CN113393795A - 像素电路及显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种像素电路及显示装置。像素电路用以驱动一发光二极管，像素电路包括存储电容、选择器、存储元件及写入开关。存储电容耦接发光二极管。选择器依据存储数据以选择第一信号或第二信号至存储电容。存储元件耦接选择器。存储元件存储写入数据以获得存储数据。写入开关耦接存储元件，写入开关于像素电路切换模式之间将写入数据写入至存储元件。

Description

像素电路及显示装置
技术领域
本发明涉及一种电路及装置，且特别涉及一种像素电路及显示装置。
背景技术
现有的像素电路或显示装置仅能选择性地操作于静态模式或动态模式，使用者无法依据需求来切换像素电路或显示装置的操作。因此，当像素电路或显示装置仅能操作在静态模式时，其无法提供高品质的显示画面；反之，当像素电路或显示装置仅能操作在动态模式时，其无法提供省电的操作。
发明内容
本发明提供一种像素电路及显示装置，其可被切换以操作在静态模式及/或动态模式。
本发明的像素电路用以驱动一发光二极管，像素电路包括存储电容、选择器、存储元件及写入开关。存储电容耦接发光二极管。选择器依据存储数据以选择第一信号或第二信号至存储电容。存储元件耦接选择器。存储元件存储写入数据以获得存储数据。写入开关耦接存储元件，写入开关于像素电路切换模式之间将写入数据写入至存储元件。
本发明的显示装置包括多个数据线及多个像素电路。像素电路分别耦接对应的该些数据线。各像素电路用以驱动发光二极管，各像素电路包括存储电容、选择器、存储元件及写入开关。存储电容耦接发光二极管。选择器依据存储数据以选择第一信号或第二信号至存储电容。存储元件耦接选择器。存储元件存储写入数据以获得存储数据。写入开关耦接存储元件，写入开关于像素电路切换模式之间将写入数据写入至存储元件。
基于上述，像素电路及显示装置可被切换以操作在静态模式及/或动态模式。如此一来，像素电路及显示装置可依据不同的使用需求来适应性地切换其操作。
附图说明
图1为本发明实施例一像素电路的示意图。
图2为本发明实施例一像素电路的示意图。
图3A为图2所示出的像素电路的操作波型示意图。
图3B～3E为图2所示出的像素电路2在不同时间区间的操作示意图。
图4为本发明实施例一显示装置的示意图。
附图标记说明：
1、2、3：像素电路
4：显示装置
10：写入开关
11：存储元件
12：选择器
13：存储电容
14：发光二极管
25：数据写入开关
Dd：动态显示数据
Dn、Dn+1：数据线
Ds：静态显示数据
Gn、Gn+1：栅极线
INV1、INV2：触发器
MNS：写入控制信号
N1、N2：晶体管
N3：第一晶体管
N4：第二晶体管
T1～T4：时间区间
Vcom：共同电压信号
VDn：电压
VGn：栅极扫描信号
Vs1：第一信号
Vs2：第二信号
具体实施方式
图1为本发明实施例一像素电路1的示意图。像素电路1包含写入开关10、存储元件11、选择器12、存储电容13及发光二极管14。写入开关10可于像素电路1切换模式之间将写入数据写入至存储元件11。存储元件11耦接写入开关10，存储元件11可存储写入数据以获得存储数据。选择器12耦接存储元件11，选择器可依据存储数据以选择提供第一信号或第二信号至存储电容13。简言之，像素电路1可具有多个模式，在像素电路1切换模式之间，像素电路1的存储元件11可通过写入开关10取得写入数据，并将写入数据存储为存储数据于存储元件11其中。进一步，存储元件11可依据存储数据来控制选择器12，使选择器12可选择提供第一数据或第二数据至存储电容13及发光二极管14来进行显示。
在一实施例中，像素电路1的多个模式可包含动态模式及静态模式。在像素电路1切换于动态模式及静态模式之间时，写入开关10可被导通，以由数据线Dn取得写入数据，并且写入开关10将写入数据写入至存储元件11成为存储数据。另外，当像素电路1操作在动态模式或静态模式时，写入开关10可被截止，存储元件11可依据存储数据来控制选择器12。
详细而言，在像素电路1由动态模式切换至静态模式之间的第一写入时间区间中，写入数据为静态显示数据，静态显示数据可通过写入开关10被写入至存储元件11而成为存储数据。如此一来，当像素电路1操作于静态模式时，存储元件11可依据存储的静态显示数据来控制选择器12，使选择器12选择第一信号或第二信号至存储电容13，其中，当像素电路1操作于静态模式时，第一信号及第二信号为互相反相的脉宽调制信号。
在像素电路1由静态模式切换至动态模式之间的第二写入时间区间中，具有第一逻辑电平的写入数据可通过写入开关10被写入至存储元件11而成为存储数据。如此一来，当像素电路1继续着操作于动态模式时，第一信号可为动态显示数据，而选择器12依据存储元件11的存储数据可将动态显示数据的第一信号提供至存储电容13进行显示。
简言之，像素电路1在执行每个操作模式之前，可通过写入时间区间来将数据写入到像素电路1的存储元件11中，使存储元件11在执行操作模式的时候可依据存储数据来控制像素电路1进行相对应于操作模式的显示操作。因此，像素电路1可具有多功能的显示模式，像素电路1可依据使用需求切换于静态模式或动态模式，以进行省电的显示操作面或提供高画质的显示画。
图2为本发明实施例一像素电路2的示意图。像素电路2相似于图1中的像素电路1。像素电路2包含写入开关10、存储元件11、选择器12、存储电容13、发光二极管14及数据写入开关25。数据写入开关25耦接于写入开关10、存储元件11及数据线Dn，数据写入开关25可依据栅极扫描信号以决定是否将数据线Dn上的信号传递至选择器12及写入开关10。
在本实施例中，数据写入开关25耦接于数据线Dn、写入开关10及选择器12，且数据写入开关25的控制端耦接于栅极线Gn。数据写入开关25可包含晶体管N1，晶体管N1的第一端(例如为漏极)耦接于数据线Dn，晶体管N1的第二端(例如为源极)耦接于写入开关10及选择器12，晶体管N1的控制端(例如为栅极)耦接栅极线Gn以接收栅极扫描信号VGn。
写入开关10耦接于数据写入开关25及存储元件11之间，且写入开关10于控制端接收写入控制信号MNS。写入开关10可包含晶体管N2，晶体管N2的第一端(例如为漏极)耦接于晶体管N1的第二端，晶体管N2的第二端(例如为源极)耦接于存储元件11，晶体管N2的控制端(例如为栅极)接收写入控制信号MNS。
存储元件11可例如为一闩锁(Latch)电路。存储元件11耦接于写入开关10以接收写入数据。存储元件11可包含触发器INV1、INV2。触发器INV1的输出端耦接触发器INV2的输入端，触发器INV2的输出端耦接触发器INV1的输入端。另外，触发器INV1的输出端耦接晶体管N2的第二端(例如为源极)。因此，存储元件11可将写入开关10所提供的写入数据存储为存储数据，并通过触发器INV1、INV2来进行存储。
选择器12耦接数据写入开关25及存储元件11。选择器12的第一控制端接收存储元件11所提供的存储数据，选择器12的第二控制端接收存储元件11所提供的反相存储数据。选择器12接收第一信号Vs1及第二信号Vs2。选择器12可依据存储数据及/或反相存储数据来选择提供第一信号Vs1或第二信号Vs2至存储电容13。选择器12包含第一晶体管N3及第二晶体管N4。第一晶体管N3的第一端(例如为漏极)耦接于晶体管N1的第二端，以接收第一信号Vs1。第一晶体管N3的第二端(例如为源极)耦接存储电容13。第一晶体管N3的控制端(例如为栅极)为选择器12的第一控制端，且其耦接于触发器INV1的输出端，以接收存储元件11所提供的存储数据。第二晶体管N4的第一端(例如为漏极)接收第二信号Vs2。第二晶体管N4的第二端(例如为源极)耦接第一晶体管N3的第二端，并且第二晶体管N4的第二端(例如为源极)耦接存储电容13。第二晶体管N4的控制(例如为栅极)为选择器12的第二控制端，且其端耦接于触发器INV2的输出端，以接收存储元件11所提供的反相存储数据。
存储电容13及发光二极管14互相并联，存储电容13及发光二极管14两者的一端耦接于选择器12，且存储电容13及发光二极管14两者的另一端接收共同电压信号Vcom。
图3A为图2所示出的像素电路2的操作波型示意图。图3B～3E为图2所示出的像素电路2在不同时间区间的操作示意图。详细而言，图3A中示出了共同电压信号Vcom、数据线Dn上的电压VDn、第二信号Vs2、写入控制信号MNS及栅极线Gn上的栅极扫描信号VGn在多个时间区间T1～T4中的操作波型。以下请共同参考图3A～3E以及以下的说明，来较佳地明白像素电路2在时间区间T1～T4的操作。
在时间区间T1中，像素电路2被操作在第一写入时间区间。如图3A所示出，栅极扫描信号VGn可为脉冲方波，写入控制信号MNS可为第一逻辑电平(例如为高电压电平)，且数据线Dn在时间区间T1中可提供静态显示数据Ds。举例而言，时间区间T1的长度可为一画框(Frame)时间。通过栅极扫描信号VGn具有第一逻辑电平(例如为高电压电平)的时间，像素电路2可被控制以取得相对应的静态显示数据。如此一来，如图3B所示，晶体管N1、N2可分别被栅极扫描信号VGn及写入控制信号MNS导通，数据线Dn上所提供的静态显示数据Ds可写入至存储元件11且被存储为存储数据。
在时间区间T2中，像素电路2被操作在静态模式。如图3A所示出，栅极扫描信号VGn可为第一逻辑电平(例如为高电压电平)，写入控制信号MNS可为第二逻辑电平(例如为低电压电平)。在时间区间T2中，选择器12可由数据线Dn接收脉宽调制信号作为第一信号Vs1，并且选择器12可接收与脉宽调制信号为反相的反相脉宽调制信号作为第二信号Vs2，其中脉宽调制信号可与共同电压信号Vcom为反相。如此一来，如图3C所示，晶体管N1可为导通，晶体管N2可为截止。选择器12可由数据线Dn接收脉宽调制信号作为第一信号Vs1，且接收反相脉宽调制信号作为第二信号Vs2。存储元件11依据存储的静态显示数据Ds控制选择器12，使选择器12提供第一信号Vs1或第二信号Vs2至存储电容13。
因此，在第一写入时间区间中，像素电路2可取得静态显示数据Ds并将静态显示数据Ds存储在存储元件11中。如此一来，在第一写入时间区间之后的静态模式时间区间中，像素电路2可操作在静态模式，并依据存储在存储元件11的静态显示数据Ds来选择脉宽调制信号(即第一信号Vs1)或反相脉宽调制信号(即第二信号Vs2)来进行显示。
在时间区间T3中，像素电路2被操作在第二写入时间区间。如图3A所示出，栅极扫描信号VGn及写入控制信号MNS可为第一逻辑电平(例如为高电压电平)，且数据线Dn在时间区间T1中也为第一逻辑电平(例如为高电压电平)。如此一来，如图3D所示，晶体管N1、N2可分别被栅极扫描信号VGn及写入控制信号MNS导通，第一逻辑电平(例如为高电压电平)的写入数据可被写入存储元件11而成为存储数据。
在时间区间T4中，像素电路2被操作在动态模式。如图3A所示出，栅极扫描信号VGn可为周期性的脉冲方波，写入控制信号MNS可为第二逻辑电平(例如为低电压电平)，数据线Dn在时间区间T4中可提供动态显示数据。如此一来，如图3E所示，晶体管N2可为截止。晶体管N1可被栅极扫描信号VGn控制而导通，以在相对应的时间由数据线Dn提供动态显示数据Dd至选择器12。选择器12被存储元件11所控制，其中存储元件11所存储的第一逻辑电平(例如为高电压电平)的存储数据可控制选择器12的第一晶体管N3为导通以及第二晶体管N4为截止，使选择器12依据存储数据将动态显示数据Dd提供至存储电容13进行显示。
因此，在第二写入时间区间中，像素电路2的存储元件11可存储具有第一逻辑电平的存储数据。如此一来，在第二写入时间区间之后的动态模式时间区间中，像素电路2可操作在动态模式，存储元件11可控制选择器12由数据线Dn接收动态显示数据Dd来进行显示。
简言之，像素电路2可具有静态模式及动态模式。通过安排在静态模式及动态模式之间切换的第一写入时间区间及第二写入时间区间，像素电路2可将写入数据写入至存储元件11，使像素电路2可在静态模式时静态地依据第一写入时间区间所写入的静态显示数据Ds来进行显示。或是，使像素电路2可在动态模式时依据第二写入时间区间所写入的存储数据，持续地由数据线Dn取得动态显示数据Dd来进行显示。
依据不同的设计需求，本领域具通常知识者当然可以调整或变化上述关于像素电路1或像素电路2的操作。在一实施例中，静态显示数据Ds可为一位元的显示数据，动态显示数据Dd可为八位元或其他适合位元数的显示数据，因此，像素电路2在动态模式中可进行较静态模式中画面分辨率更好的动态显示操作。
举例而言，第一写入时间区间并非仅限于安排在像素电路2由动态模式切换到静态模式之间。当像素电路2操作在静态模式时，第一写入时间区间也可以固定的时间间隔(例如为3秒钟、6秒钟、或其他适合的时间间隔)安插在静态模式之间。如此一来，像素电路2可以固定的时间间隔来更新存储在存储元件11中的静态显示数据Ds。
图4为本发明实施例一显示装置4的示意图。显示装置4中包括多个像素电路3。像素电路3可通过图1所示出的像素电路1或图2所示出的像素电路2所实现，而关于像素电路1、2的操作请参考上方的相关叙述，于此不另赘述。整体而言，显示装置4可控制像素电路3来设置第一写入时间区间及/或第二写入时间区间，使显示装置4进行静态模式及/或动态模式的操作。因此，具备有像素电路3的显示装置4亦可具有多功能的操作，有效改善使用者体验。
在一实施例中，显示装置4中的像素电路可具有多个子像素电路，且每个子像素电路可利用像素电路3来实现。举例而言，显示装置4中的红色像素可具有三个子像素电路，如此一来，当显示装置4操作在静态模式时，显示装置4可调整每个子像素电路的开启及/或关闭，以调整红色像素的灰阶亮度。而在此示例中，红色像素中子像素电路的开启数量可为0个、1个、2个或3个，也就是说，显示装置4中的红色像素可具有四段的灰阶亮度。进一步，当显示装置4中的红、绿、蓝像素都具有三个子像素电路时，则显示装置4则可具有64段的灰阶亮度。因此，通过上述的整体设置时，显示装置4在静态模式时可提供更丰富的影像色彩。
综上所述，本发明的像素电路及显示装置可操作于多个操作模式，通过在每个操作切换之间的写入时间区间，对存储元件进行写入。如此一来，存储元件即可依据存储数据来控制选择器，使选择器选择相对应的信号提供至存储电容来进行显示。因此，像素电路及显示装置可具有多个操作模式，可适应性地依据不同使用需求来进行切换，进而提升使用者体验。

Claims (18)

1.一种像素电路，用以驱动一发光二极管，该像素电路包括：
一存储电容，耦接该发光二极管；
一选择器，依据一存储数据以选择一第一信号或一第二信号至该存储电容；
一存储元件，耦接该选择器，该存储元件存储一写入数据以获得该存储数据；以及
一写入开关，耦接该存储元件，该写入开关于该像素电路切换模式之间将该写入数据写入至该存储元件。
2.如权利要求1所述的像素电路，其中当该像素电路操作在一动态模式或一静态模式时，该写入开关被截止，
其中在该像素电路切换于该动态模式及该静态模式之间时，该写入开关被导通以使该写入数据写入至该存储元件。
3.如权利要求1所述的像素电路，其中在该像素电路在切换至一静态模式之前的一第一写入时间区间中，该写入数据为一静态显示数据，该静态显示数据被写入而成为该存储数据。
4.如权利要求3所述的像素电路，其中当该像素电路操作于该静态模式时，该第一信号及该第二信号为互相反相的脉宽调制信号，该存储元件依据存储的该静态显示数据控制该选择器，以提供该第一信号或该第二信号至该存储电容。
5.如权利要求1所述的像素电路，其中在该像素电路切换至一动态模式之前的一第二写入时间区间中，具有一第一逻辑电平的该写入数据被写入而成为该存储数据。
6.如权利要求5所述的像素电路，其中当该像素电路操作于该动态模式时，该第一信号为一动态显示数据，该选择器依据该存储数据将该动态显示数据提供至该存储电容进行显示。
7.如权利要求1所述的像素电路，其中该选择器包括：
一第一晶体管，该第一晶体管的第一端接收该第一信号，该第一晶体管的第二端耦接该存储电容，该第一晶体管的控制端接收该存储数据；以及
一第二晶体管，该第二晶体管的第一端接收该第二信号，该第二晶体管的第二端耦接该存储电容，该第二晶体管的控制端接收一反相存储数据。
8.如权利要求1所述的像素电路，其中该存储元件为一闩锁电路。
9.如权利要求1所述的像素电路，还包括一数据传输开关，耦接该选择器及该写入开关，该数据开关依据一栅极扫描信号以决定是否传递信号至该选择器及该写入开关。
10.一种显示装置，包括：
多个数据线；
多个像素电路，分别耦接对应的该些数据线，各该像素电路用以驱动一发光二极管，各该像素电路包括：
一存储电容，耦接该发光二极管；
一选择器，依据一存储数据以选择一第一信号或一第二信号至该存储电容；
一存储元件，耦接该选择器，该存储元件存储一写入数据以获得该存储数据；以及
一写入开关，耦接该存储元件，该写入开关于各该像素电路切换模式之间将该写入数据写入至该存储元件。
11.如权利要求10所述的显示装置，其中当各该像素电路操作在一动态模式或一静态模式时，该写入开关电路被截止，
其中在各该像素电路切换于该动态模式及该静态模式之间时，该写入开关被导通以使该写入数据写入至该存储元件。
12.如权利要求10所述的显示装置，其中在各该像素电路切换至一静态模式之前的一第一写入时间区间中，该写入数据为一静态显示数据，该静态显示数据被写入而成为该存储数据。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中当各该像素电路操作于该静态模式时，该第一信号及该第二信号为互相反相的脉宽调制信号，该存储元件依据存储的该静态显示数据控制该选择器，以提供该第一信号或该第二信号至该存储电容。
14.如权利要求10所述的显示装置，其中在各该像素电路切换至一动态模式之前的一第二写入时间区间中，具有一第一逻辑电平的该写入数据被写入而成为该存储数据。
15.如权利要求14所述的显示装置，其中当各该像素电路操作于该动态模式时，该第一信号为一动态显示数据，该选择器依据该存储数据将该动态显示数据提供至该存储电容进行显示。
16.如权利要求10所述的显示装置，其中该选择器包括：
一第一晶体管，该第一晶体管的第一端接收该第一信号，该第一晶体管的第二端耦接该存储电容，该第一晶体管的控制端接收该存储数据；以及
一第二晶体管，该第二晶体管的第一端接收该第二信号，该第二晶体管的第二端耦接该存储电容，该第二晶体管的控制端接收一反相存储数据。
17.如权利要求10所述的显示装置，其中该存储元件为一闩锁电路。
18.如权利要求10所述的显示装置，还包括一数据传输开关，耦接该选择器及该写入开关，该数据开关依据一栅极扫描信号以决定是否传递信号至该选择器及该写入开关。
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