶体管Ν3的源端和漏端相连后形成第II连接点，第II连接点连接于摆率增强电路26的正相输入端，晶体管NI的漏端连接于第II连接点。该晶体管NI的尺寸为a，晶体管N2和N3的尺寸为b，Λ=+〃。幵关电路控制信号包括开关电路信号和开关电路反相信号，其中，开关电路信号由
晶体管NI的棚端接收，开关电路反相信号由晶体管Ν2和Ν3的棚端接收。该开关电路22包括第I电路基本单元23，第2电路基本单元24，…，第η电路基本单元25，共η组。摆率增强电路26 :用于放大信号。通断开关27 :用于控制该驱动电路的接通或者关断。开关控制信号生成电路用于将接收到的8位数字视频信号29转换成开关电路控制信号和通断开关控制信号39。该开关电路控制信号包括第I开关电路控制信号30 (包括第I开关电路信号31和第I开关电路反相信号32)，第2开关电路控制信号33 (包括第2开关电路信号34和第2开关电路反相信号35), ···,第η开关电路控制信号36 (包括第η开关电路信号37和第η开关电路反相信号38)。其中，开关电路控制信号由开关电路22接收，通断开关控制信号39由通断开关27接收。其中，η组参考电压生成单元，η组隔离·器，η组电路基本单元，η组开关控制信号各组之间一一对应。开关控制信号生成电路能够选择接通的电路基本单元。从而，开关控制信号生成电路能够根据接收到的8位数字视频信号的特点选择接通与之相配合的电路基本单元。其中，作为本实施例的另一种具体的实现方式，摆率增强电路26还可以被AB类放大器直接替代。本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路的工作原理如下当8位数字视频信号29为00000000时，开关控制信号生成电路输出第I开关信号31为1，其余开关信号都为0，第I电路基本单元23选通第I参考电压生成电路至摆率增强电路26的输入端，此时开关控制信号生成电路生成的摆率电路控制开关信号39输出也为高，摆率增强电路26的输出端通过摆率增强电路开关27将第I参考电压生成单元的电压驱动至显示像素电压生成点。当8位数字视频信号29为00000001时，开关控制信号生成电路输出第2开关信号34为I，其余开关信号3都为0，第2电路基本单元24选通第2参考电压生成电路至摆率增强电路26的输入端，此时开关控制信号生成电路生成的摆率电路控制开关信号39输出也为高，摆率增强电路26的输出端通过摆率增强电路开关27将第2参考电压生成单元的电压驱动至显示像素电压生成点。以此类推，根据8位数字视频信号29的值驱动相应的参考电压生成电路的电压至显示像素电压生成点。当8位数字视频信号29大于等于η时，开关控制信号生成电路输出的摆率电路控制开关信号为低，摆率增强电路开关27关断，显示像素电压生成点的电压仍按现有技术由DAC电路的电流和共源共栅电流源的电流共同确定。本发明提供的硅基有机发光二极管像素驱动电路在工作电流较小的情况下也能对显示像素电压生成点完成完全充放电，进而能够改善整个硅基有机发光二极管显示器的在亮度比较低时的显示效果。以上的具体实施方式
，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，以上仅为本发明的具体实施方式
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
1.一种硅基有机发光二极管像素驱动电路，其特征在于，包括依次连接的参考电压生成电路、隔离器电路、开关电路、信号放大器件和通断开关，所述通断开关还连接于显示像素电压生成点；所述开关电路包括电路基本单元；所述驱动电路还包括开关控制信号生成电路；其中， 参考电压生成电路根据较小输入信号对应的输入电流生成相应的参考电压， 隔离器电路用于隔离参考电压生成电路和开关控制信号生成电路， 电路基本单元包括晶体管NI，所述晶体管NI的源端连接于所述隔离器电路，所述晶体管NI的漏端连接于信号放大器件的输入端， 通断开关用于控制所述驱动电路的接通或者关断， 开关控制信号生成电路用于将接收到的8位数字视频信号转换成开关电路控制信号和通断开关控制信号，所述开关电路控制信号由所述开关电路接收，所述通断开关控制信号由所述通断开关接收。
2.根据权利要求I所述的驱动电路，其特征在于，所述电路基本单元还包括晶体管N2和N3，所述晶体管N2的源端和漏端相连后形成第I连接点，所述第I连接点连接于所述隔离器电路，所述晶体管NI的源端连接于所述第I连接点，所述晶体管N3的源端和漏端相连后形成第II连接点，所述第II连接点连接于所述信号放大器件的输入端，所述晶体管NI的漏端连接于所述第II连接点，所述晶体管NI的尺寸为a，所述晶体管N2和N3的尺寸为b，
3.根据权利要求I所述的驱动电路，其特征在于，所述信号放大器件为摆率增强电路或者AB类放大器。
4.根据权利要求I 3中任一所述的驱动电路，其特征在于，所述参考电压生成电路包括第I参考电压生成单元，第2参考电压生成单元，…，第η参考电压生成单元，共η组， 所述隔离器电路包括第I隔离器，第2隔离器，…，第η隔离器，共η组， 所述开关电路包括第I电路基本单元，第2电路基本单元，…，第η电路基本单元，共η组， 所述开关控制信号包括第I开关控制信号，第2开关控制信号，…，第η开关控制信号，共η组， 所述η组参考电压生成单元，η组隔离器电路，η组电路基本单元，η组开关控制信号各组之间一一对应， 所述开关控制信号生成电路能够选择接通的电路基本单元。
全文摘要
本发明公开了一种硅基有机发光二极管像素驱动电路，属于电路技术领域。该驱动电路包括依次连接的参考电压生成电路、隔离器电路、开关电路、信号放大器件和通断开关，通断开关还连接于显示像素电压生成点；开关电路包括电路基本单元，信号放大器件包括输入端和输出端；该驱动电路还包括开关控制信号生成电路。该驱动电路在工作电流较小的情况下也能对显示像素电压生成点完成完全充放电，进而能够改善整个硅基有机发光二极管显示器的在亮度比较低时的显示效果。
文档编号G09G3/32GK102903331SQ20121040559
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月23日 优先权日2012年10月23日
发明者赵博华, 黄苒, 杜寰, 罗家俊, 韩郑生 申请人:中国科学院微电子研究所