相關申請

本申請要求2014年9月19日提交的62/052,720號美國臨時申請的權益。本申請與2015年6月5日提交的14/732,058號美國申請相關。以上申請的全部教導通過引用并入于此。

背景技術：

例如筆記本個人電腦、智能電話、以及平板計算設備的移動計算設備現(xiàn)今是商業(yè)和個人生活兩者中用于生產(chǎn)、分析、通信以及消費數(shù)據(jù)的常用工具。因為隨著高速無線通信技術變得無處不在，訪問數(shù)字信息的便利增加，消費者繼續(xù)采取移動數(shù)字生活方式。移動計算設備受歡迎的使用包括顯示大量高分辨率計算機圖形信息以及視頻內(nèi)容(通常是無線流傳輸?shù)皆O備)。

雖然這些設備通常包括顯示屏，但高分辨率、大格式顯示的優(yōu)選視覺體驗無法輕易地在這樣的移動設備上被復制，因為這樣的設備的物理尺寸為了提高移動性而被限制。前述設備類型的另一缺點在于，用戶接口是依靠手的，通常需要用戶使用鍵盤(物理的或虛擬的)或者觸摸顯示屏來輸入數(shù)據(jù)或作出選擇。

結果，消費者現(xiàn)在正在尋找一種解放手的高質量、便攜、彩色的顯示解決方案，來增強或代替他們的依靠手的移動設備。

這樣的顯示解決方案的一個示例是有源矩陣發(fā)光二極管(led)顯示器。該有源矩陣led顯示器針對每個像素使用存儲電容器，該存儲電容器在顯示掃描時段期間由驅動電壓充電。該電容器存儲電壓直至下一掃描幀，此時該電容器存儲與該掃描幀對應的新電壓。所存儲的電壓向像素電路提供用于在一個幀的時間期間led的驅動電流的參考——驅動電流的量取決于所存儲的電壓的值。

對于圖1中所示的示例有源矩陣led顯示器，每個單元像素包括晶體管1、2和4、電容器3、以及l(fā)ed5。晶體管1的柵極通過選擇線(sl)接收選擇信號，而其源極通過vdata線接收電壓數(shù)據(jù)信號。當晶體管1由選擇信號導通時，電壓數(shù)據(jù)信號傳送至晶體管2的柵極，且該數(shù)據(jù)信號vdata的電壓電平導通晶體管2以產(chǎn)生通過晶體管2的驅動電流，從而在晶體管4導通時間期間點亮led5。

圖1的例子中描述的電路的缺點是，led驅動電路的輸出(即led驅動電流)可能對電路參數(shù)變化敏感。這種參數(shù)變化可包括例如晶體管閾值電壓的變化、以及晶體管物理柵極幾何結構的寬度和長度的變化。像素與像素之間驅動電流的差異可以導致有源矩陣led顯示器上的不均勻照明。

技術實現(xiàn)要素：

所描述的實施例提供了一種用于控制像素驅動電流的電路。該電路降低和/或減輕了在用于生產(chǎn)這種驅動電路的制造過程中固有工藝變化的影響。所描述的實施例通過形成包括并聯(lián)及串聯(lián)連接晶體管組合的電流控制塊來完成降低和/或減輕。所描述的實施例還保持跨電流控制電路中的許多或所有晶體管的共同柵極幾何尺寸。

一方面，本發(fā)明可為單元像素驅動器電路，其包括：被配置為存儲與期望像素亮度對應的電壓的電容器，具有并聯(lián)及串聯(lián)地連接在一起的兩個或更多個晶體管的控制塊?？刂茐K可被配置為控制與存儲于該電容器中的電壓相對應的流過像素led的電流量。該控制塊的兩個或更多個晶體管被配置為共享共同的柵極幾何尺寸。

在一個實施例中，控制塊可進一步包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管。所有四個晶體管可以并聯(lián)及串聯(lián)地連接在一起。第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管和第四晶體管的柵極可彼此電耦合以形成第一節(jié)點。第一晶體管和第二晶體管的漏極可彼此電耦合以形成第二節(jié)點。第一晶體管和第二晶體管的源極、以及第三晶體管和第四晶體管的漏極可彼此電耦合以形成第三節(jié)點。第三晶體管和第四晶體管的源極可彼此電耦合。

在一個實施例中，單元像素驅動器電路可進一步包括數(shù)據(jù)晶體管。該數(shù)據(jù)晶體管的源極可電耦合至數(shù)據(jù)信號線，該數(shù)據(jù)晶體管的漏極可電耦合至第一節(jié)點，且該數(shù)據(jù)晶體管的柵極可電耦合至被配置為傳送選擇信號的選擇線。

在另一實施例中，單元像素驅動器可進一步包括選通晶體管。該選通晶體管的源極可電耦合至參考電壓，該選通晶體管的漏極可電耦合至第四節(jié)點，且該選通晶體管的柵極可電耦合至被配置為傳送使能信號的使能線。

在另一實施例中，晶體管設置于基板上，以使第一晶體管鄰近于第二晶體管和第三晶體管，第二晶體管鄰近于第一晶體管和第四晶體管，第三晶體管鄰近于第一晶體管和第四晶體管，并且第四晶體管鄰近于第二晶體管和第三晶體管。

一個實施例進一步包括數(shù)據(jù)晶體管和選通晶體管。選通晶體管和數(shù)據(jù)晶體管可設置于基板上，以使數(shù)據(jù)晶體管鄰近于第一晶體管和選通晶體管，且選通晶體管鄰近于第二晶體管和數(shù)據(jù)晶體管。

在一個實施例中，第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、數(shù)據(jù)晶體管和選通晶體管形成晶體管組，且電容器圍繞晶體管組的周邊分布。

在另一實施例中，電容器使用一個或多個晶體管實現(xiàn)。實現(xiàn)該電容器的一個或多個晶體管可與控制塊的兩個或更多個晶體管共享共同的柵極幾何尺寸。

另一方面，本發(fā)明可為單元像素驅動器電路，其包括并聯(lián)和串聯(lián)地連接在一起的兩個或更多個晶體管。兩個或更多個晶體管可被配置為控制與施加于兩個或更多個晶體管的柵極的信號相對應的流過像素led的電流量。兩個或更多個晶體管可以均勻的圖案分布于基板上，該兩個或更多個晶體管被配置為共享共同的柵極幾何尺寸。在一個實施例中，均勻的圖案為行和列的集合。

另一方面，本發(fā)明可為驅動像素led的方法，該方法包括向兩個或更多個晶體管的塊施加控制信號，該兩個或更多個晶體管并聯(lián)及串聯(lián)地連接在一起且被配置為共享共同的柵極幾何尺寸。該方法可進一步包括控制流過像素led的電流量，電流量與控制信號對應。

附圖說明

從以下對如附圖所示的本發(fā)明的示例實施例更詳細的描述中，前述內(nèi)容將顯而易見，在附圖中貫穿不同視圖，相同的參考標記指代相同的部分。附圖不一定按比例，而是將重點放在圖示本發(fā)明的實施例上。

圖1示出了示例現(xiàn)有技術有源矩陣led顯示器。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例有源矩陣led顯示器。

圖3示出了與圖1所示的顯示電路對應的示例柵極幾何結構。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的示例柵極幾何結構，其對應于圖2所示的顯示電路。

具體實施方式

以下描述本發(fā)明的示例實施例。

圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例配置的單元像素電路。

圖2的單元像素電路包括六個晶體管12a、12b、12c、12d、11以及14a、電容器13、以及l(fā)ed15。雖然示例實施例描述驅動像素電路內(nèi)的led，但所述的概念可用于其他用于提供視覺顯示方面的像素元件。

如以下更詳細地描述的，電容器13可由以特定方式構造和布置的晶體管來實施。電容器13可以使用本領域已知的替代技術來實施，例如使用氧化物作為電容器的電介質，且使用金屬或者重摻雜硅作為電容器板。在圖2中，電容器13包括標示“×m”，意為電容器13實際上可包括m個晶體管，其中m是整數(shù)。

圖2中的晶體管12a、12b、12c和12d提供與圖1中晶體管2執(zhí)行的功能類似的功能。晶體管12a、12b、12c和12d一起形成控制塊，控制塊控制向led15供應的led驅動電流20。led驅動電流20的量取決于存儲于存儲電容器13(或圖1所示電路中的存儲電容器3)中的電壓的值。

晶體管11在本文中被稱作數(shù)據(jù)晶體管。當數(shù)據(jù)晶體管11導通時，數(shù)據(jù)晶體管11將數(shù)據(jù)信號從vdata線22傳送至晶體管12a、12b、12c和12d的柵極并傳送至電容器13。數(shù)據(jù)晶體管11基于從選擇線24供應的選擇信號而導通。如本文中使用的術語“線”(如在“vdata線22”中的)可指能夠傳送信號的任何物理媒介，諸如電導體(例如導線、同軸電纜、印刷電路板走線)、光纖、波導、微帶或者帶線(除了別的之外)。

晶體管14在本文中被稱作閘道(gateway)晶體管。閘道晶體管14基于通過使能線26供應于閘道晶體管柵極的使能信號來控制led驅動電流20。換言之，晶體管14根據(jù)通過使能線26傳送的使能信號來選通led驅動電流20。

晶體管12a、12b、12c和12d如圖所示連接，具有并聯(lián)連接方面和串聯(lián)連接方面兩者。所有晶體管12a、12b、12c和12d的柵極均電耦合在一起，并電耦合至晶體管11的漏極，以形成第一節(jié)點。晶體管12a和12b的漏極電耦合在一起并電耦合至參考電壓vdd，以形成第二節(jié)點。晶體管12a和12b的源極彼此電耦合并且還電耦合至晶體管12c和12d的漏極。晶體管12c和12d的源極彼此電耦合并且還電耦合至晶體管14的漏極。這樣，晶體管對[12a，12b]和[12c，12d]并聯(lián)連接，而晶體管對[12a，12c]和[12b，12d]串聯(lián)連接。

在圖2所示的示例實施例中，晶體管12a、12b、12c和12d均設置于基板(例如，半導體基板)上，其中晶體管具有大致相同寬度和長度的柵極幾何結構。在其他實施例中，單元像素電路中的所有晶體管12a、12b、12c、12d、11和14a被設置具有大致相同寬度和長度尺寸的柵極幾何結構。這一共同的寬度和長度尺寸可用來降低和/或減輕工藝變化的影響，因為任何工藝變化對于具有相似寬度和長度特性的元件可產(chǎn)生相似的影響。

圖3圖示了用于圖1所示的示例現(xiàn)有技術電路的晶體管的柵極幾何結構。如圖所示，晶體管1和4共享共同的柵極幾何尺寸(即w＝a，l＝b)，而晶體管2的柵極幾何尺寸(w＝c，l＝d)和晶體管3的柵極幾何尺寸(w＝e，l＝f；未示出)顯著地彼此不同，并且與晶體管1和4也不同。

圖4圖示了用于圖2所示的示例單元像素電路的晶體管的柵極幾何結構。在這個示例實施例中，柵極幾何結構110、120a、120b、120c、120d、130和140(分別對應于晶體管11、12a、12b、12c、12d、13和14)基本相同，即寬度＝長度＝a，其中“a”是量化沿線性維度的距離的值。這樣的值的示例可為25nm或6.0μm(應注意的是，這些僅僅是說明值的性質的可能值的示例。這些特定值并非意在以任何方式對本發(fā)明加以限制)。

在圖4的示例實施例中，晶體管分布在均勻的圖案中，在本例中為行和列的網(wǎng)格形式。其他分布圖案可用于替代實施例中。例如，分布可在同心圓、六角蜂窩式圖案中、或者在平行對角線的集合中。

如圖所示，晶體管110鄰近于140設置，且晶體管120a、120b、120c和120d彼此鄰近設置。晶體管130(至少其中的一些集體地形成存儲電容器13)在所述實施例中沿著圍繞其余的晶體管110、140、120a、120b、120c和120d的周邊設置。

在一些實施例中，晶體管130可各自配置為表現(xiàn)特定值的電容。用于如此配置晶體管130的技術在本領域中是公知的。例如，柵極至溝道電容可用來提供特定電容，或者可使用柵極至本體電容。在一些實施例中，可以設置與晶體管130相關的配置和參數(shù)，以將晶體管130置于積累模式；在其他實施例中晶體管可設立在反轉模式中。

圖2所示的單元像素電路的設計可能需要具有特定電容值的存儲電容器13。在一些實施例中，該特定電容可通過晶體管130的選擇組合來實現(xiàn)。在一些實施例中，晶體管130中的兩個或更多個可電連接并設置在串聯(lián)或并聯(lián)配置中，使得組合的電容產(chǎn)生期望的特定值。

雖然本發(fā)明已參照其示例實施例具體地示出和描述，但本領域技術人員應理解的是，在不脫離所附權利要求所涵蓋的本發(fā)明范圍的情況下，在本文中可作出形式和細節(jié)的各種改變。