JP2006171729A

JP2006171729A - 液晶ディスプレイ

Info

Publication number: JP2006171729A
Application number: JP2005348958A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sano; 景一佐野; Szu-Hsien Lee; 思賢李; Norio Oku; 規夫奥
Original assignee: Toppoly Optoelectronics Corp
Current assignee: TPO Displays Corp
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2005-12-02
Publication date: 2006-06-29
Also published as: CN1819005A; TWI307871B; US20060119557A1; EP1667104A3; CN100590700C; TW200620201A; EP1667104A2

Abstract

【課題】液晶ディスプレイを提供する。
【解決手段】データライン上の極性を変化させることによりもたらされる電力消費の減少が可能なディスプレイと駆動方法で、ディスプレイにおいて、画素アレイは、複数のデータラインと、それぞれが、赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセルを含む複数の画素、を含む。ソース出力回路は、操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号と、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する。スイッチングアレイ回路は、少なくとも三つの選択ラインからなり、第一の組のソース出力信号と第二の組のソース出力信号を、二つの近接する画素のサブピクセルの少なくともどれかと電気的に接続する。
【選択図】図３Ａ

Description

本発明は、液晶ディスプレイに関するものであって、特に、低電力システムと液晶ディスプレイの駆動方法に関するものである。

今日、液晶ディスプレイ（LCD）は、計算機、時計、カラーテレビ、コンピュータ用モニター、その他の電子装置に用いられている。アクティブマトリクスLCDは、一種のLCDとして知られている。公知のアクティブマトリクスLCDにおいて、各ピクチャエレメント（或いは、画素）は、薄膜トランジスタ（TFT）と、一つ、或いは、それ以上のコンデンサのマトリクスを用いてアドレスされる。画素が配列され、複数のロー（行）とカラム（列）を有するアレイに配線される。例えば、SVGAディスプレイは、２４００×６００画素のマトリクスである。

特殊な画素をアドレスするため、適切な行が“オン”（即ち、電圧が充電される）になり、その後、電圧は、正確な列に伝送される。列を挿入する他の行がオフになるので、特定の画素のTFTとコンデンサだけが指令を受ける。印加電圧に対応して、画素の液晶セルが、その極性を変化させ、これにより、画素から反射する、或いは、画素を通過する光の量が変化する。この工程は、その後、LCDまで、行ごとに繰り返される。

画素の液晶セルにおいて、印加給電圧の大きさが、画素から反射、或いは、画素を通過する光の量を決定する。液晶材料の本質により、液晶セルを通過する印加電圧の極性は、交互でなければならない。よって、画像を表示するLCDに対し、液晶セルの電圧極性は、画像の交互のフレーム上で反転（或いは、逆転）する。この工程は反転として知られている。

残念ながら、LCD全体の極性が、交互のフレーム上の同極性により反転した場合、LCDは、好ましくないレベルで“フリッカー”が出現する。よって、公知の多くのLCDは、例えば、ライン反転、ドット反転等、様々な形式の反転を用いなければならない。ライン反転は、LCD交互の列と行が、交互のフレーム上（例えば、ライン状）で反転するものである。ドット反転は、各行と列の交互の画素が、交互のフレーム上（例えば、格子状）で反転するものである。二つの反転技術で、ドット反転が、好ましい品質のディスプレイを製造すると見られている。

しかし、特に、ドット反転は、LCDの消費電力を増加させる。これは、データラインが容量性負荷（また、ストレージキャパシタを有する）として機能するため、電圧が極性を変化させる時、電力を消耗するからである。LCDは、動力源となるバッテリーや、低電力装置に用いられ、多くのLCDは、電力消費にとって最適な駆動方法を用いる。例えば、多くのLCDは、ドット反転よりライン反転を用いる。

よって、電力消費に最適なLCDの駆動方法とシステムを提供することが望まれ、また、電力消費に最適なライン反転、或いは、ドット反転によるLCDの駆動方法とシステムを提供することが望まれる。

本発明は、電力消費に最適なLCDの駆動方法とシステムを提供することを目的とする。

ディスプレイの具体例が提供され、画素アレイは、複数のデータラインと、それぞれが、赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセルを含む複数の画素、を含む。ソース出力回路は、操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号と、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する。スイッチングアレイ回路は、少なくとも三つの選択ラインからなり、第一の組のソース出力信号と第二の組のソース出力信号を、二つの近接する画素のサブピクセルの少なくともどれかと電気的に接続する。

本発明のもう一つの具体例によると、画素アレイは、複数のデータラインと、それぞれ、赤画素トランジスタ、緑画素トランジスタ、青画素トランジスタ、を含む複数の画素、を含む。ソース出力回路は、操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号を提供する。スイッチングアレイ回路は、少なくとも三つの選択ラインからなり、ソース出力回路を、画素アレイの画素中のトランジスタの少なくともどれかと電気的に接続し、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号は、少なくとも二つの近接する画素中のトランジスタの少なくともどれかと接続する。

本発明は、ディスプレイの駆動方法を提供し、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号と、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する工程と、第一の組のソース出力信号と第二の組のソース出力信号を、二つの近接する画素のサブピクセルに電気的に接続する工程、を含む。

本発明により、低電力システムと液晶ディスプレイの駆動方法が提供される。

本発明の具体例は、液晶ディスプレイ（LCD）の低周波数駆動方法とシステムに関係するものである。特に、本発明の具体例は、LCDアレイ、ソース出力回路、及び、スイッチングアレイ回路、を含む。LCDアレイは、それぞれ、赤画素トランジスタ、緑画素トランジスタ、青画素トランジスタを含む複数の画素を含む。ソース出力回路は、操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号と、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する。スイッチングアレイ回路は、ソース出力回路からの同極性の一の組のソース出力信号と、出力ピンによるLCDアレイの選択データラインの間を、電気的に接続する。具体例において、ソース出力信号とデータラインの極性は、スイッチングアレイ回路の形状と操作に基づいて、フレームのスキャン期間中、同じに維持される。その結果、ソース出力信号上の極性を切り換える周波数が減少するので、LCDの電力消費が減少する。他の具体例において、画素トランジスタは交互に配置され、つまり、画素トランジスタのアクティブ領域は、データラインの両側で交互に配置される。同一のスイッチングアレイ回路とソース出力回路を用い、ソース出力信号は、各フレームで変化する。その結果、列反転駆動は、低電力消費で実行される。

図１は、本発明の具体例によるシステム１００を示す図である。図で示されるように、システム１００は、LCDパネル１０２、電源１０４、Vcom増幅器１０６、バックライトドライバ１０８、行ドライバ１１０、列ドライバ１１２、タイミングコントローラー１１４、を含む。当業者なら、図１は、システム１００の汎用の略図を示し、他の素子が加えられたり、存在する素子を除去したり、修正できることが分かる。図１で示される素子は、以下で詳述される。

LCDパネル１０２は、行（或いは、スキャンライン）と列（或いは、データライン）に配列された画素アレイを含む。具体例において、LCDパネル１０２は、並列に配置された一対の透明ガラス基板で、ナローギャップを定義し、液晶材料により充填される。液晶材料は、画素の液晶セルに配置される。

具体例において、LCDパネル１０２は、アクティブマトリクスLCDとして実行される。LCDパネル１０２の画素は、一つの透明ガラス基板の内側表面上にマトリクスに配置される複数の画素電極と、二つの透明ガラス基板のもう一つの内側表面上に配置されたコモン電極と繋がっている。

ビデオ信号のイメージは、画素の電極ペアに供給される電圧に基づいて、光透過率を制御することにより、LCDパネル１０２で表示される。特に、アクティブマトリクスLCDで、LCDパネル１０２は、画素マトリクスに配列される薄膜トランジスタ（TFT）を含む。TFT（図示しない）は、画素の液晶セルに電圧を供給するスイッチとして機能する。LCDパネル１０２は、図２で詳述される。

色を生成するために、LCDパネル１０２は、赤、緑、青の構成要素の色であるサブピクセルを有する画素を含む。例えば、LCDパネル１０２の画素は、赤、緑、青のフィルター処理したサブピクセルを含む。これらのカラーフィルターは、LCDパネル１０２のガラス基板の一つの整合される。LCDパネル１０２のサブピクセルは、それぞれ、TFTにより制御され、色の強度と陰影を制御する。よって、LCDパネル１０２は、これらの色つきのサブピクセルの比率を調整することにより、多くの色を生成することができる。

電源１０４は、システム１００の素子に電力を供給する。例えば、図１で示されるように、電源１０４は、電力をVcom増幅器１０６、行ドライバ１１０、及び、列ドライバ１１２に供給する。電源１０４は、公知の素子により実行される。

Vcom増幅器１０６は、LCDパネル１０２内の画素に、安定した参考電圧を提供する。Vcomとデータライン間の電圧差は、LCDパネル１０２内の画素の明るさを決定する。具体例において、Vcom増幅器１０６は、一定のDC電圧をVcomに提供する。例えば、Vcom増幅器１０６は、およそ４ボルトのDC電圧を提供するように設定される。DC Vcomの長所の一つは、Vcom増幅器１０６により消耗される電力が少ないことで、LCDパネル１０２の画素は、充電の状態で、劇的な変化を受けないからである。具体例において、Vcom増幅器１０６は、ビデオ信号のフレーム間、同じ極性で出力Vcomを維持する。図６Bは、LCDパネル１０２の操作を示す電圧図である。

バックライトドライバ１０８は、LCDパネル１０２から反射、或いは、発射する光を制御、及び、発光する。

行ドライバ１１０は、電源１０４からの電力（或いは、電圧）を提供し、LCDパネル１０２の選択行に送る。具体例において、行ドライバ１１０は、ビデオ信号のフレーム間、上から下に、LCDパネル１０２から行をスキャンするように設定されている。行ドライバ１１０は、公知の素子、例えば、集積回路、或いは、特定用途向け集積回路（ASIC）等の公知の素子により実行される。

列ドライバ１１２は、ビデオ信号のフレームを、ソース出力電圧に転換し、行ドライバ１１０により選択された目下の画素の行に渡って供給される。更に、列ドライバ１１２は、ビデオ信号の交互のフレームで、LCDパネル１０２の画素の極性の反転を実行するよう設定される。例えば、列ドライバ１１２は、LCDパネル１０２の画素の列反転、或いは、ドット反転を実行するよう設定される。

列ドライバ１１２は、ソース出力回路とスイッチングアレイ回路から構成される。ソース出力回路は、スキャン期間、或いは、フレームなどの操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号と、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する。スイッチングアレイ回路は、少なくとも三つの選択ラインからなり、第一の組のソース出力信号と第二の組のソース出力信号を、二つの近接する画素のサブピクセルの少なくともどれかとを電気的に接続する。スイッチングアレイ回路による接続なので、ソース出力信号とデータラインの極性は、少なくとも一つのスキャン期間、或いは、少なくとも一つのフレームで維持される。その結果、ソース出力信号上の極性を切り換える周波数が低いので、電力消費が減少する。

その他の具体例において、画素トランジスタは、交互に配置され、つまり、画素トランジスタのアクティブ領域は、データラインの両側に交互に配置される。同じスイッチングアレイ回路とソース出力回路を用いると、ソース出力信号は、各フレームで変化する。その結果、データラインを駆動する列反転が実現し、アクティブ領域を駆動するドット反転が実現する。タイミングコントローラー１１４は、行ドライバ１１０と列ドライバ１１２のタイミングを制御する。例えば、ビデオ信号のフレームで、タイミングコントローラー１１４は、ロードライバ１１０と列ドライバ１１２をリセットして、LCDパネル１０２の頂部で開始し、一度に一行を、LCDパネルの底部までスキャンする。タイミングコントローラー１１４は、公知の素子、例えば、集積回路、ASICにより実行される。本発明の具体例において、タイミングコントローラー１１４は、例えば、制御信号CKH１〜CKH３とSWを、列ドライバ１１２に提供し、制御する。

図２は、本発明の具体例によるLCDパネル１０２を示す図である。図で示されるように、LCDパネル１０２は、複数の画素２００を含む。例中、画素２００は、更に、赤、緑、青サブピクセルである複数のサブピクセルを含む。サブピクセル２０２は、液晶セルと、TFT２０４により、LCDパネル１０２のマトリクスに接続されるストレージキャパシタ（図示しない）により構成される。

LCDパネル１０２のマトリクスは、スキャンライン２０６、データライン２０８、コモン電極ライン２１０、を含む。スキャンライン２０６は、行ドライバ１１０により制御され、データライン２０８は、列ドライバ１１２により制御される。更に、コモン電極ライン２１０は、Vcom増幅器１０６により制御される。各画素２００中、スキャンライン２０６は、TFT２０４のゲート端に結合される。データライン２０８は、TFT２０４のソース端に結合される。

操作の間、行ドライバ１１０は、スキャンライン２０６の一つに電源を供給し、約１５ボルトの電圧（或いは、電力）を、TFT204のゲートに提供する。それに応じて、TFT２０４のチャンネルは開き、即ち、スイッチオンになる。列ドライバ１１２は、約０〜８ボルトの信号電圧（或いは、電力）を、データライン２０８により、現在行の適当なサブピクセル２０２に提供する。この信号電圧はその後、スイッチオンであるTFT２０４を経て、サブピクセル２０２の液晶セルに適用される。TFT２０４のアレイの電気的要求のために、当然のことながら、幅が変化する。サブピクセル２０２により提供される輝度は、データライン２０８を経る電圧とコモン電極電圧Vcom間の差により決定される。更に、上述で述べた等に、液晶セルへのダメージを回避するため、サブピクセルの極性は、フレームからフレームに反転する。システム１００は、列反転やドット反転等、様々な形式の反転が用いられる。

図３Aは、本発明の具体例による列ドライバを示す図である。図４Aは、図３Aの電圧―タイミング図である。例で示されるように、列ドライバ１１２は、LCDパネル１０２に結合され、ソース出力回路３００とスイッチングアレイ回路３０２を含む。便利性の目的のために、LCD１０２の一部だけが示される。特に、LCDパネル１０２の行M、M＋１等は、図３Aで示される。しかし、当業者なら分かるように、LCDパネル１０２は、様々な排列の画素のかなり多数の列と行を含む。例えば、LCDパネル１０２の画素の交互配置は、図３Cで示され、以下で説明される。

具体例において、ソース出力回路３００は、ドット反転スイッチ、列反転スイッチ、或いは、フレーム反転スイッチとなるASICに基づいて実行される。スイッチングアレイ回路３０２は、ビデオ信号からのデータを受信し（例えば、タイミングコントローラー１１４から）、このデータを、LCDパネル１０２に供給する一組の電圧に伝送する。具体例において、ソース出力電圧は、０．５〜３．５Vである。ソース出力回路３０２は、ASIC、或いは、スイッチ装置のアレイ、或いは、集積回路、或いは、それらの組み合わせとして実行される。

スイッチングアレイ回路３０２は、スキャンラインが駆動時（低くても、高くても）、第一出力ピンにより、一連の肯定極性のソース出力信号を、第一組データラインに接続し、第二出力ピンにより、一連の否定極性のソース出力信号を、第二組データラインに接続し、次のスキャンラインが駆動時、第一出力ピンにより、一連の否定極性のソース出力信号を、第一組データラインに接続し、一連の肯定極性のソース出力信号を、第二出力ピンにより第二組データラインに接続する。

特に、スイッチングアレイ回路は、少なくとも三つの選択ラインを有する。よって、スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが選択された行Mの制御信号CKH１に従って駆動する時（低電圧駆動でも、高電圧駆動でも）、出力ピンT１により、肯定極性のソース出力信号R1D₁を、赤のサブピクセルR₁のデータライン２０８＿１と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが制御信号CKH１に従って駆動する時、出力ピンT２により、否定極性のソース出力信号R２D₁を、赤のサブピクセルR₂のデータライン２０８＿４と接続する。

同様に、選択された行Mで、スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、出力ピンT１により、肯定極性のソース出力信号G2D₁を、青のサブピクセルG₂のデータライン２０８＿５と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、出力ピンT２により、否定極性のソース出力信号G1D₁を、赤のサブピクセルG₁のデータライン２０８＿２と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、出力ピンT１により、肯定極性のソース出力信号B1D₁を、青のサブピクセルB₁のデータライン２０８＿３と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、否定極性のソース出力信号B２D₁を、出力ピンT２により、青のサブピクセルB₂のデータライン２０８＿６と接続する。即ち、スイッチングアレイ回路３０２は、選択行M中に、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。

選択行M＋１で、制御信号SWのために、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の否定極性のソース出力信号を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT2により、一連の肯定極性のソース出力信号を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。

特に、スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが制御信号CKH１に従って駆動する時、出力ピンT１により、否定極性のソース出力信号R1D₂を、赤のサブピクセルR₁のデータライン２０８＿１と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが制御信号CKH１に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号R２D₂を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルR₂のデータライン２０８＿４と接続する。

同様に、選択行M＋１で、スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、否定極性のソース出力信号G2D₂を、出力ピンT１により、青のサブピクセルG₂のデータライン２０８＿５と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号G1D₂を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルG₁のデータライン２０８＿２と接続する。

スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、否定極性のソース出力信号B1D₂を、出力ピンT１により、青のサブピクセルB₁のデータライン２０８＿３と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号B２D₂を、出力ピンT２により、青のサブピクセルB₂のデータライン２０８＿６と接続する。よって、ドット反転駆動が達成され、データラインの極性は、スキャン期間中、維持される。

選択行M＋２で、制御信号SWのために、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。

特に、スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが制御信号CKH１に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号R1D₃を、出力ピンT１により、赤のサブピクセルR₁のデータライン２０８＿１と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、肯定極性のソース出力信号R２D₃を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルR₂のデータライン２０８＿４と接続する。

同様に、選択行M＋２で、スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号G2D₃を、出力ピンT１により、青のサブピクセルG₂のデータライン２０８＿５と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、肯定極性のソース出力信号G1D₃を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルG₁のデータライン２０８＿２と接続する。スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、否定極性のソース出力信号B1D₃を、出力ピンT１により、青のサブピクセルB₁のデータライン２０８＿３と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、更に、肯定極性のソース出力信号B２D₃を、出力ピンT２により、青のサブピクセルB₂のデータライン２０８＿６と接続する。

図４Aで示されるように、出力ピンT１上の極性が各スキャン期間で切り換わり、データライン２０８＿１、２０８＿３、及び、２０８＿５上の極性は、各画素ではなく、各スキャン期間で切り換わる。出力ピンT２とデータライン２０８＿２、２０８＿４、及び、２０８＿６は、出力ピンT１とデータライン２０８＿１、２０８＿３、及び、２０８＿５と同様で、図を簡潔にするため、図４Aで示されない。データライン上の極性を切り換える周波数が減少するにつれて、LCDの電力消費も減少する。本発明において、出力ピンT１からのソース出力信号は、一画素ではなく、二つの近接する画素のサブピクセルに、順に転送される。

図３Bは、本発明の具体例によるもう一つの列ドライバを示す図である。図４Bは、図３Bの電圧―タイミング図である。図で示されるように、出力回路３００は、LCDパネル１０２の少なくとも一つのフレームに、出力ピンT１により、正のソース出力信号を、出力ピンT２により、負のソース出力信号を提供する。

例えば、スイッチングアレイ回路３０２は、現行のフレームで、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、画素R₁、B₂、及び、G₁に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号を、画素R₂、B₁、and G₂に接続する。特に、スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが選択行Mの制御信号CKH１に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号R1D₁を、出力ピンT１により、赤のサブピクセルR₁のデータライン２０８＿１と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、否定極性のソース出力信号R２D₁を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルR₂のデータライン２０８＿４と接続する。

同様に、選択行Mで、スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号G2D₁を、出力ピンT１により、青のサブピクセルG₂のデータライン２０８＿５と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、否定極性のソース出力信号G1D₁を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルG₁のデータライン２０８＿２と接続する。

スイッチングアレイ回路３０２は、更に、第三選択ラインが制御信号CKH３に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号B1D₁を、出力ピンT１により、青のサブピクセルB₁のデータライン２０８＿３と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、更に、否定極性のソース出力信号B２D₁を、出力ピンT２により、青のサブピクセルB₂のデータライン２０８＿６と接続する。即ち、スイッチングアレイ回路３０２は、選択行M中に、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。

同様に、選択行M＋１で、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号B0D₂、R2D₂、及び、 G1D₂を、画素B₀、 R₂、及び、G₁に順に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号B1D₂、1D₂ 、及び、G2D₂を、画素B₁、 R₁、及び、G₂に順に接続する。

次のフレーム間（フレーム２）、制御信号SWのために、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の否定極性のソース出力信号を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT2により、一連の肯定極性のソース出力信号を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。操作は、前のフレームと同様なので、省略する。これにより、列（ライン）反転駆動が達成され、データラインの極性は、フレーム期間維持される。

図４Bで示されるように、出力ピンT１とT２の極性は、フレーム期間維持され、各フレームを交互にし、データライン２０８＿１〜２０８＿６上の極性も、各フレームで切り換わる。データラインの極性を切り換える周波数が更に減少すると、LCDの消費電力も減少する。

図３Cは、本発明の具体例によるもう一つの列ドライバを示す図である。図４Cは、図３Cの電圧―タイミング図である。例で示されるように、列ドライバ１１２は、LCDパネル１０２に結合され、ソース出力回路３００とスイッチングアレイ回路３０２を含む。図３Cにおいて、LCDパネル１０２は、図３Bで示されるサブピクセルと異なる配置である。特に、行MのLCDパネル１０２のサブピクセルは、行M＋１等のサブピクセルの異なる組のデータラインに接続される。よって、列ドライバ１１２は、図３Bで示されるように、スイッチングアレイ回路３０２とソース出力回路３００を含む。

例えば、スイッチングアレイ回路３０２は、現行のフレームで、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿１、２０８＿５、及び、２０８＿３（対応するサブピクセルと同様）に順に接続し、出力ピンT２により、一連の否定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿２、２０８＿４、及び、２０８＿６（対応するサブピクセルと同様）に順に接続する。特に、スイッチングアレイ回路３０２は、第一選択ラインが選択された行Mの制御信号CKH１に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号R1D₁を、出力ピンT１により、赤のサブピクセルR₁のデータライン２０８＿１と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、否定極性のソース出力信号R２D₁を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルR₂のデータライン２０８＿４と接続する。

同様に、選択された行Mで、スイッチングアレイ回路３０２は、第二選択ラインが制御信号CKH２に従って駆動する時、肯定極性のソース出力信号G2D₁を、出力ピンT１により、青のサブピクセルG₂のデータライン２０８＿５と接続する。その一方、スイッチングアレイ回路３０２は、否定極性のソース出力信号G1D₁を、出力ピンT２により、赤のサブピクセルG₁のデータライン２０８＿２と接続する。

同様に、選択行M＋１で、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号B0D₂、R2D₂、及び、G1D₂を、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT2により、一連の否定極性のソース出力信号B1D₂、R1D₂、及び、G2D₂を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。

選択行M＋２で、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号R1D₃、G2D₃ 、及び、B1D₃（図示しない）、画素R₁、 B₂、及び、 G₁に順に接続し、出力ピンT2により、一連の否定極性のソース出力信号R2D₃、G1D₃ 及びB2D₃を、R₂、 B₁、及び、 G₂に順に接続する。即ち、スイッチングアレイ回路３０２は、フレーム中に、出力ピンT１により、一連の肯定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿１、２０８＿５、及び、２０８＿３（対応するサブピクセルと同様）に順に接続し、出力ピンT2により、一連の否定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿４、２０８＿２、及び、２０８＿６（対応するサブピクセル）に順に接続する。

次のフレーム間（フレーム２）、制御信号SWのために、スイッチングアレイ回路３０２は、出力ピンT１により、一連の否定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿１、２０８＿５、及び、２０８＿３（対応するサブピクセルと同様）に順に接続し、出力ピンT2により、一連の肯定極性のソース出力信号を、データライン２０８＿４、２０８＿２、及び、２０８＿６（対応するサブピクセル）に順に接続する。操作は、前のフレームと同様なので、省略する。これにより、ドット反転駆動が達成され、データラインの極性は、フレーム期間維持される。

図４Cで示されるように、出力ピンT１とT２の極性は、フレーム期間維持され、各フレームを交互にし、データライン２０８＿１〜２０８＿６上の極性も、各フレームで切り換わる。データラインの極性を切り換える周波数が更に減少すると、LCDの消費電力も減少する。

本発明の具体例の様々な特徴は、図５、及び、図６A、図６Bを参照する。図５は、公知のシステムの電圧―タイミング図である。特に、行NとN＋１のディスプレイに関連する操作は、図５の公知のLCDで示される。図５で示されるように、行NとN＋１は、それらのスキャンラインにより、電圧パルスを提供することにより選択される。

ビデオデータは、LCDに送られる。例えば、システム１００中、ビデオ入力は、タイミングコントローラー１１４から列ドライバ１１２に送られる。列ドライバ１１２は、ロジックと、ビデオデータを特定の電圧信号に変える、例えば、LCDパネル１０２に送られるソース出力電圧などの他の回路を有する。図５で示されるように、これらの電圧信号は、LCDパネル１０２の特定のデータライン（列）に送られる電圧パルスの形式である。

公知のLCDにおいて、ソース出力電圧とVcomは、一般に、１８０度位相がずれるAC、或いは、方形波信号である。本発明の具体例は、安定性電圧、或いは、DC Vcom電圧を用いる。その結果、スイッチングアレイ回路上の電力消費は、フレーム、或いは、スキャン期間中の極性を切り換える必要がないので減少する。更に、図３Cで示されるように、画素TFT排列を用いると、ソース出力信号、データライン、及び、スイッチングアレイ回路は、単一のフレームで、同じ極性であるので、ドット反転方法により、電力消費を減少させることができる。

公知と本発明のLCDのデータライン電圧は異なる。便宜上、データライン電圧は、Vcom電圧を被覆して示されている。特に、図５で示されるように、公知のLCDのデータライン電圧は、LCDパネル１０２の画素かサブピクセルの荷電状態を大きく変化させる。その結果、電力消費は、LCDパネル１０２の容量性負荷（液晶セルかストレージキャパシタから）を充電する電力が減少するので、本発明の具体例で減少する。例えば、本発明の具体例は、電力消費が０．１〜０．２ｍＷの幅で維持され、２．２QVGA、６０HzのノーマルモードLCＤに応用される時、総電力消費は、１３から８ｍＷに減少する。

更に、本発明の原理を説明するため、図６Aと図６Bのビデオ信号の構成に関する電圧―タイミング図を提供する。Vsync信号（タイミングコントローラー１１４により提供される）は、周期的パルスを含み、新しいフレームの開始を示す。それに対応して、行ドライバ１１０と列ドライバ１１２は、それらの操作をリセットし、LCDパネル１０２の最上行で開始する。

図６Aは、公知のLCDの信号を示す図である。図６Aで示されるように、コモン電圧Vcomとソース出力信号は、AC電圧で、大体１０kHzで振動する。更に、Vcomは、ソース出力信号と約１８０度位相がずれる。その結果、LCDパネル１０２に存在する液晶セルやストレージキャパシタ等の容量性負荷を充電するために、公知のLCDにより、追加電力が消耗される。図６Bと対照的に、Vcom信号はDC電圧で、ソース出力電圧は、低周波数で変化する。つまり、本発明の具体例において、LCDパネル１０２は、ソース出力電圧の極性上の低スイッチ周波数、公知のLCDに関連する狭い電圧幅下で駆動され、特に、ドット反転が用いられる。LCDパネル１０２に関連する容量性負荷のために、本発明の具体例で用いられる列反転駆動、及び、ドット反転駆動は、電力消費を減少させることができる。例えば、本発明の具体例中の、２．２QVGA、６０Hz、ブラックパターンは、以下のデータが得られ、表１で示される。

本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができ、従って本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。

本発明の具体例によるシステムを示す図である。本発明の具体例によるLCDパネルを示す図である。本発明の具体例による列ドライバを示す図である。本発明の具体例によるもう一つの列ドライバを示す図である。本発明の具体例によるもう一つの列ドライバを示す図である。本発明の具体例による図３Aの具体例の電圧―タイミング図である。本発明の具体例による図３Bの具体例の電圧―タイミング図である。本発明の具体例による図３Cの具体例の電圧―タイミング図である。公知のシステムの電圧―タイミング図である。公知のシステムの電圧―タイミング図と本発明の具体例によるシステムを示す図である。公知のシステムの電圧―タイミング図と本発明の具体例によるシステムを示す図である。

符号の説明

１００…システム
１０２…LCDパネル
１０４…電源
１０６…Vom増幅器
１０８…バックライトドライバ
１１０…行ドライバ
１１２…列ドライバ
１１４…タイミングコントローラー
２００…画素
２０２…サブピクセル
２０４…TFT
２０６…スキャンライン
２０８…データライン
２１０…コモンライン
３００…ソース出力回路
３０２…スイッチングアレイ回路

Claims

ディスプレイであって、
複数のデータラインと、それぞれが、赤画素トランジスタR_N、緑画素トランジスタG_N、青画素トランジスタB_N、を含む複数の画素P_Nを含む画素アレイと、
操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号を提供するソース出力回路と、
少なくとも三つの選択ラインからなり、前記ソース出力回路を、画素アレイの画素中のトランジスタの少なくともどれかと電気的に接続し、前記第一出力ピンにより、前記第一極性を有する一の組のソース出力信号は、二つの近接する画素のトランジスタの少なくともどれかと接続するスイッチングアレイ回路、を含むことを特徴とするディスプレイ。
前記ソース出力回路は、更に、第二出力ピンにより、第二極性を有する第二の組のソース出力信号を提供することを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ。
前記操作期間は、スキャン期間を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ。
前記操作期間は、フレーム期間を含むことを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍで起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、前記第一の組のソース出力信号を、赤画素トランジスタR_N の第一データライン、緑の画素トランジスタG_N+1 の第二データライン、青画素トランジスタの第三データラインB_Nに順に接続することを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、第一の組のソース出力信号と、第二の組のソース出力信号を、順に、前記画素アレイのデータラインの少なくともどれかと接続することを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍで起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、第一の組のソース出力信号を、赤画素トランジスタR_Nの第一データライン、緑画素トランジスタ G_N+1 の第二データライン、青画素トランジスタB_N の第三データラインに、順に接続し、第二の組のソース出力信号を、赤画素トランジスタR_N+1 の第四データライン、緑画素トランジスタG_N の第五データライン、青画素トランジスタB_N+1の第六データラインに、順に接続することを特徴とする請求項３に記載のディスプレイ。
前記ソース出力回路は、更に、次の操作期間で、前記第一出力ピンにより、前記第二極性を有する第三の組のソース出力信号を提供することを特徴とする請求項７に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍ＋１で起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、選択行Ｍ＋１で、前記第二極性を有する前記第三の組のソース出力信号を、前記第一データライン、第二データライン、及び、第三データラインに順に接続することを特徴とする請求項８に記載のディスプレイ。
前記ソース出力回路は、更に、次の操作期間で、前記第二出力ピンにより、前記第一極性を有する第四の組のソース出力信号を提供することを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍ＋１で起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、前記第一極性を有する前記第四の組のソース出力信号を、前記第四データライン、前記第五データライン、前記第六データラインに順に接続することを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイ。
ディスプレイであって、
複数のデータラインと、それぞれが、赤サブピクセル、緑サブピクセル、青サブピクセル、を含む複数の画素とを含む画素アレイと、
操作期間中、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供するソース出力回路と、
少なくとも三つの選択ラインからなり、前記ソース出力回路を、二つの近接するサブピクセルの少なくともどれかと接続するスイッチングアレイ回路、を含むことを特徴とするディスプレイ。
前記操作期間は、スキャン期間を含むことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ。
前記操作期間は、フレーム期間を含むことを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインそれぞれが起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、前記第一の組のソース出力信号と前記第二の組のソース出力信号を、前記近接する画素に対応する前記データラインに順に接続することを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍで起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、第一極性の第一の組のソース出力信号を、赤サブピクセルの第一データライン、緑サブピクセルの第二データライン、青サブピクセルの第三データラインに、順に接続し、第二の組のソース出力信号を、赤サブピクセルの第四データライン、緑サブピクセルの第五データライン、青サブピクセルの第六データラインに、順に接続することを特徴とする請求項１２に記載のディスプレイ。
前記ソース出力回路は、更に、次の操作期間で、前記第一出力ピンにより、前記第二極性を有する第三の組のソース出力信号と、前記第二出力ポンにより、前記第一極性を有する第四の組のソース出力信号を提供することを特徴とする請求項１６に記載のディスプレイ。
前記三つの選択ラインが、それぞれ選択行Ｍ＋１で起動する時、前記スイッチングアレイ回路は、前記第二極性の前記第三の組のソース出力信号を、前記第一、第二、及び、第三データラインに順に接続し、前記第一極性の前記第四の組のソース出力信号を、前記第一画素の赤サブピクセルの第四データライン、前記第二画素の緑サブピクセルの第五データライン、前記第一画素の青サブピクセルの第六データラインに順に接続することを特徴とする請求項１７に記載のディスプレイ。
駆動方法であって、
操作期間で、第一出力ピンにより、第一極性の第一の組のソース出力信号を提供し、第二出力ピンにより、第二極性の第二の組のソース出力信号を提供する工程と、
前記第一の組のソース出力信号と前記第二の組のソース出力信号を、画素アレイの二つの近接する画素のサブピクセルに電気的に接続する工程、
を含む特徴とする駆動方法。
更に、次の操作期間、前記第一出力ピンにより、前記第二極性の第三の組のソース出力信号と、前記第二出力ピンにより、前記第一極性の第四の組のソース出力信号とを提供する工程、を含むことを特徴とする請求項１９に記載の駆動方法。