專利名稱：顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種用于顯示器的電壓驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法。
由于上述的問題，而使得研究人員著手開發(fā)所謂的平面顯示器(Flat Panel Display)。這個領(lǐng)域包含液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD)、場發(fā)射顯示器(Field Emission Display，簡稱FED)、有機(jī)發(fā)光二極管(Organic Light Emitting Diode，簡稱OLED)、以及等離子體顯示器面板(Plasma Display Panel，簡稱PDP)。
其中，有機(jī)發(fā)光二極管又稱為有機(jī)電機(jī)發(fā)光顯示器(OrganicElectro luminescence Display，簡稱OELD)，其為自發(fā)光性的器件，且為點(diǎn)矩陣式顯示器。因?yàn)镺LED的特性為直流低電壓驅(qū)動、高亮度、高效率、高對比值、以及輕薄，并且其發(fā)光色澤由紅(Red，簡稱R)、綠(Green，簡稱G)、以及藍(lán)(Blue，簡稱B)三原色至白色的自由度高，因此OLED被喻為下一代的新型平面面板的發(fā)展重點(diǎn)。OLED技術(shù)除了兼具LCD的輕薄與高分辨率，以及LED的主動發(fā)光、響應(yīng)速度快與省電冷光源等優(yōu)點(diǎn)外，還有視角廣、色彩對比效果好及成本低等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。因此，OLED可廣泛應(yīng)用于LCD或指示看板的背光源、移動電話、數(shù)字相機(jī)、以及個人數(shù)字助理(PDA)等。
從驅(qū)動方式的觀點(diǎn)來看，OLED可分為被動矩陣(Passive Matrix)驅(qū)動方式及主動矩陣(Active Matrix)驅(qū)動方式兩大種類。被動矩陣式OLED的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)非常簡單且不需要使用薄膜晶體管(Thin FilmTransistor，簡稱TFT)驅(qū)動，因而成本較低，但其缺點(diǎn)為不適用于高分辨率畫質(zhì)的應(yīng)用，而且在朝向大尺寸面板發(fā)展時，會產(chǎn)生耗電量增加、器件壽命降低、以及顯示性能不佳等的問題。而主動矩陣式OLED的優(yōu)點(diǎn)除了可應(yīng)用在大尺寸的主動矩陣驅(qū)動方式的需求外，其視角廣、高亮度、以及響應(yīng)速度快的特性也是不可忽視的，但是其成本會比被動矩陣式OLED略高。
依照驅(qū)動方式的不同，平面面板顯示器又可分為電壓驅(qū)動型及電流驅(qū)動型兩種。電壓驅(qū)動型通常應(yīng)用在TFT-LCD，也就輸入不同的電壓至數(shù)據(jù)線，而達(dá)到不同的灰階，以達(dá)成全彩的目的。電壓驅(qū)動型的TFT-LCD具有技術(shù)成熟、穩(wěn)定、以及便宜的優(yōu)點(diǎn)。而OLED則是屬于電流驅(qū)動型的顯示器，輸入不同的電流至數(shù)據(jù)線，而達(dá)到不同的灰階，以達(dá)成全彩的目的。但是這種電流驅(qū)動象素的方式，需要開發(fā)新的電路及IC，因此需要龐大的成本。而如果以TFT-LCD的電壓驅(qū)動電路來驅(qū)動OLED，由于R、G、以及B的OLED的特性完全不同，所以必須針對R、G、以及B的OLED，提供不同的資料電壓，才能使R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求而達(dá)成全彩化。因此，無法以同一顆IC來達(dá)成不同的資料輸出。
為達(dá)成上述及其它目的，本發(fā)明提出一種顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法。此顯示器包括數(shù)個象素，每一個象素包括驅(qū)動薄膜晶體管及有機(jī)發(fā)光二極管。此設(shè)計(jì)方法的特征為每一該些象素具有相同的數(shù)據(jù)電壓；以及通過調(diào)整驅(qū)動薄膜晶體管的信道寬度/信道長度比，可修改驅(qū)動薄膜晶體管所產(chǎn)生的驅(qū)動電流，而使紅色的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的紅光、綠色的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的綠光、以及藍(lán)色的有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的藍(lán)光的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，驅(qū)動電流流經(jīng)驅(qū)動薄膜晶體管的漏極與柵極的電流。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，紅光的亮度會依據(jù)紅色的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。綠光的亮度會依據(jù)綠色的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。藍(lán)光的亮度會依據(jù)藍(lán)色的有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，紅光的亮度與紅光的發(fā)光效率以及紅色的有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的驅(qū)動電流成正比關(guān)系。綠光的亮度與綠光的發(fā)光效率以及綠色的有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的驅(qū)動電流成正比關(guān)系。藍(lán)光的亮度與藍(lán)光的發(fā)光效率以及藍(lán)色的有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的驅(qū)動電流成正比關(guān)系。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，驅(qū)動薄膜晶體管的源極耦接至有機(jī)發(fā)光二極管的正極。驅(qū)動薄膜晶體管的漏極耦接至一電源供應(yīng)器，此電源供應(yīng)器具有一第一電位。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，有機(jī)發(fā)光二極管的負(fù)極耦接至一電源供應(yīng)器，此電源供應(yīng)器具有一第二電位。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，每一個象素還包括開關(guān)薄膜晶體管及電容。其中，開關(guān)薄膜晶體管具有漏極、柵極及源極，其中漏極耦接至一個驅(qū)動IC，柵極耦接至掃描電壓，而源極耦接至驅(qū)動薄膜晶體管的柵極。電容具有第一端及第二端，其中第一端耦接至開關(guān)薄膜晶體管的源極及驅(qū)動薄膜晶體管的柵極，而第二端耦接至一個電源供應(yīng)器，此電源供應(yīng)器具有一第三電位(Vref)。
綜上所述，本發(fā)明是以現(xiàn)有的TFT-LCD的電壓驅(qū)動電路為基礎(chǔ)，并且象素可在相同的資料電壓下，通過調(diào)整象素本身中的驅(qū)動TFT的信道寬度/信道長度比，而輸出不同的驅(qū)動電流至不同特性的R、G、以及B的OLED，以使不同特性的R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化的目的。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，能更加明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖
標(biāo)，做詳細(xì)說明。
開關(guān)薄膜晶體管TFT1102具有漏極、柵極、以及源極。電容C104具有第一端及第二端。驅(qū)動薄膜晶體管TFT2106具有漏極、柵極、以及源極。而OLED112具有正極及負(fù)極。其中，開關(guān)薄膜晶體管TFT1102的漏極會耦接至數(shù)據(jù)電壓。開關(guān)薄膜晶體管TFT1102的柵極會耦接至掃描電壓。開關(guān)薄膜晶體管TFT1102的源極會耦接至電容C104的第一端及驅(qū)動薄膜晶體管TFT2106的柵極。電容C104的第二端會耦接至一具有電位Vref的電源供應(yīng)器。驅(qū)動薄膜晶體管TFT2106的漏極會耦接至一具有電位VDD的電源供應(yīng)器。而OLED108的負(fù)極會耦接到一具有電位Vss的電源供應(yīng)器。另外，數(shù)據(jù)電壓及供應(yīng)電壓(VDD)由電壓源提供。
接下來將敘述象素10的運(yùn)作情形。當(dāng)掃描電壓為高電壓準(zhǔn)位時，會使開關(guān)薄膜晶體管TFT1102的柵極與源極之間的電壓(Vgs1)大于開關(guān)薄膜晶體管TFT1102的臨界電壓(Threshold Voltage)，而使開關(guān)薄膜晶體管TFT1102導(dǎo)通。此時，數(shù)據(jù)電壓會對電容C104充電。當(dāng)電容C104所充電的電壓到達(dá)驅(qū)動薄膜晶體管TFT2106的柵極與源極之間的電壓(Vgs2)時，會使驅(qū)動薄膜晶體管TFT2106導(dǎo)通，于是產(chǎn)生流經(jīng)漏極及源極間的驅(qū)動電流。此驅(qū)動電流會流過OLED108，而使OLED108發(fā)光。
而紅色(R)、綠色(G)、以及藍(lán)色(B)的OLED的發(fā)光效率(EF)(單位為燭光/安培，Cd/A)與亮度(單位為燭光/平方公尺，Cd/m2)的關(guān)系圖，請參照圖2所繪示。由圖2可知，R的OLED所發(fā)出的紅光、G的OLED所發(fā)出的綠光、以及B的OLED所發(fā)出的藍(lán)光的發(fā)光效率及亮度均不相同。而且R、G、以及B的OLED的亮度會隨著結(jié)構(gòu)及材料的不同而有所差異。此外，OLED的亮度為OLED的發(fā)光效率、OLED的單位面積上流過的驅(qū)動電流、以及一個常數(shù)的乘積。而R、G、以及B的OLED的亮度與驅(qū)動電流的關(guān)系圖，請參照圖3所繪示。由圖3可知，在相同的驅(qū)動電流下，G的OLED所發(fā)出的綠光亮度最高，B的OLED所發(fā)出的藍(lán)光亮度次之，R的OLED所發(fā)出的紅光亮度最低。
由上述可知，R、G、以及B的OLED的特性完全不同，所以在相同的資料電壓下，必須調(diào)整輸出至不同特性的R、G、以及B的OLED的驅(qū)動電流，才能使不同特性的R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求。而TFT在飽和區(qū)的漏極電流的公式為Id＝(1/2)×μn×Cox×(W/L)×(Vgs-Vth)2，其中電子移動率μn及單位面積上的柵極電容Cox為定值，Vth為TFT的臨界電壓，W為TFT的信道寬度，而L為TFT的信道長度。由此公式可知，由于用來驅(qū)動R、G、以及B的OLED的驅(qū)動薄膜晶體管的柵極及源極間的電壓均相同(即VgsR＝VgsG＝VgsB)，所以可通過驅(qū)動薄膜晶體管的信道寬度/信道長度比(W/L)，而使驅(qū)動薄膜晶體管輸出不同的驅(qū)動電流至不同特性的R、G、以及B的OLED，以使不同特性的R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化的目的。為了更清楚起見，現(xiàn)在舉一個例子如下。假設(shè)R、G、以及B的OLED的發(fā)光效率分別為EFR＝2(Cd/A)，EFG＝10(Cd/A)，EFB＝2(Cd/A)。白光所要求的亮度比為BR∶BG∶BB＝3∶6∶1。流經(jīng)OLED的單位面積上的電流Id＝(1/2)×μn×Cox×(W/L)×(Vgs-Vth)2＝K1×(W/L)×(Vgs-Vth)2，其中K1＝(1/2)×μn×Cox為常數(shù)，VgsR＝VgsG＝VgsB。根據(jù)亮度的公式為B＝K2xEFxId(其中K2為常數(shù))，可得到用于R、G、以及B的OLED的驅(qū)動薄膜晶體管的W/L比如下BR∶BG∶BB＝3∶6∶1＝K1×K2×EFR×(W/L)R×(VgsR-Vth)2∶K1×K2×EFG×(W/L)G×(VgsG-Vth)2∶K1×K2×EFB×(W/L)B×(VgsB-Vth)2＝EFR×(W/L)R∶EFG×(W/L)G∶EFB×(W/L)B＝2×(W/L)R∶10×(W/L)G∶2×(W/L)B所以可得出(W/L)R∶(W/L)G∶(W/L)B＝15∶6∶5，然后利用此W/L比，而輸出不同的驅(qū)動電流至不同特性的R、G、以及B的OLED，以使不同特性的R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化的目的。
因此，由上述可知，可利用本發(fā)明的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，便可輕易利用現(xiàn)有的TFT-LCD的電壓驅(qū)動電路及IC，而使OLED的顯示器達(dá)到全彩化的目的。
綜上所述，本發(fā)明是以現(xiàn)有的TFT-LCD的電壓驅(qū)動電路為基礎(chǔ)，并且象素可在相同的資料電壓下，通過調(diào)整象素本身中的驅(qū)動TFT的信道寬度/信道長度比，而輸出不同的驅(qū)動電流至不同特性的R、G、以及B的OLED，以使不同特性的R、G、以及B的OLED的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化的目的。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開于上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求所界定為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，該顯示器包括數(shù)個像素，每一該些像素包括一驅(qū)動薄膜晶體管及一有機(jī)發(fā)光二極管，該設(shè)計(jì)方法的特征為每一該些像素具有相同的一數(shù)據(jù)電壓；通過調(diào)整該驅(qū)動薄膜晶體管的信道寬度/信道長度比，可修改該驅(qū)動薄膜晶體管所產(chǎn)生的一驅(qū)動電流，而使紅色的該有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的一紅光、綠色的該有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的一綠光、以及藍(lán)色的該有機(jī)發(fā)光二極管發(fā)出的一藍(lán)光的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該驅(qū)動電流流經(jīng)該驅(qū)動薄膜晶體管的漏極與柵極的電流。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該紅光的亮度會依據(jù)紅色的該有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該綠光的亮度會依據(jù)綠色的該有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。
5.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該藍(lán)光的亮度會依據(jù)藍(lán)色的該有機(jī)發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及材料而有所差異。
6.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該紅光的亮度與該紅光的發(fā)光效率以及紅色的該有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的該驅(qū)動電流成正比關(guān)系。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該綠光的亮度與該綠光的發(fā)光效率以及綠色的該有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的該驅(qū)動電流成正比關(guān)系。
8.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該藍(lán)光的亮度與該藍(lán)光的發(fā)光效率以及藍(lán)色的該有機(jī)發(fā)光二極管的單位面積上流過的該驅(qū)動電流成正比關(guān)系。
9.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該驅(qū)動薄膜晶體管的源極耦接至該有機(jī)發(fā)光二極管的正極。
10.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該驅(qū)動薄膜晶體管的漏極耦接至一一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器具有一第一電位。
11.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中該有機(jī)發(fā)光二極管的負(fù)極耦接至一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器具有一第二電位。
12.如權(quán)利要求1所述的顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于其中每一該些像素包括一開關(guān)薄膜晶體管，具有一漏極、一柵極及一源極，其中該漏極耦接至該數(shù)據(jù)電壓，該柵極耦接至一掃描電壓，而該源極耦接至該驅(qū)動薄膜晶體管的柵極；一電容，具有一第一端及一第二端，其中該第一端耦接至該源極及該驅(qū)動薄膜晶體管的柵極，而該第二端耦接一電源供應(yīng)器，該電源供應(yīng)器具有一第三電位。
全文摘要
本發(fā)明提出一種顯示器驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明是以現(xiàn)有的薄膜晶體管液晶顯示器的電壓驅(qū)動電路為基礎(chǔ)，并且像素可在相同的資料電壓下，通過調(diào)整像素本身中的驅(qū)動薄膜晶體管的信道寬度/信道長度比，而輸出不同的驅(qū)動電流至不同特性的紅色、綠色、以及藍(lán)色的有機(jī)發(fā)光二極管，以使不同特性的紅色、綠色、以及藍(lán)色的有機(jī)發(fā)光二極管的亮度比符合組成白光的要求，而達(dá)到全彩化的目的。
文檔編號G09G3/36GK1462025SQ0212048
公開日2003年12月17日 申請日期2002年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月28日
發(fā)明者宋志峯 申請人:友達(dá)光電股份有限公司