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CN1983356B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置，其中多个像素以矩阵形式排列，其包括：数据线，与像素连接；信号控制器，用于处理从外部接收到的图像数据，并产生多个控制信号和时钟信号；灰度电压发生器，用于生成多个灰度电压；以及数据驱动器，包括多个数据驱动IC，用于从灰度电压中选取对应于来自信号控制器的图像数据的灰度电压，并将它们作为数据电压施加到数据线，其中数据驱动器包括四个数据驱动IC组，并且每个数据驱动IC组均接收单独的时钟信号并包括至少两个彼此串联连接的数据驱动IC。因为数据驱动IC组接收单独的时钟信号，所以可以降低信号延迟，因为时钟信号的相位不同，所以与时钟信号没有相位差的相关技术相比减小了谐波分量，因此可以降低EMI。

Description

显示装置
相关申请的交叉参考
本发明要求于2005年12月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2005-0121764号中的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种平板显示装置。
背景技术
诸如有机电致发光显示器(OLED)、等离子显示面板(PDP)、液晶显示器(LCD)的平板显示器正在被积极地开发，以替代现有的笨重且体积大的阴极射线管(CRT)显示器。
PDP使用气体放电等离子体来显示字符或图像，而OLED利用由某些有机材料或聚合物提供的电场发射。LCD通过将电场施加到介于两个显示面板之间的液晶层来显示图像，以控制穿过液晶层的光的透射率。
LCD和OLED包括显示面板，其上形成有包括开关元件和显示信号线的像素；栅极驱动器，用于通过向显示信号线中的栅极线发送选通信号使像素的开关元件导通或截止；灰度电压发生器，用于生成多个灰度电压；数据驱动器，用于从灰度电压中选取对应于图像数据的电压作为数据电压并将选取的数据电压施加到显示信号线中的数据线；以及信号控制器，用于控制这些元件。
为了将数据从信号控制器传送到数据驱动器，可以使用电压驱动法或者电流驱动法。在电压驱动法中，通过使用具有大约2.5V电压摆动的电压确定逻辑值来传送数据。在电流驱动法中，传送对应于与“0”和“1”相对应的逻辑值的数据，并提供不同电平的电流，其中，对应于“1”的电流电平是对应于“0”的电流电平的1/3。此外，称为智能总线(wise bus)的点对点串行接口(point-to-pointcascading interface)用于帮助降低功率消耗。
使用TTL(晶体管-晶体管逻辑)传输高速信号的电压驱动方法产生随显示装置尺寸而增大的高等级EMI(电磁干扰)。此外，包括大量电路组件的显示装置越大，由信号控制器传送的信号延迟越长。
发明内容
本发明提供了一种显示装置，其具有减小的EMI和信号延迟。简要地，根据本发明的原理，显示装置包括像素矩阵，用于显示对应于数据信号的图像，该显示装置包括时钟发生器，用于生成多个具有不同相位的时钟信号；以及多个数据驱动器，其由时钟信号来控制，用于将数据信号输送到对于每个所述相位的各组像素。本发明的示例性实施例提供了一种显示装置，其中多个像素以矩阵形式设置，该显示装置包括：数据线，与像素连接；信号控制器，用于处理从外部接收到的图像数据并生成多个控制信号和时钟信号；灰度电压发生器，用于生成多个灰度电压；以及数据驱动器，包括多个数据驱动IC，用于从灰度电压中选取对应于来自信号控制器的图像数据的灰度电压，并将它们作为数据电压施加给数据线。数据驱动器包括至少四个数据驱动IC组，并且每个数据驱动IC组均接收单独的时钟信号且包括至少两个彼此串联连接的数据驱动IC。
将每个具有不同相位的时钟信号分别输入到至少四个数据驱动IC组。相邻时钟信号间的相位差可以小于30°，且两个时钟信号间的最大相位差可以小于180°。信号控制器和数据驱动IC可以点对点的方式连接。数据驱动IC组可以信号控制器为中心，对称地设置。多个时钟信号可以包括输入到第一至第六数据驱动IC组的第一至第六信号。第一至第六信号可以顺序地具有小于30°的相位差，且第一与第六信号可以具有小于180°的相位差。
第一至第六数据驱动IC组可以将数据电压同时施加到数据线。
第一至第三数据驱动IC组可以位于信号控制器的左侧，第四至第六数据驱动IC组可以位于信号控制器的右侧。这里，信号控制器和数据驱动IC可以点对点的方式连接。
附图说明
下面简要描述的附图示出了本发明的示例性实施例，并结合描述用于解释本发明的原理。
图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器(LCD)的示意性框图。
图2是根据本发明示例性实施例的LCD的像素的等效电路图。
图3是示出根据本发明示例性实施例的LCD的示意图。
图4是图3中LCD的一部分的放大视图。
图5是示出根据本发明示例性实施例的LCD的时钟信号及数据的视图。
具体实施方式
现在，将在下文中参照附图更充分地描述本发明，附图中示出本发明的优选实施例。
在附图中，为清楚起见，扩大了层、膜、面板、以及区域等的厚度。在通篇的说明书中，相同的参考标号表示相同的元件。应该理解，当诸如层、膜、区域、或基板的元件被提及到“位于”另一个元件上时，是指其直接位于另一个元件上，或者也可能出现介于其间的元件。相反，当元件被提及到“直接位于”另一个元件上时，意味着不存在介于其间的元件。
现在，将参照图1至图5详细地描述根据本发明示例性实施例的LCD。图1是根据本发明示例性实施例的液晶显示器(LCD)的示意性框图，以及图2是根据本发明示例性实施例的LCD的像素的等效电路图。图3是示出根据本发明示例性实施例的LCD的示意图，图4是图3中LCD的一部分的放大图，以及图5是示出根据本发明示例性实施例的LCD的时钟信号和数据的视图。
如图1所示，根据本发明示例性实施例的LCD包括液晶面板组件300；栅极驱动器400和数据驱动器500，与液晶面板组件300连接；灰度电压发生器800，与数据驱动器500连接；以及信号控制器600，用于控制它们。
在等效电路图中，液晶面板组件300包括多条信号线G1-Gn和D1-Dm以及多个与信号线连接并基本上以矩阵形式排列的像素PX。如图2所示，液晶面板组件300包括下部和上部面板100和200以及介于其间的液晶层3。
信号线G1-Gn和D1-Dm包括多条用于传送选通信号(也称为扫描信号)的栅极线G1-Gn及多条用于传送数据信号的数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn基本上在行的方向上延伸且几乎彼此平行，数据线D1-Dm基本上在列的方向上延伸并且也几乎彼此平行。
每个像素PX(例如，与第i(i＝1、2、…、n)条栅极线Gi和第j(j＝1、2、…、m)条数据线Dj连接的像素PX)均包括与信号线Gi和Dj连接的开关元件Q、液晶电容器Clc、以及与像素连接的存储电容器Cst。必要时可省略存储电容器Cst。
开关元件Q是设置在下部面板100上的三端子元件，例如薄膜晶体管。控制端与栅极线Gi连接，输入端与数据线Dj连接，并且输出端与液晶电容器Clc及存储电容器Cst连接。
液晶电容器Clc包括下部面板100的像素电极191和上部面板200的共电极270作为它的两个端子，而位于两个电极间的液晶层3作为介电材料。像素电极191与开关元件Q连接，且共电极270形成在上部面板200的整个表面上，以接收共电压Vcom。与图2所示的结构不同，共电极270可以设置在下部面板100上，并且在这种情况下，两个电极191和270中的至少一个可为线形或条状。
与液晶电容器Clc并联的存储电容器Cst提供辅助电容，它的电极由设置在下部面板100上的另一(单独)信号线(未示出)以及与介于其间的绝缘体重叠的像素电极191提供。存储电容器Cst可以通过将像素电极191与最接近的上部先前栅极线重叠来形成，该像素电极和最接近的上部先前栅极线被绝缘体(未示出)隔开。
为了实现彩色显示，每个像素PX特定地显示一种原色(空间分割)或者像素PX随时间交替地显示原色(时间分割)，从而可以通过原色的空间以及时间之和来识别出期望的颜色。例如，原色可以是红色、绿色、和蓝色的三原色。图2示出空间分割的一个实例，其中，每个像素PX均包括滤色器230，该滤色器在对应于像素电极191的上部面板200的区域显示原色之一。与图2所示的滤色器230不同，滤色器也可以形成在下部面板100的像素电极191上方或下方。至少一个用于使光偏振的偏振器(未示出)附着在液晶面板组件300的外表面上。
参照图1和图3，将灰度电压发生器800安装在印制电路板(PCB)550上并根据像素PX的透射率生成两对灰度电压(或者一组参考灰度电压)。一对灰度电压相对于共电压Vcom具有正值，而另一对灰度电压相对于共电压Vcom具有负值。
栅极驱动器400与液晶面板组件300的栅极线G1-Gn连接，并将包括栅极导通电压Von和栅极截止电压Voff的组合的选通信号施加到栅极线G1-Gn。
数据驱动器500与液晶面板组件300的数据线D1-Dm连接，接收来自灰度电压发生器800的灰度电压，以及选取灰度电压并将它们作为数据信号施加到数据线D1-Dm。如果灰度电压发生器800仅提供预定数量的参考灰度电压，而不是提供相对于所有灰度级的所有电压，则数据驱动器500划分参考灰度电压，以生成相对于所有灰度级的灰度电压，并从其中选取数据信号。
数据驱动器500包括多个数据驱动IC 540。数据驱动IC 540安装在柔性印刷电路膜511上，并以点对点的方式与信号控制器600连接，以接收相应的图像数据DAT1-DAT6。基于信号控制器600，在信号控制器600的左侧排列六个数据驱动IC 540，在信号控制器600的右侧排列另外六个数据驱动IC 540，从而具有水平对称结构。
一对数据驱动IC 540形成一个单独的组，因此设置所有六个组BLK1-BLK6。六个组BLK1-BLK6分别通过信号线CDL从信号控制器600接收图像数据DAT1-DAT6和时钟信号CLK1-CLK6，并且电隔离。
具体地，关于如图4所示的左侧数据驱动IC组BLK1-BLK3，第一数据驱动IC组BLK1通过信号线CDL接收时钟信号CLK1和数据DAT1，第二数据驱动IC组BLK2通过信号线CDL接收时钟信号CLK2和数据DAT2，及第三数据驱动IC组BLK3通过信号线CDL接收时钟信号CLK3和数据DAT3。属于各个数据驱动IC组BLK1-BLK3的各个数据驱动IC 540a-540f共享时钟信号CLK1-CLK3，并只分别接收数据DAT1-DAT3。即，例如，属于第一数据驱动IC组BLK1的两个数据驱动IC 540a和540b共享时钟信号CLK1，并且数据驱动IC 540a接收数据DATa，数据驱动IC540b接收数据DATb。信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500。
下文中，将详细描述LCD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输入控制信号。输入信号可以包括例如，垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟信号MCLK、或数字输入及输出信号DIO等。
信号控制器600基于输入控制信号，根据液晶显示面板组件300的操作条件，适当地处理输入图像信号R、G和B，生成栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，以及将栅极控制信号CONT1传输给栅极驱动器400并将数据控制信号CONT2和处理过的图像信号DAT传输给数据驱动器500。
处理过的图像信号DAT被分成图像信号DAT1-DAT6，接着将它们分别输入到数据驱动IC组BLK1-BLK6。在这种情况下，因为将各个图像信号DAT1-DAT6以上述提及的点对点的方式传送给每个数据驱动IC 540，所以不需要用于将数据DAT1-DAT6移位的进位信号。举例来说，数据不是首先被充入第一数据驱动IC组BLK1的数据驱动IC 540b中，然后将其施加到下一个数据驱动IC 540a，而是从开始就产生了数据DATa和DATb并传输它们，以将其输入到各个数据驱动IC 540。
此外，如图5所示，信号控制器600使输入到数据驱动IC组BLK1-BLK6的时钟信号CLK1-CLK6的每个相位均不相同，从而与具有相同相位的时钟信号相比，降低了EMI的谐波分量。优选地，相邻时钟信号的相位差在30°或者更小的范围内，并且CLK1至CLK6的两个时钟信号间的最大相位差在180°以下的范围内。
栅极控制信号CONT1包括用于表示扫描开始的扫描起始信号STV、以及至少一个用于控制栅极导通电压Von的输出周期的时钟信号。栅极控制信号CONT1还可以包括用于限制栅极导通电压Von的持续时间的输出使能信号OE。
数据控制信号CONT2包括：水平同步起始信号STH，用于通知相对于一行像素PX的图像数据传输开始；加载信号LOAD，用于指示将数据信号施加给数据线D1-Dm；以及数据时钟信号CLK1-CLK6。数据控制信号CONT2还可以包括反转信号(inversionsignal)RVS，用于反转相对于共电压Vcom的数据信号电压的极性(被称为‘数据信号的极性’)。
根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，数据驱动IC 540接收相对于一行像素PX的数字图像信号DAT1-DAT6，选取对应于每个数字图像信号DAT1-DAT6的灰度电压，以将数字图像信号DAT1-DAT6转换为模拟数据信号，以及将模拟数据信号施加到相应的数据线D1-Dm。已经接收了时钟信号CLK1-CLK5的数据驱动IC组BLK1-BLK5未输出模拟数据信号，直至接收具有最迟相位的时钟信号CLK6的数据驱动IC组BLK6接收到数据DAT6，从而所有的数据驱动IC 540可以同时输出模拟数据信号。
栅极驱动器400根据来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，将栅极导通电压Von施加到栅极线G1-Gn，以使与栅极线G1-Gn连接的开关元件Q导通。然后，将已施加到数据线D1-Dm的数据信号通过已导通的开关元件Q施加给相应的像素PX。
施加到像素PX的数据信号电压与共电压Vcom之间的差被看作是液晶电容器Clc的充电电压，即，像素电压。根据像素电压的大小改变液晶分子的排列，从而改变透射过液晶层3的光的偏振。偏振的改变被看作是通过附着在显示面板组件300上的偏振器的光的透射的改变。
以一个水平周期为单位(即，等同于水平同步信号Hsync的一个周期的‘1H’)重复地执行该过程，由此可以将栅极导通电压Von顺序地施加到所有的栅极线G1-Gn，以将数据信号施加到所有的像素PX，从而显示一帧图像。
在一帧结束时，开始下一帧并控制施加到数据驱动器500的反转信号RVS的状态(‘帧反转’)，使得施加到每个像素PX的数据信号极性可以与先前帧的数据信号极性相反。在这种情况下，即使在一帧中，也可以根据反转信号RVS的特性(例如，行反转、点反转)来改变流过一条数据线的数据信号的极性，或施加到一行像素的数据信号的极性可以彼此不同(例如，列反转、点反转)。
如上所述，因为数据驱动IC组BLK1-BLK6接收单独的时钟信号CLK1-CLK6，所以可以降低信号延迟，此外，因为时钟信号的相位不同，所以与时钟信号没有相位差的相关技术相比，减小了谐波分量，因此可以降低EMI。
虽然已参照在当前被认为是可实施的示例性实施例描述了本发明，但应当理解，本发明并不限于公开的实施例，相反地，其应该覆盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等同替换。

Claims (12)

1.一种显示装置，其中多个像素呈矩阵排列，其包括：
数据线，与所述像素连接；
信号控制器，用于处理从外部接收到的图像数据，并产生多个控制信号和多个时钟信号；
灰度电压发生器，用于生成多个灰度电压；以及
数据驱动器，包括多个数据驱动IC，用于从所述多个灰度电压中选取对应于由所述信号控制器接收到的图像数据的灰度电压，并将相应的数据电压施加到所述数据线，其中所述数据驱动器包括至少四个数据驱动IC组，并且每个数据驱动IC组接收单独的时钟信号并包括至少两个彼此串联连接的数据驱动IC。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，至少四个数据驱动IC组分别接收每一个均具有不同相位的所述时钟信号。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，相邻所述时钟信号之间的相位差小于30°，并且两个时钟信号之间的最大相位差小于180°。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述信号控制器和所述数据驱动IC以点对点的方式连接。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述数据驱动IC组以所述信号控制器为中心对称地设置。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述多个时钟信号包括输入到第一至第六数据驱动IC组的第一至第六信号。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一至第六信号顺序地具有小于30°的相位差。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一和第六信号具有小于180°的相位差。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第一至第六数据驱动IC组将所述数据电压同时施加到数据线。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述第一至第三数据驱动IC组被设置在所述信号控制器的左侧，并且所述第四至第六数据驱动IC组被设置在所述信号控制器的右侧。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述信号控制器和所述数据驱动IC以点对点的方式连接。
12.一种表现出减弱的电磁干扰的显示装置，所述装置具有用于显示对应于数据信号的图像的像素矩阵，所述显示装置包括：
时钟信号发生器，用于生成多个具有不同相位的时钟信号；以及
多个数据驱动器，由所述时钟信号控制，用于将所述数据信号输送给对于每个所述相位的各组所述像素，其中，相邻时钟信号间的相位差小于30°，且两个时钟信号间的最大相位差小于180°。
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