CN101667396A - 液晶显示装置的像素电压驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置的像素电压驱动电路和液晶显示装置，该像素电压驱动电路包括数据电压产生模块，用于向液晶显示装置的数据线提供数据电压；电极电压产生模块，用于向液晶显示装置的电极电压线提供与数据电压对应的电极电压。本发明针对不同的数据电压，提供与其对应的电极电压，消除或减少了各像素单元中薄膜晶体管的反冲电压和电压传输线电阻的影响，减少了闪烁等图像不良的产生，提高了液晶显示装置的图像显示质量。

Description

液晶显示装置的像素电压驱动电路和液晶显示装置

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种液晶显示装置的像素电压驱动电路和液晶显示装置。

背景技术

通常情况下，液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)装置包括上下两个基板，两个基板中间设置有液晶层，且液晶设置在上下基板上的电极之间。LCD装置正是通过施加电压到上下基板上的电极上，在液晶层上产生电场以调整液晶单元的透光率来显示图像，保证液晶层两侧的电压是保证液晶显示质量的关键。

如图1所示，为现有技术一LCD装置中液晶面板的结构示意图。由图可知，液晶面板上设置有纵横交错的数据线Dm和扫描线Gn，每一组数据线和扫描线组成一像素单元P。每个像素单元主要包括薄膜晶体管TFT、像素电极、液晶单元Clc和公共电极，像素电极通过薄膜晶体管TFT与数据线相连，公共电极通过公共电极层全部连接在一起，还包括存储电容Cst，存储电容Cst是像素电极和位于前一位置处的扫描线彼此交叠时形成的，用于使提供给像素电极的数据电压维持一水平段。

通过向扫描线Gn-1、Gn、Gn+1依次提供扫描信号，连接到扫描线的薄膜晶体管TFT在扫描信号的作用下导通，此时，提供给数据线Gm-1、Gm、Gm+1的数据电压通过薄膜晶体管TFT施加在像素电极上，同时提供一公共电压VCOM给公共电极。将提供给像素电极的数据电压Vd和提供给公共电极的电压VCOM加到液晶单元Clc两侧，液晶单元Clc在其两侧电压Vc形成的电场的作用下显示出所要显示的灰度，不同Vc对液晶单元Clc的作用不同，其产生的灰度的效果不同，通过对各不同液晶单元Clc提供不同的Vc可显示出不同的灰度。

当通入扫描线的扫描信号由扫描高压Vh切换到扫描低压Vl时，薄膜晶体管TFT会产生反冲电压ΔVp，该反冲电压ΔVp会充入液晶单元Clc中，造成加在液晶单元Clc的电压降低，从而导致闪烁的产生，影响液晶的显示质量。

如图2所示，为现有技术二LCD装置中液晶面板的结构示意图。如图中所示，现有技术二的像素单元P1通过第一薄膜晶体管TFT与第一数据线D11连接，通过第二薄膜晶体管TFT与第二数据线Drl连接，液晶单元Clc在两个薄膜晶体管TFT之间。数据电压Vd和公共电压VCOM可分别提供给第一数据线D11和第二数据线Drl，利用两个薄膜晶体管TFT均产生反冲电压ΔVp来消除反冲电压的影响，防止闪烁的产生，提高液晶显示质量。

但是，由于反冲电压ΔVp主要与薄膜晶体管TFT产生的寄生电容Cgd有关，而薄膜晶体管TFT的寄生电容Cgd又与数据电压和/或公共电压有关，不同的数据电压和公共电压下，薄膜晶体管TFT产生的寄生电容Cgd并不相同；实际应用中，由于薄膜晶体管TFT个体之间的差异，薄膜晶体管TFT之间也不可能完全相同，即使在同一数据电压下，各薄膜晶体管TFT产生的寄生电容Cgd也并不相同，因此产生的反冲电压ΔVp也不相同。

现有技术中，液晶面板的公共电压均采用同一固定电压，即相对于液晶面板的各数据线上的不同的数据电压来说，加在像素电极上的电压都是一样的，与数据线连接的薄膜晶体管TFT会因不同的数据电压产生不同的反冲电压ΔVp，导致加在液晶单元两端的电压产生偏移，仍会产生闪烁显示不良；同时，由于各电压传输线电阻的影响，导致实际加在像素区的电压降低，同样影响实际加在液晶显示单元两端的电压，影响液晶面板的图像显示质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种液晶显示装置的像素电压驱动电路和液晶显示装置，可以有效改善现有技术中的缺陷，提高液晶显示装置的图像显示质量。

为实现上述目的，本发明提供了一种液晶显示装置的像素电压驱动电路，包括：

数据电压产生模块，用于向所述液晶显示装置的数据线提供数据电压；

电极电压产生模块，用于向所述液晶显示装置的电极电压线提供与所述数据电压对应的电极电压。

本发明提供了一种液晶显示装置，包括：

像素单元；

像素电压驱动电路，用于通过数据线向所述像素单元提供数据电压，并且通过电极电压线向所述像素单元提供电极电压；

扫描电压驱动电路，用于通过扫描线向所述像素单元提供扫描电压。

本发明通过在液晶面板的每个像素单元设置与数据线相对应的独立的电极电压线，同时，通过在像素电压驱动电路产生与数据电压对应的电极电压，即针对不同的数据电压对应提供不同的电极电压，可避免画面变化即数据电压变化导致的ΔVp变化而引起加在液晶单元的电压产生偏移，从而降低了闪烁的产生，有效地提高了液晶显示装置的图像显示质量；同时，由于对应于不同的数据电压输入与其相对应的电极电压，降低了液晶面板上电压传输线电阻导致的压降现象，保证了液晶单元两端电压的稳定性，从而保证了液晶显示装置的图像显示品质。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为现有技术一LCD装置中液晶面板的结构示意图；

图2为现有技术二LCD装置中液晶面板的结构示意图；

图3为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例的结构示意图；

图4为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例中电极电压产生模块的结构示意图；

图5为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例中基准电极电压产生模块的具体电路结构示意图；

图6为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例中电极电压输出单元的具体电路结构示意图；

图7为本发明液晶显示装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明提出了一种新的液晶显示装置的像素电压驱动电路，该像素电压驱动电路可向液晶显示装置的数据线输出数据电压的同时，向电极电压线输出与该数据电压相对应的电极电压，对应不同的数据电压提供不同的电极电压，保证液晶面板中液晶单元两侧的电压，消除由于数据电压不同导致反冲电压ΔVp不同以及电压传输线电阻对液晶单元两侧电压的影响。

如图3所示，为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例的结构示意图。本实施例像素电压驱动电路包括数据电压产生模块10和电极电压产生模块11。数据电压产生模块10用于给液晶显示装置的各数据线提供数据电压Vd，同时，也将数据电压输入到电极电压产生模块11；电极电压产生模块11用于根据输入到液晶显示装置的各数据线的数据电压，选择与该数据电压Vd对应的预先存储在电极电压产生模块11中的基准电极电压Vc，将该基准电极电压Vc作为与数据电压Vd对应的电极电压VC，并输入到与输入数据电压的数据线对应的电极电压线上。

如图4所示，为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例中电极电压产生模块的结构示意图。本实施例中，电极电压产生模块11可包括数据电压锁存单元110、基准电极电压存储单元111和电极电压输出单元112。数据电压锁存单元110用于将待输入到液晶显示装置各数据线的数据电压信号锁存起来，并提供给电极电压输出单元112；电极电压输出单元112根据数据电压信号从基准电极电压存储单元111中获得与该数据电压对应的基准电极电压，将该基准电极电压作为与数据电压对应的电极电压，并输出到液晶显示装置中的电极电压线上，数据电压和电极电压共同作用在液晶单元Clc两端，给液晶单元Clc提供合适的电场，实现像素单元的图像显示。本实施例中，数据电压锁存单元110可具体为一移位寄存器，根据外部输入的移位锁存信号，将输入的传输数据电压信号依次存储起来，并提供给电极电压输出单元112。

本实施例像素电压驱动电路还可包括基准电极电压产生模块，用于给电极电压产生模块提供基准电极电压。该基准电极电压产生模块可根据标准的图像数据信号GLn(如GL0、GL64...GL255等)产生与其对应的基准电极电压VcN。具体地，在液晶面板制造过程中，可将一组标准的数据图像信号(如GL0，GL64...GLn等)分别施加到液晶显示面板的数据线上，基准电极电压产生模块可输出电压到与数据线对应的电极电压线上，调整基准电极电压产生模块的输出电压至合适值，直到液晶面板的图像显示质量最佳，此时，基准电极电压产生模块的数据电压即可作为对应此时标准图像信号的基准电极电压(如Vc0，Vc1，...VcN)。基准电极电压产生模块可将此时的基准电极电压提供给像素电压驱动电路中的电极电压产生模块。如图5所示，为本发明液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例中基准电极电压产生模块的具体电路结构示意图。具体地，如图5中所示，该基准电极电压产生模块可由数个电阻(R0、R1，...Rn，Rv)串连而成，组成一个分压电路，每个电阻Rn连接有一个比较运算放大器，运算放大器可输出一稳定的电压VN。在进行基准电极电压调整时，可将一组标准的图像数据信号(GL0，GL64...GLn)分别通入液晶面板对应的数据线上，将每个电阻对应的输出电压(V0，V2...VN)输入到与各数据线相对应的电极电压线中，此时，可通过调整各电阻Rn的大小至合适值，使得液晶面板的图像显示质量最佳，此时可将各输出电压VN作为与标准图像数据信号GLn相对应的基准电极电压VcN。在进行电阻Rn的调整过程中，可一边调整电阻Rn的阻值，一边通过检测并观察此时液晶面板的图像显示质量，如图像闪烁、亮度等，直到液晶显示装置的图像显示效果最好，可将此时的电阻Rn的阻值作为最合适的电阻，此时与该电阻Rn对应的输出电压VN可作为基准电极电压VcN。Rv可作为不同液晶面板之间由于整体差异的一个调节电阻，即当在一个液晶面板调整出合适的各电阻后，可将该基准电极电压产生模块应用到其它液晶面板，此时，可只调节Rv的大小就可获得各标准数据电压信号对应的基准电极电压。

此外，也可根据获得的部分标准图像数据信号对应的基准电极电压，通过运算电路，获得各种数据信号对应的电极电压，并可将该电极电压作为基准电压存储起来。

本实施例中的电极电压产生模块11中的电极电压输出单元112也可具体为如图6所示的电路示意图。具体地，本实施例中的电极电压输出单元112可根据有限的与数个标准图像数据电压信号对应的基准电极电压生成并输出各种数据电压信号下的电极电压。以4个标准数据图像信号GL0、GL64、GL128和GL255对应的4个基准电极电压Vc1、Vc2、Vc3和Vc4为例，说明电极电压输出单元的原理。具体地，在Vc1和Vc2信号之间串连有大小相同或不同的64个电阻R，依次输出的电压分别为VC1、VC2...VC64，其分别可作为数据电压信号Vd1，Vd2...Vd64对应的电极电压，其中，VC1和Vc1相同，且与数据电压信号Vd1相对应，VC64和Vc2相同，且与数据电压信号Vd64相对应，由此，根据基准电极电压Vc1和Vc2可得到与数据电压信号Vd1，Vd2...Vd64对应的电极电压VC1、VC2...VC64，同样地，可以在Vc2和Vc3之间，Vc3和Vc4之间串连合适数量的电阻，即可得到与数据电压Vd65、Vd66...Vd255对应的电极电压VC65、VC66...VC255。由此可知，根据上述原理，可得到各种数据电压信号Vd对应的电极电压VC。

该基准电极电压产生模块根据标准图像数据信号可调整出与各标准数据电压对应的基准电极电压，由于该基准电极电压是通过对输入的标准数据电压的液晶面板的显示质量进行检测至最优后获得，保证了该数据电压和基准电压下液晶面板的图像显示质量，消除或降低了闪烁等图像不良，同时，该基准电极电压和数据电压也减少了因电压传输线电阻引起的电压降低对图像的影响，保证了液晶面板的整体图像显示质量。

该基准电极电压产生模块可作为液晶面板生产制造时的一个检测和调整工具，也可作为工程人员进行图像调整和检测的一个工具，可为液晶显示装置的像素电压驱动电路提供基准电极电压，提高像素电压驱动电路驱动电压的准确性，避免或减少了闪烁等图像显示不良，提高了液晶显示装置的图像显示质量。

本实施例像素电压驱动电路可作为液晶显示装置的数据像素电压驱动电路，用于给液晶显示装置中的数据线和电极电压线分别提供数据电压和与数据电压对应的电极电压。具体地，该液晶显示装置包括成矩阵布设的多个像素单元，每个像素单元P1分别连接有数据线Dm、电极电压线Vm、扫描线Gn、连接数据线Dm和扫描线Gn的第一薄膜晶体管TFT、连接电极电压线Vm和扫描线Gn的第二薄膜晶体管TFT，形成在第一薄膜晶体管TFT和第二薄膜晶体管TFT之间的液晶单元Clc；第一薄膜晶体管TFT的漏极和数据线Dm相连接，栅极和扫描线Gn相连接，液晶单元Clc连接在第一薄膜晶体管TFT的源极和第二薄膜晶体管的源极之间。本实施例像素电压驱动电路和扫描电压驱动电路共同作用下可为像素单元P1的数据线Dm和电极电压线Vm分别提供数据电压和与数据电压对应的电极电压，即针对不同的数据电压，提供与数据电压对应的电极电压，可有效降低薄膜晶体管TFT产生的反冲电压ΔVp对液晶单元的影响，消除或降低闪烁不良，提高了液晶显示装置的显示质量。

本实施例在给液晶显示装置的像素单元提供数据电压的同时，提供与数据电压对应的电极电压，使得不同的数据电压对应于不同的电极电压，有效降低了薄膜晶体管TFT产生的反冲电压ΔVp随数据电压变化而变化引起像素单元的电压偏移，保证了像素单元电压的稳定性和可靠性，消除或降低了闪烁的产生，提高了液晶面板的图像显示质量；同时，由于对应于不同的数据电压，输入与其相对应的电极电压，有效降低了液晶面板电压传输线电阻导致的压降现象，保证了液晶面板中各液晶单元两端电压的稳定性，从而保证了液晶显示装置的显示品质。

如图7所示，为本发明液晶显示装置实施例的结构示意图。本实施例中，液晶显示装置包括像素电压驱动电路1、扫描电压驱动电路2和液晶面板3。液晶面板3包括成矩阵布设的多个像素单元，每个像素单元P1分别连接有数据线Dm、电极电压线Vm、扫描线Gn、连接数据线Dm和扫描线Gn的第一薄膜晶体管TFT、连接电极电压线Vm和扫描线Gn的第二薄膜晶体管TFT和形成在第一薄膜晶体管TFT和第二薄膜晶体管TFT之间的液晶单元Clc。其中，扫描电压驱动电路2向扫描线提供扫描信号；像素电压驱动电路1向数据线Dm提供数据电压Vd，向电极电压线Vm提供与数据电压Vd相对应的电极电压VC；第一薄膜晶体管TFT的漏极和数据线Dm相连接，栅极和扫描线Gn相连接；第二薄膜晶体管TFT的漏极和电极电压线Vm相连接，栅极和扫描线Gn相连接；液晶单元连接在第二薄膜晶体管TFT的源极和第一薄膜晶体管TFT的源极之间。像素电压驱动电路1通过数据线Dm和电极电压线Vm给像素单元提供合适的电压，保证液晶单元的图像显示质量。

本实施例中，电极电压VC由像素电压驱动电路1根据待输入的数据电压Vd和预先设置的基准电极电压Vc而得到，不同的数据电压Vd对应产生不同的电极电压VC，即一个像素单元中，加在公共电极上的电极电压VC是与加在像素电极上的数据电压Vd相对应的。该基准电极电压Vc可为预先调整得到的对应于不同数据电压下的最优的电极电压，像素电压驱动电路1可根据待输入的数据电压的大小，选择合适的基准电极电压并作为与该数据电压对应的电极电压，输入到与其对应的电极电压线上，为像素单元中的液晶单元两侧提供适合的电压，保证了像素单元液晶单元的显示质量。

如图3所示，本发明实施例中的像素电压驱动电路1可包括数据电压产生模块10和电极电压产生模块11。数据电压产生模块10用于给液晶面板3的各数据线提供数据电压，同时，将数据电压输入到电极电压产生模块11；电极电压产生模块11用于根据输入到液晶面板3的各数据线的数据电压，选择与该数据电压Vd对应的预先存储在电极电压产生模块11中的基准电极电压Vc，并将该基准电极电压Vc作为与数据电压Vd对应的电极电压VC，并输入到与输入数据电压的数据线对应的电极电压线上。

如图4所示，本实施例中的电极电压产生模块11可包括数据电压锁存单元110、基准电极电压存储单元111和电极电压输出单元112。数据电压锁存单元110用于将待输入到液晶面板各数据线的数据电压信号锁存起来，并提供给电极电压输出单元112；电极电压输出单元112根据数据电压信号从基准电极电压存储单元111中获得与该数据电压对应的基准电极电压，将该基准电极电压作为与数据电压对应的电极电压，并输出到液晶面板3中的电极电压线上，数据电压和电极电压共同作用在液晶单元Clc两端，给液晶单元Clc提供合适的电场，实现像素单元液晶单元的图像显示。本实施例也可包括基准电极电压产生模块，用于给电极电压产生模块提供基准电极电压。具体地，该基准电极电压产生模块的电路可如图5中所示，本实施例中的电极电压输出单元112的具体电路图可如图6中所示，可为液晶显示面板提供各种数据电压信号对应的电极电压，详细请见本发明实施例液晶显示装置的像素电压驱动电路实施例，在此不再赘述。

本实施例中，通过在液晶面板的像素单元设置与数据线相对应的独立的电极电压线，同时，通过像素电压驱动电路产生与数据电压对应的电极电压，即针对不同的数据电压对应提供不同的电极电压，可避免画面变化即数据电压变化导致的ΔVp变化而引起加在像素单元的电压产生偏移，从而降低了闪烁的产生，有效地提高了液晶面板的图像显示质量；同时，由于对应于不同的数据电压，输入与其相对应的电极电压，有效降低了液晶面板电压传输线电阻导致的压降现象，保证了各液晶单元两端电压的稳定性，从而保证了液晶显示装置的图像显示品质。

上述各实施例中，像素电压驱动电路和扫描电压驱动电路可在控制器的控制信号下工作，并由控制器给像素电压驱动电路传送相应的图像数据信号，像素电压驱动电路根据控制器的控制信号和图像数据信号，生成数据电压和对应的电极电压提供给各像素单元，实现图像的显示。与现有技术不同的是，本发明中的电极电压根据相应的数据电压而变化，不是一个固定的电压，且该电极电压是根据相应的数据电压和预先调整出的基准电极电压而得到的，具体的，该基准电极电压可为在生产制造时，由基准电极电压产生模块获得，并可存储于像素电压驱动电路中的电极电压产生模块，像素电压驱动电路根据所要输出的数据电压，选择与数据电压对应的基准电极电压并作为电极电压输出，保证最终加在液晶单元Clc两侧的电压保持稳定，避免出现闪烁等图像显示不良。在进行图像数据显示时，像素电压驱动电路输出数据电压到数据线的同时，可输出与数据电压对应的电极电压输出到和数据线对应的电极电压线，避免因线路电阻或液晶面板中各薄膜晶体管TFT产生的反冲电压ΔVp造成的影响，降低了闪烁产生的不良，提高了液晶显示装置的图像显示质量。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1、一种液晶显示装置的像素电压驱动电路，其特征在于，包括：

数据电压产生模块，用于向所述液晶显示装置的数据线提供数据电压；

电极电压产生模块，用于向所述液晶显示装置的电极电压线提供与所述数据电压对应的电极电压。

2、根据权利要求1所述的液晶显示装置的像素电压驱动电路，其特征在于，所述电极电压产生模块包括：

基准电极电压存储单元，用于存储数据电压对应的基准电极电压；

数据电压锁存单元，用于锁存数据电压；

电极电压输出单元，用于根据所述基准电极电压，产生并输出与所述数据电压对应的电极电压。

3、根据权利要求2所述的液晶显示装置的像素电压驱动电路，其特征在于，所述数据电压锁存单元为移位寄存器，根据外部输入的移位脉冲，将输入的串行数据电压依次存储起来。

4、根据权利要求2所述的液晶显示装置的像素电压驱动电路，其特征在于，还包括基准电极电压产生模块，用于产生所述基准电极电压并提供给所述电极电压产生模块。

5、一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

像素单元；

像素电压驱动电路，用于通过数据线向所述像素单元提供数据电压，并且通过电极电压线向所述像素单元提供电极电压；

扫描电压驱动电路，用于通过扫描线向所述像素单元提供扫描电压。

6、根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素单元包括：

第一薄膜晶体管，该第一薄膜晶体管的漏极和所述数据线相连接，栅极和所述扫描线相连接；

第二薄膜晶体管，该第二薄膜晶体管的漏极和所述电极电压线相连接，栅极和所述扫描线相连接；

液晶单元，连接在所述第二薄膜晶体管的源极和所述第一薄膜晶体管的源极之间。

7、根据权利要求5或6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述像素电压驱动电路包括：

数据电压产生模块，用于向所述数据线提供数据电压；

电极电压产生模块，用于向所述电极电压线提供与所述数据电压对应的电极电压。

8、根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述电极电压产生模块包括：

基准电极电压存储单元，用于存储数据电压对应的基准电极电压；

数据电压锁存单元，用于锁存数据电压；

电极电压输出单元，用于根据所述基准电极电压，产生并输出与所述数据电压对应的电极电压。

9、根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，所述数据电压锁存单元为移位寄存器，根据外部输入的移位脉冲，将输入的串行数据电压依次存储起来

10、根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括基准电极电压产生模块，用于产生所述基准电极电压并提供给所述电极电压产生模块。

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