本文關(guān)鍵詞： 有機(jī)發(fā)光器件 像素驅(qū)動(dòng)電路 薄膜晶體管 像素復(fù)用 開(kāi)口率　出處：《吉林大學(xué)》2015年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：有機(jī)發(fā)光器件(Organic Light-emitting Device,OLED)是一種集眾多優(yōu)勢(shì)于一身的新型顯示器件,器件具有厚度薄、質(zhì)量輕、視角寬、工作溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。OLED顯示屏主要有無(wú)源驅(qū)動(dòng)和有源驅(qū)動(dòng)兩種方式。無(wú)源驅(qū)動(dòng)方式中采用較大的脈沖電壓和脈沖電流驅(qū)動(dòng),導(dǎo)致OLED器件工作效率較低,采用該驅(qū)動(dòng)方式的顯示屏多用于小尺寸、低信息含量的顯示領(lǐng)域;有源驅(qū)動(dòng)中每個(gè)像素在一幀時(shí)間內(nèi)持續(xù)發(fā)光,能夠滿(mǎn)足大面積高信息含量的顯示需求。最初的有源驅(qū)動(dòng)像素電路采用兩個(gè)薄膜晶體管(Thin Film Transistor,TFT)和一個(gè)存儲(chǔ)電容組成的傳統(tǒng)2T-1C電路,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且便于控制。但是,TFT長(zhǎng)時(shí)間工作后閾值電壓會(huì)發(fā)生偏移,導(dǎo)致流過(guò)OLED的電流發(fā)生變化。因此,具有閾值電壓補(bǔ)償功能的像素電路隨之產(chǎn)生。但是,該類(lèi)驅(qū)動(dòng)電路與2T-1C電路相比結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,使AMOLED顯示屏的開(kāi)口率降低,影響顯示效果。尤其在實(shí)現(xiàn)高分辨率的顯示時(shí),開(kāi)口率下降的影響更為嚴(yán)重。因此,本文采取了像素電路復(fù)用的方法,設(shè)計(jì)了具有閾值電壓補(bǔ)償功能的像素復(fù)用電路,提高了顯示屏的開(kāi)口率。首先,由于HSPICE仿真軟件的元件庫(kù)中不包含OLED仿真模型,選取了一種適用于像素驅(qū)動(dòng)電路的OLED等效仿真模型。使用origin軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)室測(cè)得的OLED的I-V特性曲線進(jìn)行擬合,獲得了OLED等效模型中各元件的參數(shù)。經(jīng)HSPICE軟件仿真驗(yàn)證,該等效模型的誤差較小,模型參數(shù)設(shè)定合理,適用于電路仿真。本文選取了一種經(jīng)典的電流寫(xiě)入和電壓寫(xiě)入型閾值電壓補(bǔ)償電路,驅(qū)動(dòng)管采用新型的銦鎵鋅氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)薄膜晶體管,對(duì)像素驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明,當(dāng)閾值電壓發(fā)生漂移時(shí),流過(guò)OLED的電流偏差較小,驗(yàn)證了電路的閾值電壓補(bǔ)償效果較好。但是,版圖設(shè)計(jì)表明元件數(shù)目的增加使得像素開(kāi)口率較低,影響顯示效果和顯示器件的使用壽命。因此,本文設(shè)計(jì)了一種具有閾值電壓補(bǔ)償功能的電流寫(xiě)入型像素復(fù)用電路,采取多個(gè)像素共用一套驅(qū)動(dòng)電路的方式,實(shí)現(xiàn)了亮度范圍為0.988~201.224cd/m~2的16級(jí)灰度顯示。所設(shè)計(jì)的顯示屏像素陣列為320×240,單個(gè)像素面積為159×53μm~2,顯示屏的分辨率為160ppi。版圖設(shè)計(jì)表明復(fù)用后的電流寫(xiě)入型像素電路的開(kāi)口率由原來(lái)的20%增加到69%,證明了像素開(kāi)口率有很大提高。由于電壓寫(xiě)入與電流寫(xiě)入型像素驅(qū)動(dòng)電路各有優(yōu)勢(shì),因此本文又設(shè)計(jì)了一種采用像素復(fù)用技術(shù)的電壓寫(xiě)入型IGZO-TFT像素驅(qū)動(dòng)電路的復(fù)用電路。完成了電路的仿真分析,版圖設(shè)計(jì)表明顯示屏的開(kāi)口率也有很大的提高。
[Abstract]:Organic Light-emitting device (Ole) is a new display device with many advantages. It has thin thickness, light weight and wide angle of view. There are two main ways of passive driving and active driving in OLED display screen, such as wide range of operating temperature, in which large pulse voltage and pulse current are used in the passive drive mode, which results in low efficiency of OLED devices. The display screen with this driving mode is mostly used in the small size, low information content display field, and each pixel in the active drive continuously emits light in a frame time. The original active driving pixel circuit consists of two thin film transistors, thin Film transistor-TFT) and a storage capacitor, a traditional 2T-1C circuit. Its structure is simple and easy to control. However, the threshold voltage will shift after long hours of operation, resulting in the change of the current flowing through the OLED. Therefore, the pixel circuit with threshold voltage compensation function will be generated. Compared with 2T-1C circuit, the structure of this kind of drive circuit is more complex, which reduces the opening rate of AMOLED display screen and affects the display effect. Especially in the realization of high resolution display, the decrease of opening rate is more serious. In this paper, a pixel multiplexing circuit with threshold voltage compensation is designed, which improves the opening rate of display screen. Firstly, the component library of HSPICE simulation software does not include OLED simulation model. A OLED equivalent simulation model suitable for pixel drive circuit is selected. The I-V characteristic curve of OLED measured in the laboratory is fitted with origin software, and the parameters of each component in the OLED equivalent model are obtained. The error of the equivalent model is small and the parameters of the model are set reasonably, which is suitable for circuit simulation. In this paper, a classical current write and voltage write threshold voltage compensation circuit is selected. A novel indium Gallium Zinc oxide thin film transistor is used to simulate the pixel drive circuit. The results show that when the threshold voltage drifts, the deviation of current passing through OLED is small. It is verified that the threshold voltage compensation effect of the circuit is better. However, the layout design shows that the increase in the number of elements makes the pixel opening rate lower, which affects the display effect and the service life of the display device. In this paper, a current-write pixel multiplexing circuit with threshold voltage compensation function is designed, in which several pixels share a set of driving circuits. The 16 grayscale display with luminance range of 0.988 / 201.224cd / mm2 is realized. The pixel array of the display screen is 320 脳 240, the area of a single pixel is 159 脳 53 渭 mm2, and the resolution of the display screen is 160 ppi.The layout design shows the opening rate of the multiplexed current written pixel circuit. The increase from the original 20% to 69 proves that the pixel opening rate is greatly improved. Because of the advantages of the voltage write and current write pixel drive circuits, Therefore, this paper designs a voltage write IGZO-TFT pixel driving circuit using pixel multiplexing technology, and completes the simulation analysis of the circuit. The layout design shows that the opening rate of the display screen is also greatly improved.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN873

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