CN1602511A - 具有可自由编程复用速率的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于显示信息的显示装置，包括一具有多个列C和行R的显示单元1和一显示驱动器2。另外，本发明描述了一种显示驱动器2，用于借助向显示器的列C提供图像信息的存储装置3来控制显示单元1。本发明还涉及一具有显示装置的移动通信的终端，具有显示单元1和显示驱动器2。为了实现显示器灵活的复用速率，控制装置4被安排用于根据包含行R的状态信息的状态信号，关闭显示器的特定数目的行R。由此复用速率是可自由编程的，因此，在部分模式中(N/＝0)复用速率降低，由此功耗也降低。另外，还可以以非连续顺序使能行或行组。

Description

具有可自由编程复用速率的显示装置

本发明描述了一种用于显示信息的显示装置，包括一个具有多个列和行的显示单元和一个显示驱动器。另外本发明描述了一种利用用于向显示器的列提供图像信息的存储装置来控制显示器的显示驱动器。本发明还涉及具有显示装置的移动通信的终端，它具有显示单元和显示驱动器。

液晶显示器(LCD)通常用于便携式计算机系统、电视以及其它电子装置中。由于LCD足够坚固且操作所需的空间很小，因此已在便携式计算机应用中变得特别普遍。特别地，内置在如移动电话和个人数字助理PDA等便携式装置中的显示装置的应用针对以最小能量驱动这些装置。

由于无源矩阵型液晶显示装置不需要很贵的开关元件，并且比有源矩阵液晶显示装置更便宜，因此无源矩阵型液晶显示装置很广泛的用作便携式计算机和便携式电子装置的监视器。

这种类型的无源矩阵显示器是公知的并经常被使用，为了能够实现大数目的行驱动，这些显示器越来越基于STN(超扭曲向列)效应。

LCD驱动器的很多应用都是电池工作的，他们大多数为移动电话。电池的寿命是销售这些电话驱动器的关键之一。如果这种装置的电流损耗可被降低，则待机时间就可增加。或者，电池容量的降低也可导致重量的减少，这也是另一个关键因素。在待机模式期间关闭显示器是节省能量的最好办法，但这意味着用户将不能得知装置是否在工作，另外，用户还需要随时获取一些信息。这样就需要能够激活显示器的一部分以显示一些有用信息，如网络供应商或时间。利用显示器的一部分是完全打开或关闭显示器之间的一种折衷方案。

复用速率(multiplex rate)对电流损耗有很大的影响。LCD驱动器电路利用复用方法来驱动大量的段，如64行×100列，对6400个像素进行控制。显示器只不过通过选择一行然后将与该行相关的列数据提供到列输出而工作。然后显示驱动器电路转到下一行和下一组列数据。这必须以足够的速度重复进行才可能避免在显示器上产生闪烁。被驱动的行的数目限定了复用速率。当每一行都被驱动一次后，就说明进行了一帧。每行在每一帧中只活动一次，因此任一像素上的平均电压V_RMS与复用速率成比例。复用速率越高，像素上的平均电压就越低。为了补偿低的平均电压，加到像素的电源电压V_OP就要增加。该电源电压是从一DC-DC转换器产生的。V_OP的每一微安都被转到具有等于DC-DC转换器中级数的倍增因数的电源电压V_DD中。降低显示器电源电压可节省大量电流。当复用速率降低时，V_OP降低，最终电流I_DD也降低。非常粗略地，如果级数减半，则显示装置的电源电流I_DD也将减半。

EP 0 844 600 A1公开了一种在同一面板上具有一第一显示部分和一第二显示部分的液晶显示装置(LCD)，除了两个显示部分都被驱动的正常操作模式外，还具有一节能操作模式，此时只有第二显示部分被驱动。在节能显示操作模式中，节能操作模式中显示部分的负荷比小于正常操作模式的负荷比，并利用一不变的电源电压提供时间共享驱动波形，它不需偏置电压。从而提供了一种减少功耗的液晶显示装置。

在具有减小的有源显示区域的可能性的当前显示装置中，有源区域难于编入硅芯片中。这使得只能使用一定数目的即位于显示器的顶部和底部的行。由于最好有可能在显示器的中间显示网络供应商并也许沿底部显示一些图标信息，因此这对终端用户来说是很严重的限制。有可能在硬件中选择任何一行组进行“部分显示”操作，但这对于驱动电路是固定的，并不适合用作通用LCD驱动器。

因此，本发明的一个目的是提供一种显示装置和上述类型的显示驱动器，其中结合可自由编程的复用速率，必需的驱动电压和功耗尽可能的小。

这通过权利要求1的显示装置和权利要求10的显示驱动器实现。

因此，可以自由地改变复用速率和显示区域。

本发明的一个优点是如果复用速率较低时，功耗被极大地降低。

通过下面结合附图的对最佳实施例的描述可以更好的理解本发明，其中：

图1示出具有显示单元和显示驱动电路的显示装置的方块图；

图2为显示驱动器3的详细方块图；

图3为具有屏蔽寄存器5的控制装置4的详细方块图；

图4为完全灵活的行选择的方块图。

显示装置包括具有多个列C和行R的一显示单元1，和显示驱动器电路2，显示驱动器电路包括实现为RAM3的存储装置3，用于存储必须被显示的图像信息或图像数据，以及一控制装置4和实现为屏蔽寄存器5的状态寄存器。

降低芯片面积和功耗的关键方法之一是不将来自每个各LCD填充(pad)(行和列二者)的信号输出到控制装置4。

这可以这样实现：列数据直接由RAM3提供，因此列输出端直接置于RAM3的下方。RAM3根据当前哪一行是活动的来输出数据。这可通过利用位于控制装置4中的行计数器6来实现。行计数器6的输出被输入RAM3中。然后RAM3对行计数器6解码并输出适当的数据。当行计数器6达到表示被驱动的行数目的最大计数值时，计数器滚动翻转到0，如对于MUX62：1系统，行计数器计数0-61。

为了显示器工作，当各列数据被输出至列输出端C₀-C_n时，相应的行R必须是活动的。对行计数器6的输出进行解码并向每个行填充(rowpad)R₀-R₆₃发送信号意味大量架空的布线。由于已知下一行总是紧跟着上一行，因此可以采用简单的移位寄存器7。该移位寄存器7被再分为位于控制装置4中的不同部分。每当行计数器6滚动翻转时，向移位寄存器7的起始R₀输入一个一。每当行计数器6增加时，移位寄存器7就移位。这只需要从行计数器6输出一个信号8至行填充R₀。通常为了使显示观察窗易于安排，行填充R₀-R₆₃分布于电路小片9的周围。

将要显示的文本字符通常由5×7的点矩阵构成，通常还包括一用于下划线的第八行。这样行选择就可能被限制在八行的组中。任意一个或所有这些行组(块)都可被使能或选择。为了实现选择，需要适当大小的屏蔽寄存器，该寄存器存储一位作为每八行的组(块)的一个状态。上述的单个移位寄存器7都必须被分成八位部分。行的各块或组都在屏蔽寄存器中进行解码。解码相应的行组的信号由核心逻辑电路提供，它是，即移动终端的基带控制器。核心逻辑电路限定了不同类型的显示模式。在全屏显示模式或正常模式中，屏蔽寄存器5的所有位都将被编程以显示所有行块。在部分模式中，只有一些行需要被显示，屏蔽寄存器的一些块被使能而另一些不需要的块则被停用。

行计数器6由屏蔽寄存器5顺序控制。屏蔽寄存器5使行计数器6计数八位，然后跳到下一使能的八位组。例如，如果第一个八行和第三个八行被选择，则行计数器将计数0…7，16…23…。8…15的计数将被跳过。由于行计数器6跳过八位，因此移位寄存器7也必须这样做。这可通过前述的核心逻辑电路的控制信号来实现。在该例中，第一移位寄存器通过将一个一按进寄存器来激活。八移位后，第三移位寄存器也以同样的方法被激活。这种概念可以扩展到其它大小的各组，如16，8，4，2，1。限制因素是需要一解码控制信号的解码器。如果行组大小为1，则控制线必须从逻辑电路块布线到各行填充。这就需要大量面积。

图3是描述64行驱动器系统的示例电路。对解码逻辑电路进行清楚的功能性描述，但为清楚起见不示出实际的门电路。逻辑电路可被分为以下四个逻辑电路部分：

1.  屏蔽寄存器

2.  移位寄存器

3.  移位寄存器控制逻辑电路

4.  行计数器

屏蔽寄存器5由用户编程以限定哪些行活动和哪行不活动，因此每八行需要一位。逻辑电路1表示行组接通且被使能。

表1示出屏蔽寄存器的内容

MR[7..0]	活动的行	组
			[0]	0...7	SR0
[1]	8…15	SR1
			[2]	16...23	SR2
[3]	24...31	SR3
			[4]	32...39	SR4
[5]	40...47	SR5
			[6]	48...55	SR6
[7]	55...63	SR7

移位寄存器(SR)激活行输出驱动器。通常SR除了一个1全部由0填充。SR中的一个1表示相关输出是活动的。在任何给定时间，SR中只应存在一个1。在正常模式中，向SR0中输入一个1，并允许该1自始至终流动到结束。在部分显示模式中，复用器13中断了这种流动。

一个1只被输入活动组的移位寄存器中。八位移后，组的输出被忽略。

该移位寄存器控制逻辑电路10解码行计数器6并确定下面哪组行驱动器应当是活动的。SR控制逻辑电路10向各移位寄存器SR0-SR7的输入端提供一个1。一个1只在单个时钟周期内产生，否则在任何给定时间移位寄存器中将出现一个以上的1。该功能由’＝7’检测器11产生。

在正常模式中，总是在帧起始时间向SR0输入一个1。这是OR门12的功能，它有效的覆盖了MR[0]的内容。

在部分模式(N/ P＝0)中，除了行计数器6循环跳动以外，以相同的方式产生一个1。如果屏蔽寄存器5全部由1填充，则其效果与进入正常模式相同。

当在正常模式(N/ P＝1)中时，行计数器6以二进制格式从0到63进行计数。当在部分模式(N/ P＝0)中时，计数顺序由屏蔽寄存器5的状态决定。行计数器可被有效地一分为二；一个三位计数器用于1sb，一个三位计数器用于msb。1sb计数器可按标准二进制计数器工作，连续计数0...7。msb计数器常常加和但由屏蔽寄存器控制。屏蔽寄存器5可使行寄存器跳过特定值。本发明使行计数器5只对活动的行计数。

表2示出一例子

MR	MR的值	行计数器计数序列	活动组
				[0]	1	0...7	SR0
[1]	0
				[2]	0
[3]	1	24..31	SR3
				[4]	0
[5]	0
				[6]	0
[7]	1	56..63	SR7

行计数器6也向输出到存储装置或RAM3。此时，只有与活动行相关的RAM3的内容被显示。

表3为正常模式(N/ P＝1)的显示例子

MR	MR的值	活动的组	行计数器计数序列	正常显示
					[0]	1	SR0	0...7	电池状态：yy
[1]	1	SR1	8...15	地址薄
					[2]	1	SR2	16...23	连接时间
[3]	1	SR3	24..31	网络XXX
					[4]	1	SR4	32..39	接收长度
[5]	1	SR5	40..47	日期，时间
					[6]	1	SR6	48..55	访问模式
[7]	1	SR7	56..63	键盘被锁

表4为部分模式(N/ P＝0)的显示例子

MR	MR的值	活动的组	行计数器计数序列	普通显示
					[0]	1	SR0	0...7	电池状态：yy
[1]	0
					[2]	0
[3]	1	SR3	24..31	网络XXX
					[4]	0
[5]	0
					[6]	0
[7]	1	SR7	56..63	键盘被锁

作为本发明第二技术方案，下面将说明完全灵活的行选择。

移位寄存器20用于每次使能一行驱动器。如果移位寄存器20可跳过特定行，则它就可控制哪行通哪行断。为了实现这一点，使用了与移位寄存器20相同长度的屏蔽寄存器21。虽然复用速率只取决于被选择的行的数目，但如果行计数器6被限制为与活动行相同数目的长度，则显示器可进行完全自由的行选择。通过这种系统，行计数器和移位寄存器20之间没有数据流动，因此需要将被显示的数据需要移到RAM3的“前部”。也可能使特定的RAM3a区域用于部分显示，但是这将导致硅区域的大量增加。如果要限制区域增加，则需要相等大小的一第二RAM。

图4示出描述用于64行驱动器的系统的电路示例。该逻辑电路可被分为三个逻辑电路部分：

1.屏蔽寄存器21

2.移位寄存单元22

3.行计数器6

该屏蔽寄存器21用于判断哪行接通哪行关断。当在正常模式时，屏蔽寄存器6的输出将被覆盖。屏蔽寄存器21本身为一移位寄存器，且被连续的加载。在正常环境下，整个屏蔽寄存器21将要被一下更新。而在部分模式时屏蔽寄存器21则不需要更新。

移位寄存器20适于使它的输出23可由屏蔽寄存器21控制。如果行没有被使能，则输出23来自前面单元输入的源。如果行被使能，则输出23从该单元自身的移位寄存器得到。通过这种方法，行可被绕过。如果行停用，则移位寄存器输入24一定总是为0。如果行被使能，则移位寄存器输入24为先前行的输出。输入24和输出23的操作由屏蔽寄存器21控制。

表5示出移位寄存器单元I/O，部分模式(N/ P＝0)

MR[n]	SR_IN[n]	SR_OUT[n]
			0	0	SR_IN[n-1]
1	SR_OUT[n-1]	SR[n]

表6示出移位寄存器单元I/O，正常模式(N/ P＝1)

MR[n]	SR_IN[n]	SR_OUT[n]
			X	SR_OUT[n-1]	SR[n]

行计数器6被修改为在编程的值处结束其计数。通常，计数应当继续进行，直到达到最大值，然后滚动翻转。在部分模式中，计数器只需计数到等于活动行的数目的值。例如，如果10行是活动的，则计数器必须计数0-9。每当计数器自然的或者由于已经达到计数值而滚动翻转时，就向移位寄存器20输入一个1。由于屏蔽寄存器21没有反馈，因此用户必须对端部寄存器25编程。由于计数总是从0开始，因此端部寄存器25必须被编程为小于活动行的数目。

行计数器也输出到RAM3。由于行计数器6总是从0开始，因此任何显示数据或图像数据也必须由0开始。这意味着在RAM3中，部分模式的显示数据是连续的从RAM位置0处开始。(见表9)

表7示出部分模式的显示例子(N/ P＝0)

n	MR[n]																									行计数器
																											0	0
1	0
																											2	1		·				·		·	·	·	·		·	·	·	·	·		·				·		0
3	1		·	·			·		·							·				·				·		1
																											4	1		·		·		·		·							·					·		·			2
5	1		·		·		·		·	·	·					·						·				3
																											6	1		·		·		·		·							·					·		·			4
7	1		·			·	·		·							·				·				·		5
																											8	1		·				·		·	·	·	·				·				·				·		6
9	0
																											10	0
11	1	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·		7
																											12	0
：	：
																											62	0
36	0

 表8示出部分模式中RAM的内容(N/ P＝0)

RAM位置
																									0		·				·		·	·	·	·		·	·	·	·	·		·				·
1		·	·			·		·							·				·				·
																									2		·		·		·		·							·					·		·
3		·		·		·		·	·	·					·						·
																									4		·		·		·		·							·					·		·
5		·			·	·		·							·				·				·
																									6		·				·		·	·	·	·				·				·				·
7		·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·
																									8	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×
																									62	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×
63	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×	×

X＝内容无关紧要，因为它们不被显示

表9示出正常模式中的例子(N/ P＝1)

N	MR[n]																									行计数器
																											0	1																									0
1	1																									1
																											2	1		·				·		·	·	·	·		·	·	·	·	·		·				·		2
3	1		·	·			·		·							·				·				·		3
																											4	1		·		·		·		·							·					·		·			4
5	1		·		·		·		·	·	·					·						·				5
																											6	1		·		·		·		·							·					·		·			6
7	1		·			·	·		·							·				·				·		7
																											8	1		·				·		·	·	·	·				·				·				·		8
9	1																									9
																											10	1																									10
11	1		·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·		11
																											12	1		·																							12
：	：																									：
																											62	1																									62
63	1																									63

表10示出正常模式中RAM的内容(N/ P＝1)

RAM位置
																									0
1
																									2		·				·		·	·	·	·		·	·	·	·	·		·				·
3		·	·			·		·							·				·				·
																									4		·		·		·		·							·					·		·
5		·		·		·		·	·	·					·						·
																									8		·		·		·		·							·					·		·
7		·			·	·	·	·							·				·				·
																									8		·				·	·	·	·	·	·				·				·				·
9
																									10
11	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·	·
																									12
：
																									62
63

Claims (10)

1.一种用于显示信息的显示装置，包括

一显示单元(1)，用于用多个列C和多个行R显示信息，

一显示驱动电路(2)，用于提供用于控制显示单元(1)的不同电压电平

包含存储装置(3)，用于存储将要显示的图像信息，

而存储装置(3)安排用于向列C提供图像信息以及

控制装置(4)，它被安排用于取决于包含行的状态信息的状态信号，关闭显示装置中可确定数目的行R(块)。

2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，状态信号由状态寄存器(5)提供。

3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，控制装置(4)被安排用于利用计数单元(6)和移位寄存器控制单元(10)，取决于被选择的活动的行的数目，改变复用速率。

4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，处于非连续顺序的所有行都是可选的。

5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，至少行组为可选择的，以便将组转换为活动状态。

6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，状态寄存器(5)被实现为屏蔽寄存器，它包括行的哪些行组是活动的状态信息。

7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，显示单元(1)的复用速率可通过控制行计数器(6)由屏蔽寄存器(5)控制，使得只有被选择的行可独立于顺序被复用。

8.一种用于移动通信的终端，具有用于确定显示状态信号的输入装置和权利要求1-7中之一所述的显示装置。

9.具有用于存储图像信息的存储装置(3)和控制装置(4)的显示驱动器(2)，该控制装置可被安排依靠状态信号关闭将被驱动的行R数目的至少一部分。

10.如权利要求9所述的显示驱动器(2)，其特征在于，控制装置(4)包括实现为屏蔽寄存器的状态寄存器(5)和一用于灵活确定行的复用速率的行计数器(6)。

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