JP2005031595A - 液晶表示装置、液晶表示方法、そのプログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 消費電力を抑制することができる液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 本発明は、画素表示素子に対向して配置された対向電極を有する表示パネルと、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する駆動電圧生成回路２０１と、を備える液晶表示装置である。本発明の液晶表示装置は、ノート型パソコンや小型情報端末機器に用いられる情報表示用あるいはテレビジョンなどの映像表示用のディスプレイとして有用である。
【選択図】 図２

Description

本発明はノート型パソコンや小型情報端末機器に用いられる情報表示用あるいはテレビジョンなどの映像表示用のディスプレイとして有用な液晶表示装置に関するものである。

近年、マルチメディアの技術革新により小型情報端末機器や携帯電話に代表されるような屋外で使用する液晶表示パネルが要望されている。それに加え、使用時間をより長くするために電池の消耗を少なくするため、液晶表示装置全体の消費電力を低減することが必要不可欠となってきている。

以下に従来の液晶表示装置を図３、４、５を使用して説明する。図５は、ゲートドライバーの構成を示した図である。５０１は、信号処理回路より供給されたゲートドライバー制御信号に基づいて処理を行う制御信号処理回路である。５０２は、ソースドライバー及び液晶表示パネルを駆動する電圧をそれぞれ制御する駆動電圧生成回路である。５０３は、信号レベルを変換するレベルシフターである。５０４は、液晶表示パネル上のゲート線を駆動するゲート線駆動回路である。５０５は、駆動電圧生成回路５０２で生成された電圧をソースドライバー及び液晶表示パネルに伝送する出力回路である。

ＳＧ₅₁は、液晶表示装置全体を制御する信号処理回路から入力されるゲートドライバー制御信号（タイミングクロック信号、出力制御信号等）である。ＳＧ₅₂は、液晶表示パネル上のゲート線を駆動するゲート線駆動電圧である。ＳＧ₅₃は、ソースドライバー及び液晶表示パネルを駆動するために必要な電圧である。ＳＧ₅₄は、駆動電圧生成回路５０２で様々な電圧を生成する際に基準となる基準電圧である。ＳＧ₅₅は、タイミングクロック信号である。

ゲートドライバーは、ゲートドライバー制御信号ＳＧ₅₁に基づいて、制御信号処理回路５０１、レベルシフター５０３、ゲート線駆動回路５０４を経由し、ゲート線駆動信号ＳＧ₅₁を出力する。また、駆動電圧生成回路５０２は、ゲートドライバー制御信号ＳＧ₅₁により、ソースドライバー及び液晶表示パネルを駆動するために必要な電圧ＳＧ₅₃を生成し、出力回路５０５を経由し、ソースドライバー及び液晶表示パネルへと伝送する。

図４は、図５における駆動電圧生成回路５０２の詳細な構成を示す図である。４０２は、ソースドライバーを駆動するために必要なアナログ電圧を生成する昇圧回路である。４０３は、対向電極電圧，液晶駆動オン電圧，液晶駆動オフ電圧など液晶表示パネルを駆動するために必要な電圧を生成する液晶駆動電圧生成回路である。ＳＧ₄₁は、基準電圧である。ＳＧ₄₂は、タイミングクロック信号である。ＳＧ₄₃，ＳＧ₄₄は、それぞれ昇圧回路４０２及び液晶駆動電圧生成回路４０３によって生成された電圧である。

図４において、駆動電圧生成回路５０２に入力された基準電圧ＳＧ₄₁は、昇圧回路４０２及び液晶駆動電圧生成回路４０３にそれぞれ入力され、タイミングクロック信号ＳＧ₄₂により様々な種類の電圧ＳＧ₄₃，ＳＧ₄₄に昇圧された後、液晶表示装置で使用される。

図３は、図４における構成を有する駆動電圧生成回路５０２における１垂直期間での液晶駆動電圧の振る舞いを示した図である。Ｔ₃₁は、１垂直期間である。Ｔ₃₂は、液晶表示パネルに表示可能な最大有効表示期間である。Ｔ₃₃は、液晶表示パネルに映像または画像を実際に表示する表示期間である。Ｔ₃₄は、Ｖブランキング期間である。ＳＧ₃₁は、垂直同期信号である。ＳＧ₃₂は、液晶表示パネルに映像または画像を表示する表示領域を示す表示領域信号である。ＳＧ₃₃は、対向電極に印加される対向電極電圧である。

図３において、表示期間Ｔ₃₃の間、表示領域信号ＳＧ₃₂が“Ｈ”を出力するのに応じて、対向電極電圧ＳＧ₃₃は、１水平期間毎に“Ｈ”と“Ｌ”を繰り返す特性の電圧を出力している。

以上のような構成において、駆動電圧生成回路５０２では、１垂直期間中、表示・非表示期間の区別無く、常に対向電極に対して、１水平期間に“Ｈ”と“Ｌ”を繰り返す特性の電圧を生成し、出力回路を経由して、液晶表示装置に供給し続けていた。以下の特許文献１に本発明に関連する分野の文献を示す。
特開２００２−３６６１０８号公報

駆動電圧生成回路が、１垂直期間中、常に１水平期間毎に“Ｈ”と“Ｌ”を繰り返す特性の電圧を生成し、出力回路を経由して対向電極に対して供給し続ける。すなわち、Ｖブランキング期間Ｔ₃₄の間は、表示領域信号ＳＧ₃₃が“Ｌ”を出力する、つまり表示領域信号ＳＧ₃₃は、表示期間Ｔ₃₃あるいは非表示期間Ｔ₃₄に関わらず同様の出力を行っている。従って、このような動作では、液晶表示装置全体の消費電力が増加するという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑み、消費電力を削減することができる液晶表示装置、液晶表示方法、そのプログラム、記録媒体を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するめに、第１の本発明は、画素表示素子に対向して配置された対向電極を有する表示パネルと、
表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する駆動電圧生成回路と、を備える液晶表示装置である。

第２の本発明は、前記非表示期間から表示期間に移行するときには、前記表示期間が開始するよりも実質上４水平期間早く前期対向電極に印加すべき電圧の供給を開始する、第１の本発明の液晶表示装置である。

第３の本発明は、前記駆動電圧生成回路の出力側と前記表示パネルの間に接続された蓄積容量をさらに備え、前記対向電極に印加すべた電圧の供給の開始は、前記蓄積容量に充電されている電荷を供給することによりなされる、第２の本発明の液晶表示装置である。

第４の本発明は、前記非表示期間において、前記駆動電圧生成回路において消費される電力がさらに抑制される、第１〜３のいずれかの本発明の液晶表示装置である。

第５の本発明は、表示パネルに配置された画素表示素子に対向して配置されている対向電極に、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する工程、を備える液晶表示方法である。

第６の本発明は、第１の本発明の液晶表示装置の、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する駆動電圧生成回路として、コンピュータを機能させるためのプログラムである。

第７の本発明は、第６の本発明のプログラムを担持させた記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

消費電力を削減することができる液晶表示装置、液晶表示方法、そのプログラム、記録媒体を提供することができる。

以下本発明液晶表示装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の一実施形態における駆動電圧生成回路における１垂直期間での液晶駆動電圧の振る舞いを示した図である。Ｔ₁₁は、１垂直期間である。Ｔ₁₂は、液晶表示パネルに表示可能な最大有効表示期間である。Ｔ₁₃は、液晶表示パネルに映像または画像を実際に表示する表示期間である。Ｔ₁₄は、Ｖブランキング期間である。ＳＧ₁₁は、垂直同期信号である。ＳＧ₁₂は、液晶表示パネルに映像または画像を表示する表示領域を示す表示領域信号である。ＳＧ₁₃は、対向電極に印加される対向電極電圧である。ＳＧ₁₄は、ゲートドライバーに入力されるパワーセーブ信号である。パワーセーブ信号ＳＧ₁₄は、“Ｈ”でゲートドライバーに内蔵されているオペアンプや昇圧回路等における消費電力を抑制する事ができる信号である。本発明の対向電極は、液晶表示パネルの画素表示パネルに対向して配置されている。

図１において、表示期間Ｔ₁₃の間、表示領域信号ＳＧ₁₂が、“Ｈ”を出力するのに応じて、対向電極電圧ＳＧ₁₃は、表示期間Ｔ₁₃の間、１水平期間毎に“Ｈ”と“Ｌ”を繰り返す特性の電圧を出力している。また、パワーセーブ信号ＳＧ₁₄は、“Ｌ”を出力し、パワーセーブを行っていないことを示している。対して、非表示期間であるＶブランキング期間Ｔ₁₄の間、表示領域信号ＳＧ₁₂が、“Ｌ”を出力するのに応じて、表示期間Ｔ₁₃とは異なり、対向電極電圧ＳＧ₁₃は、“Ｈ”と“Ｌ”の中間電位を出力する。加えて、パワーセーブ信号ＳＧ₁₄は、“Ｈ”となり消費電力を抑制することを示している。

図２は本発明の一実施形態における液晶表示装置の一部分である駆動電圧生成回路２０１の構成を示した図である。ＳＧ₂₁は、基準電圧である。ＳＧ₂₂は、タイミングクロック信号である。ＳＧ₂₃，ＳＧ₂₄は、出力電圧である。ＳＧ₂₅は、ゲートドライバーに入力されるパワーセーブ信号である。パワーセーブ信号ＳＧ₂₅は、“Ｈ”でゲートドライバーに内蔵されているオペアンプや昇圧回路等における消費電力を抑制する事ができる信号である。駆動電圧生成回路２０１は、液晶表示装置で使用する様々な電圧を基準電圧より生成している。２０２は、ソースドライバーを駆動するために必要なアナログ電圧を生成する昇圧回路である。２０３は、対向電極電圧，液晶駆動オン電圧，液晶駆動オフ電圧など液晶表示パネルを駆動するために必要な電圧を生成する液晶駆動電圧生成回路である。２０４は、駆動電圧生成回路２０１に入力されたタイミングクロック信号ＳＧ₂₂を、パワーセーブ信号ＳＧ₂₅により、制御するクロック信号制御回路である。

このような構成での液晶表示装置の動作について次に説明する。駆動電圧生成回路２０１に入力された基準電圧ＳＧ₂₁は、液晶表示装置で使用する様々な電圧を生成するために、各々昇圧回路２０２及び液晶駆動電圧生成回路２０３に入力され所望の電圧レベルに変換される。

次に、タイミングクロック信号ＳＧ₂₂は、昇圧回路２０２及び液晶駆動電圧生成回路２０３に入力される前に、クロック信号制御回路２０４で、パワーセーブ信号ＳＧ₂₅は“Ｈ”、つまり１垂直期間内の表示期間では、入力されたタイミングクロック信号ＳＧ₂₂を動作するように制御され、パワーセーブ信号ＳＧ₂₅が“Ｌ”、つまり１垂直期間内の非表示期間及びＶブランキング期間では、入力されたタイミングクロック信号ＳＧ₂₂を停止するように制御される。

また、駆動電圧生成回路２０３から液晶表示装置に供給される対向電極電圧は、Ｖブランキング期間において、全く供給されない状態となると、表示期間における液晶表示パネルの表示品位が低下する恐れがある。そこで、図６に示すように、表示期間中に出力回路と液晶表示パネルとの間に接続されたコンデンサー２０５に充電された電荷を、制御回路２０６による制御により、例えば表示期間の開始の４ライン(水平期間)前のタイミングに液晶表示パネルに供給する。すなわち、制御回路２０６は、非表示期間から表示期間に移行するときは、コンデンサー２０５から供給する電荷をＳＧ₂₄として表示パネルに供給し、表示期間に移行した後は、液晶駆動電圧生成回路２０３から対向電極電圧をＳＧ₂₄として表示パネルに供給する。

このことにより、表示・非表示期間に関係無く同等の表示品位を確保することが可能となる。なお、制御回路２０６は、駆動電圧生成回路２０１の外部ではなく、内部であってもよい。

このように、１垂直期間内の時間を制御することにより、タイミングクロック信号ＳＧ₂₂の動作を切り替えることが可能となり、表示領域に応じた電圧供給を制御することが可能となり、液晶表示装置に供給される。以降、上記動作を繰り返すことにより、駆動電圧生成回路２０１は、様々な電圧を液晶表示装置に供給することが可能となる。

本発明では、駆動電圧生成回路に入力されたタイミングクロック信号の動作を、１垂直期間中の表示期間は動作させ、その他の非表示期間及びＶブランキング期間では停止させるクロック信号制御回路を少なくとも１つ以上有することにより、駆動電圧生成回路から液晶表示装置に供給される電圧を、常に映像または画像等が表示されている期間のみ供給することが可能となり、液晶表示装置全体での不要な消費電力を低減することが可能となる。すなわち、非表示期間において駆動電圧生成回路は、対向電圧の供給を停止させるため、駆動電圧生成回路において消費されるスイッチング電力を少なくとも低減することができる。さらに、パワーセーブ信号により、ゲートドライバーに内蔵されているオペアンプや昇圧回路等における非表示期間における消費電力が抑制されるのでさらに液晶表示装置全体として不要な消費電力を低減することができる。

尚、これら本発明の実施形態に示される構成は一例であり、出力回路と液晶表示パネルとの間に接続されたコンデンサーはゲートドライバーの外に接続されているが、ゲートドライバーに内蔵されることはもちろん可能である。

また、本発明の実施形態に示される構成は一実施例であり、図２におけるクロック信号制御回路は、駆動電圧生成回路における複数の昇圧回路及び液晶駆動電圧生成回路毎に配置された構成を採ることによっても、本発明と同様に不要な消費電力を低減することが可能となる。

尚、本発明のプログラムは、上述した本発明の液晶表示装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。

又、本発明の記録媒体は、上述した本発明の液晶表示装置の全部又は一部の手段（又は、装置、素子等）の全部又は一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能且つ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。

尚、本発明の上記「一部の手段（又は、装置、素子等）」とは、それらの複数の手段の内の、一つ又は幾つかの手段を意味する。

又、本発明の上記「手段（又は、装置、素子等）の機能」とは、前記手段の全部又は一部の機能を意味し、本発明の上記「ステップ（又は、工程、動作、作用等）の動作」とは、前記ステップの全部又は一部の動作を意味する。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。

又、本発明のデータ構造としては、データベース、データフォーマット、データテーブル、データリスト、データの種類などを含む。

又、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。

又、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。

尚、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

本発明によれば、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直走査期間のうち前記表示期間には、対向電極に印加する電圧の供給を行い、非表示期間には、対向電極に印加する電圧の供給を停止させる機能を有することにより、液晶表示装置全体の消費電力を低減することが可能という有利な効果が得られる。

本発明にかかる液晶表示装置、液晶表示方法、そのプログラム、記録媒体は、液晶表示の際の消費電力を削減することができる効果を有し、映像表示用ディスプレイ等として有用である。

本発明における１垂直期間での液晶表示装置を駆動する電圧波形を示す図である。 本発明における駆動電圧生成回路の構成を示す図である。 従来の１垂直期間での液晶表示装置を駆動する電圧波形を示す図である。 従来の駆動電圧生成回路の構成を示す図である。 ゲートドライバーの構成を示す図である。 本発明における駆動電圧生成回路の構成を示す図である。

符号の説明

Ｔ₁₁・・・１垂直期間
Ｔ₁₂・・・最大有効表示期間
Ｔ₁₃・・・表示期間
Ｔ₁₄・・・Ｖブランキング期間
ＳＧ₁₁・・・垂直同期信号
ＳＧ₁₂・・・表示領域信号
ＳＧ₁₃・・・対向電極電圧
ＳＧ₁₄・・・パワーセーブ信号
ＳＧ₂₁・・・基準電圧
ＳＧ₂₂・・・タイミングクロック信号
ＳＧ₂₃，ＳＧ₂₄・・・出力電圧
ＳＧ₂₅・・・パワーセーブ信号
２０１・・・駆動電圧生成回路
２０２・・・昇圧回路
２０３・・・液晶駆動電圧生成回路
２０４・・・クロック信号制御回路
Ｔ₃₁・・・１垂直期間
Ｔ₃₂・・・最大有効表示期間
Ｔ₃₃・・・表示期間
Ｔ₃₄・・・Ｖブランキング期間
ＳＧ₃₁・・・垂直同期信号
ＳＧ₃₂・・・表示領域信号
ＳＧ₃₃・・・対向電極電圧
４０１・・・駆動電圧生成回路
４０２・・・昇圧回路
４０３・・・液晶駆動電圧生成回路
ＳＧ₄₁・・・基準電圧
ＳＧ₄₂・・・タイミングクロック信号
ＳＧ₄₃，ＳＧ₄₄・・・出力電圧
５０１・・・制御信号処理回路
５０２・・・駆動電圧生成回路
５０３・・・レベルシフター
５０４・・・ゲート線駆動回路
５０５・・・出力回路
ＳＧ₅₁・・・ゲートドライバー制御信号
ＳＧ₅₂・・・ゲート線駆動電圧
ＳＧ₅₃・・・ソースドライバー及び液晶表示パネル駆動電圧
ＳＧ₅₄・・・基準電圧
ＳＧ₅₅・・・タイミングクロック信号

Claims (7)

1. 画素表示素子に対向して配置された対向電極を有する表示パネルと、
   表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する駆動電圧生成回路と、を備える液晶表示装置。
2. 前記非表示期間から表示期間に移行するときには、前記表示期間が開始するよりも実質上４水平期間早く前期対向電極に印加すべき電圧の供給を開始する、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記駆動電圧生成回路の出力側と前記表示パネルの間に接続された蓄積容量をさらに備え、前記対向電極に印加すべた電圧の供給の開始は、前記蓄積容量に充電されている電荷を供給することによりなされる、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記非表示期間において、前記駆動電圧生成回路において消費される電力がさらに抑制される、請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 表示パネルに配置された画素表示素子に対向して配置されている対向電極に、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する工程、を備える液晶表示方法。
6. 請求項１に記載の液晶表示装置の、表示期間と非表示期間とで構成される１垂直期間のうち前記非表示期間には、前記表示期間中に前記対向電極に印加すべき電圧の供給を停止する駆動電圧生成回路として、コンピュータを機能させるためのプログラム。
7. 請求項６に記載のプログラムを担持させた記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。

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