TWI834387B - 用於發光二極體面板的驅動電路及其發光二極體面板 - Google Patents

Abstract

一種驅動電路，用於一發光二極體面板，該驅動電路包含有一第一電流源及一第二電流源。該第一電流源耦接於該驅動電路之一電流源端，用來透過該電流源端輸出一第一電流至該發光二極體面板。該第二電流源耦接於該驅動電路之一電流沉降端，用來透過該電流沉降端從該發光二極體面板接收一第二電流。

Description

用於發光二極體面板的驅動電路及其發光二極體面板

本發明係指一種用於顯示面板的驅動電路及其顯示面板，尤指一種用於發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)面板的驅動電路及其相關的發光二極體面板。

發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)廣泛用於各種顯示裝置，如電視螢幕、電腦顯示器、戶外看板、以及可攜式系統例如行動電話、手持式遊戲主機等。發光二極體面板的顯示通常是由一驅動電路進行控制和驅動，其可輸出資料訊號及掃描訊號以控制發光二極體畫素進行發光。

近年來，發光二極體面板存在大尺寸及高解析度的趨勢，大尺寸發光二極體面板通常用於戶外顯示裝置，如公共資訊顯示器(Public Information Display，PID)或數位電子看板(digital signage)。由於戶外顯示裝置每天持續發送影片而不間斷，使得功耗成為發光二極體面板產品的重要考量。因此，實有必要提出一種新式的發光二極體面板結構，可透過較低的功耗來進行驅動。

因此，本發明之主要目的即在於提出一種用於發光二極體 (Light-Emitting Diode，LED)面板之驅動電路結構及其相關的發光二極體面板，以解決功耗問題。

本發明之一實施例揭露一種驅動電路，用於一發光二極體面板，該驅動電路包含有一第一電流源及一第二電流源。該第一電流源耦接於該驅動電路之一電流源端，用來透過該電流源端輸出一第一電流至該發光二極體面板。該第二電流源耦接於該驅動電路之一電流沉降端，用來透過該電流沉降端從該發光二極體面板接收一第二電流。

本發明之另一實施例揭露一種發光二極體面板，其包含有一第一發光二極體及一第二發光二極體。該第一發光二極體的陽極耦接於一第一訊號線，該第一發光二極體的陰極耦接於一掃描線。該第二發光二極體的陽極耦接於該掃描線，該第二發光二極體的陰極耦接於一第二訊號線。

100,C_G,C_B,C_R,C_R1,C_G1,C_B1,C_R2,C_G2,C_B2,CU_R1,CU_G1,CU_B1,CU_R2,CU_G2,CU_B2,CD_R1,CD_G1,CD_B1,CD_R2,CD_G2,CD_B2,1202,1222:電流源

LED1~LED4,LED_G,LED_B,LED_R:發光二極體

SW,SW_1~SW_N:選擇開關器

VLED,-VLED:電源供應電壓

Vds:汲極對源極電壓

Vf:導通電壓

I_SW,I_G,I_B,I_R,I:電流

R_SW:導通電阻

30,40,50,110:顯示系統

300,400,500,1000,1100:顯示面板

302,402,502,503:資料驅動裝置

304,404,504,1118:掃描驅動裝置

R[1],G[1],B[1],R[2],G[2],B[2],R[3],G[3],B[3],R[4],G[4],B[4]:訊號線

S[1]~S[N]:掃描線

SW_R1,SW_G1,SW_B1,SW_R2,SW_G2,SW_B2,1204,1224:控制開關器

DRV1,DRV2,1110:驅動電路

GS1:灰階值

1112:數位控制器

1114:上資料驅動裝置

1116:下資料驅動裝置

1120:記憶體

1206,1226:電晶體

1208,1228:運算放大器

NCS1:電流源端

NCS2:電流沉降端

第1圖為一被動矩陣式發光二極體面板的驅動架構之示意圖。

第2圖繪示一選擇開關器耦接至面板上的一發光二極體陣列之架構。

第3圖及第4圖為顯示系統之示意圖。

第5圖為本發明實施例一顯示系統之示意圖。

第6圖至第9圖為本發明實施例各種畫素結構範例之示意圖。

第10圖為一顯示面板上顯示的影像受到耦合電容影響之示意圖。

第11圖為本發明實施例一顯示系統之示意圖。

第12A圖及第12B圖為上資料驅動裝置及下資料驅動裝置的結構範例之示意 圖。

對於一被動矩陣式發光二極體面板(Passive Matrix LED Panel，PM-LED Panel)而言，其驅動電路具有定電流源，用來輸出電流以驅動面板上的發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)。請參考第1圖，第1圖為一被動矩陣式發光二極體面板的驅動架構之示意圖，其包含有連接於複數個發光二極體(LED1~LED4)之一定電流源100，每一發光二極體LED1~LED4則分別連接至一選擇開關器SW1~SW4。在選擇開關器SW1~SW4的控制之下，每一發光二極體LED1~LED4可分時進行驅動。

第1圖繪示一定電流源耦接至一行發光二極體的情況，其中每一發光二極體進一步耦接至一選擇開關器。每一選擇開關器可耦接至一列發光二極體，如第2圖所示之結構。第2圖繪示一選擇開關器SW耦接至面板上的一發光二極體陣列。更明確來說，選擇開關器SW耦接至M個發光二極體畫素，其中每一發光二極體畫素包含有一綠色發光二極體LED_G、一藍色發光二極體LED_B、及一紅色發光二極體LED_R，其分別透過定電流源C_G、C_B及C_R進行驅動，定電流源C_G、C_B及C_R可接收一電源供應電壓VLED，並據以提供恆定的輸出電流。

為了降低整體發光二極體驅動系統的功耗，電源供應電壓VLED的數值往往被要求愈小愈好。然而，電源供應電壓VLED仍須大於能夠使發光二極體面板正常運作的準位。如第2圖所示，電源供應電壓VLED等於：VLED=Vds+Vf+I _SW ×R _SW ； 其中，Vds為用以實現定電流源C_G、C_B及C_R的電晶體之汲極對源極電壓(drain-to-source voltage)，Vf為每一發光二極體LED_G、LED_B及LED_R的導通電壓，I_SW為流經選擇開關器SW的電流，R_SW為選擇開關器SW的導通電阻。一般來說，汲極對源極電壓Vds的數值應夠大，以提供足夠的空間使得定電流源C_G、C_B及C_R的電晶體能夠提供恆定的電流。也就是說，為了輸出恆定的電流，該些電晶體須操作在飽和區(saturation region)且避免進入線性區(linear region)，因而其汲極對源極電壓Vds需要大於一特定準位。

然而，在顯示面板的大尺寸及高解析度趨勢之下，一選擇開關器SW耦接的發光二極體畫素數量逐漸增加(即M增加)，使得通過選擇開關器SW的電流I_SW上升，進而提高了電源供應電壓VLED所需的電壓值。由於系統功耗正比於電源供應電壓VLED的大小，提高的電源供應電壓VLED將導致功耗的增加，特別是在大尺寸面板的應用之下。

請參考第3圖，第3圖為顯示系統30之示意圖。如第3圖所示，顯示系統30包含有一顯示面板300、一資料驅動裝置302及一掃描驅動裝置304。顯示面板300包含有一發光二極體陣列，其中每一發光二極體耦接於訊號線R[1]、G[1]、B[1]、R[2]、G[2]、B[2]、…之其中一者以及掃描線S[1]~S[N]之其中一者。訊號線R[1]、G[1]、B[1]、R[2]、G[2]及B[2]分別耦接至資料驅動裝置302中的電流源C_R1、C_G1、C_B1、C_R2、C_G2及C_B2；掃描線S[1]~S[N]分別耦接至掃描驅動裝置304中的選擇開關器SW_1~SW_N。

資料驅動裝置302可用來輸出顯示資料訊號至顯示面板300上的發光二極體。在此例中，資料驅動裝置302中的電流源C_R1、C_G1、C_B1、C_R2、 C_G2及C_B2用來輸出驅動電流以驅動顯示面板300上的發光二極體，發光二極體可在接收到驅動電流時進行發光。電流源C_R1、C_G1、C_B1、C_R2、C_G2及C_B2分別耦接至並受控於控制開關器SW_R1、SW_G1、SW_B1、SW_R2、SW_G2及SW_B2。在每一顯示週期內，可選擇性控制每一控制開關器開啟或關閉，以決定電流源是否需輸出電流來點亮此顯示週期內所選擇的發光二極體，控制開關器的開啟脈衝長度可用來決定所選擇的發光二極體之亮度。發光二極體係一列一列依序進行掃描並選擇，如第3圖所示，一列發光二極體耦接於其中一條掃描線S[1]~S[N]，其相對應的選擇開關器SW_1~SW_N依序開啟，以一列一列地對發光二極體進行掃描。根據資料驅動裝置302及掃描驅動裝置304的控制，顯示面板300上的每一發光二極體可顯示期望的亮度，進而在每一幀上建構出欲顯示的影像。

第3圖繪示第一列發光二極體進行掃描的情況，其中，選擇開關器SW_1開啟而其它選擇開關器SW_2~SW_N關閉。在此情況下，電流源C_R1、C_G1、C_B1、C_R2、C_G2及C_B2所輸出的電流將通過第一列發光二極體，以驅動該些發光二極體進行發光。在此例中，每一畫素可由一紅色發光二極體、一綠色發光二極體及一藍色發光二極體組成，但本領域具通常知識者應了解，發光二極體畫素的實施方式不限於此。

值得注意的是，第3圖中關於發光二極體畫素的實施方式為共陰極(common-cathode)結構，其中，一列發光二極體的陰極共同耦接至一掃描線。在另一實施例中，發光二極體畫素亦可連接為共陽極(common-anode)結構，其中，一列發光二極體的陽極共同耦接至一掃描線，如第4圖所示。

更明確來說，第4圖繪示另一顯示系統40，其包含有一顯示面板400、一資料驅動裝置402及一掃描驅動裝置404。顯示面板400上包含有一發光二極體陣列，其發光二極體以共陽極的形式連接。詳細來說，每一發光二極體的陰極皆耦接於一訊號線，陽極皆耦接於一掃描線。掃描驅動裝置404中的相對應選擇開關器SW_1~SW_N依序開啟，以一列一列地對發光二極體進行掃描。資料驅動裝置402中的電流源C_R1、C_G1、C_B1、C_R2、C_G2及C_B2可在每一顯示週期內用來提供沉降電流予開啟的發光二極體，該些發光二極體的亮度即可根據資料驅動裝置402中控制開關器SW_R1、SW_G1、SW_B1、SW_R2、SW_G2及SW_B2的開啟脈衝決定。

如上所述，隨著顯示面板上發光二極體數量的增加，每一選擇開關器負責控制更多的發光二極體，且選擇開關器需通過更多電流，使得資料驅動裝置中電流源所接收的電源供應電壓上升，進而提高顯示系統的整體功耗。為解決此問題，本發明提出了一種用於發光二極體面板的混合式結構，其中，共陰極結構及共陽極結構同時存在。舉例來說，一掃描線耦接於部分發光二極體的陰極以及部分發光二極體的陽極，使得電源電流及沉降電流可互相抵消，進而使通過選擇開關器的電流等於電源電流與沉降電流之間的差值，其遠小於第3圖或第4圖之面板結構中選擇開關器所通過的電流，如此可降低電流源所需的電壓，進而降低顯示系統的功耗。

請參考第5圖，第5圖為本發明實施例一顯示系統50之示意圖。如第5圖所示，顯示系統50包含有一顯示面板500、資料驅動裝置502及503、及一掃描驅動裝置504。在顯示面板500上，耦接至訊號線R[1]、G[1]、B[1]、R[2]、G[2]及B[2]的發光二極體係以共陽極的方式連接，其中，每一發光二極體的陽極連接 於相對應的掃描線，每一發光二極體的陰極連接於相對應的訊號線。耦接至訊號線R[3]、G[3]、B[3]、R[4]、G[4]及B[4]的發光二極體係以共陰極的方式連接，其中，每一發光二極體的陰極連接於相對應的掃描線，每一發光二極體的陽極連接於相對應的訊號線。

對於以共陰極方式連接的發光二極體而言，其係透過訊號線R[3]、G[3]、B[3]、R[4]、G[4]及B[4]之其中一者從資料驅動裝置502接收電源電流以進行發光；對於以共陽極方式連接的發光二極體而言，其係透過訊號線R[1]、G[1]、B[1]、R[2]、G[2]及B[2]之其中一者輸出沉降電流至資料驅動裝置503以進行發光。

資料驅動裝置502及503分別包含有用來提供電源電流及沉降電流之電流源，用以驅動顯示面板500上的發光二極體。詳細來說，資料驅動裝置502包含有電流源CU_R1、CU_G1、CU_B1、CU_R2、CU_G2及CU_B2，其可透過多個電流源端耦接至顯示面板500，以分別透過該些電流源端輸出驅動電流至顯示面板500上的發光二極體。在發光二極體畫素的共陰極結構之下，電流源CU_R1、CU_G1、CU_B1、CU_R2、CU_G2及CU_B2耦接於發光二極體的陽極，且驅動電流係輸出至發光二極體的陽極。資料驅動裝置503包含有電流源CD_R1、CD_G1、CD_B1、CD_R2、CD_G2及CD_B2，其可透過多個電流沉降端耦接至顯示面板500，以分別透過該些電流沉降端從顯示面板500上的發光二極體接收沉降電流。在發光二極體畫素的共陽極結構之下，電流源CD_R1、CD_G1、CD_B1、CD_R2、CD_G2及CD_B2耦接於發光二極體的陰極，且沉降電流係來自於發光二極體的陰極。資料驅動裝置502及503另可包含耦接至該些電流源之控制開關器，關於控制開關器的實施及運作方式類似於第3圖及第4圖之實施例，在此不贅述。

掃描驅動裝置504及選擇開關器SW_1~SW_N之運作方式類似於上述實施例，亦即，選擇開關器SW_1~SW_N依序開啟，以一列一列的方式對顯示面板500上的發光二極體進行掃描。

在第5圖所示的顯示面板500上，具有共陽極結構之發光二極體的陽極以及具有共陰極結構之發光二極體的陰極共同耦接至掃描線S[1]~S[N]及選擇開關器SW_1~SW_N。更明確來說，位於同一列之共陽極發光二極體的陽極以及共陰極發光二極體的陰極耦接至相同的選擇開關器，並透過相同的掃描訊號來驅動。因此，流經部分發光二極體的電源電流可流至其它發光二極體作為沉降電流，可大幅降低通過掃描驅動裝置504中的選擇開關器SW_1~SW_N的電流，進而降低用於電流源的電源供應電壓數值以及顯示系統50的整體功耗。

共陰極和共陽極結構可透過任何適當的方式設置。請參考第6圖，第6圖為本發明實施例一畫素結構範例之示意圖。如第6圖所示，畫素可以是位於一發光二極體面板(如第5圖之顯示面板500)上的一發光二極體畫素，此發光二極體畫素包含有一紅色發光二極體LED_R、一綠色發光二極體LED_G、及一藍色發光二極體LED_B，其分別透過相對應的訊號線耦接於資料驅動裝置中的電流源C_R、C_G及C_B，由電流源C_R、C_G及C_B進行驅動。電流源C_R、C_G及C_B可分別接收一正電源供應電壓VLED或一負電源供應電壓-VLED，以輸出恆定的電流。當發光二極體LED_R、LED_G及LED_B進行發光時，電流源C_R、C_G及C_B可分別提供用於發光二極體LED_R、LED_G及LED_B的驅動電流I_R、I_G及I_B。發光二極體LED_R、LED_G及LED_B並透過相同的掃描線共同耦接至掃描驅動裝置中的一選擇開關器SW。在此例中，選擇開關器SW及掃描 線連接至紅色發光二極體LED_R的陽極、綠色發光二極體LED_G的陰極、以及藍色發光二極體LED_B的陰極。

如第6圖所示，發光二極體面板可包含位於同一列並耦接於相同選擇開關器SW的M個畫素，其中每一畫素皆具有相同結構。在一顯示週期內，假設位於此列的每一發光二極體皆透過相對應的電流驅動而點亮，則通過選擇開關器SW的電流I_SW將等於(I_G+I_B-I_R)×M。請注意，綠色發光二極體及藍色發光二極體的發光效率通常大於紅色發光二極體的發光效率，因此，紅色發光二極體往往需要更多電流才能夠實現與綠色及藍色發光二極體相當的亮度。在此情況下，綠色發光二極體LED_G的驅動電流I_G以及藍色發光二極體LED_B的驅動電流I_B之總和減去紅色發光二極體LED_R的驅動電流I_R可達到極低的數值，使得選擇開關器SW通過的電流極小，因而具有低跨壓。

請參考第6圖及第2圖以進行比較。在第2圖之畫素結構中，發光二極體LED_R、LED_G及LED_B是以共陰極的方式連接，亦即，每一發光二極體LED_R、LED_G及LED_B的陰極係共同耦接至選擇開關器SW。在此情況下，當耦接至選擇開關器SW的所有發光二極體皆導通時，通過選擇開關器SW的電流I_SW將等於(I_R+I_G+I_B)×M。隨著耦接至選擇開關器SW的發光二極體畫素數量的增加(即M增加)，電流I_SW亦將等比例增加，進而提高了電源供應電壓VLED的數值需求，並同時提高功耗。相較之下，在本發明中，發光二極體畫素可透過如第6圖之結構連接，亦即，綠色發光二極體LED_G的陰極、藍色發光二極體LED_B的陰極、以及紅色發光二極體LED_R的陽極共同耦接至選擇開關器SW。當耦接至選擇開關器SW的所有發光二極體皆導通時，通過選擇開關器SW的電流I_SW將等於(I_G+I_B-I_R)×M。在此情況下，通過選擇開關器SW的電流I_SW可大幅降低，進 而降低選擇開關器SW的跨壓。如此一來，電源供應電壓VLED及-VLED的數值亦可對應下降，進而降低顯示系統的功耗。

值得注意的是，第6圖所示的畫素結構僅為本發明眾多實施方式之其中一種。基於共陰極結構與共陽極結構的組合，存在多種可行的畫素結構能夠使選擇開關器SW的電流I_SW下降。第7、8及9圖繪示部分範例。

更明確來說，第7圖繪示一畫素中紅色發光二極體LED_R的陰極、綠色發光二極體LED_G的陽極、以及藍色發光二極體LED_B的陽極共同耦接至掃描線及選擇開關器SW之一種畫素結構。假設選擇開關器SW耦接於M個畫素，則通過選擇開關器SW的電流I_SW等於(I_R-I_G-I_B)×M，在不同顏色的發光二極體之電流互相抵消的情況下，電流I_SW為極小的數值。

第8圖繪示一種畫素結構，其中M個畫素設置為如第6圖所示之結構而N個畫素設置為如第7圖所示之結構。透過這樣的實施方式，若M和N大致相等的情況下，通過選擇開關器SW的電流I_SW將趨近於0。

第9圖繪示另一種畫素結構，其中M個畫素具有共陰極結構而N個畫素具有共陽極結構。透過這樣的實施方式，若M和N大致相等的情況下，通過選擇開關器SW的電流I_SW亦將趨近於0。

除了降低顯示系統的功耗之外，本發明之畫素結構亦具備改善畫質的效益。一般來說，在發光二極體面板上，發光二極體陣列係透過訊號線及掃描線進行控制，而每一發光二極體包含有一寄生電容，其耦接於相對應的訊號 線及相對應的掃描線之間。該寄生電容會將訊號線上的驅動訊號耦合至浮空(floating)的掃描線，此浮空掃描線上的電壓變化會進一步耦合回訊號線，使訊號轉態受到影響。

請回頭參考第3圖及第4圖。如第3圖所示，當選擇開關器SW_1開啟以掃描第一列發光二極體時，其它選擇開關器SW_2~SW_N皆關閉，使其它掃描線S[2]~S[N]浮空。在此情況下，訊號線上的上升脈衝將透過寄生電容的耦合而抬升該些浮空掃描線S[2]~S[N]的電壓。由於一列發光二極體係共同耦接至一條掃描線，使得所有訊號線上的脈衝訊號皆可提供耦合效果以抬升浮空掃描線S[2]~S[N]的電壓。浮空掃描線S[2]~S[N]上提升的電壓再耦合回訊號線，使得脈衝的轉態速度增加，進而影響脈衝寬度並改變發光二極體的亮度。同樣地，如第4圖所示，當選擇開關器SW_1開啟以掃描第一列發光二極體時，其它選擇開關器SW_2~SW_N皆關閉，使其它掃描線S[2]~S[N]浮空。在此情況下，訊號線上的下降脈衝將透過寄生電容的耦合而拉低該些浮空掃描線S[2]~S[N]的電壓。由於一列發光二極體係共同耦接至一條掃描線，使得所有訊號線上的脈衝訊號皆可提供耦合效果以拉低浮空掃描線S[2]~S[N]的電壓。浮空掃描線S[2]~S[N]上降低的電壓再耦合回訊號線，使得脈衝的轉態速度增加，進而影響脈衝寬度並改變發光二極體的亮度。在顯示面板的大尺寸及高解析度趨勢之下，耦接至每一條掃描線的發光二極體畫素數量持續增加，使得耦合電容的影響更加嚴重，導致顯示的影像出現明顯不一致的情形。

舉例來說，請參考第10圖，第10圖為一顯示面板1000上顯示的影像受到耦合電容影響之示意圖。如第10圖所示，顯示面板1000可包含兩個部分，其中，一第一部分(如左半部分)受控於一驅動電路DRV1而一第二部分(如右 半部分)受控於另一驅動電路DRV2。在一實施例中，顯示面板1000可以是一分割螢幕，其中每一部分具有其對應的訊號線及掃描線，由各自的驅動電路進行驅動。

假設在一影像幀上，顯示面板1000的第一部分欲顯示相同灰階，且對應於一灰階值GS1的驅動訊號輸出至耦接於驅動電路DRV1的所有訊號線。在同一個影像幀上，顯示面板1000的第二部分中一部分顯示相同灰階而其它部分掃黑，因此，驅動電路DRV2可輸出對應於相同灰階值GS1的驅動訊號至部分訊號線，而不輸出驅動訊號至其它訊號線。

如第10圖所示，雖然顯示面板1000的左半部分及右半部分欲顯示相同灰階的影像，但呈現出不同亮度。在驅動電路DRV1所控制的左半部分中，所有發光二極體皆透過驅動訊號的脈衝點亮，而所有訊號線上的訊號脈衝可產生較強的能力以抬升浮空掃描線上的電壓，此上升電壓再耦合回訊號線以提升訊號脈衝的上升速度，進而驅動發光二極體產生較高的亮度。相較之下，在驅動電路DRV2所控制的右半部分中，由驅動訊號的脈衝點亮的發光二極體數量較少，因此浮空掃描線上升的幅度較低。對應地，其耦合效果所造成的訊號脈衝升速提升的幅度也較少，進而驅動位於右半部分的發光二極體產生相較於左半部分的發光二極體而言較低的亮度。

顯示面板上共陰極和共陽極結構的組合有助於解決寄生電容耦合所造成的亮度差異問題。請回頭參考第5圖，顯示面板500上包含有發光二極體畫素之共陰極和共陽極共存的結構。在共陰極部分中，發光二極體的陰極共同耦接至掃描線，因而訊號脈衝在浮空的掃描線S[2]~S[N]上形成上升耦合的效果； 在共陽極部分中，發光二極體的陽極共同耦接至掃描線，因而訊號脈衝在浮空的掃描線S[2]~S[N]上形成下降耦合的效果。由於每一條掃描線均同時接收到上升耦合及下降耦合，這兩種耦合效果可互相抵消，使浮空掃描線S[2]~S[N]上的電壓變化達到最小。如此一來，因電容耦合而對訊號脈衝之暫態行為所造成的影響亦可達到最小，進而提高所顯示亮度的一致性並改善畫質。

請參考第11圖，第11圖為本發明實施例一顯示系統110之示意圖。如第11圖所示，顯示系統110包含有一顯示面板1100及一驅動電路1110。顯示面板1100可以是由發光二極體陣列所組成的發光二極體面板。驅動電路1110可用來控制並驅動顯示面板1100，並包含有一數位控制器1112、一上資料驅動裝置1114，一下資料驅動裝置1116及一掃描驅動裝置1118。一記憶體1120可包含在驅動電路1110內部或獨立於驅動電路1110，其亦繪示於第11圖以方便說明。驅動電路1110可實現於一積體電路(Integrated Circuit，IC)中，其可包含在一晶片中或多個晶片的組合中。

詳細來說，在顯示面板1100上，每一發光二極體均耦接於一條訊號線及一條掃描線。發光二極體可透過訊號線耦接於上資料驅動裝置1114及下資料驅動裝置1116，並透過掃描線耦接於掃描驅動裝置1118。對於具有共陰極結構的發光二極體來說，其陽極係透過訊號線耦接於上資料驅動裝置1114而陰極係透過掃描線耦接於掃描驅動裝置1118。對於具有共陽極結構的發光二極體來說，其陰極係透過訊號線耦接於下資料驅動裝置1116而陽極係透過掃描線耦接於掃描驅動裝置1118。

掃描驅動裝置1118一列一列依序對顯示面板1100上的發光二極體進 行掃描，而上資料驅動裝置1114及下資料驅動裝置1116可提供恆定的驅動電流予掃描到的發光二極體。掃描驅動裝置1118可由多個選擇開關器組成，用以實現掃描操作。上資料驅動裝置1114包含有多個電流源，用來提供顯示面板1100所需的電源電流；下資料驅動裝置1116包含有多個電流源，用來提供顯示面板1100所需的沉降電流。關於上資料驅動裝置1114、下資料驅動裝置1116及掃描驅動裝置1118之詳細運作方式可參考上述段落的說明，在此不贅述。

數位控制器1112可用來控制上資料驅動裝置1114、下資料驅動裝置1116及掃描驅動裝置1118之運作。在一實施例中，數位控制器1112可以是一時序控制器，用來控制並同步上資料驅動裝置1114、下資料驅動裝置1116及掃描驅動裝置1118的時序。數位控制器1112另耦接於記憶體1120，例如靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory，SRAM)，其中，顯示資料可儲存於記憶體1120中，接著透過數位控制器1112的控制，在適合的時間點輸出至上資料驅動裝置1114或下資料驅動裝置1116。

請參考第12A及12B圖，第12A及12B圖為上資料驅動裝置1114及下資料驅動裝置1116的結構範例之示意圖。第12A圖繪示上資料驅動裝置1114之一通道的詳細結構，其包含有一電流源1202及一控制開關器1204。在此例中，上資料驅動裝置1114可透過一電流源端NCS1耦接至顯示面板，而控制開關器1204耦接於電流源1202及電流源端NCS1之間。

詳細來說，控制開關器1204包含有一電晶體1206及一運算放大器(operational amplifier，op-amp)1208。電晶體1206可作為開關元件，而運算放大器1208耦接於電晶體1206的閘極端和源極端以建立一回授路徑。為了控制電 流源1202輸出恆定的電流，應將電流源1202的輸出端鎖定在恆定的電壓準位，而以回授方式連接的運算放大器1208即可實現此目的。因此，藉由控制開關器1204的控制，可在電流源端NCS1產生具有恆定電流值I之一電流脈衝以輸出至面板。

同樣地，第12B圖繪示下資料驅動裝置1116之一通道的詳細結構，其包含有一電流源1222及一控制開關器1224。在此例中，下資料驅動裝置1116可透過一電流沉降端NCS2耦接至顯示面板，而控制開關器1224耦接於電流源1222及電流沉降端NCS2之間。同樣地，控制開關器1224包含有一電晶體1226及一運算放大器1228。關於控制開關器1224的詳細運作方式類似於前述控制開關器1204，其中，藉由控制開關器1224的控制，可在電流沉降端NCS2產生由面板輸出的具有恆定電流值I之一電流脈衝。

值得注意的是，第12A及12B圖僅繪示上資料驅動裝置1114及下資料驅動裝置1116中一通道之結構。事實上，上資料驅動裝置1114及下資料驅動裝置1116可包含大量的具有如第12A及12B圖所示之結構的通道，以耦接至顯示面板上的多條訊號線。

另外需注意的是，本發明之目的在於提出一種新式的顯示面板及驅動電路之結構。本領域具通常知識者當可據以進行修飾或變化，而不限於此。舉例來說，本發明之發光二極體面板結構為共陰極和共陽極混合之結構，這兩種實施方式可透過任意且適合的方式共存。只要顯示面板上包含有一第一發光二極體其陽極連接於一訊號線而陰極連接於一掃描線，以及一第二發光二極體其陽極連接於相同的掃描線而陰極連接於另一訊號線，其相關的實施方式皆應 屬於本發明之範疇。對應地，本發明之驅動電路具有一電源資料驅動裝置及一沉降資料驅動裝置，其中，電源資料驅動裝置包含有一或多個電流源，可用來輸出電流至發光二極體面板；沉降資料驅動裝置包含有一或多個電流源，可用來接收來自於發光二極體面板的電流。

本發明之實施例可應用於藉由點亮發光二極體來進行發光的各種類型之面板，特別是一被動矩陣式發光二極體面板(Passive Matrix LED Panel，PM-LED Panel)。該些面板的範例包含有迷你發光二極體面板(Mini-LED Panel)及微型發光二極體面板(Micro-LED Panel)，但不限於此。

綜上所述，本發明提出了一種新式的發光二極體面板結構，其中，具有共陰極結構的發光二極體以及具有共陽極結構的發光二極體共存於面板上。共陰極結構係發光二極體的陽極耦接於訊號線而發光二極體的陰極耦接於掃描線，共陽極結構係發光二極體的陽極耦接於掃描線而發光二極體的陰極耦接於訊號線。用來驅動發光二極體面板之驅動電路包含有一上資料驅動裝置、一下資料驅動裝置、以及一掃描驅動裝置。上資料驅動裝置(或稱電源資料驅動裝置)包含有用來輸出電流至發光二極體面板之電流源；而下資料驅動裝置(或稱沉降資料驅動裝置)包含有用來接收來自於發光二極體面板的電流之電流源。掃描驅動裝置包含有選擇開關器，用來一列一列依序對發光二極體進行掃描。

在本發明中，一掃描線耦接於面板上共陰極之發光二極體的陰極以及共陽極之發光二極體的陽極，因此，來自於共陰極之發光二極體的電源電流與流向共陽極之發光二極體的沉降電流可互相抵消，進而使掃描驅動裝置中的 選擇開關器之跨壓達到最小。選擇開關器所減少的跨壓可降低所需的電源供應電壓的數值，進而降低顯示系統的功耗。另一方面，發光二極體面板上必然存在發光二極體的寄生電容耦合，在共陰極之發光二極體與共陽極之發光二極體共存的面板結構中，共陰極之發光二極體所產生的上升耦合效果與共陽極之發光二極體所產生的下降耦合效果可互相抵消，進而使電容耦合所造成浮空掃描線上的電壓變化量達到最小。如此一來，訊號脈衝之暫態行為所受到的影響亦可達到最小，進而提高所顯示亮度的一致性並改善畫質。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

50:顯示系統

500:顯示面板

502,503:資料驅動裝置

504:掃描驅動裝置

R[1],G[1],B[1],R[2],G[2],B[2],R[3],G[3],B[3],R[4],G[4],B[4]:訊號線

S[1]~S[N]:掃描線

CU_R1,CU_G1,CU_B1,CU_R2,CU_G2,CU_B2,CD_R1,CD_G1,CD_B1,CD_R2,CD_G2,CD_B2:電流源

SW_1~SW_N:選擇開關器

Claims (9)

1. 一種驅動電路，用於一發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)面板，該驅動電路包含有：一第一電流源，耦接於該驅動電路之一電流源端，用來透過該電流源端輸出一第一電流至該發光二極體面板；一第二電流源，耦接於該驅動電路之一電流沉降端，用來透過該電流沉降端從該發光二極體面板接收一第二電流；以及一選擇開關器，被設定耦接於該發光二極體面板上一第一發光二極體的陰極以及該發光二極體面板上一第二發光二極體的陽極。
2. 如請求項1所述之驅動電路，其中該第一電流源被設定耦接於該發光二極體面板上一第一發光二極體的陽極，且該第二電流源被設定耦接於該發光二極體面板上一第二發光二極體的陰極。
3. 如請求項2所述之驅動電路，其中該第一電流源用來輸出該第一電流至該第一發光二極體的陽極，且該第二電流源用來從該第二發光二極體的陰極接收該第二電流。
4. 如請求項1所述之驅動電路，另包含有：一第一控制開關器，耦接於該第一電流源與該電流源端之間；以及一第二控制開關器，耦接於該第二電流源與該電流沉降端之間。
5. 一種發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)面板，包含有：一第一發光二極體，包含有： 一陽極，耦接於一第一訊號線；以及一陰極，耦接於一掃描線；以及一第二發光二極體，包含有：一陽極，耦接於該掃描線；以及一陰極，耦接於一第二訊號線。
6. 如請求項5所述之發光二極體面板，其中該第一發光二極體用來透過該第一訊號線從一驅動電路接收一電源電流，且該第二發光二極體用來透過該第二訊號線輸出一沉降電流至該驅動電路。
7. 如請求項6所述之發光二極體面板，其中該第一發光二極體及該第二發光二極體用來透過該掃描線從該驅動電路接收一掃描訊號。
8. 如請求項5所述之發光二極體面板，其中該第一發光二極體為一畫素之一紅色發光二極體，該第二發光二極體為該畫素之一綠色發光二極體，且該畫素另包含有：一藍色發光二極體，包含有：一陽極，耦接於該掃描線；以及一陰極，耦接於一第三訊號線。
9. 如請求項5所述之發光二極體面板，其中該第一發光二極體為一畫素之一綠色發光二極體，該第二發光二極體為該畫素之一紅色發光二極體，且該畫素另包含有：一藍色發光二極體，包含有： 一陽極，耦接於一第三訊號線；以及一陰極，耦接於該掃描線。

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