TWI427606B - 具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置與其靜止模式運作方法 - Google Patents

具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置與其靜止模式運作方法 Download PDF

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Description

具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置與其靜止模式運作方法
本發明係有關於一種液晶顯示裝置，尤指一種具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置與其靜止模式運作方法。
液晶顯示裝置(Liquid Crystal Display；LCD)是目前廣泛使用的一種平面顯示器，其具有外型輕薄、省電以及無輻射等優點。液晶顯示裝置的工作原理係利用改變液晶層兩端的電壓差來改變液晶層內之液晶分子的排列狀態，用以改變液晶層的透光性，再配合背光模組或環境光所提供的光源以顯示影像。第1圖為習知液晶顯示裝置的示意圖。如第1圖所示，液晶顯示裝置100包含閘極驅動器110、源極驅動器120、閘極線130、資料線140、以及畫素單元150。畫素單元150包含資料開關155、液晶電容180與儲存電容185。源極驅動器120係用來提供資料訊號至畫素單元150。閘極驅動器110係用來提供閘極訊號饋入畫素單元150以控制資料訊號的寫入運作。
在液晶顯示裝置100的運作中，即使所顯示的畫面係在靜止狀態，閘極驅動器110與源極驅動器120仍然持續提供閘極訊號與資料訊號，據以週期性持續進行畫素單元150的寫入運作，所以顯示靜止畫面的功率消耗實質上等於顯示動態畫面的功率消耗。在現有技術中，為降低液晶顯示裝置於畫面靜止運作的功率消耗，通常會在每一畫素單元內嵌入記憶單元，而此記憶單元係為基於靜態隨機存取記憶體(Static Random Access Memory；SRAM)之複雜架構而設計，所以會顯著降低畫素開口率(Aperture Ratio)。
依據本發明之實施例，其揭露一種具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置，包含閘極線、資料線、資料開關、反相器、液晶電容、傳輸電晶體、控制單元、共用電壓產生單元、以及電源。閘極線係用來傳輸閘極訊號。資料線係用來傳輸資料訊號。資料開關包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於資料線以接收資料訊號，閘極端電連接於閘極線以接收閘極訊號。反相器包含輸入端、輸出端與致能端，其中輸入端電連接於資料開關之第二端。液晶電容係電連接於反相器之輸出端。傳輸電晶體包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於反相器之輸出端，第二端電連接於反相器之輸入端。控制單元係電連接於反相器之致能端與傳輸電晶體之閘極端，用來控制反相器與傳輸電晶體的電路運作。共用電壓產生單元係電連接於液晶電容。電源係電連接於控制單元與共用電壓產生單元，用來供電控制單元與共用電壓產生單元。
依據本發明之實施例，其另揭露一種用於液晶顯示裝置的靜止模式運作方法。此液晶顯示裝置包含用來提供閘極訊號之閘極驅動器、用來提供資料訊號之源極驅動器、用來提供第一控制訊號與第二控制訊號之控制單元、資料開關、反相器、液晶電容、傳輸電晶體、以及用來提供共用電壓之共用電壓產生單元。資料開關係用來根據閘極訊號控制將資料訊號輸入為第一資料訊號。反相器係用來根據第一控制訊號的致能運作以將第一資料訊號反相為第二資料訊號。液晶電容係用來根據第二資料訊號與共用電壓以控制液晶穿透率。傳輸電晶體係用來根據第二控制訊號控制將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號，或根據第二控制訊號控制將第一資料訊號傳輸為第二資料訊號。此種靜止模式運作方法包含：於液晶顯示裝置進入靜止模式後的第一靜止時段內，控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體；於第一靜止時段內，控制單元提供第一控制訊號以致能反相器，用來將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；於第二靜止時段內，控制單元提供第一控制訊號以除能反相器；於第二靜止時段內，控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體；於第三靜止時段內，控制單元提供第一控制訊號以除能反相器；於第三靜止時段內，控制單元提供第二控制訊號以導通傳輸電晶體，用來將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號；於第四靜止時段內，控制單元提供第一控制訊號以除能反相器；以及於第四靜止時段內，控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體。
本發明另揭露一種用於液晶顯示裝置的靜止模式運作方法。此液晶顯示裝置包含用來提供閘極訊號之閘極驅動器、用來提供資料訊號之源極驅動器、用來提供控制訊號之控制單元、資料開關、反相器、液晶電容、傳輸電晶體、以及用來提供共用電壓之共用電壓產生單元。資料開關係用來根據閘極訊號控制將資料訊號輸入為第一資料訊號。反相器係用來根據控制訊號的致能運作以將第一資料訊號反相為第二資料訊號。液晶電容係用來根據第二資料訊號與共用電壓以控制液晶穿透率。傳輸電晶體係用來根據控制訊號控制將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號，或將第一資料訊號傳輸為第二資料訊號。此種靜止模式運作方法包含：於液晶顯示裝置進入靜止模式後的第一靜止時段內，控制單元提供具第一電壓準位之控制訊號，用來截止傳輸電晶體以及致能反相器以將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；以及於第二靜止時段，控制單元提供具第二電壓準位之控制訊號，用來除能反相器以及導通傳輸電晶體以將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號。
為讓本發明更顯而易懂，下文依本發明具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置與其靜止模式運作方法，特舉實施例配合所附圖式作詳細說明，但所提供之實施例並非用以限制本發明所涵蓋的範圍，而方法流程步驟編號更非用以限制其執行先後次序，任何由方法步驟重新組合之執行流程，所產生具有均等功效的方法，皆為本發明所涵蓋的範圍。
第2圖為本發明第一實施例之液晶顯示裝置200的示意圖。液晶顯示裝置200較佳為半穿反模式(Transflective-mode)液晶顯示裝置或反射模式(Reflective-mode)液晶顯示裝置，亦可為穿透模式(Transmission-mode)液晶顯示裝置。如第2圖所示，液晶顯示裝置200包含閘極驅動器210、源極驅動器220、複數閘極線230、複數資料線240、複數畫素單元250、控制單元295、共用電壓產生單元296、以及電源297。為方便說明，複數閘極線230只顯示閘極線GLi，複數資料線240只顯示資料線DLn，複數畫素單元250只顯示畫素單元PUa。閘極線GLi電連接於閘極驅動器210，用來傳遞閘極訊號SGi。資料線DLn電連接於源極驅動器220，用來傳遞資料訊號SDn。控制單元295包含第一訊號輸出端、第二訊號輸出端、第一電壓輸出端與第二電壓輸出端，其中第一訊號輸出端用來輸出第一控制訊號SLC1，第二訊號輸出端用來輸出第二控制訊號SLC2，第一電壓輸出端用來輸出第一電源電壓Vdd，第二電壓輸出端用來輸出第二電源電壓Vss。第一控制訊號SLC1、第二控制訊號SLC2、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss均被饋入至每一畫素單元250，據以進行液晶顯示裝置200的靜止模式運作。
共用電壓產生單元296包含有輸出端以輸出共用電壓Vcom饋入至每一畫素單元250，共用電壓Vcom可為直流電壓或交流電壓。電源297電連接於控制單元295與共用電壓產生單元296，用來供應電源給控制單元295與共用電壓產生單元296。電源297包含太陽能電池模組298，用來執行能量轉換以供應電源給控制單元295與共用電壓產生單元296。當太陽能電池模組298所產生之電能不足以驅動控制單元295與共用電壓產生單元296時，控制單元295與共用電壓產生單元296係由電源297之其餘供電裝置所供電。畫素單元PUa包含資料開關255、電壓控制反相器260、液晶電容280、儲存電容285以及傳輸電晶體290。資料開關255係用來根據閘極訊號SGi控制將資料訊號SDn輸入為第一資料訊號SDx1。資料開關255包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於資料線DLn以接收資料訊號SDn，閘極端電連接於閘極線GLi以接收閘極訊號SGi，第二端電連接於電壓控制反相器260與傳輸電晶體290。資料開關255可為薄膜電晶體(Thin Film Transistor)或場效電晶體(Field Effect Transistor)。電壓控制反相器260係用來根據第一控制訊號SLC1的致能運作以將第一資料訊號SDx1反相為第二資料訊號SDx2。電壓控制反相器260包含輸入端、輸出端、致能端261、第一電源輸入端以及第二電源輸入端，其中輸入端電連接於資料開關255之第二端，致能端261電連接於控制單元295之第一訊號輸出端以接收第一控制訊號SLC1，輸出端電連接於液晶電容280、儲存電容285與傳輸電晶體290，第一電源輸入端電連接於控制單元295之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，第二電源輸入端電連接於控制單元295之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。
液晶電容280包含第一端與第二端，其中第一端電連接於電壓控制反相器260之輸出端，第二端電連接於共用電壓產生單元296之輸出端以接收共用電壓Vcom。液晶電容280係用來根據第二資料訊號SDx2與共用電壓Vcom以提供液晶電壓Vp，據以控制畫素單元PUa之液晶穿透率。儲存電容285係電連接於液晶電容280的第一端與第二端之間，用來輔助儲存第二資料訊號SDx2。傳輸電晶體290用來根據第二控制訊號SLC2控制電壓控制反相器260的輸入端與輸出端之間的電性連接，亦即控制將第二資料訊號SDx2傳輸為第一資料訊號SDx1，或將第一資料訊號SDx1傳輸為第二資料訊號SDx2。傳輸電晶體290包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於電壓控制反相器260之輸出端，閘極端電連接於控制單元295之第二訊號輸出端以接收第二控制訊號SLC2，第二端電連接於電壓控制反相器260之輸入端。傳輸電晶體290可為薄膜電晶體或場效電晶體。
液晶顯示裝置200在進入靜止模式以顯示靜止畫面後，每一畫素單元250可利用其電壓控制反相器260與傳輸電晶體290以執行畫素資料自我保持運作。此外，雖然第二資料訊號SDx2之電壓準位可能發生漂移並導致液晶電壓Vp也跟著漂移，但在電壓控制反相器260執行訊號反相處理中，會將第二資料訊號SDx2之電壓準位更新為第一電源電壓Vdd或第二電源電壓Vss，亦即電壓控制反相器260的反相運作可用以提供資料自我更新(Data Self-refreshing)功能。相較於習知液晶顯示裝置的基於SRAM架構之畫素單元，液晶顯示裝置200之畫素單元250具有顯著簡化的電路結構以提高畫素開口率，並可降低成本。
第3圖為本發明第二實施例之液晶顯示裝置300的示意圖。如第3圖所示，液晶顯示裝置300的電路結構係類似於第2圖所示之液晶顯示裝置200的電路結構，主要差異在於將共用電壓產生單元296置換為共用電壓產生單元396，以及將複數畫素單元250置換為複數畫素單元350，其中畫素單元PUa係置換為畫素單元PUb。畫素單元PUb包含資料開關255、電壓控制反相器360、液晶電容380、儲存電容385以及傳輸電晶體290。電壓控制反相器360包含第一電晶體361、第二電晶體362、第三電晶體363以及第四電晶體364，其中第二電晶體362與第三電晶體363係用來根據第一控制訊號SCL1以致能/除能電壓控制反相器360之電路輸出運作。第一電晶體361、第二電晶體362與第三電晶體363係為P型薄膜電晶體或P型場效電晶體，第四電晶體364與傳輸電晶體290係為N型薄膜電晶體或N型場效電晶體。共用電壓產生單元396包含第一輸出端與第二輸出端，其中第一輸出端係用以輸出第一共用電壓Vcom1，第二輸出端係用以輸出第二共用電壓Vcom2。第一共用電壓Vcom1與第二共用電壓Vcom2可為直流電壓或交流電壓。
第一電晶體361包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於控制單元295之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，閘極端電連接於資料開關255之第二端。第二電晶體362包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第一電晶體361之第二端，閘極端電連接於控制單元295之第一訊號輸出端以接收第一控制訊號SLC1，第二端電連接於液晶電容380、儲存電容385與傳輸電晶體290之第一端。第三電晶體363包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電晶體362之第二端，閘極端電連接於第二電晶體362之閘極端。請注意，第二電晶體362之閘極端與第三電晶體363之閘極端係用以作為電壓控制反相器360之致能端。第四電晶體364包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第三電晶體363之第二端，閘極端電連接於第一電晶體361之閘極端，第二端電連接於控制單元295之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。液晶電容380包含第一端與第二端，其中第一端電連接於第二電晶體362之第二端，第二端電連接於共用電壓產生單元396之第一輸出端以接收第一共用電壓Vcom1。液晶電容380係用來根據第二資料訊號SDx2與第一共用電壓Vcom1以提供液晶電壓Vq，據以控制畫素單元PUb之液晶穿透率。儲存電容385包含第一端與第二端，其中第一端電連接於液晶電容380之第一端，第二端電連接於共用電壓產生單元396之第二輸出端以接收第二共用電壓Vcom2。儲存電容385係用來輔助儲存第二資料訊號SDx2。
第4圖為本發明第三實施例之液晶顯示裝置400的示意圖。如第4圖所示，液晶顯示裝置400的電路結構係類似於第3圖所示之液晶顯示裝置300的電路結構，主要差異在於將複數畫素單元350置換為複數畫素單元450，其中畫素單元PUb係置換為畫素單元PUc。畫素單元PUc包含資料開關255、電壓控制反相器460、液晶電容380、儲存電容385以及傳輸電晶體490。電壓控制反相器460包含第一電晶體461、第二電晶體462、第三電晶體463以及第四電晶體464，其中第二電晶體462與第三電晶體463係用來根據第一控制訊號SLC1以致能/除能電壓控制反相器460之電路輸出運作。第一電晶體461與傳輸電晶體490係為P型薄膜電晶體或P型場效電晶體，第二電晶體462、第三電晶體463與第四電晶體464係為N型薄膜電晶體或N型場效電晶體。傳輸電晶體490包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於液晶電容380之第一端，閘極端電連接於控制單元295之第二訊號輸出端以接收第二控制訊號SLC2，第二端電連接於資料開關255之第二端。
第一電晶體461包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於控制單元295之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，閘極端電連接於資料開關255之第二端。第二電晶體462包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第一電晶體461之第二端，閘極端電連接於控制單元295之第一訊號輸出端以接收第一控制訊號SLC1，第二端電連接於液晶電容380、儲存電容385與傳輸電晶體490之第一端。第三電晶體463包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電晶體462之第二端，閘極端電連接於第二電晶體462之閘極端。請注意，第二電晶體462之閘極端與第三電晶體463之閘極端係用以作為電壓控制反相器460之致能端。第四電晶體464包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第三電晶體463之第二端，閘極端電連接於第一電晶體461之閘極端，第二端電連接於控制單元295之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。
第5圖為第2圖之液晶顯示裝置200的第一電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第5圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGi、資料訊號SDn、共用電壓Vcom、第一控制訊號SLC1、第二控制訊號SLC2、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。當液晶顯示裝置200運作於正常模式時，源極驅動器220所提供之資料訊號SDn係為多階(Multi-level)類比電壓Vanalog，閘極驅動器210依正常掃描模式而提供閘極訊號SGi，資料開關255根據正常掃描模式之閘極訊號SGi將資料訊號SDn輸入為第一資料訊號SDx1，共用電壓產生單元296所提供之共用電壓Vcom係為對應於正常模式運作之交流電壓或直流電壓，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1以除能電壓控制反相器260，控制單元295提供具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以導通傳輸電晶體290，用來將第一資料訊號SDx1傳輸為第二資料訊號SDx2，控制單元295輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss均為低電壓Vb。
當液晶顯示裝置200進入靜止模式以顯示靜止畫面後，於前置時段Tpre1內，源極驅動器220所提供之資料訊號SDn係為雙階(Bi-level)數位電壓Vdigital，資料開關255根據正常掃描模式之閘極訊號SGi將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDx1，共用電壓產生單元296提供具第一電壓準位之共用電壓Vcom，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1以持續除能電壓控制反相器260，控制單元295提供具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以持續導通傳輸電晶體290，用來持續將第一資料訊號SDx1傳輸為第二資料訊號SDx2，控制單元295輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss持續為低電壓Vb。請注意，此時第二資料訊號SDx2係為雙階數位電壓Vdigital。此外，於資料開關255將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDx1後，關閉閘極驅動器210，並於閘極驅動器210關閉後，關閉源極驅動器220，因而使資料訊號SDn為浮接電壓。
於第一靜止時段T11內，共用電壓產生單元296將共用電壓Vcom之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，控制單元295將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元295提供具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以截止傳輸電晶體290，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1以致能電壓控制反相器260，用來將第一資料訊號SDx1反相為第二資料訊號SDx2饋入至液晶電容280。於第二靜止時段T12內，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1與具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器260並截止傳輸電晶體290。於第三靜止時段T13內，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1以除能電壓控制反相器260，控制單元295提供具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以導通傳輸電晶體290，用來將第二資料訊號SDx2傳輸為第一資料訊號SDx1。於第四靜止時段T14內，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1與具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器260並截止傳輸電晶體290。請注意，第一控制訊號SLC1之降緣並不一定要對齊共用電壓Vcom之降緣/昇緣。
於第五靜止時段T15、第六靜止時段T16、第七靜止時段T17與第八靜止時段T18之電路運作，除了共用電壓產生單元296將共用電壓Vcom之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係同於第一靜止時段T11、第二靜止時段T12、第三靜止時段T13與第四靜止時段T14。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元296可提供具固定電壓準位之共用電壓Vcom。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置200係週期性重複執行第一靜止時段T11至第八靜止時段T18的電路運作。當液晶顯示裝置200由靜止模式進入正常模式時，控制單元295將第一電源電壓Vdd從高電壓Vh切換為低電壓Vb，源極驅動器220被啟動以提供多階類比電壓Vanalog作為資料訊號SDn，閘極驅動器210被啟動以依正常掃描模式而提供閘極訊號SGi，共用電壓產生單元296所提供之共用電壓Vcom恢復為正常模式運作之交流電壓或直流電壓。若將第5圖之共用電壓Vcom變更為第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，則第5圖所示之相關訊號波形亦適用於第3圖之液晶顯示裝置300。
第6圖為第2圖之液晶顯示裝置200的第二電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第6圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGi、資料訊號SDn、共用電壓Vcom、第一控制訊號SLC1、第二控制訊號SLC2、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。如第6圖所示，當液晶顯示裝置200運作於正常模式或靜止模式之前置時段Tpre8內，相關訊號波形係同於第5圖所示之第一電路運作實施例，所以不再贅述。於靜止模式之第一靜止時段T81內，共用電壓產生單元296仍提供具第一電壓準位之共用電壓Vcom，控制單元295將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1與具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器260並截止傳輸電晶體290。請注意，進入靜止模式後，第一電源電壓Vdd之昇緣只要發生於第一控制訊號SLC1的第一次降緣之前即可，並不需對齊第二控制訊號SLC2之降緣。
於靜止模式之第二靜止時段T82內，控制單元295提供具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以截止傳輸電晶體290，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1以致能電壓控制反相器260，用來將第一資料訊號SDx1反相為第二資料訊號SDx2饋入至液晶電容280，共用電壓產生單元296將共用電壓Vcom之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，其中共用電壓Vcom之昇緣/降緣並不需對齊第一控制訊號SLC1之昇緣/降緣。於靜止模式之第三靜止時段T83內，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1與具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器260並截止傳輸電晶體290。於靜止模式之第四靜止時段T84內，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1以除能電壓控制反相器260，控制單元295提供具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以導通傳輸電晶體290，用來將第二資料訊號SDx2傳輸為第一資料訊號SDx1。
於第五靜止時段T85、第六靜止時段T86、第七靜止時段T87與第八靜止時段T88之電路運作，除了共用電壓產生單元296於第六靜止時段T86內將共用電壓Vcom之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係分別同於第一靜止時段T81、第二靜止時段T82、第三靜止時段T83與第四靜止時段T84。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元296可提供具固定電壓準位之共用電壓Vcom。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置200係週期性重複執行第一靜止時段T81至第八靜止時段T88的電路運作。如第6圖所示，於液晶顯示裝置200由靜止模式進入正常模式後之相關訊號波形係同於第5圖所示之第一電路運作實施例，所以不再贅述。同理，若將第6圖之共用電壓Vcom變更為第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，則第6圖所示之相關訊號波形亦適用於第3圖之液晶顯示裝置300。
第7圖為第4圖之液晶顯示裝置400的電路運作之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第7圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGi、資料訊號SDn、第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2、第一控制訊號SLC1、第二控制訊號SLC2、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。當液晶顯示裝置400運作於正常模式時，源極驅動器220所提供之資料訊號SDn係為多階類比電壓Vanalog，閘極驅動器210依正常掃描模式而提供閘極訊號SGi，資料開關255根據正常掃描模式之閘極訊號SGi將資料訊號SDn輸入為第一資料訊號SDx1，共用電壓產生單元396所提供之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2係為對應於正常模式運作之交流電壓或直流電壓，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1以除能電壓控制反相器460，控制單元295提供具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以導通傳輸電晶體490，用來將第一資料訊號SDx1傳輸為第二資料訊號SDx2，控制單元295輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss均為低電壓Vb。
當液晶顯示裝置400進入靜止模式以顯示靜止畫面後，於前置時段Tpre2內，源極驅動器220所提供之資料訊號SDn係為雙階數位電壓Vdigital，資料開關255根據正常掃描模式之閘極訊號SGi將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDx1，共用電壓產生單元396提供具第一電壓準位之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1以持續除能電壓控制反相器460，控制單元295提供具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以持續導通傳輸電晶體490，用來持續將第一資料訊號SDx1傳輸為第二資料訊號SDx2，控制單元295輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss持續為低電壓Vb。此外，於資料開關255將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDx1後，關閉閘極驅動器210，並於閘極驅動器210關閉後，關閉源極驅動器220，因而使資料訊號SDn為浮接電壓。
於第一靜止時段T21內，共用電壓產生單元396將第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，控制單元295將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元295提供具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以截止傳輸電晶體490，控制單元295提供具高電壓準位之第一控制訊號SLC1以致能電壓控制反相器460，用來將第一資料訊號SDx1反相為第二資料訊號SDx2饋入至液晶電容380。於第二靜止時段T22內，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1與具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器460並截止傳輸電晶體490。於第三靜止時段T23內，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1以除能電壓控制反相器460，控制單元295提供具低電壓準位之第二控制訊號SLC2以導通傳輸電晶體490，用來將第二資料訊號SDx2傳輸為第一資料訊號SDx1。於第四靜止時段T24內，控制單元295提供具低電壓準位之第一控制訊號SLC1與具高電壓準位之第二控制訊號SLC2以除能電壓控制反相器460並截止傳輸電晶體490。請注意，第一控制訊號SLC1之昇緣並不一定要對齊第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2之降緣/昇緣。
於第五靜止時段T25、第六靜止時段T26、第七靜止時段T27與第八靜止時段T28之電路運作，除了共用電壓產生單元396將第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係同於第一靜止時段T21、第二靜止時段T22、第三靜止時段T23與第四靜止時段T24。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元396可提供具固定電壓準位之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置400係週期性重複執行第一靜止時段T21至第八靜止時段T28的電路運作。當液晶顯示裝置400由靜止模式進入正常模式時，控制單元295將第一電源電壓Vdd從高電壓Vh切換為低電壓Vb，源極驅動器220被啟動以提供多階類比電壓Vanalog作為資料訊號SDn，閘極驅動器210被啟動以依正常掃描模式而提供閘極訊號SGi，共用電壓產生單元396所提供之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2恢復為正常模式運作之交流電壓或直流電壓。
第8圖為本發明第四實施例之液晶顯示裝置500的示意圖。液晶顯示裝置500較佳為半穿反模式液晶顯示裝置或反射模式液晶顯示裝置，亦可為穿透模式液晶顯示裝置。如第8圖所示，液晶顯示裝置500包含閘極驅動器510、源極驅動器520、複數閘極線530、複數資料線540、複數畫素單元550、控制單元595、共用電壓產生單元596、以及電源597。為方便說明，複數閘極線530只顯示閘極線GLj，複數資料線540只顯示資料線DLm，複數畫素單元550只顯示畫素單元PUd。閘極線GLj電連接於閘極驅動器510，用來傳遞閘極訊號SGj。資料線DLm電連接於源極驅動器520，用來傳遞資料訊號SDm。控制單元595包含訊號輸出端、第一電壓輸出端與第二電壓輸出端，其中訊號輸出端用來輸出控制訊號SLCx，第一電壓輸出端用來輸出第一電源電壓Vdd，第二電壓輸出端用來輸出第二電源電壓Vss。控制訊號SLCx、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss均被饋入至每一畫素單元550，據以進行液晶顯示裝置500的靜止模式運作。共用電壓產生單元596與電源597的電路功能係同於第2圖所示之共用電壓產生單元296與電源297，所以不再贅述。
畫素單元PUd包含資料開關555、電壓控制反相器560、液晶電容580、儲存電容585以及傳輸電晶體590。資料開關555係用來根據閘極訊號SGj控制將資料訊號SDm輸入為第一資料訊號SDy1。資料開關555包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於資料線DLm以接收資料訊號SDm，閘極端電連接於閘極線GLj以接收閘極訊號SGj，第二端電連接於電壓控制反相器560與傳輸電晶體590。資料開關555可為薄膜電晶體或場效電晶體。電壓控制反相器560係用來根據控制訊號SLCx的致能運作以將第一資料訊號SDy1反相為第二資料訊號SDy2。電壓控制反相器560包含輸入端、輸出端、致能端561、第一電源輸入端以及第二電源輸入端，其中輸入端電連接於資料開關555之第二端，致能端561電連接於控制單元595之訊號輸出端以接收控制訊號SLCx，輸出端電連接於液晶電容580、儲存電容585與傳輸電晶體590，第一電源輸入端電連接於控制單元595之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，第二電源輸入端電連接於控制單元595之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。
液晶電容580包含第一端與第二端，其中第一端電連接於電壓控制反相器560之輸出端，第二端電連接於共用電壓產生單元596之輸出端以接收共用電壓Vcom。儲存電容585係電連接於液晶電容580的第一端與第二端之間，用來輔助儲存第二資料訊號SDy2。傳輸電晶體590用來根據控制訊號SLCx控制電壓控制反相器560的輸入端與輸出端之間的電性連接，亦即控制將第二資料訊號SDy2傳輸為第一資料訊號SDy1，或將第一資料訊號SDy1傳輸為第二資料訊號SDy2。傳輸電晶體590包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於電壓控制反相器560之輸出端，閘極端電連接於控制單元595之訊號輸出端以接收控制訊號SLCx，第二端電連接於電壓控制反相器560之輸入端。傳輸電晶體590可為薄膜電晶體或場效電晶體。
液晶顯示裝置500在進入靜止模式以顯示靜止畫面後，每一畫素單元550可利用其電壓控制反相器560與傳輸電晶體590以執行畫素資料自我保持運作。此外，在電壓控制反相器560執行訊號反相處理中，會將第二資料訊號SDy2之電壓準位更新為第一電源電壓Vdd或第二電源電壓Vss，亦即電壓控制反相器560的反相運作可用以提供資料自我更新功能。相較於習知液晶顯示裝置的基於SRAM架構之畫素單元，液晶顯示裝置200之畫素單元250具有顯著簡化的電路結構以提高畫素開口率，並可降低成本。相較於第2圖所示之液晶顯示裝置200，因畫素單元550只需單一控制訊號SLCx以控制電壓控制反相器560與傳輸電晶體590的運作，所以可縮減連接線數目以進一步提高畫素開口率。
第9圖為本發明第五實施例之液晶顯示裝置600的示意圖。如第9圖所示，液晶顯示裝置600的電路結構係類似於第8圖所示之液晶顯示裝置500的電路結構，主要差異在於將共用電壓產生單元596置換為共用電壓產生單元696，以及將複數畫素單元550置換為複數畫素單元650，其中畫素單元PUd係置換為畫素單元PUe。畫素單元PUe包含資料開關555、電壓控制反相器660、液晶電容680、儲存電容685以及傳輸電晶體590。電壓控制反相器660包含第一電晶體661、第二電晶體662、第三電晶體663以及第四電晶體664，其中第二電晶體662與第三電晶體663係用來根據控制訊號SLCx以致能/除能電壓控制反相器660之電路輸出運作。第一電晶體661、第二電晶體662與第三電晶體663係為P型薄膜電晶體或P型場效電晶體，第四電晶體664與傳輸電晶體590係為N型薄膜電晶體或N型場放電晶體。共用電壓產生單元696包含第一輸出端與第二輸出端，其中第一輸出端係用以輸出第一共用電壓Vcom1，第二輸出端係用以輸出第二共用電壓Vcom2。
第一電晶體661包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於控制單元595之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，閘極端電連接於資料開關555之第二端。第二電晶體662包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第一電晶體661之第二端，閘極端電連接於控制單元595之訊號輸出端以接收控制訊號SLCx，第二端電連接於液晶電容680、儲存電容685與傳輸電晶體590之第一端。第三電晶體663包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電晶體662之第二端，閘極端電連接於第二電晶體662之閘極端。請注意，第二電晶體662之閘極端與第三電晶體663之閘極端係用以作為電壓控制反相器660之致能端。第四電晶體664包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第三電晶體663之第二端，閘極端電連接於第一電晶體661之閘極端，第二端電連接於控制單元595之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。液晶電容680包含第一端與第二端，其中第一端電連接於第二電晶體662之第二端，第二端電連接於共用電壓產生單元696之第一輸出端以接收第一共用電壓Vcom1。儲存電容685包含第一端與第二端，其中第一端電連接於液晶電容680之第一端，第二端電連接於共用電壓產生單元696之第二輸出端以接收第二共用電壓Vcom2。儲存電容685係用來輔助儲存第二資料訊號SDy2。
第10圖為本發明第六實施例之液晶顯示裝置700的示意圖。如第10圖所示，液晶顯示裝置700的電路結構係類似於第9圖所示之液晶顯示裝置600的電路結構，主要差異在於將複數畫素單元650置換為複數畫素單元750，其中畫素單元PUe係置換為畫素單元PUf。畫素單元PUf包含資料開關555、電壓控制反相器760、液晶電容680、儲存電容685以及傳輸電晶體790。電壓控制反相器760包含第一電晶體761、第二電晶體762、第三電晶體763以及第四電晶體764，其中第二電晶體762與第三電晶體763係用來根據控制訊號SLCx以致能/除能電壓控制反相器760之電路輸出運作。第一電晶體761與傳輸電晶體790係為P型薄膜電晶體或P型場效電晶體，第二電晶體762、第三電晶體763與第四電晶體764係為N型薄膜電晶體或N型場效電晶體。傳輸電晶體790包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於液晶電容680之第一端，閘極端電連接於控制單元595之訊號輸出端以接收控制訊號SLCx，第二端電連接於資料開關555之第二端。
第一電晶體761包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於控制單元595之第一電壓輸出端以接收第一電源電壓Vdd，閘極端電連接於資料開關555之第二端。第二電晶體762包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第一電晶體761之第二端，閘極端電連接於控制單元595之訊號輸出端以接收控制訊號SLCx，第二端電連接於液晶電容680、儲存電容685與傳輸電晶體790之第一端。第三電晶體763包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第二電晶體762之第二端，閘極端電連接於第二電晶體762之閘極端。請注意，第二電晶體762之閘極端與第三電晶體763之閘極端係用以作為電壓控制反相器760之致能端。第四電晶體764包含第一端、第二端與閘極端，其中第一端電連接於第三電晶體763之第二端，閘極端電連接於第一電晶體761之閘極端，第二端電連接於控制單元595之第二電壓輸出端以接收第二電源電壓Vss。
第11圖為第8圖之液晶顯示裝置500的第一電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第11圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGj、資料訊號SDm、共用電壓Vcom、控制訊號SLCx、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。當液晶顯示裝置500運作於正常模式時，源極驅動器520所提供之資料訊號SDm係為多階類比電壓Vanalog，閘極驅動器510依正常掃描模式而提供閘極訊號SGj，資料開關555根據正常掃描模式之閘極訊號SGj將資料訊號SDm輸入為第一資料訊號SDy1，共用電壓產生單元596所提供之共用電壓Vcom係為對應於正常模式運作之交流電壓或直流電壓，控制單元595提供具高電壓準位之控制訊號SLCx以除能電壓控制反相器560，並導通傳輸電晶體590以將第一資料訊號SDy1傳輸為第二資料訊號SDy2，控制單元595輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss均為低電壓Vb。
當液晶顯示裝置500進入靜止模式以顯示靜止畫面後，於前置時段Tpre3內，源極驅動器520所提供之資料訊號SDm係為雙階數位電壓Vdigital，資料開關555根據正常掃描模式之閘極訊號SGj將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDy1，共用電壓產生單元596提供具第一電壓準位之共用電壓Vcom，控制單元595提供具高電壓準位之控制訊號SLCx以持續除能電壓控制反相器560，並持續導通傳輸電晶體590以將第一資料訊號SDy1傳輸為第二資料訊號SDy2，控制單元595輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss持續為低電壓Vb。此外，於資料開關555將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDy1後，關閉閘極驅動器510，並於閘極驅動器510關閉後，關閉源極驅動器520，因而使資料訊號SDm為浮接電壓。
於第一靜止時段T31內，共用電壓產生單元596將共用電壓Vcom之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，控制單元595將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元595提供具低電壓準位之控制訊號SLCx以截止傳輸電晶體590，並致能電壓控制反相器560以將第一資料訊號SDy1反相為第二資料訊號SDy2饋入至液晶電容580。於第二靜止時段T32內，控制單元595提供具高電壓準位之控制訊號SLCx以除能電壓控制反相器560，並導通傳輸電晶體590以將第二資料訊號SDy2傳輸為第一資料訊號SDy1。請注意，控制訊號SLCx之降緣並不一定要對齊共用電壓Vcom之降緣/昇緣。
於第三靜止時段T33與第四靜止時段T34之電路運作，除了共用電壓產生單元596將共用電壓Vcom之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係分別同於第一靜止時段T31與第二靜止時段T32。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元596可提供具固定電壓準位之共用電壓Vcom。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置500係週期性重複執行第一靜止時段T31至第四靜止時段T34的電路運作。當液晶顯示裝置500由靜止模式進入正常模式時，控制單元595將第一電源電壓Vdd從高電壓Vh切換為低電壓Vb，源極驅動器520被啟動以提供多階類比電壓Vanalog作為資料訊號SDm，閘極驅動器510被啟動以依正常掃描模式而提供閘極訊號SGj，共用電壓產生單元596所提供之共用電壓Vcom恢復為正常模式運作之交流電壓或直流電壓。若將第11圖之共用電壓Vcom變更為第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，則第11圖所示之相關訊號波形亦適用於第9圖之液晶顯示裝置600。
第12圖為第8圖之液晶顯示裝置500的第二電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第12圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGj、資料訊號SDm、共用電壓Vcom、控制訊號SLCx、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。如第12圖所示，當液晶顯示裝置500運作於正常模式或靜止模式之前置時段Tpre9內，相關訊號波形係同於第11圖所示之第一電路運作實施例，所以不再贅述。於靜止模式之第一靜止時段T91內，共用電壓產生單元596將共用電壓Vcom之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，控制單元595將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元595提供具低電壓準位之控制訊號SLCx以截止傳輸電晶體590，並致能電壓控制反相器560以將第一資料訊號SDy1反相為第二資料訊號SDy2饋入至液晶電容580。
於第二靜止時段T92內，控制單元595提供具高電壓準位之控制訊號SLCx以除能電壓控制反相器560，並導通傳輸電晶體590以將第二資料訊號SDy2傳輸為第一資料訊號SDy1。請注意，控制訊號SLCx之降緣/昇緣並不一定要對齊共用電壓Vcom之降緣/昇緣。此外，進入靜止模式後，第一電源電壓Vdd之昇緣只要發生於控制訊號SLCx的第一次降緣之前即可，並不需對齊控制訊號SLCx之降緣。於第三靜止時段T93與第四靜止時段T94之電路運作，除了共用電壓產生單元596於第三靜止時段T93內將共用電壓Vcom之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係分別同於第一靜止時段T91與第二靜止時段T92。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元596可提供具固定電壓準位之共用電壓Vcom。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置500係週期性重複執行第一靜止時段T91至第四靜止時段T94的電路運作。如第12圖所示，於液晶顯示裝置500由靜止模式進入正常模式後之相關訊號波形係同於第11圖所示之第一電路運作實施例，所以不再贅述。同理，若將第12圖之共用電壓Vcom變更為第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，則第12圖所示之相關訊號波形亦適用於第9圖之液晶顯示裝置600。
第13圖為第10圖之液晶顯示裝置700的電路運作之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。在第13圖中，由上往下的訊號分別為閘極訊號SGj、資料訊號SDm、第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2、控制訊號SLCx、第一電源電壓Vdd、以及第二電源電壓Vss。當液晶顯示裝置700運作於正常模式時，源極驅動器520所提供之資料訊號SDm係為多階類比電壓Vanalog，閘極驅動器510依正常掃描模式而提供閘極訊號SGj，資料開關555根據正常掃描模式之閘極訊號SGj將資料訊號SDm輸入為第一資料訊號SDy1，共用電壓產生單元696所提供之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2係為對應於正常模式運作之交流電壓或直流電壓，控制單元595提供具低電壓準位之控制訊號SLCx以除能電壓控制反相器760，並導通傳輸電晶體790以將第一資料訊號SDy1傳輸為第二資料訊號SDy2，控制單元595輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss均為低電壓Vb。
當液晶顯示裝置700進入靜止模式以顯示靜止畫面後，於前置時段Tpre4內，源極驅動器520所提供之資料訊號SDm係為雙階數位電壓Vdigital，資料開關555根據正常掃描模式之閘極訊號SGj將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDy1，共用電壓產生單元696提供具第一電壓準位之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2，控制單元595提供具低電壓準位之控制訊號SLCx以持續除能電壓控制反相器760，並持續導通傳輸電晶體790以持續將第一資料訊號SDy1傳輸為第二資料訊號SDy2，控制單元595輸出之第一電源電壓Vdd與第二電源電壓Vss持續為低電壓Vb。此外，於資料開關555將雙階數位電壓Vdigital輸入為第一資料訊號SDy1後，關閉閘極驅動器510，並於閘極驅動器510關閉後，關閉源極驅動器520，因而使資料訊號SDm為浮接電壓。
於第一靜止時段T41內，共用電壓產生單元696將第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位，控制單元595將第一電源電壓Vdd從低電壓Vb切換為高電壓Vh，控制單元595提供具高電壓準位之控制訊號SLCx以截止傳輸電晶體790，並致能電壓控制反相器760以將第一資料訊號SDy1反相為第二資料訊號SDy2饋入至液晶電容680。於第二靜止時段T42內，控制單元595提供具低電壓準位之控制訊號SLCx以除能電壓控制反相器760，並導通傳輸電晶體790以將第二資料訊號SDy2傳輸為第一資料訊號SDy1。請注意，控制訊號SLCx之昇緣並不一定要對齊第一與第二共用電壓Vcoml/Vcom2之降緣/昇緣。
於第三靜止時段T43與第四靜止時段T44之電路運作，除了共用電壓產生單元696將第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位，其餘運作係分別同於第一靜止時段T41與第二靜止時段T42。在另一實施例中，於進入靜止模式後，共用電壓產生單元696可提供具固定電壓準位之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2。其後，在靜止模式的持續運作下，液晶顯示裝置700係週期性重複執行第一靜止時段T41至第四靜止時段T44的電路運作。當液晶顯示裝置700由靜止模式進入正常模式時，控制單元595將第一電源電壓Vdd從高電壓Vh切換為低電壓Vb，源極驅動器520被啟動以提供多階類比電壓Vanalog作為資料訊號SDm，閘極驅動器510被啟動以依正常掃描模式而提供閘極訊號SGj，共用電壓產生單元696所提供之第一與第二共用電壓Vcom1/Vcom2恢復為正常模式運作之交流電壓或直流電壓。
第14圖為依本發明之靜止模式運作方法的流程圖。第14圖所示之流程800係為基於第2圖之液晶顯示裝置200的靜止模式運作方法。靜止模式運作方法的流程800包含下列步驟：步驟S805：控制單元提供第一控制訊號以除能電壓控制反相器；步驟S810：控制單元提供第二控制訊號以導通傳輸電晶體，用來將第一資料訊號傳輸為第二資料訊號饋入至液晶電容；步驟S815：源極驅動器將資料訊號之電壓準位由多階類比模式轉換為雙階數位模式；步驟S820：資料開關根據掃描模式之閘極訊號將具雙階數位模式之資料訊號輸入為第一資料訊號與第二資料訊號；步驟S825：共用電壓產生單元提供具第一電壓準位之共用電壓；步驟S830：於資料開關將具雙階數位模式之資料訊號輸入為第一資料訊號後，關閉閘極驅動器；步驟S835：於閘極驅動器關閉後，關閉源極驅動器；步驟S840：控制單元將第一電源電壓從低電壓切換為高電壓；步驟S845：控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體；步驟S850：共用電壓產生單元將共用電壓之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位；步驟S855：控制單元提供第一控制訊號以致能電壓控制反相器，用來將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；步驟S860：控制單元提供第一控制訊號以除能電壓控制反相器；步驟S865：控制單元提供第二控制訊號以導通傳輸電晶體，用來將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號；步驟S870：控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體；步驟S875：共用電壓產生單元將共用電壓之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位；步驟S880：控制單元提供第一控制訊號以致能電壓控制反相器，用來將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；步驟S885：控制單元提供第一控制訊號以除能電壓控制反相器；步驟S890：控制單元提供第二控制訊號以導通傳輸電晶體，用來將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號；以及步驟S895：控制單元提供第二控制訊號以截止傳輸電晶體，執行步驟S850。
在另一實施例中，流程800所述之共用電壓的電壓準位係為固定電壓準位，亦即第二電壓準位等於第一電壓準位。此外，在流程800中，若將共用電壓變更為第一共用電壓與第二共用電壓，則流程800所述之靜止模式運作方法亦適用於第3圖所示之液晶顯示裝置300與第4圖所示之液晶顯示裝置400。請注意，若控制單元提供具高電壓準位之第一控制訊號以除能電壓控制反相器，則控制單元提供具低電壓準位之第一控制訊號以致能電壓控制反相器，反之亦然。同理，若控制單元提供具高電壓準位之第二控制訊號以導通傳輸電晶體，則控制單元提供具低電壓準位之第二控制訊號以截止傳輸電晶體，反之亦然。
第15圖為依本發明之另一靜止模式運作方法的流程圖。第15圖所示之流程900係為基於第8圖之液晶顯示裝置500的靜止模式運作方法。靜止模式運作方法的流程900包含下列步驟：步驟S905：控制單元提供控制訊號以除能電壓控制反相器，並導通傳輸電晶體以將第一資料訊號傳輸為第二資料訊號饋入至液晶電容；步驟S910：源極驅動器將資料訊號之電壓準位由多階類比模式轉換為雙階數位模式；步驟S915：資料開關根據掃描模式之閘極訊號將具雙階數位模式之資料訊號輸入為第一資料訊號與第二資料訊號；步驟S920：共用電壓產生單元提供具第一電壓準位之共用電壓；步驟S925：於資料開關將具雙階數位模式之資料訊號輸入為第一資料訊號後，關閉閘極驅動器；步驟S930：於閘極驅動器關閉後，關閉源極驅動器；步驟S935：控制單元將第一電源電壓從低電壓切換為高電壓；步驟S940：共用電壓產生單元將共用電壓之電壓準位從第一電壓準位切換為第二電壓準位；步驟S945：控制單元提供控制訊號以截止傳輸電晶體，並致能電壓控制反相器以將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；步驟S950：控制單元提供控制訊號以除能電壓控制反相器，並導通傳輸電晶體以將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號；步驟S955：共用電壓產生單元將共用電壓之電壓準位從第二電壓準位切換為第一電壓準位；步驟S960：控制單元提供控制訊號以截止傳輸電晶體，並致能電壓控制反相器以將第一資料訊號反相為第二資料訊號饋入至液晶電容；以及步驟S965：控制單元提供控制訊號以除能電壓控制反相器，並導通傳輸電晶體以將第二資料訊號傳輸為第一資料訊號，執行步驟S940。
在另一實施例中，流程900所述之共用電壓的電壓準位係為固定電壓準位，亦即第二電壓準位等於第一電壓準位。此外，在流程900中，若將共用電壓變更為第一共用電壓與第二共用電壓，則流程900所述之靜止模式運作方法亦適用於第9圖所示之液晶顯示裝置600與第10圖所示之液晶顯示裝置700。請注意，若控制單元提供具高電壓準位之控制訊號以除能電壓控制反相器並導通傳輸電晶體，則控制單元提供具低電壓準位之控制訊號以致能電壓控制反相器並截止傳輸電晶體，反之亦然。
綜上所述，本發明液晶顯示裝置係利用顯著簡化的畫素電路結構以提供畫素資料自我保持機能，據以降低顯示靜止畫面所需之功率消耗，並可提供畫素資料自我更新功能，所以相較於習知基於SRAM架構之畫素單元的液晶顯示裝置，可提高畫素開口率並降低成本。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100、200、300、400、500、600、700．．．液晶顯示裝置
110、210、510．．．閘極驅動器
120、220、520．．．源極驅動器
130、230、530．．．閘極線
140、240、540．．．資料線
150、250、350、450、550、650、750．．．畫素單元
155、255、555．．．資料開關
180、280、380、580、680．．．液晶電容
185、285、385、585、685．．．儲存電容
260、360、460、560、660、760．．．電壓控制反相器
261、561．．．致能端
290、490、590、790．．．傳輸電晶體
295、595．．．控制單元
296、396、596、696．．．共用電壓產生單元
297、597．．．電源
298、598．．．太陽能電池模組
800、900．．．流程
DLn、DLm．．．資料線
GLi、GLj．．．閘極線
PUa、PUb、PUc、PUd、PUe、PUf．．．畫素單元
S805～S895、S905～S965．．．步驟
SGi、SGj．．．閘極訊號
SDn、SDm．．．資料訊號
SDx1、SDy1．．．第一資料訊號
SDx2、SDy2．．．第二資料訊號
SLC1．．．第一控制訊號
SLC2‧‧‧第二控制訊號
SLCx‧‧‧控制訊號
T11~T18、T21~T28、T31~T34、T41~T44、T81~T88、T91~T94‧‧‧靜止時段
Tpre1、Tpre2、Tpre3、Tpre4、Tpre8、Tpre9‧‧‧前置時段
Vp、Vq‧‧‧液晶電壓
Vcom‧‧‧共用電壓
Vcom1‧‧‧第一共用電壓
Vcom2‧‧‧第二共用電壓
Vanalog‧‧‧多階類比電壓
Vb‧‧‧低電壓
Vdd‧‧‧第一電源電壓
Vdigital‧‧‧雙階數位電壓
Vh‧‧‧高電壓
Vss‧‧‧第二電源電壓
第1圖為習知液晶顯示裝置的示意圖。
第2圖為本發明第一實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第3圖為本發明第二實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第4圖為本發明第三實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第5圖為第2圖之液晶顯示裝置的第一電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第6圖為第2圖之液晶顯示裝置的第二電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第7圖為第4圖之液晶顯示裝置的電路運作之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第8圖為本發明第三實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第9圖為本發明第五實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第10圖為本發明第六實施例之液晶顯示裝置的示意圖。
第11圖為第8圖之液晶顯示裝置的第一電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第12圖為第8圖之液晶顯示裝置的第二電路運作實施例之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第13圖為第10圖之液晶顯示裝置的電路運作之相關訊號波形圖，其中橫軸為時間軸。
第14圖為依本發明之靜止模式運作方法的流程圖。
第15圖為依本發明之另一靜止模式運作方法的流程圖。
200‧‧‧液晶顯示裝置
210‧‧‧閘極驅動器
220‧‧‧源極驅動器
230‧‧‧閘極線
240‧‧‧資料線
250‧‧‧畫素單元
255‧‧‧資料開關
280‧‧‧液晶電容
285‧‧‧儲存電容
260‧‧‧電壓控制反相器
261‧‧‧致能端
290‧‧‧傳輸電晶體
295‧‧‧控制單元
296‧‧‧共用電壓產生單元
297‧‧‧電源
298‧‧‧太陽能電池模組
DLn‧‧‧資料線
GLi‧‧‧閘極線
PUa‧‧‧畫素單元
SGi‧‧‧閘極訊號
SDn‧‧‧資料訊號
SDx1‧‧‧第一資料訊號
SDx2‧‧‧第二資料訊號
SLC1‧‧‧第一控制訊號
SLC2‧‧‧第二控制訊號
Vp‧‧‧液晶電壓
Vcom‧‧‧共用電壓
Vdd‧‧‧第一電源電壓
Vss‧‧‧第二電源電壓

Claims (20)

  1. 一種具畫素資料自我保持機能之液晶顯示裝置，其包含：一閘極線，用來傳輸一閘極訊號；一資料線，用來傳輸一資料訊號；一資料開關，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該資料線以接收該資料訊號，該閘極端電連接於該閘極線以接收該閘極訊號；一反相器，包含一輸入端、一輸出端與一致能端，其中該輸入端電連接於該資料開關之第二端；一液晶電容，電連接於該反相器之輸出端；一傳輸電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該反相器之輸出端，該第二端電連接於該反相器之輸入端；一控制單元，電連接於該反相器之致能端與該傳輸電晶體之閘極端，用來控制該反相器與該傳輸電晶體的電路運作；一共用電壓產生單元，電連接於該液晶電容；以及一電源，電連接於該控制單元與該共用電壓產生單元，用來供電該控制單元與該共用電壓產生單元。
  2. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該共用電壓產生單元包含一輸出端，該共用電壓產生單元之輸出端用來輸出一共用電壓饋入至該液晶電容，該液晶顯示裝置更包含： 一儲存電容，電連接於該反相器之輸出端與該共用電壓產生單元之輸出端間；其中該共用電壓係為直流電壓或交流電壓。
  3. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中：該反相器更包含一第一電源輸入端與一第二電源輸入端：以及該控制單元包含一第一訊號輸出端、一第二訊號輸出端、一第一電壓輸出端與一第二電壓輸出端，其中該第一訊號輸出端電連接於該反相器之致能端，該第二訊號輸出端電連接於該傳輸電晶體之閘極端，該第一電壓輸出端電連接於該反相器之第一電源輸入端，該第二電壓輸出端電連接於該反相器之第二電源輸入端。
  4. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該電源包含一太陽能電池模組，該太陽能電池模組係用來執行能量轉換以供電該控制單元與該共用電壓產生單元。
  5. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該共用電壓產生單元包含一第一輸出端與一第二輸出端，該共用電壓產生單元之第一輸出端用來輸出一第一共用電壓饋入至該液晶電容，該共用電壓產生單元之第二輸出端用來輸出一第二共用電壓，該液晶顯示裝置更包含：一儲存電容，電連接於該反相器之輸出端與該共用電壓產生單 元之第二輸出端間；其中該第一共用電壓與該第二共用電壓係為直流電壓或交流電壓。
  6. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中：該反相器更包含一第一電源輸入端與一第二電源輸入端：以及該控制單元包含一訊號輸出端、一第一電壓輸出端與一第二電壓輸出端，其中該訊號輸出端分別電連接於該反相器之致能端與該傳輸電晶體之閘極端，該第一電壓輸出端電連接於該反相器之第一電源輸入端，該第二電壓輸出端電連接於該反相器之第二電源輸入端。
  7. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，其中該控制單元包含一訊號輸出端、一第一電壓輸出端與一第二電壓輸出端，該反相器包含：一第一電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該控制單元之第一電壓輸出端，該閘極端電連接於該資料開關之第二端；一第二電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該第一電晶體之第二端，該閘極端電連接於該控制單元之訊號輸出端，該第二端電連接於該液晶電容與該傳輸電晶體之第一端；一第三電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該 第一端電連接於該第二電晶體之第二端，該閘極端電連接於該第二電晶體之閘極端；以及一第四電晶體，包含一第一端、一第二端與一閘極端，其中該第一端電連接於該第三電晶體之第二端，該閘極端電連接於該第一電晶體之閘極端，該第二端電連接於該控制單元之第二電壓輸出端。
  8. 如請求項7所述之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體、該第二電晶體與該第三電晶體係為P型薄膜電晶體(Thin Film Transistor)或P型場效電晶體(Field Effect Transistor)，該第四電晶體與該傳輸電晶體係為N型薄膜電晶體或N型場效電晶體。
  9. 如請求項7所述之液晶顯示裝置，其中該第一電晶體與該傳輸電晶體係為P型薄膜電晶體或P型場效電晶體，該第二電晶體、該第三電晶體與該第四電晶體係為N型薄膜電晶體或N型場效電晶體。
  10. 如請求項1所述之液晶顯示裝置，更包含：一閘極驅動器，電連接於該閘極線，用來提供該閘極訊號；以及一源極驅動器，電連接於該資料線，用來提供該資料訊號。
  11. 一種靜止模式運作方法，其包含： 提供一液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含：一閘極驅動器，用來提供一閘極訊號；一源極驅動器，用來提供一資料訊號；一控制單元，用來提供一第一控制訊號與一第二控制訊號；一資料開關，用來根據該閘極訊號控制將該資料訊號輸入為一第一資料訊號；一反相器，用來根據該第一控制訊號的致能運作以將該第一資料訊號反相為一第二資料訊號；一液晶電容，用來根據該第二資料訊號與一共用電壓以控制液晶穿透率；一傳輸電晶體，用來根據該第二控制訊號控制將該第二資料訊號傳輸為該第一資料訊號，或根據該第二控制訊號控制將該第一資料訊號傳輸為該第二資料訊號；以及一共用電壓產生單元，用來提供該共用電壓；於該液晶顯示裝置進入靜止模式後的一第一靜止時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以截止該傳輸電晶體；於該第一靜止時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以致能該反相器，用來將該第一資料訊號反相為該第二資料訊號饋入至該液晶電容；於一第二靜止時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以除能該反相器；於該第二靜止時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以截止該傳輸電晶體； 於一第三靜止時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以除能該反相器；於該第三靜止時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以導通該傳輸電晶體，用來將該第二資料訊號傳輸為該第一資料訊號；於一第四靜止時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以除能該反相器；以及於該第四靜止時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以截止該傳輸電晶體。
  12. 如請求項11所述之靜止模式運作方法，更包含：於該第一靜止時段之前的一前置時段內，該源極驅動器將該資料訊號之電壓準位由多階(Multi-level)類比模式轉換為雙階(Bi-level)數位模式；於該前置時段內，該資料開關根據該閘極訊號將具雙階數位模式之該資料訊號輸入為該第一資料訊號；於該前置時段內，該共用電壓產生單元提供具一第一電壓準位之該共用電壓；於該第一靜止時段內，該共用電壓產生單元將該共用電壓之電壓準位從該第一電壓準位切換為一第二電壓準位；以及於一第五靜止時段內，該共用電壓產生單元將該共用電壓之電壓準位從該第二電壓準位切換為該第一電壓準位。
  13. 如請求項12所述之靜止模式運作方法，更包含：於該資料開關根據該閘極訊號將具雙階數位模式之該資料訊號輸入為該第一資料訊號後，關閉該閘極驅動器；以及於該閘極驅動器關閉後，關閉該源極驅動器。
  14. 如請求項12所述之靜止模式運作方法，更包含：於該前置時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以除能該反相器；以及於該前置時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以導通該傳輸電晶體，用來將該第一資料訊號傳輸為該第二資料訊號饋入至該液晶電容。
  15. 如請求項12所述之靜止模式運作方法，更包含：於該前置時段內，該控制單元提供該第二控制訊號以截止該傳輸電晶體；以及於該前置時段內，該控制單元提供該第一控制訊號以致能該反相器，用來將該第一資料訊號反相為該第二資料訊號饋入至該液晶電容。
  16. 一種靜止模式運作方法，其包含：提供一液晶顯示裝置，該液晶顯示裝置包含：一閘極驅動器，用來提供一閘極訊號；一源極驅動器，用來提供一資料訊號； 一控制單元，用來提供一控制訊號；一資料開關，用來根據該閘極訊號控制將該資料訊號輸入為一第一資料訊號；一反相器，用來根據該控制訊號的致能運作以將該第一資料訊號反相為一第二資料訊號；一液晶電容，用來根據該第二資料訊號與一共用電壓以控制液晶穿透率；一傳輸電晶體，用來根據該控制訊號控制將該第二資料訊號傳輸為該第一資料訊號，或將該第一資料訊號傳輸為該第二資料訊號；以及一共用電壓產生單元，用來提供該共用電壓；於該液晶顯示裝置進入靜止模式後的一第一靜止時段內，該控制單元提供具第一電壓準位之該控制訊號，用來截止該傳輸電晶體以及致能該反相器以將該第一資料訊號反相為該第二資料訊號饋入至該液晶電容；以及於一第二靜止時段，該控制單元提供具第二電壓準位之該控制訊號，用來除能該反相器以及導通該傳輸電晶體以將該第二資料訊號傳輸為該第一資料訊號。
  17. 如請求項16所述之靜止模式運作方法，更包含：於該第一靜止時段之前的一前置時段內，該源極驅動器將該資料訊號之電壓準位由多階類比模式轉換為雙階數位模式；於該前置時段內，該資料開關根據該閘極訊號將具雙階數位模 式之該資料訊號輸入為該第一資料訊號；於該前置時段內，該共用電壓產生單元提供具一第三電壓準位之該共用電壓；於該第一靜止時段內，該共用電壓產生單元將該共用電壓之電壓準位從該第三電壓準位切換為一第四電壓準位；以及於一第三靜止時段內，該共用電壓產生單元將該共用電壓之電壓準位從該第四電壓準位切換為該第三電壓準位。
  18. 如請求項17所述之靜止模式運作方法，更包含：於該資料開關根據該閘極訊號將具雙階數位模式之該資料訊號輸入為該第一資料訊號後，關閉該閘極驅動器；以及於該閘極驅動器關閉後，關閉該源極驅動器。
  19. 如請求項17所述之靜止模式運作方法，更包含：於該前置時段內，該控制單元提供具第二電壓準位之該控制訊號，用來除能該反相器以及導通該傳輸電晶體以將該第一資料訊號傳輸為該第二資料訊號饋入至該液晶電容。
  20. 如請求項17所述之靜止模式運作方法，更包含：於該前置時段內，該控制單元提供具第一電壓準位之該控制訊號，用來截止該傳輸電晶體以及致能該反相器以將該第一資料訊號反相為該第二資料訊號饋入至該液晶電容。
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