低功率有机发光二极管像素电路制造技术

一种包含一有机发光二极管（ＯＬＥＤ）及一用来储存代表该ＯＬＥＤ工作状态数据的静态存储器的像素电路。在一实施例中，一像素电路可以包括一用来控制该ＯＬＥＤ的互补金属氧化物半导体（ＣＭＯＳ）电路、一用来保护该ＣＭＯＳ电路不至于有过电压的状况的保护电路、以及一具有一大于该ＦＥＴ阈值电压的静态栅极至源极电压的场效晶体管（ＦＥＴ）的电流源。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种像素电路，特别是涉及一种利用互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的低功率有机发光二极管(OLED)像素电路。
技术介绍
当施加电流于其上时，任何一种OLED像素可以利用任何一种发光的有机材料。一OLED显示器包含多个构成一阵列的OLED像素。一OLED像素的发光由一像素电路来控制，其包括一恒定电流源，或是一恒定电压源。通常认为恒定电流源在所述像素的阵列中，提供较均匀的亮度。这是因为亮度对电流的依赖性趋向均匀，然而在不同的像素中，所述OLED上的电压在一给定电流时趋向不均匀。Howard等人的美国专利6,023,259披露了一种电流驱动器，其提供一OLED的无源(passive)矩阵驱动电流。对通常的显示器亮度而言，有源矩阵驱动工作造成较低OLED功率效益，为了避免闪烁，需要一刷新率大于或等于60Hz。在一有源(active)矩阵显示器中，通常在其各自的像素电路之内提供储存一像素的状态。一般实现的方式为，将相当于一动态RAM的单元并入每一像素电路中，在其中该状态以一电容器上的电压来储存。该配置的缺点是，该电压很快地从所述电容器流出，因此必须定期刷新显示器上所呈现的图像。刷新该图像的工作消耗相当大的功率。因此需要找寻有别于传统动态RAM的另一种替代方案。对一″开″像素的亮度的控制，通常可以使用控制一模拟电压值的方式来实现，该模拟电压决定施加于该像素的电压或电流。模拟控制电路为另一种过量功率消耗的来源。因此需要找寻有别于传统模拟控制电路的另一种替代方案。该OLED显示器由有机材料的薄层构成，其中单独的OLED像素受到该OLED一阳极与该OLED的一相反电极间偶发的短路。该短路可以引起在该电路中流动的过度电流、在该像素电路上过度的电压、以及过度的功率消耗。与一短路的像素邻接的优质像素可能受到该短路像素的热度而遭到破坏，而过度的电流可能改变电源电压。在该OLED显示器的工作期间，所述有机材料层会捕获电荷，使得在该OLED上的压降增加，因而引起亮度的不均匀以及一个烧结的图像。该捕获的电荷可以藉由反向偏压该OLED的方式来移除。该OLED本身通常需要一约为+/-6伏特的电压，以在开启时展现一适当的亮度，并在反向偏压时以移除该捕获的电荷。传统的CMOS集成电路技术使用以低于4伏特电压工作的晶体管。因此，CMOS技术并不能够驱动OLED。还有，在一OLED像素电路中的CMOS装置，特别容易在超过4伏特的电压时受到损害。改变一显示器的图像的传统方式是用一处理器来更新一显示控制器的存储器，其可定期并单独寻址该显示器的每一个像素，并在必要时将其″开″(ON)或″关″(OFF)。如果该显示器包括大量像素，如十万、一百万、或是更多个像素的话，此工作可能消耗大量的功率，并成为处理器的负担。在将多个像素电路并入显示器时的另外一个问题为该显示器的汇集组件的物理配置问题。也就是说，该显示器为限制所述像素及其伴随电路的有限区域，然像素间必须维持一恒定间距，以提供一均匀的图像。由于以上所述的缺点，OLED显示器尚未如许多其它传统显示技术受到设计者的使用。使用动态RAM与其刷新图像所需的对应电路，以及有关功率消耗的议题等，对使用OLED于电池工作的装置中、以及如手持装置或手表所用的小型显示器来说是一障碍。所述OLED工作电压对于一OLED像素电路中CMOS电路的使用来说是一障碍。对使用OLED的大型显示器来说，在一阵列中每一个像素的定期寻址是一障碍。在诸像素间恒定间距的维持，对任何一种显示器来说都是很重要的考虑。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供一种克服以上及其它问题的改进的OLED显示器。本专利技术的另一目的是提供一种消耗低功率的改进的OLED像素电路，并因此适合使用于一小型电池供电的装置中。本专利技术的另一目的是提供将像素的状态保留在一静态储存单元或是存储器中的OLED像素电路，而同时维持高电路密度与低功率。本专利技术的另一目的是提供一利用CMOS技术来控制一OLED的OLED像素电路。本专利技术的另一目的是提供一OLED像素电路以限制一短路像素的效应，使得非短路像素继续以正常方式工作。本专利技术还有一目的是提供一OLED像素电路能够处理OLED上在正常与反向偏压状态间的大型电压变化，而不会使该OLED像素电路晶体管受到一过量的电压。本专利技术还有一目的是提供一OLED像素电路适合使用于一大型显示器的格式。根据本专利技术的第一实施例，一像素电路包括一有机发光二极管(OLED)、及一静态存储器用来储存代表该OLED工作状态的数据。根据本专利技术的第二实施例，一像素电路包括一OLED、一控制该OLED的互补金属氧化物半导体(CMOS)电路、及一保护电路用来保护该CMOS电路免于过电压的状况。根据本专利技术的第三实施例，一像素电路包括一OLED、及一控制该OLED的CMOS电路。该CMOS电路包括有一使用一场效应晶体管(FET)构成的电流源，而该FET具有一大于该FET阈值电压的静态栅极至源极电压。根据本专利技术的第四实施例，一显示器包括像素电路阵列。每一个该像素电路包括有一OLED及一静态存储器用来储存代表该OLED工作状态的数据。附图说明本专利技术将结合附图通过实施例的方式详细说明，附图中图1A示出了根据本专利技术的OLED阵列结构的俯视图；图1B为图1A阵列在线1B-1B方向的侧视图；图2为一OLED像素字阵列结构的方块图，每一字由16个像素组成；图3为一OLED像素字电路的一实施例的方块图；图4为符合本专利技术技术的一字选择电路中的逻辑电路的示意图，；图5为一OLED像素电路的一实施例简化的示意图；图6为一OLED像素电路更详尽的示意图； 图7为显示与控制寄存器清除连接以驱动一OLED阵列的方块图；及图8为一OLED像素字结构的方块图，显示像素电路与一字选择电路对OLED像素各阳极间的实际关系。具体实施例方式根据本专利技术优选实施例的教导是涉及有关有源(active)矩阵OLED显示器。这种显示器可以配置为微显示，并并入小型、以电池工作的装置，如电子表。然而，这种特别的使用范围与应用并不能做为实施本专利技术教导的限制。图1A为OLED结构一阵列100的俯视图，例如图样元素(像素)或是发光元素，而图1B为从图1A中的1B-1B线所看到的阵列100的侧视图。阵列100的每一个OLED结构被建构以具有一像素电路，其包括一OLED以及一用来储存代表该OLED工作状态数据的静态存储器。阵列100一般可视为一规则的n×m像素阵列，其中n可等于m或不等于m。阵列100包括多个OLED结构，每一结构具有一阳极电极105。该阳极电极105以二维配置，形成一平面显示。图1B中所示的侧视图，说明阵列100的垂直结构，例如一硅芯片101，其上为图样化的阳极电极105。在阳极电极105之下配置有一挡光层(图未示)，以防止OLED光或是外来光线到达下面的电路。一有机层102与一透明阴极相反电极层103布局在阳极电极105之上。在一些具有透明阳极的OLED显示器中，一观察者可以通过其阳极电极105看到该OLED，但是在该优选实施例中涉及通过其阴极相反电极层103看到该OLED。这是因为该硅基板101不是透明，而是非透明的缘故。一保护罩玻璃104附于该硅芯片101的阴极电极层103上，以提供该OL本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种像素电路，包含：一有机发光二极管（ＯＬＥＤ）；及一静态存储器，用来储存代表该ＯＬＥＤ工作状态的数据。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯L桑福德，尤金S施利格，
申请(专利权)人：统宝光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]