JP3633455B2 - 記憶装置を内蔵した駆動装置およびそれを用いた電気光学装置並びに電子機器 - Google Patents

記憶装置を内蔵した駆動装置およびそれを用いた電気光学装置並びに電子機器 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記憶装置を内蔵した駆動装置およびそれを用いた電気光学装置並びに電子機器に関する。
【0002】
【背景技術】
液晶装置では、通常、液晶表示パネルを駆動する表示用駆動装置内にフレームメモリーとして機能する記憶装置を設け、この記憶装置から表示データを読込んで表示する方法が採用されている。例えば、単純マトリックス型の液晶表示パネルでは、フレームレート制御階調法(FRC法)や電圧階調法やパルス幅変調法(PWM)などといった階調表示方法が現在利用されている。このパルス幅変調法では、コモン電極(走査電極)を駆動させるコモン駆動装置によって選択された一水平走査期間(1H)を所要の階調数に分割し、その階調に応じてオン波形を印加する期間を変える方式である。そして、このパルス幅変調法では、階調表示を構成する表示データのビット数で一水平走査期間(1H)を分割し、その分割の際に各ビット毎に重み付けを行なうことにより、液晶印加電圧を制御することができる。他方では、液晶に電圧を印加する際に、上述の表示データを構成する各ビットのうちの、最上位ビット情報だけ、あるいは最下位ビット情報だけといった、ある特定のビット位置の情報を読み出すという必要も生じている。例えば、このような駆動方法は現在では、複数のコモン電極を同時選択するマルチライン駆動法(MLS)などに適用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、2ビットで形成され4階調を表示する表示データを処理する駆動装置をパルス幅変調法により駆動させる場合について説明する。このとき、ある時点において、2ビットのうちの上位1ビットの情報が必要であるとき、同時にその時点では不必要な下位1ビットの情報までも読み出してしまっていた。
【0004】
これにより、不必要な下位1ビットを読み出すため、読み出し線の電位をある一定の状態でフローティング状態にしておくためのプリチャージ、またメモリセルの情報の読み出しの際の消費電流により、無駄な消費電力が使われていた。
【0005】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ある特定の時点において、表示データの特定の位置のビット情報を読み出すことができる記憶装置を内蔵した駆動装置並びにそれを用いた電気光学装置および電子機器を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上述のような課題を解決するために本発明は、
表示データに基づいて表示部を駆動させる、記憶装置を内蔵した駆動装置において、
前記記憶装置は、
複数のメモリセルと、
前記複数のメモリセルの各々に表示データを書き込むために選択される複数の第1のワード線と、
前記複数の第1のワード線の各々と対となって配置され、前記複数のメモリセルの各々の表示データを読み出すために選択される複数の第2のワード線と、
第1のワード線が選択されることにより、対応する複数のメモリセルに表示データを書き込むための複数の第1のビット線と、
前記複数の第1のビット線の各々と対となって配置され、第2のワード線が選択されることにより、対応する複数のメモリセルの表示データを読み出すための複数の第2のビット線と、
前記複数の第2のビット線の各々に電位を供給するプリチャージ手段と、
前記プリチャージ手段からの電位の供給を制御する複数の第1のスイッチング素子と、
前記複数のメモリセルの各々に記憶された表示データを読み出すタイミングに基づいて、前記複数の第1のスイッチング素子の各々の開閉を制御する複数の第1の制御ラインとを有することを特徴とする。
【0007】
このようにすることで、表示データをメモリセルから読み出す際、その表示データを形成するビット情報の内の特定位置のビット情報のみを読み出すために、特定の第2のビット線をプリチャージし、読み出し処理を行なうことができるようになり、低消費電力化が図られる。
【0008】
また、本発明では、
前記複数の第2のビット線の読み出し先には、一方が前記複数の第2のビット線の各々に接続され、他方が各々接地された複数の第2のスイッチング素子をさらに有し、
前記複数の第1の制御ラインの各々によって前記複数の第1のスイッチング素子の各々が開閉されるタイミングに基づいて、前記複数の第2のスイッチング素子の各々の開閉を制御する第2の制御ラインを有することを特徴とする。
【0009】
このように第1の制御ラインの制御と同じタイミングで複数の第2のスイッチング素子の開閉を制御する第2の制御ラインを設けることで、複数の第2のビット線の各々をロウレベルにプリチャージできるようになる。
【0010】
また、本発明では、
表示データのそれぞれがN(Nは自然数)ビット情報で形成されている場合、前記複数の第1の制御ラインはN本を有し、
表示データのそれぞれの内で同一の位に対応する1ビット情報が読み出される前記複数の第2のビット線のうちの一群のビット線の各々と接続された第1のスイッチング素子の開閉が、前記N本の第1の制御ラインの内の同一のラインで制御されることを特徴とする。
【0011】
N本の第1の制御ラインのうち、表示データラッチ回路に読み出される表示データに対応した第2のビット線を制御する制御ラインを駆動させることができる。
【0012】
これにより、第2のビット線の各々をロウレベルあるいはハイレベルにプリチャージするかを選択的に決定できる。
【0013】
また、本発明では、
前記第2の制御ラインは、前記N本の第1の制御ラインの各々と対となって配置されたN本を有し、
表示データのそれぞれの内で同一の位に対応する1ビット情報が読み出される前記複数の第2のビット線のうちの一群のビット線の各々と接続された第2のスイッチング素子の開閉が、前記N本の第2の制御ラインの内の同一のラインで制御されることを特徴とする。
【0014】
このようにすることで、表示データラッチ回路に読み出される表示データに対応した第2のビット線の各々の電位を抜くことができるようになる。これにより、さらに低消費電力化が図られる。
【0015】
また、本発明の駆動装置を電気光学装置および電子機器に適用することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【0017】
(駆動装置について)
図1は、例えば、8階調(3ビット)の表示が可能な液晶装置を駆動するための表示用の駆動装置10を示している。
【0018】
この駆動装置10は、コモン駆動回路20、セグメント駆動回路22、デコーダ24、表示データラッチ回路26、表示データRAM30、I/Oバッファ回路32、ページアドレス回路34、カラムアドレス回路36、LCD表示アドレス回路38、表示タイミング発生回路40、発振回路42、MPUインターフェイス回路50および入出力バッファ52などの装置を有して構成されている。
【0019】
MPUインターフェイス50には、外部のMPU70からの各種信号が入力されるための複数の入力端子(図示しない)を有している。この入力端子としては、チップセレクト端子XCS、データ識別端子A0、データバスラッチ端子XRD、データ取込み端子XWR、リセット端子XRESおよび入力切換え端子P/Sなどが設けられている。
【0020】
チップセレクト端子XCSには、駆動装置10がアクティブな状態であるか否かを決定する信号が供給される。データ識別端子A0には、MPU70から供給されるデータが、コマンドデータあるいは表示データのどちらであるかを識別する信号が供給される。データバスラッチ端子XRDに信号が供給されると、データバス60がラッチされ、データ信号がデータバス60に出力される。データ取込み端子XWRに信号が供給されると、データバス60上のデータ信号が駆動装置10の内部に取り込まれる。リセット端子XRESに信号が供給されると、デフォルト値に設定される。入力切換え端子P/Sには、パラレルまたはシリアルデータのいずれか一方への入力切替えを行なう。
【0021】
入出力バッファ52には、入出力端子D0〜D7が設けられている。この入出力端子D0〜D7を介して、外部のMPU70によって処理されたコマンドデータおよび表示データがともに駆動装置10に供給される。
【0022】
以下には、MPUインターフェイス50に供給された各種信号による駆動装置10内の動作の一例を示す。
【0023】
データ識別端子A0に信号「0」が入力されることで、入出力バッファ52にはコマンドデータが入力される。このコマンドデータは、入力切換え端子P/S端子によりシリアルデータとして入出力バッファ52に供給される。さらに、8ビット分のシリアルデータが入出力バッファ52にラッチされた後に、パラレルデータに変換されてコマンドデコーダ44に供給される。同様に、データ識別端子A0に「1」が入力されると、入出力バッファ52には表示データが入力される。この表示データは、入力切換え端子P/Sによりシリアルデータとして、入出力バッファ52に供給される。さらに、8ビット分のシリアルデータが入出力バッファ52にラッチされた後に、パラレルデータに変換されてデータバス60にパラレルに送出される。コマンドデコーダ44でデコードされたコマンドデータは、表示タイミング発生回路40の動作コマンドとして用いられる他、表示データRAM30に接続された、ページアドレス回路34およびカラムアドレス回路36のそれぞれのアドレス指定などに用いられる。
【0024】
ここで、ページアドレス回路34は、外部のMPU70から表示データRAM30にアクセスする場合に、ページ方向のアドレス制御を行なう。同様に、カラムアドレス回路36は、外部のMPU70から表示データRAM30にアクセスする場合に、カラム方向のアドレス制御を行なう。
【0025】
一方、データバス60にラッチされたパラレルの表示データは、表示データRAM30のI/Oバッファ回路32を介して、コマンドにより指定されたページ及びカラムの各アドレスに従って、表示データRAM30内の対応するメモリセルの各々に書き込まれる。
【0026】
表示タイミング発生回路40には、クロック信号CL、極性反転化信号FRおよび階調制御信号GCPなどが供給される。表示タイミング発生回路40は、発振回路42により、これらの信号のタイミングを変換する。ここで、クロック信号CLは、液晶パネルのフレーム(1画面)の表示クロックを制御するための信号である。極性反転化信号FRは、液晶パネルにおける各画素の電圧極性を、単位時間毎に変化させるための信号である。階調制御信号GCPは、階調の濃淡のレベルを制御するための信号である。
【0027】
表示データRAM30は、液晶パネルにおけるN(Nは自然数)本のセグメント電極SEG〜SEGと、M(Mは自然数)本のコモン電極COM〜COMとの交点に対応して形成される画素数(1フレーム分)と同じ数であるM×N個のメモリ素子(メモリセル)を有している。なお、本実施形態では、SRAM(スタティック・ランダム・アクセスメモリ)をメモリセルに用いているが、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセスメモリ)などの記憶装置を適用してもよい。
【0028】
この表示データRAM30に記憶された表示データのうち、液晶パネル内の1本のコモン電極に対応する表示データRAM30のメモリセルの情報の各々(1ライン分)は、LCD表示アドレス回路38の制御に基づいて、順次、表示データラッチ回路26に読み出される。表示データは、表示タイミング発生回路40から供給されるクロック信号CLに基づいて、デコーダ24に供給される。デコーダ24によりデコードされた表示データは、セグメント駆動回路22にて、液晶パネルの駆動に必要なレベルの電圧に変換され、セグメント電極SEG〜SEGの各々に供給される。そしてコモン駆動回路20により、まだ選択されていないコモン電極が、順次、選択されていく。
【0029】
(比較例としての表示データRAMについて)
本実施形態では、上述のような3ビット(8階調)を単位として形成された表示データを表示駆動させる駆動装置10において、ある時点で、その表示データの各々のうちで同一の位のビット情報を液晶パネルに出力して駆動させる。
【0030】
このように表示駆動をさせるための表示データRAM30Aの構成の一例を図4に示す。
【0031】
この表示データRAM30Aは、記憶領域110Aおよびプリチャージ回路部104などを有して構成されている。
【0032】
この表示データRAM30Aに記憶された表示データのうち、液晶パネル内の1本のコモン電極に対応するメモリセルの情報の各々(1ライン分)は、LCD表示アドレス回路38Aの制御に基づいて、順次、表示データラッチ回路26に読み出される。
【0033】
記憶領域100には、外部のMPU70から供給される表示データの書き込み制御を行なうための、M本のワード線WL〜WL、N本のビット線BL〜BL、およびN本のビット対線XBL〜XBLがそれぞれ配置されている。このそれぞれの線の交差位置に対応して、M×N個のメモリセルMC11〜MCMNが配置されている。さらに、このメモリセルMC11〜MCMNの各々に対応して、その記憶された情報の各々を液晶パネルに供給またはその供給の制御をするための、N本のLCD系ビット線LCDBL〜LCDBL、およびM対のLCD系ワード線LCDWL〜LCDWLがそれぞれ配置されている。このM対のLCD系ワード線LCDWL〜LCDWLの各々は、3ビットの表示データに対応して、3本のLCD系ワード線で構成されている。例えば、LCD系ワード線LCDWLは、サフィックス1〜3を付した、3本のLCD系ワード線LCDWL−1〜LCDWL−3から成っている。
【0034】
記憶領域110A内に配置されている1つのメモリセルMC11を一例とた場合、Nチャネル型トランジスタQN10,12、Pチャネル型トランジスタQP10,12、およびインバータINV10,12がそれぞれ配置されている。
【0035】
メモリセルMC11において、ワード線WLが選択されることで、Nチャネル型トランジスタQN10,12がオンし、ビット線BLおよびビット対線XBLを介して表示データの書き込み制御が行なわれる。この表示データは、インバータINV10,12で構成されるフリップフロップによってラッチされる。また、Pチャネル型MOSトランジスタQP12のゲートには、LCD系ワード線LCDWL−1が接続されている。
【0036】
メモリセルMC12のPチャネル型MOSトランジスタQP12のゲートにはLCD系ワード線LCDWL−2が、メモリセルMC13のPチャネル型MOSトランジスタQP12のゲートにはLCD系ワード線LCDWL−3が、それぞれ接続されている。
【0037】
また、プリチャージ回路部104は、プリセット線PSを有して構成されている。プリセット線PSは、Nチャネル型MOSトランジスタQN20の開閉を制御する。そして、このNチャネル型MOSトランジスタQN20がオンされることで、LCD系ビット線LCDBL〜LCDBLのそれぞれの一方に接地電位VSSが供給される。
【0038】
例えば便宜的に、メモリセルMC11〜MC13の3ビットで形成される表示データに注目した場合、メモリセルMC11の情報のみを液晶パネルに出力する場合の動作について、以下に説明する。メモリセルMC11の情報のみを選択する場合には、LCD表示アドレス回路38Aにより、LCD系ワード線LCDWL−1が選択される。この後に、メモリセルMC11の情報がLCD系ビット線LCDBLを介して、液晶パネルに出力される。
【0039】
このように表示データRAM30Aを構成することで、LCD表示アドレス回路38Aに基づいて、適当なLCD系ワード線を選択した後に、表示データの所定の位のビット情報を読み出すことができる。
【0040】
しかし、このような構成にした場合、LCD系ワード線の本数は記憶装置のページ(行)方向のメモリセル数、および液晶パネルで表示する階調数に比例して増加し、表示データRAM30Aのサイズが大きくなってしまうという問題が生ずる。
【0041】
そこで、以下に説明する図2に示すような表示データRAM30を用いることにする。
【0042】
(本実施形態に係る表示データRAMについて)
図2は本実施形態に係る駆動装置10に内蔵された、表示データRAM30の回路構成を示している。
【0043】
この表示データRAM30は、記憶領域110およびプリチャージ回路部112を有している。
【0044】
プリチャージ回路部112は、電位VDDを供給するプリチャージ回路、プリチャージ線PCおよびプリセット線PSを有して構成されている。
【0045】
このプリチャージ線PCは、Pチャネル型MOSトランジスタQP20の開閉を制御する。そして、このPチャネル型MOSトランジスタQP20がオンされることで、LCD系ビット線LCDBL〜LCDBLのそれぞれの一方に電源電位VDDが供給される。
【0046】
プリセット線PSは、Nチャネル型MOSトランジスタQN20の開閉を制御する。そして、このNチャネル型MOSトランジスタQN20がオンされることで、LCD系ビット線LCDBL〜LCDBLのそれぞれの一方に接地電位VSSが供給される。
【0047】
ここで、本実施形態では、3ビットを単位として形成された表示データを用いている。このため、プリチャージ線PCは3本のプリチャージ線PC〜PC、プリセット線PSは3本のプリセット線PS〜PSがそれぞれ対と成って構成されている。
【0048】
なお、インバータINV20はLCD系ビット線LCDBL〜LCDBLのそれぞれに読み出される論理出力を逆転させるように機能する。同時に、Nチャネル型MOSトランジスタQN22は、LCD系ビット線LCDBL〜LCDBLのそれぞれに読み出される論理出力の振幅レベルを維持するように機能させるために設けられている。
【0049】
図3は、パルス幅変調方式(PWM)で駆動された液晶パネルにおいて、表示データRAM30に記憶された表示データが読み出されるタイミングチャートを示している。なお、上述したように、表示データは3ビットを単位として形成されており、例えば、メモリセルMC11、MC12およびMC13の単位で1つの表示データを表している。この図3で、例えば3ビットで形成される表示データであるメモリセルMC11〜MC13の内で、最上位ビットであるメモリセルMC11のデータが読み出されるときの動作を以下に説明する。
【0050】
LCD表示アドレス回路38により、LCD表示部の対象となるライン(走査線)が選択された後の時点t1において、プリチャージ線PC、およびプリセット線PSが共に選択される。この時点t1では、プリチャージ線PCにはハイレベル「H」、プリセット線PSにはハイレベル「H」の電位がそれぞれ供給される。そして、Nチャネル型MOSトランジスタQN20がオンし、Pチャネル型MOSトランジスタQP20はオフすることで、LCD系ビット線LCDBLがロウレベル「L」にプリチャージされる。このとき、LCD系ビット線LCDBL,LCDBLは共に、ハイレベル「H」の電位が供給され、ロウレベル「L」にプリチャージされない。
【0051】
時点t2においては、プリチャージ線PCはロウレベル「L」になり、プリチャージは終了する。この後に、LCD系ワード線LCDWLが選択され、これによりメモリセルMC11の情報がLCD系ビット線LCDBLを介して、表示データRAM30の外部に読み出される。このとき、プリセット線PS,PSは共にロウレベル「L」なので、Pチャネル型MOSトランジスタQP20はオンし、LCD系ビット線LCDBL,LCDBLはともに電源電位VDDレベルであるハイレベル「H」にはチャージされる。このため、メモリセルMC12,MC13の情報は共にLCD系ビット線上に読み出されることはない。つまり、以上説明した動作においては、最上位ビットであるメモリセルMC11の情報が、表示データRAM30の外部に読み出されることになる。
【0052】
この読み出された情報は、時点t2から時点t3にかけてセグメント駆動回路22を介して液晶パネルに供給される。
【0053】
LCD表示アドレス回路38により選択されたメモリセルの情報が、以下同様の動作によって、読み出されることになる。
【0054】
このように、表示データRAM30を動作させることで、ある時点に、表示データの中位ビット情報あるいは最下位ビット情報などを選択して読み出すことができるようになる。
【0055】
以上説明した通り、本実施形態では以下のような効果を奏する。
【0056】
表示用駆動装置に組み込まれた記憶装置に記憶された表示データのうち、不必要なビット位置のデータをプリチャージし、かつ読み出すことなく、特定のビット位置のみをプリチャージかつ読み出して液晶パネルに供給することができる。これにより低消費電力化を図ることができるようになる。
【0057】
また、LCD系ワード線を増やすことなく、表示データRAMを構成でき、これにより記憶装置自体のサイズの増大を抑えることができる。
【0058】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施の形態では、3ビットで形成される表示データを用いたが、8ビットで形成され256階調を表示する表示用駆動装置に本発明を適用することも当然に可能である。この場合、8対のプリチャージ線PC〜PC,プリセット線PS〜PSが必要になる。
【0059】
本実施形態ではTFT型の液晶装置を用いて説明したが、他の種々の方式の表示装置にも適用できる。
【0060】
また、本実施形態のLCD系ビット線のように、読み出しを別系統で行なう記憶装置が必要になるものであれば、適用可能である。
【0061】
本発明は、例えば、携帯電話、ゲーム機器、電子手帳、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、カーナビゲーション装置など各種の電子機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る駆動装置の構成を示す図である。
【図2】図1に示す表示データRAMの構成を示す図である。
【図3】図2に示す表示データRAMからの表示データの読み出し動作を示す図である。
【図4】図2に示す表示データRAMの変形例を示す図である。
【符号の説明】
10 駆動装置
20 コモン駆動回路
22 セグメント駆動回路
24 デコーダ
26 表示データラッチ回路
30,30A 表示データRAM
32 I/Oバッファ回路
34 ページアドレス回路
36 カラムアドレス回路
38,38A LCD表示アドレス回路
40 表示タイミング発生回路
42 発振回路
44 コマンドデコーダ
50 MPUインターフェイス
52 入出力バッファ
60 バスライン
70 MPU
110,110A 記憶領域
104,112 プリチャージ回路部

Claims (6)

  1. 表示データに基づいて表示部を駆動させる、記憶装置を内蔵した駆動装置において、
    前記記憶装置は、
    複数のメモリセルと、
    前記複数のメモリセルの各々に表示データを書き込むために選択される複数の第1のワード線と、
    前記複数の第1のワード線の各々と対となって配置され、前記複数のメモリセルの各々の表示データを読み出すために選択される複数の第2のワード線と、
    第1のワード線が選択されることにより、対応する複数のメモリセルに表示データを書き込むための複数の第1のビット線と、
    前記複数の第1のビット線の各々と対となって配置され、第2のワード線が選択されることにより、対応する複数のメモリセルの表示データを読み出すための複数の第2のビット線と、
    前記複数の第2のビット線の各々に電位を供給するプリチャージ手段と、
    前記プリチャージ手段からの電位の供給を制御する複数の第1のスイッチング素子と、
    前記複数のメモリセルの各々に記憶された表示データを読み出すタイミングに基づいて、前記複数の第1のスイッチング素子の各々の開閉を制御する複数の第1の制御ラインとを有することを特徴とする駆動装置。
  2. 請求項1において、
    前記複数の第2のビット線の読み出し先には、一方が前記複数の第2のビット線の各々に接続され、他方が各々接地された複数の第2のスイッチング素子をさらに有し、
    前記複数の第1の制御ラインの各々によって前記複数の第1のスイッチング素子の各々が開閉されるタイミングに基づいて、前記複数の第2のスイッチング素子の各々の開閉を制御する第2の制御ラインを有することを特徴とする駆動装置。
  3. 請求項1または2において、
    表示データのそれぞれがN(Nは自然数)ビット情報で形成されている場合、前記複数の第1の制御ラインはN本を有し、
    表示データのそれぞれの内で同一の位に対応する1ビット情報が読み出される前記複数の第2のビット線のうちの一群のビット線の各々と接続された第1のスイッチング素子の開閉が、前記N本の第1の制御ラインの内の同一のラインで制御されることを特徴とする駆動装置。
  4. 請求項3において、
    前記第2の制御ラインは、前記N本の第1の制御ラインの各々と対となって配置されたN本を有し、
    表示データのそれぞれの内で同一の位に対応する1ビット情報が読み出される前記複数の第2のビット線のうちの一群のビット線の各々と接続された第2のスイッチング素子の開閉が、前記N本の第2の制御ラインの内の同一のラインで制御されることを特徴とする駆動装置。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の駆動装置を有することを特徴とする電気光学装置。
  6. 請求項5に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
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