CN1126072C - 液晶显示驱动系统和其方法 - Google Patents

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Abstract

LCD驱动系统包括：用于向行驱动器提供命令信号的行解码器，和用于控制向列驱动器提供数据的RAM的RAM行解码器。行和列驱动器由一可提供高电压或者低电压的电源供电。在正常模式，电源提供高电压，行驱动器驱动LCD显示器的点阵显示部分和图标显示部分。在图标模式，一禁止信号禁止行解码器和RAM行解码器，仅使能行驱动器中的图标行驱动器和RAM的图标行，且切换电源到提供低电压以省电。

Description

液晶显示驱动系统和其方法
本发明涉及液晶显示(LCD)驱动系统和一种驱动这样的LCD系统的方法，更详细地、涉及到一个有一字母数字(或其它字符)点阵显示部分和一符号或图标显示部分的LCD的便携无线通信装置的LCD驱动系统。
由于采用电池供电，希望尽可能延长电池在需要更换或再充电前的寿命，便携无线通信装置，如寻呼机、移动(蜂窝)电话、个人数字助手(PDA’s)等，都需要消耗尽可能少的功率。许多这样的装置包括一LCD，该LCD有一部分用于在点阵显示器上显示字母数字(或其它)字符，以向用户提供可变的信息。LCD的另一部分用于显示符号，如图标，向用户表明装置的状态或其它简单信息。LCD的点阵显示部分通常需要较高的电压和消耗高功率。图标显示部分需要较低的电压和消耗低功率。
由于用户希望越来越多的信息，越来越多的图标或符号被显示在图标显示部分上，包括如日期和/或时间。然而，为保持图标显示部分使用低电压，每个增加的图标在LCD驱动芯片上需要增加一条管脚，因为这要增加芯片尺寸，显然我们不希望如此。因此，图标显示部分通常连接为相对于点阵显示部分的复用线增加的一根显示线。这样，当LCD用于在点阵显示部分及图标显示部分上都显示信息时，需要全电压(较高)。然而，当仅需要用图标显示部分时，虽然点阵显示部分没有字符，仍需要全电压向整个LCD供电。因此，即使不用点阵显示部分时，它仍点亮并消耗功率。
该发明希望提供一种LCD驱动系统和其方法，它们在仅需要LCD的图标显示部分中的信息时节省功率。
因此，本发明提供一LCD驱动系统，用于驱动具有点阵显示部分和图标显示部分的LCD，该LCD驱动系统包括：LCD，它包括具有一组显示行的点阵显示部分和至少具有一显示行的图标显示部分；行驱动器，耦合到LCD的显示行以驱动显示行；电压源，向行驱动器选择提供较高或者较低的电压电平；行解码器，耦合到行驱动器，以选择地使能点阵显示部分和图标显示部分的显示行；控制器，提供表明正常运行模式或图标运行模式的模式信号，其中，模式信号耦合到电压源，当模式信号表明图标运行模式时，提供较低的电压电平，而在模式信号表明正常运行模式时，提供较高的电压电平，模式信号也耦合到行解码器，以在模式信号表明正常运行模式时，使能点阵显示部分显示行，而在模式信号表明图标运行模式时，禁止点阵显示部分显示行，图标显示部分显示行在模式信号表明图标运行模式时被使能，而在模式信号表明正常运行模式时由行解码器选择地使能。
在优选实施方案中，LCD驱动系统还包括：列驱动器，耦合到LCD的显示列以驱动显示列，并耦合至电压源；存贮器，有一组存贮行，以存贮要在LCD的点阵显示部分和图标显示部分上显示的信息的再现，该存贮器被耦合到列驱动器；存贮器行解码器，耦合到存贮器，以选择地使能存贮器的存贮行，其中模式信号被耦合到存贮器行解码器，以在模式信号表明正常运行模式时，使能存贮着LCD的点阵显示部分要显示的信息的再现的存贮行，而在模式信号表明图标运行模式时，禁止存贮着LCD点阵显示部分要显示的信息的再现的存贮行。
优选地，在图标运行模式时，行驱动器向LCD的图标显示部分的显示行输出一方波信号，该方波信号在地参考电势上具有较低电平，并在低电压电平上有较高电平，并向点阵显示部分的显示行输出一基本上固定的电压信号，该固定的电压信号基本上在地参考电势和低电压电平的中间的电平上；且列驱动器输出与行驱动器输出的方波信号同相的第一方波信号到要保持空的LCD的显示列，来自列驱动器的第一方波信号在地参考电势上具有较低电平，并在较低电压电平上有较高电平，和与第一方波信号互补的第二方波信号到将不空的LCD的显示列，根据列驱动器输出的信号和行驱动器输出的信号之间的电压差是否大于激活象素所需的门限电压，该电压差控制一特定象素是空还是不空，以便点阵显示部分的显示行被禁止。
现在，通过参照附图举例，来更全面详细描绘本发明的一实施方案，其中：
图1示出根据本发明的一实施方案的LCD驱动系统的功能框图；
图2是在如图1的系统的一运行模式下行和列驱动器的波形序列的波形图；
图3是在如图1的系统的第二运行模式下行和列驱动器的波形序列的波形图。
如图1所示，利用一LCD驱动系统10来驱动便携无线通信装置的LCD面板12。LCD面板12包括：点阵显示面板部分14，用于用点阵显示字母数字或其它字符消息18；和图标显示面板部分16，用于显示标志特定信息的图标20，例如装置是开还是关，或是上午AM还是下午PM；还能包括一时间显示22。
为运行在传统的高复用模式，其中图标显示面板部分16和点阵显示面板部分14都运行在把图标显示面板部分16看作为点阵显示面板部分14的另一线，用于控制驱动系统10的微控制器单元(MCU)24，向驱动系统10发一命令以进入高复用模式。命令由线26送到命令解码器28，它将命令转换为一在逻辑低“0”电压电平的使能信号(EN)。该使能信号EN由线30传到显示计数器32以使能计数器计数。计数器32由一在线34上的显示时钟信号(CK)定时并由零到对应于包括点阵显示面板部分14和图标显示面板部分16的LCD面板12的显示行数的值加法计数。计数器32的计数结果在输出总线36上被二进制编码。
输出总线36耦合到行解码器38，这里二进制编码的计数结果由行解码器38解码，行解码器38也由从命令解码器28通过线40传到行解码器38的使能信号EN使能。行解码器38有一些输出线42、44、46和48，每个都耦合到行驱动器装置50的对应的输入，这种输出线与LCD面板12的行一样多。行解码器38的输出直接反映显示计数器32的计数结果，以便输出线42、44、46和48中只有一个在逻辑高“1”电平，而其它都在逻辑低“0”电平。
这个逻辑高“1”电平信号顺序传到所有的输出线42、44、46和48，以扫描整个LCD面板12。固，逻辑高“1”电平首先被设置在来自行解码器38的顶端输出线42，然后第二输出线44，依此向下顺延到行解码器38的底端输出线48。行驱动器装置50包括：对LCD面板12的点阵显示面板部分14的每一行有一行驱动器的点阵行驱动器部分52，它接收对应于点阵显示行的在输出线42到46的输出上的输出信号；图标行驱动器部分54，它通过一或逻辑门56在来自行解码器38的输出线48上接收信号。使能信号EN也耦合到或逻辑门56的第二输入，其输出输入到行驱动器装置50的图标行驱动器部分54。
根据行解码器38的输出，行驱动器装置50由电源58通过行电源线60供电，向LCD面板12的行输出行驱动波形。电源58能在行电源线60上提供高电压或低电压，高电压由来自命令解码器28的使能信号EN选择，该使能信号E N通过线66从命令解码器28接收。经过一个完整扫描周期，每一行将依次对应于逻辑高“1”电平分别被选中，且对应的行驱动器将在组合输出线62上输出一等效的选择电压电平到LCD面板12的等效显示行，而其它的输出线62将输出一不选择电压电平(对应于一逻辑低“0”电平)到LCD面板12。
在显示计数器32的输出总线36上的二进制编码信号也由RAM行解码器64接收，在那里被解码并用作在一组RAM选择线68、70、72和74上提供选择信号到有一组存贮行78的RAM76，每一存贮行存贮LCD面板12的每一行的显示位图数据。固，类似于行驱动器装置50的行驱动器，RAM76的存贮行78之一被选择和使能来由一显示数据缓存80读。这个选择和读过程也将由RAM76的顶端行78开始，直到底端行结束，底端行存贮了LCD面板12的图标显示部分面板16的显示信息。然而，类似于行解码器38的底端输出线48，来自RAM行解码器64的底端RAM选择线74通过一或逻辑门82，或逻辑门82的另一输入通过线84从命令解码器28接收使能信号EN，或逻辑门82的输出送到RAM76的底端行。线84上来自命令解码器28的使能信号EN也输入到RAM行解码器64。
显示数据缓存80有一连接到列驱动器88的输出总线86，列驱动器88也由电源58通过列电源线90供电。根据存贮在显示数据缓存80中的数据，列驱动器88通过列驱动线92向LCD面板12输出一在LCD面板12上提供空象素的电压电平或者一在LCD面板12上提供不空(黑)象素的电压电平。固，存贮在显示数据缓存80的一位中的逻辑高“1”电平将对应一不空的电压电平，而逻辑低“0”电平将对应一空的电压电平。
在一完整时间帧100上的方波形式的波形完美地示于图3，波形包括一完整相位，以便它们在完整时间帧100上对称。行驱动器装置50对LCD面板12上的行i的输出是如曲线102所示的电压V对时间T的函数。正如所能看到的，除一短周期1/N外，输出保持在一不选择电压电平，该不选择电压电平或是一低不选择电平104或是一高不选择电平106，取决于我们在帧100的哪一半，其中N是总行数；当行i有一选择电压电平时，它是高108或低110。类似地，如曲线112所示，对于行i+1，当跟着行i的行i+1被选择时，电压只在周期1/N中在选择电压电平108或110。
列驱动器88的输出电压波形如图3的曲线114所示，其中，再次，通常的波形是在一时间帧的完整相位上变化的方波。不空的电压电平在一非常低的电平116和一非常高的电平118之间变化，而空的电压电平在略低的电平120和略高的电平122之间变化。
如果象素上的功率(正比于对应行和列电压电平之间的电压差对时间的均方根值)大于LCD面板12的随LCD面板不同而变化的门限值，LCD面板12上的该象素将不空。如果功率小于门限值，象素将空。因此，需要在LCD面板12上显示的行数越大(即需要越高的复用)，每一行的脉冲宽度的时间越短(通常，每一行的脉冲宽度正好是整个时间帧的1/N)，因此每个不空的象素上的功率越小。
因此为使每个不空的象素上的功率大于LCD面板12的门限功率，需要在选择电压电平和不空电压电平之间有较大的电压差，这意味着电源58必须通过行电源线60向行驱动器装置50和通过列电源线90向列驱动器88输出一相对较高的电压，以使LCD面板12上的点阵显示面板部分14和图标显示面板部分16中的象素在高复用模式中都有足够的功率去点亮(即不空)。
为在仅需要LCD面板12的图标显示面板部分16中的信息时节省功率，并因此切换到低复用模式，微控制器单元MCU24通过线26向LCD驱动系统10发送一命令以进入低复用模式。命令解码器28转化命令信号到一在逻辑高“1”电压电平的禁止信号，它通过线30传送以禁止显示计数器32、通过线40禁止行解码器38和通过线84禁止RAM行解码器64。然而，由于禁止信号通过在行驱动器装置50的图标行驱动部分54的输入的或门56，该图标行驱动部分54将总是输出选择电压波形126，如图2所示。然而，因为行解码器38被禁止，行驱动器装置50的点阵行驱动部分52将总是输出不选择电压电平124，如图2所示。
同样，因为RAM行解码器64被禁止，但禁止信号加于或门82的一输入端，只有存贮有LCD面板12的图标显示面板部分16的位图数据的RAM76的底端行将被选择和由显示数据缓存80读。因此，根据显示数据缓存80存的数据，列驱动器88将输出一空列波形128和一不空列波形130。
同时，由电源58通过线66接收的禁止信号，电源58被切换到在行电源线60和列电源线90上输出低电压。选择低电压更多地减少LCD驱动器10的功率消耗。因为在低复用模式中行驱动器装置50和列驱动器88的特殊的波形序列，当电源58被切换到仅提供低电压时，图标显示面板部分16仍将运行。如图2所示，不选择行波形124基本上是一在约VLOW一半的电平的稳定的电压电平，而选择行波形126是一从0V到VLOW的方波。空列波形128与选择行波形126一样，而不空列波形130也是一方波但与空列波形128完全异相。因此，对在不空列的一选择行的象素电压是两倍VLOW，如波形132所示，这将高于LCD面板12的门限电压，而即使在不空列的一不选择行的象素电压将是在VLOW/2和负VLOW/2之间的差，它仅仅是VLOW，如波形134所示，它将低于LCD面板12的门限电压。
通过提供这样的波形序列，对应于图标显示面板部分16的行的脉冲宽度覆盖整个时间帧，而不像在高复用模式仅仅是时间帧的一小部分，因为在低复用模式中，在一个时间帧中总是只有一激活行(图标行)，而不像在高复用模式中有N个激活行。因此选择行电压电平126和不空列电压电平130之间的差对N的方根的商总是大于LCD面板12的门限电压，这样，图标显示面板部分16即使在电源58仅提供低电压时也能运行。
可以认识到，虽然这里仅详细描绘本发明的一个具体实施方案，但本领域的普通技术人员可作出各种的变形和改进而不脱离本发明的范围。

Claims (3)

1、一液晶显示(LCD)驱动系统，用于驱动具有点阵显示部分和图标显示部分的LCD，所述的LCD驱动系统包括：
LCD，包括有一组显示行的点阵显示部分和至少有一显示行的图标显示部分；
行驱动器，耦合到所述LCD的显示行以驱动所述显示行；
电压源，向所述行驱动器选择地提供较高或较低的电压电平；
行解码器，耦合到所述行驱动器，以选择地使能所述点阵显示部分和所述图标显示部分的显示行；
控制器，提供表明正常运行模式或图标运行模式的模式信号；
其中，所述模式信号耦合到所述电压源，以在所述模式信号表明图标运行模式时提供所述较低电压电平，和在所述模式信号表明正常运行模式时提供所述较高电压电平；
所述模式信号还耦合到所述行解码器，以在所述模式信号表明正常运行模式时使能所述点阵显示部分的显示行，和在所述模式信号表明图标运行模式时禁止所述点阵显示部分的显示行；
所述图标显示部分的显示行由所述行解码器在所述模式信号表明图标运行模式时被使能，和在所述模式信号表明正常运行模式时被选择地使能。
2、如权利要求1所述的LCD驱动系统，还包括：
列驱动器，耦合到所述LCD的显示列以驱动所述显示列，并耦合到所述电压源；
存贮器，具有一组存贮行以存贮要在所述LCD的所述点阵显示部分和所述图标显示部分上显示的信息再现，所述存贮器被耦合到所述列驱动器；
存贮器行解码器，耦合到所述存贮器以选择地使能所述存贮器的存贮行，其中，
所述模式信号被耦合到所述存贮器行解码器，以在所述模式信号表明正常运行模式时使能存贮着将在所述LCD点阵显示部分上显示的信息再现的所述存贮行，而在所述模式信号表明图标运行模式时禁止存贮着将在所述LCD点阵显示部分上显示的信息再现的所述存贮行。
3、如权利要求2所述的LCD驱动系统，其中在所述图标运行模式时：
所述行驱动器向所述LCD图标显示部分的显示行输出一方波信号，所述方波信号在地参考电势上具有一较低电平，并在较低电压电平上有一较高电平，和一至所述点阵显示部分的显示行的基本上固定的电压信号，所述固定的电压信号基本上在所述地参考电势和所述较低电压电平的中间的电平上；且
所述列驱动器输出与所述行驱动器输出的所述方波信号同相的第一方波信号到所述LCD的要保持空的显示列，来自所述列驱动器的所述第一方波信号在地参考电势上具有一较低电平，并在所述较低电压电平上有一较高电平，和输出与所述第一方波信号互补的第二方波信号到所述LCD的将不空的显示列；
根据所述列驱动器输出信号和所述行驱动器输出信号之间的电压差是否大于激活一象素所需的门限电压，所述电压差控制所述特定象素是空还是不空，以使所述点阵显示部分的显示行被禁止。
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