OLED 的無(wú)源驅動(dòng)技術(shù)研究（二）

3 預充電技術(shù)

OLED是電流控制的器件，它的亮度和電流通過(guò)的平均時(shí)間成比例，當電流未到OLED的發(fā)光閾值前，器件的發(fā)光亮度很小，當電流達到其發(fā)光閾值后，OLED會(huì )隨著(zhù)電流增加發(fā)光強度增大。一個(gè)OLED單元可以簡(jiǎn)化成一個(gè)LED和一個(gè)20~30 PF的寄生電容并聯(lián)，如圖3所示，要使OLED發(fā)光，電流源首先要將電容充電到OLED的發(fā)光電壓，則充電時(shí)間會(huì )比較長(cháng)，響應時(shí)間會(huì )比較慢。因此，可以在電流源驅動(dòng)電路中加入預充電電路，先對其電容預充電到預先計算的電壓，該電壓略小于其閾值電壓VTH,后再用準確的恒流源來(lái)驅動(dòng)，從而提高其電光響應速度。

由圖4所示波形可以看出，在一個(gè)掃描周期內，Common為低電平，Segment經(jīng)歷3個(gè)階段分別為：

discharge、precharge、display,這3個(gè)階段原理圖如圖5所示。

理論上在一個(gè)掃描周期內，首先是precharge動(dòng)作，然后是display動(dòng)作，其次是discharge動(dòng)作。

但是從圖4所示的Segment和Commmon顯示波形中可以看出，在實(shí)際應用的一個(gè)掃描周期內，首先是discharge動(dòng)作，然后是precharge動(dòng)作，其次是display動(dòng)作，原因是由于屏的制作工藝和相鄰的行列電極之間的漏電使相鄰像素電容上存有部分電荷，當下一個(gè)掃描周期開(kāi)始時(shí)，直接充電，會(huì )使CD 兩端電壓超過(guò)PMOLED的閾值電壓，導致電流源不能準確控制其發(fā)光亮度。所以在一個(gè)掃描周期內，首先將CD 兩端電壓放掉，再充電置閾值電壓以下，后用準確的電流源控制其發(fā)光亮度，提高其顯示對比度。

當行掃描開(kāi)始后，先采用圖5(a)所示電路對 CD放電，行列驅動(dòng)電路均接地，使電容兩端電壓為零。

放電結束后，利用圖5(b)所示電路對CD 充電，充電過(guò)程中，行驅動(dòng)電路接地，列驅動(dòng)電路接充電電壓PRE V .

預充電結束后，利用圖5(c)所示電路進(jìn)入發(fā)光階段，此時(shí)掃描行的CD兩端電壓為PRE V (接近OLED閾值電壓)，行驅動(dòng)電路接地，列驅動(dòng)電路接恒流源，這樣在很大程度上減少了電流源對電容的充電時(shí)間;非掃描行驅動(dòng)電路接高電平VOH,流過(guò)PMOLED的電流為I,CD 兩端電壓為VCS,VCS-VOH小于OLED的閾值電壓，使半選像素點(diǎn)處于截止狀態(tài)。

4 交叉效應的形成和抑制

OLED是電流型發(fā)光器件，從無(wú)源驅動(dòng)內部等效電路結構中，如圖6所示?？梢钥闯鲈贠LED驅動(dòng)電路等效結構中所有行像素都使用同一行電極，并且所有列像素也都使用同一列電極。這樣會(huì )使被選中像素的相鄰像素由于電流的注入而發(fā)出微弱的光;除此之外，由于屏的功能膜是直接連接在一起的，相鄰的行列電極之間的漏電都會(huì )使相鄰像素電容存儲一定電荷，當電荷積累到OLED發(fā)光閾值時(shí)就會(huì )使相鄰的非選通像素發(fā)光，造成顯示時(shí)交叉效應現象的產(chǎn)生。

通過(guò)對圖6電路結構的分析得出，OLED的行電極和列電極都是良導體，電極分布電阻遠小于電極間的漏電電阻，因此電勢均勻分布在每根電極上。由于OLED本身作為有機物構成的具有單向導電性的發(fā)光二極管，當列電極電勢與行電極電勢之間的電勢差大于OLED的閾值電壓時(shí)(如表1所示，表1中VTH為OLED的閾值電壓)，被選中的OLED才會(huì )發(fā)光。所以給被選中的行電極接地，選中列的電極上接高，并且保證列電極和行電極之間的壓差要大于等于OLED的閾值電壓，這樣被選通像素就會(huì )處于正向電壓作用下而發(fā)光，反之，給非選中行的電極上接高電壓VDD,非選中列電極上接地，這樣非中像素處于反向電壓的抑制作用下而不發(fā)光，從而有效的解決了交叉效應。

5 結語(yǔ)

首先，分析了無(wú)源OLED 器件的驅動(dòng)特點(diǎn)， 由于OLED是電流型器件， 如用恒壓源驅動(dòng)， 由于OLED屏制造工藝的問(wèn)題使行、列電極上電極電阻不一致，會(huì )使屏上各個(gè)位置的OLED單元流經(jīng)的電流不一致，從而影響顯示亮度的均勻性，由OLED的伏安特性曲線(xiàn)可以得出即使電壓的變換很小也會(huì )導致電流的較大波動(dòng)，而電流源與發(fā)光亮度呈現良好的線(xiàn)性關(guān)系，故采用電流源驅動(dòng)。并且為了提高其電光響應速度，達到更好的顯示效果，進(jìn)而提出了預充電技術(shù)。

其次，分析了交叉效應產(chǎn)生的原因，根據OLED等效電路結構和制作工藝上的限制以及其單向導電性的特性，采取反向電壓抑制法，使非選中像素在反向電壓的作用下處于截止狀態(tài)，從而有效的解決了交叉效應現象對顯示的影響。