无源驱动OLED模组电路设计
ARM7全彩OLED驱动控制电路设计
随着 便 携式 产 品 、 多媒体 终端 、 字 电视 和高清 电视 日益 增 长 的要 求 ， 板 显示 技 术 已经取 代 传 统 的 阴极 数 平
射线 管 （ Ｒ 显 示技 术来自成为 现有 主流 显示 技术 。在 众 多 的平 板 显示 中 ， 令 人 瞩 目的当 属有 机 发 光 显示 器 件 Ｃ Ｔ） 最
ＡＲＭ７全 彩 ＯＬ Ｄ 驱 动 控 制 电 路 设 计 Ｅ
张 翔 ， 蒋 泉
（ 电子 科 技 大 学 光 电信 息 学 院 ，成 都 ６ ０ ５ ） １０ ４
摘
要 ： 介 绍 了一 款 全 彩 无 源 ＯＬ Ｄ模 块 的驱 动 接 口电 路 及 驱 动 程 序 的设 计 。系 统 采 用 Ａ Ｅ ＲＭ７系 列 的
完成 显 示 系统 中控 制芯 片 的工作 。本文 用 ＡＲ 作 为 中小 型显 示 器 的控 制 核 心来 建 立 一 套 实 验 系统 ， 大提 Ｍ 大 高 了 显示 器 的各项 性 能 。
１ 系统 硬 件 设 计
１ １ ＯＬＥ 显 示 模 块 ． Ｄ
选用 台湾铼 宝公 司 ＯＬ Ｄ模 块 ， 示 屏分 辨力 为 １ ８ ２ ， Ｅ 显 ２ ×１ ８ 可实 现 ６ ×１ 。色 。驱 动 控制 器 Ｓ Ｄ１ ３ Ｕ２ ５ Ｏ Ｓ ３８ 是 由香港 晶门科 技 在 ２ ０ ０ ４年推 出 、 有 控制 器 的 ＯＬ Ｄ 彩 色驱 动 Ｉ 带 Ｅ Ｃ。现 已有 Ｃ ＯＧ， ＴＡＢ和 Ｃ ＯＦ封 装 的样 品提 供 。 基 本参 数 ： 持最 大分 辨力 １ ８ ＲＧ ） ２ ； 支 ２ （ Ｂ ×１ ８ 输入 电压特 性 芯片供 电电压 。 为 ２ ４ ． Ｉ Ｏ 的接 口 。 ． ～３ ５Ｖ， ／ 电压 Ｖｏｍ为 １ ５ ． 电路 供 电 电压 Ｖ ｃ ７ Ｏ １ ． ＯＬ Ｄ最 大 电压 输 出 １ 内建 Ｄ ／ ｏ ． ～３ ５Ｖ， 为 ． ～ ８ ０Ｖ； Ｅ ６Ｖ， Ｃ ＤＣ电压 变 换 转换 器 ； 驱最 大灌 电流 ２ ０ｐ 行 驱最 大 吸 电流 ８ 列 ０ ． Ａ， Ｏ ｍＡ； 内嵌 １ ２ ３ ×１ ｂｔ Ｒ ３ ×１ ３ ８ ｉ Ｓ ＡＭ 显 示 缓 冲 ； 原 色 三 １ ６步 进 的主 电流控 制 和 ２ ６级 的对 比度 控制 ； 编 程 彩 色显 示 模 式 为 ２ ６ ６ ×１ 。和 ２ ２ ０ ； 编 程 显 示 ５ 可 ５ ，５ ０ ６ ×１ 。 可 帧频 ， 形加 速 命 令 设 置 ； ｂｔ １ ｂｔ ８ ０系 列并 行 接 口 ，０ ０系列 并 行 接 口和 串 行接 口； 范 围的工 作 温 度 图 ８ｉ ６ ｉ６ ０一 ／ ８８一 大
无源驱动(PMOLED)技术
无源驱动（PMOLED）技术典型的PM-OLED 由玻璃基板、ITO(indium tin oxide;铟锡氧化物)阳极(Anode)、有机发光层(Emitting Material Layer)与阴极(Cathode)等所组成，其中，薄而透明的ITO 阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴(Hole)与阴极来的电子(Electron)在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。
而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED 结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层(Hole Inject Layer;HIL)、空穴传输层(Hole Transport Layer;HTL)、电子传输层(Electron Transport Layer;ETL)与电子注入层(Electron Inject Layer;EIL)等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀(Evaporate)加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。
由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成後，需经过封装保护处理。
PM-OLED 虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅1,000～1,500A°(0.10～0.15 um)，整个显示板(Panel)在封装加干燥剂(Desiccant)後总厚度不及200um(2mm)，具轻薄之优势。
无源驱动分为静态驱动电路和动态驱动电路。
1、静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。
静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
OLED屏体的驱动电路和工作原理知识讲解
De-mux电路
Mux_B
Mux_G Mux_R
Data线
Mux_R Mux_G Mux_B
Data
特点：一根Data线带3路信号，通过时分开关分开到N（N>1）路source线； 优点：1、减小下台阶宽度；2、减小IC输出PIN个数；
7
Circuit
而Driver TFT 是长期工作在饱和区，Ids对迁移率，Vth漂移，W/L变动，Cox变动都有敏感的响应，而 AMOLED的显示亮度又会敏感地与Ids相关。因此Driver TFT的迁移率，Vth漂移，W/L变动，Cox变动都会影 响AMOLED的显示均匀性。
除此以外，由于上述公式为理想模型下的TFT，而实际工作的TFT其Ids与Vds也相关，因此Vdd的变化也会影响 到Ids的大小，因此Vdd信号的IR-Drop会影响AMOLED的显示均匀性。
SIN
1、VGH输出通道关闭；SCK2输出通道
CK1
保持；
CK2
SCAN P1
P3
T2
1、VGH持续输出；
Scan-高电平保持
SIN CK1 CK2 SCAN P1 P3
T3
EM-EIN写入
CK1 CK2 CK3 EIN EM T1
1、高电平输出； 2、ECK1输出给下下一行作为EIN；
EM-ECK1输出至SR
因此流过OLED的电流与Vth无关，即Vth被补偿。
1.3 7T1C工作原理
Sn-1 Sn
24
Sn-1
2T1C VS 7T1C
优点
缺点
2T1C
1、结构简单，版图面积小，可对 1、无补偿功能，显示均一性较差；
无源驱动(PMOLED)技术解析
无源驱动（PMOLED）技术解析典型的PM-OLED 由玻璃基板、ITO(铟锡氧化物)阳极(Anode)、有机发光层(Emitting Material Layer)与阴极(Cathode)等所组成，其中，薄而透明的ITO 阳极与金属阴极如同三明治般地将有机发光层包夹其中，当电压注入阳极的空穴(Hole)与阴极来的电子(Electron)在有机发光层结合时，激发有机材料而发光。
而目前发光效率较佳、普遍被使用的多层PM-OLED 结构，除玻璃基板、阴阳电极与有机发光层外，尚需制作空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)与电子注入层(EIL)等结构，且各传输层与电极之间需设置绝缘层，因此热蒸镀(Evaporate)加工难度相对提高，制作过程亦变得复杂。
由于有机材料及金属对氧气及水气相当敏感，制作完成后，需经过封装保护处理。
PM-OLED 虽需由数层有机薄膜组成，然有机薄膜层厚度约仅1，000～1，500A°(0.10～0.15 um)，整个显示板(Panel)在封装加干燥剂(Desiccant)后总厚度不及200um(2mm)，具轻薄之优势。
无源驱动分为静态驱动电路和动态驱动电路1、静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在2、动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。
如果像素可分为N 行和M 列，就可有N 个行电极和。
OLED驱动方式
OLED驱动方式一、有源驱动(AM OLED)有源驱动的每个像素配备具有开关功能的低温多晶硅薄膜晶体管(LowTemperature Poly-Si Thin Film Transistor, LTP-Si TFT)，而且每个像素配备一个电荷存储电容，外围驱动电路和显示阵列整个系统集成在同一玻璃基板上。
与LCD相同的TFT结构，无法用于OLED。
这是因为LCD采用电压驱动，而OLED却依赖电流驱动，其亮度与电流量成正比，因此除了进行ON/OFF切换动作的选址TFT之外，还需要能让足够电流通过的导通阻抗较低的小型驱动TFT。
有源驱动属于静态驱动方式，具有存储效应，可进行100%负载驱动，这种驱动不受扫描电极数的限制，可以对各像素独立进行选择性调节。
有源驱动无占空比问题，驱动不受扫描电极数的限制，易于实现高亮度和高分辨率。
有源驱动由于可以对亮度的红色和蓝色像素独立进行灰度调节驱动，这更有利于OLED 彩色化实现。
有源矩阵的驱动电路藏于显示屏内，更易于实现集成度和小型化。
另外由于解决了外围驱动电路与屏的连接问题，这在一定程度上提高了成品率和可靠性。
二、无源驱动(PM OLED)无源驱动分为静态驱动电路和动态驱动电路。
1、静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。
静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
2、动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。
OLED的几种驱动方式精编版
O L E D的几种驱动方式精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。
一、无源驱动（PMOLED）其分为静态驱动电路和动态驱动电路。
⑴静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。
静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
⑵动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。
如果像素可分为N行和M列，就可有N个行电极和M个列电极。
行和列分别对应发光像素的两个电极。
即阴极和阳极。
在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或者要逐列点亮像素，通常采用逐行扫描的方式，行扫描，列电极为数据电极。
实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。
该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐行顺序进行的，扫描所有行所需时间叫做帧周期。
在一帧中每一行的选择时间是均等的。
假设一帧的扫描行数为N，扫描一帧的时间为1，那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N该值被称为占空比系数。
在同等电流下，扫描行数增多将使占空比下降，从而引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降，降低了显示质量。
因此随着显示像素的增多，为了保证显示质量，就需要适度地提高驱动电流或采用双屏电极机构以提高占空比系数。
OLED显示模块驱动原理及应用
OLED显示模块驱动原理及应用本文以中景园OLED显示模块为例，介绍模块的应用和OLED显示及驱动的基本原理。
文中介绍了显示模块、SSD1306驱动芯片以及GT20L16S1Y字库芯片相关技术内容及原理，并加上了作者的理解和应用记录。
一、模块介绍1. OLED显示屏基础显示屏的发光单元是有机聚合物发光二级管，即organic/polymer light emitting diode，简称 OLED。
单色屏的一个像素就是一个发光二极管。
OLED是“自发光”，像素本身就是光源，所以对比度极高，显示效果很犀利，绝无朦朦胧胧、拖泥带水之感，深受爱好者追捧，可惜当前技术所限，无法大尺寸化，价格也比TFT 液晶屏高得多。
OLED分PMOLED、AMOLED两种，PMOLED为无源驱动，AMOLED为有源驱动。
本文介绍的模块显示屏为PMOLED。
2. 模块基本信息模块外观如图1，型号为QG－2864KLBEG01，尺寸见图2。
本模块显示颜色为1/4黄+3/4蓝，但仍属于单色屏，另有“蓝+白”组合色可选。
模块接口为8个插针，针脚定义已印在板上，使用串行SPI 协议。
因为板载稳压芯片U2，模块供电电压可以是3－5V。
模块自带中文字库芯片。
图1.模块正面及反面图2.模块尺寸图3. 模块器件及元件简介1) OLED显示屏：128*64点阵OLED单色屏。
下文简称为显示屏、屏、OLED屏。
2) SSD1306驱动芯片：模块上直接看不到，芯片封装在显示屏背面玻璃基板上。
3) GT20L16S1Y字库芯片：内部固化了8套字符的点阵数据，90%的容量都用来存储中文字库。
4) 接口及电源配置电路：8路插针，板载低压差降压稳压芯片662K。
5) PCB板及若干外围电阻电容元件。
模块厂家已做好外围电路，不用再操心硬件电路。
4. 模块电路图图3、模块电原理图供电：模块供电输入端为VCC_IN，经U2降压后供U1、U4等电路。
OLED屏驱动需要7－7.5V电压，由SSD1306内置电荷泵升压后提供。
OLED的几种驱动方式
O L E D的几种驱动方式 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。
一、无源驱动（PMOLED）其分为静态驱动电路和动态驱动电路。
⑴静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。
静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
⑵动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。
如果像素可分为N行和M列，就可有N个行电极和M个列电极。
行和列分别对应发光像素的两个电极。
即阴极和阳极。
在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或者要逐列点亮像素，通常采用逐行扫描的方式，行扫描，列电极为数据电极。
实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。
该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐行顺序进行的，扫描所有行所需时间叫做帧周期。
在一帧中每一行的选择时间是均等的。
假设一帧的扫描行数为N，扫描一帧的时间为1，那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N该值被称为占空比系数。
在同等电流下，扫描行数增多将使占空比下降，从而引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降，降低了显示质量。
因此随着显示像素的增多，为了保证显示质量，就需要适度地提高驱动电流或采用双屏电极机构以提高占空比系数。
OLED的几种驱动方式
OLED的驱动方式分为主动式驱动(有源驱动)和被动式驱动(无源驱动)。
一、无源驱动（PM OLED）其分为静态驱动电路和动态驱动电路。
⑴静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。
若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。
但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。
静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。
⑵动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。
如果像素可分为N行和M列，就可有N个行电极和M个列电极。
行和列分别对应发光像素的两个电极。
即阴极和阳极。
在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或者要逐列点亮像素，通常采用逐行扫描的方式，行扫描，列电极为数据电极。
实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。
该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐行顺序进行的，扫描所有行所需时间叫做帧周期。
在一帧中每一行的选择时间是均等的。
假设一帧的扫描行数为N，扫描一帧的时间为1，那么一行所占有的选择时间为一帧时间的1/N该值被称为占空比系数。
在同等电流下，扫描行数增多将使占空比下降，从而引起有机电致发光像素上的电流注入在一帧中的有效下降，降低了显示质量。
因此随着显示像素的增多，为了保证显示质量，就需要适度地提高驱动电流或采用双屏电极机构以提高占空比系数。
除了由于电极的公用形成交叉效应外，有机电致发光显示屏中正负电荷载流子复合形成发光的机理使任何两个发光像素，只要组成它们结构的任何一种功能膜是直接连接在一起的，那两个发光像素之间就可能有相互串扰的现象，即一个像素发光，另一个像素也可能发出微弱的光。
PM-OLED的驱动电路的硬件设计
2012届毕业生毕业论文题目: PM-OLED的驱动电路的硬件设计院系名称：电气工程学院专业班级：自动F0801学生姓名：闫旭学号：************ 指导教师：吴兰教师职称：副教授2012 年月日摘要有机电致发光二极管（OLED）是一种新型的显示屏，它具备很多现有LCD屏所不具有的优点,是目前最具有发展前景的新一代平板显示器。
OLED器件根据它的驱动方式的不同，可化分为无源驱动（PM-OLED）和有源驱动（AM-OLED），无源驱动（PM-OLED）主要采用行扫描方式工作，制作工艺相对较为简单，在小尺寸、低分辨率的点矩阵显示屏中应用广泛。
PM-OLED的结构包括OLED矩阵屏，驱动电路，控制电路，接口和与之相应的应用软件。
通过对它的结构组成和发光原理进行比较全面的了解，对其驱动电路的要求进行了分析，包括控制电路的选择，行驱动列驱动电路的选择，以及如何避免“交叉效应”等等。
在此基础之上，提出了一种利用单片机作为驱动芯片的驱动方法，对OLED显示系统的驱动电路和控制电路进行了优化，从而完成对OLED显示系统硬件电路的设计。
关键词：有机电致发光二极管驱动电路单片机目次1 引言 (1)1.1 OLED的概况 (1)1.2 OLED的发展历史和研究现状 (1)1.2.1 OLED的发展历史 (1)1.2.2 OLED的研究现状 (2)1.3 OLED的发展前景 (2)2 OLED的结构和发光原理 (3)2.1 OLED的结构组成 (3)2.2 OLED的发光原理 (4)3 驱动方式的选择 (5)3.1 静态驱动与动态驱动 (5)3.1.1 静态驱动 (5)3.1.2 动态驱动 (5)3.2 电压驱动与电流驱动 (6)3.1.1 电压驱动 (6)3.1.2 电流驱动 (6)3.3 直流驱动与交流驱动 (7)3.3.1 直流驱动 (7)3.3.2 交流驱动 (7)4 驱动电路硬件系统的设计 (7)4.1 OLED恒流源的设计 (7)4.2 OLED的显示系统 (9)4.3 驱动显示系统的整体设计流程 (9)4.4 C8051F310单片机的介绍 (10)4.4.1 C8051F310主要特性 (10)4.4.2C8051F310的引脚和封装 (11)4.5 行驱动电路设计 (13)4.6 列驱动电路设计 (15)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1 引言1.1 OLED的概况当今社会，科技的发展日新月异，电子类产品的更新换代更是如走马灯一般。
OLED驱动电路的设计研究
般 由（ １ ） 载流 子 的注 入 ： （ ２） 载 流 子 的迁 移 ； （ ３） 载流 子 的复合 ： （ ４） 激子 的迁 移 ； （ ５） 电致 发光 五个 阶段 完 成 。在 外界 电压 的驱动 下 ， 电子与 空穴 分别 由阴极 与 阳极 注 入元 件 ，两者 在 有 机材 料 中复 合 而释 放 出能 量， 并将 能 量传 递 给有 机发 光 物质 的分子 ， 使 其 受 到
Ｏ Ｌ Ｅ Ｄ驱 动 电路 的设计研究
金 薇 （ 苏 州工 业职业 技术 学院 ， 江 苏苏州 ２ １ ５ １ ０ ４ ）
摘 要 ： 文章依 据 ＯＬ Ｅ Ｄ 器件 的结 构和 发光 机 理介 绍 了 ＯＬ Ｅ Ｄ 的驱动 电路 ， 并 讨论 了各 种 驱动
电路在使 用 中的一些 问题 ， 提 出 了它们 的适 用场合 。
Ｊ Ｉ Ｎ Ｗｅ ｉ
（ Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ ５ １ ０ ４ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
色重 现不够 逼真 、 Ⅱ 向 应速度 偏低 也将逐 渐 淡 出舞 台。
Ｐ ＤＰ显示 器可 以做 到 超 大屏 幕 、超 宽视 角 、亮 度均
匀、 绿 色环保 、 图像 清 晰 、 彩 色鲜艳 ， 处 于 发展 的顶 峰 时期 。ＯＬ Ｅ Ｄ是 自发 光显 示 的半导体 ，具 有柔软 、 透 明、 画质清 晰 、 节 能环 保等特 点 ， 被视 为下 一代最 具 潜
金
薇 ： ０Ｌ Ｅ Ｄ驱 动 电路 的 设计 研 究
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ６ ２ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ １ ／ ０ ２ — ０ ０ ３ １ — ０ ３
OLED驱动电路设计高手进阶必看
OLED驱动电路设计高手进阶必看随着科学技术与电子业技术的不断发展更迭，有机发光二极管如何简易并且有效的实现显示均匀、大面积发光、高亮度高分辨率发光、以及延长有机发光二极管寿命等当前亟需解决的问题，是我们未来要面对的技术挑战。
今天小编给大家带来几个平日里做有源、无源oled 显示驱动设计的例子，以供大家作为电子设计参考。
一、驱动控制SSD1303实现96x64点阵PM-OLED本例子使用Solomon公司的OLED显示驱动电路SSD1303，结合AT89C51单片机实现驱动OLED显示屏的方法。
SSD1303是一款集控制器、行驱动器和列驱动器于一体的专用于OLED显示控制驱动电路。
实验中OLED结构阳极材料，采用ITO（铟锡氧化物），阴极则使用Mg与其他稳定金属合金的办法Mg:Ag做阴极，以提高器件量子效率和稳定性，并可以在有机膜上形成稳定坚固的金属薄膜。
PM-OLED使用普通的矩阵交叉屏，OLED位于交叉排列的阳极和阴极中间，通过对阳极和阴极组合的选通，可以控制每一个OLED 的点亮。
SSD1303芯片内部电路框图如下图1所示：SSD1303芯片主要由MCU接口、命令译码器、振荡器、显示时序发生器、电压控制与电流控制、区颜色译码器、和图形显示数据存储器（GDDRAM）、行驱动和列驱动组成。
这种IC的专用OLED驱动方案使OLED显示性能最佳，降低了功耗。
该器件采用TCP/TAB封装。
具有驱动最大132×64点阵的图形显示、提供的逻辑电源为2.4～3.5V、供给OLED屏的电源为7.0～16V、列输出的最大电流为320μA、行输入的最大电流为45mA、低电流睡眠模式小于5μA、256级对比度控制，可编程帧频、具有几个MCU接口，如68/80并行总线和串行的周边接口、132×65bit显示缓冲器、可以垂直滚动、支持部分显示、工作温度：-40 oC～ 85 oC。
整个系统由单片机、控制驱动电路SSD1303和OLED显示屏三部分组成.SSD1303与单片机接口的引脚有：DO～D7为与单片机接口的数据总线，R/W（RW#）为读写选择信号，D/C为数据/命令选择信号，CS#为片选信号，低电平有效，E（RD#）为使能信号，RES#为复位信号。
AMOLED像素驱动电路
TFT-OLED像素单元及驱动电路分析1 引言有机电致发光器件（OLED）是将电能直接转换成光能的全固体器件，因其具有薄而轻、高对比度、快速响应、宽视角、宽工作温度范围等优点而引起人们的极大关注，被认为是新一代显示器件。
要真正实现其大规模产业化，必须提高器件的发光效率和稳定性，设计有效的图像显示驱动电路。
近来，随着研究的深入，OLED的发光效率和稳定性已达到某些应用的要求，而其专用的驱动电路技术还不是很成熟。
目前，所有平板显示的驱动均采用矩阵驱动方式，由X和Y电极构成的矩阵显示屏。
根据每个像素中引入和未引入开关元器件将矩阵显示分为有源矩阵（AM）显示和无源矩阵（PM）显示。
PM-OLED具有结构简单、成本低等优点，主要用于信息量低的简单显示中；AM-OLED在大信息量显示中占优势，一般采用非晶硅TFT（a-SiTFT）或多晶硅（poly-SiTFT）开关元器件，输入信号存储在存储电容器上，使在帧周期内像素保持选通态，因而不需要瞬态高亮度，克服了PM-OLED的缺点且不受占空比限制。
因此，OLED要实现高品位显示，必须采用有源矩阵驱动方式。
本文从TFT-OLED有源矩阵像素单元电路出发，着重分析了电压控制型与电流控制型像素单元电路，简要讨论了控制/驱动IC对TFT-OLED有源驱动电路的影响。
2 模拟像素单元电路AM-OLED驱动实现方案包括模拟和数字两种。
在数字驱动方案中，每一像素与一开关相连，TFT仅作模拟开关使用，灰度级产生方法包括时间比率灰度和面积比率灰度，或者两者的结合。
目前，模拟像素电路仍占主流，但在灰度级实现上，模拟技术与时间比率灰度和面积比率灰度理论相结合将会是将来的一个发展趋势。
在模拟方案中，根据输入数据信号的类型不同，单元像素电路可分为电压控制型和电流控制型。
2.1 电压控制型像素电路2.1.1 两管TFT结构电压控制型单元像素电路以数据电压作为视频信号。
最简单的电压控制型两管TFT单元像素电路如图1所示。
OLED的无源驱动技术
OLED的无源驱动技术为了达到OLED的均匀显示效果和解决交叉效应，首先分析了O LED结构特性以及无源OLED 器件的驱动特点，介绍了OLED 的无源驱动技术。
其次，为了达到均匀的现示，采用电流源驱动和预充电技术来提高现示亮度的均匀性。
最后，在分析了交叉效应形成原因的基础上采取反向电压抑制法，使非选中像素在反向电压的作用下处于截止状态，从而有效的解决了交叉效应现象对显示的影响。
目前，在平板显示技术中，有机发光二极管(OLED，Organic Light Emitting Diode)具有自发光性、高对比度、高的反应速度、广视角等优点，在近几年引起了世界范围内的关注，在平板显示技术中发挥着越来越重要的作用。
作为新一代显示器件，OLED在头戴显示器、MP3、电视、手机等数码产品及军事领域都有广阔的发展空间和应用前景。
驱动控制电路是有源发光二极管中必不可少的重要组成部分，其性能的优劣直接关系到整个系统性能的优劣。
因此，高性能的驱动控制电路的设计在OLED显示设计中起着举足轻重的作用。
OLED的驱动方式主要有无源驱动(Passive Matrix Driving)和有源驱动(Active Matrix Driving)两种方式。
采用无源驱动的OLED称为PM-OLED，采用有源驱动的OLED 称为AM-OLED.AM-OLED具有制作复杂、多像素、大尺寸、高成本等特点而PM-OLED则具有制作简单、少像素、小尺寸、低成本等特性，因此主要介绍OLED的无源驱动方式。
OLED 的构成和发光原理OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)，与正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。
接着是空穴注入层、复合发光层、电子传输层和金属阴极。
如图1所示。
其发光原理为：在所施加的电压达到适当值时，正极的电洞(空穴)和阴极电子以电流的形式分别由阳极和阴极注入且在电场的作用下反方向移动到达发光层中结合，在结合的过程中电子以光子的形式释放出能量产生发光现象。
无源驱动OLED模组电路设计
I无源驱动OLED模组电路设计摘要有机发光二极管又称为有机电激光显示（Organic Light-Emitting Diode，OLED），其原理是电致发光[1-3]。
这是一种在近几年发展迅速并且有很广阔的发展空间的新型显示器件。
OLED基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。
当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩[4]。
加之OLED具有自发光、广视角(达170°以上)、反应时间快（1μs量级）、发光效率高、工作电压低(3-10V)等优良特性，因此被喻为下一代的明星平板技术[5]。
本文着重对OLED的驱动原理、驱动方式以及驱动控制进行研究。
通过OLED的结构以及显示特性，研究其驱动原理和驱动方式，比较无源驱动和有源驱动的优缺，选择使用一款型号为SSD1306的驱动芯片来驱动一片128×64的无源OLED屏幕。
并设计用8051单片机作为控制系统。
因此整个设计电路由驱动电路和控制电路两部分组成。
电路设计完成后编写初始化和显示实例程序，并烧录至单片机中，能按照预先程序设定点亮OLED并显示。
关键词：有机电致发光,OLED,SSD1306；单片机IIDesign of PM-OLED Modular CircuitAbstractOLED, the abbreviation of Organic Light-Emitting Diode[6-8]. It’s principle is electroluminescence[9]. It develop rapidly in recent years and has a very broad space for development of new display device. The basic structure is ITO ,connected to the power of the anode, with another metal cathode, packaged like a sandwich. OLED is illuminated and has wide angle(more than 170°), fast reaction time(1μs level）, high luminous efficiency, low working voltage (3-10V), and other fine features, so it is called the star of the next generation flat panel technology.This paper focuses on the drive principle of OLED, driver mode and drive control for research. According to the structure and display characteristics of OLED, research the drive principle and the drive way. Compare the Passive Drive and the Active Drive, Finally I choose to use a model for SSD1306 driver chip to drive a 128 x 64 passive OLED screen. Use 8051 MCU as the control system. So the whole design consists of two parts, drive circuit and control circuit. After the design of the circuit, Write instance initialization and display program, and finish the MCU programming. It will light OLED and display according the program.KEY WORDS: Organic Light-Emitting Diode, OLED, 8051MCUIII目录1 课题背景 (1)1.1 显示技术发展 (1)1.2 OLED的发展 (1)1.3 OLED介绍 (1)1.3.1 OLED结构 (1)1.3.2 OLED显示原理 (2)1.3.3 OLED发光过程 (2)1.3.4 OLED的应用 (3)1.4 OLED的特点 (3)1.4.1 OLED的优缺点 (3)1.4.2 OLED与TFT-LCD的比较 (4)1.5 本课题的研究目的和意义 (5)1.6 本课题研究内容 (5)2 OLED驱动方式及芯片介绍 (5)2.1 OLED屏幕的驱动方式 (5)2.1.1 PMOLED (5)2.1.2 AMOLED (6)2.2 驱动芯片SSD1306 (6)2.2.1 SSD1306特点 (6)2.2.2 SSD1306的引脚及驱动方式 (8)2.3 8051单片机 (9)2.3.1 8051单片机特点 (9)3 OLED模块驱动控制电路设计 (11)3.1 OLED模块电路设计综述 (11)3.2 驱动电路设计 (11)3.2.1 驱动IC与OLED接口电路设计 (11)3.2.3 COG封装图 (15)3.3 控制电路设计 (16)3.3.1 单片机与驱动IC接口电路设计 (16)3.3.2 控制电路原理图 (18)3.3.3 用Protel SE 99画出控制电路PCB图 (19)3.4 驱动程序 (20)I V3.4.1 初始化程序 (20)3.4.2 显示实例程序 (21)3.5 实物显示效果 (23)3.6 元器件清单 (23)4 总结 (23)致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
AMOLED像素驱动电路设计PPT课件
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传统2T1C像素电路
For LTPS
(Intensity variation ~ 16%)
I oled
1 2
n Cox
W L
(VGS
Vth )2
Sarnoff Co. (1997)
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AMOLED遇到的问题
• 输入相同的数据信号，而产生不同的电流，造成亮度不均匀。
输入电压/V
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非均匀度
Thank you for your attention!
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谢谢您的观看！
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补偿精度(Vth变化正负0.3V）
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不同输入电压下电流的非均匀度
non-uniformity
7.00% 6.45%
6.00%
5.00% 4.00%
3.92%
3.00% 2.00% 1.00%
2.54% 1.55% 1.26%
0.00% -5 -6 -7 -8 -9
OLED像素驱动主要类型
PMOLED AMOLED
电压编程型 电流编程型
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无源OLED像素驱动
Cathodes
Anodes
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Organic layers Substrate
PMOELD优缺点： 优点
• 结构简单 • 开口率高
缺点 • OLED器件使用寿命短 • 无法满足高分辨率和大尺寸显示
第12页/共19页
电路工作原理（4/4）
发光阶段 T1、T3和T5关闭，T2和T4导通 B点电压Vdata变成 0，电容Cs浮接，A点电压跳变至Vth+|Vdata|
OLED显示驱动控制电路的设计探讨房好强
OLED显示驱动控制电路的设计探讨房好强发布时间：2021-09-09T09:41:59.600Z 来源：《中国科技人才》2021年第17期作者：房好强[导读] 在大数据的时代下，对显示技术的高清晰和高压缩比性能有着更高的要求，为了更好实现数据信息的呈现，逐渐产生了诸多的显示技术类型，它也在人们的生活中十分常见。
在众多的显示技术中，OLED是一种平板显示的新载体，它具有着显著的性能优点，因此得到了业内广泛关注。
下面，文章就主要针对OLED显示驱动控制电路的设计进行分析，希望对相关工作的开展提供参考。
华为机器有限公司广东省东莞市 523429摘要：在大数据的时代下，对显示技术的高清晰和高压缩比性能有着更高的要求，为了更好实现数据信息的呈现，逐渐产生了诸多的显示技术类型，它也在人们的生活中十分常见。
在众多的显示技术中，OLED是一种平板显示的新载体，它具有着显著的性能优点，因此得到了业内广泛关注。
下面，文章就主要针对OLED显示驱动控制电路的设计进行分析，希望对相关工作的开展提供参考。
关键词：OLED；显示器件；驱动控制；电路设计前言：目前，显示技术在人们生活中扮演着重要的角色，人们往往借助各类显示技术实现视觉信息的获取，在科技技术以及集成电路不断发展下，新兴显示器件OLED得到了研发和使用。
由于它在性能表现方面十分突出，也受到各个领域内的广泛使用，而想要实现此技术效果的提升，OLED显示驱动控制电路的设计至关重要，而如何进行OLED显示驱动控制电路的设计，就是文章主要研究的内容。
1.OLED的结构对于OLED来说，是一种自发光的材料，它主要是以一个柔性的或者刚性面板当作基底，并在其表面进行一层透明ITO（氧化锡铟）镀设，和电源正极连接当作正极，再和另一金属的阴极相加，把发光层在其两侧的电子间夹设，从而形成一种和三明治类似的夹层结构类型。
因光线从基底的一侧位置发出，则往往选择透明玻璃当作基底。
对阳极材料选择ITO，是因为ITO具备较高功函数，此材料的透过率比较好，且还能够对空穴的注入效率有效提升；对阴极材料往往选择较低功函数的金属，如Ag、Al和Ca等。
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I无源驱动OLED模组电路设计摘要有机发光二极管又称为有机电激光显示（Organic Light-Emitting Diode，OLED），其原理是电致发光[1-3]。
这是一种在近几年发展迅速并且有很广阔的发展空间的新型显示器件。
OLED基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。
当电力供应至适当电压时，正极空穴与阴极电荷就会在发光层中结合，产生光亮，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩[4]。
加之OLED具有自发光、广视角(达170°以上)、反应时间快（1μs量级）、发光效率高、工作电压低(3-10V)等优良特性，因此被喻为下一代的明星平板技术[5]。
本文着重对OLED的驱动原理、驱动方式以及驱动控制进行研究。
通过OLED的结构以及显示特性，研究其驱动原理和驱动方式，比较无源驱动和有源驱动的优缺，选择使用一款型号为SSD1306的驱动芯片来驱动一片128×64的无源OLED屏幕。
并设计用8051单片机作为控制系统。
因此整个设计电路由驱动电路和控制电路两部分组成。
电路设计完成后编写初始化和显示实例程序，并烧录至单片机中，能按照预先程序设定点亮OLED并显示。
关键词：有机电致发光,OLED,SSD1306；单片机IIDesign of PM-OLED Modular CircuitAbstractOLED, the abbreviation of Organic Light-Emitting Diode[6-8]. It’s principle is electroluminescence[9]. It develop rapidly in recent years and has a very broad space for development of new display device. The basic structure is ITO ,connected to the power of the anode, with another metal cathode, packaged like a sandwich. OLED is illuminated and has wide angle(more than 170°), fast reaction time(1μs level）, high luminous efficiency, low working voltage (3-10V), and other fine features, so it is called the star of the next generation flat panel technology.This paper focuses on the drive principle of OLED, driver mode and drive control for research. According to the structure and display characteristics of OLED, research the drive principle and the drive way. Compare the Passive Drive and the Active Drive, Finally I choose to use a model for SSD1306 driver chip to drive a 128 x 64 passive OLED screen. Use 8051 MCU as the control system. So the whole design consists of two parts, drive circuit and control circuit. After the design of the circuit, Write instance initialization and display program, and finish the MCU programming. It will light OLED and display according the program.KEY WORDS: Organic Light-Emitting Diode, OLED, 8051MCUIII目录1 课题背景 (1)1.1 显示技术发展 (1)1.2 OLED的发展 (1)1.3 OLED介绍 (1)1.3.1 OLED结构 (1)1.3.2 OLED显示原理 (2)1.3.3 OLED发光过程 (2)1.3.4 OLED的应用 (3)1.4 OLED的特点 (3)1.4.1 OLED的优缺点 (3)1.4.2 OLED与TFT-LCD的比较 (4)1.5 本课题的研究目的和意义 (5)1.6 本课题研究内容 (5)2 OLED驱动方式及芯片介绍 (5)2.1 OLED屏幕的驱动方式 (5)2.1.1 PMOLED (5)2.1.2 AMOLED (6)2.2 驱动芯片SSD1306 (6)2.2.1 SSD1306特点 (6)2.2.2 SSD1306的引脚及驱动方式 (8)2.3 8051单片机 (9)2.3.1 8051单片机特点 (9)3 OLED模块驱动控制电路设计 (11)3.1 OLED模块电路设计综述 (11)3.2 驱动电路设计 (11)3.2.1 驱动IC与OLED接口电路设计 (11)3.2.3 COG封装图 (15)3.3 控制电路设计 (16)3.3.1 单片机与驱动IC接口电路设计 (16)3.3.2 控制电路原理图 (18)3.3.3 用Protel SE 99画出控制电路PCB图 (19)3.4 驱动程序 (20)I V3.4.1 初始化程序 (20)3.4.2 显示实例程序 (21)3.5 实物显示效果 (23)3.6 元器件清单 (23)4 总结 (23)致谢 .......................................................................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 . (25)无源驱动OLED模组电路设计 11 课题背景1.1 显示技术发展显示器是各种视频信号和计算机数据信息的终端显示器件，平板化、大型化和高清晰度显示是今后显示器的发展方向，其种类将呈多元化，并随着科学技术的飞速发展，不断出现各种各具特色的新型显示器件[10]。
各种不同类型的显示器件都有它的优点和缺点，都有它的服务领域和用户。
哪一种显示器件都不可能垄断市场，一花独秀。
所有显示器件都在发展中不断扬长避短，克服其缺点和不足，不断完善自己，力图在市场竞争中争取较大的市场份额，在市场竞争中不断优化，优点和缺点也在不断转化。
1.2 OLED的发展Bernanos A等人于上世纪五十年代开始的有机电致发光研究，到1987年Tang C W （美籍华裔教授邓青云）等人采用超薄膜技术及空穴传输效果更好的TPD作传输层，使得有机电致发光技术获得了历史性突破。
从此OLED技术得到了迅速的发展[12]。
1997年，美国普林斯顿大雪及南加州大学的科学家们与美国通用显示公司universal display corporation合作，研制出世界上第一台OLED显示器的样本[13]。
2001年，SONY公司率先研究出13英寸AMOLED全彩色显示屏样品，具有高亮度和搞分辨率的特点[14]。
2005年韩国SUMSING推出了一款40英寸的OLED屏幕，可支持1280×800的超高分辨率，同时具有600流明的亮度，对比度达到5000：1，且厚度只有3CM。
2005年以后，OLED走向成熟化。
国际上OLED研发的单位较多，但核心技术主要掌握在欧美手中，尤其是高分子/聚合物OLED和柔性OLED方面的核心技术。
在OLED产业化应用方面，三星和LG 走在前列。
全球OLED生产线达到24条以上，其中日本6条，韩国5条，中国大陆2条，台湾地区11条[15]。
我国到目前为止，已经有30多家高校和研究所在从事OLED的研发工作。
从2000年起，国内已有北京、上海、长春、深圳、东莞等地的多家公司开始介入OLED产业，主要有维信诺、四川虹视、信利、广东中显、吉林环宇、彩虹平板显示公司等[16]。
1.3 OLED介绍1.3.1 OLED结构有机发光二极管又称为有机电激光显示（Organic Light-Emitting Diode，OLED），毕业设计说明书 2由美籍华裔教授邓青云在实验室中发现，由此展开了对OLED的研究[17]。
OLED显示技术具有自发光的特性，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光，而且OLED显示屏幕可视角度大，并且能够节省电能[18-20]。
OLED的基本结构是由一薄而透明具半导体特性之铟锡氧化物(ITO)，与电力之正极相连，再加上另一个金属阴极，包成如三明治的结构。
整个结构层中包括了：空穴传输层(HTL)、发光层(EL)与电子传输层(ETL)。
具体部分如下：1）基层--基层用来支撑整个OLED.2）阳极--阳极在电流流过设备时消除电子。
3）有机层--有机层由有机物分子或有机聚合物构成。
4）导电层--该层由有机塑料分子构成，这些分子传输由阳极而来的“空穴”。
可采用聚苯胺作为OLED的导电聚合物。
5）发射层--该层由有机塑料分子构成，这些分子传输从阴极而来的电子;发光过程在这一层进行。
可采用聚芴作为发射层聚合物。
6）阴极--当设备内有电流流通时，阴极会将电子注入电路。
1.3.2 OLED显示原理当元件受到直流电所衍生的顺向偏压时，外加之电压能量将驱动电子与空穴分别由阴极与阳极注入元件，当两者在传导中相遇、结合，即形成所谓的电子-空穴复合。
而当化学分子受到外来能量激发後，若电子自旋和基态电子成对，则为单重态（Singlet），其所释放的光为所谓的荧光反之，若激发态电子和基态电子自旋不成对且平行，则称为三重态其所释放的光为所谓的磷光[21]。
当电子的状态位置由激态高能阶回到稳态低能阶时，其能量将分别以光子（或热能（Heat的方式放出，其中光子的部分可被利用当做显示功能，依其配方不同产生红、绿和蓝RGB三原色，构成基本色彩。
OLED的特性是自己发光，不像TFT LCD需要背光，因此可视度和亮度均高[22-24]。