专利名称：主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明是有关一种主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置，尤指一种可根据输入的电压讯号自动调整负载特性曲线。
背景技术：
已知，TFT LCD目前技术分为非晶硅(a-Si TFT)与多晶硅(Poly-Si TFT)二种，一般所称的TFT-LCD是指非晶硅(a-Si TFT)，目前技术成熟，是LCD的主流产品。而低温多晶硅(LTPS TFT)与a-Si TFT最大的差异在于LTPS的晶体管需进一步接受雷射回火的制程步骤，将非晶硅的薄膜转变为多晶硅薄膜层，使得LTPS在硅晶结构上较a-Si TFT来的排列有序，因此可以提高电子传导速率至200cm2/V-sec。LTPS技术可使组件做得更小，使整体TFT组件面积缩小50％以上；并提升开口率(aperture ratio)，相较于a-SiTFT-LCD在相同尺寸下可以制造出更高的分辨率，且降低功率的消耗。此外，低温多晶硅(LTPS TFT)尚具备省电、亮度高、画面精细、轻薄及接点少(小于200个接点，有助良率提升，a-Si TFT大于3842个接点)等优点。
然而，由于低温多晶硅(LTPS)制程所制造的薄膜晶体管须经一雷射回火的过程，往往造成薄膜晶体管的起始电压(ThresholdVoltage)及漂移率(Mobility)会有所变异，使得每一个薄膜晶体管(TFT)组件的特性会有所不同，所以，当驱动系统使用模拟(ANALOG)调变方式以表现灰阶时，常因为薄膜晶体管(TFT)在接受雷射回火的制程步骤后有不同特性，即使写入相同的电压讯号，但不同像素的有机发光二极管却产生不同的电流，而发出不同大小的亮度。此现象会使有机发光二极管面板显示出灰阶错误的影像，严重破坏影像均匀性(Image Uniformity)。
请审查委员参阅美国专利的有机电激发光组件的薄膜显示器(US5684365)，其提出一种由两个薄膜晶体管及一个电容(2T1C)所组成的像素电路，当此像素装置在扫描影像数据时，该开关单元呈现导通状态，此时影像数据由数据线进入开关单元里，经扫描线扫描后，而存于储存单元内(亦是开关单元导通后对储存单元充电)，储存单元的电压差会提供作为驱动单元的Vsg，使该驱动单元输出电流至有机电激发光组件，而有机电激发光组件所发出的亮度会正比于流经该组件的电流大小。然而，此种像素装置若驱动单元的组件特性因制程限制而出现变异时，便会造成有机电激发光组件发光不均匀，而破坏影像均匀性。
另请审查委员参阅美国专利的主动式有机发光二极管像素装置及其方法(US6229506)，是提出一种4T2C的像素电路，并借由自动回归(Auto-Zero)的机制，以补偿其晶体管起始电压的变异。当扫描数据时，其驱动时序是分为自动回归相(Auto-Zero Phase)、数据加载相(Load Data Phase)及发光相(Illuminate Phase)。然而其像素装置除数据线、扫描线及电源线外，尚需配置自动回归控制线及发光控制线，不啻降低像素装置的开口率。
又请审查委员参阅工研院电子所所发表的论文改善主动式有机发光二极管影像均匀度的像素装置(IDW`01)，该论文提出一种2T1C+R的像素装置，并使用一被动电阻来调整其驱动单元薄膜晶体管的Vsg，以补偿其特性变异，然而该被动电阻并不容易实现，且当薄膜晶体管需输出较大电流时，该被动电阻的电压降会很大，因此需使用较高的电源供应电压。
再请审查委员参阅Jerzy Kanicki(University of Michigan，USA)所发表的论文非结晶薄膜晶体管的主动式有机发光二极管显示器，该论文提出一种3T1C的像素装置，是使用主动式负载来改变其驱动单元薄膜晶体管的Vsd，以补偿薄膜晶体管的特性变异，然而当薄膜晶体管须输出较大电流时，落在主动式负载上的电压降会很大，因此需使用较高的电源供应电压。
发明内容
于是，本发明的主要目的，在于解决上述传统的缺陷，避免缺陷存在，本发明的主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置，借由一3T1C结构的像素装置，其中一薄膜晶体管作为一可自动调整(Auto-Adjustment)的补偿单元，以补偿其驱动单元薄膜晶体管起始电压(Threshold Voltage)及漂移率(Mobility)特性的变异，借以改善显示器的影像均匀性。
为达上述的目的，本发明的主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置，该显示器由多个像素装置构成，每一像素装置具有一驱动单元以驱动有机发光二极管发亮，并借由一补偿单元以调整该驱动单元的Vsg，以补偿该驱动单元特性的变异，使显示器的影像均匀度不受驱动单元特性变异的影响。
兹有关本发明的详细内容及技术说明，现配合
如下图1是本发明的电路示意图。
图2是本发明的补偿单元电流-电压示意图。
图3是本发明的驱动单元于Vth偏小时电流-电压示意图。
图4是本发明的驱动单元于Vth偏大时电流-电压示意图。
图5是本发明的补偿单元在不同输入电压讯号时电流-电压示意图。
发明详述请参阅图1所示，是本发明的电路示意图。如图所示本发明的主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置，该显示器由多个像素装置构成，每一像素装置具有一驱动单元以驱动有机发光二极管发亮，并借由一补偿单元以调整该驱动单元的Vsg，以补偿该驱动单元特性的变异，使显示器的影像均匀度不受驱动单元特性变异的影响。
为达上述的方法，本发明所采用像素(pixel)装置10包括有一开关单元1、一驱动单元2、一补偿单元3、一储存单元4及一有机发光二极管(OLED)5所构成；其中，上述的开关单元1可为薄膜晶体管(TFT)，此开关单元1两输入端11、12分别各连接有一扫描线(Scan Line)S及一数据线(DataLine)D；该驱动单元2，可为薄膜晶体管(TFT)，此驱动单元2的输入端21连接补偿单元3的输出端33，而另一输入端22与上述开关单元1的输出端13与补偿单元3的输入端32连接处连接；该补偿单元3，可为薄膜晶体管(TFT)，此补偿单元3的输入端31连接有一电源线(Supply Line)P，而另一输入端32连接至开关单元1的输出端13；
该储存单元4由电容器所构成，一端连接有一电源线(SupplyLine)P，另一端连接于开关单元1的输出端13；该有机发光二极管(OLED)5的输入端与上述驱动单元2的输出端23连接，且有机发光二极管(OLED)5的输出端接地；当此装置在扫描影像数据时，该开关单元1呈现导通状态，此时影像数据由数据线D进入于开关单元1里，经扫描线S扫描后，而存于储存单元4内(亦是开关单元导通后对储存单元充电)，借由驱动单元2输出电流至有机发光二极管5以驱动该有机发光二极管5发亮，并借由控制流经有机发光二极管5的电流大小以控制其亮度。
请同时参阅图2所示，是本发明的补偿单元3电流-电压示意图。如图所示在输入电压讯号为Vdatal时，当该驱动单元2的起始电压Vth为正常值时，储存于该储存单元4的电压差Vc等于输入电压讯号为Vdatal，并提供作为补偿单元3的Vsg3(等于Vdatal)，且其Vsd3会有正常的电压降V1，而储存单元4的电压差Vc减去补偿单元3的Vsd3后，即提供作为驱动单元2的Vsg2，并可预期该驱动单元2会输出正常的电流大小I1。
再请同时参阅图3所示，是本发明的驱动单元2于Vth偏小时电流-电压示意图。如图所示若当该驱动单元2的起始电压Vth值偏小(Vth-ΔVth)时，则该驱动单元2会有较大的电流输出，借由较大电流通过该补偿单元3时所造成Vsd3变大为V2，而使该驱动单元2的Vsg2变小，使该驱动单元2的输出电流I2不至于超出正常值I1过多，而影响显示器的影像均匀性。
又再请同时参阅图4所示，是本发明的驱动单元2于Vth偏大时电流-电压示意图。如图所示当该驱动单元2的起始电压Vth值偏大(Vth+ΔVth)时，则该驱动单元2会有较小的电流输出，借由较小电流通过该补偿单元3时所造成Vsd3变小为V3，而使该驱动单元2的Vsg2变大，使该驱动单元2的输出电流I3不至于小于正常值I1过多，而影响显示器的影像均匀性。
本发明的电路最大的特点是，电路中补偿单元3会根据输入的电压讯号(即储存于该储存单元4的电压差Vc)自动调整负载特性曲线，以调整不同输出电流时落在补偿单元3两端的电压降Vsd3，因此即使该驱动单元2须输出较大电流时，该补偿单元3也能工作在较低的两端电压降，使电路可以使用较低的电源供应电压。
请参阅图5所示，是本发明的补偿单元在不同输入电压讯号时电流-电压示意图。如图所示若当输入的电压讯号Vdatal较小时，提供作为补偿单元3的Vsg3亦较小(等于Vdatal)，若当该驱动单元2的起始电压Vth为正常值时，该驱动单元2会输出正常的电流大小I1，而该补偿单元3的Vsd3会有正常的电压降V1。
若当输入的电压讯号Vdata2较大时，提供作为补偿单元3的Vsg3较大(等于Vdata2)，若当该驱动单元2的起始电压Vth为正常值时，该驱动单元2会输出正常的电流大小I4，而该补偿单元3的Vsd3会有正常的电压降V4。
当输入的电压讯号由Vdatal变成Vdata2时，如果补偿单元3没有自动调整负载特性曲线，则该驱动单元2要输出较大电流I4时，落在补偿单元3两端的电压降Vsd3会等于V5，会大于V4许多，此时就须使用较高的电源供应电压，才能有足够大的储存单元4电压差Vc，以维持较大电流I4的输出。
综上所述，本发明具有下述优点
一、本发明利用可自动调整的主动式负载，来调整驱动单元的Vsg，以补偿其薄膜晶体管起始电压及漂移率特性的变异，可以改善有机发光二极管显示器影像均匀性。
二、本发明在不同输入电压讯号下，其补偿单元会根据输入的电压讯号自动调整负载特性曲线，以调整不同正常输出电流时落在其补偿单元两端的电压降，因此即使驱动单元须输出较大电流时，补偿单元也能工作在较低的两端电压降，使此像素装置可使用较低的电源供应电压。
上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。即凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
1.一种主动式有机发光二极管显示器影像均匀装置，此显示器是由多个像素装置(10)构成，其特征在于每一像素装置(10)包括一开关单元(1)，其上具有两输入端(11)、(12)及一输出端(13)，此两输入端(11)、(12)分别连接数据线(D)及扫描线(S)；一储存单元(4)，其上一端连接有一电源线，而另一端则连接于上述开关单元(1)的输出端(13)；一补偿单元(3)，其上具有两输入端(31)及一输出端(33)，此两输入端(31)、(32)分别与上述电源线(P)及该开关单元(1)的输出端(13)连接；一驱动单元(2)，其上具有两输入端(21)、(22)及一输出端(23)，其一输入端(21)连接补偿单元(3)的输出端(13)，而另一输入端(22)与该开关单元(1)的输出端(13)与补偿单元(3)的输入端(32)连接处相连接；一有机发光二极管(5)，其上具有一输入端(51)及输出端(52)，此输入端(51)与该驱动单元(2)的输出端(23)连接，而输出端(52)接地。
2.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管显示器影像均匀装置，其特征在于该开关单元(1)可为一薄膜晶体管。
3.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管显示器影像均匀装置，其特征在于该驱动单元(2)可为一薄膜晶体管。
4.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管显示器影像均匀装置，其特征在于该储存单元(4)由电容器构成。
5.根据权利要求1所述的主动式有机发光二极管显示器影像均匀装置，其特征在于该补偿单元(3)可为一薄膜晶体管。
6.一种主动式有机发光二极管显示器影像均匀方法，主要由多组像素装置(10)组成，其特征在于每一像素装置(10)具有一驱动单元(2)以驱动有机发光二极管(5)发亮，并借由一补偿单元(3)以调整该驱动单元(2)的Vsg，以补偿该驱动单元(2)特性的变异，使显示器的影像均匀度不受驱动单元(2)特性变异的影响。
全文摘要
一种主动式有机发光二极管显示器影像均匀的方法及装置，该显示器由多个像素装置构成，每一像素装置具有一驱动单元以驱动有机发光二极管发亮，并借助一补偿单元以调整该驱动单元的Vsg，以补偿该驱动单元特性的变异，使显示器的影像均匀度不受驱动单元特性变异的影响。
文档编号G09G3/32GK1523562SQ03104578
公开日2004年8月25日 申请日期2003年2月18日 优先权日2003年2月18日
发明者罗新台, 简志忠 申请人:胜园科技股份有限公司