JP2005055616A - Display device and its driving control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置及びその駆動制御方法に関し、特に、アクティブマトリクス型の駆動方式に対応した表示パネルを備えた表示装置及びその駆動制御方法に関する。 The present invention relates to a display device and a drive control method thereof, and more particularly, to a display device including a display panel corresponding to an active matrix drive method and a drive control method thereof.
近年、普及が著しいデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像機器や、携帯電話や携帯情報端末(PDA)等の携帯機器において、画像や文字情報等を表示するための表示装置(ディスプレイ)として、また、コンピュータ等の情報端末やテレビジョン等の映像機器のモニタやディスプレイとしても、薄型軽量で、低消費電力化が可能であり、表示画質にも優れた液晶表示装置(Liquid Crystal Display;LCD)が多用されている。 In recent years, as a display device (display) for displaying images, character information, etc. in imaging devices such as digital video cameras and digital still cameras, which are remarkably popular, and portable devices such as mobile phones and personal digital assistants (PDAs), Liquid crystal displays (LCDs) that are thin, lightweight, low power consumption, and have excellent display image quality as monitors and displays for information devices such as computers and video equipment such as televisions. Is frequently used.
以下、従来技術における液晶表示装置について、簡単に説明する。
図13は、従来技術における薄膜トランジスタ(TFT)型の表示画素を備えた液晶表示装置の概略構成を示すブロック図であり、図14は、従来技術における液晶表示パネルの要部構成の一例を示す等価回路図である。
図13、図14に示すように、従来技術における液晶表示装置100Pは、概略、表示画素Pxが、2次元配列(例えば、n行×m列に配列)された液晶表示パネル(表示パネル)110Pと、該液晶表示パネル110Pの各行の表示画素Px群を順次走査して選択状態に設定するゲートドライバ(走査ドライバ)120Pと、選択状態に設定された行の表示画素Px群に、映像信号に基づく表示信号電圧を一括して出力するソースドライバ(データドライバ)130Pと、ゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pにおける動作タイミングを制御するための制御信号(水平制御信号、垂直制御信号等)を生成、出力するLCDコントローラ150Pと、映像信号から各種タイミング信号(水平同期信号、垂直同期信号、コンポジット同期信号等)を抽出してLCDコントローラ150Pに出力するとともに、輝度信号からなる表示データを生成してデータドライバ130Pに出力する表示信号生成回路160Pと、LCDコントローラ150Pにより生成される極性反転信号FRPに基づいて、液晶表示パネル110Pの各表示画素Pxに共通に設けられた共通電極(対向電極)に対して、所定の電圧極性を有するコモン信号電圧Vcomを印加するコモン信号駆動アンプ(駆動アンプ)170Pと、を有して構成されている。
Hereinafter, a conventional liquid crystal display device will be briefly described.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a liquid crystal display device including a thin film transistor (TFT) type display pixel according to the prior art, and FIG. 14 is an equivalent diagram illustrating an example of a main configuration of a liquid crystal display panel according to the prior art. It is a circuit diagram.
As shown in FIGS. 13 and 14, the liquid crystal display device 100P according to the prior art is roughly a liquid crystal display panel (display panel) 110P in which display pixels Px are two-dimensionally arranged (for example, arranged in n rows × m columns). And a gate driver (scanning driver) 120P that sequentially scans the display pixels Px group in each row of the liquid
ここで、液晶表示パネル110Pは、対向する透明基板間に、例えば、図14に示すように、行列方向に互いに直交するように配設された複数の走査ラインSL及び複数のデータラインDLと、該走査ラインSL及びデータラインDLの各交点近傍に配置された複数の表示画素(液晶表示画素)Pxと、を備えて構成されている。また、各表示画素Pxは、画素電極とデータラインDL間にソース−ドレイン(電流路)が接続され、走査ラインSLにゲート(制御端子)が接続された薄膜トランジスタからなる画素トランジスタTFTと、画素電極に対向し、全表示画素Pxに共通に設けられた上記共通電極と画素電極との間に充填、保持された液晶分子からなる画素容量(液晶容量)Clcと、画素容量Clcに並列に構成され、該画素容量Clcに印加された信号電圧を保持するための補助容量(蓄積容量)Csと、を備えた構成を有している。
Here, the liquid
なお、液晶表示パネル110Pに配設された走査ラインSL及びデータラインDLは、各々、接続端子TMg、TMsを介して、液晶表示パネル110Pとは別個に設けられたゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pに接続されるように構成されている。また、補助容量Csの他端側の電極(補助電極)は、共通の接続ラインCLを介して所定の電圧Vcs(例えば、コモン信号電圧Vcom)が印加されるように構成されている。
Note that the scanning line SL and the data line DL provided on the liquid
このような構成を有する液晶表示装置において、表示信号生成回路160Pから供給される、液晶表示パネル110Pの1行分の表示画素に対応した表示データが、LCDコントローラ150Pから供給される水平制御信号に基づいて、ソースドライバ130Pにより順次取り込み保持される。一方、LCDコントローラ150Pから供給される垂直制御信号に基づいて、ゲートドライバ120Pにより液晶表示パネル110Pに配設された各走査ラインSLに走査信号が順次印加され、各行の表示画素Px群が選択状態に設定される。そして、ソースドライバ130Pは、各行の表示画素Px群の選択タイミングに同期して、上記保持した表示データに基づく表示信号電圧を、各データラインDLを介して各表示画素Pxに一斉に供給する。このような一連の動作を、1画面分の各行に対して繰り返し実行することにより、映像信号に基づく所望の画像情報が液晶表示パネル110Pに表示される。
In the liquid crystal display device having such a configuration, the display data corresponding to the display pixels for one row of the liquid
なお、液晶表示装置の実装構造としては、図13、図14に示したように、液晶表示パネル110Pを構成する(表示画素Pxが形成される)ガラス基板等の絶縁性基板とは別個に、周辺回路であるゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pを設け、接続端子TMg、TMsを介して、液晶表示パネル110Pと周辺回路とを電気的に接続する構成のほか、上記絶縁性基板上に、例えば、ゲートドライバ120Pやソースドライバ130Pを、ポリシリコントランジスタを適用して、表示画素Pxと一体的に形成した構成も知られている。このような液晶表示装置の概略構成や実装構造等については、例えば、特許文献1等に示されている。
As the mounting structure of the liquid crystal display device, as shown in FIG. 13 and FIG. 14, separately from an insulating substrate such as a glass substrate that constitutes the liquid
しかしながら、上述したような液晶表示装置においては、以下に示すような問題を有していた。
すなわち、図13、図14に示したように、液晶表示パネル110Pと周辺回路であるゲートドライバ120P及びソースドライバ130Pを別個に設けた構成においては、表示画質の向上のために液晶表示パネル110Pを高精細化した場合、データライン数の増加を招き、これにより、液晶表示パネル110Pとゲートドライバ120P又はソースドライバ130Pを接続するための接続端子数が増加するとともに、当該接続端子間のピッチが狭くなるため、液晶表示パネル110Pに周辺回路を接続するための接続工程における工数が増加するとともに、高い接続精度を必要とすることになり、製造コストが上昇するとともに、ゲートドライバやソースドライバの実装面積が増大するという問題を有していた。
However, the liquid crystal display device as described above has the following problems.
That is, as shown in FIGS. 13 and 14, in the configuration in which the liquid
このような液晶表示パネルと周辺回路との接続に係る工数や接続精度の問題、さらには、実装面積の問題を解決する技術としては、上述した特許文献1等にも示されているように、単一の絶縁性基板上に液晶表示パネルとゲートドライバやソースドライバを、ポリシリコントランジスタを適用して一体的に形成した構成が知られている。ここで、周知のように、ポリシリコントランジスタは、既に製造技術が確立され、良好な素子特性(動作特性)が得られるアモルファスシリコントランジスタに比較して、製造プロセスが煩雑で製造コストも高価であり、また、動作特性も不十分であるため、液晶表示装置の製品コストの上昇を招くとともに、安定した表示特性を得ることが難しいという問題を有していた。
As a technique for solving the problem of man-hours and connection accuracy related to the connection between the liquid crystal display panel and the peripheral circuit, and further the problem of the mounting area, as shown in the above-mentioned
そこで、本発明は、上述した課題に鑑み、表示パネルと周辺回路との接続工数の増加や高い接続精度を必要とすることなく、比較的安価な製造コストで実装面積(装置規模)を縮小することができるとともに、動作特性(表示特性)の向上を図ることができる表示装置及びその駆動制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above-described problems, the present invention reduces the mounting area (device scale) at a relatively low manufacturing cost without requiring an increase in the number of connection steps between the display panel and the peripheral circuit and high connection accuracy. It is another object of the present invention to provide a display device and a drive control method thereof that can improve operation characteristics (display characteristics).
請求項1記載の発明は、複数の信号ライン及び複数の走査ラインが相互に直交するように配設され、該信号ライン及び走査ラインの交点近傍に複数の表示画素が2次元配列された表示パネルに、表示データに基づく所望の画像情報を表示する表示装置において、少なくとも、各行の前記走査ラインに所定のタイミングで走査信号を順次印加して、該行の前記表示画素を選択状態に設定する走査駆動手段と、外部から供給される前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持部と、該記データ保持部に並列的に保持された前記表示データを、所定の数の前記表示データごとに時分割的に配列された画素データに変換するデータ変換部と、を有する信号駆動手段と、前記表示パネルと前記信号駆動手段との間に介在し、前記所定の数の前記信号ラインごとに共通に設けられた接続端子を介して、前記信号駆動手段から供給される前記画素データに基づく前記表示信号電圧を、前記所定の数の前記信号ラインに順次印加する複数のスイッチを有し、前記選択状態に設定された行の前記複数の表示画素に前記表示データに基づく表示信号電圧を個別に印加するデータ分配手段と、を具備することを特徴とする。
The invention according to
請求項2記載の発明は、請求項1記載の表示装置において、前記データ保持部は、複数系統の前記表示データを一括して並列的に取り込み、並列的に保持することを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の表示装置において、前記データ保持部は、一系統の前記表示データを順次取り込み、並列的に保持することを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれかに記載の表示装置において、前記複数のスイッチは、前記信号ラインごとに個別に設けられ、前記データ変換部における前記表示データの変換に用いる時分割タイミングに同期して、選択的に導通状態に設定されることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the display device according to the first aspect, the data holding unit fetches a plurality of lines of the display data in parallel and holds them in parallel.
According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the first aspect, the data holding unit sequentially takes in the display data of one system and holds it in parallel.
According to a fourth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to third aspects, the plurality of switches are individually provided for each of the signal lines to convert the display data in the data conversion unit. It is characterized in that it is selectively set in a conductive state in synchronization with the time division timing used.
請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の表示装置において、前記表示装置は、所定のタイミング信号に基づいて、前記データ分配手段における前記複数のスイッチの導通状態を制御するためのスイッチ切換信号を生成するスイッチ駆動制御手段を、さらに具備することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項5記載の表示装置において、前記スイッチ駆動制御手段は、前記走査駆動手段と一体的に構成されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to fourth aspects, the display device controls a conduction state of the plurality of switches in the data distribution unit based on a predetermined timing signal. The apparatus further comprises switch drive control means for generating a switch switching signal for the purpose.
According to a sixth aspect of the present invention, in the display device according to the fifth aspect, the switch drive control means is configured integrally with the scan drive means.
請求項7記載の発明は、請求項5又は6記載の表示装置において、前記表示装置は、前記走査駆動手段に供給される垂直制御信号及び前記信号駆動手段に供給される水平制御信号に基づいて、前記タイミング信号を生成する制御信号生成手段を、さらに具備することを特徴とする。
請求項8記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置において、前記データ分配手段は、前記信号駆動手段と一体的に構成されていることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項1乃至7のいずれかに記載の表示装置において、少なくとも、前記表示パネル、前記走査駆動手段及び前記データ分配手段は、単一の絶縁性基板上に一体的に構成されていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the display device according to the fifth or sixth aspect, the display device is based on a vertical control signal supplied to the scan driving means and a horizontal control signal supplied to the signal driving means. And a control signal generating means for generating the timing signal.
According to an eighth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to seventh aspects, the data distribution unit is configured integrally with the signal driving unit.
According to a ninth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to seventh aspects, at least the display panel, the scanning drive unit, and the data distribution unit are integrated on a single insulating substrate. It is comprised by these.
請求項10記載の発明は、請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置において、前記複数の表示画素は、各々、前記走査ラインにゲート電極が接続され、前記信号ラインにドレイン電極が接続され、ソース電極が画素電極に接続された画素トランジスタと、前記画素電極及び該画素電極に対向して共通に設けられた共通電極間に液晶分子を充填してなる画素容量と、前記画素容量に並列に接続された補助容量と、を備えて構成され、前記表示データに応じた前記表示信号電圧を印加することにより、前記表示画素に充填された前記液晶分子の配向状態が制御されることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to ninth aspects, each of the plurality of display pixels has a gate electrode connected to the scanning line and a drain electrode connected to the signal line. A pixel transistor in which a source electrode is connected to the pixel electrode, a pixel capacitor in which liquid crystal molecules are filled between the pixel electrode and a common electrode provided in common opposite to the pixel electrode, and the pixel capacitor An auxiliary capacitor connected in parallel, and by applying the display signal voltage according to the display data, the alignment state of the liquid crystal molecules filled in the display pixel is controlled. Features.
請求項11記載の発明は、複数の信号ライン及び複数の走査ラインが相互に直交するように配設され、該信号ライン及び走査ラインの交点近傍に複数の表示画素が2次元配列された表示パネルに、表示データに基づく所望の画像情報を表示する表示装置の駆動制御方法において、少なくとも、前記表示データを取り込み、並列的に保持するステップと、該並列的に保持された前記表示データを、所定の数の前記表示データごとに時分割的に配列された画素データに変換するステップと、前記画素データを、前記所定の数の前記信号ラインごとに共通に設けられた接続端子を介して供給するステップと、前記画素データに基づく前記表示信号電圧を、前記表示データの変換に用いる時分割タイミングに同期して、前記所定の数の前記信号ラインに選択的に順次印加し、選択状態に設定された行の前記複数の表示画素に前記表示信号電圧を個別に印加するステップと、を含むことを特徴とする。 The invention according to claim 11 is a display panel in which a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are two-dimensionally arranged near the intersection of the signal lines and the scanning lines. Further, in a display device drive control method for displaying desired image information based on display data, at least the step of capturing the display data and holding the display data in parallel; and Converting the display data into pixel data arranged in a time-sharing manner for each of the display data, and supplying the pixel data via connection terminals provided in common for the predetermined number of the signal lines. And the predetermined number of the signal lines in synchronization with time division timing used for converting the display data, the display signal voltage based on the pixel data. Selectively sequentially applied, characterized in that it comprises the steps of applying individually the display signal voltage to the plurality of display pixels in the row set to the selected state, the.
請求項12記載の発明は、請求項11記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データを取り込み保持するステップは、複数系統の前記表示データを一括して並列的に取り込み、並列的に保持することを特徴とする。
請求項13記載の発明は、請求項11記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データを取り込み保持するステップは、一系統の前記表示データを順次取り込み、並列的に保持することを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the display device drive control method according to the eleventh aspect, in the step of capturing and holding the display data, the display data of a plurality of systems is fetched in parallel and held in parallel. It is characterized by doing.
The invention according to
請求項14記載の発明は、請求項11乃至13のいずれかに記載の表示装置の駆動制御方法において、前記表示データを画素データに変換するステップ、及び、前記表示信号電圧を前記所定の数の前記信号ラインに選択的に順次印加するステップは、前記各行の表示画素を順次選択状態に設定するタイミングを規定する垂直制御信号及び前記表示データを取り込み保持するタイミングを規定する水平制御信号に基づいて実行されることを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the display device drive control method according to any one of the eleventh to thirteenth aspects, the step of converting the display data into pixel data, and the display signal voltage of the predetermined number. The step of selectively sequentially applying to the signal line is based on a vertical control signal that defines a timing for sequentially setting the display pixels in each row to a selected state and a horizontal control signal that defines a timing for capturing and holding the display data. It is executed.
すなわち、本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法は、相互に直交する複数の走査ライン及び複数の信号ライン(データライン)の各交点近傍に、表示画素をマトリクス状に配列してなる表示パネルを備えた表示装置において、各行の表示画素に所定のタイミングで走査信号を順次印加して、当該行の表示画素を選択状態に設定する走査駆動手段(ゲートドライバ)と、表示データを所定の数の表示データごとに時分割的に配列された画素データに変換する手段を備える信号駆動手段(ソースドライバ)と、表示パネルと信号駆動手段との間に介在し、複数の信号ラインに直接接続され、選択状態に設定された表示画素に表示データに基づく表示信号電圧を印加するデータ分配手段(トランスファスイッチ回路)と、を備えた構成を有している。ここで、少なくとも、上記表示パネルと走査駆動手段、データ分配手段は同一の絶縁性基板上に一体的に形成された構成を有している。 That is, the display device and the drive control method thereof according to the present invention include a display panel in which display pixels are arranged in a matrix in the vicinity of intersections of a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines (data lines) orthogonal to each other. In a display device comprising: a scanning drive means (gate driver) for sequentially applying scanning signals to display pixels in each row at a predetermined timing to set the display pixels in the row to a selected state; and a predetermined number of display data The signal driving means (source driver) having means for converting the display data into pixel data arranged in a time-sharing manner for each display data is interposed between the display panel and the signal driving means, and is directly connected to a plurality of signal lines. And a data distribution means (transfer switch circuit) for applying a display signal voltage based on the display data to the display pixels set in the selected state. There. Here, at least the display panel, the scanning drive unit, and the data distribution unit have a configuration in which they are integrally formed on the same insulating substrate.
そして、上記信号駆動手段において、データ保持部(ラッチ回路)により、外部から供給される表示データを取り込み、並列的に保持し、データ変換部により、該並列的に保持された表示データ(赤、緑、青の各色成分データ;パラメータデータ)を、時分割的に直列に配列された画素データ(シリアルデータ)に変換して、所定数(3本又は2本)の信号ラインごとに共通に設けられた接続端子を介してデータ分配手段に供給する。そして、データ分配手段において、上記表示データの時分割処理に用いられた処理タイミング(時分割タイミング)に基づいて、各信号ラインごとに設けられたスイッチを選択的に導通制御することにより、上記画素データが各信号ラインごとに分配されて、表示信号電圧として各表示画素に供給される。 In the signal driving means, the data holding unit (latch circuit) takes in display data supplied from the outside and holds it in parallel, and the data conversion unit holds the display data (red, Green and blue color component data (parameter data) is converted into pixel data (serial data) arranged in series in a time-sharing manner, and provided in common for a predetermined number (three or two) of signal lines The data distribution means is supplied via the connected terminal. Then, in the data distribution means, the pixel provided by selectively conducting the switch provided for each signal line based on the processing timing (time division timing) used for the time division processing of the display data. Data is distributed for each signal line and supplied to each display pixel as a display signal voltage.
このように、本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法によれば、表示パネルを構成する各信号ラインに接続された表示画素に供給する表示信号電圧を、信号駆動手段の内部で複数本の信号ラインを一組として所定の時分割タイミングでシリアルデータ(画素データ)に変換して、上記組数に応じた接続端子を介してデータ分配手段に出力し、該データ分配手段により各組のシリアルデータを、上記時分割タイミングに応じて各組の信号ラインに順次分配しつつ供給することができるので、絶縁性基板に設けられたデータ分配手段と、絶縁性基板外部に設けられた信号駆動手段とを、上記信号ライン数よりも少ない接続端子により接続することができる。 As described above, according to the display device and the drive control method thereof according to the present invention, a plurality of display signal voltages supplied to the display pixels connected to the respective signal lines constituting the display panel are provided inside the signal driving means. A set of signal lines is converted into serial data (pixel data) at a predetermined time division timing and output to the data distribution means via the connection terminal corresponding to the number of sets, and each data set is serialized by the data distribution means. Since data can be supplied while being sequentially distributed to each set of signal lines according to the time division timing, data distribution means provided on the insulating substrate and signal driving means provided outside the insulating substrate Can be connected with fewer connection terminals than the number of signal lines.
したがって、表示パネル(画素エリア)と信号駆動手段間の接続端子の数を大幅に削減して、当該接続端子間のピッチを比較的広く設計することができるので、当該接続工程における工数を削減することができるとともに、比較的低い接続精度であっても良好に接続することができ、製造コストの削減及び周辺回路(ドライバIC)の実装面積の縮小を図ることができる。 Therefore, the number of connection terminals between the display panel (pixel area) and the signal driving means can be greatly reduced, and the pitch between the connection terminals can be designed to be relatively wide, thereby reducing the number of steps in the connection process. In addition, it is possible to connect well even with relatively low connection accuracy, and it is possible to reduce the manufacturing cost and the mounting area of the peripheral circuit (driver IC).
また、本発明に係る表示装置においては、信号駆動手段において表示データをシリアルデータからなる画素データに変換した後、該画素データをアナログ化して所定の信号レベルに増幅する処理を行うことができるので、出力回路(D/Aコンバータや出力アンプ等)の構成を大幅に削減することができるので、信号駆動手段(ドライバIC)の回路規模を縮小することができるとともに、上記出力回路において消費する電力を削減することができる。 In the display device according to the present invention, since the display data is converted into pixel data composed of serial data in the signal driving means, the pixel data can be converted to analog and amplified to a predetermined signal level. Since the configuration of the output circuit (D / A converter, output amplifier, etc.) can be greatly reduced, the circuit scale of the signal driving means (driver IC) can be reduced and the power consumed in the output circuit can be reduced. Can be reduced.
さらに、本発明に係る表示装置においては、少なくとも、表示パネル(画素エリア)を構成する複数の表示画素と、走査駆動手段及びデータ分配手段が、同一の絶縁性基板上に一体的に形成された構成を有しているので、表示画素を構成する画素トランジスタ(薄膜トランジスタ)、及び、走査駆動手段及びデータ分配手段を構成する各機能素子を、例えば、アモルファスシリコンを適用して同一の製造プロセスで形成することができる。これにより、すでに技術的に確立されたアモルファスシリコン製造プロセスを適用して、安価に表示装置を製造することができるとともに、動作特性の安定した機能素子を実現することができるので、表示装置の表示特性を向上させることができる。 Furthermore, in the display device according to the present invention, at least the plurality of display pixels constituting the display panel (pixel area), the scanning drive means, and the data distribution means are integrally formed on the same insulating substrate. Since it has a configuration, pixel transistors (thin film transistors) that constitute display pixels and functional elements that constitute scan drive means and data distribution means are formed in the same manufacturing process by applying amorphous silicon, for example. can do. As a result, a display device can be manufactured at low cost by applying an amorphous silicon manufacturing process that has already been established technically, and a functional element with stable operating characteristics can be realized. Characteristics can be improved.
また、本発明に係る表示装置においては、信号駆動手段において表示データをシリアルデータ(画素データ)に変換する処理、及び、データ分配手段においてシリアルデータを各信号ラインごとに分配して、表示信号電圧として供給する処理を実行するタイミングを、走査駆動手段及び信号駆動手段に供給される既存の垂直制御信号及び水平制御信号に基づいて設定するように構成することができる。これにより、絶縁性基板外から供給する制御信号の数及び種類を減らして接続端子数をさらに削減しつつ、良好な表示駆動動作を実現することができる。 In the display device according to the present invention, the signal driving means converts the display data into serial data (pixel data), and the data distribution means distributes the serial data for each signal line to display the display signal voltage. The timing for executing the processing to be supplied can be set based on the existing vertical control signal and horizontal control signal supplied to the scanning drive means and the signal drive means. Thereby, it is possible to realize a good display driving operation while reducing the number and types of control signals supplied from outside the insulating substrate and further reducing the number of connection terminals.
以下、本発明に係る表示装置及びその駆動制御方法について、図面を参照しながら説明する。
<第1の実施形態>
(液晶表示装置)
図1は、本発明に係る表示装置の全体構成を示す概略ブロック図であり、図2は、本発明に係る表示装置の第1の実施形態を示す要部構成図である。ここで、上述した従来技術(図13及び図14)と同等の構成については、同等又は同一の符号を付して説明を簡略化する。
Hereinafter, a display device and a drive control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
(Liquid crystal display device)
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an overall configuration of a display device according to the present invention, and FIG. 2 is a main part configuration diagram showing a first embodiment of a display device according to the present invention. Here, about the structure equivalent to the prior art (FIG. 13 and FIG. 14) mentioned above, description is simplified by attaching | subjecting an equivalent or the same code | symbol.
図1、図2に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置100は、概略、上述した従来技術(図13参照)と同様に、複数の走査ラインSL及び複数のデータラインDLの交点近傍に複数の表示画素Pxが2次元(n行×m列)配列された液晶表示パネル110(表示パネル:又は、図2に示すような絶縁性基板SUB上の所定の領域に設けられた画素エリアPXA)と、各走査ラインSLに所定のタイミングで走査信号を順次印加するゲートドライバ(走査信号手段)120と、各データラインDLに表示データに基づく表示信号電圧を印加するためのソースドライバ(信号駆動手段)130と、少なくとも、ゲートドライバ120及びソースドライバ130、後述するトランスファスイッチ回路140の動作状態を制御するための制御信号(垂直制御信号、水平制御信号、トランスファスイッチ制御信号)を生成して出力するLCDコントローラ150と、映像信号に基づいてソースドライバ130に供給する表示データを生成するとともに、LCDコントローラ150に供給するタイミング信号を生成する表示信号生成回路160と、全表示画素Pxに共通に設けられた共通電極に対して、所定の電圧極性を有するコモン信号電圧Vcomを印加するコモン電圧駆動アンプ170と、を備え、さらに、本実施形態特有の構成として、液晶表示パネル110とソースドライバ130との間に、ソースドライバ130から出力されるシリアルデータからなる表示信号電圧を、液晶表示パネル110に配設された各データラインDLに分配して印加するトランスファスイッチ回路(データ分配手段)140を設けた構成を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
ここで、本実施形態においては、図2に示すように、少なくとも、液晶表示パネル110を構成する複数の表示画素Pxが2次元配列される画素エリアPXAと、ゲートドライバ120及びトランスファスイッチ回路140が、ガラス基板等の絶縁性基板SUB上に一体的に形成された構成を有している。この場合、表示画素Pxを構成する画素トランジスタ(図14に示した画素トランジスタTFTに相当する)、及び、後述するゲートドライバ120及びトランスファスイッチ回路140を構成する各機能素子(薄膜トランジスタ等)を、例えば、アモルファスシリコンを適用して同一の製造プロセスで形成することができる。これにより、すでに技術的に確立されたアモルファスシリコン製造プロセスを適用して、安価に液晶表示装置を製造することができるとともに、動作特性の安定した機能素子を実現することができるので、液晶表示装置の表示特性を向上させることができる。
なお、上述した液晶表示パネル110(画素エリアPXA)は、従来技術に示した構成(図14に示した液晶表示パネル110P)と同等の構成を有しているので、その詳細な説明を省略する。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, at least a pixel area PXA in which a plurality of display pixels Px constituting the liquid
The above-described liquid crystal display panel 110 (pixel area PXA) has the same configuration as the configuration shown in the prior art (the liquid
以下、各構成について具体的に説明する。
図3は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるゲートドライバ及びスイッチ駆動部の一構成例を示す概略構成図であり、図4は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるソースドライバ及びトランスファスイッチ回路の一構成例を示す概略構成図である。ここでは、上述した図1、図2に示した構成を適宜参照しながら説明する。
Each configuration will be specifically described below.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a gate driver and a switch driving unit applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment, and FIG. 4 is applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment. It is a schematic block diagram which shows one structural example of a source driver and a transfer switch circuit. Here, description will be made with reference to the configuration shown in FIGS. 1 and 2 as appropriate.
ゲートドライバ120は、図3に示すように、LCDコントローラ150から供給されるゲートスタート信号GSRT及びゲートクロック信号GPCK(垂直制御信号)に基づいて、所定のタイミングでシフト信号を順次出力するシフトレジスタ121と、該シフトレジスタ121から出力されるシフト信号を一方の入力とし、LCDコントローラ150から供給されるゲートリセット信号GRES(垂直制御信号)を他方の入力とする2入力論理積演算回路(以下、「AND回路」と略記する)122と、該AND回路122からの出力信号を所定の信号レベルに設定(昇圧)する複数段(2段)のレベルシフタ123、124及び出力アンプ(アンプ)125と、を備えた構成を有している。ここで、レベルシフタ123、124及び出力アンプ125は、主にシフトレジスタ121を低電圧で駆動させるためのものであり、走査ラインSL(表示画素Px)に印加する走査信号の信号レベルに応じて、ゲートドライバ120の出力段に適宜設けられる。
As shown in FIG. 3, the
このような構成を有するゲートドライバ120においては、LCDコントローラ150から垂直制御信号としてゲートスタート信号GSRT、ゲートクロック信号GPCKが供給されると、シフトレジスタ121によりゲートクロック信号GPCKに基づいて、ゲートスタート信号GSRTを順次シフトしつつ、各走査ラインに対応して設けられた複数のAND回路122の一方の入力接点に該シフト信号が入力される。
In the
ここで、ゲートリセット信号GRESをハイレベル(“1”)に設定した状態(ゲートドライバの駆動状態)では、AND回路122の他方の入力接点に常時“1”レベルが入力されるので、上記ゲートスタート信号GSRT、ゲートクロック信号GPCKに基づいて、シフトレジスタ121からシフト信号が出力されるタイミングで、AND回路122からハイレベル(“1”)の信号が出力され、レベルシフタ123、124及び出力アンプ125を介して、所定のハイレベルを有する走査信号G1、G2、G3、・・・が生成され、各走査ラインSL1、SL2、SL3、・・・に順次印加される。これにより、走査信号G1、G2、G3、・・・が印加された各行の走査ラインSL1、SL2、SL3、・・・に接続された表示画素Pxが一括して選択状態に設定される。
Here, in the state where the gate reset signal GRES is set to the high level (“1”) (the driving state of the gate driver), the “1” level is always input to the other input contact of the AND
一方、ゲートリセット信号GRESをローレベル(“0”)に設定した状態(ゲートドライバのリセット状態)では、AND回路122の他方の入力接点に常時“0”レベルが入力されるので、シフトレジスタ121からのシフト信号の出力の有無にかかわらず、AND122からローレベル(“0”)の信号が常時出力されることにより、所定のローレベルを有する走査信号G1、G2、G3、・・・が生成され、各行の走査ラインSL1、SL2、SL3、・・・に接続された表示画素Pxが非選択状態に設定される。
On the other hand, when the gate reset signal GRES is set to a low level (“0”) (gate driver reset state), the “0” level is always input to the other input contact of the AND
また、本実施形態においては、図2、図3に示すように、ゲートドライバ120内に、後述するトランスファスイッチ回路140を駆動制御するスイッチ駆動部(スイッチ駆動制御手段)SWDが一体的に形成された構成を有している。ここで、スイッチ駆動部SWDは、図3に示すように、LCDコントローラ150から供給されるトランスファスイッチ制御信号(タイミング信号:マルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRES)に基づいて、所定のタイミングでデコード信号を順次出力するデコーダ126と、上述したAND回路122と同様に、デコーダ126から出力されるデコード信号を一方の入力とし、LCDコントローラ150から供給されるゲートリセット信号GRESを他方の入力とするAND回路127と、該AND回路127からの出力信号を所定の信号レベルに設定する複数段のレベルシフタ(上述したゲートドライバ120に示したレベルシフタ123、124と同一の構成)及び出力アンプ128と、を備えた構成を有している。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, a switch driver (switch drive control means) SWD that drives and controls a
このような構成を有するスイッチ駆動部SWDにおいては、LCDコントローラ150からトランスファスイッチ制御信号として供給されるマルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESに基づいて、デコーダ126により生成されるデコード信号が、後述するトランスファスイッチ回路140の各トランスファゲート(スイッチ)に対応して設けられた複数(3個)のAND回路127の一方の入力接点に入力される。
In the switch drive unit SWD having such a configuration, the decode signal generated by the
ここで、スイッチ駆動部SWDにおいては、上述したゲートリセット信号GRESをハイレベル(“1”)に設定した状態(ゲートドライバの駆動状態)において、表1に示す信号論理のように、LCDコントローラ150からローレベル(“0”)のスイッチリセット信号SDRESを供給した場合には、マルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1の信号レベルに関わらず、ローレベル(“0”)のデコード信号がAND回路127の一方の入力接点に常時入力されることにより、トランスファスイッチ回路140にはローレベル(“0”)のスイッチ切換信号SD1〜SD3が供給されて、後述するソースドライバ130により生成された表示信号電圧の各列のデータラインDLへの供給が遮断される。
Here, in the switch driver SWD, the
また、LCDコントローラ150からハイレベル(“1”)のスイッチリセット信号SDRESを供給した場合には、表1に示すように、マルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1の信号レベルに基づいて、マルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1が共にローレベルのとき、スイッチ切換信号SD1のみがハイレベルとなり、マルチプレクサ制御信号CNmx1がハイレベルのとき、スイッチ切換信号SD2のみがハイレベルとなり、マルチプレクサ制御信号CNmx0がハイレベルのとき、スイッチ切換信号SD3のみがハイレベルとなり、マルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1が共にハイレベルのとき、スイッチ切換信号SD1〜SD3がいずれもローレベルとなるように設定されるとともに、上記ゲートドライバ120と共通に設けられたレベルシフタ123、124及び出力アンプ128を介して、該スイッチ切換信号SD1〜SD3の信号レベルが昇圧されて、個別の信号線を介して、相互に時間的に重ならないように順次トランスファスイッチ回路140に印加される。これにより、ハイレベルのスイッチ切換信号SD1〜SD3が印加されたトランスファゲートが順次(時系列的に)オン動作して、後述するソースドライバ130により生成された表示信号電圧が各列のデータラインDLに供給される(信号供給状態)。
When the high level (“1”) switch reset signal SDRES is supplied from the
一方、ゲートリセット信号GRESをローレベル(“0”)に設定した状態(ゲートドライバ120のリセット状態)においては、AND回路127の他方の入力接点に常時“0”レベルが入力されるため、デコーダ126から出力されるデコード信号の信号レベルに関わらず、AND回路127からローレベル(“0”)の信号が常時出力され、トランスファスイッチ回路140の各トランスファゲートはオフ動作して、各列のデータラインへの表示信号電圧の供給が遮断される(信号遮断状態)。
On the other hand, when the gate reset signal GRES is set to a low level (“0”) (the reset state of the gate driver 120), the “0” level is always input to the other input contact of the AND
ソースドライバ130は、図4に示すように、水平シフトクロック信号SCK、水平期間スタート信号STHに基づいて、所定のタイミングでシフト信号を順次出力するシフトレジスタ131と、該シフトレジスタ131から出力されるシフト信号に応じて、表示信号生成回路160から並列的に供給される複数系統の表示データ、例えば、画像情報を構成する赤色成分(R)、緑色成分(G)、青色成分(B)からなる3系統の表示データRdata、Gdata、Bdataを順次取り込むとともに、前の水平期間に取り込まれた表示データを制御信号STBに応じて一斉に出力するラッチ回路(データ保持部)132と、マルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1に基づいて、ラッチ回路132に取り込み保持された各表示データRdata、Gdata、Bdata(すなわち、パラレルデータ)を、時分割的に配列された1系統のシリアルデータ(画素データ)に変換する3入力マルチプレクサ(データ変換部)133Aと、該3入力マルチプレクサ133Aから出力される画素データ(R、G、B)をデジタル−アナログ変換し、極性制御信号POLに基づいて所定の信号極性のアナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換器(以下、「D/Aコンバータ」と略記する)134と、出力イネーブル信号OEに基づいて、アナログ変換された画素データ(R、G、B)を所定の信号レベルに増幅して、接続端子TMsを介してトランスファスイッチ回路140に、表示信号電圧Vrgbとして出力する出力アンプ135と、を備えた構成を有している。ここで、上述した各構成に供給される水平シフトクロック信号SCK、水平期間スタート信号STH、制御信号STB、マルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1、極性制御信号POL、出力イネーブル信号OEは、いずれもLCDコントローラ150から供給される水平制御信号である。
As shown in FIG. 4, the
また、トランスファスイッチ回路140は、図4に示すように、上述したソースドライバ130から、時分割的に構成された表示信号電圧Vrgbが出力される接続端子TMsに対して並列的に接続され、RGBの各色に対応した表示画素Pxに接続された(3本単位の)各データラインDL1〜DL3、DL4〜DL6、・・・に対して、各々トランスファゲート(スイッチ)TG1〜TG3を備えた構成を有し、上述したゲートドライバ120内に設けられたスイッチ駆動部SWDにより個別に生成、供給されるスイッチ切換信号SD1〜SD3により各トランスファゲートTG1〜TG3のオン状態を選択的に設定するように制御される。
Also, as shown in FIG. 4, the
このような構成を有するソースドライバ130及びトランスファスイッチ回路140においては、表示信号生成回路160から1行分のRGBの各色の表示画素Pxに対応した表示データRdata、Gdata、Bdataが並列的かつ順次供給され、ラッチ回路により1組のRGBの各色の表示画素に対応した表示データRdata、Gdata、Bdataが順次取り込み保持された後、3入力マルチプレクサ133Aにより時分割シリアルデータに変換されて、D/Aコンバータ134、出力アンプ135を介して単一の接続端子TMsを介してトランスファスイッチ回路140に出力される。
In the
このとき、データドライバ120内に設けられたスイッチ駆動部SWDから、上記3入力マルチプレクサ133Aにおけるシリアル変換処理を制御するマルチプレクサ制御信号CNmx0、CNmx1に基づいて生成されるスイッチ切換信号SD1〜SD3により、上記時分割シリアルデータからなる表示信号電圧Vrgbの時分割タイミングに同期して、各データラインDL1〜DL3、DL4〜DL6、・・・に設けられたトランスファゲートTG1〜TG3を、時間的に重ならないように選択的にオン動作させる。
At this time, the switch switching signals SD1 to SD3 generated based on the multiplexer control signals CNmx0 and CNmx1 for controlling the serial conversion processing in the three-input multiplexer 133A from the switch driver SWD provided in the
これにより、時分割シリアルデータのうち、表示データの赤色成分Rdataに基づく表示信号電圧VrがデータラインDL1、DL4、DL7、・・・DL(k+1)に供給され、緑色成分Gdataに基づく表示信号電圧VgがデータラインDL2、DL5、DL8、・・・DL(k+2)に供給され、青色成分Bdataに基づく表示信号電圧VbがデータラインDL3、DL6、DL9、・・・DL(k+3)に供給される。ここで、データラインDLの列番号を表すkは、k=0、1、2、3、・・・である。 Thereby, the display signal voltage Vr based on the red component Rdata of the display data among the time division serial data is supplied to the data lines DL1, DL4, DL7,... DL (k + 1), and the display based on the green component Gdata is performed. The signal voltage Vg is supplied to the data lines DL2, DL5, DL8,... DL (k + 2), and the display signal voltage Vb based on the blue component Bdata is supplied to the data lines DL3, DL6, DL9,. Supplied to 3). Here, k representing the column number of the data line DL is k = 0, 1, 2, 3,.
表示信号生成回路160は、例えば、液晶表示装置100の外部から供給される映像信号(コンポジットビデオ信号等)から水平同期信号、垂直同期信号及びコンポジット同期信号を抽出し、タイミング信号としてLCDコントローラ150に供給するとともに、所定の表示信号生成処理(ペデスタルクランプ、クロマ処理等)を実行して、映像信号に含まれるR、G、B各色の輝度信号(表示データ)を抽出し、アナログ信号又はデジタル信号としてソースドライバ130に出力する。
For example, the display
LCDコントローラ150は、上記表示信号生成回路160から供給される水平同期信号、垂直同期信号及びシステムクロック等の各種タイミング信号に基づいて、水平制御信号及び垂直制御信号を生成して、各々、ゲートドライバ120及びソースドライバ130に供給するとともに、本実施形態特有の機能として、上記トランスファスイッチ回路140の動作状態を制御するトランスファスイッチ制御信号を生成して、ゲートドライバ120のスイッチ駆動部SWD及びソースドライバ130に供給し、ソースドライバ130からの時分割シリアルデータからなる表示信号電圧Vrgbの供給タイミングに同期して、トランスファスイッチ回路140に設けられた各トランスファゲートTG1〜TG3を選択的にオン動作させて、上記表示信号電圧Vrgbを各データライン(表示画素)に分配するように制御する。
The
(液晶表示装置の駆動制御方法)
次いで、本実施形態に係る液晶表示装置における駆動制御動作について、図面を参照して説明する。
図5は、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作を示すタイミングチャートである。
(Drive control method for liquid crystal display device)
Next, a drive control operation in the liquid crystal display device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a timing chart showing the drive control operation of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
上述したような構成を有する液晶表示装置における駆動制御動作は、図5のタイミングチャートに示すように、1水平期間(1H)を1サイクルとして、ゲートドライバ120からi行目の走査ラインSLi(1≦i≦n)に走査信号Giを印加して、当該行の表示画素Px群を選択状態に設定し、該選択期間にソースドライバ130及びトランスファスイッチ回路140を介して、各々3本のデータラインDL1〜DL3、DL4〜DL6、・・・を1組として、スイッチ切換信号SD1〜SD3の印加タイミング(トランスファゲートTG1〜TG3の導通タイミング)で、各データラインDL1〜DL3、DL4〜DL6、・・・に接続された表示画素Pxに対応する表示データに応じた表示信号電圧Vrgbを分配して、個別の表示信号電圧Vr、Vg、Vbとして順次印加することにより、当該行の各表示画素Pxに表示データを書き込む動作を実行する。
As shown in the timing chart of FIG. 5, the drive control operation in the liquid crystal display device having the above-described configuration is performed as one scan period SLi (1) from the
そして、このような書込み動作を、1垂直期間(1V=(n+1)×H)に、液晶表示パネル110を構成する各走査ラインSL1、SL2、・・・SLn(本実施形態では、液晶表示パネル110が320本の走査ラインSLを備えるものとする。n=320)に対して、順次走査信号G1、G2、G3、・・・Gnを印加することにより、液晶表示パネル1画面分の表示データを各表示画素Pxに書き込む。これにより、各表示画素Pxが表示データに応じた階調状態に設定されるので、液晶表示パネル110に所望の画像情報が表示される。
Then, such a writing operation is performed in one vertical period (1V = (n + 1) × H) in each of the scanning lines SL1, SL2,... SLn constituting the liquid crystal display panel 110 (in this embodiment, the liquid crystal display panel). 110 includes 320 scanning lines SL. N = 320), by sequentially applying scanning signals G1, G2, G3,... Gn, display data for one screen of the liquid crystal display panel. Is written in each display pixel Px. Thereby, each display pixel Px is set to a gradation state corresponding to the display data, so that desired image information is displayed on the liquid
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置及びその駆動制御方法によれば、液晶表示パネル110(画素エリアPXA)を構成する各データラインDLに接続された表示画素Pxに供給する表示信号電圧を、ソースドライバ130内部で複数本のデータラインDLを一組として時分割シリアルデータに変換して、絶縁性基板SUB上に画素エリアPXAとともに一体的に形成されたトランスファスイッチ回路140に出力し、該トランスファスイッチ回路140により各組の時分割シリアルデータを、時分割タイミングに応じて分配して各組のデータラインDLに順次供給することにより、絶縁性基板SUBに設けられたトランスファスイッチ回路140と、該絶縁性基板140とは別個に設けられたソースドライバ130との間を、上記データラインDLの組数分の接続端子TMsにより接続することができる。
Therefore, according to the liquid crystal display device and the drive control method thereof according to the present embodiment, the display signal voltage supplied to the display pixels Px connected to the data lines DL constituting the liquid crystal display panel 110 (pixel area PXA) is Within the
これにより、液晶表示パネル110とソースドライバ130間の接続端子の数を数分の1(各組に含まれるデータラインの本数分の1)に削減して、当該接続端子間のピッチを比較的広く設計することができるので、当該接続工程における工数を削減することができるとともに、比較的低い接続精度であっても良好に接続することができ、製造コストの削減及びソースドライバの実装面積の縮小を図ることができる。
As a result, the number of connection terminals between the liquid
また、従来技術に示したような液晶表示パネルに配設された各データラインに対応して、表示信号電圧を並列的に供給する構成においては、デジタル信号として供給される表示データ(画素データ)をアナログ化するためのD/Aコンバータや、アナログ化された画素データを所定の信号レベルまで増幅する出力アンプ等を、各データラインごとに設ける必要があるが、本実施形態においては、これらの構成を数分の1に削減することができるので、ソースドライバの回路規模を縮小することができるとともに、上記出力段(D/Aコンバータ、出力アンプ等)で消費する電力を削減することができる。 Further, in the configuration in which the display signal voltage is supplied in parallel corresponding to each data line arranged in the liquid crystal display panel as shown in the prior art, display data (pixel data) supplied as a digital signal. It is necessary to provide a D / A converter for converting the analog data, an output amplifier for amplifying the analog pixel data to a predetermined signal level for each data line. Since the configuration can be reduced to a fraction, the circuit scale of the source driver can be reduced, and the power consumed by the output stage (D / A converter, output amplifier, etc.) can be reduced. .
なお、本実施形態においては、トランスファスイッチ回路140に設けられた各トランスファゲートTG1〜TG3の導通状態を制御するスイッチ切換信号SD1〜SD3を生成するスイッチ駆動部SWDを、ゲートドライバ120の内部に設けた回路構成を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゲートドライバ120の外部に設けた構成を適用するものであってもよい。ここで、スイッチ駆動部は、上述したように、ゲートドライバに設けられたAND回路やレベルシフタ、出力アンプと同等の構成を備え、また、ゲートドライバの動作状態を制御するゲートリセット信号GRESに基づいて制御されるので、本実施形態(図3)に示したように、ゲートドライバと一体的に形成した構成を適用した方が、回路規模の縮小や接続端子数の削減を図ることができる利点を有している。
In this embodiment, a switch driver SWD that generates switch switching signals SD1 to SD3 for controlling the conduction states of the transfer gates TG1 to TG3 provided in the
また、本実施形態においては、複数系統(jは任意の正の整数;上述したようにRGBの各色成分に対応させた場合には、3系統(j=3))のパラレルデータとして供給された表示データを、3入力マルチプレクサ133Aによりシリアルデータに変換処理してソースドライバ130から出力し、液晶表示パネル110(画素エリアPXA)に付設されたトランスファスイッチ回路140において、各トランスファゲートTG1〜TG3を時分割タイミングに基づいてオン動作することにより、複数(j本)のデータラインDLに分配する構成を有しているので、単に、表示データを取り込み保持して、表示信号電圧に変換して出力する従来のソースドライバに比較して、ソースドライバ130及びトランスファスイッチ回路140は、j倍の動作速度(j倍のクロック周波数)で信号処理を行うように設定される。
In the present embodiment, the data is supplied as parallel data of a plurality of systems (j is an arbitrary positive integer; 3 systems (j = 3) when corresponding to each RGB color component as described above). The display data is converted into serial data by the 3-input multiplexer 133A and output from the
<第2の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第2の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図6は、第2の実施形態に係る液晶表示装置に適用されるゲートドライバ及びスイッチ駆動部の一構成例を示す概略構成図であり、図7は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるソースドライバ及びトランスファスイッチ回路の一構成例を示す概略構成図である。また、図8は、本実施形態に係る液晶表示装置の駆動制御動作を示すタイミングチャートである。さらに、図9は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるソースドライバ及びトランスファスイッチ回路の他の構成例を示す概略構成図である。ここで、上述した第1の実施形態と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration example of a gate driver and a switch driving unit applied to the liquid crystal display device according to the second embodiment, and FIG. 7 is applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment. It is a schematic block diagram which shows the example of 1 structure of the source driver and transfer switch circuit. FIG. 8 is a timing chart showing the drive control operation of the liquid crystal display device according to this embodiment. Further, FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another configuration example of the source driver and transfer switch circuit applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment. Here, about the structure equivalent to 1st Embodiment mentioned above, the same or equivalent code | symbol is attached | subjected and the description is simplified or abbreviate | omitted.
本実施形態に係る液晶表示装置は、概略、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1、図2参照)を有し、特に、ゲートドライバ120及びソースドライバ130、トランスファスイッチ回路140が次に示すように、2本のデータラインDLを1組として、該データラインDLに接続された2個の表示画素Pxに対応して並列的に供給された表示データを、時分割シリアルデータに変換してトランスファスイッチ回路140に出力した後、時分割タイミングで各組のデータラインに分配するように構成されている。
The liquid crystal display device according to this embodiment generally has a configuration equivalent to that of the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2). In particular, the
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置に適用されるゲートドライバ120は、図6に示すように、上述した第1の実施形態と同様に、内部にスイッチ駆動部SWDを備えた構成を有し、該スイッチ駆動部SWDは、LCDコントローラ150から供給されるマルチプレクサコントロール信号CNmx及びスイッチリセット信号SDRESに基づいて、デコーダ126から出力されるデコード信号と、LCDコントローラ150からゲートドライバ120に供給されるゲートリセット信号GRESを入力とするAND回路127から出力される信号に基づいて、トランスファスイッチ回路140へ供給する個別の2種類(2系統)のスイッチ切換信号SD1、SD2を生成するように構成されている。ここで、本実施形態に係るゲートドライバ120(スイッチ駆動部SWDを除く構成)は、上述した第1の実施形態に示したゲートドライバと同等の構成を有しているので、その説明を省略する。
That is, as shown in FIG. 6, the
このような構成を有するスイッチ駆動部SWDにおいて、上述したゲートリセット信号GRESをハイレベル(“1”)に設定した状態(ゲートドライバ120の駆動状態)においては、表2に示す信号論理のように、LCDコントローラ150からローレベル(“0”)のスイッチリセット信号SDRESを供給した場合には、マルチプレクサ制御信号CNmxの信号レベルに関わらず、トランスファスイッチ回路140にはローレベル(“0”)のスイッチ切換信号SD1、SD2が供給されて、後述するソースドライバ130により生成された表示信号電圧の各列のデータラインDLへの供給が遮断される。
In the switch driver SWD having such a configuration, in the state where the gate reset signal GRES described above is set to a high level (“1”) (the driving state of the gate driver 120), the signal logic shown in Table 2 is obtained. When the low level (“0”) switch reset signal SDRES is supplied from the
また、LCDコントローラ150からハイレベル(“1”)のスイッチリセット信号SDRESを供給した場合には、表2に示すように、マルチプレクサ制御信号CNmxの信号レベルに基づいて、マルチプレクサ制御信号CNmxがローレベルのとき、スイッチ切換信号SD1のみがハイレベルとなり、マルチプレクサ制御信号CNmxがハイレベルのとき、スイッチ切換信号SD2のみがハイレベルとなるように設定される。これにより、スイッチ切換信号SD1、SD2が印加されたトランスファゲートが順次(時系列的に)オン動作して、後述するソースドライバ130により生成された表示信号電圧が各列のデータラインDLに供給される。
When the high level (“1”) switch reset signal SDRES is supplied from the
一方、ゲートリセット信号GRESをローレベル(“0”)に設定した状態(ゲートドライバ120のリセット状態)においては、AND回路127の他方の入力接点に常時“0”レベルが入力されるため、デコーダ126から出力されるデコード信号の信号レベル(すなわち、マルチプレクサ制御信号CNmx及びスイッチリセット信号SDRESの信号レベル)に関わらず、トランスファスイッチ回路140にはローレベル(“0”)のスイッチ切換信号SD1、SD2が供給されて、後述するソースドライバ130により生成された表示信号電圧の各列のデータラインDLへの供給が遮断される。
On the other hand, when the gate reset signal GRES is set to a low level (“0”) (the reset state of the gate driver 120), the “0” level is always input to the other input contact of the AND
ソースドライバ130は、図7に示すように、第1の実施形態に示した構成と同様に、シフトレジスタ回路131と、ラッチ回路132と、D/Aコンバータ134と、出力アンプ135と、を備え、さらに、本実施形態特有の構成として、ラッチ回路132に順次取り込み保持された複数系統(3系統)の表示データRdata、Gdata、Bdataのうち、2系統の表示データ(RdataとGdata、BdataとRdata、又は、GdataとBdataのいずれかの組み合わせのパラレルデータ)を、1系統の時分割的に配列されたシリアルデータ(画素データ)に変換する2入力マルチプレクサ133Bを備えた構成を有している。
As shown in FIG. 7, the
また、トランスファスイッチ回路140は、図7に示すように、上述したソースドライバ130から、時分割シリアルデータとして表示信号電圧Vrg、Vbr、Vgbが出力される接続端子TMsに対して並列的に接続され、上述した3系統の表示データのうち、各2系統の表示データに対応した表示画素に接続された各データラインDLに対して、個別にトランスファゲートTG1、TG2を備えた構成を有し、上述したゲートドライバ120内に設けられたスイッチ駆動部SWDから個別に供給されるスイッチ切換信号SD1、SD2により各トランスファゲートTG1、TG2のオン状態を選択的に設定するように制御される。
As shown in FIG. 7, the
このような構成を有するソースドライバ130及びトランスファスイッチ回路140においては、上述した第1の実施形態と同様に、表示信号生成回路160から1行分のRGBの各色の表示画素に対応した3系統の表示データRdata、Gdata、Bdataがパラレルデータとして順次供給され、シフトレジスタ131から出力されるシフト信号に応じて、複数のラッチ回路132により順次取り込み保持されるとともに、取り込まれた表示データを制御信号STBに応じて一斉に出力し、画素エリアPXAにおける配列が隣接する表示画素Pxに対応する2系統の表示データ(RdataとGdata、BdataとRdata、又は、GdataとBdata)ごとに、LCDコントローラ150から供給される単一のマルチプレクサコントロール信号CNmxに基づいて、2入力マルチプレクサ133Bにより時分割シリアルデータに変換してD/Aコンバータ134、出力アンプ135、接続端子TMsを介して、表示信号電圧Vrgbとしてトランスファスイッチ回路140に出力される。
In the
このとき、データドライバ120内に設けられたスイッチ駆動部SWDから、上記マルチプレクサ133Bにおけるシリアル変換処理を制御するマルチプレクサ制御信号CNmxに基づいて生成されるスイッチ切換信号SD1、SD2により、上記画素データ(表示信号電圧)の時分割タイミングに同期して、各データラインDL1、DL3、・・・及びDL2、DL4・・・に設けられた各トランスファゲートTG1、TG2を、時間的に重ならないように選択的にオン動作させる。
At this time, the pixel data (display) is displayed by the switch switching signals SD1 and SD2 generated based on the multiplexer control signal CNmx for controlling the serial conversion processing in the multiplexer 133B from the switch driver SWD provided in the
これにより、スイッチ切換信号SD1又はSD2が供給される所定のタイミング(すなわち、マルチプレクサコントロール信号CNmxに基づいて変換される表示データRdata、Gdata、Bdataの時分割タイミング)で、時分割シリアルデータからなる表示信号電圧Vrgのうち、表示データの赤色成分Rdataに基づく表示信号電圧VrがデータラインDL1、DL4、DL7、・・・DL(k+1)に供給され、緑色成分Gdataに基づく表示信号電圧VgがデータラインDL2、DL5、DL8、・・・DL(k+2)に供給され、青色成分Bdataに基づく表示信号電圧VbがデータラインDL3、DL6、DL9、・・・DL(k+3)に供給される。 As a result, a display composed of time-division serial data at a predetermined timing when the switch switching signal SD1 or SD2 is supplied (that is, time-division timing of display data Rdata, Gdata, and Bdata converted based on the multiplexer control signal CNmx). Of the signal voltage Vrg, the display signal voltage Vr based on the red component Rdata of the display data is supplied to the data lines DL1, DL4, DL7,... DL (k + 1), and the display signal voltage Vg based on the green component Gdata is obtained. Supplied to the data lines DL2, DL5, DL8,... DL (k + 2) and the display signal voltage Vb based on the blue component Bdata is supplied to the data lines DL3, DL6, DL9,. Is done.
そして、本実施形態に係る液晶表示装置における駆動制御動作は、上述した第1の実施形態に示した場合と同様に、1水平期間(1H)を1サイクルとして、ゲートドライバ120から走査ラインSLi(1≦i≦n)に走査信号Giを印加して、当該行の表示画素Pxを選択状態に設定するとともに、図8のタイミングチャートに示すように、該選択期間にソースドライバ130及びトランスファスイッチ回路140を介して、相互に隣り合う2本のデータラインDLを1組として、スイッチ切換信号SD1、SD2の印加タイミング(トランスファゲートTG1、TG2の導通タイミング)で、各表示画素Pxに対応する表示データに応じた表示信号電圧Vr、Vg、Vbを順次印加することにより、当該行の各表示画素Pxに所定の表示データを書き込む動作を実行する。
Then, the drive control operation in the liquid crystal display device according to the present embodiment is performed from the
このような書込み動作を、液晶表示パネル110を構成する各走査ラインSL1、SL2、・・・SLn(本実施形態では、n=320)に対して、順次走査信号G1、G2、G3、・・・Gnを印加することにより、液晶表示パネル1画面分の表示データを各表示画素Pxに書き込む。これにより、各表示画素Pxが表示データに応じた階調状態に設定されるので、液晶表示パネル110に所望の画像情報が表示される。
Such a writing operation is sequentially performed on the scanning lines SL1, SL2,... SLn (in this embodiment, n = 320) constituting the liquid
なお、本実施形態においては、表示信号生成回路160から並列的に(パラレルデータとして)供給されるRGB各色の色成分の表示データ(3系統の表示データ)Rdata、Gdata、Bdataを、シフトレジスタ131からのシフト信号の出力タイミングに基づいて、タッチ回路132に一括して取り込んで保持する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図9に示すように、表示信号生成回路160から時分割的に(シリアルデータとして)供給されるRGB各色の色成分の表示データRdata、Gdata、Bdataを、シフト信号の出力タイミングに基づいて、個別のラッチ回路(LCT)132に順次取り込み保持し、後段の2入力マルチプレクサ133B(あるいは、第1の実施形態に示したように3入力マルチプレクサ133A)により時分割シリアルデータに変換するようにした構成を有するものであってもよい。
In the present embodiment, display data (three systems of display data) Rdata, Gdata, and Bdata of each color of RGB supplied in parallel (as parallel data) from the display
<第3の実施形態>
次に、本発明に係る表示装置の第3の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図10は、第3の実施形態に係る液晶表示装置を示す要部構成図であり、図11は、本実施形態に係る液晶表示装置に適用される制御信号生成部の一例を示す概略構成図である。また、図12は、本実施形態に係る制御信号生成部における信号生成動作を示すタイミングチャートである。ここで、上述した第1又は第2の実施形態と同等の構成については、同一又は同等の符号を付してその説明を簡略化又は省略する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a main part configuration diagram illustrating a liquid crystal display device according to the third embodiment, and FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a control signal generation unit applied to the liquid crystal display device according to the present embodiment. It is. FIG. 12 is a timing chart showing a signal generation operation in the control signal generation unit according to this embodiment. Here, about the structure equivalent to 1st or 2nd embodiment mentioned above, the same or equivalent code | symbol is attached | subjected and the description is simplified or abbreviate | omitted.
本実施形態に係る液晶表示装置は、概略、上述した第1の実施形態と同等の構成(図1、図2参照)を有し、特に、ソースドライバ130に設けられるマルチプレクサ及びトランスファスイッチ回路140の動作状態を制御するマルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESを、ゲートドライバ120及びソースドライバ130に供給される、既存の垂直制御信号及び水平制御信号に基づいて生成するように構成されている。
The liquid crystal display device according to this embodiment generally has a configuration equivalent to that of the first embodiment described above (see FIGS. 1 and 2), and in particular, a multiplexer and transfer
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置の要部構成は、図10に示すように、上述した第1の実施形態と同様に、液晶表示パネル110(画素エリアPXA)に配設された複数の走査ラインSLに対して順次走査信号を印加するゲートドライバ120と、複数のデータラインDLに対して、表示データに基づく表示信号電圧を一斉に印加するソースドライバ130と、ソースドライバ130と液晶表示パネル110間に設けられ、複数のデータラインDLに直接接続されたトランスファスイッチ回路140と、ゲートドライバ120の内部に設けられ、上記トランスファスイッチ回路140における動作状態を制御するスイッチ切換信号SD1〜SD3を生成するスイッチ駆動部SWDと、を有し、さらに、本実施形態特有の構成として、LCDコントローラ150から供給される垂直制御信号及び水平制御信号に基づいて、スイッチ駆動部SWDにおけるスイッチ切換信号SD1〜SD3の生成処理、及び、ソースドライバ130における表示データのシリアル変換処理に適用される、マルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESを生成する制御信号生成部(制御信号生成手段)CSGを備えるとともに、上記トランスファスイッチ回路140がソースドライバ130内に一体的に設けられた構成を有している。
That is, as shown in FIG. 10, the main configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment is a plurality of components arranged in the liquid crystal display panel 110 (pixel area PXA) as in the first embodiment described above. A
ここで、本実施形態においては、少なくとも、図10に示す各構成(液晶表示パネル110(画素エリアPXA)、ゲートドライバ120、ソースドライバ130、制御信号生成部CSG)が同一の絶縁性基板SUB上に一体的に形成された構成を有している。なお、本実施形態に係るゲートドライバ120(スイッチ駆動部SWDを含む構成)、及び、ソースドライバ130(トランスファスイッチ回路140を含む構成)は、上述した第1の実施形態(図3、図4)と同等の構成を有しているので、その具体的な説明を省略する。
Here, in the present embodiment, at least each component shown in FIG. 10 (the liquid crystal display panel 110 (pixel area PXA), the
本実施形態に適用される制御信号生成部CSGは、図11に示すように、概略、LCDコントローラ150からゲートドライバ120に供給される既存の垂直制御信号(ゲートスタート信号GSRT、ゲートクロック信号GPCK)に基づいて、ゲートクロック信号GPCKのクロック数を計数する垂直カウンタ141と、LCDコントローラ150からソースドライバ130に供給される既存の水平制御信号(水平期間スタート信号STH、水平シフトクロック信号SCK)に基づいて、水平シフトクロック信号SCKを計数する水平カウンタ142と、これらのカウンタ141、142からのカウント値及び水平シフトクロック信号SCKに基づいて、スイッチ駆動部SWD及びトランスファスイッチ回路140に供給されるマルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESを生成するデコーダ143と、を備えた構成を有している。
As shown in FIG. 11, the control signal generation unit CSG applied to this embodiment is generally an existing vertical control signal (gate start signal GSRT, gate clock signal GPCK) supplied from the
これにより、垂直カウンタ141は、図12(a)に示すように、1垂直期間(1V=321H)を1サイクルとして、該1垂直期間内に計数されるゲートクロック信号GPCKのカウント値G-countをデコーダ143に出力し、水平カウンタ142は、図12(b)に示すように、1水平期間(1H=240SCK)を1サイクルとして、該1水平期間内に計数される水平シフトクロック信号SCKのカウント値S-countをデコーダ143に出力する。ここで、図12においては、上述した実施形態と同様に、液晶表示パネル110が320本の走査ラインSL及び240本のデータラインを備える場合(すなわち、縦320×横240の画素数を有する場合)のタイミングチャートを示す。また、デコーダ143は、これらのカウント値G-count及びS-countに基づいて、図5に示したような所定のタイミングを有するマルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESを生成する。
Thereby, as shown in FIG. 12A, the
なお、本実施形態においては、ソースドライバ130として、第1の実施形態に示したように、3入力マルチプレクサ(図4参照)を備えた構成を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第2の実施形態に示したように、3入力マルチプレクサ(図7参照)を備えた構成を適用するものであってもよい。この場合においては、制御信号生成部CSGにより図8に示したような所定のタイミングを有する単一のマルチプレクサコントロール信号CNmx及びスイッチリセット信号SDRESが生成されて、スイッチ駆動部SWD及びソースドライバ130に供給される。
In the present embodiment, the case where the
したがって、このような構成を有する液晶表示装置においては、ゲートドライバ120及びソースドライバ130に供給される既存の垂直制御信号及び水平制御信号のみを用いて、液晶表示パネル110(画素エリアPXA)が形成された絶縁性基板SUB内でマルチプレクサコントロール信号CNmx0、CNmx1及びスイッチリセット信号SDRESを生成して、ゲートドライバ120内に設けられたスイッチ駆動部SWD、及び、ソースドライバ130内に設けられたトランスファスイッチ回路140に供給することができるので、絶縁性基板SUB外から供給する制御信号の数を減らして接続端子数をさらに削減しつつ、従来技術における構成と同等の表示駆動動作を実現することができる。
Therefore, in the liquid crystal display device having such a configuration, the liquid crystal display panel 110 (pixel area PXA) is formed using only the existing vertical control signal and horizontal control signal supplied to the
また、液晶表示パネル110を構成する画素エリアPXAが形成される絶縁性基板SUB上に、ゲートドライバ(スイッチ駆動部SWDを含む)120に加え、ソースドライバ(トランスファスイッチ回路140を含む)130も一体的に形成した構成を有しているので、周辺回路(特に、ドライバIC)の実装面積を大幅に縮小することができるとともに、上述したように端子数を削減することにより製造工程を簡略化して製品コストを低減することができる。
In addition to the gate driver (including the switch driver SWD) 120, the source driver (including the transfer switch circuit 140) 130 is also integrated on the insulating substrate SUB on which the pixel area PXA constituting the liquid
100 液晶表示装置
110 液晶表示パネル
120 ゲートドライバ
130 ソースドライバ
140 トランスファスイッチ回路
150 LCDコントローラ
SWD スイッチ駆動部
CSG 制御信号生成部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
少なくとも、
各行の前記走査ラインに所定のタイミングで走査信号を順次印加して、該行の前記表示画素を選択状態に設定する走査駆動手段と、
外部から供給される前記表示データを取り込み、並列的に保持するデータ保持部と、該記データ保持部に並列的に保持された前記表示データを、所定の数の前記表示データごとに時分割的に配列された画素データに変換するデータ変換部と、を有する信号駆動手段と、
前記表示パネルと前記信号駆動手段との間に介在し、前記複数の信号ラインに直接接続され、前記所定の数の前記信号ラインごとに共通に設けられた接続端子を介して、前記信号駆動手段から供給される前記画素データに基づく前記表示信号電圧を、前記所定の数の前記信号ラインに順次印加する複数のスイッチを有し、前記選択状態に設定された行の前記複数の表示画素に前記表示データに基づく表示信号電圧を個別に印加するデータ分配手段と、
を具備することを特徴とする表示装置。 A display panel in which a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged two-dimensionally in the vicinity of the intersection of the signal lines and the scanning lines, is desired. In a display device that displays image information,
at least,
Scan driving means for sequentially applying scanning signals to the scanning lines of each row at a predetermined timing to set the display pixels of the row to a selected state;
A data holding unit that takes in the display data supplied from outside and holds the display data in parallel, and the display data held in parallel in the data holding unit is divided in a time-sharing manner for each predetermined number of display data. A data conversion unit that converts the pixel data arranged in the pixel data,
The signal driving means is interposed between the display panel and the signal driving means, directly connected to the plurality of signal lines, and connected in common to the predetermined number of the signal lines. A plurality of switches for sequentially applying the display signal voltage based on the pixel data supplied from the plurality of the signal lines to the plurality of display pixels in the row set in the selected state. Data distribution means for individually applying display signal voltages based on display data;
A display device comprising:
前記表示データに応じた前記表示信号電圧を印加することにより、前記表示画素に充填された前記液晶分子の配向状態が制御されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の表示装置。 Each of the plurality of display pixels includes a pixel transistor having a gate electrode connected to the scan line, a drain electrode connected to the signal line, and a source electrode connected to the pixel electrode, and the pixel electrode and the pixel electrode. A pixel capacitor formed by filling liquid crystal molecules between common electrodes that are commonly provided opposite to each other, and an auxiliary capacitor connected in parallel to the pixel capacitor,
10. The display according to claim 1, wherein an orientation state of the liquid crystal molecules filled in the display pixel is controlled by applying the display signal voltage corresponding to the display data. apparatus.
少なくとも、
前記表示データを取り込み、並列的に保持するステップと、
該並列的に保持された前記表示データを、所定の数の前記表示データごとに時分割的に配列された画素データに変換するステップと、
前記画素データを、前記所定の数の前記信号ラインごとに共通に設けられた接続端子を介して供給するステップと、
前記画素データに基づく前記表示信号電圧を、前記表示データの変換に用いる時分割タイミングに同期して、前記所定の数の前記信号ラインに選択的に順次印加し、選択状態に設定された行の前記複数の表示画素に前記表示信号電圧を個別に印加するステップと、
を含むことを特徴とする表示装置の駆動制御方法。 A display panel in which a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines are arranged so as to be orthogonal to each other, and a plurality of display pixels are arranged two-dimensionally in the vicinity of the intersection of the signal lines and the scanning lines, is desired. In a drive control method for a display device that displays image information,
at least,
Capturing the display data and holding it in parallel;
Converting the display data held in parallel into pixel data arranged in a time-sharing manner for each predetermined number of the display data;
Supplying the pixel data via a connection terminal provided in common for the predetermined number of the signal lines;
The display signal voltage based on the pixel data is selectively applied sequentially to the predetermined number of the signal lines in synchronization with the time division timing used for the conversion of the display data, and the row of the row set in the selected state is selected. Individually applying the display signal voltages to the plurality of display pixels;
A drive control method for a display device, comprising:
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