驱动电路、背光模块、显示模块以及驱动方法与流程

本发明有关一种驱动电路、光学模块以及驱动方法；特别涉及一种应用晶体管的驱动电路、背光模块、显示模块以及驱动方法。

背景技术：

随着显示科技的发展，微小化的主动发光元件已经开始应用为主动发光的显示像素，亦能应用为可区域调光(localdimming)的背光模块。上述的微小化主动发光元件可以例如是发光二极管(light-emittingdiode,led)或微型发光二极管(microled)，且这些主动发光元件可通过两个或多个晶体管来驱动。

举例而言，利用2t1c电路，电源线之间的晶体管可以通过数据信号控制流过的电流来驱动上述的主动发光元件。然而，例如是薄膜晶体管的晶体管在长时间运行后会因为应力(stress)造成ivshift，导致电源线所连接的晶体管通过的电流降低，进而影响主动发光元件的发光效果。

技术实现要素：

本发明提供一种驱动电路，其可以提供具有良好电性品质的驱动信号，使驱动信号落在适当的电流范围。

本发明提供一种背光模块，其可以以稳定的信号驱动发光元件，以提供良好的光源。

本发明提供一种显示模块，其可以以稳定的信号驱动主动像素，以提供良好的画面。

本发明提供一种驱动方法，其可以使光学元件以稳定的驱动信号驱动。

本发明的驱动电路用以提供一驱动信号至光学元件。此驱动电路包括电源线以及多个第一晶体管。电源线提供驱动信号，这些第一晶体管并联于电源线和光学元件之间，且这些第一晶体管各自在一第一致能时间(firstenableperiod)导通并传递驱动信号至光学元件，且这些第一晶体管的第一致能时间实质上彼此不重叠。

本发明的背光模块包括上述的驱动电路以及多个发光元件。这些发光元件各自连接至其中一驱动电路。

本发明的显示装置包括上述的驱动电路以及多个主动发光像素。这些主动发光像素各自连接至其中一该驱动电路。

本发明的驱动方法用以驱动一光学元件。此驱动方法包括：

开启多个第二晶体管；以及

以多条子数据线依序提供一数据信号至多个第一晶体管的其中之一以导通第一晶体管。这些第一晶体管并联于一电源线以及光学元件之间，其适于传递驱动信号。每个第二晶体管连接于一子数据线以及其中一第一晶体管的栅极之间。

由上述可知，本发明所提出的驱动电路包括多个第一晶体管来传递驱动信号，因此可以让驱动信号维持在适当的电性范围，降低长时间电性驱动下所造成的影响。本发明所题书的背光模块以及显示模块因为包括上述的驱动信号，因此可以各自提供适当的光学效果或显示效果。本发明所提出的驱动方法因为利用多个晶体管来提供驱动信号，因此可以让应用此驱动方法的光学元件维持适当的光学效果。

附图说明

图1a是本发明的实施例中的一显示装置示意图；

图1b是本发明的实施例中的一显示模块示意图；

图1c是本发明的第一实施例中驱动电路以及光学元件的示意图；

图2a是本发明第一实施例中驱动电路的电路示意图；

图2b是本发明第一实施例的信号示意图；

图3是本发明另一实施例的信号示意图；

图4a是本发明第二实施例中驱动电路的电路示意图；

图4b是本发明第二实施例的信号示意图。

附图标记说明：

a1-a3，b1-b3，p1-p3区域

data，vdata5数据线

ga1-gd1，ga2-gd3栅极

v_data1，v_data2，v_data3，v_data4，v_data51-54子数据线

l1，l2光

scan，scan1扫描线

vgh，vgl电源线

100，200显示装置

110背光模块

120液晶模块

121，211显示面

210显示模块

300，400驱动电路

310开关电路组

310a，310b，310c，310d线路

311a-311d，312a-312d，411a-411d，412a-412d，413a-413d，414a-414d晶体管

320光学元件

具体实施方式

本发明所提出的驱动电路可以应用于背光模块，用以控制发光元件的发光来提供适当的背光。举例而言，通过检测显示画面的亮部或暗部，针对需要加强对比度的画面区域来调整区域的背光强度。本发明所提出的驱动电路也可以应用于显示模块，用以控制形成显示像素的发光元件的发光。然而，本发明并不限于上述的应用领域，本发明所提出的驱动电路可以应用于任何需要以晶体管控制驱动信号的电子元件，优选为需要长时间以晶体管或薄膜晶体管(thin-filmtransistor,tft)控制驱动信号的电子元件。

举例而言，图1a是本发明的实施例中的一显示装置。请参照图1a，显示装置100包括背光模块110以及液晶面板120，其中背光模块110为本发明实施例所提出的背光模块，其包含本发明的实施例所提出的驱动电路。背光模块110例如是直下式(direct-lit)背光模块，优选为直下式发光二极管(direct-litled)背光模块，其可以在不同区域提供具有不同亮度的光。详细而言，液晶面板120的显示面121在区域b1、b2、b3所需的画面亮度或对比彼此不同，其中b1例如是黑色；b2需要亮度较高；b3需要亮度较低。根据上述的需求，本实施例的背光模块110可以在对应位置提供不同的光，其中a1例如不提供光；a2提供亮度较高的光l1；a3提供亮度较低的光l2，而这些区域a1-a3中的发光元件的驱动信号可以通过本发明所提供的驱动电路控制。

在本发明的其他实施例中，驱动电路亦可以应用在主动式显示面板中。请参照图1b，显示装置200包括主动显示模块210，主动显示模块210通过本发明所提出的驱动电路控制，借此在像素区域p1、p2、p3提供不同强度的光l1、l2来形成画面于显示表面211上。

以上示例性说明本发明所提出的驱动电路以及包含此驱动电路的背光模块或显示模块的实施方式，然而本发明并不限于此。接下来将根据驱动电路说明本发明所提出的详细技术特征，且本领域技术人员可将此驱动电路应用于上述所提的各种领域中。图1c是本发明的第一实施例中的驱动电路以及其所驱动的光学元件的示意图。请参照图1c，在本实施例的驱动电路300中，包括电源线vgh，其用以提供驱动信号至光学元件320。本实施例的光学元件320例如是发光二极管(lightemittingdiode,led)，而电源线vgh所提供的驱动信号可以使光学元件320发光。本实施例的驱动电路300包括一开关电路组310，其用以连接于电源线vgh和光学元件320之间。开关电路组310用以控制来自电源线vgh的驱动信号的传递。具体而言，本实施例的开关电路组310利用来自数据线data和扫描线scan的信号来控制驱动信号的传递，使驱动信号可以依序自线路310a、310b、310c或310d传递至光学元件320。

应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等在本文中可以用于描述各种元件、部件或部分，但是这些元件、部件或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、部件或部分区分开。因此，下面讨论的“第一元件”、“第一部件”、“第一晶体管”或“第一部分”也可以被称为“第二元件”、“第二部件”、“第二晶体管”或“第二部分”而不脱离本文的教导。

以下将分别以数个实施例说明本发明所提出的驱动电路的详细技术特征。

详细而言，在本发明的实施例中的驱动电路100中，开关电路组310可以通过不同的晶体管来传递驱动信号，降低单一晶体管需要被致能(enable)的频率。图2a是本发明第一实施例的驱动电路以及其所驱动的光学元件的电路示意图。在本实施例中，驱动电路300包括第一晶体管311a、第一晶体管311b、第一晶体管311c、第一晶体管311d，其中第一晶体管311a连接至线路310a；第一晶体管311b连接至线路310b；第一晶体管311c连接至线路310c；第一晶体管311d连接至线路310d，这些晶体管并联于电源线vgh和光学元件320、电源线vgl之间。

在本实施例中，每个第一晶体管都可以传递驱动信号至光学元件，且这些第一晶体管各自在不同时间导通来传递驱动信号，借此降低单一晶体管被致能的频率。请参照图2a，在本实施例中，第一晶体管311a的栅极ga1例如是接收来自数据线v_data1的数据信号以致能第一晶体管311a；第一晶体管311b的栅极gb1例如是接收来自数据线v_data2的数据信号以致能第一晶体管311b；第一晶体管311c的栅极gc1例如是接收来自数据线v_data3的数据信号以致能第一晶体管311c；第一晶体管311d的栅极gd1例如是接收来自数据线v_data4的数据信号以致能第一晶体管311d。因此，通过依序在上述这些数据线传递数据信号，这些第一晶体管可以依序在各自的第一致能时间被导通，借此传递驱动信号给光学元件320。光学元件320可以通过来自这些线路310a-310d的驱动信号以适当的频率驱动，同时又可以降低各自的第一晶体管311a-311d被致能的频率，因此可以降低上述这些第一晶体管因长时间驱动而产生的应力的影响，亦即降低ivshift的发生几率。

图2b是本发明第一实施例的信号示意图。请参照图2b，本实施例通过数据信号依序致能这些第一晶体管311a-311d，且这些第一晶体管311a-311d被致能的第一致能时间彼此不同。请参照数据信号v_data1-v_data4，其中各自在不同的时间出现。举例而言，本实施例的第一晶体管311a的第一致能时间自时间点t1开始；第一晶体管311b的第一致能时间自时间点t2开始；第一晶体管311c的第一致能时间自时间点t3开始；第一晶体管311d的第一致能时间自时间点t4开始，上述这些第一致能时间彼此不重叠，因此光学元件320可以以适当的频率被驱动信号驱动，借此提供适当的光学效果，同时降低晶体管因应力产生的ivshift所造成的影响。

进一步而言，本实施例的这些第一晶体管311a-311d的致能时间会以大于或等于360赫兹(hz)的频率，以避免光学元件320所提供的光让使用者感受到闪烁的现象。具体而言，驱动信号依序经由这些第一晶体管311a-311d传递至光学元件320，且光学元件320接收到这些驱动信号的频率大于等于360赫兹，因此可以降低使用者视觉上的闪烁现象。

另一方面，本实施例所提出的驱动电路可以通过另一晶体管来控制数据信号的传递，开关电路组310实质上是由多组双晶体管电路所形成。详细而言，请参照图2a，在本实施例中驱动电路300还包括多个第二晶体管312a-312d以及扫描线scan。第二晶体管312a控制子数据线v_data1和第一晶体管311a的闸级ga1之间数据信号的传递；第二晶体管312b控制子数据线v_data2和第一晶体管311b的闸级gb1之间数据信号的传递；第二晶体管312c控制子数据线v_data3和第一晶体管311c的闸级gc1之间数据信号的传递；第二晶体管312d控制子数据线v_data4和第一晶体管311d的闸级gd1之间数据信号的传递，且这些第二晶体管312a-312d可以通过来自扫描线scan1的扫描信号开通。

请参照图2b，在本实施例中，扫描线scan1在每个数据信号在数据线v_data1-v_data4的其中之一传递的同时也传递一扫描信号至这些第二晶体管312a-312d的栅极以致能这些第二晶体管312a-312d并传递数据信号。但本发明不限于此。

请参照图3，其为本发明另一实施例中的信号示意图。在本发明的其他实施例中，扫描线scan2亦可以持续传递扫描信号来使这些第二晶体管312a-312d持续致能，并通过依序传递数据信号至子数据线v_data1-v_data4来依序通过这些第一晶体管311a-311d来传递驱动信号至光学元件320。

需要特别说明的是，在上述实施例中，驱动电路300是以四个第一晶体管311a-311d为例，但本发明不限于此。在本发明的其他实施例中，驱动电路可以包括两个第一晶体管，并通过此两个第一晶体管交替提供驱动信号给光学元件。在本发明的另一实施例中，驱动电路可以包括六个第一晶体管，并通过此六个第一晶体管交替提供驱动信号给光学元件。本发明所属领域技术人员可以根据其所需的信号品质或是承载这些电路的基板所能提供的布线区域大小来适度调整第一晶体管或甚至上述第二晶体管的数量，本发明并不限于这些晶体管的数量。

另一方面，本发明所提出的驱动电路中的数据信号也可以通过多工器(multiplexer)或解多工器(demultiplexer)提供。图4a是本发明第二实施例中驱动电路的电路示意图。请参照图4a，在本发明的第二实施例中，驱动电路400类似上述驱动电路300包括并联于电源线vgh和光学元件420以及电源线vgl之间的第一晶体管411a-411d，以及用以传递数据信号至这些第一晶体管411a-411d的栅极的第二晶体管412a-412d，且这些第二晶体管412a-412d的栅极与扫描线scan3连接。上述这些元件及其连接关系类似于上述第一实施例中对应的元件，此处不再赘述。

本实施例与上述第一实施例不同之处在于，驱动电路400包括多工器413，其用以依序分配来自数据线v_data5的数据信号至不同的子数据线。具体而言，多工器413连接于数据线v_data5和多条子数据线v_data51、v_data52、v_data53、v_data54之间，对应每个第一晶体管411a-411d的第一致能时间来将数据信号提供至对应的子数据线，借此简化数据线v_data5的设计，亦可避免整体驱动电路与外界信号源连接时所需的连接频道(channel)数过多。

进一步而言，多工器413可以包括多个第三晶体管413a、413b、413c、413d，第三晶体管413a连接于数据线v_data5和子数据线v_data51之间；第三晶体管413b连接于数据线v_data5和子数据线v_data52之间；第三晶体管413c连接于数据线v_data5和子数据线v_data53之间；第三晶体管413d连接于数据线v_data5和子数据线v_data54之间。通过数据线v_data5持续传递数据信号，而多工器413依序对应第一晶体管411a-411d的第一致能时间致能第三晶体管413a-413d，数据信号可以依序致能第一晶体管411a-411d，以使光学元件420可以接收到驱动信号。

图4b是本发明第二实施例的信号示意图。请参照图4b，数据线v_data5提供数据信号后，依序提供致能信号sw1、sw2、sw3、sw4至第三晶体管413a、413b、413c、413d可以使来自数据线v_data5的数据信号依序提供至子数据线v_data51、v_data52、v_data53、v_data54。通过多工器413所提供的这些第三晶体管413a-413d可以简化数据线v_data5的布线，同时还可以通过这些第一晶体管411a-411d来依序提供驱动信号至光学元件420，以避免ivshift影响光学元件420所接收的驱动信号。

另一方面，本发明第二实施例的驱动电路400还可以包括多个第四晶体管，连接于子数据线并稳定子数据线的电压位准(电平)。具体而言，请参照图4a，第四晶体管414a连接于子数据线v_data51。在第三晶体管413a致能时，子数据线v_data51会因数据信号提升至一参考电压。通过致能第四晶体管414a，子数据线v_data51可以下拉至另一较低的参考电压。第四晶体管414b连接于子数据线v_data52，使子数据线v_data52连接于第三晶体管413b和第四晶体管414b之间。第四晶体管414b致能时可以使刚传递数据信号的子数据线v_data52下拉至较低的参考电压。第四晶体管414c连接于子数据线v_data53，使子数据线v_data53连接于第三晶体管413c和第四晶体管414c之间。第四晶体管414c致能时可以使刚传递数据信号的子数据线v_data53下拉至较低的参考电压。第四晶体管414d连接于子数据线v_data54，使子数据线v_data54连接于第三晶体管413d和第四晶体管414d之间。第四晶体管414d致能时可以使刚传递数据信号的子数据线v_data54下拉至较低的参考电压。

本实施例的这些第三晶体管413a-413d不会与其所连接的第四晶体管414a-414d同时致能。举例而言，第三晶体管413a被致能并传递数据信号时，第四晶体管414a为关闭，因此子数据线v_data51可以维持在适当的电压位准。当第三晶体管413a传递完数据信号并关闭后，第四晶体管414a才被致能来使子数据线v_data51接地，以使子数据线v_data51的电压位准规零，借此实现稳压的效果。

请一并参照图4b，本实施例的第四晶体管实质上可以在没有与其连接的第三晶体管致能时同步致能，亦即一子数据线所连接的第四晶体管可以和另一子数据线所连接的第三晶体管同时接收相同的致能信号。举例而言，在时间点t5之前，本实施例的第三晶体管413a被致能来传递数据信号，而同时第四晶体管414d也被致能来使子数据线v_data54的电压位准规零；在时间点t6之前，第三晶体管413b传递数据信号，而第四晶体管414a被致能来使子数据线v_data51的电压位准规零；在时间点t7之前，第三晶体管413c传递数据信号，而第四晶体管414b被致能来使子数据线v_data52的电压位准规零；在时间点t8之前，第三晶体管413d传递数据信号，而第四晶体管414c被致能来使子数据线v_data53的电压位准规零，因此这些子数据线在每次充能时都可以维持在稳定的电压范围，进而提供稳压的效果。

综上所述，本发明所提供的驱动电路以及驱动方法因为包括多个第一晶体管，此驱动电路所驱动的光学元件可以依序通过驱动电路中的不同个第一晶体管取得驱动信号，进而降低因长时间致能晶体管所造成的ivshift问题。本发明所提供的显示模块以及背光模块因为包括上述的驱动电路，因此其中的发光元件都可以以适当的电性信号驱动，进而提供稳定的发光效果或显示品质。