JP2004260603A - Digital/analog converter, display panel drive circuit using the same, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル/アナログ変換器と、そのデジタル/アナログ変換器を内蔵し、アクティブマトリックス型液晶などを駆動するLSIとして実現される表示パネル駆動回路と、さらにその表示パネル駆動回路を搭載して構成される表示装置とに関する。
【0002】
【従来の技術】
前記アクティブマトリックス型液晶の駆動用LSIに内蔵されるデジタル/アナログ変換器は、映像信号源からの複数ビットのデジタルデータに対応したアナログ電圧を作成し、ソースドライバへ出力する。図4は、典型的な従来技術のデジタル/アナログ変換器1の電気的構成を示すブロック図である。このデジタル/アナログ変換器1は、大略的に、データラッチ回路2と、抵抗ラダー回路3と、オペアンプ4と、出力短絡用のNMOSFET5と、ANDゲート6と、インバータ7とを備えて構成されている。
【0003】
前記データラッチ回路2および抵抗ラダー回路3は、たとえば図5で示すように構成されている。これらのデータラッチ回路2および抵抗ラダー回路3は、いわゆるR−2R型のデジタル/アナログ変換器を構成している。前記データラッチ回路2は、相互に並列に配置された複数n(nは入力ビット数で、図4および図5では8)のDフリップフロップF0〜Fnから成り、各DフリップフロップF0〜Fnのクロック入力端CKには、図示しない映像信号源から共通にクロック信号が入力され、コントロール端子RBには、同様に図示しない映像信号源から共通にコントロール信号PDCTLが入力され、データ入力端子Dには前記複数ビットのデジタルデータがそれぞれ入力され、出力端子Qからは、電源電圧VDDまたはGND電位がそれぞれ出力される。
【0004】
一方、抵抗ラダー回路3は、抵抗値がRと2×Rとの抵抗体をはしご型に接続して構成されている。すなわち、抵抗値がRの抵抗体を2つ直列に接続して成る直列回路の一端が前記各DフリップフロップF0〜Fnの出力端子Qにそれぞれ接続され、前記直列回路の他端間を抵抗値がRの抵抗体が相互に接続してゆき、最下段(最下位ビットに対応)の直列回路は抵抗値がRの抵抗体を2つ直列に接続して成る直列回路によってGND電位に接続されており、最上段(最上位ビットに対応)の直列回路の他端側が出力端となっている。
【0005】
そして、前記コントロール信号PDCTLがアクティブであるハイレベルの間には、入力されたデジタル信号に応じて、前記各DフリップフロップF0〜Fnが前記直列回路の一端側を、上述のように電源電圧VDDに接続するか、またはGND電位に接続し、これによって抵抗ラダー回路3の合成インピーダンスが変化し、前記入力デジタル信号に応じたアナログ電圧を出力することができる。前記コントロール信号PDCTLが非アクティブであるローレベルの間には、総てのDフリップフロップF0〜Fnは前記直列回路の一端側をGND電位に接続し、これによって抵抗ラダー回路3は前記GND電位を出力する。
【0006】
たとえば、前記入力デジタル信号の最上位ビット(MSB)のみが“1”で、残余のビットが“0”の場合、図6で示すような抵抗網の等価回路となり、出力電圧は、VDD/2となる。また、最上位ビットから2ビットのみが“1”で、残余のビットが“0”の場合、図7で示すような等価回路となり、出力電圧は、VDD/4となる。このようにして、入力されたデジタル値を、それに比例したアナログ電圧に変換して出力することができる。
【0007】
また、図8には、他のデジタル/アナログ変換器におけるデジタル/アナログ変換部の構成を示す。このデジタル/アナログ変換器は、電圧ポテンショメータ型と称され、最も原始的なデジタル/アナログ変換器である。そして、2n 個の基準抵抗Rと、対を成す同数のアナログスイッチS1〜S2n と、nビットのデジタル入力のデコード回路10と、オペアンプ4aとから構成されている。前記2n 個の基準抵抗Rは、基準電圧VrefとGND電位との間に直列に接続されており、それらの接続点およびGND電位が前記アナログスイッチS1〜S2n の一端に接続され、該アナログスイッチS1〜S2n の他端は前記オペアンプ4aの非反転入力端に共通に接続される。
【0008】
図示しない映像信号源からのデジタル入力は、デコード回路10によってnビットのバイナリデータに分割され、2n 個のデコード信号が作成される。そのデコード信号に応じて、入力コードに相当するタップ位置のアナログスイッチだけがON状態となり、アナログ電圧がオペアンプ4aに出力される。オペアンプ4aは基準電圧Vrefを電源電圧とし、前記ボルテージホロワ動作を行う。
【0009】
そして、上述のようにして得られたアナログ電圧は、アクティブマトリックス液晶を駆動する際に、液晶画素の画素電圧と、その光透過との間の非線形な関係を補償することができる。一般にこれはγ補正と呼ばれ、デジタル入力ビットより多いビット数のデジタル/アナログ変換器を構成することで、実現することができる。具体的には、たとえば表示RAMから読出された6ビットのデータを、デジタル/アナログ変換器の入力の手前で6ビット→8ビットに変換するテーブルを用意し、これによって表現可能な階調数を64階調から、より精細な256階調に増加し、前記64階調で与えられる入力データに対して、採用する液晶の特性に対応したγ曲線を得ることができる出力データを、前記256階調の中から選択し、印加することで実現することができる。
【0010】
再び前記図4に戻って、前記抵抗ラダー回路3やオペアンプ4による複数ビットの入力デジタルデータに対応した多階調のアナログ電圧の出力経路とは別途に、前記ANDゲート6による2値出力の出力経路が設けられている。そして、このANDゲート6の一方の入力には前記データラッチ回路の最上位ビット(MSB)のデータが入力されており、他方の入力には前記インバータ7の出力が与えられる。インバータ7には、前記コントロール信号PDCTLが入力され、したがって該コントロール信号PDCTLがアクティブであるハイレベルであるときには、インバータ7による反転出力はローレベルとなって、前記ANDゲート6による出力はマスクされる。これに対して、コントロール信号PDCTLが非アクティブであるローレベルであるときには、インバータ7による反転出力はハイレベルとなって、前記ANDゲート6による2値出力は許容される。
【0011】
一方、前記コントロール信号PDCTLがアクティブであるハイレベルであるときには、前述のように抵抗ラダー回路3が動作し、かつインバータ7による反転出力がローレベルとなって、前記オペアンプ4は動作状態になるとともに、出力短絡用のNMOSFET5がオフし、前記オペアンプ4による多階調出力が許容される。これに対して、コントロール信号PDCTLが非アクティブであるローレベルであるときには、前述のように抵抗ラダー回路3は動作を休止し、かつインバータ7による反転出力はハイレベルとなって、前記オペアンプ4はスタンバイ状態になるとともに、出力短絡用のNMOSFET5がオンし、前記オペアンプ4による多階調出力がプルダウンされる。
【0012】
前記オペアンプ4およびANDゲート6は、個別の出力端子9,10をそれぞれ有し、これに対応して、図9で示すように、液晶パネル11には、ソースラインSLの一端側に第1のソースドライバであるアナログドライバ12が搭載され、他端側には第2のソースドライバであるデジタルドライバ13が搭載され、前記出力端子9,10は、それぞれのドライバ12,13に、階調表示電圧を出力することになる。
【0013】
なお、本発明に関連する他の先行技術として、下記の先行技術が存在する。しかしながら、この先行技術に関する説明は、説明の便宜上、発明の実施の形態にて行う。
【0014】
【特許文献1】
特開2002−26732号公報(公開日:平成14年1月25日)
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成されるデジタル/アナログ変換器1は、前記コントロール信号PDCTLによって、前記オペアンプ4側の多階調出力と、ANDゲート6側の2値出力とに切換えて使用される。そして、その切換えは、たとえば図10で示すように、中間調画像を表示することができる画像領域と、予め定められたキャラクタを表示するアイコン領域とで行われることになり、前記コントロール信号PDCTLは、前記画像領域ではアクティブのハイレベル、アイコン領域では非アクティブのローレベルとなる。
【0016】
一方、前記デジタル/アナログ変換器1では、様々なアクティブマトリクス液晶パネル11の負荷を駆動する能力が充分でないので、出力バッファとして上述のようにオペアンプ4,4aを付加し、低出力インピーダンスに変換して、該液晶表示パネル11とのインタフェイスを行っている。しかしながら、このオペアンプ4,4aでは、定常状態でも、常にバイアス電流が消費される。また、このオペアンプ4,4aには、昨今、レールtoレールタイプのような、与えられた電源電圧範囲までフルスイング出力するタイプのものが存在するけれども、特にそのフルスイング出力時に、消費電力が多くなる。
【0017】
したがって、上述のようにコントロール信号PDCTLで切換えていると、画像領域で最大階調または最小階調の画像を表示する際には、オペアンプ4,4aを使用することになり、効率が悪いという問題がある。また、該デジタル/アナログ変換器1を搭載するコントローラに、映像信号源から前記コントロール信号PDCTLを入力しなければならず、端子数が増加する等の問題もある。
【0018】
本発明の目的は、特別な信号によることなく、きめ細かく出力回路を切換え、低消費電力化を図ることができるデジタル/アナログ変換器ならびにそれを用いる表示パネル駆動回路および表示装置を提供することである。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明のデジタル/アナログ変換器は、電源ライン間に介在された抵抗体を複数ビットのデジタルデータに応じて選択的に切換えることによって、前記デジタルデータに対応したアナログ電圧を選択し、その選択されたアナログ電圧をオペアンプを介して出力するようにしたデジタル/アナログ変換器において、前記デジタルデータの全ビットのデータの一致/不一致を検出し、一致が検出されると、抵抗回路およびオペアンプの動作を休止させる比較回路と、前記比較回路の出力に応答し、前記デジタルデータの全ビットのデータの一致が検出されると、そのデータに対応したハイレベルまたはローレベルの電源電圧を、前記抵抗回路およびオペアンプをバイパスして出力するCMOSトライステート出力回路とを含むことを特徴とする。
【0020】
上記の構成によれば、液晶表示装置の階調表示電圧などとして使用されるアナログ電圧を、複数ビットのデジタルデータに応じて作成するデジタル/アナログ変換器で、前記アナログ電圧の作成を、抵抗回路の抵抗体の切換えとオペアンプによるボルテージホロワ機能とを用いて行うものにおいて、これらの抵抗体およびオペアンプをバイパスするように、電源電圧をフルスイング出力するCMOSトライステート出力回路を設け、前記デジタルデータの全ビットのデータが一致、すなわち最大値または最小値のデータであるときには、比較回路が、抵抗回路およびオペアンプの動作を休止させるとともに、前記CMOSトライステート出力回路にハイレベルまたはローレベルの電源電圧までフルスイングした電圧を出力させる。
【0021】
したがって、前記全ビットデータの一致時には、オペアンプのスタンバイ機能を利用して該オペアンプのバイアス電流を遮断するとともに、抵抗回路を流れる電流も遮断して、これらの回路での消費電力を削減するとともに、前記フルスイングした最大値または最小値のアナログ電圧を、オペアンプを介して出力する場合に比べて、高効率で出力することができる。こうして、特別な信号によることなく、きめ細かく出力回路を切換え、デジタル/アナログ変換器の低消費電力化を図ることができる。
【0022】
また、本発明のデジタル/アナログ変換器は、前記オペアンプの出力と、前記CMOSトライステート回路の出力とは、ワイヤードオアの関係に接続されていることを特徴とする。
【0023】
上記の構成によれば、上述のように比較回路からの出力で、一方の回路が動作している間は、他方の回路は休止しており、したがって2つの回路の出力を共通に接続しても、出力同士の短絡などが生じることはない。こうして、出力端子を共用し、該出力端子数を削減することができる。
【0024】
さらにまた、本発明の表示パネル駆動回路は、映像信号源からの前記複数ビットのデジタルデータを表示RAMに書込み/読出しを行うとともに、表示パネルに同期信号出力するタイミングコントローラを備え、前記同期信号に応じて表示RAMから読出されたデータを、前記のデジタル/アナログ変換器を通して前記表示パネルに供給することを特徴とする。
【0025】
上記の構成によれば、液晶パネルのソースドライバに階調電圧を与えるコントローラなどとして実現される表示パネル駆動回路の低消費電力化を図ることができる。
【0026】
また、本発明の表示パネル駆動回路では、前記映像信号源からのデジタルデータは、中間調画像にアイコン画像のデータを含んで構成され、前記中間調画像の階調電圧の出力には前記オペアンプの出力が用いられ、前記アイコン画像の2値電圧の出力には前記CMOSトライステート回路の出力が用いられることを特徴とする。
【0027】
上記の構成によれば、特別な信号を用いることなく、画像領域とアイコン領域とから成る表示パネルを駆動するのに好適な駆動回路を実現することができる。
【0028】
さらにまた、本発明の表示装置は、前記の表示パネル駆動回路を用いることを特徴とする。
【0029】
上記の構成によれば、低消費電力の表示装置を実現することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図1〜図3に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【0031】
図1は、本発明の実施の一形態のデジタル/アナログ変換器21の電気的構成を示すブロック図である。このデジタル/アナログ変換器21は、大略的に、データラッチ回路22と、抵抗ラダー回路23と、オペアンプ24と、CMOSトライステート出力回路25と、比較回路26とを備えて構成されている。
【0032】
前記データラッチ回路22および抵抗ラダー回路23は、前記図4で示すデジタル/アナログ変換器1と同様に、前記図5で示すR−2R型のデジタル/アナログ変換器で構成されている。これらのデータラッチ回路22および抵抗ラダー回路23に代えて、前記図Eで示すような電圧ポテンショメータ型のデジタル/アナログ変換器が用いられてもよいことは、言うまでもない。
【0033】
注目すべきは、本発明では、これらのデータラッチ回路22、抵抗ラダー回路23およびオペアンプ24をバイパスするように、CMOSトライステート出力回路25が設けられ、それらが前記コントロール信号PDCTLのような外部からの特別な信号によることなく、入力デジタル信号に応じて、比較回路26によって切換えて使用されることである。また、前記オペアンプ24の出力端と、このCMOSトライステート出力回路25の出力端とで、出力端子27が共用されていることである。
【0034】
前記比較回路26は、デジタル入力の全ビットが一致か不一致かを検出し、その結果に応じた切換え信号PDを出力する。前記切換え信号PDは、前記データラッチ回路22およびオペアンプ24に直接入力されるとともに、CMOSトライステート出力回路25には、反転して入力される。したがって、デジタル入力が全一致でない場合は、データラッチ回路22およびオペアンプ24は動作状態となって多階調側の出力が許容されるとともに、CMOSトライステート出力回路25の動作が休止されて2値側の出力が阻止される。これに対して、デジタル入力が全一致の場合は、前述のようにデータラッチ回路22の動作が休止され、かつオペアンプ24のスタンバイ機能を利用して該オペアンプのバイアス電流が遮断されて多階調側の出力が停止されるとともに、CMOSトライステート出力回路25が動作状態となって2値側の出力が許容される。
【0035】
図2は、上述のように構成されるデジタル/アナログ変換器21の動作を説明するためのタイミングチャートである。前記比較回路26およびデータラッチ回路22は、デジタル入力データをクロックの立上がりで取込み、比較回路26は、該クロックのハイレベルの期間で動作して、前記切換え信号PDのレベルを決定した後、次に前記クロックがハイレベルになるまでの間、そのレベルを保持する。したがって、クロックがハイレベルになると、オペアンプ24またはCMOSトライステート出力回路25の出力が立上がりを開始し、次のクロックの立上がりまでに充分立上がることで、液晶パネル中のサンプリング回路にデータをサンプリングさせることができる。このため、この図2のようなデータと実際のサンプリングクロックとの関係は、液晶パネルの仕様に応じて、ディレイ回路等によって調整される。
【0036】
そして、前述のようにデジタル入力が8ビットの場合で考えると、該デジタル値が参照符**(hex)で示すように中間調のデータである場合は、比較回路26は前記切換え信号PDに“1”を出力し、これによってCMOSトライステート出力回路25がハイインピーダンス状態になるとともに、オペアンプ24のスタンバイ状態が解除されて、抵抗ラダー回路23から入力された前記デジタル値に対応したアナログ電圧が、前記出力端子27から出力される。
【0037】
これに対して、デジタル入力値が、参照符FF(hex)または00(hex)で示すように、最大値または最小値、すなわち入力されたデジタルビットが、それぞれ“1”で全一致、または“0”で全一致の場合は、比較回路26は前記切換え信号PDに“0”を出力し、これによってCMOSトライステート出力回路25がオンし、電源電圧VDDまたはGND電位を出力するとともに、オペアンプ24はスタンバイ状態となってハイインピーダンス状態となり、前記電源電圧VDDまたはGND電位が、前記出力端子27から出力される。
【0038】
以上のように構成することによって、全ビットデータの一致時には、オペアンプ24のスタンバイ機能を利用して該オペアンプ24のバイアス電流を遮断するとともに、抵抗ラダー回路23を流れる電流も遮断して、これらの回路での消費電力を削減するとともに、前記電源電圧VDDまたはGND電位までフルスイングしたアナログ電圧を、オペアンプ24を介して出力する場合に比べて、高効率で出力することができる。こうして、特別な信号によることなく、きめ細かく出力回路を切換え、デジタル/アナログ変換器の低消費電力化を図ることができる。
【0039】
また、前記オペアンプ24とCMOSトライステート回路25とは、比較回路26からの切換え信号PDによって、一方の回路が動作している間は、他方の回路は休止しているので、前記オペアンプ24の出力と、前記CMOSトライステート回路25の出力とを、ワイヤードオアの関係に接続し、出力端子27を共用するので、出力端子数を削減することができる。
【0040】
図3は、上述のデジタル/アナログ変換器21を搭載した液晶駆動コントローラIC31を使用した液晶表示装置32の一構成例を示すブロック図である。このコントローラIC31は、CPU33のバスライン上に接続され、該CPU33に制御されることで、たとえば携帯電話機に使用される。映像信号源である前記CPU33からこのコントローラIC31へは、映像信号となる複数ビットのデジタルデータや、クロックなどが入力される。
【0041】
前記コントローラIC31には、R,G,Bの各色毎に前記デジタル/アナログ変換器21が搭載されるとともに、前記CPU33からの前記複数ビットのデジタルデータが書込まれる表示RAM34と、前記表示RAM34への書込み/読出しを行うとともに、液晶パネル35に同期信号を出力するタイミングコントローラ36とが備えられている。
【0042】
そして、前記デジタル/アナログ変換器21からの出力は、前記液晶パネル35のビデオ入力ライン37に入力され、該液晶パネル35内のシフトレジスタ38がサンプリングゲート39をオンし、ソースバスライン容量40をチャージアップする。ゲートドライバ41は、液晶パネル35内のTFT素子42のゲートを順次オンしてゆき、前記ソースバスライン容量40にチャージアップされた電荷を、液晶素子43にホールドさせる。これによって、液晶素子43の反対側にある共通電極44に印加されている電圧との差に応じて、液晶素子43が点灯する。
【0043】
前記タイミングコントローラ36は、上述のようにCPU33からのデジタルデータを受け、デジタル/アナログ変換器21を通してアナログ電圧に変換させた後、順次液晶表示パネル35へ転送するのであるけれども、前記携帯電話に使用される場合のように静止画を表示する場合には、コントローラIC31内に、CPU33から入力された表示データを保持するための表示RAM34を持ち、CPU33からのアクセスなしで、液晶表示を行うことも可能である。これは、CPU33の液晶表示に対する動作占有率を少なくし、携帯電話機の低消費電力化を図るために有効である。こうして、前記デジタル/アナログ変換器21の採用によるコントローラIC31の低消費電力化と合わせて、携帯電話機の一層の低消費電力化を実現することができる。
【0044】
そして、前記液晶表示パネル35の表示領域45に表示される画像は、前記図10で示すような画像である。昨今の携帯電話機は、カメラ付きによる画像表示や、写真画像をも表示することが可能となっており、そのようなカメラ画像や写真画像は、前記表示領域45の全画面に表示されるのではなく、この図10で示すように画面中央の画像領域に表示され、上下のアイコン領域には、携帯電話の電池充電状態のアイコンや、メニューアイコンなどの表示が行われる。このアイコン領域は、オンかオフかの表示、すなわち白を基調とした表示が多く、本発明のデジタル/アナログ変換器21を使用すれば、前記コントロール信号PDCTLのような外部からの特別な信号によることなく、オペアンプ24とCMOSトライステート出力回路25とを切換え、このようなアイコン表示を実現することができる。
【0045】
また、そのようなアイコン表示を実現するにあたって、図3と図9とを比較して明らかなように、従来の液晶パネル11では、アナログ用とデジタル用との2つのドライバ12,13を必要としているのに対して、本発明の液晶パネル35では、1つのソースドライバ46を搭載すればよく、狭額縁化および端子数を削減することができる。
【0046】
ここで、デジタル/アナログ変換器の低消費電力化に関する先行技術として、特開2002−26732号公報が挙げられる。しかしながら、この先行技術は、デジタル/アナログ変換器を上位ビットと下位ビットとの2段に分割して、上位ビット側のデジタル/アナログ変換器で規定した電圧を下位ビット側のデジタル/アナログ変換器への入力として、該下位ビット側のデジタル/アナログ変換器から精細なアナログ電圧を出力するもので、かつ前記上位ビット側のデジタル/アナログ変換器からの出力電圧で駆動する容量性負荷に対して、前記上位ビット側のデジタル/アナログ変換器からの出力で事前に充電を行い、その後、下位ビット側のデジタル/アナログ変換器に切換えて、目的の電位まで充電することで、バッファの能力を低減し、低消費電力化を可能としている。
【0047】
しかしながら、この先行技術は、容量性負荷の充電期間を2つに分けて低消費電力化を行うものであり、本発明とは、手法が全く異なるものであるとともに、この先行技術では、オペアンプは常時駆動のままである。
【0048】
【発明の効果】
本発明のデジタル/アナログ変換器は、以上のように、液晶表示装置の階調表示電圧などとして使用されるアナログ電圧を、複数ビットのデジタルデータに応じた抵抗体の切換えとオペアンプによるボルテージホロワ機能とを用いて作成するものにおいて、これらの抵抗体およびオペアンプをバイパスするように、電源電圧をフルスイング出力するCMOSトライステート出力回路を設け、前記デジタルデータの全ビットのデータが一致、すなわち最大値または最小値のデータであるときには、比較回路が、抵抗回路およびオペアンプの動作を休止させるとともに、前記CMOSトライステート出力回路にハイレベルまたはローレベルの電源電圧までフルスイングした電圧を出力させる。
【0049】
それゆえ、前記全ビットデータの一致時には、オペアンプのスタンバイ機能を利用して該オペアンプのバイアス電流を遮断するとともに、抵抗回路を流れる電流も遮断して、これらの回路での消費電力を削減するとともに、前記フルスイングした最大値または最小値のアナログ電圧を、オペアンプを介して出力する場合に比べて、高効率で出力することができる。こうして、特別な信号によることなく、きめ細かく出力回路を切換え、デジタル/アナログ変換器の低消費電力化を図ることができる。
【0050】
また、本発明のデジタル/アナログ変換器は、以上のように、前記オペアンプの出力と、前記CMOSトライステート回路の出力とを、ワイヤードオアの関係に接続する。
【0051】
それゆえ、出力端子を共用し、該出力端子数を削減することができる。
【0052】
さらにまた、本発明の表示パネル駆動回路は、以上のように、液晶パネルのソースドライバに階調電圧を与えるコントローラなどとして実現される表示パネル駆動回路において、映像信号源からの前記複数ビットのデジタルデータを表示RAMに書込み/読出しを行うとともに、表示パネルに同期信号出力するタイミングコントローラを備え、前記同期信号に応じて表示RAMから読出されたデータを、前記のデジタル/アナログ変換器を通して前記表示パネルに供給する。
【0053】
それゆえ、該表示パネル駆動回路の低消費電力化を図ることができる。
【0054】
また、本発明の表示パネル駆動回路は、以上のように、前記映像信号源からのデジタルデータを、中間調画像にアイコン画像のデータを含んで構成し、前記中間調画像の階調電圧の出力には前記オペアンプの出力を用い、前記アイコン画像の2値電圧の出力には前記CMOSトライステート回路の出力を用いる。
【0055】
それゆえ、特別な信号を用いることなく、画像領域とアイコン領域とから成る表示パネルを駆動するのに好適な駆動回路を実現することができる。
【0056】
さらにまた、本発明の表示装置は、以上のように、前記の表示パネル駆動回路を用いる。
【0057】
それゆえ、低消費電力の表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態のデジタル/アナログ変換器の電気的構成を示すブロック図である。
【図2】図1で示すデジタル/アナログ変換器の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図3】図1で示すデジタル/アナログ変換器を搭載した液晶駆動コントローラICを使用した液晶表示装置の一構成例を示すブロック図である。
【図4】典型的な従来技術のデジタル/アナログ変換器の電気的構成を示すブロック図である。
【図5】R−2R型のデジタル/アナログ変換器の構成を示すブロック図である。
【図6】前記R−2R型のデジタル/アナログ変換器において、入力デジタル信号の最上位ビットのみが“1”で、残余のビットが“0”の場合の抵抗網の等価回路図である。
【図7】前記R−2R型のデジタル/アナログ変換器において、入力デジタル信号の最上位ビットから2ビットのみが“1”で、残余のビットが“0”の場合の抵抗網の等価回路図である。
【図8】電圧ポテンショメータ型のデジタル/アナログ変換器の構成を示すブロック図である。
【図9】前記図4で示すデジタル/アナログ変換器を搭載するコントローラによって駆動される液晶パネルのブロック図である。
【図10】携帯電話機における液晶パネルでの表示画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
21 デジタル/アナログ変換器
22 データラッチ回路
23 抵抗ラダー回路(抵抗回路)
24 オペアンプ
25 CMOSトライステート出力回路
26 比較回路
27 出力端子
32 コントローラIC(表示パネル駆動回路)
32 液晶表示装置
33 CPU
34 表示RAM
35 液晶パネル
36 タイミングコントローラ
37 ビデオ入力ライン
38 シフトレジスタ
39 サンプリングゲート
40 ソースバスライン容量
41 ゲートドライバ
42 TFT素子
43 液晶素子
44 共通電極
45 表示領域
F0〜Fn Dフリップフロップ
R 抵抗体[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a digital / analog converter, a display panel driving circuit which incorporates the digital / analog converter, is realized as an LSI for driving an active matrix type liquid crystal, and the like, and further includes the display panel driving circuit. And a display device configured.
[0002]
[Prior art]
A digital / analog converter built in the driving LSI of the active matrix liquid crystal creates an analog voltage corresponding to a plurality of bits of digital data from a video signal source and outputs the analog voltage to a source driver. FIG. 4 is a block diagram showing an electrical configuration of a typical digital / analog converter 1 according to the related art. The digital / analog converter 1 includes a
[0003]
The
[0004]
On the other hand, the
[0005]
While the control signal PDCTL is active at a high level, the D flip-flops F0 to Fn connect one end of the series circuit to the power supply voltage VDD as described above in accordance with the input digital signal. , Or to the GND potential, whereby the combined impedance of the
[0006]
For example, when only the most significant bit (MSB) of the input digital signal is "1" and the remaining bits are "0", an equivalent circuit of a resistor network as shown in FIG. 6 is obtained, and the output voltage is VDD / 2. It becomes. When only the two most significant bits are "1" and the remaining bits are "0", an equivalent circuit as shown in FIG. 7 is obtained, and the output voltage is VDD / 4. Thus, the input digital value can be converted into an analog voltage proportional to the digital value and output.
[0007]
FIG. 8 shows a configuration of a digital / analog converter in another digital / analog converter. This digital / analog converter is called a voltage potentiometer type and is the most primitive digital / analog converter. And 2 n And the same number of analog switches S1 to S2 forming a pair. n And an n-bit digital
[0008]
A digital input from a video signal source (not shown) is divided into n-bit binary data by n Are generated. In response to the decoded signal, only the analog switch at the tap position corresponding to the input code is turned on, and an analog voltage is output to the
[0009]
The analog voltage obtained as described above can compensate for a non-linear relationship between a pixel voltage of a liquid crystal pixel and its light transmission when driving an active matrix liquid crystal. This is generally called gamma correction, and can be realized by configuring a digital / analog converter having more bits than digital input bits. Specifically, for example, a table for converting 6-bit data read from the display RAM into 6 bits → 8 bits before input of the digital / analog converter is prepared, and the number of gradations that can be expressed by this is prepared. The output data that increases from 64 gray scales to 256 finer gray scales and can obtain a γ curve corresponding to the characteristics of the liquid crystal to be used for the input data given by the 64 gray scales is converted to the 256 gray scales. It can be realized by selecting and applying from among the tones.
[0010]
Returning to FIG. 4 again, separately from the output path of the multi-gradation analog voltage corresponding to the input digital data of a plurality of bits by the
[0011]
On the other hand, when the control signal PDCTL is at the active high level, the
[0012]
The
[0013]
The following prior arts exist as other prior arts related to the present invention. However, the description of this prior art will be made in the embodiments of the present invention for convenience of description.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2002-26732 A (publication date: January 25, 2002)
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
The digital / analog converter 1 configured as described above is used by switching between the multi-gradation output on the
[0016]
On the other hand, in the digital / analog converter 1, since the ability to drive various loads of the active matrix liquid crystal panel 11 is not sufficient, the
[0017]
Therefore, if the switching is performed by the control signal PDCTL as described above, the
[0018]
An object of the present invention is to provide a digital / analog converter capable of switching output circuits finely without using a special signal and achieving low power consumption, and a display panel drive circuit and a display device using the same. .
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The digital / analog converter of the present invention selects an analog voltage corresponding to the digital data by selectively switching a resistor interposed between power supply lines in accordance with a plurality of bits of digital data. A digital / analog converter configured to output the analog voltage via an operational amplifier, detects a match / mismatch of data of all bits of the digital data, and when the match is detected, the operation of the resistor circuit and the operational amplifier is performed. A comparison circuit to be paused, and in response to an output of the comparison circuit, when data coincidence of all bits of the digital data is detected, a high-level or low-level power supply voltage corresponding to the data is supplied to the resistance circuit and And a CMOS tri-state output circuit that outputs the signal by bypassing the operational amplifier.
[0020]
According to the above configuration, the digital / analog converter that generates an analog voltage used as a gradation display voltage of the liquid crystal display device in accordance with a plurality of bits of digital data. A CMOS tri-state output circuit that outputs a power supply voltage in a full swing so as to bypass these resistors and the operational amplifier. When the data of all the bits match, that is, the data of the maximum value or the minimum value, the comparison circuit suspends the operation of the resistor circuit and the operational amplifier, and supplies the high-level or low-level power supply voltage to the CMOS tristate output circuit. Full swing voltage is output.
[0021]
Therefore, when all the bit data match, the bias current of the operational amplifier is cut off by using the standby function of the operational amplifier, and the current flowing through the resistance circuit is also cut off, thereby reducing the power consumption in these circuits. The full-swinged maximum or minimum analog voltage can be output with higher efficiency than when it is output via an operational amplifier. Thus, the output circuit can be switched finely without using a special signal, and the power consumption of the digital / analog converter can be reduced.
[0022]
Further, the digital / analog converter according to the present invention is characterized in that the output of the operational amplifier and the output of the CMOS tristate circuit are connected in a wired-OR relationship.
[0023]
According to the above configuration, while one of the circuits is operating, the other circuit is inactive at the output from the comparison circuit as described above, so that the outputs of the two circuits are connected in common. Also, no short circuit between the outputs occurs. Thus, the output terminals can be shared, and the number of output terminals can be reduced.
[0024]
Still further, the display panel drive circuit of the present invention includes a timing controller which writes / reads the plurality of bits of digital data from a video signal source to / from a display RAM and outputs a synchronization signal to a display panel. Data read from the display RAM in response thereto is supplied to the display panel through the digital / analog converter.
[0025]
According to the above configuration, it is possible to reduce the power consumption of the display panel drive circuit implemented as a controller that applies a grayscale voltage to the source driver of the liquid crystal panel.
[0026]
Further, in the display panel drive circuit of the present invention, the digital data from the video signal source is constituted by including data of an icon image in a halftone image, and outputting the grayscale voltage of the halftone image by the operational amplifier. An output is used, and an output of the CMOS tristate circuit is used for outputting a binary voltage of the icon image.
[0027]
According to the above configuration, it is possible to realize a driving circuit suitable for driving a display panel including an image area and an icon area without using a special signal.
[0028]
Furthermore, a display device of the present invention uses the above-described display panel drive circuit.
[0029]
According to the above configuration, a display device with low power consumption can be realized.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0031]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a digital / analog converter 21 according to an embodiment of the present invention. The digital / analog converter 21 generally includes a
[0032]
The
[0033]
It should be noted that, in the present invention, a CMOS tri-state output circuit 25 is provided so as to bypass the
[0034]
The
[0035]
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the digital / analog converter 21 configured as described above. The
[0036]
When the digital value is 8 bits as described above, if the digital value is halftone data as indicated by a reference numeral ** (hex), the
[0037]
On the other hand, when the digital input value is indicated by the reference numeral FF (hex) or 00 (hex), the maximum value or the minimum value, that is, the input digital bits are all "1", or "1". In the case of "0" and all match, the
[0038]
With the above configuration, when all the bit data match, the bias current of the
[0039]
Further, the
[0040]
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of a liquid
[0041]
The
[0042]
An output from the digital / analog converter 21 is input to a video input line 37 of the
[0043]
The
[0044]
The image displayed in the
[0045]
Further, in realizing such an icon display, as apparent from a comparison between FIG. 3 and FIG. 9, the conventional liquid crystal panel 11 requires two drivers 12 and 13 for analog and digital. On the other hand, in the
[0046]
Here, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-26732 is cited as a prior art relating to a reduction in power consumption of a digital / analog converter. However, this prior art divides a digital / analog converter into two stages, an upper bit and a lower bit, and converts the voltage specified by the upper bit digital / analog converter into a lower bit digital / analog converter. And outputs a fine analog voltage from the lower bit side digital / analog converter as an input to the capacitive load driven by the output voltage from the upper bit side digital / analog converter. The capacity of the buffer is reduced by charging in advance with the output from the digital / analog converter on the upper bit side, and then switching to the digital / analog converter on the lower bit side and charging to the target potential. In addition, low power consumption can be achieved.
[0047]
However, in this prior art, the charging period of the capacitive load is divided into two to reduce the power consumption, and the technique is completely different from that of the present invention. It is always driven.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, the digital / analog converter of the present invention converts the analog voltage used as the gradation display voltage of the liquid crystal display device into a voltage follower by switching a resistor according to a plurality of bits of digital data and operating an operational amplifier. A CMOS tri-state output circuit that outputs a full swing of the power supply voltage is provided so as to bypass these resistors and an operational amplifier, and that all bits of the digital data match, that is, When the data is the value or the minimum value, the comparison circuit suspends the operation of the resistor circuit and the operational amplifier, and outputs the CMOS tri-state output circuit to a voltage that has been fully swinged to a high-level or low-level power supply voltage.
[0049]
Therefore, at the time of coincidence of all the bit data, the bias current of the operational amplifier is cut off by using the standby function of the operational amplifier, and the current flowing through the resistor circuit is also cut off, thereby reducing power consumption in these circuits. In addition, the maximum or minimum analog voltage that has undergone the full swing can be output with higher efficiency than when it is output via an operational amplifier. Thus, the output circuit can be switched finely without using a special signal, and the power consumption of the digital / analog converter can be reduced.
[0050]
Further, as described above, the digital / analog converter of the present invention connects the output of the operational amplifier and the output of the CMOS tristate circuit in a wired-OR relationship.
[0051]
Therefore, the output terminals can be shared, and the number of the output terminals can be reduced.
[0052]
Further, as described above, the display panel drive circuit according to the present invention is a display panel drive circuit implemented as a controller or the like that applies a grayscale voltage to a source driver of a liquid crystal panel. A timing controller for writing / reading data to / from the display RAM and outputting a synchronization signal to the display panel; and outputting data read from the display RAM in response to the synchronization signal to the display panel through the digital / analog converter. To supply.
[0053]
Therefore, power consumption of the display panel driving circuit can be reduced.
[0054]
Further, as described above, the display panel drive circuit of the present invention is configured such that the digital data from the video signal source is configured by including the data of the icon image in the halftone image and the output of the grayscale voltage of the halftone image. The output of the operational amplifier is used, and the output of the CMOS tristate circuit is used for the output of the binary voltage of the icon image.
[0055]
Therefore, a driving circuit suitable for driving a display panel including an image area and an icon area can be realized without using a special signal.
[0056]
Furthermore, the display device of the present invention uses the above-described display panel drive circuit as described above.
[0057]
Therefore, a display device with low power consumption can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of a digital / analog converter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the digital / analog converter shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing one configuration example of a liquid crystal display device using a liquid crystal drive controller IC equipped with the digital / analog converter shown in FIG.
FIG. 4 is a block diagram illustrating the electrical configuration of a typical prior art digital / analog converter.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an R-2R type digital / analog converter.
FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a resistor network when only the most significant bit of an input digital signal is “1” and the remaining bits are “0” in the R-2R type digital / analog converter.
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a resistor network in the R-2R type digital / analog converter when only the most significant bit of the input digital signal is “1” and the remaining bits are “0”; It is.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a voltage potentiometer type digital / analog converter.
FIG. 9 is a block diagram of a liquid crystal panel driven by a controller having the digital / analog converter shown in FIG. 4;
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a display image on a liquid crystal panel in a mobile phone.
[Explanation of symbols]
21 Digital / analog converter
22 Data latch circuit
23 Resistance ladder circuit (resistance circuit)
24 Operational Amplifier
25 CMOS tristate output circuit
26 Comparison circuit
27 Output terminal
32 Controller IC (display panel drive circuit)
32 liquid crystal display
33 CPU
34 Display RAM
35 LCD panel
36 Timing Controller
37 video input lines
38 shift register
39 Sampling gate
40 Source bus line capacity
41 Gate Driver
42 TFT device
43 Liquid crystal element
44 Common electrode
45 display area
F0-Fn D flip-flop
R resistor
Claims (5)
前記デジタルデータの全ビットのデータの一致/不一致を検出し、一致が検出されると、抵抗回路およびオペアンプの動作を休止させる比較回路と、
前記比較回路の出力に応答し、前記デジタルデータの全ビットのデータの一致が検出されると、そのデータに対応したハイレベルまたはローレベルの電源電圧を、前記抵抗回路およびオペアンプをバイパスして出力するCMOSトライステート出力回路とを含むことを特徴とするデジタル/アナログ変換器。By selectively switching a resistor interposed between power supply lines in accordance with digital data of a plurality of bits, an analog voltage corresponding to the digital data is selected, and the selected analog voltage is output via an operational amplifier. Digital-to-analog converter
A comparison circuit that detects a match / mismatch of data of all bits of the digital data and, when the match is detected, suspends the operation of the resistor circuit and the operational amplifier;
In response to the output of the comparison circuit, when a match of data of all bits of the digital data is detected, a high-level or low-level power supply voltage corresponding to the data is output by bypassing the resistor circuit and the operational amplifier. And a CMOS tri-state output circuit.
前記同期信号に応じて表示RAMから読出されたデータを、前記請求項1または2記載のデジタル/アナログ変換器を通して前記表示パネルに供給することを特徴とする表示パネル駆動回路。A timing controller that writes / reads the plurality of bits of digital data from a video signal source to / from a display RAM and outputs a synchronization signal to a display panel;
3. A display panel driving circuit for supplying data read from a display RAM in response to the synchronization signal to the display panel through the digital / analog converter according to claim 1 or 2.
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