JP3638121B2 - データ信号線駆動回路およびそれを備える画像表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタル画像信号を入力信号とするデジタル方式のマトリクス型画像表示装置のデータ信号線駆動回路、およびそれを備えた画像表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、アクティブマトリクス型の液晶表示装置などの、走査信号線およびデータ信号線を用いたマトリクス型の画像表示装置では一般に交流駆動が行われている。このような画像表示装置のうち、デジタル画像信号を入力信号とするデジタル方式の画像表示装置の大部分におけるデータ信号線駆動回路には、交流駆動を行うためにデータ信号線のそれぞれに対してD/A変換回路の後段に正極性・負極性両用のボルテージフォロアが使用される。特開平9−26765号公報には、このようなボルテージフォロア(出力アンプ)を用いた場合にはD/A変換回路も正極性および負極性の両電圧範囲に対応させる必要があって回路規模が大きくなることから、隣接する2本のデータ信号線に対して正極性用の出力アンプを備えた処理回路と負極性用の出力アンプを備えた処理回路とを1つずつ設け、各処理回路への入力元と各処理回路からの出力先とを上記データ信号線同士で極性が異なるように切り替える構成が開示されている。また、特開2000−10075号公報および特開平9−281930号公報にも、同様の構成が開示されている。
【0003】
また、特開平11−73164号公報には、液晶パネルの上下に出力バッファを備えたデータ信号線駆動回路を配置して、一方を正極性用、他方を負極性用とするとともに、一方が奇数番目のデータ信号線を駆動するときに他方が偶数番目のデータ信号線を駆動するように接続を切り替えるようにした構成が開示されている。特開平8−137443号公報には、画素アレイの上下にそれぞれ正極性用の増幅器と負極性用の増幅器とを備えたデータ信号線駆動回路を設け、一方が奇数番目のデータ信号線、他方が偶数番目のデータ信号線を互いに極性が異なるように駆動するとともに、1フィールドごとに極性を反転させるようにした構成が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
最近の携帯情報端末に代表されるバッテリー駆動装置用の画像表示装置には、長時間使用が可能な低消費電力化が求められている。ところが、上述したようなボルテージフォロアを備えるデータ信号線駆動回路では、ボルテージフォロアのバイアス電流の総和が大きく、消費電力が大きくなってしまうという問題がある。
【0005】
また、ボルテージフォロアを備えるデジタル画像信号の処理回路が多数存在することによりデータ信号線駆動回路の回路規模がやはり大きく、高解像度の画像表示装置に対応することができないという問題もある。
【0006】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、ボルテージフォロアを備えながら低消費電力化を図ることのできるデータ信号線駆動回路、およびそれを備える画像表示装置を提供することにある。本発明の他の目的は、上記目的に加えてさらに画像表示装置の高解像度化を図ることのできるデータ信号線駆動回路、およびそれを備える画像表示装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のデータ信号線駆動回路は、上記課題を解決するために、走査信号線とデータ信号線とを有する画像表示装置の上記データ信号線に、入力されるデジタル画像信号をD/A変換して得られるアナログ画像信号をボルテージフォロアを介し、隣接する上記データ信号線同士の所定電圧に対する電圧極性が反転するとともに、同一の上記データ信号線の上記電圧極性が所定周期ごとに反転する極性関係で出力するデータ信号線駆動回路において、上記電圧極性の正極性用のD/A変換回路と正極性用のボルテージフォロアとを備える正極性系統と、負極性用のD/A変換回路と負極性用のボルテージフォロアとを備える負極性系統とが、連続する6本の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられるとともに各組内では互いに隣接する3本のデータ信号線が第1および第2群を構成し、上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアそれぞれの電源電圧範囲が正極性・負極性両用ボルテージフォロアにおける電源電圧範囲の高電圧側の半分、低電圧側の半分であって、前記第1群における両端の2本のデータ信号線および前記第2群における真ん中の1本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに正極性用あるいは負極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第1のセレクタと、前記第1群における真ん中の1本のデータ信号線および前記第2群における両端の2本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに、第1のセレクタと逆となるように負極性用あるいは正極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第2のセレクタと、上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアからの出力信号が対応するデータ信号線へ並列に出力されるように経路を切り替える切り替え回路と、を備えていることを特徴としている。
【0008】
上記の発明によれば、連続する3本以上の所定本数のデータ信号線からなる各組に対して正極性系統と負極性系統とを1つずつ設け、選択回路によってそれぞれの系統に、1組あたりに入力される複数のデジタル画像信号を1走査期間に順次選択入力するとともに、切り替え回路によって各ボルテージフォロアの出力信号を対応する上記データ信号線の順序で並列に出力する。さらに、ボルテージフォロアを正極性用と負極性用とに分けて設け、それぞれの電源電圧範囲を、正極性・負極性両用のボルテージフォロアを用いる場合の高電圧側の半分、低電圧側の半分とする。
【0009】
これによって、入力される全てのデジタル画像信号を処理することを可能としながら、ボルテージフォロアが1組あたりデータ信号線の数よりも少ない数ずつ設けられているだけであるので、全てのデータ信号線にボルテージフォロアが設けられている場合と比較して総数が少なくなるとともに、各ボルテージフォロアのバイアス電流も抑えられる。従って、ボルテージフォロアのバイアス電流の総和は小さくなる。
【0010】
以上により、ボルテージフォロアを備えながら低消費電力化を図ることのできるデータ信号線駆動回路を提供することができる。
【0011】
また、入力されるデジタル画像信号を処理する系統の数が減少するので、より小さいピッチのデータ信号線を有する画像表示装置を駆動することができる。従って、画像表示装置の高解像度化を図ることもできる。
【0012】
さらに本発明のデータ信号線駆動回路は、上記課題を解決するために、上記正極性系統と上記負極性系統とが、連続する所定偶数本の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられていることを特徴としている。
【0013】
上記の発明によれば、1組が4本以上の所定偶数本のデータ信号線からなるので、同一時刻に正極性系統と負極性系統との両方を使用することができる。従って、一方の系統の使用中に他方の系統でスタンバイ消費電力が生じることがなく、より低消費電力化を図ることができる。
【0014】
さらに本発明のデータ信号線駆動回路は、上記課題を解決するために、上記正極性系統と上記負極性系統とが、上記走査信号線方向に隣接するRGBの3つのサブピクセルからなるピクセル2つ分の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられていることを特徴としている。
【0015】
上記の発明によれば、2ピクセル分の数のデータ信号線からなる各組に対して正極性系統と負極性系統とを1つずつ設けるので、選択回路による選択入力動作および切り替え回路による切り替え動作を、RGBの各色単位で容易に行うことができる。また、一般的なカラー表示の画像表示装置に搭載することのできる汎用性の高いデータ信号線駆動回路となる。
【0016】
また、本発明の画像表示装置は、上記課題を解決するために、前述のいずれかのデータ信号線駆動回路と、上記データ信号線駆動回路の出力信号が対応する上記データ信号線に出力されるように上記切り替え回路の出力端子と上記データ信号線との接続経路を切り替えるデマルチプレクサとを備えていることを特徴としている。
【0017】
上記の発明によれば、前述のデータ信号線駆動回路の出力信号をデマルチプレクサによって対応するデータ信号線に出力して画像表示を行うので、1走査期間に切り替え回路からアナログ画像信号が時系列で分割出力される場合に、対応するデータ信号線への分配を容易に行うことができるとともに、低消費電力化を図ることのできる画像表示装置を提供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明のデータ信号線駆動回路およびそれを備える画像表示装置を具現する一実施の形態について、図1ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【0019】
図3に、画像表示装置の一例としての液晶表示装置1の構成を示す。液晶表示装置1は、画素のスイッチング素子としてTFTを使用するアクティブマトリクス型でデジタル方式の液晶表示装置である。液晶表示装置1は画素アレイ2、データ信号線駆動回路3、および走査信号線駆動回路4を備えている。また、画素アレイ2には、多数のデータ信号線SLi (i =1,2,…,n)と多数の走査信号線GLj (j =1,2,…,m)とが互いに交差した状態で接続されている。隣接する2本のデータ信号線SLi ・SLi+1 と、隣接する2本の走査信号線GLj ・GLj+1 とで包囲された部分に画素2aが設けられ、複数の画素2a…が全体としてマトリクス状に配置されている。
【0020】
同図に示すように、データ信号線駆動回路3には外部からクロック信号CKS、スタート信号SPS、およびデジタル画像信号DATが入力される。データ信号線駆動回路3は1水平走査期間のデジタル画像信号DATが入力されるとこれを記憶し、これらのデジタルデータを後述のD/A変換回路によってアナログ画像信号に変換して後述のボルテージフォロアを介して各データ信号線SLi に書き込む働きをする。また、走査信号線駆動回路4には外部からクロック信号CKGおよびスタート信号SPGが入力される。走査信号線駆動回路4はこのクロック信号CKGなどのタイミング信号に同期して走査信号線GLj を順次選択し、各画素2a内に設けられたスイッチング素子の開閉を制御することにより、各データ信号線SLi に書き込まれたアナログ画像信号を各画素2aに書き込むとともに、各画素2aに保持させる働きをする。
【0021】
図4に、画素2aの構成を示す。各画素2aは、スイッチング素子としての電界効果トランジスタ(とりわけTFT)5と画素容量とを備えている。画素容量は、液晶容量CLと、必要に応じて付加される補助容量CSとからなる。同図では画素容量の一方の電極(画素電極)が電界効果トランジスタ5のドレインおよびソースを介してデータ信号線SLi と接続されている。また、電界効果トランジスタ5のゲートは走査信号線GLj に接続され、画素容量の他方の電極が全画素2a…に共通の共通電極線に接続されている。画素2aをこのような構成とすることにより、走査信号線GLj を介して電界効果トランジスタ5のゲートに選択電圧を印加して電界効果トランジスタ5を導通させ、データ信号線SLi を介して各液晶容量CLの電圧を変化させる。これにより、液晶の透過率または反射率が変調されて画像表示が行われる。
【0022】
次に、データ信号線駆動回路3について述べる。一般に、液晶表示装置では液晶にかかる電圧をフィールドごとに反転する(逆極性にする)交流駆動を行う必要があり、反転するタイミングが1水平走査期間ごとのライン反転方式、隣接するデータ信号線(ソースバスライン)ごとに反転するソース反転方式、左右上下のいずれに隣接する画素(ドット)も反転するドット反転方式がある。本実施の形態では、低消費電力化の効果が最も大きいソース反転方式の場合について説明する。
【0023】
ソース反転方式では1本のデータ信号線SLi に接続される画素の電圧の極性は、前記共通電極線の電圧に対して同一である。従って、大部分は同じような表示が続く一般の画像信号の場合、直前のデータ信号線SLi の電位と略同じ値をとるのでデータ信号線駆動回路3からの追加の充電量が少なくて済むために、ライン反転方式やドット反転方式に比べて画像信号を液晶へ書き込むための消費電力は小さくなる。
【0024】
図1に、データ信号線駆動回路3を構成する単位ブロック3(k,k+1) の構成を示す。ここで画素アレイ2においては、走査信号線GLj 方向に隣接するRGBの各画素2aをサブピクセルとし、該3つのサブピクセルで1つのピクセルを構成しているものとする。単位ブロック3(k,k+1) は、画素アレイ2の走査信号線GLj 方向端部、例えば図3で左端から数えてk(奇数)番目のピクセルkおよびk+1(偶数)番目のピクセルk+1に接続される計6本のデータ信号線SLi を1組として各組に対して設けられ、VGAならばデータ信号線駆動回路3に320個設けられ、SVGAならばデータ信号線駆動回路3に400個設けられる。また、複数の単位ブロック3(k,k+1) …でICとして1パッケージ化することができる。
【0025】
単位ブロック3(k,k+1) はセレクタ31a・31b、スイッチ32a・32b、レベルシフタ33a・33b、D/A変換回路34a・34b、ボルテージフォロア35a・35b、およびアナログスイッチ36を備えている。このうちレベルシフタ33a、D/A変換回路34a、およびボルテージフォロア35aは正極性専用の画像信号処理回路であって正極性系統を構成しており、レベルシフタ33b、D/A変換回路34b、およびボルテージフォロア35bは負極性専用の画像信号処理回路であって負極性系統を構成している。また、セレクタ31a・31bの前段には図示しないラッチ回路およびホールドメモリが設けられており、外部の制御回路から与えられたピクセルkのデジタル画像信号Rk ・Gk ・Bk と、ピクセルk+1のデジタル画像信号Rk+1 ・Gk+1 ・Bk+1 とを保持する。
【0026】
セレクタ31a・31b、およびスイッチ32a・32bは該デジタル画像信号Rk ・Gk ・Bk ・Rk+1 ・Gk+1 ・Bk+1 から、表示すべき順序とその極性とに応じて所定の信号を選択し、前記正極性系統と負極性系統とに入力する。極性関係は、隣接するデータ信号線SLi ・SLi+1 同士の共通電極線の電圧(所定電圧)に対する電圧極性が反転するとともに、同一のデータ信号線SLi の上記電圧極性が所定周期ごとに反転するようにする。例えば、ある1水平走査期間(1走査期間)でデジタル画像信号Rk ・Bk ・Gk+1 に対して正極性の処理を行い、デジタル画像信号Gk ・Rk+1 ・Bk+1 に対して負極性の処理を行う場合、まず最初の3分の1の水平走査期間で同図に示す2ビットのソート制御信号SORT CNTL に基づき、セレクタ31aがデジタル画像信号Rk を選択するとともにセレクタ31bがデジタル画像信号Rk+1 を選択する。そして、極性反転信号POL INV に基づき、スイッチ32aがセレクタ31aの出力端子とレベルシフタ33aの入力端子とを接続するとともに、スイッチ32bがセレクタ31bの出力端子とレベルシフタ33bの入力端子とを接続する。
【0027】
次の3分の1の水平走査期間では、スイッチ32a・32bの動作はそのままで、セレクタ31aがデジタル画像信号Gk+1 を選択するとともにセレクタ31bがデジタル画像信号Gk を選択する。さらに次の3分の1の水平走査期間では、スイッチ32a・32bの動作はそのままで、セレクタ31aがデジタル画像信号Bk を選択するとともにセレクタ31bがデジタル画像信号Bk+1 を選択する。上記の極性は所定周期で、例えばフィールドごとに反転され、この反転の際には極性反転信号POL INV が切り替わることにより、スイッチ32aがセレクタ31bの出力端子とレベルシフタ33aの入力端子とを接続するとともに、スイッチ32bがセレクタ31aの出力端子とレベルシフタ33bの入力端子とを接続する。このように、セレクタ31a・31b、およびスイッチ32a・32bは、入力される各デジタル画像信号を前述の極性関係を満たすように正極性系統と負極性系統とに分けて選択入力する選択回路として機能する。
【0028】
こうして正極性系統あるいは負極性系統に入力されたデジタル画像信号に対し、レベルシフタ33a・33bが電圧レベルの変換を行い、D/A変換回路34a・34bがアナログ画像信号への変換を行って、正極性データあるいは負極性データとしてボルテージフォロア35a・35bにそれぞれ入力する。
【0029】
図2に、ボルテージフォロア35a・35bおよびアナログスイッチ36の構成を示す。ソース反転方式では前記共通電極線の電圧(コモン電位)を一定にする必要があるため、正極性・負極性両用のボルテージフォロアを用いた場合にはアナログ画像信号の電圧範囲として正極性側に+V/2、負極性側に−V/2のVを生成することになり、ボルテージフォロアのバイアス電流による消費電力が大きくなっていた。本実施の形態では、正極性用のボルテージフォロア35aの電源電圧範囲をV/2〜Vとして正極性・負極性両用のボルテージフォロアの電源電圧範囲の高電圧側の半分とし、負極性用のボルテージフォロア35bの電源電圧範囲をGND〜V/2として正極性・負極性両用のボルテージフォロアの電源電圧範囲の低電圧側の半分としている。これにより、各ボルテージフォロアのバイアス電流による消費電力を削減することができる。
【0030】
アナログスイッチ36は、ボルテージフォロア35aから出力される正極性のアナログ画像信号と、ボルテージフォロア35bから出力される負極性のアナログ画像信号とを、対応するデータ信号線SLi の順序で並列に出力されるように、すなわち、それぞれが表示されるべきピクセルkあるいはk+1に出力されるように経路を切り替える切り替え回路として機能する。アナログスイッチ36は、n型MOSFET36a・36c・36e・36gおよびp型MOSFET36b・36d・36f・36hを備えている。
【0031】
n型MOSFET36aのドレインとp型MOSFET36bのソースとは互いに接続されており、その接続点はボルテージフォロア35aの出力端子に接続されている。n型MOSFET36aのソースとp型MOSFET36bのドレインとは互いに接続されており、その接続点は奇数番目のピクセルkへの出力端子となっている。
【0032】
n型MOSFET36cのドレインとp型MOSFET36dのソースとは互いに接続されており、その接続点はボルテージフォロア35aの出力端子に接続されている。n型MOSFET36cのソースとp型MOSFET36dのドレインとは互いに接続されており、その接続点は偶数番目のピクセルk+1への出力端子となっている。
【0033】
n型MOSFET36eのドレインとp型MOSFET36fのソースとは互いに接続されており、その接続点はボルテージフォロア35bの出力端子に接続されている。n型MOSFET36eのソースとp型MOSFET36fのドレインとは互いに接続されており、その接続点は奇数番目のピクセルkへの出力端子となっている。
【0034】
n型MOSFET36gのドレインとp型MOSFET36hのソースとは互いに接続されており、その接続点はボルテージフォロア35bの出力端子に接続されている。n型MOSFET36gのソースとp型MOSFET36hのドレインとは互いに接続されており、その接続点は偶数番目のピクセルk+1への出力端子となっている。
【0035】
また、n型MOSFET36a・36gおよびp型MOSFET36d・36fのそれぞれのゲートにはON・OFF信号φが印加されるようになっており、n型MOSFET36c・36eおよびp型MOSFET36b・36hのそれぞれのゲートにはON・OFF信号φと極性が反対のON・OFF信号/φ(φバー)が印加されるようになっている。
【0036】
上記の構成のボルテージフォロア35a・35bおよびアナログスイッチ36において、ボルテージフォロア35aから奇数番目のピクセルkに属するサブピクセルのアナログ画像信号が出力され、ボルテージフォロア35bから偶数番目のピクセルk+1に属するサブピクセルのアナログ画像信号が出力される場合、ON・OFF信号φがn型MOSFETの閾値以上の正電圧、ON・OFF信号/φがp型MOSFETの閾値以下の負電圧となって、n型MOSFET36a、p型MOSFET36b、n型MOSFET36g、およびp型MOSFET36hがON状態となり、n型MOSFET36c、p型MOSFET36d、n型MOSFET36e、およびp型MOSFET36fがOFF状態となる。これにより、ボルテージフォロア35aから出力されるアナログ画像信号はアナログスイッチ36のピクセルkへの出力端子に出力され、ボルテージフォロア35bから出力されるアナログ画像信号はアナログスイッチ36のピクセルk+1への出力端子に出力される。
【0037】
また、ボルテージフォロア35aから偶数番目のピクセルk+1に属するサブピクセルのアナログ画像信号が出力され、ボルテージフォロア35bから奇数番目のピクセルkに属するサブピクセルのアナログ画像信号が出力される場合、ON・OFF信号φ・/φの極性が前述の場合と反対となって、n型MOSFET36c、p型MOSFET36d、n型MOSFET36e、およびp型MOSFET36fがON状態となり、n型MOSFET36a、p型MOSFET36b、n型MOSFET36g、およびp型MOSFET36hがOFF状態となる。これにより、ボルテージフォロア35aから出力されるアナログ画像信号はアナログスイッチ36のピクセルk+1への出力端子に出力され、ボルテージフォロア35bから出力されるアナログ画像信号はアナログスイッチ36のピクセルkへの出力端子に出力される。
【0038】
さらに、図1に示すように、単位ブロック3(k,k+1) と、対応するデータ信号線SLi との間にはデマルチプレクサ6k ・6k+1 が設けられている。デマルチプレクサ6k の入力端子はアナログスイッチ36のピクセルkへの出力端子に接続されており、デマルチプレクサ6k はRGBを区別する信号RGB CNTLに基づき、デジタル画像信号Rk ・Gk ・Bk をD/A変換して得られたアナログ画像信号Rk ’・Gk ’・Bk ’のサブピクセルに接続される各データ信号線SLi への3つの出力端子のうちから表示すべきものを選択して、上記入力端子(ピクセルkへの出力端子)と各データ信号線SLi との接続経路を切り替える。
【0039】
デマルチプレクサ6k+1 の入力端子はアナログスイッチ36のピクセルk+1への出力端子に接続されており、デマルチプレクサ6k+1 は信号RGB CNTLに基づき、デジタル画像信号Rk+1 ・Gk+1 ・Bk+1 をD/A変換して得られたアナログ画像信号Rk+1 ’・Gk+1 ’・Bk+1 ’のサブピクセルに接続される各データ信号線SLi への3つの出力端子のうちから表示すべきものを選択して、上記入力端子(ピクセルk+1への出力端子)と各データ信号線SLi との接続経路を切り替える。これにより、データ信号線駆動回路3の各出力信号が対応するデータ信号線SLi に出力される。
【0040】
上述の液晶表示装置1の1水平走査期間におけるセレクタ31a・31b、スイッチ32a・32b、アナログスイッチ36、およびデマルチプレクサ6k ・6k+1 の状態について、表1に奇数フィールド時の状態例を、表2に偶数フィールド時の状態例を示す。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
なお、両表において、「SEL 」はセレクタを、「SW」はスイッチ(32a・32bの両者を合わせた状態)を、「ASW 」はアナログスイッチ(36全体の状態)を、「DMUX」はデマルチプレクサを表し、「H 」は水平走査期間を表す。また、「SEL 」の欄は、セレクタ31a・31bがそれぞれデジタル画像信号Rk ・Gk ・Bk ・Rk+1 ・Gk+1 ・Bk+1 のいずれを選択しているかを表し、「DMUX」の欄はアナログ画像信号Rk ’・Gk ’・Bk ’・Rk+1 ’・Gk+1 ’・Bk+1 ’のいずれのデータ信号線SLi への経路に切り替わっているかを表す。1H 以降は、0H 〜と同様の状態が繰り返される。
【0044】
また、1水平走査期間におけるアナログ画像信号のフローについて、表3に奇数フィールド時の状態例を、表4に偶数フィールド時の状態例を示す。
【0045】
【表3】
【0046】
【表4】
【0047】
両表において、「+ボルテージフォロア入力」および「-ボルテージフォロア入力」の欄はそれぞれ、正極性用のボルテージフォロア35a、負極性用のボルテージフォロア35bに入力されるアナログ画像信号が1水平走査期間の3分の1ごとにどのように変化するかを表している。また、「奇数出力ライン」および「偶数出力ライン」の欄はそれぞれ、図2における奇数番目のピクセルk、偶数番目のピクセルk+1へ出力されるアナログ画像信号の極性が1水平走査期間の3分の1ごとにどのように変化するかを表している。
【0048】
以上に述べたように、本実施の形態のデータ信号線駆動回路3では、ホールドメモリより後段のレベルシフタ、D/A変換回路、およびボルテージフォロアを正極性専用と負極性専用との2種類の系統に分けて用意し、データ信号線駆動回路3の全体を通して正極性系統と負極性系統とを交互に配置した。そして、1つの正極性系統と1つの負極性系統とをそれぞれ、入力されるデジタル画像信号を処理する1つの画像信号処理回路として、該画像信号処理回路の総数を走査信号線GLj 方向のピクセル数に等しくした。例えばVGAならば640個であり、SVGAならば800個である。
【0049】
また、入力されるデジタル画像信号Rk ・Gk ・Bk ・Rk+1 ・Gk+1 ・Bk+1 を、隣接するデータ信号線SLi 同士の所定電圧に対する電圧極性が反転するとともに、同一のデータ信号線SLi の上記電圧極性が所定周期ごとに反転する極性関係を満たすように、正極性系統と負極性系統とにデジタル画像信号Rk ・Bk ・Gk+1 の組み合わせおよびデジタル画像信号Gk ・Rk+1 ・Bk+1 の組み合わせに対して1走査期間で分割して選択入力する選択回路(セレクタ31a・32aおよびスイッチ32a・32b)と、各ボルテージフォロアの出力信号が、対応するデータ信号線SLi の順序で並列に出力されるように経路を切り替える切り替え回路(アナログスイッチ36)とを設けた。
【0050】
これにより、1本のデータ信号線SLi につき1つの画像信号処理回路を設ける場合と比較して、本実施の形態では画像信号処理回路の総数が3分の1に減少する。さらに、正極性用のボルテージフォロア35aの電源電圧範囲および負極性用のボルテージフォロア35bの電源電圧範囲をそれぞれ、正極性・負極性両用のボルテージフォロアの電源電圧範囲の高電圧側の半分、低電圧側の半分とした。従って、液晶への充電量が少なくなるソース反転方式の特徴を活かしつつ、ボルテージフォロアにおけるバイアス電流の総和を削減して、消費電力を削減することができる。
【0051】
以上により、ボルテージフォロアを備えながら低消費電力化を図ることのできるデータ信号線駆動回路を提供することができる。またこれにより、画像信号処理回路の数が減少するので、従来の限界の画素ピッチのさらに3分の1の画素ピッチのデータ信号線SLi を有する液晶表示装置などの画像表示装置を駆動することができる。従って、画像表示装置の高解像度化を図ることもできる。
【0052】
またこのことは、本実施の形態のように走査信号線GLj 方向の2ピクセル分に正極性系統および負極性系統を1つずつ設ける場合に限らず、連続する3本以上の所定本数のデータ信号線SLi を1組として、各組に対して正極性系統および負極性系統を1つずつ設ける場合についても言えることである。この場合、選択回路は入力される各組の各デジタル画像信号を前記極性関係を満たすように正極性系統と負極性系統とに1走査期間で分割して選択入力するようにする。これによって、入力される全てのデジタル画像信号を処理することを可能としながら、ボルテージフォロアが1組あたりデータ信号線の数よりも少ない数ずつ設けられているだけであるので、全てのデータ信号線にボルテージフォロアが設けられている場合と比較して総数が少なくなり、各ボルテージフォロアのバイアス電流を抑えたことと併せて消費電力を大きく削減することができる。画像信号処理回路の数が減少し、従来の限界の画素ピッチよりさらに小さい画素ピッチのデータ信号線を有する画像表示装置を駆動することができることも同様である。
【0053】
さらに、本実施の形態のように、正極性系統と負極性系統とを、連続する4本以上の所定偶数本のデータ信号線SLi を1組として各組に対して1つずつ設けることにより、表3および表4に示すように、同一時刻に正極性系統と負極性系統との両方を使用することができる。従って、一方の系統の使用中に他方の系統でスタンバイ消費電力が生じることがなく、より低消費電力化を図ることができる。
【0054】
さらに、本実施の形態のように、正極性系統と負極性系統とを、走査信号線GLj 方向に隣接するRGBの3つのサブピクセルからなるピクセル2つ分のデータ信号線SLi を1組として各組に対して1つずつ設けることにより、選択回路による選択入力動作および切り替え回路による切り替え動作を、RGBの各色単位で容易に行うことができる。また、一般的なカラー表示の画像表示装置に搭載することのできる汎用性の高いデータ信号線駆動回路となる。
【0055】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置1は、上述のデータ信号線駆動回路3と、データ信号線駆動回路3の出力信号が、対応するデータ信号線SLi に出力されるように切り替え回路の出力端子とデータ信号線SLi との接続経路を切り替えるデマルチプレクサ6k ・6k+1 とを備えている。データ信号線駆動回路3の出力信号をデマルチプレクサ6k ・6k+1 によって対応するデータ信号線SLi に出力して画像表示を行うので、本実施の形態のように1走査期間に切り替え回路からアナログ画像信号が時系列で分割出力される場合に、対応するデータ信号線SLi への分配を容易に行うことができるとともに、低消費電力化を図ることのできる画像表示装置を提供することができる。なお、デマルチプレクサ6k ・6k+1 はデータ信号線駆動回路3の一部であってもよい。
【0056】
また、以上ではソース反転方式による交流駆動について述べたが、ドット反転方式の交流駆動についても本発明の構成を適用することができるのは言うまでもない。
【0057】
【発明の効果】
本発明のデータ信号線駆動回路は、以上のように、上記電圧極性の正極性用のD/A変換回路と正極性用のボルテージフォロアとを備える正極性系統と、負極性用のD/A変換回路と負極性用のボルテージフォロアとを備える負極性系統とが、連続する6本の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられるとともに各組内では互いに隣接する3本のデータ信号線が第1および第2群を構成し、上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアそれぞれの電源電圧範囲が正極性・負極性両用ボルテージフォロアにおける電源電圧範囲の高電圧側の半分、低電圧側の半分であって、前記第1群における両端の2本のデータ信号線および前記第2群における真ん中の1本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに正極性用あるいは負極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第1のセレクタと、前記第1群における真ん中の1本のデータ信号線および前記第2群における両端の2本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに、第1のセレクタと逆となるように負極性用あるいは正極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第2のセレクタと、上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアからの出力信号が対応するデータ信号線へ並列に出力されるように経路を切り替える切り替え回路と、を備えている構成である。
【0058】
それゆえ、入力される全てのデジタル画像信号を処理することを可能としながら、ボルテージフォロアが1組あたりデータ信号線の数よりも少ない数ずつ設けられているだけであるので、全てのデータ信号線にボルテージフォロアが設けられている場合と比較して総数が少なくなるとともに、各ボルテージフォロアのバイアス電流も抑えられる。従って、ボルテージフォロアのバイアス電流の総和は小さくなる。
【0059】
以上により、ボルテージフォロアを備えながら低消費電力化を図ることのできるデータ信号線駆動回路を提供することができるという効果を奏する。
【0060】
また、入力されるデジタル画像信号を処理する系統の数が減少するので、より小さいピッチのデータ信号線を有する画像表示装置を駆動することができる。従って、画像表示装置の高解像度化を図ることができるという効果も奏する。
【0061】
さらに本発明のデータ信号線駆動回路は、以上のように、上記正極性系統と上記負極性系統とが、連続する所定偶数本の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられている構成である。
【0062】
それゆえ、同一時刻に正極性系統と負極性系統との両方を使用することができる。従って、一方の系統の使用中に他方の系統でスタンバイ消費電力が生じることがなく、より低消費電力化を図ることができるという効果を奏する。
【0063】
さらに本発明のデータ信号線駆動回路は、以上のように、上記正極性系統と上記負極性系統とが、上記走査信号線方向に隣接するRGBの3つのサブピクセルからなるピクセル2つ分の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられている構成である。
【0064】
それゆえ、選択回路による選択入力動作および切り替え回路による切り替え動作を、RGBの各色単位で容易に行うことができるという効果を奏する。また、一般的なカラー表示の画像表示装置に搭載することのできる汎用性の高いデータ信号線駆動回路となるという効果も奏する。
【0065】
また、本発明の画像表示装置は、以上のように、前述のいずれかのデータ信号線駆動回路と、上記データ信号線駆動回路の出力信号が対応する上記データ信号線に出力されるように上記切り替え回路の出力端子と上記データ信号線との接続経路を切り替えるデマルチプレクサとを備えている構成である。
【0066】
それゆえ、1走査期間に切り替え回路からアナログ画像信号が時系列で分割出力される場合に、対応するデータ信号線への分配を容易に行うことができるという効果を奏する。また、低消費電力化を図ることのできる画像表示装置を提供することができるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態におけるデータ信号線駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図2】図1のデータ信号線駆動回路の一部の構成を示す回路ブロック図である。
【図3】図1のデータ信号線駆動回路を備える画像表示装置の構成を示すブロック図である。
【図4】図3の画像表示装置の画素の電気的構成を示す回路図である。
【符号の説明】
1 液晶表示装置(画像表示装置)
3 データ信号線駆動回路
6k デマルチプレクサ
6k+1 デマルチプレクサ
31a セレクタ
31b セレクタ
32a スイッチ
32b スイッチ
34a D/A変換回路
34b D/A変換回路
35a ボルテージフォロア
35b ボルテージフォロア
36 アナログスイッチ(切り替え回路)
DAT デジタル画像信号
Rk ,Gk ,Bk ,Rk+1 ,Gk+1 ,Bk+1
デジタル画像信号
Rk ’,Gk ’,Bk ’,Rk+1 ’,Gk+1 ’,Bk+1 ’
アナログ画像信号
SLi (i =1,2,…,n)
データ信号線
GLj (j =1,2,…,m)
走査信号線
Claims (3)
- 走査信号線とデータ信号線とを有する画像表示装置の上記データ信号線に、入力されるデジタル画像信号をD/A変換して得られるアナログ画像信号をボルテージフォロアを介し、隣接する上記データ信号線同士の所定電圧に対する電圧極性が反転するとともに、同一の上記データ信号線の上記電圧極性が所定周期ごとに反転する極性関係で出力するデータ信号線駆動回路において、
上記電圧極性の正極性用のD/A変換回路と正極性用のボルテージフォロアとを備える正極性系統と、負極性用のD/A変換回路と負極性用のボルテージフォロアとを備える負極性系統とが、連続する6本の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられるとともに各組内では互いに隣接する3本のデータ信号線が第1および第2群を構成し、上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアそれぞれの電源電圧範囲が正極性・負極性両用ボルテージフォロアにおける電源電圧範囲の高電圧側の半分、低電圧側の半分であって、
前記第1群における両端の2本のデータ信号線および前記第2群における真ん中の1本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに正極性用あるいは負極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第1のセレクタと、
前記第1群における真ん中の1本のデータ信号線および前記第2群における両端の2本のデータ信号線に対応するデジタル画像信号を1水平期間内に順次選択し、1水平期間ごとに、第1のセレクタの逆となるように負極性用あるいは正極性用のボルテージフォロアに交互に出力する第2のセレクタと、
上記正極性用および負極性用のボルテージフォロアからの出力信号が対応するデータ信号線へ並列に出力されるように経路を切り替える切り替え回路と、を備えることを特徴とするデータ信号線駆動回路。 - 上記正極性系統と上記負極性系統とが、上記走査信号線方向に隣接するRGBの3つのサブピクセルからなるピクセル2つ分の上記データ信号線を1組として各組に対して1つずつ設けられていることを特徴とする請求項1に記載のデータ信号線駆動回路。
- 請求項1または2のいずれかに記載のデータ信号線駆動回路と、上記データ信号線駆動回路の出力信号が対応する上記データ信号線に出力されるように上記切り替え回路の出力端子と上記データ信号線との接続経路を切り替えるデマルチプレクサとを備えていることを特徴とする画像表示装置。
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