CN102347013A - 液晶显示装置及其信号驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置，该液晶显示装置通过帧内预充电及数组公共线高低电平信号的配合，在每个正确的灰度信号写入到像素前都对像素先行充电一高电压，相当于在正确的灰度信号写入到像素前进行过驱动。本发明还公开了一种液晶显示装置的信号驱动方法。相对于现有技术，本发明一方面不需要使用帧缓冲器，节约了成本；另一方面，不需要使用复杂的定时功能来进行过驱动。

Description

液晶显示装置及其信号驱动方法
【技术领域】
本发明涉及显示领域，特别是涉及一种液晶显示装置及其信号驱动方法。
【背景技术】
过驱动(Over Driving)技术是一种用于改善液晶显示面板显示效果的技术。传统的过驱动技术一般将前后图像信号作查表比较来找出预先定义的内差电压值以提高响应速度，这种做法需要使用帧缓冲器(Frame Buffer)来存储前一图像，然后再与当前图像作比较，上述预先定义的内差电压值也需要存储在内存中，此外还需要定时控制器(Time Control Register，TCON)的配合。
一般的以列驱动实现过驱动功能的方式如图1所示，原像素的驱动信号从1V切换至3V时，为提高响应速度，通常会在原驱动信号中插入5V的信号(默认数组公共线的共电极电压5V不变)，这需要耗费一帧的时间来充电，在这一帧中数据线的灰度信号的电压升为8V使得像素的驱动信号变为5V(这一帧无法进行显示)，而且需要帧缓冲器与之配合。
以PVA(Patterned Vertical Alignment：图像垂直调整)来看，如果只做一组内差查表，由于为了达到高穿透率而将像素电极中的条状电极间的间距设计成较大，造成液晶瞬时受到驱动而导致扭转角度不正确，于是，当从低灰阶切换到高灰阶时往往会产生所谓犀牛角现象，降低了显示效果。
故，有必要提供一种液晶显示装置及其信号驱动方法，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明提供一种不需要使用帧缓冲器以及能在一帧内实现过驱动的液晶显示装置及其信号驱动方法，以解决现有技术的液晶显示装置及其信号驱动方法不能在一帧内实现过驱动、需要帧缓冲器来缓存数据以及显示效果不佳的技术问题。
本发明构造了一种液晶显示装置，其中包括：一扫描驱动模块，用于产生扫描信号；一数据驱动模块，用于产生灰度信号；多个像素，所述像素包括由多条扫描线和多条数据线相互交错形成多个次像素；所述扫描线与所述扫描驱动模块连接，每一条扫描线与同一行中的所述次像素连接，用以按列依次对处于同一行的次像素传输扫描信号；所述数据线与所述数据驱动模块连接，每一条数据线交错的与其两侧的相同极性的次像素相连接，用以向所述次像素传输所述灰度信号；公共线，用以传输共电极电压；在每一帧内，所述数据线向所述次像素传输输入所述灰度信号之前，根据所述次像素的极性以及与所述次像素对应的共电极电压使所述灰度信号对所述次像素进行预充电。
在本发明的液晶显示装置中，当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
在本发明的液晶显示装置中，在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号用于打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电。
在本发明的液晶显示装置中，在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号。
在本发明的液晶显示装置中，在所述扫描信号关闭所述次像素的栅极时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。
在上述的液晶显示装置中，在每一帧的扫描时间内相邻的两个次像素具有相反的极性。
在上述的液晶显示装置中，相邻的两条公共线的共电极电压的波形相对称。
本发明的另一个目的在于提供一种液晶显示装置的信号驱动方法，其中所述液晶显示装置包括扫描驱动模块、数据驱动模块、扫描线、数据线、公共线以及像素，所述像素包括由多条扫描线和多条数据线相互交错形成多个像素，所述方法包括以下步骤：S1、所述扫描驱动模块产生扫描信号并将所述扫描信号发送给所述扫描线；S2、所述数据驱动模块产生灰度信号并将所述灰度信号发送给所述数据线；S3、所述扫描线将所述扫描信号发送给所述次像素，所述扫描信号按列依次对处于同一行的次像素进行扫描；S4、所述公共线用以传输一共电极电压；S5、根据所述次像素的极性以及与所述次像素对应的共电极电压使所述灰度信号对所述次像素进行预充电，然后将所述灰度信号输入到所述次像素。
在上述的液晶显示装置的信号驱动方法中，所述步骤S5包括：当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
在上述的液晶显示装置的信号驱动方法中，所述步骤S5包括：S51、在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号用于打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电；S52、在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号；S53、在所述扫描信号关闭所述次像素的栅极时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。
本发明的有益效果是：相对于现有技术，本发明一方面不需要使用帧缓冲器，节约了成本；另一方面，不需要使用复杂的定时功能来进行过驱动；第三方面，比较传统的将前后信号查表比较以进行过驱动的方法，本方法能大大避免液晶瞬时受到驱动而造成扭转角度不正确的现象的发生。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为现有技术中列驱动的过驱动方式的示意图；
图2为本发明的液晶显示装置的框图；
图3为本发明的液晶显示装置的实施例的局部示意图；
图4为本发明的液晶显示装置信号驱动的示意图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
本发明的液晶显示装置通过帧(Frame)内预充电(Pre-charge)及数组公共线(Array com)高低电平信号的配合，在每个灰度信号写入到像素前都使用一高电压对像素先行预充电，相当于在灰度信号写入到像素前进行过驱动(Over Driving)。
参考图2，图2为本发明的液晶显示装置的框图。本发明的液晶显示装置包括扫描驱动模块204、数据驱动模块201、扫描线(栅极线)205、公共线203、数据线207以及多个像素206，图2中，公共线203与数据线207平行设置，公共线203与扫描线205垂直设置。该像素206包括三个次像素，图2中未示出次像素。扫描驱动模块204用于产生扫描信号，该扫描信号由该扫描驱动模块204发送给所述扫描线205，数据驱动模块201用于产生灰度信号，该灰度信号被该数据驱动模块201发送给所述资料线207。扫描线205与像素206连接，具体地，每条扫描线205与同一行中的所有次像素连接，数据线207与像素206连接，具体地，每条数据线207与相邻两列的像素206中的相同极性的次像素连接，公共线203与像素206连接，具体地，每条公共线203与同一列中所有次像素连接。数据线207在向次像素输入灰度信号之前根据次像素的极性以及所述次像素对应的共电极电压使灰度信号对次像素进行预充电。
参考图3和图4，图3为本发明的液晶显示装置的实施例的局部示意图，图4为本发明的液晶显示装置信号驱动的实施例的示意图。在本实施例中，每一像素是由三个的次像素(次像素R、次像素G和次像素B)组成。在本发明的液晶显示装置中，扫描线的扫描信号按列依次对每行的次像素进行扫描。数据线(包括数据线1和数据线2)按次像素R、次像素G和次像素B排列的方向设置。在本实施例中，在每一帧的扫描时间内，同一像素的相邻的两个次像素具有相反的极性，不同像素的相邻的两个次像素也具有相反的极性，相邻的两条公共线的共电极电压的波形相对称。
数据线(包括数据线1、数据线2以及数据线3)与交错的与其两侧的相同极性的次像素连接，具体地，数据线1分别与第一像素310中具有正极性的次像素R311、次像素B313，第二像素320中具有正极性的次像素G322，第三像素330中具有正极性的次像素G332和第四像素340中具有正极性的次像素R341、次像素B343连接。数据线2分别与第二像素320中具有负极性的次像素R321、次像素B323和第四像素340中具有负极性的次像素G342连接(其它的负极性的次像素未示出)。数据线3分别与第一像素310中具有负极性的次像素G312和第三像素330中具有负极性的次像素R331、次像素B333连接。
公共线(包括公共线1和公共线2)与同一行的次像素连接，具体地，公共线1(com 1)与第一像素310中的次像素R311、次像素G312、次像素B313和第三像素330中的次像素R331、次像素G332、次像素B333连接，公共线2(com 2)与第二像素320中的次像素R321、次像素G322、次像素B323和第四像素340中的次像素R341、次像素G342、次像素B343连接。
第一像素310的次像素R311与第二像素320的次像素R321组成第一行次像素，第一像素310的次像素G312与第二像素320的次像素G322组成第二行次像素，依此类推。公共线和资料线为相互平行设置，公共线和扫描线(栅极线)为相互垂直设置。
当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
图4中，本发明的液晶显示装置不需要耗费一帧的时间来给次像素充电，因为在次像素内的充电电压由1V变成3V之前，同一帧内的灰度信号对次像素所进行的预充电的电压由6V变成8V。上述次像素的充电电压1V是由灰度信号6V与共电极信号5V(次像素为正极性)的电压差或者灰度信号4V与共电极信号5V(次像素为负极性)的电压差形成的。次像素的充电电压3V是由灰度信号8V与共电极信号5V(次像素为正极性)的电压差或者灰度信号2V与共电极信号5V(次像素为负极性)的电压差形成的。次像素的预充电电压6V是由灰度信号6V与共电极信号0V(次像素为正极性)的电压差或者灰度信号4V与共电极信号10V(次像素为负极性)的电压差形成的。次像素的预充电电压8V是由灰度信号8V与共电极信号0V(次像素为正极性)的电压差或者灰度信号2V与共电极信号10V(次像素为负极性)的电压差形成的。
在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电。扫描线1向第一行次像素(包括第一像素310的次像素R311、像素320的次像素R321)的栅极发送高电平信号以打开第一行次像素的栅极，让第一行次像素(包括第一像素310的次像素R311、第二像素320的次像素R321)的充电电压由1V变成3V前，利用灰度信号8V与共电极信号0V(次像素为正极性)或者灰度信号2V与共电极信号10V(次像素为负极性)的预充电电压8V(原为6V)来给第一行次像素进行预充电。当扫描线1向第一行次像素的栅极发送高电平信号时，由于第一像素310的次像素R311正极性灰度信号8V，配合公共线1的共电极电压由5V至低电压0V，对第一像素310的次像素R311预充一8V高电压。于此同一时间，第二像素320的次像素R321是负极性灰度信号2V，配合公共线2的共电极高电压10V，对第二像素320的次像素R321预充一8V高电压。
在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号。公共线1的共电极电压由低电压0V回复到正常共电极电压5V且公共线2的共电极电压由高电压10V回复到正常共电极电压5V。此时，第一像素310的次像素R311及第二像素320的次像素R321便由预充8V高电压回复到正常像素充电电压3V。从而通过提高预充电的电压提高了正常像素的充电电压。接着，扫描线1向第一行次像素发送低电压信号以关闭第一行次像素的栅极。
在所述扫描信号关闭所述次像素的栅极时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。扫描线2向第二行次像素(包括第一像素310的次像素G312、第二像素320的次像素G322)的栅极发送高电平信号以打开第二行次像素的栅极；同样，让第二行次像素(包括第一像素310的次像素G312、第二像素320的次像素G322)内的充电电压由1V变成3V前，利用灰度信号8V与共电极信号0V(次像素为正极性)或者灰度信号2V与共电极信号10V(次像素为负极性)的充电电压8V来给第二行次像素进行预充电。当扫描线2向第二行次像素的栅极发送高电平信号时，由于第一像素310的次像素G312是负极性数据线2V，配合公共线1的共电极电压由5V至高电压10V，对第一像素310的次像素G312预充一8V高电压。同时，第二像素320的次像素G322是正极性数据线8V，配合公共线2的共电极电压0V，对第二像素320的次像素R322预充一8V高电压。
紧接着，公共线1的共电极电压由高电压10V回复到正常共电极电压5V且公共线2的共电极电压由低电压0V回复到正常共电极电压5V。此时，第一像素310的次像素R312及第二像素320的次像素R322便由预充8V高电压回复到正常像素充电电压3V。扫描线2向第二行次像素发送低电压信号以关闭第二行次像素的栅极；再接着，扫描线3向第三行次像素的栅极发送高电平信号一打开第三行次像素的栅极；依此类推，便可在一帧内实现过驱动功能。
本发明的液晶显示装置通过次像素分别与扫描线、公共线和资料线的连接关系以及次像素、扫描线、公共线以及数据线的相关参数实现了次像素的帧内预驱动，具体实施例中的具体电压并不限制本发明的保护范围，本发明的液晶显示装置可适用于各种电压的灰度信号的预驱动。
本发明还涉及一种液晶显示装置的信号驱动方法，其中的液晶显示装置包括扫描驱动模块、数据驱动模块、扫描线、数据线公共线以及像素，所述像素包括由多条扫描线和多条数据线相互交错形成多个像素，所述方法包括以下步骤：S1、所述扫描驱动模块产生扫描信号并将所述扫描信号发送给所述扫描线；S2、所述数据驱动模块产生灰度信号并将所述灰度信号发送给所述资料线；S3、所述扫描线将所述扫描信号发送给所述次像素，所述扫描信号按列依次对处于同一行的次像素进行扫描；S4、所述公共线用以传输一共电极电压；S5、根据所述次像素的极性以及与所述次像素对应的共电极电压使所述灰度信号对所述次像素进行预充电，然后将所述灰度信号输入到所述次像素。其中步骤S5中当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
本发明的液晶显示装置的信号驱动方法通过帧(Frame)内预充电(Pre-charge)及数组公共线(Array com)高低电平信号的配合，在每个灰度信号写入到像素前都使用一高电压对像素先行预充电，相当于在灰度信号写入到像素前进行过驱动(OverDriving)。具体的，数据线在向次像素输入灰度信号之前根据次像素的极性以及所述次像素对应的共电极电压使用灰度信号对次像素进行预充电。这样只需要通过更改次像素预充电的电压即可在一帧内实现次像素在不同电压的灰度信号下的过驱动。
作为本发明的液晶显示装置的信号驱动方法的优选实施例，所述步骤S5包括：S51、在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号用于打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电；S52、在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号；S53、在所述扫描信号关闭所述次像素时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。
通过上述的方法实现了不同行的次像素被扫描线依次打开关闭，使得每个次像素的预驱动、显示更加稳定以及紧凑，更好地实现每个次像素帧内的预驱动。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：
一扫描驱动模块，用于产生扫描信号；
一数据驱动模块，用于产生灰度信号；
多个像素，所述像素包括由多条扫描线和多条数据线相互交错形成多个次像素；
所述扫描线与所述扫描驱动模块连接，每一条扫描线与同一行中的所述次像素连接，用以按列依次对处于同一行的次像素传输扫描信号；
所述数据线与所述数据驱动模块连接，每一条数据线交错的与其两侧的相同极性的次像素相连接，用以向所述次像素传输所述灰度信号；
公共线，用以传输共电极电压；
在每一帧内，所述数据线向所述次像素传输输入所述灰度信号之前，根据所述次像素的极性以及与所述次像素对应的共电极电压使所述灰度信号对所述次像素进行预充电。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号用于打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述扫描信号关闭所述次像素的栅极时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，在每一帧的扫描时间内相邻的两个次像素具有相反的极性。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，相邻的两条公共线的共电极电压的波形相对称。
8.一种液晶显示装置的信号驱动方法，其特征在于，所述液晶显示装置包括扫描驱动模块、数据驱动模块、扫描线、数据线、公共线以及像素，所述像素包括由多条扫描线和多条数据线相互交错形成多个像素，所述方法包括以下步骤：
S1、所述扫描驱动模块产生扫描信号并将所述扫描信号发送给所述扫描线；
S2、所述数据驱动模块产生灰度信号并将所述灰度信号发送给所述数据线；
S3、所述扫描线将所述扫描信号发送给所述次像素，所述扫描信号按列依次对处于同一行的次像素进行扫描；
S4、所述公共线用以传输一共电极电压；
S5、根据所述次像素的极性以及与所述次像素对应的共电极电压使所述灰度信号对所述次像素进行预充电，然后将所述灰度信号输入到所述次像素。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置的信号驱动方法，其特征在于，所述步骤S5包括：当所述次像素的极性为正时，通过所述数据线的灰度信号的电压和所述共电极电压的差值控制所述预充电的电压大小；当所述次像素的极性为负时，通过所述共电极电压和所述数据线的灰度信号的电压的差值控制所述预充电的电压大小。
10.根据权利要求8所述的液晶显示装置的信号驱动方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
S51、在向所述次像素传输所述灰度信号之前，所述扫描信号用于打开所述次像素的栅极使所述灰度信号对所述次像素进行预充电；
S52、在向所述次像素传输所述灰度信号之后，所述扫描信号用于关闭所述次像素的栅极使所述次像素显示所述灰度信号；
S53、在所述扫描信号关闭所述次像素的栅极时，所述扫描信号打开下一行次像素的栅极并且所述灰度信号对所述下一行次像素进行预充电。
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