OLED 的無(wú)源驅動(dòng)技術(shù)研究（一）

摘 要：為了達到OLED 的均勻顯示效果和解決交叉效應，首先分析了OLED 結構特性以及無(wú)源OLED 器件的驅動(dòng)特點(diǎn)，介紹了OLED 的無(wú)源驅動(dòng)技術(shù)。其次，為了達到均勻的現示，采用電流源驅動(dòng)和預充電技術(shù)來(lái)提高現示亮度的均勻性。最后，在分析了交叉效應形成原因的基礎上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。

0 引言

目前，在平板顯示技術(shù)中，有機發(fā)光二極管(OLED, Organic Light Emitting Diode)具有自發(fā)光性、高對比度、高的反應速度、廣視角等優(yōu)點(diǎn)，在近幾年引起了世界范圍內的關(guān)注，在平板顯示技術(shù)中發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。作為新一代顯示器件，OLED在頭戴顯示器、MP3、電視、手機等數碼產(chǎn)品及軍事領(lǐng)域都有廣闊的發(fā)展空間和應用前景。

驅動(dòng)控制電路是有源發(fā)光二極管中必不可少的重要組成部分，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統性能的優(yōu)劣。因此，高性能的驅動(dòng)控制電路的設計在OLED顯示設計中起著(zhù)舉足輕重的作用。OLED的驅動(dòng)方式主要有無(wú)源驅動(dòng)(Passive Matrix Driving)和有源驅動(dòng)(Active Matrix Driving)兩種方式。

采用無(wú)源驅動(dòng)的OLED稱(chēng)為PM-OLED,采用有源驅動(dòng)的OLED稱(chēng)為AM-OLED.AM-OLED具有制作復雜、多像素、大尺寸、高成本等特點(diǎn)而PM-OLED則具有制作簡(jiǎn)單、少像素、小尺寸、低成本等特性，因此主要介紹OLED的無(wú)源驅動(dòng)方式。

1 OLED 的構成和發(fā)光原理

OLED的基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物(ITO, Indium Tin Oxide)，與正極相連，再加上另一個(gè)金屬陰極，包成如三明治的結構。接著(zhù)是空穴注入層、復合發(fā)光層、電子傳輸層和金屬陰極。如圖1所示。

其發(fā)光原理為：在所施加的電壓達到適當值時(shí)，正極的電洞(空穴)和陰極電子以電流的形式分別由陽(yáng)極和陰極注入且在電場(chǎng)的作用下反方向移動(dòng)到達發(fā)光層中結合，在結合的過(guò)程中電子以光子的形式釋放出能量產(chǎn)生發(fā)光現象。

2 OLED 的電光特性

OLED的電流密度和電壓的關(guān)系曲線(xiàn)及亮度和電壓的關(guān)系曲線(xiàn)如圖2所示。

由如圖2(a)知當外加電壓小于OLED 閾值電壓時(shí)，流過(guò)器件的電流接近零，當外加電壓超過(guò)閾值電壓，發(fā)現電流密度隨著(zhù)外加電壓的增大而增大。

如圖2(b)所示，OLED 電壓和亮度呈非線(xiàn)性關(guān)系，若采用電壓驅動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現亮度級別的區分，那么驅動(dòng)電壓必須要有很高的精度，對驅動(dòng)電源部分的設計有很高的要求，不易實(shí)現。

如圖2(c)所示，電流與發(fā)光亮度有著(zhù)較好的線(xiàn)性關(guān)系，所以只要控制好流過(guò)各個(gè)OLED 像素的電流，就可簡(jiǎn)單有效的實(shí)現亮度級別的區分。

綜上所述，OLED 每一像素的亮度正比于與流過(guò)像素的電流， 需要電流源驅動(dòng)。由于OLED的流入電流與外加電壓為冪級數的關(guān)系，得知很小的電壓變化必會(huì )導致電流的大范圍變化。因此電流的大小必須得到精確的控制。