JPH06295162A - アクティブマトリックス型液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
CD)におけるアナログRGB信号に対する信号処理に
あたり、低消費電力化と、コンパクト化および低価格化
とを実現することにある。 【構成】ALCDは画素電極13からなるLCDパネル
9と、このLCDパネル9を駆動する垂直ドライバ回路
10および上下水平ドライバ回路11,12とを備えて
いる。このALCDの制御においては、RGBビデオ信
号を入力しレベルシフトおよび増幅を行ってサンプルホ
ールドするサンプルホールド回路1と、このサンプルホ
ールド回路1の出力信号をγ変換するγ変換回路2と、
このγ変換回路2の出力信号により或る一定電圧に対し
反転させた信号と非反転の信号を作成するデータ反転回
路3と、これら各回路を制御するコントローラ4とを有
する。しかも、データ反転回路3よりLCDパネル9の
上下水平ドライバ回路11,12に逆相もしくは同相の
信号を供給して画素電極13を駆動する。
Description
にRGBビデオ信号によりLCDパネル等の画素電極を
制御するアクティブマトリックス型液晶表示装置に関す
る。
示装置(以下、ALCDと称す)は、RGB信号を入力
インターフェースとしてアナログタイプあるいはディジ
タルタイプのドライバ回路を駆動することにより、LC
Dパネルの画素電極を制御している。
ブロック図である。図7に示すように、従来のALCD
はRGB信号を一度ディジタル信号に変換するアナログ
・ディジタル変換回路(以下、ADC回路と称す)18
と、ガンマ(γ)変換回路2を内蔵し水平同期信号(H
S)および垂直同期信号(VS)により各部を制御する
コントローラ4aと、ADC回路18の出力N11をγ
変換回路2により変換した出力N12をアナログ信号N
13に変換するディジタル・アナログ変換回路(以下、
DAC回路と称す)19と、アナログ信号N13を入力
し互いに反転したデータN14,N15を作成するデー
タ反転回路3と、コントローラ4aに接続されたLPF
5およびVCO6と、画素電極13をマトリックス状に
配置したLCDパネル9と、第1,第2の信号線7,8
を介してそれぞれデータ反転回路3より駆動されLCD
パネル9のH方向の電位を制御する上側Hドライバ回路
11および下側Hドライバ回路12と、LCDパネル9
のV方向の電位を制御するVドライバ回路10とを有し
ている。まず、ADC回路18でRGB信号をディジタ
ル信号に変換した後、予めLCDパネル9の輝度・電圧
特性と映像信号(0.45乗されている)を復調するた
めに必要な入力・出力変換コードが記憶されたγ変換回
路2内のROMを用いて、ディジタル信号N11をγ変
換する。次に、γ変換されたディジタル信号N12はD
AC回路19により再度アナログ信号N13に戻され
る。さらに、このアナログ信号N13はデータ反転回路
3により互いに反転したアナログ信号N14およびN1
5として符号反転され、LCDパネル9の上下に接続さ
れた上側Hドライバ回路11および下側Hドライバ回路
12(共にアナログ方式のHドライバ)に供給される。
以上はアナログ方式のALCDである。
LCDのブロック図である。図8に示すように、従来の
ディジタル式ALCDはRGB信号をアナログ・ディジ
タル変換するADC回路18と、データN11a,11
bを信号線7a,8aを介して入力するディジタル式上
側Hドライバ回路11aおよび下側Hドライバ回路12
aと、これら上側Hドライバ回路11aおよび下側Hド
ライバ回路12aへの階調を指示する階調電源20と、
図7と同様のLCDパネル9およびVドライバ回路10
とADC回路18や各ドライバ回路を制御するコントロ
ーラ4bと、LPF5やVCO6とを有する。かかるデ
ィジタル式ALCDはADC回路18の出力データN1
1a,11bを直接Hドライバ回路11a,12aに入
力し、γ変換はこのHドライバ回路11a,12aに供
給される階調電源20の電圧設定により行なわれる。
グ式のALCDは、昨今の液晶表示の多階調化によりA
DC回路の出力ビット数に6乃至8ビット以上を要求さ
れる。しかも、LCDの表示画素の増大に伴ないビデオ
信号のドットクロックも増大する傾向にある。例えば、
130万画素レベルのLCDでは、ADC回路のサンプ
リングレートとして100MHz以上を要求される。こ
のような8ビット程度のビット精度で且つ100MHz
以上のレートで変換するADC回路は、消費電力も0.
5〜1Wと大きい。その上、装置全体が大きくなり、価
格も高くなる。従って、このようなADC回路を用いて
構成したALCDは、LCDのメリットである低消費電
力化を妨げ全体が大きく且つ高価になるという欠点があ
る。また、従来のALCDは、γ変換後のDAC回路も
前述したADC回路と同様、ビット精度の増大や高速化
を求められるので、消費電力が増大し、装置全体が大き
く且つ高価になるという欠点がある。
ナログ式のALCDに比べDAC回路を用いないだけ消
費電力が低くなる。しかしながら、各色についてみる
と、6〜8ビット以上、あるいは周辺のドライバの動作
能力(通常、30MHz程度まで)に合わせるため1:
Nのシリアル・パラレル変換を行なった場合は更に6N
〜8Nビットのγ変換後のディジタル信号をLCD周辺
のドライバに供給しなければならない。従って、従来の
ディジタル式ALCDは配線の引き回しが煩雑になり、
コンパクト化を妨げるという欠点がある。
してADC回路やDAC回路を用いずに信号処理し、低
消費電力化と、コンパクト化および低価格化とを実現す
るALCDを提供することにある。
素電極からなる液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動す
る垂直ドライバ回路および上下水平ドライバ回路とを備
えたALCDにおいて、RGBビデオ信号を入力しレベ
ルシフトおよび増幅を行ってサンプルホールドするサン
プルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力
信号をγ変換するγ変換回路と、前記γ変換回路の出力
信号により或る一定電圧に対し反転させた信号と非反転
の信号を作成するデータ反転回路と、前記各回路を制御
するコントローラとを有し、前記データ反転回路より前
記液晶パネルの前記上下水平ドライバ回路に逆相の信号
を供給するように構成される。
なる液晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する垂直ドラ
イバ回路および上下水平ドライバ回路とを備えたALC
Dにおいて、RGBビデオ信号を入力しレベルシフトお
よび増幅を行ってサンプルホールドするサンプルホール
ド回路と、前記サンプルホールド回路の出力信号をγ変
換するγ変換回路と、前記γ変換回路の出力信号により
或る一定電圧に対し同相の反転信号あるいは同相の非反
転信号を作成するデータ反転回路と、前記各回路を制御
するコントローラとを有し、前記データ反転回路より前
記液晶パネルの前記上下水平ドライバ回路に同相の信号
を供給するように構成される。
て説明する。図1は本発明の一実施例を示すALCDの
ブロック図である。図1に示すように、本実施例も前述
した図7の従来例と同様、画素電極13からなるLCD
パネル9と、このLCDパネル9を駆動する垂直(V)
ドライバ回路10および上下側水平(H)ドライバ回路
11および12とを備えている。本実施例はこれらの他
に、RGBビデオ信号を入力しレベルシフトおよび増幅
を行ってサンプルホールドするサンプルホールド回路1
と、このサンプルホールド回路1の出力信号N1をγ変
換するγ変換回路2と、このγ変換回路2の出力信号N
3により或る一定電圧に対し反転させた信号N4および
非反転の信号N5を作成するデータ反転回路3と、これ
らの各回路を制御するコントローラ4とLPF5および
VCO6とを有している。しかも、データ反転回路3よ
り第1の信号線7,第2の信号線8を介し、LCDパネ
ル9の上下側水平ドライバ回路11,12に逆相の信号
を供給する。また、サンプルホールド回路1はγ変換回
路2とともに半導体基板30に搭載される。
よび次の図2を参照して説明する。図2は図1における
各部の信号電圧特性図である。図1および図2に示すよ
うに、RGBビデオ信号がサンプルホールド回路1に入
力されると、増幅後(RGB増幅信号)サンプルホール
ドすることで、シリアル・パラレル変換される。このシ
リアル・パラレル変換されたビデオ信号(N1)はγ変
換回路2により、撮像機側(送信側)の逆γ変換の補正
および液晶の輝度・電圧特性の補償が行われ、信号N3
を出力する。データ反転回路3において、γ変換された
信号の半分をピクセル電位のゲート電圧によるフィール
ドスルーを無視できる場合は、LCDパネル9の対向電
極の電圧に対して反転して出力し、残りの信号を非反転
で出力する。すなわち、データ反転回路3はLCDパネ
ル9のアナログ式の上下側水平ドライバ回路11,12
に基準電圧Vcomに対して逆相の信号N4とN5を供
給する。これらの信号N4とN5は1ラインの書込み毎
にその極性を逆転させる。尚、サンプルホールド回路1
でサンプルホールドするタイミングやデータ反転回路3
でデータ反転を行なうタイミングあるいはH,Vドライ
バ回路10〜12内のシフトレジスタ(図示省略)にお
けるスタートパルス等は、コントローラ4においてHS
およびVS信号に同期した信号により制御される。
構成図である。図3に示すように、サンプルホールド回
路1はRGBビデオ信号を入力してレベル等を調整する
入力バッファ14と、コントローラ4からのクロックC
LKおよびスタートパルスSP信号を入力するシフトレ
ジスタ15と、このシフトレジスタ15の出力により入
力バッファ14の出力をサンプリングするサンプルホー
ルド部16と、コントローラ4からの切り換え信号SE
信号によりサンプルホールド部16の出力を選択してγ
変換回路2へ送出するセレクタ17とを備えている。ま
た、この場合にはRGB信号の内の一つの信号の回路に
ついてのみ記載しているが、実際にはRGB信号それぞ
れにこのような回路が必要である。
まず入力バッファ14は入力されたRGBビデオ信号の
レベルシフトと反転増幅を行ない、サンプルホールド部
16に出力する。一方、コントローラ4内で水平同期信
号(HS)および垂直同期信号(VS)に同期して発生
されたドットクロック(CLK)とスタートパルス(S
P)をシフトレジスタ15に供給すると、シフトレジス
タ15はサンプルホールド部16に対してサンプリング
クロックを発生させる。ここで、入力バッファ14で反
転増幅されたビデオ信号はサンプルホールド部16でシ
フトレジスタ15からのサンプリングクロックによりサ
ンプリングされ、ホールドされる。さらに、サンプルホ
ールド部16におけるサンプルホールド列の前半部と後
半部はそれぞれ対になり、セレクタ17内のラッチ(図
示省略)に保持される。このセレクタ17においては、
コントローラ4からの切り替え信号(SE)により、対
になったサンプルホールド列の前段部分を出力するか、
後段部分を出力するかを切り替えてサンプルホールド回
路1の出力とする。これらの信号はγ変換回路2を経て
出力(N3)される。尚、前述したように、サンプルホ
ールド回路1とγ変換回路2は半導体基板30上に搭載
されるが、別個の基板に搭載してもよい。また、LSI
の消費電力上許容されるのであれば、RGB信号のすべ
てに対応する回路を同一チップに集積した方が望ましい
が、消費電力上許容されないのであれば、RGB信号の
対応回路毎に集積化する必要がある。
るLCDパネルの駆動回路図および駆動電圧波形図であ
る。図4(a),(b)に示すように、この駆動方式は
ドット反転駆動方式であり、データ反転回路3より上下
側水平ドライバ回路11,12に反転中心電圧に対して
逆相の信号(N4とN5)を送出し且つ反転・非反転を
1H(1水平走査期間)で逆転させるものである。従っ
て、各画素電極についてみると、上下側水平ドライバ回
路11,12に接続されたデータ線方向(縦方向)と垂
直ドライバ回路10に接続された走査線方向(横方向)
にそれぞれ+,−が交互になる。
データライン駆動方式と呼ばれるものもあるが、この場
合は上下側水平ドライバ回路11,12に反転中心電圧
に対して逆相の信号(N4とN5)を送出し且つ反転・
非反転を1V(1垂直走査期間)で逆転させるものであ
る。従って、各画素電極についてみると、上側水平ドラ
イバ回路11に接続されたデータ線は+、下側水平ドラ
イバ回路12に接続されたデータ線は−となる。
信号を処理するためのADC回路やDAC回路を用いず
にシリアル・パラレル変換やγ変換等の信号処理を行う
ので、低消費電力化を実現することができ、サンプルホ
ールド回路1,γ変換回路2を1チップに組込むことに
より、コンパクト化および低価格化を実現することがで
きる。
のブロック図である。図5に示すように、本実施例は前
述した一実施例と比べ、サンプルホールド回路1,γ変
換回路2とともにデータ反転回路3をも同一の半導体基
板40に実装し、しかもデータ反転回路3から上下側ド
ライバ回路11,12への信号線を同一にした例であ
る。その他の回路およびその動作は一実施例と同様であ
るので説明を省略する。
るLCDパネルの駆動回路図および駆動電圧波形図であ
る。図6(a),(b)に示すように、この駆動方式は
ゲートライン反転駆動方式であり、データ反転回路3よ
り上下側水平ドライバ回路11,12に反転中心電圧に
対して同相の信号(N4)を送出し且つ反転・非反転を
1H(1水平走査期間)で逆転させるものである。従っ
て、各画素電極13に対する書き込み電圧の極性は同一
の走査線(Vドライバ回路10から駆動される線)に接
続された画素電極についてみると、同一の極性で書き込
まれる。従って、各画素電極についてみると、走査線毎
に+,−が交互になる。
して、フレーム反転駆動方式と呼ばれるものもある。こ
の場合は上下側水平ドライバ回路11,12に反転中心
電圧に対して同相の信号(N4)を送出し且つ反転・非
反転を1V(1垂直走査期間)で逆転させるものであ
る。従って、各画素電極についてみると、全画素+、全
画素−がフレーム毎に交互になる。
ためのADC回路やDAC回路を用いずにシリアル・パ
ラレル変換やγ変換等の信号処理を行うので、低消費電
力化を実現することができ、サンプルホールド回路1,
γ変換回路2,データ反転回路3を1チップに組込むこ
とにより、コンパクト化および低価格化を実現すること
ができる。
はサンプルホールド回路と、このサンプルホールド回路
の出力信号をγ変換するγ変換回路と、このγ変換回路
の出力信号により或る一定電圧に対し反転させた信号あ
るいは非反転の信号を作成するデータ反転回路と、各回
路を制御するコントローラとを有し、データ反転回路よ
りLCDパネルの上下側水平ドライバ回路に逆相もしく
は同相の信号を供給することにより、ADC回路やDA
C回路を用いずに済むので、低消費電力化を実現できる
という効果がある。また、本発明はサンプルホールド回
路,γ変換回路を1チップに組込むことにより、コンパ
クト化および低価格化を実現することができるという効
果がある。
である。
る。
動電圧波形を表わす図である。
図である。
動電圧波形を表わす図である。
る。
ロック図である。
Claims (9)
- 【請求項1】 画素電極からなる液晶パネルと、前記液
晶パネルを駆動する垂直ドライバ回路および上下水平ド
ライバ回路とを備えたアクティブマトリックス型液晶表
示装置において、RGBビデオ信号を入力しレベルシフ
トおよび増幅を行ってサンプルホールドするサンプルホ
ールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力信号を
γ変換するγ変換回路と、前記γ変換回路の出力信号に
より或る一定電圧に対し反転させた信号と非反転の信号
を作成するデータ反転回路と、前記各回路を制御するコ
ントローラとを有し、前記データ反転回路より前記液晶
パネルの前記上下水平ドライバ回路に逆相の信号を供給
することを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表
示装置。 - 【請求項2】 前記反転させた信号と前記非反転の信号
は、前記コントローラの制御により前記データ反転回路
において1水平走査期間で逆転させる請求項1記載のア
クティブマトリックス型液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記反転させた信号と前記非反転の信号
は、前記コントローラの制御により前記データ反転回路
において1垂直走査期間で逆転させる請求項1記載のア
クティブマトリックス型液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記サンプルホールド回路は、前記RG
Bビデオ信号のレベルシフトおよび増幅を行う入力バッ
ファと前記増幅されたビデオ信号をサンプルホールドす
るサンプルホールド部と、外部からの第1の信号をトリ
ガとして前記サンプルホールド部のサンプリングタイミ
ングを決める信号を生成するシフトレジスタと、前記サ
ンプルホールドされた信号を外部からの第2の信号で選
択するセレクタとからなる請求項1記載のアクティブマ
トリックス型液晶表示装置。 - 【請求項5】 前記サンプルホールド回路と前記γ変換
回路は、同一の半導体基板に集積される請求項1記載の
アクティブマトリックス型液晶表示装置。 - 【請求項6】 画素電極からなる液晶パネルと、前記液
晶パネルを駆動する垂直ドライバ回路および上下水平ド
ライバ回路とを備えたアクティブマトリックス型液晶表
示装置において、RGBビデオ信号を入力しレベルシフ
トおよび増幅を行ってサンプルホールドするサンプルホ
ールド回路と、前記サンプルホールド回路の出力信号を
γ変換するγ変換回路と、前記γ変換回路の出力信号に
より或る一定電圧に対し同相の反転信号あるいは同相の
非反転信号を作成するデータ反転回路と、前記各回路を
制御するコントローラとを有し、前記データ反転回路よ
り前記液晶パネルの前記上下水平ドライバ回路に同相の
信号を供給することを特徴とするアクティブマトリック
ス型液晶表示装置。 - 【請求項7】 前記同相の信号は、前記コントローラの
制御により前記データ反転回路において1水平走査期間
で逆転させる請求項6記載のアクティブマトリックス型
液晶表示装置。 - 【請求項8】 前記同相の信号は、前記コントローラの
制御により前記データ反転回路において1垂直走査期間
で逆転させる請求項6記載のアクティブマトリックス型
液晶表示装置。 - 【請求項9】 前記サンプルホールド回路と前記γ変換
回路および前記データ反転回路は、同一の半導体基板に
集積される請求項6記載のアクティブマトリックス型液
晶表示装置。
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