OLED显示技术发展影响的研究

OLED显示技术发展影响的研究

袁平

袁平

宜春学院，江西宜春，336000

摘要：近年来，在强大的应用背景的推动下，OLED技术取得了迅猛发展，在诸如发光亮度、发光效率、使用寿命等方面均已接近和达到实际应用的要求。目前，OLED显示技术无论在器件制造工艺还是在驱动电路上与LCD相比都是不成熟的。本论文正是基于该背景下来讨论有关OLED显示器件的驱动控制一些关键问题。

关键词：评价指标、无源驱动、有源驱动、OLED、FED。

引言：

随着信息时代的到来和信息全球化，显示技术在信息传播中扮演着重要的角色。显示技术分为CRT(阴极射线管)和FPD(平板显示)。当前CRT占显示产业的主导地位，年增长率为7%。CRT具有显示品质好、生产技术成熟、配套、成本低、价格便宜等优势。但CRT是电真空器件，它具有体积大、笨重、功耗大、微量辐射X线等不可克服的缺点。自60年代开始快速发展和广泛应用集成电路发来，电器产品向小型化、节能化、高密度化方向发展，促进了FPD技术的发展。在FPD技术中主要有LCD(液晶显示)、PDP(等离子体显示板)、FED(场发射显示)、EL(电致发光，指无机材料)、LED(发光二极管，指无机半导体材料)和VFD(真空荧光显示)等。

1平板显示技术的发展史及其特点

1.1显示技术的发展史

在我国，显示技术及相关产业的产品占信息产业中产值的45%。20世纪，图像显示器件中，阴极射线管(CRT)占了绝对统治地位，如电视机显示器等绝大多数都采用CRT。但由此同时，平板显示器也在飞速发展，特别是液晶显示器的质量大幅度的改善，价格又持续下降，不但在中小屏幕显示中代替了CRT，而且也快速的进入了计算机显示器的领域。就世界范围而言，以液晶显示为主的平板显示器的产值，在今年内将超过CRT显示器产值。

1.2显示器件的主要参量

1.2.1寿命

平板显示器件在发展过程中都遇到过寿命这个问题，因为作为实用化的显示器件，寿命都应在3万小时以上。OLED的寿命正在解决中;FED寿命尚未解决;LCD的寿命决定于所使用的材料的化学稳定性、耐湿性，一般说来寿命问题已解决。显示器件的其它参数还有体积、重量、显示面积、观察视角及性能价格比。

1.2.2分辨力

分辨力是指能够分辨出电视图像的最小细节的能力，是人眼观察图像清晰程度的标志，通常用屏幕上能够分辨出的明暗交替的线条的总数来表示，而对于矩阵显示的平板显示器常用电极数目表示其分辨率。为了显示普通电视图像的质量，要求扫描行电极数为600;为了显示高清晰度的电视图像，则要求扫描行电极数大于10000。

1.2.3显示色

发光型显示器件发光的颜色和非发光型显示器件透射或反射的颜色称作显示色。显示色分为黑白，单色，多色和全色四大类。高效的蓝光LED于近几年研制成功，才使彩色LED大显示屏获得迅速发展。而高效的蓝光EL确迟迟未开发出来，严重影响了它的推广应用。对于非发光型LCD显示器件则可以在黑白显示屏上附加滤色后实现彩色显示。在彩色图像显示已高度发展的今天对于任何一种平板显示器件，如不能完美的解决彩色显示技术，则是不可能有大的发展前途的。

1.2.4发光效率

发光效率是发光型显示器件所发出的光通量与器件所消耗的功率之比，单位为流明每瓦(lm/W)。流明已考虑到了人的视觉感光特性的曲线。VFD的发光效率最高为约lOlm/W;LED随材料的不同其发光效率。发绿光，发光效率达到1711m/W;OLED的发光效率也很高，为151m/W;PDP的发光效率为llm/W;其他的主动发光型显示器件的发光效率则只有10-llm/W量级。发光效率决定了显示器件工作时的功率消耗，这对于便携式显示器件尤为重要。

1.2.5工作电压与消耗电流

驱动显示期间所施加的电压为工作电压(V)，流过的电流称为消耗电流(A)。工作电压与消耗电流的乘积就是显示器件的消耗功率。驱动电压有交流电压与直流电压之分，如LCD必须用交流电驱动，而OLED,LED等则用直流电驱动。目前由于驱动电路集成化，所以显示器件的工作电压希望与集成电路(工C)的工作电压相适应，如LCD的驱动电压只有几伏，可以与TTL电路相配合，这就极大的降低了液晶显示驱动的成本，

1.2.6静态存储驱动功能

外加电压除去之后，仍能保持显示状态的功能叫存储功能。存储功能可减少显示器件的功耗可有效的简化驱动电路，特别是在多路驱动和矩阵选址时，发挥巨大的作用。

2LCD显示及驱动原理

2.1无源矩阵的动态驱动技术

无源矩阵是由液晶上、下玻璃基片内表面的水平直线电极和垂直直线电极组所构成。垂直电极，即Y电极，称为选址或选通电极，它们将与X扫描电极同步，分别输入选通电压波形和非选通电压波形。在双方同步输入驱动电压波形的一瞬间，将会在该行与各列电极交点像素上合成一个驱动波形。使该行上有若干个像素点被选通。所有行被扫描一遍，则全部被选通的像素点便组成一幅画面。但是这个画面上各行的像素是在不同时间段内被选通的。所以我们也称动态动技术为时间分割显示。

2.2无源矩阵驱动的交叉效应

2.2.1交叉效应

交叉效应的英文是crosstalk，原来是指多路通信中两条互不相干线路之间的“串音”现象。在液晶显示的多路驱动中也有类似的现象，即当一个像素上施加电压时，附近未被选中的像素上也会有一定电压。当所施加的电压大于V}较多，而液晶显示器的电光曲线又不够陡峭时，附近未被选中的像素也会部分呈现显示状态，这就是液晶显示器在无源多路驱动时固有的交叉效应。

2.2.2实际采用的偏压法

实际我们已求出了最佳偏压比，但实际中仅作为判断最高驱动路数，确认液晶值陡度要求的依据。由于产品本身制造上的要求和某些历史原因，经常采用的是列几种偏压法。

(1)1/2偏压法

这是钟表上常用的一种驱动法。钟表一般使用3(1/2)位笔段形显示，像素点不变，又是低压驱动，所以所有两路驱动即可。由于TN型液晶的徒度远远超过两路驱动的要求，没有必要使用最佳偏压比。使用1/2偏压可设置更简洁。

(2)1/3偏压法

多用于计算器和仪表液晶仪器，大都是多位笔段式显示，位数可达10位以上。1/3偏压法最适用于四路驱动，但经常用于三路驱动，因为三路电极排布比四路排布容易得多，而且比四路排布多获得一个显示像素。

(3)5级、6级偏压法

用于驱动路数较多的点矩阵液晶显示器件。设N=100线，其最佳偏压比应为b=1/11，若严格按此值设计，不但会使行驱动与列驱动器的驱动电压相差很远，还会增加电源电压级别数，使电路和电源设计、制造都麻烦，故常使用偏离最佳偏压比的5级6级偏压，并且极性倒相方式使行、列驱动电压实现平衡。

结论：

有机电致发光器件在显示领域具有光明的应用前景作，被看作极具竟争力的未来平板显示技术。将来的OLED驱动控制电路的发展新课题将要朝着大屏幕、彩色显示的方向发展。而要完成这两个任务必将采用静态的有源驱动的技术。所以本论文之后的工作应当是大规模OLED显示器件的有源驱动及彩色OLED驱动的有关问题.

参考文献：

[1]李文连，有机EL新进展，液晶与显示，12(1):58-74