CN104112432B

CN104112432B - 显示器

Info

Publication number: CN104112432B
Application number: CN201310134050.4A
Authority: CN
Inventors: 颜志扬; 林哲生
Original assignee: Hannstar Display Corp
Current assignee: Hannstar Display Corp
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2016-10-26
Anticipated expiration: 2033-04-17
Also published as: CN104112432A

Abstract

一种显示器，其包括显示面板以及驱动芯片。显示面板具有多条栅极线以及多个以阵列排列的像素，其中栅极线分别耦接每一行像素。驱动芯片耦接显示面板并且配置于显示面板的一侧，用以控制显示面板的画面显示。驱动芯片包括栅极驱动电路，其中栅极驱动电路包括栅极驱动单元以及补偿单元。栅极驱动单元用以提供多个扫描信号至显示面板上的栅极线的一端，以驱动栅极线上的像素。补偿单元从栅极线的另一端接收栅极驱动单元提供的扫描信号，并且依据从栅极线的另一端所接收的扫描信号以及参考信号补偿栅极驱动单元所提供的扫描信号的波形。

Description

显示器

技术领域

本发明涉及一种显示器，且特别涉及一种可校正扫描信号波形的显示器。

背景技术

在显示器的驱动技术领域中，为了提升显示面板的显示区（display area）面积，并且使得显示器更加地微型化，厂商研发出将栅极驱动器（gate driver）与源极驱动器（source driver）集成化地整合在同一驱动芯片内的技术。

在栅极驱动电路与源极驱动电路集成化为驱动芯片的架构下，由于驱动芯片是配置在显示面板的一侧，因此显示面板需利用斜配线（Fanout Line）的结构来布设栅极线，以通过栅极线来连接驱动芯片与显示面板的每一行像素。此外，为了降低显示面板的左右额缘（border），此类型的显示面板通常会设计为双层走线的架构。

在双层走线的架构下，由于不同层的斜配线的等效电阻电容负载（RCloading）会有所不同，并且距离驱动芯片越远的像素，其所对应的斜配线的RC负载影响就越明显。因此，在双层走线的架构下，提供至不同行像素的扫描信号可能会因为对应的斜配线的RC负载而产生信号失真（distortion），进而导致相邻的栅极线的充电能力不同，而出现水平横纹（horizontal stripes）的问题。

发明内容

本发明提供一种显示器，其可补偿栅极线的RC负载所造成的扫描信号失真。

本发明的显示器包括显示面板以及驱动芯片。显示面板具有多条栅极线以及多个以阵列排列的像素，其中所述多条栅极线分别耦接每一行像素。驱动芯片接显示面板并且配置于显示面板的一侧，用以控制显示面板的画面显示，其中驱动芯片包括栅极驱动电路，且栅极驱动电路包括栅极驱动单元以及补偿单元。栅极驱动单元耦接显示面板，用以提供多个扫描信号至栅极线的一端，以驱动栅极线上的像素。补偿单元耦接栅极驱动单元与显示面板。补偿单元从栅极线的另一端接收栅极驱动单元所提供的扫描信号，其中补偿单元依据从栅极线的另一端所接收的扫描信号以及参考信号补偿栅极驱动单元所提供的扫描信号的波形。

基于上述，本发明实施例提出一种显示器，在所述显示器中，显示面板可将通过显示区的扫描信号进一步的反馈至栅极驱动电路，以使栅极驱动电路能够依据通过显示区的扫描信号来校正输出至显示面板的扫描信号，藉以补偿各行像素之间因为栅极线的RC负载影响所造成的灰阶差异，因此可有效地提升显示器的画面质量。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的显示器的示意图。

图2为本发明一实施例的扫描信号的校正示意图。

图3为本发明一实施例的栅极驱动电路的示意图。

图4为依照图3实施例的栅极驱动电路的电路架构示意图。

【符号说明】

100：显示器

110：显示面板

120：驱动芯片

122：栅极驱动电路

124：源极驱动电路

AA：显示区

AMP1、AMP2、AMP3、AMP4、AMP5：运算放大器

C1、C2：电容

CU：补偿单元

Clc：液晶电容

COMP：比较器

COMU：比较单元

CS：控制信号

CTLU：控制单元

Cst：存储电容

EAU：误差放大单元

INV1、INV2、INV3、INV4：反相放大器

INT：积分器

G1～Gm：栅极线

GDU：栅极驱动单元

GND：接地电压

MX：多工器

Px：像素

R1、R2、R3、R4：电阻

Ri1、Ri2、Ri3：输入电阻

Ro1、Ro2、Ro3、Ro4：输出电阻

S1～Sn：数据线

SS₁～SS_m、SS₁’～SS_m’：扫描信号

TFT：薄膜晶体管

Verr、Verr’：误差信号

Vref：参考信号

VGH、VGH’、VGH”、VGL、VGL’、VGL”：脉冲电平

Ton、Ton’、Ton”：脉冲期间

具体实施方式

本发明实施例提出一种显示器，在所述显示器中，显示面板可将通过显示区的扫描信号进一步的反馈至栅极驱动电路，以使栅极驱动电路能够依据通过显示区的扫描信号来校正输出至显示面板的扫描信号，藉以补偿各行像素之间因为栅极线的RC负载影响所造成的灰阶差异，因此可有效地提升显示器的画面质量。为了使本公开的内容更容易明了，以下特举实施例作为本公开确实能够据以实施的范例。另外，凡可能之处，在图式及实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。

图1为本发明一实施例的显示器的示意图。请参照图1，显示器100包括显示面板110以及驱动芯片120，其中显示器100是以薄膜晶体管液晶显示器（thin film transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD）为例，且显示面板110是以液晶显示面板为例。但是在其他实施例中，显示面板110也可为发光二极管（Light Emitting Diode，LED）显示面板或有机发光二极管（OrganicLight Emitting Diode，OLED）显示面板，本发明不以此为限。

在本实施例中，显示面板110包括基板（未绘示）、多条栅极线G1～Gm、多条数据线S1～Sn以及多个像素（如Px），其中所述多个像素Px以阵列排列的方式配置在显示面板110的显示区AA中，且每一像素Px是由晶体管TFT、存储电容Cst以及液晶电容Clc所组成。此外，每一条栅极线G1～Gm对应耦接显示区AA中的一行（row）像素Px，且每一条数据线S1～Sn对应耦接显示区AA中的一列（column）像素Px，其中m、n为正整数，并且分别对应于像素Px的行数与列数。

驱动芯片120配置于显示面板110的一侧，并且包括栅极驱动电路122以及源极驱动电路124，其中栅极驱动电路122耦接栅极线G1～Gm的两端，且源极驱动电路124耦接数据线S1～Sn的一端。因此，栅极驱动电路122可经由栅极线G1～Gm提供扫描信号SS₁～SS_m至显示面板110，以依序开启每一行的像素Px，并且源极驱动电路124可经由数据线S1～Sn而协同于每一行像素Px的开启时序来提供像素电压，藉以使显示面板110显示对应的画面。

值得注意的是，栅极驱动电路122与源极驱动电路124会受控于一时序控制电路（未绘示）以设定两者间的相对操作时序，且所述时序控制电路可集成化地设置于驱动芯片120中，或是独立地配置于显示器100中，本发明不以此为限。

栅极驱动电路122包括栅极驱动单元GDU以及补偿单元CU。栅极驱动单元GDU耦接栅极线G1～Gm的一端，以通过对应的栅极线G1～Gm提供多个扫描信号SS₁～SS_m至显示区AA中的每一行像素Px，藉以使对应于每一条栅极线G1～Gm上的像素Px序列地反应于扫描信号SS₁～SS_m而开启。换句话说，栅极驱动单元GDU会提供扫描信号SS₁～SS_m至显示面板110上的栅极线G1～Gm的一端，以驱动栅极线G1～Gm上的像素Px。

补偿单元CU耦接栅极驱动单元GDU与栅极线G1～Gm的另一端，以从对应的栅极线G1～Gm的另一端接收通过显示区AA的扫描信号SS₁’～SS_m’，其中补偿单元CU可依据从栅极线G1～Gm的另一端所接收的扫描信号SS₁’～SS_m’以及一参考信号Vref来调整栅极驱动单元GDU的电路参数，藉以补偿栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁～SS_m的波形。举例来说，栅极驱动单元GDU例如为可编程（programmable）的栅极驱动单元，其中可编程的栅极驱动单元可利用多级可编程移位寄存器（programmable shift register）的电路架构来实现。更具体地说，补偿单元CU可依据扫描信号SS₁’～SS_m’与参考信号Vref来分别调整每一级移位寄存器的栅极高电位（gate highvoltage）与栅极低电位（gate low voltage）的设定值，或者调整每一级移位寄存器的致能时间等电路参数，藉以对应地补偿栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁～SS_m。

此外，所述参考信号Vref可由独立的参考信号产生器（未绘示）来产生，或者由驱动芯片120中的参考信号产生电路（未绘示）来产生，本发明不以此为限。

详细而言，每一行像素Px所接收到的扫描信号SS₁～SS_m应为具有不同时序但有相同波形的脉冲信号（pulse signal），亦即每一行像素Px应接收到具有相同的脉冲电平以及相同的脉冲期间的扫描信号SS₁～SS_m，以使每一行像素Px的薄膜晶体管TFT可反应于对应的扫描信号SS₁～SS_m而有相同的导通程度。换句话说，在理想条件下，每一条栅极线G1～Gm应具有相同的充电能力，使得各个像素Px的存储电容Cst与液晶电容Clc可基于相同的基准来进行充放电，因此源极驱动电路124才可精确地控制每个像素Px的灰阶，藉以使显示面板110的画面显示符合预期的状态。但是在实际的应用中，由于受到显示面板110的堆迭结构以及走线配置等电路布局的影响，当栅极驱动电路122提供相同波形的扫描信号SS₁～SS_m至每一行像素Px时，都可能会因为每一条栅极线G1～Gm的RC负载不同而使得每一行像素Px的薄膜晶体管TFT的导通程度各不相同。换句话说，在实际应用中，基于所述影响，相邻的栅极线可能会具有不同的充电能力，进而造成显示画面产生非预期的现象（如产生水平横纹）。

相较于传统的显示器架构，本实施例的栅极驱动电路122可进一步地从栅极线G1～Gm的另一端接收通过显示区AA之后的扫描信号SS₁’～SS_m’，其中扫描信号SS₁’～SS_m’即为最后一列像素Px实际上接收到的信号（受到栅极线G1～Gm的RC负载影响后的信号）。因此，补偿单元CU可根据最后一列像素Px实际上所接收到的扫描信号SS₁’～SS_m’来校正栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁～SS_m。通过补偿单元CU的校正，栅极驱动单元GDU可对应地产生具有不同波形的扫描信号SS₁～SS_m来驱动每一行像素Px，并据以抵销栅极线G1～Gm的RC负载所造成的信号失真。

为了更清楚地说明本发明实施例，图2为本发明一实施例的扫描信号的校正示意图。请同时参照图1与图2，为便于说明，在此以校正栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁为例，本领域技术人员应可依据下述说明自列推知其余扫描信号SS2～SSm的校正方式。

首先，在扫描信号SS₁尚未被校正的状态下，栅极驱动单元GDU会输出扫描信号SS₁至栅极线G1的一端，以驱动显示面板110上对应栅极线G1的一行像素，其中扫描信号SS1的波形此时会与参考信号Vref的波形相同。

接着，扫描信号SS₁在经由栅极线G1通过显示面板110的显示区AA后，扫描信号SS₁会受到栅极线G1的RC负载影响而改变为扫描信号SS₁’。从图2可看出，受到RC负载影响的扫描信号SS₁’的脉冲电平VGH’与VGL’以及脉冲期间Ton’皆与参考信号Vref的脉冲电平VGH与VGL以及脉冲期间Ton有所差异。

当补偿单元CU检测到从扫描信号SS₁’的波形不符合参考信号Vref的波形时，补偿单元CU会进一步的调整栅极驱动单元GDU的电路参数，以使栅极驱动电路GDU输出校正后的扫描信号SS₁”，其中扫描信号SS₁”的脉冲电平会被调整至VGH”与VGL”，且扫描信号SS1的脉冲期间会被调整至Ton”，藉以补偿斜配线和栅极线G1的RC负载影响。在提供校正后的扫描信号SS₁”后，扫描信号SS₁’的脉冲电平会从VGH’与VGL’被调整至VGH与VGL，并且扫描信号SS₁’的脉冲期间会从Ton’被调整至Ton。换句话说，补偿单元CU会补偿栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁的波形，以使补偿单元CU从栅极线G1的另一端所接收的扫描信号SS₁’的波形符合参考信号Vref的波形。

根据上述的动态反馈校正方式，显示面板110中的每一行像素可持续地接收到符合参考信号Vref波形的扫描信号SS₁～SS_m，而不会受到栅极线G1～Gm的RC负载或其他干扰的影响。

图3为本发明一实施例的栅极驱动电路的示意图。请同时参照图1与图3，栅极驱动电路122包括栅极驱动单元GDU以及补偿单元CU，其中栅极驱动电路122的功能与架构如图1实施例所述，故在此不再重复赘述。以下将针对补偿单元CU的架构做进一步的说明。

在本实施例中，补偿单元CU可利用包括比较单元COMU、误差放大单元EAU以及控制单元CTLU的架构来实现。其中，比较单元COMU用以比较从栅极线G1～Gm的另一端所接收的各个扫描信号SS₁’～SS_m’与参考信号Vref，并且根据比较的结果产生误差信号Verr。误差放大单元EAU耦接比较单元COMU，且用以将误差信号Verr放大。控制单元CTLU耦接误差放大单元EAU，用以依据放大后的误差信号Verr’来调整栅极驱动单元GDU的电路参数，藉以补偿栅极驱动单元GDU所提供的扫描信号SS₁～SS_m的波形。

更具体的说，补偿单元CU的电路架构可如图4所示。请参照图4，比较单元COMU包括多工器MX以及比较器COMP，误差放大单元EAU包括电容C1、反相放大器INV1～INV4以及积分器INT。

在比较单元COMU中，多工器MX的输入端耦接栅极线G1～Gm的另一端以接收通过显示区AA的扫描信号SS₁’～SS_m’。比较器COMP的第一输入端耦接多工器的输出端以依序从栅极线G1～Gm的另一端接收扫描信号SS₁’～SS_m’，比较器COMP的第二输入端接收参考信号Vref，且比较器COMP的输出端输出误差信号Verr。在本实施例中，多工器MX可受控于时序控制电路（未绘示），并且配合栅极驱动单元GDU的扫描信号SS₁～SS_m的输出时序而切换，但本发明不以此为限。

在误差放大单元EAU中，反相放大器INV1的第一输入端耦接比较器COMP的输出端以接收误差信号Verr，且反相放大器INV1的第二输入端耦接接地电压GND。反相放大器INV2的第一输入端经由电容C1耦接至比较器COMP的输出端，以接收误差信号Verr，反相放大器INV2的第二输入端耦接接地电压GND，且反相放大器INV2的输出端耦接反相放大器INV1的输出端。积分器INT的第一输入端耦接比较器COMP的输出端，积分器INT的第二输入端耦接接地电压GND，且积分器INT的输出端耦接反相放大器INV1与INV2的输出端。在本实施例中，反相放大器INV1可由输入电阻Ri1、电阻R1、输出电阻Ro1以及运算放大器AMP1的电路架构所组成。反相放大器INV2可由输入电阻Ri2、电阻R2、输出电阻Ro2以及运算放大器AMP2的电路架构所组成。积分器INT可由输入电阻Ri3、电容C2、输出电阻Ro3以及运算放大器AMP3的电路架构所组成。

反相放大器INV3的第一输入端耦接反相放大器INV1与INV2以及积分器INT的输出端，且反相放大器INV3的第二输入端耦接接地电压GND。反相放大器INV4的第一输入端耦接反相放大器INV3的输出端，反相放大器INV4的第二输入端耦接接地电压GND，且反相放大器INV4的输出端耦接控制单元CTLU。在本实施例中，反相放大器INV3可由电阻R3、输出电阻Ro4以及运算放大器AMP4的电路架构所组成。反相放大器INV4可由电阻R4以及运算放大器AMP5的电路架构所组成。

根据上述的电路架构，比较单元COMU可检测各个扫描信号SS₁’～SS_m’与参考信号Vref的波形差异，并据以输出为误差信号Verr，而误差放大单元EAU则可将误差信号Verr进一步放大为误差信号Verr’，以使控制单元CTLU能够依据误差信号Verr’来产生控制信号CS以调整栅极驱动单元GDU的电路参数，并藉以补偿扫描信号SS₁～SS_m的波形。其中控制单元CTLU可选用现有的电路设计，故在此不再重复赘述。

综上所述，本发明实施例提出一种显示器，在所述显示器中，显示面板可将通过显示区的扫描信号进一步的反馈至栅极驱动电路，以使栅极驱动电路能够依据通过显示区的扫描信号来校正输出至显示面板的扫描信号，藉以补偿各行像素之间因为栅极线的RC负载影响所造成的灰阶差异，因此可有效地提升显示器的画面质量。

虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附权利要求书界定范围为准。

Claims

1.一种显示器，其特征在于，包括：

一显示面板，具有多条栅极线以及多个以阵列排列的像素，所述栅极线分别耦接每一行像素；以及

一驱动芯片，耦接该显示面板并且配置于该显示面板的一侧，用以控制该显示面板的画面显示，该驱动芯片包括一栅极驱动电路，其中该栅极驱动电路包括：

一栅极驱动单元，耦接该显示面板，用以提供多个扫描信号至该显示面板上的所述栅极线的一端，以驱动所述栅极线上的所述像素；以及

一补偿单元，耦接该栅极驱动单元与该显示面板，从所述栅极线的另一端接收该栅极驱动单元所提供的所述扫描信号，

该补偿单元依据从所述栅极线的另一端所接收的所述扫描信号以及一参考信号，补偿该栅极驱动单元所提供的所述扫描信号的波形，

其中，该补偿单元调整该栅极驱动单元所提供的所述扫描信号，以使该补偿单元从各个所述栅极线的另一端所接收的各个所述扫描信号的波形符合该参考信号的波形。

2.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中各个所述扫描信号与该参考信号为一脉冲信号，该补偿单元调整所述扫描信号的一脉冲期间以及一脉冲电平至少其中之一，藉以补偿所述扫描信号的波形。

3.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中该补偿单元包括：

一比较单元，用以比较从所述栅极线的另一端所接收的各个所述扫描信号与该参考信号，并据以产生一误差信号；

一误差放大单元，耦接该比较单元，用以将该误差信号放大；以及

一控制单元，耦接该误差放大单元，用以依据放大后的该误差信号来调整该栅极驱动单元的至少一电路参数，藉以补偿该栅极驱动单元所提供的所述扫描信号的波形。

4.如权利要求3所述的显示器，其特征在于，其中该比较单元包括：

一多工器，其输入端耦接所述栅极线的另一端；以及

一比较器，其第一输入端耦接该多工器的输出端以依序从所述栅极线的另一端接收所述扫描信号，其第二输入端接收该参考信号，且其输出端输出该误差信号。

5.如权利要求4所述的显示器，其特征在于，其中该误差放大单元包括：

一第一反相放大器，其第一输入端耦接该比较器的输出端，且其第二输入端耦接一接地电压；

一电容，其一端耦接该比较器的输出端；

一第二反相放大器，其第一输入端耦接该电容的另一端，其第二输入端耦接该接地电压，且其输出端耦接该第一反相放大器的输出端；

一积分器，其第一输入端耦接该比较器的输出端，其第二输入端耦接该接地电压，且其输出端耦接该第一与该第二反相放大器的输出端；

一第三反相放大器，其第一输入端耦接该第一反相放大器、该第二反相放大器以及该积分器的输出端，且其第二输入端耦接该接地电压；以及

一第四反相放大器，其第一输入端耦接该第三反相放大器的输出端，其第二输入端耦接该接地电压，且其输出端耦接该控制单元。

6.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中该显示面板还包括多条数据线，其中所述数据线分别耦接每一列像素。

7.如权利要求6所述的显示器，其特征在于，其中该驱动芯片还包括：

一源极驱动电路，耦接所述数据线的一端，其中该源极驱动电路协同于每一行像素的开启时序来提供多个像素电压，藉以使该显示面板显示画面。

8.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中该参考信号是由一独立配置于该显示器中的一参考信号产生器所产生。

9.如权利要求1所述的显示器，其特征在于，其中该驱动芯片还包括一参考信号产生电路，该参考信号是由该参考信号产生电路所产生。