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CN107945757A - 液晶显示器及其驱动电路、驱动方法 - Google Patents

液晶显示器及其驱动电路、驱动方法 Download PDF

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CN107945757A
CN107945757A CN201711392829.0A CN201711392829A CN107945757A CN 107945757 A CN107945757 A CN 107945757A CN 201711392829 A CN201711392829 A CN 201711392829A CN 107945757 A CN107945757 A CN 107945757A
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Chongqing HKC Optoelectronics Technology Co Ltd
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HKC Co Ltd
Chongqing HKC Optoelectronics Technology Co Ltd
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Abstract

本公开涉及液晶显示技术领域，尤其是提供一种驱动电路，其包括：呈矩阵排列的多个像素单元；至少一条扫描线，相邻两行所述像素单元共用一条扫描线；所述扫描线分别向第i行的所述像素单元输入驱动电压V1、向第i+1行的所述像素单元输入的驱动电压V2，所述驱动电压V1、驱动电压V2极性相反；至少一条数据线，每条数据线与对应的一列所述像素单元连接；控制器，其同时与所述扫描线、所述数据线连接，用于控制所述扫描线、所述数据线的时序输出。本公开能够减少扫描线数量，提高像素单元开口率。

Description

液晶显示器及其驱动电路、驱动方法
技术领域
本公开涉及液晶显示技术领域，尤其是对液晶显示装置中的驱动电路的改进。
背景技术
目前，液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)具有低电耗、低辐射、体积小、画面柔和的特点，被广泛应用在电视、手机以及公共信息的显示屏幕上。
其中，液晶显示器的画面质量是产品成功的首要条件，而决定画面质量的众多参数里，分辨率和亮度是两个重要的参数。
在现有的技术中，液晶显示装置的驱动电路中包括：扫描线、数据线、薄膜晶体管、像素电极、公共电极配线等器件。而人们对显示质量尤其是分辨率的需求进一步提高，伴随着对阵列基板上固有结构的改进，例如，需要使扫描线、数据线、薄膜晶体管、公共电极配线等器件的数量增多或体积增大。这些器件占用的空间会越来越大，使得像素电极占用的空间会越来越小，从而导致像素区的开口率降低，减少了透光率，影响了液晶显示装置的显示亮度。
因此，人们亟待寻找如何提高高分辨的液晶显示装置的开口率、提高显示亮度的解决方式。
发明内容
为了解决上述问题，本公开实施例提供一种驱动电路，其包括：
呈矩阵排列的多个像素单元；至少一条扫描线，相邻两行所述像素单元共用一条扫描线；所述扫描线分别向第i行的所述像素单元输入驱动电压V1、向第i+1行的所述像素单元输入的驱动电压V2，所述驱动电压V1、驱动电压V2极性相反；至少一条数据线，每条数据线与对应的一列所述像素单元连接；控制器，其同时与所述扫描线、所述数据线连接，用于控制所述扫描线、所述数据线的时序输出。
本公开另一实施例还提供一种液晶显示器，包括：其包括相对设置的阵列基板、彩色滤光片基板，以及设置于所述阵列基板、彩色滤光片基板之间的液晶层，所述阵列基板包括：至少一条扫描线；至少一条数据线，其与所述扫描线交叉设置；第一像素单元，设置在所述数据线和所述扫描线的交叉处；所述第一像素单元包括第一像素电极和第一开关元件，所述第一像素电极通过所述第一开关元件连接所述数据线和所述扫描线；第二像素单元，设置在所述数据线和所述扫描线的交叉处；所述第二像素单元包括第二像素电极和第二开关元件，所述第二像素电极通过所述第二开关元件连接所述数据线和所述扫描线；其中，所述第二像素单元和所述第一像素单元分别位于相邻两行且共用一条所述扫描线；所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关状态相反。
本公开还提供了上述驱动电路的驱动方法，包括：在所述控制单元的控制下，使扫描线s(i)在第一时刻向第i行的像素单元输入正极性的高电压，以使所述第i行的像素单元导通、所述第i+1行的像素单元保持关闭；使数据线D(j)向第j列的像素单元充电，以使所述第i行、第j列的像素单元获得充电信息；
在所述控制单元的控制下，使扫描线s(i)在第二时刻向第i+1行的像素单元输入负极性的低电压，以使所述第i+1行的像素单元导通、所述第i行的像素单元保持关闭；使数据线D(j)向所述第j列的像素单元充电，以使所述第i+1行、第j列的像素获得充电信息；
所述i、j为正整数。
本实施例的驱动电路，相邻两行的像素单元其开关元件的类型不同，驱动电压极性相反，控制一条扫描线的输入驱动电压性质可控制相邻两行的像素单元，大大减少扫描线的数量和占有面积，能为像素单元让出更多空间，使得开口率增加，在相同分辨率的情况下，有效提高亮度。
附图说明
图1a为本公开一实施例驱动电路的结构示意图。
图1b为本公开一实施例驱动电路另一结构示意图。
图1c为图1a的P局部放大结构示意图。
图1d为本公开一实施例驱动电路的等效电路图。
图2为本公开另一实施例的扫描信号和数据信号时序图。
图3a为本公开又一实施例液晶显示器的结构示意图。
图3b为本公开又一实施例驱动电路的结构示意图。
图3c为本公开又一实施例驱动电路的等效电路图。
具体实施方式
下面，结合具体实施例详细介绍本公开。
本实施例提供一种应用在液晶显示器中的驱动电路，能够大大节省扫描线的数量和占有面积，提高像素单元的开口率。
结合图1a所示，这种驱动电路10包括：呈矩阵排列的多个像素单元11、扫描线131、数据线151、控制器17。所述扫描线131、数据线151交叉设置，所述像素单元11设置于述数据线151和所述扫描线131的交叉处。
其中，在阵列基板(图中未示出)的驱动电路10中有多条扫描线131，这些扫描线131可例如均连接到扫描驱动器13上，以获得扫描驱动器13提供的驱动电压。例如，所述控制器17可通过所述扫描驱动器13与所述扫描线131连接，可在预设的时刻通过所述扫描驱动器13向所述扫描线131输入预设极性的驱动电压。
在本实施例中，相邻两行的所述像素单元11共用一条扫描线131，即第i行(例如奇数行中的一行)的像素单元11、第i+1行(例如偶数行中的一行)的所述像素单元11分别设置在同一条扫描线131的两侧，并同时连接同一条扫描线131。所述扫描线131分别向第i行的所述像素单元11输入驱动电压V1、第i+1行的所述像素单元11输入的驱动电压V2，所述驱动电压V1与驱动电压V2极性相反；所述扫描线131可在不同时刻输入不同的驱动电压。其中i为正整数。
类似地，在阵列基板(图中未示出)的驱动电路10上也设置有多条数据线151，这些数据线151可例如连接到一数据驱动器15上，以获得数据驱动器15提供的充电信息。每条数据线151与对应的一列所述像素单元11连接。例如，同一列的像素单元11可间隔地、分别连接在同一条数据线上151上，也可以均连接于同一条数据线151的同一侧。所述控制器17可通过所述数据驱动器15与所述数据线151连接，可在预设的时刻通过所述数据驱动器15向所述数据线151输入预设的充电信息。
控制器17其与所述扫描线驱动器13、所述数据线驱动器15连接，以控制所述扫描线驱动器13、所述数据线驱动器15的时序输出。
图1b为本实施例驱动电路的另一结构示意图，图1c为图1a中P局部放大结构示意图。
结合图1b，本实施例的像素单元11阵列中，每个像素单元11包括：像素电极111、开关元件(薄膜晶体管，TFT)112、公共电极配线113、电容器(图中未示出)。
其中，结合图1c、图1d所示，所述开关元件(TFT)112包括：栅极112a、漏极112b、源极112c；所述栅极112a与所述扫描线131连接，所述漏极112b、源极112c中的之一与所述数据线151连接、另一与所述像素电极111连接。
优选地，为了使所述扫描线131可以通过控制高低电平来控制不同行的开关元件112，可设置不同行的开关元件112的导电类型不同。例如可令奇数行的所述像素单元11中所述开关元件112为n型薄膜晶体管112N；偶数行的所述像素单元11中所述开关元件112为p型薄膜晶体管112P。当扫描线131向所连接的两行像素单元11输入正极性的驱动电压V1时，n型薄膜晶体管112N则可导通，而p型薄膜晶体管112P处于关闭状态；类似地，当扫描线131向所连接的两行像素单元11输入负极性的驱动电压V2时，p型薄膜晶体管112P则可导通，而n型薄膜晶体管112N则处于关闭状态。如此一条扫描线可控制两行像素单元的导通或关闭。当然，也可以令偶数行的像素单元中开关元件为n型薄膜晶体管；奇数行的像素单元中开关元件为p型薄膜晶体管，再调整与之匹配的驱动电压也能够实现本公开目的。
其中，所述驱动电压V1高于所述像素单元中的公共电压VAcom定义为正极性的高电压，所述驱动电压V2低于所述像素单元中的公共电压VAcom定义为负极性的低电压。
所述公共电极配线113与所述像素电极111相对设置，以形成一存储电容器Cst，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时刻。
本实施例的像素单元矩阵中，相邻两行的像素单元其开关元件的类型不同，驱动电压极性相反，控制一条扫描线的输入驱动电压性质可控制相邻两行的像素单元，大大减少扫描线的数量和占有面积，能为像素单元让出更多空间，使得开口率增加，在相同分辨率的情况下，有效提高亮度。
本公开另一实施例提供一种驱动电路的驱动方法，结合图2所示，图2是施加到图1a的像素单元上的扫描信号和数据信号时序图，驱动如图1a所示电路的驱动方法包括步骤：
首先，打开驱动电路的电源，使得各个像素电极处于通电状态。
然后，在所述控制单元17的控制下，使所述扫描驱动器13中的所述扫描线s(i)在第一时刻t1向所述第i行(可例如为奇数行中的一行)的像素单元输入正极性的高电压V1，使与所述扫描线s(i)连接的第i行的像素单元导通。其中，i为正整数。可选地，本实施例中奇数行的像素单元其开关元件可为n型TFT，当驱动电压V1高于公共电压VAcom时，n型TFT能够被打开。而同时与扫描线s(i)连接的第i+1行的开关元件(例如为p型TFT)处于关闭状态。
同时，所述数据驱动器15中数据线D(j)向第j列像素单元充电，且该充电信息被保存在所述第i行、第j列的像素单元的存储电容器Cst中，对应的第i行、第j列的像素单元获得充电。其中，j为正整数。
进一步地，在所述控制单元17的控制下，使所述扫描驱动器13中的所述扫描线s(i)在第二时刻t2向所述第i+1行(可例如为偶数行中一行)的像素单元输入负极性的低电压V2，使与所述扫描线s(i)连接的所述第i+1行的像素单元导通。可选地，第i+1行的像素单元中开关元件可为p型TFT，当驱动电压V2低于公共电压VAcom时，p型TFT能够被打开。而此时，纵使第i行的像素单元与第i+1行的像素单元均连接所述扫描线s(i)，但由于第i行的像素单元中开关元件为n型TFT、驱动电压V1与驱动电压V2极性相反，第i行的像素单元中开关元件仍保持关闭状态。
接着，所述数据驱动器15中数据线D(j)向第j列的像素单元充电，且该充电信息被保存在所述第i+1行、第j列的像素单元的存储电容器Cst中，对应的第i+1行、第j列的像素单元获得充电。而所述第i行、第j列的像素单元保持关闭状态，不能够通过数据线充电，保持原有的充电信息至下一次画面刷新。
如此类推，通过扫描驱动器控制，扫描线s(i+1)可分别在第三时刻t3、第四时刻t4，分别输入的驱动电压V1、驱动电压V2的；而数据线D(j)向第j列的像素单元充电，且该充电信息分别在第三时刻t3被保存在所述第i+2行、第j列的像素单元的存储电容器Cst中、以及在第四时刻t4被保存在所述第i+3行、第j列的像素单元的存储电容器Cst中；对应的第i+2行、第j列以及第i+3行、第j列的像素单元获得充电。如此达到对不同行的像素单元选择导通，使导通的像素单元接收数据线输入的充电信息，通过背光源配合下可显示不同图像。
对于其他列、其他行的像素单元，驱动原理相似。
本实施例的驱动电路中，相邻两行的像素单元其开关元件的类型不同，驱动电压极性相反，利用一条扫描线可控制相邻两行的像素单元的导通或关闭。本实施的驱动电路可大大减少扫描线的数量和占有面积，在相同分辨率的情况下，大大提高了像素单元的开口率。
本公开又一实施例提供一种液晶显示器300，其包括相对设置的阵列基板320、彩色滤光片基板340，以及设置于所述阵列基板320、彩色滤光片基板340之间的液晶层(图中未示出)，所述阵列基板320设置有驱动电路30。本实施例中，阵列基板320可例如为薄膜晶体管阵列基板。
如图3a、图3b所示，这种驱动电路30包括：呈矩阵排列的多个像素单元31、扫描线331、数据线351、控制器37。所述扫描线131、数据线151交叉设置，所述像素单元11设置于述数据线151和所述扫描线131的交叉处。
其中，在阵列基板320的驱动电路30中有多条扫描线331，这些扫描线331可例如均连接到扫描驱动器33上，以获得扫描驱动器33提供的驱动电压。例如，所述控制器37可通过所述扫描驱动器33与所述扫描线331连接，可在预设的时刻通过所述扫描驱动器33向所述扫描线331输入预设极性的驱动电压。
本实施例中，相邻两行的所述像素单元31共用一条扫描线331，即第i行(例如奇数行的一行)的第一像素单元、第i+1行(例如偶数行的一行)的第二像素单元分别设置在同一条扫描线331的两侧，并同时连接同一条扫描线331。优选地，所述扫描线331分别向第i行的所述第一像素单元31输入驱动电压V1、第i+1行的所述第二像素单元31输入的驱动电压V2，所述驱动电压V1与驱动电压V2极性相反，所述扫描线331可在不同的时刻输出不同的驱动电压；其中i为正整数。
类似地，在阵列基板320的驱动电路30上也设置有多条数据线351，这些数据线351可例如连接到一数据驱动器35上，以获得数据驱动器35提供的充电信息。每条数据线351与对应的一列所述像素单元31连接。例如，同一列的像素单元31可间隔地、分别连接在同一条数据线上351上，也可以均连接于同一条数据线351的同一侧。所述控制器37可通过所述数据驱动器35与所述数据线351连接，可在预设的时刻通过所述数据驱动器35向所述数据线351输入预设的充电信息。
控制器37其与所述扫描线驱动器33、所述数据线驱动器35连接，以控制所述扫描线驱动器33、所述数据线驱动器35的时序输出。
图3b为一个像素单元的结构示意图，图3c为一个像素单元的等效电路。结合图3b、图3c所示，本实施例的像素单元二维阵列中，每个像素单元31包括：像素电极311、开关元件(薄膜晶体管，TFT)312、公共电极配线313、电容器(图中未示出)。
其中，所述开关元件(TFT)312的结构可参考图1c所示，本实施例不再赘述。
优选地，为了使所述扫描线331可以通过控制高低电平来控制不同行的开关元件312，可设置不同行的开关元件312的导电类型不同而使开关状态相反。例如可令奇数行的所述像素单元31中所述开关元件312为n型薄膜晶体管312N，；第i+1行(例如为偶数行)的所述像素单元31中所述开关元件312为p型薄膜晶体管312P。当扫描线331向同时连接的两行像素单元31输入正极性的驱动电压V1时，n型薄膜晶体管312N则可导通，而p型薄膜晶体管312P处于关闭状态；类似地，当扫描线331向同时连接的两行像素单元31输入负极性的驱动电压V2时，p型薄膜晶体管312P则可导通，而n型薄膜晶体管312N则处于关闭状态。当然，也可以令偶数行的像素单元中开关元件为n型薄膜晶体管；奇数行的像素单元中开关元件为p型薄膜晶体管，再调整与之匹配的驱动电压也能够实现本公开目的。
其中，所述驱动电压V1高于所述像素单元中的公共电压VAcom定义为正极性的高电压，所述驱动电压V2低于所述像素单元中的公共电压VAcom定义为负极性的低电压。
所述公共电极配线313与所述像素电极311相对设置，以形成一存储电容器Cst，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时刻，结合图3c所示。
阵列基板320、彩色滤光片基板340之间还填充有液晶分子(图中未示出)。在彩色滤光片基板340面对液晶分子的一侧设有公共电极层(图中未示出)，则每个像素单元31从结构上可以看作是像素电极和公共电极层之间夹一层液晶分子，该结构可等效为一个液晶电容CLC。在实际应用中，这个液晶电容CLC无法将电压保持直到下一次TFT管再对此点充电、再更新画面数据的时刻(以一般60Hz的画面更新频率举例，需要保持约16ms)。也就是说，当TFT管对这个液晶电容CLC充好电时，它无法将电压保持16ms。这样一来，电压有了变化，所显示的灰阶就会不正确，因此，在驱动电路中，会再加一个储存电容Cst(可例如由像素电极311与公共电极配线313走线所形成)，以便让充好电的电压能保持到下一次更新画面的时刻。
本实施例的液晶显示器中，其驱动电路中相邻两行像素单元的开关元件类型不同、驱动电压极性相反，可通过控制一条扫描线的输入驱动电压性质以控制相邻两行的像素单元导通或关闭。本实施的驱动电路大大减少扫描线的数量和占有面积，能为像素单元让出更多空间，使得开口率增加，在相同分辨率的情况下，有效提高亮度。

Claims (10)

1.一种驱动电路，其特征在于，其包括：
呈矩阵排列的多个像素单元；
至少一条扫描线，相邻两行所述像素单元共用一条扫描线；所述扫描线分别向第i行的所述像素单元输入驱动电压V1、向第i+1行的所述像素单元输入的驱动电压V2，所述驱动电压V1、驱动电压V2极性相反；
至少一条数据线，每条数据线与对应的一列所述像素单元连接；
控制器，其同时与所述扫描线、所述数据线连接，用于控制所述扫描线、所述数据线的时序输出。
2.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，所述像素单元包括：
像素电极；
开关元件，其包括：栅极、漏极、源极；所述栅极与所述扫描线连接，所述漏极、源极中的之一与所述数据线连接、另一与所述像素电极连接；
公共电极配线，其与所述像素电极相对设置以形成存储电容器。
3.根据权利要求2所述驱动电路，其特征在于，第i行的所述像素单元中所述开关元件为n型薄膜晶体管；第i+1行的所述像素单元中所述开关元件为p型薄膜晶体管。
4.根据权利要求1所述驱动电路，其特征在于，还包括：
扫描线驱动器，其同时与所述控制器、所述至少一条扫描线连接；
数据线驱动器；其同时与所述控制器、所述至少一条数据线连接。
5.一种液晶显示器，其包括相对设置的阵列基板、彩色滤光片基板，以及设置于所述阵列基板、彩色滤光片基板之间的液晶层，其特征在于，所述阵列基板包括：
至少一条扫描线；
至少一条数据线，其与所述扫描线交叉设置；
第一像素单元，设置在所述数据线和所述扫描线的交叉处；所述第一像素单元包括第一像素电极和第一开关元件，所述第一像素电极通过所述第一开关元件连接所述数据线和所述扫描线；
第二像素单元，设置在所述数据线和所述扫描线的交叉处；所述第二像素单元包括第二像素电极和第二开关元件，所述第二像素电极通过所述第二开关元件连接所述数据线和所述扫描线；
其中，所述第二像素单元和所述第一像素单元分别位于相邻两行且共用一条所述扫描线；所述第一开关元件和所述第二开关元件的开关状态相反。
6.根据权利要求5所述液晶显示器，其特征在于，所述第一开关元件为n型薄膜晶体管，所述第二开关元件为p型薄膜晶体管。
7.根据权利要求5或6所述液晶显示器，其特征在于，所述第一像素电极和所述第二像素电极分别位于所述扫描线的相对两侧、且分别位于同一条所述数据线的相对两侧。
8.根据权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，所述阵列基板还包括公共电极配线，其与所述第一像素电极、所述第二像素电极相对设置形成存储电容器。
9.根据权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，还包括：
扫描线驱动器，其与所述至少一条扫描线连接；
数据线驱动器，其与所述至少一条数据线连接
控制器，其与所述扫描线驱动器、所述数据线驱动器连接，以控制所述扫描线驱动器、所述数据线驱动器的时序输出。
10.一种如权利要求1所述驱动电路的驱动方法，其特征在于，包括：
在所述控制单元的控制下，使扫描线s(i)在第一时刻向第i行的像素单元输入正极性的高电压，以使所述第i行的像素单元导通、所述第i+1行的像素单元保持关闭；使数据线D(j)向第j列的像素单元充电，以使所述第i行、第j列的像素单元获得充电信息；
在所述控制单元的控制下，使扫描线s(i)在第二时刻向第i+1行的像素单元输入负极性的低电压，以使所述第i+1行的像素单元导通、所述第i行的像素单元保持关闭；使数据线D(j)向所述第j列的像素单元充电，以使所述第i+1行、第j列的像素单元获得充电信息；
所述i、j为正整数。
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