有机发光显现二极管（OLED）作为一种电流型发光器材已越来越多地被运用于高性能显现中。因为它自发光的特性，与LCD比较，AMOLED具有高对比度、超轻薄、可曲折等许多长处。可是，亮度均匀性和残像仍然是它现在面对的两个首要难题，要处理这两个问题，除了工艺的改善，就不得不说到补偿技能。
介绍补偿技能之前，首要咱们来看看AMOLED为什么需求补偿。下图所示为一个最简略的AMOLED像素电路，它由两个薄膜晶体管（TFT）构建像素电路为OLED器材供给相应的电流。
与一般的非晶硅薄膜晶体管（amorphous-Si TFT）比较，LTPS TFT和Oxide TFT具有更高的迁移率和更安稳的特性，更适合运用于AMOLED显现中。在中小尺度运用中多选用低温多晶硅薄膜晶体管（LTPS TFT），而在大尺度运用中多选用氧化物薄膜晶体管（Oxide TFT）。这是因为LTPS TFT迁移率更大，器材所占面积更小，更适合于高PPI的运用。而Oxide TFT均匀性更好，工艺与a-Si兼容，更适合在高代代线上出产大尺度AMOLED面板。然后它们又各有缺陷，因为晶化工艺的局限性，在大面积玻璃基板上制造的LTPSTFT，不同方位的TFT常常在比如阈值电压、迁移率等电学参数上具有非均匀性，这种非均匀性会转化为OLED显现器材的电流差异和亮度差异，并被人眼所感知，即mura现象。Oxide TFT 尽管工艺的均匀性较好，可是与a-Si TFT相似，在长期加压和高温下，其阈值电压会呈现漂移，因为显现画面不同，面板各部分TFT的阈值漂移量不同，会形成显现亮度差异，因为这种差异与之前显现的图画有关，因而常呈现为残影现象，也便是一般所说的残像。
因而，在当时的工艺制造中，不管是LTPS仍是Oxide都存在均匀性或安稳性的问题，并且OLED自身也会跟着点亮时刻的添加亮度逐步衰减。已然这些问题难以在工艺上彻底战胜，就必须要在规划上经过各种补偿技能来处理。一般OLED的发光亮度和电流成正比，而电流是由TFT供给的，与TFT的特性参数相关。电流一般表明为，k是和TFT迁移率有关的参数，Vgs和Vds又和电源电压与OLED驱动电压有关。可知影响电流巨细的参数有TFT迁移率、阈值电压，OLED的驱动电压以及电源电压的巨细。补偿技能的首要意图便是要消除这些要素的影响，终究让一切像素的亮度到达抱负值。因为变量太多，技能难度很大，补偿技能已成为 AMOLED显现的核心技能之一。
补偿办法能够分为内部补偿和外部补偿两大类。内部补偿是指在像素内部运用TFT构建的子电路进行补偿的办法。外部补偿是指经过外部的驱动电路或设备感知像素的电学或光学特性然后进行补偿的办法。一般内部补偿的像素结构和驱动办法都较杂乱，且补偿作用仅限于TFT 阈值电压和IR Drop，补偿规模偏小，难以处理残像问题。这种补偿办法在TV产品中运用不多，可是在手机/平板这些运用频率不高，产品生命周期短的运用中，也足以满意需求。而外部补偿的办法具有像素结构简略，驱动速度快和补偿规模大的长处，但缺陷是外围驱动电路规划杂乱度高，在大尺度AMOLED TV显现运用中，外部补偿被认为是较佳的补偿计划。可是最近跟着用户对产品特性的要求前进，外部补偿也在逐步向中小尺度运用中开展。
下图是一个典型的内部补偿型电路，它由7个TFT和1个存储%&&&&&%组成，因而被简称为7T1C结构，相似还有6T1C，5T2C等许多相似电路结构，经过近几年的不断研讨和开展，内部补偿电路的拓扑结构简直已被尽头，很难再有实用性的结构立异。这种像素电路作业时一般都会有三个作业阶段，会阅历复位、补偿、发光，即一个驱动周期至少要干2到3件事，因而对电路驱动才能和面板上的负载都有必定要求。它的一般作业思路是在补偿阶段把TFT的阈值电压 Vth先储存在它的栅源电压Vgs内，在最终发光时，是把Vgs-Vth转化为电流，因为Vgs现已含有了Vth，在转化成电流时就把Vth的影响抵消了，然后完成了电流的一致性。可是实践因为寄生参数和驱动速度等影响，Vth并不能彻底抵消，也即当Vth差错超越必定规模时（一般？Vth≥0.5V），电流的一致性就不能保证了，因而说它的补偿规模是有限的。
外部补偿依据数据抽取办法的不同又能够分为光学抽取式和电学抽取式。光学抽取式是指将背板点亮后经过光学CCD照相的办法将亮度信号抽取出来，电学抽取式是指经过驱动芯片的感应电路将TFT和OLED的电学信号抽取出来。两种办法抽取的信号品种不同，因而数据处理的办法也不同。光学抽取的办法具有结构简略，办法灵敏的长处，因而在现阶段被广泛选用。
下图是外部光学补偿原理图。OpTIcal sensor一般是高分辨率和高精度的CCD照相机。
外部光学补偿原理图
其补偿进程是用CCD对整个面板摄影，得到每个像素在几个特征灰阶下的亮度值，然后对子像素进行建模，得到每个像素的灰阶-亮度的特性曲线。在对某一显现图画进行补偿时，咱们依据输入灰阶相对应的抱负亮度，从该子像素的灰阶-亮度特征曲线中能够反推出为了使该子像素到达相同的亮度，所对应的补偿灰阶，对一切的子像素都进行相似操作，咱们就能够得到一个所谓的补偿图画，运用这个补偿图画驱动背板，就能够到达咱们想要的抱负亮度值。这一技能的难点是如何用CCD精确抓到每个像素的正确亮度并树立正确的模型，要经过算法战胜子像素精确定位、摩尔纹等问题。因为光学补偿要凭借专业化的设备，只能在出厂前做初始化校准，无法在产品运用中进行补偿，因而只能补偿显现非均匀性，无法补偿运用中发生的残像。
光学外部补偿计划
外部补偿的另一种办法是电学补偿，即经过像素内部的TFT将驱动管的I-V特性以及OLED器材的I-V特性读取到外部感应电路，核算需求补偿的驱动电压值并反馈给驱动面板的芯片然后完成补偿。它需求开发具有信号提取功用的新式IC。
图中Column readout作用是监测 TFT I-V 特性改变和均匀性，监测OLED均匀性和老化；Image processing LSI作用是依据监测成果核算补偿量，并将补偿量和初始数据整合输出给Data Driver
外部补偿像素电路比较简略，一般是3T1C结构如下图，除了传统的数据线以外，它有一个感应线（SENSE）能够将TFT和OLED的电流抽取到驱动IC中。
外部补偿像素结构
它有两种抽取电信号办法，一种是抽取TFT电流，被称作TFT sensing，一种是抽取OLED电流，被称作OLED sensing。基本原理都是给定TFT或OLED的驱动电压，把电流从感应线传抽取到驱动IC，如下图所示
TFT和OLED感应办法
读出电信号后，外部补偿办法可凭借外部的%&&&&&%芯片施行较杂乱的算法，对TFT阈值电压和迁移率的非均匀性以及OLED 老化等施行补偿。外部电学补偿的技能难点在于完成高精度和高速的TFTOLED电学参数读取，感应线上的寄生效应会影响读取速度并形成信号衰减，感应电路的差错会形成输出失真，相邻感应线或外界环境的噪声会搅扰感应信号的精确性。外部补偿技能是一个包含面板规划，IC规划，驱动电路规划，算法规划的体系级计划，任何一个环节做欠好都有或许影响补偿作用，可是一旦完成精准规划，它的补偿作用是最好的，能够完成实时补偿，即在产品生命周期内，在运用进程中继续进行补偿，可有用提高产品寿数。
因为补偿技能十分要害，许多公司都在活跃开发具有自主知识产权的补偿技能。现在内部补偿技能堆集较深沉的公司是三星，外部补偿业界只要LG首先完成了量产。其他面板厂或公司都在大力投入、针对这一技能活跃进行研制，BOE现在也开发完成了具有自主知识产权的内部补偿和外部补偿技能，并已完成了在产品端的验证，在国内处于领先地位。但即使是三星或LG，现在的补偿技能并不能说是毫无瑕疵，还需求继续立异和改善，伴跟着工艺水平和才能的前进，信任未来的AMOLED产品会愈加完美。
作者简介：吴仲远 BOE VO SBU OLED开发副本部长2004年取得清华大学微电子与固体物理学专业硕士学位，2004~2010在韩国三星半导体从事显现驱动IC规划，2010年参加京东方至今一向专心于大尺度OLED技能领域。现担任大尺度OLED技能和产品开发作业。个人首要研讨爱好方向包含AMOLED像素规划、驱动技能、补偿算法、%&&&&&%规划等。首要担任的55 UHD AMOLED开发、外部补偿等项目曾获集团杰出优异项目奖。现在担任SID北京分会专业技能委员会委员。
