CN101770737B - 图像显示***与显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像显示***与显示面板，该显示面板包括：栅极线电路，包括：栅极驱动器，该栅极驱动器的输出端可产生第一驱动信号，该第一驱动信号为高电平与低电平交替的信号，且具有第一上升沿与第一下降沿；控制电路，该控制电路的输入端连接至该栅极驱动器的输出端用以接收该第一驱动信号，并于该控制电路的输出端产生第二驱动信号，该第二驱动信号具有第二上升沿与第二下降沿；以及，栅极线，连接于该控制电路的输出端；其中，该控制电路至少包括电容器，可于该第一驱动信号的第一上升沿时以第一方向充电该电容器；且可于该第一驱动信号的第一下降沿时以第二方向充电该电容器。本发明可解决显示面板所呈现的亮度或者图像不均匀的问题。

Description

图像显示***与显示面板

技术领域

本发明涉及一种显示***与显示面板上的电路，尤其涉及一种图像显示***与显示面板及其栅极线电路。

背景技术

请参照图1，其所示出为公知显示面板示意图。显示面板包括阵列式排列的多个像素组件101～126，每个像素组件101～126中皆包括一储存单元c101～c126以及一开关单元m101～m126。其中，开关单元m101～m126为晶体管，而储存单元c101～c126则为电容器。再者，显示面板上包括有多条栅极线(gate line)g1～g3以及多条数据线(data line)d1～d6。经由栅控制单元(gatecontrol unit)控制开关单元m101～m126，数据线d1～d6上的像素数据可以顺利的储存于储存单元c101～c126内。当然，随着显示面板的尺寸变大，像素组件、栅极线、与数据线也会越多。

一般来说，上述的显示面板可应用于一有源阵列式有机发光二极管(active matrix organic light emitting diode，简称AMOLED)显示器或者一液晶显示器(liquid crystal display，简称LCD)。

请参照图2A，其所示出为公知栅极线电路示意图。栅极线电路包括一栅极驱动器(gate driver)230、一栅极线240以及n个像素组件211～21n。由图2A可知，n个开关单元m211～m21n可控制n个像素组件211～21n。再者，栅极驱动器230的输出端连接至栅极线240，而栅极线240连接至n个开关单元m211～m21n(晶体管)的栅极。为了要控制每个开关单元m211～m21n的开启(on)与关闭(off)，栅极驱动器230会在栅极线240上产生高电平与低电平交替的驱动信号(driving signal)。当驱动信号为高电平时，n个开关单元m211～m21n开启；反之，当驱动信号为低电平时，n个开关单元m211～m21n关闭。其中，栅控制单元中包括多个栅极驱动器，而本发明的实施例皆以一个栅极驱动器来作解释。

请参照图2B，其所示出为公知栅极线电路的等效电路。由图2B可知，每个开关单元m211～m21n皆可等效为电容器c1～cn，而栅极线可等效为多个电阻r1～rn串接。由于驱动信号高电平与低电平的交替非常快速，因此，在栅极驱动器230输出端上的驱动信号上升沿坡度与下降沿坡度会非常的陡峭(sharp)。然而，由于驱动信号必须传递至最后一个(第n个)开关单元cn，因此，当驱动信号传递至最后一个开关单元cn时，其上升沿坡度与下降沿坡度会变得不陡峭。

请参照图2C，其所示出为曲线I与曲线II。其中，曲线I为第一个开关单元c1栅极上的栅极电压示意图；以及，曲线II为最后一个开关单元cn栅极上的栅极电压示意图。很明显地，当驱动信号由高电平转换至低电平Δt1的时间之后，由曲线I可知，第一开关单元c1的栅极电压可视为完全关闭；而由曲线II可知，最后一个开关单元cn的栅极电压太高而尚未完全关闭。也就是说，于Δt1的时间时，第一像素组件已经完全关闭，而最后一个像素组件尚未完全关闭。因此，会导致显示面板因不同馈通电压效应(feed-throughvoltage effect)所呈现的亮度或者图像不均匀。

为了改善上述缺点，显示面板的设计人员会在栅极在线串接一大电阻R。请参照图3A，其所示出为公知栅极线电路的等效电路。由图3A可知，于栅极驱动器230输出端与第一开关单元c1之间串接一大电阻R，而驱动信号必须先经过此大电阻R后传递至第一开关单元c1。由于栅极在线串接一大电阻R可增加第一开关单元c1的充放电时间常数(time constant)，因此，可以减缓驱动信号于第一开关单元c1栅极电压上的上升沿以及下降沿。

请参照图3B，其所示出为曲线III与曲线IV。其中，曲线III为第一个开关单元c1栅极上的栅极电压示意图；以及，曲线IV为最后一个开关单元cn栅极上的栅极电压示意图。由曲线III可知，当驱动信号由高电平转换至低电平Δt2的时间之后，第一开关单元c1上的栅极电压可视为已经完全关闭；由曲线IV可知，最后一个开关单元cn也已接近完全关闭，亦即，第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全关闭。也就是说，于Δt2的时间时，第一像素组件与最后一个像素组件几乎同时关闭。因此，可解决显示面板所呈现的亮度或者图像不均匀的问题。

同理，请参照图4，其所示出为公知另一种栅极线电路的等效电路。由图4可知，于栅极驱动器输出端与接地端之间并联一大电容器C，而驱动信号必须先经过此大电容器C后传递至第一开关单元c1。由于栅极在线并联一大电容器C可增加第一开关单元c1的充放电时间常数(time constant)，因此，也可以减缓驱动信号于第一开关单元c1栅极上的上升沿以及下降沿。

然而，于显示面板上设计一大电容器C会占据显示面板上大区域的布局面积；再者，于显示面板上设计一大电阻R除了会增加大区域的布局面积之外也会增加显示面板的消耗功率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种显示面板上的栅极线电路，利用小面积的控制电路将坡度陡峭的驱动信号转换成为坡度平缓的驱动信号。

本发明提出一种显示面板，包括：一栅极线电路，包括：一栅极驱动器，该栅极驱动器的输出端可产生一第一驱动信号，该第一驱动信号为一高电平与一低电平交替的信号，且具有一第一上升沿与一第一下降沿；一控制电路，该控制电路的输入端连接至该栅极驱动器的输出端用以接收该第一驱动信号，并于该控制电路的输出端产生一第二驱动信号，该第二驱动信号具有一第二上升沿与一第二下降沿，该第二上升沿的坡度较该第一上升沿的坡度为平缓，该第二下降沿的坡度较该第一下降沿的坡度为平缓；以及，一栅极线，连接于该控制电路的输出端；其中，该控制电路至少包括一电容器，可于该第一驱动信号的该第一上升沿时以一第一方向充电该电容器；且可于该第一驱动信号的该第一下降沿时以一第二方向充电该电容器。

再者，本发明还提出一种图像显示***，包括：上一段落的显示面板；以及，一电源供应器，耦接至该显示面板并提供电源至该显示面板。

本发明可解决显示面板所呈现的亮度或者图像不均匀的问题。

附图说明

图1所示出为公知显示面板示意图。

图2A所示出为公知栅极线电路示意图。

图2B所示出为公知栅极线电路的等效电路。

图2C所示出为第一个开关单元与最后一个开关单元栅极上的栅极电压示意图。

图3A所示出为公知栅极线电路的等效电路。

图3B所示出为第一个开关单元与最后一个开关单元栅极上的栅极电压示意图。

图4所示出为公知另一种栅极线电路的等效电路。

图5A所示出为本发明控制电路的第一实施例。

图5B所示出为第一实施例控制电路的等效电路示意图。

图5C所示出为本发明第一实施例的栅极线电路的等效电路。

图6A所示出为本发明控制电路的第二实施例。

图6B所示出为第二实施例控制电路的等效电路示意图。

图6C所示出为本发明第二实施例的栅极线电路的等效电路。

图7所示出为本发明的显示面板。

图8所示出为本发明的图像显示***。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

101～126像素组件     c101～c126储存单元

m101～m126开关单元   211～21n像素组件

m211～m21n开关单元

230栅极驱动器        240栅极线

300、400控制电路     310第一反相器

320传输门            322电阻

330第二反相器        340电容器

410第一反相器        420第二反相器

430第三反相器        440电阻

450电容器

701～726像素组件     c701～c726储存单元

m701～m726开关单元   750数据控制单元

760栅控制单元        761第一栅极驱动器

762第一控制电路      763第二栅极驱动器

764第二控制电路      765第三栅极驱动器

766第三控制电路      800图像显示***

810电源供应器     820显示面板

具体实施方式

本发明提出一栅极线电路，包括一控制电路连接于栅极驱动器输出端以及第一个开关单元之间。用以减缓驱动信号的上升沿与下降沿的坡度，并且，本发明的控制电路皆可利用晶体管来实现，因此布局面积可以有效地降低。

请参照图5A，其所示出为本发明控制电路的第一实施例。控制电路300包括一第一P型晶体管P1、一第一N型晶体管N1、一第二P型晶体管P2、一第二N型晶体管N2、一第三P型晶体管P3、一第三N型晶体管N3、以及一第四晶体管M4。其中，第一P型晶体管P1与第一N型晶体管N1连接形成一第一反相器(inverter)310；第二P型晶体管P2与第二N型晶体管N2连接形成一传输门(transmission gate)320；第三P型晶体管P3与一第三N型晶体管N3连接形成一第二反相器330；以及，第四晶体管M4的源极与漏极相互连接形成一电容器340，而第四晶体管M4的栅极可视为电容器的第一端，第四晶体管M4的漏极可视为电容器的第二端。再者，控制电路300的输入端为第一反相器310的输入端，而控制电路300的输出端为第二反相器330的输出端。

第一P型晶体管P1与第一N型晶体管N1的栅极相互连接成为第一反相器310的输入端；第一P型晶体管P1的源极连接至一电压源Vcc；第一P型晶体管P1与第一N型晶体管N1的漏极相互连接并成为第一反相器310的输出端；第一N型晶体管N1的源极连接至接地端。

第二P型晶体管P2与第二N型晶体管N2的栅极分别连接至接地端与电压源；第二P型晶体管P2与第二N型晶体管N2的源极相互连接成为传输门320的输入端；第二P型晶体管P2与第二N型晶体管N2的漏极相互连接成为传输门320的输出端。

第三P型晶体管P3与第三N型晶体管N3的栅极相互连接成为第二反相器330的输入端；第三P型晶体管P3的源极连接至一电压源Vcc；第三P型晶体管P3与第三N型晶体管N3的漏极相互连接并成为第二反相器330的输出端；第三N型晶体管N3源极连接至接地端。

请参照图5B，其所示出为第一实施例控制电路的等效电路示意图。由于传输门320中第二P型晶体管P2与第二N型晶体管N2栅极分别连接至接地端与电压源Vcc，因此，传输门320可视为开启状态并且可等效为一电阻322，且传输门320的输入端与输出端即为电阻322的二端。由图5B可知，第一反相器310输出端与第二反相器330输入端之间串接一电阻322，而第二反相器330的输入端与输出端之间并联一电容器340。

请参照图5C，其所示出为本发明第一实施例的栅极线电路的等效电路。当栅极驱动器230产生的驱动信号由低电平快速地上升至高电平时，第二反相器330会输出高电平，然而由于电容器340并联于第二反相器330的输入端与输出端之间，因此，第二反相器330无法快速地上升至高电平。此时，第二反相器330输出端会产生一第一充电电流I1由电容器340经电阻322至第一反相器310输出端，因此，电容器340上的电压会缓慢地上升至高电平。此时，可视为电容器340被第一方向的充电至高电平。

亦即，当电容器340被第一方向充电时，第二反相器330输出端会缓慢地上升至高电平。因此，控制电路300可将坡度陡峭的驱动信号转换成为较平缓的驱动信号。因此，可使得第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全开启。

反之，当驱动信号由高电平快速地下降至低电平时，第二反相器会输出低电平，然而由于电容器340并联于第二反相器的输入端与输出端之间，且电容器340上已储存一高电平的电压，因此，第二反相器330输出端无法快速地下降至低电平。

为了要将第二反相器330输出端下降至低电平，第一反相器310输出端会产生一第二充电电流I2由电阻322经电容器340至第二反相器330输出端，此时，电容器340会将原先储存的高电平电压放电，并且利用第二充电电流I2反向地充电至高电平电压。此时，可视为电容器340被第二方向的充电至高电平。

亦即，当电容器340被第二方向充电时，第二反相器330输出端会缓慢地下降至低电平。也就是说，控制电路可将坡度陡峭的驱动信号转换成为坡度较平缓的驱动信号。因此，可使得第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全关闭。

由于本发明控制电路300中的电容器340可双向的充电，因此，电容器340的布局面积可以有效地减小并达成平缓驱动信号的目的。

再者，请参照图6A与B，其所示出为本发明控制电路的第二实施例及其等效电路示意图。其中，控制电路400包括一第一反相器410、一第二反相器420、一第三反相器430、一电阻440、一电容器450。

再者，控制电路400的输入端为第一反相器410的输入端，而控制电路400的输出端为第二反相器420的输出端。第一反相器410输出端连接至第二反相器420输入端；第二反相器420输出端连接至第三反相器430输入端；而第三反相器430输入端与输出端之间串接电容器450与电阻440。

其中，第一反相器410、第二反相器420、第三反相器430、电容器450皆可由第一实施例所示的晶体管组成，当然所有的反相器也可以由全N型晶体管或者全P型晶体管所组成。

再者，电阻440是由第四P型晶体管P4与第四N型晶体管N4连接形成一传输门(transmission gate)；第四P型晶体管P4与第四N型晶体管N4的栅极分别连接至接地端与电压源；第四P型晶体管P4与第四N型晶体管N4的源极相互连接成为传输门的输入端；第四P型晶体管P4与第四N型晶体管N4的漏极相互连接成为传输门的输出端。而电阻440的二端即为传输门的输出端与输入端。

请参照图6C，其所示出为本发明第二实施例的栅极线电路的等效电路。当栅极驱动器230产生的驱动信号由低电平快速地上升至高电平时，控制电路400的第二反相器420会输出高电平，然而由于串接的电容器450与电阻440连接于第三反相器430的输入端与输出端之间，因此，第二反相器420无法快速地上升至高电平。此时，第二反相器420输出端会产生一第三充电电流I3由电容器450经电阻440至第三反相器430输出端，因此，电容器450上的电压会缓慢地上升至高电平。此时，可视为电容器450被第一方向的充电至高电平。

亦即，当电容器450被第一方向充电时，第二反相器420输出端会缓慢地上升至高电平。因此，控制电路400可将坡度陡峭的驱动信号转换成为坡度较平缓的驱动信号。因此，可使得第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全开启。

反之，当驱动信号由高电平快速地下降至低电平时，第二反相器420会输出低电平，然而由于串接的电阻与电容器连接于第三反相器的输入端与输出端之间，且电容器450上已储存一高电平的电压，因此，第二反相器420输出端无法快速地下降至低电平。

为了要将第二反相器420输出端下降至低电平，第三反相器430输出端会产生一第四充电电流I4由电阻440经电容器450至第二反相器420输出端，此时，电容器450会将原先储存的高电平电压放电，并且利用第四充电电流I4反向地充电至高电平电压。此时，可视为电容器450被第二方向的充电至高电平。

亦即，当电容器450被第二方向充电时，第二反相器420输出端会缓慢地下降至低电平。也就是说，控制电路可将坡度陡峭的驱动信号转换成为坡度较平缓的驱动信号。因此，可使得第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全关闭。

由于本发明控制电路400中的电容器450可双向的充放电，因此，电容值不需要太大，因此电容器450的布局面积可以有效地减小并达成平缓驱动信号上升/下降沿坡度的目的。

当控制电路将平缓的驱动信号传递至所有的开关单元c1～cn，第一开关单元c1至最后一个开关单元cn几乎可同时完全开启与关闭。因此，第一像素组件与最后一个像素组件具有相同的馈通电压效应。因此，可解决显示面板所呈现的亮度或者图像不均匀的问题。

请参照图7，其所示出为本发明显示面板示意图。显示面板包括阵列式排列的多个像素组件701～726，每个像素组件701～726中皆包括一储存单元c701～c726以及一开关单元m701～m726。其中，开关单元m701～m726为晶体管，而储存单元c701～c726则为电容器。

显示面板上包括有一数据控制单元750以及一栅控制单元760。栅控制单元760具有多条栅极线g1～g3，而数据控制单元750具有多条数据线d1～d6。经由栅控制单元控制开关单元m701～m726，数据线d1～d6上的像素数据可以顺利的储存于储存单元c701～c726内。当然，随着显示面板的尺寸变大，像素组件、栅极线、与数据线也会越多。再者，本发明的栅控制单元760还包括多个栅极驱动器以及多个控制电路，例如第一栅极驱动器761与第一控制电路762、第二栅极驱动器763与第二控制电路764、及第三栅极驱动器765以及第三控制电路766，而控制电路的输出端即连接至相对应的栅极线g1～g3。

再者，请参照图8，其所示出为本发明的图像显示***。图像显示***800包括一显示面板820以及一电源供应器810。其中，电源供应器810可提供显示面板820所需的电源，而显示面板820如前述图7所示出的显示面板，其包括上述的栅极线路，使得图像显示***800可以解决显示面板所呈现的亮度或者图像不均匀的问题。

再者，图像显示***800可以是手机、数码相机、个人数字助理、笔记型计算机、台式计算机、电视、全球定位***(GPS)、车用显示器、航空用显示器、数字相框(Digital Photo Frame)或便携式DVD放影机等装置中的任一种。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围之内，当可作各种更动与润饰，因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种显示面板，包括：

一栅极线电路，包括：

一栅极驱动器，该栅极驱动器的输出端可产生一第一驱动信号，该第一驱动信号为一高电平与一低电平交替的信号，且具有一第一上升沿与一第一下降沿；

一控制电路，该控制电路的输入端连接至该栅极驱动器的输出端用以接收该第一驱动信号，并于该控制电路的输出端产生一第二驱动信号，该第二驱动信号具有一第二上升沿与一第二下降沿，该第二上升沿之坡度较该第一上升沿的坡度为平缓，该第二下降沿的坡度较该第一下降沿的坡度为平缓；以及

一栅极线，连接于该控制电路的输出端；

其中，该控制电路至少包括一电容器，可于该第一驱动信号的该第一上升沿时以一第一方向充电该电容器；且可于该第一驱动信号的该第一下降沿时以一第二方向充电该电容器；且

其中，该控制电路还包括：

一第一反相器，该第一反相器的输入端为该控制电路的输入端；

一电阻；以及

一第二反相器，该第二反相器的输入端与该第一反相器的输出端连接该电阻，该第二反相器的输入端与该第二反相器的输出端之间连接该电容器，且该第二反相器的输出端为该控制电路的输出端。

2.如权利要求1所述的显示面板，还包括多个开关单元，连接于该栅极线并可根据该第二驱动信号来开启关闭所述多个开关单元；其中，所述多个开关单元位于该显示面板上多个像素组件内，可控制所述多个像素组件内的多个储存单元接收相对应的多个像素数据。

3.如权利要求1所述的的显示面板，其中该第一反相器包括：

一第一P型晶体管，该第一P型晶体管的源极连接至一电压源；以及

一第一N型晶体管，该第一P型晶体管与该第一N型晶体管栅极相互连接成为该第一反相器的输入端，该第一P型晶体管与该第一N型晶体管的漏极相互连接并成为该第一反相器的输出端，以及，该第一N型晶体管的源极连接至一接地端。

4.如权利要求1所述的显示面板，其中该电阻包括：

一第二P型晶体管，该第二P型晶体管的栅极连接至一接地端；以及

一第二N型晶体管，该第二N型晶体管的栅极连接至一电压源，该第二P型晶体管与该第二N型晶体管的源极相互连接成为该电阻的第一端，以及，该第二P型晶体管与该第二N型晶体管的漏极相互连接成为该电阻的第二端。

5.如权利要求1所述的的显示面板，其中该电容器由一第四晶体管所组成，且该第四晶体管的栅极为该电容器的第一端，该第四晶体管的漏极与源极相互连接并成为该电容器的第二端。

6.一种显示面板，包括：

一栅极线电路，包括：

一栅极驱动器，该栅极驱动器的输出端可产生一第一驱动信号，该第一驱动信号为一高电平与一低电平交替的信号，且具有一第一上升沿与一第一下降沿；

一控制电路，该控制电路的输入端连接至该栅极驱动器的输出端用以接收该第一驱动信号，并于该控制电路的输出端产生一第二驱动信号，该第二驱动信号具有一第二上升沿与一第二下降沿，该第二上升沿之坡度较该第一上升沿的坡度为平缓，该第二下降沿的坡度较该第一下降沿的坡度为平缓；以及

一栅极线，连接于该控制电路的输出端；

其中，该控制电路至少包括一电容器，可于该第一驱动信号的该第一上升沿时以一第一方向充电该电容器；且可于该第一驱动信号的该第一下降沿时以一第二方向充电该电容器，且

其中该控制电路还包括：

一第一反相器，该第一反相器的输入端为该控制电路的输入端；一第二反相器，该第二反相器的输入端连接至该第一反相器的输出端，且该第二反相器的输出端为该控制电路的输出端；

一电阻；以及

一第三反相器，该第三反相器的输入端连接至该第二反相器的输出端，且该第三反相器的输入端与该第三反相器的输出端之间连接串连的该电阻与该电容器。

7.如权利要求6所述的显示面板，其中该第一反相器包括：

一第一P型晶体管，该第一P型晶体管的源极连接至一电压源；以及

一第一N型晶体管，该第一P型晶体管与该第一N型晶体管栅极相互连接成为该第一反相器的输入端，该第一P型晶体管与该第一N型晶体管的漏极相互连接并成为该第一反相器的输出端，以及，该第一N型晶体管的源极连接至一接地端。

8.如权利要求6所述的显示面板，其中，该电阻包括：

一第二P型晶体管，该第二P型晶体管的栅极连接至一接地端；以及

一第二N型晶体管，该第二N型晶体管的栅极连接至一电压源，该第二P型晶体管与该第二N型晶体管的源极相互连接成为该电阻的第一端，以及，该第二P型晶体管与该第二N型晶体管的漏极相互连接成为该电阻的第二端；以及

该第三反相器包括：

一第三P型晶体管，该第三P型晶体管的源极连接至一电压源；以及

一第三N型晶体管，该第三P型晶体管与该第三N型晶体管栅极相互连接成为该第三反相器的输入端，该第三P型晶体管与该第三N型晶体管的漏极相互连接并成为该第三反相器的输出端，以及，该第三N型晶体管的源极连接至一接地端。

9.一种图像显示***，包括：

如权利要求1或6所述的显示面板；以及

一电源供应器，耦接至该显示面板并提供电源至该显示面板；其中，该图像显示***为一手机、一数码相机、一个人数字助理、一笔记型计算机、一台式计算机、一电视、一全球定位***、一车用显示器、一航空用显示器、一数字相框或一便携式DVD放影机。

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