专利名称：用于显示装置的控制方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种具有按列和行排列的像素的液晶显示器。特别地，本发明涉及一种LCD装置，其具有一个用于根据一个行扫描方案激活行像素的栅极驱动器装置；一个用于提供代表相应的图像数据的列电压的源极驱动器装置；多个用于根据要被显示的灰度级的数量提供相应的电压电平的缓冲器；用于把图像数据与电压电平组合的开关单元；以及用于控制缓冲器的控制单元。本发明也涉及一种驱动显示装置的方法。
液晶显示器装置有广泛的应用，即广泛用于移动电话、个人数字助理、笔记本电脑或电视屏幕。
有两种显示器，一方面是无源矩阵显示器，另一方面是有源矩阵显示器(AMLCD)，也称TFT显示器。本发明涉及TFT显示器。TFT显示器常常被用于便携式设备中，所以，实现低的功率消耗特别重要。显示装置的许多应用都是靠电池操作的，其中大多数是移动电话。电池寿命是这种电话的关键市场驱动力之一。如果可以减少这样一个装置的功率消耗，就能增加待机时间。或者，可以减少电池容量，由此减少重量，这是另一个关键因素。
可以把有源矩阵显示器(AMLCD)驱动装置划分成一个栅极(或行)驱动器和一个源极(或列)驱动器，这两部分可以在一个单一芯片上，或者分离成两个芯片。栅极驱动器通过接通或切断一个特定的所选定行的所有TFT而控制像素的薄膜晶体管(TFT)。显示器的每个像素都由三个通过使用滤色器而呈现红色、绿色和蓝色的子像素组成。每个像素有其自己的存储电容，存储电容在一帧之内存储这个像素上的电荷。当一个特定行被栅极驱动器激活或选择时，源极驱动器向这个行的每个子像素提供所需的对应于相应的子像素的要被显示的灰度级的列电压。人眼对各子像素的灰度级进行混合，以获得最终的颜色。当扫描方案对下一行继续时，通过切断前一行内的TFT的栅极而使该行被去激活，并且电荷值被存储电容保持。
要生成灰度级，可以用一个电阻链，其把电源电压划分成几个部分电压。每个部分电压被一个缓冲器缓冲，用来生成各电压电平。部分电压和缓冲器的数量与所需要的灰度级数量一样多。这些电压电平被提供到一个开关单元。图像数据也被提供到该开关单元。该开关单元选择一个对应于要被显示的灰度级的电压电平。这样就生成了列电压，列电压被提供到显示器的相应的列输出垫(pad)。源极驱动器向每列提供一个相应的列电压。不同的列电压的数量与要被显示的灰度级的数量有关。
为某些操作模式改变颜色的数量是已知的。因此在待机模式中只驱动几种颜色，或者是用黑白模式，但是在视频模式中所有可能的灰度级都被驱动，以显示所有可能的颜色。
因此本发明的一个目的是提供一种具有进一步降低的功率消耗、特别是能独立于所使用的操作模式而被降低的功率消耗的显示装置。
这个目的是由权利要求1的特征实现的。
本发明所基于的想法是，大多数显示器能在不同的模式中操作。提供所需的列和行电压的驱动装置能驱动每个模式，这样，驱动装置的某些部分仅仅对某个模式来说才是需要的。这就导致在各个不使用的部分中的不必要的功率消耗。这意味着在某些模式中仅仅驱动少量的颜色并不需要所有的缓冲器。通过分析要被显示的图像数据中的灰度级的数量，就有可能只驱动所需的驱动器并关掉所有不用的缓冲器。特别地，移动电话大多都在静止画面模式或待机模式中使用，因为偶尔打电话并不需要视频模式。然而，移动电话应当能显示视频。本发明的使用能节省大量的电能。
为此，在源极驱动器中设置一个控制单元，该单元分析所提供的图像数据。根据应当要显示的灰度级，由控制单元确定缓冲器的数量。不用的缓冲器被控制单元关掉。
本发明的一个方面导致一个其中存储器单元被合并在源极驱动器中的实施例。特别对于静止画面模式和待机模式来说，避免持续地传输不经常变化的画面的图像数据是特别有益的。可以把这些图像数据存储在存储器单元中。
在视频模式中，要被显示的画面经常在变化，因此在存储器单元中存储图像数据是没有意义的，因为对存储器的读和写的次数至少要与画面变化的次数一样多。在这种视频模式中，存储器单元被绕过，而是通过一个接口直接地从一个外部存储介质、记录或重放装置传输数据。
本发明的另一个方面导致一个显示装置，其中提供用于在存储器被写时分析存储器内容的控制单元，根据在被写图像数据中所含有的灰度级来确定所需的缓冲器的数量，不需要的缓冲器则被控制单元关掉。只有在图像数据已变化时，存储器才被重写，因此其间要被显示的灰度级没有变化。因此，只有用于驱动对应于这些被使用的灰度级的电压电平的缓冲器才被接通。其余的缓冲器被控制单元关掉，一直到存储器被重写。图像数据在被写入存储器之前被分析，这可以容易地进行，因为控制单元控制对存储器的写过程。因此可以在图像数据被提供到存储器之前分析图像数据。
这个实施例具有的优点是，额外的布线(routing)努力很小。控制单元中的分析部分不需要额外的空间，因为可以用已有的电路进行分析。
本发明的另一个方面导致一个显示装置，其中提供用于在存储器单元被读出时分析存储器内容的控制单元，根据被读出的要被显示的图像数据的灰度级来确定所需的缓冲器的数量，不需要的缓冲器则被控制单元关掉。在这个实施例中，图像数据在已经被存储入存储器之后被分析，因此需要有一个从存储器输出端到控制单元的反馈线路。这具有的优点是，有更多的时间用于分析图像数据，因为可以在画面正被显示的同时进行分析。
本发明的另一个实施例涉及一种具有在缓冲器与控制单元之间的反馈线路的显示装置。于是就能在行的第一帧已经被扫描后检查哪些缓冲器已经向开关单元提供了电流。如果缓冲器并未向开关单元提供电流，该缓冲器就未被使用，这意味着对应于由该缓冲器所驱动的电压电平的灰度级未包含在图像数据中。所以可以关掉这个缓冲器。所有不使用的缓冲器都保持被关掉，一直到相应的存储器内容变化。
缓冲器的开/关切换在所有情况下都能实现，因为在缓冲器与控制单元之间提供了控制线路。
在另一个实施例中，可以将缓冲器的开/关切换与所使用的操作模式相联系，就是说，缓冲器的开/关切换仅在待机模式或静止画面模式中才是可能的。
本发明的目的也通过一种驱动一个具有按列和行排列的像素的显示装置的方法来实现，该方法包含以下步骤分析要被显示的图像所用的灰度级的数量；根据所用的灰度级的数量确定用于提供列电压的缓冲器的数量，以及关掉不使用的缓冲器。
为了更好地理解本发明，现在将通过举例的方式并参照附图来说明本发明的一些实施例。附图中
图1表示按照本发明的显示装置的框图；图2表示按照本发明的、其中图像数据在被写入存储器之前被分析的显示装置的框图；图3表示按照本发明的、其中图像数据在被读出存储器之后被分析的显示装置的框图；图4表示按照本发明的、其中缓冲器在行的第一次扫描后被分析的显示装置的框图。
图1表示按照本发明的显示装置的框图。显示装置1包含一个具有n行R和m列C的LCD面板。栅极驱动装置4根据一个扫描方案通过栅极线路6提供相应的行(或选择)电压。源极驱动装置3通过源极线路7向LCD面板2的各列C提供列电压。源极驱动器3包含一个电压生成单元33，所需的电压电平在其中生成。这些电压电平被提供到开关单元31。源极驱动器3进一步包含通过线路35接收图像数据的控制单元32。图像数据是由一个装置(未予示出)提供的，例如由一个图形控制器或类似装置提供。控制单元32连接到电压生成单元33以用于控制它。此外，控制单元32被安排成用于向开关单元31提供图像数据。在开关单元31中，各电压电平被分配到所提供的图像数据，以用于向各列C提供相应的列电压。控制单元31分析所提供的图像数据，并且确定要被显示的图像数据中的灰度级的数量。控制单元32能根据关于在LCD面板2上显示图像数据需要多少灰度级和哪些灰度级的信息来关掉电压生成单元33中的所有不用的缓冲器。这样能节省大量的电能。
图2表示按照本发明的、其中图像数据在被写入存储器单元37之前被分析的显示装置1的框图。所述电压生成单元包含一个电阻链38和缓冲器40，它们按下述方式操作。所述部分电压也可以由一个电容分压器生成。所生成的电压电平被提供到开关单元31。控制单元32含有一个分析单元39。在这个实施例中，安排一个存储器单元37，用于存储图像数据，一直到图像改变。图像数据被提供到控制单元32，控制单元32把图像数据传送到存储器单元37。每次存储器单元37被写时，分析单元39分析图像数据35，图像数据35通过反馈线路42被写入存储器单元37。在存储器单元37中存储的图像数据被提供到开关单元31，开关单元31为每个列C选择对应于图像数据的相应电压电平。这样，列电压被生成并被提供到与LCD面板2的列线路7相连接的列输出垫36。通过在图像数据被写入存储器之前分析图像数据，分析单元确定所需的缓冲器的数量。对应于不包括在图像数据中的灰度级的缓冲器被控制单元32通过开关线路41关掉。它们保持在被关掉的状态，直到存储器单元37被重写。
图3表示按照本发明的、其中图像数据在被读出存储器单元37之后被分析的显示装置1的框图。有一个从存储器单元37的输出端耦合到控制器单元中的分析单元的反馈线路43。控制单元32关掉所有不需要的缓冲器40。不用的缓冲器保持在被关掉的状态，直到图像数据改变。
图4表示按照本发明的、其中缓冲器在行R的第一次扫描后被分析的显示装置1的框图。每个缓冲器有一个耦合到控制单元的反馈线路44。在行的第一帧已经被扫描后，分析单元39分析缓冲器是否已经提供信号(即电流)给开关单元31。如果缓冲器40并未提供信号，则相应的缓冲器未被使用，因此可以通过相应的开关线路41被关掉。
分析单元39可以以计数器的形式实现，该计数器对图像数据中所含有的编码的灰度级进行计数。该计数器可以用控制单元31中的已有的电路实现。
以下将解释一个例子。移动电话的LCD模块能够显示例如4000个颜色，即需要32个缓冲器。只要移动电话处于待机或静止画面模式中，则被显示的只有网络提供商或者来自地址簿的信息或呼入电话的电话号码等等。这意味着只需要少量的颜色，而这只需要少量的缓冲器，因此可以关掉其余的缓冲器。将在写过程或读出过程期间、或者在对行的第一次扫描之后，在控制单元32内利用反馈线路44分析所需的颜色的数量。
权利要求
1.一种显示装置(1)，包含具有按列C和行R排列的像素(8)的液晶显示器(2)；以及用于根据一个行扫描方案激活行(R)的像素(8)的栅极驱动装置(4)；用于提供代表相应的图像数据的列电压的源极驱动装置(3)；取决于用于向各列(C)提供相应的电压电平的灰度级的数量的多个缓冲器；用于选择对应于要被显示的灰度级的电压电平的开关单元(31)；用于控制缓冲器(40)、用于分析要被显示的图像数据、用于根据要被显示的灰度级的数量确定所需的缓冲器的数量、以及用于关掉不使用的缓冲器的控制单元(32)。
2.如权利要求1中所要求的显示装置，其中，源极驱动装置(3)包含用于存储图像数据的存储器单元(37)，所述控制单元(32)控制该存储器单元(37)。
3.如权利要求2中所要求的显示装置，其中，控制单元(32)被提供用于在存储器单元(37)被写时分析图像数据(35)，所需缓冲器的数量是根据要被显示的图像数据的灰度级确定的，不需要的缓冲器由控制单元(32)关掉。
4.如权利要求2中所要求的显示装置，其中，控制单元(32)被提供用于在存储器单元(37)被读出时分析图像数据(35)，所需缓冲器的数量是根据要被显示的图像数据的灰度级确定的，不需要的缓冲器由控制单元(32)关掉。
5.如权利要求1或2中所要求的显示装置，其中，在每个缓冲器(40)和控制单元(32)之间提供一个反馈线路(44)，用于从缓冲器(40)向控制单元(32)发送一个反馈，以指示相应的缓冲器是否已经发出一个用于驱动特定灰度级的信号，并且控制单元(32)被提供用来在一个完整帧期间分析缓冲器(40)的反馈信号并用来关掉不需要的缓冲器。
6.如权利要求1、3、4和5中所要求的显示装置，其中，每个缓冲器(40)通过一个开关线路(41)连接到控制单元(32)。
7.如权利要求1和2中所要求的显示装置，其中，控制单元(32)包含一个分析单元(39)，用于计数被使用的灰度级以及用于确定所需的缓冲器。
8.如权利要求1或2中所要求的显示装置，其中，不使用的缓冲器被关掉，直到存储器单元被重写或者要被显示的图像已经改变。
9.如权利要求1中所要求的显示装置，其中，缓冲器(40)通过一个电阻链(38)连接到电源电压。
10.如权利要求1中所要求的显示装置，其中，缓冲器(40)是根据一个用于显示图像数据的操作模式而被关掉的。
11.驱动一个具有按列C和行R排列的像素(8)的显示装置(1)的方法，包含以下步骤分析用于要被显示的图像的灰度级的数量；根据所使用的灰度级的数量，确定用于提供列电压的缓冲器的数量并关掉不使用的缓冲器。
12.如权利要求11中所要求的方法，其中，在含有图像数据的存储器单元(37)每次被写时，分析用于要被显示的图像的灰度级的数量。
13.如权利要求11中所要求的方法，其中，在含有图像数据的存储器单元(37)每次被读出时，分析用于要被显示的图像的灰度级的数量。
14.如权利要求11中所要求的方法，其中，通过在一个完整帧的扫描之后从缓冲器(40)反馈一个指示相应的缓冲器是否已经发出一个用于驱动特定灰度级的信号的反馈信号(44)，分析用于要被显示的图像的灰度级的数量，从而关掉任何不使用的缓冲器。
全文摘要
一个显示装置(1)，包含具有按列C和行R排列的像素(8)的液晶显示器(2)；用于根据一个行扫描方案激活各行(R)的像素(8)的栅极驱动装置(4)；用于提供代表相应的像素数据的列电压的源极驱动装置(3)；取决于用于向各列(C)提供相应的电压电平的灰度级的数量的多个缓冲器；用于选择对应于要被显示的灰度级的电压电平的开关单元(31)；用于控制缓冲器(40)的控制单元(32)。为了减低功率消耗，提供一个分析单元(39)，该分析单元分析要被显示的图像数据，以使得控制单元(32)能根据要被显示的灰度级的数量确定所需要的缓冲器的数量，并能关掉任何不使用的缓冲器。
文档编号G09G3/36GK1751335SQ200480004549
公开日2006年3月22日 申请日期2004年1月30日 优先权日2003年2月19日
发明者P·厄尔哈芬, C·R·斯佩尔斯, M·拉多维克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司