(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバ回路と、複数の行Ｒ及び複数の列Ｃを有するディスプレイとを具えるディスプレイ装置であって、Ｐが、同時に駆動される行数を表わし、前記行Ｒ及び列Ｃは電圧値によって駆動でき、行電圧Ｆは最大の列電圧ＧMAX に等しく、同時に駆動される行数Ｐは、駆動すべき前記ディスプレイの寸法に応じて選択できるようになっており、前記ドライバ回路は複数の電圧ドライバ段（バッファ）を有し、これら電圧ドライバ段はそれぞれ対応する部分電圧値を発生し、これら部分電圧値は、同時に駆動されるＰ個の行に異なる時間で印加して前記ディスプレイを駆動するための一組の直交関数を形成する電圧であり、前記電圧ドライバ段は、前記ディスプレイの寸法から得られる同時に駆動すべき選択した行数Ｐに応じてスイッチオフして、前記ディスプレイを駆動するのに必要とする部分電圧値の総個数を、選択した行数Ｐに応じて変えうるようになっているディスプレイ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、同時に駆動すべき選択した行数Ｐが、部分的な表示モード中に駆動すべき前記ディスプレイの寸法、すなわち前記ディスプレイの部分領域から得られるようになっていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項３】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、表示すべき画像データをメモリから得るための手順がすべての値の行数Ｐに対して同じであることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項４】
請求項１に記載のディスプレイ装置において、同時に駆動される行を、最大値ＰMAX よりも小さい選択した値Ｐに対してＰMAX ／Ｐ個の部分領域に分割できるようになっていることを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項５】
行Ｒ及び列Ｃを有するディスプレイを駆動するために複数の部分電圧値を発生する複数の電圧ドライバ段を有するドライバ回路であって、これら電圧ドライバ段を、前記ディスプレイの寸法と、このディスプレイの寸法に依存する同時に駆動される選択した行数Ｐとに応じて選択し、且つスイッチオフでき、前記部分電圧値は、同時に駆動されるＰ個の行に異なる時間で印加して前記ディスプレイを駆動するための一組の直交関数を形成する電圧であり、前記ディスプレイを駆動するのに必要とする部分電圧値の総個数を、選択した行数Ｐに応じて変えるようになっているドライバ回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドライバ回路と、複数の行Ｒ及び複数の列Ｃを有する液晶ディスプレイとを具えるディスプレイ装置に関するものである。本発明は、ディスプレイを駆動するドライバ回路にも関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイ技術は、将来、情報通信技術においてますます重要な役割を果たすであろう。ディスプレイ装置は人間とデジタル界との間のインターフェイスであるので、現代の情報システムを受け入れる上で極めて重要である。特に携帯装置、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、電話、デジタルカメラ及び個人支援デジタル装置は、ディスプレイを利用することなく実現できない。パッシブマトリックスＬＣＤ技術は、極めて一般的に用いられるＬＣＤ技術であり、この技術は例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータや携帯電話に用いられている。パッシブマトリックスディスプレイ技術は、大型のディスプレイの実現を可能にする。このような大型のディスプレイは一般に（Ｓ）ＴＮ（超捩れネマチック）効果に基づいている。パッシブマトリックスＬＣＤは多くの層より成っている。ディスプレイは行及び列のマトリックスの形態で細分されている。それぞれの基板上に配置されている行電極及び列電極は格子を形成している。これらの基板の間には、液晶を有する層が設けられている。これら電極の交差部分は画像点すなわち画素を形成している。これら電極には、駆動画素の液晶分子を適切な方向に配向させて駆動画素を見えるようにする電圧が印加される。
【０００３】
ディスプレイは益々大型化しているので、携帯分野に対するパッシブマトリックスＬＣＤの電力消費量の重要性は常に増大する。このようなパッシブマトリックスディスプレイはしばしば携帯装置に用いられるので、特に電力消費量を低くすることが重要である。待機モードの有効利用は、電力消費量を減少させるための適切な手段である。例えば、携帯電話では、必要でないすべての構成要素はこのような待機モード中に不動作状態にされる。この場合、ディスプレイも部分的な表示モードに切換えられる。
【０００４】
しかし、電力消費量に加えて、このようなＳＴＮＬＣディスプレイの光学性能も、前述した種類のディスプレイ装置を選択する上での明確な基準となる。この種類のＳＴＮＬＣディスプレイの場合、複数の行を同時に駆動すると共に符号化された画像情報を列に与えるアドレス技術を用いることが知られている。このＭＲＡ（Multiple Row Addressing：複数行のアドレス）技術によれば、電力消費量を低くすることと相俟って光学性能を極めて良好にしうる。
【０００５】
前記ＭＲＡ技術によれば、複数（Ｐ）の行を同時に駆動する。次に、直交関数の組が、同時に駆動されるＰ行に与えられる。対応の列を駆動する関数が、前記直交関数の組から計算規則に応じて計算される。列を駆動するこの関数を用いることによって電圧を複数の部分電圧値から選択し、この電圧を対応の列に印加して、対応の画素つまり画像点を、メモリから与えられたデータに応じて初期又は始動状態に切換える。
【０００６】
部分的な表示モードではディスプレイ全体が駆動されるものではない。このことは、情報を表示するためにディスプレイの部分領域のみを必要とするということを意味する。しかし、ＭＲＡ技術によりアドレスを行なう場合、同時に駆動する行数Ｐの最適値を、光学性能を最良にするように選択することが必要である。
【０００７】
Ｐ行を同時に駆動するのにはＰ＋１個の互いに異なる電圧が必要とされる。これらの電圧は、ディスプレイを駆動するためのドライバ回路内の複数の電圧ドライバ段によって発生される。ドライバ回路は、これが、同時に駆動すべき可能な最大数ＰMAX の行を駆動し、しかも、対応の個数の電圧ドライバ段を有するように構成されている。
【０００８】
このようなドライバ回路を用いる場合、電力を最適に節約するように回路を部分的な表示モードで制御することはできない。更に、このようなドライバ回路は、寸法が互いに異なる少数のディスプレイしか駆動できない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、同時に駆動すべきディスプレイの行数Ｐを種々のディスプレイ寸法に対して適切に選択できると共に電力消費量を減少させるディスプレイ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ドライバ回路と、複数の行Ｒ及び複数の列Ｃを有するディスプレイとを具えるディスプレイ装置であって、Ｐが、同時に駆動される行数を表わし、前記行Ｒ及び列Ｃは電圧値によって駆動でき、行電圧Ｆは最大の列電圧ＧMAX に等しく、同時に駆動される行数Ｐは、駆動すべき前記ディスプレイの寸法に応じて選択できるようになっており、前記ドライバ回路は複数の電圧ドライバ段（バッファ）を有し、これら電圧ドライバ段はそれぞれ対応する部分電圧値を発生し、これら部分電圧値は、同時に駆動されるＰ個の行に異なる時間で印加して前記ディスプレイを駆動するための一組の直交関数を形成する電圧であり、前記電圧ドライバ段は、前記ディスプレイの寸法から得られる同時に駆動すべき選択した行数Ｐに応じてスイッチオフして、前記ディスプレイを駆動するのに必要とする部分電圧値の総個数を、選択した行数Ｐに応じて変えうるようになっているディスプレイ装置によって前記の目的を達成する。
【００１１】
本発明は、部分的な表示モードにおいて同時に駆動される最適な行数Ｐが、ディスプレイ全体を駆動する場合よりも一般に少ないという考えに基づくものである。従って、ＭＲＡ技術が用いられる場合、２個の電圧レベル（電源電圧）ＶLCD 及びＶSSを含むＰ＋１個の互いに異なる部分電圧値が常に必要なので、部分的な表示モードにおいては、互いに異なる部分電圧値の個数をＰ＋１個よりも減少させる必要がある。
【００１２】
このＭＲＡ技術の場合、光学特性を最良とするためには、同時に選択される行数Ｐを最適に選択する必要がある。例えば、64個以上の行を有するＬＣＤの場合、光学特性が最良となると同時にＬＣＤ電源電圧が低下するようにするためには、同時に駆動される行数Ｐを８に選択する必要がある。
【００１３】
ＬＣＤのドライバ回路の複雑性を減少させ、同時にこのドライバ回路の電力消費量を減少させる第１の手段は、列及び行の駆動に用いる最大電圧を互いに等しくすることである。行電圧Ｆ及び−Ｆと、最大列電圧ＧMAX 及び最小列電圧−ＧMAX とがそれぞれ等しく選択される場合、Ｐ−１個の部分電圧のみが必要とされる。その結果として、ＬＣＤのために発生すべき部分電圧値の数が減少され、同時にＬＣＤのドライバ回路の複雑性及び電力消費量が減少される。その理由は、存在するすべての電圧ドライバ段をもはや駆動する必要がないからである。
しかし、部分的な表示モードは、列電圧と行電圧とを等しくするだけでは実現できない。
【００１４】
ＬＣＤの液晶は、マルチプレキシビリティｍと称する特性を有する。この特性は、最大何個の行が駆動できるかを示す。マルチプレキシビリティｍは、駆動しうるディスプレイの最大行数と少なくとも同じとなるように選択される。これにより、行数Ｐを選択する場合、行電圧Ｆ及び最大列電圧ＧMAX を、部分的な表示モードにおいて種々のディスプレイの寸法に対して同一の電圧レベルに設定しうる更なる自由度を与える。このことを達成するため、Ｐ及びｍを変えることができる。
【００１５】
本発明によれば、同時に駆動される行数Ｐを適切に形成することを提案する。これにより、ＬＣＤのドライバ回路を多くの様々な分野に用いうるようにする。これにより、ドライバ回路の複雑性及び電力消費量を同時に減少させる部分的な表示モードを実現できる。この場合、スイッチング装置を用いて、個々の部分電圧値を発生するのに必要な電圧ドライバ段を必要に応じスイッチオンさせる。従って、電力消費量が一般に、特に部分的な表示モードにおいて減少される。プロセッサは、ディスプレイが用いられている装置の動作モードに応じて信号を発生し、この信号によりディスプレイを部分的な表示モードに切換える。次に、ディスプレイ寸法及び動作モードに基づいて、行数Ｐを、電力消費量を最小にするように計算し、固定させる。この行数Ｐはスイッチング装置を制御するのに用いられる。スイッチング装置は、もはや必要でない電圧ドライバ段をスイッチオフしてこれらドライバ段が電力を消費しないようにする。例えば２行だけが同時に駆動される32個の行を有するＬＣＤの部分的な表示モードの場合、３個の電圧値だけが必要とされ、これら電圧値のうちの２個は電源電圧であり、その他の電圧は部分電圧である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明を、図面に示す実施例を参照して以下に詳細に説明する。
図１に、ドライバ回路１、ディスプレイ２及びマイクロコントローラ３を示す。ドライバ回路１は、画像データが記憶されるメモリ９を有する。このドライバ回路１は電圧発生ユニット４をも有する。行数Ｐに対する最適値が演算ユニット５で計算される。行数Ｐのこの最適値によって、電圧発生ユニット４のスイッチング装置10が制御される。電圧発生ユニット４で発生される部分電圧と、２個の電源電圧ＶLCD 及びＶSSとがスイッチ７に印加される。関数発生器６は、行数Ｐに応じて行に与えられる直交関数の集合を発生する。これら直交関数の集合も前記スイッチ７に与えられる。発生された部分電圧と直交関数とがスイッチ７で合成されて、その都度直交関数の１つの集合として同時に駆動すべきＰ行に与えられる。Ｐ−１個の部分電圧値及び２個の電源電圧ＶLCD 及びＶSSがスイッチ８にも与えられる。関数発生器６によって発生される直交関数の集合もスイッチ８に与えられる。スイッチ８では、列電圧ＧがＭＲＡ理論に基づいて、すなわち、直交関数の集合と、行数Ｐと、メモリ９から読み取られると共に列のＰ個の駆動行に対応する画像データとによって計算される。この列電圧はＰ−１個の部分電圧から選択される。
【００１７】
マイクロコントローラ３を、例えば携帯電話に組み入れることができる。この装置の動作状態に応じて、ディスプレイを駆動する必要がある表示モードが規定される。待機モード中に部分的な表示しか必要でなければ、最良な光学性能を呈する対応の行数Ｐの値を、メモリ（図示せず）内に記憶されているルックアップテーブルによって選択する。このＰの値を用いて、電圧発生ユニット４内の個々の電圧ドライバ段を、必要なだけスイッチオンさせる。これにより、４行を同時に駆動する必要がある場合、５個のみの互いに異なる部分電圧値を発生しうるようになるので、ディスプレイを駆動するための電力消費量は、Ｐ＝４に対して５個の部分電圧を用いるにもかかわらず９個の部分電圧を発生する場合よりも減少する。
【００１８】
表１に、種々の部分的な表示モードと表示のマルチプレキシビリティｍとに対する表示に必要な電源電圧を示す。ここで、Ｆ［Ｖ］は、ディスプレイの行を駆動する行電圧であって、ＧMAX ［Ｖ］は、ディスプレイの列を駆動する最大列電圧である。これらの電圧は双方共正及び負の値に向う傾向にある為、行電圧Ｆ及び最大列電圧ＧMAX のそれぞれの値を２倍にした値と一致する全電源電圧ＶLCD ［Ｖ］が表示に必要となる。
【表１】
0004230693.tif 000002
【００１９】
図２に、８個の行が同時に選択される場合のＭＲＡ方式に対する部分電圧レベルを示す。図２では、行電圧及び最大列電圧は、互いに異なる値で示してある。従ってこの場合、11個の互いに異なる電圧がＰ＝８及びＦ≠ＧMAX に対して必要とされる。行電圧（−Ｆ，ＶC ，Ｆ）及び列電圧（−ＧMAX ... ＶC ... ＧMAX ）は電圧レベルＶC を中心として等間隔に設定されている。一般に、列を駆動するためには、Ｐ＋１個の互いに異なる電圧値が必要とされる。行電圧Ｆ及び最大列電圧ＧMAX は式３及び４によって算出しうる。これらの式で電圧Ｖd 及びＶs はアルト・プレシコ（Alt＆Pleshko）法からの変数（文献“Scanning limitations of liquid crystal displays”,IEEE Trans.El.Dev.,Vol.Ed21,No.2,（1974年２月）第146〜155頁（Alt及びPleshko氏著））であって、以下の式１及び２によって算出される。
【数１】
0004230693.tif 000003
【００２０】
必要とされる互いに異なる電圧値の個数を減少させるためには、行電圧Ｆ及び最大列電圧ＧMAX を互いに等しくなるように選択する。図３に、８個の行が同時に駆動される場合の電圧発生ユニット４を示す。この場合、行電圧Ｆ及び最大列電圧ＧMAX は互いに等しくなるように選択されているので、Ｖ1 ＝Ｖ2 ＝ＶLCD 及びＶ10＝Ｖ11＝ＶSSとなり、この結果、９個の互いに異なる電圧レベルしか必要としない、すなわち、ＶLCD 及びＶSSを追加的に発生させる必要はないが、ＶLCD 及びＶSSはドライバ回路の一般電源に必要とされる。必ずしも最大列電圧を行電圧よりも低くする必要はないので、最大列電圧ＧMAX と行電圧Ｆとを等しくすることによって、電圧発生ユニットの複雑性を減少させる。スイッチング装置10は、最適値のＰに応じて電圧ドライバ段Ｖ3 〜Ｖ9 をスイッチオフするのを制御する。Ｐ＝８の場合、可能な７個の部分電圧がすべて電圧ドライバ段によって発生される。
【００２１】
図４に、同時に駆動される行数Ｐを４とする場合に、５個の電圧値ＶLCD ，Ｖ4 ，Ｖ6 ，Ｖ8 及びＶSSが発生されることを示す。スイッチオフされた電圧ドライバ段Ｖ3 ，Ｖ5 ，Ｖ7 及びＶ9 を破線で示す、すなわち、スイッチング装置10内のスイッチング手段は、必要とされない対応の電圧ドライバ段に対して開いている。
【００２２】
表２に、ディスプレイに与えられる種々のＰの値に対する部分電圧値を示す。
【表２】
0004230693.tif 000004
【００２３】
Ｐの値が８よりも少ない場合、対応の電圧ドライバ段がスイッチオフされる。電圧発生ユニット４は固定の部分電圧値のみを発生すればよいので、ドライバ回路の複雑性は減少される。
図５に、２行のみが同時に駆動されるディスプレイを駆動するのに発生される部分電圧値を示す。この場合、３個のみの互いに異なる電圧レベルが必要とされ、これら電圧レベルのうちの２つは２個の電源電圧レベルＶLCD 及びＶSSによってすでに与えられているので、部分電圧値として単にＶ6 のみを発生させればよい。
【００２４】
同時に駆動される行を適切に選択することによって、最良な光学性能をあらゆるディスプレイ寸法に対し選択でき、同時に電力消費量が減少される。又、電力消費量の減少を伴う部分的な表示モードに切換えることもできる。更に、ドライバ回路を多くの種々のディスプレイ寸法に用いることができ、この場合、ＬＣＤ液晶のマルチプレキシビリティに課された条件も減少される。
同時に駆動される行を適切に選択するためには、直交関数の互いに異なる集合をＰの種々の値に用いるという事実をも考慮する必要がある。
【００２５】
種々のＰの値に対しメモリアクセスを変更することによってドライバ回路の複雑性が増大するのを回避するために、メモリアクセスの手順を、いかなるＰの値にも依存しないように構成する必要がある。関数発生器は、スイッチ７及び８に与える直交関数の集合を種々のＰの値に対して互いに異ならせる。Ｐ＝８の場合、８個の直交関数が、メモリ（ＲＡＭ）９から読み取られる８個のデータビットと組み合わされる。従って、同時に駆動される行の駆動画素の状態を規定するＰ個のデータビットは、各列に対し１回のアクセスによって読み出される。
【００２６】
同時に駆動すべき行数Ｐが４に減少されると、５つのみの部分電圧値しか必要とされないので、４個の電圧ドライバ段はスイッチオフされ、装置全体の規模が縮小されてＬＣＤの電源電圧が減少される。
【００２７】
行に対する駆動手順を、同時に駆動すべき可能な行数Ｐすべてに対して同一に保つ。特に、メモリアクセスを同一に保つ。行に対する駆動手順は可能な最大数ＰMAX に対して構成され、このＰMAX の値に基づいた駆動手段が、これよりも低い値Ｐに対しても導き出される。従って、Ｐ＝８の場合（図６）、各列に対し８つの行のデータがメモリから読み取られ、このデータが８つの直交関数と組み合わせられ、これに応じて列が駆動される。これと同時に関連の８つの行が選択され、駆動される。Ｐ＝４の場合（図７）、Ｐ＝８の場合と同様に８つのデータビットが読み取られる。しかし、行の選択は２つのステップに分割される。第１ステップでは、同時に駆動しうる最大数の８つの行のうち最初の４つの行が駆動され、第２ステップでは、その他の４つの行が駆動される。第２ステップではメモリアクセスは必要とされない。Ｐ＝２の場合（図８）、８つの行の駆動が、４回のステップでそれぞれ２つの行ごとに分割される。この場合も８つのデータビットが１回の操作でメモリ９から読み取られる。このことによって、メモリアクセスを同一に保つという利点を得る。従って、メモリ９のアドレスはＰの選択に依存しないようになる。
【００２８】
しかし、行の駆動手順は、第１ブロックの第１行が、上から下へ書き込まれるディスプレイ上の第１行でもある図６〜８に示すように常に簡単であるとは限らない。この手順はより複雑にすることもできる。Ｐを最大数よりも少なくした場合の駆動を得る上述した機構は、ＴＣＰ（Tape Carrier Package）分野とＣＯＧ（Chip On Glass）分野との互換性、又はスクローリング、又はミラーリングのような近年の分野における種々の機能性に簡単に適応しうる。従って、関連の論理回路を節約でき、このシステムは様々なディスプレイチップに容易に適応しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるディスプレイ装置の回路線図を示す。
【図２】  Ｐ＝８のＭＲＡＬＣＤドライバ回路に対する部分電圧値を示す。
【図３】  Ｐ＝８のＬＣＤドライバ回路に対する部分電圧の発生方法を示す。
【図４】  Ｐ＝４に対する部分電圧の発生方法を示す。
【図５】  Ｐ＝２に対する部分電圧の発生方法を示す。
【図６】  Ｐ＝８に対する読み取り手順を示す。
【図７】  Ｐ＝４に対する読み取り手順を示す。
【図８】  Ｐ＝２に対する読み取り手順を示す。
【符号の説明】
１  ドライバ回路
２  ディスプレイ
３  マイクロコントローラ
４  電圧発生ユニット
５  演算ユニット
６  関数発生器
７，８  スイッチ
９  メモリ（ＲＡＭ）
１０  スイッチング装置
Ｆ  行電圧
ＧMAX  最大列電圧
ＶLCD ，ＶSS  電源電圧
【図１】
0004230693.tif 000005
【図２】
0004230693.tif 000006
【図３】
0004230693.tif 000007
【図４】
0004230693.tif 000008
【図５】
0004230693.tif 000009
【図６】
0004230693.tif 000010
【図７】
0004230693.tif 000011
【図８】
0004230693.tif 000012