专利名称：液晶显示器的电荷回收系统及其电荷回收方法
技术领域：
本发明涉及一种电荷回收系统及其电荷回收方法，特别涉及一种使用于 液晶显示器的电荷回收系统及其电荷回收方法。
背景技术：
现有液晶显示器具有多个排列成矩阵状的薄膜晶体管(thin film transistor)，其中每一列(row)薄膜晶体管的源极连接至同一条源极扫描线， 经由源极扫描线将电荷存储在耦接于源极的多个电容(存储电容、寄生电容及 平行板电容)中以输入薄膜晶体管的写入电压，每一行(column)的薄膜晶体管 各受一栅极扫描线控制而轮流导通，在薄膜晶体管导通时，液晶单元(LCD cell )便会依据写入电压的大小而显示出对应的亮度，因此，液晶显示器上 的液晶单元最后再经由RGB滤光片便可组合出不同色彩的画面。
但以上述方法驱动的液晶显示器普遍存在着电荷使用效率不高的缺点， 这是由于存储在电容中的电荷在薄膜晶体管显示完成后就随着放电路径自然 放电消失，由于这些电荷没有被充分利用，以至于液晶显示器的功率消耗问 题无法改善。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电荷回收系统及其电荷回收方法，藉由 回收存储在液晶显示器中未使用到的电荷，可有效提高液晶显示器的电荷使 用效率，并降低所消耗的功率。
才艮据本发明的一实施例，其揭露一种电荷回收系统。该电荷回收系统包 含有一控制器以及至少一开关模块，该控制器耦接于一液晶显示器的至少一 源极扫描线，其是当该液晶显示器的一栅极扫描线的一驱动信号及该源极扫 描线的一驱动信号均为失能(disabled)时，输出至少一第一控制信号；而该 开关模块耦接于该控制器及该源极扫描线，用来根据该第一控制信号将该源 极扫描线耦接至该液晶显示器的至少一第一驱动电路的供应电压源。才艮据本发明的一实施例，其揭露一种电荷回收方法。该电荷回收方法包 含有当一液晶显示器的一栅极扫描线的一驱动信号及一源极扫描线的一驱动
信号均为失能时，输出至少一第一控制信号；以及根据该第一控制信号将该 源极扫描线耦接至该液晶显示器的至少一第一驱动电路的供应电压源。
图1是本发明一实施例的电荷回收系统应用于液晶显示器以回收存储在 液晶单元中的电荷的示意图。
图2是本发明另 一实施例的电荷回收系统应用于液晶显示器以回收存储 在液晶单元中的电荷的示意图。
图3是液晶显示器的多条栅极扫描线的驱动信号、 一源极扫描线的驱动 信号、液晶显示器的极性转换信号及电荷回收启动信号间的关系示意图。
附图符号说明
100、 200
112、 212
120、 220
140、 240 222 252
电荷回收系统 时钟检测单元 开关模块 液晶单元
第一开关 第二驱动电路
110、 210
114、 214
130、 230、 232
150、 250 224
160、 260
控制器 运算单元 保护电路 第一驱动电路 第二开关 />共电压驱动电路。
具体实施例方式
图1是本发明一实施例的电荷回收系统应用于液晶显示器以回收存储在 液晶单元中的电荷的示意图，请注意，为了图示方便，图l仅显示了一个液 晶单元140，实际上液晶显示器中一源极扫描线耦接多个位于同一列的液晶 单元。电荷回收系统100包含有一控制器110、 一开关^^莫块120以及一保护 电路130。控制器110耦接至液晶显示器中的一源极扫描线，如图所示，控 制器110具有一时钟4企测单元112与一运算单元114,其中，时钟检测单元 112用于检测液晶单元140对应的栅极扫描线及源极扫描线的运作，当时钟 检测单元112检测到液晶单元140对应的栅极扫描线的驱动信号及源极扫描 线的驱动信号均为失能(disabled)，亦即液晶单元140并非为导通状态且尚 未输入下一次导通时的显示电压时，时钟检测单元112便输出一电荷回收启动信号CR-EN至运算单元114，接着由运算单元114判断是否启动液晶单元 140的电荷回收机制。请注意，时钟检测单元112亦可藉由检测液晶显示器 的极性(polarity)转换信号(其是用来控制液晶单元以正极性方式驱动或负 极性方式驱动，由于极性转换的操作是业界所现有，故在此不另赘述)以判 断出输出电荷回收启动信号CR-EN至运算单元114的时间点，因此，本发明 并不限定时钟检测单元112所欲检测的信号类型。
本实施例中，运算单元114判断此时液晶单元140的写入电压电平Vs。urce 与一公共电压电平V，间的差量(即液晶单元140中的寄生电容Cp上的跨压) 是否大于一临界值TH，并当该差量大于该临界值TH时输出一第一控制信号 Sl至开关模块120,以控制开关模块120将该源极扫描线耦接至液晶显示器 的一第一驱动电路150其中的供应电压源(图中未显示)，因此，该临界值TH 与第一驱动电路150的供应电压有关，举例来说，当第一驱动电路150其中 的一供应电压源是液晶显示器的外部供应电源(VCI)时，临界值TH可选择为 VCI电压值，此时若写入电压电平Vs。，与公共电压电平Ve。m间的差量(即液晶 单元140中的寄生电容Cp上的跨压)大于VCI电压值，当开关模块120将源极 扫描线(即寄生电容Cp的一端)耦接至外部供应电源中的一存储电路或存储元 件，例如一稳压电容时，寄生电容Cp就会对外部供应电源中的稳压电容充电， 而原本存储在寄生电容Cp中电荷就会被回收至稳压电容中，因此当外部供应 电源要产生液晶显示器中源极驱动电路或门极驱动电路等内部电路所需的电 压值时，由于稳压电容中已存在有部份电荷，其充电至该电压值的时间可以 变短，且所需消耗的功率可以随之降低。虽然在本实施例中临界值TH选择为 第一驱动电路150的供应电压，但事实上临界值TH可根据不同的系统需求而 自行调整。
另外，当第一驱动电路150是一源极驱动电路时，由于源极驱动电路其 中的一供应电压源DDVDH电压值是2倍的VCI电压值(亦即2*VCI),其超出 写入电压电平Vs。 ee与公共电压电平VOT间可能的最大差量，为了在此情形下 进行电荷回收，控制器110更在输出第一控制信号S1时，另控制一公共电压 驱动电路160以改变公共电压电平VraM,例如将公共电压电平Vc。m瞬间拉高一 个VCI电压值，使得写入电压电平Vs,ee随着瞬间拉高VCI电压值而高于DDVDH 电压值，如此一来，寄生电容Cp才能对源极驱动电路中的稳压电容进行放电， 而存储在寄生电容Cp上的电荷才能回收至该稳压电容中。在控制器110输出第一控制信号Sl至开关模块120，以控制开关模块120 将该源极扫描线耦接至第一驱动电路150中的供应电压源的同时，控制器110 并将第一控制信号Sl传送至保护电路130,以通过保护电路130选择性地关 闭第一驱动电路150中至少一部份的电路元件。关闭第一驱动电路150中至 少 一部份元件的目的在于使寄生电容Cp上的电荷回收至第 一驱动电路15 0中 供应电压源的存储电路或存储元件，避免电荷流经非预期的路径而影响第一 驱动电路150或其它电路的运作，此外也有省电的功效，举例来说，在一较 佳实施例中，第一驱动电路150中所有的主动元件(例如晶体管或运算放大 器)均不会被使能。请注意，本发明并不限定使用何种保护电路130，其可 以是晶体管组成的开关电路，或是任何现有可选择性地开启及关闭其它电路 的保护电路。保护电路130及开关模块120均由第一控制信号Sl所驱动，表 示说保护电路130及开关模块12 0只有在进行电荷回收机制时才会启动，而 当电荷回收的运作完成时，保护电路130及开关模块120即可回复至原本的 状态，亦即将第一驱动电路150中所关闭的部份元件开启，以及将源极扫描 线与第一驱动电路150间的连结切断，使液晶显示器整体运作回复正常的操 作程序。
在图l所示的实施例中，第一驱动电路150其中的供应电压源可以是供 应正电源的驱动电路或者是供应负电源的驱动电路，亦即只要现有液晶显示 器中与电源供应有关的电路改采图l所揭示的电荷回收机制，便可达到提高 液晶显示器的电荷使用效率并降低所消耗的功率的目的，然而，本发明亦可 将电荷回收机制应用于提供不同电压电平的多个驱动电路，举例来说，本发 明所揭露的电荷回收机制可分别应用于 一提供正电源的驱动电路与 一提供负 电源的驱动电3各。
图2是本发明另一实施例的电荷回收系统应用于液晶显示器以回收存储 在一液晶单元中的电荷的示意图。请注意，为了图示方便，图2仅显示了一 个液晶单元240。与图1所示的电荷回收系统100不同的是控制器210当检 测到液晶单元240对应的栅极扫描线及源极扫描线的驱动信号均为失能时， 另依据液晶单元240的驱动极性来选择性地输出一第一控制信号Sl或一第二 控制信号S2;而开关模块220包含有一第一开关222及一第二开关224，其 中第一开关222耦接至一第一驱动电路250的供应电压源，用于在接收到控制器210所发出的第一控制信号Sl时，将液晶单元240对应的源极扫描线耦 接至第一驱动电路250的供应电压源中的一存储电路或存储元件，例如一稳 压电容；第二开关224则耦接至一第二驱动电路252的供应电压源，用于在 接收到控制器210所发出的第二控制信号S2时，将该源极扫描线耦接至第二 驱动电路252的供应电压源中的一存储电路或存储元件，例如一稳压电容。 因此当第一驱动电路250是一个采用正电源的驱动电路，例如前述的外部供 应电源(VCI)或源极驱动电路(DDVDH),而第二驱动电路252则是一个采用负 电源的驱动电路，例如提供-VCI电压的负电压驱动电路(VCIM)时，控制器210 另依据欲回收的电荷的正负极性将电荷分别回收至第一驱动电路250或第二 驱动电路252的供应电压源。在此实施例中，当时钟检测单元212检测到该 栅极扫描线及该源极扫描线的驱动信号均为失能时而输出电荷回收启动信号 CR_EN至运算单元214后，运算单元214除了判断写入电压电平V^与公共 电压电平VcoM间的差量是否大于一临界值TH1或TH2夕卜，更判断(Vs。uree-V,)的 正负号，请注意，临界值TH1、 TH2分别与第一驱动电路250及第二驱动电路 252的供应电压值有关，例如当第一驱动电路250其中一供应电压源为外部 供应电源(VCI)时，临界值TH1为VCI电压值，而当该差量大于临界值TH1且 (Vs。，-VcJ为正时，运算单元214输出第一控制信号Sl以控制第一开关222 将源极扫描线耦接至第一驱动电路250，使寄生电容Cp上的正电荷可回收至 第一驱动电路250中的稳压电容，又例如当第二驱动电路252为负电压驱动 电路(VCIM)时，临界值TH2为VCIM电压值的绝对值，若该差量大于临界值 TH2且(Vw-Vc。m)为负时,则运算单元214输出第二控制信号S2以控制第二 开关224将源极扫描线耦接至第二驱动电路252的供应电压源，使寄生电容 Cp上的负电荷可回收至第二驱动电路252中的稳压电容。
此外，公共电压驱动电路260耦接于液晶显示器中多个液晶单元，用来 供应公共电压电平Vc。m，同样地，如前所述，公共电压电平V咖可适当地调整 以使电荷能顺利地被回收，举例来说，在此一实施例中，可依据系统设计来 调高或调低公共电压电平V圆以使正电荷或负电荷可顺利地被回收，由于熟习
此项技艺者在阅读前述说明内容之后应可轻易地了解公共电压电平Vc。m的调
整机制，故详细操作在此不另赘述。
为了说明方便起见，上述的实施例仅针对一液晶单元140 (240)说明电荷 回收系统100 (200)的运作，实际上电荷回收系统100 (200)回收多个耦4妄于该源极扫描线的液晶单元中的电荷，请参考图3,其是液晶显示器的多条栅极 扫描线的驱动信号、该源极扫描线的驱动信号、液晶显示器的极性转换信号
及电荷回收启动信号间的关系示意图，如图所示，当第n-l条栅极扫描线扫 描完成，且第n条栅极扫描线及该源极扫描线尚未开始扫描时(亦即前述的失 能状态),电荷回收系统100 (200)中的时钟检测单元112(212)发出电荷回收 启动信号CR—EN至运算单元114 (214)以通知运算单元114 (214)判断是否对第 n条栅极扫描线及该源极扫描线对应的液晶单元进行电荷回收，请注意电荷 回收必须要在第n条栅极扫描线开始扫描前完成，以免影响该液晶单元的显 示；接着，当第n条栅极扫描线扫描完成，且第n+l条栅极扫描线及该源极 扫描线尚未开始扫描时，时钟检测单元112 (212)又再度发出电荷回收启动信 号CR—EN以通知运算单元114 (214)判断是否对第n+l条栅极扫描线及该源极 扫描线对应的液晶单元进行电荷回收，而每一次启动电荷回收机制后，运算 单元114、 214、开关模块120、 220及保护电路130、 230、 232的运作如前 述实施例所揭露， 一般熟知此项技艺的人士应可在阅读完前述实施例后轻易 得知电荷回收系统IOO、 200如何应用于多个液晶单元，故详细的操作步骤便 在此省略不再赘述。
由于每一条源极扫描线均耦接于一电荷回收系统，若在需要严格控管液 晶显示器的面积或成本的情况下，上述实施例所揭露的电荷回收系统可能较 不适用，因此，本发明更针对前述的电荷回收系统100、 200进行改良，使液 晶显示器的多条源极扫描线共享同一控制器，但每一条源极扫描线均耦接至 一开关模块以通过开关模块将源极扫描线耦接至第一驱动电路或第二驱动电 路。此时控制器中的时钟检测单元同样检测栅极扫描线及源极扫描线的运作， 并在一栅极扫描线的驱动信号及多条源极扫描线的驱动信号均为失能时输出 一电荷回收启动信号，但运算单元接收到电荷回收启动信号时判断该多条源 极扫描线的平均写入电压电平与公共电压电平间的差量是否大于临界值，若 该差量大于临界值时则输出第一控制信号或第二控制信号至每一个开关模块 中的第一开关或第二开关以将源极扫描线耦接至第一驱动电路或第二驱动电 路，如此一来，电荷回收系统所需的面积、复杂度与成本将大幅降低，而液 晶显示器的电荷使用效率同样可获得提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均 等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种电荷回收系统，包含有一控制器，耦接于一液晶显示器的至少一源极扫描线，其在该液晶显示器的一栅极扫描线的一驱动信号及该源极扫描线的一驱动信号均为失能时，输出至少一第一控制信号；以及至少一开关模块，耦接于该控制器及该源极扫描线，用来根据该第一控制信号将该源极扫描线耦接至该液晶显示器的至少一第一驱动电路中的一电压源。
2. 如权利要求l所述的电荷回收系统，其中，该控制器包含有 一时钟检测单元，用于检测该栅极扫描线及该源极扫描线的运作，并在该栅极扫描线的该驱动信号及该源极扫描线的该驱动信号均为失能时输出一 电荷回收启动信号；以及一运算单元，耦接于该时钟检测单元及该源极扫描线，当接收到该电荷 回收启动信号时判断该源极扫描线的一写入电压电平与一公共电压电平间的 一差量是否大于一临界值，并在该差量大于该临界值时输出该第一控制信号。
3. 如权利要求2所述的电荷回收系统，其中，该临界值是该液晶显示器 所使用的一 VCI电压值、一 DDVDH电压值或一 VCIM电压值。
4. 如权利要求2所述的电荷回收系统，其中，当该控制器耦接于多条源 极扫描线时，该运算单元耦接该时钟检测单元及该多条源极扫描线，并在接 收到该电荷回收启动信号时判断该多条源极扫描线的平均写入电压电平与该 公共电压电平间的差量是否大于该临界值，并在该差量大于该临界值时输出 该第一控制信号。
5. 如权利要求1所述的电荷回收系统，其中，该第一驱动电路是该液晶 显示器的 一 源极驱动电路，且该控制器更在输出该第 一控制信号时控制 一公 共电压驱动电路以改变该公共电压驱动电路所输出的一公共电压电平。
6. 如权利要求1所述的电荷回收系统，更包含有一保护电路，耦接至该第一驱动电路，其根据该第一控制信号选择性地 关闭该第 一驱动电路中至少 一部份的电路元件。
7. 如权利要求1所述的电荷回收系统，其中，该控制器在该栅极扫描线 的该驱动信号及该源极扫描线的该驱动信号均为失能时，另依据该源极扫描线与该栅极扫描线所对应一液晶单元的驱动极性来选择性地输出该第一控制信号或一第二控制信号；该开关模块包含有一第一开关，耦接至该控制器及该第一驱动电路，当接收到该第一控制 信号时将该源极扫描线耦接至该第一驱动电路的一第一电容；以及一第二开关，耦接至该控制器及该液晶显示器的一第二驱动电路，当接收到该第二控制信号时将该源极扫描线耦接至该第二驱动电路的一第二电六 谷。
8. 如权利要求7所述的电荷回收系统，其中，该第一驱动电路是该液晶 显示器的一源极驱动电路，以及该第二驱动电路是该液晶显示器的一公共电 压驱动电路。
9. 一种电荷回收方法，包含有当一液晶显示器的一栅极扫描线的一驱动信号及一源极扫描线的一驱动 信号均为失能时，输出至少一第一控制信号；以及根据该第一控制信号将该源极扫描线耦接至该液晶显示器的至少一驱动 电路的电压源或存储电荷元件。
10. 如权利要求9所述的电荷回收方法，其中，输出至少该第一控制信号 的步骤包含有检测该栅极扫描线及该源极扫描线的运作，并在该栅极扫描线的该驱动 信号及该源极扫描线的该驱动信号均为失能时判断该源极扫描线的一写入电 压电平与一公共电压电平间的一差量是否大于一临界值，并当该差量大于该临界值时输出该第 一控制信号。
11. 如权利要求10所述的电荷回收方法，其中，该临界值是该液晶显示 器所使用的一 VCI电压值、一 DDVDH电压值或一 VCIM电压值。
12. 如权利要求9所述的电荷回收方法，其中，输出至少该第一控制信号 的步骤包含有检测该栅极扫描线及该源极扫描线的运作，并在该栅极扫描线的该驱动 信号及该源极扫描线的该驱动信号均为失能时判断多条源极扫描线的平均写 入电压电平与一公共电压电平间的差量是否大于该临界值，并当该差量大于 该临界值时输出该第 一控制信号。
13. 如权利要求9所述的电荷回收方法，其中，该第一驱动电路是该液晶 显示器的一源极驱动电^各，且该电荷回收方法更包含有当输出该第 一控制信号时改变一公共电压驱动电路所输出的 一公共电压电平。
14. 如权利要求9所述的电荷回收方法，更包含有根据该第一控制信号选择性地关闭该第一驱动电路中至少一部份的电路 元件。
15. 如权利要求9所述的电荷回收方法，其中，当该栅极扫描线的该驱动 信号及该源极扫描线的该驱动信号均为失能时，该电荷回收方法另包含有依 据该源极扫描线与该栅极扫描线所对应一液晶单元的驱动极性来选一奪性地输 出该第一控制信号或一第二控制信号；以及根据该第二控制信号将该源极扫描线耦接至该液晶显示器的一第二驱动 电^各的供应电压源。
16. 如权利要求15所述的电荷回收方法，其中，该第一驱动电路是该液 晶显示器的一源极驱动电路，以及该第二驱动电路是该液晶显示器的一公共 电压驱动电^^。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器的电荷回收系统及其电荷回收方法。电荷回收系统包含有一控制器以及至少一开关模块，该控制器在该液晶显示器的一栅极扫描线及一源极扫描线的驱动信号均为失能时，输出至少一第一控制信号；而该开关模块根据该第一控制信号将该源极扫描线耦接至该液晶显示器的至少一第一驱动电路的供应电压源。藉由将源极扫描线耦接至第一驱动电路的供应电压源，可将耦接于该源极扫描线的液晶单元中未使用到的电荷回收至第一驱动电路的供应电压源内的存储电荷元件，可有效提高液晶显示器的电荷使用效率，并降低所消耗的功率。
文档编号G09G3/20GK101320546SQ20071010822
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月4日 优先权日2007年6月4日
发明者余锦旗, 林孟勇, 江伟山, 韩承宪, 黄启模 申请人:奕力科技股份有限公司