1 华南理工大学 高分子光电材料及器件研究所, 发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
2 创维集团, 广东 深圳 518053
OLED电视在使用过程中会出现OLED显示屏因驱动电路的阈值电压漂移和寿命不足而导致性能退化的问题, 进而使显示屏出现残影(烧屏)现象。本文提出了采用像素补偿和电流补偿两种方案来消除或者减弱OLED显示屏的残影, 通过加速老化实验的方法, 验证了该两种方案能够有效消除或缓解OLED电视屏幕残影的产生, 可以使显示屏出现残影的时间点延后13 340 h, 将其正常使用时间延长近80%, 有效提高了OLED电视屏幕使用寿命。
像素补偿 电流补偿 AMOLED电视 残影 寿命 pixel compensation current compensation OLED TV sticking image lifetime
1 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
2 华南理工大学 电子与信息学院, 广东 广州 510640
3 广州新视界光电科技有限公司, 广东 广州 510730
金属氧化物薄膜晶体管(TFT)属于耗尽型器件, 其集成的TFT的行驱动电路一般采用双负电源方案, 存在与外围驱动芯片的匹配困难和功耗较大的不足。本文设计了一种新型耦合电路结构, 可以产生比负电源更低的电压从而完全关闭输出模块的下拉晶体管, 防止氧化物TFT耗尽模式引起的电流泄露问题, 并由此设计了新型氧化物TFT行驱动电路拓扑。由于只采用一个负电源, 其电源电压范围比采用双负电源方案的小, 从而节省了功耗且有利于与外围驱动芯片的匹配连接。实验结果表明, 基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺, 在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路, 在电阻负载RL=3 kΩ和容性负载CL=30 pF下, 所设计的行驱动电路在33.3 kHz时钟频率下实现脉宽10 μs的全摆幅输出, 每级功耗仅为160 μW。基于新型耦合电路结构的行驱动电路能够满足60 Hz的刷新频率的1 980×1 080分辨率的显示需求。
In-Zn-O薄膜晶体管 行驱动电路 新型耦合电路结构 In-Zn-O thin film transistors gate driver new coupling circuit structure
1 华南理工大学 电子与信息学院, 广东 广州 510641
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
为了弥补现有氧化物TFT的行驱动电路输出模块在功率消耗、响应速度、输出摆幅等方面的不足, 提出了基于二次耦合的直流输出模块, 并由此研究设计新的行驱动电路拓扑。仿真结果表明, 该输出模块具有驱动能力强、响应速度快等优点。最后, 基于刻蚀阻挡层(ESL)结构的氧化物TFT工艺, 在玻璃衬底上成功制备了该行驱动电路, 实测单级功耗为325 μW。
行驱动电路 氧化铟锌薄膜晶体管 耦合效应 gate driver circuit IZO thin film transistor bootstrapping effect
1 广州新视界光电科技有限公司,广东 广州 510730
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室,广东 广州 510640
3 华南理工大学 电子与信息学院,广东 广州 510640
提出了一种新型的基于In-Zn-O薄膜晶体管（IZO TFT）的行集成驱动电路。该电路采用了输入级模块复用的驱动方法,即一级输入级驱动多级输出级,因此可以显著地减少输入级模块TFT的数量,缩减电路的面积,满足高分辨率显示屏设计,同时也可以迎合显示屏窄边框的审美需求。电路的输入级模块工作时间是输出级模块的n倍(n是一级输入级模块驱动输出级模块的级数),因此输入级尺寸可以做得更小。另外,该电路的驱动时钟频率是传统结构中一级输入级模块驱动一级输出级模块时钟频率的1/n,有效地降低了电路的动态耦合功耗。我们制作了20级的行集成驱动电路,一级输入级模块驱动两级输出级模块,该电路的尺寸为宽730 μm,高为164 μm,满足窄边框的要求。从实验测结果表明,该电路很好地满足300 PPI的AMLCD或AMOLED显示屏的需求。
In-Zn-O薄膜晶体管 行集成驱动电路 输入级模块复用 输出级模块 In-Zn-O thin-film transistor integrated gate driver circuit input block multiplex output block
1 广州新视界光电科技有限公司, 广东 广州 510730
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510641
根据最基本的2T1C像素电路, 建立了TFT各参数与AMOLED面板限制因素的计算模型。详细分析了AMOLED显示尺寸与TFT迁移率、金属方块电阻、刷新频率以及器件结构的关系。在大尺寸高分辨率AMOLED面板设计中, 信号线RC延迟是主要限制因素。TFT迁移率的提高在一定范围内对大尺寸显示面板设计有利, 降低RC延迟是实现大尺寸、高分辨率、高刷新频率显示的关键技术。开发铜布线技术和低寄生电容TFT器件结构是未来大尺寸AMOLED显示的关键技术。
大尺寸 高分辨率 RC延迟 AMOLED AMOLED Large size high resolution RC delay
1 华南理工大学 电子与信息学院，广东 广州 510640
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室，广东 广州 510641
为方便对AM OLED显示屏的各项性能进行测试，本文设计了基于labVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench实验室虚拟仪器工程平台)的AMOLED显示屏VIL曲线自动化测试系统，实现了在同一个软件下对显示屏的电压、电流、亮度、色坐标等特性的测试。首先,构建硬件电路即基于FPGA的AMOLED显示屏驱动电路。接着,在此基础上利用labVIEW平台设计了AMOLED显示屏VIL曲线测试系统的软件系统。最后,利用该系统对自主研发的基于MOTFT技术的122 cm(48 in)AMOLED显示屏进行了测试，验证了系统的可靠性。通过对测试结果进行分析，AMOLED显示屏达到设计亮度时各像素所需的数据电压约为92 V。总之,本系统实现了对显示屏性能参数的自动化测试，为显示屏的白平衡调节和AMOLED专用驱动芯片设计提供了数据支持，为显示屏的优化设计指明方向。
测试 AM OLED AM OLED test labVIEW labVIEW
1 华南理工大学 电子与信息学院, 广东 广州510641
2 华南理工大学 发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州510641
提出了一种新型有源矩阵有机发光显示用电流编程型像素驱动电路。该像素电路由3个开关薄膜晶体管、一个驱动薄膜晶体管、一个存储电容和两条控制线构成。仿真结果表明, 该4T1C像素电路可以补偿薄膜晶体管阈值电压的非均匀性以及有机发光二极管阈值电压的漂移, 发光电流的平均非均匀性为4.63% 。值得指出的是, 同传统的电流编程型像素电路相比, 本像素电路存储电容的接法可有效提高电路响应速度。此外, 还分析了寄生电容对像素电路工作的影响。
有源有机发光二极管 薄膜晶体管 像素电路 电流编程 active-matrix organic light-emitting diode thin-film transistor pixel circuit current-programmed
华南理工大学 材料科学与工程学院，广东 广州 510641
分析比较了ZnO TFT与IGZO TFT的主要光电学特性以及阈值电压稳定性。结果表明: ZnO薄膜与IGZO薄膜在可见光波长范围内都有着较高的光学透过率; 在同等制备条件下，IGZO TFT器件的场效应迁移率、开关电流比、阈值电压及亚阈值系数等方面的特性均明显好于ZnO TFT; 二者都有着较低的泄漏电流，并且差别很小。另外，ZnO TFT在正负偏压下阈值电压都有漂移，而IGZO TFT在正偏压下阈值电压漂移比ZnO TFT的小且在负偏压下阈值电压没有漂移，由此可见IGZO TFT比 ZnO TFT有着更好的稳定性。总之，IGZO 薄膜比ZnO薄膜更适合作为下一代TFT的有源层材料。
性能比较 光电特性 阈值电压漂移 ZnO TFT ZnO TFT IGZO TFT IGZO TFT property comparison optical and electrical properties shift of threshold voltage
华南理工大学 材料科学与工程学院, 广东 广州 510641
从准二维泊松方程出发, 结合多晶硅扩散和热发射载流子输运理论, 建立了多晶硅薄膜晶体管亚阈值电流模型。由表面势方程及亚阈值电流方程求得包含陷阱态和晶粒尺寸的亚阈值斜率解析表达式。模型具有简明的表达式, 并且在大晶粒和低陷阱态情形下可简化为传统长沟道MOSFET亚阈值区模型。仿真结果与试验数据符合得很好, 验证了模型的正确性。
多晶硅薄膜晶体管 亚阈值 准二维 polysilicon thin-film transistors subthreshold quasi-two-dimensional
