JP2004012629A

JP2004012629A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004012629A
Application number: JP2002163331A
Authority: JP
Inventors: Takanori Tsunashima; 綱島　貴徳; Hiroyuki Kimura; 木村　裕之; Masao Karibe; 苅部　正男; Yasushi Sasaki; 佐々木　寧
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2002-06-04
Publication date: 2004-01-15

Abstract

【課題】メモリ回路を用いて静止画表示を行う際の画素電極電圧と対向電極電圧の立上がり速度の違いに起因する表示画像の階調やコントラストの低下を軽減する。
【解決手段】静止画表示の際には、画素電極駆動回路２から対向電極駆動回路３へ抑制信号を出力し、この抑制信号をトリガーとして対向電極駆動回路３を動作させる電流を動画表示における電流よりも下げる。この構成により、静止画表示では、対向電極駆動回路３が出力する対向電極電圧信号の立上り速度を動画表示における立ち上り速度よりも遅くし、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくようにする。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止画表示の際に画素毎のメモリ回路に蓄積された画像信号を用いて画像を表示する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、図７に示すように、液晶パネル２１と、この液晶パネル２１に接続された画素電極駆動回路２２および対向電極駆動回路２３を有する構成を基本とする。液晶パネル２１は、対向配置された第１電極基板と第２電極基板との間に液晶層を挟持する構成である。第１電極基板上には画素電極が配置され、第２電極基板上には対向電極が配置される。画素電極駆動回路２２には、液晶を交流駆動する交流駆動回路、各画素電極へ画像信号を供給するための信号線を駆動する信号線駆動回路、走査線を駆動する走査線駆動回路、タイミング回路等が含まれる。対向電極駆動回路２３は、対向電極に対して対向電極電圧信号を出力する。
【０００３】
携帯電話や電子ブック等の利用者が持ち歩くことを前提とする小型情報端末では、内蔵電源による駆動が前提となるため、低消費電力型の液晶表示装置が必要とされる。これを実現するための技術文献としては、例えば特許公開２００１−２６４８１４などが挙げられる。ここに開示された液晶表示装置は、画素電極毎にメモリ回路を備えており、それぞれの画素電極とメモリ回路との間には、両者を導通・非道通させるスイッチ素子が配置される。静止画を表示するときには、このスイッチ素子をオンさせることにより、メモリ回路に蓄積された静止画信号を画素電極に出力して表示を行う。静止画表示においては、液晶を交流駆動するための交流駆動回路のみを動作させ、動画表示に必要な走査線駆動回路、信号線駆動回路等の周辺駆動回路の動作を止めることにより、消費電力の低減を図るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、画素電極とメモリ回路との間に配置されたスイッチ素子をオンオフ制御する制御信号は、全ての画素におけるスイッチ素子に接続されているため、比較的大きな負荷を持っている。このため、メモリ回路からスイッチ素子を通じて画素電極に画像信号を出力する際に、図８の電圧波形に示すように、画素電極における電圧の立上がりが、対向電極における電圧の立上がりに比べて遅い速度で行われることとなる。画素電極電圧と対向電極電圧の差として液晶に印加される液晶印加電圧は、理想値では未変動であるのに対し、実際には画素電極電圧と対向電極電圧の立上がり速度の違いに起因して突発的に変動してしまう。このように、液晶印加電圧の実行値が変動してしまうため、画像表示の階調やコントラストが低下してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、メモリ回路を用いて静止画表示を行う際の画素電極電圧と対向電極電圧の立上がり速度の違いに起因する表示画像の階調やコントラストの低下を軽減し得る液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明に係る液晶表示装置は、画素毎に画素電極およびメモリ回路を備えた第１電極基板と対向電極を備えた第２電極基板との間に液晶層を狭持し、静止画表示の際には当該メモリ回路に蓄積された画像信号を用いて画像を表示する液晶表示装置において、静止画表示における対向電極の電圧の立上り速度を動画表示における立上り速度よりも遅くなるように抑制する抑制手段を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明にあっては、静止画表示における対向電極電圧の立上り速度を動画表示における対向電極電圧の立上り速度よりも遅くするようにしたことで、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくようになるので、液晶印加電圧の実行値の変動を低減でき、もって画像表示の階調やコントラストの低下を軽減することができる。
【０００８】
第２の本発明は、上記液晶表示装置において、前記抑制手段は、前記対向電極を駆動する対向電極駆動回路を動作させる電流を静止画表示では動画表示における電流よりも下げることを特徴とする。
【０００９】
本発明にあっては、静止画表示の際には、対向電極駆動回路を動作させる電流を動画表示における電流よりも下げるようにしたことで、静止画表示における対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくので、液晶印加電圧の変動を抑制でき、画像表示の階調やコントラストの低下を軽減できるとともに、対向電極駆動回路の消費電力を低減することができる。
【００１０】
第３の本発明は、上記各液晶表示装置において、前記抑制手段は、対向電極駆動回路が対向電極電圧信号を出力する信号線上に配置された抵抗と、動画表示のときだけ前記抵抗の両端をショートさせるスイッチ素子と、を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明にあっては、動画表示では、スイッチ素子により抵抗の両端をショートさせることによって、対向電極電圧がそのまま出力されるようにする一方、静止画表示では、対向電極駆動回路からの対向電極電圧信号を抵抗を通じて出力することによって、対向電極電圧の立上り速度を画素電極電圧の立上り速度に近づけるようにしている。
【００１２】
第４の本発明は、上記各液晶表示装置において、前記抵抗と前記スイッチ素子は、第１電極基板上に配置されたことを特徴とする。
【００１３】
本発明にあっては、抑制手段を構成する抵抗とスイッチ素子を第１電極基板上に配置するようにしたことで、第１電極基板に接続される対向電極駆動回路をそのまま利用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１５】
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態に係る液晶表示装置は、図１の平面図に示すように、液晶パネル１と、この液晶パネル１に接続された画素電極駆動回路２および対向電極駆動回路３を有する構成である。画素電極駆動回路２には、液晶を交流駆動する交流駆動回路、信号線に画像信号を出力する信号線駆動回路、走査線に走査信号を出力する走査線駆動回路、タイミング回路等が含まれる。
【００１６】
液晶パネル１は、図２の断面図に示すように、ガラス製の第１電極基板４上に複数の画素電極６が形成される。第１電極基板４に対向してガラス製の第２電極基板５が配置され、第２電極基板５の第１電極基板側の表面には画素電極６と電気的に相対する対向電極７が形成される。第１電極基板４と第２電極基板５との間には液晶層８が狭持される。
【００１７】
画素電極駆動回路２は、静止画表示の際に対向電極駆動回路３に対して抑制信号を出力する。対向電極駆動回路３は、対向電極７に対して対向電極電圧信号を出力することにより電圧を供給する。
【００１８】
本液晶表示装置は、図３の回路図に示すように、走査線駆動回路３２からの複数の走査線Ｙ１〜Ｙｎ（以下、総称「Ｙ」）と信号線駆動回路３３からの複数の信号線Ｓ１〜Ｓｍ（以下、総称「Ｓ」）とが表示部３４上で交差し、各交差部に画素３５が配置された構成である。
【００１９】
各画素３５は、第１スイッチ素子４１、補助容量４２、画素電極６、第２スイッチ素子４４（４４ａ，４４ｂ）、メモリ回路４５を有する構成である。第１スイッチ素子４１、第２スイッチ素子４４は、一例としてｎＭＯＳ構造のポリシリコン薄膜トランジスタで構成される。メモリ回路４５はＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリで構成される。
【００２０】
第１スイッチ素子４１のゲートは走査線Ｙに接続され、ソースは信号線Ｓに接続され、ドレインは補助容量４２及び画素電極６に接続される。
【００２１】
第２スイッチ素子４４ａのゲートは制御信号ＳＰＯＬＡの信号線に接続され、ドレインはメモリ回路４５の出力端子に接続され、ソースは画素電極６に接続される。第２スイッチ素子４４ｂのゲートは制御信号ＳＰＯＬＢの信号線に接続され、ドレインはメモリ回路４５の反転出力端子に接続され、ソースは画素電極６に接続される。第２スイッチ素子４４ａは制御信号ＳＰＯＬＡによってオンオフ制御され、第２スイッチ素子４４ｂは制御信号ＳＰＯＬＢによってオンオフ制御される。
【００２２】
静止画表示モードでは、メモリ回路４５に蓄積した画像信号を画素電極６に出力することによって画像を表示することとして、液晶を交流駆動する交流駆動回路のみを動作させ、動画表示に必要な走査線駆動回路３２や信号線駆動回路３３といった周辺駆動回路を停止する。この際、１フレーム毎に画素電極６の極性と対向電極７の極性を切り替えることによって、液晶層８に印加される電界の極性を反転させ、かつ各フレームで全ての画素電極６の極性を同一とする駆動手法を用いる。画素電極６の極性を反転させる場合には、メモリ回路４５の出力端子に接続された第２スイッチ素子４４ａと、メモリ回路４５の反転出力端子に接続された第２スイッチ素子４４ｂとを交互にオンさせることにより、メモリ回路４５から画素電極６へ出力される画像信号の極性を反転させる。以下、静止画表示モードにおける駆動手法のことをフレーム反転駆動という。
【００２３】
動画表示モードでは、走査線駆動回路３２や信号線駆動回路３３を動作させ、信号線駆動回路３３からの画像信号を画素電極６に出力することによって画像を表示する。この際、走査線Ｙの１ライン毎に画素電極６の極性と対向電極７の極性を切り替えることにより、液晶層８に印加される電界の極性を反転させる一般的な駆動手法を用いる。以下、動画表示モードにおける駆動手法のことをＨコモン反転駆動という。
【００２４】
このように、本液晶表示装置は、静止画表示モードと動画表示モードとで駆動回路を切り替えることによって、静止画表示における低消費電力化を図ることを基本的な機能として備えている。
【００２５】
さらに本液晶表示装置では、静止画表示の際に、対向電極電圧信号の立上り速度が動画表示における対向電極電圧の立上り速度よりも遅くなるように制御する。これによって、図４の電圧波形に示すように、対向電極電圧の立上り速度を画素電極電圧の立上り速度に近づけ、液晶印加電圧の変動を低減する。
【００２６】
ところで、フレーム反転駆動とＨコモン反転駆動とでは、対向電極７の極性切り替えに最低限必要な速度に大きな差がある。このため、速い切替が必要なＨコモン反転駆動に合わせて対向電極駆動回路３を設計すると、フレーム反転駆動時にはオーバスペックになってしまい、余分な電力を消費することとなる。
【００２７】
そこで、静止画表示モード、すなわちフレーム反転駆動の際には、画素電極駆動回路２から対向電極駆動回路３へ抑制信号を出力し、この抑制信号をトリガーとして対向電極駆動回路３を動作させる電流を動画表示における電流よりも下げるようにする。
【００２８】
したがって、本実施の形態によれば、静止画表示における対向電極電圧の立上り速度を動画表示における対向電極電圧の立上り速度よりも遅くするようにしたことで、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくようになるので、液晶印加電圧の実行値の変動を低減でき、もって画像表示の階調やコントラストの低下を軽減することができる。
【００２９】
また、本実施の形態によれば、静止画表示の際に、対向電極駆動回路３を動作させる電流を動画表示における電流よりも下げるようにしたことで、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくので、液晶印加電圧の実行値の変動を低減できるとともに、対向電極駆動回路３における消費電力を低減することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、画素電極駆動回路２と対向電極駆動回路３を用いることとしたが、第２の実施の形態に係る液晶表示装置は、図５の拡大平面図に示すように、画素電極駆動回路２、対向電極駆動回路２３を用い、第１電極基板４上に対向電極電圧信号を抑制する抑制回路９を設けた構成である。
【００３１】
抑制回路９は、図６の回路図に示すように、対向電極駆動回路２３から対向電極電圧信号が供給されてくる信号線上に配置された抵抗素子１１と、動画表示のときにだけ抵抗素子１１の両端をショートさせるスイッチ素子１２を有する構成である。スイッチ素子１２は、画素電極駆動回路２からの抑制信号によってオンオフ制御される。なお、本液晶表示装置のその他の構成は、第１の実施の形態で説明した液晶表示装置と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３２】
本液晶表示装置は、静止画表示の際には、スイッチ素子１２をオフし、対向電極駆動回路２３からの対向電極電圧信号を抵抗素子１１へ通してから対向電極７へ出力する。この構成によって、図４に示した波形のように、対向電極電圧の立上がり速度は遅くなり、画素電極電圧の立上り速度に近づく。
【００３３】
動画表示の際には、スイッチ素子１２をオンし、抵抗素子１１の両端をショートさせることによって、対向電極駆動回路２３からの対向電極電圧信号をそのまま対向電極７へ出力する。
【００３４】
したがって、本実施の形態によれば、静止画表示の際には、対向電極駆動回路２３からの対向電極電圧信号を抵抗素子１１へ通してから対向電極７へ出力するようにしたことで、対向電極電圧の立上り速度が動画表示における立上り速度よりも遅くなるので、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくようになり、液晶印加電圧の実行値の変動を低減でき、もって画像表示の階調やコントラストの低下を軽減することができる。
【００３５】
また、本実施の形態によれば、抑制回路９を構成する抵抗素子１１とスイッチ素子１２を第１電極基板４上に配置するようにしたことで、第１電極基板４に接続される従来の対向電極駆動回路２３をそのまま利用することができる。
【００３６】
なお、上記各実施の形態においては、走査線駆動回路３２や信号線駆動回路３３を液晶パネル１の外部に配置することとしたが、これらの駆動回路を第１電極基板４上に表示部３４と一体的に形成するようにしてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、静止画表示における対向電極電圧の立上り速度を動画表示における立上り速度よりも遅くするようにしたことで、対向電極電圧の立上り速度が画素電極電圧の立上り速度に近づくようになるので、液晶印加電圧の実行値の変動を低減でき、もって画像表示の階調やコントラストの低下を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ部分の断面図である。
【図３】上記液晶表示装置の回路図である。
【図４】上記液晶表示装置における対向電極電圧、画素電極電圧、液晶印加電圧のそれぞれの波形を示す図である。
【図５】第２の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示す拡大平面図である。
【図６】図５に示す抑制回路の構成を示す回路図である。
【図７】従来の液晶表示装置の構成を示す平面図である。
【図８】従来の液晶表示装置における対向電極電圧、画素電極電圧、液晶印加電圧、液晶印加電圧の理想値のそれぞれの波形を示す図である。
【符号の説明】
１，２１…液晶パネル
２，２２…画素電極駆動回路
３，２３…対向電極駆動回路
４…第１電極基板
５…第２電極基板
６…画素電極
７…対向電極
８…液晶層
９…抑制回路
１１…抵抗素子
１２…スイッチ素子
３２…走査線駆動回路
３３…信号線駆動回路
３４…表示部
３５…画素
４１…第１スイッチ素子
４２…補助容量
４４ａ，４４ｂ…第２スイッチ素子
４５…メモリ回路

Claims

画素毎に画素電極およびメモリ回路を備えた第１電極基板と対向電極を備えた第２電極基板との間に液晶層を狭持し、静止画表示の際には前記メモリ回路に蓄積された画像信号を用いて画像を表示する液晶表示装置において、
静止画表示における対向電極の電圧の立上り速度を動画表示における立上り速度よりも遅くなるように抑制する抑制手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記抑制手段は、前記対向電極を駆動する対向電極駆動回路を動作させる電流を静止画表示では動画表示における電流よりも下げることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記抑制手段は、対向電極駆動回路が対向電極電圧信号を出力する信号線上に配置された抵抗と、
動画表示のときだけ前記抵抗の両端をショートさせるスイッチ素子と、
を有することを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
前記抵抗と前記スイッチ素子は、第１電極基板上に配置されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。