TWI728610B - 顯示裝置以及發光單元的控制方法 - Google Patents

Abstract

一種光感測電路，包含：感測電路、補償電路以及取樣電路。感測電路電性耦接至補償電路以及取樣電路。感測電路用以接收第一控制訊號，當接收到第一色光時，感測電路用以沿著第一電流路徑輸出第一感測訊號。補償電路用以接收低電壓，當感測電路接收到第一色光時，補償電路用以將第二電流路徑以及第三電流路徑維持在低電壓。取樣電路用以接收第一感測訊號，並輸出取樣訊號。

Description

顯示裝置以及發光單元的控制方法

本揭示文件有關一種顯示裝置以及發光單元的控制方法，尤指一種用於檢測發光單元狀態的顯示裝置以及發光單元的控制方法。

在顯示面板的技術中，使用發光二極體作為發光源的方法已經非常普遍。在習知的發光二極體驅動電路中，通常都會偵測發光二極體串列是否發生開路或短路的情況，過往偵測是否發生開路或短路的方式通常是偵測發光二極體的陰極或陽極的電壓，透過輸入不同大小的電流來判斷發光二極體當前的狀態。然而，此種偵測模式通常需要反覆執行多次才能判定發光二極體的狀態。因此，需要一種可以更為迅速並且準確判定發光二極體狀態並進行補償的發光單元的控制方法。

本案之第一實施態樣是在提供一種顯示裝置，包含：順偏檢測電路、逆偏檢測電路、至少一子畫素單元以及控制電路。順偏檢測電路用以接收閘極訊號、第一控制訊號以及至少一順偏控制訊號，用以根據順偏電壓產生順偏電流。逆偏檢測電路用以接收第二控制訊號以及至少一逆偏控制訊號，用以根據逆偏電壓以及閘極訊號產生逆偏電流。至少一子畫素單元電性連接至順偏檢測電路以及逆偏檢測電路，用以接收順偏電壓、逆偏電壓以及驅動電流。控制電路電性連接至順偏檢測電路以及逆偏檢測電路，用以根據順偏電流以及逆偏電流判斷至少一子畫素單元的狀態。

本案之第二實施態樣是在提供一種發光單元的控制方法，包含：於偵測階段時，控制電路用以針對至少一子畫素單元進行順偏檢測，以產生第一感測電壓並將第一感測電壓儲存至記憶單元；於偵測階段時，控制電路用以針對至少一子畫素單元進行逆偏檢測，以產生第二感測電壓並將第二感測電壓儲存至記憶單元；以及於偵測階段時，控制電路用以根據第一感測電壓以及第二感測電壓判斷至少一子畫素單元的狀態以產生狀態訊號，其中當至少 一子畫素單元的狀態為第一狀態時，決定至少一子畫素單元的驅動訊號。

本發明之顯示裝置及發光單元的控制方法主要係利用輸入順偏電流以及逆偏電流來判斷發光二極體的狀態，並根據判斷出的發光二極體的狀態來調整發光二極體的驅動電流，達到更為迅速並且準確的判定發光二極體的狀態並進行補償的功效。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧順偏檢測電路

120‧‧‧逆偏檢測電路

130、130R、130G、130B、130R1、130R2、130G1、130G2、130B1、130B2‧‧‧子畫素單元

140‧‧‧控制電路

CTL1、CTL2‧‧‧控制訊號

VF‧‧‧順偏電壓

VR‧‧‧逆偏電壓

P1~P6‧‧‧順偏控制訊號

N1~N6‧‧‧逆偏控制訊號

Gn‧‧‧閘極訊號

141‧‧‧偵測電路

142‧‧‧記憶單元

143‧‧‧判斷電路

144‧‧‧驅動電路

Vsen1、Vsen2‧‧‧感測電壓

IP‧‧‧順偏電流

IR‧‧‧逆偏電流

Id‧‧‧驅動電流

State‧‧‧狀態訊號

Sd‧‧‧驅動訊號

F‧‧‧畫面資料

TR1、TR2、TG1、TG2、TB1、TB2‧‧‧驅動階段

500‧‧‧發光單元的控制方法

S510~S540‧‧‧步驟

為讓揭示文件之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1A圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置的電路方塊圖；

第1B圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置的電路方塊圖；

第2圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置的示意圖；

第3圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的示意圖；

第4圖為根據本揭示文件一實施例的控制電路的示意圖；

第5圖為根據本揭示文件一實施例的發光單元的控制方法的流程圖；

第6A圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的等效電路操作示意圖；

第6B圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的等效電路操作示意圖；

第7圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置的等效電路操作示意圖；以及

第8圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置於驅動階段的操作時序圖。

以下將配合相關圖式來說明本發明的實施例。在圖式中，相同的標號表示相同或類似的元件或方法流程。

請參閱第1A圖。第1A圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置100的電路方塊圖。如第1A圖所繪示，顯示裝置100包含順偏檢測電路110、逆偏檢測電路120、子畫素單元130以及控制電路140。控制電路140電性連接至順偏檢測電路110、逆偏檢測電路120以及子畫素單元130。於此實施例中繪示出多個子畫素單元130，包含2個紅色子 畫素單元130R、2個綠色子畫素單元130G以及2個藍色子畫素單元130B。

請參閱第1B圖。第1B圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置100的電路方塊圖。第1B圖所示的實施例與第1A圖所示的實施例的差異在於，第1B圖所示的控制電路140電性連接至2個順偏檢測電路、2個逆偏檢測電路以及多個子畫素單元130。值得注意的是，控制電路140可以控制多組的順偏檢測電路110以及逆偏檢測電路120，本揭示不限於此。

請參閱第2圖。第2圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置100的示意圖。如第2圖所示，顯示裝置100包含多個控制電路140，控制電路140控制多組的順偏檢測電路110、逆偏檢測電路120以及多個子畫素單元130。於本揭示的實施例中，控制電路140可以以小晶片(Chiplet)的製程來實施。

接著，再以第1A圖所示的實施例為例說明，順偏檢測電路110用以接收閘極訊號Gn、控制訊號CTL1以及至少一順偏控制訊號P1~P6，用以根據順偏電壓VF產生順偏電流。逆偏檢測電路120用以接收控制訊號CTL2以及至少一逆偏控制訊號N1~N6，用以根據逆偏電壓VR以及閘極訊號Gn產生逆偏電流。

進一步參考第3圖。第3圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的示意圖。於第3圖所示的實施例中，僅以1個紅色子畫素單元130R為例，順偏檢測電路110包含驅動開關T1、順偏控制開關T2以及順偏開關T3。逆偏檢測電路120包含逆偏控制開關T4以及逆偏開關T5。然而，本揭示不限於此，一個子畫素單元電性連接至一個順偏開關以及一個逆偏開關。

承上述，驅動開關T1的第一端用以接收順偏電壓VF，驅動開關T1的控制端用以接收閘極訊號Gn。順偏控制開關T2的第一端電性連接至控制電路140(於第3圖未繪示)，順偏控制開關T2的第二端電性連接至紅色子畫素單元130R的陰極端，順偏控制開關T2的控制端用以接收控制訊號CTL1。順偏開關T3的第一端電性連接至驅動開關T1的第二端，順偏開關T3的第二端電性連接至紅色子畫素單元130R的陽極端，順偏開關T3的控制端用以接收順偏控制訊號P1。

承上述，逆偏控制開關T4的第一端電性連接至控制電路140(於第3圖未繪示)，逆偏控制開關T4的第二端電性連接至紅色子畫素單元130R的陽極端以及順偏開關T3的第二端，逆偏控制開關T2的控制端用以接收控制訊號 CTL2。逆偏開關T5的第一端用以接收逆偏電壓VR，逆偏開關T5的第二端電性連接至紅色子畫素單元130R的陰極端以及順偏控制開關T2的第二端，逆偏開關T5的控制端用以接收逆偏控制訊號N1。

接著，請參考第4圖，第4圖為根據本揭示文件一實施例的控制電路的示意圖。如第4圖所示，控制電路140包含偵測電路141、記憶單元142、判斷電路143以及驅動電路144。偵測電路141電性連接至順偏檢測電路110以及逆偏檢測電路120(於第4圖未示)，偵測電路141用以分別偵測順偏電流IP以及逆偏電流IR，以產生感測電壓Vsen1以及感測電壓Vsen2。記憶單元142電性連接至偵測電路141，記憶單元142用以儲存感測電壓Vsen1以及感測電壓Vsen2。

承上述，判斷電路143電性連接至記憶單元142，判斷電路143用以根據感測電壓Vsen1以及感測電壓Vsen2判斷子畫素單元130的狀態以產生狀態訊號State。驅動電路144電性連接至判斷電路143，當狀態訊號State為第一狀態時，驅動電路143用以決定子畫素單元130的驅動訊號Sd。

接著，請參考第5圖以及第6A圖，第5圖為根據本揭示文件一實施例的發光單元的控制方法500的流程圖， 第6A圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的等效電路操作示意圖。如第5圖所繪示，發光單元的控制方法500首先執行步驟S510，於偵測階段時，控制電路140用以針對子畫素單元130進行順偏檢測，以產生感測電壓Vsen1並將感測電壓Vsen1儲存至記憶單元142。

承上述，如第6A圖所示，於偵測階段時，閘極訊號Gn及控制訊號CTL1切換至低電壓位準以導通驅動開關T1以及順偏控制開關T2，同時順偏控制訊號P1切換至低電壓位準以導通順偏開關T3，形成流過紅色子畫素單元130R的順偏電流IP。接著，偵測電路141用以偵測節點VS的電壓值，並且將節點VS的電壓值作為感測電壓Vsen1儲存至記憶單元142。

接著，發光單元的控制方法500首先執行步驟S520，於偵測階段時，控制電路140用以針對至少一子畫素單元130進行逆偏檢測，以產生感測電壓Vsen2並將感測電壓Vsen2儲存至記憶單元142。請參考第6B圖，第6B圖為根據本揭示文件一實施例的部份的順偏檢測電路、逆偏檢測電路以及至少一子畫素單元的等效電路操作示意圖。如第6B圖所示，於偵測階段時，控制訊號CTL2以及逆偏控制訊號N1切換至低電壓位準以導通逆偏控制開關 T4以及逆偏開關T5，同時順偏控制訊號P1持續維持在低電壓位準，使得順偏開關T3持續導通，並且閘極訊號Gn以及控制訊號CTL1切換至高電壓位準使得驅動開關T1以及順偏控制開關T2關斷，形成流過紅色子畫素單元130R的逆偏電流IR。接著，偵測電路141用以偵測節點VS的電壓值，並且將節點VS的電壓值作為感測電壓Vsen2儲存至記憶單元142。

接著，發光單元的控制方法500首先執行步驟S530，於該偵測階段時，控制電路140用以根據感測電壓Vsen1及Vsen2判斷至少一子畫素單元的狀態以產生狀態訊號State。接續上方實施例，在偵測並儲存感測電壓Vsen1及Vsen2後，判斷電路143用以判斷紅色子畫素單元130R的狀態。當感測電壓Vsen1大於門檻值並且感測電壓Vsen2小於門檻值時，判斷電路143用以判斷紅色子畫素單元130R的狀態為第一狀態。

承上述，當感測電壓Vsen1小於門檻值並且感測電壓Vsen2小於門檻值時，判斷電路143判斷紅色子畫素單元130R的狀態為第二狀態。當感測電壓Vsen1大於門檻值並且感測電壓Vsen2大於門檻值時，判斷電路143判斷紅色子畫素單元130R的狀態為第三狀態。第一狀態可以 理解為正常狀態，第二狀態可以理解為開路狀態，第三狀態可以理解為短路狀態。

承上述，當發光二極體處於正常狀態時，順偏感測電壓大約是1.9V，逆偏感測電壓大約是0V。接著，當發光二極體處於開路狀態時，偏感測電壓大約是0V，逆偏感測電壓大約是0V。當發光二極體處於短路狀態時，偏感測電壓大約是4.3V，逆偏感測電壓大約是4.3V。也就是說可以將門檻值設定為1V(僅只是舉例，本揭示不限於此)，判斷電路143用以判斷感測電壓Vsen1及Vsen2是否小於1V，當感測電壓Vsen1及Vsen2皆小於1V時，表示發光二極體處於開路狀態。當感測電壓Vsen1大於1V並且感測電壓Vsen2小於1V時，表示發光二極體處於正常狀態。當感測電壓Vsen1及Vsen2皆大1V時，表示發光二極體處於短路狀態。

值得注意的是，由於控制電路140電性連接至多個子畫素單元130(例如，如第1A圖所示的2個紅色子畫素單元、2個藍色子畫素單元以及2個綠色子畫素單元)，因此控制電路140可以在偵測完每個子畫素單元對應的感測電壓Vsen1及Vsen2後，接著判斷子畫素單元的狀態。於另一實施例中，控制電路140也可以在偵測完每個子畫素單元對應的感測電壓Vsen1及Vsen2後，接著偵測其他畫素 單元對應的感測電壓Vsen1及Vsen2，直到所有的子畫素單元對應的感測電壓Vsen1及Vsen2皆偵測完畢後，再進行判斷的操作。

接著，發光單元的控制方法500首先執行步驟S540，於驅動階段時，如果至少一子畫素單元的狀態為第一狀態，控制電路用以根據畫面資料決定驅動訊號的致能時間；如果至少一子畫素單元的狀態為第二狀態以及第三狀態的其中之一，控制電路用以將驅動訊號切換至禁能位準。請一併參考第7圖，第7圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置的等效電路操作示意圖。如第7圖所示，於驅動階段時，逆偏控制訊號N1~N6以及控制訊號CTL2切換至高電壓位準，使得逆偏檢測電路120於禁能狀態，同時控制訊號CTL1也切換至高電壓位準，使得順偏檢測電路110中的順偏控制開關T2於關斷狀態。

承上述，於第7圖所示的實施例中，控制電路140電性連接至2個紅色子畫素單元130R1及130R2、2個綠色子畫素單元130G1及130G2、以及2個藍色子畫素單元130B1及130B2。在驅動階段時會產生驅動電流Id流過子畫素單元130，在第7圖所示的實施例中以驅動電流Id流過子畫素單元130R1為例，本揭示不以此為限。在控制電路140判斷完子畫素單元的狀態後，控制電路140判斷綠色 子畫素單元130G2以及藍色子畫素單元130B1不屬於正常狀態，可能為開路狀態或短路狀態，在此情況下綠光以及藍光則需要綠色子畫素單元130G1及藍色子畫素單元130B2進行補償。

請一併參考第8圖，第8圖為根據本揭示文件一實施例的顯示裝置於驅動階段的操作時序圖。於第8圖所示，假設驅動電路144從時序控制器(圖未示)接收一個畫面為白色的畫面資料F，因此紅色、綠色及藍色子畫素單元顯示的灰階值為(255，255，255)。由於紅色子畫素單元130R1及130R2的顯示狀態皆為正常狀態，因此兩者可以平分需要顯示的灰階值，紅色子畫素單元130R1及130R2僅須分別顯示128灰階值，因此順偏控制訊號P1及P2分別於驅動階段TR1及TR2開啟一半的致能時間。

接著，由於僅有綠色子畫素單元130G1的顯示狀態為正常狀態，而綠色子畫素單元130G2的顯示狀態為不正常狀態，綠色子畫素單元130G1需顯示256個灰階值，因此順偏控制訊號P3於驅動階段TG1開啟全部的致能時間。接著，由於僅有藍色子畫素單元130B2的顯示狀態為正常狀態，而藍色子畫素單元130B1的顯示狀態為不正常狀態，綠色子畫素單元130B2需顯示256個灰階值，因此順偏控制訊號P6於驅動階段TB2開啟全部的致能時間。

承上述，值得注意的是，驅動電路144包含PWM電路用以根據狀態訊號State以及畫面資料決定順偏控制訊號P1~P6的致能時間。順偏控制訊號P1~P6於偵測階段及驅動階段時皆會作動，於偵測階段時，順偏控制訊號P1~P6可以做為用來產生順偏電流以及逆偏電流的訊號；於驅動階段時可以用來作為驅動子畫素單元發光的驅動訊號Sd。

綜上所述，本揭露之顯示裝置及發光單元的控制方法主要係利用輸入順偏電流以及逆偏電流來判斷發光二極體的狀態，並根據判斷出的發光二極體的狀態來調整發光二極體的驅動電流，達到更為迅速並且準確的判定發光二極體的狀態並進行補償的功效。

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。

以上僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明請求項所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。

100‧‧‧顯示裝置

110‧‧‧順偏檢測電路

120‧‧‧逆偏檢測電路

130、130R、130G、130B‧‧‧子畫素單元

140‧‧‧控制電路

CTL1、CTL2‧‧‧控制訊號

VF‧‧‧順偏電壓

VR‧‧‧逆偏電壓

P1~P6‧‧‧順偏控制訊號

N1~N6‧‧‧逆偏控制訊號

Gn‧‧‧閘極訊號

Claims (12)

1. 一種顯示裝置，包含：

   一順偏檢測電路，用以接收一閘極訊號、一第一控制訊號以及至少一順偏控制訊號，用以根據一順偏電壓產生一順偏電流；

   一逆偏檢測電路，用以接收一第二控制訊號以及至少一逆偏控制訊號，用以根據一逆偏電壓以及該閘極訊號產生一逆偏電流；

   至少一子畫素單元，電性連接至該順偏檢測電路以及該逆偏檢測電路，用以接收該順偏電壓、該逆偏電壓以及一驅動電流；以及

   一控制電路，電性連接至該順偏檢測電路以及該逆偏檢測電路，用以根據該順偏電流以及該逆偏電流判斷該至少一子畫素單元的狀態。
2. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該順偏檢測電路更包含：

   一驅動開關，具有一第一端、一第二端以及一第一控制端，該第一端用以接收該順偏電壓，該第一控制端用以接收該閘極訊號；

   一順偏控制開關，具有一第三端、一第四端以及一第二控制端，該第三端電性連接至該控制電路，該第四端電性連接至該逆偏檢測電路，該第二控制端用以接收該第一控制訊號；以及

   至少一順偏開關，具有一第五端、一第六端以及一第三控制端，該第五端電性連接至該至少一子畫素單元，該第六端電性連接至該第二端，該第三控制端用以接收該至少一順偏控制訊號。
3. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該逆偏檢測電路更包含：

   一逆偏控制開關，具有一第一端、一第二端以及一第一控制端，該第一端電性連接至該控制電路，該第二端電性連接至該順偏檢測電路，該第一控制端用以接收該第二控制訊號；以及

   至少一逆偏開關，具有一第三端、一第四端以及一第二控制端，該第三端用以接收該逆偏電壓，該第四端電性連接至該至少一子畫素單元，該第二控制端用以接收該至少一逆偏控制訊號。
4. 如請求項2或3所述的顯示裝置，其中該至少一子畫素單元更包含：

   至少一發光二極體，具有一第一端以及一第二端，該第一端電性連接至該至少一順偏開關，該第二端電性連接至該至少一逆偏開關。
5. 如請求項1所述的顯示裝置，其中該控制電路 更包含：

   一偵測電路，電性連接至該順偏檢測電路以及該逆偏檢測電路，用以分別偵測該順偏電流以及該逆偏電流，以產生一第一感測電壓以及一第二感測電壓；

   一記憶單元，電性連接至該偵測電路，用以儲存該第一感測電壓以及該第二感測電壓；以及

   一判斷電路，電性連接至該記憶單元，用以根據該第一感測電壓以及該第二感測電壓判斷該至少一子畫素單元的狀態以產生一狀態訊號。
6. 如請求項5所述的顯示裝置，其中當該第一感測電壓大於一門檻值並且該第二感測電壓小於該門檻值時，該判斷電路判斷該至少一子畫素單元的狀態為一第一狀態；

   其中當該第一感測電壓小於該門檻值並且該第二感測電壓小於該門檻值時，該判斷電路判斷該至少一子畫素單元的狀態為一第二狀態；以及

   其中當該第一感測電壓大於該門檻值並且該第二感測電壓大於該門檻值時，該判斷電路判斷該至少一子畫素單元的狀態為一第三狀態。
7. 如請求項6所述的顯示裝置，其中該控制電路更包含：

   一驅動電路，電性連接至該判斷電路，當該狀態訊號為該第一狀態時，該驅動電路用以決定該至少一子畫素單元的一驅動訊號。
8. 一種發光單元的控制方法，包含：

   於一偵測階段時，該控制電路用以針對至少一子畫素單元進行一順偏檢測，以產生一第一感測電壓並將該第一感測電壓儲存至一記憶單元；

   於該偵測階段時，該控制電路用以針對該至少一子畫素單元進行一逆偏檢測，以產生一第二感測電壓並將該第二感測電壓儲存至該記憶單元；以及

   於該偵測階段時，該控制電路用以根據該第一感測電壓以及該第二感測電壓判斷該至少一子畫素單元的狀態以產生一狀態訊號，其中當該至少一子畫素單元的狀態為一第一狀態時，決定該至少一子畫素單元的一驅動訊號。
9. 如請求項8所述的發光單元的控制方法，其中當該第一感測電壓大於一門檻值並且該第二感測電壓小於該門檻值時，該控制電路用以判斷該至少一子畫素單元的狀態為該第一狀態；

   其中當該第一感測電壓小於該門檻值並且該第二感測電壓小於該門檻值時，該控制電路用以判斷該至 少一子畫素單元的狀態為一第二狀態；以及

   其中當該第一感測電壓大於該門檻值並且該第二感測電壓大於該門檻值時，該控制電路用以判斷該至少一子畫素單元的狀態為一第三狀態。
10. 如請求項8所述的發光單元的控制方法，其中進行該順偏檢測時，用以產生一順偏電流流經該至少一子畫素單元，以產生該第一感測電壓。
11. 如請求項8所述的發光單元的控制方法，其中進行該逆偏檢測時，用以產生一逆偏電流流經該至少一子畫素單元，以產生該第二感測電壓。
12. 如請求項9所述的發光單元的控制方法，更包含：

    於一驅動階段時，如果該至少一子畫素單元的狀態為該第一狀態，該控制電路用以根據一畫面資料決定該驅動訊號的一致能時間；以及

    於該驅動階段時，如果該至少一子畫素單元的狀態為該第二狀態以及該第三狀態的其中之一，該控制電路用以將該驅動訊號切換至一禁能位準。

Images