對有機(jī)發(fā)光二極管驅(qū)動電路設(shè)計方案的分析

梁勤波++胡佳濤

摘 要：隨著科技的發(fā)展，有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）的產(chǎn)品已經(jīng)逐漸普及了，從實(shí)驗(yàn)型變成了市場型，中小尺寸的顯示板也在逐漸應(yīng)用，在手機(jī)、數(shù)碼等大眾消費(fèi)區(qū)域也占了大多的應(yīng)用范圍。OLED的產(chǎn)業(yè)進(jìn)程也進(jìn)展得有條不紊，各類器件達(dá)到了相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)發(fā)光二極管；驅(qū)動電路；設(shè)計

1.有機(jī)發(fā)光二極管的概念

1.1 有機(jī)發(fā)光二極管和液晶顯示器優(yōu)缺點(diǎn)對比

有機(jī)發(fā)光二極管又叫有機(jī)電激光顯示和有機(jī)發(fā)光半導(dǎo)體，它和液晶顯示有著不同類型的發(fā)光原理的，有機(jī)發(fā)光二極管的顯示技術(shù)和液晶顯示器相比是有自發(fā)光、光視角、高對比度、低耗電、高反應(yīng)等特殊的優(yōu)點(diǎn)；但是也存在著成本高、壽命短、分辨率等缺點(diǎn)。下文筆者會詳細(xì)介紹。

1.2 有機(jī)發(fā)光二極管的分類

有機(jī)發(fā)光二極管可以根據(jù)色彩和驅(qū)動方式來分：

按色彩分，可以分為單色、多彩、全彩等主要種類，其中制備最難的是全彩類的有機(jī)發(fā)光二極管；

按驅(qū)動方式分，可以分為主動式和被動式有機(jī)發(fā)光二極管。

1.3 有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)展階段

主要分為三個階段：

第一階段：20世紀(jì)末，是有機(jī)電致發(fā)光器件由實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)為市場化的萌芽階段，這個時候，主要適用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等小型產(chǎn)品上；

第二階段：21世紀(jì)前期，是有機(jī)電致發(fā)光器件市場化的發(fā)展階段，相對20世紀(jì)規(guī)格單一、多采用無源驅(qū)動、單色或區(qū)域彩色的情況；

第三階段：21世紀(jì)中期，有機(jī)發(fā)光二極管正式進(jìn)入了顯示市場，越來越多的顯示器件開始選擇有機(jī)的材料。器件的尺寸也從試行階段的較小面板發(fā)展到了寸左右的顯示面板。

2.有機(jī)發(fā)光二極管的顯示原理分析

有機(jī)發(fā)光二極管的顯示原理為電致發(fā)光，即電場發(fā)光。電場發(fā)光是自然界中很普遍的物理現(xiàn)象，也是光電變化中的一個最基本的步驟。電致發(fā)光物質(zhì)而言，可以分為有機(jī)電致發(fā)光和無機(jī)電致發(fā)光兩種，其中，有機(jī)電致發(fā)光又可以分為發(fā)光物質(zhì)，是由高分子聚合物發(fā)光和發(fā)光物質(zhì)為小分子有機(jī)突光的小分子發(fā)光器件。

有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光原理主要是對元件施加正向偏壓時，電子和空穴受電壓能量的驅(qū)動，再分別由陰極和陽極注入到器件中去，這時電子和空穴會相遇，并產(chǎn)生結(jié)合，最終會形成電子-空穴對。當(dāng)分子受到外來能量刺激后，如果電子自旋和基態(tài)電子成對，那么所釋放的光就為突光；反之，如果電子自旋和基態(tài)電子不成對，則為雙重激發(fā)態(tài)，那么釋放的光就為磷光。

3.有機(jī)發(fā)光二極管的具體特點(diǎn)

從有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電路等方面來看，主要具有下面的特點(diǎn)：

成本低，材料的消耗較低，制備的工藝也比較簡單，方便大規(guī)模的生產(chǎn)；

主動發(fā)光，發(fā)光的亮度可以超過1.4*105cd/m2，視角一般可以達(dá)到160度；

質(zhì)量輕，超薄的膜結(jié)構(gòu)，核心厚度可以小于1mm，質(zhì)量可以小于1kg；

反應(yīng)速度快，可以達(dá)到微秒至數(shù)十微秒，顯示活動的圖像；

適應(yīng)能力強(qiáng)，全固態(tài)的結(jié)構(gòu)，完全能夠適應(yīng)振動等比較惡劣的環(huán)境，在低至-40℃都能正常顯示；

有機(jī)發(fā)光二極管無需背光的照明；

有機(jī)發(fā)光二極管的眾多特點(diǎn)優(yōu)勢決定了其明朗的應(yīng)用前景。

4.有機(jī)電致發(fā)光顯示器件的驅(qū)動技術(shù)

機(jī)電致發(fā)光顯示技術(shù)有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，從而成為了最有潛力的顯示技術(shù)之一，筆者本文主要根據(jù)平板顯示器為例，分析一種模擬視頻信號輸入的驅(qū)動電路系統(tǒng)，驅(qū)動電路結(jié)合有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的特點(diǎn)和專用的視頻驅(qū)動芯片功能的特性，完成了視頻顯示系統(tǒng)電路的設(shè)計，分析了無源矩陣驅(qū)動方式和有源矩陣驅(qū)動方式。平板顯示的驅(qū)動電路和液晶顯示器一樣，可分為無源驅(qū)動方式和有源驅(qū)動方式兩類，相當(dāng)于直接尋址和薄膜晶體管矩陣尋址兩類。

4.1 無源矩陣驅(qū)動方式

直接尋址用的是普通的矩陣交叉屏，在電極加上正電壓，金屬電極加上負(fù)電壓，則在其交叉點(diǎn)像元上即能得到發(fā)光；薄膜晶體管矩陣要求每一個發(fā)光單元都由TFT尋址獨(dú)立控制，工藝非常復(fù)雜。

4.2 無源矩陣驅(qū)動方式

無源矩陣驅(qū)動的基本過程是，對某一行需要發(fā)光像元的相應(yīng)列都加上正電壓，不需要發(fā)光像元的相應(yīng)列都接地，當(dāng)該行電極接地時則該行需要發(fā)光的像元都能發(fā)光而其他的像元都不發(fā)光。如此逐行掃描，就可得到所需顯示的圖像。

5.結(jié)論

本設(shè)計主要針對現(xiàn)在市場較大的平板顯示器為例，分析一種模擬視頻信號輸入的驅(qū)動電路系統(tǒng)，驅(qū)動電路結(jié)合有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的特點(diǎn)和專用的視頻驅(qū)動芯片功能的特性，完成了視頻顯示系統(tǒng)電路的設(shè)計。得出有機(jī)發(fā)光二極管想要成為顯示市場中的主流，必須要有效降低OLED顯示系統(tǒng)的成本。就要選擇單高度集成的片上系統(tǒng)，可靠性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)的產(chǎn)品，不僅增強(qiáng)顯示系統(tǒng)的靈活性，而且大幅度降低系統(tǒng)的生產(chǎn)成本，對有機(jī)電致發(fā)光顯示的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化有著重大意義。

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