OLED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

1. 引言
目前，在光電顯示領(lǐng)域，CRT已經(jīng)走向末路，LCD正處于發(fā)展的頂峰時(shí)期，與技術(shù)成熟、產(chǎn)業(yè)鏈完善、規(guī)模龐大的LCD產(chǎn)業(yè)相比，OLED還處于發(fā)展的初級(jí)階段，它的優(yōu)勢(shì)可以從技術(shù)與產(chǎn)業(yè)兩方面來看，在技術(shù)上：OLED很薄、很輕，厚度可以做到比LCD??；由于是不需要背光源的主動(dòng)發(fā)光，所以OLED視角很廣，一般認(rèn)為接近180度；并且具有省電、耐低溫特性，在低溫下的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于LCD；響應(yīng)速度快，圖像刷新率幾乎是LCD的100至1000倍；除了圖像質(zhì)量的根本性改進(jìn)外，還具有抗震性好這一特性，這對(duì)于便攜式設(shè)備而言十分有利；不僅如此，由于可彎曲的塑料也可以用作基質(zhì)材料，所以O(shè)LED顯示屏的外形不受限制，可以是任何形狀，可以放到任意物體的表面。由于使用了新的基質(zhì)材料，OLED顯示屏比目前最薄的薄膜電晶體管（TFT）屏幕還要平整得多。但上述優(yōu)點(diǎn)在目前上市的采用OLED的電子產(chǎn)品中并沒有完全表現(xiàn)出來，許多產(chǎn)品選用OLED，并不是因?yàn)樯鲜鰞?yōu)點(diǎn)，而僅僅是覺得它清晰度高、色彩艷麗；OLED與LCD將有一個(gè)長(zhǎng)期共存的階段，但隨著OLED這些優(yōu)勢(shì)的逐步實(shí)現(xiàn)，OLED將來可以對(duì)LCD發(fā)起挑戰(zhàn)。 產(chǎn)業(yè)上：與TFT-LCD動(dòng)輒數(shù)億美元的投資相比，OLED的投資相對(duì)來說則少得多，成本上更具優(yōu)勢(shì)。由于自身突出的性能優(yōu)勢(shì)，OLED在市場(chǎng)上大受歡迎，從目前的情況來看，一直處于上升趨勢(shì)。

2. OLED的發(fā)光機(jī)理
OLED屬載流子雙注入型發(fā)光器件，它利用了電子發(fā)光的特性：當(dāng)電流通過時(shí)，某些材料會(huì)發(fā)光，而且從每個(gè)角度看，都比液晶顯示器清晰；其發(fā)光機(jī)理為：在外界電壓的驅(qū)動(dòng)下，由電極注入的電子和空穴在有機(jī)材料中復(fù)合而釋放出能量，并將能量傳遞給有機(jī)發(fā)光物質(zhì)的分子，使其受到激發(fā)，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，當(dāng)受激分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)輻射躍遷而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象[1]。發(fā)光過程通常由以下五個(gè)階段完成：
1）載流子的注入：在外加電場(chǎng)的作用下，電子和空穴分別從陰極和陽極向夾在電極之間的有機(jī)功能薄膜注入；
2）載流子的遷移：注入的電子和空穴分別從電子輸送層和空穴輸送層向發(fā)光層遷移；
3）載流子的復(fù)合：電子和空穴復(fù)合產(chǎn)生激子；
4）激子的遷移：激子在電場(chǎng)作用下遷移，能量傳遞給發(fā)光分子，并激發(fā)電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)；
5）電致發(fā)光：激發(fā)態(tài)能量通過輻射失活，產(chǎn)生光子，釋放出能量。
光的顏色與材料有關(guān)：一種方法是用小分子層工作，例如鋁氧化物；另一種方法是將激活的色素嵌入聚合物長(zhǎng)鏈，這種聚合物非常容易溶化，可以制成涂層。電子流和載流子通常是不等量的，這意味著，占主導(dǎo)地位的載流子穿過整個(gè)結(jié)構(gòu)層時(shí)，不會(huì)遇到從相反方向來的電子，能耗投入大，效率低。

3. OLED無源驅(qū)動(dòng)技術(shù)
OLED以驅(qū)動(dòng)方式可分為無源驅(qū)動(dòng)(Passive Matrix，PMOLED)與有源驅(qū)動(dòng)(Active Matrix，AMOLED)兩種，OLED的驅(qū)動(dòng)方式是屬于電流驅(qū)動(dòng)。無源方式的構(gòu)造較簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)視電流決定灰階，主要應(yīng)用在小尺寸產(chǎn)品上，它的分辨率及畫質(zhì)表現(xiàn)不錯(cuò)，但若要往大尺寸應(yīng)用產(chǎn)品發(fā)展，存在消耗電量大、壽命短的問題，最好采用有源驅(qū)動(dòng)方式，因?yàn)橛性吹碾娏髡餍员葻o源方式要好，不易產(chǎn)生漏電現(xiàn)象，同時(shí)使用低溫多晶硅(Poly-Si)TFT技術(shù)時(shí)，電流可以產(chǎn)生阻抗較低的小型TFT，符合大尺寸、大畫面OLED顯示器的需求。下面就無源驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行詳細(xì)的描述。
OLED顯示器是由眾多的像素點(diǎn)組成，這些像素點(diǎn)按行、列排成矩陣；顯示圖像時(shí)，按行掃描或按列掃描。本文以行掃描為例，說明無源單色n行m列OLED屏驅(qū)動(dòng)時(shí)序關(guān)系。若使第x行與第y列交叉的發(fā)光元件發(fā)光（導(dǎo)通），僅需使列驅(qū)動(dòng)電路的第y列選通開關(guān)閉合，輸出高電平，并使行掃描電路的第x行輸出低電平，屏上的其它發(fā)光元件發(fā)光原理類同，圖3.1是單色n行m列OLED屏掃描原理時(shí)序圖。
其中TFRM為幀周期，TLINE為行掃描周期，確定了幀頻率fFRM后也就確定了一幀的時(shí)間每一行的掃描時(shí)間TLINE在幀頻確定的情況下是確定的，即。