OLED像素電路補償專利技術綜述

楊歡歡 段超霞

摘 要：OLED由于具有高響應速度、高發光效率、強亮度、寬視角、柔性好等優點，已被廣泛應用到顯示領域，然而其像素電路中驅動晶體管的閾值電壓漂移和電源壓降會導致OLED出現亮度不均勻現象。本文綜述了目前OLED像素電路補償的兩種補償方式，并分別就這兩種補償方式介紹了三種像素電路的補償結構。

關鍵詞：OLED;像素電路;補償

中圖分類號：TN873;TN383.1? ? ? 文獻標識碼：A ? ? 文章編號：1003-5168（2021）24-0027-03

Overview of OLED Pixel Circuit Compensation Patent Technology

YANG Huanhuan? ? DUAN Chaoxia

（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office， CNIPO， Guangzhou? Guangdong? 510530）

Abstract： OLED has been widely used in the display field due to its high response speed， high luminous efficiency， strong brightness， wide viewing angle and good flexibility. However， the threshold voltage drift and power supply voltage drop of the driving transistor in its pixel circuit causes? OLED has uneven brightness. This article summarizes the two compensation methods of pixel circuit compensation of the current OLED， and introduces three means of the compensation structures of? pixel circuits for these two compensation methods.

Keywords： OLED; pixel circuit; compensation

有機發光二極管（Organic Light Emitting Diode，OLED）是一種利用多層有機薄膜結構產生電致發光的器件，具有高響應速度、高發光效率、強亮度、寬視角、柔性好等優點，近年來被人們廣泛研究，應用在顯示屏的制作中，成為新一代顯示技術。目前，在手機、PDA、數碼相機等平板顯示領域，OLED已經開始取代傳統的液晶顯示屏（Liquid Crystal Display，LCD）。

用于控制OLED進行發光的像素電路的設計是OLED顯示器的核心技術內容。由于OLED屬于電流驅動，需要穩定的電流來控制其發光。然而，由于工藝制程和器件老化等原因，會使像素電路中驅動OLED發光的驅動晶體管的閾值電壓Vth存在不均勻性，這樣導致流過OLED的電流會發生變化使得顯示亮度不均，從而影響整個圖像的顯示效果。并且流過每個OLED的電流與驅動晶體管的源極連接的電源電壓相關，由于電源電壓存在IR Drop（壓降）的原因，也會造成不同區域的電流存在差異，進而造成不同區域的OLED出現亮度不均勻現象[1]。因此，各企業和科研院校提出了針對像素電路結構的補償技術，以提高OLED顯示面板的顯示均勻性。

1 傳統的2T1C像素電路結構

傳統的2T1C像素電路結構如圖1所示，當掃描信號Vscan為低電平時，開關晶體管T2導通，數據信號Vdata經由開關晶體管T2存儲到存儲電容器CS中，并寫入驅動晶體管T1的柵極，驅動晶體管T1導通，驅動OLED發光。其中，流經OLED的電流由驅動晶體管T1控制，公式如下：

[Ids=12μCoxWLVDD-Vdata-Vth2]? ? （1）

其中，μ為有效載流子遷移率，Cox為柵極氧化層電容，W/L為驅動晶體管的寬長比，VDD為信號源的電壓，Vdata為輸入的數據信號，Vth為驅動晶體管的閾值電壓。

從上述公式可以看出，電流Ids與閾值電壓Vth有關。由于工藝的差異和長時間顯示的原因，會造成驅動晶體管閾值電壓的不一致和漂移，即使寫入的數據信號相同，驅動OLED發光的電流也會存在差異，從而導致各像素中OLED的發光不均勻。同時，考慮到VDD金屬線本身具有阻抗，會有壓降存在，造成每一像素實際施加的VDD不同，驅動OLED發光的電流會存在差異，這也會導致各像素中OLED的發光不均勻。

2 像素電路補償

目前，像素電路補償通常采用以下兩種方式：內部補償方式和外部補償方式。內部補償方式是在像素電路結構內部增加補償單元，在發光階段前對閾值電壓進行補償;外部補償方式是通過感測像素電路中元件的電氣屬性（如閾值電壓或遷移率），基于感測結果通過設置在顯示面板外部的補償裝置對輸入圖像的像素數據進行調制，從而補償各個像素電路中元件特性的退化。內部補償方式由于在像素電路結構內部增加補償單元，使得像素電路配置變得復雜，此外，內部補償方式難以補償驅動TFT遷移率的變化。相比內部補償方式，外部補償方式的結構簡單且可調控性強，有利于顯示面板高分辨率設計，因此更受青睞[2]。

本文針對內部補償方式和外部補償方式介紹了三種像素電路補償結構。

2.1 案例1