TWI486940B - 雙穩態液晶顯示器 - Google Patents

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Description

雙穩態液晶顯示器
本發明是有關於一種顯示器，且特別是有關於一種雙穩態液晶顯示器。
在現在，具有高畫質、空間利用效率佳、低消耗功率等優越特性之液晶顯示器已逐漸成為市場之主流。在液晶顯示器中，雙穩態液晶(如膽固醇液晶)顯示器為具有高亮度、高對比、省電、有記憶性、廣視角、不閃爍等優點的新型顯示技術，並且在雙穩態特性的情況下，顯示面板能夠持續顯示之前所寫入的畫面，藉此雙穩態液晶顯示器的耗電量會低於穿透式液晶顯示器，以致於雙穩態液晶顯示器的應用逐漸被重視。
由於雙穩態液晶會隨著電壓脈衝大小和時間的變化，而相應地變化為反射或者透入射光，因此雙穩態液晶的灰階控制方法大致分為振幅調變(Amplitude Modulation,AM)及脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)兩種。以振幅調變驅動雙穩態液晶而言，會利用脈衝的振幅高度來調整雙穩態液晶的灰階(即反射度)，因此需要數位轉類比轉換器(DAC)將數位的顯示資料轉換為類比的電壓準位，而數位轉類比轉換器會接收各種不同大小的電壓準位的參考電壓作為參考來轉換數位的顯示資料。其中，上述各種不同大小的電壓準位的參考電壓可透過串接 的電阻進行分壓來產生，數位轉類比轉換器一般會利用多個電晶體組成多工器，以依據數位的顯示資料選擇上述參考電壓的其中之一並輸出作為對應數位的顯示資料的電壓準位。然而，當顯示資料的位元數增加時，數位轉類比轉換器的電路複雜度及晶片面積會呈指數成長，以致於數位轉類比轉換器的硬體成本亦會呈指數成長。
以脈衝寬度調變驅動雙穩態液晶而言，會利用脈衝的脈衝寬度來調整雙穩態液晶的灰階(即反射度)。此時，仍需要數位轉類比轉換器將數位的顯示資料轉換為對應的電壓準位，且此電壓準位會與鋸齒波信號比較來決定脈衝的脈衝寬度。然而，此驅動方式仍需要數位轉類比轉換器，當顯示資料的位元數增加時，數位轉類比轉換器的電路複雜度及晶片面積會呈指數成長，以致於數位轉類比轉換器的硬體成本亦會呈指數成長。
本發明提供一種雙穩態液晶顯示器，可簡化資料驅動器的電路。
本發明提出一種雙穩態液晶顯示器，包括一顯示面板、多個行資料驅動器、多個列資料驅動器及一相位信號產生電路。顯示面板具有多個畫素。這些行資料驅動器耦接顯示面板，接收不同相位的多個相位控制信號、一第一高驅動電壓及一第一低驅動電壓，且分別接收一顯示資料。每一行資料驅動器依據顯示資料選擇這些相位控制信 號的其中之一，且依據選擇的相位控制信號交替輸出第一高驅動電壓及第一低驅動電壓以形成輸出至顯示面板的一行驅動信號。這些列資料驅動器耦接顯示面板，接收這些相位控制信號的其中之一、一第二高驅動電壓及一第二低驅動電壓。每一列資料驅動器依據接收的相位控制信號交替輸出第二高驅動電壓及第二低驅動電壓以形成輸出至顯示面板的一列驅動信號。每一畫素受對應的列驅動信號及對應的行驅動信號之間的電壓差的驅動決定其反射率。相位信號產生電路用以提供這些相位控制信號。
在本發明之一實施例中，相位信號產生電路包括多個位移暫存器及一邏輯單元。這些位移暫存器分別具有一輸入端、一觸發端、一正輸出端、一負輸出端及一重置端，其中重置端用以接收一重置信號，這些位移暫存器的這些觸發端接收一第一時脈信號，第i個位移暫存器的正輸出端耦接第i+1個位移暫存器的輸入端，第一個位移暫存器的輸入端耦接最後位移暫存器的負輸出端，且這些位移暫存器的這些正輸出端或這些負輸出端輸出這些相位控制信號，其中i為一正整數。邏輯單元用以提供第一時脈信號，且接收一第二時脈信號及一致能信號，當致能信號為致能時輸出第二時脈信號以形成第一時脈信號。並且，在致能信號致能前，重置信號致能以重置這些位移暫存器。
在本發明之一實施例中，相位信號產生電路包括多個壓控延遲單元、一相位檢測器及一過濾電路。這些壓控延遲單元彼此串接，且接收一控制電壓。第一個壓控延遲單 元接收一第三時脈信號，這些壓控延遲單元的輸入端或輸出端的信號作為這些相位控制信號，且最後的壓控延遲單元的輸出端提供一相位比較信號。相位檢測器接收第三時脈信號及相位比較信號，以依據第三時脈信號及相位比較信號輸出一相位調整信號。過濾電路接收相位調整信號，且輸出控制電壓。
在本發明之一實施例中，每一行資料驅動器分別包括一第一多工器及一第二多工器。第一多工器具有多個第一輸入端以接收這些相位控制信號、一第一控制端以接收對應的顯示資料、以及一第一輸出端。第二多工器具有多個第二輸入端以接收第一高驅動電壓及第一低驅動電壓、一第二控制端耦接第一輸出端以接收對應的相位控制信號、以及一第二輸出端以輸出對應的行驅動信號。
在本發明之一實施例中，這些列資料驅動器分別接收一列選擇信號，且每一行資料驅動器於對應的列選擇信號為致能時，依據接收的相位控制信號交替輸出第二高驅動電壓及第二低驅動電壓以形成輸出至顯示面板的行驅動信號。
在本發明之一實施例中，這些列資料驅動器分別包括一第一開關及一第三多工器。第一開關具有一第一端以接收這些相位控制信號的其中之一、一控制端以接收對應的列選擇信號、以及一第二端。第三多工器具有多個第三輸入端以接收第二高驅動電壓及第二低驅動電壓、一第三控制端耦接第一開關的第二端、以及一第三輸出端以輸出對 應的列驅動信號。
在本發明之一實施例中，第二高驅動電壓大於第一高驅動電壓，第二低驅動電壓小於第一低驅動電壓。
在本發明之一實施例中，第一高驅動電壓與第二高驅動電壓的電壓差等於驅動雙穩態液晶顯示一最低灰階值的一最低灰階電壓，且第一低驅動電壓與第二高驅動電壓的電壓差等於雙穩態液晶顯示一最高灰階值的一最高灰階電壓，第一低驅動電壓與第二低驅動電壓的電壓差等於最低灰階電壓，且第一高驅動電壓與第二低驅動電壓的電壓差等於最高灰階電壓。
在本發明之一實施例中，第一高驅動電壓與一共同電壓的電壓差小於驅動雙穩態液晶的一臨界電壓，且第一低驅動電壓與共同電壓的電壓差小於臨界電壓。
在本發明之一實施例中，雙穩態液晶顯示器更包括一掃描驅動器，用以提供這些列選擇信號。
在本發明之一實施例中，這些畫素分別接收對應的列選擇信號，且分別於對應的列選擇信號為致能時，依據對應的列驅動信號及對應的行驅動信號之間的電壓差決定其反射率。
在本發明之一實施例中，在每一畫素對應的一灰階寫入期間中，每一行驅動信號形成多個第一脈波，每一列驅動信號形成多個第二脈波。
在本發明之一實施例中，這些第一脈波與這些第二脈波的平均相位差決定於對應的顯示資料。
在本發明之一實施例中，這些第一脈波與這些第二脈波的多個相位差為完全相同。
在本發明之一實施例中，這些第一脈波與這些第二脈波的多個相位差為至少部分相同。
基於上述，本發明實施例的雙穩態液晶顯示器，其透過行驅動信號與列驅動信號間的相位差控制每一畫素所接收的電壓差的均方根值，藉此可簡化資料驅動器的電路及省略數位類比轉換器，以降低雙穩態液晶顯示器的硬體成本。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為雙穩態液晶的反射率與電壓的均方根值的相對關係示意圖。請參照圖1，經由實驗得知，雙穩態液晶的反射率是依據每一畫素所接收的電壓差(如列驅動信號的電壓與行驅動信號的電壓的電壓差)的均方根值(root mean square，RMS)所決定的，因此若能透過調整驅動信號的脈波有效控制每一畫素所接收的電壓差的均方根值，即能調整雙穩態液晶的反射率(亦即每一畫素所顯示的灰階值)。基於反應速度的考量，每一畫素所接收的電壓差的均方根值(即控制灰階的電壓)可選擇落在電壓VH及電壓VL之間，若是希望雙穩態液晶的狀態不受影響，則未驅動的畫素所接收的電壓差要小於電壓VX。
圖2為依據本發明之一實施例的雙穩態液晶顯示器的系統示意圖。請參照圖2，在本實施例中，雙穩態液晶顯示器200包括時序控制器210、掃描驅動器220、相位信號產生電路230、位移暫存器240、栓鎖電路250、多個行資料驅動器(如260_1~260_3)、多個列資料驅動器(如270_1~270_3)及顯示面板280。
掃描驅動器220耦接時序控制器210，以受控於時序控制器210提供多個列選擇信號(如RS1~RS3)，其中這些列選擇信號(如RS1~RS3)為依序致能。相位信號產生電路230耦接時序控制器210，以受控於時序控制器210提供不同相位的多個相位控制信號P1~Pn，其中n為一正整數。
位移暫存器240耦接時序控制器210，並依據時序控制器210所提供的時脈信號CLKs位移時序控制器210所提供的多個顯示資料DD1~DDm，以輸出各行資料驅動器(如260_1~260_3)對應的顯示資料(如DD1~DD3)，其中m為一正整數。栓鎖電路250耦接位移暫存器240，以栓鎖並輸出各行資料驅動器(如260_1~260_3)對應的顯示資料(如DD1~DD3)，其中栓鎖電路250可受控於時序控制器210而同時輸出行資料驅動器(如260_1~260_3)對應的顯示資料(如DD1~DD3)，但本發明實施例不以此為限。
每一行資料驅動器(如260_1~260_3)耦接相位信號產生電路230以接收這些相位控制信號P1~Pn，耦接栓鎖 電路250以接收對應的顯示資料(如DD1~DD3)，以及接收第一高驅動電壓Vc1及第一低驅動電壓Vc2。每一行資料驅動器(如260_1~260_3)依據對應的顯示資料(如DD1~DD3)選擇相位控制信號P1~Pn的其中之一，且依據所選擇的相位控制信號(如P1~Pn)交替輸出第一高驅動電壓Vc1及第一低驅動電壓Vc2以形成輸出一行驅動信號(如CD1~CD3)。
每一列資料驅動器(如270_1~270_3)耦接相位信號產生電路230以接收這些相位控制信號P1~Pn的其中之一(在此以相位控制信號P1為例)，耦接掃描驅動器220以接收對應的列選擇信號(如RS1~RS3)，以及接收第二高驅動電壓Vr1及第二低驅動電壓Vr2。每一列資料驅動器(如270_1~270_3)於對應的列選擇信號(如RS1~RS3)為致能時，依據所接收的相位控制信號P1交替輸出第二高驅動電壓Vr1及第二低驅動電壓Vr2以形成一列驅動信號(如RD1~RD3)；反之，每一列資料驅動器(如270_1~270_3)於對應的列選擇信號(如RS1~RS3)為禁能時，不會輸出列驅動信號(如RD1~RD3)或輸出共同電壓Vcom。
顯示面板280接收共同電壓Vcom，並且具有多條第一信號線(如281_1~281_3)、多條第二信號線(如283_1~283_3)及多個畫素PX。這些第一信號線(如281_1~281_3)分別耦接對應的行資料驅動器(如260_1~260_3)以接收對應的行驅動信號(如CD1~CD3)。 這些第二信號線(如283_1~283_3)分別耦接對應的列資料驅動器(如270_1~270_3)以接收對應的列驅動信號(如RD1~RD3)。每一畫素PX耦接對應的第一信號線(如281_1~281_3)以接收對應的行驅動信號(如CD1~CD3)，耦接對應的第二訊號線(如283_1~283_3)以接收對應的列驅動信號(如RD1~RD3)。並且，每一畫素PX受對應的列驅動信號(如RD1~RD3)及對應的行驅動信號(如CD1~CD3)之間的電壓差的驅動決定其反射率，亦即依據每一畫素PX依據對應的列驅動信號(如RD1~RD3)及對應的行驅動信號(如CD1~CD3)之間的電壓差與共同電壓Vcom的差距決定其反射率。
在本實施例中，顯示面板280上所有的畫素PX為被動式畫素且逐列驅動，而這些列驅動信號(如RD1~RD3)會分別傳送至顯示面板280上所有的畫素PX。為了避免未驅動的畫素PX的狀態被改變，第一高驅動電壓Vc1與共同電壓Vcom的電壓差可設定為小於驅動雙穩態液晶的臨界電壓(如圖1所示電壓VX)，且第一低驅動電壓Vc2與共同電壓Vcom的電壓差可設定為小於上述臨界電壓。
圖3A至圖3E分別為圖2依據本發明之一實施例的驅動波形示意圖。請參照圖3A至圖3E，在本實施例中，第一高驅動電壓Vc1及第二高驅動電壓Vr1設定為大於共同電壓Vcom，第一低驅動電壓Vc2及第二低驅動電壓Vr2設定為小於共同電壓Vcom，並且假設第一高驅動電壓Vc1與共同電壓Vcom之間的電壓差相同於第一低驅動電壓 Vc2與共同電壓Vcom之間的電壓差，第二高驅動電壓Vr1與共同電壓Vcom之間的電壓差相同於第二低驅動電壓Vr2與共同電壓Vcom之間的電壓差。以及，設定第二高驅動電壓Vr1設定為大於第一高驅動電壓Vc1，並且第二低驅動電壓Vr2設定為小於第一低驅動電壓Vc2。
在本實施例中，波形CD為表示行驅動信號(如CD1~CD3)的波形，波形RD為表示列驅動信號(如RD1~RD3)，波形VP為表示每一畫素PX所接收的電壓差。而圖3B至圖3E中波形CD的虛線部分與列驅動信號(如RD1~RD3)的相位差為0。
在行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1且列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間，每一畫素PX所接收的電壓差為Vr1-Vc1；在行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2且列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間，每一畫素PX所接收的電壓差為Vr1-Vc2；在行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1且列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間，每一畫素PX所接收的電壓差為Vc1-Vr2；在行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2且列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間，每一畫素PX所接收的電壓差為Vc2-Vr2。
圖3A為繪示行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)的相位差為0的實施例，在此 行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1的期間完全重疊於列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間，行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2的期間完全重疊於列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間。
圖3B為繪示行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為1/4π(即45度)的實施例，在此行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間之間的時間差為T/8(等同於對行驅動信號進行延遲，而延遲的時間為T/8)，行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間之間的時間差為T/8，其中T為行驅動信號(如CD1~CD3)或列驅動信號(如RD1~RD3)的一個週期的時間長度。
圖3C為繪示行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為1/2π(即90度)的實施例，在此行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間之間的時間差為T/4(等同於對行驅動信號進行延遲，而延遲的時間為T/4)，行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間之間的時間差為T/4。
圖3D為繪示行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為3/4π(即135度)的實施例，在此行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間之間的時間差為3T/8(等同於對行驅動信號進行延遲，而延遲的時間為3T/8)，行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間之間的時間差為3T/8。
圖3E為繪示行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為π(即180度)的實施例，在此行驅動信號(如CD1~CD3)為第一高驅動電壓Vc1的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二高驅動電壓Vr1的期間之間的時間差為T/2，行驅動信號(如CD1~CD3)為第一低驅動電壓Vc2的期間與列驅動信號(如RD1~RD3)為第二低驅動電壓Vr2的期間之間的時間差為T/2。
依據圖3A至圖3B所示，行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差越大，每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值越大，並且在行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為π時達到最大值。在此設定行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的相位差為π時對應相位調整率100%，則可依據行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信 號(如RD1~RD3)之間的時間差與相位調整率的關係，其關係式如下：
其中D為相位調整率，td為行驅動信號(如CD1~CD3)與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)之間的時間差，T為行驅動信號(如CD1~CD3)或列驅動信號(如RD1~RD3)的一個週期的時間長度。
依據圖1所述，基於反應速度的考量，每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值(即控制灰階的電壓)可選擇落在VH及VL之間。因此，在本實施例中，第一高驅動電壓Vc1與第二高驅動電壓Vr1的電壓差及第一低驅動電壓Vc2與第二低驅動電壓Vr2的電壓差可設定為等於驅動雙穩態液晶顯示最低灰階值(即最低反射率)的最低灰階電壓(如圖1所示VL)，且第一低驅動電壓Vc2與第二高驅動電壓Vr1的電壓差及第一高驅動電壓Vc1與第二低驅動電壓Vr2的電壓差可設定為等於雙穩態液晶顯示最高灰階值(即最高反射率)的最高灰階電壓(如圖1所示VH)。因此，每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值與相位調整率D的關係可由下式算出：
其中VRMS 為每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值，v 為每一畫素PX所接收的電壓差，D為相位調整率(由0~100%)，VH 為最高灰階電壓，VL 為最低灰階電壓。
依據上述，在本實施例中，可透過改變行驅動信號(如CD1~CD3)的延遲時間，來調整行驅動信號(如CD1~CD3) 與對應的列驅動信號(如RD1~RD3)的相位差，藉此可改變每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值，以設定每一畫素PX的反射率(即灰階值)。
一般而言，雙穩態液晶需以連續多個脈波來驅動，亦即在每一畫素PX對應的一灰階寫入期間，每一畫素PX所接收的電壓差會形成多個正脈波及負脈波(如圖3A波形VP所示正脈波PP1或負脈波PP2)。換言之，在每一畫素PX對應的灰階寫入期間，每一行驅動信號(如CD1~CD3)形成多個第一脈波(如CP1、CP2)，且每一列驅動信號(如RD1~RD3)形成多個第二脈波(如RP1、RP2)。
在本實施例中，由於行資料驅動器(如260_1~260_3)依據對應的顯示資料(如DD1~DD3)選擇相位控制信號P1~Pn的其中之一，藉此控制行驅動信號(如CD1~CD3)的第一脈波(如CP1、CP2)的相位。因此，這些第一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)的平均相位差決定於對應的顯示資料(如DD1~DD3)。
依據圖3A至圖3E所示，在本發明的一實施例中，這些第一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)彼此之間的多個相位差(對應相位調整率D)為完全相同，但在本發明的其他實施例中，這些第一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)彼此之間的多個相位差可為部分相同，亦即這些第一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)彼此之間的相位差可不完全相同。
表一為本發明一實施例的相位差分配表。在此假設第 一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)的數量階為4，而相位調整率D1~D4分別為每一第一脈波(如CP1、CP2)與對應的第二脈波(如RP1、RP2)的相位調整率D。如表一所示，這些第一脈波(如CP1、CP2)與這些第二脈波(如RP1、RP2)的平均相位差(即平均相位調整率Davg)可作更精細的設定。
在實際應用中，每一畫素PX所接收的電壓差的均方根值與相位調整率D會大致呈現線性，但不完全符合線性關係。因此，若需要較高解析度的情況下，時序控制器210中利用查找表(look-up table)，並且透過查找表先將顯示資料DD1~DDm進行預先修正，以依據對應的電壓差的均方根值修正為對應的相位調整率D。
圖4A為圖2依據本發明一實施例的行資料驅動器的電路示意圖。請參照圖2及圖4A，在本實施例中，每一行資料驅動器260包括第一多工器410及第二多工器420。第一多工器410具有多個第一輸入端以接收相位控制信號P1~Pn、第一控制端以接收對應的顯示資料DDi(如DD1~DDm)、以及第一輸出端，其中i為一正整數。第二多工器420具有多個第二輸入端以接收第一高驅動電壓Vc1及第一低驅動電壓Vc2、第二控制端耦接第一多工器410的第一輸出端以接收對應的相位控制信號(如P1~Pn)、以及第二輸出端以輸出對應的行驅動信號CDi。
進一步來說，第一多工器410依據對應的顯示資料DDi輸出相位控制信號P1~Pn的其中之一，而第二多工器420依據第一多工器410所輸出的相位控制信號(如P1~Pn)交替輸出第一高驅動電壓Vc1及第一低驅動電壓Vc2以形成對應的行驅動信號CDi(如CD1~CD3)。例如，在對應的相位控制信號(如P1~Pn)為高電壓準位時輸出第一高驅動電壓Vc1；在對應的相位控制信號(如P1~Pn)為低電壓準位時輸出第一低驅動電壓Vc2。
圖4B為圖2依據本發明一實施例的列資料驅動器的電路示意圖。請參照圖2及圖4B，在本實施例中，每一列資料驅動器270包括第一開關SW1及第三多工器430。第一開關SW1具有第一端以接收相位控制信號P1~Pn的其中之一(在此以相位控制信號P1為例)、一控制端以接收對應的列選擇信號RSi(如RS1~RS3)、以及第二端。 第三多工器430具有多個第三輸入端以接收第二高驅動電壓Vr1及第二低驅動電壓Vr2、第三控制端耦接第一開關SW1的第二端以接收相位控制信號P1、以及第三輸出端以輸出對應的列驅動信號RDi(如RD1~RD3)。
進一步來說，第一開關SW1依據對應的列選擇信號RSi(如RS1~RS3)而導通時，則相位控制信號P1會傳送至第三多工器430的第三控制端，而第三多工器430依據相位控制信號P1交替輸出第二高驅動電壓Vr1及第二低驅動電壓Vr2以形成對應的列驅動信號RDi(如RD1~RD3)。例如，在相位控制信號P1為高電壓準位時輸出第二高驅動電壓Vr1；在相位控制信號P1為低電壓準位時輸出第二低驅動電壓Vr2。在第三多工器430未接收到相位控制信號P1時，可設定第三多工器430的第三輸出端為浮接或輸出共同電壓Vcom。
圖5A為圖2依據本發明一實施例的相位信號產生電路的電路示意圖。請參照圖2及圖5A，在本實施例中，相位信號產生電路230a包括邏輯單元510及多個位移暫存器SR1~SRn，其中邏輯單元510例如為包括及閘AD1。及閘AD1的輸入端分別接收時脈信號CLKp(對應第二時脈信號)及致能信號SEN，以致於及閘AD1會在致能信號SEN為致能時於其輸出端輸出時脈信號CLKp以形成時脈信號CLKq(對應第一時脈信號)，以提供至位移暫存器SR1~SRn。其中，時脈信號CLKp及致能信號SEN可以由時序控制器210所提供。
位移暫存器SR1~SRn分別具有輸入端D、觸發端、正輸出端Q、負輸出端及重置端RT，其中位移暫存器SR1~SRn的觸發端接收及閘AD1所提供的時脈信號CLKq，位移暫存器SR1~SRn的重置端RT接收重置信號SRT。其中，重置信號SRT可以由時序控制器210所提供。
位移暫存器SR1的輸入端D耦接位移暫存器SRn的負輸出端，位移暫存器SR1的正輸出端Q輸出相位控制信號P1且耦接位移暫存器SR2的輸入端D，位移暫存器SR2的正輸出端Q輸出相位控制信號P2且耦接位移暫存器SR3的輸入端D，其餘則以此類推。
在本實施例中，相位控制信號P1~Pn是由位移暫存器SR1~SRn的正輸出端Q所提供，但在其他實施例中，相位控制信號P1~Pn也可是由位移暫存器SR1~SRn的負輸出端所提供。
圖5B及圖5C為圖5A依據本發明一實施例的驅動波形示意圖。請參照圖5A至圖5C，在本實施例中，為繪示8個相位控制信號P1~P8為例。在致能信號SEN致能前，重置信號SRT會致能，以重置位移暫存器SR1~SRn，亦即位移暫存器SR1~SRn的正輸出端Q會為低電壓準位，位移暫存器SR1~SRn的負輸出端會為高電壓準位。當致能信號SEN致能時，時脈信號CLKq會相同於時脈信號CLKp，以觸發位移暫存器SR1~SRn進行位移，而形成不同相位的相位控制信號P1~P8。接著，當致能信號SEN禁能時，時脈信號CLKq為低電壓準位，以致於位移暫存器 SR1~SRn不會進行位移，等同於相位信號產生電路230a停止運作。
圖6為圖2依據本發明另一實施例的相位信號產生電路的電路示意圖。請參照圖2及圖6，在本實施例中，相位信號產生電路230b包括相位檢測器610、過濾電路620及多個壓控延遲單元630_1~630_n。壓控延遲單元630_1~630_n彼此串接，且接收控制電壓VCL，其中壓控延遲單元630_1接收時脈信號CLKt(對應第三時脈信號)，壓控延遲單元630_1~630_n的輸入端的信號作為相位控制信號P1~Pn，壓控延遲單元630_n的輸出端提供一相位比較信號SPC。相位檢測器610接收時脈信號CLKt及相位比較信號SPC，以依據時脈信號CLKt及相位比較信號SPC進行比較，並依據比較結果輸出相位調整信號SPA。過濾電路620耦接相位檢測器610以接收相位調整信號SPA，且依據相位調整信號SPA輸出控制電壓VCL。
在本實施例中，是以壓控延遲單元630_1~630_n的輸入端的信號作為相位控制信號P1~Pn，但在其他實施例中，也可以壓控延遲單元630_1~630_n的輸出端的信號作為相位控制信號P1~Pn。
圖7為依據本發明之另一實施例的雙穩態液晶顯示器的系統示意圖。請參照圖1及圖7，雙穩態液晶顯示器700大致相同於雙穩態液晶顯示器100，其相同或相似的元件使用相同或相似標號，且其不同之處在於顯示面板710。在本實施例中，顯示面板710更包括多條第三信號線(如 711_1~711_3)，且顯示面板710的畫素PA為主動式畫素。這些第三信號線(如711_1~711_3)耦接掃描驅動器220以分別接收對應的列選擇信號(如RS1~RS3)，而畫素PA耦接對應的第三信號線(如711_1~711_3)以接收對應的列選擇信號(如RS1~RS3)，且受控於對應的列選擇信號(如RS1~RS3)而開啟。
依據上述，畫素PA會在對應的列選擇信號(如RS1~RS3)致能時，才會接收到對應的行驅動信號(如CD1~CD3)及列驅動信號(如RD1~RD3)，並且依據對應的列驅動信號(如RD1~RD3)及對應的行驅動信號CD1~CD3)之間的電壓差的決定其反射率。並且，由於畫素PA為主動式畫素，因此第一高驅動電壓Vr1與第一低驅動電壓Vr2可隨意設定。
綜上所述，本發明實施例的雙穩態液晶顯示器，其透過行驅動信號與列驅動信號間的相位差控制每一畫素所接收的電壓差的均方根值，藉此可簡化資料驅動器的電路，以降低雙穩態液晶顯示器的硬體成本。
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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
‧‧‧負輸出端
200、700‧‧‧雙穩態液晶顯示器
210‧‧‧時序控制器
220‧‧‧掃描驅動器
230、230a、230b‧‧‧相位信號產生電路
240‧‧‧位移暫存器
250‧‧‧栓鎖電路
260_1~260_3、260‧‧‧行資料驅動器
270_1~270_3、270‧‧‧列資料驅動器
280、710‧‧‧顯示面板
281_1~281_3‧‧‧第一信號線
283_1~283_3‧‧‧第二信號線
410‧‧‧第一多工器
420‧‧‧第二多工器
430‧‧‧第三多工器
510‧‧‧邏輯單元
610‧‧‧相位檢測器
620‧‧‧過濾電路
630_1~630_n‧‧‧壓控延遲單元
711_1~711_3‧‧‧第三信號線
AD1‧‧‧及閘
CD、RD、VP‧‧‧波形
CD1~CD3、CDi‧‧‧行驅動信號
CLKs、CLKp、CLKq、CLKt‧‧‧時脈信號
D‧‧‧輸入端
DD1~DDm、DDi‧‧‧顯示資料
P1~Pn‧‧‧相位控制信號
PP1、PP2、CP1、CP2、RP1、RP2‧‧‧脈波
PX、PA‧‧‧畫素
Q‧‧‧正輸出端
RD1~RD3、RDi‧‧‧列驅動信號
RS1~RS3、RSi‧‧‧列選擇信號
RT‧‧‧重置端
SEN‧‧‧致能信號
SPA‧‧‧相位調整信號
SPC‧‧‧相位比較信號
SR1~SRn‧‧‧位移暫存器
SRT‧‧‧重置信號
SW1‧‧‧第一開關
T‧‧‧週期
Vc1‧‧‧第一高驅動電壓
Vc2‧‧‧第一低驅動電壓
VCL‧‧‧控制電壓
Vcom‧‧‧共同電壓
VH、VL、VX‧‧‧電壓
Vr1‧‧‧第二高驅動電壓
Vr2‧‧‧第二低驅動電壓
圖1為雙穩態液晶的反射率與電壓的均方根值的相對 關係示意圖。
圖2為依據本發明之一實施例的雙穩態液晶顯示器的系統示意圖。
圖3A至圖3E分別為圖2依據本發明之一實施例的驅動波形示意圖。
圖4A為圖2依據本發明一實施例的行資料驅動器的電路示意圖。
圖4B為圖2依據本發明一實施例的列資料驅動器的電路示意圖。
圖5A為圖2依據本發明一實施例的相位信號產生電路的電路示意圖。
圖5B及圖5C為圖5A依據本發明一實施例的驅動波形示意圖。
圖6為圖2依據本發明另一實施例的相位信號產生電路的電路示意圖。
圖7為依據本發明之另一實施例的雙穩態液晶顯示器的系統示意圖。
200‧‧‧雙穩態液晶顯示器
210‧‧‧時序控制器
220‧‧‧掃描驅動器
230‧‧‧相位信號產生電路
240‧‧‧位移暫存器
250‧‧‧栓鎖電路
260_1~260_3‧‧‧行資料驅動器
270_1~270_3‧‧‧列資料驅動器
280‧‧‧顯示面板
281_1~281_3‧‧‧第一信號線
283_1~283_3‧‧‧第二信號線
CD1~CD3‧‧‧行驅動信號
CLKs‧‧‧時脈信號
DD1~DDm‧‧‧顯示資料
P1~Pn‧‧‧相位控制信號
PX‧‧‧畫素
RD1~RD3‧‧‧列驅動信號
RS1~RS3‧‧‧列選擇信號
Vc1‧‧‧第一高驅動電壓
Vc2‧‧‧第一低驅動電壓
Vcom‧‧‧共同電壓
Vr1‧‧‧第二高驅動電壓
Vr2‧‧‧第二低驅動電壓

Claims (15)

  1. 一種雙穩態液晶顯示器，包括：一顯示面板，具有多個畫素；多個行資料驅動器，耦接該顯示面板，接收不同相位的多個相位控制信號、一第一高驅動電壓及一第一低驅動電壓，且分別接收一顯示資料，每一該些行資料驅動器依據該顯示資料選擇該些相位控制信號的其中之一，且依據選擇的相位控制信號交替輸出該第一高驅動電壓及該第一低驅動電壓以形成輸出至該顯示面板的一行驅動信號；多個列資料驅動器，耦接該顯示面板，接收該些相位控制信號的其中之一、一第二高驅動電壓及一第二低驅動電壓，每一該些列資料驅動器依據接收的相位控制信號的交替輸出該第二高驅動電壓及該第二低驅動電壓以形成輸出至該顯示面板的一列驅動信號；以及一相位信號產生電路，用以提供該些相位控制信號；其中，每一該些畫素受對應的列驅動信號及對應的行驅動信號之間的電壓差的驅動決定其反射率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該相位信號產生電路包括：多個位移暫存器，分別具有一輸入端、一觸發端、一正輸出端、一負輸出端及一重置端，其中該重置端用以接收一重置信號，該些位移暫存器的該些觸發端接收一第一時脈信號，第i個位移暫存器的該正輸出端耦接第i+1個位移暫存器的該輸入端，第一個位移暫存器的該輸入端耦 接最後位移暫存器的該負輸出端，且該些位移暫存器的該些正輸出端或該些負輸出端輸出該些相位控制信號，其中i為一正整數；以及一邏輯單元，用以提供該第一時脈信號，且接收一第二時脈信號及一致能信號，當該致能信號為致能時輸出該第二時脈信號以形成該第一時脈信號；其中在該致能信號致能前，該重置信號致能以重置該些位移暫存器。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該相位信號產生電路包括：多個壓控延遲單元，彼此串接，且接收一控制電壓，第一個壓控延遲單元接收一第三時脈信號，該些壓控延遲單元的輸入端或輸出端的信號作為該些相位控制信號，且最後的壓控延遲單元的輸出端提供一相位比較信號；一相位檢測器，接收該第三時脈信號及該相位比較信號，以依據該第三時脈信號及該相位比較信號輸出一相位調整信號；以及一過濾電路，接收該相位調整信號，且輸出該控制電壓。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中每一該些行資料驅動器分別包括：一第一多工器，具有多個第一輸入端以接收該些相位控制信號、一第一控制端以接收對應的顯示資料、以及一第一輸出端；以及 一第二多工器，具有多個第二輸入端以接收該第一高驅動電壓及該第一低驅動電壓、一第二控制端耦接該第一輸出端以接收對應的相位控制信號、以及一第二輸出端以輸出對應的該行驅動信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些列資料驅動器分別接收一列選擇信號，且每一該些行資料驅動器於對應的列選擇信號為致能時，依據接收的相位控制信號交替輸出該第二高驅動電壓及該第二低驅動電壓以形成輸出至該顯示面板的該行驅動信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些列資料驅動器分別包括：一第一開關，具有一第一端以接收該些相位控制信號的其中之一、一控制端以接收對應的列選擇信號、以及一第二端；以及一第三多工器，具有多個第三輸入端以接收該第二高驅動電壓及該第二低驅動電壓、一第三控制端耦接該第一開關的該第二端、以及一第三輸出端以輸出對應的該列驅動信號。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該第二高驅動電壓大於該第一高驅動電壓，該第二低驅動電壓小於該第一低驅動電壓。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該第一高驅動電壓與該第二高驅動電壓的電壓差等於驅動雙穩態液晶顯示一最低灰階值的一最低灰階電 壓，且該第一低驅動電壓與該第二高驅動電壓的電壓差等於雙穩態液晶顯示一最高灰階值的一最高灰階電壓，該第一低驅動電壓與該第二低驅動電壓的電壓差等於該最低灰階電壓，且該第一高驅動電壓與該第二低驅動電壓的電壓差等於該最高灰階電壓。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該第一高驅動電壓與一共同電壓的電壓差小於驅動雙穩態液晶的一臨界電壓，且該第一低驅動電壓與該共同電壓的電壓差小於該臨界電壓。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，更包括一掃描驅動器，用以提供多個列選擇信號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些畫素分別接收對應的該列選擇信號，且分別於對應的該列選擇信號為致能時，依據對應的列驅動信號及對應的行驅動信號之間的電壓差決定其反射率。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之雙穩態液晶顯示器，其中在每一該些畫素對應的一灰階寫入期間中，每一該些行驅動信號形成多個第一脈波，每一該些列驅動信號形成多個第二脈波。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些第一脈波與該些第二脈波的平均相位差決定於對應的顯示資料。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些第一脈波與該些第二脈波的多個相位差為完 全相同。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之雙穩態液晶顯示器，其中該些第一脈波與該些第二脈波的多個相位差為至少部分相同。
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