CN114299855A - 斜波电压产生器及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜波电压产生器，包括斜坡产生电路及缓冲级。斜坡产生电路接收重置信号、第一扫描信号及与第一扫描信号反相的第二扫描信号，以产生斜波参考电压。缓冲级接收斜波参考电压，以反应该斜波参考电压提供斜波信号。当重置信号禁能时，斜波信号自预备电平随时间下降至停止电平，并且第一扫描信号及第二扫描信号决定斜波信号的斜率。

Description

斜波电压产生器及显示面板

技术领域

本发明是有关于一种电压产生器，且特别是有关于一种斜波电压产生器及显示面板。

背景技术

近年来自发光显示器崛起，其中有机发光二极管显示器(OLED)与量子点发光二极管显示器(QLED)竞起角逐液晶显示器(LCD)在显示面板的独占地位，并且微型发光二极管(Micro-LED)显示器基于其众多优异的元件特性，有望成为次世代显示技术的主流。

在微型发光二极管显示器中，像素电路可自外部的数字模拟转换器接收斜波信号且利用斜波信号及写入的数据决定二极管的电流宽度。并且，数字模拟转换器是将现场可程式化逻辑闸阵列(FPGA)提供的数字控制信号转换为模拟信号，以产生出需要的波形。但是，上述方式有着较为复杂的驱动架构与更高的成本。

发明内容

本发明提供一种斜波产生电路，具有较简单的电路结构，因此不须高成本与控制复杂的数字模拟转换器，以降低整体的硬件成本及控制复杂度。

本发明的斜波电压产生器，包括斜坡产生电路及缓冲级。斜坡产生电路接收重置信号、第一扫描信号及与第一扫描信号反相的第二扫描信号，以产生斜波参考电压。缓冲级接收斜波参考电压，以反应该斜波参考电压提供斜波信号。当重置信号禁能时，斜波信号自预备电平随时间下降至停止电平，并且第一扫描信号及第二扫描信号决定斜波信号的斜率。

基于上述，本发明实施例的斜波产生电路，斜波产生电路以具有较简单的电路结构的驱动级及缓冲器所构成，藉此不须高成本与控制复杂的数字模拟转换器，以降低整体的硬件成本及控制复杂度。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的斜波电压产生器的电路示意图。

图2是依据本发明一实施例的斜波电压产生器的驱动波形示意图。

图3是依据本发明一实施例的斜波电压产生器的驱动波形对照图。

图4是依据本发明一实施例的显示面板的系统示意图。

其中，附图标记：

100：斜波电压产生器

110：斜坡产生电路

120：缓冲级

301、302、303：曲线

400：显示面板

C1：第一电容

C2：第二电容

d1：第一方向

d2：第二方向

DL：源极线

G1-G4：栅极信号

GL：栅极线

PX：像素

RESET：重置信号

S1：第一扫描信号

S1-S4：源极信号

S2：第二扫描信号

T1：第一晶体管

T2：第二晶体管

T3：第三晶体管

T4：第四晶体管

T5：第五晶体管

VBP1：第一偏压

VBP2：第二偏压

VGH：栅极高电压

VGL：栅极低电压

VH：高电压电平

VL：低电压电平

Vpre：预设电平

Vramp：斜波参考电压

Vref：参考电压

Vstop：停止电平

Vsweep：斜波信号

具体实施方式

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。

应当理解，尽管术语”第一”、”第二”、”第三”等在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，但是这些元件、部件、区域、及/或部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分区分开。因此，下面讨论的”第一元件”、”部件”、”区域”、”层”或”部分”可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不脱离本文的教导。

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”旨在包括复数形式，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”包括”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。

图1依据本发明一实施例的斜波电压产生器的电路示意图。请参照图，在本实施例中，斜波电压产生器100包括斜坡产生电路110及缓冲级120。斜坡产生电路110接收参考电压Vref、重置信号RESET、第一扫描信号S1、与第一扫描信号S1反相的第二扫描信号S2及栅极低电压VGL，以产生斜波参考电压Vramp。缓冲级120接收斜波参考电压Vramp、栅极高电压VGH及栅极低电压VGL，以反应斜波参考电压Vramp提供斜波信号Vsweep至显示面板(如图4所示400)中的像素(如图4所示PX)。其中，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2决定斜波信号Vsweep的斜率，亦即斜波信号Vsweep的下降斜度受控于第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率。并且，斜波信号Vsweep反应于重置信号RESET的电平切换自预设电平(如图2所示Vpre)下降至停止电平(如图2所示Vstop)。

在本实施例中，斜坡产生电路110仅由晶体管及电容构成，并且及缓冲级120仅由晶体管构成，因此斜坡产生电路110具有较简单的电路结构，藉此不须高成本与控制复杂的数字模拟转换器，以降低整体的硬件成本及控制复杂度。

在本实施例中，斜坡产生电路110包括第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第一电容C1及第二电容C2。第一电容C1具有第一端、以及耦接至栅极低电压VGL的第二端。第一晶体管T1具有接收第一偏压VBP1的第一端、耦接第一电容C1的第一端的第二端、以及接收第一扫描信号S1的控制端。第二晶体管T2具有耦接第一电容C1的第一端的第一端、提供斜波参考电压Vramp的第二端、以及接收第二扫描信号S2的控制端。

第三晶体管T3具有接收参考电压Vref的第一端、耦接斜波参考电压Vramp的第二端、以及接收重置信号RESET的控制端。第二电容C2耦接于斜波参考电压Vramp与栅极低电压VGL之间。

缓冲级120包括第四晶体管T4及第五晶体管T5。第四晶体管T4具有提供斜波信号Vsweep的第一端、接收栅极低电压VGL的第二端、以及接收斜波参考电压Vramp的控制端。第五晶体管T5具有接收栅极高电压VGH的第一端、耦接第四晶体管T4的第一端的第二端、以及接收第二偏压VBP2的控制端。

在本实施例中，第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第四晶体管T4及第五晶体管T5个别为P型晶体管，但本发明实施例不以此为限。并且，第四晶体管T4及第五晶体管T5可以操作于饱和区。

图2依据本发明一实施例的斜波电压产生器的驱动波形示意图。请参照图1及图2，当重置信号RESET自高电压电平VH切换至低电压电平VL时(亦即重置信号RESET致能)，第三晶体管T3会导通，因此参考电压Vref会传送至第二电容C2，以使斜波参考电压Vramp的电压电平维持于参考电压Vref。此时，斜波信号Vsweep的电压电平(亦即预备电平Vpre)会为参考电压Vref与第四晶体管T4的源极与栅极之间压差的总和。并且，第一扫描信号S1为高电压电平VH及第二扫描信号S2为低电压电平VL，第一晶体管T1截止且第二晶体管T2导通，以使第一电容C1与第二电容C2的电荷均匀化，亦即第一电容C1与第二电容C2所储存的压差(或电势)会逐渐靠拢至相等(如果时间足够时)。

接着，当重置信号RESET自低电压电平VL切换至高电压电平VH时，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2开始振荡(亦即交替为高电压电平VH及低电压电平VL)。当第一扫描信号S1为低电压电平VL及第二扫描信号S2为高电压电平VH时，第一晶体管T1导通且第二晶体管T2截止，此时第一电容C1所储存的压差(或电势)会逐渐往第一偏压VBP1靠拢。当第一扫描信号S1为高电压电平VH及第二扫描信号S2为低电压电平VL时，第一晶体管T1截止且第二晶体管T2导通，以使第一电容C1与第二电容C2所储存的压差(或电势)会逐渐靠拢。

通过第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的电压电平的振荡，斜波参考电压Vramp的电压电平自参考电压Vref逐渐拉低至第一偏压VBP1。并且，参考电压Vref逐渐拉低至第一偏压VBP1的斜率可参照下列方程式：

k1＝C1/(C1+C2)

k2＝C2/(C1+C2)

Vramp,0＝参考电压Vref

以固定斜率为条件，频率

其中，T为第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的周期时间，并且当斜率Sn设定为线性时，频率f则是可以随着时间的递增而上升，但本发明实施例不以此为限。

图3依据本发明一实施例的斜波电压产生器的驱动波形对照图。请参照图1及图3，在本实施例中，第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率例如为25千赫兹(kHz)、为2千赫兹、以及随时间从2千赫兹增加到25千赫兹。曲线301反应第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率从2千赫兹增加到8.51千赫兹。曲线302反应第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率为2千赫兹。曲线303反应第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率为25千赫兹。

对照曲线301至303，若期望的斜波参考电压Vramp的斜率为线性时，可以将第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率设定为从2千赫兹增加到8.51千赫兹。若期望的斜波参考电压Vramp的斜率为类线性时，可以将第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率设定为2千赫兹。若期望的斜波参考电压Vramp的斜率为曲线性时，可以将第一扫描信号S1及第二扫描信号S2的频率设定为25千赫兹。藉此，可通过第一扫描信号及第二扫描信号的频率调整斜波信号的斜率特性，以控制像素的电路运作。

图4依据本发明一实施例的显示面板的系统示意图。请参照图1及图4，在本实施例中，显示面板400包括多个像素PX、多个栅极线GL、多个源极线DL、以及斜波电压产生器100。像素PX以阵列排列。栅极线GL个别接收多个栅极信号(如G1-G4)的其中之一，个别沿着第一方向d1延伸，并且个别与部份的这些像素PX耦接。源极线DL个别接收多个源极信号(如S1-S4)的其中之一，个别沿着与第一方向d1垂直的第二方向d2延伸，并且个别与部份的这些像素PX耦接。斜波电压产生器100与所有像素PX耦接，以同时提供斜波信号Vsweep至所有的像素PX，斜波电压产生器100的电路结构及操作可参照图1至图3所示，在此则不再赘述。

在本实施例中，斜波电压产生器100可以配置于显示面板400上，但在其他实施例中，斜波电压产生器100可以配置于与显示面板400相连接的薄膜基板上，例如斜波电压产生器100可以整合到源极驱动器中，但本发明实施例不以此为限。

综上所述，本发明实施例的斜波产生电路，斜波产生电路以具有较简单的电路结构的驱动级及缓冲器所构成，藉此不须高成本与控制复杂的数字模拟转换器，以降低整体的硬件成本及控制复杂度。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种斜波电压产生器，其特征在于，包括：

一斜坡产生电路，接收一重置信号、一第一扫描信号及与该第一扫描信号反相的一第二扫描信号，以产生一斜波参考电压：以及

一缓冲级，接收该斜波参考电压，以反应该斜波参考电压提供一斜波信号，

其中当该重置信号禁能时，该斜波信号自一预备电平随时间下降至一停止电平，并且该第一扫描信号及该第二扫描信号决定该斜波信号的斜率。

2.如权利要求1所述的斜波电压产生器，其特征在于，该斜坡产生电路包括：

一第一电容，具有一第一端、以及耦接至一栅极低电压的一第二端；

一第一晶体管，具有接收一第一偏压的一第一端、耦接该第一电容的该第一端的一第二端、以及接收该第一扫描信号的一控制端；

一第二晶体管，具有耦接该第一电容的该第一端的一第一端、提供该斜波参考电压的一第二端、以及接收该第二扫描信号的一控制端；

一第三晶体管，具有接收一参考电压的一第一端、耦接该斜波参考电压的一第二端、以及接收该重置信号的一控制端；以及

一第二电容，耦接于该斜波参考电压与该栅极低电压之间。

3.如权利要求2所述的斜波电压产生器，其特征在于，该缓冲级包括：

一第四晶体管，具有提供该斜波信号的一第一端、接收一栅极低电压的一第二端、以及接收该斜波参考电压的一控制端；以及

一第五晶体管，具有接收一栅极高电压的一第一端、耦接该第四晶体管的该第一端的一第二端、以及接收一第二偏压的一控制端。

4.如权利要求3所述的斜波电压产生器，其特征在于，该第四晶体管及该第五晶体管操作于饱和区。

5.如权利要求3所述的斜波电压产生器，其特征在于，该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管、该第四晶体管及该第五晶体管个别为一P型晶体管。

6.如权利要求1所述的斜波电压产生器，其特征在于，当该重置信号致能时该斜波信号维持于该预备电平。

7.如权利要求1所述的斜波电压产生器，其特征在于，该斜波信号的下降斜度受控于该第一扫描信号及该第二扫描信号的频率。

8.如权利要求7所述的斜波电压产生器，其特征在于，该第一扫描信号及该第二扫描信号的频率随时间增加。

9.一种显示面板，其特征在于，包括：

多个像素，以阵列排列；

多个栅极线，个别沿着一第一方向延伸，并且个别与部份的该些像素耦接；

多个源极线，个别沿着与该第一方向垂直的一第二方向延伸，并且个别与部份的该些像素耦接；以及

一如权利要求1所述的斜波电压产生器，与该些像素耦接，以提供一斜波信号至该些像素。

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