Modeling of OLED degradation for prediction and compensation of AMOLED aging artifacts

Abstract

Degradation is still the most challenging issue for OLED, which causes the image-sticking artifact on AMOLED displays and limits their lifetime. To overcome the demerit, OLED degradation is modeled in this thesis, and compensation based on the models is applied for AMOLEDs. A data-counting model is firstly developed to quantitatively evaluate the degradation on OLEDs, with consideration of the accumulation stress during operation. An electro-optical model is further built, based on an equivalent circuit. It can simulate the electro-optical characteristic (I-V, Eff-V) and the degradation behaviors in aging process. Besides, the correlation model is aimed to derive the current efficiency decay with measurable electrical values, delivering more dependable results at strongly aged state. The prediction and compensation are implemented based on developed models. The results show that the models exactly predict the efficiency decay during operation. The image-sticking aging artifact on AMOLED can be suppressed by applying compensation, so that the display lifetime is extended.

Durch das Einbrennen von Bildern in AMOLED Displays wird deren Lebensdauer verringert; dieser Qualitätsverlust stellt nach wie vor die größte Herausforderung für die OLED Technologie dar. In dieser Thesis wird die Degradation der OLEDs modelliert und eine Kompensierung anhand der Modelle erreicht. Zunächst wurde ein Data-counting Modell entwickelt, um die Degradation von OLEDs unter Berücksichtigung der akkumulierten Belastung während des Betriebs quantitativ zu bewerten. Des Weiteren wurde ein elektro-optisches Modell entwickelt, das auf einem äquivalenten Schaltungsmodell basiert. Es kann die elektro-optischen Eigenschaft (I-V, Eff-V) und das Degradationsverhalten im Alterungsprozess simulieren. Außer den beiden Modellen wird noch ein Korrelationsmodell entwickelt, das darauf abzielt, die Abnahme der Stromeffizienz aus den messbaren elektrischen Werten abzuleiten. Dieses Modell liefert im stark gealterten Zustand zuverlässigere Ergebnisse. Aufbauend auf die entwickelten Modelle wurden die Vorhersage und die Kompensierung implementiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Modelle den Effizienzverlust während des Betriebes genau vorhersagen. Das Einbrennen des Bildes in das AMOLED-Display kann durch das Anwenden der Kompensierung unterdrückt werden, so dass die Lebensdauer des Displays verlängert wird.