CN102073180A - 液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示装置，其包括多条相互平行的扫描线，多条与扫描线交替设置的公共线，多条相互平行的数据线，和多个呈矩阵排列的像素单元。每个像素单元包括一个薄膜晶体管和一个连接该薄膜晶体管的漏极的像素电极。该多条数据线包括多条交替设置的左数据线和右数据线。每一列像素单元都夹在不同的一组左、右数据线之间。每一列像素单元的薄膜晶体管的源极，以交替的方式分别依次连接夹住该列的左数据线和右数据线。每一条扫描线同时连接到相邻的两行像素单元的薄膜晶体管的栅极。

Description

液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置由于其具有重量轻、耗电少、辐射低和携带方便等优点，被广泛应用在现代化信息设备，如显示器、电视、移动电话和数字产品等。通常液晶显示装置是通过对各像素单元中液晶分子施加电压，使得液晶分子发生旋转来控制光线在各像素单元中的通过量，从而实现画面的显示。
请参阅图1，是一种现有技术液晶显示装置结构示意图。该液晶显示装置10包括一扫描驱动器11、一数据驱动器12、多个相互平行的扫描线13、多个相互平行且分别与该扫描线13绝缘垂直相交的数据线14和多个位于该扫描线13与该数据线14交叉处的像素单元(未标示)，其中，三个相邻RGB像素单元形成一像素单元(图未示)。该扫描驱动器11用于驱动该扫描线13，该数据驱动器12用于驱动该数据线14。
该像素单元包括一薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)15、一存储电容16、一液晶电容(Capacitor Of Liquid Crystal)17、一像素电极18和一公共电极19。该薄膜晶体管15的栅极(未标示)电连接该扫描线13，其源极(未标示)电连接该数据线14，其漏极(未标示)电连接该像素电极18。该存储电容16由该像素电极18、与该公共电极19电连接的公共线(图未示)和夹在二者之间的绝缘层(图未示)形成。该液晶电容17由该像素电极18、该公共电极19和夹在二者之间的液晶层(图未示)形成。
当扫描信号加载至该扫描线13时，该薄膜晶体管15导通，该数据驱动器12输出的数据信号依次通过该数据线14、该薄膜晶体管15的源极、漏极加载至该像素电极18，从而使该像素电极18与该公共电极19之间形成一电压差，该电压差以电场形式来控制该像素电极18与该公共电极19之间液晶分子(图未示)的旋转，进而控制光线通过该液晶层的多少以达到显示目的
若始终施加相同数据信号以驱动该液晶分子，则液晶分子对电场的反应会逐渐迟钝。为了避免该问题产生，施加在该像素电极18上的数据信号的电压会在正负电压(以该公共电极19上的公共电压为参考对象)之间交替变换，该方法称为反转驱动方法。目前的液晶显示装置10采用帧反转(Frame Inversion)驱动、线反转(Row Inversion)驱动、行反转(Column Inversion)驱动和点反转(Dot Inversion)驱动，其中，点反转驱动应用最为广泛。
请一并参阅图1、图2，图2是图1所示液晶显示装置10点反转驱动的驱动示意图。该液晶显示装置10显示第n帧(Frame)时，当扫描信号依次扫描每一条扫描线13时，该数据驱动器12对应每一列像素单元提供给每条数据线14的驱动电压的极性依次反转，反转的频率和扫描的频率相同，并且相邻数据线14上的驱动电压的极性相反。因此，每一像素单元与其相邻像素单元的像素电极18的驱动电压的正负极性均不同。当该液晶显示装置显示第n+1帧时，每一像素电极18的驱动电压的正负极性与第n帧正好相反。帧每变换一次，该像素电极18的驱动电压的正负极性也发生一次变换，从而驱动该液晶显示装置10显示图像。
采用上述点反转驱动方法驱动液晶显示装置10时，由于数据驱动器12必须提供高频率变换极性的驱动电压给每一条数据线，因此数据驱动器12比较耗电，进而导致该液晶显示装置10比较耗电。
发明内容
为解决现有技术液晶显示装置点反转驱动比较耗电的问题，有必要提供一种点反转驱动比较省电的液晶显示装置。
一种液晶显示装置，其包括多条相互平行的扫描线，多条与扫描线交替设置的公共线，多条相互平行的数据线，和多个呈矩阵排列的像素单元。每个像素单元包括一个薄膜晶体管和一个连接该薄膜晶体管的漏极的像素电极。该多条数据线包括多条交替设置的左数据线和右数据线。每一列像素单元都夹在不同的一组左、右数据线之间。每一列像素单元的薄膜晶体管的源极，以交替的方式分别依次连接夹住该列的左数据线和右数据线。每一条扫描线同时连接到相邻的两行像素单元的薄膜晶体管的栅极。
相较于现有技术，本发明的液晶显示装置通过每一条扫描线同时连接到相邻的两行像素单元的薄膜晶体管的栅极来降低扫描的频率，使得反转驱动方法驱动液晶显示装置时数据线上驱动电压的极性转换频率较低，可以减少数据驱动器功耗。
附图说明
图1是一种现有技术液晶显示装置结构示意图。
图2是图1所示液晶显示装置点反转驱动的驱动示意图。
图3是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。
图4是图3所示的液晶显示装置的点反转驱动的驱动示意图。
图5是图3所示的液晶显示装置的1+2行反转驱动的驱动示意图。
图6是本发明液晶显示装置第二实施方式的结构及驱动示意图。
图7是本发明液晶显示装置第三实施方式的结构及驱动示意图。
图8是本发明液晶显示装置第四实施方式的结构及驱动示意图。
具体实施方式
请参阅图3，是本发明液晶显示装置第一实施方式的结构示意图。该液晶显示装置30包括一液晶面板、一扫描驱动器31、一数据驱动器32。
该液晶面板包括多条平行间隔设置的扫描线33，多条相互平行且与该扫描线33交替设置的公共线39，多组与该扫描线绝缘垂直设置的数据线34，以及多个由该扫描线33与该数据线34分隔界定且呈矩阵分布的像素单元36。每组数据线34包括一条左数据线和一条右数据线，且该左数据线和该右数据线交替设置。每一像素单元36包括一薄膜晶体管35、一像素电极351和一连接公共线39的公共电极352。该像素电极351、该公共电极352和夹在其间的液晶层(图未示)构成一液晶电容。其中，该扫描线33连接到该扫描驱动器31，用于接收该扫描驱动器31输出的扫描信号。该数据线34连接到该数据驱动器32，用于接收该数据驱动器32输出的数据驱动电压，并通过每个像素单元36的薄膜晶体管35提供给与其相连接的像素电极351。
为了方便描述，下面以m条扫描线331、332…33m，m+1条公共线391、392、393…39m+1，包括n条左数据线341a、342a…34na和n条右数据线341b、342b…34nb的n组数据线341、342、…34n为例。将处在第i行第j列的像素单元36记为36(i，j)(1≤i≤2m)。其中，m、n为自然数。
第j组数据线34j包括的左数据线34ja和右数据线34jb分别位于第j列像素单元36的左右两侧。第j+1组数据线34(j+1)包括的左数据线34(j+1)a和右数据线34(j+1)b分别位于第j+1列像素单元36的左右两侧。相邻的第j、j+1列像素单元36之间设置有第j组数据线34j的右数据线34jb和第j+1组数据线34(j+1)的左数据线34(j+1)a。即，每一列像素单元36都夹在一组数据线之间。
每一列像素单元36的薄膜晶体管35的源极，除了第一行与最后一行外，以两两交替的方式分别依次连接到夹住该列像素单元36的左数据线和右数据线。任意一列像素单元36的薄膜晶体管35的位置都和相邻的另外一列像素单元36的薄膜晶体管35的位置轴对称排列。即，每行相邻的两个像素单元36的薄膜晶体管35的源极分别连接左数据线和右数据线。
以第一、第二列像素单元36(i，1)、36(i，2)为例，该第一列像素单元36(i，1)夹在第一组数据线341的左、右数据线341a，341b之间，第二列像素单元36(i，2)夹在第二组数据线342的左、右数据线342a，342b之间，第一列像素单元36(i，1)的第一行像素单元36(1，1)的薄膜晶体管35的源极连接到第一组数据线341的左数据线341a，第二列像素单元36(i，2)的第一行像素单元36(1，2)的薄膜晶体管35的源极连接到第二组数据线342的右数据线342b。
第一列像素单元36(i，1)的第二行像素单元36(2，1)的薄膜晶体管35的源极连接到第一组数据线341的右数据线341b，第二列像素单元36(i，2)的第二行像素单元36(2，2)的薄膜晶体管35的源极连接到第二组数据线342的左数据线342a。
第一列像素单元36(i，1)的第三行像素单元36(3，1)的薄膜晶体管35的源极连接到第一组数据线341的左数据线341a，第二列像素单元36(i，2)的第三行像素单元36(3，2)的薄膜晶体管35的源极连接到第二组数据线342的右数据线342b。
第一列像素单元36(i，1)的第四行像素单元36(4，1)的薄膜晶体管35的源极连接到第一组数据线341的右数据线341b，第二列像素单元36(i，2)的第四行像素单元36(4，2)的薄膜晶体管35的源极连接到第二组数据线342的左数据线342a。以此类推。
扫描线的数量m为像素单元行数的一半，第k(1≤k≤m)行扫描线33k同时连接到第2k、2k 1行像素单元36的薄膜晶体管35的栅极，即，每一条扫描线同时连接到相邻的两行像素单元36的薄膜晶体管35的栅极。仍然以第一列像素单元36(i，1)为例，其第一、第二行像素单元36(1，1)、36(2，1)的薄膜晶体管35的栅极连接到第一条扫描线331，其第三、第四行像素单元36(3，1)、36(4，1)的薄膜晶体管35的栅极连接到第二条扫描线332，以此类推。
请一并参阅图4，该液晶显示装置30显示第n帧(Frame)时，该扫描驱动器31提供扫描信号312依次扫描每一条扫描线331、332…33m。扫描第k行扫描线33k时，该数据驱动器32给所有左数据线341a、342a…34na提供相对于公共电压Vcom具有第一极性的驱动电压Vd1，给所有右数据线341b、342b…34nb提供具有与第一极性的相反的第二极性的驱动电压Vd2。扫描第k+1行扫描线33k+1时，该数据驱动器32给所有左数据线341a、342a…34na提供第二极性的驱动电压Vd2，给所有右数据线341b、342b…34nb提供第一极性的驱动电压Vd1。即，该数据驱动器32给每组数据线341、342、…34n的左、右数据线341a、342a…34na，341b、342b…34nb提供极性相反的驱动电压，每次扫描时，该扫描驱动器31提供给左、右数据线341a、342a…34na，341b、342b…34nb的驱动电压的极性反转，反转的频率和扫描的频率相同。因此，该液晶显示装置30的每一像素单元36(i，j)与其相邻的像素单元36(i+1，j)36(i-1，j)36(i，j+1)36(i，j-1)的驱动电压的正负极性均不同。当该液晶显示装置30显示第n+1帧时，每一像素单元36的驱动电压的正负极性与第n帧正好相反。帧每变换一次，该所有像素单元36的驱动电压的正负极性也发生一次变换，从而驱动该液晶显示装置30显示图像。
该液晶显示装置30的扫描线的数量为像素单元行数的一半，每一条扫描线可同时驱动相邻的两行像素单元36，使得液晶显示装置30显示每一帧所需扫描的频率减半，进而使数据驱动器32提供给每一条数据线的驱动电压的极性变换频率减半。因此，该数据驱动器32比较省电，进而采用该数据驱动器32的该液晶显示装置30也比较省电。
请参阅图5，作为第一实施方式的替代实施方式，该液晶显示装置30显示第n帧(Frame)时，该扫描驱动器31提供扫描信号312依次扫描每一条扫描线331、332…33m，该数据驱动器32始终给所有左数据线341a、342a…34na提供第一极性的驱动电压Vd1，给所有右数据线341b、342b…34nb提供第二极性的驱动电压Vd2。每次扫描时，该扫描驱动器31提供给左、右数据线的驱动电压的极性不变。
当该液晶显示装置30显示第n+1帧时，该数据驱动器32始终给所有左数据线341a、342a…34na提供第二极性的驱动电压Vd2，给所有右数据线341b、342b…34nb提供具有与第一极性的驱动电压Vd1。每次扫描时，该扫描驱动器31提供给左、右数据线341a、342a…34na，341b、342b…34nb的驱动电压的极性不变，以使每一像素单元36的驱动电压的正负极性与第n帧正好相反。帧每变换一次，该像素单元36的驱动电压的正负极性也发生一次变换，从而驱动该液晶显示装置30显示图像。此时，该液晶显示装置30可以实现如图5所示的1+2行反转驱动的模式，即，除了第一、第二行之间，倒数第一、第二行像素单元36之间为行反转外，其它部分的像素单元36为两行反转。
请参阅图6，本发明液晶显示装置60第二实施方式的结构及驱动示意图。该液晶显示装置60与液晶显示装置30类似，其不同之处在于：每一列像素单元66的薄膜晶体管65的源极，以单个交替的方式分别依次连接到夹住该列的左数据线和右数据线。任意一列像素单元66的薄膜晶体管65的位置都和相邻的另外一列像素单元66的薄膜晶体管65的位置轴对称排列。即，每行相邻的两个像素单元66的薄膜晶体管65的源极分别连接左数据线和右数据线。
以第一、第二列像素单元66(i，1)、66(i，2)为例，该第一列像素单元66(i，1)夹在第一组数据线641的左、右数据线641a，641b之间，第二列像素单元66(i，2)夹在第二组数据线642的左、右数据线642a，642b之间，第一列像素单元66(i，1)的第一行像素单元66(1，1)的薄膜晶体管65的源极连接到第一组数据线641的左数据线641a，第二列像素单元66(i，2)的第一行像素单元66(1，2)的薄膜晶体管65的源极连接到第二组数据线642的右数据线642b。
第一列像素单元66(i，1)的第二行像素单元66(2，1)的薄膜晶体管65的源极连接到第一组数据线641的右数据线641b，第二列像素单元66(i，2)的第二行像素单元66(2，2)的薄膜晶体管65的源极连接到第二组数据线642的左数据线642a。
第一列像素单元66(i，1)的第三行像素单元66(3，1)的薄膜晶体管65的源极连接到第一组数据线641的左数据线641a，第二列像素单元66(i，2)的第三行像素单元66(3，2)的薄膜晶体管65的源极连接到第二组数据线642的右数据线642b。
第一列像素单元66(i，1)的第四行像素单元66(4，1)的薄膜晶体管65的源极连接到第一组数据线641的右数据线641b，第二列像素单元66(i，2)的第四行像素单元66(4，2)的薄膜晶体管65的源极连接到第二组数据线642的左数据线642a。以此类推。
该液晶显示装置60显示第n帧(Frame)时，该扫描驱动器61提供扫描信号612依次扫描每一条扫描线631、632…63m，该数据驱动器62始终给所有左数据线641a、642a…64na提供第一极性的驱动电压Vd1，给所有右数据线641b、642b…64nb提供与第二极性的驱动电压Vd2，每次扫描时，该扫描驱动器61提供给左、右数据线641a、642a…64na，641b、642b…64nb的驱动电压的极性不变。当该液晶显示装置60显示第n+1帧时，每一像素单元66的驱动电压的正负极性与第n帧正好相反。帧每变换一次，该像素单元66的驱动电压的正负极性也发生一次变换，从而驱动该液晶显示装置60以点反转的模式显示图像。
然而，由于液晶显示器60的制作工艺使得夹在相邻两列像素66之间的左、右数据线之间的距离非常小，如果夹在相邻两列像素66之间的左、右数据线上的驱动电压的极性相反，则该相邻两列像素66之间的左、右数据线64a、64b上的驱动电压会以电容耦合的方式相互干扰，使得该液晶显示器60显示图像时会发生画面异常。另外，如果该液晶显示器60的数据线和薄膜晶体管75的源极因制作工艺误差偏移时，如果左数据线连接的薄膜晶体管65的栅极与漏极之间的寄生电容增大，则右数据线连接的薄膜晶体管65的栅极与漏极之间的寄生电容减小，反之亦然。上述工艺误差使得该液晶显示器60在上述点反转驱动模式下，所有像素的驱动电压的变化趋势相同，闪烁现象较为明显。
请参阅图7，本发明液晶显示装置70第三实施方式的结构及驱动示意图。该液晶显示装置70与液晶显示装置30类似，其不同之处在于：每一列像素单元76的薄膜晶体管75的源极，以单个交替的方式分别依次连接到左数据线和右数据线。任意一列像素单元76的薄膜晶体管75的位置都和相邻的另外一列像素单元76的薄膜晶体管75的位置相同，即任一组数据线与其所夹持的一列像素单元76的薄膜晶体管75连接关系和相邻的一组数据线与其所夹持的一列像素单元76的薄膜晶体管75的连接关系相同。也就是说，第k行的所有像素单元76的薄膜晶体管75的源极都分别连接到相邻的左数据线741a、742a…74na，第k-1或第k+1行的所有像素单元76的薄膜晶体管75的源极都分别连接到相邻的右数据线741b、742b…74nb。
该液晶显示装置70显示第n帧(Frame)时，扫描驱动器71提供扫描信号712依次扫描多条扫描线73，数据驱动器72依次提供驱动电压给所有数据线74，且每条数据线上的驱动电压的极性在第n帧(Frame)内不变。具体地，该数据驱动器72给第j组数据线74j的左数据线74ja提供第一极性的驱动电压Vd1，右数据线74jb提供第二极性的驱动电压Vd2。给第j+1组数据线74j+1的左数据线74(j+1)a提供第二极性的驱动电压Vd2，右数据线74(j+1)b提供第一极性的驱动电压Vd1。每次扫描时，该扫描驱动器71提供给左、右数据线741a、742a…74na，741b、742b…74nb的驱动电压的极性不变。当该液晶显示装置70显示第n+1帧时，每条数据线上的驱动电压的极性反转，以改变每一像素单元76的驱动电压的正负极性与第n帧正好相反。帧每变换一次，该像素单元76的驱动电压的正负极性也发生一次变换，从而驱动该液晶显示装置70以点反转的模式显示图像。
由于液晶显示器70夹在相邻两列像素76之间的左、右数据线74(j+1)a、74jb上的驱动电压的极性相同，电容耦合的方式产生的相互干扰相对减少，使得该液晶显示器70显示图像时画面异常大为降低。另外，即使该液晶显示器70的数据线和薄膜晶体管75的源极因为制作工艺误差偏移时，因该液晶显示器70薄膜晶体管75的位置使每行薄膜晶体管75的栅极与漏极之间的寄生电容相对变化一致，因此点反转驱动下，相邻像素76驱动电压变化趋势相反而互相抵销，可减明显轻闪烁现象。
请参阅图8，是本发明液晶显示装置80第四实施方式的结构示意图。该液晶显示装置80与液晶显示装置70类似，其不同之处在于：该液晶显示装置80的每一像素单元86包括一第一子像素86a和一第二子像素86b。
该第一子像素86a包括一第一薄膜晶体管85a、一第一像素电极851a和一第一公共电极852a。该第一像素电极851a、该第一公共电极852a和夹在其间的液晶层(图未示)构成一第一液晶电容。
该第二子像素86b包括一耦合电容853、一第二薄膜晶体管85b、一第二像素电极851b和一第二公共电极852b。该第二像素电极851b、该第二公共电极852b和夹在其间的液晶层(图未示)构成一第二液晶电容。
每一像素单元86中，第一薄膜晶体管85a的栅极、源极同扫描线、数据线的连接关系与液晶显示装置70相同，该第一薄膜晶体管85a的漏极连接该第一像素电极851a，该第二薄膜晶体管85b的源极连接该第一薄膜晶体管85a的漏极，该第二薄膜晶体管85b的漏极连接该第二像素电极851b，该耦合电容853连接在第二薄膜晶体管85b的源极、漏极之间。
该液晶显示装置80显示第n帧(Frame)时，扫描驱动器81提供扫描信号812依次扫描多条扫描线，数据驱动器82依次提供驱动电压给所有数据线，且每条数据线上的驱动电压的极性在第n帧(Frame)内不变。第n帧内，夹住每列的左数据线和右数据线分别具有相反极性的驱动电压Vd1，Vd2。夹在相邻两列像素86之间的左数据线和右数据线上的驱动电压的极性相同。当该液晶显示装置80显示第n+1帧时，每条数据线上的驱动电压的极性反转，从而驱动该液晶显示装置70以点反转的模式显示图像。
由于每个像素单元86的第二子像素86b以电容耦合第方式连接到第一子像素86a，使得每个像素单元86的两个子像素86a、86b根据相同的数据驱动电压可以被加载略微不同的驱动电压，因此，每个像素单元86中两个子像素86a、86b的液晶的偏转角度略微不同，可以实现多域显示，增加液晶显示装置80的可视角度。
另外，本发明液晶显示装置并不局限在以上实施方式所描述。比如，该左扫描线连接一个数据驱动电路，右扫描线连接另一个数据驱动电路，以进一步降低数据驱动电路的驱动频率。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其包括多条相互平行的扫描线，多条与扫描线交替设置的公共线，多条相互平行的数据线，和多个呈矩阵排列的像素单元，每个像素单元包括一个薄膜晶体管和一个连接该薄膜晶体管漏极的像素电极，其特征在于，该多条数据线包括多条交替设置的左数据线和右数据线，每一列像素单元都夹在不同的一组左数据线和右数据线之间，每一列像素单元的薄膜晶体管的源极，以交替的方式分别依次连接夹住该列的左数据线和右数据线，每一条扫描线同时连接到相邻的两行像素单元的薄膜晶体管的栅极。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：任意一列像素单元的薄膜晶体管的位置都和相邻的另外一列像素单元的薄膜晶体管的位置轴对称排列，即任一组数据线与其所夹持的一列像素单元的薄膜晶体管连接关系和相邻的一组数据线与其所夹持的一列像素单元的薄膜晶体管的连接关系相同。
3.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：任意一列像素单元的薄膜晶体管的位置都和相邻的另外一列像素单元的薄膜晶体管的位置相同。
4.如权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于：每一列像素单元的薄膜晶体管的源极，除了第一行与最后一行外，以两两交替的方式分别依次连接夹住该列的左数据线和右数据线。
5.如权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于：每一列像素单元的薄膜晶体管的源极，以单个交替的方式分别依次连接夹住该列的左数据线和右数据线。
6.如权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于：夹住每列的左数据线和右数据线分别具有极性相反的驱动电压，每次扫描一条该扫描线时，夹住每列的左数据线和右数据线的驱动电压的极性反转，反转的频率和扫描的频率相同。
7.如权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于：夹住每列的左数据线和右数据线分别具有极性相反的驱动电压，每次扫描一条该扫描线时，夹住每列的左数据线和右数据线的驱动电压的极性保持不变。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于：夹在相邻两列像素之间的左数据线和右数据线上的驱动电压的极性相同。
9.如权利要求2或3所述的液晶显示装置，其特征在于：每一像素单元进一步包括一个耦合电容、一个次薄膜晶体管和一个次像素电极，该次薄膜晶体管的源极连接该薄膜晶体管的漏极，该次薄膜晶体管的漏极连接该次像素电极，该耦合电容连接在该次薄膜晶体管的源极和漏极之间。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：进一步包括两个连接该多条数据线的数据驱动器，其中一个数据驱动器连接左数据线，另外一个数据驱动器连接右数据线。
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