CN1825414A - 液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器(LCD)及其驱动方法。LCD包括：液晶平板，具有栅极线、数据线、和由栅极线和数据线的交叉定义的像素；灰度级电压产生单元；驱动电压产生单元，产生栅极截止电压、正极性栅极导通电压、和低于正极性栅极导通电压的负极性栅极导通电压；栅极驱动单元，将至少正极性或负极性栅极导通电压之一提供给栅极线；数据驱动单元，将数据电压提供给像素，其中将来自灰度级电压产生单元的灰度级电压提供给数据驱动单元；和信号控制单元，控制数据驱动单元以将正和负极性数据电压交替地施加到像素，和控制栅极驱动单元以将正极性或负极性栅极导通电压分别施加到带有正极性或负极性数据电压的像素。因此，减小了残留图像和闪烁的程度。

Description

液晶显示器及其驱动方法

相关申请的交叉参考

本申请要求于2005年2月26日提交的韩国专利申请第2005-0016220号的优先权和权益，在此通过参考合并其整个内容。

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器(LCD)及其驱动方法。更具体地说，本发明涉及降低闪烁和图像残留程度的LCD及其驱动方法。

背景技术

LCD包括液晶平板，其具有：在其上形成薄膜晶体管(TFT)的TFT基底；在其上形成滤色器层的滤色器基底；和安放在两种基底之间的液晶层。由于液晶平板不是自发光的，所以在TFT基底的后面提供背光单元。从背光单元发射的光可以穿过液晶平板。通过液晶平板的光的透射率依赖于液晶的对准。

提供在TFT基底上的栅极线和数据线彼此交叉，从而形成像素。将每个像素连接到对应的TFT。将栅极导通电压Von施加到栅极线，从而将TFT导通，因此横跨像素施加通过数据线而被施加的数据电压Vd。液晶的对准根据在横跨像素的像素电压Vp和在滤色器基底的公共电极中形成的公共电压Vcom之间形成的电场而变化。由带有相反极性的帧施加数据电压Vd。

在栅极电极和源极电极之间形成的寄生电容Cgs使得横跨像素所施加的数据电压Vd降低，从而产生像素电压Vp。已知在数据电压Vd和像素电压Vp之间的电压差就是回扫(kickback)电压Vkb。

回扫电压Vkb根据灰度级和极性变化，从而导致像素电压Vp逐帧变化。这就引起了由亮度差而导致的闪烁和由剩余DC电压导致的图像残留(其中固定的图像就在其显示之后还保留，如同已经将其留下(burn in)一样)。闪烁和图像残留导致图像质量的下降。

因此存在对降低闪烁和图像残留程度的LCD及其驱动方法的需求。

发明内容

在本发明的至少一个示例实施方式中，LCD包括：液晶平板，其具有栅极线、数据线、以及由栅极线和数据线的交叉所定义的像素；灰度级电压产生单元，用于产生灰度级电压；驱动电压产生单元，用于产生栅极截止电压、正极性栅极导通电压、和负极性栅极导通电压，其中负极性栅极导通电压低于正极性栅极导通电压；栅极驱动单元，用于将正极性栅极导通电压或负极性栅极导通电压提供给栅极线；数据驱动单元，用于将数据电压提供给像素，其中将来自灰度级电压产生单元的灰度级电压提供给数据驱动单元；以及信号控制单元，用于控制数据驱动单元从而将正极性数据电压和负极性数据电压交替地施加到像素，并且用于控制栅极驱动单元从而将正极性栅极导通电压施加到提供有正极性数据电压的像素并且将负极性栅极导通电压施加到提供有负极性数据电压的像素。

根据本发明的示例实施方式，在负极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差大约是在正极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差的50-80％。

根据本发明的示例实施方式，将放置在栅极线的延伸方向中的相邻像素连接到不同的栅极线。

根据本发明的示例实施方式，信号控制单元控制栅极驱动单元从而将正极性栅极导通电压和负极性电压分别施加到相邻的栅极线。

根据本发明的示例实施例，信号控制单元控制数据驱动单元从而将相同极性的数据电压施加到连接于相同栅极线的像素。

根据本发明的示例实施方式，图像刷新速率高于120Hz。

根据本发明的示例实施方式，负极性栅极导通电压具有负极性栅极导通电压随着时间降低的步进式的分布。

根据本发明的示例实施方式，正极性栅极导通电压具有正极性栅极导通电压随着时间降低的步进式的分布。

根据本发明的示例实施方式，液晶平板还包括液晶层，并且在该液晶层中的液晶具有负介电各向异性并且在没有电磁场的情况下垂直地对准。

根据本发明的示例实施方式，LCD还包括安置在液晶平板的后面的光源单元，其逐帧反复顺序地提供红、绿和蓝色光给液晶平板。

根据本发明的示例实施方式，图像刷新速率高于180Hz。

根据本发明的至少一个示例实施方式，LCD(其包括其中由栅极线和数据线的交叉定义像素的液晶平板)的驱动方法包括：横跨提供有正极性数据电压的像素而施加正极性栅极导通电压；和横跨提供有负极性数据电压的像素而施加负极性栅极导通电压，其中负极性栅极导通电压低于正极性栅极导通电压。

根据本发明的示例实施方式，在负极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差大约是在正极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差的50-80％。

根据本发明的示例实施方式，将具有相反极性的栅极导通电压提供给相邻的栅极线，并且将具有相反极性的数据电压提供给相邻的数据线。

附图说明

对于本领域的普通技术人员来说，当参照附图阅读本发明示例实施方式的描述时，本发明将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本发明的第一示例实施方式的液晶显示器(LCD)的框图；

图2示出了根据本发明的第一示例实施方式的LCD的示意图；

图3示出了沿着图2的III-III线的示例剖视图；

图4示出了像素的等效电路图；

图5示出了关于如何施加单个栅极导通电压的仿真结果；

图6示出了TFT的等效电路图；

图7示出了寄生电容Cgs如何随着偏置电压Vgs变化的示意图；

图8示出了如何根据本发明的第一示例实施方式施加栅极导通电压的示意图；

图9示出了根据本发明的第一示例实施方式的TFT基底的示意图；

图10示出了如何根据本发明的第二示例实施方式施加栅极导通电压的示意图；

图11示出了如何根据本发明的第二示例实施方式施加栅极导通电压的仿真结果；

图12示出了如何根据本发明的第三示例实施方式施加栅极导通电压的示意图；和

图13示出了如何根据本发明的第四示例实施方式施加栅极导通电压的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的示例实施例。

图1示出了根据本发明的第一示例实施方式的LCD的框图。如图1所示，LCD 1包括液晶平板300(由虚线示出)、连接到液晶平板300的栅极驱动单元400和数据驱动单元500。根据本发明的第一示例实施方式，LCD 1还包括连接到栅极驱动单元400的驱动电压产生单元700，连接到数据驱动单元500的灰度极电压产生单元800，和用于控制栅极驱动单元400、数据驱动单元500、电压产生单元700和灰度级电压产生单元800的信号控制单元600。

图2示出了根据本发明的第一示例实施方式的LCD的示意图。图3示出了沿着图2的III-III线的示例剖视图。

根据本发明的第一示例实施方式，液晶平板300包括TFT基底100，如图2和3所示。如在图3中所示，液晶平板300还包括与TFT基底100相对安置的滤色器基底200和在其间插入的液晶层260。

如图2所示，在TFT基底100的第一绝缘基底111上形成栅极布线121、122和123。应该理解形成栅极布线121、122和123的任何方式对于实施本发明都是合适的，包括金属单层或多层布线。栅极布线121、122和123包括在横向延伸的栅极线121、连接到栅极线121的TFT“T”(见图3)的栅极电极122、和通过重叠像素电极151形成存储电容的公共电极线123。

在第一绝缘基底111上形成的栅极绝缘层131覆盖栅极布线121、122和123。至少在本发明的一个示例实施方式中，栅极绝缘层131包括氮化硅(SiNx)。

在栅极电极122的栅极绝缘层131上面形成半导体层132。至少在本发明的一个示例实施方式中，半导体层132包括非晶硅。在半导体层132上面形成欧姆接触层133。最好，欧姆接触层133包括硅化物或者严重掺杂有n型杂质的n+氢化非晶硅。将在栅极电极122上的欧姆接触层133划分为两个部分。

如图3所示，在欧姆接触层133和栅极绝缘层131上面形成数据布线141、142和143。应该理解形成数据布线141、142和143的任何方式对于实施本发明都是适合的，包括金属单层或多层布线。数据布线141、142和143包括在垂直方向上延伸并且与栅极线121交叉从而定义了像素的数据线141、从数据线141分支出来并且延伸到欧姆接触层133的上面部分的漏极电极142、和与漏极电极142分离并且与漏极电极142相对形成在欧姆接触层133上的源极电极143。

在数据布线141、142和143和半导体层132上形成钝化层134，如图3所示。至少在根据本发明的一个示例实施方式中，钝化层134包括氮化硅、通过等离子体增强化学气相沉积(PEVCD)沉积的a-Si:C:O层或a-Si:O:F层、和基于聚丙烯的有机绝缘层。在钝化层134上形成暴露源极电极143的接触孔161。

在钝化层134上形成像素电极151。像素电极151通常包括透明导性材料。适合于实施本发明的透明导性材料包括但不限于ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)。

用像素电极切断(cut out)型式(pattern)152来确定像素电极151的型式。形成像素电极切断型式152以根据公共电极切断型式252将液晶层260分为几个域。

在面对第一绝缘基底111的滤色器基底200的第二绝缘基底211的表面上形成黑矩阵221和滤色器层231。黑矩阵221与红、绿和蓝滤波器的矩阵阵列接壤，并且阻挡到TFT基底100的TFT T的直射光线。在本发明的示例实施方式中，黑矩阵221包括含有黑颜料的感光有机材料。对于实施本发明，任何黑颜料都适合，如碳黑或氧化钛。

滤色器层231包括与黑矩阵221接壤的红(R)、绿(G)和蓝(B)滤波器的矩阵阵列。滤色器层231提供颜色给从光源发射出的并且穿过液晶层260的光。在本发明的示例实施方式中，滤色器层231包括感光有机材料。

在滤色器层231和不被滤色器层231覆盖的黑矩阵221的部分上形成覆盖层241。覆盖层241使滤色器层231的表面平坦，并且保护滤色器层231。在本发明的示例实施方式中，覆盖层241包括环氧聚丙烯材料。

在覆盖层241上形成公共电极251。公共电极251包括透明导电材料。适合实施本发明的透明导性材料包括但不限于ITO(氧化铟锡)和IZO(氧化铟锌)。公共电极251使用TFT基底的像素电极151将电压直接施加于液晶层260。根据公共电极切断型式252来确定公共电极251的型式。公共电极切断型式252根据像素电极151的像素电极切断型式152将液晶层260分为几个域。应该理解能够以不同的排列来形成像素电极切断型式152和公共电极切断型式252。例如，可以彼此垂直地形成像素电极切断型式152和公共电极切断型式252。

将液晶层260插入到TFT基底100和滤色器基底200之间。至少在本发明的一个实施方式中，液晶层260具有VA(垂直对准的)模式，所以液晶分子对于基底100和200正常以直角对准。由于液晶分子具有负介电各向异性，所以液晶分子在存在电磁场的情况下对于基底100和200处于平行位置。(如果没有形成像素电极切断型式152和公共电极切断型式252，则液晶分子无规则地对准，从而产生所谓向错(disclination)线的缺陷。当将电压施加到液晶层260时，像素电极切断型式152和公共电极切断型式252形成边缘场(fringe field)，从而确定液晶分子定向的偏角。根据像素电极切断型式152和公共电极切断型式252的排列来将液晶层260分成几个域。

驱动电压产生单元700产生用于导通TFT T的栅极导通电压Von、用于截止TFT T的栅极截止电压Voff、和施加到公共电极251的公共电压Vcom。至少在本发明的一个示例实施方式中，栅极导通电压Von包括正极性栅极导通电压Von(+)和低于正极性栅极导通电压Von(+)的负极性栅极导通电压Von(-)。

灰度级电压产生单元800产生与LCD 1的亮度相关的多个灰度级电压。

还将栅极驱动单元400称为扫描驱动器。将栅极驱动单元400连接到栅极线121，从而其将作为栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合的栅极信号提供给栅极线121。

还将数据驱动单元500称为源驱动器。数据驱动单元500接收从灰度级电压产生单元800提供来的灰度级电压，根据信号控制单元600的控制来选择灰度级电压，然后将数据电压Vd提供给数据线141。

信号控制单元600产生用于控制栅极驱动单元400、数据驱动单元500、驱动电压产生单元700和灰度级电压产生单元800的控制信号，并且将控制信号提供给栅极驱动单元400、数据驱动单元500、驱动电压产生单元700和灰度级电压产生单元800。

下面将更加详细地描述LCD 1的操作。将RGB灰度级信号R、G、B和用于控制其显示的输入控制信号提供给信号控制单元600。至少在本发明的一个示例实施方式中，来自外部图形控制器的输入控制信号包括：垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟CLK、和数据使能信号DE。信号控制单元600根据输入控制信号产生栅极控制信号、数据控制信号和电压选择控制信号VSC。信号控制单元600根据液晶平板300的工作条件来转换灰度级信号R、G、B，并且将数据控制信号和转换的灰度级信号R′、G′、B′发送到数据驱动单元500。信号控制单元600将栅极控制信号发送到栅极驱动单元400和驱动电压产生单元700。信号控制单元600将电压选择控制信号VSC发送到灰度级电压产生单元800。

栅极控制信号包括：垂直同步开始信号STV，提供指令以开始栅极导通脉冲；栅极时钟信号，用于控制何时开始栅极导通脉冲和定义栅极导通脉冲的宽度的栅极导通使能信号OE。将栅极导通使能信号OE和栅极时钟信号CPV提供给驱动电压产生单元700。数据控制信号包括：水平同步开始信号STH，提供指令以开始输入灰度级信号；负载信号LOAD或TP，提供指令以将对应的数据电压Vd提供给数据线141；反相控制信号RVS，用于反转数据电压的极性；和数据时钟信号HCLK。

灰度级电压产生单元800提供根据提供给数据驱动单元500的电压选择控制信号VSC而确定的灰度级电压。

栅极驱动单元400根据来自信号控制单元600的栅极控制信号将栅极导通电压Von顺序提供给栅极线121，从而导通连接到栅极线121的TFT T。根据来自信号控制单元600的数据控制信号，数据驱动单元500将来自灰度级电压产生单元800的、与到像素170的灰度级信号R′、G′、B对应的模拟数据电压Vd提供到数据线141，其中像素170连接到导通的TFT T。信号控制单元600控制栅极驱动单元400，从而将正极性栅极导通电压Von(+)提供给提供有正极性数据电压Vd(+)的像素170，并且从而将负极性栅极导通电压Von(-)提供给提供有负极性数据电压Vd(-)的像素170。

将提供给数据线141的数据信号通过导通的TFT T提供给对应的像素170。根据上述过程，在一帧期间，顺序地将栅极导通电压Von提供给所有栅极线121，从而将数据信号提供给所有像素170。在下一个帧期间，将反相控制信号RVS提供给驱动电压产生单元700和数据驱动单元500，从而将下一帧的所有数据信号的极性反转。

如将在下面参照图4到7更加详细地描述的，回扫电压Vkb根据数据电压的灰度级和极性而变化，而且根据数据电压的极性施加不同的栅极导通电压。

将回扫电压Vkb定义如下：

等式1

$\mathrm{Vkb}=\frac{\mathrm{Cgs}}{(\mathrm{Clc}+\mathrm{Cst}+\mathrm{Cgs})}(\mathrm{Von}-\mathrm{Voff})$

在等式1中，Cgs表示栅极电极和源极电极之间的寄生电容。Clc表示液晶电容，而Cst表示存储电容。

将液晶电容Clc定义如下：

等式2

$\mathrm{Clc}={\mathrm{\ϵ}}_0\·\mathrm{\ϵ}\·\frac{A}{d}$

在等式2中，∈₀表示液晶在真空的介电常数，∈表示液晶的介电常数，d表示像素电极和公共电极之间的距离，而A表示像素电极和公共电极重叠的面积。

由于液晶具有各向异性的介电性，所以液晶电容Clc根据液晶的定向而变化。例如，在通常的黑PVA模式中，液晶的平行介电常数∈₁小于垂直介电常数∈₂。因此，液晶电容Clc在白状态中大于在黑状态中。但是，回扫电压Vkb在白状态中小于在黑状态中。

图5示出了如何施加单个栅极导通电压给具有PVA模式的LCD的仿真结果。表1包含在上述仿真中所使用的数据，而表2包含仿真结果。

[表1]

	单位	白	黑
				介电常数	F/m	6.6(垂直方向)	3.3(平行方向)
存储电容Cst	pF	0.526	0.526
				液晶电容Clc	pF	0.553	0.310
数据电压Vd	V	12到0	7到5
				栅极导通电压Von	V	20到-7	20到-7
寄生电容Cgs	fF	27	27

[表2]

状态	白	黑
			正极性数据电压Vd(+)	11.51	6.97
负极性数据电压Vd(-)	0.04	5.03
			正极性像素电压Vp(+)	10.56	5.45
负极性像素电压Vp(-)	-1.43	3.40
			正极性回扫电压(Vd(+)-Vp(+))	0.96	1.52
负极性回扫电压(Vd(-)-Vp(-))	1.47	1.63
			最佳公共电压(Vp(+)-Vp(-))/2	4.56	4.43
实际公共电压	4.49
			实际公共电压-最佳公共电压	0.07	-0.06

如表1所示，受平行介电常数∈₁影响的黑状态的液晶电容Clc小于受垂直介电常数∈₂影响的白状态的液晶电容Clc。据此，黑状态的回扫电压Vkb高于白状态的回扫电压Vkb。

如表2所示，当施加负极性栅极导通电压Vd(-)时的回扫电压Vkb高于当施加正极性栅极导通电压Vd(+)时的回扫电压Vkb。回扫电压Vkb根据数据电压的极性而变化，因此被定义为正极性像素电压Vp(+)和负极性像素电压Vp(-)的算术平均值的最佳公共电压Vcom也变化。通过在中灰度级中的试验来获得公共电压Vcom的实际值。在通过试验获得的公共电压Vcom和正极性最佳公共电压Vcom之间发生0.07V的电压差。在通过试验获得的公共电压Vcom和负极性最佳公共电压Vcom之间发生0.06V的电压差。由于最佳公共电压Vcom和实际公共电压Vcom之间的电压差，所以与当施加负极性栅极导通电压Vd(-)时比较，当施加正极性栅极导通电压Vd(+)时被施加到液晶的电压是不同的，从而产生导致显示质量下降的残留图像和闪烁。

寄生电容Cgs根据栅极电极和源极电极之间的偏置电压Vgs而变化。由于被预先假设为常数的寄生电容变化，所以等式1不足以解释根据极性的回扫电压Vkb变化和根据回扫电压Vkb变化的最佳公共电压Vcom变化。

图6是TFT的等效电路图。将寄生电容Cgs定义为在栅极电极和源极电极之间形成的电容。为此，仅仅考虑由于栅极电极和源极电极的重叠而导致的电容CGSO。但是，如图6所示，还必须考虑由在半导体层和绝缘层之间的电势势垒而导致的电荷Cgsi的积累。

图7示出了寄生电容Cgs如何随着偏置电压Vgs而变化。如图7中所示，电荷Cgsi的积累与TFT的偏置电压Vgs成比例。图7示出了在完成像素的充电之前，即在数据电压Vd变成等于像素电压Vp之前，寄生电容和偏置电压Vgs之间的关系。也就是，将栅极导通电压Von切换到栅极截止电压Voff，如在DYNAMIC CHARATERIZATION OF a-Si TFT-LCD PIXELS，IEEETransactions on Electron Devices，Vol.43，No.1，January 1996，31到39页中讨论的。因此，在TFT的导通状态中的寄生电容Cgs比在截止状态中的Cgs大Cgs′。因此，将在TFT导通状态中的电荷Qon和在TFT截止状态中的电荷Qoff定义如下。

等式3

Q(on)＝(Vd-Vcom)Clc+(Vd-Vcom)Cst+(Vd-Von)(Cgs+Cgs′)

Q(off)＝(Vp-Vc)Clc+(Vp-Vc)Cst+(Vp-Voff)Cgs

将Vkb＝Vd-Vp代入等式3并且使用Q(on)＝Q(off)，因此回扫电压Vkb的等式变为：

等式4

$\mathrm{Vkb}=\frac{\mathrm{Cgs}}{(\mathrm{Clc}+\mathrm{Cst}+\mathrm{Cgs})}(\mathrm{Von}-\mathrm{Voff})+\frac{{\mathrm{Cgs}}^{\′}}{(\mathrm{Clc}+\mathrm{Cst}+\mathrm{Cgs})}(\mathrm{Von}-\mathrm{Vd})$

通过研究等式4和图7，可看出负极性回扫电压Vkb(-)大于正极性回扫电压Vkb(+)的原因。一个原因是因为回扫电压Vkb与栅极导通电压Von和数据电压Vd之间的差(Von-Vd)成比例。因此，至少在本发明的一个示例实施方式中，数据电压Vd在负极性中要小于在正极性中。另一个原因是回扫电压Vkb与寄生电容Cgs成比例。因此，至少在本发明的一个示例实施方式中，寄生电容Cgs与偏置电压Vgs成比例，并且偏置电压Vgs在负极性中高于在正极性中。根据TFT，偏置电压Vgs等于栅极导通电压Von和数据电压Vd之间的差(Von-Vd)。

因此，可以通过在正极性和负极性中施加不同的栅极导通电压Von来减少栅极导通电压Von和数据电压Vd之间的差(Von-Vd)，从而减少由于极性而导致的回扫电压Vkb差的不同。

虽然将正极性栅极导通电压Von(+)保持在20V，但是将负极性栅极导通电压Von(-)降到8V。当白状态中正极性栅极导通电压Vd(+)是12V并且负极性栅极导通电压Vd(-)是0V时，不论极性如何，在栅极导通电压Von和数据电压Vd之间的差(Von-Vd)都变为8V。因此，不论极性如何都将回扫电压Vkb保持为1V，从而均衡了最佳公共电压Vcom和实际公共电压Vcom。

由于帧反转和线反转引起闪烁，所以可以使用点反转。在帧反转中，逐帧地切换数据电压Vd的极性。在线反转中，逐栅极线121地切换数据电压Vd的极性。但是，在点反转中，相邻的像素具有不同的极性。

如图9所示，将被放置在栅极线121的延伸方向中的相邻像素170连接到每个都具有不同极性的栅极线121。也就是，将正极性栅极导通电压Von(+)提供给一个像素，然后将负极性栅极导通电压Von(-)提供给与上述像素相邻的另一个像素。当施加正极性栅极导通电压Von(+)的同时，数据驱动单元500将对应的正极性数据电压Vd(+)提供给以锯齿形式连接到栅极线121的像素170。当施加负极性栅极导通电压Von(-)的同时，数据驱动单元500将对应的负极性数据电压Vd(-)提供给以锯齿形式排列连接到栅极线121的像素170。在随后的帧中，切换横跨像素170而施加的数据电压Vd的极性，并且还切换栅极导通电压Von。用这种方式，通过根据数据电压Vd的极性而施加不同的栅极导通电压Von而实现点反转。

对于帧反转和线反转，可以使用TFT基底100的传统阵列。至少在本发明的一个示例实施方式中，栅极驱动单元400根据数据电压Vd的极性而提供不同的栅极导通电压Von。

在上面关于第一示例实施方式的描述中已经考虑了白状态。下面将描述黑状态。在正极性栅极导通电压Von(+)是20V的情况中，负极性栅极导通电压Von(-)是8V，正极性黑电压是7V，而负极性黑电压是5V，在正极性中的偏置电压Vgs变成13V(20V-7V)并且在负极性中的偏置电压Vgs变成3V(8V-5V)。在施加20V的单个栅极导通电压Von的情况中，在负极性中的偏置电压Vgs变为15V(20V-5V)。因此，回扫电压Vkb中的差在黑状态中变得更大。而且，在负极性中的偏置电压Vgs被减小到3V，使得像素电极的充电特性变坏。

之后，将参照图10和11来描述本发明的第二示例实施方式。在第二实施方式中，考虑到黑状态的情况，负极性栅极导通电压Von(-)是13V。在白状态中的偏置电压Vgs分别是正极性中的8V(20V-12V)和负极性中的13V(13V-0)。在黑状态中的偏置电压Vgs分别是正极性中的13V(20V-7V)和在负极性中的8V(13V-5V)。至少将偏置电压Vgs保持在8V，从而增强在像素电极中的电荷。而且，在白状态和黑状态之间折衷偏置电压Vgs。

在表3中示出了仿真结果。

[表3]

状态	白	黑
			正极性数据电压Vd(+)	11.52	6.98
负极性数据电压Vd(-)	0.24	5.20
			正极性像素电压Vp(+)	10.56	5.46
负极性像素电压Vp(-)	-0.78	4.24
			正极性回扫电压Vkb(+)(Vd(+)-Vp(+))	0.96	1.52
负极性回扫电压Vkb(-)(Vd(-)-Vp(-))	1.01	0.96
			最佳公共电压(Vp(+)-Vp(-))/2	4.89	4.85
实际公共电压	4.87
			实际公共电压-最佳公共电压	0.02	-0.02

在施加单个栅极导通电压Von的情况中，正极性回扫电压Vkb(+)的值在表3中和在表2中相同。相反地，负极性回扫电压Vkb(-)在白状态中从1.47V减小到1.01V，并且在黑状态中从1.63V减小到0.96V。负极性回扫电压Vkb(-)在白状态和黑状态之间的差被从0.16V(1.63V-1.47V)减小到0.05V(1.01V-0.96V)。最佳公共电压Vcom在白状态中是4.89V而在黑状态中是4.85V，并且最佳公共电压的变化从0.13V(4.56V-4.43V)减少到0.04V。最佳公共电压Vcom和实际公共电压Vcom之间的差是0.02V，这比表2中所示的0.06V到0.07V小很多。

在根据本发明的第二示例实施方式的LCD中，实际公共电压Vcom和最佳公共电压Vcom之间的差较小。因此，减轻了因为极性引起的像素电压Vp中的差异从而也减少了闪烁和残留图像。

在根据极性的栅极导通电压Von中的差为了合适的充电必须考虑统一的偏置电压Vgs和最小的偏置电压Vgs。此外，在根据极性的栅极导通电压Von中的差必须考虑等式4的Von-Voff的值。如果减小负极性栅极导通电压Von(-)从而使得无论极性如何Von-Vd的值都相同，则也减小了在负极性中的Von-Voff值。负极性回扫电压Vkb(-)相对于正极性回扫电压Vkb(+)变得较小。

根据上述讨论，通过不同栅极导通电压Von的试验应用来确定实际公共电压Vcom。在负极性栅极导通电压Von(-)和栅极截止电压Voff之间的差可以大约是正极性栅极导通电压Von(+)和栅极截止电压Voff之间的差的50-80％。

将在下面参照图12和13来描述本发明的第三和第四示例实施方式。图12示出了如何根据本发明的第三示例实施方式施加栅极导通电压。图13示出了如何根据本发明的第四示例实施方式施加栅极导通电压。

如图12所示，栅极导通电压Von具有电压随着时间下降的步进分布。正极性栅极导通电压Von(+)包括Vg1和低于Vg1的Vg2。负极性栅极导通电压Von(-)包括Vg3和低于Vg3的Vg4。至少在本发明的一个示例实施方式中，Vg1具有与Vg2相同的值，但是Vg4低于Vg3。在栅极导通电压Von具有不同值的情况中，通过电压的平均值来计算电压差。

在图13中，Vg3低于Vg1。但是，Vg1和Vg2之间的差可以大于或小于Vg3和Vg4之间的差。

可以使用本发明来驱动LCD，包括但是不限于，大尺寸LCD、高透光率LCD、刷新速率高于120Hz的CSD(颜色顺序显示器)等。

随着LCD的尺寸变大，公共电压Vcom中的负载变大，因此根据位置的在公共电压Vcom之间的差增加，从而产生导致显示质量下降的闪烁和残留图像。

如果存储电容Clc降低，孔径比增加，则可以制造高透光率的LCD。在具有高于120Hz的刷新速率的LCD的情况中，栅极导通时间减少并且像素电容增加，从而减少了充电速率；因此，减小了存储电容Clc。

CSD使用了其中光源单元不借助滤色器层231来提供光的颜色的方法。在这种情况中，光源单元提供红、绿和蓝色给液晶平板300，并且可以包括LED(发光二极管)。CSD的光源逐帧反复地顺序地提供三种颜色的光给液晶平板300。因此，使用滤色器层231的LCD的一个帧对应于CSD的三个帧。因此，CSD需要比传统的60Hz驱动的180Hz刷新速率更高的刷新速率。由于高频率，栅极导通时间减小并且像素电容增加，从而减小了存储电容Clc。

至少根据本发明的一个示例实施方式，根据极性的回扫电压Vkb变成常数。因此，可以补偿在公共电压Vcom中的差并且可以减少存储电容Clc。

虽然为了说明的目的已经详细地示出和描述了本发明的示例实施方式，但是不应该理解本发明仅限于此。本领域的普通技术人员应该理解在不偏离本发明的原理、由所附权利要求及其等效物所定义的范围的情况下可以对上述示例实施方式进行各种改变和修改。

Claims (14)

1.一种LCD，包括：

液晶平板，其具有栅极线、数据线、以及由栅极线和数据线的交叉所定义的像素；

灰度级电压产生单元，用于产生灰度级电压；

驱动电压产生单元，用于产生栅极截止电压、正极性栅极导通电压、和负极性栅极导通电压，其中负极性栅极导通电压低于正极性栅极导通电压；

栅极驱动单元，用于将正极性栅极导通电压或负极性栅极导通电压提供给栅极线；

数据驱动单元，用于将数据电压提供给像素，其中将来自灰度级电压产生单元的灰度级电压提供给数据驱动单元；以及

信号控制单元，用于控制数据驱动单元从而将正极性数据电压和或负极性数据电压交替地施加到像素，并且用于控制栅极驱动单元从而将正极性栅极导通电压施加到提供有正极性数据电压的像素并且将负极性栅极导通电压施加到提供有负极性数据电压的像素。

2.根据权利要求1所述的LCD，其中在负极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差大约是在正极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差的50-80％。

3.根据权利要求1所述的LCD，其中将放置在栅极线的扩展方向中的相邻像素连接到不同的栅极线。

4.根据权利要求3所述的LCD，其中所述信号控制单元控制栅极驱动单元从而将正极性栅极导通电压和负极性电压分别施加到相邻的栅极线。

5.根据权利要求4所述的LCD，其中所述信号控制单元控制数据驱动单元从而将相同极性的数据电压施加到连接于相同栅极线的像素。

6.根据权利要求1所述的LCD，其中刷新速率高于120Hz。

7.根据权利要求1所述的LCD，其中所述负极性栅极导通电压具有负极性栅极导通电压随着时间降低的步进式的分布。

8.根据权利要求7所述的LCD，其中所述正极性栅极导通电压具有正极性栅极导通电压随着时间降低的步进式的分布。

9.根据权利要求1所述的LCD，其中所述液晶平板还包括液晶层，并且在该液晶层中的液晶具有负介电各向异性并且在没有电磁场的情况下垂直地对准。

10.根据权利要求1所述的LCD，还包括安置在液晶平板的后面的光源单元，其逐帧反复顺序地提供红、绿和蓝色光给液晶平板。

11.根据权利要求10所述的LCD，其中图像刷新速率高于180Hz。

12.一种LCD的驱动方法，所述LCD包括其中由栅极线和数据线的交叉定义像素的液晶平板，所述驱动方法包括：

横跨提供有正极性数据电压的像素施加正极性栅极导通电压；和

横跨提供有负极性数据电压的像素施加负极性栅极导通电压，其中负极性栅极导通电压低于正极性栅极导通电压。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在负极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差大约是在正极性栅极导通电压和栅极截止电压之间的差的50-80％。

14.根据权利要求12所述的方法，其中将具有相反极性的栅极导通电压提供给相邻的栅极线，并且将具有相反极性的数据电压提供给相邻的数据线。

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