TWI671727B

TWI671727B - 顯示面板

Info

Publication number: TWI671727B
Application number: TW107135300A
Authority: TW
Inventors: 陳奕冏; 鄭貿薰; 黃正翰; 張翔昇
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2018-10-05
Filing date: 2018-10-05
Publication date: 2019-09-11
Also published as: CN109872694B; TW202015011A; CN109872694A

Abstract

一種顯示面板，包含電容、補償電路、寫入電路和驅動電路。電容包含第一端和第二端。補償電路耦接電容之第一端，用以根據掃描訊號將電容之第一端重置到參考電壓準位，並根據發光控制訊號接收系統高電壓準位以輸出補償訊號至電容之第一端。寫入電路耦接電容之第二端，用以根據掃描訊號選擇性地導通以輸出資料訊號至電容之第二端。驅動電路耦接電容之第二端，用以根據發光控制訊號選擇性地導通以根據電容之第二端的電壓準位以輸出驅動電流至發光元件。

Description

顯示面板

本揭示內容是關於一種顯示面板，且特別是有關於一種具有補償電路之顯示面板。

隨著數位顯示裝置的需求日益增加，主動式有機發光二極體顯示裝置(Active Matrix Organic Light Emitting Display，AMOLED)因其優良特性而廣為應用在各種數位顯示裝置上。

然而，在主動式有機發光二極體顯示裝置的運作中，驅動電流係受驅動電晶體之臨界電壓(threshold voltage)所影響，因各個驅動電晶體的臨界電壓彼此存在誤差，驅動電流會因此產生差異，而導致有機發光二極體發光亮度不一致，以致在顯示影像時的畫面亮度不均。

本揭示內容的一態樣係關於一種顯示面板。顯示面板包含電容、補償電路、寫入電路和驅動電路。電容包含第一端和第二端。補償電路耦接電容之第一端，用以根據掃描訊號將電容之第一端重置到參考電壓準位，並根據發光控制訊號接收系統高電壓準位以輸出補償訊號至電容之第一端。寫入電路耦接電容之第二端，用以根據掃描訊號選擇性地導通以輸出資料訊號至電容之第二端。驅動電路耦接電容之第二端，用以根據發光控制訊號選擇性地導通以根據電容之第二端的電壓準位以輸出驅動電流至發光元件。

100‧‧‧顯示面板

PI1、PI2、PI3‧‧‧畫素

120‧‧‧補償電路

140‧‧‧寫入電路

160‧‧‧驅動電路

OLED‧‧‧發光元件

TC1、TC2、TC3、TC4‧‧‧補償電晶體

T1、T2、T3、T4‧‧‧電晶體

C1‧‧‧電容

S1[N]、S1[1]、S1[2]、S1[K]‧‧‧掃描訊號

EM[N]、EM1[N]、EM2[N]、EM[G]‧‧‧發光控制訊號

Vcomp[n]‧‧‧補償訊號

Vdata[m]‧‧‧資料訊號

Vref‧‧‧參考電壓準位

OVDD‧‧‧系統高電壓準位

OVSS‧‧‧系統低電壓準位

P1、P2、Poff、Pon‧‧‧期間

第1A圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種顯示面板的示意圖。

第1B圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示另一種顯示面板的示意圖。

第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種畫素的訊號時序示意圖。

第3圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示在第一期間內第1A圖之顯示面板中各電晶體之狀態示意圖。

第4圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示在第二期間內第1A圖之顯示面板中各電晶體之狀態示意圖。

第5A圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板的示意圖。

第5B圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板的示意圖。

第6圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板的訊號時序示意圖。

第7A、7B圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一顯示面板及其訊號時序示意圖。

下文係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。

請參考第1A圖。第1A圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種顯示面板100的示意圖。在部分實施例中，顯示面板100可為主動式有機發光二極體顯示面板(Active Matrix Organic Light Emitting Display，AMOLED)。顯示面板100中可包含畫素以組成完整的顯示畫面，第1A圖中為了說明上的簡潔僅繪示其中一個畫素作為例示性說明。

如第1A圖所示，顯示面板100包含補償電路120和畫素PI1。畫素PI1包含寫入電路140、驅動電路160、電容C1和發光元件OLED。補償電路120包含補償電晶體TC1、TC2和TC3。寫入電路140包含電晶體T1。驅動電路160包含電晶體T2和T3。電容C1包含第一端和第二端。

結構上，補償電路120耦接電容C1之第一端。寫入電路140耦接電容C1之第二端。驅動電路160耦接電容C1之第二端和發光元件OLED。具體而言，補償電晶體TC1之第一端耦接系統高電壓準位OVDD。補償電晶體TC1之第二端耦接補償電晶體TC2之第一端。補償電晶體TC2之第二端和補償電晶體TC2之控制端共同耦接於電容C1之第一端。補償電晶體TC3之第一端亦耦接於電容C1之第一端。

電晶體T1之第二端耦接電容C1之第二端。電晶體T2之第一端耦接系統高電壓準位OVDD。電晶體T2之控制端耦接電容C1之第二端。電晶體T2之第二端耦接電晶體T3之第一端。電晶體T3之第二端耦接發光元件OLED之第一端。發光元件OLED之第二端耦接系統低電壓準位OVSS。

操作上，補償電路120用以根據掃描訊號S1[N]將電容C1之第一端重置到參考電壓準位Vref，並根據發光控制訊號EM[N]接收系統高電壓準位OVDD以輸出補償訊號Vcomp[n]至電容C1之第一端。寫入電路140用以根據掃描訊號S1[N]選擇性導通以輸出資料訊號Vdata[m]至電容C1之第二端。驅動電路160用以根據發光控制訊號EM[N]選擇性地導通以根據電容C1之第二端的電壓準位以輸出驅動電流I1至發光元件OLED。

具體而言，補償電晶體TC1之控制端用以接收發光控制訊號EM[N]，並根據發光控制訊號EM[N]選擇性地導通以自補償電晶體TC1之第一端接收系統高電壓準位OVDD且透過補償電晶體TC1之第二端輸出至補償電晶體TC2之第一端。補償電晶體TC2用以根據接收到的系統高電壓準位OVDD產生補償訊號Vcomp[n]，並將補償訊號Vcomp[n]自補償電晶體TC2之第二端輸出至電容C1之第一端。

補償電晶體TC3之第一端用以接收參考電壓準位Vref。補償電晶體TC3之控制端用以接收掃描訊號S1[N]，並根據掃描訊號S1[N]選擇性地導通以使得補償電晶體TC3之第二端重置到參考電壓準位Vref。

寫入電路140中的電晶體T1之第一端用以接收資料訊號Vdata[m]。電晶體T1之控制端用以接收掃描訊號S1[N]，並根據掃描訊號S1[N]選擇性地導通以透過電晶體T1之第二端輸出資料訊號Vdata[m]至電容C1之第二端。

驅動電路160中的電晶體T2之第一端用以接收系統高電壓準位OVDD。電晶體T2用以根據電晶體T2之控制端的電壓準位選擇性地導通，以透過電晶體T2之第二端輸出驅動電流I1。電晶體T3之第一端用以自電晶體T2之第二端接收驅動電流I1。電晶體T3之控制端用以接收發光控制訊號EM[N]，並根據發光控制訊號EM[N]選擇性地導通以透過電晶體T3之第二端輸出驅動電流I1至發光元件OLED。

請參考第1B圖。第1B圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示另一種顯示面板100的示意圖。如第1B圖所示，在其他部分實施例中，顯示面板100中的二或多個畫素PI1、PI2、PI3之電容C1之第一端相互耦接，用以接收相同的補償訊號Vcomp[n]。畫素PI2和PI3可由第1A圖中所繪示的畫素PI1實作，其操作方法如上述說明，不再於此贅述。

換言之，二或多個畫素PI1、PI2、PI3共用同一個補償電路120。如此一來，藉由補償電路120一對多的共用架構，可減少布局面積。此外，雖然第1B圖中繪示三個畫素PI1、PI2、PI3，但其數量僅為方便說明起見之示例，並非用以限制本揭示內容。本領域具備通常知識者可依據實際需求設置顯示面板100中共用同一個補償電路120的畫素數量。

請參考第2圖。第2圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示一種顯示面板100的訊號時序示意圖。如第2圖所示，在第一期間P1，掃描訊號S1[N]於低電壓準位。在第二期間P2，掃描訊號S1[N]於高電壓準位。另外，在第一期間P1，發光控制訊號EM[N]位於關斷電壓準位。在第二期間P2，發光控制訊號EM[N]由關斷電壓準位轉為發光電壓準位。換言之，在部分實施例中，發光控制訊號EM[N]位於關斷電壓準位的時間長度大於或等於第一期間P1的時間長度。

為便於說明起見，顯示面板100當中各個元件的具體操作將於以下段落中搭配圖式進行說明。請一併參考第2圖和第3圖。第3圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示在第一期間P1內第1A圖之顯示面板100中各電晶體之狀態示意圖。如第3圖所示，在部分實施例中，第一期間P1對應到顯示面板100的重置和寫入期間。

在第一期間P1，位於關斷電壓準位的發光控制訊號EM[N]使得補償電晶體TC1、TC2和電晶體T3關斷。位於低電壓準位的掃描訊號S1[N]使得補償電晶體TC3和電晶體T2導通。具體而言，在第一期間P1，補償電晶體TC3根據掃描訊號S1[N]導通以將電容C1之第一端重置到參考電壓準位Vref。電晶體T2根據掃描訊號S1[N]導通以將資料訊號Vdata[m]輸出至電容C1之第二端。換言之，在第一期間P1，電容C1之第一端位於參考電壓準位Vref，電容C1之第二端位於資料訊號Vdata[m]的電壓準位。

接著，請一併參考第2圖和第4圖。第4圖係根據本揭示內容之部分實施例繪示在第二期間P2內第1A圖之顯示面板100中各電晶體之狀態示意圖。如第4圖所示，在部分實施例中，第二期間P2對應到顯示面板100的發光期間。

在第二期間P2，位於高電壓準位的掃描訊號S1[N]使得補償電晶體TC3和電晶體T2關斷。位於發光電壓準位的發光控制訊號EM[N]使得補償電晶體TC1、TC2和電晶體T3導通。具體而言，在第二期間P2，補償電晶體TC1、TC2根據發光控制訊號EM[N]導通，並根據系統高電壓準位OVDD產生補償訊號Vcomp[n]。其中，由於補償電晶體TC2之控制端和第二端耦接，因此產生的補償訊號Vcomp[n]的電壓準位為系統高電壓準位OVDD減去補償電晶體TC2的臨界電壓。

由於此時電容C1之第一端的電壓準位係由參考電壓準位Vref轉變為補償訊號Vcomp[n]的電壓準位，因此電容C1之第二端的電壓準位係由資料訊號Vdata[m]的電壓準位，轉變為資料訊號Vdata[m]的電壓準位加上補償訊號Vcomp[n]的電壓準位再減去參考電壓準位Vref。

換言之，此時電晶體T2之控制端的電壓準位為：V_DATA+OVDD--Vref。其中V_DATA係為資料訊號Vdata[m]的電壓準位，係為補償電晶體TC2的臨界電壓。

另外，在第二期間P2，電晶體T3根據發光控制訊號EM[N]導通。因此，根據電晶體T2之控制端的電壓準位所輸出的驅動電流I1如下式所示：

其中，K係為導電參數(Conduction Parameter)。VSG係為電晶體T2之第一端和控制端之間的壓差。係為電晶體T2的臨界電壓。

由於補償電晶體TC2和電晶體T2的尺寸相同，且配置於臨近處，因此電性近似相同。亦即，補償電晶體TC2的臨界電壓近似於電晶體T2的臨界電壓。

如此一來，藉由補償訊號Vcomp[n]使得驅動電流I1將不會受到電晶體老化而臨界電壓改變的影響。此外，由於資料訊號Vdata[m]的寫入和補償臨界電壓差異係為分別進行，因此解析度和補償時間互不影響，可於短時間內完成資料訊號Vdata[m]的寫入，適用於高解析度的顯示面板，可進行高頻操作。

此外，由於電晶體T1之第一端連接的資料傳輸線維持在資料訊號Vdata[m]的電壓準位，而電晶體T2之控制端與資料傳輸線之間的電壓準位差值維持在OVDD--Vref，因此，可藉由調整參考電壓準位Vref以降低電晶體T2之控制端與資料傳輸線之間的漏電流。如此一來，可維持住電晶體T2之控制端在發光階段時的電壓準位，避免電晶體T2之控制端與資料傳輸線之間的夾壓較大而在低頻操作(Idle mode)時出現閃爍(Flicker)的現象。

請參考第5A圖。第5A圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板100的示意圖。於第5A圖所示實施例中，與第1A圖的實施例中相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第1A圖所示實施例相比，在部分實施例中，如第5A圖所示，顯示面板100中的補償電路120更包含補償電晶體TC4。

結構上，相似於補償電晶體TC2，補償電晶體TC4之第一端耦接補償電晶體TC1之第二端，而補償電晶體TC4之控制端和補償電晶體TC4之第二端相互耦接於補償電晶體TC2之第二端。操作上，補償電晶體TC4用以根據自補償電晶體TC1之第二端接收的系統高電壓準位OVDD產生補償訊號Vcomp[n]。

具體而言，補償電晶體TC4的尺寸和補償電晶體TC2相同。如此一來，藉由補償電晶體TC4和TC2並聯進行補償，能使得充電速度更快，而能夠更快將電容C1之第一端拉到補償訊號Vcomp[n]的電壓準位。

請參考5B圖。第5B圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板100的示意圖。於第5B圖所示實施例中，與第1A圖的實施例中相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第1A圖所示實施例相比，在部分實施例中，如第5B圖所示，顯示面板100更包含電晶體T4。

結構上，電晶體T4之第一端耦接電晶體T4之控制端。電晶體T4之第二端耦接發光元件OLED之第一端。操作上，電晶體T4之第一端用以接收掃描訊號S1[N]。電晶體T4用以根據掃描訊號S1[N]選擇性地導通，以透過電晶體T4之第二端將發光元件OLED之陽極重置至低電壓準位。如此一來，藉由電晶體T4控制發光元件OLED之陽極的電壓準位，使得發光元件OLED在寫入階段時維持關斷。

請參考第6圖。第6圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一種顯示面板100的訊號時序示意圖。如第6圖所示，在其他部分實施例中，在寫入期間Poff，顯示面板100的掃描訊號S1[1]~S1[K]依序導通，發光控制訊號EM[G]位於關斷電壓準位。在發光期間Pon，顯示面板100的掃描訊號S1[1]~S1[K]關斷，發光控制訊號EM[G]位於發光電壓準位。舉例來說，掃描訊號S1[1]可以用來驅動第1A圖及第1B圖當中的畫素PI1，於此實施例中，第6圖中的掃描訊號S1[1]可以用來驅動電晶體T1的閘極(如同第1A圖及第1B圖當中的掃描訊號S1[N])。掃描訊號S1[2]可以用來驅動第1B圖當中的畫素PI2。依此類推，後續的掃描訊號可以用來驅動顯示面板100當中後續的其他畫素。發光控制訊號EM[G]用以控制顯示面板100中的上述多個畫素(例如第1B圖當中的畫素PI1-PI3)進行發光(如同第1A圖及第1B圖當中的發光控制訊號EM[N])。

換言之，顯示面板100中的各個畫素根據掃描訊號S1[1]~S1[K]依序導通各自的寫入電路140以分別寫入資料訊號Vdata[m]。之後，顯示面板100中的各個畫素再根據發光控制訊號EM[G]導通驅動電路160以一起點亮進行顯示。

值得注意的是，所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解第6圖之訊號時序是意圖如何基於上述多個不同實施例中的顯示面板100以執行該等操作及功能，故不再此贅述。

請參考第7A、7B圖。第7A、7B圖係根據本揭示內容之其他部分實施例繪示另一顯示面板100及其訊號時序示意圖。於第7A、7B圖所示實施例中，與第1A圖的實施例中相似的元件係以相同的元件符號表示，其操作已於先前段落說明者，於此不再贅述。和第1A圖所示實施例相比，在其他部分實施例中，如第7A圖所示，電晶體T3用以接收第一發光控制訊號EM1[N]。補償電晶體TC1之控制端用以接收第二發光控制訊號EM2[N]。

如第7B圖所示，在相應的實施例中，在第一期間P1，第一發光控制訊號EM1[N]和第二發光控制訊號EM2[N]位於關斷電壓準位。在第二期間P2，第二發光控制訊號EM2[N]由關斷電壓準位轉為發光電壓準位，而第一發光控制訊號EM1[N]可依照顯示面板100的發光顯示需求，切換至發光電壓準位或關斷電壓準位。

如此一來，藉由將發光控制訊號分為兩種，在第二期間P2時，使得補償電晶體TC1能夠根據第二發光控制訊號EM2[N]維持導通以進行補償訊號Vcomp[n]的輸出，並使得驅動電路160中電晶體T2能夠根據第一發光控制訊號EM1[N]選擇性的導通或關斷以切換亮暗顯示。

雖然本文將所公開的方法示出和描述為一系列的步驟或事件，但是應當理解，所示出的這些步驟或事件的順序不應解釋為限制意義。例如，部分步驟可以以不同順序發生和/或與除了本文所示和/或所描述之步驟或事件以外的其他步驟或事件同時發生。另外，實施本文所描述的一個或多個態樣或實施例時，並非所有於此示出的步驟皆為必需。此外，本文中的一個或多個步驟亦可能在一個或多個分離的步驟和/或階段中執行。

綜上所述，本案透過應用上述各個實施例中，藉由二個或多個畫素共用補償電路120的架構，能夠節省布局的面積。此外，透過顯示面板100分別進行資料訊號寫入和補償，使得補償時間不影響解析度，因而能縮短資料訊號的寫入時間，適用於高解析度的顯示裝置。

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。

Claims

一種顯示面板，包含：一電容，該電容包含一第一端和一第二端；一補償電路，耦接該電容之該第一端，用以根據一掃描訊號將該電容之該第一端重置到一參考電壓準位，並根據一發光控制訊號接收一系統高電壓準位以輸出一補償訊號至該電容之該第一端；一寫入電路，耦接該電容之該第二端，用以根據該掃描訊號選擇性地導通以輸出一資料訊號至該電容之該第二端；以及一驅動電路，耦接該電容之該第二端，用以根據該發光控制訊號選擇性地導通以根據該電容之該第二端的電壓準位以輸出一驅動電流至一發光元件，該驅動電路包含一第二電晶體和一第三電晶體，其中該第二電晶體之一第一端用以接收該系統高電壓準位，該第二電晶體之一控制端耦接該電容之該第二端，該第三電晶體之一第一端耦接該第二電晶體之一第二端，該第三電晶體之一控制端用以接收該發光控制訊號，該第三電晶體之一第二端耦接該發光元件。
如請求項1所述之顯示面板，其中該寫入電路包含一第一電晶體，該第一電晶體之一第一端用以接收該資料訊號，該第一電晶體之一控制端用以接收該掃描訊號，該第一電晶體之一第二端用以輸出該資料訊號至該電容之該第二端。
如請求項1所述之顯示面板，更包含：一第四電晶體，該第四電晶體之一第一端用以接收該掃描訊號，該第四電晶體之一控制端耦接該第四電晶體之該第一端，該第四電晶體之一第二端耦接該發光元件。
如請求項2所述之顯示面板，其中該補償電路包含：一第一補償電晶體，該第一補償電晶體之一第一端耦接該系統高電壓準位，該第一補償電晶體之一控制端用以接收該發光控制訊號；一第二補償電晶體，該第二補償電晶體之一第一端耦接該第一補償電晶體之一第二端，該第二補償電晶體之一控制端耦接該第二補償電晶體之一第二端，用以產生該補償訊號；以及一第三補償電晶體，該第三補償電晶體之一第一端用以接收該參考電壓準位，該第三補償電晶體之一控制端用以接收該掃描訊號，該第三補償電晶體之一第二端耦接該第二補償電晶體之該第二端。
如請求項4所述之顯示面板，其中該補償電路更包含：一第四補償電晶體，該第四補償電晶體之一第一端耦接該第一補償電晶體之該第二端，該第四補償電晶體之一控制端和該第四補償電晶體之一第二端耦接該第二補償電晶體之該第二端。
如請求項4所述之顯示面板，其中在一第一期間，該掃描訊號於一低電壓準位使得該第三補償電晶體和該第二電晶體導通，在一第二期間，該掃描訊號於一高電壓準位使得該第三補償電晶體和該第二電晶體關斷。
如請求項6所述之顯示面板，其中當該發光控制訊號位於一關斷電壓準位，該第一補償電晶體、該第二補償電晶體和該第三電晶體關斷，當該發光控制訊號位於一發光電壓準位，該第一補償電晶體、該第二補償電晶體和該第三電晶體導通，該發光控制訊號位於該關斷電壓準位的時間長度大於該第一期間。
如請求項6所述之顯示面板，其中該第三電晶體之該控制端用以接收一第一發光控制訊號，該第一補償電晶體之該控制端用以接收一第二發光控制訊號，該第一發光控制訊號和該第二發光控制訊號位於該關斷電壓準位的時間長度大於該第一期間，在該第二期間，該第一發光控制訊號位於該發光電壓準位或該關斷電壓準位。
如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示面板包含複數個畫素，在一寫入期間，該發光控制訊號位於一關斷電壓準位，該些畫素的複數個掃描訊號依序導通，在一發光期間，該發光控制訊號位於一發光電壓準位，該些畫素的該些掃描訊號關斷。
如請求項1所述之顯示面板，其中該顯示面板包含複數個畫素，該些畫素中的二或多個畫素之該電容之該第一端相互耦接，用以接收相同的該補償訊號。