显示控制驱动装置和显示系统的制作方法

专利名称：显示控制驱动装置和显示系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及实际用于驱动液晶屏以便在液晶屏上显示数据的液 晶显示控制驱动装置和用半导体集成电路实现的液晶显示控制驱动装 置发送驱动信号的输出方法。本发明涉及实际用于驱动低温多晶硅 (LTPS )液晶屏的液晶显示控制驱动装置和包括液晶显示控制驱动装 置的液晶显示系统的技术。
背景技术：
近几年来，通常用二维排列成矩阵形式的多个显示像素位置 (pixel location)的点阵式液晶屏作为包括蜂窝移动电话机和个人 数字助理在内的便携式电子设备的显示器。在这种设备内采用了一个 用半导体集成电路实现和设计成可以控制液晶屏上显示的显示控制装置(液晶控制器)和一个驱动液晶屏的驱动器，或者一个带有内置驱动 器的显示控制驱动装置(液晶控制驱动器)。液晶屏分为用非晶硅制造的和称为低温多晶硅(LTPS )液晶屏 的用低温多晶硅制造的。由于液晶屏包括一个玻璃基板，因此制造过 程没有包括高温处理。LTPS液晶屏用激光退火之类使非晶硅变成的多 晶硅制造。与用非晶硅相比，用多晶硅具有晶体管可以快速动作的优 点。发明内容适合于便携式电子设备的许多型式的传统液晶屏设计成显示单 色的静止图像。然而，随着便携式电子设备的性能的完善，近几年来 在显示区域显示的内容已经多样化。能显示彩色图像或显示动画这类 的液晶屏已经成为可获得的。顺便说一下，彩色液晶屏具有与红、绿、蓝三基色关联的像素 位置。在每个像素位置配置了一个像素电极和一个用薄膜晶体管(TET )形成的用来对像素电极充放电的开关元件。在同一行上的各 像素位置的开关元件的源极连接到一条发送图像信号的公共线(称为 源线或数据线)上。一个传统的彩色液晶屏具有一些与源线配合形成的外部接线 端。屏面越大，也就是说显示点越多，外部接线端也就越多。液晶屏 比用半导体集成电路实现的用来驱动液晶屏的显示控制驱动装置大。 即使外部接线端随屏面增大而增多，也不会出现很严重的问题。只要 涉及用半导体集成电路实现的显示控制驱动装置，芯片面积和组件体 积随着外部接线端的增多而增大。因此，总是希望可以使外部接线端 尽可能少。在LTPS液晶屏内，所用的晶体管可以快速动作。因此，在液晶 屏内包括一个选择器时，可以以分时(time-sharing)方式通过一个 公共的外部接线端接收三个彩色像素信号。然而，在采用分时驱动方 法时，分配给对每个像素电极充电的时间减少为在不采用分时驱动方 法时的三分之一。因此，必须增强驱动液晶显示控制驱动装置内的驱 动器或放大器的驱动强度。驱动器或放大器的功率消耗占实现液晶显 示控制驱动装置的整个芯片的功率消耗的较大百分比。在只是增强驱 动驱动器或放大器的驱动强度时，可能会损害输出的稳定性。包括蜂窝移动电话机在内的越来越多的电子设备现在含有一个 能显示静止图像和动画的显示系统。对于蜂窝移动电话机来说，各种 型式的显示系统在图像大小之类上都有所不同。因此数据传送速率可 以按照所发送的图像数据而改变。假设驱动驱动器或放大器所需的驱 动强度设计成考虑到最大数据传送速率，而驱动或放大器用这种驱动强度驱动，在数据传送速率低的情况，就会消耗不必要的电流。因此，本发明的目的是提供一种显示控制驱动装置和显示系 统，即使在数据传送速率改变时也可以按照图像数据大小之类优化用 驱动器或放大器对像素电极充电的充电时间，从而可以大大减小总功 率消耗。本发明的另一个目的是提供一种显示控制驱动装置和显示系 统，即使在帧频根据图像数据大小之类改变时也可以按照帧频优化用 驱动器或放大器对像素电极充电的充电时间，从而可以大大减少总功 率消耗。本发明的以上目的和其他目的以及本发明的新颖特色可以从以 下说明和附图中清楚地看出。征。具体地说，本发明的显示控制驱动装置从存储显示数据的显示 存储器中相继读取显示数据，产生加到点阵式彩色显示装置各像素位 置的三个基色图像信号，以及以分时方式通过一个公共的外部输出端 发送这些图像信号。此外，这种显示控制驱动装置产生和发送加到显 示装置内的选择开关元件上的控制信号，使得这些选择开关元件有选 择地将输入图像信号加到三条源线中的任何一条源线上。这种显示控制驱动装置包括 一个根据从外界与显示数据同步接收的时钟确定水 平周期的装置；以及一个产生和发送加到这些选择开关元件上的控制 信号的信号产生电路，使得这些控制信号具有等于通过将一个水平周 期三等分计算得到的时间的脉冲持续时间。按照上述装置，可以用可能分配到的尽可能长的时间对每个像 素位置充电。因此， 一个水平周期根据图像数据大小、传输率、屏面 特征之类确定。此外，可以将流入驱动电路的电流控制到一个最优 值，该电路发送作为对每个像素位置充电的基础的图像信号。最后， 这种显示控制驱动装置的功率消耗可以大大减小。此外，本发明的另一个组成特征是一个显示控制驱动装置具有与上面所说明的那些相同的部件，而作为扫描需在显示装置上显示的 一个屏幕图像的扫描周期的帧周期根据需在显示装置上显示的图像的 大小及其内容改变。发送基色信号所用的输出时间按照帧周期改变。 在图像小时，使帧周期比图像大时长一些。此外，基色信号也用较长 的时间发送。因此，可以按照帧频尽可能增长对每个像素位置充电的 时间。可以对流入发送图像信号的驱动电路的电流进行控制，以进一 步将显示控制驱动装置的功率消耗减至最小。附图简要说明图l为示出具有实现本发明的液晶控制驱动器的蜂窝移动电话机的总体配置的方框图；图2为示出按照本发明的 一 个实施例设计的液晶控制驱动器的配 置的例子的方框图；图3示出了给出连接液晶屏、液晶控制驱动器和电源IC的这些连 接之间的关系的系统配置；图4为示出液晶控制驱动器内的液晶驱动电路和液晶屏内的电路 的配置的例子的方框图；图5A、 5B和5C示出了一些表明在不实现本发明时与实现本发明 时对一个像素位置充电的动作的不同情况的波形；图6为示出这个实施例的液晶控制驱动器内所用的定时控制电路 的配置的例子的方框图；图7A、 7B和7C示出了一个包括这个实施例的液晶控制驱动器的 系统的显示屏幕与图像数据之间的关系；图8示出了 一个包括按照第二实施例设计的液晶控制驱动器的允 许部分显示的系统的显示屏幕与显示区域之间的关系；图9A和9B示出了一些表明对一个像素位置充电的动作与一个包 括第二实施例的液晶控制驱动器的系统所需的帧周期不同的波形；以 及

图10为示出在定时控制电路改变对一个像素电极充电的充电时间前、后这个实施例的显示控制驱动器内传送的信号的定时的定时 图。
具体实施方式
下面将参照这些附图对本发明的优选实施例进行说明。 图1为示出 一个包括按照本发明设计的液晶显示控制驱动装置 (以下称为液晶控制驱动器)的蜂窝移动电话机的总体配置的方框图。这个采用本实施例的蜂窝移动电话机主要包括 一个用作显示 部分的液晶屏100; —个收发天线120; —个发出声音的扬声器l30; 一个接收声音的拾音器140; —个用电荷耦合器件(CCD )或CMOS传感 器之类实现的固态成像器件150; —个包括处理从固态成像器件150接 收的图像信号的数字信号处理器(DSP )的图像信号处理电路230; — 个是按照本发明设计的液晶显示控制驱动装置的液晶控制驱动器 200; —个向扬声器130发送音频信号或从拾音器140接收音频信号的 音频信号接口 241; —个向天线120发送高频信号或从天线120接收高 频信号的高频信号接口 242; —个处理音频信号和所发送和接收的信 号的基带单元250; —个用微处理器之类实现的具有处理遵从MPEG(动 画专家组)标准的动画、执行多媒体、调整分辩率和迅速处理Java数 据的能力的动画处理电路(以下称为应用处理器)260; —个电源IC 270;以及一个存储数据的存储器280。应用处理器260除了具有处理 从固态成像器件150接收的图像信号的能力外还具有处理通过高频接 口 242从其他蜂窝移动电话机接收的动画数据的能力。所示出的用点划线A包围的IC和部件安装在一个诸如印制电路板 之类的电路板上。液晶控制驱动器200通常安装在同一个电路板上。 近来，液晶控制驱动器200和电源IC 270常以玻璃上芯片(COG )方式 安装在一块包括在液晶屏100内的玻璃上，以得到较薄的小型化蜂窝 移动电话机移动终端。形成有一个系统总线290和一个显示数据总线 295。图像信号处理电路230、液晶控制驱动器200、基带单元250、应 用处理器260和存储器280通过系统总线290互连。液晶控制驱动器200、应用处理器260和存储器280通过显示数据总线295互连。基带单元250主要包括 一个用例如数字信号处理器(DSP )实 现的处理音频信号的音频信号处理电路251; —个提供用户化功能(用 户逻辑)的专用集成电路(ASIC ) 252;以及一个用作控制整个系统的 数据处理单元的微处理器或微计算机253。液晶屏100是一个显示像素位置排列成矩阵形式的点阵式彩色低 温多晶硅(LTPS )薄膜晶体管(TFT )液晶屏。 一个像素包括红、 蓝、绿三个点(dot)。此外，在每个像素位置配置了一个像素电极 和一个用TFT实现的用来对像素电极充放电的开关元件。并列在同一 行上的各像素位置处的开关元件的源极连接到一条加有像素选择电平 的公共线上。并列在同一行上的各像素位置处的开关元件的选通极连 接到一条加有一个像素选择电平的公共线(称为选通线)上。控制整个蜂窝移动电话系统和显示的控制程序和控制数据存储 在一个每次能以预定块数为单位擦除的闪速存储器(flash memory, FM) 300内。存储器280用作保存已受到各种图像处理的图像数据的帧 緩存器，通常用SRAM或SDRAM实现。图2为示出图1中所示的液晶控制驱动器200的一个实施例的方框图。本实施例的液晶控制驱动器200包括 一个脉冲产生器(CPG) 201，用来根据通过一个外部接线端从外界接收的振荡信号或从一个 变换器接收的振荡信号产生芯片内部使用的基准时钟脉冲； 一个定时 控制电路202，用来根据时钟脉冲产生芯片内部使用的定时控制信 号； 一个控制单元203，用来按照从外部微计算机253接收到的命令控 制芯片上所有组件； 一个系统接口 204，用来传送经系统总线290发至 或来自微计算机253的命令或诸如静止图像数据之类的数据；以及一 个电源接口 205,用来将控制信号GCS、时钟脉沖GCL、命令GDA之类加 到外电源IC 270上。电源IC 270具有产生一个驱动液晶所需的电压的能力以及移动 定时控制电路202发送的时钟SFTCLK1和SFTCLK2、时钟CLA至CLC、帧同步(sync)信号FLM、显示控制信号DISPTMG和EQ的电平的能力。顺便 说一下，标示电平已经被功率IC 270移动的定时信号的参考标记带有 尾字母0，诸如SFTCLKIO、 SFTCLK20、 EG0 、 ELMO 、 CLA0至CLC0、 DISPTMGO之类。本实施例的液晶控制驱动器200在具有上述能力的电 源IC 270配合下使用。图3示出了液晶屏100、液晶控制驱动器200和 电源IC 270之间的关系。此外，本实施例的液晶控制驱动器200还包括 一个显示随机存 取存储器(RAM) 206，用来作为以比特图形式存储显示数据的显示 存储器； 一个地址计数器207,用来产生显示RAM 206内的地址； 一个 读出数据锁存器208，用来保持从显示RAM 206读出的数据； 一个比特 操作电路209，它包括一个执行算术逻辑运算以根据由读出数据锁存 器28读出的数据(即微计算机253发送的现有的显示和新的显示数 据)水印或叠加一个图像的算术逻辑装置和一个允许巻滚而且对微计 算机2 5 3所写的数据或从显示RAM 2 0 6读出的数据的比特进行操作的比 特移动装置； 一个写锁存器221，用来取出比特经操作的数据写入显 示RAM 206;以及一个外部显示接口 222,用来通过显示数据总线295 从应用处理器260接收动画数据以及水平和垂直同步信号HSYNC和 VSYNC。从应用处理器260接收到的动画数据在点时钟脉沖DOTCLK同步 下传送。外部显示接口 222可以接收微计算机253发送的静止图像数 据。此外，本实施例的液晶控制驱动器200还包括 一个灰度电压产 生电路223，用来根据从外电源IC 270接收到的电压DDVD、 VDH和VGS产生一个产生波形适合于彩色显示或灰度显示的信号所需的灰度电 压； 一个伽玛调整电路224，用来按照液晶屏100的伽玛特性确定灰度 电压； 一个显示数据锁存器225，用来保持从显示RAM 206读出的显示 数据以便在显示屏上显示； 一个选择交变器226，用来从读入显示数 据锁存器225的显示数据中选择红、绿或蓝数据，而且将读出数据变 换成有助于防止液晶恶化的替代量； 一个锁存器227,用来保持经变 换的数据； 一个液晶驱动电路228，用来从灰度电压产生电路223发送的灰度电压中选择一个与显示数据成正比的电压，传送电压S1差S256 中任何一个电压加到包括在液晶屏100内的其中一条源线上；以及一 个电压调整器229，用来降低从外界接收的为3. 3V或2. 5V的电压Vci， 以便产生需加到内电路上的1.5 V的供电电压Vdd。 微调信号TSO至 TS3和COMOP至COM1M用来调整电压调整器229产生的电压。参见图2， 其中参考标记SEL1和SEL2所标的是数据选择器。液晶屏100内包括一个用多晶硅TFT实现的相继将各接有并列在 同一行的像素位置处的开关元件的选通极的选通线驱动到一个选择电 平的选通驱动器和一个指定一条需驱动到选择电平的选通线的移位寄 存器。包括选通驱动器和移位寄存器并不是限制性的。定时控制电路 202将帧同步信号FLM或时钟脉冲SFTCLK1和SFTCLK2加到液晶屏上。时 钟脉冲SFTCLK1和SFTCLK2相位相差180度或者是不交叠的，用来使指 定选通线的移位寄存器移位一个数据比特。此外，在本实施例的液晶控制驱动器200内，液晶驱动电路228 按照液晶屏100的结构以分时方式通过一个公共的接线端发送用来驱 动与红、绿、蓝关联的像素位置的驱动信号。此外，定时控制电路 202产生和发送定时时钟CLA、 CLB和CLC，这些定时时钟指出向液晶屏 IOO发送哪个彩色像素位置驱动信号或者指示一个正在发送一个彩色 像素位置驱动信号的周期。此外，定时控制电路202产生和发送指定 需在液晶屏100上显示的行的显示定时信号DISPTMG。控制单元203包括 一个控制寄存器CTR，用来控制整个芯片的 操作状态，诸如液晶控制驱动器100的操作模式之类； 一个变址寄存 器IXR，用来事先为控制单元指定需执行的多个命令码和一个命令。 在外部微计算机253将数据写入变址寄存器IXR以指定一个需执行的命 令时，控制单元203就按照所指定的命令产生一个控制信号。在这样配置的控制单元203的控制下，液晶控制驱动器100根据 微计算机253发送的命令和有关数据在液晶屏100上显示一个图像。此 时，执行绘制(rendering)，以〗更相继将显示数据写入显示RAM 206。此外，执行读取，以便周期性地从显示RAM 206读取显示数据。这样，就产生和发送需分别加到液晶屏ioo内各条源线上的相应信号。系统接口 204用来传送在显示数据写入显示RAM 206的绘制期间 发至或来自微计算机253的包括寄存器设置数据和显示数据的所需信 号。可以用允许通过接线端1M3-1和IMO/ID选择的80串行接口作为系 统接口 204。在这种情况下，控制信号线和数据信号线布置在微计算 机2 5 3和系统接口 2 04之间。可以选择数据发送给哪个芯片的片选信号 CS*、可以选择将数据保存在哪个寄存器内的寄存器选择信号RS和读 写控制信号WI^和IU^通过这些控制信号线发送。18比特长的包括寄存 器设置数据和显示数据的数据信号DB0至DB17通过数据信号线传送。在数据信号线DB0至DB17中，数据信号线DB0和DB1也用作串行数 据通信线。加到一个与读/写控制信号WIU同享的接线端上的信号SCL 是接收或发送串行数据时用的串行时钟脉沖。顺便说一下，参考标记 上附加的星号*表示由参考标记标示的信号低电平有效。在采用接收 或发送串行数据时，数据信号线DB2至DB18就成为不必要的。因此， 可以减小在电路板上形成的系统总线290的宽度。图4示出了液晶驱动电路228和一个并入液晶屏的电路的配置的 例子。参见图4，与图2中所示的相同的一些电路分别标了相同的参考 标记，不再予以说明。在图4中未示出电源IC 270。因此，定时控制 电路202产生的信号示为直接向液晶屏100发送的。如果液晶控制驱动 器200具有电源IC 270的能力，图4中所示的连接情况也是可行的。在本实施例中，从显示RAM 206读出的表示一个像素的显示数据 是18比特长，因为构成一个比特的红、绿、蓝数振项各为6比特长。 在显示数据锁存器225内，为液晶屏内每条源线保持18比特的数据。 构成18比特显示数据的任何6比特红、绿、蓝数据项由包括在选择交 变器226内的任何单元选择器SEL1至SEL2S6选择。所选的数据由构成 锁存器227的任何单元锁存器LT1至LT256锁存。此外，与选择单元选 择器SEL1至SEL256中哪个单元选择器的信号关联的红、绿、蓝转换信 号CLA、 CLB、 CLC发送给液晶屏IOO。液晶驱动电路228包括电平移动电路LS1至LS256和灰度电压选择 电路SVS1至SVS256。由任何单元锁存器LT1至LT256锁存的数据信号具 有经电平移动电路LS1至LS256中所关联的电平移动电路移动的电平。 根据所得到的信号，灰度电压选择电路SVS1至SVS256中所关联的一个 选择电路从灰度电压产生电路223产生的电压中选择一个与显示数据 成正比的电压，通过输出端P1至P256中一个关联的输出端将所选的电 压发送给液晶屏IOO。液晶屏100不局限于任何特定的液晶屏。在本实施例中，红、 绿、蓝像素位置是一行行重复有序并列的。与同一彩色关联的像素位 置沿列方向排齐。每个像素位置包括一个用TFT实现的开关元件SW和 一个像素电极EL。与图像信号成正比的电荷积累在一个处在每个像素 电极和一个与这个像素电极相对的公共电极之间(在这两个电极之间 有一个液晶)的电容器内。参见图4，参考标记SL1至SL320所标的是一些源线，在每条源线上同样接有并列在同一条线上的各像素位置处的开关元件的源极。参 考标记GL1至GL320所标的是一些选通线，在每条选通线上同样接有并 列在同一条线上的各像素位置处的开关元件的选通极。每条选通线一 个帧周期一次地设置到一个选择电平上。连接在一条设置到选择电平 的选通线上的这些开关元件都被导通，而其他开关元件全部被断开。 此外，参考标记SL1至SL768所标的是一些源线，在每条源线上同样接 有排在同一列上的各像素位置处的开关元件的源极。 一个图像信号通 过每条源线加到这些像素位置上。因此，像素位置处的像素电极充有 与图像信号成正比的电荷。在本实施例中所用的液晶屏100具有段接线端T1至T256，个数为 源线SL1至SL768数的三分之一。与红、绿、蓝像素位置的列关联的3 源线組SL1至SL3、 SL4至SL6、...和SL766至SL768分别通过3选择开关 元件组Q1至Q3、 Q4至Q6、...和Q766至Q768通达段接线端T1至T256。 每个3源线组SL1至SL3、 SL4至SL6、...和SL766至SL768中只有一条从 属源线被选择通达段接线端。3选择开关元件组Q1至Q3、 Q4至Q6、...和Q766至Q768用定时控制电路202发送的红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC接通或断开。此外，在本实施例中所用的液晶屏100具有与选通线GL1至GL320 关联的驱动所关联的选通线GL1至GL320的选通驱动器DRV1至DRV320。 在与选通线GL1至GL320延伸的方向垂直的方向配置有一个移位寄存器 SFR。此外，液晶屏100还具有一个根据定时控制电路202发送的控制 信号FLM、 M和EQ以及控制电压VGH、 VGL和Vgoff产生控制屏板的内电 路的控制信号的控制电路IIO。在构成移位寄存器SFR的各级内的触发器的输出加到选通驱动器 DRV1至DRV320的输入端上。移位寄存器SFR通过与定时控制电路202发 送的移位时钟SFTCLK1或SFTCLK2同步地将一个比特1从一个触发器移 到一个相邻的触发器， 一个帧周期将这个比特l循环一次。因此，每 条选通线一个帧周期一次地被设置到选择电平。此外，在一条选通线保持在选择电平的一个水平周期期间， 红，绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC如图5C所示依次被驱动到高电 平，在三分之一的水平周期内保持高电平。液晶显示控制驱动器200 发送的图像信号加到由开关元件Q1至Q768从一个3源线组中选出的一 条源线上。图像信号与任何转换信号CLA、 CLE、 CLC同步。因此， 红、绿、蓝图像信号在一个水平周期期间由液晶显示控制驱动器200 以分时方式发送。图5A示出了一个像素位置用一个水平周期充电的情况。相反， 在一个具有与源线一对一配合的段接线端的液晶屏内，红、绿、蓝像 素位置如图5B所示依次充电三分之一个水平周期。为了实现分时充电，并入包括在本实施例的液晶控制驱动器内的灰度电压产生电路 223设计成可以施加比在一个像素电极如图5A所示充电用一个水平周 期时所施加的大的驱动强度。此外，灰度电压产生电路223内的输出放大器具有多个流出激励 电流的电流源。接通的电流源的个数根据用在控制寄存器CTR内设置 的值表示的所需驱动强度控制。这是因为一条源线的寄生电容或一个像素电极的电极电容随所用的液晶屏不同。通过改变在这个寄存器内所设置的值，使得流出灰度电压产生电路223内的输出放大器的驱动 电流按照电容改变。因此，这种液晶控制驱动器可以适合于电容相互 不同的多种液晶屏。在本实施例中所用的液晶屏100在与红、绿或蓝同一彩色关联的 各像素位置排在同 一 列上的假设下作了说明。本发明可以适用于红、 绿、蓝像素位置依次沿列方向排列的液晶屏。在这种情况下，将选择 信号驱动到选择电平的次序从转换信号顺序CLA、 CLB、 CLC改变为转 换信号顺序CLB、 CLC、 CLA或转换信号顺序CLC、 CLA、 CLB。因此，可 以实现适当的显示而不用改变传送红、绿、蓝图像信号的次序。代替 改变红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的顺序，可以将从液晶控制 驱动器200向液晶屏传送红、绿、蓝图像信号的次序改变为绿、蓝、 红图像信号的顺序或者蓝、红、绿图像信号的顺序。否则，可以在液 晶屏100的接收红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的输入端与选择开 关元件Q1至Q768之间插入一个改变信号的传输通路的加扰电路 (scrambler circuit)。 因此，可以按照一条所选的线切换选择 开关元件Q1至Q768内每个传送红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的 组的三个选择开关元件。顺便说一下，在图l所示的采用本实施例的蜂窝移动电话机中， 应用处理器260向液晶控制驱动器200发送的图像数据的传输率可以按 照图像大小改变。传输率控制成使表示一行的图像数据可以用一个水 平周期传送，从而允许连续传送数据。然而，在这种情况下，接收图 像数据的液晶控制驱动器200必须扩展控制，使得红、绿、蓝转换信 号CLA、 CLB、 CLC的定时按照图像数据的传输率改变。在本实施例的液晶控制驱动器200中，定时控制电路202设计成 可以扩展上述控制。也就是说，定时控制电路202设计成可以按照图 像数据的传输率改变改变红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的定 时。因此，通过按照图像大小改变应用处理器260向液晶显示控制驱 动装置200传送图像数据的传输率，允许进行连续数据传送。下面，将结合图6说明可以将控制扩展成按照图像数据的传输率 改变红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的定时的定时控制电路202的 一个具体例子。本实施例内所包括的定时控制电路202包括例如一个选择时钟或 等效措施的选择器SEL3。这旨在使定时控制电路202可以根据由一个 内部振荡电路201产生的振荡时钟OSC动作或者根据一个与加到显示接 口 222上的图像数据同步的点时钟DOTCLK动作。选择器SEL3选择哪个 时钟根据控制寄存器CTR内的模式寄存器MDR的设置控制。定时控制电路202包括 一个可变分频电路2021，用来对选择器 SEL3选择的时钟进行分频； 一个计数器2022，用来对所得到的BCLK的 时钟脉冲进行计数； 一个红/绿/蓝转换信号产生电路2023，用来调整 确定对一个像素电极充电的充电时间的红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的脉冲持续时间，调整红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC 的上升或下降时间，发送所形成的信号； 一个移位时钟产生电路 2024，用来产生使移位寄存器SFR改变液晶屏内的选通驱动器的移位 时钟SFTCLK1和SFTCLK2;以及一个帧周期信号产生电路2025，用来根 据垂直同步信号VSYNC产生指示帧周期的信号FLM。由于有可变分频电 路2021和计数器2022,因此可以确定停歇时间tdead (见图5 )的最小 长度。插入停歇时间tdead是为了使红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的高电平周期不会交叠。此外，控制寄存器CTR包括 一个分频比设置寄存器DRR，用来 设置使可变分频电路产生频率为时钟频率的整数分之一的信号的分频 比； 一个水平周期时钟脉沖计数设置寄存器CNR，用来设置由计数器 2022在一个水平周期期间所计的时钟脉沖数； 一个CL上升位置设置寄 存器RTR，用来设置红/绿/蓝转换信号产生电路2023内转换信号上升 的位置； 一个充电时间设置寄存器TMR，用来设置转换信号的脉沖持 续时间(即对一个像素电极充电的充电时间)； 一个移位控制寄存器 SCR，用来控制移位时钟产生电路2024的动作；以及一个帧周期设置 寄存器FSR，用来设置帧周期信号产生电路2025产生的帧周期信号FLM图6中所示的这些寄存器并不是在控制寄存器CTR内所包括的所 有寄存器。在控制寄存器CTR内还包括其他一些寄存器。在CL上升位 置设置寄存器RTR内，根据在本实施例中需产生的转换信号CLA、 CLE、 CLC设置了三个值，对它们进行相互比较。由于转换信号CLA、 CLB、 CLC具有相同的脉沖持续时间，在充电时间设置寄存器TMR内就 设置一个值。红/绿/蓝转换信号产生电路2023包括 一个第一比较电路 CMP1,用来将设置在CL上升位置设置寄存器RTR内的值与计数器2022 的计数值相比较以便确定上升时间； 一个加法电路ADD，用来将在CL 上升位置设置寄存器RTR内设置的值与在充电时间设置寄存器TMR内设 置的值相加； 一个第二比较电路CMP2,用来将相加的结果与计数器 2022的计数值相比较以便确定下降时间； 一个倒相器INV,用来使第 二比较电路CMP2的输出倒相； 一个AND门G1，用来对第一比较电路 CMP1产生的吻合检测信号和经倒相器INV倒相的第二比较电路CMF2产 生的吻合检测信号进行AND运算；以及一个触发器FF，用来保持AND门 Gl的输出信号。第一比较电路CMF1和第二比较电路CMP2与可变分频电路2021产 生的时钟BCLK同步地执行比较。可以用一个运算电路来代替比较电 路。在这种情况下，运算电路通过检验两个需比较的值之间相减的结 果是否为O来检测吻合情况。此外，代替与时钟BCLX同步地操作第一 比较电路CMP1和第二比较电路CMP2，可以将AND门G1之后的触发器FF 设计成与时钟BCLK同步地执行锁存。所用液晶屏的显示屏幕FLD具有规定为320乘80个像素或320乘 240个点的大小。现在，液晶屏应该用设置为90Hz的帧频，而在垂直 消隐期间有32行。下面将说明定时控制电路202怎样分别在分频比设 置寄存器DRR、水平周期时钟脉冲计数设置寄存器CNR和充电时间设置 寄存器TMR内设置值的情况。在帧频设置为90 Hz时，水平周期1H为 1H = 1/{90 [赫]x (320+32)[行]} =31. 57 [ ju s]。在图像大小SZ用如图7A所示的176乘120个点表示时，图像数据 与周期为O. 263 (=31. 57/120) [ ja s]的点时钟DOTCLK同步传送。在这种 情况下，例如，将4作为分频比设置在分频比设置寄存器DRR内；将30 作为时钟脉冲数设置在水平周期时钟脉冲计数设置寄存器CNR内；以 及将10设置在充电时间设置寄存器TMR内。对每个红、绿、蓝像素电 极充电的充电时间tc为tc=0.263 [ n s] x 4 [分频比]x 10 [时 钟]=10.52 [ms]。在图像大小SZ表示为如图7B所示的176乘240个点时，图像数据 与周期为O. 1315 (=31. 57/240) [ p s]的点时钟DOTCLK同步传送。在这 种情况下，例如将8作为分频比设置在分频比设置寄存器DRR内；将30 作为时钟脉冲数设置在水平周期时钟脉冲计数设置寄存器CNR内；以 及将10设置在充电时间设置寄存器TMR内。对每个红、绿、蓝像素电 极充电的充电时间tc为tc-O. 1315[ jn s] x 8[分频比]x io[时 钟]=10.52 [us]。在图像大小SZ表示为如图7C所示的352乘120个像素(352乘288个 点)时，图像数据与周期为0.1096 (=31. 57/288 )[jas]的点时钟 DOTCLK同步传送。在这种情况下，例如将8作为分频比设置在分频比 设置寄存器DRR内；将36作为时钟脉冲数设置在水平周期时钟脉冲计 数设置寄存器CNR内；以及将12设置在充电时间设置寄存器TMR内。因 此，对每个红、绿、蓝像素电极充电的充电时间tc为tc-O. 1096 [ja s] x8[分频比]xi2[时钟]-10. 52[jis]。如上面所提到的那样，按照在本实施例内所包括的定时控制电 路，即使在数据量不同的图像数据与周期不同的点时钟DOTCLK同步传 送时，只要帧周期保持恒定，也可以将对一个像素电极充电的充电时 间设置为接近最大时间(水平周期的三分之一)的同样时间。在本实施 例中，包括充电时间设置寄存器TMR，以便控制红、绿、蓝转换信号 CLA、 CLB、 CLC的高电平周期。或者，也可以包括一个计算设置在水 平周期时钟脉沖计数设置寄存器CNR内的值的三分之一的电路，将计 算得的值发送给红/绿/蓝转换信号产生电路23。因此，可以产生红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC。下面，将说明本发明的第二实施例。本实施例是灰度电压产生 电路223内的输出放大器包括多个电流源。因此，可以切换驱动强 度。在一个蜂窝移动电话机中，在待机模式，图像不是在整个显示屏 幕上显示而是在显示屏幕FLD的一部分的区域PDT内显示(这种显示模式称为部分显示)。因此对控制进行扩展，以便使功率消耗减到最 小。在第二实施例中，通过减小在部分显示期间流入灰度电压产生 电路223内的输出放大器的偏流进一步减小功率消耗。此外，在部分 显示期间，红、绿、蓝转换信号CLA、 CLB、 CLC的脉沖持续时间通过 这样确定对充电时间设置寄存器TMR的设置而加倍。另一方面，也必须延长一个选通驱动器选择一个选通极的选通选择时间。因此，将对 移位控制寄存器SCR的设置修改成使移位时钟产生电路2024产生的时钟的周期加倍。具体地说，在对于全屏幕显示的帧频为90Hz时，例如对于部分 显示来说帧频就改变成二分之一，即45Hz。因此，发送给液晶屏的 红、绿、蓝转换控制信号CLA、 CLB、 CLC的脉沖持续时间加倍。此 外，流入灰度电压产生电路223内的输出放大器的偏流减小。在本实 施例的液晶控制驱动器中，这种控制根据定时控制电路202之类对控 制寄存器CTR的设置扩展。如上面所提到的，在帧频减半时，从图9B可见，水平周期成为 全屏幕显示时的两倍。另一方面，由于定时控制电路202使红、绿、 蓝转换控制信号CLA、 CLB、 CLC加倍，因此即使流入灰度电压产生电 路内的输出放大器的驱动电流减半，像素电极也可以得到充分充电。 由于流入输出放大器的驱动电流减半，因此就可以降低芯片的功率消 耗。最好，按照帧周期在液晶屏上显示图像根据振荡电路201产生的 内部振荡时钟OSC控制。或者，显示可以根据加到外部显示接口 222上 的时钟DOTCLK控制。内部振荡时钟OSC设置为几百千赫。相反，点时钟DOTCLK的频率从几兆赫到几十兆赫。假设液晶屏具有规定为320乘80个像素或规定为320乘240个点那 样大小，垂直消隐期占16行。此外，应该显示表示240个水平点的图 像数据。下面将以这个情况为例，说明图6中所示的定时控制电路202 怎样确定分别对分频比设置寄存器DRR、水平周期时钟脉冲计数设置 寄存器CNR和充电时间设置寄存器TMR的设置。在帧频设置为90Hz时， 水平周期1H为1H-l/(90[赫]x (320+16)[行]}=33. 07 Us]。内部振 荡电路201产生的振荡时钟OSC的频率为544kHz(其周期近似为1. 84 y s )D在这种情况下，例如将l作为分频比设置在分频比设置寄存器 DRR内；将18作为时钟脉沖数设置在水平周期时钟脉冲计数设置寄存 器CNR内；以及将6设置在充电时间设置寄存器TMR内。因此，对每个 红、绿、蓝像素电极充电的充电时间tc为tc=1.84[ns] xi[分频比] x6[时钟]-11.04[jas]。另一方面，在帧频设置为45 Hz时，水平周期1H为1H = 1/{ 45 [赫]x (320+16)[行]}=66、 14 [ns]。 内部振荡电路201产生 的振荡时钟0SC的频率为544kHz(其周期近似为1. 84 m s )。在这种情 况下，例如将2作为分频比设置在分频比设置寄存器DRR内；将18作为 时钟脉沖数设置在水平周期时钟脉沖计数设置寄存器CNR内；以及将6 设置在充电时间设置寄存器TMR内。因此，对每个红、绿、蓝像素电 极充电的充电时间tc为tc-l. 84 [ in s] x 2 [分频比]x 6 [时 钟]=22. 08 [ju s]。例如，在帧频设置为45 Hz而内部振荡电路201产生的振荡时钟 0SC的频率为544kHz时，将1作为分频比设置在分频比设置寄存器DRR 内；将36作为时钟脉沖数设置在水平周期时钟脉沖计数设置寄存器 CNR内；以及将12设置在充电时间设置寄存器TMR内。因此，对每个 红、绿、蓝像素电极充电的充电时间tc为tc-1.84[jus] xi[分频比〗 x 12[时钟]=22. 08 [ju s]。按照在本实施例中的定时控制电路，在帧频减半时，就要修改对这些寄存器的设置。因此，很容易将对一个像素电极充电的充电时 间加倍。此外，还包括一个可以设置需发送给液晶屏控制器的显示控制信号DISPTMG的上升和下降时间的寄存器，以便可以控制与部分显 示所用区域之外的非显示区内的行关联的选通驱动器。在此，将这些 选通驱动器控制成在部分显示期间不工作。在这个液晶屏内，控制扩 展成使得一个与一条加有驱动到高电平的显示控制信号DISPTMG的源线关联的选通驱动器将受到驱动，而一个移位寄存器在显示控制信号 DISFTMG的高电平周期期间将移位一个比特。结果，大大降低了功率消耗。图10示出了一些在本实施例的显示控制驱动器内的定时控制电 路在改变对一个像素电极充电的充电时间前和在将这充电时间加倍后 所得到的信号的时间关系的例子。本申请人的这个发明前面已经结合这些实施例作了说明。本发 明并不局限于这些实施例。当然，按照本发明的本质可以作出各种修 改。例如，这些实施例是在选通驱动器DRV1至DRV320是包括在液晶 屏IOO内的假设下说明的。在选通驱动器DRV1至DRV320是作为另 一个 半导体集成电路形成的情况下或者选通驱动器DRV1至DRV3W是在与各 实施例的液晶控制驱动器同一个芯片上形成的情况下也可以实现本发 明。本发明者所作出的这个发明就适合属于应用本发明的发明背景 技术领域的蜂窝移动电话机的显示装置进行说明。本发明并不局限于 适合蜂窝移动电话机的显示装置。本发明可以适合各种类型的便携式电子设备，包括个人便携电话机(PHS )和PDA。在本申请中所揭示的发明的典型组成部件所提供的优点概括如下。按照本发明，根据图像数据大小确定水平周期。流入产生据之 对每个像素位置充电的图像信号的驱动电路的电流得到最佳控制。因此，可以实现一种功率消耗小的显示控制驱动装置和采用这种显示控制驱动装置的显示系统。此外，在显示控制驱动装置和包括一个诸如 由显示控制驱动装置驱动的液晶屏之类的显示装置的便携式电子设备 中，可以扼制用作电源的电池的消耗。这使便携式电子设备充一次电 可以工作 一段较长的时间。此外，按照本发明，即使在根据图像数据大小改变帧频时，也 可以优化对一个像素电极充电的充电时间，最佳地控制流入产生图像 信号的驱动电路的电流。因此，可以实现一种功率消耗小的显示控制 驱动装置和显示系统。
权利要求
1.一种具有一个存储显示数据的显示存储器和多个其内部动作可以从外部确定的寄存器的显示控制驱动装置，所述显示控制驱动装置从所述显示存储器相继读取显示数据、产生加到点阵式彩色显示装置的像素位置上的基色信号和以分时方式通过一个公共的外部输出端发送这些基色信号，所述显示控制驱动装置包括一个信号产生电路，用来按照以分时方式发送每个所述基色信号的输出周期产生和发送一些控制信号，其中所述信号产生电路包括一个可变分频电路，用来产生频率为从外界接收的一个时钟的频率的整数分之一的信号，从而根据这个时钟产生这些控制信号使得需在所述显示装置上显示的显示数据可以存储在所述显示存储器内；以及一个计数器，用来对经所述可变分频电路分频的信号的脉冲进行计数，其中所述寄存器包括一个第一寄存器，用来设置可变分频电路据之产生频率为时钟频率的整数分之一的信号的分频比；以及一个第二寄存器，用来设置所述计数器对脉冲计数可达到的最大值，以及其中所述信号产生电路产生和发送所述控制信号，使得所述控制信号可以具有等于将一个水平周期除以需以分时方式发送的所述基色信号的个数计算得的时间的脉冲持续时间。
2. —种按照权利要求l所述的显示控制驱动装置，其中所述 基色信号包括一个红信号、 一个绿信号和一个蓝信号。
3. —种按照权利要求1或2所述的显示控制驱动装置，所述显 示控制驱动装置还包括一个第三寄存器，用来设置所述控制信号的脉 冲持续时间，其中所述信号产生电路按照设置在所述第三寄存器内的 值控制所述控制信号的脉冲持续时间。
4. 一种按照权利要求3所述的显示控制驱动装置，所述显示 控制驱动装置还包括一个振荡电路，其中所述信号产生电路按照所述 振荡电路产生的内部振荡时钟或所述外部时钟根据设置在所述第一和第二寄存器内的值产生所述控制信号。
5. —种按照权利要求4所述的显示控制驱动装置，所述显示 控制驱动装置还包括一个第四寄存器，用来设置帧周期，该帧周期是 扫描需在所述显示装置显示的一个屏幕图像的扫描周期，其中在所述信号产生电路按照所述外部时钟产生所述控制信号 时，所述信号产生电路按照从外界接收的垂直同步信号产生一个表示 帧周期的信号，以及其中在所述信号产生电路按照所述内部振荡时钟产生所述控制 信号时，所述信号产生电路按照在所述第四寄存器内设置的值产生一 个表示帧周期的信号。
6. —种在一个具有一个存储显示数据的显示存储器的显示控 制驱动装置内实现的显示控制方法，所述显示控制驱动装置从所述显 示存储器相继读取显示数据、产生加到点阵式彩色显示装置的像素位 置上的基色信号和以分时方式通过一个公共接线端发送这些基色信 号，其中作为扫描需在所述显示装置上显示的一个屏幕图像的扫描 周期的帧周期根据需在所述显示装置上显示的图像的大小改变，而发 送每个所述基色信号用的输出时间按照帧周期改变，以及其中在图像小时，所述帧周期比在图像大时长，从而所述基色 信号发送用较长的时间。
7. —种按照权利要求6所述的方法，其中所述信号产生电路 按照发送每个所述基色信号用的输出时间控制流入一个输出放大器的 驱动电流，使得在输出时间长时驱动电流减小，而在输出时间短时驱 动电流增大。
8. —种显示系统，所述显示系统包括一个点阵式彩色显示装置，它具有 一系列像素位置，排列成 矩阵形式；多个外部接线端，用来接收需加到像素位置上的基色信 号； 一些在笫一方向延伸的第一线，用来使所述外部接线端接收的基 色信号加到所述像素位置上；以及一些插在所述外部接线端与预定条所述第一线之间的选择开关，用来有选择地将通过所述外部接线端接收的基色信号中的一个基色信号加到预定条所述第一线上；一个具有一个存储显示数据的显示存储器和多个其内部动作可 以从外部确定的寄存器的显示控制驱动装置，用来从所述显示存储器 相继读取显示数据，产生加到所述显示装置内各像素位置上的基色信 号和以分时方式通过一个公共外部输出端发送这些基色信号，以及产 生和发送需加到所述选择开关元件上的控制信号；以及一个数据处理单元，用来产生需写入所述显示存储器的显示数 据和确定涉及写入位置的设置，其中所述显示控制驱动装置包括一个信号产生电路，用来产生 需加到所述选择开关元件上的控制信号，其中所述信号产生电路包括 一个可变分频电路，用来产生频 率为一个从外界接收的时钟的频率的整数分之一的信号，从而根据这 个时钟产生所述控制信号；以及一个计数器，用来对经所述可变分频 电路分频的信号的脉冲进行计数，其中所述寄存器包括 一个第一寄存器，用来设置可变分频电 路据之产生频率为时钟频率的整数分之一的信号的分频比；以及一个 第二寄存器，用来设置所述计数器对脉冲计数可达到的最大值，以及其中所述信号产生电路产生和发送所述控制信号，使得所述控号的个数计算得的时间的脉冲持续时间。
9. 一种按照权利要求8所述的显示系统，其中所述像素位置包括一个像素电极和一个将通过任何在第一 方向延伸的线发送的一个基色信号加到所述像素电极上的开关元件，其中所述显示装置包括 一些在与所述第一方向交叉的第二方 向延伸的第二线，用来发送用于控制位于每个像素位置的所述开关元 件的信号； 一个驱动电路，用来驱动所述第二线，以及一个移位寄存 器，用来依次选择和驱动所述第二线中的一条第二线，其中所述显示控制驱动装置产生所述移位寄存器据之对信息移位的时钟并将时钟发送给所述显示装置，而所述时钟的周期等价于作 为扫描需在所述显示装置上显示的一个屏幕图像的扫描周期的帧周 期。
10. —种按照权利要求8或9所述的显示系统， 其中所述液晶屏内的所述像素位置组合成一些各包括分别与红、绿、蓝三个点关联的像素位置的组，而需从所述显示控制驱动装 置发送给所述显示装置的所述基色信号包括一个红信号、 一个绿信号 和一个蓝信号。
11. 一种在一个半导体芯片上形成的显示控制驱动装置，所述 显示控制驱动装置包括一个显示存储器，用来存储包括一些表示多个像素和由三个彩 色信号承载的数据项的显示数据； 多个寄存器；多个外部输出端，用来以分时方式发送三个各表示一个像素和 从所述显示存储器读出的彩色信号；以及一个信号产生电路，用来按照以分时方式发送所述三个彩色信 号的每个信号的输出周期产生一些控制信号；其中所述信号产生电路包括 一个可变分频电路，用来产生频 率是一个从外界接收的时钟的频率的整数分之一的信号，从而根据所 述时钟产生所述控制信号，使得需在一个显示屏上显示的显示数据可 以存储在所述显示存储器内；以及一个计数器，用来对经所述可变分 频电路分频的信号的脉沖进行计数，其中所述寄存器包括 一个第一寄存器，用来设置可变分频电 路使用的用于产生频率为时钟频率的整数分之一的信号的分频比；以 及一个第二寄存器，用来设置所述计数器对脉冲计数可达到的最大值，以及其中所述信号产生电路响应设置在所述第一和第二寄存器内的 值产生所述控制信号，使得这些控制信号的脉沖持续时间等于基本上 将水平周期三等分计算得的时间。
全文摘要
本发明提供了显示控制驱动装置和显示系统。显示控制驱动装置从存储显示数据的显示存储器中相继读出显示数据，产生三个加到点阵式彩色显示装置内各像素位置的基色图像信号，以及以分时方式通过一个公共的外部输出端发送这些信号。此外，这种显示控制驱动装置产生加到显示装置内的选择开关元件上的控制信号，使得这些选择开关元件有选择地将一个输入图像信号加到三条源线中的任何一条源线上。这种显示控制驱动装置包括一个根据从外界与显示数据同步接收的时钟确定水平周期的单元；以及一个产生和发送加到这些选择开关元件上的控制信号的信号产生电路，这些控制信号具有等于通过将一个水平周期三等分计算得到的时间的脉冲持续时间。
文档编号G02F1/133GK101231836SQ20081000872
公开日2008年7月30日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年6月27日
发明者谷邦彦, 黑川康人 申请人:株式会社日立制作所