專利名稱：一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
到目前為止，電流對(duì)比度控制技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在OLED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)中。本發(fā)明電路在設(shè)計(jì)中通過可編程數(shù)字邏輯可以為液晶顯示屏提供1、2、3、4……2n-1等級(jí)的細(xì)分電流，使OLED顯示色彩更加鮮艷、逼真。
背景技術(shù)：
OLED在顯示面板上屬于新崛起的種類，被譽(yù)為“夢(mèng)幻顯示器”。OLED具有超薄、自發(fā)光、響應(yīng)速度快、溫度特性好、可實(shí)現(xiàn)柔軟顯示等諸多突出的特性，業(yè)界廠商認(rèn)為OLED未來取代LCD只是時(shí)間早晚的問題。
OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。因此，驅(qū)動(dòng)電流的細(xì)分設(shè)計(jì)對(duì)液晶屏最終顯示色彩效果有較大影響。常規(guī)的電流對(duì)比度控制電路是通過簡(jiǎn)單的電流倍增來實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，通過外部邏輯控制電路分別使M1、M2、M3……Mn導(dǎo)通，如此便能產(chǎn)生1、2、3……n倍于偏置電流Ibias的驅(qū)動(dòng)電流，但是在實(shí)際應(yīng)用中，這種設(shè)計(jì)局限性在于放大倍數(shù)達(dá)到一定尺寸后它需要占用太多的硅片面積，并且寄生效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電流倍數(shù)偏差過大。為了減少集成面積，將M1、M2、M3……Mn放大倍數(shù)設(shè)計(jì)分別成20、21、22……2n-1，通過邏輯電路控制，可以產(chǎn)生2n倍的電流，硅片面積也比修改前電路大大減少。但不幸的是，隨著顯示技術(shù)的發(fā)展，對(duì)OLED驅(qū)動(dòng)電流對(duì)比度要求越來越高，這必然導(dǎo)致單位電流值的降低，通常只有77nA左右，對(duì)方案2來說，如何穩(wěn)定產(chǎn)生的如此小的偏置電流是一個(gè)難點(diǎn)，該電路仍不適用于高對(duì)比度電路中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電路，可以選擇適中的對(duì)比度工作參考電流，克服了偏置電流過小，輸出不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，同時(shí)能更好的增加對(duì)比度級(jí)數(shù)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，它包含一個(gè)電流乘法電路、一個(gè)電流減法電路、一個(gè)控制邏輯來選擇電流等級(jí)和一個(gè)電流源電路以產(chǎn)生穩(wěn)定的偏置電流。電路更深一層包含有水平相移電路以產(chǎn)生不同電壓控制信號(hào)，控制邏輯用以導(dǎo)通和截止電流傳輸。
本電路揭露了一個(gè)獲得多種對(duì)比度電流的方法。這方法包含了由上述電流對(duì)比度可調(diào)控制電路進(jìn)行簡(jiǎn)單修改的步驟以及產(chǎn)生一個(gè)控制邏輯來調(diào)節(jié)電流的步驟。


下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1為簡(jiǎn)單的電流倍增電路；圖2為一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路功能模塊圖；圖3為偏置電路；圖4為粗調(diào)電流對(duì)比度模塊；圖5為微調(diào)電流對(duì)比度模塊；圖6為電流輸出模塊；圖7為粗調(diào)電流512級(jí)對(duì)比度控制電路；圖8為微調(diào)電流512級(jí)對(duì)比度控制電路。
具體實(shí)施例方式
在閱讀以下各方面的詳細(xì)描述，還包括附圖的說明后，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)無疑。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)說明。
圖2是一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路功能模塊圖，它由一個(gè)控制邏輯和幾個(gè)具有不同功能的分離模擬模塊組成?？梢愿鶕?jù)它們的獨(dú)立功能來劃分各個(gè)不同的模塊。
圖3是偏置電路，它給對(duì)比度電路提供偏置電流，為了保持穩(wěn)定的電流值，電路可以采取外接電阻模式。該電路由M1、M2構(gòu)成電流鏡電路，Ibias端口外接選擇電阻產(chǎn)生最佳電流值，M3、M4一起組成第二鏡像電路，為粗調(diào)電流對(duì)比度模塊提供電流值。M1、M2為pmos管，寬長(zhǎng)比相等；M3、M4為nmos管，寬長(zhǎng)比相等。控制信號(hào)vd和 用于關(guān)閉和開啟偏置電路。當(dāng)vd為高電平時(shí)，開關(guān)sw1關(guān)閉，sw2導(dǎo)通，此時(shí)電流Isource等于Ibias。當(dāng)vd為低電平時(shí)，開關(guān)sw1導(dǎo)通，sw2關(guān)閉，M1、M2停止工作。電流Isource和Ibias為零。
圖4為粗調(diào)電流對(duì)比度模塊，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)256級(jí)對(duì)比度的特例。它主要包括一個(gè)參考輸入電流單元和四個(gè)電流輸出單元。輸入電流單元由PMOS管M0構(gòu)成，M0源極接電源VCC，其柵極與其漏極相連，其柵極分別和四個(gè)電流輸出單元柵極相連。M0漏極和圖3 NMOS管M4的漏極相連接，偏置電流由圖3 M4管提供。
四個(gè)電流輸出單元，第一電流輸出單元由M1和開關(guān)sw1構(gòu)成。M1為PMOS管，其寬長(zhǎng)比是M0的2倍，M1的柵極與M0的柵極相連接。電流輸出開關(guān)由信號(hào)w1控制，當(dāng)w1為高電平時(shí)，開關(guān)sw1關(guān)閉，此時(shí)M1截止；當(dāng)w1為低電平時(shí)，開關(guān)sw1導(dǎo)通，I1等于2倍的Ibias。
第二電流輸出單元由M2和開關(guān)sw2組成。M2為PMOS管，其寬長(zhǎng)比是M0的1倍，M2柵極與M0柵極相連接。開關(guān)sw2由信號(hào)w2控制，當(dāng)w2為高電平，開關(guān)sw2關(guān)閉，I2為零；當(dāng)w2為低電平時(shí)，開關(guān)sw2導(dǎo)通，I2等于1倍的Ibias。
第三電流輸出單元電路由M3和開關(guān)sw3組成。M3為PMOS管，其寬長(zhǎng)比是M0的1/2倍，M3柵極與M0柵極相連接。開關(guān)sw3由信號(hào)w3控制，當(dāng)w3為高電平，開關(guān)sw2關(guān)閉，M3截止；當(dāng)w3為低電平時(shí)，開關(guān)sw3導(dǎo)通，I3等于1/2倍的Ibias。
MOS管M1、M2、M3的漏極連接在一起，粗調(diào)電流對(duì)比度電路輸出電流值為I1、I2、I3三者相加之和，因此，通過邏輯信號(hào)對(duì)開關(guān)sw1、sw2、sw3的控制，可以實(shí)現(xiàn)輸出電流Iout為參考電流Ibias的0～7/2倍，因?yàn)樽钚∽兓渴?/2倍的Ibias，所以電流可變范圍等于23級(jí)。
第四電流輸出單元由M4構(gòu)成，M4為PMOS管，其寬長(zhǎng)比是M0的1/2倍，M4柵極與M0柵極相連接。I4電流值等于1/2 Ibias。M4的漏極與微調(diào)電流對(duì)比度電路的公共源極相連接。
圖5為微調(diào)電流對(duì)比度電路，是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)256級(jí)對(duì)比度的特例，由簡(jiǎn)單分壓電路和六組電流輸出單元組成。簡(jiǎn)單分壓電路由電阻p1和電阻p2串聯(lián)組成，輸出偏置電壓VP，使M1、M2、M3、M4、M5、M6處于導(dǎo)通狀態(tài)。源極電流Isource分別經(jīng)過六組電流輸出單元向外輸出，i1∶i2∶i3∶i4∶i5∶i6的電流值大小為16∶8∶4∶2∶1∶1。輸出電流Iout為i1、i2、i3、i4、i5、i6的電流之和，因此，通過邏輯信號(hào)對(duì)開關(guān)sw1～sw10的控制，可以實(shí)現(xiàn)輸出電流Iout為最小分流i6的0～31倍，即等于25級(jí)。輸出電流Iout與第一組電流輸出單元由M1、sw1、sw2組成，M1的寬長(zhǎng)比等于M6的16倍，其柵極和M6柵極連接，源極接Isource端。開關(guān)sw1、sw2分別由信號(hào)φ1和 控制。當(dāng)φ1為高電平 為低電平時(shí)，sw1關(guān)閉sw2導(dǎo)通，電流i1通過開關(guān)sw2流向Iout；反之，電流通過開關(guān)sw1流向地線。
第二組電流輸出單元由M2、sw3、sw4組成，M2的寬長(zhǎng)比等于M6的8倍，其柵極和M6柵極相連，源極接Isource端。開關(guān)sw3、sw4分別由信號(hào)φ2和 控制，φ2和 電位相反。當(dāng)φ2為高電平時(shí)，sw3關(guān)閉sw4導(dǎo)通，電流i2通過開關(guān)sw4流向Iout；反之，電流通過開關(guān)sw3流向地線。
第三組電流輸出單元由M3、sw5、sw6組成，M3的寬長(zhǎng)比等于M6的4倍，其柵極和M6柵極相連，源極接Isource端。開關(guān)sw5、sw6分別由信號(hào)φ3和 控制，φ3和 電位相反。當(dāng)φ3為高電平時(shí)，sw5關(guān)閉sw6導(dǎo)通，電流i3通過開關(guān)sw6流向Iout；反之，電流通過開關(guān)sw5流向地線。
第四組電流輸出單元由M4、sw7、sw8組成，M4的寬長(zhǎng)比等于M6的2倍，其柵極和M6柵極相連，源極接Isource端。開關(guān)sw7、sw8分別由信號(hào)φ4和 控制，φ4和 電位相反。當(dāng)φ4為高電平時(shí)，sw7關(guān)閉sw8導(dǎo)通，電流i4通過開關(guān)sw8流向Iout；反之，電流通過開關(guān)sw7流向地線。
第五組電流輸出單元由M5、sw9、sw10組成，M5的寬長(zhǎng)比等于M6的1倍，其柵極和M6柵極相連，源極接Isource端。開關(guān)sw9、sw10分別由信號(hào)φ5和 控制，φ5和 電位相反。當(dāng)φ5為高電平時(shí)，sw9關(guān)閉sw10導(dǎo)通，電流i5通過開關(guān)sw10流向Iout；反之，電流通過開關(guān)sw9流向地線。
第六組電流輸出單元由M6構(gòu)成，M6柵極接VP電位，其源極接Isource端，漏極接地線。電路工作時(shí)，M6電流i6常導(dǎo)通到地線，大小等于1/32 Isource。
通過圖4和圖5電路分析，粗調(diào)電流對(duì)比度電路能夠產(chǎn)生23灰度級(jí)電流，微調(diào)電流對(duì)比度電路能夠產(chǎn)生25灰度級(jí)電流。由于粗調(diào)電流對(duì)比度電路和微調(diào)電流對(duì)比度電路的輸出電流最后進(jìn)行疊加，因此，電路實(shí)現(xiàn)了28級(jí)也就是256級(jí)的對(duì)比度控制。
對(duì)于512級(jí)對(duì)比度特例，在256級(jí)基礎(chǔ)上有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)1、微調(diào)電路結(jié)構(gòu)保持不變，修改粗調(diào)電流對(duì)比度電路，通過增加一個(gè)輸出單元，Mad管的寬長(zhǎng)比要求是M1的2倍，使粗調(diào)電路電流對(duì)比度級(jí)數(shù)變?yōu)?4，如圖7所示；微調(diào)電路結(jié)構(gòu)保持不變，如此便能實(shí)現(xiàn)29級(jí)也就是512級(jí)的對(duì)比度控制。
2、粗調(diào)電路結(jié)構(gòu)不變，微調(diào)電流對(duì)比度電路增加一組電流輸出單元，Mad管的寬長(zhǎng)比要求是M1的2倍，使微調(diào)電路電流對(duì)比度級(jí)數(shù)變?yōu)?6，如圖8所示。
對(duì)于更高對(duì)比度電路，依照以上方法進(jìn)行修改即可實(shí)現(xiàn)。
圖6為電流輸出模塊，主要作用是根據(jù)0LED液晶屏的特性，調(diào)節(jié)輸出電流最小變化量，使對(duì)比度變化差異能夠明顯表現(xiàn)在液晶屏顯示中。輸入電流Isource是粗調(diào)對(duì)比度電路和微調(diào)對(duì)比度電路之和，M1的寬長(zhǎng)比為M2的2倍。
權(quán)利要求
1.一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于基本電路為粗調(diào)電流對(duì)比度電路和微調(diào)電流對(duì)比度電路，結(jié)構(gòu)可以靈活拆配，原理上可以實(shí)現(xiàn)任何對(duì)比度的電流輸出；另外，此電路還包含一個(gè)偏置電路和一個(gè)可編程邏輯控制器，控制電流的輸入、輸出，從而獲得不同的OLED驅(qū)動(dòng)電流。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于包含有一個(gè)粗調(diào)電流對(duì)比度電路，以Ibias為基準(zhǔn)電流，其為下一級(jí)提供了1～倍于基準(zhǔn)電流的輸入電流，并為微調(diào)電流對(duì)比度電路提供電流源；粗調(diào)電流對(duì)比度電路結(jié)構(gòu)包括五個(gè)PMOS管M0、M1、M2、M3、M4，這五個(gè)PMOS的源極共同接電源VCC，五個(gè)PMOS的柵極互聯(lián)，其中M0柵極和漏極短接，M0、M1、M2、M3、M4構(gòu)成四路電流鏡結(jié)構(gòu)；M1、M2、M3、M4對(duì)M0的寬長(zhǎng)比分別2∶1∶1/2∶1/2，三個(gè)開關(guān)管sw1、sw2、sw3，其分別由控制信號(hào)w1、w2、w3控制，它們決定M1、M2、M3組成的電流輸出單元的導(dǎo)通和截止；w1、w2、w3的電位可以獨(dú)立控制，不同的信號(hào)組合最終可以產(chǎn)生級(jí)對(duì)比度電流；由M4構(gòu)成的第四路電流輸出單元給微調(diào)電流對(duì)比度電路提供電流源。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于包含有一個(gè)微調(diào)電流對(duì)比度電路，以最小電流值i6為基準(zhǔn)電流，其為下一級(jí)提供了1～倍于基準(zhǔn)電流的輸入電流；粗調(diào)電流對(duì)比度電路結(jié)構(gòu)包括電源VCC、電阻p1和電阻p2組成的分壓電路，該電路分流網(wǎng)絡(luò)提供開啟電壓VP；由PMOS管M1、M2、M3、M4、M5、M6組成分流網(wǎng)絡(luò)，M1、M2、M3、M4、M5對(duì)M6的寬長(zhǎng)比分別為16∶8∶4∶2∶1；M1～M6的源極同接電流輸入端，其柵極同接開啟電壓VP；電路的導(dǎo)通電流存在如下關(guān)系Isource＝i1+i2+i3+i4+i5+i6，其中i1＝16*i6，i2＝8*i6，i3＝4*i6，i4＝2*i6，i5＝1*i6；10個(gè)開關(guān)管sw1～sw10，其分別由控制信號(hào)、、、、、、、、、、、、、、、、、、、控制，和的電位相反，以上控制信號(hào)決定M1、M2、M3、M5、M6、M7、M8、M9、M10組成的電流輸出單元的導(dǎo)通和截止；控制信號(hào)可以獨(dú)立控制，不同的信號(hào)組合最終可以產(chǎn)生級(jí)對(duì)比度電流。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于通過改變基本電路(粗調(diào)電流對(duì)比度電路和微調(diào)電流對(duì)比度電路)的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)比度可調(diào)；對(duì)于設(shè)計(jì)256級(jí)灰度的電流控制電路特例，粗調(diào)電流對(duì)比度控制電路實(shí)現(xiàn) 灰度調(diào)節(jié)，微調(diào)電流對(duì)比度控制電路實(shí)現(xiàn) 灰度調(diào)節(jié)；對(duì)于設(shè)計(jì)128級(jí)對(duì)比度電路，在特例256級(jí)對(duì)比度結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，粗調(diào)電流對(duì)比度控制電路基本電路結(jié)構(gòu)修改，通過將第一電流輸出單元?jiǎng)h除，使粗調(diào)電路電流對(duì)比度級(jí)數(shù)變?yōu)?；或者微調(diào)電流對(duì)比度控制電路基本電路結(jié)構(gòu)修改，通過將第一電流輸出單元?jiǎng)h除，使粗調(diào)電路電流對(duì)比度級(jí)數(shù)變?yōu)椤?br> 5.如權(quán)利要求1所述的一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于包含有一個(gè)偏置電路，PMOS管M1、M2源極接電源VCC，其柵端短接，M1漏極和柵極相連接，M1與M2的寬長(zhǎng)比為1∶1；NMOS管M3、M4源極接地線，其柵端短接，M3漏極和柵極相連接，M3與M4的寬長(zhǎng)比為1∶1；開關(guān)管sw1、sw2用于控制偏置電路的導(dǎo)通和截止，其中 和 具有相反的電位。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，其特征在于相對(duì)常規(guī)的電流對(duì)比度控制電路，這種電路的參考電流設(shè)計(jì)范圍非常寬裕，能夠選擇適中的對(duì)比度電流值作為參考電流，避免了常規(guī)電流對(duì)比度控制電路參考電流太小、不穩(wěn)定的情況。
全文摘要
本發(fā)明是一種高性能電流對(duì)比度可調(diào)控制電路，揭露了一個(gè)獲得多種對(duì)比度電流的方法，基本電路為粗調(diào)電流對(duì)比度電路和微調(diào)電流對(duì)比度電路，此外它包含一個(gè)控制邏輯來選擇電流等級(jí)和一個(gè)電流源電路以產(chǎn)生穩(wěn)定的偏置電流。本發(fā)明有寬裕的參考電流選擇范圍，能夠到達(dá)穩(wěn)定、精確的電流灰度顯示。
文檔編號(hào)H05B33/08GK101090593SQ20061008739
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月13日
發(fā)明者林豐成, 林昕, 李家棟, 陳亮 申請(qǐng)人:天利半導(dǎo)體(深圳)有限公司