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CN111179866B - 液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示设备。子像素单元包括液晶电容、储存电路以及开关电路。储存电路于帧周期中的扫描周期储存数据线提供的数据驱动信号，并于帧周期中的显示周期提供数据驱动信号给液晶电容。开关电路于扫描周期被开启而将参考电压提供给液晶电容。

Description

液晶显示设备
技术领域
本发明是有关于一种显示设备，且特别是有关于一种液晶显示设备。
背景技术
当液晶显示器在显示画面时，由于液晶本身的特性，需要对每个液晶分子频繁地交互提供正极性及负极性的电压，使液晶发生极性反转而显示灰阶数据。如此一来，可避免液晶分子因为固定于某个电压的时间过长，而导致无法因应电场变化来转动，并同时提升显示质量。然由于执行极性反转时数据驱动信号需要较宽的操作电压范围，在驱动液晶分子所产生的等效阻抗值也会相对较大，因而产生无谓的耗电。
已知技术可通过以8个晶体管与2个电容组成的像素电路来改善执行极性反转所带来的耗电问题，然此方式有着电路面积过大的问题，而使得液晶显示器的像素电路仍有改善的空间。
发明内容
本发明提供一种液晶显示设备，可有效改善耗电问题，并减小电路面积。
本发明的液晶显示设备包括栅极驱动器、源极驱动器以及液晶显示面板。液晶显示面板耦接栅极驱动器与源极驱动器。液晶显示面板包括多个子像素单元各个子像素单元包括液晶电容、储存电路以及开关电路。液晶电容的第一端耦接共享电压。储存电路耦接于数据线与液晶电容的第二端之间，于帧周期(frame period)中的扫描周期储存数据线提供的数据驱动信号，并于帧周期中的显示周期提供数据驱动信号给液晶电容。开关电路耦接液晶电容以及参考电压，于扫描周期被开启而将参考电压提供给液晶电容。
在本发明的一实施例中，上述的储存电路包括第一开关、储存电容以及第二开关。第一开关的第一端耦接数据线，第一开关的控制端耦接栅极驱动器，第一开关于扫描周期处于开启状态，于显示周期处于关闭状态。储存电容的第一端与第二端分别耦接第一开关的第二端与接地。第二开关耦接于储存电容的第一端与液晶电容的第二端之间，第二开关的控制端耦接栅极驱动器，第二开关于扫描周期处于关闭状态，于显示周期处于开启状态。
在本发明的一实施例中，上述的开关电路包括第三开关，其耦接于参考电压与液晶电容的第二端之间，第三开关于扫描周期处于开启状态，于显示周期处于关闭状态。
在本发明的一实施例中，上述的第一开关、第二开关以及第三开关为传输闸。
在本发明的一实施例中，上述的参考电压使液晶电容于扫描周期显示默认画面。
在本发明的一实施例中，上述的共享电压的极性与数据驱动信号的极性相反。
在本发明的一实施例中，上述的共享电压的极性与参考电压的极性相反。
在本发明的一实施例中，上述的液晶显示设备还包括背光模块，其于显示周期提供背光光源。
在本发明的一实施例中，上述的液晶显示面板包括多个像素，各个像素包括多个子像素单元。
基于上述，本发明实施例的储存电路可于帧周期中的扫描周期储存数据线提供的数据驱动信号，并于帧周期中的显示周期提供数据驱动信号给液晶电容，此外在扫描周期开关电路可被开启而将参考电压提供给液晶电容。如此可不须在整个帧周期对子像素单元进行驱动，而可有效降低液晶显示设备的耗电，并可减小电路面积。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1是依照本发明实施例的一种液晶显示设备的示意图。
图2是依照本发明实施例的一种子像素单元的示意图。
图3是依照本发明实施例的一种数据驱动信号与共享电压的波形示意图。
图4是依照本发明实施例的一种共享电压、参考电压以及背光模块的驱动信号的波形示意图。
图5是依照本发明实施例的一种共享电压、背光模块的驱动信号以及液晶电容的光学响应的波形示意图。
附图标记列表
102：栅极驱动器
104：源极驱动器
106：液晶显示面板
108：背光模块
200：储存电路
204：开关电路
CLC：液晶电容
CST1：储存电容
DL1：数据线
VCOM：共享电压
VDAR：参考电压
VD：数据驱动信号
SW1～SW3：开关
YCHP1、YCHN1、DP1、DN1、DP2、DN2：控制信号
LBK：驱动信号
L1：背光光源
FN-1、FN、FN+1：帧周期
TS：扫描周期
TD：显示周期
LR：液晶电容的光学响应波形
T1、T2：时间
具体实施方式
图1是依照本发明实施例的一种液晶显示设备的示意图。请参照图1，液晶显示设备可包括栅极驱动器102、源极驱动器104、液晶显示面板106以及背光模块108，其中液晶显示面板106耦接栅极驱动器102与源极驱动器104。
液晶显示面板106可包括多个像素(未绘示)，各个像素可包括多个子像素单元，例如包括红、绿、篮等三个用以显示不同颜色的子像素单元，然不以此为限。栅极驱动器102与源极驱动器104可分别提供栅极驱动信号与源极驱动信号给子像素单元所对应的晶体管开关，以开启晶体管开关将子像素单元充电至所需的灰阶电压值。
进一步来说，上述的子像素单元可如图2所示，包括液晶电容CLC、储存电路200以及开关电路204，其中液晶电容CLC的第一端耦接共享电压VCOM，储存电路200耦接于子像素单元所对应的数据线DL1与液晶电容CLC的第二端之间，开关电路204耦接液晶电容CLC的第二端以及参考电压VDAR。储存电路200可于帧周期中的扫描周期储存数据线DL1提供的数据驱动信号VD，并于帧周期中的显示周期提供数据驱动信号VD给液晶电容CLC，其中数据驱动信号VD的极性可例如图3所示，与共享电压VCOM的极性为相反的极性，如此可减小数据驱动信号VD的电压变化幅度，而达到降低耗电的效果。背光模块108可于帧周期中的显示周期提供背光光源L1，以提供液晶显示面板106显示画面所需的光线。此外，开关电路204可于扫描周期被开启而将参考电压VDAR提供给液晶电容，其中参考电压VDAR用以使液晶电容CLC于扫描周期显示默认画面(例如黑画面，然不以此为限)，在部分实施例中，参考电压VDAR可具有与共享电压VCOM的极性相反的极性。
举例来说，在图2实施例中，储存电路200可包括开关SW1、开关SW2以及储存电容CST1，而开关电路204可包括开关SW3。其中开关SW1耦接于数据线DL1与储存电容CST1的第一端之间，开关SW1的控制端耦接栅极驱动器102，储存电容CST1的第二端耦接接地。开关SW2耦接于储存电容CST1的第二端与液晶电容CLC之间，开关SW2的控制端耦接栅极驱动器102。开关SW3耦接于参考电压VDAR与液晶电容CLC之间，开关SW3的控制端耦接栅极驱动器102。开关SW1～开关SW3可例如分别以由P型晶体管与N型晶体管所构成的传输闸来实施，然不以此为限，其也可例如以单一晶体管来实施。在图2实施例中，开关SW1的开启状态受控于控制信号YCHP1、YCHN1，开关SW2的开启状态受控于控制信号DP1、DN1，开关SW3的开启状态受控于控制信号DP2、DN2。
图2实施例的共享电压VCOM、参考电压VDAR以及背光模块108的驱动信号LBK的波形可例如图4所示，在图4实施例中，各个帧周期(例如帧周期FN-1、FN、FN+1)中的一半周期作为扫描周期TS，另一半周期则作为显示周期TD，然不以此为限，在其它实施例中，扫描周期与显示周期也可具有不同的比例关系。其中，在本实施例中数据线DL1在帧周期FN-1、FN+1所提供的数据驱动信号VD为正极性，而在帧周期FN所提供的数据驱动信号VD为负极性。图4实施例的共享电压VCOM在帧周期FN-1、FN+1可对应地处于低电压准位，参考电压VDAR可对应地处于高电压准位，另外在帧周期FN，共享电压VCOM则对应地处于高电压准位，参考电压VDAR对应地处于低电压准位。
在帧周期FN-1的扫描周期TS，栅极驱动器102可控制开关SW1、SW3为开启状态，而开关SW2为关闭状态。如此，数据线DL1所提供的数据驱动信号VD可通过开关SW1而被储存至储存电容CST1，另一方面，参考电压VDAR可通过开关SW3而被提供至液晶电容CLC，以使液晶电容CLC显示默认画面(例如黑画面)。此外，驱动信号LBK处于低电压准位，因此背光模块108在扫描周期TS并未提供背光光源L1。
在帧周期FN-1的显示周期TD，栅极驱动器102可控制开关SW1、SW3转为关闭状态，而开关SW2则转为开启状态。如此，参考电压VDAR将停止被提供给液晶电容CLC，而储存于储存电容CST1中的数据驱动信号VD则可在扫描周期TD被提供给液晶电容CLC，以使液晶电容CLC显示对应的画面。
类似地，在帧周期FN中也可以类似的方式来驱动液晶电容CLC显示画面，差异仅在于极性的不同(在帧周期FN中数据驱动信号VD为负极性)，本领域具通常依据上述实施例的内容应可推知其实施方式，因此在此不再赘述。
如此仅在帧周期中的部份周期驱动数据线DL1以提供数据驱动信号VD，可不须如已知技术般需在整个帧周期皆对数据线DL1进行驱动，而可进一步改善耗电的问题。此外，本实施例仅使用6个晶体管以及一个电容即可达到驱动液晶电容CLC进行极性反转的目的，而有利于减小电路面积。
值得注意的是，在部分实施例中，背光模块108也可不须在整个显示周期TD皆提供背光光源L1。如图5所示，当进入显示周期TD后，储存电容CST1可开始对液晶电容CLC提供数据驱动信号VD，在经过时间T1后，液晶电容CLC的第二端的电压被充电至对应数据驱动信号VD的电压。由液晶电容CLC的光学响应波形LR可知，液晶电容CLC中的液晶分子需要经过时间T2后才能转动至对应数据驱动信号VD的电压的位置，因此，驱动信号LBK可在时间T2结束的时间点才转为高电压准位，使背光模块108开始提供背光光源L1，如此可进一步改善耗电的问题。
综上所述，本发明的储存电路可于帧周期中的扫描周期储存数据线提供的数据驱动信号，并于帧周期中的显示周期提供数据驱动信号给液晶电容，此外在扫描周期开关电路可被开启而将参考电压提供给液晶电容。如此可不须在整个帧周期对子像素单元进行驱动，而可有效降低液晶显示设备的耗电，并可减小电路面积。例如在部分实施例中，仅使用6个晶体管以及1个电容即可达到驱动液晶电容进行极性反转并节省耗电的目的，而可有效于减小电路面积。
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以权利要求所要求保护的范围为准。

Claims (5)

1.一种液晶显示设备，包括：
栅极驱动器；
源极驱动器；以及
液晶显示面板，耦接该栅极驱动器与该源极驱动器，该液晶显示面板包括多个子像素单元，各该子像素单元包括：
液晶电容，其第一端耦接共享电压；
储存电路，耦接于数据线与该液晶电容的第二端之间，于帧周期中的扫描周期储存该数据线提供的数据驱动信号，并于该帧周期中的显示周期提供该数据驱动信号给该液晶电容；以及
开关电路，耦接该液晶电容以及参考电压，于该扫描周期被开启而将该参考电压提供给该液晶电容，使该液晶电容于该扫描周期显示默认画面，其中该开关电路包括：
开关，耦接于该参考电压与该液晶电容的第二端之间，该开关于该扫描周期处于开启状态，于该显示周期处于关闭状态，其中该共享电压的极性与该参考电压的极性相反；以及
背光模块，当该液晶电容的该第二端的电压于该显示周期中被充电至对应该数据驱动信号的电压时，该背光模块提供背光光源。
2.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中该储存电路包括：
第一开关，其第一端耦接该数据线，该第一开关的控制端耦接该栅极驱动器，该第一开关于该扫描周期处于开启状态，于该显示周期处于关闭状态；
储存电容，其第一端与第二端分别耦接该第一开关的第二端与接地；以及
第二开关，耦接于该储存电容的第一端与该液晶电容的第二端之间，该第二开关的控制端耦接该栅极驱动器，该第二开关于该扫描周期处于关闭状态，于该显示周期处于开启状态。
3.如权利要求2所述的液晶显示设备，其中该第一开关、该第二开关以及该开关为传输闸。
4.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中该共享电压的极性与该数据驱动信号的极性相反。
5.如权利要求1所述的液晶显示设备，其中该液晶显示面板包括多个像素，各该像素包括多个该子像素单元。
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