一种QLED的等效电路结构及其参数辨识与修正方法与流程

本发明涉及量子点发光二极管，具体涉及一种qled的等效电路结构及其参数辨识与修正方法。

背景技术：

1、量子点发光二极管（qled）是一种新型的低维度半导体材料，因其优异的发光性能而受到广泛关注，包括窄发射带宽、宽色域和尺寸依赖的可调谐发射光谱，这激发了越来越多针对量子点发光二极管的研究。与传统显示技术相比，量子点发光二极管在信息显示和固态照明应用中都有较为突出的优势。首先，传统液晶显示器是一种非自发光显示器，它使用单独的背光单元，因此体积大、功耗大；而量子点发光二极管为自发光型光电器件，结构简单、利于微型化。传统的发光二极管面临着彩色化困难和制造成本高等问题；而量子点发光二极管色域宽、彩色化性能好，发光颜色可调，且量子点材料的制造已经有了一定的技术积累，成本有望进一步降低。此外，虽然有机发光二极管的色彩性能也较好、应用广泛，但由于使用有机材料制作发光层，其更容易产生材料老化导致的寿命缩短问题；而量子点发光二极管的量子点发光层系无机材料，工作时间更长、发光更均匀。因此，量子点发光二极管有望成为未来主流的高性能光电器件。

2、与传统发光二级管或有机发光二极管类似，量子点发光二极管的应用离不开微显示技术的发展。微显示技术是一种新型的显示技术，相比于传统的平板显示技术，其具有体积小、分辨率高、功耗低等特点，代表着未来显示技术的发展方向。微显示技术将量子点发光二极管等负载光电器件与集成电路相结合，原理是通过驱动电路、像素点电路等控制对应的负载光电器件发光，所以在前期微显示电路设计的过程中，就需要考虑负载光电器件的物理特征特别是电压-电流特性对电路和后续显示质量的影响，从而使得微显示电路的设计、仿真和验证过程更加贴近实际产品性能，能够提高制造的效率和成品良率。

3、然而，由于量子点发光二极管相关研究多停留在材料与器件等领域。在现有工程应用特别是微显示领域，当需要对一种新的量子点发光二极管微显示器进行设计时，由于缺少精确的量子点发光二极管器件等效电路模型，往往使用传统的发光二极管等效电路模型或改良有机发光二极管等效电路模型代替量子点发光二极管器件作为所设计电路的负载，这使得后续的仿真与验证不可避免地与实际情况产生误差。此外，由于缺少对于模型中各项参数进行修正的方法，误差不能被尽可能减小，而使用传统的参数求解方法还可能产生无解或数据利用不充分的问题。上述问题共同导致微显示电路设计与仿真结果不能较为全面和准确地模拟实际产品的各项性能，给微显示技术尤其是量子点发光二极管微显示技术的发展增加了困难。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种qled的等效电路结构及其参数辨识与修正方法，以满足在量子点发光二极管微显示器的模拟电路设计和仿真的过程中对量子点发光二极管器件模型的应用需求，同时减小误差，提高模型建立与数据拟合的精度。

2、为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种qled的等效电路结构，包括：

3、阳极电阻ranode，其两端分别与外部电路的正极和节点a连接，用以表征qled阳极材料的电阻值；

4、阴极电阻rcathode，其两端分别与外部电路的负极和节点b连接，用以表征qled阴极材料的电阻值；

5、体电容cbody，其正极端和负极端分别依次与节点a和节点b连接，用以表征qled有机材料和量子点发光层的电容值；

6、体电阻rbody，其两端分别与节点a和节点b连接，用以表征qled有机材料和量子点发光层的串联电阻值；

7、二极管电阻rdio，其两端分别与节点a和节点c连接，用以表征qled在空间电荷限制电流机制下的等效寄生串联电阻值；

8、二极管电容cdio，其正极端和负极端分别依次与节点c和节点b连接，用以表征qled在空间电荷限制电流机制下的等效寄生电容值；

9、理想二极管diode，其正极端和负极端分别依次与节点c和理想直流电压源dc的正极连接，用以表征qled的单向导电特性及由于材料等因素引起的缺陷程度；

10、理想直流电压源dc，其负极与节点b连接，用以表征qled发光的开启电压。

11、在第二方面，本发明提供了一种上述的qled的等效电路结构的参数辨识与修正方法，包括：

12、步骤s01、测量目标qled器件的面积s和材料单位面积电容值c0，并根据所述面积s和材料单位面积电容值c0计算获得体电容cbody和二极管电容cdio的数值；

13、步骤s02、对目标qled器件两端施外加电压，测量其在不同外加电压下的工作电流对应值，得到m组电压-电流特性的数据集，每一个数据集记为di，所有m个数据集的集合记为dm，m为大于等于6的自然数，i=1、2……m；

14、步骤s03、从dm中取出不重复的6组di，并取t次，t为大于0的自然数，

15、并根据等效电路模型的电压-电流特性求各变量ak在每一数据集di条件下的对应的j个模型解ak,j,k=1、2……6，j为小于等于t的正整数；

16、步骤s04、根据所述模型解ak,j解求各变量ak的修正解ak,0；

17、步骤s05、将上述所有求得的修正解ak,0、体电容cbody和二极管电容cdio的数值代入等效电路模型，计算出个各元件的参数值。

18、进一步的，所述等效电路模型的电压-电流特性具体如下：

19、当等效电路模型两端的电压大于0且低于开启电压时，其电压-电流特性开启电压为：

20、

21、当等效电路模型两端的电压大于开启电压时，其电压-电流特性为：

22、

23、其中，v为等效电路模型两端的电压，i为等效电路模型流过的电流，n为二极管理想因子，is为二极管反向饱和电流，vt为二极管温度当量，vdc为理想直流电压源dc的电压。

24、进一步的，所述t的取值为：

25、

26、其中， ！表示阶乘运算符号。

27、进一步的，所述修正解ak,0的解求方式如下：

28、。

29、有益效果：第一，本发明公开的qled等效电路模型相比较其他的类似发光二极管模型而言结构更简单、构造方便，能够高效快捷地应用于微显示电路的仿真设计，提高微显示领域科研与生产的效率；

30、第二，本发明公开的qled等效电路模型从量子点发光二极管的发光原理出发，尊重物理事实，相较于拟合型等效电路模型和方程型等效电路模型，更具有实际意义：一方面使用实际器件供给模型设计，另一方面模型参数能够反过来较好地反映目的器件的物理性质，可用于准确评估目标器件的动静态电学特性，促进指导器件的设计优化；

31、第三，由于量子点发光二极管技术较新，现有工程应用中由于缺少相关电路模型，使用其他二极管模型直接替代往往导致有关电路设计结果与实际产品性能存在较大的偏差；又或是因为量子点发光二极管器件本身的物理性质复杂，给建模过程增加了难度；本发明对所提供的qled等效电路模型设计了一种参数辨识与修正方法，通过对所得模型进行初步参数辨识与误差修正补偿，进一步减小了实验测试和模型拟合过程中可能出现的误差；本方法不仅解决了数据量大时传统方程组联立法可能无解的问题，还可以减小参数误差、提高拟合精准度，充分利用所有实验数据，使得最终得到的模型参数更贴合目标器件实际物理特性，提高了所提出的qled等效电路模型的精确度。