对有机发光二极管驱动电路设计方案的分析

梁勤波++胡佳涛

摘 要：随着科技的发展，有机发光二极管（OLED）的产品已经逐渐普及了，从实验型变成了市场型，中小尺寸的显示板也在逐渐应用，在手机、数码等大众消费区域也占了大多的应用范围。OLED的产业进程也进展得有条不紊，各类器件达到了相当高的标准。

关键词：有机发光二极管；驱动电路；设计

1.有机发光二极管的概念

1.1 有机发光二极管和液晶显示器优缺点对比

有机发光二极管又叫有机电激光显示和有机发光半导体，它和液晶显示有着不同类型的发光原理的，有机发光二极管的显示技术和液晶显示器相比是有自发光、光视角、高对比度、低耗电、高反应等特殊的优点；但是也存在着成本高、寿命短、分辨率等缺点。下文笔者会详细介绍。

1.2 有机发光二极管的分类

有机发光二极管可以根据色彩和驱动方式来分：

按色彩分，可以分为单色、多彩、全彩等主要种类，其中制备最难的是全彩类的有机发光二极管；

按驱动方式分，可以分为主动式和被动式有机发光二极管。

1.3 有机发光二极管的发展阶段

主要分为三个阶段：

第一阶段：20世纪末，是有机电致发光器件由实验室转为市场化的萌芽阶段，这个时候，主要适用于手机、数码相机等小型产品上；

第二阶段：21世纪前期，是有机电致发光器件市场化的发展阶段，相对20世纪规格单一、多采用无源驱动、单色或区域彩色的情况；

第三阶段：21世纪中期，有机发光二极管正式进入了显示市场，越来越多的显示器件开始选择有机的材料。器件的尺寸也从试行阶段的较小面板发展到了寸左右的显示面板。

2.有机发光二极管的显示原理分析

有机发光二极管的显示原理为电致发光，即电场发光。电场发光是自然界中很普遍的物理现象，也是光电变化中的一个最基本的步骤。电致发光物质而言，可以分为有机电致发光和无机电致发光两种，其中，有机电致发光又可以分为发光物质，是由高分子聚合物发光和发光物质为小分子有机突光的小分子发光器件。

有机发光二极管的发光原理主要是对元件施加正向偏压时，电子和空穴受电压能量的驱动，再分别由阴极和阳极注入到器件中去，这时电子和空穴会相遇，并产生结合，最终会形成电子-空穴对。当分子受到外来能量刺激后，如果电子自旋和基态电子成对，那么所释放的光就为突光；反之，如果电子自旋和基态电子不成对，则为双重激发态，那么释放的光就为磷光。

3.有机发光二极管的具体特点

从有机发光二极管的结构和驱动电路等方面来看，主要具有下面的特点：

成本低，材料的消耗较低，制备的工艺也比较简单，方便大规模的生产；

主动发光，发光的亮度可以超过1.4*105cd/m2，视角一般可以达到160度；

质量轻，超薄的膜结构，核心厚度可以小于1mm，质量可以小于1kg；

反应速度快，可以达到微秒至数十微秒，显示活动的图像；

适应能力强，全固态的结构，完全能够适应振动等比较恶劣的环境，在低至-40℃都能正常显示；

有机发光二极管无需背光的照明；

有机发光二极管的众多特点优势决定了其明朗的应用前景。

4.有机电致发光显示器件的驱动技术

机电致发光显示技术有着独特的优点，从而成为了最有潜力的显示技术之一，笔者本文主要根据平板显示器为例，分析一种模拟视频信号输入的驱动电路系统，驱动电路结合有机发光二极管显示器的特点和专用的视频驅动芯片功能的特性，完成了视频显示系统电路的设计，分析了无源矩阵驱动方式和有源矩阵驱动方式。平板显示的驱动电路和液晶显示器一样，可分为无源驱动方式和有源驱动方式两类，相当于直接寻址和薄膜晶体管矩阵寻址两类。

4.1 无源矩阵驱动方式

直接寻址用的是普通的矩阵交叉屏，在电极加上正电压，金属电极加上负电压，则在其交叉点像元上即能得到发光；薄膜晶体管矩阵要求每一个发光单元都由TFT寻址独立控制，工艺非常复杂。

4.2 无源矩阵驱动方式

无源矩阵驱动的基本过程是，对某一行需要发光像元的相应列都加上正电压，不需要发光像元的相应列都接地，当该行电极接地时则该行需要发光的像元都能发光而其他的像元都不发光。如此逐行扫描，就可得到所需显示的图像。

5.结论

本设计主要针对现在市场较大的平板显示器为例，分析一种模拟视频信号输入的驱动电路系统，驱动电路结合有机发光二极管显示器的特点和专用的视频驱动芯片功能的特性，完成了视频显示系统电路的设计。得出有机发光二极管想要成为显示市场中的主流，必须要有效降低OLED显示系统的成本。就要选择单高度集成的片上系统，可靠性强、成本低等优点的产品，不仅增强显示系统的灵活性，而且大幅度降低系统的生产成本，对有机电致发光显示的实用化和产业化有着重大意义。

参考文献

[1] 蒋泉，成建波，何其锐，杨健君，张磊，陈文彬，饶海波，杨刚，钟建，王军，林慧. 全彩OLED屏显示系统的设计[J]. 光电子.激光. 2008（01）.

[2] 才华，司玉娟，郎六琪，刘式墉. 彩色有源OLED显示屏上像素仿真及外围驱动电路设计[J]. 发光学报. 2006（04）.

[3] 张雷，杨良勇，吕国强，刘劲松. 一种微型OLED显示屏驱动接口电路[J]. 液晶与显示. 2006（06）.

[4] 王丽杰，张彤，刘式墉. Poly-SiTFT有源驱动OLED单元像素电路的参数设计[J]. 吉林大学学报（理学版）. 2005（03）.

[5] 黄金英，安吉宇，张志伟，赵玉环，荆海，凌志华. 有源OLED像素电路的设计与仿真[J]. 液晶与显示. 2005（04）.

[6] 刘小灵，刘汉华，郑学仁，李斌，冯秉刚，彭俊彪. OLED点阵驱动电路设计及OLED驱动特性研究[J]. 液晶与显示. 2005（02）.