CN106019741A - 像素结构、液晶显示面板及其驱动方法 - Google Patents

像素结构、液晶显示面板及其驱动方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种像素结构、液晶显示面板及其驱动方法。像素结构，包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与数据线连接；第一扫描线控制第一控制开关，电荷共享线控制第二控制开关，电荷共享线与不同于第一扫描线的第二扫描线连接。通过以上方式，本发明能够提高像素的开口率，不占用周边设计区域，有利于实现窄边框。

Description

像素结构、液晶显示面板及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种像素结构、液晶显示面板及其驱动方法。
背景技术
薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)-液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)是依靠液晶在不同的电场中有不同的取向，这时，由于液晶的光学双折射性，会使得背光源传入液晶中的光产生不同的透过率，进而产生灰阶，在光路上放置红绿蓝(RGB)三原色的色阻，则可以得到不同颜色，不同亮暗的画面。在大视角观看液晶显示器的时候，由于角度不同，因此各个方向上面的穿透率也不同，所感受到的偏差值也有差异，因此产生业界所说的色偏(Color shift)现象。为了克服液晶显示器的这一先天不良，形成了大量的方法，目前普遍使用的是多畴法，即使得观察者在各个方向看到的液晶状态处于一个均值差不多的状态，普遍使用的是八畴结构。
为了实现八畴结构，目前普遍采用的是电荷共享技术。如图1，将一个像素10分为两个子像素，即主像素(Main Pixel)100和从像素(SubPixel)101，主像素100通过薄膜晶体管11驱动，从像素101通过共享TFT(Sharing TFT)12驱动。每个像素需要两根栅极线(Gate)，充电栅极(Charge Gate)13负责薄膜晶体管11的开关，共享栅极(Share Gate)14负责共享TFT 12的开关，这样会造成像素开口率降低。共享TFT12的源极连接共享电容15，即从像素101的电位会通过共享TFT12拉低，以实现八畴。由于第n行共享栅极14在外围与n+4行的充电栅极13相连，造成占用外围设计区域面积，难以实现窄边框。
发明内容
本发明实施例提供了一种像素结构、液晶显示面板及其驱动方法，能够提高像素的开口率，不占用周边设计区域，有利于实现窄边。
本发明提供一种像素结构，包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与数据线连接；第一扫描线控制第一控制开关，电荷共享线控制第二控制开关，电荷共享线与不同于第一扫描线的第二扫描线连接。
其中，第二控制开关的栅极上设置有第一通孔，电荷共享线通过第一通孔与第二控制开关的栅极连接，电荷共享线通过第二通孔与第二扫描线连接。
其中，电荷共享线为ITO薄膜，与第一像素电极、第二像素电极采用同一光罩进行图案化。
其中，像素结构包括共用第一扫描线的相邻的第一像素和第二像素，第一像素中的第二控制开关的栅极和第二像素中的第二控制开关的栅极相同，第一像素中的第一控制开关和第二像素中的第一控制开关的开口方向相反。
其中，像素结构还包括共用第一扫描线的相邻的第三像素和第四像素，第三像素与第二像素相邻，第二像素与第三像素的数据线并列在一起，第三像素和第四像素共用第二控制开关的栅极。
其中，像素结构包括第五像素以及与第五像素共用数据线的相邻的多个像素，多个像素的第二控制开关的栅极上设置有第一通孔，第五像素的扫描线上设置有第二通孔，多个像素中的第二控制开关的栅极通过第一通孔与电荷共享线连接，电荷共享线通过第二通孔与第五像素的扫描线连接，其中第五像素与多个像素中的一个像素相邻。
其中，多个像素的数量为1、2、3、4中的至少一个。
其中，主像素区以及次像素区设置在阵列基板上，阵列基板上还包括横向设置的多条扫描线和纵向设置的多条数据线，扫描线均与数据线相交，其中：多个像素中的第2n-1个像素的主像素区和次像素区以及第2n个像素的主像素区和次像素区均设置在第2n-1条扫描线、第2n条扫描线、第2n-1条数据线以及第2n条数据线所围成的区域内，n为正整数。
本发明还提供一种液晶显示面板，该液晶显示面板包括前述的像素结构。
本发明还提供一种液晶显示面板的驱动方法，液晶显示面板包括像素结构，像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与所述数据线连接；第一扫描线控制第一控制开关，电荷共享线控制第二控制开关，电荷共享线与不同于第一扫描线的第二扫描线连接，液晶显示面板的驱动方法：利用第一扫描线控制第一控制开关导通；利用数据线为主像素区充电以使得第一像素电极形成第一等电位；利用电荷共享线控制第二控制开关导通以实现电荷共享。
通过上述方案，本发明的有益效果是：本发明的像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与第一像素电极数据线连接；第一扫描线控制第一控制开关的栅极连接第一扫描线，电荷共享线控制第二控制开关的栅极与第二扫描线连接，第二扫描线电荷共享线与不同于与第一扫描线相邻的第二扫描线连接，能够提高像素的开口率，不占用周边设计区域，有利于实现窄边。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1是现有技术中的像素结构示意图；
图2是本发明实施例的液晶显示面板的结构示意图；
图3是本发明第一实施例的像素结构示意图；
图4是本发明第二实施例的像素结构示意图；
图5是本发明实施例的液晶显示面板的驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2是本发明实施例的液晶显示面板的结构示意图。如图2所示，液晶显示面板包括阵列基板1、与阵列基板1相对设置的彩膜基板2以及夹持在阵列基板1和彩膜基板2之间的液晶层3，像素电极4设置在阵列基板1上，彩膜基板2上设置有公共电极5。阵列基板1上的像素电极4组成的结构即为像素结构。
参见图3，像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区200以及从像素区201。主像素区200以及次像素区201设置在阵列基板1上。阵列基板1上还包括横向设置的多条扫描线和纵向设置的多条数据线，扫描线均与数据线相交。其中，多个像素中的第2n-1个像素的主像素区和次像素区以及第2n个像素的主像素区和次像素区均设置在第2n-1条扫描线、第2n条扫描线、第2n-1条数据线以及第2n条数据线所围成的区域内，n为正整数。
主像素区200包括第一像素电极203，第一像素电极203通过第一控制开关21与数据线22连接。从像素区201包括第二像素电极204，第二像素电极204通过第二控制开关23以及第一控制开关21与数据线22连接。第二控制开关23的源极或漏极与扫描线形成共享电容205。第一扫描线24控制第一控制开关21，电荷共享线25控制第二控制开关23电荷共享线，电荷共享线25与不同于第一扫描线24的第二扫描线26连接。其中，电荷共享线25为ITO薄膜，在制作过程中可以与第一像素电极203、第二像素电极204采用同一光罩进行图案化。当然，电荷共享线25也可以采用其他导体，只要是电阻率较低即可。
在本发明实施例中，第二控制开关23的栅极上设置有第一通孔230，第二扫描线26上设置有第二通孔260，电荷共享线25通过第一通孔230与第二控制开关23的栅极连接，电荷共享线25通过第二通孔260与第二扫描线26连接。参见图3，第二扫描线26可以是与第一扫描线24相邻的扫描线，使得第二控制开关23与相邻的第二扫描线26控制的第一控制开关同时打开，达到电荷共享的目的。
如此，本发明实施例的数据线的排布不同于传统的1G1D方式，本发明实施例的相邻两列像素的数据线并列在一起，相邻第一控制开关以及第二控制开关的开口方向相反。通过通孔的方式将第N行像素的电荷共享线与第N+1行像素的扫描线在面内连接在一起，使得第N行像素的第二控制开关与第N+1行像素的第一控制开关同时打开，达到电荷共享(Charge sharing)的目的，进而实现降低色偏的效果。其中第一通孔连接电荷共享线与第N行像素的第二控制开关的栅极，第二通孔连接电荷共享线与第N+1行像素的扫描线。电荷共享线为ITO薄膜。采用该设计时，数据线上面会有一层带扫描线电位的ITO薄膜，造成数据线负载(Data line Loading)较大，因此需要将数据线进行重新排列，参见图3。这样在连接用ITO薄膜下方无数据线，不会造成数据线负载增大，并且这样的设计相邻两列像素共用连接ITO薄膜就可以，而不需要每一列像素单独用一条ITO薄膜进行连接，减少了通孔的数量。
数据线的排列具体地参见图3，像素结构包括共用第一扫描线24的相邻的第一像素241和第二像素242，第一像素241中的第二控制开关的栅极和第二像素241中的第二控制开关的栅极相同，都通过第一通孔230与共享电荷线25连接。第一像素241中的第一控制开关和第二像素242中的第一控制开关的开口方向相反。像素结构还包括共用第一扫描线24的相邻的第三像素243和第四像素244，第三像素243与第二像素242相邻，第二像素242与第三像素243的数据线并列在一起，第三像素243和第四像素244共用第二控制开关的栅极。共用第一扫描线24的多个像素以第一像素241、第二像素242、第三像素243以及第四像素244为周期进行排列。
另外，第N行的第二控制开关与第N+1行的第一控制开关同时打开。这样的方式可以使得原来的电荷共享线所占的面积大幅度的降低，有利于提高像素的开口率。由于第N行的电荷共享线是在面内与第N+1行的第一扫描线相连的，不占用周边设计区域，有利于实现窄边框，并且这样的方式不需要多光罩。
在本发明实施例中，相邻的多个像素可以共用一条电荷共享线。参见图4，像素结构包括第五像素31以及与第五像素31共用数据线32的相邻的多个像素33。多个像素33中的第二控制开关330的栅极上设置第一通孔331，第五像素31的扫描线310上设置第二通孔311，使得第二控制开关330的栅极通过第一通孔331与电荷共享线332连接，电荷连接线通孔第二通孔311与第五像素31的扫描线310连接，其中第五像素31至少与多个像素33中的一个像素相邻。在图4中，连续相邻的3个像素33、34、35共用一条电荷共享线332。即像素33、34、35的第二控制开关的栅极都设置第一通孔，以使得对应的第二控制开关的栅极通孔第一通孔与电荷共享线332连接。如此，以每4行像素为一个周期，采用第4行像素的扫描线来控制前面三行像素的第二控制开关的栅极，对应的共用共享电荷线的像素的数量为3。在本发明的其他实施例中，共用共享电荷线的多个像素的数量为1、2、3、4中的至少一个。对应的像素结构的周期为2、3、4、5。一个像素的扫描线控制的第二控制开关的栅极所对应的像素的数量不宜再多，否则欠造成扫描线的负载过大。
图5是本发明实施例的液晶显示面板的驱动方法的流程示意图。液晶显示面板包括像素结构，像素结构包括矩阵排列的多个像素。每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区。主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接。从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与数据线连接。第一扫描线控制第一控制开关，电荷共享线控制第二控制开关，电荷共享线与不同于第一扫描线的第二扫描线连接。如图5所示，液晶显示面板的驱动方法：
步骤S10：利用第一扫描线控制第一控制开关导通。其中第一扫描线为与第一像素电极对应的扫描线。
步骤S11：利用数据线为主像素区充电以使得第一像素电极形成第一等电位。
步骤S12：利用电荷共享线控制第二控制开关导通以实现电荷共享。
其中，电荷共享线为ITO薄膜，在制作过程中可以与第一像素电极、第二像素电极采用同一光罩进行图案化。当然，电荷共享线也可以采用其他导体，只要是电阻率较低即可。
在本发明实施例中，第二控制开关的栅极上设置有第一通孔，第二扫描线上设置有第二通孔，电荷共享线通过第一通孔与第二控制开关的栅极连接，电荷共享线通过第二通孔与第二扫描线连接。第二扫描线可以是与第一扫描线相邻的扫描线，使得第二控制开关与相邻的第二扫描线控制的第一控制开关同时打开，达到电荷共享的目的。
本发明实施例的数据线的排布不同于传统的1G1D方式，本发明实施例的相邻两列像素的数据线并列在一起，相邻第一控制开关以及第二控制开关的开口方向相反。通过通孔的方式将第N行像素的电荷共享线与第N+1行像素的扫描线在面内连接在一起，使得第N行像素的第二控制开关与第N+1行像素的第一控制开关同时打开，达到电荷共享(Charge sharing)的目的，进而实现降低色偏的效果。其中第一通孔连接电荷共享线与第N行像素的第二控制开关的栅极，第二通孔连接电荷共享线与第N+1行像素的扫描线。电荷共享线为ITO薄膜。采用该设计时，数据线上面会有一层带扫描线电位的ITO薄膜，造成数据线负载(Data line Loading)较大，因此需要将数据线进行重新排列，这样在连接用ITO薄膜下方无数据线，不会造成数据线负载增大，并且这样的设计相邻两列像素共用连接ITO薄膜就可以，而不需要每一列像素单独用一条ITO薄膜进行连接，减少了通孔的数量。
另外，第N行的第二控制开关与第N+1行的第一控制开关同时打开。这样的方式可以使得原来的电荷共享线所占的面积大幅度的降低，有利于提高像素的开口率。由于第N行的电荷共享线是在面内与第N+1行的第一扫描线相连的，不占用周边设计区域，有利于实现窄边框，并且这样的方式不需要多光罩。
在本发明实施例中，像素结构包括共用第一扫描线的相邻的第一像素和第二像素，第一像素中的第二控制开关的栅极和第二像素中的第二控制开关的栅极相同，都通过第一通孔与共享电荷线连接。第一像素中的第一控制开关和第二像素中的第一控制开关的开口方向相反。像素结构还包括共用第一扫描线的相邻的第三像素和第四像素，第三像素与第二像素相邻，第二像素与第三像素的数据线并列在一起，第三像素和第四像素共用第二控制开关的栅极。共用第一扫描线的多个像素以第一像素、第二像素、第三像素以及第四像素为周期进行排列。
在本发明实施例中，相邻的多个像素可以共用一条电荷共享线。像素结构包括第五像素以及与第五像素共用数据线的相邻的多个像素。多个像素中的第二控制开关的栅极上设置第一通孔，第五像素的扫描线上设置第二通孔，使得第二控制开关的栅极通过第一通孔与电荷共享线连接，电荷连接线通孔第二通孔与第五像素的扫描线连接，其中第五像素至少与多个像素中的一个像素相邻。连续相邻的3个像素共用一条电荷共享线。即像素的第二控制开关的栅极都设置第一通孔，以使得对应的第二控制开关的栅极通孔第一通孔与电荷共享线连接。如此，以每4行像素为一个周期，采用第4行像素的扫描线来控制前面三行像素的第二控制开关的栅极，对应的共用共享电荷线的像素的数量为3。在本发明的其他实施例中，共用共享电荷线的多个像素的数量为1、2、3、4中的至少一个。对应的像素结构的周期为2、3、4、5。一个像素的扫描线控制的第二控制开关的栅极所对应的像素的数量不宜再多，否则欠造成扫描线的负载过大。
综上所述，本发明的像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，主像素区包括第一像素电极，第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；从像素区包括第二像素电极，第二像素电极通过第二控制开关以及第一控制开关与第一像素电极连接；第一控制开关的栅极连接第一扫描线，第二控制开关的栅极与电荷共享线连接，电荷共享线与第一扫描线相邻，能够提高像素的开口率，不占用周边设计区域，有利于实现窄边。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种像素结构，其特征在于，所述像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，所述主像素区包括第一像素电极，所述第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；所述从像素区包括第二像素电极，所述第二像素电极通过第二控制开关以及所述第一控制开关与所述数据线连接；
第一扫描线控制所述第一控制开关，电荷共享线控制所述第二控制开关，所述电荷共享线与不同于所述第一扫描线的第二扫描线连接。
2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述第二控制开关的栅极上设置有第一通孔，所述第二扫描线上设置有第二通孔，所述电荷共享线通过所述第一通孔与所述第二控制开关的栅极连接，所述电荷共享线通过所述第二通孔与所述第二扫描线连接。
3.根据权利要求2所述的像素结构，其特征在于，所述电荷共享线为ITO薄膜，与所述第一像素电极、所述第二像素电极采用同一光罩进行图案化。
4.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构包括共用所述第一扫描线的相邻的第一像素和第二像素，所述第一像素中的所述第二控制开关的栅极和所述第二像素中的所述第二控制开关的栅极相同，所述第一像素中的所述第一控制开关和所述第二像素中的所述第一控制开关的开口方向相反。
5.根据权利要求4所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构还包括共用所述第一扫描线的相邻的第三像素和第四像素，所述第三像素与所述第二像素相邻，所述第二像素与所述第三像素的数据线并列在一起，所述第三像素和所述第四像素共用第二控制开关的栅极。
6.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素结构包括第五像素以及与所述第五像素共用所述数据线的相邻的多个像素，所述多个像素的所述第二控制开关的栅极上设置有第一通孔，所述第五像素的扫描线上设置有第二通孔，所述多个像素中的第二控制开关的栅极通过所述第一通孔与所述电荷共享线连接，所述电荷共享线通过所述第二通孔与所述第五像素的扫描线连接，其中所述第五像素与所述多个像素中的一个像素相邻。
7.根据权利要求6所述的像素结构，其特征在于，多个像素的数量为1、2、3、4中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述主像素区以及所述次像素区设置在阵列基板上，所述阵列基板上还包括横向设置的多条扫描线和纵向设置的多条数据线，所述扫描线均与所述数据线相交，其中：
所述多个像素中的第2n-1个像素的主像素区和次像素区以及第2n个像素的主像素区和次像素区均设置在第2n-1条扫描线、第2n条扫描线、第2n-1条数据线以及第2n条数据线所围成的区域内，n为正整数。
9.一种液晶显示面板，其特征在于，所述液晶显示面板包括权利要求1至8任一项所述的像素结构。
10.一种液晶显示面板的驱动方法，其特征在于，所述液晶显示面板包括像素结构，所述像素结构包括矩阵排列的多个像素，每一像素中包括相邻设置的主像素区以及从像素区，所述主像素区包括第一像素电极，所述第一像素电极通过第一控制开关与数据线连接；所述从像素区包括第二像素电极，所述第二像素电极通过第二控制开关以及所述第一控制开关与所述第一像素电极连接；第一扫描线控制所述第一控制开关，电荷共享线控制所述第二控制开关，所述电荷共享线与不同于所述第二扫描线连接。液晶显示面板的驱动方法：
利用所述第一扫描线控制所述第一控制开关导通；
利用所述数据线为所述主像素区充电以使得所述第一像素电极形成第一等电位；
利用所述电荷共享线控制所述第二控制开关导通以实现电荷共享。
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