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CN107591143A - 公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板 - Google Patents

公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板 Download PDF

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CN107591143A
CN107591143A CN201710971848.2A CN201710971848A CN107591143A CN 107591143 A CN107591143 A CN 107591143A CN 201710971848 A CN201710971848 A CN 201710971848A CN 107591143 A CN107591143 A CN 107591143A
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侯涛
暴军萍
黄远森
郭明周
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Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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BOE Technology Group Co Ltd
Chengdu BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板。在本发明提供的公共电压补偿单元中，第一补偿模块可以用于在像素充电时间段向公共电极线输出第一公共电压，第二补偿模块可以用于在非像素充电时间段向公共电极线输出第二公共电压。使得该公共电压补偿单元可以在不同时段，对公共电压进行具有针对性的不同程度的补偿，无论在像素充电时间段还是在非像素充电时间段，都能够使得正、负显示电极的电压相对于对应时段的公共电压对称，从而在全时段避免闪烁的问题。有效改善液晶显示面板显示画面的画质。

Description

公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小，功耗低，无辐射等特点，近年来得到迅速发展，在当前的平板显示器市场中占据主导地位。TFT-LCD的主体结构为液晶显示面板，液晶显示面板包括对盒的薄膜晶体管阵列基板和彩膜基板，液晶分子填充在阵列基板和彩膜基板之间。液晶显示面板通过控制显示电极和公共电极的电压来形成驱动液晶分子偏转的电场，实现灰阶显示。其中，液晶分子需要交流电驱动，长时间的直流电压加在液晶分子上，会影响液晶分子的电化学特性，导致液晶显示面板的寿命降低。因此，驱动电压必须进行周期性翻转，即分成正极性驱动和负极性驱动。其中，正极性驱动是指控制显示电极的电压高于公共电极的电压。负极性驱动是指控制显示电极的电压低于公共电极的电压。对液晶分子来说，不论是正极性驱动还是负极性驱动，只要其压差的绝对值相同，所显示的灰度即相同。
因此，当两种驱动电压下压差的绝对值不同时，将导致液晶显示面板显示的灰度不同，使得显示画面产生闪烁(flicker)。对此，现有技术中只能通过调节公共电压，使得液晶显示面板在非充电时间段避免闪烁，而无法在充电时间段避免闪烁，即现有技术中液晶显示面板无法在全时段避免闪烁。
发明内容
本发明实施例提供一种公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板，以解决现有技术中液晶显示面板无法在全时段避免闪烁的问题。
第一方面，提供了一种公共电压补偿单元，包括：第一补偿模块、第二补偿模块、公共电极线和扫描线；
所述第一补偿模块与所述第二补偿模块并联于所述公共电极线和所述扫描线之间；
所述第一补偿模块，用于当所述扫描线上的电压为开启电压时，向所述公共电极线输出第一公共电压；
所述第二补偿模块，用于当所述扫描线上的电压为关闭电压时，向所述公共电极线输出第二公共电压；
其中，所述第一公共电压大于所述第二公共电压。
进一步地，所述第一补偿模块，包括：第一输入端和第一晶体管；所述第一晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第一晶体管的第一电极与所述第一输入端连接，所述第一晶体管的第二电极与所述公共电极线连接；所述第一输入端，用于向所述第一补偿模块输入所述第一公共电压；所述第一晶体管，用于当所述扫描线上的电压为开启电压时，将所述第一公共电压导通至公共电极线。
进一步地，所述第二补偿模块，包括：第二输入端和第二晶体管；所述第二晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第二晶体管的第一电极与所述第二输入端连接，所述第二晶体管的第二电极与所述公共电极线连接；所述第二输入端，用于向所述第二补偿模块输入所述第二公共电压；所述第二晶体管，用于当所述扫描线上的电压为关闭电压时，将所述第二公共电压导通至公共电极线。
进一步地，所述第一晶体管为N型晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管。
进一步地，所述第一补偿模块、第二补偿模块、公共电极线和扫描线，均形成在薄膜晶体管阵列基板上。
进一步地，所述第一补偿模块和所述第二补偿模块，通过所述扫描线与所述阵列基板中像素区内薄膜晶体管的栅极相连，其中，所述像素区包括源漏极金属层，所述源漏极金属层用于形成所述像素区内薄膜晶体管的源极和漏极，所述源漏极金属层还用于形成所述第一输入端和所述第二输入端。
第二方面，本发明还提供了一种驱动电路，包括至少一级上述任意一种公共电压补偿单元；所述驱动电路，还包括：源极驱动芯片；
所述源极驱动芯片包括第一公共电压输出端和第二公共电压输出端；
每一级公共电压补偿单元的第一补偿模块均与所述第一公共电压输出端连接；
每一级公共电压补偿单元的第二补偿模块均与所述第二公共电压输出端连接。
第三方面，本发明还提供了一种公共电压补偿方法，应用于上述任意一种公共电压补偿单元，所述包括：
当扫描线上的电压为开启电压时，由第一补偿模块向公共电极线输出第一公共电压；
当扫描线上的电压为关闭电压时，由第二补偿模块向公共电极线输出第二公共电压；
其中，所述第一补偿模块与所述第二补偿模块并联于公共电极线和扫描线之间，所述第一公共电压大于所述第二公共电压。
第四方面，本发明还提供了一种显示面板，包括上述的任意一种公共电压补偿单元。
与现有技术相比，本发明包括以下优点：
本发明提供了一种公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板，在本发明提供的公共电压补偿单元中，第一补偿模块与第二补偿模块并联于公共电极线和扫描线之间，该第一补偿模块可以用于当扫描线上的电压为开启电压时，向公共电极线输出第一公共电压，该第二补偿模块可以用于当扫描线上的电压为关闭电压时，向公共电极线输出第二公共电压，且第一公共电压大于第二公共电压。即第一补偿模块可以用于在像素充电时间段向公共电极线输出第一公共电压，第二补偿模块可以用于在非像素充电时间段向公共电极线输出第二公共电压。使得该公共电压补偿单元可以在不同时段，对公共电压进行具有针对性的不同程度的补偿，无论在像素充电时间段还是在非像素充电时间段，都能够使得正、负显示电极的电压相对于对应时段的公共电压对称，从而在全时段避免闪烁的问题。有效改善液晶显示面板显示画面的画质。
附图说明
图1是现有技术的一种公共电压补偿原理示意图；
图2是本发明实施例提供的一种公共电压补偿单元的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种公共电压补偿原理示意图；
图4是本发明实施例提供的一种公共电压补偿单元的电路图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的机或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参照图1，示出了现有技术中的一种公共电压补偿原理示意图。参考图1可知，液晶显示面板的显示过程，可以分为充电阶段和非充电阶段，该充电阶段包括正向充电阶段ab段和反向充电阶段ef段，该非充电阶段包括正向非充电阶段cd段和反向非充电阶段gh段。其中，显示电极的电压与公共电极的电压之间的电压差称为显示电压，通过控制显示电压可以驱动液晶分子偏转，以使液晶显示器显示出不同的灰阶。在控制液晶分子偏转过程中，由于液晶分子有一种特性，就是不能在直流电压下工作过久，否则会在液晶显示面板的电极表面产生电化学反应，使液晶显示元件的寿命缩短。因此，液晶显示器采用交流驱动方式，即上述显示电压通常分成两种极性。当显示电极的电压高于公共电极的电压时，显示电压为正极性；当显示电极的电压低于公共电压时，显示电压为负极性。通过改变显示电压，使显示电压不断在正极性和负极性交替变换，使得液晶分子不断偏转，避免液晶分子一直处于同一极性的电场下，以防止液晶分子的特性被破坏。
在显示电压不断交替变换的过程中，由于寄生电容等因素的影响，需要补偿公共电压。若液晶显示面板中显示电极的电压相对于公共电压不对称，即两种极性的显示电压的绝对值不相等，将导致显示的灰度频繁变化，使得液晶显示画面产生闪烁(flicker)。
具体的，在制备TFT-LCD中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)时，通常会在该薄膜效应管的栅极和源极之间形成一层栅极绝缘层，该栅极绝缘层在栅极金属和源极金属之前起到绝缘作用的同时，也在栅极和源极之间形成了栅源电容Cgs。该栅源电容Cgs为寄生电容，即虽然无用却客观存在的电容。当扫描线上的电压为开启电压VGH时，即栅极电压Vgate为开启电压VGH时，像素充电，同时栅源电容也会充电。当扫描线上的电压由开启电压VGH切换至关闭电压VGL时，即栅极电压Vgate由开启电压VGH切换至关闭电压VGL时，TFT关断，像素停止充电，液晶电容Clc、存储电容Cst、栅源电容Cgs等各电容重新分配电荷。其中，栅极电压信号可以为方波信号，开启电压VGH是指方波信号中的高电平，关闭电压VGL是指方波信号中的低电平。由于Cgs的影响，显示电极的电压会被拉低，产生跳变电压ΔVp，跳变电压ΔVp的数值可以通过下列公式计算出来。
ΔVp＝Cgs*(VGH-VGL)/(Cgs+Cst+Clc)
对此，现有技术中存在一种设置在液晶显示面板中的公共电压调节电路，其向液晶显示面板提供公共电压并进行调节，该公共电压调节电路中设置有放电调压模块，在液晶显示面板制成后，通过调节该放电调压模块，可以调节公共调节电路所输出的公共电压，从而使得cd段和gh段对应的显示电极的电压相较于公共电压对称。即在非充电阶段，正极性的显示电压和负极性的显示电压的绝对值相等。例如，如图1所示，通过将公共电压Vcom调整至修正后的公共电压Vcom01，从而使得液晶显示面板在非充电时间段避免闪烁。
然而，现有技术中，液晶显示面板中的公共电极走线连在一起，整个液晶显示面板只有一个公共电压。因此，在对公共电压进行补偿时，只能将公共电压从一个值调节至另外一个值，此方案将造成ab段和ef段电压相较于公共电压不对称，即无法消除在充电时间段显示电压不对称问题。导致显示画面仍然存在闪烁。
针对上述缺陷，本发明实施例提供了一种公共电压补偿单元。
参照图2，示出了本发明实施例提供的一种公共电压补偿单元的结构示意图。该公共电压补偿单元包括第一补偿模块1、第二补偿模块2、公共电极线COM和扫描线Scan。其中，第一补偿模块1与第二补偿模块2并联于公共电极线和扫描线之间。每一行扫描线与对应一行像素中各薄膜晶体管的栅极连接，用于为各薄膜晶体管的栅极提供栅极电压Vgate。每一行公共电极线与对应一行像素中各像素的公共电极连接，用于为各公共电极提供公共电压。该公共电压包括第一公共电压Vcom1和第二公共电压Vcom2。参照图3，示出了本发明实施例提供的一种公共电压补偿原理示意图。液晶显示面板的显示过程，可以分为充电阶段和非充电阶段，该充电阶段包括正向充电阶段ab段和反向充电阶段ef段，该非充电阶段包括正向非充电阶段cd段和反向非充电阶段gh段。其中，在源电极电压Vsource与栅极电压Vgate的综合作用下形成该显示电极的电压，该显示电极的电压与公共电极的电压之间的电压差称为显示电压。第一补偿模块1，用于当扫描线上的电压为开启电压VGH时，向公共电极线输出第一公共电压Vcom1。第二补偿模块2，用于当扫描线上的电压为关闭电压VGL时，向公共电极线输出第二公共电压Vcom2。例如，如图3所示，在充电阶段，即在ab端和ef端，该公共电压补偿单元的公共电压为Vcom1，在非充电阶段，即在cd端和gh端，该公共电压补偿单元的公共电压为Vcom2。
具体的，参照图4，示出了本发明实施例提供的一种公共电压补偿单元的电路图。结合图4，对本发明实施例的电路结构做详细说明。需要说明的是本发明实施例中采用的晶体管均可以是薄膜晶体管或场效应管或其他特性相同的器件。本发明实施例中，所采用的晶体管主要为开关晶体管，开关晶体管的可以为P型开关晶体管也可以为N型开关晶体管，例如：本发明实施例中第一晶体管采用的是N型开关晶体管，在栅极为高电平时导通，在栅极为低电平时截止。第二晶体管采用的是P型开关晶体管，在栅极为低电平时导通，在栅极为低电平时截止。本发明实施例中，为区分晶体管的除栅极之外的两极，将其中的源、漏极称为第一电极、第二电极。
其中，第一补偿模块1，包括：第一输入端GCH1和第一晶体管T1。第一晶体管T1的栅极与扫描线连接，第一晶体管T1的第一电极与第一输入端GCH1连接，第一晶体管T1的第二电极与公共电极线通过过孔连接。第一输入端GCH1，用于向第一补偿模块1输入第一公共电压Vcom1。第一晶体管T1，用于当扫描线上的电压为开启电压VGH时，将第一公共电压Vcom1输出至公共电极线。
第二补偿模块2，包括：第二输入端GCH2和第二晶体管T2。第二晶体管T2的栅极与扫描线连接，第二晶体管T2的第一电极与第二输入端GCH2连接，第二晶体管T2的第二电极与公共电极线通过过孔连接。第二输入端GCH2，用于向第二补偿模块2输入第二公共电压Vcom2。第二晶体管T2，用于当扫描线上的电压为关闭电压VGL时，将第二公共电压Vcom2输出至公共电极线。
由跳变电压的原理可知，在一个显示周期内，充电阶段的显示电压通常高于非充电阶段的显示电压。即ab段显示电极的电压通常高于cd段显示电极的电压，ef段显示电极的电压通常高于gh段显示电极的电压。因此，通常第一公共电压Vcom1大于第二公共电压Vcom2。例如，若跳变电压为ΔVp，则通常情况下可以设置Vcom1-Vcom2＝ΔVp。
在实际应用中，该第一晶体管T1和第二晶体管T2为不同类型的晶体管。具体的，可以将第一晶体管T1设置为N型晶体管，将第二晶体管T2设置为P型晶体管。从而使得当扫描线上的电压为开启电压VGH时，T1处于开启状态，而T2处于关闭状态，公共电极线上的电压为通过T1输出的第一公共电压Vcom1。当扫描线上的电压为开启电压VGL时，T1处于关闭状态，而T2处于开启状态，公共电极线上的电压为通过T2输出的第二公共电压Vcom2。进而可以通过调节该第一公共电压Vcom1，使得ab段和ef段对应的显示电极的电压相较于公共电压对称。即可以在充电阶段，使得正极性的显示电压和负极性的显示电压的绝对值相等，以避免充电阶段闪烁现象的发生。而且可以通过调节该第二公共电压Vcom2，使得cd段和gh段对应的显示电极的电压相较于公共电压对称。即可以在非充电阶段，使得正极性的显示电压和负极性的显示电压的绝对值相等，以避免非充电阶段闪烁现象的发生。实现在全时段避免闪烁的问题。有效改善液晶显示面板显示画面的画质。
具体的，该第一补偿模块1、第二补偿模块2、公共电极线和扫描线，可以均形成在薄膜晶体管阵列基板上。第一补偿模块1和第二补偿模块2，通过扫描线与阵列基板中像素区内薄膜晶体管的栅极相连。其中，该像素区包括源漏极金属层，该源漏极金属层可以用于形成像素区内薄膜晶体管的源极和漏极，还可以用于形成第一输入端GCH1和第二输入端GCH2。由于公共电极线可以形成在阵列基板一侧，因此，本发明实施例所述的公共电压补偿单元可以应用于高级超维场开关(Advanced Super Dimension Switch，ADS)型TFT-LCD，以便于将公共电极层制作在阵列基板中。
综上所述，在本发明实施例提供的公共电压补偿单元中，第一补偿模块1与第二补偿模块2并联于公共电极线和扫描线之间，该第一补偿模块1可以用于当扫描线上的电压为开启电压时，向公共电极线输出第一公共电压Vcom1，该第二补偿模块2可以用于当扫描线上的电压为关闭电压时，向公共电极线输出第二公共电压Vcom2，且第一公共电压Vcom1大于第二公共电压Vcom2。即通过两个不同类型的晶体管分时提供两个不同强度的公共电压，分别作为充电时间段的第一公共电压Vcom1和非充电时间段的第二公共电压Vcom2。使得该公共电压补偿单元可以在不同时段，对公共电压进行具有针对性的不同程度的补偿，无论在像素充电时间段还是在非像素充电时间段，都能够使得正、负显示电极的电压相对于对应时段的公共电压对称，从而在全时段避免闪烁的问题。有效改善液晶显示面板显示画面的画质。
在利用上述公共电压补偿单元形成驱动电路时，该驱动电路还包括：源极驱动芯片。该源极驱动芯片包括第一公共电压Vcom1输出端和第二公共电压Vcom2输出端。其中，每一级公共电压补偿单元的第一补偿模块1均与第一公共电压Vcom1输出端连接。每一级公共电压补偿单元的第二补偿模块2均与第二公共电压Vcom2输出端连接。第一公共电压Vcom1输出端用于向各级公共电压补偿单元提供第一公共电压Vcom1，第二公共电压Vcom2输出端用于向各级公共电压补偿单元提供第二公共电压Vcom2。
对应于上述任意一种公共电压补偿单元，本发明实施例还提供一种公共电压补偿方法，该方法包括：
当扫描线上的电压为开启电压时，由第一补偿模块1向公共电极线输出第一公共电压Vcom1。当扫描线上的电压为关闭电压时，由第二补偿模块2向公共电极线输出第二公共电压Vcom2。其中，该第一补偿模块1与第二补偿模块2并联于公共电极线和扫描线之间。而且通常该第一公共电压Vcom1大于二公共电压Vcom2。具体的，该第一补偿模块1、第二补偿模块2、公共电极线和扫描线，均形成在薄膜晶体管阵列基板上。
该公共电压补偿方法对应于上述任意一种公共电压补偿单元，因而可以解决同样技术问题、能达到相同的技术效果，在此不再赘述。
本发明实施例还提供一种显示面板，包括上述公共电压补偿单元。该显示面板可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、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。该显示面板对应于上述任意一种公共电压补偿单元，因而能够解决同样技术问题、并达到相同的技术效果。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种公共电压补偿单元、补偿方法、驱动电路及显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种公共电压补偿单元，其特征在于，包括：第一补偿模块、第二补偿模块、公共电极线和扫描线；
所述第一补偿模块与所述第二补偿模块并联于所述公共电极线和所述扫描线之间；
所述第一补偿模块，用于当所述扫描线上的电压为开启电压时，向所述公共电极线输出第一公共电压；
所述第二补偿模块，用于当所述扫描线上的电压为关闭电压时，向所述公共电极线输出第二公共电压；
其中，所述第一公共电压大于所述第二公共电压。
2.根据权利要求1所述的公共电压补偿单元，其特征在于，
所述第一补偿模块，包括：第一输入端和第一晶体管；
所述第一晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第一晶体管的第一电极与所述第一输入端连接，所述第一晶体管的第二电极与所述公共电极线连接；
所述第一输入端，用于向所述第一补偿模块输入所述第一公共电压；
所述第一晶体管，用于当所述扫描线上的电压为开启电压时，将所述第一公共电压导通至公共电极线。
3.根据权利要求2所述的公共电压补偿单元，其特征在于，
所述第二补偿模块，包括：第二输入端和第二晶体管；
所述第二晶体管的栅极与所述扫描线连接，所述第二晶体管的第一电极与所述第二输入端连接，所述第二晶体管的第二电极与所述公共电极线连接；
所述第二输入端，用于向所述第二补偿模块输入所述第二公共电压；
所述第二晶体管，用于当所述扫描线上的电压为关闭电压时，将所述第二公共电压导通至公共电极线。
4.根据权利要求3所述的公共电压补偿单元，其特征在于，
所述第一晶体管为N型晶体管，所述第二晶体管为P型晶体管。
5.根据权利要求1所述的公共电压补偿单元，其特征在于，
所述第一补偿模块、第二补偿模块、公共电极线和扫描线，均形成在薄膜晶体管阵列基板上。
6.根据权利要求5所述的公共电压补偿单元，其特征在于，
所述第一补偿模块和所述第二补偿模块，通过所述扫描线与所述阵列基板中像素区内薄膜晶体管的栅极相连，其中，所述像素区包括源漏极金属层，所述源漏极金属层用于形成所述像素区内薄膜晶体管的源极和漏极，所述源漏极金属层还用于形成所述第一输入端和所述第二输入端。
7.一种驱动电路，其特征在于，包括至少一级如权利要求1至6中任一项所述的公共电压补偿单元；所述驱动电路，还包括：源极驱动芯片；
所述源极驱动芯片包括第一公共电压输出端和第二公共电压输出端；
每一级公共电压补偿单元的第一补偿模块均与所述第一公共电压输出端连接；
每一级公共电压补偿单元的第二补偿模块均与所述第二公共电压输出端连接。
8.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求1至6所述的公共电压补偿单元。
9.一种公共电压补偿方法，应用于如权利要求1至6所述的公共电压补偿单元，其特征在于，包括：
当扫描线上的电压为开启电压时，由第一补偿模块向公共电极线输出第一公共电压；
当扫描线上的电压为关闭电压时，由第二补偿模块向公共电极线输出第二公共电压；
其中，所述第一补偿模块与所述第二补偿模块并联于公共电极线和扫描线之间，所述第一公共电压大于所述第二公共电压。
10.根据权利要求9所述的公共电压补偿方法，其特征在于，
所述第一补偿模块、所述第二补偿模块、所述公共电极线和所述扫描线，均形成在薄膜晶体管阵列基板上。
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