TWI819818B

TWI819818B - 顯示裝置

Info

Publication number: TWI819818B
Application number: TW111136839A
Authority: TW
Inventors: 張哲嘉; 林城興; 吳佳恩; 李明賢; 張書瀚; 戴俊翔; 莊銘宏; 鄭和宜
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2023-10-21
Also published as: CN116052577A

Abstract

一種顯示裝置。顯示裝置包括畫素陣列以及多個發光驅動電路。畫素陣列具有以陣列排列的多個畫素。發光驅動電路耦接至畫素陣列，並且提供依序致能多個發光信號，其中各個發光信號提供至這些畫素中多個相鄰列的畫素。

Description

顯示裝置

本發明是有關於一種顯示裝置，且特別是有關於一種具有自發光畫素的顯示裝置。

因環保意識抬頭，節能省電、使用壽命、色彩飽和度及電源品質等訴求逐漸成為消費者考慮購買的因素，同時受到半導體技術迅速發展與成本降低，驅使發光元件成為未來照明與顯示器市場的發展主流。其中，有機發光二極體（OLED）與微型發光二極體（uLED）為當下使用於自發光顯示面板的主要元件。

相對於微型發光二極體（uLED）而言，脈波寬度調變（PWM）模式相對於脈衝振幅調變（PAM）模式具有有較佳的色移，以及相對較佳的功耗表現，已瞄準應用於超高階產品上。為了改善動畫鋸齒狀視效，顯示置的畫面更新率被大幅提高，讓畫素的充電率大幅壓縮，同時產生其他發光時序的問題。因此，需要對現有的驅動電路作相對應的改動或重新設計。

本發明提供一種顯示裝置，在有限的相位（phase）信號下，可以實現超高速掃描。

本發明的顯示裝置，包括畫素陣列以及多個發光驅動電路。畫素陣列具有以陣列排列的多個畫素。發光驅動電路耦接至畫素陣列，並且提供依序致能多個發光信號，其中各個發光信號提供至這些畫素中多個相鄰列的畫素。

基於上述，本發明實施例的顯示裝置，透過單一發光信號提供至多個相鄰列的畫素，使得隨著畫面更新率提高而縮小的單一發光信號的脈波寬度可以被放大而不影響畫素的驅動，以在實現超高速掃描的需求下，同時維持與畫面更新率提高前一樣的發光特性。

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。

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顯示裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，顯示裝置100包括時序控制器110、發光驅動器120、畫素陣列130、源極驅動器140、以及閘極驅動器150。畫素陣列130具有以陣列排列的多個畫素PX，其中各個畫素PX為發光二極體畫素（例如配置有微型發光二極體畫素）。閘極驅動器150耦接畫素陣列130，以逐列驅動畫素PX。源極驅動器140耦接畫素陣列130，以對應被驅動的畫素PX提供所需的畫素電壓。

發光驅動器120耦接畫素陣列130，以驅動寫入畫素電壓的畫素進行發光。在本實施例中，發光驅動器120具有多個發光驅動電路（如121_1及121_2）。發光驅動電路（如121_1及121_2）耦接至畫素陣列130，並且提供依序致能多個發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]），其中各個發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）提供至這些畫素PX中多個相鄰列的畫素PX。時序控制器110耦接發光驅動器120、畫素陣列130、源極驅動器140、以及閘極驅動器150，以控制發光驅動器120、畫素陣列130、源極驅動器140、以及閘極驅動器150。

依據上述，透過單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）提供至多個相鄰列的畫素PX，使得隨著畫面更新率提高而縮小的單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）的脈波寬度可以被放大而不影響畫素PX的驅動，以在實現客戶超高速掃描（High Speed Scan）的需求下，同時維持與畫面更新率提高前一樣的發光特性，以符合客戶的需求。並且，透過放大單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）的脈波寬度，可以相對地減少相位（phase）信號的數量，以減低硬體的設計負擔及元件成本。

在本發明實施例中，畫素陣列130更包括多個源極線LDA、多個閘極線LGA、以及多個發光驅動線LDR。源極線LDA用以耦接多個畫素PX（例如1行的畫素）至源極驅動器140，閘極線LGA用以耦接多個畫素PX（例如1列的畫素）至閘極驅動器150，並且發光驅動線LDR用以耦接多個畫素PX（例如1列的畫素）至對應的發光驅動電路（如121_1及121_2）。

在本發明實施例中，這些相鄰列的列數可以相關於畫素陣列130的掃描速度，亦即掃描速度越高，單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）可以提供至更多列的畫素PX中，掃描速度越低，單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）可以提供至較少列的畫素PX中，然而本發明實施例不以此為限，此依據電路設計而定。

在本發明實施例中，各個發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）與下一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）的位移量相關於這些相鄰列的列數。舉例來說，當發光信號EPAM[1]提供至3列的畫素PX，發光信號EPAM[1]及EPAM[2]的位移量（亦即脈波的起始點或前緣之間的時間差）可以是3個水平掃描時間；當發光信號EPAM[1]提供至4列的畫素PX，發光信號EPAM[1]及EPAM[2]的位移量（亦即脈波的起始點或前緣之間的時間差）可以是4個水平掃描時間。

在本發明實施例中，各個發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）的脈波寬度相關於畫素陣列130（亦即畫素PX）的解析度，亦即畫素陣列130（亦即畫素PX）的列數越多，各個發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）的脈波寬度可以越大。

圖2為依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。請參照圖1及圖2，在本實施例中，畫素陣列130是以單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）提供至3列的畫素PX且利用13個相位信號EPAM P1-EPAM P13來進行高速的發光掃描，其中相或相似元件使用相同或相似標號。此時，發光發起始信號EPAM STV的脈波寬度是設定為13H*3=39H(39個水平掃描時間H)；時脈信號EPAM CK及EPAM XCK的週期是設定為6H(6個水平掃描時間H)；相位信號EPAM P1-EPAM P13的脈波寬度是設定為10H*3=30H(30個水平掃描時間H)，相位信號EPAM P1-EPAM P13的週期是設定為13H*3=39H(39個水平掃描時間H)。此時，起始時序信號EPAM T[1]的脈波寬度是設定為39H(39個水平掃描時間H)。

位據上述，第1列至第3列的畫素PX是利用發光信號EPAM[1]來驅動，亦即將相位信號EPAM P1同時提供至第1列至第3列的畫素PX。類似地，第154列至第156列的畫素PX是利用發光信號EPAM[52]來驅動，亦即將相位信號EPAM P13同時提供至第154列至第156列的畫素PX；第157列至第159列的畫素PX是利用發光信號EPAM[53]來驅動，亦即將相位信號EPAM P1同時提供至第157列至第159列的畫素PX，其餘可依此類推。其中，各個發光信號EPAM[1]、EPAM[52]及EPAM[53]為方波信號。

圖3為依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。請參照圖1及圖3，在本實施例中，畫素陣列130是以單一發光信號（如EPAM[1]及EPAM[2]）提供至4列的畫素PX且利用12個相位信號EPAM P1-EPAM P12來進行高速的發光掃描，其中相或相似元件使用相同或相似標號。此時，每一格是表示4H(4個水平掃描時間H)。換言之，時脈信號EPAM CK及EPAM XCK的週期是設定為4H*2=8H(8個水平掃描時間H)；相位信號EPAM P1-EPAM P13的脈波寬度是設定為10H*4=40H(40個水平掃描時間H)，相位信號EPAM P1-EPAM P13的週期是設定為12H*4=48H(48個水平掃描時間H)。

位據上述，第1列至第4列的畫素PX是利用發光信號EPAM[1]來驅動，亦即將相位信號EPAM P1同時提供至第1列至第4列的畫素PX。類似地，第5列至第8列的畫素PX是利用發光信號EPAM[2]來驅動，亦即將相位信號EPAM P2同時提供至第1列至第4列的畫素PX；第45列至第48列的畫素PX是利用發光信號EPAM[12]來驅動，亦即將相位信號EPAM P12同時提供至第45列至第48列的畫素PX，其餘可依此類推。其中，各個發光信號EPAM[1]、EPAM[2]及EPAM[12]為方波信號。

圖4為依據本發明又一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。請參照圖1、圖3及圖4，在本實施例中，圖4的驅動時序大致相同於圖3的驅動時序，其不同之處在於相位信號EPAM P1-EPAM P13為擺盪（sweep）信號，亦即相位信號EPAM P1-EPAM P13會於高電壓準位下降至低電壓準位，其中相或相似元件使用相同或相似標號。此時，各個發光信號EPAM[1]、EPAM[2]及EPAM[12]也是擺盪信號。

圖5為依據本發明一實施例的發光驅動電路的電路示意圖。請參照圖1及圖5，在本實施例中，發光驅動電路121包括電晶體T1-T10、電容C1及C2，並且發光驅動電路121_1及121_2可參照發光驅動電路121，其中相或相似元件使用相同或相似標號。

電晶體T9具有接收前一個發光信號EPAM[n-1]（或起始信號VSTV）的第一端、接收正向掃描信號U2D的控制端及第二端，其中n為正整數。電晶體T10具有耦接電晶體T9的第二端的第一端、接收反向掃描信號D2U的控制端及接收下一個發光信號EPAM[n+1]（或結束信號VEND）的第二端。電晶體T1具有耦接電晶體T9的第二端的第一端、接收時脈信號CKE或XCKE的控制端及提供內部電壓Q1的第二端。

電晶體T5具有接收閘極低電壓VGL的第一端、接收內部電壓Q2的控制端及提供內部電壓Q3的第二端。電容C1耦接於時脈信號CKE或XCKE與內部電壓Q2之間。電晶體T7具有接收內部電壓Q2的第一端、耦接電晶體T9的第二端的控制端及接收閘極高電壓VGH的第二端。電晶體T6具有接收內部電壓Q3的第一端、接收內部電壓Q1的控制端及接收閘極高電壓VGH的第二端。

電晶體T8具有接收閘極低電壓VGL的第一端、接收重置信號Reset的控制端及接收內部電壓Q3的第二端。電晶體T2具有接收閘極低電壓VGL的第一端、接收內部電壓Q1的控制端及提供對應的發光信號EPAM[n]的第二端。電容C2耦接於時脈信號XCKE或CKE與內部電壓Q1之間。

電晶體T4具有接收內部電壓Q1的第一端、接收內部電壓Q3的控制端及接收閘極高電壓VGH的第二端。電晶體T3具有接收對應的發光信號EPAM[n]的第一端、接收內部電壓Q3的控制端及接收閘極高電壓VGH的第二端。

綜上所述，本發明實施例的顯示裝置，透過單一發光信號提供至多個相鄰列的畫素，使得隨著畫面更新率提高而縮小的單一發光信號的脈波寬度可以被放大而不影響畫素的驅動，以在實現超高速掃描的需求下，同時維持與畫面更新率提高前一樣的發光特性，以符合客戶的需求。並且，透過放大單一發光信號的脈波寬度，可以相對地減少相位信號的數量，以減低硬體的設計負擔及元件成本。

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:顯示裝置

110:時序控制器

120:發光驅動器

121、121_1、121_2:發光驅動電路

130:畫素陣列

140:源極驅動器

150:閘極驅動器

C1、C2:電容

D2U:反向掃描信號

EPAM CK、EPAM XCK、CKE、XCKE:時脈信號

EPAM P1-EPAM P13:相位信號

EPAM STV:發光發起始信號

EPAM T[1]:起始時序信號

EPAM[1]、EPAM[2]、EPAM[12]、EPAM[52]、EPAM[53]、EPAM[n-1]、EPAM[n]、EPAM[n+1]:發光信號

LDA:源極線

LDR:發光驅動線

LGA:閘極線

PX:畫素

Q1、Q2、Q3:內部電壓

Reset:重置信號

T1-T10:電晶體

U2D:正向掃描信號

VEND:結束信號

VGH:閘極高電壓

VGL:閘極低電壓

VSTV:起始信號

圖1為依據本發明一實施例的顯示裝置的系統示意圖。圖2為依據本發明一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖3為依據本發明另一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖4為依據本發明又一實施例的顯示裝置的驅動波形示意圖。圖5為依據本發明一實施例的發光驅動電路的電路示意圖。