JP4702725B2

JP4702725B2 - Driving method and driving circuit for liquid crystal display

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Publication number: JP4702725B2
Application number: JP2000236356A
Authority: JP
Inventors: 尚立陳; 建宇易
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2000-08-04
Filing date: 2000-08-04
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-08-04
Also published as: JP2002055655A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はステップ式充放電の液晶ディスプレーの駆動方法及び駆動回路に関るものであって、特に電力の消耗を大幅に低減することのできる液晶ディスプレーの駆動方法及び駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今は、情報産業並びに通信産業が目まぐるしく発展する時代となり、液晶ディスプレーが各種製品、例えばノートブックタイプのコンピュータ、ポケットタイプのコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（personal digital assistant）などに幅広く応用されるようになった。液晶ディスプレーは通常十数本から数千本の横方向に走る走査線と、縦方向に走るデータ線とが交差して画面が構成される。該横方向の走査線と、縦方向のデータ線との交点が一つの画素（pixel）を形成し、その輝度は画素に印加する電圧によって決まる。
【０００３】
図１を参照にして説明する。図１はアクティブ・マトリクス型液晶ディスプレーの画素アレイの説明図である。図示には横方向の第５走査線５と、第６走査線６と、縦方向の第２データ線２と、第３データ線と、及びこれらが交差して形成される４つの画素を開示する。それぞれの画素は１つの制御スイッチング素子７と、電荷を保存するコンデンサ８とを含み、このように重複して配列する画素アレイによって液晶ディスプレーの画面が形成される。周知の液晶ディスプレーの映像を制御する方法は、同一の横列上の制御スイッチング素子を走査線によって接続し、スキャン駆動回路で駆動し、上から下へ順次走査線を起動し、データ線が電荷を保存するコンデンサに書き込みできるようにする。スキャン駆動回路が一本の走査線を起動すると、該横列の走査線上に交差する一本毎のデータ線に対し、データ駆動回路によって制御電圧を印加して、それぞれの画素の階調を表現する。このようにして一本毎の横列の走査線に対するスキャンを進行させて１サイクルのスキャンを完成させる。続いて次ぎのスキャンサイクルを進行させて、ディスプレー上の映像を更新する。このように、ディスプレー上の１つずつの画素が１秒毎に複数回更新を行う。それぞれの画素の色は、必ず赤、緑、青の３色の組合せによって組成される。実際には、それぞれの画素は３本の縦方向のデータ線によって制御電圧を印加しなければならない。一つの典型的なＶＧＡ液晶ディスプレーについて言えば、横４８０×縦６００個の画素を具える。よって、１９２０本の縦方向のデータ線で制御電圧を印加しなければならない。このため縦方向の駆動回路もまた１９２０個の出力端を有してすべての縦方向のデータ線を駆動しなければならない。
【０００４】
液晶ディスプレーに映像を出現させる原理は、制御電圧の大きさを調整することによって液晶材質の光学的透過特性を変化させることにある。しかし、液晶材質に安定した直流電圧を印加することは、液晶物質に持続的な退化を招き、分解減少が発生する。よって、データ駆動回路のそれぞれの画素は、交流電圧を提供して駆動しなければならない。この交流電圧は予め設けられた所定のバイアスを規準電圧とし、該規準電圧より大きい、もしくは小さい切り替えによって代表的な極性反転を行なう。
【０００５】
画面の品質の良し悪しと、回路の複雑さによって、前記規準電圧の極性反転は、画面反転（frame inversion）と、縦行反転（Column inversion）と、横列反転（row inversion）と、ドット反転（dot inversion）との４種類の形式に分けられる。そして、どのような形式であろうと、一つ一つの画素に新たにデータが書きこまれる毎に、逆の極性で書き込まれなければならない。画面反転は、一画面に書きこまれる極性がすべて同様であることを表わし、次ぎの画面は逆の極性に転換される。縦行反転は同一画面の任意の隣り合う縦方向の極性が相反することを表わし、横列反転は同一画面の任意の隣り合う横列の極性が相反することを表わす。また、ドット反転は同一画面の任意の隣り合う２つの画素極性が相反することを表わす。その内、ドット反転によって表現される画質が最も好ましく、未来の駆動方式の主流とされる。しかし、駆動回路の複雑さも最高のものとなり、消耗するパワーも最大のものとなる。
【０００６】
操作する電圧が同様の状況下に在って、回路のパワー消耗と静電容量、周波数は正比例を形成する。駆動回路によって駆動回路の感じ取るデータ線の静電容量値は、通常一つの画素がコンデンサに保存する静電容量値に比して遥かに大きい。よってデータラインによって引き起こされるパワーの消耗にはかなりのものがある。特に横列反転とドット反転において、同一のデータ線は一回毎の走査サイクルに極性を変換しなければならず、画面毎に一回ずつ変換を行なう画面反転、もしくは縦行反転に比してパワーの消耗が激しい。
【０００７】
このため、低パワーの液晶駆動方法と、その駆動回路を開発することは、液晶業界にとって重要な課題といえる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、低パワーの液晶ディスプレー駆動方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、この発明は低パワーの液晶ディスプレー駆動回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明による液晶ディスプレーの駆動回路は、ステップ式の充放電方法で液晶ディスプレーの複数のデータラインを駆動し、タイミングパルス制御手段と、複数の参考電圧と、複数のアナログ電圧駆動手段とを含んでなる。該タイミングパルス制御手段はステップ式充放電を発生させるタイミングパルス信号を発生させるために用いる。該参考電圧はステップ式充放電の参考電圧として提供されるものである。該アナログ電圧駆動の入力端はタイミングパルス制御手段、該参考電圧、従来のデータ線の駆動回路の出力データ、及び必要とする極性、輝度データにカップリングし、出力端は対応する一データラインにカップリングする。該アナログ電圧駆動手段が駆動を実施する場合、その前の画素の駆動電圧を起動電圧とし、駆動しようとする画素の駆動電圧を最終電圧とし、タイミングパルス制御手段に入力するタイミングパルス信号に従って該起動電圧と最終電圧の間に分布する複数の参考電圧を順次起動して、最後に該最終電圧を起動する。
【００１１】
好ましくは、該ステップ式充放電を最大ステップ数を４ステップにする、よって、参考電圧は大から小に順次ならべて第１参考電圧、第２参考電圧、第３参考電圧とし、その内第１参考電圧を電圧源電圧の７５％とし、第２参考電圧は前記交流電圧の規準電圧とし、第３電圧は電圧源電圧の２５％とする。
【００１２】
好ましくは、該ステップ式充放電を最大ステップ数を４ステップにする、よって、参考電圧は大から小に順次ならべて第１参考電圧、第２参考電圧、第３参考電圧とし、その内第１参考電圧参考電圧を透過率５０％に対応するプラス極性の電圧とし、第２参考電圧は前記交流電圧の規準電圧とし、第３電圧は透過率５０％に対応するマイナス極性の電圧とする。
【００１３】
好ましくは、ステップ式の充放電エリアを８段階に分けて、２ビットで画素の輝度と階調を区分する。
【００１４】
好ましくは、好ましくは、ステップ式の充放電エリアを１６段階に分けて、３ビットで画素の輝度と階調を区分する。
【００１５】
【実施の形態】
この発明は低パワーの液晶ディスプレーの駆動方法及び駆動回路を開示するものであって、液晶を駆動する場合の駆動電圧極性と、該駆動電圧に対応するデジタル数値を利用してステップ式充放電スイッチング素子の起動順序を決定することによって、節電の効能を達成するものである。
前記「従来の技術」の項目で述べたように、液晶ディスプレーは交流電圧の方式で駆動しなければならない。よって、データ線の駆動回路はデータ線に設けたコンデンサに対して絶え間なく充放電を行なわなければならない。特に横列反転とドット反転の駆動方式の場合は、そうでなければならない。この発明は、該種類の駆動方式に対して、駆動電圧の極性と、デジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）の入力数値を利用してアナログ電圧駆動手段内のスイッチングを制御するものであって、これによって節電の目的を達し、かつアナログの電圧出力を保有して液晶ディスプレーを駆動するものである。
【００１６】
アナログ駆動電圧Vdacは、周知のデータ線駆動回路中のデジタル／アナログコンバータによって転換されてなり、データ線を駆動するための電圧である。「従来の技術」に記載したとおり、周知の技術においてはこのアナログ電圧Vdacを直接データ線上に接続する。このような接続方法は非常に電気の消耗を招く。この発明は、ステップ式充放電の方法を利用して節電の目的を達することを重点とする。
【００１７】
この発明に応用される原理は次ぎのとおりである。
如何なるコンデンサであっても、充電と放電を一回ずつ行なうと、1/2(ＣＶ^２)のエネルギーを消耗する。Ｃは静電容量値を表わし、Ｖは電荷移転の過程における最大電圧である。よって、充放電の過程をｎ回のステップに分け、一回毎のステップにおける充放電の電圧変化をＶ／ｎとすると、一回毎に消耗するエネルギーは(1/2)(CV^２)／ｎ^２となる。このためｎ回の充電もしくは放電のステップを経た後消耗したエネルギーは(1/2)(CV^２)／ｎとなり、周知の技術に比して消耗するエネルギーを大幅に低下することができる。例を挙げれば、仮に充放電の過程を４回のステップに分けると、消耗するエネルギーは周知の技術に比して四分の一になる。
【００１８】
図２にこの発明のステップ式充放電の駆動回路に係る回路ブロック図を開示する、駆動回路は、一タイミングパルス制御手段２０と、複数の参考電圧と、複数のアナログ電圧駆動手段３０とによって構成される。図２には第１アナログ電圧駆動手段３０１と、第２アナログ電圧駆動手段３０２と、第ｍアナログ電圧駆動手段３０ｍを開示する。タイミングパルス制御手段２０の作用は、ステップ式充放電のタイミングパルス信号を発生させることにある。その入力端はシステムタイミングパルスＣＬＫと、ＲＳＴとにカップリングし、出力端は、ステップ式充放電を進行させるタイミングパルス信号t1、t2、t3…tnを第１アナログ電圧駆動手段３０１、第２アナログ駆動手段、及び第ｍアナログ駆動手段３０mなどのすべてのアナログ電圧駆動手段に送信する。その内、ｎ値はステップ式充放電のステップ回数を表わし、仮にステップ式充放電のステップ数が４段階であれば、タイミングパルス制御手段２０は、t1、t2、t3、t4の４つのタイミングパルス信号を出力する。その波形は第３図に開示するとおりである。
【００１９】
前記参考電圧の数は、ステップ式充放電の最大ステップ数から１を引いて決められる。その電圧の大小は、電圧源電圧とアースとの間に分布する。
【００２０】
前記第１アナログ電圧駆動手段３０１の出力端は、前記タイミングパルス制御手段２０、と、ステップ式充放電に使用する参考電圧Ｖ１、…Ｖｎ-1、周知のデータ線駆動回路の出力するアナログ駆動電圧Ｖdac１、電圧の極性Ｐ、及び輝度のデータにカップリングし、そのデジタルデータＭＳＢを表示する。その出力端は第１データ線にカップリングして該第１データ線を駆動する。また、第２アナログ電圧駆動手段３０２から第ｍアナログ電圧駆動手段３０ｍなどのすべてのアナログ電圧駆動手段の接続は、いずれも第１アナログ電圧駆動手段３０１と同様であるので、ここでは詳述しない。
【００２１】
図４にこの発明のアナログ電圧駆動手段の回路説明図を開示する。図示に開示するアナログ電圧駆動手段３０の出力端は周知のデータ線駆動回路が出力するアナログ駆動電圧Ｖdaclと、スイッチング制御ロジック２５の参考電圧Ｖ１、…Ｖｎ-1とを受信する。その出力端は駆動させるデータ線、即ち負荷４２に接続する。該アナログ電圧駆動手段３０は第１切換エレメントと、その他ｎ-1個の機ｒ換えエレメントを含み、ここでいう切換エレメントはMOSFETであってもよく、制御回路は電圧の極性Ｐと輝度のデータＭＢＳとに基づいて、該アナログ電圧駆動手段３０の切換エレメントを順次導電、閉止させ、これによって図３に開示するステップ式の充電と、ステップ式の放電を得ることができる。
【００２２】
次いで、この発明に開示する駆動方法を説明する。液晶は交流形式によって操作される。よって、規準電極の電圧を電圧源電圧Vddの５０％に設定する。プラス極性の状況下に在っては、デジタル／アナログコンバータＤＡＣの出力する電圧は規準電圧と電圧源電圧Vddの間に落ちる。マイナス極性の状況下に在っては、デジタル／アナログコンバータのＤＡＣの出力する電圧は規準電圧とアースとの間に落ちる、ノーマリーブラック（normally black）の液晶画面を例に挙げると、液晶層の上下に電圧を印加しない場合は透過しなく、印加する電圧が大きければ大きいほど透過率が高まる。即ち、出力する電圧が電圧源電圧Vddと、アースに近在する位置とにある場合、輝度が高くなり、規準電極近くにある場合は輝度が比較的低くなる。
【００２３】
【第１の実施例】
この発明の第1実施例は、図４に開示するようにn＝４の状況を説明する。即ち、アナログ電圧駆動手段３０が充放電する電圧の範囲を4段間に分け、基準電圧(Vdd50％で表示する)は、電圧源電圧Vddとアースとの間に位置する。別途２つの参考電圧を追加し、それぞれ電圧源電圧Vddの７５％の箇所(Vdd７５％で表示する)と、２５％の箇所(Vdd２５％で表示する)とする。液晶の操作は、交流の方式で進行させるのでデジタル／アナログコンバータによって転換された後の電圧は、基準電圧に対称する電圧となり、且つ隣接する位置の画素は階調が通常かなり接近する。このため、極性と輝度に従って(デジタル出力の最も重要なビットであるMSBによって代表することができる)異なる組み合わせを行ない、Vdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％及びVdacを起動する４つの切換エレメントの順序を決定する。これには次ぎに掲げる４つの状況が挙げられる。
プラスの極性(P＝１)、比較的明るい(MSB＝１)、Vdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％、Vdacの順に従って起動する。
マイナスの極性(P＝０)、比較的明るい(MSB＝１)、Vdd７５％、 Vdd５０％、Vdd２５％、Vdacの順に従って起動する。
プラスの極性(P＝１)、比較的暗い(MSB＝０)、Vdd５０％と、Vdacの順に従って起動する。
マイナスの極性(P＝０)、比較的暗い(MSB＝０)、Vdd５０％と、Vdacの順に従って起動する。
【００２４】
前記説明の第１の状況は、プラスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、VddとVdd７５％との間に落ちる。この実施例においては、一つ前の画素の階調と、当該画素の階調が近いものであり、但し、極性は反対であると仮定する。よって、一つ前の画素の電圧はアースとVdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％の順に従って接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００２５】
前記第２の状況は、マイナスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、アースとVdd２５％との間に落ちる。この実施例においては、一つ前の画素の階調と、当該画素の階調が近いものであり、但し、極性は反対であると仮定する。よって、一つ前の画素の電圧はVddとVdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd７５％、Vdd５０％、Vdd２５％の順に従って接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００２６】
前記第３の状況は、プラスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％とVdd７５％との間に落ちる。この実施例においては、一つ前の画素の階調と、当該画素の階調が近いものであり、但し、極性は反対であると仮定する。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％とVdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％に接続し、さらにVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００２７】
前記第４の状況は、マイナスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％とVdd２５％との間に落ちる。この実施例においては、一つ前の画素の階調と、当該画素の階調が近いものであり、但し、極性は反対であると仮定する。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％とVdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％に接続し、さらにVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００２８】
【第２の実施例】
第１の実施例において一つ前の画素と、当該画素の階調が同様であると仮定したが、実際に操作する場合、一つ前の画素と当該画素とは、偶に階調が異なる場合がある。このような現象を考慮して、さらにパワーの消耗を低減させるために、第２の実施例においては、さらに一歩進んでアナログ電圧駆動手段の回路に修正を加え、Vdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％、及びVdacを制御するの４つのスイッチング素子の前後の順序について、該画素の電圧極性(Ｐ)、輝度（そのデジタルデータは最も重要なビットであるＭＳＢで表示される）、および一つ前の画素のＭＳＢ（Ｍｐで表示する）を以って決定するために、以下に掲げる８つの状況に区分する。
P＝１、ＭＳＢ＝Ｍｐ＝１。Vdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％、Vdacの順に従って起動する。
P＝０、ＭＳＢ＝Ｍｐ＝１。Vdd７５％、Vdd５０％、Vdd２５％、Vdacの順に従って起動する。
P＝１、ＭＳＢ＝Ｍｐ＝０。Vdd５０％、Vdacの順に従って起動する。
P＝０、ＭＳＢ＝Ｍｐ＝０。Vdd５０％、Vdacの順に従って起動する。
P＝１、ＭＳＢ＝１、Ｍｐ＝０。Vdd５０％、Vdd７５％、Vdacの順に従って起動する。
P＝０、ＭＳＢ＝１、Ｍｐ＝０。Vdd５０％、Vdd２５％、Vdacの順に従って起動する。
P＝１、ＭＳＢ＝０、Ｍｐ＝１。Vdd２５％、Vdd５０％、Vdacの順に従って起動する。
P＝０、ＭＳＢ＝０、Ｍｐ＝１。Vdd７５％、Vdd５０％、Vdacの順に従って起動する。
【００２９】
前記説明の第１の状況は、プラスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、VddとVdd７５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素のＭＳＢが当該画素と同様であって、但し、極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はアースとVdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd２５％、Vdd５０％、Vdd７５％の順に従って接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３０】
前記説明の第２の状況は、マイナスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、アースとVdd２５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素のＭＳＢが当該画素と同様であって、但し、極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVddとVdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd７５％、Vdd５０％、Vdd２５％の順に従って接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３１】
前記説明の第３の状況は、プラスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％とVdd７５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素のＭＳＢが当該画素と同様であって、但し、極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％と、Vdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％に接続し、さらにVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３２】
前記説明の第４の状況は、マイナスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％とVdd２５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素のＭＳＢが当該画素と同様であって、但し、極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％と、Vdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％に接続し、さらにVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３３】
前記説明の第５の状況は、プラスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、VddとVdd７５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素は比較的暗い画素であって、そのＭＳＢが当該画素と異なり、かつ極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％と、Vdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％と、Vdd７５％に接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３４】
前記説明の第６の状況は、マイナスの極性で比較的明るい画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、アースとVdd２５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素は比較的暗い画素であって、そのＭＳＢが当該画素と異なり、かつ極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVdd５０％と、Vdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd５０％と、Vdd２５％に接続した後、最終的にVdacに接続する。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３５】
前記説明の第７の状況は、プラスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％と、Vdd７５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素は比較的明るい画素であって、そのＭＳＢが当該画素と異なり、かつ極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はアースと、Vdd２５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd２５％と、Vdd５０％に接続した後、最終的にVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３６】
前記説明の第８の状況は、マイナスの極性で比較的暗い画素を駆動するものである。よって、デジタル／アナログコンバータによって出力される電圧は、Vdd５０％とVdd２５％との間に落ちる。この状況下に在っては、一つ前の画素は比較的明るい画素であって、そのＭＳＢが当該画素と異なり、かつ極性は逆である。よって、一つ前の画素の電圧はVddとVdd７５％との間に落ちる。このため、一つ前の画素を駆動した後、当該画素を駆動しようとする場合、データ線はVdd７５％と、Vdd５０％に接続した後、最終的にVdacに接続すればよい。前記の説明のように、このように進行させるステップ式の充電は消耗するパワーを大幅に低減し、節電の目的を達することができる。
【００３７】
以上の第２の実施例においては、一つ前の画素の階調が、当該画素と異なるかもしれない場合を考慮した。この発明のステップ式充放電による方法においては、二つの隣り合う画素のＭＳＢが異なる場合、余剰の充放電が発生することなく、エネルギーの消耗を大幅に低減することができる。特に二つの隣り合う画素の階調が比較的明るいものから比較的暗くなった場合、この実施例では電圧が経過する範囲の参考電圧を順次起動する、よってエネルギーの消耗過多を招くことがない。
【００３８】
【第３の実施例】
以上の二つの実施例においては、ステップ式充放電の参考電圧をVdd、Vdd７５％、Vdd５０％、及びVdd２５％に設定した。これは液晶の有する直線的光学曲線を仮定したものである。
この発明によるもう一つの実施例においては、液晶の光電曲線を非直線的特性として考慮したものであって、透過率５０％のプラス、マイナスの極性の二つの電圧と、基準電圧とをステップ式充放電の参考電圧とする。これらの参考電圧はまた、通常周知のデータ線駆動回路において必要とされるガンマ修正参考電圧と共用することができる。
【００３９】
【第４の実施例】
この発明のもう一つの実施例においては、参考電圧を提供せず、代わりに大容量のコンデンサを接続する。コンデンサの他端はアースに接続する、その静電容量値は負荷に比して遥かに大きくし、即ちデータ線の負荷の合計とする。このようにすることによって、それぞれの接続するコンデンサは起動値がどのようなものであろうと、最終的には、徐々に操作電圧の範囲を平均する等分の位置に近づいて行き、必要とする参考電圧を提供する。
当然のことながら、この発明はステップ式充放電の区分を４段階に分けることのみに限定されるものではない。この発明のもう一つの実施例においては、ステップ式充放電を2段階に区分する。このような状況下に在って、交流電流の基準電圧を参考電圧とし、電圧源電圧を該参考電圧との間の区域はプラスの極性で駆動する。また、該参考伝あるとアースとの間の区域はマイナスの植生で駆動する、その実施技術は前述の実施例と完全に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００４０】
【第５の実施例】
この発明のもう一つの実施例においては、ステップ式充放電を８つの段階に区分する。このような状況下に在って、極性と２つのビットによって画素の輝度と階調区分けすることができる。参考電圧は７つであって、大から小順次並べて、それぞれ第１参考電圧、第２参考電圧、第３参考電圧、第４参考電圧、第５考電圧、第６参考電圧、及び第７参考電圧とする。その内、第４参考電圧は、前述の交流電圧の基準電圧であって、電圧源電圧と前記第１参考電圧との間のエリア第１明ドットエリアとし、プラス極性で駆動する。前記第１参考電圧と第２参考電圧との間を第２明ドットエリアとし、プラス極性で駆動する。前記第２参考電圧と第３参考電圧との間を第１暗ドットエリアとし、プラス極性で駆動する。前記第３参考電圧と第４参考電圧との間を第２暗ドットエリアとし、プラス極性で駆動する。前記第４参考電圧と第５参考電圧との間を第３暗ドットエリアとし、マイナス極性で駆動する。前記第５参考電圧と第６参考電圧との間を第３暗ドットエリアとし、マイナス極性で駆動する。前記第５参考電圧と第６参考電圧との間を第４暗ドットエリアとし、マイナス極性で駆動する。前記第６参考電圧と第７参考電圧との間を第３明ドットエリアとし、マイナス極性で駆動する。前記第７参考電圧とアースとの間を第４明ドットエリアとし、マイナス極性で駆動する。これらの実施に係る技術は前述の実施例と完全に同一であるので、ここでは詳述しない。
【００４１】
【第６の実施例】
この発明によるもう一つの実施例は、ステップ式週放電エリアを１６の段階に区分けする。このような状況下に在って極性と３つのビットを応用して画素の輝度と階調を区分けする。しかし、ステップ式充放電の段階のステップ数は、無限に増加することができない、さもなければ充放電に必要とする時間が増加し、制御回路の複雑さも増して、却って消耗する電力を高めることになる。
【００４２】
以上はこの発明のこましい実施例を開示し、当業者が理解できるようにするためのものであって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、この発明に対する部分的な修正や変更であって、この発明の要旨を失わないものは、いずれも、この発明の精神と、特許請求の範囲に含まれるものとする。
【発明の効果】
この発明による液晶ディスプレーの駆動回路は、ステップ式の充放電方法で液晶ディスプレーの複数のデータラインを駆動するものであって、タイミングパルス制御手段と、複数の参考電圧と、複数のアナログ電圧駆動手段とを含んでなる。その液晶ディスプレーの駆動回路と、該駆動回路を応用した液晶ディスプレーの駆動方法は、低パワーの駆動方法であって、従来の駆動方法に比して消耗するエネルギーを大幅に低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アクティブ・マトリクス型液晶ディスプレーの画素アレイの説明図である。
【図２】この発明によるステップ式充放電の駆動回路に係る回路ブロック図である。
【図３】この発明における信号の波形図である。
【図４】この発明におけるアナログ電圧駆動手段の回路説明図である。
【図５】この発明における一実施例の参考電圧に係る説明図である。
【符号の説明】
２第２データ線
３第３データ線
５第５走査線
６第６走査線
７制御スイッチング素子
８コンデンサー
２０タイミングパルス制御手段
２５スイッチング制御ロジック
３０アナログ電圧駆動手段
４２負荷[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention is stepped Charge / discharge LCD display Driving method and This is related to the drive circuit, especially the liquid crystal display that can greatly reduce the power consumption. Driving method and driving circuit It is about.
[0002]
[Prior art]
Nowadays, the information and communication industries are rapidly developing, so that liquid crystal displays are widely applied to various products such as notebook computers, pocket computers, mobile phones, and PDAs (personal digital assistants). became. In a liquid crystal display, a screen is usually formed by crossing dozens to thousands of scanning lines running in the horizontal direction and data lines running in the vertical direction. The intersection of the horizontal scanning line and the vertical data line forms one pixel, and its luminance is determined by the voltage applied to the pixel.
[0003]
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a pixel array of an active matrix type liquid crystal display. In the figure, the fifth scanning line 5 in the horizontal direction, the sixth scanning line 6, the second data line 2 in the vertical direction, the third data line, and four pixels formed by intersecting these are disclosed. To do. Each pixel includes one control switching element 7 and a capacitor 8 for storing electric charge, and a screen of a liquid crystal display is formed by the pixel array arranged in an overlapping manner. A known method for controlling an image on a liquid crystal display is to connect control switching elements on the same row by scan lines, drive them by a scan drive circuit, start the scan lines sequentially from top to bottom, and charge the data lines. Allow writing to the capacitor to save. When the scan driving circuit activates one scanning line, a control voltage is applied by the data driving circuit to each data line crossing the row scanning line to express the gradation of each pixel. . In this way, scanning for each horizontal scanning line is advanced to complete one cycle of scanning. Subsequently, the next scan cycle is advanced to update the image on the display. Thus, each pixel on the display is updated multiple times per second. The color of each pixel is always composed of a combination of three colors of red, green, and blue. In practice, each pixel must be applied with a control voltage by three vertical data lines. For a typical VGA liquid crystal display, it has 480 × 600 pixels. Therefore, the control voltage must be applied by 1920 vertical data lines. For this reason, the vertical driving circuit must also have 1920 output terminals and drive all the vertical data lines.
[0004]
The principle of making an image appear on the liquid crystal display is to change the optical transmission characteristics of the liquid crystal material by adjusting the magnitude of the control voltage. However, applying a stable DC voltage to the liquid crystal material causes a continuous degradation of the liquid crystal material, resulting in a decrease in decomposition. Therefore, each pixel of the data driving circuit must be driven by providing an AC voltage. The AC voltage uses a predetermined bias provided in advance as a reference voltage, and performs typical polarity inversion by switching larger or smaller than the reference voltage.
[0005]
Depending on the quality of the screen and the complexity of the circuit, the polarity inversion of the reference voltage may be inversion (frame inversion), vertical inversion (column inversion), horizontal inversion (row inversion), or dot inversion ( dot inversion). Whatever the format, every time new data is written to each pixel, it must be written with the opposite polarity. Screen reversal means that all polarities written on one screen are the same, and the next screen is switched to the opposite polarity. Vertical inversion indicates that the polarities of any adjacent vertical directions on the same screen are opposite to each other, and horizontal inversion indicates that the polarities of arbitrary adjacent rows on the same screen are opposite to each other. Further, dot inversion indicates that two adjacent pixel polarities on the same screen are contradictory. Among them, the image quality expressed by dot inversion is most preferable, and is assumed to be the mainstream of future drive systems. However, the complexity of the drive circuit is the highest and the power consumed is also the highest.
[0006]
When the operating voltage is in the same situation, the power consumption of the circuit and the capacitance and frequency form a direct proportion. The capacitance value of the data line felt by the drive circuit by the drive circuit is usually much larger than the capacitance value stored in the capacitor by one pixel. Thus, the power consumption caused by the data line is significant. Especially in row inversion and dot inversion, the same data line must change polarity in each scanning cycle, which is more powerful than screen inversion or vertical inversion where conversion is performed once for each screen. Is exhausted.
[0007]
Therefore, it can be said that developing a low-power liquid crystal driving method and its driving circuit is an important issue for the liquid crystal industry.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a low-power liquid crystal display driving method.
[0009]
It is another object of the present invention to provide a low power liquid crystal display driving circuit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A liquid crystal display driving circuit according to the present invention drives a plurality of data lines of a liquid crystal display by a step-type charging / discharging method, and includes a timing pulse control means, a plurality of reference voltages, and a plurality of analog voltage driving means. Become. The timing pulse control means is used to generate a timing pulse signal for generating stepped charging / discharging. The reference voltage is provided as a reference voltage for stepped charging / discharging. The input terminal of the analog voltage drive is coupled to the timing pulse control means, the reference voltage, the output data of the conventional data line driving circuit, and the required polarity and luminance data, and the output terminal is connected to one corresponding data line. To couple. When the analog voltage driving means performs driving, the driving voltage of the previous pixel is set as the starting voltage, the driving voltage of the pixel to be driven is set as the final voltage, and the starting is performed according to the timing pulse signal input to the timing pulse control means. A plurality of reference voltages distributed between the voltage and the final voltage are sequentially activated, and finally the final voltage is activated.
[0011]
Preferably, the step-type charging / discharging is performed with a maximum number of steps of 4, so that the reference voltages are arranged in order from the largest to the smallest, the first reference voltage, the second reference voltage, and the third reference voltage, The reference voltage is 75% of the voltage source voltage, the second reference voltage is the reference voltage of the AC voltage, and the third voltage is 25% of the voltage source voltage.
[0012]
Preferably, the step-type charging / discharging is performed with a maximum number of steps of 4, so that the reference voltages are arranged in order from the largest to the smallest, the first reference voltage, the second reference voltage, and the third reference voltage, The reference voltage reference voltage is a positive polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%, the second reference voltage is a reference voltage of the AC voltage, and the third voltage is a negative polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%.
[0013]
Preferably, the step-type charge / discharge area is divided into 8 stages, and the luminance and gradation of the pixel are divided by 2 bits.
[0014]
Preferably, the step-type charge / discharge area is divided into 16 stages, and the luminance and gradation of the pixel are divided by 3 bits.
[0015]
Embodiment
The present invention discloses a driving method and a driving circuit for a low-power liquid crystal display, and uses stepped charge / discharge switching by using a driving voltage polarity when driving a liquid crystal and a digital value corresponding to the driving voltage. The power saving effect is achieved by determining the activation order of the elements.
As described in the above-mentioned section “Prior Art”, the liquid crystal display must be driven by an AC voltage method. Therefore, the data line driving circuit must continuously charge and discharge the capacitor provided on the data line. This is especially true for the row inversion and dot inversion driving methods. The present invention controls the switching in the analog voltage driving means by using the polarity of the driving voltage and the input numerical value of the digital / analog converter (DAC) for the driving method of this kind, It achieves the purpose of power saving and has an analog voltage output to drive a liquid crystal display.
[0016]
The analog drive voltage Vdac is converted by a digital / analog converter in a known data line drive circuit, and is a voltage for driving the data line. As described in “Prior Art”, in the known technique, this analog voltage Vdac is directly connected to the data line. Such a connection method is very consumable. The present invention focuses on achieving the purpose of power saving by using a step-type charging / discharging method.
[0017]
The principle applied to the present invention is as follows.
Whatever capacitor is charged and discharged once, 1/2 (CV ² ) Consumes energy. C represents the capacitance value, and V is the maximum voltage in the process of charge transfer. Therefore, if the charging / discharging process is divided into n steps and the voltage change of charging / discharging in each step is V / n, the energy consumed every time is (1/2) (CV ² ) / N ² It becomes. For this reason, the energy consumed after n charging or discharging steps is (1/2) (CV ² ) / N, and the consumed energy can be greatly reduced as compared with known techniques. For example, if the charging / discharging process is divided into four steps, the consumed energy becomes a quarter of that of a known technique.
[0018]
FIG. 2 discloses a circuit block diagram relating to a step-type charge / discharge drive circuit according to the present invention. The drive circuit includes one timing pulse control means 20, a plurality of reference voltages, and a plurality of analog voltage drive means 30. Is done. FIG. 2 discloses first analog voltage driving means 301, second analog voltage driving means 302, and mth analog voltage driving means 30m. The operation of the timing pulse control means 20 is to generate a timing pulse signal for stepped charging / discharging. The input terminal is coupled to the system timing pulse CLK and RST, and the output terminal is supplied with the timing pulse signals t1, t2, t3,. The signal is transmitted to the driving means and all analog voltage driving means such as the mth analog driving means 30m. Among them, the n value represents the number of steps of step-type charging / discharging. If the number of steps of step-type charging / discharging is four, the timing pulse control means 20 has four timing pulses t1, t2, t3, t4. Output a signal. The waveform is as disclosed in FIG.
[0019]
The number of the reference voltages is determined by subtracting 1 from the maximum number of stepped charge / discharge steps. The magnitude of the voltage is distributed between the voltage source voltage and ground.
[0020]
The output terminal of the first analog voltage driving means 301 includes the timing pulse control means 20, reference voltages V1,... Vn-1 used for stepped charging / discharging, and analog driving voltage output from a known data line driving circuit. Coupling to Vdac1, voltage polarity P, and luminance data, the digital data MSB is displayed. The output terminal is coupled to the first data line to drive the first data line. Further, since all the analog voltage driving means such as the second analog voltage driving means 302 to the m-th analog voltage driving means 30m are connected in the same manner as the first analog voltage driving means 301, they will not be described in detail here.
[0021]
FIG. 4 discloses a circuit explanatory diagram of the analog voltage driving means of the present invention. The output terminal of the analog voltage driving means 30 disclosed in the figure receives an analog driving voltage Vdacl output from a known data line driving circuit and reference voltages V1,... Vn-1 of the switching control logic 25. The output terminal is connected to a data line to be driven, that is, a load 42. The analog voltage driving means 30 includes a first switching element and n-1 machine changing elements. The switching element here may be a MOSFET, and the control circuit uses voltage polarity P and luminance data. Based on the MBS, the switching elements of the analog voltage driving means 30 are sequentially conducted and closed, whereby step-type charging and step-type discharging disclosed in FIG. 3 can be obtained.
[0022]
Next, a driving method disclosed in the present invention will be described. The liquid crystal is operated in an alternating form. Therefore, the voltage of the reference electrode is set to 50% of the voltage source voltage Vdd. Under the condition of positive polarity, the voltage output from the digital / analog converter DAC falls between the reference voltage and the voltage source voltage Vdd. In the case of negative polarity, the voltage output by the DAC of the digital / analog converter falls between the reference voltage and ground. For example, a normally black liquid crystal screen is taken as an example. When no voltage is applied above and below, the light does not pass through, and the higher the applied voltage, the higher the transmittance. That is, when the output voltage is at the voltage source voltage Vdd and a position close to the ground, the luminance is high, and when it is near the reference electrode, the luminance is relatively low.
[0023]
[First embodiment]
The first embodiment of the invention describes the situation where n = 4 as disclosed in FIG. That is, the voltage range charged / discharged by the analog voltage driving means 30 is divided into four stages, and the reference voltage (indicated by Vdd 50%) is located between the voltage source voltage Vdd and the ground. Two additional reference voltages are added to make the location of 75% of the voltage source voltage Vdd (displayed at Vdd 75%) and the location of 25% (displayed at Vdd 25%). Since the operation of the liquid crystal proceeds in an alternating current mode, the voltage after being converted by the digital / analog converter becomes a voltage symmetric with respect to the reference voltage, and the gradation of the adjacent pixels is usually quite close. For this reason, the order of the four switching elements that activate Vdd25%, Vdd50%, Vdd75% and Vdac in different combinations (represented by the most significant bit of the digital output, the MSB), according to polarity and brightness. decide. This includes the following four situations.
Start in the order of positive polarity (P = 1), relatively bright (MSB = 1), Vdd 25%, Vdd 50%, Vdd 75%, Vdac.
Start in the order of negative polarity (P = 0), relatively bright (MSB = 1), Vdd 75%, Vdd 50%, Vdd 25%, Vdac.
Start in the order of positive polarity (P = 1), relatively dark (MSB = 0), Vdd 50%, and Vdac.
Start in the order of negative polarity (P = 0), relatively dark (MSB = 0), Vdd 50%, and Vdac.
[0024]
The first situation described above is to drive relatively bright pixels with positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd and Vdd 75%. In this embodiment, it is assumed that the gradation of the previous pixel and the gradation of the pixel are close, but the polarities are opposite. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between ground and Vdd 25%. Therefore, when driving the pixel after driving the previous pixel, the data lines are connected in the order of Vdd 25%, Vdd 50%, Vdd 75%, and finally connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0025]
In the second situation, a relatively bright pixel is driven with a negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between ground and Vdd 25%. In this embodiment, it is assumed that the gradation of the previous pixel and the gradation of the pixel are close, but the polarities are opposite. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd and Vdd 75%. Therefore, when driving the pixel after driving the previous pixel, the data lines are connected in the order of Vdd 75%, Vdd 50%, Vdd 25%, and finally connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0026]
In the third situation, a relatively dark pixel is driven with a positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 75%. In this embodiment, it is assumed that the gradation of the previous pixel and the gradation of the pixel are close, but the polarities are opposite. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 25%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line may be connected to Vdd 50% and further connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0027]
In the fourth situation, a relatively dark pixel is driven with a negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 25%. In this embodiment, it is assumed that the gradation of the previous pixel and the gradation of the pixel are close, but the polarities are opposite. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 75%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line may be connected to Vdd 50% and further connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0028]
[Second embodiment]
In the first embodiment, it is assumed that the gradation of the pixel is the same as that of the previous pixel. However, when actually operated, the gradation of the previous pixel and the pixel is evenly different. There is a case. In consideration of such a phenomenon, in order to further reduce power consumption, in the second embodiment, the circuit of the analog voltage driving means is further modified and Vdd 25%, Vdd 50%, Vdd 75%. , And the order of the four switching elements that control Vdac, the voltage polarity (P) of the pixel, the luminance (the digital data is represented by the most significant bit, the MSB), and the previous one In order to determine by the MSB (displayed by Mp) of a pixel, the following eight situations are classified.
P = 1, MSB = Mp = 1. Start in the order of Vdd 25%, Vdd 50%, Vdd 75%, Vdac.
P = 0, MSB = Mp = 1. Start in the order of Vdd 75%, Vdd 50%, Vdd 25%, Vdac.
P = 1, MSB = Mp = 0. Start in the order of Vdd 50%, Vdac.
P = 0, MSB = Mp = 0. Start in the order of Vdd 50%, Vdac.
P = 1, MSB = 1, Mp = 0. Start in the order of Vdd 50%, Vdd 75%, Vdac.
P = 0, MSB = 1, Mp = 0. Start in the order of Vdd 50%, Vdd 25%, Vdac.
P = 1, MSB = 0, Mp = 1. Start in the order of Vdd 25%, Vdd 50%, Vdac.
P = 0, MSB = 0, Mp = 1. Start in the order of Vdd 75%, Vdd 50%, Vdac.
[0029]
The first situation described above is to drive relatively bright pixels with positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd and Vdd 75%. Under this circumstance, the MSB of the previous pixel is the same as that pixel, but the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between ground and Vdd 25%. For this reason, when driving the pixel after driving the previous pixel, the data lines are connected in the order of Vdd 25%, Vdd 50%, and Vdd 75%, and finally connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0030]
The second situation described above is to drive relatively bright pixels with negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between ground and Vdd 25%. Under this circumstance, the MSB of the previous pixel is the same as that pixel, but the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd and Vdd 75%. Therefore, after driving the previous pixel, when driving the pixel, the data lines are connected in the order of Vdd 75%, Vdd 50%, and Vdd 25%, and finally connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0031]
The third situation described above is to drive a relatively dark pixel with a positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 75%. Under this circumstance, the MSB of the previous pixel is the same as that pixel, but the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 25%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line may be connected to Vdd 50% and further connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0032]
The fourth situation described above is to drive a relatively dark pixel with a negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 25%. Under this circumstance, the MSB of the previous pixel is the same as that pixel, but the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 75%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line may be connected to Vdd 50% and further connected to Vdac. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0033]
The fifth situation described above is for driving relatively bright pixels with positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd and Vdd 75%. Under this circumstance, the previous pixel is a relatively dark pixel, its MSB is different from that pixel, and the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 25%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line is finally connected to Vdac after being connected to Vdd 50% and Vdd 75%. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0034]
The sixth situation described above is to drive relatively bright pixels with negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between ground and Vdd 25%. Under this circumstance, the previous pixel is a relatively dark pixel, its MSB is different from that pixel, and the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd 50% and Vdd 75%. For this reason, when driving the previous pixel after driving the previous pixel, the data line is finally connected to Vdac after being connected to Vdd 50% and Vdd 25%. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0035]
The seventh situation described above is to drive a relatively dark pixel with a positive polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 75%. Under this circumstance, the previous pixel is a relatively bright pixel, its MSB is different from that pixel, and the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between the ground and Vdd 25%. For this reason, when driving the pixel after driving the previous pixel, the data line may be finally connected to Vdac after being connected to Vdd 25% and Vdd 50%. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0036]
The eighth situation described above is for driving a relatively dark pixel with a negative polarity. Thus, the voltage output by the digital / analog converter falls between Vdd 50% and Vdd 25%. Under this circumstance, the previous pixel is a relatively bright pixel, its MSB is different from that pixel, and the polarity is reversed. Therefore, the voltage of the previous pixel falls between Vdd and Vdd 75%. For this reason, when driving the pixel after driving the previous pixel, the data line may be finally connected to Vdac after connecting to Vdd 75% and Vdd 50%. As described above, the step-type charging performed in this manner can greatly reduce the consumed power and achieve the purpose of power saving.
[0037]
In the above second embodiment, a case is considered in which the gradation of the previous pixel may be different from that of the pixel. In the method using stepped charging / discharging according to the present invention, when the MSBs of two adjacent pixels are different from each other, it is possible to significantly reduce energy consumption without causing excessive charging / discharging. In particular, when the gradation of two adjacent pixels becomes relatively dark from relatively bright, in this embodiment, the reference voltage in the range in which the voltage elapses is sequentially activated, so that excessive energy consumption is not caused.
[0038]
[Third embodiment]
In the above two examples, the reference voltage for stepped charging / discharging was set to Vdd, Vdd 75%, Vdd 50%, and Vdd 25%. This assumes a linear optical curve of the liquid crystal.
In another embodiment according to the present invention, the photoelectric curve of the liquid crystal is considered as a non-linear characteristic, and two voltages of positive and negative polarities with a transmittance of 50% and a reference voltage are expressed by a step formula. Use as a reference voltage for charge and discharge. These reference voltages can also be shared with gamma correction reference voltages that are required in normally known data line drive circuits.
[0039]
[Fourth embodiment]
In another embodiment of the present invention, no reference voltage is provided, and instead a large capacitor is connected. The other end of the capacitor is connected to the ground, and its capacitance value is much larger than the load, that is, the total load of the data line. In this way, regardless of what the starting value is for each connected capacitor, eventually it gradually approaches and requires an equal position that averages the operating voltage range. Provide a reference voltage.
As a matter of course, the present invention is not limited to only dividing the step-type charging / discharging into four stages. In another embodiment of the present invention, stepped charging / discharging is divided into two stages. Under such circumstances, the reference voltage of the alternating current is used as a reference voltage, and the area between the voltage source voltage and the reference voltage is driven with a positive polarity. Also, the area between the reference and ground is driven by negative vegetation, and its implementation technique is completely the same as the previous embodiment, so it will not be described in detail here.
[0040]
[Fifth embodiment]
In another embodiment of the present invention, stepped charging / discharging is divided into eight stages. Under such circumstances, the brightness and gradation of the pixel can be divided by polarity and two bits. There are seven reference voltages, arranged in order from large to small, the first reference voltage, the second reference voltage, the third reference voltage, the fourth reference voltage, the fifth reference voltage, the sixth reference voltage, and the seventh reference, respectively. Voltage. Among them, the fourth reference voltage is a reference voltage of the above-mentioned AC voltage, is an area first light dot area between the voltage source voltage and the first reference voltage, and is driven with a positive polarity. The area between the first reference voltage and the second reference voltage is a second bright dot area, and is driven with a positive polarity. A first dark dot area is defined between the second reference voltage and the third reference voltage, and driving is performed with a positive polarity. A second dark dot area is defined between the third reference voltage and the fourth reference voltage, and driving is performed with a positive polarity. A third dark dot area is set between the fourth reference voltage and the fifth reference voltage, and driving is performed with a negative polarity. A third dark dot area is set between the fifth reference voltage and the sixth reference voltage, and driving is performed with a negative polarity. A fourth dark dot area is set between the fifth reference voltage and the sixth reference voltage, and driving is performed with a negative polarity. The area between the sixth reference voltage and the seventh reference voltage is a third bright dot area, and is driven with a negative polarity. A fourth light dot area is set between the seventh reference voltage and the ground, and is driven with a negative polarity. Since the technology according to these implementations is completely the same as the above-described embodiment, it will not be described in detail here.
[0041]
[Sixth embodiment]
Another embodiment according to the invention divides the stepped weekly discharge area into 16 stages. Under such circumstances, the luminance and gradation of the pixel are distinguished by applying polarity and three bits. However, the number of steps in the stepped charging / discharging stage cannot be increased indefinitely, otherwise the time required for charging / discharging is increased, the complexity of the control circuit is increased, and the power consumed is increased. become.
[0042]
The above is intended to disclose the detailed embodiments of the present invention so that those skilled in the art can understand them, and is not intended to limit the scope of implementation of the present invention. Accordingly, any modification or change to the present invention which does not lose the gist of the present invention shall be included in the spirit of the present invention and the scope of the claims.
【The invention's effect】
A driving circuit for a liquid crystal display according to the present invention drives a plurality of data lines of a liquid crystal display by a step-type charging / discharging method, and includes a timing pulse control means, a plurality of reference voltages, and a plurality of analog voltage driving means. And comprising. The driving circuit of the liquid crystal display and the driving method of the liquid crystal display using the driving circuit are low-power driving methods, and can greatly reduce the consumed energy as compared with the conventional driving method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a pixel array of an active matrix type liquid crystal display.
FIG. 2 is a circuit block diagram relating to a step-type charge / discharge drive circuit according to the present invention;
FIG. 3 is a waveform diagram of signals in the present invention.
FIG. 4 is a circuit explanatory diagram of analog voltage driving means in the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram relating to a reference voltage according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Second data line
3 Third data line
5 5th scanning line
6 6th scan line
7 Control switching element
8 Condenser
20 Timing pulse control means
25 Switching control logic
30 Analog voltage driving means
42 Load

Claims

Maximum 4 The method of driving a liquid crystal display for driving a plurality of data lines of the liquid crystal display in alternating voltage driving method using the steps ShikiTakashi discharge step,
Supplying a timing pulse signal for generating the stepped charge / discharge from a timing pulse control means to a plurality of analog voltage control means provided corresponding to each of the plurality of data lines ;
Supplying to the plurality of analog voltage control means three reference voltages including a first reference voltage, a second reference voltage, and a third reference voltage distributed between a voltage source voltage and ground ;
Supplying an analog drive voltage from the data line drive circuit to the plurality of analog voltage control means ;
Supplying drive voltage polarity and brightness data to the plurality of analog voltage control means ;
The respective analog voltage control means, the drive target pixel of the plurality of pixels connected to the data line corresponding to the analog voltage control means, the reference of the AC voltage driving the polarity of one drive voltage of the previous pixel a driving step of driving a driving voltage having a polarity opposite with respect to the voltage, the,
The driving step, the driving voltage of the one preceding pixel and starting voltage, to a final voltage analog driving voltage of the drive target pixel, in accordance with the timing pulse signal, to start the first time the start-up voltage, the three reference voltage distribution between the activation voltage and the final voltage sequentially start of the reference voltage, and activates the end the final voltage,
The reference voltage is set between the voltage source voltage and the ground, and the second reference voltage is equal to the reference voltage, and is greater than the second reference voltage. The reference voltage is a positive polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%, the third reference voltage being smaller than the second reference voltage is a negative polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%,
An area between the voltage source voltage and the first reference voltage is driven with a positive polarity as a first bright dot area, and an area between the first reference voltage and the second reference voltage is a first dark dot area. The area between the second reference voltage and the third reference voltage is driven as the second dark dot area with the negative polarity, and the area between the third reference voltage and the ground is Drive with negative polarity as the second bright dot area,
Method of driving a liquid crystal displacer, characterized in that.

It said first reference voltage is 75% of the voltage source voltage, the driving method of the liquid crystal displacer according to claim 1, wherein the third reference voltage is characterized by a 25% of the voltage source voltage.

A driving circuit for a liquid crystal display that drives a plurality of data lines of the liquid crystal display by an alternating voltage driving method using step-type charging / discharging of up to four steps,
Timing pulse control means for generating a timing pulse signal for generating the stepped charge / discharge;
Means for supplying three reference voltages distributed between a voltage source voltage and ground, including a first reference voltage, a second reference voltage, and a third reference voltage;
An input terminal configured to receive supply of the timing pulse signal, the three reference voltages, an analog drive voltage from the data line drive circuit, and polarity and luminance data of the drive voltage; and A plurality of analog voltage control means each having an output end connected to a corresponding data line,
Each analog voltage control unit is configured to select a pixel to be driven among a plurality of pixels connected to a data line corresponding to the analog voltage control unit, and the polarity of the drive voltage of the previous pixel is a reference for the AC voltage drive. Driving with a driving voltage having a reverse polarity with reference to the voltage, and the driving voltage of the previous pixel as a starting voltage, the analog driving voltage of the pixel to be driven as a final voltage, according to the timing pulse signal, First starting the starting voltage, starting a reference voltage distributed between the starting voltage and the final voltage among the three reference voltages, starting the last final voltage,
The reference voltage is set between the voltage source voltage and the ground, and the second reference voltage is equal to the reference voltage, and is greater than the second reference voltage. The reference voltage is a positive polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%, the third reference voltage being smaller than the second reference voltage is a negative polarity voltage corresponding to a transmittance of 50%,
An area between the voltage source voltage and the first reference voltage is driven with a positive polarity as a first bright dot area, and an area between the first reference voltage and the second reference voltage is a first dark dot area. The area between the second reference voltage and the third reference voltage is driven as the second dark dot area with the negative polarity, and the area between the third reference voltage and the ground is Drive with negative polarity as the second bright dot area,
A driving circuit for a liquid crystal display.