JP2009217117A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶表示装置において、複数のチャネルに分割した低電圧差動信号を受信回路に受け、記憶素子に表示データの並び変えを行い記録し、異なるクロック周波数で送信回路から液晶表示パネル上の駆動回路に出力する。液晶表示パネルの表示領域は複数に分割されており、各表示領域の画素数が異なることから転送クロック周波数を異ならせることが可能となる。
【選択図】図3
Description
そして、このような液晶表示装置において、例えば、下記、特許文献1に記載されているように、表示解像度が増加することにより表示データ数が多くなり、かつ表示データの転送速度が高速化した場合に、表示データをメモリに一旦記憶し、複数の駆動回路に同時に表示データを転送することで表示データ転送速度を低速にする技術が知られている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、液晶表示装置において、高解像度多階調表示モニタを実現し、表示データが増加してもEMI等の問題を減少させる技術を提供する。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルに駆動信号を供給する駆動回路と、駆動回路に表示データを供給する制御回路とを備えており、制御回路は外部から表示データが入力する受信回路と、表示データを保持するメモリ素子と、メモリ素子に保持された表示データを液晶表示パネルに送信する複数の送信回路とを有しており、複数の送信回路は画素数の異なる表示領域にそれぞれ表示データを送信する。異なる送信回路からはクロック周波数が異なる表示データが出力することとなり、電磁波ノイズの周波数が分散する。
本発明によれば、高解像度多階調表示モニタを実現し、表示データが増加してもEMI等の問題を減少させることが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図1は、本発明の実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図1において、1は液晶表示パネル、9は表示領域であり、表示領域9には、表示データに従い画像が表示される。
500はコントローラであり、コントローラ500には外部(コンピュータ等)から表示データ、制御信号等が入力される。コントローラ500は外部から表示データ、制御信号等を受け、液晶表示パネル1に表示データ、各種クロック信号、各種制御信号とを供給する。
40は電源回路であり、電源回路40は液晶表示パネル1を駆動するための各種の駆動電圧を発生する。
コントローラ500にはデータバスライン5が接続されている。コントローラ500はデータバスライン5に表示データを出力する。また、コントローラ500は、外部から入力された制御信号を変換し液晶表示パネル1を制御する信号を出力する。
コントローラ500が出力する制御信号としては、ソースドライバ6が表示データを取り込むためのクロック信号、ソースドライバ6から液晶表示パネルへの出力を切り替えるためのクロック信号、ゲートドライバ7を駆動するフレーム開始指示信号と順次走査信号を出力するためのゲートクロック信号などのタイミング信号がある。
また、電源回路40は正極階調電圧と負極階調電圧、対向電極電圧、走査信号電圧等を発生させ出力する。
表示データはデジタルデータであり、表示データの送信にはEMI対策のため低電圧差動信号が用いられる。データバスライン5で使用する低電圧差動信号では、シリアル転送方式が用いられており、1データバスラインで7ビットを1データ単位として、1ペアの信号線でシリアルに転送する。表示データはRGB各10ビットなので、データバスライン5の本数は5ペア必要となる。
コントローラ500は、データバスライン5に画素の並びに従い表示データを出力する。ソースドライバ6は順番に出力される表示データの中から表示すべきデータを取り込む。ソースドライバ6が表示データを取り込むタイミングはコントローラ500から出力するクロック信号(制御信号)51に従う。
表示領域9の周辺に沿って、横方向(X方向)にソースドライバ6(駆動回路)が配置される。このソースドライバ6の出力端子は液晶表示パネル1の映像信号線22に接続している。映像信号線22は図中Y方向に延在し、薄膜トランジスタ10のドレイン電極に接続している。また、映像信号線22は図中X方向に複数本並列に配置されている。
ソースドライバ6は、データバスライン5から表示データを取り込み、表示データに従い階調電圧を映像信号線22に出力する。映像信号線22により液晶を駆動するための電圧(階調電圧)が薄膜トランジスタ10に供給される。
なお、ソース、ドレインの呼び方は、バイアスの関係で逆になることもあるが、ここでは、映像信号線22に接続される方をドレインと称する。
ゲートドライバ7は、コントローラ3から送られてくるフレーム開始指示信号およびシフトクロックに基づき、1水平走査期間毎に、順次、走査信号線21にハイレベルの走査電圧を供給する。薄膜トランジスタ10はゲート電極に印加された走査電圧によりオンとオフが制御される。
液晶表示パネル1の表示領域9は、マトリクス状に配置される画素部8を有している。ただし、図1では図を簡略化するため1つの画素部8だけを示している。各画素部8は、薄膜トランジスタ10と画素電極11を有している。各画素部8は隣接する2本の映像信号線22と、隣接する2本の走査信号線21との交差領域(4本の信号線で囲まれた領域)に配置される。
前述したように、走査信号線21にはゲートドライバ7から走査信号が出力している。この走査信号により薄膜トランジスタ10がオン・オフする。映像信号線22には階調電圧が供給されており、薄膜トランジスタ10がオンになると、映像信号線22から画素電極11に階調電圧が供給される。画素電極11に対向するように対向電極(コモン電極;図示せず)が配置されており、画素電極11と対向電極との間には液晶層(図示せず)が設けられている。なお、図1に示す回路図上では画素電極11と対向電極との間は等価的に液晶容量が接続されているように表示している。また、図示は省略するが、画素電極11と対向電極との間には付加容量も設けられる。
液晶表示パネル1が表示する画像は画素により構成される。画像を構成する各画素の階調は、画素電極に供給される電圧に従う。
ソースドライバ6は、表示する階調を表示データで受け対応する階調電圧を出力する。そのため、液晶表示パネル1が表示する階調数の増加に従い、表示データのデータ量やデータバスライン5の本数も増加する。
直流電圧を液晶に長時間印加すると液晶が劣化することが知られている。液晶の劣化を防止するため液晶層に印加する電圧の極性を周期的に反転させる交流化駆動が行われている。交流化駆動では対向電極に対して、画素電極に正極性、負極性の信号電圧が印加される。そのため、電源回路40は、正極階調電圧生成回路と負極階調電圧生成回路を有している。ソースドライバ6は交流化信号により、同じ表示データであっても正極性、負極性の階調電圧を選択する。
表示領域9はさらに区分された表示領域901、902、903、904とに分けられている。なお、区分された表示領域901、902、903、904については後述する。
外部送信回路821、822は、外部装置800内のデジタル信号を低電圧差動信号に変換して外部信号線731と732とに出力する。外部信号線731と732はコントローラ(制御回路とも呼ぶ)500の受信回路711と712とに接続している。また、図2では、受信回路711と712とは、信号線735、736を介してデータ整理回路600に接続されている。
受信回路711と712とは、低電圧差動信号をコントローラ500内で使用するデジタル信号に変換している。低電圧差動信号はEMI等の対策にすぐれており、外部装置800とコントローラ500との信号伝送に使用される。ただし、外部送信回路821、822で送信可能なデータ量が限られており、そのため、図2に示す回路では外部信号線731と732とにデータを分けて送信している。また、外部信号線731と732を受けるために、コントローラ500は2個の受信回路711と712を備える必要がある。
前述したように、外部送信回路821と822から出力した低電圧差動信号は信号線731と732を介して受信回路711と712に入力している。
受信回路711は、データ記録素子611と612とに接続し、受信回路712は、データ記録素子613と614とに接続している。データ記録素子611、612、613、614は、例えば、書き換え可能なメモリ素子等で構成することが可能である。
データ記録素子611、612には、各表示領域901、902に書き込まれる映像信号に対応する表示データが一時記憶されており、データ記録素子611と612から出力する表示データは、内部送信回路301、302によってソースドライバ6に送信される。
同じく、データ記録素子613、614には、各表示領域903、904に書き込まれる映像信号に対応する表示データが一時記憶されており、データ記録素子613と614から出力する表示データは、内部送信回路303、304によってソースドライバ6に送信される。
まず、受信時には、矢印761Aに示すように記録素子621に受信回路711から表示データが信号線(データバス)750を介して書き込まれ、記録素子621に表示データ書き込みが終了すると次に記録素子622に矢印761Bに示すように表示データが書き込まれる。
次に、同時に、矢印762と763に示すように、記録素子621と622から表示データが内部送信回路301と302とに出力する。記録素子621と内部送信回路301とは、信号線(データバス)751で接続されており、記録素子622と内部送信回路302とは、信号線(データバス)752で接続されている。すなわち、記録素子621と622とに記録された表示データは異なる信号線により伝送されることで、同時に異なる内部送信回路301と302とに分けて送信可能となっている。
201、211、212はクロック制御回路であり、クロック制御回路201は外部から送信されたり、内部で発生する基準クロックを受信回路711やクロック制御回路211、212へ出力している。
クロック制御回路211からは、受信回路711で表示データを受信するタイミングとほぼ同等なクロックが発振されており、受信回路711で表示データが受信するタイミングで、記録素子621と622とに表示データが記録される。
クロック制御回路212からは、クロック352よりも周波数の低いクロック353が発振されている。記録素子621は内部送信回路301に信号線751で接続され、記録素子622は内部送信回路302と信号線752とで接続されているため、表示データを2つ分割して送信することが可能となり、信号線751と752とでは信号線750よりも遅いタイミングで表示データを送信可能である。
図7では1基準期間770内で、矢印761で示す送信と、矢印762と763で示す送信が行われることを示している。受信回路711から表示データは矢印761に示すように、1番目から100番目、101番目から200番目と順番に送信され、記録素子621に1番目から100番目の表示データが記録され、記録素子622に101番目から200番目の表示データが記録される。
1基準期間770は繰り返されており、記録素子621と622に表示データが記録された後、次の基準期間770内で、記録素子621から内部送信回路301に、1番目から100番目の表示データと、記録素子622から内部送信回路302に、101番目から200番目の表示データとが送信される。
なお、コントローラ500はデータ記録素子611と612とを備えており、データ記録素子611で表示データを書き込み中の場合は、データ記録素子612から内部送信回路301と302とに表示データが送信され、データ記録素子611で表示データを内部送信回路301と302とに送信中の場合は、データ記録素子612に表示データが書き込まれる。
このように、データ記録素子611と612とを設けて、書き込みと読み出しを分けて行い、各データ記録素子611と612とには、記録素子621と622と、内部送信回路301と302とを設け、さらに異なる信号線751と752とを備えることで、1つの受信回路から入力した表示データを受信時とは異なる転送速度で2つの表示領域に出力することが可能となっている。
なお、記録素子621、622と内部送信回路301、302とを同じ信号線で接続する場合は、同時に異なる表示領域901と902とに異なる表示データを転送することは不可能である。
次に図9にデータ整理回路600から出力する表示データの出力波形を示す。図9の321は内部送信回路301に出力される表示データの波形を示し、同様に、322は内部送信回路302に出力される表示データの波形を、323は内部送信回路303に出力される表示データの波形を、324は内部送信回路304に出力する表示データの波形を示す。図9では、各波形321、322、323、324の波長が変化している。各信号の波長を変化させると、信号毎に周波数が変化するので、発生する電磁波ノイズの周波数も分散して電磁波ノイズが平均化してピーク値が低下する。
ただし、信号の周波数は変化させた場合では、同数の表示データを転送する時間に差が生じ、同時に伝送を開始した場合に伝送終了時間が異なるという問題が発生する。図9では7パルス目までの波形を示しているが、パルスp1−7、p2−7、p3−7、P4−7共に、立ち下がりの時間がずれている。
表示データ328では、パルスp4−1に対してパルスp4−5の波長が短くなっているが、その後パルスp4−10ではパルスp4−1と同程度の波長となっている。表示データ325、326、327,328では、それぞれ一定の期間内で波長が変化しているが、10パルス目では同じタイミングで立ち下がっている。
図10に示すように、周波数を変化することで、電磁波ノイズの周波数によるピークを抑えることが可能で、同様なタイミングでパルスを終了させることも可能となっている。
次に図11に各パルスの位相を45°毎ずらしたものを示す。図11では電磁波ノイズの周波数毎のピークを抑えることが可能で、パルスの終了も1パルス以内のずれで抑えることが可能である。
なお、データ整理回路600で電磁波ノイズを低減する方法を説明したが、図3に示すコントローラ500の表示データ出力部501と502でも、同様の電磁波ノイズ低減方法を採用することが可能である。
図12に示す表示領域901と902を駆動する場合の内部送信回路301と302の出力波形を図13に示す。図13において、335は表示領域901に出力する波形、336は表示領域902に出力する波形である。
例えば、表示領域901に並ぶ画素数を7個とし、表示領域902に並ぶ画素数を10個とすると、同時に出力を終わらせるためには、表示領域901に出力するパルスの波長を表示領域902に出力するパルスよりも長くする必要がある。
図13に示すように、表示領域901と902とで表示データの波長を異ならせると、表示データの周波数が分散して、電磁波ノイズの低減に効果がある。ただし、表示領域901と902で画素数が異なり、受信回路711と712に2等分された表示データが送信される場合には、画素数が多いデータ記録素子612に、信号線631を介して画素数が少ないデータ記録素子611から表示データを転送する必要が生じる。また、書き込みと読み出しを交互に行うためにデータ記録素子611、612は複数の記録素子を備える必要がある。
次に、図14に表示領域901と902の画素が同数の場合を示す。この場合、表示領域901と902共に規格外の表示領域となり、ソースドライバ6はダミーの出力回路を多数用意することとなり、駆動回路数が増加して製造費用が増加することとなる。
図15に表示領域901と902とで画素数が異なる場合に、データ整理回路600を設ける場合を示す。データ整理回路600は受信回路711と712とで受信した表示データを各内部送信回路に出力可能なように並び変えて送信する。
図17に表示データを並び替える様子をタイミングチャートで示す。図17の341は出力開始信号を示しており、パルス371が立ち上がるタイミングでデータ記録素子611、612、613から表示データが内部送信回路301、302に出力する。
また、図17の342は入力開始信号を示しており、パルス372の立ち上がりで、表示データがデータ記録素子611、612、613に書き込み開始する。また、図17の343は入力終了信号を示しており、表示データのデータ記録素子611、612、613への書き込み終了を示している。
図17の351はデータ記録素子611に表示データが書き込まれる様子を示し、同様に、352はデータ記録素子612に表示データが書き込まれる様子を示し、353はデータ記録素子613に表示データが書き込まれる様子を示している。
また、図17の361はデータ記録素子611から内部送信回路301に表示データが転送される様子を示し、同様に、362はデータ記録素子612から内部送信回路302に表示データが書き込まれる様子を示し、363はデータ記録素子613から内部送信回路303に表示データが転送される様子を示している。
次に、データ記録素子611に表示領域901に対応する表示データ381が書き込み終わると、続いてデータ記録素子612に表示領域902に対応する表示データ383が信号線633を介して書き込まれる。
また、表示領域902に対応する表示データ382がデータ記録素子612に書き込み終わると、データ記録素子613に受信回路712から信号線634を介して、表示データ384がデータ記録素子613に書き込まれる。
次に期間T2では、パルス371が立ち上がると、データ記録素子611から表示データ391が内部送信回路302に出力し、データ記録素子612から表示データ392が内部送信回路302に出力し、データ記録素子613から表示データ393が内部送信回路303に出力する。
表示データ391は期間T1にデータ記録素子611に記録された表示データ381であり、表示データ392はデータ記録素子612に記録された表示データ383と382の中で、表示データ383が先で、表示データ382を後に順番を入換えて出力したものであり、表示データ393は表示データ384がデータ記録素子613に記録されものである。
図16に示す回路のように、2個の受信回路711と712を用いて入力する表示データを3つの表示領域901、902、903とに出力するには、表示データを並べ替える必要が生じる。
図19に表示領域901の画素数が多い場合のクロック波形を示す。図19の336は表示領域901に表示データを出力するクロック波形を示しており、表示領域902、903に出力するクロック波形よりも周波数が高くなっている。また、表示領域902に出力するクロック波形337と表示領域903に出力するクロック波形338は位相がずらされており、クロック周波数が分散することで、電磁波ノイズを低減可能となっている。
以上説明したように、本実施例によれば、液晶表示パネルに送信される表示データの送信クロックの周波数を分散させることで液晶表示装置の電磁波ノイズを低減することが可能となる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
3 コントローラ
5 データバスライン
6 ソースドライバ
7 ゲートドライバ
8 画素部
9 表示領域
10 薄膜トランジスタ
11 画素電極
21 走査信号線
22 映像信号線
40 電源回路
51 クロック信号
201,211,212 クロック制御回路
301〜304 内部送信回路
500 コントローラ
501,502 表示データ出力部
600 データ整理回路
611〜614 データ記録素子
621,622 記録素子
631〜635,735,736,750〜752,831〜833 信号線
711,712 受信回路
731,732 外部信号線
800 外部装置
810 分割回路
821,822 外部送信回路
901〜904 表示領域
Claims (14)
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動する複数の駆動回路と、
前記駆動回路に表示データを供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、
前記制御回路は、外部から表示データが入力される入力部と、
前記表示データを保持するデータ保持部と、
前記データ保持部に保持された表示データを前記液晶表示パネルに伝送する送信部とを有し、
前記入力部と前記送信部との数が異なることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記入力部から前記データ保持部に表示データを読み込むクロック周波数と、前記データ保持部から前記送信部に表示データを読み出すクロック周波数とが異なることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記入力部に入力する表示データは低電圧差動信号であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 前記入力部の数は偶数で、前記送信部の数は奇数であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
- 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動する複数の駆動回路と、
前記駆動回路に表示データを供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、
前記制御回路は、外部から表示データが入力される受信回路と、
前記表示データを保持するメモリ素子と、
前記メモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに送信する第1の送信回路と、第2の送信回路とを有し、
1出力期間中に前記第1の送信回路が送信する表示データ数と、前記第2の送信回路が送信する表示データ数とが異なることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記受信回路から前記メモリ素子に表示データを読み込むクロック周波数と、前記メモリ素子から前記第1および第2送信回路に表示データを読み出すクロック周波数とが異なることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記入力回路に入力する表示データは低電圧差動信号であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の送信回路から前記液晶表示パネルに表示データを送信するクロック周波数と、前記第2の送信回路から前記液晶表示パネルに表示データを送信するクロック周波数とが異なることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
- 前記メモリ素子は第1のメモリ素子と、第2のメモリ素子とを有し、
前記第1のメモリ素子と前記第1の送信回路とは第1のデータバスで接続され、
前記第2のメモリ素子と前記第2の送信回路とは第2のデータバスで接続されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。 - 液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルを駆動する複数の駆動回路と、
前記駆動回路に表示データを供給する制御回路とを有する液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルは、第1の表示領域と、第2の表示領域と、第3の表示領域とを有し、
前記第1の表示領域は、前記第2、第3の表示領域とは画素数が異なり、
前記制御回路は、前記第1の表示領域に表示データを出力する第1の送信経路と、
前記第2の表示領域に表示データを出力する第2の送信経路と、
前記第3の表示領域に表示データを出力する第3の送信経路とを有することを特徴とする液晶表示装置。 - 前記制御回路は、前記表示データが入力する第1の受信経路と、第2の受信経路とを有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
- 前記制御回路は、第1の受信経路から入力する表示データを保持する第1のメモリ素子と、
前記第1の受信経路と第2の受信経路とから入力する表示データを保持する第2のメモリ素子と、
前記第2の受信経路から入力する表示データを保持する第3のメモリ素子とを有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。 - 前記制御回路は、第1の受信経路から入力する表示データを保持する第1のメモリ素子と、
前記第1の受信経路と第2の受信経路とから入力する表示データを保持する第2のメモリ素子と、
前記第2の受信経路から入力する表示データを保持する第3のメモリ素子とを有し、
前記第1のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第1の送信回路と、
前記第2のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第2の送信回路と、
前記第3のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第3の送信回路とを有することを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。 - 前記制御回路は、第1の受信経路から入力する表示データを保持する第1のメモリ素子と、
前記第1の受信経路と第2の受信経路とから入力する表示データを保持する第2のメモリ素子と、
前記第2の受信経路から入力する表示データを保持する第3のメモリ素子とを有し、
前記第1のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第1の送信回路と、
前記第2のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第2の送信回路と、
前記第3のメモリ素子に保持された表示データを前記液晶表示パネルに出力する第3の送信回路とを有し、
前記第1の送信回路から出力する表示データの送信クロック周波数と、前記第2の送信回路から出力する表示データの送信クロック周波数とが異なることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
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