基于馈通电压自动补偿的OLED电性能测试波形设计研究

刘志军，侯红兵，李金泰，詹家豪

(1.广州航海学院 船舶工程系, 广东 广州 510725;2. 惠州市仲恺高新技术投资控股有限公司，广东 惠州 516006)



基于馈通电压自动补偿的OLED电性能测试波形设计研究

刘志军1，侯红兵2，李金泰1，詹家豪1

(1.广州航海学院 船舶工程系, 广东 广州 510725;2. 惠州市仲恺高新技术投资控股有限公司，广东 惠州 516006)

常规馈通电压计算原理涉及到OLED体的电容值，不同型号OLED产品电容值是个变量，为了得到最佳的电容值，OLED制造企业测试部门需做大量的验证实验。本文直接通过栅极电压上拉使OLED体的储存电容产生馈通电压来补偿栅极电压关闭时栅极和漏极之间寄生电容产生的馈通电压，无需测量OLED体的电容值和修正Vcom值即可补偿栅极电压关闭时栅极和漏极之间的寄生电容产生的馈通电压。实验结果表明，基于馈通电压自动补偿原理设计的Shorting Bar Test Waveform与Vcom人工修正原理设计的电性能测试波形的检测效果一致，而对不同缺陷的检测率有微小差异。

OLED；电性能测试；波形测试；电压补偿

1 引 言

OLED属主动发光型显示器，具有节能、超薄等特性，在移动产品领域呈替代TFT LCD趋势。在OLED生产过程中，电性能测试是产品生产过程中的一道重要的品检工序。在OLED面板刻蚀、封装后，需进行OLED综合电性能的检测，把不良品筛选出来，防止不合格品进入下工序(帮定/COG)[1]，否则会导致下工序驱动IC、FPC 等材料的浪费。OLED综合电性能缺陷主要有：Mura、缺划、断路、短路、亮点、连线和灭点等[2]。缺陷产生根源在于OLED制造过程栅极、源极的短路或断路，以及OLED盒中混入的异物和OLED材料异常等。但综合电性能测试工序的测试波形设计是否合理，对检测能力影响很大，因此在OLED新型号产品试产时，OLED制造企业需进行大量的电性能测试波形优化实验，以获得最佳的测试波形。测试波形的各个测试参数的获取过程中，馈通电压补偿量的获得过程较为复杂，目前OLED制造企业一般采用常规的二阶驱动原理来设计测试波形，计算Cgd的馈通电压，通过修正值以抵消Cgd的馈通电压的影响[3-5]，否则测试画面将出现闪屏，影响检测效果，严重的将影响测试画面的质量。

常规的馈通电压计算涉及到参数Clc，而不同型号的OLED产品Clc是个变量，为了得到最佳的Clc值，OLED制造企业测试部门需消耗大量的人力进行验证实验[6]，这有必要探寻一种无需获得Clc值即可补偿Cgd的馈通电压的综合电性能测试波形设计方法。

本文直接上拉栅极电压使Cs产生馈通电压，以补偿栅极电压关闭时Cgd产生的馈通电压。这样在电性能测试波形设计时就无需测量Clc值和修正Vcom电压，大大简化了测试波形的设计。

2 常规馈通电压补偿原理

单点OLED的等效电路见图1[4]。基于目前常用的驱动原理设计电性能测试驱动波形时涉及多个馈通电压的计算和实验, 但影响最大的是Cgd产生的馈通电压:

(1)

式中:Vg为OLED栅极驱动使能电压；Cgd为栅极和漏极之间的寄生电容；Clc为OLED体的电容；Cs为储存电容[1]。

图1 单点OLED等效电路图Fig. 1 Equivalent circuit of a dot of OLED

目前常用的驱动原理设计电性能测试波形需修正Vcom的值，以补偿Cgd产生的馈通电压Vgd，由于不同型号产品的Clc值不同，需进行大量实验来获得Clc的值。因此期望在不修正Vcom电压的情况下通过其他方式来补偿Cgd产生的馈通电压[5]。

OLED电性能测试波形设计中，馈通电压自动补偿的基本原理是用由Cs产生的馈通电压来补偿由Cgd所产生的馈通电压。图2是OLED电性能测试波形设计中基于馈通电压自动补偿原理实现的Gate扫描电压波形，基于馈通电压自动补偿原理实现的OLED驱动波形与常规驱动波形不同之处主要在于：Cgd补偿下的Gate使能电压波形呈现三阶电压，当Gate使能电压关闭时把Gate使能电压拉到最低，等下一条Gate使能线关闭后再将前一条Gate使能电压拉回，这个拉回电压刚好补偿下一条Gate使能线产生的馈通电压，也即每一条Gate使能关闭时Cgd产生的馈通电压由上一条Gate使能线电压拉回时Cs产生的馈通电压来补偿。因此基于馈通电压自动补偿设计综合电性能测试波形时，上一条Gate使能线拉回电压值的计算为解决问题的关键。基于常规综合电性能测试波形设计的馈通电压的计算公式，在馈通电压补偿中由Cgd产生的馈通电压

(2)

式中：Vg-high和Vg-low分别为Gate扫描线On与Off的电压值。

图2 Cgd馈通电压自动补偿Gate使能线的驱动波形Fig.2 Gate scans line driver waveform based on feed through Gate voltage automatic compensation

由Cs产生的馈通电压：

(3)

式中：V0与Vg-low分别为上一条Gate线电压拉回前与拉回后的幅值。

(4)

由式(3)可见，虽然Clc会影响馈通电压Vs，但是在式(4)中未出现Clc变量。因此当OLED基板制造工艺与Gate使能线的on电压确定后，无需Clc值即可精确计算出拉回电压Ve。

3 实 验

3.1 实验设计

检测对象：国内某OLED生产的SO8OA3型切割小片面板(未绑定IC)，该型号面板的理论测试波形见图4(源自SO8OA3型产品的Shorting Bar规格书)，OLED面板样件源于模组产品电性能测试工序检测出的不良品，再卸掉IC、FPC 和ACF等，由于实验样本源自成品模组电性能测试工序的不良品，其缺陷的类型和位置都已经标定；数量：2 749片；检测仪器：OLED电性能测试波形发生仪器，为本研究团队开发的TFT LCD电性能测试波形自动发生仪(专利号:ZL200920052079.7)[7]。图3为测试过程测试对象在测试治具上测试的实物图。

图3 OLED电性能测试实物图Fig.3 OLED E-testing physical figure

3.2 理论计算

图4 Vcom修正后Cell Light-On Test WaveformFig.4 Cell light -on the test waveform after been corrected

图5 自动补偿后Cell Light-On Test WaveformFig.5 Cell light-on the test waveform after been compensated automatically

4 实验数据分析

4.1 系统总体设计

分别基于图4、图5中的Cell Light-On Test Waveform对2 749个实验样本进行测试，检测结果统计见表1，由测试过程的现象和表1可见。

表1 两种Cell Light-On Test Waveform的检测效果

(1)基于自动补偿原理实现Cell Light-On Test Waveform，OLED企业免除了Clc获取实验过程，其检测效果和常规驱动原理设计的电测波形一样；(2)基于自动补偿实现的Cell Light-On Test Waveform测试画面与常规方法一致，未出现闪动情况。

5 结 论

将馈通电压自动补偿原理应用于OLED综合电性能测试波形的设计，直接上拉栅极电压，以Cs产生的馈通电压补偿栅极电压关闭时Cgd产生的馈通电压。与常规的综合电性能测试波形设计时需要修正Vcom值来补偿Cgd产生的馈通电压的设计原理相比，不需要获得Clc值，以及修正Vcom值即可补偿栅极电压关闭时Cgd产生的馈通电压。对2 749片实验样片进行了测试，实验结果表明基于自动补偿原理设计的综合电性能测试波形和常规补偿原理设计的电测波形的检测率一致，而对不同类型缺陷的检测率有微小差异。

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Design of OLED shorting bar testing waveform based on feed through voltage compensation principle

LIU Zhi-jun1, HOU Hong-bing2, LI Jin-tai1, ZHAN Jia-hao1

(1.GuangzhouMaritimeInstitute,DepartmentofShipbuildingEngineering,Guangzhou510725,China;2.HuizhouZhongkaihi-techKlcHoldingsLtd,Huizhou516003,China)

The conventional calculation principle for the feed through voltage relates to capacitance values of OLED body, and capacitance values of different OLED products is variable. A lot of experiments must be done by testing department of OLED manufacturing enterprise in order to get the best capacitance values of OLED body. This paper directly pulls up gate voltage, and then the storage capacitor of OLED body produces a feed through voltage to compensate the feed through voltage generated by the parasitic capacitance between the gate and the drain as the gate voltage closing. Experiment result shows that the total detection rate using the testing waveform based on automatic compensation principle or conventional compensation is consistent, and there is little difference on the detection rate of different defects.

OLED; electrical performance testing; testing waveform; voltage compensation

2014-03-21；

2014-04-18.

2014年广东省教育厅科技创新项目(No.2013KJCX0195);广东省现代信息服务业发展专项资金项目(No.GDEID2011IS061)

1007-2780(2015)02-0296-04

TN321+.5

A

10.3788/YJYXS20153002.0296

刘志军(1973-)，男，江西人，博士，副教授，深圳市大富好TFT LCD测试科技有限公司技术顾问，主要从事测量技术及装备的研究。E-mail:mrliuzj@163.com

*通信联系人，E-mail：mrliuzj@163.com