TWI824853B - 顯示裝置及其背光模組驅動電路及驅動方法 - Google Patents
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Abstract
一種驅動電路,包含第一至第七電晶體、第一電容以及第二電容。第一電晶體耦接於第一節點,且接收資料電壓。第二電晶體接收初始電壓,且耦接於第二節點。第三電晶體耦接於第三節點與第一節點。第四電晶體耦接於第二節點與第四節點。第五電晶體接收參考電壓,且耦接於第三節點。第六電晶體接收接地電壓,且耦接於第四節點。第七電晶體耦接於第三節點、第四節點及第二節點。第一電容耦接於第一節點與第二節點之間。第二電容耦接於初始電壓與第一節點之間。
Description
本揭示內容有關於一種驅動電路及驅動方法,特別是指一種顯示裝置中背光模組的驅動電路及驅動方法。
在使用微發光二極體背光模組的液晶顯示器中,通常可在背光模組上分配多個發光區域。在驅動背光模組的過程中,每個發光區域會從掃描電路分時接收到對應的驅動電壓。每當掃描電路提供驅動電壓至發光區域時,資料電路會提供對應的資料至接收到驅動電壓的發光區域,使發光區域以預設的亮度發光。
然而,前述背光模組的驅動方法需要使用大量的積體電路才能實現,且積體電路的使用數量又會隨著發光區域數量的增加而增加。此外,在發光區域數量較多的情形下,每個發光區域的工作比(duty ratio)較小,此導致需要提供給背光模組較大的驅動電流才能維持預設亮度。這些都進一步使得液晶顯示器成本的提高。
本揭示內容的一態樣為一驅動電路。驅動電路包含一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體、一第四電晶體、一第五電晶體、一第六電晶體、一第七電晶體、一第一電容以及一第二電容。該第一電晶體的一第一端耦接於一第一節點,且該第一電晶體的一第二端接收一資料電壓。該第二電晶體的一第一端接收一初始電壓,且該第二電晶體的一第二端耦接於一第二節點。該第三電晶體的一第一端耦接於一第三節點,且該第三電晶體的一第二端耦接於該第一節點。該第四電晶體的一第一端耦接於該第二節點,且該第四電晶體的一第二端耦接於一第四節點。該第五電晶體的一第一端接收一參考電壓,且該第五電晶體的一第二端耦接於該第三節點。該第六電晶體的一第一端接收一接地電壓,且該第六電晶體的一第二端耦接於該第四節點。該第七電晶體的一第一端耦接於該第三節點,該第七電晶體的一第二端耦接於該第四節點,且該第七電晶體的一控制端耦接於該第二節點。該第一電容耦接於該第一節點與該第二節點之間。該第二電容耦接於該初始電壓與該第一節點之間。
本揭示內容的另一態樣為一顯示裝置。該顯示裝置包含一背光模組、一液晶面板以及前述的驅動電路。該液晶面板位於該背光模組的一側。該驅動電路與該背光模組耦接於該第三節點,並用以驅動該背光模組進行發光,使該液晶面板顯示一影像。
本揭示內容的又另一態樣為一種背光模組的驅動方法。該驅動方法包含:在一第一期間,藉由一資料寫入電路寫入一資料電壓至耦接於該資料寫入電路與一發光控制電路之間的一第一節點,且藉由一重置電路重置耦接於該重置電路與一電流產生電路之間的一第二節點至一初始電壓;在一第二期間,藉由導通一補償電路將該第二節點從該初始電壓補償至一補償電壓;以及在一第三期間,藉由導通該發光控制電路將該資料電壓耦合至該第二節點,以使該電流產生電路依據一工作電壓產生一驅動電流至該背光模組的一發光元件。
綜上,藉由將驅動電路設計在玻璃基板上,本揭示內容驅動電路及驅動方法不須使用大量的積體電路來驅動背光模組,適用於有大電流需求的背光模組,並可彈性調整背光模組中發光區域的工作比,以進一步使顯示裝置具有降低成本及降低功耗的優勢。
下文為舉實施例配合所附圖式作詳細說明,但所描述的具體實施例僅用以解釋本案,並不用來限定本案,而結構操作之描述非用以限制其執行之順序,任何由元件重新組合之結構,所產生具有均等功效的裝置,皆為本揭示內容所涵蓋的範圍。
在全篇說明書與申請專利範圍所使用之用詞(terms),除有特別註明外,通常具有每個用詞使用在此領域中、在此揭示之內容中與特殊內容中的平常意義。
關於本文中所使用之「耦接」或「連接」,均可指二或多個元件相互直接作實體或電性接觸,或是相互間接作實體或電性接觸,亦可指二或多個元件相互操作或動作。
請參閱第1圖,第1圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置100的方塊圖。於一些實施例中,顯示裝置100包括一驅動電路10、一背光模組20以及一液晶面板30。如第1圖所示,液晶面板30位於背光模組20的一側。驅動電路10電性耦接於背光模組20,並用以驅動背光模組20進行發光,使得液晶面板30顯示一影像(圖中未示)供使用者觀看。
於一些實施例中,顯示裝置100藉由液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)來實現,但本揭示內容並不以此為限。此外,液晶面板30的結構為本揭示內容所屬技術領域中具通常知識者所熟知,故不在此詳細說明。
請參閱第2圖,第2圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組20與驅動電路10的方塊圖。於一些實施例中,顯示裝置100還包含一玻璃基板40。背光模組20包含複數個發光元件201以及一電路基板203。如第2圖所示,驅動電路10經配置以形成在玻璃基板40上,且多個發光元件201經配置而以陣列排列在電路基板203上。此外,玻璃基板40上的驅動電路10透過一軟性連接件50與電路基板203上的多個發光元件201電性耦接。
於一些實施例中,玻璃基板40藉由低溫多晶矽(low temperature polycrystalline silicon,LTPS)玻璃基板來實現,電路基板203藉由FR-4基板來實現,發光元件201藉由微發光二極體(micro LED)來實現,而軟性連接件50藉由軟性印刷電路板(flexible printed circuit,FPC)來實現。應當理解,本揭示內容並不限於此。
於第2圖的實施例中,背光模組20中一半的發光元件201[1]被分配在一驅動區域R1中,而背光模組20中另一半的發光元件201[2]則被分配在不同於驅動區域R1的另一驅動區域R2中。驅動區域R1中的多個發光元件201[1]透過一驅動電壓VCC1來驅動,而驅動區域R2中的多個發光元件201[2]則透過另一驅動電壓VCC2來驅動。
請參閱第3圖,第3圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組20與驅動電路10的電路圖。於一些實施例中,驅動電路10包含複數個子電路101,其中多個子電路101經配置而以陣列排列在玻璃基板40上。如第3圖所示,驅動區域R1中每個發光元件201[1]的陽極端透過一開關元件SW[1]接收驅動電壓VCC1,而驅動區域R1中每個發光元件201[1]的陰極端則電性耦接於對應的子電路101。驅動區域R2中每個發光元件201[2]的陽極端透過另一開關元件SW[2]接收驅動電壓VCC2,而驅動區域R2中每個發光元件201[2]的陰極端則電性耦接於對應的子電路101。
於一些實務應用中,驅動區域R1中的多個發光元件201[1]、驅動區域R2中的多個發光元件201[2]及多個子電路101均排列為12列(row)24行(column)的陣列,亦即,三者具有相同排列。在此情形下,第1列第1行的發光元件201[1]及第1列第1行的發光元件201[2]均耦接於第1列第1行的子電路101(此即為前述對應的子電路101)。陣列中其餘發光元件201[1]及201[2]的配置可依此類推,故不在此贅述。
於第3圖的實施例中,每個子電路101包含一資料寫入電路110、一重置電路112、一發光控制電路114、一補償電路116、一電流產生電路118、一保持電路120以及二個電容C1及C2。於一些實施例中,如第3圖所示,資料寫入電路110包含二個電晶體T1及T4,重置電路112包含一電晶體T2,發光控制電路114包含二個電晶體T3及T6,補償電路116包含一電晶體T5,電流產生電路118包含一電晶體T7,而保持電路120包含一電晶體T8。
結構上,電晶體T1的第一端耦接於一節點A,且電晶體T1的第二端接收一資料電壓VDATA。電晶體T2的第一端接收一初始電壓VINI,且電晶體T2的第二端耦接於一節點B。電晶體T3的第一端耦接於一節點C,且電晶體T3的第二端耦接於節點A。電晶體T4的第一端耦接於節點B,且電晶體T4的第二端耦接於一節點D。電晶體T5的第一端接收一參考電壓VREF,且電晶體T5的第二端耦接於節點C。電晶體T6的第一端接收一接地電壓GND,且電晶體T6的第二端耦接於節點D。電晶體T7的第一端耦接於節點C,電晶體T7的第二端耦接於節點D,且電晶體T7的控制端耦接於節點B。電晶體T8的第一端接收參考電壓VREF,且電晶體T8的第二端耦接於節點C。電容C1耦接於節點A與節點B之間。電容C2耦接於初始電壓VINI與節點A之間。此外,驅動電路10中的子電路101與背光模組20中對應發光元件201的陰極端耦接於節點C。
又如第3圖所示,電晶體T2用以依據一第一控制訊號S1[n-1]的電壓位準導通或關斷。電晶體T1及T4用以依據一第二控制訊號S1[n]的電壓位準導通或關斷。電晶體T5用以依據一第三控制訊號S1[n+1]的電壓位準導通或關斷。電晶體T8用以依據一第四控制訊號S2[n]的電壓位準導通或關斷。此外,電晶體T3及T6用以依據一發光控制訊號EM的電壓位準導通或關斷。
於前述實施例中,資料電壓VDATA為0~6伏特,初始電壓VINI大致為-3伏特,參考電壓VREF大致為0.5伏特,而驅動電壓VCC1及VCC2各自大致為-12~8伏特。電晶體T1~T5各自的等效長度及寬度大致為6及30微米(μm),電晶體T6的等效長度及寬度大致為2160及7200微米,而電晶體T7的等效長度及寬度大致為2880及9600微米。電容C1的電容值大致為30皮法拉(pF),而電容C2的電容值大致為5皮法拉。應當理解,本揭示內容並不限於此。值得注意的是,上述電晶體及電壓值的配置是為了讓驅動電路10能夠產生較大的驅動電流至背光模組20,使背光模組20能發出足夠亮度的光至液晶面板30,因此其並不同於一般畫素電路中電晶體及電壓值的配置。
於前述實施例中,電晶體T1~T8均為P型薄膜電晶體,但本揭示內容並不以此為限。於其他實施例中,本揭示內容所屬技術領域中具通常知識者亦可以N型薄膜電晶體實現電晶體T1~T8。
請參閱第4圖,第4圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置100在一選通模式(strobe mode)Mst下的訊號時序圖。於一些實施例中,顯示裝置100操作在選通模式Mst下,以分時對第2圖中的驅動區域R1及驅動區域R2進行驅動。如第4圖所示,在選通模式Mst下,驅動電壓VCC1與驅動電壓VCC2在連續幀時間F[n-1]~F[n+1]中被輪流提供。此外,第4圖示出與驅動區域R1中第1列的發光元件201[1]相對應的一訊號時序圖TMst。接著將搭配訊號時序圖TMst詳細說明子電路101的操作。如訊號時序圖TMst所示,選通模式Mst下的幀時間F[n]包含期間P1~P4。
請一併參閱第4及5A圖,第5A圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P1中的運作示意圖。於期間P1,電晶體T2依據第一控制訊號S1[n-1]導通,電晶體T1與電晶體T4依據第二控制訊號S1[n]導通,電晶體T5依據第三控制訊號S1[n+1]關斷,電晶體T8依據第四控制訊號S2[n]關斷,且電晶體T3與電晶體T6依據發光控制訊號EM關斷。據此,如第5A圖所示,資料電壓VDATA透過電晶體T1被提供至節點A,初始電壓VINI透過電晶體T2與電晶體T4被提供至節點B及D,而節點C的電壓值則相當於為初始電壓VINI減去電晶體T7臨界電壓Vth的絕對值。
由上述說明可知,於期間P1,藉由資料寫入電路110寫入資料電壓VDATA至耦接於資料寫入電路110與發光控制電路114之間的節點A,且藉由重置電路112重置耦接於重置電路112與電流產生電路118之間的節點B至初始電壓VINI。
請一併參閱第4及5B圖,第5B圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P2中的運作示意圖。於期間P2,電晶體T2依據第一控制訊號S1[n-1]從導通變為關斷,電晶體T1與電晶體T4依據第二控制訊號S1[n]保持導通,電晶體T5依據第三控制訊號S1[n+1]從關斷變為導通,電晶體T8依據第四控制訊號S2[n]從關斷變為導通,且電晶體T3與電晶體T6依據發光控制訊號EM保持關斷。據此,參考電壓VREF透過電晶體T5及電晶體T8被提供至節點C。於期間P2初期,電晶體T7的第一端和控制端的電壓差大致為參考電壓VREF減去初始電壓VINI。由於此電壓差大於電晶體T7的臨界電壓Vth,電晶體T7導通,進一步透過導通的多個電晶體T4、T5、T7及T8以參考電壓VREF對節點B充電,直到電晶體T7的第一端和控制端之間的電壓差減少至電晶體T7的臨界電壓Vth。
由上述說明可知,於期間P2,藉由導通補償電路116將節點B從初始電壓VINI補償至一補償電壓VCP。此補償電壓VCP大致為參考電壓VREF減去電晶體T7臨界電壓Vth的絕對值。
請一併參閱第4及5C圖,第5C圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P3中的運作示意圖。於期間P3,電晶體T2依據第一控制訊號S1[n-1]保持關斷,電晶體T1與電晶體T4依據第二控制訊號S1[n]從導通變為關斷,電晶體T5依據第三控制訊號S1[n+1]在初期先保持導通而後從導通變為關斷,電晶體T8依據第四控制訊號S2[n]保持導通,且電晶體T3與電晶體T6依據發光控制訊號EM保持關斷。據此,節點A被保持在資料電壓VDATA,節點B及D被保持在補償電壓VCP,而節點C被保持在參考電壓VREF。
由上述說明可知,於期間P3,藉由導通保持電路120將節點A與節點B分別保持在資料電壓VDATA與補償電壓VCP。
由第4圖與期間P2及P3的說明可知,補償電路116及保持電路120在期間P2一起從關斷變為導通,並在期間P3的初期一起保持導通。此後,僅保持電路120保持導通以保持節點A~D的電壓值。值得注意的是,這樣的配置是為了等待與驅動區域R1中其他列的發光元件201[1]相對應的子電路101完成重置、資料寫入及補償操作(亦即,期間P1及P2的操作)。換言之,在選通模式Mst下,每一列的子電路101在完成重置、資料寫入及補償操作後會保持節點A~D的電壓值,直到剩餘列的子電路101也完成重置、資料寫入及補償操作。
承上述說明,第4圖還示出了與驅動區域R1中第1列的發光元件201[1]相對應的一資料寫入時間TIst以及一液晶反應時間TRst,而液晶反應時間TRst之後則接續提供驅動電壓VCC1的時間。由第4圖亦可看出驅動區域R1中其餘列的發光元件201[1]也有對應的資料寫入時間及液晶反應時間,只是為了讓圖式保持簡潔而未示出。值得注意的是,在選通模式Mst下,每一列的發光元件201[1]都對應不一樣的液晶反應時間TRst,這亦反映出與驅動區域R1相對應的每一列子電路101保持節點A~D電壓值的時間不同。
在每一列的子電路101均完成重置、資料寫入及補償操作後,與驅動區域R1相對應的每一列子電路101的操作同時進入期間P4。請一併參閱第4及5D圖,第5D圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P4中的運作示意圖。於期間P4,電晶體T2依據第一控制訊號S1[n-1]保持關斷,電晶體T1與電晶體T4依據第二控制訊號S1[n]保持關斷,電晶體T5依據第三控制訊號S1[n+1]保持關斷,電晶體T8依據第四控制訊號S2[n]從導通變為關斷,且電晶體T3與電晶體T6依據發光控制訊號EM從關斷變為導通。又,如第4及5D圖所示,在電晶體T3與電晶體T6導通後,開關元件SW[1]接著導通,以使驅動區域R1中所有的發光元件201[1]都接收到驅動電壓VCC1。
在前述配置下,節點C的電壓值變為背光模組20的一輸出電壓。此輸出電壓大致為驅動電壓VCC1減去發光元件201[1]兩端的電壓差VLED。節點A的電壓值亦因為電晶體T3導通而變為背光模組20的輸出電壓。由於電容C1兩端的電壓差會保持不變,節點B的電壓值也相對應的從補償電壓VCP改變為一工作電壓VW。此工作電壓VW大致為補償電壓VCP(亦即,參考電壓VREF減去電晶體T7臨界電壓Vth的絕對值)加上節點A改變的電壓差(亦即,驅動電壓VCC1減去發光元件201[1]兩端的電壓差VLED及資料電壓VDATA)。換句話說,於期間P4,資料電壓VDATA透過電容C1從節點A耦合至節點B。此外,驅動電壓VCC1亦耦合至節點B。
緊接著,電晶體T7根據其第一端的電壓值(亦即,驅動電壓VCC1減去發光元件201[1]兩端的電壓差VLED)以及其控制端的電壓值(亦即,工作電壓VW)產生一驅動電流Id。具體而言,驅動電流Id通過發光元件201[1]、電晶體T7及電晶體T6,使發光元件201[1]發光。其中,驅動電流Id可由公式(1)表示:
…(1),
其中,K為導電參數(Conduction Parameter)。
值得注意的是,藉由子電路101的結構及在期間P1~P4的操作,驅動電流Id的大小將不受電晶體T7的臨界電壓Vth變異及/或驅動電壓VCC1因為寄生元件而發生電壓升/降的影響。也就是說,驅動電路10可提供相對穩定的驅動電流Id給發光元件201[1],以讓亮度均勻性增加。此外,如第5D圖所示,在驅動電流Id的路徑上僅有兩個電晶體T6及T7,此能夠減縮施加於子電路101的跨壓,且進一步讓顯示裝置100的功耗降低。
請再次參閱第2及4圖,驅動電路10在選通模式Mst下對驅動區域R2中所有的發光元件201[2]進行驅動的操作可依此類推,故不在此贅述。
請參閱第6圖,第6圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組20與驅動電路10的方塊圖。於第6圖的實施例中,背光模組20中每一列的發光元件201被分配在對應的驅動區域中。舉例來說,第1列的發光元件201[1]被分配在驅動區域R1中,第2列的發光元件201[2]被分配在驅動區域R2中,第12列的發光元件201[12]被分配在驅動區域R12中,第13列的發光元件201[13]被分配在驅動區域R13中,而第24列的發光元件201[24]被分配在驅動區域R24中。其餘列的發光元件201的配置可依此類推,故不在此贅述。此外,每一驅動區域中的發光元件201透過對應的驅動電壓來驅動。舉例來說,驅動區域R1中的發光元件201[1]透過驅動電壓VCC1來驅動,驅動區域R2中的發光元件201[2]透過驅動電壓VCC2來驅動,驅動區域R12中的發光元件201[12]透過驅動電壓VCC12來驅動,驅動區域R13中的發光元件201[13]透過驅動電壓VCC13來驅動,而驅動區域R24中的發光元件201[24]透過驅動電壓VCC24來驅動。其餘驅動區域中的發光元件201的配置可依此類推,故不在此贅述。
請參閱第7圖,第7圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組20與驅動電路10的電路圖。於一些實施例中,為了驅動如第6圖所示的背光模組20,驅動電路10包含複數個子電路103。相較於第3圖的子電路101,第7圖的子電路103未包含保持電路120。也就是說,如第7圖所示,子電路103包含電晶體T1~T7及電容C1~C2,且未接收第四控制訊號S2[n]。應當理解,子電路103的其餘設置與操作與子電路101類似,故不在此贅述。
請參閱第8圖,第8圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置100在一掃描模式(scanning mode)Msc下的訊號時序圖。於一些實施例中,顯示裝置100操作在掃描模式Msc下,以分時對第6圖中的多個驅動區域R1~R24進行驅動。如第8圖所示,在掃描模式Msc下,多個驅動電壓VCC1~VCC24在連續幀時間F[n]~F[n+1]中被依次提供。此外,第8圖示出與驅動區域R1中的發光元件201[1]相對應的一訊號時序圖TMsc,接著將搭配訊號時序圖TMsc說明子電路103的操作。如訊號時序圖TMsc所示,掃描模式Msc下的幀時間F[n]包含期間P1~P2及P4。
於第8圖的實施例中,期間P1~P2及P4的說明與第4圖實施例的說明相同或類似,故接著僅在此簡單對其說明。請一併參閱第8及9A圖,第9A圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P1中的運作示意圖。於期間P1,電晶體T1、T2與T4導通,且電晶體T3、T5與T6關斷。據此,資料電壓VDATA透過電晶體T1被提供至節點A,初始電壓VINI透過電晶體T2與電晶體T4被提供至節點B及D,而節點C的電壓值則相當於為初始電壓VINI減去電晶體T7臨界電壓Vth的絕對值。
請一併參閱第8及9B圖,第9B圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P2中的運作示意圖。於期間P2,電晶體T1、T4與T5導通,且電晶體T2、T3與T6關斷。據此,參考電壓VREF透過電晶體T5被提供至節點C,此導致電晶體T7導通,進一步使節點B充電至補償電壓VCP。
請一併參閱第8及9C圖,第9C圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路10在期間P4中的運作示意圖。於期間P4,電晶體T3與T6導通,且電晶體T1、T2、T4與T5關斷。又,開關元件SW[1]導通,以使驅動區域R1中所有的發光元件201[1]都接收到驅動電壓VCC1。據此,節點C與A的電壓值因為電晶體T3導通而變為背光模組20的輸出電壓(亦即,驅動電壓VCC1減去發光元件201[1]兩端的電壓差VLED)。資料電壓VDATA透過電容C1從節點A耦合至節點B,此進一步使節點B的電壓值從補償電壓VCP改變為工作電壓VW。接著,電晶體T7根據其第一端(亦即,節點C)與控制端(亦即,節點B)的電壓差產生驅動電流Id,使發光元件201[1]發光。
請再次參閱第6及8圖,驅動電路10在掃描模式Msc下對剩餘驅動區域R2~R24中的多個發光元件201[2]~201[24]進行驅動的操作可依此類推,故不在此贅述。
由上述説明可知,在掃描模式Msc下,每一列的子電路103在完成重置、資料寫入及補償操作後,會在短時間內驅動對應列的發光元件201進行發光。換句話說,子電路103不像子電路101那樣會等待剩餘列的子電路101完成重置、資料寫入及補償操作。據此,以第2及6圖來說,第2圖中上半部的發光元件201(亦即,驅動區域R1中的發光元件201[1])會同步發光,但第6圖中上半部的發光元件201(亦即,驅動區域R1~R12中的發光元件201[1]~201[12])則是會由上而下依序發光。
進一步說明,如第8圖所示,由於第三控制訊號S1[n+1]在期間P2與期間P4之間具有一導通電壓位準,子電路103在期間P2與期間P4之間也僅有電晶體T5保持導通。因此,在期間P2與期間P4之間,節點A的電壓值保持在資料電壓VDATA,節點B及D的電壓值保持在補償電壓VCP,而節點C的電壓值保持在參考電壓VREF。也就是說,於一些實施例中,子電路103在幀時間F[n]除了期間P1~P2及P4的操作之外,還包含在期間P2與期間P4之間保持節點A~D的電壓值的操作。應當理解,子電路103在期間P2與期間P4之間的操作對應於子電路101在期間P3的操作,只是子電路103保持節點A~D電壓值的時間是依據電晶體T5而定,而子電路101保持節點A~D電壓值的時間是依據電晶體T8而定。
承上述說明,第8圖還示出了與驅動區域R1中第1列的發光元件201[1]相對應的一資料寫入時間TIsc以及一液晶反應時間TRsc,而液晶反應時間TRsc之後則接續提供驅動電壓VCC1的時間。由第8圖亦可看出其餘列的發光元件201也有對應的資料寫入時間及液晶反應時間,只是為了讓圖式保持簡潔而未示出。值得注意的是,在掃描模式Msc下,每一列的發光元件201都對應一樣的液晶反應時間TRsc,這亦反映出的掃描模式Msc與選通模式Mst的不同。舉例來說,相較於在選通模式Mst下,發光元件201在掃描模式Msc下具有較長的發光時間,此導致背光模組20在掃描模式Msc下具有較高的亮度。
值得注意的是,於前述實施例中,藉由將驅動電路10設計在玻璃基板40上,本揭示內容的驅動電路10可透過玻璃基板40儲存電壓並適時轉換出驅動電流,使驅動電路10的輸出不會如相關技術一樣因為積體電路的物理特性或使用數量等因素而受到限制。
此外,如第2及3圖的說明,驅動電路10中其中一個子電路101分別對驅動區域R1中其中一個發光元件201[1]及驅動區域R2中其中一個發光元件201[2]進行驅動。由此可知,驅動區域R1及R2各自的工作比(duty ratio)約為50%。然而,本揭示內容並不限於此。藉由將驅動電路10設計在玻璃基板40上,於其他實施例中,一個子電路101可分別驅動位在不同驅動區域中的三個發光元件201,使各個驅動區域的工作比變為約33%。也就是說,藉由將驅動電路10設計在玻璃基板40上,本揭示內容的驅動電路10還可彈性調整背光模組20中發光區域的工作比。
由上述本揭示內容的實施方式可知,藉由將驅動電路10設計在玻璃基板40上,本揭示內容驅動電路10及驅動方法(亦即,期間P1~P4的操作)不須使用大量的積體電路來驅動背光模組,適用於有大電流需求的背光模組,並可彈性調整背光模組中發光區域的工作比,以進一步使顯示裝置100具有降低成本及降低功耗的優勢。
雖然本揭示內容已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本揭示內容,所屬技術領域具有通常知識者在不脫離本揭示內容之精神和範圍內,當可作各種更動與潤飾,因此本揭示內容之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10:驅動電路
20:背光模組
30:液晶面板
40:玻璃基板
50:軟性連接件
100:顯示裝置
101,103:子電路
110:資料寫入電路
112:重置電路
114:發光控制電路
116:補償電路
118:電流產生電路
120:保持電路
201[1],201[2],201[12],201[13],201[24]:發光元件
203:電路基板
T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7,T8:電晶體
C1,C2:電容
A,B,C,D:節點
SW[1],SW[2]:開關元件
Mst:選通模式
Msc:掃描模式
TMst,TMsc:訊號時序圖
TIst,TIsc:資料寫入時間
TRst,TRsc:液晶反應時間
S1[n-1]:第一控制訊號
S1[n]:第二控制訊號
S1[n+1]:第三控制訊號
S2[n]:第四控制訊號
EM,EM[n]:發光控制訊號
VCC1,VCC2,VCC12,VCC13,VCC23,VCC24:驅動電壓
R1,R2,R12,R13,R23,R24:驅動區域
VDATA:資料電壓
VINI:初始電壓
VREF:參考電壓
VCP:補償電壓
VW:工作電壓
VLED:電壓差
Vth:臨界電壓
GND:接地電壓
Id:驅動電流
F[n-1],F[n],F[n+1]:幀時間
P1,P2,P3,P4:期間
第1圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置的方塊圖。
第2圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組與驅動電路的方塊圖。
第3圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種背光模組與驅動電路的電路圖。
第4圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置在選通模式下的訊號時序圖。
第5A~5D圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路在不同期間中的運作示意圖。
第6圖為根據本揭示內容的其他一些實施例繪示一種背光模組與驅動電路的方塊圖。
第7圖為根據本揭示內容的其他一些實施例繪示一種背光模組與驅動電路的電路圖。
第8圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種顯示裝置在掃描模式下的訊號時序圖。
第9A~9C圖為根據本揭示內容的一些實施例繪示一種驅動電路在不同期間中的運作示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
10:驅動電路
20:背光模組
103:子電路
110:資料寫入電路
112:重置電路
114:發光控制電路
116:補償電路
118:電流產生電路
201[1]:發光元件
T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7:電晶體
C1,C2:電容
A,B,C,D:節點
SW[1]:開關元件
S1[n-1]:第一控制訊號
S1[n]:第二控制訊號
S1[n+1]:第三控制訊號
EM[n]:發光控制訊號
VCC1:驅動電壓
VDATA:資料電壓
VINI:初始電壓
VREF:參考電壓
GND:接地電壓
Claims (10)
- 一種驅動電路,包含:一第一電晶體,其中該第一電晶體的一第一端耦接於一第一節點,且該第一電晶體的一第二端接收一資料電壓;一第二電晶體,其中該第二電晶體的一第一端接收一初始電壓,且該第二電晶體的一第二端耦接於一第二節點;一第三電晶體,其中該第三電晶體的一第一端耦接於一第三節點,且該第三電晶體的一第二端耦接於該第一節點;一第四電晶體,其中該第四電晶體的一第一端耦接於該第二節點,且該第四電晶體的一第二端耦接於一第四節點;一第五電晶體,其中該第五電晶體的一第一端接收一參考電壓,且該第五電晶體的一第二端耦接於該第三節點;一第六電晶體,其中該第六電晶體的一第一端接收一接地電壓,且該第六電晶體的一第二端耦接於該第四節點;一第七電晶體,其中該第七電晶體的一第一端耦接於該第三節點,該第七電晶體的一第二端耦接於該第四節點,且該第七電晶體的一控制端耦接於該第二節點;一第一電容,耦接於該第一節點與該第二節點之間;以及一第二電容,耦接於該初始電壓與該第一節點之間;其中該第二電晶體的一控制端接收一第一控制訊號,該第一電晶體的一控制端與該第四電晶體的一控制端接收一 第二控制訊號,該第五電晶體的一控制端接收一第三控制訊號,且該第三電晶體的一控制端與該第六電晶體的一控制端接收一發光控制訊號。
- 如請求項1所述之驅動電路,其中在一第一期間,該第二電晶體依據該第一控制訊號導通,該第一電晶體與該第四電晶體依據該第二控制訊號導通,該第五電晶體依據該第三控制訊號關斷,且該第三電晶體與該第六電晶體依據該發光控制訊號關斷;在該第一期間之後的一第二期間,該第二電晶體依據該第一控制訊號從導通變為關斷,且該第五電晶體依據該第三控制訊號從關斷變為導通;在該第二期間之後的一第三期間,該第一電晶體與該第四電晶體依據該第二控制訊號從導通變為關斷,該第五電晶體依據該第三控制訊號從導通變為關斷,且該第三電晶體與該第六電晶體依據該發光控制訊號從關斷變為導通。
- 如請求項1所述之驅動電路,其還包含:一第八電晶體,其中該第八電晶體的一控制端接收一第四控制訊號,該第八電晶體的一第一端接收該參考電壓,且該第八電晶體的一第二端耦接於該第三節點。
- 如請求項3所述之驅動電路,其中在一第一期間,該第二電晶體依據該第一控制訊號導通,該第一電 晶體與該第四電晶體依據該第二控制訊號導通,該第五電晶體依據該第三控制訊號關斷,該第八電晶體依據該第四控制訊號關斷,且該第三電晶體與該第六電晶體依據該發光控制訊號關斷;在該第一期間之後的一第二期間,該第二電晶體依據該第一控制訊號從導通變為關斷,該第五電晶體依據該第三控制訊號從關斷變為導通,且該第八電晶體依據該第四控制訊號從關斷變為導通;在該第二期間之後的一第三期間,該第一電晶體與該第四電晶體依據該第二控制訊號從導通變為關斷;在該第二期間之後的一第四期間,該第五電晶體依據該第三控制訊號從導通變為關斷,該第八電晶體依據該第四控制訊號從導通變為關斷,且該第三電晶體與該第六電晶體依據該發光控制訊號從關斷變為導通。
- 一種顯示裝置,包含:一背光模組;一液晶面板,位於該背光模組的一側;以及如請求項1之驅動電路,其中該驅動電路與該背光模組耦接於該第三節點,並用以驅動該背光模組進行發光,使該液晶面板顯示一影像。
- 如請求項5所述之顯示裝置,其還包含一玻璃基板,其中該驅動電路設置於該玻璃基板上。
- 一種背光模組的驅動方法,適用於一驅動電路,其中該驅動電路包含一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體、一第四電晶體、一第五電晶體、一第六電晶體、一第七電晶體、一第一電容及一第二電容,且該驅動方法包含:在一第一期間,藉由該第一電晶體寫入一資料電壓至一第一節點,且藉由該第二電晶體重置一第二節點至一初始電壓;在一第二期間,藉由導通該第五電晶體將該第二節點從該初始電壓補償至一補償電壓;以及在一第三期間,藉由導通該第三電晶體及該第六電晶體將該資料電壓耦合至該第二節點,以使該第七電晶體依據一工作電壓產生一驅動電流至該背光模組的一發光元件;其中該第一電晶體耦接於該資料電壓及該第一節點之間,該第二電晶體耦接於該初始電壓及該第二節點之間,該第三電晶體耦接於該第一節點及一第三節點之間,該第四電晶體耦接於該第二節點及一第四節點之間,該第五電晶體耦接於一參考電壓及該第三節點之間,該第六電晶體耦接於一接地電壓及該第四節點之間,該第七電晶體耦接於該第二節點、該第三節點及該第四節點之間,該第一電容耦接於該第一節點及該第二節點之間,且該第二電容耦接於該初始電壓與該第一節點之間;其中該第二電晶體接收一第一控制訊號,該第一電晶體 與該第四電晶體接收一第二控制訊號,該第五電晶體接收一第三控制訊號,且該第三電晶體與該第六電晶體接收一發光控制訊號。
- 如請求項7所述之驅動方法,其中該驅動電路還包含一第八電晶體,該第八電晶體耦接於該參考電壓及該第三節點之間,並接收一第四控制訊號,且該驅動方法還包含:在該第二期間與該第三期間之間的一第四期間,藉由導通該第八電晶體將該第一節點與該第二節點分別保持在該資料電壓與該補償電壓。
- 如請求項7所述之驅動方法,還包含:在該第二期間,藉由該第五電晶體將該參考電壓提供至該第三節點;其中該補償電壓為該參考電壓減去該第七電晶體的一臨界電壓。
- 如請求項7所述之驅動方法,還包含:在該第三期間,藉由該第三電晶體將該背光模組的一輸出電壓提供至該第一節點;其中該工作電壓為該補償電壓加上該輸出電壓減去該資料電壓。
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