CN102800288A - 电子装置系统 - Google Patents
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Abstract
一种电子装置系统，至少包含：暂存器、显示模式运算单元、显示装置以及控制电路。暂存器暂存影像信息，影像信息包含数据输入更新频率。显示模式运算单元根据影像信息的影像特性分类，经运算判断后产生显示模式控制信号。显示装置包含显示面板，显示面板至少包含多个像素单元。控制电路根据显示模式控制信号控制显示面板的显示模式及驱动模式，以通过频率调整单元调整显示面板的显示输出更新频率。
Description
技术领域
本发明是有关于一种电子装置系统，且特别是有关于一种包含显示装置的电子装置系统。
背景技术
近来，显示装置被应用到许多领域中，以液晶显示器为例，包括笔记型个人电脑、监视器、车用导航器、功能性计算机、各种尺寸的电视机、移动电话与电子留言板。尤其现今轻薄或可携式的电子产品成为市场新宠，液晶显示装置的体积与厚度比起早期的映像管显示装置来的小，故被广泛使用。
在现今的电子显示技术发展中，愈来愈注重显示装置的电力消耗，低耗电量的液晶显示装置较能符合使用者对节能环保的需求。尤其在可携式的显示装置上(如手机、智能手机、个人数字助理、电子书、平板电脑等)，液晶显示模块的耗电量直接影响到整个装置的续航力。尤其是在现今大尺寸且体积轻薄的显示装置上更是迫切需要低耗电且高效率的液晶显示模块。
目前的液晶显示装置中通常具有一定的更新频率(refresh rate)或扫描频率(frame rate)，一般来说液晶显示装置采用的频率约为60～70赫兹(Hz)，即每秒画面更新60～70次。
也就是说，在60Hz时，即便液晶显示装置上的显示画面未变动或仅有微小改变，显示驱动电路仍会定期以每秒约六十次的频率刷新显示模块中各个像素的显示信号。因此，便产生不必要的能量消耗。
以目前市面上一般的薄膜晶体管液晶显示装置(thin film transistor liquidcrystal display，TFT-LCD)来说，其电力消耗主要分为液晶显示面板、驱动电路以及背光模块几个部分。以10.1时大小，1280RGBx800高解析度的薄膜晶体管液晶显示装置为例，其中液晶显示面板与驱动电路部分的耗电约为1000毫瓦(mW)至2000毫瓦之间；另一方面，背光模块部分的耗电约为2000毫瓦至3000毫瓦之间。系统部分在中小尺寸应用上，手机、平板电脑、电子书等可以做到约200毫瓦～500毫瓦。在反射式或穿透反射式的显示器应用上，可以免除去背光源大量的耗电，但却仍有系统端和显示面板与驱动电路端的耗电。
虽然，目前业界针对驱动电路方面有提出极性反转驱动方式，例如行反转(row inversion)驱动或帧反转(frame inversion)驱动；且针对背光模块则提出区域调光(area light scanning)的作法，然而上述作法效果有限，目前仍在积极寻找可以提供稳定显示效果且能降低能量消耗的液晶显示装置及显示驱动方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明揭露的电子装置系统具有低显示更新频率的显示装置，或是可动态调整更新频率的显示装置，以及利用单栅极、双栅极、(多)双TFT驱动薄膜晶体管的像素单元，可动态改变电容值的储存电容的设计以及可动态调整的驱动电流、充电时间与驱动补偿方法及参数，以最佳的驱动方式达到低更新频率驱动的显示装置。在本发明的更新频率可动态调整的显示装置中，以液晶显示装置为例说明，液晶显示装置可根据当时显示的影像信息的影像特性分类(如动态、静态、图像、文字、快速改变、缓慢改变等)相对应调整驱动电路的显示更新频率，通过采用较低的显示更新频率达到省电的效果。其中该频率调整单元至少有两组或两组以上的扫描频率。对于某些产品或特定用途的应用市场，可以无需频率调整单元，直接设定为低频率10Hz，或3Hz....的更新频率。
在较低的显示更新频率之下，一般液晶显示装置中的储存电容的电位可能随时间逐步改变，导致液晶显示面板的穿透率随之变化，如常白模式下穿透率随时间提高、常黑模式下穿透率随时间降低，可能导致一个显示周期内的显示亮度或辉度不均，更进而造成闪烁、闪屏的现象，因此需要设计更大的储存电容与之因应。通过在显示周期中阶段性调整显示模块的驱动方式如驱动电流、充电时间，可达到将大数值储存电容充电充饱。
因此，本发明的一方面是在提供一种电子装置系统，至少包含：暂存器、显示模式运算单元、显示装置以及控制电路。暂存器用来暂存影像信息，影像信息包含数据输入更新频率。显示模式运算单元根据影像信息的影像特性分类，经运算判断后动态地产生显示模式控制信号。显示装置包含显示面板，显示面板至少包含多个像素单元。控制电路根据显示模式控制信号控制显示面板的显示模式及驱动模式，以通过频率调整单元来调整显示面板的显示输出更新频率。
依据本发明的一实施例，其中频率调整单元可以是根据显示模式控制信号控制显示面板的显示模式及驱动模式来动态的调整显示面板的显示输出更新频率。
依据本发明又一实施例，显示输出更新频率包含两个或两个以上的频率值。显示输出更新频率于倍频模式下为数据输入更新频率的正整数倍上下百分之十的范围内。显示输出更新频率于低频模式下，为数据输入更新频率的正整数分之一倍上下百分之十的范围内。
依据本发明再一实施例，其中影像信息的影像特性分类可为动态影像、缓慢影像、静态保持影像、文字模式、单色系影像或3D立体影像。
依据本发明更具有的一实施例，其中显示模式运算单元在显示装置外，控制电路的频率调整单元为被动式的接受电子装置系统的显示模式运算单元的显示模式控制信号来控制。
依据本发明再具有的一实施例，其中显示模式运算单元在显示装置内，显示装置为主动式的将显示模式控制信号，来控制控制电路的频率调整单元。
本发明的另一方面是在提供一种电子装置系统，至少包含：暂存器、显示装置以及控制电路。暂存器用来暂存影像信息，影像信息包含数据输入更新频率。显示装置包含显示面板，显示面板至少包含多个像素单元以及多个储存电容单元。控制电路根据显示模式控制信号控制液晶显示面板的显示模式及驱动模式，以通过频率调整单元动态调整液晶显示面板的驱动方法和控制电路补偿架构。
依据本发明的一实施例，其中驱动方法包含动态调整显示面板的充电时间长度。其中动态调整显示面板的充电时间长度是通过调整栅极控制信号的开启时间达成。其中控制电路更用以动态调整液晶显示面板的显示输出更新频率，充电时间长度随显示输出更新频率的变化进行改变或调变，当显示输出更新频率调增时，充电时间长度随之调降，当显示输出更新频率调降时，充电时间长度随之调增。
依据本发明的另一实施例，其中驱动方法包含动态调整显示面板的驱动电流大小。其中控制电路还用以动态调整液晶显示面板的显示输出更新频率，驱动电流随显示输出更新频率的变化进行改变或调变，其中当显示输出更新频率调增时，驱动电流随之调降，当显示输出更新频率调降时，驱动电流随之调增。其中显示输出更新频率具有两个或两个以上的频率。
依据本发明的再一实施例，电子装置系统是在两种温度、或两种以上温度的操作环境，随温度变化该显示输出更新频率随的进行改变或调变。
依据本发明的更具有的一实施例，其中显示面板的储存电容单元各包含多个储存电容区块，储存电容单元的等效电容值的大小根据显示模式控制信号，控制储存电容区块间的电性连接形式进行调整。其中显示面板的驱动电流是根据储存电容单元的等效电容值的调整进行改变或调变，其中当储存电容单元的等效电容值调增时，驱动电流随的调增，当储存电容单元的等效电容值调降时，驱动电流随的调降。
依据本发明的一实施例，其中驱动电路中对应每一像素单元至少包含一个、两个或两个以上的薄膜晶体管开关、双栅极薄膜晶体管、轻掺杂漏极薄膜晶体管，其中驱动电路的关闭状态漏电流小于等于10-12安培。
本发明的另一方面是在提供一种电子装置系统，至少包含：暂存器、显示装置以及控制电路。暂存器用来暂存影像信息，影像信息包含数据输入更新频率。显示装置包含显示面板，显示面板至少包含多个像素单元以及多个储存电容单元。控制电路根据显示模式控制信号控制液晶显示面板的显示模式及驱动模式，以通过频率调整单元动态调整液晶显示面板的驱动补偿方法及参数。
依据本发明的一实施例，其中控制电路还用以动态调整显示面板的显示输出更新频率，驱动补偿方法及参数随显示输出更新频率的变化进行改变或调变。显示输出更新频率于倍频模式下为数据输入更新频率的正整数倍上下百分之十之内，且驱动补偿方法及参数是于倍频模式下进行调整。
依据本发明的另一实施例，其中显示面板的各储存电容单元包含多个储存电容区块，储存电容的电容值的大小根据显示模式控制信号控制电容区块间的电性连接形式进行调整，驱动补偿方法及参数是根据储存电容单元的电容值的调整来进行改变或调变。驱动补偿方法及参数是于储存电容单元的电容值调整时来进行调整。
依据本发明的又一实施例，其中驱动补偿方法及参数是通过改变或内建数组伽玛曲线及其参数来进行调整。
依据本发明更具有的一实施例，其中调整驱动补偿方法及参数是通过改变驱动波形以补偿于不同显示模式或且和不同的驱动电压下的电压耦合效应来进行调整。驱动波形的调整是通过变动驱动波形的宽度、电压差、高度、切角斜率或时序以改变。
依据本发明再具有的一实施例，其中在显示装置为液晶显示装置时，液晶显示装置的液晶显示模式为双稳态或多稳态或不同液晶相的液晶显示模式。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1A绘示根据本发明的第一具体实施例中一种电子装置系统的功能方块图；
图1B绘示根据本发明的第二具体实施例中一种电子装置系统的功能方块图；
图2绘示根据本发明的第三具体实施例中一种电子装置系统的功能方块图；
图3A绘示液晶显示装置中像素单元的俯视示意图；
图3B绘示液晶显示装置中像素单元的俯视示意图；
图4为本发明一实施例中，像素单元的俯视示意图；
图5为本发明一实施例中，电流供应芯片的方块图；
图6为液晶分子在其长轴方向与电场方向垂直及平行的状态的示意图；
图7为介电系数ε//、介电系数ε⊥以及二者间的差Δε与频率的关系图；
图8绘示不同驱动模式及显示模式下，驱动电流的示意图；
图9绘示不同驱动模式及显示模式下，栅极控制信号所决定的充电时间长度的示意图；
图10绘示三阶驱动方式的示意图；以及
图11绘示对应三阶驱动方式下，所需调整的补偿电压量的示意图。
【主要元件符号说明】
1：电子装置系统 10：主机
100：暂存器 102：频率调整单元
104：控制电路 12：显示装置
120：驱动电路 122：显示面板
142：双栅极架构 142’：单栅极架构
30：像素单元 40：像素单元
400、402：内置开关 5：电流供应芯片
50：电流供应接脚 52：分流电路
具体实施方式
请参阅图1A，其绘示根据本发明的第一具体实施例中一种电子装置系统1的功能方块图。于本实施例中，电子装置系统1包含：主机10以及显示装置12。电子装置系统1可能为复合式的个人电脑系统、手持式电子装置、或是数字相机、数字相框、MP3或MP4播放器等等。主机10中包含暂存器100、频率调整单元102以及控制电路104。显示装置12则包含驱动电路120以及显示面板122。
暂存器100于本实施例中，可为主机10中的记忆体，用以接收画面数据的输入，以暂存具有一个数据输入更新频率f_in的影像信息。主机10于一实施例中，还包含中央处理器或是时序控制器等模块，以使画面数据传送至暂存器100中。此进入显示面板装置前的影像信息的数据输入更新频率f_in可具有两个或两个以上的更新频率值。于一实施例中，数据输入更新频率f_in可以一个基频为准，包含此基频以及其正整数倍的更新频率值。举例来说，一般常见的显示器可以接收频率60赫兹，或是介于50～85赫兹间的的影像信息，并将其输出于屏幕上。本实施例中的显示装置12可以接收以60赫兹为基频，以及具有其正整数倍的倍频的影像信息<如120赫兹、240赫兹等>。需注意的是，此处的正整数倍的倍频，可能包含其上下百分之十的范围。这些具有基频的正整数倍的倍频的影像信息包含有高于100Hz的更新频率值。于一实施例中，数据输入更新频率f_in可以下式表示：f_in＝60*N，其中N为正整数，如120、180、240或480赫兹的更新频率值(可能包含其上下百分之十的范围)。倍频模式可应用于3D电视、3D游戏或液晶显示装置中的快速液晶显示，以接收更高频率的影像信息并进一步输出至显示面板122上。
暂存器100与驱动电路120及频率调整单元102耦接。驱动电路120用以将影像信息显示于显示面板122上。而控制电路104与该频率调整单元102以及驱动电路120电性连接。控制电路104于本实施例中，可为主机10中的微控制器。
须注意的是，于此实施例中的驱动电路120并非采用固定的显示输出更新频率f_out，而是可以因应前述的影像信息的数据输入更新频率f_in以及频率调整单元102根据影像信息的影像特性分类的调整下，动态地采用不同的显示输出更新频率f_out，以达到最佳或是最为省电的显示效果。f_out，可具有两个或两个以上的更新频率值。
其中，动态选择不同显示输出更新频率f_out的作法说明如下，系由频率调整单元102根据数据输入更新频率f_in以及该影像信息的影像特性分类动态地产生一显示模式控制信号。接着，控制电路104根据该显示模式控制信号相对应调整该驱动电路120的显示模式及驱动模式。驱动电路120依据不同的显示模式及驱动模式，将可对显示输出更新频率f_out进行适当的调整。
其中，上述影像信息的影像特性分类至少包含动态影像(如电影、动画、运动画面等)、静态缓慢影像(如生态摄影、翻页广告等)或静态保持影像(如图片、照片、静态平面广告、文字等)，频率调整单元102可根据影像信息的影像特性分类产生相对应的该显示模式控制信号，如动态影像可维持高显示输出更新频率(例如60Hz)，或是以倍频模式的显示输出更新频率f_out因应影像信息的数据输入更新频率来输出于显示面板122上，以满足前述3D显示或快速液晶的需求(例如120Hz、180Hz、240Hz或480Hz，可能包含其上下百分之十的范围)；静态缓慢影像可切换至中显示输出更新频率(例如20Hz、15Hz)；而静态保持影像可切换至低显示输出更新频率(例如5Hz、3Hz、0.3Hz)，然而本发明并不以此为限，若有强列节能需求，在动态影像时亦可切换至低显示输出更新频率。于一实施例中，前述在静态缓慢影像、静态保持影像、文字模式或是特殊节能需求的动态影像时将显示输出更新频率f_out调降的模式是为低频模式，可使显示输出更新频率f_out成为数据输入更新频率f_in的正整数分之一倍(可能包含其上下百分之十的范围)，亦即f_out＝f_in/N。
如上所述，于此实施例中，本发明的频率调整单元102可具有两组(高、低显示输出更新频率)、三组(高、中、低显示输出更新频率)或三组以上的扫描频率。于一实施例中，该频率调整单元至少有一扫描频率低于20Hz。于另一实施例中，该频率调整单元至少有一扫描频率进一步低于5Hz。于另一实施例中，该频率调整单元至少有一扫描频率进一步低于1Hz。
此外，影像信息进一步具有影像特性子分类，影像特性子分类至少包含全彩模式、图像模式或文字模式、及或单调色系，频率调整单元102可同时考量影像信息的影像特性分类(动态、静态缓慢、静态保持)以及影像特性子分类(全彩模式、图像模式、文字模式、单调色系)产生相对应的该显示模式控制信号。
举例来说，对动态影像、静态缓慢影像以及静态保持影像可进一步将其分类为全彩模式/单调色系以及文字模式/图像模式；也就是说，动态/静态缓慢/静态保持影像又可进一步全彩图像、全彩文字、单色图像、单色文字等至少四种子分类，但本发明并不以此为限。
需注意的是，于一实施例中，频率调整单元102亦可不经过调整，而直接根据前述的影像信息，提供一个低于等于30Hz的显示输出更新频率。
请参照图1B，其绘示根据本发明的第二具体实施例中一种电子装置系统1的功能方块图。于本实施例中，暂存器100、频率调整单元102、控制电路104、驱动电路120以及显示面板122均设置于显示装置12中。因此，上述的动态调整机制，于本实施例中可独立于显示装置12本身中以主动式的方式运作，而不需要如图1A所示，是由驱动电路120被动地由控制电路104依据频率调整单元102传送的显示模式控制信号来运作动态调整机制。
显示装置100中所包含的硬体元件并不以图1A及图1B为限。需注意的是，显示装置100于不同实施例中，可为液晶显示装置、电子泳动法显示装置、电子湿润法显示装置，或有机发光二极管显示装置。如以液晶显示装置为例，则显示装置100尚可能包含时序控制电路、信号接收接口等等。
请参阅图2。图2绘示根据本发明的第三具体实施例中一种电子装置系统1的功能方块图。于本实施例中，电子装置系统1是未设置频率调整单元102，因此，在暂存器100接收画面数据的输入，并暂存影像信息后，将可使控制电路104据以控制驱动电路120以驱动显示面板122，直接输出具有一个低于等于30Hz的显示输出更新频率的显示画面。
请参阅图3A，其绘示显示装置12中像素单元30的俯视示意图。以液晶显示器装置为例，其中显示面板122包含多个像素单元30(如1024*768个像素单元122)，则像素单元中包含一个液晶电容Clc，驱动电路120包含多个储存电容单元Cst，储存电容单元Cst分别对应所述液晶电容Clc。一般来说，液晶电容Clc的电压准位则代表显示信号的内容。储存电容单元Cst与液晶电容Clc并联，储存电容单元Cst主要用来维持显示信号的电压准位，当显示输出更新频率降低时，上述电容的更新周期变长，可能造成电压维持率下降，导致显示失真。然而于本发明中，其中所述储存电容单元Cst的电容值明显大于所述液晶电容Clc，借此，提高显示信号的电压维持率。于一实施例中，所述储存电容单元Cst的电容值大于等于所述液晶电容Clc的电容值的十倍甚或五十倍。借此，提高显示信号的电压维持率。
请参阅图4。图4为本发明一实施例中，像素单元40的俯视示意图。本实施例中的像素单元40中的储存电容单元Cst实质上还包含多个储存电容区块Cst1、Cst2以及Cst3。这些储存电容区块Cst1、Cst2以及Cst3可以根据显示模式控制信号，来控制其连接形式，而达到改变储存电容单元Cst电容值大小的功效。通过内置开关400、402以及控制信号线G1与G2的设置，储存电容区块Cst1、Cst2以及Cst3的连接将可依据因应驱动模式、需求的改变或是显示模式如前述驱动频率的改变，或是根据一个低显示输出更新频率，来进行适当的调整。内置开关400、402的控制可对应各扫描线分别控制各扫描线上的像素单元40中的储存电容单元Cst的电容值大小，或是统一一起控制整个液晶显示面板122上的像素单元40中的储存电容单元Cst的电容值大小。
举例来说，如果前述显示模式控制信号使得驱动电路120的显示输出更新频率f_out维持较高的更新频率值，则可通过使用部分的储存电容单元Cst(如仅使用储存电容区块Cst1)，来维持液晶电容Clc内的电压稳定性。然而在显示输出更新频率f_out大幅下降的情形下，可通过使用全部的储存电容区块Cst1、Cst2以及Cst3来提高储存电容单元Cst的电容值，使更新周期变长的液晶电容Clc足以维持其电压位准。
而另一实施例中，储存电容单元Cst的电容值可依据显示装置12的光源类型如穿透式或是反射式来调整，亦或根据显示装置12的显示类型如双稳态、三稳态进行。
需注意的是，此可调整的储存电容单元Cst的设计可应用于各种不同类型的显示器如薄膜晶体管液晶显示器、硅单晶反射式(Liquid Crystal on Si-Wafer)液晶显示器及氧化物薄膜晶体管液晶显示器、电子泳动法、电子湿润法(Electrode Wetting)等等。
根据不同的显示模式、不同的显示输出更新频率、不同的储存电容单元Cst值以及不同的驱动方式，驱动电路120可利用不同的驱动方式，通过不同大小的驱动电流Id来将影像信息显示于显示面板122上。
请再次参照图3A。为了使影像信息能够显示于显示面板122上，驱动电路120可根据前述的显示输出更新频率扫描以逐行通过栅极控制信号Vg打开各行像素单元30的栅极，并由驱动电流Id对像素单元30进行充电。本实施例中的驱动电流Id，可以通过改变电流供应接脚数目或且以及其上的分流电路来进行大小的调整。
请同时参照图5。图5为本发明一实施例中，电流供应芯片5的方块图。电流供应芯片5可设置于驱动电路如源极驱动器或栅极驱动器，或是时序控制器中。电流供应芯片5包含多个电流供应接脚50。一个电流供应接脚50可提供电流值为I的驱动电流，且一般每一电流供应接脚50所能提供的电流均有其上限限制，因此在不同的需求中，可由两个或两个以上的电流供应接脚50来提供驱动电流(如2I、3I、4I...等)，以供应至扫瞄线或数据线，并进一步传送至液晶显示面板122上。并且，电流供应接脚50上更可设置分流电路52如电阻的组合，以达到供应非整数倍的驱动电流Id(如(3/2)*I、(5/4)*I...等)的功效。举例来说，图5中的电流供应芯片5其中三个电流供应接脚50各提供电流值为I的驱动电流，而其中一个电流供应接脚提供电流值为(1/2)*I的驱动电流，因此此四个电流供应接脚50共可提供(7/2)*I的驱动电流。
请参照图6。图6为液晶分子在其长轴方向与电场方向垂直及平行的状态的示意图。液晶分子在与电场方向平行或垂直液晶长轴时，可分别感受到ε//与ε⊥两种不同的介电常数。液晶分子的等效电容与电场的关系可由下列式子表示：
C＝εrε0·(A/d)
因此，液晶电容Clc在液晶分子与电场方向平行或垂直的电容值C//及C⊥可表示为如下的式子：
C//＝ε//ε0·(A/d)
C⊥＝ε⊥ε0·(A/d)
上述液晶电容Clc在平行液晶长轴方向的电容值C//与介电系数ε//，以及在垂直液晶长轴方向的电容值与C⊥介电系数ε⊥是为频率的函数，亦即可表示为如下的式子：
C//＝C//(f)；C⊥＝C⊥(f)
ε//＝ε//(f)；ε⊥＝ε⊥(f)
请再参照图7。图7为介电系数ε//、介电系数ε⊥以及二者间的差Δε(亦即介电异方性)与频率的关系图。因此以正型液晶为例，在低频时，液晶将呈现正的介电异方性，并在高频时呈现负的介电异方性。由此正介电系数转变成负介电系数的频率称为交越(cross-over)频率fc，与液晶分子结构及偶极特性有关。Δε与频率的依存性可被利用来控制液晶分子主轴的顺向。
而液晶分子在施加电压V产生的电场E(V)的情形下，液晶分子会受力重新排列。其排列的形式可由一指向矢函数表示：
n＝n(x，y，z，E(V))
而其在电场中的电位移则可表示为：
D＝ε·E(V)
液晶电容Clc的等效电容值C可进一步表示为：
C＝C(f，E(V))或是C＝C(f，ε·E(V))
由上述可知，液晶电容Clc将和频率高度相关。在显示输出更新频率f_out变动时，液晶电容Clc的电容值与其介电系数ε将会随的改变。于一实施例中，在低频模式下，液晶显示面板122的显示输出更新频率f_out将大幅降低。因此，液晶电容Clc的更新周期将拉长，且液晶电容Clc将提高。于另一实施例中，液晶分子的排列与特性亦与温度相关，电子装置系统1可能在两种温度、或两种以上温度的操作环境下运作，因此液晶电容Clc亦会随着显示面板120所在的环境温度或压力而改变。
为了能够在不同的频率模式、不同的温度以及不同的压力下维持电压位准，储存电容单元Cst的电容值可通过前述的方式调增。因此，可以将驱动电流Id的电流值提升，以较大的电流对储存电容单元Cst进行充电，达到维持电压位准的功效。如图8所绘示，在频率调整单元102调整的低频模式(f1)或是直接输出一个低显示输出更新频率的情形下的驱动电流If1可以调整为较高频(fh)模式下的驱动电流Ifh更大的电流值。上述的实施例中，驱动电流Id是因应显示输出更新频率以及储存电容单元Cst的改变来进行调整。于其他实施例中，驱动电流Id亦可随不同的驱动模式如温度变化或是不同的显示模式以进行调整。
类似地，根据不同的显示模式、不同的显示输出更新频率、不同的储存电容单元Cst值以及不同的驱动方式，驱动电路120可利用栅极控制信号Vg控制不同的充电时间长度来进行充电。于一实施例中，在频率调整单元102调整的低频模式或是直接输出一个低显示输出更新频率的情形下，液晶显示面板122的显示输出更新频率f2将大幅降低。因此，液晶电容Clc的更新周期将拉长。为了能够维持其电压位准，储存电容单元Cst的电容值可通过前述的方式调增。因此，可以通过改变栅极控制信号Vg的开启时间的长度而将充电时间长度调增，以在相同的时间内以较长的时间对储存电容单元Cst进行充电，达到维持电压位准的功效。如图9所绘示，在低频模式下(f1)的充电时间长度Tf1可以调整为较高频(fh)模式下的充电时间长度Tfh更大的时值。
需注意的是，于一实施例中，驱动电流以及充电时间长度可同时因应对方的改变而进行驱动方式的调整，以达到最佳的显示效果。
于一实施例中，根据不同的显示模式、不同的显示输出更新频率、不同的储存电容单元Cst值以及不同的驱动方式，驱动电路120可利用不同的驱动电路驱动补偿方法及参数来进行充电。请参照图10及图11。图10绘示三阶驱动方式的示意图，图11则绘示对应三阶驱动方式下，所需调整的补偿电压量ΔVp的示意图。由于在不同的显示输出更新频率下，液晶电容Clc以及储存电容单元Cst将会随的改变，据此由于电容的耦合效应所产生的穿通(feedthrough)电压也将会不同。因此，欲补偿的电压量也将不同。举例来说，在频率调整单元102调整的低频模式或是直接输出一个低显示输出更新频率的情形下，由于相对应的液晶电容Clc以及储存电容单元Cst将变大，因此欲补偿的电压也将相应变大。
因此，于一实施例中，驱动补偿方法及参数可以通过调整如图10所绘示的下拉补偿电压Vge达成。下拉补偿电压Vge是为了补偿第n行的像素单元而对第n-1行像素单元的栅极控制信号Vg进行电压准位的下拉。或者，整体驱动波形如其宽度、电压差、高度、切角斜率或时序均可随的调整。于其他实施例中，驱动补偿方法及参数是通过改变或内建数组伽玛曲线及参数、液晶起始电压、液晶转动电压或晶体管临界电压来进行调整。
如图3A所绘示，于此实施例中，本发明的驱动电路120为采用双栅极架构142的非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管(Oxide TFT)，以使驱动电路120的漏电流降低，漏电流降低有助于提高显示信号的电压维持率。其中，双栅极架构142可为双栅极的薄膜晶体管或是轻掺杂漏极薄膜晶体管。于一实施例中，驱动电路120的关闭状态漏电流可小于等于10-13安培，于另一实施例中，驱动电路120的关闭状态漏电流可进一步小于等于10-14安培。
然而，于另一实施例中，驱动电路中对应每一像素单元可包含单栅极、或双栅极薄膜晶体管架构142’，如非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管(OxideTFT)，如图3B所示。氧化物薄膜晶体管的制备主要是将原本应用于非晶硅薄膜晶体管的硅材料部分置换成a-IGZO(amorphous Indium Gallium ZincOxide)来形成薄膜晶体管，其优势在于光罩制程数少，成本较低温多晶硅低温多晶硅薄膜晶体管制程为低，同时薄膜晶体管基板表面平整度佳，可以应用于5代线以上的基板生产。有机薄膜晶体管具有大导通电流特性以及高载子迁移率特性，因此除可以使关闭状态漏电流小于等于10-12安培，或进一步小于等于10-13安培外，亦可使其导通状态下的电流较一般的薄膜晶体管为大，可加速充电的效率。
实质上，目前常见的液晶显示技术，主要有非晶硅薄膜晶体管(a-Si TFT)、低温多晶硅(Low Temperature poly-silicon；LTPS)薄膜晶体管、微晶硅薄膜晶体管(μ-Si TFT)技术以及氧化物(Oxide TFT)薄膜晶体管。以目前市场上主要的液晶薄膜晶体管技术，不管是通称、还是主流生产制程技术，指的多是非晶硅薄膜晶体管，相较于低温多晶硅薄膜晶体管，非晶硅薄膜晶体管的产能大、生产的制程较短、成本也较低。但采用低温多晶硅薄膜晶体管，除了材料与元件本身的信赖性高于非晶硅薄膜晶体管外，，低温多晶硅薄膜晶体管的漏电流(Ioff)较大，不合适用于省电的目的。因此，有许多业者致力于发展新式技术，希望能提高背板薄膜晶体管的电子移动率，同时降低因硅结晶不均匀所造成的亮度不均现象(mura)，加快生产速度并压低生产成本。
微晶硅薄膜晶体管以及氧化物薄膜晶体管都具有高电子移动率，低漏电流表现上亦比非晶硅薄膜晶体管为佳。主要是利用独自开发的dLTA(Diode LaserThermal Annealing)制程，其技术重点在于使用波长800nm的红外线激光，每秒150nm的速度，进行扫瞄式的硅结晶制程，制造出电子移动率介于0-10cm2/Vs的薄膜晶体管，实验结果电子移动率约可达到3.1cm2/Vs。
目前也有不少厂商致力于开发氧化物薄膜晶体管的材料与技术，希望能以全新的材料和制程，实现高电子移动率与低成本的背板制造。氧化物薄膜晶体管的制备主要是将原本应用于非晶硅薄膜晶体管的硅材料部分置换成a-IGZO(amorphous Indium Gallium Zinc Oxide)来形成氧化物薄膜晶体管，其优势在于光罩制程数少，成本较低温多晶硅薄膜晶体管制程为低，同时基板表面平整度佳，可以应用于5代线以上的基板生产。
因此由以上可知，双栅极薄膜晶体管架构或是双薄膜晶体管架构，均较单栅极薄膜晶体管的架构有更佳的表现。而利用微晶硅薄膜晶体管或氧化物薄膜晶体管所形成的背板，亦较非晶硅薄膜晶体管有更好的表现。
于一实施例中，该液晶显示装置100的驱动电路120还包含行反转(rowinversion)驱动或帧反转(frame inversion)驱动。
于上述段落中，本发明揭露具有可动态调整更新频率的液晶显示装置以及利用(多)双薄膜晶体管驱动电路的像素单元或是单栅极、或双栅极的薄膜晶体管，如非晶硅薄膜晶体管、氧化物薄膜晶体管，可动态改变电容值的储存电容的设计以及可动态调整的驱动电流、充电时间与驱动补偿方法及参数，以最佳的驱动方式达到低更新频率驱动的液晶显示装置。在本发明的更新频率可动态调整的液晶显示装置中，液晶显示装置可根据当时显示的影像信息的影像特性分类(如动态、静态、图像、文字、快速改变、缓慢改变等)相对应调整驱动电路的显示更新频率，通过采用较低的显示更新频率达到省电的效果。其中该频率调整单元至少有两组或两组以上的扫描频率。
虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (25)
1.一种电子装置系统，其特征在于，至少包含：
一暂存器，用来暂存一影像信息，该影像信息包含一数据输入更新频率；
一显示模式运算单元，根据该影像信息的一影像特性分类，经运算判断后动态地产生一显示模式控制信号；
一显示装置，包含一显示面板，该显示面板至少包含多个像素单元；以及
一控制电路，根据该显示模式控制信号控制该显示面板的一显示模式及一驱动模式，以通过一频率调整单元来调整该显示面板的一显示输出更新频率。
2.根据权利要求1所述的电子装置系统，其特征在于，该频率调整单元可以是根据该显示模式控制信号控制该显示面板的该显示模式及该驱动模式来动态的调整该显示面板的一显示输出更新频率。
3.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该显示输出更新频率包含两个或两个以上的频率值。
4.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该显示输出更新频率于一倍频模式下为该数据输入更新频率的正整数倍上下百分之十的范围内。
5.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该显示输出更新频率于一低频模式下，为该数据输入更新频率的正整数分之一倍上下百分之十的范围内。
6.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该影像信息的该影像特性分类可为一动态影像、一缓慢影像、一静态保持影像、一文字模式、一单色系影像或一3D立体影像。
7.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该显示模式运算单元在该显示装置外，该控制电路的该频率调整单元为一被动式的接受该电子装置系统的显示模式运算单元的该显示模式控制信号来控制。
8.根据权利要求1或2所述的电子装置系统，其特征在于，该显示模式运算单元在该显示装置内，该显示装置为一主动式的将该显示模式控制信号，来控制该控制电路的该频率调整单元。
9.一种电子装置系统，其特征在于，至少包含：
一暂存器，用来暂存一影像信息，该影像信息包含一数据输入更新频率；
一显示装置，包含一显示面板，该显示面板至少包含多个像素单元以及多个储存电容单元；以及
一控制电路，控制该显示面板的一显示模式及一驱动模式，借此以动态的调整该显示面板的一驱动方法和一控制电路补偿架构。
10.根据权利要求9所述的电子装置系统，其特征在于，该驱动方法包含动态调整该显示面板的一充电时间长度，且动态调整该显示面板的该充电时间长度是通过调整一栅极控制信号的一开启时间达成。
11.根据权利要求10所述的电子装置系统，其特征在于，该控制电路还用以动态调整该液晶显示面板的一显示输出更新频率，该充电时间长度随该显示输出更新频率的变化进行改变或调变，当该显示输出更新频率调增时，该充电时间长度随之调降，当该显示输出更新频率调降时，该充电时间长度随之调增。
12.根据权利要求9所述的电子装置系统，其特征在于，该驱动方法包含动态调整该显示面板的一驱动电流大小，且该控制电路还用以动态调整该液晶显示面板的一显示输出更新频率，该驱动电流随该显示输出更新频率的变化进行改变或调变，其中当该显示输出更新频率调增时，该驱动电流随之调降，当该显示输出更新频率调降时，该驱动电流随之调增。
13.根据权利要求9、10、11或12所述的电子装置系统，其特征在于，该显示输出更新频率具有两个或两个以上的频率。
14.根据权利要求9、10、11或12所述的电子装置系统，其特征在于，该电子装置系统是在两种温度、或两种以上温度的操作环境。
15.根据权利要求9、10、11或12所述的电子装置系统，其特征在于，该显示面板的所述多个储存电容单元各包含多个储存电容区块，所述多个储存电容单元的等效电容值的大小根据该显示模式控制信号，控制所述多个储存电容区块间的电性连接形式进行调整。
16.根据权利要求15所述的电子装置系统，其特征在于，该显示面板的该驱动电流是根据所述多个储存电容单元的等效电容值的调整进行改变或调变，其中当所述多个储存电容单元的等效电容值调增时，该驱动电流随之调增，当所述多个储存电容的等效电容值调降时，该驱动电流随之调降。
17.根据权利要求9、10、11、12所述的电子装置系统，其特征在于，该驱动电路中对应每一所述像素单元至少包含两个或两个以上的薄膜晶体管开关、一双栅极薄膜晶体管、一轻掺杂漏极薄膜晶体管，其中该驱动电路的一关闭状态漏电流小于等于10-12安培。
18.一种电子装置系统，其特征在于，至少包含：
一暂存器，用来暂存一影像信息，该影像信息包含一数据输入更新频率；
一显示装置，包含一显示面板，该显示面板至少包含多个像素单元以及多个储存电容单元；以及
一控制电路，控制该显示面板的一显示模式及一驱动模式，借此以调整该显示面板的一驱动补偿方法及参数。
19.根据权利要求18所述的电子装置系统，其特征在于，该控制电路还用以动态调整该显示面板的一显示输出更新频率，该驱动补偿方法及参数随该显示输出更新频率的变化进行改变或调变。
20.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，该显示输出更新频率于一倍频模式下为该数据输入更新频率的正整数倍上下百分之十之内，且该驱动补偿方法及参数是于该倍频模式下进行调整。
21.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，该显示面板的各所述储存电容单元包含多个储存电容区块，所述多个储存电容单元的电容值的大小根据该显示模式控制信号控制所述多个储存电容区块间的电性连接形式进行调整，该驱动补偿方法及参数是根据所述多个储存电容单元的电容值的调整来进行改变或调变。
22.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，该驱动补偿方法及参数是通过改变或内建数组伽玛曲线及其参数来进行调整。
23.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，调整该驱动补偿方法及参数是通过改变一驱动波形以补偿于该不同显示模式和/或通过不同的一驱动电压下的一电压耦合效应来进行调整。
24.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，该驱动波形的调整是通过变动该驱动波形的一宽度、一电压差、一高度、一切角斜率或一时序以改变。
25.根据权利要求18或19所述的电子装置系统，其特征在于，该显示装置为一液晶显示装置，该液晶显示装置的一液晶显示模式为双稳态或多稳态或不同液晶相的液晶显示模式。
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