TWI658448B - 像素校正、補償驅動電路,以及適用其之像素校正及補償方法 - Google Patents
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Abstract
本發明揭示一種像素校正及補償驅動電路,包含控制器及與其耦接之像素電路。像素電路包含電源電壓供應單元、第一發光單元及第二發光單元。其中,控制器輸出參考電流至像素電路以分別取得第一發光單元及第二發光單元之陽極端點電壓。當第一發光單元或第二發光單元之陽極端點電壓與控制器內建之預設值相同時,第一發光單元或第二發光單元係判定為正常。當第一發光單元或第二發光單元之陽極端點電壓與控制器內建之預設值相異時,第一發光單元或第二發光單元係判定為異常。
Description
本發明係關於一種像素校正、補償驅動電路,以及適用其之像素校正及補償方法。具體來說,特別是一種具有自動校正及補償之驅動電路及方法。
微型發光二極體(Micro LED)係利用磊晶技術做出尺寸和間距皆在微米等級的超小型LED。微型發光二極體具有壽命長、耗電量低、體積小與堅固耐震等特性,其發光品質主要係仰賴其中的晶粒品質而定。
然而,於轉置的過程中常會有細微瑕疵(例如灰塵粒子等)發生於晶粒表面,造成面板溫度過高並產生亮暗點之情況,進一步導致其發光效率降低或其他異常現象。
據此,如何檢測異常晶粒並進行修復即為一重要課題。一般來說,目前常使用的方式係透過光學量測的方式進行檢測,檢測出異常的晶粒後再利用雷射切割的方式將其破壞(進行開路或短路),讓預備的晶粒取代異常的晶粒進行顯示驅動發光。然而,此一方式係透過人工檢測進行修復,無法自動檢測修復,並且,此一方式僅能在微型發光二極體面板出廠時進行一次性的檢測修復,無法進行即時性的檢測修復作業。
有鑑於此,本發明之一部分在於提供一種像素校正及補償驅動電路,能自動且即時地針對微型發光二極體進行校正及補償作業,能有效節省人力成本並提高面板顯示之品質。像素校正及補償驅動電路包含控制器及與其耦接之像素電路。像素電路包含電源電壓供應單元、第一發光單元及第二發光單元。第一發光單元與電源電壓供應單元及第二發光單元電性連接。其中,控制器輸出參考電流至像素電路以分別取得第一發光單元及第二發光單元之陽極端點電壓。
由此,當第一發光單元或第二發光單元之陽極端點電壓與控制器內建之發光單元陽極端點電壓預設值相同時,第一發光單元或第二發光單元係判定為正常狀態。當第一發光單元或第二發光單元之陽極端點電壓與控制器內建之發光單元陽極端點電壓預設值相異時,第一發光單元或第二發光單元係判定為異常狀態。
本發明之另一方面在於提供一種像素校正及補償方法,適用於前述之像素校正及補償驅動電路,包含下列步驟:(S1)比較該第一發光單元及該第二發光單元之該陽極端點電壓與該預設值;(S2)判定該第一發光單元或該第二發光單元是否為異常狀態;(S3)依據該判定結果決定是否調整資料電壓;以及(S4)驅動該第一發光體或該第二發光體顯示發光或不發光。
本發明之附加特徵及優點將於隨後的描述中加以說明使其更為明顯,或者可經由本發明的實踐而得知。本發明之其他目的及優點將可從本案說明書與其之申請專利範圍以及附加圖式中所述結構而獲得實現
與達成。
1‧‧‧像素校正及補償驅動電路
11‧‧‧控制器
12‧‧‧像素電路
13‧‧‧電源電壓供應單元
14‧‧‧第一發光單元
15‧‧‧第二發光單元
T1‧‧‧第一電晶體
T2‧‧‧第二電晶體
T3‧‧‧第三電晶體
T4‧‧‧第四電晶體
LED1‧‧‧第一發光體
LED2‧‧‧第二發光體
2‧‧‧像素校正及補償驅動電路
3‧‧‧像素校正及補償驅動電路
PA‧‧‧像素陣列
SD‧‧‧資料驅動IC
GD‧‧‧閘極驅動IC
DL‧‧‧資料線
SL‧‧‧偵測線
圖1A~圖1C係為本發明之一實施例示意圖。
圖2A及圖2B係為本發明之另一實施例示意圖。
圖3A及圖3B係為本發明之另一實施例示意圖。
圖4係為本發明之一實施例流程圖。
以下將以圖式配合文字敘述揭露本發明的複數個實施方式,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發明。此外,為簡化圖式起見,一些常用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪出。
請參閱圖1A~圖1C之實施例示意圖。圖1A係為本發明像素校正及補償驅動電路1與面板整合之示意圖,圖1B係為本實施例像素校正及補償驅動電路1之實施例示意圖,圖1C係為本實施例之時序圖。如圖1A及圖1B所示,整合架構包含閘極驅動積體電路(IC)GD、資料驅動積體電路(IC)SD、資料線DL、偵測線SL以及像素陣列PA;像素校正及補償驅動電路1較佳包含控制器11及與其電連接之像素電路12。像素電路12較佳包含電源電壓供應單元13、第一發光單元14及第二發光單元15。第一發光單元14與電源電壓供應單元13及第二發光單元15電性連接。於本實施例中,係以每一個單位像素具有兩個微型發光二極體(即第一發光單元14、第二發光單元15)為例,但不以此為限,於其他實施例中,亦可為其他發光元件。
詳細來說,控制器11透過Comp端點輸入參考電流Iref至像素電路12中,並且透過第一電晶體T1將其導通或截止。第一發光單元14較佳包含第三電晶體T3及第一發光體LED1。第二發光單元15較佳包含第二發光體LED2及第四電晶體T4。當參考電流Iref通過第一發光單元14與第二發光單元15時,可以分別得到其各自的陽極端點電壓(Vanode),如圖1B中路徑1及路徑2所示。此時,控制器11會將陽極端點電壓(Vanode)與本身內建的發光單元陽極電壓預設值進行比對。一般而言,預設值係依出廠時可依情況設定為不同的理想數值。於本實施例中,係以第一發光單元14與第二發光單元15之陽極端點電壓(Vanode)均與預設值相同為例,此時,第一發光單元14與第二發光單元15係被判定為正常狀態。當系統比對完成後,控制器11即輸出資料電壓VData以使電源供應單元13輸出驅動電流Id。驅動電流Id流經第一發光單元14及第二發光單元15以驅動顯示發光,如圖中路徑3所示。其中,電源電壓供應單元13係透過第二電晶體T2用以截止或導通驅動電流Id。
於本實施例係用以說明當第一發光單元14與第二發光單元15均為正常時的狀況,亦即,第一發光單元14與第二發光單元15可以正常發光。在此狀況下,資料電壓VData係與控制器11初始輸出之電壓值相同,無需進行調整。
請一併參考圖1C之時序圖,時段T1和時段T2分別對應圖1B之路徑1與路徑2,係屬於比對及校正階段,時段T3對應圖1B之路徑3係屬於補償及顯示階段。透過參考電流Iref流經第一發光單元14與第二發光單元15並判定其均為正常狀態,控制器11輸出資料電壓VData用以驅動電源電壓供應單元13(即OVDD)輸出驅動電流Id,並且,控制器11輸出訊號至EM1與EM2
用以控制電晶體T3與T4為截止狀態以使驅動電流Id流經第一發光體LED1及第二發光體LED2以驅動顯示發光。
本發明之另一實施例之像素校正及補償驅動電路2,請參閱圖2A及圖2B。本實施例之電路架構與前述實施例相同,其差異僅在於第一發光單元14與第二發光單元15之狀態不同。於本實施例中,係以第一發光體LED1為正常狀態且第二發光體LED2為異常狀態(即第二發光單元15無法正常發光)為例。當參考電流Iref通過第一發光單元14與第二發光單元15時,可以分別得到其各自的陽極端點電壓(Vanode),如圖2A中路徑1及路徑2所示。此時,控制器11會將陽極端點電壓(Vanode)與本身內建的發光單元陽極電壓預設值進行比對。於本實施例中,第一發光單元14之陽極端點電壓(Vanode)與預設值相同,第二發光單元15之陽極端點電壓(Vanode)與預設值相異。此時,第一發光體LED1被判定為正常狀態,而第二發光體LED2則被判定為異常狀態。當系統比對完成後,控制器11即輸出並調整資料電壓VData以使電源電壓供應單元13輸出驅動電流Id。
於本實施例中,由於第二發光體LED2係判定為異常,因此,若須維持相等於兩個發光體均為正常狀態的亮度條件下,第一發光體LED1的亮度勢必需要提高。於此情況下,需透過補償的方式來調整。透過下列驅動電晶體T2電流特性數學關係式:
可得知,欲提高驅動電流Id使第一發光體LED1之亮度增加僅需調降資料電
壓VData即可。補償後的驅動電流Id流經第一發光體LED1以驅動顯示發光,如圖2A中路徑3所示。
如圖2B之時序圖所示,路徑1與路徑2係屬於比對及校正階段,路徑3係屬於補償及顯示階段。透過參考電流Iref流經第一發光單元14與第二發光單元15並判定第一發光體LED1為正常狀態且第二發光體LED2為異常狀態。此時控制器11調整資料電壓VData用以驅動電源電壓供應單元13(即OVDD)輸出驅動電流Id,並且,控制器11輸出訊號至EM1與EM2用以改變其作動方式以調整電晶體T3與T4為導通或截止狀態。於此實施例中,驅動電流Id路徑係繞過(By Pass)異常的第二發光體LED2,用以避免驅動電流Id持續流經異常狀態的發光體,進而導致面板溫度過高與亮暗點。驅動電流Id流經第一發光體LED1以驅動顯示發光。
須說明的是,本實施例之資料電壓VData係以調降50%為例,但不以此為限。本實施例調降50%係以原始兩個發光體各自以50%之亮度為依據,當其中一個發光體異常時,另一個發光體必須提高亮度為100%,才足以維持正常的顯示亮度。於其他實施例中,也可以調降為其他比例,端看原始發光體的亮度分配比例而定。
本發明之另一實施例之像素校正及補償驅動電路3,請參閱圖3A及圖3B。於本實施例中,係以第一發光體LED1為異常狀態且第二發光體LED2為正常狀態為例。當參考電流Iref通過第一發光單元14與第二發光單元15時,可以分別得到其各自的陽極端點電壓(Vanode),如圖3A中路徑1及路徑2所示。此時,控制器11會將陽極端點電壓(Vanode)與本身內建的發光單元陽極電壓預設值進行比對。於本實施例中,第一發光單元14之陽極端點電
壓(Vanode)與預設值相異,第二發光單元15之陽極端點電壓(Vanode)與預設值相同。此時,第二發光體LED2被判定為正常狀態,而第一發光體LED1則被判定為異常狀態。當系統比對完成後,控制器11即輸出資料電壓VData以使電源電壓供應單元13輸出驅動電流Id。
於本實施例中,由於第一發光體LED1係判定為異常狀態,因此,若須維持相等於兩個發光體均為正常狀態的亮度條件下,第二發光體LED2的亮度勢必需要提高。於此情況下,需透過補償的方式來調整。透過下列驅動電晶體T2電流特性數學關係式:
可得知,欲提高驅動電流Id使第二發光體LED2之亮度增加僅需調降資料電壓VData即可。補償後的驅動電流Id流經第二發光體LED2以驅動顯示發光,如圖3A中路徑3所示。
如圖3B之時序圖所示,路徑1與路徑2係屬於比對及校正階段,路徑3係屬於補償及顯示階段。透過參考電流Iref流經第一發光單元14與第二發光單元15並判定第一發光體LED1為異常狀態且第二發光體LED2為正常狀態。此時控制器11調整資料電壓VData用以驅動電源電壓供應單元13(即OVDD)輸出驅動電流Id,並且,控制器11輸出訊號至EM1與EM2用以改變其作動方式以調整電晶體T3與T4為導通或截止狀態。於此實施例中,驅動電流Id路徑係繞過(By Pass)異常的第一發光體LED1,用以避免驅動電流Id持續流經異常狀態的發光體,進而導致面板溫度過高與亮暗點。驅動電
流Id流經第二發光體LED2以驅動顯示發光。
需說明的是,當第一發光體LED1與第二發光體LED2均被判定為異常狀態時,系統會認定該單位像素為一壞點。因此,控制器11會輸出訊號至EM1及EM2控制電晶體T3與T4之狀態以使第一發光體LED1與第二發光體LED2不驅動顯示發光,亦即,控制器11不需要輸出資料電壓來產生驅動電流。此目的在於避免造成系統過多功率的消耗。
值得一提的是,上述各實施例均以P型電晶體為例。然而,於其他實施例中,亦可以N型電晶體為設計。當電晶體替換為N型時,其補償方式略有不同,由下列電晶體電流特性數學關係式:
可得知Id與VData成正比,因此,欲調提高驅動電流Id僅需提高資料電壓VData即可。
本發明之另一實施例,係為適用於前述實施例之方法,請參閱圖4,像素校正及補償方法較佳包含下列步驟:(S1)比較該第一發光單元及該第二發光單元之該陽極端點電壓與該預設值;(S2)判定該第一發光單元或該第二發光單元是否為異常狀態;(S3)依據該判定結果決定是否調整資料電壓;以及(S4)驅動該第一發光體或該第二發光體顯示發光或不發光。
透過控制器11輸出的參考電流Iref來獲得第一發光單元14及第二發光單元15的陽極端點電壓。並將所獲得之陽極端點電壓與控制器11內之發光單元陽極電壓預設值進行比較。如電壓數值相等則判定為正常狀態,如電壓數值相異則判定為異常狀態。當兩發光單元14與15皆為正常狀態時,資料電壓VData驅動電源電壓供應單元13輸出驅動電流Id以使兩發光單
元14與15顯示發光。當其中一個發光單元為異常狀態時,系統控制器11會調高或降低(視系統之電晶體為P-type或N-type而定)資料電壓VData驅動電源電壓供應單元13以增加驅動電流Id以使正常的發光單元提高亮度並顯示發光。當其中兩發光單元均異常時,系統控制器11不輸出資料電壓VData,兩發光單元不驅動顯示發光。其硬體架構及各元件之作動方式已詳述於前,再此不另行贅述。
相較於先前技術,本發明所提之架構能自動且即時地針對微型發光二極體進行校正及補償作業,能有效節省人力成本並提高面板顯示之品質。
Claims (11)
- 一種像素校正及補償驅動電路,包含:一控制器;一像素電路,與該控制器電性連接,包含:一電源電壓供應單元;一第一發光單元,與該電源電壓供應單元電性連接;以及一第二發光單元,與該第一發光單元電性連接,其中,該控制器輸出一參考電流至該像素電路以分別取得該第一發光單元及該第二發光單元之陽極端點電壓,當該第一發光單元或該第二發光單元之該陽極端點電壓與該控制器內建之一發光單元陽極電壓預設值相同時,該第一發光單元或該第二發光單元係判定為正常狀態,以及當該第一發光單元或該第二發光單元之該陽極端點電壓與該控制器內建之該發光單元陽極電壓預設值相異時,該第一發光單元或該第二發光單元係判定為異常狀態。
- 如請求項1所述之像素校正及補償驅動電路,其中該像素電路更包含一第一電晶體,用以截止或導通該參考電流。
- 如請求項2所述之像素校正及補償驅動電路,其中該電源電壓供應單元更包含一第二電晶體,用以截止或導通該電源電壓供應單元輸出之一驅動電流。
- 如請求項3所述之像素校正及補償驅動電路,其中該第一發光單元包含一第一發光體及一第三電晶體,該第二發光單元包含一第二發光體及一第四電晶體。
- 如請求項4所述之像素校正及補償驅動電路,其中當該第一發光單元判定為正常狀態且該第二發光單元為異常狀態時,該控制器調降一資料電壓以使該電源電壓供應單元輸出之該驅動電流增加,該驅動電流流經該第一發光體以驅動顯示發光。
- 如請求項5所述之像素校正及補償驅動電路,其中該些電晶體係為P型。
- 如請求項4所述之像素校正及補償驅動電路,其中當該第一發光單元與該第二發光單元判定均為正常狀態時,該控制器輸出一資料電壓以使該電源電壓供應單元輸出一驅動電流,該驅動電流流經該第一發光單元及該第二發光單元以驅動顯示發光。
- 如請求項4所述之像素校正及補償驅動電路,其中當該第一發光單元與該第二發光單元判定均為異常狀態時,該控制器不輸出電壓,致使該第一發光單元及該第二發光單元不驅動顯示發光。
- 如請求項4所述之像素校正及補償驅動電路,其中當該第一發光單元判定為正常狀態且該第二發光單元判定為異常狀態時,該控制器調升一資料電壓以使該電源電壓供應單元輸出之該驅動電流增加,該驅動電流流經該第一發光體以驅動顯示發光。
- 如請求項9所述之像素校正及補償驅動電路,其中該些電晶體係為N型。
- 一種像素校正及補償方法,適用於請求項1至10任一所述之像素校正及補償驅動電路,包含下列步驟:(S1)比較該第一發光單元及該第二發光單元之該陽極端點電壓與該發光單元陽極電壓預設值;(S2)判定該第一發光單元或該第二發光單元是否為異常狀態;(S3)依據該判定結果決定是否調整資料電壓;以及(S4)驅動該第一發光單元或該第二發光單元顯示發光或不發光。
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