CN111402792A - 发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板，发光二极管驱动电路包括第一晶体管、第一电容、第二晶体管、第二电容、驱动晶体管以及发光二极管。其中，第一晶体管连接于数据线及扫描线。第一电容连接第一晶体管，存储灰阶电平。第二晶体管连接于辅助线。第二电容连接第二晶体管，第一电容的电容量大于第二电容的电容量。驱动晶体管连接发光二极管。通过辅助线导通所有第二晶体管，让第二电容能驱动驱动晶体管，使得发光二极管同时发光。

Description

发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板
技术领域
本发明涉及一种发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板，特别涉及一种利用辅助线同时开启晶体管的发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板。
背景技术
现有发光二极管显示面板的驱动方式，是让像素矩阵当中的发光二极管通过扫描线按序导通每一排的晶体管，再通过数据线路的脉冲宽度时间来控制通过的电流量，进而控制驱动晶体管来使发光二极管发光。换句话说，在显示面板上，是先点亮首排的发光二极管后，再按序点亮下一排的发光二极管，虽然其扫描频率已到达肉眼难以察觉的速度，但长时间观察下，仍会产生画面闪烁的问题。
另外，在显示面板当中，扫描线路因为电压降(IR drop)的影响，在远端与近端可能电压有所改变，使得在不同位置产生不同亮度，因而造成画面显示时亮度不均匀的问题。
综观前所述，现有的发光二极管显示面板在驱动电路的设计上仍然具有相当的缺陷，因此，本发明通过设计一种发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板，针对现有技术的缺失加以改善，以解决现有技术的问题，进而增进产业上的实施利用。
发明内容
有鉴于上述现有技艺的问题，本发明的目的在于提供一种发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板，其具有特殊的电路结构，借此解决现有发光二极管驱动电路造成显示面板闪烁及亮度不均匀的问题。
根据上述目的，本发明的实施例提出一种发光二极管驱动电路，其包含第一晶体管、第一电容、第二晶体管、第二电容、驱动晶体管以及发光二极管。其中，第一晶体管具有第一端、第二端及控制端，第一端连接于数据线，控制端连接于扫描线，及第二端连接于第一节点。第一电容具有第一端及第二端，第一端连接于第一节点，第二端连接于低电压端。第二晶体管具有第一端、第二端及控制端，第一端连接于第一节点，第二端连接于第二节点，及控制端连接于辅助线。第二电容具有第一端及第二端，第一端连接于第二节点。驱动晶体管具有第一端、第二端及控制端，第一端连接第一电压源，第二端连接第二电容的第二端，及控制端连接第二节点。发光二极管具有第一端及第二端，第一端连接驱动晶体管的第二端，第二端连接第二电压源。第一电容的电容量大于第二电容的电容量。
在本发明的实施例中，第一电容的电容量可大于10倍的第二电容的电容量。
在本发明的实施例中，低电压端可为第二电压源。
在本发明的实施例中，当第一晶体管导通时，数据线提供灰阶信号，通过灰阶信号的脉冲宽度时间控制第一节点的灰阶电平，当辅助线提供导通信号以导通第二晶体管，借此导通驱动晶体管而使发光二极管发光。
根据本发明的目的，本发明的另一实施例提出一种发光二极管显示面板，其包含由多个像素组成的像素矩阵，该些像素分别包含如上所述的发光二极管驱动电路，像素矩阵中的辅助线分别沿着与数据线平行的方向上连接发光二极管驱动电路中的第二晶体管。
在本发明的实施例中，辅助线与该数据线可由金属层形成于像素矩阵。
在本发明的实施例中，辅助线可分别连接于控制节点，控制节点分别提供辅助线的导通信号，用以同时导通在同一辅助线上的第二晶体管。依据导通信号的电位分别调整发光二极管显示面板的亮度。
在本发明的实施例中，像素矩阵可包含第一显示区域及第二显示区域，控制节点分别传送第一导通信号及第二导通信号至第一显示区域及第二显示区域的辅助线，第一导通信号与第二导通信号具有不同电位。其中，第一显示区域可位于发光二极管显示面板上平行于数据线的一侧。在另一实施例中，第一显示区域可位于发光二极管显示面板上平行于数据线的两侧。
承上所述，依本发明实施例所公开的发光二极管驱动电路及包含其的发光二极管显示面板，可通过包含辅助线电路的结构设置，产生新的发光二极管驱动方式及显示面板的画面更新方式。预先决定各像素坐标点的灰阶电平，再通过辅助线的导通信号一次开启连接的晶体管，同时驱动发光二极管发光，可改善原本脉冲宽度调制信号造成画面闪烁及眼部疲劳感等问题。此外，依据不同导通信号的控制，可调整显示面板不同区域的亮度，进而解决扫描线路的远端及近端受到电压降的影响而使显示画面亮度不均匀的问题。
附图说明
为使本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果更为显而易见，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下：
图1为本发明实施例的发光二极管驱动电路的示意图。
图2为本发明实施例的发光二极管显示面板的示意图。
图3为本发明实施例的扫描线与辅助线的波形示意图。
图4是本发明实施例的辅助线与控制节点的示意图。
图5A及图5B为本发明实施例的不同显示区域的辅助线的示意图。
附图标记说明：
10…发光二极管驱动电路
100…像素矩阵
101、102…发光二极管显示面板
AL…辅助线
AL1…第一辅助线
AL2…第二辅助线
AL3…第三辅助线
AL4…第四辅助线
AL5…第五辅助线
AL6…第六辅助线
AL7…第七辅助线
ALN…第N辅助线
Cm…第一电容
Cn…第二电容
DL…数据线
DL1…第一数据线
DL2…第二数据线
DL3…第三数据线
LED…发光二极管
O1导通信号
OR1…第一导通信号
OR2…第二导通信号
PWM…脉冲宽度调制信号
PX…像素
P1…第一控制垫
P2…第二控制垫
P3…第三控制垫
P4…第四控制垫
P5…第五控制垫
R1…第一显示区域
R2…第二显示区域
SN…扫描线
SN1…第一扫描线
SN2…第二扫描线
SN3…第三扫描线
TFT1、TFT1-1、TFT1-2、TFT1-3…第一晶体管
TFT2、TFT2-1、TFT2-2、TFT2-3…第二晶体管
TFT3、TFT3-1、TFT3-2、TFT3-3…驱动晶体管
VDD…第一电压源
VDD1…第一高电压源
VDD2…第二高电压源
VDD3…第三高电压源
VSS…第二电压源
VSS1…第一低电压源
VSS2…第二低电压源
VSS3…第三低电压源
Vpm…第一节点
Vpn…第二节点
具体实施方式
为利了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利要求，合先叙明。
在附图中，为了淸楚起见，放大了层、膜、面板、区域、导光件等的厚度或宽度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的“连接”，其可以指物理及/或电性的连接。再者，“电性连接”或“耦合”是可为二元件间存在其它元件。此外，应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，其用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，仅用于描述目的，而不能将其理解为指示或暗示相对重要性或者其顺序关系。
除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属技术领域的通常知识者通常理解的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地如此定义。
请参阅图1，其为本发明实施例的发光二极管驱动电路的示意图。如图所示，发光二极管驱动电路10包含第一晶体管TFT1、第二晶体管TFT2、第一电容Cm、第二电容Cn、驱动晶体管TFT3以及发光二极管LED。第一晶体管TFT1具有第一端、第二端及控制端，第一端连接于数据线DL，控制端连接于扫描线SN，第二端连接于第一节点Vpm。第一电容Cm具有第一端及第二端，第一端连接于第一节点Vpm，第二端连接于低电压端。第二晶体管TFT2具有第一端、第二端及控制端，第一端连接于第一节点Vpm，控制端连接于辅助线AL，第二端连接于第二节点Vpn。第二电容Cn具有第一端及第二端，第一端连接于第二节点Vpn。驱动晶体管TFT3具有第一端、第二端及控制端，第一端连接第一电压源VDD，控制端连接第二节点Vpn，第二端连接第二电容Cn的第二端。发光二极管LED具有第一端及第二端，第一端连接驱动晶体管TFT3的第二端，第二端连接第二电压源VSS。
在本实施例中，第一晶体管TFT1的控制端接收到扫描线SN的扫描信号后，导通第一晶体管TFT1，使得数据线DL提供的灰阶信号，能通过脉冲宽度时间控制第一节点Vpm的灰阶电平。此时第二晶体管TFT2尚未导通，灰阶信号还无法提供至驱动晶体管TFT3的控制端来导通驱动晶体管TFT3，因此在此阶段发光二极管LED并未发光，仅将控制发光二极管LED发光的灰阶电平存储在第一电容Cm中。当完成上述充电程序后，此条扫描线SN将会关闭，开启下一条继续进行同样的充电程序，等到所有扫描线SN完成扫描工作，确定了各个像素点的灰阶电平后，接着利用辅助线AL同时提供导通信号至各个第二晶体管TFT2。辅助线AL提供导通信号至第二晶体管TFT2的控制端，在第二晶体管TFT2导通的情况下，会使得第二晶体管TFT2两端具有相同电位，即使第一节点Vpm存储的灰阶电平传送至第二节点Vpn。在本实施例中，第一节点Vpm存储的灰阶电平即第一电容Cm存储的电容量，其电容量应大于第二电容Cn的电容量，使得在100％工作周期的脉冲积分时间仍无法充满第一电容Cm。第一电容Cm的电容量可远大于第二电容Cn的电容量，使得第二晶体管TFT2导通时能确实将存储的灰阶电平传送到第二电容Cn，举例来说，第一电容Cm的电容量可大于10倍的第二电容Cn的电容量。
在通过辅助线AL将第二晶体管TFT2导通后，第二电容Cn所具有的电位能将驱动晶体管TFT3的通道开启，使得发光二极管LED能接收第一电压源VDD的电流而发光。在本实施例中，第一电压源VDD及第二电压源VSS可分为高电压及低电压的直流信号，在驱动晶体管TFT3导通时，能通过第一电压源VDD到第二电压源VSS提供的电流让发光二极管LED发光。由于辅助线AL是串接在数据线DL延伸方向上所有的第二晶体管TFT2，当提供导通信号时，同一条辅助线AL上的第二晶体管TFT2会同时导通，也就是说发光二极管LED会同时进行灰阶更新来发出预定亮度的光。由于上述的电路结构设计，在同一条辅助线AL上的发光二极管LED是同时全面更新灰阶亮度，并非依据扫描线SN的扫描信号逐条式更新，因此，在画面上可降低原本脉冲宽度调制信号对人眼造成闪烁的疲劳感。
请参阅图2，其为本发明实施例的发光二极管显示面板的示意图。如图所示，发光二极管显示面板包含像素矩阵100，其为多个像素PX所组成，而每个像素PX当中包含了如前述实施例所述的发光二极管驱动电路10。在本实施例中，左上角的像素PX中包含第一晶体管TFT1-1、第二晶体管TFT2-1、第一电容Cm、第二电容Cn、驱动晶体管TFT3-1以及发光二极管LED。第一晶体管TFT1-1的第一端连接于第一数据线DL1，控制端连接于第一扫描线SN1。第一电容Cm的第二端连接于低电压端，即第一低电压源VSS1。第二晶体管TFT2-1的控制端连接于第一辅助线AL1。驱动晶体管TFT3-1的第一端连接第一高电压源VDD1，第二端连接第二电容Cn。发光二极管LED的第一端连接驱动晶体管TFT3，第二端连接第一低电压源VSS1。
以第一数据线DL1的延伸方向上的其他像素为例，其同样包含第一晶体管TFT1-2、TFT1-3，且第一端均连接于第一数据线DL1，而其控制端按序分别连接第二扫描线SN2及第三扫描线SN3。第三晶体管TFT3-2、TFT3-3的第一端则分别连接第二高电压源VDD2及第三高电压源VDD3，发光二极管LED的第二端分别连接第二低电压源VSS2及第三低电压源VSS3。其中第一辅助线AL1分别连接至各个像素PX当中的第二晶体管TFT2-1、TFT2-2、TFT2-3，如前述实施例所述，第一辅助线AL1可同时将导通信号传给同一辅助线上的第二晶体管TFT2-1、TFT2-2、TFT2-3，使其全面导通来进行灰阶电平的更新。此外，在与第一数据线DL1平行的方向上，同样可在第二数据线DL2设置对应的第二辅助线AL2，第三数据线DL3设置对应的第三辅助线AL3，以下依此类推，这些辅助线可与数据线以金属层的方式形成再像素矩阵100当中。第二辅助线AL2及第三辅助线AL3各自连接在第二数据线DL2及第三数据线DL3延伸方向上所有发光二极管驱动电路中的第二晶体管。像素矩阵100当中的其他像素，其发光二极管驱动电路10的结构与上述类似，其同样内容不再重复描述。
请参阅图3，其为本发明实施例的扫描线与辅助线的波形示意图。请同时参阅图2，如图所示，像素矩阵100的像素PX会依据第一扫描线SN1的扫描信号及第一数据线SN1的灰阶信号来驱动像素PX当中的发光二极管LED。首先第一数据线SN1传送扫描信号来导通第一晶体管TFT1-1，使得第一数据线DL1的脉冲宽度调制信号PWM，依据工作周期(duty cycle)的百分比，积分出像素PX的灰阶电平，即决定此像素PX的发光二极管LED的亮度。然而，本公开不在扫描信号时即驱动发光二极管LED发光，而是针对每一条扫描线上个坐标的像素先存储各自的灰阶电平，待所有扫描线扫描完后，才一起开启晶体管来驱动发光二极管LED发光。在本实施例中，第二数据线SN2的扫描信号及第三数据线SN3的扫描信号，加上第一数据线DL1的脉冲宽度调制信号PWM，可控制各像素当中存储的灰阶电平。直到所有扫描线扫描完毕后，第一辅助线AL1才传送导通信号O1至各个第二晶体管TFT2-1、TFT2-2、TFT2-3…，一次将整个第一辅助线AL1上的第二晶体管TFT2-1、TFT2-2、TFT2-3…均导通，进而使得原本各个像素存储的灰阶电平，能传送至各个驱动晶体管TFT3-1、TFT3-2、TFT3-3…，同时导通而使发光二极管LED依据不同灰阶而产生不同亮度的光。
由于第一辅助线AL1上的发光二极管LED是同时全面更新灰阶亮度，并非依据各个扫描线SN1、SN2、SN3….的扫描信号逐条式更新，因此，在画面上可降低原本脉冲宽度调制信号对人眼造成闪烁的疲劳感。进一步来说，扫描信号的时间可依据下列公式计算：
Figure BDA0002482276520000081
其中，SN timing为扫描线扫描时间；F为更新频率；AL timing为辅助线时间；Yresolution是指在扫描线方向上的分辨率。举例来说，当更新频率为240，辅助线时间为1.5毫秒(ms)，而显示面板为1920x1080时，其扫描时间约为2.47微秒(μs)。辅助线时间可依据辅助线上串接的晶体管负载来调整，其导通信号的传递将于以下实施例中说明。
请参阅图4，其为本发明实施例的辅助线与控制节点的示意图。如图所示，在像素矩阵中的辅助线可包含第一辅助线AL1、第二辅助线AL2、第三辅助线AL3、…、第N辅助线ALN，其平行于各个数据线。这些辅助线可分别连接于单独的控制节点，或者多个辅助线可连接于同一个控制节点。在本实施例中，第一辅助线AL1连接于第一控制垫P1，第二辅助线AL2连接至第二控制垫P2，第三辅助线AL3连接于第三控制垫P3，第四辅助线AL4连接于第四控制垫P4。然而，第五辅助线AL5、第六辅助线AL6及第七辅助线AL7则同时连接于第五控制垫P5。单一控制节点可以传送各自的导通信号来导通晶体管，其控制节点的数量与连接方式，可依据显示面板的设计来决定。这些控制节点可以传送相同电位的导通信号，也可传送不同电位的导通信号，不同电位的导通信号可进一步调整显示面板的亮度。
请参阅图5A及图5B，其为本发明实施例的不同显示区域的辅助线的示意图。其中图5A为第一显示区域位于显示面板一侧的示意图，图5B为第一显示区域位于显示面板两侧的示意图。在图5A中，发光二极管显示面板101在平行于数据线的一侧，也就是扫描线延伸方向上的一侧，包含第一显示区域R1，而除了第一显示区域外则为第二显示区域R2。第一显示区域R1由于扫描线路远端与近端电压降(IR drop)的影响，造成第一显示区域R1产生暗区，使得整个发光二极管显示面板101的画面产生亮度不均匀的问题。为解决上述问题，通过前述实施例设置的多条辅助线AL1、AL2...ALN，将其依据第一显示区域R1及第二显示区域R2分为两区，通过控制节点对两区分别传送第一导通信号OR1及第二导通信号OR2，第一导通信号OR1及第二导通信号OR2具有不同电位。其中，处在暗区的第一显示区域R1，其第一导通信号OR1的电位须小于亮区的第二导通信号OR2的电位。
在图5B中，发光二极管显示面板102在平行于数据线的两侧，也就是扫描线延伸方向上的两侧，分别包含第一显示区域R1，而除了第一显示区域外则为第二显示区域R2。第一显示区域R1同样因为扫描线路远端与近端电压降(IR drop)的影响，造成第一显示区域R1产生暗区，使得整个发光二极管显示面板101的两侧产生亮度不均匀的问题。为解决上述问题，通过前述实施例设置的多条辅助线AL1、AL2...ALN，将其依据左右两侧的第一显示区域R1及第二显示区域R2，分别由控制节点对第一显示区域R1传送第一导通信号OR1及对第二显示区域R2第二导通信号OR2，第一导通信号OR1及第二导通信号OR2具有不同电位。其中，两侧暗区的第一显示区域R1，其第一导通信号OR1的电位须小于中央亮区的第二导通信号OR2的电位。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的构思与范围，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (11)

1.一种发光二极管驱动电路，其包含：
一第一晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一端连接于一数据线，该控制端连接于一扫描线，及该第二端连接于一第一节点；
一第一电容，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第一节点，该第二端连接于一低电压端；
一第二晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一端连接于该第一节点，该第二端连接于一第二节点，及该控制端连接于一辅助线；
一第二电容，具有一第一端及一第二端，该第一端连接于该第二节点；
一驱动晶体管，具有一第一端、一第二端及一控制端，该第一端连接一第一电压源，该第二端连接该第二电容的该第二端，及该控制端连接该第二节点；以及
一发光二极管，具有一第一端及一第二端，该第一端连接该驱动晶体管的该第二端，该第二端连接一第二电压源；
其中，该第一电容的电容量大于该第二电容的电容量。
2.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中该第一电容的电容量大于10倍的该第二电容的电容量。
3.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中该低电压端为该第二电压源。
4.如权利要求1所述的发光二极管驱动电路，其中当该第一晶体管导通时，该数据线提供一灰阶信号，通过该灰阶信号的脉冲宽度时间控制该第一节点的一灰阶电平，当该辅助线提供一导通信号以导通该第二晶体管，借此导通该驱动晶体管而使该发光二极管发光。
5.一种发光二极管显示面板，其包含由多个像素组成的一像素矩阵，该些像素分别包含如权利要求1项至第4项中任一所述的发光二极管驱动电路，该像素矩阵中的该些辅助线分别沿着与该数据线平行的方向上连接该些发光二极管驱动电路中的该些第二晶体管。
6.如权利要求5所述的发光二极管显示面板，其中该些辅助线与该数据线是由一金属层形成于该像素矩阵。
7.如权利要求5所述的发光二极管显示面板，其中该些辅助线分别连接于一控制节点，该些控制节点分别提供该些辅助线的导通信号，用以同时导通在同一辅助线上的该些第二晶体管。
8.如权利要求7所述的发光二极管显示面板，其中依据该些导通信号的电位分别调整该发光二极管显示面板的亮度。
9.如权利要求7所述的发光二极管显示面板，其中该像素矩阵包含一第一显示区域及一第二显示区域，该些控制节点分别传送一第一导通信号及一第二导通信号至该第一显示区域及该第二显示区域的该些辅助线，该第一导通信号与该第二导通信号具有不同电位。
10.如权利要求9所述的发光二极管显示面板，其中该第一显示区域位于该发光二极管显示面板上平行于该数据线的一侧。
11.如权利要求9所述的发光二极管显示面板，其中该第一显示区域位于该发光二极管显示面板上平行于该数据线的两侧。
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