TWI834378B - 顯示面板以及其激光信號產生電路 - Google Patents

Abstract

一種顯示面板以及其激光信號產生電路被提出。激光信號產生電路包括輸出級電路、第一控制信號產生器、第二控制信號產生器、開關以及第一電容。輸出級電路根據第一控制信號以及第二控制信號以產生激光信號。第一控制信號產生器在第一控制端產生第一控制信號。第二控制信號產生器在第二控制端產生第二控制信號。開關耦接在第一控制端與輸出級電路間。第一電容耦接至第一控制端。

Description

顯示面板以及其激光信號產生電路

本發明是有關於一種顯示面板以及激光信號產生電路，且特別是有關於一種可提升可靠度的顯示面板以及激光信號產生電路。

在現今的發光二極體的顯示裝置中，作為點亮發光二極體的激光信號的致能期間被縮短。這個激光信號的致能期間被縮短的現象，使得激光信號產生電路維持在穩定（stabilization）期間的時間變長，並使得所產生的激光信號維持在高電壓的時間變長。如此一來，激光信號產生電路中的部分元件將長時間的處於高電壓的偏壓狀態，而加速了元件老化的速率，並使顯示裝置的可靠度降低。

本發明提供一種顯示面板以及激光信號產生電路，可有效提升顯示裝置的可靠度。

本發明的激光信號產生電路包括輸出級電路、第一控制信號產生器、第二控制信號產生器、開關以及第一電容。輸出級電路根據第一控制信號以及第二控制信號以產生激光信號。第一控制信號產生器耦接輸出級電路以及第一控制端，根據參考激光信號、第一時脈信號、第一參考電壓以及第二參考電壓以在第一控制端產生第一控制信號。第二控制信號產生器耦接輸出級電路以及第二控制端，根據參考激光信號、第一時脈信號、第一參考電壓以及第二參考電壓以在第二控制端產生第二控制信號。開關耦接在第一控制端與輸出級電路間，開關的控制端接收第二參考電壓。第一電容具有第一端耦接至該第一控制端，第一電容的第二端接收第三參考電壓。

本發明的顯示面板包括激光驅動器。激光驅動器包括如上所述的多個激光信號產生電路。

基於上述，本發明的激光信號產生電路透過在輸出級電路與第一控制端間設置開關以及第一電容。開關可用以切斷或導通第一控制端與輸出級電路間的連接路徑。其中，當開關被導通時，第一電容可以與輸出級電路中的電容以形成一分壓電路，並藉此降低輸出級電路所承受的電壓，進而降低輸出級電路造成損壞的風險。當開關被切斷時，第一控制端上的電壓可不受到時脈信號的抖動所產生的影響，並降低第一控制信號產生器以及第二控制信號產生器的電路元件產生損壞的風險。

請參照圖1，圖1繪示本發明一實施例的激光信號產生電路的示意圖。激光信號產生電路100包括輸出級電路110、控制信號產生器120、130、開關SW1以及電容C3。輸出級電路110根據控制信號CTS1以及CTS2、以及時脈信號CK以產生激光信號EM。其中，輸出級電路110可根據控制信號CTS1以拉低激光信號EM至參考電壓VGL，或根據控制信號CTS2以拉高激光信號EM至參考電壓VGH。其中，參考電壓VGH高於參考電壓VGL。

控制信號產生器120耦接至第一控制端Q0以及輸出級電路110。在本實施例中，控制信號產生器120包括第一部份電路121以及第二部分電路122。控制信號產生器120可根據參考激光信號EMR、時脈信號XCK、參考電壓VGH以及VGL以在第一控制端Q0產生控制信號CTS1，並透過開關SW1以將控制信號CTS1提供至輸出級電路110。其中時脈信號XCK為時脈信號CK的反向信號。

控制信號產生器130則耦接至第二控制端Q3以及輸出級電路110。控制信號產生器130可根據參考激光信號EMR、時脈信號XCK、參考電壓VGH以及VGL以在第二控制端Q3產生控制信號CTS2，並將控制信號CTS2提供至輸出級電路110。

值得注意的，電容C3的第一端耦接至第一控制端Q0，電容C3的第二端可接收參考電壓VG3。其中參考電壓VG3為一恆定的電壓，例如可以為參考電壓VGH，或低於參考電壓VGH的任意電壓。此外，開關SW1耦接於第一控制端Q0以及輸出級電路110間。開關SW1的控制端接收參考電壓VGL。在當開關SW1被導通時，控制信號產生器120可提供控制信號CTS1至輸出級電路110。在當開關SW1被斷開時，第一控制端Q0與輸出級電路110的連接路徑可被切斷。

在本發明實施例中，當激光信號產生電路100操作在輸出期間時，開關SW1可被斷開。在此同時，基於第一控制端Q0與輸出級電路110間的連接被斷開，第一控制端Q0上的電壓可不致受到輸出級電路110上的時脈信號CK週期性的轉態動作影響，並可維持在一固定的電壓準位上。如此一來，可使控制信號產生器120中的第二部分電路122中的電路元件的老化速度趨緩。並且可使輸出級電路110具有相對穩定的驅動能力。

在另一方面，當激光信號產生電路100操作在穩定期間，開關SW1可被導通。在這樣的條件下，電容C3可通過開關SW1以耦接至輸出級電路110內部的一電容，並形成一分壓電路。如此一來，輸出級電路110接收控制信號CTS1的端點上的電壓，可以因為上述分壓電路的分壓效應，而降低因時脈信號CK週期性的轉態動作而產生的變動，增加輸出級電路110的穩定度。

關於本發明激光信號產生電路的細節，可參照圖2繪示的本發明另一實施例的激光信號產生電路的電路示意圖。在圖2中，激光信號產生電路200包括輸出級電路210、控制信號產生器220、230、開關SW1、電容C3以及信號選擇器240。

在本實施例中，信號選擇器240包括電晶體T9以及T10。電晶體T9的第一端接收前級激光信號EMP，電晶體T9的第二端耦接至電晶體T10的第二端。電晶體T10的第一端接收後級激光信號EMN。電晶體T9、T10的控制端分別接收選擇信號U2D以及D2U。當激光信號產生電路200實施在顯示面板中時，激光信號產生電路200可與多個相同電路架構激光信號產生電路配置在同一顯示面板中。選擇信號U2D以及D2U用以設定顯示面板中的多個激光信號產生電路的掃描方向。其中選擇信號U2D與D2U互補。在本實施例中，當選擇信號U2D為邏輯低電壓時（選擇信號D2U為邏輯高電壓），信號選擇器240選擇輸出前級激光信號EMP以做為參考激光信號EMR。相對的，當選擇信號U2D為邏輯高電壓時（選擇信號D2U為邏輯低電壓），信號選擇器240選擇輸出後級激光信號EMN以做為參考激光信號EMR。

此外，控制信號產生器220包括電晶體T1以及T4。電晶體T1的一端接收參考激光信號EMR，電晶體T1的另一端耦接至第一控制端Q0，並與開關SW1相耦接。電晶體T4的一端耦接至第一控制端Q0，電晶體T4的另一端則接收參考電壓VGH。電晶體T1的控制端接收時脈信號XCK，電晶體T4的控制端則耦接至第二控制端Q3以接收第二控制信號CTS2。

在本實施例中，電晶體T1可根據時脈信號XCK以週期性的被導通或被截止。在當電晶體T1被導通時，電晶體T1可傳輸參考激光信號EMR以作為產生第一控制信號CTS1的根據。

控制信號產生器230包括電晶體T5至T8以及電容C1。電晶體T5的第一端接收參考電壓VGL，電晶體T5的控制端耦接至電容C1與電晶體T7的耦接端，電晶體T5的第二端則耦接至第二控制端Q3。電晶體T8與電晶體T5並聯耦接，電晶體T8的控制端接收重置電壓RST。電晶體T6的第一端耦接至電晶體T5的第二端，電晶體T6的第二端接收參考電壓VGH，電晶體T6的控制端耦接至第一控制端Q0。在本實施例中，電晶體T6在導通時，用以根據參考電壓VGH以拉高第二控制信號CTS2。電晶體T5以及T8的每一者可在導通時，根據參考電壓VGH以拉低第二控制信號CTS2。

此外，電晶體T7的第一端耦接至電容C1以及電晶體T5的控制端，電晶體T7的第二端接收參考電壓VGH，電晶體T7的控制端接收參考激光信號EMR。電容C1的另一端則接收時脈信號XCK。在參考激光信號EMR為邏輯低電壓時，電晶體T7可被導通。電晶體T5的控制端上的信號可維持等於參考電壓VGH。而在當參考激光信號EMR為邏輯高電壓時，電晶體T7可被截止。電晶體T5的控制端上的信號可根據時脈信號XCK而為一週期性的時脈信號。

電容C3的一端耦接至第一控制端Q0，在本實施例中，電容C3的另一端可接收參考電壓VGH。開關SW1由電晶體T11所建構。電晶體T11的一端耦接至第一控制端Q0，電晶體T11的另一端耦接至輸出級電路210，電晶體T11的控制端接收參考電壓VGL。

在本實施例中，輸出級電路210包括電晶體T2、T3以及電容C2。電晶體T2的第一端接收參考電壓VGL，電晶體T2的第二端用以產生激光信號EM，電晶體T2的控制端則耦接至開關SW1並接收第一控制信號CTS1。電晶體T3的第一端接收參考電壓VGH，電晶體T3的第二端耦接至電晶體T2的第二端，並用以產生激光信號EM，電晶體T3的控制端則耦接至第二控制端Q3並接收第二控制信號CTS2。

關於激光信號產生電路200的動作細節，請參照以下圖3A至圖4的實施方式。其中圖3A至圖3C繪示本發明實施例的激光信號產生電路在穩定期間的實施方式，圖4繪示本發明實施例的激光信號產生電路在輸出期間的實施方式。在圖3A中，以激光信號產生電路200操作在穩定期間為範例。在當電晶體T1根據時脈信號XCK而被導通時，以電晶體T9導通（電晶體T10被截止）為範例，前級激光信號EMP可通過電晶體T1被傳送至第一控制端Q0。當前級激光信號EMP為邏輯高電壓時，電晶體T7被截止，基於時脈信號XCK此時為邏輯低電壓，電晶體T5的控制端上的電壓為邏輯低電壓，並使電晶體T5被導通。因此，第二控制端Q3上的第二控制信號CTS2可等於參考電壓VGL，並使電晶體T3被導通。相對應的，電晶體T4可被導通。

根據被導通的電晶體T4，第一控制端Q0上的電壓可等於參考電壓VGH，並為邏輯高電壓。此時，作為開關的電晶體T11被導通，並使第一控制信號CTS1等於第一控制端Q0上的電壓（等於參考電壓VGH）。如此一來，電晶體T2可被截止。

由上述說明可以得知，透過被導通的電晶體T3以及被截止的電晶體T2，激光信號產生電路200可產生實質上等於參考電壓VGH的激光信號EM。

在圖3B中，激光信號產生電路200持續操作在穩定期間，然而，因為時脈信號XCK轉態為邏輯高電壓，電晶體T1被截止。此時，電晶體T11維持為導通的狀態，電容C3與電容C2並可透過電晶體T11相互串聯，並形成一分壓電路。電容C3與電容C2所形成的分壓電路可以針對參考電壓VGH以及時脈信號CK的電壓差進行分壓以產生第一控制信號CTS1，此時，時脈信號CK等於參考電壓VGL。也就是說，第一控制信號CTS1的電壓值例如等於VGH+（VGH – VGL）* C2/ (C2+C3)。

附帶一提的，電容C3的電容值可等於電容C2的電容值。在本發明其他實施例中，電容C3的電容值也可（略）大於電容C2的電容值，以有效降低第一控制信號CTS1的電壓值。

另外，根據圖3C的繪示，對應圖3A，當電晶體T1被導通時，為邏輯低電壓的參考激光信號EMR可通過電晶體T1而被提供至第一控制端Q0。而由於電容C2的一端接收時脈信號CK，因此第一控制信號CTS1可對應時脈信號CK透過電容C2所產生的耦合作用，而為具有多個漣波的信號。在此，基於電容C3與電容C2的串聯結構，可以使這個耦合量不致於被回饋到第一控制端Q0上的信號。也就是說，電晶體T6所承受的閘極-源極間的電壓差不會被擴大，有效減低電晶體T6老化的速率。同理，電晶體T4的源極-汲極間的電壓差也不會因上述的耦合現象而增大，降低產生漏電電流的風險。

在另一方面，在圖4中，激光信號產生電路200操作在輸出期間的實施方式。此時，電晶體T1根據等於參考電壓VGH的時脈信號而被截止，並使第一控制端Q0上的電壓等於參考電壓VGL加上電晶體T1的臨界電壓的絕對值。相對應的，第一控制信號CTS1的電壓值可等於參考電壓VGL加上電晶體T11的臨界電壓的絕對值，再加上臨界電壓VGL以及VGH的差值。其中，臨界電壓VGL以及VGH的差值是貢獻於電容C2根據時脈信號CK（在臨界電壓VGL以及VGH間轉態）所產生的耦合量。對應於此，作為開關的電晶體T11為截止的狀態。

基於電晶體T11被截止，第一控制信號CTS1因時脈信號CK透過電容C2的耦合量所產生週期性的變動，不會影響到第一控制端Q0上的電壓。也因此，電晶體T6的閘極-源極間的跨壓不會被增大，有效延緩老化的速率。另外，電晶體T4的源極-汲極間的跨壓也不會因時脈信號CK透過電容C2的耦合量而增大，可減低所可能產生的漏電流，並使電晶體T2的輸出能力可以維持穩定。

附帶一提的，在本實施例中，電晶體T1、T11可具有相同的臨界電壓。且第二控制信號CTS2等於參考電壓VGH，電晶體T5的控制端上的電壓也可等於參考電壓VGH。在輸出期間，電晶體T2被導通，而電晶體T3則被截止，激光信號產生電路200可產生等於參考電壓VGL的激光信號EM。

以下請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的顯示面板的示意圖。顯示面板500包括激光驅動器510。激光驅動器510用以產生多個激光信號EM1~EMA。其中激光信號EM1~EMA用以分別驅動對應的多個發光二極體。激光驅動器510包括多個激光信號產生器511~51A，激光信號產生器511~51A可耦接為移位暫存器（shift register）的形式。激光信號產生器511~51A的每一者可應用前述實施例的任一激光信號產生器來實施，動作細節恕不贅述。

在本實施例中，第一級的激光信號產生器511可接收參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK、選擇信號U2D、D2U、起始信號ST以及第一級的激光信號產生器512產生的激光信號EM2。第一級的激光信號產生器511可根據選擇信號U2D、D2U以選擇起始信號ST或激光信號EM2來做為參考激光信號，並基於參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK以產生激光信號EM1。

另外，在本實施例中，中間級（第二級）的激光信號產生器512可接收參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK、選擇信號U2D、D2U、第一級（前級）的激光信號產生器511產生的激光信號EM1以及第三級（後級）的激光信號產生器產生的激光信號EM3。第一級的激光信號產生器512可根據選擇信號U2D、D2U以選擇激光信號EM1或激光信號EM3來做為參考激光信號，並基於參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK以產生激光信號EM2。

最後一級（第A級）的激光信號產生器51A可接收參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK、選擇信號U2D、D2U、第A-1級（前級）的激光信號產生器產生的激光信號EMA-1以及結尾信號ED。第一級的激光信號產生器512可根據選擇信號U2D、D2U以選擇激光信號EMA-1或結尾信號ED來做為參考激光信號，並基於參考電壓VGH、VGL、時脈信號XCK、CK以產生激光信號EMA。

在本實施例中，激光信號EM1~EMA可以依序被致能，其中，在本發明實施例中，激光信號EM1~EMA的每一者在等於參考電壓VGL時，為被致能的狀態。

綜上所述，本發明的激光信號產生電路透過在輸出級電路以及第一控制端間設置一開關。透過使開關被切斷，可阻隔輸出級電路上因時脈信號的轉態現象所產生電壓耦合量干擾到其他電路元件的運作。本發明的激光信號產生電路並透過在第一控制端上設置一電容，使上述電容與輸出級電路中的電容產生分壓效應，可有效減低穩定期間中，第一控制端上的電壓值，以及降低時脈信號的轉態現象所產生電壓耦合量的影響。如此一來，激光信號產生電路的元件老化速率可以被降低，且其輸出穩定度可以被提升，有效提升激光信號產生電路以及對應的顯示面板的可靠度。

100、200、511~51A:激光信號產生電路 110、210:輸出級電路 120、130、220、230:控制信號產生器 121、122:部分電路 240:信號選擇器 500:顯示面板 510:激光驅動器 C1、C2、C3:電容 CTS1、CTS2:控制信號 ED:結尾信號 EM、EM1~EMA:激光信號 EMN:後級激光信號 EMP:前級激光信號 EMR:參考激光信號 Q0:第一控制端 Q3:第二控制端 RST:重置電壓 ST:起始信號 SW1:開關 T1~T11:電晶體 U2D、D2U:選擇信號 VGH、VGL:參考電壓 XCK、CK:時脈信號

圖1繪示本發明一實施例的激光信號產生電路的示意圖。 圖2繪示本發明另一實施例的激光信號產生電路的電路示意圖。 圖3A至圖3C繪示本發明實施例的激光信號產生電路在穩定期間的實施方式。 圖4繪示本發明實施例的激光信號產生電路在輸出期間的實施方式。 圖5繪示本發明實施例的顯示面板的示意圖。

100:激光信號產生電路

110:輸出級電路

120、130:控制信號產生器

121、122:部分電路

C3:電容

CTS1、CTS2:控制信號

EM:激光信號

EMR:參考激光信號

Q0:第一控制端

Q3:第二控制端

SW1:開關

VGH、VGL:參考電壓

XCK、CK:時脈信號

Claims (16)

1. 一種激光信號產生電路，包括：一輸出級電路，根據一第一控制信號以及一第二控制信號以產生一激光信號；一第一控制信號產生器，耦接該輸出級電路以及一第一控制端，根據一參考激光信號、一第一時脈信號、一第一參考電壓以及一第二參考電壓以在該第一控制端產生該第一控制信號；一第二控制信號產生器，耦接該輸出級電路以及一第二控制端，根據該參考激光信號、該第一時脈信號、該第一參考電壓以及該第二參考電壓以在該第二控制端產生該第二控制信號；一開關，耦接在該第一控制端與該輸出級電路間，該開關的控制端接收該第二參考電壓；以及一第一電容，具有第一端耦接至該第一控制端，該第一電容的第二端接收一第三參考電壓。
2. 如請求項1所述的激光信號產生電路，其中該第一參考電壓高於該第二參考電壓。
3. 如請求項1所述的激光信號產生電路，其中該輸出級電路包括：一第一電晶體，具有第一端接收該第二參考電壓，該第一電晶體的控制端耦接至該開關，該第一電晶體的第二端產生該激光信號； 一第二電容，具有第一端接收一第二時脈信號，該第二電容的第二端耦接至該第一電晶體的控制端；以及一第二電晶體，具有第一端接收該第一參考電壓，該第二電晶體的控制端耦接至該第二控制端，該第二電晶體的第二端耦接至該第一電晶體的第二端，其中該第一時脈信號為該第二時脈信號的反向信號。
4. 如請求項3所述的激光信號產生電路，其中該第二電容的電容值大於或等於該第一電容的電容值。
5. 如請求項3所述的激光信號產生電路，其中在一穩定工作期間，該開關被導通以使該第一電容與該第二電容形成分壓電路。
6. 如請求項1所述的激光信號產生電路，其中該第一控制信號產生器包括：一第一電晶體，具有第一端以接收參考激光信號，該第一電晶體的控制端接收該第一時脈信號，該第一電晶體的第二端耦接至該第一控制端；以及一第二電晶體，具有第一端以耦接至該第一控制端，該第二電晶體的控制端耦接至該第二控制端，該第二電晶體的第二端接收該第一參考電壓。
7. 如請求項1所述的激光信號產生電路，其中該第二控制信號產生器包括： 一第一電晶體，具有第一端以接收該第二參考電壓，該第一電晶體的第二端耦接至該第二控制端；一第二電晶體，具有第一端耦接至該第一電晶體的第二端，該第二電晶體的控制端耦接至該第一控制端，該第二電晶體的第二端接收該第一參考電壓；一第三電晶體，具有第一端耦接至該第一電晶體的控制端，該第三電晶體的控制端接收該參考激光信號，該第三電晶體的第二端接收該第一參考電壓；以及一第二電容，具有第一端接收該第一時脈信號，該第二電容的第二端耦接至該第一電晶體的控制端。
8. 如請求項7所述的激光信號產生電路，其中該第二控制信號產生器更包括：一第四電晶體，與該第一電晶體並聯耦接，並受控於一重置電壓。
9. 如請求項1所述的激光信號產生電路，更包括：一信號選擇器，選擇一前級激光信號或一後級激光信號來產生該參考激光信號。
10. 如請求項1所述的激光信號產生電路，其中在一輸出期間，該開關被斷開以隔絕該輸出級電路與該第一控制端。
11. 一種顯示面板，包括：一激光驅動器，包括多個激光信號產生電路，各該激光信號產生電路包括： 一輸出級電路，根據一第一控制信號以及一第二控制信號以產生一激光信號；一第一控制信號產生器，耦接該輸出級電路以及一第一控制端，根據一參考激光信號、一第一時脈信號、一第一參考電壓以及一第二參考電壓以在該第一控制端產生該第一控制信號；一第二控制信號產生器，耦接該輸出級電路以及一第二控制端，根據該參考激光信號、該第一時脈信號、該第一參考電壓以及該第二參考電壓以在該第二控制端產生該第二控制信號；一開關，耦接在該第一控制端與該輸出級電路間，該開關的控制端接收該第二參考電壓；以及一第一電容，具有第一端耦接至該第一控制端，該第一電容的第二端接收一第三參考電壓。
12. 如請求項11所述的顯示面板，其中該輸出級電路包括：一第一電晶體，具有第一端接收該第二參考電壓，該第一電晶體的控制端耦接至該開關，該第一電晶體的第二端產生該激光信號；一第二電容，具有第一端接收一第二時脈信號，該第二電容的第二端耦接至該第一電晶體的控制端；以及一第二電晶體，具有第一端接收該第一參考電壓，該第二電晶體的控制端耦接至該第二控制端，該第二電晶體的第二端耦接至該第一電晶體的第二端。
13. 如請求項12所述的顯示面板，其中該第二電容的電容值大於或等於該第一電容的電容值。
14. 如請求項12所述的顯示面板，其中在一穩定工作期間，該開關被導通以使該第一電容與該第二電容形成分壓電路。
15. 如請求項11所述的顯示面板，其中在一輸出期間，該開關被斷開以隔絕該輸出級電路與該第一控制端。
16. 如請求項11所述的顯示面板，其中該參考激光信號為前級激光信號、後級激光信號或起始信號。

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