JP2011002587A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源生成回路を備える表示装置に関する。特に、スイッチングレギュレータ方式の電源生成回路の出力電圧を安定化させることによる表示装置の表示品質向上に関する。 The present invention relates to a display device including a power generation circuit. In particular, the present invention relates to improvement in display quality of a display device by stabilizing the output voltage of a switching regulator type power generation circuit.
表示装置に備えられる駆動回路には、当該表示装置が有する主電源の電圧よりも高い所定の電圧によって駆動される場合がある。この場合、この駆動回路に当該所定の電圧を提供する駆動用電源が必要である。駆動用電源に備えられた電源生成回路において、主電源から電圧を昇圧して当該所定の電圧が生成される。 In some cases, the driving circuit included in the display device is driven by a predetermined voltage higher than the voltage of the main power supply included in the display device. In this case, a driving power source for providing the predetermined voltage to the driving circuit is necessary. In the power generation circuit provided in the driving power source, the predetermined voltage is generated by boosting the voltage from the main power source.
電圧を昇圧する方式には、チャージポンプ方式に加えて、スイッチングレギュレータ方式がある。近年の表示パネルの高解像度化・高精細化にともない、駆動能力の高いスイッチングレギュレータ方式が電源生成回路に採用される場合がある。スイッチングレギュレータ方式の制御モードの一つに、電圧昇圧回路に接続するスイッチング素子をONする期間を決定するパルス幅(Pulse Width)を変化させることにより、出力電圧を安定化させるPWM(Pulse Width Modulation)モードがある。ここで、パルス幅とは、スイッチング素子に送る信号が高い電圧となる期間の長さを指している。当該モードにおいては、出力電圧が設定電圧より低い(以下、「出力電圧がLである」と記す)場合は、パルス幅をより大きくすることで、スイッチング素子のON期間が長くなり、出力電圧を高くすることが出来る。一方、出力電圧が設定電圧より高い(以下、「出力電圧がHである」と記す)場合は、パルス幅をより小さくすることで、スイッチング素子のON期間が短くなり、出力電圧を低くすることが出来る。これらを繰り返すことにより、出力電圧を設定電圧近傍で安定させることが出来る。 As a method for boosting the voltage, there is a switching regulator method in addition to the charge pump method. With the recent increase in resolution and definition of display panels, a switching regulator system with high driving capability may be employed in a power generation circuit. One of the switching regulator control modes is PWM (Pulse Width Modulation), which stabilizes the output voltage by changing the pulse width (Pulse Width) that determines the ON period of the switching elements connected to the voltage booster circuit. There is a mode. Here, the pulse width refers to the length of a period during which a signal sent to the switching element is at a high voltage. In this mode, when the output voltage is lower than the set voltage (hereinafter referred to as “the output voltage is L”), by increasing the pulse width, the ON period of the switching element becomes longer, and the output voltage is reduced. Can be high. On the other hand, when the output voltage is higher than the set voltage (hereinafter referred to as “the output voltage is H”), the ON period of the switching element is shortened and the output voltage is lowered by reducing the pulse width. I can do it. By repeating these steps, the output voltage can be stabilized near the set voltage.
例えば、液晶表示装置においては、液晶表示装置の表示領域に設けられた各画素に設けられた、画素電極と共通電極とで、コンデンサーを形成している。当該両電極に異なる電圧が印加され、当該両電極間に生じる電界によって、当該両電極の間に配置された液晶分子の配向などが制御され、バックライトからの光が遮断もしくは透過することにより、各画素の表示が制御される。 For example, in a liquid crystal display device, a capacitor is formed by a pixel electrode and a common electrode provided in each pixel provided in a display region of the liquid crystal display device. Different voltages are applied to the electrodes, and the electric field generated between the electrodes controls the orientation of the liquid crystal molecules disposed between the electrodes, thereby blocking or transmitting light from the backlight. The display of each pixel is controlled.
しかし、液晶分子に一方向の電界が連続的に印加されると、液晶分子に早期に劣化が生じてしまい、同じ強度の電界が印加されても、液晶分子が所望の条件で配向などをしなくなり、素子として寿命を終えてしまうという問題がある。 However, when a unidirectional electric field is continuously applied to the liquid crystal molecules, the liquid crystal molecules deteriorate early, and the liquid crystal molecules are aligned under the desired conditions even when the same electric field is applied. There is a problem that the life of the device ends.
共通電極には基準電圧が印加され、画素電極には表示データ電圧が印加される。そして、この劣化を抑制し、素子を長寿命化させるために、共通電極に対する画素電極の相対電圧の符号が交互に反転する駆動方式、いわゆる、液晶素子の交流駆動が採用されている。すなわち、液晶分子に対して、時間とともに、交互に、両方向からの電界が印加されることにより、この劣化が抑制され、素子の長寿命化が図られる。なお、当該相対電圧とは、基準電圧に対する表示データ電圧と言ってもよい。 A reference voltage is applied to the common electrode, and a display data voltage is applied to the pixel electrode. In order to suppress this deterioration and extend the life of the element, a driving method in which the sign of the relative voltage of the pixel electrode with respect to the common electrode is alternately inverted, so-called AC driving of the liquid crystal element is employed. That is, by applying an electric field from both directions to the liquid crystal molecules alternately with time, this deterioration is suppressed and the lifetime of the element is extended. Note that the relative voltage may be a display data voltage with respect to a reference voltage.
さらに、表示領域に設けられた複数の画素においても、配置された場所により、周期的に当該相対電圧の符号が変化する。例えば、表示領域全体となる1画面(フレーム)に設けられたすべての画素において同一符号となるフレーム反転方式や、表示領域の各行(ライン)毎に、符号が反転するライン反転方式、その他、列反転方式、ドット反転方式などがある。 Furthermore, also in the plurality of pixels provided in the display region, the sign of the relative voltage periodically changes depending on the arrangement location. For example, a frame inversion method in which all the pixels provided in one screen (frame) serving as the entire display area have the same sign, a line inversion method in which the sign is inverted for each row (line) in the display area, and other columns There are an inversion method and a dot inversion method.
このように、画素における当該相対電圧の符号は、時間とともに、配置された場所により、周期的に反転するが、複数の画素における当該相対電圧の符号が同時に反転するタイミングで、それら画素の画素電極に蓄えられた電荷が同時に変化する。すなわち、このタイミングに応じて、データ駆動回路に電流が流れることとなる。 As described above, the sign of the relative voltage in the pixel is periodically inverted with time depending on the place where it is arranged, but at the timing when the signs of the relative voltage in a plurality of pixels are simultaneously inverted, the pixel electrodes of the pixels The electric charge stored in changes simultaneously. That is, a current flows through the data driving circuit according to this timing.
それゆえ、データ駆動回路の駆動用電源に、前述したスイッチングレギュレータ方式の電源生成回路が用いられている場合、複数の画素における当該相対電圧の符号が反転するタイミングで、電源生成回路に備えられた昇圧用のコンデンサーが放電されることとなり、駆動用電源の電圧が低下してしまう。 Therefore, when the switching regulator type power generation circuit described above is used as the driving power source of the data driving circuit, the power generation circuit is provided at the timing when the sign of the relative voltage in a plurality of pixels is inverted. The boosting capacitor is discharged, and the voltage of the driving power supply is lowered.
従来技術に係る電源生成回路において、例えば、出力電圧がHであるかLであるかを検出することにより、次の周期のON期間の長さが制御される場合、これら符号が反転する時に生じる駆動用電源の電圧の低下を補正するのに、長い時間を要することとなる。さらに、これら符号が反転する周期が短い場合においては、ある反転によって生じる電圧低下を補正する前に、次の反転によって電圧降下が生じてしまい、出力電圧を設定電圧近傍で安定させることが困難となる。 In the power generation circuit according to the prior art, for example, when the length of the ON period of the next cycle is controlled by detecting whether the output voltage is H or L, it occurs when these signs are inverted It takes a long time to correct the voltage drop of the driving power supply. In addition, when the period of inversion of these signs is short, it is difficult to stabilize the output voltage near the set voltage because a voltage drop occurs due to the next inversion before correcting the voltage drop caused by a certain inversion. Become.
駆動用電源の出力電圧は、駆動回路の内部に備えられたオペアンプの出力電圧に影響するので、駆動用電源の出力電圧が不安定だと、たとえば、画素電極に印加される表示データ電圧が画素によって安定せず、表示される画面にちらつきを生じる原因となる。 Since the output voltage of the drive power supply affects the output voltage of the operational amplifier provided in the drive circuit, if the output voltage of the drive power supply is unstable, for example, the display data voltage applied to the pixel electrode is May cause the screen to flicker.
そこで、本発明は、上記の課題を鑑みて、基準電圧に対する表示データ電圧の符号が反転する際に生じる駆動電源の出力電圧の低下を抑制し、出力電圧をより安定させ、画面のちらつきが抑制されるという表示品質の向上を実現する電源生成回路を備える表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, the present invention suppresses a decrease in the output voltage of the drive power supply that occurs when the sign of the display data voltage with respect to the reference voltage is inverted, stabilizes the output voltage, and suppresses screen flicker. An object of the present invention is to provide a display device including a power generation circuit that realizes an improvement in display quality.
(1)本発明に係る表示装置は、画素電極と共通電極とを備える画素と、前記画素電極に、表示データ電圧を供給するデータ駆動回路と、前記データ駆動回路に駆動用電圧を供給する電源生成回路と、前記共通電極に、基準電圧を供給する基準電圧供給回路と、を備える表示装置であって、その符号が時間とともに交互に変化する、前記共通電極に対する前記画素電極の相対電圧によって、前記画素の表示が制御され、前記電源生成回路は、電圧昇圧回路と、前記電圧昇圧回路を駆動するスイッチング素子と、ON期間の間、前記スイッチング素子をONする信号を、前記スイッチング素子に出力するON期間信号生成手段と、所定の周期ごとに、前記電圧昇圧回路の出力電圧に基づいて、後の周期のON期間の長さを決定するON期間決定手段とを備え、前記ON期間決定手段は、前記相対電圧の前記符号が変化するタイミングに応じて、前記符号の変化にさらに基づいて、前記ON期間の長さを決定する、ことを特徴とする。 (1) A display device according to the present invention includes a pixel including a pixel electrode and a common electrode, a data driving circuit that supplies a display data voltage to the pixel electrode, and a power source that supplies a driving voltage to the data driving circuit. A display device including a generation circuit and a reference voltage supply circuit that supplies a reference voltage to the common electrode, the sign of which changes alternately with time, by the relative voltage of the pixel electrode with respect to the common electrode, Display of the pixel is controlled, and the power generation circuit outputs a voltage boosting circuit, a switching element for driving the voltage boosting circuit, and a signal for turning on the switching element during the ON period to the switching element. ON period signal generation means, and ON period determination for determining the length of the ON period of the subsequent period based on the output voltage of the voltage booster circuit for each predetermined period And the ON period determining means determines the length of the ON period further based on the change of the sign according to the timing at which the sign of the relative voltage changes. .
(2)さらに、前記符号が変化するタイミングに応じて決定される前記ON期間の長さは、前の周期における前記ON期間の長さに、所与の長さを加えたものであってもよい。 (2) Further, the length of the ON period determined according to the timing at which the sign changes may be a length obtained by adding a given length to the length of the ON period in the previous cycle. Good.
本発明により、基準電圧に対する表示データ電圧の符号が反転する際に生じる駆動電源の出力電圧の低下を抑制し、出力電圧をより安定させ、画面のちらつきが抑制されるという表示品質の向上を実現する電源生成回路を備える表示装置を提供できる。 The present invention suppresses a decrease in the output voltage of the drive power supply that occurs when the sign of the display data voltage with respect to the reference voltage is inverted, thereby improving the display quality by stabilizing the output voltage and suppressing screen flickering. It is possible to provide a display device including a power generation circuit for performing the above operation.
本発明の実施形態に係る表示装置は、たとえば、IPS(In-Plane Switching)方式の液晶表示装置であって、図1の全体斜視図に示すように、走査信号線105、映像信号線107、画素電極110、共通電極であるコモン電極111、及び、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor: 以下、TFTと記す)109などが配置されたTFT基板102と、当該TFT基板102に対向し、カラーフィルタが設けられたフィルタ基板101と、当該両基板に挟まれた領域に封入された液晶材料と、TFT基板102のフィルタ基板101の反対側に接して位置するバックライト103と、を含んで構成されている。
The display device according to the embodiment of the present invention is, for example, an IPS (In-Plane Switching) liquid crystal display device, and as shown in the overall perspective view of FIG. 1, a
図2は、当該液晶表示装置の駆動システムのブロック図である。コンピュータなどの主機130から、映像信号Dataが出力され、コントローラ131を介して、データ駆動回路106に入力される。また、主機130から、ドットクロック信号DCK、水平同期信号Hsync、垂直同期信号Vsync、及び、データイネーブル信号DENBが出力され、コントローラ131に入力される。
FIG. 2 is a block diagram of a driving system of the liquid crystal display device. A video signal Data is output from the
コントローラ131からは、上述の映像信号Dataの他、ドットクロック信号DCK、映像信号スタートパルスDSP、及び、水平同期信号Hsyncなどの映像信号に関する制御信号が出力され、データ駆動回路106に入力される。さらに、コントローラ131から、走査信号スタートパルスGSP及びゲートクロック信号GCKなどの走査信号に関する制御信号が出力され、ゲート駆動回路104に入力される。また、コントローラ131から、階調電圧Vnに関する制御信号が出力され、階調電源132に入力され、階調電源132では、階調電圧Vnが生成され、データ駆動回路106に入力される。
In addition to the video signal Data described above, the
データ駆動回路106に所定の電圧を提供する駆動用電源112が、データ駆動回路106に接続されている。コントローラ131から出力された水平同期信号Hsyncが、駆動用電源112に入力される。なお、駆動用電源112に入力される水平同期信号Hsyncは、データ駆動回路106など他の回路から駆動用電源112に入力されてもよい。
A
データ駆動回路106は、表示領域120に設けられた各画素の画素電極110に、対応する映像信号線107を介して、表示データ電圧を印加する。ゲート駆動回路104は、表示領域120に設けられた各画素のTFT109のゲート電極に、対応する走査信号線105を介して、走査信号の電圧を印加する。
The
さらに、表示領域120の周辺には、基準電圧供給回路となるコモン信号駆動回路133が設けられ、表示領域120に設けられた各画素のコモン電極111に、対応するコモン信号線108を介して、基準電圧を印加する。また、ゲート駆動回路104に基準電圧を提供するゲート電源134が、ゲート駆動回路104に接続されている。
Further, a common
前述の通り、当該液晶表示装置は、交流駆動されており、各画素のコモン電極111に印加される基準電圧に対して、画素電極110に印加される表示データ電圧の符号である相対電圧符号Sgnは、交互に反転している。なお、ここでは、表示データ電圧と基準電圧とが共に交流駆動する場合について、説明しているが、基準電圧は一定で、表示データ電圧のみが交流駆動する場合であってもよい。この場合、基準電圧供給回路とは一定基準電圧を供給するものとなる。また、前述の通り、交流駆動方式には様々の方式があり、ここでは、ライン反転方式について説明するが、他の交流駆動方式であってもよいのは言うまでもない。
As described above, the liquid crystal display device is AC driven, and the relative voltage code Sgn that is the code of the display data voltage applied to the
図3は、上記の液晶表示装置のTFT基板102に設けられた表示領域120及びその周辺回路の等価回路を示す概略図である。図3において、TFT基板102には、ゲート駆動回路104に接続された多数の走査信号線105が、図中破線で示された表示領域120の中を、互いに等間隔をおいて図中横方向に延びている。また、データ駆動回路106に接続された多数の映像信号線107が、同様に、図中破線で示された表示領域120の中を、互いに等間隔をおいて図中縦方向に延びている。そして、これら走査信号線105及び映像信号線107により碁盤状に並ぶ画素がそれぞれ区画されている。また、走査信号線105と平行にコモン信号線108が図中横方向に延びている。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an equivalent circuit of the
走査信号線105及び映像信号線107により区画される各画素の隅には、TFT109が形成されており、映像信号線107と画素電極110に接続されている。また、TFT109のゲート電極は、走査信号線105と接続されている。各画素には、画素電極110に対向してコモン電極111が形成されている。
以上の回路構成において、各画素のコモン電極111にコモン信号線108を介して基準電圧が印加される。また、走査信号線105によりTFT109のゲート電極にゲート電圧を選択的に印加することにより、TFT109を流れる電流が制御される。ゲート電極に選択的にゲート電圧が印加されたTFT109を通じて、データ駆動回路106より映像信号線107に供給された表示データ電圧が選択的に、画素電極110に印加される。これにより、画素電極110とコモン電極111との間に電位差が生じ、液晶分子の配向などを制御し、それにより、バックライト103からの光を遮蔽の度合を制御し、画像を表示することとなる。
In the above circuit configuration, a reference voltage is applied to the
本実施形態に係る電源生成回路は、データ駆動回路106に所定の電圧を提供する駆動用電源112に用いられている。当該所定の電圧とは、表示装置が備える主電源11の電圧よりも高い電圧である。それゆえ、当該電源生成回路が、主電源11の電圧を当該所定の電圧に昇圧し、当該所定の電圧を維持して出力している。
The power generation circuit according to the present embodiment is used as a driving
当該電源生成回路の構成図を図4に示している。当該電源生成回路の構成は、従来技術に係る電源生成回路と構成において、基本的な構成は共通している。従来技術に係る電源生成回路との主たる相違点は、ON期間決定部5の構成である。
FIG. 4 shows a configuration diagram of the power generation circuit. The basic configuration of the power generation circuit is the same as that of the conventional power generation circuit. The main difference from the power generation circuit according to the prior art is the configuration of the ON
図4に示す通り、当該電源生成回路には、電圧昇圧回路1が備えられており、表示装置の主電源11の電圧を昇圧している。電圧昇圧回路1には、電圧昇圧回路1を駆動するスイッチング素子2が接続されている。スイッチング素子2には、ON期間信号生成部3が接続されており、ON期間の間、スイッチング素子2をONする信号であるON期間信号23を、ON期間信号生成部3がスイッチング素子2に出力している。
As shown in FIG. 4, the power generation circuit includes a
また、電圧昇圧回路1の出力電圧Voutには、出力電圧検出部4が接続されている。出力電圧検出部4は、一定周期(以下、サイクルと記す)ごとに、出力電圧VoutがHであるかLであるかを検出する。出力電圧検出部4は、出力電圧VoutがHであるとき高い電圧値の電圧(以下、Hの電圧と記す)を、出力電圧VoutがLであるとき低い電圧値の電圧(以下、Lの電圧と記す)を、検出符号21として、ON期間決定部5へ出力している。
The output voltage detector 4 is connected to the output voltage Vout of the
ON期間決定部5には、検出符号21の他、サイクル信号CLKや水平同期信号Hsyncなどが入力される。ON期間決定部5において、前述の検出符号21及び、コモン電極111に対する画素電極110の相対電圧の符号が反転するタイミングに基づいて、ON期間の長さ、すなわち、パルス幅を決定し、ON期間情報22として、ON期間信号生成部3へ出力している。ここで、ON期間情報22は、スイッチング素子2をONする期間(ON期間)の長さを、クロック信号PCLKの周期を単位として表した値である。
In addition to the
ON期間信号生成部3には、ON期間情報22の他、クロック信号PCLKが入力される。ON期間信号生成部3では、このON期間情報22とクロック信号PCLKに基づいて、ON期間信号23を生成し、スイッチング素子2へ出力している。
In addition to the
ON期間決定部5において、各サイクルにおける最初の瞬間(以下、始期と記す)における検出符号21に基づいて、当該サイクルの次のサイクルの期間におけるON期間の長さ、すなわち、パルス幅を決定している。ON期間の長さは、表示装置が表示に用いるクロック信号PCLKに基づいて設定されることになるため、当該期間の長さは、クロック信号PCLKの周期の整数倍で、決定されている。ここで、クロック信号PCLKとは、例えば、ドットクロック信号DCKなどである。以下、当該期間の長さは、クロック信号PCLKの周期を単位に表記することとする。
The ON
[電圧昇圧回路1]
表示装置に備えられた主電源11からの電圧を昇圧する電圧昇圧回路1がある。当該電圧昇圧回路1にはスイッチング素子2が接続されている。スイッチング素子2がONされている間、主電源11から流れる電流により、コイル13には電磁エネルギーが蓄積される。スイッチング素子2がOFFされた後、その蓄積された電磁エネルギーにより、ツェナーダイオード14を介して、コンデンサー15に電流が流れ、コンデンサー15はさらに充電される。よって、コンデンサー15の極板間の電位差が大きくなり、昇圧した電圧を出力電圧Voutとして出力する。
[Voltage booster circuit 1]
There is a
[スイッチング素子2]
スイッチング素子2は、ON期間信号生成手段であるON期間信号生成部3によって生成されたON期間信号23によって、制御される。ここで、ON期間信号23とは、スイッチング素子2をONする信号であり、スイッチング素子2をONする期間であるON期間の長さとは、前述のパルス幅を指している。すなわち、スイッチング素子2をOFFする期間、ON期間信号23はLの電圧であり、スイッチング素子2をONする期間、ON期間信号23はHの電圧である。Hの電圧である期間の長さが、パルス幅である。
[Switching element 2]
The switching element 2 is controlled by an
[出力電圧検出部4]
出力電圧検出手段である出力電圧検出部4は、電圧昇圧回路1の出力電圧Voutに接続されている。出力電圧検出部4は、各サイクルの始期に、設定電圧Vrefと比較して、出力電圧Voutが高いか低いかを検出する。出力電圧検出部4は、出力電圧VoutがHである場合には、検出符号21としてHの電圧を、逆に、出力電圧VoutがLである場合には、検出符号21としてLの電圧を、出力する。
[Output voltage detector 4]
The output voltage detector 4 that is an output voltage detector is connected to the output voltage Vout of the
出力電圧検出部4には、アナログコンパレータ12が備えられており、入力端子のプラス端子には設定電圧Vrefが基準電圧として、また、入力端子のマイナス端子には、電圧昇圧回路1の出力電圧Voutが、接続されている。アナログコンパレータ12の出力端子では、出力電圧Voutが設定電圧Vrefと比較して、高いか低いかにより、HかLの電圧を、コンパレータ出力Vcompとして出力し、その後、コンパレータ出力Vcompがバッファ16により必要に応じて信号レベル変換されて、Dフリップフロップ17のD端子に入力される。
The output voltage detection unit 4 includes an
サイクル信号CLKは、各サイクルの始期に、立ちあがる信号なので、この時刻におけるアナログコンパレータ12のコンパレータ出力Vcompの情報に基づいて、当該サイクルにおける検出符号21として、H若しくはLの電圧が、出力される。
Since the cycle signal CLK is a signal that rises at the beginning of each cycle, a voltage of H or L is output as the
図5は、コンパレータ出力Vcompと、検出符号21との、時間変化を示す図である。図中上から順に、(a)コンパレータ出力Vcomp、(b)検出符号21が、図5に示されており、横軸方向は時間である。各サイクルは、図中縦方向に伸びる複数の点線によってそれぞれ区切られた期間であり、各サイクルの始期の時刻を、それぞれ、t0、t1、t2など、符号で示してある。
FIG. 5 is a diagram showing a time change between the comparator output V comp and the
図5において、コンパレータ出力Vcompは、時刻t0とt1の間に、LからHへ変化している。出力電圧検出部4に備えられたDフリップフロップ17は、各サイクルの始期毎にコンパレータ出力Vcompを出力するので、図5において、コンパレータ出力VcompがHの電圧として初めて検出されるのは、時刻t1である。よって、時刻t1に、検出符号21は、LからHへ変化する。
In FIG. 5, the comparator output V comp changes from L to H between times t 0 and t 1 . Since the D flip-
その後、コンパレータ出力Vcompは、時刻t4とt5の間に、HからLへ変化している。それまでの間は、コンパレータ出力VcompはHを維持している。よって、各サイクルの始期(図中、時刻t1からt4)において、出力電圧検出部4は、コンパレータ出力VcompがHであることを順に出力するので、出力電圧検出部4は、この期間中、検出符号21としてHの電圧を出力し続ける。
Thereafter, the comparator output V comp changes from H to L between times t 4 and t 5 . Until then, the comparator output V comp remains at H. Therefore, at the beginning of each cycle (time t 1 to t 4 in the figure), the output voltage detection unit 4 sequentially outputs that the comparator output V comp is H, so that the output voltage detection unit 4 During this time, the H voltage is continuously output as the
そして、時刻t5において、コンパレータ出力VcompがHからLへ変化して初めて、出力電圧検出部4は、コンパレータ出力VcompがLであることを出力する。よって、時刻t5に、検出符号21は、HからLへ変化する。その後については、しばらくの間、VcompがLを維持するため、出力電圧検出部4は、検出符号21としてLを出力し続ける。
Then, at time t 5, the first comparator output V comp is changed from H to L, the output voltage detecting section 4 outputs the comparator output V comp is L. Thus, at time t 5, the
[ON期間決定部5]
ON期間決定手段であるON期間決定部5は、出力電圧検出部4に接続されており、ON期間決定部5には、検出符号21、サイクル信号CLK、及び、水平同期信号Hsyncなどが入力される。ON期間決定部5は、検出符号21に基づいて、スイッチング素子2をONする期間を決定し、その期間を決定づけるON期間情報22を出力する。ここで、ON期間情報22は、前述の通り、スイッチング素子2をONする期間(ON期間)の長さを、クロック信号PCLKの周期を単位として表した値である。
[ON period determination unit 5]
The ON
図6は、本実施形態に係るON期間決定部5の構成を示す概略図である。当該ON期間決定部5は、従来技術に係るON期間決定部8に、後述する回路を組み合わせた構成となっている。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration of the ON
まず、図6で破線によって示される従来技術に係るON期間決定部8について説明する。出力電圧検出部4より入力された検出符号21に基づいて、期間増減素子31は、現ON期間情報24である入力信号の値に所与の幅を加減し、次ON期間情報25の値として出力する。ここで、所与の幅を、1と設定するとする。この場合、検出符号21がLの電圧のとき、期間増減素子31は、入力信号の値に1加えて出力する。検出符号21がHの電圧のとき、期間増減素子31は、入力信号の値から1減じて出力する。
First, the ON period determination unit 8 according to the related art indicated by a broken line in FIG. 6 will be described. Based on the
次ON期間情報25は、情報出力部32のD端子に入力される。ここで、情報出力部32とは、クロックの立ち上がりに応じて、そのときに入力されるD端子の情報を、次のクロックの立ち上がりまで、Q端子から出力し続ける。情報出力部32のクロックには、各サイクルの始期に立ちあがるサイクル信号CLKが入力される。よって、情報出力部32は、次のサイクルの始期に、次ON期間情報25の値を、仮ON期間情報28として出力する。
The next
ここで、従来技術に係るON期間決定部8について、検出符号21に基づいて、現ON期間情報24に所与の幅を加減して、次のサイクルの仮ON期間情報28の値とする場合について説明した。しかし、従来技術に係るON期間決定部8はこのような回路に限定されることはない。例えば、以前のON期間情報を記憶し、その情報の値にさらに基づいて仮ON期間情報28が決定されても良い。また、電源生成回路に、当該出力電圧検出部4を備えることなく、別の検出部を備えることにより、検出符号21ではなく、別の検出情報に基づいて、仮ON期間情報28が決定されてもよい。
Here, with respect to the ON period determination unit 8 according to the prior art, based on the
本実施形態に係るON期間決定部5は、前述した従来技術に係るON期間決定部8より出力される仮ON期間情報28の値を、以下に説明するように修正し、その修正した値を、ON期間情報22として、ON期間信号生成部3へ出力する。
The ON
表示データ符号検出部41には、水平同期信号Hsyncが入力される。表示データ符号検出部41は、この入力信号に基づいて、表示領域120の全体もしくは一部の画素において、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングを算出し、セレクタ44に、変化点信号46及び修正期間情報47を出力する。
The display data
ここで、表示データ符号検出部41に入力される信号とは、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングを算出するのに必要な信号である。これは、上述した通り、ライン反転方式やフレーム反転方式など、反転方式によって異なる。本説明では、ライン反転方式の場合の場合である。すなわち、表示領域120となる1画面(フレーム)において、各行(ライン)毎に、相対電圧符号Sgnが交互に反転するように各画素が配置され、各行(ライン)表示毎に、周期的に、各画素の相対電圧符号Sgnが反転している。この場合、入力信号である水平同期信号Hsyncによって、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングが算出される。
Here, the signal input to the display data
その他、フレーム反転方式の場合などについても説明する。すなわち、表示領域120となる1画面(フレーム)における各画素において相対電圧符号Sgnが同一符号となり、時間とともに周期的に、相対電圧符号Sgnが反転する場合である。この場合、入力信号である水平同期信号Hsyncと、さらに、表示データ符号検出部41の内部に備えられるカウンタにより、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングが算出される。その他の方式によっては、入力信号は、水平同期信号Hsyncの代わりに、垂直同期信号Vsyncとなる場合や、水平同期信号Hsyncと垂直同期信号Vsyncの両方となる場合もある。
In addition, the case of the frame inversion method will be described. That is, the relative voltage code Sgn is the same in each pixel in one screen (frame) serving as the
表示データ符号検出部41が出力する修正期間情報47とは、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングに応じて、前述の仮ON期間情報28に加えられる値である。表示データ符号検出部41には記憶部が備えられており、当該記憶部には、例えば、様々な状況において、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングにおいて生じる出力電圧Voutが低下する程度と、その程度に応じて、仮ON期間情報28に加えるべき値が記憶されている。表示データ符号検出部41は、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングにおける状況を判断し、それに応じて、仮ON期間情報28に加えるべき値を記憶部に記憶された値より選択し、その値を修正期間情報47として、セレクタ44に出力する。
The
通常値生成部43は、通常は、0の値をセレクタ44に出力している。なお、ここでは、0の値を出力するとしたが、通常状態において、付加すべき一定値が出力されるとしてもよい。
The normal
また、表示データ符号検出部41が出力する変化点信号46とは、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングに応じて、一定数のサイクルの期間、Hの電圧となり、それ以外の通常状態において、Lの電圧となる信号である。例えば、相対電圧符号Sgnが反転した後に、一定数のサイクルにおいて、変化点信号46がHの電圧となると設定されてもよい。また、表示データ符号検出部41は、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングにおける状況を判断し、表示データ符号検出部41に備えられた記憶部の情報に基づいて、変化点信号46がHの電圧となるサイクルの数が設定されてもよい。
Further, the
なお、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングに応じて、修正期間情報47が常に一定値となる場合は、その一定値となる修正期間情報47を表示データ符号検出部41がセレクタ44に出力しても良いし、表示データ符号検出部41が修正期間情報47を出力する代わりに、前述の通常値生成部43と同様に、セレクタ44にその一定値となる修正期間情報47を出力する修正値生成部を設けてもよい。この場合、より簡単な回路構成で、本発明を適用することが可能となる。
When the
セレクタ44は、変化点信号46がHの電圧であるときには、修正期間情報47を、変化点信号46がLの電圧であるときには、通常値生成部43の出力信号を、加算値生成部45に出力する。
The
加算値生成部45では、従来技術に係るON期間決定部8から出力される仮ON期間情報28の値に、セレクタ44からの出力信号である値を加え、その値を、ON期間情報22として、ON期間信号生成部3へ出力する。
In the addition
[ON期間信号生成部3]
ON期間信号生成部3は、ON期間決定部5に接続されており、ON期間信号生成部3には、ON期間情報22及び前述のクロック信号PCLKが入力される。ON期間信号生成部3は、これら入力信号に基づいて、ON期間信号23を生成し、スイッチング素子2へ出力する。
[ON period signal generator 3]
The ON period
図7は、ON期間信号生成部3の構成を示す概略図である。クロック信号PCLKは、周期カウンタ33と、Dフリップフロップ35のクロックに入力される。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of the ON period
前記各サイクルは、クロック信号PCLKの周期を所定数の整数倍したもので定義される。周期カウンタ33は、当該所定数でリセットされるカウンタであり、クロック信号PCLKの周期毎に、各サイクルの始期より、1、2、3、と順にカウントして、そのカウンタ値29を、大小検出セレクタ34へ出力する。また、ON期間決定部5が出力したON期間情報22は、大小検出セレクタ34へ入力される。
Each cycle is defined as an integer multiple of a predetermined number of cycles of the clock signal PCLK. The
大小検出セレクタ34では、2つの入力信号であるカウンタ値29とON期間情報22の大小関係を検出する。大小検出セレクタ34は、ON期間情報22の値がカウンタ値29より大きい若しくは等しい場合は、Hの電圧を、ON期間情報22がカウンタ値29より小さい場合は、Lの電圧を、Dフリップフロップ35のD端子へ出力する。
The
Dフリップフロップ35においては、クロック信号PCLKの立ち上がり時毎に、大小検出セレクタ34の出力信号を、Q端子より出力する。これにより、クロック信号PCLKの周期に、ON期間情報22の値を乗じた期間中、Hの電圧を出力する信号、すなわち、ON期間信号23が生成される。ここで、前述の通り、ON期間信号23のうちHの電圧の期間が、パルス幅である。
In the D flip-
このようにして、ON期間信号生成部3において、ON期間信号23が生成され、スイッチング素子2へ出力される。
In this way, the ON
以上が、本実施形態に係る電源生成回路の構成である。本実施形態に係るON期間決定部5は、表示領域120の少なくとも一部の画素において、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングに応じて、従来技術に係るON期間決定部8が出力する仮ON期間情報28に、修正すべき値となるよう所与の値を加えて、ON期間情報22として出力する。それ以外の通常状態においては、従来技術に係るON期間決定部8が出力する仮ON期間情報28を、そのまま、ON期間情報22として、出力する。
The above is the configuration of the power generation circuit according to the present embodiment. The ON
従来技術に係る電源生成回路において、電源生成回路の出力電圧Voutを検出する情報に基づいて、後のON期間の長さを決定している。前述した通り、表示領域の少なくとも一部の画素において、相対電圧符号Sgnが反転するタイミングで、電源生成回路の出力電圧Voutが降下する。前述の通り、この電圧低下を、上記検出した情報にのみ基づいて、後のON期間の長さを決定すると、この電圧低下を補正するために、長い時間を要してしまう。 In the power generation circuit according to the related art, the length of the subsequent ON period is determined based on information for detecting the output voltage Vout of the power generation circuit. As described above, the output voltage Vout of the power supply generation circuit drops at the timing at which the relative voltage code Sgn is inverted in at least some of the pixels in the display region. As described above, if the length of the subsequent ON period is determined based on the detected information only based on the detected information, it takes a long time to correct the voltage drop.
しかし、相対電圧符号Sgnの反転のタイミングは検出手段によって検出しなくとも、表示装置の駆動システムにおいて、制御信号や設定された情報により予測することが出来る。 However, the inversion timing of the relative voltage code Sgn can be predicted by a control signal or set information in the display device drive system without being detected by the detection means.
本実施形態に係る電源生成回路において、駆動システムにおいて使用される水平同期信号Hsyncなどの制御信号により、相対電圧符号Sgnの反転のタイミングに応じて、従来技術に係るON期間決定部8が決定するON期間に、さらに、修正すべき値となるよう所与の値を加えて、ON期間としている。 In the power supply generation circuit according to the present embodiment, the ON period determination unit 8 according to the related art determines in accordance with the inversion timing of the relative voltage code Sgn by a control signal such as a horizontal synchronization signal H sync used in the drive system. In addition, a given value is added to the ON period to be a value to be corrected to make the ON period.
図8は、本実施形態に係る電源生成回路における水平同期信号Hsyncと、表示領域120のある画素における相対電圧符号Sgnと、ON期間情報22、出力電圧Voutの時間的変化を表す図である。図中上から順に(a)水平同期信号Hsync、(b)相対電圧符号Sgn、(c)ON期間信号23、(d)出力電圧Voutを、示している。横軸方向は、時間である。
FIG. 8 is a diagram illustrating temporal changes in the horizontal synchronization signal H sync , the relative voltage code Sgn in a pixel in the
図に示す通り、最初、当該画素における相対電圧符号Sgnが負(Lの電圧)から、正の(Hの電圧)に変化し、その後、再び、負に変化している。データ駆動回路106及びコモン信号駆動回路133は、水平同期信号Hsyncに基づいて、相対電圧符号Sgnを反転させており、水平同期信号HsyncがHの電圧からLの電圧に変化して後、相対電圧符号Sgnが反転している。
As shown in the figure, first, the relative voltage sign Sgn in the pixel changes from negative (L voltage) to positive (H voltage), and then changes negative again. The
相対電圧符号Sgnが負から正に変化する前、出力電圧VoutはHであり、ON期間決定部5は、従来技術に係るON期間決定部8が出力する仮ON期間情報28の値をそのまま、ON期間情報22として出力する。ここで、従来技術に係るON期間決定部8は、ON期間情報22の値を1ずつ減じて、次のサイクルのON期間情報22の値としている。図8において、ON期間信号23のON期間は、21、20と変化している。
Before the relative voltage sign Sgn changes from negative to positive, the output voltage Vout is H, and the ON
本実施形態に係る電源生成回路において、相対電圧符号Sgnの反転のタイミングに応じて、相対電圧符号Sgnの反転から後、2つのサイクルについて、変化点信号46がHの電圧となっている。また、相対電圧符号Sgnの反転に対応して、表示データ符号検出部41は、10という値になっている修正期間情報47をセレクタ44に出力している。
In the power generation circuit according to the present embodiment, the
相対電圧符号Sgnの符号が負から正に変化した後、2つのサイクルにおいては、なお出力電圧VoutはHであり、従来技術に係るON期間決定部8は、それぞれ19、18という値を、仮ON期間情報28として加算値生成部45に出力する。この期間、セレクタ44に入力する変化点信号46はHの電圧となっているので、セレクタ44は、10という値になっている修正期間情報47を、加算値生成部45へ出力している。この期間、加算値生成部45は、それぞれ19、18という値となっている仮ON期間情報28に、10という値を加えて、それぞれ29、28という値となっているON期間情報22を、ON期間信号生成部3へ出力している。図8において、ON期間信号23のON期間は、相対電圧符号Sgnの変化後、29、28と変化している。
After the sign of the relative voltage sign Sgn changes from negative to positive, in two cycles, the output voltage Vout is still H, and the ON period determination unit 8 according to the prior art has values of 19 and 18, respectively. The provisional
この期間の経過後、変化点信号46は再び、Lの電圧となるため、ON期間決定部5は、従来技術に係るON期間決定部8が出力する仮ON期間情報28の値をそのまま、ON期間情報22として出力する。すなわち、出力電圧VoutがHであるとき、ON期間情報22の値を1ずつ減じて、次のサイクルのON期間情報22の値とし、出力電圧VoutがLであるとき、ON期間情報22の値を1ずつ加えて、次のサイクルのON期間情報22の値としている。図8において、変化点信号46が再びLの電圧となった後、ON期間信号23のON期間は、仮ON期間情報28の値であり、出力電圧VoutがLであるとき(Hであるとき)1ずつ増加して(減少して)変化している。
After the lapse of this period, the
よって、従来技術に係る電源生成回路の場合、相対電圧符号Sgnが変化した後、ON期間信号23のON期間は、19、18と小さい値に留まり、相対電圧符号Sgnの変化に伴う出力電圧Voutの低下の補正をするのに時間がかかるところ、本実施形態に係る電源生成回路の場合、相対電圧符号Sgnが変化した後、ON期間信号23のON期間が、29、28と大きい値となり、より短い時間で、相対電圧符号Sgnの変化に伴う出力電圧Voutの低下の補正をすることが出来、出力電圧Voutがより安定化している。
Therefore, in the case of the power generation circuit according to the prior art, after the relative voltage code Sgn changes, the ON period of the
なお、上記の実施例においては、クロック信号PCLKの周期を単位にして、従来技術に係るON期間決定部8がON期間の長さの増減する所与の幅を、1とした。しかし、PCLKの周期と、ON期間信号23の典型的な長さとの関係で、所与の幅を1とは異なる値に設定してもよい。さらに、ON期間の長さを、クロック信号PCLKの周期を単位としたが、同様に、別の期間を単位にして設定してもよい。
In the above-described embodiment, a given width by which the ON period determining unit 8 according to the related art increases or decreases the length of the ON period is set to 1 in units of the cycle of the clock signal PCLK. However, the given width may be set to a value different from 1 depending on the relationship between the period of PCLK and the typical length of the
なお、本発明の実施形態に係る表示装置において、上記では、図3に示す通り、IPS方式の液晶表示装置について説明しているが、本発明に係る表示装置は、VA(Vertically Aligned)方式やTN(Twisted Nematic)方式等、その他の駆動方式の液晶表示装置であってもよい。図9は、VA方式及びTN方式の液晶表示装置に備えられるTFT基板102の等価回路を示す図である。VA方式及びTN方式の場合には、コモン電極111がTFT基板102と対向するフィルタ基板101に設けられている。また、液晶表示装置に限定されることはなく、表示領域の画素において、2つの電極に異なる電圧を印加し、両電極間の電位差によって表示を制御する表示装置であれば、他の方式の表示装置であってもよい。
In the display device according to the embodiment of the present invention, as described above, as shown in FIG. 3, the IPS liquid crystal display device has been described. However, the display device according to the present invention has a VA (Vertically Aligned) method, It may be a liquid crystal display device of another driving system such as a TN (Twisted Nematic) system. FIG. 9 is a diagram showing an equivalent circuit of the
1 電圧昇圧回路、2 スイッチング素子、3 ON期間信号生成部、4 出力電圧検出部、5 ON期間決定部、8 従来技術に係るON期間決定部、11 主電源、12 アナログコンパレータ、13 コイル、14 ツェナーダイオード、15 コンデンサー、16 バッファ、17 Dフリップフロップ、21 検出符号、22 ON期間情報、23 ON期間信号、24 現ON期間情報、 25 次ON期間情報、28 仮ON期間情報、29 カウンタ値、31 期間増減素子、32 情報出力部、33 周期カウンタ、34 大小検出セレクタ、35 Dフリップフロップ、41 表示データ符号検出部、43 通常値生成部、44 セレクタ、45 加算値生成部、46 変化点信号、47 修正期間情報、101 フィルタ基板、102 TFT基板、103 バックライト、104 ゲート駆動回路、105 走査信号線、106 データ駆動回路、107 映像信号線、108 コモン信号線、109 TFT、110 画素電極、111 コモン電極、112 駆動用電源、120 表示領域、130 主機、131 コントローラ、132 階調電源、133 コモン信号駆動回路、134 ゲート電源、CLK サイクル信号、Data 映像信号、DCK ドットクロック信号、DENB データイネーブル信号、DCK ドットクロック信号、DSP 映像信号スタートパルス、GSP 走査信号スタートパルス、GCK ゲートクロック信号、Hsync 水平同期信号、PCLK クロック信号、Sgn 相対電圧符号、Vcomp コンパレータ出力、Vn 階調電圧、Vout 出力電圧、Vsync 垂直同期信号、Vref 設定電圧。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Voltage booster circuit, 2 Switching element, 3 ON period signal generation part, 4 Output voltage detection part, 5 ON period determination part, 8 ON period determination part which concerns on a prior art, 11 Main power supply, 12 Analog comparator, 13 Coil, 14 Zener diode, 15 capacitor, 16 buffer, 17 D flip-flop, 21 detection code, 22 ON period information, 23 ON period signal, 24 current ON period information, 25 next ON period information, 28 provisional ON period information, 29 counter value, 31 period increase / decrease element, 32 information output unit, 33 period counter, 34 magnitude detection selector, 35 D flip-flop, 41 display data code detection unit, 43 normal value generation unit, 44 selector, 45 addition value generation unit, 46 change point signal 47 Correction period information, 101 Filter substrate, 102 TFT substrate, 103 Backer 104 gate drive circuit, 105 scanning signal line, 106 data drive circuit, 107 video signal line, 108 common signal line, 109 TFT, 110 pixel electrode, 111 common electrode, 112 drive power supply, 120 display area, 130 main unit, 131 controller, 132 gradation power supply, 133 common signal drive circuit, 134 gate power supply, CLK cycle signal, Data video signal, DCK dot clock signal, DENB data enable signal, DCK dot clock signal, DSP video signal start pulse, GSP scanning signal start pulse, GCK gate clock signal, H sync horizontal synchronizing signal, PCLK clock signal, Sgn relative voltage sign, V comp comparator output, V n gradation voltage, V out output voltage, V sync vertical sync signal, V ref set Voltage.
Claims (2)
前記画素電極に、表示データ電圧を供給するデータ駆動回路と、
前記データ駆動回路に駆動用電圧を供給する電源生成回路と、
前記共通電極に、基準電圧を供給する基準電圧供給回路と、
を備える表示装置であって、
その符号が時間とともに交互に変化する、前記共通電極に対する前記画素電極の相対電圧によって、前記画素の表示が制御され、
前記電源生成回路は、
電圧昇圧回路と、
前記電圧昇圧回路を駆動するスイッチング素子と、
ON期間の間、前記スイッチング素子をONする信号を、前記スイッチング素子に出力するON期間信号生成手段と、
所定の周期ごとに、前記電圧昇圧回路の出力電圧に基づいて、後の周期のON期間の長さを決定するON期間決定手段とを備え、
前記ON期間決定手段は、前記相対電圧の前記符号が変化するタイミングに応じて、前記符号の変化にさらに基づいて、前記ON期間の長さを決定する、
ことを特徴とする表示装置。 A pixel comprising a pixel electrode and a common electrode;
A data driving circuit for supplying a display data voltage to the pixel electrode;
A power generation circuit for supplying a driving voltage to the data driving circuit;
A reference voltage supply circuit for supplying a reference voltage to the common electrode;
A display device comprising:
The display of the pixel is controlled by the relative voltage of the pixel electrode with respect to the common electrode, the sign of which changes alternately with time,
The power generation circuit includes:
A voltage booster circuit;
A switching element for driving the voltage booster circuit;
An ON period signal generating means for outputting a signal for turning on the switching element to the switching element during the ON period;
ON period determining means for determining the length of the ON period of the subsequent period based on the output voltage of the voltage booster circuit for each predetermined period,
The ON period determining means determines the length of the ON period based further on the change of the sign according to the timing at which the sign of the relative voltage changes.
A display device characterized by that.
前記符号が変化するタイミングに応じて決定される前記ON期間の長さは、前の周期における前記ON期間の長さに、所与の長さを加えたものである、
ことを特徴とする表示装置。
The display device according to claim 1,
The length of the ON period determined according to the timing at which the sign changes is the length of the ON period in the previous cycle plus a given length.
A display device characterized by that.
Priority Applications (1)
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