CN103399440A - 阵列基板、显示装置及驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、显示装置及显示装置驱动方法。本发明所提供的阵列基板，通过将一行子像素中位于奇数列的子像素和位于偶数列的子像素分别连接至不同的栅线，即使连接至同一栅线的各个子像素互不相邻，这样在进行行扫描驱动时，可以实现上下曲折的方式充电，各个子像素间互不影响，避免了串扰的发生，从而在源头上解决了在行反转驱动方式中可能发生的横线现象，达到了改善显示装置的显示效果以及提升用户体验的目的。

Description

阵列基板、显示装置及驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、显示装置及显示装置驱动方法。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示器（Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD）由于具有画面稳定、图像逼真、消除辐射、节省空间以及节省能耗等优点，被广泛应用于电视、手机、显示器等电子产品中，已占据了平面显示领域的主导地位。
液晶显示面板的基本显像单位是子像素，该子像素在液晶显示面板结构中具有电容效应，只要在电容两端施加足够的驱动电压就会显示图像；而施加在电容两端的电压分别是共同电压和数据电压。因此，如果施加在电容两端上的电压不进行正负极性反转，则显示图像的子像素被同一极性的直流电压长期充电，将会在共同电极和像素电极间的液晶取向层以及液晶层长期积存一定电荷量，如图1中所示，这样会导致该子像素的显示不良：严重的会导致液晶极化而使该子像素的液晶失效，轻微的影响亦将使得液晶显示面板产生残像，即显示会有一些底色存在，且颜色对比也会下降。因此，施加在电容两端上的电压需要每隔一段时间进行一次极性反转。
现有技术中极性反转驱动方式主要有帧反转、行反转以及点反转等；例如，在第N-1帧，所有子像素的极性全为正，在第N帧，所有子像素的极性全为负，在第N+1帧，所有子像素的极性全为正，依此类推；则为帧反转驱动方式。又例如，如图2中所示，在第N-1帧，奇数行子像素的极性全为正，偶数行子像素的极性全为负，在第N帧，奇数行子像素的极性全为负，偶数行子像素的极性全为正，在第N+1帧，奇数行子像素的极性全为正，偶数行子像素的极性全为负，依此类推；则为行反转驱动方式。再例如，在一帧中，任意相邻的两个子像素的极性相反，则为点反转驱动方式。由于帧反转驱动方式中驱动电压较大，功耗很高，而且闪烁现象严重；而点反转驱动方式中，电路过于复杂且驱动控制比较繁琐，因此具有驱动电压较小且功耗很低的行反转驱动方式得到了广泛的应用。
现有技术中的行反转驱动方式通常是通过反转每行子像素的公共电压来实现的，即数据电压极性不变，而由于公共电压极性的交替变化，从而使数据电压相对于公共电压的正负交替变化。然而，由于施加在同一行相邻子像素上的数据电压以及公共电压极性相同，且距离很近，因此相邻的子像素间可能会彼此影响，发生串扰，导致出现横线现象，影响图像显示效果。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的在于提供一种能够减少或者消除行反转驱动方式中横线现象发生的阵列基板，应用该阵列基板的显示装置以及驱动该显示装置的方法，从而改善显示装置的显示效果，提升用户体验。
（二）技术方案
本发明技术方案如下：
一种阵列基板，包括多行子像素，每一行子像素的两侧均设置有一行栅线；
对于任意一行子像素，位于奇数列的子像素均与该行子像素一侧的栅线连接，位于偶数列的子像素均与该行子像素另一侧的栅线连接；
对于任意相邻两行子像素，位于同一列的子像素连接至不同栅线。
优选的，连接至同一栅线的子像素的公共电极串联后连接至公共电极线。
优选的，所述子像素还包括与所述公共电极设置在不同层的像素电极；所述像素电极与公共电极之间设置有绝缘层；所述绝缘层厚度大于0.75um且小于2um。
所述绝缘层厚度为1.4um-1.6um。。
本发明还提供了一种包括上述任意一种阵列基板的显示装置。
优选的，还包括与所述阵列基板连接的驱动装置；所述驱动装置包括：
栅极驱动器，与栅线连接，用于顺次为各行栅线加载扫描信号；
源极驱动器，与数据线连接，用于为数据线加载数据电压；
公共电极驱动器，与公共电极线连接，用于顺次为各行公共电极线加载公共电压。
优选的，所述扫描信号每加载至一行栅线，所述公共电压的极性反转一次。
本发明还提供了一种驱动上述任意一种显示装置的方法：
一种显示装置驱动方法，包括：
顺次在各行栅线加载扫描信号，对该行栅线连接的子像素进行扫描；
对所述被扫描的子像素写入数据信号。
优选的，还包括：
顺次为各行公共电极线加载公共电压；所述扫描信号每加载至一行栅线，所述公共电压的极性反转一次。
优选的，所述扫描信号每加载至一行栅线，所述数据电压的极性反转一次。
（三）有益效果
本发明所提供的阵列基板，通过将一行子像素中位于奇数列的子像素和位于偶数列的子像素分别连接至不同的栅线，即使连接至同一栅线的各个子像素互不相邻，这样在进行行扫描驱动时，可以实现上下曲折的方式充电，各个子像素间互不影响，避免了串扰的发生，从而在源头上解决了在行反转驱动方式中可能发生的横线现象，达到了改善显示装置的显示效果以及提升用户体验的目的。
附图说明
图1是液晶分子被极化的原理示意图；
图2是现有技术中行反转驱动方式中各子像素的极性变化示意图；
图3是本发明实施例中阵列基板的结构示意图；
图4是本发明实施例中行反转驱动方式中各子像素的极性变化示意图。
图中：1：栅线；2：数据线；4：像素电极；5：公共电极；6：公共电极连接线7：薄膜晶体管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步描述。以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图3中所示，本实施例中首先提供了一种阵列基板；该阵列基板主要包括衬底基板（未示出），在衬底基板上纵横交错的设置有栅线1和数据线2，栅线1和数据线2限定出一个个呈矩阵排布的像素区域，在每个像素区域均设置有一个子像素，即每一行子像素的两侧均设置有一行栅线；子像素主要包括薄膜晶体管7、像素电极4以及公共电极5等；薄膜晶体管7包括栅电极、源电极以及漏电极，薄膜晶体管7的栅电极与栅线1连接，根据栅线1输入的扫描信号导通或者关断薄膜晶体管7，薄膜晶体管7的源电极与数据线2连接，漏电极与像素电极4连接，在薄膜晶体管7处于导通状态时，数据线2上的数据电压加载至像素电极4，像素电极4上的数据电压与公共电极5上的公共电压形成驱动电场，从而驱动液晶分子进行不同程度的偏转，从而实现不同灰度的画面显示。本发明的主要改进点之一在于，对于任意一行子像素，将位于奇数列的子像素均与该行子像素一侧的栅线连接，将位于偶数列的子像素均与该行子像素另一侧的栅线连接（当然，奇数和偶数是相对而言，在此不做限定）；并且对于任意相邻两行子像素，位于同一列的子像素连接至不同的栅线；进一步的，对于任意一行子像素，相邻子像素连接至不同的数据线；进一步的，位于同一列的子像素连接至相同的数据线；例如，如图3中所示，对于第m行子像素，位于第1、3列的子像素均与第m+1行栅线连接，位于2、4列的子像素均与第m行栅线连接，对于第m+1行子像素，位于第1、3列的子像素均与第3行栅线连接，位于2、4列的子像素均与第m+1行栅线连接（m为大于等于1的正整数）；这样由于连接至同一栅线的各个子像素互不相邻，在进行行扫描驱动时，可以实现上下曲折的方式充电，各个子像素间互不影响，避免了串扰的发生，从而在源头上解决了在行反转驱动方式中可能发生的横线现象，达到了改善显示装置的显示效果以及提升用户体验的目的。
在行反转驱动方式中，方式之一通常是通过反转每行子像素的公共电压来实现的，即数据电压极性不变，而由于公共电压极性的交替变化，从而使数据电压相对于公共电压的正负交替变化，这样由于数据电压极性不变，因此能够所大幅度减少所需提供的数据电压，从而降低了功耗。由于在进行行反转驱动时，连接至同一栅线的子像素的公共电压需要同时变化，因此，本实施例中还设置了与每行栅线对应的公共电极线；连接至同一行栅线的子像素的公共电极之间串联后连接至该行栅线对应的公共电极线;例如：公共电极连接线6，通过公共电极连接线6将连接至同一栅线的子像素的公共电极5串联后连接至公共电极线；即，对于任意相邻两行子像素，位于其中第一行子像素的奇数列的子像素公共电极与第二行子像素的偶数列的子像素公共电极串接；位于其中第一行子像素的偶数列的子像素公共电极与第二行子像素的奇数列的子像素公共电极串接。具体如图3所示，例如，第m行第2n-1列、第m+1行第2n列、第m行第2n+1列、第m+1行第2n+2列的子像素的公共电极5之间通过公共电极连接线6连接，这样能够方便的实现连接至第m+1行栅线的子像素的公共电压的同时变化（其中，m、n均为大于等于1的正整数）。
进一步的，相邻两行栅线对应的公共电极线的公共电压极性相反；例如其中一行栅线对应的公共电极线（图3所示的Vcom1）的公共电压为正极性，另一行栅线对应的公共电极线（图3所示的Vcom2）的公共电压为负极性。也即，与每行栅线对应设置的公共电极线的公共电压交替变换极性。
应当理解的是，电压的“极性”也并不是直接与接地电压比较，而是公共电压相对数据电压而言的。例如，公共电压为正极性，表示公共电压大于数据电压；公共电压为负极性，表示公共电压小于于数据电压；反之亦反。同理，数据电压的“极性”也并不是直接与接地电压比较，而是相对公共电压而言的；子像素的“极性”也是该子像素的公共电压相对其数据电压而言的。
在进行图像显示时，是像素电极4上的数据电压与公共电极5上的公共电压形成驱动电场，从而驱动液晶分子进行不同程度的偏转，实现不同灰度的画面显示；但是由于在公共电极5与栅线1之间存在寄生电容，这样就会对驱动电场造成影响，从而引起画面显示失真；对此，在像素电极和公共电极设置在不同层时，一种比较好的解决方案是增加公共电极5与像素电极4之间的绝缘层的厚度，从而减小公共电极5与栅线1之间的寄生电容；但是这样也会造成像素电容，即像素电极4与公共电极5形成的电容的减小，因此需要使用较大的数据电压；例如，现有技术中公共电极5与像素电极4之间的绝缘层的厚度通常为0.75um，所需数据电压最大约为13V，而将公共电极5与像素电极4之间的绝缘层的厚度增加至1.5um后，所需数据电压最大约为25V；而数据电压的增大，则会大幅度增加行反转驱动时相邻子像素发生串扰的可能，即增加了横线现象发生的概率。而如果利用本发明所提供的阵列基板，由于该阵列基板中连接至同一栅线的各个子像素间互不影响，因此杜绝了相邻子像素间发生串扰的可能，从而可以放心的增大公共电极5与像素电极4之间的绝缘层的厚度，例如，可以增加到2um等。经过大量实践发现，在公共电极5与像素电极4之间的绝缘层的厚度为1.4um-1.6um（例如可以是1.5um）时；即降低了公共电极5与栅线1之间的寄生电容，减少了画面显示的失真，同时所增加的数据电压也处于可以接受的范围。
本实施例中，公共电极和像素电极可以均为板状电极（即电极为平板状而无开口等），或者为梳状电极（即电极之间具有一定狭缝（开口）或距离），保证两者形成驱动电场即可。优选的，在像素电极和公共电极设置在不同层时，公共电极和像素电极两者之一为梳状电极（即电极之间具有一定狭缝（开口）或距离）。这样，可以通过同一平面内梳状电极边缘所产生的电场以及梳状电极与板状电极间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内梳状电极和板状电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。
进一步的，本实施例中的公共电极线是相邻两行子像素中，一行的奇数列子像素的公共电极和另一行的偶数列子像素的公共电极串联；这种上下曲折连接方式，可以使得公共电极只需要在每个子像素靠近该行栅线（或者薄膜晶体管）的地方进行串接，尽可能少的占用子像素显示区域，无需如现有技术的子像素的公共电极通过横贯子像素中间区域（即显示区域）实现串联，避免影响透过率和显示效果。
进一步的，优选在制作薄膜晶体管阵列基板时，形成数据线的同时制作像素电极，并且公共电极位于最顶层，有利于公共电极串接后在输入公共电压时尽可能少的受到栅线和/或数据线信号的影响（公共电极串接时与栅线、数据线有交叠，且与数据线之间有绝缘层）。
本实施例中还提供了一种显示装置，该显示装置主要包括背光模组、彩膜基板以及上述阵列基板等组件；阵列基板与彩膜基板相对设置，在阵列基板与彩膜基板之间设置有液晶层，背光模组用于为显示装置提供光源；该显示装置还包括与阵列基板连接的驱动装置，驱动装置主要用于为显示装置提供所需的扫描信号、数据电压以及公共电压等；例如，本实施例中的驱动装置包括栅极驱动器、源极驱动器以及公共电极驱动器等，栅极驱动器分别与各行栅线连接，用于顺次为各行栅线加载扫描信号，源极驱动器分别与各列数据线连接，用于为各列数据线加载数据电压，公共电极驱动器分别与各行公共电极线连接，用于顺次为各行公共电极线加载公共电压。
可以理解的是，公共电极驱动器可以包括第一公共电极驱动器和第二公共电极驱动器，其中，需要加载相同极性公共电压的公共电极线连接到相同的公共电极驱动器；例如:第一公共电极驱动器连接需要加载正极性公共电压的公共电极线；第二公共电极驱动器连接需要加载正极性公共电压的公共电极线。当然，为了实现与每行栅线对应设置的公共电极线交替变换极性，第一公共电极驱动器和第二公共电极驱动器可以交替进行输出，顺次为各行公共电极线加载公共电压。
本实施例中还提供了一种驱动上述显示装置的方法；该驱动方法主要包括：顺次在各行栅线加载扫描信号，扫描信号对该行栅线连接的子像素进行扫描；对被扫描的子像素；顺次为各行公共电极线加载公共电压；同时，为了实现行反转驱动，可以使公共电压或者数据电压交替变化。
例如，对于包括图3中所示的阵列基板的显示装置，该驱动方法可以是：
顺次在各行栅线加载扫描信号，扫描信号对该行栅线连接的子像素进行扫描；对所述被扫描的子像素写入数据信号；并顺次对被扫描的子像素加载公共电压；扫描信号每加载至一行栅线时，公共电压的极性反转一次。具体可以是：在一定时间段内（例如一帧内），保持数据电压不变（或极性不变），为第m行栅线加载扫描信号，位于第m行第2n列以及第2n+2列的子像素的薄膜晶体管7导通；
在被扫描的子像素连接的公共电极线上加载正极性的公共电压，正极性的公共电压施加至位于第m行第2n列以及第2n+2列的子像素的公共电极；
在被扫描的子像素连接的数据线上加载数据电压，数据电压写入位于第m行第2n列以及第2n+2列的子像素；
为第m+1行栅线加载扫描信号，位于第m行第1、3列以及第m+1行第2、4列的子像素的薄膜晶体管7导通；
在被扫描的子像素连接的公共电极线上加载负极性的公共电压，负极性的公共电压施加至位于第m行第1、3列以及第m+1行第2、4列的子像素的公共电极；
在被扫描的子像素连接的数据线上加载数据电压，数据电压写入位于第m行第1、3列以及第m+1行第2、4列的子像素；
为第3行栅线加载扫描信号，位于第m+1行第2、4列以及第3行第1、3列的子像素的薄膜晶体管7导通；
在被扫描的子像素连接的公共电极线上加载正极性的公共电压，正极性的公共电压施加至位于第m+1行第2、4列以及第3行第1、3列的子像素的公共电极；
在被扫描的子像素连接的数据线上加载数据电压，数据电压写入位于第m+1行第2、4列以及第3行第1、3列的子像素；
依次类推，直至完成对所有子像素的扫描。
根据上述行反转驱动方法（即公共电压行反转驱动方法）对本实施例中的显示装置进行驱动，各子像素的极性变化如图4中所示，并且达到了点反转的显示效果，均可以避免出现横线现象；而且相比于点反转驱动方式，本实施例中的驱动方式更加容易实施，且功耗更低。
可以理解的是，上述实施例中数据电压的加载方式还可以是对各行栅线加载扫描信号时，对各列数据线加载数据电压。
需要说明的是，本实施例中所提供的显示装置也可以通过其他行反转方式进行驱动，例如，可以交替变化数据电压的极性，即扫描信号每加载至一行栅线，数据电压的极性反转一次；但是这样所需的数据电压过大，进而会导致功耗的增加；或者也可以通过其他驱动方式进行驱动，并不局限于本实施例中所列举的驱动方式。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种阵列基板，包括多行子像素，每一行子像素的两侧均设置有一行栅线；其特征在于： 
对于任意一行子像素，位于奇数列的子像素均与该行子像素一侧的栅线连接，位于偶数列的子像素均与该行子像素另一侧的栅线连接； 
对于任意相邻两行子像素，位于同一列的子像素连接至不同栅线。 
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括与每行栅线对应设置的公共电极线；连接至同一行栅线的子像素的公共电极之间串联后连接至该行栅线对应的公共电极线。 
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述子像素还包括与所述公共电极设置在不同层的像素电极；所述像素电极与公共电极之间设置有绝缘层；所述绝缘层厚度大于0.75um且小于2um。 
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述绝缘层厚度为1.4um-1.6um。 
5.一种显示装置，其特征在于，包括根据权利要求1-4任意一项所述的阵列基板。 
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，还包括与所述阵列基板连接的驱动装置；所述驱动装置包括： 
栅极驱动器，与栅线连接，用于顺次为各行栅线加载扫描信号； 
源极驱动器，与数据线连接，用于为数据线加载数据电压； 
公共电极驱动器，与公共电极线连接，用于顺次为各行公共电极线加载公共电压。 
7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述扫描信号每加载至一行栅线，所述公共电压的极性反转一次。 
8.一种驱动根据权利要求5-7任意一项所述的显示装置的方法，其特征在于，包括： 
顺次在各行栅线加载扫描信号，对该行栅线连接的子像素进行扫 描； 
对所述被扫描的子像素写入数据信号。 
9.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，还包括： 
顺次为各行公共电极线加载公共电压；所述扫描信号每加载至一行栅线，所述公共电压的极性反转一次。 
10.根据权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，还包括： 
所述扫描信号每加载至一行栅线，所述数据电压的极性反转一次。 
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