e-works数字化企业网  »  文章频道  »  产品创新数字化(PLM)  »  EDA

用于微显示的顶发射OLED的SPICE仿真模型研究

2014/1/23    来源:万方数据    作者:宗绍鑫  李传南  吕晨怀  谢国华  赵毅  刘式墉      
关键字:顶发射OLED  SPICE  仿真模型  
本文研究了用于微显示的顶发射有机发光器件的SPICE仿真模型,分别讨论了二极管连接的MOS管模型、单个二极管以及双二极管并联模型等方案,分析了其等效电路,同时根据顶发射有机发光器件的实验数据拟合了对应的电路参量,最后用HSPICE软件对三种模型的等效电路进行仿真和结果比较。比较发现采用二极管连接的MOS管模型得到的拟合误差最小,但仿真误差最大;采用单个二极管模型得到的拟合与仿真误差都较大;采用双二极管并联模型得到的拟合与仿真误差均较小且满足驱动电路设计的要求。

0 引言

    有机发光器件(Organic Light-Emitting Device,OLED)具有主动发光、响应时间短、工作温度范围大、视角宽等优点,极有可能取代液晶显示器而成为新一代主流显示技术。硅基有机发光显示屏(OLED-on-Silicon)是一种新型微显示技术,它利用了OLED的上述优点,将顶发射OLED(Top-Emitting OLED,TOLED)直接集成于单晶硅驱动电路之上,且在衬底芯片上可集成像素驱动电路、行列控制电路等外围驱动电路模块,这些电路模块与CMOS工艺兼容,从而有效提高显示器的性能,拓展OLED-on-Silicon微显示器在诸如头盔显示器、摄像机、娱乐设备等需要近眼显示的装置中的应用,它具有显示屏面积小、图像分辨率高、便于携带等优点。

    微显示中由于微显示像素面积小,OLED像素的驱动电流也小,因此对TOLED的器件性能要求与传统OLED也不尽相同,比如I-V关系曲线,并且OLED-on-Silicon衬底在流片之前需要利用EDA软件进行模拟仿真设计,而常用的EDA软件如HSPICE中没有OLED或TOLED仿真模型,导致设计OLED-on-Silicon像素驱动电路时存在困难。

    为了解决这一问题,本文设计了一种用于TOLED仿真设计的双二极管并联模型,仿真数据与实验数据相比较,仿真误差均小于8%,满足驱动电路设计的要求。

1 TOLED的结构

    在OLED-on-Silicon微显示中,OLED显示器件制作在硅衬底芯片之上,其结构如图1,每个OLED像素点的发光器件的阳极通过过孔金属与驱动电路连接。

OLED-on-Silicon结构

图1 OLED-on-Silicon结构

    TOLED的结构从上往下依次是透明阴极、电子注入层、电子传输和发光层、空穴传输层、空穴注入层和阳极,因为光从顶部发射,故采用透明阴极。

2 TOLED的SPICE仿真模型研究

    实验中制备的TOLED的I-V特性如图2。一个OLED像素面积为15μm×15μm,微显示器包含比如800×600个像素点阵。

实验中制备的TOLED的I-V特性

图2 实验中制备的TOLED的I-V特性

责任编辑:程玥
本文为授权转载文章,任何人未经原授权方同意,不得复制、转载、摘编等任何方式进行使用,e-works不承担由此而产生的任何法律责任! 如有异议请及时告之,以便进行及时处理。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐