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有机发光器件(Organic Light-emitting Device,OLED)是一种集众多优势于一身的新型显示器件,器件具有厚度薄、质量轻、视角宽、工作温度范围广等优点。OLED显示屏主要有无源驱动和有源驱动两种方式。无源驱动方式中采用较大的脉冲电压和脉冲电流驱动,导致OLED器件工作效率较低,采用该驱动方式的显示屏多用于小尺寸、低信息含量的显示领域;有源驱动中每个像素在一帧时间内持续发光,能够满足大面积高信息含量的显示需求。最初的有源驱动像素电路采用两个薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)和一个存储电容组成的传统2T-1C电路,其结构简单并且便于控制。但是,TFT长时间工作后阈值电压会发生偏移,导致流过OLED的电流发生变化。因此,具有阈值电压补偿功能的像素电路随之产生。但是,该类驱动电路与2T-1C电路相比结构更加复杂,使AMOLED显示屏的开口率降低,影响显示效果。尤其在实现高分辨率的显示时,开口率下降的影响更为严重。因此,本文采取了像素电路复用的方法,设计了具有阈值电压补偿功能的像素复用电路,提高了显示屏的开口率。首先,由于HSPICE仿真软件的元件库中不包含OLED仿真模型,选取了一种适用于像素驱动电路的OLED等效仿真模型。使用origin软件对实验室测得的OLED的I-V特性曲线进行拟合,获得了OLED等效模型中各元件的参数。经HSPICE软件仿真验证,该等效模型的误差较小,模型参数设定合理,适用于电路仿真。本文选取了一种经典的电流写入和电压写入型阈值电压补偿电路,驱动管采用新型的铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)薄膜晶体管,对像素驱动电路进行了仿真分析。结果表明,当阈值电压发生漂移时,流过OLED的电流偏差较小,验证了电路的阈值电压补偿效果较好。但是,版图设计表明元件数目的增加使得像素开口率较低,影响显示效果和显示器件的使用寿命。因此,本文设计了一种具有阈值电压补偿功能的电流写入型像素复用电路,采取多个像素共用一套驱动电路的方式,实现了亮度范围为0.988~201.224cd/m~2的16级灰度显示。所设计的显示屏像素阵列为320×240,单个像素面积为159×53μm~2,显示屏的分辨率为160ppi。版图设计表明复用后的电流写入型像素电路的开口率由原来的20%增加到69%,证明了像素开口率有很大提高。由于电压写入与电流写入型像素驱动电路各有优势,因此本文又设计了一种采用像素复用技术的电压写入型IGZO-TFT像素驱动电路的复用电路。完成了电路的仿真分析,版图设计表明显示屏的开口率也有很大的提高。