CN113160739B - 显示装置与像素驱动电路 - Google Patents
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Abstract
一种显示装置与像素驱动电路，显示装置包括串联耦接的多个像素驱动电路。多个像素驱动电路中的像素驱动电路包括数据写入单元与发光单元。数据写入单元用以将一数据信号写入一第一节点，并包括第一开关及电容。第一开关的第一端耦接第一开关的控制端于第一节点。电容的第一端耦接第一节点。发光单元包括第二开关及发光元件，并用以依据数据信号产生一电流。第二开关用以接收该电流。第二开关的控制端耦接第一节点，第二开关的第一端耦接电容的第二端。发光元件用以依据电流发光。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示技术，特别涉及一种像素驱动电路。
背景技术
显示器的基板上的像素驱动电路在制造过程中可能因为金属残留与蚀刻过多等等因素导致基板异常。发光元件诸如微发光二极管的制造过程复杂导致成本较高。此外，现行像素驱动电路中的电流可能受开关特性及/或电流路径上的电阻值的影响而使显示器的亮度不均匀。因此，要如何发展能够克服上述问题的相关技术为本领域重要的课题。
发明内容
本发明实施例包含一种显示装置，包括串联耦接的多个像素驱动电路，其中多个像素驱动电路中的一像素驱动电路包括数据写入单元与发光单元。数据写入单元包括第一开关及电容，并用以将一数据信号写入一第一节点。第一开关的一第一端耦接第一开关的一控制端于第一节点。电容的一第一端耦接第一节点。发光单元包括第二开关及发光元件，并用以依据数据信号产生一电流。第二开关用以接收电流。第二开关的一控制端耦接第一节点，第二开关的一第一端耦接电容的一第二端。发光元件依据电流发光。
本发明实施例还包含一种像素驱动电路包括数据写入单元与发光单元。数据写入单元包括第一开关、第二开关及电容，并用以将一数据信号写入一第一节点。第一开关的一第一端耦接第一开关的一控制端于一第一节点。电容的一第一端耦接第一节点。第二开关的一第一端耦接电容的一第二端，第二开关的一第二端耦接第一开关的一第二端。发光单元包括第三开关及发光元件，并用以依据数据信号产生一电流。第三开关的一控制端耦接第一节点。发光元件用以依据电流发光。
附图说明
图1为根据本公开的一实施例所示出的显示器的示意图。
图2为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路图。
图3为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行驱动操作所示出的时序图。
图4为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路操作图。
图5为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行检测操作所示出的时序图。
图6为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行检测操作所示出的时序图。
图7为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路图。
图8为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行驱动操作所示出的时序图。
附图标记说明：
100：显示器
110：显示装置
120：扫描装置
130：数据输入装置
140：发光控制装置
SL(0)～SL(n)：扫描线
S(n-1)、S(n)：扫描信号
DL(1)～DL(m)：数据线
DT：数据信号
EL(1)～EL(n)：发光线
EM：发光信号
112、200、400、700：像素驱动电路
L2、L4、L7：发光元件
220、720：数据写入单元
240、740：发光单元
260、760：检测单元
VSS、VDD、VDD1、VDD2、VINI：电压信号
VC、VC1、VC2：控制信号
TS：检测信号
N21～N26、N41、N42、N71～N77：节点
VTH：临界电压电平
P31～P33、P51、P52、P61～P63、P81～P84：阶段
VGH：致能电压电平
VGL：禁能电压电平
DD、DD1、DD2、SS、INI、INI1、INI2、VDT：电压电平
V21、V22：节点电压
VGS：电压电平差
I2、I7：电流
T21～T28、T71～T76、T78：开关
401：容置空间
C2、C7：电容
401：容置空间
P41、P42、P43：导通路径
K：常数
具体实施方式
于本文中，当一元件被称为“连接”或“耦接”时，可指“电性连接”或“电性耦接”。“连接”或“耦接”亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用“第一”、“第二”、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。
除非另有定义，本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。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，除非本文中明确地这样定义。
这里使用的术语仅仅是为了描述特定实施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非内容清楚地指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”旨在包括多个形式，包括“至少一个”。“或”表示“及/或”。如本文所使用的，术语“及/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”及/或“包含”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一个或多个其它特征、区域整体、步骤、操作、元件、部件及/或其组合的存在或添加。
以下将以附图公开本公开的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本公开。也就是说，在本公开内容部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式示出的。
图1为根据本公开的一实施例所示出的显示器的示意图。请参照图1，显示器100包括显示装置110、扫描装置120、数据输入装置130与发光控制装置140。扫描装置120通过扫描线SL(0)～SL(n)提供多个扫描信号，例如图2所示的扫描信号S(n-1)与扫描信号S(n)，至显示装置110。数据输入装置130通过数据线DL(1)～DL(m)提供多个数据信号，例如图2所示的数据信号DT，至显示装置110。发光控制装置140通过发光线EL(1)～EL(n)提供多个发光信号，例如图2所示的发光信号EM，至显示装置110。其中n与m皆为正整数。在一些实施例中，显示器100可以由玻璃基板或塑胶基板所制成，但不限于此。
如图1所示，显示装置110包含多级彼此串接的像素驱动电路DV(1)～DV(n)，其中包含像素驱动电路112。在一些实施例中，显示装置110中的像素驱动电路112依据扫描装置120、数据输入装置130与发光控制装置140提供的信号进行发光操作。
举例来说，图2所示的像素驱动电路200为像素驱动电路112的一实施例。如图2所示，像素驱动电路200通过扫描装置120提供的扫描信号S(n-1)及S(n)重置像素驱动电路200，并且写入由数据输入装置130提供的数据信号DT，其中数据信号DT的电压电平决定了发光元件L2的发光强度，最后通过发光控制装置140提供的发光信号EM控制发光元件L2的发光时间长度。
在一些实施例中，扫描信号S(n-1)与扫描信号S(n)分别通过扫描线SL(n-1)与扫描线SL(n)传输至像素驱动电路112，数据信号DT通过数据线DL(m)传输至像素驱动电路112，发光信号EM通过发光线EL(n)传输至像素驱动电路112，但本发明实施例不限于此，通过其他各种导线传输扫描信号S(n-1)、扫描信号S(n)、数据信号DT与发光信号EM至像素驱动电路112的方式亦在本发明思及范围内。
图2为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路图。请参照图2，图2为像素驱动电路200的电路图。像素驱动电路200为显示装置110中的像素驱动电路112的一种实施例。在一些实施例中，像素驱动电路200包括数据写入单元220、发光单元240及检测单元260。
在一些实施例中，数据写入单元220用以依据扫描信号S(n-1)及S(n)进行重置操作，以重置节点N21的节点电压V21与节点N22的节点电压V22。数据写入单元220更用以依据扫描信号S(n)及控制信号VC进行数据写入操作，以将数据信号DT写入至节点N21，同时开关T22的临界电压电平VTH也写入至节点N21以进行补偿操作。发光单元240依据发光信号EM进行发光操作，并依据节点N21的节点电压V21产生电流I2，且依据电流I2的电流电平发光。检测单元260用以依据检测信号TS进行检测操作，以检测像素驱动电路200中的开关T21～T28及发光元件L2的至少一者是否能够正常运行，例如正常导通或正常关闭。
在一些实施例中，像素驱动电路200为显示器100中的多个像素驱动电路的第n级像素驱动电路DV(n)。对应地，扫描信号S(n)为第n级扫描信号，且扫描信号S(n-1)为第n-1级扫描信号。显示器100中的多个像素驱动电路的第(n-1)级像素驱动电路DV(n-1)也用以依据扫描信号S(n-1)进行操作。
在一些实施例中，数据写入单元220包括开关T21～T24及电容C2。开关T21的控制端用以接收控制信号VC，开关T21的一端用以接收数据信号DT，开关T21的另一端耦接开关T22的一端。开关T22的一端耦接开关T21，开关T22的另一端及开关T22的控制端耦接节点N21。在一些实施例中，开关T22具有二极管的功能。电容C2的一端耦接节点N21，电容C2的另一端耦接节点N22。开关T23的控制端用以接收扫描信号S(n)，开关T23的一端用以接收电压信号VINI，开关T23的另一端耦接节点N22。开关T24的控制端用以接收扫描信号S(n-1)，开关T24的一端用以接收电压信号VDD于节点N26，开关T24的另一端耦接节点N21。
在一些实施例中，发光单元240包括发光元件L2及开关T25～T27。开关T25的控制端耦接节点N21，开关T25的一端耦接开关T26于节点N23，且开关T25的另一端耦接开关T27于节点N22。开关T26的控制端用以接收发光信号EM，开关T26的一端耦接发光元件L2于节点N24，且开关T26的另一端耦接节点N23。开关T27的控制端用以接收发光信号EM，开关T27的一端用以接收电压信号VSS，且开关T27的另一端耦接节点N22。发光元件L2的一端耦接节点N24，发光元件L2的另一端耦接节点N25，并且在节点N25用以接收电压信号VDD。在一些实施例中，发光元件L2用以接收流经开关T25的电流I2，并用以依据电流I2发光。
在一些实施例中，检测单元260包括开关T28。开关T28的控制端用以接收检测信号TS，开关T28的一端耦接开关T24于节点N26，且开关T28的另一端耦接开关T26及发光元件L2于节点N24。在一些实施例中，检测单元260用以接收电压信号VDD于节点N26以检测发光元件L2及开关T21～T28的至少一者是否正常导通。
在不同的实施例中，发光元件L2可以是微发光二极管(mLED)或其他不同类型的发光元件。在不同的实施例中，开关T21～T28可以是P型金属氧化物半导体场效晶体管(PMOS)、N型金属氧化物半导体场效晶体管(NMOS)、薄膜晶体管(TFT)或其他不同类型的开关元件。
图3为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行驱动操作所示出的时序图。图3所示出的时序图按序包括阶段P31、阶段P32与阶段P33。在一些实施例中，图3所示出的时序图对应图2所示的不同信号，例如扫描信号S(n)及S(n-1)、发光信号EM、数据信号DT、控制信号VC及检测信号TS的操作。
如图3所示，在阶段P31，扫描信号S(n-1)及S(n)具有致能电压电平VGH，使得开关T24与开关T23导通。此时开关T24提供具有电压电平DD的电压信号VDD至节点N21，使得节点N21的节点电压V21具有电压电平DD。
在一些实施例中，电压电平DD为致能电压电平，使得开关T22依据具有电压电平DD的节点电压V21导通。在一些实施例中，电容C2用以存储节点N21的电荷以在开关T24关闭后维持节点电压V21，使得开关T22在开关T24关闭后(例如在阶段P32)持续导通。
在阶段P31，开关T23导通以提供电压信号VINI至节点N22，电压信号VINI具有电压电平INI，使得节点N22的节点电压V22具有电压电平INI。此时电容C2两端的电压电平差为(DD-INI)。
在一些实施例中，在期间P31，像素驱动电路200的节点电压V21与节点电压V22分别被电压信号VDD与电压信号VINI重置，使得像素驱动电路200可以准备接收数据信号DT，因此阶段P31被称为重置阶段。
在阶段P32，扫描信号S(n)与控制信号VC具有致能电压电平VGH，使得开关T26及开关T21导通。扫描信号S(n-1)具有禁能电压电平VGL，使得开关T24关闭。电容C2在阶段P31存储的电荷使得节点电压V21在阶段P32时仍然具有致能电压电平，因此开关T22在阶段P32时导通。此时具有电压电平VDT的数据信号DT通过开关T21及开关T22写入节点N21，使得节点电压V21被拉至(VDT+VTH)，其中临界电压电平VTH为开关T22的临界电压电平。此时节点电压V22依然具有电压电平INI。此时电容C2两端的电压电平差为(VDT+VTH-INI)。
在一些实施例中，在阶段P32，数据信号DT被写入像素驱动电路200，并且通过开关T22的临界电压电平VTH，节点电压V22的电压电平被调整至(VDT+VTH)以准备补偿发光阶段(例如阶段P33)时开关T25的临界电压电平VTH。因此阶段P32被称为数据写入与补偿阶段。
在阶段P33，发光信号EM具有致能电压电平VGH，使得开关T26与开关T27导通。扫描信号S(n)、扫描信号S(n-1)与控制信号VC具有禁能电压电平VGL，使得开关T21、T23及T24关闭。此时电流I2按序流经发光元件L2、开关T26、T25及T27，使得发光元件L2依据电流I2的电流电平发光。在一些实施例中，电流I2的电流电平决定发光元件L2的发光强度。
在阶段P33，电容C2维持了在阶段P32时，电容C2两端的电压电平差，使得在阶段P33时节点N21的电压电平与节点N22的电压电平差仍然为(VDT+VTH-INI)。
在一些实施例中，将开关T25的栅极与源极的电压电平差，也就是节点N21的电压电平与节点N22的电压电平差设为VGS。此外，在一些实施例中，开关T22与T25的临界电压电平实质上等同，因此以相同的临界电压电平VTH表示开关T22与T25的任一者的临界电压电平。通过电子学中的公式可得知通过开关T25的电流I2的电流电平为K×(VGS-VTH)^2。在阶段P33，将VDT+VTH-INI)带入电压电平差VGS，即可得出电流I2的电流电平为K×(VDT-INI)^2，其中K为一常数。因此电流I2的电流电平与临界电压电平VTH无关，而与数据信号DT的电压电平VDT与电压信号VINI的电压电平INI有关。
在一些先前的作法中，电流通过显示器中的不同路径时，不同路径上不同的电阻值会造成不同的电压降，此外，开关的临界电压电平也会造成电压降，使得流经发光元件的电流难以控制，造成显示器的亮度不均匀的结果。
相较于上述的作法，在本发明实施例中，电压电平VDT与电压电平INI是取决于使用者。如此一来，流经发光元件L2的电流可以被使用者调整，而不被电流路径或是像素驱动电路200的元件特性，例如开关T25的临界电压电平VTH所影响。
在一些实施例中，在阶段P33，像素驱动电路200中的发光元件L2发光，因此阶段P33被称为发光阶段。
在一些先前的作法中，检测信号被提供至显示器100以测试显示装置110是否有异常时，发光元件L2已经耦接显示装置110。此时显示器100的制造成本包含发光元件L2的制造成本。
相较于上述的作法，本发明实施例提供一种可以在发光元件L2耦接显示装置110之前进行检测的像素驱动电路400，如图4所示。像素驱动电路400为还没耦接发光元件的像素驱动电路，因此像素驱动电路400的制造成本比像素驱动电路200的制造成本低。
图4为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路操作图。图4所示的像素驱动电路400类似于图2所示的像素驱动电路200，因此像素驱动电路400沿用像素驱动电路200的相关标号，并且元件间连接关系于此不再赘述。像素驱动电路400与像素驱动电路200的区别在于，像素驱动电路400不包含发光元件L2，且像素驱动电路400具有位于节点N24与节点N25之间的容置空间401。容置空间401可以用于在检测(例如图5及图6所述的检测操作)后容纳发光元件L4，使得发光元件L4耦接像素驱动电路400。
图5为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行检测操作所示出的时序图。图5所示出的时序图包括阶段P51及P52。阶段P51及P52的信号操作类似于图3所示出的阶段P31及P32的信号操作，所以部分操作于此不再赘述。
请参照图4与图5，在阶段P51及P52，电压信号VDD2被提供至节点N26以执行对像素驱动电路400的检测。在阶段P51及P52，检测信号TS具有禁能电压电平VGL，使得开关T28关闭。
在阶段P51，扫描信号S(n-1)具有致能电压电平VGH，使得开关T24导通。此时具有电压电平DD2的电压信号VDD2通过开关T24写入节点N21，使得节点N21的节点电压V21具有电压电平DD2。
在一些实施例中，电压电平DD2为致能电压电平，使得开关T22依据具有电压电平DD2的节点电压V21导通。在一些实施例中，电容C2用以存储节点N21的电荷以在开关T24关闭后维持节点电压V21，使得开关T22在开关T24关闭后(例如在阶段P52)持续导通。
在阶段P52，控制信号VC具有致能电压电平VGH，使得开关T21导通。电容C2在阶段P51存储的电荷使得节点电压V21在阶段P52时仍然具有致能电压电平，因此开关T22在阶段P52时导通。此时被电容C2存储在节点N21的电压信号VDD2按序通过开关T22及T21传输至节点N41。
如图4所示，开关T24、开关T22与开关T21形成导通路径P41。在经过阶段P51及P52的操作后，如果电压信号VDD2可以从节点N26通过导通路径P41传输至节点N41，则表示导通路径P41上的开关T24、开关T22与开关T21可以正常导通。反之，如果在经过阶段P51及P52的操作后，无法在节点N41检测到对应电压信号VDD2的电压信号，则表示导通路径P41上的开关T24、开关T22与开关T21的至少一者无法正常导通。
图6为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行检测操作所示出的时序图。图6所示出的时序图包括阶段P61～P63。阶段P61～P63的信号操作类似于图3所示出的阶段P31～P33的信号操作，所以部分操作于此不再赘述。
请参照图4与图6，在阶段P61～P63，电压信号VDD2被提供至节点N26以执行对像素驱动电路400的检测。在阶段P61～P63，检测信号TS具有致能电压电平VGH，使得开关T28导通。
在阶段P61，扫描信号S(n-1)具有致能电压电平VGH，使得开关T24导通。此时具有电压电平DD2的电压信号VDD2通过开关T24写入节点N21，使得节点N21的节点电压V21具有电压电平DD2。
在一些实施例中，电压电平DD2为致能电压电平，使得开关T22依据具有电压电平DD2的节点电压V21导通。在一些实施例中，电容C2用以存储节点N21的电荷以在开关T24关闭后维持节点电压V21，使得开关T22在开关T24关闭后(例如在阶段P62)持续导通。
在阶段P62，控制信号VC具有致能电压电平VGH，使得开关T21导通。电容C2在阶段P61存储的电荷使得节点电压V21在阶段P62时仍然具有致能电压电平，因此开关T22在阶段P62时导通。此时具有电压电平VDT的数据信号DT按序通过开关T21及T22写入节点N21。在一些实施例中，电压电平VDT为致能电压电平，使得开关T25导通。电容C2用以在开关T21关闭后维持节点电压V21，使得开关T25在开关T21关闭后(例如在阶段P63)持续导通。
在阶段P63，发光信号EM具有致能电压电平VGH，使得开关T26与开关T27导通。电容C2维持节点电压V21，使得开关T25导通。
如图4所示，开关T28、开关T26、开关T25与开关T27形成导通路径P42。在阶段P63，如果电压信号VDD2可以从节点N26通过导通路径P42传输至节点N42，则表示导通路径P42上的开关T28、开关T26、开关T25与开关T27可以正常导通。反之，如果在阶段P63，无法在节点N42检测到电压信号VDD2，则表示导通路径P42上的开关T28、开关T26、开关T25与开关T27的至少一者无法正常导通。
请参照图5及图6，除了检测信号TS以外，图5及图6所示出的信号操作相同。因此，在一些实施例中，只需要通过调整检测信号TS，便可以检测像素驱动电路400中的不同开关是否正常导通。
在一些实施例中，在执行图5及/或图6所述的检测操作后，可以将发光元件L4耦接至容置空间401，亦即将发光元件L4耦接于节点N25与节点N24之间，使得发光元件L4耦接像素驱动电路400。
在一些实施例中，在发光元件L4耦接像素驱动电路400后，可以进一步检测由发光元件L4是否能够正常运行。
如图4所示，发光元件L4与开关T28形成导通路径P43。在一些实施例中，电压信号VDD1与VDD2的电压电平不同，且检测信号TS具有致能电压电平VGH使得开关T28导通。此时，如果电压信号VDD1可以从节点N25通过导通路径P43以传输至节点N26则表示导通路径P43上的开关T28与发光元件L4可以正常导通。反之，如果无法在节点N26检测到对应电压信号VDD1的信号，则表示导通路径P43上的开关T28与发光元件L4的至少一者无法正常导通。此外，如果发光元件L4的发光强度无法对应电压信号VDD1与VDD2之间的电压电平差，则表示发光元件L4有异常。
图7为根据本公开的一实施例所示出的显示装置中的像素驱动电路的电路图。请参照图7，图7为像素驱动电路700的电路图。像素驱动电路700为图1所示的显示装置110中的像素驱动电路112的一种实施例。在一些实施例中，像素驱动电路700包括数据写入单元720、发光单元740及检测单元760。
在一些实施例中，数据写入单元720用以依据控制信号VC1及VC2进行重置操作，以重置节点N71的节点电压V71与节点N72的节点电压V72。数据写入单元720更用以依据控制信号VC2将临界电压电平VTH也写入至节点N71以进行补偿操作。数据写入单元720更用以依据扫描信号S(n)进行数据写入操作，以将数据信号DT通过电容C7写入至节点N71。发光单元740依据发光信号EM进行发光操作，并依据节点N71的节点电压V71产生电流I7，且依据电流I7的电流电平发光。检测单元760用以依据检测信号TS进行检测操作，以检测像素驱动电路700中的开关T71～T76、T78及发光元件L7的至少一者是否能够正常运行，例如正常导通或正常关闭。
在一些实施例中，像素驱动电路700为显示器100中的多个像素驱动电路的第n级像素驱动电路DV(n)。对应地，扫描信号S(n)为第n级扫描信号，且扫描信号S(n-1)为第n-1级扫描信号。
在一些实施例中，数据写入单元720包括开关T71～T74及电容C7。开关T71的控制端用以接收控制信号VC2，开关T71的一端耦接开关T72并用以接收电压信号VINI于节点N77，开关T71的另一端耦接开关T73于节点N72。开关T72的一端耦接开关T71并用以接收电压信号VINI，开关T72的另一端及开关T72的控制端耦接节点N71。在一些实施例中，开关T72具有二极管的功能。电容C7的一端耦接节点N71，电容C7的另一端耦接节点N72。开关T73的控制端用以接收扫描信号S(n)，开关T73的一端用以接收数据信号DT，开关T73的另一端耦接节点N72。开关T74的控制端用以接收扫描信号S(n-1)，开关T74的一端用以接收电压信号VDD于节点N76，开关T74的另一端耦接节点N71。
在一些实施例中，发光单元740包括发光元件L7、开关T75及T76。开关T75的控制端耦接节点N71，开关T75的一端用以接收电压信号VSS，且开关T75的另一端耦接开关T76于节点N73。开关T76的控制端用以接收发光信号EM，开关T76的一端耦接发光元件L7于节点N74，且开关T76的另一端耦接节点N73。发光元件L7的一端耦接节点N74，发光元件L7的另一端耦接节点N75，并且在节点N75用以接收电压信号VDD1。在一些实施例中，发光元件L7用以接收流经开关T75的电流I7，并用以依据电流I7发光。
在一些实施例中，检测单元760包括开关T78。开关T78的控制端用以接收检测信号TS，开关T78的一端耦接开关T74于节点N76，且开关T78的另一端耦接开关T76及发光元件L7于节点N74。在一些实施例中，检测单元760用以接收电压信号VDD2于节点N76以检测发光元件L7及开关T71～T76及T78的至少一者是否正常导通。
在不同的实施例中，发光元件L7可以是微发光二极管(mLED)或其他不同类型的发光元件。在不同的实施例中，开关T71～T76及T78可以是P型金属氧化物半导体场效晶体管(PMOS)、N型金属氧化物半导体场效晶体管(NMOS)、薄膜晶体管(TFT)或其他不同类型的开关元件。
图8为根据本发明的一实施例中的像素驱动电路进行驱动操作所示出的时序图。图8所示出的时序图按序包括阶段P81、阶段P82、阶段P83以及阶段P84。在一些实施例中，阶段P81～P84的时间长度总和对应像素驱动电路700的框时间(frame time)。在一些实施例中，图8所示出的时序图对应图7所示的不同信号，例如扫描信号S(n)、发光信号EM、数据信号DT、控制信号VC1、控制信号VC2、电压信号VINI及检测信号TS的操作。
如图8所示，在阶段P81，控制信号VC1及VC2具有致能电压电平VGH，使得开关T74与开关T71导通。此时开关T74提供具有电压电平DD2的电压信号VDD2至节点N71，使得节点N71的节点电压V71具有电压电平DD2。
在一些实施例中，电压电平DD2为致能电压电平，使得开关T72依据具有电压电平DD2的节点电压V71导通。在一些实施例中，电容C7用以存储节点N71的电荷以在开关T74关闭后维持节点电压V71，使得开关T72在开关T74关闭后(例如在阶段P82)持续导通。
在阶段P81，开关T78导通以提供电压信号VINI至节点N72。此时电压信号VINI具有电压电平INI1，使得节点N72的节点电压V72具有电压电平INI1。
在一些实施例中，在期间P81，像素驱动电路700的节点电压V71与节点电压V72分别被电压信号VDD2与电压信号VINI重置，使得像素驱动电路700可以准备接收数据信号DT，因此阶段P81被称为重置阶段。
在阶段P82，控制信号VC2具有致能电压电平VGH，使得开关T71导通。控制信号VC1具有禁能电压电平VGL，使得开关T74关闭。电容C7在阶段P81存储的电荷使得节点电压V71在阶段P82时仍然具有致能电压电平，因此开关T72在阶段P82时导通。此时节点N77的电压电平INI1小于节点N71的电压电平VDD2，使得电荷从节点N71往节点N77流出，直到节点N71的电压电平被拉至(INI1+VTH)，其中临界电压电平VTH为开关T72的临界电压电平。此时电容C7两端的电压电平差为VTH。
在一些实施例中，在阶段P82，通过开关T72的临界电压电平VTH，节点电压V72的电压电平被调整至(INI1+VTH)以准备补偿发光阶段(例如阶段P84)时开关T75的临界电压电平VTH。因此阶段P82被称为补偿阶段。
在阶段P83，扫描信号S(n)具有致能电压电平VGH，使得开关T71导通。控制信号VC1具有禁能电压电平VGL，使得开关T74关闭。此时具有电压电平VDT的数据信号DT通过开关T73写入节点N72，使得节点N72具有电压电平VDT。此时电压信号VINI电压电平INI2具有电压电平INI2，使得节点N77的电压电平被拉升至电压电平INI2。电压电平INI2大于节点N71的电压电平，使得电荷在阶段P83不会从节点N71往节点N77流出。
从阶段P82到阶段P83，节点N72的电压电平从电压电平INI1被拉至电压电平VDT，其中的电压电平差为(VDT-INI1)。通过电容C7的电容耦合，从阶段P82到阶段P83，节点N71的电压电平从(INI1+VTH)被拉至(INI1+VTH)+(VDT-INI1)，亦即(VDT+VTH)。
在一些实施例中，在阶段P83，数据信号DT通过开关T73写入节点N72，并且通过电容C7的电容耦合写入节点N71。因此阶段P83被称为数据写入阶段。
在阶段P84，发光信号EM具有致能电压电平VGH，使得开关T76导通。扫描信号S(n)具有禁能电压电平VGL，使得开关T73关闭。此时电流I7按序流经发光元件L7、开关T76及T75，使得发光元件L7依据电流I7的电流电平发光。在一些实施例中，电流I7的电流电平决定发光元件L7的发光强度。
在阶段P84，电容C7维持了在阶段P83时，节点N71的电压电平，使得在阶段P84时节点N71的电压电平的电压电平仍然为(VDT+VTH)。此时开关T75的源极用以接收具有电压电平SS的电压信号VSS。
如此一来，将开关T75在节点N71的栅极的电压电平(VDT+VTH)以及开关T75在节点N78的源极的电压电平SS。带入前述关于图3的操作的电子学公式，即可得出电流I7的电流电平为K×(VDT-SS)^2。因此电流I7的电流电平与临界电压电平VTH无关，而与数据信号DT的电压电平VDT与电压信号VSS的电压电平SS有关。
在一些实施例中，电压电平VDT与电压电平SS是取决于使用者。如此一来，发光元件L7的发光强度可以被使用者调整，而不被像素驱动电路700的元件特性，例如开关T75的临界电压电平VTH所影响。
在一些实施例中，在阶段P84，像素驱动电路700中的发光元件L7发光，因此阶段P84被称为发光阶段。
在不同的实施例中，图5及图6所示的检测操作亦可以应用于像素驱动电路700。举例来说，在发光元件L7耦接像素驱动电路700之前，将控制信号VC1拉至致能电压电平VGH，并提供电压信号VDD2于节点N76，且在节点N77测量是否有对应电压信号VDD2的信号，以确认开关T72及T74是否正常导通。
举另一例来说，在发光元件L7耦接像素驱动电路700之前，将检测信号TS、控制信号VC1及发光信号EM拉至致能电压电平VGH，并提供电压信号VDD2于节点N76，且在节点N78测量是否有对应电压信号VDD2的信号，以确认开关T78、T74、T76及T75是否正常导通。
又举另一例来说，在发光元件L7耦接像素驱动电路700之后，将检测信号TS拉至致能电压电平VGH，并提供不同于电压信号VDD2的电压信号VDD1于节点N75，且在节点N76测量是否有对应电压信号VDD1的信号，以确认发光元件L7是否能够正常运行。
本文前述各种检测方式用于说明，其他各种检测方式以及信号操作方式都在本公开思及的范围中。
请参照图1，在一些实施例中，可以按序对显示器100中的像素驱动电路进行检测。例如先通过扫描线SL(1)、数据线DL(m)与发光线EL(1)传输信号至像素驱动电路DV(1)进行检测，再通过扫描线SL(2)、数据线DL(m)与发光线EL(2)传输信号至像素驱动电路DV(2)以进行检测。在一些其他的实施例中，也可以同时对显示器100中的多个像素驱动电路进行检测。例如同时通过扫描线SL(1)～SL(n)、数据线DL(m)与发光线EL(1)～EL(n)传输信号至像素驱动电路DV(1)～DV(n)以进行检测。对显示器100中的像素驱动电路的各种检测顺序都在本公开思及的范围中。
综上所述，在本发明实施例中，在发光元件L2或L7发光时，开关T25或开关T75的临界电压电平VTH被补偿，使得临界电压电平VTH的数值大小不影响发光元件L2或L7的发光强度。另外，由使用者决定的数据信号DT、电压信号VINI及VSS使得发光元件L2及L7的发光强度不会受到电流路径的电阻值的影响。此外，像素驱动电路400可以在耦接发光元件L4之前进行检测，从而降低制造成本。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作些许的变动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。
Claims (10)
1.一种显示装置，包括串联耦接的多个像素驱动电路，其中该些像素驱动电路中的一像素驱动电路包括：
一数据写入单元，用以将一数据信号写入一第一节点，包括：
一第一开关，该第一开关的一第一端耦接该第一开关的一控制端于该第一节点，该第一开关的一第二端耦接该数据信号；以及
一电容，该电容的一第一端耦接该第一节点；以及
一发光单元，用以依据该数据信号产生一电流，包括：
一第二开关，用以接收该电流，该第二开关的一控制端耦接该第一节点，该第二开关的一第一端耦接该电容的一第二端；以及
一发光元件，用以依据该电流发光，该发光元件的阳极耦接电压信号VDD，
该第二开关的一第二端耦接该发光元件的阴极。
2.如权利要求1所述的显示装置，其中该数据写入单元还包括：
一第三开关，用以依据一扫描信号导通，该第三开关的一第一端耦接该电容的该第二端，该第三开关的一第二端耦接电压信号VINI，该第三开关的一控制端耦接该扫描信号；以及
一第四开关，用以依据一前级扫描信号导通，该第四开关的一第一端耦接该第一节点，该第四开关的一第二端耦接电压信号VDD，
其中该些像素驱动电路中的一前级像素驱动电路用以依据该前级扫描信号进行操作。
3.如权利要求1所述的显示装置，其中该发光单元还包括：
一第三开关，用以依据一发光信号导通，该第三开关的一第一端耦接该电容的该第二端，该第三开关的一第二端耦接电压信号VSS；以及
一第四开关，用以依据该发光信号导通，该第四开关的一第一端耦接该第二开关的一第二端，该第四开关的一第二端耦接该发光元件。
4.如权利要求1所述的显示装置，还包括：
一第三开关，耦接该发光单元，并用以于该发光元件耦接该像素驱动电路之前，传送一电压信号VINI至该第二开关，以检测该第二开关是否正常导通。
5.如权利要求1所述的显示装置，还包括：
一第三开关，耦接该发光元件，并用以于导通时传送该电压信号VDD至该发光元件，以检测该发光元件是否正常运行。
6.一种像素驱动电路，包括：
一数据写入单元，用以将一数据信号写入一第一节点，包括：
一第一开关，该第一开关的一第一端耦接该第一开关的一控制端于一第一节点；
一电容，该电容的一第一端耦接该第一节点；以及
一第二开关，该第二开关的一第一端耦接该电容的一第二端，该第二开关的一第二端耦接该第一开关的一第二端，该第二开关的一控制端耦接一控制信号；
一发光单元，用以依据该数据信号产生一电流，包括：
一第三开关，用以接收该电流，该第三开关的一控制端耦接该第一节点，该第三开关的一第一端耦接电压信号VSS；以及
一发光元件，用以依据该电流发光，该发光元件的阳极耦接电压信号VDD1，
该第三开关的一第二端耦接该发光元件的阴极。
7.如权利要求6所述的像素驱动电路，其中该数据写入单元还包括：
一第四开关，该第四开关的一第一端用以接收一第一电压信号，该第四开关的一第二端耦接该第一节点，该第四开关的一控制端耦接另一控制信号；
其中该第三开关用以在该第四开关关闭时提供不同于该第一电压信号的一第二电压信号于该第一开关的该第二端，以将该第一开关的该第一端及该第一开关的该第二端的一电压电平差拉至该第一开关的一临界电压电平。
8.如权利要求6所述的像素驱动电路，其中该数据写入单元还包括：
一第四开关，该第四开关的一第一端用以接收一数据信号，该第四开关的一第二端耦接该电容的一第二端，该第四开关的一控制端耦接扫描信号；
其中该数据写入单元用以在该第一开关的该第二端及该第一开关的该第一端的一电压电平差对应该第一开关的一临界电压电平之后，通过该电容将该数据信号写入该第一开关的该第一端。
9.如权利要求6所述的像素驱动电路，还包括：
一第四开关，耦接该发光单元，并用以于该发光元件耦接该像素驱动电路之前，传送一电压信号VDD2至该第三开关，以检测该第三开关是否正常导通。
10.如权利要求6所述的像素驱动电路，还包括：
一第三开关，耦接于该发光元件，并用以于导通时传送一电压信号VDD2至该发光元件，以检测该发光元件是否正常运行。
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