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図面 (6)

課題

LCDの可変電圧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。

概要

背景

概要

LCDの可変電圧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。

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。

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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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

技術分野

0001

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。

背景技術

0002

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

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。

発明の概要

0006

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(LCD)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LCD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16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。LCDが駆動電圧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TON/(TON+TOFF)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。

詳細な説明

0020

図面を参照して、液晶ディスプレイ(LCD)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64x16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、DO0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DO3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CL2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0000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代行受信する。そのような4ビットのデータの各々は、LCD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、…、10、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0000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1010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CL2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0001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、2N 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

0033

図1LCD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464(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。

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0034

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

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