CN105469762B - 液晶显示器及其液晶面板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶面板，其包括：第一数据线和第二数据线，彼此并列排列并传送数据电压；栅极线，与所述第一数据线和所述第二数据线交叉并传送栅电压；像素电极，由彼此电断开的第一子像素电极和第二子像素电极构成；第一开关元件，连接到所述第一数据线、所述栅极线和所述第一子像素电极；第二开关元件，连接到所述第二数据线、所述栅极线和所述第二子像素电极；其中，所述第一数据线和所述第二数据线同时传送灰阶相同且极性相反的数据电压。本发明还提供了一种具有该液晶面板的液晶显示器。本发明在消除液晶面板因视角不同而产生的色偏的同时，能够避免降低液晶面板的亮度，并且还不会降低液晶面板的开口率，从而不会增加液晶面板的功耗。

Description

液晶显示器及其液晶面板
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体地讲，涉及一种液晶显示器及其液晶面板。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)是最广泛使用的平板显示器之一，其通常由液晶面板及向液晶面板提供背光的背光模块组成。液晶面板设置有场发生电极诸如像素电极和公共电极的一对面板以及设置在两个面板之间的液晶(LiquidCrystal，LC)层。当电压被施加到场发生电极从而在LC层中产生电场，该电场决定了液晶层中的LC分子的取向，从而调整背光模块出射到液晶层的光的偏振，使液晶面板显示图像。
目前，业界发展出一种称为高分子安定化垂直配向(Polymer StabilizedVertical Alignment，PSVA)的技术，该技术是在液晶材料中掺入适当浓度的单体化合物(monomer)并且震荡均匀。接着，将混合后的液晶材料置于加热器上加温到达等向性(Isotropy)状态。当液晶混合物降至室温时，液晶混合物会回到向列型(Nematic)状态。然后，将液晶混合物注入至液晶盒并施与电压。当施加电压使液晶分子排列稳定时，则使用紫外光或加热的方式让单体化合物进行聚合反应以成聚合物层，由此达到稳定配向的目的。
针对采用PSVA技术的液晶面板，如图1所示，为了增加其视角，通常将像素电极设计为“米”字型结构。该“米”字型结构的像素电极包含条状的竖直主干101和条状的水平主干102，该竖直主干101和该水平主干102统称为主干部(main-pixel)，其中，竖直主干101和水平主干102中心垂直相交。这里，所谓的中心垂直相交，即指竖直主干101和水平主干102相互垂直，该竖直主干101和水平主干102将整个像素电极面积平均分成4个区域(sub-pixel)，该4个像素电极区域称为分支部；每个像素电极区域都由与竖直主干或水平主干呈±45°，±135°角度的条状分支(slit)103平铺组成，也即各条状分支103与竖直主干101和水平主干102位于同一平面上，如此形成图1所示的关于上下和左右分别镜像对称的“米”字型的像素电极结构。
这种“米”字型的像素电极结构，因分支部中的条状分支103与水平主干101和竖直主干102的夹角相同，会存在一定的视觉色差或视觉色偏，从而液晶面板穿透率下降。
为了改善视觉色差或视觉色偏，现有技术会将一个像素分成两个独立的子像素，每个子像素的像素电极采用一个“米”字型结构设计，其中一个像素电极又通过一个像素开关(诸如薄膜晶体管TFT)连接到一个电容器上，具体如图2所示。参照图2，液晶面板包括数据线D、栅极线G、像素开关T1、T2和T3、子像素Sub1、Sub2和电容器Cdown，其中，像素开关T1和T2分别为子像素Sub1、Sub2的像素开关，像素开关T3为电荷共享开关，电容器Cdown主要作用是将子像素Sub1的电荷拉低，使得子像素Sub1和子像素Sub2的电压不同，进而消除液晶面板因视角不同而产生的色偏现象。
然而，现有的色偏补偿驱动电路是通过拉低子像素Sub1的亮度来改善液晶面板色偏，但却降低了液晶面板的亮度，同时由于色偏补偿驱动电路增加了一个像素开关和一个电容器，也会降低液晶面板的开口率，从而增加液晶面板的功耗。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种液晶面板，其包括：第一数据线和第二数据线，彼此并列排列并传送数据电压；栅极线，与所述第一数据线和所述第二数据线交叉并传送栅电压；像素电极，由彼此电断开的第一子像素电极和第二子像素电极构成；第一开关元件，连接到所述第一数据线、所述栅极线和所述第一子像素电极；第二开关元件，连接到所述第二数据线、所述栅极线和所述第二子像素电极；其中，所述第一数据线和所述第二数据线同时传送灰阶相同且极性相反的数据电压。
进一步地，所述第一开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第一开关元件的控制端连接到所述栅极线，所述第一开关元件的输入端连接到所述第一数据线，所述第一开关元件的输出端连接到所述第一子像素电极。
进一步地，所述第二开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第二开关元件的控制端连接到所述栅极线，所述第二开关元件的输入端连接到所述第一数据线，所述第二开关元件的输出端连接到所述第一子像素电极。
进一步地，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极均呈“米”字型结构。
本发明的另一目的还在于提供一种液晶面板，其包括：第一栅极线和第二栅极线，彼此并行排列并顺序传送栅电压；数据线，与所述第一栅极线和所述第二栅极线交叉并传送数据电压；像素电极，由彼此电断开的第一子像素电极和第二子像素电极构成；第一开关元件，连接到所述第一栅极线、所述数据线和所述第一子像素电极；第二开关元件，连接到所述第二栅极线、所述数据线和所述第二子像素电极；其中，所述数据线分别向所述第一子像素电极和所述第二子像素电极传送极性相反的数据电压。
进一步地，当所述第一栅极线传送栅电压时，所述数据线传送正极性数据电压给所述第一子像素电极；当所述第二栅极线传送栅电压时，所述数据线传送负极性数据电压给所述第二子像素电极；或者，当所述第一栅极线传送栅电压时，所述数据线传送负极性数据电压给所述第一子像素电极；当所述第二栅极线传送栅电压时，所述数据线传送正极性数据电压给所述第二子像素电极；
进一步地，所述第一开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第一开关元件的控制端连接到所述第一栅极线，所述第一开关元件的输入端连接到所述数据线，所述第一开关元件的输出端连接到所述第一子像素电极。
进一步地，所述第二开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第二开关元件的控制端连接到所述第二栅极线，所述第二开关元件的输入端连接到所述数据线，所述第二开关元件的输出端连接到所述第一子像素电极。
本发明又一目的又在于提供一种液晶显示器，其包括上述的液晶面板。
本发明的有益效果：本发明在消除液晶面板因视角不同而产生的色偏现象的同时，能够避免降低液晶面板的亮度，并且还不会降低液晶面板的开口率，从而不会增加液晶面板的功耗。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述，本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：
图1是根据现有技术的像素电极的设计图形；
图2是根据现有技术的液晶面板的像素的电路图；
图3示出了根据本发明的实施例的LCD的框图；
图4是图3所示的LCD的像素的一电路图；
图5是图3所示的LCD的像素的另一电路图。
具体实施方式
以下，将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
将理解的是，尽管在这里可使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。
图3示出了根据本发明的实施例的LCD的框图。
参照图3，LCD包括：液晶面板300；栅极驱动器400和数据驱动器500，二者都连接到液晶面板300；灰度电压产生器800，连接到数据驱动器500；以及信号控制器600，用于控制液晶面板300、栅极驱动器400、数据驱动器500和灰度电压产生器800。
液晶面板300包括多条显示信号线和连接到显示信号线并按阵列排列的多个像素PX。液晶面板300可以包括：彼此面对的下显示面板(未示出)和上显示面板(未示出)，以及被***在下显示面板和上显示面板之间的液晶层(未示出)。在本实施例中，液晶面板300为采用PSVA技术的液晶面板。
可以在下显示面板上布置显示信号线。显示信号线可以包括传送栅极信号的多条栅极线G1至Gn和传送数据信号的多条数据线D1至Dm。栅极线G1至Gn按行方向延伸并且彼此大致平行，并且数据线D1至Dm按列方向延伸并且彼此大致平行。
每个像素PX包括：开关元件，连接到相应的栅极线和相应的数据线；以及液晶电容器，连接到该开关元件。如果必要，每个像素PX也可以包括存储电容器，其与液晶电容器并联连接。
每个像素PX的开关元件是三端器件，因此具有连接到相应栅极线的控制端、连接到相应数据线的输入端和连接到相应液晶电容器的输出端。
栅极驱动器400连接到栅极线G1至Gn，并向栅极线G1至Gn施加栅极信号，该栅极信号是由外部源施加到栅极驱动器400的高电平栅极信号(此后称之为栅极导通电压Von)和低电平栅极信号(此后称之为栅极截止电压Voff)的组合。参照图1，在液晶面板300的一侧布置栅极驱动器400，并且栅极线G1至Gn都连接到该栅极驱动器400。然而，本发明不限于此。也就是说，可以在液晶面板300的两侧提供和布置两个栅极驱动器，并且栅极线G1至Gn都连接到两个栅极驱动器的每一个。例如，在大尺寸LCD的情况下，很难仅通过使用一个栅极驱动器就将栅极导通电压Von或栅极截止电压Voff从栅极线G1至Gn的一端传送到另一端。为了解决这个问题，可以提供两个栅极驱动器。一个栅极驱动器可以连接到栅极线G1至Gn的一端，而另一个栅极驱动器可以连接到栅极线G1至Gn的另一端。栅极驱动器400可以被嵌入在液晶面板300中作为具有至少一个薄膜晶体管(TFT)的集成电路。
灰度电压产生器800产生与像素PX的透射率紧密相关的灰度电压。该灰度电压被提供给每个像素PX，并且根据公共电压Vcom而具有正值或负值。
数据驱动器500连接到液晶面板300的数据线D1至Dm，并向像素PX施加由灰度电压产生器800产生的灰度电压作为数据电压。如果灰度电压产生器800不是提供所有的灰度电压而是仅提供基准灰度电压，则数据驱动器500可以通过将基准灰度电压分压而产生各种灰度电压，并选择各种灰度电压中的一个作为数据电压。
栅极驱动器400或数据驱动器500可以与显示信号线(栅极线G1至Gn和数据线D1至Dm)和TFT一起被集成在液晶面板300上。可替换地，栅极驱动器400或数据驱动器500可以被安装在柔性印刷电路薄膜(未示出)上，然后附接到液晶面板300作为TCP。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500的操作。
信号控制器600从外部图形控制器(未示出)接收输入图像信号(R、G和B)以及用于控制输入图像信号的显示的多个输入控制信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、数据使能信号DE。信号控制器600根据输入控制信号适当处理输入图像信号(R、G和B)，从而产生符合液晶面板300的操作条件的图像数据DAT。然后，信号控制器600产生栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，将栅极控制信号CONT1传送到栅极驱动器400，并将数据控制信号CONT2和图像数据DAT传送到数据驱动器500。
栅极控制信号CONT1可以包括：扫描开始信号STV，用于启动栅极驱动器400的操作、即扫描操作；以及至少一个时钟信号，用于控制何时输出栅极导通电压Von。栅极控制信号CONT1也可以包括输出使能信号OE，用于限制栅极导通电压Von的持续时间。时钟信号可以被用作选择信号SE。
数据控制信号CONT2可以包括：水平同步开始信号STH，其指示图像数据DAT的传输；加载信号LOAD，其请求向数据线D1至Dm施加与图像数据DAT对应的数据电压；以及数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2也可以包括反转信号RVS，用于反转数据电压相对于公共电压Vcom的极性，这此后被称为“数据电压的极性”。
数据驱动器500响应于数据控制信号CONT2从信号控制器600接收图像数据DAT，通过从由灰度电压产生器800提供的多个灰度电压中选择与图像数据DAT对应的灰度电压而将图像数据转换为数据电压。然后，数据驱动器500将数据电压施加到数据线D1至Dm。
栅极驱动器400通过响应于栅极控制信号CONT1向栅极线G1至Gn施加栅极导通电压Von而导通连接到栅极线G1至Gn的开关元件。然后，施加到数据线D1至Dm的数据电压通过导通的开关元件而被传送到每个像素PX。
施加到每个像素PX的数据电压和公共电压Vcom之间的差可以被解释为是利用其对每个像素PX的液晶电容器充电的电压、即像素电压。液晶层内的液晶分子的排列根据像素电压的幅度而变化，因而通过液晶层传送的光的极性也可以变化，从而导致液晶层的透射率的变化。
这里，向像素PX的一对子像素提供灰阶相同且极性相反的数据电压。此后，当栅极导通电压Von被施加到邻近该像素PX的栅极线时，利用灰阶相同且极性相反的数据电压同时对像素PX的一对子像素进行充电。这样，在消除液晶面板300因视角不同而产生的色偏现象的同时，能够避免降低液晶面板300的亮度，并且还不会降低液晶面板的开口率，从而不会增加液晶面板的功耗。
图4是图3所示的LCD的像素的一电路图。
参照图3和图4，每个像素PX包括第一子像素SP1和第二子像素SP2。分别地，第一子像素SP1包括第一开关元件T1、第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1。第二子像素SP2包括第二开关元件T2、第二液晶电容器Clc2和第二存储电容器Cst2。
第一开关元件T1和第二开关元件T2被布置在由第i条栅极线GLi、第j条数据线DLj和第j+1条数据线DLj+1三者合围形成的网格处。第一和第二开关元件T1和T2可以是薄膜晶体管(TFT)。
第一开关元件T1包括连接到第i条栅极线GLi的控制端、连接到第j条数据线DLj的输入端、以及连接到第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1的输出端。第二开关元件T2包括连接到第i条栅极线GLi的控制端、连接到第j+1条数据线DLj+1的输入端、以及连接到第二液晶电容器Clc2和第二存储电容器Cst2的输出端。
每个像素PX包括由第一子像素电极(未示出)和第二子像素电极(未示出)构成的像素电极(未示出)，该第一子像素电极连接到第一开关元件T1的输出端，该第二子像素电极连接到第二开关元件T2的输出端。在朝向下显示面板的上显示面板上提供了公共电极。
第一液晶电容器Clc1包括连接到第一开关元件T1的第一子像素电极、公共电极、以及介于二者之间的液晶。第一存储电容器Cst1包括第一子像素电极、存储电极线(未示出)，该存储电极线设置在下显示面板上，在该存储电极线和下显示面板之间放置由绝缘体。
第二液晶电容器Clc2包括连接到第二开关元件T1的第二子像素电极、公共电极、以及介于其间的液晶。第二存储电容器Cst2包括第二子像素电极、在下显示面板上提供的存储电极线(未示出)，以及位于第二子像素电极和存储电极线之间的绝缘体。
第一存储电容器Cst1和第二存储电容器Cst2分别维持充电在第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2中的像素电压。固定电压，例如，公共电压Vcom。被施加到存储电极线。
当栅导通电压Von被施加到第i条栅极线GLi时，相同电平(即相同灰阶)且极性相反的数据电压分别通过第一开关元件T1和第二开关元件T2传送到第i行像素中的第一和第二子像素电极。即，第一数据电压充电在连接到第j条数据线DLj的第一液晶电容器Clc1中，第二数据电压充电在连接到第j+1条数据线DLj+1的第二液晶电容器Clc2中，其中，第一数据电压和第二数据电压具有相同的灰阶电压，并且二者的极性相反。充电在第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2中的数据电压被称为像素电压。
当栅截止电压Voff随后被施加到第i条栅极线GLi时，第一子像素SP1和第二子像素SP2彼此电断开。即，在相同电平(即相同灰阶)且极性相反的数据电压被分别施加到第一子像素电极和第二子像素电极之后，第一子像素电极和第二子像素电极被维持在浮置(Floating)状态。
图5是图3所示的LCD的像素的另一电路图。
参照图3和图5，每个像素PX包括第一子像素SP1和第二子像素SP2。分别地，第一子像素SP1包括第一开关元件T1、第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1。第二子像素SP2包括第二开关元件T2、第二液晶电容器Clc2和第二存储电容器Cst2。
第一开关元件T1和第二开关元件T2被布置在由第i条栅极线GLi、第i+1条栅极线GLi+1和第j条数据线DLj三者合围形成的网格处。第一和第二开关元件T1和T2可以是薄膜晶体管(TFT)。
第一开关元件T1包括连接到第i条栅极线GLi的控制端、连接到第j条数据线DLj的输入端、以及连接到第一液晶电容器Clc1和第一存储电容器Cst1的输出端。第二开关元件T2包括连接到第i+1条栅极线GLi+1的控制端、连接到第j条数据线DLj的输入端、以及连接到第二液晶电容器Clc2和第二存储电容器Cst2的输出端。
每个像素PX包括由第一子像素电极(未示出)和第二子像素电极(未示出)构成的像素电极(未示出)，该第一子像素电极连接到第一开关元件T1的输出端，该第二子像素电极连接到第二开关元件T2的输出端。在朝向下显示面板的上显示面板上提供了公共电极。
第一液晶电容器Clc1包括连接到第一开关元件T1的第一子像素电极、公共电极、以及介于二者之间的液晶。第一存储电容器Cst1包括第一子像素电极、存储电极线(未示出)，该存储电极线设置在下显示面板上，在该存储电极线和下显示面板之间放置由绝缘体。
第二液晶电容器Clc2包括连接到第二开关元件T1的第二子像素电极、公共电极、以及介于其间的液晶。第二存储电容器Cst2包括第二子像素电极、在下显示面板上提供的存储电极线(未示出)，以及位于第二子像素电极和存储电极线之间的绝缘体。
第一存储电容器Cst1和第二存储电容器Cst2分别维持充电在第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2中的像素电压。固定电压，例如，公共电压Vcom。被施加到存储电极线。
当栅导通电压Von被施加到第i条栅极线GLi时，正极性的数据电压或者负极性的数据电压通过第一开关元件T1传送到第i行像素中的第一子像素电极。即，正极性的数据电压或者负极性的数据电压充电在连接到第j条数据线DLj的第一液晶电容器Clc1中。充电在第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2中的数据电压被称为像素电压。
正极性的数据电压或者负极性的数据电压被施加到第一子像素电极之后，即当栅截止电压Voff随后被施加到第i条栅极线GLi时，第一子像素电极被维持在浮置(Floating)状态。
接着，当栅导通电压Von被施加到第i+1条栅极线GLi+1时，与提供给第一子像素电极极性相反的数据电压通过第二开关元件T2传送到第i行像素中的第二子像素电极。即，与提供给第一子像素电极极性相反的数据电压充电在连接到第j条数据线DLj的第二液晶电容器Clc2中。充电在第一液晶电容器Clc1和第二液晶电容器Clc2中的数据电压被称为像素电压。
正极性的数据电压或者负极性的数据电压被施加到第二子像素电极之后，即当栅截止电压Voff随后被施加到第i+1条栅极线GLi+1时，第二子像素电极被维持在浮置(Floating)状态。
综上所述，根据本发明的实施例，在消除液晶面板因视角不同而产生的色偏现象的同时，能够避免降低液晶面板的亮度，并且还不会降低液晶面板的开口率，从而不会增加液晶面板的功耗。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (6)

1.一种液晶面板，其特征在于，包括：
第一栅极线和第二栅极线，彼此并行排列并顺序传送栅电压；
数据线，与所述第一栅极线和所述第二栅极线交叉并传送数据电压；
像素电极，由彼此电断开的第一子像素电极和第二子像素电极构成；
第一开关元件，连接到所述第一栅极线、所述数据线和所述第一子像素电极；
第二开关元件，连接到所述第二栅极线、所述数据线和所述第二子像素电极；
其中，所述数据线分别向所述第一子像素电极和所述第二子像素电极传送灰阶相同且极性相反的数据电压，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极位于所述数据线的同一侧。
2.根据权利要求1所述的液晶面板，其特征在于，当所述第一栅极线传送栅电压时，所述数据线传送正极性数据电压给所述第一子像素电极；当所述第二栅极线传送栅电压时，所述数据线传送负极性数据电压给所述第二子像素电极；
或者，当所述第一栅极线传送栅电压时，所述数据线传送负极性数据电压给所述第一子像素电极；当所述第二栅极线传送栅电压时，所述数据线传送正极性数据电压给所述第二子像素电极。
3.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于，所述第一开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第一开关元件的控制端连接到所述第一栅极线，所述第一开关元件的输入端连接到所述数据线，所述第一开关元件的输出端连接到所述第一子像素电极。
4.根据权利要求3所述的液晶面板，其特征在于，所述第二开关元件包括控制端、输入端和输出端；其中，所述第二开关元件的控制端连接到所述第二栅极线，所述第二开关元件的输入端连接到所述数据线，所述第二开关元件的输出端连接到所述第二子像素电极。
5.根据权利要求1或2所述的液晶面板，其特征在于，所述第一子像素电极和所述第二子像素电极均呈“米”字型结构。
6.一种液晶显示器，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的液晶面板。
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