TWI709953B

TWI709953B - 畫素陣列

Info

Publication number: TWI709953B
Application number: TW108135757A
Authority: TW
Inventors: 王賢軍; 劉品妙; 陳宜伶; 王雅榕; 張競文; 蘇松宇
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2020-11-11
Also published as: TW202115707A

Abstract

一種畫素陣列，包括多個顯示單元。顯示單元分別包括多個發光元件、多個掃描開關、資料開關、以及多個發光開關。發光元件依序串接且分別具有一第一端及一第二端。掃描開關分別耦接對應的發光元件的第一端。資料開關接收資料電壓，以依據資料電壓提供資料電流。發光開關分別耦接於對應的發光元件的第二端與驅動開關之間，用以接收資料電流。導通的掃描開關及導通的發光開關決定發光元件中發光的數量。

Description

畫素陣列

本發明是有關於一種畫素陣列，且特別是有關於一種自發光性的畫素陣列。

在現有的主動型自發光畫素陣列中，是透過電晶體來控制流過發光元件的電流值(亦即畫素電流)，並且為了電晶體的導通程度符合顯示所需灰階數(亦即亮度)，需要各灰階皆能有效調整電流。然而，因源極IC的規格所致，每個灰階電壓之間的差異會有最小值的限制。並且，當畫素電流通過電晶體至發光元件轉換發光亮度時，電晶體的源極及汲極之間電壓會遠大於發光元件的順向導通電壓，使得大部份的功耗都落在電晶體上，造成功耗的浪費，因此需要一種新穎的畫素電路來改良電路的功耗。

本發明提供一種畫素陣列，可提昇整體的顯示亮度。

本發明的畫素陣列，包括多個顯示單元。顯示單元分別包括多個發光元件、多個掃描開關、資料開關、以及多個發光開關。發光元件依序串接且分別具有一第一端及一第二端。掃描開關分別耦接對應的發光元件的第一端。資料開關接收資料電壓，以依據資料電壓提供資料電流。發光開關分別耦接於對應的發光元件的第二端與驅動開關之間，用以接收資料電流。導通的掃描開關及導通的發光開關決定發光元件中發光的數量。

基於上述，本發明實施例的畫素陣列，利用發光元件串聯的概念，使資料電流可以通過多顆發光元件流過相同電流量，達到亮度提昇之目的，並且可降低電流使用量。並且，在發光元件的數目不變的情況下，可透過設定同時發光的發光元件的數量來調整畫素陣列的解析度。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10:畫素陣列

100、200、300、400:顯示單元

Data:資料電壓

EM1~EMn:發光信號

Ida:資料電流

LD1~LDn:微型發光二極體

SN1~SNn:掃描信號

Sw_a:第一旁通信號

Sw_b:第二旁通信號

TD:資料開關

TE1~TEn:發光開關

TP11~TP1x:第一旁通開關

TP21、TP22:第二旁通開關

TS1~TSn、TS1a~TSna:掃描開關

Vdd:系統高電壓

Vss:系統低電壓

圖1為依據本發明一實施例的畫素陣列的系統示意圖。

圖2是依據本發明另一實施例的顯示單元的電路示意圖。

圖3是依據本發明又一實施例的顯示單元的電路示意圖。

圖4是依據本發明再一實施例的顯示單元的電路示意圖。

除非另有定義，本文使用的所有術語(包括技術和科學術語)具有與本發明所屬領域的普通技術人員通常理解的相同的含義。將進一步理解的是，諸如在通常使用的字典中定義的那些術語應當被解釋為具有與它們在相關技術和本發明的上下文中的含義一致的含義，並且將不被解釋為理想化的或過度正式的意義，除非本文中明確地這樣定義。

應當理解，儘管術語”第一”、”第二”、”第三”等在本文中可以用於描述各種元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、及/或部分不應受這些術語的限制。這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開。因此，下面討論的”第一元件”、”部件”、”區域”、”層”或”部分”可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不脫離本文的教導。

這裡使用的術語僅僅是為了描述特定實施例的目的，而不是限制性的。如本文所使用的，除非內容清楚地指示，否則單數形式”一”、”一個”和”該”旨在包括複數形式，包括”至少一個”。”或”表示”及/或”。如本文所使用的，術語”及/或”包括一個或多個相關所列項目的任何和所有組合。還應當理解，當在本說明書中使用時，術語”包括”及/或”包括”指定所述特徵、區域、整體、步驟、操作、元件的存在及/或部件，但不排除一個或多個其它特徵、區域整體、步驟、操作、元件、部件及/或其組合的存在或添加。

圖1為依據本發明一實施例的畫素陣列的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，畫素陣列10包括多個顯示單元100，其中畫素陣列10例如由這些顯示單元100所構成，並且畫素陣列10的各個畫素行由這些顯示單元100的其中之一所構成，亦即這些顯示單元100沿著水平方向配置。然而，在本發明的實施例中，顯示單元100可以是陣列排列，本發明實施例不以此為限。

各個顯示單元100包括多個掃描開關TS1~TSn、多個發光元件(在此以多個微型發光二極體LD1~LDn為例)、多個發光開關TE1~TEn及資料開關TD，其中n為大於1的正整數。在本發明的另一實施例中，上述多個發光元件可以是多個有機發光二極體。在本實施例中，微型發光二極體LD1~LDn依序串接且分別具有第一端(在此以陽極端為例)及第二端(在此以陰極端為例)。

掃描開關TS1~TSn分別耦接於系統高電壓Vdd與對應的微型發光二極體(如LD1~LDn)的陽極端之間。例如，掃描開關TS1的第一端及第二端分別耦接系統高電壓Vdd與微型發光二極體LD1的陽極端；掃描開關TS2的第一端及第二端分別耦接於系統高電壓Vdd與微型發光二極體LD2的陽極端，其餘以此類推。並且，各個掃描開關TS1~TSn的控制端接收對應的掃描信號(如SN1~SNn)，以受控於對應的掃描信號(如SN1~SNn)而截止或導通。例如，掃描開關TS1的控制端接收掃描信號SN1，掃描開關TS2的控制端接收掃描信號SN2，其餘以此類推。

發光開關TE1~TEn分別耦接於對應的微型發光二極體(如LD1~LDn)的陰極端與驅動開關TD的第一端之間，用以接收驅動開關TD提的資料電流Ida。例如，發光開關TE1的第一端及第二端分別耦接於微型發光二極體LD1的陰極端與驅動開關TD的第一端；發光開關TE2的第一端及第二端分別耦接於微型發光二極體LD1的陰極端與驅動開關TD的第一端，其餘以此類推。並且，各個發光開關TE1~TEn的控制端接收對應的發光信號(如EM1~EMn)，以受控於對應的發光信號(如EM1~EMn)而截止或導通。例如，發光開關TE1的控制端接收發光信號EM1，發光開關TE2的控制端接收發光信號EM2，其餘以此類推。

驅動開關TD的控制端接收資料電壓Data，並且依據資料電壓Data從驅動開關TD的第一端提供資料電流Ida。驅動開關TD的第二端耦接系統低電壓Vss。

在本發明的實施例中，在一個顯示期間中，會致能掃描信號SN1~SNn的其中之一，亦即導通掃描開關TS1~TSn的其中之一，並且會致能發光信號EM1~EMn的其中之一，亦即導通發光開關TE1~TEn的其中之一。例如，當掃描開關TS1及發光開關TE1同時導通時，只有微型發光二極體LD1發光；當掃描開關TS1及發光開關TE2同時導通時，只有微型發光二極體LD1及LD2發光，其餘則以此類推。換言之，同一時間中導通的掃描開關(如TS1~TSn)的位置及導通的發光開關(如TE1~TEn)的位置決定微型發光二極體(如LD1~LDn)中發光的數量。

依據上述，利用發光元件(例如微型發光二極體)串聯的概念，使資料電流Ida可以通過多顆發光元件流過相同電流量，達到亮度提昇之目的，並且可降低電流使用量。並且，配合脈衝發光(impulse emission)顯示模式，可產生不同串聯發光元件數量之組合，可達到不同功率改善效果；並且，在發光元件的數目不變的情況下，可透過設定同時發光的發光元件的數量來調整畫素陣列10的解析度。

再者，當畫素陣列10的各個畫素行分別為個別的顯示單元100，每一畫素行共用同一顆驅動開關TD，減少面板內電晶體的驅動電流均勻性受到驅動開關TD的變異影響，以提升畫素陣列10的亮度均勻性。其中，驅動開關TD可位於顯示面板(未繪示)的週邊區，亦即驅動開關TD並未佔用顯示區域的面積，不會影響畫素陣列10整體的顯示效果。

圖2是依據本發明另一實施例的顯示單元的電路示意圖。請參照圖1及圖2，顯示單元200可用以替代顯示單元100，並且顯示單元200大致相同於顯示單元100，其不同之處在於掃描開關TS1a~TSna，其中掃描開關TS1a~TSna分別為耦接為二極體型態。藉此，可降低畫素陣列10內的佈線數及佈線複雜度。

圖3是依據本發明又一實施例的顯示單元的電路示意圖。請參照圖1及圖3，顯示單元300可用以替代顯示單元100，並且顯示單元300大致相同於顯示單元100，其不同之處在於顯示單元300更包括第一旁通開關TP11~TP1x，其中x為小於n的正整數，並且可以趨近或等於n/2。

在本實施例中，微型發光二極體LD1~LDn中的奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1與偶數微型發光二極體LD2、 LD4、...、LDn可以為不同發光特性的微型發光二極體，所述發光特性可以是發光顏色、發光強度、發光光場等，其中所述光場可以理解為不同視角具有不同的光線強度。進一步來說，第一旁通開關TP11~TP1x分別與偶數微型發光二極體LD2、LD4、...、LDn(對應第一微型發光二極體)並聯，並且第一旁通開關TP11~TP1x的控制端共同接收第一旁通信號Sw_a以受控於第一旁通信號Sw_a而導通或截止，亦即彼此不相隣的偶數微型發光二極體LD2、LD4、...、LDn受控於第一旁通信號Sw_a而處於可作用狀態或無作用狀態。

舉例來說，假設奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1為窄視角效果，偶數微型發光二極體LD2、LD4、...、LDn為廣視角效果。當第一旁通信號Sw_a導通第一旁通開關TP11~TP1x時，則顯示單元300僅具有窄視角效果，以提高視覺上的機密性；當第一旁通信號Sw_a截止第一旁通開關TP11~TP1x時，則顯示單元300則具有廣視角效果，以提高視覺上的可看性。

在本實施例中，是將微型發光二極體LD1~LDn分為奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1(對應第二微型發光二極體)與偶數微型發光二極體LD2、LD4、...、LDn(對應第一微型發光二極體)，亦即設定具有第一發光特性的第一微型發光二極體是直接與具有第二發光特性的第二微型發光二極體中的至少一個直接相隣。在其他實施例中，第一微型發光二極體與第二微型發光二極體之間可插入具有其他發光特性的微型發光二極體，此可依據電路設計而定，本發明實施例不以此為限。

換言之，上述實施例是將微型發光二極體LD1~LDn分別第一群組及第二群組，並且透過同步控制的旁路開關來決定(控制)第一群組及第二群組的其中之一的可作用狀態。但在其他實施例中，微型發光二極體LD1~LDn可分為多個群組，並且可透過多個同步控制的旁路開關群組來分別控制對應的微型發光二極體群組的可作用狀態。

圖4是依據本發明再一實施例的顯示單元的電路示意圖。請參照圖3及圖4，顯示單元400可用以替代顯示單元100，並且顯示單元400大致相同於顯示單元300，其不同之處在於顯示單元400更包括第二旁通開關(如TP21、TP22)，其中第二旁通開關的數量可以趨近或等於n/2。第二旁通開關(如TP21、TP22)分別與奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1並聯，並且並且第二旁通開關(如TP21、TP22)的控制端共同接收第二旁通信號Sw_b以受控於第一旁通信號Sw_b而導通或截止，亦即彼此不相隣的奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1受控於第二旁通信號Sw_b而處於可作用狀態或不可作用狀態。其中，第一旁通信號Sw_a不同於第二旁通信號Sw_b，並且第一旁通信號Sw_a與第二旁通信號Sw_b的至少其一為禁能，亦即奇數微型發光二極體LD1、LD3、...、LDn-1與偶數微型發光二極體LD2、LD4、...、LDn的至少其一是處於可作用狀態。

綜上所述，本發明實施例的畫素陣列，利用發光元件(例如微型發光二極體)串聯的概念，使資料電流可以通過多顆發光元件流過相同電流量，達到亮度提昇之目的，並且可降低電流使用量。並且，在發光元件的數目不變的情況下，可透過設定同時發光的發光元件的數量來調整畫素陣列的解析度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。