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TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

  其工作原理如下:当扫描线被选中时,开关管T1开启,数据电压通过T1管对存储电容CS充电,CS的电压控制驱动管T2的漏极电流;当扫描线未被选中时,T1截止,储存在CS上的电荷继续维持T2的栅极电压,T2保持导通状态,故在整个帧周期中,OLED处于恒流控制。

  其中(a),(b)被分别称为恒流源结构与源极跟随结构,前者OLED处于驱动管T2的漏端,克服了OLED开启电压的变化对T2管电流的影响;后 者在工艺上更容易实现。两管电路结构的不足之处在于驱动管T2阈值电压的不一致将导致逐个显示屏的亮度的不均匀,OLED的电流和数据电压呈非线性关系, 不利于灰度的调节。

  2.1.2 三管TFT结构

  基于第二代电流传输器原理的电压控制型像素单元电路如图2所示,虚线左边可视为外部驱动电路,右边为单元像素电路。

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图2 基于第二代电流传输器原理的像素电路

  在控制模式下,T2和T3开启,T1和运算放大器构成第二代电流传输器,由于运算放大器的放大倍数可以取得很大,T1管的阈值电压对电流的影响变得不敏感,此时,流经T1的电流:

  IT1=Vin/Rin

  并且T1管源极电压应低于OLED的开启电压,防止OLED开启。在保持模式下,T2和T3关断,存储电容Cs维持T1管的栅极电压,电流经T1进入OLED。其中放大器由COMS电路实现,所有同行像素可共用一个运算放大器。

  仿真结果表明,尽管T3管存在电荷注入与时钟馈漏效应,使得OLED电流略小于控制电流;在OLED标称电流为1μA,阈值电压漂移超过5V时,控制电流、OLED电流相对误差分别为-0.18%、5.2%,成功补偿了TFT的空间不均性和不稳定性。

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