液晶显示装置及其驱动方法

专利名称：液晶显示装置及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法。更具体地，本发明涉及它 的优点在于功耗减小、并同时在装置的第一和第二表面上显示不同图像的液 晶显示装置及其驱动方法。
背景技术：
通常，液晶显示器("LCD")包含具有两块显示面板的液晶面板组件以 及插在它们之间的液晶层，在这两块显示面板上形成例如像素电极和公共电 极的场生成(field generating )电极。在LCD中，向场生成电极施加电压， 场生成电极在液晶层内生成电场。电场使液晶层内的液晶分子对准，并且入 射光的偏振受到控制，从而显示期望的图像。
LCD是本身并不发光的无源显示装置。因此，被称为透射LCD的这种 LCD使用背光单元，背光单元使光传输通过液晶层。作为选择，来自外部的 光，例如自然光，被传输通过液晶层，被反射，然后向后再传输通过液晶层 (被称为反射型LCD)。已经开发出另一种LCD,被称为透射反射型 (transflective )或反射-透射型LCD(在下文中简单地称为透射反射型LCD )， 它根据操作环境使用背光单元或来自外部的光。反射型和透射反射型LCD 二者主要用于小型和中型显示装置。
在透射反射型LCD中，每个像素都包括相互电连接的透明电极和反射 电极。来自背光单元的光传输通过透明电极，然后用于显示。另外，反射电 极反射来自背光单元相对侧的外部光，并然后用于显示。
移动电话(或者其他类似装置)的LCD常常在装置的第一表面上显示 复杂的主图像，而在第二表面上显示例如时钟的相对简单的图像。为了按照这样的方式在第一和第二表面上显示图像，两个液晶面板组件相互重叠，并 且所述液晶面板组件的外表面都用于显示。然而，当具有大量的位和大量灰 度电压的图像信号用于复杂图像和简单图像二者时，需要大型驱动电路，并 且功耗也高。
因此，需要提供一种LCD装置及其驱动方法，它的优点在于功耗减小， 同时在装置的第一和第二表面上显示稳定的图像。

发明内容
本发明致力于提供一种LCD装置及其驱动方法，它的优点在于功耗减 小，同时在装置的第一和第二表面上显示稳定的图像。
本发明的一个示范实施例提供一种LCD,包含显示面板，具有相互 面对的第一表面和第二表面、在第一表面上显示图像的多个第一像素、以及 在第二表面上显示图像的多个第二像素；数据驱动器，分别向第一像素和第 二像素提供第一数据信号和第二数据信号；以及栅极驱动器，具有向第一像 素和第二像素提供栅极信号的第一栅极驱动电路和第二栅极驱动电路。栅极
驱动器和数据驱动器在第 一 时间段内向多个第 一像素提供栅极信号和第一
数据信号，而在第二时间段内向多个第二像素提供门信号和第二数据信号。
所述多个第 一像素和所述多个第二像素可以交替排列。
LCD还可包括连接到所述多个第 一像素的多条第 一栅极线和连接到第
二像素的多条第二栅极线。所述多条第一栅极线和所述多条第二栅极线可交
替排列。
第 一数据信号和第二数据信号含有大量值，并且第 一数据信号所含有的 值的数量可以不等于第二数据信号所含有的值的数量。
第 一数据信号和第二数据信号中的至少 一个可具有至少两个值。
所述数据驱动器可包含第一数据驱动电路，其接收含有大量第一位的 第一图像信号，并生成第一数据信号；以及第二数据驱动电路，其接收含有 大量第二位的第二图像信号，并生成第二数据信号。第一图像信号中的第一 位的数量可以不同于第二图像信号中的第二位的数量。
第 一数据驱动电路可以选择至少三个灰度电压之一 ，并且输出所选择的 灰度电压作为第 一数据信号；而第二数据驱动电路可以选择至少两个灰度电 压之一，并且输出所选择的灰度电压作为第二数据信号。
第 一数据驱动电路和第二数据驱动电路包含输出緩冲器，它们分别输出 第 一数据信号和第二数据信号。
栅极驱动器可以包含第 一栅极驱动电路和第二栅极驱动电路，该第 一栅 极驱动电路在第 一时间段中将栅极导通电压施加到第 一栅极线，而第二栅极 驱动电路在第二时间段内将栅极导通电压施加到第二栅极线。
所述栅极驱动器可包含输出端，用于发送进位信号到相邻的级；以及 输出緩沖器，向第一栅极线和第二栅极线输出栅极导通电压。
第 一栅极驱动电路和第二栅极驱动电路可以分别位于第 一栅极线和第 二栅极线的相对端处。
提供在第 一 时间段和第二时间段之间的消隐时间段。
所述消隐时间段可以为两个或更多水平周期。
所述多个第 一像素可包括透射像素电极，而所述多个第二像素可包括反 射像素电极。
在本发明的另一示范实施例中，提供了一种用于驱动LCD的方法，所 述方法包括依次向多个第一像素提供栅极导通电压；向多个第一像素提供 第一数据信号，以便在显示面板的第一表面上显示图像；向多个第二像素提 供栅极导通电压；以及向所述多个第二像素提供第二数据信号，以便在显示 面板的第二表面上显示图像。第一像素和第二像素可交替布置
所述方法还可包含在提供栅极导通电压到第二像素之前的消隐时间段。 所述消隐时间段可以是栅极导通电压的 一 个持续时间的至少两倍长。 第 一数据驱动电路可以从至少三个灰度电压中选择与第 一 图像信号对 应的灰度电压，并将所选择的灰度电压施加到多个第一像素作为第一数据信 号。第二数据驱动电路可以从至少两个灰度电压中选择与第二图像信号对应 的灰度电压，并将所选择的灰度电压施加到多个第二像素作为第二数据信 号。
多个第 一像素可以是传输入射光的透射像素电极，而多个第二像素可以 是反射入射光的反射像素。


通过参考附图更详细地描述本发明的示范实施例，本发明将变得更显而 易见，其中
图1是根据本发明一个示范实施例的LCD的框图2是根据本发明一个示范实施例的LCD内一对像素的等效电路图;
图3是根据本发明 一个示范实施例的液晶面板组件的平面布局图4是图3中液晶面板组件沿IV-IV线的剖视图5是图3中液晶面板组件沿V-V线的剖视图6是根据本发明一个示范实施例的数据驱动器的框图7是根据本发明一个示范实施例的栅极驱动器的框图；以及
图8是示出本发明一个示范实施例操作时的信号波形时序图。
具体实施例方式
在下文中，将参考附图更完整地描述本发明，在这些附图中示出了本发 明的示范实施例。然而，可以通过许多不同形式来实施本发明，而且不应该 解释成局限于本文中所述的实施例。相反，提供这些实施例以便本公开将是 彻底和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本发明的范围。相同的附 图标记始终表示相同的部件。
将能理解，当谈到元件"在"另一元件上时，它可能是直接在另一元件 上或者也有可能在其间有插入元件。相反，当谈到元件"直接在"另一元件 上时，就没有插入元件存在。如本文中所用，术语"和/或"包含相关链罗列 项之一或多个中的任何一个和所有组合。
将能理解，尽管在本文中术语"第一"、"第二"、"第三"等可以用来描 述不同的元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和 /或部分不应该受这些术语限定。这些术语只是用来区分一个元件、部件、区 域、层或部分与另一个元件、部件、区域、层或部分。因此，在不脱离本发 明教导的情况下，可以将下述第一元件、部件、区域、层或部分称为第二元 件、部件、区域、层或部分。
本文中使用的术语只是为了描述具体实施例，并不是意欲限制本发明。 如本文中所用，单数形式"一 (a)"、 "一 (an)"和"该(the)"也意欲包含 复数形式，除非本文中清楚地指出其他情况。将还能理解，当在本说明书中 4吏用术语"包4舌(comprises)"和/或"包凌舌(comprising)"或者"包含(includes )，' 和/或"包含(including)"时，表示存在所陈述的特征、区域、整数(integer), 步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或增加一个或多个其他特征、
区域、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
此外，可以使用相对术语，例如"下(lower)"或"底部(bottom)"和 "上(upper)"或"顶部(top)",来描述如图中图示的一个元件与其它元件 的关系。将能理解，相对术语意欲含有装置的、除图中所描绘的方向之外的 不同方向。例如，如果将附图之一中的装置翻转过来，则描述成位于其他元 件"下(lower)"侧的元件然后将被定向成位于其他元件"上(upper)"侧。 因此，根据图中的具体定向，因此示范术语"下(lower)"可以含有"下(lower)" 和"上(upper)"的定向二者。类似地，如果将附图之一中的装置翻转过来， 则描述成位于其他元件"下面(below)"或"之下(beneath)"的元件然后 将寻皮定向成位于其他元件"上面(above )"。因此，示范术语"下面(below)" 或"之下(beneath)"因此可以含有上面和下面二者的定向。
除非另有定义，本文中使用的所有术语(包含技术和科学术语)的含义 都与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将还能理 解，诸如通用字典内所定义的那些术语应该解释成具有与它们在相关技术和 本公开内的含义一致的含义，而不能按照理想化或过度形式化意义来解释， 除非本文中确切地这样定义。
将在本文中参考剖视图来描述本发明的示范实施例，这些剖视图示意性 地图示了本发明的理想实施例。同样地，例如作为制造技术和/或公差的结果， 而预料到从图示的形状中所进行变化。因此，本发明的实施例不应该解释成 限制于本文中所图示的区域的特定形状，而要包含例如制造所导致的形状偏 差。例如，图示或描述成平的区域一般可以具有粗糙和/或非线性特征。此外， 图示的锐角可以是圓形的。因此，图中图示的区域实际上是示意性的，它们 的形状并不是意欲图示区域的精确形状，也不是意欲限制本发明的范围。
在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明一个示范实施例的液晶 显示装置。
图1是根据本发明一个示范实施例的LCD的框图。图2是根据本发明 一个示范实施例的LCD中一对像素的等效电路图。
参考图1，根据本发明一个示范实施例的LCD包含液晶面板组件300、 栅极驱动器400、数据驱动器500、灰度电压发生器800、照明单元900和信 号控制器600。
进一步参考图i,液晶面板组件300包含多条信号线G&到Gan、 Gb!
到Gbn和D,到Dm、以及多对第一像素PXa和第二像素PXb,第一像素PXa 和第二像素PXb连接到信号线Ga,到Gan、 Gb，到GK和D,到Dm,并且基 本上排列成矩阵形状。
参考图1和图2，信号线Ga,到Gan、 Gt^到GK和Dt到Dm提供在下显 示面板100上，并包含用于传输栅极信号(也称为"扫描信号")的多对第 一栅极线Ga!到Gan和第二栅极线Gb,到Gbn、以及用以传输数据电压的多 条数据线到Dm。栅极线Ga,到Ga。和Gb,到Gb。基本上彼此平行地沿行 方向延伸，而数据线D,到Dm基本上彼此平行地沿列方向延伸。
参考图2中示出的一对第一像素PXa和第二像素PXb的等效电路图， 液晶面板组件300(图2中未完全示出)包含分别彼此面对的下显示面板100 和上显示面板200以及插在它们之间的液晶层3 。
第一像素PXa和第二像素PXb在液晶面板组件300的分开表面上显示 图像。例如，当第一像素PXa在液晶面板组件300的后表面上显示图像时， 第二像素PXb在它的前表面上显示图像。作为选冲奪，第一像素PXa和第二 像素PXb可以分别在液晶面板组件300的前表面和后表面上显示图像。
第一像素PXa和第二像素PXb连接到信号线。具体地，第一像素PXa 和第二像素PXb分别连接到栅极线GLa和GLb,同时连接到数据线DL。每 个像素PXa/PXb包含连接到信号线GLa/GLb和DL的对应开关元件Qa/Qb、 以及连接到开关元件Qa/Qb的液晶电容器Clca/Clcb和存储电容器Csta/Cstb。
开关元件Qa/Qb是三端元件，例如提供在下显示面板100中的薄膜晶体 管("TFT")。开关元件Qa/Qb的控制端连接到栅极线GLa和GLb,它的输 入端连接到数据线DL,输出端连接到液晶电容器Clca/Clcb和存储电容器 Csta/Cstb 。
液晶电容器Clca/Clcb具有下显示面板100的第一像素电极191a/第二像 素电极191b和上显示面板200的公共电极270作为接线端，两个电极 191a/191b和270之间的液晶层3用作介电材料。像素电极191a/191b连接到 开关元件Qa/Qb，公共电极270形成在上显示面板200的整个表面上。将公 共电压Vcom施加到公共电极270。与图2中图示的不同，公共电极270可 以提供在下显示面板100上；按照这种布置，至少像素电极191a/191b和公 共电极270之一可以形成为线形形状或者条形形状。像素电极191a和191b 之一可以是透射电极，而另一个可以是反射电极。例如，第一像素电极191a
可以是透明的透射电极，而第二像素电极191b可以是反射电极。
协助液晶电同期CLCA/CLCB的储存电容器CSTA/CSTB包含提供在下显示面板100中的单独信号线(未示出)，像素电极191a和191b提供成彼此重叠， 并且在它们之间插入绝缘体。将例如公共电压Vcom的固定电压施加到所述 单独信号线。
为了显示彩色，这对像素PXa和PXb唯一地显示基色之一 (例如红色、 绿色或蓝色之一)(空间划分)，或者这对像素PXa和PXb随着时间交替显 示这些基色(时间划分)。结果，按照空间或时间来合成这些基色，并且显 示期望的特定颜色。在图2中图示了空间划分的示例，像素对PXa和PXb 具有呈现基色之一的滤色器230，滤色器230位于上显示面板200中与像素 电极191a和191b相对应的区域内。滤色器230可以提供在下显示面板100 的像素电极191a和191b上面或下面。
在液晶面板组件300内，提供至少一个偏光器(未示出)。
在下文中，将参考图3、图4和图5进一步详细地描述根据本发明一个 示范实施例的液晶面板组件300的结构。
图3是根据本发明一个示范实施例的液晶面板组件的平面布局图，图4 是图3中液晶面板组件沿IV-IV线的剖视图，以及图5是图3中液晶面板组 件沿V-V线的剖视图。
根据本发明一个示范实施例的液晶面板组件300包含彼此面对的TFT 阵列面板100和公共电极面板200 、以及插在两个显示面板100和200之间 的液晶层3。
在下文中，将参考附图更详细地描述TFT阵列面板100。 多对第一栅极线121a和第二栅极线121b与多条存储电极线131都形成
在绝缘基板110上，绝缘基板110例如由透明玻璃或塑料制成，但并不局限于此。
如图3中所示，第一栅极线121a和第二栅极线121b基本上沿水平方向 延伸，并且交替排列。第一栅极线121a包含向下突出的多个第一栅极电极 124a和连接到不同层或外部驱动电路(未示出)的宽端部129a。第二栅极 线121b布置在第一栅极线121a下面。第二栅极线121b包含向上突出的多 个第二栅极电极124b和连接到不同层或外部驱动电路(未示出)的宽端部 129b。生成栅极信号的栅极驱动电路(未示出)可以安装在附着到基板110
的软性印刷电路膜上(未示出)，可以直接安装在基板110上，或者可以与
基板110集成在一起。当栅极驱动电路与基板110集成在一起时，栅极线ma 和121b可以延伸成直接连接到栅极驱动电路。
被供应预定电压的存储电极线131沿着基本上平行于栅极线121a和 121b的方向延伸。每条存储电极线131布置在特定第一栅极线121a和特定 第二栅极线121b之间，并且与特定第一栅极线121a相比，更靠近位于下侧 的特定第二栅极线121b。存储电极线131具有向上突出的多个突起部分137 和138，它们的宽度大于栅极线121a和121b的宽度，并且交替排列。然而， 存储电极线131的形状和排列可以按各种不同方式进行修改。
例如，栅极线121a和121b以及存储电极线131可以由铝基金属(例如铝 (Al)或铝合金)、银基金属(例如银(Ag )或银合金)、铜基金属(例如铜(Cu) 或铜合金)、钼基金属(例如钼(Mo)或钼合金)、铬(Cr)、钽(Ta)、钛(Ti) 或其他类似金属和/或合金制成。栅极线121a和121b以及存储电极线131 可以具有多层结构，包含物理属性彼此不同的两层导电层(未示出)。在这 些导电层中， 一层导电层由低电阻率金属制成，例如铝基金属、银基金属或 铜基金属，以便减少信号延迟或电压降落。相反，另一层导电层由一种不同 材料制成，具体地，这种材料与氧化锡铟("ITO")和氧化锌铟("IZO") 具有良好的物理、化学和电学接触特性，该材料例如为钼基金属、铬、钽或 钛，但不局限于此。组合的具体示例包含下铬层和上铝(合金)层的组合以 及下铝(合金)层和上钼(合金)层的组合，但不局限于此。作为选择，栅 极线121a和121b以及存储电极线131可以由不同于上述材料的各种金属或 导体制成。
在示范实施例中，栅极线121a和121b以及存储电极线131各自的侧面 相对于基板110的表面倾斜，并且倾斜角的范围为大约30°到大约80°。
由氮化硅("SiNx")或氧化硅("SiOx")制成的栅极绝缘层140形成在 栅极线121a和121b以及存储电极线131上。
由氢化非晶硅("a-Si")或多晶硅("poly-Si"或"p-Si")制成的多个第 一半导体岛154a和第二半导体岛154b形成在栅极绝缘层140上。半导体岛 154a和154b分别布置在栅极电极124a和124b上。
多对第一欧姆接触岛(ohmic contact isaland)163a和165a形成在第一半导 体岛154a上，而多个第二欧姆接触岛163b和165b形成在第二半导体岛154b 上。欧姆触点(ohmiccontact)163a、 163b、 165a和165b可以由诸如掺杂有高 浓度n型杂质(例如磷或硅化物)的n+ a-Si之类的材料制成。
在示范实施例中，半导体岛154a和154b以及欧姆触点163a、 163b、 165a 和165b各自的侧面也相对于基板110的表面以范围约为大约30°到大约80° 的倾斜角倾斜。
多条数据线171以及多个第一漏极电极175a和第二漏极电极175b都形 成在欧姆触点163a、 163b、 165a和165b以及栅极绝缘层140上。
如图所示，数据线171传输数据信号，并且基本上沿垂直方向延伸以便 与栅极线121a和121b以及存储电极线131交叉。每条数据线171都包含向 栅极电极124a和124b延伸的多个第一源极电极173a和第二源极电极173b、 以及连接到不同层或外部驱动电路(未示出)的宽端部179。生成数据信号 的数据驱动电路(未示出)可以安装在附着到基板110上的软性印刷电路膜 (未示出)上，可以直接安装在基板IIO上，或者可以与基板110集成在一 起。当数据驱动电路与基板110集成在一起时，数据线171可以延伸成直接 连接到数据驱动电路。
第一漏极电极175a和第二漏极电极175b与数据线171分开，并且分别 以第一栅极电极124a和第二栅极电极124b为中心面对第一源极电极173a 和第二源极电极173b。如图3中所示，漏极电极175a和175b各自都包含分 别具有宽延长部分177a和177b的一个端部、以及具有条形形状的另一个端 部。宽延长部分177a和177b与存储电极线131重叠，而条形端部分别面对 源才及电4及173a和173b。
一个栅才及电极124a/124b、 一个源极电极173a/173b和一个漏极电极 175a/175b与半导体岛154a和154b —起形成一个TFT。 TFT的沟道形成在 半导体岛154a/154b内，并且位于源极电极173a/173b和漏极电极175a/175b 之间。
在示范实施例中，数据线171与漏极电极175a和175b由难熔金属制成， 例如钼、铬、钽或钛或者其合金。数据线171和漏极电极175a和175b可以 具有包含难熔金属层(未示出)和低电阻率导电层(未示出)的多层结构。 多层结构的示例包含具有下铬或钼(合金)层和上铝(合金)层的双层结构， 和具有下钼(合金)层、中铝(合金)层和上钼(合金)层的三层结构，但 不局限于此。然而，数据线171和漏极电极175a/175b可以由不同于上述材
料的各种金属或导体制成。
在示范实施例中，数据线171和漏极电极175a/175b各自的侧面也相对 于基板110的表面以范围约为大约30。到大约80。的倾斜角倾斜。
欧姆触点163a、 163b、 165a和165b只插入在位于下面的半导体岛154a 和154b与位于上面的数据线171以及漏极电极175a和175b之间，以便减 少它们之间的接触电阻。半导体岛154a/154b具有未被数据线171以及漏极 电极175a和175b覆盖的暴露部分，包含位于源极电极173a/173b与漏极电 极175a/175b之间的部分。
钝化层180形成在数据线171、漏极电极175a和175b、以及半导体岛 154a和154b的暴露部分上。钝化层180包含由诸如SiNx或SiOx的无机绝缘 体制成的下层180p和由有机绝缘体制成的上层180q。在示范实施例中，上 钝化层180q具有等于或小于4.0的介电常数，并且可以是光敏的。在上钝化 层180q的表面上形成突起和凹陷。然而，钝化层180可以是由无机绝缘体 或有机绝缘体制成的单层结构。
在钝化层180内形成多个接触孔182、以及多个接触孔185a和185b， 接触孔182暴露数据线171的端部179，而接触孔185a和185b暴露第一漏 极电极175a和第二漏极电极175b的延长部分177a和177b。此外，在钝化 层180和栅极绝缘层140中形成多个接触孔181a和181b，它们暴露栅极线 121a和121b的宽端部129a和129b。
在钝化层180上形成多对第一像素电极191a和第二像素电极191b、以 及多个辅助触点(contact assistant) 81a、 81b和82。
第一像素电极191a和第二像素电极191b根据钝化层180的突起和凹陷 而弯曲，并且彼此分开。第二像素电极191b包含透明电极192和位于透明 电极192上面的反射电极194。透明电极192可以省略。
第一像素电极191a和透明电极192由例如ITO或IZO的透明导电材料 制成，而反射电极194由例如铝、银、铬或其合金的反射金属制成。然而， 反射电极194可以具有上低电阻反射层(未示出)和下层(未示出)的双层 结构，该上低电阻反射层由铝、银或其合金制成，该下层由钼基金属、铬、 钽或钛制成，该双层结构与例如ITO或IZO的其他金属具有良好的电学接 触特性。
第一像素电极191a通过接触孔185a而物理和电连接到第一漏极电极175a(经由第一漏极延长部分177a),并且从第一漏极电极175a给第一像素 电极191a供应数据电压。第二像素电极191b通过接触孔185b物理和电连 接到第二漏极电极175b (经由第二漏极延长部分177b),并且从第二漏极电 极175b向第二像素电极191b供应数据电压。
施加到第一像素电极191a/第二像素电极191b上的数据电压和施加到公 共电极面板200的公共电极270上的公共电压在液晶层3内生成电场(图4)。 该电场确定在两个电极191a/191b和270之间的液晶层3的液晶分子的对准， 并从而控制穿过液晶层3的光的偏振。第一像素电极191a/第二像素电极191b 和公共电极270形成液晶电容器Clca/Clcb，它在TFT截止之后维持施加的 电压。
透射反射型液晶面板组件300包含TFT阵列面板100、公共电极面板200 和液晶层3，并且可以分成透射区域和反射区域，它们可以分别由第一i^象素 电极191a和第二像素电极191b来定义。
为了使用透射区域来显示图像，来自液晶面板组件300的第一表面(即 公共电极面板200)的入射光穿过液晶层3,并从液晶面板组件300的第二表 面，即TFT阵列面板100射出。为了使用反射区域来显示图像，来自第一表 面的入射光穿过液晶层3，由第二像素电极191b进行反射，又返回来穿过液 晶层3,并从第一表面射出，第二像素电极191b弯曲以便提高光反射效率。
第一像素电极191a/第二像素电极191b和连接到第一像素电极191a/第 二像素电极191b的第一漏极电极175a/第二漏极电极175b的延长部分 177a/177b与突起部分137和存储电极线131重叠，并且形成存储电容器 Csta/Cstb,它提高液晶电容器Clca/Clcb的电压维持能力。另外， 一部分存 储电极线131与第一漏极电极175a的延长部分177a重叠，而另一部分与第 二漏极电极175b的延长部分177b重叠。因此，使用一条存储电极线131形 成两个像素PXa和PXb的存储电容器Csta/Cstb,以便确保两个像素PXa和 PXb的透射率。
辅助触点81a、 81b和82通过接触孔181a、 181b和182连接到栅极线 121a/121b的端部129a/129b和数据线171的端部179。辅助触点81a、 81b 和82补充棚-极线121a和121b的端部129a和129b和数据线171的端部179 到另一装置的附着，并且保护端部129a、 129b和179。
在下文中，将参考附图更详细地描述公共电极面板200。
参考图4，阻光件(light blocking member) 220形成在由透明玻璃或塑 料制成的绝缘基板210上。阻光件220被称为黑矩阵。阻光件220定义面对 第一像素电极191a和第二像素电极191b的多个开口，并且减少或者有效地 防止或减少在第一像素电极191a和第二像素电极191b之间的光泄漏。
多个滤色器230形成在基板210上。滤色器230布置成基本上被容纳在 由阻光件220围绕的开口中。滤色器230可以沿着第一像素电极191a和第 二像素电极191b在垂直方向上延伸，并且可以具有条紋形状。每个滤色器 230都可以显示基色之一 (例如红色、绿色或蓝色之一)。
覆盖层250形成在滤色器230和阻光件220上。覆盖层250可以由有机 绝缘体制成。覆盖层250保护滤色器230，有效防止或者减少滤色器230暴 露，并且提供平面化的表面。然而，在替换的示范实施例中，覆盖层250可 以省略。
公共电极270形成在覆盖层250上。在示范实施例中，公共电极270可 以由例如ITO或IZO的透明导体制成。
在显示面板100和200的内表面上涂覆与液晶层3对准的对准层(未示 出)。此外，在显示面板100和200的内表面或外表面上提供至少一个偏光 器(未示出)。
液晶层3可以垂直或水平地对准。
液晶面板组件300还包含多个弹性垫片(未示出)，该弹性垫片支撑TFT 阵列面板100和公共电极面板200以便在它们之间形成间隙。
液晶面板组件300还可以包含密封剂(未示出)，密封剂使TFT阵列面 板100和公共电极面板200彼此粘结。密封剂布置在公共电极面板200的边缘处。
如图4中所示，与液晶面板组件300的TFT阵列面板100相比，照明单 元900布置成更靠近公共电极面板200,并且基本上沿着某个方向将光从公 共电极面板200辐射到TFT阵列面板100。照明单元900可以包含生成光的 光源(未示出)、导光器(light guide)(未示出)和光学薄片(未示出)，导 光器将光源生成的光朝液晶面板组件300引导和传播。导光器可以具有类似 于公共电极面板200的形状，并且光学薄片可以布置在导光器和公共电极面 板200之间。荧光灯、发光二极管("LED")或者其他类似装置都可以用作 光源。光源可以布置在导光器的侧面上。将在下文中参考附图更完整地描述根据本发明 一个示范实施例的LCD
的操作。
返回到图1,灰度电压发生器800相对于像素PXa和PXb的期望透射率 生成两组灰度电压(在下文中称为一组参考灰度电压)。两组灰度电压中的 一组关于公共电压Vcom具有正值，而另一组关于公共电压Vcom具有负值。
数据驱动器500连接到液晶面板组件300的数据线D,到Dm,生成数据 电压，并且将所生成的数据电压施加到数据线D,到Dm。
栅极驱动器400包含第一栅极驱动电路400L和第二栅极驱动电路 400R。栅极驱动电路400L和400R的每一个都连接到液晶面板组件300的 栅极线Ga!到Gan或Gb,到Gbn,并且将通过组合栅极导通(gate - on)电压 Von和栅极关断(gate - off)电压Voff而获得的栅极信号施加到栅极线Ga! 到Gan或Gb!到Gbn。
第一栅极驱动电路400L布置在液晶面板组件300的左边缘处，并且将 栅极信号施加到第一栅极线Ga,到Gan。第二栅极驱动电路400R布置在液晶 面板组件300的右边缘处，并且将栅极信号施加到第二栅极线Gh到Gbn。 第一栅极驱动电路400L和第二栅极驱动电路400R各自都从液晶面板组件 300的最上栅极线Ga乂G^开始施加栅极导通电压Von。在一个栅极驱动电 路400L/400R将栅极导通电压Von施加到最后栅极线Gan/Gbn之后，另 一栅 极驱动电路400R/400L开始将栅极导通电压Von施加到最上栅极线Gb一Ga!。
信号控制器600控制栅极驱动器400和数据驱动器500。
在下文中，栅极驱动器400、数据驱动器500、信号控制器600和灰度 电压发生器800被共同称为驱动装置400、 500、 600和800。
驱动装置400、 500、 600和800可以作为至少一个IC芯片(未示出) 直接安装在液晶面板组件300上，或者可以安装在软性印刷电路膜(未示出) 上和作为带载封装(tape carrier package) ( "TCP")(未示出)附着到液晶面板 组件300。此外，每个驱动装置都可以安装在单独的印刷电路板("PCB") (未示出)上。作为选择，驱动装置400、 500、 600和800可以与信号线 Gat到Gan、 Gb,到Gbn和到Dm、以及TFT开关元件Qa和Qb (未示出) 一起集成在液晶面板组件300中。另外，驱动装置400、 500、 600和800可 以集成在单个芯片(未示出)中。在这种情况下，驱动装置400、 500、 600 和800中的至少一个或者它们的至少一个电路元件可以提供在单个芯片的外 部。
信号控制器600从图形控制器(未示出)接收输入图像信号R、 G和B 以及控制其操作的输入控制信号。输入图像信号R、 G和B具有用于每个像 素PXa/PXb的亮度信息，并且亮度信息含有预定数量的灰度级，例如1024 (=21G)、 256 (=28 )或64 ( =26)个灰度级。输入控制信号包含垂直同步信 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根据液晶面板组件300的期望操作条件、基于输入控制 信号来处理输入图像信号R、 G和B，并生成栅极控制信号C0NT1、数据控 制信号C0NT2和数字图像信号DAT1和DAT2。信号控制器600将栅极控 制信号CONT1传输给栅极驱动器400，并且将数据控制信号CONT2和数字 图像信号DAT1和DAT2传输给数据驱动器500。
栅极控制信号C0NT1包含指示栅极驱动器400开始扫描的扫描开始信 号LSTV和RSTV、以及控制栅极导通电压Von输出时间^殳的至少一个时钟 信号。栅极控制信号CONT1还可以包含定义栅极导通电压Von的持续时间 的输出使能信号OE (未示出)。
数据控制信号CONT2包含水平同步开始信号STH (未示出)、负载信 号LOAD (未示出)和数据时钟信号HCLK，其中，水平同步开始信号STH 指示数字图像信号DAT1和DAT2传输开始，负载信号LOAD指示数据驱动 器500将与数字图像信号DAT1和DAT2对应的模拟数据电压施加到数据线 Di到Dm。数据控制信号CONT2还可以包含反相信号RVS (未示出)，该反 相信号RVS使模拟数据电压关于公共电压Vcom的电压极性反相(在下文 中，"数据电压关于公共电压的极性"简单地称为"数据电压极性")。
数据驱动器500根据来自信号控制器600的数据控制信号CONT2接收 分别与一行像素Pxa和PXb对应的数字图像信号DATl和DAT2，并且选择 与数字图像信号DAT1和DAT2对应的灰度电压。数据驱动器500将数字图 像信号DAT1和DAT2分别转换成通用数据电压Vdatl和简单数据电压 Vdat2,并且将通用数据电压Vdatl和简单数据电压Vdat2施加到数据线D, 到Dm。
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Ga!到Ga。和Gt^到Gbn,并且接通分别连接 到栅极线Gai到Ga。和Gh到Gbn的开关元件Qa和Qb。因此，通过接通的 开关元件Qa和Qb,将施加到数据线Di到Dm的通用数据电压Vdatl和简单 数据电压Vdat2施加到像素PXa和PXb。
施加到像素PXa和PXb的数据电压Vdatl和Vdat2与公共电压Vcom 之差就是液晶电容器Clca和Clcb的充电电压，例如像素电压。像素电压的 幅度确定液晶分子的排列，液晶分子的排列改变穿过液晶层3的光偏振。偏 光器的偏振改变导致光透射率改变。因此，像素PXa和PXb分别根据数字 图像信号DAT1和DAT2的灰度级来显示期望的亮度。
对于每一个水平周期("1H")都重复这个过程， 一个水平周期等于一个 水平同步信号Hsync周期和一个数据使能信号DE周期。为了在液晶面板组 件300的第一和第二表面上显示图像，将栅极导通电压Von按顺序施加到所 有第一栅极线Ga,到Gan,并且将通用数据电压Vdatl施加到所有第一像素 PXa,从而将一帧图像显示在液晶面板组件300的第一表面上。然后，将栅 极导通电压Von按顺序施加到所有第二栅极线Gh到Gbn，并且将简单数据 电压Vdat2施加到所有第二像素PXb，从而将一帧图像显示在液晶面板组件 300的第二表面上。
完成一帧之后，控制施加到数据驱动器500的反相信号RVS (未示出) 的状态，从而使施加到每个像素PXa/PXb的数据电压的极性关于前一帧的极 性反相("帧反相")。因此，在一帧内，根据反相信号RVS (未示出)的特 性，可以对在数据线内流动的数据电压的极性进行反相(例如，行反相和点 反相)，或者可以改变施加到一行像素上的数据电压的极性(例如，列反相 和点反相)。
当图像显示在液晶面板组件300的第 一表面和第二表面上时，可以在第 一表面上显示复杂图像，例如与操作移动电话、玩视频游戏或操作相机相关 的图像，同时可以在第二表面上显示相对简单的图像，例如时钟显示或装置 操作手册。在这种情况下，表示复杂图像的通用数字图像信号DAT1 (在下 文中，DAT1称为通用数字图像信号)将具有大量灰度级，而表示简单图像 的简单数字图像信号DAT2 (在下文中，DAT2称为简单数字图像信号)将 具有少量灰度级。因此，表示复杂图像的通用数字图像信号DAT1将具有大 量的位，而表示简单图像的简单数字图像信号DAT2将具有少量的位。
在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明一个示范实施例的数据 驱动器500的示例。
图6是根据本发明一个示范实施例的数据驱动器500的框图。参考图6, 数据驱动器500可以包含至少一个数据驱动芯片510。
数据驱动芯片510包含通用数据驱动电路520和简单数据驱动电路530， 通用数据驱动电路520生成与复杂图像对应的通用数据电压Vdatl,而简单 数据驱动电路530生成与简单图像对应的简单数据电压Vdat2。在下文中， 通用数据电压Vdatl和简单数据电压Vdat2统称为Vout。简单数据电压Vdat2 可以具有少量值，例如两个值，而通用数据电压Vdatl可以具有比筒单数据 电压Vdat2更多的值。
通用数据驱动电路520包含依次连接的移位寄存器521、锁存器523、 数字-模拟转换器525和输出緩冲器527。
当将水平同步开始信号STH(未示出)(或移位时钟信号)(未示出)输 入到移位寄存器521时，移位寄存器521根据数据时钟信号HCLK将通用数 字图像信号DAT1传送给锁存器523。
锁存器523存储通用数字图像信号DAT1,并且根据负载信号LOAD将 通用数字图像信号DAT1发送给数字-模拟转换器525。
数字-模拟转换器525从灰度电压发生器800中接收灰度电压，将数字 的通用数字图像信号DAT1转换成模拟的通用数据电压Vdatl,并且将转换 完的通用数据电压Vdatl发送给输出緩冲器527。
输出緩冲器527将来自数字-模拟转换器525的通用数据电压Vdatl发送 给相应的一条数据线到Dm，并且保持通用数据电压Vdatl持续一个水平 周期1H。在图6中，通用数据电压Vdatl表示成输出緩冲器527的输出Yi 到Yk。
简单数据驱动电路530接收第一电压VI和第二电压V2,根据简单数字 图像信号DAT2选择第一电压VI和第二电压V2之一，并且输出所选的电 压作为简单数据电压Vdat2。在图6中，简单数据电压Vdat2表示成简单数 据驱动电路530的输出到Yk。
简单数据驱动电路530还包含输出緩冲器(未示出)，它输出与数据线 D!到Dm之一对应的简单数据电压Vdat2，并且保持简单数据电压Vdat2持 续一个水平周期1H。
简单数据驱动电路530可以由简单的选择电路来实现，因此，电路的尺 寸比通用数据驱动电路520的尺寸更小。结果，简单凝:据驱动电路530的优
点在于功耗比通用数据驱动电路520更低，并因此，能有效地降低根据本发 明一个示范实施例的LCD装置的总功耗。
在下文中，将参考附图更详细地描述根据本发明一个示范实施例的栅极 驱动器400的示例。
图7是根据本发明一个示范实施例的栅极驱动器的框图。图7中图示的 栅极驱动器400是移位寄存器，它包含布置在液晶面板组件300左侧的第一 栅极驱动电路400L和布置在液晶面板组件300右侧的第二栅极驱动电i 各 400R。栅极驱动电路400L/400R包含多个级410L/410R。
将扫描开始信号LSTV和RSTV、第一和第二时钟信号CLK1和CLK2、 以及栅极关断电压Voff输入到栅极驱动器400。第一时钟信号CLK1和第二 时钟信号CLK2可以反相。时钟信号CLK1和CLK2各自的高电平电压可以 与栅极导通电压Von —致，而它们的低电平电压可以与栅极关断电压Voff 一致，从而分别用时钟信号CLK1和CLK2来驱动像素PXa和PXb的开关 元件Qa和Qb。
多个级410L和410R的每一级都包含设定端S、复位端R、栅极电压端 GV、输出端OUT、以及第一时钟端CK1和第二时钟端CK2。
在第一栅极驱动电路400L的级410L内，前一级ST (j-l ) L的栅极输 出(即前一级栅极输出Gout (j-l) L)被输入到后一级的设定端S,即第j级 ST( j )L;以及下一级ST(j+l )L的栅极输出，即下一级栅极输出Gout(j+l ) L，被输入到所述后一级ST (j) L的复位端R。第一时钟信号CLK1和第二 时钟信号CLK2分别输入到每一级的第一时钟端CK1和第二时钟端CK2。 栅极输出Gout(j)L通过各个级的输出端OUT发送给第一栅极线G&到Gan。
按照类似的方式，在第二栅极驱动电路400R的级410R内，前一栅极 输出Gout (j-l ) R被输入到第j级ST (j) R的设定端S,下一级栅极输出 Gout (j+1 ) R被输入到第j级ST (j) R的复位端R,以及将栅极输出Gout (j )R通过其输出端OUT发送给第二栅极线Gb!到Gbn。第 一时钟信号CLK1 和第二时钟信号CLK2被输入到第一时钟端CK1和第二时钟端CK2。
相邻级410L和410R分别向栅极线Gat到Gan和Gb^到Gbn传输适当的 栅极输出。为了向栅极线传输适当的栅极输出，每个级410L和410R都分别 连接到栅极线Ga,到Gan和Gb!到GK中的三条上，例如，Gout (j-l ) L、 Gout (j) L和Gout (j+1 ) L连接到栅极线Ga,到Gan中的三条上，而Gout
(j-l ) R、 Gout (j) R和Gout (j+1 ) R连接到栅极线Gb!到Gbn中的三条 上。因此，每个级410L和410R都将栅极输出发送给(Ga,到Ga。和Gb!到 Gbn中的)三条栅极线上，并且通过(Ga,到Gan和Gb,到Gbn中的)剩余两 条栅极线接收前一栅极输出和下一栅极输出。
根据本发明的另一示范实施例，可以在每个级内提供单独的输出端(未 示出)，输出端将要输出的进位(carry)信号(未示出)发送给前一级和下一级。 此外，还可以提供连接到输出端OUT的緩冲器(未示出)。
总之，独立地驱动第一栅极驱动电路400L和第二栅极驱动电^各400R。 分别根据与第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2同步的前一栅极输出 和下 一栅极输出，栅极驱动电路400L和400R的级41 OL和41 OR生成栅极 输出。最后，仅仅将扫描开始信号LSTV和RSTV分别输入到第一级STIL 和ST1R。
在下文中，将参考图6、图7和图8更详细地描述具有图6的数据驱动 器和图7的栅极驱动器的LCD的操作。图8是示出根据本发明一个示范实 施例的LCD的操作的信号波形时序图。
当多个第一像素PXa显示复杂图像和多个第二像素PXb显示简单图像 时，信号控制器600首先从图形控制器(未示出)接收与复杂图像对应的通 用数字图像信号DAT1持续一帧1FT的第一半帧T1，作为输入图像信号R、 G和B，并且接收控制其显示的输入控制信号。
信号控制器600处理通用数字图像信号DAT1，并且将处理过的通用图 像信号DATl发送给通用数据驱动电路520。
数据驱动电路520选择与通用数字图像信号DATl相对应的灰度电压， 将数字化通用图像信号DATl转换成模拟化通用数据电压Vdatl,并且将转 换后的通用数据电压Vdatl施加到数据线Di到Dra。
信号控制器600将扫描开始信号LSTV输出给第 一栅极驱动电路400L， 第一栅极驱动电路400L根据来自信号控制器600的栅极控制信号C0NT1 将栅极导通电压Von依次施加到第一栅极线G&到Gan,并且接通连接到第 一栅极线Gai到Ga。的开关元件Qa。因此，通用数据电压Vdatl被施加到第 一像素PXa,第一像素PXa显示由通用数字图像信号DATl的灰度级表示的 亮度。
在第一栅极驱动电路400L将栅极导通电压Von施加到第一栅极线Ga!
到Gan之后，预定消隐时间段流逝，并且信号控制器600将扫描开始信号 RSTV输出到第二栅极驱动电路400R。消隐时间段可以是两个或多个水平周 期2H。
在消隐时间段期间，通用数据驱动电路520关闭，而简单数据驱动电路 530打开。因此，简单数据驱动电路530的输出緩冲器(未示出)进入稳态。
在消隐时间段结束之后，在第二半帧T2，信号控制器600从图形控制 器(未示出)中接收与筒单图像对应的简单数字图像信号DAT2,作为输入 图像信号R、 G和B。
简单数据驱动电路530根据来自信号控制器600的数据控制信号 C0NT2接收与第二像素PXb对应的简单数字图像信号DAT2。然后，简单 数据驱动电路530选择与简单数字图像信号DAT2对应的第一电压VI和第 二电压V2之一，并且将选择的电压VI或V2施加到数据线Di到Dm作为简 单数据电压Vdat2。
第二栅极驱动电路400R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依次施加到第二栅极线Gbi到Gbn。因此，简 单数据电压Vdat2被施加到第二像素PXb,且第二像素PXb显示简单图像。
当简单数字图像信号DAT2是例如一位的数字信号时，可以用一点来表 示八(8)种颜色，作为带有红、绿和蓝滤色器的三个像素PXb的组合。利 用8种颜色的组合，可以显示简单图像，例如时钟显示或装置操作手册。
总之，不同的图像能分别由像素PXa和PXb显示在液晶面板组件300 的第一和第二表面上。第一和第二表面的图像可以具有不同的尺寸。根据本 发明的一个示范实施例，图像显示在显示面板的第一和第二表面上，并且在 显示装置的第一表面上显示一个图像与在第二表面上显示第二图像之间的 消隐时间段允许简单数据驱动电路530的输出緩冲器进入稳态，从而稳定地 显示两个图像。第 一 时间段和第二时间段之间的消隐时间段提供了稳定显示 的优点，而提供第二数据信号的简单数据驱动电路提供了功耗减小的优点。 此外，简单数据驱动电路530与通用数据驱动电路520的电路尺寸相比更小 的电路尺寸提供了显示装置的功耗减小的优点。
虽然已经结合目前认为实际的示范实施例描述了本发明，但应该理解 成，本发明不局限于公开的示范实施例，而相反，旨在覆盖包含在所附权利 要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
权利要求
1、一种液晶显示装置，包括显示面板，具有相互面对的第一表面和第二表面、在第一表面上显示图像的多个第一像素、以及在第二表面上显示图像的多个第二像素；数据驱动器，在第一时间段内向多个第一像素提供第一数据信号，而在第二时间段内向多个第二像素提供第二数据信号；以及栅极驱动器，包括第一栅极驱动电路和第二栅极驱动电路，该第一栅极驱动电路在第一时间段内向多个第一像素提供栅极导通电压，而第二栅极驱动电路在第二时间段内向多个第二像素提供栅极导通电压。
2、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中所述多个第一像素和所述多 个第二像素交替排列。
3、 根据权利要求1的液晶显示装置，还包括 连接到所述多个第 一像素的多条第一栅极线； 连接到所述多个第二像素的多条第二栅极线，其中所述多条第 一栅极线和所述多条第二栅极线交替排列。
4、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中第一数据信号包括大量值且 第二数据信号包括大量值，并且第一数据信号所包括的值的数量不等于第二数据信号所包括的值的数量。
5、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中第一数据信号和第二数据信 号中的至少一个包括至少两个值。
6、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中所述数据驱动器包括 第一数据驱动电路，接收包括大量第一位的第一图像信号，并生成第一数据信号；以及第二数据驱动电路，接收包括大量第二位的第二图像信号，并生成第二 数据信号。
7、 根据权利要求6的液晶显示装置，其中第一图像信号中的第一位的 数量不等于第二图像信号中的第二位的数量。
8、 根据权利要求7的液晶显示装置，其中第一数据驱动电路选择至少 三个灰度电压之一，并且输出所选择的灰度电压作为第一数据信号；而第二 数据驱动电路选择至少两个灰度电压之一，并且输出所选择的灰度电压作为第二数据信号。
9、 根据权利要求8的液晶显示装置，其中第一数据驱动电路和第二数 据驱动电路包括输出緩冲器，所述输出緩冲器分别输出第 一数据信号和第二 数据信号。
10、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中所述栅极驱动器还包括 输出端，用于发送进位信号；以及输出緩冲器，向多条第 一栅极线和第二栅极线输出栅极导通电压。
11、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中第一栅极驱动电路和第二栅 极驱动电路分别位于多条第 一栅极线和多条第二栅极线的相对端处。
12、 根据权利要求1的液晶显示装置，还包括位于第一时间段和第二时 间段之间的消隐时间段。
13、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中所述消隐时间段包括至少两 个水平周期。
14、 根据权利要求1的液晶显示装置，其中所述多个第一像素包括多个 透射像素电极，而所述多个第二像素包括多个反射像素电极。
15、 一种用于驱动液晶显示装置的方法，所述方法包括 依次向多个第一像素提供栅极导通电压；向多个第一像素提供第一数据信号，以便在显示面板的第一表面上显示 图像；依次向多个第二像素提供栅极导通电压，所述多个第 一像素和所述多个 第二像素交替布置；以及向所述多个第二像素提供第二数据信号，以便在显示面板的第二表面上 显示图像。
16、 根据权利要求15的方法，还包括消隐时间段。
17、 根据权利要求16的方法，其中所述消隐时间段是栅极导通电压的 一个持续时间的至少两倍长。
18、 根据权利要求15的方法，其中向多个第一像素提供第一数据信号 的方法包4舌从至少三个灰度电压中选择与第一图像信号对应的灰度电压；以及 将所选择的灰度电压施加到多个第 一像素作为第 一数据信号， 向第二像素提供第二数据信号的方法包括从至少两个灰度电压中选择与第二图像信号对应的灰度电压，以及 将所选择的灰度电压施加到多个第二像素作为第二数据信号。
19、根据权利要求15的方法，其中多个第一像素包括多个透射像素电 极，而多个第二像素包括多个反射像素电极。
全文摘要
一种液晶显示装置及其驱动方法，包括显示面板，具有相互面对的第一表面和第二表面、在第一表面上显示图像的多个第一像素、以及在第二表面上显示图像的多个第二像素；数据驱动器，分别给第一像素和第二像素提供第一数据信号和第二数据信号；以及栅极驱动器，给第一像素和第二像素提供栅极信号。栅极驱动器和数据驱动器在第一时间段内向多个第一像素提供栅极信号和第一数据信号，并且在第二时间段内向多个第二像素提供栅极信号和第二数据信号。
文档编号G02F1/1362GK101196665SQ20071019998
公开日2008年6月11日 申请日期2007年10月29日 优先权日2006年10月27日
发明者安宝煐, 文承彬, 李柱亨 申请人:三星电子株式会社