專利名稱：自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路與方法，特別是關(guān)于一種自動調(diào)整有機(jī)發(fā)光二極管亮度的電路與方法。
背景技術(shù)：
自發(fā)光(emissive)顯示器因具有輕薄、色彩飽和度高、主動發(fā)光、顯像速度快、省電等優(yōu)點(diǎn)，被視為邁向下一世代取代液晶顯示器的平面顯示技術(shù)之一。有機(jī)電激發(fā)光顯示器(Organic Electro-luminescence Display，OELD)是自我發(fā)光顯示器的主要技術(shù)之一，又稱為有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light EmittingDiode，OLED)顯示面板，此種技術(shù)兼具了液晶顯示器(LCD)和二極管(LED)兩者的優(yōu)點(diǎn)。
圖1顯示有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的一像素單元的電路示意圖。在每一個像素單元100中，P型薄膜晶體管101的柵極G輸入數(shù)據(jù)輸入信號Vdata，其形成的柵極-源極電位(Vgs)控制電流Id的大小，借以驅(qū)動有機(jī)發(fā)光二極管102發(fā)光。
對于上述的現(xiàn)有的有機(jī)發(fā)光二極管顯示器，由于有機(jī)發(fā)光二極管的自發(fā)光特性，當(dāng)外界光源強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，對比度會比一般反射式顯示器差；亦即，當(dāng)外界光源強(qiáng)度大于顯示器的亮度時(shí)，使用者不容易清楚辨識顯示器上的文字或圖案。相反地，當(dāng)外界光源強(qiáng)度小于顯示器的亮度時(shí)，使用者在操作時(shí)容易產(chǎn)生刺眼的感覺。因此如何隨外界光源強(qiáng)度的變化而自動調(diào)整顯示器的亮度，為目前有機(jī)發(fā)光二極管顯示器最需突破的課題之一。
為了解決前述問題，有人因而提出于液晶顯示器中使用一外加液晶檢測器來測量外界光源，利用反饋的訊號來控制顯示像素的驅(qū)動電位，進(jìn)而達(dá)到調(diào)整顯示器亮度的目的，如美國專利US5153756所揭示。另外，也有人利用無機(jī)光檢測單元來檢測外界的光源強(qiáng)度，并根據(jù)外界光源強(qiáng)度的變化而自動調(diào)整發(fā)光二極管面板及顯示器的亮度，如中國臺灣專利公告第567353號。雖然這些現(xiàn)有技術(shù)建立了一個反饋控制系統(tǒng)，但無形中于應(yīng)用上，不但增加了制造的復(fù)雜性，更增加了生產(chǎn)制造的成本；再者，現(xiàn)有技術(shù)于應(yīng)用上也常受限于感測點(diǎn)制作的困難與大小的限制。鑒于此，亟需提出一種自動調(diào)整亮度的自發(fā)光性顯示器，其不但可以隨外界光源強(qiáng)度的變化而自動調(diào)整顯示器的亮度，且能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的制造復(fù)雜性的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種亮度調(diào)整電路與方法，其可以根據(jù)外界光源的強(qiáng)度大小來自動調(diào)整供應(yīng)像素單元的電源大小，借此調(diào)整顯示器的亮度及對比。
本發(fā)明的另一目的在于提出一種亮度調(diào)整電路與方法，其可以根據(jù)外界光源的強(qiáng)度大小來自動調(diào)整亮度調(diào)整電路的兩端電位差，借此調(diào)整顯示器的亮度及對比。
為實(shí)現(xiàn)上述的目的，根據(jù)本發(fā)明一方面的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，具有一自發(fā)光元件及一數(shù)據(jù)線，包括一電源供應(yīng)端；一亮度調(diào)整電路，其電性連接于該電源供應(yīng)端且具有一第一電位端與一第二電位端，該亮度調(diào)整電路接收外界的光源強(qiáng)度，以產(chǎn)生一電位差于該亮度調(diào)整電路的該第一電位端與該第二電位端之間，并依據(jù)該電位差來改變流過該自發(fā)光元件的電流；以及一驅(qū)動元件，其分別電性連接于該亮度調(diào)整電路與該自發(fā)光元件，并依據(jù)該數(shù)據(jù)線的電位來驅(qū)動該自發(fā)光元件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明另一方面的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路的方法，包含提供一電源；電性連接一亮度調(diào)整電路與該電源；接收一外界光源借以改變該亮度調(diào)整電路的兩端電位以產(chǎn)生一電位差；電性連接一驅(qū)動元件于該亮度調(diào)整電路與一自發(fā)光元件之間；及依據(jù)該電位差來改變流過該自發(fā)光元件的電流。
本發(fā)明提供一種自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路與方法，其主要具有亮度調(diào)整電路，當(dāng)外界光源的強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，亮度調(diào)整電路隨即調(diào)高流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管的電流值，使有機(jī)發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度增大，用以維持顯示器的明暗對比度。相反的，當(dāng)外界光源的強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，亮度調(diào)整電路則調(diào)降電流值，以避免刺眼感覺。


圖1是傳統(tǒng)有機(jī)發(fā)光二極管顯示器的一像素單元的電路示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一的顯示器像素單元電路示意圖；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的顯示器像素單元電路示意圖；及圖4是本發(fā)明的自動調(diào)整亮度的自發(fā)光性顯示器局部示意圖，以及亮度調(diào)整電路的示意圖。
具體實(shí)施例方式
接下來是本發(fā)明的詳細(xì)說明，下述說明中對自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路與方法的描述并不包括詳細(xì)的流程以及運(yùn)作原理的完整描述。本發(fā)明所沿用的現(xiàn)有技術(shù)，在此僅作重點(diǎn)式的引用，以助本發(fā)明的闡述。而且下文中相關(guān)的圖示亦并未依據(jù)實(shí)際比例繪制，其作用僅在表達(dá)出本發(fā)明的特征。
參考圖2，圖2所顯示的電路示意圖為本發(fā)明的自動調(diào)整亮度的自發(fā)光顯示器的實(shí)施例。為了便于說明，僅顯示出其中一個像素單元；然而，熟悉該技術(shù)者當(dāng)可知道如何將多個像素單元組合成為一個完整點(diǎn)陣列顯示器(dotsarray display)。此外，本實(shí)施例雖以有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light EmittingDiode，OLED)作為例示，然而其它的自發(fā)光(emissive)元件也同樣可以適用于本發(fā)明的架構(gòu)中。
像素單元通常是由自發(fā)光元件202以及驅(qū)動電路201兩者串聯(lián)而成。在本實(shí)施例中，自發(fā)光元件202是使用有機(jī)發(fā)光二極管；而驅(qū)動電路201則包含P型薄膜晶體管(TFT)，其也可為低溫多晶硅(LTPS)、非晶硅(a-Si)或有機(jī)(Organic)薄膜式晶體管。與像素單元(201、202)串聯(lián)的是亮度調(diào)整電路203，其通常形成于顯示面板的玻璃基板上，且通常是與像素單元(201、202)以同一制程制造的。亮度調(diào)整電路203基本上是一種光感測或光檢測元件或電路，例如可以是一種光反應(yīng)阻抗的元件(亦即光電阻)，或可為一利用光照射產(chǎn)生漏電流的裝置。
有機(jī)發(fā)光二極管202的負(fù)極連接于電源供給端Vss，而正極則與薄膜晶體管(TFT)的漏極D相連。亮度調(diào)整電路203的兩端分別連接于另一電源供應(yīng)端Vdd和薄膜晶體管(TFT)的源極S，而此兩端點(diǎn)有一電位差，且該電位差會因外界光源的強(qiáng)度來改變并進(jìn)而改變晶體管(TFT)的源極S端的電位。依據(jù)薄膜晶體管(TFT)的柵極G接收數(shù)據(jù)輸入信號Vdata與晶體管(TFT)的源極S端的電位差來用以控制有機(jī)發(fā)光二極管202的發(fā)光強(qiáng)度。亮度調(diào)整電路203接收來自外界光源，并根據(jù)外界光源的強(qiáng)度來改變其自身的特性(例如阻抗值的大小改變或兩端電位差的改變)，借此調(diào)整像素單元(201、202)電路中的電位、或電流值。例如，當(dāng)外界光源的強(qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，亮度調(diào)整電路203阻抗下降或兩端電位差減少，在此實(shí)施例中，亮度調(diào)整電路203的兩端電位差變小，而由于驅(qū)動電路的數(shù)據(jù)輸入Vdata不變，所以晶體管(TFT)的源極S端與柵極G端的電位差變大，則隨即調(diào)升流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管202的驅(qū)動電流Id值，使有機(jī)發(fā)光二極管202的發(fā)光強(qiáng)度增大，用以維持顯示器的明暗對比度。相反的，當(dāng)外界光源的強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，亮度調(diào)整電路203則調(diào)降驅(qū)動電流Id值，以避免刺眼感覺。
參考圖3，圖3所顯示的電路示意圖為本發(fā)明的自動調(diào)整亮度的自發(fā)光性顯示器的另一實(shí)施例。同樣的，為了便于說明，因此僅顯示出其中一個像素單元。像素單元主要是由有機(jī)發(fā)光二極管302以及N型薄膜晶體管(TFT)301兩者串聯(lián)而成。
有機(jī)發(fā)光二極管302的正極連接于電源供給端Vdd，而負(fù)極則與薄膜晶體管(TFT)的漏極D相連。亮度調(diào)整電路303的兩端分別連接于另一電源供給端Vss和薄膜晶體管(TFT)的源極S。薄膜晶體管(TFT)的柵極G接收數(shù)據(jù)輸入信號Vdata，用以控制有機(jī)發(fā)光二極管302的發(fā)光強(qiáng)度。亮度調(diào)整電路303接收外界光源，并根據(jù)外界光源的強(qiáng)度來改變其自身的特性(例如阻抗值的大小改變或兩端電位差的改變)，借此調(diào)整亮度調(diào)整電路203的輸出電位或像素單元(301、302)電路中的電位、或電流值Id。其電路運(yùn)作原理與圖2相同，因此不再贅述。
為了進(jìn)一步了解亮度調(diào)整電路(203或303)的內(nèi)部實(shí)施作法，及了解和其它像素單元之間的關(guān)連性，請參考圖4的顯示器面板局部示意圖。面板顯示區(qū)域402布有點(diǎn)陣列排列的像素單元100，其成列的連接于電源線403，再匯集于電源總線B。另一電源總線A則連接于電源供給端Vdd，在這個實(shí)施例中，亮度調(diào)整電路401包含一個或多個P型薄膜晶體管4011；然而，亮度調(diào)整電路401也可以使用N型薄膜晶體管或者其它光感測或光檢測元件、電路來實(shí)施。
當(dāng)顯示器在運(yùn)作時(shí)，電源總線B與電源線403交界的電位Vs為Vs＝Vdd-I*(RA+R401+RB)其中，I代表從電源總線A流向亮度調(diào)整電路401、電源總線B的電流，RA為電源總線A的阻抗，RB為電源總線B的阻抗，R401則代表亮度調(diào)整電路401的阻抗。
像素單元100中的驅(qū)動薄膜晶體管(例如圖2中的P型薄膜晶體管201)的柵極-源極間電位(Vgs)可以下式來表示Vgs＝Vdata-(Vdd-I*(RA+R401+RB))從這個等式可以得知，當(dāng)亮度調(diào)整電路401的阻抗R41，因?yàn)橥饨绻庠吹膹?qiáng)度增強(qiáng)而阻抗變小時(shí)(或電位差減小時(shí))，像素單元100的驅(qū)動P型薄膜晶體管的Vgs的電位會負(fù)的更多，也就是說，對P型薄膜晶體管Vgs的絕對值電位會更大(Vgs變大)，這使得流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管(例如圖2的202)的電流Id變大，發(fā)出更亮的光線；亦即，外界光源的強(qiáng)度是與流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管的電流大小成正比。相反的，當(dāng)外界光源的強(qiáng)度變?nèi)醵杩乖黾訒r(shí)，流經(jīng)有機(jī)發(fā)光二極管的電流Id將變小，發(fā)出較弱的光線。如此，而可以達(dá)到自動調(diào)整亮度的目的。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請專利范圍；凡其它未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在下述的申請專利范圍中。例如，本發(fā)明實(shí)施例中的電源線403及電源總線B的布局可適度的調(diào)整；亮度調(diào)整電路401的大小可視情況需要而增減；亮度調(diào)整電路401的布局位置及數(shù)量也可加以調(diào)整。例如，其可置于顯示面板的下方成一長條狀，當(dāng)僅有人影擋住部分亮度調(diào)整單元401時(shí)，其面板亮度僅小幅變暗，而不會影響使用者觀看；但當(dāng)整個環(huán)境無燈光時(shí)，亮度調(diào)整單元401將自動調(diào)整至最小亮度，讓使用者不覺刺眼。
權(quán)利要求
1.一種自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，具有一自發(fā)光元件及一數(shù)據(jù)線，包括一電源供應(yīng)端；一亮度調(diào)整電路，其電性連接于該電源供應(yīng)端且具有一第一電位端與一第二電位端，該亮度調(diào)整電路接收外界的光源強(qiáng)度，以產(chǎn)生一電位差于該亮度調(diào)整電路的該第一電位端與該第二電位端之間，并依據(jù)該電位差來改變流過該自發(fā)光元件的電流；以及一驅(qū)動元件，其分別電性連接于該亮度調(diào)整電路與該自發(fā)光元件，并依據(jù)該數(shù)據(jù)線的電位來驅(qū)動該自發(fā)光元件。
2.如權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該自發(fā)光元件包含一有機(jī)發(fā)光二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該驅(qū)動元件包含一晶體管。
4.如權(quán)利要求3所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該晶體管為一P型薄膜晶體管(TFT)或N型薄膜晶體管。
5.如權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路是與該自發(fā)光元件及該驅(qū)動元件串聯(lián)。
6.如權(quán)利要求5所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路是借由該外界的光源亮度，用以調(diào)整流經(jīng)該自發(fā)光元件的電流大小。
7.如權(quán)利要求6所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該外界光源的亮度是與流經(jīng)該自發(fā)光元件的電流大小成正比。
8.如權(quán)利要求7所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路包含一薄膜晶體管(TFT)。
9.如權(quán)利要求5所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路是借由該外界光源的亮度，用以調(diào)整該亮度調(diào)整電路的兩端電位差。
10.如權(quán)利要求5所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路是借由該外界光源的亮度，用以改變其阻抗值。
11.如權(quán)利要求10所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該外界光線的亮度是與該阻抗值成反比。
12.如權(quán)利要求11所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該亮度調(diào)整電路包含一光電阻。
13.如權(quán)利要求5所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路，其特征在于該自發(fā)光元件、該驅(qū)動電路及該亮度調(diào)整電路是設(shè)置于一玻璃基板上。
14.一種平面顯示裝置，其特征在于包含如權(quán)利要求1所述的一自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路。
15.如權(quán)利要求14所述的平面顯示裝置，其特征在于該自發(fā)光元件包含一有機(jī)發(fā)光二極管。
16.如權(quán)利要求14所述的平面顯示裝置，其特征在于該驅(qū)動元件包含一P型薄膜晶體管(TFT)或N型薄膜晶體管。
17.如權(quán)利要求14所述的平面顯示裝置，其特征在于該亮度調(diào)整電路是與該自發(fā)光元件及該驅(qū)動元件串聯(lián)。
18.如權(quán)利要求14所述的平面顯示裝置，其特征在于該亮度調(diào)整電路是借由該外界的光源亮度，用以調(diào)整流經(jīng)該自發(fā)光元件的電流大小。
19.如權(quán)利要求14所述的平面顯示裝置，其特征在于該亮度調(diào)整電路包含一光電阻。
20.一種自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路的方法，包含提供一電源；電性連接一亮度調(diào)整電路與該電源；接收一外界光源借以改變該亮度調(diào)整電路的兩端電位以產(chǎn)生一電位差；電性連接一驅(qū)動元件于該亮度調(diào)整電路與一自發(fā)光元件之間；及依據(jù)該電位差來改變流過該自發(fā)光元件的電流。
21.如權(quán)利要求20所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路的方法，其特征在于該外界光源的強(qiáng)度是與該驅(qū)動電路的電位大小成正比。
22.如權(quán)利要求20所述的自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路的方法，其特征在于該外界光源的強(qiáng)度是與流經(jīng)該自發(fā)光元件的電流大小成正比。
全文摘要
一種自動調(diào)整自發(fā)光亮度的電路與方法，其具有亮度調(diào)整電路，用以接收外界光源并根據(jù)外界光源的強(qiáng)度，藉以調(diào)整供應(yīng)驅(qū)動元件的電源大小。因此，通過驅(qū)動驅(qū)動元件自發(fā)光元件的亮度可以隨環(huán)境光線的強(qiáng)度大小而自動調(diào)整，以得到適當(dāng)?shù)拿靼祵Ρ取?br> 文檔編號H05B33/02GK1609938SQ20041009745
公開日2005年4月27日 申請日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者胡碩修, 宋志峰 申請人:友達(dá)光電股份有限公司