CN101699558A - 像素数据自我保持的液晶显示装置与其静止模式运作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种像素数据自我保持的液晶显示装置,其包含用来传输栅极信号的栅极线、用来传输数据信号的数据线、用来提供第一控制信号与第二控制信号的控制单元、数据开关、电压控制反相器、液晶电容、以及传输晶体管。数据开关用来根据栅极信号控制将数据信号输入为第一数据信号。电压控制反相器用来根据第一控制信号的致能操作以将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容。传输晶体管用来根据第二控制信号控制将第二数据信号传输为第一数据信号,或将第一数据信号传输为第二数据信号。本发明亦公开一种静止模式运作方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示装置,尤指一种具像素数据自我保持机能的液晶显示装置与其静止模式运作方法。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display;LCD)是目前广泛使用的一种平面显示器,其具有外型轻薄、省电以及无辐射等优点。液晶显示装置的工作原理为利用改变液晶层两端的电压差来改变液晶层内的液晶分子的排列状态,用以改变液晶层的透光性,再配合背光模块或环境光所提供的光源以显示影像。图1为现有液晶显示装置的示意图。如图1所示,液晶显示装置100包含栅极驱动器110、源极驱动器120、栅极线130、数据线140、以及像素单元150。像素单元150包含数据开关155、液晶电容180与储存电容185。源极驱动器120用来提供数据信号至像素单元150。栅极驱动器110用来提供栅极信号馈入像素单元150以控制数据信号的写入操作。
在液晶显示装置100的运作中,即使所显示的画面在静止状态,栅极驱动器110与源极驱动器120仍然持续提供栅极信号与数据信号,据以周期性持续进行像素单元150的写入操作,所以显示静止画面的功率消耗实质上等于显示动态画面的功率消耗。在现有技术中,为降低液晶显示装置在画面静止运作的功率消耗,通常会在每一像素单元内嵌入存储单元,而此存储单元为基于静态随机存取存储体(Static Random Access Memory;SRAM)的复杂架构而设计,所以会显著降低像素开口率(Aperture Ratio)。
发明内容
依据本发明的实施例,其公开一种具像素数据自我保持机能的液晶显示装置,包含栅极线、数据线、数据开关、反相器、液晶电容、传输晶体管、控制单元、共用电压(Common Voltage)产生单元、以及电源。栅极线用来传输栅极信号。数据线用来传输数据信号。数据开关包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于数据线以接收数据信号,栅极端电连接于栅极线以接收栅极信号。反相器包含输入端、输出端与致能端,其中输入端电连接于数据开关的第二端。液晶电容电连接于反相器的输出端。传输晶体管包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于反相器的输出端,第二端电连接于反相器的输入端。控制单元电连接于反相器的致能端与传输晶体管的栅极端,用来控制反相器与传输晶体管的电路运作。共用电压产生单元电连接于液晶电容。电源电连接于控制单元与共用电压产生单元,用来供电控制单元与共用电压产生单元。
依据本发明的实施例,其另公开一种用于液晶显示装置的静止模式运作方法。此液晶显示装置包含用来提供栅极信号的栅极驱动器、用来提供数据信号的源极驱动器、用来提供第一控制信号与第二控制信号的控制单元、数据开关、反相器、液晶电容、传输晶体管、以及用来提供共用电压的共用电压产生单元。数据开关用来根据栅极信号控制将数据信号输入为第一数据信号。反相器用来根据第一控制信号的致能操作以将第一数据信号反相为第二数据信号。液晶电容用来根据第二数据信号与共用电压以控制液晶穿透率。传输晶体管用来根据第二控制信号控制将第二数据信号传输为第一数据信号,或根据第二控制信号控制将第一数据信号传输为第二数据信号。此种静止模式运作方法包含:在液晶显示装置进入静止模式后的第一静止时段内,控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管;在第一静止时段内,控制单元提供第一控制信号以致能反相器,用来将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;在第二静止时段内,控制单元提供第一控制信号以除能(或称非致能,enabled=0)反相器;在第二静止时段内,控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管;于第三静止时段内,控制单元提供第一控制信号以除能反相器;于第三静止时段内,控制单元提供第二控制信号以导通传输晶体管,用来将第二数据信号传输为第一数据信号;在第四静止时段内,控制单元提供第一控制信号以除能反相器;以及在第四静止时段内,控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管。
本发明另公开一种用于液晶显示装置的静止模式运作方法。此液晶显示装置包含用来提供栅极信号的栅极驱动器、用来提供数据信号的源极驱动器、用来提供控制信号的控制单元、数据开关、反相器、液晶电容、传输晶体管、以及用来提供共用电压的共用电压产生单元。数据开关用来根据栅极信号控制将数据信号输入为第一数据信号。反相器用来根据控制信号的致能操作以将第一数据信号反相为第二数据信号。液晶电容用来根据第二数据信号与共用电压以控制液晶穿透率。传输晶体管用来根据控制信号控制将第二数据信号传输为第一数据信号,或将第一数据信号传输为第二数据信号。此种静止模式运作方法包含:在液晶显示装置进入静止模式后的第一静止时段内,控制单元提供具第一电压电位的控制信号,用来截止传输晶体管以及致能反相器以将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;以及于第二静止时段,控制单元提供具第二电压电位的控制信号,用来除能反相器以及导通传输晶体管以将第二数据信号传输为第一数据信号。
附图说明
图1为现有液晶显示装置的示意图;
图2为本发明第一实施例的液晶显示装置的示意图;
图3为本发明第二实施例的液晶显示装置的示意图;
图4为本发明第三实施例的液晶显示装置的示意图;
图5为图2的液晶显示装置的第一电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图6为图2的液晶显示装置的第二电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图7为图4的液晶显示装置的电路运作的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图8为本发明第三实施例的液晶显示装置的示意图;
图9为本发明第五实施例的液晶显示装置的示意图;
图10为本发明第六实施例的液晶显示装置的示意图;
图11为图8的液晶显示装置的第一电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图12为图8的液晶显示装置的第二电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图13为图10的液晶显示装置的电路运作的相关信号波形图,其中横轴为时间轴;
图14为依本发明的静止模式运作方法的流程图;
图15为依本发明的另一静止模式运作方法的流程图。
其中,附图标记
100、200、300、400、500、600、700 液晶显示装置
110、210、510 栅极驱动器
120、220、520 源极驱动器
130、230、530 栅极线
140、240、540 数据线
150、250、350、450、550、650、750 像素单元
155、255、555 数据开关
180、280、380、580、680 液晶电容
185、285、385、585、685 储存电容
260、360、460、560、660、760 电压控制反相器
261、561 致能端
290、490、590、790 传输晶体管
295、595 控制单元
296、396、596、696 共用电压产生单元
297、597 电源
298、598 太阳能电池模块
800、900 流程
DLn、DLm 数据线
GLi、GLj 栅极线
PUa、PUb、PUc、PUd、PUe、PUf 像素单元
S805~S895、S905~S965 步骤
SGi、SGj 栅极信号
SDn、SDm 数据信号
SDx1、SDy1 第一数据信号
SDx2、SDy2 第二数据信号
SLC1 第一控制信号
SLC2 第二控制信号
SLCx 控制信号
T11~T18、T21~T28、T31~T34、T41~T44、 静止时段
T81~T88、T91~T94
Tpre1、Tpre2、Tpre3、Tpre4、Tpre8、Tpre9 前置时段
Vp、Vq 液晶电压
Vcom 共用电压
Vcom1 第一共用电压
Vcom2 第二共用电压
Vanalog 多阶模拟电压
Vb 低电压
Vdd 第一电源电压
Vdigital 双阶数字电压
Vh 高电压
Vss 第二电源电压
具体实施方式
为让本发明更显而易懂,下文依本发明具像素数据自我保持机能的液晶显示装置与其静止模式运作方法,特举实施例配合所附附图作详细说明,但所提供的实施例并非用以限制本发明所涵盖的范围,而方法流程步骤编号更非用以限制其执行先后次序,任何由方法步骤重新组合的执行流程,所产生具有均等功效的方法,皆为本发明所涵盖的范围。
图2为本发明第一实施例的液晶显示装置200的示意图。液晶显示装置200较佳为透反模式(Transflective-mode)液晶显示装置或反射模式(Reflective-mode)液晶显示装置,亦可为穿透模式(Transmission-mode)液晶显示装置。如图2所示,液晶显示装置200包含栅极驱动器210、源极驱动器220、多条栅极线230、多条数据线240、多个像素单元250、控制单元295、共用电压产生单元296、以及电源297。为方便说明,多条栅极线230只显示栅极线GLi,多条数据线240只显示数据线DLn,多个像素单元250只显示像素单元PUa。栅极线GLi电连接于栅极驱动器210,用来传递栅极信号SGi。数据线DLn电连接于源极驱动器220,用来传递数据信号SDn。控制单元295包含第一信号输出端、第二信号输出端、第一电压输出端与第二电压输出端,其中第一信号输出端用来输出第一控制信号SLC1,第二信号输出端用来输出第二控制信号SLC2,第一电压输出端用来输出第一电源电压Vdd,第二电压输出端用来输出第二电源电压Vss。第一控制信号SLC1、第二控制信号SLC2、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss均被馈入至每一像素单元250,据以进行液晶显示装置200的静止模式运作。
共用电压产生单元296包含有输出端以输出共用电压Vcom馈入至每一像素单元250,共用电压Vcom可为直流电压或交流电压。电源297电连接于控制单元295与共用电压产生单元296,用来供应电源给控制单元295与共用电压产生单元296。电源297包含太阳能电池模块298,用来执行能量转换以供应电源给控制单元295与共用电压产生单元296。当太阳能电池模块298所产生的电能不足以驱动控制单元295与共用电压产生单元296时,控制单元295与共用电压产生单元296由电源297的其余供电装置所供电。像素单元PUa包含数据开关255、电压控制反相器260、液晶电容280、储存电容285以及传输晶体管290。数据开关255用来根据栅极信号SGi控制将数据信号SDn输入为第一数据信号SDx1。数据开关255包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于数据线DLn以接收数据信号SDn,栅极端电连接于栅极线GLi以接收栅极信号SGi,第二端电连接于电压控制反相器260与传输晶体管290。数据开关255可为薄膜晶体管(Thin Film Transistor)或场效应晶体管(FieldEffect Transistor)。电压控制反相器260用来根据第一控制信号SLC1的致能操作以将第一数据信号SDx1反相为第二数据信号SDx2。电压控制反相器260包含输入端、输出端、致能端261、第一电源输入端以及第二电源输入端,其中输入端电连接于数据开关255的第二端,致能端261电连接于控制单元295的第一信号输出端以接收第一控制信号SLC1,输出端电连接于液晶电容280、储存电容285与传输晶体管290,第一电源输入端电连接于控制单元295的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,第二电源输入端电连接于控制单元295的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。
液晶电容280包含第一端与第二端,其中第一端电连接于电压控制反相器260的输出端,第二端电连接于共用电压产生单元296的输出端以接收共用电压Vcom。液晶电容280用来根据第二数据信号SDx2与共用电压Vcom以提供液晶电压Vp,据以控制像素单元PUa的液晶穿透率。储存电容285电连接于液晶电容280的第一端与第二端之间,用来辅助储存第二数据信号SDx2。传输晶体管290用来根据第二控制信号SLC2控制电压控制反相器260的输入端与输出端之间的电性连接,亦即控制将第二数据信号SDx2传输为第一数据信号SDx1,或将第一数据信号SDx1传输为第二数据信号SDx2。传输晶体管290包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于电压控制反相器260的输出端,栅极端电连接于控制单元295的第二信号输出端以接收第二控制信号SLC2,第二端电连接于电压控制反相器260的输入端。传输晶体管290可为薄膜晶体管或场效应晶体管。
液晶显示装置200在进入静止模式以显示静止画面后,每一像素单元250可利用其电压控制反相器260与传输晶体管290以执行像素数据自我保持运作。此外,虽然第二数据信号SDx2的电压电位可能发生漂移并导致液晶电压Vp也跟着漂移,但在电压控制反相器260执行信号反相处理中,会将第二数据信号SDx2的电压电位更新为第一电源电压Vdd或第二电源电压Vss,亦即电压控制反相器260的反相运作可用以提供数据自我更新(Data Self-refreshing)功能。相较于现有液晶显示装置的基于SRAM结构的像素单元,液晶显示装置200的像素单元250具有显著简化的电路结构以提高像素开口率,并可降低成本。
图3为本发明第二实施例的液晶显示装置300的示意图。如图3所示,液晶显示装置300的电路结构类似于图2所示的液晶显示装置200的电路结构,主要差异在于将共用电压产生单元296置换为共用电压产生单元396,以及将多个像素单元250置换为多个像素单元350,其中像素单元PUa置换为像素单元PUb。像素单元PUb包含数据开关255、电压控制反相器360、液晶电容380、储存电容385以及传输晶体管290。电压控制反相器360包含第一晶体管361、第二晶体管362、第三晶体管363以及第四晶体管364,其中第二晶体管362与第三晶体管363用来根据第一控制信号SCL1以致能/除能电压控制反相器360的电路输出运作。第一晶体管361、第二晶体管362与第三晶体管363为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,第四晶体管364与传输晶体管290为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。共用电压产生单元396包含第一输出端与第二输出端,其中第一输出端用以输出第一共用电压Vcom1,第二输出端用以输出第二共用电压Vcom2。第一共用电压Vcom1与第二共用电压Vcom2可为直流电压或交流电压。
第一晶体管361包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于控制单元295的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,栅极端电连接于数据开关255的第二端。第二晶体管362包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第一晶体管361的第二端,栅极端电连接于控制单元295的第一信号输出端以接收第一控制信号SLC1,第二端电连接于液晶电容380、储存电容385与传输晶体管290的第一端。第三晶体管363包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第二晶体管362的第二端,栅极端电连接于第二晶体管362的栅极端。请注意,第二晶体管362的栅极端与第三晶体管363的栅极端用以作为电压控制反相器360的致能端。第四晶体管364包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第三晶体管363的第二端,栅极端电连接于第一晶体管361的栅极端,第二端电连接于控制单元295的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。液晶电容380包含第一端与第二端,其中第一端电连接于第二晶体管362的第二端,第二端电连接于共用电压产生单元396的第一输出端以接收第一共用电压Vcom1。液晶电容380用来根据第二数据信号SDx2与第一共用电压Vcom1以提供液晶电压Vq,据以控制像素单元PUb的液晶穿透率。储存电容385包含第一端与第二端,其中第一端电连接于液晶电容380的第一端,第二端电连接于共用电压产生单元396的第二输出端以接收第二共用电压Vcom2。储存电容385用来辅助储存第二数据信号SDx2。
图4为本发明第三实施例的液晶显示装置400的示意图。如图4所示,液晶显示装置400的电路结构类似于图3所示的液晶显示装置300的电路结构,主要差异在于将多个像素单元350置换为多个像素单元450,其中像素单元PUb置换为像素单元PUc。像素单元PUc包含数据开关255、电压控制反相器460、液晶电容380、储存电容385以及传输晶体管490。电压控制反相器460包含第一晶体管461、第二晶体管462、第三晶体管463以及第四晶体管464,其中第二晶体管462与第三晶体管463用来根据第一控制信号SLC1以致能/除能电压控制反相器460的电路输出运作。第一晶体管461与传输晶体管490为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,第二晶体管462、第三晶体管463与第四晶体管464为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。传输晶体管490包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于液晶电容380的第一端,栅极端电连接于控制单元295的第二信号输出端以接收第二控制信号SLC2,第二端电连接于数据开关255的第二端。
第一晶体管461包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于控制单元295的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,栅极端电连接于数据开关255的第二端。第二晶体管462包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第一晶体管461的第二端,栅极端电连接于控制单元295的第一信号输出端以接收第一控制信号SLC1,第二端电连接于液晶电容380、储存电容385与传输晶体管490的第一端。第三晶体管463包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第二晶体管462的第二端,栅极端电连接于第二晶体管462的栅极端。请注意,第二晶体管462的栅极端与第三晶体管463的栅极端用以作为电压控制反相器460的致能端。第四晶体管464包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第三晶体管463的第二端,栅极端电连接于第一晶体管461的栅极端,第二端电连接于控制单元295的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。
图5为图2的液晶显示装置200的第一电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图5中,由上往下的信号分别为栅极信号SGi、数据信号SDn、共用电压Vcom、第一控制信号SLC1、第二控制信号SLC2、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。当液晶显示装置200运作于正常模式时,源极驱动器220所提供的数据信号SDn为多阶(Multi-level)模拟电压Vanalog,栅极驱动器210依正常扫描模式而提供栅极信号SGi,数据开关255根据正常扫描模式的栅极信号SGi将数据信号SDn输入为第一数据信号SDx1,共用电压产生单元296所提供的共用电压Vcom为对应于正常模式运作的交流电压或直流电压,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1以除能电压控制反相器260,控制单元295提供具高电压电位的第二控制信号SLC2以导通传输晶体管290,用来将第一数据信号SDx1传输为第二数据信号SDx2,控制单元295输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss均为低电压Vb。
当液晶显示装置200进入静止模式以显示静止画面后,在前置时段Tpre1内,源极驱动器220所提供的数据信号SDn为双阶(Bi-level)数字电压Vdigital,数据开关255根据正常扫描模式的栅极信号SGi将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDx1,共用电压产生单元296提供具第一电压电位的共用电压Vcom,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1以持续除能电压控制反相器260,控制单元295提供具高电压电位的第二控制信号SLC2以持续导通传输晶体管290,用来持续将第一数据信号SDx1传输为第二数据信号SDx2,控制单元295输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss持续为低电压Vb。请注意,此时第二数据信号SDx2为双阶数字电压Vdigital。此外,在数据开关255将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDx1后,关闭栅极驱动器210,并于栅极驱动器210关闭后,关闭源极驱动器220,因而使数据信号SDn为浮接电压。
在第一静止时段T11内,共用电压产生单元296将共用电压Vcom的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,控制单元295将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元295提供具低电压电位的第二控制信号SLC2以截止传输晶体管290,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1以致能电压控制反相器260,用来将第一数据信号SDx1反相为第二数据信号SDx2馈入至液晶电容280。在第二静止时段T12内,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1与具低电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器260并截止传输晶体管290。在第三静止时段T13内,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1以除能电压控制反相器260,控制单元295提供具高电压电位之第二控制信号SLC2以导通传输晶体管290,用来将第二数据信号SDx2传输为第一数据信号SDx1。于第四静止时段T14内,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1与具低电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器260并截止传输晶体管290。请注意,第一控制信号SLC1的下降沿并不一定要对齐共用电压Vcom的下降沿/上升沿。
在第五静止时段T15、第六静止时段T16、第七静止时段T17与第八静止时段T18的电路运作,除了共用电压产生单元296将共用电压Vcom的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作同于第一静止时段T11、第二静止时段T12、第三静止时段T13与第四静止时段T14。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元296可提供具固定电压电位的共用电压Vcom。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置200周期性重复执行第一静止时段T11至第八静止时段T18的电路运作。当液晶显示装置200由静止模式进入正常模式时,控制单元295将第一电源电压Vdd从高电压Vh切换为低电压Vb,源极驱动器220被启动以提供多阶模拟电压Vanalog作为数据信号SDn,栅极驱动器210被启动以依正常扫描模式而提供栅极信号SGi,共用电压产生单元296所提供的共用电压Vcom恢复为正常模式运作的交流电压或直流电压。若将图5的共用电压Vcom变更为第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,则图5所示的相关信号波形亦适用于图3的液晶显示装置300。
图6为图2的液晶显示装置200的第二电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图6中,由上往下的信号分别为栅极信号SGi、数据信号SDn、共用电压Vcom、第一控制信号SLC1、第二控制信号SLC2、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。如图6所示,当液晶显示装置200运作于正常模式或静止模式的前置时段Tpre8内,相关信号波形同于图5所示的第一电路运作实施例,所以不再赘述。在静止模式的第一静止时段T81内,共用电压产生单元296仍提供具第一电压电位的共用电压Vcom,控制单元295将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1与具低电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器260并截止传输晶体管290。请注意,进入静止模式后,第一电源电压Vdd的上升沿只要发生于第一控制信号SLC1的第一次下降沿之前即可,并不需对齐第二控制信号SLC2的下降沿。
在静止模式的第二静止时段T82内,控制单元295提供具低电压电位的第二控制信号SLC2以截止传输晶体管290,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1以致能电压控制反相器260,用来将第一数据信号SDx1反相为第二数据信号SDx2馈入至液晶电容280,共用电压产生单元296将共用电压Vcom的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,其中共用电压Vcom的上升沿/下降沿并不需对齐第一控制信号SLC1的上升沿/下降沿。在静止模式的第三静止时段T83内,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1与具低电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器260并截止传输晶体管290。于静止模式的第四静止时段T84内,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1以除能电压控制反相器260,控制单元295提供具高电压电位的第二控制信号SLC2以导通传输晶体管290,用来将第二数据信号SDx2传输为第一数据信号SDx1。
在第五静止时段T85、第六静止时段T86、第七静止时段T87与第八静止时段T88的电路运作,除了共用电压产生单元296于第六静止时段T86内将共用电压Vcom的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作分别同于第一静止时段T81、第二静止时段T82、第三静止时段T83与第四静止时段T84。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元296可提供具固定电压电位的共用电压Vcom。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置200周期性重复执行第一静止时段T81至第八静止时段T88的电路运作。如图6所示,在液晶显示装置200由静止模式进入正常模式后的相关信号波形同于图5所示的第一电路运作实施例,所以不再赘述。同理,若将图6的共用电压Vcom变更为第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,则图6所示的相关信号波形亦适用于图3的液晶显示装置300。
图7为图4的液晶显示装置400的电路运作的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图7中,由上往下的信号分别为栅极信号SGi、数据信号SDn、第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2、第一控制信号SLC1、第二控制信号SLC2、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。当液晶显示装置400运作于正常模式时,源极驱动器220所提供的数据信号SDn为多阶模拟电压Vanalog,栅极驱动器210依正常扫描模式而提供栅极信号SGi,数据开关255根据正常扫描模式的栅极信号SGi将数据信号SDn输入为第一数据信号SDx1,共用电压产生单元396所提供的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2为对应于正常模式运作的交流电压或直流电压,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1以除能电压控制反相器460,控制单元295提供具低电压电位的第二控制信号SLC2以导通传输晶体管490,用来将第一数据信号SDx1传输为第二数据信号SDx2,控制单元295输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss均为低电压Vb。
当液晶显示装置400进入静止模式以显示静止画面后,在前置时段Tpre2内,源极驱动器220所提供的数据信号SDn为双阶数字电压Vdigital,数据开关255根据正常扫描模式的栅极信号SGi将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDx1,共用电压产生单元396提供具第一电压电位的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1以持续除能电压控制反相器460,控制单元295提供具低电压电位的第二控制信号SLC2以持续导通传输晶体管490,用来持续将第一数据信号SDx1传输为第二数据信号SDx2,控制单元295输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss持续为低电压Vb。此外,在数据开关255将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDx1后,关闭栅极驱动器210,并在栅极驱动器210关闭后,关闭源极驱动器220,因而使数据信号SDn为浮接电压。
在第一静止时段T21内,共用电压产生单元396将第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,控制单元295将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元295提供具高电压电位的第二控制信号SLC2以截止传输晶体管490,控制单元295提供具高电压电位的第一控制信号SLC1以致能电压控制反相器460,用来将第一数据信号SDx1反相为第二数据信号SDx2馈入至液晶电容380。在第二静止时段T22内,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1与具高电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器460并截止传输晶体管490。在第三静止时段T23内,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1以除能电压控制反相器460,控制单元295提供具低电压电位的第二控制信号SLC2以导通传输晶体管490,用来将第二数据信号SDx2传输为第一数据信号SDx1。于第四静止时段T24内,控制单元295提供具低电压电位的第一控制信号SLC1与具高电压电位的第二控制信号SLC2以除能电压控制反相器460并截止传输晶体管490。请注意,第一控制信号SLC1的上升沿并不一定要对齐第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的下降沿/上升沿。
在第五静止时段T25、第六静止时段T26、第七静止时段T27与第八静止时段T28的电路运作,除了共用电压产生单元396将第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作同于第一静止时段T21、第二静止时段T22、第三静止时段T23与第四静止时段T24。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元396可提供具固定电压电位的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置400周期性重复执行第一静止时段T21至第八静止时段T28的电路运作。当液晶显示装置400由静止模式进入正常模式时,控制单元295将第一电源电压Vdd从高电压Vh切换为低电压Vb,源极驱动器220被启动以提供多阶模拟电压Vanalog作为数据信号SDn,栅极驱动器210被启动以依正常扫描模式而提供栅极信号SGi,共用电压产生单元396所提供的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2恢复为正常模式运作的交流电压或直流电压。
图8为本发明第四实施例的液晶显示装置500的示意图。液晶显示装置500较佳为透反模式液晶显示装置或反射模式液晶显示装置,亦可为穿透模式液晶显示装置。如图8所示,液晶显示装置500包含栅极驱动器510、源极驱动器520、多条栅极线530、多条数据线540、多个像素单元550、控制单元595、共用电压产生单元596、以及电源597。为方便说明,多条栅极线530只显示栅极线GLj,多条数据线540只显示数据线DLm,多个像素单元550只显示像素单元PUd。栅极线GLj电连接于栅极驱动器510,用来传递栅极信号SGj。数据线DLm电连接于源极驱动器520,用来传递数据信号SDm。控制单元595包含信号输出端、第一电压输出端与第二电压输出端,其中信号输出端用来输出控制信号SLCx,第一电压输出端用来输出第一电源电压Vdd,第二电压输出端用来输出第二电源电压Vss。控制信号SLCx、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss均被馈入至每一像素单元550,据以进行液晶显示装置500的静止模式运作。共用电压产生单元596与电源597的电路功能同于图2所示的共用电压产生单元296与电源297,所以不再赘述。
像素单元PUd包含数据开关555、电压控制反相器560、液晶电容580、储存电容585以及传输晶体管590。数据开关555用来根据栅极信号SGj控制将数据信号SDm输入为第一数据信号SDy1。数据开关555包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于数据线DLm以接收数据信号SDm,栅极端电连接于栅极线GLj以接收栅极信号SGj,第二端电连接于电压控制反相器560与传输晶体管590。数据开关555可为薄膜晶体管或场效应晶体管。电压控制反相器560用来根据控制信号SLCx的致能操作以将第一数据信号SDy1反相为第二数据信号SDy2。电压控制反相器560包含输入端、输出端、致能端561、第一电源输入端以及第二电源输入端,其中输入端电连接于数据开关555的第二端,致能端561电连接于控制单元595的信号输出端以接收控制信号SLCx,输出端电连接于液晶电容580、储存电容585与传输晶体管590,第一电源输入端电连接于控制单元595的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,第二电源输入端电连接于控制单元595的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。
液晶电容580包含第一端与第二端,其中第一端电连接于电压控制反相器560的输出端,第二端电连接于共用电压产生单元596的输出端以接收共用电压Vcom。储存电容585电连接于液晶电容580的第一端与第二端之间,用来辅助储存第二数据信号SDy2。传输晶体管590用来根据控制信号SLCx控制电压控制反相器560的输入端与输出端之间的电性连接,亦即控制将第二数据信号SDy2传输为第一数据信号SDy1,或将第一数据信号SDy1传输为第二数据信号SDy2。传输晶体管590包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于电压控制反相器560的输出端,栅极端电连接于控制单元595的信号输出端以接收控制信号SLCx,第二端电连接于电压控制反相器560的输入端。传输晶体管590可为薄膜晶体管或场效应晶体管。
液晶显示装置500在进入静止模式以显示静止画面后,每一像素单元550可利用其电压控制反相器560与传输晶体管590以执行像素数据自我保持运作。此外,在电压控制反相器560执行信号反相处理中,会将第二数据信号SDy2的电压电位更新为第一电源电压Vdd或第二电源电压Vss,亦即电压控制反相器560的反相运作可用以提供数据自我更新功能。相较于现有液晶显示装置的基于SRAM架构的像素单元,液晶显示装置200的像素单元250具有显著简化的电路结构以提高像素开口率,并可降低成本。相较于图2所示的液晶显示装置200,因像素单元550只需单一控制信号SLCx以控制电压控制反相器560与传输晶体管590的运作,所以可缩减连接线数目以进一步提高像素开口率。
图9为本发明第五实施例的液晶显示装置600的示意图。如图9所示,液晶显示装置600的电路结构类似于图8所示的液晶显示装置500的电路结构,主要差异在于将共用电压产生单元596置换为共用电压产生单元696,以及将多个像素单元550置换为多个像素单元650,其中像素单元PUd置换为像素单元PUe。像素单元PUe包含数据开关555、电压控制反相器660、液晶电容680、储存电容685以及传输晶体管590。电压控制反相器660包含第一晶体管661、第二晶体管662、第三晶体管663以及第四晶体管664,其中第二晶体管662与第三晶体管663用来根据控制信号SLCx以致能/除能电压控制反相器660的电路输出运作。第一晶体管661、第二晶体管662与第三晶体管663为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,第四晶体管664与传输晶体管590为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。共用电压产生单元696包含第一输出端与第二输出端,其中第一输出端用以输出第一共用电压Vcom1,第二输出端用以输出第二共用电压Vcom2。
第一晶体管661包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于控制单元595的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,栅极端电连接于数据开关555的第二端。第二晶体管662包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第一晶体管661的第二端,栅极端电连接于控制单元595的信号输出端以接收控制信号SLCx,第二端电连接于液晶电容680、储存电容685与传输晶体管590的第一端。第三晶体管663包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第二晶体管662的第二端,栅极端电连接于第二晶体管662的栅极端。请注意,第二晶体管662的栅极端与第三晶体管663的栅极端用以作为电压控制反相器660的致能端。第四晶体管664包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第三晶体管663的第二端,栅极端电连接于第一晶体管661的栅极端,第二端电连接于控制单元595的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。液晶电容680包含第一端与第二端,其中第一端电连接于第二晶体管662的第二端,第二端电连接于共用电压产生单元696的第一输出端以接收第一共用电压Vcom1。储存电容685包含第一端与第二端,其中第一端电连接于液晶电容680的第一端,第二端电连接于共用电压产生单元696的第二输出端以接收第二共用电压Vcom2。储存电容685用来辅助储存第二数据信号SDy2。
图10为本发明第六实施例的液晶显示装置700的示意图。如图10所示,液晶显示装置700的电路结构类似于图9所示的液晶显示装置600的电路结构,主要差异在于将多个像素单元650置换为多个像素单元750,其中像素单元PUe置换为像素单元PUf。像素单元PUf包含数据开关555、电压控制反相器760、液晶电容680、储存电容685以及传输晶体管790。电压控制反相器760包含第一晶体管761、第二晶体管762、第三晶体管763以及第四晶体管764,其中第二晶体管762与第三晶体管763用来根据控制信号SLCx以致能/除能电压控制反相器760的电路输出运作。第一晶体管761与传输晶体管790为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,第二晶体管762、第三晶体管763与第四晶体管764为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。传输晶体管790包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于液晶电容680的第一端,栅极端电连接于控制单元595的信号输出端以接收控制信号SLCx,第二端电连接于数据开关555的第二端。
第一晶体管761包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于控制单元595的第一电压输出端以接收第一电源电压Vdd,栅极端电连接于数据开关555的第二端。第二晶体管762包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第一晶体管761的第二端,栅极端电连接于控制单元595的信号输出端以接收控制信号SLCx,第二端电连接于液晶电容680、储存电容685与传输晶体管790的第一端。第三晶体管763包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第二晶体管762的第二端,栅极端电连接于第二晶体管762的栅极端。请注意,第二晶体管762的栅极端与第三晶体管763的栅极端用以作为电压控制反相器760的致能端。第四晶体管764包含第一端、第二端与栅极端,其中第一端电连接于第三晶体管763的第二端,栅极端电连接于第一晶体管761的栅极端,第二端电连接于控制单元595的第二电压输出端以接收第二电源电压Vss。
图11为图8的液晶显示装置500的第一电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图11中,由上往下的信号分别为栅极信号SGj、数据信号SDm、共用电压Vcom、控制信号SLCx、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。当液晶显示装置500运作于正常模式时,源极驱动器520所提供的数据信号SDm为多阶模拟电压Vanalog,栅极驱动器510依正常扫描模式而提供栅极信号SGj,数据开关555根据正常扫描模式的栅极信号SGj将数据信号SDm输入为第一数据信号SDy1,共用电压产生单元596所提供的共用电压Vcom为对应于正常模式运作的交流电压或直流电压,控制单元595提供具高电压电位的控制信号SLCx以除能电压控制反相器560,并导通传输晶体管590以将第一数据信号SDy1传输为第二数据信号SDy2,控制单元595输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss均为低电压Vb。
当液晶显示装置500进入静止模式以显示静止画面后,在前置时段Tpre3内,源极驱动器520所提供的数据信号SDm为双阶数字电压Vdigital,数据开关555根据正常扫描模式的栅极信号SGj将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDy1,共用电压产生单元596提供具第一电压电位的共用电压Vcom,控制单元595提供具高电压电位的控制信号SLCx以持续除能电压控制反相器560,并持续导通传输晶体管590以将第一数据信号SDy1传输为第二数据信号SDy2,控制单元595输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss持续为低电压Vb。此外,在数据开关555将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDy1后,关闭栅极驱动器510,并在栅极驱动器510关闭后,关闭源极驱动器520,因而使数据信号SDm为浮接电压。
于第一静止时段T31内,共用电压产生单元596将共用电压Vcom的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,控制单元595将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元595提供具低电压电位的控制信号SLCx以截止传输晶体管590,并致能电压控制反相器560以将第一数据信号SDy1反相为第二数据信号SDy2馈入至液晶电容580。在第二静止时段T32内,控制单元595提供具高电压电位的控制信号SLCx以除能电压控制反相器560,并导通传输晶体管590以将第二数据信号SDy2传输为第一数据信号SDy1。请注意,控制信号SLCx的下降沿并不一定要对齐共用电压Vcom的下降沿/上升沿。
在第三静止时段T33与第四静止时段T34的电路运作,除了共用电压产生单元596将共用电压Vcom的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作分别同于第一静止时段T31与第二静止时段T32。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元596可提供具固定电压电位的共用电压Vcom。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置500周期性重复执行第一静止时段T31至第四静止时段T34的电路运作。当液晶显示装置500由静止模式进入正常模式时,控制单元595将第一电源电压Vdd从高电压Vh切换为低电压Vb,源极驱动器520被启动以提供多阶模拟电压Vanalog作为数据信号SDm,栅极驱动器510被启动以依正常扫描模式而提供栅极信号SGj,共用电压产生单元596所提供的共用电压Vcom恢复为正常模式运作的交流电压或直流电压。若将图11的共用电压Vcom变更为第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,则图11所示的相关信号波形亦适用于图9的液晶显示装置600。
图12为图8的液晶显示装置500的第二电路运作实施例的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图12中,由上往下的信号分别为栅极信号SGj、数据信号SDm、共用电压Vcom、控制信号SLCx、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。如图12所示,当液晶显示装置500运作于正常模式或静止模式的前置时段Tpre9内,相关信号波形同于图11所示的第一电路运作实施例,所以不再赘述。在静止模式的第一静止时段T91内,共用电压产生单元596将共用电压Vcom的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,控制单元595将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元595提供具低电压电位的控制信号SLCx以截止传输晶体管590,并致能电压控制反相器560以将第一数据信号SDy1反相为第二数据信号SDy2馈入至液晶电容580。
在第二静止时段T92内,控制单元595提供具高电压电位的控制信号SLCx以除能电压控制反相器560,并导通传输晶体管590以将第二数据信号SDy2传输为第一数据信号SDy1。请注意,控制信号SLCx的下降沿/上升沿并不一定要对齐共用电压Vcom的下降沿/上升沿。此外,进入静止模式后,第一电源电压Vdd之上升沿只要发生于控制信号SLCx的第一次下降沿之前即可,并不需对齐控制信号SLCx的下降沿。在第三静止时段T93与第四静止时段T94的电路运作,除了共用电压产生单元596在第三静止时段T93内将共用电压Vcom的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作分别同于第一静止时段T91与第二静止时段T92。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元596可提供具固定电压电位的共用电压Vcom。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置500周期性重复执行第一静止时段T91至第四静止时段T94的电路运作。如图12所示,在液晶显示装置500由静止模式进入正常模式后的相关信号波形同于图11所示的第一电路运作实施例,所以不再赘述。同理,若将图12的共用电压Vcom变更为第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,则图12所示的相关信号波形亦适用于图9的液晶显示装置600。
图13为图10的液晶显示装置700的电路运作的相关信号波形图,其中横轴为时间轴。在图13中,由上往下的信号分别为栅极信号SGj、数据信号SDm、第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2、控制信号SLCx、第一电源电压Vdd、以及第二电源电压Vss。当液晶显示装置700运作于正常模式时,源极驱动器520所提供的数据信号SDm为多阶模拟电压Vanalog,栅极驱动器510依正常扫描模式而提供栅极信号SGj,数据开关555根据正常扫描模式的栅极信号SGj将数据信号SDm输入为第一数据信号SDy1,共用电压产生单元696所提供的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2为对应于正常模式运作的交流电压或直流电压,控制单元595提供具低电压电位的控制信号SLCx以除能电压控制反相器760,并导通传输晶体管790以将第一数据信号SDy1传输为第二数据信号SDy2,控制单元595输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss均为低电压Vb。
当液晶显示装置700进入静止模式以显示静止画面后,在前置时段Tpre4内,源极驱动器520所提供的数据信号SDm为双阶数字电压Vdigital,数据开关555根据正常扫描模式的栅极信号SGj将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDy1,共用电压产生单元696提供具第一电压电位的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2,控制单元595提供具低电压电位的控制信号SLCx以持续除能电压控制反相器760,并持续导通传输晶体管790以持续将第一数据信号SDy1传输为第二数据信号SDy2,控制单元595输出的第一电源电压Vdd与第二电源电压Vss持续为低电压Vb。此外,于数据开关555将双阶数字电压Vdigital输入为第一数据信号SDy1后,关闭栅极驱动器510,并于栅极驱动器510关闭后,关闭源极驱动器520,因而使数据信号SDm为浮接电压。
在第一静止时段T41内,共用电压产生单元696将第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位,控制单元595将第一电源电压Vdd从低电压Vb切换为高电压Vh,控制单元595提供具高电压电位的控制信号SLCx以截止传输晶体管790,并致能电压控制反相器760以将第一数据信号SDy1反相为第二数据信号SDy2馈入至液晶电容680。在第二静止时段T42内,控制单元595提供具低电压电位的控制信号SLCx以除能电压控制反相器760,并导通传输晶体管790以将第二数据信号SDy2传输为第一数据信号SDy1。请注意,控制信号SLCx的上升沿并不一定要对齐第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的下降沿/上升沿。
在第三静止时段T43与第四静止时段T44的电路运作,除了共用电压产生单元696将第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位,其余运作分别同于第一静止时段T41与第二静止时段T42。在另一实施例中,在进入静止模式后,共用电压产生单元696可提供具固定电压电位的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2。其后,在静止模式的持续运作下,液晶显示装置700周期性重复执行第一静止时段T41至第四静止时段T44的电路运作。当液晶显示装置700由静止模式进入正常模式时,控制单元595将第一电源电压Vdd从高电压Vh切换为低电压Vb,源极驱动器520被启动以提供多阶模拟电压Vanalog作为数据信号SDm,栅极驱动器510被启动以依正常扫描模式而提供栅极信号SGj,共用电压产生单元696所提供的第一与第二共用电压Vcom1/Vcom2恢复为正常模式运作的交流电压或直流电压。
图14为依本发明的静止模式运作方法的流程图。图14所示的流程800为基于图2的液晶显示装置200的静止模式运作方法。静止模式运作方法的流程800包含下列步骤:
步骤S805:控制单元提供第一控制信号以除能电压控制反相器;
步骤S810:控制单元提供第二控制信号以导通传输晶体管,用来将第一数据信号传输为第二数据信号馈入至液晶电容;
步骤S815:源极驱动器将数据信号的电压电位由多阶模拟模式转换为双阶数字模式;
步骤S820:数据开关根据扫描模式的栅极信号将具双阶数字模式的数据信号输入为第一数据信号与第二数据信号;
步骤S825:共用电压产生单元提供具第一电压电位的共用电压;
步骤S830:在数据开关将具双阶数字模式的数据信号输入为第一数据信号后,关闭栅极驱动器;
步骤S835:在栅极驱动器关闭后,关闭源极驱动器;
步骤S840:控制单元将第一电源电压从低电压切换为高电压;
步骤S845:控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管;
步骤S850:共用电压产生单元将共用电压的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位;
步骤S855:控制单元提供第一控制信号以致能电压控制反相器,用来将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;
步骤S860:控制单元提供第一控制信号以除能电压控制反相器;
步骤S865:控制单元提供第二控制信号以导通传输晶体管,用来将第二数据信号传输为第一数据信号;
步骤S870:控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管;
步骤S875:共用电压产生单元将共用电压的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位;
步骤S880:控制单元提供第一控制信号以致能电压控制反相器,用来将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;
步骤S885:控制单元提供第一控制信号以除能电压控制反相器;
步骤S890:控制单元提供第二控制信号以导通传输晶体管,用来将第二数据信号传输为第一数据信号;以及
步骤S895:控制单元提供第二控制信号以截止传输晶体管,执行步骤S850。
在另一实施例中,流程800所述的共用电压的电压电位为固定电压电位,亦即第二电压电位等于第一电压电位。此外,在流程800中,若将共用电压变更为第一共用电压与第二共用电压,则流程800所述的静止模式运作方法亦适用于图3所示的液晶显示装置300与图4所示的液晶显示装置400。请注意,若控制单元提供具高电压电位的第一控制信号以除能电压控制反相器,则控制单元提供具低电压电位的第一控制信号以致能电压控制反相器,反之亦然。同理,若控制单元提供具高电压电位的第二控制信号以导通传输晶体管,则控制单元提供具低电压电位的第二控制信号以截止传输晶体管,反之亦然。
图15为依本发明的另一静止模式运作方法的流程图。图15所示的流程900为基于图8的液晶显示装置500的静止模式运作方法。静止模式运作方法的流程900包含下列步骤:
步骤S905:控制单元提供控制信号以除能电压控制反相器,并导通传输晶体管以将第一数据信号传输为第二数据信号馈入至液晶电容;
步骤S910:源极驱动器将数据信号的电压电位由多阶模拟模式转换为双阶数字模式;
步骤S915:数据开关根据扫描模式的栅极信号将具双阶数字模式的数据信号输入为第一数据信号与第二数据信号;
步骤S920:共用电压产生单元提供具第一电压电位的共用电压;
步骤S925:在数据开关将具双阶数字模式的数据信号输入为第一数据信号后,关闭栅极驱动器;
步骤S930:在栅极驱动器关闭后,关闭源极驱动器;
步骤S935:控制单元将第一电源电压从低电压切换为高电压;
步骤S940:共用电压产生单元将共用电压的电压电位从第一电压电位切换为第二电压电位;
步骤S945:控制单元提供控制信号以截止传输晶体管,并致能电压控制反相器以将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;
步骤S950:控制单元提供控制信号以除能电压控制反相器,并导通传输晶体管以将第二数据信号传输为第一数据信号;
步骤S955:共用电压产生单元将共用电压的电压电位从第二电压电位切换为第一电压电位;
步骤S960:控制单元提供控制信号以截止传输晶体管,并致能电压控制反相器以将第一数据信号反相为第二数据信号馈入至液晶电容;以及
步骤S965:控制单元提供控制信号以除能电压控制反相器,并导通传输晶体管以将第二数据信号传输为第一数据信号,执行步骤S940。
在另一实施例中,流程900所述的共用电压的电压电位为固定电压电位,亦即第二电压电位等于第一电压电位。此外,在流程900中,若将共用电压变更为第一共用电压与第二共用电压,则流程900所述的静止模式运作方法亦适用于图9所示的液晶显示装置600与图10所示的液晶显示装置700。请注意,若控制单元提供具高电压电位的控制信号以除能电压控制反相器并导通传输晶体管,则控制单元提供具低电压电位的控制信号以致能电压控制反相器并截止传输晶体管,反之亦然。
综上所述,本发明液晶显示装置利用显著简化的像素电路结构以提供像素数据自我保持机能,据以降低显示静止画面所需的功率消耗,并可提供像素数据自我更新功能,所以相较于现有基于SRAM架构的像素单元的液晶显示装置,可提高像素开口率并降低成本。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (20)
1.一种具像素数据自我保持机能的液晶显示装置,其特征在于,其包含:
一栅极线,用来传输一栅极信号;
一数据线,用来传输一数据信号;
一数据开关,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该数据线以接收该数据信号,该栅极端电连接于该栅极线以接收该栅极信号;
一反相器,包含一输入端、一输出端与一致能端,其中该输入端电连接于该数据开关的第二端;
一液晶电容,电连接于该反相器的输出端;
一传输晶体管,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该反相器的输出端,该第二端电连接于该反相器的输入端;
一控制单元,电连接于该反相器的致能端与该传输晶体管的栅极端,用来控制该反相器与该传输晶体管的电路运作;
一共用电压产生单元,电连接于该液晶电容;以及
一电源,电连接于该控制单元与该共用电压产生单元,用来供电该控制单元与该共用电压产生单元。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,该共用电压产生单元包含一输出端,该共用电压产生单元的输出端用来输出一共用电压馈入至该液晶电容,该液晶显示装置另包含:
一储存电容,电连接于该反相器的输出端与该共用电压产生单元的输出端间;
其中该共用电压为直流电压或交流电压。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,:
该反相器另包含一第一电源输入端与一第二电源输入端:以及
该控制单元包含一第一信号输出端、一第二信号输出端、一第一电压输出端与一第二电压输出端,其中该第一信号输出端电连接于该反相器的致能端,该第二信号输出端电连接于该传输晶体管的栅极端,该第一电压输出端电连接于该反相器的第一电源输入端,该第二电压输出端电连接于该反相器的第二电源输入端。
4.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,该电源包含一太阳能电池模块,该太阳能电池模块用来执行能量转换以为该控制单元与该共用电压产生单元供电。
5.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,该共用电压产生单元包含一第一输出端与一第二输出端,该共用电压产生单元的第一输出端用来输出一第一共用电压馈入至该液晶电容,该共用电压产生单元的第二输出端用来输出一第二共用电压,该液晶显示装置另包含:
一储存电容,电连接于该反相器的输出端与该共用电压产生单元的第二输出端间;
其中该第一共用电压与该第二共用电压为直流电压或交流电压。
6.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中:
该反相器另包含一第一电源输入端与一第二电源输入端:以及
该控制单元包含一信号输出端、一第一电压输出端与一第二电压输出端,其中该信号输出端分别电连接于该反相器的致能端与该传输晶体管的栅极端,该第一电压输出端电连接于该反相器的第一电源输入端,该第二电压输出端电连接于该反相器的第二电源输入端。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其中该控制单元包含一信号输出端、一第一电压输出端与一第二电压输出端,该反相器包含:
一第一晶体管,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该控制单元的第一电压输出端,该栅极端电连接于该数据开关的第二端;
一第二晶体管,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该第一晶体管的第二端,该栅极端电连接于该控制单元的信号输出端,该第二端电连接于该液晶电容与该传输晶体管的第一端;
一第三晶体管,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该第二晶体管的第二端,该栅极端电连接于该第二晶体管的栅极端;以及
一第四晶体管,包含一第一端、一第二端与一栅极端,其中该第一端电连接于该第三晶体管的第二端,该栅极端电连接于该第一晶体管的栅极端,该第二端电连接于该控制单元的第二电压输出端。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其特征在于,该第一晶体管、该第二晶体管与该第三晶体管为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,该第四晶体管与该传输晶体管为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。
9.根据权利要求7所述的液晶显示装置,其中该第一晶体管与该传输晶体管为P型薄膜晶体管或P型场效应晶体管,该第二晶体管、该第三晶体管与该第四晶体管为N型薄膜晶体管或N型场效应晶体管。
10.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,另包含:
一栅极驱动器,电连接于该栅极线,用来提供该栅极信号;以及
一源极驱动器,电连接于该数据线,用来提供该数据信号。
11.一种静止模式运作方法,其特征在于,其包含:
提供一液晶显示装置,该液晶显示装置包含:
一栅极驱动器,用来提供一栅极信号;
一源极驱动器,用来提供一数据信号;
一控制单元,用来提供一第一控制信号与一第二控制信号;
一数据开关,用来根据该栅极信号控制将该数据信号输入为一第一数据信号;
一反相器,用来根据该第一控制信号的致能运作以将该第一数据信号反相为一第二数据信号;
一液晶电容,用来根据该第二数据信号与一共用电压以控制液晶穿透率;
一传输晶体管,用来根据该第二控制信号控制将该第二数据信号传输为该第一数据信号,或根据该第二控制信号控制将该第一数据信号传输为该第二数据信号;以及
一共用电压产生单元,用来提供该共用电压;
在该液晶显示装置进入静止模式后的一第一静止时段内,该控制单元提供该第二控制信号以截止该传输晶体管;
在该第一静止时段内,该控制单元提供该第一控制信号以致能该反相器,用来将该第一数据信号反相为该第二数据信号馈入至该液晶电容;
在一第二静止时段内,该控制单元提供该第一控制信号以除能该反相器;
在该第二静止时段内,该控制单元提供该第二控制信号以截止该传输晶体管;
在一第三静止时段内,该控制单元提供该第一控制信号以除能该反相器;
在该第三静止时段内,该控制单元提供该第二控制信号以导通该传输晶体管,用来将该第二数据信号传输为该第一数据信号;
在一第四静止时段内,该控制单元提供该第一控制信号以除能该反相器;以及
在该第四静止时段内,该控制单元提供该第二控制信号以截止该传输晶体管。
12.根据权利要求11所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该第一静止时段之前的一前置时段内,该源极驱动器将该数据信号的电压电位由多阶模拟模式转换为双阶数字模式;
在该前置时段内,该数据开关根据该栅极信号将具双阶数字模式的该数据信号输入为该第一数据信号;
在该前置时段内,该共用电压产生单元提供具一第一电压电位的该共用电压;
在该第一静止时段内,该共用电压产生单元将该共用电压的电压电位从该第一电压电位切换为一第二电压电位;以及
在一第五静止时段内,该共用电压产生单元将该共用电压的电压电位从该第二电压电位切换为该第一电压电位。
13.根据权利要求12所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该数据开关根据该栅极信号将具双阶数字模式的该数据信号输入为该第一数据信号后,关闭该栅极驱动器;以及
在该栅极驱动器关闭后,关闭该源极驱动器。
14.根据权利要求12所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该前置时段内,该控制单元提供该第一控制信号以除能该反相器;以及
在该前置时段内,该控制单元提供该第二控制信号以导通该传输晶体管,用来将该第一数据信号传输为该第二数据信号馈入至该液晶电容。
15.根据权利要求12所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该前置时段内,该控制单元提供该第二控制信号以截止该传输晶体管;以及
在该前置时段内,该控制单元提供该第一控制信号以致能该反相器,用来将该第一数据信号反相为该第二数据信号馈入至该液晶电容。
16.一种静止模式运作方法,其特征在于,其包含:
提供一液晶显示装置,该液晶显示装置包含:
一栅极驱动器,用来提供一栅极信号;
一源极驱动器,用来提供一数据信号;
一控制单元,用来提供一控制信号;
一数据开关,用来根据该栅极信号控制将该数据信号输入为一第一数据信号;
一反相器,用来根据该控制信号的致能运作以将该第一数据信号反相为一第二数据信号;
一液晶电容,用来根据该第二数据信号与一共用电压以控制液晶穿透率;
一传输晶体管,用来根据该控制信号控制将该第二数据信号传输为该第一数据信号,或将该第一数据信号传输为该第二数据信号;以及
一共用电压产生单元,用来提供该共用电压;
在该液晶显示装置进入静止模式后的一第一静止时段内,该控制单元提供具第一电压电位的该控制信号,用来截止该传输晶体管以及致能该反相器以将该第一数据信号反相为该第二数据信号馈入至该液晶电容;以及
在一第二静止时段,该控制单元提供具第二电压电位的该控制信号,用来除能该反相器以及导通该传输晶体管以将该第二数据信号传输为该第一数据信号。
17.根据权利要求16所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该第一静止时段之前的一前置时段内,该源极驱动器将该数据信号的电压电位由多阶模拟模式转换为双阶数字模式;
在该前置时段内,该数据开关根据该栅极信号将具双阶数字模式的该数据信号输入为该第一数据信号;
在该前置时段内,该共用电压产生单元提供具一第三电压电位的该共用电压;
在该第一静止时段内,该共用电压产生单元将该共用电压的电压电位从该第三电压电位切换为一第四电压电位;以及
在一第三静止时段内,该共用电压产生单元将该共用电压的电压电位从该第四电压电位切换为该第三电压电位。
18.根据权利要求17所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该数据开关根据该栅极信号将具双阶数字模式的该数据信号输入为该第一数据信号后,关闭该栅极驱动器;以及
于该栅极驱动器关闭后,关闭该源极驱动器。
19.根据权利要求17所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该前置时段内,该控制单元提供具第二电压电位的该控制信号,用来除能该反相器以及导通该传输晶体管以将该第一数据信号传输为该第二数据信号馈入至该液晶电容。
20.根据权利要求17所述的静止模式运作方法,其特征在于,另包含:
在该前置时段内,该控制单元提供具第一电压电位的该控制信号,用来截止该传输晶体管以及致能该反相器以将该第一数据信号反相为该第二数据信号馈入至该液晶电容。
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