專利名稱:新型硅基液晶微顯示器件幀存儲像素電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于硅基微顯示器件(Liquid Crystal on Silicon以下簡稱LCoS)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種幀存儲像素電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
隨著集成電路工藝的進步,越來越多的LCoS器件采用幀存儲像素結(jié)構(gòu)。幀存儲像素結(jié)構(gòu)可以先將整幀數(shù)據(jù)預存儲在電容中,讀信號使預存儲內(nèi)容一次性讀入像素電容進行顯示,預存儲時間與上一場顯示時間重合,因此不但可以延長光源照明時間,而且可以降低對數(shù)據(jù)驅(qū)動器的速度要求,降低器件的設(shè)計與制造難度。現(xiàn)有技術(shù)(如圖1)中,在像素電壓保持期間有多個晶體管影響像素電壓保持率,造成像素電壓保持率低(特別是在光源強度特別高時產(chǎn)生大量的光生載流子)且電路可靠性低。在大規(guī)模集成電路制造中,一般電容的面積要遠遠大于晶體管的面積,為了進一步提高分辨率,需要改進電路結(jié)構(gòu)來提高像素電壓保持率,從而在電壓保持率允許的范圍內(nèi)減小電容。而且?guī)鎯ο袼亟Y(jié)構(gòu)電路復雜,控制信號多,走線復雜,容易導致較強電磁干擾和眾多寄生效應。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中在照明光源強度很高時,像素電壓保持率小,使圖像閃爍的缺點,還針對現(xiàn)有技術(shù)中控制信號多,使得電路走線復雜的缺點,本發(fā)明的目的是提供一種提高像素電壓保持率,降低走線復雜程度的新型硅基液晶微顯示器件幀存儲像素電路。
為實現(xiàn)所述目的,本發(fā)明中包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、預存儲電容、像素電容。本發(fā)明像素電路包括兩個采樣保持電路,電壓轉(zhuǎn)移電路和放電電路。采樣保持電路分別由第一晶體管、預存儲電容和第二晶體管、像素電容組成,電壓轉(zhuǎn)移電路由第二晶體管、第三晶體管、第五晶體管組成,第三晶體管的源極與第二晶體管的漏極連接,為電壓從預存儲電容轉(zhuǎn)移到像素電容提供電流;放電電路由第四晶體管和第五晶體管組成,第四晶體管的漏極連接于第五晶體管的源極端,第五晶體管的漏極接像素電容,第四晶體管的源極接地,并通過第五晶體管使像素電容放電;第二晶體管的源極、第四晶體管的漏極、第五晶體管的源極相連接,第三晶體管的柵極和第三晶體管的漏極相連接。
本發(fā)明在像素電壓保持期間,第四晶體管與像素電容之間是斷開的,第四晶體管的關(guān)態(tài)漏電流對像素電壓的影響被第五晶體管隔離,因而提高了像素電壓保持率。
由于本發(fā)明第四晶體管采用PMOS晶體管,第三晶體管采用NMOS晶體管,本發(fā)明中第四晶體管與第三晶體管的匹配,復合信號為低電平時第四晶體管導通,第三晶體管截止,復合信號為高電平時第三晶體管導通,第四晶體管截止。復合信號取代電源開關(guān)信號和放電信號,從而使本發(fā)明的電路走線簡化。
電壓保持期間的像素電壓波動主要是漏電流造成的。漏電流的大小除了跟液晶本身的電容、電阻有關(guān),而且受到與液晶像素電極相連接的晶體管的漏電流的影響。晶體管的漏電流主要包括擴散區(qū)與基底間的二極管反向電流,亞閾值電壓下的溝道漏電流,及光生載流子產(chǎn)生的漏電流等。因此本發(fā)明減少了與液晶像素電極相連接晶體管的數(shù)量,因此減小了漏電流,降低了閃爍,從而提高了顯示圖像質(zhì)量。
圖1是背景技術(shù)幀存儲像素電路結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本發(fā)明幀存儲像素電路1單元結(jié)構(gòu)圖。
圖3是本發(fā)明幀存儲像素電路1信號時序圖。
圖4是本發(fā)明幀存儲像素電路2單元結(jié)構(gòu)圖。
圖5是本發(fā)明幀存儲像素電路2信號時序圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明,但本發(fā)明不限于這些本發(fā)明包括第一晶體管M1、第二晶體管M2、第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5、預存儲電容C1、像素電容C2。
實施例1數(shù)據(jù)信號1,寫信號2,讀控制信號3,電源開關(guān)信號4,放電信號5如圖2、圖3所示。將電源開關(guān)信號4連接于第三晶體管M3的柵極與漏極,將放電信號5連接于第四晶體管M4的柵極,電源開關(guān)信號4和放電信號5時序上互補。第五晶體管M5的柵極讀控制信號3在時序上包含第四晶體管M4的柵極放電信號5。
第一晶體管M1、第二晶體管M2、第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5分別采用NMOS晶體管,預存儲電容C1、像素電容C2由像素電壓誤差容許值決定。
在幀存儲像素電路中,一幀時間分為三段,包括寫數(shù)據(jù)到預存儲電容C1(預存儲時間)、讀數(shù)據(jù)到像素電容C2(讀數(shù)據(jù))、液晶反應時間和光源照明時間,且預存儲時間和光源閃亮時間部分重合。數(shù)據(jù)信號1采取逐行掃描方式預存儲在預存儲電容C1中,待至全屏數(shù)據(jù)全部寫入各自存儲電容C1后,讀控制信號3打開第五晶體管M5,首先放電信號5打開第四晶體管M4將像素電容C2上一幀剩余電荷釋放掉,此時電源開關(guān)信號4為低電平,第三晶體管M3截止。然后放電信號5變?yōu)榈碗娖?,第四晶體管M4截止,電源開關(guān)信號4打開第三晶體管M3開始對像素電容C2充電,直到像素電容C2的電壓為存儲在預存儲電容C1中的電壓與第二晶體管M2閾值電壓之差時停止充電。然后讀控制信號變?yōu)榈碗娖?,進入像素電壓保持期。
實施例2數(shù)據(jù)信號1,寫信號2,讀控制信號3,復合信號6如圖4、圖5所示。將復合信號6連接于第三晶體管M3的柵極和第四晶體管M4的柵極。
第一晶體管M1、第二晶體管M2、第三晶體管M3、第五晶體管M5分別采用NMOS晶體管,第四晶體管M4采用PMOS晶體管,預存儲電容C1、像素電容C2由電壓誤差容許值決定。第四晶體管的柵極連接于第三晶體管的柵極。
電源開關(guān)信號(4)和放電信號(5)采用復合信號(6),采用同一信號源和共同走線。數(shù)據(jù)信號1采取逐行掃描方式預存儲在預存儲電容C1中,待至全屏數(shù)據(jù)全部寫入各自預存儲電容C1后,讀控制信號3打開第五晶體管M5,首先復合信號6為低電平(低電平電壓必須小于第四晶體管M4的閾值電壓,保證像素電容可以放電到零)打開第四晶體管M4將像素電容上一場剩余電荷釋放掉,然后復合信號6為高電平打開第三晶體管M3開始對像素電容C2充電,直到像素電容C2的電壓為存儲在預存儲電容C1中的電壓與第二晶體管M2閾值電壓之差時停止充電。然后讀控制信號變?yōu)榈碗娖?,進入像素電壓保持期。
權(quán)利要求
1.新型硅基液晶微顯示器件幀存儲像素電路,包括第一晶體管(M1)、預存儲電容(C1),其特征在于還包括第二晶體管(M2)、第三晶體管(M3)、第四晶體管(M4)、第五晶體管(M5)、像素電容(C2),采樣保持電路分別由第一晶體管(M1)、預存儲電容(C1)和第二晶體管(M5)、像素電容(C2)組成;電壓轉(zhuǎn)移電路由第二晶體管(M2)、第三晶體管(M3)、第五晶體管(M5)組成,第三晶體管(M3)的源極與第二晶體管(M2)的漏極連接,為電壓從預存儲電容(C1)轉(zhuǎn)移到像素電容(C2)提供電流;放電電路由第四晶體管(M4)和第五晶體管(M5)組成,第四晶體管(M4)的漏極連接于第五晶體管(M5)的源極端,第五晶體管(M5)的漏極接像素電容(C2),第四晶體管(M4)的源極接地,并通過第五晶體管(M5)使像素電容(C2)放電;第二晶體管(M2)的源極、第四晶體管(M4)的漏極、第五晶體管的(M5)源極相連接,第三晶體管(M3)的柵極和第三晶體管(M3)的漏極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硅基液晶微顯示器件幀存儲像素電路,其特征在于第一晶體管(M1)、第二晶體管(M2)、第三晶體管(M3)、第四晶體管(M4)、第五晶體管(M5)分別采用NMOS晶體管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型硅基液晶微顯示器件幀存儲像素電路,其特征在于第一晶體管(M1)、第二晶體管(M2)、第三晶體管(M3)、第五晶體管(M5)分別采用NMOS晶體管,第四晶體管(M4)采用PMOS晶體管,第四晶體管的柵極連接于第三晶體管的柵極。
全文摘要
本發(fā)明屬于硅基微顯示器件技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種幀存儲像素電路結(jié)構(gòu)。包括第一晶體管M1、,第二晶體管M2、第三晶體管M3、第四晶體管M4、第五晶體管M5、預存儲電容C1、像素電容C2,在像素電壓保持期間,第四晶體管與像素電容之間是斷開的,第四晶體管的關(guān)態(tài)漏電流對像素電壓的影響被第五晶體管隔離,因而提高了像素電壓保持率。第四晶體管采用PMOS晶體管,第三晶體管采用NMOS晶體管,復合信號取代電源開關(guān)信號和放電信號,從而使本發(fā)明的電路走線簡化。電壓保持期間的像素電壓波動受到與液晶像素電極相連接的晶體管的漏電流的影響。本發(fā)明減少了與液晶像素電極相連接晶體管的數(shù)量,減小了漏電流,降低了閃爍。
文檔編號G02F1/133GK1851546SQ20051001674
公開日2006年10月25日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者宋玉龍, 凌志華, 馮亞云 申請人:中國科學院長春光學精密機械與物理研究所