CN101008755A - 具有降低闪烁的显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于显示装置的驱动设备和具有驱动设备的显示装置。显示装置具有多个像素，每个像素具有开关元件。驱动设备包括连接到开关元件的选通线；用于将具有第一到第三电压的选通信号施加到选通线的选通驱动器；产生第一和第三电压的第一电压产生器和产生第二电压的第二电压产生器。第一和第二电压导通开关元件，而第三电压截止开关元件。第二电压小于第一电压。因此，由于选通驱动器包括用于产生第二电压的第二电压产生器和多个晶体管，并且产生具有阶梯形状的选通输出，因此降低了反冲电压并防止了闪烁。

Description

具有降低闪烁的显示装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年1月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0008146的优先权和权益，通过引用将其全部内容合并在此。
技术领域
本发明涉及具有降低闪烁的显示装置及其驱动设备。
背景技术
显示装置，例如液晶显示器(LCD)，包括分别具有像素电极和公共电极的两个显示板以及放置在显示板之间并具有介电各向异性的液晶层。以矩阵模式布置像素电极，并且将其连接到诸如薄膜晶体管(TFT)之类的开关元件，以逐列地顺序接收数据电压。在一个显示板的整个表面上形成公共电极，该公共电极接收公共电压。从电路来看，像素电极、公共电极和放置在像素电极和公共电极之间的液晶层形成液晶电容器。液晶电容器和连接到此的开关元件形成像素单元。
液晶显示器将电压施加到两个电极来在液晶层中形成电场，该液晶层通过控制流过液晶层的光传输来提供图像。如果长时间将电场在一个方向上施加到液晶层，将会产生图像降级。为了防止这样的降级，在每一帧、列或像素，周期地将关于公共电压的数据电压的极性反转。在液晶显示器中，与选通开(gate on voltage)电压和选通关(gate offvoltage)电压之间的差成比例的反冲电压引起闪烁。
发明内容
本发明使用具有较少的反冲电压的驱动设备来提供具有降低了的闪烁的显示器。根据本发明示例性实施例的一方面，一种用于具有其中每个都具有开关元件的多个像素的显示装置的驱动设备，该设备包括连接到开关元件的选通线；用于将具有第一到第三电压的选通信号施加到选通线的选通驱动器；产生第一和第三电压的第一电压产生器和产生第二电压的第二电压产生器。第一和第二电压导通开关元件，而第三电压截止开关元件。第二电压小于第一电压。
选通驱动器包括响应于第一控制信号输出第一和第二电压的第一和第二晶体管和响应于第二控制信号输出第二和第三电压的第三和第四晶体管。第一和第四晶体管可以是N型晶体管，而第二和第三晶体管可以是P型晶体管。
根据本发明示例性实施例的另一方面，显示装置包括多个像素，每个像素具有开关元件；连接到开关元件的选通线；用于将具有第一到第三电压的选通信号传送到选通线的选通驱动器；产生第一和第三电压的第一电压产生器；产生第二电压的第二电压产生器；和信号控制器，用于产生多个控制信号并控制选通驱动器。
附图说明
当结合附图阅读时，本发明的上述和其它特征可以从下面的描述中变得更加清楚，其中：
图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器的方框图；
图2是本发明的液晶显示器的像素的等效电路图；
图3是图1所示的电压产生器的电路图；
图4是图1所示的选通驱动器的电路图；和
图5是图4的选通驱动器的信号波形图。
具体实施方式
在附图中，为了清楚，夸大了层、薄膜、面板和区域等的厚度。在说明书中相同的附图标记指示相同的组成部分。将理解的是，当称诸如层、薄膜、区域和基板之类的组成部分在另一组成部分“上”时，其可以直接在其它组成部分之上，也可以存在中间组成部分。相反，当称组成部分“直接在”另一组成部分之上时，没有中间组成部分。
图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器的方框图，并且图2是本发明示例性实施例的液晶显示器的像素的等效电路图。如图1所示，根据本发明示例性实施例的液晶显示器包括液晶板组件300、连接到液晶板组件300的选通驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压产生器和用于控制液晶板组件300、选通驱动器400、数据驱动器500和灰度电压产生器800的信号控制器600。
液晶板组件300包括多个信号线G1-Gn和D1-Dm以及连接到信号线并以矩阵方式布置的多个像素PX。参照图2，液晶板组件300包括彼此面对的下和上面板100和200以及放置在面板100和200之间的液晶层3。
信号线G1-Gn和D1-Dm包括用于传送选通信号(“扫描信号”)的多个选通线G1-Gn，和用于传送数据信号的多个数据线D1-Dm。在行方向上延伸选通线G1-Gn，并且选通线相互平行，而在列方向上延伸数据线D1-Dm，并且数据线相互平行。
每个像素PX，例如连接到第i(i＝1、2、n)选通线Gi和第j(j＝1、2、m)数据线Dj的像素PX，包括连接到信号线Gi或Dj的开关元件Q、连接到开关元件Q的液晶电容器Clc和连接到开关元件Q的存储电容器Cst。可以省略存储电容器Cst。
开关元件Q是诸如薄膜晶体管之类的三端元件，并且将该元件安装在下面板100上。该晶体管包括连接到选通线Gi的控制端、连接到数据线Dj的输入端和连接到液晶电容器Clc和存储电容器Cst的输出端。
液晶电容器Clc具有两端，一端是下面板100的像素电极191而另一端是上面板200的公共电极270。两个电极191和270之间的液晶层3作为电介质材料。像素电极191连接到开关元件Q，而公共电极270形成在整个上面板200上，并且接收公共电压Vcom。替换地，可以将共电极270安装在下面板100，并且在这种情况下，至少电极191和270之一具有线性或平板形状。
通过将放置在下面板上的额外信号线(未示出)与像素电极191以及它们之间的绝缘体重叠来形成作为液晶电容器Clc的辅助的存储电容器Cst。额外的信号线接收诸如公共电压Vcom之类的预定电压。替换地，可以通过将像素电极191与放置在像素电极191上的选通线以及它们之间的绝缘体重叠来形成存储电容器Cst。
对于颜色表示，每个像素PX特定地表示基色(空分)之一。替代地，每个像素PX可以在一段时间期间表示每个基色(时分)。结果，可以由基色的空间与时间总和来表示期望的颜色。例如，基色包括红、绿和蓝。作为空分的实例，图2显示了用于表示基色之一的颜色滤波器230，将该滤波器放置在上面板的区域上，在其中每个像素PX对应于像素电极191。替换地，可以将颜色滤波器230形成在下面板100的像素电极191之上或之下。液晶板组件300包括至少一个偏振器(未示出)，用于将光偏振，其附连到组件300的外部。
仍然参照图1，灰度电压产生器800产生与像素PX的透光率(transmittance)相关的两组灰度电压(“参考灰度电压组”)。一组灰度电压关于公共电压Vcom具有正值，而另一组关于公共电压Vcom具有负值。
DC/DC转换器700响应于预定的外部电压产生选通开电压Von1和选通关电压Voff。电压产生器710从DC/DC转换器700接收选通开电压Von1，并且产生选通开电压Von2。
将选通驱动器400连接到选通线G1-Gn，并且施加将由来自DC/DC转换器700和电压产生器710的选通开电压Von1和Von2以及选通关电压Voff组合而形成选通信号。
将数据驱动器500连接到数据线D1-Dm，从灰度电压产生器800选择灰度电压，并且将所选择的灰度电压施加到数据线。灰度电压产生器800可以提供预定数量的参考灰度电压，而不是所有的灰度电压，在这种情况下，数据驱动器500分割参考灰度电压来产生所有的灰度，并且从所产生的灰度电压中选择数据信号。信号控制器600控制选通驱动器400或数据驱动器500。
驱动设备400、500、600和800可以作为一个或多个IC芯片直接安装在液晶板组件300上。替换地，可以将驱动设备安装在柔性印刷电路薄膜(未示出)上，作为附连到液晶板组件300的薄膜封装(tape carrier package)，或作为额外的印刷电路板(PCB)(未示出)。替换地，可以在液晶板组件300上集成驱动设备400、500、600和800以及信号线G1-Gn和D1-Dm和薄膜晶体管开关元件Q。作为另一种选择，可以将驱动设备400、500、600和800集成为单一的芯片，并且在这种情况下，至少一个或形成它们的至少一个电路可以位于该单一芯片的外部。
下面详细说明液晶显示器的操作。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输入控制信号。该输入控制信号包括，例如，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK和数据使能信号DE。
信号控制器600根据液晶板组件300的操作要求处理输入图像信号R、G和B。基于输入控制信号和输入图像信号R、G和B，控制器600产生选通控制信号CONT1和CONT3和数据控制信号CONT2。控制器600将选通控制信号CONT1和CONT3施加到选通驱动器400，并且将数据控制信号CONT2和处理过的图像信号DAT施加到数据驱动器500。
例如，选通控制信号CONT1包括用于指示扫描开始的扫描开始信号STV和用于控制选通开电压Von的输出周期的至少一个时钟信号或用于限制选通开电压Von2的时间的输出使能信号OE。
选通控制信号CONT3是用于控制开关元件的开关控制信号。
例如，数据控制信号CONT2包括用于指示开始将图像数据传送到单一列[束]的像素PX的水平同步开始信号STH、用于将数据信号加载到数据线D1-Dm的加载信号LOAD、或数据时钟信号HCLK。数据控制信号CONT2还可以包括用于关于公共电压Vcom将数据信号的电压极性反转的反转信号RVS。下面将“数据信号关于公共电压的电压极性”缩写为“数据信号的极性”。
响应于数据控制信号CONT2，数据驱动器500接收用于单一列[束]的像素PX的数字图像信号DAT，选择对应于每个数字图像信号DAT的灰度电压，将数字图像信号DAT转换为模拟数据信号，并且将数据信号施加到对应的数据线D1-Dm。
响应于来自信号控制器600的选通控制信号CONT1和CONT3，选通驱动器400将选通开电压Von1和Von2施加到选通线G1-Gn，并且将连接到选通线的开关元件Q导通。然后，将施加到数据线D1-Dm的数据信号通过导通的开关元件Q施加到对应的像素PX。
施加到像素PX的数据信号的电压和公共电压Vcom之间的差是液晶电容器Clc的充电电压，即像素电压。液晶分子根据改变通过液晶层3的光的偏振的像素电压的幅度来改变它们的排列。这样的偏振变化被显示为通过附连到显示板组件300的偏振器的透光率。
水平扫描的单位时间段(即图5中所谓的“1H”)是水平同步信号Hsync和数据使能信号DE的时段。通过重复该操作，将选通开电压Von1和Von2顺序施加到所有选通线G1-Gn，并且将数据信号施加到所有像素PX。结果，显示单一帧图像。
当一帧完成时，开始下一帧。控制施加到数据驱动器500的反转信号RVS，使得施加到每个像素PX的数据信号的极性与前一帧的数据信号的极性相反(“帧反转”)。在单一帧内，根据反转信号RVS的特性，沿单一数据线的数据信号的极性可能被反转(例如，行反转或点反转)，或者施加到单一像素列的数据信号的极性可能不同(例如，列反转或点反转)。
参照图3到5，将详细图解根据本发明示例性实施例的液晶显示器的驱动设备。图3是图1所示的电压产生器的示例性电路图，图4是图1所示的选通驱动器的示例性电路图，而图5是图4所示的选通驱动器的信号波形图。
参照图3，电压产生器710包括具有连接到参考电压Vref的非反转端(+)和连接到串联的电阻器R1和R2中点的反转端(-)的运算放大器。电阻器R1是可变的，其上端连接到放大器OP的输出，而电阻器R2具有连接到地的其下端。将偏置电压连接到选通开电压Von1。
由于这样连接，运算放大器OP实际上是非反转放大器，其产生选通开电压Von2。由可变电阻器R1控制选通开电压Von2的幅度。可变电阻器R1可以是无源元件或可由软件控制的数字可变电阻器DVR。选通开电压Von2的大小在偏置电压Von1的范围内，因此不能大于选通开电压Von1的大小。
参照图4，根据本发明示例性实施例的选通驱动器400包括多个晶体管M1-M4。晶体管M1和M4是N型晶体管，而晶体管M2和M3是P型晶体管。晶体管M1-M4可以是MOS晶体管或双极结晶体管。
将晶体管M1和M2的控制端连接到开关控制信号CONT3。晶体管M1的输入和输出端分别连接到选通开电压Von1和输出端OUT。将晶体管M2的输入端连接到选通开电压Von2。
将晶体管M3和M4的控制端连接到输出使能信号OE。将晶体管M3的输入和输出端分别连接到晶体管M2的输入端和输出端OUT。晶体管M4的输入和输出端分别连接到选通关电压Voff和输出端OUT。
参照图5所示的定时图，图解了选通驱动器400的操作。如图5所示，选通时钟信号CPV具有2H的周期，并且其一半周期为1H。
如上所述，即使选通开电压Von2的幅度小于选通开电压Von1的幅度，其也足够导通开关元件Q。选通开电压Von2具有大于开关元件Q的选通漏极(即阈值电压)和施加到输入端的数据电压的最大值之间的电压和。例如，开关元件Q的阈值电压是0.7V，而数据电压在0V到10V的范围。因此选通开电压Von2具有大于10.7V的电压。
当开关控制信号CONT3为高，并且输出使能信号OE为低时，N型晶体管M1导通而P型晶体管M2截止。结果，晶体管M1将选通开电压Von1施加到端子OUT。由于输出使能信号OE为低，因此晶体管M3导通，而P型晶体管M2保持截止。接下来，当开关控制信号CONT3变为低，而输出使能信号OE继续为低时，晶体管M1截止，而晶体管M2导通。通过导通的晶体管M2和M3，将选通开电压Von2传送到端子OUT。
当输出使能信号OE变为高时，晶体管M3截止但是晶体管M4导通，并且将选通关电压Voff输出到端子OUT。如图5所示，产生具有阶梯形状的选通输出Gout(1)-Gout(n)。因此，通过使用输出使能信号OE，控制选通开电压Von2的输出定时。
所产生的选通输出Gout(1)-Gout(n)通过连接到选通驱动器400的去复用器(未示出)，并且将其顺序地施加到每个选通线G1-Gn。
如图5所示，选通开电压Von1和Von2的输出时间t1和t2的期间最好相等，但是也可以是不同的。
如上所述，反冲电压与选通开电压和选通关电压之间的差，特别是由选通开电压和选通关电压组成的四边形的面积成比例。因此，具有阶梯形状的选通信号Gout(1)-Gout(n)具有减少的面积，由此降低反冲电压。降低的反冲电压减少施加到像素PX的像素电压的变换，由此防止闪烁。
根据本发明的示例性实施例，驱动设备包括用于产生选通开电压Von2的第二电压产生器710和具有多个晶体管M1-M4来产生具有阶梯形状的选通输出Gout(1)-Gout(n)的选通驱动器400，因此降低反冲电压，并且防止闪烁。
虽然已经结合实际的示例性实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于所公开的实施例，但是相反，意欲涵盖所附权利要求的宗旨和范围中的各种修改和等效布置。

Claims (21)

1.一种用于具有多个像素的显示装置的驱动设备，其中每个像素具有开关元件，所述设备包括：
连接到开关元件的选通线；
用于将具有第一到第三电压的选通信号施加到选通线的选通驱动器；
产生第一和第三电压的第一电压产生器；和
产生第二电压的第二电压产生器，
其中第一和第二电压导通开关元件，而第三电压截止开关元件，并且第二电压小于第一电压。
2.如权利要求1所述的设备，还包括信号控制器，用于产生第一和第二控制信号并控制选通驱动器。
3.如权利要求2所述的设备，其中选通驱动器包括：
响应于第一控制信号分别输出第一和第二电压的第一和第二晶体管；和
响应于第二控制信号分别输出第二和第三电压的第三和第四晶体管。
4.如权利要求3所述的设备，其中第一和第四晶体管是N型晶体管，而第二和第三晶体管是P型晶体管。
5.如权利要求4所述的设备，其中选通驱动器还包括连接到第一、第三和第四晶体管的输出端的输出端。
6.如权利要求5所述的设备，其中用于施加第一电压的时间和用于施加第二电压的时间相同。
7.如权利要求5所述的设备，其中用于施加第一电压的时间和用于施加第二电压的时间不同。
8.如权利要求1所述的设备，其中第二电压产生器包括运算放大器，其具有连接到预定参考电压的非反转端，和分别通过第一和第二电阻连接到输出端和地电压的反转端。
9.如权利要求8所述的设备，其中运算放大器具有作为第一电压的偏置电压。
10.如权利要求9所述的设备，其中第一电阻器是可变电阻器。
11.如权利要求10所述的设备，其中可变电阻器是数字可变电阻器。
12.一种显示装置，包括：
多个像素，每个像素具有开关元件；
连接到开关元件的选通线；
用于将具有第一到第三电压的选通信号施加到选通线的选通驱动器；
产生第一和第三电压的第一电压产生器；
产生第二电压的第二电压产生器；和
信号控制器，用于产生多个控制信号并控制选通驱动器，
其中第一和第二电压导通开关元件，而第三电压截止开关元件，并且第二电压小于第一电压。
13.如权利要求12所述的装置，其中选通驱动器包括：
响应于控制信号中的第一控制信号分别输出第一和第二电压的第一和第二晶体管；和
响应于控制信号中的第二控制信号分别输出第二和第三电压的第三和第四晶体管。
14.如权利要求13所述的装置，其中第一和第四晶体管是N型晶体管，而第二和第三晶体管是P型晶体管。
15.如权利要求14所述的装置，其中选通驱动器还包括连接到第一、第三和第四晶体管的输出端的输出端。
16.如权利要求15所述的装置，其中用于施加第一电压的时间和用于施加第二电压的时间相同。
17.如权利要求15所述的装置，其中用于施加第一电压的时间和用于施加第二电压的时间不同。
18.如权利要求12所述的装置，其中第二电压产生器包括运算放大器，其具有连接到预定参考电压的非反转端，和分别通过第一和第二电阻器连接到输出端和地电压的反转端。
19.如权利要求18所述的装置，其中运算放大器具有作为第一电压的偏置电压。
20.如权利要求19所述的装置，其中第一电阻器是可变电阻器。
21.如权利要求20所述的设备，其中可变电阻器是数字可变电阻器。
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