三管TFT結構

圖3所示是三管TFT電流控制型電路，它工作于控制和保持兩個階段。控制階段，掃描線處于高電平，T2和T3開啟，T1漏極施加低電平，OLED反向偏置，輸入數據電流流經T2，T1，T1的柵源電壓存儲于Cs中。保持階段，掃描線處于低電平，T2和T3關斷，同時T1漏極施加高電平，電流流經T1與OLED，T1的柵源電壓維持T1電流不變。電路能有效補償閾值電壓的變化，工作700小時，電流衰減11%，這可以通過減小TFT的交疊電容加以改善。

圖3 電流控制型3-TFT像素電路

四管TFT結構

國外較早見報道的4-TFT電流控制帶閾值電壓補償的驅動電路如圖4。在尋址階段，掃描電壓開啟T1、T3，數據電流Idata流過T4進入發光單元，T4的柵源電壓保存在Cs中;尋址結束，T1和T3關閉，VG的引入能使T2打開，這時T4連到VDD上作為電流源，它只受保存在Cs中的電壓控制，這就消除了閾值電壓變化的影響，然而VG線的引入影響了顯示器的開口率。

圖4 電流控制帶閾值電壓補償的模擬驅動電路

圖5 電流控制電流鏡像素電路

獲得廣泛應用的是以電流鏡像為基礎的電流控制型像素單元電路，下面以圖5所示結構闡述這類電路的工作原理。當掃描線上電壓處于高電平時，此像素被選中，晶體管T1、T2導通，Idata首先從數據線通過T1管對電容Cs充電。當電容Cs兩端電壓達到一定值時，整個Idata通過T2管流到T3管。同時，由于T3管和T4管的柵極電壓相等，數據電流Idata被鏡像為流經OLED的電流。當此像素未被選中時，T4管的柵極電壓由電容Cs兩端所存儲的電壓所決定，維持著電流驅動OLED。

研究發現開關管T2的老化，T3、T4閾值電壓VT的漂移差別，T3、T4的閾值電壓VT初始值不同是影響以電流鏡為基礎a-Si:H電路的驅動電流穩定性的主要機制。因此，電流鏡準確實現電流跟隨功能的基本要求是T2盡可能開態低阻，關態低漏電流;T3、T4的初始閾值電壓相等，且變化一致;T3、T4工作于飽和區。而郭斌等人模擬和分析了作為電流控制型多晶硅薄膜晶體管（poly-SiTFT）有源矩陣有機發光二極管（AM-LOED）像素單元的poly-SiTFT/OLED耦合對的J-V特性和poly-SiTFT電流鏡的I-V特性。結果表明，poly-SiTFT/OLED耦合對的驅動電壓低，在200A/m2下不超過8V;而TFT電流鏡的跟隨能力很好，在0.0～2.5μA時飽和電壓只有1.5～2.5V。一般說來，以電流鏡像為基礎的電路具有良好的補償特性，類似于此類型的電流控制型驅動電路也能很好地證明這一點，并從實驗得出，這種電路具有很好的線性輸出，能對顯示的灰度作精確性地調節。

四管電流驅動型電路缺陷在于低亮度顯示時，充電時間長，信號延時嚴重。目前，主要通過調節OLED的電流與輸入數據電流的縮減比例，來減小數據線與像素間的充電時間。已見報道的有兩類方法，一是基于TFT幾何尺寸，一是基于存儲電容尺寸。分壓式電流控制型驅動電路屬于前者，電路中流經OLED的電流與數據電流的關系為：

這里μ為場效應遷移率，Cox為單位面積的絕緣層電容;W和L分別為MOS管溝道寬度和長度。由以上關系可知，采用大數據電流充電，能得到小的IOLED，同時減少了充電時間，但這是以增加功耗為代價的。而串聯存儲電容結構的電流控制型電路屬于后者，選通階段，Idata=IOLED，非選通階段，電路中流經OLED的電流與數據電流的關系為Idata=RSCALEIOLED，其中RSCALE為電流縮減比率，它與存儲電容CST2、開關管柵源/柵漏等效交迭電容COV-T2、掃描信號在選通與非選通時幅度的變化△VSCAN相關，且隨著以上參數的增大，RSCALE隨之增大。與前者相比，該電路優勢在于通過RSCALE與IOLED適當組合，不僅可以更大程度地減小響應時間，而且在不增加功耗的前提下，能滿足高、低不同灰度級的顯示需要。

五管TFT結構

B.Mazhari等人提出了五管單元像素電路，該電路采用一個柵源短接的TFT作為負反饋電阻，有效抑制多晶硅TFT扭結效應（kinkeffect），實現了數據電流高達20A，輸出特性曲線仍具有良好的線性，克服了以前各種電路在保證線性的前提下電流范圍小的缺陷。愛普生-劍橋實驗室提出了先進的自調整電壓源技術，這也是一種五管驅動方案，電路通過單位增益放大器存儲驅動管TFT的源電壓，保證選通與非選通階段驅動管偏置條件一致。

盡管電流范圍限制在0.2A～1A，還是有效改善了數據電流較小時閾值電壓的變化對OLED電流影響較大的缺點，但電路結構復雜，限制了像素的占空因數。

編者結語

對于大屏幕、高分辨率OLED平板顯示器件而言，有源驅動電路已經成為其必不可少的部分。本文著重分析了不同數目TFT管構成的電壓控制型與電流控制型像素單元電路的工作原理和優缺點，并討論了控制/驅動IC對TFT-OLED有源驅動電路的影響，能為OLED平板顯示器的設計提供一些依據。