JP2010256921A - 表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器 - Google Patents

表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】画像品質を損ねることのないように高周波数の画像データの取り込みを可能にする表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】水平駆動回路130Aにおいて、複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバ131〜134が設けられ、複数の信号ドライバ131〜134は、それぞれ、個別の駆動パルスを受けて画像データを対応する複数本の信号ラインに伝搬させ、駆動パルスは各信号ドライバ131〜134に対して位相がずれた各々独立のスタートパルスHST1,HST2,HST3,HST4とクロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4を含み、クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4はさらに複数本の信号ラインに対応して各々位相がずれている。
【選択図】図6

Description

本発明は、透明絶縁基板にスイッチング素子としての薄膜トランジスタが形成される表示装置その駆動方法、並びに電子機器に係り、特に、信号ラインを駆動技術の改良に関するものである。
表示装置、たとえば液晶セルを画素の表示エレメント(電気光学素子)に用いた液晶表示装置(液晶ディスプレイ)は、画素がマトリクス状に配列され、液晶表示面を介して出力画像を表示するアクティブマトリクス型の画像ディスプレイである。
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴をいかして、たとえば携帯情報端末(Personal Digital Assistant:PDA)、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ用表示装置等、幅広い電子機器に適用されている。
ところで、一般的に、人間の目ではフリッカーと呼ばれる画面のちらつきに対して、画像のフレーム周波数が60Hz以上であれば認識されない。
しかしながら、静止画での表示のみならず、動画での表示において、この周波数では人間の動画のぼけが認識される周波数である。
これを改善するためには、たとえば特許文献1に開示されているように、動画のぼやけをなくすためには4倍の240Hzのフレーム周波数が必要である。
特許文献1に開示されている表示方法において、薄膜トランジスタ(TFT;thin film transistor)を使用した書き込み方式に関しては、左から順次画素表示を行うように設定して1/240秒間で1フレーム画像の書き込み,もしくは、時間をずらして1/60秒間の液晶に対する書き込みを行い、あたかも1/240秒でのフレーム書き換えを実施させている(特許文献1の図21)。
また、映像データが200MHz前後のデータ転送レートでデータ書き込みを可能とする技術が特許文献2に開示されている。
この液晶表示装置においては、図1に示すように、スイッチ1を介してメモリ回路2に1ライン分のデータを記憶する。そして、液晶表示装置においては、次の1ライン期間中にメモリ回路3にデータを記憶しながら、スイッチ4−1〜4−3で赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)の映像データのうち赤色(R)の映像データを選択する。
そして、スイッチ1と連動して切り替えが行われるスイッチ5−1(〜5−3)を介して、メモリ回路からRデータを一つのドライバIC分だけ読み出してこのドライバIC6−1(〜6−3)に書き込み、同時に別のドライバICに書き込む。緑色(G)および青色(B)についても同様の方法にて書き込みを行うことにより、ドライバICの各々に同時に別々の映像データを書き込むことができる。そして、書き込まれたドライバICの映像データに基づき液晶表示パネル7が映像を表示する。
特開2006−78505号公報 特開平11−338438号公報
ところが、上述した特許文献1には、データ線駆動回路への画像信号データの入力タイミング(入力方法)に関して述べられておらず、画像フレーム周波数の240Hzでの具体的書き込みシステムが構築されていない。
また、特許文献2に開示された技術では、図1に示すように、ドライバIC6−1〜6−3には画像データは同期した形で書き込まれ、かつ、3つのドライバICに供給されているデータも同期が合っている。
この状態では、隣接間の画像データ、クロックの立ち上がり、立ち下がりの飛び込みノイズが増加し、画像データ、クロック信号自身の電圧変動を起こし不安定となる。
このため、変形された画像データが入力されることにより、ドライバICの画像データのエラーが発生し、画像品質が著しく損なわれる。バッファ回路による波形整形後の波形はデータエラーを起こすような波形となる。
特に、周波数が100MHzを超えるような状態では、ケーブル、プリントボード内の隣接配線での飛び込みノイズを無視することは難しい。
現在、VGA(800画素×600画素)でクロック周波数は27MHzで、4倍速度のハイフレームレートでは108MHzが必要とされている。
さらに、UXGA(1600画素×1400画素)となると最低のフレーム周波数は135MHzとなり、これの4倍速度は540MHzとなり、この周波数は、通常のプリントボードで制御できる周波数ではない。
ここで、分割駆動が必要になるわけだが、パネルシステムの規模から4から5分割することが限界とされている。
この状態では、先に述べたように、ドライバICに信号を供給する隣接配線で寄生容量による高い成分による飛び込み電位が発生する。これがクロック、画像データへのノイズとして現れ、ひいてはクロック信号、画像データのエラーとしてパネルの画像品質を損ねる原因となる。
本発明は、画像品質を損ねることのないように高周波数の画像データの取り込みを可能にする表示装置およびその駆動方法、並びに電子機器を提供することにある。
本発明の第1の観点の表示装置は、スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を有し、上記複数の信号ドライバは、それぞれ、個別の駆動パルスを受けて画像データを対応する信号ラインに伝搬させ、各信号ドライバに供給される駆動パルスは互いに位相がずれている。
好適には、上記信号ドライバへのデータ入力は互いに隣接するドライバに分割して入力され、上記各信号ドライバは、上記画像データが、上記駆動パルスに同期のとれたタイミングで入力される。
好適には、正規の周波数より高い周波数の駆動パルスを分周して、上記各信号ドライバに互いに位相がずれた駆動パルスを供給し、上記画像データを分割して上記各信号ドライバに入力されるデータ配列に並び代えて上記水平駆動回路に供給する多相クロックデータ発生回路を有する。
好適には、上記多相クロックデータ発生回路は、各信号ドライバに対して位相がずれた各々独立のクロックパルスとスタートパルスを含む駆動パルスを供給する。
好適には、駆動パルスの位相のずれ期間Φは、画像クロックの半周期(T/2)と、分周される数をNとして、Φ≦(T/2)/Nの関係を満足するように設定されている。
好適には、上記各信号ドライバと対応する信号ラインとの間に、時分割に画像データを選択して供給するためのセレクタスイッチを有する。
本発明の第2の観点の表示装置の駆動方法は、スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を有し、表示装置の駆動方法であって、上記複数の信号ドライバに、それぞれ互いに位相がずれた個別の駆動パルスを供給し、各信号ドライバごとに受けた駆動パルスに応答して画像データを対応する信号ラインに伝搬させる。
本発明の第3の観点は、表示装置を備えた電子機器であって、上記表示装置は、スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を有し、上記複数の信号ドライバは、それぞれ、個別の駆動パルスを受けて画像データを対応する信号ラインに伝搬させ、各信号ドライバに供給される駆動パルスは互いに位相がずれている。
本発明によれば、複数の信号ドライバに、それぞれ互いに位相がずれた個別の駆動パルスが供給される。
そして、各信号ドライバごとに受けた駆動パルスに応答して画像データが対応する信号ラインに伝搬される。
本発明によれば、制御用のクロックと同期信号としてのスタートパルス、画像データの周波数を多重化、多相化することにより、画像品質を損ねることのないように高周波数の画像データの取り込みが可能になる。
図1は、映像データが200MHz前後のデータ転送レートでデータ書き込みを可能とする既存技術を説明するための図である。 図2は、一般的な水平駆動回路の信号ドライバに供給される駆動パルスの一例を本実施形態の比較例として示す図である。 図3は、図2の課題を説明するための図である。 図4は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。 図5は、出力イネーブル信号とゲートパルスの関係を示す波形図である。 図6は、水平駆動回路の各信号ドライバに供給される駆動パルスの一例を示す図である。 図7は、本実施形態に係る多相クロックデータ発生回路の具体的な構成例を示す図である。 図8は、本実施形態に係る多相クロックデータ発生回路におけるタイミングコントロールと分周後のデータの書き込み例を説明するための図である。 図9は、本実施形態の効果を説明するための図である。 図10は、時分割スイッチを利用した本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。 図11は、本実施形態に係る表示装置が適用される電子機器の例を示す図である。
本発明の実施形態について説明する前に、一般的な水平駆動回路について説明する。
図2は、一般的な水平駆動回路130の信号ドライバに供給される駆動パルスの一例を本実施形態の比較例として示している。この場合は、信号ドライバを4つの水平に表示領域に分割して、4倍の周波数で画像データを入力した場合の説明図である。
この例では、図2を見ても分かるように、画像信号データの取り込みは一つの制御クロックで実施しているため、動画クロックに同期したデータ周波数で信号ドライバは入力パルスとして処理する必要がある。
この状態でハイフレームレート(HIGH FRAME RATE)表示のために4倍の周波数で画像データを入力すると、信号ドライバICの追従性とその画像データを伝達するケーブルラインのインピーダンスが高周波数に適合していない。このため、画像データが液晶表示装置に入力することができない。
また、図3に示すように、高周波数での信号線間の飛び込み容量による干渉によるノイズが発生画像データのみならず、クロックパルス自体もノイズ影響を受け、正常な画像表示を行うことができない。
すなわち、前述のとおり、各ドライバICに供給されているデータも同期がとれている。この状態では、隣接配線間の画像データ、クロックの立ち上がり、立ち下がりの飛び込みノイズNISが増加し、画像データ、クロック信号自身の電圧変動を起こし不安定となる。図2に示す例では、同期信号による水平クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4の飛び込みノイズNISの電位が、たとえば図3中に符号Xで示すように互いに増長される。なお、図3に示す画像データIMDは、正規波形が破線で示され、エラー部が実線で示されている。
この解決策としては、周波数を信号ドライバに供給している周波数をより低く抑えることと水平クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4の位相をシフトさせて、飛び込みノイズを増長させないようにすることが必要である。ちなみに、VGAでは通常60Hzのフレーム周波数でクロック周波数は27MHzで、その4倍の240Hzのフレーム周波数ではクロック周波数は108MHzとなる。
本実施形態は、上記の不具合に対応するため、制御用のクロックと同期信号としてのスタートパルス、画像データの周波数を多重化、多相化することにより上記したような高周波数の画像データの取り込みを可能にする構成を採用している。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図4は、本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
液晶表示装置100は、図4に示すように、有効画素部110、垂直駆動回路(VDRV)120、水平駆動回路(HDRV)130A、および多相クロックデータ発生回路140を有している。
有効画素部110は、複数の画素回路111が、マトリクス状に配列されている。
各画素回路111は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(TFT;thin film transistor)112、液晶セル113、および保持容量(蓄積容量)114を有する。液晶セル113は、画素電極がTFT112のドレイン電極(またはソース電極)に接続されている。保持容量114は、一方の電極がTFT112のドレイン電極に接続されている。
これら画素回路111の各々に対して、ゲート(走査)ライン115−1〜115−mが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され、信号ライン116−1〜116−nが各列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各画素回路111のTFT112のゲート電極は、各行単位で同一のゲート(走査)ライン115−1〜115−mにそれぞれ接続されている。また、各画素回路111のTFT112のソース電極(または、ドレイン電極)は、各列単位で同一の信号ライン116−1〜116−nに各々接続されている。
さらに、液晶セル113は、画素電極がTFT112のドレイン電極に接続され、対向電極が共通ライン117に接続されている。保持容量114は、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極と共通ライン117との間に接続されている。
共通ライン117には、ガラス基板に駆動回路等と一体的に形成される図示しないVCOM回路により所定の交流電圧がコモン電圧Vcomとして与えられる。
そして、各画素回路111は、スイッチング素子であるTFT112を通して画素データを保持容量114に書き込む。液晶セル113は、保持容量114に書き込まれた画素データに基づく電圧により変調される。そして、液晶表示装置100は、液晶セル113の前後に配置された図示しない一対の偏光板を介して透過する光の透過率を制御して画像を表示する。
各ゲートライン115−1〜115−mは、垂直駆動回路120により駆動され、各信号ライン116−1〜116−nは水平駆動回路130Aにより駆動される。
垂直駆動回路120は、垂直スタート信号VST、垂直クロックVCK、イネーブル信号ENABを受けて、1フィールド期間ごとに垂直方向(行方向)に走査して走査ライン115−1〜115−mに接続された各画素回路111を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路120からゲートライン115−1に対してゲートパルスGP1が与えられたときには第1行目の各列の画素が選択され、ゲートライン115−2に対して走査パルスGP2が与えられたときには第2行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、ゲートライン115−3,…,115−m対してゲートパルスGP3,…,GPmが順に与えられる。
なお、垂直スタート信号VST、垂直クロックVCK、イネーブル信号ENABは、多相データ発生回路140のタイミングコントローラとは異なる、図示しない別の第2のタイミングコントローラで生成される。
この第2のタイミングコントローラは、多相データ発生回路140に供給される水平系の信号hst,hck1,hck2,hck3,hck4、およびデータd0と同期をとっている。
そして、垂直駆動回路120は、水平駆動回路130Aのデータの信号ライン116−1〜116−nへの出力を許容する出力イネーブル信号OTENと同期をとることになる。
水平駆動回路130Aは、信号ラインを複数のグループ(本実施形態では説明の簡単化のため4グループとしている)に分割し、各分割グループに対応して信号ドライバ131〜134が設けられている。
図6は、水平駆動回路130Aの信号ドライバ131〜134に供給される駆動パルスの一例を示している。
本実施形態において、駆動パルスは、各信号ドライバ131〜134に個別に供給され、それぞれ水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHSTおよび水平走査の基準となる水平クロックパルスHCKを含む。
そして、信号ドライバ132に供給される水平スタートパルスHST2は、信号ドライバ131に供給される水平スタートパルスHST1より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
同様に、信号ドライバ133に供給される水平スタートパルスHST3は、信号ドライバ132に供給される水平スタートパルスHST2より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
信号ドライバ134に供給される水平スタートパルスHST4は、信号ドライバ133に供給される水平スタートパルスHST3より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
そして、信号ドライバ132に供給される水平クロックパルスHCK2は、信号ドライバ131に供給される水平クロックパルスHCK1より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
同様に、信号ドライバ133に供給される水平クロックパルスHCK3は、信号ドライバ132に供給される水平クロックパルスHCK2より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
信号ドライバ134に供給される水平クロックパルスHCK4は、信号ドライバ133に供給される水平クロックパルスHCK3より位相がクロック周期の1/4だけずらして(遅らせて)供給される。
図4および図6の例においては、信号ドライバ131は、多相クロックデータ発生回路140から供給される水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST1、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK1を受けてサンプリングパルスを生成する。
そして、信号ドライバ131は、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−1〜116−3に供給する。
信号ドライバ132は、多相クロックデータ発生回路140から供給される水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST2、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK2を受けてサンプリングパルスを生成する。
そして、信号ドライバ132は、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−4〜116−6に供給する。
信号ドライバ133は、多相クロックデータ発生回路140から供給される水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST3、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK3を受けてサンプリングパルスを生成する。
そして、信号ドライバ133は、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−7〜116−9に供給する。
信号ドライバ134は、多相クロックデータ発生回路140から供給される水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST4、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK4を受けてサンプリングパルスを生成する。
そして、信号ドライバ134は、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−10〜116−12に供給する。
このように、本実施形態においては、水平駆動回路130Aにおいて、複数の信号ラインが複数のグループに分割され、分割グループ毎に対応して信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数(本実施形態では4)の信号ドライバ131〜134が設けられている。
複数の信号ドライバ131〜134を駆動制御するための駆動パルスである水平スタートパルスHST1,HST2,HST3,HST4、および水平クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4の位相が各信号ドライバ131〜134でずれている。
より具体的には、信号ドライバ131〜134へのデータ入力は、互いの隣接する信号ドライバに分割して入力される。
各信号ドライバ131〜134は、独立した位相の水平クロックパルスHCK1〜HCK4、水平スタートパルスHST1〜HST4で制御され、画像データは独立したクロックパルス、スタートパルスに同期のとれたタイミングで入力される。
すなわち、図4および図6に示すように、4つある信号ドライバ131〜134に対して独立で水平スタートパルスHST、水平クロックパルスHCKの位相を任意にずらして動作させる(本実施形態においてはクロック周期の1/4)。そして、最終的な画像信号は出力イネーブル信号OTENに同期して出力する。
これにより、クロック周波数とスタートパルスの周波数、画像データの周波数は当初の周波数より低い周波数で駆動することが可能となる。
本実施形態において、水平駆動回路130Aをこのように駆動する理由について以下に述べる。
一般的に、人間の目はフリッカーと呼ばれる画面のちらつきに対して、画像のフレーム周波数が60Hz以上であれば認識されない。
しかしながら、静止画での表示のみならず、動画での表示では、この周波数では人間の動画のぼけは認識される周波数である。これを改善するために、動画のぼやけをなくすためには、240Hzのフレーム周波数が必要である。
そこで、アクティブマトリクス表示装置において、動画特性が現在問題となる場合、たとえば液晶表示装置においては、1秒間に表示するフレーム数、フレーム周波数を通常の4倍にして表示させて、動画特性を改善させる。通常は60Hzで動作させているので、240Hzとなるわけである。
通常、UXGA(1600x RGBx1200)では、クロックは135MHzで、通常のシリコンICで動作可能である。
しかしながら、これ以上の周波数、4倍のフレーム周波数となると540MHzとなり、この高速の周波数に動作させることはシリコンICでは厳しくなる。
さらに、この周波数で画像信号発生から液晶表示装置までを接続するための実装ケーブルを伝達させることは、各信号線間の信号の干渉をうけて困難となる。これを打開するためには、これより周波数を下げることが必要である。
本実施形態は、この周波数を下げながら、かつ、画像データのクロックを維持しながら対応できるようにしたものである。
次に、本実施形態の多相クロックデータ発生回路140について説明する。
多相クロックデータ発生回路140は、図示しないグラフィックスICから供給される、たとえば正規の4倍の周波数の水平スタートパルスhst、水平クロックパルスhck1〜hck4を受けて、1/4に分周する。
多相クロックデータ発生回路140は、分周した水平スタートパルスHST1と、この水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)水平クロックパルスHCK1を水平駆動回路130Aの信号ドライバ131に供給する。
また、多相クロックデータ発生回路140は、水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST2を生成する。多相クロックデータ発生回路140は、この水平スタートパルスHST2と、この水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK2を水平駆動回路130Aの信号ドライバ132に供給する。
また、多相クロックデータ発生回路140は、水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST3を生成する。多相クロックデータ発生回路140は、この水平スタートパルスHST3と、この水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK3を水平駆動回路130Aの信号ドライバ133に供給する。
また、多相クロックデータ発生回路140は、水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST4を生成する。多相クロックデータ発生回路140は、この水平スタートパルスHST4と、この水平スタートパルスHST4から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK4を水平駆動回路130Aの信号ドライバ134に供給する。
なお、クロックの位相のずれ期間Φは、画像クロックの半周期(T/2)と、分周される数をNをとして、Φ≦(T/2)/Nなる条件を満足するように設定される。
また、多相クロックデータ発生回路140は、供給される画像データd0をラインバッファに配列する。そして、多相クロックデータ発生回路140は、画像データを上記分周処理とラインメモリバッファに配列された状態から複数(本実施形態では4)の独立したラインメモリバッファに再配列し、各ラインメモリバッファ回路から独立出力を信号ドライバ側に供給する。
図7は、本実施形態に係る多相クロックデータ発生回路140の具体的な構成例を示す図である。
また、図8は、本実施形態に係る多相クロックデータ発生回路におけるタイミングコントロールと分周後のデータの書き込み例を説明するための図である。
多相クロックデータ発生回路140は、タイミングコントローラ(TC)141、データメモリバッファおよびカウンタ142、第1カウンタおよびフリップフロップ(CT/FF)143、第2CNT/FF144、第3CNT/FF145、並びに第4CNT/FF146を有する。
タイミングコントローラ141は、たとえば正規の4倍の周波数の水平スタートパルスhst1、水平クロックパルスhck1〜hck4を受けて、位相がΦずれたトリガポイント信号a1〜a4を第1〜第4CNT/FF143〜146に供給する。
具体的は、タイミングコントローラ141は、トリガポイント信号a1を第1CNT/FFに供給し、トリガポイント信号a1と位相がΦずれたトリガポイント信号a2を第2CNT/FF144に供給する。
さらに、タイミングコントローラ141は、トリガポイント信号a2と位相がΦずれたトリガポイント信号a3を第3CNT/FF145に供給し、トリガポイント信号a3と位相がΦずれたトリガポイント信号a4を第4CNT/FF145に供給する。
また、タイミングコントローラ141は、たとえば正規の4倍の周波数の水平スタートパルスhst1、水平クロックパルスhck1〜hck4を受けて、位相がΦずれたトリガポイント信号b1〜b4をデータメモリバッファおよびカウンタ142に供給する。
具体的は、タイミングコントローラ141は、トリガポイント信号b1、およびトリガポイント信号b1と位相がΦずれたトリガポイント信号b2をデータメモリバッファおよびカウンタ142に供給する。
さらに、タイミングコントローラ141は、トリガポイント信号b2と位相がΦずれたトリガポイント信号b3、およびトリガポイント信号a3と位相がΦずれたトリガポイント信号a4をデータメモリバッファおよびカウンタ142に供給する。
なお、タイミングコントローラ141は、トリガポイント信号a1〜a4とb1〜b4とを同期が保持されるように生成する。
タイミングコントローラ141は、水平期間の制御信号である出力イネーブル信号OTENを生成し、水平駆動回路130Aおよび垂直駆動回路に出力する。
データメモリバッファおよびカウンタ142は、入力データd0を受けて、タイミングコントローラ141によるトリガポイント信号b1〜b4に同期して、周期を4倍に延ばし位相がΦずつずれたデータD1,D2,D3,D4,・・・に並べ替えて出力する。
並べ替えられたデータD1,D2,D3,D4,・・・等は、R(赤)、G(緑)、B(青)のデータにより形成される。
第1CNT/FF143は、タイミングコントローラ141によるトリガポイント信号a1を受けて水平スタートパルスhstおよび水平クロックパルスhck1を分周する。
そして、第1CNT/FF143は、分周した水平スタートパルスHST1と、この水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)水平クロックパルスHCK1を水平駆動回路130Aの信号ドライバ131に供給する。
第2CNT/FF144は、トリガポイント信号a2を受けて水平スタートパルスhstおよび水平クロックパルスhck2を分周し、かつ、水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST2を生成する。
第2CNT/FF144は、この水平スタートパルスHST2と、この水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK2を水平駆動回路130Aの信号ドライバ132に供給する。
第3CNT/FF145は、トリガポイント信号a3を受けて水平スタートパルスhstおよび水平クロックパルスhck3を分周し、かつ、水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST3を生成する。
第3CNT/FF145は、この水平スタートパルスHST3と、この水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK3を水平駆動回路130Aの信号ドライバ133に供給する。
第4CNT/FF146は、トリガポイント信号a4を受けて水平スタートパルスhstおよび水平クロックパルスhck4を分周し、かつ、水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST4を生成する。
第4CNT/FF146は、この水平スタートパルスHST4と、この水平スタートパルスHST4から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK4を水平駆動回路130Aの信号ドライバ134に供給する。
このように、多相クロックデータ発生回路140は、図8に示すように、4倍のハイフレームレートの表示には、正規の4倍の周波数の水平クロックパルスhck1〜hk4とそれに同期した水平駆動の水平スタートパルスhstを入力する。
これをタイミングコントローラ141によりトリガポイント信号b1〜b4を生成する。データメモリバッファおよびカウンタ142は、このトリガポイント信号b1〜b4を受けて1水平期間内の水平方向の画像データを蓄え、配列で各々の独立した信号ドライバ131〜134に適した画像データの並び替えを行う。
ここで、出力データ期間と入力の1水平期間のデータ期間を示す。これによりデータの処理が可能となる。
ここで、
Tは「信号ドライバ(IC)の制御クロックである水平クロックパルスHCKの周期」、
T1は「4分割後1水平期間のデータ期間」、
T2は「1水平期間のデータ期間」、
T3は「1水平期間」、
をそれぞれ示している。
上記の期間において、下記の関係が成り立つ。
[数1]
T3 ≧ T1 ≧T2
つまり、たとえば4分割後の1水平期間のデータ期間T1は、本来の分割前の高周波数の1水平期間のデータ期間T2より大きく、1水平期間T3より短い。
この関係を満たすことが、本実施形態の特徴的な機能を実現するタイミングチャートを満たす条件となる。
また、図7および図8に示すように、本実施形態の各信号ドライバ131〜134に供給する、位相がずれた各々の水平クロックパルスHCK1〜HCK4と水平スタートパルスHST1〜HST4を、独立したCNT/FF143〜146により生成させる。
この回路には、本来の映像ソースから供給される画像クロックパルスhckと同期信号用のスタートパルスhstが入力される。
これがタイミングコントローラ141の制御により分周処理され、また、同時に入力されている画像データd0も分周処理とデータメモリバッファおよびカウンタ142に配列された状態から、4つの独立したデータD1〜D4として再配列される。
そして、各々の第1〜第4CNT/FF143〜146は、ラインメモリバッファ143,144,145、146は、独立した出力を各信号ドライバ側に供給することが可能となる。
加えて、この状態では、分周されたクロックを使って、位相を分周に応じた形でずらすことが可能となる。
上述し、かつ、図9中の符号Yで示したように、水平クロックパルスHCK1は水平クロックパルスHCK2と位相がずれているため、水平クロックパルスHCK2のみの飛び込みノイズNISしか影響を受けない。
水平クロックパルスHCK2も同様に水平クロックパルスHCK3のみ飛び込みノイズNISの影響しか受けない。
つまり、同期信号による水平クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4の互いに飛び込み電位が冗長された結果のノイズは減少する。
したがって、各信号ドライバ131〜134の図示しないバッファ回路による波形整形された後の画像データIMDの波形は、図9中に符号Zで示したように、図3に示したようなエラー部がなく、正規の矩形波形となる。
そして、前述したように、位相のずれ期間Φは、入力された画像クロックの半周期(T/2)と同じか、分周された整数値N以下となる。
この関係を示すと、Φ≦(T/2)/Nとなる。
次に、上記構成による動作を図4および図8に関連付けて説明する。
垂直駆動回路120においては、図4に示すように、垂直スタート信号VST、垂直クロックVCK、イネーブル信号ENABを受けて、各画素回路111を行単位で順次選択する処理が行われる。垂直駆動回路120において、各信号を受けて、1フィールド期間ごとに垂直方向(行方向)に走査して走査ライン115−1〜115−mに接続された各画素回路111を行単位で順次選択する処理が行われる。
そして、多相クロックデータ発生回路140において、図示しないグラフィックスICから供給される、たとえば正規の4倍の周波数の水平スタートパルスhst、水平クロックパルスhck1〜hck4を受けて、1/4に分周される。
多相クロックデータ発生回路140では、分周した水平スタートパルスHST1と、この水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)水平クロックパルスHCK1が水平駆動回路130Aの信号ドライバ131に供給される。
同様にして、多相クロックデータ発生回路140において、水平スタートパルスHST1から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST2が生成される。
多相クロックデータ発生回路140では、この水平スタートパルスHST2と、この水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK2が水平駆動回路130Aの信号ドライバ132に供給される。
また、多相クロックデータ発生回路140は、水平スタートパルスHST2から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST3が生成される。
多相クロックデータ発生回路140では、この水平スタートパルスHST3と、この水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK3が水平駆動回路130Aの信号ドライバ133に供給される。
さらに、多相クロックデータ発生回路140は、水平スタートパルスHST3から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅らせた)水平スタートパルスHST4が生成される。
多相クロックデータ発生回路140では、この水平スタートパルスHST4と、この水平スタートパルスHST4から位相がクロック周期の1/4ずれた(遅れた)、分周後の水平クロックパルスHCK4が水平駆動回路130Aの信号ドライバ134に供給される。
また、多相クロックデータ発生回路140において、供給される画像データD0がラインバッファに配列される。そして、多相クロックデータ発生回路140では、画像データを上記分周処理とラインメモリバッファに配列された状態から複数(本実施形態では4)の独立したラインメモリバッファに再配列されて、各ラインメモリバッファから独立のデータ出力が信号ドライバ側に供給される(図8)。
そして、信号ドライバ131においては、多相クロックデータ発生回路140から供給される水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST1、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK1を受けてサンプリングパルスが生成される。
さらに信号ドライバ131においては、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)が、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングされる。
そして、信号ドライバ131においては、出力イネーブル信号OTENに同期して、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−1〜116−3に供給される。
同様に、信号ドライバ132においては、水平スタートパルスHST1および水平クロックパルスHCK1とそれぞれ位相がずらしてある水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST2、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK2を受けてサンプリングパルスが生成される。
さらに信号ドライバ132においては、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)が、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングされる。
そして、信号ドライバ132においては、出力イネーブル信号OTENに同期して、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−4〜116−6に供給される。
信号ドライバ133においては、水平スタートパルスHST2および水平クロックパルスHCK2とそれぞれ位相がずらしてある水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST3、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK3を受けてサンプリングパルスが生成される。
さらに信号ドライバ133においては、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)が、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングされる。
そして、信号ドライバ133においては、出力イネーブル信号OTENに同期して、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−7〜116−9に供給される。
信号ドライバ134においては、水平スタートパルスHST3および水平クロックパルスHCK3とそれぞれ位相がずらしてある水平走査の開始を指令する水平スタートパルスHST4、水平走査の基準となる水平クロックパルスHCK4を受けてサンプリングパルスが生成される。
さらに信号ドライバ134においては、入力される画像データR(赤)、G(緑)、B(青)が、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングされる。
そして、信号ドライバ133においては、出力イネーブル信号OTENに同期して、各画素回路111に書き込むデータ信号として各信号ライン116−10〜116−12に供給される。
なお、垂直駆動回路120においては、水平駆動回路130Aのデータの信号ライン116−1〜116−nへの出力を許容する出力イネーブル信号OTENを受けて、出力イネーブル信号OTENがアクティブのハイレベルから非アクティブのローレベルに立ち下がりのタイミングでゲートパルスを出力可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、水平駆動回路130Aにおいて、複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバ131〜134が設けられる。
複数の信号ドライバ131〜134を駆動制御するための駆動パルスである水平スタートパルスHST1,HST2,HST3,HST4、および水平クロックパルスHCK1,HCK2,HCK3,HCK4の位相が各信号ドライバ131〜134でずれている。
各信号ドライバ131〜134は独立した位相の水平クロックパルスHCK1〜HCK4、水平スタートパルスHST1〜4で制御され、画像データは独立したクロックパルス、スタートパルスに同期のとれたタイミングで入力される。
そして、本実施形態では、信号ドライバ131〜134に対して独立で水平スタートパルスHST、水平クロックパルスHCKの位相を任意にずらして動作させ、最終的な画像信号は出力イネーブル信号OTENに同期して出力するように構成されている。
したがって、本実施形態によれば、クロック周波数とスタートパルスの周波数、画像データの周波数は当初の周波数より低い周波数で駆動することが可能となる。
その結果、高画素における高速画像転送が画質を損ねずに可能となる。
また、ハイフレームレートの表示により、既存のフレーム周波数のものに比べて、表示装置の動画特性が格段に改善し、画像の流れが無くなる。
また、通常のクロック周波数で動作可能な画像信号用ドライバを使用することができるので、安価なICで表示装置が生産できる。特別な高速な画像信号ドライバを使用する必要はない。
なお、本発明は、時分割でパネル内に画像データを書き込む方式に対しても有効である。特に、パネルの額縁削減のため、図10に示すように、時分割スイッチを利用した場合においても、その時分割数が、水平選択期間の中で十分に電気特性、画像特性を満たさない場合、本発明の適用が必要となる。
この場合、時分割スイッチと接続した信号ドライバは、上述下と同様に、位相がずれたクロックパルス(制御クロック)、スタートパルス、画像データを入力され周波数を分周させる。
図10において、信号ドライバ131〜134による信号SVは、複数の転送ゲートTMGを有するセレクタSELを介して信号ライン116(−1〜―12)に転送される。
各転送ゲート(アナログスイッチ)TMGは外部からの相補的レベルをとる選択信号S1とその反転信号XS1、選択信号S2とその反転信号XS2、選択信号S3とその反転信号XS3、・・により導通状態が制御される。
このように、高精細(UXGA)、高速フレームレート方式のアクティブマトリクス型の表示装置において、接続端子数を減らし、接続の機械的な信頼を向上させるセレクタ時分割駆動方式の採用が可能となる。
なお、本実施形態で使用しているデジタルデータを転送するために、CMOS signaling とLVDS(Low Voltage Differential Signaling)、TMDS(Transition Minimized Differential Signaling)が適用できる。これらの転送方式は、本実施形態の中での多相クロックデータ発生回路140の入力側、出力側で使用される。
また、上記実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置に代表されるアクティブマトリクス型表示装置は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等のOA機器やテレビジョン受像機などのディスプレイとして用いられる。本表示装置は、その外、特に装置本体の小型化、コンパクト化が進められている携帯電話機やPDAなどの電子機器の表示部として用いて好適なものである。
すなわち、本実施形態における表示装置100は、図11(A)〜(G)に示す様々な電子機器に適用可能である。
たとえば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラなど、電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を、画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器の表示装置に適用することが可能である。
以下、このような表示装置が適用された電子機器の例を示す。
図11(A)は本発明が適用されたテレビジョン300の一例を示す。このテレビジョン300は、フロントパネル301、フィルターガラス302等から構成される映像表示画面303を含む。そして、本発明の実施形態に係る表示装置をその映像表示画面303に用いることにより作製される。
図10(B),(C)は本発明が適用されたデジタルカメラ310の一例を示す。デジタルカメラ310は、撮像レンズ311、フラッシュ用の発光部312、表示部313、コントロールスイッチ314等を含む。そして、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部313に用いることにより作製される。
図11(D)は本発明が適用されたビデオカメラ320を示す。ビデオカメラ320は、本体部321、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ322、撮影時のスタート/ストップスイッチ323、表示部324等を含む。そして、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部224に用いることにより作製される。
図11(E),(F)は本発明が適用された携帯端末装置330を示す。携帯端末装置330は、上側筐体331、下側筐体332、連結部(ここではヒンジ部)333、ディスプレイ334、サブディスプレイ335、ピクチャーライト336、カメラ337等を含む。そして、本発明の実施形態に係る表示装置をそのディスプレイ334やサブディスプレイ335に用いることにより作製される。
図11(G)は本発明が適用されたノート型パーソナルコンピュータ340を示す。ノート型パーソナルコンピュータ340は、本体341に、文字等を入力するとき操作されるキーボード342、画像を表示する表示部343等を含む。そして、本発明の実施形態に係る表示装置をその表示部343に用いることにより作製される。
なお、上記実施形態では、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明した。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、エレクトロルミネッセンス(EL)素子を各画素の電気光学素子として用いたEL表示装置などの他のアクティブマトリクス型表示装置にも同様に適用可能である。
100・・・液晶表示装置、110・・・有効画素部、120・・・垂直駆動回路(VDRV)、130A・・・水平駆動回路(HDRV)、131〜134・・・信号ドライバ、140・・・多相クロックデータ発生回路。

Claims (11)

  1. スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、
    上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、
    上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、
    上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を有し、
    上記複数の信号ドライバは、それぞれ、
    個別の駆動パルスを受けて画像データを対応する複数本の信号ラインに伝搬させ、
    上記駆動パルスは各信号ドライバに対して位相がずれた各々独立のスタートパルスとクロックパルスを含み、上記クロックパルスはさらに上記複数本の信号ラインに対応して各々位相がずれている
    表示装置。
  2. 上記信号ドライバへのデータ入力は互いに隣接するドライバに分割して入力され、
    上記各信号ドライバは、
    上記画像データが、上記駆動パルスに同期のとれたタイミングで入力される
    請求項1記載の表示装置。
  3. 正規の周波数より高い周波数の駆動パルスを分周して、上記各信号ドライバに互いに位相がずれた駆動パルスを供給し、上記画像データを分割して上記各信号ドライバに入力されるデータ配列に並び代えて上記水平駆動回路に供給する多相クロックデータ発生回路を有する
    請求項1または2記載の表示装置。
  4. 上記多相クロックデータ発生回路は、
    各信号ドライバに対して位相がずれた各々独立のクロックパルスとスタートパルスを含む駆動パルスを供給する
    請求項3記載の表示装置。
  5. 上記スタートパルスのパルス幅が上記クロックパルスのパルス幅より長い
    請求項1から4のいずれか一に記載の表示装置。
  6. 上記スタートパルスの立ち上りと立ち下がりと上記クロックパルスの立ち上りと立ち下がりは重ならない
    請求項1から5のいずれか一に記載の表示装置。
  7. 上記スタートパルスの立ち下がりは、自身が含まれる駆動パルスの上記クロックパルスの立ち下がり、並びに他の駆動パルスの上記スタートパルスおよび上記クロックパルスの立ち上がりおよび立ち下がりと重ならない
    請求項1から6のいずれか一に記載の表示装置。
  8. 各信号ドライバに供給される駆動パルスは互いに位相がずれており、
    駆動パルスの位相のずれ期間Φは、画像クロックの半周期(T/2)と、分周される数をNとして、Φ≦(T/2)/Nの関係を満足するように設定されている
    請求項1から6のいずれか一に記載の表示装置。
  9. 上記各信号ドライバと対応する信号ラインとの間に、時分割に画像データを選択して供給するためのセレクタスイッチを有する
    請求項1から8のいずれか一に記載の表示装置。
  10. スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、
    上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、
    上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、
    上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を配置し、
    上記複数の信号ドライバに、位相がずれた各々独立のスタートパルスとクロックパルスを含み、上記クロックパルスはさらに上記複数本の信号ラインに対応して各々位相がずれている駆動パルスを供給し、
    各信号ドライバごとに受けた駆動パルスに応答して画像データを対応する信号ラインに伝搬させる
    表示装置の駆動方法。
  11. 表示装置を有し、
    上記表示装置は、
    スイッチング素子を通して画素データを書き込む画素回路が少なくとも複数列のマトリクスを形成するように配置された画素部と、
    上記画素回路の行配列に対応するように配置され、上記スイッチング素子の導通制御のための少なくとも一つの走査ラインと、
    上記画素回路の列配列に対応するように配置され、上記画素データを伝搬する複数の信号ラインと、
    上記複数の信号ラインを複数のグループに分割し、分割グループ毎に対応して、信号ラインに供給される画像データを伝搬させる複数の信号ドライバを含む水平駆動回路と、を有し、
    上記複数の信号ドライバは、それぞれ、
    個別の駆動パルスを受けて画像データを対応する複数本の信号ラインに伝搬させ、
    上記駆動パルスは各信号ドライバに対して位相がずれた各々独立のスタートパルスとクロックパルスを含み、上記クロックパルスはさらに上記複数本の信号ラインに対応して各々位相がずれている
    電子機器。
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