CN104851385A - 一种反相器、电压补偿电路和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种反相器、电压补偿电路和显示装置，属于显示器技术领域，用于获取输入信号的反相信号，该反相器包括：控制单元和输出单元；控制单元连接输入信号端、第一电平端和控制节点，用于在输入信号端的输入信号和第一电平端的第一电压的控制下调节控制节点的电压；输出模块连接第一电平端、控制节点、第二电平端和输出信号端，用于在第一电平端的第一电压、第二电平端的第二电压和控制节点的电压的控制下控制输出信号端输出输入信号的反相信号。本发明的实施例用于显示器的制造。

Description

一种反相器、电压补偿电路和显示装置

技术领域

本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种反相器、电压补偿电路和显示装置。

背景技术

显示器已经逐渐被各种电子设备所广泛应用，而大尺寸的显示器逐渐成为电子设备的重要特色之一。显示器中的像素电极和公共电极分别加载电压，并通过像素电极和公共电极之间形成的电场控制液晶分子旋转，实现控制显示器中各个亚像素显示灰阶。然而随着显示器尺寸的增大，向公共电极分别加载电压的公共电极线的长度也不断增大，进而导致公共电极线内的电阻增大，公共电极的电压降低；此外，公共电压生成电路加载到公共电极线的公共电压还会受到其他信号线的影响，例如：公共电压线与栅线电压或数据线中的电信号耦合，使公共电极电压出现升高或降低的现象。公共电极的电压不稳定会导致液晶显示器所显示的画面出现抖动、残像、显示灰阶异常等问题，严重影响液晶显示屏和有机电致发光显示器的显示品质。因此，对公共电压补偿是显示技术领域的显示技术领域的一个重要课题。

目前已有的公共电压补偿方法为首先获取定时器/计数器控制寄存器印刷电路板(英文全称：Timer Control Register Printed CircuitBoard，简称：TCON PCB)对端的公共电极电压，然后通过反相器(英文：Inverter)获取TCON PCB远端公共电极电压的反相信号，最后将远端公共电极电压的反相信号送入TCON PCB远端的公共电极，从而达到稳定公共电压的目的，所以如何获取输入信号的反相信号是公共电压补偿的关键；此外，获取输入信号的反相信号还可以应用于有机发光显示装置的发射驱动电路，为与发射驱动电路电连接的像素补偿电路提供相应的电位以使像素补偿电路完成节点初始化、阈值补偿和数据写入等，所以如何获取输入信号的反相信号是本领域技术人员不断探索的问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种反相器、电压补偿电路和显示装置，获取输入信号的反相信号。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，一种反相器，包括：控制单元和输出单元；

所述控制单元连接输入信号端、第一电平端和控制节点，用于在所述输入信号端的输入信号和所述第一电平端的第一电压的控制下调节所述控制节点的电压；

所述输出模块连接所述第一电平端、所述控制节点、第二电平端和输出信号端，用于在所述第一电平端的第一电压、所述第二电平端的第二电压和所述控制节点的电压的控制下控制所述输出信号端输出所述输入信号的反相信号。

可选的，所述控制单元包括：第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管的第一端连接所述输入信号端，所述第一晶体管的第二端连接所述第二晶体管的栅极，所述第一晶体管的栅极连接所述第一电平端；

所述第二晶体管的第一端连接所述第一电平端，所述第二晶体管的第二端连接所述控制节点。

可选的，所述输出单元包括：第三晶体管和第四晶体管；

所述第三晶体管的第一端连接所述第一电平端，所述第三晶体管的第二端连接所述输出信号端，所述第三晶体管的栅极连接所述第三晶体管的第一端；

所述第四晶体管的第一端连接所述输出信号端，所述第四晶体管的第二端连接所述第二电平端，所述第四晶体管的栅极连接所述控制节点。

可选的，所述晶体管为N型晶体管。

第二方面，提供一种电压补偿电路，所述电压补偿电路用于对显示装置的公共电压进行补偿，所述电压补偿电路包括第一方面任一项所述的反相器。

可选的，所述反相器设置于显示面板上所述显示装置的定时器/计数器控制寄存器印刷电路板的对端；所述对端是指显示面板上距离定时器/计数器控制寄存器印刷电路板较远的位置。

可选的，所述反相器集成于所述显示装置的阵列基板上。

可选的，当所述输入电压端的电压为零时，所述输出电压端的电压与所述显示装置的公共电极电压相等。

可选的，所述第一电平端的第一电压为30V，所述第二电平端的第二电压为-8V。

第三方面，提供一种显示装置，包括第二方面任一项所述的电压补偿电路。

本发明实施例提供的反相器、电压补偿电路和显示装置，包括控制单元和输出单元，控制单元用于在输入信号端的输入信号和第一电平端的第一电压的控制下调节控制节点的电压，输出单元用于在第一电平端的第一电压、第二电平端的第二电压和控制节点的电压的控制下控制输出信号端输出输入信号的反相信号，即本发明的实施例可以通过控制单元调节控制节点电压，通过控制节点电压控制输出信号端输出输入信号的反相信号，所以本发明的实施例提可以获取输入信号的反相信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的实施例提供的一种反相器的示意性结构图；

图2为本发明的实施例提供的另一种反相器的示意性结构图；

图3为本发明的实施例提供的反相器输入信号的波形图；

图4为本发明的实施例提供的反相器输出信号的波形图；

图5为本发明的实施例提供的反相器位置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的实施例中采用的晶体管均可以为薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件，根据在电路中的作用本发明的实施例所采用的晶体管主要为开关晶体管。由于这里采用的开关晶体管的源极、漏极是对称的，所以其源极、漏极是可以互换的。在本发明实施例中，为区分晶体管除栅极之外的两极，将其中源极称为第一端，漏极称为第二端。按附图中的形态规定晶体管的中间端为栅极、输入信号端为源极、输出信号端为漏极。此外开关晶体管包括P型开关晶体管和N型开关晶体管两种，其中，P型开关晶体管在栅极为低电平时导通，在栅极为高电平时截止，N型开关晶体管为在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止；驱动晶体管包括P型和N型，其中P型驱动晶体管在栅极电压为低电平(栅极电压小于源极电压)，且栅极源极的压差的绝对值大于阈值电压时处于放大状态或饱和状态；其中N型驱动晶体管的栅极电压为高电平(栅极电压大于源极电压)，且栅极源极的压差的绝对值大于阈值电压时处于放大状态或饱和状态。

参照图1所示，本发明的实施例提供一种反相器，该反相器包括：控制单元101和输出单元102；

控制单元101连接输入信号端Input、第一电平端V1和控制节点Q，用于在输入信号端Input的输入信号和第一电平端V1的第一电压的控制下调节控制节点Q的电压；

输出模块102连接第一电平端V1、控制节点Q、第二电平端V2和输出信号端Output，用于在第一电平端V1的第一电压、第二电平端V2的第二电压和控制节点Q的电压的控制下控制输出信号端Output输出输入信号的反相信号。

本发明实施例提供的反相器，包括控制单元和输出单元，控制单元用于在输入信号端的输入信号和第一电平端的第一电压的控制下调节控制节点的电压，输出单元用于在第一电平端的第一电压、第二电平端的第二电压和控制节点的电压的控制下控制输出信号端输出输入信号的反相信号，即本发明的实施例可以通过控制单元调节控制节点电压，通过控制节点电压控制输出信号端输出输入信号的反相信号，所以本发明的实施例提可以获取输入信号的反相信号。

具体的，参照图2所示，控制单元101包括：第一晶体管T1和第二晶体管T2；

第一晶体管T1的第一端连接输入信号端Input，第一晶体管T1的第二端连接第二晶体管T2的栅极，第一晶体管T1的栅极连接第一电平端V1；

第二晶体管T2的第一端连接第一电平端V1，第二晶体管T2的第二端连接控制节点Q。

输出单元102包括：第三晶体管T3和第四晶体管T4；

第三晶体管T3的第一端连接第一电平端V1，第三晶体管T3的第二端连接输出信号端Output，第三晶体管T3的栅极连接第三晶体管T3的第一端；

第四晶体管T4的第一端连接输出信号端Output，第四晶体管T4的第二端连接第二电平端V2，第四晶体管T4的栅极连接控制节点Q。

示例性的，上述晶体管均为N型晶体管。当然，上述实施例中的反相器中所有晶体管还可以均为低电平导通的P型晶体管，若所有晶体管均为P型晶体管，则只需要重新调整反相器中各信号的时序状态即可，例如：调整第一电平端V1提供低电平，第二电平端V2提供高电平。

此外，上述实施例中的反相器由T1、T2、T3及T4四个晶体管搭建而成，所以能够将反相器设计在显示面板的阵列基板上，进而可以减少反相器与显示面板的连接线路，减少线路设计成本。

再进一步的，上述反相器中也可以同时采用N型晶体管和P型晶体管，此时需保证反相器中通过同一个时序信号或电压控制的晶体管需要采用相同的类型，当然这都是本领域的技术人员依据本发明的实施例可以做出的合理变通方案，因此均应为本发明的保护范围，然而考虑到晶体管的制程工艺，由于不同类型的晶体管的有源层掺杂材料不相同，因此反相器中采用统一类型的晶体管更有利于简化反相器的制程工艺。

以下对图2所示反相器的工作原理进行说明，其中，以所有晶体管均为高电平导通的N型晶体管为例进行说明；示例性的，第一电平端V1的第一电压和第二电平端V2的第二电压均为稳定电压，第一电平端V1的第一电压为高电平,第二电平端V2的第二电压为低电平。

具体的，反相器在工作时，输出信号端Output的电压值为：

$V_{\mathrm{out}}=(V1+V2)\×\frac{R4}{R3+R4}+V2;$

其中，V_out为输出信号端的电压值，V1为第一电平端的第一电压值，V2为第二电平端的第二电压值，R3为第三晶体管的电阻值，R4为第四晶体管的电阻值。

当输入信号端Input输入高电平时，输入信号端Input输入的高电平通过第一晶体管T1传导至第二晶体管T2的栅极，通过第二晶体管T2传导至第四晶体管T4栅极的电压变大，所以第四晶体管T4的电阻变小，输出信号端的输出电压降低，且输入信号端Input输入的电压越高，T4栅极的电压越小，输出信号端Output的电压值越高。

当输入信号端Input输入低电平时，输入信号端Input输入的低电平通过第一晶体管T1传导至第二晶体管T2的栅极，通过第二晶体管T2传导至第四晶体管T4栅极的电压变小，所以第四晶体管T4的电阻变大，输出信号端的输出电压升高，且输入信号端Input输入的电压越高，T4栅极的电压越小，输出信号端Output的电压值越高。

上述反相器工作原理易得，通过调整第三晶体管T3和第四晶体管T4的电阻值即可实现输出信号端的输出电压波形与输出信号端的输出波形相反。进一步的，调整第三晶体管T3和第四晶体管T4的电阻值可以通过调整第三晶体管和第四晶体管的W、L值来调整T3、T4的电阻，其中，W为晶体管沟道宽度，L为薄膜晶体管的沟道长度。

进一步的，参照图3、4所示的波形图，其中，图3、4分别为对图2所示反相器进行模拟仿真的输入和输出的波形图。具体的，图3为反相器输入信号的波形图，图4为反相器输入信号的波形图，图3、4中波形图的横坐标表示时间，单位为秒(s)，纵坐标表示电压值，单位为(V)。图3中t1阶段时，输入电压为高电平且逐渐升高，对应图4中t1阶段，输出电压为低电平且逐渐降低，图4中t1阶段输出的波形与图3中t1阶段的波形相反。图3中t2阶段时，输入电压为高电平且逐渐升降低，对应图4中t2阶段，输出电压为低电平且逐渐升高，图4中t2阶段输出的波形与图3中t2阶段的波形相反。图3中t3阶段时，输入电压为低电平且逐渐降低，对应图4中t3阶段，输出电压为高电平且逐渐升高，图4中t3阶段输出的波形与图3中t3阶段的波形相反。图3中t4阶段时，输入电压为低电平且逐渐升高，对应图4中t4阶段，输出电压为高电平且逐渐降低，图4中t4阶段输出的波形与图3中t4阶段的波形相反。由上述图3、4所示的波形图可验证图2所示反相器能够输出输入信号的反相信号。

本发明一实施例提供一种电压补偿电路，电压补偿电路用于对显示装置的公共电压进行补偿，电压补偿电路包括上述任一实施例所述的反相器。

本发明实施例提供的电压补偿电路包括控制单元和输出单元，控制单元用于在输入信号端的输入信号和第一电平端的第一电压的控制下调节控制节点的电压，输出单元用于在第一电平端的第一电压、第二电平端的第二电压和控制节点的电压的控制下控制输出信号端输出输入信号的反相信号，即本发明的实施例可以通过控制单元调节控制节点电压，通过控制节点电压控制输出信号端输出输入信号的反相信号，所以本发明的实施例提可以获取输入信号的反相信号，并根据反相器的输出信号获取补偿信号。

示例性的，参照图5所示，反相器设置于显示面板上所述显示装置的TCON PCB的对端；对端是指显示面板上距离TCON PCB较远的位置。

其中，TCON PCB的对端是指对端是显示面板上距离TCON PCB较远的位置，即反相器为与显示面板上，且位于距离TCON PCB较远的一端。例如：TCON PCB位于显示装置的下方，则反相器为与显示装置的上方。在例如TCON PCB位于显示装置的左方，则反相器为与显示装置的右方。图5中以TCON PCB 51位于显示装置的下方，反相器50位于显示装置的上方为例进行说明。

通常，TCON PCB对端的公共电极到TCON PCB的距离相对较远，所以TCON PCB对端的公共电极线较长、电阻较大，进而使TCON PCB对端的公共电极更容易出现电压不稳定。因此，公共电压补偿电路通常需要检测TCON PCB远端的公共电极电压值，电压补偿电路中的反相器设置于显示装置的TCON PCB的对端可以减少电压补偿电路检测并传导公共电极电压的线路，以及电压补偿电路将补偿电压传导至公共电极的线路，所以降低显示装置的电路设计成本和空间。

可选的，反相器集成于显示装置的阵列基板上。

将反相器集成于显示装置的阵列基板上，则反相器中的各个结构均可以与阵列基板上的薄膜晶体管(英文全称：Thin Film Transistor，简称：TFT)、栅线、数据线等结构同时形成，从而可以简化反相器的生产工艺流程。

示例性的，当输入电压端的电压为零时，输出电压端的电压与显示装置的公共电极电压相等。当反相器输入为零时，反相器的输出电压与显示装置的公共电极电压相等，可以保证在显示装置公共电压不需要补偿时显示装置正常显示。

示例性的，第一电平端的第一电压为30V，第二电平端的第二电压为-8V。

一般而言，显示装置的公共电极电压值为8V左右，将第一电平端的第一电压设置为30V，第二电平端的第二电压设置为-8V，通过调节反相器中晶体管的尺寸使反相器在输入电压端的电压为零时，输出电压端的电压为8V左右。

本发明一实施例提供一种显示装置，该显示装置包括上述任一实施例所述的电压补偿电路。

另外，显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

本发明实施例提供的显示装置包括控制单元和输出单元，控制单元用于在输入信号端的输入信号和第一电平端的第一电压的控制下调节控制节点的电压，输出单元用于在第一电平端的第一电压、第二电平端的第二电压和控制节点的电压的控制下控制输出信号端输出输入信号的反相信号，即本发明的实施例可以通过控制单元调节控制节点电压，通过控制节点电压控制输出信号端输出输入信号的反相信号，所以本发明的实施例提可以获取输入信号的反相信号，并根据反相器的输出信号对显示装置进行电压补偿。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种反相器，其特征在于，包括：控制单元和输出单元；

所述控制单元连接输入信号端、第一电平端和控制节点，用于在所述输入信号端的输入信号和所述第一电平端的第一电压的控制下调节所述控制节点的电压；

所述输出模块连接所述第一电平端、所述控制节点、第二电平端和输出信号端，用于在所述第一电平端的第一电压、所述第二电平端的第二电压和所述控制节点的电压的控制下控制所述输出信号端输出所述输入信号的反相信号。

2.根据权利要求1所述的反相器，其特征在于，所述控制单元包括：第一晶体管和第二晶体管；

所述第一晶体管的第一端连接所述输入信号端，所述第一晶体管的第二端连接所述第二晶体管的栅极，所述第一晶体管的栅极连接所述第一电平端；

所述第二晶体管的第一端连接所述第一电平端，所述第二晶体管的第二端连接所述控制节点。

3.根据权利要求2所述的反相器，其特征在于，所述输出单元包括：第三晶体管和第四晶体管；

所述第三晶体管的第一端连接所述第一电平端，所述第三晶体管的第二端连接所述输出信号端，所述第三晶体管的栅极连接所述第三晶体管的第一端；

所述第四晶体管的第一端连接所述输出信号端，所述第四晶体管的第二端连接所述第二电平端，所述第四晶体管的栅极连接所述控制节点。

4.根据权利求2或3所述的反相器，其特征在于，各晶体管为N型晶体管。

5.一种电压补偿电路，所述电压补偿电路用于对显示装置的公共电压进行补偿，其特征在于，所述电压补偿电路包括权利要求1-4任一项所述的反相器。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，反相器设置于显示面板上所述显示装置的定时器/计数器控制寄存器印刷电路板的对端；所述对端是指显示面板上距离定时器/计数器控制寄存器印刷电路板较远的位置。

7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述反相器集成于所述显示装置的阵列基板上。

8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，当所述输入电压端的电压为零时，所述输出电压端的电压与所述显示装置的公共电极电压相等。

9.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一电平端的第一电压为30V，所述第二电平端的第二电压为-8V。

10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求5-9任一项所述的电压补偿电路。