TWI707328B - 驅動晶片與相關的顯示器 - Google Patents

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TWI707328B
TWI707328B TW108133447A TW108133447A TWI707328B TW I707328 B TWI707328 B TW I707328B TW 108133447 A TW108133447 A TW 108133447A TW 108133447 A TW108133447 A TW 108133447A TW I707328 B TWI707328 B TW I707328B
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林振祺
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Abstract

顯示器包含驅動晶片與畫素矩陣。驅動晶片用於依據資料輸入提供多個發光控制訊號。畫素矩陣耦接於驅動晶片。畫素矩陣的M個畫素電路用於對應地於M個時段中發光，且M為正整數。於M個時段中一對應的時段中，驅動晶片決定多個發光控制訊號的其中一者具有第一電壓準位的第一時間長度，且M個畫素電路的其中一者於對應的時段中的發光時間長度對應於第一時間長度。

Description

驅動晶片與相關的顯示器
本揭示文件有關一種微發光二極體(Micro LED)顯示器，尤指一種適用於微發光二極體顯示器的驅動晶片。
相較於液晶顯示器，微發光二極體顯示器具有低功率消耗、高色彩飽和度和高反應速度等優點。微發光二極體的亮度由流經的驅動電流大小決定，但微發光二極體產生的光線波長也會隨著驅動電流的大小而改變，進而產生色偏現象。為克服色偏現象，業界通常使用的畫素電路能於不同時間長度中提供固定大小的驅動電流至微發光二極體，但這種畫素電路的結構複雜，不適用於高像素密度的顯示器。
本揭示文件提供一種驅動晶片，包含多個數位類比轉換器和多個控制電路。多個數位類比轉換器用於依據資料輸入提供多個輸入電壓。多個控制電路用於提供多 個發光控制訊號。每個控制電路用於依據多個輸入電壓中一對應的輸入電壓提供多個發光控制訊號中一對應的發光控制訊號。當多個控制電路耦接於畫素矩陣時，畫素矩陣的M個畫素電路用於對應地於M個時段中發光，且M為正整數。於M個時段中一對應的時段中，多個控制電路的其中一者決定對應的發光控制訊號具有第一電壓準位的第一時間長度，且M個畫素電路中一對應的畫素電路於對應的時段中的發光時間長度對應於第一時間長度。
本揭示文件另提供一種顯示器，包含驅動晶片與畫素矩陣。驅動晶片用於依據一資料輸入提供多個發光控制訊號。畫素矩陣耦接於驅動晶片。畫素矩陣的M個畫素電路用於對應地於M個時段中發光，且M為正整數。於M個時段中一對應的時段中，驅動晶片決定多個發光控制訊號的其中一者具有第一電壓準位的第一時間長度，且M個畫素電路的其中一者於對應的時段中的發光時間長度對應於第一時間長度。
上述的驅動晶片與顯示器能避免微發光二極體之色偏現象，並提升每英吋像素密度。
100:顯示器
110:驅動晶片
112-1~112-n:移位暫存器
114-1~114-n:資料暫存器
116-1~116-n:數位類比轉換器
118-1~118-n:控制電路
120-1~120-n:面板內多工器
130:畫素矩陣
CLK:時脈訊號
Hsyn:水平同步訊號
Da:資料輸入
Vi-1~Vi-n:輸入電壓
Spwm-1~Spwm-n:發光控制訊號
210:第一多工器
212-1~212-6、212A-1:第一切換單元
220-1~220-6:驅動電路
230:第二多工器
232-1~232-6、232A-1:第二切換單元
PX-1~PX-6:畫素電路
Sw-1~Sw-6:掃描訊號
Mu-1~Mu-6:多工訊號
VPO:截止電壓
SL:參考電壓線
GL:閘極線
310:第一開關
320:第二開關
330:第三開關
340:第四開關
350:第五開關
360:第六開關
370:第七開關
380:第八開關
Mout:輸出電晶體
C1:第一電容
C2:第二電容
N1:第一節點
N2:第二節點
N3:第三節點
N4:第四節點
N5:第五節點
N6:第六節點
N7:第七節點
N8:第八節點
N9:第九節點
N10:第十節點
Rea:第一重置訊號
Reb:第二重置訊號
Scom:補償訊號
Dwa-1~Dwa-6:第一寫入訊號
Poc-1~Poc-6:第一輸出控制訊號
Dh:第二輸出控制訊號
Vhold:保持電壓
Vres:重置電壓
E1:第一運作階段
E2:第二運作階段
Pr-1~Pr-6:時段
X1~X6:時間長度
Z1~Z6:時間點
500、700、900:畫素電路
510、520、530、540、710、720、730、910:畫素開 關
Mdr:驅動電晶體
LU:發光單元
Csa、Csb:儲存電容
O1:輸出端
Ta:第一控制訊號
Tb:第二控制訊號
Tsw:第三控制訊號
VSS:系統低電壓
VDD:系統高電壓
Vpam:驅動電壓
VL、Dc:參考電壓
Dwb-1:第二寫入訊號
第1圖為根據本揭示文件一實施例的顯示器簡化後的功能方塊圖。
第2圖為第1圖的控制電路和面板內多工器簡化後的功 能方塊圖。
第3圖為第一切換單元、驅動電路、以及第二切換單元在一實施例中的示意圖。
第4圖為輸入至第1圖的顯示器的多個訊號在一實施例中簡化後的波形示意圖。
第5圖為依據本揭示文件一實施例的畫素電路的示意圖。
第6圖為輸入至第5圖的畫素電路的多個訊號簡化後的波形示意圖。
第7圖為依據本揭示文件另一實施例的畫素電路的示意圖。
第8圖為輸入至第7圖的畫素電路的多個訊號簡化後的波形示意圖。
第9圖為依據本揭示文件又一實施例的畫素電路的示意圖。
第10圖為輸入至第9圖的畫素電路的多個訊號簡化後的波形示意圖。
第11圖為第一切換單元、驅動電路、以及第二切換單元在另一實施例中的示意圖。
第12圖為第一切換單元、驅動電路、以及第二切換單元在又一實施例中的示意圖。
以下將配合相關圖式來說明本揭示文件的實施 例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。
第1圖為根據本揭示文件一實施例的顯示器100簡化後的功能方塊圖。第2圖為第1圖的控制電路118-1和面板內多工器120-1簡化後的功能方塊圖。請同時參考第1圖與第2圖，顯示器100包含驅動晶片110，其中驅動晶片110包含多個移位暫存器112-1~112-n、多個資料暫存器114-1~114-n、以及多個數位類比轉換器116-1~116-n。移位暫存器112-1~112-n用於依據時脈訊號CLK和水平同步訊號Hsyn依序致能資料暫存器114-1~114-n，以使資料暫存器114-1~114-n依序接收資料輸入Da。
資料暫存器114-1~114-n會將接收到的資料輸入Da平行輸出至數位類比轉換器116-1~116-n。數位類比轉換器116-1~116-n用於將接收到的資料輸入Da轉換為對應的多個輸入電壓Vi-1~Vi-n。
驅動晶片110另包含多個控制電路118-1~118-n。控制電路118-1~118-n用於對應地接收輸入電壓Vi-1~Vi-n，且用於對應地輸出多個發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n。於一圖框時間(Frame Time)中，發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n各自可於邏輯高準位和邏輯低準位之間多次切換。控制電路118-1~118-n會依據輸入電壓Vi-1~Vi-n，決定發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n的每一者切換至邏輯高準位(或者邏輯低準位)的時間點。
顯示器100另包含多個面板內多工器 120-1~120-n和畫素矩陣130。面板內多工器120-1~120-n用於對應地接收發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n，且面板內多工器120-1~120-n的每一者會將發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n中對應的一者提供至畫素矩陣130中對應的M個畫素電路，且M為正整數。例如，面板內多工器120-1會將發光控制訊號Spwm-1提供至與面板內多工器120-1耦接的M個畫素電路(例如，第2圖的6個畫素電路PX-1~PX-6)。又例如，面板內多工器120-2會將發光控制訊號Spwm-2提供至與面板內多工器120-2耦接的M個畫素電路，依此類推。
於一圖框時間中，前述M個畫素電路用於對應地於M個(例如，6個)不同時段中發光。例如，畫素電路PX-1先於第一個時段中發光，接著畫素電路PX-2於第二個時段中發光，依此類推。
當前述M個畫素電路的其中一者於發光過程中接收到具有第一電壓準位(例如，邏輯高準位)的發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n中該對應的一者時，前述M個畫素電路的該其中一者會停止發光。例如，當畫素電路PX-1於第一個時段中接收到具有邏輯高準位的發光控制訊號Spwm-1時，畫素電路PX-1會停止發光。又例如，當畫素電路PX-2於第二個時段中接收到具有邏輯高準位的發光控制訊號Spwm-1時，畫素電路PX-2會停止發光，依此類推。
亦即，於前述M個時段的其中一者中，前述M個畫素電路的其中一者的發光時間長度，會對應於(例如， 反比於)發光控制訊號Spwm-1~Spwm-n中對應的一者於具有第一電壓準位的時間長度。為方便說明，後續段落中將假設M等於6。
請參照第2圖，控制電路118-1包含第一多工器210、多個驅動電路220-1~220-6、以及第二多工器230，其中第一多工器210包含多個第一切換單元212-1~212-6，第二多工器230包含多個第二切換單元232-1~232-6。
第一切換單元212-1~212-6對應地耦接於驅動電路220-1~220-6，且用於接收輸入電壓Vi-1。第一切換單元212-1~212-6會將輸入電壓Vi-1依序提供至驅動電路220-1~220-6。由於輸入電壓Vi-1為非直流訊號，所以驅動電路220-1~220-6各自接收到的輸入電壓Vi-1具有相同或不同的電壓準位。
驅動電路220-1~220-6還用於對應地接收多個掃描訊號Sw-1~Sw-6。於前述M個(例如，6個)不同時段中，驅動電路220-1~220-6會依據輸入電壓Vi-1和掃描訊號Sw-1~Sw-6對應地提供具有前述第一電壓準位(例如，邏輯高準位)的截止電壓VPO，以產生具有第一電壓準位的發光控制訊號Spwm-1，相關的運作將於後續進行說明。
第二多工器230會利用第二切換單元232-1~232-6選擇驅動電路220-1~220-6中對應的一者提供的截止電壓VPO來作為發光控制訊號Spwm-1。此時，面板內多工器120-1則會依據多工訊號Mu-1~Mu-6將發光控 制訊號Spwm-1提供至M個畫素電路中對應的一者(例如，6個畫素電路PX-1~PX-6中對應的一者)，使畫素電路PX-1~PX-6中對應的一者停止發光，進而決定畫素電路PX-1~PX-6的發光時間長度。在本實施例中，顯示器100包含多個參考電壓線SL與多個閘極線GL，畫素電路對應地設置於參考電壓線SL與閘極線GL的交叉處。參考電壓線SL用於提供後述的驅動電壓Vpam，而閘極線GL則用於控制畫素電路中的對應的開關。
例如，於一圖框時間的第一個時段中，驅動電路220-1會依據輸入電壓Vi-1和掃描訊號Sw-1提供截止電壓VPO。第二多工器230會選擇驅動電路220-1提供的截止電壓VPO作為具有第一電壓準位的發光控制訊號Spwm-1。面板內多工器120-1則會將發光控制訊號Spwm-1提供至畫素電路PX-1，以使畫素電路PX-1由發光狀態切換為不發光狀態。
又例如，於該圖框時間的第二個時段中，驅動電路220-2會依據輸入電壓Vi-1和掃描訊號Sw-2提供截止電壓VPO。第二多工器230會選擇驅動電路220-2提供的截止電壓VPO作為具有第一電壓準位的發光控制訊號Spwm-1。面板內多工器120-1則會將發光控制訊號Spwm-1提供至畫素電路PX-2，以使畫素電路PX-2由發光狀態切換為不發光狀態，依此類推。
前述控制電路118-1與面板內多工器120-1的連接方式、元件、實施方式以及優點，亦對應地適用於顯 示器100中其他的控制電路和其他的面板內多工器，為簡潔起見，在此不重複贅述。
請注意，第2圖的控制電路118-1內的元件數量與面板內多工器120-1的開關數量僅為示範性的實施例，並非用於限制本揭示文件的實際實施方式。例如，第一切換單元212-1~212-6、驅動電路220-1~220-6、第二切換單元232-1~232-6、以及面板內多工器120-1的開關各自的數量，在互相對應的情況下，可以依據實際設計需求調整為多於或少於6個。
第3圖為第一切換單元212-1、驅動電路220-1、以及第二切換單元232-1在一實施例中的示意圖。第4圖為輸入至顯示器100的多個訊號在一實施例中簡化後的波形示意圖。在第3圖和第4圖的實施例中，掃描訊號Sw-1~Sw-6各自用於提供一斜坡脈衝(ramp pulse)。
驅動電路220-1包含輸出電晶體Mout、第一節點N1、第二節點N2、第一電容C1、以及第二電容C2。輸出電晶體Mout的第一端用於接收具有第一電壓準位(例如，邏輯高準位)的截止電壓VPO，且輸出電晶體Mout的第二端耦接於第二切換單元232-1。第一節點N1耦接於輸出電晶體Mout的控制端，用於藉由電容耦合(capacitive coupling)自第一切換單元212-1接收輸入電壓Vi1，並藉由電容耦合接收掃描訊號Sw-1。第二節點N2耦接於輸出電晶體Mout的第二端，用於提供截止電壓VPO至第二切換單元232-1。第一電容C1的第一端耦接於第一節點N1。第一 電容C1的第二端耦接於第一切換單元212-1。第二電容C2的第一端耦接於第一電容C1的第二端。第二電容C2的第二端用於接收掃描訊號Sw-1。
驅動電路220-1還包含第一開關310、第二開關320、以及第三開關330。第一開關310的第一端耦接於第一節點N1。第一開關310的第二端用於接收重置電壓Vres。第一開關310的控制端用於接收第一重置訊號Rea。第二開關320的第一端耦接於第一節點N1。第二開關320的第二端耦接於第一電容C1的第二端。第二開關320的控制端用於接收第二重置訊號Reb。第三開關330的第一端耦接於第二節點N2。第三開關330的第二端耦接於第一節點N1。第三開關330的控制端用於接收補償訊號Scom。
第2圖的其他驅動電路具有與驅動電路220-1相似的元件與連接方式，差異在於，第2圖的驅動電路220-2~220-6是用於對應地接收掃描訊號Sw-2~Sw-6。
第一切換單元212-1包含第四開關340。第四開關340的第一端耦接於驅動電路220-1。第四開關340的第二端用於接收輸入電壓Vi-1。第四開關340的控制端用於接收第一寫入訊號Dwa-1。
第2圖的其他第一切換單元具有與第一切換單元212-1相似的元件與連接方式，差異在於，第2圖的第一切換單元212-2~212-6是用於對應地接收第一寫入訊號Dwa-2~Dwa-6，以控制各自的第四開關340。
第二切換單元232-1包含第三節點N3、第五開 關350、以及第六開關360。第三節點N3用於提供發光控制訊號Spwm-1。第五開關350的第一端耦接於第二節點N2。第五開關350的第二端耦接於第三節點N3。第五開關350的控制端用於接收第一輸出控制訊號Poc-1。第六開關360的第一端耦接於第三節點N3。第六開關360的第二端用於接收保持電壓Vhold。第六開關360的控制端用於接收第二輸出控制訊號Dh。
保持電壓Vhold具有第二電壓準位，且第二電壓準位不同於截止電壓VPO的第一電壓準位。例如，若截止電壓VPO具有邏輯高準位，則保持電壓Vhold會具有邏輯低準位。又例如，若截止電壓VPO具有邏輯低準位，則保持電壓Vhold會具有邏輯高準位。
第2圖的其他第二切換單元具有與第二切換單元232-1相似的元件與連接方式，差異在於，第2圖的第二切換單元232-2~232-6是用於對應地接收第一輸出控制訊號Poc-2~Poc-6，以控制各自的第五開關350。
如第4圖所示，在第一運作階段E1中，第一重置訊號Rea和第二重置訊號Reb會先具有邏輯高準位，以導通第一開關310和第二開關320，進而將第一節點N1與第一電容C1的第二端重置為重置電壓Vres。接著，第一重置訊號Rea會切換為邏輯低準位以關斷第一開關310，且補償訊號Scom會具有邏輯高準位以導通第三開關330。當第三開關330導通時，截止電壓VPO會對第一節點N1充電以偵測輸出電晶體Mout的臨界電壓，並將偵測結果儲存於第一節 點N1。
第一輸出控制訊號Poc-1~Poc-6具有邏輯低準位，而第二輸出控制訊號Dh具有邏輯高準位。因此，第二切換單元232-1~232-6的第五開關350皆被關斷且第六開關350皆被導通，使得第二多工器230以保持電壓Vhold作為發光控制訊號Spwm-1。要特別說明的是，畫素電路PX-1~PX-6在第一運作階段E1中都不發光。
接著，在第二運作階段E2中，第一寫入訊號Dwa-1~Dwa-6會依序切換至邏輯高準位以依序導通第一多工器212-1~212-6的第四開關340，進而將輸入電壓Vi-1依序提供至驅動電路220-1~220-6。
第二運作階段E2包含了6個不同的時段，依序為時段Pr-1~Pr-6，且第2圖的畫素電路PX-1~PX-6用於對應地在時段Pr-1~Pr-6中發光。例如，畫素電路PX-1用於在時段Pr-1中發光，畫素電路PX-2用於在時段Pr-2中發光，依此類推。
在本實施例中，第一輸出控制訊號Poc-1~Poc-6和多工訊號Mu-1~Mu-6會在具有相對應編號索引的時段中切換至邏輯高準位。例如，第一輸出控制訊號Poc-1和多工訊號Mu-1會於時段Pr-1中切換至邏輯高準位。又例如，第一輸出控制訊號Poc-2和多工訊號Mu-2會於時段Pr-2中切換至邏輯高準位，依此類推。
另外，掃描訊號Sw-1~Sw-6會在具有相對應編號索引的時段中提供斜坡脈衝。例如，掃描訊號Sw-1會於 時段Pr-1中提供斜坡脈衝。又例如，掃描訊號Sw-2會於時段Pr-2中提供斜坡脈衝，依此類推。
請參考第2圖至第4圖，於時段Pr-1中，掃描訊號Sw-1之斜坡脈衝的電壓變化量，會透過電容耦合傳遞至驅動電路220-1的第一節點N1，進而改變(例如，拉低)第一節點N1的電壓。
此時，第二切換單元232-1的第五開關350會導通，以將第二節點N2的電壓作為發光控制訊號Spwm-1提供至面板內多工器120-1。面板內多工器120-1則會將發光控制訊號Spwm-1進一步提供至畫素電路PX-1，且不提供至其他的畫素電路。
當驅動電晶體Mout的第一端與控制端的電壓差小於或等於驅動電晶體Mout的臨界電壓之絕對值時(例如，時間點Z1之前)，驅動電晶體Mout處於於關斷狀態，且發光控制訊號Spwm-1具有電壓Vhold的第二電壓準位。因此，畫素電路PX-1會持續發光。
另一方面，當驅動電晶體Mout的第一端與控制端的電壓差大於驅動電晶體Mout的臨界電壓之絕對值時(例如，時間點Z1之後)，驅動電晶體Mout會導通並將截止電壓VPO提供至第二切換單元232-1。此時，畫素電路PX-1便會因為接收到具有第一電壓準位的發光控制訊號Spwm-1而停止發光。
換言之，於時段Pr-1中，畫素電路PX-1會於時間點Z1之前發光，並於時間點Z1之後不發光。因此，畫素 電路PX-1的發光時間長度，會對應於(例如，反比於)發光控制訊號Spwm-1於時段Pr-1中具有第一電壓準位的時間長度X1。
相似地，於時段Pr-2中，畫素電路PX-2會於時間點Z2之前發光，並於時間點Z2之後不發光。因此，畫素電路PX-2的發光時間長度，會對應於(例如，反比於)發光控制訊號Spwm-1於時段Pr-2中具有第一電壓準位的時間長度X2。於時段Pr-6中，畫素電路PX-6會於時間點Z6之前發光，並於時間點Z6之後不發光。因此，畫素電路PX-6的發光時間長度，會對應於(例如，反比於)發光控制訊號Spwm-1於時段Pr-6中具有第一電壓準位的時間長度X6，依此類推。
在某些實施例中，第3圖的第一開關310、第二開關320、以及第三開關330中的一或多者可以省略，以縮小電路面積。
實作上，上述多個實施例中的輸出電晶體Mout、第一開關310、第二開關320、第三開關330、第四開關340、第五開關350、以及第六開關360可以用各種合適種類的P型電晶體來實現。面板內多工器120-1~120-6的開關元件可以用各種合適種類的N型電晶體來實現。例如，薄膜電晶體(Thin-Film Transistor)或場效電晶體(Field-Effect Transistor)等等。
在某些實施例中，輸出電晶體Mout、第一開關310、第二開關320、第三開關330、第四開關340、第五開 關350、以及第六開關360中的一或多者可以改用N型電晶體來實現，面板內多工器120-1~120-6的開關元件中一或多者可以改用P型電晶體來實現。在此情況下，第4圖中對應的一或多個控制訊號需修改為相反的波形。
第5圖為依據本揭示文件一實施例的畫素電路500的示意圖。第6圖為輸入至畫素電路500的多個訊號簡化後的波形示意圖。畫素電路500可用於實現畫素矩陣130中的畫素電路(例如，畫素電路PX-1~PX-6)。畫素電路500包含畫素開關510、畫素開關520、畫素開關530、畫素開關540、驅動電晶體Mdr、發光單元LU、以及儲存電容Csa。
驅動電晶體Mdr的第一端用於透過發光單元LU接收系統高電壓VDD，第二端耦接於第四節點N4，控制端則耦接於第五節點N5。畫素開關510耦接於第四節點N4和輸出端O1之間，且畫素開關510的控制端用於接收第一控制訊號Ta。畫素開關520的第一端耦接於第五節點N5，第二端用於接收驅動電壓Vpam，且控制端用於接收第二控制訊號Tb。
在一實施例中，輸出端O1用於耦接一外部補償電路(未繪示於第5圖中)。外部補償電路用於偵測驅動電晶體Mdr的元件特性變異，並用於依據偵測到的元件特性變異調整驅動電壓Vpam。
畫素開關530的第一端耦接於第四節點N4，第二端用於接收系統低電壓VSS，且控制端用於接收第三控制訊號Tsw。當前述的多工訊號Mu-1~Mu-6中對應的一者 切換至邏輯高準位時，第三控制訊號Tsw也會切換至邏輯高準位以導通畫素開關530，進而使發光單元LU發光。例如，在第3圖的畫素電路PX-1是以畫素電路500實現的一實施例中，當多工訊號Mu-1於時段Pr-1中切換至邏輯高準位時，第三控制訊號Tsw也會切換至邏輯高準位。
畫素開關540的第一端用於接收系統低電壓VSS，第二端耦接於第五節點N5，控制端則用於接收發光控制訊號Spwm-1~Spwm-6中對應的一者(例如，發光控制訊號Spwm-1)。
當控制電路118-1執行第4圖的第一工作階段E1時，畫素電路500會執行第6圖的重置階段與輸入階段。當控制電路118-1執行第4圖的第二工作階段E2時，畫素電路500會執行第6圖的發光階段，且第6圖的發光階段對應於第4圖的時段Pr-1~Pr-6的其中一者。
例如，若第2圖的畫素電路PX-1是以畫素電路500來實現，當控制電路118-1執行第4圖的時段Pr-1中的運作時，畫素電路PX-1會執行第6圖的發光階段。又例如，若第2圖的畫素電路PX-2是以畫素電路500來實現，當控制電路118-1執行第4圖的時段Pr-2中的運作時，畫素電路PX-2會執行第6圖發光階段，依此類推。
第7圖為依據本揭示文件一實施例的畫素電路700的示意圖。第8圖為輸入至畫素電路700的多個訊號簡化後的波形示意圖。畫素電路700包含畫素開關710、畫素開關720、畫素開關730、儲存電容Csa、儲存電容Csb、以 及發光單元LU。畫素開關710的第一端耦接於第六節點N6，第二端用於接收驅動電壓Vpam，控制端則用於接收第一控制訊號Ta。畫素開關720的第一端用於接收系統高電壓VDD，第二端耦接於驅動電晶體Mdr的第一端，控制端則用於接收第三控制訊號Tsw。驅動電晶體Mdr的控制端耦接於第六節點N6，第二端耦接於第七節點N7。畫素開關730的第一端用於接收參考電壓VL，第二端耦接於第六節點N6，控制端用於接收發光控制訊號Spwm-1~Spwm-6中對應的一者(例如，發光控制訊號Spwm-1)。
發光單元LU的第一端耦接於第七節點N7，第二端則用於接收系統低電壓VSS。儲存電容Csa的第一端耦接於第六節點N6，第二端則耦接於第七節點N7。儲存電容Csb的第一端用於接收參考電壓VL，第二端則耦接於第七節點N7。
當控制電路118-1執行第4圖的第一工作階段E1時，畫素電路700會執行第8圖的重置階段、補償階段、以及輸入階段。當控制電路118-1執行第4圖的第二工作階段E2時，畫素電路700會執行第8圖的發光階段，且第8圖的發光階段對應於第4圖的時段Pr-1~Pr-6的其中一者。
第9圖為依據本揭示文件一實施例的畫素電路900的示意圖。第10圖為輸入至畫素電路900的多個訊號簡化後的波形示意圖。
畫素電路900包含畫素開關910、儲存電容Csa、驅動電晶體Mdr、以及發光單元LU。畫素開關910 的第一端耦接於第八節點N8，第二端用於接收驅動電壓Vpam，控制端用於接收發光控制訊號Spwm-1~Spwm-6中對應的一者(例如，發光控制訊號Spwm-1)。驅動電晶體Mdr的第一端用於接收系統高電壓VDD，第二端耦接於第九節點N9，控制端耦接於第八節點N8。儲存電容Csa耦接於第八節點N8和第九節點N9之間。發光單元LU的第一端耦接於第九節點N9，第二端用於接收系統低電壓VSS。
當控制電路118-1執行第4圖的第一工作階段E1時，畫素電路900會執行第10圖的重置階段、補償階段、以及輸入階段。當控制電路118-1執行第4圖的第二工作階段E2時，畫素電路900會執行第10圖的發光階段，且第10圖的發光階段對應於第4圖的時段Pr-1~Pr-6的其中一者。
實作上，畫素電路500、700、以及900中的多個畫素開關與驅動電晶體，可以用各種合適種類的N型電晶體來實現，例如薄膜電晶體或場效電晶體等等。發光單元LU可以用微發光二極體(Micro LED)或有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode)實現。
在上述的多個實施例中，驅動電壓Vpam用於使驅動電晶體Mdr工作於飽和區。
在某些實施例中，第5、7和9圖中的驅動電壓Vpam用於使驅動電晶體Mdr提供將發光單元LU操作於最高發光效率點的驅動電流。因此，提供給不同發光顏色的畫素電路的驅動電壓Vpam可以不同。
第11圖為第一切換單元212A-1、驅動電路 220-1、以及第二切換單元232-1在一實施例中的示意圖。第一切換單元212A-1相似於第2圖的第一切換單元212-1，差異在於，第一切換單元212A-1還包含第七開關370。第七開關370的第一端用於接收參考電壓Dc。第七開關370的第二端耦接於第四開關340的第一端。第七開關370的控制端用於接收第二寫入訊號Dwb-1。
在本實施例中，第七開關370可以在第四開關340關斷之後開啟，以透過電容耦合進一步擴大第一節點N1的電壓之範圍。
第2圖的第一切換單元212-1~212-6中的一或多者可替換為第11圖的第一切換單元212A-1。值得一提的是，不同的第七開關370的控制端是用於接收不同的訊號。
第12圖為第一切換單元212-1、驅動電路220-1、以及第二切換單元232A-1在一實施例中的示意圖。第二切換單元232A-1相似於第2圖的第二切換單元232-1，差異在於，第二切換單元232A-1還包含第八開關380。第八開關380的第一端耦接於第二電容C2的第二端。第八開關380的第二端透過第十節點N10耦接於第四開關340的第二端，且用於接收掃描訊號Sw-1。第八開關380的控制端用於接收第一輸出控制訊號Poc-1。
在本實施例中，當第九節點N9提供輸入電壓Vi-1時，第四開關340導通且第八開關380關斷。當第九節點N9提供掃描訊號Sw-1時，第四開關340關斷且第八開關380導通。
第2圖的第二切換單元232-1~232-6中的一或多者可替換為第12圖的第二切換單元232A-1。值得一提的是，不同的第八開關380的控制端是用於接收不同的訊號。例如，若第二切換單元232A-1是用於替換第二切換單元232-1，其第八開關380的控制端是用於接收第一輸出控制訊號Poc-1。又例如，若第二切換單元232A-1是用於替換第二切換單元232-2，其第八開關380的控制端是用於接收第一輸出控制訊號Poc-2，依此類推。
由上述可知，顯示器100能提供具有固定大小且持續時間不同的驅動電流至發光單元LU，因而可以避免微發光二極體的色偏現象。
另外，驅動電流之時間長度是由驅動晶片110控制，而不是由畫素電路控制，使得顯示器100能使用結構簡單的畫素電路(例如，畫素電路500、畫素電路700、畫素電路900)以提升每英吋像素密度(Pixels Per Inch，簡稱PPI)。
在說明書及申請專利範圍中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可理解，同樣的元件可能會用不同的名詞來稱呼。說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異做為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來做為區分的基準。在說明書及申請專利範圍所提及的「包含」為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。另外，「耦接」在此包含任何直接及間接的連接手段。因此，若文中描述第一元 件耦接於第二元件，則代表第一元件可通過電性連接或無線傳輸、光學傳輸等信號連接方式而直接地連接於第二元件，或者通過其他元件或連接手段間接地電性或信號連接至該第二元件。
另外，除非說明書中特別指明，否則任何單數格的用語都同時包含複數格的涵義。
以上僅為本揭示文件的較佳實施例，凡依本揭示文件請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本揭示文件的涵蓋範圍。
100:顯示器
110:驅動晶片
112-1~112-n:移位暫存器
114-1~114-n:資料暫存器
116-1~116-n:數位類比轉換器
118-1~118-n:控制電路
120-1~120-n:面板內多工器
130:畫素矩陣
CLK:時脈訊號
Hsyn:水平同步訊號
Da:資料輸入
Vi-1~Vi-n:輸入電壓
Spwm-1~Spwm-n:發光控制訊號

Claims (21)

  1. 一種驅動晶片，包含：多個數位類比轉換器，用於依據一資料輸入提供多個輸入電壓；以及多個控制電路，用於提供多個發光控制訊號，其中每個控制電路用於依據該多個輸入電壓中一對應的輸入電壓提供該多個發光控制訊號中一對應的發光控制訊號；其中當該多個控制電路耦接於一畫素矩陣時，該多個控制電路的其中一者決定該對應的發光控制訊號具有一第一電壓準位的M個不同時間長度，且該M個不同時間長度分別位於一圖框時間中的M個不同時段中，該畫素矩陣的M個不同畫素電路用於分別於該圖框時間中的該M個不同時段中發光，且該M個不同畫素電路的發光時間長度分別對應於該對應的發光控制訊號具有該第一電壓準位的該M個不同時間長度。
  2. 如請求項1所述的驅動晶片，其中每個控制電路包含：多個驅動電路，用於接收多個掃描訊號，且用於依序提供具有該第一電壓準位的一截止電壓；一第一多工器，耦接於該多個數位類比轉換器中一對應的數位類比轉換器，以接收該對應的輸入電壓，並用於將該對應的輸入電壓依序提供至該多個驅動電路；以及一第二多工器，耦接於該多個驅動電路，用於將該多 個驅動電路依序提供的該截止電壓作為該對應的發光控制訊號；其中每個驅動電路依據該多個掃描訊號中一對應的掃描訊號的電壓變化量與該對應的輸入電壓，決定提供該截止電壓的時間長度，以決定該第一時間長度。
  3. 如請求項2所述的驅動晶片，其中於一第一工作階段中，該第二多工器提供一保持電壓作為該對應的發光控制訊號，以使該對應的發光控制訊號具有一第二電壓準位，其中於一第二工作階段中，該第二多工器將該多個驅動電路依序提供的該截止電壓作為該對應的發光控制訊號，且該第一工作階段不同於該第二工作階段，該第一電壓準位不同於該第二電壓準位。
  4. 如請求項2所述的驅動晶片，其中該對應的掃描訊號用於提供一斜坡脈衝。
  5. 如請求項2所述的驅動晶片，其中每個驅動電路包含：一輸出電晶體，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該輸出電晶體的該第一端用於接收該截止電壓，該輸出電晶體的該第二端耦接於該第二多工器；一第一節點，耦接於該輸出電晶體的該控制端，用於 藉由電容耦合自該第一多工器接收該對應的輸入電壓，並用於藉由電容耦合接收該對應的掃描訊號；一第二節點，耦接於該輸出電晶體的該第二端，用於提供該截止電壓至該第二多工器；一第一電容，包含一第一端和一第二端，其中該第一電容的該第一端耦接於該第一節點，該第一電容的該第二端耦接於該第一多工器；以及一第二電容，包含一第一端和一第二端，其中該第二電容的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號或是耦接於該第二多工器。
  6. 如請求項5所述的驅動晶片，其中每個驅動電路另包含：一第一開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第一開關的該第一端耦接於該第一節點，該第一開關的該第二端用於接收一重置電壓，該第一開關的該控制端用於接收一第一重置訊號；一第二開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第二開關的該第一端耦接於該第一節點，該第二開關的該第二端耦接於該第一電容的該第二端，該第二開關的該控制端用於接收一第二重置訊號；以及一第三開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第三開關的該第一端耦接於該第二節點，該第 三開關的該第二端耦接於該第一節點，該第三開關的該控制端用於接收一補償訊號。
  7. 如請求項6所述的驅動晶片，其中，該第一多工器包含多個第一切換單元，該多個第一切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號的情況下，每個第一切換單元包含：一第四開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第四開關的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第四開關的該第二端用於接收該對應的輸入電壓，該第四開關的該控制端用於接收一第一寫入訊號。
  8. 如請求項6所述的驅動晶片，其中，該第二多工器包含多個第二切換單元，該多個第二切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號的情況下，每個第二切換單元包含：一第三節點，用於提供該對應的發光控制訊號；一第五開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第五開關的該第一端耦接於該第二節點，該第五開關的該第二端耦接於該第三節點，該第五開關的該控制端用於接收一第一輸出控制訊號；以及一第六開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制 端，該第六開關的該第一端耦接於該第三節點，該第六開關的該第二端用於接收一保持電壓，該第六開關的該控制端用於接收一第二輸出控制訊號。
  9. 如請求項6所述的驅動晶片，其中該第一多工器包含多個第一切換單元，該多個第一切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，且每個第一切換單元包含：一第四開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第四開關的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第四開關的該第二端用於接收該對應的輸入電壓，該第四開關的該控制端用於接收一第一寫入訊號；以及一第七開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第七開關的該第一端用於接收一參考電壓，該第七開關的該第二端耦接於該第四開關的該第一端，該第七開關的該控制端用於接收一第二寫入訊號。
  10. 如請求項9所述的驅動晶片，其中，該第二多工器包含多個第二切換單元，該多個第二切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端耦接於該第二多工器的情況下，每個第二切換單元包含：一第三節點，用於提供該對應的發光控制訊號；一第五開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制 端，其中該第五開關的該第一端耦接於該第二節點，該第五開關的該第二端耦接於該第三節點，該第五開關的該控制端用於接收一第一輸出控制訊號；一第六開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，該第六開關的該第一端耦接於該第三節點，該第六開關的該第二端用於接收一保持電壓，該第六開關的該控制端用於接收一第二輸出控制訊號；以及一第八開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第八開關的該第一端耦接於該第二電容的該第二端，該第八開關的該第二端用於接收該對應的掃描訊號，該第八開關的該控制端用於接收該第一輸出控制訊號。
  11. 一種顯示器，包含：一驅動晶片，用於依據一資料輸入提供多個發光控制訊號，且包含：多個數位類比轉換器，用於將該資料輸入轉換為對應的多個輸入電壓；以及多個控制電路，用於提供該多個發光控制訊號，其中每個控制電路用於依據該多個輸入電壓中一對應的輸入電壓提供該多個發光控制訊號中一對應的發光控制訊號；以及一畫素矩陣，耦接於該驅動晶片；其中該多個控制電路的其中一者決定該對應的發光 控制訊號具有一第一電壓準位的M個不同時間長度，且該M個不同時間長度分別位於一圖框時間中的M個不同時段中，該畫素矩陣的M個不同畫素電路用於分別於該圖框時間中的該M個不同時段中發光，且該M個不同畫素電路的發光時間長度分別對應於該對應的發光控制訊號具有該第一電壓準位的該M個不同時間長度。
  12. 如請求項11所述的顯示器，其中該驅動晶片包含：多個數位類比轉換器，用於將該資料輸入轉換為對應的多個輸入電壓；多個控制電路，用於提供該多個發光控制訊號，其中每個控制電路用於依據該多個輸入電壓中一對應的輸入電壓提供該多個發光控制訊號中一對應的發光控制訊號，且決定該對應的發光控制訊號的該第一時間長度。
  13. 如請求項12所述的顯示器，其中每個控制電路包含：多個驅動電路，用於接收多個掃描訊號，且用於依序提供具有該第一電壓準位的一截止電壓；一第一多工器，耦接於該多個數位類比轉換器中一對應的數位類比轉換器，以接收該對應的輸入電壓，並用於將該對應的輸入電壓依序提供至該多個驅動電路；以及 一第二多工器，耦接於該多個驅動電路，用於將該多個驅動電路依序提供的該截止電壓作為該對應的發光控制訊號；其中每個驅動電路依據該多個掃描訊號中一對應的掃描訊號的電壓變化量與該對應的輸入電壓，決定提供該截止電壓的時間長度，以決定該第一時間長度。
  14. 如請求項13所述的顯示器，其中於一第一工作階段中，該第二多工器提供一保持電壓作為該對應的發光控制訊號，以使該對應的發光控制訊號具有一第二電壓準位，其中於一第二工作階段中，該第二多工器將該多個驅動電路依序提供的該截止電壓作為該對應的發光控制訊號，且該第一工作階段不同於該第二工作階段，該第一電壓準位不同於該第二電壓準位。
  15. 如請求項13所述的顯示器，其中該對應的掃描訊號用於提供一斜坡脈衝。
  16. 如請求項13所述的顯示器，其中每個驅動電路包含：一輸出電晶體，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該輸出電晶體的該第一端用於接收該截止電壓，該輸出電晶體的該第二端耦接於該第二多工器； 一第一節點，耦接於該輸出電晶體的該控制端，用於藉由電容耦合自該第一多工器接收該對應的輸入電壓，並用於藉由電容耦合接收該對應的掃描訊號；一第二節點，耦接於該輸出電晶體的該第二端，用於提供該截止電壓至該第二多工器；一第一電容，包含一第一端和一第二端，其中該第一電容的該第一端耦接於該第一節點，該第一電容的該第二端耦接於該第一多工器；以及一第二電容，包含一第一端和一第二端，其中該第二電容的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號或是耦接於該第二多工器。
  17. 如請求項16所述的顯示器，其中每個驅動電路另包含：一第一開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第一開關的該第一端耦接於該第一節點，該第一開關的該第二端用於接收一重置電壓，該第一開關的該控制端用於接收一第一重置訊號；一第二開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第二開關的該第一端耦接於該第一節點，該第二開關的該第二端耦接於該第一電容的該第二端，該第二開關的該控制端用於接收一第二重置訊號；以及一第三開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制 端，其中該第三開關的該第一端耦接於該第二節點，該第三開關的該第二端耦接於該第一節點，該第三開關的該控制端用於接收一補償訊號。
  18. 如請求項17所述的顯示器，其中，該第一多工器包含多個第一切換單元，該多個第一切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號的情況下，每個第一切換單元包含：一第四開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第四開關的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第四開關的該第二端用於接收該對應的輸入電壓，該第四開關的該控制端用於接收一第一寫入訊號。
  19. 如請求項17所述的顯示器，其中，該第二多工器包含多個第二切換單元，該多個第二切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端用於接收該對應的掃描訊號的情況下，每個第二切換單元包含：一第三節點，用於提供該對應的發光控制訊號；一第五開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第五開關的該第一端耦接於該第二節點，該第五開關的該第二端耦接於該第三節點，該第五開關的該控制端用於接收一第一輸出控制訊號；以及 一第六開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，該第六開關的該第一端耦接於該第三節點，該第六開關的該第二端用於接收一保持電壓，該第六開關的該控制端用於接收一第二輸出控制訊號。
  20. 如請求項17所述的顯示器，其中該第一多工器包含多個第一切換單元，該多個第一切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，且每個第一切換單元包含：一第四開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第四開關的該第一端耦接於該第一電容的該第二端，該第四開關的該第二端用於接收該對應的輸入電壓，該第四開關的該控制端用於接收一第一寫入訊號；以及一第七開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第七開關的該第一端用於接收一參考電壓，該第七開關的該第二端耦接於該第四開關的該第一端，該第七開關的該控制端用於接收一第二寫入訊號。
  21. 如請求項20所述的顯示器，其中，該第二多工器包含多個第二切換單元，該多個第二切換單元對應地耦接於該多個驅動電路，其中在該第二電容的該第二端耦接於該第二多工器的情況下，每個第二切換單元包含：一第三節點，用於提供該對應的發光控制訊號； 一第五開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第五開關的該第一端耦接於該第二節點，該第五開關的該第二端耦接於該第三節點，該第五開關的該控制端用於接收一第一輸出控制訊號；一第六開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，該第六開關的該第一端耦接於該第三節點，該第六開關的該第二端用於接收一保持電壓，該第六開關的該控制端用於接收一第二輸出控制訊號；以及一第八開關，包含一第一端、一第二端、以及一控制端，其中該第八開關的該第一端耦接於該第二電容的該第二端，該第八開關的該第二端用於接收該對應的掃描訊號，該第八開關的該控制端用於接收該第一輸出控制訊號。
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