CN113539169A - 像素驱动器及像素驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种像素驱动器及像素驱动方法，像素驱动器包含驱动电路、数据输入电路、第一开关电路及第二开关电路。驱动电路用以在发光周期中提供驱动电流以区动像素电路。数据输入电路电性连接于驱动电路，且用以在数据输入周期中接收数据电压讯号。第一开关电路电性连接于驱动电路，且在数据输入周期中被导通以提供第一电压讯号至驱动电路。第二开关电路电性连接于驱动电路，且在发光周期中被导通以提供第二电压讯号至驱动电路。第一开关电路是于发光周期中被关断。据此，像素驱动器于数据输入周期时将不会被第二电压讯号的杂讯影响。

Description

像素驱动器及像素驱动方法
技术领域
本揭示内容是关于一种像素驱动器，特别是能驱动如LED的像素元件的电路。
背景技术
显示面板中的像素驱动器用以透过电源来驱动发光元件(如：OLED)，发光元件会产生对应于数据讯号的亮度。然而，由于电源在供电时会因为负载的影响而产生杂讯，而影响到像素驱动器的补偿电压，因此发光元件在实际运作上，并无法产生预期中的正确亮度。
发明内容
本揭示内容是关于一种像素驱动器，包含驱动电路、数据输入电路、第一开关电路及第二开关电路。驱动电路于发光周期中用以提供驱动电流以驱动像素元件。数据输入电路电性连接于驱动电路，且用以在数据输入周期中接收数据电压讯号。第一开关电路电性连接于驱动电路。在数据输入周期时，第一开关电路被导通以提供第一电压讯号至驱动电路。第二开关电路电性连接于驱动电路。在发光周期中，第二开关电路被导通以提供第二电压讯号至驱动电路，且第一开关电路在发光周期时是被关断。
在一实施例中，第一开关电路及第二开关电路电性连接于驱动电路的第一端。数据输入电路电性连接于驱动电路的控制端。像素元件电性连接于驱动电路的第二端。驱动电路用以根据驱动电路的控制端的电压准位以调整驱动电流。
在一实施例中，数据输入电路包含第一开关元件及储存元件。第一开关元件在数据输入周期时被导通以接收数据电压讯号。储存元件电性连接于第一开关元件及驱动电路的控制端，其中储存元件用以在数据输入周期时储存数据电压讯号。
在一实施例中，数据输入电路还包含第二开关元件。第二开关元件电性连接于储存元件及驱动电路的第一端，其中第二开关元件于发光周期中被导通。
在一实施例中，像素驱动器还包含初始开关。初始开关电性连接于储存元件及驱动电路的控制端。初始开关在数据输入周期之前的初始周期中被导通，以接收初始电压讯号。
在一实施例中，像素驱动器还包含初始开关。初始开关电性连接于像素元件及驱动电路的第二端。初始开关在数据输入周期之前的初始周期中被导通，以接收初始电压讯号。
在一实施例中，在数据输入周期时，驱动电路的第二端的电压准位是小于像素元件的内部能障。
在一实施例中，像素驱动器还包含辅助开关元件。辅助开关元件电性连接于驱动电路及像素元件之间，其中辅助开关元件于数据输入周期时被关断。
在一实施例中，驱动电路包含第三开关元件及第四开关元件。第三开关元件电性连接于驱动电路的第一端及像素元件之间。第四开关元件电性连接于第三开关元件的一栅极及一源极之间。
在一实施例中，第四开关元件于数据输入周期时被导通，第四开关元件于发光周期时被关断。
本揭示内容还关于一种像素驱动方法，包含下列步骤：在数据输入周期中，导通第一开关电路以传送第一电压讯号至驱动电路；在数据输入周期中，透过数据输入电路接收数据电压讯号；在发光周期中，关断第一开关电路，且导通第二开关电路以传送第二电压讯号至驱动电路；根据数据电压讯号及第二电压讯号，提供驱动电流以驱动像素元件。
在一实施例中，像素驱动方法还包含：在数据输入周期中，导通数据输入电路的第一开关元件；以及于数据输入周期中，透过储存元件储存数据电压讯号。
在一实施例中，像素驱动方法还包含：导通第二开关元件以将第二开关元件连接至储存元件；以及根据驱动电路的控制端的电压准位，调整驱动电流。
在一实施例中，像素驱动方法还包含：在数据周期前的初始周期中，导通初始开关以接收初始电压讯号。
本揭示内容还关于一种像素驱动器，包含驱动电路、数据输入电路、第一开关电路及第二开关电路。驱动电路电性连接于像素元件。数据输入电路，电性连接于驱动电路的控制端。第一开关电路电性连接于驱动电路的第一端。第二开关电路电性连接于驱动电路的第一端。当第一开关电路被导通、第二开关电路被关断时，数据输入电路用以接收数据电压讯号。当第一开关电路被关断、第二开关电路被导通时，驱动电路用以提供驱动电流以驱动像素元件。
在一实施例中，驱动电路用以根据控制端的电压准位来调整驱动电流。
在一实施例中，数据输入电路包含第一开关元、储存元件及第二开关元件。当第一开关电路被导通、第二开关电路被关断时，第一开关元件被导通以接收数据电压讯号。储存元件电性连接于第一开关元件及驱动电路的控制端。当第一开关电路被导通、第二开关电路被关断时，储存元件用以储存数据电压讯号。第二开关元件电性连接于储存元件及驱动电路的第一端。当第一开关电路被关断、第二开关电路被导通时，第二开关元件是被导通。
在一实施例中，驱动电路包含第三开关元件及第四开关元件。第三开关元件电性连接于驱动电路的第一端及像素元件之间；第四开关元件电性连接于第三开关元件的栅极与源极之间。
在一实施例中，像素元件电性连接于驱动电路的一第二端，当第一开关电路被导通、第二开关电路关断时，驱动电路的第二端的电压准位小于像素元件的内部能障。
在一实施例中，像素驱动器还包含辅助开关元件。辅助开关元件电性连接于驱动电路及像素元件之间，其中当第一开关电路被导通、第二开关电路被关断时，辅助开关元件被关断。
附图说明
图1A为根据本揭示内容的部分实施例的显示装置的示意图；
图1B为根据本揭示内容的部分实施例的像素元件的示意图；
图2A为根据本揭示内容的部分实施例的像素驱动器的示意图；
图2B为根据本揭示内容的其他实施例的像素驱动器的示意图；
图3A为根据本揭示内容的部分实施例的像素驱动器于初始周期的示意图；
图3B为根据本揭示内容的部分实施例的像素驱动器于初始周期的示意图；
图3C为根据本揭示内容的部分实施例的像素驱动器于数据输入周期的示意图；
图4为根据本揭示内容的部分实施例的像素驱动方法的步骤流程示意图；
图5为根据本揭示内容的其他实施例的像素驱动器的示意图；
图6为根据本揭示内的其他部分实施例的像素驱动器的示意图；
图7为根据本揭示内容的其他部分实施例的像素驱动器的示意图。
【符号说明】
100:像素驱动器
101-103:子电路
110:驱动电路
120:数据输入电路
130:第一开关电路
140:第二开关电路
200:显示面板
210:源极驱动器
220:栅极驱动器
300:显示装置
T1:第一开关元件
T2:第二开关元件
T3:第三开关元件
T4:第四开关元件
Ti:初始开关元件
Tx:辅助开关元件
S1:控制讯号
S2:控制讯号
Sa:控制讯号
Sb:控制讯号
Si:控制讯号
Na:节点
Nb:节点
Nc:节点
N1:节点
N2:节点
P:像素元件
V1:第一电压讯号
V2:第二电压讯号
Vin:初始电压讯号
Vss:参考电压讯号
Vdata:数据电压讯号
DL:数据线
GL:扫描线
Vd1-Vdn:数据讯号
Sg1-Sgn:扫描讯号
S401-S405:步骤
具体实施方式
以下将以附图揭露本发明的多个实施方式，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发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
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。
请参阅图1A及1B所示，本揭示内容是关于一种像素驱动器100及一种像素驱动方法。在部分实施例中，像素驱动器100是被应用于显示装置300。显示装置300包含显示面板200、源极驱动器210、栅极驱动器220及多个像素驱动器100。源极驱动器210是用以透过多条数据线DL传送数据讯号Vd1-Vdn至像素驱动器100。栅极驱动器220用以透过多条扫描线GL传送扫描讯号Sg1-Sgn至像素驱动器100，使像素驱动器100驱动如LED的像素元件P(如图2A所示)。
在部分实施例中，如图1B所示，像素驱动器100具有多个子电路101-103用以驱动多个不同颜色的像素元件P(如：红色、绿色、蓝色)。为便于说明本案，且避免过多重复的电路，图2A绘示用以控制其中一个像素元件P(对应于图1B的子电路103)的像素驱动器100的电路图。像素驱动器100是被扫描讯号触发，且根据第一电压讯号V1、第二电压讯号V2及参考电压讯号Vss驱动其内部电路以控制像素元件P产生对应于数据讯号的亮度。
像素驱动器100包含驱动电路110、数据输入电路120、第一开关电路130及第二开关电路140。在发光周期中，驱动电路110用以提供驱动电流Ie以驱动像素元件P。在数据输入周期中，数据输入电路120电性连接于驱动电路110，且用以从数据线接收数据电压讯号Vdata。在部分实施例中，像素驱动器100依序执行初始化(重置)、数据写入及发光。电路的运作方式将于后续段落中说明。
如图2A所示，第一开关电路130电性连接于驱动电路110。在数据输入周期中，第一开关电路130被导通以提供第一电压讯号V1至驱动电路110。第二开关电路140电性连接于驱动电路110。在发光周期中，第二开关电路140被导通以提供第二电压讯号至驱动电路110、且第一开关电路130则被关断。图2B为部分实施例中像素驱动器100的另一示意图，第一开关电路130的位置是经过调整。
据此，由于像素驱动器100使用了不同的电源(即，第一电压讯号V1、第二电压讯号V2)来分别执行数据写入/数据补偿及驱动像素元件P，因此数据输入电路120将能在不受到第二电压讯号V2的杂讯影响的情况下接收并储存数据电压讯号。在部分实施例中，第二电压讯号V2用以提供给显示面板200上所有的像素元件P电源。因此，若第二电压讯号V2用以供电给驱动电路110或数据输入电路120以进行数据写入或数据补偿，则由于第二电压讯号V2会同时供电给其他像素驱动器100中的像素元件P，因此第二电压讯号V2的电压准位会具有杂讯，使数据写入或数据补偿有所误差。本揭示内容以第一电压讯号V1来执行数据写入或数据补偿，并以第二电压讯号V2来驱动像素元件P，因此能避免第二电压讯号V2的杂讯。
在部分实施例中，像素驱动器100的运作包含初始周期、数据输入周期(用以执行数据写入及数据补偿)及发光周期。在初始周期与数据输入周期中，第一开关电路130被导通、第二开关电路140则被关断，数据输入电路120用以接收数据电压讯号，并执行数据写入及数据补偿。在发光周期中，第一开关电路130被关断、第二开关电路140则被导通，驱动电路110用以提供驱动电流以驱动像素元件P。
在部分实施例中，第一开关电路130及第二开关电路140电性连接于驱动电路110的第一端(节点N1)。数据输入电路120电性连接于驱动电路110的控制端(节点Nc)。像素元件P电性连接于驱动电路110的第二端(节点N2)。驱动电路110用以根据驱动电路110的控制端Nc的电压准位调整驱动电流。
数据输入电路120包含第一开关元件T1、储存元件C1以及第二开关元件T2。在数据输入周期中，第一开关元件T1被导通以接收数据电压讯号Vdata。储存元件C1电性连接于第一开关元件T1及驱动电路110的控制端Nc。在数据输入周期中，储存元件C1用以透过导通第一开关元件T1以储存数据电压讯号。第二开关元件T2电性连接于储存元件C1及驱动电路110的第一端。在发光周期中，第二开关元件T2被导通。
在部分实施例中，像素驱动器100还包含初始开关元件Ti。初始开关元件Ti电性连接于储存元件C1及驱动电路110的控制端Nc。在数据输入周期前的初始周期中，初始开关元件Ti被导通以接收初始电压讯号Vin。
在部分实施例中，驱动电路110包含第三开关元件T3及第四开关元件T4。第三开关元件T3电性连接于驱动电路110的第一端(节点N1)及像素元件P之间。第四开关元件T4电性连接于第三开关元件T3的栅极与源极之间。
在部分实施例中，第一开关元件T1及第四开关元件T4是被控制讯号S1控制。第二开关元件T2被控制讯号S2控制。第一开关电路130被控制讯号Sa控制。第二开关电路140被控制讯号Sb控制。初始开关元件Ti被控制讯号Si控制。
图3A为像素驱动器100于初始周期的示意图。图3B为像素驱动器100于数据输入周期的示意图。图3C为像素驱动器100于发光周期的示意图。图4为本揭示内容的部分实施例中像素驱动方法的流程示意图。
请参阅图3A及4所示，在步骤S401中，像素驱动器100导通第二开关元件T2、第一开关电路130及初始开关元件Ti。像素驱动器100关断第一开关元件T1、第二开关电路140、第三开关元件T3及第四开关元件T4。此时，节点N1、Na的电压准位将会被调整成第一电压讯号V1。节点Nc的电压准位则会被调整为初始电压讯号Vin。此一阶段被称为“初始周期”。储存元件C1及控制端(节点Nc)的电压准位被第一电压讯号V1及初始电压讯号Vin初始化。在一实施例中，初始电压讯号Vin为低电压准位。
请参阅图3B，在步骤S402中，像素驱动器100导通第一开关元件T1、第一开关电路130、第三开关元件T3及第四开关元件T4。像素驱动器100关断第二开关元件T2、初始开关元件Ti及第二开关电路140。此一阶段被称为“数据输入周期”。此时，节点N1的电压准位将被调整为第一电压讯号V1，且节点Na的电压准位将被调整为数据电压讯号Vdata，以执行数据写入。在其他部分实施例中，如图2B所示，节点N1用以接收数据电压讯号Vdata，使节点N1的电压准位被调整为数据电压讯号Vdata。节点Na用以接收第一电压讯号V1，使节点Na的电压准位被调整为第一电压讯号V1。数据电压讯号Vdata可以透过数据输入电路120导通第三开关元件T3及第四开关元件T4来写入，以执行数据写入的动作。
此时，控制端(节点Nc)的电压准位将被放电至第一电压讯号V1及第三开关元件T3的临界电压的电压差，以执行数据补偿。像素驱动器100导通第一开关电路130以传输第一电压讯号V1至驱动电路110。在部分实施例中，在数据输入周期中，驱动电路110的第二端N2的电压准位是小于像素元件P的内部能障(internal barrier voltage，Vth)，使像素元件P被维持在关断。
在步骤S403中，在数据输入周期中，数据输入电路120透过导通第一开关元件T1以接收数据电压讯号Vdata。在步骤S404中，请参阅图3B所示，像素驱动器100导通第二开关元件T2、第三开关元件T3及第二开关电路140。像素驱动器100关断第一开关电路130、第四开关元件T4、初始开关元件Ti及第一开关电路130。此一阶段称为“发光周期”。在发光周期中，像素驱动器100传输第二电压讯号V2至驱动电路110。
在步骤S405中，在发光周期中，像素驱动器100根据数据电压讯号Vdata及第二电压讯号V2提供驱动电流Ie以驱动像素元件P。像素驱动器100可根据驱动电路110的控制端Nc的电压准位调整驱动电流Ie。因此，节点Na、Nc的电压准位将不会被第二电压讯号V2的杂讯所影响，以确保在数据输入周期时，节点Nc上的数据补偿的准位正确。
请参阅图5所示，图5绘示本揭示内容的其他部分实施例中的像素驱动器100示意图。在图5中，与图2A及2B的实施例相关的元件是以相同标号表示，以便于理解。相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图2A及2B的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。像素驱动器100还包含被控制讯号Sb控制的辅助开关元件Tx。辅助开关元件Tx电性连接于驱动电路110及像素元件P之间。在数据输入周期中，辅助开关元件Tx被关断，使像素元件P不会导通至第一电压讯号V1，以确保像素元件P的关断。
请参阅图6及7，图6及7是本揭示内容的其他实施例中像素驱动器100的示意图。在图6及7中，与图2A及2B的实施例相关的元件是以相同标号表示，以便于理解。相似元件的具体原理已于先前段落中详细说明，若非与图2A及2B的元件间具有协同运作关系而必要介绍者，于此不再赘述。
请参阅图6所示，初始开关元件Ti电性连接于像素元件P及驱动电路110的第二端N2。在初始周期中，像素驱动器100导通第二开关元件T2、第三开关元件T3、第四开关元件T4及初始开关元件Ti。像素驱动器100关断第一开关元件T1及辅助开关元件Tx。因此，初始开关元件Ti能接收初始电压讯号Vin，且控制端(节点Nc)的电压准位将被调整为初始电压讯号Vin以执行数据补偿。
请参阅图7所示，初始开关元件Ti电性连接于像素元件P及辅助开关元件Tx之间。由于初始电压讯号Vin小于像素元件P的内部能障，且在初始周期及数据输入周期中，辅助开关元件Tx皆被关断，因此像素元件P在初始周期及数据输入周期中仍不会被导通。
前述各实施例中的各项元件、方法步骤或技术特征，是可相互结合，而不以本揭示内容中的文字描述顺序或附图呈现顺序为限。
虽然本揭示内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭示内容，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭示内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本揭示内容的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种像素驱动器，其特征在于，包含：
一驱动电路，于一发光周期中，用以提供一驱动电流以驱动一像素元件；
一数据输入电路，电性连接于该驱动电路，且用以在一数据输入周期中接收一数据电压讯号；
一第一开关电路，电性连接于该驱动电路，其中在该数据输入周期时，该第一开关电路被导通以提供一第一电压讯号至该驱动电路；以及
一第二开关电路，电性连接于该驱动电路，其中在该发光周期中，该第二开关电路被导通以提供一第二电压讯号至该驱动电路，且该第一开关电路在该发光周期时是被关断。
2.根据权利要求1所述的像素驱动器，其特征在于，该第一开关电路及该第二开关电路电性连接于该驱动电路的一第一端，该数据输入电路电性连接于该驱动电路的一控制端，该像素元件电性连接于该驱动电路的一第二端；该驱动电路用以根据该驱动电路的该控制端的电压准位以调整该驱动电流。
3.根据权利要求2所述的像素驱动器，其特征在于，该数据输入电路包含：
一第一开关元件，在该数据输入周期时被导通以接收该数据电压讯号；以及
一储存元件，电性连接于该第一开关元件及该驱动电路的该控制端，其中该储存元件用以在该数据输入周期时储存该数据电压讯号。
4.根据权利要求3所述的像素驱动器，其特征在于，该数据输入电路还包含：
一第二开关元件，电性连接于该储存元件及该驱动电路的该第一端，其中该第二开关元件于该发光周期中被导通。
5.根据权利要求4所述的像素驱动器，其特征在于，还包含：
一初始开关，电性连接于该储存元件及该驱动电路的该控制端，其中该初始开关在该数据输入周期之前的一初始周期中被导通，以接收一初始电压讯号。
6.根据权利要求4所述的像素驱动器，其特征在于，还包含：
一初始开关，电性连接于该像素元件及该驱动电路的该第二端，其中该初始开关在该数据输入周期之前的一初始周期中被导通，以接收一初始电压讯号。
7.根据权利要求2所述的像素驱动器，其特征在于，在该数据输入周期时，该驱动电路的该第二端的电压准位是小于该像素元件的内部能障。
8.根据权利要求2所述的像素驱动器，其特征在于，还包含：
一辅助开关元件，电性连接于该驱动电路及该像素元件之间，其中该辅助开关元件于该数据输入周期时被关断。
9.根据权利要求2所述的像素驱动器，其特征在于，该驱动电路包含：
一第三开关元件，电性连接于该驱动电路的该第一端及该像素元件之间；以及
一第四开关元件，电性连接于该第三开关元件的一栅极及一源极之间。
10.根据权利要求9所述的像素驱动器，其特征在于，该第四开关元件于该数据输入周期时被导通，该第四开关元件于该发光周期时被关断。
11.一种像素驱动方法，其特征在于，包含：
在一数据输入周期中，导通一第一开关电路以传送一第一电压讯号至一驱动电路；
在该数据输入周期中，透过一数据输入电路接收一数据电压讯号；
在一发光周期中，关断该第一开关电路，且导通一第二开关电路以传送一第二电压讯号至该驱动电路；以及
根据该数据电压讯号及该第二电压讯号，提供一驱动电流以驱动一像素元件。
12.根据权利要求11所述的像素驱动方法，其特征在于，还包含：
在该数据输入周期中，导通该数据输入电路的一第一开关元件；以及
于该数据输入周期中，透过一储存元件储存该数据电压讯号。
13.根据权利要求12所述的像素驱动方法，其特征在于，还包含：
导通一第二开关元件以将该第二开关元件连接至该储存元件；以及
根据该驱动电路的一控制端的电压准位，调整该驱动电流。
14.根据权利要求12所述的像素驱动方法，其特征在于，还包含：
在该数据周期前的一初始周期中，导通一初始开关以接收一初始电压讯号。
15.一种像素驱动器，其特征在于，包含：
一驱动电路，电性连接于一像素元件；
一数据输入电路，电性连接于该驱动电路的一控制端；
一第一开关电路，电性连接于该驱动电路的一第一端；以及
一第二开关电路，电性连接于该驱动电路的该第一端，其中当该第一开关电路被导通、该第二开关电路被关断时，该数据输入电路用以接收一数据电压讯号；当该第一开关电路被关断、该第二开关电路被导通时，该驱动电路用以提供一驱动电流以驱动该像素元件。
16.根据权利要求15所述的像素驱动器，其特征在于，该驱动电路用以根据该控制端的电压准位来调整该驱动电流。
17.根据权利要求16所述的像素驱动器，其特征在于，该数据输入电路包含：
一第一开关元件，当该第一开关电路被导通、该第二开关电路被关断时，该第一开关元件被导通以接收该数据电压讯号；
一储存元件，电性连接于该第一开关元件及该驱动电路的该控制端，其中当该第一开关电路被导通、该第二开关电路被关断时，该储存元件用以储存该数据电压讯号；以及
一第二开关元件，电性连接于该储存元件及该驱动电路的该第一端，其中当该第一开关电路被关断、该第二开关电路被导通时，该第二开关元件是被导通。
18.根据权利要求15所述的像素驱动器，其特征在于，该驱动电路包含：
一第三开关元件，电性连接于该驱动电路的该第一端及该像素元件之间；以及
一第四开关元件，电性连接于该第三开关元件的一栅极与一源极之间。
19.根据权利要求15所述的像素驱动器，其特征在于，该像素元件电性连接于该驱动电路的一第二端，当该第一开关电路被导通、该第二开关电路关断时，该驱动电路的该第二端的电压准位小于该像素元件的内部能障。
20.根据权利要求15所述的像素驱动器，其特征在于，还包含：
一辅助开关元件，电性连接于该驱动电路及该像素元件之间，其中当该第一开关电路被导通、该第二开关电路被关断时，该辅助开关元件被关断。
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