CN102053433B - 液晶显示屏及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示屏(1)，由相邻的栅极总线(301)和源极总线(303)的交叉定义一个像素，多个像素配置成矩形状，每个像素包括薄膜晶体管TFT、电连接于薄膜晶体管TFT的像素电极(12)、由液晶层(10)自身产生的电容(C_LC)、存储电容(CS)、在像素电极(12)和一条栅极总线(301)之间形成的第一寄生电容(Cgd₁)，在像素电极(12)和相邻的另一条栅极总线(301)之间形成的第二寄生电容(Cgd₂)。在一个周期内，栅极总线(301)的电压信号分别取为开启电压(V_on)、补偿电压(V_cp)和关闭电压(V_off)，且满足下述式(1)，2α(V_on-V_off)＝β(V_on-V_cp)…(1)其中，α＝Cgd₁/(Cgd₁+C_LC+CS)，β＝Cgd₂/(Cgd₂+C_LC+CS)。

Description

液晶显示屏及其驱动方法

技术领域

本发明涉及液晶显示屏及其驱动方法，特别涉及通过消除储存电容的一端与公共总线连接的液晶显示屏中的引入电压而进行驱动的液晶显示屏及其驱动方法。

背景技术

对于TFT液晶显示屏，通常包括图1(a)所示的CS on Common液晶显示屏和图1(b)所示的CS on Gate液晶显示屏。CS on Common液晶显示屏是存储电容CS的一端与公共总线(common line)连接的液晶显示屏，而CS on Gate液晶显示屏是存储电容CS的一端与栅极总线(gate line)连接的液晶显示屏。

一直以来，对于图1(a)、(b)所示的TFT液晶显示屏，通过液晶显示屏内的薄膜晶体管TFT(ThinFilm Transistor)对像素电极进行充电，根据该像素电极与对向电极之间所施加的电压改变液晶的透过率。在对薄膜晶体管TFT的栅极施加高电压V_on时，薄膜晶体管TFT开启，薄膜晶体管TFT的源极和漏极导通，对像素电极进行充电，并且源极总线的电压通过TFT而施加到像素电极上；在栅极上施加低电压(一般是负电压)V_off时，薄膜晶体管TFT关闭，该像素电极中的电荷保持。

在薄膜晶体管从开启到关闭的瞬间，由于栅极总线和像素电极之间存在寄生电容，寄生电容、像素电容和储存电容之间的电荷会进行再分配，从而像素电极的电压发生变化。像素电极的电压的变化一直持续，向液晶的施加电压也会出现变化(引入电压)，由此导致由于闪烁等原因而产生的画质劣化。

在专利文献1所记载的液晶显示屏的驱动方法中，根据源极总线(source line)的源极信号，调整作为补偿电压的栅极总线的电压，以消除引入电压，从而防止画质劣化。

但是，在专利文献1所记载的液晶显示屏的驱动方法中，须在各个阶段对引入电压进行测量，并将修改数据存放于EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)存储器中，而且，液晶必须通过交流电压驱动，正相写入(源极电压＞对向电压)和负相写入(源极电压＜对向电压)需要各种各样的数据，数据变得庞大，例如在手机用全彩色表示的情况下，需要大约4kbit的容量。因而，需要购置大容量的存储器，从而成本提高。

另外，由于只在作为代表的液晶显示屏中测量修改值，因而对于其它的各液晶显示屏的偏差，无法进行修改。

专利文献1：日本特开2001-235724号公报

发明内容

因此，本发明有鉴于上述课题，以提供能够降低成本和产品的偏差性的液晶显示屏及其驱动方法为目的。

在现有的液晶显示屏中，在一个像素结构中，像素电极相对于栅极总线，存在一个寄生电容。而在实际的像素结构中，像素电极相对于相邻的两条栅极总线，存在两个寄生电容。因此，在本发明的液晶显示屏中，在栅极电压发生变化的情况下，同时考虑经由这两个寄生电容对像素电极产生的影响。

本发明所涉及的液晶显示屏，是储存电容的一端与公共总线连接的液晶显示屏(即，CS on Common液晶显示屏)。

根据上述的本发明所涉及的液晶显示屏，由于储存电容CS的一端和像素电极连接，另一端和公共总线连接，因而，储存电容CS的一端的电压为像素电极电压，另一端的电压为公共总线的电压。因此，即使栅极总线的电压发生变化，也不会经由储存电容CS而对像素电极的电压产生影响。这样，只需考虑经由寄生电容对像素电极的电压的影响。

本发明所涉及的液晶显示屏包括：液晶层、一对取向膜、像素电极、公共电极、TFT侧玻璃基板、彩色滤光膜、公共电极侧玻璃基板、以及一对偏光板。

在所述TFT侧玻璃基板上形成彼此绝缘地交叉的多条栅极总线和源极总线(source line)，由相邻的所述栅极总线和所述源极总线的交叉定义一个像素，多个像素配置成矩形状。

每个像素包括薄膜晶体管TFT、电连接于所述薄膜晶体管TFT的像素电极、由液晶层自身产生的电容、存储电容、在所述像素电极和一条所述栅极总线之间形成的第一寄生电容、以及在所述像素电极和相邻的另一条所述栅极总线之间形成的第二寄生电容。

薄膜晶体管具有连接于所述栅极总线的栅极、连接于所述源极总线的源极、以及连接于所述像素电极的漏极。

根据上述的本发明所涉及的液晶显示屏，由于存在第一寄生电容和第二寄生电容，且第一寄生电容和一条栅极总线连接，第二寄生电容和另一条栅极总线连接，因此，分别由于一条栅极总线和另一条栅极总线的电压的变化，经由第一寄生电容和第二寄生电容而对像素电极的电压产生的变化相互抵消，从而，可以消除引入电压。

在上述的本发明所涉及的液晶显示屏中，第一寄生电容和第二寄生电容的大小相等。

本发明所涉及的CS on Common液晶显示屏的驱动方法，在一个周期内，栅极总线的电压信号分别取为开启电压V_on、补偿电压V_cp和关闭电压V_off，开启电压V_on、补偿电压V_cp和关闭电压V_off满足下述式(1)，

2α(V_on-V_off)＝β(V_on-V_cp)…(1)

其中，α＝Cgd₁/(Cgd₁+C_LC+CS)，β＝Cgd₂/(Cgd₂+C_LC+CS)，Cgd₁、Cgd₂、C_LC、CS分别表示第一寄生电容、第二寄生电容、液晶层自身产生的电容、存储电容的大小。

根据这样的CS on Common液晶显示屏的驱动方法，在薄膜晶体管TFT关闭之后，可以消除引入电压。

在上述的本发明所涉及的液晶显示屏的驱动方法中，在α和β相等的情况下，开启电压V_on、补偿电压V_cp和关闭电压V_off满足下述式(2)，

V_cp＝2V_off-V_on…(2)

根据本发明所涉及的液晶显示屏的驱动方法，由于不存在大量的数据，因而，能够降低成本，而且，通过第一寄生电容和第二寄生电容，可以消除引入电压，因而，能够降低产品的偏差性。

附图说明

图1(a)为表示CS on Common液晶显示屏的等价电路的图。

图1(b)为表示CS on Gate液晶显示屏的等价电路的图。

图2为在现有的液晶显示屏中的源极电压201、栅极电压202和像素电极电压203的波形图。

图3为表示本发明的TFT液晶显示屏的结构的立体图。

图4为表示单个像素的结构的图。

图5为表示本实施方式所涉及的CS on Common液晶显示屏的等价电路的图。

图6为表示本实施方式所涉及的CS on Common液晶显示屏的栅极总线G₁、G₂上所施加的电压信号的波形图。

符号说明

1、液晶显示屏；10、液晶层；11、取向膜；12、像素电极；13、公共电极；14、TFT侧玻璃基板；15、彩色薄膜；16、公共电极侧玻璃基板；17、偏光板；101、301、栅极总线；102、302、公共总线；103、303、源极总线；201、源极电压；202、栅极电压；203、像素电极电压；

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的最佳实施方式进行详细说明。在此，在图的说明中，对同一要素标记同一符号，省略重复的说明。

首先，对本发明所涉及的液晶显示屏1进行详细的说明。

图3为表示本发明的TFT液晶显示屏1的结构的立体图。如图3所示，本发明的液晶显示屏1，是储存电容的一端与公共总线连接的液晶显示屏(即，CS on Common液晶显示屏)，包括：液晶层10、一对取向膜11、11、像素电极12、公共电极13、彩色滤光膜15、TFT侧玻璃基板14、公共电极侧玻璃基板16、以及一对偏光板17、17。

图4为表示单个像素的结构的图。图5为表示本实施方式所涉及的CS on Common液晶显示屏的等价电路的图。如图4和图5所示，在TFT侧玻璃基板14上形成有彼此绝缘地交叉的多条栅极总线301和源极总线303，由相邻的栅极总线301和源极总线303的交叉定义一个像素，多个像素配置成矩形状，每个像素包括薄膜晶体管TFT、电连接于所述薄膜晶体管TFT的像素电极12、在一条栅极总线301和像素电极12之间形成的第一寄生电容Cgd₁、在另一条栅极总线301和像素电极12之间形成的第二寄生电容Cgd₂、在像素电极12和公共电极13之间形成有由液晶层10自身产生的电容C_LC、以及存储电容CS。薄膜晶体管TFT包括连接于栅极总线301的栅极G、连接于源极总线303的源极S、以及连接于像素电极12的漏极D。存储电容CS的一端和像素电极12连接，另一端和公共总线302连接。

其次，参照附图，对本实施方式所涉及的CS on Common液晶显示屏的驱动方法进行详细说明。

在一个周期内，栅极总线的电压分别取为补偿电压V_cp、开启电压V_on和关闭电压V_off，这样，完成对一个像素的驱动。

对于由于栅极总线的电压的变化而产生的引入电压，参照图2进行说明。图2为在现有的液晶显示屏中的源极电压201、栅极电压202和像素电极电压203的波形图。如图2所示，在栅极由开启到关闭的瞬间，栅极电压发生急剧的变化，经由寄生电容Cgd而影响到像素电极的电压，使像素电极的电压产生电压压降，即引入电压ΔV，引入电压ΔV满足下述式(3)，

ΔV＝α(V_on-V_off)…(3)

其中α＝Cgd/(Cgd+C_LC+CS)。

图6为本实施方式所涉及的CS on Common液晶显示屏的栅极总线G₁、G₂上所施加的电压信号的波形图。

如图6所示，在时刻t₁，栅极总线G₁的电压为V_cp，栅极总线G₂的电压为V_off，此时，连接于栅极总线G₁的薄膜晶体管TFT和连接于栅极总线G₂的薄膜晶体管TFT都关闭。

接着，在时刻t₂，栅极总线G₁的电压从V_cp变为V_on，薄膜晶体管TFT的栅极加上开启电压V_on，薄膜晶体管TFT开启，它的漏极和源极导通，源极总线的电压V_s从源极总线303经由薄膜晶体管TFT而加到像素电极12上，此时，像素电极12的电压V_d和源极总线的电压V_s相等。

接着，在时刻t₃，栅极总线G₁的电压从V_on变为V_off，薄膜晶体管TFT的栅极加上关闭电压V_off，薄膜晶体管TFT关闭，经由位于栅极总线G₁和漏极D之间的第一寄生电容Cgd₁对像素电极12产生一个引入电压ΔV₁，其大小为α(V_on-V_off)，而栅极总线G₂的电压从V_cp变为V_on，经由位于栅极总线G₂和漏极D之间的第二寄生电容Cgd₂对像素电极12产生一个引入电压ΔV₂，其大小为β(V_cp-V_on)，于是，引入电压为(ΔV₁+ΔV₂)，像素电极的电压V_d＝V_s-(ΔV₁+ΔV₂)＝V_s-α(V_on-V_off)+β(V_on-V_cp)。

接着，在时刻t₄，栅极总线G₂的电压从V_on变为V_off，经由位于栅极总线G₂和漏极D之间的第二寄生电容Cgd₂对像素电极12产生一个引入电压ΔV₃，其大小为α(V_on-V_off)，于是，引入电压ΔV为(ΔV₁+ΔV₂+ΔV₃)，从而最终的像素电极12的电压V_d＝V_s-(ΔV₁+ΔV₂+ΔV₃)＝V_s-α(V_on-V_off)+β(V_on-V_cp)-α(V_on-V_off)。为了消除这个引入电压ΔV，即ΔV＝0，于是α(V_on-V_off)+β(V_cp-V_on)-α(V_on-V_off)。从而，得到下述式(1)。

2α(V_on-V_off)＝β(V_on-V_cp)…(1)

其中，α＝Cgd₁/(Cgd₁+C_LC+CS)，β＝Cgd₂/(Cgd₂+C_LC+CS)。

由于α和β分别为与第一寄生电容Cgd₁和第二寄生电容Cgd₂相关的常数，因此，通过改变第一寄生电容Cgd₁和第二寄生电容Cgd₂的大小，可以使α和β相等。在α＝β的情况下，上述式(1)简化为下述式(2)，

V_cp＝2V_off-V_on…(2)

即，确定补偿电压V_cp的大小。

而且，本发明的CS on Common液晶显示屏及其驱动方法并不局限于附图和上述的具体实施方式，本领域技术人员在不偏离本发明的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本发明进行变形和变化。这些变形和变化均落入本发明的范围内。例如，也可以通过改变第一寄生电容Cgd₁和第二寄生电容Cgd₂的大小，使α和β满足除了两者相等以外的关系，例如，α＝2β，从而，确定补偿电压V_cp的大小。

Claims (3)

1.一种液晶显示屏，其特征在于，是存储电容的一端和公共总线连接的液晶显示屏，

在基板上形成彼此绝缘地交叉的多条栅极总线和源极总线，由相邻的所述栅极总线和所述源极总线的交叉定义一个像素，多个像素配置成矩形状，

每个像素包括薄膜晶体管TFT、电连接于所述薄膜晶体管TFT的像素电极、由液晶层自身产生的电容、存储电容、在所述像素电极和一条所述栅极总线之间形成的第一寄生电容、以及在所述像素电极和相邻的另一条所述栅极总线之间形成的第二寄生电容，

分别由于一条所述栅极总线和另一条所述栅极总线的电压的变化，经由所述第一寄生电容和所述第二寄生电容而对所述像素电极的电压产生的变化相互抵消，

所述源极总线的电压取为电压V_s，在一个周期内，所述栅极总线的电压信号分别取为开启电压V_on、补偿电压V_cp和关闭电压V_off，且满足下述式(1)，

2α(V_on-V_off)＝β(V_on-V_cp)    …(1)

其中，α＝Cgd₁/(Cgd₁+C_LC+CS)，β＝Cgd₂/(Cgd₂+C_LC+CS)，Cgd₁、Cgd₂、C_LC、CS分别表示所述第一寄生电容、所述第二寄生电容、所述液晶层自身产生的电容、所述存储电容的大小。

2.如权利要求1所述的液晶显示屏，其特征在于，

所述第一寄生电容和所述第二寄生电容的大小相等。

3.如权利要求1所述的液晶显示屏的驱动方法，其特征在于，

所述开启电压V_on、所述补偿电压V_cp和所述关闭电压V_off满足下述式(2)，且α和β相等，

V_cp＝2V_off-V_on…(2)。

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