TW525131B - System for driving a liquid crystal display with power saving and cross-talk reduction features - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 __________________ B7 五、發明說明、1 ) 發明背景 廣義言之，本發明與驅動液晶顯示器（L C D )的電 路有關，更明確地說，與省電且使其它特性增進的液晶顯 示器驅動系統有關。 如今，LCD顯示器的用途極廣，包括膝上型/筆記 型電腦，手持電腦、細胞式電話及個人數位助理等。當觀. 看者從觀看的方向觀看時，這些顯示器典型上是由圖素列 與行交叉構成的2維矩陣，圖素是由列電極陣列與橫過列 電極之行電極陣列交叉重疊的區域所構成。L C D顯示器 所顯示的影像，是改變配置於列電極陣列與行電極陣列間 之液晶材料層之光學傳輸特性所產生。經由施加適當的電 壓於列電極與行電極之間，在列與行電極交叉重疊區域所 定義之圖素處的液晶層（即該圖素）會出現所需要的光學 傳輸特性，所有的圖素集合在一起即顯示出所要的影像。 在簡單的驅動設計中，LCD顯示器是一次選擇或定 址顯示器的一列，在此期間，控制電壓也施加在每一個行 電極，用以改變或重新顯示每一列中的影像。選擇或定址 每一列的周期稱爲”列驅動周期”。如果列陣列中有 4 8 0列，按照此簡單的設計，L C D顯示器爲顯示完整 的影像，在一個完整的顯示循環中，典型上有480個列 驅動周期。L C D顯示器的一個完整影像也稱爲一個畫面 (field )。爲便於以下的描述，在顯示循環期間，用來顯 示部分畫面的信號，稱爲在該畫面期間所要顯示的信號； 在此畫面期間，用來顯示部分畫面之顯示循環的列驅動周 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ 裝--------訂---------線* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525131 A7 _ B7 五、發明說明、2 ) 期，稱爲列驅動周期。在完成整個顯示循環之後，在此期 間列陣列中的每一列都被選擇或定址以顯示整個畫面，新 的顯示循環開始，重複所有處理以重新顯示及/或更新所 顯示的影像。 液晶的特性是在施加穩定的D C電壓一段時間後，液 晶的物理特性將會永久地改變並劣化。基於此，通常是對 L C D顯示器的圖素施加極***替的電壓，即是熟知的反 轉技術。 典型上，L C D顯示器是以列電極陣列定址，它的方 向定義爲水平。在一般的反轉設計中，顯示器螢幕被劃分 成任意數量的水平段，每一段涵蓋任意數量被定址的對應 列電極。如果在顯示器之第一段中的圖素是被正電壓驅動 ，則毗鄰段中的圖素是被負電壓驅動。在次一個畫面的次 一個顯示循環期間，驅動電壓的極性相反。顯示器中的其 它段也是相同。換言之，在次一個顯示循環期間，爲顯示 次一個畫面，第一段之列中的圖素是以負電壓驅動，毗鄰 段之列中的圖素是以正電壓驅動。 在只有一個段的情況，上述被簡化的一般設計即是所 謂的畫面反轉設計。在有多個段被相同數量之列電極定址 的情況，上述被簡化的一般設計即是所謂的列反轉設計。 由於液晶具有上述特性，施加於列及行電極的電壓被 不斷地反轉，如此，爲驅動這些電極，驅動電路要消耗大 量的功率。 可攜式電腦、細胞式電話及個人數位助理使用者最大 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------卜—卜續 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線‘ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明、3 ) 的抱怨之一是裝置太耗電，以致於要經常更換電池，十分 不便。因此，吾人需要一種用於這類裝置之省電的L C D 顯不器驅動系統。 在絕大多數的L C D中，導體是由I T〇絲構成，它 的電阻値（” R ” ）通常高達1 0〜1 0 0歐姆/平方（ P 3 · L 2 )。如此高的電阻絲會對掃描信號造成嚴重的 R C衰減失真。例如，爲儘量縮小I T 0玻璃的邊緣，從 驅動器I C到圖素列的導電絲，通常都需要使用非常細的 I T〇絲。沿著這些絲可能有5 0 ° - 5 K平方（即5 - 5 Ο K歐姆）。 在使用現代化材料的典型LCD設計中，每一個圖素 的電容（” C ” ）是1〜5 p F。此外，圖素的電容視圖 素的狀態而定，在〇N狀態時它的電容最大，在◦ F F狀 態時變爲最小，在Ο N狀態時的電容大約是0 F F狀態的 3〜4倍。此電容的差異造成各列間RC延遲不同，因而 使兩列間的圖素會產生陰影，例如，在其中一列中有大量 的圖素都在ON狀態，而在其它列中幾乎沒有ON的圖素 ，在用於文字的顯示器中經常會發生這種情況。 在C〇G (玻璃上晶片）L C D製造法中，爲節省成 本及體積，I C的矽晶粒是直接結合到I T 0玻璃，這需 要從晶片I T〇載玻璃（通常是行電極的I T 0玻璃板） 轉移到另一片I T 0玻璃（通常是列電極的I T 0玻璃板 )。這些轉移通常是由印刷的A F C (非對稱導電膜）材 料做到。此種材料的均勻性很難控制；此種材料的非均勻 --------------------訂---------線^||^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 525131 A7 __ B7 五、發明說明：4 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 性將導致各電極（列）間接觸電阻很大的變異。由於R不 同，導致RC衰減也不同，波形的失真也不同，並因此產 生可見的條紋圖案。 因此，吾人要提供一種驅動LCD的系統，它能減少 上述對顯示之影像的不良影響。 發明槪述 在典型的驅動設計中，列掃描信號的極性是每若干列 即被反轉。因此，在一簡單的驅動設計中，螢幕上半部中 的列是在一種極性，然而，在螢幕下半部中的列是在相反 的極性。此種設計顯然可以按照其它方式劃分螢幕加以修 改，例如第三、第四等，其中，掃描每一個劃分部分中之 列電極之信號的極性，與掃描螢幕中毗鄰部分的信號極性 相反。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在習用的列定址設計中，列電極從第一電壓暫態到第 二目標電壓是由一個驅動器驅動，另一列電極從第二電壓 暫態到第一目標電壓是由另一個驅動器驅動。根據觀察， 在本發明的一態樣中，在上述的任何一種驅動設計中，螢 幕中的某些部分，以參考電位爲參考，將會有兩列經歷相 反的電壓暫態。按照本發明的此態樣，將經歷相反電壓暫 態之兩個列電極連接到它們各自的驅動器之前先電氣連接 ，將可降低L C D顯示器所消耗的電力。 因此，在一實施例中，參考電位是在第一與第二電位 之間的中點，經由將在第一與第二電壓間相反暫態的兩歹！1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 525131 A7 B7 五、發明說明、5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 電極連接在一起，兩電極都將結束於參考電位，如此，它 們各自的驅動器只需將兩列電極從參考電位驅動到它們各 自所要的目標電位。因此，與習用的驅動設計相較，消耗 的電力降低。 在LCD顯示器中，交叉之電極的重疊部分形成相面 對的電容器板，因此，兩電極陣列的交叉部分形成一2維 的電容器陣列。因此，圖素的光學傳輸特性由施加在定義 該圖素之列電極及行電極交叉點之相面對電容器板的電位 而定。經由控制施加在與圖素相關之相面對板的電位，即 可決定圖素的光學傳輸特性。 如前所述，由於液晶的固有特性，列及行電極的電位 要經常地在至少第一及第二電位間暫態。根據觀察，本發 明的另一態樣是在被動式L C D顯示器中，將至少一個經 歷此暫態的電極連接到其電位在兩電位間的儲存電容器， 將原來在電極上的電荷，至少部分轉移到儲存電容器。藉 由此種轉移，電極的電位先被帶到接近它所要暫態到的目 標電位値，因此，驅動器只需以較小的電位差驅動電極， 藉以減少功率消耗。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將經歷電壓暫態之一或多個行電極連接到一共同節點 ，也可降低被動式L C D顯示器的功率消耗。因此，在一 實施例中，如果有若干行電極經歷電壓暫態，經由將所有 這些電極連接到沒有被掃描或被定址的列電極，此將致使 經歷電壓暫態的行電極與沒有被掃描的列電極電氣連接。 此將致使由這些列及行電極所構成之電容器相面對板上的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 525131 A7 B7 五、發明說明、6·) (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 電荷被放電。如此，行電極實質上是在列電極的非掃描電 位。接下來將這些電極驅動到它們目標電位所消耗的電力 將可減少。 如前所述，圖素在ON及OFF狀態的電容値不同， 且I T〇絲的不均勻致使施加於列電極之驅動信號中的 RC延遲不同，此將導致對顯示影像的不良影響。此外， 須注意，L C D裝置中液晶層中光學特性的改變，是反應 施加於層上之電壓的均方根値，因此，液晶層的光學特性 在驅動電壓波形的尖峰時最靈敏。按照本發明，跨於液晶 層之一或多個部分用以致使這些部分光學特性改變的電壓 値，以2或多個電壓增量到達，上述的不良影響將降低， 藉以增進L C D所顯示之影像的品質。 圖式簡單說明 圖1是用來說明本發明之L CD面板及其列及行電極 的前視圖。 圖2是施加於用來說明本發明之圖1之列及行電極的 電壓圖。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3是構成驅動圖1中列電極之部分控制電路的3個 代表電路，用以說明本發明的較佳實施例。 圖4的表說明圖3之電路的操作。 圖5的圖說明列電極按照圖4之表的電壓暫態。 圖6是構成驅動圖1中列電極之部分控制電路的3個 代表電路，用以說明本發明的另一較佳實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 525131 A7

五、發明說明、7 ) 圖7是使用圖6之電路所得到列電極之電壓的波形圖 0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖8是構成驅動圖1中行電極之部分控制電路的3個 代袠電路，用以說明本發明的另一實施例。 圖9的表說明圖8之電路的操作。 圖1 0的圖說明行電極之電壓暫態的波形，用以說明 圖8之電路的操作。 圖1 1說明施加於圖1之列電極的電壓圖，用來說明 列反轉設計。

圖1 2 A說明所選列與所選行在圖素爲〇N及0 F F 狀態時的電壓差，用以說明定址L C D顯示器的習用設計 〇 圖1 2 B說明所選列與所選行在圖素爲〇N及〇F F 狀態時的電壓差，其中所施加的電壓是兩個增量的步進， 用以說明本發明的實施例。 圖1 3 A與圖1 2 A相同，其中以近似的兩條直線代 表電壓差，以用來說明圖1 2 B之本發明實施例的優點。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1 3 B與圖1 2 B相同，其中以直線近似電壓差， 以用來說明圖1 2 B之本發明實施例的優點。 圖1 4是說明本發明之實施例的電壓供應及l C D的 部分方塊圖。 爲簡化描述，在本申請案中，相同的組件賦予相同的 編號。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公楚） -10- 525131 A7 B7 五、發明說明、8 ) 元件表 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 L C D 面板 1 2 列 電 極 的 陣: 列 1 4 行 電 極 的 陣: 列 1 6 方 向 S 5 S Ρ j S Ν ， S C 開 關 3 0 開 關 5 2 掃 描 脈 衝 5 4 掃 描 脈 衝 1 1 0 驅 動 器 1 1 2 驅 動 器 1 1 4 驅 動 器 1 1 6 驅 動 器 1 1 8 驅 動 器 較 佳 實 施 例 詳 細 說 明 現 三主 5円 參 閱 圖 1 及 2 圖 波 形 的 血 型 結 構 〇 如 圖 1 中 條 長 條 形列 電 極 的 陣 列 1 2 C 〇 Μ 2 C 〇 Μ 3 = 1 2 … • · · η ) 列 電 極 電 壓 爲 V C 0 Μ i ，] m條長條3 的 節 點 S Ε G 1 S E G 2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 說明被動式L C D及其驅動 所示的LCD面板10包括η 及它們各自的節點C Ο Μ 1、 、C〇Μ η，其中第i歹丨J ( i 所連接到的節點C〇M i，其 杉行電極的陣列1 4及它們各自 .......、SEGm，其中第j -11 - 525131 A7 _ B7_ 五、發明說明、9 ) ^ ^ ' 行（j = 1、2 ....... η )列電極所連接到的節點 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) SEGj,其電壓爲VsEq，其中η及m是正整數。兩個 電極陣列的排列是相互交叉，因此，每一個列電極與每〜 個行電極交叉及重疊，當觀看者從觀看方向（垂直且進A 圖1之紙平面的方向1 6 )觀看時，重疊的區域定義一個 圖素，例如，位在圖1所不之第i列與第j行電極交叉黑占 之第i列與第j行的圖素i j或第i j個圖素。 第i列與第j行電極的重疊部分構成一面相對的電容 器板，其間是一層液晶材料（未顯示），在面板1 〇中實 質上與陣列1 2、1 4同範圍。經由在第i列與第j行各 自的節點C〇M i 、S E G j施加適當的電位或電壓，位 在第i j圖素之相面對的電容器板被設定到所要的電位， 因此，介於板間的液晶材料層受到某一程度的電場，致使 第i j圖素的光學傳輸成爲所要的値。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2的圖形說明施加於圖1之列與行電極之畫面反轉 設計的電壓，用來說明本發明，圖中顯示用以顯示兩個完 整畫面2xN及2xN+l的顯示循環。爲簡化說明，圖 2的簡單波形適合驅動具有1 0條列的L C D顯示器，且 一次只定址或掃描一列，因此，每一個顯示循環有10個 列驅動周期，每一個用來驅動對應的列電極。在圖2中， 垂直軸代表電壓，水平軸代表時間，資料信號v s e。j爲” 〇 s ”與” 1 s ” ，也以重疊的陰影區域畫在V C ◦ M i信號 上，用以說明兩組信號的相對關係。爲便於說明，在後文 中也將列及行電極分別稱爲C Ο Μ與S E G電極，施加於 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 _ B7______ 五、發明說明、1〇) 它們的選擇（定址）及資料信號分別稱爲C〇Μ及S E G 信號或脈衝。 在圖2中，在畫面2 x N期間，當第i列的列電極在 第7個列驅動周期被掃描時，節點C〇M i的電壓是v 6 ，其餘的列電極是在V 2。在畫面2 xN的循環期間，當 第i列沒有被定址或掃描時，在其餘的9個列驅動周期中 ，節點C〇M i也是在電位V 2。同樣地，在畫面2 xN 的循環期間，當第（i + 1 )列的列電極在第8個列驅動 周期被掃描時，卽點COM i + 1是在V 6 ,其餘的列電 極仍在V 2。在畫面2 xN的循環期間，當第i + ;[列沒 有被定址或掃描時，在其餘的9個列驅動周期中，節點 C〇Mi也是在電位V2。因此，在畫面2xN的循環期 間，掃描電位或電壓是V 6，非掃描電位或電壓是v 2。 在畫面2 X N + 1的循環期間，當第i列的列電極在第7 個列驅動周期被掃描時，節點C 0 M i的電壓是V 1 ,其 餘的列電極是在V 5。在畫面2 xN+1的循環期間，當 第i列沒有被定址或掃描時，在其餘的9個列驅動周期中 ，節點COM i也是在電位V 5。因此，在畫面2 xN + 1的循環期間，掃描電位或電壓是VI,非掃描電位或電 壓是V5,如圖2所示，第i與第i+Ι列之列電極的掃 描與非掃描電位相同，但是，施加到第i + 1列的掃描電 位，比施加到第i列電極的掃描電位晚一個列驅動周期。 從以上所述可知，列或C 0 Μ電極的非掃描電位在v 2與 V 5間交替，可以按照下述圖8的方式，使用一開關將節 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

|裝--------訂---------線I 13- 525131 A7 B7 五、發明說明〔11) 點C〇Mi交替地連接到電壓源V2及V5。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 在畫面2 xN的顯示循環期間，行電極的電位在vi 或V 3，在畫面2 XN+1的循環期間，行電極的電位在 v 4或V 6，視施加到該行電極的資料値而定。換言之， 在該畫面的顯示循環期間，行電極的電位是在列電極的非 掃描電位附近”浮動”。因此，在畫面2 X N的循環期間 ，資料信號V s E。；是” 〇 ”時，此表示，第j行電極是在 V 3，因此，電位差V 3 - V 6不足以打開圖素。但資料 fe號v s e。j是” 1”時，此表示，第j行電極是在v 1， 因此，第i列電極與第j行電極間的電位差V 1 — V 6足 以打開圖素。在畫面2 X N + 1的循環期間，資料信號 VsECj是 〇 時，此表不，第jtr電極是在V4，因此 ，電位差V 1 - V 4不足以打開圖素。但資料信號V s E c』 是 1”時，此表不，第j行電極是在V6，因此，電位 差VI — V6足以打開圖素。SEG與COM信號相互結 合，在偶畫面與奇畫面產生極性相反的圖素電荷。換言之 ，反應重疊之C〇Μ與S E G電極間電位差的絕對（均方 根）値，對應圖素的光學傳輸特性改變。 從這些信號的波形可看出，在連續的列選擇C Ο Μ脈 衝期間，在被掃描之列或C 0 Μ電極與行電極S E G 1〜 S E G k所載的資料間，發展出很大的電壓差。由於 L C D圖素格的電容負載特性（即圖素之相對電容器板間 的電容），這些電壓擺動將需要大量的電荷泵入或離開被 定址的圖素列。直接且習知的實施是將輸出驅動器直接連 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14 - 525131 A7 B7 五、發明說明、12) 接到LCD的COM電極，因此，在這些電荷的轉移操作 期間，在輸出中會消耗大量的電力。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 現請參閱圖2，從每一個列段的處理中可看出，總是 有一對COM電極通過相反的暫態，如圖2中的一對橢圓 22、24所示，具有大小實質相同的電壓擺動，V2 -V6或VI— V5，但關於有陰影之SEG信號的方向相 反。從圖2中也可看出，在任何一種列反轉設計中，即使 第i及第i + 1列被相同極性的信號掃描，但可發現至少 有兩列（雖然不相互毗鄰）的定址信號經歷實質上同時的 相反電壓暫態。此種及其它的衍生也都在本發明的範圍內 〇 本發明介紹一種新的驅動設計，利用這些成對的暫態 ，使用新的電路架構做爲輸出級，以及電荷保存操作程序 ，可比COM電極完全擺動所需的電荷節省3/4或更多 電路圖與操作 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖3是驅動圖1之列電極的電路槪圖，用以說明本發 明的較佳實施例。在圖3中，c是大於1小於η的任意整 數。現請參閱圖3，圖4中的開關動作表施加到列電極對 (例如圖2中的第i及第i + 1列電極）。在圖4中，表 中的X指示，在頂列所示的時間，左行中對應的開關爲閉 路；表中的空白指示，在頂列所示的時間，左行中對應的 開關爲開路。例如，以往正的暫態而言，開關S N i在時 本紙Ϊ長尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) 7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 一 B7 五、發明說明x 13) 間t 0爲閉路，但在其它時間爲開路（t 1、t 2、t 3 )。預期的電壓波形對如圖5所示。在本發明中，在輸出 驅動器〇D (在圖中以三角形符號表示）的COM i電極 驅動信號（V 1 )與COM電極（COMi )的直接連接 中，增加了經由4個開關的3個操作階段，4個開關爲 S i 、SPi 、SNi 、SCi 。圖 5 說明一對 COM電 極經歷相反的暫態，例如圖2的說明，以及圖2中的橢圓 2 2及2 4所標示。 如圖5的例子所示，在本發明所提出的驅動設計操作 中，增加3個附加的階段： tO〜t1:儲存階段：將電荷儲存到適當的儲存電 容器。以圖2中的畫面2xN爲例，在橢圓22中，第i 列的列電極從V 6暫態到V 2，第i + 1列的列電極從 V 2暫態到V 6。因此，第i列的列電極在時間t 0時連 接到電容器C η ,將它部分的負電荷轉移到C η，因此， 在時間t 1時，它在電位V c η 1。第i + 1列的列電極在 時間t 〇連接到電容器C p ,並將部分的正電荷轉移到 Cp,因此，在時間t 1時，它在電位VCPl。 t 1〜t 2 :重置階段：將一對走向相反的C〇M電 極連相互接在一起，以中和所剩下的相反電荷，因此，在 時間t 2，它們都在電位V t 〇 ° t 2〜t 3 ··轉移階段··儲存電容器的電荷轉移到適 當的COM電極。因此，就圖2的橋圓22而曰，電谷器 C ρ的正電荷轉移到第i列的列電極，以致使它的電位到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮1 --------^---------線Φ (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 525131 A7 ___B7 _ 14 五、發明說明（） V C p 3 ,電容器C η的負電荷轉移到i + 1列的列電極， 以致使它的電位到V C： n 3。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) t 3〜：驅動階段：經由連接，將驅動器〇 D的驅動 電壓施加到各C Ο Μ電極（如習用的設計），以將第i列 之列電極的電位驅動到V 2，以及將第i + 1列之列電極 的電位驅動到V 6。此階段在圖5中只顯示了部分。對畫 面2 X N + 1的橢圓2 4也是施加相同的階段。 圖4說明每一個開關的操作。如圖5的例子所示，在 本設計中，對往負的COM電極而言，輸出驅動器〇D只 需要供應C〇Μ電極從V e n 3暫態到V 6所需的電荷，對 往正的C〇Μ電極而言，只需要從V c p 3到V 2。 當儲存電容器（C ρ及C η )的電容相對於每一個 C〇Μ電極的負載電容（C L )增加，從V C n i到V C η 3以 及從V c P i到V c ρ 3的間隙將逐漸減小。假設C ρ及C η 遠大於 CL，則預期 VCPl«VcP3，VCnl«VCn3，且 | V C p 3 - V 2 I « I V c η 3 - V 6 |«1/4 I V2-V6 I 。在此情況下，與習用的直接連接機制相較，從輸出驅 動器流到C 0 Μ電極的電荷大約可減少7 5 %。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ” 一對經歷反向暫態的C 0 Μ電極對”的陳述，可以 是任何毗鄰的COM電極，即圖2中的C〇Mi與 C〇Mi + l，或第一電極C0M1與尾電極C〇Mn間 ，或任何其它的C 0 Μ掃描次序的順序。 另一實施例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 Α7 Β7 五、發明說明（15) 本發明的另一簡單型說明於圖6及圖7。此經過修改 的驅動設計只使用開關S i 、S C i，且不使用儲存電容 器Cp及Cn以及與其相關的開關SPi及SNi 。圖4 的開關表中也完全取消t 〇及t 2，以及提供給C〇Μ電 極的相關波形，如圖7所示。 如圖7中說明的C〇Μ波形，在此簡化的設計中，由 於重置階段（時間t 1到t 3 )的電荷消除效果，輸出驅 動器只需要供暫態之下半的電流（在時間t 3之後）。因 此，當與輸出驅動器直接連接到C Ο Μ電極從V 2驅動到 V 6或從V 6驅動到V 2的習用設計比較，此方法可使輸 出驅動器泵入C〇Μ電極的電荷或離開C〇Μ電極的電荷 節省50%。不過，由於缺少儲存電容器Cp及Cη及相 關的電荷儲存及轉移過程，此簡化之架構所節省的電力， 無法到達前述較複雜之設計所能高達的7 5 %。由於兩個 列電極在V 2與V 6間是經歷相反但振幅實質相同的電壓 暫態，因此可以將它們目互連接以抵消它們的電荷，如此 ，它們是在介於V 2與Β 6間的共同中點電壓値。 其它實施例 還可以取消列電極連接以消除它們之電荷的階段，例 如取消圖4中時間t 1下的登錄。也可以使用一個電容器 或兩個以上的電容器，而非兩個電容器Cp及Cη,也可 要或不要藉由連接一對列電極以消除電荷。經由使用兩個 以上的電容器，使用多個電容器及多個開關，可降低7 5 ----— — — — — — — · I I--—— — 訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 B7 五、發明說明（16) %以上的功率消耗。不過，由於操作額外的開關也需要電 力，當使用多個電容器及開關時，消耗的電力可能反而增 加。此種及其它的衍生型也都在本發明的範圍內。 行電極 現請再參閱圖2的資料信號，也在V C ◦ Μ ,信號上繪製 資料信號V S E 爲” 〇 S ”及” 1 s ”的重疊陰影區域， 以說明兩組信號間的相對關係。從這些信號的波形來看， 在連續的列選擇C Ο Μ脈衝期間，以及V s E。j信號的不同 畫面間，C Ο Μ與S E G電極也經歷很大的電壓擺動，以 將電荷泵入被定址的圖素列或從其離開。習用的實施是將 輸出驅動器直接連接到LCD面板10的COM與SEG 電極，因此，在這些電荷轉移操作期間，輸出驅動器中將 消耗掉很大的電力。 在習用的驅動設計中，S E G電極直接連接到其中一 個適當的驅動電壓，如偶畫面（畫面2 xN)期間的V 1 或V3，及奇畫面（畫面2xN+l)期間的V4或V6 。在此種驅動設計之下，在這些電壓間的所有暫態，都是 經由其中一個電壓源直接充電或放電，因此相當耗費電力 〇 V C ◦ Μ是施加於沒有被選擇或被定址之C 0 Μ電極的 非掃描電壓（即圖2中偶畫面期間的V 2及奇畫面期間的 V5)。可看出，從SEG電極的觀點，VsEC_Vc〇m 之値的數學表示如下式所示，該公式是使用〔程式語言的 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 -- B7 五、發明說明（17) 慣用法： (Dti㊉Fti)㊉（Dti-Ι ㊉Fti])x((Dti㊉Fti)?+1 :-l)x2xVd ⑴ 其中

㊉是邏輯運算X〇R

Dt i是在列驅動周期i中驅動某一 SEG電極 S E G k的資料

Ft i是列驅動周期i中的畫面値（偶畫面爲0，奇 畫面爲1 ) 另假設 VI、V2 ;V2、V3 ;V4、V5 ;V5 、V 6每一對間的電壓差全都是V d。 上式第一部分（Dt i㊉Ft i)㊉（Dt i — 1㊉Ft i - 1)計算SEG信號相對於Vcom是否將有 改變（暫態檢知器，T D )。可看出且很容易推論，公式 中的此部分有兩種可能會產生1。一種情況是當F t i與 F t i - 1不同（即畫面在偶與奇間改變），而D t i與 D t i — 1相同。另一種情況是D t i與D t i - 1不同 而Ft i與Ft i — 1相同。 公式的第二部分即（（Dt i㊉Ft i) ? + 1 :― l ),其中使用的表示法是（式1?式2:式3):如果式 1 ,則式2，否則式3。公式的第二部分 ((Dt i ㊉ Ft i ) ? + 1 :-1)計算 VSEG 與 Vc〇M 間電壓的方向（方向檢知器D D )，它視時間T i及T i -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20 - 525131 A7 B7 五、發明說明（Ί - 1的畫面及資料而定。 公式的第三部分是改變的大小，它是一常數，視V6 、V5、V4、與VI、V2、V3間的電壓差而定。爲 簡化討論，假設 VI、V2 ; V2、V3 ; V4、V5 ; V 5、V 6每一對間的電壓差全都是相同値V d。 雖然上式中忽略了COM電極掃描的動作，不過，由 於1 ) C〇Μ掃描相當於s E G電極驅動的正交操作，以 及2)在實際的圖形類矩陣LCD中，COM電極的數量 通常遠大於10，且在任何時間這些COM電極中僅其中 之一經歷掃描操作，爲了計算SEG電極目前的行爲，因 簡化所產生的誤差可忽略不計。 現在，考慮圖8所示的電路，其中開關S、S P、 SN及S C是由一對檢知器（暫態檢知器TD及方向檢知 器DD )控制，使用上述公式爲每一個S E G電極實施。 爲簡化圖8，D D與開關S、S P、S N及S C間的連接 予以省略。TD具有輸入Dt i 、Ft i、Dt i — 1及 Ft i — 1 (未顯示），DD具有輸入Dt i及Ft i ( 未顯示）。由於上述方程式（1 )中TD及DD的函數袠 示法，T D與D D可以使用熟悉此方面技術之人士所習知 的方法實施。可以使用複數個T D、D D檢知器對，每〜 對檢知器用以檢知對應的行電極，其中每一對檢知器是按 照上述的方程式（1 )檢知對應之行電極的情況。 如果對某一SEG電極而言TD的輸出爲0,則它對 應的開關S將仍然是在C L〇S E ( X )位置，S P、 ------·----丨丨·裝—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -21 - 525131 A7 B7 五、發明說明（1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) SN及SC在OPEN位置。在此時隙期間，對此SEG 電極而言，沒有發生開關動作。如果對SEG電極的TD 輸出是1，則視對應之D D的輸出而定，開關s P / S N / S C將按順序開始開關的動作（圖9 )，以產生4 一階 段的電荷保存驅動設計（圖1 0 )。 現請參閱圖8、圖9中的開關動作表、以及圖1 0中 的預期波形，在本發明中，在輸出驅動器0D (在圖中以 三角形符號表示）的SEG電極驅動信號（V i )與 SEG電極（SEG i )的直接連接中，增加經由4個開 關的3個操作階段，4個開關爲S i 、S P i 、S N i 、 SCi 。圖10說明在某一個COM列驅動周期期間，用 於S E G電極經歷不同暫態的電壓波形。 如圖1 0的例子所示，本發明所提出之驅動設計的操 作，在習用的單階段的設計中增加3個附加的階段： t 0〜t 1:儲存階段：來自S EG或行電極的電荷 儲存到適當的儲存電容器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 t 1〜t 2 :放電階段：將所有經歷暫態的S E G電 極連到一共同節點V c 〇 m。所有列電極除了被掃描或被 定址的之外，都被V com的電壓驅動。因此，未被掃描 之列電極與正經歷暫態之行電極所構成之電容器之相對板 上的電荷將被放電。此實質地中和了所有受行暫態影響的 電容器，除了與被定址之列電極所構成的部分。 t 2〜t 3 :轉移階段：儲存電容器的電荷轉移到適 當的SEG或行電極。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 _ B7 五、發明說明（3 t 3〜：驅動階段：驅動電壓連接到各S E G電極（ 如習用的設計）。此階段在圖1 0中只顯示了部分。 每一個開關的操作如圖9所示，其中，採用圖4中對 開關在某特定時間”閉路”及”開路”的表示方法。如圖 10所說明的例子，在本設計中，在SEG電極往負時， 輸出驅動器只需爲S E G電極的暫態供應從V c n 3到 一 Vd的電荷，在SEG電極往正時，供應從VCP^!J + V d的電荷。節點V c 〇 m經由開關3 0交替地連接到 電壓源V 2及V 5，該節點的電壓用來供應列電極非掃描 電壓。如圖8所示，經由將節點V c 〇 m連接到電容器 C p、C η，經由C p及C η施加到行電極的電位，以及 C p、C η的電位，節點V c 〇 m將在施加於列或行電極 之非掃描電位（圖2中的V 2及V 5 )的附近浮動。因此 ，行電極是以非掃描電位（上例是V 2或V 5 )爲參考， 經歷相反的電壓暫態，非掃描電位是在兩目標電位（V 1 、V 3 ; V 4、V 6 )之間。 在典型的STN LCD應用中，如細胞式電話的顯 示器，所顯示之圖形資料的改變較不頻繁。對靜態圖形而 言，假設Cp及Cn的電容遠大於SEG負載電容Ci^ad (例如Cp = Cn = 30xSUM (所有SEG電極的 C L。a d )，於是，由於偶與奇畫面間的S E G信號完全對 稱，數學的模擬顯示，跨於C p及C η的電壓將逐漸地趨 近（穩定到）對稱的値對：± V d / 2。 也可以取消放電階段以及相關的開關（S C )以簡化 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23 - -------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525131 A7 B7 五、發明說明（ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述的驅動設計，不會對設計的效率有重大影響。在此種 簡化的設計中，假設Cp及Cn均遠大於Cl〇ad，則Cp 及Cn的穩定値將接近:tVd/3,且从“：與又。“將實 質地相同（等於VCP)，且也相同（等於 V C η )。因此，理論上的最大電荷轉換率可到達6 6%。 現請參閱圖10， SEG驅動器僅需要在t3後才將 S E G電極從V c n驅動到一 V d ,或從V c p驅動到+ V d ，因此，僅需要提供完全電壓暫態2 X V d所需電荷的 1 / 3。 另者，如同圖6及7中所說明之列或C〇Μ電極的情 況，它也可以取消行電極連接到電容器的階段，僅留下放 電階段。在此例中，理論上的最大電荷轉換率可到達5 0 %。 一般的設計 對被動式L C D的一般省電設計可根據以下其中一種 現象： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在一個列驅動周期期間，有一對極性相反的暫態（例 如在從一個列電極暫態到次一個列電極期間，C 0 Μ電極 掃描的情況，如圖2之橢圓2 2及2 4所示）。 對幾乎靜態的影像而言，由於以上對L C D s的解釋 ，需要零DC跨過兩個畫面（一個畫面是正極性的電壓施 加於圖素，次一個畫面則是負極性的電壓施加於相同的圖 素），施加於圖素的信號要振幅相等但極性相反（如 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24 - 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22) S E G省電設計的情況）。 一般的省電設計可描述如下： 在這些暫態的兩目標電壓之間（例如C Ο Μ暫態的 ν5〜VI或V2〜V6，以及，SEG暫態的V6〜 ν 4或V3〜V 1 ),可以配置Ν個儲存電容器（每一個 電容器的電容値以遠大於負載電容爲佳）。爲便於討論， Ν個電容器是CN〜C1,它們按順序配置，以V2〜 V 6的C〇Μ暫態而言，例如使C Ν的電壓穩定在極接近 v 6，C 1的電壓穩定在接近V 2。爲得到C Ο Μ電極從 V 6到V 2的暫態，經由首先將電極連接到C Ν ,接著陸 續按順序連接到C Ν — 1 ........ C 1。對從V 2到V 6 的暫態而言，電極將被順序地連接到C 1 ........ C Ν。 相同的設計也可以施加到在V 1〜V 3及V 4〜V 6間暫 態的SEG或行電極。須注意，用於儲存SEG電極之再 利用電荷的電容器，它的參考電位是浮動的（例如，參考 C〇Μ電極的非掃描電位）而非接地。 假設C Ν〜C 1的電容遠大於總負載電容，則在一有 限時間的穩定周期之後，用於C〇Μ電極的Ν個電荷儲存 電容器（C 1〜CN)將穩定到V6>Vcn>Vc；n — V C N - 1 > ...... > V C 1 — V 2的情況。經由將電容器連接到

Vc om (圖2中的V2、V5),相同的理由可應用到 SEG電極，其中，用於SEG電極的N個電荷儲存電容 器（C 1〜CN)將穩定到Vd-VcN三VcN-VcN-a ……=V c： i -（一 V d )的情況。在系統穩定後，電荷的節 I I ·1111111 ^ 11111--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25- 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 五、發明說明（23) 省比例將等於1 / N + 1 ;易言之，如果使用N個電容器 ，驅動器所需供應的驅動電流（C Ο Μ/列或S E G /行 )，僅是在暫態之總電壓擺動振幅的最後一步1 /( Ν + 1 )。對小値的Ν而言，電容器之電位間的間隔或步進實 際上相等，例如小於4的Ν。 電路圖 在一般的設計中，所需的開關數量正比於省電的級數 。一般言之，Ν級的省電設計需要Ν-1個電容器以及Ν 個開關。不過，這只是一個經驗法則，可以根據設計的考 量而變。上述的C〇Μ與S E G省電設計即是一例。 C〇Μ (列）與S E G (行）設計間的差異 所揭示之兩種設計間的差異主要是對電壓擺動的解釋 。在C Ο Μ (列）省電的例中，是是參考一穩定的電壓（ 例如G N D ),然而在S E G (行）省電的例中，是參考 一會移動的電壓（例如V2或V5)。如果是從”圖素中 的多數”的角度來看，這兩種設計間並無差異。在SEG 電極的情況，對應的C Ο Μ電極”多數”是在兩電位（例 如V 2與V 5 )間振盪。當從這些”多數”的對應C〇Μ 電極來看，SEG電極的擺動是參考一穩定的電位。 因此，本發明的基礎是省電電容器需要連接到相對於 暫態節點爲”中性的”參考點。在C Ο Μ電極的情況，此 ”中性的”參考可以是接地電位，然而對S E G電極而言 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26 - -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525131 A7

五、發明說明（‘21 ，此 中性的 參考應該是COM電極的”非掃描，，電壓 ，在上述的例子中它是V 2或V 5，視顯示的電流極性而 定。 特殊情況 當在同一時間發生一對相反的暫態時（例如圖2中橢 圓2 2、24所示的COM/列掃描操作），以及，當所 需要的省電比例是1 / N且N是偶數時，則所需的電容器 數量是N - 2而非N - 1。做到此的方法是將兩個相反過 往的電極連接在一起，以取代連接到省電電容器，否則， 需要一個非常接近（V6 + V 1 ) /2的穩定電壓。在上 述COM省電設計中N=4以及N=2的特例中，根本不 需要使用電容器。 可應用到畫面反轉與列反轉的驅動設計 上述一般的省電設計一體適用於畫面反轉L C D的驅 動設計以及列反轉L C D的驅動設計。圖1 1所說明的電 位信號，可應用到用以說明列反轉設計之圖1的列電極。 圖1 1的電壓波形適用於列反轉設計，其中，施加於列或 C〇Μ電極之定址信號的電壓或電位在毗鄰之每組3條毗 鄰列或COM電極組間反轉。在圖1 1中，每一個畫面（ 2 X N、2 X N + 1 )涵蓋由1 5條列電極排列而成的陣 列，將陣列分割成5組，每組3條列電極。圖1 1所顯示 的波形適合定址或掃描陣列中3條毗鄰列電極組之第二組 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •ϋ —i 1 一一OJ ϋ >ϋ ·.1 II Βϋ 1··« ί I # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27- 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（ 中間的一條。就畫面2 xN而言，定址此電極的掃描脈衝 52是往負的，然而就畫面2xN+1而言，掃描脈衝 54是往正的。因此，爲定址或掃描被掃描之第二組中的 第一列電極，掃描脈衝應在圖1 1中所示之脈衝5 2、 5 4之前一個列驅動周期發生，以及，爲定址或掃描第二 組中最後的列電極，定址或掃描脈衝應在圖1 1中之脈衝 5 2、5 4之後發生。除了此差異，施加於第二組中其餘 兩列電極（第一及最後）之電壓信號的波形與圖1 1所示 之施加於中間列電極的相同。 在圖1 1中，所說明的電壓信號具有一參考電位V〇’ 。對5組列電極陣列中第1及第3組3毗鄰列電極而言， 施加於這些組之電位的波形與圖1 1所示的相反，其中， 施加於第1及第2組中第2列的電壓波形，很像圖1 1中 所示，但關於線V。’反轉。因此，對陣列中兩不同組中相 毗鄰的列電極而言，要對它們施加不同的掃描電位。熟悉 此方面技術之人士應暸解，以上使用畫面反轉設計所描述 的所有特性也都可應用於使用列反轉設計的L C D s，包 括圖1 1中的說明。 前文中已參考畫面反轉設計描述方程式（1 )，其中 所有的C 0 Μ電極都是使用極性相同的信號驅動，但是偶 與奇畫面是使用極性相反的信號驅動。在列反轉設計中， 不同的列電極是被極性相反的信號驅動，經歷相反的暫態 。因此，可推論出兩設計間類似處，且，將方程式（1 ) 中的畫面指示器F t i 、F t i — 1以極性指示器P t i 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -28- -----------Aw ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525131

五、發明說明（g 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 、p t i — 1取代，就可應用到列反轉設計，因此，修改 後的方程式（1 )即可應用到列反轉設計中經歷相反暫態 的不同列電極。事實上，經由此修改即可得到通用的公式 ，因爲畫面反轉也要求施加於偶與奇畫面之信號的極性要 相反。 驅動圖1之列及行電極的部分電路說明於圖3及8。 驅動列及行電極的整個控制電路可以使用積體電路實施。 雖然電容器C p及C η可以在控制電路的積體電路中實施 ，但它也可以使用獨立分離的組件實施，特別是當使用大 電容値的電容器時。 /如前所述，圖素的電容値在ON與OFF時不同，此 將k使每一列的R C延遲不同，並在兩列圖素間產生一陰 影，如在文字顯示的應用中。此影響以圖1 2 A說明之。 如圖1 2 A所示，1 0 2代表某一圖素在〇N狀態時所選 列電極與所選行電極間的電壓差，1 〇 4代表某一圖素在 〇F F狀態時跨於所選列電極與所選行電極間的電壓。換 言之，當圖素在OFF時，跨於其上的電壓比圖素在〇N 時先到達需要値，這就會造成令人不悅的陰影或其它失真 〇 現請參閱圖2中在畫面2 X N期間的第i + 1列電極 ，橢圓2 2所圈住的是用以定址列電極丨+ 1之掃描電壓 波形的下降緣。因此，掃描電壓是在値V 6，非掃描電壓 是在V 2。在掃描脈衝結束時’施加列電極丨+ 1的電 壓從V6上升到V2。在接下來的畫面2xN+1期間， --------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297么i ) _ 29 _ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 __ B7 五、發明說明（27) 請參考橢圓24，掃描電壓是在VI，非掃描電壓是V5 。因此，在這兩種情況，不論信號的極性，掃描電壓V 6 、V1WVS表示，非掃描電壓V2、V5是參考電壓，以 V r e ί表示，說明於圖1 2 A中。 因此，在掃描電壓施加到列電極之後，由於R C延遲 的差異，被關閉且被掃描電壓78定址的圖素，要比被另一 不同列電極打開的圖素先到達値V s。此由曲線1 〇 2及 1 0 4說明。因此，在圖1 2 A中，曲線1 〇 2代表定址 被打開之圖素之列電極的電壓，而曲線1 0 4代表定址被 關閉之圖素之列電極的電壓。如果在一列中有大量的圖素 是在〇N狀態，而其它列幾乎沒有〇N的列圖素，這些其 它列將在具有大量〇 N圖素的單一列被打開前被關閉，因 此，致使產生陰影或其它失真。 如前所述，將不同列電極連接到電源的I T 0絲，由 於非均勻性及絲的長度不同，因此電阻値也各有不同，這 又是造成不同列及圖素間R C延遲差異的另一來源。 本發明根據上述的觀察，以至少2階段的增量或以漸 增的步驟將電壓施加於列電極，陰影及其它不欲見的影響 將可減少。因此，首先以實質上等於全掃描電壓一半的掃 描電壓施加於列電極，或先對列電極施加1 / 2 V s —段時 間，並接著施加全掃描電壓V s。在施加全掃描電壓V s之 前，施加1 / 2 V s掃描電壓的時間要考慮它們的R C延遲 差，要長到足以使切換慢的列電極能趕上切換快的列電極 。換言之，圖1 2 B所示的多階段驅動波形產生一或多階 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -30- ----------_裝 ----丨訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線, 525131 A7 « I, 7 B7 五、發明說明（ 的等化，其中，切換快的列電極（R C延遲小的列電極） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 先到達中間的電壓位準，並在施加多階段波形中次一個較 高的電壓之前，先等待切換慢的列電極。 很明顯，可以將全掃描電壓V s分割成比圖1 2 B所示 還小的增量，可順序地將一組2或3或多種不同的掃描電 壓施加到列電極，每一個電壓施加一段適當的時間，以允 許切換較慢的列電極能趕上切換較快者。因此，在圖 1 2B中，當施加1/2 Vs的掃描電壓時，切換較快的 列電極將沿著曲線1 0 4 a到達該掃描電壓，切換較慢的 列電極將沿著曲線1 0 2 a到達該値。接著，當施加全掃 描電壓V s時，切換較快的列電極將沿著曲線1 〇 4 b ,較 慢的將沿著曲線1 0 2 b到達該値。 圖12B與12A間的延遲差，在圖12B中以曲線 102a、l〇4a、l〇2b及l〇4b間的陰影區域 說明，在圖1 2 A中以曲線1 0 2與1 0 4說明。由於液 晶反應掃描電壓之均方根的光學特性，曲線1 0 2 a、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 0 4 a間的陰影區域實質上可忽略不計，因爲它的重要 性遠小於較高電壓間的陰影區，如曲線1 0 2 b與 1 0 4 b間的陰影區域。即使是目視比較，都可看出曲線 1 0 2 b與1 〇 4b間的陰影區域遠小於圖1 2A中之曲 線1 0 2與1 0 4間的陰影區域。現在參考圖1 3 A及 1 3 B更淸楚說明其間的差異。 圖13六與圖12八相同，不過曲線1〇2現在以直 線1 0 2 ’近似，曲線1 0 4現在以直線1 0 4 ’近似。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -31 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A7 ___ B7 五、發明說明（29) 圖1 3 B也是參考圖1 2 B做相同的近似。比較圖1 3A 及13 B，雙陰影區10 5標示出圖13A中在直線 1/2 Vs以上被直線102’ 、104’所包圍之區域 與直線1/2 Vs以上被直線l〇2b’ 、104b’所 包圍之區域間的差異。 在將掃描電壓V s分割成4個實質上相等增量的情況， 可以使用能供應掃描電壓V s以及將掃描電壓V s實質分成 4等分的電源供應器供電給圖1的L C D顯示器1 〇。例 如圖1 4所示，相互獨立的電源供應器（未顯示）經由驅 動器 110、112、114、116、118 供應掃描 電壓 Vs、3/4Vs、1/2VS、1/4VS、及接地給 LCD顯示器1 〇的列電極，其中，由驅動器1 1 0 — 1 1 6順序施加4個不同的電壓，從最低的掃描電壓開始 。很明顯，V s可分割成多或少於4個增量，其增量可相等 或不相等，這些變化都在本發明的範圍內。 在所供應的所有電壓增量中，部分可以使用開關及電 容器達成，如前文中實施例所述。因此，可以使用如圖3 所示的一或多個電容器來分送電荷給列電極，或從其吸收 電荷，如圖5所示的t 0到t 1以及t 2到t 3的時間周 期，以得到相關之列電極的步進電壓增量。另者，也可經 由將經歷相反電壓暫態之列電極連接在一起獲得這些增量 ，例如圖5中t 1到t 2期間的時間周期。這些操作所使 用的開關說明於圖3、4及5，已在前文中參考這些圖詳 細說明。這些及其它實施例都在本發明的範圍內。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -32 - 525131 A7 __B7___ 五、發明說明（39 上述以步進增量之電位施加於列電極的構想，可應用 到主動式矩陣及被動式LCD顯示器，以及單或多線掃描 的 L C D s。 雖然本發明是參考各種實施例描述，但須瞭解，可做 各種的修改及變化，不會偏離本發明的範圍，本發明的範 圍僅由所附申請專利範圍及它們的相等物定義。與本文有 關的所有參考都全文倂入本文參考。 m裝--------訂---------線* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -33-

Claims (1)

1. 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 · 一種驅動液晶顯示器的方法，該顯示器包括長條 形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極的 方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊的 區域定義顯示器的圖素，該方法包括： 施加電位給兩電極陣列，以致使顯示器顯示所要的影 像，其中，列電極中的兩列以一參考電位爲參考，實質同 時經歷相反的電壓暫態；以及 ^ 電氣連接該經歷相反電壓暫態的該兩列電極，以降低 功率消耗。 2 ·如申請專利範圍第1項的方法，其中的該施加是 施加電位給列電極陣列，使列電極成對地以參考電位爲參 考，經歷相反的電壓暫態，以及，其中的該等連接是連接 該每一對以降低功率消耗。 3 · —種驅動液晶顯示器的方法，該顯示器包括長條 形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極的 方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊的 區域定義顯示器的圖素，該方法包括： 施加電位給兩電極陣列，致使顯示器顯示所要的影像 ，其中的該施加是施加掃描電位給至少其中之一的列電極 ，以及施加非掃描電位給其餘的列電極，該非掃描電位是 以節點上的電壓施加；以及 將至少某些該行電極電氣連接到節點，以降低功率消 耗。 4 ·如申請專利範圍第3項的方法，其中的列電極與 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂!!1 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 行電極構成2維陣列電容器之相對的極板，且其中的該施 加也施加資料電位給行電極，用以在圖素顯示影像，藉以 施加該電位給電容器陣列中之電容器的相對極板。 5 ·如申請專利範圍第4項的方法，其中該電氣連接 致使電容器相對極板上的電荷連接到要被放電的節點。 6 ·如申請專利範圍第3項的方法，其中該至少某些 行電極參考非掃描電位經歷相反的電壓暫態。 7 ·如申請專利範圍第6項的方法，其中該至少某些 行電極在兩電位間經歷相反的電壓暫態，且其中的非掃描 電位在兩電位之間。 8 ·如申請專利範圍第6項的方法，其中，在影像顯 示期間，非掃描電位隨時間而變。 9 ·如申請專利範圍第8項的方法，其中，在連續的 顯示循環中，非掃描電位在兩不同値間交替地切換。 1〇.如申請專利範圍第8項的方法，其中，非掃描 電位在兩不同値間交替地切換，且其中施加於毗鄰之列電 極的非掃描電位不同。 1 1 ·如申請專利範圍第3項的方法，其中，施加電 位以得到列或畫面反轉設計。 1 2 .如申請專利範圍第3項的方法，進一步包括在 連接前先檢知何行電極經歷電壓暫態。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項的方法，該方法是使 用複數個檢知器執行，每一個檢知器檢知一對應的行電極 ，該檢知包括使用每一個檢知器檢知對應之行電極的該狀 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------—訂-----— II 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 -35- 525131 A8 B8 C8 D8 #、申請專利範圍 況。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 4 ·如申請專利範圍第1 2項的方法，其中的該連 接僅是將經歷電壓暫態的行電極連接到節點。 1 5 · —種驅動液晶顯示器的方法，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊 的區域定義顯示器的圖素，該方法包括久 施加電位給兩電極陣列，其中的該施加是施加掃描及 非掃描電位給列電極，以及施加資料電位給行電極用以在 圖素顯示影像，藉以施加該電位給電容器陣列中之電容器 的相對極板，且兩陣列其中之一之中，至少有一電極在第 一及第二電位間經歷電壓暫態，第一電位高於第二電位； 其中該施加包括： a )順序地將至少一個電極連接到至少第一電容器， 第一電容器的電位在兩電位間；以及 b )在將至少一個電極連接到至少第一電容器之後， 將其連接到至少一個驅動器。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 6 .如申請專利範圍第1 5項的方法，其中，（a )中的該連接是將至少一個電極順序地連接到至少第一及 第二電容器，其中第一電容器所在的電位高於第二電容器 ，因此，當至少一個電極從第一電位暫態到第二電位時， 它先被連接到第一電容器，並接著連接到第二電容器，且 當至少一個電極從第二電位暫態到第一電位時，它先連接 到第二電容器，接著再連接到第一電容器。 -36- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 525131 A8 B8 C8 ____ _ D8 六、申明專利範圍 1 7 ·如申請專利範圍第1 6項的方法，其中的行電 極是以非掃描電位爲參考經歷相反的電壓暫態，以及，其 中的施加是施加非掃描電位到至少第一及第二電容器。 1 8 ·如申請專利範圍第1 6項的方法，其中的第一 電位高於電容器的參考電位，以及第二電位低於參考電位 ，且其中該參考電位實質上是非掃描電位。 1 9 ·如申請專利範圍第1 8項的方法，其中該非掃 描電位是在兩不同電位間切換，因此，該參考電位也是在 該兩不同電位間切換，且因此電容器的電位隨非掃描電位 浮動。 2 0 ·如申請專利範圍第1 5項的方法，進一步包括 在連接（a )中的行電極之前，先檢知至少那一個電極經 歷電壓暫態的情況。 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項的方法，該方法是使 用複數個檢知器執行，每一個檢知器檢知一對應的行電極 ，該檢知包括使用每一個檢知器檢知對應之行電極的該狀 況。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2 2 ·如申請專利範圍第2 0項的方法，其中（a ) 中的該連接僅是將經歷電壓暫態的行電極連接到至少第一 電容器。 2 3 ·如申請專利範圍1 5第項的方法，其中，該兩 陣列其中之一中的至少一個電極經歷第一及第二電位間的 電壓暫態，且其中（a )中的該連接將至少一個電極連接 到多達N個在不同電位的電容器，N是大於1的整數，因 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -37^ 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 此，當至少一個電極從較高的電位暫態到較低的電位時， 它被順序地連接到兩或多個按電位遞降之順序排列的電容 器，且當至少一個電極經歷從低電位暫態到高電位時，它 被順序地連接到兩或多個按電位遞增之順序排列的電容器 〇 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項的方法，其中的該施 加致使至少一對的列電極實質同時地以一參考電位爲參考 經歷相反的電壓暫態，並致使此對列電極電氣連接以降低 功率消耗。 2 5 ·如申請專利範圍第1 5項的方法，其中的該施 加致使經歷暫態的行電極被連接到一節點以降低功率消耗 〇 2 6 ·如申請專利範圍第2 5項的方法，其中的非掃 描電位是以節點上的電壓施加。 2 7 ·如申請專利範圍第1 5項的方法，其中的行電 極是以非掃描電位爲參考經歷相反的電壓暫態。 2 8 ·如申請專利範圍第2 7項的方法，其中行電極 在兩電位間經歷相反的電壓暫態，且其中的非掃描電位是 在兩電位之間。 2 9 ·如申請專利範圍第2 7項的方法，其中的施加 是施加非掃描電位給第一電容器。 3 0 ·如申請專利範圍第2 7項的方法，在顯示影像 的期間，其中的非掃描電位隨時間而變。 3 1 ·如申請專利範圍第3 0項的方法，其中，在連 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） · 38 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線 « 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制取 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 續的顯示循環中，非掃描電位在兩不同値間交替地切換。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 2 ·如申請專利範圍第3 0項的方法，其中，非掃 描電位在兩不同値間交替地切換，且其中施加於毗鄰之列 電極的非掃描電位不同。 3 3 ·如申請專利範圍第1 5項的方法，其中，施加 電位以得到列或畫面反轉設計。 3 4 · —種驅動液晶顯示器的方法，‘該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊 的區域定義顯示器的圖素，該方法包括： 供應電位給兩電極陣列，以致使顯示器顯示所要的影 像，其中，該供應包括： 施加電位給行電極的陣列，以使行電極至少其中之一 經歷電壓暫態； 將至少一個行電極連接到節點以降低功率消耗；以及 施加掃描及非掃描電位給列電極，非掃描電位是以節 點的電壓施加。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 5 ·如申請專利範圍第3 4項的方法，進一步包括 在兩不同電位間切換節點的該電壓，以使該非掃描電位也 在該兩不同電位間切換。 3 6 · —種驅動液晶顯不器的系統，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊 的區域定義顯不器的圖素，該系統包括： -39- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复） 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 ， 一電路，施加電位給兩電極陣列，以致使顯示器顯示 所要的#像，其中，列電極中的兩列以_參考電位爲參考 ，同時經歷實質相反的電壓暫態；以及 一開關，電氣連接經歷相反電壓暫態的該兩列電極， 以降低功率消耗。 3 7 ·—種驅動液晶顯示器的系統，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊 的區域定義顯示器的圖素，該系統包括： 一電路，施加電位給兩電極陣列，致使顯示器顯示所 要的影像，其中的該施加是施加掃描電位給至少其中之一 的列電極，以及施加非掃描電位給其餘的列電極，該非掃 描電位是以節點上的電壓施加；以及 一開關，將至少某些該行電極電氣連接到節點，以降 低功率消耗。 3 8· —種驅動液晶顯不器的系統，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，其中的列電極與行電極構成2維陣列電容器 之相對的極板，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重 疊的區域定義顯示器的圖素，該系統包括： 一電路，施加電位給兩電極陣列，其中的該施加是施 加掃描及非掃描電位給列電極，以及施加資料電位給行電 極用以在圖素顯示影像，藉以施加該電位給電容器陣列中 之電容器的相對極板，且兩陣列其中之一之中，至少有一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -40 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   線： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 525131 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 電極在第一及第二電位間經歷電壓暫態，第一電位高於第 二電位； 其中該電路包括： a ) —開關，順序地將至少一個電極連接到至少第一 電容器，第一電容器的電位在兩電位間；以及 b ) —開關，在將至少一個電極連接到至少第一電容 器之後，將其連接到至少一個驅動器。' 3 9 _如申請專利範圍第3 8項的系統，其中該電路 至少部分是積體電路。 4 0 ·如申請專利範圍第3 9項的系統，其中該第一 電容器是構成積體電路的一部分。 4 1 ·如申請專利範圍第3 9項的系統，其中該第一 電容器是不在積體電路中的獨立裝置。 4 2 · —種驅動液晶顯示器的系統，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，當從觀看方向觀看時，其中兩電極陣列重疊 的區域定義顯示器的圖素，該系統包括： 一電路，供應電位給兩電極陣列，以致使顯示器顯示 所要的影像，其中，該電路供應電位給行電極陣列，以使 行電極至少其中之一經歷電壓暫態；以及 一開關，將至少一個行電極連接到節點以降低功率消 耗； 其中的電路施加掃描及非掃描電位給列電極，非掃描 電位是以節點的電壓施加。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -41 - I ϋ n n n n n I 一-°J n >1· n n ϋ n ϋ I . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 525131 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 4 3 · —種驅動液晶顯示器的方法，該顯示器包括長 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，且兩陣列間配置一層液晶材料，該方法包括 致使不同的電位順序地施加到兩電極陣列至少其中之 一，以致使兩個陣列中被選電極間之電壓差的値，到達致 使一或多部分的液晶層改變它的光學特性\並藉以顯示所 要的影像； 其中，所施加的電位是以兩或多個增量到達所要的電 壓差値。 4 4 ·如申請專利範圍第4 3項的方法，其中的”致 使”施加第一電位給兩陣列第一時段以致使電壓差步進地 接近該値的一部分，以及，後續施加至少第二電位給兩陣 列，以至少一個額外的增量，致使電壓差增加到該値。 4 5 .如申請專利範圍第4 3項的方法，其中的”致 使”順序地施加第一以及至少第二不同的電位給列電極陣 列。 4 6 .如申請專利範圍第4 3項的方法，其中的”致 使”致使經歷相反電壓暫態的兩列電極連接在一起。 4 7 .如申請專利範圍第4 3項的方法，其中的”致 使”致使至少一列電極被連接到被動電子元件。 4 8 ·如申請專利範圍第4 3項的方法，其中的”致 使”致使至少一列電極被連接到一電容器。 4 9 · 一種驅動液晶顯示器的裝置，該顯示器包括長 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -42- 525131 A8 B8 C8 D8 二、申請專利範圍 條形的列陣列，以及長條形的行電極陣列，以橫過列電極 的方式配置，且兩陣列間配置一層液晶材料，該裝置包括 請 先 閱 讀 背 δ 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 一電路，致使不同的電位順序地施加到兩電極陣列至 少其中之一，以致使兩個陣列中被選電極間之電壓差的値 ，到達致使一或多部分的液晶層改變它的光學特性，並藉 以顯示所要的影像； 其中，所施加的電位是以兩或多個增量到達所要的電 壓差値。 5 0 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中該裝置 包括兩個以上的電源供應該不同的電位給電極。 5 1 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中該電路 包括開關、兩個電源供應器、及一或多個電容器，被開關 連接到電源供應器以供應該不同的電位給電極。 5 2 .如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中的電路 將經歷相反電壓暫態的兩列電極連接在一起。 5 3 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中的電路 將至少一列電極連接到被動電子元件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 5 4 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中的電路 至少一列電極連接到電容器。 5 5 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中該裝置 是主動式矩陣裝置。 5 6 ·如申請專利範圍第4 9項的裝置，其中，在至 少一個掃描循環期間，該電路致使電位被施加，以使顯示 -43 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 525131 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 器多於一條的線被掃描 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   --線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -44 -