Приборы и устройства для формирования видимого изображения: Учебное пособие, страница 32

 В отличие от данной упрощенной схемы в реальных структурах могут с различными целями вводиться допол­нительные слои для повышения квантовой эффективности и уменьшения деградации полимерных плёнок. Для увеличения эффективности в состав полимера могут вводиться фотолюминофоры, преобразующие часть невидимого излучения в видимый диапазон.

                5.1.5.  Способы управления OLED

Как и для ЖК-дис­плеев, для OLED-дисплеев может ис­пользоваться прямая, пассивно-матрич­ная и активно-матричная адресация. В случае прямой адресации для каждого сегмента (элемента) изображения тре­буется свой вывод драйвера. При применении драйверов с обычными транзисторными ключами в выход­ную цепь драйвера последовательно включаются токозадающие резисторы.

Реализация пассивной адресации проще и дешевле, чем активной. Основной недостаток пассивной ад­ресации - низкая светоотдача по срав­нению с активной. При пассивной адре­сации 30-35 % подводимой мощности те­ряется на сопротивлении анодных и ка­тодных дорожек, еще 17 – 25 % — из-за утечки тока по столбцам. Для того чтобы получить яркость около 200 кд/м2, требуется обеспечить импульсную плотность тока до 800 мА/см2 (данные для реального мо­нохромного образца OLED-дисплея формата QVGA с разрешением 320 х 240 пикселов и диагональю около 5 дюй­мов). Общая потребляемая мощность такого дисплея при 30 % светящихся то­чек – свыше

 1 Вт.

В OLED-структуре с активной адре­сацией используются два ТFТ-транзистора: один - для адресации, а второй - как токовый ключ и/или генератор тока (рис. 5.3, б). Для управ­ления силой тока в элементах изображе­ния используются сигналы напряжения. Столбцовые драйверы в процессе раз­вертки формируют сигналы с амплиту­дой напряжения, пропорциональной току адресуемого светодиода. Строчный сиг­нал открывает транзистор адресации, и напряжение со столбцового электрода попадает на затвор второго транзистора. Второй транзистор преобразует это на­пряжение в ток для управления светоди­одом. В качестве элемента памяти так же, как в ЖК-дисплеях с активной адре­сацией, используется паразитная емкость затвора второго транзистора. Для получения такой же яркости эк­рана, как у дисплея с пассивной адреса­цией, в дисплее с активной адресацией необходимая интегральная плотность тока составляет 2,4 мА/см2.

При активной адресации существуют паразитные потери за счёт потери мощности на сопротивлении открытого ключевого TFT-транзистора. Потери достигают 20-25  % мощности. 5-7 % мощности теряется на сопротивлении токоведущих элементов, остаются и потери за счёт паразитной утечки тока в электродной структуре, потери из-за протекания обратных


токов в светодиоде.

Так как технологическими ухищрения­ми пока не уда­ется решить проблему разнояркости пикселов, поэтому как для пассивно-, так и для активно-адресуемых OLED-дисплеев была разработана система само­калибровки. В этой системе драйверы столбцов содержат встроенные АЦП, измеряющие величину активного тока в цепи светодиода, кото­рая и определяет его яркость. Характе­ристики материала светодиода заранее известны и заложены в память управля­ющего контроллера. Контроллер на не­которое время переводит драйвер в ре­жим калибровки.

При этом производит­ся последовательное сканирование эле­ментов изображения всей матрицы с од­ним и тем же управляющим напряжени­ем. Т.е. в процессе каждой фазы тести­рования адресуется всего один элемент изображения и с помощью одноканального АЦП измеряется ток в его цепи, зависящий от многих факторов: разброса передаточных характеристик транзистора адресации и ключевого транзистора, локальных токов утечки и сопротивления токовых шин.

Значение тока, измеренное для каж­дого пиксела, считывается контроллером, и по нему вычисляется поправоч­ный коэффициент, который запоминает­ся в памяти, доступной контроллеру. Это требует наличия нескольких уров­ней (слоёв) видеопамяти. Часть слоев хранит значение интенсивности каждого цвета, а другая - поправочные коэффи­циенты. При развертке контроллер про­изводит умножение данных видеобуфе­ра на поправочные коэффициенты.

Процесс самокалибровки происхо­дит периодически и незаметно для глаз пользователя. В программе видеоконт­роллера заложены поправки на дегра­дацию элементов изображения и токоведущих электродов, а также темпера­турную зависимость.

Система самокалибровки может ра­ботать и с цветными дисплеями, светодиоды которых имеют различные пере­даточные характеристики. При этом производится калибровка для каждого из цветных массивов светодиодов.

Таким образом, решение проблем, связанных с технологическим разбро­сом характеристик управляющих эле­ментов OLED-дисплеев (неоднород­ность, артефакты, температурные зави­симости) и деградацией структур, возла­гается на драйвер.

Ещё одна пробле­ма, возникающая в настоящее время при использовании, главным образом, светодиодов зеленого (изумрудного), синего и белого цветов свечения - низкая устойчивость таких изделий к пробою статическим электричеством. Она обусловлена конструктивными особен­ностями изготовления этих светодиодов (InGaN - эпитаксиальная структура на­носится на сапфировую подложку, где тонкая активная область заключена между электродными слоями).

5.1.6. Современное состояние и перспективы ЭЛИ

В настоящее время наиболее распространёнными устройствами, в которых используется электролюминесценция, являются светодиоды на основе неорганических люминофоров, органические светодиоды и тонкоплёночные излучатели на основе предпробойной электролюминесценции.

Важнейшими характеристиками индикаторов являются их эффективность и светоотдача. Для СИД, например, эффективность процесса генерации квантов излучения зависит от коэффициента инжекции, эффективности преобразования энергии в переходе и условий вывода излучения из области генерации. Суммарная эффективность зависит от режима включения и температуры области генерации. Светоотдача определяется как отношение мощности светового потока в видимой области спектра к величине подводимой к индикатору средней мощности.