專利名稱：場序液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，特別是涉及一種場序(Field Sequential)液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法。
背景技術：
隨著液晶平板顯示技術的不斷進步，液晶顯示器件正被廣泛的應用到各個領 域，比如手機、臺式電腦、電視機、筆記本電腦等等。傳統(tǒng)的液晶顯示裝置采用 紅、綠、藍三色子像素合成一個像素的方式來實現(xiàn)彩色顯示，而紅、綠、藍三色 是通過彩色濾色膜實現(xiàn)。目前出現(xiàn)了一種新型的液晶顯示裝置，被稱為場序液晶 顯示。這種裝置由控制光穿透率的液晶顯示原件以及可以獨立控制的紅、綠、藍 三色背光源組成。在一幀的顯示時間內(nèi)，依序分別點亮紅、綠、藍三色背光，并 與放置在前面的液晶顯示原件相配合，實現(xiàn)彩色圖像顯示。具體為當紅色背光源 點亮時，將圖像信號中的紅色部分輸入到液晶顯示原件；同理，當綠、藍背光源 點亮時，分別將綠色、紅色信號輸入到液晶顯示原件。此種方法被稱為時間混色 法，而傳統(tǒng)液晶顯示為空間混色法。
場序顯示技術有一些顯著的優(yōu)點，如面板開口率提高、光源利用率提高，能 耗下降；減少了驅(qū)動IC數(shù)量、無需使用彩膜，降低了成本；色飽和度的提高等等。 場序顯 示技術也存在著一些需要克服的缺點。首先是克服液晶響應速度慢的缺點， 隨著材料、工藝水平的進步，這一缺點正在被逐漸克服。其次，場序要求的驅(qū)動 頻率為180Hz以上，對TFT元件的充電能力，信號線的延遲，驅(qū)動IC的功耗等提 出了挑戰(zhàn)。另外，在畫質(zhì)方面，場序液晶顯示器要解決色混亂問題(Color mixing) 以及色分離問題(Color break叩)。
一般的TFT-LCD液晶顯示器驅(qū)動如圖1所示，在一幀的開始時將數(shù)據(jù)線Dl D3m數(shù)據(jù)信號從第一行Gl寫入，然后依序打開其他各行，在寫入最后一行Gn信號 后這一幀結(jié)束，m，n為自然數(shù)。如果場序液晶顯示器按照這種方式驅(qū)動則會存在色 混亂現(xiàn)象。如圖2所示，在紅色幀Sub-frame R開始時將信號從第一行開始寫入， 到寫入最后一行后紅色幀結(jié)束，開始寫入綠色幀Sub-frame G。由于在寫入第一行
4信號時，其他各行的信號還是藍色幀Sub-frame B的信號，而此時紅色背光已經(jīng) 打開，則會出現(xiàn)顯示錯誤，即出現(xiàn)色混亂問題。為了解決色混亂問題，人們首先 想到的是減少數(shù)據(jù)寫入時間。如圖3所示，每一個子幀時間分為三部分，第一部 分為數(shù)據(jù)寫入時間，第二部分為液晶響應時間，第三部分為背光打開時間。這種 方式避免了色混亂現(xiàn)象，也避免了同一畫面上下部分產(chǎn)生色差。但這種方式的實 現(xiàn)難度很大，對驅(qū)動以及液晶響應都提出了極高的要求。以1920X1080的全高清 分辨率為例，假設三部分的時間均分，則每個子幀的時間為l/3/60mS=5.55ms，數(shù) 據(jù)寫入時間、液晶響應時間都為5. 55/3ms=1.85ms，每行的數(shù)據(jù)寫入時間為 L85ms/1125二1.65us。不管是對于液晶響應還是數(shù)據(jù)寫入，這樣的要求對目前的 技術水平來說都是不可能的。針對這一問題，人們提出了一個改進方案，如圖4 所示。該方案是將面板分成多個區(qū)域(比如圖4分為3個區(qū)域)，每個區(qū)域的背 光源可獨立控制，當該區(qū)域的數(shù)據(jù)寫入完成后，等待液晶響應結(jié)束即可打開該區(qū) 域的背光，即不同區(qū)域的背光分時點亮。這種方法部分解決了數(shù)據(jù)寫入時間不足 的問題，但也使B/L(Back/Light)的驅(qū)動變得復雜，且側(cè)邊式的背光要分區(qū)域顯示 也是一個難點。另一個問題是，B/L必須在液晶響應完成后點亮，否則同一區(qū)塊的 不同行由于液晶響應比較慢而存在亮度差異。B/L的利用率也會下降，為了達到目 標亮度只能增加光源數(shù)量，成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種場序液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，避 免產(chǎn)生色混亂現(xiàn)象。
本發(fā)明為解決上述技術問題而采用的技術方案是提供一種場序液晶顯示裝 置，包括多行掃描線和多列數(shù)據(jù)線交叉形成像素陣列；每一行像素包括一條公共 電極線、 一條充電控制線；所有行的公共電極線連接在一起；每個像素包括第一 TFT、第二TFT、 一充電電容和一液晶電容，所述第一 TFT的柵極與當前行掃描線 相連，源極與當前列數(shù)據(jù)線相連，漏極與第二 TFT的源極以及充電電容的一極相 連；所述第二 TFT的柵極與充電控制線相連，源極與充電電容的一極相連，漏極 與液晶電容的一極相連，充電電容的另一極和公共電極線相連。
上述的場序液晶顯示裝置，所有行的充電控制線連接在一起。上述的場序液晶顯示裝置，每個像素包括一存儲電容，所述存儲電容和所述 液晶電容并聯(lián)。
本發(fā)明為解決上述技術問題還提供一種上述場序液晶顯示裝置的驅(qū)動方法， 該液晶顯示裝置還包括多個單色背光源，每一幀圖像被分成多個單色子幀圖像， 所述方法包括以下步驟
(a) 按行打開掃描線，當前子幀圖像信號V1依次寫入充電電容；
(b) 同時打開所有行的充電控制線，當前子幀圖像信號由充電電容寫入液晶
電容；
(c) 液晶電容保持顯示當前子幀，打開相應單色背光源，同時下一子幀圖像 信號V2開始按行疊加寫入充電電容，疊加信號A F = ^^^^， Cc為
充電電容值，C^為在電壓VI下的液晶電容值，Cw為在電壓V2下的液晶電容值。 本發(fā)明為解決上述技術問題還提供一種場序液晶顯示裝置，多行掃描線和多 列數(shù)據(jù)線交叉形成像素陣列；每一行像素包括一條公共電極線、 一條充電控制線、 一條放電控制線；所有的公共電極線連接在一起；每個像素包括第一 TFT、第二 TFT、第三TFT; —充電電容和一液晶電容，所述第一TFT的柵極與當前行掃描線 相連，源極與當前列數(shù)據(jù)線相連，漏極與第二 TFT的源極以及充電電容的一極相 連；所述第二 TFT的柵極與充電控制線相連，源極與充電電容的一極相連，漏極 與液晶電容的一極相連；所述第三TFT的柵極與放電控制線相連，源極與公共電 極線相連，漏極與液晶電容的一極相連。
上述的場序液晶顯示裝置，所有行的充電控制線連接在一起，所有行的放電 控制線連接在一起。
上述的場序液晶顯示裝置，每個像素包括一存儲電容，所述存儲電容和所述 液晶電容并聯(lián)。
本發(fā)明為解決上述技術問題還提供一種上述場序液晶顯示裝置的驅(qū)動方法， 該液晶顯示裝置還包括多個單色背光源，每一幀圖像被分成多個單色子幀圖像， 所述方法包括以下步驟
(a) 打開放電控制線，對前一子幀放電；
(b) 按行打開掃描線，當前子幀圖像信號V1依次寫入充電電容；
(c) 同時打開所有行的充電控制線，當前子幀圖像信號由充電電容寫入液晶電容；
(d)液晶電容保持顯示當前子幀，打開相應單色背光源，同時下一子幀圖像 信號V2開始按行寫入充電電容。
本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果本發(fā)明提供的場序液晶顯示裝置及 其驅(qū)動方法，利用充電控制線先將各行數(shù)據(jù)充入充電電容，再將一幀數(shù)據(jù)同時由 充電電容寫入液晶電容，然后打開相應的單色背光源，從而避免色混亂現(xiàn)象。本 發(fā)明提供的場序液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，由于數(shù)據(jù)充電和寫入可同時進行， 將數(shù)據(jù)寫入轉(zhuǎn)為后臺運作，不占用顯示時間，徹底解決了色分離現(xiàn)象。


圖l是現(xiàn)有液晶顯示器陣列基板簡化等效電路圖。
圖2是場序液晶顯示中色混亂現(xiàn)象產(chǎn)生原理圖。
圖3是現(xiàn)有場序液晶顯示色混亂現(xiàn)象解決方法之一。
圖4是現(xiàn)有場序液晶顯示色混亂現(xiàn)象解決方法之二。
圖5是本發(fā)明第一實施例的簡化等效電路圖。
圖6是本發(fā)明第一實施例驅(qū)動時序圖。
圖7是本發(fā)明第一實施例背光控制時序圖。
圖8是本發(fā)明第二實施例的簡化等效電路圖。
圖9是本發(fā)明第二實施例驅(qū)動時序圖。
圖IO是本發(fā)明第三實施例的簡化等效電路圖。
圖11是本發(fā)明第四實施例的簡化等效電路圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及典型實施例對本發(fā)明作進一步說明。 實施例一
圖5是本發(fā)明第一實施例的簡化等效電路圖；圖6是本發(fā)明第一實施例驅(qū)動 時序圖；圖7是本發(fā)明第一實施例背光控制時序圖。
請參見圖5，顯示面板由m列數(shù)據(jù)線Dl Dm與n行掃描線Gl Gn交叉限定m xn個像素，m，n為自然數(shù)。每一行像素上有一條公共電極線Com和一條充電控制線Con，面板內(nèi)所有行的Com線連接在一起。為了便于同時驅(qū)動充電控制線Con， 面板內(nèi)所有行的Con線也連接在一起。每個像素包括兩個TFT，分別為TFTl和TFT2; 三個電容，分別為充電電容Cc、存儲電容Cs、液晶電容Cu;。 TFT1的柵極與掃描 線相連，源極與數(shù)據(jù)線相連，漏極與TFT2的源極以及充電電容Cc的一極相連。 TFT2的柵極與充電控制線Con相連，源極與充電電容Cc相連，漏極與液晶電容 Clc以及存儲電容Cs的一極相連。充電電容Cc 一端與公共電極相連，另一端與TFT1 的漏極以及TFT2的源極相連。液晶電容Cu;的一端與TFT2的漏極相連，另一端為 陣列基板對側(cè)彩膜基板(未畫出)的公共電極。
該實施例的驅(qū)動時序如圖6所示，各掃描線G1、 G2…Gn依時序送出一高電平 的脈沖，此高電平脈沖打開TFTl,使得數(shù)據(jù)線上的信號能夠?qū)懭氤潆婋娙軨c。當 n行掃描線掃描完后， 一幀的圖像信號被存儲到了充電電容上。此時充電控制線 Con上送出一高電平脈沖，此脈沖打開面板上所有像素的TFT2，使得各像素的充 電電容Cc對液晶電容Gx和存儲電容Cs進行充電。
上述驅(qū)動方式的好處在于圖像信號不是直接寫入液晶電容，所有像素的數(shù)據(jù) 寫入是同時進行，數(shù)據(jù)寫入時間可以做到很短。如圖6所示，所有像素的液晶響 應是同時開始的，下一幀的數(shù)據(jù)寫入充電電容不影響當前幀的顯示。相當于數(shù)據(jù) 寫入是在后臺運行，寫入時間可以接近一子幀的時間，大大降低了對驅(qū)動的要求。 另外，由于數(shù)據(jù)寫入不占用子幀時間，液晶的響應時間以及背光開啟時間也可延 長。
在第一實施例中，為了得到正確的顯示，必須對充電電容Cc所需電壓進行計 算。設前一幀信號電壓為VI，當前幀所需信號電壓為V2，則對充電電容Cc的充 電電壓V為
— ^
式中Cw為在電壓VI下的液晶電容，C^為在電壓V2下的液晶電容。由于液 晶在不同的電壓作用下，其排列取向不同，因此液晶電容也是不一樣的。從上式 可以看出，對當前幀的像素進行充電涉及到前一幀的信號電壓，因此每一幀的圖 像數(shù)據(jù)必須進行相應的處理。
實施例二圖8是本發(fā)明第二實施例的簡化等效電路圖；圖9是本發(fā)明第二實施例驅(qū)動 時序圖。
請參見圖8和圖9，該實施例與第一實施例的區(qū)別在于增加了一TFT3，控 制線為兩條，分別為放電控制線Conl和充電控制線Con2。 TFT3的柵極與控制線 Conl相連，源極與公共電極線Com相連，漏極與液晶電容及存儲電容的一端相連。 控制線Con2與TFT2的柵極相連。為了便于驅(qū)動，面板內(nèi)所有像素行的Conl連接 在一起，所有行的Con2也連接在一起。
該實施例的驅(qū)動時序如圖9所示，各掃描線G1、 G2…Gn依時序送出一高電平 的脈沖，此高電平脈沖打開TFT1，使得數(shù)據(jù)線上的信號能夠?qū)懭氤潆婋娙軨c。當 n行掃描線掃描完后， 一幀的圖像信號被存儲到了充電電容上。此時放電控制線 Conl上送出一高電平脈沖，此脈沖打開面板上所有像素的TFT3，使得液晶電容CLc 和存儲電容Cs對Com電極進行放電。當放電完成后，充電控制線Con2上送出一 高電平脈沖，使得各像素的充電電容對液晶電容和存儲電容進行充電。對充電電 容的充電電壓V為
f = l￡C2十lc 「 cc 2
其中V2為當前幀的信號電壓，C^為在電壓V2下的液晶電容。從上式可以看 出，該電壓前一幀的像素電壓無關，因此無需對圖像數(shù)據(jù)進行處理。因此，此方 法減少了對圖像數(shù)據(jù)進行復雜運算的步驟，并且有省電的功能。
實施例三
圖IO是本發(fā)明第三實施例的簡化等效電路圖。
請參見圖IO，本實施例與第一實施例的區(qū)別在于少了存儲電容Cs。存儲電容 Cs是與液晶電容(^并聯(lián)的一電容，主要作用是增加了蓄電能力，提高了信號電壓 在一幀內(nèi)的保持率。而對于場序式液晶顯示器，其幀頻提高到一般液晶顯示器的 三倍甚至更高，電壓保持率不再是一個重要的問題，因此可以省略存儲電容。這 樣做的好處在于提高開口率。
實施例四
圖11是本發(fā)明第四實施例的簡化等效電路圖。請參見圖ll，本實施例與第二實施例的區(qū)別在于少了存儲電容CS。此實施例 的作用也在于保持顯示品質(zhì)的同時提高開口率。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領 域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護范圍當以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1、一種場序液晶顯示裝置，包括多行掃描線和多列數(shù)據(jù)線交叉形成像素陣列；每一行像素包括一條公共電極線、一條充電控制線；所有行的公共電極線連接在一起；每個像素包括第一TFT、第二TFT、一充電電容和一液晶電容，所述第一TFT的柵極與當前行掃描線相連，源極與當前列數(shù)據(jù)線相連，漏極與第二TFT的源極以及充電電容的一極相連；所述第二TFT的柵極與充電控制線相連，源極與充電電容的一極相連，漏極與液晶電容的一極相連，充電電容的另一極和公共電極線相連。
2、 如權利要求1所述的場序液晶顯示裝置，其特征在于，所有行的充電控 制線連接在一起。
3、 如權利要求1所述的場序液晶顯示裝置，其特征在于，每個像素包括一 存儲電容，所述存儲電容和所述液晶電容并聯(lián)。
4、 一種如權利要求l所述的場序液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于， 該液晶顯示裝置還包括多個單色背光源，每一幀圖像被分成多個單色子幀圖像， 所述方法包括以下步驟(a) 按行打開掃描線，當前子幀圖像信號Vl依次寫入充電電容；(b) 同時打開所有行的充電控制線，當前子幀圖像信號由充電電容寫入液晶電容；(c) 液晶電容保持顯示當前子幀，打開相應單色背光源，同時下一子幀圖像 信號V2開始按行疊加寫入充電電容，疊加信號△ r = F2(Qc2十，c:) —， &為充電電容值，Cun為在電壓Vl下的液晶電容值，Gx2為在電壓V2下的液晶電容值。
5、 一種場序液晶顯示裝置，包括多行掃描線和多列數(shù)據(jù)線交叉形成像素陣列；每一行像素包括一條公共電極線、 一條充電控制線、 一條放電控制線；所有 的公共電極線連接在一起；每個像素包括第一TFT、第二TFT、第三TFT; —充電電容和一液晶電容，所述第一 TFT的柵極與當前行掃描線相連，源極與當前列數(shù)據(jù)線相連，漏極與第二 TFT的源極以及充電電容的一極相連；所述第二TFT的柵極與充電控制線相連，源極與充電電容的一極相連，漏極與液晶電容的一極相連；所述第三TFT的柵極與 放電控制線相連，源極與公共電極線相連，漏極與液晶電容的一極相連。
6、 如權利要求5所述的場序液晶顯示裝置，其特征在于，所有行的充電控 制線連接在一起，所有行的放電控制線連接在一起。
7、 如權利要求5所述的場序液晶顯示裝置，其特征在于，每個像素包括一 存儲電容，所述存儲電容和所述液晶電容并聯(lián)。
8、 一種如權利要求5所述的場序液晶顯示裝置的驅(qū)動方法，其特征在于， 該液晶顯示裝置還包括多個單色背光源，每一幀圖像被分成多個單色子幀圖像， 所述方法包括以下步驟(a) 打開放電控制線，對前一子幀放電；(b) 按行打開掃描線，當前子幀圖像信號V1依次寫入充電電容；(c) 同時打開所有行的充電控制線，當前子幀圖像信號由充電電容寫入液晶電容；(d) 液晶電容保持顯示當前子幀，打開相應單色背光源，同時下一子幀圖像 信號V2開始按行寫入充電電容。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種場序液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，該液晶顯示裝置包括多行掃描線和多列數(shù)據(jù)線交叉形成像素陣列；每一行像素包括一條公共電極線、一條充電控制線；所有行的公共電極線連接在一起；每個像素包括一充電電容、一液晶電容和多個TFT。本發(fā)明提供的場序液晶顯示裝置及其驅(qū)動方法，利用掃描線和數(shù)據(jù)線先將各行數(shù)據(jù)充入充電電容，再通過充電控制線將一幀數(shù)據(jù)同時由充電電容寫入液晶電容，然后打開相應的單色背光源，從而避免色混亂現(xiàn)象。
文檔編號G02F1/1362GK101614919SQ20091005649
公開日2009年12月30日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權日2009年8月14日
發(fā)明者陸海峰 申請人:上海廣電光電子有限公司