[发明专利]一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路

说明书

本发明属于显示技术领域，具体为一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路。本发明采用恒流控制发光单元的方式，提升了显示稳定。在本发明的电路中，由于负反馈回路的设置，对共源共栅电流源的电流起到了调节作用，使得发光显示的灰度调节可以由其栅控电压或片外电阻实现。通过在像素单元中插入一个反相器，并将该反相器与驱动晶体管连接，使其集成后的整个驱动电路中行线和每个像素都构成一个独立的扫描缓冲器，增强了像素驱动能力，提升了集成后器件显示的可靠性。本发明适用于各类发光显示设备，尤其是对于微显示设备。

技术领域

本发明属于显示技术领域，尤其是涉及一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路。

背景技术

采用标准CMOS工艺将硅LED像素阵列和驱动电路集成在同一硅片上，从而以非常低的成本设计开发出超高分辨率的全硅单片集成光电微显示芯片，在未来增强现实和虚拟现实等领域具有一定的应用空间。

栅控类MOS发光LED的结构示意图和简化符号如图1所示，栅控类MOS发光LED为三端器件，因为受器件掺杂和结构等的影响，类MOS中P+源漏区4与N衬底阱2形成的表面处的横向二极管耗尽区宽度实际要小于深处的纵向二极管，同时靠近栅极表面的电场强度也更高，导致反向雪崩击穿电压也要更低。所以栅控类MOS发光LED发光原理为：当类MOS源漏区4与衬底阱2形成的P+N结反偏电压VN-VP足够高时，会首先在硅表面处的横向二极管处发生击穿，从而将发光点限制在硅表面。同时类MOS发光LED发光特性与器件内部的载流子分布和电场分布存在着强烈的依赖关系，因此可以通过改变类MOS的栅压VG来改变内部电场分布，从而控制LED的亮度。即VG的值增大时LED的亮度增加；当VG的值减小时，LED的亮度减小。因为器件仅仅使用了硅材料，所以可以与CMOS工艺兼容，从而容易实现大规模的集成，其集成示意图如图2所示。

雪崩硅LED的光输出功率强烈依赖于其反向电流，比较适合采用电流驱动的模式。电流驱动型发光器件的驱动方式一般分为两种，即无源选址驱动Passive Matrix，简称PM和有源选址驱动Active Matrix，简称AM。两种驱动方式各有优缺点，其中PM驱动方式结构简单，较为容易实现，不足之处是连线复杂，寄生电阻和电容较大导致画面刷新率较低，像素之间容易串扰；AM驱动电路的驱动能力强，可以实现更大面积的驱动，并且具有很高的独立可控性，可以解决PM驱动模式中存在的串扰问题，但是电路结构也稍微复杂，尤其是针对需要较大驱动电流的硅LED来说，额外增加的晶体管和电容会占据宝贵的芯片面积。

因此，有必要提供一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路，以提高硅LED显示品质。

发明内容

鉴于上文所述，本发明的目的在于提供一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路，用以增加像素的驱动能力和密度，提高硅LED显示稳定性和均匀性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种栅控类MOS发光LED像素驱动电路，包括：偏置电路、负反馈回路、共源共栅电流源、列数据开关、扫描反相器和像素单元PXL；

所述偏置电路的输入接电源VDD，输出连接共源共栅电流源的第一输入端；偏置电路用于提供第二偏置电压v_ref2给共源共栅电流源；其内设自启电路，通过该程序确保整个电路的正常开启。

所述负反馈回路的输入连接参考电压V_REF，输出连接共源共栅电流源的第二输入端；通过运算放大器的电压串联负反馈产生参考电流I_REF提供给共源共栅电流源的第二输入端。