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《吉林大学》 2004年
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有机发光显示屏驱动电路的设计

程加力  
【摘要】:二十一世纪,人类社会已经进入了以信息技术为核心的信息时代。由于人类获取的信息总量中,90﹪是视觉信息,这就决定了信息显示技术作为信息技术产业基础技术之一,将在信息社会中扮演着重要角色。目前,液晶显示器在平板显示器市场上占统治地位,但它的一些缺点如色彩鲜艳与饱和度不够高、响应速度慢、需要背光源、视角范围窄等却限制了它今后的进一步发展与应用。而有机发光显示器作为下一代平板显示器之一,它具有体积小、重量轻、功耗低、视角宽、响应速度快等优点,因此具有极大的市场竞争力和发展潜力。 有机电致发光技术的历史可以上溯到二十世纪三十年代。1936年法国的Georeg Destriau将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜,得到了最早的电致发光器件。但由于器件较高的驱动电压(100v或大于100v)和要求 WP=64 使用有机单晶材料等因素而使其发展受到限制,因此应用研究一直进展很慢。直到1987年Kodak公司的C.W.Tang博士首次报道了低电压工作的高亮度有机发光显示器件后,有机电致发光器件的研究才真正拉开序幕。随着新材料的不断使用,器件工艺和结构的不断完善,有机电致发光器件的发光效率和寿命现在均已达到了实用化的水平。近几年,已有多家公司进行了小规模试生产,现在已经有了多种有机发光产品被推向了市场。业界预测在十年之内有机发光显示器将成为市场上最重要的显示器之一,并对成为液晶显示器的强劲竞争对手。 目前,产业界在研制长寿命、高稳定的有机发光器件方面取得了一定的进展。但是有机电致发光器件产业化进程才刚刚开始,从发光材料到工艺设备、驱动电路设计和终端器件制造还没有形成一个坚实完整的供应链。为了加快这一进程,采用非常完善的液晶显示器生产线上的各种设备和材料自然成为合理的选择。液晶显示器的驱动电路的研究和生产非常成熟,市场上驱动专用芯片种类繁多,功能其全,而且价格低廉。另一方面,有机电致发光器件的驱动电路并不是很成熟,驱动芯片的研制工作进展也不尽人意,虽然市场上也有了一些已经产业化的产品,如Clare Micronix公司的MXED系列的芯片(MXED101/201/301), 友达光电与美国环宇显示技术公司(UDC)合作也发布了有机电致发光器件专用的驱动电路芯片,但总体上来说,芯片品种不够丰富,功能比较单一,而且由于没有大规模投入生产,导致成本和价格居高不下。因此成为阻碍有机电致发光器件实用化的一个因素。 有机电致发光器件按照驱动方式的不同,可以分为无源式(PM,Passive Matrix,也称为被动式)和有源式(Active Matrix,AM,也称为主动式)两种。无源驱动采用行列扫描的方式驱动相应像素发光,虽成本较低,工艺简单,但所需驱动电压较高,耗电量较大,刷新速度较低,只能用于价格低 WP=65 廉,信息含量低的显示终端,如车载显示器,游戏机等,色彩以单色及多色为主。有源驱动在每一个像素后都集成了一组薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT),像素由TFT驱动点亮。它虽然工艺复杂,成本较高,但耗电量低,色彩丰富,适用于电脑显示器,电视机屏幕,掌上电脑等要求较高的场合,主要以全彩色为主。TFT有机发光显示屏代表了今后有机电致发光器件的发展方向。 本论文主要工作是应用TFT液晶驱动芯片设计了TFT有机发光显示屏用的驱动电路。要想让液晶驱动芯片能驱动TFT-OLED,关键是在于两点:⑴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;⑵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。经分析后发现,由于两者都是有源矩阵结构,所以驱动原理是很相似的,都是采用了逐行扫描的动态驱动法,因此两者的驱动时序是相同的。我们选用三星行驱动芯片S6C0655和列驱动芯片S6C0671,这两片芯片的驱动能力能够满足OLED显示屏对芯片的要求。在液晶的驱动控制中,为了不导致液晶材料的化学反应和电极老化,降低液晶器件的寿命,采用了交流驱动的方法,而TFT-OLED并不需要,故用S6C0671做OLED的列驱动芯片时,我们调整芯片的输入信号使之输出直流电压。整个电路由一片S6C0655,一片S6C0671,一个单片机加上一些外围电路组成。显示屏是64×3×80的全彩色屏,每个像素由红、绿、蓝三个子像素组成,这三个子像素有各自独立的列电压输入端,但共用一条行扫描线。S6C0655是128路行扫描芯片,所以我们只选用了其中的80路;S6C0671是384列输出,我们只用192路奇数列。无源点阵式OLED显示屏相对于有源驱动显示屏而言,制造工艺比较简单,成本较低,虽然色彩鲜叶程度、刷新频率等比有源驱动显示屏差一些,但可以用于对这一方面要求不高的场合,所以低信息含量无源显示屏目前先于有源显示屏得到应 WP=66 用。本文第三章的主要工作是设计了一个驱动无源点阵式OLED显示屏的驱动电路。显示屏为32×16点阵,根据所编软件的不同,电路可以实现不同的功能:既可以显示2个16×16点阵的汉字,也可以显示动态图像。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN873

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