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OLED的无源驱动技能

为了达到OLED的均匀显示效果和解决交叉效应,首先分析了OLED结构特性以及无源OLED器件的驱动特点,介绍了OLED的无源驱动技术。其次,为了达到均匀的现示,采用电流源驱动和预充电技术来提高现示亮度

  为了抵达OLED的均匀显现作用和处理穿插效应,首要剖析了OLED结构特性以及无源OLED 器材的驱动特色,介绍了OLED 的无源驱动技能。其次,为了抵达均匀的现示,选用电流源驱动和预充电技能来进步现示亮度的均匀性。最终,在剖析了穿插效应构成原因的基础上采纳反向电压按捺法,使非选中像素在反向电压的作用下处于截止状况,然后有用的处理了穿插效应现象对显现的影响。

  现在,在平板显现技能中,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、广视角等长处,在近几年引起了国际范围内的重视,在平板显现技能中发挥着越来越重要的作用。作为新一代显现器材,OLED在头戴显现器、MP3、电视、手机等数码产品及军事范畴都有宽广的开展空间和运用远景。

  驱动操控电路是有源发光二极管中必不可少的重要组成部分,其功用的好坏直接联系到整个体系功用的好坏。因而,高功用的驱动操控电路的规划在OLED显现规划中起着无足轻重的作用。OLED的驱动方法首要有无源驱动(Passive Matrix Driving)和有源驱动(Active Matrix Driving)两种方法。

  选用无源驱动的OLED称为PM-OLED,选用有源驱动的OLED称为AM-OLED.AM-OLED具有制造杂乱、多像素、大尺度、高本钱等特色而PM-OLED则具有制造简略、少像素、小尺度、低本钱等特性,因而首要介绍OLED的无源驱动方法。

  OLED 的构成和发光原理

  OLED的根本结构是由一薄而通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。如图1所示。

  其发光原理为:在所施加的电压抵达适当值时,正极的电洞(空穴)和阴极电子以电流的方法分别由阳极和阴极注入且在电场的作用下反方向移动抵达发光层中结合,在结合的过程中电子以光子的方法释放出能量发生发光现象。

  OLED 的电光特性

  OLED的电流密度和电压的联系曲线及亮度和电压的联系曲线如图2所示。

  由如图2(a)知当外加电压小于OLED 阈值电压时,流过器材的电流挨近零,当外加电压超越阈值电压,发现电流密度跟着外加电压的增大而增大。

  如图2(b)所示,OLED 电压和亮度呈非线性联系,若选用电压驱动的方法来完成亮度等级的区别,那么驱动电压有必要要有很高的精度,对驱动电源部分的规划有很高的要求,不易完成。

  如图2(c)所示,电流与发光亮度有着较好的线性联系,所以只需操控好流过各个OLED 像素的电流,就可简略有用的完成亮度等级的区别。

  综上所述,OLED 每一像素的亮度正比于与流过像素的电流, 需求电流源驱动。由于OLED的流入电流与外加电压为幂级数的联系,得知很小的电压改变必会导致电流的大范围改变。因而电流的巨细有必要得到精确的操控。

  预充电技能

  OLED是电流操控的器材,它的亮度和电流经过的均匀时刻成份额,当电流未到OLED的发光阈值前,器材的发光亮度很小,当电流抵达其发光阈值后,OLED会跟着电流添加发光强度增大。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,电流源首要要将电容充电到OLED的发光电压,则充电时刻会比较长,呼应时刻会比较慢。因而,可以在电流源驱动电路中参加预充电电路,先对其电容预充电到预先核算的电压,该电压略小于其阈值电压VTH,后再用精确的恒流源来驱动,然后进步其电光呼应速度。

  由图4所示波形可以看出,在一个扫描周期内,Common为低电平,Segment阅历3个阶段分别为:

  discharge、precharge、display,这3个阶段原理图如图5所示。

  理论上在一个扫描周期内,首要是precharge动作,然后是display动作,其次是discharge动作。

  可是从图4所示的Segment和Commmon显现波形中可以看出,在实践运用的一个扫描周期内,首要是discharge动作,然后是 precharge动作,其次是display动作,原因是由于屏的制造工艺和相邻的队伍电极之间的漏电使相邻像素电容上存有部分电荷,当下一个扫描周期开端时,直接充电,会使CD 两头电压超越PMOLED的阈值电压,导致电流源不能精确操控其发光亮度。所以在一个扫描周期内,首要将CD 两头电压放掉,再充电置阈值电压以下,后用精确的电流源操控其发光亮度,进步其显现对比度。

  当行扫描开端后,先选用图5(a)所示电路对 CD放电,队伍驱动电路均接地,使电容两头电压为零。

  放电完毕后,运用图5(b)所示电路对CD 充电,充电过程中,行驱动电路接地,列驱动电路接充电电压PRE V .

  预充电完毕后,运用图5(c)所示电路进入发光阶段,此刻扫描行的CD两头电压为PRE V (挨近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刻;非扫描行驱动电路接高电平VOH,流过 PMOLED的电流为I,CD 两头电压为VCS,VCS-VOH小于OLED的阈值电压,使半选像素点处于截止状况。

  穿插效应的构成和按捺

  OLED是电流型发光器材,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一切行像素都运用同一行电极,而且一切列像素也都运用同一列电极。这样会使被选中像素的相邻像素由于电流的注入而宣布弱小的光;除此之外,由于屏的功用膜是直接衔接在一起的,相邻的队伍电极之间的漏电都会使相邻像素%&&&&&%存储必定电荷,当电荷堆集到OLED发光阈值时就会使相邻的非选通像素发光,形成显现时穿插效应现象的发生。

  经过对图6电路结构的剖析得出,OLED的行电极和列电极都是良导体,电极散布电阻远小于电极间的漏电电阻,因而电势均匀散布在每根电极上。由于OLED 自身作为有机物构成的具有单向导电性的发光二极管,当列电极电势与行电极电势之间的电势差大于OLED的阈值电压时(如表1所示,表1中VTH为OLED 的阈值电压),被选中的OLED才会发光。所以给被选中的行电极接地,选中列的电极上接高,而且确保列电极和行电极之间的压差要大于等于OLED的阈值电压,这样被选通像素就会处于正向电压作用下而发光,反之,给非选中行的电极上接高电压VDD,非选中列电极上接地,这样非中像素处于反向电压的按捺作用下而不发光,然后有用的处理了穿插效应。

  总结

  本文侧重剖析了无缘OLED器材的驱动特色。OLED归于电流型器材,假如运用恒压源驱动,则会由于OLED显现屏制造工艺问题使队伍电极上的电阻不一致,然后导致屏上各个方位的OLED单元流经的电流不一致。成果导致显现亮度的不均匀。从OLED伏安特性曲线得出即便电压的改换很小也会导致电流的较大动摇,而电流源与发光亮度出现杰出的线性联系,选用电流源驱动最适合。可以抵达预期的显现作用和电光呼应速度。进一步提出预充电技能。本文还剖析了穿插效应发生的原因,依据OLED等效电路结构和制造工艺上的约束以及其单向导电性的特性,故而选用反向电压按捺法。

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