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TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

  1 引言

  有机电致发光器件(OLED)是将电能直接转换成光能的全固体器件,因其具有薄而轻、高对比度、快速响应、宽视角、宽工作温度范围等优点而引起人们 的极大关注,被认为是新一代显示器件。要真正实现其大规模产业化,必须提高器件的发光效率和稳定性,设计有效的图像显示驱动电路。近来,随着研究的深 入,OLED的发光效率和稳定性已达到某些应用的要求,而其专用的驱动电路技术还不是很成熟。目前,所有平板显示的驱动均采用矩阵驱动方式,由X和Y电极构成的矩阵显示屏。根据每个像素中引入和未引入开关元器件将矩阵显示分为有源矩阵(AM)显示和无源矩阵(PM)显示。

  PM-OLED具有结构简单、成本低等优点,主要用于信息量低的简单显示中;AM-OLED在大信息量显示中占优势,一般采用非晶硅TFT(a- SiTFT)或多晶硅(poly-SiTFT)开关元器件,输入信号存储在存储电容器上,使在帧周期内像素保持选通态,因而不需要瞬态高亮度,克服了 PM-OLED的缺点且不受占空比限制。因此,OLED要实现高品位显示,必须采用有源矩阵驱动方式。本文从TFT-OLED有源矩阵像素单元电路出发, 着重分析了电压控制型与电流控制型像素单元电路,简要讨论了控制/驱动IC对TFT-OLED有源驱动电路的影响。

  2 模拟像素单元电路

  AM-OLED驱动实现方案包括模拟和数字两种。在数字驱动方案中,每一像素与一开关相连,TFT仅作模拟开关使用,灰度级产生方法包括时间比率灰 度和面积比率灰度,或者两者的结合。目前,模拟像素电路仍占主流,但在灰度级实现上,模拟技术与时间比率灰度和面积比率灰度理论相结合将会是将来的一个发 展趋势。在模拟方案中,根据输入数据信号的类型不同,单元像素电路可分为电压控制型和电流控制型。

  2.1 电压控制型像素电路

  2.1.1 两管TFT结构

  电压控制型单元像素电路以数据电压作为视频信号。最简单的电压控制型两管TFT单元像素电路如图1所示。

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图1 两管TFT驱动电路

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