控制发光元件尤其是有机发光二极管的驱动器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于控制发光元件的电路，该发光元件具体地为有机发光二极管。该电路包括可与发光元件连接的电容器、用于对该电容器充电的充电部件、以及开关部件。该开关部件被适配为交替性地将电容器从发光元件断开以及将电容器连接到发光元件。交替性地对该电容器充电和放电。来自电容器的充电电流或放电电流驱动发光元件的电流。所述充电部件包括至少一个用于对该电容器充电的充电晶体管。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种控制发光元件尤其是有机发光二极管OLED的驱动器和 方法。这些OLED可用作微显示器(micro display)中的像素。有机发光二极 管(OLED)是一种特殊类型的发光二极管(LED)，其中，发射层包括某种 有机化合物的薄膜。发射电致发光层可以包括聚合物基片，通过使用简单的 印制(printing)方法，该聚合物基片允许例如在载体上成行和成列地沉积 适当的有机化合物，从而创建可以发出不同颜色的光的像素矩阵。
技术介绍
OLED显示器可以用于电视屏幕、计算机显示器、便携式系统屏幕、以 及广告与信息与指示应用等。OLED还可以用于通常照明的光源。OLED适 合于实现大面积的发光元件。OLED显示器相对于传统LCD显示器的一个大 的优势在于OLED不要求背光起作用。这意味着它们吸收更少的功率， 并且当从电池供电时，对于相同电量，它们可以操作得更久。微显示器可以基于单晶硅基片，在该单晶硅基片上，布置有驱动所需要 的电子电路。在该基片的一个表面上沉积OLED材料的各层。微显示器面临几个技术问题，其中，-在可用单元面积中用于电路元件的有限空间；-高电压操作(3.5V);-非常小的OLED 二极管电流、例如〈lnA需要例如晶体管的亚阈值(sub threshold)操作，并导致对漏电流的敏感性；-OLED的I/U特性影响电流并由此影响画面的一致性；以及 -由于小电流引起的在所要求的像素编程的动态方面的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于控制发光元件(DO)的改进的驱动器，其 克服现有技术中的缺陷。通过用于控制发光元件、具体地是根据所附权利要求的有机发光二极管 的驱动器，来解决该目的。该驱动器包括可与发光元件连接的电容器、用于 对该电容器充电的充电部件、以及开关部件。该开关部件被适配为交替性地 从发光元件断开电容器以及将电容器连接到发光元件。该电容器被交替性地 充电和放电。来自电容器的充电电流或放电电流驱动发光元件的电流。所述 充电部件包括至少一个用于对该电容器充电的充电晶体管。根据在下面描述的本专利技术的电路提出了一种产生OLED 二极管电流的新 电路。通过以给定时钟频率对电容器充电和放电来设置该电流。附图说明在下文中参考附图描述本专利技术的优选实施例，在附图中 图l描述本专利技术的基本原理； 图2示出本专利技术的第一实施例； 图3示出本专利技术的第二实施例； 图4示出本专利技术的第三实施例； 图5示出本专利技术的第四实施例； 图6示出本专利技术的第五实施例； 图7示出本专利技术的第六实施例； 闺8示出本专利技术的第七实施例； 图9示出本专利技术的第八实施例； 图IO示出本专利技术的第九实施例； 图11示出用于仿真电压和电流的电路； 图12示出本专利技术实施例的第一仿真的波形； .图13示出本专利技术实施例的第二仿真的波形； 图14示出本专利技术实施例的第三仿真的波形；以及 图15示出根据本专利技术的电路又一发展的示意表示。具体实施例方式在图1中例示了本专利技术的基本原理。图1示出了用于控制有机发光二极 管DO的驱动器。该电路由电压源Vdc、电容器C0、开关S以及有机发光二 极管DO构成。该二极管DO具有阳极和阴极。阴极连接到地电势。二极管DO的阳极经由开关S可连接到电容器CO的一个电极。电容器的另一电极连 接到地电势。此外，电压源Vdc还可以经由开关S连接到电容器。电压源与 地电势有关。仅为了便利才选择地电势。替代地，可以选择任何预定参考电 势。开关S或者将电压源Vdc与电容器连接、或者将二极管DO与电容器连 接。电压源和二极管从不同时连接到电容器CO。通过交替地将电压源Vdc和二极管DO连接到电容器来操作图1的电路。 只要电压源连接到电容器，其就将电容器CO充电到其输出电压。当电容器连 接到二极管DO时，经由二极管DO对该电容器放电。电流流过二极管，其 取决于电容器电压与地电势之间的电势差。通过对电容器C0施加期望的充 电、产生对应电压，其继而产生确定二极管亮度的流过二极管的电流，可以 控制二极管的亮度。图1中示出了基本原理。由下式给出二极管电流(理想化的)IDO=C0*Vdc*fs其中，fs开关S的开关频率,C0是电容器C0的电容，Vde是电压源Vdc的电-压。电流Iix)正比于充电电压，或者更准确地该电流正比于电容器的充电状 态与放电状态之间的电压差。由于在窄容差内可以实现频率控制和稳定性、 电容器匹配、以及良好的电压精度，所以可以实现良好的画面一致性。上述原理可以应用于有源矩阵OLED显示器的电路，由于与无源矩阵 OLED显示器相比具有固有的较小操作电流，因此，其允许更好的显示性能 以及OLED的寿命。有源矩阵OLED显示器(AMOLED )是这样的一种显示 器，其使用用于切换显示器的各个发光元件的各晶体管。除了发光元件之外，有源矩阵显示器可以包含薄膜晶体管(TFT)矩阵。 这些器件存储显示器上单个像素的电状态而同时所有的其它像素正在被更 新。该方法比相同尺寸的无源矩阵提供更亮、更清楚的显示。薄膜晶体管可被用于构造有源矩阵。然而，薄膜晶体管仅仅是有源矩阵中的一个组件，并且一些设计已经使用了诸如二极管的其它有源组件。无源 矩阵显示器使用简单的导电网格(conductive grid)来将电流传输到目标区域 中的发光元件，而有源矩阵显示器使用具有在有限的时间段内保持电荷的能 力的晶体管与电容器的网格，其可以与薄膜晶体管集成在一起。由于晶体管 的开关动作，仅仅与期望像素相关联的电容器接收电荷，并且该电容器将电 荷保持到下一刷新周期，相对于无源矩阵改善了图像质量。集成MOS电容器典型地具有每面积电容在每平方微米5fF的范围内。对 于5x5pm像素的示例而言，当2x2pm的面积被用作电容器时，可以假设充 电电容器为20fF。以32kHz操作开关S并假设满量程(Full Scale, FS )电压 为2V，平均二极管电流将具有FS值为lDO，max=1.28nA为了避免开关闭合时的高峰电流，可以使用类斜坡控制电压。也就是说，当电压源连接到开关时，可以控制电压源vdc的输出电压连续增加。当电压源与电容器之间的电压差最大时，出现峰电流。即为如下情况当电压源连 接到电容器C0时。与以类步阶方式施加的输出电压相比，类斜坡输出电压减 小峰电流。详细分析示出了 Vth失配即各个MOS晶体管的阈值电压Vth之间的变化 的影响。第一粗略分析已经示出在单晶硅上，并且假设2V的FS (满量程) 电压幅度，Vth失配基本上可忽略。总之，在以下一些电路中包括了一些失 配补偿。图2示出了使用n沟道FET (场效应晶体管)的示例电路。在图2中， 用相同参考符号表示对应元件。图2中示出的电路表示有源矩阵显示器中的单个元件。可以使用列与行 线来寻址显示器中的每个发光元件。列线连接到该矩阵的一列中的每个发光 元件，行线连接到该矩阵的一行中的每个发光元件。由图2中的参考符号Col (列)和Row (行)表示列线和行线。图2包括发光二极管DO，其具有连接到恒定参考电压Vdio的阳极。在 这方面,图2的电路不同于图1的电路，在图2的电路中，到二极管DO的 阳极的电流受控。发光二极管DO的阴极经由场效应晶体管N2和N4连接到 电容器C1。晶体管N2的源极s连接到晶体管N4的漏极。晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制发光元件（ＤＯ）的电路，该发光元件具体地为有机发光二极管，该电路包括：　电容器（Ｃ０），其可与发光元件（ＤＯ）连接，　充电部件，用于对该电容器（Ｃ０）充电，　开关部件，被适配为交替性地将电容器（Ｃ０）连接到充电 部件以及将电容器（Ｃ０）从充电部件断开，并且用于相应地将电容器（Ｃ０）连接到发光元件（ＤＯ），其中交替性地对该电容器（Ｃ０）充电和放电，并且其中来自电容器（Ｃ０）的充电电流或放电电流驱动发光元件（ＤＯ）的电流，　所述充电部件包括电流控 制部件，以便可控地对电容器（Ｃ０）充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-5-18 06300490.71. 一种用于控制发光元件(DO)的电路，该发光元件具体地为有机发光二极管，该电路包括电容器(C0)，其可与发光元件(DO)连接，充电部件，用于对该电容器(C0)充电，开关部件，被适配为交替性地将电容器(C0)连接到充电部件以及将电容器(C0)从充电部件断开，并且用于相应地将电容器(C0)连接到发光元件(DO)，其中交替性地对该电容器(C0)充电和放电，并且其中来自电容器(C0)的充电电流或放电电流驱动发光元件(DO)的电流，所述充电部件包括电流控制部件，以便可控地对电容器(C0)充电。2. 如权利要求1所述的用于控制发光元件(DO)的电路，其中，电流 控制部件包括至少一个充电晶体管(Nl, Pl)。3. 如权利要求1或2所述的用于控制发光元件(DO)的电路，其中， 所述充电部件被适配为将预定电流提供给电容器(CO)。4. 如权利要求1或2所述的用于控制发光元件(DO)的电路，其中， 所述充电部件被适配为将预定编程电压提供给电容器。5. 如权利要求1到4之一所述的用于控制发光元件(DO )的电路，其 中，所述电容器可与发光元件(DO)的阳极或阴极连接。6. 如权利要求1到5之一所述的用于控制发光元件(DO )的电路，其 中，充电晶体管的漏极或源极连接到电容器，所述充电部件被适配为连续地 增加或降低充电晶体管...

【专利技术属性】
技术研发人员：海因里希谢曼，菲利普勒罗伊，冈瑟哈斯，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]