[发明专利]像素装置、像素装置的驱动方法以及显示设备

说明书

本发明涉及像素装置、像素装置的驱动方法以及显示设备。该像素装置包括：发光器件；驱动晶体管，其用于驱动发光器件，驱动晶体管的第一极耦合到第一公共电位，第二极耦合到发光器件的阳极；第一晶体管，其控制极用于接收第一开关信号，第一极耦合到驱动晶体管的控制极，并且第二极用于接收数据电压信息；升压存储单元，其耦合到驱动晶体管的控制极和第二极，并且包括第一容性元件和第二容性元件，其中，第一容性元件和第二容性元件用于存储驱动晶体管的阈值电压信息和数据电压信息，并且当第一晶体管截止时，第一容性元件上的电压用于驱动驱动晶体管。通过本发明的技术方案，可以提升数据电压范围，进而便于控制发光元件的电流。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别地涉及一种像素装置、驱动像素装置方法 和显示设备。

背景技术

作为显示技术的重要分支，微显示被广泛应用于近眼显示领域，例如虚拟 现实(Virtual Reality,VR)和增强现实(Augmented Reality,AR)等。目前最 主流的微显示技术包括：硅基有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode-on Silicon,OLEDoS)、硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon,LCoS)和微LED(无 机)显示技术等。

采用LCoS的显示器的主要缺点是工作温度范围较窄(典型值0～45℃)， 而且要求内置背光源，显示对比度较低。OLED为全固态主动发光器件，工作 温度范围较宽(典型值40～70℃)，能够实现较高的对比度。微LED显示技术 是在一个芯片上集成高密度的微小尺寸LED阵列，能够自发光，对比度可达 到10000:1，响应时间可达到纳秒(ns)量级，但是发光一致性较差，且分辨 率较低。微LED显示器的像素单元间距为20～50微米(μm)，这与OLEDoS微显示技术(5～15μm)的像素精细度相比还有不少的差距。

相比于LCoS或者微LED显示，OLEDoS微显示具有较宽的工作温度范围、 较高的对比度和较快的响应速度、发光一致性好、显示分辨率高等优势。

OLEDoS微显示技术以单晶硅为衬底，采用标准的CMOS工艺将显示像 素及显示驱动电路例如栅极驱动电路、时序控制器和数据驱动器等功能模块， 集成在一个单晶硅芯片上。这改变了传统像素技术中显示屏幕与驱动电路分离 的情况，可以有效地减小显示器件的周边尺寸、提高有效显示面积。

由于OLEDoS微显示器具有超高的分辨率，其像素面积一般较小，这就要 求微显示像素中MOS晶体管的尺寸较小。然而由于制造过程的影响，像素电 路中的MOS晶体管特性参数(例如阈值电压)的不均匀性容易影响到电路以 及显示器的性能。由于OLED的发光亮度和电流密度成正比，OLEDoS微显 示像素电路的电流一般为pA-nA量级。同时又因为MOS晶体管尺寸较小、载 流子迁移率较高，使得像素电路数据电压范围较小，难于精确地控制低灰阶对 应的小电流。因此，为了能够精确地控制每个灰阶对应的发光电流，需要扩大 数据电压范围。

采用电流编程的方法能够很好地补偿驱动晶体管的阈值电压不均匀性，但 是在低灰阶小电流情况下所需的编程时间较长。为了缩短编程时间，可以采用 的较大的编程电流；但是在发光阶段，编程电流需要减小为pA-nA量级才能 够满足OLEDoS微显示像素电路的要求。

在一种传统技术中，可以通过亚阈值电流源型像素驱动电路来驱动像素电 路。在采样阶段，驱动晶体管的栅极连接到外部低参考电位VBL，然后通过外 围电路把输入编程电流放大，对存储电容快速充电；在保持阶段，把驱动晶体 管的栅极连接到外部高参考电位VBH，使得驱动晶体管栅极和源极电压差降 低以工作在亚阈值区域来缩小编程电流。这种像素电路需要增加控制驱动晶体 管栅极连接外部参考电位VBL和VBH的开关和时序。在另一种传统技术中， 可以通过与OLED并联进行分流的MOS管来减小驱动OLED发光的电流，但 是并联MOS管会增大电路功耗。

因此，电流编程方式不适合高分辨率和低功耗OLEDoS微显示应用。