TW202034295A

TW202034295A - 顯示面板及其升壓電路

Info

Publication number: TW202034295A
Application number: TW108108505A
Authority: TW
Inventors: 鄭瑋銘; 邱敏軒
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-16
Also published as: CN110718199A; TWI708224B; US20200294440A1

Abstract

一種顯示面板，包含升壓電路及畫素電路。升壓電路用以接收資料電壓，且根據資料電壓產生驅動電壓。驅動電壓之電壓值大於資料電壓的電壓值。畫素電路電性連接於升壓電路，用以接收驅動電壓。

Description

顯示面板及其升壓電路

本揭示內容關於一種顯示面板及其升壓電路，特別是能根據資料線傳來的資料電壓，驅動畫素電路的技術。

隨著顯示技術的快速發展，顯示面板廣泛地運用於人們的日常生活中，並扮演越來越重要的角色。舉例而言，顯示面板可以運用於電視、電腦、手機…等各種電子裝置中，用以呈現出各種不同資訊。

一般言，顯示面板會根據影像訊號，提供對應的電壓至內部的畫素電路，進而呈現出預期的亮度或色彩。此一提供電壓至畫素電路的驅動過程，將直接影響到顯示面板的顯示品質。

本揭示內容的一態樣為一種顯示面板，包含升壓電路及畫素電路。升壓電路用以接收資料電壓，且根據資料電壓產生驅動電壓。驅動電壓之電壓值大於資料電壓之電壓值。畫素電路電性連接於升壓電路，用以接收驅動電壓。

本揭示內容的另一態樣為一種升壓電路，包含第一開關電路、第一電容以及第二開關電路。第一開關電路電性連接於資料線及畫素電路，用以接收資料電壓。第一電容的第一端電性連接於第一開關電路。第二開關電路電性連接於資料線及第一電容的第二端，用以根據資料電壓產生驅動電壓。驅動電壓大於資料電壓。

據此，由於升壓電路用以對資料電壓進行升壓處理，以產生驅動電壓，因此，透過電壓值較高的驅動電壓，將能提昇畫素電路的顯示品質(如：在更短的響應時間內被驅動)。

100‧‧‧顯示面板

110‧‧‧源極驅動器

120‧‧‧畫素電路

130‧‧‧閘極驅動器

200‧‧‧升壓電路

210‧‧‧第一開關電路

220‧‧‧第二開關電路

Vd‧‧‧資料電壓

Vb‧‧‧驅動電壓

T1‧‧‧第一電晶體開關

T2‧‧‧第二電晶體開關

T3‧‧‧第三電晶體開關

Tp‧‧‧畫素電晶體

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

N1‧‧‧第一端

N2‧‧‧第二端

N3‧‧‧節點

SW1‧‧‧第一開關訊號

SW2‧‧‧第二開關訊號

COM‧‧‧供電訊號

Vg1‧‧‧第一閘極電壓

Vg2‧‧‧第二閘極電壓

DL‧‧‧資料線

P1‧‧‧第一充電週期

P2‧‧‧第二充電週期

L1‧‧‧趨勢線

L2‧‧‧趨勢線

L3‧‧‧趨勢線

L0‧‧‧低準位

L255‧‧‧高準位

第1圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的顯示面板的示意圖。

第2圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的顯示面板中各訊號的波形圖。

第3A圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的升壓電路的運作方式示意圖。

第3B圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的升壓電路的運作方式示意圖。

第4圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的驅動電壓的示意圖。

以下將以圖式揭露本案之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本案。也就是說，在本揭示內容部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

於本文中，當一元件被稱為「連接」或「耦接」時，可指「電性連接」或「電性耦接」。「連接」或「耦接」亦可用以表示二或多個元件間相互搭配操作或互動。此外，雖然本文中使用「第一」、「第二」、…等用語描述不同元件，該用語僅是用以區別以相同技術用語描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否則該用語並非特別指稱或暗示次序或順位，亦非用以限定本發明。

隨著顯示技術的提昇，消費者對於顯示面板的顯示品質與性能也越來越重視。舉例而言，電競遊戲中所要求的高幀率畫面(如：240赫茲、320赫茲)，即可看出不同顯示面板的效能。

本揭示內容關於一種顯示面板100及其升壓電路200。請參閱第1圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的顯示面板100示意圖。顯示面板100升壓電路200及畫素電路120。其中，畫素電路120係由多個畫素單元組成，為便於說明本揭示內容，在第1圖中僅繪示出一個畫素單元。由於本領域人士能理解畫素單元之結構與驅動原理，故在此不另贅述。

在部份實施例中，升壓電路200用以透過資料線DL接收資料電壓Vd。升壓電路200還用以根據資料電壓Vd進行升壓處理，以產生驅動電壓Vb。驅動電壓Vb之電壓值將大於資料電壓Vb之電壓值。畫素電路120電性連接於升壓電路200，用以接收驅動電壓Vb。

據此，由於資料線DL傳輸的資料電壓Vd先經過升壓電路200的處理，升壓為驅動電壓Vb後，驅動畫素電路120，因此，畫素電路120將能更快被驅動，改善畫素單元的穿透率。以液晶螢幕之顯示面板為例，透過升壓電路200，畫素電路120中的液晶將能更快被驅動，將響應時間(Responding Time)控制於4~5毫秒之間。

在部份實施例中，升壓電路200根據第一開關訊號SW1儲存資料電壓Vd，且根據第二開關訊號SW2產生驅動電壓Vb。舉例而言，升壓電路200包含第一電容C1。在升壓電路200接收到第一開關訊號SW1時，第一電容C1的第一端N1將接收資料電壓Vb，以進行充電。在升壓電路200接收到第二開關訊號SW2時，第一電容C1的第二端N2同樣接收該資料電壓Vb。此時，根據能量守恆定律，第一電容C1的兩端電壓差應維持平衡，因此，第一電容C1的第一端N1上的電壓值將會提昇為兩倍的資料電壓Vd，而形成驅動電壓Vb。

在部份實施例中，顯示面板100還包含源極驅動器110及閘極驅動器130。源極驅動器110用以透過資料線DL發送資料電壓Vd。閘極驅動器130則用以提供第一開關訊號SW1及第二開關訊號SW2。

為便於理解，在此說明升壓電路200之結構如後。如第1圖所示，在部份實施例中，升壓電路200包含第一開關電路210、第一電容210及第二開關電路220。第一開關電路210電性連接於資料線DL及畫素電路120，用以接收資料電壓Vd。第一電容C1的第一端N1電性連接於第一開關電路210。第二開關電路220電性連接於資料線DL及第一電容C1的第二端N2，用以根據資料電壓Vd產生驅動電壓Vb。

在部份實施例中，第一開關電路210根據第一開關訊號SW1及供電電壓COM導通或關斷，以將資料電壓Vd從資料線DL傳遞至畫素電路120。例如：第一開關訊號SW1為高準位、供電電壓COM為低準位時，第一開關電路210導通。第二開關電路220根據第二開關訊號SW2導通或關斷，以根據資料電壓Vd，在第一電容C1的第一端N1上產生驅動電壓Vb。例如：第二開關訊號SW2為高準位時，第二開關電路220導通。

在部份實施例中，第一開關電路210還包含第一電晶體開關T1及第二電晶體開關T2。第一電晶體開關T1的第一端電性連接於資料線DL。第一電晶體開關T1的第二端電性連接於第一電容C1的第一端N1及畫素電路120。第二電晶體開關T2的第一端電性連接於第一電容C1的第二端N2。第二電晶體開關T2的第二端電性連接於供電端，以接收供電訊號COM。

在部份實施例中，第二開關電路220還包含第三電晶體開關T3。第三電晶體開關T3的第一端電性連接於第一電容C1的第二端N2。第三電晶體開關T3的第二端電性連接於資料線DL。

請參閱第2~3B圖所示，在此說明升壓電路200的運作方式。第2圖為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的各訊號波形圖。其中，畫素電路120接收到的電壓，可由節點N3上的電壓呈現。在部份實施例中，畫素電路120中的每個畫素單元包含畫素電晶體Tp以及第二電容C2。畫素電路120須同時接收到驅動電壓Vb以及對應的閘極電壓，才會被導通，以對第二電容C2進行充電。在第2圖中之「Vg1」代表用以控制第一個畫素單元(如：第1圖所示之畫素電晶體Tp)的第一閘極電壓Vg1。同理，Vg2代表用以控制第二個畫素單元的第二閘極電壓「Vg2」。

在部份實施例中，第二電容C2的兩端分別電性連接於畫素電晶體Tp及供電訊號COM。在其他實施例中，第二電容C2能電性連接至其他的供電訊號，而無須限定與供應至第一開關電路210的供電訊號COM相同。

驅動畫素電路120中之一個畫素單元(即，導通畫素電晶體Tp，以對第二電容C2充電)的過程包含第一充電週期P1及第二充電週期P2。畫素電路120之節點N3 上的電壓係位於低準位L0至高準位L255之間。在部份實施例中，低準位L0之電壓對應於灰階為0，高準位L255之電壓對應於灰階255。意即，在第2圖所示之實施例中，畫素電路120中的第一個畫素單元被控制於灰階255的亮度、第二個畫素單元則被控制於灰階0的亮度。

請參閱第3A圖，在第一充電週期P1中，第一開關訊號SW1為致能準位、第二開關訊號SW2為禁能準位、供電訊號COM為致能準位(如：低電壓，使第二電晶體開關T2能被導通)、第一閘極電壓Vg1為致能準位。此時，第一電晶體開關T1及第二電晶體開關T2皆導通、第三電晶體開關T3則關斷。因此，資料線D傳來的資料電壓Vd將分別施加至第一電容C1及畫素電路120，使得第一端N1(同節點N3)的電壓被充電至資料電壓Vd的電壓(如：6伏特)。

在第二充電週期P2中，第一開關訊號SW1為禁能準位、第二開關訊號SW2為致能準位、供電訊號COM為禁能準位(如：高電壓，使第二電晶體開關T2無法導通)、第一閘極電壓Vg1為致能準位。此時，第一電晶體開關T1及第二電晶體開關T2皆關斷、第三電晶體開關T3則導通。由於第三電晶體開關T3的兩端分別電性連接於第一電容C1的第二端N2及資料線DL。因此，此時資料電壓VL能透過第二開關電路220中的第三電晶體開關T3，施加於第一電容C1的第二端N2。根據能量守恆定律，第一電容C1的兩端跨壓應維持穩定，因此，第一電容C1的第一端N1的電壓值會隨之提昇資料電壓Vd的幅度，而形成兩倍資料電壓Vd，即驅動電壓Vb。

在部份實施例中，第一電晶體開關T1與第二電晶體開關T2為相互串接，因此，在第一電晶體開關T1導通時，供電訊號COM為致能準位(如：低電位)，以導通第二電晶體開關T2。在第一電晶體開關T1關斷時，供電訊號COM為禁能準位(如：高電位)，以關斷第二電晶體開關T2。

如前所述，在部份實施例中，當第一開關電路210導通時，第二開關電路220關斷；當第二開關電路220導通時，第一開關電路210關斷。因此，透過第一開關電路210及第二開關電路220的交錯導通、關斷，即可利用第一電容C1進行升壓處理，以在第一電容C1的第一端N1(同節點N3)上產生驅動電壓Vb。

在部份實施例中，由於在第一充電週期P1時，資料電壓Vd係同時施加於第一電容C1及畫素電路120中的第二電容C2，因此，根據多個電容間的分壓關係，第一電容C1的第一端N1可能無法在第一充電週期P1中充電至資料電壓Vd的電壓大小。意即，第一電容C1與第二電容C2的大小關係，將影響升壓電路200的升壓幅度。

在部份實施例中，第一電容C1及第二電容C2的電容大小的比例的相對關係可介於1：1至10：1之間。意即，第一電容C1的電容值為第二電容C2的電容值的1~10倍之間。請參閱第4圖所示，為根據本揭示內容之部分實施例所繪示的驅動電壓Vd示意圖。第4圖中繪示出三條趨勢線L1、L2、L3。其中，第一條趨勢線L1代表第一電容C1與第二電容C2的比例為1：1的情況。第二條趨勢線L2代表第一電容C1與第二電容C2的比例為4：1的情況。第三條趨勢線L3代表第一電容C1與第二電容C2的比例為10：1的情況。

如第4圖所示，當第一電容C1與第二電容C2的比例為1：1時，升壓電路200將資料電壓Vd從6伏特升壓至約8.2伏特。當第一電容C1與第二電容C2的比例為4：1時，升壓電路200將資料電壓Vd從6伏特升壓至約10.5伏特。當第一電容C1與第二電容C2的比例為10：1時，升壓電路200將資料電壓Vd從6伏特升壓至約11伏特。意即，在第一電容C1越大的情況下，升壓電路200的升壓幅度越明顯。然而，第一電容C1越大，也會使升壓電路200的整體體積或面積增加，因此，在部份實施例中，第一電容C1與第二電容C2的比例係介於為3：1至5：1之間。意即，第一電容C1的電容值為第二電容C2的電容值的3倍至5倍之間。

另外，在部份實施例中，升壓電路200係位於顯示面板100上對應於源極驅動器110及畫素電路120間的位置，但位於畫素電路120所在的顯示區域(Active Area)之外。

前述各實施例中的各項元件、方法步驟或技術特徵，係可相互結合，而不以本揭示內容中的文字描述順序或圖式呈現順序為限。

雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明內容，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明內容之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。