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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bzw. Erfindung betrifft eine elektronische Technologie. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung ein elektronisches Vorrichtungssystem bzw. eine elektronische Vorrichtung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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In den letzten Jahren wurde eine Flüssigkristallanzeige(LCD)-Vorrichtung in vielen Bereichen angewendet, einschließlich eines Notebook-Personal-Computers, eines Monitors, einer Fahrzeugsnavigationsvorrichtung, eines funktionellen Taschenrechners, verschiedener Größen von Fernsehapparaten, eines Mobiltelefons und einer elektronischen Informationstafel. Insbesondere wurden die derzeitigen dünnen und leichten oder tragbaren elektronischen Produkte ein neuer Trend auf dem Markt. Die LCD-Vorrichtung hat ein kleineres Volumen und eine kleinere Dicke als die vorherigen CRT(Kathodenstrahlröhren)-Anzeigevorrichtungen, so dass die LCD-Vorrichtung verbreitet angewendet wurde.
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Bei der Entwicklung der derzeitigen elektronischen Anzeigetechnologie wird der Energieverbrauch bzw. Stromverbrauch der Anzeigevorrichtung hervorgehoben, so dass die LCD-Vorrichtung mit niedrigem Energieverbrauch die Anforderungen eines Benutzers an Energiesparen und Umweltschutz besser erfüllt. Insbesondere bei einer tragbaren Anzeigevorrichtung (wie etwa einem Handy, einem Smartphone, einem PDA (persönlicher digitaler Assistent), einem E-Book und einem Tablet-Computer) beeinflusst der Energieverbrauch direkt die Ausdauer der gesamten Vorrichtung. Insbesondere bei den derzeitigen großformatigen, dünnen und leichten Anzeigevorrichtungen wird dringend das LCD-Modul mit dem niedrigen Energieverbrauch und hoher Effizienz gefordert.
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Die derzeitige LCD-Vorrichtung weist allgemein eine gewisse Bildwiederholungsrate oder Bildfrequenz auf. Allgemein nimmt die LCD-Vorrichtung die Rate von 60–70 Hz an. Das heißt, der Frame bzw. das Bild bzw. der Rahmen wiederholt bzw. aktualisiert sich 60–70-mal pro Sekunde.
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Mit anderen Worten, selbst falls der Anzeigerahmen der LCD-Vorrichtung keine Änderung oder wenige Änderungen aufweist, kann der Anzeigeansteuerkreis immer noch ein Anzeigesignal jedes Pixels des Anzeigemoduls mit einer Rate von 60-mal pro Sekunde periodisch aktualisieren. Daher wird unnötiger Energieverbrauch erzeugt.
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Für eine derzeitige TFT-LCD(Dünnschichttransistor-Flüssigkristallanzeige)-Vorrichtung auf dem Markt wird der Energieverbrauch hauptsächlich durch das LCD-Panel, den Ansteuerkreis und das Hintergrundbeleuchtungsmodul verursacht. Die 10,1-Inch TFT-LCD-Vorrichtung mit einer Auflösung von 1280 × 800 als ein Beispiel nehmend, liegt der Energieverbrauch des LCD-Panels und des Ansteuerkreises näherungsweise zwischen 1000 mW und 2000 mW. Andererseits liegt der Energieverbrauch des Hintergrundbeleuchtungsmoduls näherungsweise zwischen 2000 mW und 3000 mW. Weiterhin liegt der Energieverbrauch einer mittelformatigen oder kleinformatigen Vorrichtung wie etwa einem Handy, einem Tablet-PC oder einem E-Book näherungsweise zwischen 200 mW und 500 mW. Obwohl der Energieverbrauch des Hintergrundbeleuchtungsmoduls größtenteils vermieden bzw. umgangen werden kann, ist es immer noch schwer den Energieverbrauch des Systemabsturzes bzw. des Endsystems, des Anzeige-Panels und des Ansteuerkreises zu vermindern.
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Obwohl eine auf den Ansteuerkreis gerichtete Polarisationsinversionsbetriebsmethode, z. B. eine Reiheninversionsbetriebsmethode oder eine Rahmen- bzw. Bildinversionsbetriebsmethode, in dieser Industrie vorgeschlagen wurde und eine auf das Hintergrundbeleuchtungsmodul gerichtete Bereichsabtastungshintergrundbeleuchtungsmethode vorgeschlagen wurde, haben die obigen Methoden begrenzte Effekte. Daher sind jene in der Industrie bemüht eine LCD-Vorrichtung, die einem stabilen Anzeigeeffekt und geringen Energieverbrauch aufweist, und ein Verfahren davon zu finden.
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Bei einem Anzeigerahmenzyklus zwischen zwei Anzeigesignalaktualisierungen können die Potentialstufen der Speicherkapazitäten in der LCD-Vorrichtung allmählich mit der Zeit abnehmen, was in der Transmissionsvarianz bzw. Durchlässigkeitsgradvarianz des LCD-Panles resultiert. Zum Beispiel erhöht sich in einem normal weißen Modus die Durchlässigkeit bzw. der Durchlässigkeitsgrad mit der Zeit und vermindert sich in einem normal schwarzen Modus der Durchlässigkeitsgrad mit der Zeit, was wahrscheinlich in der inkonsistenten oder instabilen Anzeigehelligkeit/Leuchtdichte in einem Anzeigerahmenzyklus resultiert und weiterhin die Blinzel- und Bildschirmflackerphänomene verursacht. Insbesondere bei geringen Bildwiederholungsraten ist der Potentialstufendämpfungsgrad der Speicherkapazität offensichtlicher und folglich ist das Problem des Bildschirmflackerns massiv.
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Zusammenfassung
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es ein elektronisches Vorrichtungssystem bereitzustellen. Das elektronische Vorrichtungssystem umfasst wenigstens ein Register, eine Anzeigemodusberechnungseinheit, eine Anzeigevorrichtung und einen Regelkreis bzw. Steuerschaltung bzw. Steuerkreis. Das Register speichert Bildinformationen mit einer Dateneingabeaktualisierungsfrequenz. Die Anzeigemodusberechnungseinheit erzeugt ein Anzeigemodussteuerungssignal durch Berechnung basierend auf einer Bildeigenschafteinteilung bzw. einer Bildcharakteristik-Kategorisierung der Bildinformationen. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein Anzeige-Panel mit mehreren Pixeleinheiten. Der Steuerkreis steuert einen Anzeigemodus und Antriebs- bzw. Ansteuerungsmodus des Anzeige-Panels gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal, um weiterhin eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz des Anzeige-Panels gemäß einer Frequenzanpassungseinheit anzupassen.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es ein elektronisches Vorrichtungssystem bereitzustellen. Das elektronische Vorrichtungssystem umfasst wenigstens ein Register, eine Anzeigevorrichtung und einen Steuerkreis. Das Register speichert Bildinformationen mit einer Dateneingabeaktualisierungsfrequenz. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein Anzeige-Panel mit mehreren Pixeleinheiten und mehreren Speicherkapazitätseinheiten. Der Steuerkreis steuert einen Anzeigemodus und einen Antriebs- bzw. Ansteuerungsmodus des Anzeige-Panels und passt weiterhin ein Ansteuerungsverfahren bzw. Ansteuerungsverfahren und eine Steuerkreiskompensationsstruktur des Anzeige-Panels dynamisch an.
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Noch ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es ein elektronisches Vorrichtungssystem bereitzustellen. Das elektronische Vorrichtungssystem umfasst wenigstens ein Register, eine Anzeigevorrichtung und einen Steuerkreis. Das Register speichert Bildinformationen mit einer Dateneingabeaktualisierungsfrequenz. Die Anzeigevorrichtung umfasst ein Anzeige-Panel mit mehreren Pixeleinheiten und mehreren Speicherkapazitätseinheiten. Der Steuerkreis steuert einen Anzeigemodus und einen Antriebs- bzw. Ansteuerungsmodus des Anzeige-Panels und passt weiterhin ein Betriebskompensationsverfahren bzw. Ansteuerungskompensationsverfahren und Parameter des Anzeige-Panels dynamisch an.
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Es sollte verstanden werden, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft sind und vorgesehen sind, um eine weitere Erklärung der Offenbarung, wie sie beansprucht ist, bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die Offenbarung kann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen vollständiger verstanden werden, wobei wie folgt auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird:
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1A ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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1B ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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2 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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3A ist eine Ansicht von Pixeleinheiten der Anzeigevorrichtung von oben in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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3B ist eine Ansicht von Pixeleinheiten der Anzeigevorrichtung von oben in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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4 ist eine Ansicht von Pixeleinheiten von oben in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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5 ist ein Blockdiagramm eines Stromversorgungschips in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
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6 ist ein Diagramm, das die Moleküle des Flüssigkristalls darstellt;
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7 ist eine Grafik, die die Kurve der dielektrischen Koeffizienten bzw. der Dielektrizitätskoeffizienten ε//, ε⊥ und der Differenz Δε abhängig von bzw. betreffend der Frequenz darstellt;
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8 ist eine Grafik eines Ansteuerungsstroms bzw. Antriebsstroms unter unterschiedlichen Betriebsmoden und Anzeigemoden;
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9 ist eine Grafik von Längen von Ladungszeiten, die durch das Gate-Steuersignal unter unterschiedlichen Betriebsmoden und Anzeigemoden bestimmt werden.
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10 ist eine Grafik der Wellenform des Gate-Steuersignals, wenn ein dreistufiges Ansteuerungsverfahren verwendet wird; und
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11 ist eine Grafik, die die Menge an Spannung darstellt, die kompensiert werden muss, wenn das dreistufige Ansteuerungsverfahren verwendet wird.
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Detaillierte Beschreibung
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Nun wird detailliert Bezug auf die vorliegenden Ausführungsformen der Offenbarung genommen, deren Beispiele in den begleitenden Zeichnungen gezeigt werden. Wo immer es möglich ist, werden in den Zeichnungen und der Beschreibung gleiche Bezugszeichen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen.
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1A ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems 1 in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das elektronische Vorrichtungssystem 1 umfasst einen Host 10 und eine Anzeigevorrichtung 12. Das elektronische Vorrichtungssystem 1 kann ein zusammengesetztes bzw. ein Verbundspersonalcomputersystem, eine elektronische Handvorrichtung bzw. Plamtop-Vorrichtung, eine Digitalkamera, ein digitaler Rahmen, ein MP3-Spieler oder eine MP4-Spieler sein. Der Host 10 umfasst ein Register 100, eine Frequenzanpassungseinheit 102 und einen Steuerkreis 104. Die Anzeigevorrichtung 12 umfasst einen Ansteuerschaltung bzw. bzw. Treiberschaltung bzw. Ansteuerkreis 120 und ein Anzeige-Panel 122.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann das Register 100 ein Speicher in dem Host 10 sein, um Bildinformationen zu empfangen bzw. zu erhalten und die Bildinformationen, die eine Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in aufweisen, zu speichern. Der Host 10 kann weiterhin eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder eine Zeitsteuerung bzw. einen Timing-Controller umfassen, um die Bildinformationen zu dem Register 100 zu übertragen. Die Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in umfasst zwei oder mehr als zwei Werte. In einer Ausführungsform kann die Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in eine Basisfrequenz und Frequenzwerte, die ein N-faches der Basisfrequenz sind, sein, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Zum Beispiel kann ein übliches Anzeige-Panel die Bildinformationen mit einer Dateneingabeaktualisierungsfrequenz von 60 Hz oder einer Dateneingabeaktualisierungsfrequenz in einem Wertebereich von 55 Hz bis 85 Hz empfangen und die Bildinformationen anzeigen. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Anzeigevorrichtung 12 die Bildinformationen mit der Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in von einer Basisfrequenz 60 Hz und Frequenzwerten, die ein N-faches der Basisfrequenz sind, wie etwa 120 Hz oder 240 Hz empfangen. Es sei angemerkt, dass die Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in in einem Wertebereich von +10% und –10% des Werts unter dem Mehrfrequenzmodus sein kann. In einer Ausführungsform kann die Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in durch die folgende Gleichung repräsentiert werden: f_in = 60·N, wobei N eine positive ganze Zahl ist. Zum Beispiel kann die Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in 120 Hz, 180 Hz, 240 Hz oder 480 Hz sein (umfassend den Wertebereich von +10% und –10% dieser Werte). Der Mehrfrequenzmodus kann in den Anwendungen, wie etwa 3D-TV, 3D Spielen oder schneller Flüssigkristallanzeige verwendet werden, um die Bildinformationen zu empfangen, die eine höhere Frequenz haben und es auf dem Anzeige-Panel 122 anzuzeigen.
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Das Register 100 ist mit dem Ansteuerkreis 120 und der Frequenzanpassungseinheit 102 gekoppelt. Der Ansteuerkreis 120 zeigt die Bildinformationen auf dem Anzeige-Panel 122 an. Der Steuerkreis 104 ist mit dem Ansteuerkreis 120 und auch mit der Frequenzanpassungseinheit 102 gekoppelt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Steuerkreis 104 ein Mikro-Controller des Hosts 10.
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Es sei angemerkt, dass der Ansteuerkreis 120 der vorliegenden Ausführungsform keine feste Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out verwendet. Der Ansteuerkreis 120 der vorliegenden Ausführungsform gleicht eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out an, die dynamisch angepasst werden kann, gemäß der Frequenzanpassungseinheit 102, basierend auf einer Bildeigenschaftseinteilung der Bildinformationen, so dass der Ansteuerkreis 129 das Anzeige-Panel 1222 mit einer Energiesparstrategie betreiben bzw. antreiben bzw. ansteuern kann. Daher umfasst die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out zwei oder mehr als zwei Werte.
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Die Anzeigeanpassungseinheit 102 erzeugt ein Anzeigemodussteuerungssignal durch Berechnung basierend auf der Dateneingabeaktualisierungsfrequenz f_in und der Bildeigenschaftseinteilung der Bildinformationen. Der Steuerkreis 104 steuert weiterhin einen Anzeigemodus und einen Ansteuerungsmodus des Anzeige-Panels 122 gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal, um weiterhin die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out des Anzeige-Panels 122 gemäß der Frequenzanpassungseinheit 102 anzupassen.
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Die Bildeigenschaftseinteilung umfasst wenigstens ein Bewegungsbild (z. B. die Bilder von Filmen, Animationen oder Sportspielen bzw. Sportpartien), ein Zeitlupenbild (z. B. die Bilder von ökologischer Fotografie oder Abziehanzeigen bzw. Abziehwerbung bzw. Peel-Away-Ads), ein Standbild (z. B. Bilder von Abbildungen, Fotos oder Print-Anzeigen) oder einen Textmodus. Die Frequenzanpassungseinheit 102 kann das Anzeigemodussteuerungssignal gemäß der entsprechenden Bildeigenschaftseinteilung erzeugen. Zum Beispiel kann die Frequenzanpassungseinheit 102 die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out auf einer hohen Stufe (z. B. 60 Hz) beibehalten oder zu einer höheren Stufe unter dem Mehrfrequenzmodus schalten, um die Anforderungen von Anwendungen, wie etwa 3D-TV, 3D-Spielen oder schnellen Flüssigkristallanzeigen (z. B. 120 Hz, 180 Hz, 240 Hz oder 480 Hz und den Werten in dem Wertebereich von +10% und –10% dieser Werte) zu erfüllen. Eine tiefere Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out, wie etwa 20 Hz oder 15 Hz, kann verwendet werden wenn das Zeitlupenbild präsentiert wird. Wenn die Bildinformationen Standbilder enthalten, kann die Frequenzanpassungseinheit 102 die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out weiterhin zu einer sehr tiefen Stufe anpassen, wie etwa 5 Hz, 3 Hz oder 0,3 Hz. Jedoch sind die obigen Beschreibungen nur ein Beispiel. Falls Energiesparen die Hauptstrategie ist, ist es möglich die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out zu einer sehr tiefen Stufe zu schalten, auch wenn die Bewegungsbilder präsentiert werden. In einer Ausführungsform wird der Tieffrequenzmodus verwendet, wenn die Zeitlupenbilder oder die Standbilder präsentiert werden oder wenn Energiesparen die Hauptstrategie ist. Die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out im Tieffrequenzmodus kann innerhalb eines Wertebereichs von +10% und –10% der Werte liegen, das ist 1/P mal der Dateneingabeaktualisierungsfrequenz unter einem Tieffrequenzmodus, wobei P eine positive ganze Zahl ist.
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Wie oben beschrieben kann die Frequenzanpassungseinheit 102 zwei Gruppen (hoch/tief), drei Gruppen (hoch/mittel/tief) oder mehr als drei Gruppen von Anzeigeaktualisierungsfrequenzen bereitstellen. In einer Ausführungsform kann die Frequenzanpassungseinheit 102 eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz, die tiefer als 20 Hz ist, bereitstellen. In einer anderen Ausführungsform kann die Frequenzanpassungseinheit 102 eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz, die tiefer als 5 Hz ist, bereitstellen. In noch einer anderen Ausführungsform kann die Frequenzanpassungseinheit 102 eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz, die tiefer als 1 Hz ist, bereitstellen.
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Außerdem weisen die Bildinformationen weiterhin eine Bildeigenschaftsuntereinteilung auf, die einen Vollfarbmodus, einen Bildmodus, einen Textmodus und einen Einzelfarbenmodus umfasst. Die Frequenzanpassungseinheit 102 kann die Bildeigenschaftseinteilung und die Bildeigenschaftsuntereinteilung berücksichtigen, um ein geeignetes Anzeigemodussteuerungssignal zu erzeugen.
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Zum Beispiel können das Bewegungsbild, das Zeitlupenbild und das Standbild weiterhin in den Vollfarbmodus, den Bildmodus, den Textmodus und den Einzelfarbmodus eingeteilt werden. Mit anderen Worten können das Bewegungsbild, das Zeitlupenbild und das Standbild weiterhin in, aber nicht beschränkt auf, wenigstens vier Typen von Bildern, wie etwa Vollfarbbild, Vollfarbtext, Einzelfarbbild und Einzelfarbtext, eingeteilt werden.
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Es sei angemerkt, dass die Frequenzanpassungseinheit 102 auch direkt ein Bild bereitstellen kann, das eine Anzeigeaktualisierungsfrequenz aufweist, die tiefer oder gleich 30 Hz ist, gemäß den oben beschriebenen Bildinformationen ohne irgendwelche Anpassungen.
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1B ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems 1 in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der vorliegenden Ausführungsform werden das Register 100, die Frequenzanpassungseinheit 102, der Steuerkreis 104, der Ansteuerkreis 120 und das Anzeige-Panel 122 in der Anzeigevorrichtung 12 angeordnet. Daher kann der oben beschriebene dynamische Anpassungsmechanismus in der Anzeigevorrichtung umgesetzt werden. Der dynamische Anpassungsmechanismus in der vorliegenden Ausführungsform kann aktiv ausgeführt werden, was sich von der Architektur, die in 1A gezeigt ist, unterscheidet. In dem elektronischen Vorrichtungssystem 1, das in 1A dargestellt ist, wird der dynamische Anpassungsmechanismus auf dem Ansteuerkreis 120 durch den Steuerkreis 104 passiv ausgeführt, gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal, das von der Frequenzanpassungseinheit 102 übertragen wird.
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Die Elemente in der Anzeigevorrichtung 100 sind nicht durch die in 1A und 1B gezeigten Elemente beschränkt. Es sei angemerkt, dass in unterschiedlichen Ausführungsformen das Anzeige-Panel der Anzeigevorrichtung 100 ein Flüssigkristall-Anzeige-Panel, ein elektrophoretisches Anzeige-Panel, ein Elektrodenbenetzungs-Anzeige-Panel oder ein OLED-Anzeige-Panel sein kann. Nimmt man das Flüssigkristall-Anzeige-Panel als ein Beispiel kann die Anzeigevorrichtung 100 weiterhin einen Timing-Controller-Kreis oder eine Einzelempfangsschnittstelle umfassen.
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2 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Vorrichtungssystems 1 in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Frequenzanpassungseinheit 102 nicht in dem elektronischen Vorrichtungssystem 1 präsentiert. Folglich, nachdem das Register 100 die Bildinformationen empfängt, kann der Steuerkreis 104 den Ansteuerkreis 120 steuern, um das Anzeige-Panel 1222 zu betreiben, um direkt einen Anzeigerahmen mit einer Anzeigeaktualisierungsfrequenz auszugeben, die tiefer oder gleich 30 Hz ist.
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3A ist eine Ansicht von Pixeleinheiten 30 der Anzeigevorrichtung 12 von oben in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Nimmt man das Flüssigkristall-Anzeige-Panel als ein Beispiel umfasst das Anzeige-Panel 122 mehrere Pixeleinheiten 30 (z. B. 1024·768 Pixeleinheiten). Jede der Pixeleinheiten 30 umfasst einen Flüssigkristallkondensator Clc und der Ansteuerkreis 120 umfasst mehrere Speicherkondensatoreinheiten Cst, wobei jede dem Flüssigkristallkondensator Clc von einer Pixeleinheit 30 entspricht. Im Allgemeinen repräsentiert die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc den Inhalt des Anzeigesignals. Die Speicherkondensatoreinheit Cst ist parallel mit dem Flüssigkristallkondensator verbunden, wobei die Speicherkondensatoreinheit Cst verwendet wird, um die Spannungsstufe des Anzeigesignals beizubehalten. Wenn die Anzeigeaktualisierungsfrequenz verringert wird, wird die Aktualisierungsperiode des Kondensators länger. Der Flüssigkristallkondensator Clc könnte nicht dazu in der Lage sein die Spannung für solch eine lange Zeit beizubehalten. Jedoch ist die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst der vorliegenden Offenbarung weit größer als die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc, so dass die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beibehalten werden kann. In einer Ausführungsform ist die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst das Zehnfache oder sogar das Fünfzigfache der Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc. Daher kann die Fähigkeit des Spannungsstufenbeibehaltens des Anzeigesignals erhöht werden.
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4 ist eine Ansicht von Pixeleinheiten 40 von oben in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst jede der Speicherkondensatoreinheiten Cst der Pixeleinheiten 40 weiterhin mehrere Speicherkondensatorblöcke Cst1, Cst2 und Cst3. Die Verbindungsform der Speicherkondensatorblöcke Cst1, Cst2 und Cst3 kann gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal angepasst werden, um den effektiven Kapazitätswert der Speicherkondensatoreinheiten Cst zu modifizieren. Die Verbindungsform der Speicherkondensatorblöcke Cst1, Cst2 und Cst3 wird durch anordnen der Schalter 400, 402 und der Steuerungssignalleitungen G1 und G2 angepasst, so dass der effektive Kapazitätswert der Speicherkondensatoreinheiten Cst gemäß der Änderung des Ansteuerungsmodus oder des Anzeigemodus (z. B. die Variation der oben beschriebenen Anzeigeerneuerungsfrequenz) oder gemäß einer tiefen Anzeigeaktualisierungsfrequenz modifiziert werden kann. Der Steuerungsmechanismus der Schalter 400 und 402 kann gemäß jeder der Scan-Leitungen erreicht werden, so dass die Kapazität jeder der Speicherkondensatoreinheiten Cst der Pixeleinheiten 40 getrennt modifiziert werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst der Pixeleinheiten 40 zusammen modifiziert werden.
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Zum Beispiel, falls die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out des Ansteuerkreises 120 bei einer hohen Stufe gemäß dem Anzeigemodussteuerungssignal beibehalten wird, wird nur ein Teil der Speicherkondensatoreinheiten Cst (wie etwa die Speicherkondensatorblöcke Cst1) benötigt, um verwendet zu werden die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beizubehalten. Jedoch, wenn die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out stark vermindert wird, können alle Teile der Speicherkondensatoreinheiten Cst (die Speicherkondensatorblöcke Cst1, Cst2, Cst3) verwendet werden, um die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst zu erhöhen, um die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beizubehalten, der eine längere Aktualisierungsperiode aufweist.
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In anderen Ausführungsformen kann die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst gemäß dem Typ der Lichtquelle (z. B. ein durchdringender Typ oder ein reflektierender Typ einer Lichtquelle) der Anzeigevorrichtung 12 oder dem Anzeigemodus (z. B. ein bistabiler Modus, ein multistabiler Modus oder ein anderer Flüssigphasen-Modus bzw. ein Modus unterschiedlicher Flüssigphasen) der Anzeigevorrichtung 12 modifiziert werden.
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Es sei auch angemerkt, dass die oben beschriebenen Speicherkondensatoreinheiten Cst auf unterschiedliche Arten von Anzeigevorrichtungen, wie etwa ein TFT-Flüssigkristallanzeige-Panel, ein elektrophoretisches Anzeige-Panel, ein Elektrodenbenetzungs-Anzeige-Panel, ein Oxid-TFT-Flüssigkristallanzeige-Panel oder einem Flüssigkristall-auf-Si-Wafer-Anzeige-Panel angewendet werden können.
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Der Ansteuerkreis 120 kann unterschiedliche Ansteuerungsverfahren und unterschiedliche Mengen an Betriebsstrom bzw. Ansteuerungsstrom Id verwenden, um die Bildinformationen auf dem Anzeige-Panel 122 gemäß unterschiedlichen Anzeigemodi, unterschiedlichen Anzeigeaktualisierungsfrequenzen, unterschiedlichen Kapazitäten der Speicherkondensatoreinheiten Cst und unterschiedlichen Betriebsmodi anzuzeigen.
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Um die Bildinformationen auf dem Anzeige-Panel 122 anzuzeigen, schaltet der Ansteuerkreis 120 das Gate der Pixeleinheiten 122 unter Verwendung des Gatesteuersignals Vg gemäß der Anzeigeaktualisierungsfrequenz nacheinander in jeder Reihe an und lädt die Pixeleinheiten 122 mit dem Ansteuerungsstrom Id, wobei der Ansteuerungsstrom Id durch Ändern einer Anzahl von Stromversorgungspins und/oder einem Stromverzweigungskreis eines Ansteuerkreises der Anzeigevorrichtung angepasst werden kann.
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5 ist ein Blockdiagramm eines Stromversorgungschips 5 in einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Der Stromversorgungschip 5 kann in dem Ansteuerkreis, wie etwa einem Source-Treiber oder einem Gate-Treiber angeordnet sein oder kann in dem Timing-Controller angeordnet sein. Der Stromversorgungschip 5 umfasst mehrere Stromversorgungspins 50. Ein Stromversorgungspin 50 kann einen Ansteuerungsstrom mit einem Stromwert von I bereitstellen. Die Menge an Strom, die durch jeden der Stromversorgungspins 50 bereitgestellt wird, hat eine obere Grenze. Daher kann der Ansteuerungsstrom durch zwei oder mehr als zwei Stromversorgungspins 50 bereitgestellt werden, um den Ansteuerungsstrom mit einem Stromwert von 2I, 3I, 4I, etc. bereitzustellen. Der Ansteuerungsstrom kann an die Scan-Leitungen oder die Datenleitungen übertragen werden und kann weiterhin dem Anzeige-Panel 122 bereitgestellt werden. Außerdem kann ein Stromverzweigungskreis 52 (z. B. eine Kombination von Widerständen) angeordnet werden, um mit den Stromversorgungspins 50 verbunden zu sein, so dass der Ansteuerungsstrom Id, der kein ganzzahliges Vielfaches von I ist (z. B. (3/2)·I oder (5/4)·I), bereitgestellt werden kann. Zum Beispiel stellt jeder der drei Stromversorgungspins 50 des Stromversorgungschips 5, der in 5 dargestellt ist, einen Teil des Ansteuerungsstroms mit einem Stromwert von I bereit, wobei einer der Stromversorgungspins 50, der nicht zu den drei Stromversorgungspins 50 gehört, einen anderen Teil des Ansteuerungsstroms mit einem Stromwert von (1/2)·I bereitstellt. Folglich können die vier Stromversorgungspins 50 einen Ansteuerungsstrom mit einem Gesamtstromwert von (7/2)·I bereitstellen.
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6 ist ein Diagramm, das die Moleküle des Flüssigkristalls darstellt, wobei die linke Seite des Diagramms die Moleküle darstellt wenn ihre Längsachsen parallel zu dem elektrischen Feld sind und die rechte Seite des Diagramms die Moleküle darstellt wenn ihre Längsachsen vertikal zu dem elektrischen Feld sind. Wenn die Längsachsen der Moleküle des Flüssigkristalls parallel zu dem elektrischen Feld sind, ist der Dielektrizitätskoeffizient der Moleküle ε//. Wenn die Längsachsen der Moleküle des Flüssigkristalls vertikal zu dem elektrischen Feld sind, ist der Dielektrizitätskoeffizient der Moleküle ε⊥. Die Beziehung der effektiven Kapazität der Moleküle des Flüssigkristalls und dem elektrischen Feld kann als die unten gezeigte Funktion ausgedrückt werden: C = εrε0·(A/d)
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Folglich, falls die Kapazität C// die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc ist, wenn die Moleküle des Flüssigkristalls parallel zu dem elektrischen Feld sind, kann es ausgedrückt werden als die unten gezeigte Funktion: C// = ε//ε0·(A/d)
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Andererseits, falls die Kapazität C⊥ die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc ist, wenn die Moleküle des Flüssigkristalls vertikal zu dem elektrischen Feld sind, kann es ausgedrückt werden als die unten gezeigte Funktion: C⊥ = ε⊥ε0·(A/d)
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Die Kapazitäten C|| und C⊥ und die Dielektrizitätskoeffizienten ε// und ε⊥ sind die Funktionen der Frequenz: C// = C//(f); C⊥ = C⊥(f) ε// = ε//(f); ε⊥ = ε⊥(f)
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7 ist eine Grafik, die die Kurve der Dielektrizitätskoeffizienten ε//, ε⊥ und der Differenz Δε (d. h. die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristalls) abhängig von der Frequenz darstellt. Nimmt man den Flüssigkristall vom positiven Typ (Δε > 0) als Beispiel, ist die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristalls positiv, wenn die Frequenz niedrig ist und die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristalls wird negativ, wenn die Frequenz hoch ist. Die Frequenz, die die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristalls von positiv zu negativ durchquert, heißt die Übergangsfrequenz fc, wobei die Übergangsfrequenz fc von der Struktur des Moleküls des Flüssigkristalls und der Eigenschaft der Dipolorientierung abhängig bzw. verwandt ist. Die Beziehung zwischen der dielektrischen Anisotropie und der Frequenz kann verwendet werden, um die Orientierung des Moleküls des Flüssigkristalls zu steuern.
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Wenn ein elektrisches Feld E(V), das von einer Spannung V erzeugt wird, auf das Molekül des Flüssigkristalls angewendet wird, wird das Molekül des Flüssigkristalls gemäß der Richtung des elektrischen Felds umgeordnet. Die Anordnung des Moleküls kann durch eine Richtungsfunktion ausgedrückt werden: n = n(x, y, z, E(V)) und die elektrische Verschiebung des Moleküls in dem elektrischen Feld kann ausgedrückt werden als D = ε·E(V)
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Die effektive Kapazität C des Flüssigkristallkondensators Clc kann weiterhin ausgedrückt werden als: C = C(f, E(V)) oder C = C(f, ε·E(V))
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Folglich ist es bekannt, dass die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc stark von der Frequenz abhängt. Wenn sich die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out ändert, ändern sich auch die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc und ihr Dielektrizitätskoeffizient ε. In einer Ausführungsform wird Anzeigeaktualisierungsfrequenz f_out des Anzeige-Panels 122 während einem Tieffrequenzmodus stark vermindert. Die Aktualisierungsperiode des Flüssigkristallkondensators Clc wird daher länger und die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc wird höher. In einer anderen Ausführungsform sind die Anordnung und die Eigenschaft des Moleküls des Flüssigkristalls abhängig von der Temperatur der Umwelt, in der das Molekül des Flüssigkristalls verbleibt. Das elektronische Vorrichtungssystem 1 in Umwelten in Betrieb sein, die zwei oder zwei Arten von Temperaturen aufweisen. Daher wird die Kapazität des Flüssigkristallkondensators Clc gemäß der Temperatur oder dem Druck der Umwelt variiert, in der das Anzeige-Panel 120 verbleibt.
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Um die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc unter unterschiedlichen Frequenzmodi, unterschiedlichen Temperaturen und unterschiedlichen Drücken beizubehalten, kann die Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst durch Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens angepasst werden. Der Ansteuerungsstrom Id kann erhöht werden, um die Speicherkondensatoreinheiten Cst mit einem größeren Stromwert zu laden und auch die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beizubehalten. Wie in 8 dargestellt, kann der Ansteuerungsstrom Ifl, der unter dem Tieffrequenzmodus (fl) erzeugt wird oder, der erzeugt wird, wenn eine tiefe Anzeigeaktualisierungsfrequenz direkt ausgegeben wird, zu einem Stromwert angepasst werden, der höher als der Ansteuerungsstrom Ifh ist, der unter dem Hochfrequenzmodus (fh) erzeugt wird. Der Ansteuerungsstrom wird gemäß der Variation der Anzeigeaktualisierungsfrequenz und der Kapazität der Speicherkondensatoreinheiten Cst in den oben beschriebenen Ausführungsformen angepasst. Jedoch kann der Ansteuerungsstrom Id in anderen Ausführungsformen gemäß unterschiedlicher Betriebsmodi, die von unterschiedlichen Temperaturen oder unterschiedlichen Anzeigemodi abhängen, angepasst werden.
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Gleichermaßen kann der Ansteuerkreis 120 die Länge der Ladungszeit unter Verwendung des Gate-Steuersignals Vg gemäß unterschiedlicher Anzeigemodi, unterschiedlicher Anzeigeaktualisierungsfrequenzen, unterschiedlicher Kapazitäten der Speicherkondensatoreinheiten Cst und unterschiedlicher Ansteuerungsverfahren steuern. In einer Ausführungsform wird die Anzeigeaktualisierungsfrequenz f2 des Anzeige-Panels 122 unter dem Tieffrequenzmodus, der durch die Frequenzanpassungseinheit 102 bereitgestellt wird, oder, wenn eine tiefe Anzeigeaktualisierungsfrequenz direkt ausgegeben wird, stark vermindert. Daher wird die Aktualisierungsperiode des Flüssigkristallkondensators Clc länger. Um die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beizubehalten, kann die Kapazität der Speicherkondensatoreinheit Cst durch Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens angepasst werden. Außerdem kann die Länge der Ladungszeit durch Ändern der Anschaltzeit des Gate-Steuersignals Vg angepasst werden, um die Speicherkondensatoreinheit Cst mit einer längeren Ladungszeit in der gleichen Periode zu laden, um die Spannungsstufe des Flüssigkristallkondensators Clc beizubehalten. Wie in 9 gezeigt, kann die Länge der Ladungszeit Tfl unter dem Tieffrequenzmodus (fl) angepasst werden, um länger als die Ladungszeit Tfh des Hochfrequenzmodus (fh) zu sein.
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Es sei angemerkt, dass der Ansteuerungsstrom und die Länge der Ladungszeit zur gleichen Zeit angepasst werden können, um das beste Anzeigeergebnis zu erreichen.
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In einer Ausführungsform kann der Ansteuerkreis 120 unterschiedliche Ansteuerkreiskompensationsverfahren und Parameter verwenden, um die Speicherkondensatoreinheit Cst gemäß unterschiedlicher Anzeigemodi, unterschiedlicher Anzeigeaktualisierungsfrequenzen, unterschiedlicher Kapazitäten der Speicherkondensatoreinheit Cst und unterschiedlicher Ansteuerungsverfahren zu laden. 10 ist eine Grafik der Wellenform des Gate-Steuersignals, wenn ein dreistufiges Ansteuerungsverfahren verwendet wird. 11 ist eine Grafik, die die Menge an Spannung ΔVp darstellt, die kompensiert werden muss, wenn das dreistufige Ansteuerungsverfahren verwendet wird. Die Kapazitäten des Flüssigkristallkondensators Clc und der Speicherkondensatoreinheit Cst ändern sich, wenn unterschiedliche Anzeigeaktualisierungsfrequenzen präsentiert werden. Weiterhin wird sich die Weiterleitungsspannung bzw. die Feed-Through-Spannung, die aufgrund des Kopplungseffekts der Kondensatoren erzeugt wird, auch ändern. Daher ändert sich auch die Spannung ΔVp, die kompensiert werden muss. Zum Beispiel, wenn die Frequenzanpassungseinheit 102 im Tieffrequenzmodus ist oder wenn eine tiefe Anzeigeaktualisierungsfrequenz direkt ausgegeben wird, werden die Kapazitäten des Flüssigkristallkondensators Clc und der Speicherkondensatoreinheit Cst größer, so dass die Spannung ΔVp, die kompensiert werden muss, auch größer wird.
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In einer Ausführungsform können das Ansteuerungskompensationsverfahren und Parameter durch Erzeugen einer Pull-Down-Kompensationsspannung Vge angepasst werden, wie in 10 gezeigt wird. Die Pull-Down-Kompensationsspannung Vge wird an dem Gate-Steuersignal Vg an der n-1-ten Reihe der Pixel angewendet, um die Spannung der n-ten Reihe der Pixel zu kompensieren. Die Wellenform der Betriebsspannung (d. h. die Weite, die Spannungsdifferenz, die Höhe, die Steigung der Tangentenlinie oder ein Timing der Betriebsspannung) kann auch angepasst werden. In anderen Ausführungsformen werden das Ansteuerungskompensationsverfahren und Parameter des Anzeige-Panels gemäß mehrerer eingebauter Gamma-Kurven und mehrerer Gammaparameter angepasst. In einigen Ausführungsformen werden das Ansteuerungskompensationsverfahren und Parameter des Anzeige-Panels gemäß durch Ändern einer Anfangsspannung des Flüssigkristalls, einer Ausrichtungspannung bzw. Turning-Spannung bzw. Drehspannung des Flüssigkristalls oder einer Schwellenwertspannung der Transistoren angepasst.
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Der Ansteuerkreis 120 der Ausführungsform, die in 3A gezeigt ist, verwendet einen a-Si-TFT(Dünnschichttransistor) oder einen Oxid-TFT mit einer Doppel-Gate-Struktur 142, um den Fehlerstrom des Ansteuerkreises 120 zu vermindern, wobei der Tieffehlerstrom bzw. der tiefe Fehlerstrom vorteilhaft für die Beibehaltung der Spannung des Anzeigesignals ist. Die Doppel-Gate-Struktur 142 kann ein Doppel-Gate-TFT oder ein Doppel-Gate-TFT mit einem leicht dotierten Drain sein. In einer Ausführungsform ist ein Aus-Zustand-Fehlerstrom des Ansteuerkreises kleiner als oder gleich 10–13 A. In einer anderen Ausführungsform ist der Aus-Zustand-Fehlerstrom des Ansteuerkreises kleiner als oder gleich 10–14 A.
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In einer anderen Ausführungsform umfasst der Ansteuerkreis Einzel-Gate oder eine Doppel-Gate-Struktur 142', wie etwa a-Si-TFT oder Oxid-TFT, entsprechend einer der Pixeleinheiten, wie in 3B gezeigt. Das Oxid-TFT stellt her bzw. wird hergestellt unter Verwendung von a-IGZO (amorphes Indium-Gallium-Zink-Oxid) anstatt Si, das in einem a-Si-TFT angeglichen bzw. angewendet wird. Die Vorteile von Oxid-TFT sind, dass eine reduzierte Anzahl an Masken während des Herstellungsprozesses verwendet wird und die Kosten des Oxid-TFT sind tiefer als die des Tieftemperatur-Polysilizium(LTPS)-TFT. Weiterhin weist das Oxid-TFT exzellente Einheitlichkeit und Oberflächenflachheit auf und kann in der Herstellung des Substrats in der Fabrikationslinie der fünften Generation verwendet werden. In einer Ausführungsform kann auch das organische TFT angewendet werden. Die hohe Feldeffektmobilität und der große Einschaltstrom bzw. An-Strom des organischen TFT können den Ladungsprozess beschleunigen, da sein An-Strom größer als der herkömmlicher TFTs ist. Außerdem kann das organische TFT den Aus-Zustand-Fehlerstrom des Ansteuerkreises kleiner als oder gleich 10–12 A machen. In einer anderen Ausführungsform kann der Aus-Zustand-Fehlerstrom des Ansteuerkreises kleiner als oder gleich 1013 A sein.
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Es gibt viele Typen von Flüssigkristallanzeigen, wie etwa a-Si-TFT, LPTS-TFT, u-Si-TFT und Oxid-TFT, wobei a-Si-TFT die beliebteste Technologie ist. Verglichen mit LTPS-TFT ist der Herstellungsprozess von a-Si-TFT kürzer, die Kosten von a-Si-TFT sind tiefer und die Produktionskapazität von a-Si-TFT sind größer. Obwohl die Zuverlässigkeit von LTPS-TFT höher als die von a-Si-TFT ist, ist der Fehlerstrom von LTPS-TFT größer als der von a-Si-TFT. Daher kann LTPS-TFT keine Energie sparen. Es gibt viele Hersteller, die beginnen neue Technologie zu entwickeln, um den Mura-Effekt zu verringern, der aufgrund der ungleichmäßigen Kristallisation von Si erzeugt wird, und gleichzeitig die Elektronenmobilität des TFT zu erhöhen, um den Herstellungsprozess weiterhin zu beschleunigen und die Kosten zu vermindern.
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Sowohl u-Si-TFT als auch Oxid-TFT weisen höhere Elektronenmobilität und geringeren Fehlerstrom als a-Si-TFT auf. Die dLTA (thermische Diodenlaserglühbehandlung) wird in dem Herstellungsprozess von u-Si-TFT und Oxid-TFT verwendet, wobei ein Abtastprozess, der Infrarotlaser mit einer Wellenlänge von 800 nm und einer Geschwindigkeit von 150 nm/s, angewendet wird, um die Kristallisation von Si zu erreichen. Der TFT, der gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, weist eine Elektronenmobilität von 0–10 cm2/Vs auf. Das experimentelle Ergebnis zeigt, dass die Elektronenmobilität etwa 3,1 cm2/Vs ist.
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Daher weisen die Strukturen von Doppel-Gate-TFT und Doppel-TFTs eine bessere Leistung auf, als die Struktur von Einzel-Gate-TFT. Weiterhin weisen die Substrate, die durch u-Si-TFT und Oxid-TFT gebildet werden, eine bessere Leistung auf, als das Substrat, das durch a-Si-TFT gebildet wird.
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In einer Ausführungsform kann ein Reiheninversionsansteuerungsverfahren oder Rahmeninversionsbetriebsverfahren auf den Ansteuerkreis 120 angewendet werden.
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Die vorliegende Offenbarung offenbart eine elektronische Vorrichtungsvorrichtung mit einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die fähig ist die Anzeigeaktualisierungsfrequenz dynamisch anzupassen, und den Pixeleinheiten, einen Ansteuerkreis mit Doppel-TFT, Einzel-Gate-TFT oder Doppel-Gate-TFT, wie etwa a-Si-TFT oder Oxid-TFT, verwenden. Die Kapazität des Speicherkondensators, der Ansteuerungsstrom, die Länge der Ladungszeit, die Ansteuerungskompensationsverfahren und Parameter der elektronischen Vorrichtungsvorrichtung können auch dynamisch angepasst werden. Weiterhin kann die Anzeigenaktualisierungsfrequenz der Anzeigevorrichtung gemäß der Bildeigenschaftseinteilung (z. B. Bewegungsbild, Standbild, Abbildung, Text, Zeitrafferbild oder Zeitlupenbild) der Bildinformationen angepasst werden, um den Energiesparmechanismus zu erreichen. Wenigstens zwei oder mehr als zwei Gruppen von Frequenzen werden in der Frequenzanpassungseinheit angeglichen.
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Es wird für Fachleute offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Variationen an der Struktur der vorliegenden Offenbarung vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich oder das Wesen der Offenbarung zu verlassen. Hinsichtlich des Vorhergehenden ist es beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung Modifikationen und Variationen dieser Erfindung überdeckt, falls sie in den Schutzbereich der folgenden Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.