專利名稱：顯示器系統以及消除顯示器亮度不均的方法
技術領域：
本發明涉及一種有機發光二極管(Organic Light Emitting Diode, OLED) 顯示器。
背景技術：
有機發光二極管(OLED)顯示器不需要背光模塊(backlight),因此，適用 于薄型顯示器，而且沒有視角限制。現今OLED顯示器蓬勃發展，有取代陰極 射線管(Cathode Ray Tube, CRT)與液晶(1 iquid crystal)屏幕的趨勢。然而，現今OLED顯示器所面臨的一項重要問題是亮度不均勻(mura effect)。由于一個OLED顯示器中，每一個OLED元件的輝度(luminance)會 因為工藝或使用上的耗損而有所差異，因此很容易有亮度不均勻的現象。OLED 元件的輝度耗損速度與以下幾項因素特別有關，其中包括該OLED元件的特 性、工藝環境、OLED元件的驅動方式…等。亮度不均勻的問題在全彩OLED面板上特別嚴重。 一全彩OLED面板中具 有紅色、綠色、以及藍色三種OLED元件。這三種顏色的OLED元件的輝度耗 損速度是不一樣的。在長時間使用后，三種顏色的OLED元件的輝度差異會更 為明顯。圖l為美國專利U.S. 6710548所揭露的一種OLED面板，其中，包括一 像素矩陣102。像素矩陣102中包括多個像素。以像素104為例，其中，包 括一有機發光二極管(OLED)元件110。 一數據線驅動裝置106以及一掃描線 驅動裝置108負責驅動面板上的像素，以顯示一視頻(video signal)。基于 視頻，存在一參考總電流值，代表在一理想面板上播放視頻時，所有像素所 應該具有的總電流值。 一電流計114測量實際流經面板上所有像素的總電流 值。 一校正電路116調整一可變電源供應器112的輸出電壓大小，以彌補電 流計114所測量的總電流值與參考總電流值的差距。然而，U.S. 6710548所 揭露的技術不能單獨調整每一個OLED元件的亮度。 一旦可變電源供應器112 的輸出電壓有所改變，面板上所有OLED元件的驅動信號(電流或電壓)皆會
同時改變。 發明內容本發明揭露一種改善有機發光二極管(OLED)面板亮度不均勻(mura effect)的方法與系統。此種系統中包括 一像素矩陣、 一轉換電路、 一存儲 器、以及一補償電路。像素矩陣內包括多個像素。每一個像素至少具有一個 裝配有一感測單元的0LED元件；當OLED元件被一測試信號驅動時，感測元 件會測量OLED元件所產生的一顯示信息。基于測試信號與顯示信息，轉換電 路會針對0LED元件產生一顯示參數。所有0LED元件的顯示參數會被存儲在 存儲器。補償電路會根據該存儲器所存儲的上述顯示參數校正一視頻。面板 所播放的視頻乃校正后的視頻，因此可大幅改善0LED面板亮度不均勻的問 題。以下敘述本發明所揭露的消除OLED面板亮度不均的方法。首先必須提供 一像素矩陣，像素矩陣內包括復數像素。每一個像素至少具有一個裝配有一 感測單元的0LED元件。以一測試信號驅動上述0LED元件，并且利用該等0LED 元件所裝配的感測單元分別測量該等0LED元件所產生的顯示信息。針對每一 個0LED元件，基于測試信號以及顯示信息，產生一顯示參數。將每一個0LED 元件的顯示參數存儲在一存儲器中。根據存儲器所存儲的上述顯示參數校正 一視頻，并且以校正后的視頻驅動該像素數組顯示該^L頻。利用本發明所揭 露的方法，0LED面板的亮度不均勻問題可大幅改善。
圖1示出了美國專利U. S. 6710548所揭露的一種OLED面板； 圖2示出了本發明所揭露的系統；圖3示出了以一光傳感器取代圖2的一感測薄膜晶體管；圖4示出了以一感測薄膜晶體管與一光傳感器的組合取代圖2的一感測薄膜晶體管；圖5示出了存儲器如何對應像素矩陣存儲所有像素的顯示參數；圖6示出了圖解本發明的多種應用范圍。附圖符號說明102-像素矩陣； 104——個像素； 110-OLED元件; 114-電流計；106-數據線驅動裝置;108-掃描線驅動裝置; 112-可變電源供應器;200-本發明所揭露的系統 204-坐標(n， m)的像素;208-驅動TFT; 212-0LED元件; 216-電源線； 224-比較裝置; 228-存儲器； 232-補償電路；116-校正電路; 202-像素矩陣； 206-TFT開關; 210-存儲電容; 214-感測TFT; 222-轉換電路;226-模擬/數字轉換器; 230-視頻；236-數字/模擬轉換器; 404-感測TFT;234-校正裝置； 314-光傳感器; 406-光傳感器；502-表示所對應的像素的0LED元件需要較多的能量方能正常發光； 504-表示所對應的像素的0LED元件僅需較少能量就能正常發光； 528-為存儲器228的示意圖，每個單位皆可在該像素矩陣上找到對應的像素。
具體實施方式
以下內容主要乃用來幫助了解本發明，并非用來限制本發明的范圍。本 發明所欲保護的范圍將詳細敘述于本說明書的申請專利范圍中。圖2為本發明一實施例的方塊圖，其中，系統200可改善OLED面板的亮 度不均勻問題。系統200包括一像素矩陣202。像素矩陣202包括多個像素。 圖2僅繪出位于該像素矩陣202的坐標(n, m)的像素204。像素204包括一 薄膜晶體管(Thin Film Transistor, TFT)開關206、 一驅動TFT 208、 一存 儲電容210、 一OLED元件212、以及一感測單元。其中，圖2的實施例以一 TFT 214實現感測單元，以下以「感測TFTJ代表該TFT 214。 TFT開關206 的柵極耦接一第一掃描線Scanl [n] 。 TFT開關206的源極與漏極的其中一端 耦接一第一數據線Datal [m]，另 一端則耦接驅動TFT 208的柵極。驅動TFT 208 的源極與漏極的其中一端耦接一電源線216,另一端則耦接0LED元件212的 陽極。存儲電容210跨接在電源線216與驅動TFT 208的柵極之間。感測TFT214的源極與漏極的其中一端耦接OLED元件212的陽極，另一端則耦接一第 二數據線Data2[m]。感測TFT 214的柵極耦接第二掃描線Scanl [n〗。在一測試模式的一寫入時期，第一掃描線Scanl [n]導通TFT開關"6, 一第一數據線Datal [m]將一測試信號(可為電壓信號)經由TFT開關206耦接 至存儲電容210的一端，存儲電容210的兩端因而會存在一電位差。接著， 第一掃描線Scanl[n]停止導通TFT開關206。驅動TFT 208會根據存儲電容 210的兩端的電位差產生一電流流經OLED元件212。在測試才莫式的一感測時 期，第二掃描線Scan2[n]會導通感測TFT 214,驅動TFT 208所產生的電流 會有一部分流入感測TFT 214。流入感測TFT 214的電流的大小乃由OLED元 件212的陽極電壓決定。感測TFT 214的通道寬長比(channel width-to-length)、遷移率(mobility)、以及臨界電壓(threshold voltage) 亦會影響流入感測TFT214的電流大小。流入感測TFT214的電流大小即0LED 元件的一顯示信息(亦可測量該0LED元件212兩端的跨壓作為顯示信息)。經 由第二數據線Data2[m]將顯示信息傳送至一轉換電路222。轉換電路222乃 由一比較裝置224與一模擬/數字轉換器(ADC) 226構成。藉由比較顯示信息 以及測試信號所對應的測試信息，比較裝置224產生一顯示參數。其中，測 試信息乃假設像素204的電子特性為理想狀態時對應測試信號所應當測量到 的顯示信息。模擬/數字轉換器226將顯示參數由模擬信號轉換成數字信號。 一存儲器228存儲顯示參數。存儲器228可由靜態隨機存取存儲器(SRAM)、 動態隨機存取存儲器(DRAM)、閃存數組(flash memory array)、或任何可存 取數據的存儲器裝置實現。像素矩陣202上的所有像素的顯示參數皆存儲在 該存儲器228。存儲在存儲器228中的顯示參數可在系統200接收到一測試 指令時重新測量并且更新。其它更新存儲器228所存儲的顯示參數的時機尚 包括系統200出廠時，每回啟動系統200時、或系統200經長時間運作時。 本發明的另 一種實施方式為將該第 一數據線Datal [m]與該第二數據線 Data2[m]合并成同一條數據線制作。在測試模式的寫入時期，數據線會將測 試信號傳送至像素204。在測試模式的感測時期，數據線會將感測TFT 214 所感測到的顯示信息傳送至轉換電路222。在本發明一實施例中，比較裝置224根據感測TFT 214所感測到的電流， 判斷出0LED元件212所實際發出的灰階値。假設OLED元件212具有理想電 子特性，可根據測試信號估計出OLED元件212所應該發出的一測試灰階值。
比較裝置224比較測試灰階值以及OLED元件212所實際發出的灰階值，以判 斷OLED元件212的亮度是否正確，并且估計出需要增加或減少多少能量方能 正確控制OLED元件212的亮度，此項信息即為該OLED元件212的顯示參數， 將存入該存儲器228的對應地址。 一補償電路232根據存儲器228所存儲的 顯示參數校正OLED面板所欲播放的視頻，以消除OLED面板的亮度不均勻問 題。補償電路232包括一校正裝置234以及一模擬/數字轉換器(DAC) 236。根 據一視頻，OLED面板上的每一個像素會對應到一電壓信號。以像素204為例， 校正裝置234會根據OLED元件212存儲在存儲器228的顯示參數調整電壓信 號。若顯示參數指出OLED元件212需要較多的能量方能正常發光，則校正裝 置234會降低電壓信號。若顯示參數指出OLED元件212僅需較少的能量就能 正常發光，則校正裝置234會增加電壓信號。校正好的電壓信號將由數字/ 模擬轉換器236轉換成模擬信號，然后被傳送至第一數據線Datal[m]，以供 寫入該像素204。圖3為本發明另一實施例，其中，以一光傳感器314取代感測TFT 214。 光傳感器314被制造在0LED元件212附近，用以感測0LED元件212所發出 的光線強弱。光傳感器314會根據感測到的光線強弱產生光電流。在測試模 式中，OLED面板上的所有光傳感器的柵極皆耦接一負値柵極偏壓，所以所有 光傳感器在測試模式中皆為啟動。在測試模式中，像素矩陣中一次僅有一個 0LED元件會發光，以免一個光傳感器同時感測到多個0LED元件所發射的光 線。如圖3所示， 一第三數據線Data3[m]會將光傳感器314所感測的光電流 傳送至該比較裝置224。光傳感器314可由薄膜晶體管、二極管、電阻、或 任何會隨著所感測到的光線而有電子特性變化的電子裝置實現。圖4為本發明另一種實施例，其中圖2的感測TFT 214 ^皮另一種感測單 元取代。該種感測單元為一感測TFT 404與一光傳感器406的組合。感測TFT 404耦接0LED元件212。驅動TFT 208所產生的電流會部分流入感測TFT 404。 感測TFT 404亦可用來測量0LED元件212兩端的壓降。感測TFT 404所感測 到的電流或電壓會經由第二數據線Data2[m]傳送至比較電路224。光傳感器 406負責感測0LED元件212所發出的光線強度，所產生的光電流會經由第三 數據線Data3[m]傳送至比較電路224。如圖4所示的實施例，可將感測TFT 404所感測到的電流(該驅動TFT 208 的電流的分支)以及光傳感器406感測到的光強度作為顯示信息。在假設像素204為理想的前提下，驅動TFT 208對應測試信號所應當產生的電流値被視 為上述測試信息。顯示信息會經由第二數據線Data2[m]及第三數據線 Data3[m]傳送到比較裝置224。比較裝置224會根據顯示信息計算出驅動TFT 208對應測試信號所實際產生的電流大小。藉由比較驅動TFT 208的實際電 流與理想電流，比較裝置224會判斷出0LED元件212的顯示參數。圖5圖解存儲器228如何對應像素矩陣202存儲該等像素的顯示參數(圖 式528為存儲器228的示意圖，每個單位皆可在像素矩陣上找到對應的像素)。 點狀區域502表示所對應的像素的OLED元件需要較多的能量方能正常發光。 斜線區域504表示所對應的像素的OLED元件僅需較少能量就能正常發光。本發明亦可應用在全彩OLED顯示器上。全彩OLED顯示器的像素矩陣的 像素主要分為三類，分別具有發射紅光、綠光、以及藍光的OLED元件。本發 明所揭露的感測單元可以只裝配在生命周期較短的OLED元件上(通常為紅光 或藍光OLED元件)，以降低像素內電路的復雜度以及OLED面板的成本。在本 發明的另一實施例中，亦可不論紅光、綠光、或藍光OLED元件都裝配上述感 測單元。此外，不同顏色的OLED元件可分別具有一組專用的轉換電路、存儲 器、以及補償電路，或是共享一組轉換電路、存儲器、與補償電路。本發明所揭露的系統更可被應用在播放靜態影像上。 一視頻230經由補 償電路232校正后所產生的各個像素的驅動電壓會存儲在該存儲器228。若 接下來所欲播放的畫面都是此視頻，可直接自存儲器讀取各個^f象素所需要的 驅動電壓。因此，系統不需要不停提供視頻也不需要反復校正一見頻，所以系 統內產生視頻與校正視頻的電路皆可被關閉，以節省能量。圖6圖解本發明的其它實施例。本發明所揭露的技術可應用于一顯示面 板602或一電子裝置604上。圖2的系統200所包含的像素矩陣202、轉換 電路222、存儲器228、與補償電路2332皆可整合在顯示面板602 (如OLED 面板)中。可在多種電子裝置(如圖6的電子裝置604)中安裝顯示面板602。 通常，電子裝置604可包括顯示面板602與一輸入裝置606。輸入裝置606 耦接顯示面板602，并且提供圖2所提及的視頻230給顯示面板602。顯示面 板602可利用本發明所揭露的技術校正視頻230，以顯示亮度均勻的影像。 電子裝置604可為移動電話、數字相機、個人數字助理(PDA)、移動計算機、 桌上型計算機、電視、車上屏幕、或可攜式DVD播放器…等。本說明書列舉數種本發明的較佳實施例。上述實施例并非用來限制本發 明的范圍。任何根據本說明書內容所衍生出來的技術，或基于本說明書內容 所作的顯而易見修正，皆屬于本說明書揭露的技術范圍。以下申請專利范圍 所揭露的內容，為本發明所欲保護的范圍，本說明書所提及的內容皆包含在 申請專利范圍中。
權利要求
1. 一種顯示器系統，包括一像素矩陣，其中，包括多個像素，每一個像素具有一個有機發光二極 管元件；每一個有機發光二極管元件皆裝配一個感測單元，用以感測該有機 發光二極管元件接收一測試信號后所產生的 一顯示信息；一轉換電路，根據上述測試信號以及上述顯示信息，判斷各個有機發光 二極管元件的顯示參數；一存儲器，存儲所有有機發光二極管的上述顯示參數；以及一補償電路，根據該存儲器所存儲的上述顯示參數校正一視頻，校正后 的視頻將被用來驅動該像素矩陣。
2. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，上述感測單元乃由薄膜晶體 管實現；上述薄膜晶體管耦接所對應的有機發光二極管元件，所感測到的顯 示信息為一電流或一電位差，該電流大小與流經該有機發光二極管元件的電 流大小有關，該電位差即該有機發光二極管元件的兩個端點的壓降。
3. 如權利要求2所述的顯示器系統，其中，該像素矩陣更包括多條數據 線；每一有機發光二極管元件以及所對應的感測單元皆耦接于同一條數據線， 該數據線乃用來傳送上述測試數據至該像素或是將有機發光二極管所產生的 顯示信息傳送回該轉換電路。
4. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，上述感測單元乃用光傳感器 實現，上述光傳感器在感測到上述有機發光二極管元件所發出的光線時，會 產生光電流，上述光電流被視為上述顯示信息。
5. 如權利要求4所述的顯示器系統，其中，上述有機發光二極管元件在 一測試模式時必須分開單獨驅動，而所有光傳感器在該測試;漠式時必須恒為 啟動以隨時判斷是否有光線。
6. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，上述感測單元乃由一薄膜晶 體管以及一光傳感器組合而成；上述薄膜晶體管與所對應的有機發光二極管 元件耦接在一起，所感測到的顯示信息為一電流或一電位差，該電流大小與 流經該有機發光二極管元件的電流大小有關，該電位差即該有機發光二極管 元件的兩個端點的壓降；上述光傳感器在感測到光線時會產生光電流，上述 光傳感器所感測到的顯示信息即上述光電流。
7. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，該顯示器系統更在接收到一 測試指令時更新該等有機發光二極管的顯示參數。
8. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，該顯示器系統更在每次被啟動時更新該等有機發光二極管的顯示參數。
9. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，該顯示器系統更應用在播放 一靜態畫面上，該靜態畫面的視頻經由校正后會取代該等有機發光二極管的 顯示參數存儲在該存儲器中，以供播放該靜態畫面時使用。
10. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，上述感測單元僅裝配在具 有最短生命周期的有機發光二極管元件上。
11. 如權利要求1所述的顯示器系統，其中，該顯示器系統實現在一顯 示面板中，上述像素矩陣、上述轉換電路、上述存儲器、以及上述補償電路 皆包含在該顯示面板中。
12. 如權利要求11所述的顯示器系統，其中，該顯示器系統更實現在一 電子裝置中，該電子裝置包括上述顯示面板；以及一輸入裝置，該輸入裝置耦接該顯示面板，用以提供上述視頻至該顯示 面板，使該顯示面板得以播放該-見頻。
13. 如權利要求12所述的顯示器系統，其中，該電子裝置是一移動電話、 一數字相機、 一個人數字助理、 一移動計算機、 一桌上型計算機、 一電視、 一車用型屏幕、或一可攜式多媒體播放器。
全文摘要
一種顯示器系統，其中包括一像素矩陣、一轉換電路、一存儲器、以及一補償電路。像素矩陣包括多個像素。每一個像素內的OLED元件皆裝配一感測單元；感測單元在一測試信號驅動OLED元件時，會測量OLED元件所產生的一顯示信息。基于測試信號與顯示信息，轉換電路會針對OLED元件產生一顯示參數。所有OLED元件的顯示參數會被存儲在存儲器。補償電路會根據存儲器所存儲的上述顯示參數校正一視頻。面板所播放的視頻乃校正后的視頻，可大幅改善OLED面板亮度不均勻的問題。
文檔編號G09G3/20GK101123066SQ200710143589
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月10日 優先權日2006年8月11日
發明者張世昌, 王碩晟 申請人:統寶光電股份有限公司