2024年4月16日发(作者：)
ＡＭＯＬＥＤ驱动管阈值的补偿方法综述 电子质量（２０１３第０８期）
电致发光二极管，整个像素电路的工作分为三个阶段：
复位周期（Ｒｅｓｅｔ ｐｅｒｉｏｄ）、编程周期（Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ）￣ｌ
发光周期（Ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅｒｉｏｄ）。其工作时序如图２所示。
作在饱和区，凼此Ｊ阴口Ｊ以表达为：
＝
加一 一ＩＶ，￣ａ１）
Ｃ
～
：
１
．
Ｗ
Ｌ
（２）
，
、
从式（１）可以看出， 明和阈值电压无关。也就是说，
ＯＬＥＤ发光的强度与 无关，即达到了补偿 变化的
Ｌ．匕Ｄ
ＥＬＶＳＳ
图１ ２Ｔ１Ｃ的像素电路结构
复位
ＥＬＶＤＤ
ＥＬＶＳＳ
ＳＣａｎ
ｄａｔａ 皿］［）口（］［…］［Ⅸ
‘ｆ
图２ ２Ｔ１Ｃ像素驱动工作时序
在复位期间，ＥＬＶＤＤ为低电平，ｓｃａｎ也为低电平用
于开启Ｐ２管，这时ｄａｔａ＝Ｖ，，，，Ｐ１的栅电压 复位到一
个低电平 ，接着ＥＬＶＳＳ变高电平，ＯＬＥＤ在截止区。
编程期间，ＥＬＶＤＤ为高电平，但是没有电流通过
ＯＬＥＤ，因为ＥＬＶＳＳ为高电平；开始时ｓｃａｎ为高电平，接
着ｓｃａｎ变为低电平一段时间，Ｐ２开启，此时数据 送
到数据线ｄａｔａ上，Ｐ１的栅漏相接，Ｐｌ的栅电压 为
ＥＬＶＤＤ—Ｉ 们Ｉ， 棚为驱动管Ｐ１阈值电压。然后ｓｃａｎ再
次变为高电平，Ｐ２关闭，Ｐ１的栅极电压保持在Ｖｃ，ａ不
变，Ｃ１两端的电压为：
ｃ１＝ ｄ 一 ∞＝ ｄ —ＥＬ ＤＤ—ＩＶ，￣Ｉ （１）
发光期间，数据线ｄａｔａ的电压变成 ＥＬＶＳＳ变为
低电平，Ｐ２的栅极电压ＥＬＶＤＤ—Ｉ 柚Ｉ保持不变，Ｐ１工
效果【ｌ Ｉ
１．２ ３ＴＩＣ像素结构及其阈值补偿方法
图３所示是一种３Ｔ１Ｃ像素结构， 加在ＯＬＥＤ的
阴极和地之间，可以延长ＯＬＥＤ的使用寿命，提高性能，
加速ＯＬＥＤ老化的复苏；Ｔ２是行选开关；Ｔ３是节点Ｎ１
和Ｎ３之间的开关，用来补偿Ｔ１的阈值 掰的变化。它
分为三个操作周期：预备周期（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｏｄ）、编程
周期和发光周期［２１。
ＰＶＤＤ（ｎ
Ｖｒｅｖ
Ｖｄａｔａ
：１； （ｚ’ 。 （３’
图３ ３Ｔ１Ｃ的像素电路结构
预备周期是用来复位像素的状态的，在预备周期期
间， 为高电平以阻止ＯＬＥＤ的电流通过， 胁 设置为
低电平以保持Ｔ３导通，因此， 胞＝ 肋， Ｍ还是保持前一
帧的值。
编程周期期间，ＰＶＤＤ变成低电平， 保持高电
平， 导通， 传到节点Ｎ１， 肥作为Ｔ３的源电压，
其通过Ｔ３放电直至Ｔ３关闭，因此， 肥从 肋变为
删厂 掰 ，Ｔ３的栅源电压等于其阈值电压 掰乃，同时，
Ｖｍ— ∞，每个节点的电压如式（３）所示， 保持它的电
压直到下一帧开始。发光周期期间ＯＬＥＤ的电流如式（４）
所示，由于Ｖｍ 和 掰力相等，所以ＯＬＥＤ的电流与驱
动ＴＦＴ的阈值电压无关，从而补偿了ＴＦＩ’的阈值变化。
ＶＭ＝Ｖｏａ ＋ 凸 ｍｔ － 疆
乃
．
（３）
５
电子质量（２０１３第０８期）
，优 （ ＳＣｎ＋ ）：
＝
￣－ｋ（ｖ＾ ｍ＋ ｍ ）２
＝
￣－ｋ（ｖ脱 蹦 一Ｖｏｏ＋Ｖ越‘ｓ— 掰 ＋ 掰 ）
：
￣－ｋ（ｖ蹦 一 ＴＨｎ＇ｔ＂ 馏 ）
１．３ ４１．２Ｃ像素结构及其阈值补偿方法
图４所示的ＡＭＯＬＥＤ像素驱动电路是４Ｔ２Ｃ结构。
其中，１１２是驱动ＴＦＴ，Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４和Ｔ５是开关ＴＦＴ。操作
也分为四个阶段：（１）预充电周期；（２）阈值检测周期；（３）数
据输入周期；（４）发光周期。
（ａ）
Ｖｓｃａｎ２
Ｖｅｍｓ
（ｂ）
图４ ４Ｔ２Ｃ的像素电路结构及其时序
在预充电周期，控制信号 一 、 和ｌ， 都为高
电平，开关ＴＦＩ＇全打开，节点Ａ的电压通过Ｔ３和Ｔ４预
充电到一个特殊值。
６
ＡＭＯＬＥＤ驱动管阈值的补偿方法综述
在阈值检测周期， 和 保持高电平， 变
低电平关闭Ｔ４管，Ａ点的电压（驱动管 的栅电压）通
过１’２、１＇３和Ｔ５放电，直至１’２关闭，到这个周期结束时，
ＶＡ＝ （ｒＩ１２的阈值电压），ＶＢ＝Ｏ。Ｔ２的阈值电压 保存在
电容Ｃ２上。
数据输入周期， 保持高电平，Ｔ１和Ｔ５开启，
变为低电平，Ｔ４管关闭， 变为低电平，Ｔ３管关
闭，在此周期期间，数据电压通过Ｔ１管传输到Ｃ１的左
端ｃ点， 仍然为０。因此， ＝ ［ｃ１／（ｃ２＋ｃ１）】 ，ｃ２
两端的电压一直保持在 ［ｃｌ／（ｃ２＋Ｃ１）］ 直到下一
帧数据更新。
发光周期， 。变低电平关闭Ｔｌ， 变高电压开
启Ｔ４， 保持低电平以使Ｔ３保持关闭。在发光期间，
驱动管Ｔ２工作在饱和区，节点Ｂ的电压 庐 。坳， 一
为发光周期ＯＬＥＤ阳极的电压。Ｃ２两端的电压一直保
持在Ｖ ＋［Ｃ１／（ｃ２＋Ｃ１）］ 直到下一帧更新数据。故ＶＡ＝
［Ｃ１，（ｃ２＋Ｃ１）］ ，所以通过ＯＬＥＤ的电流（也就
是Ｔ２的漏电流）如式（５）所示，其仅仅与数据电压有关。
也就是说，该结构消除了Ｔ丌的阈值电压变化的影响。
值得注意的是，流过ＯＬＥＤ的电流也与电源电压无关，
说明其不仅消除ＴＦＴｒ阈值变化的影响，还消除了电源
ＩＲ压降的影响网。
Ｉｏｔ￣－ｌｆ（Ｖ．一ｌ，
（
（矗
１．４ ５Ｔ２Ｃ像素结构及其阈值补偿方法
图５ ５Ｔ２Ｃ的像素电路结构及其时序
图５所示给出了一种５Ｔ＇２Ｃ的像素结构和操作时
序。其中，Ｔ１～Ｔ４是开关管，Ｔ５是驱动管。Ｔ１用来控制
数据输入，，Ｉ１２和Ｔ３用来控制ＯＬＥＤ发光，Ｔ４感知
ＯＬＥＤ阈值电压。它的操作时序分为三个阶段：
补偿阶段：ＳＣＡＮ１和ＳＣＡＮ２为高电平，所以Ｔ１和
Ｔ２关闭，ＳＣＡＮ３和ＳＣＡＮ４为低电平，使Ｔ３和Ｔ４开启，
因而Ｔ５变成一个二极管连接。由于节点Ａ和节点Ｂ在
ＡＭＯＬＥＤ驱动管阈值的补偿方法综述 电子质量（２０１３第０８期）
前一个发光周期是高电平， 通过Ｔ４和Ｔ３放电至
Ｖｏ￣ｏ
ｏ，Ｖ 通过Ｔ５和Ｔ３放电
．＿
初始化周期
ＳＳｎ
ＭＳｎ
程序周期 发光周期
Ｖｏｆｆ＝Ｖｇｌ
Ｖｏｎ
（放电到Ｔ５关闭）至
哪。Ｖｏ￣
ｏ
为ＯＬＥＤ的开启电压， 珊巧为Ｔ５的
阈值电压。
数据输入阶段：ＳＣＡＮ２保持高电平使ｒｒ２关闭；
ＳＣＡＮ３和ＳＣＡＮ４变为高电平使Ｔ３和Ｔ４关闭，同时，
Ｒｓｎ＝ＳＳｎ－ｌ
Ｖｊｎｉ＝Ｍ￥１１．１
’’’’’’’’’’’ ……・…………・…
Ｖｏｆｆ
ＶＯｎ
・－Ｖｉｎｉ＝Ｖｏｆｆ
ＳＣＡＮ１变为低电平使Ｔｌ打开，因此，数据电压 蹦 传
Ｖｄａｔ。………
圆…………
至节点Ａ，根据电荷守恒， 变为：
庐ＶｍｒＡ× ＋Ｖｏ￣
ｏ× Ｃ
Ｌ
￣＋
Ｃ２－ＶｒＨ ｒ５ （６）
发光阶段：ＳＣＡＮ１和ＳＣＡＮ４保持高电平使Ｔ１和
Ｔ４关闭；ＳＣＡＮ２和ＳＣＡＮ３变为低电平，开启了 和
Ｔ３，因此，发光时ＯＬＥＤ的电流 为：
Ｉ乩 Ｇｓ旷ｖ删
争【 Ｉ， 一彘ｘ（ 现 捌）一 一 啦 （７）
：
等【 （‰一
从式（７）可以看出，发光时ＯＬＥＤ的电流 只与数
据电压 和ＯＬＥＤ开启电压 ０坳。有关，与 ｒ丌阈
值电压无关，因而阈值的变化不会影响ＯＬＥＤ的发光强
度。显然，这消除了Ｔ丌阈值变化的影响，同样，也消除
了电源ＩＲ压降的影响 。
１．５ ６ＴｌＣ像素结构及其阈值补偿方法
如图６所示，参考文献［５】给出了一种６Ｔ１Ｃ的
ＯＬＥＤ像素驱动结构，该电路能补偿正阈值电压和负阈
值电压，而且，它省略了串联在驱动Ｔ 和发光元件之
间的控制ＴＦＴｒ，还能防止元器件的不必要发光。像素电
路的操作时序分为三个阶段：初始化周期，程序周期和
发光周期。其时序如图７所示。
图６ ６Ｔ１Ｃ的像素电路结构
圈７ ６Ｔ１Ｃ的像素电路操作时序
在初始化周期，节点Ｎ１、Ｎ２和Ｎ３被初始化到初始
化电压 ＝ ，而且Ｖ ＜Ｖｓｓ，所以ＯＬＥＤ反偏，为了防
止ＯＬＥＤ的不必要发光，如图７所示。 的下降沿要早
于 的上升沿。在此期间，反偏的ＯＬＥＤ起一个积累电
荷的电容Ｃ删的作用。初始化周期的电路简化图如图８
所示
图８初始化周期的电路简化图
程序周期期间， 和Ｔ 导通，节点Ｎｌ的电压从
变为 ， 通过Ｔｄａｔａ传至节点Ｎ２，节点Ｎ２的电
压变为 缸。Ｒｓｎ为低电平，Ｔｒｅｓ２关闭，由电荷守恒，节
点Ｎ２的电压 变为 （ ［ ，随后节
点Ｎｌ通过Ｔｄ向 ｄ充电直至节点Ｎ３的电压 肭： 广
（这时Ｔｄ关闭），在这个周期结束时，各节点的电压分
别为： Ｍ＝ ，ＶＭ＝ 矿 ， ｍ＝ 厂 。该时期的电
路简化图如图９所示。
ＳＳｎ
旧
Ｔｒｅｆ
－Ｉ－ ＿
＿●
１． Ｎ
’
ｌ Ｉ
Ｉ
Ｉ
Ｉ
－
－
－
－
Ｉ
Ｔｍ
ｉ｝．．～
‘‘ 一
一
；
ｉ …． Ｉ
．．．一
ｊ；
Ｔｄａｔａ ‘＼
＼
．
．ｒ＿ ＿１－ Ｒ ＼．’．．．． ：
●
●●
一 ／ｌ 。
ｖｄ。“ 帅‘ｖ 三 罩｛目
图 程序周期期间的电路简化图
７
电子质量（２０１３第０８期）
图１０发光周期期间的电路简化图
发光周期期间的电路简化图如图１Ｏ所示， 和
截止， 导通，节点Ｎ１的电压从 变为Ｖ 扛
。
发光期间，驱动管Ｔｄ的过驱动电压
一
ｌ＾＝ 由 ≤Ｖ女，Ｔｄ总在饱和区工作，流过ＯＬＥＤ
的电流如式（８）所示。可以看出，其与驱动ＴＦＴ的阈值电
压无关，ＯＬＥＤ自然也不受ＯＬＥＤ阈值电压变化或者影
响阎。
：
ｓ（ 一 ｚ
＝
ｓ【（ — 矿 ］ （８）
：
ｓ（ 由
１．６ ７Ｔｌ Ｃ像素结构及其阈值补偿方法
第
第一扫描
信号
第二扫描
信号
数据信号
控制信号
Ｔ（１） Ｔ（２） Ｔ【３）
图１ １丌１Ｃ的像素电路结构及其时序
８
ＡＭＯＬＥＤ驱动管阈值的补偿方法综述
参考文献【６】提出一种７Ｔ１Ｃ的像素结构，如图１ １所
示。它能补偿驱动管的阈值电压变化和ＩＲ压降（ｄｒｏｐ）的
影响。它的时序操作分为三个阶段：Ｔ（１）、Ｔ（２）和Ｔ（３）。
在Ｔ（１）阶段，第一扫描信号为低电平，第二扫描信
号为高电平，Ｔ１、１＿７管导通，Ｔ３管截止。节点Ａ、Ｂ的电
压分别为： ＝ 、 庐 盥。
在Ｔ（２）阶段，第二扫描信号为低电平，Ｔ３导通，
变成二极管连接，且数据信号 胁传到节点Ａ，节点Ａ
的电压为： ＝ ２＋ 锄。
在Ｔ（３）阶段，第一、二扫描信号为高电平，Ｔ１、Ｔ３和
１＿７截止。控制信号变为低电平，Ｔ４、Ｔ５导通，ＶＤＤ通过
Ｔ４传到节点Ｂ，则 加。由电荷守恒可知，节点Ａ的
电压 ＝ 肋。驱动管Ｔ６的栅源电压 岱１ 一
２＋ 。所以，通过ＯＬＥＤ的电流０＂６的漏电流）：，＿
卢（ 出 ，与阈值电压和 加无关，达到了补偿阈值电压和
ＩＲ ｄｒｏｐ影响的效果啕。前提是 牺。
２总结
本文综述了目前ＡＭＯＬＥＤ像素驱动电路的几种典
型结构及其消除驱动Ｔ 阈值变化影响的方法，但其还
在不断发展中，新的像素驱动结构还在不断出现，以适
应ＡＭＯＬＥＤ显示器往大尺寸面板，低功耗，高分辨率，
良好的人眼感知体验以及更长的使用寿命的发展要求。
本文展示的ＡＭＯＬＥＤ像素驱动电路的典型结构以及消
除阈值影响（其实还有消除电源ＩＲ ｄｒｏｐ）的方法体现了
ＡＭＯＬＥＤ像素电路消除ＴＦＴｒ阈值影响的一般思路。
参考文献：
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ａ Ｎｏｖｅｌ ＡＣ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ『Ｊ１．ＩＥＥＥ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｌｅｔ—
ｔｅｒｓ，２０１ １：２６５２—２６５９．
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ａｇｅ—Ｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｐｉｘｅｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｆｏｒ Ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ｔｈｅ Ｕｎｉｏｆ卜
ｍｉｌｙ ｏｆ ＡＭＯＬＥＤ Ｄｉｓｐｌａｙｓ ｆＪ］．ＩＥＥＥ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｌｅｔ—
ｔｅｒｓ，２０１ ｈ９３ １—９３３．
［４］Ｃｈｉｈ—Ｌｕｎｇ Ｌｉｎ，Ｗｅｎ—Ｙｅｎ Ｃｈａｎｇ，Ｃｈｉａ－Ｃｈｅ Ｈｕｎｇ，ｅｔ ａ１．
ＬＴＰＳ—ＴＦＴ Ｐｉｘｅｌ Ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅ ｆｏｒ ＯＬＥＤ Ｌｕｍｉ－
ｎａｎｃｅ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ＡＭＯＬＥＤ Ｄｉｓ——
ｐｌａｙ［Ｊ］．ＩＥＥＥ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｅｖｉｃｅ ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１２：７００—７０２．
［５】韩国乐晶显示有限公司．有源矩阵有机发光二极管显
示器的电压补偿型像素电路 ＿中国专利：２０１ １ １０１３０２４￣
２０１ １－１ １－２３．
［６］四川虹视显示技术有限公司．一种ＡＭＯＬＥＤ像素驱动
电路［Ｐ］．中国专利：２０１２２０２６３６３３，２０１２—０６—０６．
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