JP2009037165A - 表示装置および表示方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】単純マトリクス方式の表示装置における発光輝度を向上させる。
【解決手段】各ラインの発光開始時刻が時間Tずつずれ、各ラインの発光時間が3Tとなるように、各ラインが発光され、各ラインの発光開始とともに、発光が開始されたラインより3ライン後のラインに対応する画像データ信号の伝送が開始される。それぞれのラインの発光期間は、従来における場合の3倍の時間3Tであるので、輝度も、従来の3倍となる。そして、連続するラインの発光開始時刻のずれは、それぞれのラインの発光期間である時間3Tの1/3である時間Tである。すなわち、連続するラインの発光時間のずれは、従来における場合と同一であるので、1フレームを表示させるための応答時間は、従来における場合と等しい。本発明は、表示装置に適用できる。
【選択図】図9

Description

本発明は、表示装置および表示方法に関し、特に、マトリクス駆動によって画像を表示する場合に用いて好適な、表示装置および表示方法に関する。
単純マトリクス(パッシブマトリクス)方式は、格子状にX電極、Y電極を配置し、これらの電極をタイミングよくON/OFFすることで交点部に備えられたLED(Light Emitting Diode)や液晶素子などの発光素子を駆動するものである。単純マトリクス方式を用いた液晶表示装置は、電極が少なく、製造が容易なので、アクティブマトリクス方式を利用した製品に比べて価格が安い。単純マトリクス方式の表示パネルでは、画像1フレームにおける1画素の発光時間は、[1フレームの表示時間/スキャン行数]となる。
図1を参照して、従来の単純マトリクス方式の表示装置1について説明する。
表示装置1は、コントローラ11、表示部12、データドライバ13、および、スキャンドライバ14を含んで構成されている。
コントローラ11は、表示部12に表示させる画像に対応する画像データの入力を受け、データドライバ13およびスキャンドライバ14を制御する。
表示部12には、データドライバ13およびスキャンドライバ14からの出力を発光素子21が有する電極に接続するための配線が、縦横の格子状に張り巡らされている。データドライバ13からの出力が接続されている画像信号配線をデータ配線と称し、スキャンドライバ14からの出力が接続されている走査信号配線をスキャン配線と称するものとする。そして、データ配線とスキャン配線との交差部分に複数の発光素子21が備えられている。表示部12は、データドライバ13およびスキャンドライバ14により駆動される発光素子21の発光により画像を表示する。
すなわち、表示部12がモノクロ表示の場合、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数分のデータ配線が列状(図1中垂直方向)に設けられ、データドライバ13の出力が接続されている。これに対して、表示部12がフルカラー表示の場合、各画素においてR(赤)G(緑)B(青)の3色分の信号を供給することが必要であるので、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数の3倍のデータ配線が列状に設けられ、データドライバ13の出力が接続されている。また、表示部12がモノクロ表示の場合であってもフルカラー表示であっても、1フレームの水平ライン(行)数分のスキャン配線が行状(図1中水平方向)に設けられ、スキャンドライバ14の出力が接続されている。
そして、表示部12には、モノクロ表示の場合においては画素数分の、フルカラー表示の場合においては、画素数の3倍の数の発光素子21が設けられ、それぞれの発光素子21は、データドライバ13の出力が接続されたデータ電極と、スキャンドライバ14の出力が接続されたスキャン電極とを有している。
単純マトリクス方式の表示装置1においては、発光素子21として、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。また、表示装置1においては、発光素子21として液晶を用い、単純マトリクス方式のSTN(Super Twisted Nematic)方式やDSTN(Dual-scan Super Twisted Nematic)方式などの表示方式を用いることも可能である。
表示部12のそれぞれの発光素子21を個々に区別する場合、行をn、列をmとして、発光素子21−n−mと表現する。具体的には、図1において、表示部122の図中最も上の行に備えられた発光素子21を発光素子21−1−1,発光素子21−1−2,・・・と称する。そして、同様にして、次の行に備えられた発光素子21を発光素子21−2−1,発光素子21−2−2,・・・とし、更に次の行に備えられた発光素子21を発光素子21−3−1,発光素子21−3−2,・・・と称する。表示部12のそれぞれの発光素子21を個々に区別しない場合、単に発光素子21と称する。
データドライバ13は、コントローラ11から、表示部12に表示させる情報を示すデータ信号を1ライン分ずつ取得し、それぞれの画素に対応するデータ信号を内部に1ライン分ラッチ(保持)し、ラッチしたデータ信号に基づいて、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行い、データ信号を対応する電流値に変換して、所定のタイミングで、発光素子21のデータ電極に電荷を印加する。データドライバ13の詳細な構成については、図2を用いて後述する。
スキャンドライバ14は、水平ライン数と同数のシフトレジスタにより構成され、コントローラ11から各フレームの先頭においてスキャンクロックと同一のパルス幅のスキャン開始パルスの供給を受ける。スキャンクロックのパルス幅(ON/OFF1周期)は、[1フレームの表示時間/スキャン行数]と等しい。スキャンドライバ14のそれぞれのシフトレジスタは、スキャンクロックに基づいて、供給されたスキャン開始パルスを、第1行目のラインに対応するシフトレジスタから、順次、下のラインに対応するシフトレジスタにシフトさせる。これにより、スキャン開始パルスのON信号を受けたシフトレジスタと接続されているスイッチング素子(例えば、スイッチングトランジスタ)がONされて、該当するラインがスキャンされ、該当するラインの画素が、データ信号に対応して発光する。
表示部12にマトリクス状に配置されている発光素子21のスキャン電極はラインごとに共通であり、スキャン配線と接続されているスイッチング素子がONである間、その行の発光素子21が、データドライバ13から供給される電流値に基づいて発光する。スキャンドライバ14のON/OFFとラインごとの発光のタイミングについては、図3および図4を用いて後述する。
図2に、データドライバ13の更に詳細な構成を示す。
データドライバ13の内部には、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数分または画素数の3倍の数である、データ配線数と同数(ここでは、データドライバ13から配線されているデータ配線数をaとする)のシフトレジスタ41−1乃至41−a、ラッチ42−1乃至42−a、コンパレータ43−1乃至43−a、および、ドライバ44−1乃至44−aが備えられるとともに、コンパレータ43−1乃至43−aによるPWM制御に用いられるクロック数を計数するカウンタ45が備えられている。
以下、シフトレジスタ41−1乃至41−aを個々に区別しない場合、単に、シフトレジスタ41と称し、ラッチ42−1乃至42−aを個々に区別しない場合、単に、ラッチ42と称する。また同様に、コンパレータ43−1乃至43−aを個々に区別しない場合、単に、コンパレータ43と称し、ドライバ44−1乃至44−aを個々に区別しない場合、単に、ドライバ44と称する。
シフトレジスタ41−1は、コントローラ11から供給された画像データ信号を、シフトレジスタ41−2にシフトする。シフトレジスタ41−2以降のシフトレジスタも、同様に、次のシフトレジスタに画像データ信号を供給する。そして、ある行の画像データ信号、すなわち、1ラインのa個の画素、または、画素を構成するRGBのそれぞれに対応するa個のサブピクセルのあるフレームにおける発光強度に対応する信号が、シフトレジスタ41−1乃至シフトレジスタ41−aに全て伝送されたとき、シフトレジスタ41−1乃至シフトレジスタ41−aは、その信号をラッチ42−1乃至ラッチ42−aに供給して格納(ラッチ)させる。ここで、サブピクセルとは、画素を構成する素子を指し、モノクロ表示のとき、サブピクセル数は画素数に等しく、カラー表示のとき、サブピクセル数は画素数の3倍である。
ラッチ42−1乃至ラッチ42−aは、データラッチクロックの供給を受け、格納されたデータ信号を所定のタイミングで同時にコンパレータ43−1乃至43−aに供給する。
コンパレータ43は、PWM(Pulse Width Modulation)制御により、発光素子21を駆動するドライバ44を制御する。すなわち、コンパレータ43は、ラッチ42から供給されたデータ信号に基づいて、所定期間内(PWM周期)のうちドライバ44がONになる時間を制御することにより、発光素子21の発光期間を制御する。ドライバ44は、コンパレータ43の制御に基づいて、発光素子21を駆動する。また、コンパレータ43およびドライバ44により発光素子21が駆動されている間に、シフトレジスタおよびラッチ42は、次のラインのデータの伝送およびラッチを実行する。
次に、図3乃至図5を用いて、発光素子21の発光のタイミングの制御とデータの伝送について説明する。
図3に、スキャン開始パルス、スキャンクロック、および、各ラインの発光タイミングを示す。
スキャンクロックは、各ラインの発光開始タイミングを制御するためのクロックであり、各ラインの発光時間がTである場合、すなわち、T=[1フレームの表示時間/スキャン行数]である場合、各ラインの発光開始タイミングもTずつずれる。
スキャンドライバ14は、コントローラ11から各フレームの先頭においてスキャン開始パルスの供給を受け、スキャンクロックを計数し、1ライン目を時刻t1から時刻t2までの時間Tだけ発光させた後、2ライン目を時刻t2から時刻t3までの時間Tだけ発光させ、以下、同様に、b(bは、3以上1フレームのライン数以下の正の整数)ライン目を時刻tbから時刻t(b+1)まで、それぞれ、時間Tだけ発光させる。
図4を用いて、図3を用いて説明したタイミングで各ラインを発光させるためのスキャンドライバ14の動作について説明する。
スキャンドライバ14は、シフトレジスタ61−1乃至シフトレジスタ61−c(cは、1フレームを構成する水平ライン数)と、それぞれのシフトレジスタに対応するスイッチングトランジスタ62−1乃至62−cを含んで構成されている。シフトレジスタ61−1にスキャン開始パルスが供給されたとき、スキャン開始パルスはシフトレジスタ61−1に供給され、対応するスイッチングトランジスタ62−1がONになり、1行目の発光素子21のそれぞれのスキャン電極に電圧が印可される。そして、そのときのデータドライバ13からの出力に基づいて、1行目の発光素子21のそれぞれが所定時間発光する。
すなわち、図2を用いて説明したように、データドライバ13に、1行に対応する画像データ信号が順次供給され、データドライバ13が一度に1行分の画像データ信号しかラッチすることができない場合、コントローラ11からデータドライバ13へ画像データのうちの1ライン分のデータ信号を伝送するためにかかる時間はT以内でなければならない。
そして、1行目の発光開始から時間T経過後、シフトレジスタ61−1は、スキャンクロックに基づいて、シフトレジスタ61−2にスキャン開始パルスに対応するON信号をシフトする。スキャン開始パルスは、スキャンクロック1周期分の幅のON信号であるので、シフトレジスタ61−1はシフトレジスタ61−2にスキャン開始パルスに対応するON信号(Hi)をシフトしたのち、OFF信号(Low)の供給を受ける。したがって、このとき、スイッチングトランジスタ62−1はOFFになる。そして、スキャン開始パルスに対応するON信号をうけたシフトレジスタ61−2は、スイッチングトランジスタ62−2をONにするので、2行目の発光素子21のそれぞれのスキャン電極に電圧が印可される。そして、そのときのデータドライバ13からの出力に基づいて、2行目の発光素子21のそれぞれが所定時間発光する。
そして、その後、各行の発光開始から時間T経過後、その行の発光が終了し、次の行の発光が開始されるように、シフトレジスタ61−3乃至シフトレジスタ61−cに、スキャン開始パルスに対応するON信号がシフトされる。
図5を用いて、データドライバ13へのデータ伝送と、各ラインの発光タイミングについて説明する。
コントローラ11からデータドライバ13へk(kは1以上かつ1フレームを構成するライン数c以下となる正の整数)ライン目の画像データ信号が供給される。上述したように、各ラインの発光時間がTである場合、1行のデータ伝送にかかる時間はT以内でなければならない。そして、kライン目の画像データ信号のデータ伝送およびラッチが終了し、kライン目の画像データ信号の伝送開始時刻tkから時間T経過した時刻t(k+1)において、kライン目が発光されるとともに、k+1ライン目の画像データ信号の供給が開始される。そして、k+1ライン目の画像データ信号のデータ伝送およびラッチが終了し、k+1ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻t(k+1)から時間T経過した時刻t(k+2)において、k+1ライン目が発光されるとともに、k+2ライン目の画像データ信号の供給が開始される。そして、k+2ライン目の画像データ信号のデータ伝送およびラッチが終了し、k+2ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻t(k+2)から時間T経過した時刻t(k+3)において、k+2ライン目が発光されるとともに、k+3ライン目の画像データ信号の供給が開始される。以下同様にして、そのフレームの最後のラインまで、あるラインが発光している間に、次のラインの画像データ信号が供給される。
図5において、各ラインの発光周期をfHとすると、データの伝送周期および表示部12の表示における水平周波数もfHとなり、水平1ラインの画素数をa、それぞれの画素の発光における階調数をDとすると、発光クロック周波数fpは、fp=fH×Dで表され、データ伝送クロック周波fdは、fd=fH×aで表される。
以上説明した表示装置1の全体の動作を具体的に説明すると、以下のようになる。
まず、1行目の画像データが、コントローラ11からデータドライバ13のシフトレジスタ41に伝送されて、ラッチ42にラッチされる。そして、スキャンドライバ14は、スキャン開始パルスの供給を受けて、表示部12の1列目、すなわち、発光素子21−1−1,発光素子21−1−2,・・・の列のスキャン電極と接続しているスイッチングトランジスタ62−1を、[1フレームの表示時間/スキャン行数]=時間Tの期間、ONする。そして、そのとき、データドライバ13のそれぞれのコンパレータ43により制御されるドライバ44のONデューティーに対応する輝度で、表示部12の1列目、すなわち、発光素子21−1−1,発光素子21−1−2,・・・が発光する。表示部12の1列目の発光が行われている間に、2行目の画像データが、データドライバ13のシフトレジスタ41に伝送されて、ラッチ42にラッチされる。
そして、その次のタイミングで、スキャンドライバ14は、表示部12の2列目、すなわち、発光素子21−2−1,発光素子21−2−2,・・・の列のスキャン電極と接続しているスイッチングトランジスタ62−2を、時間Tの期間、ONする。そして、そのとき、データドライバ13のそれぞれのコンパレータ43により制御されるドライバ44のONデューティーに対応する輝度で、表示部12の2列目、すなわち、発光素子21−2−1,発光素子21−2−2,・・・・・・が発光する。表示部12の2列目の発光が行われている間に、3行目の画像データが、データドライバ13のシフトレジスタ41に伝送されて、ラッチ42にラッチされる。
以下、同様にして、k番目の列のスキャン電極と接続しているスイッチングトランジスタ62が、時間Tの期間、ONされ、そのとき、データドライバ13のそれぞれのコンパレータ43により制御されるドライバ44のONデューティーに対応する輝度で、表示部12のk列目が発光する。そして、表示部12のk列目の発光が行われている間に、k+1行目の画像データが、データドライバ13のシフトレジスタ41に伝送されて、ラッチ42にラッチされる。そして、このような処理が1行ずつ繰り返されて、1フレームの画像データが表示される。
図1乃至図5を用いて説明した単純マトリクス方式は、構造が単純なので安価にパネルを製造できるが、上述したように、画像1フレームにおける1画素の発光時間は、[1フレームの表示時間/スキャン行数]となり、十分な輝度が取れない。したがって、フラットディスプレイ分野では、単純マトリクス方式ではなく、TFT(Thin Film Transistor)などのアクティブマトリクス方式が多く採用されている。
アクティブマトリクス方式は、信号入力はスキャン中のラインにのみ行われるが、1画素に含まれるRGBのそれぞれ(サブピクセル)の発光素子毎にTFTを設けていることにより、スキャン中でない時間にも、印加電圧を維持することができる。すなわち、アクティブマトリクス方式は、それぞれのサブピクセルが次のスキャンまで一定の輝度を維持することが出来るホールド型駆動の表示方式である。
従来、マトリクス駆動を行う表示装置において、中間調表示を行うために、複数の行電極に同時に重複して走査信号を印加するようになされているものがある。
特開平2−25893号公報
また、表示部を水平方向に2つに分割し、2つの領域のデータ電極の駆動ドライバを別個に設け、同一のタイミングで、2つの領域のそれぞれを1ラインずつ発光させる、すなわち、1画面に2ラインを同時に発光させることにより、単純マトリクス方式であっても、十分な輝度を得ることができるようになされているものがある。
特願2003−280586号公報
放送、通信、情報技術等の進歩により、現在、映像・画像の情報量はますます増加する傾向にあり、表示デバイスに対しては、解像度(画素数)向上への要求が大きい。例えばテレビにおいては、SD(Standard Definition)と称される、従来の640(または854)×480画素から、FHD(Full High Definition)と称される、1920×1080画素の表示性能を備える仕様が標準となりつつある。例えば、従来の液晶表示装置などにおいて、カラー表示でFHD解像度を実現する場合、5760本のデータ配線と、1080本のスキャン配線が必要になる。
アクティブマトリクス方式では、各サブピクセルにおいて、1フレームの画像が表示されているほぼ全ての時間、各画素が発光するため、高輝度が得られる。その反面、TFTを形成する製造工程が複雑なため、製造コストが高くなり、ホールド型駆動に起因した動画ぼやけが生じる。
これに対して、単純マトリクス方式は、TFTが不要なため、製造コストを低く抑えられる,ホールド型駆動とは逆の、CRTに代表されるインパルス駆動に近い方式であるので、動画ぼやけが生じにくい、といった利点がある。しかしながら、上述したように、スキャン中のラインのみしか発光しないため、垂直方向の解像度を高くするのに反比例して、輝度が低くなる。
よって、単純マトリクス方式は、解像度と輝度の両方が必要とされる表示には、従来利用されることが少なかった。しかしながら、単純マトリクス方式において、輝度を上げることが出来れば、製造コストが低く、動画ぼやけが起こりにくいという長所を生かすことが出来る。
単純マトリクス方式で、画素としてLEDを駆動する場合、応答速度と輝度が問題となる。LEDの輝度を上げるには、駆動電流値をあげるか、発光時間を長くすれば良い。
しかしながら、駆動電流値を上げると、LEDの寿命が短くなってしまう。また、発光時間を長くしようとした場合、応答性が悪くなってしまう。
例えば、特許文献1の技術を用いたとしても、中間調は表示可能となるが、各画素の輝度は向上しない。
また、例えば、特許文献2の技術を用いた場合、1画面に2ラインを同時に発光させるので、画面全体の輝度は向上するが、各ラインの発光時間が従来における場合と同じであれば、各画素の輝度は向上せず、各ラインの発光時間を長くすれば、応答性が悪くなってしまう。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、駆動電流値を上げず、応答性を損なうことなく、各画素の発光時間を長くして、輝度を向上するものである。
本発明の一側面の表示装置は、1フレームの表示時間がXである表示装置であって、走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段と、前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段と、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段と、M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段とを備え、Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数であるとき、前記制御手段は、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し、前記走査駆動手段は、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動する。
前記制御手段には、ON時間がM×X/Lである走査開始信号を前記走査駆動手段に供給させるようにすることができ、前記走査駆動手段には、L行の各行に対応するL個のシフトレジスタおよびL個のスイッチング手段を有するものとすることができ、前記シフトレジスタには、1パルス幅がX/Lであるクロック信号に基づいて、1画面L行のうちの上部の行から下部の行に向けて、走査開始信号をシフトさせるようにすることができ、前記スイッチング手段には、前記シフトレジスタの対応するものがON信号を保持しているとき、対応する行を走査駆動するように駆動信号のスイッチングを行わせるようにすることができる。
前記発光手段は、LEDにより構成されているものとすることができる。
本発明の一側面の表示方法は、1フレームの表示時間がXである表示装置の表示方法であって、前記表示装置は、走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段と、前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段と、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段と、M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段とを備え、Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数として、前記制御手段が、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し、前記走査駆動手段が、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動し、M個のデータ信号駆動手段が、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるステップを含む。
本発明の一側面においては、Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数として、M×N+a行目のデータ信号が、a番目のデータ信号駆動手段に供給され、発光手段のM行が同時駆動され、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、発光手段が走査駆動される。
表示装置は、独立した装置であっても良いし、テレビジョン受像機や情報処理装置の表示処理を行うブロックであっても良い。
以上のように、本発明の一側面によれば、画像を表示することができ、特に、駆動電流値を上げず、応答性を損なうことなく、各画素の発光時間を長くして、輝度を向上することができる。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、本発明の構成要件と、明細書または図面に記載の実施の形態との対応関係を例示すると、次のようになる。この記載は、本発明をサポートする実施の形態が、明細書または図面に記載されていることを確認するためのものである。従って、明細書または図面中には記載されているが、本発明の構成要件に対応する実施の形態として、ここには記載されていない実施の形態があったとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件に対応するものではないことを意味するものではない。逆に、実施の形態が構成要件に対応するものとしてここに記載されていたとしても、そのことは、その実施の形態が、その構成要件以外の構成要件には対応しないものであることを意味するものでもない。
本発明の一側面の表示装置は、1フレームの表示時間がXである表示装置であって、
走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段(例えば、図6の発光素子21)と、前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段(例えば、図6のスキャンドライバ126)と、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段(例えば、図6の#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125)と、M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段(例えば、図6のコントローラ121)とを備え、Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数であるとき、前記制御手段は、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し、前記走査駆動手段は、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動する。
本発明の一側面の表示方法は、1フレームの表示時間がXである表示装置の表示方法であって、前記表示装置は、走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段(例えば、図6の発光素子21)と、前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段(例えば、図6のスキャンドライバ126)と、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段(例えば、図6の#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125)と、M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段(例えば、図6のコントローラ121)とを備え、Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数として、前記制御手段が、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し(例えば、図11のステップS53、ステップS55、および、ステップS57の処理)、前記走査駆動手段が、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動し(例えば、図12を用いて説明した処理)、M個のデータ信号駆動手段が、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させる(例えば、図13を用いて説明した処理)ステップを含む。
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図6を用いて、本発明を適用した、表示装置101について説明する。
表示装置101は、コントローラ121、表示部122、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125、および、スキャンドライバ126を含んで構成されている。
コントローラ121は、表示部122に表示させる画像に対応する画像データの入力を受け、画像データを水平ライン単位で分割し、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125にそれぞれ供給する。また、コントローラ121は、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125、および、スキャンドライバ126を制御する。
具体的には、コントローラ121は、1フレームのうちの3N+1(Nは整数であり、0≦N≦[(スキャン行数−1)/3])行目に対応する画像データ信号を、#1データドライバ123に供給し、3N+2行目に対応する画像データ信号を、#2データドライバ124に供給し、3N+3行目に対応する画像データ信号を、#3データドライバ125に供給する。また、コントローラ121は、スキャン開始パルスをスキャンクロックの3倍のパルス幅として、スキャンドライバ126に供給する。スキャンクロックのパルス幅(ON/OFF1周期)は、[1フレームの表示時間/スキャン行数]と等しい。
表示部122は、#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125からの図中垂直方向のデータ配線と、スキャンドライバ126からの図中水平方向のスキャン配線とによって、縦横の格子状に配線が張り巡らされている。そして、データ配線とスキャン配線との交差部分に、複数の発光素子21を有している。表示部122は、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125、および、スキャンドライバ126により駆動される発光素子21の発光により画像を表示する。
表示装置101において、表示部122に備えられている発光素子21は、LEDにより構成されているものとする。LEDを発光素子21として用いた場合、液晶表示素子を用いた場合と比較して、消費電力を低減することが可能となる。
例えば、表示部122がモノクロ表示の場合、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125のそれぞれからのデータ配線数は、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数分である。したがって、表示部122には、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数分の3倍のデータ配線が列状(図6中垂直方向)に設けられている。
また、表示部122がフルカラー表示の場合、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125のそれぞれからのデータ配線数は、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数の3倍となる。すなわち、表示部122には、1フレームにおいて水平方向に並べられた画素数分の3倍の更に3倍のデータ配線が列状(図6中垂直方向)に設けられている。
また、表示部12がモノクロ表示の場合であってもフルカラー表示であっても、水平ライン数分のスキャン配線が行状(図6中水平方向)に設けられ、スキャンドライバ126の出力が接続されている。
そして、表示部122には、モノクロ表示の場合においては画素数分の、フルカラー表示の場合においては、画素数の3倍の発光素子21が設けられ、それぞれの発光素子21は、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125のうちのいずれかの出力が接続された電極と、スキャンドライバ126の出力が接続された電極とを有している。
例えば、表示部122のそれぞれの発光素子21を、行をn、列をmとして区別し、発光素子21−n−mと表現する。具体的には、図6において、表示部122の図中最も上の行に備えられた発光素子21を発光素子21−1−1,発光素子21−1−2,・・・とし、次の行に備えられた発光素子21を発光素子21−2−1,発光素子21−2−2,・・・とし、更に次の行に備えられた発光素子21を発光素子21−3−1,発光素子21−3−2,・・・として表現する。そして、表示部122において、n=1,4,7,10・・・の発光素子21が#1データドライバ123と接続され、n=2,5,8,11・・・の発光素子21が#2データドライバ124と接続され、n=3,6,9,12・・・の発光素子21が#3データドライバ125と接続される。
#1データドライバ123は、図2を用いて説明した従来のデータドライバ13と基本的に同様の構成を有しており、コントローラ121から、1フレームのうちの3N+1行目に対応する画像データ信号の供給を受け、PWM制御により、画像データに対応する電流値を、所定のタイミングで、n=1,4,7,10・・・の発光素子21に供給する。
#2データドライバ124は、図2を用いて説明した従来のデータドライバ13と基本的に同様の構成を有しており、コントローラ121から、1フレームのうちの3N+2行目に対応する画像データ信号の供給を受け、PWM制御により、画像データに対応する電流値を、所定のタイミングで、n=2,5,8,11・・・の発光素子21に供給する。
#3データドライバ125は、図2を用いて説明した従来のデータドライバ13と基本的に同様の構成を有しており、コントローラ121から、1フレームのうちの3N+3行目に対応する画像データ信号の供給を受け、PWM制御により、画像データに対応する電流値を、所定のタイミングで、n=3,6,9,12・・・の発光素子21に供給する。
スキャンドライバ126は、従来のスキャンドライバ14と同様に、水平ライン数と同数のシフトレジスタ61−1乃至シフトレジスタ61−cとスイッチングトランジスタ62−1乃至スイッチングトランジスタ62−cとを含んで構成されている。スキャンドライバ126は、コントローラ121から各フレームの先頭においてスキャン開始パルスの供給を受け、発光素子21のスキャン電極に、3行ずつ、所定のタイミングで所定の電荷を印加する。
すなわち、表示装置101においては、表示部122の発光素子21を、同時に3行発光させる。スキャンドライバ126は、一度に3行分の発光素子21を発光駆動するが、基本的には、各行の発光開始タイミングは、[1フレームの表示時間/スキャン行数]=時間Tずつずれ、各行の1回の発光継続時間は、[(1フレームの表示時間/スキャン行数)×3]=時間3Tとなる。
コントローラ121からスキャンドライバ126には、スキャンクロックの3倍のパルス幅のスキャン開始パルスが供給される。スキャンドライバ126において、シフトレジスタ61−1にスキャン開始パルスのON信号が供給されて、スイッチングトランジスタ62−1がONになり、1行目の発光素子21が、そのときの#1データドライバ123からの出力に基づいて発光する。
そして、1行目の発光開始から時間T経過後、シフトレジスタ61−1は、スキャンクロックに基づいて、シフトレジスタ61−2にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給する。このとき、シフトレジスタ61−1に供給されるスキャン開始パルスはまだHi(ON)であるので、スイッチングトランジスタ62−1はONのままである。そして、ON信号をシフトされたシフトレジスタ61−2はスイッチングトランジスタ62−2をONにする。したがって、1行目の発光素子21は、そのときの#1データドライバ123からの出力に基づいて発光し、2行目の発光素子21は、そのときの#2データドライバ124からの出力に基づいて発光する。
そして、2ライン目の発光開始から時間T経過後、シフトレジスタ61−1はシフトレジスタ61−2にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給し、シフトレジスタ61−2は、シフトレジスタ61−3にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給する。このとき、シフトレジスタ61−1およびシフトレジスタ61−2に供給されるスキャン開始パルスはまだHi(ON)であるので、スイッチングトランジスタ62−1およびスイッチングトランジスタ62−2はONのままである。そして、ON信号をシフトされたシフトレジスタ61−3はスイッチングトランジスタ62−3をONにする。したがって、そのときの#1データドライバ123からの出力に基づいて1行目の発光素子21が発光し、#2データドライバ124からの出力に基づいて2行目の発光素子21が発光するとともに、そのときの#3データドライバ125からの出力に基づいて3行目の発光素子21が発光する。
そして、図7に示されるように、シフトレジスタ61−1乃至61−3の3つがONになっている状態、換言すれば、1行目乃至3行目が発光している状態になってから時間T経過後、シフトレジスタ61−1はシフトレジスタ61−2にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給し、シフトレジスタ61−2はシフトレジスタ61−3にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給し、更に、シフトレジスタ61−3は、シフトレジスタ61−4にスキャン開始パルスに対応するON信号を供給する。そして、ON信号をシフトされたシフトレジスタ61−4はスイッチングトランジスタ62−4をONにする。このとき、シフトレジスタ61−2およびシフトレジスタ61−3に供給されるスキャン開始パルスはまだHi(ON)であるので、スイッチングトランジスタ62−2およびスイッチングトランジスタ62−3はONのままであるが、シフトレジスタ61−1に供給されるスキャン開始パルスがLow(OFF)に変化するので、スイッチングトランジスタ62−1はOFFになる。
そして、それ以降、時間T=[1フレームの表示時間/スキャン行数]経過ごとに、次のラインのシフトレジスタ61が対応するスイッチングトランジスタ62をONし、発光しているうちの最上段のシフトレジスタ61が対応するスイッチングトランジスタ62をOFFする動作が繰り返される。
すなわち、各スイッチングトランジスタ62のON時間、換言すれば、各ラインの発光素子21の発光時間は、3Tとなる。また、各スイッチングトランジスタ62がONとなるタイミング、換言すれば、各ラインの発光素子21の発光開始時刻は、それぞれ、Tずつずれる。
このようにシフトレジスタ61のON/OFFを行った場合の各ラインの発光タイミングを図8に示す。
図8に示されるように、スキャン開始パルスが発生された後、スキャンクロックにより制御されるタイミングに基づいて、時刻t1に1ライン目の発光が開始され、このとき、#1データドライバ123から、1ライン目の各画素に対応する画像データ信号が出力される。そして、時刻t2に2ライン目の発光が開始され、このとき、#2データドライバ124から、2ライン目の各画素に対応する画像データ信号が出力される。そして、時刻t3に3ライン目の発光が開始され、このとき、#3データドライバ125から、3ライン目の各画素に対応する画像データ信号の出力が開始される。そして、時刻t4に4ライン目の発光が開始されるとともに、1ライン目の発光が終了し、#1データドライバ123から、4ライン目の各画素に対応する画像データ信号が出力される。
そして、図示しない時刻t5に5ライン目の発光が開始されるとともに、2ライン目の発光が終了し、#2データドライバ124から、5ライン目の各画素に対応する画像データ信号の出力が開始され、それ以降、同様に、各行の発光開始から時間T経過後、次の行の発光が開始され、各行の発光開始から時間3T後に、その行の発光が終了し、次の行の発光が開始されるように、シフトレジスタ61−3乃至シフトレジスタ61−cに、スキャン開始パルスに対応するON信号がシフトされる。
このように、表示装置101においては、連続するラインが常に3行ずつ発光し、各行の発光開始タイミングは、[1フレームの表示時間/スキャン行数]ずつずれるようになされるので、1フレームを表示するための応答時間は図3を用いて説明した従来における場合と同様であるが、各行の1回の発光継続時間は、図3を用いて説明した従来における場合の[1フレームの表示時間/スキャン行数]を時間Tとしたとき、その3倍の3Tとなる。したがって、1行の発光時間がTである場合と比較して、発光時間が長くなった分、各画素の輝度が高くなる。
図9を用いて、コントローラ121から#1データドライバ123、#2データドライバ124、または、#3データドライバ125へのデータ伝送と、各ラインの発光タイミングについて説明する。
コントローラ121から#1データドライバ123へ3N+1(Nは整数であり、0≦N≦[(スキャン行数−1)/3])ライン目の画像データ信号が供給される。上述したように、各ラインの発光開始時刻のずれがT=[1フレームの表示時間/スキャン行数]であり、各ラインの発光時間が3Tであるので、1行のデータ伝送にかかる時間は3T以内であればよい。そして、3N+1ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻から時間T経過後に、次の行である3N+2行目のデータがコントローラ121から#2データドライバ124に供給され、さらに時間T経過後に、次の行である3N+3行目のデータがコントローラ121から#3データドライバ125に供給される。
そして、3N+1ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻から時間3T経過後の時刻t(3N+1)において、3N+1ライン目が発光されるとともに、3(N+1)+1ライン目の画像データ信号の#1データドライバ123への供給が開始される。そして、3N+2ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻から時間3T経過後、すなわち、時刻t3N+1から時間T経過後の時刻t3N+2において、3N+2ライン目が発光されるとともに、3(N+1)+2ライン目の画像データ信号の#2データドライバ124への供給が開始される。時刻t3N+2においては、3N+1ライン目はまだ発光中である。
そして、3N+3ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻から時間3T経過後、すなわち、時刻t3N+2から時間T経過後の時刻t3N+3において、3N+3ライン目が発光されるとともに、3(N+1)+3ライン目の画像データ信号の#3データドライバ125への供給が開始される。時刻t3N+3においては、3N+1ライン目および3N+2ライン目はまだ発光中である。そして、3(N+1)+1ライン目の画像データ信号の伝送開始時刻から時間3T経過後、すなわち、時刻t3N+3から時間T経過後の時刻t3(N+1)+1において、3(N+1)+1ライン目が発光されるとともに、3(N+2)+1ライン目の画像データ信号の#1データドライバ123への供給が開始される。時刻t(3N+2)において3N+1ライン目の発光は終了されるが、3N+2ライン目および3N+3ライン目はまだ発光中である。
そして、以下同様にして、各ラインの発光開始時刻が時間Tずつずれ、各ラインの発光時間が3Tとなるように、各ラインが発光され、各ラインの発光開始とともに、発光が開始されたラインより3ライン後のラインに対応する画像データ信号の伝送が開始される。
すなわち、データ信号は、いずれのラインにおいても、従来における場合の1/3の伝送速度でコントローラ121から#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125のいずれかに供給される。そして、コントローラ121からそれぞれのラインのデータ信号が送信される場合の送信開始タイミングのずれは、従来における場合と同様に、時間Tである。これに対して、#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125のそれぞれは、時間3Tごとに1ラインのデータ信号の受信を開始する。
そして、それぞれのラインの発光期間は、従来における場合の3倍の時間3Tである。そして、連続するラインの発光開始時刻のずれは、それぞれのラインの発光期間である時間3Tの1/3である時間Tである。すなわち、連続するラインの発光時間のずれは、従来における場合と同一であるので、1フレームを表示させるための応答時間は、従来における場合と等しい。
以上説明したように、図6に示される表示装置101においては、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125の3つのデータドライバを有しているので、同時に3行の発光素子21を発光させることができる。
また、表示装置101においては、表示部122の各ラインの発光開始タイミングが従来と同様にTずつずれる、すなわち、1フレームの表示のための応答時間が従来と同様である場合、各ラインの発光時間は3倍の長さの3Tとなる。したがって、従来における場合と比較して、輝度が高くなる。したがって、単純マトリクス方式を適用した表示装置101の発光素子としてLEDを用いても、駆動電流値を上げることなく、必要な輝度を得ることが可能となる。また、LEDの駆動電流値を上げなくても良いため、LEDの寿命が長くなる。
また、表示装置101において、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125の3つのデータドライバが、それぞれ、1行分の画像データ信号しかラッチすることができない場合であっても、1行のデータ伝送にかかる時間は3T以内であればよい。したがって、従来における場合と比較して、1ラインに対応する画像信号のデータ伝送速度を下げることができる。
さらに、このような構成を有することにより、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125において実行されるPWM制御の1PWM周期が3倍となる。すなわち、PWMのスイッチング周波数が低くなるため、スイッチング素子の寿命が延び、消費電力が低減され、更に、スイッチングを起因とした電磁妨害(EMI:Electro Magnetic Interference)が発生しにくくなる。また、発光素子21として用いられているLEDのスイッチング回数も減るので、PWM周期が短い場合と比較して、LEDの寿命が長くなる。
また、表示装置101においては、データドライバの数は、例えば、2つであっても4つ以上であっても良く、表示装置101においては、データドライバが備えられている数と同じ行数の発光素子21を同時に発光させることができる。
例えば、同時に発光させる行数をMとした場合、データドライバは並列にM個備えられる。そして、モノクロ表示の表示部には、垂直方向に、水平方向に並べられた画素数のM倍のデータ配線が配置される。また、カラー表示の表示部には、垂直方向に、水平方向に並べられた画素数の3倍の更にM倍のデータ配線が配置される。なお、スキャンドライバからの水平方向のスキャン配線は、1フレームを構成する水平ラインと同数であり、不変である。そして、コントローラからスキャンドライバに供給されるスキャン開始パルスは、スキャンクロックのM倍のパルス幅とされる。これにより、1行の発光素子が時間M×Tの間連続して発光し、連続するラインの発光開始時刻は時間Tずつずれるので、一度にM行のラインが同時に発光される。
次に、図10のフローチャートを参照して、コントローラ121、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125、および、スキャンドライバ126のそれぞれが1フレームの画像を表示部122に表示するにあたって実行する処理とそれぞれの関係について説明する。
ステップS1において、コントローラ121は、表示部122に表示させる画像データの取得を開始し、取得した画像データをラインごとに分割する処理を開始する。
ステップS2において、コントローラ121は、1行目のデータ信号の#1データドライバ123への供給を開始する。
ステップS3において、#1データドライバ123は、ステップS2におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された1行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS4において、コントローラ121は、2行目のデータ信号の#2データドライバ124への供給を開始する。
ステップS5において、#2データドライバ124は、ステップS4におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された2行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS6において、コントローラ121は、3行目のデータ信号の#3データドライバ125への供給を開始する。
ステップS7において、#3データドライバ125は、ステップS6におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された3行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS8において、コントローラ121は、スキャンドライバ126に、スキャン開始パルスを供給する。
ステップS9において、スキャンドライバ126は、コントローラ121が発生したスキャン開始パルスを取得する。
1行目のデータ信号の供給の終了後、ステップS10において、コントローラ121は、4行目のデータ信号の#1データドライバ123への供給を開始する。
ステップS11において、#1データドライバ123は、ステップS3においてラッチ処理が実行された1行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS10におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された4行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS12において、スキャンドライバ126は、#1データドライバ123により1行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、1行目のラインの発光を開始するために、スイッチングトランジスタ62−1をONする。したがって、表示部122に、画像の1行目が表示される。
2行目のデータ信号の供給の終了後、ステップS13において、コントローラ121は、5行目のデータ信号の#2データドライバ124への供給を開始する。
ステップS14において、#2データドライバ124は、ステップS5においてラッチ処理が実行された2行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS13におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された5行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS15において、スキャンドライバ126は、#2データドライバ124により2行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、2行目のラインの発光を開始するために、スイッチングトランジスタ62−2をONする。したがって、表示部122に、画像の1行目および2行目が表示される。
3行目のデータ信号の供給の終了後、ステップS16において、コントローラ121は、6行目のデータ信号の#3データドライバ125への供給を開始する。
ステップS17において、#3データドライバ125は、ステップS7においてラッチ処理が実行された3行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS16におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された6行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS18において、スキャンドライバ126は、#3データドライバ125により3行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、3行目のラインの発光を開始するために、スイッチングトランジスタ62−3をONする。したがって、表示部122に、画像の1行目乃至3行目が表示される。
そして、これ以降、Nを正の整数とし、N=2,3,4・・・として、以下のステップS19乃至ステップS27の処理が、1フレームの表示が終了されるまで繰り返し実行される。なお、N=0の場合の処理は、ここでは、ステップS2乃至ステップS7の処理に対応し、N=1の場合の処理は、ここでは、ステップS10乃至ステップS18の処理に対応する。
すなわち、ステップS19において、コントローラ121は、3N+1行目のデータ信号の#1データドライバ123への供給を開始する。
ステップS20において、#1データドライバ123は、直前にラッチ処理が実行された3(N−1)+1行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS19におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された3N+1行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS21において、スキャンドライバ126は、#1データドライバ123により3(N−1)+1行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、3(N−2)+1行目のラインの発光を終了し、3(N−1)+1行目のラインの発光を開始する。したがって、表示部122に、画像の3(N−1)+1行目が表示される。このとき、3(N−2)+2行目および3(N−2)+3行目も表示されている。
ステップS22において、コントローラ121は、3N+2行目のデータ信号の#2データドライバ124への供給を開始する。
ステップS23において、#2データドライバ124は、直前にラッチ処理が実行された3(N−1)+2行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS22におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された3N+2行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS24において、スキャンドライバ126は、#2データドライバ124により3(N−1)+2行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、3(N−2)+2行目のラインの発光を終了し、3(N−1)+2行目のラインの発光を開始する。したがって、表示部122に、画像の3(N−1)+2行目が表示される。このとき、3(N−2)+3行目および3(N−1)+1行目も表示されている。
ステップS25において、コントローラ121は、3N+3行目のデータ信号の#3データドライバ125への供給を開始する。
ステップS26において、#3データドライバ125は、直前にラッチ処理が実行された3(N−1)+3行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理を行うとともに、ステップS25におけるコントローラ121の処理と並行して、コントローラ121から供給開始された3N+3行目のデータ信号のラッチ処理を開始する。
ステップS27において、スキャンドライバ126は、#3データドライバ125により3(N−1)+3行目の各画素信号に対応する電圧の印可処理が行われるのと同時に、3(N−2)+3行目のラインの発光を終了し、3(N−1)+3行目のラインの発光を開始する。したがって、表示部122に、画像の3(N−1)+3行目が表示される。このとき、3(N−1)+1行目および3(N−1)+2行目も表示されている。
そして、1フレームの表示が終了するまで、ステップS19乃至ステップS27の処理が繰り返され、上述した処理が、画像の表示処理が終了するまで繰り返される。
このような処理により、発光開始のタイミングをずらしつつ、連続する3ラインが発光され、それぞれの発光時間が従来における場合よりも長くなるので、発光素子21として用いられるLEDの駆動電流値を上げることなく表示部122の輝度が高くなる。また、それぞれの発光素子の輝度を調整するためのPWM制御における1PWM周期が長くなるので、発光素子21として用いられるLEDの寿命が長くなり、電磁妨害が発生しにくくなる。
次に、図11のフローチャートを参照して、コントローラ121の処理について説明する。
ステップS51において、コントローラ121は、画像データの取得と、画像データを1ラインごとに分割する処理を開始する。
ステップS52において、コントローラ121は、処理中のデータが1フレームのうちのいずれのラインであるかを示す値Nを初期化して、N=0とする。
ステップS53において、コントローラ121は、3N+1行目のデータ信号の#1データドライバ123への供給を開始する。
ステップS54において、コントローラ121は、ステップS53におけるデータ信号の#1データドライバ123への供給の開始から、所定の第1のカウント値である[1フレームの表示時間/スキャン行数]=時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS54において、第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS54の処理が繰り返される。
ステップS54において、第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS55において、コントローラ121は、3N+2行目のデータ信号の#2データドライバ124への供給を開始する。
ステップS56において、コントローラ121は、ステップS55におけるデータ信号の#2データドライバ124への供給の開始から、所定の第1のカウント値である時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS56において、第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS56の処理が繰り返される。
ステップS56において、第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS57において、コントローラ121は、3N+3行目のデータ信号の#3データドライバ125への供給を開始する。
ステップS58において、コントローラ121は、ステップS57におけるデータ信号の#3データドライバ125への供給の開始から、所定の第1のカウント値である時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS58において、第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS58の処理が繰り返される。
ステップS58において、第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS59において、コントローラ121は、処理中のデータに対応するラインを示す値Nをインクリメントする。
ステップS60において、コントローラ121は、ラインを示す値NがN=1であるか否かを判断する。
ステップS60において、N=1であると判断された場合、ステップS61において、コントローラ121は、スキャンドライバ126に、スキャンクロックの3倍のパルス幅のスキャン開始パルスを供給する。
ステップS60において、N=1ではないと判断された場合、または、ステップS61の処理の終了後、ステップS62において、コントローラ121は、1フレーム分の表示が終了したか否かを判断する。ステップS62において、1フレーム分の表示が終了していないと判断された場合、処理は、ステップS53に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
ステップS62において、1フレーム分の表示が終了したと判断された場合、ステップS63において、コントローラ121は、画像表示処理が終了されるか否かを判断する。ステップS63において、画像表示処理が終了されないと判断された場合、処理は、ステップS52に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップS63において、画像表示処理が終了されたと判断された場合、処理は終了される。
このような処理により、複数のデータドライバ(#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125)に、時間3T以内に1ラインずつのデータが供給される。すなわち、それぞれのデータ転送速度は、従来における場合の1/3でよい。また、スキャンドライバ126に、スキャンクロックの3倍のパルス幅のスキャン開始パルスが供給される。
次に、図12のフローチャートを参照して、スキャンドライバ126の処理について説明する。
ステップS91において、スキャンドライバ126は、コントローラ121からスキャンクロックの3倍のパルス幅のスキャン開始パルスを取得する。このスキャン開始パルスは、図11を用いて説明したコントローラ121の処理のステップS61においてコントローラ121がスキャンドライバ126に供給したものである。
ステップS92において、スキャンドライバ126は、処理中のデータが1フレームのうちのいずれのラインであるかを示す値Nを初期化してN=0とする。
ステップS93において、スキャンドライバ126は、3(N−1)+1行目のライン、または、前のフレームにおいて#1データドライバ123による最後のラインのデータを表示している3×α+1行目のラインの発光を終了し、3N+1行目のラインの発光を開始する。ここで、αの値は、1フレームを構成するラインの数によって異なる。
なお、N=0の場合、3(N−1)+1行目のラインは存在しないので、表示中のフレームが1フレーム目であるときは、スキャンドライバ126は、いずれのラインの発光も終了しないが、表示中のフレームが2フレーム目以降であるとき、スキャンドライバ126は、前のフレームの3×α+1行目のラインの発光を終了する。そして、N≧1の場合、3(N−1)+1行目のラインは存在するので、スキャンドライバ126は、そのフレームの3(N−1)+1行目のラインの発光を終了させる。
ステップS94において、スキャンドライバ126は、ステップS93において3N+1行目のラインの発光を開始してから、所定の第1のカウント値である[1フレームの表示時間/スキャン行数]=時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS94において所定の第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、所定の第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS94の処理が繰り返される。
ステップS94において所定の第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS95において、スキャンドライバ126は、3(N−1)+2行目のライン、または、前のフレームにおいて#2データドライバ124による最後のラインのデータを表示している3×α+2行目のラインの発光を終了し、3N+2行目のラインの発光を開始する。なお、N=0の場合、3(N−1)+2行目のラインは存在しないので、表示中のフレームが1フレーム目であるときは、スキャンドライバ126は、いずれのラインの発光も終了しないが、表示中のフレームが2フレーム目以降であるとき、スキャンドライバ126は、前のフレームの3×α+2行目のラインの発光を終了する。そして、N≧1の場合、3(N−1)+2行目のラインは存在するので、スキャンドライバ126は、そのフレームの3(N−1)+2行目のラインの発光を終了させる。
ステップS96において、スキャンドライバ126は、ステップS95において3N+2行目のラインの発光を開始してから、所定の第1のカウント値である時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS96において所定の第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、所定の第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS96の処理が繰り返される。
ステップS96において所定の第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS97において、スキャンドライバ126は、3(N−1)+3行目のライン、または、前のフレームにおいて#3データドライバ125による最後のラインのデータを表示している3×α+3行目のラインの発光を終了し、3N+3行目のラインの発光を開始する。なお、N=0の場合、3(N−1)+3行目のラインは存在しないので、表示中のフレームが1フレーム目であるときは、スキャンドライバ126は、いずれのラインの発光も終了しないが、表示中のフレームが2フレーム目以降であるとき、スキャンドライバ126は、前のフレームの3×α+3行目のラインの発光を終了する。そして、N≧1の場合、3(N−1)+3行目のラインは存在するので、スキャンドライバ126は、そのフレームの3(N−1)+3行目のラインの発光を終了させる。
ステップS98において、スキャンドライバ126は、ステップS97において3N+3行目のラインの発光を開始してから、所定の第1のカウント値である時間Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS98において所定の第1のカウント値がカウントされていないと判断された場合、所定の第1のカウント値がカウントされたと判断されるまで、ステップS98の処理が繰り返される。
ステップS98において所定の第1のカウント値がカウントされたと判断された場合、ステップS99において、スキャンドライバ126は、処理中のデータに対応するラインを示す値Nをインクリメントする。
ステップS100において、スキャンドライバ126は、1フレーム分の表示が終了したか否かを判断する。ステップS100において、1フレーム分の表示が終了していないと判断された場合、処理は、ステップS93に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
ステップS100において、1フレーム分の表示が終了したと判断された場合、ステップS101において、スキャンドライバ126は、画像表示処理が終了されるか否かを判断する。ステップS101において、画像表示処理が終了されないと判断された場合、処理は、ステップS92に戻り、それ以降の処理が繰り返される。ステップS101において、画像表示処理が終了されると判断された場合、処理は終了される。
このような処理により、発光開始のタイミングを時間Tずつずらしつつ、連続する3ラインが発光される。そして、それぞれのラインの発光時間が従来における場合よりも3倍長くなるので、単純マトリクス方式を適用した表示装置101の発光素子としてLEDを用いても、駆動電流値を上げることなく、必要な輝度を得ることが可能となる。また、LEDの駆動電流値を上げなくても良いため、LEDの寿命が長くなる。また、発光素子21として用いられているLEDのスイッチング回数も減るので、PWM周期が短い場合と比較して、電磁妨害の発生を抑制することができ、更に、LEDの寿命が長くなる。
次に、図13のフローチャートを参照して、#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125の処理について説明する。なお、ここでは、代表して、#1データドライバ123が実行する処理について説明するが、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125の処理も基本的に同様であり、異なる部分については、適宜説明する。
ステップS131において、#1データドライバ123は、水平1ライン分の各画素のデータ信号の取得を開始するとともに、水平1ライン分のデータのラッチ処理を開始する。ここで取得される各画素のデータ信号は、図11を用いて説明したコントローラ121の処理のうち、ステップS53の処理において供給された、3N+1行目の画像に対応するデータ信号である。
なお、処理を実行するのが#2データドライバ124であるとき、ステップS131に対応する処理において取得される各画素のデータ信号は、図11を用いて説明したコントローラ121の処理のうち、ステップS55の処理において供給された、3N+2行目の画像に対応するデータ信号である。また、処理を実行するのが#3データドライバ125であるとき、ステップS131に対応する処理において取得される各画素のデータ信号は、図11を用いて説明したコントローラ121の処理のうち、ステップS57の処理において供給された、3N+3行目の画像に対応するデータ信号である。
ステップS132において、#1データドライバ123は、既に水平1ライン分の各画素のデータ信号のラッチが終了したか否かを判断する。
ステップS132において、水平1ライン分の各画素のデータ信号のラッチが終了していないと判断された場合、ステップS133において、#1データドライバ123は、コントローラ121からのデータの取得と、取得されたデータのラッチ処理を継続する。ステップS133の処理の終了後、処理は、ステップS132に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
ステップS132において、水平1ライン分の各画素のデータ信号のラッチが終了したと判断された場合、ステップS134において、#1データドライバ123は、水平1ライン分のデータ信号の取得の開始から、データの印可処理のタイミングを決める所定の第2のカウント値である[1フレームの表示時間/スキャン行数]×3=時間3Tがカウントされたか否かを判断する。ステップS134において、時間3Tがカウントされていないと判断された場合、時間3Tがカウントされたと判断されるまで、ステップS134の処理が繰り返される。
ステップS134において、時間3Tがカウントされたと判断された場合、ステップS135において、#1データドライバ123は、ラッチされた各画素信号に対応する電圧の印可処理を開始する。具体的には、#1データドライバ123のコンパレータ43は、ラッチ42から供給されたデータ信号に基づいて、所定期間内(PWM周期)のうちドライバ44がONになる時間を制御することにより、対応する発光素子21の発光期間を制御する。
ステップS136において、#1データドライバ123は、画像処理が終了されるか否かを判断する。ステップS136において、画像処理が終了されると判断された場合、処理は終了される。
ステップS136において、画像処理が終了されないと判断された場合、ステップS137において、#1データドライバ123は、ステップS135において開始された電圧印可処理と並行して、次の水平1ライン分の各画素のデータ信号の取得を開始するとともに、次の水平1ライン分のデータのラッチ処理を開始する。そして、処理は、ステップS132に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
このような処理により、それぞれの発光素子21の輝度を調整するためのPWM制御における1PWM周期が従来における時間Tから時間3Tに長くなるので、ドライバのスイッチング周波数が下がる。したがって、#1データドライバ123、#2データドライバ124、および、#3データドライバ125の消費電力が下がり、発光素子の寿命が長くなり、電磁妨害が発生しにくくなる。
以上説明したように、本発明を適用した表示装置101は、#1データドライバ123、#2データドライバ124、#3データドライバ125の3つのデータドライバを有しているので、発光素子21は、同時に3行発光させることができる。
また、データドライバの数は、3つ以外の数であって良いことは言うまでもない。
例えば、同時に発光させる行数をMとした場合、データドライバは並列にM個備えられる。そして、モノクロ表示の表示部には、垂直方向に、水平方向に並べられた画素数の3倍のM倍のデータ配線が配置される。また、カラー表示の表示部には、垂直方向に、水平方向に並べられた画素数の3倍の更にM倍のデータ配線が配置される。なお、スキャンドライバからの水平方向のスキャン配線は、1フレームを構成する水平ラインと同数であり、不変である。そして、コントローラからスキャンドライバに供給されるスキャン開始パルスは、スキャンクロックのM倍のパルス幅とされる。これにより、1行の発光素子が時間M×Tの間連続して発光し、連続するラインの発光開始時刻は時間Tずつずれるので、一度にM行のラインが同時に発光される。
また、本発明を適用した場合、表示部122の各ラインの発光開始タイミングは、従来と同様に[1フレームの表示時間/スキャン行数]ずつずれるので、1フレームの表示のための応答時間が従来と同様である。しかしながら、各ラインの発光時間は3倍の長さの3Tとなる。したがって、従来における場合と比較して、単純マトリクス方式の安価で製造可能な構造のまま、輝度が高くなる。
また、M個のデータドライバが、それぞれ、1行分の画像データ信号しかラッチすることができない場合であっても、一度にM行を発光させるためには、1行のデータ伝送にかかる時間は3T以内であればよい。したがって、従来における場合と比較して、1ラインに対応する画像信号のデータ伝送速度を下げることができる。
さらに、このような構成を有することにより、M個のデータドライバにおいて実行されるPWM制御の1PWM周期はM倍となる。すなわち、PWMのスイッチング周波数が低くなるため、スイッチング素子の寿命が延び、消費電力が低減され、更に、スイッチングを起因とした不要輻射による電磁妨害(EMI:Electro Magnetic Interference)が発生しにくくなる。これにより、電磁妨害の対策にかかる工数や部品点数を削減することができる。また、発光素子21として用いられているLEDのスイッチング回数も減るので、PWM周期が短い場合と比較して、LEDの寿命が長くなる。
また、発光するラインは、連続してM行であり、1行ずつ発光開始時刻が1行の発光時間の1/Mずつずれるように制御される。したがって、画面内の乖離した複数のラインが一度に発光するようになされている場合と比較して、画面のちらつきや動画ブレを抑制することが可能となる。
なお、以上の説明では、表示装置101の表示部122に設けられている発光素子21がLEDを用いているものとして説明したが、発光素子21として、液晶などの他の素子を用いた場合であっても、同様の構成をとることにより、表示の応答速度を変えることなく輝度を高くすることができ、また、PWM周期が短い場合と比較して、電磁妨害の発生を抑制することができる。
また、以上の説明では、同時駆動するラインの本数分のデータドライバを並列で備えるものとして説明したが、複数のデータドライバを用いた場合と同様の駆動処理を行う1つのデータドライバに全てのデータ配線を接続するようにしてもよいことは言うまでもない。
また、以上の説明においては、発光素子21として用いられるLEDの輝度を、PWM制御を用いて駆動制御していたが、LEDの輝度は、PWMのみならず、例えば、電流制御により制御するものとしても良い。LEDの輝度が電流制御により制御される場合であっても、上述したように、複数ラインを同時駆動することにより、同一の輝度を出すために単位時間に供給する電流値を抑えることができ、LEDの寿命を延ばすことが可能となる。
なお、本明細書における各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
従来の表示装置の構成を示す図である。 図1のデータドライバの構成の一部を示すブロック図である。 図1の表示装置におけるスキャンタイミングについて説明するための図である。 図1のスキャンドライバの動作について説明するための図である。 図1の表示装置におけるデータ伝送とラインごとの発光タイミングについて説明するための図である。 本発明を適用した表示装置の構成を示す図である。 図6のスキャンドライバの動作について説明するための図である。 図6の表示装置におけるスキャンタイミングについて説明するための図である。 図6の表示装置におけるデータ伝送とラインごとの発光タイミングについて説明するための図である。 図6の表示装置の処理について説明するためのフローチャートである。 コントローラの処理について説明するためのフローチャートである。 スキャンドライバの処理について説明するためのフローチャートである。 データドライバの処理について説明するためのフローチャートである。
符号の説明
21 発光素子, 101 表示装置, 121 コントローラ, 122 表示部, 123 #1データドライバ, 124 #2データドライバ, 125 #3データドライバ, 126 スキャンドライバ

Claims (4)

  1. 1フレームの表示時間がXである表示装置において、
    走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段と、
    前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段と、
    前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段と、
    M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段と
    を備え、
    Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数であるとき、
    前記制御手段は、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し、
    前記走査駆動手段は、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動する
    表示装置。
  2. 前記制御手段は、ON時間がM×X/Lである走査開始信号を前記走査駆動手段に供給し、
    前記走査駆動手段は、L行の各行に対応するL個のシフトレジスタおよびL個のスイッチング手段を有し、
    前記シフトレジスタは、1パルス幅がX/Lであるクロック信号に基づいて、1画面L行のうちの上部の行から下部の行に向けて、走査開始信号をシフトし、
    前記スイッチング手段は、前記シフトレジスタの対応するものがON信号を保持しているとき、対応する行を走査駆動するように駆動信号のスイッチングを行う
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記発光手段は、LEDにより構成されている
    請求項1に記載の表示装置。
  4. 1フレームの表示時間がXである表示装置の表示方法において、
    前記表示装置は、
    走査方向を行として、L行に配置された、表示される各画素に対応する発光手段と、
    前記発光手段を走査駆動するための走査駆動手段と、
    前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させるためのM個のデータ信号駆動手段と、
    M個の前記データ信号駆動手段に所定の画像に対応するデータ信号を供給するとともに、前記走査駆動手段を制御する制御手段と
    を備え、
    Nは、0≦N<L/M−1となる整数であり、aは、0<a≦Mとなる整数として、
    前記制御手段が、M×N+a行目のデータ信号を、a番目の前記データ信号駆動手段に供給し、
    前記走査駆動手段が、前記発光手段のM行が同時駆動し、連続する各行の駆動開始時刻の差がX/Lとなり、各行の連続発光時間がM×X/Lとなるように、前記発光手段を走査駆動し、
    M個のデータ信号駆動手段が、前記走査駆動手段により走査駆動されている前記発光手段を駆動して所定の画像を表示させる
    ステップを含む表示方法。
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