[发明专利]主动型硅基有机发光二级管的低功耗显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及到一种主动型硅基有机发光二极管的低功耗显示系统。

背景技术

硅基有机发光二极管（OLED-on-Silicon， Organic Light Emitting Diode on Silicon） 技术是指，将该二极管与单晶硅片集成电路相结合的一种显示设备生产技术。有机发光二极管具有低功耗、自发光、宽视角、成本低、温度适应性好、响应速度快等优点，是当今世界上新兴的高端显示技术。将有机发光二极管生产在单晶硅片集成电路上，便于大规模生产，成本较低。主动型（AM，Active Matrix）是一种驱动方式，该驱动方式能够独立控制各个像素点，而不影响到其他像素点。主动型硅基有机发光二极管显示系统可应用到头戴式显示、便携计算机、虚拟现实显示、医疗电子、军工电子等领域。目前，韩国的Samsung公司在小尺寸显示屏领域处于领先地位，美国的IBM公司和eMagin公司合作在OLED微显示领域处于领先地位；国内在主动型硅基有机发光二极管显示系统领域还处于起步阶段。

低功耗技术是现代集成电路设计中的关键技术之一。随着集成电路设计被广泛应用到移动设备、消费电子领域，功耗成为一个主要的权衡因素。目前已有的主动型硅基有机发光二极管显示系统，其缺陷在于，仅依靠有机发光二极管本身的低功耗特性来降低整个显示系统的功耗，而没有从系统结构和像素单元驱动电路结构等方面来降低功耗，这样不能够有效的降低显示系统功耗。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供了一种低功耗有机发光二极管显示系统，解决了两个关键技术点：第一，本发明提供了一种显示系统的低功耗控制模块电路，第二，本发明提供了一种低功耗的可驱动硅基有机发光二极管的驱动电路。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明的目标是主动型硅基有机发光二极管的低功耗显示系统。主动型硅基有机发光二极管的低功耗显示系统与普通硅基有机发光二极管显示器的区别在于，低功耗、屏幕显示区域可选择性关闭、信源关断状态下屏幕保持显示，而普通有机发光二极管显示器的无法做到仅对屏幕的局部区域通电并显示，以及在信号源已停止情况下让屏幕保持显示状态。面板一般在几万平方毫米至几十万平米方毫米，受成本影响，无法将驱动电路和显示器件集成在同一块硅片上，普通有机发光二极管显示器一般集成在玻璃基板上，依靠外部的驱动芯片进行发光。

本发明设计了一种低功耗显示系统，能够大幅降低普通显示系统的功耗。整个显示系统通过外部输入的功耗控制信号，经由功耗控制器模块协调管理显示系统的功耗。本发明设计与传统显示系统有三点不同：第一点，本发明的屏幕分为多个子屏幕区域，而不是单一的整块屏幕区域，根据系统外部输入的像素阵列关断片选信号，调节各个子屏幕区域的工作状态，从而起到降低功耗的作用；第二点，本发明的像素阵行驱动电路能够在待机状态下，保持当前的屏幕图像，这时信源系统和行、列驱动电路均可停止工作，不需要刷新，从而降低整个显示系统功耗；第三点，本发明的有机发光二极管像素阵行驱动电路与以往的像素单元驱动电路不同，能够节约一半功耗，减少一半数据线。

本发明中使用了电源关断技术（MTCMOS Power Gating），使用MTCMOS器件构成电源关断开关模块，供电电源由外部电源经MTCMOS器件输入，通过控制MTCMOS器件的导通使模块的电源可以在开与关两种状态之间切换。有机发光二极管子屏幕的电源按其物理区域位置划分为四组，功耗控制模块从信源接收功耗控制指令，产生对应的控制信号去开启或关闭电源关断开关。

根据上述的发明构思，本发明采用下述的技术方案：

一种主动型硅基有机发光二极管的低功耗显示系统，其特征是整个显示系统均能够进行低功耗控制，显示屏分为四个子显示屏，由有机发光二极管器件集成在一块单晶硅硅芯片上，有机发光二级管像素驱动电路中所有的晶体管全部以数字开关方式工作，仅有“开”和“关”两种状态，该驱动电路具有低功耗的特性；所述低功耗显示系统包括：

（1）有机发光二级管屏幕由第一子屏幕、第二子屏幕、第三子屏幕和第四子屏幕四个有机发光二极管子屏幕组合而成，每一个子屏幕均由多个有机发光二级管像素单元驱动电路组成，用于显示彩色图像；

（2）功耗控制模块电路，控制整个显示系统的功耗；

（3）列驱动电路，用于产生和保存有机发光二级管像素阵列的列数据信号；

（4）行驱动电路，用于产生和保存各个有机发光二级管像素子阵列的行选通信号；