JP2009204932A - Dot matrix type display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ドットマトリクス型表示装置に関し、特にメモリ性の表示素子および汎用のドライバICを使用するドットマトリクス型表示装置に関する。 The present invention relates to a dot matrix display device, and more particularly to a dot matrix display device using a memory-type display element and a general-purpose driver IC.
液晶表示素子のようなドットマトリクス型表示素子が、テレビ受像機やコンピュータシステムのモニタとして広く使用されている。ドットマトリクス型表示素子は、平行に配列された複数のスキャンラインと、スキャンラインと垂直に交差するように配置された複数のデータライン(セグメントライン)とを有し、複数のスキャンラインと複数のセグメントラインの交差部に画素が形成される。表示する画像の書込みは、スキャンラインに順次スキャンパルスを印加し、スキャンパルスの印加に同期して複数のセグメントラインに1ライン分のデータを出力することにより行われる。ドットマトリクス型表示素子には、PDP、EL、液晶表示素子など各種の方式があるが、特に液晶表示素子が広く使用されている。 A dot matrix type display element such as a liquid crystal display element is widely used as a monitor of a television receiver or a computer system. The dot matrix display device has a plurality of scan lines arranged in parallel and a plurality of data lines (segment lines) arranged so as to intersect the scan lines perpendicularly. Pixels are formed at the intersections of the segment lines. Writing of an image to be displayed is performed by sequentially applying scan pulses to the scan lines and outputting data for one line to a plurality of segment lines in synchronization with the application of the scan pulses. There are various types of dot matrix type display elements such as PDP, EL, liquid crystal display elements, etc., but particularly liquid crystal display elements are widely used.
近年、電源を切っても表示内容を保持できる書換え可能な表示デバイスとして、各企業および大学などにおいて、電子ペーパーの開発が盛んに進められている。電子ペーパーの利用が期待されている応用分野として、電子書籍を筆頭に、モバイル端末機器のサブディスプレイやICカードの表示部など、多様な応用形態が提案されている。電子ペーパーの有力な方式の1つに、コレステリック液晶がある。コレステリック液晶は、半永久的な表示保持(メモリ性)や鮮やかなカラー表示、高コントラスト、高解像度といった優れた特徴を有している。 In recent years, electronic paper has been actively developed at companies and universities as rewritable display devices that can retain display contents even when the power is turned off. As application fields in which electronic paper is expected to be used, various application forms such as electronic books, sub-displays for mobile terminal devices, and display units for IC cards have been proposed. One of the leading methods for electronic paper is cholesteric liquid crystal. Cholesteric liquid crystal has excellent characteristics such as semi-permanent display retention (memory property), vivid color display, high contrast, and high resolution.
特許文献1はコレステリック液晶表示装置の構成を記載している。本出願において、特許文献1の記載内容は参照される。
コレステリック液晶は、カライラルネマティック液晶とも称されることがあり、ネマティック液晶にキラル性の添加剤(カイラル材)を比較的多く(数十%)添加することにより、ネマティック液晶の分子がらせん状のコレステリック相を形成する液晶である。 Cholesteric liquid crystals are sometimes referred to as chiral nematic liquid crystals, and by adding a relatively large amount (several tens of percent) of chiral additives (chiral materials) to nematic liquid crystals, the molecules of nematic liquid crystals are helical. It is a liquid crystal that forms a cholesteric phase.
図1は、コレステリック液晶の状態を説明する図である。図1の(A)および(B)に示すように、コレステリック液晶を利用した表示素子10は、上側基板11と、コレステリック液晶層12と、下側基板13と、有する。コレステリック液晶には、図1の(A)に示すように入射光を反射するプレーナ状態と、図1の(B)に示すように入射光を透過するフォーカルコニック状態と、があり、これらの状態は、無電界下でも安定してその状態が保持される。
FIG. 1 is a diagram for explaining a state of a cholesteric liquid crystal. As shown in FIGS. 1A and 1B, the
プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射する。反射が最大となる波長λは、液晶の平均屈折率n、らせんピッチpから次の式で表される。 In the planar state, light having a wavelength corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is reflected. The wavelength λ at which the reflection is maximum is expressed by the following formula from the average refractive index n of the liquid crystal and the helical pitch p.
λ=n・p
一方、反射帯域Δλは、液晶の屈折率異方性Δnにより大きく異なる。
λ = n · p
On the other hand, the reflection band Δλ varies greatly depending on the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal.
プレーナ状態の時には、入射光が反射するので「明」状態、すなわち白を表示することができる。一方、フォーカルコニック状態の時には、下側基板13の下に光吸収層を設けることにより、液晶層を透過した光が吸収されるので「暗」状態、すなわち黒を表示することができる。
In the planar state, incident light is reflected, so that a “bright” state, that is, white can be displayed. On the other hand, in the focal conic state, by providing a light absorption layer under the
上記のように、プレーナ状態の時には、液晶分子のらせんピッチに応じた波長の光を反射するので、液晶材料およびカイラル材を選択し、カイラル材の含有率を決定すると、青(ブルー)、緑(グリーン)および赤(レッド)の各波長を選択反射する3層のパネルが得ら、それらを積層すると、カラー表示素子が得られる。 As described above, in the planar state, light of a wavelength corresponding to the helical pitch of the liquid crystal molecules is reflected. Therefore, when the liquid crystal material and the chiral material are selected and the content of the chiral material is determined, blue (blue), green When a three-layer panel that selectively reflects each wavelength of (green) and red (red) is obtained and these are laminated, a color display element is obtained.
図2は、カラーコレステリック液晶表示装置のカラー表示の原理を説明する図である。図示のように、青色の波長を反射する青色コレステリック液晶層10B、緑色の波長を反射する緑色コレステリック液晶層10G、および赤色の波長を反射する赤色コレステリック液晶層10Rを積層し、背面に光吸収層17を設ける。図2の(A)に示すように、3つの層10B、10Gおよび10Rをすべて透過状態にすると、表面から入射した光は3つの層10B、10Gおよび10Rを透過して光吸収層17で吸収されるので黒表示になる。図2の(B)に示すように、青色層10Bを反射状態に、緑色層10Gおよび赤色層10Rを透過状態にすると、表面から入射した光のうち青色成分は反射され、残りの緑色および赤色成分は透過して光吸収層17で吸収されるので青色表示になる。図2の(C)に示すように、緑色層10Gを反射状態に、青色層10Bおよび赤色層10Rを透過状態にすると、表面から入射した光のうち緑色成分は反射され、残りの青色および赤色成分は透過して光吸収層17で吸収されるので緑色表示になる。図2の(D)に示すように、赤色層10Rを反射状態に、青色層10Bおよび緑色層10Gを透過状態にすると、表面から入射した光のうち赤色成分は反射され、残りの青色および緑色成分は透過して光吸収層17で吸収されるので赤色表示になる。さらに、図2の(E)に示すように、青色層10B、緑色層10Gおよび赤色層10Rをすべて反射状態にすると、表面から入射した光の青色成分、緑色および赤色成分はすべて反射するので、白表示になる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of color display of the color cholesteric liquid crystal display device. As shown in the figure, a blue cholesteric
電子ペーパーに使用されるコレステリック液晶表示装置は、汎用のSTNドライバを使用したパッシブマトリクス駆動方式で駆動されるのが一般的である。 A cholesteric liquid crystal display device used for electronic paper is generally driven by a passive matrix driving method using a general-purpose STN driver.
図3は、汎用のSTNドライバを使用したコレステリック液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。表示素子10は、コレステリック液晶パネルで、例えば1024×768画素を有する。電源21は、例えば3V〜5Vの電圧を出力する。昇圧部22は、DC−DCコンバータなどのレギュレータにより、電源21からの入力電圧を36V〜40Vに昇圧する。この昇圧レギュレータは、専用ICが広く使用されており、そのICにはフィードバック電圧を設定することにより、昇圧電圧を調整する機能を有している。従って、抵抗による分圧などにより生成した複数の電圧を選択してフィードバック端子に供給するように構成することで、昇圧電圧を変化させることが可能である。
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of a cholesteric liquid crystal display device using a general-purpose STN driver. The
電圧切替部23は、抵抗分割などにより各種の電圧を生成する。電圧切替部23におけるリセット電圧と階調書込み電圧のスイッチングには、高耐圧のアナログスイッチを用いてもよいが、トランジスタによる単純なスイッチング回路を使用することも可能である。電圧安定部24は、電圧切替部23から供給される各種の電圧を安定化させるために、オペアンプのボルテージフォロア回路を使用することが望ましい。オペアンプは、容量性負荷に対して強い特性を有するものを使用するのが望ましい。なお、オペアンプに接続する抵抗を切り替えることにより増幅率を切り替える構成が広く知られており、この構成を使用すれば、電圧安定部24から出力する電圧を容易に切り替えることが可能である。
The
原振クロック部25は、動作の基本となる基本クロックを発生する。分周部26は、基本クロックを分周して、後述する動作に必要な各種クロックを生成する。
The original
制御回路27は、基本クロック、各種クロックおよび画像データDに基づいて制御信号を生成して、コモンドライバ28およびセグメントドライバ29に供給する。制御回路27は、マイクロコンピュータやFPGAなどで実現される。
The
コモンドライバ28は各パネルの1024本のスキャンラインを独立に駆動し、セグメントドライバ29は768本のデータラインを独立に駆動する。3枚のパネル10B、10G、10Rの各画素に与える画像データが異なるため、セグメントドライバ29は各パネルを独立して駆動するように設ける必要がある。一方ここに示した従来例のコモンドライバ28は、3枚のパネルを独立して駆動するが、3枚のパネルを同時に書き換えるのであれば共通化することが可能である。すなわち、1個のコモンドライバが、3枚のパネルのスキャンラインを共通に駆動するように構成することも可能である。
The
この従来例では、ドライバICは、汎用の2値出力のSTNドライバで構成される。利用可能な汎用STNドライバは、様々なものが使用可能である。 In this conventional example, the driver IC is composed of a general-purpose binary output STN driver. Various general-purpose STN drivers can be used.
セグメントドライバ29へ入力する画像データは、フルカラーの原画像を誤差拡散法によりRGB各16階調の4096色のデータに変換したデータである。この階調変換は、高い表示品質を得られる方法が好ましく、誤差拡散法のほかにブルーノイズマスク法などが使用できる。
The image data input to the
図4は、3枚のパネル10B、10G、10Rを駆動するコモンドライバ28とセグメントドライバ29を汎用STNドライバを使用して構成した時の回路図である。図示のように、青色パネル10Bのスキャンラインを駆動するコモンドライバ28Bは、2個のドライバIC28B−1および28B−2で構成され、データラインを駆動するセグメントドライバ29Bは、1個のドライバIC29Bで構成される。他のパネルについても同様である。赤(R)、緑(G)および青(B)の画像データは4ビットまたは8ビットのデータとして供給され(ここでは4ビット)、RGBの各画像データはそれぞれ各セグメントドライバに4ビット(4本)のデータ供給ラインを介して供給される。汎用STNドライバICを使用した駆動回路は広く知られているので、これ以上の説明は省略する。表示データの書込み処理についても広く知られており、開示の技術は書込み処理の方法に限定されないので、書込み処理についての説明も省略する。
FIG. 4 is a circuit diagram when the
図5は、従来例におけるデータ転送動作を示すタイムチャートである。”データ取り込みクロックXSCL”は画像データを転送するクロックであり、”フレーム開始信号DIO”は表示の開始信号であり、”パルス極性制御信号FR”は印加電圧の極性反転信号であり、”データラッチ(セグメント)LP−SEG”はセグメントドライバが転送された1ライン分のデータをラッチして1表示ラインのデータを更新する表示ライン更新信号であり、”データラッチ(コモン)LP−COM”はコモンドライバがスキャン信号を印加するラインを1ライン進める信号であり、”/DSPOF”は出力電圧の強制OFF信号である。 FIG. 5 is a time chart showing the data transfer operation in the conventional example. “Data capture clock XSCL” is a clock for transferring image data, “Frame start signal DIO” is a display start signal, “Pulse polarity control signal FR” is a polarity inversion signal of applied voltage, “Data latch” (Segment) LP-SEG "is a display line update signal that latches the data for one line transferred by the segment driver and updates the data of one display line." Data latch (common) LP-COM "is common The driver advances the line to which the scan signal is applied by one line, and “/ DSPOF” is a forced OFF signal of the output voltage.
図5に示すように、1ライン目の赤画像データ(赤data)、緑画像データ(緑data)および青画像データ(青data)が各供給ラインのグループに4ビットずつ出力され、XSCLに応じてセグメントドライバ取り込まれる。言い換えれば、4本の隣接したデータラインに印加される1ビット画像データが4個同時に取り込まれ、これをRGBについて同時に行う。取り込まれた画像データはXSCLに応じてシフトされる。したがって、この動作をデータラインを4で除した値に対応する回数だけ行うと、1ライン分のデータがセグメントドライバ内にセットされるので、LP−SEGでラッチして/DSPOFに応じて電圧を出力する。この時、コモンドライバはスキャン位置を示す信号で指示されるスキャンラインにスキャン電圧を出力する。これにより、スキャン電圧が印加される1表示ラインの書込みが行われる。分極を防止するため、FRを変化させてスキャンラインとデータライン間に印加される電圧の極性が反転する。 As shown in FIG. 5, red image data (red data), green image data (green data), and blue image data (blue data) for the first line are output to each supply line group by 4 bits, in accordance with XSCL. Segment driver. In other words, four pieces of 1-bit image data to be applied to four adjacent data lines are simultaneously acquired, and this is simultaneously performed for RGB. The captured image data is shifted according to XSCL. Therefore, if this operation is performed a number of times corresponding to the value obtained by dividing the data line by 4, data for one line is set in the segment driver. Therefore, the data is latched by LP-SEG and the voltage is set according to / DSPOF. Output. At this time, the common driver outputs a scan voltage to the scan line indicated by the signal indicating the scan position. Thereby, writing of one display line to which the scan voltage is applied is performed. In order to prevent polarization, the polarity of the voltage applied between the scan line and the data line is reversed by changing FR.
以下同様に、1表示ライン分の書込みを行っている間に、次の表示ラインの画像データを転送し、転送が完了すると、上記のようにLP−SEGでラッチし、LP−COMに応じてスキャン位置を1ラインだけシフトさせた後、/DSPOFに応じて電圧を出力する。 Similarly, the image data of the next display line is transferred while writing for one display line, and when the transfer is completed, it is latched by LP-SEG as described above, and according to LP-COM. After the scan position is shifted by one line, a voltage is output according to / DSPOF.
汎用ドライバICによるデータ転送動作は広く知られているので、これ以上の説明は省略する。 Since the data transfer operation by the general-purpose driver IC is widely known, further explanation is omitted.
上記のように、3枚のパネルを同時に書き換えるのであれば、コモンドライバ28を共通化することが可能である。図6は、1個のコモンドライバ28で3枚のパネルのスキャンラインを同時に駆動する場合の構成例を示す。この場合も、赤(R)、緑(G)および青(B)の画像データは、3組のd−多供給ラインを介して並列に転送される。したがって、図6の構成のデータ転送動作も、図5に示す例と同じである。
As described above, if the three panels are rewritten at the same time, the
汎用STNドライバは、動画表示用の単純マトリクス型液晶表示素子を駆動するために開発された。そのため、1ビットの画像データを4ビットまたは8ビット同時に取り込んでいる。例えば、640×1000のパネルを、30画面/sで駆動する場合、1画面の表示時間は33.3msで、1スキャンラインの表示時間は52μである。データ転送を1ビットで行う場合、XSCLは0.05μsとなり、セグメントドライバの動作が非常に高速となりその分高価になるという問題が生じる。これに対して、8ビットのデータ転送であればXSCLは0.4μsであり、セグメントドライバを比較的安価にできる。 The general-purpose STN driver has been developed to drive a simple matrix type liquid crystal display element for displaying moving images. For this reason, 1-bit image data is captured simultaneously with 4 bits or 8 bits. For example, when a 640 × 1000 panel is driven at 30 screens / s, the display time for one screen is 33.3 ms, and the display time for one scan line is 52 μm. When data transfer is performed with 1 bit, XSCL becomes 0.05 μs, which causes a problem that the operation of the segment driver becomes very fast and the cost is increased accordingly. On the other hand, in the case of 8-bit data transfer, XSCL is 0.4 μs, and the segment driver can be made relatively inexpensive.
しかし、フルカラー表示の場合、RGBの3グループのデータラインを駆動する必要があり、制御回路27は、8ビットのデータ転送であれば3×8=24本、4ビットのデータ転送であれば3×4=12本のデータ供給ラインに対応する出力を有する必要があり、配線の本数が大きくなるという問題が生じる。従来のフルカラーコレステリック液晶表示装置も、汎用STNドライバICを使用して、図4および図6に示すように、制御回路から3個のセグメントドライバのそれぞれに4ビット(または8ビット)のデータ供給ラインを介して画像データを転送しており、配線数が多いという問題があった。
However, in the case of full-color display, it is necessary to drive three groups of RGB data lines, and the
特許文献2は、複数のセグメントドライバICを使用する場合に、セグメントドライバIC内のシフトレジスタを利用して画像をデータの転送を行うことにより、後段に接続されるドライバICへデータを転送するデータ供給ラインの本数を低減することを記載している。しかし、制御装置(タイミングコントローラ)から伸びるデータ供給ラインの本数が従来と同様であり、配線数が多いという問題が依然存在する。
In
また、コレステリック液晶をパッシブマトリクス駆動方式で駆動する場合、書換えにネマティック液晶と比較して数十倍から数百倍の時間を要することが知られている。そのため、コレステリック液晶表示装置を利用した電子ペーパーは、マトリクス表示ではライン走査の動きが見えるほど、表示の書換えに時間がかかる。そこで、描画の書換え方向(スキャン方向)を縦方向/横方向で可変として、描画内容によって書換え方向を選択してなるべく早く表示内容を認識可能にすることが考えられる。 In addition, when driving a cholesteric liquid crystal by a passive matrix driving method, it is known that rewriting requires several tens to several hundred times as long as a nematic liquid crystal. For this reason, in electronic paper using a cholesteric liquid crystal display device, it takes time to rewrite the display so that the movement of line scanning can be seen in matrix display. Therefore, it is conceivable that the rewriting direction (scanning direction) of drawing is variable in the vertical / horizontal direction, and the display content can be recognized as soon as possible by selecting the rewriting direction according to the drawing content.
図7は、書換え方向を可変にする場合を説明する図であり、(A)が縦スキャンの例を、(B)が横スキャンの例を示す。描画内容が英語などの横書き表示の場合は、(A)の縦スキャンの方が早い段階で表示内容を認識でき、描画内容が日本語による縦書き表示の場合は、(B)の横スキャンの方が早い段階で表示内容を認識できる。図7の(A)の縦スキャンを行う場合には、長辺側ドライバ31がコモンドライバとして動作し、短辺側ドライバ32がセグメントドライバとして動作する。また、図7の(B)の横スキャンを行う場合には、長辺側ドライバ31がセグメントドライバとして動作し、短辺側ドライバ32がコモンドライバとして動作する。現在使用されている汎用STNドライバは、切り換え端子に印加する信号を変化させることにより、セグメントモードとコモンモードを切り替え可能である。
7A and 7B are diagrams for explaining the case where the rewriting direction is variable. FIG. 7A shows an example of vertical scanning, and FIG. 7B shows an example of horizontal scanning. If the drawing content is in horizontal writing such as English, the vertical scanning of (A) can recognize the display content at an earlier stage, and if the drawing content is vertical writing display in Japanese, the horizontal scanning of (B) The display contents can be recognized at an earlier stage. When performing the vertical scan of FIG. 7A, the
図7に示すような切り換え動作を可能にするには、図8に示すように、縦スキャン用バッファ33と、横スキャン用バッファ34と、を設け、縦スキャン時と横スキャン時で、長辺側ドライバ31および短辺側ドライバ32に供給する信号を、すべて切り換えることが考えられる。具体的には、図8に示すように、縦スキャン用バッファ33および横スキャン用バッファ34に、画像データD、セグメントドライバ用制御信号SEGおよびコモンドライバ用制御信号COMをそれぞれ供給する。縦スキャン時には、縦スキャン用バッファ33は、長辺側ドライバ31にコモンドライバ用制御信号COMを、短辺側ドライバ32に画像データDおよびセグメントドライバ用制御信号SEGを供給する。この時、横スキャン用バッファ34は出力をハイインピーダンス(Hi−Z)状態にする。横スキャン時には、横スキャン用バッファ33は、長辺側ドライバ31に画像データDおよびセグメントドライバ用制御信号SEGを、短辺側ドライバ32にコモンドライバ用制御信号COMを供給する。この時、縦スキャン用バッファ33は出力をハイインピーダンス(Hi−Z)状態にする。
In order to enable the switching operation as shown in FIG. 7, a
しかし、図8からも明らかなように、縦スキャン用バッファ33および横スキャン用バッファ34を設ける必要がある上に、配線が複雑であり、特にデータ供給ラインは複数本のラインで構成されるので、配線は非常に複雑になり、配線に要する面積が増加するという問題があった。
However, as is clear from FIG. 8, it is necessary to provide the
配線が複雑であるという問題は、積層型のコレステリック液晶表示装置に限らず、複数のセグメントドライバに並列に画像データを供給する装置であれば、同様に存在する。例えば、1枚のパネルのデータラインに対応してRGBの帯状色フィルタを設けるフルカラー表示装置では、RGBフィルタに対応するデータラインをグループとして複数のコモンドライバで駆動を行うのが一般的である。この場合もRGB画像データは複数のデータ供給ラインのグループを介して並列に転送するので、配線が複雑になり、配線に要する面積が増加するという問題があった。 The problem that the wiring is complicated is not limited to the stacked cholesteric liquid crystal display device, and similarly exists in any device that supplies image data in parallel to a plurality of segment drivers. For example, in a full-color display device in which RGB band-shaped color filters are provided corresponding to the data lines of one panel, it is common to drive the data lines corresponding to the RGB filters as a group with a plurality of common drivers. Also in this case, since the RGB image data is transferred in parallel via a group of a plurality of data supply lines, there is a problem that the wiring becomes complicated and the area required for the wiring increases.
本発明は、信号配線を低減したドットマトリクス型表示装置の実現を目的とする。 An object of the present invention is to realize a dot matrix display device with reduced signal wiring.
ここに開示するドットマトリクス型表示装置は、複数のスキャンラインおよび複数のデータラインを有し、複数のデータラインは複数のグループに分割されているドットマトリクス型表示素子を有し、コモンドライバは複数のスキャンラインを駆動し、複数のセグメントドライバは複数のグループのデータラインをそれぞれ駆動する装置であり、複数のセグメントドライバに表示データを供給する供給ラインは共通で、各セグメントドライバへの表示データの供給を、時分割で行う。 The dot matrix type display device disclosed herein has a plurality of scan lines and a plurality of data lines, the plurality of data lines have dot matrix type display elements divided into a plurality of groups, and a plurality of common drivers. The plurality of segment drivers are devices for driving a plurality of groups of data lines, and the supply lines for supplying display data to the plurality of segment drivers are common. Supply in time division.
コレステリック液晶表示装置などの書換えに長時間を要する装置では、画像データの転送速度は高速である必要はない。しかし、汎用STNドライバを使用する場合、画像データのビット数は4ビットまたは8ビットであり、データ供給ラインの本数を低減することはできない。そこで、複数のセグメントドライバに表示データを供給する供給ラインを統合して、時分割で画像データを転送する。これにより、供給ラインの全体の本数を低減できる。ただし、本発明は、画像データのビット数が1ビット(データ供給ラインが1本)の場合でも効果がある。 In an apparatus that requires a long time for rewriting such as a cholesteric liquid crystal display apparatus, the transfer rate of image data need not be high. However, when a general-purpose STN driver is used, the number of bits of image data is 4 bits or 8 bits, and the number of data supply lines cannot be reduced. Therefore, supply lines for supplying display data to a plurality of segment drivers are integrated, and image data is transferred in a time division manner. Thereby, the total number of supply lines can be reduced. However, the present invention is effective even when the number of bits of the image data is 1 bit (one data supply line).
開示の構成は、書換えに長時間を要するコレステリック液晶表示素子を使用した装置、特に、反射波長の異なる3層のコレステリック液晶表示素子を積層した積層構造を備えるフルカラーコレステリック液晶表示装置への適用に適している。しかし、この構成は、フルカラーコレステリック液晶表示装置に限定されず、データラインが複数のグループに分割され、各グループのデータラインを駆動するために複数のセグメントドライバが設けられる装置で、画像データの転送速度が遅い場合には適用可能である。 The disclosed configuration is suitable for application to a device using a cholesteric liquid crystal display element that requires a long time for rewriting, particularly a full-color cholesteric liquid crystal display device having a laminated structure in which three layers of cholesteric liquid crystal display elements having different reflection wavelengths are stacked. ing. However, this configuration is not limited to a full-color cholesteric liquid crystal display device, and is a device in which data lines are divided into a plurality of groups and a plurality of segment drivers are provided to drive the data lines of each group. Applicable when the speed is slow.
コモンドライバは、3層の表示素子のスキャンラインを共通に駆動しても、独立に駆動してもよい。 The common driver may drive the scan lines of the three-layer display elements in common or independently.
上記のように、汎用STNドライバは、コモンドライバとして動作するコモンモードと、セグメントドライバとして動作するセグメントモードと、に切り換え可能である。このようなドライバICを、コモンドライバおよびセグメントドライバ(長辺側ドライバおよび短辺側ドライバ)として使用し、全ドライバに表示データを供給する供給ラインを共通に接続して、時分割で画像データを転送する構成とすれば、図7に示すような描画の書換え方向(スキャン方向)を縦方向/横方向で可変とすることが、容易に実現できる。 As described above, the general-purpose STN driver can be switched between a common mode that operates as a common driver and a segment mode that operates as a segment driver. Such a driver IC is used as a common driver and a segment driver (long side driver and short side driver), and supply lines for supplying display data to all the drivers are connected in common, and image data is time-shared. With the transfer configuration, the drawing rewrite direction (scan direction) as shown in FIG. 7 can be easily changed in the vertical / horizontal directions.
この場合、コモンモードで動作する複数のドライバICは、同時に同位置のスキャンラインにスキャン信号を印加する必要がある。そこで、スキャン位置をスキャンの開始位置に設定した後、スキャン動作を開始する。コモンモードで動作する複数のドライバICのスキャン位置をスキャンの開始位置に設定するためにスキャン位置を指示する信号を入力してシフトする必要があるが、このシフト動作時には、スキャン動作時に使用するシフトクロックより高速のシフトクロックを使用する。コモンモードで動作する複数のドライバICのスキャン位置の設定動作時には画像データを転送する必要はなく、スキャン位置を指示する信号のシフト動作であれば高速に行うことが可能である。これにより設定動作の時間を低減できる。 In this case, it is necessary for a plurality of driver ICs operating in the common mode to simultaneously apply a scan signal to the scan line at the same position. Therefore, after setting the scan position to the scan start position, the scan operation is started. In order to set the scan position of a plurality of driver ICs operating in the common mode as the scan start position, it is necessary to input and shift the signal indicating the scan position. During this shift operation, the shift used during the scan operation is required. Use a shift clock that is faster than the clock. It is not necessary to transfer image data during the scan position setting operation of a plurality of driver ICs that operate in the common mode, and a high-speed operation can be performed as long as a shift operation of a signal that indicates the scan position. Thereby, the time for the setting operation can be reduced.
以下、コレステリック液晶表示パネルを積層したフルカラーコレステリック液晶表示装置を例として実施形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、表示素子のデータラインを駆動する複数のセグメントドライバを有する構成であれば適用可能である。 Hereinafter, an embodiment will be described by taking a full-color cholesteric liquid crystal display device in which cholesteric liquid crystal display panels are stacked as an example, but the present invention is not limited to this, and has a plurality of segment drivers for driving data lines of a display element. Any configuration is applicable.
図9は、実施形態のフルカラーコレステリック液晶表示装置の基本構成を示す図である。図9に示すように、3色のパネル10R、10G、10Bと、パネル10Rのデータラインを駆動する赤セグメントドライバ29Rと、パネル10Gのデータラインを駆動する緑セグメントドライバ29Gと、パネル10Bのデータラインを駆動する青セグメントドライバ29Bと、が設けられることは従来例と同様である。ここでは、セグメントドライバ29R、29G、29Bに画像データD[3:0」を供給するデータ供給ラインを共通にし、ドライバのデータの入出力イネーブル信号端子EIO(EIO1,EIO2)をカスケード(チェーン状に)接続する。具体的には、29RのEIO2を29GのEIO1に、29GのEIO2を29BのEIO1に、接続する。入出力イネーブル信号端子EIOは、ドライバICが駆動可能な電極数より多い電極数を有するパネルを、複数個のドライバICで分けて駆動するための制御信号端子であり、上記のようにカスケード接続された複数個のドライバICが1個のドライバICのように動作することを可能にする。
FIG. 9 is a diagram illustrating a basic configuration of the full-color cholesteric liquid crystal display device according to the embodiment. As shown in FIG. 9, the three-
図10は、図4に示した従来例に本発明を適用した第1実施形態のフルカラーコレステリック液晶表示装置のドライバ部分の構成を示す図である。図4に示した従来例では、3個のセグメントドライバ29R、29Gおよび29Bにそれぞれ画像データを供給する3グループのデータ供給ラインD[3:0]Red、D[3:0]Green、D[3:0]Blueが設けられ、各セグメントドライバのEIO1が”L”に設定されていた。これに対して、図10の第1実施形態では、画像データを供給する1グループのデータ供給ラインD[3:0]が3個のセグメントドライバ29R、29Gおよび29Bに共通に接続され、セグメントドライバ29RのEIO1が”L”に設定され、セグメントドライバ29RのEIO2はセグメントドライバ29GのEIO1に、セグメントドライバ29GのEIO2はセグメントドライバ29BのEIO1に接続される。ほかの部分は従来例と同じである。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the driver portion of the full color cholesteric liquid crystal display device of the first embodiment in which the present invention is applied to the conventional example shown in FIG. In the conventional example shown in FIG. 4, three groups of data supply lines D [3: 0] Red, D [3: 0] Green, D [that supply image data to the three
図11は、第1実施形態におけるデータ転送動作を示すタイムチャートである。図5に示すように、従来例ではRGBの3色の画像データが同時に転送された。これに対して、第1実施形態では、赤色(R)画像データ、緑色(G)画像データ、青色(B)画像データの順に時分割で3色の画像データを転送する。 FIG. 11 is a time chart showing the data transfer operation in the first embodiment. As shown in FIG. 5, in the conventional example, image data of three colors of RGB are simultaneously transferred. On the other hand, in the first embodiment, the three colors of image data are transferred in a time division order of red (R) image data, green (G) image data, and blue (B) image data.
具体的には、最初に赤色画像データを転送し、セグメントドライバ29Rに画像データのセットを行う。この時、セグメントドライバ29Rおよび29GのEOI2は”H”であり、セグメントドライバ29Gおよび29Bはシフト動作を行わない。セグメントドライバ29Rにおける赤色画像データのセットが完了すると、セグメントドライバ29RのEIO2が”L”に変化し、これによりセグメントドライバ29Rはこれ以上シフト動作を行わなくなり、セグメントドライバ29Gは、EIO1が”L”に変化するので、シフト動作を開始する。それに応じて緑色画像データを転送する。以下、同様の動作を行い、セグメントドライバ29Bでの青色画像データのセットが完了すると、3枚のパネル10R、10G、10Bの1表示ライン分のRGB画像データが、セグメントドライバ29R、29G、29Rにセットされた状態になるので、LP−SEG信号に応じてラッチして保持する。これと同時に、LP−COMによりコモンドライバ28R、28G、28Bのスキャン位置を1つ進める。そして/DSPOFを”H”にすると、コモンドライバ28R、28G、28Bはスキャン位置のスキャンラインにスキャンパルスを出力し、セグメントドライバ29R、29G、29Rは保持した1表示ラインの画像データに対応した電圧パルスを全データラインに出力する。この出力動作の間に、次の表示ラインの画像データをセグメントドライバ29R、29G、29Rに転送する。
Specifically, first, red image data is transferred, and image data is set in the
画像データの転送は、R画像データ、G画像データおよびB画像データが時分割で転送されるので、同じシフトクロックXSCLであれば3倍の時間を要する。しかし、コレステリック液晶は応答速度が遅いので、1表示ラインの書込み時間が長く、時間が3倍になっても特に問題は生じない。 Since the R image data, the G image data, and the B image data are transferred in a time division manner, the image data is transferred three times as long as the same shift clock XSCL. However, since the response speed of the cholesteric liquid crystal is slow, there is no particular problem even if the writing time for one display line is long and the time is tripled.
図12は、図5に示した従来例に本発明を適用した第2実施形態のフルカラーコレステリック液晶表示装置のドライバ部分の構成を示す図である。言い換えれば、第2実施形態のフルカラーコレステリック液晶表示装置は、コモンドライバ28−1および28−2が、3枚のパネル10R、10Gおよび10Bのスキャンラインを共通に駆動することが、第1実施形態と異なる。図5に示した従来例では、3個のセグメントドライバ29R、29Gおよび29Bにそれぞれ画像データを供給する3グループのデータ供給ラインD[3:0]Red、D[3:0]Green、D[3:0]Blueが設けられ、各セグメントドライバのEIO1が”L”に設定されていた。これに対して、図12の第2実施形態では、画像データを供給する1グループのデータ供給ラインD[3:0]が3個のセグメントドライバ29R、29Gおよび29Bに共通に接続され、セグメントドライバ29RのEIO1が”L”に設定され、セグメントドライバ29RのEIO2はセグメントドライバ29GのEIO1に、セグメントドライバ29GのEIO2はセグメントドライバ29BのEIO1に接続される。ほかの部分は従来例と同じである。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the driver portion of the full-color cholesteric liquid crystal display device according to the second embodiment in which the present invention is applied to the conventional example shown in FIG. In other words, in the full color cholesteric liquid crystal display device of the second embodiment, the common drivers 28-1 and 28-2 drive the scan lines of the three
第2実施形態の装置のデータ転送動作は、図11に示した第1実施形態と同じである。 The data transfer operation of the apparatus of the second embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG.
第1実施形態では、スキャン方向は固定されていた(図10では縦方向(長辺方向)スキャン)。言い換えれば、ドライバIC28R−1,28R−2,28G−1,28G−2,28B−1,28B−2,29R−1,29R−2,29G−1,29G−2,29B−1,29B−2は、汎用ドライバICであり、コモンドライバとして動作するコモンモードと、セグメントドライバとしても動作するセグメントモードのいずれでも動作可能である。しかし、ドライバIC28R−1,28R−2,28G−1,28G−2,28B−1,28B−2は、コモンモードでのみ動作し、ドライバIC29R−1,29R−2,29G−1,29G−2,29B−1,29B−2は、セグメントモードのみで動作する。そのため、コモンモードとセグメントモードを切り換える信号端子S/Cは、ドライバIC28R−1,28R−2,28G−1,28G−2,28B−1,28B−2でグランド(”L”)に接続され、ドライバIC29R,29G,29BではVcc(”H”)に接続されていた。
In the first embodiment, the scanning direction is fixed (in FIG. 10, scanning in the vertical direction (long side direction)). In other words, the
図13は、第3実施形態のフルカラーコレステリック液晶表示装置のドライバ部分の構成を示す図である。第3実施形態では、スキャン方向を切り換え可能にする。そのため、ここでは、パネル10Rの長辺側のラインを駆動する2個のドライバICを長辺側ドライバIC31R−1,31R−2で、短辺側のラインを駆動する1個のドライバICを短辺側ドライバIC32Rで表す。同様に、パネル10Gの長辺側のラインを駆動する2個のドライバICを長辺側ドライバIC31G−1,31G−2で、短辺側のラインを駆動する1個のドライバICを短辺側ドライバIC32Gで表す。同様に、パネル10Bの長辺側のラインを駆動する2個のドライバICを長辺側ドライバIC31B−1,31B−2で、短辺側のラインを駆動する1個のドライバICを短辺側ドライバIC32Bで表す。
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a driver portion of the full-color cholesteric liquid crystal display device according to the third embodiment. In the third embodiment, the scan direction can be switched. Therefore, here, two driver ICs that drive the long-side line of the
3個のドライバIC32R、32G、32Bのコモンモードとセグメントモードを切り換える信号端子S/Cには、切り換え信号S/Cが入力され、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2の信号端子S/Cには、S/Cの反転信号が入力される。信号S/Cにより、3個のドライバIC32R、32G、32Bがセグメントモードで、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2がコモンモードで動作する縦スキャン駆動と、3個のドライバIC32R、32G、32Bがコモンモードで、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2がセグメントモードで動作する横スキャン駆動と、が選択できる。
A switching signal S / C is input to the signal terminal S / C for switching the common mode and the segment mode of the three
さらに、画像データ供給ラインD[3:0]は、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2、3個のドライバIC32R、32G、32Bに共通に接続される。言い換えれば、全ドライバICに画像データ供給ラインD[3:0]が接続される。さらに、ドライバIC32RのEIO1には、短辺方向の開始信号DIO−columnが入力され、IC32RのEIO2はIC32GのEIO1に、IC32GのEIO2はIC32BのEIO1にカスケード接続される。また、ドライバIC31R−1のEIO1には、長辺方向の開始信号DIO−rowが入力され、IC31R−1のEIO2はIC31R−2のEIO1に、IC31R−2のEIO2はIC31G−1のEIO1に、IC31G−1のEIO2はIC31G−2のEIO1に、IC31G−2のEIO2はIC31B−1のEIO1に、IC31B−1のEIO2はIC31B−2のEIO1に、それぞれカスケード接続される。これにより、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2は、1個の連続したドライバICのように動作し、3個のドライバIC32R、32G、32Bは、1個の連続したドライバICのように動作する。
Further, the image data supply line D [3: 0] includes six
縦スキャン時には、3個のドライバIC32R、32G、32Bがセグメントドライバとして動作する。この場合の画像データ転送動作は、第1実施形態の場合と同じである。横スキャン時には、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2がセグメントドライバとして動作する。この場合の画像データ転送動作は、ドライバの個数が6個である以外は第1実施形態の場合と同じである。R画像データの前半部分がドライバIC31R−1に転送され、R画像データの後半部分がドライバIC31R−2に転送され、G画像データの前半部分がドライバIC31G−1に転送され、G画像データの後半部分がドライバIC31G−2に転送され、B画像データの前半部分がドライバIC31B−1に転送され、B画像データの後半部分がドライバIC31B−2に転送される。RGB画像データの1表示ライン分の転送が完了すると、ラッチされて保持され、対応する電圧が出力される。電圧出力している間に、次の表示ラインのRGB画像データを転送する。
During vertical scanning, the three
縦スキャン時には、6個のドライバIC31R−1,31R−2,31G−1,31G−2,31B−1,31B−2がコモンドライバとして動作し、横スキャン時には、3個のドライバIC32R、32G、32Bがコモンドライバとして動作する。この場合の動作を立てスキャン時を例として説明する。なお、説明では、ドライバIC31R−1および31R−2をコモンドライバ31Rと、ドライバIC31G−1および31G−2をコモンドライバ31Gと、ドライバIC31B−1および31B−2をコモンドライバ31Bと、称する。
During vertical scanning, six
3枚のパネル10R,10G,10Bに並列に書込みを行うため、コモンドライバ31R,31G,31Bは、パネルの同じ位置のスキャンラインにスキャンパルスを同時に印加する。そのため、書込みを開始する時には、コモンドライバ31Rのスキャン位置を示す信号RSPS、コモンドライバ31Gのスキャン位置を示す信号GSPSおよびコモンドライバ31Bのスキャン位置を示す信号BSPSが、図14に示すように、開始位置を示す状態であることが必要である。
In order to perform writing in parallel on the three
図15は、RSPS,GSPSおよびBSPSが図14に示す状態にするための初期化スキャン動作を説明する図である。初期かスキャン動作を始める前に、/DSPOFをアサートしてパネルへの電圧印かをオフする。次に、図15の(A)に示すように、コモンドライバ31RのEIO1をオン状態にしてLP−rowを1パルス入力した後、EIO1をオフ状態に戻す。これにより、コモンドライバ31Rにスキャン位置を指示する第1の信号が入力される。LP−rowを順次入力すると、図15の(B)に示すようにスキャン位置を指示する第1の信号が順次シフトされる。そして、図15の(C)に示すように、スキャン位置を指示する第1の信号がコモンドライバ31Rの最終スキャン位置を示す位置まで達したら、コモンドライバ31RのEIO1をオン状態にしてLP−rowを1パルス入力した後、EIO1をオフ状態に戻す。コモンドライバ31RのEIO2がコモンドライバ31GのEIO1に接続されているので、スキャン位置を指示する第1の信号はコモンドライバ31Gの開始位置にシフトされると共に、コモンドライバ31Rにスキャン位置を指示する第2の信号が入力される。これにより、図15の(D)に示す状態になる。以下、LP−rowを順次入力すると、図15の(E)に示すようにスキャン位置を指示する第1の信号および第2の信号が順次シフトされる。そして、図15の(F)に示すように、第1の信号がコモンドライバ31Gの最終スキャン位置を示す位置まで、第2の信号がコモンドライバ31Rの最終スキャン位置を示す位置まで達したら、コモンドライバ31RのEIO1をオン状態にしてLP−rowを1パルス入力した後、EIO1をオフ状態に戻す。これにより、図14に示す状態になる。
FIG. 15 is a diagram for explaining an initialization scan operation for setting RSPS, GSPS, and BSPS to the state shown in FIG. At the initial stage or before starting the scanning operation, / DSPOF is asserted to turn off the voltage sign to the panel. Next, as shown in FIG. 15A, after EIO1 of the
図15に示した初期化スキャン動作中のコモンドライバ31R、31Gおよび31Bの動作は、電圧出力を行わずに内部信号のみを変化させる空スキャン動作である。空スキャン動作は、Lp−rowとして高速のクロックを入力すれば短時間に完了する。
The operations of the
図16は、初期化スキャン後の画像書込み時のスキャン動作を示す図である。図16の(A)に示すように、コモンドライバ31R、31Gおよび31Bは、スキャン位置を指示する信号に対応するスキャンラインにスキャンパルスを出力する。これに同期してドライバIC32R、32Gおよび31Bは、上記のように転送された1表示ライン分の画像データに対応した電圧パルスを出力する。これにより、1表示ラインの書込みが行われる。以下、図16の(B)および(C)に示すように、スキャン位置を順次変化させながら書込みを行う。
FIG. 16 is a diagram illustrating a scan operation at the time of image writing after the initialization scan. As shown in FIG. 16A, the
信号S/Cを切り換えることにより横スキャン動作に切り換わる。横スキャン動作は、縦スキャン動作と類似しており、当業者であれば容易に理解できるので、説明は省略する。 Switching to the horizontal scanning operation is performed by switching the signal S / C. The horizontal scanning operation is similar to the vertical scanning operation and can be easily understood by those skilled in the art, and thus the description thereof is omitted.
以上説明したように、本発明によれば、ドットマトリクス型表示装置の信号配線の本数を低減でき、スキャン方向(書換え方向)の変更も簡単な回路構成で行える。 As described above, according to the present invention, the number of signal wirings of the dot matrix display device can be reduced, and the scan direction (rewrite direction) can be changed with a simple circuit configuration.
以上、コレステリック液晶表示素子(パネル)を積層したフルカラー表示装置を例として本発明の実施形態を説明したが、各種の変形例が可能であるのはいうまでもない。例えば、ドライバICへの画像データの転送が複数ビット(ここでは4ビット)並列で行われる例を説明したが、1ビット(1本のデータ転送ライン)でも効果がある。また、フルカラー表示装置の例を説明したが、2色または4色以上のカラー表示装置にも適用可能であり、複数のドライバICでセグメントドライバを構成するモノクロ表示装置にも適用可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described by taking the full-color display device in which the cholesteric liquid crystal display elements (panels) are stacked as an example, but it goes without saying that various modifications are possible. For example, the example in which the transfer of image data to the driver IC is performed in parallel in a plurality of bits (here, 4 bits) has been described, but 1 bit (one data transfer line) is also effective. Although an example of a full-color display device has been described, the present invention can also be applied to a color display device of two colors or four colors or more, and can also be applied to a monochrome display device in which a segment driver is configured by a plurality of driver ICs.
10 表示素子
11 上側基板
12 液晶層
13 下側基板
14 上側電極層
15 下側電極層
17 吸光層
21 電源
22 昇圧部
23 電圧切替部
24 電圧安定部
27 制御回路
28 コモンドライバ
29 セグメントドライバ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数のスキャンラインを駆動するコモンドライバと、
前記複数のグループの前記データラインをそれぞれ駆動する複数のセグメントドライバと、
前記コモンドライバおよび前記複数のセグメントドライバを制御する制御回路と、を備え、
前記複数のセグメントドライバに表示データを供給する供給ラインは共通で、
前記制御回路は、各セグメントドライバへの表示データの供給を、時分割で行うように制御することを特徴とするドットマトリクス型表示装置。 A dot matrix type display element having a plurality of scan lines and a plurality of data lines, wherein the plurality of data lines are divided into a plurality of groups;
A common driver for driving the plurality of scan lines;
A plurality of segment drivers that respectively drive the data lines of the plurality of groups;
A control circuit for controlling the common driver and the plurality of segment drivers,
A supply line for supplying display data to the plurality of segment drivers is common.
The dot matrix display device characterized in that the control circuit controls display data to be supplied to each segment driver in a time-sharing manner.
各層の前記データラインが、前記データラインの各グループに対応する請求項1に記載のドットマトリクス型表示装置。 The dot matrix type display element has a laminated structure in which three layers of cholesteric liquid crystal display elements having different reflection wavelengths are laminated, and each layer of the cholesteric liquid crystal display element has a plurality of scan lines and a plurality of data lines,
The dot matrix display device according to claim 1, wherein the data line of each layer corresponds to each group of the data lines.
前記複数のサブコモンドライバを構成する複数の前記ドライバICはカスケード接続され、
前記複数のセグメントドライバを構成する複数の前記ドライバICはカスケード接続され、
表示データを供給する前記供給ラインは、前記複数のサブコモンドライバおよび前記複数のセグメントドライバに共通に接続され、
前記制御回路は、前記複数のサブコモンドライバおよび前記複数のセグメントドライバの動作モードを切り換え、供給する制御信号を切り換えて、スキャン方向を切り換える請求項4に記載のドットマトリクス型表示装置。 The plurality of sub-common drivers and the plurality of segment drivers are configured by a driver IC capable of selecting a common mode that operates as a common driver and a segment mode that operates as a segment driver,
The plurality of driver ICs constituting the plurality of sub-common drivers are cascade-connected,
The plurality of driver ICs constituting the plurality of segment drivers are cascade-connected,
The supply line for supplying display data is commonly connected to the plurality of sub-common drivers and the plurality of segment drivers,
5. The dot matrix display device according to claim 4, wherein the control circuit switches operation modes of the plurality of sub-common drivers and the plurality of segment drivers, switches a control signal to be supplied, and switches a scan direction.
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