選擇電路以及包括其的顯示面板的製作方法

2023-05-05 16:23:52

本發明涉及顯示技術領域，具體來說，涉及用於液晶顯示器的顯示面板。

背景技術：

液晶顯示器(LCD)是一種被廣泛應用的平板顯示器。LCD在工作時，主要是通過液晶開關調製背光源光場強度來實現畫面顯示。然而，如果液晶分子一直工作在某一固定電壓下，則液晶分子的特性會發生固化，從而導致在取消這個固定電壓後，液晶分子也無法再響應外加電壓的變化。因此，為了防止固化的發生，驅動液晶工作的信號電壓Vd不能是直流電壓，而應該是交流電壓。因此，在顯示一個固定畫面時，施加在液晶兩端的像素電壓具有兩種極性，其中，當像素電極的信號電壓Vd大於共電極電壓VCOM時，稱為正極性；當像素電極的信號電壓Vd小於共電極電壓VCOM時，稱為負極性。

當利用交流電壓驅動液晶時，因正負幀電壓壓差難以做到完全一致，導致容易出現畫面閃爍(flicker)。在TFT-LCD中，抑制閃爍的方法是利用空間融合法來消除閃爍成分。以列反轉(column inversion)為例，相鄰的兩列像素保持相反的驅動極性，二者的亮度差異融合成一個單元，這樣人眼就難以分辨具體每個子像素的閃爍成分。

然而，傳統的實現列反轉的方式需要採用交流信號，這樣對於每一條信號線來說，每一幀(列反轉)甚至每一個尋址時間(點反轉)都需要變化一次信號的正負極性，這樣的操作會增大驅動的功耗。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供了一種低功耗的顯示電路。利用該顯示電路，所有信號線均只需維持為同種極性電壓(例如，正極性電壓)，就能達到與列反轉相同的像素顯示效果，從而大大降低了面板功耗。

本發明提供了一種能改變輸出信號的極性的反向單元，將每條信號線都連接有反向單元。在第N幀時，偶數列反向單元工作，使偶數列信號轉為負極性，而奇數列信號維持不變；在第N+1幀時，奇數列反向單元工作，使奇數列信號轉為負極性，而偶數列信號維持不變。從而實現所有輸入為正極性的信號輸出為列反轉模式的信號。

本發明的一個方面提供了一種用於顯示面板的選擇電路，所述選擇電路電連接到顯示面板的數據線，使得數據信號在經過選擇電路之後輸入到顯示面板的與數據線相連的像素。所述選擇電路包括：反向單元；第一電晶體和第二電晶體，第一電晶體的控制端接收第一控制信號，第二電晶體的控制端接收第二控制信號，第一電晶體的第一連接端和第二電晶體的第一連接端彼此電連接並接收數據信號的輸入電壓，第一電晶體的第二連接端和第二電晶體的第二連接端中的一者電連接到反向單元的第一連接端，另一者作為選擇電路的輸出端連接到顯示面板的數據線。反向單元的第二連接端作為選擇電路的輸出端連接到顯示面板的數據線；反向單元對經過其的數據信號進行調製，從而改變像素的像素電壓的極性。輸入電壓為直流電壓。

在示例實施例中，反向單元可以包括第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體和電容器。第三電晶體的第一連接端為反向單元的第一連接端，電連接到第一電晶體的第二連接端和第二電晶體的第二連接端中的所述一者，第三電晶體的第二連接端電連接到電容器的上極板，第三電晶體的控制端接收第一時鐘信號。第四電晶體的第一連接端電連接到電容器的下極板，第四電晶體的第二連接端電連接到共電極電壓，第四電晶體的控制端接收第一時鐘信號。第五電晶體的第一連接端電連接到共電極電壓，第五電晶體的第二連接端電連接到電容器的上極板，第五電晶體的控制端接收第二時鐘信號。第六電晶體的第一連接端電連接到電容器的下極板，第六電晶體的第二連接端為反向單元的第二連接端連接到顯示面板的數據線，第六電晶體的控制端接收第二時鐘信號。

根據示例實施例，與偶數數據線電連接的第一電晶體的第二連接端電連接到與所述偶數數據線電連接的反向單元的第一連接端，並且與所述偶數數據線電連接的第二電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端；與奇數數據線電連接的第一電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端，與所述奇數數據線電連接的第二電晶體的第二連接端電連接到與所述奇數數據線電連接的反向單元的第一連接端。

根據示例實施例，第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體和第六電晶體可以均為NMOS電晶體或PMOS電晶體。

本發明的另一方面提供了一種顯示面板，所述顯示面板包括：多條掃描線；多條數據線；多個像素，每個像素與所述多條掃描線中對應的掃描線和所述多條數據線中對應的數據線電連接；多個選擇電路，每個選擇電路電連接到對應的數據線，使得數據信號在經過選擇電路之後輸入到與對應數據線相連的像素。每個選擇電路包括：反向單元；第一電晶體和第二電晶體，第一電晶體的控制端接收第一控制信號，第二電晶體的控制端接收第二控制信號，第一電晶體的第一連接端和第二電晶體的第一連接端彼此電連接並接收輸入電壓，第一電晶體的第二連接端和第二電晶體的第二連接端中的一者電連接到反向單元的第一連接端，另一者作為選擇電路的輸出端連接到數據線。反向單元的第二連接端作為選擇電路的輸出端連接到數據線。反向單元通過對經過其的電信號進行調製，從而改變像素的像素電壓的極性。輸入電壓為直流電壓。

在示例實施例中，反向單元可以包括第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體、第六電晶體和電容器。第三電晶體的第一連接端為反向單元的第一連接端，電連接到第一電晶體的第二連接端和第二電晶體的第二連接端中的所述一者，第三電晶體的第二連接端電連接到電容器的上極板，第三電晶體的控制端接收第一時鐘信號。第四電晶體的第一連接端電連接到電容器的下極板，第四電晶體的第二連接端電連接到共電極電壓，第四電晶體的控制端接收第一時鐘信號。第五電晶體的第一連接端電連接到共電極電壓，第五電晶體的第二連接端電連接到電容器的上極板，第五電晶體的控制端接收第二時鐘信號。第六電晶體的第一連接端電連接到電容器的下極板，第六電晶體的第二連接端為反向單元的第二連接端連接到數據線，第六電晶體的控制端接收第二時鐘信號。

根據示例實施例，所述多條數據線可以包括奇數數據線和偶數數據線。在與偶數數據線電連接的選擇電路中，第一電晶體的第二連接端電連接到反向單元的第一連接端，第二電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端。在與奇數數據線電連接的選擇電路中，第一電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端，第二電晶體的第二連接端電連接到反向單元的第一連接端。

根據示例實施例，在與相鄰兩條數據線電連接的兩個選擇電路中的一個選擇電路中，第一電晶體的第二連接端電連接到反向單元的第一連接端，第二電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端。在與相鄰兩條數據線電連接的所述兩個選擇電路中的另一個選擇電路中，第一電晶體的第二連接端作為選擇電路的輸出端，第二電晶體的第二連接端電連接到反向單元的第一連接端。

根據示例實施例，第一電晶體、第二電晶體、第三電晶體、第四電晶體、第五電晶體和第六電晶體可以均為NMOS電晶體或PMOS電晶體。

根據本發明，顯示面板利用選擇電路，主要是利用選擇電路中的反向單元，可以在輸入電壓為直流電壓的情況下，在顯示端實現列反轉，從而在利用列反轉減小面板閃爍的情況下，能夠有效降低面板功耗。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的描述，本發明的上述和其他目的和特點將會變得更加清楚，其中：

圖1是示出根據本發明的實施例的用於液晶顯示器的顯示面板的示意性電路圖；

圖2是圖1的電路圖的虛線內部分的示例的放大圖；

圖3是以第N幀和第N+1幀為例的信號時序圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖更充分地描述本發明。本領域技術人員將理解的是，在不脫離本公開的精神或範圍的情況下，可以以各種不同的方式修改所描述的實施例。將省略對與發明構思無關的現有技術和公知常識的描述，以清楚地描述本發明。

在下文中，描述為連接或電連接的兩個或更多個元件，包括這些元件被以任一種合適的方式電連接、這些元件被一體地形成以及這些元件實質為同一元件等的含義。

圖1是示出根據本發明的實施例的用於液晶顯示器的顯示面板100的示意性電路圖。顯示面板100包括多個像素、多條數據線D1、D2、D3、…、Dn以及多條掃描線(柵極線)G1、G2、…、Gm。如圖1所示，顯示面板100還包括分別與每條數據線電連接的多個選擇電路，使得數據信號在經過選擇電路之後輸入到與數據線相連的像素。每個選擇電路包括第一電晶體、第二電晶體和反向單元(inverter)。具體來說，例如，與第一數據線D1電連接的選擇電路包括第一電晶體T11和第二電晶體T12，與第二數據線D2電連接的選擇電路包括第一電晶體T21和第二電晶體T22，與第三數據線D3電連接的選擇電路包括第一電晶體T31和第二電晶體T32，與第四數據線D4電連接的選擇電路包括第一電晶體T41和第二電晶體T42，類似地，與第n數據線Dn電連接的選擇電路包括第一電晶體Tn1和第二電晶體Tn2。第一電晶體和第二電晶體均可以為薄膜電晶體(TFT)。在每條數據線電連接的兩顆電晶體中，一顆電晶體(例如，第一電晶體)的第一連接端或第二連接端作為選擇電路的輸出端，連接到對應的數據線，而另一顆電晶體(例如，第二電晶體)的第一連接端或第二連接端則連接到反向單元的第一連接端，反向單元的第二連接端作為選擇電路的輸出端，連接到對應的數據線。反向單元包括奇反向單元和偶反向單元，其中，奇反向單元為連接到奇數數據線的反向單元，例如，將在圖2中示出的反向單元300-1；偶反向單元為連接到偶數數據線的反向單元，例如，將在圖2中示出的反向單元300-2。反向單元能對數據信號進行調製，從而改變像素的像素電壓的極性。將在下文中結合圖2和圖3詳細地描述反向單元的示例。

雖然圖1示出了顯示面板100包括偶數條數據線，但是本發明不限於此，顯示電路也可以包括奇數條數據線。

在同一幀，與每條數據線電連接的兩顆TFT分別處於導通和截止的狀態，例如，T11導通同時T12截止或者T12導通同時T11截止。在每一幀切換時，與每條數據線電連接的兩顆TFT的導通截止狀態也會進行一次切換，即，互換。

圖2是圖1的電路圖的虛線內的部分的示例的放大圖。具體來說，圖2示出了選擇電路200-1和200-2，其中，詳細示出了包括在選擇電路200-1中的反向單元300-1以及包括在選擇電路200-2中的反向單元300-2的電路。

選擇電路200-1包括第一電晶體T11、第二電晶體T12和反向單元300-1。

第一電晶體T11的第一連接端電連接到電壓Vin，第一電晶體T11的第二連接端作為選擇電路200-1的輸出端，連接到對應的數據線，第一電晶體T11的控制端接收第一控制信號LC1。

第二電晶體T12的第一連接端電連接到電壓Vin，第二電晶體T12的第二連接端電連接到反向單元300-1，第二電晶體T12的控制端接收第二控制信號LC2。

反向單元300-1包括第三電晶體T3、第四電晶體T4、第五電晶體T5、第六電晶體T6和電容器C3。第三電晶體T3的第一連接端電連接到第二電晶體T12的第二連接端，第三電晶體T3的第二連接端電連接到電容器C3的上極板，第三電晶體T3的控制端接收第一時鐘信號CK1；第四電晶體T4的第一連接端電連接到電容器C3的下極板，第四電晶體T4的第二連接端電連接到共電極電壓VCOM，第四電晶體T4的控制端接收第一時鐘信號CK1；第五電晶體T5的第一連接端電連接到共電極電壓VCOM，第五電晶體T5的第二連接端電連接到電容器C3的上極板，第五電晶體T5的控制端接收第二時鐘信號CK2；第六電晶體T6的第一連接端電連接到電容器C3的下極板，第六電晶體T6的第二連接端作為選擇電路200-1的輸出端，連接到對應的數據線，第六電晶體T6的控制端接收第二時鐘信號CK2。反向單元的第一連接端可以是第三電晶體T3的第一連接端，反向單元的第二連接端可以是第六電晶體T6的第二連接端。

除了選擇電路200-2的第一電晶體T21的第二連接端電連接到反向單元300-2，第二電晶體T22的第二連接端作為選擇電路200-2的輸出端之外，選擇電路200-2與選擇電路200-1基本相同。

圖3是以第N幀和第N+1幀為例的信號時序圖。在第N幀時，第一電晶體T11、T21響應於其控制端接收到的第一控制信號LC1的有效電平導通，第二電晶體T12、T22響應於其控制端接收到的第二控制信號LC2的非有效電平截止；在第N+1幀時，第一電晶體T11、T21響應於其控制端接收到的第一控制信號LC1的非有效電平截止，第二電晶體T12、T22響應於其控制端接收到的第二控制信號LC2的有效電平導通。在下文中，將描述與反向單元電連接的電晶體導通時，反向單元的工作原理。

以第N幀時(第一電晶體T21導通，第二電晶體T22截止)的反向單元300-2為例。在第一掃描線G1開始掃描前，第三電晶體T3和第四電晶體T4響應於第一時鐘信號CK1的有效電平導通，第五電晶體T5和第六電晶體T6因第二時鐘信號CK2的非有效電平而處於截止狀態，此時，電容器C3的上極板電連接到電壓Vin，電容器C3的下極板電連接到共電極電壓Vcom。所以此時電容器C3的上下極板壓差為ΔV＝Vin-Vcom。經過第一時間後，將第一時鐘信號CK1改為非有效電平；將第二時鐘信號CK2改為有效電平。此時，第五電晶體T5和第六電晶體T6響應於第二時鐘信號CK2的有效電平導通，第三電晶體T3和第四電晶體T4響應於第一時鐘信號CK1的非有效電平截止，電容器C3的上極板電連接到共電極電壓Vcom，電容器C3的下極板連接至選擇電路200-2的輸出端，輸出電壓為Vout。因為電容器C3的總電量保持不變，所以電容器C3的上下極板壓差ΔV也不會變，即Vcom-Vout＝ΔV。

因此，經過反向單元的輸出電壓Vout＝Vcom-ΔV，而未經過反向單元的輸出電壓Vout＝Vin＝Vcom+ΔV。而輸出電壓Vout即為像素電極的信號電壓Vd。所以對於像素來說，反向單元可以改變施加在液晶兩端的像素電壓的極性。例如，當Vin輸入的是比共電極電壓Vcom高ΔV的正極性電位時，經過反向單元後，Vout輸出的是比共電極電壓Vcom低ΔV的負極性電位。因此，反向單元可以使加在液晶兩端的像素電壓從正極性轉化為負極性。

在將第二時鐘信號CK2改為有效電平後，經過第二時間，開始掃描第一掃描線G1。第一掃描線G1的掃描結束後，經過第三時間，將第二時鐘信號CK2改為非有效電平。

需要注意的是，因為每條數據線上的每個尋址時間(一行像素充電時間)的信號可能會不一樣，所以第一時鐘信號CK1和第二時鐘信號CK2需要在每一個尋址時間都工作一次才能將不同的信號下傳出去，工作頻率與控制端信號的工作頻率相同。也就是說，雖然圖3的第N幀和第N+1幀均只明確示出了控制一條掃描線進行掃描的信號，但是其中省略號的部分表示還有控制其他掃描線進行掃描的信號，且其波形與明確示出的控制掃描線進行掃描的信號的波形相同或基本相同。

參照圖1、圖2和圖3，在第N幀時，第一控制信號LC1處於有效電平，第二控制信號LC2處於非有效電平，第一電晶體T11、T21導通，第二電晶體T12、T22截止。此時，奇數列像素電壓為正極性，而偶數列像素電壓因為信號經過了反向單元而轉換為負極性，從而使得相鄰兩列的像素電壓極性相反；在第N+1幀時，第一控制信號LC1處於非有效電平，第二控制信號LC2處於有效電平，第一電晶體T11、T21截止，第二電晶體T12、T22導通。此時，奇數列像素電壓因為信號經過了反向單元而轉換為負極性，而偶數列像素電壓為正極性，從而使得相鄰兩列的像素電壓極性仍然相反，從而實現了列反轉模式。

可選擇地，Vin輸入的可以是比共電極電壓Vcom低的電位；可選擇地，Vin輸入的可以是與共電極電壓Vcom相同的電位。

另外，雖然在圖3中示出的有效電平為高電平，非有效電平為低電平，但是本發明不限於此，有效電平也可以為低電平，非有效電平也可以為高電平。雖然實施例中的電晶體為NMOS電晶體，但是本發明不限於此，也可以將其中的部分或全部替換為PMOS電晶體，只要對有效電平和非有效電平進行相應的調整即可。

另外，對掃描線進行掃描的順序可以是按照G1、G2、G3、…、Gm的順序，但是本發明不限於此，也可以按照任何其他合適的順序。

根據本發明的示例實施例的顯示面板，利用選擇電路，主要是利用選擇電路中的反向單元，可以在保持信號輸入端處於正極性的情況下，在顯示端實現列反轉，從而在利用列反轉減小面板閃爍的情況下，能夠有效降低面板功耗。

對於本領域的技術人員將清楚的是，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，可以在本發明中做出各種修改和變化。因此，如果本發明的修改和變化落入權利要求及其等同物的範圍內，那麼本發明意圖覆蓋本發明的這些修改和變化。