Konzepte zur Ansteuerung von Matrix adressierten Bildschirmen und einer OLED-Bildpunktschaltung mit Stromrückführung

Mit dieser Arbeit wird eine OLED-Bildpunktschaltung mit Stromrückführung und Regelkreis und eine Ansteuerschaltung für AM-Bildschirme mit moderaten Auflösungen vorgestellt. Der einleitende Teil widmet sich grundlegenden Aspekten von AM-Bildschirmen. Gemeinsamkeiten und Unterschiede bei Verwendung von Flüssigkristallen und OLEDs in AM-Bildschirmen werden aufgezeigt.

Im ersten Teil werden zwei OLED-Bildpunktschaltungen simuliert und untersucht. Neben der grundlegenden Bildpunktschaltung mit einem TFT als Konstantstromquelle wird die vom Lehrstuhl für Bildschirmtechnik der Universität Stuttgart patentierte Version mit zwei TFTs und Stromrückführung (3TFT-Struktur) umfassend untersucht. Für die 3TFT-Struktur werden drei Konzepte zur Realisierung des erforderlichen Regelkreises vorgestellt, dafür geeignete Teilschaltungen in der Literatur recherchiert und ein Regelkreis mit ausgewählten Teilschaltungen entwickelt. Die Simulationsergebnisse bestätigen, dass der Regelkreis zusammen mit der Bildpunktschaltung funktioniert und die räumlichen Parameterschwankungen des -- die Konstantstromquelle bildenden -- poly-Si TFTs eliminieren kann. Für eine angestrebte Integration des Regelkreises auf einem AM-Substrat können die einzelnen Teilschaltungen mit poly-Si TFTs schrittweise umgesetzt werden, wobei die gewonnenen Simulationsergebnisse als Referenz oder Anhaltspunkte dienen. Auch die Integration des Regelkreises in einen Treiber-IC oder dessen Aufbau auf einer Leiterplatte zwischen Aktiv Matrix und Spaltentreiber mit diskreten Bauelementen in CMOS-Technologie ist denkbar.

Die Schwerpunkte im zweiten Teil der Arbeit bilden Funktionstests an und Kontaktierung von Spalten- und Zeilentreibern und die Entwicklung der Ansteuerschaltung. Zunächst wird auf Schaltungskonzepte, zwei Bildformate und Basismodule eingegangen. Die Funktionen der Ansteuerschaltung Signalverarbeitung und Ablaufsteuerung werden in einem VHDL-Programm mit modularem Aufbau umgesetzt. Ein FPGA auf einer Entwicklungsumgebung implementiert es und realisiert das Interface. Die Signalverarbeitung enthält die benötigten Grundfunktionen. Der Systemkern wird hardwareunabhängig programmiert und bietet weitere Spielräume für zukünftige Aufgaben.