CN107093412A - 显示基板、显示器件和像素电极驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种显示基板、显示器件和像素电极驱动方法。所述显示基板，包括多个像素单元，所述像素单元包括像素电极和像素驱动电路；所述像素驱动电路包括开关模块和补偿模块；所述补偿模块分别与第一信号线、补偿信号线和所述像素电极连接，用于在所述第一信号线的控制下为所述像素电极提供补偿电流；所述开关模块分别与第二信号线、数据线和所述像素电极连接，用于在所述第二信号线的控制下导通或断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接。本发明通过补偿模块对开关模块包括的第二开关管在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，避免由于漏电流而引起的电荷不足及闪烁等显示不良。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、显示器件和像素电极驱动方法。
背景技术
TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜晶体管-液晶显示)产品作为当今显示器件的主流技术，得到广泛的应用。由于TFT–LCD的驱动类型为电压驱动型，且光照下开关晶体管会产生漏电流Ioff，因此在开关晶体管关闭阶段，像素电路中存储的电荷不能保持为恒定值，存在一定损耗。这种情形会造成屏幕显示时flicker(闪烁)等显示不均的不良现象。
现有的显示基板包括的包括像素单元和公共电极，所述像素单元包括数据写入开关管和像素电极，所述像素电极和公共电极之间形成有相互并联的存储电容和液晶电容；所述存储电容的第一端为所述像素电极，所述存储电容的第二端为所述公共电极，数据写入开关管(数据写入开关管为n型晶体管)的栅极与相应行栅线连接，数据写入开关管的源极与相应列数据线连接，数据写入开关管的漏极与像素电极连接。在本行栅线关闭后(即本行栅线输出低电平信号时)，此时数据写入开关管关闭，由于数据写入开关管有源层的特性，在关闭状态时，由于数据线上的电压幅值变化或极性反转，使得开关管的源漏极存在压差，导致出现关态漏电流，即存储电容存在漏电路径，存储电容两端存储的电荷不能保持恒定，会随时间增加而衰减，尤其在显示纯色画面时，当数据线以行反转或者帧反转方式驱动像素电极时，由于漏电流而引起的像素电极电压不稳定电荷不足及闪烁等显示不良。会严重影响画面整体亮度和均匀性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种显示基板、显示器件和像素电极驱动方法，解决现有技术中由于在本行栅线关闭时开关模块包括的第二开关管在关闭状态时有漏电流存在，从而导致的存储电容两端存储的电荷不能保持恒定，会随时间增加而衰减，从而严重影响画面整体亮度和均匀性。
为了达到上述目的，本发明提供了一种显示基板，包括多条横纵交叉的多条栅线和多条数据线，以及由所述多条栅线和所述多条数据线围设成的阵列分布的多个像素单元，其特征在于，所述像素单元包括像素电极和像素驱动电路；
所述像素驱动电路包括开关模块和补偿模块；
所述补偿模块分别与第一信号线、补偿信号线和所述像素电极连接，用于在所述第一信号线的控制下为所述像素电极提供补偿电流；
所述开关模块分别与第二信号线、数据线和所述像素电极连接，用于在所述第二信号线的控制下导通或断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；
同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接。
实施时，所述补偿模块包括第一开关管；所述第一开关管的栅极与所述第一信号线连接，所述第一开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第一开关管的第二极与所述补偿信号线连接；
所述开关模块包括第二开关管；所述第二开关管的栅极与所述第二信号线连接，所述第二开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第二开关管的第二极与所述数据线连接。
实施时，本发明所述的显示基板还包括公共电极。
实施时，在第n行像素单元中，所述第一信号线为第n-1行栅线，所述第二信号线为第n行栅线，n为大于1的正整数。
本发明实施例所述的显示器件包括上述的显示基板。
本发明实施例所述的像素电极驱动方法，应用于上述的显示基板，所述像素电极驱动方法包括：
在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路；
第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流。
实施时，当所述补偿模块包括第一开关管，所述第一开关管为n型晶体管时，所述在第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流步骤具体包括：
当所述第一信号线输出低电平信号时，所述第一开关管关闭，补偿信号线上的补偿电压信号通过所述第一开关管为所述像素电极提供补偿电流；
当所述第一信号线输出高电平信号时，所述第一开关管打开，控制所述像素电极与所述补偿信号线连接。
实施时，当所述开关模块包括第二开关管，所述第二开关管为n型晶体管时，所述在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路步骤具体包括：
当所述第二信号线输出高电平信号时，所述第二开关管打开，以导通所述数据线与所述像素电极之间的充电通路，所述数据线对所述像素电极充电；
所述第二信号线输出低电平信号时，所述第二开关管关闭，以断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；
所述第一信号线和第二信号线不同时输出高电平信号。
实施时，同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接，在一帧显示时间的每个扫描周期内，每条所述数据线输出的数据电压与公共电极电压的压差的绝对值均相同；对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线输出的补偿电压与公共电极电压的压差的绝对值等于所述数据线与公共电极电压的压差的绝对值，所述补偿电压不等于所述数据电压。
进一步地，所述公共电极电压为零，对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线在一帧显示时间内输出的补偿电压的幅值等于所述数据线在该帧显示时间内输出的数据电压的幅值，所述补偿电压的极性与所述数据电压的极性相反。
与现有技术相比，本发明所述的显示基板、显示器件和像素电极驱动方法通过补偿模块对开关模块包括的第二开关管在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，解决进行纯色画面显示时，当数据线以行反转或者帧反转方式驱动像素电极时，由于漏电流而引起的像素电极电压不稳定电荷不足及闪烁等显示不良。
附图说明
图1是本发明所述的显示基板包括的像素单元的一实施例的结构图；
图2是本发明所述的显示基板包括的像素单元的另一实施例的电路图；
图3是本发明所述的显示基板包括的像素单元的一具体实施例的电路图；
图4是本发明实施例所述的显示基板包括的像素单元的工作时序图；
图5是本发明实施例所述的像素电极驱动方法的流程图。
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，而不是全部的实施例。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。
本发明实施例所述的显示基板，包括多条横纵交叉的多条栅线和多条数据线，以及由所述多条栅线和所述多条数据线围设成的阵列分布的多个像素单元，如图1所示，所述像素单元包括像素电极PE和像素驱动电路；
所述像素驱动电路包括补偿模块11和开关模块12；
所述补偿模块11分别与第一信号线S1、补偿信号线PVDD和所述像素电极PE连接，用于在所述第一信号线S1的控制下为所述像素电极PE提供补偿电流；
所述开关模块12分别与第二信号线S2、数据线Data和所述像素电极PE连接，用于在所述第二信号线S2的控制下导通或断开所述数据线Data与所述像素电极PE之间的充电通路；
同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线PVDD连接。
在实际操作时，如图1所示，所述显示基板还可以包括公共电极COM，在所述显示基板上，像素电极PE和公共电极COM相对，且在像素电极PE和公共电极COM之间形成有相互并联的存储电容Cst和液晶电容(图1中未示出)；所述存储电容Cst的第一端为所述像素电极PE，所述存储电容Cst的第二端为所述公共电极COM。
在实际操作时，对于第n行像素单元，第二信号线S2为第n行栅线，n为大于1的整数。可以理解的是，所述补偿模块11包括的晶体管和所述开关模块12包括的晶体管类型相同。当所述补偿模块11包括的晶体管和所述开关模块12包括的晶体管都为n型晶体管时，S1和S2不同时输出高电平信号。在本发明实施例所述的显示基板中，所述像素驱动电路包括的补偿模块11可以在第一信号线S1的控制下根据所述补偿信号线PVDD上的补偿信号(在实际操作时，所述补偿信号可以为补偿电压)向所述像素电极PE提供补偿电流，对开关模块12包括的晶体管(该晶体管即为下述第二开关管)在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，避免由于漏电流而引起的电荷不足及闪烁等显示不良。
在具体实施时，所述补偿信号线可以为输出补偿电压信号的补偿电压信号线。
在实际操作时，所述补偿模块11可以在第一信号线S1的控制下根据所述补偿信号线PVDD上的补偿电压信号向所述像素电极PE提供补偿电流，以使得所述像素电极PE的电位与标准电位的差值的绝对值小于预定电位差值(也即使得补偿后的像素电极PE的电位接近或等于所述标准电位)；所述标准电位为当前帧所述像素电极PE应当被充入的理论电压值。
所述预定电位差值可以根据实际情况限定，一般情况下，该预定电位差值与所述标准电位比起来小的多，例如，当所述标准电位为3V时，所述预定电位差值的绝对值可以为0.01V，但不以此为限。
具体的，所述补偿模块可以包括第一开关管；所述第一开关管的栅极与所述第一信号线连接，所述第一开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第一开关管的第二极与所述补偿信号线连接；
所述开关模块可以包括第二开关管；所述第二开关管的栅极与所述第二信号线连接，所述第二开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第二开关管的第二极与所述数据线连接。
如图2所示，所述补偿信号线PVDD为输出补偿电压信号的补偿电压信号线；
所述补偿模块可以包括第一开关管T1；所述第一开关管T1的栅极与所述第一信号线S1连接，所述第一开关管T1的源极与所述像素电极PE连接，所述第一开关管的漏极与所述补偿信号线PVDD连接；
所述开关模块包括第二开关管T2；所述第二开关管T2的栅极与所述第二信号线S2连接，所述第二开关管T2的源极与所述像素电极PE连接，所述第二开关管的漏极与所述数据线Data连接。
本发明如图2所示的像素单元的具体实施例在工作时，当所述第一开关管和所述第二开关管都为n型晶体管时，S1和S2不同时输出高电平信号；
当S2输出高电平信号时，T2打开，数据线Data上的数据电压正常为像素电极PE充电(也即为所述存储电容Cst充电)，像素正常充电；
当S2输出低电平信号时，T2关闭，以断开所述数据线Data与所述像素电极PE之间的充电通路；由于晶体管的特性，T2在关闭时会产生漏电流；
当S1输出低电平信号时，T1关闭，利用晶体管在关闭时的特性，即T1在关闭情况下起到高阻态电阻的作用，输出补偿电压信号的补偿信号线PVDD通过起到高阻态电阻的作用的T1产生一个补偿通路，对像素电极PE补偿一个与T2的漏电流基本相同的电流(也即为存储电容Cst补偿一个与T2的漏电流基本相同的电流)，从而使得像素电极PE上的电压维持恒定，亮度保持无变化。
在实际操作时，当所述第一开关管为n型晶体管时，所述第一开关管的栅极可以一直接入低电平信号，也即所述第一开关管可以一直关闭；或者，也可以将扫描时序中早于第n行栅线的任何一行栅线作为第一信号线。
在具体实施时，在优选情况下，为了便于布线设计，在第n行像素单元中，所述第一信号线可以为第n-1行栅线，所述第二信号线为第n行栅线，n为大于1的正整数。
在实际操作时，所述补偿模块11还用于在第二信号线S2(所述第二信号线S2可以为第n行栅线)输出高电平信号时控制所述像素电极PE不与所述补偿信号线PVDD连接，以在第n行栅线打开时不影响像素电极的正常充电。
如图3所示，本发明所述的显示基板中的像素单元的一具体实施例包括像素电极PE、公共电极COM和像素驱动电路；所述像素驱动电路包括开关模块和补偿模块；
像素电极PE和公共电极COM相对，且在像素电极PE和公共电极COM之间形成有相互并联的存储电容Cst；所述存储电容Cst的第一端为所述像素电极PE，所述存储电容Cst的第二端为所述公共电极COM；
所述补偿模块包括第一开关管T1；所述第一开关管T1的栅极与第n-1行栅线G(n-1)连接，所述第一开关管T1的源极与所述像素电极PE连接，所述第一开关管的漏极与输出补偿电压信号的所述补偿信号线PVDD连接；
所述开关模块包括第二开关管T2；所述第二开关管T2的栅极与第n行栅线G(n)连接，所述第二开关管T2的源极与所述像素电极PE连接，所述第二开关管的漏极与数据线Data连接；
n为大于1的整数。
在图3所示的像素单元的具体实施例中，T1和T2都为n型晶体管。
当G(n)输出高电平信号，以控制T2导通时(由于本发明实施例所述像素电路应用于液晶显示装置，在液晶显示装置中，像素电路中采用的晶体一般都为n型晶体管)时，需要保证T1关闭，以不会影响正常显示，此时需控制像素电极PE不与补偿信号线PVDD连接(也即使得存储电容Cst的第一端不接入所述补偿信号线PVDD输出的补偿电压信号)。
本发明如图3所示的像素单元的具体实施例在工作时，
在第n行栅线G(n)输出高电平信号时，T2打开，数据线Data上的数据电压正常为存储电容Cst充电，像素正常充电；
当第n行栅线G(n)输出低电平信号，第n-1行栅线G(n-1)输出低电平信号时，T2和T1都关闭，T1在关闭情况下起到高阻态电阻的作用，通过PVDD产生一个补偿通路，对存储电容Cst补偿一个与T2的漏电流基本相同的电流，从而使得像素电极PE上的电压维持恒定，亮度保持无变化。
根据一种具体实施方式，同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接，同一列所述像素单元与一条所述数据线连接，在一帧显示时间的每个扫描周期内，每条所述数据线输出的数据电压与公共电极电压的压差的绝对值均相同；对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线输出的补偿电压与公共电极电压的压差的绝对值等于所述数据线与公共电极电压的压差的绝对值，所述补偿电压不等于所述数据电压。
例如，当所述数据线与公共电极电压的压差为0.2V时，补偿信号线输出的补偿电压与公共电极电压的压差等于-0.2V。通过补偿信号线上的如上补偿电压设置，可以在显示纯色画面，尤其是当数据线以行反转或者帧反转方式驱动像素电极时，通过补偿模块对开关模块包括的第二开关管在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，保证画面整体亮度和均匀性。
进一步地，所述公共电极电压为零，对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线在一帧显示时间内输出的补偿电压的幅值等于所述数据线在该帧显示时间内输出的数据电压的幅值，所述补偿电压的极性与所述数据电压的极性相反。在实际操作时，当公共电极电压为0时，在每一帧显示时间内，补偿信号线输出的补偿电压的幅值与数据线输出的数据电压的幅值相等，该补偿电压的极性与该数据电压的极性相反。例如，当该数据电压为0.3V时，相应的补偿电压为-0.3V。
在实际操作时，所述补偿信号线PVDD输出的补偿电压可以由驱动IC(IntegratedCircuit，集成电路)或TCON(时序控制器)提供的。
如图4所示，当数据线以帧反转方式驱动像素电极时，且当所述公共电极电压为0时，也就是说，在当前帧的每个扫描周期内，所有所述数据线输出的数据电压幅值相等，极性不变，在下一帧的每个扫描周期内，所有所述数据线输出的数据电压幅值与上一帧中数据线输出的数据电压幅值相等，极性相反。那么补偿信号线PVDD输出的补偿电压也是按帧反转的；
在第N帧显示时间TN内(N为正整数)，第一行栅线Gate1、第二行栅线Gate2、…、第M行栅线GateM(M为大于2的整数)依次打开，在该第N帧显示时间内，补偿信号线PVDD输出的补偿电压VPVDD的幅值与数据线Data输出的数据电压VData的幅值相等，该补偿电压VPVDD的极性与该数据电压VData的极性相反，也即VPVDD＝-VData；
在第N+1帧显示时间TN+1内，第一行栅线Gate1、第二行栅线Gate2、…、第M行栅线GateM(M为大于2的整数)依次打开，当所述公共电极电压为0时，在该第N+1帧显示时间内，补偿信号线PVDD输出的补偿电压VPVDD的幅值与数据线Data输出的数据电压VData的幅值相等，该补偿电压VPVDD的极性与该数据电压VData的极性相反，也即VPVDD＝-VData；
在实际操作时，基于布线空间允许及电路信号可支持的考虑，采用逐列采用PVDD走线补偿，对每一列PVDD走线根据该列数据线的电位变化进行信号供给，当公共电极电压为0时，VPVDD＝-VData，通过如上补偿电压的设置，可以在显示纯色画面时，尤其是当数据线以行反转或者帧反转方式驱动像素电极时，通过补偿模块对开关模块包括的第二开关管在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，保证画面整体亮度和均匀性。
本发明实施例所述的显示器件包括上述的显示基板。
本实施例所提供的显示器件可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
在实际操作时，在显示器件中可以设置有多个驱动IC，所述显示基板可以包括多列补偿信号线，可以由所述驱动IC为所述补偿信号线提供补偿电压；
或者，在显示装置中可以设置有多个FPC(柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit，简称FPC))，所述FPC上设置有TCON(时序控制器)，所述显示基板可以包括多列补偿信号线，可以由时序控制器TCON为所述补偿信号线提供补偿电压。
本发明实施例所述的像素电极驱动方法，应用于上述的显示基板，如图5所示，所述像素电极驱动方法包括：
St1：在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路；
St2：在第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流。
本发明实施例所述的像素电极驱动方法通过补偿模块对开关模块包括的第二开关管在关闭时的漏电流进行补偿，以改善显示效果，避免由于漏电流而引起的电荷不足及闪烁等显示不良。
具体的，当所述补偿模块包括第一开关管，所述第一开关管为n型晶体管时，所述在第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流步骤具体包括：
当所述第一信号线输出低电平信号时，所述第一开关管关闭，补偿信号线上的补偿电压信号通过所述第一开关管为所述像素电极提供补偿电流；
当所述第一信号线输出高电平信号时，所述第一开关管打开，控制所述像素电极与所述补偿信号线连接。
具体的，当所述开关模块包括第二开关管，所述第二开关管为n型晶体管时，所述在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路步骤具体包括：
当所述第二信号线输出高电平信号时，所述第二开关管打开，以导通所述数据线与所述像素电极之间的充电通路，所述数据线对所述像素电极充电；
所述第二信号线输出低电平信号时，所述第二开关管关闭，以断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；
所述第一信号线和第二信号线不同时输出高电平信号。
根据一种具体的实施方式，同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接，同一列所述像素单元与一条所述数据线连接，在一帧显示时间的每个扫描周期内，每条所述数据线输出的数据电压与公共电极电压的压差的绝对值均相同；对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线输出的补偿电压与公共电极电压的压差的绝对值等于所述数据线与公共电极电压的压差的绝对值，所述补偿电压不等于所述数据电压。
进一步地，所述公共电极电压为零，对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线在一帧显示时间内输出的补偿电压的幅值等于所述数据线在该帧显示时间内输出的数据电压的幅值，所述补偿电压的极性与所述数据电压的极性相反。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种显示基板，包括多条横纵交叉的多条栅线和多条数据线，以及由所述多条栅线和所述多条数据线围设成的阵列分布的多个像素单元，其特征在于，所述像素单元包括像素电极和像素驱动电路；
所述像素驱动电路包括开关模块和补偿模块；
所述补偿模块分别与第一信号线、补偿信号线和所述像素电极连接，用于在所述第一信号线的控制下为所述像素电极提供补偿电流；
所述开关模块分别与第二信号线、数据线和所述像素电极连接，用于在所述第二信号线的控制下导通或断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；
同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接。
2.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述补偿模块包括第一开关管；所述第一开关管的栅极与所述第一信号线连接，所述第一开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第一开关管的第二极与所述补偿信号线连接；
所述开关模块包括第二开关管；所述第二开关管的栅极与所述第二信号线连接，所述第二开关管的第一极与所述像素电极连接，所述第二开关管的第二极与所述数据线连接。
3.如权利要求1所述的显示基板，其特征在于，还包括公共电极。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的显示基板，其特征在于，在第n行像素单元中，所述第一信号线为第n-1行栅线，所述第二信号线为第n行栅线，n为大于1的正整数。
5.一种显示器件，其特征在于，包括如权利要求1至4中任一权利要求所述的显示基板。
6.一种像素电极驱动方法，应用于如权利要求1中任一权利要求所述的显示基板，其特征在于，所述像素电极驱动方法包括：
在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路；
在第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流。
7.如权利要求6所述的像素电极驱动方法，其特征在于，当所述补偿模块包括第一开关管，所述第一开关管为n型晶体管时，所述在第一信号线的控制下，补偿模块为像素电极提供补偿电流步骤具体包括：
当所述第一信号线输出低电平信号时，所述第一开关管关闭，补偿信号线上的补偿电压信号通过所述第一开关管为所述像素电极提供补偿电流；
当所述第一信号线输出高电平信号时，所述第一开关管打开，控制所述像素电极与所述补偿信号线连接。
8.如权利要求7所述的像素电极驱动方法，其特征在于，当所述开关模块包括第二开关管，所述第二开关管为n型晶体管时，所述在第二信号线的控制下，开关模块导通或断开数据线与所述像素电极之间的充电通路步骤具体包括：
当所述第二信号线输出高电平信号时，所述第二开关管打开，以导通所述数据线与所述像素电极之间的充电通路，所述数据线对所述像素电极充电；
所述第二信号线输出低电平信号时，所述第二开关管关闭，以断开所述数据线与所述像素电极之间的充电通路；
所述第一信号线和第二信号线不同时输出高电平信号。
9.如权利要求6至8中任一权利要求所述的像素电极驱动方法，其特征在于，同一列所述像素单元与一条所述补偿信号线连接，同一列所述像素单元与一条所述数据线连接，在一帧显示时间的每个扫描周期内，每条所述数据线输出的数据电压与公共电极电压的压差的绝对值相同；对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线输出的补偿电压与公共电极电压的压差的绝对值等于所述数据线与公共电极电压的压差的绝对值，所述补偿电压不等于所述数据电压。
10.如权利要求9所述的像素电极驱动方法，其特征在于，所述公共电极电压为零，对于同一列所述像素单元，所述补偿信号线在一帧显示时间内输出的补偿电压的幅值等于所述数据线在该帧显示时间内输出的数据电压的幅值，所述补偿电压的极性与所述数据电压的极性相反。
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