CN102508374A

CN102508374A - 液晶显示器及其驱动方法

Info

Publication number: CN102508374A
Application number: CN2011103818865A
Authority: CN
Inventors: 侯鸿龙; 贺成明
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2011-11-25
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开一种液晶显示器和其驱动方法。当判断当前帧影像信号与前一帧影像信号不相同时，通过多条辅助信号线，将启动信号提供给在前帧影像信号与前一帧影像信号时分别显示不同灰阶的像素单元。当像素单元的第一晶体管接收对应的扫描线传来的扫描脉冲且第二晶体管接收到对应的辅助信号线传来的启动信号时，导通数据线传来的数据电压至液晶电容，以调整所述多个液晶分子的转动方向。所以液晶显示器可以节省电力的消耗。

Description

液晶显示器及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器及其驱动方法，尤指一种可省电的液晶显示器及其驱动方法。

背景技术

近年来，由于液晶显示器轻薄短小的特性，已经使液晶显示器正式取代阴极射线管，而成为主流的显示器种类。目前市场上各种电子设备，如移动电话、个人数字助理、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕，几乎都采用液晶显示屏幕作为其显示屏幕。

现有的液晶显示器的液晶显示面板包含多个像素，而每一个像素包含三个分别代表红绿蓝(RGB)三原色的像素单元构成。每一像素单元包含薄膜晶体管和液晶电容。当扫描驱动模块输出的扫描信号使得每一行的像素单元的薄膜晶体管依序开启，同时数据驱动模块则输出对应的数据电压至一整行的像素单元的液晶电容使其充电到各自所需的电压，以显示不同的灰阶。扫描驱动模块会一行接一行地输出扫描脉冲以将每一行的像素单元的薄膜晶体管打开，再由数据驱动模块对每一行开启的像素单元的液晶电容进行充放电。如此依序下去，直到液晶显示面板的所有像素单元的液晶电容都充电完成，再从第一行开始充电。

目前的液晶显示器的画面扫描频率(frame rate)主要是60赫兹(Hz)，也就是说，每一秒会显示60帧影像。为了更好的显示动态画面，目前的液晶显示器的画面扫描频率已经由传统的60Hz，逐渐开发到120Hz和240Hz的产品，它们的显示效果更优于传统60Hz的液晶显示器。越高画面扫描频率的液晶显示器表示同时间内能显示的画面越多时，运动中的影像会更流畅，可见高画面扫描频率可以提高动态影像的质量。

然而，液晶显示器的功率消耗是正比于画面扫描频率和所有被充电的液晶电容的总电容值。也就是说，画面扫描频率越高或是被充电的液晶电容的总电容值越大，都会提高液晶显示器的功率消耗。

此外，当影像变动不大时，即使使用较高刷新频率(例如120Hz、240Hz)的液晶显示器来显示影像，仍有部分相邻帧的画面实质上是不变的。然而，即使相邻两帧的画面不变，仍然需要一稳定的偏压电流对液晶电容充电，造成整个液晶显示器的功耗的变高。因此，如何更有效地降低液晶显示器的功率消耗是业界努力的目标。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种液晶显示器以及其驱动方法，用来于判断当前帧影像信号与前一帧影像信号不相同时，才会导通在前帧影像信号与前一帧影像信号时分别显示不同灰阶的像素单元，以降低功耗。

本发明揭示一种液晶显示器，其包含多个像素单元、一处理单元、一扫描驱动模块、一数据驱动模块、多条扫描线以及多条数据线，所述扫描驱动模块电性连接所述多条扫描线，用来产生扫描脉冲，所述数据驱动模块电性连接所述多条数据线，用来产生数据电压，所述处理单元用来产生多帧影像信号。每一帧影像信号包含多个影像信号，所述多个像素单元是一对一对应于所述多个影像信号。所述液晶显示器进一步包含多条辅助信号线和一判断单元。所述判断单元电性连接所述多条辅助信号线，用来于判断前帧影像信号与前一帧影像信号提供给同一像素单元的影像信号不相同时，通过所述像素单元对应电性连接的所述辅助信号线，将启动信号提供给所述像素单元。每一像素单元包含一第一晶体管，电性连接对应的一条扫描线以及对应的一条数据线，用来于接收所述对应的扫描线传来的扫描脉冲时，导通所述对应的数据线传来的数据电压；一第二晶体管，电性连接对应的一条辅助信号线以及所述第一晶体管，用来于接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，导通所述第一晶体管传来的所述数据电压；一液晶电容，电性连接所述第二晶体管，其包含多个液晶分子，用来依据所述数据电压调整所述多个液晶分子的转动方向。

根据本发明的实施例，所述液晶显示器另包含一缓存器，电性连接所述处理单元，用来储存所述多帧影像信号。所述缓存器是一先进先出缓存器。

根据本发明的实施例，所述第一晶体管的栅极、源极以及漏极分别电性连接所述对应的扫描线、所述对应的数据线以及所述第二晶体管的源极，所述第二晶体管的栅极以及漏极分别电性连接所述对应的辅助信号线以及所述液晶电容。

根据本发明的实施例，所述第二晶体管用来于在未接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时关闭。

本发明另揭示一种驱动液晶显示器的方法，所述液晶显示器包含一处理单元、多个像素单元、多条扫描线、多条数据线以及多条辅助信号线，所述处理单元用来产生多帧影像信号。每一帧影像信号包含多个影像信号，所述多个像素单元是一对一对应于所述多个影像信号。每一像素单元包含一第一晶体管，电性连接对应的一条扫描线以及对应的一条数据线；一第二晶体管，电性连接对应的一条辅助信号线以及所述第一晶体管；一液晶电容，电性连接所述第二晶体管，其包含多个液晶分子。所述方法包含：当判断前帧影像信号与前一帧影像信号提供给同一像素单元的影像信号不相同时，通过所述像素单元对应电性连接的所述辅助信号线，将启动信号提供给所述像素单元；以及当所述第一晶体管接收所述对应的扫描线传来的扫描脉冲且所述第二晶体管接收到所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，导通所述对应的数据线传来的数据电压至所述液晶电容，以调整所述多个液晶分子的转动方向。

根据本发明的实施例，当所述第二晶体管未接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，关闭所述第二晶体管。

相较于现有技术，本发明提供一种液晶显示器以及其驱动方法，于判断当前帧影像信号与前一帧影像信号不相同时，通过所述多条辅助信号线，将启动信号提供给在前帧影像信号与前一帧影像信号时分别显示不同灰阶的像素单元。而像素单元只有在所述第一晶体管接收所述对应的扫描线传来的扫描脉冲且所述第二晶体管接收到所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，才导通所述数据线传来的数据电压至所述液晶电容，以调整所述多个液晶分子的转动方向。因此本发明的液晶显示器和其驱动方法可以降低功耗以达到省电的目的。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1是本发明液晶显示器的电路结构示意图。

图2是图1像素单元的俯视图。

图3是图1像素单元的等效电路图。

图4绘示当前帧影像信号与前一帧影像信号并不相同的范例。

图5是图2的扫描线与辅助信号线所提供的扫描脉冲与启动信号的时序图。

图6是驱动本发明液晶显示器100的方法流程图。

具体实施方式

在说明书及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“电性连接”一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其它装置或连接手段间接地连接至该第二装置。

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施之特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“水平”、“垂直”等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

请参阅图1，图1是本发明液晶显示器100的电路结构示意图。液晶显示器100包含一判断单元101、一处理单元102、一缓存器103、一时序控制器104、一数据驱动模块106、一扫描驱动模块108以及一液晶显示面板110。液晶显示面板110包含多个像素单元(pixel)130、多条沿第一方向X延伸的扫描线118、多条沿第二方向Y延伸的数据线116以及多条辅助信号线111。第一方向X是垂直于第二方向Y。在本实施例中，多条辅助信号线111也是朝第二方向Y延伸，但实际上也可以朝第一方向X延伸。

处理单元102可以为个人计算机或是笔记本电脑的中央处理器，用来同步地输出数帧影像信号至判断单元101、时序控制器104以及缓存器103。由于每一帧影像是由多个显示不同灰阶的像素单元130(例如1024×768×3个像素单元130)所组成，在本实施例中，一帧影像信号表示在一帧显示时间内提供给所有像素单元130的多个影像信号的组合。以分辨率为1024×768且画面更新频率为60Hz的液晶显示器100为例，一帧影像信号表示在1/60秒内，提供给1024×768×3个像素单元130的多个影像信号的组合。

缓存器103是一先进先出(First in first out，FIFO)缓存器，用来暂存至少两帧影像信号，也就是前帧影像信号以及前一帧影像信号。当缓存器103即将存满时，会先把最早存入的影像信号删除，再存入另一帧影像信号。时序控制器104用于产生频率脉冲信号至扫描驱动模块108，也会将其接收的影像信号转换成数据信号。扫描驱动模块108用于根据频率脉冲信号输出扫描信号，数据驱动模块106会将上述数据信号转换成不同电压准位的数据电压。数据驱动模块106以及扫描驱动模块108设置于软性电路板(未图示)上(Chipon film，COF)，或是设置在玻璃基板(未图示)上(Chip of glass，COG)，然后再透过软性电路板电连接。时序控制器104产生的频率信号脉冲传送至扫描驱动模块108时，扫描驱动模块108会依序产生多个扫描脉冲通过多条扫描线118至液晶显示面板110，使得液晶显示面板110每一行的像素单元130的晶体管(图未示)依序开启。在一行像素单元130的晶体管开启的同时，数据驱动模块106通过多条数据线116输出多个数据电压使该行像素单元130的液晶电容(图未示)充电到数据电压的准位，以显示不同的灰阶。

判断单元101电性连接多条辅助信号线111，用于判断当前帧影像信号与前一帧影像信号是否相同。当前帧影像信号与前一帧影像信号不相同时，判断单元101通过多条辅助信号线111传送启动信号至在前帧影像信号与前一帧影像信号时分别显示不同灰阶的像素单元130。

请参阅图2及图3，图2是图1像素单元130的俯视图，图3是图1像素单元130的等效电路图。像素单元130包含一第一晶体管131、一第二晶体管132、一液晶电容133以及一存储电容134。第一晶体管131的栅极131G、源极132S以及漏极132D分别电性连接扫描线131、数据线116以及第二晶体管132的源极132S。第二晶体管132的栅极132G以及漏极132D分别电性连接辅助信号线111以及液晶电容133。以电性连接扫描线118a、数据线116a、和辅助信号线111a的像素单元130为例，第一晶体管131用来于接收扫描线118a传来的扫描脉冲时，导通数据线116a传来的数据电压。第二晶体管132用来于接收辅助信号线111a传来的启动信号时，导通第一晶体管131传来的数据电压。液晶电容133是由像素电极136以及共通电极(未图示)所构成，藉由所述数据电压和所述共通电极提供的共通电压Vcom来调整像素电极136以及所述共通电极之间的多个液晶分子(未图示)的转动方向。存储电容134则用来在未收到扫描脉冲期间，保留所述数据电压，直到收到下一个扫描脉冲为止。

请参阅图3、图4、图5和图6，图4绘示当前帧影像信号与前一帧影像信号并不相同的范例，图5是图2的扫描线与辅助信号线所提供的扫描脉冲与启动信号的时序图，图6是驱动本发明液晶显示器100的方法流程图。为便于说明，在图4绘示的四个方块是对应到图2所绘示的四个像素单元130所接收的影像信号。处理单元102会同时输出第i帧影像信号予缓存器103、判断单元101和时序控制器104，其中i的初始值为1，且i为正整数(步骤S1)。时序控制器104接收上述第i帧影像信号后，产生一频率脉冲信号至扫描驱动模块108，并将第i帧影像信号转换成多个数据信号输出给上述数据驱动模块106。扫描驱动模块108根据频率脉冲信号依序输出多个扫描脉冲至液晶显示面板110，使每一行的像素单元130的薄膜晶体管依序开启。在一行像素单元130的薄膜晶体管开启的同时，数据驱动模块106根据上述多个数据信号输出多个数据电压。

当判断单元101接收到第i帧影像信号时，会判断每一个像素单元130对应于第i-1帧影像信号(已存储于缓存器103内)和第i帧影像信号是否一致(步骤S2)，同时第i帧影像信号会存储于缓存器103内。

以图4为例，位于左上方和右上方的像素单元130在第i-1帧时的影像信号和第i帧时的影像信号相同，所以判断单元101不会提供启动信号(步骤S3)。所以在时段T₀-T₁时，扫描线118a传递的扫描脉冲开启左上方和右上方的像素单元130的第一晶体管131，但是第二晶体管132因为辅助信号线111a和111b没有传递启动信号而关闭。所以即使数据线116a和116b仍从数据驱动模块106传送数据电压，但是第二晶体管132关闭导致液晶电容133无法收到数据电压来充电。但是液晶电容133会依据存储电容134所储存的电荷而保持在前一帧的显示内容。

而位在左下方的像素单元130在第i-1帧时的影像信号和第i帧时的影像信号不相同，所以判断单元101会通过辅助信号线111a提供启动信号予像素单元130(步骤S4)。所以在时段T₁-T₂时，扫描线118a传递的扫描脉冲开启左下方的像素单元130的第一晶体管131，且辅助信号线111a传递的启动信号开启第二晶体管132，所以液晶电容133会收到数据线116a传来数据电压而充电，使得液晶分子依据该数据电压调整其转动方向(步骤S5)。

等到上述步骤S4、S5完成后，再继续处理下一帧影像信号(步骤S6)。

在上述实施例中，仅用四个像素单元130来说明本发明的运作原理。当第i帧影像信号与第i-1帧影像信号差异不大时，大多数像素单元130的液晶电容133都不会再次充电，只有少部分像素单元130的液晶电容133会因为第二晶体管132的开启而再次充电。因此液晶显示器100和其驱动方法可以降低功耗以达到省电的目的。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims

1.一种液晶显示器，其包含多个像素单元、一处理单元、一扫描驱动模块、一数据驱动模块、多条扫描线以及多条数据线，所述扫描驱动模块电性连接所述多条扫描线，用来产生扫描脉冲，所述数据驱动模块电性连接所述多条数据线，用来产生数据电压，所述处理单元用来产生多帧影像信号，每一帧影像信号包含多个影像信号，所述多个像素单元是一对一对应于所述多个影像信号，其特征在于，所述液晶显示器进一步包含：

多条辅助信号线，电性连接所述多个像素单元；

一判断单元，电性连接所述多条辅助信号线，用来于判断前帧影像信号与前一帧影像信号提供给同一像素单元的影像信号不相同时，通过所述像素单元对应电性连接的所述辅助信号线，将启动信号提供给所述像素单元；以及

每一像素单元包含：

一第一晶体管，电性连接对应的一条扫描线以及对应的一条数据线，用来于接收所述对应的扫描线传来的扫描脉冲时，导通所述对应的数据线传来的数据电压；

一第二晶体管，电性连接对应的一条辅助信号线以及所述第一晶体管，用来于接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，导通所述第一晶体管传来的所述数据电压；以及

一液晶电容，电性连接所述第二晶体管，其包含多个液晶分子，用来依据所述数据电压调整所述多个液晶分子的转动方向。

2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：另包含一缓存器，电性连接所述处理单元，用来储存所述多帧影像信号。

3.根据权利要求2所述的液晶显示器，其特征在于：所述缓存器是一先进先出缓存器。

4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：所述第一晶体管的栅极、源极以及漏极分别电性连接所述对应的扫描线、所述对应的数据线以及所述第二晶体管的源极，所述第二晶体管的栅极以及漏极分别电性连接所述对应的辅助信号线以及所述液晶电容。

5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：所述第二晶体管用来于在未接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时关闭。

6.一种驱动液晶显示器的方法，所述液晶显示器包含一处理单元、多个像素单元、多条扫描线、多条数据线以及多条辅助信号线，所述处理单元用来产生多帧影像信号，每一帧影像信号包含多个影像信号，所述多个像素单元是一对一对应于所述多个影像信号，其特征在于，每一像素单元包含：一第一晶体管，电性连接对应的一条扫描线以及对应的一条数据线；

一第二晶体管，电性连接对应的一条辅助信号线以及所述第一晶体管；

一液晶电容，电性连接所述第二晶体管，其包含多个液晶分子；

所述方法包含：

当判断前帧影像信号与前一帧影像信号提供给同一像素单元的影像信号不相同时，通过所述像素单元对应电性连接的所述辅助信号线，将启动信号提供给所述像素单元；以及

当所述第一晶体管接收所述对应的扫描线传来的扫描脉冲且所述第二晶体管接收到所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，导通所述对应的数据线传来的数据电压至所述液晶电容，以调整所述多个液晶分子的转动方向。

7.根据权利要求6所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于：所述液晶显示器另包含一缓存器，电性连接所述处理单元，用来储存所述多帧影像信号。

8.根据权利要求7所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于：所述缓存器是一先进先出缓存器。

9.根据权利要求6所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于：所述第一晶体管的栅极、源极以及漏极分别电性连接所述对应的扫描线、所述对应的数据线以及所述第二晶体管的源极，所述第二晶体管的栅极以及漏极分别电性连接所述对应的辅助信号线以及所述液晶电容。

10.根据权利要求6所述的驱动液晶显示器的方法，其特征在于：

当所述第二晶体管未接收所述对应的辅助信号线传来的所述启动信号时，关闭所述第二晶体管。