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TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

  2.1.3 四管TFT结构

  Dawson等人首次提出了四管TFT结构的单元像素电路,该电路通过自动置零将数据信号与驱动管进行比较,以消除TFT栅压的偏移,并在数据信号 之前施加优先置零信号(VAZB),使寄生电容所积累的电荷得以释放,解决了阈值电压变化的问题,并且不依赖OLED的开启与充电时间。这种电路的缺陷在 于:当沟道长度变短时,又将出现发光不均匀现象。

  GohJC等人提出了利用亚阈值电流补偿阈值电压变化电压控制型电路,在驱动时序上增加一个补偿阶段,使驱动管工作于亚阈值区,此时驱动管的栅源电 压即阈值电压Vth储存于存储电容,该电压在数据输入阶段可补偿了TFT阈值电压的漂移。他们还提出了利用放电式补偿阈值电压变化的电压控制型驱动电路, 与前者不同的是,该电路利用放电的方式使驱动管进入亚阈值区,获得数据电压与阈值电压叠加值,从而有效补偿阈值电压变化。

  电压控制型驱动电路除了能有效补偿阈值电压变化外,其优势还在于具有快速响应特性,因为电压直接加到存储电容CS的两端,充电电流一开始会有一个瞬间的大电流对电容充电,极大地降低了充电时间。

  2.2 电流控制型像素电路

  尽管电压控制型电路具有响应速度快的特点,但由于不能准确地调节显示的灰度,难以满足显示的需求,于是人们提出电流驱动方案。电流控制型单元像素电路是以数据电流作为视频信号的。

  一般说来,电流控制型像素电路需要满足以下要求:

  1)有效补偿阈值电压的漂移,

  2)具有良好的电流跟随特性及良好的线性,

  3)响应速度在可接受的范围内,

  4)在允许的条件下尽量降低驱动电源电压以降低功耗。

  因此,绝大多数电流控制型像素电路是通过接收输入的电流信号并将其映射到输出端,同时储存到像素内的存储电容上,以保证整帧内稳定的输出。目前报道过的电流驱动型电路主要有三管TFT结构、四管TFT结构、五管甚至更多管TFT结构。

  2.2.1 三管TFT结构

  图3所示是三管TFT电流控制型电路,它工作于控制和保持两个阶段。控制阶段,扫描线处于高电平,T2和T3开启,T1漏极施加低电平,OLED反 向偏置,输入数据电流流经T2,T1,T1的栅源电压存储于Cs中。保持阶段,扫描线处于低电平,T2和T3关断,同时T1漏极施加高电平,电流流经T1 与OLED,T1的栅源电压维持T1电流不变。电路能有效补偿阈值电压的变化,工作700小时,电流衰减11%,这可以通过减小TFT的交叠电容加以改 善。

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图3 电流控制型3-TFT像素电路

  2.2.2 四管TFT结构

  国外较早见报道的4-TFT电流控制带阈值电压补偿的驱动电路如图4。在寻址阶段,扫描电压开启T1、T3,数据电流Idata流过T4进入发光单 元,T4的栅源电压保存在Cs中;寻址结束,T1和T3关闭,VG的引入能使T2打开,这时T4连到VDD上作为电流源,它只受保存在Cs中的电压控制, 这就消除了阈值电压变化的影响,然而VG线的引入影响了显示器的开口率。

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图4 电流控制带阈值电压补偿的模拟驱动电路

TFT-OLED像素单元及驱动电路分析

图5 电流控制电流镜像素电路

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