专利名称：改善电流驱动式显示器画面均匀度的方法及其显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电流驱动式显示器，且特别涉及一种电流驱动式显示器，其驱动晶体管数组内非所有的驱动晶体管皆为同一标准尺寸。
背景技术：
有机发光二极管显示器为近年来快速发展的电流驱动式显示器之一，其通常由大量的像素所组合而成。如图1A所示，每一像素中包括一扫描线(scanline)102、一数据线(data line)104、电源线Vdd及Vss、一开关装置Tsw、一驱动晶体管Tdr、一储存电容Cs与一电致发光(electro-luminescence；EL)组件110，该开关装置Tsw包括至少一晶体管；在目前一般的应用中，开关装置Tsw与驱动晶体管Tdr通常为薄膜晶体管(thin film transistor；TFT)，且驱动晶体管Tdr常为P型金氧半晶体管，但其亦可为N型金氧半晶体管，惟其像素的架构需稍作更动，如图1B与1C所示。
由于有机发光二极管(organic luminescence emitting diode；OLED)所发出光的亮度正比于流过的电流，因此电流大小的变动便直接影响到有机发光二极管显示器的画面均匀度；像素间Vdd的压降亦会造成画面不均匀的问题，其原因为金属导线上必定有一电阻，当电流在导线内流动时，会造成电压降，便造成导线内不同位置的像素的电压不同。如图2所示，一般常将同一行像素的电源线Vdd接在一起，并在像素矩阵外部将所有行的电源线Vdd连接在一起；就同一行的像素而言，当同一行数据在线的像素欲显示同一画面时，需将一像素电压写入每一像素的驱动晶体管的栅极端202，则理想上会有相同电流来自电源线而流过各个像素中的有机发光二极管，使各个像素呈现相同的亮度；然而实际上，电源线内电压降的存在，使得每一个像素的驱动晶体管的源极电压皆不相同，如此一来，同一行的各像素的驱动晶体管的栅极相对于源极的电压亦不相同，因此不会流过相同的电流，而使得各像素的有机发光二极管显示出不同的亮度。
发明内容
本发明提供一种改善电流驱动式显示器画面均匀度的方法，该方法包括提供一像素数组，每一像素包括一驱动晶体管，用以驱动一显示组件；其中，该像素数组内，非所有的驱动晶体管皆为同一标准尺寸，且该像素数组内非为该标准尺寸的驱动晶体管中，至少有两个位于同一电源供应在线。
本发明亦提供一种电流驱动式显示器，该电流驱动式显示器内包括一像素数组，每一像素包括一驱动晶体管，用以驱动一显示组件；其中，于该像素数组内，非所有的这些驱动晶体管皆为同一标准尺寸，且该像素数组内，且非为该标准尺寸的这些驱动晶体管中，至少有两个位于同一电源供应在线。
本发明利用改变驱动晶体管的尺寸，而针对电源线内的电压降作适当的补偿，以使各像素内的显示组件所流过的电流大致相同，而提升电流驱动式显示器的画面均匀度。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1A至1C为有机发光二极管显示器的单一像素的组成示意图。
图2为说明有机发光二极管显示器画面均匀度的问题的示意图。
图3为同一行像素的简化等效电路图。
图4为所有驱动晶体管为同一标准尺寸时，各个像素的Vdd电压随所在位置的电压分布图。
图5为依据本发明一实施例的改变驱动晶体管的尺寸以提升的有机发光二极管显示器画面均匀度的模拟结果图。
图6为依据本发明一实施例的改变驱动晶体管的尺寸以提升的有机发光二极管显示器画面均匀度的模拟结果图。
附图符号说明102-扫描线；104-数据线；Tsw-开关装置；Tdr-驱动晶体管；Cs-储存电容；110-电致发光组件；202-驱动晶体管的栅极端；Vpixel-像素电压；Tdr_1至Tdr_N-驱动晶体管；Vdd-电源电压；Vdd_1至Vdd_N-源极电压；RPL-电源线的电阻。
具体实施例方式
本发明所提供的改善电流驱动式显示器画面均匀度的方法及使用该方法制成的电流驱动式显示器将以有机发光二极管显示器为例，然电流式驱动显示器的范围不限于此，其亦可为其它的电致发光显示器，在开始介绍本发明的实施例之前，先以像素的等效电路解释不均匀度。当同一行数据在线的像素(通常亦皆连接至同一电源线)欲显示同一画面时，需将一像素电压Vpixel写入每一像素的驱动晶体管的栅极端，现将像素的等效电路简化为如图3所示，假设电源所提供的电压Vdd为7伏特，每一驱动晶体管(即Tdr_1至Tdr_N)的尺寸皆为同一标准尺寸，举例而言，通道宽度为6微米，通道长度为24微米，而有机发光二极管的阴极电压为-4伏特，写入每一像素的驱动晶体管的栅极的像素电压Vpixel为2伏特，而电源线的电阻RPL为0.918奥姆，则如图4所示，从模拟可以看出各个像素的源极电压(Vdd_1，Vdd_2…Vdd_N)随所在位置的电压分布，随着像素所在位置逐渐移动，可发现驱动晶体管Tdr_1至Tdr_N的源极电压亦逐渐变化；如图5所示，粗实线代表流过各像素的有机发光二极管的驱动电流，其亦随各个像素的Vdd电压而变动；假若一行有240个像素(N＝240)，则在第一像素的电流约为2.35微安培，到了第240像素时，降到2.2微安培，不均匀度达到约6.58％。
本发明为减少各晶体管的间的电流差异，而利用改变驱动晶体管的尺寸，针对电源线内的电压降作适当的补偿，以使各像素内的有机发光二极管所流过的电流大致相同，而提升有机发光二极管显示器的画面均匀度。本发明的一实施例为将各像素的驱动晶体管的信道宽度随所在位置作变化，倘若是以线性增加的方式作变化，使通道宽度由第一像素线性增加第240像素，延续前述的探讨不均匀度所举的例子，其Vdd下降约为6.58％，所以信道宽度便线性增加6.58％，由图5的细实线所示的曲线，该仿真结果可以看到电流仍然从2.36微安培降到约2.28微安培。
为了对电压降作更准确的补偿，我们可针对图4的Vdd随位置变化的曲线，取其二次回归曲线(以x代表像素位置)可得Vdd(x)＝2.10-6x2-10-3x+6.9944～2·10-6x2-10-3x+7如不考虑薄膜晶体管的电流扭曲效应(kink effect)，则各像素的驱动晶体管所流过的驱动电流，可简化如下Idd(x)=μCoxW2L(Vgs-Vth)2=μCoxW2L(Vpixel-Vdd(x)-Vth)2]]>
Idd(x)=μCoxW2L(2-(2·10-6x2-10-3x+7)-(-3))2]]>=μCoxW2L·(-2+10-3x-2·10-6x2)2]]>~μCoxW2L·(4-4·10-3x+10·10-6x2-4·10-9x3)]]>=μCoxW2L·4·(1-10-3x+2.5·10-6x2-10-9x3)]]>由于有机发光二极管所发出光的亮度正比于流过的电流，所以当每一有机发光二极管所流过的电流相同时，其发出的亮度也相同，亦即需将Idd(x)设计为一定值WL·(1-10-3x+2.5·10-6x2-10-9x3)=W0L0]]>W0与L0分别为第一位置的驱动晶体管的信道宽度与信道长度，假若我们固定其中一变量L为L0，亦即所有驱动晶体管的信道长度皆为L0，则可进一步设计任意位置的驱动晶体管的信道宽度，使其满足W(x)·(1-10-3x+2.5·10-6x2-10-9x3)＝W0则每一像素的通道宽度应为W(x)=W0(1-10-3x+2.5·10-6x2-10-9x3)]]>如图5所示，细虚线及粗虚线所代表的曲线分别为取两次式与三次式的代入模拟结果，可以看出电流随像素所在位置而递减6.58％的情形已大幅改善，甚至三次式的模拟结果还显示出虽然电源Vdd随位置下降，但电流却随位置上升了0.67％，由此可知，本发明所提供的方法确实可以减少驱动晶体管之间的电流差异。
为了确认本发明的可行性，假设所有的像素操作在像素电压为3伏特的灰阶，则电流位置随位置变化的仿真结果如图6所示，当所有的驱动晶体管的尺寸为同一标准尺寸(如粗实线所示)时，流过有机发光二极管的电流随位置最多下降7.18％，但若使用本发明提供的方法，以三次式代表Vdd电压，并依据该电压变化改变驱动晶体管的尺寸，则流过有机发光二极管的电流随位置最多会上升3.48％，如虚线所示，由此可知，本发明所提供的方法确实可以减少驱动晶体管之间的电流差异。
此外，本发明亦提供一种有机发光二极管显示器，该有机发光二极管显示器内包括一像素数组，每一像素包括一驱动晶体管，用以驱动一有机发光二极管；其中，在该驱动晶体管数组内，非所有的这些驱动晶体管皆为同一标准尺寸，且像素数组内，且非为该标准尺寸的这些驱动晶体管中，至少有两个位于同一电源供应在线。
本发明利用改变驱动晶体管的尺寸，而针对电源线内的电压降作适当的补偿，以使各像素内的有机发光二极管所流过的电流大致相同，而提升有机发光二极管显示器的画面均匀度。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
权利要求
1.一种电流驱动式显示器，该电流驱动式显示器内包括一像素数组，每一像素包括一驱动晶体管，用以驱动一显示组件；其中，在该像素数组内，非所有的这些驱动晶体管皆为同一标准尺寸，且该像素数组内，且非为该标准尺寸的这些驱动晶体管中，至少有两个位于同一电源供应在线。
2.如权利要求1所述的电流驱动式显示器，其中，这些位于电源供应在线、且非为标准尺寸的这些驱动晶体管，其尺寸沿电源线的方向而依序逐渐变化。
3.如权利要求2所述的电流驱动式显示器，其中，这些位于电源供应在线、且非为标准尺寸的这些驱动晶体管，其尺寸沿电源线的方向而呈线性变化。
4.如权利要求1所述的电流驱动式显示器，其中，该显示组件为一电致发光组件。
5.如权利要求4所述的电流驱动式显示器，其中，该电致发光组件为一有机发光二极管。
6.如权利要求1所述的电流驱动式显示器，其中，这些非标准尺寸的驱动晶体管的信道长度不同。
7.如权利要求1所述的电流驱动式显示器，其中，这些非标准尺寸的驱动晶体管的信道宽度不同。
8.如权利要求1所述的电流驱动式显示器，其中，这些非标准尺寸的驱动晶体管的信道长度及信道宽度不同。
全文摘要
一种改善电流驱动式显示器画面均匀度的方法，该方法包括提供一像素数组，每一像素包括一驱动晶体管，用以驱动一显示组件；其中，该像素数组内，非所有的驱动晶体管皆为同一标准尺寸，且该像素数组内非为该标准尺寸的驱动晶体管中，至少有两个位于同一电源供应在线。
文档编号H05B33/26GK1588520SQ200410069860
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者孙文堂 申请人:友达光电股份有限公司