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TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

  2.2.3 五管TFT结构

  B.Mazhari等人提出了五管单元像素电路,该电路采用一个栅源短接的TFT作为负反馈电阻,有效抑制多晶硅TFT扭结效应 (kinkeffect),实现了数据电流高达20A,输出特性曲线仍具有良好的线性,克服了以前各种电路在保证线性的前提下电流范围小的缺陷。爱普生- 剑桥实验室提出了先进的自调整电压源技术,这也是一种五管驱动方案,电路通过单位增益放大器存储驱动管TFT的源电压,保证选通与非选通阶段驱动管偏置条 件一致。

  尽管电流范围限制在0.2A~1A,还是有效改善了数据电流较小时阈值电压的变化对OLED电流影响较大的缺点,但电路结构复杂,限制了像素的占空因数。

  3 驱动系统

  一个完整的有源矩阵OLED驱动显示系统,除了由像素单元电路构成的矩阵显示屏外,还包括驱动IC(行、列控制/驱动电路)、单片机控制电路等,OLED有源驱动系统典型框图如图6。

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图6 OLED有源驱动系统典型框图

  显示用的图像数据存储于ROM或RAM中,CPU或MCU控制电路产生总控制信号,行控制电路和列驱动电路在总控制信号下,结合各自内部功能,产生 基本行信号和基本列信号,行驱动电路和列驱动电路在总控制信号、基本行信号和基本列信号下,结合各自内部功能,产生行扫描信号和列数据信号,使OLED显 示屏显示存储于ROM或RAM中的图像信息。

  驱动IC置于控制电路与有源玻璃板之间,是整个驱动电路的核心。全球已经有多家公司在从事OLED驱动IC的研究,到目前为止,还没有完全商业化的 AM-OLED的驱动IC。但NextSierra公司已推出了分别集成的TFT-OLED行列驱动NXS1008、NXS1009和控制芯片 NXS1010,张志伟等人采用该系列芯片,通过MCS-51单片机的控制来驱动240×320×3点阵的TFT-OLED屏,实现了大信息量的动态图形 显示。

  由于液晶显示器件的配套驱动芯片功能比较完善,且价格低廉,所以将此类芯片移用于有源矩阵显示屏(AM-OLED)成为了国内外当前的研究焦点。

  要想让液晶驱动芯片能驱动TFT-OLED,关键在于两点:

  1)液晶驱动芯片的驱动时序和显示数据符合TFT-OLED显示屏的要求;

  2)液晶芯片驱动部分的驱动能力满足OLED显示屏对芯片的要求。

  显示驱动系统的电路是目前TFT-OLED进行有效显示的薄弱环节。从驱动IC/控制电路的角度看,当务之急是开发出通用或专用的驱动IC,并集成控制电路,这将大大提升OLED在平板显示市场的竞争力。

  4 结语

  对于大屏幕、高分辨率OLED平板显示器件而言,有源驱动电路已经成为其必不可少的部分。本文着重分析了不同数目TFT管构成的电压控制型与电流控 制型像素单元电路的工作原理和优缺点,并讨论了控制/驱动IC对TFT-OLED有源驱动电路的影响,能为OLED平板显示器的设计提供一些依据。

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