史建华 刘开贤

摘要 有机电致发光显示器（OLED）作为新一代的显示器，是通过电流驱动有机半导体薄膜来实现发光以及显示，具有功耗小、驱动电压低、视角宽、响应速度快等优点。本文是基于光电子技术基础理论及其相关知识，对有机电致发光材料、有机电致发光显示器（OLED）显示面板及其驱动技术进行研究。

【关键词】有机电致发光 有机电致发光显示器 显示面板 驱动技术

1 有机电致发光显示器（OLED）概述

有机电致发光二极管（ Organic Light-Emitting Diode），简称OLED。OLED具有轻而且薄、能耗小、主动发光等优点，这种显示技术在以前的MP3播放器上有广泛应用，而对于DC和手机等数码类产品，仍然是一种并不完全成熟的新技术，还并未投入实际应用。但OLED屏幕却具备了许多LCD和PDP平板显示不可替代的优势，在技术发展和产品开发方面都存在着很大的发展空间。OLED有很好的发展前景，通过改进驱动电路、完善生产工艺、改善寿命和生产成本等各方面、提高器件性能和市场竞争力。

2 有机电致发光显示器

2.1 有机电致发光显示器的基本工作原理

在外加电场的作用下，电致发光材料从阴极和阳极向夹在电极之间的有机薄膜层注入电子和空穴;被注入的电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层迁移;而后在发光层中相遇产生激子;激子在薄膜中不停地作自由扩散运动;当激子以辐射跃迁的方式由激发态回到基态，就可以产生电致发光现象，发射光的频率由激发态到基态的能级差所决定。

2.2 有机电致发光顯示面板

受国际发展趋势影响，OLED尺寸必将向大尺寸发展。在大面积电视上，SONY要再投资2亿美元，而SAMSUNG则要投资5亿美元来加大其小面积TFT-OLED的产量，还有些其他企业的积极跟进。由此可见，OLED正在进入新发展期，此时期的特点是以主动驱动（TFT-OLED-TV）3mm的超薄和960x540的高分辨来支持输入1080P影像、1000000：1的高对比度和100%的高显色度，使用周期达到3万小时，并且可以提供27英寸大面积的电视屏幕，其冲击高品质平板电视市场。因此，也带来了相当的憧憬和发展。

但是在扩大显示面积时也遇到了技术上的阻碍，有机EL器件是电流驱动器件，显示面积将受到布线电阻的制约。为此，努力降低布线电阻和探索新的驱动方式将变得十分重要和必要。此外，扩大有机EL器件的显示面积还将遇到如何保证有机薄膜的大面积均匀性问题。

3 有机电致发光驱动技术

有机电致发光显示器件的驱动方法目前分为两种：有源驱动方式和无源驱动方式。

3.1 无源驱动技术（PM OLED）

无源驱动方式分为静态驱动方式和动态驱动（也称为日矩阵驱动）方式。由于先期投资和市场问题，做OLED的公司目前多数采用无源矩阵驱动方式，市场所供产品也大都是无源的驱动器件。

（1）静态驱动方式采用的是共阴的连接方式，有机发光显示器件上，有机电致发光像素的阴极连在一起引出，各像素的阳极是分立引出。段式显示屏的驱动上一般用静态驱动电路。

（2）动态驱动方式采用的是矩阵型结构的连接方式，即水平一组显示像素的同一性质的电极共用，而纵向一组显示像素的相同性质的另一电极也共用。行和列分别对应发光像素的阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中，通常采用逐行扫描的方式逐行点亮或逐列点亮像素。当显示像素的增多时为了保证显示质量，就需要合理地提高驱动电流和占空比系数。

3.2 有源驱动技术（AM OLED）

有源驱动方式分为非晶硅TFT技术和低温多晶硅（LTPS） TFT技术。

3.2.1 非晶硅TFT技术

非晶硅即无定型硅，其内部结构没有和周围硅原子成键的电子。非晶硅TFT技术就是使用非晶硅材料作为半导体层的薄膜晶体管。

非晶硅成本低廉且可大面积制造，可用来制作显示驱动电路。但是TFT只有N型器件，迁移率只有0.5-25px2Ns。因此，采用非晶硅TFT工艺，很难制备高性能、全集成的超薄型结构的显示器模块。而随着OLED显示器逐渐向大容量、高亮度和高清晰度方向发展，需要TFT具有更大的开态电流才能适应OLED像素尺寸越来越小，单元像素充电时间也越来越短的要求，而且非晶硅技术还存在着过高的光敏感性问题，所以非晶硅TFT技术不能用于高分辨率的有源驱动OLED显示屏。

3.2.2 LTPS TFT技术

LTPS TFT技术是有源驱动的每个像素上都有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管。因为OLED需依靠电流来驱动，其亮度与电流量成正比，因此同时需要进行ON/OFF切换动作的选址TFT和导通阻抗较低的小型驱动TFT。

LTPS TFT技术具有很大的优势：LTPSTFT具有存储效应，可对各像素独立进行选择性调节;速度快，其电子迁移率可达几百cm2/V.S;LTPS TFT体积较小，产品轻薄，且驱动不受扫描电极数的限制，可制作出更高亮度和分辨率的显示屏;有源驱动由于可以对亮度像素独立进行灰度调节驱动，有利于OLED彩色化实现。

4 结论

OLED这种全新的显示技术越来越受到了人们的青睐，是因为其与光电阴极射线管（CRT）、液晶显示（LCD）以及等离子体显示（PDP）相比，有着其自身突出的技术优点：

（1）高亮度，高清晰度，可达300cd/m2以上

（2）体积小、重量轻，更超薄;

（3）薄膜化的全固态器件，抗震性能优异;

（4）广视角，上下、左右的视角宽度可达170度;

（5）响应速度快，为微秒级，大约是LCD响应速度的1000倍;

（6）低制造成本，工艺比较简单;

（7）易于实现全彩色;

（8）低能耗;直流驱动，l用电池即可驱动;

（9）具备柔性设计的奇特特征，使得制造出可折叠电视、电脑的成为可能。

因为OLED几乎具备了信息显示需求的所有优异特征，是目前最理想和最具发展前景的新一代显示技术。

参考文献

[1]杨定宇，蒋孟衡，杨军，有机电致发光显示器的研究进展[D].成都：成都信息工程学院，光电技术系.2003.

[2]冯永茂，王瑞光，罗锦等，无交叉效应无源OLED发光材料的研究[J].液晶与显示.2002.

[3]王涛，蒋亚东，黎威智等，有机电致发光显示器交流驱动电路研究[D].成都：电子科技大学光电信息学院，2006.