CN1267877C - 具有功耗降低的有源矩阵装置 - Google Patents

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Abstract

有源矩阵装置包括两个或多个邻接的子矩阵(22a，22b，22c)，每一个子矩阵包括一组行地址导线(34)、一组列地址导线(32)，和放置在该行和列地址导线交叉点的控制元件。每一控制元件具有连接到一个行地址导线的扫描输入和连接到一个列地址导线的数据输入。该装置被分成在邻接的行地址导线(34)之间的子矩阵(22a，22b，22c)。该子矩阵的同时编址，实现数据提供频率被降低，导致总体功耗的降低。

Description

具有功耗降低的有源矩阵装置
技术领域
本发明涉及有源矩阵装置，尤其涉及有源矩阵液晶显示器(AMLCD)，但不局限于有源矩阵液晶显示器。本发明所考虑的是降低这种装置的功耗。
背景技术
例如AMLCD的有源矩阵装置使用在包括消费电子产品、计算机和通信装置的各种产品中。一种AMLCD的结构如在美国专利US 5130829(我方卷号PHB 33646)中描述，该内容结合在此作为参考。有源矩阵装置常常包括在便携产品中，其中一个特别重要的考虑是极小的功耗。
AMLCD包括利用行与列电极寻址的一种象素阵列单元。行电极以行选择信号驱动而列电极传送视频信息。AMLCD的功耗的一个重要因素是按照加到连续的像素行的视频信息对显示的列的充电与放电列供电需要。本发明试图减小这一过程的耗电。
发明内容
本发明提供一种包括两个或多个邻接子矩阵的有源矩阵装置，每一子矩阵包括一组行地址导线、一组列地址导线和放置在该行与列地址导线的每个交叉点的控制元件，每一控制元件具有连接到一个行地址导线的一个扫描输入和连接到一个列地址导线的一个数据输入，该装置包含用于把选择信号加到该行地址导线的行驱动电路、用于把数据信号加到该列地址导线的列地址电路，其中该装置被分成在邻接行地址导线之间子矩阵，并且该行驱动电路和列地址电路被用于同时地在两个或多个子矩阵中寻址一个控制元件。
因此能够增加用于充电每一列地址导线的时间。这将降低用于驱动该装置所要求的驱动波形的频率，因此降低装置的功耗。在一个最佳实施例中，每一子矩阵中的控制元件被同时地寻址。
该行驱动电路最好用于同时地选择在每一子矩阵中的一行，并且该列地址电路可操作来把一个数据信号同时地加到每一子矩阵的一个列地址导线。该行驱动电路本身可以同时地分别选择每一子矩阵中的一行，或者一个子矩阵中的一行可以连接到每一其它子矩阵中的一行，以便可同时地选择连接的行。
该行驱动电路可操作来同时地以从两个子矩阵的邻近边缘到远边缘的顺序选择在两个邻接子矩阵中的行，反之亦然。不以自上而下的顺序寻址每一子矩阵中的行，而是可能有利地以不同的顺序寻址这些行。如果以相同的顺序寻址这些行，则在一个矩阵中将被寻址的最后行将邻接在其下面矩阵中的被寻址第一行。出现于这两行中的控制元件驱动波形的定时中有一个重要的定时差，在显示应用中的该定时差可能在矩阵之间的连接处导致在显示中出现可见的不连贯性。可被通过自上而下地寻址第一矩阵、自下而上地寻址第二矩阵、自上而下地寻址第三矩阵等避免这种情况。
在一个最佳实施例中，列地址电路包括一个用于每一子矩阵的数据提供装置，以及有选择地把每一子矩阵的该列地址导线连接到分别的数据提供装置的列驱动器装置，以便在其上施加对应的数据信号。
不是依次寻址子矩阵中的每一列，而是最好可能驱动每一子矩阵，以便使得几个列被同时寻址。这将可以实现进一步增加针对每一列的充电时间，因此降低装置的功耗。例如，每一数据提供装置可以连接到多个并列的数据行。另外，该列驱动器装置可以接收数字形式的数据，并且把每一列的数据存储在例如一个锁存器中。可以用一个数字-模拟转换器产生一个模拟信号，加到分别的列。在这种情况下，每一子矩阵中的全部列都能够被同时地充电。
至少一个子矩阵的列地址导线可以通过邻接另一子矩阵的未端而连接到分别的数据提供装置。因此，在包括例如三个子矩阵的一个装置中，中间子矩阵的列地址导线可被从邻接其它子矩阵之一的子矩阵的一个边缘驱动。通常，一个有源矩阵的地址导线仅以该矩阵的外侧边缘连接到驱动电路。该至少一个子矩阵的列地址导线可以通过在至少一个子矩阵和一个邻接子矩阵之间延伸的数据提供线连接到分别的数据提供装置。
在另一个实施例中，数据提供线可以定位在分别子矩阵之内，而不是在边缘。在另外一个最佳设计中，数据提供线提供在对应子矩阵的下面，例如在控制元件的一个或多个行的下面。将会理解到，该数据提供线能够被提供在一个子矩阵之内的任何垂直位置，因为对列电极的连接可以在沿着该电极长度的任何点实现。
该列驱动器装置最好包括一组控制线，每一控制线连接到在每一子矩阵中的分别的开关装置，每一开关装置被用于有选择地每一子矩阵中的列地址导线连接到分别的数据提供装置。另外，可以由在每一子矩阵的列地址电路中的电路产生需要的控制信号，而不必要求附加的控制线。
附图说明
现将以实例的方式参考示意附图描述已有技术和本发明的一个实施例，其中：
图1示出一个已知有源矩阵装置的矩阵结构；和
图2示出根据本发明的一个有源矩阵装置的矩阵结构。
具体实施方式
图1示出一个已知有源矩阵装置的矩阵结构，其采用了集成列驱动电路的一个简单多路型的有源矩阵装置。其包括一组列地址导线2和一组行地址导线4。控制元件(没示出)被邻接导线的交叉点放置并且连接到每一组的一个交叉点。在一个AMLCD中，控制元件可以是薄膜晶体管，例如使用已知LAE技术制造的薄膜晶体管，并且可以包括非晶体、微晶质或多晶体硅装置。一个行驱动器6通过该行地址导线把选择信号加到矩阵，并且数据信号是沿着该列地址导线提供的。数据信号由数据提供装置8沿着数据线10提供。列驱动器移位寄存器12控制着连接在分别列地址导线和数据线10之间的常断开开关14。
图1矩阵的操作如下。一旦通过该行驱动器6把选择信号加到适合行地址导线4，则针对分别行地址周期依次选择控制元件的行。在每一行地址周期中，用于有关的行的数据信号被加到列地址导线2。随着已经实现施加了行选择信号之后，移位寄存器12可以操作来依次关闭每一个开关14，以便把数据信号沿着数据线10馈送到适当的列地址导线。不是在施加了数据信号之后开关接通每一行，而是能够在列开关14被操作的同时施加选择信号。数据信号可以存储在该列电容上，或选择选择，一个专用电容器能够被例如连接到每一列地址导线2，用于暂时存储该数据信号。这样一个有源矩阵装置的控制元件是在常规基础上正常寻址的，在垂直扫描周期TF中每一单元被寻址一次。驱动该矩阵的列的供电要求与下面表达式的某些参数有关：
Power ∝ N C C C N R T F
其中，NC是显示中的列地址导线的数量，CC是一列地址导线的电容，而NR是行地址导线的数量。
本申请人已经确定，把列分段成NS个可被同时寻址的分离部分，能够显著地降低装置的功耗。
例如，如果列被分成相等长度的部分，则每一部分的电容将是CC/NS。如果对应于这些列的分离部分的显示部分被同时地寻址，则数据加到该列部分的频率将以1/NS的因数降低。现在列部分的数量是NSNC。.修改上述表达式用于一个传统的矩阵，以便反映这些变化：
Power ∝ ( N S N C ) ( C C / N S ) N R N S T F
简化此表达式得出：
Power ∝ N C C C N R N S T F
因此能够看出，把列寻址的导线分成Ns个部分将以系数Ns降低该列电极的电源要求。
图2示出实施本构思的一个矩阵结构。在此实例中，列地址导线的每一个已经被分成三个分离的可按地址访问的列部分20a、20b和20c，形成三个子矩阵22a、22b和22c。该驱动电路被重新构形以便实现此变化。每一子矩阵具有分别的相关的行驱动器24a、24b或24c，用于驱动其行地址导线34。沿着数据线28a、28b或28c把数据从对应的数据提供装置26a、26b或26c馈送到每一子矩阵。因此提供三组开关14用于把每一数据行连接到分别子矩阵的列导线。列驱动器移位寄存器30通过控制线32控制所有的三组开关。用于操作多路传输开关、以便控制三个子矩阵的控制信号可以是相同的控制信号。在图2所示的结构中这些控制线32不延伸到第三子矩阵22c的上端的开关14以外。在实践中最好可能该线路连续到第三子矩阵22c中，以便平衡该矩阵的结构。例如，在显示应用中，跨越该显示器全高度的这种线路的延伸可能是正确的，以便保证该线路的电容效应在每一子矩阵中是相同的。
相对于图1的结构而言，图2的控制线32可能要求某些附加功率。然而，随着子矩阵数目Ns的增加，驱动这些行所要求的功率量将降低。这是因为在每一垂直扫描周期中需要操作的开关14的开关次数以Ns的一个因数降低。
图2矩阵的驱动最好使得每一子矩阵22a到22c被同时寻址。因此，每一子矩阵的第一行被同时寻址，并且随着每一子矩阵中的每一连续行被依次寻址而同时地寻址每一连续行。用这种方法，如上所指出，用于把一个信号加到每一控制元件所用的时间可能会相对于图1现存的结构有所增加，但是由于整体垂直扫描周期可用于驱动每一子矩阵，因而导致总体电力消耗的降低。
尽管图2示出的大部分行列驱动电路(开关14、行驱动器24a到24c、数据提供装置26a到26c以及列驱动器移位寄存器30)处在子矩阵的一侧，但是把此电路的某些或全部集成在该子矩阵之内可能是有利的。这将能减小由驱动电路占用的该矩阵的周边区域的总量，并且因此减小装置的总尺寸。
存储器电路可以集成在像素之内，以便提供一个低功率的操作模式。在这些显示中，转移到该像素的视频数据可以是以数字方式而不是以模拟方式。
从本公开说明书的阅读，本专业技术人员将显见其它变化和修改。这种变化和修改可以包括在有源矩阵装置的设计、制造和使用中的已知的等效和其它特征，其可能被用于代替或添加此处已经描述的特征。虽然在本申请中的权利要求已经制订了特定的特征组合，但是应该理解，本发明公开的范围还包括在此处显式或隐含或任何上位公开的任何新颖的特征或特征的组合，不论是否涉及权利要求中要求的相同发明，也不论是否其减缓了如本发明所涉及同一技术问题的部分或全部。本申请人因此注意到，在从事本申请或从本申请得到的任何进一步申请的过程中，可以制订这种特征和/或特征组合的新权利要求。

Claims (11)

1.一种包括两个或多个邻接子矩阵的有源矩阵装置，每一子矩阵包括一组行地址导线、一组列地址导线和放置在该行与列地址导线的每个交叉点的控制元件，每一控制元件具有连接到一个行地址导线的一个扫描输入和连接到一个列地址导线的一个数据输入，该装置包含用于把选择信号加到该行地址导线的行驱动电路、用于把数据信号加到该列地址导线的列地址电路，其中该装置被分成在邻接行地址导线之间的子矩阵，并且该行驱动电路和列地址电路被用于同时地在两个或多个子矩阵中寻址一个控制元件。
2.权利要求1的一个有源矩阵装置，其中该行驱动电路用于同时地选择在每一子矩阵中的一个行地址导线，并且该列地址电路用于把一个数据信号同时地加到每一子矩阵的一个列地址导线。
3.权利要求1或2的一个有源矩阵装置，其中在一个子矩阵中的一个行地址导线被连接到在每一个其它子矩阵中的一个行地址导线，使得该连接的行地址导线被同时地选择。
4.权利要求1或2的一个有源矩阵装置，其中该行驱动电路用于同时地以从两个子矩阵的邻近边缘到远边缘的顺序或者以从两个子矩阵的远边缘到邻近边缘的顺序选择在两个邻接子矩阵中的行地址导线。
5.权利要求1或2的一个有源矩阵装置，其中该列地址电路包括一个用于每一子矩阵的数据提供装置，以及用于有选择地把每一子矩阵的该列地址导线连接到分别的数据提供装置的列驱动器装置，以便对所述列地址导线施加对应的数据信号。
6.权利要求5的一个有源矩阵装置，其中至少一个子矩阵的列地址导线通过其邻接另一子矩阵的未端而连接到分别的数据提供装置。
7.权利要求5的一个有源矩阵装置，其中该至少一个子矩阵的列地址导线通过在至少一个子矩阵和一个邻接子矩阵之间延伸的数据提供线连接到分别的数据提供装置。
8.权利要求5的一个有源矩阵装置，其中该列驱动器装置最好包括一组控制线，每一控制线连接到在每一子矩阵中的分别的开关装置，每一开关装置被用于有选择地将每一子矩阵中的列地址导线连接到分别的数据提供装置。
9.权利要求1的一个有源矩阵装置，其中每一子矩阵具有相同数目的行地址导线。
10.权利要求1的一个有源矩阵装置，包括三个或更多的子矩阵。
11.一个液晶显示器，包括一个有源矩阵装置，该有源矩阵装置包括两个或多个邻接子矩阵，每一子矩阵包括一组行地址导线、一组列地址导线和放置在该行与列地址导线的每个交叉点的控制元件，每一控制元件具有连接到一个行地址导线的一个扫描输入和连接到一个列地址导线的一个数据输入，该装置包含用于把选择信号加到该行地址导线的行驱动电路、用于把数据信号加到该列地址导线的列地址电路，其中该装置被分成在邻接行地址导线之间的子矩阵，并且该行驱动电路和列地址电路被用于同时地在两个或多个子矩阵中寻址一个控制元件。
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