JP2001356744A - 液晶表示装置および携帯用電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示画面を分割してデュアルスキャン駆動に
よる高画質化と、パーシャル表示駆動にる低消費電力化
とを行っても、境界にチヤージムラを発生させることな
く、実用上充分な連続表示領域を確保可能にする。 【解決手段】 液晶表示パネル１３の表示画面を走査電
極１７によるグループ化に基づいて、第１画面１１と第
２画面１２とに分割し、マスター駆動回路２１とスレー
ブ駆動回路３１とによってそれぞれ独立に駆動する。パ
ーシャル表示駆動は、境界線１４を挟んで第１画面１１
と第２画面１２の両方にまたがる表示領域１１ｂ，１２
ｂに属する走査電極１７にのみ走査選択パルスを与えて
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電子機器等
に用いられる単純マトリクス型の液晶表示装置、特にそ
の低消費電力化と、そのような液晶表示装置を用いる携
帯用電子機器とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、液晶表示装置では単純マトリ
クス型とアクティブマトリクス型とが用いられている。
携帯用電子機器等では、コストおよび消費電力の点か
ら、単純マトリクス型の液晶表示装置が多く用いられて
いる。携帯用電子機器では、内蔵するバッテリを主電源
にして動作しているため、表示装置でも低消費電力化が
望まれているからである。

【０００３】ところで、携帯電話は、携帯用電子機器の
中でも最も普及しているものの１つと言える。携帯電話
では、通話を行っていないときでも、呼出しに備えて待
ち受けを行う必要がある。このため携帯電話では、その
使用時間のほとんどが待ち受け時間であり、このときに
必要とされる表示情報は限られている。そこで、このよ
うな場合に液晶表示装置の表示画面の一部のみを表示領
域とすることで、消費電力の低減を図る技術が、たとえ
ば特開平１１−１８４４３４号公報などで提案されてい
る。特開平６−９５６２１号公報や特開平７−２８１６
３２号公報には、携帯型パーソナルコンピュータやペー
ジャでの部分表示が提案されている。以下、このような
部分表示を行う駆動を、「パーシャル表示駆動」と呼ぶ
ことにする。

【０００４】単純マトリクス型の液晶表示装置は、複数
の走査電極と複数のデータ電極とがそれぞれ交差するよ
うに配置され、走査電極とデータ電極との交差位置に画
素が形成される。走査電極およびデータ電極はパルス信
号で選択的に駆動され、各画素には走査電極とデータ電
極との間の電位差が印加され、その実効値が液晶の表示
電圧特性のしきい値を超えれば表示が行われる。以下こ
のような実効値応答型の単純マトリクス型液晶表示装置
を例にして、パーシャル表示駆動で全面表示の通常駆動
に対して低消費電力となる理由を説明する。

【０００５】単純マトリクス型液晶表示装置では、通常
線順次駆動と呼ばれる駆動法が用いられる。線順次駆動
では、各走査電極に１フレームに１回だけ選択パルスが
印加され、このときデータ電極には、選択パルスが印加
される走査電極上の画素に表示させる内容に応じてデー
タ信号電圧が印加される。このような動作を、走査電極
の数だけ順次行うことで、各画素の液晶には表示内容に
応じた実効電圧が印加され、各画素の表示内容が組合わ
されて、画像表示が行われる。

【０００６】ここで表示領域を一部の走査電極に限定
し、これ以外の走査電極には全く選択パルスを印加せ
ず、常に非選択電位に固定することを考える。選択パル
スが印加されていない走査電極上の画素の実効電圧は、
ノーマリブラック表示モードでの黒表示など、表示を行
わないオフ表示時の電圧より低いものとなり、表示が全
く行われなくなる。データ電極には、１フレーム期間中
の走査選択パルスに応じたデータ電圧を印加するように
する。このようにして非表示領域を設けると、１フレー
ム内で走査すべき走査電極が表示領域に限定される。こ
のとき通常の全体表示とパーシャル表示とで、液晶の閾
値電圧自体は一定であるので、実際に走査する電極数に
応じて走査電極やデータ電極から印加されるデータ電圧
を小さくすることができる。これによって、走査電極
およびデータ電極を駆動する負荷の軽減と、電源回路の
高効率化とを図ることができる。また、非表示領域には
選択パルスが印加されないので、非表示領域に接続され
る走査電極側の駆動負荷が軽減される。これによって、
走査電極側の駆動回路の負荷を軽減することができ
る。さらに、全面表示とパーシャル表示とでフレーム周
波数が変わらないとした場合、同一時間内でのロジック
回路の処理が非表示領域分減少する。これによって、
ロジック処理の軽減を図ることができる。

【０００７】以上〜の３つの理由が、パーシャル表
示駆動で全面表示駆動を行う通常表示に対して、消費電
力を低減することができる理由である。

【０００８】ＳＴＮ−ＬＣＤ（Super Twisted Nematic-
Liquid Crystal Display）に代表される実効値応答型の
単純マトリクス型液晶表示装置では、走査電極とデータ
電極との交点に位置する画素に、独立して電荷を印加す
ることができないため、前述のように各走査電極に順次
走査パルスを与え、データ電極にはこれに対応する信号
を与える線順次駆動により表示を行う。このとき、実際
に接続される走査電極の数が増加すると、画素に印加さ
れるオン実効電圧とオフ実効電圧との比が急激に減少
し、コントラストの低下やクロストークの増加など、表
示品位の低下をもたらしてしまう。そこで、高解像度Ｓ
ＴＮ−ＬＣＤでは、見かけ上１つの表示装置内で、走査
電極（およびデータ電極）を２つのグループに分け、そ
れぞれ独立して駆動する方法がとられることがある。以
下、このような駆動を「デュアルスキャン駆動」と呼
ぶ。一般的に走査電極は表示画面の横方向に、データ電
極は縦方向に形成されるため、デュアルスキャン駆動を
上下分割駆動と呼ぶこともある。特開平６−９５６２１
号公報の第３図には、ＬＣＤパネルを上方の第１表示画
面と下方の第２表示画面とに２分割し、第１表示画面お
よび第２表示画面の左側部分のみを用いて画像表示を行
う構成が開示されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】携帯電話等の携帯用電
子機器では、従来は表示情報が比較的少なかったため
に、画素数の少ない単純マトリクス型の液晶表示装置が
用いられている。しかしながら、近年はこのような用途
の液晶表示装置においても、表示情報が増大し、大型化
や高解像度化が求められるようになってきている。そこ
で、デュアルスキャン駆動のＳＴＮ−ＬＣＤモジュール
が使用されるようになってきている。

【００１０】このようなデュアルスキャン駆動のＳＴＮ
−ＬＣＤに、前述のパーシャル表示駆動を適用すること
を考える。携帯電話では、パーシャル表示は主に待機時
に使用され、時計やアイコン程度の簡単な表示を行う。
したがって、パーシャル表示駆動における表示行数、す
なわち実操作行数は、パネルサイズや解像度にもよるけ
れども、表示装置全体の１／４〜１／３程度が実用上適
している。

【００１１】液晶駆動用に設計されている半導体集積回
路であるドライバＩＣには、表示オフ機能が設けられて
いる。この機能では、ＳＴＮ−ＬＣＤの走査電極とデー
タ電極とに等しい電圧を印加し、液晶層の両側の電極間
には電位差を生じない状態とすることで、光学的に表示
オフとする機能である。小型モジュールの駆動に向いた
６電源駆動では、このような電圧としてＶＳＳレベルが
用いられることが多い。この機能を利用し、画面の表示
を停止する表示オフ状態とすると、対象となる画面に対
しては走査側、またはデータ側のいずれでも、駆動波形
は一定レベルの直流（ＤＣ）となるため、液晶駆動用の
エネルギがほぼ不要になる。そこで本機能を利用し、片
画面を表示オフし、残りの片画面にパーシャル表示駆動
を行えば、たとえば片画面の１／２を表示するパーシャ
ル表示駆動で表示全体として１／４の領域のみに表示を
行うこととなり、消費電力を低減することが可能とな
る。

【００１２】図３は、携帯電話などに用いられる１．３
型半透過カラーＳＴＮパネルモジュールでデュアルスキ
ャン駆動を行う際の画面分割状態を示す。表示画面１の
全体は走査電極でグループ化され、上下に隣接する２つ
の表示領域に分割される。上方の表示領域であるｕｐｐ
ｅｒ片画面２には４８本の走査電極が属し、下方の表示
領域であるｌｏｗｅｒ片画面３には５０本の走査電極が
属する。各走査電極は、９６本ずつのＲＧＢデータ電極
とそれぞれ交差し、交差部に画素が形成される。このよ
うな液晶表示装置を、固定パレット２５６色表示モード
で動作させた場合、表示内容にもよるけれども、全画面
表示の通常駆動に対し、ｌｏｗｅｒ片画面オフで約３５
％、片画面オフとパーシャル表示との併用でさらに約６
０％低電力化されることが判明している。なお、ｌｏｗ
ｅｒ片画面オフでは、表示オフのほかに、ドライバＩＣ
内部のロジック回路も停止させている。次の表１に、表
示モードを変えたときの消費電流の測定値の例を示す。
消費電流値は、μＡの単位で示す。液晶駆動電圧は、ロ
ジック回路からチャージポンプ回路で昇圧して生成し、
その昇圧段数を高耐圧系昇圧段数として示す。表１中の
電流値は、ロジック系および昇圧前の高耐圧系の合計消
費電流を示す。バックライトの消費電流は除いてある。
の場合の表示領域は４８行であり、の場合は３０行
程度である。

【００１３】

【表１】

【００１４】図３に示すように、一方の表示領域、たと
えばｕｐｐｅｒ片画面２では斜線を施して示すような部
分表示領域でパーシャル表示を行い、他方のｌｏｗｅｒ
片画面３では表示オフの状態にするような表１のの表
示状態では、表示オフの片画面の液晶は印加電圧の実効
値が零に固定されるのに対し、パーシャル表示が適用さ
れるもう一方の画面には少なくともデータ駆動波形が印
加される。このときオフ画面側のパーシャル表示画面と
の画面分割境界付近では、分割境界にある液晶の容量成
分を通してオフ画面から電圧が印加される。すなわち、
オフ画面のうち境界付近にのみ電圧がかかることにな
る。この状態をしばらく続けたあとで、表示状態を通常
の全画面表示に戻すと、表示をオフしていた画面の分割
境界付近にムラが発生する電荷チャージ現象が生じる。
したがって、デュアルスキャン駆動では、片画面を表示
オフとし、もう片画面の１／２程度を表示エリアにし
て、表示装置全体から見れば約１／４が実際の表示エリ
アとなるようなパーシャル表示を行うことはできない。

【００１５】この現象を回避するには、表示オフにする
画面に対してもパーシャル表示を行う画面と同じｄｕｔ
ｙ数となるように、１フレーム期間中の時分割周期をあ
わせてデータ電極からデータ電圧を印加し、すべての走
査電極に走査電圧として非選択電位を印加して駆動を行
う必要がある。しかしながらこの場合には、表示オフの
画面側では表示は行われなくても、実際にはデータ電極
駆動の負荷の軽減が少なくなり、全体的な消費電力低減
効果が低下してしまう。

【００１６】特開平６−９５６２１号公報、特開平７−
２８１６３２号公報、特開平１１−１８４４３４号公報
などで開示されている技術でも、パーシャル表示技術を
デュアルスキャン駆動に適用する場合の駆動や表示領域
の設定についての問題点、すなわち第１画面と第２画面
とに対して表示領域をどのように設定すれば、有効に利
用することができる表示領域を確保しつつ、消費電力も
低減することができるか、いかにして表示領域と低消費
電力の両立を図るのかについては触れられていない。

【００１７】本発明は、表示画面を複数の表示領域に分
割し、各表示領域を独立に駆動して表示品位の向上と充
分な表示領域の確保とを図りながら、パーシャル駆動に
よる消費電力の低減も可能にする液晶表示装置および携
帯用電子機器を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の走査電
極と複数のデータ電極とを交差させて画像を表示する単
純マトリクス型の液晶表示装置で、表示画面を複数の画
面領域に分割し、各画面領域に独立して駆動を行う液晶
表示装置において、各画面領域毎にそれぞれ対応して設
けられる表示駆動回路と、隣接して配置される画面領域
に対応して設けられる表示駆動回路を制御して、各画面
領域でそれぞれ画面領域全体を用いる全体表示モード、
または各画面領域で隣接する画面領域との境界の部分を
使用し、全体として画面領域間にわたって連続する部分
的な画面領域を用いる部分表示モードを切換えて、画像
を表示させる制御回路とを含むことを特徴とする液晶表
示装置である。

【００１９】本発明に従えば、複数の走査電極と複数の
データ電極とを交差させて画像を表示する単純マトリク
ス型の液晶表示装置の表示画面を複数の画面領域に分割
して、各画面領域毎に表示駆動回路を対応して設け、各
画面領域に独立して駆動を行う。制御回路は、隣接して
配置される画面領域に対応して設けられる表示駆動回路
を制御して、各画面領域でそれぞれ画面領域全体を用い
る全体表示モード、または各画面領域で隣接する画面領
域との境界の部分を使用し、全体として画面領域間にわ
たって連続する部分的な画面領域を用いる部分表示モー
ドを切換えて画像を表示させる。部分的な画面領域を用
いる部分表示モードでも、隣接する画面領域間にわたっ
て連続する部分的な画面領域が用いられるので、部分的
な表示を行う画面領域間に非表示領域が存在せず、全画
面表示モードに戻したときに分割境界付近にムラが発生
する現象を避けることができる。したがって、複数の画
面領域を独立して駆動することによる画質の向上と、実
用上充分な表示領域を確保して、部分的な画面領域を用
いる表示による低消費電力化とを図ることができる。

【００２０】また本発明で、前記画面領域は、前記デー
タ電極の方向に前記表示画面が分割されて設けられるこ
とを特徴とする。

【００２１】本発明に従えば、表示画面を複数に分割す
る画面領域は、データ電極の方向に設けられるので、走
査電極のグループとして画面領域を取扱うことができ
る。

【００２２】また本発明で、前記表示駆動回路は、前記
部分表示モード時に、走査電極については表示に使用す
る画面領域に接続されるもののみを選択的に駆動するこ
とを特徴とする。

【００２３】本発明に従えば、部分表示モード時に表示
に使用する画面領域に接続される走査電極についてのみ
選択的に駆動するので、部分表示モード時に表示に使用
しない画面領域に属する走査電極には駆動を行わず、走
査電極の駆動に伴う電力消費を低減することができる。

【００２４】さらに本発明は、前述のいずれかに記載の
液晶表示装置を備えることを特徴とする携帯用電子機器
である。

【００２５】本発明に従えば、携帯用電子機器では、表
示画面を複数の画面領域に分割して独立して駆動するこ
とによる高品質の画像表示と、部分的な画面領域を用い
ての表示による低消費電力化とを必要に応じて切換える
ことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての液晶表示装置１０の概略的な電気的構成を示す。
本実施形態の液晶表示装置１０は、第１画面１１および
第２画面１２に２分割される単純マトリクス型の液晶表
示パネル１３を有する。第１画面１１と第２画面１２と
は、走査線方向に平行な境界線１４で分離される。第１
画面１１および第２画面１２には、境界線１４から離れ
た側に非表示領域１１ａ，１２ａがそれぞれ設けられ、
境界線１４を挟んで斜線を施して示すような表示領域１
１ｂ，１２ｂがそれぞれ設けられる。第１画面１１およ
び第２画面１２は、全面を使用して画像表示を行う全面
表示モードと、表示領域１１ｂ，１２ｂのみを用いて表
示を行う部分表示モードとを、制御回路１５からの制御
で切換えることができる。液晶表示パネル１３で表示ま
たは非表示を行うために印加する各種の電圧は、電源回
路１６によって生成され、各部に供給される。

【００２７】第１画面１１は、制御回路１５および電源
回路１６を含むマスター駆動回路２１によって駆動され
る。マスター駆動回路２１は、第１画面１１用の表示メ
モリ２２、第１画面１１の走査電極を駆動する走査ドラ
イバ２３、第１画面１１のデータ電極を駆動するデータ
ドライバ２４と、前述の制御回路１５および電源回路１
６を含む。また、第２画面１２は、スレーブ駆動回路３
１、第２画面１２用の表示メモリ３２、第２画面１２に
属する走査電極を駆動する走査ドライバ３３および第２
画面１２に属するデータ電極を駆動するデータドライバ
３４が含まれる。

【００２８】制御回路１５は、設定されるduty数に従っ
て第１画面１１の一部を表示領域１１ｂに設定し、他の
部分を非表示領域１１ａに設定する。すなわち、制御回
路１５は走査ドライバ２３に対して、非表示領域１１ａ
の走査電極には常に非選択電位を、表示領域１３ｂの走
査電極にはduty数に応じた周期で選択パルスを順次印加
するような制御を行う。

【００２９】マスター駆動回路２１の表示メモリ２２
は、制御回路１５から読出し要求があると、メモリのデ
ータをデータドライバ２４に転送する。データドライバ
２４は、制御回路１５に従って、表示領域１１ｂの走査
電極側の周期にあわせてデータ電極にデータ電圧を印加
する。スレーブ駆動回路３１も、マスター駆動回路２１
の制御回路１５に従い、マスター駆動回路１１と同様
に、第２画面１２の表示領域１２ｂに対し駆動を行う。

【００３０】制御回路１５は、設定されたduty数に応じ
たbias比と電圧値とを持つ走査・データ電圧を電源回路
１６で生成させ、これらの電圧は走査ドライバ２３，３
３およびデータドライバ２４，３４を介して液晶表示パ
ネル１３の走査電極１７およびデータ電極１８に与えら
れる。次の表２は、図１の液晶表示パネル１３として、
図３に示すような１．３型半透過カラーＳＴＮパネルモ
ジュールを用いたときに、本実施形態を適用した場合の
消費電流を示す。他の条件は、表１の場合と同じであ
る。

【００３１】

【表２】

【００３２】図２は、表２で部分表示モードで表示を行
う部分的な画面領域の範囲に斜線を施して示す。図２
（１）は表２のに示す実施例１の表示領域を示し、図
２（２）は表２でとして示す実施例２の表示領域を示
す。図２（１）の表示領域１１ｂ，１２ｂを合わせる
と、約６０行で表示を行う。図２（２）の表示領域１１
ｂ，１２ｂを合わせると、約３０行で表示を行う。この
実施例２の場合の表示領域は、表１ので示す表示領域
と同等の大きさである。いずれの場合においても、本実
施形態を適用した場合にはさらなる低消費電力化が成さ
れていることが解る。また、第１画面１１と第２画面１
２とでは、駆動条件が異なることがないため、境界線１
４付近で表示ムラは発生しない。なお、制御回路１５
は、パーシャル表示モードに応じたduty数に従って、第
１画面１１および第２画面１２に対してその走査電極１
７に走査選択パルスを印加する領域である表示領域１１
ｂ，１２ｂと、非選択電位に固定する領域である非表示
領域１１ａ，１２ａとを決定する。第１画面１１および
第２画面１２に対するduty数は同一である。電源回路１
６は、設定されたduty数に応じて、走査電圧とデータ電
圧との比であるbias比が最適な値となるような電圧を走
査ドライバ２３，３３およびデータドライバ２４，３４
に与える。第１画面１１および第２画面１２を駆動する
走査ドライバ２３，３３およびデータドライバ２４，３
４は、制御回路１５に従って駆動電圧をそれぞれの画面
に印加する。走査ドライバ２３，３３は、各画面の表示
領域１１ｂ，１２ｂに接続された走査電極１７にのみ走
査選択パルスを与え、各画面の非表示領域１１ａ，１２
ａに接続された走査電極１７は、常に非選択電位に固定
する。

【００３３】なお、以上の説明では液晶表示パネル１３
を第１画面１１および第２画面１２に２分割しているけ
れども、３分割以上であっても本発明を同様に適用する
ことができる。パーシャルモードの表示を、境界をまた
がるように行えばよい。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、１つの表
示画面を分割する複数の画面領域を独立して駆動して高
品位の画像表示を行い、隣接する画面領域間にわたる部
分的な画面領域で部分的な画面表示を行って低消費電力
化を図るとともに、隣接する画面領域の境界にチャージ
ムラを発生させることはなく、実用上充分な表示領域を
確保しながら画像表示を行うことができる。

【００３５】また本発明によれば、表示領域を走査電極
のグループとして複数に分け、高品位の画像表示と低消
費電力化とを図ることができる。

【００３６】また本発明によれば、部分表示では、表示
を行う部分的な画面領域に属する走査電極のみを駆動す
るので、部分的な画面領域に属さない走査電極に対する
駆動を行う必要はなく、走査電極の駆動に要する電力の
低減を図ることができる。

【００３７】さらに本発明によれば、携帯用電子機器で
全画面を複数の画面領域に分割して独立に駆動しての高
品位表示と、隣接する画面領域にまたがるように設定さ
れる部分的な画面領域を用いての表示による低消費電力
化とを達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態としての液晶表示装置１
０の概略的な電気的構成を示すブロック図である。

【図２】図１の液晶表示パネル１３でパーシャル表示を
行う場合の表示領域を示す図である。

【図３】従来のデュアルスキャン駆動の液晶表示装置で
パーシャル表示を行う状態を示す図である。

【符号の説明】

１０ 液晶表示装置 １１ 第１画面 １１ａ，１２ａ 非表示領域 １１ｂ，１２ｂ 表示領域 １２ 第２画面 １３ 液晶表示パネル １４ 境界線 １５ 制御回路 １６ 電源回路 １７ 走査電極 １８ データ電極 ２１ マスター駆動回路 ２２，３２ 表示メモリ ２３，３３ 走査ドライバ ２４，３４ データドライバ ３１ スレーブ駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H093 NA15 NA43 NC09 NC11 NC13 ND04 ND15 ND17 ND39 5C006 AB03 AC24 AF31 AF34 AF38 AF42 AF69 BB12 BC22 BC23 FA47 5C080 AA10 BB06 DD26 EE01 EE17 EE25 FF12 GG02 JJ01 JJ02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査電極と複数のデータ電極とを
   交差させて画像を表示する単純マトリクス型の液晶表示
   装置で、表示画面を複数の画面領域に分割し、各画面領
   域に独立して駆動を行う液晶表示装置において、 各画面領域毎にそれぞれ対応して設けられる表示駆動回
   路と、 隣接して配置される画面領域に対応して設けられる表示
   駆動回路を制御して、各画面領域でそれぞれ画面領域全
   体を用いる全体表示モード、または各画面領域で隣接す
   る画面領域との境界の部分を使用し、全体として画面領
   域間にわたって連続する部分的な画面領域を用いる部分
   表示モードを切換えて、画像を表示させる制御回路とを
   含むことを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記画面領域は、前記データ電極の方向
   に前記表示画面が分割されて設けられることを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記表示駆動回路は、前記部分表示モー
   ド時に、走査電極については表示に使用する画面領域に
   接続されるもののみを選択的に駆動することを特徴とす
   る請求項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表
   示装置を備えることを特徴とする携帯用電子機器。