一種實(shí)現(xiàn)雙層視頻的省電驅(qū)動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種帶有可選擇灰度和雙層模式的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng)電路，這個(gè)驅(qū) 動(dòng)電路帶有直流恢復(fù)。會(huì)展現(xiàn)顯示驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)顯示器，獲得可選擇灰度和雙層模式的相 關(guān)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在許多液晶顯示器的配置，尤其是應(yīng)用了常用的扭曲向列階段，顯示器的像素是 通過(guò)安裝在液晶顯示器里面的電壓來(lái)調(diào)節(jié)的。這個(gè)電壓也在一定程度上影響了液晶材料對(duì) 偏振光的旋轉(zhuǎn)，這也反過(guò)來(lái)控制了有多少光能夠通過(guò)起偏器的出口。換句話說(shuō)，液晶顯示器 是一個(gè)像光閥的無(wú)源器件。需要被顯示的數(shù)據(jù)的管理和控制主要是通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)電路 來(lái)進(jìn)行的，這些電路也就是常被稱(chēng)為的顯示驅(qū)動(dòng)電路或就是簡(jiǎn)單的驅(qū)動(dòng)器。
[0003] 灰度可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)變化的模擬電壓及液晶顯示器的像素來(lái)獲得。模擬視頻放大器 經(jīng)常被用在液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路里的視頻信號(hào)路徑中。如果視頻信號(hào)來(lái)源是數(shù)字的，那么 一個(gè)或多個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器通常會(huì)被用來(lái)將數(shù)字視頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的模擬視頻信號(hào)。在視頻 電路的設(shè)計(jì)中一個(gè)很重要的考慮就是這些模擬電路的功耗問(wèn)題，因?yàn)閿?shù)模轉(zhuǎn)換器和放大器 在系統(tǒng)功率預(yù)算中占有重要的甚至是主要的一部分。
[0004] 一些顯示應(yīng)用程序需要將像素轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆陌谆蛘唿\，并且不用中間灰度。這樣 的全白或者全黑程序通常稱(chēng)為雙層視頻系統(tǒng)。一個(gè)像素只有一比特，那么這些雙層視頻系 統(tǒng)相比較于灰度系統(tǒng)就更加容易驅(qū)動(dòng)了，因?yàn)閿?shù)模轉(zhuǎn)換器和視頻放大器可以通過(guò)選擇驅(qū)動(dòng) 液晶顯示器成黑色和白色的不同電壓的開(kāi)關(guān)來(lái)代替了。
[0005] 總的來(lái)說(shuō)，液晶顯示器不適宜在直流電壓下工作。信息傳輸對(duì)應(yīng)于應(yīng)用在液晶顯 示器里面的電壓之間的顯示在圖1里面。高傳輸在電壓為〇時(shí)出現(xiàn)，低傳輸要么在正電壓 時(shí)出現(xiàn)要么在負(fù)電壓時(shí)出現(xiàn)。所以說(shuō)，正電壓或者負(fù)電壓可以應(yīng)用在液晶顯示器里面來(lái)驅(qū) 動(dòng)其變成黑色。但是，在一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓下驅(qū)動(dòng)液晶顯示器會(huì)給顯示器帶來(lái)傷害，t匕 如說(shuō)，它會(huì)給液晶盒的一邊或者另一邊粘上污染物。為了防止這種傷害，總體上說(shuō)，應(yīng)用在 液晶顯示器里面的電壓會(huì)在高黑和低黒之間來(lái)回變化，來(lái)保持直流電壓為0,這也叫直流恢 復(fù)。
[0006] 保持直流電壓為0有好多種不同的情況，正如圖2A-2D-系列后續(xù)框架中體現(xiàn) 的那樣。一種情況像圖2A中顯示的那樣使用列反轉(zhuǎn)，在這個(gè)圖里所有的列都有交替性， 正--負(fù)和正--負(fù)。在下一個(gè)框架里面所有的列都寫(xiě)上負(fù)一一正，負(fù)--正。在接下來(lái) 的框架里，所有的列再次寫(xiě)上正--負(fù)，正--負(fù)。正如圖2B所顯示的那樣，那些第一個(gè)框 架全部寫(xiě)上正，下一個(gè)框架全部寫(xiě)上負(fù)的地方，可以應(yīng)用框架反轉(zhuǎn)。接下來(lái)的框架再一次全 部寫(xiě)上正的。正如圖2C中所示，可以使用像素反演，它在第一個(gè)框架里產(chǎn)生了棋盤(pán)效應(yīng)， 在第二個(gè)框架里產(chǎn)生了反轉(zhuǎn)效應(yīng)。在第三個(gè)框架里，棋盤(pán)效應(yīng)和第一個(gè)框架相匹配。最后， 如圖2D所示，那些所有的行具有交替性，正--負(fù)和正--負(fù)的對(duì)方，可以應(yīng)用行反轉(zhuǎn)。在 下一個(gè)框架里，所有的行都寫(xiě)上負(fù)--正，負(fù)--正。在第三個(gè)框架里，所有的行再次寫(xiě)上 正--負(fù)，正--負(fù)。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 這里要呈現(xiàn)的是相關(guān)的方法及帶有可選擇灰度和雙層模式的液晶顯示器的驅(qū)動(dòng) 電路實(shí)例，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路帶有直流恢復(fù)。會(huì)展現(xiàn)顯示驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)顯示器，獲得可選擇灰 度和雙層模式的相關(guān)方法。其中雙層模式包括一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，視頻放大器，一組電平開(kāi)關(guān) 和一個(gè)使動(dòng)電路：通過(guò)一個(gè)灰度模式去啟動(dòng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器和視頻放大器，通過(guò)一個(gè)雙層模式 去啟動(dòng)一個(gè)電平開(kāi)關(guān)的子集并且使數(shù)模轉(zhuǎn)換器和視頻放大器癱瘓。
[0009] 當(dāng)在一個(gè)雙層模式里啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路，相對(duì)于在一個(gè)灰度模式里啟動(dòng)，能量得到了 節(jié)約，因?yàn)閼?yīng)用在雙層模式里面的開(kāi)關(guān)相比于數(shù)模轉(zhuǎn)換器和視頻放大器消耗更少的能量。
[0010] 顯示驅(qū)動(dòng)電路包括一個(gè)高電壓黑色水平開(kāi)關(guān)，一個(gè)低電壓黑色水平開(kāi)關(guān)，一個(gè)白 色電壓水平開(kāi)關(guān)。這個(gè)白色電壓水平開(kāi)關(guān)具體點(diǎn)是由一個(gè)白色高電壓水平開(kāi)關(guān)和一個(gè)白色 低電壓水平開(kāi)關(guān)。
[0011] 數(shù)模轉(zhuǎn)換器，視頻放大器和一組水平開(kāi)關(guān)可以被集成在同一個(gè)集成電路里面。這 組水平開(kāi)關(guān)可以是P型通道和n型通道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。P型通道金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管可以有一個(gè)耦合到一個(gè)高視頻參考電壓源的源終端。n型通道金屬氧化物 半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管可以有一個(gè)耦合到低視頻參考電壓源得終端。
[0012] 顯示驅(qū)動(dòng)電路可以用不同的顯示顏色來(lái)補(bǔ)充，像主流顏色紅色，綠色和藍(lán)色，每種 顏色有3~4個(gè)相關(guān)的開(kāi)關(guān)因?yàn)椴噬@示用到的開(kāi)關(guān)至少是單色顯示的3倍（比如，黑色和白 色)。顯示驅(qū)動(dòng)電路可以進(jìn)一步包括一個(gè)高視頻信號(hào)通道或下通道和一個(gè)低視頻信號(hào)通道 或下通道并聯(lián)在數(shù)模轉(zhuǎn)換器和液晶顯示器之間。每一個(gè)高視頻信號(hào)通道和低視頻信號(hào)通道 可以獨(dú)立的包括一個(gè)視頻放大器，一組水平開(kāi)關(guān)和一個(gè)電容器。
[0013] 電壓直流恢復(fù)模式或者延伸的直流恢復(fù)模式可以在穩(wěn)定的視頻信號(hào)通道里面使 用。
[0014] 這里進(jìn)一步展示的是帶有可選擇直流恢復(fù)電壓開(kāi)關(guān)的液晶顯示器驅(qū)動(dòng)電路，它包 括一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器，一個(gè)高電壓視頻信號(hào)子通道：包括一個(gè)高電壓視頻放大器，一組高電壓 水平開(kāi)關(guān)，高電壓電容器和一個(gè)低電壓視頻信號(hào)子通道：包括一個(gè)低電壓視頻信號(hào)放大器， 一組低電壓水平開(kāi)關(guān)，低電壓電容器。高電壓通道可進(jìn)一步包括一個(gè)高電壓使動(dòng)電路：包括 一個(gè)可使高電壓視頻放大器工作，使高電壓水平開(kāi)關(guān)不工作的高電壓灰度模式和一個(gè)可以 通過(guò)一組低電壓水平開(kāi)關(guān)來(lái)提供較長(zhǎng)時(shí)間直流恢復(fù)的延伸性的直流恢復(fù)模式。低電壓子通 道可以進(jìn)一步包括一個(gè)低電壓使動(dòng)電路：包括一個(gè)可使低電壓視頻放大器工作，使低電壓 水平開(kāi)關(guān)不工作的低電壓灰度模式和一個(gè)可以通過(guò)一組高電壓水平開(kāi)關(guān)來(lái)提供較長(zhǎng)時(shí)間 直流恢復(fù)的延伸性的直流恢復(fù)模式。
[0015] 高電壓和低電壓視頻放大器中的靜電流大致上是一樣的。在灰度模式里面，運(yùn)行 時(shí)一次只需要一個(gè)放大器能夠工作并被提供能量，不工作的放大器就沒(méi)有能量，所以?xún)蓚€(gè) 放大器的電路所消耗的能量不會(huì)超過(guò)單級(jí)放大器消耗的能量，這是為了節(jié)約能量。當(dāng)?shù)碗?壓信號(hào)放大器工作時(shí)，直流恢復(fù)模式就能夠啟動(dòng)；當(dāng)高電壓視頻放大器工作時(shí)，低電壓直流 恢復(fù)模式就能夠開(kāi)啟了。
[0016]
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1代表著信號(hào)傳輸與電壓的關(guān)系 圖2A- 2D各自展示著應(yīng)用了列反轉(zhuǎn)，框架反轉(zhuǎn)，像素反轉(zhuǎn)和行反轉(zhuǎn)的一系列框架 圖3是展示了能夠?qū)崿F(xiàn)可選擇灰度和雙層模式操作的高水平電路原理圖 圖4是展示了能夠?qū)崿F(xiàn)可選擇灰度和雙層模式操作的單級(jí)放大器的電路原理圖。
[0018] 圖5是展示了能夠?qū)崿F(xiàn)可選擇灰度，雙層模式和延伸性直流恢復(fù)模式操作的雙子 通道的電路原理圖。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020] 移動(dòng)電子系統(tǒng)通常能夠成功的延長(zhǎng)電池使用壽命和待機(jī)時(shí)間。對(duì)于這樣的一種設(shè) 備來(lái)說(shuō)，擁有一個(gè)比正常工作模式耗電更少的"備用"或"睡眠"模式是很正常的。其他的 一些節(jié)能選擇可能會(huì)降低工作效率或者使設(shè)備特點(diǎn)喪失。例如，許多筆記本電腦在工作時(shí) 完全靠自身電池供電時(shí)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)使屏幕變暗或者降低CPU時(shí)鐘頻率，并且用戶(hù)在 使用電子閱讀器時(shí)可以斷開(kāi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接以便節(jié)約電能。
[0021] 不同的電能管理模式有不同的顯示需求。對(duì)于一些應(yīng)用可以在雙層視頻模式下工 作，同時(shí)對(duì)于其他一些應(yīng)用還能夠提供全灰度模式，顯示器在這一方面是具有優(yōu)勢(shì)的。例 如，雙層文本和簡(jiǎn)易圖形可以在備用模式下提供狀態(tài)信息。再比如，一個(gè)電子閱讀應(yīng)用程序 只有在顯示圖片和插圖時(shí)，它會(huì)通過(guò)驅(qū)動(dòng)雙層視頻文本和轉(zhuǎn)到灰度驅(qū)動(dòng)來(lái)節(jié)約電能消耗 圖3是展示的顯示驅(qū)動(dòng)電路10的高水平電路原理圖，構(gòu)建這個(gè)電路目的是讓雙層模式 和灰度模式都能夠工作。這個(gè)顯不驅(qū)動(dòng)電路10包括一個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器12, 一個(gè)視頻放大器 13和一組水平開(kāi)關(guān)15a- 15d，接受一個(gè)數(shù)字視頻信號(hào)11然后輸出顯示一個(gè)模擬視頻信號(hào) 17,這就像一個(gè)液晶顯示器。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路10在灰度模式下工作時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)14可以啟動(dòng)數(shù) 模轉(zhuǎn)換器12和視頻放大器13。在雙層模式下，數(shù)模轉(zhuǎn)換器12和視頻放大器13是不工作 的，水平開(kāi)關(guān)15a- 15d就會(huì)被用來(lái)最合適的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)黑白視頻。
[0022] 彩色顯示會(huì)使用多種視頻輸入來(lái)從中分離出紅色，綠色和藍(lán)色成分信號(hào)。在彩色 顯示這種情況下，對(duì)主流顏色紅色，綠色和藍(lán)色的雙層驅(qū)動(dòng)可以產(chǎn)生8種可能的顏色。
[0023] 表1雙層主流顏色組合
0表示著相應(yīng)的顏色通道驅(qū)動(dòng)為暗態(tài)，1表示著相應(yīng)的顏色通道驅(qū)動(dòng)為亮態(tài)。
[0024] 為了意思更加清楚，接下來(lái)繼續(xù)討論單個(gè)輸入或成對(duì)輸入，比如對(duì)驅(qū)動(dòng)黑色和白色，但 是下面提到的想法和技術(shù)已經(jīng)測(cè)量好符合多種輸入顯示的要求。因?yàn)榇蟛糠值囊壕э@示器 都會(huì)周期性的將視頻轉(zhuǎn)變成液晶單元，防止長(zhǎng)期暴露會(huì)受到直流電壓的損壞，這里應(yīng)用了 兩個(gè)參考水平電壓，一個(gè)高一個(gè)低。為了防止在運(yùn)行雙層視頻模式時(shí)會(huì)產(chǎn)生傷害，每一個(gè)參 考水平電壓（高和低）都會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的黒色和白色電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示器成相應(yīng)的黑色或白 色。換句話講，在運(yùn)行雙層視頻模式時(shí)為了防止液晶顯示器受到傷害，四個(gè)水平電壓可以用 來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示器：高黑，高白，低白和低黒。對(duì)于圖3中的實(shí)例來(lái)說(shuō)，放大器13和開(kāi)關(guān)15a- 15d的灰度和雙層模式的操作設(shè)計(jì)總結(jié)在表2下面。從圖表里的這些技術(shù)會(huì)看出，在那些高 白電壓水平和低白電壓水平相同的情況下，只需要三個(gè)開(kāi)關(guān)。
[0025] 表2 圖3電路中開(kāi)關(guān)和放大器配置
圖4和5展示了每個(gè)通道各自使用一個(gè)和兩個(gè)放大器的顯示驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)例。圖4和 5中的驅(qū)動(dòng)電路包括了啟動(dòng)直流恢復(fù)模式的開(kāi)關(guān)。圖4和5的原理圖包括了用作開(kāi)關(guān)的P 型通道和n型通道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。這些開(kāi)關(guān)提供了和圖3中開(kāi)關(guān)15a-15d 相似的功能。這些金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管可能會(huì)像數(shù)模轉(zhuǎn)換器和放大器一樣集成在同 一個(gè)集成電路上。那些懂技術(shù)的人會(huì)認(rèn)識(shí)到：任何一種開(kāi)關(guān)，像不同于金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng) 效應(yīng)管的其他晶體管，都可以集成或者不集成在集成芯片上。這種開(kāi)關(guān)能使得直流恢復(fù)信 號(hào)應(yīng)用在顯示器里面。
[0026] 圖4是顯示驅(qū)動(dòng)電路實(shí)例20的電路原理圖。顯示驅(qū)動(dòng)電路20包括一個(gè)與視頻放 大器23串聯(lián)的數(shù)模轉(zhuǎn)換器22,視頻放大器23的輸出信號(hào)耦合到帶有開(kāi)關(guān)25h和251的平 行節(jié)點(diǎn)上并且和兩個(gè)電容器平行：高視頻電容器CH26h和低視頻電容器CL26 1。顯示 驅(qū)動(dòng)電路20至少可以在兩種模式