專利名稱：液晶顯示器用的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電路和一種驅(qū)動液晶顯示器的方法，尤其涉及 的是在沒有正常使用顯示器的低功耗工作模式中有選擇地驅(qū)動顯示器。
技術(shù)背景眾所周知，液晶顯示器使用了二維的液晶單元陣列，在該陣列中， 這些單元共享了處于一個(gè)方向的多條信號線，并且由垂直方向上的柵極線有選擇地被使能(enable)。提供了使用了柵極線來使能相應(yīng)液晶單 元集合的驅(qū)動電路。然后，信號線被用于向所使能的單元提供視頻信號 電平，以便將這些單元充電到為這些單元供應(yīng)其期望亮度所需要的電 平。通常，液晶單元會被組合在一起來形成圖像像素。每個(gè)圖像像素一 般會包含分別與紅色、綠色及藍(lán)色相對應(yīng)的三個(gè)液晶單元。像素的紅色、 綠色和藍(lán)色液晶單元是在相同的柵極線上被提供的，并且實(shí)際上是可以 用同一視頻信號驅(qū)動的。特別地，如果柵極線使能了像素的所有液晶單 元，那么首先會借助紅色液晶單元的信號線而將視頻信號提供給該紅色 液晶單元，然后則會借助綠色液晶單元的信號線而將視頻信號提供給綠色液晶單元，并且最后會借助藍(lán)色液晶單元的信號線而將視頻信號提供給藍(lán)色液晶單元。對液晶顯示模塊來說，低功耗工作模式是眾所周知的。當(dāng)在移動電話或相機(jī)之類的設(shè)備中設(shè)置液晶顯示模塊時(shí)，如果該設(shè)備在預(yù)定時(shí)段中未被使用，那么驅(qū)動電路會從正常工作模式切換到低功耗工作模式。通常，液晶顯示模塊配備了背光。液晶顯示器中的單個(gè)液晶顯示單 元具有由信號線依照所要顯示的圖像而改變的傳遞性(transitivity),并 且所述背光會從后面照亮這些液晶顯示單元。如果設(shè)備未被使用，則可 以關(guān)閉背光，由此只微弱地依靠被反射的入射光看見圖像。該方案可以 提供有效的節(jié)電。但是，本申請認(rèn)為理想的將是實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的節(jié)電。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，在這里提供了一種驅(qū)動液晶顯示器的方法，其中該液晶顯示器具有液晶單元陣列和信號線，并且每個(gè)液晶單元都可以經(jīng)由信 號線之一凈皮充入兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，由此提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度，該方法包括在一個(gè)幀(frame)周期中，有選擇地對陣列中的所有液晶顯示單元 進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；在正常工作模式中，以第 一刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元進(jìn)行再 充電；以及在低功耗工作模式中，以低于所述第一刷新率的第二刷新率來重復(fù) 地對所有液晶單元進(jìn)行再充電。根據(jù)本發(fā)明，還設(shè)置了液晶顯示模塊用的驅(qū)動電路，其中該液晶顯 示模塊具有液晶單元陣列和信號線，并且每個(gè)液晶單元可以經(jīng)由信號線 之一^皮充入在在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示 強(qiáng)度，該驅(qū)動電路被配置用于在一個(gè)幀周期中，有選擇地對陣列中的所有液晶單元進(jìn)行充電，以 使該液晶單元陣列顯示圖像；在正常工作沖莫式中，以第 一刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元進(jìn)行再 充電；以及在低功耗工作模式中，以低于所述笫 一刷新率的第二刷新率來重復(fù) 地對所有液晶單元進(jìn)行再充電。根據(jù)本發(fā)明，還設(shè)置了液晶顯示模塊用的驅(qū)動電路，其中該液晶顯 示模塊具有由液晶單元陣列以及信號線形成的框架，并且每個(gè)液晶單元 都可以經(jīng)由信號線之一被充入在在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以 便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度，該驅(qū)動電路被配置用于在具有正常刷新率的幀周期中，有選擇地對該框架中的所有液晶單 元進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；在第一工作模式中，在再次有選擇地對陣列中的所有液晶單元進(jìn)行 充電之前循環(huán)通過至少一個(gè)幀周期，由此，在第一工作模式中，驅(qū)動電 路被配置用于以低于為液晶單元陣列的單個(gè)框架(frame )進(jìn)行充電的所 述正常刷新率的低刷新率來重復(fù)地對陣列中的所有液晶單元進(jìn)行再充 電。根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種驅(qū)動液晶顯示器的方法，其中該液晶顯 示器具有由液晶單元陣列以及信號線形成的框架，并且每個(gè)液晶單元都可以經(jīng)由信號線之一^皮充入在在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度，該方法包括在具有正常刷新率的幀周期中，有選擇地對該框架中的所有液晶單 元進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；以及在第 一工作模式中，在再次有選擇地對陣列中的所有液晶單元進(jìn)行 充電之前循環(huán)通過至少一個(gè)幀周期，使得，在第一工作模式中，以低于 用于為液晶單元陣列的單個(gè)框架進(jìn)行充電的所述正常刷新率的低刷新 率對相繼的(successive)框架進(jìn)行再充電。眾所周知，在每次刷新液晶顯示器的圖像幀時(shí)，都必須對液晶顯示 單元進(jìn)行再充電。此外，其他元件、例如液晶顯示單元附著的COM板 同樣必須被再充電。諸如COM板之類的各種元件具有電容，并且在為 這些相應(yīng)裝置提供電荷時(shí)將會耗費(fèi)功率。由于液晶顯示單元需要在連續(xù) 刷新周期之間反轉(zhuǎn)，并且從而必須反轉(zhuǎn)不同電容部件上的極性，因此情 況將會變得更糟。在低功耗模式中，假設(shè)觀察者對所顯示圖像中的不完整性的容忍度 更高。第一刷新率被設(shè)置在了任何用于提供期望質(zhì)量的圖像的已知常規(guī) 刷新率上。借助本發(fā)明可以認(rèn)定，在其他時(shí)間，該刷新率可以降低，以 便節(jié)約功率。就此而論，預(yù)期典型的3mW功耗可以降低至lmW。優(yōu)選地，第一刷新率是任何用于提供可接受質(zhì)量的正常圖像的已知標(biāo)準(zhǔn)刷新率，例如在每秒50到60次之間。實(shí)質(zhì)上，第二刷新率可以是仍舊能夠?yàn)橐壕э@示器的特定應(yīng)用所接受的任何較低刷新率。就此而論，在每秒10到1次之間的刷新率都是可行的。優(yōu)選地，第二刷新率是每秒10次或更低，甚至可以是每秒5次或更低。優(yōu)選地，該驅(qū)動電路包括被配置用于產(chǎn)生同步脈沖的時(shí)鐘電路，其 中該驅(qū)動電路響應(yīng)于該同步脈沖來對所有液晶單元進(jìn)行再充電。該時(shí)鐘電路可以被配置用來以第 一 刷新率產(chǎn)生同步脈沖。換句話 說，該同步脈沖相應(yīng)于在圖像的每個(gè)場/幀的開端使用的垂直同步脈沖。笫二刷新率可以用多種不同方式實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)方面中，在低功耗工作模式中，驅(qū)動電路被配置成忽略預(yù)定的多個(gè)連續(xù)同步脈沖以便以第二刷新率來對所有液晶單元進(jìn)行再充電。 與此同時(shí)，驅(qū)動電路可以忽略所接收的圖像數(shù)據(jù)幀，并且僅用對應(yīng)于所 作用的根據(jù)第二刷新率的同步脈沖的接收幀來刷新液晶顯示器。
作為替換，時(shí)鐘電路可以被配置用于在低功耗工作模式中以第二刷 新率來產(chǎn)生同步脈沖。該驅(qū)動電路可以再次被配置成忽略那些在處于第 二刷新率的同步脈沖之間被接收的圖像數(shù)據(jù)接收幀。
優(yōu)選地，在低功耗工作模式中，驅(qū)動電路被配置用于將所有液晶單 元僅充電至兩個(gè)飽和值中的 一個(gè)或另 一個(gè)飽和值。
由此，對黑色和白色顯示來說，將不會顯示灰色色調(diào)，并且圖像將 僅在黑色和白色像素中被顯示。另一方面，對彩色顯示來說，所有子像
素/像素單元都將被驅(qū)動至完全透射或零透射，以使顯示器工作在8色模 式中。
當(dāng)通過使用電位來驅(qū)動單個(gè)液晶顯示單元來避免飽和以及提供中 間透射時(shí)， 一旦施加了該信號，那么泄漏電流將會導(dǎo)致液晶顯示單元上 的電位改變以及圖像衰落的發(fā)生。即使液晶顯示器是在用戶不太關(guān)心圖 像質(zhì)量的低功耗模式中工作的，連續(xù)圖像刷新之間的圖像衰落仍舊是不 希望的。
在液晶顯示單元的飽和狀態(tài)中，在任何傳遞性改變之前有可能出現(xiàn) 某些泄漏電流和某些電壓降。因此，通過在低功耗模式中僅使用處于其 飽和狀態(tài)的液晶顯示單元，可以在沒有顯著閃爍的情況下使用更長的刷 新周期。
優(yōu)選地，在低功耗工作模式中，在對相應(yīng)的液晶單元進(jìn)行充電之間， 驅(qū)動電路被配置用于在每一信號線上保持一個(gè)最適合減小來自相應(yīng)液 晶單元的充電泄漏的電壓。
在將液晶顯示單元充電至其期望值并且借助相應(yīng)開關(guān)斷開了相應(yīng) 信號線之后，泄漏電流仍舊有可能穿越開關(guān)到達(dá)信號線?，F(xiàn)在可以認(rèn)定 的是，主動將信號線驅(qū)動至特定電位可以減小跨開關(guān)的電位差，并且由 此減小泄漏電流。這樣做可以實(shí)現(xiàn)延長的刷新周期。
優(yōu)選地，在低功耗工作沖莫式中，在對相應(yīng)液晶單元進(jìn)行充電之間， 驅(qū)動電路被配置用于在每一信號線上保持一個(gè)相對于液晶單元的接地 端而言為零伏的電壓。
考慮液晶單元的傳遞性屬性，應(yīng)該指出的是，與跨液晶單元的高電位差相比，在跨液晶單元的電位差低時(shí)，液晶單元對傳遞性的變化更為 敏感。因此，在寫信號處理間，如果信號線保持接近零或是液晶單元的 接地電壓，則可以進(jìn)一步減小刷新率。在某些反轉(zhuǎn)方法中，液晶單元接
地端所連接的COM線路是逐步增大或逐步減小的。在這些方案中，優(yōu) 選的是在對相應(yīng)液晶單元進(jìn)行充電處理之間，信號線上的電壓跟隨COM 電壓。
優(yōu)選地，驅(qū)動電路是與具有可以選擇性工作的背光的液晶顯示模塊 一起使用的。當(dāng)處于低功耗工作模式時(shí)，驅(qū)動電路優(yōu)選被配置成關(guān)閉背 光。
由于在關(guān)閉背光時(shí)得到的圖像更為模糊，因此對觀察者來說，使用 液晶顯示單元的飽和值會較不明顯。這樣則可以在不干擾觀察者的情況 下實(shí)現(xiàn)較長的刷新時(shí)間。驅(qū)動電路可以在包含液晶顯示器的液晶顯示模 塊中實(shí)現(xiàn)。
此外，該模塊可以設(shè)置在任何恰當(dāng)?shù)脑O(shè)備例如移動電話或相機(jī)中。


從以下參考附圖并且僅僅作為示例給出的描述中將更清楚地了解 本發(fā)明，其中
圖1示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的移動電話；
圖2示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的相機(jī)；
圖3示出了可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的液晶顯示模塊；
圖4示意性示出了液晶顯示器的像素的三個(gè)像素單元；
圖5示出了用于驅(qū)動圖4中的像素單元的信號的定時(shí)(timing);
圖6示出了典型的液晶顯示單元的傳輸響應(yīng)；
圖7示出了另一個(gè)典型的液晶顯示單元的傳輸響應(yīng)；以及
圖8示意性示出了液晶顯示單元的DC驅(qū)動。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可適用于LCD (液晶顯示器)模塊，如例如在圖1和2中分 別示出的移動電話設(shè)備或數(shù)碼相機(jī)中使用的LCD模塊。本發(fā)明可以應(yīng) 用于任何LCD,其中包括那些具有被成形在LCD模塊自身的顯示面板 上的LCD驅(qū)動電路的LCD。
在圖1的移動電話設(shè)備2和圖2的數(shù)碼相機(jī)4中，其中根據(jù)需要設(shè) 置了相應(yīng)的LCD模塊6和8,以便顯示圖像。的LCD模塊10。
LCD模塊10包括至少一個(gè)用玻璃(或其他任何適當(dāng)?shù)耐该鞑牧? 制成的板片(plate) 12,靠著該板片12以任何已知方式成形有液晶顯 示器16。在所說明的實(shí)施例中，驅(qū)動電路14也成形在玻璃板12上。依 照本發(fā)明的LCD驅(qū)動電路14在顯示^t塊10的下部被示出。類似的驅(qū) 動電路也可以被設(shè)置在顯示區(qū)域16周圍的玻璃板12上的任何部分，或 者，實(shí)際上，它可以以分布方式設(shè)置在顯示區(qū)域16周圍。
圖4示出了顯示區(qū)域16可以如何凈皮實(shí)施的一個(gè)示例。
顯示區(qū)域16被分為二維像素陣列。這些像素在第一方向上的水平 行以及第二方向上的垂直列上延伸。通過用期望的顏色和亮度來激活每 個(gè)像素，可以在顯示器16上顯示恰當(dāng)圖像。
為了產(chǎn)生多種不同顏色，每個(gè)像素都包含了分別用于產(chǎn)生紅、綠和 藍(lán)色的三個(gè)像素單元20R、 20G、 20B (此外也被稱為子像素)。圖4示 出了像素的三個(gè)像素單元20R、 20G、 20B,這些像素單元在第一 (水平) 方向是并排排列的。就此可以理解的是，這三個(gè)像素單元20R、 20G、 20B應(yīng)該彼此接近，以便提供期望的可視的組合顏色，但是像素單元的 確切定位是無關(guān)緊要的。
每個(gè)像素單元20R、 20G、 20B都包含了相應(yīng)的液晶單元22R、 22G、 22B。每個(gè)液晶單元22R、 22G、 22B的一端都連接到公共線路COM, 其中在優(yōu)選實(shí)施例中，該公共線路COM作為玻璃板片12本身的一部分 構(gòu)成。每個(gè)液晶單元22R、 22G、 22B的對側(cè)與相應(yīng)的控制晶體管或開 關(guān)24R、 24G、 24B相連。
如所示的，處于行中的所有開關(guān)24R、 24G、 24B都是借助公共柵 極線26而被控制的，換句話說，這些開關(guān)是借助公共柵極線26而被接 通或斷開的。為顯示器16的每一行都提供了相應(yīng)柵極線。另一方面， 開關(guān)24R、 24G、 24B的輸入與信號線28R、 28G、 28B相連。特別地， 同一列中的所有紅色像素單元20R都連接到單一的相應(yīng)信號線28R,同 一列中的所有綠色像素單元20G都連接到單一的相應(yīng)信號線28G,并且 同一列中的所有藍(lán)色像素單元20B都連接到單一的相應(yīng)信號線28B。
為了在LCD^t塊10的顯示區(qū)域16上顯示圖像，以逐行方式來提 供圖像。特定的柵極線26將被驅(qū)動至某個(gè)電壓以接通其相應(yīng)行中的所
10有開關(guān)或晶體管24R、 24G、 24B。在所述柵極線啟動該特定行或垂直線 時(shí)，首先，所有的紅色信號線28R被用于驅(qū)動該行中的所有紅色液晶單 元22R,然后，所有的綠色信號線28G被用于驅(qū)動該特定行中的所有綠 色LCD單元22G,最后，所有的藍(lán)色信號線28B被用于驅(qū)動該特定行 中的所有藍(lán)色液晶單元22B。優(yōu)選地，特定顏色的所有像素單元20R、 20G、 20B都是同時(shí)被驅(qū)動的。但是，其他方案同樣是可行的。
在寫入一行或一條水平線時(shí)，相應(yīng)的柵極線26被驅(qū)動至某個(gè)電壓 以斷開其相應(yīng)的所有開關(guān)或晶體管24R、 24G、 24B,并且另一條柵極線 被驅(qū)動至某個(gè)電壓以接通其相應(yīng)的開關(guān)。相鄰柵極線26可以相繼被驅(qū) 動，但是其他方案也是可行的。應(yīng)該也被理解的是，不同的像素單元陣 列排列可以被提供來實(shí)現(xiàn)相同的效果。
在實(shí)踐中，液晶電容是可以略微改變的，如果只憑借上述方案，那 么以可靠方式將液晶單元22R、 22G、 22B驅(qū)動至恰當(dāng)或期望的亮度等 級會變得困難。為了有助于補(bǔ)償液晶單元22R、 22G、 22B的變化，與 液晶單元22R、 22G、 22B并行地(in parallel)提供了 CS電容器30。 如所示，CS電容器30設(shè)置在液晶單元22R、 22G、 22B的信號驅(qū)動端 與CS線路32之間。就上述方案而言，CS線路32是為每個(gè)相應(yīng)的行或 水平線提供的。由此，相應(yīng)行和水平線中的所有像素單元20R、 20G、 20B的CS電容器30被連接到對應(yīng)的相應(yīng)CS線路32。
CS線路32是用精密相當(dāng)于公共電壓COM的電壓的電壓驅(qū)動的。 這樣，液晶單元22R、 22G、 22B的電容變化對那些液晶單元22R、 22G、 22B的驅(qū)動產(chǎn)生較小的影響。
圖5示出根據(jù)1H反轉(zhuǎn)方法來驅(qū)動顯示器16的前兩條水平線的不同 信號。在這個(gè)方面，值得一提的是，為了液晶顯示器16的正在進(jìn)行的 操作，有必要在每次使用液晶單元22R、 22G、 22B時(shí)反轉(zhuǎn)應(yīng)用于這些 液晶單元的才及性；這^支已知為反轉(zhuǎn)(inversioin)。由此，在將每個(gè)幀顯 示在顯示器16上之后，也就是在每個(gè)垂直周期之后，極性將會被反轉(zhuǎn)。 對1H反轉(zhuǎn)來說，相鄰水平線用相反極性來驅(qū)動。
如圖5所示，具有長度為1個(gè)水平定時(shí)(horizontal timing)的垂直 同步脈沖表示 一 個(gè)新幀。也提供短的水平同步脈沖來指示每 一新的水平 線或行。
針對第一和第二水平線示出了門脈沖(gate pulse)。每個(gè)門脈沖都處于水平線周期以內(nèi)，并且在門脈沖期間，像素單元20R、 20G、 20B 的相應(yīng)行或水平線會以上述方式被使能。由此，在用于第一水平線的門 脈沖期間，第一水平線的所有開關(guān)/晶體管24R、 24G、 24B都被使能， 但是其他的開關(guān)/晶體管則未被使能。同樣，對第二水平門脈沖來說，只 有第二行或水平線的開關(guān)/晶體管才被使能。
在圖5中，為第一和第二水平線指示了用于紅色像素單元20R、綠 色像素單元20G以及藍(lán)色像素單元20B的電壓。COM信號被表示成疊 加在電壓上的虛線，其中該電壓為像素單元20R、 20G、 20B的液晶單 元22R、 22G、 22B示出。對所說明的1H反轉(zhuǎn)來說，在/人一條水平線到 下一條水平線時(shí)，COM信號會從一個(gè)電壓狀態(tài)變到另一個(gè)電壓狀態(tài)。 這樣，應(yīng)用于相鄰的水平像素行的極性被反轉(zhuǎn)。此外，如所示，在第二 垂直周期中(在圖5的右側(cè))，COM信號整體反轉(zhuǎn)，以便用逐幀相反 的極性來驅(qū)動水平行的像素。
CS信號跟隨通常具有相同電壓的COM信號。
COM信號和CS信號變化可以規(guī)定在零伏與大約5伏之間。
在每個(gè)水平周期內(nèi)部，為紅色像素單元20R、綠色像素單元20G以 及藍(lán)色像素單元20B提供相應(yīng)的選擇脈沖。由此，可以為一個(gè)像素提供 公共一見頻線，其中該一見頻線按順序包括同 一像素的紅色像素單元20R、 綠色像素單元20G以及藍(lán)色像素單元20B所需要的驅(qū)動信號。圖5所示 的選擇脈沖被用于將視頻線信號的恰當(dāng)部分施加于相應(yīng)的紅色、綠色和 藍(lán)色像素單元20R、 20G、 20B。由此，在特定的相應(yīng)選擇脈沖期間，用 于相應(yīng)像素單元20R、 20G、 20B的信號線被驅(qū)動到由公共視頻線信號 在該時(shí)間提供的必要電壓。
現(xiàn)在，可以提出，如上所述的液晶顯示器應(yīng)該能在如上所述的正常 模式以及低功耗模式中工作。
在低功耗模式中，提出的是減小刷新率。換句話說，重寫完整的像 素幀或像素單元的頻率被減小。從以上說明中可以理解，只要重寫或刷 新像素或像素單元，則有必要反轉(zhuǎn)電位。由于不同元件的電容，尤其是 COM線路/板片的電容，因此，這樣做通常會消耗相對較多量的功率。 通過減小重寫或刷新進(jìn)行的頻率，可以減小功耗。
遺憾的是，在將信號寫入液晶顯示單元的時(shí)間之間將會發(fā)生泄漏， 由此液晶顯示單元上的電位會減小，并且所顯示的圖像會衰落。當(dāng)然，在刷新液晶顯示單元的時(shí)候，它們將被帶回到其正確的電位，并且顯示 正確的圖像強(qiáng)度。對觀察者來說，圖像強(qiáng)度的這種改變將會導(dǎo)致出現(xiàn)可 -視的閃爍。
對用戶來說，可視閃爍通常是不可接受的，由此，即使在低功耗或 節(jié)能模式中使用液晶顯示器，刷新率的減小也是存在限度的。
現(xiàn)在可以認(rèn)定，如果液晶顯示單元處于飽和狀態(tài)，那么在圖像中出 現(xiàn)任何可感知的降級之前可能發(fā)生有些泄漏，由此可能進(jìn)一步減小刷新 率。在黑白顯示的情況下，則將驅(qū)動液晶顯示器使所有像素為黑色或白 色。另一方面，在彩色顯示的情況下，則將驅(qū)動所有像素單元或子像素
使其為黑色或是分別為全紅、全藍(lán)或全綠，即8色顯示。
當(dāng)以這種方式驅(qū)動液晶顯示器時(shí)，可以在刷新率低于正常刷新率的 低功耗模式中操作液晶顯示器。
所提出的是，液晶顯示模塊的驅(qū)動電路14可以確定圖像僅是黑白 色或8色的，或作為替換，在處于低功耗工作模式時(shí)，驅(qū)動電路將接收 到的任何圖像數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)換成完全的黑白色或8色。
為了提供較低的刷新率，可以為驅(qū)動電路14配備一個(gè)用于較低幀 速率的時(shí)鐘信號，并且該時(shí)鐘信號與用于正常幀速率的時(shí)鐘信號是不同 的。但是，在優(yōu)選實(shí)施例中，驅(qū)動電路14為這些幀使用了相同的時(shí)鐘 信號，例如圖5所示的垂直同步脈沖，但忽略了預(yù)定連續(xù)數(shù)量的巾貞時(shí)鐘 信號(垂直同步脈沖)，以便實(shí)現(xiàn)較低的刷新率。
在很多方案中，無論是工作在正常模式還是低功耗模式，液晶顯示 模塊都會接收連續(xù)的 一 系列圖像幀用于顯示。在具有低刷新率的低功耗 模式中，驅(qū)動電路14被配置成忽略那些在被忽略的時(shí)鐘信號(垂直同 步脈沖)時(shí)接收的圖像數(shù)據(jù)幀。
在將信號線28經(jīng)由其開關(guān)24連接到液晶顯示單元22并且隨后斷 開開關(guān)24以斷開信號線28的過程之后，常規(guī)地，不怎么考慮信號線28 上的電壓。然而不可避免的是，有些泄漏將會從液晶顯示單元22經(jīng)由 其開關(guān)24出現(xiàn)在其信號線28上。如果信號線28與液晶顯示單元22之 間的電位差較大，那么泄漏電流將會較大。
現(xiàn)在，提出的是，至少在低功耗模式中控制信號線28上的電壓， 以便減小來自液晶顯示單元22的泄漏電流，并且由此允許更長的刷新 率。在具有用于單個(gè)的相應(yīng)液晶顯示單元的單個(gè)的相應(yīng)信號線的液晶
顯示器中，單個(gè)信號線的驅(qū)動可以借助相應(yīng)于其相應(yīng)液晶顯示單元22 上的電位的相應(yīng)電位來保持。這樣，如果跨相應(yīng)的開關(guān)24沒有電位差， 則可以消除流至信號線28的泄漏電流。然而應(yīng)該指出的是，如上文中 參考圖5描述的那樣，即便在此類方案中，與所有液晶顯示單元22相 連的COM線也會振蕩，從而產(chǎn)生期望的反轉(zhuǎn)。由此，液晶顯示單元22 的另一端上的電位會上下振蕩，使得有必要相應(yīng)地使相應(yīng)信號線28上 的電位振蕩。
如上所述，在大多數(shù)液晶顯示方案中，每一條信號線實(shí)際上都可以 連接到多個(gè)不同的液晶顯示單元22。在參考圖4描述的實(shí)施例中，柵極 線26跨越水平線而對液晶顯示單元22的開關(guān)24進(jìn)行控制，而每一條 信號線28都能向排列在垂直列中的液晶顯示單元22的陣列提供信號。 如果使用了信號線28將信號寫入特定水平線的液晶顯示單元22，那么 該信號線28可以被保持在其電位上，而該水平線的所有其他液晶顯示 單元22則會被其他信號線28寫入。但是應(yīng)該理解的是，由于其他水平 線的液晶顯示單元22使用了相同的信號線28，因此，保持在特定信號 線28上的電位有可能與在其垂直列中寫入其他液晶顯示單元22的電位 不相適合。
圖6示出了關(guān)于液晶顯示單元的典型響應(yīng)的分布，其中該分布測定 的是相對于所施加的跨液晶顯示單元的電壓的、作為百分?jǐn)?shù)的透射率。 應(yīng)該理解的是，對正和負(fù)的外加電壓來說，該響應(yīng)通常是對稱的。
通過使用具有如圖6所示響應(yīng)的液晶顯示單元，并且如為低功耗模 式建議的那樣在其飽和狀態(tài)中使用該液晶顯示單元，可以看出，跨液晶 顯示單元施加2.7伏(無論正負(fù))將有效地將透射率減小到零。另一方 面，如果跨液晶顯示單元施加的是O伏，那么液晶顯示單元會提供大小 約為100%的透射率。
如果給液晶顯示單元施加2.7伏，并且存在泄漏電流，那么跨液晶 顯示單元的電壓將會減小。從圖6所示的特性中可以理解，在透射率增 加1%之前，該電壓可降4氐0.8伏。另一方面，如果最初為液晶顯示單元 提供0伏并且存在泄漏電流，那么僅僅0.25伏的增長將會導(dǎo)致透射率降 低大約1%。
應(yīng)該指出的是，在一方面應(yīng)用電壓并且不透射的情形與另一方面不
14應(yīng)用電壓并且透射的情形之間是存在非對稱性的，可以理解，液晶顯示 單元的響應(yīng)的零伏特/透射 一端對泄漏電流更為敏感。在控制液晶顯示器 的驅(qū)動時(shí)，這一點(diǎn)是可以加以考慮的。
現(xiàn)在首先考慮的是一種幀反轉(zhuǎn)(frame inversion)方法，在該方法中， 幀的所有水平線都用相同電位(無論正負(fù))驅(qū)動，并且對連續(xù)的幀來說 該電位是反轉(zhuǎn)的。
假設(shè)將特定的相應(yīng)垂直信號線28上的液晶顯示單元22驅(qū)動到了 一 個(gè)隨機(jī)選擇的透射率，那么對驅(qū)動液晶顯示器的幀反轉(zhuǎn)方法(或者至少 其中用相同電位驅(qū)動該垂直列的所有液晶顯示單元22 )來說，在使用該 信號線來驅(qū)動與之相連的液晶顯示單元22之間(換言之，在寫其他垂 直列的時(shí)候)，較為優(yōu)選的是使該信號線處于這樣一個(gè)電位，其中所述 電位對與之相連的所有液晶顯示單元22在泄漏電流方面引起的損害平 均起來將會最小。假設(shè)某一列中的一半液晶顯示單元處于零伏電壓，并 且該列中的一半液晶顯示單元處于最大伏特電壓，那么可以計(jì)算出如圖 6所示的恰當(dāng)?shù)闹虚g電壓Vmid,其中所述中間電壓雖然不在零與最大伏 特電壓中間，但是其在泄漏電流方面對兩個(gè)飽和單元狀態(tài)具有相似的影 響。
圖7示出了具有對于零外加電壓的零透射率的液晶單元響應(yīng)以及恰 當(dāng)?shù)闹虚g電壓Vmid。圖6和7中示出的Vmid的特定值提供了 50%的透 射率。
在一個(gè)實(shí)施例中，信號線可以被置于處于中點(diǎn)的電位，并且其通常 將會引起完全透射單元在透射率方面減小指定百分比(例如1%),與 此同時(shí)，不透射單元達(dá)到相同百分比的透射率。這樣，液晶顯示器衰落 至不可接受的程度所耗費(fèi)的總的時(shí)間將會最大化，并且刷新率可以被減 小到最大限度。
通常，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在透射率上1%的變化是可以為用戶觀察所接受 的恰當(dāng)?shù)淖畲笾怠?br> 在寫入了整個(gè)幀之后，優(yōu)選的是將信號線保持在恰當(dāng)?shù)腣mid,并 且將Vcom保持恒定，直至下一個(gè)幀。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)用相對于Vcom 為正的電位驅(qū)動像素幀時(shí)，Vmid相對于Vcom來說是正的，而當(dāng)用相 對于Vcom為負(fù)的電位驅(qū)動像素幀時(shí)，Vmid相對于Vcom來說是負(fù)的。
對上文中參考圖5所述的1H線反轉(zhuǎn)方法來說，每一條信號線28當(dāng)然都與液晶顯示單元22的垂直陣列相連，其中相對于從一條水平線到 下一條水平線上下移動的COM線來說，這些液晶顯示單元的電位是以 正或負(fù)的方式施加的。由此，當(dāng)一條水平線的液晶顯示單元22跨過其 將會具有相對于COM線而言為零伏或最大正伏特(例如+2.7伏)的電 位時(shí)，下一條水平線的液晶顯示單元22將會具有相對于COM線而言為 零伏或負(fù)的最大伏特(例如-2.7伏特)的電位。
由此，對所描述的1H反轉(zhuǎn)方法來說，在使用信號線來將期望的信 號寫入單個(gè)的液晶顯示單元22之間，平均起來最為有利的是使信號線 處于COM線的電位。
同樣已知的是，將驅(qū)動方法用于其中Vcom保持為DC電平的液晶 顯示器。雖然這一點(diǎn)會被技術(shù)讀者很好地理解，但是在這里還是參考圖 8給出了簡要描述。
如跡線(b)所示，Vcom是保持恒定的，例如保持在l伏。
在跡線(a)中示出了信號線，并且在跡線(c)中示出了柵極線。 舉例來說，雖然信號線處于2伏，但是門脈沖將該信號線連接到特定的 液晶顯示單元，由此，如跡線(e)所示，該單元上的電壓Vx(與其Vcom 端相反)上升到2伏的信號電平。
在使用DC驅(qū)動方法的情況下，CS電壓并未跟隨Vcom電壓。如跡 線(d)所示，在柵極電壓使能像素晶體管將信號電壓施加于液晶單元 之后，CS電壓從0伏變?yōu)?伏。根據(jù)CS電容器和液晶單元的相對電容 (comparative capacitances ),液晶單元上的電壓Vx將會相應(yīng)上升。在 圖示示例中，有50°/。的耦合效應(yīng)，由此液晶單元上的電壓Vx上升到3 伏。
在接下來的幀中，為了向液晶單元應(yīng)用相反的極性，柵極促使晶體 管向Vx施加0伏的信號電壓。但是，當(dāng)CS電壓隨后返回到0伏時(shí)，耦 合效應(yīng)促使跨液晶單元的電壓進(jìn)一步降低到-1伏。
由此可以理解，從幀到幀，跨液晶單元的相對于Vcom(處于+1伏) 的電壓將會從+2伏變?yōu)?2伏。
應(yīng)該理解的是，為了獨(dú)立地控制每一條水平線，用于相應(yīng)水平線的 CS線也是獨(dú)立被控制的。
對1H反轉(zhuǎn)驅(qū)動方法來說， 一旦寫入了完整的幀，將會有處于+l伏 和+3伏的正極性像素的混合，以及處于+1伏和-1伏的負(fù)極性像素的混合。因此，在將要寫入下一個(gè)幀之前，建議應(yīng)將信號線保持在Vcom電 壓，在本例中則是+l伏，以便將泄漏電流最小化。
對IF反轉(zhuǎn)方法來說，在寫入一個(gè)幀的末期，對正極性幀來說，液 晶單元將會處于1伏與3伏之間的混合狀態(tài)，而對負(fù)極性幀來說，液晶 單元將會處于1伏與-1伏之間的混合狀態(tài)。
考慮另一種方式，對正極性幀來說，相對于Vcom而言，液晶單元 將會處于0伏與2伏的混合狀態(tài)。另一方面，對負(fù)極性幀來說，相對于 Vcom而言，液晶單元將會處于0伏和-2伏的混合狀態(tài)。因此，對正極 性幀來說，所建議的是將信號線電平設(shè)置成如上所述用于AC驅(qū)動方法 的中間電壓，其中所述中間電壓則被設(shè)置成高于Vcom。另一方面，對 負(fù)極性幀來說，相對于Vcom電壓而言，信號線電平將被設(shè)置成具有負(fù) 極性的中間電壓電平。
當(dāng)然，對于驅(qū)動電路，還可以考慮正顯示的實(shí)際圖像以及正被提供 給特定信號線28的單個(gè)液晶顯示單元22的實(shí)際電位。根據(jù)在特定信號 線28的液晶顯示單元22上提供的實(shí)際電位，在寫入單個(gè)液晶顯示單元 22之間在信號線28上提供的電位可以被控制在其最優(yōu)值，以便將泄漏 電流最'J、化，并且允許在后續(xù)的刷新幀之間的最大時(shí)間。
借助上述技術(shù)，在低功耗模式中，提出將50 60Hz的正常模式刷新 率可減小至10Hz或更低，抑或是5Hz或更低。實(shí)際上，所建議的是為 低功耗模式提供在每秒10次到1次之間的刷新率。
借助上述方案，可以設(shè)想將3mW的典型功耗降至小于lmW。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示模塊用的驅(qū)動電路，該液晶顯示模塊具有由液晶單元陣列以及信號線形成的框架，每個(gè)液晶單元都能夠經(jīng)由信號線之一而被充入在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度，該驅(qū)動電路被配置用于在幀周期中，有選擇地對該框架的所有液晶單元進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；在第一工作模式中，以低刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元再充電；以及在第二工作模式中，以正常刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元再充電，其中所述低刷新率低于所述正常刷新率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其中所述正常刷新率在每秒 50到60次之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是每秒10 次或更低。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是每秒5 次或更低。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是至少每 秒1次。
6. —種液晶顯示模塊用的驅(qū)動電路，該液晶顯示模塊具有由液晶 單元陣列以及信號線形成的框架，每個(gè)液晶單元都能夠經(jīng)由信號線之一 而#皮充入在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng) 度，該驅(qū)動電路^L配置用于在具有正常刷新率的幀周期中，有選擇地對該框架中的所有液晶單 元進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；在笫一工作模式中，在再次有選擇地對該陣列的所有液晶單元進(jìn)行充電之前循環(huán)通過至少一個(gè)幀周期，使得，在笫一工作模式中，該驅(qū)動 電路被配置用于以低于所述正常刷新率的低刷新率來重復(fù)地對該陣列 的所有液晶單元進(jìn)行再充電，所述正常刷新率用于為所述液晶單元陣列 的單個(gè)框架進(jìn)行充電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動電路，其中所述正常刷新率在每秒 50到60次之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是每秒10 次或更j氐。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是每秒5 次或更低。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的驅(qū)動電路，其中所述低刷新率是每秒至 少1次。
11. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動電路，還包括被配置用于 產(chǎn)生序列脈沖的時(shí)鐘電路，該驅(qū)動電路響應(yīng)于該序列脈沖而對所有的液 晶單元進(jìn)行再充電。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動電路，其中該時(shí)鐘電路被配置用 于以正常刷新率來產(chǎn)生序列脈沖。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動電路，它被配置成在第一工作模 式中忽略預(yù)定的多個(gè)連續(xù)序列脈沖以便以低刷新率對所有液晶單元進(jìn) 4亍再充電。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動電路，其中該時(shí)鐘電路被配置用 于在第 一 工作模式中以低刷新率來產(chǎn)生序列脈沖。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動電路，它被配 置用于在第 一工作模式中將所有液晶單元僅充電至兩個(gè)飽和值中的一 個(gè)或另一個(gè)飽和值。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1~10中任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動電路，它被配 置用于在第一工作模式中，在對相應(yīng)的液晶單元充電之間，在每條信 號線上譯持最適于減小從相應(yīng)的液晶單元的電荷泄漏的電壓。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動電路，它被配置用于在笫一工 作模式中，在對相應(yīng)的液晶單元充電之間，在每條信號線上保持相對于 這些液晶單元的接地端為零伏的電壓。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一權(quán)利要求所述的驅(qū)動電路，其中該 驅(qū)動電路與液晶顯示模塊結(jié)合使用，該液晶顯示模塊具有用于照亮液晶 單元的、能夠有選擇地工作的背光，該驅(qū)動電路被配置成在第一工作模 式中關(guān)閉背光。
19. 一種液晶才莫塊，其包含了根據(jù)權(quán)利要求1 10中任一權(quán)利要求 所述的驅(qū)動電路以及液晶顯示器。
20. —種移動電話，其包含了根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶模塊。
21. —種相機(jī)，其中包含了根據(jù)權(quán)利要求19所述的液晶模塊。
22. —種驅(qū)動液晶顯示器的方法，其中該液晶顯示器具有由液晶單元陣列以及信號線形成的框架，其中每個(gè)液晶單元都能夠經(jīng)由信號線之一而被充入在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度，該方法包括在幀周期中，有選擇地對該框架的所有液晶單元進(jìn)行充電，以使該 液晶單元陣列顯示圖像；在笫 一 工作模式中，以低刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元進(jìn)行再充電；以及在第二工作模式中，以正常刷新率來重復(fù)地對所有液晶單元進(jìn)行再 充電，其中所述低刷新率低于所述正常刷新率。
23. —種驅(qū)動液晶顯示器的方法，其中該液晶顯示器具有由液晶單 元陣列以及信號線形成的框架，每個(gè)液晶單元都能夠經(jīng)由信號線之一而 被充入在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度， 該方法包括在具有正常刷新率的幀周期中，有選擇地對該框架的所有液晶單元 進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像；在第一工作模式中，在再次有選擇地對所有液晶單元進(jìn)行充電之前循環(huán)通過至少一個(gè)幀周期，使得，在第一工作模式中，以低于為液晶單 元陣列的單個(gè)框架進(jìn)行充電的所述正常刷新率的低刷新率來對相繼的框架進(jìn)行再充電。
全文摘要
一種液晶顯示器用的驅(qū)動電路，其中該模塊具有由液晶單元陣列以及信號線形成的框架，每個(gè)液晶單元都可以經(jīng)由信號線之一而被充入在兩個(gè)飽和值之間的任何量的電量，以便提供相應(yīng)的顯示強(qiáng)度。該驅(qū)動電路被配置用于在幀周期中有選擇地對該框架的所有液晶單元進(jìn)行充電，以使該液晶單元陣列顯示圖像。在正常工作模式中，所有液晶單元都是以第一刷新率而被重復(fù)再充電的。在低功耗工作模式中，所有液晶單元都是以低于所述第一刷新率的第二刷新率而被重復(fù)再充電的。此外，在低功耗模式中，所有液晶單元都僅被充電至兩個(gè)飽和值中的一個(gè)或另一個(gè)飽和值。
文檔編號H04M1/02GK101593498SQ20091014181
公開日2009年12月2日 申請日期2009年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月27日
發(fā)明者D·普西, P·沙德韋爾, 乃一俊祐, 伊藤大亮, 木田芳利, 竹內(nèi)剛也 申請人:索尼株式會社