TWI797664B - 斜波電壓產生器及顯示面板 - Google Patents

Abstract

一種斜波電壓產生器，包括斜坡產生電路及緩衝級。斜 坡產生電路接收重置信號、第一掃描信號及與第一掃描信號反相的第二掃描信號，以產生斜波參考電壓。緩衝級接收斜波參考電壓，以反應該斜波參考電壓提供斜波信號。當重置信號禁能時，斜波信號自預備準位隨時間下降至停止準位，並且第一掃描信號及第二掃描信號決定斜波信號的斜率。

Description

斜波電壓產生器及顯示面板

本發明是有關於一種電壓產生器，且特別是有關於一種斜波電壓產生器及顯示面板。

近年來自發光顯示器崛起，其中有機發光二極體顯示器(OLED)與量子點發光二極體顯示器(QLED)競起角逐液晶顯示器(LCD)在顯示面板的獨占地位，並且微型發光二極體(Micro-LED)顯示器基於其眾多優異的元件特性，有望成為次世代顯示技術的主流。

在微型發光二極體顯示器中，畫素電路可自外部的數位類比轉換器接收斜波信號且利用斜波信號及寫入的資料決定二極體的電流寬度。並且，數位類比轉換器是將現場可程式化邏輯閘陣列(FPGA)提供的數位控制信號轉換為類比信號，以產生出需要的波形。但是，上述方式有著較為複雜的驅動架構與更高的成本。

本發明提供一種斜波產生電路，具有較簡單的電路結構，因此不須高成本與控制複雜的數位類比轉換器，以降低整體的硬體成本及控制複雜度。

本發明的斜波電壓產生器，包括斜坡產生電路及緩衝級。斜坡產生電路接收重置信號、第一掃描信號及與第一掃描信號反相的第二掃描信號，以產生斜波參考電壓。緩衝級接收斜波參考電壓，以反應該斜波參考電壓提供斜波信號。當重置信號禁能時，斜波信號自預備準位隨時間下降至停止準位，並且第一掃描信號及第二掃描信號決定斜波信號的斜率。

基於上述，本發明實施例的斜波產生電路，斜波產生電路以具有較簡單的電路結構的驅動級及緩衝器所構成，藉此不須高成本與控制複雜的數位類比轉換器，以降低整體的硬體成本及控制複雜度。

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。

100:斜波電壓產生器

110:斜坡產生電路

120:緩衝級

301、302、303:曲線

400:顯示面板

C1:第一電容

C2:第二電容

d1:第一方向

d2:第二方向

DL:源極線

G1-G4:閘極信號

GL:閘極線

PX:畫素

RESET:重置信號

S1:第一掃描信號

S1-S4:源極信號

S2:第二掃描信號

T1:第一電晶體

T2:第二電晶體

T3:第三電晶體

T4:第四電晶體

T5:第五電晶體

VBP1:第一偏壓

VBP2:第二偏壓

VGH:閘極高電壓

VGL:閘極低電壓

VH:高電壓準位

VL:低電壓準位

Vpre:預設準位

Vramp:斜波參考電壓

Vref:參考電壓

Vstop:停止準位

Vsweep:斜波信號

圖1依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的電路示意圖。

圖2依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的驅動波形示意圖。

圖3依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的驅動波形對照圖。

圖4依據本發明一實施例的顯示面板的系統示意圖。

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依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的電路示意圖。請參照圖，在本實施例中，斜波電壓產生器100包括斜坡產生電路110及緩衝級120。斜坡產生電路110接收參考電壓Vref、重置信號RESET、第一掃描信號S1、與第一掃描信號S1反相的第二掃描信號S2及閘極低電壓VGL，以產生斜波參考電壓Vramp。緩衝級120接收斜波參考電壓Vramp、閘極高電壓VGH及閘極低電壓VGL，以反應斜波參考電壓Vramp提供斜波信號Vsweep至顯示面板(如圖4所示400)中的畫素(如圖4所示PX)。其中，第一掃描信號S1及第二掃描信號S2決定斜波信號Vsweep的斜率，亦即斜波信號Vsweep的下降斜度受控於第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率。並且，斜波信號Vsweep反應於重置信號RESET的準位切換自預設準位(如圖2所示Vpre)下降至停止準位(如圖2所示Vstop)。

在本實施例中，斜坡產生電路110僅由電晶體及電容構成，並且及緩衝級120僅由電晶體構成，因此斜坡產生電路110具有較簡單的電路結構，藉此不須高成本與控制複雜的數位類比轉換器，以降低整體的硬體成本及控制複雜度。

在本實施例中，斜坡產生電路110包括第一電晶體T1、 第二電晶體T2、第三電晶體T3、第一電容C1及第二電容C2。第一電容C1具有第一端、以及耦接至閘極低電壓VGL的第二端。第一電晶體T1具有接收第一偏壓VBP1的第一端、耦接第一電容C1的第一端的第二端、以及接收第一掃描信號S1的控制端。第二電晶體T2具有耦接第一電容C1的第一端的第一端、提供斜波參考電壓Vramp的第二端、以及接收第二掃描信號S2的控制端。

第三電晶體T3具有接收參考電壓Vref的第一端、耦接斜波參考電壓Vramp的第二端、以及接收重置信號RESET的控制端。第二電容C2耦接於斜波參考電壓Vramp與閘極低電壓VGL之間。

緩衝級120包括第四電晶體T4及第五電晶體T5。第四電晶體T4具有提供斜波信號Vsweep的第一端、接收閘極低電壓VGL的第二端、以及接收斜波參考電壓Vramp的控制端。第五電晶體T5具有接收閘極高電壓VGH的第一端、耦接第四電晶體T4的第一端的第二端、以及接收第二偏壓VBP2的控制端。

在本實施例中，第一電晶體T1、第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4及第五電晶體T5個別為P型電晶體，但本發明實施例不以此為限。並且，第四電晶體T4及第五電晶體T5可以操作於飽和區。

圖2依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的驅動波形示意圖。請參照圖1及圖2，當重置信號RESET自高電壓準位VH切換至低電壓準位VL時(亦即重置信號RESET致能)，第三電晶 體T3會導通，因此參考電壓Vref會傳送至第二電容C2，以使斜波參考電壓Vramp的電壓準位維持於參考電壓Vref。此時，斜波信號Vsweep的電壓準位(亦即預備準位Vpre)會為參考電壓Vref與第四電晶體T4的源極與閘極之間壓差的總和。並且，第一掃描信號S1為高電壓準位VH及第二掃描信號S2為低電壓準位VL，第一電晶體T1截止且第二電晶體T2導通，以使第一電容C1與第二電容C2的電荷均勻化，亦即第一電容C1與第二電容C2所儲存的壓差(或電勢)會逐漸靠攏至相等(如果時間足夠時)。

接著，當重置信號RESET自低電壓準位VL切換至高電壓準位VH時，第一掃描信號S1及第二掃描信號S2開始振盪(亦即交替為高電壓準位VH及低電壓準位VL)。當第一掃描信號S1為低電壓準位VL及第二掃描信號S2為高電壓準位VH時，第一電晶體T1導通且第二電晶體T2截止，此時第一電容C1所儲存的壓差(或電勢)會逐漸往第一偏壓VBP1靠攏。當第一掃描信號S1為高電壓準位VH及第二掃描信號S2為低電壓準位VL時，第一電晶體T1截止且第二電晶體T2導通，以使第一電容C1與第二電容C2所儲存的壓差(或電勢)會逐漸靠攏。

透過第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的電壓準位的振盪，斜波參考電壓Vramp的電壓準位自參考電壓Vref逐漸拉低至第一偏壓VBP1。並且，參考電壓Vref逐漸拉低至第一偏壓VBP1的斜率可參照下列方程式：

k1=C1/(C1+C2)

k2=C2/(C1+C2)

Vramp,0=參考電壓Vref

以固定斜率為條件，頻率

其中，T為第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的週期時間，並且當斜率Sn設定為線性時，頻率f則是可以隨著時間的遞增而上升，但本發明實施例不以此為限。

圖3依據本發明一實施例的斜波電壓產生器的驅動波形對照圖。請參照圖1及圖3，在本實施例中，第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率例如為25千赫茲(kHz)、為2千赫茲、以及隨時間從2千赫茲增加到25千赫茲。曲線301反應第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率從2千赫茲增加到8.51千赫茲。曲線302反應第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率為2千赫茲。曲線303反應第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率為25千赫茲。

對照曲線301至303，若期望的斜波參考電壓Vramp的斜率為線性時，可以將第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率設定為從2千赫茲增加到8.51千赫茲。若期望的斜波參考電壓 Vramp的斜率為類線性時，可以將第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率設定為2千赫茲。若期望的斜波參考電壓Vramp的斜率為曲線性時，可以將第一掃描信號S1及第二掃描信號S2的頻率設定為25千赫茲。藉此，可透過第一掃描信號及第二掃描信號的頻率調整斜波信號的斜率特性，以控制畫素的電路運作。

圖4依據本發明一實施例的顯示面板的系統示意圖。請參照圖1及圖1，在本實施例中，顯示面板400包括多個畫素PX、多個閘極線GL、多個源極線DL、以及斜波電壓產生器100。畫素PX以陣列排列。閘極線GL個別接收多個閘極信號(如G1-G4)的其中之一，個別沿著第一方向d1延伸，並且個別與部份的這些畫素PX耦接。源極線DL個別接收多個源極信號(如S1-S4)的其中之一，個別沿著與第一方向d1垂直的第二方向d2延伸，並且個別與部份的這些畫素PX耦接。斜波電壓產生器100與所有畫素PX耦接，以同時提供斜波信號Vsweep至所有的畫素PX，斜波電壓產生器100的電路結構及操作可參照圖1至圖3所示，在此則不再贅述。

在本實施例中，斜波電壓產生器100可以配置於顯示面板400上，但在其他實施例中，斜波電壓產生器100可以配置於與顯示面板400相連接的薄膜基板上，例如斜波電壓產生器100可以整合到源極驅動器中，但本發明實施例不以此為限。

綜上所述，本發明實施例的斜波產生電路，斜波產生電路以具有較簡單的電路結構的驅動級及緩衝器所構成，藉此不須 高成本與控制複雜的數位類比轉換器，以降低整體的硬體成本及控制複雜度。

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。

100:斜波電壓產生器

110:斜坡產生電路

120:緩衝級

C1:第一電容

C2:第二電容

RESET:重置信號

S1:第一掃描信號

S2:第二掃描信號

T1:第一電晶體

T2:第二電晶體

T3:第三電晶體

T4:第四電晶體

T5:第五電晶體

VBP1:第一偏壓

VBP2:第二偏壓

VGH:閘極高電壓

VGL:閘極低電壓

Vramp:斜波參考電壓

Vref:參考電壓

Vsweep:斜波信號

Claims (8)

1. 一種斜波電壓產生器，包括：一斜坡產生電路，接收一重置信號、一第一掃描信號及與該第一掃描信號反相的一第二掃描信號，以產生一斜波參考電壓；以及一緩衝級，接收該斜波參考電壓，以反應該斜波參考電壓提供一斜波信號，其中當該重置信號禁能時，該斜波信號自一預備準位隨時間下降至一停止準位，並且該第一掃描信號及該第二掃描信號決定該斜波信號的斜率，其中該斜波信號的下降斜度受控於該第一掃描信號及該第二掃描信號的頻率。
2. 如請求項1所述的斜波電壓產生器，其中該斜坡產生電路包括：一第一電容，具有一第一端、以及耦接至一閘極低電壓的一第二端；一第一電晶體，具有接收一第一偏壓的一第一端、耦接該第一電容的該第一端的一第二端、以及接收該第一掃描信號的一控制端；一第二電晶體，具有耦接該第一電容的該第一端的一第一端、提供該斜波參考電壓的一第二端、以及接收該第二掃描信號的一控制端； 一第三電晶體，具有接收一參考電壓的一第一端、耦接該斜波參考電壓的一第二端、以及接收該重置信號的一控制端；以及一第二電容，耦接於該斜波參考電壓與該閘極低電壓之間。
3. 如請求項2所述的斜波電壓產生器，其中該緩衝級包括：一第四電晶體，具有提供該斜波信號的一第一端、接收一閘極低電壓的一第二端、以及接收該斜波參考電壓的一控制端；以及一第五電晶體，具有接收一閘極高電壓的一第一端、耦接該第四電晶體的該第一端的一第二端、以及接收一第二偏壓的一控制端。
4. 如請求項3所述的斜波電壓產生器，其中該第四電晶體及該第五電晶體操作於飽和區。
5. 如請求項3所述的斜波電壓產生器，其中該第一電晶體、該第二電晶體、該第三電晶體、該第四電晶體及該第五電晶體個別為一P型電晶體。
6. 如請求項1所述的斜波電壓產生器，其中當該重置信號致能時該斜波信號維持於該預備準位。
7. 如請求項1所述的斜波電壓產生器，其中該第一掃描信號及該第二掃描信號的頻率隨時間增加。
8. 一種顯示面板，包括：多個畫素，以陣列排列； 多個閘極線，個別沿著一第一方向延伸，並且個別與部份的該些畫素耦接；多個源極線，個別沿著與該第一方向垂直的一第二方向延伸，並且個別與部份的該些畫素耦接；以及一如請求項1所述的斜波電壓產生器，與該些畫素耦接，以提供一斜波信號至該些畫素。

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