CN114694614A - 显示驱动方法、系统及显示终端 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了显示驱动方法、系统及显示终端，显示驱动系统包括：面板，包括多个阵列排布的像素单元；栅极驱动电路，控制每一行像素单元的导通或者关断；源极驱动电路，包括多个源极驱动单元，一个源极驱动单元用于向位于同一列的像素单元提供显示数据，其中相邻帧画面显示时提供至同一像素单元的显示数据的极性相反；控制电路，连接于源极驱动单元与像素单元之间，用于在导通其中一行像素单元时先向对应行的多个像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电，之后向对应行的多个像素单元的像素电极写入显示数据。通过分步向像素单元提供数据电压，避免过高的瞬时电压变化，进而避免对其他信号造成电压扰动，最终避免产生残像不良。

Description

显示驱动方法、系统及显示终端
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种显示驱动方法、系统及显示终端。
背景技术
随着电子产品的普及，显示装置越来越多元化。液晶显示装置(Liquid CrystalDisplay，LCD)具备轻薄、节能等诸多优点，被广泛地应用于高清晰电子设备中。
液晶显示设备中的面板包含像素阵列，像素阵列包含多个像素单元，每个像素单元具有彼此相对的第一基板、第二基板、以及位于二者之间的液晶分子，第一基板和第二基板上的公共电极与像素电极之间产生电场，该电场控制液晶分子的转动，从而改变每个像素单元的透光率，以实现图像显示。
液晶分子在直流偏压下容易极化，进而引发显示不良。目前常通过交流电压驱动的方式来实现液晶的翻转，其中常用的交流电压驱动方式包括帧反转、列反转和点反转等。但是在正负帧转变时，源极驱动电路提供至像素单元的显示数据极性变化会产生较大的瞬时压差，进而在显示时容易扰动像素单元中接收的公共电压，会导致正负帧显示时显示数据的电压值不均，而长时间电压不对称会进一步导致液晶分子极化，最终出现残像现象。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种显示驱动方法、系统及显示终端，以避免在帧反转驱动方式中出现残像现象。
第一方面，提供了一种显示驱动系统，包括：
面板，包括多个阵列排布的像素单元；
栅极驱动电路，用于控制每一行像素单元的导通或者关断；
源极驱动电路，包括多个源极驱动单元，一个源极驱动单元用于向位于同一列的所述像素单元提供显示数据，其中相邻帧画面显示时提供至同一像素单元的所述显示数据的极性相反；以及
控制电路，连接于所述源极驱动单元与像素单元之间，用于在导通其中一行所述像素单元时先向对应行的多个所述像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电，之后向对应行的多个所述像素单元的像素电极写入所述显示数据。
可选地，在关断其中一行所述像素单元时对应行的多个所述像素单元中像素电极处的电压维持不变。
可选地，所述像素单元还包括：
公共电极，与所述像素电极相对设置，并接收公共电压；
液晶分子，位于所述像素电极与所述公共电极之间并基于二者形成的电场转动；
晶体管，控制端与所述栅极驱动电路连接，第一通路端与所述控制电路连接，第二通路端与所述像素电极连接；以及
存储电容，一端与所述像素电极连接，另一端与所述公共电极连接。
可选地，所述中间电压选自所述公共电压。
可选地，所述控制电路根据控制信号的电平状态向所述像素电极提供所述中间电压或者所述显示数据，其中，所述控制信号的周期小于或者等于导通所述像素单元的时间，所述控制信号的占空比小于或者等于50％。
可选地，所述控制电路包括：
第一开关，控制端接收所述控制信号，第一通路端与所述源极驱动电路连接，第二通路端与所述像素单元的像素电极连接；以及
第二开关，控制端与所述第一开关的控制端连接并接收所述控制信号，第一通路端接收所述中间电压，第二通路端与所述第一开关的第二通路端连接并与所述像素电极连接。
第二方面，提供了一种显示驱动方法，包括：
在导通其中一行像素单元时先向对应行的多个像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电；以及
之后向对应行的多个像素单元的像素电极写入显示数据，其中相邻帧显示时提供至同一像素单元的所述显示数据的极性相反。
可选地，所述中间电压选自所述公共电压。
可选地，还包括：
根据控制信号的电平状态向所述像素电极提供所述中间电压或者所述显示数据，
其中，所述控制信号的周期小于或者等于导通所述像素单元的时间，所述控制信号的占空比小于或者等于50％。
第三方面，提供了一种显示终端，包括如上所述的显示驱动系统，或用于执行如上所述的显示驱动方法。
本申请提供的显示驱动方法、系统及显示终端，其通过在源极驱动电路的源极驱动单元与列像素单元之间设置控制电路，以在向像素单元写入显示数据之前先写入中间电压进行预充电，尤其可以避免在帧反转驱动方式下像素电极在相邻帧写入极性反转的显示数据时产生过高的瞬时电压变化，进而避免对其他信号造成电压扰动，最终避免产生残像不良。
应当说明的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统的结构示意图；
图2示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统中控制电路的结构示意图；
图3示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统的波形示意图；
图4示出根据本申请第二实施例提供的显示驱动方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
图1示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统的结构示意图。图2示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统中控制电路的结构示意图。
参见图1，显示驱动系统100包括面板110、栅极驱动电路120、源极驱动电路130、以及控制电路140。
面板110包括多个阵列排布的像素单元111。像素单元111中包括像素电极P1、公共电极P2、以及位于像素电极P1和公共电极P2之间的液晶分子。
栅极驱动电路120用于控制每一行像素单元的导通或者关断，进一步地通过提供扫描信号Gate-j控制导通或者关断面板110中的像素单元111。其中，1≤j≤m，j、m均为正整数。其中，m指面板中阵列排布的像素单元111的总行数。
源极驱动电路130包括多个源极驱动单元，一个源极驱动单元用于向位于同一列的像素单元111提供显示数据Source-i，其中相邻帧画面显示时提供至同一像素单元111的显示数据Source-i的极性相反。其中，1≤i≤n，i、n均为正整数。其中，n指面板中阵列排布的像素单元111的总列数。
控制电路140连接于源极驱动单元与像素单元111之间，用于在栅极驱动电路120控制导通其中一行像素单元111时先向对应行的多个像素单元111的像素电极P1写入中间电压V1，之后向对应行的多个像素单元111的像素电极P1写入显示数据Source-i。进一步地，中间电压V1可选为相邻帧画面显示时分别提供至像素单元111的两个极性相反的显示数据间的中间压值，也可选为直接提供公共电压Vcom。
进一步地，在栅极驱动电路120控制关断其中一行像素单元111的情况下，对应行的像素单元111中的像素电极P1处的电压在电容C的作用下维持不变。
显示驱动系统100在采用帧反转驱动方式实现画面显示的情况下，在栅极驱动电路120控制导通像素单元111的阶段，采用控制电路140分布式地先向像素单元111的像素电极P1中写入中间电压V1，之后向像素单元111的像素电极P1中写入显示数据Source-i。即通过在相邻帧画面显示时先向像素电极P1写入中间电压V1，之后再写入用于显示的显示数据Source-i，以避免提供至像素单元111的显示数据极性变化产生较大的瞬时压差进而导致残像现象。之后在栅极驱动电路120控制关断像素单元111的阶段，控制电路140停止向像素单元111的像素电极P1提供数据，像素单元111通过自身电路结构使得像素电极P1处的电压维持不变。
进一步地，像素单元111还包括晶体管T、电容C。公共电极P2与像素电极P1相对设置并接收公共电压Vcom。液晶分子位于像素电极P1与公共电极P2之间并基于二者形成的电场转动。晶体管T的控制端与栅极驱动电路120连接，晶体管T的第一通路端与控制电路140连接，晶体管T的第二通路端与像素电极P1连接。存储电容C的一端与像素电极P1连接，存储电容C的另一端与公共电极P2连接。进一步地，面板110中位于同一行的像素单元111经由扫描线与栅极驱动电路120中的一个栅极驱动单元连接。面板110中位于同一列的像素单元111经由数据线与同一个控制电路140连接。源极驱动电路130中的一个源极驱动单元与一个控制电路140连接。
需要说明，以上述像素单元111的电路结构为例，若在上一帧画面显示时，在栅极驱动电路120控制导通对应行的像素单元111的全阶段仅向像素单元111的像素电极P1提供例如一负电压(-5V)的显示数据，向公共电极P2加载的电压例如为0V。此时像素单元111的像素电极处的电压为负电压(-5V)，像素单元111充电开始画面显示。在栅极驱动电路120控制关断对应行的像素单元111的全阶段液晶电极P1从存储电容C中继续获得稳定的电压支持以维持原来的显示状态。接着在新一帧画面显示时，在栅极驱动电路120控制导通对应行的像素单元111的全阶段仅向像素单元111的像素电极P1提供例如一正电压(+5V)的显示数据，向公共电极P2加载的电压例如为0V。此时像素单元111的像素电极处的电压一瞬间由负电压(-5V)变化为正电压(+5V)，由于存储电容C的两极在面板内的间距很小，因此当像素电极P1处的电压发生变化时，存储电容C另一端连接的公共电压也会产生一个扰动的电压变化，假设为+1V，此时公共电极P2处的电压会产生+1V的变化。进而造成在这一帧的状态下，像素电极P1处的电压为+5V，而公共电极P2处的电压为+1V。此时与上一帧对比，液晶分子的驱动电压从5V变成4V，液晶分子正负帧下的驱动电压不对称。而长时间电压不对称会导致液晶分子发生极化，最终产生残像等不良。
在优选的实施例中，中间电压V1选自公共电压Vcom，进而可以更大程度地避免相邻帧画面显示时像素电极处存在瞬时高压差。
进一步地，控制电路140根据控制信号Vsel的电平状态向像素电极P1提供中间电压V1或者显示数据Source-i，其中，控制信号Vsel的周期小于或者等于导通像素单元111的时间，控制信号Vsel的占空比小于或者等于50％。即，在栅极驱动电路120控制导通像素单元111时，控制信号Vsel处于第一电平状态(高电平(或者低电平))下，指示处于导通像素单元111的第一阶段，进而控制电路向像素电极P1提供中间电压V1；控制信号Vsel处于第二电平状态(低电平(或者高电平))下，指示处于导通像素单元111的第二阶段，进而控制电路向像素电极P1提供显示数据Source-i。
进一步地，参见图2，控制电路140包括第一开关Q1和第二开关Q2。第一开关Q1的控制端接收控制信号Vsel，第一开关Q1的第一通路端与源极驱动电路130中的一个源极驱动单元的输出端连接，第一开关Q1的第二通路端与像素单元111的像素电极P1连接。第二开关Q2的控制端与第一开关Q1的控制端连接并接收控制信号Vsel，第二开关Q2的第一通路端接收中间电压V1，第二开关Q2的第二通路端与第一开关Q1的第二通路端连接并与像素电极P1连接。其中，第一开关Q1和第二开关Q2分别为P型MOS晶体管和N型MOS晶体管，或者为N型MOS晶体管和P型MOS晶体管。其中控制端为晶体管的栅极，第一通路端为晶体管的漏极和源极中的其一，第二通路端为晶体管中源极和漏极中的另一个。
进一步地，控制电路140可以集成在源极驱动电路130中，或者集成在面板110中，或者可以单独集成并设置在面板110外部的柔性电路板上。
图3示出根据本申请第一实施例提供的显示驱动系统的波形示意图。
参见图3，以面板中位于第j行第i列的像素单元111为例进行说明。
在当前帧画面显示时，在t1内(预充电阶段)：栅极驱动电路120中的第j级的栅极驱动单元提供的扫描信号Gate-j为有效电平状态(例如为高电平)，与第j级的栅极驱动单元连接的第j行中的像素单元中的晶体管T被导通。此阶段内控制信号Vsel为第一电平状态(例如为高电平)，即处于导通像素单元的第一阶段。进而控制电路140中的第二开关Q2(NMOS晶体管)导通并将中间电压(此处选自公共电压Vcom)提供至像素单元111的像素电极P1中，进而将上一帧像素电极P1处的电压VP1和存储电容C连接像素电极P1一端的电压VC均复位到公共电压Vcom。
接着在t2内(充电阶段)：栅极驱动电路120中的第j级的栅极驱动单元提供的扫描信号Gate-j仍为有效电平状态(例如为高电平)，与第j级的栅极驱动单元连接的第j行中的像素单元中的晶体管T保持被导通。此阶段内控制信号Vsel为第二电平状态(例如为低电平)，即处于导通像素单元的第二阶段。进而控制电路140中的第一开关Q1(PMOS晶体管)导通并将显示数据Source-i(例如为一正电压)提供至像素单元111的像素电极P1中，进而将像素电极P1处的电压VP1和存储电容C连接像素电极P1一端的电压VC充电至正电压。
接着在t3内(电压保持阶段)：栅极驱动电路120中的第j级的栅极驱动单元提供的扫描信号Gate-j变为无效电平状态(例如为低电平)，与第j级的栅极驱动单元连接的第j行中的像素单元中的晶体管T被关断。此阶段内控制电路140不提供数据，像素电极P1处的电压在存储电容C1作用下实现电压的保持。在此阶段显示驱动系统100依次控制对第j行之后的像素单元111控制导通或关断以执行t1-t3阶段的动作进而实现当前帧画面显示。
接着在新一帧画面显示时，在t4内(极性翻转后的预充电阶段)：栅极驱动电路120中的第j级的栅极驱动单元提供的扫描信号Gate-j为有效电平状态(例如为高电平)，与第j级的栅极驱动单元连接的第j行中的像素单元中的晶体管T被导通。此阶段内控制信号Vsel为第一电平状态(例如为高电平)，即处于导通像素单元的第一阶段。进而控制电路140中的第二开关Q2(NMOS晶体管)导通并将中间电压(此处选自公共电压Vcom)提供至像素单元111的像素电极P1中，进而将上一帧像素电极P1处的电压VP1和存储电容C连接像素电极P1一端的电压VC均复位到公共电压Vcom。
接着在t5(极性翻转后的充电阶段)：栅极驱动电路120中的第j级的栅极驱动单元提供的扫描信号Gate-j仍为有效电平状态(例如为高电平)，与第j级的栅极驱动单元连接的第j行中的像素单元中的晶体管T保持被导通。此阶段内控制信号Vsel为第二电平状态(例如为低电平)，即处于导通像素单元的第二阶段。进而控制电路140中的第一开关Q1(PMOS晶体管)导通并将显示数据Source-i(例如为一负电压)提供至像素单元111的像素电极P1中，进而将像素电极P1处的电压VP1和存储电容C连接像素电极P1一端的电压VC充电至负电压。
需要说明，上述t1+t2(或者t4+t5)的时间小于或者等于一行像素单元被导通的时间。其中t1(或t4)小于或者等于t2(或t5)。
图4示出根据本申请第二实施例提供的显示驱动方法的流程示意图。
参见图4，显示驱动方法例如包括如下步骤：
步骤S210：在导通其中一行像素单元时先向对应行的多个像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电。进一步地，栅极驱动电路120控制导通其中一行像素单元111时，先由控制电路140基于控制信号Vsel选择将中间电压V1写入对应行的多个像素单元111的像素电极P1内。
步骤S220：之后向对应行的多个像素单元的像素电极写入显示数据。其中相邻帧显示时提供至同一像素单元的所述显示数据的极性相反。进一步地，栅极驱动电路120控制导通其中一行像素单元111时，在预充电之后由控制电路140基于控制信号Vsel选择将源极驱动电路130提供的显示数据Source-i写入对应行的像素单元111的像素电极P1内。
在其他实施例中，还包括：在关断其中一行像素单元时对应行的多个像素单元中像素电极处的电压维持不变。进一步地，栅极驱动电路120控制关断其中一行像素单元111时，对应行的多个像素单元111中的像素电极P1在存储电容C的作用下维持电压不变。
在其他实施例中，控制电路140提供的中间电压V1选自公共电压Vcom。
在其他实施例中，还包括：根据控制信号的电平状态向像素电极提供中间电压或者显示数据。其中，控制信号Vsel的周期小于或者等于导通一行像素单元111的时间，控制信号的占空比小于或者等于50％。
本申请还提供了一种显示终端，包括如上所述的显示驱动系统，或者可以执行如上所述的显示驱动方法。其中，显示终端为液晶显示装置，例如可以是电视、车载显示器、手机、计算机、可穿戴电子设备等。
需要说明的是，本文中的数值均仅用于示例性的说明，在本申请的其它实施例中，也可以采样其它的数值来实现本方案，具体应根据实际情况进行合理设置，本申请对此不作限定。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本申请所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本申请的保护范围之中。
还应理解，本文采用的术语和表述方式只是用于描述，本说明书的一个或多个实施例并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。

Claims (10)

1.一种显示驱动系统，其特征在于，包括：
面板，包括多个阵列排布的像素单元；
栅极驱动电路，用于控制每一行像素单元的导通或者关断；
源极驱动电路，包括多个源极驱动单元，一个源极驱动单元用于向位于同一列的所述像素单元提供显示数据，其中相邻帧画面显示时提供至同一像素单元的所述显示数据的极性相反；以及
控制电路，连接于所述源极驱动单元与像素单元之间，用于在导通其中一行所述像素单元时先向对应行的多个所述像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电，之后向对应行的多个所述像素单元的像素电极写入所述显示数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在关断其中一行所述像素单元时对应行的多个所述像素单元中像素电极处的电压维持不变。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述像素单元还包括：
公共电极，与所述像素电极相对设置，并接收公共电压；
液晶分子，位于所述像素电极与所述公共电极之间并基于二者形成的电场转动；
晶体管，控制端与所述栅极驱动电路连接，第一通路端与所述控制电路连接，第二通路端与所述像素电极连接；以及
存储电容，一端与所述像素电极连接，另一端与所述公共电极连接。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述中间电压选自所述公共电压。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制电路根据控制信号的电平状态向所述像素电极提供所述中间电压或者所述显示数据，其中，所述控制信号的周期小于或者等于导通所述像素单元的时间，所述控制信号的占空比小于或者等于50％。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制电路包括：
第一开关，控制端接收所述控制信号，第一通路端与所述源极驱动电路连接，第二通路端与所述像素单元的像素电极连接；以及
第二开关，控制端与所述第一开关的控制端连接并接收所述控制信号，第一通路端接收所述中间电压，第二通路端与所述第一开关的第二通路端连接并与所述像素电极连接。
7.一种显示驱动方法，其特征在于，包括：
在导通其中一行像素单元时先向对应行的多个像素单元的像素电极写入中间电压进行预充电；以及
之后向对应行的多个像素单元的像素电极写入显示数据，其中相邻帧显示时提供至同一像素单元的所述显示数据的极性相反。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述中间电压选自所述公共电压。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
根据控制信号的电平状态向所述像素电极提供所述中间电压或者所述显示数据，
其中，所述控制信号的周期小于或者等于导通所述像素单元的时间，所述控制信号的占空比小于或者等于50％。
10.一种显示终端，其特征在于，包括：
如权利要求1-6任一项所述的显示驱动系统，或用于执行如权利要求7-9任一项所述的显示驱动方法。
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