液晶顯示裝置的制作方法

專利名稱：液晶顯示裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠降低能耗的液晶顯示裝置。
如圖2所示，一個液晶顯示(LCD)控制器203與一個LCD部分205，一個圖象數據存儲器202，一個微處理器(MPU)201和一個同步信號發生器電路204連接。在MPU 201的命令下，儲存在圖象數據存儲器202中的圖象數據輸入到LCD控制器203并且進行信號轉換，這樣在LCD部分205顯示轉換了的圖象信號。
在一個常規LCD控制器中，當在LCD部分長時間顯示相同(幀)圖象數據時，(1)持續顯示，或者(2)在檢測到來自鍵盤、鼠標或類似物的輸入中斷并且經過一定時間流逝之后，在存儲器中重新存儲要顯示的圖象數據之后停止驅動液晶，或者關閉背后照明部分。
在長時間顯示相同幀圖象時，除向存儲器進行圖象數據重新存儲和關閉背后照明部分以外的方法并不會節省LCD部分的能量。因此，需要一種不采用不必要的存儲器而能節省能量的幀圖象存儲方法。另外，由于并不是在所有LCD裝置中包括一個背后照明部分，就需要一種在長時間顯示相同幀圖象的情況下不關閉背后照明部分而節省能量的方法。
本發明的目的是解決上面的問題。
根據本發明，一個

圖1的液晶顯示裝置包括一個用于控制整個輔助電路的微處理器(MPU)101，一個能夠存儲兩幀圖象數據的圖象數據存儲器102，一個用于分布兩幀圖象數據的圖象數據分布電路103，一個能夠比較以畢特為單位的兩幀圖象數據的圖象數據比較器電路104，一個定時器電路106，一個液晶顯示(LCD)部分110，一個用于控制LCD部分110的LCD控制器107，一個用于產生同步信號(垂直和水平同步信號)的同步信號發生器電路109，和一個用于根據來自電路104的輸出信號而調節垂直和水平同步信號的同步信號調節電路108。把來自電路108的輸出信號輸入給LCD控制器107以控制傳到LCD部分110的同步信號。
在上述結構中，在LCD裝置中的輔助電路代表一個具有用于驅動構成LCD部分的顯示部分的功能的電路。在LCD裝置中的顯示部分具有這樣一個結構，其中由布置在至少一對電極之間的液晶構成的象素以矩陣形式布置。作為顯示部分的結構，有兩種類型。一種是簡單矩陣，另一種是有源矩陣。
基本地，一個LCD部分包括用于驅動每個以矩陣形式布置的液晶象素的模擬緩沖器，用于存貯要顯示的圖象的模擬存儲器，和用于產生矩陣電路中在沿X及Y方向的操作定時的移位寄存器。還有，LCD裝置的輔助電路包括一個用于向LCD部分提供用于X及Y方向的移位寄存器的數據及時鐘的LCD控制器，一個用于向LCD控制提供水平及垂直同步信號及定時信號的同步信號發生電路，和一個用于存貯要顯示的圖象的圖象數據存儲器。
上述結構可用于一個簡單矩陣或有源矩陣型LCD裝置。所使用的液晶材料并不限于一種特定的材料。
能夠存貯兩幀圖象數據的存儲單元具有存貯要顯示兩幀所必需的兩幀圖象數據的功能。可以采用一個圖象隨機存取存儲器(VRAM)作為存儲單元。VRAM是一種動態隨機存取存儲器(DRAM)，并且具有并行的輸入和輸出部分，以及串行的輸入和輸出部分。
通過圖象數據比較器電路104以畢特為單位對存貯在圖象數據存儲器102中的兩幀圖象數據進行比較，然后電路104輸出一個代表比較結果的輸出信號。根據輸出信號，同步信號調節電路108調節水平和垂直同步信號，并且把調節的水平和垂直同步信號供給LCD控制器107。
在長時間顯示相同幀的情況下，如果減少LCD裝置的顯示部分(屏幕)上的掃描數，可以降低能耗。
通過定時器電路106來設定減少掃描數的時間，可以選擇和設定一個在既使不向LCD裝置中的液晶施加交流電壓的情況下液晶的特性也不會變差的時間間隔，一個用于在LCD的輔助電路中存貯圖象數據的存儲器的刷新時間，或包括在LCD部分中的模擬存儲器的刷新時間。
圖1表示一個根據本發明一個實施例的液晶顯示(LCD)裝置的方框圖；圖2表示一個常規LCD裝置的方框圖；圖3表示一個根據本發明另一個實施例的LCD裝置的方框圖；圖4表示一個在圖3的LCD裝置中的圖象數據分布電路的方框圖；圖5表示一個在圖3的LCD裝置中的圖象數據比較器電路的方框圖；和圖6表示一個根據本發明另一實施例的LCD器的方框圖。
下面描述圖3所示的裝置的操作。
LCD控制器306對讀到VRAM301的圖象數據進行處理。從VRAM301讀出的圖象數據輸入給FIFO電路302。
圖4表示FIFO電路302的結構。由一個FIFO選擇器401，FIFO0402和FIFO1403和觸發器(FF)電路404及405構成FIFO電路302。FIFO選擇器401接通或關斷以把第一幀存儲進FIFO0 402和把第二(下一)幀存儲進FIFO1 403中。當將數據輸入到FIFO1 403中時，根據數據輸出設置FIFO0 402和FIFO1 403以得到一個啟動狀態。使來自FIFO0 402和FIFO1 403的數據同步并且根據一個標準時鐘從觸發器電路404和405輸出。
如圖5所示，把來自FIFO電路302的輸出數據信號輸入給比較器電路304。比較器電路304包括兩個比較器501a和502b，兩個″與″(門)電路502a和502b，兩個觸發器(FF)電路503a和503b，以及用于延遲比較電路輸出的延遲電路504a和504b。每兩個電路用來調節水平和垂直同步信號。延遲電路504a和504b用于與標準時鐘同步地輸出信號，以便避免在準確地輸出兩幀圖象的比較結果的情況下一個元件的延遲或類似的情況。
用比較器501a和501b對關于兩幀圖象的以畢特為單位的圖象數據信號進行相互比較。當兩個圖象數據信號彼此一致時，″與″電路502a和502b輸出一個低電平(L)，當兩個圖象數據信號彼此不同時，″與″電路502a和502b輸出一個高電平(H)。
兩個輸出信號借助于觸發器電路503a和503b兩與一個標準時鐘同步并且通過延遲電路504a和504b輸出。因此，在比較器電路304中，兩幀圖象彼此比較，并且確定代表兩幀圖象是否一致的電平。
把來自比較器電路304的輸出信號輸入給一個由″與″電路構成的同步信號調節電路305中。如圖3所示，在″與″電路305中，在來自電路304的輸出信號和來自同步信號發生器電路309的水平及垂直同步信號之間進行″與″邏輯操作。
如上所述，當兩個圖象數據信號彼此一致時，從比較器電路304輸出一個低電平(L)信號。因此，當在″與″電路305中進行″與″邏輯操作時，不會從″與″電路305中向LCD控制器306輸出水平和垂直同步信號。或許只有垂直同步信號不被輸出。
另一方向，當兩個圖象數據信號彼此不同時，從比較器電路304中輸出一個高電平(H)信號。因此，當在″與″電路中進行″與″操作時，從″與″電路305中向LCD控制器306輸出水平和垂直同步信號。
在上面兩種狀態的任一種中，通過LCD控制器306使水平和垂直同步信號輸入給LCD部分307。
當兩個圖象數據彼此一致時，定時器308開始計數，并且水平和垂直同步信號維持在相同的狀態下直到定時器308的計數值達到一個設定值為止。定時器308通過一個中斷信號線320與比較器電路304連接。當定時器308的計數值達到設定值時，來自計時器308的中斷信號輸出把比較器304的輸出信號電平變為高電平(H)。
還有，當兩個圖象數據彼此一致時，由于定時器308通過一個背后照明部分開關線321與LCD部分307連接，在定時器308的計數值達到一個初始設定值之后，定時器308向背后照明部分開關線321輸出一個信號(具有斷開背后照明部分307a的電平)，這樣可以斷開LCD部分307的背后照明部分307a。當重新設置定時器308時，把背后照明部分開關線321上的信號的電平維持在接通背后照明部分307a的電平上。
借助于上面的操作，當相同幀的圖象是持續的時，可以控制背后部分307a的開和關。
下面描述圖6的LCD裝置的操作。
從與一個MPU(未表示)相連的MPU總線把連續的圖象數據輸入給VRAM輸出選擇器601。偶數幀圖象存儲在VRAM 602中，奇數幀圖象存儲在VRAM 603中。
把存儲在VRAM 602和603中的圖象數據輸入給比較器電路606和VRAM輸出選擇器604。該VRAM輸出選擇器604是一個用于根據來自LCD控制器608的數據讀出信號而交替地從VRAM 602和603中讀出圖象數據的電路。
如圖5所示，比較器電路606的結構與比較器電路304的結構相同。用比較器501a和502b對從VRAM 602和603讀出的兩個幀圖象數據(以畢特為單位)進行比較。在比較器501a和501b中，當兩個圖象數據信號彼此一致時，則輸出一個低電平(L)，并且當兩個圖象數據信號彼此不同時，則輸出一個高電平(H)。借助于觸發器電路503a和503b使這兩個輸出信號與一個標準時鐘同步并且通過延遲電路504a和504b輸出。
通過上述操作，可以確定代表這兩幀圖象是否一致的電平。
把來自比較器電路606的輸出信號輸入給同步信號調節器電路607。如圖6所示，在″與″電路607中對來自電路606的輸出信號和來自同步信號發生器電路611的水平及垂直同步信號進行″與″邏輯操作。
如上所述，當兩個圖象數據信號彼此一致時，則從比較器電路606中輸出一個低電平(L)信號。因此，當在″與″電路607中進行″與″邏輯操作時，水平和垂直同步信號不會從″與″電路607向LCD控制器608輸出。或許只有垂直同步信號不輸出。
另一方面，當兩個圖象數據信號彼此不相同時，從比較器電路606中輸出一個高電平(H)信號。因此，當在″與″電路607中進行″與″邏輯操作時，從″與″電路向LCD控制器608輸出水平和垂直同步信號。
在上面兩種狀態的任一種中，通過LCD控制器608把水平和垂直同步信號輸入給LCD部分609。
當兩個圖象數據信號彼此一致時，定時器電路610開始計數，并且水平和垂直同步信號維持在同一狀態，直到定時器電路610的計數值達到一個設定值為止。定時器電路610通過一個中斷信號線620與比較器電路606連接。當定時器電路610的計數值達到該個設定值時，來自定時器610的中斷信號的輸出把比較器電路606的輸出信號電平變成為高電平(H)。
還有，當兩個圖象數據彼此一致時，由于定時器電路610通過一個背后照明部分開關線621與LCD部分609相連，在定時器電路610的計數值值達到一個初始設定值之后，定時器電路610向背后照明部分開關線621輸出一個信號(該信號具有斷開背后照明部分609a的電平)，這樣可以斷開該LCD部分609的背后照明部分609a。當重新設置定時器電路610時，把背后照明部分開關線621的信號的電平維持在接通背后照明部分609a的一個電平上。
借助于上述操作，當相同幀圖象是持續的時，可以控制背后照明部分609a的打開和關閉。
根據本發明，當相同幀圖象是持續的時，不向液晶顯示裝置輸出同步信號(或者僅僅垂直同步信號)。其結果是，在液晶顯示裝置上顯示的幀掃描數降低并且背后照明部分斷開，這樣可以降低液晶顯示裝置的能量消耗。
權利要求
1.一種電光裝置，包括一個顯示部分；用于存貯至少連續的第一和第二幀數據的至少一個視頻隨機存取存儲器；用于比較第一幀數據和第二幀數據的比較裝置；用于根據比較裝置的比較結果有選擇地輸出至少一個垂直同步信號的輸出裝置；和用于根據有選擇地輸出的垂直同步信號來從視頻隨機存取存儲器中讀出幀數據和控制顯示部分的控制裝置，以便在顯示部分上顯示讀出的幀數據。
2.根據權利要求1的裝置，其特征在于還包括一個定時器，用于在計數值到達設定的期望值時向比較裝置輸出一個中斷信號，其中在第二幀數據與第一幀數據一致時開始計數值的計數。
3.根據權利要求2的裝置，特征在于還包括一個背光單元，其中在在第二幀數據與第一幀數據一致時，定時器關斷背光單元。
4.根據權利要求3的裝置，特征在于在第二幀數據與第一幀數據不同時定時器啟動背光單元。
5.根據權利要求1的裝置，其特征在于所述視頻隨機存取存儲器基于并行的輸入和輸出端口，和串行的輸入和輸出端口。
6.根據權利要求1的裝置，特征在于所述電光裝置是液晶顯示器。
7.一種電光裝置，包括一個顯示部分；用于存貯至少連續的第一和第二幀數據的至少一個隨機存取存儲器；用于當在顯示部分顯示第一幀數據時比較第一幀數據和第二幀數據的比較裝置；用于根據比較裝置的比較結果有選擇地輸出至少一個垂直同步信號的輸出裝置；和用于根據有選擇地輸出的垂直同步信號來從視頻隨機存取存儲器中讀出幀數據和控制顯示部分的控制裝置；其特征在于當第二幀數據與第一幀數據不同時，在顯示部分顯示第二幀數據。
8.根據權利要求7的裝置，特征在于所述視頻隨機存取存儲器基于并行的輸入和輸出端口，和串行的輸入和輸出端口。
9.根據權利要求7的裝置，特征在于所述電光裝置是液晶顯示器。
10.一種電光裝置，包括一個顯示部分；用于存貯至少連續的第一和第二幀數據的至少一個視頻隨機存取存儲器；用于當在顯示部分顯示第一幀數據時比較第一幀數據和第二幀數據的比較裝置；用于根據比較裝置的比較結果有選擇地輸出至少垂直同步信號的輸出裝置；和用于根據有選擇地輸出的垂直同步信號來從視頻隨機存取存儲器中讀出幀數據和控制顯示部分的控制裝置；其中當第二幀數據與第一幀數據不同時比較裝置輸出一個電平信號，并且輸出裝置根據輸出的電平信號輸出垂直同步信號。
11.根據權利要求10的裝置，特征在于所述視頻隨機存取存儲器包括并行的輸入和輸出端口，和串行的輸入和輸出端口。
12.根據權利要求10的裝置，特征在于所述電光裝置是液晶顯示器。
13.一種電光裝置，包括一個顯示部分；用于存貯至少持續的第一和第二幀數據的至少一個視頻隨機存取存儲器；比較裝置，用于當在顯示部分顯示第一幀數據時比較第一幀數據與第二幀數據，并且當第二幀數據與第一幀數據不同時輸出一個電平信號；輸出裝置，根據所述輸出的電平信號，輸出至少一個垂直同步信號；控制裝置，用于根據輸出的垂直同步信號來從視頻隨機存取存儲器中讀出幀數據和控制顯示部分；和定時器，包括一個計數器，用于在計數值到達設定的期望值時向比較裝置輸出一個中斷信號；其中，當第二幀數據與第一幀數據一致時，計數值開始計數，并且當比較裝置接到中斷信號時，比較裝置輸出電平信號且重新設定定時器的計數值。
14.根據權利要求13裝置，其特征在于顯示部分還包括液晶，并且根據在不向液晶施加交流電壓時液晶的特性設定所述期望值。
15.根據權利要求13裝置，其特征在于顯示部分還包括一個模擬存儲器，并且把期望值設定為一個比模擬存儲器的刷新時間短的時間。
16.根據權利要求13的裝置，特征在于所述視頻隨機存取存儲器包括并行的輸入和輸出端口，和串行的輸入和輸出端口。
17.一個電光裝置，包括一個包括矩陣電路的顯示部分；一個用于驅動顯示部分的驅動器電路；和一個用于控制驅動器電路的控制部分，其特征在于所述控制部分包括，用于存貯至少持續的第一和第二幀數據的至少一個視頻隨機存取存儲器；一個用于比較第一幀數據和第二幀數據的比較裝置，一個用于根據比較裝置的比較結果有選擇地輸出至少垂直同步信號的發生器；和一個控制器，用于從視頻隨機存取存儲器讀出幀數據，接收從發生器有選擇地輸出的垂直同步信號，并且向驅動器電路輸出幀數據和接收到的垂直同步信號，以便在顯示部分上顯示幀數據。
18.根據權利要求17的裝置，其特征在于當第二幀數據與第一幀數據不同時，發生器輸出垂直同步信號。
19.根據權利要求17的裝置，還包括一個用于當計數值達到設定的期望值時向比較器輸出一個中斷信號的定時器，其中當第二幀數據與第一幀數據一致時，開始計數值的計數。
20.根據權利要求17的裝置，還包括一個背光單元，其中當第二幀數據與第一幀數據一致時，定時器關斷背光單元。
21.根據權利要求17裝置，其特征在于當第二幀數據與第一幀數據不同時，定時器啟動背光單元。
22.根據權利要求17的裝置，特征在于顯示部分還包括一個模擬存儲器，并且把期望值設定為一個比模擬存儲器的刷新時間短的時間。
23.根據權利要求17的裝置，特征在于所述視頻隨機存取存儲器包括并行的輸入和輸出端口，和串行的輸入和輸出端口。
24.根據權利要求17裝置，其特征在于所述電光裝置是液晶顯示器。
25.一種電光裝置，包括一個包括液晶的顯示部分；至少一個視頻隨機存取存儲器，用于存儲分別表示當前顯示的數據和將要顯示的數據的第一幀數據和第二幀數據；控制裝置，連接到上述視頻隨機存取存儲器，用于從視頻隨機存取存儲器中讀出幀數據并且響應于輸入的同步信號控制顯示部分在液晶上顯示讀出的幀數據；數據分布裝置，連接到視頻隨機存取存儲器上，用于為第一和第二幀數據提供一個分布，以便對第一幀數據和第二幀數據進行比較；定時裝置，用于在預定間隔產生刷新信號，所述預定間隔代表顯示部分的刷新之間的期望最大周期；數據比較裝置，連接到數據分布裝置和定時裝置，用于存取幀數據，在第一幀數據和第二幀數據之間進行比較，當第一幀數據與第二幀數據不同或當從定時裝置接收到所述刷新信號時產生控制信號；同步信號產生裝置，用于周期性地產生至少一個垂直同步信號輸出；同步信號調節裝置，連接到所述同步信號產生裝置、所述數據比較裝置和所述控制裝置，用于接收所述同步信號產生裝置的同步信號輸出和所述數據比較裝置的所述控制信號，并且當所述控制信號表明1)第一幀數據與第二幀數據不同或2)已經經歷了顯示部分的刷新之間的最大期望周期時，有選擇地傳送所述同步信號輸出到所述控制器的同步信號輸入，從而顯示裝置在當前顯示圖象數據不希望改變時，通過動態增加液晶連續掃描之間的周期到所述期望的最大周期，來減小液晶裝置的能量消耗。
全文摘要
在一個液晶顯示(LCD)裝置中,通過一個比較器電路對在一個顯示部分上要顯示的兩個持續幀圖象數據進行比較,并且根據比較的結果調節水平和垂直同步信號。即當兩幀圖象數據彼此一致時,則不會通過控制器向顯示部分輸出水平和垂直同步信號,以便減少要顯示幀的掃描數。另外,當該LCD裝置具有背后照明部分并且兩幀圖象數據彼此一致時,則關斷背后照明部分。
文檔編號G06F1/32GK1345022SQ0111736
公開日2002年4月17日 申請日期2001年4月23日 優先權日1994年5月24日
發明者河崎祐司, 小山潤 申請人:株式會社半導體能源研究所