科学技术的不断发展使得电子显示技术也在不断地更新换代。随着高性能、集成化的有机发光二极管驱动电路的问世,有机发光二极管对于电子工程师来说已经不再是一项缺乏可行性、难于接受的显示技术。而要有效地使用有机发光二极管显示器则需要解决显示均匀性、大寄生电路和有机发光二级管的寿命等问题,本期专题将带您一起探寻OLED驱动技术。

OLED器件基本结构

OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO),与电力之正极相连,再加上另一个金属阴极,包成如三明治的结构。整个结构层中包括了:电洞传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。当电力供应至适当电压时,正极电洞与阴极电荷就会在发光层中结合,产生光亮,依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色,构成基本色彩。

OLED器件发光原理

有机电致发光是指有机半导体发光材料在电场驱动下,通过载流子注入、传输、电子和空穴结合形成激子、进而辐射复合导致发光的现象。 发光原理:在外界电压驱动下,由电极注入的电子和空穴在有机材料中复合放出能量,并将能量传递给有机发光物质的分子,后者受到激发,从基态跃迁到激发态,当受激分子从激发态回到基态时辐射跃迁产生了发光现象。

发光过程通常由5个阶段完成
(1)在外加电场作用下载流子的注入:电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入
(2)载流子迁移:注入的电子和空穴分别从电子输送层和空穴输送层向发光层迁移
(3)载流子复合:电子和空穴复合产生激子
(4)激子迁移:激子在电场作用下迁移,能量传递给发光分子,并激发电子从基态跃迁到激发态
(5)电致发光:激发态能量通过辐射跃迁产生光子

OLED驱动技术

根据驱动电路与基板的关系分为:
无源驱动(PMOLED)又称被动驱动 -- 与无源驱动相关的有阴极隔离柱技术
有源驱动(AMOLED)又称主动驱动 -- 与有源驱动相关的有低温多晶硅技术
根据驱动电路与基板的关系,有机电致发光显示器分为:
有源驱动有机发光显示器 -- 外围驱动电路和显示阵列集成在同一基板上的有机发光显示器。
无源驱动有机发光显示器 -- 在基板周边需要外接驱动电路的有机发光显示器。

无源驱动(PMOLED)

无源驱动矩阵的像素由阴极和阳极单纯基板构成,阳极和阴极的交叉部分可以发光,驱动用IC需要由TCP或COG等连接方式进行外装。 显示基板上的显示区域仅仅是发光象素(电极,各功能层),所有的驱动和控制功能由集成IC完成(IC 可以置于在基板外或者基板上非显示区域)。(详细)
无源驱动分为静态驱动电路动态驱动电路

静态驱动:各有机电致发光像素的相同电极(比如,阴极)是连在一起引出的,各像素的另一电极(比如,阳极)是分立引出的;分立电极上施加的电压决定对应像素是否发光。在一幅图象的显示周期中,像素发光与否的状态是不变的。

动态驱动:显示屏上象素的两个电极做成了矩阵型结构,即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的,纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果象素可分为N行和M列,就可有N个行电极和M个列电极,我们分别把它们称为行电极和列电极。 为了点亮整屏象素,将采取逐行点亮或者逐列点亮、点亮整屏象素时间小于人眼视觉暂留极限20ms的方法,该方法对应的驱动方式就叫做动态驱动法。

有源驱动(AMOLED)

有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT),而且每个像素配备一个电荷存储电容,外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内,更易于实现集成度和小型化。另外由于解决了外围驱动电路与屏的连接问题,这在一定程度上提高了成品率和可靠性。有源驱动突出的特点是恒流驱动电路集成在显示屏上,而且每一个发光像素对应其矩阵寻址用薄膜晶体管,驱动发光用薄膜晶体管、电和存储电容等。 (详细)

有源驱动与无源驱动比较

无源驱动 有源驱动
瞬间高密度发光(动态驱动/有选择性) 连续发光(稳态驱动)
面板外附加IC芯片 TFT驱动电路设计/内藏薄膜型驱动IC
线逐步式扫描 线逐步式抹写数据
阶调控制容易 在TFT基板上形成有机EL画像素
低成本/高电压驱动 低电压驱动/低耗电能/高成本
设计变更容易、交货期短(制造简单) 发光组件寿命长(制程复杂)
简单式矩阵驱动+OLED LTFS TFT+OLED
(详细)

技术应用

延伸阅读

产品赏析