CN100443961C - 液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶显示器，其包含分别具有开关元件并排列成矩阵的多个子像素，通过开关元件连接到子像素并传输用于接通或断开开关元件的多条栅极线，以及通过开关元件连接到子像素并传输数据电压的多条数据线。各个子像素位于由两条相邻的栅极线和两条相邻的数据线定义的区域内，所述各个子像素唯一地连接到一对栅极线和数据线，并且子像素中的至少一个被连接到不同的栅极线或位于相对于同一行中其它子像素的相反侧的数据线。在这种情况中，上下相邻的一对子像素被连接到它们之间的栅极线或连接到位于彼此相反侧的栅极线。通过这种方法，能够执行对每种颜色的任何反转而无需改变传统的驱动IC。

Description

液晶显示器
技术领域
本发明涉及液晶显示器，并且，具体地说，涉及执行反转驱动(inversiondriving)的液晶显示器。
背景技术
典型的液晶显示器(‘LCD’)包含两个面板和放置于其间的具有介电各向异性的液晶层，LCD通过调整施加到液晶层的电场强度对穿过面板的光的穿透率(transmittance)进行控制，由此显示期望的图像。LCD是平板显示器(‘FPD’)的代表，并且一种使用薄膜晶体管(‘TFT’)作为开关元件的LCD被广泛使用。
同时，为了提高LCD的光效率(light efficiency)，已经建议使用除红色、绿色和蓝色子像素(subpixel)外还包含白色子像素的红色、绿色、蓝色和白色子像素结构(下文中称为‘四色子像素结构’)。
在这种四色子像素LCD中，由于子像素的数目是偶数，所以在行方向上，表现相同颜色的子像素(下文中称为‘相同颜色子像素’)以偶数数目为单位出现。因此，用于执行传统的改变每行数据电压极性的N×1点反转的数据驱动集成电路(‘IC’)不能给出对相同颜色子像素的极性反转。换言之，一行中相同颜色的子像素总是被提供以具有相同极性的数据电压。
例如，当红色、绿色、蓝色和白色子像素排列成条形(stripe)，即，在行方向上为红色、绿色、蓝色、白色、红色、绿色、蓝色、白色、...时，1×1点反转给出的极性为+、-、+、-、+、-、+、-，以此类推。对于红色子像素，第一个具有正极性；第二个也具有正极性。
发明内容
因此，将传统的数据驱动IC用于四色LCD会导致水平干扰(crosstalk)和行闪烁。为了解决这些问题，可以将数据驱动IC设计成可以执行例如2N×2反转的反转。但是，即使是对驱动IC的细微的改变，也会导致驱动IC将被重新制造，而这会造成成本增加和产出(yield)降低。因此，最好是按原样使用工业上可获得的数据驱动IC。
本发明的目的是提供一种能够执行对相同颜色子像素的极性反转而无需改变传统的数据驱动IC的LCD。
提供了一种液晶显示器，它包含：排列成矩阵的多个开关元件；连接到开关元件并且传送用于接通或关断该开关元件的栅极信号的多条栅极线，以及连接到开关元件并且传送数据电压的多条数据线，其中，同一行或同一列中的开关元件中的至少一个被连接到位于不同侧的栅极线，或者被连接到位于不同侧的数据线。
优选地，一对上下相邻的开关元件被连接到它们之间的栅极线或位于彼此相反侧的栅极线。
一对上下相邻的开关元件包括连接到它们之间的栅极线的第一对开关元件和连接到彼此位于相反侧的栅极线的第二对开关元件。在这种情况下，第一和第二对开关元件最好彼此相邻，并且该对开关元件还可以包含第三对开关元件和第四对开关元件，其中第三对开关元件连接到位于与第一对开关元件相同侧的栅极线和与第一对开关元件相反侧的数据线，第四对开关元件连接到与第二对开关元件相同侧的栅极线和与第二对开关元件相反侧的数据线，并且该第三对和第四对开关元件最好彼此相邻。
此外，包括第一和第二对开关元件的第一开关组和包括第三和第四对开关元件的第二开关组可以有规则地排列。在这种情况中，第一和第二开关元件群最好在行方向上有规则地排列，并且第一开关元件群可以在列方向上重复排列。
同时，开关元件可以是显示颜色的子像素的一部分，并且包含属于第一和第二开关组的开关元件的子像素可以分别显示三基色和白色。
此外，开关元件是显示颜色的子像素的一部分，并且在相同列中的子像素可以显示相同的颜色。在这种情况下，子像素可以显示三基色，或者子像素可以显示三基色和白色。
同时，液晶显示器可以还包括通过所述数据线施加数据电压并执行N×1(N是自然数)点反转或列反转的数据驱动器。
开关元件是显示三基色和白色的子像素的一部分，并且在相同列中的子像素最好显示相同的颜色。
在这种情况下，四个相邻的分别显示三基色和白色的子像素可以形成像素；属于该子像素的开关元件最好都连接到位于相同侧的数据线；属于在行方向上相邻的两个像素的子像素的开关元件最好连接到不同侧的栅极线；并且数据在列方向上相邻的两个像素的子像素的开关元件最好连接到位于相同侧的栅极线。此外，液晶显示器还可以包括通过数据线施加数据电压并执行1×1点反转的数据驱动器。
同时，分别显示三基色和白色的四个相邻的子像素可以形成像素；像素可以包括在行方向上相邻的第一和第二像素；属于第一像素的子像素的开关元件和属于第二像素的子像素的开关元件最好连接到位于彼此相反侧的数据线；并且属于第一像素的子像素中两个子像素的开关元件最好连接到位于彼此相反侧的栅极线。
在这种情况下，属于第二像素的子像素的开关元件最好都连接到相同的栅极线，并且属于各个像素的子像素的开关元件最好连接到位于相同侧的数据线。
此外，液晶显示器可以还包括通过数据线施加数据电压并执行列反转的数据驱动器。
本发明的有益效果在于：本发明的像素排列规则使得能够为使用传统数据驱动器来执行Nx1反转的四色LCD和三色LCD实现任何反转，包括Nx1表观反转。
附图说明
通过参照附图具体说明本发明的优选实施例，本发明将变得更加清楚。
附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的LCD的方框图；
图2是根据本发明的一个实施例的LCD的子像素的等效电路图；
图3和4示出了根据本发明的一个实施例的LCD的条形排列的子像素的连接位置；
图5示出了根据本发明实施例的LCD的示例的条形子像素排列；
图6-9示出了根据本发明其它实施例的LCD的条形排列的子像素的连接位置；
图10和11示出了根据本发明其它实施例的示例的条形子像素排列；
图12示出了当向图10所示的像素排列施加2×1点反转时子像素的极性；
图13、14A和14B示出了根据本发明的一个实施例的LCD的镶嵌(mosaic)排列的连接位置；
图15示出了根据本发明实施例的示例的镶嵌像素排列；
图16示出了根据本发明另一个实施例的镶嵌像素排列的LCD中子像素的连接位置；
图17示出了根据本发明另一个实施例的LCD的镶嵌排列的示例的像素排列；
图18示出了根据本发明另一个实施例的LCD的镶嵌排列的示例的像素排列；以及
图19示出了根据本发明的一个实施例的LCD的三色像素排列的示例的像素排列。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更全面地说明本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。但是，可以以许多不同的形式实施本发明，并且不应当将本发明解释为受限于此处所阐述的实施例。
现在，将参照附图说明根据本发明实施例的LCD。
图1是根据本发明的一个实施例的LCD的方框图，而图2是根据本发明实施例的LCD的子像素的等效电路图。
参照图1，根据本发明实施例的LCD包含LC面板部件(assembly)300、连接到LC面板部件300的栅极驱动器400和数据驱动器500、连接到数据驱动器500的灰度电压生成器800和控制上述元件的信号控制器600。
图2示出了LC面板部件300的结构图，LC面板部件300包含下侧面板(lower panel)100、上侧面板(upper panel)200和插在其间的液晶(‘LC’)层3，LC层3包含多个显示信号线G1-Gn和D1-Dm，以及多个子像素，所述子像素连接到显示信号线，并且在图1和2所示的电路图中基本上排列成矩阵。
显示信号线G1-Gn和D1-Dm在下侧面板100上提供，并且包含多个传送栅极信号(称为扫描信号)的栅极线G1-Gn和多个传送数据信号的数据线D1-Dm。栅极线G1-Gn基本上沿行方向延伸，并且它们基本上彼此平行，而数据线D1-Dm基本上沿列方向延伸，并且它们基本上彼此平行。
每个子像素包含连接到显示信号线G1-Gn和D1-Dm的开关元件Q、以及连接到开关元件Q的LC电容器CLC和存储电容器CST。如果不需要，存储电容CST器可以被省略。
例如TFT的开关元件Q在下侧面板100上提供，并且其具有三个端子：连接到栅极线G1-Gn之一的控制端子；连接到数据线D1-Dm之一的输入端子；以及连接到LC电容器CLC和存储电容器CST的输出端子。
LC电容CLC包含在下侧面板100上提供的像素电极190、在上侧面板200上提供的公共(common)电极270和作为在电极190和270之间的电介质(dielectric)的LC层3。像素电极190连接到开关元件Q，而公共电极270覆盖上侧面板100的整个表面，并且被提供有公共电压Vcom。或者，可以在下侧面板100上提供具有带形或条形形状的像素电极190和公共电极270。
存储电容器CST是LC电容器CLC的辅助电容。存储电容器CST包含像素电极190和分离的信号线(未示出)，该信号线在下侧面板100上提供，通过绝缘体(insulator)与像素电极190重叠，并且被提供有例如公共电压Vcom的预定电压。或者，存储电容CST包含像素电极190和被称为前一(previous)栅极线的相邻(adjacent)栅极线，该相邻栅极线通过绝缘体与像素电极190重叠。
对于颜色显示，每个子像素通过在由像素电极190占据的区域内提供多个颜色滤波器230中的一个来代表其自身的颜色。在图2中示出的颜色滤波器230在上侧面板200的对应区域中提供。或者，颜色滤波器230在下侧面板100上像素电极190的上或下面提供。
颜色滤波器230的颜色是诸如红色、绿色、蓝色和白色的基色中的一种。下文中，根据子像素所代表的颜色将子像素称为红色、绿色、蓝色或白色子像素。白色子像素可以没有颜色滤波器。
使光偏振化(polarize)的一对偏振器(polarizer)(未示出)被附加在面板部件300的面板100和200的外表面上。
灰度电压生成器800生成两组与像素的穿透率有关的多个灰度电压。一组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有正极性，而另一组中的灰度电压相对于公共电压Vcom具有负极性。
栅极驱动器400被连接到面板部件300的栅极线G1-Gn，并且合成栅极导通(gate-on)电压Von和栅极截止(gate off)电压Voff，以生成施加到栅极线G1-Gn的栅极信号。
数据驱动器500被连接到面板部件300的数据线D1-Dm，并且向数据线D1-Dm施加从灰度电压生成器800所提供的灰度电压中选择的数据电压。
信号控制器600控制驱动器400和500。
现在将具体说明LCD的操作。
向信号控制器600提供三色图像信号R、G和B，以及来自于外部图形控制器(未示出)的对诸如三色图像信号R、G和B的显示进行控制的输入控制信号，例如垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync、主时钟MCLK和数据使能信号DE。信号控制器600将三色图像信号R、G和B变换成四色图像信号R’、G’、B’和W，并根据输入控制信号和输入图像信号R、G和B处理和修改四色图像信号，使其适合面板部件300的操作。此外，信号控制器600生成栅极控制信号CONT1和数据控制信号CONT2，以用于控制处理和修改过的图像信号R’、G’、B’和W。信号控制器600向栅极驱动器400提供栅极控制信号CONT1，并且向数据驱动器500提供处理过的图像信号R’、G’、B’和W以及数据控制信号CONT2。
栅极控制信号CONT1包含用于指示开始施加栅极导通电压Von的垂直同步开始信号STV，用于控制栅极导通电压Von的输出时间的栅极时钟信号CPV，和用于定义栅极导通电压Von的宽度的输出使能信号OE。数据控制信号CONT2包含用于通知水平周期开始的水平同步开始信号STH，用于指示向数据线D1-Dm施加适当的数据电压的加载(load)信号LOAD或TP，用于反转数据电压的极性(相对于公共电压Vcom)的反转控制信号RVS，以及数据时钟信号HCLK。
数据驱动器500从信号控制器600接收子像素行的图像数据R’、G’、B’和W的分组，并响应于来自信号控制器600的数据控制信号CONT2，将图像数据R’、G’、B’和W转换成从灰度电压生成器800所提供的灰度电压中选择的模拟数据电压。然后，数据驱动器500将数据电压输出到数据线D1-Dm。
响应于来自信号控制器600的栅极控制信号CONT1，栅极驱动器400将栅极导通电压Von施加到栅极线G1-Gn，从而接通连接到其上的开关元件Q。通过被激活的(activated)开关元件Q将施加到数据线D1-Dm的数据电压提供给子像素。
施加到子像素的数据电压和公共电压Vcom之间的差被表示为LC电容器CLC的充电电压，即，像素电压。液晶分子具有取决于像素电压的幅值的定向性(orientation)，并且该定向性确定穿过LC电容器CLC的光的偏振。偏振器将光偏振转换成光穿透率。
通过以水平周期为单位(用1H表示，并且等于水平同步信号Hsync、数据使能信号DE和栅极时钟信号的一个周期)重复这一过程，在一帧期间，顺序地向栅极线G1-Gn提供栅极导通电压Von，由此向所有像素施加数据电压。当一帧结束之后下一帧开始时，控制施加到数据驱动器500的反转控制信号RVS，以使得数据电压的极性被倒转(称为‘帧反转’)。也可以控制反转控制信号RVS以使得在一帧中在数据线中流动的数据电压的极性被倒转(称为‘线反转’)，或者使一个分组中的数据电压的极性被倒转(称为‘点反转’)。
现在，将参照图3-19具体说明子像素排列，该子像素排列能够使用执行包含列反转在内的广义的N×1点反转的数据驱动IC实现对相同颜色子像素的点反转。
如上所述，每个子像素经由开关元件Q连接到一对栅极线G1-Gn和数据线D1-Dm上。连接到第i条栅极线Gi和第j条数据线Dj的子像素由(i，j)表示，并且数字(i+j)的奇偶性由P(i+j)表示。考虑两个子像素(i，j)和(k，l)。
让我们考虑由数据驱动器500执行的反转，这种反转被称为驱动器反转。
对于狭义的点反转，即1×1点反转，如果P(i+j)＝P(k+l)，则两个子像素的极性相同，反之，如果
P(k+l)≠P(i+j)，(1)
则它们的极性相反。
对于列反转，如果P(i)＝P(j)，则不管i和j为何值，两个子像素的极性都相同，反之，如果
P(i)≠P(j)，(2)
它们的极性将相反。
对于N×1(其中N是等于或大于2的自然数)，使i＝x1N+y1，k＝x2N+y2，其中x1和x2为整数，而y1和y2等于0、1、2、...、(N-1)。如果P(x1+j)＝P(x2+l)，则两个子像素的极性相等，反之，如果
P(x1+j)≠P(x2+l)，(3)
它们的极性将相反。
下面说明条形排列和镶嵌排列的四色子像素的反转。
1、条形排列
图3-6示出了条形排列的四色子像素排列。每个包含在行方向上相邻的红色、绿色、蓝色和白色子像素的像素在行和列方向上排列。
在这些排列中，假定在行方向上相邻的两个像素中代表相同颜色的一对子像素(下文中称为‘共轭(conjungate)子像素’)分别由(i，j)和(k，l)表示。考虑与每个子像素相邻且连接到每个子像素的栅极线和数据线的数目分别为2，
k＝i或k＝i±1，并且l＝j+4或l＝(j+4)±1(4)
关系式k＝i的意思是共轭子像素被连接到相同的栅极线，而关系式k＝i±1的意思是它们被连接到不同的栅极线。关系式l＝j+4的意思是共轭子像素被连接到相同侧(same-sided)的数据线，而关系式l＝(j+4)±1的意思是它们被连接到相反侧(opposite-sided)的数据线。
由于条件(k，l)＝(i，j+4)产生传统的排列，并且因此，不可能使用传统的数据驱动IC获得预期的反转，所以这个条件被排除。
因此，由关系式4得到：
(k，l)＝(i，(j+4)±1)或者(i±1，j+4)或者(i±1，(j+4)±1)(5)
图3示出了满足关系式5的共轭子像素PX1和PX1’的三个连接位置，它们由数字1、2和3表示。每个数字的位置的意思是子像素被连接到与该位置最接近的一对栅极线和数据线。
对于连接位置1，由于P(k+1)＝P[i+(j+4)±1]＝P[(i+j)±1]≠P(i，j)并且P(l)＝P[(j+4)±1]＝P(j±1)≠P(i，j)，因此对于数据驱动器500的点反转和列反转两者都能够获得对每种颜色的表观反转(apparent inversion)。
对于连接位置2，由于P(k+1)＝P[(i±1)+(j+4)]＝P[(i+j)±1]≠P(i，j)并且P(l)＝P[(j+4)]＝P(j)，因此对于驱动器点反转能够获得对每种颜色的表观反转，而对于驱动器列反转则不能。
对于连接位置3，由于P(k+1)＝P[(i±1)+{(j+4)±1}]＝P[(i+j)±1]＝P(i，j)并且P(l)＝P[(j+4)±1]＝P(j±1)≠P(i，j)，因此对于驱动器列反转能够获得对所有颜色的表观反转，而对于驱动器点反转则不能。
换言之，当满足下列条件时，能够获得对每种颜色的表观反转：
对于驱动器点反转，共轭子像素位于连接位置1和2，即，它们满足
(k，l)＝(i，(j+4)±1)或者(i±1，j+4)；(6)
并且，对于驱动器列反转，
共轭子像素位于连接位置1和3，即，它们满足
(k，l)＝(i，(j+4)±1)或者(i±1，(j+4)±1)。(7)
同时，通过在行方向上交替放置具有不同内部子像素排列的两个像素可以获得简单的像素排列。在列方向上相邻的两个像素可以具有相同的内部子像素排列或不同的内部子像素排列。具有不同内部子像素排列的两个像素包含共轭子像素，因此下文中将这种两个像素称为‘共轭像素’。
同时，基本规则是一个子像素唯一地连接到一对数据线和栅极线。这意味着，一对数据线和栅极线仅仅连接到一个子像素，并且一个子像素仅仅连接到一对数据线和栅极线。
1.1、在列方向上的单一内部子像素排列
在这种情况下，在行方向上相邻的两个子像素不连接到相同的数据线。
例如，如图4所示，当左侧子像素PX1连接到右侧数据线并且右侧子像素PX2连接到左侧数据线时，根据所述的基本规则，两个子像素PX1和PX2需要被连接到不同的栅极线(如由连接位置1和2所表示的)。由于在这种情况中在列方向上内部子像素的排列是相同的，因此，恰好位于子像素PX2上方的子像素PX3需要被连接到与连接到子像素PX2的数据线和栅极线位于相同位置的一对数据线和栅极线(如由连接位置3所表示的)，并且恰好位于子像素PX1下方的子像素PX4需要被连接到与连接到子像素PX1的数据线和栅极线位于相同位置的一对数据线和栅极线(如由连接位置4所表示的)。然而，连接位置1和3以及2和4意味着两个子像素PX1和PX2以及PX2和PX4被连接到同一对栅极线和数据线，因此它违反了所述的基本规则。因此，在一行中相邻的两个子像素需要被连接到不同的数据线。
由于这一规则覆盖了所有相邻子像素，因此，所有子像素都被连接到位于其相同侧的数据线。
相邻像素中的相同颜色的子像素，即共轭子像素连接到相同侧数据线的情况在图3所示的连接位置1、2和3中仅在连接位置2出现，并且，驱动器点反转适用于这种情况，而驱动器列反转则不适用。此外，由于连接位置2覆盖了所有像素，因此不能使用驱动器N×1反转。
小结：
1.1.1、所有子像素都连接到相同侧的数据线；并且
1.1.2、共轭子像素连接到不同的栅极线。
图5示出了这种示例子像素排列。所有子像素连接到相同侧的数据线，并且每一个像素行中所有奇数像素的子像素都连接到下侧栅极线，而每一个像素行中所有偶数像素的子像素都被连接到上侧栅极线。
同时，偶数像素中的每个子像素的连接位置是根据奇数像素中的共轭子像素确定的，反之亦然。此外，奇数像素的每个子像素被连接到上侧和下侧栅极线中的一个。因此，可能的排列的总的数目为16(＝24)。
在这些排列中，相邻的相同颜色子像素被施以相对于公共电极270的点反转，并且因此，由公共电极270引起的水平干扰消失了。
1.2、在列方向上不同的内部子像素排列交替
这是在列方向和行方向上都具有不同内部子像素排列的两个像素相邻的情况。
例如，如图6所示，包含子像素PX1、PX2、PX3和PX4的像素和包含与其共轭的子像素PX1’、PX2’、PX3’和PX4’的像素在行方向和列方向上重复地排列。
例如，当如图7所示子像素PX1的连接位置由X表示时，其下方的共轭子像素PX1’具有如从图3所能见到的三个连接位置1、2和3中的任何一个。但是，连接位置3被排除了，因为它违反了唯一连接规则。
因此，共轭子像素需要被连接到不同侧的数据线，并且这意味着图3所示的连接位置1和3是可用的。
然而，除了一行中的所有子像素都被连接到相同侧的数据线之外，还存在如图8所示的连接到相同侧数据线的两个相邻子像素PX5和PX6。于是，这两个相邻子像素PX5和PX6需要被连接到不同的栅极线。这就要求至少一个共轭子像素被连接到不同的栅极线和不同的数据线。换言之，至少一个共轭子像素需要具有图3中所示的连接位置3，该位置将被具体说明。
假定所有共轭子像素都具有图3中所示的连接位置2，并且如图9所示，两个相邻子像素PX5和PX6被连接到相同的数据线。于是，子像素PX5、PX5’、PX6和PX6’具有由X所表示的连接位置。
在这种情况下，子像素PX7可能的连接位置是1、2和3，并且与其共轭的子像素PX7’的相应的连接位置为1’、2’和3’。但是，由于子像素PX7’的连接位置2’与子像素PX6’的连接位置重叠，所以它被排除。这样，子像素PX7和PX7’可能的连接位置为1和1’或3和3’。
同样地，子像素PX8可能的连接位置为4、5和6，并且与其共轭的子像素对应的连接位置为4’、5’和6’。由于子像素PX8’的连接位置5’与子像素PX5’的连接位置重叠，因此它被排除。这样，子像素PX8和PX8’可能的连接位置为4和4’或6和6’。
如果子像素PX7具有连接位置1，则共轭子像素PX7’具有连接位置1’，其与子像素PX8的连接位置4重叠，并且还与子像素PX8’的连接位置6’重叠。这样，子像素PX7和PX7’的连接位置1和1’被排除。
同样地，由于子像素PX7的连接位置3与子像素PX8的连接位置4和子像素PX8’的连接位置6’重叠，因此子像素PX7和PX7’的连接位置3和3’也被排除。
这使得没有可能的连接位置，因此这是不可用的。
结果，至少一个共轭子像素具有图3中所示的连接位置3。这意味着，如果数据驱动器500执行点反转，则具有图3所示的连接位置3的共轭子像素不能显示出(exhibit)对于一种颜色的极性反转。
因此，驱动器列反转给出了对所有子像素的基于颜色的极性反转，而驱动器点反转则没有。并且，由于这覆盖了所有行的每一个子像素，因此周期性改变极性的驱动器N×1(N是等于或大于2的自然数)反转是不可用的。
小结：
1.2.1、共轭子像素连接到相反侧的数据线
在驱动器列反转的情况中，如果像素中所有子像素都被连接到相同侧的数据线，则对于所有像素行，像素中相邻子像素的极性都是相反的。
1.2.2、像素中所有子像素都连接到相同侧的数据线
图10和11示出了这样的例子。相邻像素的子像素被连接到相反侧的数据线，并且像素中的所有子像素被连接到相同侧的数据线。图10示出了一种排列，其中除了奇数行中偶数像素或偶数行中奇数像素的白色子像素W之外，所有子像素都被连接到下侧的栅极线，而图11示出的一种排列中，除了奇数行中奇数像素或偶数行中偶数像素的红色子像素R之外，所有子像素都被连接到上侧的栅极线。
同时，对于两个相邻像素的第一个像素的排列，第二个像素中的每个子像素都被有选择地连接到上侧或下侧栅极线的任何一个，并且可能的排列的总数目为16(＝24)。但是，如果两个连接到相同侧数据线的相邻子像素中的一个子像素的连接位置被确定，则根据该连接位置，另一个的连接位置也被确定。例如，如图10所示，奇数行中奇数像素的最左边的子像素被连接到下侧栅极线Gj，因此奇数行中偶数像素的最右边的子像素需要被连接到上侧栅极线Gj-1。所以，可能的排列的实际数目为8(＝23)。此外，第一个像素的子像素可以被选择连接到上侧和下侧栅极线中的一个，因此，可能的排列的总数目为128(＝24×23＝27)。
同时，2M ×1(M＝1、2、...)驱动器反转给予除一些子像素共轭之外的大多数像素共轭以极性反转。
图12示出了施加到图10所示的像素排列的2×1驱动器反转的表观反转的例子。奇数行中除白色子像素W之外的子像素显示出点反转，而偶数行中的所有子像素都显示出点反转。关于在列方向的反转，极性每两行进行反转。
在这种排列中，在像素列中的共轭子像素显示出相对于公共电极270的点反转，并且因此由公共电极270引起的水平干扰消失了。
另外，连接到一个栅极线的共轭子像素的极性被反转，从而有可能防止由栅极线的寄生电容引起的水平干扰。在图5所示示例的情况中，由于所有连接到栅极线Gj的红色子像素R都具有负极性，因此由栅极线的寄生电容引起的干扰没有被减小，而是被向上和向下分散(dispersed)。但是，如图10所示的连接到栅极线Gj的红色子像素R交替显示出正和负极性。
这种排列预期会减小功耗，而减小功耗是列反转的优点，并且这种排列还会防止水平干扰。
2、镶嵌排列
图13-18示出了示例的四色镶嵌排列。
镶嵌排列重复地排列像素，每个像素包含在行方向和列方向排列成2×2矩阵的红色、绿色、蓝色和白色子像素。
共轭子像素由(i，j)和(k，l)表示。考虑到相邻的将被连接到子像素的栅极线和数据线的数目分别为2的情况，
k＝i或k＝i±1，并且i＝j+2或l＝(j+2)±1(8)
如上所述，关系式(k，l)＝(i，j+2)被排除。
由于在镶嵌排列中，一个像素包含两个子像素行，因此优选地，主要考虑2N×1驱动器反转，并且假定在本实施例中使用2×1驱动器反转。
当栅极导通电压Von被施加到奇数栅极线和偶数栅极线时从数据驱动器500输出的数据电压分别被称为奇数数据电压和偶数数据电压。假设任何奇数数据电压和跟随在该奇数数据电压之后的偶数数据电压都具有相同的极性。则，任何偶数数据电压和跟随在该偶数数据电压之后的奇数数据电压都具有不同的极性。
奇数子像素行可以连接到之前的(偶数)栅极线或对应的奇数栅极线。所以，可以向奇数子像素行提供具有相反极性的数据电压。因此，对奇数子像素行的2×1反转可以被认为是与点反转相同的。也就是说，共轭子像素需要满足：
(k，l)＝(i±1，j+2)或者(i，j+2±1)。
这意味着，共轭子像素或者被连接到不同的栅极线和相同侧的数据线，或者被连接到相同的栅极线和相反侧的数据线。
相反，偶数子像素行可以被连接到奇数栅极线和布置在与该奇数栅极线相邻的偶数栅极线，因此，与列反转类似，共轭子像素满足：
l＝j+2±1。
这意味着，两个共轭子像素连接到相反侧的数据线。
图13示出了这样的例子。在这种情况中，给予与奇数子像素行中的子像素共轭的子像素位置1或2，并且，给予与偶数子像素行中的子像素共轭的子像素位置3或4。
子像素行可以是奇数子像素行或偶数子像素行。因此，狭义的驱动器点反转和驱动器列反转两者都需要给出对所有子像素的基于颜色的极性反转，并且在这种情况下，子像素排列满足：
(k，l)＝(i，j+2±1).
小结：
2.1、共轭子像素连接到相同的栅极线和相反侧的数据线。
这是这种排列中的第一个重要规则。
参照图13，连接位置1和3被排除。
第二个排列规则如下：
2.2、一对彼此相邻的上侧和下侧子像素连接到它们之间的栅极线或者相反侧的栅极线。
对于简单的排列，分别考虑两种情况，一种是在行方向上重复的两个不同的子像素排列也在列方向上重复，而另一种是在行方向上重复两个不同的子像素排列，而在列方向上重复相同的子像素排列。
首先，说明在列方向上包含相同子像素排列的情况。
当彼此相邻的一对上侧和下侧子像素被连接到相同侧的栅极线时，存在两种情况：如图14A所示，子像素列中所有子像素都连接到相同的数据线；以及如图14B所示，它们被交替连接到左侧和右侧数据线。
参照图14A，一个子像素列中的所有子像素都被连接到右侧数据线，因此子像素列中与其共轭的所有子像素都被连接到左侧数据线。在这种情况下，由于不存在连接到位于共轭子像素之间的子像素列中的子像素PX1和PX2的栅极线和数据线对，因此这种排列是不可用的。
参照图14B，奇数子像素行中第二子像素列中的子像素PX1需要连接到下侧栅极线Gj(如由连接位置1和2所表示的)，并且与子像素PX1共轭的子像素PX2也需要被连接到下侧栅极线Gj(如由连接位置1’和2’所表示的)。但是，由于与子像素PX2相邻的数据线D4和D5两者与下侧栅极线Gj形成将被连接到下方的子像素PX3和PX4的数据线和栅极线对，因此没有不存在的栅极线和数据线对。因此，这种排列也是不可用的。
所以，上述规则成立，并且满足该规则的示例的排列如图15所示。
接着，将说明两个不同的子像素排列重复地在列方向上排列的情况。
由于共轭子像素总是被连接到相反侧的数据线，并且这种排列也在列方向上出现，由此或者得到如图16所示的排列，或者得到在图16所示的排列中连接到每个子像素的栅极线与相对的栅极线交换的排列。
在这种情况下，由于不存连接到位于共轭子像素之间的子像素列中子像素PX1和PX2的栅极线和数据线对，因此这种排列是不可用的。
图17示出了示例的满足该规则的一种排列，并且这种排列实现了基于颜色的表观点反转。
概括讲，成功的基于颜色的极性反转通过如下方式获得：首先，将共轭子像素连接到相反侧的数据线；其次，按照将一个子像素连接到一条栅极线和一条数据线的基本规则，即，按照一个子像素唯一地连接到一对栅极线和数据线的规则，将一对彼此相邻的上侧和下侧子像素或者连接到位于它们之间的栅极线，或者连接到相反侧的栅极线。
随后，得到这样一种排列：在每个像素的两个子像素列中的一列中的一对子像素被连接到位于该对子像素之间的栅极线，而另一列中的一对子像素被连接到相反侧的栅极线。
在像素中具有这种特征的子像素排列的数目为16。具体来说，一列中的一对子像素连接到位于该对子像素之间的栅极线的情况的数目为2，并且，另一列中的一对子像素被连接到相反侧的栅极线的情况的数目为4(＝2×2)，因此，情况的数目为8(＝2×4)。另外，还有两种情况：第一列中的两个子像素连接到位于它们之间的栅极线，并且第二列中的两个子像素被连接到相反侧的栅极线；反之亦然。因此，情况的总数为16(＝2×8)。
按照下列规则实现在整个显示区域的排列：
(1)将分别属于彼此相邻的上侧和下侧子像素行(下文中称为‘第一和第二子像素行’)的一对子像素(下文中称为‘一对参考子像素’)连接到位于它们之间的栅极线和相反侧的数据线。
(2)将与该对参考子像素在行方向上间隔奇数列的一对子像素连接到相反侧的栅极线。
(3)将与该对参考子像素在行方向上间隔4的倍数列的一对子像素连接到与连接到该对参考子像素的栅极线相同的栅极线，并且将该对子像素连接到位于与连接到该对参考子像素的数据线相同侧的数据线。
(4)将与该对参考子像素在行方向上间隔偶数列但非4的倍数列的一对子像素连接到与连接到该对参考子像素的栅极线相同的栅极线，并且将该对子像素连接到位于与连接到该对参考子像素的数据线的相反侧的数据线。
(5)第二子像素行及与其相邻的第三子像素行中的每对子像素，或者第一子像素行及与其相邻的第四子像素行中的每对子像素以(1)到(4)中说明的方式排列，但是采用第一和第二子像素行交替的方式。
(6)对于其它的子像素行，重复(1)到(5)描述的过程。
通过这种方法，由于相同颜色的子像素显示出不仅相对于公共电极270而且相对于栅极线和数据线的极性反转，因此所有种类的干扰都消失了。
到目前位置，考虑使用数据驱动器500执行2×1反转，但是2N×1驱动器反转给出对相同颜色子像素的N×1表观反转。
3、排列规则的扩展
对于上述在2.1和2.2中示出的规则的应用能够被扩展到其它多种颜色LCD以及四色LCD，以获得不同类型的反转。
在所述的镶嵌排列中考虑了包含排列成2×2矩阵的子像素的像素，现在，可以将该像素当作子像素组来处理。也就是说，每个子像素组包含在纵向方向上相邻的两对子像素，一对子像素连接到位于它们之间的栅极线和相反侧的数据线，而另一对子像素连接到相反侧的栅极线。
接下来，以与上述镶嵌排列中的共轭子像素相同的方式定义上述子像素组的共轭子像素组。也就是说，共轭子像素组的共轭子像素被连接到相同侧的栅极线和相反侧的数据线。
假设每个子像素组中第一列中的一对子像素连接到相同的栅极线，并且第一行和第一列中的子像素(下文中称为‘第一子像素’)用(i，j)表示。
第二行和第一列中的子像素(下文中称为‘第二子像素’)可以由(i，j+1)表示，因此对于N×1(N为自然数)点反转和列反转，第二子像素的极性与第一子像素的极性相反。
第一行和第二列中的子像素(下文中称为‘第三子像素’)可以由(i-1，j+1)或(i-1，j+2)表示。前者具有与第一子像素相同的极性，后者具有与第一子像素相反的极性。
第二行和第二列中的子像素(下文中称为‘第四子像素’)可以由(i+1，j+1)或(i+1，j+2)表示。前者具有与在行方向上与该第四子像素相邻的第二子像素相反的极性，而后者具有与该第二子像素相同的极性。与在列方向上与第四子像素相邻的第三子像素相比，如果第三子像素是(i-1，j+1)并且第四子像素是(i+1，j+1)，或者第三子像素是(i-1，j+2)并且第四子像素是(i+1，j+2)，则不管点反转还是列反转，极性总是相同的。如果第三子像素是(i-1，j+1)并且第四子像素是(i+1，j+2)，或者第三子像素是(i-1，j+2)并且第四子像素是(i+1，j+1)，则点反转的极性是相反的，而列反转的极性是相同的。
考虑到这种极性关系，有可能通过适当地调整子像素组子像素和子像素组中的共轭子像素组的排列以及驱动器反转类型来获得预期类型的反转。注意，一个子像素唯一地连接到一对数据线和栅极线。
根据下列规则在整个显示区域内对此进行排列。
(1)彼此相邻的分别为上侧和下侧子像素(下文中称为‘第一和第二子像素行’)中的某一对子像素(下文中称为‘一对参考子像素’)被连接到整体穿过它们之间的栅极线。
(2)在行方向上与该对参考子像素相隔奇数列的子像素对被连接到相反侧的栅极线。
(3)位于行方向上其极性将被改变的位置的一对子像素被连接到与该对参考子像素相同的栅极线，并且连接到相反侧的数据线。
(4)控制施加到数据驱动器500的反转控制信号RVS以便在列方向上反转预期行的极性。
例如，在镶嵌四色像素排列中，不需要考虑该像素中的子像素，而是作为替代，仅考虑共轭子像素排列和驱动器反转类型。在行方向上一组共轭像素的交替排列显示出一种颜色的N×1反转，而行方向上两组共轭像素的交替排列显示出N×2反转。在列方向上，需要考虑驱动器反转类型。例如，在列反转或狭义点反转的情况中，一组共轭像素的交替排列显示出1×N反转，而两组共轭像素的交替排列显示出2×N反转。
图18中示出了两组共轭像素在行方向上交替排列并且一个像素在列方向上排列的排列。驱动器反转类型的点反转显示出对一种颜色的2×2反转。
这种排列对于三色像素排列也是可用的。
例如，当上面定义的第一子像素由(i，j)表示，并且数据驱动器500执行点反转，并且第三子像素和第四子像素分别由(i-1，j+2)和(i+1，j+1)表示时，一个子像素组中的相邻子像素的极性变为相反的。因此，仅仅相同子像素组在行方向和列方向上的重复排列就显示出对一种颜色的1×1点反转。当数据驱动器500执行列反转，并且第三子像素和第四子像素分别由(i-1，j+1)和(i+1，j+2)表示时，它表现出对一种颜色的1×1点反转。
图19示出了示例的对每种颜色的1×2反转的显示，所述对每种颜色的1×2反转对共轭子像素组在行方向上的交替排列施加驱动器列反转。
由于在具有上述条形和镶嵌排列的像素排列的四色LCD中，一行中的子像素被连接到不同的栅极线，并且不同颜色的子像素被连接到相同的数据线，因此需要在信号控制器600或数据驱动器500中改变被输入的图像数据的排列。为此，条形排列的LCD需要线缓冲器，以用于存储对应于一行的数据，而镶嵌排列的LCD需要线缓冲器，以用于存储对应于两行的数据。被输入的数据被存储和重新排列一次，然后被使用线缓冲器输出。
如上所述，按照本发明的像素排列规则的像素排列，能够按原样使用执行N×1反转的传统的数据驱动器，不仅实现将要在条形或镶嵌排列的四色像素排列中显示的N×1反转，而且实现将在三色像素排列以及其它排列中显示的N×1反转。
虽然参照优选实施例对本发明进行了详细说明，应当理解本发明并不局限于所公开的实施例。相反，本发明旨在覆盖在所附权利要求的宗旨和范围内的各种改动和等价配置。

Claims (19)

1、一种液晶显示器，包括：
排列成矩阵的多个开关元件；
连接到所述开关元件并且传输用于接通或关断开关元件的栅极信号的多条栅极线，其中，在上下相邻的两行开关元件之间仅存在一条栅极线，以及
连接到开关元件并且传输数据电压的多条数据线，
其中，行或列中的开关元件中的至少一个被连接到不同侧的栅极线，或者被连接到不同侧的数据线，并且
其中，在上下相邻的两行开关元件中，至少一对上下相邻的开关元件连接到它们之间的栅极线，并且至少另一对上下的相邻开关元件连接到相反侧的栅极线。
2、如权利要求1所述的液晶显示器，其中，上下相邻的开关元件对包括连接到它们之间的栅极线的第一开关元件对和连接到相反侧的栅极线的第二开关元件对。
3、如权利要求2所述的液晶显示器，其中，所述第一和第二开关元件对彼此相邻。
4、如权利要求3所述的液晶显示器，其中，所述上下相邻的开关元件对还包括第三开关元件对和第四开关元件对，其中第三开关元件对连接到位于与第一开关元件对相同侧的栅极线和与第一开关元件对相反侧的数据线，第四开关元件对连接到与第二开关元件对相同侧的栅极线和与第二开关元件对相反侧的数据线，并且该第三和第四开关元件对彼此相邻。
5、如权利要求4所述的液晶显示器，其中，包括第一和第二开关元件对的第一开关组和包括第三和第四开关元件对的第二开关组有规则地排列。
6、如权利要求5所述的液晶显示器，其中，所述第一和第二开关元件组在行方向上有规则地排列。
7、如权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述第一开关元件组在列方向上重复排列。
8、如权利要求5-7中任何一项所述的液晶显示器，其中，所述开关元件是代表颜色的子像素的部分，并且包括属于所述第一和第二开关组的开关元件的子像素代表三基色和白色。
9、如权利要求2-7中任何一项所述的液晶显示器，其中，所述开关元件是代表颜色的子像素的部分，并且在相同列中的子像素代表相同的颜色。
10、如权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述子像素代表三基色。
11、如权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述子像素代表三基色和白色。
12、如权利要求1所述的液晶显示器，还包括通过所述数据线施加数据电压并执行N×1点反转或列反转的数据驱动器，其中，N是自然数。
13、一种液晶显示器，包括：
排列成矩阵的多个开关元件；
连接到所述开关元件并且传输用于接通或关断开关元件的栅极信号的多条栅极线，其中，在上下相邻的两行开关元件之间仅存在一条栅极线，以及
连接到开关元件并且传输数据电压的多条数据线，
其中，行或列中的开关元件中的至少一个被连接到不同侧的栅极线，或者被连接到不同侧的数据线，
其中，在上下相邻的两行开关元件中，至少一对上下相邻的开关元件连接到它们之间的栅极线，并且至少另一对在上下的相邻开关元件连接到相反侧的栅极线，并且
其中，所述开关元件是代表三基色和白色的子像素的部分，并且在相同列中的子像素代表相同的颜色。
14、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，四个相邻的分别代表三基色和白色的子像素形成像素；属于所述子像素的开关元件都连接到相同侧的数据线；
属于在行方向上相邻的两个像素的子像素的开关元件连接到不同侧的栅极线；并且
属于在列方向上相邻的两个像素的子像素的开关元件连接到相同侧的栅极线。
15、如权利要求14所述的液晶显示器，还包括通过所述数据线施加数据电压并执行1×1点反转的数据驱动器。
16、如权利要求13所述的液晶显示器，其中，分别显示三基色和白色的四个相邻的子像素形成像素；
所述像素包括在行方向上相邻的第一和第二像素；
属于第一像素的子像素的开关元件和属于第二像素的子像素的开关元件被连接到相反侧的数据线；并且
属于第一像素的子像素中两个子像素的开关元件被连接到相反侧的栅极线。
17、如权利要求16所述的液晶显示器，其中，属于第二像素的子像素的开关元件都被连接到相同的栅极线。
18、如权利要求17所述的液晶显示器，其中，属于各个像素的子像素的开关元件被连接到相同侧的数据线。
19、如权利要求16到18中任何一项所述的液晶显示器，还包括通过数据线施加数据电压并执行列反转的数据驱动器。
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