CN103810979B - 液晶显示装置及其显示驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示装置，该装置包括：时序控制器，接收外部控制信号，基于外部控制信号产生驱动控制信号，并传送给源极驱动器和栅极驱动器；时序控制器包括逻辑信号产生模块，产生逻辑信号，以在液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭源极驱动器内部的模拟电路，在液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启模拟电路；源极驱动器和栅极驱动器，根据驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号传送给液晶显示面板；液晶显示面板，根据驱动信号显示图像。本发明同时还公开了一种液晶显示驱动方法。本发明通过时序控制器输出逻辑信号给源极驱动器，以在休止驱动时间段内关闭其内部的模拟电路，从而降低液晶显示装置的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其是一种降低功耗的液晶显示装置及其显示驱动方法。
背景技术
图1是现有技术中液晶显示装置的结构示意图，如图1所示，现有技术中的液晶显示装置主要包括：液晶显示（LCD）面板、源极驱动器（Source Driver）、栅极驱动器（GateDriver）和时序控制器（Tcon）；外界传送给液晶显示装置的信号包括：显示图象信号R、G、B、使能信号DE、时钟信号MCLK、垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync；所述时序控制器将图像信号（DATA）、行起始信号（STH）、锁存信号（TP）和极性反转信号（POL）传送给所述源极驱动器，将列起始信号（STV）、列时钟信号（CPV）与输出使能信号（OE）传送给所述栅极驱动器，经过源极驱动器和栅极驱动器的驱动，LCD面板显示出图像。
当液晶显示面板采用金属氧化物薄膜晶体管时，由于氧化铟镓锌薄膜晶体管（IGZO TFT）与非晶硅薄膜晶体管（a-Si TFT）、低温多晶硅薄膜晶体管（LTPS TFT）相比，漏电流只有不到1pA，即使液晶显示面板的驱动频率由原来的30-60Hz减少到了1-5Hz，这样虽然减少了TFT的驱动次数，但也可以维持液晶分子的配向而不影响画面，从而可以很大程度地降低液晶显示面板的功耗，例如可以达到液晶显示面板原来耗电量的1/5-1/10（在不考虑背光组件耗电量的情况下）。
现有技术中采用a-si（非晶硅）TFT和LTPS（低温多晶硅）TFT60Hz驱动时，液晶显示面板每1/60秒（1frame（帧））都会更新画面显示；当采用IGZO TFT1Hz休止驱动时，液晶显示面板显示静态画面的1秒内只有第一个1/60秒更新画面显示，其余的59/60秒均处于休止状态，即在其余的59/60秒中，处理器（Processors）不会向Tcon更新画面数据，Tcon也不会向源极驱动器更新画面数据。
对于IGZO TFT的上述降频休止驱动，当液晶显示面板显示静态画面时，在59/60秒中，Processors都不会向Tcon更新画面数据，Tcon也不会向源极驱动器更新画面数据，但是在这期间源极驱动器内部的模拟电路却一直处于工作状态，会产生不少的功耗损耗。因此，亟需开发一种降低功耗的液晶显示装置及其显示驱动方法，以消除不必要的功耗损耗。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种液晶显示装置及其显示驱动方法。
根据本发明的一方面，提出一种液晶显示装置，该装置包括：液晶显示面板、源极驱动器、栅极驱动器和时序控制器，其中：
所述时序控制器用于接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号，并将相应的驱动控制信号传送给源极驱动器和栅极驱动器；
所述时序控制器进一步包括逻辑信号产生模块，用于产生逻辑信号，所述逻辑信号用于在所述液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路；
所述源极驱动器和栅极驱动器用于根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给所述液晶显示面板；
所述液晶显示面板用于根据所接收到的驱动信号显示图像。
根据本发明的另一方面，还提出一种显示驱动方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，时序控制器接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号和逻辑信号，并将相应的驱动控制信号和逻辑信号传送给源极驱动器和栅极驱动器，所述逻辑信号用于在所述液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路；
步骤S2，源极驱动器和栅极驱动器根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给液晶显示面板；
步骤S3，所述液晶显示面板根据所接收到的驱动信号显示图像。
针对IGZO TFT采用降频休止驱动的情况，本发明通过时序控制器输出ON/OFF信号给源极驱动器，以在休止驱动时间段内关闭源极驱动器内部的模拟电路，从而进一步降低液晶显示装置的功耗，例如可以达到原来液晶显示面板耗电量的1/20（在不考虑背光组件耗电量的情况下），而当画面更新时再开启源极驱动器内部的模拟电路，使得液晶显示面板的画面正常更新显示。
附图说明
图1是现有技术中液晶显示装置的结构示意图；
图2是本发明液晶显示装置的结构示意图；
图3是本发明源极驱动器的信号流向示意图；
图4是根据本发明一实施例的模拟电路结构示意图；
图5是根据本发明另一实施例的模拟电路结构示意图；
图6是本发明显示驱动方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图2是本发明液晶显示装置的结构示意图，图3是本发明源极驱动器的信号流向示意图，如图2和图3所示，根据本发明的一方面，提出一种液晶显示装置，该液晶显示装置包括：液晶显示LCD面板、源极驱动器（Source Driver）、栅极驱动器（Gate Driver）和时序控制器（Tcon），其中：
所述时序控制器Tcon用于接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号和逻辑信号，并将相应的驱动控制信号和逻辑信号传送给源极驱动器和栅极驱动器；
所述外部控制信号至少包括显示图象信号R、G、B、使能信号DE、时钟信号MCLK、垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync，其中，所述显示图象信号R、G、B用于显示图像，所述使能信号DE用于对于所述显示图象信号进行使能控制，所述垂直同步信号Vsync用于标识帧的开始，所述水平同步信号Hsync用于标识行的开始；
所述时序控制器Tcon进一步包括逻辑信号产生模块，所述逻辑信号产生模块用于根据一预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号ON/OFF，优选地，所述逻辑信号产生模块当液晶显示装置显示静态画面时，采用上述降频休止驱动策略，即根据一预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号ON/OFF，所述逻辑信号ON/OFF用于在所述液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路，使得液晶显示面板的画面能够正常更新显示，从而降低所述液晶显示装置的功耗，具体来说，如果所述逻辑信号为OFF，则关闭所述源极驱动器内部的模拟电路；如果所述逻辑信号为ON，则开启所述源极驱动器内部的模拟电路。在本发明逻辑信号的控制下，液晶显示装置的耗电量可以减至之前耗电量的1/20（在不考虑背光组件耗电量的情况下）；
所述驱动控制信号至少包括发送给源极驱动器的图像信号DATA、行起始信号STH、锁存信号TP和极性反转信号POL，其中，所述图像信号DATA用于显示图像画面，所述行起始信号STH用于标识行的起始位置，所述锁存信号TP用于锁存传输完毕的某一行数据，所述极性反转信号POL用于控制每行显示单元的电压极性；以及发送给栅极驱动器的列起始信号STV、列时钟信号CPV和输出使能信号OE，其中，所述列起始信号STV用于标识帧的起始位置，所述输出使能信号OE用于对于每行栅极进行使能控制；
所述源极驱动器和栅极驱动器用于根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给所述液晶显示LCD面板；
所述液晶显示LCD面板用于根据所接收到的驱动信号显示图像。
需要说明的是，所述逻辑信号ON/OFF只用于控制源极驱动器中模拟电路的开启和关闭，其不控制源极驱动器中数字电路的开启和关闭，因为源极驱动器需要通过数字电路切换休止驱动时段和画面更新时段。
图3中，VDD表示DC-DC输出给源极驱动器的模拟电路电源信号，GND表示源极驱动器的模拟电路接地信号，时序控制器（Tcon）输出的所述逻辑信号ON/OFF、VDD以及GND被提供给所述源极驱动器内部的电平转换器Level Shifter，Level Shifter相应生成开关信号Switch传送给源极驱动器内部的模拟电路进行切换操作，所述模拟电路例如可以为源极驱动器的各通道运算放大器OP Amp。
表1示出根据本发明两个实施例的逻辑信号ON/OFF、电平转换器Level Shifter以及开关信号Switch的状态变化，如表1所示：
表1
图4为所述实施例1对应的模拟电路的结构示意图，如图4所示，所述模拟电路的运算放大器的电源端处设置有N-MOS管，比如可以在与VDD电源之间设置所述N-MOS管其中，所述N-MOS管的源极连接VDD电源，栅极连接所述电平转换器输出的开关信号Switch，漏极连接各级运算放大器的电源端；所述第一级运算放大器的同相输入连接图像信号的数模转换输出，输出连接该级运算放大器的反相输入和下级运算放大器的同相输入，以此类推，最后一级运算放大器的输出即为所述模拟电路的输出。结合图4可以看出，在实施例1中，当逻辑信号ON/OFF为逻辑高电平（H）时，开关信号Switch=VDD，模拟电路中的N-MOS管导通，从而VDD电源能够提供给各通道运算放大器（OP Amp）电压，各通道运算放大器OPAmp开启（enable），液晶显示（LCD）面板的画面可以更新显示；当逻辑信号ON/OFF为逻辑低电平（L）时，开关信号Switch=GND，N-MOS管关断，VDD电源不能提供给各通道运算放大器OP Amp电压，各通道运算放大器OP Amp关闭（disable），液晶显示（LCD）面板的画面处于休止状态，从而降低功耗；图5为所述实施例2对应的模拟电路的结构示意图，如图5所示，所述模拟电路的运算放大器的电源端处设置有P-MOS管，比如可以在与VDD电源之间设置所述P-MOS管，其中，所述P-MOS管的源极连接VDD电源，栅极连接所述电平转换器输出的开关信号Switch，漏极连接各级运算放大器的使能端；所述第一级运算放大器的同相输入连接图像信号的数模转换输出，输出连接该级运算放大器的反相输入和下级运算放大器的同相输入，以此类推，最后一级运算放大器的输出即为所述模拟电路的输出。结合图5可以看出，在实施例2中，当逻辑信号ON/OFF为逻辑高电平（H）时，开关信号Switch=VDD，P-MOS管关断，VDD电源不能提供给各通道运算放大器OP Amp电压，各通道运算放大器OP Amp关闭（disable），液晶显示（LCD）面板的画面处于休止状态，从而降低功耗；当逻辑信号ON/OFF为逻辑低电平（L）时，开关信号Switch=GND，P-MOS管导通，从而VDD电源能够提供给各通道运算放大器OP Amp电压，各通道运算放大器OP Amp开启（enable），液晶显示（LCD）面板的画面可以更新显示。
采用本发明可以实现液晶显示装置的休止驱动，比如对于IGZO TFT的1Hz休止驱动，当显示静态画面时，1秒内只有第一个1/60秒更新画面显示，其余的59/60秒均处于休止状态，即处理器Processors不会向时序控制器Tcon更新画面数据，Tcon也不会向源极驱动器更新画面数据。
表2显示了按照实施例1对于IGZO TFT实现1Hz休止驱动时，休止区间T-CON和画面更新区间S-IC OP Amp的工作状态：当显示第1帧画面A时，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OPAmp处于enable状态，画面更新显示；第2帧～第60帧画面A维持不变，处于休止区间，S-ICOPAmp处于disable状态；第61帧也是画面A，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示；第62帧～第120帧画面A维持不变，处于休止区间，S-IC OP Amp处于disable状态；第121帧也是画面A，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示；第122帧～第125帧画面A维持不变，处于休止区间，S-IC OPAmp处于disable状态；第126帧时切换为画面B显示，因为画面进行了更新，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示。
表2
对于IGZO TFT的2Hz休止驱动，当显示静态画面时，1秒内只有1/60秒和31/60秒更新画面显示，其余的58/60秒均处于休止状态，即处理器Processors不会向Tcon更新画面数据，Tcon也不会向源极驱动器更新画面数据。
表3显示了按照实施例1对于IGZO TFT实现2Hz休止驱动时，休止区间T-CON和画面更新区间S-IC OP Amp的工作状态：当显示第1帧画面A时，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OPAmp处于enable状态，画面更新显示；第2帧～第30帧画面A维持不变，处于休止区间，S-ICOPAmp处于disable状态；第31帧也是画面A，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示；第32帧～第60帧画面A维持不变，处于休止区间，S-IC OP Amp处于disable状态；第61帧也是画面A，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示；第62帧～第65帧画面A维持不变，处于休止区间，S-IC OPAmp处于disable状态；第66帧时切换为画面B显示，因为画面进行了更新，T-CON输出的ON/OFF为H，S-IC OP Amp处于enable状态，更新画面显示。
表3
图6是本发明显示驱动方法的流程图，如图6所示，根据本发明另一方面，还提出一种显示驱动方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，时序控制器Tcon接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号和逻辑信号，并将相应的驱动控制信号和逻辑信号传送给源极驱动器和栅极驱动器；
所述外部控制信号至少包括显示图象信号R、G、B、使能信号DE、时钟信号MCLK、垂直同步信号Vsync和水平同步信号Hsync；
所述时序控制器Tcon根据一预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号ON/OFF，优选地，当液晶显示装置显示静态画面时，采用上述降频休止驱动策略，即根据一预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号ON/OFF，所述逻辑信号ON/OFF用于在所述液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路，使得液晶显示面板的画面能够正常更新显示，从而降低所述液晶显示装置的功耗，具体来说，如果所述逻辑信号为OFF，则关闭所述源极驱动器内部的模拟电路；如果所述逻辑信号为ON，则开启所述源极驱动器内部的模拟电路；
所述驱动控制信号至少包括传送给源极驱动器的图像信号DATA、行起始信号STH、锁存信号TP和极性反转信号POL；以及传送给栅极驱动器的列起始信号STV、列时钟信号CPV与输出使能信号OE。
步骤S2，源极驱动器和栅极驱动器根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给液晶显示LCD面板；
步骤S3，所述液晶显示LCD面板根据所接收到的驱动信号显示图像。
使用本发明的上述方法能够有效地降低液晶显示装置的功耗，在本发明一实施例中，在不考虑背光组件的耗电量的条件下，液晶显示面板的耗电量可以达到之前液晶显示面板耗电量的1/20。
由上可知，针对IGZO TFT采用降频休止驱动的情况，本发明通过时序控制器输出逻辑信号ON/OFF信号给源极驱动器，在休止驱动时间段关闭源极驱动器内部的模拟电路，当画面更新时开启源极驱动器内部的模拟电路，使得面板的画面正常更新显示，从而实现降低液晶显示装置功耗的目的。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种液晶显示装置，其特征在于，该装置包括：液晶显示面板、源极驱动器、栅极驱动器和时序控制器，其中：
所述时序控制器用于接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号，并将相应的驱动控制信号传送给源极驱动器和栅极驱动器；
所述时序控制器进一步包括逻辑信号产生模块，用于产生逻辑信号，所述逻辑信号用于在所述液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路，其中，所述模拟电路为源极驱动器的各通道运算放大器；所述逻辑信号产生模块根据预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号；
所述源极驱动器和栅极驱动器用于根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给所述液晶显示面板；
所述液晶显示面板用于根据所接收到的驱动信号显示图像。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外部控制信号包括显示图象信号、使能信号、时钟信号、垂直同步信号和水平同步信号，其中，所述显示图象信号用于显示图像，所述使能信号用于对于所述显示图象信号进行使能控制，所述垂直同步信号用于标识帧的开始，所述水平同步信号用于标识行的开始。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动控制信号包括发送给源极驱动器的图像信号、行起始信号、锁存信号和极性反转信号，其中，所述图像信号用于显示图像画面，所述行起始信号用于标识行的起始位置，所述锁存信号用于锁存传输完毕的某一行数据，所述极性反转信号用于控制每行显示单元的电压极性；以及发送给栅极驱动器的列起始信号、列时钟信号和输出使能信号，其中，所述列起始信号用于标识帧的起始位置，所述输出使能信号用于对于每行栅极进行使能控制。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述模拟电路的运算放大器的电源端处设置有MOS管，其中，所述MOS管的栅极连接所述源极驱动器内部的电平转换器输出的开关信号。
5.一种液晶显示驱动方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1，时序控制器接收外部控制信号，基于所述外部控制信号产生驱动控制信号和逻辑信号，并将相应的驱动控制信号和逻辑信号传送给源极驱动器和栅极驱动器，所述逻辑信号用于在液晶显示面板处于休止驱动状态时关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，在所述液晶显示面板处于启动驱动状态时，开启所述源极驱动器内部的模拟电路，其中，所述模拟电路为源极驱动器的各通道运算放大器，其中，所述时序控制器根据一预定休止频率计算得到休止时间，并在所述休止时间到来时产生发送给源极驱动器的逻辑信号；
步骤S2，源极驱动器和栅极驱动器根据所述驱动控制信号和逻辑信号分别产生驱动信号并传送给液晶显示面板；
步骤S3，所述液晶显示面板根据所接收到的驱动信号显示图像。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述逻辑信号为OFF时，关闭所述源极驱动器内部的模拟电路，所述逻辑信号为ON时，则开启所述源极驱动器内部的模拟电路，使得液晶显示面板的画面能够正常更新。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述外部控制信号包括显示图象信号、使能信号、时钟信号、垂直同步信号和水平同步信号。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述驱动控制信号包括发送给源极驱动器的图像信号、行起始信号、锁存信号和极性反转信号；以及发送给栅极驱动器的列起始信号、列时钟信号和输出使能信号。
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