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1、大连理工大学专业学位硕士研究生学位论文选题报告及文献综述考核表姓 名： 学 号： 专业（领域）： 指 导 教 师： 论 文 题 目：有源 OLED 驱动控制电路的研究与设计年 月 日填- 1 -一、选题的依据(1、选题所属研究领域；2、选题的应用价值；3、国内外相关研究概况及发展趋势)1.所选课题针对有源 OLED 驱动控制技术进行分析，并设计完成 OLED 驱动控制电路，通过搭建 FPGA 平台验证了所设计控制电路的有效性，实现了有源 OLED 驱动；2.OLED 技术在过去的十年中取得了跨越式的发展，已成为目前国内外研究的一大热点。但是，相比OLED 技术的飞速发展，OLED 驱动技术已成
2、为制约 OLED 技术进一步发展的一个瓶颈，因此大多数OLED 只能将 LCD 驱动芯片改进后进行使用，尤其是在显示高质量动态图像方面。目前 OLED 驱动技术仍未达到完全成熟的技术阶段，业内并未形成某种统一的技术方案，其相关技术产业也没有完全展开。尤其是有源 OLED 驱动控制技术，对于实现高信息含量、高分辨率的全彩色显示十分重要。无论从技术角度还是产业角度，有源 OLED 驱动控制技术都存在广阔的发展空间。掌握 OLED 驱动技术，便可以在 OLED 相关产业的国际合作与竞争中占据优势。因此对 OLED 驱动技术的研究具有广泛的应用价值。3.美国克莱尔公司已推出拥有独立知识产权的无源 OL
3、ED 驱动芯片，比较成熟的有 MXED101 及MXED201 等型号。韩国 DisplayChips 有限公司推出型号为 DC3100 的 OLED 驱动芯片，它的创新技术集成了 DC/DC 转换器，从而节省了空间，也使得模块的制造成本降低了 10%15%。在国内，我国第一块自主研发的 OLED 驱动芯片是由上海航天上大欧德科技公司开发的，由一颗 80 行驱动（SC16806）芯片和一颗 80 列驱动（SC16805）芯片组成。其中，SC16806 最大电流为 30mA，SC16805 驱动电流范围为20 至 160A，其目前主要用于手机屏的驱动。有源 OLED 技术是近年发展起来的技术，K
4、odak 公司采用双晶体管电路实现了有源 OLED 驱动，但水平像素间的串扰问题却无法解决。精工爱普生、三洋电机等公司也陆续开展了对有源 OLED 驱动技术的研究。虽然 OLED 内部两管、四管驱动像素电路技术已经得到一定的发展，但是外部驱动技术仍处于探索阶段，尤其我国在这一方面的技术积累更加薄弱，因此大力开展有源 OLED 驱动控制电路的研究与设计势在必行。- 2 -二、研究内容和方法：（1、选题的学术思想、特色和预期达到的成果和水平；2、研究内容要解决的实际问题；3、技术路线和技术措施；进度计划）1.OLED 驱动技术的发展是实现 OLED 显示技术进一步发展的基础， OLED 驱动技术的
5、理论研究成果，对于 OLED 快速发展具有广泛的理论价值。结合我国目前 OLED 发展水平及前景，开展 AMOLED 驱动技术的研究，设计合理的驱动方式，优化 OLED 器件的驱动电路，有着有广阔的应用前景。本课题设计一块 ASIC 驱动芯片，实现 OLED 显示的图像控制和处理，为后续完善芯片的设计提供了参考思路。2.针对 OLED 显示屏的特点，设计一块 ASIC 驱动芯片，以期解决 OLED 显示技术中图像控制和处理方面的不足，发挥 OLED 显示技术的优势。3. 首先研究当前 OLED 的发展现状、技术发展水平及遇到的主要技术问题。据此提出课题的研究方向与研究目的。然后对 OLED 的
6、发光原理和驱动方式进行深入分析，针对现有 OLED 驱动技术存在的不足，提出改进意见。并对改进措施进行，包括技术难度，时间周期及具体实施细节的可行性分析。最后设计AMOLED 显示屏驱动电路，利用 VCS 工具进行电路仿真，搭建 FPGA 平台进行功能验证。三、开题条件（根据专业学位情况填写）1、学术条件；课题组具备前期知识储备，所选课题有一定的工作基础。课题组内有研究此领域多年，并取得一定成就的多位专家，完全能够对该项目研究方向进行正确把握及指导。2、设备条件；实验室目前相关软硬件设施齐全。3、经费概算和落实情况经费充足，落实到位，完全可以保证课题的顺利进行。- 3 -四、文献综述和调研报告
7、（要求 3000 字以上，可另附页）OLED 即有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode)，是基于有机材料的一种电流型半导体发光器件，其原理是通过正负载流子注入有机半导体薄膜后复合产生发光1。由于具有重量轻、功耗低、亮度高、响应快、光电效率高等优势，OLED 被业界公认为是继 TFT-LCD 之后，最具发展前景的下一代平板显示技术2。早在 1936 年，Desrtiua 将有机荧光化合物分散在聚合物中制成薄膜，得到了最早的电致发光器件。Pope M 等人也获得了蒽单晶的直流电致发光3，但当时的单层结构器件需要制备单晶蒽，成本高，制造难度大，而且做出来的器件亮度太
8、低，驱动电压在 100 伏以上，且量子效率也很低，因此在当时并未引起人们的重视。在随后的二十多年中，有机电致发光器件的研究虽然有一定的进展，但由于其工作电压高、亮度低、效率低等问题，仍未受到大家的关注4。直到 1982 年有机电致发光器件的研究才有了较大的进展，Vincett 和柯达公司的 C. W. Tang 利用真空沉积有机薄膜法制作了驱动电压低于 30V 的有机电致发光器件5-7 。至此，有机电致发光器件的研究才真正拉开了序幕。1987 年可以说是有机电致发光显示技术划时代的一年，柯达公司的 C. W. Tang 等人采用超薄膜技术，成功研制出一种绿光有机电致发光器件，该器件以 ITO
9、透明薄膜作为阳极，有机小分子 AlQ3 作为发光层兼电子传输层，空穴传输效果更好的TPD 作为传输层，镁银合金作为阴极。该器件在 10V 直流工作电压下发光亮度可达 1000cd/m2，发光效率达 1.51m/w，寿命在 100 小时以上。初次实现了低电压驱动，高发光效率8。这一历史性的突破使得OLED 器件的研究得以在世界范围内迅速且深入地开展起来。1989 年 C. W. Tang 等对发光层进行掺杂，使发光内量子效率达到 2.5%，进一步提高了 OLED 的发光效率。1990 年，英国剑桥大学卡文迪许实验室的 Jeremy Burroughes 等在 Nature 上首次报道了共轭高分子
10、聚合物聚苯撑乙烯（PPV）制成的黄绿光发光器件9。1994 年，在日本滨松召开的有机及无机电致发光国际会议上， C. W. Tang 首次报道了使用寿命已达到 10000 小时的双层结构有机发光器件。 E Magin 公司与柯达公司、IBM 公司合作，在 1997 年的SID 会议上首次发表了单色 VGA 顶部发光的硅上 OLED 视频图像显示，其后又发表了单色多晶硅 OLED有源矩阵显示。从此，有机发光器件从实验室内的基础研究走向了实用化、产品化的发展道路。1997 年，单色有机电致发光显示器件首先在日本实现产品化，Idemitsukosan 公司研制出第一台 10 英寸 640480 全彩
11、 OLED 显示器；1999 年，先锋公司开始批量生产多色 OLED 点阵显示器的车载音响设备；Motorola 公司在 2000 年推出了采用 OLED 显示屏的手机； Sony 公司和三星公司在 2001 年相继对外展示了 13 英寸及 15.1 英寸的有源驱动 OLED 全彩显示屏原型。东芝，松下公司也不甘落后，在 2002年推出了 17 英寸全彩 LTPS 驱动 1280768 OLED 显示屏。在韩国，三星展出了 2.2 英寸低功耗有源驱动彩色 OLED,并批量推出用于 256 色 OLED 副屏的手机，并在不久推出采用 LTPS-TFT 驱动的 5 英寸WVGA 全彩 OLED 屏
12、。在 2010 年 5 月的 SID2010 上，SONY 公司展出了一款可卷曲的 4.1 英寸柔性OLED 面板和一款号称寿命十年的 11.7 英寸的 OLED 面板。2011 年以后，随着 OLED 产业化技术的日渐成熟 OLED 的各项技术优势得到了充分发掘和发挥。除传统显示领域外， OLED 还将在 3G 通信终端、壁挂电视和桌面电脑显示器、军事和特殊用途、柔软显示器等应用领域得到巨大发展。我国在 OLED 理论研究方面起步较晚，目前从事 OLED 研究的高校、研究所主要有清华大学、上海大学、吉林大学、中科院长春应用化学所、华南理工大学、中科院化学所、中科院理化所、北京大学、北方交通大
13、学等10。清华大学从 1996 年开始从事 OLED 的基础理论研究，有机 EL 项目组已经在材料合成、工艺、驱动电路的设计等领域有了突破型进展。这些研究成果可以解决产业界对欧美材料供应的依赖，同时，将制造商的制造技术、经验与得到的工艺研究成果相结合，便可打破昂贵的 OLED 生产设备只能依靠进口的局面。吉林大学也在 863 计划的支持积极开展 OLED 的研究。上海大学与中国科学院上海有机化学有机研究所共同承担了国家“863”有机电致发光材料的研制项目，目前已取得良好的进展。华南理工大学在高分子材料和器件的研发方面已具备了非常好的基础和条件，并在新型高性能材料和器件制备工艺等方面取得了一些突
14、破。在产业化方面，上海大学与中国航天科工集团公司联合组建了“上海航天上大欧德科技有限公司” ，进行 OLED 的中试和批量生产。 2001 年底与其他投资者共同设立北京维信诺科技有限公司，以专门进行中试生产线的建设和生产工艺开发，2002 年该公司正式宣布成功开发- 4 -出国内第一款全彩色 OLED 显示屏，由清华大学和北京维信诺科技有限公司共同承担的国家科技部“863”计划高清晰度平板显示专项课题“有机发光显示器件研制”顺利通过验收。此次验收成功，标志着清华大学和维信诺公司的有机发光显示技术（OLED）又取得了历史性进展。清华大学和维信诺在OLED 方面的核心技术专利已经突破了 140 项
15、11，并积极而广泛地参与了 OLED 国际标准的制定。2005年，清华大学和北京维信诺科技有限公司将技术成果进行转化，并在江苏昆山举行“十五863 高技术成果转化暨中国大陆第一条 OLED 大规模生产线奠基仪式 ”。标志着我国在新型平板显示领域，取得了重大自主创新科技和产业化成果。OLED 显示技术是一项新兴技术，其原材料、制造工艺、驱动 IC 等基础技术仍有待提高。早期的OLED 技术不成熟，不具备专门的驱动 IC，因此人们利用模拟电路得到模拟三基色信号，再用 FPGA 得到所需要的行、场扫描以及使能信号来驱动 OLED12，有人也通过对液晶显示控制器（属于电压驱动）的输出电路进行改进13，
16、得到适合 OLED 矩阵的驱动电路。目前，能够实现 OLED 高质量动态显示的驱动电路是 OLED 技术发展的一个研究重点。 OLED 的驱动方式可以分为直接寻址的无源矩阵驱动(Passive Matrix，PMOLED)和薄膜晶体管(TFT)矩阵寻址的有源矩阵驱动(Active Matrix，AMOLED) 两大类。PMOLED 使用普通的矩阵交叉屏，在 ITO电极施加正电压，金属电极施加负电压，这样在矩阵交叉点上的发光单元便实现了发光功能；AMOLED的每一个发光单元都分别由 TFT 寻址独立控制14。早期的 OLED 应用受限于工艺水平和驱动电路的性能，尺寸通常较小，因此采用无源驱动方式较多，即驱动信号与 OLED 像素单元直接相连。PMOLED 虽然结构简单、制
