CN106707648B - 一种显示基板、显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种显示基板、显示装置及其驱动方法。所述显示基板的相邻两条栅线之间具有两行子像素区域，位于一条栅线两侧的相邻两行子像素区域共用一条栅线，从而使得栅线的数量减半，增加像素开口区，提升开口率。同时，栅线数量的减半减少了栅极驱动芯片或栅极驱动电路的个数，降低了成本，并有利于实现窄边框。另外，由于一行子像素区域的充电时间翻倍，提供充足的充电时间，从而提高像素充电率，提升显示质量。

Description

一种显示基板、显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种显示基板、显示装置及其驱动方法。
背景技术
在平板显示技术领域，薄膜晶体管(Thin Film Transistor，简称TFT)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低等优点，被作为驱动器件广泛应用在平板显示技术中。
对于薄膜晶体管显示器件，通过栅线控制打开或关闭薄膜晶体管，在薄膜晶体管打开时，通过数据线向对应的像素传输像素电压。像素充电率定义为像素的像素电压与数据线上写入的电压比值。像素电压与充电时间、TFT开启电流等相关。以120Hz显示器件(分辨率为3840*2160)为例，每一行的充电时间为t＝1/120/2220(60行Blank区)＝3.7us，在3.7us内，非晶硅薄膜晶体管的载流子迁移率较低，短时间内无法将像素电位充饱，导致像素电压小于数据线上写入的电压。
现有将像素设计成1G2D结构，相邻两行像素之间具有一条栅线，相邻两列像素之间具有两条数据线；同一行像素与同一栅线连接，不同行像素与不同栅线连接；对于相邻两行像素，位于同一列的像素与不同数据线连接，从而栅线可以打开2行时间，由不同数据线给相邻两行像素充电，充电时间翻倍，以达到液晶翻转所需求的电位。但是，相邻两条栅线虽然给的是相同的时序，在设计中为两根独立的栅线，由于栅线占用一定的空间，压缩了像素开口区，降低了开口率。同时，栅线的根数较多，导致栅极驱动芯片数量增加，成本上升，而且不利于实现窄边框。
发明内容
本发明提供一种显示基板、显示装置及其驱动方法，用以提高像素开口率，减小边框。
为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种显示基板，包括多条栅线和多条数据线，所述栅线和所述数据线交叉分布，限定多个子像素区域，相邻两条栅线之间具有两行子像素区域，相邻两列子像素区域之间设置有两条数据线；每一子像素区域包括一个薄膜晶体管；
位于一条所述栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管与该栅线连接，且位于一条所述栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管与数据线一一对应连接。
本发明实施例中还提供一种显示装置，包括如上所述的显示基板。
本发明实施例中还提供一种如上所述的显示装置的驱动方法，包括：
通过一条栅线同时打开位于该栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管，然后通过数据线一一对应向该两行子像素区域的薄膜晶体管传输像素电压。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，相邻两条栅线之间具有两行子像素区域，位于一条栅线两侧的相邻两行子像素区域共用一条栅线，从而使得栅线的数量减半，增加像素开口区，提升开口率。同时，栅线数量的减半减少了栅极驱动芯片或栅极驱动电路的个数，降低了成本，并有利于实现窄边框。另外，由于一行子像素区域的充电时间翻倍，提供充足的充电时间，从而提高像素充电率，提升显示质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中显示基板的结构示意图一；
图2表示本发明实施例中显示基板的结构示意图二；
图3表示本发明实施例中显示基板的结构示意图三；
图4表示本发明实施例中一帧画面显示时向所有子像素区域传输的像素电压的极性分布示意图；
图5表示本发明实施例中一帧画面显示时第一像素重复单元和第二像素重复单元的分布示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
结合图1和图3所示，本实施例中提供一种显示基板，包括多条栅线10和多条数据线20，栅线10和数据线20交叉分布，限定多个子像素区域100。相邻两条栅线10之间具有两行子像素区域100，相邻两列子像素区域100之间具有两条数据线20。每一子像素区域100包括一个薄膜晶体管1，薄膜晶体管1的栅电极与栅线10一体成型，源电极2与数据线20连接，通过栅线10打开或关闭对应的薄膜晶体管1。
位于一条栅线10两侧的相邻两行子像素区域100的薄膜晶体管1与该栅线10连接，且位于一条栅线10两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管1与数据线20一一对应连接，从而通过栅线10打开该相邻两行子像素区域的薄膜晶体管1时，数据线20一一对应向薄膜晶体管1的源电极2传输像素电压。
本发明的技术方案中，相邻两条栅线之间具有两行子像素区域，位于一条栅线两侧的相邻两行子像素区域共用一条栅线，从而使得栅线的数量减半，增加像素开口区，提升开口率。同时，栅线数量的减半减少了栅极驱动芯片或栅极驱动电路的个数，降低了成本，并有利于实现窄边框。另外，由于一行子像素区域的充电时间翻倍，提供充足的充电时间，从而提高像素充电率，提升显示质量。
所述显示基板可以为液晶显示装置的阵列基板，也可以为有机电致发光显示装置的显示基板，或其它以薄膜晶体管作为驱动器件的显示装置的显示基板。
需要说明的是，本发明实施例中，栅线和数据线的大致延伸方向之间的夹角大于零，实现交叉分布。位于同一行的子像素区域分布在与栅线平行的同一条线上，位于同一列的子像素区域分布在与数据线平行的同一条线上，其中，同一行子像素区域可以分布在同一条直线、折线或其他形状的线上，同一列子像素区域可以分布在同一条直线、折线或其他形状的线上，在此不作限定。
本发明实施例中，薄膜晶体管与栅线连接是指：薄膜晶体管的栅电极与栅线连接，薄膜晶体管与数据线连接是指：薄膜晶体管的源电极与数据线连接。
为了实现相邻两行子像素区域的薄膜晶体管1与数据线20一一对应连接，本实施例中，在数据线20的延伸方向上，在相邻两列子像素区域之间设置两条数据线20，使数据线20的数量与相邻两行子像素区域的个数一致。具体可以为：位于同一列的相邻两个子像素区域100中，其中一个子像素区域100的薄膜晶体管1与位于该列子像素区域一侧的数据线20连接，另一个子像素区域100的薄膜晶体管1与位于该列子像素区域另一侧的数据线20连接。
所述显示基板除了栅线10和数据线20，还包括其他信号线，例如：公共电极线，所述公共电极线设置在显示区域，用于提供基准电压。
本实施例中，结合图2和图3所示，公共电极线包括多条第一公共电极线30和多条第二公共电极线31。第一公共电极线30与栅线10平行，设置在位于两条栅线10之间的两行子像素区域100之间，由于位于两条栅线10之间的两行子像素区域之间未设置有栅线，因此，将第一公共电极线30设置在位于两条栅线10之间的两行子像素区域100之间的方式，不会占用像素开口区，有利于提升开口率。
第二公共电极线31与数据线20平行，在至少部分相邻的两列子像素区域100之间设置有第二公共电极线31。可选的，仅在部分相邻的两列子像素区域100之间设置有第二公共电极线31，以减小对开口率的影响。
通过设置交叉分布的第一公共电极线30和第二公共电极线31，可以提高公共电极线电阻的均一性，有利于提高公共电极线上信号的稳定性。具体的原理为：在显示过程中，栅线、数据线和显示用电极与公共电极线均会形成耦合电容。在栅线、数据线和显示用电极上的信号变化时，会拉动公共电极线的信号发生变化。公共电极线上的信号在拉动后的恢复过程中，公共电极线的电阻均一性越好，恢复速度越快，能够提高公共电极线上信号的稳定性。
其中，第一公共电极线30可以与栅线10为同层结构，由同一栅金属层制得。第二公共电极线31可以与数据线线20为同层结构，由同一源漏金属层制得。第一公共电极线30和第二公共电极线31之间具有绝缘层(图中未示意出)。
进一步地，还可以在所述绝缘层对应第一公共电极线30和第二公共电极线31交叉的位置设置多个过孔，第一公共电极线30和第二公共电极线31通过所述多个过孔电性连接，多点连接的方式能够进一步提升公共电极线电阻的均一性。
容易想到的是，也可以设置所述显示基板仅包括第一公共电极线30或第二公共电极线31。
当所述显示基板包括第二公共电极线31时，本实施例中设置多条第二公共电极线31等间距设置，提高公共电极线电阻的均一性。具体可以为：任意相邻的两条第二公共电极线31之间的子像素区域100的个数均为s，s为正整数。
如图3所示，以液晶显示装置的阵列基板为例，本实施例中的显示基板具体包括：
多条平行的栅线10和多条平行的数据线20，栅线10和数据线20交叉分布，限定多个子像素区域100，相邻两条栅线10之间具有两行子像素区域，相邻两列子像素区域之间具有两条数据线20；
公共电极线，包括多条第一公共电极线30和多条第二公共电极线31，第一公共电极线30与栅线10平行，设置在位于两条栅线10之间的两行子像素区域之间；第二公共电极线31与数据线20平行，仅在部分相邻的两列子像素区域100之间设置由第二公共电极线31；
位于第一公共电极线30和第二公共电极线31之间的绝缘层，在所述绝缘层对应第一公共电极线30和第二公共电极线31交叉的位置设置过孔，第一公共电极线30和第二公共电极线31通过所述过孔电性连接；
每一子像素区域100包括：
薄膜晶体管1，位于一条栅线10两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管1的栅电极与该栅线10连接；位于同一列的相邻两个子像素区域中，其中一个子像素区域100的薄膜晶体管1的源电极2与位于该列子像素区域一侧的数据线20连接，另一个子像素区域100的薄膜晶体管1的源电极2与位于该列子像素区域另一侧的数据线20连接。
像素电极4，与薄膜晶体管1的漏电极3连接；
位于薄膜晶体管1和像素电极4之间的钝化层(图中未示意出)。
对于横向电场型液晶显示装置，所述阵列基板的每一子像素区域100还包括：
公共电极5，与公共电极线连接。
位于像素电极4和公共电极5之间的中间绝缘层(图中未示意出)。
其中，薄膜晶体管1可以为顶栅型薄膜晶体管、底栅型薄膜晶体管等。根据需要设置像素电极4、公共电极5和薄膜晶体管1的位置关系，在此不再一一列举。
实施例二
本实施例中提供一种显示装置及其驱动方法。所述显示装置采用实施例一中的显示基板，由于栅线的数量减半，从而提升了开口率。同时，栅线数量的减半减少了栅极驱动芯片或栅极驱动电路的个数，降低了成本，并有利于实现窄边框。另外，由于一行子像素区域的薄膜晶体管可以打开两行子像素的充电时间，提供充足的充电时间，从而提高像素充电率，提升显示质量。
其中，所述显示装置可以为液晶显示装置、有机电致发光显示装置等。
上述显示装置的驱动方法包括：
通过一条栅线同时打开位于该栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管，然后通过数据线一一对应向该两行子像素区域的薄膜晶体管传输像素电压。
上述驱动方法通过一条栅线同时打开位于该栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管，使得子像素区域的充电时间翻倍，提供足够的充电时间，从而提高子像素区域的像素充电率，提升显示质量。
对于显示装置，不仅包括栅线和数据线，还包括用于显示用电极和公共电极线，所述显示用电极与薄膜晶体管的漏电极连接，数据线上传输的像素电压通过薄膜晶体管传输至显示用电极，形成实现显示的驱动电场。例如：对于液晶显示装置，所述显示用电极为像素电极。对于有机电致发光显示装置，所述显示用电极为有机发光二极管的阳极。
所述公共电极线用于提供基准电压，例如：用于为液晶显示装置的公共电极提供基准电压，为有机电致发光显示装置的有机发光二极管的阴极提供基准电压。
本实施例中，所述公共电极线包括多条与栅线平行的第一公共电极线，且所述第一公共电极线与栅线为同层结构，且所述第一公共电极线设置在位于相邻两条栅线之间的两行子像素区域之间，不会占用像素开口区，有利于提升开口率。
在显示过程中，栅线、数据线和显示用电极与公共电极线均会形成耦合电容。在栅线、数据线和显示用电极上的信号变化时，会拉动公共电极线的信号发生变化。例如：在显示一帧画面时，当红色子像素和蓝色子像素的显示用电极上的信号均为正极性时，对应的公共电极线上的信号向正极性拉动，当绿色子像素G的显示用电极上的信号为负极性，对应的公共电极线上的信号向负极性拉动。整个显示屏来看，公共电极线上的信号向正极性拉动较多，从而相对于基准电压，公共电极线上的信号为较大的正极性电压，稳定性较差，导致绿色子像素的驱动电压增大，而红色子像素和蓝色子像素的驱动电压变小，画面发绿。
具体可以采用以下两种方式来克服公共电极线上信号的稳定性不好的问题：
第一种方式是降低耦合电容；
第二种方式是在一帧画面显示时，公共电极线上的信号向正极性的拉动和向负极性的拉动中和，保证公共电极线上信号的平衡，维持在基准电压。
当采用第一种方式时，需要增加公共电极线与栅线、数据线、显示用电极之间的距离，不利于实现高分辨率。
因此，本实施例中，优选采用第二种方式来克服公共电极线上信号的稳定性不好的问题，则上述驱动方法中：在显示一帧画面时，所述显示装置包括多个第一子像素区域，向所有第一子像素区域传输的像素电压中，具有第一极性的像素电压的个数与具有第二极性的像素电压的个数相同，所述第一极性和第二极性的极性相反，且具有第一极性的像素电压的绝对值与具有第二极性的像素电压的绝对值相同，所述像素电压用于形成驱动液晶分子偏转的电场，从而使得数据线和显示用电极对公共电极线上的信号拉动中和，保证公共电极线上信号的平衡，维持在基准电压。需要说明的是，在显示一帧画面时，除第一子像素区域的其它子像素区域，其对应的像素电压形成的驱动电场不能够驱动液晶分子偏转。例如：对于常暗模式的显示装置，所述第一子像素区域显示255灰阶，处第一像素区域的其他子像素区域显示0灰阶。
需要说明的是，本实施例中由于栅线和公共电极线之间间隔一行子像素区域，所以栅线对公共电极线上的信号的拉动可忽略。
在一个具体的实施方式中，所述显示装置为常暗模式，在显示一帧画面时，所述显示装置包括第一像素区域和第二像素区域，向第一像素区域传输第一组像素电压，第一组像素电压中的像素电压一一对应提供给一第一像素区域的子像素区域，所述第一组像素电压包括n个具有第一极性的第一像素电压和m个具有第二极性的第二像素电压；
向第二像素区域传输第二组像素电压，第二组像素电压中的像素电压一一对应提供给一第二像素区域的子像素区域，所述第二组像素电压包括p个具有第一极性的第三像素电压和q个具有第二极性的第四像素电压；
其中，n+p＝m+q，n、m、p、q为正整数。所述第一像素区域和第二像素区域为亮态像素区域，且所述第一组像素电压中的所有像素电压的绝对值和所述第二组像素电压中的所有像素电压的绝对值相同。
上述具体实施方式能够实现在显示一帧画面时向所有亮态子像素区域(对应的像素电压形成驱动液晶分子偏转的电场)传输的像素电压中，具有第一极性的像素电压的个数与具有第二极性的像素电压的个数相同，且所有像素电压的绝对值相同，从而使得数据线和显示用电极对公共电极线上的信号拉动中和，保证公共电极线上信号的平衡，维持在基准电压。对于显示装置的暗态子像素区域，液晶分子未发生偏转，为暗态。
以所述显示装置的每一像素区域包括红色像素区域、绿色像素区域和蓝色像素区域为例，上述具体实施方式具体为：
在显示一帧画面时，向第一像素区域传输第一组像素电压，所述第一组像素电压包括正性的红色像素电压、负性的绿色像素电压和正性的蓝色像素电压。向第二像素区域传输第二组像素电压，所述第二组像素电压包括负性的红色像素电压、正性的绿色像素电压和负性的蓝色像素电压，其中，红色像素电压、绿色像素电压和蓝色像素电压的绝对值相同。
作为一个具体的实施方式，结合图4和图5所示，对于常暗模式的显示装置，在一帧画面显示时，还可以将显示装置的像素区域分为第一像素重复单元a和第二像素重复单元b，第一像素重复单元a中正极性的像素电压个数与第二像素重复单元b中负极性的像素电压个数相同，且第一像素重复单元a中负极性的像素电压个数与第二像素重复单元b中正极性的像素电压个数相同，且负极性的像素电压和正极性的像素电压的绝对值相同。对于每一行像素区域，可以设置第一像素重复单元a和第二像素重复单元b的个数相同，间隔设置，以达到对公共电极线上的信号的拉动中和。其中，正极性的像素电压和负极性的像素电压用于形成驱动液晶分子偏转的电场，例如：图4和图5中，正极性的像素电压和负极性的像素电压对应的子像素区域显示255灰阶。而对于第一像素重复单元a和第二像素重复单元b的其它子像素区域显示0灰阶。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种显示基板，包括多条栅线和多条数据线，所述栅线和所述数据线交叉分布，限定多个子像素区域，其特征在于，相邻两条栅线之间具有两行子像素区域，相邻两列子像素区域之间设置有两条数据线；每一子像素区域包括一个薄膜晶体管；
位于一条所述栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管与该栅线连接，且位于一条所述栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管与数据线一一对应连接；
所述显示基板还包括公共电极线，所述公共电极线包括与所述栅线平行的第一公共电极线，所述第一公共电极线设置在位于相邻两条栅线之间的两行子像素区域之间，所述第一公共电极线与所述栅线为同层结构；
所述公共电极线还包括与数据线平行的第二公共电极线，在至少部分相邻的两列子像素区域之间设置有所述第二公共电极线，所述第二公共电极线与所述数据线为同层结构；
所述第一公共电极线和第二公共电极线交叉分布，所述第一公共电极线和第二公共电极线之间具有绝缘层，所述绝缘层对应所述第一公共电极线和第二公共电极线交叉的位置设置有过孔，所述第一公共电极线和第二公共电极线通过所述过孔电性连接。
2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，任意相邻的两条第二公共电极线之间的子像素区域的个数均为s，s为正整数。
3.根据权利要求1-2任一项所述的显示基板，其特征在于，位于同一列的相邻两个子像素区域中，其中一个子像素区域的薄膜晶体管与位于该列子像素区域一侧的数据线连接，另一个子像素区域的薄膜晶体管与位于该列子像素区域另一侧的数据线连接。
4.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的显示基板。
5.一种权利要求4所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
通过一条栅线同时打开位于该栅线两侧的相邻两行子像素区域的薄膜晶体管，然后通过数据线一一对应向该两行子像素区域的薄膜晶体管传输像素电压。
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