JPH10161596A - 液晶ディスプレイのためのドライバおよびそれを含む液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＬＣＤの可変電圧レベルの駆動を達成するた
めの可変レベル出力を有さないＬＣＤドライバを提供す
る。 【解決手段】 液晶ディスプレイのためのドライバ
（１）が予め設定された固定駆動電圧レベルと、多くの
サイクルにわたってオン：オフ比を変更するための手段
（３）を含み、それにより液晶ディスプレイを駆動する
ための可変駆動電圧レベルを有効に与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】この発明はドライバに関し、特に、液晶
ディスプレイ（ＬＣＤ）の可変電圧レベルの駆動を達成
するために可変レベル出力を有さないＬＣＤドライバに
関する。

【０００２】

【発明の背景】異なったレベルで駆動するいくつかの液
晶ディスプレイ（ＬＣＤ）には一般的に異なった応答が
あるだろう。たとえば、 （ｉ） グレーレベル・・・入力電圧レベルに従ってコ
ントラストが変化できる。

【０００３】（ｉｉ） カラー・・・入力電圧レベルに
従っていくつかのＬＣＤは異なったカラーに見えること
ができる。

【０００４】（ｉｉｉ） 他の特性・・・たとえば応答
時間など。ＬＣＤにこのような異なった電圧レベルを与
えるためのドライバの多くは、ＬＣＤの駆動された特定
のピクセルがオンまたはオフのいずれかになるよう、予
め設定された電圧レベルを出力するだけである。入力デ
ータに従って異なった電圧レベルを出力するためには特
殊なドライバが必要であり、これらはグレーレベルの出
力を備えたドライバとして公知である。

【０００５】各回路そのものの値段が高く、かつさまざ
まな回路が選択できるようにされなければならないた
め、このように異なった回路を設けることは費用がかか
る。

【０００６】

【発明の概要】この発明の目的は、この欠点を軽減しよ
うとすることである。

【０００７】この発明によると、液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）のためのドライバが設けられ、このドライバは予
め設定された固定駆動電圧レベルと、多数のサイクルに
わたってオン：オフ比を変更するための手段とを含み、
それによりＬＣＤを駆動するための可変駆動電圧レベル
を有効に与える。

【０００８】この発明を用いると、可変出力電圧はない
が、それでもなお可変駆動電圧レベルを必要とするＬＣ
Ｄを駆動するのに用いられるＬＣＤ用のドライバを提供
することができる。

【０００９】この手段はドライバのコントローラ出力と
ＬＣＤのカラムドライバの入力との間に挿入される回路
を含んでもよい。ふさわしくは、カラムドライバは直列
入力カラムドライバを含んでもよい。

【００１０】ふさわしくは、ドライバはデータのための
デコーダと、ＬＣＤのためのフレームコントローラと、
デコーダおよびフレームコントローラからの入力を受取
るよう適合され、かつカラムドライバに出力するための
多重レベルのルーチング回路を有するデータセレクタと
を含んでもよい。

【００１１】データセレクタはｘ個までのレベルを含ん
でもよく、かつＮ＝ｘであるときにＮ個のサイクルにわ
たって動作するよう適合されてもよい。

【００１２】これに代わって、データセレクタはｘ個の
異なったレベルを含んでもよく、かつＮがｘよりも小さ
いときにＮ個のレベルの応答にわたって動作するよう適
合されてもよい。

【００１３】ドライバの１つの実施例において、１つの
完全なサイクルはｘフレーム続いてもよい。ｘの値は１
６であってもよい。

【００１４】ｐがピクセルがオンに駆動する回数であ
り、ｑがピクセルがオフに駆動する回数であるときに、
ＬＣＤピクセルに与えられる有効出力電圧はｐ／ｐ＋ｑ
となり得ることが理解されるだろう。

【００１５】別の局面におけるこの発明は、以上に規定
されたようなドライバを含むＬＣＤに及ぶことも理解さ
れるだろう。

【００１６】電圧波形駆動多重化ディスプレイは普通は
予め定められた多重レベルの波形である。この明細書に
おいて、「電圧レベル」という用語はこのような複雑な
複数の波形の有効電圧レベルを意味し、多重レベルの単
一の波形におけるレベルを意味するものではない。ＬＣ
Ｄが駆動電圧のＲＭＳ値に応答すると思われるため、こ
れは二乗平均（ＲＭＳ）電圧としても知られる。

【００１７】モノクロームＬＣＤのピクセルが十分早く
交互にオンとオフとに駆動するならば、ピクセルはフル
オンとフルオフとの間のどこかに現われ、正確な応答は
使用中のＬＣＤの特性に依存する。その応答はあたかも
フルオン値の半分の値の有効電圧がピクセルに与えられ
たかのようである。したがってフルオン電圧が１であ
り、オフ電圧が０であると仮定すると、たとえばもしピ
クセルが１０１０１０…で駆動するならば平均電圧は
０．２５である。ピクセルはさらにうす暗く見えること
となる。したがって予め設定された固定駆動レベルを有
するドライバは多くのサイクルにわたってオン対オフ比
を変更して、フルオン駆動電圧レベルのＴ_ON／（Ｔ_ON＋
Ｔ_OFF ）に等しい駆動電圧を有効に与えることができ
る。

【００１８】特定のＬＣＤが異なったカラーを示すなら
ば、異なった有効電圧で駆動するときには上記の駆動信
号により、異なったカラーが現われることとなる。もし
電圧レベルに依存するＬＣＤの特性が他にあれば、この
発明を実施するドライバを用いてそれらも変えることが
できる。

【００１９】この発明を実施するドライバは、例によっ
て添付の図面を参照して以下に述べられる。

【００２０】

【詳細な説明】図面を参照して、液晶ディスプレイ（Ｌ
ＣＤ）のためのドライバ１は、予め設定された固定電圧
レベル２と、多くのサイクルにわたってオン：オフ比を
変更するための手段３とを含み、それによりＬＣＤ（図
示せず）を駆動するための可変駆動電圧レベル４を有効
に与える。

【００２１】図１には、６４（カラム：列）Ｘ１６（ロ
ウ：列）のドットマトリックスディスプレイの駆動方法
の一例が示される。この配置は異なった分解能のドット
マトリックスディスプレイすべてに適用できる。コント
ローラは専用ＬＣＤコントローラか、またはＬＣＤを制
御するよう設計された汎用システムのいずれであっても
よい。コントローラはコマンドを受け、かつインタフェ
ースバスを介してホストシステムからのデータを表示す
る。典型的なインタフェース信号は適当な幅のデータバ
ス（ＤＯ−Ｄ７，８ビットのデータバスが示される）
と、それがインタフェースバスを有することをコントロ
ーラに示す役割を果たすイネーブル信号（Ｅ）と、読出
／書込（Ｒ／Ｗ）と、リセット（ＲＥＳ）と、コマンド
またはデータ入力（ＡＯ）とである。典型的なコマンド
は多くの多重化方法、セグメント数、フレーム速度およ
びクリア全表示などである。コマンドを受取ると同時に
コントローラはそれに応じてそれ自体を構成する。それ
はさらに、その出力データバスを介して、カラムドライ
バに出力できる状態のディスプレイＲＡＭの中にデータ
入力すべてを入れる。例におけるＳＲＡＭの最小量は６
４ｘ１６ビットである。簡単にするために例において
は、ディスプレイピクセルに対応してＲＡＭは各々６４
ビットの１６列に構成され、かつ「１」はオンを意味
し、「０」はオフを意味することとなる。

【００２２】図１において、コントローラの典型的な出
力信号は出力データバスであり、この典型的な出力信号
は４ビットのバス（ＤＯ０〜ＤＯ３）と、フレーム信号
（ＦＲＭ）のスタートと、列進行信号（ＣＬ１）と、デ
ィスプレイのための有効データ（ＣＬ２）と、駆動電圧
の位相（Ｍ）とからなる。この最後の信号はロウドライ
バおよびカラムドライバに対し、駆動波形の正相および
逆相を交互に用いてＤＣコンポーネントを取除くことを
知らせる。ディスプレイの各ピクセルが一旦駆動された
後にフレームが完成する。

【００２３】すべての動作はスタートとしてＦＲＭを用
いることができる。ＦＲＭおよびＣＬ１は第１の列のス
タートを示すこととなる。ロウドライバは列１にオン
（選択）信号を出力し、かつ他の列にオフ（非選択）信
号を出力することとなる。その後のＣＬ１はその後の列
への駆動を進めることとなる。たとえば、第２のＣＬ１
は列２をオンに、かつ他の列をオフにするといった具合
に駆動することとなる。

【００２４】ＦＲＭ、ＣＬ１およびＣＬ２により、ＤＯ
０からＤＯ３までのデータビットがカラムドライバのデ
ータレジスタの第１の４つの場所の上にラッチされるこ
ととなる。その後のＣＬ２によりその後のＤＯ０からＤ
Ｏ３はデータレジスタの第２の４つの場所にラッチされ
ることとなる。普通はシフトレジスタが用いられるた
め、先にラッチされたデータはたとえば４ビットだけ左
にシフトされ、最も新しいデータが最後の４ビットにラ
ッチされる。この例におけるようなＣＬ２信号が１６個
続いた後、１列のディスプレイのための６４ビットのデ
ータすべてがそれらの適切な場所においてデータレジス
タにある。次のＣＬ１信号によりこの列のデータはディ
スプレイレジスタによってラッチされて、選択されたデ
ィスプレイの列を駆動することとなる。データレジスタ
は、次の列のデータを一度に４ビットずつコントローラ
から受入れられる状態である。信号Ｍ、ＦＲＭ、ＣＬ１
およびＣＬ２のタイミング関係が図４に示される。カラ
ムドライバによるコントローラからのデータのシフトお
よびラッチは４ビットに限定されない。実際、それは１
ビットからいかなる数のビットであってもよい。ここで
は図１の例として４ビットが用いられる。

【００２５】図１において、１６個のＣＬ１信号の後、
ＲＡＭにあるビットデータすべては６４ビットの１６列
のカラムドライバに移動されて、ディスプレイを駆動す
ることとなる。次の組のＦＲＭ、ＣＬ１信号およびＣＬ
２信号によって動作が再び始まる。

【００２６】次に図２を参照して、普通は可変有効電圧
レベル出力に用いられないＬＣＤコントローラおよびド
ライバが、ＬＣＤを駆動して、あたかも可変有効電圧レ
ベルドライブがあるかのように応答を生み出すよう、い
かに用いることができるかを示す。特定的には、コント
ローラおよびドライブはピクセルをオンまたはオフのい
ずれかに駆動するために電圧を出力できるだけである。
この発明を実施するドライバは、有効電圧レベルによっ
てオンとオフとを含むオンとオフとの間で駆動するのに
ピクセルが必要とされる場合に適用できるだろう。上述
の現象が用いられる。コントローラ出力とカラムドライ
バ入力との間に回路３が挿入される。回路はピクセルを
駆動するよう、所望の電圧レベルを示すデータをコント
ローラから受取り、かつこれらのデータを一連の出力に
変換する。これらの出力は１フレームにつき１つずつカ
ラムドライバに与えられるため、（ｐ＋ｑ）フレームに
わたってピクセルはｐ回オンに、かつｑ回オフに駆動す
る。（ｐ＋ｑ）フレームにわたるピクセルの応答は、あ
たかも［ｐ／（ｐ＋ｑ）］の有効電圧にオン電圧をかけ
たものがピクセルに与えられたかのように近づくことと
なる。コントローラからのフレーム信号ＦＲＭは出力を
各フレームの後に段付けさせる役割を果たす。これは図
５に示される。

【００２７】出力電圧レベルを特定するために一例とし
て４ビットを用いると、ＲＡＭのサイズは１６列に増加
し、ここでは１列につき２５６ビットある。ここで、デ
ィスプレイＲＡＭのデータの各ビットがピクセルがオン
またはオフであることを示す代わりに、各４ビットのデ
ータが、ビットパターンに依存して１６個のレベルのオ
フからフルオンまでを示すこととなる。したがって００
００というパターンはフルオフを意味し、０００１はフ
ルオン電圧レベルの１／１６でＬＣＤを駆動することを
意味する。他のコード化方法または非コード化方法もま
た可能である。コントローラは１６行の２５６ディスプ
レイフォーマットを求めるようプログラムされる。それ
は、各２５６ビットのデータを出力した後ＣＬ１信号を
出力し、かつ１６行ごとにＦＲＭ信号を出力することと
なる。駆動されるＬＣＤディスプレイは依然として６４
ビットの１６行である。モノクロームＬＣＤを用いる
と、異なった有効電圧によって駆動する時にコントラス
ト比のみが変わる。ドライバは、異なった有効電圧レベ
ルに応答するＬＣＤの他の特性を駆動することができ
る。すなわちもし異なった有効電圧レベルによって駆動
するときにＬＣＤがカラーを変えるならばこの一例はカ
ラーＬＣＤである。

【００２８】回路３はコントローラとカラムドライバと
の間に挿入されて、有効可変駆動電圧レベルをもたら
す。回路３（ＣＩＲＣ）は各ＣＬ２ストローブ毎にコン
トローラによって出力された４ビットのデータ出力を代
行受信する。そのような４ビットのデータの各々は、Ｌ
ＣＤピクセルに与えられる電圧レベルを示すものとして
解されることとなる。４ビットのデータにはコード化が
用いられないと仮定すると、ピクセルは「１」または
「０」であるビットパターンに従ってオンまたはオフに
駆動する。ＣＩＲＣ３は各フレームにおいてカラムドラ
イバに出力ＤＯ０、ＤＯ１、ＤＯ２またはＤＯ３をシー
ケンシャルに出力する。始めは第１のフレーム全体の
間、ＤＯ０はカラムドライバ４に送られる。これは、４
から１のマルチプレクサまたは他の信号ルーチング回路
すべてといった普通の回路によって達成できる。したが
って、ＲＡＭにおけるビットＯＯ、０４、０８、…、１
０、１４、…はこのフレームの間カラムドライバ４に送
られる。新しいＦＲＭ信号が受取られるまでこれが続
く。その後、ＤＯ１はカラムドライバ４に出力されるこ
ととなり、すなわちＲＡＭにおけるビット０１、０５、
０９、…，１１、１６、１９、…はカラムドライバ４に
送られる。ＤＯ２およびＤＯ３は各ＦＲＭ信号の後シー
ケンスで用いられることとなる。その後このサイクルが
繰返される。もしピクセルへの４ビット（たとえば第１
のピクセルについてはＯＯ、０１、０２、＆０３）が０
０００であれば、ピクセルは４フレームすべてにおいて
オフに駆動することとなる。もしビットがたとえば１０
１０であれば、ピクセルはフレームのうち２つにおいて
はオンに駆動し、他の２つのフレームにおいてはオフに
駆動することとなり、したがってハーフオンに現われる
こととなる。もし４ビットが１１１１であれば、ピクセ
ルは４フレームすべてにおいてフルオンに駆動し、フル
オンに現われることとなる。このサイクルは４フレーム
にわたって続く。レベルは０、１／４、１／２、３／４
および１からであり得る。

【００２９】実施例におけるカラムドライバ４は直列入
力型すなわち上述の４ビットのデータの代わりに各ＣＬ
２ストローブにつき１ビットのデータを受入れるもので
ある。この型のカラムドライバが多く利用できる。１ビ
ットの入力カラムドライバを用いた後に４で除算された
回路を含む必要はない。

【００３０】４ビットのデータが２進化されることを考
慮にいれると、合計で１６のレベルを表わすことがで
き、かつこのとき１６から１である信号ルーチング回路
の前にデコーダ５を挿入することができる。デコーダ５
は各ＣＬ２ストローブにおいて４ビットの入力を受入
れ、かつ信号ルーチング回路に１６の出力を与えること
となる。もし４ビットの入力が００００であれば、１６
の出力すべては０になり得る。もし４ビットの入力が０
００１であれば、１６の出力のうち１つのみが１とな
り、他のものすべては０となるだろう。もし４ビットの
入力が００１０であれば、１６の出力のうち２つが１で
あり、他は０といった具合になる。すべて１の４ビット
パターンにより１６の出力すべてが１となり、かつピク
セルは各フレームにおいてオンに駆動する。必要とされ
る正確なデコーダ回路は４ビットの入力データへのコー
ド化に依存することとなる。ここで１つの完全なサイク
ルが１６フレーム続くこととなる。これは図３に示され
る。図３の例は４ビットのデータを用いて１６から１の
デマルチプレクサを実現するが、Ｎビットのデータが用
いられて、２^N から１のデマルチプレクサを用いること
もできることに注目すべきであり、ここでＮはいかなる
整数であってもよい。Ｎは４ビットに限定されない。

【００３１】多くの異なった組合せが可能であることが
理解されるだろう。たとえば、１６レベルを表わすため
に４ビットであってもよく、ｎレベル（ｎ≦１６）のみ
が用いられてもよく、さらにサイクルがｎフレームのみ
にわたって続いてもよい。この変形の１つの可能な適用
例は、ＬＣＤ応答が非線形である場合である。その場
合、ｎレベルの応答のみをもたらすために１６個の異な
ったレベルが必要である。なぜなら、いくつかの隣接す
るレベルにより、グレーレベルまたはカラーといった出
力の特性には少しの変形しかもたらされないと考えられ
るからである。

【００３２】したがって、これまで添付の図面を参照し
て述べられたドライバは、可変電圧レベルを必要とする
ＬＣＤを駆動するのに可変出力電圧レベルのないドライ
バを用いることができる方法を提供する。したがって、
ドライバは固定出力電圧レベルからドットマトリックス
駆動配置を駆動することができ、それにより比較的費用
が安く、かつフレキシブルなドライバを達成する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＬＣＤを駆動するための先行技術のドライバの
ブロック図である。

【図２】この発明によるＬＣＤセルを駆動するためのド
ライバのブロック図である。

【図３】この発明の回路の拡大ブロック図である。

【図４】６４（カラム）Ｘ１６（列）のドットマトリッ
クスディスプレイを駆動するための信号のチューニング
関係を示す図である。

【図５】コントローラのフレーム信号（ＦＲＭ）により
各フレームを通って出力がいかにステップされるかを示
す図である。

【符号の説明】

１ ドライバ ３ オン：オフ比を変更するための手段 ４ カラムドライバ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成９年２月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図 １】

【図 ４】

【図 ２】

【図 ３】

【図 ５】

フロントページの続き (71)出願人 594198477 テレンス レスリー ジョンソン Ｔｅｒｅｎｃｅ Ｌｅｓｌｉｅ Ｊｏｈｎ ｓｏｎ イギリス国、ロンドン ダブリューシー２ エー １エスディー、チャンスリー レー ン 53−64、チャンスリー ハウス (72)発明者 カイ・プイ・ホー ホンコン、カオルン、クン・トン、キン グ・イップ・ストリート、51−63、ライブ ン・ハウス、４／エフ、バリトロニクス・ リミテッド内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め設定された固定駆動電圧レベルと、
   多数のサイクルにわたってオン：オフ比を変更するため
   の手段とを含み、それにより液晶ディスプレイを駆動す
   るための可変駆動電圧レベルを有効に与える、液晶ディ
   スプレイのためのドライバ。
2. 【請求項２】 前記手段が、前記ドライバのコントロー
   ラ出力と前記液晶ディスプレイのカラムドライバの入力
   との間に挿入される回路を含む、請求項１に記載のドラ
   イバ。
3. 【請求項３】 前記カラムドライバが直列入力カラムド
   ライバを含む、請求項２に記載のドライバ。
4. 【請求項４】 前記回路がデータのためのデコーダと、
   前記液晶ディスプレイのためのフレームコントローラ
   と、前記デコーダおよびフレームコントローラから入力
   を受取るよう適合され、かつ前記カラムドライバに出力
   するための多重レベルのルーチング回路を有するデータ
   セレクタとを含む、請求項２または３に記載のドライ
   バ。
5. 【請求項５】 前記データセレクタがｘ個までのレベル
   を含み、かつｎ＝ｘであるときにｎサイクルにわたって
   動作するよう適合される、請求項４に記載のドライバ。
6. 【請求項６】 前記データセレクタが、ｘ個の異なった
   レベルを含み、かつｎがｘよりも小さいときにｎレベル
   の応答にわたって動作するよう適合される、請求項４に
   記載のドライバ。
7. 【請求項７】 １つの完全なサイクルがｘフレーム続
   く、請求項５または６に記載のドライバ。
8. 【請求項８】 ｐがピクセルがオンに駆動する回数であ
   り、かつｑがピクセルがオフに駆動する回数であると
   き、液晶ディスプレイピクセルに与えられる有効出力電
   圧はｐ／ｐ＋ｑである、請求項２〜７のいずれかに記載
   のドライバ。
9. 【請求項９】 上記のクレームのいずれかによるドライ
   バを含む、液晶ディスプレイ。