CN103839523A - 一种降低液晶面板功耗的装置及方法 - Google Patents

一种降低液晶面板功耗的装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种降低液晶面板功耗的装置，包括：在每条数据线上形成的薄膜场效应晶体管、在与栅线平行的方向上形成的与所述薄膜场效应晶体管的栅极连接的切断线、以及开关控制单元；其中，开关控制单元，用于在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数。本发明同时公开了一种降低液晶面板功耗的方法，采用本发明的装置及方法，能在液晶面板使用的过程中，有效地降低液晶面板的功耗。

Description

一种降低液晶面板功耗的装置及方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种降低液晶面板功耗的装置及方法。
背景技术
随着科学技术的发展，移动电子产品的使用正在日益增多，同时，人们对移动电子产品的使用时间的要求也越来越高，因此，降低移动电子产品的面板的功耗、增加移动设备的使用时间、抢占小尺寸面板市场，已成为目前各大厂商主要关注的问题。
目前，在提高移动电子产品的性能过程中，移动电子产品比如平板电脑（pad）类产品的分辨率也越来越高，使得移动设备在使用过程中的功耗也会相应的增加，这样，这类移动设备在使用过程中，会导致在保证显示质量的情况下，面板的功耗不断增加，从而使得移动设备的续航能力较差。这里，所述续航能力是指：移动设备在不进行中途充电的情况下，耗尽自身携带的可用电池电量时，所能持续工作的时间。
从上面的描述中可以得出，在高分辨率的前提下如何降低移动设备的面板的功耗是目前亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种降低液晶面板功耗的装置及方法，能在液晶面板使用的过程中，有效地降低液晶面板的功耗。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
提供一种降低液晶面板功耗的装置，该装置包括：在每条数据线上形成的薄膜场效应晶体管、在与栅线平行的方向上形成的与所述薄膜场效应晶体管的栅极连接的切断线、以及开关控制单元；其中，开关控制单元，用于在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数。
进一步地，每条所述数据线上的所述薄膜场效应晶体管的个数为一个以上；相应的，所述切断线的条数为一条以上。
进一步地，所述开关控制单元，具体用于：当获知所述数据线开始传输数据信号时，通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，使所述数据线上的所有电容均充电；并在数据信号传输过程中，当获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，使所述数据线上位于已关闭的薄膜场效应晶体管之下的电容充电，继续进行数据信号传输。
进一步地，该装置包括：定时器/计数器控制寄存器，用于当所述数据线开始传输数据信号时，通知所述开关控制单元；并在数据信号传输过程中，当位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，通知所述开关控制单元；所述开关控制单元，还用于收到定时器/计数器控制寄存的所述数据线开始传输数据信号的通知后，通过切断线控制所有薄膜场效应晶体管开启；并在收到定时器/计数器控制寄存的位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后的通知后，通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭。
本发明还提供一种降低液晶面板功耗的方法，该方法包括：在每条数据线上形成薄膜场效应晶体管，在与栅线平行的方向上形成与所述薄膜场效应晶体管的栅极连接的切断线；在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数。
进一步地，所述在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数，为：当获知所述数据线开始传输数据信号时，开关控制单元通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，使所述数据线上的所有电容均充电；并在数据信号传输过程中，当获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，开关控制单元通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，使所述数据线上位于已关闭的薄膜场效应晶体管之下的电容充电，继续进行数据信号传输。
进一步地，所述获知所述数据线开始传输数据信号，为：定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号；相应的，所述获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成，为：所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元，位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成。
进一步地，所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号，为：所述定时器/计数器控制寄存器通过时序控制信号，通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号；相应的，所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元，位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成，为：所述定时器/计数器控制寄存器通过时序控制信号，通知所述开关控制单元位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成。
进一步地，所述开关控制单元通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，为：通过所述切断线向所有所述薄膜场效应晶体管的栅极输出高电平信号，使所有所述薄膜场效应晶体管开启；相应的，所述通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，为：通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，向所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管的栅极输出低电平信号，使所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭。
本发明提供的降低液晶面板功耗的装置及方法，通过构图工艺在每条数据线（data line）上形成薄膜场效应晶体管（TFT，Thin Film Transistor）、以及在与栅线（gate line）平行的方向上形成与所述TFT的栅极连接的切断线（cut line）；在数据（data）信号传输的过程中，开关控制单元通过所述cut line控制所述TFT的开关状态，以控制液晶面板data line上需要充电的电容个数，如此，能在液晶面板使用的过程中，有效地降低液晶面板data line上的功耗，从而有效地降低液晶面板的功耗。
附图说明
图1为本发明降低液晶面板功耗的装置结构示意图；
图2为实施例在液晶面板上形成的TFT及cut line的示意图；
图3为本发明降低液晶面板功耗的方法流程示意图。
附图标记说明：
11--TFT；12--切断线；13--开关控制单元；14--定时器/计数器控制寄存器（TCON，Timer CONtrol register）。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
与液晶面板有关的逻辑功耗（logic power consumption）的计算方法如公式（1）所示：
Power=~n*Cdata*Vswing*f/2（1）
其中，n表示液晶面板的data line的条数，Cdata表示data line上的电容，Vswing表示施加的偏压，f表示偏压的频率。其中，n是越着液晶面板的分辨率的增加而增加的，同时Cdata值也是随着液晶面板的分辨率的不断增加而增加的，因此，从公式（1）中可以看出，当液晶面板的分辨率越高时，液晶面板的功耗会越大。当液晶面板的分辨率确定后，n、Vswing、以及f的取值随即确定，无法改变，因此，可以通过减小Cdata值的方法达到降低功耗的目的。
基于此，本发明降低液晶面板功耗的装置，如图1所示，该装置包括：通过构图工艺在每条data line上形成的TFT11、通过构图工艺在与栅线（gate line）平行的方向上形成的与所述TFT的栅极连接的cut line12、以及开关控制单元13；其中，
开关控制单元13，用于在data信号传输的过程中，通过cut line12控制TFT11的开关状态，以控制液晶面板的data line上需要充电的电容的个数。
其中，每条data line上所述TFT11的个数可以为一个以上，相应的，所述cut line12的条数可以为一条以上，换句话说，每条data line上所述TFT11的个数与所述cut line12的条数相同，举个例子来说，如果每条data line上所述TFT11的个数为一个，则所述cut line12的条数也为一条，如果每条data line上所述TFT11的个数为两个，则所述cut line12的条数也为两条，以此类推；每条cut line12与每条data line上相应位置的所述TFT11的栅极连接，从而控制所述TFT11的开关状态。
所述开关控制单元13，具体用于：当获知所述data line开始传输data信号时，通过cut line12控制所有TFT11开启，以使所述data line上的所有电容均充电；并在data信号传输过程中，当获知位于每条所述cut line12之上的gate line所对应的data信号传输完成后，通过位于完成data信号传输的gate line之下的cut line12，控制所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line12连接的TFT11关闭，以使所述data line上位于已关闭的TFT11之下的电容充电，继续进行data信号传输。
其中，该装置还可以进一步包括：TCON14，用于当所述data line开始传输data信号时，通知开关控制单元13；并在data信号传输过程中，当位于每条所述cut line12之上的gate line所对应的data信号传输完成后，通知开关控制单元13；
所述开关控制单元13，还用于收到TCON14的所述data line开始传输data信号的通知后，通过cut line12控制所有TFT11开启；并在收到TCON14的位于每条所述cut line12之上的gate line所对应的data信号传输完成后的通知后，通过位于完成data信号传输的gate line之下的cut line12，控制所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line12连接的TFT11关闭。
其中，所述TCON14通过时序（timing）控制信号，通知开关控制单元13所述data line开始传输data信号；相应的，在data信号传输过程中，所述TCON14通过timing控制信号，通知开关控制单元13位于每条所述cut line12之上的gate line所对应的data信号传输完成。
下面结合实施例对本发明再作进一步详细的描述。
在本实施例中，如图2所示，通过构图工艺在液晶面板的每条data line的中间位置形成一个TFT11，并通过构图工艺在与gate line平行的方向上形成与所示TFT11的栅极连接的一条cut line12，此时，液晶面板的所有像素单元被cut line12分成上下两部分；相应的，data line上的电容也被cut line12分成上下两部分，液晶面板的所有gate line也被分成上下两部分。
本实施例提供的降低液晶面板功耗的装置，在data line开始传输data信号时，TCON14通过timing控制信号通知开关控制单元13，data line开始传输data信号，开关控制单元13收到通知后，通过cut line12向TFT11的栅极输出高电平信号，致使TFT11开启，data信号可以正常传输，同时，利用Vswing给液晶面板的data line上的所有电容充电，此时，液晶面板的功耗为：Power=~n*Cdata*Vswing*f/2。
当gate line开启的数量为整个液晶面板的gate line数量的一半，且TCON14通过timing控制信号通知开关控制单元13，cut line12之上的data信号传输完成时，即：图2所示的G0~G2开启，且G0~G2所对应的data信号传输完成时，开关控制单元13通过cut line12向TFT11的栅极输出低电平信号，致使TFT11关闭，从而使得在data line的data信号的传送过程中，只给下半部分的电容充电，即：只给G3及G3后对应的data line上的电容充电，此时，液晶面板的功耗为Power=~n*Cdata/2*Vswing*f/2。这样，与对液晶面板的所有电容均充电的情况相比，采用本发明提供的方案，可使得液晶面板的功耗减少约四分之一。
同时，采用本实施例提供的方案，对10inch、分辨率为1280RGBx800的液晶面板的功耗进行了检测。具体地，当采用对液晶面板的所有电容均充电的方案时，通过对液晶面板的gate line的R值、C值以及data line的R值、C值进行检测，发现gate line的耗电量约为30mW，平均到单条gate line上约为0.04mW，data line在功耗最大的时候的耗电量为500mW。
采用本实施例提供的方案，即：在每条data line的中间位置增加一个TFT11，并在gate line平行的方向上增加一条cut line12，通过开关控制单元13控制TFT11的开启状态，从而控制液晶面板中data line的电容的开关装置的方式，可使data line的功耗降低四分之一，换句话说，由于gate line的功耗非常小，可以忽略不计，而data line的功耗可以降低四分之一，整个液晶面板的功耗会降低125mW，如此，进一步证实了本发明提供的方案在液晶面板使用的过程中，能有效地降低液晶面板的功耗。
当然，在实际应用时，每条data line上形成的TFT12的个数还可以为两个以上，相应的，形成的cut line12的条数也为两条以上，每条cut line12与每条data line上相应位置的TFT11的栅极连接，从而控制TFT12的开关状态。当每条data line上形成的TFT11的个数为两个，cut line12的条数为两条时，液晶面板的所有像素单元将会被两条cut line12分成上、中、下三部分，相应的，data line上的电容也被cut line12分成上、中、下三部分，液晶面板的所有gateline也被分成上、中、下三部分。
这种情况下，在data line开始传输data信号时，开关控制单元13通过两条cut line12向所有TFT11的栅极输出高电平信号，致使所有TFT11开启，data信号可以正常传输，同时，利用Vswing给液晶面板的data line上的所有电容充电。当上部分的gate line开启后，说明第一条cut line12之上的data信号传输完成，即：上部分的gate line所对应的data信号传输完成，开关控制单元13通过第一条cut line12向第一条cut line12连接的TFT11输出低电平信号，致使第一条cut line12连接的TFT11关闭，从而使得在data line的data信号的传送过程中，只给中、下部分的电容充电；第一条cut line12连接的TFT关闭，且当上、中部分的gate line开启后，说明第二条cut line12之上的data信号传输完成，即：上、中部分的gate line所对应的data信号传输完成，开关控制单元13通过第二条cut line12向第二条cut line12连接的TFT11输出低电平信号，致使第二条cut line12连接的TFT11也被关闭，从而使得在data line的data信号的传送过程中，只给下部分的电容充电。这样，与对液晶面板的所有电容均充电的情况相比，采用本发明提供的方案，可以使得液晶面板的功耗减少约三分之一。以此类推，每条data上形成的TFT11的个数越多，相应的，形成的cut line12的条数越多，液晶面板的功耗则降低越多。但是，由于需要通过构图工艺形成TFT11及cut line12，每条data上形成的TFT11的个数越多，相应的，形成的cut line12的条数越多，则构图工艺越复杂。因此，在实际应用时，可以在满足降低功耗的同时尽量减少构图工艺的复杂性，即：在降低构图工艺的复杂性和降低功耗之间进行平衡。
基于上述装置，本发明还提供了一种降低液晶面板功耗的方法，如图3所示，包括以下步骤：
步骤300：通过构图工艺在每条data line上形成TFT、以及在与gate line平行的方向上形成与所述TFT的栅极连接的cut line，之后执行步骤301；
步骤301：在data信号传输的过程中，通过所述cut line控制所述TFT的开关状态，以控制液晶面板data line上需要充电的电容个数。
这里，每条data line上的所述TFT的个数可以为一个以上，相应的，所述cut line的条数可以为一条以上，换句话说，每条data line上的所述TFT的个数与所述cut line的条数相同，举个例子来说，如果每条data line上的所述TFT的个数为一个，则所述cut line的条数也为一条，如果每条data line上的所述TFT的个数为两个，则所述cut line的条数也为两条，以此类推；每条cut line与每条data line上相应位置的所述TFT的栅极连接，从而控制所述TFT的开关状态。
其中，步骤301的具体实现，可以为：
当获知所述data line开始传输data信号时，开关控制单元通过所述cut line控制所有所述TFT开启，以使所述data line上的所有电容均充电；并在data信号传输过程中，当获知位于每条所述cut line之上的gate line所对应的data信号传输完成后，开关控制单元通过位于完成data信号传输的gate line之下的cutline，控制所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line连接的TFT关闭，以使所述data line上位于已关闭的TFT之下的电容充电，继续进行data信号传输。
这里，所述获知所述data line开始传输data信号，具体为：
TCON通知所述开关控制单元所述data line开始传输data信号；
相应的，所述获知位于每条所述cut line之上的gate line所对应的data信号传输完成，具体为：
TCON通知所述开关控制单元，位于每条所述cut line之上的gate line所对应的data信号传输完成。
其中，所述TCON通知所述开关控制单元所述data line开始传输data信号，具体为：
所述TCON通过timing控制信号，通知所述开关控制单元所述data line开始传输data信号。
相应的，所述TCON通知所述开关控制单元，位于每条所述cut line之上的gate line所对应的data信号传输完成，具体为：
所述TCON通过timing控制信号，通知所述开关控制单元位于每条所述cutline之上的gate line所对应的data信号传输完成。
其中，所述开关控制单元通过所述cut line控制所有所述TFT开启，具体为：
通过所述cut line向所有所述TFT的栅极输出高电平信号，致使所有所述TFT开启；
相应的，所述开关控制单元通过位于完成data信号传输的gate line之下的cut line，控制所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line连接的TFT关闭，具体为：
通过位于完成data信号传输的gate line之下的cut line，向所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line连接的TFT的栅极输出低电平信号，致使所述位于完成data信号传输的gate line之下的cut line连接的TFT关闭。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种降低液晶面板功耗的装置，其特征在于，该装置包括：在每条数据线上形成的薄膜场效应晶体管、在与栅线平行的方向上形成的与所述薄膜场效应晶体管的栅极连接的切断线、以及开关控制单元；其中，
开关控制单元，用于在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，每条所述数据线上的所述薄膜场效应晶体管的个数为一个以上；
相应的，所述切断线的条数为一条以上。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述开关控制单元，具体用于：当获知所述数据线开始传输数据信号时，通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，使所述数据线上的所有电容均充电；并在数据信号传输过程中，当获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，使所述数据线上位于已关闭的薄膜场效应晶体管之下的电容充电，继续进行数据信号传输。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：定时器/计数器控制寄存器，用于当所述数据线开始传输数据信号时，通知所述开关控制单元；并在数据信号传输过程中，当位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，通知所述开关控制单元；
所述开关控制单元，还用于收到定时器/计数器控制寄存的所述数据线开始传输数据信号的通知后，通过切断线控制所有薄膜场效应晶体管开启；并在收到定时器/计数器控制寄存的位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后的通知后，通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭。
5.一种降低液晶面板功耗的方法，其特征在于，该方法包括：
在每条数据线上形成薄膜场效应晶体管，在与栅线平行的方向上形成与所述薄膜场效应晶体管的栅极连接的切断线；
在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每条所述数据线上的所述薄膜场效应晶体管的个数为一个以上；
相应的，所述切断线的条数为一条以上。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述在数据信号传输的过程中，通过所述切断线控制所述薄膜场效应晶体管的开关状态，以控制液晶面板数据线上需要充电的电容个数，为：
当获知所述数据线开始传输数据信号时，开关控制单元通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，使所述数据线上的所有电容均充电；并在数据信号传输过程中，当获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成后，开关控制单元通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，使所述数据线上位于已关闭的薄膜场效应晶体管之下的电容充电，继续进行数据信号传输。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获知所述数据线开始传输数据信号，为：定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号；
相应的，所述获知位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成，为：所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元，位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号，为：所述定时器/计数器控制寄存器通过时序控制信号，通知所述开关控制单元所述数据线开始传输数据信号；
相应的，所述定时器/计数器控制寄存器通知所述开关控制单元，位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成，为：所述定时器/计数器控制寄存器通过时序控制信号，通知所述开关控制单元位于每条所述切断线之上的栅线所对应的数据信号传输完成。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述开关控制单元通过所述切断线控制所有所述薄膜场效应晶体管开启，为：通过所述切断线向所有所述薄膜场效应晶体管的栅极输出高电平信号，使所有所述薄膜场效应晶体管开启；
相应的，所述通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，控制所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭，为：通过位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线，向所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管的栅极输出低电平信号，使所述位于完成数据信号传输的栅线之下的切断线连接的薄膜场效应晶体管关闭。
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