[发明专利]用于有源矩阵OLED显示器的像素电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于布置在二维矩阵中的有机发光二极管的电路装置。

背景技术

持续日益增多的信息系统和环境影响提供给人们要求的信息以及未要求的信息。在这方面，信息的移动显示已经变得越来越重要。在这方面，微型显示器（即，具有小于20mm或等于20mm的图像对角线的非常小的显示器）提供了以高分辨率以及以用户特定的方式（即，对于仅一个用户或多个用户）显示摄影信息和视频信息的可能性。微型显示器的应用领域可以被看作为近眼式应用领域。例如，它们包括可以连接到移动多媒体设备（智能手机或移动音频和视频播放器）的视频眼镜。这些视频眼镜可以被用于移动电视、视频显示或互联网内容显示。此外，微型显示器，可以被用于数码相机和/或摄像机，作为高分辨率电子取景器。

另一应用领域是增强现实。对于这些应用，微型显示器被安装在透明光学器件（眼镜）中。用户通过这些眼镜看到真实环境并且以图像、文字、图形等形式的附加信息可以通过微型显示器而叠加在此图像上。例如，这可以用在维修复杂的生产设备和机器，用于使组装说明书或总说明书渐显。在航空工程中，飞行员可以具有添加的不同测量仪器的显示。在医学上，可以将来自重要设备的数据额外地呈现给外科医生。此外，可以设想在军事部门的各种应用。

微型显示器的另一应用是微型投影仪，即，将图像和视频内容投射到平坦的表面上且将其可视地呈现给多个用户的非常小的投影仪。这种具有微型显示器的投影仪也可用在计量学中，用于将定义的图案投射到要检查的表面上以及用于随后的该表面的3D结构的光学检测。

投影应用和透视应用尤其需要非常高的亮度值（>10000Cd/m²）。与此相反，多媒体应用和视频眼镜需要相对低的亮度值（≤150Cd/m²）。应该可以利用作为基于有机发光二极管（OLED）的微型显示器的一个显示器来解决所有这些应用。在这方面，应该能够显示具有可在几个数量级上调节的亮度（从<100Cd/m²至10000Cd/m²以上）的高分辨率的图像信息。为此，需要延伸电流和电压的范围，这样的电路应该能够被控制。

目前，可用不同的微型显示器技术。在这方面，可以区分光调制（非发光）技术和发光技术。

光调制显示器包括基于LCOS（硅基液晶）的微型显示器和基于MOEMS（微光机电系统）的微型显示器。这些技术需要额外的外部照明，这增加了整体系统的复杂性、尺寸和重量，但同时只提供有限的对比度（通常<1∶100）。

创新的自发光平板显示器具有可以基于有机发光二极管（OLED）实现的许多优点。它们包括可能的大面积沉积，自发光特性，该自发光特性允许非常薄且低功率的显示器，以及该显示器的潜在的高效率。目前，OLED微型显示器配备了单色或宽带（白光）发射器。对于彩色OLED微型显示器，经常通过白光发射器和附加应用彩色滤光片来实现主显示颜色。

所有提及的技术由有源元件和无源元件（晶体管和电容器）组成。在这方面，每个有机发光二极管作为像素（图像元素）被其特有的集成电子电路所控制。在这方面，该像素电路被设计成可以利用图像信息以电压或电流形式来写入该像素电路。图像信息被储存在与有机发光二极管相关的电路中，且该电路利用电流或利用对应于所储存的图像信息的电压来驱动OLED。

在这方面，目前已经实现了以下概念：

1、编程具有模拟电流的各个有机发光二极管的电路，模拟电流的幅值与待被显示的图像信息的灰度值成正比。该模拟电流被转换成模拟电压且被储存在电容器中。所储存的电压被转换成对应于图像信息的电流。该电流影响各个有机发光二极管。在这方面，通过流经有机发光二极管的电流的幅值（模拟值）来设定亮度。通过相对较小的电流来实现灰度值/亮度层次。

2、电压可以存储在电容器中。在这方面，在与各个有机发光二极管相关的电路中，电压被转化成电流。该电流影响由有机发光二极管发射的电磁辐射的亮度。在这方面，通过流经有机发光二极管的电流的幅值（模拟值）来设定亮度。在这方面，根据1、）来实现灰度值。

3、可以使用模拟电压且将该电压储存在电容器上来实现用于有机发光二极管的电路的编程。可以使用所储存的电压或其幅值对应于该储存的电压的电压来操作有机发光二极管。通过施加于有机发光二极管的电压的幅值来设定亮度。可以通过相对较小的电压来实现灰度值/亮度层次。