OLEDoS和LEDoS的像素驱动电路

自发光显示器的像素驱动

TFT为LCD的大规模发展和快速普及奠定了基础，原因就在于组成TFT阵列的电子元件：晶体管和电容。晶体管提供了像素独立控制的可能，电容则储存信号。

在OLED时代，像素电路也经历了重大的迭代，像素电路不仅需要完全独立的控制和信息储存，还需要进一步具备补偿功能，以消除像素之间的差异，这些都是为了让OLED显示屏每个像素的亮度可控且稳定。对于微型显示也有相同的需求。

无论采用何种类型的基板和晶体管（TFT或MOSFET），有源控制的OLED和LED的像素电路在每个发光结构（通常称为子像素）中至少需要两个晶体管和一个电容。两个晶体管中的一个作为阀门，控制流过OLED和LED的电流，一般称为驱动晶体管。另一个晶体管主要作为开关，控制对电容的充电，称为开关晶体管。

为了实现更复杂的功能，开关晶体管将进一步由更复杂的电路组成，以保证面板中每个驱动晶体管的开启度符合要求，并尽可能增加驱动晶体管的可靠性。图1为在两份专利中展示的LEDoS和OLEDoS驱动电路原理图。

图 1：LEDoS 和 OLEDoS 像素电路示例

来源：Omdia

电流驱动和电压驱动像素电路差异

发光二极管是一种电流控制型发光器件，因此无论其材料和应用场景如何变化，对于OLED、Micro LED、OLEDoS、LEDoS而言，控制通过的二极管电流是控制其发光亮度的核心因素。

像素电路设计分为电压驱动和电流驱动方案，控制元件电压比较容易，控制电流比较复杂，由此形成了两种主要的像素电路设计方案，如图2所示。电压驱动的优势在于驱动电路简单，面积小，可以简化为两个晶体管和一个电容。电流驱动的优势在于可以更精确地控制发光元件的亮度，寿命更好，在同等条件下，寿命将是电压驱动电路像素的4倍。

在微显示领域，OLEDoS和LEDoS的像素驱动电路都是从电压驱动开始的。虽然经验仍需积累，但主流的单芯片模式仍需在背板集成许多驱动芯片的晶体管电路，导致面板空间有限。

因此，OLEDoS对电流驱动产品的需求开始显现，尤其是受Apple Vision Pro带来的VR、MR风潮影响。而目前由于LEDoS具有寿命长等优良特性，且不少产品尚处于早期阶段，因此电压驱动仍是主流。

图2：电压驱动与电流驱动像素电路的比较

来源：Omdia