CN101261411B - 一种液晶单元矩阵及包含该矩阵的液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶单元矩阵和包含该矩阵的液晶显示装置，该液晶单元矩阵包括：提供扫描信号的扫描线；提供数据信号的数据线；提供公共电压的公共线；像素电极；第一薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线，源极接收数据信号；第二薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线；第三薄膜晶体管，响应于下一行的扫描线，漏极与该第二薄膜晶体管的源极相连；其中通过第一薄膜晶体管向当前行的像素电极提供数据线的数据信号，通过该第二薄膜晶体管和该第三薄膜晶体管向上一行的像素电极提供公共线的公共电压。本发明既保证了图像数据充入的时间，又省去了第二栅极驱动器的成本，应用于液晶显示设备领域。

Description

一种液晶单元矩阵及包含该矩阵的液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置，尤其涉及一种消除上一帧的残留图像所产生的运动模糊现象的液晶显示装置。

背景技术

液晶具有双折射系数的特性，而且在不同的电场下，会有不同的排列方式。液晶显示器利用液晶光阀对透光率进行控制，由此显示图像。现有液晶显示器结构如图1所示，包括：液晶显示板10，其具有栅极驱动器20，用于驱动液晶显示板10的扫描线GL；数据驱动器30，用于驱动液晶显示板10的数据线DL；以及定时控制器40，用于控制栅极驱动器20和数据驱动器30。

液晶显示板10包括多个液晶单元矩阵，每个液晶单元矩阵含有薄膜晶体管TFT，用于驱动该液晶单元。在扫描线GL上施加扫描信号，薄膜晶体管TFT打开，使得数据线DL的数据信号充入液晶单元CLc中并保持该数据信号。栅极驱动器20依据来自定时控制器40的控制信号将扫描信号依次提供给扫描线GL。数据驱动器30将数字数据信号转换为模拟数据信号并把它提供给数据线DL。定时控制器40提供控制信号给栅极驱动器20、数据驱动器30，并提供数字数据给数据驱动器30。

液晶显示板组件包括多个像素(Pixel)，所述像素连接于多条显示信号线且以矩阵排列。另外液晶显示面板还包括相互面对的下面板的阵列基板和上面板的彩色滤光片基板，以及夹在两块基板之间的液晶层。

栅极线GL1到GLn在第一方向上彼此平行延伸，数据线DL1到DLm基本上垂直于第一方向上的第二方向上彼此平行延伸。

在图2的示出显示信号线和像素的等效电路图示意图中，除了栅极线和数据线以外，显示信号还包括基本上平行于栅极线的存储电极线VCom。

每个像素(Pixel)包括像素电极，包括连接于像素电极的开关器件，多条栅极线，这些栅极线的第一栅极线连接于像素电极；以及多条数据线，这些数据线与栅极线交叉并传输数据电压，这些数据线之一连接于开关器件，以及存储电极线VCom的存储电容Csta和Cstb，还有液晶电容Clca和Clcb，存储电容和存储电极线根据需要可以被省略。

像素中的开关元器件可以用薄膜晶体管来构造，每个开关器件是三端口器件，其具有连接于栅极线的控制端口、连接于数据线的输入端口以及连接于液晶电容器和存储电容的输出端口。

为了实现彩色显示，每个像素唯一地显示指定的原色，通过不同原色的组合形成不同的颜色，原色通常包括红色、绿色和蓝色。

栅极驱动器20连接于栅极线从而将以栅极开启电压和栅极关断电压的组合形成的栅极信号施加到栅极线上。灰度电压发生器(未图示)产生对应于像素透射率的灰度电压集，灰度电压被施加于像素电极。数据驱动器30连接于液晶显示板的数据线，从而选取灰度发生器的两灰度电压集中的一个灰度电压作为数据信号施加给像素，数据驱动器30通过划分参考灰度电压来产生的灰度电压中选择数据电压。

现有的液晶显示器的显示操作原理如下。

信号控制器把从外部接收的图像信号R、G和B以及用于控制显示的输入控制信号，这些图像信号代表了每个像素的亮度信息，也就是特定的灰阶，输入控制信号一般包括垂直同步和水平同步信号，以及数据使能信号(DE)，信号控制器接收这些信号以后产生栅极控制信号和数据控制信号，并且会分别传给栅极驱动器20和数据驱动器30。

栅极控制信号包括用于表示一帧扫描开始的信号和用于控制栅极线打开时间的信号。数据控制信号包括用于表示一行子像素的数据传输的水平起始信号，用于向像素提供充电电压的负载信号，以及数据时钟信号和极性反转信号等。响应来自信号控制器的数据控制信号，数据驱动器30接收用于一组字像素的图像数据，并且选取来自灰阶电压发生器的两个灰阶电压集之一，并且从中选取图像数据所对应的灰阶电压，将所得到的电压施加到相关的数据线上。

液晶显示器是取样保持型显示设备，其存在的问题是上一帧的残留图像产生了运动模糊现象。为了消除运动模糊现象，现有技术的液晶显示器使用了插入黑数据的驱动方法。一种方法是通过提高帧频率来将黑数据插入帧之间，但这将缩短图像数据充入的时间。另一种方法是每个液晶单元增加一个薄膜晶体管TFT，由第二栅极驱动器控制此薄膜晶体管TFT的开关，从而插入黑数据。这种方法的优点是保证了图像数据充入的时间，缺点是多出第二栅极驱动器的费用，增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种液晶单元矩阵，既保证了图像数据充入的时间，又省去了第二栅极驱动器的成本。

本发明的另一目的在于提供了一种液晶显示装置，包括上述的液晶单元矩阵，既保证了图像数据充入的时间，又省去了第二栅极驱动器的成本。

本发明的技术方案为：本发明提出了一种液晶单元矩阵，包括：

提供扫描信号的扫描线；

提供数据信号的数据线；

提供公共电压的公共线；

像素电极；

第一薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线，源极接收数据信号；

第二薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线；

第三薄膜晶体管，响应于下一行的扫描线，漏极与该第二薄膜晶体管的源极相连；

其中通过第一薄膜晶体管向当前行的像素电极提供数据线的数据信号，通过该第二薄膜晶体管和该第三薄膜晶体管向上一行的像素电极提供公共线的公共电压。

上述的液晶单元矩阵，其中，该第一薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，源极接于数据线，漏极接于像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，漏极接于下一行的像素电极；该第三薄膜晶体管的栅极接于下一行的扫描线，源极接于公共线，漏极接于该第二薄膜晶体管的源极。

本发明还提出了一种液晶显示器，包括多个液晶单元矩阵，该些液晶单元矩阵以矩阵形式排列，该些液晶单元矩阵均包括：

提供扫描信号的扫描线；

提供数据信号的数据线；

提供公共电压的公共线；

像素电极；

第一薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线，源极接收数据信号；

第二薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线；

第三薄膜晶体管，响应于下一行的扫描线，漏极与该第二薄膜晶体管的源极相连；

其中通过第一薄膜晶体管向当前行的像素电极提供数据线的数据信号，通过该第二薄膜晶体管和该第三薄膜晶体管向上一行的像素电极提供公共线的公共电压。

上述的液晶显示器，其中，对于每一液晶单元矩阵，其中的该第一薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，源极接于数据线，漏极接于像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，漏极接于下一行的像素电极；该第三薄膜晶体管的栅极接于下一行的扫描线，源极接于公共线，漏极接于该第二薄膜晶体管的源极。

上述的液晶显示器，其中，扫描线n和n+1被一扫描线信号同时施加高电压时，位于该扫描线n的像素电极P(n)被充入图像数据，位于该扫描线n-1的像素电极P(n-1)被充入公共电压数据；在扫描线n+1和n+2被该扫描线信号同时施加高电压时，位于该扫描线n+1的像素电极P(n+1)被充入图像数据并保持到下一次脉冲到来的时刻，其中n为自然数。

上述的液晶显示器，其中，在该扫描线信号施加至其中的一条扫描线时，从第一条扫描线开始依次施加另一扫描线信号以使像素电极依次充入公共电压数据。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明通过第二和第三薄膜晶体管，分别控制像素电极充入图像数据和公共电压数据，而不会缩短像素电极充入图像数据的时间，也不需要增加第二栅极驱动器从而增加成本。对比现有技术，本发明通过第一薄膜晶体管向第n行的像素电极提供数据线的数据信号，通过第二和第三薄膜晶体管向第n-1行的像素电极提供公共线的公共电压。

附图说明

图1是现有的液晶显示器的结构图。

图2是本发明的液晶显示器的液晶单元矩阵的结构图。

图3是本发明的一扫描线驱动信号的波形图。

图4是本发明的另一扫描线驱动信号的波形图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2示出了本发明的液晶单元矩阵的结构。请参见图2，液晶单元矩阵P(n+1)包括：提供扫描信号的扫描线G_n+1(n为自然数)；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的公共线V-Com_n；薄膜晶体管TFT-n+1_1A栅极接于扫描线G_n+1，源极接于数据线D_n，漏极接于像素电极，薄膜晶体管TFT-n+1_1A响应于第n+1行扫描线且提供数据信号给像素电极；薄膜晶体管TFT-n+1_1B栅极接于扫描线G_n+1，源极接于薄膜晶体管TFT-n+1_1C的漏极，漏极接于液晶单元矩阵P(n)的像素电极，薄膜晶体管TFT-n+1_1B响应于第n+1条扫描线且提供公共电压给P(n)像素电极；薄膜晶体管TFT-n+1_1C栅极接于扫描线G_n+2，源极接于公共线V-Com_n+1，漏极接于薄膜晶体管TFT-n+1_1B的源极，薄膜晶体管TFT-n+1_1C响应于第n+2行扫描线并由源极接收公共电压。

液晶单元矩阵P(n)包括：提供扫描信号的扫描线G_n；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的公共线V-Com_n-1；薄膜晶体管TFT-n_1A栅极接于扫描线G_n，源极接于数据线D_n，漏极接于像素电极，薄膜晶体管TFT-n_1A响应于第n行扫描线且提供数据信号给像素电极；薄膜晶体管TFT-n_1B栅极接于扫描线G_n，源极接于薄膜晶体管TFT-n_1C的漏极，漏极接于液晶单元矩阵P(n-1)的像素电极，薄膜晶体管TFT-n_1B响应于第n条扫描线且提供公共电压给P(n-1)像素电极；薄膜晶体管TFT-n_1C栅极接于扫描线G_n+1，源极接于公共线V-Com_n，漏极接于薄膜晶体管TFT-n_1B的源极，薄膜晶体管TFT-n_1C响应于第n+1行扫描线并由源极接收公共电压。

如图2所示，这些液晶单元矩阵P(n+1)、P(n)、P(n-1)等以矩阵方式构成液晶显示装置，当然其他例如基板等也是液晶显示装置的部件之一，其他的部件和现有的液晶显示装置是相同的，因此不再赘述。

下面结合图3和图4来说明本发明的液晶显示装置的驱动原理。当给扫描线G_n施加如图3所示的高电平电压时，像素电极P(n)被充入来自数据线D_n的图像数据；当同时给扫描线G_n和G_n+1施加如图4所示的高电平电压时，像素电极P(n-1)被充入来自公共线V-Com_n的公共电压数据，与此同时，像素电极P(n)被充入来自数据线D_n的图像数据，随后，当同时给扫描线G_n+1和G_n+2施加如图4所示的高电平电压时，像素电极P(n)又被充入来自公共线V-Com_n+1的公共电压数据，像素电极P(n)被充入D_n的图像数据的时间很短，并不会为人眼所识别。

假使液晶显示面板共有m条扫描线(m为自然数)，当图3所示的扫描信号施加到第G_x条扫描线时(x为正整数，具体数值可依据控制信号来调整)，从第一条扫描线开始依次施加如图4所示的扫描信号，这样像素电极被依次充入公共电压数据。具体的说：当给扫描线G_n和G_n+1施加如图4所示的高电平电压时，像素电极P(n-1)被充入公共电压数据；当给扫描线G_n+1和G_n+2施加如图4所示的高电平电压时，像素电极P(n)被充入公共电压数据。

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (6)

1.一种液晶单元矩阵，包括：

提供扫描信号的扫描线；

提供数据信号的数据线；

提供公共电压的公共线；

像素电极；

第一薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线，源极接收数据信号；

第二薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线；

第三薄膜晶体管，响应于下一行的扫描线，漏极与该第二薄膜晶体管的源极相连；

其中通过第一薄膜晶体管向当前行的像素电极提供数据线的数据信号，通过该第二薄膜晶体管和该第三薄膜晶体管向上一行的像素电极提供公共线的公共电压。

2.根据权利要求1所述的液晶单元矩阵，其特征在于，该第一薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，源极接于数据线，漏极接于像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，漏极接于下一行的像素电极；该第三薄膜晶体管的栅极接于下一行的扫描线，源极接于公共线，漏极接于该第二薄膜晶体管的源极。

3.一种液晶显示器，包括多个液晶单元矩阵，该些液晶单元矩阵以矩阵形式排列，该些液晶单元矩阵均包括：

提供扫描信号的扫描线；

提供数据信号的数据线；

提供公共电压的公共线；

像素电极；

第一薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线，源极接收数据信号；

第二薄膜晶体管，响应于当前行的扫描线；

第三薄膜晶体管，响应于下一行的扫描线，漏极与该第二薄膜晶体管的源极相连；

其中通过第一薄膜晶体管向当前行的像素电极提供数据线的数据信号，通过该第二薄膜晶体管和该第三薄膜晶体管向上一行的像素电极提供公共线的公共电压。

4.根据权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于，对于每一液晶单元矩阵，其中的该第一薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，源极接于数据线，漏极接于像素电极；该第二薄膜晶体管的栅极接于该当前行的扫描线，漏极接于下一行的像素电极；该第三薄膜晶体管的栅极接于下一行的扫描线，源极接于公共线，漏极接于该第二薄膜晶体管的源极。

5.根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，扫描线n和n+1被一扫描线信号同时施加高电压时，位于该扫描线n的像素电极P(n)被充入图像数据，位于该扫描线n-1的像素电极P(n-1)被充入公共电压数据；在扫描线n+1和n+2被该扫描线信号同时施加高电压时，位于该扫描线n+1的像素电极P(n+1)被充入图像数据并保持到下一次脉冲到来的时刻，其中n为自然数。

6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，在该扫描线信号施加至其中的一条扫描线时，从第一条扫描线开始依次施加另一扫描线信号以使像素电极依次充入公共电压数据。

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