本論文於此提出一個應用於三維主動式有機發光二極體顯示器的新型低溫多晶矽薄膜電晶體之像素電路。所提出之像素電路採用高幀率(240 Hz)的放射驅動方式且只需要3.5μs的輸入數據週期。因此，三維主動式有機發光二極體顯示器可在高速操作下來達成。模擬結果顯示出所提出之像素電路具有出色的穩定性。在驅動TFT的臨界電壓誤差(+/-0.33V)下，相對電流誤差率只有0.967%。利用OLED的臨界電壓檢測系統，可藉由OLED臨界電壓的上升來提高OLED電流以此來補償OLED亮度的衰減。因此，所提出的像素電路能夠同時有效地補償DTFT的臨界電壓位移及OLED電降解問題。主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)顯示器可以呈現出高對比度，寬視角，快速響應時間和低功率損耗。
主動矩陣有機發光二極體顯示器採用低溫多晶矽（多晶矽）的薄膜電晶體（LTPS-TFT）驅動像素電路，最近備受關注因為OLED快速響應時間和LTPS-TFT的高移動率。因為它們的高電流驅動能力，所以低溫多晶矽(LTPS-TFT)已被廣泛地用於AMOLED顯示器。然而，LTPS-TFT由於製程變化導致非均勻的臨界電壓問題，進一步造成OLED像素中不同的電流。為了解決AMOLED顯示器的非均勻性問題，LTPS-TFT的像素電路設計具有補償功能是必要的。有些AMOLED補償驅動電路已提出，以克服LTPS-TFT的變化。然而，它們並沒有改善，由於OLED在長時間操作後效率衰減，亮度降低的問題。因為OLED是電流驅動裝置，該電流正比於OLED的亮度，並且電壓通過OLED裝置後，OLED的效率會隨著時間增加而衰減。因此，OLED臨界電壓的增加可以被測量，去增加OLED的驅動電流，來改善亮度的衰減。3D立體顯示器有空間劃分法和時間劃分法。在空間劃分法中所有像素會被分離成左眼和右眼的三維立體顯示，因此解析度只有原始2D顯示的一半。與空間劃分法做比較，時間劃分法採用針對肉眼的主動式交錯立體眼鏡。對於3D顯示器，在時分法中的一幀時間被分為四個相等的時間。第一部分為左圖像的放射週期。第二部分為對於主動式交錯立體眼鏡的開關週期的暗圖像。第三部分是右圖像的放射週期。第四部分為對於主動式交錯立體眼鏡的開關週期的暗圖像。時分方式的3D顯示器因為高幀率的關係，可以保持初始的解析度。所以以保持初始的解析度的結果來看，時間劃分方法比空間劃分方法更加適用於3D立體顯示器上。使用時分法在AMOLED顯示器上，同步放射和漸進式放射是最常見的兩種驅動方式。因為較長放射時間和低串擾要求，在時分法上SE比PE有更高的圖像品質。因此，為了能讓在時分法中的SE立體功能實現於3D AMOLED的顯示器上，補償像素電路的設計必須滿足高速運作的要求。我們提出新的電壓程式設計補償像素電路，對於驅動TFT和OLED同時電降解，3D AMOLED顯示器應用，使用SE方式藉由時間劃分法去達到高速操作。
本研究所提出的像素電路包括五個N型TFT，由四個TFT開關(S1-S4)和一個TFT驅動(DTFT)、兩個儲存電容器(C1和C2)、一個有機發光二極體、五個訊號線(Vscan,Vctrl_1,Vctrl_2 ,Vctrl_3和VDATA)和一個電源線(VDD)所組成。S1被用於控制重置和放射級。S2被用於構成接成二極體的補償結構去檢測DTFT和OLED (VTH_DTFT+VTH_OLED)的臨界電壓。S3被用於連接兩個電容器接地。S4是控制輸入數據訊號的掃描線開關。C1和C2分別儲存DTFT和數據值的臨界電壓。
本研究係藉由AIM-SPICE進行電路模擬。在模擬中，多晶型矽TFT模型使用的是多晶型矽TFT模型PSIA2(等級16)。該OLED模型使用接成二極體多晶矽TFT和一個並串聯電容器。所提出的像素電路模擬數據描述如下，去證實高速操作。在此，重置和補償週期的最佳化為10μs和30μs，並且該數據寫入時間，每行只需3.5μs，來達到高幀率(240HZ)。在不同的VDATA( -1,-2,-3,和-4 V)分別施加到不同的像素。輸入數據(逐行)的瞬時脈衝之間的間隔為3.5μs，並且所提出的像素電路的高速操作可以被證實。根據VG_DTFT的模擬結果，對於像素在四行之中的放射週期分別對應到四個不同的值。眾所皆知的，傳統的2T1C OLED像素電路不具有任何補償，並且傳統的2T1C像素電路不均勻，約50%~60%。模擬結果呈現出，所提出的像素電路的不均勻相比於傳統的2T1C像素電路是明顯減少的。因此，所提出的像素電路是好的候選電路，可以達到明顯改善AMOLED顯示的均勻性。
本論文提出的5T2C像素電路利用補償結構去檢測TFTs和OLEDs的臨界電壓變化。它也利用VTH_OLED增加作為電壓回授去補償亮度的衰減。模擬的結果顯示，此驅動方式可以提供穩定的OLED電流，儘管VTH_DTFT位移並且產生額外的電流來反抗OLED老化造成的亮度下降。該模擬的結果也驗證了，所提出的像素電路可以正確地操作在高速(240 Hz)的驅動方式。因此，所提出的像素電路呈現出，DTFT臨界電壓誤差和平均電流誤差率的免疫，只有0.967%。即使VDD改變到0.5 V，此像素電路也可以提供穩定的驅動電流。所以本研究相信，所提出的像素電路，對3D AMOLED的應用是好的候選。