液晶單元矩陣及包含該矩陣的液晶顯示裝置的製作方法
2023-06-06 08:09:36
專利名稱：液晶單元矩陣及包含該矩陣的液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液晶顯示裝置，尤其涉及一種消除上一幀的殘留圖像所產生 的運動模糊現象的液晶顯示裝置。
背景技術：
液晶具有雙折射係數的特性，而且在不同的電場下，會有不同的排列方式。液晶 顯示器利用液晶光閥對透光率進行控制，由此顯示圖像。現有液晶顯示器結構如圖1 所示，包括液晶顯示板IO，其具有柵極驅動器20，用於驅動液晶顯示板10的掃描 線GL;數據驅動器30，用於驅動液晶顯示板10的數據線DL;以及定時控制器40，用 於控制柵極驅動器20和數據驅動器30。液晶顯示板10包括多個液晶單元矩陣，每個液晶單元矩陣含有薄膜電晶體TFT， 用於驅動該液晶單元。在掃描線GL上施加掃描信號，薄膜電晶體TFT打開，使得數據 線DL的數據信號充入液晶單元CLc中並保持該數據信號。柵極驅動器20依據來自定 時控制器40的控制信號將掃描信號依次提供給掃描線GL。數據驅動器30將數字數據 信號轉換為模擬數據信號並把它提供給數據線DL。定時控制器40提供控制信號給柵 極驅動器20、數據驅動器30，並提供數字數據給數據驅動器30。液晶顯示板組件包括多個像素(Pixel)，所述像素連接於多條顯示信號線且以 矩陣排列。另外液晶顯示面板還包括相互面對的下面板的陣列基板和上面板的彩色濾 光片基板，以及夾在兩塊基板之間的液晶層。柵極線GL1到GLn在第一方向上彼此平行延伸，數據線DL1到DLm基本上垂直於第一方向上的第二方向上彼此平行延伸。在圖2的示出顯示信號線和像素的等效電路圖示意圖中，除了柵極線和數據線以 外，顯示信號還包括基本上平行於柵極線的存儲電極線VCom。每個像素(Pixel)包括像素電極，包括連接於像素電極的開關器件，多條柵極 線，這些柵極線的第一柵極線連接於像素電極；以及多條數據線，這些數據線與柵極 線交叉並傳輸數據電壓，這些數據線之一連接於開關器件，以及存儲電極線VCom的存 儲電容Csta和Cstb，還有液晶電容Clca和Clcb，存儲電容和存儲電極線根據需要可以被省略。像素中的開關元器件可以用薄膜電晶體來構造，每個開關器件是三埠器件，其 具有連接於柵極線的控制埠、連接於數據線的輸入埠以及連接於液晶電容器和存 儲電容的輸出埠。為了實現彩色顯示，每個像素唯一地顯示指定的原色，通過不同原色的組合形成 不同的顏色，原色通常包括紅色、綠色和藍色。柵極驅動器20連接於柵極線從而將以柵極開啟電壓和柵極關斷電壓的組合形成 的柵極信號施加到柵極線上。灰度電壓發生器(未圖示)產生對應於像素透射率的灰度電壓集，灰度電壓被施加於像素電極。數據驅動器30連接於液晶顯示板的數據線，從而選取灰度發生器的兩灰度電壓集中的一個灰度電壓作為數據信號施加給像素，數據驅動器30通過劃分參考灰度電壓來產生的灰度電壓中選擇數據電壓。 現有的液晶顯示器的顯示操作原理如下。信號控制器把從外部接收的圖像信號R、 G和B以及用於控制顯示的輸入控制信 號，這些圖像信號代表了每個像素的亮度信息，也就是特定的灰階，輸入控制信號一 般包括垂直同步和水平同步信號，以及數據使能信號(DE)，信號控制器接收這些信 號以後產生柵極控制信號和數據控制信號，並且會分別傳給柵極驅動器20和數據驅動 器30。柵極控制信號包括用於表示一幀掃描開始的信號和用於控制柵極線打開時間的 信號。數據控制信號包括用於表示一行子像素的數據傳輸的水平起始信號，用於向像 素提供充電電壓的負載信號，以及數據時鐘信號和極性反轉信號等。響應來自信號控 制器的數據控制信號，數據驅動器30接收用於一組字像素的圖像數據，並且選取來自 灰階電壓發生器的兩個灰階電壓集之一，並且從中選取圖像數據所對應的灰階電壓， 將所得到的電壓施加到相關的數據線上。液晶顯示器是取樣保持型顯示設備，其存在的問題是上一幀的殘留圖像產生了運 動模糊現象。為了消除運動模糊現象，現有技術的液晶顯示器使用了插入黑數據的驅 動方法。 一種方法是通過提高幀頻率來將黑數據插入幀之間，但這將縮短圖像數據充 入的時間。另一種方法是每個液晶單元增加一個薄膜電晶體TFT，由第二柵極驅動器 控制此薄膜電晶體TFT的開關，從而插入黑數據。這種方法的優點是保證了圖像數據 充入的時間，缺點是多出第二柵極驅動器的費用，增加了成本。實用新型內容本實用新型的目的在於解決上述問題，提供了一種液晶單元矩陣，既保證了圖像 數據充入的時間，又省去了第二柵極驅動器的成本。本實用新型的另一目的在於提供了一種液晶顯示裝置，包括上述的液晶單元矩 陣，既保證了圖像數據充入的時間，又省去了第二柵極驅動器的成本。本實用新型的技術方案為本實用新型提出了一種液晶單元矩陣，包括提供掃描信號的掃描線；提供數據信號的數據線；提供公共電壓的公共線；像素電極；第一薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線，源極接收數據信號； 第二薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線；第三薄膜電晶體，響應於下一行的掃描線，漏極與該第二薄膜電晶體的源極相連；其中通過第一薄膜電晶體向當前行的像素電極提供數據線的數據信號，通過該第 二薄膜電晶體和該第三薄膜電晶體向上一行的像素電極提供公共線的公共電壓。上述的液晶單元矩陣，其中，該第一薄膜電晶體的柵極接於該當前行的掃描線， 源極接於數據線，漏極接於像素電極；該第二薄膜電晶體的柵極接於該當前行的掃描 線，漏極接於下一行的像素電極；該第三薄膜電晶體的柵極接於下一行的掃描線，源 極接於公共線，漏極接於該第二薄膜電晶體的源極。本實用新型還提出了一種液晶顯示器，包括多個液晶單元矩陣，該些液晶單元矩 陣以矩陣形式排列，該些液晶單元矩陣均包括提供掃描信號的掃描線； 提供數據信號的數據線； 提供公共電壓的公共線； 像素電極；第一薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線，源極接收數據信號； 第二薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線；第三薄膜電晶體，響應於下一行的掃描線，漏極與該第二薄膜電晶體的源極相連； 其中通過第一薄膜電晶體向當前行的像素電極提供數據線的數據信號，通過該第二薄膜電晶體和該第三薄膜電晶體向上一行的像素電極提供公共線的公共電壓。上述的液晶顯示器，其中，對於每一液晶單元矩陣，其中的該第一薄膜電晶體的 柵極接於該當前行的掃描線，源極接於數據線，漏極接於像素電極；該第二薄膜晶體 管的柵極接於該當前行的掃描線，漏極接於下一行的像素電極；該第三薄膜電晶體的 柵極接於下一行的掃描線，源極接於公共線，漏極接於該第二薄膜電晶體的源極。上述的液晶顯示器，其中，掃描線n和n+l被一掃描線信號同時施加高電壓時， 位於該掃描線n的像素電極P(n)被充入圖像數據，位於該掃描線n-l的像素電極P(n-l) 被充入公共電壓數據；在掃描線n+l和n+2被該掃描線信號同時施加高電壓時，位於 該掃描線n+l的像素電極P(n+l)被充入圖像數據並保持到下一次脈衝到來的時刻，其 中n為自然數。上述的液晶顯示器，其中，在該掃描線信號施加至其中的一條掃描線時，從第一 條掃描線開始依次施加另一掃描線信號以使像素電極依次充入公共電壓數據。本實用新型對比現有技術有如下的有益效果本實用新型通過第二和第三薄膜晶 體管，分別控制像素電極充入圖像數據和公共電壓數據，而不會縮短像素電極充入圖 像數據的時間，也不需要增加第二柵極驅動器從而增加成本。對比現有技術，本實用 新型通過第一薄膜電晶體向第n行的像素電極提供數據線的數據信號，通過第二和第 三薄膜電晶體向第n-1行的像素電極提供公共線的公共電壓。
圖1是現有的液晶顯示器的結構圖。圖2是本實用新型的液晶顯示器的液晶單元矩陣的結構圖。 圖3是本實用新型的一掃描線驅動信號的波形圖。 圖4是本實用新型的另一掃描線驅動信號的波形圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的描述。圖2示出了本實用新型的液晶單元矩陣的結構。請參見圖2，液晶單元矩陣P(n+l) 包括提供掃描信號的掃描線G一n+l (n為自然數)；提供數據信號的數據線D—n;提 供公共電壓的公共線V-Com—n;薄膜電晶體TFT-n+l一lA柵極接於掃描線G—n+l ，源極接於數據線D—n，漏極接於像素電極，薄膜電晶體TFT-n+1—1A響應於第n+l行掃描線 且提供數據信號給像素電極；薄膜電晶體TFT-n+l_lB柵極接於掃描線G—n+l ，源極 接於薄膜電晶體TFT-n+l一lC的漏極，漏極接於液晶單元矩陣P(n)的像素電極，薄膜 電晶體TFT-n+l—IB響應於第n+l條掃描線且提供公共電壓給P(n)像素電極；薄膜晶 體管TFT-n+l—1C柵極接於掃描線G—n+2 ，源極接於公共線V-Com_n+l，漏極接於薄膜 電晶體TFT-n+l—IB的源極，薄膜電晶體TFT-n+1—1C響應於第n+2行掃描線並由源極 接收公共電壓。液晶單元矩陣P(n)包括:提供掃描信號的掃描線G一n;提供數據信號的數據線D一n; 提供公共電壓的公共線V-Com一n-1;薄膜電晶體TFT-n—lA柵極接於掃描線G一n,源極 接於數據線D一n，漏極接於像素電極，薄膜電晶體TFT-n一lA響應於第n行掃描線且提 供數據信號給像素電極；薄膜電晶體TFT-n—IB柵極接於掃描線G—n ，源極接於薄膜 電晶體TFT-n—1C的漏極，漏極接於液晶單元矩陣P(n-l)的像素電極，薄膜電晶體 TFT-n一lB響應於第n條掃描線且提供公共電壓給P(n-l)像素電極；薄膜電晶體 TFT-n一lC柵極接於掃描線G—n+l ，源極接於公共線V-Com_n，漏極接於薄膜電晶體 TFT-n_lB的源極，薄膜電晶體TFT-n—1C響應於第n+l行掃描線並由源極接收公共電 壓。如圖2所示，這些液晶單元矩陣P(n+l)、 P(n)、 P(n-l)等以矩陣方式構成液晶顯 示裝置，當然其他例如基板等也是液晶顯示裝置的部件之一，其他的部件和現有的液 晶顯示裝置是相同的，因此不再贅述。下面結合圖3和圖4來說明本實用新型的液晶顯示裝置的驅動原理。當給掃描線 G一n施加如圖3所示的高電平電壓時，像素電極P(n)被充入來自數據線D一n的圖像數 據；當同時給掃描線G—n和G一n+l施加如圖4所示的高電平電壓時，像素電極P(n-1) 被充入來自公共線V-Cora—n的公共電壓數據，與此同時，像素電極P(n)被充入來自數 據線D一n的圖像數據，隨後，當同時給掃描線G一n+l和G—n+2施加如圖4所示的高電 平電壓時，像素電極P(n)又被充入來自公共線V-Com_n+l的公共電壓數據，像素電極 P(n)被充入D一n的圖像數據的時間很短，並不會為人眼所識別。假使液晶顯示面板共有m條掃描線(ra為自然數)，當圖3所示的掃描信號施加 到第G—x條掃描線時(x為正整數，具體數值可依據控制信號來調整)，從第一條掃描 線開始依次施加如圖4所示的掃描信號，這樣像素電極被依次充入公共電壓數據。具體的說當給掃描線G—n和G—n+l施加如圖4所示的高電平電壓時，像素電極P(n-l) 被充入公共電壓數據；當給掃描線G—n+l和G一n+2施加如圖4所示的高電平電壓時， 像素電極P (n)被充入公共電壓數據。上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本實用新型的，本領 域普通技術人員可在不脫離本實用新型的實用新型思想的情況下，對上述實施例 做出種種修改或變化，因而本實用新型的保護範圍並不被上述實施例所限，而應 該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求1、一種液晶單元矩陣，包括提供掃描信號的掃描線；提供數據信號的數據線；提供公共電壓的公共線；像素電極；第一薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線，源極接收數據信號；第二薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線；第三薄膜電晶體，響應於下一行的掃描線，漏極與該第二薄膜電晶體的源極相連；其中通過第一薄膜電晶體向當前行的像素電極提供數據線的數據信號，通過該第二薄膜電晶體和該第三薄膜電晶體向上一行的像素電極提供公共線的公共電壓。
2、 根據權利要求1所述的液晶單元矩陣，其特徵在於，該第一薄膜電晶體的柵 極接於該當前行的掃描線，源極接於數據線，漏極接於像素電極；該第二薄膜電晶體 的柵極接於該當前行的掃描線，漏極接於下一行的像素電極；該第三薄膜電晶體的柵 極接於下一行的掃描線，源極接於公共線，漏極接於該第二薄膜電晶體的源極。
3、 一種液晶顯示器，包括多個液晶單元矩陣，該些液晶單元矩陣以矩陣形式排 列，該些液晶單元矩陣均包括提供掃描信號的掃描線； 提供數據信號的數據線； 提供公共電壓的公共線； 像素電極；第一薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線，源極接收數據信號； 第二薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線；第三薄膜電晶體，響應於下一行的掃描線，漏極與該第二薄膜電晶體的源極相連； 其中通過第一薄膜電晶體向當前行的像素電極提供數據線的數據信號，通過該第 二薄膜電晶體和該第三薄膜電晶體向上一行的像素電極提供公共線的公共電壓。
4、 根據權利要求3所述的液晶顯示器，其特徵在於，對於每一液晶單元矩陣， 其中的該第一薄膜電晶體的柵極接於該當前行的掃描線，源極接於數據線，漏極接於 像素電極；該第二薄膜電晶體的柵極接於該當前行的掃描線，漏極接於下一行的像素 電極；該第三薄膜電晶體的柵極接於下一行的掃描線，源極接於公共線，漏極接於該第二薄膜電晶體的源極。
5、 根據權利要求4所述的液晶顯示器，其特徵在於，掃描線n和n+l被一掃描 線信號同時施加高電壓時，位於該掃描線n的像素電極P(n)被充入圖像數據，位於該 掃描線n-l的像素電極P(n-l)被充入公共電壓數據；在掃描線n+l和n+2被該掃描線 信號同時施加高電壓時，位於該掃描線n+l的像素電極P(n+l)被充入圖像數據並保持 到下一次脈衝到來的時刻，其中n為自然數。
6、 根據權利要求5所述的液晶顯示器，其特徵在於，在該掃描線信號施加至其 中的一條掃描線時，從第一條掃描線開始依次施加另一掃描線信號以使像素電極依次 充入公共電壓數據。
專利摘要本實用新型公開了一種液晶單元矩陣和包含該矩陣的液晶顯示裝置，該液晶單元矩陣包括提供掃描信號的掃描線；提供數據信號的數據線；提供公共電壓的公共線；像素電極；第一薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線，源極接收數據信號；第二薄膜電晶體，響應於當前行的掃描線；第三薄膜電晶體，響應於下一行的掃描線，漏極與該第二薄膜電晶體的源極相連；其中通過第一薄膜電晶體向當前行的像素電極提供數據線的數據信號，通過該第二薄膜電晶體和該第三薄膜電晶體向上一行的像素電極提供公共線的公共電壓。本實用新型既保證了圖像數據充入的時間，又省去了第二柵極驅動器的成本，應用於液晶顯示設備領域。
文檔編號G02F1/13GK201174017SQ200820057309
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月15日 優先權日2008年4月15日
發明者珂 戴, 沈奇奇 申請人:上海廣電光電子有限公司