驱动电路的制作方法

1.本案是与显示装置有关，且特别是有关于一种应用于微发光二极管显示器的驱动电路。


背景技术：

2.主动式微发光二极管(active micro-led,amled)显示器具有高对比、高色彩饱和度和高亮度等优点，使其成为下一世代热门显示技术之一。传统的amled显示器在进行操作时，由于面板温度升高，使得发光二极管产生热效应也就是其发光效率和跨压(vled)变小，导致amled显示器产生亮度衰减现象。有鉴于此，如何解决发光二极管热效应现象进而提供高显示品质的amled显示器，实为业界有待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.发明内容旨在提供本公开内容的简化摘要，以使阅读者对本公开内容具备基本的理解。此发明内容并非本公开内容的完整概述，且其用意并非在指出本案实施例的重要/关键元件或界定本案的范围。
4.本案内容的一技术态样是关于一种驱动电路。驱动电路包含驱动晶体管、第一驱动器、第二驱动器及发光二极管。驱动晶体管用以根据第一节点所存储的电压以输出驱动信号。第一驱动器用以根据第一扫描信号以存储数据信号至第一节点，并根据第一扫描信号、第二扫描信号与发射信号决定是否输出驱动信号。第二驱动器用以根据第一驱动器所输出的驱动信号及发射信号以提供第一补偿电压至第一节点。发光二极管包含阳极端与阴极端，且阳极端耦接于第一驱动器或驱动晶体管，并用以接收驱动信号以进行发光。
5.因此，根据本案的技术内容，本案实施例所示的驱动电路可使amled在进行操作时，不随温度提高而导致亮度衰减。此外，本案的驱动电路得以通过补偿电压从而改善显示器画面亮度衰减的问题，使amled可显示高品质的画面。
6.在参阅下文实施方式后，本案所属技术领域中具有通常知识者当可轻易了解本案的基本精神及其他发明目的，以及本案所采用的技术手段与实施态样。
附图说明
7.为让本案的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
8.图1是依照本案一实施例绘示一种驱动电路的方框图。
9.图2是依照本案一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。
10.图3是依照本案一实施例绘示多种控制信号位准的波形示意图。
11.图4至图6是依照本案另一实施例绘示如图1中所示的驱动电路的操作示意图。
12.图7是依照本案又一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。
13.图8是依照本案另一实施例绘示一种驱动电路的方框图。
14.图9是依照本案又一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。
15.图10是依照本案另一实施例绘示多种控制信号位准的波形示意图。
16.图11至图13是依照本案又一实施例绘示如图9中所示的驱动电路的操作示意图。
17.图14是依照本案另一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。
18.根据惯常的作业方式，图中各种特征与元件并未依比例绘制，其绘制方式是为了以最佳的方式呈现与本案相关的具体特征与元件。此外，在不同图式间，以相同或相似的元件符号来指称相似的元件/部件。
19.其中，附图标记说明如下：
20.100、100a、800与800a：驱动电路
21.110、110a、810与810a：第一驱动器
22.120、820：第二驱动器
23.t1：驱动晶体管
24.d1：发光二极管
25.s1：第一扫描信号
26.s2：第二扫描信号
27.em：发射信号
28.data：数据信号
29.vdata：数据信号
30.vdd：电源供应电压
31.vss：第二下拉信号
32.t2～t6：晶体管
33.n：第一节点
34.q：端点
35.q1：第二节点
具体实施方式
36.为了使本公开内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本案的实施态样与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本案具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其他具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
37.除非本说明书另有定义，此处所用的科学与技术词汇的含义与本案所属技术领域中具有通常知识者所理解与惯用的意义相同。此外，在不和上下文冲突的情形下，本说明书所用的单数名词涵盖该名词的复数型；而所用的复数名词时亦涵盖该名词的单数型。
38.另外，关于本文中所使用的「耦接」或「连接」，可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
39.在本文中，用语『电路』泛指由一或多个晶体管与/或一或多个主被动元件按一定方式连接以处理信号的物件。
40.在说明书及权利要求中使用了某些词汇来指称特定的元件。然而，所属技术领域中具有通常知识者应可理解，同样的元件可能会用不同的名词来称呼。说明书及权利要求
并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在说明书及权利要求所提及的「包含」为开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。
41.图1是依照本案一实施例绘示一种驱动电路的方框图。如图所示，驱动电路100包含驱动晶体管t1、第一驱动器110、第二驱动器120及发光二极管d1，且发光二极管d1包含阳极端与阴极端。于连接关系上，驱动晶体管t1耦接于第一驱动器110，第一驱动器110耦接于第二驱动器120，且发光二极管d1的阳极端耦接于第一驱动器110或驱动晶体管t1。
42.为提供高显示品质的微发光二极管驱动电路技术，本案提供如图2所示的驱动电路100及如图3所示的多种控制信号位准的波形以控制驱动电路100，驱动电路100的相关操作详细说明如下所述。
43.如图2及图3所示，驱动晶体管t1用以根据第一节点n所存储的电压以输出驱动信号。举例而言，驱动信号可以为发光二极管d1的所需电流iled。
44.随后，第一驱动器110用以根据第一扫描信号s1以存储数据信号vdata至第一节点n，并根据第一扫描信号s1、第二扫描信号s2与发射信号em决定是否输出驱动信号。
45.然后，第二驱动器120用以根据第一驱动器110所输出的驱动信号及发射信号em以提供第一补偿电压至第一节点n。发光二极管d1用以接收驱动信号以进行发光。举例而言，第二驱动器120可以是晶体管t4。
46.图3是依照本案一实施例绘示多种控制信号位准的波形示意图。图4至图6是依照本案另一实施例绘示如图1中所示的驱动电路的操作示意图。请一并参阅图3与图4，在一实施例中，第一驱动器t1包含存储电容c1。在第一阶段p1时，存储电容c1根据第一扫描信号s1及第二扫描信号s2而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储数据信号vdata及第一下拉信号vref。
47.请一并参阅图3与图5，在另一实施例中，在第二阶段p2时，存储电容c1根据第一扫描信号s1而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储数据信号vdata及第二补偿电压。举例而言，晶体管t1的阈值电压为vth_t1，故第二补偿电压为vdd-vth_t1。
48.请一并参阅图3与图6，在又一实施例中，在第三阶段p3时，存储电容根据发射信号em而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储第一补偿电压及耦合电压，而发光二极管接收驱动信号而进行发光。举例而言，端点q的电压值为vss+vled，并经由晶体管t4传递至存储电容的第一端，故第一补偿电压为vss+vled，然而，原先存储电容c1的第一端存储电压由数据信号vdata被调整为vss+vled，因此，存储电容c1的第一端的电压调变量(vss+vled-vdata)会被耦合至存储电容c1的第二端，加上存储电容c1的第二端原先存储的第二补偿电压(vdd-vth_t1)，最终存储存储电容c1的第二端所存储的耦合电压为(vdd
–
vth_t1+vled+vss
–
vdata)。
49.在另一实施例中，上述驱动信号的计算方式公开如后。请参阅图6，驱动信号的计算公式如下：
[0050][0051]
上述iled为驱动信号，k为晶体管t1的制程参数，vsg_t1为晶体管t1的源栅极电压，vth_t1为晶体管t1的阈值电压。此外，vsg_t1＝vs_t1-vg_t1。举例而言，vg_t1为晶体管t1的栅极电压，此时，vg_t1＝vdd
–
|vth_t1|+vled+vss
–
vdata。此外，vs_t1为晶体管t1的源
极电压，此时，晶体管t1的源极电压即为电源供应电压vdd，因此，源极电压vs_t1＝vdd，故vsg_t1＝vdd-(vdd
–
|vth_t1|+vled+vss
–
vdata)＝|vth_t1|-vled-vss+vdata。
[0052]
然后，将上述vsg_t1带入公式1可得驱动信号的计算公式如下：
[0053][0054]
由于发光二极管亮度等于发光效率和驱动信号iled的乘积，当发光二极管因为热效应导致发光效率和跨压(vled)变小时，如公式2所示，在晶体管t1的制程参数k、数据信号vdata及第二下拉信号vss为定值下，当二极管跨压vled变小的同时，驱动信号iled则会变大，进而补偿发光二极管因为发光效率变小导致亮度衰减现象。
[0055]
图7是依照本案又一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。相较于图1所示的驱动电路100，图7的驱动电路100a的驱动晶体管t4的连接方式不同。在一实施例中，驱动电路100a的晶体管t4的一端同样耦接于第一节点n，但驱动电路100a的晶体管t4的另一端耦接于晶体管t6及驱动晶体管t1之间的第二节点q1。需说明的是，于图7的实施例中，元件标号类似于图1中的元件标号者，具备类似的结构及电性操作特征，为使说明书简洁，于此不作赘述。
[0056]
图8是依照本案另一实施例绘示一种驱动电路的方框图。图9是依照本案又一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。请一并参与图8与图9，在一实施例中，驱动电路800包含发光二极管d1、第一驱动电路810、第二驱动电路820及驱动晶体管t1。发光二极管d1包含阳极端与阴极端。于连接关系上，发光二极管d1的阴极端耦接于第一驱动器810或驱动晶体管t1，第一驱动器810耦接于第二驱动器820，且驱动晶体管t1耦接于第一驱动器810。
[0057]
于操作上，发光二极管d1用以接收驱动信号以进行发光。第一驱动器810用以根据第一扫描信号s1以存储数据信号vdata至第一节点n，并根据第一扫描信号s1、第二扫描信号s2与发射信号em决定是否提供驱动信号。举例而言，驱动信号可以为发光二极管的所需电流iled。
[0058]
然后，第二驱动器820用以根据发射信号em以提供第一补偿电压至第一节点n。驱动晶体管t1用以根据第一节点n所存储的数据信号及第一补偿电压以提供驱动信号至发光二极管。举例而言，第二驱动器820可以是晶体管t4。
[0059]
图10是依照本案另一实施例绘示多种控制信号位准的波形示意图。图11至图13是依照本案又一实施例绘示如图9中所示的驱动电路的操作示意图。请一并参阅图10与图11，在一实施例中，第一驱动器810包含存储电容c1。在第一阶段p1时，存储电容c1根据第一扫描信号s1及第二扫描信号s2而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储数据信号vdata及第一下拉信号vref。
[0060]
请一并参阅图10与图12，在另一实施例中，第二阶段p2时，存储电容c1根据第一扫描信号s1而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储数据信号vdata及第二下拉信号vss。举例而言，晶体管t1的阈值电压为vth_t1，故第二补偿电压为vss+vth_t1。
[0061]
请一并参阅图10与图13，在又一实施例中，第三阶段p3时，存储电容c1根据发射信号em而于存储电容c1的第一端及第二端分别存储第一补偿电压及耦合电压。然后，发光二极管d1接收驱动信号而进行发光。举例而言，端点q的电压值为(vdd-vled)，然而，原先存储电容c1的第一端存储电压由数据信号vdata被调整为(vdd-vled)，因此，存储电容c1的第一
端的电压调变量(vdd-vled-vdata)会被耦合至存储电容c1的第二端，加上存储电容c1的第二端原先存储的第二补偿电压(vss+vth_t1)，最终存储存储电容c1的第二端所存储的耦合电压为(vss+vth_t1-vled+vdd-vdata)。
[0062]
在另一实施例中，上述驱动信号的计算方式公开如后。请参阅图10，驱动信号的计算公式如下：
[0063][0064]
上述iled为驱动信号，k为晶体管t1的制程参数，vgs_t1为晶体管t1的闸源极电压，vth_t1为晶体管t1的阈值电压。此外，vgs_t1＝vg_t1-vs_t1。举例而言，vg_t1为晶体管t1的栅极电压，此时，vg_t1＝vss+vth_t1
–
vled+vdd
–
vdata。此外，vs_t1为晶体管t1的源极电压，此时，晶体管t1的源极电压即为第二下拉信号vss，因此，源极电压vs_t1＝vss，故vgs_t1＝(vss+vth_t1
–
vled+vdd
–
vdata)-vss＝vth_t1
–
vled+vdd
–
vdata。
[0065]
然后，将上述vgs_t1带入公式3可得驱动信号的计算公式如下：
[0066][0067]
由于发光二极管亮度等于发光效率和驱动信号iled的乘积，当发光二极管因为热效应导致发光效率和跨压(vled)变小时，如公式4所示，在晶体管t1的制程参数k、电源供应电压vdd及数据信号vdata为定值下，当二极管跨压vled变小的同时，驱动信号iled则会变大，进而补偿发光二极管因为发光效率变小导致亮度衰减现象。
[0068]
图14是依照本案另一实施例绘示一种驱动电路的详细电路图。相较于图8所示的驱动电路800，图14的驱动电路800a的驱动晶体管t4的连接方式不同。在一实施例中，驱动电路800a的晶体管t4的一端同样耦接于第一节点n，但驱动电路800a的晶体管t4的另一端耦接于晶体管t6及驱动晶体管t1之间的第二节点q1。需说明的是，于图7的实施例中，元件标号类似于图1中的元件标号者，具备类似的结构及电性操作特征，为使说明书简洁，于此不作赘述。
[0069]
由上述本案实施方式可知，应用本案具有下列优点。本案实施例所示的驱动电路100、100a、800、800a可使amled在进行操作时，不随温度提高而导致亮度衰减。此外，本案的驱动电路100、100a、800、800a得以通过补偿电压从而改善显示器画面亮度衰减的问题，使amled可显示高品质的画面。
[0070]
虽然上文实施方式中公开了本案的具体实施例，然其并非用以限定本案。请注意，前揭图式中，元件的形状、尺寸及比例等仅为示意，是供本案所属技术领域具有通常知识者了解本案之用，非用以限制本案。本案所属技术领域中具有通常知识者，在不悖离本案的原理与精神的情形下，当可对其进行各种更动与修饰，因此本案的保护范围当以附随权利要求所界定者为准。