(57)【要約】【課題】  ＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減する。【解決手段】この方法は、最初に、表示データＲＡＭと、コモン行における全ゼロ条件を検出する手段と、セグメント復号ブロックと、セグメント・パッドと、コモン・パッドと、コモン復号ブロックと、コモン論理ブロックと、制御論理ブロックとを設けるステップを備える。この方法のステップは更に、コモン行番号を任意の定義された順序に従って選択するステップ７１と、ＲＡＭから選択されたコモン行を読み出すステップ７２と、選択されたコモン行のデータが全てゼロを含むか否かを検査するステップ７３と、選択されたコモン行のデータが全てゼロである場合次のコモン行を読み出すよう戻るステップと、又は選択された行番号のデータが全てゼロとは限らない場合選択されたコモン行を切り換え且つ次のコモン行を読み出すよう戻るステップ７４とである。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示データＲＡＭと、コモン行における全ゼロ条件を検出する手段と、セグメント復号ブロックと、セグメント・パッドと、コモン・パッドと、コモン復号ブロックと、コモン論理ブロックと、制御論理ブロックとを設けるステップと、
コモン行番号を任意の定義された順序に従って選択するステップと、
ＲＡＭから選択されたコモン行を読み出すステップと、
選択されたコモン行のデータが全てゼロを含むか否かを検査するステップと、
選択されたコモン行のデータが全てゼロである場合、次のコモン行を読み出すよう戻るステップと、
選択された行番号のデータが全てゼロとは限らない場合、選択されたコモン行を切り換え、且つ次のコモン行を読み出すよう戻るステップと
を備える、全てのブランクを有するＬＣＤ行へのコモン出力を避けることによりＬＣＤドライバＩＣの電流消費を低減する方法。
【請求項２】
コモン行における全ゼロ条件を検出する前記手段は、選択されたコモン行のデータの全ての値を比較する論理演算を備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記論理演算は、前記コモン行の全セグメントのための論理ＯＲゲートを備え、
当該論理ＯＲゲートは、選択されたコモン行の全セグメントのＲＡＭ出力を有する論理ＯＲ演算を実行し、且つ選択された行が全てゼロ・データを含むか否かを指示する信号を生成する、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記コモン論理ブロックは、前記コモン行における任意のデータが非ゼロ且つ対応する行のデータであるか否かを指示する信号を含む論理演算の結果に従ってコモン・パッドを切り換える、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記論理演算は、前記コモン行における任意のデータが非ゼロ且つ対応する行のデータであるか否かを指示する信号を含む論理ＡＮＤ演算を備える、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記コモン行を読み出すための前記定義された順序がコモン行１から最後の行までであり、それで前記順序が連続的に繰り返される請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記制御論理ブロックは、前記ＲＡＭ内のデータの行に対応する関連コモン・パッドを選択する、請求項１記載の方法。
【請求項８】
全てのブランクを有するＬＣＤ行へのコモン出力を避けることによりＬＣＤドライバの電力消費を低減するシステムであって、
制御論理ブロックにより制御されているＬＣＤ上に表示されるべきデータを含み且つ選択されたコモン行における全ゼロ条件を検出する手段へ出力を与える表示データＲＡＭと、
前記表示データＲＡＭに格納されたデータの表示全体を制御する制御論理ブロックと、
情報をコモン論理ブロック及びセグメント復号ブロックに与える前記制御論理ブロックにより選択されたコモン行における全ゼロ条件を検出する手段と、
全ゼロ条件を検出する前記手段及び前記制御論理ブロックからの入力と、コモン復号ブロックを制御する出力とを有する前記コモン論理ブロックと、
前記コモン論理ブロックから信号を受け取り且つ信号をコモン・パッドに与える前記コモン復号ブロックと、
全ゼロ条件を検出する前記手段から信号を受け取り且つ信号をセグメント・パッドに与えるセグメント復号ブロックと、
ＬＣＤディスプレイのセグメントを制御するための前記セグメント・パッドと、
前記ＬＣＤディスプレイのコモンを制御するための前記コモン・パッドと、
を備えるシステム。
【請求項９】
コモン行における全ゼロ条件を検出する前記手段は、選択されたコモン行のデータの全ての値を比較する論理ゲートを備える、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記論理ゲートは、前記コモン行の全セグメントのための論理ＯＲゲートを備え、
当該論理ＯＲゲートは、選択されたコモン行の全セグメントの前記表示データＲＡＭ出力を有する論理ＯＲ演算を実行し、且つ選択された行が全てゼロ・データを含むか否かを指示する信号を与える、
請求項８記載のシステム。
【請求項１１】
前記コモン論理ブロックは、前記コモン行における任意のデータが非ゼロ且つ対応する行のデータであるか否かを指示する信号を含む論理演算の結果に従ってコモン・パッドを切り換える、請求項８記載のシステム。
【請求項１２】
前記論理演算は、前記コモン行における任意のデータが非ゼロ且つ対応する行のデータであるか否かを指示する信号を含む論理ＡＮＤ演算を備える、請求項１１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関し、より詳細にはＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減する方法及び回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）はネマチック液晶を用いている。弱い分子間力から生じるネマチック液晶における分子配列は容易に崩壊する。このため、液晶は通常の液体のように流れる。分子間力の弱さのため、ネマチック相における分子は、新しい方向に沿って容易に再整列する。
【０００３】
液晶ディスプレイは、この分子再配向の容易さを用いて、ディスプレイの範囲を明から暗に変え、その結果ディスプレイ内に見えるパターンを生じる。ディスプレイは、分子を所与の方向に整列させるよう内側表面が処理されているガラス板同士の間に含まれている液晶から成る。ディスプレイの一部の範囲における１組の電極に対する電圧がオンにされるとき、その範囲内の液晶の分子が新しい方向に沿って再配向する。この電圧がオフにされるとき、分子はそれらの元の配向に戻る。
【０００４】
ＬＣＤは、事実上ＤＣ成分の無いＡＣ駆動電圧を必要とする。長期にわたるＤＣ動作は、電気化学反応をディスプレイの内部に引き起こす場合があり、これは著しく寿命を低減させることになるであろう。ディスプレイの両方のガラス板間にかかる電圧波形は、ゼロの平均ＤＣ値に維持されることが必要不可欠である。それは、非ゼロＤＣ電圧が任意の持続期間の間印加される場合ガラス板が破壊を受ける可能性があるからである。大部分のＬＣＤにとって限界的挙動が存在し、そして伝達の変化は、スレッショルド電圧Ｖｔｈに達するまで起こらない。従って、伝達は、飽和に達するまで電圧が増大するにつれ低減する。スレッショルド電圧は通常１．５〜２．５ボルトであり、そして飽和は約４〜５ボルトで生じる。
【０００５】
ＬＣＤの各水平「コモン」行に跨るピクセルは、一緒にガラス上で液晶フィルムの一方の側に接続され、そして各垂直「セグメント」列における全てのピクセルは、反対側上に接続されている。次いで、「コモン」は、全ての列電圧を各「コモン」に対して別々に設定することによりシリアルにアドレスされ、次いで、「コモン」電圧を順次にオンする。
【０００６】
主に、ＬＣＤは、「オン」ピクセルを発生するため、２つの導電層間のネマチック流体のスレッショルド電圧Ｖｔｈより大きい差動電圧を必要とする。ディスプレイは、垂直「セグメント」（ＳＥＧ）及び水平「コモン」（ＣＯＭ）導電層によりネマチック流体のどちらかの側に生成されたピクセルのマトリックスから成る。ディスプレイは、キャパシタの電気特性を有し、そのため「セグメント」及び／又は「コモン」を切り換える度毎に「充電」電流を必要とする。
【０００７】
画像全体を表示するため、複数の「コモン」が、順次に走査され、そしてセグメントを適切に切り換える。これが行われることにより、各コモンとセグメントとの間の印加された二乗平均（ＲＭＳ）電圧は、ディスプレイのスレッショルド電圧Ｖｔｈより大きく（「オン」）、又はそれより小さい（「オフ」）ように制御される。
【０００８】
ディスプレイのためのデータはランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）に含まれ、そのランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）は通常ディスプレイと同じであるよう構築される。例えば、８０セグメント及び６４コモンのディスプレイは、８０×６４ビットのＲＡＭを有するであろう。ディスプレイ走査は、各アクティブ・コモン出力のためＲＡＭの１列を読み出す。
【０００９】
現在入手可能なドライバＩＣは、表示されるデータに拘わらずＬＣＤを絶えず切り換える。このことにより、スイッチング波形、従って電源電流を、ディスプレイ全体を通して必要とするようになる。これは、たとえデータの変化が無い場合でも電力消費を引き起こす。
【００１０】
図１の従来技術は、６セグメント及び６コモンから成る単純なディスプレイを示す。波形２は、ディスプレイ走査中時間に対するコモンの順序付けを示す。右側のマトリックス１は３６ピクセルを示す。黒の矩形は「オン」ピクセルを表し、白の矩形は「オフ」ピクセルを表す。６個の全てのコモンが、１行の全てのピクセルが「オフ」又はオフでないにかかわらず選択される。図１の従来技術の例、例えば、行１、５及び６がブランクである場合、これは、全てのピクセルが「オフ」であることを意味する。それにも拘わらず、全てのコモンが、パルス２の順序付けのため選択された。
【００１１】
図２は、パッド制御回路２２への信号を発生する典型的なＣＯＭ／ＳＥＧ復号論理の基本回路を示す。パッドは、ＬＣＤガラスへの入力を意味する。当該ＳＥＧ／ＣＯＭ復号論理回路２１への入力は、ＲＡＭから読み出されたデータ、及びＰＮ信号である。ＰＮ（正／負）は、コモン・パッドとセグメント・パッドとの間の極性を変えるための信号を意味し、そして確実にゼロの平均ＤＣ値を実現するよう、規則正しく「０」と「１」との間で切り替わる。ＳＥＧ／ＣＯＭ復号論理回路２１の出力は、４個の対称的電圧Ｖ０〜Ｖ３のうちの１つを活動状態にする。４個のトランジスタ２３、２４、２５及び２６は、スイッチングを行う。発生された信号は、ＬＣＤガラスへの入力を与える関連のパッドへ結合される。
【００１２】
以下の表は、上記のドライバ２１の関連した復号論理を示す。当該表は、４個の出力電圧Ｖ０からＶ３のうちのどの１つがデータ及びＰＮの入力値に応じて印加されるかを示す。
【００１３】
【表１】
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【００１４】
例えば、データが「１」である場合、ＳＥＧ又はＣＯＭのどちらかが、極性信号ＰＮの値に応じて最大電圧Ｖ３であり、そして関連のピクセルが「明るく」される。
典型的な具体化の別の例として、図３の従来技術は、単純なスーパ・ツイステッド・ネマチック（ＳＴＮ）ＬＣＤディスプレイのためのＣＯＭ及びＳＥＧ電圧波形を示す。そこでは、出力が、４個の対称電圧のうちの１つを、それが図２の従来技術により示されたように切り換える。曲線３１はコモン電圧の波形を示し、曲線３２はセグメント電圧の波形を示す。関連のピクセル３３は、ＣＯＭ信号又はＳＥＧ信号が最大値Ｖ３である場合明るく（「１」に）される。
【００１５】
Ｍｏｏｎへの米国特許Ｎｏ．５，８２５，３４３は、２パルス電極電圧を用いてＴＦＴ−ＬＣＤを駆動することにより駆動インパルスの持続時間を２倍にする駆動装置及び方法を記載している。駆動装置は、２パルス開始信号及びクロック信号を出力する液晶インターフェースＩＣを含む。ゲート・バス・ドライバＩＣが、２パルス・ゲート電極電圧を各ゲート・ラインに、液晶インターフェースＩＣから入力された開始信号に従って出力し、そして液晶ピクセルが、グレー電圧とコモン電極電圧との間の電位差により駆動される。
【００１６】
Ｎａｎｎｏ他への米国特許Ｎｏ．５，９８６，６３１は、アクティブ・マトリックスＬＣＤの駆動方法を開示する。この方法に従って、走査信号は、３つの電圧レベル、即ち、オン電圧、オフ電圧、及びオフ電圧に対して反対極性を有する補償電圧を有する。走査信号が４つの電圧から成る従来の容量結合型駆動方法とは対照的に、本発明の駆動方法は、フリッカ又は他の原因に起因した劣化無しにドライバＩＣのコスト及び電力消費を低減することができる。
【００１７】
Ｋｕｍａｇａｗａ他への米国特許Ｎｏ．６，２３２，９４４は、信号電圧に加えられた補償パルスを用いてクロストークを補償する駆動方法を改良して、それにより駆動ＩＣ及びＬＣＤパネルの周辺部の大きさを低減したコンパクトで且つ安価なＬＣＤを示す。正及び負の補償パルスのうちの一方のみが、所定の期間に従って追加される。補償パルスは、低周波数成分を含む波形を有することが好ましい。補償パルスの幅又は高さは、信号電極の位置、表示パターン又は他の要因に応じて変わる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の主要目的は、ＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の目的に従って、全てのブランクを有するＬＣＤ行へのコモン出力を避けることによりＬＣＤドライバＩＣの電流消費を低減するための方法が達成される。この方法は、最初に、表示データＲＡＭと、コモン行における全ゼロ条件を検出する手段と、セグメント復号ブロックと、セグメント・パッドと、コモン・パッドと、コモン復号ブロックと、コモン論理ブロックと、制御論理ブロックとを設けるステップを備える。この方法のステップは更に、コモン行番号を任意の定義された順序に従って選択するステップと、ＲＡＭから選択されたコモン行を読み出すステップと、選択されたコモン行のデータが全てゼロを含むか否かを検査するステップと、選択されたコモン行のデータが全てゼロである場合次のコモン行を読み出すよう戻るステップと、又は選択された行番号のデータが全てゼロとは限らない場合選択されたコモン行を切り換え且つ次のコモン行を読み出すよう戻るステップとである。
【００２０】
本発明の目的に従って、全てのブランクを有するＬＣＤ行へのコモン出力を避けることによりＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減するシステムが達成される。このシステムは、最初に、制御論理ブロックにより制御されているＬＣＤ上に表示されるべきデータを含み且つ選択されたコモン行における全ゼロ条件を検出する手段へ出力を与える表示データＲＡＭと、当該表示データＲＡＭに格納されたデータの表示全体を制御する制御論理ブロックと、情報をコモン論理ブロック及びセグメント復号ブロックに与える前記制御論理ブロックにより選択されたコモン行における全ゼロ条件を検出する手段とを備える。更に、このシステムは、全ゼロ条件を検出する前記手段及び前記制御論理ブロックからの入力と、コモン復号ブロックを制御する出力とを有するコモン論理ブロックと、信号を前記コモン論理ブロックから受け取り且つ信号をコモン・パッドに与えるコモン復号ブロックと、全ゼロ条件を検出する前記手段から信号を受け取り且つ信号をセグメント・パッドに与えるセグメント復号ブロックとを備える。最後に、このシステムは、ＬＣＤディスプレイのセグメントを制御するためのセグメント・パッドと、前記ＬＣＤディスプレイのコモンを制御するためのコモン・パッドとを備える。
【００２１】
この記載の資料部分を形成する添付図面には、図面の簡単な説明に記すようなものがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
好適な実施形態は、ＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減するための方法及び回路を開示する。
従来技術において、入手可能なドライバＩＣは、表示されるデータに拘わらずＬＣＤを絶えず切り換える。図１の従来技術は、ある行における全てのピクセルが「オフ」であるにも拘わらず、当該行における対応するコモン出力が選択されたことを示す。ＬＣＤドライバＩＣの電力消費を節約するため、ＲＡＭとセグメント出力との間の論理回路は、選択された行のためのデータが全てゼロ（全てのピクセルがオフであることを意味する）であるか否かを検出する。
【００２３】
行のデータが全てゼロである場合には、対応するコモン出力が選択されない。これは、全てのドライバ・ピンを「オフ」状態のまましておき、そしてディスプレイをスイッチングしないで、従って、ディスプレイのキャパシタンスを充電／放電しない。この技術は、ＬＣＤを部分モードで用いるとき、即ち、１つの部分又は幾つかの部分が１つ又はそれより多いブランク行を含む場合、ドライバ・ピンのスイッチングを自動的に低減するであろう。しかしながら、ディスプレイの走査速度は一定のままであり、そしてこれは、「オン」ピクセルのため印加された正しいＲＭＳ電圧を維持する。
【００２４】
図４は、６個のセグメントと６個のコモンを備える例示的ディスプレイを示す。同じ形態が、図１の従来技術におけるように選択されている。波形２は、表示走査中時間に対するコモンの順序付けを示す。右側のマトリックス１は３６個のピクセルを示す。黒い矩形は「オン」ピクセルを表し、白い矩形は「オフ」ピクセルを表す。数個のピクセルのみが「明るく」されている。第１及び最後の２つのコモン・ライン（ＣＯＭ１，ＣＯＭ５及びＣＯＭ６）は、ＲＡＭがこれらのラインに対して全てゼロのデータを含むので、切り換えられないで、従って全てのセグメントがオフである。従来技術とは対照的に、上記のブランクのコモンのコモン・ピンが切り換えられないで、従ってＬＣＤドライバＩＣの電力消費を低減する。
【００２５】
達成した一定フレーム速度の一例として、８０×６４のディスプレイは丁度、データを含む中央の３５ライン、例えば、２０から５４まで（２０と５４を含む）のラインを有する。走査は、ラインＣＯＭ１で開始し、そしてＲＡＭに含まれる全てのゼロを検出し、そのためコモン１の出力は選択されない。これはまた、ライン２から１９まで（ライン２及び１９を含む）に対して生じる。ライン２０から５４は、各ラインがデータを含む場合と同様に正常に駆動される。ライン５５から６４はまた、これらがデータを含まないので、選択されない。フレーム速度は、６４ライン走査を完了するに要する時間のままであり、従って、データを含むライン数に拘わらず同じＲＭＳ駆動電圧を与える。
【００２６】
提示された本発明のセグメント・パッド構造、及び「全ゼロ」検出が図５に示されている。ＲＡＭ５２に保持されているＬＣＤディスプレイ・データは、セグメント０からセグメントｎまでの範囲に及ぶＳＥＧパッド５１を駆動する。ＲＡＭ出力は、一緒にＯＲゲート５３により論理ＯＲ演算されて、「非ゼロ」データを指示する出力信号５０を生成する。この信号が「１」であるとき、関連のＣＯＭ出力が活動化されなければならず、そしてこの信号が「０」であるとき、ＣＯＭ出力が図４に説明されるように活動化されない。
【００２７】
図６は、発明した「ブランク化」をサポートするＣＯＭパッド構造を示す。コモン信号は、ＲＡＭアドレス論理回路により発生され、そのＲＡＭアドレス論理回路は、ＲＡＭ内のデータ行６１に対応する関連のＣＯＭパッド６０を選択する。制御論理回路からの信号は、図５に示されるように、「非ゼロ」信号５０を用いて、ＡＮＤゲート６２により論理的ＡＮＤ演算されて、対応するＣＯＭパッドを切り換える。上記の信号５０がゼロである場合、対応するＣＯＭパッドが切り換えられないで、全てのドライバ・ピンが「オフ」状態のままにされていて、従って、ディスプレイのキャパシタンスは、充電／放電されない。
【００２８】
図７は、ＬＣＤドライバＩＣの動作中電源の電流を低減する方法の論理的順序を記載する。ステップ７１は、コモン行が任意の定義された順序に従って選択されることを記載する。ステップ７２は、ディスプレイ走査が、ＲＡＭの選択された行を順次に読み出す仕方を記載する。ステップ７３は、論理回路が選択された行におけるデータが全てゼロであるか否かを検査する仕方を記載する。データが全てゼロである場合、パルスが、選択されたコモンに送られず、そして定義された順序における次の行が、読み出すため選択される。少なくとも１つのデータが「オン」である場合、通常のプロセスが実行される。これは、ステップ７４に記載されているように、選択されたコモンが切り換えられ、そしてプロセスが、次のコモン行を選択し且つ読み出すことにより反復される。
【００２９】
図８は、発明したシステムのアーキテクチャを記載する。制御論理ブロック８４は、表示データＲＡＭ８０に格納されているデータの表示全体を制御する。論理回路８１は、表示データＲＡＭ８０、セグメント復号ブロック８２、及び論理回路ブロック８５に接続されている。この論理回路８１は、選択された行のためのデータが全てゼロであるか否かを検出する。上記のコモン論理ブロック８５は、コモン行への出力を制御する。上記のコモン論理ブロック８５は、選択されたコモン行における「非ゼロ」データを指示する信号をゼロ検出ブロック８１から受け取る。その上、上記のコモン論理ブロック８５は、上記の制御論理ブロック８４により制御される。コモン復号ブロック８６は、信号を上記のコモン論理ブロック８５から受け取り、そして当該信号をコモン・パッド８７へ与える。セグメント復号ブロック８２は、信号を上記のゼロ検出ブロック８１から受け取り、そして当該信号をセグメント・パッド８３に与える。
【００３０】
本発明がその好適な実施形態を参照して特に示され且つ記載されたが、形式及び詳細における様々な変更を本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことが当業者により理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１の従来技術は、表示走査中コモンの順序付けを示す波形を含む表示された画像を備える単純な６セグメント且つ６コモン・ディスプレイを図示する。
【図２】図２の従来技術は、パッド制御回路への信号を発生する典型的なＣＯＭ／ＳＥＧ復号論理の回路を示す。
【図３】図３の従来技術は、単純なスーパ・ツイステッド・ネマチック（ＳＴＮ）ＬＣＤディスプレイのためのＣＯＭ及びＳＥＧ電圧波形を示す。
【図４】図４は、表示走査中のコモンの本発明の順序付けを示す波形を含む表示された画像を備える単純な６セグメント且つ６コモン・ディスプレイを図示する。
【図５】図５は、セグメント・パッド構造、及び本発明の「全ゼロ」データ検出を示す。
【図６】図６は、本発明の「ブランク化」を含むＣＯＭパッド構造を示す。
【図７】図７は、データ変化が無いことを検出すると出力ピンが静止状態に保たれる仕方を示す方法のフロー・チャートを示す。
【図８】図８は、本発明のシステムのブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
５１  ＳＥＧパッド
５２  表示データＲＡＭ
５３  ＯＲゲート
６０  ＣＯＭパッド
６２  ＡＮＤゲート
８０  表示データＲＡＭ
８１  ゼロ検出ブロック
８２  セグメント復号ブロック
８３  セグメント・パッド
８４  制御論理ブロック
８５  コモン論理ブロック
８６  コモン復号ブロック
８７  コモン・パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004157544.tif 000007
【図５】
2004157544.tif 000008
【図６】
2004157544.tif 000009
【図７】
2004157544.tif 000010
【図８】
2004157544.tif 000011
【外国語明細書】
2004157544000001.pdf