专利名称：自动调整自发光亮度的电路与方法
技术领域：
本发明有关一种自动调整自发光亮度的电路与方法，特别是关于一种自动调整有机发光二极管亮度的电路与方法。
背景技术：
自发光(emissive)显示器因具有轻薄、色彩饱和度高、主动发光、显像速度快、省电等优点，被视为迈向下一世代取代液晶显示器的平面显示技术之一。有机电激发光显示器(Organic Electro-luminescence Display，OELD)是自我发光显示器的主要技术之一，又称为有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)显示面板，此种技术兼具了液晶显示器(LCD)和二极管(LED)两者的优点。
图1显示有机发光二极管显示器的一像素单元的电路示意图。在每一个像素单元100中，P型薄膜晶体管101的栅极G输入数据输入信号Vdata，其形成的栅极-源极电位(Vgs)控制电流Id的大小，借以驱动有机发光二极管102发光。
对于上述的现有的有机发光二极管显示器，由于有机发光二极管的自发光特性，当外界光源强度较强时，对比度会比一般反射式显示器差；亦即，当外界光源强度大于显示器的亮度时，使用者不容易清楚辨识显示器上的文字或图案。相反地，当外界光源强度小于显示器的亮度时，使用者在操作时容易产生刺眼的感觉。因此如何随外界光源强度的变化而自动调整显示器的亮度，为目前有机发光二极管显示器最需突破的课题之一。
为了解决前述问题，有人因而提出于液晶显示器中使用一外加液晶检测器来测量外界光源，利用反馈的讯号来控制显示像素的驱动电位，进而达到调整显示器亮度的目的，如美国专利US5153756所揭示。另外，也有人利用无机光检测单元来检测外界的光源强度，并根据外界光源强度的变化而自动调整发光二极管面板及显示器的亮度，如中国台湾专利公告第567353号。虽然这些现有技术建立了一个反馈控制系统，但无形中于应用上，不但增加了制造的复杂性，更增加了生产制造的成本；再者，现有技术于应用上也常受限于感测点制作的困难与大小的限制。鉴于此，亟需提出一种自动调整亮度的自发光性显示器，其不但可以随外界光源强度的变化而自动调整显示器的亮度，且能够解决现有技术的制造复杂性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提出一种亮度调整电路与方法，其可以根据外界光源的强度大小来自动调整供应像素单元的电源大小，借此调整显示器的亮度及对比。
本发明的另一目的在于提出一种亮度调整电路与方法，其可以根据外界光源的强度大小来自动调整亮度调整电路的两端电位差，借此调整显示器的亮度及对比。
为实现上述的目的，根据本发明一方面的自动调整自发光亮度的电路，具有一自发光元件及一数据线，包括一电源供应端；一亮度调整电路，其电性连接于该电源供应端且具有一第一电位端与一第二电位端，该亮度调整电路接收外界的光源强度，以产生一电位差于该亮度调整电路的该第一电位端与该第二电位端之间，并依据该电位差来改变流过该自发光元件的电流；以及一驱动元件，其分别电性连接于该亮度调整电路与该自发光元件，并依据该数据线的电位来驱动该自发光元件。
为实现上述目的，根据本发明另一方面的自动调整自发光亮度的电路的方法，包含提供一电源；电性连接一亮度调整电路与该电源；接收一外界光源借以改变该亮度调整电路的两端电位以产生一电位差；电性连接一驱动元件于该亮度调整电路与一自发光元件之间；及依据该电位差来改变流过该自发光元件的电流。
本发明提供一种自动调整自发光亮度的电路与方法，其主要具有亮度调整电路，当外界光源的强度增强时，亮度调整电路随即调高流经有机发光二极管的电流值，使有机发光二极管的发光强度增大，用以维持显示器的明暗对比度。相反的，当外界光源的强度变弱时，亮度调整电路则调降电流值，以避免刺眼感觉。
图1是传统有机发光二极管显示器的一像素单元的电路示意图；图2是本发明实施例的一的显示器像素单元电路示意图；图3是本发明另一实施例的显示器像素单元电路示意图；及图4是本发明的自动调整亮度的自发光性显示器局部示意图，以及亮度调整电路的示意图。
具体实施例方式
接下来是本发明的详细说明，下述说明中对自动调整自发光亮度的电路与方法的描述并不包括详细的流程以及运作原理的完整描述。本发明所沿用的现有技术，在此仅作重点式的引用，以助本发明的阐述。而且下文中相关的图示亦并未依据实际比例绘制，其作用仅在表达出本发明的特征。
参考图2，图2所显示的电路示意图为本发明的自动调整亮度的自发光显示器的实施例。为了便于说明，仅显示出其中一个像素单元；然而，熟悉该技术者当可知道如何将多个像素单元组合成为一个完整点阵列显示器(dotsarray display)。此外，本实施例虽以有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)作为例示，然而其它的自发光(emissive)元件也同样可以适用于本发明的架构中。
像素单元通常是由自发光元件202以及驱动电路201两者串联而成。在本实施例中，自发光元件202是使用有机发光二极管；而驱动电路201则包含P型薄膜晶体管(TFT)，其也可为低温多晶硅(LTPS)、非晶硅(a-Si)或有机(Organic)薄膜式晶体管。与像素单元(201、202)串联的是亮度调整电路203，其通常形成于显示面板的玻璃基板上，且通常是与像素单元(201、202)以同一制程制造的。亮度调整电路203基本上是一种光感测或光检测元件或电路，例如可以是一种光反应阻抗的元件(亦即光电阻)，或可为一利用光照射产生漏电流的装置。
有机发光二极管202的负极连接于电源供给端Vss，而正极则与薄膜晶体管(TFT)的漏极D相连。亮度调整电路203的两端分别连接于另一电源供应端Vdd和薄膜晶体管(TFT)的源极S，而此两端点有一电位差，且该电位差会因外界光源的强度来改变并进而改变晶体管(TFT)的源极S端的电位。依据薄膜晶体管(TFT)的栅极G接收数据输入信号Vdata与晶体管(TFT)的源极S端的电位差来用以控制有机发光二极管202的发光强度。亮度调整电路203接收来自外界光源，并根据外界光源的强度来改变其自身的特性(例如阻抗值的大小改变或两端电位差的改变)，借此调整像素单元(201、202)电路中的电位、或电流值。例如，当外界光源的强度增强时，亮度调整电路203阻抗下降或两端电位差减少，在此实施例中，亮度调整电路203的两端电位差变小，而由于驱动电路的数据输入Vdata不变，所以晶体管(TFT)的源极S端与栅极G端的电位差变大，则随即调升流经有机发光二极管202的驱动电流Id值，使有机发光二极管202的发光强度增大，用以维持显示器的明暗对比度。相反的，当外界光源的强度变弱时，亮度调整电路203则调降驱动电流Id值，以避免刺眼感觉。
参考图3，图3所显示的电路示意图为本发明的自动调整亮度的自发光性显示器的另一实施例。同样的，为了便于说明，因此仅显示出其中一个像素单元。像素单元主要是由有机发光二极管302以及N型薄膜晶体管(TFT)301两者串联而成。
有机发光二极管302的正极连接于电源供给端Vdd，而负极则与薄膜晶体管(TFT)的漏极D相连。亮度调整电路303的两端分别连接于另一电源供给端Vss和薄膜晶体管(TFT)的源极S。薄膜晶体管(TFT)的栅极G接收数据输入信号Vdata，用以控制有机发光二极管302的发光强度。亮度调整电路303接收外界光源，并根据外界光源的强度来改变其自身的特性(例如阻抗值的大小改变或两端电位差的改变)，借此调整亮度调整电路203的输出电位或像素单元(301、302)电路中的电位、或电流值Id。其电路运作原理与图2相同，因此不再赘述。
为了进一步了解亮度调整电路(203或303)的内部实施作法，及了解和其它像素单元之间的关连性，请参考图4的显示器面板局部示意图。面板显示区域402布有点阵列排列的像素单元100，其成列的连接于电源线403，再汇集于电源总线B。另一电源总线A则连接于电源供给端Vdd，在这个实施例中，亮度调整电路401包含一个或多个P型薄膜晶体管4011；然而，亮度调整电路401也可以使用N型薄膜晶体管或者其它光感测或光检测元件、电路来实施。
当显示器在运作时，电源总线B与电源线403交界的电位Vs为Vs＝Vdd-I*(RA+R401+RB)其中，I代表从电源总线A流向亮度调整电路401、电源总线B的电流，RA为电源总线A的阻抗，RB为电源总线B的阻抗，R401则代表亮度调整电路401的阻抗。
像素单元100中的驱动薄膜晶体管(例如图2中的P型薄膜晶体管201)的栅极-源极间电位(Vgs)可以下式来表示Vgs＝Vdata-(Vdd-I*(RA+R401+RB))从这个等式可以得知，当亮度调整电路401的阻抗R41，因为外界光源的强度增强而阻抗变小时(或电位差减小时)，像素单元100的驱动P型薄膜晶体管的Vgs的电位会负的更多，也就是说，对P型薄膜晶体管Vgs的绝对值电位会更大(Vgs变大)，这使得流经有机发光二极管(例如图2的202)的电流Id变大，发出更亮的光线；亦即，外界光源的强度是与流经有机发光二极管的电流大小成正比。相反的，当外界光源的强度变弱而阻抗增加时，流经有机发光二极管的电流Id将变小，发出较弱的光线。如此，而可以达到自动调整亮度的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在下述的申请专利范围中。例如，本发明实施例中的电源线403及电源总线B的布局可适度的调整；亮度调整电路401的大小可视情况需要而增减；亮度调整电路401的布局位置及数量也可加以调整。例如，其可置于显示面板的下方成一长条状，当仅有人影挡住部分亮度调整单元401时，其面板亮度仅小幅变暗，而不会影响使用者观看；但当整个环境无灯光时，亮度调整单元401将自动调整至最小亮度，让使用者不觉刺眼。
权利要求
1.一种自动调整自发光亮度的电路，具有一自发光元件及一数据线，包括一电源供应端；一亮度调整电路，其电性连接于该电源供应端且具有一第一电位端与一第二电位端，该亮度调整电路接收外界的光源强度，以产生一电位差于该亮度调整电路的该第一电位端与该第二电位端之间，并依据该电位差来改变流过该自发光元件的电流；以及一驱动元件，其分别电性连接于该亮度调整电路与该自发光元件，并依据该数据线的电位来驱动该自发光元件。
2.如权利要求1所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该自发光元件包含一有机发光二极管。
3.如权利要求1所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该驱动元件包含一晶体管。
4.如权利要求3所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该晶体管为一P型薄膜晶体管(TFT)或N型薄膜晶体管。
5.如权利要求1所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路是与该自发光元件及该驱动元件串联。
6.如权利要求5所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路是借由该外界的光源亮度，用以调整流经该自发光元件的电流大小。
7.如权利要求6所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该外界光源的亮度是与流经该自发光元件的电流大小成正比。
8.如权利要求7所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路包含一薄膜晶体管(TFT)。
9.如权利要求5所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路是借由该外界光源的亮度，用以调整该亮度调整电路的两端电位差。
10.如权利要求5所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路是借由该外界光源的亮度，用以改变其阻抗值。
11.如权利要求10所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该外界光线的亮度是与该阻抗值成反比。
12.如权利要求11所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该亮度调整电路包含一光电阻。
13.如权利要求5所述的自动调整自发光亮度的电路，其特征在于该自发光元件、该驱动电路及该亮度调整电路是设置于一玻璃基板上。
14.一种平面显示装置，其特征在于包含如权利要求1所述的一自动调整自发光亮度的电路。
15.如权利要求14所述的平面显示装置，其特征在于该自发光元件包含一有机发光二极管。
16.如权利要求14所述的平面显示装置，其特征在于该驱动元件包含一P型薄膜晶体管(TFT)或N型薄膜晶体管。
17.如权利要求14所述的平面显示装置，其特征在于该亮度调整电路是与该自发光元件及该驱动元件串联。
18.如权利要求14所述的平面显示装置，其特征在于该亮度调整电路是借由该外界的光源亮度，用以调整流经该自发光元件的电流大小。
19.如权利要求14所述的平面显示装置，其特征在于该亮度调整电路包含一光电阻。
20.一种自动调整自发光亮度的电路的方法，包含提供一电源；电性连接一亮度调整电路与该电源；接收一外界光源借以改变该亮度调整电路的两端电位以产生一电位差；电性连接一驱动元件于该亮度调整电路与一自发光元件之间；及依据该电位差来改变流过该自发光元件的电流。
21.如权利要求20所述的自动调整自发光亮度的电路的方法，其特征在于该外界光源的强度是与该驱动电路的电位大小成正比。
22.如权利要求20所述的自动调整自发光亮度的电路的方法，其特征在于该外界光源的强度是与流经该自发光元件的电流大小成正比。
全文摘要
一种自动调整自发光亮度的电路与方法，其具有亮度调整电路，用以接收外界光源并根据外界光源的强度，藉以调整供应驱动元件的电源大小。因此，通过驱动驱动元件自发光元件的亮度可以随环境光线的强度大小而自动调整，以得到适当的明暗对比。
文档编号H05B33/02GK1609938SQ20041009745
公开日2005年4月27日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者胡硕修, 宋志峰 申请人:友达光电股份有限公司