JP2003280601A

JP2003280601A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003280601A
Application number: JP2002078365A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Sato; 佐藤　　一郎; Hirofumi Yamakita; 裕文山北; Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川; Kazunori Komori; 一徳小森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-02

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯電話・携帯端末等における液晶表示装置
の低消費電力化。【解決手段】複数の走査線を、ソース信号極性が同じ
ものを複数のグループに分割し、グループ毎に順次走査
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として携帯電話
や携帯端末などの液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話や携帯端末などは、電池で駆動
しているため消費電力を減らすことが要求されている。
つまり、液晶表示装置の電力効率を上げるには、液晶パ
ネルの透過率を上げることが望まれている。これは、バ
ックライト・フロントライト等の内部光源を使用する場
合に、内部光源の消費電力が同程度であってもより明る
い表示装置を得ることができるからである。また、同じ
明るさの表示装置を得る時には、等透過率の高い液晶表
示装置を用いると消費電力を低く抑えることができるか
らである。

【０００３】以下に、近年、透過率を上げるために使用
されてきている高開口率化技術について説明する。透過
型の液晶表示装置の模式図を図３２に示す。この時、画
素電極とソース信号配線との間に電極がない領域が存在
する。この電極のない領域は、画素電極のある領域と異
なる電界がかかっており正常に液晶が駆動しない。従っ
て、この領域をカラーフィルターのブラックマトリクス
で遮蔽している。そこで、この領域を有効に活用するた
めの技術が高開口率化平坦化技術（以下、ＨＡと略す
る）である。この技術を利用した液晶表示装置の模式図
を図３３に示す。このＨＡ技術を利用することで、画素
電極とソース信号配線を立体的に重ね、従来のものと比
較して開口率を大きくできる。また、この時、ソース信
号配線の上に画素電極が存在するので、ソース信号配線
上のブラックマトリクスを小さくできる（あるいはソー
ス信号配線上のブラックマトリクスはなくしてもよ
い）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ＨＡ技術を行
った際に、画素電極とソース信号配線電極との間にカッ
プリング容量が形成される。ＨＡ技術で用いる平坦化膜
も厚くすることで、このカップリング容量を減らすこと
ができるが、平坦化膜に孔をあけて、平坦化膜上のＩＴ
ＯとＴＦＴのドレイン電極を電気的にコンタクトさせる
必要があるので、平坦化膜の厚膜化には限界がある。

【０００５】このカップリング容量が大きくなると、輝
度傾斜ムラ・クロストーク等の画像ムラが発生する。ま
た、カップリング容量が大きく、フレーム反転駆動の場
合は輝度傾斜とクロストーク、ライン反転駆動の場合は
クロストークが発生する。

【０００６】このメカニズムを以下に例をあげて説明す
る。液晶表示装置はノーマリホワイトモードとして説明
する。図３４に示した黒ｗｉｎｄｏｗパターンを液晶表
示装置に表示する。フレーム反転駆動時の電圧波形を図
３５に示す。Ｕｎ、Ｄｎ列のソース信号波形とＵｗ、Ｄ
ｗ列のソース信号波形をそれぞれ図３５（１）、（４）
に示す。Ｕｎ、Ｄｎ、Ｕｗ、Ｄｗにおける各々の画素電
圧を図３５（２）、（３）、（５）、（６）に示す。図
３５中のブロック矢印はそれぞれの点で走査信号線がＯ
ｎになった時を示している。走査信号線が走査されてい
ないにも関わらず、図３５（２）、（３）、（５）、
（６）の電圧に変化があることが分かる。これらは、先
述したソース信号配線電極と画素電極とのカップリング
容量によるものである。ソース信号線の電位が変化した
ときに画素の電圧も変化する。以下に画素電圧の変化量
を式で表す。

【０００７】ΔＶｄ：画素電圧の変化量 ΔＶｓ：ソース信号電圧の変化量Ｃｔｏｔ：画素容量Ｃｃ：カップリング容量とした際、 ΔＶｄ＝ΔＶｓ・Ｃｃ／Ｃｔｏｔとなる。この結果、図３５に示したような画素電圧の波
形となるのである。

【０００８】ＵｎとＤｎを比較するとＵｎの電圧の方が
低い。従って、Ｕｎが暗く、Ｄｎが明るくなり輝度傾斜
となる。また、ＵｗとＵｎを比較すると、Ｕｗの方がＵ
ｎより暗くなる。ＤｗとＤｎを比較すると、Ｄｗの方が
Ｄｎより明るくなる。この結果、黒Ｗｉｎｄｏｗの上下
にクロストークが観察される。これらの輝度傾斜とクロ
ストークによりフレーム反転駆動時は図３６のように画
面が表示される。

【０００９】同様に、ライン反転駆動時の電圧波形を図
３７に示す。Ｕｎ、Ｄｎ列のソース信号波形とＵｗ、Ｄ
ｗ列のソース信号波形をそれぞれ図３７（１）、（４）
に示す。Ｕｎ、Ｄｎ、Ｕｗ、Ｄｗにおける各々の画素電
圧を図３７（２）、（３）、（５）、（６）に示す。図
３７中のブロック矢印はそれぞれの点で走査信号線がＯ
ｎになった時を示している。

【００１０】先のフレーム反転駆動時と異なり、ＵとＤ
の点で比較すると、波形の形状は同じで時間軸がずれて
いるだけなので輝度傾斜はない。しかし、ＵｗとＵｎで
は、画素電圧の波形が異なり縦クロストークの原因とな
る。また、ＵｗとＵｎを比較すると、単純平均電圧では
等しいが、実効値としてはＵｗの方がＵｎと比較して大
きくなり、Ｕｗが暗くなる。この結果、図３８の様に観
察される。

【００１１】このように、ライン反転駆動はフレーム反
転駆動に比較して、画質課題は改善されるが、ソースド
ライバの信号周波数が高く消費電力が大きくなるという
課題がある。

【００１２】また、ライン反転駆動の場合、ソースドラ
イバの信号がライン毎に極性を変えるので、ソースドラ
イバの信号周波数が高い。従って、信号レベルが同じで
もライン毎に信号電圧の変化が大きくなるので消費電力
も大きくなる。

【００１３】あるいは、ドット反転駆動を行えば、カッ
プリングによるクロストーク・輝度傾斜の課題はすべて
解決するが、これも消費電力が非常に大きくなる。

【００１４】上記画質課題の原因であるカップリングの
影響を小さくするには、カップリング容量と画素容量
（液晶容量＋蓄積容量）の比を小さくするとよい。この
手段として２つある。１つは蓄積容量を大きくする、も
う１つはカップリング容量を小さくするという方法であ
る。しかし、これら両方法とも開口率が低下するという
課題がある。

【００１５】すなわち、本発明での課題は、表示課題を
改善しながら低消費電力を目指すことである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では以下
の手段を用いて前記課題を解決する。

【００１７】（手段１）複数の走査線を走査線の数の１
／２より少ない複数のグループに分割し、前記グループ
毎に前記グループ内でゲート信号線を走査し前記グルー
プ内ではソース信号配線の極性が同じである液晶表示装
置。

【００１８】この手段により、ソース信号の反転回数を
減らして消費電力を下げる。

【００１９】（手段２）ゲート信号配線の奇数本番目と
偶数本番目でソース信号配線の信号の極性が異なる。

【００２０】この手段により、フリッカを目立ちにくく
する。

【００２１】（手段３）前記グループの１グループを走
査する毎に、ソース信号配線の極性が反転する。

【００２２】この手段により、表示課題を抑制しながら
消費電力を減らす。

【００２３】（手段４）前記液晶表示装置に入力される
映像信号の１フレーム毎にソース信号の極性が反転しな
い。

【００２４】この手段により、液晶に直流電圧が印加さ
れるのを防ぎ、ヤキツキを防ぐ。

【００２５】（手段５）ｎフレーム毎で前記グループを
走査するグループの順が異なる。

【００２６】この手段により、グループ毎の輝度差を改
善する。

【００２７】（手段６）ｎフレーム毎で前記グループ内
でのゲート信号線を走査する順が異なる。

【００２８】この手段により、画面上下での輝度差を改
善する。

【００２９】（手段７）ｎフレーム毎でソース信号配線
の極性が反転する。

【００３０】この手段により、液晶に直流電圧が印加さ
れるのを防ぎ、ヤキツキを防ぐ。

【００３１】（手段８）前記グループ毎でグループ内の
ゲート信号配線の走査する順が異なる。

【００３２】この手段により、画面上下での輝度差を改
善する。

【００３３】（手段９）液晶表示装置に表示する映像を
１フレーム以上記憶する記憶素子を、ドライバ回路ある
いはドライバコントローラが有する。

【００３４】この手段により、映像の入力された順番と
異なる順番で走査信号線を走査できる。

【００３５】（手段１０）液晶表示装置に表示する映像
を１フレーム以上記憶する記憶素子を、液晶表示装置の
基板上にスイッチング素子と同時に作成する。

【００３６】この手段により、液晶表示装置の部材コス
トを低減できる。

【００３７】（手段１１）液晶表示装置に入力する映像
信号のラインの順番が空間配置順に並んでいない。

【００３８】この手段により、記憶素子を有しなくても
本発明を実施できる。

【００３９】（手段１２）光源消灯時と点灯時で液晶の
駆動電圧が異なる。

【００４０】この手段により、光源消灯時の消費電力を
低減できる。

【００４１】（手段１３）光源消灯時と点灯時でソース
ドライバへの供給電圧が異なる。

【００４２】この手段により、光源消灯時の消費電力を
低減できる。

【００４３】（手段１４）光源消灯時と点灯時で前記対
向カラーフィルター基板の対向電極の振幅電圧が異な
る。

【００４４】この手段により、光源消灯時の消費電力を
低減できる。

【００４５】（手段１５）対向カラーフィルター基板の
単位画素において、透過率の高い部位がある。

【００４６】この手段により、光源消灯時の視認性をあ
げることができる。

【００４７】（手段１６）光源は３原色の各色光をそれ
ぞれ発光し、照明装置制御手段は、１フレーム期間に
て、前記光源が３原色の各色光をそれぞれ時分割で発光
するように前記照明装置を制御する。

【００４８】このＦＳＣ方式と本発明を組み合わせるこ
とで消費電力が低く、動画の視認性のよい液晶表示装置
を得ることができる。

【００４９】（手段１７）光源が３原色の各色光をそれ
ぞれ時分割で発光し、その分割した期間において走査線
の走査する順が異なる。

【００５０】この手段により、画質課題を改善したＦＳ
Ｃ方式の液晶表示装置を得ることができる。

【００５１】（手段１８）ＦＳＣ方式においてカラー表
示をしないときとカラー表示するときで液晶表示装置の
駆動方法が異なる。

【００５２】この手段により、消費電力を低下させるこ
とができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図を用いて説明する。

【００５４】（実施の形態１）本実施の形態１では、図
１に示したように同極性のものから走査していくことで
消費電力を低減する。本実施の形態１では、１ライン反
転駆動のものを例にあげて説明する。

【００５５】従来の走査線を順次に走査する駆動方法
（図２）と異なるのは、図１のようにソース信号の極性
が＋のものを走査し、ついでソース信号の極性が＋のも
のを順に走査していく。すなわち、ソース信号の符号が
同じものから走査していく。したがって、ソースドライ
バからみると信号の符号が反転する周期はフレーム周波
数の倍である。しかし、空間的な極性の分布でみると通
常のライン反転しているのとかわらない。空間的にライ
ン反転している時のメリットは、全画面が同じ極性で駆
動しているフレーム反転駆動と比較してフリッカ課題を
抑制できるということである。空間的にライン反転をし
ている場合は、通常表示しないパターン１ライン毎の縞
模様（図３）を表示しない限り、フリッカは観察されな
い。

【００５６】以上により、本発明の利点は従来のライン
反転と比較して極性反転の周波数が低いので消費電力を
おさえることができるということである。また、極性反
転による信号電位の立ち上がり時間が不必要になるの
で、時定数の遅いドライバでも十分に使用できる。

【００５７】なお、本実施の形態１では１ライン反転駆
動を例にあげたが、１ライン反転駆動のみに限定するも
のではない。他のｎライン反転駆動あるいはｎラインｍ
カラム反転駆動でも、同じ符号の走査線をｎライン毎に
グループ分けをしてグループ毎に順次走査していけば、
低消費電力化が狙える。

【００５８】また、本実施の形態１を含めて以下の実施
形態では、奇数本目の走査線と偶数本目の走査線との２
つのグループ（奇数本目の走査線と偶数本目の走査線）
にわけて走査したがこの限りではない。例えば、図４に
示したように４つのグループにわけて走査してもよい。
従来のライン反転駆動と比較して低周波数で駆動できれ
ば消費電力を低減できるからである。従って、周波数を
最も低くするには２つのグループに分割すればよいが、
他の表示課題（ムラ・クロストーク等）の影響を鑑みて
複数のグループに分割すればよい。

【００５９】（実施の形態２）本実施の形態２では、グ
ループ毎でソース信号の極性が反転することが特徴であ
る。

【００６０】本実施の形態２での画素電圧とソース信号
配線の信号タイミングチャートを図５に示す。実施の形
態１と同様に１ライン毎に極性が異なり、２グループの
走査線にわけた液晶表示装置を例にする。印加するソー
ス信号の極性でグループに分割し、グループ毎に走査す
ることで低消費電力化を実現する。

【００６１】ここで、画素電圧とソース信号配線の信号
タイミングチャート（本実施の形態２では図５）の図に
ついて説明する。このタイミングチャートは図６の黒ｗ
ｉｎｄｏｗパターンを表示する時のタイミングチャート
である。（１）は、図６のＵｏ、Ｕｅ、Ｄｏ、Ｄｅのあ
る列のソースドライバから出力されるソース信号であ
る。（２）、（３）、（４）、（５）は、それぞれ図６
のＵｏ、Ｕｅ、Ｄｏ、Ｄｅ部の画素電圧である。ＵとＤ
はそれぞれＷｉｎｄｏｗの上と下を表している。ｏとｅ
はそれぞれ奇数番目と偶数番目のグループの走査線を意
味している。また、図５中の各ブロック矢印は各画素に
走査信号がＯｎになるタイミングを示している。ブロッ
ク矢印に添えている数字は走査の順番を示している。ま
た、ここでソース信号の極性については、液晶に印加さ
れる電圧すなわち対向電圧を基準にして、＋あるいは−
と定義する。また、本発明ではノーマリホワイトモード
の液晶を例に挙げて記述している。なお、以下の実施形
態でも同じ定義でタイミングチャートを記述する。

【００６２】図５に示したように、１フレーム区間で平
均すれば、奇数ラインも偶数ラインも（ｏとｅの比較）
画面上部のラインも画面下部のライン（ＵとＤ）も同じ
電圧波形をしており（位相がずれているだけ）、輝度ム
ラを抑えることができる。

【００６３】このように、連続するグループ毎でソース
信号の極性が反転するように駆動することで、消費電力
をおさえ、輝度ムラをおさえ、従来のフレーム反転駆動
よりもクロストークを抑えた液晶表示装置を得ることが
できる。

【００６４】（実施の形態３）本実施の形態３での、画
素電圧とソース信号配線の信号タイミングチャートの例
を図７に示す。実施の形態１と同様に１ライン毎に極性
が異なり、２グループの走査線にわけた液晶表示装置を
例にする。印加するソース信号の極性でグループに分割
し、グループ毎に走査することで低消費電力化を実現す
る。

【００６５】本実施の形態３では先の実施の形態２と異
なり、グループ毎でソース信号の極性は反転するが、フ
レーム間ではソース信号の極性を反転させないことを特
徴とする。このフレーム間で反転させないことにより、
実施の形態２とは異なり、全ての画素が１フレーム毎に
交流駆動され焼き付きにくくなる。

【００６６】図７（２）〜（５）に示したように、各ラ
インの画素電圧はほぼ等しく、従来のフレーム反転駆動
と比較して、輝度ムラを抑えることができる。

【００６７】（実施の形態４）本実施の形態４ではｎフ
レーム毎で走査するグループの順番が異なる。本実施の
形態４の、画素電圧とソース信号配線の信号タイミング
チャートの例を図８に示す。

【００６８】実施の形態１と同様に１ライン毎に極性が
異なり、２グループの走査線にわけた液晶表示装置を例
にする。印加するソース信号の極性でグループに分割
し、グループ毎に走査することで低消費電力化を実現す
る。

【００６９】本実施の形態４では、あるフレームは第１
のグループを順次走査して、次に第２のグループを順次
走査した。別のフレームでは、第１のグループを順次走
査した後に第２のグループを順次走査し、次のフレーム
では、第２のグループを順次走査した後に第１のグルー
プを順次走査する。つまり、ｎフレーム毎でグループ間
の走査順が異なる。

【００７０】図８に示すように駆動することで、実施の
形態１と同様に低消費電力化をはかれる。また、従来の
フレーム反転駆動と比較して輝度ムラを抑えることがで
きる。

【００７１】また、ｎフレーム毎で走査するグループの
順番が異なることでグループ間での輝度の差（ムラ）を
改善することができる。例えば、実施の形態３と比較し
てｗｉｎｄｏｗの下が暗くなるクロストーク（特に奇数
本目、Ｄｏ）の課題を改善している。

【００７２】（実施の形態５）本実施の形態５では、グ
ループ内の走査順をｎフレーム毎でかえる。本実施の形
態５での、画素電圧とソース信号配線の信号タイミング
チャートの例を図９に示す。

【００７３】実施の形態１と同様に１ライン毎に極性が
異なり、２グループの走査線にわけた液晶表示装置を例
にする。印加するソース信号の極性でグループに分割
し、グループ毎に走査することで低消費電力化を実現す
る。

【００７４】本実施の形態５ではあるフレームにおい
て、第１のグループを上から下に順次走査した後に第２
のグループを上から下に順次走査する。別のフレームで
は、第１のグループを下から上に順次走査した後に第２
のグループを下から上に順次走査する。つまり、ｎフレ
ーム毎でグループ内の走査順が異なる。

【００７５】図９に示すように駆動することで、実施の
形態１と同様に低消費電力化をはかる。また、従来のフ
レーム反転駆動と比較して、輝度ムラを抑えることがで
きる。

【００７６】グループ内の走査順をｎフレーム毎で反転
させることで、上下方向の輝度ムラやクロストーク等を
低減できる。例えば、本実施の形態５では実施の形態３
と比較して、上下方向の輝度ムラを改善できる。

【００７７】（実施の形態６）本実施の形態６ではｎフ
レーム毎に、ソース信号の極性を反転させる。本実施の
形態６での、画素電圧とソース信号配線の信号タイミン
グチャートの例を図１０に示す。

【００７８】実施の形態１と同様に１ライン毎に極性が
異なり、２グループの走査線にわけた液晶表示装置を例
にする。印加するソース信号の極性でグループに分割
し、グループ毎に走査することで低消費電力化を実現す
る。

【００７９】本実施の形態６では、あるフレームでは第
１のグループを＋の極性で走査した後に第２のグループ
を−極性で順次走査する。その他のフレームでは、第１
のグループを−極性で順次走査した後に第２のグループ
を＋極性で順次走査する。図１０では実施の形態２を２
フレーム毎に極性反転しているものである。本実施の形
態６では、実施の形態２と異なり、２フレーム毎で極性
が反転しており、ヤキツキを改善することができる。

【００８０】図１０に示すように駆動することで、実施
の形態１と同様に低消費電力化をはかる。従来のフレー
ム反転駆動と比較して、輝度ムラを抑えることができ
る。本実施の形態６では、ｎフレーム毎でソース信号の
極性が反転しており、ヤキツキを改善することができ
る。

【００８１】（実施の形態７）本実施の形態７ではグル
ープ毎でグループ内の走査順が異なる。本実施の形態７
での画素電圧とソース信号配線の信号タイミングチャー
トの例を図１１に示す。

【００８２】実施の形態１と同様に１ライン毎に極性が
異なり、２グループの走査線にわけた液晶表示装置を例
にする。印加するソース信号の極性でグループに分割
し、グループ毎に走査することで低消費電力化を実現す
る。

【００８３】本実施の形態７では第１のグループを上か
ら下に順次走査した後に第２のグループを下から上に順
次走査する。

【００８４】図１１に示すように駆動することで、実施
の形態１と同様に低消費電力化をはかる。従来のフレー
ム反転駆動と比較して、輝度ムラを抑えることができ
る。また、グループ毎で走査順が異なるので、上下の輝
度差や縦クロストーク等を改善できる。

【００８５】（実施の形態８）以上、実施の形態１〜７
で走査する順番・信号の極性について記述してきた。こ
れは、各々組あわせても問題はない。従って、表示課題
（ムラ・クロストーク・ヤキツキ等）を軽減するように
組み合わせるとよい。

【００８６】ここで、図１２と図１３に実施の形態２と
４と５を組み合わせたものを例に示す。図１２と図１３
の違いは、グループの走査順の変更（実施の形態４）と
グループ内の走査順の変更（実施の形態５）を同時に行
うか、異なるタイミングで行うかの違いである。

【００８７】具体的には、図１２、図１３の両方とも２
フレーム毎にグループの走査順の変更とグループ内の走
査順の変更を行っている。図１２では、２フレームと３
フレーム目の間でグループの順とグループ内の順の両方
を変更している。図１３では、１フレーム目と２フレー
ム目の間でグループの順を変更、２フレーム目と３フレ
ーム目の間でグループ内の順を変更、３フレーム目と４
フレーム目の間でグループの順を変更、４フレーム目と
５（１）フレーム目の間でグループ内の順を変更してい
る。

【００８８】以上のように、いずれの組み合わせでも実
施の形態１と同様に低消費電力化をはかる。従来のフレ
ーム反転駆動と比較して、輝度ムラを抑えることができ
る。

【００８９】実施の形態１でも記述したが、グループは
２つと限定するものではない。グループの数が多いほ
ど、実施形態を組み合わせる等の自由度が増し、表示課
題を改善できる。但し、ｎは消費電力の観点からは２つ
が最もよく、次に４つ、６つが好ましい。

【００９０】以上の実施形態では、入力信号の１フレー
ムと表示装置の１フレームが同じであり、各画素と１フ
ィールド中に１度しかデータを書き込まなかったが、サ
ブフレーム方式にして入力信号の１フレーム中にｍ回書
き込むことにした場合も、組み合わせの自由度が増し、
表示課題を改善した液晶表示装置を得ることができる。
なお、ｍは少ないほど消費電力が低い。

【００９１】したがって、消費電力を大幅に減らすこと
よりも画質課題を優先する場合は、グループの数を増や
したり、サブフレーム数を増やせばよい。

【００９２】（実施の形態９）本体側から表示装置への
画像信号が表示装置の空間順（例えば、上から下、下か
ら上）で送信される場合は、メモリが必要となる。つま
り、本体側から液晶パネルに送信される信号を一時保存
しておくためのメモリが必要となる。表示装置への入力
信号は空間順にくるのに対し、液晶パネルが走査する順
は空間順と異なるからである（図１参照）。

【００９３】このメモリをドライバ回路等と同じく外付
けに用意してもよい（図１４）。あるいは液晶パネルの
ＴＦＴ素子を作成するのと同時に、液晶パネルに直接メ
モリを作成してもよい。液晶パネルにメモリを作成する
場合は、低温ｐ−Ｓｉや高温ｐ−Ｓｉのプロセスが好ま
しい。

【００９４】このようにメモリを外付けすると、液晶パ
ネルは従来通りの設計・プロセスで量産できるという利
点がある。また、液晶パネルにメモリを作りこんだ場合
は外付けのメモリが不要となるので、周辺部材コストが
安くなるという利点がある。

【００９５】（実施の形態１０）本実施の形態１０で
は、本体側から表示装置への信号を送信する際にあらか
じめ、本発明の走査順の映像信号を送信する。つまり、
携帯電話あるいは携帯端末の本体側から空間的に連続で
ない順に映像信号を出力し、その信号を表示する液晶表
示装置である。

【００９６】図１５に示したように携帯電話等の本体側
から映像信号を、予め走査順に出力することで液晶パネ
ルのドライバ、コントローラを従来のものから変更する
ことなく用いることができる。また、最近の携帯電話等
の表示装置等では、圧縮した画像信号を解凍する等の画
像処理を行う必要があるので画像処理部を有する。この
ような画像処理部で、走査信号順に信号を並び替える処
理も行った方が効率的である。

【００９７】また、液晶パネルとして走査順を変更する
のは、従来のドライバでも信号制御のみで実現でき得る
し、もちろん専用のドライバも容易に作成できる。従っ
て、表示装置にメモリが不要なのでコストを低く抑える
ことができる。

【００９８】（実施の形態１１）本実施の形態１１では
表示装置の使用状態にあわせて表示装置の駆動方法を変
更する。

【００９９】待受け時、通話時、静止画表示時はほとん
ど、表示映像に変化はない。従って、表示装置の駆動フ
レーム毎に信号を書き換える必要はない。非動画を表示
する際にはフレームレートをおとす。これにより消費電
力を大幅に減らすことができる。

【０１００】通常の液晶表示装置では映像信号に変化が
あるかどうか（静止画あるは動画）を判断できないが、
本発明の表示装置の場合は実施の形態９に記述したよう
に、メモリを有するので表示装置部で判断できる。ま
た、実施の形態１０で記述したように、本体側で映像信
号を判断し処理してもよい。

【０１０１】動画表示時も、現在の携帯電話における動
画情報の通信速度は１５〜３０ｆｒａｍｅ／ｓｅｃであ
る。したがって、実施の形態９で述べたようにパネル側
にメモリをもたして、入力された信号とは異なる順番で
走査するのも難しくない。実施の形態１０であげたよう
に、本体側で映像信号の出力を本発明の走査順にしてパ
ネルに出力するのは容易である。

【０１０２】（実施の形態１２）本実施の形態１２で
は、透過型液晶パネルとある種のバックライトを組み合
わせて、バックライトが点灯していないときでも、外光
を利用して認識できる表示装置を実現するのものであ
る。

【０１０３】この表示装置の構成図を図１６に示す。液
晶パネル１００は反射電極を有しない透過型の液晶パネ
ルである。この時、バックライト１０６に使用している
フィルムの反射率（散乱）が高ければ、バックライトを
点灯しなくても外光により映像を視認できる。ここで、
バックライトで使用するフィルムとはプリズムフィルム
（住友３Ｍ社製ＢＥＦ）、拡散フィルム等である。ま
た、このとき偏光板１０１とバックライト１０６の間
に、偏光変換フィルム（住友３Ｍ社製ＤＢＥＦ、日東電
工社製ＰＣＦ等）が存在すると反射モードでもより明る
い映像を得ることができる。これは図１７の模式図に示
したように鏡面反射のときは、偏光（位相）情報を失な
わないが、散乱反射の時は偏光（位相）情報を失うから
である。バックライト表面での反射の大半は散乱光であ
るので、液晶パネルを通過したときの偏光情報を失って
しまう。従って、偏光変換フィルムを使用して、散乱光
の偏光軸を変換して、偏光板を通過するようにするので
ある。

【０１０４】さて、反射モードで表示するときは図１８
からも明らかなように、液晶パネル１００を２回透過す
る。例えば、液晶パネルの透過率がＴの時、反射モード
時の透過率はＴ²以下となるのは明らかである。すなわ
ち、透過時は図１９（ａ）のようなＴＶ曲線を示すもの
が、反射時には図１９（ｂ）のようなＴＶ曲線を示す。
このように、反射時は非常に暗い状態で使用している。

【０１０５】そこで、反射モード時に光がパネルを２回
通過することを考慮した駆動電圧で駆動するのが本発明
の主旨である。本発明の効果というのは、反射時に明る
い画像を得られる点だけでなく、印加する電圧が小さく
なるので消費電力を抑えることができる点である。

【０１０６】階調に正確性が必要な場合は、反射モード
と透過モードの、モード毎で各階調電圧を制御する。現
実的には、透過モードと比較して反射モードでの階調が
ずれるのは気にならない（反射モードの映像が暗いの
で）。そこで、反射モードの駆動時には以下の２つの方
法で駆動電圧を下げるのが望ましい。図２０と図２１を
用いて説明する。ここでは説明を簡単化するために６階
調のものを例に挙げたがこの限りではない。

【０１０７】第１の方法は、ソースドライバに供給する
電圧を低くして低電圧化を図る。この方法を用いると、
すべての階調で供給電圧に比例して電圧が変化する。例
えば、５Ｖの電圧を３Ｖにすれば、すべての階調におい
て、透過時と比較して６割のソース電圧が印加される
（図２０参照）。

【０１０８】第２の方法は、対向反転時の振幅電圧を抑
制する。この方法を用いると、すべての階調の画素電圧
において、振幅電圧の抑制分だけ小さくなる。例えば、
対向の振幅電圧を２Ｖ→１Ｖにすると、画素電圧は全て
の階調において１Ｖ低くなる（図２１参照）。

【０１０９】これらの方法により、反射モード時の、駆
動電圧の低電圧化及び低消費電力化が容易に実現できる
のである。

【０１１０】（実施の形態１３）本実施の形態１３は液
晶パネルの単位画素内においてカラーフィルターの透過
率が違うことを特徴とする。先の実施の形態１２で記述
したように、反射モードでの利用時は液晶パネルを光が
２回通過する。このため反射モードでの映像は暗くな
る。そこで本発明は、図２２に示すようにカラーフィル
ターの単位画素内において透過率が高い領域を有するよ
うにする。

【０１１１】透過モードで使用する際には、単位画素内
の単純平均の透過率と色度で映像が観察される。ここで
本発明を利用すれば、従来の透過モードの色度と透過率
が変わらないように設計しても、反射モードで使用する
際には従来のものと比較して透過率が高くなる。

【０１１２】（従来）透過Ｔ_t 反射Ｔ_tr＝Ｔ_t ² （本発明）透過Ｔ_t＝Ｘ_aＴ_a＋Ｘ_bＴ_b Ｘ_a＋Ｘ_b＝１反射Ｘ_a（Ｔ_a）²＋Ｘ_b（Ｔ_b）² ここでのａ、ｂとは、ａが透過率の高い部位を示してお
り、ｂが透過率の低い部位を指している。Ｘ_a、Ｘ_bはそ
れぞれ透過率の高い部位と低い部位の面積比を示す。

【０１１３】例えば、Ｔ_t＝０．３２、Ｘ_a＝０．４、Ｘ
_b＝０．６、Ｔ_a＝０．５、Ｔ_b＝０．１７とすると、従来のものでは、Ｔ_t＝０．１０２４本発明のものでは、Ｔ_t＝０．１１７３４となる。

【０１１４】なお、ここでの数値は一例であり限定しな
い。また、透過率の高い部位に関しては色層をまったく
有しない設計にするとよい。この利点は、従来のカラー
フィルターと同じプロセスでマスクパターンの変更のみ
で実施できる点である。

【０１１５】以上のように、本発明を用いると透過モー
ドで明るさが従来のものと同じでも、反射時の明るさの
みを明るくすることができる。従って、バックライトを
点灯せずともディスプレイとして使用できるので消費電
力を抑えることができる。

【０１１６】（実施の形態１４）本実施の形態１４で
は、フィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装
置において、本発明を使用する。フィールドシーケンシ
ャルカラー（ＦＳＣと略す）方式は、経時加法混色とも
呼ばれ、赤・緑・青（Ｒ・Ｇ・Ｂ）のサブフィールド毎
に映像を表示し、人間の視覚の上で混色されカラー映像
として認識されるものである（特開平８−５１６３３号
公報参照）。

【０１１７】このＦＳＣ方式の特徴はカラーフィルター
を使わずにカラー表示をするので電力効率が高いことで
ある。しかし、従来の駆動方法と比較すると、最低３倍
以上の駆動周波数が必要となり、駆動周波数が高い分だ
け駆動による消費電力が大きくなる。そこで、本実施の
形態１４ではゲート信号配線を走査する順番をソース信
号配線の極性が同じものから走査するようにする。ま
た、フィールドシーケンシャル方式では、色われ現象の
防止のために３倍速よりもより速い駆動周波数で動かす
必要もあるので、本発明の方式の利点がより大きくな
る。

【０１１８】ＦＳＣ方式では、各色毎のサブフィールド
毎に映像を表示するので、フィールド毎の映像を一時的
に記憶する記憶素子が何らかの形で必要となる。したが
って、本発明の走査順を変更するのに必要な記憶素子と
兼用することができる。

【０１１９】以下に図を用いて本実施の形態１４につい
て説明する。

【０１２０】図２３は実施の形態１４に係る本発明の画
像表示装置の構成を模式的に示す断面図であり、図２４
はその画像表示装置が備える液晶層に注入された液晶分
子の配向状態を模式的に示す断面図である。なお、図２
３では、便宜上、Ｘ方向を画像表示装置の上方向とし
た。

【０１２１】図２３に示すとおり、表示装置は、液晶パ
ネル１００を備えており、該液晶パネル１００は液晶セ
ルの両側に偏光板１０１が貼り付けられて構成されてい
る。この液晶パネル１００は、図２４に示すように、２
枚の基板、すなわち対向基板２０１及びアクティブマト
リクス基板２０２を備えており、これらの対向基板２０
１及びアクティブマトリクス基板２０２は、スペーサ
（図示せず）を介して対向して配置されている。また、
対向基板２０１とアクティブマトリクス基板２０２との
間に形成された間隙に液晶層２０３が配置されており、
この液晶層２０３には液晶分子２０４が注入されてい
る。

【０１２２】このように構成された液晶パネル１００
は、電圧印加により液晶分子２０４の配向状態をスプレ
イ配向（図２４（ａ））からベンド配向（図２４
（ｂ））に転移させ、このベンド配向状態により画像表
示を行うものであり、この液晶パネルは、ＯＣＢ（Ｏｐ
ｔｉｃａｌＣｏｍｐａｓａｔｅｄＢｅｎｄ）モード
と呼ばれるものである。なお、ＦＳＣ方式における液晶
モードはＯＣＢに限定するものでなく、例えばＴＮ（Ｔ
ｗｉｓｔｅｄ−Ｎｅｍａｔｉｃ）モード等の他のモード
にも適用可能である。その他、自発分極を有する液晶を
用いたモードでも使用できる。ここでＯＣＢモードを例
にあげたのは、自発分極を有しない方式で最も応答速度
が早いからである。自発分極を有する液晶は応答速度が
充分に速いという利点があるが、分極による電圧ロス、
焼き付きなどがあるので実用化に難がある。

【０１２３】ここで、従来のＦＳＣ方式の駆動方法につ
いて説明する。

【０１２４】ＦＳＣの駆動方式については、各色サブフ
レームの期間の発光パターンによって大きく２つに分け
られる。１点目は図２５に示したような、サブフレーム
期間のほぼ全部が発光している黒逐次書き込み型であ
る。２点目は図２６に示したような、サブフレーム期間
の一部しか発光しない黒一括書き込み型（液晶応答待ち
型）である。どちらの方法もそれぞれに特徴がある。前
者の黒逐次書き込み型の利点は発光時間が長いので明る
い点と、応答速度が遅くても映像が暗くなるだけで映像
が破綻しない点である。後者の黒一括書き込み型の利点
は、液晶が応答しきってから発光するので電力効率がよ
いという点と走査回数が少なくすむ点である。これら２
つの駆動方法において、光源の発光タイミングが異なる
という違いがあるが本発明はどちらの駆動方法にも適用
できる。実施の形態１〜８で記述してきたフレームをサ
ブフレームとして適用するだけでよい。

【０１２５】従来の方式では、ゲート信号線を空間配置
順に走査していた。本発明ではソース信号配線の極性が
おなじもの同士でグループ分けをし、そのグループ毎に
走査する。サブフレーム毎で異なるグループ分けや、異
なる走査順序で駆動すると組み合わせの自由度が増し、
画質課題の改善を行いやすくなる。

【０１２６】以上、ＦＳＣ方式においても実施の形態１
〜８で記述したような画質課題を抑制しながら、低消費
電力化をはかれる。

【０１２７】（実施形態の１５）本実施の形態１５で
は、ＦＳＣ方式の液晶表示装置においてバックライト非
点灯時にはサブフィールドを使用しないで表示する。

【０１２８】先の実施の形態１２で記述したように、透
過型の液晶表示装置でもある条件の揃ったバックライト
を用いると、バックライトを点灯しなくても反射モード
でも視認できる。但し、ＦＳＣモードでの外光利用時は
カラー表示できない。したがって、カラー表示をしない
ときはサブフレーム分割をしないことにより、駆動によ
る消費電力を減らすことができる。

【０１２９】また、バックライトを用いない、外光での
表示時やユーザーの使用状況に合わせて単色表示をする
際には、サブフレーム分割をしないで駆動し、駆動周波
数を落として消費電力を減らすようにする。

【０１３０】３サブフレームでカラー表示をしている場
合は、１フレームで表示するので駆動周波数が１／３と
なる。つまり、ｎサブフレームでカラー表示をしている
場合は、１フレームで表示するので駆動周波数が１／ｎ
となり低消費電力が図れる。

【０１３１】ここで、例をあげて説明すると、例えばバ
ックライト点灯時には図２５に示す駆動をしていたもの
を、図２７あるいは図２８に示すような駆動をすればよ
い。図２７と図２８に大きな違いは黒挿入をするかしな
いかである。ＯＣＢモードのように逆転移を防止するた
めや強誘電液晶を交流駆動するには、図２７に示したよ
うに黒挿入をすればよい。但し、図２８のように黒挿入
をしない駆動の方が明るく表示できる。

【０１３２】以上、実施の形態１〜１５まで列挙した
が、これらの実施形態を組み合わせて使用することによ
り、さらなる低消費電力化が図られる。

【０１３３】最後に、本発明の実施の形態と従来の技術
（インターレス技術）との違いについて簡単に述べる。

【０１３４】従来、ＣＲＴのＴＶ放送（ＮＴＳＣ方式）
で使われているインターレス技術は、図２９に示した順
で走査する。これを液晶に適用する場合は図３０あるい
は図３１に示した順で走査する。なお、数字の横の＋−
はソース信号の極性を意味し、／は信号を入力しないこ
とを意味する。図３１と本発明の駆動方法とは同じよう
にみえるが、信号の周期に着目すると異なっていること
が明らかである。

【０１３５】図３１では２フレームの期間に全走査線の
信号を入力し、２フレーム期間で全走査線を走査してい
る。これに対して、本発明では１フレームの期間に全走
査線の映像信号を入力し、１フレーム期間あるいは１フ
レーム期間よりも短い時間に全走査線を走査している点
が異なる。

【０１３６】なお、この図３０、図３１では／のところ
を何も信号をいれないとしているが、液晶はホールド型
の表示素子であるため前の映像信号を残してしまうの
で、信号を入れない場合は１フレームの間、前の映像信
号を表示し続けることとなる（動画を表示した際にエッ
ジが縞模様にみえてしまう）。また、ここで／のところ
に黒信号を書き込んだり、他の信号を書き込むと本発明
の駆動方法とは全く別の駆動方法となる。

【０１３７】

【発明の効果】以上、本発明によれば輝度傾斜等の表示
課題も抑制した上で液晶の駆動にかかる消費電力を減ら
すことができる。

【０１３８】また、本発明によれば、消費電力を低減す
ることができるので、地球環境、宇宙環境にも優しいこ
ととなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の走査線を走査する順についての
説明図

【図２】従来の走査線を走査する順についての説明図

【図３】ライン反転駆動時のフリッカ最悪パターンの説
明図

【図４】実施の形態１で、走査線を４グループに分割し
たときの例を示す図

【図５】実施の形態２のタイミングチャート

【図６】黒ｗｉｎｄｏｗ表示パターンの説明図

【図７】実施の形態３のタイミングチャート

【図８】実施の形態４のタイミングチャート

【図９】実施の形態５のタイミングチャート

【図１０】実施の形態６のタイミングチャート

【図１１】実施の形態７のタイミングチャート

【図１２】実施の形態８の例１のタイミングチャート

【図１３】実施の形態８の例２のタイミングチャート

【図１４】実施の形態９の回路ブロック図

【図１５】実施の形態１０の回路ブロック図

【図１６】実施の形態１２の液晶表示装置の構成図

【図１７】鏡面反射と散乱反射の説明図

【図１８】本発明での反射モードと透過モードの説明図

【図１９】本発明での反射モードと透過モードの透過率
の説明図

【図２０】実施の形態１２でのソース電圧を低電圧化す
る説明図

【図２１】実施の形態１２での対向振幅電圧を低電圧化
する説明図

【図２２】実施の形態１３でのカラーフィルターの説明
図

【図２３】実施の形態１４での液晶表示装置の構成図

【図２４】ＯＣＢモードの説明図

【図２５】ＦＳＣ方式における逐次黒書き込み駆動の説
明図

【図２６】ＦＳＣ方式における黒一括書き込み駆動の説
明図

【図２７】実施の形態１５における単色表示時の説明図
（黒挿入有り）

【図２８】実施の形態１５における単色表示時の説明図
（黒挿入なし）

【図２９】ＮＴＳＣにおけるインターレスの説明図

【図３０】液晶表示装置におけるインターレス駆動の例
１の説明図

【図３１】液晶表示装置におけるインターレス駆動の例
２の説明図

【図３２】従来のアクティブマトリクス基板の模式図

【図３３】ＨＡ構成のアクティブマトリクス基板の模式
図

【図３４】黒ｗｉｎｄｏｗ表示パターンの説明図

【図３５】フレーム反転駆動時の画素電圧の説明図

【図３６】フレーム反転駆動時の画質課題の説明図

【図３７】ライン反転駆動時の画素電圧の説明図

【図３８】ライン反転駆動時の画質課題の説明図

【符号の説明】

１００液晶パネル１０１偏光板１０２ＢＥＦ１０３散乱板１０４光源１０５導光板１０６バックライト１０７反射板２０１対向基板２０２アクティブマトリクス基板２０３液晶層２０４液晶分子

───────────────────────────────────────────────────── 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 ６２２Ｇ０９Ｇ 3/20 ６２２Ｄ６２２Ｋ６２３６２３Ｃ６２３Ｕ６２４６２４Ｄ６３１６３１Ａ６４１６４１Ｃ６４１Ｅ６４１Ｋ 3/34 3/34 Ｊ (72)発明者熊川克彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小森一徳大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA41Z FA45Z GA11 LA11 LA16 LA30 MA10 2H093 NA31 NA32 NA34 NA43 NA44 NA65 NC09 NC11 NC29 NC41 NC43 ND15 ND39 ND52 ND54 5C006 AA01 AA14 AA16 AA17 AA22 AC11 AC27 AC28 AC30 AF01 AF42 AF43 AF44 AF69 AF85 BA19 BB16 BB28 BB29 BC03 BC11 BC12 BC20 BC22 BF02 BF42 EA01 EB05 FA04 FA22 FA23 FA25 FA29 FA43 FA47 FA56 5C080 AA10 BB05 BB06 CC03 DD05 DD06 DD10 DD25 DD26 DD27 EE01 EE19 EE29 EE30 FF11 GG08 GG12 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 KK07 KK43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のゲート信号配線と複数のソース信
号配線とがそれぞれ直交するように設けられ、かつ、前
記複数のゲート信号配線と複数のソース信号配線との各
交差点に対応して、ゲート信号配線及びソース信号配線
に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素
子を介して前記ソース信号配線に接続された画素電極
と、前記画素電極と前記ソース信号配線とが絶縁膜を介して
重なっており、画素電極とソース信号配線間にカップリ
ング容量と画素電極とゲート信号配線あるいは共通容量
配線との間に蓄積容量とが設けられたアクティブマトリ
クス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する対向基板と、前記アクティブマトリクス基板と対向基板との間に設け
られた液晶層とを有する液晶パネルと前記液晶パネルを
照射する光源からなる液晶表示装置において少なくとも隣接する１組のソース信号配線の信号の極性
が同じで、複数の走査線を走査線の数の１／２より少ない複数のグ
ループに分割し、前記グループ毎に前記グループ内でゲート信号配線を走
査し前記グループ内ではソース信号配線の極性が同じで
あることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】ゲート信号配線の奇数本番目と偶数本番
目でソース信号配線の信号の極性が異なることを特徴と
する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記グループの１グループを走査する毎
に、ソース信号配線の極性が反転することを特徴とする
請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記液晶表示装置に入力される映像信号
の１フレーム毎にソース信号配線の極性が反転しない事
を特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】ｎフレーム毎で前記グループを走査する
グループの順が異なることを特徴とする請求項１記載の
液晶表示装置。
【請求項６】ｎフレーム毎で前記グループ内でのゲー
ト信号配線を走査する順が異なることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
【請求項７】ｎフレーム毎でソース信号配線の極性が
反転することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。
【請求項８】前記グループ毎でグループ内のゲート信
号配線の走査する順が異なることを特徴とする請求項１
記載の液晶表示装置。
【請求項９】液晶表示装置に表示する映像を１フレー
ム以上記憶する記憶素子を、ドライバ回路あるいはドラ
イバコントローラが有することを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。
【請求項１０】液晶表示装置に表示する映像を１フレ
ーム以上記憶する記憶素子を、液晶表示装置の基板上に
スイッチング素子と同時に作成することを特徴とする請
求項１記載の液晶表示装置。
【請求項１１】液晶表示装置に入力する映像信号のラ
インの順番が空間配置順に並んでいないことを特徴とす
る液晶表示装置を有する機器。
【請求項１２】複数のゲート信号配線と複数のソース
信号配線とがそれぞれ直交するように設けられ、かつ、
前記複数のゲート信号配線と複数のソース信号配線との
各交差点に対応して、ゲート信号配線及びソース信号配
線に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング
素子を介して前記ソース信号配線に接続された画素電極
と、が設けられたアクティブマトリクス基板と、前記アクティブマトリクス基板に対向する対向カラーフ
ィルター基板と、前記アクティブマトリクス基板と対向カラーフィルター
基板との間に設けられた液晶層とを有する液晶パネルと
前記液晶パネルを照射する光源からなる液晶表示装置に
おいて前記光源消灯時と点灯時で液晶の駆動電圧が異な
ることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】前記光源消灯時と点灯時でソースドラ
イバへの供給電圧が異なることを特徴とする請求項１２
記載の液晶表示装置。
【請求項１４】前記光源消灯時と点灯時で前記対向カ
ラーフィルター基板の対向電極の振幅電圧が異なること
を特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１５】前記対向カラーフィルター基板の単位
画素において、透過率の高い部位があることを特徴とす
る請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１６】前記光源は３原色の各色光をそれぞれ
発光し、１フレーム期間にて、前記光源が３原色の各色光をそれ
ぞれ時分割で発光するように前記照明装置を制御する請
求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】前記光源が３原色の各色光をそれぞれ
時分割で発光し、その分割した期間において走査線の走
査する順が異なることを特徴とする請求項１６記載の液
晶表示装置。
【請求項１８】前記光源は３原色の各色光をそれぞれ
発光し、前記照明装置制御手段は、１フレーム期間にて、前記光
源が３原色の各色光をそれぞれ時分割で発光するように
前記照明装置を制御する液晶表示装置においてカラー表
示をしないときとカラー表示するときで液晶表示装置の
駆動方法が異なることを特徴とする液晶表示装置。