专利名称：平板显示器及其驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种平板显示器及其驱动方法，更具体地讲，涉及一种包括多个具有存储器电路的像素的平板显示器及其驱动方法。
背景技术：
近几年，由于个人计算机和电视机变得轻便、小巧，因而要求显示器也如此。为了满足这些要求，发展了平板显示器(例如液晶显示器(“LCD”))来代替阴极射线管(“CRT”)显示器。
这些平板显示器包括液晶显示器(“LCD”)、场发射显示器(“FED”)、场致发光显示器、以及等离子显示器(“PDP”)。
这些平板显示器存在实现多种灰度的问题。所述LCD，包括具有公共电极和多个彩色滤光片的上层板、具有多个薄膜晶体管(“TFT”)和多个像素电极的下层板、以及在上层板和下层板之间放置的液晶层，并且LCD对像素电极和公共电极施加不同的电势来产生电场从而改变液晶分子的排列，由此控制光的传送来实现多种灰度。
由于对应于用于像素电路的数据电压的电流被用于场致元件并且场致元件依靠所使用的电流发光，因而场致发光显示器通过在预定的范围内将所采用的数据电压控制在几个等级内来实现多种灰度。
所述PDP通过将一帧分割成N个子帧(其中每个子帧包括用于确定是否实现多个灰度的寻址周期和用于实现多个灰度的显示周期)，然后根据2的指数来辨别每个子帧的显示周期，从而实现2N个灰度。
尽管上面描述的PDP的驱动方法适用于包括以有源矩阵形式驱动的像素的平板显示器的灰度实现，但是仍存在问题，即在每个子帧内寻址增加了功耗、寻址周期减少了显示周期，并且显示周期仅局限于2的指数。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的动机在于减少灰度实现中的功耗。
本发明在像素点提供多个存储器并且使用存储器中存储的数据顺序地驱动显示单元，从而实现所述动机。
根据本发明的一方面，提供了一种平板显示器，所述平板显示器包括被提供有多个像素的显示板。像素包括多条分别以各自的方向延伸并且互相交叉的第一和第二信号线，以及连接到多条第一和第二信号线的像素电路。像素电路包括多个存储器、多个连接到存储器的第一信号线和第二信号线的开关元件、以及显示单元。存储器在预定时间内存储来自第一信号线的数据。第一开关元件响应来自第二信号线的信号将来自第一信号线的数据发送到各自的存储器。在一帧内顺序地驱动第二开关元件来将存储器中存储的数据发送到显示单元。显示单元根据存储器中存储的数据显示像素图像。
像素电路还可以包括多个反相开关元件，用于将存储器中存储的数据反相来用于显示单元。
存储器中存储的数据最好具有使显示单元表示白色灰度的第一值和使显示单元表示黑色灰度的第二值。
根据本发明的第一个方面的像素电路还可以包括连接第一信号线之一和显示单元之间的第三开关元件，并且第三开关元件响应来自第二信号线的信号，将来自第一信号线、显示多种灰度的数据发送到显示单元。
第一信号线可以包括多条分别连接到第一开关元件的信号线。作为选择的是，第一信号线可以包括一条信号线并且所述第二信号线的数目可以等于第一开关元件的数目。作为选择的是，第一信号线和所述第二信号线分别包括多条信号线，以及第一开关元件可以对应第一信号线之一并且第二开关元件可以对应第二信号线之一。
寻址周期是比一帧时间短、或者等于一帧的时间或者长于一帧时间的预定时间。
根据本发明的第二个方面，提供了一种包括多个具有显示单元的像素的平板显示器的驱动方法。根据该方法，在预定的寻址时间内数据被分别存储到多个存储器。接下来，一帧或一帧的一部分被分割成多个子帧并且在子帧期间使用存储器中存储的数据顺序地驱动各自的显示单元，由此显示灰度。
当输入显示静止图像的数据时，数据被存储到多个存储器；当输入显示运动图像的数据时，显示单元被直接驱动。
最好是，将存储器中存储的数据和反向的数据交替地用于显示单元，由此驱动显示单元。
图1图解说明了根据本发明第一实施例的LCD；图2图解说明了根据本发明第一实施例的LCD的单像素电路；图3示出了在根据本发明第一实施例的LCD中用于实现灰度的驱动波形；图4图解说明了根据本发明第二实施例的LCD的单像素电路；图5图解说明了根据本发明第三实施例的LCD；图6和图7图解说明了根据本发明第三和第四实施例的LCD的单像素电路；图8图解说明了根据本发明第五实施例的LCD；以及图9和图10图解说明了根据本发明第五和第六实施例的LCD的单像素电路；具体实施方式
现在将参考附图详细描述平板显示器及其驱动方法。
首先，参照图1至图3描述根据本发明第一实施例的LCD及其驱动方法。
图1示出了根据本发明第一实施例的LCD，图2示出根据本发明第一实施例的LCD的单像素电路。图3示出了在根据本发明第一实施例的LCD中用于实现灰度的驱动波形。
如图1所示，根据本发明第一实施例的LCD包括液晶板100、栅极驱动器200、以及数据驱动器300。
所述栅极驱动器200通过多条栅极线G1-Gm将多个栅极信号施加给液晶板100，所述栅极信号用于选择液晶板100的多个像素。
所述数据驱动器300通过多个数据线D1-Dn组，将表示图像的多个信号施加给液晶板100，并且对于一列(第i列)的一个数据线组Di包括N条信号线Di1-DiN。被施加给N条信号线Di1-DiN的多个数据电压表示白色灰度或者黑色灰度。
所述液晶板100包括多个以矩阵排列的像素电路110，并且每个像素电路110在由两条相邻的栅极线G1-Gm和两个相邻的数据线组D1-Dn所限定的区域内形成，并且每个像素电路连接到邻近的一条栅极线和一个数据线组。
现在，将参照图2详细描述连接到第i条数据线Di1-DiN和第j条栅极线Gj的单像素电路110。
如图2所示，根据本发明第一实施例的LCD的单像素电路110包括N个存储器电路M1-MN、N个寻址开关元件AS1-ASN、N个灰度开关元件GS1-GSN、以及液晶单元LC。
每个寻址开关元件AS1-ASN连接到数据线Di1-DiN和存储器电路M1-MN之间，并且响应来自栅极驱动器200的多个栅极信号将数据存储到相应的存储器电路M1-MN。
每个灰度开关元件GS1-GSN连接到存储器电路M1-MN和液晶单元LC之间，并且响应来自外部设备的驱动信号、使用在存储器电路M1-MN中存储的数据来驱动液晶单元LC。
作为液晶单元LC的一端的公共电极被供给公共电极电压Vcom，并且该公共电极电压Vcom一起显示灰度和被施加给像素电极的数据电压，该像素电极是液晶单元LC的另一端。
本发明的第一实施例将单帧分割成寻址帧AF和N个子帧SF1-SFN。详细地讲，在寻址周期期间数据被存储到存储器电路M1-MN，然后通过在子帧间隔SF1-SFN期间顺序地驱动多个灰度开关元件、使用在存储器电路中存储的数据来驱动液晶单元LC。
如上所述，当根据N个子帧驱动液晶单元LC时，能够显示2N个灰度图像。可以象ADS型的PDP一样将子帧的周期分割成2的指数，或者考虑到伽马校正和图像质量的改善，在不将子帧的周期分割成2的指数的情况下，可以通过信号处理来确定子帧的周期。
现在将参照图3详细描述根据本发明第一实施例的LCD的驱动方法。
如图3所示，本发明的第一实施例将一帧分割成寻址帧AF和N个子帧SF1-SFN。
在寻址帧AF期间，用于选择多个行的像素电路的栅极信号被施加给多条栅极线GS1-GSN之一。当栅极信号被施加给第j条栅极线Gj时，数据电压被存储在连接到第j条栅极线Gj的相应的存储器电路M1-MN中。也就是，连接到第j条栅极线Gj的相应的像素电路的寻址开关元件AS1-ASN被接通，从而来自数据驱动器300、经由数据线Di1-DiN施加的数据电压被存储在存储器电路M1-MN。
在寻址帧AF期间将数据电压存储在存储器电路之后，在子帧SF1-SFN期间使用存储器电路中存储的数据顺序地驱动液晶单元LC。
详细地讲，像素电路的灰度开关元件GS1响应GG1信号，在第一个子帧SF1期间使用存储器电路M1中存储的数据电压来驱动液晶单元LC，并且像素电路的灰度开关元件GS2响应GG2信号，在第二个子帧SF2期间使用存储器电路M2中存储的数据电压来驱动液晶单元LC。这样，在多个子帧SF1-SFN期间，使用存储器电路M1-MN中存储的数据电压来驱动液晶单元LC。
例如，对于在正常白模式下的LCD，如果存储器电路中存储的数据电压值与公共电极电压Vcom值相同，则该数据电压表示白色灰度；如果存储器电路中存储的数据电压值与公共电极电压Vcom值不同，则该数据电压表示黑色灰度。在这种情况下，通过表示白色灰度的时间与表示黑色灰度的时间之比来确定灰度。这样，由于在一个像素中有N个存储器电路，因此本发明的第一实施例实现了2N个灰度。
如上所述，当显示静止图像时，本发明的第一实施例首先将数据存储在存储器电路，此后，使用存储器电路中存储的数据来驱动液晶单元而不重复使用来自数据驱动器的数据电压。当显示运动图像时，在每个寻址帧期间将新数据存储到存储器电路并且使用这些数据来驱动液晶单元。
同时，当在一帧中显示一种灰度而在下一帧中显示另一种灰度时，穿过液晶单元LC所施加的直流偏压会削弱液晶的特性。为了防止这一点，通常在像素电路中采用反向开关元件(未示出)，，用于将反相的数据和反相的公共电极电压施加给液晶单元LC。显然，上述的反向开关元件也适用于下面描述的其他实施例。
虽然本发明的第一实施例使用多个存储器电路来显示所有图像的灰度，但是可以使用存储器电路来显示静止图像的灰度以及在不使用存储器电路的情况下，通过直接驱动液晶单元来显示运动图像的灰度。
将参照图4详细描述使用这种驱动方法的实施例。
图4示出根据本发明第二实施例的LCD的单像素。
如图4所示，根据本发明第二实施例的LCD，除了像素电路110还包括模拟开关元件SW外，大体上具有与根据本发明的第一实施例的LCD相同的结构。
将详细描述连接到第i条数据线Di和第j条栅极线Gj的像素电路110。所述像素电路110还包括连接到多条数据线Di1-DiN之一(例如Di1)和液晶单元LC之间的模拟开关元件SW。
如果显示静止图像，数据被一次存储到如本发明第一实施例的存储器电路，然后使用所存储的数据来驱动液晶单元。如果显示运动图像，不同于本发明的第一实施例，而是切断寻址开关元件AS1-ASN和灰度开关元件GS1-GSN并且接通模拟开关元件SW。然后，使用经由数据线Di1所使用的模拟数据电压来驱动液晶单元LC。模拟数据电压既表示白色和黑色灰度又表示多种灰度。
本发明的第一和第二实施例通过将一条数据线分成多条信号线来将数据存储到相应的存储器电路。或者，通过将一条栅极线分成多条信号线来将数据存储到存储器电路。
将参照图5至7详细描述将一条栅极线分割成多条信号线的实施例。
图5示出根据本发明第三实施例的LCD，以及图6和图7示出根据本发明第三和第四实施例的LCD的单像素电路。
如图5所示，根据本发明第三实施例的LCD大体上具有与根据本发明第一实施例的LCD相同的结构，包括栅极驱动器200、数据驱动器300、栅极线G1-Gm和数据线D1-Dn。
详细地讲，根据本发明第三实施例的LCD包括多个栅极线组G1-Gm，并且每个栅极线组Gj包括多条信号线Gj1-GjN。而一条数据线Di不象第一实施例那样包括多条数据线。
将参考图6详细描述连接到根据本发明第三实施例的LCD的第i条数据线Di和第j条栅极线Gj1-GjN的像素电路110。
如图6所示，根据本发明第三实施例的LCD的像素电路110包括多个连接到数据线Di和多个存储器电路M1-MN的寻址开关元件AS1-ASN。寻址开关元件AS1-ASN响应经由相应的栅极线Gj1-GjN所使用的栅极信号将经由数据线Di所使用的数字数据存储到存储器电路M1-MN。如同第一实施例，在寻址帧AF内执行存储器电路M1-MN中的数据的存储。
连接到存储器电路M1-MN和液晶单元LC之间的多个灰度开关元件GS1-GSN响应来自外部设备的驱动信号GG1-GGN、使用存储器电路M1-MN中存储的数据来驱动液晶单元LC。如同第一实施例，在整个帧内由表示白色灰度的时间与表示黑色灰度的时间之比来确定灰度。
如图7所示，根据本发明第四实施例的LCD，除了像素电路110还包括模拟开关元件SW外，大体上具有与根据本发明第三实施例的LCD相同的结构。
在第四实施例中，将详细描述根据本发明第四实施例的、连接到第i条数据线Di和第j条栅极线Gj的像素电路110。所述像素电路110还包括连接到多条信号线Gi1-GiN之一(例如Gi1)和液晶单元LC之间的模拟开关元件SW。
如果显示静止图像，则如同本发明的第一实施例，数据被一次存储到多个存储器电路M1-MN，此后，驱动多个灰度开关元件GS1-GSN来将在存储器电路M1-MN中存储的数据用于液晶单元LC，从而实现多种灰度。如果显示运动图像，则切断多个寻址开关元件AS1-ASN和灰度开关元件GS1-GSN，并且接通模拟开关元件SW、使用经由数据线Di所使用的模拟数据电压来驱动液晶单元LC，从而实现多种灰度。
本发明的第一到第四实施例通过将一条数据线分成多条信号线或者将一条栅极线分成多条信号线，将数据存储到多个存储器电路。然而，一条数据线和一条栅极线被分成多条用于将数据存储到相应的存储器电路的信号线。
现在，将参照图8-10描述将一条数据线和一条栅极线分成多条信号线的实施例。
图8示出根据本发明第四实施例的LCD，以及图9和图10示出根据本发明第五和第六实施例的LCD的单像素电路。
如图8所示，根据本发明第五实施例的LCD大体上具有与根据本发明第一实施例的LCD相同的结构，同样包括栅极驱动器200、数据驱动器300、多条栅极线G1-Gm、以及多条数据线D1-Dn。
详细地讲，在根据本发明第五实施例的LCD中，一个栅极线组Gj和一个数据线组Di分别包括多条信号线Gj1-GjQ和多条信号线Di1-DiP。栅极线组中所包含的信号线的数目(Q)和数据线组中所包含的信号线的数目(P)的倍数最好等于或者大于存储器电路的数目(P×Q≥N)。
将参照图9详细描述连接到根据本发明的第五实施例的LCD的第i条数据线Di1-DiP和第j条栅极线Gj1-GjQ的像素电路110。
如图9所示，连接到存储器电路M1-MP的多个寻址开关元件AS1-ASP被分别连接到多条数据线Di1-DiP，并且寻址开关元件AS1-ASP响应经由栅极线Gj1所使用的多个栅极信号，将经由数据线Di1-DiP所使用的数据存储到存储器电路M1-MP。类似地，多个寻址开关元件ASP+1-AS2P被连接到多条数据线Di1-DiP和多个存储器电路MP+1-M2P之间，并且响应经由栅极线Gj2使用的栅极信号，将经由数据线Di1-DiP使用的数据存储到存储器电路MP+1-M2P。这样，能够将数据存储到所有的存储器电路M1-MP，MP+1-M2P，...，MN。
如上所述，如同第一实施例，在寻址帧AF的间隔内执行存储器电路中数据的存储。由于使用存储器电路M1-MN中存储的数据来驱动液晶单元LC的步骤与第一实施例的步骤相同，因此将省略对该过程的描述。
本发明的第六实施例通过使用存储器电路来驱动液晶单元实现了静止图像的多种灰度，同时通过直接驱动液晶单元而不使用如同第二和第四实施例的存储器电路实现了运动图像的多种灰度。
详细地讲，如图10所示，根据本发明第六实施例的LCD的像素电路110还包括连接到一条数据线(例如Di1)和液晶单元LC之间的模拟开关元件。如果实现运动图像的灰度，则根据经由一条栅极线(例如Gj1)施加的栅极信号来驱动模拟开关元件SW并且使用经由数据线Di1施加的数据来直接驱动液晶单元。
尽管第一到第六实施例均将一帧内的预定时间看作寻址帧AF来将数据存储到存储器电路，但是也能够将一个或者多个帧内的预定时间看作寻址帧AF来将数据存储到存储器电路。
此外，尽管将LCD作为平板显示器的例子来描述，但是本发明并不局限于此而是也适用于驱动有源矩阵形式的像素的平板显示器。所述平板显示器包括所有能够通过时间平均来驱动显示材料、从而实现多种灰度的平板显示器，例如FED和场致发光显示器。
根据本发明，每当驱动平板显示器来显示静止图像时，能够使用存储器中存储的数据而不施加新的数据来驱动平板显示器。因此，由于显示静止图像时不需要施加新的数据，因而能够减少功耗。
权利要求
1.一种平板显示器，包括被提供有多个以矩阵排列的像素的显示板，所述多个像素之一包括至少一条以一方向延伸的第一信号线、至少一条与所述第一信号线交叉的第二信号线、以及连接到所述第一信号线和第二信号线的像素电路，其中所述像素电路包括多个存储器，用于在寻址时间期间存储经由第一信号线发送的数据；多个连接到所述存储器的第一开关元件，用于响应来自所述第二信号线的信号，将来自第一信号线的数据发送到所述存储器；显示单元，用于根据存储器中存储的数据显示像素图像；和多个连接到所述存储器的第二开关元件，用于在一帧期间被顺序地驱动来将存储器中存储的数据发送到所述显示单元。
2.根据权利要求1所述的平板显示器，其中存储器中存储的数据具有使显示单元表示白色灰度的第一值和使显示单元表示黑色灰度的第二值。
3.根据权利要求1所述的平板显示器，其中所述像素电路还包括连接在第一信号线之一和显示单元之间的第三开关元件，用于响应来自第二信号线的信号，将来自第一信号线之一的表示多种灰度的数据发送到显示单元，其中，存储器中存储的数据具有使显示单元表示白色灰度的第一值和使显示单元表示黑色灰度的第二值。
4.根据权利要求1所述的平板显示器，其中所述第一信号线包括多条连接到多个第一开关元件的信号线。
5.根据权利要求1所述的平板显示器，其中所述第一信号线包括连接到多个第一开关元件的单信号线，并且至少一条第二信号线的数目等于第一开关元件的数目。
6.根据权利要求1所述的平板显示器，其中所述第一信号线和第二信号线分别包括多条信号线，并且所述多个第一开关元件对应于第一信号线之一和第二信号线之一。
7.根据权利要求1所述的平板显示器，其中所述像素电路还包括多个反相开关元件，用于将存储器中存储的数据反相从而提供给所述显示单元。
8.根据权利要求1所述的平板显示器，其中寻址时间是短于一帧、或者等于一帧、或者长于一帧的预定时间。
9.一种平板显示器的驱动方法，所述平板显示器包括多个具有显示单元的像素，所述方法包括第一步骤，在预定时间期间将数据存储到多个在像素中形成的存储器；和第二步骤，通过将一帧或者一帧的一部分分割成多个具有不同持续时间的子帧并且在多个子帧期间使用存储器中存储的数据顺序地驱动多个显示单元来实现多个灰度。
10.根据权利要求9所述的驱动方法，其中所述寻址时间是一帧的一部分或者至少一帧。
11.根据权利要求9所述的驱动方法，其中所述第二步骤通过交替地将存储器中存储的数据和被反相的数据施加给多个显示单元来驱动显示单元。
12.根据权利要求9所述的驱动方法，其中存储器中存储的数据具有使显示单元表示白色灰度的第一值和使显示单元表示黑色灰度的第二值。
13.根据权利要求9所述的驱动方法，其中第一步骤执行如下当输入显示静止图像的数据时，所述数据被存储在存储器中，当输入显示运动图像的数据时，多个显示单元被直接驱动。
14.根据权利要求13所述的驱动方法，其中表示静止图像的数据具有使显示单元表示白色灰度的第一值和使显示单元表示黑色灰度的第二值，并且表示运动图像的数据具有使显示单元表示多种灰度的值。
全文摘要
根据本发明，提供了一种平板显示器，该平板显示器包括形成多个像素的显示板。一个像素包括以任一方向延伸的第一和第二信号线以及连接到所述第一和第二信号线的像素电路，并且所述第一信号线和第二信号线互相交叉。所述像素电路包括多个存储器、多个分别连接到所述多个存储器的第一和第二开关元件、以及显示单元。所述存储器在预定时间期间存储经由第一信号线发送的数据。所述第一开关元件响应经由第二信号线发送的信号，将经由第一信号线传送的数据发送到相应的存储器。在一帧期间多个第二开关元件被顺序地驱动来将存储器中存储的数据发送到显示单元。所述显示单元根据存储器中存储的数据显示像素图像。
文档编号G09G3/36GK1625709SQ02828781
公开日2005年6月8日 申请日期2002年9月18日 优先权日2002年4月19日
发明者金县裁, 权五敬 申请人:三星电子株式会社