JP2008070620A - 液晶表示装置の駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】 液晶表示装置の駆動回路の回路規模を小さくする。
【解決手段】 時分割PWM生成回路11が複数のPWM階調信号を含む時分割PWM階調信号を生成するので、PWM階調信号の本数が用意されず、時分割PWM階調信号の本数が用意されればよくなる。よって、時分割PWM階調信号の数の方がPWM階調信号の数よりも少ないので、液晶表示装置の駆動回路の回路規模が小さくなる。
【選択図】 図1
【解決手段】 時分割PWM生成回路11が複数のPWM階調信号を含む時分割PWM階調信号を生成するので、PWM階調信号の本数が用意されず、時分割PWM階調信号の本数が用意されればよくなる。よって、時分割PWM階調信号の数の方がPWM階調信号の数よりも少ないので、液晶表示装置の駆動回路の回路規模が小さくなる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、PWM階調制御によって画像データを液晶パネルに出力する液晶表示装置の駆動回路に関する。
現在、様々な電子機器で、液晶表示装置が使用されている。
液晶表示装置の液晶パネルへの表示は、通常、階調表示であり、一つの走査線に対応するラインの画像データに対応した所定の期間だけオン電圧を印加するPWM(Pulse Width Modulation)階調制御が行われている(例えば、特許文献1参照)。
特開平10−177370号公報
しかし、高画質が追求されることにより、階調表示が多階調になり、その分、階調表示に使用される階調レベルを示す階調信号の本数が増えてしまう。よって、液晶表示装置の駆動回路の回路規模が大きくなってしまう。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、回路規模が小さい液晶表示装置の駆動回路を提供することを目的とする。
本発明では、上記課題を解決するために、PWM階調制御によって画像データを液晶パネルに出力する液晶表示装置の駆動回路において、階調レベルを示す階調信号を複数生成する階調信号生成手段と、時分割されることによって複数の前記階調信号を含む時分割階調信号を、複数生成する時分割階調信号生成回路と、複数の前記時分割階調信号から所定の前記時分割階調信号を選択する時分割階調信号選択回路と、前記時分割階調信号選択回路によって選択された前記時分割階調信号から所定の前記階調信号を取り出す階調信号取出回路と、前記階調信号取出回路によって取り出された前記階調信号を前記画像データとして液晶パネルに出力する階調信号出力回路と、を備えていることを特徴とする液晶表示装置の駆動回路が提供される。
本発明では、時分割階調信号生成回路が複数の階調信号を含む時分割階調信号を生成するので、階調信号の本数分を必要とせず、時分割階調信号の本数分が用意されればよくなる。よって、時分割階調信号の数の方が階調信号の数よりも少ないので、液晶表示装置の駆動回路の回路規模が小さくなる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
[第一の実施形態]
まず、第一の実施形態の液晶表示装置の駆動回路について説明する。図1は、1画素分の液晶表示装置の駆動回路の概略を示す図である。
まず、第一の実施形態の液晶表示装置の駆動回路について説明する。図1は、1画素分の液晶表示装置の駆動回路の概略を示す図である。
液晶表示装置の駆動回路は、MPUインタフェース1、表示RAM2、コマンドレジスタ3、表示タイミング生成回路4、ラインラッチA5、PMW選択回路6、一致検出回路7、パレット値保持回路8、走査線デコーダ9、PWM生成回路10、時分割PWM生成回路11、ラインラッチB12、PWM階調信号用バスライン13、選択ラッチ14、信号線電極用レベルシフタ15、信号線電極駆動回路16、走査線電極用レベルシフタ17及び走査線電極駆動回路18を備えている。
MPUインタフェース1は、外部の制御プロセッサ(図示しない)からのデータを表示RAM2及びコマンドレジスタ3に書き込むときのインタフェースである。また、MPUインタフェース1は、表示RAM2及びコマンドレジスタ3のデータを外部に読み出すときのインタフェースである。
コマンドレジスタ3は、MPUインタフェース1に接続され、複数の制御レジスタを有し、駆動回路を制御する。パレット値保持回路8は、コマンドレジスタ3に接続され、PWM生成回路10によって生成される階調レベルを示す各PWM階調信号(X=2N+M=2L本)に対応したパルス幅をそれぞれ保持する。制御プロセッサは、図示されていないが、温度や特定の液晶表示装置の特性に応じ、コマンドレジスタ3の制御レジスタのデータを書き換え、パレット値保持回路8によって保持されたパルス幅を書き換える。
表示タイミング生成回路4は、液晶パネルの表示タイミングを生成する。この回路は、コマンドレジスタ3のデータに基づき、走査線デコーダ9に液晶パネルの走査線を選択するための走査線選択カウンタ値を出力し、PWM生成回路10にPWM階調信号を生成するためのPWM生成カウンタ値PWM_CNTを出力し、時分割PWM生成回路11及び一致検出回路7にパラレルに入力された複数のPWM階調信号をシリアルに出力するための時分割選択信号SELを出力し、表示RAM2に走査線を選択する周期に対応したラインリード信号LCD_RDを出力し、ラインラッチA5にラインリード信号LCD_RDの周期に対応したラッチ信号LAT1を出力し、一致検出回路7にシリアルに入力された複数の時分割PWM階調信号の中から一つの時分割PWM階調信号を取り出すためのクロック信号CK2を出力し、ラインラッチB12にクロック信号CKに同期したクロック信号CK1を出力する。
PWM生成回路10は、パレット値保持回路8からの各パルス幅とPWM生成カウンタ値PWM_CNTとの比較結果に基づき、全てのPWM階調信号を生成し、時分割PWM生成回路11にそれらの信号をパラレルに出力する。
時分割PWM生成回路11は、時分割選択信号SELに基づき、全てのPWM階調信号の中から所定の複数の信号を選択し、PWM選択回路6にそれらの複数の信号をシリアルに出力する。ここでのシリアルからパラレルへの変換は、全てのPWM階調信号に対して行われる。ここで、時分割PWM生成回路11は、全てのPWM階調信号の数を時分割した数で除算して算出された数の信号を含むPWM階調信号用バスライン13を用い、それらの信号を出力している。例えば、64本のPWM階調信号は、時分割の数が2であるとすると、32本の時分割PWM階調信号になる。
表示RAM2は、MPUインタフェース1に接続され、液晶表示装置の液晶パネルと同一のマトリクス状のアドレス空間を有し、それらのアドレスに液晶パネルの画像データに対応した表示データを画素単位で格納している。表示RAM2は、ラインリード信号LCD_RDに基づき、一つの画素の表示データを、その画素に対応するラインラッチA5に一つの走査線に対応するライン毎に出力する。なお、一つの画素(信号線)に対して一つのラインラッチAが用意されている。ラインラッチA5は、ラッチ信号LAT1に基づき、走査線を選択する周期で表示RAM2が出力する一つの表示データを保持する。この一つの表示データはN+Mビットで構成されていて、ラインラッチA5は、表示データの上位のMビットをPWM選択回路6に出力し、下位のNビットを一致検出回路7に出力する。制御プロセッサは、図示されていないが、更新したい液晶パネルのアドレスに対応する表示RAM2の表示データを更新し、液晶パネルの表示を更新する。
PWM選択回路6は、一つの表示データに基づき、時分割PWM生成回路11によって時分割されてパラレルからシリアル変換された全ての時分割PWM階調信号から一つの時分割PWM階調信号を選択し、その選択された時分割PWM階調信号を選択ラッチ14に出力する。一致検出回路7は、時分割選択信号SELと表示データの下位のNビットとが一致した場合、クロック信号CK2を、複数のPWM階調信号を含む時分割PWM階調信号の中から特定のPWM階調信号を取り出すためのラッチ信号LAT2として選択ラッチ14に出力する。選択ラッチ14は、ラッチ信号LAT2が入力されると、複数のPWM階調信号を含む時分割PWM階調信号の中から特定のPWM階調信号をラッチし、そのPWM階調信号を画像データとして出力する。
ラインラッチB12は、クロック信号CK1が入力されると、選択ラッチ14の画像データをラッチする。信号線電極用レベルシフタ15は、ラインラッチB12の画像データを、所定の電圧にレベルシフトする。信号線電極駆動回路16は、信号線電極用レベルシフタ15の出力信号を、信号線電極を駆動する電圧にレベルシフトして信号線に出力する。
走査線デコーダ9は、走査線選択カウンタ値に基づき、全ての走査線における選択されたか否かを示す信号を生成する。走査線電極用レベルシフタ17は、走査線デコーダ9によって生成された信号を、所定の電圧にレベルシフトする。走査線電極駆動回路18は、走査線電極用レベルシフタ17の出力信号を、走査線を選択するときの電圧または選択しないときの電圧にレベルシフトして各走査線(G1〜Gm)に出力する。
このような駆動回路によると、パレット値保持回路8が複数のパルス幅を保持し、それらのパルス幅に基づいてPWM生成回路10がPWM階調信号をそれぞれ生成する。生成されたPWM階調信号が64ビット存在する場合、時分割PWM生成回路11が、64ビットのPWM階調信号を、例えば、32ビットの時分割PWM階調信号に変換する。表示RAM2が所定の画素の表示データを保持していて、その表示データの上位のMビットに基づき、PWM選択回路6が、32ビットの時分割PWM階調信号の中からその画素に対応する一つの時分割PWM階調信号を選択する。ここで選択された一つの時分割PWM階調信号は複数のPWM階調信号を含んでいるので、選択ラッチ14が、さらに、画素に対応するPWM階調信号を選択する。このPWM階調信号に基づき、信号線電極駆動回路16が、画像データを信号線に出力する。
なお、ラインラッチA5、PWM選択回路6、一致検出回路7、選択ラッチ14、ラインラッチB12及び信号線電極用レベルシフタ15は、図示されていないが、1〜nビットの表示データの分用意されている。
次に、時分割PWM階調信号の時分割について説明する。図2は、時分割PWM階調信号の時分割を示す図である。
ここで、表示タイミング生成回路4はPWM用カウンタ19及び時分割選択用カウンタ20を備え、PWM生成回路10は複数の比較器21を備え、時分割PWM生成回路11は複数のMUX22を備えている。
表示タイミング生成回路4の時分割選択用カウンタ20は、時分割選択信号SELを全てのPWM階調信号の数を時分割した数で除算して算出された数の分用意された複数のMUX22に出力する。
表示タイミング生成回路4のPWM用カウンタ19は、PWM生成カウンタ値PWM_CNTを全てのPWM階調信号の数の分用意された複数の比較器21に出力する。パレット値保持回路8は、所定の比較器21から出力されるPWM階調信号に対応したパルス幅をその比較器21に出力する。比較器21は、その比較器21が受け持つPWM階調信号において、PWM生成カウンタ値PWM_CNTとパルス幅とを比較し、比較結果をそのPWM階調信号として出力する。このとき、PWM階調信号は、そのPWM階調信号に対応したMUX22に出力されている。
MUX22は、そのMUX22が受け持つ複数のPWM階調信号及び時分割選択信号SELに基づき、パラレルに入力された複数のPWM階調信号をシリアルに出力する。
このようにすると、例えば、PWM生成カウンタ値PWM_CNT及びパルス幅PK(X−1)に基づき、比較器21はPWM階調信号PWM(X−1)を出力する。また、PWM生成カウンタ値PWM_CNT及びパルス幅PK(X−2)に基づき、他の比較器21はPWM階調信号PWM(X−2)を出力する。これらのパラレルに入力されたPWM階調信号PWM(X−1)及びPWM階調信号PWM(X−2)を、時分割選択信号SELに基づき、MUX22はPWM階調信号PWM(X−1)_(X−2)を出力する。
ここで、PWM生成回路10から出力されたPWM階調信号はX=2N+M=2L本存在し、X=2N+M=2L種類のPWM階調が行われることになる。また、ここでは、N=1となっていて、時分割PWM生成回路11から出力された時分割PWM階調信号はX/21=2M本存在することになる。また、N=2となっているとすると、時分割PWM階調信号はX/22=2M本存在することになる。
なお、上記の説明では、2つのPWM階調信号が1つの時分割PWM階調信号にまとめられているが、時分割選択信号SELが制御され、MUX22の入力数が制御されることにより、4つの信号が1つの信号にまとめられてもよく、8つの信号が1つの信号にまとめられてもよい。
次に、PWM階調信号PWM(0)及びPWM階調信号PWM(1)から時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)を生成するときにおけるタイミングチャートについて説明する。図3は、時分割PWM階調信号のタイミングチャートである。
クロック信号CKが存在し、このクロック信号CKの1周期に、クロック信号CK2は時分割の数の分周期が存在する。ここでは、クロック信号CK2は2周期分存在する。PWM用カウンタ19がクロック信号CKの立ち上がり回数をカウントすることにより、PWM生成カウンタ値PWM_CNTが3、2、1、0の順番に変化する。また、時分割選択用カウンタ20の時分割選択信号SELは、クロック信号CK2の立ち下がりでハイとローとを変化する。
ここで、値が2のパルス幅PK(1)及びPWM生成カウンタ値PWM_CNTが比較器21に入力され、PWM生成カウンタ値PWM_CNTがパルス幅PK(1)未満になると、PWM階調信号PWM(1)がハイになる。また、値が1のパルス幅PK(0)及びPWM生成カウンタ値PWM_CNTが比較器21に入力され、PWM生成カウンタ値PWM_CNTがパルス幅PK(0)未満になると、PWM階調信号PWM(0)がハイになる。
MUX22は、時分割選択信号SELの値が1のときのPWM階調信号PWM(1)を、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)として出力する。また、MUX22は、時分割選択信号SELの値が0のときのPWM階調信号PWM(0)を、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)として出力する。このとき、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)は、クロック信号CKの1周期でPWM階調信号PWM(1)及びPWM階調信号PWM(0)を含むことになる。
なお、PWM生成カウンタ値PWM_CNTが変更されることにより、PWM階調信号も変更される。
また、クロック信号CK2の生成回路(図1及び図2に図示しない)について説明する。図4は、クロック信号CK2の生成回路の概略を示す図である。
この回路は、複数の遅延回路22及び複数の組み合わせ回路を備えている。
このような回路によると、クロック信号CKが遅延回路22に入力され、その遅延回路22によってクロック信号CKに遅延が発生して遅延されたクロック信号が出力される。色々な遅延量を持つ複数のクロック信号がそれぞれ組み合わせ回路に入力され、その組み合わせ回路がクロック信号CK2を生成して出力する。
なお、上記の回路は、一つのクロック信号CKから他のクロック信号CK2を生成する回路の一例であり、上記の回路に限定されない。
次に、ラインラッチB12の出力について説明する。図5は、1画素分のラインラッチBの出力を示す図である。
パレット値保持回路8は、X=2N+M=2L種類のPWM階調信号に対応するパルス幅をPWM生成回路10に出力する。
表示タイミング生成回路4は、PWM生成カウンタ値PWM_CNTをPWM生成回路10に出力する。また、表示タイミング生成回路4は、クロック信号CK1をラインラッチB12に出力し、クロック信号CK2及び時分割選択信号SELを一致検出回路7に出力し、ラッチ信号LAT1をラインラッチA5に出力する。
PWM生成回路10は、各パルス幅及びPWM生成カウンタ値PWM_CNTに基づき、X=2N+M=2L種類のPWM階調信号を時分割PWM生成回路11に出力する。例えば、PWM生成回路10は、N=1でM=5であるとき、X=64種類のPWM階調信号を出力する。
時分割PWM生成回路11は、N本の時分割選択信号SELに基づき、X=2N+M=2L本のPWM階調信号をX/2=2M本に減少させ、X/2=2M本の時分割PWM階調信号をPWM選択回路6に出力する。例えば、時分割PWM生成回路11は、N=1でM=5であるとき、X/2=32本の時分割PWM階調信号を出力する。
ここで、一つの走査線に対応するラインは、複数の表示データ(nビット)によって構成され、その表示データは、N+Mビットである。
ラインラッチA5は、一つの表示データを保持していて、ラッチ信号LAT1に基づき、上位のMビットをPWM選択回路6に出力し、下位のNビットを一致検出回路7に出力する。例えば、ラインラッチA5は、N=1でM=5であるとき、上位の5ビットをPWM選択回路6に出力し、下位の1ビットを一致検出回路7に出力する。
PWM選択回路6は、表示データの上位のMビットに基づき、X/2=2M本の時分割PWM階調信号の中から一つの時分割PWM階調信号を選択して選択ラッチ14に出力する。
一致検出回路7は、表示データの下位のNビットが時分割選択信号SELに一致した場合、イネーブルになる。このとき、一致検出回路7は、クロック信号CK2を選択ラッチ14のラッチ信号LAT2として選択ラッチ14に出力する。また、一致検出回路7は、表示データの下位のNビットが時分割選択信号SELに一致しなかった場合、ディセーブルになる。このとき、一致検出回路7は、クロック信号CK2を出力しない。
表示データの上位のMビットに基づき、その画素の時分割PWM階調信号が選択され、表示データの下位のNビットに基づき、選択ラッチ14にラッチ信号LAT2が出力されると、選択ラッチ14は、選択された時分割PWM階調信号の中の所定のPWM階調信号をラッチ信号LAT2によってラッチする。
ラインラッチB12は、クロック信号CK1に基づき、PWM階調信号(画像データ)を取り込んで出力する。このラインラッチB12は、ラッチすることにより、所定のラインにおける複数の表示データのタイミングを合わせている。
次に、PWM階調信号PWM(0)及びPWM階調信号PWM(1)から時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)を生成し、その時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)から元のPWM階調信号PWM(1)を取り出し、取り出されたPWM階調信号PWM(1)をラインラッチB12から信号線電極用レベルシフタ15に出力するときにおけるラインラッチB12の出力信号のタイミングチャートについて説明する。図6は、ラインラッチBの出力信号のタイミングチャートである。なお、この図6では、PWM階調信号PWM(0)及びPWM階調信号PWM(1)だけが書かれている。
図3で説明したように、クロック信号CK、クロック信号CK2及び時分割選択信号SELが存在する。クロック信号CK1は、クロック信号CKに同期している。ラインラッチA5のラッチ信号LAT1の周期は、走査線の選択周期と同じである。また、PWM階調信号PWM(0)及びPWM階調信号PWM(1)は、図3で説明したように決定され、図6に示したように出力されている。
一つの走査線に対応するラインにおける一つの表示データにおいて、ラッチ信号LAT1がハイになると、ラインラッチA5が表示データをラッチする。その表示データに基づき、ラインラッチA5は表示データを出力し、表示データの上位のMビットは値が0になり、下位のNビットは値が1になっている。
図3で説明したように、時分割PWM生成回路11のMUX22は、時分割選択信号SELの値が1のときのPWM階調信号PWM(1)を、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)として出力する。また、時分割PWM生成回路11のMUX22は、時分割選択信号SELの値が0のときのPWM階調信号PWM(0)を、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)として出力する。
PWM選択回路6は、表示データの上位のMビットは値が0のとき、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)を選択ラッチ14に出力するようになっている。
一致検出回路7は、表示データの下位のNビットと時分割選択信号SELとが一致すると、クロック信号CK2をラッチ信号LAT2として出力する。
選択ラッチ14は、ラッチ信号LAT2に基づき、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)をラッチする。
ラインラッチB12は、クロック信号CK1に基づき、時分割PWM階調信号PWM(1)_(0)からPWM階調信号PWM(1)をラッチして出力する。
なお、クロック信号CK1は、図4のような回路によってクロック信号CKから生成される。
[第二の実施形態]
次に、上記の説明では、選択ラッチ14がラインラッチB12を介して画像データを出力しているが、以下に説明するように、選択ラッチ14が削除されてもよい。図7は、第二の実施形態の1画素分のラインラッチBの出力を示す図である。
次に、上記の説明では、選択ラッチ14がラインラッチB12を介して画像データを出力しているが、以下に説明するように、選択ラッチ14が削除されてもよい。図7は、第二の実施形態の1画素分のラインラッチBの出力を示す図である。
第二の実施形態における液晶表示装置の駆動回路は、第一の実施形態の回路と比較されると、選択ラッチ14が削除されている。また、クロック信号CK1が削除され、PWM選択回路6の画像データがラインラッチB12直接出力され、一致検出回路7のラッチ信号LAT2がラインラッチB12に出力されている。
ここで、第一の実施形態におけるラインラッチB12と選択ラッチ14とが、第二の実施形態では、一つのラインラッチB12になっている。
1 MPUインタフェース 2 表示RAM
3 コマンドレジスタ 4 表示タイミング生成回路
5 ラインラッチA 6 PMW選択回路
7 一致検出回路 8 パレット値保持回路
9 走査線デコーダ 10 PWM生成回路
11 時分割PWM生成回路 12 ラインラッチB
13 PWM階調信号用バスライン 14 選択ラッチ
15 信号線電極用レベルシフタ 16 信号線電極駆動回路
17 走査線電極用レベルシフタ 18 走査線電極駆動回路
3 コマンドレジスタ 4 表示タイミング生成回路
5 ラインラッチA 6 PMW選択回路
7 一致検出回路 8 パレット値保持回路
9 走査線デコーダ 10 PWM生成回路
11 時分割PWM生成回路 12 ラインラッチB
13 PWM階調信号用バスライン 14 選択ラッチ
15 信号線電極用レベルシフタ 16 信号線電極駆動回路
17 走査線電極用レベルシフタ 18 走査線電極駆動回路
Claims (2)
- PWM階調制御によって画像データを液晶パネルに出力する液晶表示装置の駆動回路において、
階調レベルを示す階調信号を複数生成する階調信号生成手段と、
時分割されることによって複数の前記階調信号を含む時分割階調信号を、複数生成する時分割階調信号生成回路と、
複数の前記時分割階調信号から所定の前記時分割階調信号を選択する時分割階調信号選択回路と、
前記時分割階調信号選択回路によって選択された前記時分割階調信号から所定の前記階調信号を取り出す階調信号取出回路と、
前記階調信号取出回路によって取り出された前記階調信号を前記画像データとして液晶パネルに出力する階調信号出力回路と、
を備えていることを特徴とする液晶表示装置の駆動回路。 - 前記時分割階調信号生成回路は、全ての前記階調信号の数を時分割した数で除算して算出された数の前記時分割階調信号を、生成することを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の駆動回路。
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