CN102915711A - 一种液晶显示设备的驱动电路及驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种液晶显示设备的驱动电路及驱动方法。该驱动电路包括：多条扫描线；垂直于扫描线的多条数据线，每一数据线上设置有N个开关；以及多个TFT，每一TFT设置于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处。当数据线加载的像素电压对像素进行充电时，藉由开关将数据线划分为(N+1)段，且通过控制M个开关处于关断状态以降低数据线的载荷，M小于或等于N。采用本发明，当某一扫描线打开且对应的数据线所加载的像素电压对像素进行充电时，可藉由这些开关将整条数据线划分为若干段，并控制这些分段中的一部分开关关断，从而降低该数据线的RC载荷效应，减小充电时的能耗。

Description

一种液晶显示设备的驱动电路及驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示设备，尤其涉及该液晶显示设备的驱动电路及驱动方法。

背景技术

当前，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD，Thin Film TransistorLiquid Crystal Display)包括多条扫描线及其扫描驱动电路、多条数据线及其数据驱动电路、多条公共电极线以及多个像素单元等。具体地，每一像素单元形成于玻璃基板上的一扫描线与对应的一数据线的交叉处，其中扫描线与数据线相互垂直。而且，在该扫描线与数据线的交叉处设置一薄膜晶体管以驱动像素单元，从而产生各式各样、色彩斑斓的图像。

在现有技术中，为了制程方便，从数据驱动电路传送至数据线的像素电压皆为一条导线。若TFT-LCD面板尺寸较大，数据驱动电路对像素单元进行充电的同时还要对整条数据线进行充电，这样将会导致该数据线上的RC载荷效应十分明显，造成整个面板的能耗较大。此外，不同像素单元的像素电压是不同的，当同一数据线连接有多个不同的像素单元时，数据驱动电路的像素电压需频繁转换，其对数据线充电所产生的能耗比像素单元本身充电的能耗更大。例如，在一数据线上，当需要进行像素电压转换时，能耗为2.16W；当不必进行像素电压转换时，能耗仅为0.77W，这也说明，电压转换情形下的数据线充电能耗(1.39W)比像素单元的充电能耗(0.77W)更大。

有鉴于此，如何设计一种液晶显示设备的驱动电路，在对像素单元进行充电时，能够有效地降低数据线的RC载荷效应，减小数据线的充电能耗，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的液晶显示设备的驱动电路在对像素充电时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种液晶显示设备的驱动电路及驱动方法。

依据本发明的一个方面，提供了一种液晶显示设备的驱动电路，包括：

多条扫描线；

多条数据线，与多条扫描线垂直设置，每一数据线上设置有N个开关，N为自然数；以及

多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管设置于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处，其栅极电性连接至该扫描线，其源极电性连接至该数据线，其漏极电性连接至一像素，

其中，当数据线加载的像素电压对像素进行充电时，藉由开关将数据线划分为(N+1)段，且通过控制M个开关处于关断状态以降低数据线的载荷，M小于或等于N，M为自然数。

在其中的一实施例中，开关为一薄膜晶体管开关。

在其中的一实施例中，扫描线沿水平方向延伸，数据线沿竖直方向延伸，且每一数据线各自的第N个开关位于同一水平直线。

在其中的一实施例中，每一数据线上设置单个开关，该开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，当第一扫描线打开从而对相应像素进行充电时，开关处于关断状态。进一步，开关的控制端经由一反相器电性耦接至第一扫描线，其中，反相器的输入端与第一扫描线相连接，反相器的输出端与开关的控制端相连接。

在其中的一实施例中，每一数据线上设置一第一开关和一第二开关，第一开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，第二开关设置于第二扫描线和第三扫描线之间，第一扫描线对应于一第一像素且第二扫描线对应于一第二像素，其中，当第一像素充电时，第一开关处于关断状态且第二开关处于导通状态；当第二像素充电时，第一开关处于导通状态且第二开关处于关断状态。

在其中的一实施例中，当第一像素充电时，第一扫描线为高电平信号且第二扫描线为低电平信号；当第二像素充电时，第一扫描线为低电平信号且第二扫描线为高电平信号。

依据本发明的另一个方面，提供了一种液晶显示设备的驱动方法，包括以下步骤：

形成多条扫描线；

形成多条数据线，数据线与扫描线设置为相互垂直；

设置一个或多个开关于多条数据线的每一数据线；

将多个薄膜晶体管中的每一薄膜晶体管设置于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处，其栅极电性连接至该扫描线，其源极电性连接至该数据线，其漏极电性连接至一像素；以及

藉由开关将该数据线划分为若干段，控制若干段中的至少一部分开关处于关断状态，以降低数据线的载荷。

在其中的一实施例中，每一数据线上设置单个开关，该开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，当第一扫描线打开从而对相应像素进行充电时，开关处于关断状态。

在其中的一实施例中，每一数据线上设置一第一开关和一第二开关，第一开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，第二开关设置于第二扫描线和第三扫描线之间，第一扫描线对应于一第一像素且第二扫描线对应于一第二像素，其中，当第一像素充电时，第一开关处于关断状态且第二开关处于导通状态；当第二像素充电时，第一开关处于导通状态且第二开关处于关断状态。

采用本发明的液晶显示设备的驱动电路及驱动方法，在每一数据线上设置一个或多个开关，当某一扫描线打开且对应的数据线所加载的像素电压对像素进行充电时，可藉由这些开关将整条数据线划分为若干段，并控制这些分段中的至少一部分开关处于关断状态，从而降低该数据线的RC载荷效应，减小充电时的能耗。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出现有技术的液晶显示设备的驱动电路的结构示意图；

图2示出依据本发明的液晶显示设备的驱动电路的一具体实施例的结构示意图；

图3示出依据本发明的液晶显示设备的驱动电路的另一具体实施例的结构示意图；以及

图4示出依据本发明的液晶显示设备的驱动方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出现有技术的液晶显示设备的驱动电路的结构示意图。参照图1，该驱动电路包括多条扫描线(gate line)和多条数据线(data line)，其中，这些扫描线沿水平方向延伸，即，扫描线G1、G2、G3和G4；这些数据线与扫描线相互垂直，沿竖直方向延伸，即，数据线D1、D2、D3和D4。

如图1所示，每一扫描线与对应的数据线的交叉位置处设有一薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)。例如，扫描线G1与数据线D2对应于薄膜晶体管T1，扫描线G2与数据线D1对应于薄膜晶体管T2，扫描线G3与数据线D2对应于薄膜晶体管T3，扫描线G4与数据线D1对应于薄膜晶体管T4。藉由薄膜晶体管T1～T4分别对像素P1～P4进行充电。以像素P1为例，薄膜晶体管T1的栅极电性连接至扫描线G1，薄膜晶体管T1的源极电性连接至数据线D2，薄膜晶体管T1的漏极电性连接至像素P1，通过数据线D2上的像素电压对像素P1进行充电。

如前文所述，来自源极驱动器(未示出)的像素电压信号对像素P1进行充电的同时，还要对整条数据线D2进行充电，这样将会导致该数据线D2上的RC载荷效应十分明显。此外，由于不同像素(如Red子像素、Green子像素和Blue子像素)各自的像素电压不同，例如，数据线D2不仅电性连接至一部分薄膜晶体管以对Red子像素进行充电，还电性连接至另一部分薄膜晶体管以对Green子像素进行充电。如此一来，数据线D2上所加载的像素电压需频繁转换，诸如从充电Red子像素的像素电压8.5V转换为充电Green子像素的像素电压4.3V，或者，从充电Green子像素的像素电压4.3V转换为充电Red子像素的像素电压8.5V，对整条数据线D2充电所产生的能耗比像素本身充电的能耗更大，尤其是大尺寸液晶面板数据线D2较长的情形下，数据线D2充电的能耗更加明显。

为了有效地解决上述问题，本发明提供了一种新颖的驱动电路架构。图2示出依据本发明的液晶显示设备的驱动电路的一具体实施例的结构示意图。

参照图2，本发明的驱动电路也包括多条扫描线、多条数据线和多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管设置于一扫描线与对应的数据线的交叉位置处，为描述方便起见，图2与图1相同的电路部分在此不再赘述。

需要特别指出的是，在本发明的驱动电路中，每一数据线设置有1个开关。例如，该开关为薄膜晶体管开关或其他的开关元件。更具体地，数据线D1设置开关S12，数据线D2设置开关S22，数据线D3设置开关S32，数据线D4设置开关S42，较佳地，开关S12、S22、S32和S42位于同一水平直线，构成一个列控制单元F1。以开关S12为例，其设置在扫描线G2和扫描线G3之间。当扫描线G2打开时，薄膜晶体管T2导通，像素P2藉由数据线D1所加载的像素电压进行充电操作。与此同时，为了降低该数据线D1的RC载荷，可关断开关S12，因而该开关S12下方的数据线对应的RC负载无法通过像素电压进行充电，进而降低驱动电路在充电像素时的能耗。

类似地，当扫描线G2打开时，紧邻开关S22上方的薄膜晶体管导通，藉由数据线D2所加载的像素电压对开关S22右侧的像素进行充电操作，此时关断开关S22，以降低数据线D2的RC载荷。由此可知，当扫描线G2打开，该列的所有薄膜晶体管导通时，可在对各自相应的像素进行充电时，关断列控制单元F1中的所有开关(即，S12、S22、S32和S42)，以降低数据线D1～D4的RC载荷，进而减小驱动电路的能耗。此外，当扫描线G4打开时，薄膜晶体管T4导通，开关S12也被控制为导通状态，因而数据线D1上所加载的像素电压可顺利地实现对像素P4的充电操作。

在一具体实施例中，开关S12的控制端经由一反相器电性耦接至扫描线G2。其中，反相器的输入端与扫描线G2相连接，反相器的输出端与开关S12的控制端相连接。例如，薄膜晶体管开关S12的源极和漏极分别电性连接至数据线D1的一端和另一端，薄膜晶体管开关S12的栅极电性连接至反相器的输出端。当扫描线G2打开(如扫描线G2为高电平时)时，该高电平扫描信号经由反相器输出一低电平，并且该低电平控制信号使得薄膜晶体管开关S12处于关断状态，以降低数据线D1在充电像素P2时的RC载荷。此外，当其他的扫描线打开(如扫描线G3或G4)时，扫描线G2为低电平，该低电平信号经由反相器输出一高电平，并且该高电平控制信号使得薄膜晶体管开关S12处于导通状态，因而数据线D1的像素电压可传送至薄膜晶体管T4的源极，进而对像素P4进行充电操作。同样，开关S22、S32和S42均通过对应的反相器电性耦接至扫描线G2，以实现开关的导通与关断操作。

图3示出依据本发明的液晶显示设备的驱动电路的另一具体实施例的结构示意图。

参照图3，本发明的驱动电路也包括多条扫描线、多条数据线和多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管设置于一扫描线与对应的数据线的交叉位置处，为描述方便起见，图3与图2相同的电路部分在此不再赘述。

图3与图2的主要区别是在于，每一数据线设置有4个开关。更具体地，数据线D1设置有开关S11、S12、S13和S14，数据线D2设置有开关S21、S22、S23和S24，数据线D3设置有开关S31、S32、S33和S34，以及数据线D4设置有开关S41、S42、S43和S44。位于同一列上的开关S11、S21、S31、S41构成一控制单元F1，位于同一列上的开关S12、S22、S32、S42构成一控制单元F2，位于同一列上的开关S13、S23、S33、S43构成一控制单元F3，位于同一列上的开关S14、S24、S34、S44构成一控制单元F4。

以下，对数据线D1的RC载荷进行详细说明。开关S11设置于扫描线G1与G2之间，开关S12设置于扫描线G2与G3之间，开关S13设置于扫描线G3与G4之间。

当扫描线G2打开时，薄膜晶体管T2导通，像素P2藉由数据线D1所加载的像素电压进行充电操作。与此同时，为了降低该数据线D1的RC载荷，关断开关S12，因而该开关S12下方的数据线部分无法通过像素电压进行充电，进而降低驱动电路在充电像素时的能耗。亦即，当扫描线G2打开(如高电平)时，开关S12关断，扫描线G3和G4均处于关闭状态(如低电平)，由于关断状态的开关S12使其下方的数据线无法接收来自源驱动器的像素电压，因而可有效降低充电像素P2时的数据线D1的充电能耗。

当扫描线G4打开时，薄膜晶体管T4导通，像素P4藉由数据线D1所加载的像素电压进行充电操作。与此同时，为了降低该数据线D1的RC载荷，关断开关S14，因而该开关S14下方的数据线部分无法通过像素电压进行充电，进而降低驱动电路在充电像素时的能耗。亦即，当扫描线G4打开(如高电平)时，开关S14关断，并且扫描线G1、G2和G3均处于关闭状态(如低电平)，当开关S11、S12和S13经由反相器分别电性耦接至扫描线G1、G2和G3时，其控制端均为高电平信号，进而开关S11、S12和S13处于导通状态。也就是说，当扫描线G4打开时，虽然开关S14关断，但是，开关S11、S12和S13均处于导通状态，从而可确保数据线D1所加载的像素电压电性连接至薄膜晶体管T4的源极，进而对像素P4进行充电操作。

本领域的技术人员应当理解，图3仅示意性地示出了本发明的驱动电路中的每一数据线包括4个串联连接的开关的情形，但本发明并不只局限于此。例如，在其它的实施例中，该驱动电路还可包括两个或三个串接的开关，或者五个或五个以上串联连接的开关。

图4示出依据本发明的液晶显示设备的驱动方法的流程框图。其中，图4的驱动方法可对应于图2或图3的驱动电路。

参照图4，在该驱动方法中，首先执行步骤S41，形成多条扫描线，如沿水平方向形成多条彼此平行的扫描线，然后执行步骤S43，形成多条数据线，这些数据线与扫描线设置为相互垂直。接着，在步骤S45中，设置一个或多个开关于多条数据线的每一数据线。例如，在每一数据线上设置单个开关，该开关位于紧邻的两条扫描线之间，如图2所示。又如，在每一数据线上设置多个开关，每个开关位于紧邻的两条扫描线之间，如图3所示。应当理解，本发明的驱动电路可根据具体的像素开口率需求，来弹性设置一条数据线上的开关数量。

在步骤S47中，配置多个薄膜晶体管中的每一薄膜晶体管于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处，该薄膜晶体管的栅极电性连接至该扫描线，该薄膜晶体管的源极电性连接至该数据线，该薄膜晶体管的漏极电性连接至一像素，以便接收数据线加载的像素电压信号进而对该像素充电。应当理解，上述步骤S41、S43、S45和S47并无先后执行顺序，在其它的实施例中，也可先形成数据线，再形成扫描线，进而形成薄膜晶体管和数据线上的至少一个开关，这同样包含在本发明的驱动方法的精神范围内。

最后，执行步骤S49，藉由开关将数据线划分为若干段，控制若干段中的至少一部分开关处于关断状态，以降低该数据线的载荷。例如，在图2中，数据线D1的开关S12将数据线划分为2段，即，开关S12上方的第一段和开关S12下方的第二段。当扫描线G2打开从而对像素P2充电时，开关S12处于关断状态；当扫描线G4打开从而对像素P4充电时，开关S12处于导通状态。

采用本发明的液晶显示设备的驱动电路及驱动方法，在每一数据线上设置一个或多个开关，当某一扫描线打开且对应的数据线所加载的像素电压对像素进行充电时，可藉由这些开关将整条数据线划分为若干段，并控制这些分段中的至少一部分开关处于关断状态，从而降低该数据线的RC载荷效应，减小充电时的能耗。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种液晶显示设备的驱动电路，其特征在于，该驱动电路包括：

多条扫描线；

多条数据线，与所述多条扫描线垂直设置，每一数据线上设置有N个开关，N为自然数；以及

多个薄膜晶体管，每一薄膜晶体管设置于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处，其栅极电性连接至该扫描线，其源极电性连接至该数据线，其漏极电性连接至一像素，

其中，当所述数据线加载的像素电压对所述像素进行充电时，藉由所述开关将所述数据线划分为(N+1)段，且通过控制所述M个开关处于关断状态以降低所述数据线的载荷，M小于或等于N，M为自然数。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述开关为一薄膜晶体管开关。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，所述扫描线沿水平方向延伸，所述数据线沿竖直方向延伸，并且每一数据线各自的第N个开关位于同一水平直线。

4.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，每一数据线上设置单个开关，该开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，当所述第一扫描线打开从而对相应像素进行充电时，所述开关处于关断状态。

5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于，所述开关的控制端经由一反相器电性耦接至所述第一扫描线，其中，所述反相器的输入端与所述第一扫描线相连接，所述反相器的输出端与所述开关的控制端相连接。

6.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于，每一数据线上设置一第一开关和一第二开关，所述第一开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，所述第二开关设置于第二扫描线和第三扫描线之间，所述第一扫描线对应于一第一像素且所述第二扫描线对应于一第二像素，

其中，当所述第一像素充电时，所述第一开关处于关断状态且所述第二开关处于导通状态；当所述第二像素充电时，所述第一开关处于导通状态且所述第二开关处于关断状态。

7.根据权利要求6所述的驱动电路，其特征在于，所述第一像素充电时，所述第一扫描线为高电平信号且所述第二扫描线为低电平信号，当所述第二像素充电时，所述第一扫描线为低电平信号且所述第二扫描线为高电平信号。

8.一种液晶显示设备的驱动方法，其特征在于，该驱动方法包括以下步骤：

形成多条扫描线；

形成多条数据线，所述数据线与所述扫描线设置为相互垂直；

设置一个或多个开关于所述多条数据线的每一数据线；

将多个薄膜晶体管中的每一薄膜晶体管设置于一扫描线与相应的数据线的交叉位置处，其栅极电性连接至该扫描线，其源极电性连接至该数据线，其漏极电性连接至一像素；以及

藉由所述开关将所述数据线划分为若干段，控制所述若干段中的至少一部分开关处于关断状态，以降低所述数据线的载荷。

9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，每一数据线上设置单个开关，该开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，当所述第一扫描线打开从而对相应像素进行充电时，所述开关处于关断状态。

10.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，每一数据线上设置一第一开关和一第二开关，所述第一开关设置于第一扫描线和第二扫描线之间，所述第二开关设置于第二扫描线和第三扫描线之间，所述第一扫描线对应于一第一像素且所述第二扫描线对应于一第二像素，

其中，当所述第一像素充电时，所述第一开关处于关断状态且所述第二开关处于导通状态；当所述第二像素充电时，所述第一开关处于导通状态且所述第二开关处于关断状态。

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