EP1213700B1 - Display device with adaptive selection of the number of simultaneously displayed rows - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung mit einer Treiberschaltung und einem Flüssigkristall-Display mit mehreren Reihen R und Spalten C. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Treiberschaltung zur Ansteuerung eines Displays.The invention relates to a display device with a driver circuit and a liquid crystal display with several rows R and columns C. Furthermore, the invention relates to a driver circuit for driving a display.
Der Displaytechnik kommt in den nächsten Jahren eine immer wichtigere Rolle in der Informations- und Kommunikationstechnik zu Als Schnittstelle zwischen Mensch und digitaler Welt besitzt die Anzeigevorrichtung eine zentrale Bedeutung für die Akzeptanz moderner Informationssysteme. Insbesondere transportable Geräte wie z B. Notebooks, Telefone, Digitalkameras und Personal Digital Assistent sind ohne den Einsatz von Displays nicht realisierbar. Eine sehr vebreitete LCD-Technologie ist die passiv Matrix LCD-Technologie, die bspw. in Laptops und Mobiltelefonen benutzt wird. Mittels der passiv Matrix-Display Technologie lassen sich große Displays realisieren, wobei diese meist auf dem (S)TN(Super Twisted Nematic) Effekt basieren. Eine passiv Matrix LCD besteht dabei aus einer Anzahl von Schichten. Das Display ist matrixförmig in Reihen und Spalten unterteilt. Dabei bilden die Reihen- und Spaltenelektroden die jeweils auf Substarten angeordnet sind, ein Gitter. Zwischen diesen Substraten ist die Schicht mit dem Flüssigkristall angeordnet. Die Kreuzungen dieser Elektroden bilden Bildpunkte oder Pixel. An diese Elektroden werden Spannungen angelegt, die die Flüssigkristallmoleküle an den angesteuerten Pixeln in eine entsprechende Richtung ausrichtet und somit das angesteuerte Pixel sichtbar wird.In the next few years, display technology will play an increasingly important role in information and communication technology. As an interface between humans and the digital world, the display device has a central significance for the acceptance of modern information systems. In particular, portable devices such as notebooks, telephones, digital cameras and personal digital assistant are not feasible without the use of displays. A very widespread LCD technology is the passive matrix LCD technology, which is used, for example, in laptops and mobile phones. By means of the passive matrix display technology large displays can be realized, whereby these are mostly based on the (S) TN (Super Twisted Nematic) effect. A passive matrix LCD consists of a number of layers. The display is divided into rows and columns in matrix form. In this case, the row and column electrodes which are respectively arranged on substations form a grid. Between these substrates, the layer is arranged with the liquid crystal. The intersections of these electrodes form pixels or pixels. Voltages are applied to these electrodes which align the liquid crystal molecules at the driven pixels in a corresponding direction and thus make the driven pixel visible.
Mit den sich vergrößernden Displaygrößen kommt bei den passiv Matrix LCD-Displays für mobile Anwendungen dem Stromverbrauch eine erhöhte Bedeutung hinzu da diese Passiv Matrix Displays häufig in tragbaren Geräten verwendet werden, ist es besonders wichtig eine niedrigen Stromverbrauch zu erzielen. Ein geeignetes Mittel den Stromverbrauch zu reduzieren, ist die effektive Nutzung eines Standby Mode dabei werden bspw. in Mobiltelefonen alle nicht notwendigen Komponenten deaktiviert. Auch das Display wird dabei in einen Partial-Anzeige-Modus geschaltet.With increasing display sizes, power consumption is becoming more important in passive matrix LCD displays for mobile applications, as these passive matrix displays are commonly used in portable devices, it is particularly important to achieve low power consumption. A suitable means of reducing power consumption is the effective use of a standby mode. In mobile telephones, for example, all unnecessary components are deactivated. The display is also switched to a partial display mode.
Neben dem Stromverbrauch ist aber auch die optische Performance dieser STN LC-Displays ein entscheidendes Kriterium für die Auswahl von derartigen Anzeigevorrichtungen. Bei dieser Art STN LC-Displays ist eine Adressierungstechnik bekannt, bei der mehrere Reihen gleichzeitig angesteuert werden und die kodierte Bildinformation an die Spalten hinzugeführt wird. Diese MRA-Technik (multiple row addressing) erlaubt eine sehr gute optische Performance bei niedrigen Stormverbrauch.In addition to the power consumption is also the optical performance of these STN LC displays a key criterion for the selection of such display devices. In this type of STN LC displays an addressing technique is known in which several rows are controlled simultaneously and the encoded image information is added to the columns. This MRA technique (multiple row addressing) allows a very good optical performance with low power consumption.
Bei dieser MRA-Technik werden eine Anzahl p-Reihen gleichzeitig angesteuert. Dabei wird an die gleichzeitig angesteuerten Reihen p ein Set von orthogonalen Funktionen angelegt. Aus diesem Set von orthogonalen Funktionen wird nach einer Berechnungsvorschrift eine Funktion zur Ansteuerung der entsprechenden Spalte berechnet. Mittels dieser Funktion zur Ansteuerung der Spalte wird eine Spannung aus einer Menge von Teilspannungswerten ausgewählt, die an die entsprechende Spalte angelegt wird und somit die entsprechenden Pixel oder Bildpunkte in einen Ein- oder Ausgangszustand in Abhängigkeit von den aus einem Speicher zugeführten Daten geschaltet wird.In this MRA technique, a number of p-rows are driven simultaneously. In this case, a set of orthogonal functions is applied to the simultaneously driven rows p. From this set of orthogonal functions, a function for controlling the corresponding column is calculated according to a calculation rule. By means of this function for controlling the column, a voltage is selected from a set of partial voltage values which is applied to the corresponding column and thus the corresponding pixels or pixels are switched to an input or output state in dependence on the data supplied from a memory.
Im Partial-Anzeige-Modus wird nicht das gesamte Display angesteuert, d.h. es werden nur Teilbereiche des Displays zur Anzeige von Information benötigt. Bei der Adressierung mittels der MRA-Technik ist es für die beste optische Performance jedoch erforderlich, einen optimalen Wert p der Anzahl der gleichzeitig angesteuerten Reihen auszuwählen.In the partial display mode, the entire display is not driven, i. only parts of the display are needed to display information. In the case of addressing by means of the MRA technique, however, it is necessary for the best optical performance to select an optimum value p of the number of simultaneously driven rows.
Zur Ansteuerung von p gleichzeitig angesteuerten Reihen werden p+1 unterschiedliche Spannungen benötigt. Diese werden in einem Treiberschaltkreis zur Ansteuerung des Display mittels mehrerer Spannungstreiberstufen erzeugt. Der Treiberschaltkreis ist dabei derart ausgelegt, dass diese Treiberschaltkreise die maximal mögliche Anzahl p von gleichzeitig anzusteuernden Reihen treiben und auch so viele Spannungstreiberstufen aufweisen.To control p simultaneously driven rows p + 1 different voltages are needed. These are generated in a driver circuit for driving the display by means of a plurality of voltage driver stages. The driver circuit is designed such that these driver circuits drive the maximum possible number p of rows to be controlled simultaneously and also have so many voltage driver stages.
Mit derartigen Treiberschaltkreisen ist es nicht möglich, im Partial Anzeige-Modus die Schaltung derart zu beeinflussen, dass die Stromeinsparung optimiert wird. Außerdem kann mit einem derartigen Treiberschaltkreis nur eine begrenzte Anzahl von unterschiedlichen angesteuert werden.With such driver circuits, it is not possible to influence the circuit in the partial display mode in such a way that the power saving is optimized. In addition, with such a driver circuit only a limited number of different can be controlled.
In der Veröffentlichung "Some new addressing techniques for rms responding matrix LCDs", Februar 1998 von T.N. Ruckmongathan; PHD Thesis, Indian Institute of Science, Bangalore, XP 002240917 wird eine Anzeigevorrichtung mit einer Treiberschaltung zur Ansteuerung eines Displays mit N Zeilen und M Spalten beschrieben. Es wird beschrieben, das 1 Zeilen gleichzeitig ansteuerbar sind, wobei 1 unterschiedliche Werte annehmen kann. Es wird ein verbessertes hybrides Ansteuerungsverfahren (IHAT) für LCDs beschrieben, bei dem die Anforderungen an die Spannungsversorgung reduziert werden. IHAT. Die Versorgungsspannungen sind dabei deutlich geringer als bei dem verbesserten Ansteuerverfahren nach Alt& Pleshko (IAPT).In the publication "Some new addressing techniques for rms responding matrix LCDs", February 1998 by T.N. Ruckmongathan; PHD Thesis, Indian Institute of Science, Bangalore, XP 002240917 a display device with a driver circuit for driving a display with N rows and M columns is described. It is described that 1 lines can be controlled simultaneously, whereby 1 can assume different values. An improved hybrid driving method (IHAT) for LCDs is described in which the requirements for the power supply are reduced. IHA. The supply voltages are significantly lower than with the improved control method according to Alt & Pleshko (IAPT).
Die EP 0811866 A1 beschreibt ein Ansteuerverfahren für ein Display bei dem nur ein Spannungswert zur Deaktivierung der Zeilen verwendet wird. An die Datenleitungen (Spalten) wird die gleiche Spannung angelegt, so dass kein Spannungsunterschied besteht Da nur ein Spannungswert zur Deaktivierung der Zeilen verwendet wird, ist die Anforderung zur Bereitstellung von mehreren Teilspannungswerten reduziert.EP 0811866 A1 describes a drive method for a display in which only one voltage value is used to deactivate the lines. The same voltage is applied to the data lines (columns) so there is no voltage difference. Since only one voltage value is used to disable the rows, the requirement to provide multiple partial voltage values is reduced.
Die EP 0990940 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ansteuern eines LC-Displays bei dem mehrere Zeilen eines LC Displays gleichzeitig angesteuert werden. Dabei wird eine verringerte Anzahl von Teilspannungen verwendet. Insbesondere ist beschrieben, die Zeilenspannung gleich der Spaltenspannung zu wählen.EP 0990940 A1 describes a method for driving an LC display in which several lines of an LC display are simultaneously activated. In this case, a reduced number of partial voltages is used. In particular, it is described to select the line voltage equal to the column voltage.
Die JP 10 214063 A beschreibt ein LC-Display, bei dem durch eine Auswahl und Abschaltung von Stufen einer Spannungsversorgung für Spalten- und Zeilenelektroden eine Verringerung des Stromverbrauchs erzielt wird, wenn nur ein Teil der Anzeige betrieben wird.JP 10 214063 A describes an LC display in which a selection and disconnection of stages of a voltage supply for column and row electrodes, a reduction in power consumption is achieved when only a part of the display is operated.
Der Artikel "Mos integrated circuit µPD 16683,4 gray scale1/100, 1/64 duty lcd controller/driver built in RAM, Preliminary Product information, NEC Corporation December 1998, Japan, beschreibet die Abschaltung von Stufen einer Spannungsversorgung für Zeilen- und Spaltenelektroden eines LC-Displays.The article "Mos integrated
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, mittels derer die Anzahl p von gleichzeitig angesteuerten Reihen eines Display bei sinkendern Stromverbrauch und für unterschiedliche Displaygrößen adaptiv selektiert werden kann.The object of the invention is to provide a device by means of which the number p of simultaneously driven rows of a display can be adaptively selected with decreasing power consumption and for different display sizes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Treiberschaltung zur Ansteuerung eines matrixförmig in N Reihen und C Spalten unterteilten LC-Displays gelöst, die Treiberschaltung umfasst: eine Spannungserzeugungseinheit mit p-1 Spannungstreiberstufen zur Bereitstellung von p-1 Teilspannungen und zwei Versorgungsspannungen Vdd und Vss, einem ersten Mittel zur Ansteuerung der N Zeilen des LC-Displays, das jeweils p Reihen des Displays gleichzeitig eine Verknüpfung von p orthogonale Funktionen mit einer maximalen Reihenspannüng F oder einer minimalen Reihenspannung -F zuführt, einem zweiten Mittel zur Ansteuerung der Spalten des LC-Displays mit Spaltenspannungen, das die Spaltenspannungen aus einer Menge der p-1 Teilspannungen mit einer maximalen Teilspannung GMAX und einer minimalen Teilspannung -Gmax auswählt, wobei sowohl die maximale Teilspannung GMAX und die maximale Reihenspannung F als auch die minimale Teilspannung -GMAK und die minimale Reihenspannung -F gleich groß sind und ein Partialbetriebsmodus zur Ansteuerung eines Teilbereichs des LC-Displays mit N' Zeilen, mit N'<N, vorgesehen ist, und dieTreiberschaltung eine Berechnungseinheit zur Berechnung der Anzahl der orthogonalen Funktionen p', die gleichzeitig p' Reihen des Teilbereichs des LC-Displays zugeführt werden, in Abhängigkeit von der Zeilenanzahl N' aufweist, und Mittel zur Abschaltung der im Partialbetriebsmodus nicht benötigten p-p' Spannungstreiberstufen angeordnet sind.This object is achieved according to the invention by a driver circuit for controlling a LC display subdivided into N rows and C columns in matrix form, the driver circuit comprising: a voltage generation unit having p-1 voltage driver stages for providing p-1 partial voltages and two supply voltages Vdd and Vss, a first Means for driving the N rows of the LC display, the p rows of the display at the same time a combination of p orthogonal functions with a maximum Reihenspannüng F or a minimum row voltage -F supplies, a second means for driving the columns of the LC display with column voltages which selects the column voltages from an amount of p-1 sub-voltages having a maximum sub-voltage GMAX and a minimum sub-voltage -Gmax, where both the maximum sub-voltage GMAX and the maximum series voltage F and the minimum sub-voltage -GMAK and the minimum series voltage -F equal are big and a partial operation mode for driving a portion of the LC display having N 'lines, with N'<N, and the driver circuit includes a calculation unit for calculating the number of orthogonal functions p 'simultaneously p' rows of the portion of the LC display are supplied, depending on the number of lines N ', and means for switching off the pp' voltage driver stages not required in the partial operating mode are arranged.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, dass im Partial-Anzeigemodus die optimale Anzahl p der gleichzeitig angesteuerten Reihen im Regelfall niedriger ist, als bei der steuerung des gesamten Displays. Da bei der Verwendung der MRA-Adressierungstechnik immer p+1 unterschiedliche Teilspannungswerte benötigt werden, wobei die beiden Spannungslevel VLCD und Vss eingeschlossen sind, sind demzufolge im Partial-Anzeigemodus auch weniger unterschiedliche Teilspannungswerte notwendig.The invention is based on the idea that in the partial display mode, the optimum number p of the simultaneously driven rows is generally lower than in the control of the entire display. Since the use of the MRA addressing technique always p + 1 different partial voltage values are required, the two voltage levels V LCD and Vss are included, consequently less partial voltage values are required in the partial display mode.
Um bei dieser MRA-Adressierungstechnik die beste optimale Performance zu erreichen, muss die Zahl p der gleichzeitig ausgewählten Reihen optimal ausgewählt werden. Bspw. muss für ein LCD-Display mit 64 oder mehr Reihen eine Anzahl p gleichzeitig angesteuerter Reihen von 8 ausgewählt werden, um die beste optische Performance bei gleichzeitig niedriger LCD-Versorgungsspannung zu erreichen.In order to achieve the best optimal performance with this MRA addressing technique, the number p of the simultaneously selected rows must be optimally selected. For example. For a LCD display with 64 or more rows, a number p of simultaneously driven rows of 8 must be selected to achieve the best optical performance with low LCD supply voltage.
Ein erster Schritt die Komplexität der Treiberschaltung zu verringern und gleichzeitig den Stromverbrauch des LCD-Treiberschaltkreises zu verringern, wird durch gleiche Maximalspannungen zum Treiben der Spalten und der Reihen erreicht. Wenn die Reihenspannungen F, -F und die höchste und niedrigste Spaltenspannungen GMAX, -GMAX gleich gewählt werden, werden nur noch p-1 Teilspannungen benötigt. Dies führt zu weniger Teilspannungswerten, die für das LCD-Display generiert werden müssen, wodurch gleichzeitig die Komplexität und der Stromverbrauch des LCD-Treibers reduziert wird, da nicht mehr alle vorhandenen Spannungstreiberstufen getrieben werden müssen.A first step in reducing the complexity of the driver circuit and at the same time reducing the power consumption of the LCD driver circuit is achieved by equal maximum voltages for driving the columns and rows. When the row voltages F, -F and the highest and lowest column voltages G MAX , -G MAX are set equal, only p-1 sub-voltages are needed. This results in fewer partial voltage levels that must be generated for the LCD display, thereby reducing the complexity and power consumption of the LCD driver, as it eliminates the need to drive all existing voltage driver stages.
Nur mit gleich großen maximalen Spalten- und Reihenspannungen Lässt sich jedoch Kein Partial-Anzeigemodus realisieren.But only with equal maximum column and row voltages can be None Realize partial display mode.
LCD-Flüssigkeiten weisen eine Eigenschaft auf, die Multiplexibilität m genannt wird. Diese Eigenschaft gibt an, wie viele Reihen maximal angesteuert werden können. Diese Multiplexibilität m ist derart ausgewählt, dass sie mindestens so groß ist, wie die maximal mögliche Anzahl von anzusteuernden Reihen des Displays erfordert. Damit erhält man bei der Wahl des p einen weiteren Freiheitsgrad, der es ermöglicht in einem Partial-Anzeigemodus F und GMAX für verschieden Displaygrößen auf den gleichen Spannungslevel zu setzen. Um das zu erreichen, können p und m variiert werden.LCD fluids have a property called multiplexibility m. This property indicates how many rows can be driven at maximum. This multiplexibility m is selected such that it is at least as large as the maximum possible number of rows of the display to be controlled requires. This gives you a further degree of freedom in the choice of p, which makes it possible to set F and G MAX to the same voltage level for different display sizes in a partial display mode. To achieve this, p and m can be varied.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Anzahl p der gleichzeitig angesteuerten Reihen adaptiv zu gestalten. Dadurch ist es möglich den LCD-Treiber für viele unterschiedliche Einsatzzwecke zu benutzen. Ein Partial-Anzeigemodus ist damit bei gleichzeitiger Reduktion der Komplexität des Treibers und verringerten Stromverbrauch realisierbar. Die zur Erzeugung von den einzelnen Teilspannungswerten erforderlichen Spannungstreiberstufen werden in einem derartigen Fall mittels einer Schaltvorrichtung nur bei Bedarf angeschaltet. Dadurch wird der Stromverbrauch generell und speziell im Partial-Anzeigemodus reduziert. Abgeleitet von einem Betriebsmodus des Gerätes in dem das Display betrieben wird, erzeugt ein Prozessor ein Signal mit dem das Display in den Partial-Anzeigemodus geschaltet wird. Dann wird anhand der Displaygröße und des Betriebsmodus die optimale Zahl p berechnet oder festgelegt, mit der der Stromverbrauch minimiert werden kann. Mittels dieser Zahl p wird die Schaltvorrichtung gesteuert. Diese Schaltvorrichtung schaltet die nicht mehr benötigten Spannungstreiberstufen ab, so dass diese keinen Strom verbrauchen. Bei einem Partial-Anzeigemodus mit 32 Reihen bei dem bspw nur 2 Reihen gleichzeitig angesteuert werden, werden so nur noch 3 Spannungswerte benötigt, wobei zwei von diesen die beiden Versorgungsspannungen sind und nur noch eine Teilspannung benötigt wird.According to the invention, it is proposed to make the number p of the simultaneously driven rows adaptive. This makes it possible to use the LCD driver for many different purposes. A partial display mode is thus feasible while reducing the complexity of the driver and reduced power consumption. The voltage driver stages required for the generation of the individual partial voltage values are only switched on as required in such a case by means of a switching device. This reduces power consumption in general and especially in partial display mode. Derived from an operating mode of the device in which the display is operated, a processor generates a signal with which the display is switched to the partial display mode. Then, based on the display size and the operating mode, the optimum number p is calculated or determined, with which the power consumption can be minimized. By means of this number p, the switching device is controlled. This switching device switches off the power driver stages that are no longer needed so that they do not consume any power. In a partial display mode with 32 rows in which, for example, only 2 rows are controlled simultaneously, only 3 voltage values are required, two of these being the two supply voltages and only one partial voltage being required.
Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbespielen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- Fig.1
- eine Prinzipschaltung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
- Fig.2
- Teilspannungswerte für einen MRA-LCD-Treiber p=8
- Fig.3
- Teilspannungserzeugung für einen LCD-Treiber mit p=8
- Fig.4
- Teilspannungserzeugung für p=4
- Fig.5
- Teilspannungserzeugung für p=2
- Fig. 6
- Auslesesequenz für p=8
- Fig. 7
- Auslesesequenz für p=4
- Fig. 8
- Auslesesequenz für p=2
- Fig.1
- a principle circuit of the display device according to the invention
- Fig.2
- Partial voltage values for an MRA-LCD driver p = 8
- Figure 3
- Partial voltage generation for a LCD driver with p = 8
- Figure 4
- Partial voltage generation for p = 4
- Figure 5
- Partial voltage generation for p = 2
- Fig. 6
- Readout sequence for p = 8
- Fig. 7
- Readout sequence for p = 4
- Fig. 8
- Readout sequence for p = 2
Fig.1 zeigt; den Treiberschaltkreis 1, das Display 2 und den Mikrocontroller 3. Dabei enthält der Treibenchaltkreis 1 einen Speicher 9 in dem die Bilddaten gespeichert sind Desweiteren enthält der Treiberschaltkreis 1 eine Spannungserzeugungseinheit 4. In einer Berechnungseinheit 5 wird der optimale Wert für die Anzahl p berechnet. Mittels dieses optimalen Wertes von p wird die Schaltvorrichtung 10 der Spannungserzeugungseinheit 4 gesteuert. Die in der Spannungserzeugungseinheit 4 generierten Teilspannungen und die beiden Vesorgungsspannungen werden an einen Switch 7 geführt. Ein Funktionsgenerator 6 erzeugt Sets von orthogonalen Funktionen, die in Abhängigkeit des Wertes p den Reihen zugeführt werden. Diese Sets aus orthogonalen Funktionen werden ebenfalls an diesen Switch 7 geführt. Dort werden die bereitgetellten Teilspannungen und die orthogonalen Funktionen verknüpft und als Set von orthogonalen Funktionen jeweils den p gleichzeitig anzusteuernden Reihen zugeführt. Die p - 1 Teilspannungswerte und die beiden Versorgungsspannungen VLCD und Vss werden ebenso dem Switch 8 zugeführt. Das von Funktionsgenerator 6 erzeugte Set der orthogonalen Funktionen wird auch dem Switch 8 zugeführt. Im Switch 8 wird mittels des Sets orthogonaler Funktionen, dem Wert p und aus dem Speicher 9 gelesener Bilddaten, die den p angesteuerten Reihen einer Spalte entsprechen, die Spaltenspannung G gemäß der MRA-Theorie berechnet. Diese Spaltenspannung wird aus der Menge der Teilspannungen ausgewählt.Fig. 1 shows; the driving
Der Mikrocontroller 3 kann bspw. in ein mobiles Telefon integriert sein. Abhängig vom Betriebszustand dieses Gerätes wird festgelegt in welchem Anzeigemodus das Display betrieben werden muss. Ist im Standby-Modus nur eine Partialanzeige notwendig, wird mittels einer in einem nicht dargestellten Speicher gespeicherten Look-up-table der entsprechende p-Wert ausgewählt, der die beste optische Performance bietet. Mittels dieses p -Wertes werden die einzelnen Spannungsheibestufen in der Spannungserzeugungseinheit 4 bei Bedarf eingeschaltet. Dadurch wird es ermöglicht, dass in einem Fall, in dem 4 Reihen gleichzeitig getrieben werden, nur 5 unterschiedliche Teilspannungswerte erzeugt werden und somit der Stromverbrauch für die Ansteuerung eines Displays geringer ist, als wenn für p=4 5 Teilspannungen genutzt werden würden und trotzdem 9 Teilspannungen erzeugt oder bereitgegellt werden würden.The
Die Tabelle 1 zeigt für unterschiedliche Partial-Anzeigemodi und Multiplexibilitäten m des Displays die notwendigen Versorgungsspannungen für das Display. Dabei ist F[V] die Spannung mit der die Reihen des Displays angesteuert werden und GMAX[V] die maximale Spannung mit der die Spalten des Displays angesteuert werden. Beide Spannung können sowohl ins positive als auch ins negative tendieren, so dass eine Gesamtversorgungsspannung VLCD[V] für das Display erforderlich ist, die dem Doppelten von F und GMAX entspricht.
Fig. 2 zeigt die Teilspannungslevel für ein MRA-System mit 8 gleichzeitig ausgwählten Reihen. Hier sind die Reihenspannung und die maximale Spaltenspannung las Unterschiedlich Werte dargestellt. Es sind demzufolge bei p = 8 und F≠GMAX 11 unterschiedliche Spannungen notwendig. Die Reihenspannung (-F, VC, F) und die Spaltenspannungen (-GMAX...VC .. GMAX) sind um den Level Vc äquidistant angeordnet. Generell vierden p+1 unterschiedliche Spannungswerte für die Ansteuerung der Spalten benötigt. Mittels der Formeln 3 und 4 können die Reihenspannungen F und die maximale Spaltenspannung GMAX berechnet werden. Dabei sind die Spannungen Vd und Vs Variablen aus dem Alt& Pleshko Verfahren (Alt&Pleshko"scanning limitations of liquid-crystal Displays", IEEE Trans El.Dev,Vol.Ed21,No.2 febr. 1974 pp-146-155) und werden mit folgenden Formeln (1) und (2) berechnet.
Um die Anzahl der notwendigen unterschiedlichen Spannungswerte zu reduzieren werden die Reihenspannungen F und die maximale Spaltenspannung GMAX gleich gewählt. In Fig. 3 ist die Spannungserzeugungseinheit 4 für den Fall, dass 8 Reihen gleichzeitig angesteuert werden, dargestellt. Hier ist die Reihenspannung F und die maximale Spaltenspannung GMAX gleich gewählt, so dass V1 = V2 = VLCD und V10 = V11 = VSS ist, so dass nur noch 9 unterschiedliche Spannungslevel benötigt werden, wobei die VLCD und die VSS nicht extra erzeugt werden müssen, sondern zur generellen Spannungsversorgung des Treiberschaltkreises notwendig sind. Da die maximale Spaltenspannung nicht notwendigerweise geringer ist als die Reihenspannung erreicht man mit der Gleichsetzung der maximalen Spaltenspannung GMAX mit der Reihenspannung F und -F eine Reduzierung der Komplexität der Spannungserzeugungseinheit. Die Schaltvorrichtung 10 steuert die Abschaltung der Spannungstreiberstufen V3 bis V9 in Abhängigkeit des optimalen Wertes p. Im Fall p = 8 werden alle 7 möglichen Teilspannungen mittels der Spannungstreiberstufen erzeugt.In order to reduce the number of necessary different voltage values, the row voltages F and the maximum column voltage G MAX are set equal. In Fig. 3, the
Fig. 4 zeigt die Erzeugung von 5 Spannungstwerten VLCD, V4, V6, V8 und VSS für den Fall, dass die Anzahl p der gleichzeitig angesteuerten Reihen gleich 4 ist. Die abgeschalteten Spannungstreiberstufen V3, V5, V7, V9 sind gestrichelt dargestellt, wobei die Schaltmittel in der Schaltvorrichtung 10 für die entsprechenden nicht benötigten Spannungstreiberstufen geöffnet sind.4 shows the generation of 5 voltage values V LCD , V 4 , V 6 , V 8 and V SS in case the number p of the simultaneously driven rows is equal to 4. The disconnected voltage driver stages V 3 , V 5 , V 7 , V 9 are shown in dashed lines, wherein the switching means are open in the
Die Tabelle 2 zeigt die Teilspannungswerte für unterscchiedliche Werte p die dem Display zugeführt werden.
Hier wird sichtbar, dass für p Werte niedriger als 8 die entsprechenden Spannungstreiber ausgeschaltet werden. Da die Spannungserzeugungseinheit 4 nur feste Teilspannungwerte zu erzeugen hat, wird die Komplexität der Treiberschaltung verringert.Here it becomes visible that for p values lower than 8 the corresponding voltage drivers are switched off. Since the
Fig.5 zeigt die Erzeugung von Teilspannungswerten für die Ansteuerung eines Displays bei dem nur 2 Reihen gleichzeitig angesteuert werden. Hier werden nur 3 unterschiedliche Spannungslevel benötigt, wobei zwei von diesen schon durch die beiden Vesorgungsspannungslevel VLCD und VSS gegeben sind, so dass nur noch V6 als Teilspannungswert erzeugt werden muss.5 shows the generation of partial voltage values for the control of a display in which only 2 rows are simultaneously activated. Here, only 3 different voltage levels are required, two of these are already given by the two Vesorgungsspannungslevel V LCD and V SS , so that only V 6 must be generated as a partial voltage value.
Durch die adaptive Auswahl der gleichzeitig angesteuerten Reihen wird ermöglicht, bei einer Reduzierung des Stromverbrauches auch immer die beste optische Performance für jede Displaygröße ermöglicht wird. Gleichzeitig ist ein Umschalten auf einen Partial-Anzeige-Modus bei gleichzeitiger Reduzierung des Stromverbrauchs möglich, Desweiteren kann die Treiberschaltung für viele unterschiedliche Displaygrößen verwendet werden, wobei die Anforderungen an die Multiplexibilität der LCD-Flüssigkeit reduziert werden können.The adaptive selection of the simultaneously driven rows makes it possible, with a reduction in power consumption, to always provide the best optical performance for each Display size is possible. At the same time switching to a partial display mode while reducing the power consumption is possible, Furthermore, the driver circuit can be used for many different display sizes, the requirements for the multiplexibility of the LCD liquid can be reduced.
Bei der adaptiven Auswahl der gleichzeitig angesteuerten Reihen muss gleichzeitig noch berücksichtigt werden, dass bei unterschiedlichen Werten von p unterschiedliche Sets von orthogonalen Funktionen benutzt werden.In the case of the adaptive selection of the rows addressed simultaneously, it must also be taken into account at the same time that, given different values of p, different sets of orthogonal functions are used.
Um die Komplexität der Treiberschaltung nicht durch einen sich verändernden Speicher zugriff bei unterschiedlichen p Werten zu verkomplizieren, ist es erforderlich die Speicherzugriffsequenz unabhängig für alle Werte p zu gestalten. Der Funktionsgenerator stellt unterschiedliche Sets von orthogonalen Funktionen für unterschiedliche Werte p zur Verfügung, die den Switches 7 und 8 zugeführt werden. Für der Fall p=8 werden 8 orthogonale Funktionen mit den 8 Datenbits kombiniert, die aus dem RAM 9 ausgelesen werden. Dabei werden p Datenbits, die den Zustand der angesteuerten Pixel der gleichzeitig angesteuerten Reihen bestimmen, mit einem einmaligen Zugriff für jede Spalte ausgelesen.In order not to complicate the complexity of the driver circuit by changing memory access at different p values, it is necessary to design the memory access sequence independently for all values p. The function generator provides different sets of orthogonal functions for different values p supplied to the
Wenn der Wert p auf 4 gleichzeitig anzusteuernde Reihen reduziert wird, sind nur noch 5 Teilspannungswerte notwendig, so dass 4 Spannungstreiber ausgeschaltet werden und das ganze System herunterskaliert wind und dadurch die LCD-Versorgungsspannung reduziert wird.If the value p is reduced to 4 simultaneous rows, only 5 partial voltage values are necessary, so that 4 voltage drivers are switched off and the whole system is downscaled and thus the LCD supply voltage is reduced.
Die Sequenz der Ansteuerung der Reihen bleibt für alle möglichen Zahlen p der gleichzeitig anzusteuernden Reihen gleich. Insbesondere ist der Speicherzugriff unverändert. Die Sequenz der Ansteuerung der Reihen ist für die maximal mögliche Zahl p ausgelegt und ausgehend von diesem Wert p werden die Sequenzen für die niedrigeren Werte p abgeleitet. Für p=8 werden demzufolge pro Spalte die Daten von 8 Reihen aus dem Speicher gelesen, mit den 8 orthogonalen Funktionen verknüpft und die Spalte entsprechend getrieben. Gleichzeitig werden die zugehörigen 8 Reihen ausgewählt und getrieben (Fig. 6). Wenn p=4 (Fig. 7) ist werden dieselben 8 Datenbits gelesen wie bei p=8. Die Auswahl der Reihen wird jedoch in 2 Teilschritte unterteilt. In einem ersten Schritt werden die ersten 4 Reihen der 8 maximal gleichzeitig ansteuerbaren Reihen getrieben und in einem zweiten Schritt werden die anderen 4 Reihen getrieben, wobei hier kein Speicherzugriff mehr nötig ist. Für p=2 (Fig. 8) wird die Ansteuerung der 8 Reihen noch weiter in Schritten von 4 mal 2 Reihen unterteilt. Auch hier werden die 8 Datenbits in einem Mal aus dem Speicher 9 gelesen. Dies hat den Vorteil, dass der Speicherzugriff unverändert bleibt. Somit ist die Adressierung des Speichers 9 unabhängig von der Auswahl p.The sequence of the control of the rows remains the same for all possible numbers p of the rows to be controlled simultaneously. In particular, the memory access is unchanged. The sequence of the control of the series is designed for the maximum possible number p and on the basis of this value p the sequences for the lower values p are derived. Thus, for p = 8, the data of 8 rows per column is read from the memory, linked to the 8 orthogonal functions, and the column driven accordingly. At the same time, the associated 8 rows are selected and driven (Figure 6). If p = 4 (Figure 7), the same 8 data bits are read as at p = 8. However, the selection of the series is divided into 2 sub-steps. In a first step, the first 4 rows of the 8 become maximum driven simultaneously controllable rows and in a second step, the other 4 rows are driven, in which case no memory access is necessary. For p = 2 (Figure 8), the drive of the 8 rows is further divided into 4 by 2 row increments. Again, the 8 data bits are read from the
Die Sequenz der Ansteuerung der Reihen ist jedoch nicht immer so einfach wie in den Figuren 6 bis 8 gezeigt, wo die erste Reihe des ersten Blocks auch die erste Zeile auf dem Display ist und dieses von oben nach unten beschrieben wird. Diese Sequenz kann sehr viel komplizierter sein. Der oben beschriebene Mechanismus des Ableitens der Ansteuerung bei tieferer Zahl p von der maximalen ermöglicht eine einfache Anpassung an die verschiedenen Funktionalitäten moderner Anwendungen wie Scrolling, Spiegelung oder die Kompatiblität von Tape Carrier Packags TCP gegenüber Chip-on Glas-Anwendungen Dadurch kann entsprechende Logik gespart werden und das System ist für unterschiedliche Displaychips leichter adaptierbar.However, the sequence of driving the rows is not always as simple as shown in Figs. 6-8, where the first row of the first block is also the first row on the display and will be described top to bottom. This sequence can be much more complicated. The above-described mechanism of deriving the drive at a lower number p from the maximum allows easy adaptation to the various functionalities of modern applications such as scrolling, mirroring or the compatibility of Tape Carrier Packags TCP over chip-on-glass applications and the system is easier to adapt to different display chips.
Claims (4)
- A driver circuit for addressing a matrix formed LC display (2) subdivided into N rows and C columns, the display comprising:- a voltage generator unit (4) with p-1 voltage driver stages for rendering available p-1 component voltages and two supply voltages Vdd and Vss- a first driver means (7) for addressing the N rows of the LC display, which first driver means simultaneously supplies a combination of p orthogonal functions with a maximum row voltage F or a minimum row voltage -F each time to p rows of the display,- a second driver means (8) for addressing the columns of the LC display with column voltages, which second driver means selects the column voltages from a plurality of the p-1 component voltages having a maximum component voltage GMAX and a minimum component voltage -GMAX, while both the maximum component voltage GMAX and the maximum row voltage F and the minimum component voltage- GMAX and the minimum row voltage -F are equally largecharacterized in that- a partial operation mode is provided for driving a sub-range of the LC display of the driver circuit with N' rows, with N'<N, and the driver circuit has a computation unit (5) for computing the number of the orthogonal functions p', which are simultaneously supplied with p' rows of the sub-range of the LC display in dependence on the number of rows N', and means (10) are arranged for switching off the p-p' voltage driver stages which are not needed in the partial operation mode.
- A driver circuit as claimed in claim 1, characterized in that a memory access sequence, which comprises a sequence of bits and with which the image data to be displayed can be supplied from a memory (9) to the columns C and the number of p is the same for all different values.
- A driver circuit as claimed in claim 1 or 2, characterized in that for the value of p', which is smaller than a maximum value pmax, there is provided that pmax data bits are to be read from a memory (9) where the pmax data bits are divided over pmax/p' sub-ranges.
- Display devices comprising a driver circuit (1) as claimed in claim 1 and an LC display (2), characterized in that the display (2) contains an LCD liquid that has a multiplexibility where the multiplexibility m ≥ N.
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