CN100592369C - 液晶显示控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示控制电路，包括：计数器，输入有用于控制显示装置的显示状态的第一信号和与显示在显示装置上的图像数据相对应的第二信号，用于在第一信号的1周期内对第二信号的时钟进行计数并且用于输出计数值；锁存电路，用于对第一信号的1周期内所包括的第二信号的时钟数目进行锁存并且用于输出1周期内CLK的数目；参考计数值电路，用于根据1周期内CLK的数目产生参考计数值；和比较器，用于产生驱动控制信号，该驱动控制信号根据参考计数值和计数值来改变驱动装置的电流容量。

Description

液晶显示控制电路

技术领域

本发明涉及一种液晶显示控制电路，尤其涉及一种使用高功率模式和低功率模式驱动液晶显示器的液晶显示控制电路。

背景技术

目前，液晶显示器广泛用于例如移动电话和笔记本电脑的便携信息设备中。在便携信息设备中，十分期望为了较长电池持续时间而降低功耗。随着便携信息设备的处理速度的提高，需要具有更多的显示颜色和像素的高质量显示能力。使用例如具有像素按矩阵排列的TFT的(薄膜晶体管)显示板来满足这种需要。

在液晶板中，通过液晶显示控制电路的驱动装置将与图像信号相对应的电压施加到包括电容性负载的显示区(显示装置)上从而使得图像显示在显示区中。图7示出了根据现有技术的液晶板和它的驱动装置的视图。为了显示高质量的图像，必须高速切换像素电压。因此，在液晶板的液晶显示控制电路中的驱动装置需要大的电流容量，以便快速驱动寄生电容。然而，在驱动装置中提供大的电流容量会引发增加驱动装置功耗的问题。为了克服这个问题，日本未审专利公开申请第2004-117742号公开了一种降低驱动装置的功耗的技术。

在日本未审专利公开申请第2004-117742号所公开的技术中，在驱动液晶显示器的像素的情况下，在开始驱动时需要大的充电/放电电流的期间，提供给驱动装置大的电流容量(这种情况在下文中称为高功率模式)。相对的，在像素电压稍微稳定并且不需要大的充电/放电电流的期间，降低驱动装置的电流容量(这种情况在下文中称为低功率模式)。通过外部的驱动控制信号在高功率模式和低功率模式之间进行切换。这就是如何通过适当地改变驱动装置的电流容量来降低不必要的电流并因此实现低功耗。

通常在液晶显示器中，进行例如关于显示像素数目的显示模式的切换或者切换到用于限制显示区域的局部模式的。如果显示模式改变，则也可能需要对在驱动装置中进行高功率模式和低功率模式之间的切换所用的切换时间进行改变。

在这种情况下，传统的液晶显示控制电路将对应于该显示模式的驱动装置中进行高低功率模式之间切换的切换时间存储在外部。根据该显示模式需要选择所要使用的适当的存储时间。

然而，人们已经发现，由于显示模式经常被用户的具体要求所改变，因此即使根据显示模式事先预备好用于驱动装置模式变化的设置，所准备好的显示模式也不能覆盖所有显示模式。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种液晶显示控制电路，输入有用于控制显示装置的显示状态的第一信号和与要显示在显示装置上的图像数据相对应的第二信号，其包括：计数器，用于在第一信号的1周期内对第二信号的时钟进行计数；锁存电路，用于对第一信号的1周期内所包括的第二信号的时钟数目进行锁存并且用于输出1周期内CLK的数目；参考计数值电路，用于根据1周期内CLK的数目产生参考计数值；和比较器，用于产生驱动控制信号，该驱动控制信号根据参考计数值和计数值来改变驱动装置的电流容量。

根据本发明的另一个方面，提供一种液晶显示控制电路，其在参考计数值电路中产生与1周期内CLK的数目成给定比率的参考计数值，该计数值表明包括在第一信号的1周期内的第二信号的时钟数目。通过比较器比较所生成的参考计数值和计数器的计数值，产生用于改变驱动装置电流容量的驱动控制信号。因此，在几种不同的情况下，该驱动控制信号能够在第一信号的1周期内以给定比率控制驱动装置。而且，该驱动装置在电流容量高的时候消耗的功率大，而该驱动装置在电流容量低的时候消耗的功率小。即，控制该驱动装置能够使得该驱动装置在第一周期内以给定比率地具有以高功耗工作的周期和以低功耗工作的周期。这允许以给定比率充分降低驱动装置的功耗。由于按照1周期内CLK的数目的给定比率产生参考计数值，因此无论显示分辨率或显示模式如何，参考计数值电路都能够以给定比率降低功耗。

附图说明

通过以下结合附图的描述将会使得本发明的上述和其它目的、优点和特征更加明显，其中：

图1示出了根据第一实施例的液晶显示控制电路的方框图；

图2A和2B示出了根据第一实施例的驱动装置的一个例子的电路图；

图3A和3B示出了根据第一实施例的驱动装置的另一个例子的电路图；

图4示出了根据第一实施例的液晶显示控制电路的操作时序图；

图5示出了改变用于根据第一实施例的液晶显示控制电路的参考计数值的操作时序图；

图6示出了根据第二实施例的液晶显示控制电路的方框图；和

图7示出了根据现有技术的液晶显示控制电路的方框图。

具体实施方式

这里参考具体实施例描述本发明。本领域技术人员将会明白使用本发明的教导能够实现各种可选实施例并且本发明不限于用于解释说明的所述实施例。

第一实施例

图1示出了根据第一实施例的液晶显示控制电路100。如图1所示，向液晶显示控制电路100输入显示控制信号和用于数据的显示CLK，且液晶显示控制电路100包括计数器101、锁存控制电路102、锁存电路103、参考计数值电路104、比较器105以及驱动装置106。驱动装置106的输出连接到例如用作显示装置的液晶板107上。

例如，显示控制信号是第一信号和用于沿显示屏幕的水平方向同步的水平同步信号。水平同步信号的一个周期(从信号的某个上升沿到下一个上升沿的时间段)以下称作1H周期。只要显示屏幕的高宽比保持不变，则1H周期的持续时间是恒定的。用于数据的显示CLK是第二信号和时钟信号，例如，其周期根据要用于显示的图像数据的像素数目而改变。如果显示像素的数目小，则1H周期内用于数据的显示CLK的数目就小，而如果显示像素的数目大，则1H周期内用于数据的显示CLK的数目就大。

输入有用于数据的显示CLK和显示控制信号的计数器101是一个在1H周期内对用于数据的显示CLK的计数值(例如第一计数值)进行输出的电路。

输入有显示控制信号和用于数据的显示CLK的锁存控制电路102与显示控制信号同步，并且以预定周期输出复位信号。锁存控制电路102还根据复位信号和显示控制信号将锁存控制信号输出到锁存电路。

锁存电路103，输入了锁存控制信号和计数器101的计数值，基于锁存控制信号锁存1H周期内由计数器所计算的时钟数目，并且输出1H周期内的CLK数目。

参考计数值电路104输入有复位信号和1H周期内的CLK数目。参考计数值电路104响应于复位信号清除正在输出的参考计数值，并且生成计算得到的参考计数值，其中所述参考计数值是通过将新输入的1H周期内CLK的数目乘以给定比率(例如1/2或1/3)而算出的。这指定了第一和第二周期。

比较器105(或者信号生成电路)对计数器101的计数值与参考计数值进行比较。如果计数器101的计数值大于参考计数值，则比较器105将指定了低功率模式(例如，第二模式)驱动控制信号输出给驱动装置106。如果计数器101的计数值小于参考计数值，则驱动控制信号是向驱动装置106指定了高功率模式(例如，第一模式)的信号。

驱动装置106是用于驱动例如液晶板的电路。当驱动液晶板时，驱动装置106根据驱动控制信号来改变所要输出的电流容量。例如，存在具有以高电流容量驱动液晶板的高功率模式以及以低电流容量驱动液晶板的低功率模式。

图2A和2B示出了驱动电路106的内部电路的例子。图2A示出了驱动装置106的整个电路。图2B示出了放大器AMP1电路的例子。以下参考图2A和2B详细描述驱动装置106。

如图2A所示，驱动装置106包括放大器部分AMP1、开关SW1和SW2、反相器INV1、以及DAC(数字模拟转换器)。驱动装置106具有高和低功率模式。以下详细描述在每个模式中的驱动装置106的操作。

在高功率模式下，驱动控制信号111设置为低电平。这导致低电平信号被输入到开关SW1，因此使得开关SW1不导通。当高电平信号通过反相器INV1输入到放大器AMP1的端子d和SW2上时，放大器AMP1被激活且开关SW2导通。

当开关SW2导通时，放大器AMP1与输出端c和反相端a相连接，并起缓冲器的作用。DAC将液晶板107上所显示的图像的数字信号转换为模拟信号并且将模拟信号输出到放大器AMP1的非反相端b。即，在高功率模式下，驱动装置106通过经由缓冲器输出在DAC中所生成的数字信号来驱动具有高电流容量的液晶板107。

以下参考图2B详细描述放大器AMP1。当高电平信号从端子d输入到放大器部分AMP1的时候，NMOS晶体管Q1和Q7变为导通并且放大器AMP1被激活。而且，当低电平信号从端子d输入时，NMOS晶体管Q1和Q7变为不导通并且放大器AMP1的操作不被激活。即，在高功率模式下，当高电平信号输入到端子d时，放大器AMP1根据输入到非反相端b的电压控制PMOS晶体管Q6，并且将具有高电流容量的模拟信号输出到输出端c。

在低功率模式下，驱动控制信号111为高电平。这导致高电平信号被输入到开关SW1，然后使得开关SW1导通。当低电平信号通过反相器INV1输入到放大器AMP1的端子d和SW2上时，放大器部分AMP1不被激活且开关SW2变为不导通。即，DAC到驱动装置106的输出是导通的并且放大器部分AMP1不工作，因此由来自DAC的具有小电流容量的输出来驱动液晶板107。

图3A和3B示出了驱动电路106的内部电路的另一个例子。图3A示出了驱动装置106的整个电路。图3B示出了放大器AMP1电路的一个例子。以下参考图3A和3B详细描述驱动装置106的这个例子。

如图3A所示，驱动装置106包括放大器AMP1、偏压电路、开关电路、以及DAC。偏压电路是一个用于生成高和低电压的电路，用于指定放大器AMP1的电流容量。开关电路用于根据驱动控制信号111选择由偏压电路所生成的高电压或低电压，并且将所选择的电压提供给放大器AMP1。在图3所示的驱动装置106中，在高功率模式下，开关电路选择将高电压施加到放大器AMP1上，而在低功率模式下，开关电路选择将低电压施加到放大器AMP1上。

模拟信号经由DAC从非反相端b输入到放大器AMP1。而且放大器AMP1构造成输出端c和反相端a连接起来。而且，由开关电路所选择的高或低电压输入到端子d上。即，图3A所示的驱动装置106是用于根据驱动控制信号111通过切换提供给放大器AMP1的端子d的电压来切换放大器AMP1的电流容量。

以下参考图3B详细描述放大器AMP1。比较从放大器AMP1的端子d输入高电压和输入低电压的情况，当输入高电压时，NMOS晶体管Q1和Q7变为导通。这表明当将高电压输入到端子d时放大器AMP1具有高电流容量，而当输入低电压时放大器AMP1具有低电流容量。

第一实施例中的液晶显示控制电路100输出计数值，该计数值通过计数器101计算1H周期内用于数据的显示CLK。锁存电路103根据锁存控制信号锁存1H周期内用于数据的显示CLK的计数值，并且输出1H周期内CLK的数目。参考计数值电路104将1H周期内CLK的数目乘以给定比率并且输出参考计数值。比较器105比较参考计数值与计数器101所输出的计数值，并且输出驱动控制信号。即，液晶显示控制电路100用于将高功率模式周期(例如，第一周期)的长度与低功率模式周期(例如，第二周期)的长度的比率设置为一个由参考计数值电路所确定的给定比率。

在参考计数值固定的情况下，如果1H周期内用于数据的显示CLK的数目发生了变化，则在1H周期内的高功率模式周期与低功率模式周期的比率随之变化。然而第一实施例的液晶显示控制电路100以规则的时间间隔插入刷新周期以改变参考计数值。这使得即使包含1H周期内用于数据的显示CLK的数目发生了变化，在1H周期内的高功率模式周期与低功率模式周期的比率也能成为给定比率。

以下详细描述第一实施例中的液晶显示控制电路100的操作。图4示出了根据第一实施例的液晶显示控制电路的操作时序图的例子。图4的时序图包括周期A，在周期A中输入了1H周期内用于数据的显示CLK的数目n(其中n是整数)、以及周期B，在周期B中输入了1H周期内用于数据的显示CLK的数目2n。在液晶显示控制电路100中，在周期A和B的任意点上保持了高功率模式周期与低功率模式周期的比率为m/n。注意，m表示为比n小的整数。

先开始说明周期A。液晶显示控制电路100输入有用于数据的显示CLK和显示控制信号。计数器101输出对用于数据的显示CLK进行计数的计数值。此时，参考计数值电路104输出与1H周期内用于数据的显示CLK的数目n相对应的参考计数值m。因此，在计数器101的计数值小于参考计数值m的期间，比较器105输出一个使驱动装置106变为高功率模式的信号。另一方面，在计数器101的计数值大于参考计数值m的期间，比较器105输出一个使驱动装置106变为低功率模式的信号。

接下来说明周期B。正如与1H周期内用于数据的显示CLK的数目为n的周期A相对的，周期B的1H周期内用于数据的显示CLK的数目为2n，是周期A的数目的两倍。液晶显示控制电路100输入有用于数据的显示CLK和显示控制信号。计数器101输出对用于数据的显示CLK进行计数的计数值。此时，参考计数值电路104输出参考计数值2m，该参考计数值2m相对于1H周期内用于数据的显示CLK的数目2n具有与周期A相同的比率(m/n)。因此，在计数器101的计数值小于参考计数值2m的期间，比较器105输出使驱动装置106变为高功率模式的信号。另一方面，在计数器101的计数值大于参考计数值2m的期间，比较器105输出使驱动装置106变为低功率模式的信号。

在周期A和B中，1H周期内用于数据的显示CLK的数目的比率在高功率模式周期与低功率模式周期中是一样的。然而，从高功率模式切换到低功率模式的计数器101的计数值在周期A中为m，在周期B中为2m。这意味着需要改变参考计数值，即需要改变用于从高功率模式切换到低功率模式的参考(值)。因此，本实施例的液晶显示控制电路100包括刷新周期，在该刷新周期期间，在周期A和B之间重新计算由参考计数值电路104所输出的参考计数值。该刷新周期例如与水平同步信号同步，并且被周期性地插入。图5示出了在刷新周期期间和刷新周期之后液晶显示控制电路的操作时序图。

以下参考图5详细描述在刷新周期期间和刷新周期之后液晶显示控制电路100的操作。在由锁存控制电路102输出的复位信号的上升沿处，到达该点为止的参考计数值被复位。刷新周期开始于在复位信号上升之后所输入的显示控制信号的第一个上升沿处。复位信号与显示控制信号同步，并且根据显示控制信号的下降沿的数目周期性地输出。例如，如果显示控制信号下降5次则复位信号输出1次。

计数器101根据显示控制信号的上升沿开始对用于数据的显示CLK进行计数。此时，在刷新周期之前，基于1H周期的完成驱动控制信号从低功率模式切换到高功率模式。

在刷新周期开始处的显示控制信号的上升沿之后的显示控制信号的下降沿处，该刷新周期结束。在刷新周期期间计数器101对1H周期内用于数据的显示CLK的数目进行计数。

当刷新周期结束时，由锁存控制电路102输出的锁存控制信号根据刷新周期结束时的显示控制信号的上升沿而上升。根据锁存控制信号的该上升沿，锁存电路103对计数器101的计数值进行锁存，并且将其输出到参考计数值电路104。如果在刷新周期的1H周期期间内计算出用于数据的显示CLK的数目为2n，则锁存电路103将该计数值2n输出到参考计数值电路104。

参考计数值电路104输出参考计数值2m，该参考计数值2m相对于所输入的计数值2n具有比率m/n。由参考计数值电路104所执行的计算可以表示为X×r＝Y，其中X是输入到参考计数值电路104的计数值，Y是由参考计数值电路104所输出的参考计数值，而r是X与Y之间的比率。

根据参考计数值2m和计数器101的计数值进行高和低功率模式之间的切换，该参考计数值2m是根据1H周期内用于数据的显示CLK的数目2n来计算的，且参考计数值2m是在刷新周期期间所获得的。

因此，对于计数器101的计数值小于参考计数值2m的期间，比较器105输出使得驱动装置106变成高功率模式的信号。对于计数器101的计数值大于参考计数值2m的期间，比较器105输出使得驱动装置106变成低功率模式的信号。

如上所述，在第一实施例的液晶显示控制电路100中，通过基于1H周期内用于数据的显示CLK的时钟数目的比率来确定驱动装置以高功率模式和低功率模式操作的周期间的比率。这能够保持用于高功率模式和低功率模式的操作时间的比率基本上恒定。这表明无论显示像素的数目是多少都能够实现功耗降低的效果。

即使在使用液晶板的同时显示像素的数目改变了，以给定的时间间隔插入刷新周期也允许在操作期间改变参考计数值。这使得即使在操作期间改变了显示像素的数目也有可能获得以基本恒定的水平降低驱动装置的功耗的效果。

第二实施例

图6示出了第二实施例的液晶显示控制电路。第一实施例的液晶显示控制电路100通过复位信号指定刷新周期，而第二实施例的液晶显示控制电路400基于Hsync计数数目改变标记来指定刷新周期，其中Hsync计数数目改变标记是根据显示控制信号或局部模式标记由锁存控制电路生成的。第一实施例的液晶显示控制电路100与第二实施例的液晶显示控制电路400之间难一不同的是指定刷新周期的方法。在第二实施例的液晶显示控制电路400中，与第一实施例的液晶显示控制电路100的组件和操作实际上相同的组件和操作以相同的附图标记表示，并省略对其的描述。

第二实施例的液晶显示控制电路400包括代替液晶显示控制电路100的锁存控制电路102的锁存控制电路401，还包括OR电路402。

根据显示控制信号的水平同步信号的1H周期和垂直同步信号的1V周期之间的比率，锁存控制电路401输出Hsync计数数目改变标记，此外将锁存控制信号输出到锁存电路103。垂直同步信号是沿液晶板上显示图像的垂直方向的同步信号。以下将垂直同步信号的周期称为1V周期。如果1H和1V周期之间的比率发生变化，则显示屏幕的高宽比随之变化。例如当(1H周期/1V周期)的值增加，则沿显示屏幕垂直方向的显示像素的数目增加，而当(1H周期/1V周期)的值减少，则沿显示屏幕水平方向的显示像素的数目增加。当在1H和1V周期之间的比率改变较大时，Hsync计数数目改变标记被激活。而且当在1H和1V周期之间的比率小于“显示行数目/10”时，Hsync计数数目改变标记变为高(电平)。

OR电路402输入有Hsync计数数目改变标记和局部模式标记。在输入了这两个标记之一的情况下，OR电路402输出用于改变参考计数值电路104的计算方法的信号。

局部模式是用于限制液晶板的图像显示区域的模式。换句话说，在局部模式中，图像仅显示在液晶板的一部分上，非显示部分的像素暂停工作，因而降低了功耗。当液晶板以局部模式工作时局部模式标记被激活。因此，即使在局部模式下，在液晶板上所显示的图像的高宽比也会随着与Hsync计数数目改变标记被激活的情况相类似的情况而变化。

第二实施例的液晶显示控制电路400是这样一种电路，当液晶板显示屏的高宽比变化较大时，来自OR电路402的输出改变了参考计数值电路104的计算方法。

通常，如果屏幕的高宽比发生变化，则1H周期的长度也会变化。在第二实施例的液晶显示控制电路400中，即使当屏幕的高宽比发生变化时，也能够根据此时1H周期的长度来改变参考计数值电路104的计算方法。换句话说，当1H周期的长度发生变化时，能够指定依赖于1H周期长度上的高功率模式和低功率模式之间的比率。因此，无论屏幕显示的高宽比是多少，第二实施例的液晶显示控制电路400都能够适当地降低功耗。

本发明不限于上述各实施例而是能够作出各种变化。例如在高功率模式和低功率模式之间的切换不限于水平同步信号，而是可以在垂直同步信号的1V周期内执行，或者是能够控制图像显示条件的任何其它信号。而且，可以适当地指定参考计数值电路中的计算方法。

本发明将参考计数值与给定周期内所输入的时钟的数目进行比较。该参考计数值是基于给定比率计算出的。本发明根据比较后的结果来控制驱动装置。因此可能在每个给定的周期产生参考计数值而不用插入刷新周期。

很明显的是，本发明不限于上述实施例并且在不脱离本发明的保护范围和精神的情况下作出修改和改变。

Claims (11)

1.一种液晶显示控制电路，包括：

计数器，输入有用于控制显示装置的显示状态的第一信号和与将要显示在显示装置上的图像数据相对应的第二信号，用于在第一信号的1周期内对第二信号的时钟进行计数以获得一计数值并且用于输出该计数值；

锁存电路，用于对包括在第一信号的1周期内的第二信号的时钟数目进行锁存，并且用于输出在1周期内CLK的数目；

参考计数值电路，用于根据1周期内CLK的数目来产生参考计数值；和

比较器，用于产生驱动控制信号，该驱动控制信号根据该参考计数值和该计数值来改变驱动装置的电流容量。

2.如权利要求1所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值电路以给定的周期重新计算参考计数值。

3.如权利要求2所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值电路产生与1周期内CLK的数目成给定比率的参考计数值。

4.如权利要3所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值小于1周期内CLK的数目。

5.如权利要4所述的液晶显示控制电路，其中根据驱动控制信号，该驱动装置包括高功率模式和低功率模式，在所述高功率模式下用高电流容量驱动该显示装置，在所述低功率模式下用低电流容量驱动显示装置。

6.如权利要1所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值电路产生与1周期内CLK的数目成给定比率的参考计数值。

7.如权利要6所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值小于1周期内CLK的数目。

8.如权利要7所述的液晶显示控制电路，其中根据驱动控制信号，该驱动装置包括高功率模式和低功率模式，在高功率模式下用高电流容量驱动该显示装置，在低功率模式下用低电流容量驱动该显示装置。

9.如权利要1所述的液晶显示控制电路，其中该参考计数值小于1周期内CLK的数目。

10.如权利要9所述的液晶显示控制电路，其中根据驱动控制信号，该驱动装置包括高功率模式和低功率模式，在高功率模式下用高电流容量驱动该显示装置，在低功率模式下用低电流容量驱动该显示装置。

11.如权利要1所述的液晶显示控制电路，其中根据驱动控制信号，驱动装置包括高功率模式和低功率模式，在高功率模式下用高电流容量驱动该显示装置，在低功率模式下用低电流容量驱动该显示装置。

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