WO2015010298A1 - 液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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WO2015010298A1
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扶伟
吴宇
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Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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    • G09G2330/00—Aspects of power supply; Aspects of display protection and defect management
    • G09G2330/02—Details of power systems and of start or stop of display operation
    • G09G2330/021—Power management, e.g. power saving

Definitions

  • This invention relates to the field of liquid crystal displays. More specifically, it relates to a liquid crystal display capable of reducing power consumption of a data driving circuit and a driving method thereof. Background technique
  • Liquid crystal displays have passive matrix [also known as passive matrix] and active matrix [also known as active matrix].
  • passive matrix also known as passive matrix
  • active matrix also known as active matrix
  • a plurality of pixels are arranged in a matrix arrangement, and the pixels themselves do not emit light, and are required to be turned on or off by using a TFT (Thin Film Transistor) formed in the pixels.
  • TFT Thin Film Transistor
  • Each pixel in the active LCD must be driven in a polarity inversion manner, that is, a data voltage of positive and negative polarity is applied to the liquid crystal in each pixel, but in terms of the pixel array, the phase in the array Neighboring pixels do not have to be driven with the same polarity. Therefore, common pixel array polarity inversion methods include frame inversion, inlj inversion, and row inversion. Inversion) and dot inversion (dot inversion).
  • the polarity of the voltage stored in the pixels on the entire frame is the same (all positive or negative), it is called frame inversion; if it is the same
  • the polarity of the voltages stored in the pixels on the column are the same, and the voltages stored in the pixels on the left and right adjacent columns are opposite in polarity, which is called column inversion; if the voltage is stored in the pixels on the same row
  • the properties are the same, and the voltages stored on the pixels on the adjacent rows are opposite in polarity, which is called row inversion.
  • the polarity of the voltage stored in each pixel is the pixel adjacent to the top, bottom, left, and right
  • the stored voltages have opposite polarities, which is called dot inversion.
  • the data driving circuit During the driving process, each time the polarity of the inverted data voltage is positive or negative, the data driving circuit generates heat, and the temperature rises. As a result, the data driving circuit generates power consumption.
  • the frame inversion power consumption is the lowest but the picture quality is relatively poor, and the dot inversion picture quality is the best but the power consumption is the highest among the four modes, column inversion and line inversion. It is centered on the performance of power consumption and picture quality.
  • the dot-reversal method is usually used to drive the liquid crystal in the pixel, but the power consumption will be relatively large, and the temperature of the data driving circuit is further increased under the heavy-load picture.
  • a liquid crystal display including a display panel including a plurality of data lines, a plurality of scanning lines crossing the plurality of data lines, and a plurality of lines arranged in a matrix are provided a plurality of pixels at the intersection of the data line and the plurality of scan lines; a data driving circuit configured to provide a data voltage to the plurality of data lines; a power consumption reduction module configured to store data of the most reloaded picture and Comparing the most reloaded picture with data included in the input picture, determining whether the input picture is a reload picture that increases power consumption of the data driving circuit based on the comparison result, and determining whether to use the timing controller based on the determination result
  • the polarity reversal mode changes.
  • the power consumption reduction module changes the polarity inversion manner of the timing controller from dot inversion to column inversion; when the input screen is a normal screen instead of being overloaded In the picture, the power consumption reduction module maintains the polarity inversion mode of the timing controller as a dot inversion or switches the polarity inversion mode of the timing controller from column inversion to dot inversion.
  • the power consumption reduction module includes: a memory configured to store data of the most reloaded picture; a detector configured to store data of the input picture and a place stored in the memory Comparing the data of the most reloaded picture, determining whether the input picture is a reload picture that increases power consumption of the data driving circuit based on the comparison result; the polarity controller is configured to be determined based on the detector As a result, it is judged whether or not the polarity inversion mode of the timing controller is changed.
  • the display panel uses a data line to supply a data voltage to a column of pixels, the most reloaded picture is an all white picture or a lighted picture.
  • the most heavily loaded picture is an all white picture or a line bright picture.
  • the data of the input picture includes a gray level of each pixel in the input picture
  • the data of the most overloaded picture includes a gray level of each pixel in the most reloaded picture, where Comparing the gray level of each pixel in the input picture with the gray level of each pixel corresponding to the most overloaded picture, and obtaining the gray level of each pixel in the input picture and the most overloaded.
  • the ratio of the gray scale of each pixel corresponding to the picture averaging all the ratios to obtain an average ratio, wherein, when When the average ratio is not less than a preset ratio, the input screen is determined to be a reload screen; when the average ratio is less than the preset ratio, the input screen is determined to be a normal screen.
  • the preset ratio is 0.75 ⁇ 1.
  • the data of the input screen is compared with the data of two light-emitting dark images with opposite polarities, thereby obtaining two average ratios, when the average ratio of any one of the two average ratios is not less than the preset In the case of ratio, the input picture is determined to be a reloaded picture, wherein two illuminated dark pictures of opposite polarities refer to the opposite of the brightness of the pixels at the same position in the two oppositely lit dark pictures .
  • the display panel uses a data line to supply data voltages to two adjacent columns of pixels, and the most heavily loaded picture is a line of bright and dark pictures, the two lines of opposite polarity are stored in a dark band image.
  • the data of the input screen is compared with data of two lines of bright and dark lines having opposite polarities, thereby obtaining two average ratios, when any one of the two average ratios is averaged.
  • the input screen is determined to be a reloaded screen, wherein two lines of opposite polarity light dark-band pictures refer to the same in two illuminated dark pictures of opposite polarities The brightness of the pixels on the line is reversed.
  • a driving method of a liquid crystal display comprising: a plurality of data lines, a plurality of scanning lines crossing the plurality of data lines, and arranged in a matrix form a display panel of a plurality of pixels at intersections of the plurality of data lines and the plurality of scan lines; and a data driving circuit configured to provide a data voltage to the plurality of data lines, the driving method comprising the steps of: a) comparing data included in the input picture with data of the most reloaded picture stored in the power consumption reduction module; (b) determining whether the input picture is increasing the power consumption of the data driving circuit based on the comparison result (c) determining whether to change the polarity inversion manner of the timing controller based on the determination result.
  • DRAWINGS 1 is a schematic block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2a is a schematic diagram of one implementation of dot inversion, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2b is a schematic diagram of another implementation of dot inversion, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
  • 3a is a schematic diagram of a data line charging a pixel using a conventional architecture, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3b is a schematic diagram of a data line charging a pixel using an interleaved architecture, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
  • 4 is a schematic diagram of a most heavily loaded picture under different point inversion implementations and data lines charging different pixels using different architectures, in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of the power consumption reduction module of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a flowchart of a driving method of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION The embodiments of the present invention are now described in detail. The embodiments are described below to explain the present invention by referring to the figures. In the drawings, the thickness of layers and regions may be exaggerated for clarity. In the following description, unnecessary details of well-known structures and/or functions may be omitted in order to avoid obscuring the inventive concept of the present invention.
  • 1 is a schematic block diagram of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG.
  • a liquid crystal display includes a display panel 11, a timing controller 12, a data driving circuit 13, a scan driving circuit 14, and a power consumption reducing module 15.
  • the display panel 11 includes an upper glass substrate and a lower glass substrate provided to the cartridge, and a liquid crystal interposed therebetween.
  • the display panel 11 includes data lines D1 to Dn, scan lines G1 to Gm crossing the data lines D1 to Dn, and nxm pixels arranged in a matrix at the intersection of the data lines D1 to Dn and the scan lines G1 to Gm, Where m and n are both positive integers.
  • a pixel array is formed on the lower glass substrate of the display panel 11.
  • Each of the pixels includes a TFT (Thin Film Transistor), a liquid crystal Clc, and a pixel electrode 1 at which a liquid crystal Clc is connected to a source of the TFT.
  • the gate of the TFT is connected to the scan line, and the drain Drain is connected to the data line.
  • a black matrix, a color filter (CF) is formed on the upper glass substrate of the display panel 11.
  • the common electrode 2 can be formed by a vertical electric field driving method such as a twisted nematic (TN) mode and a vertical alignment (VA) mode.
  • a horizontal electric field driving method such as an in-plane switching (IPS) mode and a fringe field switching (FFS) mode may be formed on the lower glass substrate together with the pixel electrode 1.
  • IPS in-plane switching
  • FFS fringe field switching
  • Polarizers having optical axes perpendicular or parallel to each other are attached to the outer surfaces of the upper and lower glass substrates of the display panel 11, respectively.
  • An alignment layer for setting a pretilt angle of the liquid crystal is formed in each of the upper glass substrate and the lower glass substrate of the display panel 11 that are in contact with the liquid crystal.
  • the timing controller 12 rearranges the digital video data RGB included in the input screen received from the system board (not shown) by the display panel 11, and supplies the rearranged data video data RGB to the data driving circuit 13.
  • the timing controller 12 receives timing signals such as a vertical synchronization signal Vsycn, a horizontal synchronization signal Hsync, a data enable signal DE, and a clock CLK from the system board, and generates operations for controlling the data driving circuit 13 and the scan driving circuit 14 using the timing signals. Timing control signal.
  • the data driving circuit 13 latches the digital video data RGB under the control of the timing controller 12 and converts the latched digital video data RGB, thereby generating a positive data voltage and a negative data voltage, and then the data driving circuit 13 to the data line D1 to Dn provide a positive data voltage and a negative data voltage.
  • the scan driving circuit 14 sequentially supplies the scan lines G1 to Gm with width scan pulses having about one horizontal period (about one frame time) under the control of the timing controller 12. For example, when a sufficiently large positive voltage is applied to a certain scan line, the gates of all the TFTs connected to the scan line are turned on, and the pixel electrode on the scan is connected with the data line D1. It is connected to Dn, which in turn is charged to the appropriate voltage via the data voltage (positive data voltage or negative data voltage) on data lines D1 to Dn.
  • each pixel must be driven in a polarity inversion manner, that is, a data voltage of positive and negative polarity is applied to the liquid crystal Clc in each pixel. In order to make the liquid crystal display The picture quality of the display is good.
  • the default polarity inversion mode can be set in the timing controller 12 as dot inversion, and the power consumption reduction module 15 can selectively select the timing controller 12 based on the input screen.
  • the default polarity inversion mode changes, for example, can be changed to column inversion or frame inversion. Since the liquid crystal display adopts the polarity inversion method of column inversion or frame inversion, the power consumption generated by the data driving circuit 13 is substantially the same, but when the column inversion polarity inversion method is employed, the liquid crystal display displays the picture. The quality is higher than when the polarity inversion mode of the frame inversion is used. Therefore, in the present embodiment, preferably, the power consumption reduction module 15 selectively selects the default polarity of the timing controller 12 based on the input screen.
  • the inversion mode is changed from dot inversion to column inversion.
  • the power consumption reduction module 15 changes the polarity inversion manner of the timing controller 12 from dot inversion to column inversion.
  • the power consumption reduction module 15 maintains the polarity inversion mode of the timing controller 12 as a dot inversion, or reverses the polarity of the timing controller 12. Switching back to the point inversion by the column inversion that has been converted.
  • the dot inversion in this embodiment includes two implementation manners, as shown in FIG.
  • one of the implementation manners is dot inversion, that is, the end of the Nth frame write, the Nth Before the start of +1 frame writing, the polarity of the voltage stored in each pixel is opposite to the polarity of the voltage stored in the pixels adjacent to the top, bottom, left and right; as shown in Figure 2b, another implementation is two-point inversion. (2 1 in inversion), that is, at the end of the Nth frame write, before the start of the N+1th frame, the polarity of the voltage stored in the adjacent two pixels on the same column is adjacent to the top, bottom, left, and right The two pixels on the column store the opposite polarity of the voltage.
  • the data line D can adopt a normal structure (ie, one data line D is connected to one column).
  • Pixel P charges the pixel P, or, as shown in FIG. 3b, a flip pixel architecture (ie, a column of pixels P are interleaved to the data line D adjacent to the left and right of the column of pixels P)
  • the pixel P is charged.
  • Each picture displayed on the display panel 11 is composed of a plurality of pixels, each of which has its own gray scale information, which is represented by a binary code.
  • the gray of each pixel The order information can be divided into 256 gray levels by 8 bits, that is, 0-255 gray scale, 0 gray scale indicates the darkest brightness, and 255 gray scale indicates the brightest brightness.
  • the most reloaded picture is the all-white picture shown in (a) of FIG. 4 (that is, the brightness of all the pixels is the brightest, in the figure
  • the pixel P indicates that the brightness is the brightest.
  • the most reloaded picture is the dot on/off picture shown in (b) of FIG. 4 (ie, each pixel is up and down).
  • the brightness of the adjacent pixels is different, for example, when the brightness of each pixel is the brightest, it is adjacent to the top, bottom, left, and right
  • the brightness of the pixel is the darkest, and the pixel P indicates the brightness is the brightest; however, when the pixel is driven and charged by the interleaved architecture, the most heavily loaded picture is in FIG. 4 in a point reversal manner
  • ( a) The all-white picture shown, in the two-point inversion mode, the most reloaded picture is the line-by-height (H-Strip) picture shown in (c) of Figure 4 (ie, each line of pixels is up and down
  • H-Strip line-by-height
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of the power consumption reduction module of FIG. 1.
  • the power consumption reduction module 15 includes a memory 151, a detector 152, and a polarity controller 153.
  • the power reduction module 15 can be installed within the timing controller 12.
  • the data of the most reloaded picture determined is stored in the memory 151 according to the architecture of driving the pixels by the data lines in the liquid crystal display and the implementation of the dot inversion.
  • the structure in which the data lines drive the pixels in the liquid crystal display is a conventional architecture, and the implementation of the dot inversion is a bit inversion, and the most heavily loaded picture is an all white picture, and the data of the all white picture is stored in the memory 151. in.
  • the most reloaded picture is to illuminate the dark picture
  • the brightness of the pixel at the same position in the two pictures is reversed. For example, one of the pixels that illuminate the dark picture in the first column of the first line is the brightest, then the other one that lights up the dark picture is located at the The pixels in the first column of a row are the darkest.
  • the detector 152 compares the data included in the input screen with the data of the most reloaded picture stored in the memory 151. Based on the comparison result, the detector 152 determines whether the input picture is an overload that increases the power consumption of the data driving circuit. Picture.
  • the specific implementation method is: comparing the gray scale of each pixel included in the input picture with the gray level of each pixel in the most overloaded picture to obtain the gray scale and the most of each pixel included in the input picture. Reloading the ratio of the gray scale of each pixel corresponding to the picture, and then averaging the ratio of all the pixels obtained to obtain an average ratio, wherein when the average ratio is not less than a certain preset ratio, the input screen is determined To reload the picture, when the average ratio is less than a certain preset ratio, the input picture is determined to be a normal picture.
  • the preset ratio is not greater than 1, and in order to avoid Most of the input screens (including those that are not overloaded screens) are misjudged as reloaded screens, and the preset ratio is required to be not less than 0.75.
  • the most reloaded picture is a lit dark picture, it is necessary to compare the data contained in the input picture with the data in two illuminated dark pictures of opposite polarities, thereby obtaining two average ratios, then When one of the average ratios is not less than the preset ratio, the input screen is judged to be a reloaded screen.
  • the input screen is judged to be a reloaded screen.
  • the polarity controller 153 determines whether or not to change the polarity inversion manner of the timing controller 12 based on the determination result of the detector 152. When the input screen is a reload screen, the polarity controller 153 changes the polarity inversion manner of the timing controller, for example, from dot inversion to column inversion.
  • FIG. 6 is a flowchart of a driving method of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6, a driving method of a liquid crystal display according to an exemplary embodiment of the present invention includes the steps of:
  • step S20 determining, according to the comparison result, whether the input picture is a reload picture that increases the power consumption of the data driving circuit; when the input picture is a reloading picture, performing step S31: changing the polarity inversion mode of the timing controller from dot inversion to Column inversion; When the input screen is a normal screen instead of a reload screen, step S32 is performed: the polarity inversion mode of the timing controller is maintained as a dot inversion or the polarity inversion mode of the timing controller is reversed by the column Switch back to point inversion.
  • the liquid crystal display and the driving method thereof selectively change the polarity inversion manner of the timing controller based on the input screen, for example, may be changed from dot inversion to Column inversion reduces the power consumption of the data drive circuit while ensuring the quality of the display.

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Abstract

本发明公开一种液晶显示器及其驱动方法。该液晶显示器包括：显示面板，包括多条数据线、与多条数据线交叉的多条扫描线、以及以矩阵的形式排布在多条数据线和多条扫描线的交叉处的多个像素；数据驱动电路，被构造为向多条数据线提供数据电压；功耗减少模块，被构造为存储最重载画面的数据并将该最重载画面与包含在输入画面中的数据进行比较，基于比较结果确定输入画面是否是增加数据驱动电路的功耗的重载画面，基于确定结果判断是否将时序控制器的极性反转方式改变。本发明基于输入画面选择性地将时序控制器的极性反转方式改变，保证了显示画面品质的同时减少了数据驱动电路的功耗。

Description

说 明 书 液晶显示器及其驱动方法 技术领域
本发明涉及液晶显示领域。 更具体地讲， 涉及一种能够减少数据驱动电路 功耗的液晶显示器及其驱动方法。 背景技术
液晶显示器（Liquid Crystal Display, LCD)有无源矩阵 [又称被动（passive) 矩阵]和有源矩阵 [又称主动 （active) 矩阵]两种驱动方式。 在主动式 LCD中， 多个像素 （pixel) 以矩阵排列的方式排布， 像素本身不发光， 需要利用形成于 像素中的 TFT (Thin Film Transistor, 薄膜场效应晶体管）导通或截止而提供给 像素中的液晶合适的数据电压， 并配合均匀的背光源， 而使液晶显示器显示出 画面。
主动式 LCD中的每个像素必须以极性反转的方式来驱动， 即将极性正负 变换的数据电压加在每个像素中的液晶上， 但就像素阵列而言， 在阵列中的相 邻像素， 却不一定要以相同的极性来驱动， 因此， 常见的像素阵列极性反转的 方式有帧反转 ( frame inversion )、 歹 lj反转 ( column inversion )、 行反转 (row inversion) 和点反转 （ dot inversion ) 四种。 在一个帧写入结束， 下一个帧写入 开始之前， 如果在整帧上的像素所存储的电压极性都是相同的 （全部是正或全 部是负）， 即称为帧反转； 若是同一列上的像素所存储的电压极性都是相同的， 且左右相邻的列上的像素所存储的电压极性相反， 即称为列反转； 若是同一行 上的像素所存储的电压极性都是相同的， 且上下相邻的行上的像素所存储的电 压极性相反， 即称为行反转； 若是每个像素所存储的电压极性， 都与其上下左 右相邻的像素所存储的电压极性相反， 即称为点反转。
在驱动过程中，每次反转数据电压的极性正负，数据驱动电路都会产生热， 进而温度升高， 结果， 数据驱动电路产生了功耗。 在上述四种像素阵列极性反 转的方式中， 帧反转功耗最低但画面品质相对较差， 点反转画面品质最好但功 耗在四种方式中最高， 列反转和行反转在功耗和画面品质的表现上居中。 目前为了使画面品质最好， 通常会用点反转方式来驱动像素中的液晶，但 这样功耗就会比较大， 而且在重载画面下， 使得数据驱动电路的温度进一步上 升， 功耗进一步增加。 发明内容 为了解决上述现有技术存在的问题， 本发明的目的在于提供一种能够减少 数据驱动电路功耗的液晶显示器及其驱动方法。 根据本发明的一方面， 提供了一种液晶显示器， 包括显示面板， 包括多条 数据线、 与所述多条数据线交叉的多条扫描线、 以及以矩阵的形式排布在所述 多条数据线和多条扫描线的交叉处的多个像素； 数据驱动电路， 被构造为向所 述多条数据线提供数据电压； 功耗减少模块， 被构造为存储最重载画面的数据 并将该最重载画面与包含在输入画面中的数据进行比较， 基于比较结果确定所 述输入画面是否是增加所述数据驱动电路的功耗的重载画面， 基于确定结果判 断是否将时序控制器的极性反转方式改变。 此外， 当所述输入画面是重载画面时， 所述功耗减少模块将时序控制器的 极性反转方式由点反转变为列反转； 当所述输入画面是正常画面而不是重载画 面时，所述功耗减少模块保持时序控制器的极性反转方式为点反转或者将时序 控制器的极性反转方式由列反转切换回点反转。 此外， 所述功耗减少模块包括： 记忆体， 被构造为存储所述最重载画面的 数据； 侦测器， 被构造为将所述输入画面的数据和存储在所述记忆体中的所述 最重载画面的数据进行比较， 基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述 数据驱动电路的功耗的重载画面； 极性控制器， 被构造为基于所述侦测器的确 定结果判断是否将时序控制器的极性反转方式改变。 此外， 当所述显示面板采用一条数据线向一列像素提供数据电压时， 所述 最重载画面为全白画面或点亮暗画面。 此外， 当所述显示面板采用一条数据线向相邻的两列像素提供数据电压 时， 所述最重载画面为全白画面或行亮暗带画面。 此外， 所述输入画面的数据包括所述输入画面中的每个像素的灰阶， 所述 最重载画面的数据包括所述最重载画面中的每个像素的灰阶， 其中， 将所述输 入画面中的每个像素的灰阶与所述最重载画面中对应的每个像素的灰阶进行 比较， 并得到所述输入画面中的每个像素的灰阶与所述最重载画面中对应的每 个像素的灰阶的比率， 将所有的比率求平均值得到平均比率， 其中， 当所述平 均比率不小于一预设比率时， 将所述输入画面确定为重载画面； 当所述平均比 率小于该预设比率时， 将所述输入画面确定为正常画面。 此外， 所述预设比率为 0.75~1。 此外， 当所述显示面板采用一条数据线向一列像素提供数据电压， 并且所 述最重载画面为点亮暗画面时， 将两幅极性相反的点亮暗画面存储在所述功耗 减少模块中，所述输入画面的数据分别与两幅极性相反的点亮暗画面的数据进 行比较， 进而得到两个平均比率， 当两个平均比率中的任一个平均比率不小于 所述预设比率时， 将所述输入画面确定为重载画面， 其中， 两幅极性相反的点 亮暗画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面中同一位置处的像素的亮暗相 反。 此外， 当所述显示面板采用一条数据线向相邻的两列像素提供数据电压， 并且所述最重载画面为行亮暗带画面时，将两幅极性相反的行亮暗带画面存储 在所述功耗减少模块中， 所述输入画面的数据分别与两幅极性相反的行亮暗带 画面的数据进行比较， 进而得到两个平均比率， 当两个平均比率中的任一个平 均比率不小于所述预设比率时， 将所述输入画面确定为重载画面， 其中， 两幅 极性相反的行亮暗带画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面中同一行上的 像素的亮暗相反。 根据本发明的另一方面， 提供了一种液晶显示器的驱动方法， 所述液晶显 示器包括： 包含多条数据线、 与所述多条数据线交叉的多条扫描线和以矩阵的 形式排布在所述多条数据线和多条扫描线的交叉处的多个像素的显示面板； 以 及被构造为向所述多条数据线提供数据电压的数据驱动电路，所述驱动方法包 括步骤： （a) 比较包含在输入画面中的数据与存储在功耗减少模块中的最重载 画面的数据； （b )基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述数据驱动电 路的功耗的重载画面； （c)基于确定结果判断是否将时序控制器的极性反转方 式改变。 本发明的液晶显示器及其驱动方法基于输入画面选择性地将时序控制器 的极性反转方式改变， 在保证了显示画面品质的同时减少了数据驱动电路的功 耗。 附图说明 图 1是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的架构示意图。 图 2a是根据本发明的示例性实施例的点反转的一种实现方式示意图。 图 2b是根据本发明的示例性实施例的点反转的另一种实现方式示意图。 图 3a是根据本发明的示例性实施例的数据线采用常规架构对像素进行充 电的示意图。 图 3b是根据本发明的示例性实施例的数据线采用交错式架构对像素进行 充电的示意图。 图 4是根据本发明的示例性实施例的在不同点反转实现方式以及数据线采 用不同架构对像素进行充电的条件下的最重载画面的示意图。 图 5是图 1中的功耗减少模块的结构示意图。
图 6是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的驱动方法流程图。 具体实施方式 现在对本发明的实施例进行详细的描述， 其示例表示在附图中， 其中，相 同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发 明。 在附图中， 为了清晰起见， 可以夸大层和区域的厚度。 在下面的描述中， 为了避免公知结构和 /或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆， 可省略公知结构和 /或功能的不必要的详细描述。 图 1是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的架构示意图。 如图 1所示， 根据本发明的示例性实施例的液晶显示器包括显示面板 11、 时序控制器 12、 数据驱动电路 13、 扫描驱动电路 14和功耗减少模块 15。 显示面板 11包括对盒设置的上玻璃基板和下玻璃基板、 以及灌装入二者 之间的液晶。显示面板 11包括数据线 D1至 Dn、 与数据线 D1至 Dn交叉的扫 描线 G1至 Gm、以及以矩阵的形式排列在数据线 D1至 Dn和扫描线 G1至 Gm 的交叉处的 nxm个像素， 其中， m和 n均为正整数。 像素阵列形成在显示面板 11的下玻璃基板上。 每个像素包括 TFT (Thin Film Transistor, 薄膜场效应晶体管）、 液晶 Clc、 以及液晶 Clc与 TFT的源极 ( source) 连接处的像素电极 1。 其中， TFT的栅极 （gate) 连接至扫描线，漏 极 （drain) 连接至数据线。 在显示面板 11的上玻璃基板上形成有黑色矩阵、彩色滤光片（Color Filter, CF) o 公共电极 2可以诸如扭曲向列 （TN) 模式和垂直配向 （VA) 模式的垂 直电场驱动方式形成在上玻璃基板上， 也可以诸如平面内切换 （IPS ) 模式和 边缘场切换 （FFS) 模式的水平电场驱动方式与像素电极 1一起形成在下玻璃 基板上。 具有彼此垂直或平行的光轴的偏光片分别贴附在显示面板 11的上玻璃基 板和下玻璃基板的外侧表面上。 在显示面板 11的与液晶接触的上玻璃基板和 下玻璃基板内分别形成有用于设置液晶的预倾角的配向层。 时序控制器 12对显示面板 11从系统板（未示出）接收到的包含在输入画 面中的数字视频数据 RGB重新布置，并且将重新布置的数据视频数据 RGB提 供给数据驱动电路 13。 时序控制器 12从系统板接收时序信号， 例如垂直同步 信号 Vsycn、 水平同步信号 Hsync、 数据使能信号 DE和时钟 CLK, 并利用时 序信号生成用于控制数据驱动电路 13和扫描驱动电路 14的操作时序的控制信 号。 数据驱动电路 13在时序控制器 12的控制下锁存数字视频数据 RGB并将 锁存的数字视频数据 RGB进行转换， 由此， 生成正数据电压和负数据电压， 然后数据驱动电路 13向数据线 D1至 Dn提供正数据电压和负数据电压。扫描 驱动电路 14在时序控制器 12的控制下顺序地向扫描线 G1至 Gm提供具有约 一个水平周期 （约一帧时间） 的宽度扫描脉冲。 例如， 当在某一条扫描线上施 加足够大的正电压时， 则连接在这一条扫描线上所有的 TFT的栅极皆会被打 开， 此时该条扫描上的像素电极会与数据线 D1至 Dn连接， 进而经由数据线 D1至 Dn上的数据电压（正数据电压或负数据电压）对其进行充电至适当的电 压。 接着在该条扫描线上施加足够大的负电压， 关闭连接在该条扫描线上所有 的 TFT的栅极， 直到下次再重新打开， 期间使得电荷保存在液晶 Clc上； 此时 再启动下一条扫描线， 对下一条扫描线上的像素电极进行充电。 如此依序将整 个画面的视频数据写入， 再重新自第一条扫描线重新开始 （此重复的频率为一 帧时间的倒数）。 在液晶显示器的显示过程中， 每个像素必须以极性反转的方式来驱动， 即 将极性正负变换的数据电压加在每个像素中的液晶 Clc上。 为了使得液晶显示 器显示的画面品质好， 优选地， 可在时序控制器 12中设定默认的极性反转的 方式为点反转， 功耗减少模块 15基于输入画面可选择性地将时序控制器 12的 默认的极性反转方式改变， 例如， 可改变为列反转或帧反转。 由于液晶显示器 采用列反转或帧反转的极性反转方式时， 数据驱动电路 13产生的功耗基本相 同， 但是在采用列反转的极性反转方式时， 液晶显示器显示的画面的品质比采 用帧反转的极性反转方式时要高， 因此， 在本实施例中， 优选地， 功耗减少模 块 15基于输入画面可选择性地将时序控制器 12的默认的的极性反转方式由点 反转转变为列反转。 例如， 当输入画面是重载画面时， 功耗减少模块 15将时 序控制器 12的极性反转方式由点反转变为列反转。 另一方面， 当输入画面是 正常画面而不是重载画面时， 功耗减少模块 15保持时序控制器 12的极性反转 方式为点反转， 或者将时序控制器 12的极性反转方式由已转变成的列反转切 换回点反转。 需要说明的是， 本实施例中的点反转包括两种实现方式， 如图 2a所示， 其中一种实现方式为一点反转（dot inversion) , 即在第 N帧写入结束， 第 N+1 帧写入开始之前， 每个像素所存储的电压极性， 都与其上下左右相邻的像素所 存储的电压极性相反； 如图 2b所示， 另一种实现方式为二点反转 （2 1ine inversion) , 即在第 N帧写入结束， 第 N+1帧写入开始之前， 同一列上相邻两 个像素所存储的电压极性， 都与其上下左右相邻的且在同一列上的两个像素所 存储的电压极性相反。 此外， 无论是采取上述的一点反转还是采取上述的二点 反转， 在对像素进行驱动时， 如图 3a所示， 数据线 D可采用常规 （normal) 架构 （即一条数据线 D连接一列像素 P) 对像素 P进行充电， 或者， 如图 3b 所示， 也可采用交错式 （flip pixel) 架构 （即一列像素 P交错连接到与该列像 素 P左右相邻的数据线 D上） 对像素 P进行充电。 显示面板 11显示的每幅画面均由多个像素组合而成， 每个像素都具有自 己的灰阶信息， 该灰阶信息由二进位码来表示， 在本实施例中， 每个像素的灰 阶信息可以以 8bit分成 256灰阶， 即 0-255灰阶， 0灰阶表示亮度最暗， 255 灰阶表示亮度最亮。 例如， 当采用常规架构对像素进行驱动充电时， 在一点反 转的方式下， 最重载画面为图 4中的 （a) 所示的全白画面 （即所有像素的亮 度最亮， 图中以像素 P表示亮度最亮）， 在二点反转的方式下， 最重载画面为 图 4中的 （b ) 所示的点亮暗 （dot on/off) 画面 （即每个像素与其上下左右相 邻的像素的亮度不同， 例如， 当该每个像素的亮度最亮时， 与其上下左右相邻 的像素的亮度最暗， 图中以像素 P表示亮度最亮）； 然而， 当采用交错式架构 对像素进行驱动充电时， 在一点反转的方式下， 最重载画面为图 4中的 （a) 所示的全白画面， 在二点反转的方式下， 最重载画面为图 4中的 （c) 所示的 行亮暗带（H-Strip)画面（即每行像素与其上下相邻的行上的像素的亮度不同， 例如， 当该每行像素的亮度最亮时， 与其上下相邻的行上的像素的亮度最暗， 图中以像素 P表示亮度最亮）。 这些最重载画面均具有与其对应的灰阶信息， 例如白画面的灰阶信息为 255灰阶。 图 5是图 1中的功耗减少模块的结构示意图。 如图 5所示，功耗减少模块 15包括记忆体 151、侦测器 152和极性控制器 153。 功耗减少模块 15可以安装在时序控制器 12内。 根据液晶显示器中数据线对像素进行驱动的架构以及点反转的实现方式， 将确定的最重载画面的数据存储在记忆体 151中。 例如， 液晶显示器中数据线 对像素进行驱动的架构为常规架构， 并且点反转的实现方式为一点反转， 则最 重载画面为全白画面，将全白画面的数据存储在记忆体 151中。需要说明的是， 当最重载画面为点亮暗画面时， 需要将两幅极性相反的点亮暗画面存储在记忆 体 151中， 这两幅极性相反的点亮暗画面指的是： 两幅画面中的同一位置处的 像素的亮暗相反， 例如， 其中一幅点亮暗画面的位于第一行第一列的像素为最 亮， 那么另一幅点亮暗画面的位于第一行第一列的像素为最暗。 同样地， 当最 重载画面为行亮暗带画面时， 也需要将两幅极性相反的行亮暗带画面存储在记 忆体 151中， 这两幅极性相反的行亮暗带画面指的是： 两幅画面中的同一行上 的像素的亮暗相反， 例如， 其中一幅行亮暗带画面的位于第一行上的像素全部 为最亮， 那么另一幅行亮暗带画面的位于第一行上的像素全部为最暗。 侦测器 152比较包含在输入画面中的数据和存储在记忆体 151中的最重载 画面的数据， 基于比较结果， 侦测器 152确定输入画面是否是增加数据驱动电 路的功耗的重载画面。 其具体实现方法是： 将包含在输入画面中的每个像素的 灰阶与最重载画面中的每个像素的灰阶进行比较， 得到包含在输入画面中的每 个像素的灰阶与最重载画面中对应的每个像素的灰阶的比率，然后对求得的所 有像素的比率求平均值得到平均比率， 其中， 当该平均比率不小于某一预设比 率时， 将输入画面确定为重载画面， 当该平均比率小于某一预设比率时， 将输 入画面确定为正常画面。 应当理解， 该预设比率不大于 1， 并且为了避免出现 将大多数的输入画面 （其中包括不是重载画面的画面） 误判断为重载画面， 要 求该预设比率不小于 0.75。 此外， 当最重载画面为点亮暗画面时， 需要将包含在输入画面中的数据与 两幅极性相反的点亮暗画面中的数据分别进行比较， 进而得到两个平均比率， 那么只要其中一个平均比率不小于预设比率时， 则将输入画面判断为重载画 面。 同样地， 当最重载画面为行亮暗带画面时， 也需要将包含在输入画面中的 数据与两幅极性相反的行亮暗带画面中的数据分别进行比较而得到两个平均 比率， 那么只要其中一个平均比率不小于预设比率时， 则将输入画面判断为重 载画面。 极性控制器 153基于侦测器 152的确定结果判断是否将时序控制器 12的 极性反转方式改变。 当输入画面是重载画面时， 极性控制器 153将时序控制器 的极性反转方式改变， 例如可由点反转变为列反转。 另一方面， 当输入画面是 正常画面而不是重载画面时， 极性控制器 153保持时序控制器的极性反转方式 或将先前改变成的反转方式切换回时序控制器默认的反转方式， 例如可保持为 点反转， 或者将已转变成的列反转切换回点反转。 图 6是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的驱动方法流程图。 如图 6所示， 根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的驱动方法包括步 骤：
S10: 比较包含在输入画面中的数据与存储在功耗减少模块中的最重载画 面的数据；
S20: 基于比较结果确定输入画面是否是增加数据驱动电路的功耗的重载 画面； 当输入画面是重载画面时， 执行步骤 S31 : 将时序控制器的极性反转方式 由点反转变为列反转； 当输入画面是正常画面而不是重载画面时， 执行步骤 S32: 保持时序控制器的极性反转方式为点反转或者将时序控制器的极性反转 方式由列反转切换回点反转。 综上所述， 根据本发明的示例性实施例的液晶显示器及其驱动方法， 基于 输入画面选择性地将时序控制器的极性反转方式改变，例如可由点反转改变为 列反转， 在保证了显示画面品质的同时减少了数据驱动电路的功耗。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技 术人员应该理解， 在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下， 可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims

权利要求书
1、 一种液晶显示器， 其中， 包括： 显示面板， 包括多条数据线、 与所述多条数据线交叉的多条扫描线、 以及 以矩阵的形式排布在所述多条数据线和多条扫描线的交叉处的多个像素； 数据驱动电路， 被构造为向所述多条数据线提供数据电压； 功耗减少模块，被构造为存储最重载画面的数据并将该最重载画面的数据 与输入画面的数据进行比较， 基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述 数据驱动电路的功耗的重载画面， 基于确定结果判断是否将时序控制器的极性 反转方式改变。
2、 根据权利要求 1所述的液晶显示器， 其中， 当所述输入画面是重载画 面时， 所述功耗减少模块将时序控制器的极性反转方式由点反转变为列反转； 当所述输入画面是正常画面而不是重载画面时，所述功耗减少模块保持时序控 制器的极性反转方式为点反转或者将时序控制器的极性反转方式由列反转切 换回点反转。
3、 根据权利要求 1所述的液晶显示器， 其中， 所述功耗减少模块包括： 记忆体， 被构造为存储所述最重载画面的数据； 侦测器，被构造为将所述输入画面的数据和存储在所述记忆体中的所述最 重载画面的数据进行比较， 基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述数 据驱动电路的功耗的重载画面； 极性控制器， 被构造为基于所述侦测器的确定结果判断是否将时序控制器 的极性反转方式改变。
4、 根据权利要求 2所述的液晶显示器， 其中， 所述功耗减少模块包括： 记忆体， 被构造为存储所述最重载画面的数据； 侦测器，被构造为将所述输入画面的数据和存储在所述记忆体中的所述最 重载画面的数据进行比较， 基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述数 据驱动电路的功耗的重载画面； 极性控制器， 被构造为基于所述侦测器的确定结果判断是否将时序控制器 的极性反转方式改变。
5、 根据权利要求 1所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向一列像素提供数据电压时， 所述最重载画面为全白画面或点亮暗画 面。
6、 根据权利要求 2所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向一列像素提供数据电压时， 所述最重载画面为全白画面或点亮暗画 面。
7、 根据权利要求 1所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向相邻的两列像素提供数据电压时， 所述最重载画面为全白画面或行亮 暗带画面。
8、 根据权利要求 2所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向相邻的两列像素提供数据电压时， 所述最重载画面为全白画面或行亮 暗带画面。
9、 根据权利要求 1所述的液晶显示器， 其中， 所述输入画面的数据包括 所述输入画面中的每个像素的灰阶， 所述最重载画面的数据包括所述最重载画 面中的每个像素的灰阶， 其中， 将所述输入画面中的每个像素的灰阶与所述最重载画面中对应的每 个像素的灰阶进行比较， 并得到所述输入画面中的每个像素的灰阶与所述最重 载画面中对应的每个像素的灰阶的比率， 将所有的比率求平均值得到平均比 率， 其中， 当所述平均比率不小于一预设比率时， 将所述输入画面确定为重载 画面； 当所述平均比率小于该预设比率时， 将所述输入画面确定为正常画面。
10、 根据权利要求 2所述的液晶显示器， 其中， 所述输入画面的数据包括 所述输入画面中的每个像素的灰阶， 所述最重载画面的数据包括所述最重载画 面中的每个像素的灰阶， 其中， 将所述输入画面中的每个像素的灰阶与所述最重载画面中对应的每 个像素的灰阶进行比较， 并得到所述输入画面中的每个像素的灰阶与所述最重 载画面中对应的每个像素的灰阶的比率， 将所有的比率求平均值得到平均比 率， 其中， 当所述平均比率不小于一预设比率时， 将所述输入画面确定为重载 画面； 当所述平均比率小于该预设比率时， 将所述输入画面确定为正常画面。
11、 根据权利要求 9所述的液晶显示器， 其中， 所述预设比率为 0.75~1。
12、 根据权利要求 10所述的液晶显示器， 其中， 所述预设比率为 0.75~1。
13、 根据权利要求 9所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向一列像素提供数据电压， 并且所述最重载画面为点亮暗画面时， 将两 幅极性相反的点亮暗画面存储在所述功耗减少模块中，所述输入画面的数据分 别与两幅极性相反的点亮暗画面的数据进行比较， 进而得到两个平均比率， 当 两个平均比率中的任一个平均比率不小于所述预设比率时， 将所述输入画面确 定为重载画面， 其中， 两幅极性相反的点亮暗画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面中 同一位置处的像素的亮暗相反。
14、 根据权利要求 10所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一 条数据线向一列像素提供数据电压， 并且所述最重载画面为点亮暗画面时，将 两幅极性相反的点亮暗画面存储在所述功耗减少模块中， 所述输入画面的数据 分别与两幅极性相反的点亮暗画面的数据进行比较， 进而得到两个平均比率， 当两个平均比率中的任一个平均比率不小于所述预设比率时，将所述输入画面 确定为重载画面， 其中， 两幅极性相反的点亮暗画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面中 同一位置处的像素的亮暗相反。
15、 根据权利要求 9所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一条 数据线向相邻的两列像素提供数据电压， 并且所述最重载画面为行亮暗带画面 时， 将两幅极性相反的行亮暗带画面存储在所述功耗减少模块中， 所述输入画 面的数据分别与两幅极性相反的行亮暗带画面的数据进行比较， 进而得到两个 平均比率， 当两个平均比率中的任一个平均比率不小于所述预设比率时， 将所 述输入画面确定为重载画面， 其中， 两幅极性相反的行亮暗带画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面 中同一行上的像素的亮暗相反。
16、 根据权利要求 10所述的液晶显示器， 其中， 当所述显示面板采用一 条数据线向相邻的两列像素提供数据电压， 并且所述最重载画面为行亮暗带画 面时， 将两幅极性相反的行亮暗带画面存储在所述功耗减少模块中， 所述输入 画面的数据分别与两幅极性相反的行亮暗带画面的数据进行比较， 进而得到两 个平均比率， 当两个平均比率中的任一个平均比率不小于所述预设比率时，将 所述输入画面确定为重载画面， 其中， 两幅极性相反的行亮暗带画面指的是在两幅极性相反的点亮暗画面 中同一行上的像素的亮暗相反。
17、一种液晶显示器的驱动方法，所述液晶显示器包括：包含多条数据线、 与所述多条数据线交叉的多条扫描线和以矩阵的形式排布在所述多条数据线 和多条扫描线的交叉处的多个像素的显示面板； 以及被构造为向所述多条数据 线提供数据电压的数据驱动电路； 其中， 所述驱动方法包括步骤：
(a) 比较包含在输入画面中的数据与存储在功耗减少模块中的最重载画 面的数据；
( b ) 基于比较结果确定所述输入画面是否是增加所述数据驱动电路的功 耗的重载画面；
(c) 基于确定结果判断是否将时序控制器的极性反转方式改变。
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