TWI825947B - 顯示面板 - Google Patents

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Abstract

一種顯示面板。顯示面板包括基板、畫素陣列、以及多個脈寬控制電路。畫素陣列配置於基板上且具有陣列排列的多個畫素，並且各個畫素接收電流資料電壓且具有發光二極體。脈寬控制電路配置於基板上且以陣列排列於畫素陣列外的第一側，耦接這些畫素，各個脈寬控制電路接收灰階資料電壓，以同時提供畫素資料電壓至這些畫素中的多個對應畫素。各個畫素的發光二極體的發光亮度是基於所接收的電流資料電壓所決定，並且各個畫素的發光二極體的單次發光時間長度是基於所接收的畫素資料電壓所決定。

Description

顯示面板
本發明是有關於一種顯示面板，且特別是有關於一種發光二極顯示面板。
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。
然而，微型發光二極體（uLED）和有機發光二極體（OLED）的發光亮度曲線不一樣，亦即操作同樣亮度下，發光二極體的發光效率非常低。並且，由於有機發光二極體的驅動電路所操作的電流區間是落在微型發光二極體的低發光效率區間，因此較早發展的有機發光二極體的驅動電路無法直接應用在微型發光二極體。藉此，為了驅動微型發光二極體，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面板，可以脈波寬度調變及脈衝振幅調變的方法驅動畫素，並且將脈波寬度調變電路配置於畫素陣列外，以縮小畫素的電路面板，來提高顯示面板的解析度。
本發明的顯示面板，包括基板、畫素陣列、以及多個脈寬控制電路。畫素陣列配置於基板上且具有陣列排列的多個畫素，並且各個畫素接收電流資料電壓且具有發光二極體。脈寬控制電路配置於基板上且以陣列排列於畫素陣列外的第一側，耦接這些畫素，各個脈寬控制電路接收灰階資料電壓，以同時提供畫素資料電壓至這些畫素中的多個對應畫素。各個畫素的發光二極體的發光亮度是基於所接收的電流資料電壓所決定，並且各個畫素的發光二極體的單次發光時間長度是基於所接收的畫素資料電壓所決定。
基於上述，本發明實施例的顯示面板，本發明實施例的顯示面板，顯示面板中的畫素可以脈波寬度調變及脈衝振幅調變的方法來驅動，並且脈寬控制電路是配置於畫素陣列外。藉此，可以縮小化畫素的電路面板，來提高顯示面板的解析度。
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。
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面板的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，顯示面板100至少包括基板110、畫素陣列120、多個脈寬控制電路PWC、以及驅動電路DRCT。其中，畫素陣列120配置於基板110上且具有陣列排列的多個畫素PX，並且各個畫素PX中配置有不同色彩的發光二極體（例如紅色發光二極體、綠色發光二極體、藍色發光二極體）。其次，脈寬控制電路PWC配置於基板110上且以陣列排列於畫素陣列120外的第一側（例如圖示中的上側），並且驅動電路DRCT配置於基板110上且配置於畫素陣列120外的第二側（例如圖示中的右側）。
各個畫素PX接收紅色電流資料電壓DataIr、綠色電流資料電壓DataIg、以及藍色電流資料電壓DataIb的其中之一，以使各個畫素PX基於所接收的紅色電流資料電壓DataIr、綠色電流資料電壓DataIg、或藍色電流資料電壓DataIb決定流經發光二極體的電流（亦即決定發光二極體的發光亮度），其中紅色電流資料電壓DataIr、綠色電流資料電壓DataIg、以及藍色電流資料電壓DataIb會基於發光材質的不同而有所差異。其中，紅色電流資料電壓DataIr、綠色電流資料電壓DataIg、以及藍色電流資料電壓DataIb可以由其他電路所提供（例如源極驅動器或時序控制器），但本發明實施例不以此為限。
脈寬控制電路PWC耦接畫素陣列120中的畫素PX，並且各個脈寬控制電路PWC接收第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、以及第三時脈信號CK3且接收紅色灰階資料電壓DataGr、綠色灰階資料電壓DataGg、藍色灰階資料電壓DataGb的其中之一，以同時提供紅色畫素資料電壓DataPr、綠色畫素資料電壓DataPg、以及藍色畫素資料電壓DataPb中的對應一者至多個對應的畫素PX中，以使各個畫素PX基於所接收的紅色畫素資料電壓DataPr、綠色畫素資料電壓DataPg、或藍色畫素資料電壓DataPb決定流經發光二極體的電流的時間（亦即決定發光二極體的單次發光時間長度）。
依據上述，顯示面板100中的畫素PX可以脈波寬度調變及脈衝振幅調變的方法來驅動，並且脈寬控制電路PWC是配置於畫素陣列120外，可以縮小化畫素PX的電路面板，來提高顯示面板100的解析度。
驅動電路DRCT接收第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、以及第三時脈信號CK3，以基於第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、以及第三時脈信號CK3提供第一控制信號S1、第二控制信號S2、以及發光控制信號EM1到畫素陣列120中的畫素PX。
在本發明實施例中，驅動電路DRCT可包括多個位移暫存器SHTR，以提供第一控制信號S1、第二控制信號S2、以及發光控制信號EM1，其中這些位移暫存器SHTR可以逐個開啟，但本發明實施例不以此為限。
圖2為依據本發明一實施例的畫素的電路示意圖。請參照圖1及2，在本實施施例中，各個畫素PX包括發光二極體LD1、第一電晶體T1、第二電晶體T2、第三電晶體T3、第四電晶體T4、第五電晶體T5、以及第一電容Cst1，其中發光二極體LD1包括微型發光二極體，第一電晶體T1至第四電晶體T4分別為P型電晶體，並且第五電晶體T5為N型電晶體。其中，相似或相同元件使用相似或相同的標號
發光二極體LD1具有陽極及接收系統低電壓VSS的陰極。第一電晶體T1具有接收系統高電壓VDD的第一端、控制端、以及第二端。第二電晶體T2具有耦接第一電晶體T1的第二端的第一端、接收發光控制信號EM1的控制端、以及耦接發光二極體LD1的陽極的第二端。第三電晶體T3具有耦接第一電晶體T1的控制端的第一端、接收第一控制信號S1的控制端、以及接收第一參考電壓Vref1的第二端。第一電容Cst1耦接於第一電晶體T1的控制端與電流資料電壓DataI之間。 第四電晶體T4具有耦接第一電晶體T1的第二端的第一端、接收第二控制信號S2的控制端、以及耦接第一電晶體T1的控制端的第二端。第五電晶體T5具有接收第二參考電壓Vref2的第一端、接收畫素資料電壓DataP的控制端、以及耦收第一電晶體T1的控制端的第二端。
圖3為依據本發明一實施例的脈寬控制電路的電路示意圖。請參照圖1及3，在本實施施例中，各個脈寬控制電路PWC包括第六電晶體T6、第七電晶體T7、第八電晶體T8、第九電晶體T9、第十電晶體T10、第十一電晶體T11、以及第二電容Cst2，其中第六電晶體T6至第十一電晶體T11分別為一P型電晶體，其中相似或相同元件使用相似或相同的標號。
第六電晶體T6具有第一端、接收第一時脈信號CK1的控制端、以及接收閘極低電壓VGL的第二端。第七電晶體T7具有第一端、接收第二時脈信號CK2的控制端、以及耦接第六電晶體T6的第一端的第二端。第八電晶體T8具有接收第三時脈信號CK3的第一端、耦接第六電晶體T6的第一端的控制端、以及耦接第七電晶體T7的第一端的第二端。第九電晶體T9具有耦接第七電晶體T7的第一端的第一端、接收第二時脈信號CK2的反相信號CK2T的控制端、以及提供畫素資料電壓DataP的第二端。第十電晶體T10具有接收灰階資料電壓DataG的第一端、接收第二時脈信號CK2的控制端、以及第二端。第十一電晶體T11具有耦接第十電晶體T10的第二端的第一端、接收第二時脈信號CK2的反相信號CK2T的控制端、以及接收擺盪信號Sweep的第二端。第二電容Cst2耦接於第八電晶體T8的控制端及第十電晶體T10的第二端之間。
圖4為依據本發明一實施例的用於畫素及脈寬控制電路的波形示意圖。請參照圖1到圖4，在本實施例中，單一畫面期間至少包括一個重置期間Rst、一個補償期間Cmp、以及一個發光期間Emi。在重置期間Rst中，第一控制信號S1、第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、以及第三時脈信號CK3為低電壓準位，並且第二控制信號S2、發光控制信號EM1、以及第二時脈信號CK2為高電壓準位。此時，第二電晶體T2、第四電晶體T4、第七電晶體T7、以及第十電晶體T10呈截止，而第三電晶體T3、第六電晶體T6、第九電晶體T9、以及第十一電晶體T11呈現導通，其中第一電晶體T1因第一參考電壓Vref1而導通，第八電晶體T8因閘極低電壓VGL而導通，並且第五電晶體T5因為低電壓準位的畫素資料電壓DataP而截止。並且，電流資料電壓DataI設定於高電壓準位。
在補償期間Cmp中，第二控制信號S2、以及第二時脈信號CK2為低電壓準位，並且第一控制信號S1、發光控制信號EM1、第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、第三時脈信號CK3、以及擺盪信號Sweep為高電壓準位。此時，第二電晶體T2、第三電晶體T3、第六電晶體T6、第九電晶體T9、以及第十一電晶體T11呈現截止，並且第四電晶體T4、第七電晶體T7、以及第十電晶體T10呈現導通，其中第一電晶體T1因第一參考電壓Vref1而持繼導通，第八電晶體T8因閘極低電壓VGL而持繼導通，第五電晶體T5因浮接狀態而呈現截止。第一電容Cst1儲存第一電晶體T1的臨界電壓，並且第二電容Cst2儲存第八電晶體T8的臨界電壓。並且，電流資料電壓DataI為高電壓準位。
在發光期間Emi中，發光控制信號EM1、以及第二時脈信號CK2的反相信號CK2T為低電壓準位，並且第一控制信號S1、第二控制信號S2、第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2、以及第三時脈信號CK3為高電壓準位，並且擺盪信號Sweep由高電壓準位逐漸下降至低電壓準位。此時，第三電晶體T3、第四電晶體T4、第六電晶體T6、第七電晶體T7、以及第十電晶體T10呈截止，而第二電晶體T2、第九電晶體T9、以及第十一電晶體T11呈現導通，其中電流資料電壓DataI設定為接近低電壓準位但反應發光二極體LD1的發光效率而調整。
在發光期間Emi中，第八電晶體T8一開始因擺盪信號Sweep的高電壓準位而載，使得畫素資料電壓DataP為低電壓準位，使第五電晶體T5仍為截止。此時，第一電晶體T1因低電壓準位的電流資料電壓DataI而導通。然後，隨著擺盪信號Sweep的下降而導通第八電晶體T8時，畫素資料電壓DataP切換為高電壓準位，使第五電晶體T5變為導通。此時，第一電晶體T1因第一參考電壓Vref1而截止。藉此，脈寬控制電路PWC可透過畫素資料電壓DataP控制發光二極體LD1的發光時間。
在本實施例中，第一控制信號S1、第二控制信號S2、發光控制信號EM1、以及電流資料電壓DataI的波形不會重復，但第一時脈信號CK1、第二時脈信號CK2、第二時脈信號CK2的反相信號CK2T、第三時脈信號CK3、以及擺盪信號Sweep的波形會不斷重復。
綜上所述，本發明實施例的顯示面板，顯示面板中的畫素可以脈波寬度調變及脈衝振幅調變的方法來驅動，並且脈寬控制電路是配置於畫素陣列外。藉此，可以縮小化畫素的電路面板，來提高顯示面板的解析度。
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。
100:顯示面板 110:基板 120:畫素陣列 CK1:第一時脈信號 CK2:第二時脈信號 CK2T:反相信號 CK3:第三時脈信號 Cmp:補償期間 Cst1:第一電容 Cst2:第二電容 DataG:灰階資料電壓 DataGb:藍色灰階資料電壓 DataGg:綠色灰階資料電壓 DataGr:紅色灰階資料電壓 DataI:電流資料電壓 DataIb:藍色電流資料電壓 DataIg:綠色電流資料電壓 DataIr:紅色電流資料電壓 DataP:畫素資料電壓 DataPb:藍色畫素資料電壓 DataPg:綠色畫素資料電壓 DataPr:紅色畫素資料電壓 DRCT:驅動電路 EM1:發光控制信號 Emi:發光期間 LD1:發光二極體 PWC:脈寬控制電路 PX:畫素 Rst:重置期間 S1:第一控制信號 S2:第二控制信號 Sweep:擺盪信號 T1:第一電晶體 T10:第十電晶體 T11:第十一電晶體 T2:第二電晶體 T3:第三電晶體 T4:第四電晶體 T5:第五電晶體 T6:第六電晶體 T7:第七電晶體 T8:第八電晶體 T9:第九電晶體 VDD:系統高電壓 VGL:閘極低電壓 Vref1:第一參考電壓 Vref2:第二參考電壓 VSS:系統低電壓
圖1為依據本發明一實施例的顯示面板的系統示意圖。 圖2為依據本發明一實施例的畫素的電路示意圖。 圖3為依據本發明一實施例的脈寬控制電路的電路示意圖。 圖4為依據本發明一實施例的用於畫素及脈寬控制電路的波形示意圖。
100:顯示面板
110:基板
120:畫素陣列
PWC:脈寬控制電路
DRCT:驅動電路
PX:畫素
DataIr:紅色電流資料電壓
DataIg:綠色電流資料電壓
DataIb:藍色電流資料電壓
CK1:第一時脈信號
CK2:第二時脈信號
CK2T:反相信號
CK3:第三時脈信號
DataGr:紅色灰階資料電壓
DataGg:綠色灰階資料電壓
DataGb:藍色灰階資料電壓
DataPr:紅色畫素資料電壓
DataPg:綠色畫素資料電壓
DataPb:藍色畫素資料電壓
S1:第一控制信號
S2:第二控制信號
EM1:發光控制信號

Claims (8)

  1. 一種顯示面板，包括： 一基板； 一畫素陣列，配置於該基板上，具有陣列排列的多個畫素，並且各該些畫素接收一電流資料電壓且具有一發光二極體； 多個脈寬控制電路，配置於該基板上，以陣列排列於該畫素陣列外的一第一側，耦接該些畫素，各該些脈寬控制電路接收一灰階資料電壓，以同時提供一畫素資料電壓至該些畫素中的多個對應畫素， 其中各該些畫素的該發光二極體的一發光亮度是基於所接收的該電流資料電壓所決定，並且各該些畫素的該發光二極體的單次發光時間長度是基於所接收的該畫素資料電壓所決定。
  2. 如請求項1所述的顯示面板，其中各該些畫素包括： 該發光二極體，具有一陽極及接收一系統低電壓的一陰極； 一第一電晶體，具有接收一系統高電壓的一第一端、一控制端、以及一第二端； 一第二電晶體，具有耦接該第一電晶體的該第二端的一第一端、接收一發光控制信號的一控制端、以及耦接該發光二極體的該陽極的一第二端； 一第三電晶體，具有耦接該第一電晶體的該控制端的一第一端、接收第一控制信號的一控制端、以及接收一第一參考電壓的一第二端； 一第一電容，耦接於該第一電晶體的該控制端與該電流資料電壓之間； 一第四電晶體，具有耦接該第一電晶體的該第二端的一第一端、接收一第二控制信號的一控制端、以及耦接該第一電晶體的該控制端的一第二端；以及 一第五電晶體，具有接收一第二參考電壓的一第一端、接收該畫素資料電壓的一控制端、以及耦收該第一電晶體的該控制端的一第二端。
  3. 如請求項2所述的顯示面板，其中該第一電晶體至該第四電晶體分別為一P型電晶體，並且該第五電晶體為一N型電晶體。
  4. 如請求項2所述的顯示面板，更包括一驅動電路，配置於該基板上且配置於該畫素陣列外的一第二側，用以提供該第一控制信號、該第二控制信號、以及該發光控制信號。
  5. 如請求項4所述的顯示面板，其中各該些脈寬控制電路包括： 一第六電晶體，具有一第一端、接收一第一時脈信號的一控制端、以及接收一閘極低電壓的一第二端； 一第七電晶體，具有一第一端、接收一第二時脈信號的一控制端、以及耦接該第六電晶體的該第一端的一第二端； 一第八電晶體，具有接收一第三時脈信號的一第一端、耦接該第六電晶體的該第一端的一控制端、以及耦接該第七電晶體的該第一端的一第二端； 一第九電晶體，具有耦接該第七電晶體的該第一端的一第一端、接收該第二時脈信號的一反相信號的一控制端、以及提供該畫素資料電壓的一第二端； 一第十電晶體，具有接收該灰階資料電壓的一第一端、接收該第二時脈信號的一控制端、以及一第二端； 一第十一電晶體，具有耦接該第十電晶體的該第二端的一第一端、接收該第二時脈信號的該反相信號的一控制端、以及接收一擺盪信號的一第二端；以及 一第二電容，耦接於該第八電晶體的該控制端及第十電晶體的該第二端之間。
  6. 如請求項5所述的顯示面板，其中該第六電晶體至該第十一電晶體分別為一P型電晶體。
  7. 如請求項5所述的顯示面板，其中該驅動電路接收該第一時脈信號、該第二時脈信號、該第二時脈信號的該反相信號、以及該第三時脈信號，以基於該第一時脈信號、該第二時脈信號、該第二時脈信號的該反相信號、以及該第三時脈信號提供該第一控制信號、該第二控制信號、以及該發光控制信號。
  8. 如請求項1所述的顯示面板，其中該發光二極體包括一微型發光二極體。
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