OLED像素电路补偿专利技术综述

杨欢欢 段超霞

摘 要：OLED由于具有高响应速度、高发光效率、强亮度、宽视角、柔性好等优点，已被广泛应用到显示领域，然而其像素电路中驱动晶体管的阈值电压漂移和电源压降会导致OLED出现亮度不均匀现象。本文综述了目前OLED像素电路补偿的两种补偿方式，并分别就这两种补偿方式介绍了三种像素电路的补偿结构。

关键词：OLED;像素电路;补偿

中图分类号：TN873;TN383.1      文献标识码：A     文章编号：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

有機发光二极管（Organic Light Emitting Diode，OLED）是一种利用多层有机薄膜结构产生电致发光的器件，具有高响应速度、高发光效率、强亮度、宽视角、柔性好等优点，近年来被人们广泛研究，应用在显示屏的制作中，成为新一代显示技术。目前，在手机、PDA、数码相机等平板显示领域，OLED已经开始取代传统的液晶显示屏（Liquid Crystal Display，LCD）。

用于控制OLED进行发光的像素电路的设计是OLED显示器的核心技术内容。由于OLED属于电流驱动，需要稳定的电流来控制其发光。然而，由于工艺制程和器件老化等原因，会使像素电路中驱动OLED发光的驱动晶体管的阈值电压Vth存在不均匀性，这样导致流过OLED的电流会发生变化使得显示亮度不均，从而影响整个图像的显示效果。并且流过每个OLED的电流与驱动晶体管的源极连接的电源电压相关，由于电源电压存在IR Drop（压降）的原因，也会造成不同区域的电流存在差异，进而造成不同区域的OLED出现亮度不均匀现象[1]。因此，各企业和科研院校提出了针对像素电路结构的补偿技术，以提高OLED显示面板的显示均匀性。

1 传统的2T1C像素电路结构

传统的2T1C像素电路结构如图1所示，当扫描信号Vscan为低电平时，开关晶体管T2导通，数据信号Vdata经由开关晶体管T2存储到存储电容器CS中，并写入驱动晶体管T1的栅极，驱动晶体管T1导通，驱动OLED发光。其中，流经OLED的电流由驱动晶体管T1控制，公式如下：

[Ids=12μCoxWLVDD-Vdata-Vth2]    （1）

其中，μ为有效载流子迁移率，Cox为栅极氧化层电容，W/L为驱动晶体管的宽长比，VDD为信号源的电压，Vdata为输入的数据信号，Vth为驱动晶体管的阈值电压。

从上述公式可以看出，电流Ids与阈值电压Vth有关。由于工艺的差异和长时间显示的原因，会造成驱动晶体管阈值电压的不一致和漂移，即使写入的数据信号相同，驱动OLED发光的电流也会存在差异，从而导致各像素中OLED的发光不均匀。同时，考虑到VDD金属线本身具有阻抗，会有压降存在，造成每一像素实际施加的VDD不同，驱动OLED发光的电流会存在差异，这也会导致各像素中OLED的发光不均匀。

2 像素电路补偿

目前，像素电路补偿通常采用以下两种方式：内部补偿方式和外部补偿方式。内部补偿方式是在像素电路结构内部增加补偿单元，在发光阶段前对阈值电压进行补偿;外部补偿方式是通过感测像素电路中元件的电气属性（如阈值电压或迁移率），基于感测结果通过设置在显示面板外部的补偿装置对输入图像的像素数据进行调制，从而补偿各个像素电路中元件特性的退化。内部补偿方式由于在像素电路结构内部增加补偿单元，使得像素电路配置变得复杂，此外，内部补偿方式难以补偿驱动TFT迁移率的变化。相比内部补偿方式，外部补偿方式的结构简单且可调控性强，有利于显示面板高分辨率设计，因此更受青睐[2]。

本文针对内部补偿方式和外部补偿方式介绍了三种像素电路补偿结构。

2.1 案例1