CN104167181A - 显示器及其子像素驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示器及其子像素驱动方法在此公开。显示器包含数据线和子像素。数据线用以提供数据电压信号。子像素包含驱动单元、第一发光单元和第二发光单元。驱动单元用以根据数据电压信号产生驱动电流。第一发光单元用以根据驱动电流进行发光，并根据驱动电流产生操作电压。第二发光单元用以根据操作电压的变化选择性地取代第一发光单元进行发光。本发明提供的显示器及子像素驱动方法，通过比较子像素中的原发光元件的操作电压和参考电压以判断原发光元件是否发生异常的情况，并且在原发光元件发生异常时，利用另一发光元件取代原发光元件进行发光，可有效改善显示画面不均匀的情况，并且增加显示器的使用周期。

Description

显示器及其子像素驱动方法
技术领域
本发明涉及一种显示器，且尤其涉及一种发光二极管显示器。
背景技术
由于μLED(Micro Light Emitting Diode)显示器中的像素是利用LED元件作为显示元件，其本身即可发光的特性使得显示器不必额外设置背光源模块，因此具有构造简单、厚度薄、对比度高、视角广、反应速度快等优点。然而，由于LED元件植入玻璃基板的技术尚未成熟，导致LED元件与玻璃基板上的晶管体元件接触不良。在长时间开启显示器的情况下，LED元件内阻值升高，导致在相同的驱动电流下其操作电压的增加，进而造成LED元件发光效率衰退。在接收相同的驱动电流下，LED元件发光效率衰退导致像素的亮度下降，进而使得整个显示画面的亮度发生不均匀的情况，甚至产生暗点的情况。当所述的情况发生时，对于有异常的像素则无法再进行修补。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开一种显示器以及子像素驱动方法，当子像素的原发光元件有异常的情况发生时，通过检测其异常的状况并且利用另一发光元件取代原本的发光元件进行发光。
本公开内容的一态样是关于一种显示器。显示器包含数据线和子像素。数据线用以提供数据电压信号。子像素包含驱动单元、第一发光单元和第二发光单元。驱动单元用以根据数据电压信号产生驱动电流。第一发光单元用以根据驱动电流进行发光，并根据驱动电流产生操作电压。第二发光单元用以根据操作电压的变化选择性地取代第一发光单元进行发光。
本公开内容的另一态样是关于一种子像素驱动方法。子像素驱动方法适用于子像素。子像素包含第一发光元件和第二发光元件。子像素驱动方法包含：根据数据电压信号产生驱动电流；根据驱动电流驱动第一发光元件进行发光，并通过第一发光元件根据驱动电流产生操作电压；及根据操作电压的变化选择性地将第二发光元件取代第一发光元件进行发光。
本公开内容的又一态样是关于一种显示器。显示器包含数据线和子像素。数据线用以提供数据电压信号。子像素包含第一发光元件、第二发光元件、第一晶管体、第二晶管体和比较器。第一发光元件的第一端用以接收第一电压。第二发光元件的第一端用以接收第一电压。第一晶管体的第一端用以接收相应数据电压信号的驱动电流，第一晶管体的第二端电性耦接第一发光元件的第二端。第二晶管体的第一端用以接收相应数据电压信号的驱动电流。第二晶管体的第二端电性耦接第一发光元件的第二端。比较器的第一输入端电性耦接第一发光元件的第二端和第一晶管体的第二端。比较器的第二输入端用以接收参考电压。比较器的输出端电性连接第一晶管体的控制端和第二晶管体的控制端。
综上所述，本发明提供的显示器及子像素驱动方法，通过比较子像素中的原发光元件的操作电压和参考电压以判断原发光元件是否发生异常的情况，并且在原发光元件发生异常时，利用另一发光元件取代原发光元件进行发光，可有效改善显示画面不均匀的情况，并且增加显示器的使用周期。另外，通过外部修正参考电压的电压值，可使得显示器在操作上更具有弹性。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，附图的说明如下：
图1是根据本发明一实施例绘示的一种显示器的示意图；
图2是根据本发明一实施例绘示的一种子像素的方块图；
图3是根据本发明一实施例绘示的一种子像素的电路图；
图4是根据本发明一实施例绘示的一种子像素驱动方法的流程图；及
图5是根据本发明一实施例绘示的图4其中的一步骤的流程图。
附图标记说明如下：
100：显示器
110：像素
111、112、113：子像素
200：子像素
210：驱动单元
220：第一发光单元
230：第二发光单元
240：比较单元
250：第一开关单元
260：第二开关单元
300：子像素
310：第一发光元件
320：第二发光元件
330：比较器
340：电容
400：子像素驱动方法
DAL：数据线
SCL：扫描线
OVD、OVS：工作电压线
VRL：参考电压线
VDS：数据电压信号
IDS：驱动电流
ICS：控制信号
VOP：操作电压
VREF：参考电压
TN1：第一晶管体
TN2：第二晶管体
TN3：第三晶管体
TN4：第四晶管体
S410、S430、S450、S451、S453、S455：步骤
具体实施方式
下文举实施例配合附图作详细说明，但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，均为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅以说明为目的，并未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将以相同的附图标记来说明。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的元件或操作而已。
另外，关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，而“耦接”还可指二或多个元件相互操作或动作。
图1是根据本发明一实施例绘示的一种显示器100的示意图。显示器100包含多个像素110、多条扫描线SCL、多条数据线DAL、参考电压线VRL、工作电压线OVD和工作电压线OVS。每个像素110包含子像素111、112和113，分别用以显示红色、绿色和蓝色。扫描线SCL用以提供选择信号。数据线DAL用以提供数据电压信号。参考电压线VRL用以提供参考电压。当选择信号开启子像素111、112和113中的开关晶管体(未显示于图中)时，所述子像素111、112和113中的发光元件(未显示于图中)通过数据电压信号驱动以显示其亮度。在一实施例中，发光元件可包含μLED(Micro LightEmitting Diode)或OLED(Organic Light Emitting Diode)等，也即，显示器100可包含μLED显示器或是OLED显示器等。
请一并参照图2，图2是根据本发明一实施例绘示的一种子像素200的方块图。图2所示的子像素200可应用于图1所示的显示器100，但本实施例并不以此为限。子像素200包含驱动单元210、第一发光单元220和第二发光单元230。驱动单元210用以根据数据电压信号VDS产生驱动电流IDS，并且提供驱动电流IDS给第一发光单元220。第一发光单元220用以根据驱动电流IDS进行发光，并根据驱动电流IDS产生操作电压VOP。第二发光单元230用以根据操作电压VOP的变化选择性地取代第一发光单元220进行发光。换言之，当驱动单元210接收数据电压信号VDS时，子像素200选择性地通过第一发光单元220和第二发光单元230其中一个进行发光以显示亮度。在一实施例中，第一发光单元220和第二发光单元230可包含μLED或OLED等发光元件。
在一实施例中，子像素200还包含比较单元240，用以比较操作电压VOP与参考电压VREF以决定驱动第一发光单元220或第二发光单元230进行发光。具体来说，在第一发光单元220正常的情况下(即发光元件的接点正常且未发生衰退)，其接收驱动电流IDS所形成的操作电压VOP应在一操作范围内。若是第一发光单元220发生异常(例如，发光元件的接点接触不良或是发光元件老化等)，会造成其内阻增加，使得第二发光单元230接收驱动电流IDS所形成的操作电压VOP超过操作范围。因此，在一实施例中，参考电压VREF可以是大约大于操作范围的电压值。当操作电压VOP小于参考电压VREF时，代表着第一发光单元220的运作正常，因此子像素200选择第一发光单元220进行发光。当操作电压VOP大于等于参考电压VREF时，代表着第一发光单元220运作异常，此时子像素200选择第二发光单元230进行发光；也即，子像素200选择第二发光单元230取代第一发光单元220进行发光。
另外，使用者可通过外部修正参考电压VREF的电压值，来调整监控第一发光单元220发光效率衰退的数值。由此，子像素200在操作上更具有弹性，并且增加发光元件的使用周期。
在一实施例中，子像素200还包含第一开关单元250和第二开关单元260。第一开关单元250电性耦接驱动单元210、第一发光单元220和比较单元240。第二开关单元260电性耦接驱动单元210、第二发光单元230和比较单元240。比较单元240可通过比较操作电压VOP和参考电压VREF产生控制信号ICS。控制信号ICS用以开启第一开关单元250和第二开关单元260其中一个，使得相应开启的开关单元的发光单元可接收驱动电流IDS进行发光。在一实施例中，当操作电压VOP小于参考电压VREF时，控制信号ICS开启第一开关单元250并关闭第二开关单元260。因此，此时只有第一发光单元220可接收驱动电流IDS进行发光。当操作电压VOP大于等于参考电压VREF时，控制信号ICS关闭第一开关单元250并开起第二开关单元260。因此，此时只有第二发光单元230可接收驱动电流IDS进行发光。
上述实施方式可在显示器点亮之前或是关闭之前进行，利用短暂的时间进行检测和检查。通过上述实施方式，在发光元件的发光效率衰退的问题还无法得到有效改善时，可以增加显示器的使用周期，并且改善显示画面不均匀的情况。另外，通过修正参考电压VREF的电压值，可使得显示器在操作上更具有弹性。
图3是根据本发明一实施例绘示的一种子像素300的电路图。图3所示的子像素300可应用于图1所示的显示器100，但本实施例并不以此为限。子像素300包含第一晶管体TN1、和第二晶管体TN2、第一发光元件310、第二发光元件320和比较器330。第一晶管体TN1的第一端和第二晶管体TN2的第一端用以接收相应数据电压信号的驱动电流IDS。第一晶管体TN1的第二端电性耦接第一发光元件310的阳极端。第二晶管体TN2的第二端电性耦接第二发光元件320的阳极端。第一发光元件310的阴极端和第二发光元件320的阴极端电性耦接工作电压线OVS，用以接收第一电压。比较器330的第一输入端电性耦接第一发光元件310的阳极端和第一晶管体TN1的第二端。比较器330的第二输入端用以接收参考电压。比较器330的输出端电性耦接第一晶管体TN1的控制端和第二晶管体TN2的控制端。
在一实施例中，第一晶管体TN1的特性和第二晶管体TN2的特性为互补，即第一晶管体TN1和第二晶管体TN2不会同时开启。换言之，当第一晶管体TN1为P型金氧半场效晶管体或PNP型晶管体时，第二晶管体TN2为N型金氧半场效晶管体或NPN型晶管体；当第一晶管体TN1为N型金氧半场效晶管体或NPN型晶管体时，第二晶管体TN2为P型金氧半场效晶管体或PNP型晶管体。
在本实施例中，第一晶管体TN1为N型薄膜晶管体(Thin Film Transistor,TFT)，第二晶管体TN2为P型薄膜晶管体，但本实施例并不以此为限。
在一实施例中，子像素300还包含第三晶管体TN3和电容340。第三晶管体TN3的第一端电性耦接工作电压线OVD，用以接收第二电压。第三晶管体TN3的第二端电性耦接第一晶管体TN1的的第一端和第二晶管体TN2的第一端。第三晶管体TN3的第二端电性耦接数据线DAL，用以接收数据电压信号VDS。电容340的第一端电性耦接第三晶管体TN3的第一端。电容340的第二端电性耦接第三晶管体TN3的控制端。
在本实施例中，第三晶管体TN3和第四晶管体TN4为P型薄膜晶管体，但本实施例并不以此为限，在其他实施例中，第三晶管体TN3和第四晶管体TN4可以为N型薄膜晶管体。
在一操作中，当第三晶管体TN3通过数据线DAL接收数据电压信号时，第三晶管体TN3被开启。通过电容340的耦合效应，第三晶管体TN3根据数据电压信号产生驱动电流IDS。第一发光元件310根据驱动电流IDS进行发光，并且根据驱动电流IDS在第一发光元件310的阳极端产生操作电压VOP。比较器330根据比较操作电压VOP和参考电压VREF产生控制信号ICS给第一晶管体TN1和第二晶管体TN2。
当操作电压VOP小于参考电压VREF时，控制信号ICS位于高逻辑电压准位。由于第一晶管体TN1为N型晶管体而第二晶管体TN2为P型晶管体，因此第一晶管体TN1被开启，而第二晶管体TN2被关闭。此时第一发光元件310通过第一晶管体TN1继续接收驱动电流IDS进行发光。当操作电压VOP大于等于参考电压VREF时，控制信号ICS位于低逻辑电压准位。因此，第一晶管体TN1被关闭，而第二晶管体TN2被开启。此时第二发光元件320取代第一发光元件310通过第二晶管体TN2接收驱动电流IDS进行发光。
类似地，使用者可通过外部修正参考电压VREF的电压值，来调整监控第一发光元件310发光效率衰退的数值。由此，子像素300在操作上更具有弹性，并且增加发光元件的使用时间。
在一实施例中，子像素300还包含第四晶管体TN4。第四晶管体TN4的第一端电性耦接第三晶管体TN3的控制端。第四晶管体TN4的第二端电性耦接数据线DAL，用以接收数据电压信号。第四晶管体TN4的控制端电性耦接扫描线SCL，用以接收选择信号。当选择信号开启第四晶管体TN4时，第三晶管体TN3才通过第四晶管体TN4接收数据电压信号并产生驱动电流。
图4是根据本发明一实施例绘示的一种子像素驱动方法400的流程图。为了方便和清楚说明，子像素驱动方法400以图2的子像素200为例进行说明，但本实施例并不以此为限。首先，在步骤S410中，通过驱动单元210根据数据电压信号产生驱动电流IDS，其中数据电压信号可通过数据线DAL接收。接着，在步骤S430中，根据驱动电流IDS驱动第一发光单元220进行发光，并且通过第一发光单元220根据驱动电流IDS产生操作电压VOP。然后，在步骤S450中，根据操作电压VOP的变化选择性地将第二发光单元230取代第一发光单元220进行发光。
在一实施例中，步骤S450还可包含步骤S451～S455，如图5所示，图5是根据本发明一实施例绘示的图4其中的一步骤的流程图。在步骤S451中，通过比较单元240比较操作电压VOP与参考电压VREF，并判断操作电压VOP是否小于参考电压VREF。当操作电压VOP小于参考电压VREF时，进行步骤S453。在步骤S453中，通过驱动单元210提供驱动电流IDS给第一发光单元220，由此驱动第一发光单元220进行发光。当操作电压VOP大于等于参考电压VREF时，进行步骤S455。在步骤S455中，通过驱动单元210提供驱动电流IDS给第二发光单元230，由此驱动第二发光单元230进行发光。
在长时间开启显示器的情况下，LED元件内阻值升高，导致在相同的驱动电流下其操作电压的增加，进而造成LED元件发光效率衰退。在接收相同的驱动电流下，LED元件发光效率衰退导致像素的亮度下降，进而使得整个显示画面的亮度发生不均匀的情况，甚至产生暗点的情况。当所述的情况发生时，对于有异常的像素则无法再进行修补。
由上述本发明的实施例可知，通过比较子像素中的原发光元件的操作电压和参考电压以判断原发光元件是否发生异常的情况，并且在原发光元件发生异常时，利用另一发光元件取待原发光元件进行发光，可有效改善显示画面不均匀的情况，并且增加显示器的使用周期。另外，通过外部修正参考电压VREF的电压值，可使得显示器在操作上更具有弹性。
虽然本发明已以实施方式公开如上，然而其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可作各种的改动与润饰，因此本发明的保护范围应当以所附的权利要求所界定的为准。

Claims (11)

1.一种显示器，包含：
一数据线，用以提供一数据电压信号；及
一子像素，包含：
一驱动单元，用以根据该数据电压信号产生一驱动电流；
一第一发光单元，用以根据该驱动电流进行发光，并根据该驱动电流产生一操作电压；及
一第二发光单元，用以根据该操作电压的变化选择性地取代该第一发光单元进行发光。
2.如权利要求1所述的显示器，其中该子像素还包含一比较单元，用以比较该操作电压与一参考电压以决定驱动该第一发光单元或该第二发光单元进行发光。
3.如权利要求2所述的显示器，其中当该操作电压小于该参考电压时，该第一发光单元通过该驱动电流进行发光；当该操作电压大于等于该参考电压时，该第二发光单元通过该驱动电流进行发光。
4.如权利要求2所述的显示器，其中该子像素还包含：
一第一开关单元，电性耦接该第一发光单元、该驱动单元和该比较单元；及
一第二开关单元，电性耦接该第二发光单元、该驱动单元和该比较单元；
其中该比较单元比较该操作电压和该参考电压以产生一控制信号，该控制信号用以开启该第一开关单元和该第二开关单元其中一个以驱动相应开启的开关单元的发光单元。
5.一种子像素驱动方法，适用于一子像素，该子像素包含一第一发光元件和一第二发光元件，该方法包含：
根据一数据电压信号产生一驱动电流；
根据该驱动电流驱动该第一发光元件进行发光，并通过该第一发光元件根据该驱动电流产生一操作电压；及
根据该操作电压的变化选择性地将该第二发光元件取代该第一发光元件进行发光。
6.如权利要求5所述的子像素驱动方法，其中根据该操作电压的变化选择性地将该第二发光元件取代该第一发光单元进行发光包含：
比较该操作电压与一参考电压以决定驱动该第一发光元件或该第二发光元件进行发光。
7.如权利要求6所述的子像素驱动方法，其中根据该操作电压的变化选择性地将该第二发光元件取代该第一发光单元进行发光还包含：
当该参考电压小于该参考电压时，驱动该第一发光元件进行发光；及
当该参考电压大于等于该参考电压时，驱动该第二发光元件进行发光。
8.一种显示器，包含：
一数据线，用以提供一数据电压信号；及
一子像素，包含：
一第一发光元件，包含一第一端和一第二端，该第一端用以接收一第一电压；
一第二发光元件，包含一第一端和一第二端，该第一端用以接收该第一电压；
一第一晶管体，包含一第一端、一第二端和一控制端，该第一端用以接收相应该数据电压信号的一驱动电流，该第二端电性耦接该第一发光元件的该第二端；
一第二晶管体，包含一第一端、一第二端和一控制端，该第一端用以接收该驱动电流，该第二端电性耦接该第二发光元件的该第一端；及
一比较器，包含一第一输入端、一第二输入端和一输出端，该第一输入端电性耦接该第一发光元件的该第二端和该第一晶管体的该第二端，该第二输入端用以接收一参考电压，该输出端电性连接该第一晶管体的该控制端和该第二晶管体的该控制端。
9.如权利要求8所述的显示器，其中该子像素还包含：
一第三晶管体，包含一第一端、一第二端和一控制端，该第一端用以接收一第二电压，该第二端电性耦接该第一晶管体的该第一端和该第二晶管体的该第一端，该控制端电性耦接该数据线；及
一电容，包含一第一端和一第二端，该第一端电性耦接该第三晶管体的该第一端，该第二端电性耦接该第三晶管体的该控制端。
10.如权利要求9所述的显示器，其中该子像素还包含：
一第四晶管体，包含一第一端、一第二端和一控制端，该第一端电性耦接该第三晶管体的该控制端，该第二端电性耦接该数据线，该控制端用以接收一选择信号。
11.如权利要求8所述的显示器，其中该第一晶管体的特性和该第二晶管体的特性为互补。
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