技术背景
随着2K、4K、8K面板的出现,消费者对高分辨率面板的需求不断提升,需要的数据驱动电路(S-Driver)的颗数和通道数也在不断提升。由于面板结构尺寸的限制,数据驱动电路的颗数和通道数存在上限。
现有的一种减少数据驱动电路数量的方法是采用MUX(Multiplexer,多路复用)技术。图1为一种使用MUX技术的显示装置的结构示意图,显示装置包括1∶2比例的多路复用电路,即在一行栅极线打开时间内,相邻两列数据线依次打开。该多路复用电路包括多个输出模块,其中一个输出模块的结构如图2所示,在数据驱动电路的输出端SoutT与两条数据线Sy、Sy’之间设有两组开关My、My’和两条控制信号线SW1、SW2。控制信号线SW1、SW2上不断变化的控制信号,分别用来控制开关My、My’;开关My、My’用来分别控制数据驱动电路与数据线Sy、Sy’的通断,从而控制数据驱动电路将正确的数据电压送入相应的像素单元内。
多路复用电路的控制时序如图3所示,
第一步:栅极线GATE K为高电平H,其控制的第K行像素单元与显示区AA内的数据线相连;
第二步:控制信号线SW1为高电平H,开关My打开,输出端SoutT与数据线Sy相连接,输出端SoutT通过数据线Sy将数据电压Datey传递至像素单元(K,Sy)上;
第三步:控制信号线SW1为低电平L,开关My关闭,输出端SoutT与数据线Sy断开,数据线Sy及像素单元(K,Sy)上保持数据电压Datey;
第四步:控制信号线SW2为高电平H,开关My’打开,输出端SoutT与数据线Sy’相连接,输出端SoutT通过数据线Sy’将数据电压Datey’传递至像素单元(K,Sy’)上;
第五步:控制信号线SW2为低电平L,开关My’关闭,输出端SoutT与数据线Sy’断开,数据线Sy’及像素单元(K,Sy’)上保持数据电压Datey’;
第六步:栅极线GATE K为低电平L,其控制的一行像素单元与显示区AA内的数据线断开;其中,像素单元(K,Sy)和像素单元(K,Sy’)上的数据电压分别由开关My和开关My’的关断时刻决定。
同时,作为常用的,图4示出了1∶3比例的多路复用电路中一输出模块的结构。
然而,由于栅漏极间寄生电容Cgd的存在,在开关My和开关My’关闭的瞬间(即上述控制时序由第二步进入第三步时以及控制时序由第四步进入第五步时),此时栅极线GATEK为高电平H,导致数据线Sy和数据线Sy’上的电压出现下拉(drop),并影响像素电极的电压。
数据线Sy和数据线Sy’无法传送图3所示理想的电压信号,其实际电压波形如图5(a)、图5(b)所示。由于面板内部电阻电容负载(RC loading)的存在,数据线上的电压准位出现drop后,会立即被拉升。但是由于在多路复用电路设计中,不同开关的开关时间不同,留给各数据线拉升电压准位的时间也存在差异,导致在相同灰阶电压输入条件下,不同开关对应的像素电极的最终电压会存在差异。图5(a)、图5(b)中以1∶2比例的多路复用电路为例,开关My和开关My’在关断时,控制信号线SW1的下降沿离栅极线GATE K关闭时间相差t1,控制信号线SW2的下降沿离栅极线GATE K关闭时间相差t2。在数据线Sy和数据线Sy’上的电压出现drop后,由于t1>t2导致电压拉升时间的差异,数据线Sy和数据线Sy’上由于drop造成的数据电压偏差值ΔVmux1和ΔVmux2满足:ΔVmux1<ΔVmux2。
现有显示面板中公共电极采用整面统一的设计,各个像素单元对应的公共电压Vcom一致。通过调整公共电压Vcom的值,可补偿栅极线关断造成的馈通电压ΔVp(Feedthrough电压)。但是当数据驱动电路的同一个输出端对应的不同数据线的ΔVmux存在差异时,由于ΔVp=ΔVpixel+ΔVmux,导致显示面板内不同区域的馈通电压ΔVp存在差异,其中ΔVpixel为像素内部的薄膜晶体管由于栅极线关断造成的数据电压偏差值。所以通过统一的公共电压Vcom进行调整时,画面不同区域内液晶正负电压平衡程度不同。
图6为现有MUX技术结合交错式像素设计(zigzag架构)的显示装置结构示意图,输出模块中的开关先开先关的数据线对应的像素单元(图中以深色表示)与开关后开后关的数据线对应的像素单元(图中以浅色表示)的馈通电压ΔVp存在不同,易出现画面闪烁的现象。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种显示装置及其驱动方法和电压调整方法,可以解决MUX技术导致的画面闪烁问题。
本发明提供的技术方案如下:
本发明公开了一种显示装置,显示装置包括显示面板和驱动电路;驱动电路包括数据驱动电路和多路复用电路;数据驱动电路用于输出多个第一数据信号至多路复用电路;
所述多路复用电路包括多个输出模块以及N(N≥2,且N为整数)条控制信号线,N条控制信号线用于控制所述输出模块将数据驱动电路输入的每个第一数据信号转换为N个第二数据信号,N个第二数据信号输出至显示面板;
所述显示面板内设有纵横交错的多条栅极线和多条数据线以及由栅极线和数据线交叉限定的多个像素单元,将每行像素单元中N个像素单元划分为一像素单元组,每个像素单元组分别与多路复用电路中的一个输出模块对应,像素单元组中N个所述像素单元分别通过数据线输入与其对应的输出模块所输出的N个第二数据信号;
所述驱动电路还包括公共电压产生模块,所述公共电压产生模块包括与所述像素单元组中的N个像素单元分别对应的N个电压输出端,N个电压输出端分别向每个像素单元组中的N个像素单元输入大小不同的电压。
优选地,所述显示面板设有N个公共电极区块,N个电压输出端分别通过N个公共电极区块向每个像素单元组中的N个像素单元输入大小不同的电压。
优选地,每个输出模块包括:与所述像素单元组中的N个像素单元分别对应的N个开关,N个开关分别由N条控制信号线所控制,N个开关输入第一数据信号并分别向一个像素单元组内的N个所述像素单元输出N个第二数据信号。
优选地,所述开关包括晶体管,每个输出模块内N个晶体管的栅极分别连接N条控制信号线,N个晶体管的源极输入同一个第一数据信号,N个晶体管的漏极分别通过数据线向一个像素单元组内的N个所述像素单元输出N个第二数据信号。
优选地,N个电压输出端中包括一输出第一电压的第一电压输出端以及N-1个第二电压输出端,所述公共电压产生模块还包括N-1个减法器,所述减法器根据所述第一电压输出端输出的第一电压产生与第一电压大小不同的N-1个第二电压,所述N-1个第二电压分别通过N-1个第二电压输出端输出,所述第一电压和所述第二电压分别输入每个像素单元组中的N个像素单元,其中N≥2。
优选地,N-1个所述第二电压为多个大小递减的电压,所述第一电压和N-1个大小递减的第二电压分别输入每个像素单元组中的N个像素单元。
优选地,所述减法器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和运算放大器;所述第四电阻、第五电阻、第六电阻连接于分压节点;所述减法器还连接电源电压的输出端;
第一电阻连接在N个电压输出端中的一个和运算放大器的同向输入端之间;运算放大器的同向输入端经由第二电阻接地;第三电阻连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间;第四电阻连接在分压节点和运算放大器的反向输入端之间;第五电阻连接在电源电压的输出端和分压节点之间;分压节点经由第六电阻接地;运算放大器的输出端连接N个电压输出端中的另一个。
本发明还公开了一种显示装置的驱动方法,适用于上述任一项的显示装置。
本发明还公开了一种改善显示装置闪烁现象的电压调整方法,适用于上述任一项的显示装置,包括以下步骤:
控制第一电压输出端输出第一电压,对第一电压进行大小调整,调整至显示面板的闪烁度低于第一预设值。
与现有技术相比,本发明能够带来以下至少一项有益效果:
1、根据多路复用电路中开关的打开先后,将显示面板内的公共电极分割为多个独立的公共电极区块,并分别输入不同大小的公共电压,避免对统一的公共电压进行闪烁调整后仍由于ΔVmux差异而存在画面闪烁现象;
2、对其中一个公共电压进行闪烁调整,通过减法器依序生成大小递减的其他公共电压,简化了制造流程。
具体实施方式
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,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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,并获得其他的实施方式。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
本发明的显示装置包括显示面板和驱动电路;驱动电路包括与该多条栅极线至少一端连接的栅极驱动装置、与该多条数据线连接的数据驱动电路(S-Driver)、与该数据驱动电路连接的电路板以及多路复用电路,数据驱动电路具有多个数据输出端Sout1、Sout2……Soutn-1、Soutn,其中n为大于0的整数,数据驱动电路输出多个第一数据信号至多路复用电路。栅极驱动装置可以为位于显示面板外的栅极驱动器,也可以为通过薄膜晶体管技术设置于显示面板范围内的栅极驱动电路。
驱动电路的多路复用电路包括多个输出模块以及N(N≥2,且N为整数)条控制信号线,N条控制信号线用于控制输出模块将数据驱动电路输入的每个第一数据信号转换为N个第二数据信号输出至显示面板。其中,将N称为多路复用电路的MUX比例。
显示面板内设有纵横交错的多条栅极线GATE1、GATE2、……、GATEK-1、GATEK、……和多条数据线S1、S2、……、SX-1、SX、……以及由栅极线和数据线交叉限定的多个像素单元,其中K、X为大于1的整数。每个像素单元内设有一薄膜晶体管和像素电极,薄膜晶体管的栅极连接栅极线,薄膜晶体管的源极连接数据线,薄膜晶体管的漏极连接像素电极。
将每行像素单元中N个像素单元划分为一像素单元组,每个像素单元组分别与多路复用电路中的一个输出模块对应,像素单元组中N个所述像素单元分别通过数据线输入与其对应的输出模块所输出的N个第二数据信号。
本发明的驱动电路还包括公共电压产生模块,公共电压产生模块包括与像素单元组中的N个像素单元分别对应的N个电压输出端,N个电压输出端分别向每个像素单元组中的N个像素单元输入大小不同的多个公共电压。
所述显示面板设有N个公共电极区块,N个电压输出端分别通过N个公共电极区块向每个像素单元组中的N个像素单元输入大小不同的电压。
较具体地,每个输出模块包括:与像素单元组中的N个像素单元分别对应的N个开关,N个开关分别由N条控制信号线所控制,N个开关输入第一数据信号并分别向一个像素单元组内的N个所述像素单元输出N个第二数据信号。
所述开关包括晶体管,每个输出模块内N个晶体管的栅极分别连接N条控制信号线,N个晶体管的源极输入同一个第一数据信号,N个第一晶体管的漏极分别通过数据线向一个像素单元组内的N个像素单元输出N个第二数据信号。
由于在多路复用电路中,同一输出模块内不同开关的开关时间不同,留给数据线通过电阻电容负载(RC loading)拉升电压准位的时间也存在差异,导致在相同灰阶电压输入条件下,不同开关对应的像素电极的最终电压会存在差异。
本发明根据多路复用电路中开关的打开先后,将显示面板内的公共电极分割为多个独立的公共电极区块,并分别输入不同大小的公共电压。在进行公共电压调整以改善显示装置的闪烁现象时,独立的公共电压分别根据由MUX电路设计导致的数据电压偏差值ΔVmux作出差异化调整,以达到均匀的显示效果;并可仅对其中一个公共电压进行闪烁调整,通过减法器依序生成大小递减的其他公共电压;有效改善了画面闪烁现象并简化了制造流程。
实施例1:
以多路复用电路的MUX比例为N=2为例,显示装置的多路复用电路包括多个输出模块和两条控制信号线SW1、SW2。图2示出了多路复用电路中一个输出模块的结构示意图,该输出模块连接在数据输出端SoutT和数据线Sy、Sy’之间,将数据输出端SoutT输出的第一数据电压转换为2个第二数据信号Datey、Datey’分别输入数据线Sy和数据线Sy’。其中,1≤T≤n,1≤y<y’≤X,且T、y、y’为整数。
输出模块包括2个开关,2个开关分别由控制信号线SW1、SW2所控制。两个开关分别包括晶体管My和晶体管My’。具体地,晶体管My的栅极连接控制信号线SW1,晶体管My的源极连接数据输出端SoutT,晶体管My的漏极连接数据线Sy;晶体管My’的栅极连接控制信号线SW2、晶体管My’的源极连接数据输出端SoutT,晶体管My’的漏极连接数据线Sy’。
控制信号线SW1和SW2输出不断变化的信号,分别控制开关My和My’的开合,从而可以选择性地连通数据驱动电路与数据线Sy或数据线Sy’。
多路复用电路的控制时序如图3所示,包括步骤:
第一步:栅极线GATE K为高电平H,其控制的第K行像素单元与显示区AA内的数据线相连;
第二步:控制信号线SW1为高电平H,开关My打开,输出端SoutT与数据线Sy相连接,输出端SoutT通过数据线Sy将第二数据信号Datey传递至像素单元(K,Sy)上;
第三步:控制信号线SW1为低电平L,开关My关闭,输出端SoutT与数据线Sy断开,数据线Sy及像素单元(K,Sy)上保持第二数据信号Datey;
第四步:控制信号线SW2为高电平H,开关My’打开,输出端SoutT与数据线Sy’相连接,输出端SoutT通过数据线Sy’将第二数据信号Datey’传递至像素单元(K,Sy’)上;
第五步:控制信号线SW2为低电平L,开关My’关闭,输出端SoutT与数据线Sy’断开,数据线Sy’及像素单元(K,Sy’)上保持第二数据信号Datey’;
第六步:栅极线GATE K为低电平L,其控制的一行像素单元与显示区AA内的数据线断开;其中,像素单元(K,Sy)和像素单元(K,Sy’)上的第二数据信号分别由开关My和开关My’的关断时刻决定。
其中,输出端通过数据线Sy将第二数据信号传递至像素单元(K,Sy)上具体是指:栅极线Gate K控制像素单元(K,Sy)内的薄膜晶体管打开的情况下,数据线Sy通过薄膜晶体管将数据电压Datey传递至像素单元(K,Sy)内的像素电极上。
如图7所示,本实施例中显示装置为MUX电路结合交错式像素设计(zigzag架构。具体地,以第一行像素单元为例,第一行像素单元内连接数据线S1的像素单元(1,S1)和连接数据线S3的像素单元(1,S3)构成一个像素单元组,该像素单元组对应于连接数据输出端Sout1的输出模块,该输出模块连接数据线S1和S3;第一行像素单元内连接数据线S2的像素单元(1,S2)和连接数据线S4的像素单元(1,S4)构成一个像素单元组,该像素单元组对应于连接数据输出端Sout2的输出模块,该输出模块连接数据线S2和S4;并依次类推。同一行内2个像素单元划分为一像素单元组,每个像素单元组分别与多路复用电路中的一个输出模块对应。
根据多路复用电路的控制时序,显示面板内像素单元(1,S1)、(1,S2)、(1,S5)、(1,S6)、(2,S1)、(2,S2)、(2,S5)、(2,S6)等对应于先开先关的开关My所连接的数据线S1、S2、S5、S6、……,称为第一类像素单元,图6中以深色示出;显示面板内像素单元(1,S3)、(1,S4)、(1,S7)、(1,S8)、(2,S3)、(2,S4)、(2,S7)、(2,S8)等对应于后开后关的开关My’所连接的数据线S3、S4、S7、S8、……,称为第二类像素单元,图6中以浅色示出。上述的每个像素单元组包括一个第一类像素单元和一个第二类像素单元。
显示装置的驱动电路还包括公共电压产生模块,公共电压产生模块包括电压输出端com1、com2,电压输出端com1和像素单元组内的第一类像素单元相对应,电压输出端com2与像素单元组内的第二类像素单元相对应;电压输出端com1、com2分别将第一电压Vcom1和第二电压Vcom2输入第一类像素单元和第二类像素单元。
本实施例的显示面板可以包括分别覆盖第一类像素单元和第二类像素单元的两个公共电极区块,上述电压输出端com1、com2分别将第一电压Vcom1和第二电压Vcom2输入第一类像素单元和第二类像素单元,具体是指:电压输出端com1、com2分别通过独立的两个公共电极区块将第一电压Vcom1和第二电压Vcom2输入第一类像素单元和第二类像素单元,公共电极区块和像素电极间形成电场控制像素单元的显示。
如图6所示,显示面板内多个第一类像素单元紧邻,如:(1,S1)、(1,S2)、(2,S1)、(2,S2),多个第二类像素单元紧邻,如:(1,S3)、(1,S4)、(2,S3)、(2,S4),因此两个公共电极区块可以分别包括多个子区块,每个子区块覆盖多个紧邻的同一类像素电极,同个公共电极区块内的子区块间电性连接。
需要说明的是,本发明适用于包括常规非交错式像素设计、交错式像素设计等多样的显示面板结构。
在显示装置的具体设计完成后,栅极线关断造成的馈通电压ΔVp(Feedthrough电压)的值即已恒定,且多个输出模块内同时间关闭的开关所连接的数据线具有相同的数据电压偏差值ΔVmux,因此第一电压Vcom1和第二电压Vcom2之间的差值Vcom1-Vcom2为恒定值。
为简化结构,公共电压产生模块还可以包括减法器,减法器连接在两个电压输出端之间,根据第一电压Vcom1产生第二电压Vcom2,并使得第一电压Vcom1和第二电压Vcom2的差值被预设为一恒定公共电压差ΔV,第一电压Vcom1和第二电压Vcom2分别输入每个像素单元组中的2个像素单元。
在其他实施例中,N个电压输出端中包括输出第一电压的第一电压输出端,公共电压产生模块还可以包括多个减法器,以第一电压为基准电压,减法器根据第一电压产生与第一电压大小不同的N-1个第二电压,N-1个第二电压分别通过N-1个第二电压输出端输出,第一电压和上述第二电压分别输入每个像素单元组中的N个像素单元。优选地,N-1个第二电压为多个大小递减的电压,第一电压和N-1个大小递减的第二电压分别输入每个像素单元组中的N个像素单元。
本发明公开了一种改善显示装置闪烁现象的电压调整方法,适用于上述显示装置,其特征在于,包括以下步骤:
控制第一电压输出端输出第一电压,对第一电压进行大小调整,调整至显示面板的闪烁度低于第一预设值。
连接在多个电压输出端之间的减法器根据第一电压自动得到满足闪烁调整要求的N-1个第二电压,简化制造流程。
减法器的结构如图8所示,包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和运算放大器;第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R5连接于分压节点TP,减法器还连接电源电压VDD的输出端,电源电压VDD在显示装置工作期间维持恒定值。减法器的输入端连接N个电压输出端中的一个,减法器的输出端连接N个电压输出端中的另一个。
其中,第一电阻R1连接在N个电压输出端中的一个和运算放大器的同向输入端之间;运算放大器的同向输入端又经由第二电阻R2接地;第三电阻R3连接在运算放大器的反向输入端和运算放大器的输出端之间;第四电阻R4连接在分压节点TP和运算放大器的反向输入端之间;第五电阻R5连接在电源电压VDD的输出端和分压节点TP之间;分压节点又经由第六电阻R6接地;运算放大器的输出端连接N个电压输出端中的另一个。
即减法器中第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和运算放大器构成了一个常规减法器,通过第五电阻R5和第六电阻R6的分压作用使分压节点TP的电压V
TP=△V=Vcom1-Vcom2。上述常规减法器对第一电压Vcom1和分压节点TP的电压V
TP进行处理后输出第二电压Vcom2,第二电压Vcom2满足
通过调整电源电压VDD和各电阻阻值的大小,可以灵活地控制第一电压Vcom1和第二电压Vcom2之间的差值。
优选地,减法器的数量为N-1,并顺序地连接在该N个电压输出端之间,即除第一电压输出端和最后一个电压输出端之外,每个电压输出端分别连接一减法器的输出端和另一减法器的输入端。
应当说明的是,以上所述仅是本发明的优选实施方式,但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在本发明的技术构思范围内,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些改进、润饰和等同变换也应视为本发明的保护范围。