CN104240661A - 极性反转驱动方法、极性反转驱动装置和显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种极性反转驱动方法、极性反转驱动装置和显示设备，可以减小驱动电路所提供的驱动电压，减小功耗。所述极性反转驱动方法包括：在前一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第一公共电压，向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；在后一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第二公共电压，向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

Description

极性反转驱动方法、极性反转驱动装置和显示设备

技术领域

本发明涉及一种液晶显示技术领域，具体地，涉及一种极性反转驱动方法、极性反转驱动装置和包括该极性反转驱动装置的显示设备。

背景技术

液晶显示装置因具有低辐射，厚度薄等特点，而被广泛应用于手机，电视，笔记本电脑等电子显示设备。液晶显示装置的像素单元包括薄膜晶体管，像素电极和公共电极。薄膜晶体管的栅极电连接线扫描线，源极电连接数据线，漏极电连接像素电极。当扫描信号加载至该扫描线时，薄膜晶体管导通，数据驱动电路输出的数据信号通过数据线加载至像素电极，从而使像素电极与公共电极之间形成一电压差，该电压差以电场形式来控制像素电极与该公共电极之间的液晶分子的旋转，进而控制光线提供该液晶层的多少以达到显示的目的。

若始终向像素电极施加相同数据信号以驱动该液晶分子发生旋转，则液晶分子对电场的反应会逐渐迟钝。为了避免该问题的产生，施加在像素电极上的数据信号的电压会在正负电压(以公共电极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。当像素电极的电压高于公共电极电压时，就称之为正极性。而当像素电极的电压低于公共电极的电压时，就称之为负极性，不管是正极性或是负极性，都会产生一组相同亮度的灰阶。即，当上下基板之间的压差绝对值是固定时，不管是显示电极的电压高，或是公共电极的电压高，所显示的灰阶是相同的。目前常用的反转驱动方法是保持公共电极线上的电压(即，公共电极上的电压)不变，通过变更驱动电压，来达到交替显示的目的，如图1所示，虚线表示公共电极上的电压Vcom，实线表示不同显示周期内像素电极上的电压。但这种方式下，功耗会比较高，例如，当公共电极电压为5V时，那么驱动电压需要达到10V以上。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提高一种极性反转驱动方法、极性反转驱动装置和显示设备，以降低驱动电路的功耗。

为了实现上述目的，本发明提供一种极性反转驱动方法，包括：

在前一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第一公共电压，向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第二公共电压，向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

优选地，当所述公共电极上的电压大于所述像素电极上的电压时，所述公共电极上的电压小于预设公共电压，所述像素电极上的电压小于预设灰阶电压，所述预设灰阶电压与所述预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

优选地，所述驱动方法还包括：

根据待显示的图像计算所述预设灰阶电压和预设公共电压；

根据所述预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压、所述第二公共电压、所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

优选地，在每个显示周期内，每个像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性与相邻的像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性相反。

相应地，本发明还提供一种极性反转驱动装置，所述极性反转驱动装置包括：公共电极驱动单元和数据驱动单元，

在前一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第一公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第二公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

优选地，当所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压大于所述数据驱动单元向像素电极提供的电压时，所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压小于预设公共电压，所述数据驱动单元向像素电极提供的电压小于预设灰阶电压，所述预设灰阶电压与所述预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

优选地，所述极性反转驱动装置还包括灰阶电压计算单元，用于根据待显示的图像计算预设灰阶电压和预设公共电压；

所述公共电极驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压和所述第二公共电压；

所述数据驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

优选地，每行所述像素单元对应两条栅线，每行像素单元中奇数列的像素单元连接两条栅线中的一条，每行像素单元中偶数列的像素单元连接两条栅线中的另一条，在每个显示周期内，各像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性与相邻的像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性相反。

相应地，本发明还提供一种显示设备，所述显示设备包括本发明提供的上述极性反转驱动装置。

在本发明中，相邻两个显示周期内，向像素单元的公共电极分别提供第一公共电压和第二公共电压，而像素电极的电压极性是相对于公共电极上的电压而言的，公共电极电压的变化可以使得像素电极上的电压变化范围减小，因而可以使得驱动电路输出电压减小，功耗降低；同时，所述公共电极上的电压大于所述像素电极上的电压时，所述公共电极上的电压小于预设公共电压，所述像素电极上的电压小于预设灰阶电压，因而可以更进一步减小驱动电路的功耗；另外，采用点翻转的驱动方式，可以防止闪烁和串扰的现象，改善显示效果。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1所示的是现有技术中多个显示周期内公共电极和像素电极的电压的曲线图；

图2所示的是本发明中多个显示周期内公共电极和像素电极的电压的曲线图；

图3所示的是本发明中第N个显示周期内，像素电极和公共电极的电压的曲线图；

图4所示的是本发明中像素电极的极性分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一方面，提供一种极性反转驱动方法，包括：

在前一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第一公共电压，向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第二公共电压，向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

需要说明的是，在第N个显示周期(即，显示第N帧图像时)，向每行像素单元的公共电极提供的电压统称为第一公共电压，向每个像素单元的像素电极提供的电压统称为第一灰阶电压；在第N+1个显示周期(即，显示第N+1帧图像时)，向每行像素单元的公共电极提供的电压统称为第二公共电压，向每个像素单元的像素电极提供的电压统称为第二灰阶电压。应当理解的是，在同一个显示周期内，各行像素单元的公共电极的电压在数值上可以不同，各个像素单元的像素电极的电压在数值上也可以不同。“所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反“是指，对于同一个像素单元，当第一公共电压小于第二公共电压时，第一灰阶电压可以大于第一公共电压(此时，像素电极的电压为正极性)，第二灰阶电压可以小于第二公共电压(此时，像素电极的电压为负极性)；当第一公共电压大于第二公共电压时，第一灰阶电压可以小于第一公共电压，第二灰阶电压可以大于第二公共电压。本发明中所述的N均为自然数。

例如，当极性反转方式为帧反转时，如图2所示，在第N个显示周期内，可以向各行像素单元的公共电极均提供1V的电压，根据待显示的图像内容向各个像素单元的像素电极提供大于1V的电压，以使得在第N个显示周期内，所有像素单元的像素电极均为正极性；在第N+1个显示周期内，向各行像素单元的公共电极均提供5V的电压，根据待显示的图像内容向所有像素单元的像素电极提供小于1V的电压，以使得在第N+1个显示周期内，所有像素单元的像素电极均为负极性。

当极性反转方式为行反转时，在第N个显示周期内，可以向奇数行公共电压提供1V的电压，向偶数行公共电极提供5V的电压，根据待显示的图像内容向奇数行像素电极提供大于1V的电压，向偶数行像素电极提供小于5V的电压，以使得在第N个显示周期内，奇数行像素电极的电压为正极性，偶数行像素电极的电压为负极性；在第N+1个显示周期内，向奇数行的公共电极提供5V的电压，向偶数行的公共电极提供1V的电压，根据待显示的图像内容，向奇数行的像素电极提供小于5V的电压，向偶数行的像素电极提供大于1V的电压，以使得在第N+1个显示周期内，奇数行像素电极的电压为负极性，偶数行像素电极的电压为正极性。

在本发明中，在相邻两个显示周期内，向像素单元的公共电极分别提供第一公共电压和第二公共电压，而像素电极的电压极性是相对于公共电极上的电压而言的，因此，相对于公共电极的电压不变的驱动方式，像素电极的电压在正极性和负极性之间反转时，公共电极电压的变化可以使得像素电极上的电压变化范围减小，因而可以使得驱动电路输出电压减小，功耗降低。

更进一步地，当所述公共电极上的电压大于所述像素电极上的电压时，所述公共电极上的电压小于预设公共电压，所述像素电极上的电压小于预设灰阶电压，所述预设灰阶电压与所述预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

如图3所示，在第N个显示周期负极性像素单元的像素电极的电压如Vn所示，正极性像素单元的像素电极的电压如Vp所示，公共电极的电压如Vcom所示，预设公共电压如Vcom’所示，预设灰阶电压如Vn’所示。如上文中所述，不同行公共电极上的公共电压可以为不同值，不同的像素电极上的电压也可以为不同值。其中，一部分像素单元的公共电极的电压小于像素电极的电压(该部分像素电极的电压为正极性)；另一部分像素单元的公共电极的电压大于像素电极的电压(该部分像素电极的电压为负极性)，其中，负极性的像素单元的公共电极的电压小于预设公共电压，像素电极的电压小于预设灰阶电压。只要使得像素单元的公共电极上的电压与像素电极上电压之间的差值等于预设公共电压与预设灰阶电压之间的差值即可。这样可以进一步减少像素电极上的电压，进一步减小驱动电路的功耗。

更进一步地，所述驱动方法还包括：

根据待显示的图像计算所述预设灰阶电压和预设公共电压；

根据所述预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压、所述第二公共电压、所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

具体地，待显示的图像的灰度与像素电极上的电压和公共电极上的电压之间的压差有关。例如，极性反转方式为行反转，某一帧待显示的图像中，奇数行像素电极的电压为负极性，灰度范围为20～230，对应的像素电极电压与公共电极电压之间压差范围为1～4.0V，偶数行像素电极的电压为正极性，灰度范围为10～250，对应的像素电极电压与公共电极电压之间电压差范围为0.8～4.8V，此时，可以将预设公共电压的范围为0V和5V(如图3中的Vcom’)，将负极性的像素单元的预设灰阶电压范围确定为5-4.0＝1V至5-1＝4V(如图3中的Vn’)，将正极性的像素单元的预设灰阶电压的范围确定为0+0.8＝0.8V至0+4.8＝4.8V(如图3中的Vp)。为了减小像素电极上的电压以减小驱动电路的功耗，可以将负极性像素单元所对应的预设公共电压和预设灰阶电压同时降低1V后的电压值作为负极性像素单元所对应的第一公共电压和第一灰阶电压，即负极性像素单元所对应的第一公共电压为5-1＝4V(如图3中的Vcom的高电平部分)，第一灰阶电压范围为1-1＝0V至4-1＝3V(如图3中的Vn)，正极性像素单元所对应的第一公共电压为0V(如图3中Vcom的低电平部分)，第一灰阶电压范围为0.8至4.8V。根据下一帧待显示的图像确定第二公共电压和第二灰阶电压，确定方法和第一公共电压和第一灰阶电压相同，这里不再赘述。

更进一步地，如图4所示，在每个显示周期内，每个像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性与相邻的像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性相反。即，所述极性反转驱动方法采用点翻转的方式显示图像，从而防止显示图像时产生闪烁(flicker)和串扰(crosstalk)的现象。

具体地，显示面板可以采用双栅的结构，每行像素单元中，奇数列像素单元与偶数列像素单元对应不同的栅线。在显示图像时，多条栅线依次导通，向第一行奇数列像素电极和第一行公共电极、第一行偶数列像素电极和第一行公共电极、第二行奇数列像素电极和第二行公共电极、第二行偶数列像素电极和第二行公共电极，等等，依次提供电压，以使得每个像素单元的极性与相邻的像素单元的极性相反。例如，在第N个显示周期内，t1时刻向第一行公共电极提供1V的电压，且第一条栅线G1导通，通过数据线向第一行奇数列像素电极分别提供大于1V的电压；t2时刻向第一行公共电极提供5V的电压，且第二条栅线G2导通，通过数据线向第一行偶数列的像素电极分别提供小于5V的电压；t3时刻向第二行公共电极提供5V的电压，且第三条栅线G3导通，通过数据线向第二行奇数列像素电极提供小于5V的电压；t4时刻向第二行公共电极提供1V的电压，且第四条栅线G4导通，通过数据线向第二行偶数列像素电极分别提供大于1V的电压，依次类推。这样可以使第一行奇数列像素电极的电压为正极性，第一行偶数列像素电极的电压为负极性，第二行奇数列像素电极的电压为负极性，第二行偶数列的像素电极的电压为正极性，依次类推。

以上为对本发明所提供的极性反转驱动方法的描述，可以看出，在相邻两个显示周期内，向像素单元的公共电极分别提供第一公共电压和第二公共电压，而像素电极的电压极性是相对于公共电极上的电压而言的，公共电极电压的变化可以使得像素电极上的电压变化范围减小，因而可以使得驱动电路输出电压减小，功耗降低；同时，所述公共电极上的电压大于所述像素电极上的电压时，所述公共电极上的电压小于预设公共电压，所述像素电极上的电压小于预设灰阶电压，因而可以更进一步减小驱动电路的功耗；另外，采用点翻转的驱动方式，可以防止闪烁和串扰的现象，改善显示效果。

作为本发明的另一方面，提供一种极性反转驱动装置，所述极性反转驱动装置包括：公共电极驱动单元和数据驱动单元，

在前一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第一公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第二公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

更进一步地，当所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压大于数据驱动单元向像素电极提供的电压时，所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压小于预设公共电压，所述数据驱动单元向像素电极提供的电压小于预设灰阶电压。

更进一步地，极性反转驱动装置还包括灰阶电压计算单元，用于根据待显示的图像计算预设灰阶电压和预设公共电压；

所述公共电极驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压和所述第二公共电压；

所述数据驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

其中，每个像素单元的第一公共电压与第一灰阶电压之间的差值与该像素单元的在前一个显示周期的灰度相对应，每个像素单元的第二公共电压与第二灰阶电压之间的差值与该像素单元在后一个显示周期的灰度相对应。对于像素电极的电压为负极性的像素单元，其公共电极上的电压小于预设公共电压，像素电极上的电压小于预设灰阶电压，预设灰阶电压与预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

更进一步地，所述极性反转驱动装置通过栅线为像素电压提供驱动信号，如图4所示，每行所述像素单元对应两条栅线，每行像素单元中奇数列的像素单元连接两条栅线中的一条，每行像素单元中偶数列的像素单元连接两条栅线中的另一条，在每个显示周期内，各像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性与相邻的像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性相反，从而实现点翻转的驱动方式。图4所标识的“+”“-”表示像素电极的电压极性。

作为本发明的再一方面，提供一种显示设备，包括本发明所提供的上述极性反转驱动装置。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种极性反转驱动方法，其特征在于，所述极性反转驱动方法包括：

在前一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第一公共电压，向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，向像素单元的公共电极提供第二公共电压，向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

2.根据权利要求1所述的极性反转驱动方法，其特征在于，当所述公共电极上的电压大于所述像素电极上的电压时，所述公共电极上的电压小于预设公共电压，所述像素电极上的电压小于预设灰阶电压，所述预设灰阶电压与所述预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

3.根据权利要求2所述的极性反转驱动方法，其特征在于，所述驱动方法还包括：

根据待显示的图像计算所述预设灰阶电压和预设公共电压；

根据所述预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压、所述第二公共电压、所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的极性反转驱动方法，其特征在于，在每个显示周期内，每个像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性与相邻的像素单元的像素电极的电压相对于公共电极的电压的极性相反。

5.一种极性反转驱动装置，其特征在于，所述极性反转驱动装置包括：公共电极驱动单元和数据驱动单元，

在前一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第一公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第一灰阶电压；

在后一个显示周期，所述公共电极驱动单元用于向像素单元的公共电极提供第二公共电压，数据驱动单元用于向像素单元的像素电极提供第二灰阶电压；其中，

所述第一灰阶电压相对于所述第一公共电压的极性与所述第二灰阶电压相对于所述第二公共电压的极性相反，所述第一公共电压不同于所述第二公共电压。

6.根据权利要求5所述的极性反转驱动装置，其特征在于，当所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压大于所述数据驱动单元向像素电极提供的电压时，所述公共电极驱动单元向公共电极提供的电压小于预设公共电压，所述数据驱动单元向像素电极提供的电压小于预设灰阶电压，所述预设灰阶电压与所述预设公共电压之间的压差和公共电极上的电压与像素电极上的电压之间的压差相等。

7.根据权利要求6所述的极性反转驱动装置，其特征在于，所述极性反转驱动装置还包括灰阶电压计算单元，用于根据待显示的图像计算预设灰阶电压和预设公共电压；

所述公共电极驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一公共电压和所述第二公共电压；

所述数据驱动单元用于根据所述灰阶电压计算单元所计算的预设灰阶电压和预设公共电压确定所述第一灰阶电压和所述第二灰阶电压。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的极性反转驱动装置，其特征在于，每行所述像素单元对应两条栅线，每行像素单元中奇数列的像素单元连接两条栅线中的一条，每行像素单元中偶数列的像素单元连接两条栅线中的另一条，在每个显示周期内，各像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性与相邻的像素单元的像素电极相对于公共电极的电压极性相反。

9.一种显示设备，其特征在于，所述显示设备包括权利要求5至8中任意一项所述的极性反转驱动装置。