CN101770743B

CN101770743B - 具有抑制共用电压的涟波的显示器及显示面板

Info

Publication number: CN101770743B
Application number: CN2010101174657A
Authority: CN
Inventors: 黄钰婷; 廖一遂; 詹佩甄
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2010-02-21
Filing date: 2010-02-21
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-02-21
Also published as: CN101770743A

Abstract

本发明公开一种具有抑制共用电压的涟波的显示器，包括显示面板与补偿电路。其中，显示面板包括多条用以传送共用电压的共用配线；多条扫描线；多条大体与扫描线垂直设置的数据线；多个以矩阵方式排列且分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接的像素；以及一条横跨所有数据线中至少一第一数据线的感测线。第一数据线与感测线之间具有寄生电容。补偿电路电性连接感测线与所有共用配线。补偿电路根据第一数据线与感测线之间因寄生电容所引发的耦合信号而产生补偿信号至所有共用配线，借以抑制共用电压的涟波。

Description

具有抑制共用电压的涟波的显示器及显示面板

技术领域

本发明涉及一种平面显示器，且特别是有关于一种液晶显示器。

背景技术

为因应现代产品高速度、高效能、且轻薄短小的要求，各电子零件均积极地朝体积小型化发展。各种携带式电子装置也已渐成主流，例如：笔记本电脑(Note Book)、移动电话(Cell Phone)、电子辞典、个人数字助理器(Personal Digital Assistant，PDA)、上网机(web pad)及平板型电脑(Tablet PC)等。对于携带式电子装置的影像显示面板而言，为了符合产品趋向小型化的需求，具有空间利用效率佳、高画质、低消耗功率、无辐射等优越特性的液晶显示面板，目前已被广为使用。近年来，为了使液晶显示面板的产品更加普及化，并且符合节能的潮流趋势，技术人员如火如荼地进行降低成本以及降低耗电量的作业。基此，一种缩减数据驱动芯片数量的技术被提出，其主要是改变像素阵列上的布局方式，借以达到降低数据驱动芯片的使用量的目的。

图1A为公知一种使用三栅极(Tri-Gate)架构驱动的液晶显示面板示意图。请参照图1A，液晶显示面板100具有多个以阵列方式排列而成的像素单元U。每一像素单元U包括沿着行方向依序排列的像素R、G、B。像素R、G、B分别通过对应的主动元件(亦即薄膜晶体管)与对应的扫描线GL以及数据线DL电性连接。如图1A所示，其像素排列方式为同一条数据线电性连接的主动元件是沿着行方向于数据线的两侧交替排列，通过同一条数据线写入数据信号的像素呈锯齿状排列(zigzag arrangement)。也亦因如此，与液晶显示面板100接合的数据驱动芯片即可以行反转(column inversion)的方式来驱动液晶显示面板100，借以达到省电的目的。

然而，当通过行反转的驱动方式来驱动例如为扭转向列型(TN)的液晶显示面板100，借以致使液晶显示面板100呈现黑白相间图案时，由于两相邻数据线所传送的正极性数据信号(D+)与负极性数据信号(D-)的耦合方向一致，且数据线与扫描线之间以及扫描线与像素阵列中用以传送共用电压(Vcom)的共用配线(common line)之间都存在着寄生电容(parasitic capacitor)，以至于当数据线所接收的数据信号发生转态(transient)时，数据线与扫描线之间会因寄生电容而引发耦合信号，且扫描线与共用配线之间也会因寄生电容而引发耦合信号。如此一来，共用电压便会反应于这样的耦合信号而产生涟波(如图1B所绘示)，从而影响显示画面的品质。

发明内容

本发明提供一种显示器，其可以抑制共用电压的涟波，从而提升显示画面的品质。

本发明提出一种显示器，包括显示面板与补偿电路。其中，显示面板包括多条用以传送共用电压的共用配线；多条扫描线；多条大体与扫描线垂直设置的数据线；多个以矩阵方式排列且分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接的像素；以及一条横跨所有数据线中至少一第一数据线的感测线。第一数据线与感测线之间具有寄生电容。补偿电路电性连接感测线与所有共用配线。补偿电路根据第一数据线与感测线之间因寄生电容所引发的耦合信号而产生补偿信号至所有共用配线，借以抑制共用电压的涟波。

本发明另提出一种显示器，包括显示面板与补偿电路。其中，显示面板包括多条用以传送共用电压的共用配线；多条扫描线；多条大体与扫描线垂直设置的数据线；多个以矩阵方式排列且分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接的像素；一条横跨所有数据线中至少一第一数据线的第一感测线，且第一数据线与第一感测线之间具有第一寄生电容；以及一条横跨所有数据线中至少一第二数据线的第二感测线，且第二数据线与第二感测线之间具有第二寄生电容。补偿电路电性连接第一感测线、第二感测线与所有共用配线。补偿电路根据第一寄生电容以及第二寄生电容分别所引发的第一耦合信号以及第二偶合信号，而产生补偿信号至所有共用配线，借以抑制共用电压的涟波。

本发明更提出一种显示面板，包括多条用以传送共用电压的共用配线；多条扫描线；多条大体与扫描线垂直设置的数据线；多个以矩阵方式排列且分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接的像素；以及一条横跨所有数据线中至少一第一数据线的感测线。第一数据线与感测线之间具有寄生电容，且此寄生电容会引发一耦合信号。另外，感测线、所有扫描线以及所有数据线均形成于一基板上，且所述耦合信号通过感测线传送。

基于上述，本发明在显示面板的显示区内或外增设至少一条横跨所有数据线的感测线，并通过寄生电容效应，以利用这条感测线感测所有数据线分别接收的数据信号发生转态所引发的耦合信号，进而提供给补偿电路进行信号处理，借此获得与耦合信号相位相反的补偿信号以反馈至所有共用配线。如此一来，共用电压的涟波即可有效地被抑制，从而提升显示画面的品质。

应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为例示性及阐释性的，其并不能作为限制本发明所欲主张的范围的依据。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：

图1A为公知一种使用三栅极(Tri-Gate)架构驱动的液晶显示面板示意图；

图1B为共用电压(Vcom)的涟波示意图；

图2为本发明一实施例的显示器示意图；

图3A为本发明一实施例的显示面板示意图，而图3B为图3A的显示面板布局示意图；

图4A为本发明另一实施例的显示面板示意图，而图4B为图4A的显示面板布局示意图；

图5为本发明一实施例的补偿电路示意图；

图6为本发明一实施例的补偿信号、耦合信号与共用电压示意图；

图7A、图7B、图8A与图8B分别为本发明另一实施例的显示面板示意图。

其中，附图标记

100、201：显示面板 200：显示器

203：补偿电路 205：时序控制器

207：扫描驱动单元 209：数据驱动单元

211：背光单元 DL：数据线

GL：扫描线 CL：共用配线

SL、SL1、SL2：感测线 D+、D-：数据信号

Vcom：共用电压 U：像素单元

R、G、B：像素 OP1、OP2：运算放大器

R1：电阻 VR：可变电阻

AA：显示区 Fan_O：扇出区

T：主动元件 C_para、C_para1、C_para2：寄生电容

Coup_S、Coup_S1、Coup_S2：耦合信号 Comp_S：补偿信号

Vref：参考电压

具体实施方式

现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的元件/构件/符号代表相同或类似部分。

图2为本发明一实施例的显示器200示意图。请参照图2，显示器200例如为液晶显示器(liquid crystal display，LCD)，且包括显示面板201、补偿电路203、时序控制器205、数据驱动单元207、扫描驱动单元209，以及背光单元211。在本实施例中，显示面板201用以显示画面。背光单元211用以提供显示面板201所需的光源。时序控制器205用以控制数据驱动单元209与扫描驱动单元207的运作，借以致使数据驱动单元209与扫描驱动单元207分别输出数据信号与扫描信号来驱动显示面板201。

另外，图3A为本发明一实施例的显示面板201示意图，而图3B为图3A的显示面板201布局示意图。图4A为本发明另一实施例的显示面板201示意图，而图4B为图4A的显示面板201布局示意图。请合并参照图3A至图4B，显示面板201包括多条用以传送共用电压Vcom的共用配线CL；多条扫描线GL；多条大体与扫描线GL垂直设置的数据线DL；多个以矩阵方式排列且分别与对应的数据线DL、扫描线GL以及共用配线CL电性连接的像素R、G、B；以及一条横跨所有数据线DL的感测线SL。于此值得一提的是，共用配线CL、扫描线GL、数据线DL以及感测线SL均形成在一相同的基板上，例如显示面板101的像素阵列基板(pixel array substrate)上。

在本实施例中，每一条数据线DL与感测线SL之间具有寄生电容C_para，而且感测线SL可以配置在显示面板201的显示区AA外(亦即扇出区Fan_O)，如图3A与图3B所示；或者，可以配置在显示面板201的显示区AA内，如图4A与图4B所示。

如图3A与图4A所示，由于与同一条数据线电性连接的主动元件T(亦即薄膜晶体管)是沿着行方向于数据线的两侧交替排列，因此通过同一条数据线写入数据信号的像素呈锯齿状排列。也亦因如此，数据驱动单元209即可以行反转(column inversion)的方式来驱动显示面板201，借以达到节省耗电的目的，并且更可以有效地减少数据驱动单元209内的数据驱动芯片(未绘示)的数量。

然而，当通过行反转的驱动方式来驱动例如为扭转向列型(TN)的显示面板201，借以致使显示面板201呈现黑白相间图案时，由于两相邻数据线所传送的正极性数据信号(D+)与负极性数据信号(D-)的耦合方向一致，且数据线DL与扫描线GL之间以及扫描线GL与用以传送共用电压Vcom的共用配线CL之间都存在着寄生电容，以至于当数据线DL所接收的数据信号D发生转态时，数据线DL与扫描线GL之间会因寄生电容而引发耦合信号，且扫描线GL与共用配线CL之间也会因寄生电容而引发耦合信号。如此一来，共用电压Vcom会反应于这样的耦合信号而产生涟波(如图1B所绘示)，从而影响显示画面的品质。

为了要有效地解决这样的问题，本实施例利用补偿电路203来抑制显示面板201所需的共用电压Vcom的涟波，从而提升显示画面的品质。图5为本发明一实施例的补偿电路203示意图。请参照图5，补偿电路203电性连接感测线SL与所有共用配线CL。而且，补偿电路203根据每一数据线DL与感测线SL之间因寄生电容C_para所引发的耦合信号Coup_S(于此可以理解为共用电压Vcom的噪声)，而产生补偿信号Comp_S至所有共用配线CL，借以抑制共用电压Vcom的涟波。

更清楚来说，补偿电路203包括信号增强单元501与放大单元503。信号增强单元501电性连接感测线SL，用以接收并增强耦合信号Coup_S的强度后而输出。放大单元503电性连接信号增强单元501与所有共用配线CL，用以接收并反向放大经信号增强单元501所输出的耦合信号Coup_S，借以获得补偿信号Comp_S而反馈至所有共用配线CL。

于本实施例中，信号增强单元501包括运算放大器OP1。运算放大器OP1的非反向输入端电性连接感测线SL以接收耦合信号Coup_S，而运算放大器OP1的反向输入端与输出端耦接在一起以输出耦合信号Coup_S。如图5所示，信号增强单元501为电压随耦器(voltage follower)，用以增强感测线SL上所传送的耦合信号Coup_S的强度。

另外，放大单元503包括电阻R1、运算放大器OP2，以及可变电阻VR。其中，电阻R1的第一端电性连接运算放大器OP1的输出端，而电阻R1的第二端电性连接运算放大器OP2的反向输入端。运算放大器OP2的非反向输入端用以接收一参考电压Vref，而运算放大器OP2的输出端则电性连接共用配线CL以输出补偿信号Comp_S。可变电阻VR并接于运算放大器OP2的反向输入端与输出端之间。如图5所示，放大单元503为反向放大电路，且其增益值(gain)可依实际设计需求来调整电阻R1与可变电阻VR的阻值。

基于上述，每一数据线DL与感测线SL之间因寄生电容C_para所引发的耦合信号Coup_S只会在数据线DL所接收的数据信号D发生转态时而产生，并且皆会通过感测线SL传送至补偿电路203。如此一来，补偿电路203即可对每一数据线DL与感测线SL之间因寄生电容C_para所引发的耦合信号Coup_S进行信号增强与反向放大处理，借以产生与耦合信号Coup_S相位相反的补偿信号Comp_S，并且反馈至共用配线CL。也亦因如此，原先共用电压Vcom上的噪声即会与补偿信号Comp_S进行相互抵消(如图6所示)，从而大大地抑制共用电压Vcom的涟波，进而达到提升显示画面的品质的目的。

由此可知，本实施例基于信号耦合的源头为数据信号发生转态时，所以本实施例在显示面板的像素阵列上额外加入一条横跨所有数据线的感测线，借以专门感测数据信号发生转态所引发的耦合信号。如此一来，当数据信号发生转态时，因寄生电容效应会将耦合信号传送到补偿电路进行信号处理，接着补偿电路会提供补偿信号以反馈至像素阵列上用以传送共用电压的共用配线上。因此，数据信号发生转态而耦合到共用电压的噪声会与补偿信号相互抵消，从而有效地抑制共用电压的涟波。

虽然上述实施例以一条横跨所有数据线DL的感测线SL为例来进行说明，但是本发明并不限制于此。图7A与图7B分别为本发明另一实施例的显示面板201示意图。图7A与图3A相异之处在于图7A配置在扇出区Fan_O的感测线有2条，亦即感测线SL1与SL2，且这2条感测线SL1与SL2的其中一条可以横跨部分的数据线DL，而这2条感测线SL1与SL2的另一条可以横跨其余的数据线DL。另外，图7B与图3A相异之处在于图7B配置在扇出区Fan_O的感测线有2条，亦即感测线SL1与SL2，且这2条感测线SL1与SL2可以分别横跨所有数据线DL。

相似地，图8A与图8B分别为本发明另一实施例的显示面板201示意图。图8A与图4A相异之处在于图8A配置在显示区AA内的感测线有2条，亦即感测线SL1与SL2，且这2条感测线SL1与SL2的其中一条可以横跨部分的数据线DL，而这2条感测线SL1与SL2的另一条可以横跨其余的数据线DL。另外，图8B与图4A相异之处在于图8B配置在显示区AA内的感测线有2条，亦即感测线SL1与SL2，且这2条感测线SL1与SL2可以分别横跨所有数据线DL。

在此值得一提的是，共用配线CL、扫描线GL、数据线DL以及感测线SL1与SL2均可形成在一相同的基板上，例如显示面板101的像素阵列基板(pixel array substrate)上。另外，感测线SL1与数据线DL之间具有寄生电容C_para1，而基于寄生电容C_para1所引发的耦合信号为Coup_S1；另外，感测线SL2与数据线DL之间具有寄生电容C_para2，而基于寄生电容C_para2所引发的耦合信号为Coup_S2。

在图7A、图7B、图8A与图8B所示的实施例中，数据线DL与感测线SL1之间因寄生电容C_para1所引发的耦合信号Coup_S1只会在数据线DL所接收的数据信号D发生转态时而产生，并且皆会通过感测线SL1传送至补偿电路203。相似地，数据线DL与感测线SL2之间因寄生电容C_para2所引发的耦合信号Coup_S2也只会在数据线DL所接收的数据信号D发生转态时而产生，并且皆会通过感测线SL2传送至补偿电路203。

如此一来，补偿电路203即可对数据线DL与感测线SL1、SL2之间因寄生电容C_para1、C_para2所引发的耦合信号Coup_S1、Coup_S2进行信号增强与反向放大处理，借以产生与耦合信号Coup_S1、Coup_S2相位相反的补偿信号Comp_S，并且反馈至共用配线CL。也亦因如此，原先共用电压Vcom上的噪声即会与补偿信号Comp_S进行相互抵消，从而大大地抑制共用电压Vcom的涟波，进而达到提升显示画面的品质的目的。

于此值得一提的是，前述实施例的感测线得以以任何形式配置在显示区AA内或扇出区Fan_O，只要横跨所有数据线DL即可，因此本发明并不限制于前述实施例所搭配说明的附图的形式。

综上所述，本发明在显示面板的显示区内或外增设至少一条横跨所有数据线的感测线，且感测线、扫描线以及数据线均形成于相同的基板上，并通过寄生电容效应，以利用这条感测线感测所有数据线分别接收的数据信号发生转态所引发的耦合信号，进而提供给补偿电路进行信号处理，借此获得与耦合信号相位相反的补偿信号以反馈至所有共用配线。如此一来，共用电压的涟波即可有效地被抑制，从而提升显示画面的品质。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种显示器，其特征在于，包括：

一显示面板，包括：

多条共用配线，用以传送一共用电压；

多条扫描线；

多条数据线，大体与这些扫描线垂直设置；

多个像素，分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接，且这些像素以矩阵方式排列；以及

一感测线，横跨这些数据线中至少一第一数据线，且该第一数据线与该感测线之间具有一寄生电容；以及

一补偿电路，电性连接该感测线与这些共用配线，该补偿电路根据该第一数据线与该感测线之间因该寄生电容所引发的一耦合信号，而产生一补偿信号至这些共用配线，借以抑制该共用电压的涟波；其中该补偿电路包括：

一信号增强单元，电性连接该感测线，用以接收并增强该耦合信号的强度后而输出；以及

一放大单元，电性连接该信号增强单元与这些共用配线，用以接收并反向放大经该信号增强单元所输出的该耦合信号，借以获得该补偿信号而反馈至这些共用配线，

其中该信号增强单元包括：

一第一运算放大器，其非反向输入端电性连接该感测线以接收该耦合信号，而其反向输入端与输出端耦接在一起以输出该耦合信号，

其中该放大单元包括：

一电阻，其第一端电性连接该第一运算放大器的输出端；

一第二运算放大器，其反向输入端电性连接该电阻的第二端，其非反向输入端用以接收一参考电压，而其输出端则电性连接这些共用配线以输出该补偿信号；以及

一可变电阻，并接于该第二运算放大器的反向输入端与输出端之间。

2.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该耦合信号通过该感测线传送至该补偿电路，而该补偿电路对该耦合信号进行一信号处理以产生该补偿信号，

其中，该耦合信号在该第一数据线所接收的一数据信号发生转态时而产生，且该耦合信号与该补偿信号相位相反。

3.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该感测线配置在该显示面板的显示区内或外。

4.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该感测线更横跨这些数据线中其余的数据线。

5.根据权利要求1所述的显示器，其特征在于，该感测线、这些扫描线以及这些数据线均形成于一基板上。

6.一种显示器，其特征在于，包括：

一显示面板，包括：

多条共用配线，用以传送一共用电压；

多条扫描线；

多条数据线，大体与这些扫描线垂直设置；

多个像素，分别与对应的数据线、扫描线以及共用配线电性连接，且这些像素以矩阵方式排列；

一第一感测线，横跨这些数据线中的至少一第一数据线，且该第一数据线与该第一感测线之间具有一第一寄生电容；以及

一第二感测线，横跨这些数据线中的至少一第二数据线，且该第二数据线与该第二感测线之间具有一第二寄生电容；以及

一补偿电路，电性连接该第一感测线、该第二感测线与这些共用配线，该补偿电路根据该第一寄生电容以及该第二寄生电容分别所引发的一第一耦合信号以及一第二耦合信号，而产生一补偿信号至这些共用配线，借以抑制该共用电压的涟波；其中该补偿电路包括：

一信号增强单元，电性连接该第一感测线与该第二感测线，用以接收并放大该第一以及该第二耦合信号后而输出；以及

一放大单元，电性连接该信号增强单元与这些共用配线，用以接收并反向放大经该信号增强单元所输出的该第一以及该第二耦合信号，借以获得该补偿信号而反馈至这些共用配线。

7.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，该第一耦合信号以及该第二耦合信号分别通过该第一与该第二感测线传送至该补偿电路，而该补偿电路对该耦合信号进行一信号处理以产生该补偿信号，

其中，该第一以及该第二耦合信号在该第一与该第二数据线分别所接收的一数据信号发生转态时而产生，且该第一以及该第二耦合信号与该补偿信号相位相反。

8.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，该第一感测线与/或该第二感测线配置在该显示面板的显示区内或外。

9.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，该第一与/或该第二感测线更横跨这些数据线中其余的数据线。

10.根据权利要求6所述的显示器，其特征在于，该第一与/或该感测线、这些扫描线以及这些数据线均形成于一基板上。

11.一显示面板，其特征在于，包括：

多条共用配线，用以传送一共用电压；

多条扫描线；

多条数据线，大体与这些扫描线垂直设置；

一感测线，横跨这些数据线中至少一第一数据线，且该第一数据线与该感测线之间具有一寄生电容，该寄生电容引发一耦合信号，该感测线、这些扫描线以及这些数据线均形成于一基板上，该耦合信号通过该感测线传送。

12.根据权利要求11所述的显示面板，其特征在于，该耦合信号通过该感测线传送至一补偿电路。