TWI651704B - 面板驅動電路及面板驅動方法 - Google Patents

Abstract

面板驅動電路包含第一開關單元、第二開關單元及第一電容。第一開關單元的輸入端用以接收啟動信號，而控制端用以接收第一時脈信號。第一開關單元根據第一時脈信號導通以於輸出端輸出啟動信號。第二開關單元的輸入端用以接收驅動電壓，而控制端與第一開關單元的輸出端於第一節點電性連接以接收啟動信號。第一電容具有第一端及第二端，其中第一端用以接收第二時脈信號，第二端電性連接第一節點。當第二開關單元根據啟動信號導通時，第二時脈信號透過第一電容產生耦合電壓至第一節點，驅動電壓通過第二開關單元輸出以驅動面板。

Description

面板驅動電路及面板驅動方法

本揭示文件是關於一種面板驅動電路，特別是關於一種可以增強驅動信號輸出能力的面板驅動電路及面板驅動方法。

一般而言，面板需要驅動電路的驅動以產生影像，透過驅動電路產生的驅動信號使像素電極可以根據資料信號而發光。

然而，面板驅動電路的輸出會受到驅動電路中的漏電流的影響，導致輸出的驅動信號難以在一個影像訊框時間中維持著穩定電壓，而造成影像亮度在同一影像訊框中產生不穩定的現象。

為了改善前述驅動信號不穩定的情形，於本揭露文件的一實施態樣提出一種面板驅動電路。面板驅動電路包含第一開關單元、第二開關單元及第一電容。第一開關單元具有輸入端、輸出端及控制端，其中輸入端用以接 收啟動信號，控制端用以接收第一時脈信號。第一開關單元根據第一時脈信號導通以於輸出端輸出啟動信號。第二開關單元具有輸入端、輸出端及控制端，其中第二開關單元的輸入端用以接收驅動電壓，第二開關單元的控制端與第一開關單元的輸出端於第一節點電性連接以接收啟動信號。第一電容具有第一端及第二端，其中第一端用以接收第二時脈信號，第二端電性連接第一節點。當第二開關單元根據啟動信號導通時，第二時脈信號透過第一電容產生耦合電壓至第一節點，驅動電壓通過第二開關單元輸出以驅動面板。

此外，於本揭露文件的另一實施態樣提出一種面板驅動方法。面板驅動方法用於面板驅動電路。面板驅動電路包含第一開關單元、第二開關單元及第一電容，其中第一開關單元與第二開關單元於第一節點電性連接，第一電容的一端電性連接至第一節點。面板驅動方法包含：於第一時段時，提供具有第一電位的啟動信號至第一開關單元以及提供第一時脈信號導通第一開關單元，使啟動信號導通至第一節點，以使第一節點具有第一電位以導通第二開關單元，第二開關單元導通驅動電壓以輸出至面板；於第二時段時，提供第二時脈信號至第一電容，第二時脈信號透過第一電容產生耦合電壓至第一節點以使第一節點升壓至升壓電位。

透過本揭露文件揭示的面板驅動電路及面板驅動方法，面板驅動電路得以輸出穩定的驅動信號，使面板 影像亮度更加穩定。

100、300、400、500、600‧‧‧面板驅動電路

200‧‧‧顯示面板

C1、C2、C3‧‧‧電容

CK1‧‧‧第一時脈信號

CK2‧‧‧第二時脈信號

EM‧‧‧驅動信號

M1~M10‧‧‧開關單元

P、Q‧‧‧節點

RST‧‧‧重置電路

STV‧‧‧啟動信號

T1~T5‧‧‧時段

T51~T56‧‧‧時間區間

VG1‧‧‧驅動電壓

VG2‧‧‧重置電壓

第1圖為本揭露文件之一實施例之面板驅動電路的電路圖。

第2圖為本揭露文件之一實施例之信號時序波型圖。

第3圖為本揭露文件之一實施例之面板驅動電路的電路圖。

第4圖為本揭露文件之一實施例之面板驅動電路的電路圖。

第5圖為本揭露文件之一實施例之面板驅動電路的電路圖。

第6圖為本揭露文件之一實施例之面板驅動電路的電路圖。

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僅用以解釋本發明，並不用來限定本發明，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，皆為本發明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，在此揭露之內容中與特殊內容中的平常意義。某些用以描述本揭露之用詞將於下或在此說明書的別處討論，以提供本領域技術人員在有關本揭露之描述上額外的引導。

請參閱第1圖，第1圖繪示本揭露文件之一實施例之面板驅動電路100的電路圖。根據此實施例，面板驅動電路100用以產生驅動信號EM以驅動一顯示面板200。面板驅動電路100包含有開關單元M1~M3、電容C1~C2及重置電路RST。其中，重置電路RST包含開關單元M4~M8。於此例中，開關單元M1~M8為N型電晶體(N-type thin film transistor,N-type TFT)，其等根據高電位的電壓導通，並根據低電位的電壓關斷。於另一實施例中，開關單元M1~M8可為P型電晶體(P-type thin film transistor,P-type TFT)，則其等根據低電位的電壓導通，並根據高電位的電壓關斷。為方便說明，下文將僅以各開關單元皆為N型電晶體為例。

於一實施例中，驅動信號EM用以控制顯示面板200的發光階段。於部分實際應用中，顯示面板200可以是多個像素分別由多個有機發光二極體(Organic Light-Emitting Diode,OLED)構成的OLED顯示面板，驅動信號EM用以控制顯示面板200當中各像素之有機發光二極體的發光狀態。於部分實際應用中，顯示面板200可以是包含背光模組(圖中未示)的液晶顯示面板，驅動信號EM用以控制顯示面板200當中的背光模組的發光狀態。

於一實施例中，當面板驅動電路100產生的驅動信號EM為高準位時，使顯示面板200當中的有機發光二極體或背光模組進入發光階段，另一方面，當面板驅動電路100產生的驅動信號EM為低準位時，則使顯示面板200當中的背光模組或有機發光二極體停止發光。

一般而言，在顯示面板200的驅動流程中除了上述提到的發光階段還可能包含重置階段、資料寫入階段及/或補償階段，但本揭示文件並不以此為限。相較於重置、資料寫入或補償等階段，一般來說，發光階段的持續時間較長，因此，面板驅動電路100需要提供在較長時間具有穩定電壓準位的驅動信號EM。若驅動信號EM隨著時間而衰減或變化，將可能導致顯示的亮度下降或閃爍。

開關單元M1用以接收啟動信號STV，並根據第一時脈信號CK1導通以將啟動信號STV於其輸出端輸出。開關單元M2用以接收驅動電壓VG1，在各開關單元為N型電晶體的例子中，驅動電壓VG1為一高電位定電壓。開關單元M2的控制端與開關單元M1的輸出端於節點Q處相連，因此開關單元M2可根據節點Q的電位導通以將驅動電壓VG1輸出為驅動信號EM。

開關單元M3的輸入端接收第一時脈信號CK1，控制端則連接至開關單元M1的輸出端(即連接節點Q)，而其輸出端與電容C2於節點P相連，並連接至重置電路RST的開關單元M4的控制端。其中，當開關單元M3導通時，第一時脈信號CK1將被發送至開關單元M4的控制端。

開關單元M4的輸入端與開關單元M7的輸出端相連，開關單元M4的輸出端與開關單元M8的輸出端及開關單元M5、M6的控制端相連。其中開關單元M7用以根據第二時脈信號CK2導通以接收驅動電壓VG1，當驅動電壓VG1通過開關單元M7及M4後，將進一步導通開關單元M5及M6。

開關單元M5的輸出端連接至節點Q，而開關單元M6的輸出端連接至開關單元M2的輸出端。開關單元M5、M6輸入端皆接收重置電壓VG2，重置電壓VG2為低電壓準位的定電壓。因此，當開關單元M5、M6導通時，重置電壓VG2被導通至節點Q及開關單元M2的輸出端，以將節點Q及開關單元M2的輸出端的電位拉低。

電容C1的一端接收第二時脈信號CK2，而另一端則連接節點Q。電容C2的一端同樣接收第二時脈信號CK2，而另一端連接至節點P。關於面板驅動電路100的作動將輔以第2圖作詳細說明。

第2圖繪示本揭露文件之一實施例之用於面板驅動電路100的各信號的時序波型圖。在第2圖的第一時段T1，啟動信號STV處於高電壓準位，而第一時脈信號CK1亦處於高電壓準位。因此，開關單元M1導通以將啟動信號STV發送至節點Q，使節點Q具有啟動信號STV的電位，並進一步導通開關單元M2，而驅動電壓VG1通過開關單元M2以輸出為驅動信號EM來驅動顯示面板200。於一實施例中，驅動信號EM用以驅動顯示面板200當中的發光單元，例如各像素的有機發光二極體或背光模組，但本揭示文件並不以此為限。

同時，開關單元M3及重置電路RST的開關單元M8也因為開關單元M1輸出端的電位而被導通。其中，當開關單元M8導通時，低電位的重置電壓VG2將通過開關單元M8以將開關單元M5、M6關斷。因此，重置電壓VG2無法被導通至節點Q和開關單元M2的輸出端。

接著，在第二時段T2時，第一時脈信號CK1處於低電壓準位，開關單元M1關斷，使節點Q的電位處於浮動狀態。而第二時脈信號CK2處於高電壓準位，故第二時脈信號CK2通過電容C1產生耦合電壓至節點Q，以使節點Q的電位被抬升至升壓電位。其中，節點Q的升壓電位為第一時段T1時的啟動信號STV提供的電位及第二時段T2時的第二時脈信號CK2的耦合電壓兩者的疊加電位，如第2圖所示。

節點Q的電位用以控制開關單元M2的開關狀態，一般來說若節點Q的電位處於浮動狀態(即無定電壓源持續維持節點Q的電位)，則可能因為電晶體的漏電流導致節點Q的電位下降，舉例來說漏電流可能通過與節點Q相連之開關單元M5。於此實施方式中，在第二時段T2內藉由第二時脈信號CK2提升節點Q的電位，使節點Q的電位持續保持在高於開關單元M2的門檻電壓，可確保開關單元M2持續導通。

於第二時段T2期間，因為開關單元M1輸出端 (即節點Q)的電位為高電壓準位，開關單元M3於此時段仍處於導通狀態，故節點P將接收到低電壓準位的第一時脈信號CK1。

此外，於第二時段T2內，開關單元M7為導通狀態，開關單元M4為關斷狀態，重置電路RST的開關單元M5、M6仍然維持關斷狀態。

而在第三時段T3中，第一時脈信號CK1回到高電壓準位，使開關單元M1導通。因為此時的啟動信號STV處於低電壓準位，開關單元M1將低電壓準位輸出至節點Q，同時關斷開關單元M3、M8及M2。

於第四時段T4時，第二時脈信號CK2處於高電壓準位，而開關單元M3為關斷狀態，故第二時脈信號CK2可透過電容C2產生耦合電壓至節點P，以進一步將開關單元M4導通。同時，開關單元M7也因為第二時脈信號CK2而導通，故高電壓準位的驅動電壓VG1將通過開關單元M7及M4以進而導通開關單元M5及M6。當開關單元M5及M6被導通後，重置電壓VG2被導通至節點Q及開關單元M2的輸出端，以將節點Q及開關單元M2輸出端的電位拉低至重置電壓VG2的電位。

由上述可知，透過電容C1將第二時脈信號CK2耦合至節點Q(第二時段T2)，可以抬升節點Q的電位以持續維持開關單元M2的完整導通，進而增強驅動信號EM的輸出能力。進一步來說，請見第2圖中的第五時段T5，於一實施例中，第五時段T5對應到顯示面板200的發光階段，面 板驅動電路100用以在第五時段T5中輸出穩定於高電壓準位的驅動信號EM。

於第五時段T5內的時間區間T51中面板驅動電路100的操作狀態類似在前述的第一時段T1，啟動信號STV處於高電壓準位，而第一時脈信號CK1亦處於高電壓準位。因此，開關單元M1導通以將啟動信號STV發送至節點Q，使節點Q具有啟動信號STV的電位，並進一步導通開關單元M2，而驅動電壓VG1通過開關單元M2以輸出為驅動信號EM來驅動顯示面板200。

於第五時段T5內的時間區間T52中面板驅動電路100的操作狀態類似在前述的第二時段T2，第一時脈信號CK1處於低電壓準位，開關單元M1關斷，使節點Q的電位處於浮動狀態。而第二時脈信號CK2處於高電壓準位，故第二時脈信號CK2通過電容C1產生耦合電壓至節點Q，以使節點Q的電位被抬升至升壓電位。

於第五時段T5內的時間區間T53中面板驅動電路100的操作狀態，不同於前述的第三時段T3，此時，啟動信號STV處於高電壓準位，當第一時脈信號CK1亦處於高電壓準位將開關單元M1導通時，使節點Q具有啟動信號STV的電位。

於第五時段T5內的時間區間T54中面板驅動電路100的操作狀態類似在前述的第二時段T2，第一時脈信號CK1處於低電壓準位，開關單元M1關斷，使節點Q的電位處於浮動狀態。而第二時脈信號CK2處於高電壓準 位，故第二時脈信號CK2通過電容C1產生耦合電壓至節點Q，再次使節點Q的電位被抬升至升壓電位。依此類推，在於第五時段T5內的時間區間T56，節點Q的電位再次被抬升至升壓電位。

於第五時段T5中，啟動信號STV皆處於高電壓準位，故於第五時段T5中，每當第二時脈信號CK2處於高電壓準位時(例如時間區間T52、T54及T56)，皆可透過電容C1產生耦合電壓以持續抬升節點Q的電位，以使開端單元M2於此影像訊框的時間中皆可維持穩定的導通，使得驅動信號EM能穩定的輸出。

於本揭露文件的一實施例中，開關單元M7亦可移除以簡化電路，如第3圖所示。第3圖繪示本揭露文件之一實施例之面板驅動電路300的電路圖。在第3圖中，面板驅動電路300大致架構與面板驅動電路100相同，然其中的開關單元M7被移除，改以開關單元M4直接接收第二時脈信號CK2。亦即，當開關單元M4根據節點P的電位導通時，第二時脈信號CK2若處於高電壓準位，則可通過開關單元M4以將開關單元M5、M6導通。第2圖的信號時序波型同樣適用於面板驅動電路300，需特別說明的是，在第四時段T4，開關單元M3已先由啟動信號STV關斷，高電壓準位的第二時脈信號CK2經由電容C2提升節點P的電位，藉此節點P的電位導通開關單元M4，此時將高電壓準位的第二時脈信號CK2導通至開關單元M5及M6，將節點Q的電位及開關單元M2輸出端的電位拉低。

於本揭露文件的另一實施例中，亦可增加開關單元於面板驅動電路100的節點Q及開關單元M1輸出端之間。請見第4圖繪示本揭露文件之一實施例之面板驅動電路400的電路圖。相較於面板驅動電路100，面板驅動電路400更具有開關單元M9。開關單元M9設置於節點Q及開關單元M1輸出端之間，並接收第一時脈信號CK1。當第一時脈信號CK1處於高電壓準位時，開關單元M1、M9被導通，使啟動信號STV可發送至節點Q。而當第一時脈信號CK1處於低電壓準位時，開關單元M9關斷，進而防止了節點Q的電流回流而產生漏電現象。第2圖的信號時序波型同樣適用於面板驅動電路400。

而於本揭露文件的又一實施例中，可將面板驅動電路400的開關單元M9改以單向開關的形式設置，如第5圖繪示本揭露文件之一實施例之面板驅動電路500的電路圖所示。面板驅動電路500中，開關單元M10取代了面板驅動電路400中的開關單元M9。其中開關單元M10的控制端與其輸入端相連。當開關單元M1導通時，啟動信號STV若處於高電壓準位，則開關單元M10被導通。而當啟動信號STV處於低電壓準位，開關單元M10被關斷，因此節點Q的電流亦不會回流而產生漏電現象。

應理解的是，單向的開關單元M10亦可以二極體(diode)取代(圖未示)。其中二極體的正端連接開關單元M1的輸出端，而二極體的負端則連接節點Q。因此，當二極體接收到順向偏壓時則導通，而節點Q的電位對二極體來 說為逆向偏壓，故二極體不導通，進而防止了可能的漏電現象。

於本揭露文件的再一實施例中，可於面板驅動電路100中開關單元M2的輸出端與節點Q之間增設電容，以進一步輔助節點Q的電位，如第6圖繪示本揭露文件之一實施例之面板驅動電路600的電路圖所示。在第6圖中，面板驅動電路600具有電容C3。電容C3的兩端分別連接開關單元M2的輸出端與節點Q。當開關單元M2導通時，驅動電壓VG1被輸出作為驅動信號EM。於此同時，驅動信號EM的電壓將透過電容C3耦合至節點Q，故可進一步輔助節點Q的電位抬升，維持開關單元M2的穩定導通。

透過上述各面板驅動電路的揭示，驅動信號EM可以穩定驅動顯示面板中的發光電路，例如顯示面板中各像素的有機發光二極體或顯示面板之背光模組，面板影像可以獲得完整且穩定的亮度呈現。

雖然本發明之實施例已揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定為準。

Claims (10)

1. 一種面板驅動電路，包含：一第一開關單元，具有一輸入端、一輸出端及一控制端，其中該輸入端用以接收一啟動信號，該控制端用以接收一第一時脈信號，該第一開關單元根據該第一時脈信號導通或關斷，當該第一開關單元導通時於該輸出端輸出該啟動信號；一第二開關單元，具有一輸入端、一輸出端及一控制端，其中該第二開關單元的該輸入端用以接收一驅動電壓，該第二開關單元的該控制端與該第一開關單元的該輸出端於一第一節點電性連接以接收該啟動信號；以及一第一電容，具有一第一端及一第二端，其中該第一端用以接收一第二時脈信號，該第二端電性連接該第一節點；其中當該第二開關單元根據該啟動信號導通時，該第二時脈信號透過該第一電容產生一耦合電壓至該第一節點，該驅動電壓通過該第二開關單元輸出以驅動一面板。
2. 如請求項1所述之面板驅動電路，更包含：一第三開關單元，具有一輸入端、一輸出端及一控制端，其中該第三開關單元的該輸入端接收該第一時脈信號，該第三開關單元的該控制端電性連接該第一開關單元的該輸出端；一重置電路，分別電性連接該第一開關單元的該輸出端、該第一節點、該第二開關單元的該輸出端，以及於一 第二節點電性連接該第三開關單元的該輸出端；以及一第二電容，具有一第一端及一第二端，其中該第二電容的該第一端用以接收該第二時脈信號，該第二電容的該第二端電性連接該第二節點。
3. 如請求項2所述之面板驅動電路，其中該重置電路包含：一第四開關單元，電性連接該第二節點以根據該第二節點的電位導通；一第五開關單元，電性連接該第四開關單元及該第一節點，並接收一重置電壓；以及一第六開關單元，電性連接該第四開關單元及該第二開關單元的該輸出端，並接收該重置電壓；其中當該第四開關單元導通時，該第五開關單元及該第六開關單元根據該第二時脈信號導通以分別進一步將該重置電壓導通至該第一節點及該第二開關單元的該輸出端。
4. 如請求項1所述之面板驅動電路，更包含：一第七開關單元，設置於該第一開關單元輸出端及該第一節點之間，該第一開關單元及該第七開關單元根據該第一時脈信號導通或關斷。
5. 如請求項1所述之面板驅動電路，更包含：一第三電容，具有一第一端及一第二端，其中該第三 電容的該第一端電性連接該第一節點，該第三電容的該第二端電性連接該第二開關單元的該輸出端。
6. 一種面板驅動方法，用於一面板驅動電路，該面板驅動電路包含一第一開關單元、一第二開關單元及一第一電容，其中該第一開關單元與該第二開關單元於一第一節點電性連接，該第一電容的一端電性連接至該第一節點，該面板驅動方法包含：於一第一時段時，提供具有一第一電位的一啟動信號至該第一開關單元以及提供一第一時脈信號導通該第一開關單元，使該啟動信號導通至該第一節點，以使該第一節點具有該第一電位以導通該第二開關單元，該第二開關單元導通一驅動電壓以輸出至一面板；於一第二時段時，提供一第二時脈信號至該第一電容，該第二時脈信號透過該第一電容產生一耦合電壓至該第一節點以使該第一節點升壓至一升壓電位。
7. 如請求項6所述之面板驅動方法，更包含：於一第三時段時，提供具有一第二電位的該啟動信號至該第一開關單元及提供該第一時脈信號以導通該第一開關單元，使該啟動信號導通至該第一節點，以使該第一節點具有該第二電位以關斷該第二開關單元。
8. 如請求項6所述之面板驅動方法，其中該面板驅動電路更包含一第三開關單元及一重置電路，該第 三開關單元與該第一開關單元耦接，該重置電路用以提供一重置電壓至該第一節點及該第二開關單元，且該重置電路於一第二節點與該第三開關單元耦接，該面板驅動方法更包含：於該第一時段時，使該第一開關單元提供的該啟動信號導通該第三開關單元；於該第二時段時，提供該第一時脈信號至該第三開關單元，使該第三開關單元將該第一時脈信號導通至該重置電路，該重置電路根據該第一時脈信號停止作動以不輸出該重置電壓。
9. 如請求項8所述之面板驅動方法，更包含：於一第三時段時，提供具有一第二電位的該啟動信號至該第一開關單元及提供該第一時脈信號以導通該第一開關單元，使該啟動信號通過該第一開關單元以關斷該第三開關單元。
10. 如請求項9所述之面板驅動方法，其中該面板驅動電路更包含一第二電容，該第二電容的一端耦接該第二節點，該面板驅動方法更包含：於一第四時段時，提供該第二時脈信號至該第二電容，該第二時脈信號通過該第二電容致動該重置電路，以使該重置電路提供該重置電壓至該第一節點及該第二開關單元。