JP2002108318A - 薄膜半導体表示装置 - Google Patents

薄膜半導体表示装置

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JP2002108318A
JP2002108318A JP2000296809A JP2000296809A JP2002108318A JP 2002108318 A JP2002108318 A JP 2002108318A JP 2000296809 A JP2000296809 A JP 2000296809A JP 2000296809 A JP2000296809 A JP 2000296809A JP 2002108318 A JP2002108318 A JP 2002108318A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 携帯機器等の消費電力を低減することによっ
て、ディスプレイ内蔵機器の使用時間の延長を可能にす
る薄膜半導体表示装置を提供する。 【解決手段】 音声による通信手段を有する携帯情報機
器に付帯的に設けられる薄膜半導体表示装置において、
表示領域の一部の表示データを保持するデータ保持手段
を備え、音声の送受信時に、データ保持手段に保持され
たデータによって、表示領域の一部のみに画面表示する
ことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に薄膜半導
体素子を集積して形成される薄膜半導体表示装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】薄膜半導体技術は、例えば、ガラス基板
上に半導体素子を容易に集積できるという利点から液晶
表示パネル等への応用が盛んである。液晶表示パネルは
薄型軽量及び低駆動電圧であり、腕時計、電卓、ワード
プロセッサ、パーソナルコンピュータ、小型ゲーム機器
のディスプレイとして広く用いられ、さらに、電子手
帳、携帯情報端末(PDA)、携帯電話のディスプレイ
にも使用されている。
【0003】最近では、熱活性化及びELA(エキシマ
・レーザ・アニール)によって得られる多結晶シリコン
膜のような高移動度の半導体薄膜に薄膜トランジスタ
(以下、TFTと略記する)を形成できるようになっ
た。これに伴って液晶駆動用回路を画素スイッチ用のT
FTと一緒にパネル基板に組み込んだ駆動回路一体型の
液晶表示パネルが実用化されつつある。この構造は、T
AB(Tape Automated Bonding)等を使用してパネル端
部に液晶駆動回路ICを取り付けて液晶駆動信号を供給
する従来の構成と比較して、電気的な接続点数が少ない
ため機械的な衝撃による接続不良が発生し難いことや、
表示画素数の増大に伴うガラス基板とTABとの接続本
数の増大(接続工程時間の増大)等の問題が生じないと
いう利点を有しており、製造コストの低減効果が大き
い。
【0004】図5に従来の液晶表示装置の回路処理部を
示す。この液晶表示装置を装着した携帯電話等の本体の
制御部から、画像信号とコントロール(タイミング)信
号が送られ、LCDコントロール回路11に入力され
る。LCDコントロール回路11で加工された映像信号
とコントロール信号をもとに、D/A変換回路12で液
晶駆動用のアナログ映像信号が作り出される。また、L
CDコントロール回路11で加工されたコントロール信
号は走査線駆動回路(以下、Yドライバ回路と略記す
る)13にも加えられ、LCDコントロール回路11で
加工されたコントロール信号とD/A変換回路12で作
り出されたアナログ映像信号は信号線駆動回路(以下、
Xドライバ回路と略記する)14に加えられる。そし
て、Yドライバ回路13とXドライバ回路14とが同期
して、マトリクス状に配設された走査線15及び信号線
16の各交差部に配置された画素表示部17のスイッチ
素子を順次選択して所定の映像信号を該当画素の液晶に
書き込むようになっている。
【0005】TFT素子の高性能化(低Vth、高移動
度)により、図5に示された回路すべてをガラス基板上
に集積化することが可能であるが、動作周波数の制約か
らLCDコントロール回路11やD/A変換回路12を
外部IC(結晶シリコン回路)として別の配置とするこ
とも可能である。図6は上述のように処理回路の一部を
外部ICとした場合の回路構成図で、フレキシブルテー
プ配線18を使用して回路基板20に搭載したコントロ
ールIC及びDACIC21からYドライバ回路13及
びXドライバ回路14へ信号を送る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、表示装置の
性能を比較する上で、コスト、消費電力、外形寸法がお
おまかな目安となるが、その重要度については、各表示
装置の使われ方で大きく異なる。例えば、携帯電話や携
帯情報機器では、移動して利用するために電源は電池を
使用する。従って、回路の消費電力はできるだけ低く抑
える必要があり、消費電力の低さが性能を評価する最重
要項目となっている。
【0007】図6のようなフレキシブルテープ配線18
を用いた構成では、フレキシブルテープ配線18の配線
容量による負荷損失が、消費電力を増やす要因となって
いた。携帯電話の多くは図7(a)に表示画面の全体
を、図7(b)にその一部の表示例を示すように、画面
表示部30は文字・画像表示部31以外に機能・状態表
示部32を持っているが、表示画面の更新は頻繁に行わ
れないにも拘わらず、機能・状態表示部32と共に文字
・画像表示部31も絶えず更新していた。特に、音声通
話時や省電力の待ち受け状態では、機能・状態表示部3
2を頻繁に行う必要がないにも拘わらず、表示の更新を
繰り返し行っているために、無駄な電力を消費してい
た。
【0008】携帯情報機器の低消費電力化の要求から、
状況に応じて駆動状態を変えることが可能な駆動回路が
望まれ、特に、回路基板とガラス基板の接続に使用され
るフレキシブル・テープ配線等の負荷損失は消費電力を
増大させる要因となっておりその対策が望まれていた。
【0009】本発明の目的は、上記の問題点を解決する
ためになされたもので、携帯機器等の消費電力を低減す
ることによって、ディスプレイ内蔵機器の使用時間の延
長を可能にする薄膜半導体表示装置を提供するにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
音声による通信手段を有する携帯情報機器に付帯的に設
けられる薄膜半導体表示装置において、表示領域の一部
の表示データを保持するデータ保持手段を備え、音声の
送受信時に、データ保持手段に保持されたデータによっ
て、表示領域の一部のみに画面表示することを特徴とす
るものである。
【0011】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
薄膜半導体表示装置において、データ保持手段に保持さ
れたデータに基づく表示画面の更新周期を、音声の送受
信を行っていない場合よりも長くしたことを特徴とする
ものである。
【0012】請求項3に係る発明は、携帯情報機器に付
帯的に設けられ、携帯情報機器の本体制御部から少なく
とも画像の更新情報を含む表示画面情報を表示制御部へ
送信し、表示制御部によって表示制御が行われる薄膜半
導体表示装置において、更新情報に基づいて表示画像の
変化の有無を検出する手段を備え、表示画像に変化の無
い場合には、画像更新時間を延長することを特徴とする
ものである。
【0013】請求項4に係る発明は、請求項3に記載の
薄膜半導体表示装置において、表示制御部が表示領域の
少なくとも一部の表示データを順次転送して保持する表
示データ保持手段を備え、表示画像に変化がない場合に
は、表示データ保持手段で順次転送されるデータを表示
することを特徴とするものである。
【0014】請求項5に係る発明は、請求項2に記載の
薄膜半導体表示装置において、表示制御部が表示領域の
少なくとも一部の表示データを画素毎にラッチする多数
のラッチ回路でなる表示データ保持手段を備え、表示画
像に変化がない場合には、ラッチ回路の表示データを所
定の順序で呼び出して表示することを特徴とするもので
ある。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
る薄膜半導体装置の一実施形態の概略構成図である。図
中、従来装置を示す図5又は図6と同一の要素には同一
の符号を付してその説明を省略する。周知の如く、アク
ティブマトリクス液晶表示パネルでは、一般に複数の画
素表示電極がパネル基板においてマトリクス状に配置さ
れ、複数のTFTがこれら画素電極に画素スイッチとし
てそれぞれ接続される。
【0016】図1に示した実施形態は、フレキシブルテ
ープ配線18を介して送られてくるアナログ映像信号
を、Xドライバ回路14が所定の信号線16へ振り分け
るスイッチ回路を有する点順次駆動回路、あるいは、フ
レキシブルテープ配線18を介して送られてくるデジタ
ル信号に基づいて薄膜半導体素子で作られたD/A変換
回路でアナログ映像信号に変換しバッファアンプ等で映
像信号の保持・駆動能力を増加させ、複数の画素へ同時
タイミングで信号を書き込む線順次駆動回路(信号の書
き込みタイミングを分散させた(ずらした)ブロック順
次駆動も可能)を有し、この点順次駆動回路又は線順次
駆動回路に併置されるようにデータ保持型Xドライバ回
路40を設けた点が図5又は図6と構成を異にしてい
る。
【0017】このデータ保持型Xドライバ回路40は、
所定の表示エリアの一部、例えば画面表示の上部30ラ
イン部分に該当する機能・状態表示部32の画像データ
を保持しており、文字・画像表示部31の画面が非表示
の状態である場合、いいかえれば、表示制御部からの画
像データの供給がなされない場合でも、保持したデータ
を順次読み出すことによって、回路基板からの画像デー
タの供給が無くても表示が維持できるように構成されて
いる。
【0018】このデータ保持型Xドライバ回路40を設
けることによって、表示装置が、制御部より画像信号変
更有無の情報を入手することによって、同一の画像デー
タである場合には、データの更新を行うことなく、表示
装置回路(ガラス基板内回路)の保持情報を元に表示を
行うことができるため、コントロールIC及びDACI
C21からの信号についてフレキシブル配線を介しての
画像データの供給をしなくても済むことになる。これ
は、システム回路基板からの無駄な信号供給(画像デー
タ、制御信号)を減らすことができるため、配線負荷駆
動に伴う消費電力ロスを無くすることができる。
【0019】また、携帯電話等の音声通話中では、合理
的に考えて表示装置がリアルタイムに動作しても表示画
像を操作者が確認できない。システムの使用状況、例え
ば、携帯電話では、音声通話状態、待機状態(省電力モ
ード)において、表示リフレッシュ回数の低減、具体的
には画素データの出力期間をシステム回路で制御するこ
とが有効である。この場合、上述の保持データ読み出し
においても読み出し期間を状況に応じて変えることが良
い。
【0020】図2はデータ保持型Xドライバ回路40の
具体的な構成例であり、画像データ信号を転送信号によ
って順次転送するシフトレジスタ41,42,…が画面
表示部30の横方向に画素数に対応して直列に接続され
てなる横方向データ転送回路を備えている。また、これ
らのシフトレジスタ41,42,…の各出力を、選択信
号によって切り替え制御されるスイッチ51,52,…
を介してそれぞれ入力し、機能・状態表示部32の縦方
向の画素数に対応する数だけ直列接続されたシフトレジ
スタ列611,612,…,・・・,でなり、各シフト
レジスタ列の終段のシフトレジスタが、スイッチ51,
52…を介して、初段のシフトレジスタに接続された縦
方向データ転送回路を備えている。さらに、終段のシフ
トレジスタには出力制御信号によって動作するバッファ
アンプ71,72,…が接続され、これらバッファアン
プ71,72,…の出力が信号線16に加えられる構成
になっている。なお、図2に示した回路を他の変形例と
区別するために、これをデータ保持型Xドライバ回路4
0Aと称することとする。
【0021】上記のように構成されたデータ保持型Xド
ライバ回路40Aの動作を以下に説明する。先ず、映像
信号は、シフトレジスタ41,42,…でなる横方向デ
ータ転送回路で、転送信号に同期させて横方向にデータ
転送が行われ、転送データが右端回路に到達したら、今
度は縦方向にデータ転送する転送回路、すなわち、シフ
トレジスタ列611,612,…,・・・,にデータを
入力する。ここに受け取られたデータは、縦方向へのデ
ータ転送を転送信号2に同期させて行う。
【0022】このとき縦方向に並ぶシフトレジスタは縦
方向へのデータビット数(白黒表示の場合ドット数に相
当)に応じて決められるが必要ビット数(ドット数)に
達したあとは、当初横転送のシフトレジスタからの信号
が送られるように閉じられていたスイッチ51,52…
を縦方向転送シフトレジスタ列の終段のデータ信号を受
けるように切り替える。それと同時に、白黒表示の表示
装置では、最下段に達したビット(ドット)データは、
バッファアンプ71,72,…を介して信号線に供給さ
れる。ここで、バッファアンプ71,72,…は液晶を
駆動する場合には、液晶材料に対応した極性反転電圧を
出力する回路であり、有機EL素子などでは、所定の電
流を流す定電流回路となっている。
【0023】この転送信号に同期して、Yドライバ回路
13より選択信号を供給し、図5に示す通りの画素スイ
ッチ回路に順次所定の画像データを供給することによっ
て、各画素に対応した表示を実現する。この回路では、
デジタルのビットデータをそのまま画素回路へ供給する
ため2値表示となる。ここで、表示対象としている表示
画面情報は図7(b)に示すようなモニタ・状態情報、
例えば、電波強度、メール着信状況、バッテリー残量で
あるため、別段不自由を感じることがないものと思われ
る。
【0024】図2に示したデータ保持型Xドライバ回路
40Aは、縦方向に連なっているシフトレジスタ回路に
より送られたデータを閉じたループの中で保持すること
が特徴である。ダイナミック型のシフトレジスタでは、
一定期間毎のデータの転送が必要であるが、スタティッ
ク型であれば、次回の表示リフレッシュまでに、シフト
レジスタを転送動作させることなくデータ保持が行え
る。
【0025】このデータ保持機能により画像データに変
化がない場合には、制御部からの画像データを受け取る
必要がない。そのため、従来同一の画像データであって
も、一定周期(1/60秒)でシステムからデータを受
け取る必要があったのに対して、ガラス回路内でデータ
を循環保持することで、液晶を交流駆動することができ
る。これによって、フレキシブル配線やプリント基盤配
線等の負荷容量で消費される電力を削減することが可能
となる。また、一方で、データがガラス基板内回路で循
環することで、外部回路(システムから)のデータ転送
周期に同期させることなく、データの書き換えが行える
ようになる。これは、Yドライバ回路13の操作回路パ
ルスに同期さえしていれば、システムに依存することな
く、任意の周期で画像データの書き換えを行うことがで
きる。また、書き換え周期を伸ばすことでも、消費電力
の低減につながる。
【0026】上述したデータ保持型Xドライバ回路40
Aでは、白黒表示を前提として、ドットデータをそのま
ま画素回路に送っているが、何ビットかのデータに基づ
いて階調・マルチカラー表示をすることもできる。これ
は、転送データ数を増やし縦方向に転送するシフトレジ
スタ数を増加させ、各画素に対応したビットデータをも
とにD/A変換(あるいは、階調選択)することによっ
て、表示品位の高い画像の表示が可能とする。また、表
示文字・画像がドット構成ではなく、図7(b)に示す
ような、ITO(Indium Tin Oxide)のパターンにより
あらかじめ定められた表示イメージとなっている場合に
は、それほど多くの保持データ情報を必要としない。こ
のような場合には、回路規模を大きくすることなく構成
できる。従って、横方向のみのシフトレジスタ構成で、
全機能・状態表示のデータを保持できる。
【0027】また、図2に示したデータ保持型Xドライ
バ回路40Aは、当初から該当する表示エリアのデータ
転送を担当し、表示データを送り続けても構わないし、
リフレッシュ回数が頻繁である場合にはXドライバ回路
14での駆動を行い、低リフレッシュモードとなった場
合には、Xドライバ回路14の代わりにデータ保持型X
ドライバ回路40Aに切り替え接続することによりデー
タをガラス基板に保持することが可能である。データ保
持型Xドライバ回路40Aでの画像データ出力への切り
替えのタイミングは、データの転送が最下段のシフトレ
ジスタに達した後となる。この時、データ保持型Xドラ
イバ回路40Aの動作が始まるもっとも短い時間は表示
装置の1画面書き換わり時間(1/60秒)であるが、
低リフレッシュ動作に表示形態が切り替わるのであるか
ら、これよりも十分遅い書き換わりで良い。そのため、
図2中の縦方向のデータ転送回路の転送信号2は、画面
の書き換わり時間にまで低速化してもかまわないことに
なる。
【0028】もちろん、従来型のドライバー回路を使用
して駆動している場合には、データ保持型Xドライバ回
路40Aを動作させる必要はないため、データ転送のク
ロック信号等の供給は不要で、Xドライバ回路14とデ
ータ保持型Xドライバ回路40Aとの信号選択回路が正
しく動作していれば、省電力対策としてデータ保持型X
ドライバ回路40Aの動作の停止(電源供給停止)も行
える。
【0029】図3は、縦方向のシフトレジスタに変わり
ラッチ回路711,712,…,・・・,とスイッチ7
11,712,…,・・・,とで構成したデータ保持型
Xドライバ回路40Bを示したものである。図2のデー
タ保持型Xドライバ回路40Aとの比較では、データ読
み出し時は、各制御線を独立制御することで画素信号線
にデータを読み出せるが、独立の制御線が必要となる欠
点を有する。しかし、一方で、各制御線が独立制御可能
なことから、Yドライバ回路13との連動により飛び越
し選択駆動も可能となる。これは、ラッチデータの全て
について、画素データの更新を行うのではなく、液晶画
面のノーマリーホワイトの表示モードなどですべて白表
示である時には、積極的に表示をリフレッシュする必要
がないため、飛び越し駆動を行うことができる。
【0030】上述した各データ保持型Xドライバ回路で
は、画像データは回路端部から供給され、新規に構成さ
れた転送回路で送られるが、D/A変換回路をガラス基
板上に搭載した構成でもよい。この場合には、D/A変
換部へのデジタル信号入力前段部に選択スイッチを設
け、D/A変換部と本実施形態に係るデータ保持型Xド
ライバ回路40A又は40Bへ信号を分岐入力できる構
成とする。従来の駆動方法では、D/A変換部ヘデジタ
ルデータを供給し、データ保持駆動では、データ保持型
シフトレジスタヘもデジタルデータを供給する。前述の
通り、データ保持型シフトレジスタの最終段の信号は、
デジタル入力部に入力されるため、D/A変換部にも供
給されるようになる。一連の保持データが保存された後
は、デジタルデータの供給を受けなくても表示を実施で
きる。
【0031】図4(a)〜(c)は、上述の一連の動作
を説明するための説明図である。すなわち、(a)に示
すように、画像データをD/A変換回路に送る経路に、
スイッチ1,2,3,4とデータ保持型Xドライバ回路
40とを設け、従来装置と同様な駆動をする場合にはス
イッチ1及び2をオン状態にし、スイッチ3及び4をオ
フ状態にすれば、画像データは直接D/A変換回路に供
給される。上述した機能・状態表示部32のみの表示あ
るいは同一画面の表示を行うには、(b)に示すよう
に、スイッチ1,2,3,4の全てをオン状態にして画
像データをD/A変換回路に供給すると同時にデータ保
持型Xドライバ回路40に記憶させ、続いて、(c)に
示すように、スイッチ1をオフ状態にしてデータ保持型
Xドライバ回路40のデータを所望の周期にて呼び出し
てD/A変換回路に供給する。これによって、上述した
各表示方法が実現される。
【0032】また、図4の構成として、ガラス基板上に
D/A変換部をもたず、図中の画像データ(デジタルデ
ータ)はアナログ信号(液晶駆動信号)であってもよ
い。これは図6の回路基板20を流用することが可能
で、図7の文字・画像表示部31は従来通りの駆動で機
能・状態表示部32についてはデータ保持型Xドライバ
を使用する。このとき、データ保持型Xドライバに供給
する信号は2値(デジタル)データとすればよい。
【0033】なお、図1に示した実施形態では、同一端
部にXドライバ回路14とデータ保持型Xドライバ回路
40とを配置しているが、回路レイアウトの余裕を考え
ると上下の各端部に分割配置することが良いと思われ
る。この場合、全回路の消費電力量を低く抑えることを
考えると、フレキシブル配線に遠い側にデータ保持型X
ドライバ回路40を配置することが有効である。可能で
あれば、フレキシブル配線近くに回路を形成することが
望ましい。
【0034】
【発明の効果】以上の説明によって明らかなようらに、
本発明によれば、携帯機器等の消費電力を低減すること
によって、ディスプレイ内蔵機器の使用時間の延長を可
能にする薄膜半導体表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜半導体表示装置の一実施形態
の概略構成図。
【図2】図1に示した実施形態を構成するデータ保持型
Xドライバ回路の詳細な構成を示す回路図。
【図3】図1に示した実施形態を構成するデータ保持型
Xドライバ回路の他の詳細な構成を示す回路図。
【図4】図1に示した実施形態の動作動作を概念的に示
したブロック回路図。
【図5】従来の薄膜半導体表示装置の概略構成を、部分
的に回路図で示したブロック図。
【図6】従来の薄膜半導体表示装置の他の概略構成を示
すブロック図。
【図7】薄膜半導体表示装置の表示画面例と、形態電話
の画面表示部を示した図。
【符号の説明】
11 LCDコントロール回路 12 D/A変換回路 13 走査線駆動回路(Yドライバ回路) 14 信号線駆動回路(Xドライバ回路) 18 フレキシブルテープ配線 20 回路基板 21 コントロールIC及びDACIC 30 画面表示部 31 文字・画像表示部 32 機能・状態表示部 40,40A,40B データ保持型信号線駆動回路
(Xドライバ回路) 41〜45,611〜653 シフトレジスタ 51〜55 切り替えスイッチ 71〜75 バッファアンプ 511〜554 スイッチ 711〜754 ラッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 660 G09G 3/20 660E 660K 680 680T 3/36 3/36 Fターム(参考) 2H088 EA02 HA06 HA08 MA20 2H093 NA16 NA43 NC16 NC24 NC26 NC29 NC34 NE07 5C006 AC02 AF34 AF68 AF69 BB16 BC03 BC06 BC13 EC13 FA47 5C080 AA10 BB05 DD26 EE32 FF12 JJ01 JJ02 KK07 5C082 AA21 BA02 BA12 CA76 CB01 MM02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音声による通信手段を有する携帯情報機器
    に付帯的に設けられる薄膜半導体表示装置において、 表示領域の一部の表示データを保持するデータ保持手段
    を備え、音声の送受信時に、前記データ保持手段に保持
    されたデータによって、表示領域の一部のみに画面表示
    することを特徴とする薄膜半導体表示装置。
  2. 【請求項2】前記データ保持手段に保持されたデータに
    基づく表示画面の更新周期を、音声の送受信を行ってい
    ない場合よりも長くしたことを特徴とする請求項1に記
    載の薄膜半導体表示装置。
  3. 【請求項3】携帯情報機器に付帯的に設けられ、前記携
    帯情報機器の本体制御部から少なくとも画像の更新情報
    を含む表示画面情報を表示制御部へ送信し、前記表示制
    御部によって表示制御が行われる薄膜半導体表示装置に
    おいて、 前記更新情報に基づいて表示画像の変化の有無を検出す
    る手段を備え、表示画像に変化の無い場合には、画像更
    新時間を延長することを特徴とする薄膜半導体表示装
    置。
  4. 【請求項4】前記表示制御部が表示領域の少なくとも一
    部の表示データを順次転送して保持する表示データ保持
    手段を備え、表示画像に変化がない場合には、前記表示
    データ保持手段で順次転送されるデータを表示すること
    を特徴とする請求項3に記載の薄膜半導体表示装置。
  5. 【請求項5】前記表示制御部が表示領域の少なくとも一
    部の表示データを画素毎にラッチする多数のラッチ回路
    でなる表示データ保持手段を備え、表示画像に変化がな
    い場合には、前記ラッチ回路の表示データを所定の順序
    で呼び出して表示することを特徴とする請求項2に記載
    の薄膜半導体表示装置。
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