CN201069506Y - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液晶显示装置，包括多条沿第一方向延伸的扫描线和存储电容线；多条沿第二方向延伸的数据线，数据线和存储电容线交叉形成子像素，子像素内形成有像素电极；还包括多条沿第一方向延伸的插黑扫描线，所述插黑扫描线和扫描线将每一个子像素分成两个次像素，两个次像素分别由第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管单独控制，其信号电压相对于Vcom大小相等、极性相反，所述子像素内还设置有第三薄膜晶体管，其栅电极与插黑扫描线电气连接，源电极和漏电极分别与两个次像素的像素电极相连；可实现插黑目的，改善动态影像模糊。

Description

液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种液晶显示装置，特别是涉及一种能够改善动态影像画质的液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置(liquid crystal display，LCD)是一种被广泛应用的平面显示器，具有低功耗、薄外型、轻重量以及低驱动电压等特征，但是它在动态影像显示方面还存在明显不足，特别是在显示快速变换的图像时画质模糊。其主要原因可以从两方面来考虑，一是人眼的视觉暂留，如图1所示，图1中的纵坐标Lv为实际光亮度、Lvs为人眼感觉到的光亮度，横坐标t为时间，人眼对光亮度Lvs的响应随时间t呈指数上升(t₁～t₂段)和衰减(t₂～t₃段)的过程，当视觉对光线的感觉频率低于其闪烁频率时，就感觉不到闪烁现象，人眼对光线的视觉暂留时间与光线的强度也有一定的关系，强度越高，视觉暂留时间越长，降低人眼的视觉暂留是改善动态影像显示质量的首要方法；二是液晶显示装置本身的特点引起的模糊，CRT(冷阴极射线管)显示装置是脉冲式驱动电子扫描，在加速电子的轰击下，荧光粉被激发发光，随后又在很短的时间内衰减，在下一帧扫描来临之前不会有前一帧的残光，画面比较清晰；而一般的LCD显示使用稳态(holding)驱动方式，如图2所示，图中纵坐标V为灰阶电压，虚线表示实际的像素电压，L为亮度，横坐标t为时间，液晶电容之间保持的灰阶电压V直到下一帧画面扫描充电时才发生变化，由于液晶分子的介电各向异性，在外加电场中向另一个灰阶变化时需要一定的时间响应，该过程导致了前一帧的残影在下一帧显示时仍不能完全消除，导致影像模糊。

目前在解决LCD动态影像模糊方面有提高液晶响应速度、插入运动补偿画面、插黑/灰画面等方法，过驱动技术和MVA(多畴垂直取向)模式能够提高液晶的响应速度，但不能完全消除残光；插入运动补偿画面能够明显改善动态画质，但是驱动信息运算处理量巨大，对液晶的响应速度和RC延迟要求比较高；利用脉冲驱动方式插黑/灰画面能够有效降低前一帧残光，但仍需要增加帧频，而且一帧时间中影像显示时间和插黑时间的比例调节比较困难，明显降低显示亮度、还可能会出现闪烁现象。扫描背光源插黑需要增加背光灯管，而灯管本身的残光会影响插黑效果，另外画面的亮度均一性和对比度也会受影响。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于提供一种无需增加帧频、通过插黑扫描线改善动态影像模糊的液晶显示装置。

基于上述目的，本实用新型提供了一种液晶显示装置，包括多条沿第一方向延伸的扫描线和存储电容线；多条沿第二方向延伸的数据线，数据线和存储电容线交叉形成子像素，子像素内形成有像素电极；还包括多条沿第一方向延伸的插黑扫描线，所述插黑扫描线和扫描线将每一个子像素分成两个次像素，两个次像素分别由第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管单独控制，其信号电压相对于Vcom大小相等、极性相反，所述子像素内还设置有第三薄膜晶体管，其栅电极与插黑扫描线电气连接，源电极和漏电极分别与两个次像素的像素电极相连。

所述的极性相反的信号电压在源极驱动装置中通过一逻辑运算电路实现。。

基于上述构思，本实用新型提供的液晶显示装置通过设置插黑扫描线将一个子像素分成了两个次像素，每个次像素由一个独立的薄膜晶体管控制，且两个次像素的像素电压相对于共通电极电压Vcom极性相反，当插黑扫描线打开的时候，这两个相对于Vcom极性相反的次像素电压直接进行中和，使像素电极与Vcom之间的电压变为0V，从而使该像素的液晶分子恢复初始垂直状态，透过液晶层的偏振光被第一基板上的偏光板完全阻挡，实现插黑的目的，从而改善动态影像模糊。同时由于两个次像素的像素驱动电压相对于Vcom极性相反，因此它们引起Vcom偏移的极性也相反，两者相互抵消，使Vcom保持稳定，从而抑制了画面闪烁现象；且当两个薄膜晶体管的耦合电容不同的时候，会在两个次像素区域产生相对于Vcom大小不同的像素电压，实现多畴广视角显示模式。

为了更进一步说明本实用新型的特征及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图。其中附图仅供参考与辅助说明用，不构成对本实用新型的限制。

附图说明

图1为人的视觉对亮度响应的关系示意图；

图2为传统LCD稳态驱动方式液晶响应及亮度响应的关系示意图；

图3为本实用新型实施例中第二基板上的电路结构原理示意图；

图4为本实用新型实施例的像素驱动结构示意图；

图5为本实用新型实施例中的插黑驱动波形与亮度变化示意图；

图6为Cgd电容耦合效应引起的像素电压波形随时间变化示意图；

图7为本实用新型实施例中实现广视角的插黑驱动波形、抑制Vcom偏移和亮度变化示意图。

图中：

10.数据线                 11.源极驱动装置      12.逻辑运算电路

13、                      14.次像素

20.扫描线                 21.插黑扫描线

30.存储电容线(Cs line)

40.子像素                 41.第一薄膜晶体管    42.第二薄膜晶体管

43.第三薄膜晶体管

431.源电极                432.漏电极           433.栅电极

45、46.次像素

具体实施方式

下面结合附图及典型实施例对本实用新型作进一步说明。

图3为本实用新型实施例中第二基板上的电路结构原理示意图；图4为本实用新型实施例的像素驱动结构示意图。

参照图3和图4，液晶显示装置包括相对设置的第一基板、第二基板(图未示)，及填充在第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示)，所述第一基板上形成有偏光板(图未示)、表面形成有共通电极(图未示)，共通电极电压表示为Vcom，该第二基板上包括多条沿第一方向延伸相互平行的扫描线20和插黑扫描线21、存储电容线30；多条沿第二方向延伸且相互平行的数据线10，数据线10和存储电容线30交叉形成子像素40，所述相邻的插黑扫描线Gn’、Gn+1’(Gn-1’)和扫描线Gn、Gn+1(Gn-1)将每一个子像素40分成两个次像素45和46，次像素45、46内的像素电极各自独立，且与存储电容线30各自形成存储电容，分别由与同一条扫描线相连的第一薄膜晶体管41、第二薄膜晶体管42控制，所述子像素40内还设置有第三薄膜晶体管43，其栅电极433与插黑扫描线21电气连接，源电极431和漏电极432分别与两个次像素45、46的像素电极相连，且所述相邻数据线Dn、Dn+1(Dn-1)上的信号电压相对于Vcom大小相等、极性相反，信号电压可在源极驱动装置11中通过一个逻辑运算电路12实现，逻辑运算电路12可为一个倒相器，Vcom电压选取为0V。

参照图3，像素驱动信号在源极驱动装置11中分成两路，一路直接输出与薄膜晶体管41连接控制驱动次像素45，另一路通过逻辑运算电路12与薄膜晶体管42连接控制驱动次像素46，该逻辑运算电路12主要目的是实现相对于第一基板上的Vcom与次像素45的信号极性相反、但输出电压大小相同的信号电压，薄膜晶体管43与插黑扫描线21(Gn’)相连，其源电极431和漏电极432分别与两个次像素45、46的像素电极相连，由于这两个次像素45、46的像素电压相对于Vcom极性相反，当插黑扫描线21(Gn’)打开的时候，这两个相对于Vcom极性相反的次像素电压直接进行中和，与Vcom之间的电压变为0V，使该像素的液晶分子恢复初始垂直状态，透过液晶层的偏振光被第一基板上的偏光板完全阻挡，实现插黑的目的。

图5为本实用新型实施例中的插黑驱动波形与亮度变化示意图。

参照图5，在一帧周期T内，被分成了画面显示时间t₄和插黑时间t₅两部分，插黑时间t₅定义为液晶从显示灰阶状态恢复到垂直配向(0灰阶)状态所需用的时间，根据液晶的恢复时间，在显示区外使插黑扫描线Gn’与第Gn+i行扫描线相连，i×行开启时间即画面显示时间t₄，当Gn+i行扫描线打开的时候插黑扫描线Gn’打开，使扫描线Gn行的像素电压相对于Vcom降为0V，即开始插黑画面，直到下一帧信号来临时进行再次驱动，该过程在整个显示区域逐行依次循环，实现对整帧画面的插黑，改善动态影像模糊，又由于它不是同时对整块区域的画面插黑，因此不会出现闪烁现象，提高了画面显示质量。另外，插黑扫描线Gn’的脉冲驱动信号可以由时钟信号单独控制而不与Gn+i连接，根据液晶的响应速度来控制画面显示时间t₄和插黑时间t₅比例的调节。

图6为本实用新型实施例中像素电压的波形变化示意图。

参照图6，在与像素电极电压相关的耦合电容当中，栅电极和源电极之间的耦合电容Cgd引起的反馈电压ΔV_p直接影响液晶电容的灰阶电压，ΔV_p反馈电压的大小为：

$\mathrm{\Δ}{V}_P=V_g\×\frac{C_{\mathrm{gd}}}{C_{\mathrm{LC}}+C_{\mathrm{st}}+C_{\mathrm{gd}}}$

其中C_LC为液晶电容，C_st为存储电容。

如薄膜晶体管41、42的耦合电容Cgd大小不同，则两个次像素45、46的像素电压V_p1、V_p2不同；参考图7，Level P1和Level P2分别表示次像素45、46由耦合电容Cgd不同而引起的灰阶电压差异产生的灰阶亮度差异，由于次像素45、46的液晶分子的转动取向不同，因而能够实现改善液晶显示装置视角的效果。

在一般的LCD当中，一帧时间内一个子像素的驱动电压只有一个极性，由于电容耦合效应和第一基板侧共通电极的电阻效应，很容易引起Vcom发生偏移，产生画面闪烁现象。从图7中像素电压波形的变化可以看出，由于两个次像素45、46的像素驱动电压V_p1、V_p2相对于Vcom极性相反，它们引起的Vcom偏移ΔVcom_p1、ΔVcom_p2的极性也相反，两者相互抵消，使Vcom保持稳定，从而抑制了画面闪烁现象。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，包括

多条沿第一方向延伸的扫描线和存储电容线；

多条沿第二方向延伸的数据线，数据线和存储电容线交叉形成子像素，子像素内形成有像素电极；

其特征在于还包括多条沿第一方向延伸的插黑扫描线，所述插黑扫描线和扫描线将每一个子像素分成两个次像素，两个次像素分别由第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管单独控制，其信号电压相对于Vcom大小相等、极性相反，所述子像素内还设置有第三薄膜晶体管，其栅电极与插黑扫描线电气连接，源电极和漏电极分别与两个次像素的像素电极相连。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的极性相反的信号电压在源极驱动装置中通过一逻辑运算电路实现。

3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的插黑扫描线上的驱动信号由时钟信号单独控制。

4.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的插黑扫描线上的驱动信号由具有一定扫描时间间隔的扫描线控制。

5.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于所述的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管形成的耦合电容Cgd不相同。

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