显示装置

技术领域

本发明是有关于一种显示装置，特别是指一种具有脉冲宽度调变模式的显示装置。

背景技术

一般来说，发光元件常会被不同强度的电流驱动以呈现出亮暗程度不同的灰阶。举例来说，当利用大电流来驱动发光元件时，发光元件就能够呈现出较高的亮度。相对的，当利用小电流来驱动发光元件时，发光元件就会呈现出较低的亮度。然而，当利用小电流来驱动发光元件时，发光元件常会产生色偏，导致呈现出的影像质量不佳。

发明内容

本发明的一实施例提供一种显示装置。显示装置包含第一像素。

第一像素包含发光单元及用以驱动发光单元的驱动电路。当发光单元在脉冲宽度调变模式下的脉冲宽度调变周期中被驱动时，脉冲宽度调变周期包含多个脉冲可控时段。

附图说明

图1是本揭露一实施例的显示装置的示意图。

图2是像素被驱动以呈现不同灰阶时，驱动电流及发光时间的示意图。

图3是本揭露图1的像素的示意图。

图4是在脉冲宽度调变模式下，在脉冲可控时段以及维持时段中，像素所接收到的信号波型图。

图5是本揭露一实施例中像素的驱动时序图。

图6是本揭露另一实施例中像素的驱动时序图。

图7是本揭露另一实施例中像素的驱动时序图。

附图标记说明：10-显示装置；100(1,1)至100(M,N)-像素；110-发光单元；120-驱动电路；SCL1至SCLM-扫描线；DL1至DLN-数据线；GS-预定灰阶；122-扫描晶体管；124-驱动晶体管；126-电容；SIG

具体实施方式

在下文中所使用的术语“实质上”包括了所述数值以及本领域通常技术人员在可接受的偏差范围内，考虑到测量问题及误差时，所决定的特定值。举例来说，“实质上”可以表示在一个或多个标准偏差之内，或者在所述值的±20％，±15％，±10％，±5％，±3％之内。此外，由于制程偏差或制程变异，术语“相同”也可解读成“大约”。

须了解的是，以下揭露的内容提供多个不同的实施例或范例以实作出具有不同特征的应用。下文所描述的组件及设置的特定范例是为了简化揭露的内容。当然，这些描述仅是用来提供范例，而并非意图限制本揭露的范围。另外，本揭露可以在各个范例中使用重复的参考数字及/或字母。使用重复的参考数字及/或字母是为了简单和清楚的表达，而数字及/或字母本身并不必然暗示其所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。再者，在本揭露的各实施例中，特征组件与特征组件之间所形成的连接及/或耦接关系，可以包括以直接接触的形式形成的实施例，并且还可以包括在两者间插入附加特征，而以间接形式形成的实施例。

图1是本揭露一实施例的显示装置10的示意图。显示装置10包含像素100(1,1)至像素100(M,N)，其中M及N是正整数。在有些实施例中，像素100(1,1)至像素100(M,N)中至少有一部分的像素可以用来呈现不同亮度的灰阶。

在有些实施例中，显示装置10可以例如但不限于是背光装置，并可发出穿透显示面板的光。像素100(1,1)至像素100(M,N)可以例如但不限于是背光装置中的背光单元。在有些实施例中，显示装置10可例如但不限于包含显示面板，而显示面板可包含像素100(1,1)至像素100(M,N)。在图1中，设置在同一行的像素可以耦接至相同的扫描线，而设置在同一列的像素可以耦接至相同的数据线。举例来说，像素100(1,1)至像素100(1,N)可以耦接至扫描线SCL1，而像素100(M,1)至像素100(M,N)可以耦接至扫描线SLM。此外，像素100(1,1)至像素100(M,1)可以耦接至数据线DL1，而像素100(1,N)至像素100(M,N)可以耦接至数据线DLN。

在有些实施例中，至少一部分的像素100(1,1)至像素100(M,N)中每一像素可以包含发光单元110及驱动电路120。发光单元110可包含发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，例如但不限于非有机发光二极管、有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)、微发光二极管(Micro Light Emitting Diode，Micro LED)、次毫米发光二极管(Mini Light Emitting Diode，Mini LED)、其他以电流控制的发光元件或前述各项的任意组合。驱动电路120可以根据该像素所欲呈现的灰阶来产生驱动电流以驱动发光单元110，

再者，为了能够有效率地驱动发光元件同时减少小电流所造成的色偏问题，驱动电路120可以根据所欲呈现的灰阶而利用不同的模式来驱动发光单元110。

图2是像素100(1,1)被驱动以呈现不同灰阶时，驱动电流及发光时间的示意图。在图2中，若欲使像素100(1,1)呈现高于预定灰阶GS的灰阶，则像素100(1,1)的发光单元110将被以电流模式驱动。在电流模式中，驱动电流会随着所欲呈现的灰阶提高而增强，发光时间则会保持固定。

然而，若欲使像素100(1,1)呈现低于或等于预定灰阶GS的灰阶，则像素100(1,1)的发光单元110将被以脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation，PWM)模式驱动。在此情况下，驱动电路120可通过适当强度的固定电流来驱动发光单元110，并且通过调变总发光时间的长度来调整像素100(1,1)所呈现的灰阶。如此一来，因为小电流而产生的色偏问题就可以获得缓解。

图3是本揭露一实施例的像素100(1,1)的示意图。在图3中，驱动电路120可包含扫描晶体管122、驱动晶体管124及电容126。须注意的是，在图3中，为方便说明，驱动电路120中可能有部分元件被省略而未被画出。也就是说，驱动电路120并不限于图3中所绘出的元件，而可能包含更多元件。

扫描晶体管122可具有第一端、第二端及控制端，扫描晶体管122的第一端可耦接至数据线DL1的第一端，而扫描晶体管122的控制端可耦接至扫描线SCL1。驱动晶体管124可具有第一端、第二端及控制端，驱动晶体管124的第一端可接收操作电压VDD，驱动晶体管124的第二端可耦接至发光元件110，而驱动晶体管124的控制端可耦接至扫描晶体管122的第二端。电容126具有第一端及第二端，电容126的第一端可耦接至驱动晶体管124的控制端，而电容126的第二端可耦接至驱动晶体管124的第一端。

当驱动电路120在电流模式下驱动发光单元110时，扫描晶体管122将被导通，而驱动晶体管124的控制端将通过数据线DL1接收到电流数据信号SIG

然而，当驱动电路120在脉冲宽度调变模式下驱动发光单元110时，像素100(1,1)将会在脉冲宽度调变周期接收具有固定电压的脉冲宽度调变量据信号SIG

在有些实施例中，脉冲宽度调变周期可包含多个脉冲可控时段及至少一个维持时段。在脉冲可控时段中，驱动电路120会根据脉冲宽度调变量据信号SIG

图4是在脉冲宽度调变模式下，在脉冲可控时段C1及C2以及维持时段H1及H2中，像素100(1,1)所接收到的信号波型图。在图4中，在脉冲可控周期C1中，数据线DL1可以接收脉冲宽度调变量据信号SIG

在此实施例中，扫描晶体管122及驱动晶体管124可包含P型薄膜晶体管。在此情况下，第二电压V2可以是高电压，例如但不限于是系统中的操作电压VDD，而第一电压V1可以是低电压，例如但不限于是系统中的地电压。

如此一来，在脉冲可控时段C1中，脉冲宽度调变量据信号SIG

此外，在维持时段H1中，扫描线SCL1可以处在第二电压V2以截止扫描晶体管122。然而，由于电容126会记录脉冲宽度调变量据信号SIG

在有些实施例中，脉冲宽度调变量据信号SIG

此外，在脉冲可控时段C2中，数据线DL1可以接收脉冲宽度调变信号SIG

也就是说，脉冲宽度调变信号SIG

此外，由于扫描晶体管122可以在脉冲可控时段C1及C2中被导通，并在维持时段H1及H2中被截止，因此位于不同行的像素的脉冲宽度调变周期可以部分重叠，使得像素100(1,1)至100(M,N)可以在不过分延长帧周期的情况下，呈现出更多的灰阶。

图5是本揭露一实施例中像素100(1,1)、100(2,1)、100(3,1)及100(4,1)的驱动时序图。像素100(1,1)的脉冲宽度调变周期包含脉冲可控时段C1A及C2A及在脉冲可控时段C1A及C2A之间的维持时段H1A。

在有些实施例中，脉冲可控时段C1A及C2A可具有相同的长度，且脉冲可控时段C1A及C2A的长度可小于维持时段H1A的长度。此外，在有些实施例中，脉冲可控时段C1A及C2A的总长度实质上可以等于维持时段H1A的长度。也就是说，若发光单元110在维持时段H1A中保持被导通的状态，则其所贡献的亮度将与发光单元110在脉冲可控时段C1A及C2A皆保持导通时所贡献的亮度相同。因此，通过调整脉冲可控时段C1A及C2A的导通时间(或称发光时间)，并进而决定发光单元在维持时段H1A中是否维持导通，就可以平滑且准确地控制脉冲宽度调变周期中的总发光时间。如此一来，像素100(1,1)至100(M,N)中至少一部分的像素就能够呈现连续的灰阶。

此外，由于脉冲宽度调变量据信号会在脉冲可控时段中传送，因此位于不同行的像素的脉冲可控周期会彼此独立。举例来说，在图5中，像素100(1,1)的脉冲可控时段C1A及C2A与像素100(2,1)的脉冲可控时段C1B及C2B皆不相重叠。相似地，像素100(2,1)的脉冲可控时段C1B及C2B与像素100(3,1)的脉冲可控时段C1C及C2C也不相重叠。

再者，由于像素100(1,1)在维持时段H1A中可不接收脉冲宽度调变信号，因此像素100(2,1)及100(3,1)会在维持时段H1A中依序进入脉冲可控时段C1B及C1C。举例来说，在图5中，当像素100(2,1)处在脉冲可控时段C1B时，像素100(1,1)会处在维持时段H1A，而当像素100(3,1)处在脉冲可控时段C1C时，像素100(1,1)会处在维持时段H1A且像素100(2,1)会处在维持时段H1B。此外，像素100(4,1)的脉冲可控时段C1D会在像素100(3,1)的脉冲可控时段C1C之后开始，也就是说，像素100(4,1)的脉冲可控时段C1D会在像素100(1,1)、100(2,1)及100(3,1)的脉冲宽度调变周期结束后才开始。

如此一来，显示装置10就能够在不过分延长帧周期的情况下，使至少部分的像素能够呈现更多的灰阶。

在有些实施例中，还可将脉冲宽度调变周期延长以在脉冲宽度调变模式中呈现更多的灰阶。图6是本揭露另一实施例中，像素100(1,1)、100(2,1)、100(3,1)、100(4,1)及100(5,1)的驱动时序图。像素100(1,1)的脉冲宽度调变周期可包含脉冲可控时段C1A、C2A及C3A以及维持时段H1A及H2A。维持时段H1A可以设定在脉冲可控时段C1A及C2A之间，而维持时段H2A可以设定在脉冲可控时段C2A及C3A之间。

在有些实施例中，脉冲可控时段C1A、C2A及C3A可具有相同的长度，且脉冲可控时段C1A、C2A及C3A三者的长度总和可与维持时段H1A的长度相同，并与维持时段H2A的长度也相同。在此情况下，像素100(2,1)、100(3,1)及100(4,1)会在维持时段H1A中依序进入脉冲可控时段C1B、C1C及C1D，并在维持时段H2A中依序进入脉冲可控时段C2B、C2C及C2D。此外，像素100(2,1)、100(3,1)及100(4,1)可以在脉冲可控时段C3A之后，依序进入脉冲可控时段C3B、C3C及C3D，而像素100(5,1)的脉冲可控时段C1E则会在像素100(4,1)的脉冲可控时段C3D之后开始。

在图6中，由于每一个像素的脉冲宽度调变周期可以延长以包含比图5所示更多的脉冲可控时段及更多的维持时段，因此像素100(1,1)至100(M,N)还能够呈现出更多的灰阶。在有些实施例中，脉冲宽度调变周期可以根据与图5或图6相似的安排，包含更多的脉冲可控时段及维持时段，使得显示装置10能够根据系统的需求呈现出更多的灰阶。

此外，在图6中，维持时段H1A及H2A可具有相同的长度。然而在有些实施例中，维持时段也可以具有相异的长度。图7是本揭露另一实施例中，像素100(1,1)、100(2,1)、100(3,1)、100(4,1)、100(5,1)及100(6,1)的驱动时序图。在图7中，像素100(1,1)的脉冲宽度调变周期可包含脉冲可控时段C1A、C2A及C3A以及维持时段H1A及H2A。维持时段H1A可以设定在脉冲可控时段C1A及C2A之间，而维持时段H2A可以设定在脉冲可控时段C2A及C3A之间。

在图7中，脉冲可控时段C1A、C2A及C3A可具有相同的长度，然而维持时段H1A及H2A则可具有相异的长度。在有些实施例中，脉冲可控时段C1A、C2A及C3A三者的长度总和可相等于维持时段H1A及H2A之间的差值。举例来说，维持时段H1A的长度可以是频率可控时段C1A的两倍，而维持时段H2A的长度可以是频率可控时段C1A的五倍。在此情况下，在维持时段H1A中，像素100(2,1)及100(3,1)会依序进入脉冲可控时段C1B及C1C。此外，在维持时段H2A中，像素100(2,1)、100(3,1)、100(4,1)、100(5,1)及100(6,1)会依序进入脉冲可控时段C2B、C2C、C1D、C1E及C1F。

此外，像素100(4,1)的维持时段H1D的长度可以是脉冲可控时段C1D的五倍，而100(4,1)的维持时段H2D的长度可以是脉冲可控时段C1D的两倍。在此情况下，在脉冲可控时段C2D之后的维持时段H2D中，像素100(5,1)及100(6,1)会依序进入脉冲可控时段C2E及C2F。如此一来，显示装置10就可以在不过分延长帧周期的情况下，通过延长脉冲宽度调变周期，使得至少部分的像素能够呈现更多的灰阶。

综上所述，本发明的实施例所提供的显示装置可以根据所欲呈现的灰阶而以电流模式或脉冲宽度调变模式来驱动像素，因此可以更有效率的驱动像素，并且可以减缓小驱动电流所造成的色偏问题。此外，由于脉冲宽度调变周期中可包含脉冲可控时段及维持时段，因此位于不同行的像素的脉冲宽度调变周期也可以有部分重叠。如此一来，就可以在不过分延长帧周期的情况下，使得每一个像素能够在脉冲宽度调变模式下呈现更多的灰阶。

以上所述仅为本揭露的实施例而已，并不用于限制本揭露，对于本领域的技术人员来说，本揭露可以有各种更改和变化。凡在本揭露的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本揭露的保护范围之内。