CN112164367B - 显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种显示面板，其包含显示区域以及周边区域。显示区域包含像素阵列及多个数据线。周边区域包含多工器，多工器的波形调变电路包含控制晶体管、控制信号线、反向信号线以及电容。控制晶体管的第一端连接数据线，第二端连接于源极驱动器，控制端连接控制信号线。电容对应控制晶体管设置，电容的第一端连接反向信号线，第二端连接低电压源。

Description

显示面板

技术领域

本发明是关于一种显示面板，特别是关于一种以反向信号将多工器信号抵消，进而抑制面板噪声产生的显示面板。

背景技术

在低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)显示器产品当中，通常会设置多工器(Multiplexer)，利用开关控制使多个像素电路能共用相同的信号源，进而降低所需的输入接点，简化周边电路的设计。上述的设计虽然能减少外接线路，但由于多工器信号具有高跨压及高频率的特性，会与电压源产生大量的寄生电容，这些寄生电容对于显示器将形成不必要的噪声，且可能影响显示器的功能。举例来说，对于触控信号或触控面板的干扰、车用产品的电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)等。在终端产品规格要求及规范日渐严格的趋势下，上述噪声的干扰可能使得显示器无法通过产品检验的问题。

为了解决上述噪声的问题，会使用互补式金属氧化物半导体(CMOS)制程来制作，通过N型晶体管与P型晶体管之间的抵消来抑制噪声。然而，CMOS制程相较于制作单一类型的晶体管需要更多的制程步骤及设备，增加产品制程上的复杂度，并增加产品成本。若仅制作单一类型的晶体管则会有明显的干扰噪声产生，对于产品操作及检验上难以达到要求标准。

综观前所述，现有的显示面板结构在多工器的设置上仍然会产生噪声而影响最终产品的功能，具有相当的缺陷，因此，本发明藉由设计一种显示面板结构，针对现有技术的缺陷加以改善，解决噪声干扰问题，进而增进产业上的实施利用。

发明内容

有鉴于上述现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种显示面板，其具有反向信号及特殊的配线结构，藉此解决现有显示面板上的多工器信号造成显示面板产生噪声干扰的问题。

根据上述目的，本发明的实施例提出一种显示面板，其包含显示区域以及周边区域。其中，显示区域包含像素阵列，像素阵列的多列像素分别连接于多个数据线。周边区域包含多工器，多工器包含多个波形调变电路，多个波形调变电路分别包含控制晶体管、控制信号线、反向信号线以及电容。控制晶体管包含第一端、第二端及控制端，第一端连接多个数据线其中之一，第二端连接于源极驱动器。控制信号线连接控制晶体管的控制端，传送控制信号以控制控制晶体管。反向信号线传送同步于控制信号的反向信号。电容对应控制晶体管设置，电容包含第一端及第二端，第一端连接反向信号线，第二端连接低电压源。

在本发明的实施例中，多个波形调变电路还可包含辅助晶体管，辅助晶体管包含第一端、第二端及控制端，第一端连接电容的第二端，第二端连接低电压源，控制端连接于控制信号线。

在本发明的实施例中，电容的面积可大于控制晶体管的面积。

在本发明的实施例中，电容与控制晶体管的栅极漏极电容之间的电容值差异可小于20％。

在本发明的实施例中，低电压源可为反向信号线的低电平。

在本发明的实施例中，辅助晶体管的栅极可设置于第一金属层，第一金属层连接控制信号线。电容的第一端设置于第一金属层，电容的第二端设置于第二金属层。第一金属层连接反向信号线，第二金属层连接低电压源。

在本发明的实施例中，控制晶体管的大小可为辅助晶体管的10～30倍。

承上所述，依本发明实施例所揭露的显示面板，可在使用单一类型晶体管制程的情况下，通过调变电路设计达到与CMOS制程相同，甚至更佳效果的多工器。不但能降低制程步骤的复杂度，也能降低生产成本，制成的显示面板不但能防止控制信号产生不必要的噪声，也可避免这些噪声在产品操作或测试时产生干扰。

附图说明

为使本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效更为显而易见，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下：

图1为本发明实施例的显示面板的示意图。

图2为本发明实施例的多工器的波形调变电路的示意图。

图3为本发明另一实施例的多工器的波形调变电路的示意图。

图4为本发明实施例的波形调变电路结构的示意图。

图5为本发明实施例的波形调变电路测试结果的示意图。

其中，附图标记：

10:显示面板

101,102:波形调变电路

A:通道区域

C1:第一电容

C2:第二电容

C3:第三电容

Ca:电容值

Cgd:栅极漏极电容

Cgs:栅极源极电容

D:漏极区域

D1:第一数据线

D2:第二数据线

D3:第三数据线

D4:第四数据线

D5:第五数据线

D6:第六数据线

DA:显示区域

G:栅极电极

GI:栅极绝缘层

M1:第一电极

M2:第二电极

MUX1:第一多工器

MUX2:第二多工器

P1:第一像素

P2:第二像素

P3:第三像素

PA:周边区域

PM:像素阵列

S:源极区域

S1:第一信号源

S2:第二信号源

Sub:基板

SW1:第一控制信号线

SW2:第二控制信号线

SW3:第三控制信号线

T11:第一控制晶体管

T12:第一辅助晶体管

T21:第二控制晶体管

T22:第二辅助晶体管

T31:第三控制晶体管

T32:第三辅助晶体管

VSS:低电压源

XSW1:第一反向信号线

XSW2:第二反向信号线

XSW3:第三反向信号线

具体实施方式

为利了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。

在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、面板、区域、导光件等的厚度或宽度。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。应当理解，当诸如层、膜、区域或基板的元件被称为在另一元件“上”或“连接到”另一元件时，其可以直接在另一元件上或与另一元件连接，或者中间元件可以也存在。相反地，当元件被称为“直接在另一元件上”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。如本文所使用的“连接”，其可以指物理及/或电性的连接。再者，“电性连接”或“耦合”系可为二元件间存在其它元件。此外，应当理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”在本文中可以用于描述各种元件、部件、区域、层及/或部分，其系用于将一个元件、部件、区域、层及/或部分与另一个元件、部件、区域、层及/或部分区分开。因此，仅用于描述目的，而不能将其理解为指示或暗示相对重要性或者其顺序关系。

除非另有定义，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属技术领域的通常知识者通常理解的含义。将进一步理解的是，诸如在通常使用的字典中定义的那些术语应当被解释为具有与它们在相关技术和本发明的上下文中的含义一致的含义，并且将不被解释为理想化的或过度正式的意义，除非本文中明确地如此定义。

请参阅图1，其为本发明实施例的显示面板的示意图。如图所示，显示面板10包含显示区域DA以及周边区域PA，显示区域DA为显示影像的像素区域，其为多个行与列所形成的像素阵列PM，周边区域PA则设置在显示区域DA外侧周围，其为各种控制电路的设置区域。在本实施例中，像素阵列PM的第一列像素包含第一像素P1、第二像素P2、第三像素P3...，各个像素分别连接至第一数据线D1，第二列像素的各个像素分别连接至第二数据线D2，以下依此类推。当像素阵列PM有多少列像素则需要相当数量的数据线以传送数据信号至各个像素当中，每一个数据线都需要相应的源极驱动器(Source)来提供数据信号，也因此需要相应数量的接点来连接。为了减少周边区域PA的电路配置及复杂度，周边区域PA可设置多工器来解决上述问题。

如图1所示，第一多工器MUX1一端可连接第一数据线D1、第二数据线D2及第三数据线D3，另一端则连接至第一信号源S1，也就是通过第一多工器MUX1使得三条数据线共用相同的第一信号源S1，减少信号源的设置以简化周边区域PA的电路。同样地，第二多工器MUX2可连接第四数据线D4、第五数据线D5及第六数据线D6，共用第二信号源S2的信号，这里所述的多工器是以一对三为例来说明，但本揭露不局限于此，多工器也可为一对二或一对更多数量的设置，依据面板大小及像素数量有所不同。以下实施例将进一步说明多工器的电路结构。

请参阅图2，其为本发明另一实施例的多工器的波形调变电路的示意图。波形调变电路包含控制晶体管、控制信号线、反向信号线及电容，如图所示，以前述实施例一对三的多工器为例，波形调变电路101分别包含第一控制晶体管T11、第二控制晶体管T21及第三控制晶体管T31，各个控制晶体管的第一端分别连接第一数据线D1、第二数据线D2及第三数据线D3，各个控制晶体管的第二端则连接至第一信号源S1，各个控制晶体管的控制端分别连接第一控制信号线SW1、第二控制信号线SW2及第三控制信号线SW3。第一控制信号线SW1传送控制信号以开启第一控制晶体管T11，使得第一信号源S1的数据信号能传送至第一数据线D1。同样地，第二控制信号线SW2及第三控制信号线SW3也能传送控制信号在不同时框中开启第二控制晶体管T21或第三控制晶体管T31，使数据信号也能传送至第二数据线D2或第三数据线D3。依据上述的电路设置，第一数据线D1、第二数据线D2及第三数据线D3可共用第一信号源S1，无须分别连接至独立的信号源，简化周边电路的设计。

然而，第一控制晶体管T11、第二控制晶体管T21及第三控制晶体管T31在启动的同时，由于控制信号高跨压及高频率的特性，晶体管的栅极源极之间与栅极漏极之间的寄生电容，会使得显示面板产生噪声，这些噪声将对于最终产品的操作上产生干扰，例如影响触控信号，或是对车用产品产生电磁干扰等问题。因此，本揭露于波形调变电路101进一步设置电容及反向信号线来抵消上述的噪声。如图所示，第一电容C1的一端连接第一反向信号线XSW1，另一端连接低电压源VSS，这里所述的低电压源VSS可指任意直流电位的电压源，例如接地端(GND)。第一反向信号线XSW1传送同步于控制信号的反向信号，藉由相反的信号之间相互抵消来抑制噪声产生。同样地，第二电容C2的一端连接第二反向信号线XSW2，另一端连接低电压源VSS，第三电容C3的一端连接第三反向信号线XSW3，另一端连接低电压源VSS。第二反向信号线XSW2及第三反向信号线XSW3同样传送同步于控制信号的反向信号来抵消噪声。经由反向信号的设置，可抑制控制信号造成的噪声，降低多工器在操作时产生的噪声干扰，也避免包含显示面板的产品功能受到影响。

请参阅图3，其为本发明另一实施例的多工器的波形调变电路的示意图。波形调变电路包含控制晶体管、辅助晶体管、控制信号线、反向信号线及电容。如图所示，波形调变电路102分别包含第一控制晶体管T11、第二控制晶体管T21及第三控制晶体管T31，各个控制晶体管的第一端分别连接第一数据线D1、第二数据线D2及第三数据线D3，各个控制晶体管的第二端则连接至第一信号源S1，各个控制晶体管的控制端分别连接第一控制信号线SW1、第二控制信号线SW2及第三控制信号线SW3。第一电容C1的一端连接第一反向信号线XSW1，第二电容C2的一端连接第二反向信号线XSW2，第三电容C3的一端连接第三反向信号线XSW3。上述波形调变电路102与前一实施例类似，其相同元件的技术特征不再重复说明。

在本实施例中，波形调变电路102还进一步设置了第一辅助晶体管T12、第二辅助晶体管T22及第三辅助晶体管T32。第一辅助晶体管T12的第一端连接第一电容C1的另一端，第二端连接于低电压源VSS，而控制端连接于第一控制信号线SW1。同样地，第二辅助晶体管T22的第一端连接第二电容C2的另一端，第二端连接于低电压源VSS，而控制端连接于第二控制信号线SW2。第三辅助晶体管T32的第一端连接第三电容C3的另一端，第二端连接于低电压源VSS，而控制端连接于第三控制信号线SW3。第一辅助晶体管T12同样接收第一控制信号线SW1的控制信号，开启第一辅助晶体管T12，使得第一电容C1接收的反向信号，可模拟第一控制晶体管T11在开启时，栅极源极之间与栅极漏极之间的寄生电容逐渐增加的信号波形，以及关闭时，通道消失使得信号迅速减少的波形，藉此更精准的抵消噪声。同样地，第二辅助晶体管T22及第三辅助晶体管T32同样接收第二控制信号线SW2及第三控制信号线SW3的控制信号，分别开启第二辅助晶体管T22及第三辅助晶体管T32，使得第二电容C2及第三电容C3接收的反向信号，同样能模拟第二控制晶体管T21及第三控制晶体管T31的信号波形。

在上述实施例当中，第一电容C1的一端是连接第一反向信号线XSW1，另一端连接至低电压源VSS，在收到反向信号时能通过电压差产生电容，低电压源VSS可以是第一反向信号线XSW1的低电平，例如为-9V，其可避免在接收到反向信号时，第一电容C1两端均为高电平而无法产生电容效应来抵消控制信号产生的寄生电容。第二电容C2及第三电容C3的一端分别连接至第二反向信号线XSW2及第三反向信号线XSW3，另一端则分别连接至低电压源VSS，其同样可为反向信号线的低电平。另一方面，第一辅助晶体管T12是为了调整反向信号的波形来模拟第一控制晶体管T11产生的噪声波形，其抵消信号的大小为第一反向信号线XSW1来控制，第一辅助晶体管T12无须设置与第一控制晶体管T11相同的大小，在本实施例中，第一辅助晶体管T12的大小可远小于第一控制晶体管T11。在另一实施例当中，第一控制晶体管T11的大小可为第一辅助晶体管T12的10～30倍。同样地，第二控制晶体管T21的大小亦可为第二辅助晶体管T22的10～30倍，第三控制晶体管T31的大小亦可为第三辅助晶体管T32的10～30倍。

请参阅图4，其为本发明另一实施例的波形调变电路结构的示意图。如图所示，以第一控制晶体管T11与第一电容C1的设置结构为例，第一控制晶体管T11设置于基板Sub上，其多晶硅层包含源极区域S、漏极区域D以及两者间的通道区域A，多晶硅层接着在栅极绝缘层GI上设置栅极电极G，栅极电极G连接至第一控制信号线SW1，接收控制信号来开启第一控制晶体管T11，进而使信号源的数据信号能传送至数据线上的各个像素。当第一控制晶体管T11开启时，通道区域A导通，栅极电极G与源极区域S产生栅极源极电容Cgs，栅极电极G与漏极区域D产生栅极漏极电容Cgd。这些寄生电容在显示装置操作或检测时会形成不必要的噪声，对装置操作造成干扰。在本实施例中，第一电容C1设置在栅极绝缘层GI上，通过第一电极M1与第二电极M2之间的电压差产生电容值Ca，通过此电容值Ca与栅极源极电容Cgs及栅极漏极电容Cgd相抵消，避免上述的噪声产生。

为了抵消第一控制晶体管T11产生的寄生电容，第一电容C1的电容值Ca可与栅极源极电容Cgs或栅极漏极电容Cgd的电容值相同，或者两者之间差异小于20％。第一电容C1的电容值Ca可由以下的公式计算：

其中W x L为第一控制晶体管T11的面积，d为第一控制晶体管T11的栅极电极G与导通区域A的距离，即栅极绝缘层GI的厚度，ε为介质的电容率。为了达到与第一控制晶体管T11产生的电容值相近，第一电容C1的面积可大于第一控制晶体管T11的面积。

另一方面，第一控制晶体管T11的栅极电极G可与第一电容C1的第一电极M1设在同一金属层，第一电容C1的第二电极M2则间隔设置在另一金属层。在本实施例当中，第一电极M1连接至第一反向信号线XSW1，第二电极M2连接至低电压源VSS，这样的设置使得第一反向信号线XSW1传送反向信号时，不会经由装置表面辐射信号，反而通过第二电极M2产生屏蔽的效果。换言之，当装置于表面进行操作或测试时，不会因此产生额外的干扰。

请参阅图5，其为本发明实施例的波形调变电路测试结果的示意图。如图所示，(A)部分为通过CMOS制程所制作的多工器，其N型晶体管(120/6)、P型晶体管(20/6)分别接收控制信号线SW与反向信号线XSW后测量其信号波形的结果；(B)部分为本揭露的仅使用NMOS制程制作控制晶体管(120/6)及辅助晶体管(6/6)，并配合电容(150fF)分别接收控制信号线SW与反向信号线XSW后测量其信号波形的结果；(C)部分则是将控制信号与反向信号的波形叠加后形成的噪声信号结果。由(C)部分叠加的结果分别呈现(A)部分与(B)部分的测试结果，取其电压的波峰与波峰间的值(peak to peak)以及均方根值(RMS)来评价两者的抵消效果。

依据测试结果，(B)部分不论在两种评价值均优于(A)部分的表现，其中电压的波峰与波峰间的值(B)部分的4.73V小于(A)部分的5.45V，均方根值(B)部分的2.03V也小于(A)部分的2.07V，可见本揭露仅用单一类型晶体管制程制作的多工器结构，通过调变电路能形成与CMOS制程相同甚至更佳的噪声抑制效果，在降低制程成本的同时，也能同时提升产品竞争力。

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做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 (8)

1.一种显示面板，其特征在于，包含：

一显示区域，包含一像素阵列，该像素阵列的多列像素分别连接于多个数据线；以及

一周边区域，包含一多工器，该多工器包含多个波形调变电路，该多个波形调变电路分别包含：

一控制晶体管，该控制晶体管包含一第一端、一第二端及一控制端，该第一端连接该多个数据线其中之一，该第二端连接于一源极驱动器；

一控制信号线，连接该控制晶体管的该控制端，传送一控制信号以操作该控制晶体管；

一反向信号线，传送同步于该控制信号的一反向信号；以及

一电容，对应该控制晶体管设置，该电容包含一第一端及一第二端，该第一端连接该反向信号线，该第二端连接一低电压源；

该多个波形调变电路还包含一辅助晶体管，该辅助晶体管包含一第一端、一第二端及一控制端，该第一端连接该电容的该第二端，该第二端连接该低电压源，该控制端连接于该控制信号线。

2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该电容的面积大于该控制晶体管的面积。

3.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该电容与该控制晶体管的栅极漏极电容之间的电容值差异小于20％。

4.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该低电压源为该反向信号线的低电平。

5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该辅助晶体管的一栅极设置于一第一金属层，该第一金属层连接该控制信号线。

6.如权利要求5所述的显示面板，其特征在于，该电容的该第一端设置于该第一金属层，该电容的该第二端设置于一第二金属层。

7.如权利要求6所述的显示面板，其特征在于，该第一金属层连接该反向信号线，该第二金属层连接该低电压源。

8.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，该控制晶体管的大小为该辅助晶体管的10～30倍。

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