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OLED的无源驱动技术
        来源:        作者:        发表时间:2014-11-19        阅读次数:553次

OLED属于电流型器件,如果使用恒压源驱动,则会因为OLED显示屏制造工艺问题使行列电极上的电阻不一致,从而导致屏上各个位置的OLED单元流经的电流不一致。结果导致显示亮度的不均匀。从OLED伏安特性曲线得出即使电压的变换很小也会导致电流的较大波动,而电流源与发光亮度呈现良好的线性关系,采用电流源驱动最适合。能够达到预期的显示效果和电光响应速度。进一步提出预充电技术。本文还分析了交叉效应产生的原因,根据OLED等效电路结构和制作工艺上的限制以及其单向导电性的特性,故而采用反向电压抑制法。
目前,在平板显示技术中,有机发光二极管(OLED, Organic Light Emitting Diode)具有自发光性、高对比度、高的反应速度、广视角等优点,在近几年引起了世界范围内的关注,在平板显示技术中发挥着越来越重要的作用。作为新一代显示器件,OLED在头戴显示器、MP3、电视、手机等数码产品及军事领域都有广阔的发展空间和应用前景。

  驱动控制电路是有源发光二极管中必不可少的重要组成部分,其性能的优劣直接关系到整个系统性能的优劣。因此,高性能的驱动控制电路的设计在OLED显示设计中起着举足轻重的作用。OLED的驱动方式主要有无源驱动(Passive Matrix Driving)和有源驱动(Active Matrix Driving)两种方式。

  采用无源驱动的OLED称为PM-OLED,采用有源驱动的OLED称为AM-OLED.AM-OLED具有制作复杂、多像素、大尺寸、高成本等特点而PM-OLED则具有制作简单、少像素、小尺寸、低成本等特性,因此主要介绍OLED的无源驱动方式。

  OLED 的构成和发光原理

  OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO, Indium Tin Oxide),与正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。接着是空穴注入层、复合发光层、电子传输层和金属阴极。
预充电技术

  OLED是电流控制的器件,它的亮度和电流通过的平均时间成比例,当电流未到OLED的发光阈值前,器件的发光亮度很小,当电流达到其发光阈值后,OLED会随着电流增加发光强度增大。一个OLED单元可以简化成一个LED和一个20~30 PF的寄生电容并联,如图3所示,要使OLED发光,电流源首先要将电容充电到OLED的发光电压,则充电时间会比较长,响应时间会比较慢。因此,可以在电流源驱动电路中加入预充电电路,先对其电容预充电到预先计算的电压,该电压略小于其阈值电压VTH,后再用准确的恒流源来驱动,从而提高其电光响应速度。
预充电结束后,利用图5(c)所示电路进入发光阶段,此时扫描行的CD两端电压为PRE V (接近OLED阈值电压),行驱动电路接地,列驱动电路接恒流源,这样在很大程度上减少了电流源对电容的充电时间;非扫描行驱动电路接高电平VOH,流过 PMOLED的电流为I,CD 两端电压为VCS,VCS-VOH小于OLED的阈值电压,使半选像素点处于截止状态。

  交叉效应的形成和抑制

  OLED是电流型发光器件,从无源驱动内部等效电路结构中,如图6所示。可以看出在OLED驱动电路等效结构中所有行像素都使用同一行电极,并且所有列像素也都使用同一列电极。这样会使被选中像素的相邻像素由于电流的注入而发出微弱的光;除此之外,由于屏的功能膜是直接连接在一起的,相邻的行列电极之间的漏电都会使相邻像素电容存储一定电荷,当电荷积累到OLED发光阈值时就会使相邻的非选通像素发光,造成显示时交叉效应现象的产生。

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