TW578124B - Method and driver for reducing power consumption of an LCD panel in a standby mode - Google Patents

Description

578124 五、發明說明（l) 發明所屬之技術領域 本發明提供一種降低液晶面板損 指一種用來降低液晶面板於待、j率的方法，尤 法。 丹機換式時功率耗損的方 先前技術 液晶面板操作在正常模 比以及反應速度快的顯示畫 須傳送較高的電壓以及較快 較多的功率。一般功率的計 值，V為電壓值，f為頻率， 電壓值通常決定於該液晶面 則決定於解析度及一第一開 才貝耗’當該液晶面板進入待 電路使得該液晶面板以低灰 面’使得該資料線上傳送較 省功率的損耗。 式時，能夠提供全彩、高對 面’但是由於一資料線上必 ^頻率，相對的也需要損耗 算是用C V 2F + I sv，C為電容 而I為靜態電流，電容值及 板的大小及解析度，而頻率 關的性能。為了降低功率的 機模式時，可以藉由一内部 階數的方式顯示一靜態畫 低的電壓及較慢的頻率，節 款人::f圖一 A及圖一 B，圖一 A為習知將數位記憶體22 抑=二、驅動器丨〇之示意圖，圖一 B為圖一 A畫素驅動 ^ 1 2 ^的模擬電壓之示意圖。如圖—A所示，畫素驅動 裔匕3有一第一開關1 2、一儲存電容1 4以及一液晶電

578124 — 瞻 五、發明說明（2) I上的資料傳2 3制開啟第；：關1 2將-資料線18 並聯在—起，ίίΐ' 6,儲存電容U和液晶電容16 動器1〇另包含持液晶電容16的電壓穩定。畫素驅 丨關26連接至液晶ί;?6ΓΓίίι透過一第二開 關24連接至液晶k :::其f二端透過-第三開 |端則連接至一业的同一私。而液晶電容16的另一 (“ing)的電壓、，V⑽’該$同電麼Vc〇為一反轉 分別由一第—控—^關一及第三開關26的開啟及關閉 I晶面板操作在正常楛—控制線30來控制。當液 24，第二控制線3〇關;第二二f制’ 28關閉第二開關 將透過第一開關= f 26,資料線18上的資料 備模式時，液日^ /日日電谷16。當液晶面板進入預 j6中的資料為高電壓^預備模式時液晶電容 進入預備模式時，第一 ^如圖一 B所示，當液晶面板 液晶電容16内儲存$古f H 28會開啟第二開關24來將 者液晶面板進入待機=彳傳迗至數位記憶體22中，接 期，交互的開啟^ : ^ : Ϊ合共同電壓反轉週 得液晶電容16兩Si持3 f 26以及第二開關24,使 板顯示出一里查 ’、# 固定的壓差量，而使液晶面 的為1電壓、Τ則# Ϊ位記憶體22在預備模式時儲存 切換開啟以及丘π ^ ^第一開關24、第三開關26交互的 不具壓差，而#VCG約反轉，液晶電容16的兩端會 而使液曰曰面板顯示出一白畫面。使用數位記 $ 7頁 五、發明說明（3) 憶體2 2來儲存液晶電容 1 8上傳送的高頻電壓，的電壓，可以暫時停止資料線 到節省功率損耗之目的。 清參考圖二，囷-為 驅動器32之示意圖。^ j知將動態記憶體整合於晝素 仍使用相同的標號。如圖：：的”，圖中相同的元件 包含的第-開關12、儲存以me f驅動器 畫素驅動器3 2另白人一、© ’夜日日電谷1 6之外， 36、一第一連接門=擇開關34、一互補選擇開關 開關42。者该f開關、一第二連接開關40以及一仇址 啟第一 ^、ι ^曰面板操作在正常模式時，由掃描線20開 位址開關乜，一更新信號線44關閉第- 送至^存電容14一 ϊ接開關40，將資料線18上的資料傳 電5 一參考電壓線46上的資料傳送到液 擇開關34，Ϊ ί存電容Η儲存的為一低電壓，則關閉選 、 匕時液晶電容1 6便會維持住電壓。也就a ί位Ϊ Ho16的電屢決定於掃描線20開啟第一開關12 控制液晶電容16】^ ” ΐ ί f 〇f通脈衝的寬度來 時，掃圹结電壓。當液日日板操作在待機模式 f知描線20將關閉第一開關1 2及位址開關，争鉍 號線44開啟第一連接開繁一開關42更新偽 儲存電容“健存;;第貝關4〇。此時若 -連接開關38傳送至“二 578124

五、發明說明（4) 畫面。若儲存電容1 4儲存的為一低電壓，則會關閉選擇 開關3 4，而開啟互補選擇開關3 6，將共同電壓V CG禝過第 二連接開關4 0傳送至液晶電容1 6，液晶面板顯示出一白 畫面。如此一來，液晶面板操作在待機模式時，儲存電 容1 4就好比一個動態記憶體單元記錄著液晶電容丨6的電 壓，可以暫時停止資料線上傳送的高頻電壓，達到節省 功率損耗之目的。 由上述可知， 1 8上傳送較高的電 較多的功率，故在 晝素驅動器内部的 晶面板顯示白畫面 1 0由於將數位記憶 用的電晶體數目或 器1 0只適用於反射 而圖二的畫素驅動 壓’不符合小尺寸 發明内容 液晶面板操作在正 壓以及較快的頻率 液晶面板進入待機 記憶體單元來儲存 或黑畫面。然而， 體2 2整合於其中， k號線數可能會過 式或半反射半穿透 器32中之共同電壓 省電目的之應用。 常模式時，資料線 ，相對地也會損耗 模式後，利用加在 當時的電壓，使液 圖一的畫素驅動器 畫素驅動器1 0所使 多而使得畫素驅動 式的液晶面板中。 V c〇並非反轉的電 因此本發明之主要 面板於待機模式時功率 目的係提供一 耗損的方法， 種用來降低一液晶 以解決上述問題。

578124 五、發明說明（5) 本發明之 板於待機模式 個畫素驅動器 含一液晶電容 關。每一資料 個開關。該方 線，並開啟該 料線傳來之資 該信號線之資 號線傳來之資 之相對應的控 選擇電路，並 選擇電路依據 液晶電容。 實施方式 睛參考圖 動器5 2之示意 於儲存電容1 4 線1 8之間。畫 端係經由一第， 由—第四開關 含掃描線20用 申凊專利範圍提供一種用來降低一液晶面 時功率耗損的方法，該液晶面板包含複數 及複數個資料驅動器，每一畫素驅動器包 、一儲存電容、一選擇電路以及四個開 驅動器包含一位移暫存器、一比鲂考及數 法包含（a)將該信號線之資料傳至該^資料 第二開關，且關閉該第四開關，以將該資 料傳至該液晶電容及該儲存電容以及（以將 =傳至該比較器，使用該比較器比較該信 二及β亥參考電壓之大小並將該比較器輸出 號經由該資料線傳至該畫素驅動器之 ^ =该第四開關及關閉該第二開關以使該 ^工制信號輸出一相對應的顯示信號至該 ΐ: ϊΐϊίΤ:月畫素驅動器50及資料驅 第經由—第二開關54連接 素驅動器50另包ί = 資料 ;4:上8;=存電容“，•出端係經 來^3 π奋16。畫素驅動器50另包 控制第一開關12, -第二時脈62用來控 578124 五、發明說明（6) --- 制第二開關5 4、第三開關5 8以及第四開關6 〇。而第二開 關54及第四開關60為一互補的開關，也就是當第二^ ^ 54開啟時，第四開關60關閉，而第二開關5^閉^ :第 四開關6 0開啟。此外，儲存電容丨4及液晶電容丨6的接地 端連接於共同電壓VC〇M，共同電壓VcqM可以為一穩定的電壓 或一反轉（swing)的電壓，使用反轉的電壓只需較小的 值電壓即可達到相同的電壓差，達到節省功率之目的， 本實施例中的共同電壓VCg#反轉的電壓作為說明。本發 明資料驅動器52包含一比較器64之輸出端經由一第七門& 關66連接於資料線18,其輸入端經由一第八開關68連^ 於一第五開關7 0，而資料線1 8經由一第六開關7 2連接於 第五開關7 0。資料驅動器5 2另包含一第一時脈7 4用來控 制第六開關7 2、第七開關6 6及第八開關6 8，而第六開^ 7 2及第八開關6 8為一互補的開關，第七開關6 6及第八開 關68則為同時開啟，同時關閉。本發明液晶面板另包含 位移暫存器76(shift register)，用來控制第五開關 70 ’第五開關70連接於一訊號線78(video 1 ine)上，當 第五=關7 0開啟時，訊號線7 8上的資料會依據第一時脈 7 4的彳5號被傳至資料線1 8上或比較器6 4中。此外，圖三 中的比較器6 4及選擇電路5 6可以為任意一種電路結構， 但為I能使畫素驅動器5〇應用於穿透式液晶面板之中， 應儘1的減少選擇電路5 6所使用之電晶體的數目。 4 當液晶面板操作在正常模式時，資料驅動器5 2之第

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六，關72開啟，第七開關66及第八開關68關閉，畫素驅 動50之第一開關丨2及第二開關54開啟，第三開關58及 第四開關60關閉。於第五開關7〇開啟時，訊號線78上的 責料經由第六開關7 2傳送至資料線1 8，再由資料線1 8經 由第二開關1 2對儲存電容1 4及液晶電容丨6充電。當液晶 ，板操作在省電模式時，會先進入預備模式，資料驅動 器52之第六開關72關閉，第七開關66及第八開關68開 啟’畫素驅動器5 0之第一開關1 2、第三開關5 8及第四開 關6 0開啟’第二開關58關閉。於第五開關7〇開啟時，訊 號線=8上的資料經由第八開關6 8傳送至比較器6 4與一參 考，壓V⑽8 6作比較後輸出一控制信號，該控制信號經 由第七開關6 6傳送至資料線1 8，再經由第一開關丨2及第 二開關5 8傳送至選擇電路5 6及儲存電容14中，選擇電路 56依據該控制信號經由第四開關6〇輸出一相對應的顯示 信號至液晶電容16。參考電壓v5n 86為一 5〇%穿透率的畫 素電壓’若訊號線78之電壓高於參考電壓v5G% 86，選擇 電路5 6依據該控制信號輸出一反向共同電壓χν 9 〇使液 晶電容1 6兩端為一高電壓而控制液晶面板顯示黑畫面， 反向共同電壓XV c〇M 90係與共同電壓v⑽8 6為一互補之電 壓信號。相反地，若訊號線7 8之電壓低於參考電壓v 50% 8 6，選擇電路5 6依據該控制信號輸出共同電壓v⑽8 8使 液晶電容1 6兩端為一低電壓而控制液晶面板顯示白畫 面。此後，進入待機階段，上述由選擇電路決定而輸入 液晶電容的黑畫面（X V CQM)或白畫面（v eGM)電壓會一直被注

578124 五、發明說明（8) 驅S ί ί，中，直到.水平驅動電路（data dr 1 Ver〕及垂直 回f丨τΐ A driVer)被重新開啟，CK2又降為Low，又 回到正常操作模式為止. 摔作口四如：四為圖三晝素驅動器及資料驅動器 H / Λ ，四所* ’CK1為第-時脈之信號， 存写之广一^ ^之^號，SL為掃描線之信號，SR為位移暫 Ϊ S ί : ί S曰面板操作在正常模式時可分為兩個階 ^ ^ ί充電階段（Charging)以及維持階段 曰二产電階段’第一時脈74開啟第六開關72並 im:及第八開關68,第二時脈62開啟第f =二第三：關58及第四開關6°，掃描線‘ =f二開關12,位移暫存器76開啟第五開關7〇一段』 =$ 將訊號線78上的資料經由資 』 電容14及液晶電容16〇接著進入維持階 j 一 ，存 及第二時脈62的信號狀態維持不變， 閉^ 74 開關使得儲存電容"能辅助液晶 ”。液晶面板操作在省電模式時 個；， ^預Γ皆ί (Prestiu)以及待機階段（still)。在預借 Γ以二脈第六開M 72並且開啟第七開關^ 及第八㈣68 ’第二時脈62關閉第二開關54並且開：6 二開關58及第四開關60，在掃描線2〇開啟第一開關 一段時間之内，位移暫存器76開啟第五開關7〇一段g

的時間以將訊號線78上的資料傳送至比較器64與參JJ

578124 五、發明說明（9) ΐ 2，依據比較之結果輸出該控制信號至選 ΐ:電容14中。此時’第—時脈74開啟第六 ，關72並且關閉第七開關66及第八開關68，以確定比較 器64的輸出結果，第二時脈62的狀態維持不變。此時若 :苎：二8之，壓高於參考電壓86’則該控制信號為 :^歷，使得選擇電路56輸出共同電壓7_88至液晶 5n 8 6，則該控 電容。16。若訊號線之電壓低於參考電壓V 制信號為-低電壓’使得選擇電路56輸二：ΊΠ XV⑽90至液晶電容16，此時水平驅動電路门電金 及π垂直驅動電路（scan driver)被關閉。接著進 ί i 上述由選擇電路決定而輸八液晶電容的黑 ς面^XVCQM)或白晝面（Vcgm)電壓會一直被注入液晶電容 至尺平驅動電路（data driver )及垂直驅動電路 (scan driver)被重新開啟，垂直驅動電路（scan 重新開始掃描，CK2又降為Low，又回到正常操作 及圖五B，圖五級圖五B為圖三畫素驅 動Is 50及貝料驅動器52操作的模擬電壓之示意圖。 工福線20的電壓，V(VIDE0)為訊號線78的電 Ϊ厭（ΐϋ為參考電壓V5G% 86，V(CK1)為第一時脈74的 冤澄，VUK2)為第二時脈62的電壓，v(c〇M)為共同電壓

Ic°i L%viCLC)為液晶電容16的電壓。液晶面板操作在 省電楨式時，f先進入預備階段，第-時脈74的電壓為

578124 發明說明（ίο) 低電壓關閉第六開關7 2並且開啟第七開關6 6及第八開關 68，第二時脈62的電壓為高電壓關閉第二開關54並且開 啟第二開關5 8及第四開關6 〇，當掃描線2 〇的電壓升至高 電壓開啟第一開關1 2後，暫存器7 6也升至高電壓開啟第 五開關7 0，將訊號線7 8上的電壓傳送至比較器6 4與參考 電壓V m 8 6作比較並且輸出該控制信號至資料線i 8，再 經由第一開關1 2及第三開關5 8將該控制信號傳送至選擇 電路5 6 ’接著暫存器7 6及掃描線2 0先後降至低電壓關閉 第五開關70及第一開關1 2。當選擇電路56接收到比較器 64輸出的該控制信號後，第一時脈74的電壓便升至高電 墨開啟第六開關72並且關閉第七開關66及第八開關68而 進入待機階段，如圖五A中的V(CLC)及V(COM)所示，訊號 線78上的電壓低於參考電壓86,選擇電路56輸出°共〜 同電壓V COM 8 8至液晶電容1 6，液晶電容1 6兩端的壓差為 零伏’液晶面板顯示白畫面。而如圖五β中的V(Clc)及 V ( C 0 Μ )所示’訊號線7 8上的電壓高於參考電壓v⑽86， 選擇電路5 6輸出反向共同電壓X ν C0M 9 0至液晶電容1 6，液 晶電容1 6兩端的壓差為四伏，液晶面板顯示黑畫面。 請參考圖六，圖六為本發明資料驅動器5 2第二實施 例之示意圖。若資料線1 8上的資料信號為數位形式，則 需在第五開關70及第六開關72之間加入一準位調整器、 80(level shifter)、一 緩衝器 82( buffer)以及一數^位 / 類比轉換器84 (DAC)。數位形式的資料在進入資料線18前

578124 五、發明說明（11) 過準位調整器80調整準位，再將調整後的 :儲存在緩衝器82之中。若液晶面板操作在 莫；暫 f第八開關68,則緩衝器82内所暫存的資料會被 數位/類比轉換器84轉換為類比形式的資料經由第寻运至 ^2=儲存電容14及液晶電容16充電。若液晶面板操作^在關 待機模式時，帛-時脈74會關閉第六開目72並且開啟含 七開關66及第八開關68’這時暫存在緩衝器“内 ::〒料（MSB)經由第八開關68傳送至比較器“以^大 形式與參考電壓VS„« 86作比較，再由比較器 <1 信，經由第七開_ _送至資料線18上，其餘的操= 程皆與圖三相同，在此不再贅述。 由上述可知， 二開關5 4、第三開 另外在資料驅動器 5 4、第三開關5 8以 發明的晝素驅動器 動器完全相同。而 資料驅動器52中的 電壓V 5()% 8 6作比較 至選擇電路56，選 的電壓至液晶電容 壓或低電壓，來控 本發明在一 關5 8、第四 5 2中加入比 及第四開關 5 0操作在正 當液晶面板 比較器6 4將 ’並依據比 擇電路5 6依 1 β，使液晶 制液晶顯示 般的晝素驅 開關60以及 較器6 4，利 6 〇的開啟與 常模式時與 操作在待機 訊號線7 8上 較之結果輸 據該控制信 電容1 6兩端 黑畫面或白 動器中 選擇電 用第二 關閉， 一般的 模式時 的電壓 出該控 號輸出 的電壓 畫面， 加入第 路56, 開關 使得本 畫素驅 ，利用 與參考 制信號 相對應 為1¾電 如此可

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以暫時停止訊號線78上 板的水平驅動電路（datti的兩頻電壓訊號 | ,功率知耗之目的。 ，並可以把面 電路（scan 相較於習 常模式時，將 透過第一開關 與一般 的畫素 脈衝寬 電壓控 直接對 題產生 轉及不 電壓較 驅動器 的之應 式時， 習知整 電晶體 以有效 明的畫 的液晶 的晝素 驅動器 度來控 制對液 液晶電 。再者 反轉時 小，較 3 2的共 用。此 使用選 合數位 數目， 減少晝 素驅動 面板中 知技術 訊號線 12直接 驅動器 32的作 制儲存 晶電容 容16充 ，本發 皆適用 節省功 同電壓 外，本 擇電路 記憶體 而比較 素驅動 器5 0不 ，也可 本發明的畫素驅動器5 〇操作在正 78上的資料傳送至資料線1 8上，再 ，儲存電容1 4與液晶電容1 6充電， 完全相同。而習知整合動態記憶體 法則是利用第一開關丨2導通時間的 電容14的電壓，藉由儲存電容14的 1 6的充電時間，並非透過資料線i 8 電’故可能在操作上會有其他的問 明的畫素驅動器5 0在共同電壓Vco反 ’使用反轉的共同電壓V 使峰值 率。而習知整合動態記憶體的畫素 V co在不反轉，不符合小尺寸省電目 發明的畫素驅動器5 0操作在待機模 5 6來達成節省功率損耗之目的，比 的畫素驅動器3 2的作法需要較少的 器6 4被設置於驅動電路52中，更可 器5 0中使用的電晶體數目，使本發 只適用於反射式或半反射半穿透式 以應用在穿透式的液晶面板中。

第17頁 578124 五、發明說明（13) 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申 請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明專利 的涵蓋範圍。 578124 圖式簡單說明 圖式之簡單說明： 圖一 A為習知將數位記憶體整合於畫素驅動器之示意 圖。 圖一 B為圖一 A畫素驅動器操作的模擬電壓之示意 圖。 圖二為習知整合動態記憶體的畫素驅動器之示意 圖。 圖三為本發明畫素驅動器及資料驅動器之示意圖。 圖四為圖三畫素驅動器及資料驅動器操作之時序 圖。 圖五A及圖五B為圖三畫素驅動器及資料驅動器操作 的模擬電壓之示意圖。 圖六為本發明資料驅動器第二實施例之示意圖。 圖式之符號說明： 10 習 知 畫 素 驅動器 12 第 一 開 關 14 儲 存 電 容 16 液 晶 電 容 18 資 料 線 20 掃 描 線 22 數 位 記 憶 體 24 第 開 關 26 第 二 開 關 28 第 一 控 制 線 30 第 二 控 制 線 32 習 知 畫 素 驅 動器 34 選 擇 開 關 36 互 補 選 擇 開 關

第19頁 578124 圖式簡單說明

第20頁

38 第一連接開關 40 第二連接開關 42 位址開關 44 更新信號線 46 參考電壓線 50 本發明畫素驅動器 52 本發明資料驅動器 54 第二開關 56 選擇電路 58 第三開關 60 第四開關 62 第二時脈 64 比較器 66 第七開關 68 第八開關 70 第五開關 72 第六開關 74 第一時脈 76 位移暫存器 78 訊號線 80 準位調整器 82 緩衝器 84 數位/類比轉換器 86 V 50¾ 88 V COM 90 XV COM

Claims (1)

1. 578124 六、申請專利範圍 1 ·、 種用來降低一液晶面板於待機M 方法’該液晶面板包含複數個畫素、工時功率耗損的 個資料驅動器（data dr iver)，每、一 Hel)驅動器及複數 一液晶電容； π一畫素驅動器包含： 一儲存電容，其係經由一第_ 並經由—第二開關連接於該液晶電容； 於一資料線 一選擇電路（select circuit、，甘认 該資料線，輸出端係經由一第 ‘“二j係連接於 容； 同關運接於該液晶電 每一資料驅動器包含： 一比較器（comparator)，用來將一 1 ine)傳來的資料與一參考電壓進(video 控制信號； 退仃比軚並輸出相對應之 該方法包含： (a)將該信號線之資料傳至該資料線， ^且關閉該第四開關’以將該資料線傳來1之啟資料第-至4液晶電容及該儲存電容；以及 、； 丄（b )將該信號線之資料傳至該比較器，使用該 ”該信號線傳來之資料及該參考電壓之大小並"將該‘ =器輸出之相對應的控制信號經由該資料線傳至該 j路’並開啟該！四開關及關閉該第二開關】使該選· ，依據该控制仏旎輸出一相對應的顯示信號至該液晶 电各。

   第21頁 578124 六、申請專利範圍 ί申請專!!範圍第1項所述之方法，其中該液晶面板 你t3 一位移暫存器（shift register)，該方法另包含 ，用，位移，存器控制一第五開關之開啟及關閉以 h唬線上的資料傳送至該資料線或該比較器。 =第2項所述之方法’ *中該資料驅動 間，以及一第‘ Α關，t接於該第五開關及該資料線之 間，其中於Ϊ驟t ^二接於該比較器及該資料線之 一货八 ；，· a )’该位移暫存器會開啟該第五開關Η ;ί i::ΐ Ξ Ϊ該第六開關並關閉該第七開關以使該 = 送至該資料線，而於步驟⑻，該位移 關並=:ϊ Ϊ第五開關且該第一時脈會關閉該第六開 至該資料線。開關使该比較器輸出之控制信號傳送 U:請L利範圍第3項所述之方法，•中該資料驅動 = =調整器（level shifter)，連接於該第五 T關用來：整該信號線傳來之資料的準位，一緩衝器 =ei丄ί接於該準位調整器’用來儲存該準位調整 以及一數位/類比轉換器（dac)，連接於 a亥級衝益及该第六開關之間，用來將 號’而該比較器之 級衝裔之輸出端。 ^

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   578124 六、申請專利範圍 5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該畫素驅動 器另包含一第一開關，連接於該資料線及該儲存電容之 間，且會於進行步驟（a)及（b)時被一掃描線（scan 1 ine) 開啟，以及一第三開關，連接於該儲存電容及該選擇電 路之間，且係與該第四開關同時開啟及關閉。 6 · 如申請專利範圍第1項所述之方法，其於步驟（b ) 中，當該儲存電容之電壓高於該參考電壓時，該選擇電 路依據該控制信號輸出之顯示信號會使該液晶電容產生 黑色之畫素，而當該儲存電容之電壓低於該參考電壓 時，該選擇電路依據該控制信號輸出之顯示信號會使該 液晶電容產生白色之畫素。 7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該參考電壓 為一 50%穿透率的畫素電壓。 8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該儲存電容 及該液晶電容皆連接於一共同電壓。 9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該共同電壓 為一反轉（swing)信號或一不反轉信號。

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