CN101315504B - 液晶显示装置的驱动电路与驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示装置的驱动电路与驱动方法。该液晶显示装置的驱动电路包括多条数据线、多条扫描线和多个像素单元。每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一像素电极，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二像素电极。该第一像素电极和该第二像素电极分别通过该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管连接到相同的扫描线和数据线，该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管具有不同的寄生电容。

Description

液晶显示装置的驱动电路与驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置的驱动电路与驱动方法。

背景技术

液晶显示装置中的液晶本身不具有发光特性，其是采用电场控制液晶分子扭转而实现光的通过或不通过，从而达到显示的目的。传统液晶显示装置的液晶驱动方式为扭转向列模式，然而其视角范围比较窄，即，从不同角度观测画面时，将观察到不同的显示效果。为了解决扭转向列模式液晶显示装置视角较窄的问题，业界提出一种四域垂直配向型液晶显示装置，通过间隔设置多个“＜”形突起和沟槽于液晶显示装置的两个基板，将每个像素单元分割成四个区域，各个区域内的液晶分子的取向分散，来扩大该像素的整体视角，进而改善液晶显示装置的视角特性。

然而，由于液晶分子长轴与短轴的光折射率不同，从不同角度观测四域垂直配向型液晶显示装置时将产生色偏现象，影响显示品质。为改善四域垂直配向型液晶显示装置的色偏现象，业界又提出将一像素单元分成两个子像素单元，并提供两个子像素单元不同的操作电压，利用不同操作电压下液晶分子的倾斜角度不同，并设置多个“＜”形突起和沟槽于两个基板使每一子像素单元均实现液晶分子的四域取向，从而实现垂直配向型液晶显示装置的八域显示。

请参阅图1和图2，图1是一种现有技术垂直配向型液晶显示装置的驱动电路示意图，图2是图1所示垂直配向型液晶显示装置的驱动电路的部分放大示意图。该垂直配向型液晶显示装置的驱动电路100包括多条相互平行的扫描线101、多条相互平行且与该扫描线101垂直绝缘相交的第一数据线103和第二数据线105、多个位于该扫描线101与该第一数据线103相交处的第一薄膜晶体管111、多个位于该扫描线101与该第二数据线105相交处的第二薄膜晶体管121、多个第一像素电极113、多个第二像素电极123、多个公共电极107、多个第一存储电容115和多个第二存储电容125。

该第一薄膜晶体管111的栅极(未标示)连接到该扫描线101，源极(未标示)连接到该第一数据线103，漏极(未标示)连接到该第一像素电极113。该第二薄膜晶体管121的栅极(未标示)连接到该扫描线101，源极(未标示)连接到该第二数据线105，漏极(未标示)连接到该第二像素电极123。

该第一像素电极113、该公共电极107和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第一液晶电容117。该第一存储电容115与该第一液晶电容117并联。该第二像素电极123、该公共电极107和位于其间的液晶分子(图未示)构成多个第二液晶电容127。该第二存储电容125与该第二液晶电容127并联。

一第一薄膜晶体管111、一第二薄膜晶体管121、一第一液晶电容117、一第二液晶电容127、一第一存储电容115和一第二存储电容125定义一像素单元130。其中，该第一薄膜晶体管111、第一液晶电容117和第一存储电容115定义一第一子像素单元110；该第二薄膜晶体管121、第二液晶电容127和第二存储电容125定义一第二子像素单元120。

该扫描线101用于控制该第一薄膜晶体管111和第二薄膜晶体管121的导通和截止。该第一数据线103用于在该第一薄膜晶体管111导通时加载灰阶电压到该第一子像素单元110以实现其显示；该第二数据线105用于在该第二薄膜晶体管121导通时加载灰阶电压到该第二子像素单元120以实现其显示。由于该第一子像素单元110和第二子像素单元120分别由第一薄膜晶体管111和第二薄膜晶体管121驱动，进而该二子像素单元111、121具有不同的操作电压。

然而，该垂直配向型液晶显示装置的驱动电路100的一像素单元130需两条数据线103、105和两个薄膜晶体管111、121驱动，使得该垂直配向型液晶显示装置的驱动电路100的布线复杂、成本较高。

发明内容

为了解决现有技术液晶显示装置的驱动电路布线复杂、成本较高的问题，提供一种具有多域效果且布线简单的液晶显示装置的驱动电路与驱动方法实为必要。

一种液晶显示装置的驱动电路，其包括多条数据线、多条与该数据线绝缘相交的扫描线和该扫描线与该数据线相交构成的最小区域定义的多个像素单元。每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一像素电极，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二像素电极。该第一像素电极和该第二像素电极分别通过该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管连接到相同的扫描线和数据线，该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管具有不同的寄生电容。

一种液晶显示装置的驱动电路，其包括多条数据线、与该数据线绝缘相交的多条扫描线和该扫描线与该数据线相交构成的最小区域定义的多个像素单元。每一像素单元包括至少两个子像素单元，每一子像素单元包括一薄膜晶体管和一像素电极；该两个子像素单元的每一像素电极分别通过一薄膜晶体管连接到相应的扫描线和数据线，该两个子像素单元的两个薄膜晶体管具有不同的寄生电容，该数据线通过该两个薄膜晶体管加载到该两个像素电极的灰阶电压不同。

一种液晶显示装置的驱动方法，其包括如下步骤：依次扫描该多条扫描线，使该多个薄膜晶体管导通，当某一列扫描线上之多个薄膜晶体管导通时，该多条数据线通过该具有不同寄生电容的多个薄膜晶体管加载灰阶电压到该多个像素单元，加载到每一像素单元的第一像素电极和第二像素电极的灰阶电压不同。

相较于现有技术，由于该液晶显示装置的驱动电路的每一像素单元包括一第一和一第二子像素单元，同一数据线分别通过具有不同寄生电容的薄膜晶体管加载不同的灰阶电压到该第一和该第二子像素单元，布线简单，且对应该第一和该第二子像素单元处的液晶分子的偏转角度不同，使一像素单元具有双倍多域的效果。

附图说明

图1是一种现有技术液晶显示装置的驱动电路的示意图。

图2是图1所示液晶显示装置的驱动电路的部分放大示意图。

图3是本发明液晶显示装置的驱动电路的第一实施方式的示意图。

图4是图3所示本发明液晶显示装置的驱动电路的第一实施方式的部分放大示意图。

图5是该液晶显示装置的驱动电路所用的薄膜晶体管的结构示意图。

图6是本发明液晶显示装置的驱动电路的第二实施方式的部分放大示意图。

具体实施方式

请参阅图3和图4，图3是本发明液晶显示装置的驱动电路的第一实施方式的示意图，图4是3所示液晶显示装置的驱动电路的部分放大示意图。该液晶显示装置的驱动电路200包括多条扫描线10、多条数据线20和多个像素单元30。该多条扫描线10与该多条数据线20绝缘相交，该多条扫描线10与该多条数据线20相交构成的最小区域定义该多个像素单元30。该液晶显示装置为多域垂直配向型液晶显示装置。

该像素单元30包括一第一子像素单元31和一第二子像素单元32，该第一子像素单元31包括一第一薄膜晶体管311和一第一像素电极312，该第二子像素单元32包括一第二薄膜晶体管321和一第二像素电极322。

该第一薄膜晶体管311的栅极3111连接该扫描线10，源极3112连接该数据线20，漏极3113连接该第一像素电极312。该第二薄膜晶体管321的栅极3211连接该扫描线10，源极3212连接该数据线20，漏极3213连接该第二像素电极322。即，该第一像素电极312和该第二像素电极322分别通过该第一薄膜晶体管311和该第二薄膜晶体管321连接到相同的扫描线10和数据线20。该第一、第二薄膜晶体管311、321具有不同的寄生电容，该第一薄膜晶体管311的栅极3111与漏极3113间的厚度与该第二薄膜晶体管321的栅极3211与漏极3213间的厚度不同。该第一、第二薄膜晶体管311、321为N沟道或P沟道增强型金属氧化物场效应管。

请参阅图5，是该液晶显示装置的驱动电路200所用的薄膜晶体管的结构示意图。该薄膜晶体管包括一栅极G、一位于该栅极G上的栅极绝缘层、一位于该栅极绝缘层上的沟道层和位于该沟道层上的一源极S与一漏极D。其中该漏极D与该栅极G之间的厚度为h，其为该栅极绝缘层与该沟道层厚度的和。该栅极G、该漏极D和夹于该栅极G与该漏极D之间作为电介质的栅极绝缘层与沟道层构成一寄生电容。

该多条扫描线10在导通或截止时刻会对该两个像素电极312、322上的灰阶电压产生影响，即产生馈通电压，其大小即为该两个像素电极312、322上的灰阶电压的变化量。该馈通电压的大小主要决定于该两个薄膜晶体管311、321的栅极与漏极之间的寄生电容，其计算公式为：馈通电压＝ΔVg*Cgd/(Cgd+Cs+Clc)。其中，ΔVg是该两个薄膜晶体管311和321开启和关闭时该扫描线10上的电压差，Cgd是该两个薄膜晶体管311和321的栅极与漏极之间的寄生电容，Cs是该两个子像素单元31和32的储存电容，Clc是该两个子像素单元31和32的液晶电容。不同的寄生电容Cgd将产生不同的馈通电压。该两个薄膜晶体管311和321的栅极与漏极之间的厚度不同，如该栅极绝缘层的厚度不同或该沟道层的厚度不同，因而该寄生电容Cgd的大小不同，进而产生不同的馈通电压。

另外，该第一薄膜晶体管311和该第二薄膜晶体管321的栅极G与漏极D之间的重叠面积设计不同，即，该寄生电容Cgd的两个电极的重叠面积不同，则该寄生电容Cgd的大小不同。

此外，其它寄生电容，如该像素电极与该栅极之间的寄生电容Cpa，亦可影响该馈通电压的大小。该像素电极的形状大小不同，或该像素电极与该栅极之间的距离不同，则该寄生电容Cpa不同，进而产生不同的馈通电压。与该薄膜晶体管栅极与漏极之间的寄生电容Cgd相比，该寄生电容Cpa的影响较小。

当该扫描线10扫描使某一列扫描线10上的薄膜晶体管导通，该多条数据线20通过该多个薄膜晶体管加载数据信号到该多个像素单元。由于该第一薄膜晶体管311和该第二薄膜晶体管321的寄生电容不同，因而馈通电压不同。数据信号通过该第一薄膜晶体管311和该第二薄膜晶体管321后，实际加载到每一像素单元30的第一像素电极312和第二像素电极322的灰阶电压不同，则与该第一、第二像素电极312、322对应处的液晶分子的偏转角度不同。即在具有不同寄生电容的两个薄膜晶体管311、321的控制作用下，一像素单元形成双倍的多域。从而使该多域垂直配向型液晶显示装置具有双倍的多域。

请参阅图6，是本发明液晶显示装置的驱动电路的第二实施方式的部分放大示意图。与本发明液晶显示装置的驱动电路的第一实施方式相比，其区别仅在于：该液晶显示装置的驱动电路的每一像素单元30进一步包括一第三子像素单元33，其包括一第三薄膜晶体管331和一第三像素电极332。该第三薄膜晶体管331之栅极3311连接该扫描线10，源极3312连接该数据线20，漏极3313连接该第三像素电极332。即该第一像素电极312、该第二像素电极322和该第三像素电极332分别通过该第一薄膜晶体管311、该第二薄膜晶体管321和该第三薄膜晶体管331连接到相同的扫描线10和数据线20。该第三薄膜晶体管331为N沟道或P沟道增强型金属氧化物场效应管。

该第二子像素单元32位于该第一子像素单元31和第三子像素单元33之间。该第一薄膜晶体管311的栅极3111与漏极3113之间的厚度、该第二薄膜晶体管321的栅极3211与漏极3213间的厚度和该第三薄膜晶体管331的栅极3311与漏极3313之间的厚度互不相同，且该第二薄膜晶体管321的栅极与漏极间的厚度介于该第一薄膜晶体管311和该第三薄膜晶体管331栅极与漏极间的厚度之间。该三薄膜晶体管311、321和331的寄生电容Cgd不同，使得该三薄膜晶体管311、321和331的馈通电压不同，该第二薄膜晶体管321的馈通电压的大小介于该第一薄膜晶体管311和第三薄膜晶体管331的馈通电压之间。

此外该三子像素电极312、322和332的形状大小不同，或该三子像素电极312、322和332与相应栅极3111、3211和3311之间的距离不同，使得寄生电容Cpa不同，进而产生不同的馈通电压。与该薄膜晶体管栅极与漏极之间的寄生电容Cgd相比，该寄生电容Cpa的影响较小。

当该扫描线10扫描使某一列扫描线10上的薄膜晶体管导通，该多条数据线20通过该多个薄膜晶体管311、321和331加载数据信号到该多个像素单元30。由于该第一薄膜晶体管311、该第二薄膜晶体管321和该第三薄膜晶体管331的馈通电压不同，数据信号通过该第一薄膜晶体管311、该第二薄膜晶体管321和该第三薄膜晶体管331后，实际加载到每一像素单元30的第一像素电极312、第二像素电极322和第三像素电极332的灰阶电压不同。由于该第二薄膜晶体管321的馈通电压的大小介于该第一薄膜晶体管311和第三薄膜晶体管331的馈通电压之间，加载到该第二像素电极322的灰阶电压的大小介于加载到该第一像素电极312和该第三像素电极332的灰阶电压之间。该第一、第二和第三像素电极312、322和332对应处的液晶分子的偏转角度不同，且该第二像素电极322对应处的液晶分子的偏转角度位于该第一、第三像素电极312、332对应处的液晶分子的偏转角度之间。即在具有不同寄生电容的三薄膜晶体管311、321、331的控制作用下，一像素单元形成三倍的多域。从而使该多域垂直配向型液晶显示装置具有三倍的多域。

与现有技术相比，由于该液晶显示装置的驱动电路的像素电极通过不同馈通电压的薄膜晶体管驱动，仅需要一条数据线便可对每一像素单元的三像素电极加载不同的灰阶电压，因而布线简单。且一像素单元包括三子像素单元，可分别控制对应处的液晶分子，与一像素单元控制对应处的液晶分子相比具有多域效果。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置的驱动电路，其包括多条数据线；多条扫描线，其与该多条数据线绝缘相交；和多个像素单元，该扫描线与该数据线相交构成的每个最小区域定义一个像素单元，每一像素单元包括一第一子像素单元和一第二子像素单元，该第一子像素单元包括一第一薄膜晶体管和一第一像素电极，该第二子像素单元包括一第二薄膜晶体管和一第二像素电极；其特征在于：该第一像素电极和该第二像素电极分别通过该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管连接到相同的扫描线和数据线，该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管的寄生电容的大小不同。

2.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管的栅极与漏极之间的重叠面积不同。

3.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管的栅极与漏极之间的厚度不同。

4.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该每一像素单元进一步包括一第三子像素单元，其包括一第三薄膜晶体管和一第三像素电极，该第三像素电极通过该第三薄膜晶体管连接到连接有该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管的扫描线与数据线。

5.如权利要求4所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该第二子像素单元位于该第一和第三子像素单元之间，该第二薄膜晶体管的寄生电容的大小介于该第一和第三薄膜晶体管的寄生电容之间。

6.如权利要求1所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该两个像素电极与相应薄膜晶体管的栅极之间的距离不同。

7.一种液晶显示装置的驱动电路，其包括多条数据线；多条扫描线，其与该多条数据线绝缘相交；和多个像素单元，该扫描线与该数据线相交构成的每个最小区域定义一个像素单元，每一像素单元包括至少两个子像素单元，每一子像素单元包括一薄膜晶体管和一像素电极；其特征在于：该两个子像素单元的每一像素电极分别通过一薄膜晶体管连接到相同的扫描线和数据线，该两个子像素单元的两个薄膜晶体管具有不同大小的寄生电容，该数据线通过该两个薄膜晶体管加载到该两个像素电极的灰阶电压不同。

8.如权利要求7所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该两个薄膜晶体管的栅极与漏极之间的厚度不同。

9.如权利要求7所述的液晶显示装置的驱动电路，其特征在于：该两个薄膜晶体管的栅极与漏极的重叠面积不同。

10.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置包括多条数据线；多条扫描线，其与该多条数据线绝缘相交；和多个像素单元，该扫描线与该数据线相交构成的每个最小区域定义一个像素单元，每一像素单元包括一第一薄膜晶体管、一第一像素电极、一第二薄膜晶体管、一第二像素电极，该第一像素电极和该第二像素电极分别通过该第一薄膜晶体管和该第二薄膜晶体管连接到相同的扫描线和数据线，该液晶显示装置的驱动方法包括如下步骤：依次扫描该多条扫描线，使该多个薄膜晶体管导通；当某一列扫描线上的多个薄膜晶体管导通时，该多条数据线通过具有不同大小的寄生电容的多个薄膜晶体管加载数据信号到该多个像素单元，其特征在于：加载到每一像素单元的第一像素电极和第二像素电极的灰阶电压不同。

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