用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法技术

本发明专利技术涉及一种控制μLED像素结构的方法，更具体而言，本发明专利技术涉及一种具有如下特征的控制μLED像素结构的方法，该方法在确定流向μLED的电流的大小时，完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰，从而更容易控制μLED的灰度。

Control \u03bc LED pixel structure method for completely eliminating the interference of driving PMOS threshold voltage

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法
本专利技术涉及一种控制μLED像素结构的方法，更具体而言，本专利技术涉及一种具有如下特征的控制μLED像素结构的方法，该方法在确定流向μLED的电流的大小时，完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰，从而更容易控制μLED的灰度。
技术介绍
近来，μLED(Micro-LED)作为LCD(LiquidCrystalDisplay)和OLED(OrganicLightEmittingDiode)之后的下一代显示器μLED(Micro-LED)引起了人们的关注。所述μLED通常指的是芯片的尺寸只有5到10μm的超小型LED，并且LED芯片本身可以用作像素，因此其特征是，可以克服现有阻碍LED实现的弯曲或破裂等问题。所述μLED虽然在使用超小型粒子作为发光材料这一点上与量子点(QuantumDot)相似，但其优点在于，在低电力、小型化、轻量化方面更加改善了性能。所述μLED可以与柔性显示器(FlexibleDisplay)、纤维和LED相结合的智能纤维、贴身及植入式医疗器械、生物隐形眼镜、虚拟现实(VR)显示器等各种产业领域融复合的扩张性也非常受青睐。为了实现显示器，这种μLED以像素单位而构成并将多个像素设置在晶片上形成矩阵，并且在每个μLED像素结构中，驱动PMOS(DrivingP-channelMetalOxideSemiconductor)控制流向μLED的电流，从而调整μLED的灰度。所述电流由电子迁移率(mobility)、驱动PMOS的特定值和元件特性等各种参数而确定，并且工艺流程中，大多数电流可以控制，但驱动PMOS的阈值电压具有不受控制的问题。因为若不采取任何措施，由于驱动PMOS的阈值电压，μLED的灰度将出现±15％的散布，这对于使用μLED的显示器的开发和商业化来说是一个大难题。另外，在μLED像素结构中，因驱动PMOS的阈值电压引起相应的晶体管不完全被关断而微小地被导通的现象。例如，存在的问题是，使用μLED像素结构难以实现完美的黑色(Black)，并且最终缺点是干扰采用μLED的显示装置的质量。据此，在确定流向μLED的电流时，能够完全消除驱动PMOS阈值电压干扰的结构或方法成为最迫切的需要。
技术实现思路
技术问题为解决现有技术的上述问题而专利技术了本专利技术，其目的在于，提供一种控制μLED像素结构的方法，该方法通过完全消除μLED像素结构中驱动PMOS阈值电压的干扰，从而控制μLED的灰度变得更加容易。另外，本专利技术的另一目的在于，防止因驱动PMOS的阈值电压引起晶体管不被完全关断而微小地被导通的现象，从而使μLED和μLED像素模块可以实现全黑(Black)。本专利技术要解决的技术问题不限于上述的技术问题，并且本领域技术人员根据本专利技术的描述将清楚地理解未提及的其他技术问题。技术方案根据用于解决上述的现有技术问题的本专利技术，其提供用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，该方法包括：通过根据预信号(PRE)导通预充电NMOS10，从而将驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)保持在0V的预充电(Pre-Charge)步骤；从源驱动器(SourceDriver)向μLED像素提供数据时，根据使能信号(EN)将所述预充电NMOS和使能关断PMOS关断之后，导通使能导通PMOS，从而使所述驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)]的数据使能(DataEnable)的步骤；以及根据所述具有使能信号(EN)和非重叠(non-overlap)区间的发射信号(EMM)而将所述使能关断PMOS导通，并且在关断所述使能导通PMOS之后，导通处于关断状态的发射NMOS和发射PMOS，从而驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)+由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)]，并且通过随之而来的驱动PMOS的栅源电压(VGS)而电流(ID)流向μLED的发射(Emission)步骤。在本专利技术中，电压变化量(ΔV)优选地由下面公式确定。(此时，ΔV是由连接至驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量，VLED是电源电压，CST是第一电容器，CCC是第二电容器。)优选地，为了由所述第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)具有与所述驱动PMOS的阈值电压(VTH)相同的值而分别调整第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)的电容比(Capacitance)之后而应用。在本专利技术中，所述驱动PMOS的栅源电压(VGS)优选地成为[电源电压(VLED)-数据值+驱动PMOS的阈值电压(VTH-由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)]本专利技术中，当前ID优选地由下面公式确定。(此时，ID是电流，μn是电子迁移率(mobility)，Cox是驱动PMOS栅极的电容，W是驱动PMOS栅极的宽度，L是驱动PMOS栅极的长度，VGS是驱动PMOS的栅源电压，VTH是驱动PMOS的阈值电压，ΔV是由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量。)在本专利技术中，优选地，使用转换器(Converter)提供与每个栅极相反的电压而控制所述使能导通PMOS和使能关断PMOS执行彼此相反的导通或关断操作。在本专利技术中，优选地，通过使用转换器提供与每个栅极相反的电压而控制所述发射NMOS和发射PMOS执行彼此相同的导通或关断操作。在本专利技术中，优选地，所述使能导通PMOS包括第一使能导通PMOS和第二使能导通PMOS，其中所述第一使能导通PMOS的漏极配置为连接到所述驱动PMOS的源极，其中所述第二使能导通PMOS的源极配置为连接到驱动PMOS的漏极，其中第二使能导通PMOS的漏极配置为连接到驱动PMOS的栅极。在本专利技术中，优选地，通过以多个所述μLED像素构成矩阵来形成显示器，所述显示器由DDI(DisplayDriverIC)控制，该DDI包括：扫描控制器(ScanController)，其用于扫描构成矩阵的μLED像素行；源驱动器(SourceDriver)，其用于将数据提供给所述扫描控制器扫描的行的相应μLED像素；时序控制器(TimingController)，其配置为控制所述扫描控制器和源极驱动器的时序；以及接口，其包括串行外围设备接口(SerialPeripheralInterface:SPI)、低压差分信号(LowVoltageDifferentialSignaling；LVDS)或RGB(Red-Green-Blue)接口中的任何一个或多个。专利技术效果根据本专利技术的控制μL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，其特征在于，包括：/n通过根据预信号(PRE)导通预充电NMOS，从而将驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)保持在0V的预充电(Pre-Charge)步骤；/n从源驱动器(Source Driver)向μLED像素提供数据时，根据使能信号(EN)将所述预充电NMOS和使能关断PMOS关断之后，导通使能导通PMOS，从而使所述驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)]的数据使能(Data Enable)的步骤；以及/n根据具有所述使能信号(EN)和非重叠(non-overlap)区间的发射信号(EMM)而将所述使能关断PMOS导通，并且在关断所述使能导通PMOS之后，导通处于关断状态的发射NMOS和发射PMOS，从而驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)+由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)]，并且通过随之而来的驱动PMOS的栅源电压(VGS)而电流(ID)流向μLED的发射(Emission)步骤。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180911 KR 10-2018-01080571.一种用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，其特征在于，包括：
通过根据预信号(PRE)导通预充电NMOS，从而将驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)保持在0V的预充电(Pre-Charge)步骤；
从源驱动器(SourceDriver)向μLED像素提供数据时，根据使能信号(EN)将所述预充电NMOS和使能关断PMOS关断之后，导通使能导通PMOS，从而使所述驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)]的数据使能(DataEnable)的步骤；以及
根据具有所述使能信号(EN)和非重叠(non-overlap)区间的发射信号(EMM)而将所述使能关断PMOS导通，并且在关断所述使能导通PMOS之后，导通处于关断状态的发射NMOS和发射PMOS，从而驱动PMOS的栅极偏置(VBIAS)成为[数据值-驱动PMOS的阈值电压(VTH)+由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)]，并且通过随之而来的驱动PMOS的栅源电压(VGS)而电流(ID)流向μLED的发射(Emission)步骤。


2.权利要求1所述的用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，其特征在于，
所述电压变化量(ΔV)由下面公式确定



此时，ΔV是由连接至驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量，VLED是电源电压，CST是第一电容器，CCC是第二电容器。


3.权利要求1所述的用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，其特征在于，
为了由所述第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)具有与所述驱动PMOS的阈值电压(VTH)相同的值而分别调整第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)的电容比(Capacitance)之后而应用。


4.权利要求1所述的用于完全消除驱动PMOS阈值电压的干扰的控制μLED像素结构方法，其特征在于，
所述驱动PMOS的栅源电压(VGS)成为[电源电压(VLED)-数据值+驱动PMOS的阈值电压(VTH)-由连接到驱动PMOS的栅极节点的第一电容器(CST)和第二电容器(CCC)引起的电压变化量(ΔV)]。
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【专利技术属性】
技术研发人员：金镇赫，金钟善，
申请(专利权)人：株式会社矽因赛德，
类型：发明
国别省市：韩国;KR