JP2007298549A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減する。
【解決手段】液晶パネル１１は、透過部および反射部を有する複数の画素回路１を含む画素アレイ２と、走査信号線駆動回路３およびデータ信号線駆動回路４からなる駆動回路とを備えている。ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、与えられた電源電圧ＶＤＤに基づき、画素回路１の駆動に使用される電圧Ｖｃ、Ｖｈ、ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＧＳを発生させる。表示制御回路１２は、駆動回路に対して制御信号および映像信号を出力すると共に、外部から設定された動作モードに応じてＤＣ／ＤＣ変換回路１３の出力電圧を制御することにより、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を制御する。表示制御回路１２は、バックライト調光用のＰＷＭ制御信号Ｃｂに基づき、動作モードを求めてよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、半透過型の液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、透過型と反射型と半透過型に分類される。透過型の液晶表示装置はバックライトを備え、利用者は液晶を透過したバックライト光を認識する。反射型の液晶表示装置はバックライトを備えておらず、利用者は外光（太陽光など）の反射光を認識する。透過型の液晶表示装置は主に屋内で使用される機器に用いられ、反射型の液晶表示装置は主に屋外で使用される機器に用いられる。

半透過型の液晶表示装置は、透過部および反射部を有する複数の画素回路と、オン／オフ制御可能なバックライトとを備えている。周囲が暗いときにはバックライトは点灯し、このときは透過部による画面表示が行われる。一方、周囲が明るいときにはバックライトは消灯し、このときは反射部による画面表示が行われる。このように透過型と反射型の両方の特徴を有する半透過型の液晶表示装置は、携帯電話や携帯型ゲーム機を始めとする屋内と屋外の両方で使用される機器などに用いられる。

ところで、半透過型に限らず液晶表示装置は低消費電力であることが好ましい。そこで、液晶表示装置の消費電力を削減するために、従来から種々の方法が考案されている。例えば特許文献１には、表示素子を駆動するための複数の電位を供給する電源回路において、ポンピングコンデンサとバックアップコンデンサの充電をラッチパルスの発生期間では停止させることが開示されている。また、特許文献２には、電気光学装置の信号ラインを駆動する信号駆動回路において、ブロック単位に信号ラインの駆動電圧の出力制御を行うことが開示されている。
国際公開第９６／２１８８０号パンフレット 特開２００２−３５１４１２号公報

半透過型の液晶表示装置では、周囲が明るいときには反射部が画素として機能し、周囲が暗いときには透過部が画素として機能する。このため、半透過型の液晶表示装置の特性は、周囲が明るいときと暗いときとで異なる。また、半透過型の液晶表示装置は、屋外でも使用される機器に用いられるので、低消費電力であることが強く求められる。

しかしながら、従来の半透過型の液晶表示装置では、周囲の明るさに応じてバックライトはオン／オフ制御されるが、周囲の明るさにかかわらず液晶パネルには同じレベルの電圧が供給されている。このため、従来の半透過型の液晶表示装置には、消費電力を十分に削減できないという問題がある。

それ故に、本発明は、消費電力をさらに削減した半透過型の液晶表示装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、半透過型の液晶表示装置であって、
透過部および反射部を有する複数の画素回路を含む液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に光を照射するバックライトと、
前記画素回路の駆動回路と、
前記駆動回路に対して制御信号および映像信号を出力する表示制御回路と、
与えられた電源電圧に基づき、前記画素回路の駆動に使用される電圧を発生させる電圧変換回路とを備え、
前記電圧変換回路は、出力電圧を調整する機能を有し、
前記表示制御回路は、動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することにより、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を制御することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、
前記表示制御回路は、外部から設定された動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明において、
前記表示制御回路は、前記バックライトが暗いときに対応した動作モードでは前記バックライトが明るいときに対応した動作モードよりも、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を低く制御することを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、
前記表示制御回路は、前記バックライトの明るさを制御する信号を出力すると共に、当該信号に基づき動作モードを求め、求めた動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、
前記表示制御回路は、前記バックライトを暗くするときには前記バックライトを明るくするときよりも、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を低く制御することを特徴とする。

第６の発明は、第４の発明において、
周囲の明るさを検出する光センサをさらに備え、
前記表示制御回路は、前記光センサで検出された明るさに基づき前記バックライトの明るさを制御することを特徴とする。

第７の発明は、第１の発明において、
前記駆動回路は、前記画素回路と共に前記液晶パネル上に形成されていることを特徴とする。

第８の発明は、第１の発明において、
前記駆動回路の少なくとも一部が、前記液晶パネルの表面に実装された半導体チップに内蔵されていることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方が、動作モードに応じて制御される。したがって、液晶印加電圧だけを制御するときよりも、半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

上記第２の発明によれば、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方が、外部から設定された動作モードに応じて制御される。したがって、外部から動作モードを設定することにより、半透過型の液晶表示装置の消費電力を好適に削減することができる。

上記第３の発明によれば、半透過型の液晶表示装置ではバックライトが暗いときにはバックライトが明るいときよりも液晶印加電圧の最大振幅を小さくできるので、これと共に駆動回路用電源電圧を低くすることにより、半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

上記第４の発明によれば、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方が、バックライト調光用の制御信号に基づく動作モードに応じて制御される。したがって、バックライトの明るさに基づき動作モードを求め、半透過型の液晶表示装置の消費電力を自動的に削減することができる。

上記第５の発明によれば、半透過型の液晶表示装置ではバックライトを暗くするときにはバックライトを明るくするときよりも液晶印加電圧の最大振幅を小さくできるので、これと共に駆動回路用電源電圧を低くすることにより、半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

上記第６の発明によれば、周囲の明るさに基づきバックライトの明るさを制御し、バックライトの明るさに基づき動作モードを求め、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を動作モードに応じて制御することにより、半透過型の液晶表示装置の消費電力を周囲の明るさに応じて自動的に削減することができる。

上記第７の発明によれば、駆動回路を画素回路と共に液晶パネル上に形成した半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

上記第８の発明によれば、駆動回路の全部または一部を液晶パネルの表面に実装した半導体チップに内蔵した半透過型の液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１に示す液晶表示装置１０は、液晶パネル１１、表示制御回路１２、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）１４、および、ＬＥＤ駆動回路１５を備えた半透過型の液晶表示装置である。

液晶パネル１１は、駆動回路を一体に形成した半透過型の液晶パネルである。液晶パネル１１は、２枚のガラス基板（図示せず）の間に液晶を挟み込んだ構造を有する。一方のガラス基板には、透過部および反射部を有する複数の画素回路１を含む画素アレイ２、走査信号線駆動回路３、および、データ信号線駆動回路４が形成されている。他方のガラス基板（図示せず）には、画素アレイ２と対向する位置に共通電極５が形成されている。走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４は、画素回路１の駆動回路として機能する。このように画素回路１の駆動回路は、画素回路１と共に液晶パネル１１上に形成されている。

表示制御回路１２は、走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４に対して、画素回路１の駆動に使用される制御信号および映像信号を出力する。より詳細には、液晶表示装置１０の外部には、ホストＣＰＵ（図示せず）が設けられる。表示制御回路１２は、ホストＣＰＵから表示制御信号Ｃ０（例えば、水平同期信号ＨＳＹＮＣや垂直同期信号ＶＹＳＮＣなど）とデジタルの映像信号Ｘｄとを受け取る。表示制御回路１２は、表示制御信号Ｃ０に基づき、走査信号線駆動回路３に対する制御信号Ｃ１（例えば、ゲートスタートパルスＧＳＰやゲートクロックＧＣＫなど）と、データ信号線駆動回路４に対する制御信号Ｃ２（例えば、ソーススタートパルスＳＳＰやソースクロックＳＣＫなど）とを生成する。また、表示制御回路１２は、内部の共通電極制御回路（図示せず）を用いて共通電極５に対する制御信号Ｃ３を生成すると共に、内部のＤ／Ａ変換器（図示せず）を用いてデジタルの映像信号Ｘｄをアナログの映像信号Ｘａに変換する。

ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、電源電圧ＶＤＤの供給を受け、電源電圧ＶＤＤを昇圧（または降圧）することにより画素回路１の駆動に使用される電圧を発生させる。より詳細には、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、表示制御回路１２内の共通電極制御回路とＤ／Ａ変換器に供給される電圧Ｖｃ、表示制御回路１２内のＤ／Ａ変換器に供給される電圧Ｖｖ、および、走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４に供給される電圧ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬを発生させる。なお、このうち電圧ＶＧＬ、ＶＳＬは負の電圧、それ以外は正の電圧である。ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、後述するように、出力電圧を調整する機能を有する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１３の出力電圧は、表示制御回路１２によって制御される。

ＬＥＤ１４は、液晶パネル１１の背面に光を照射するバックライトである。ＬＥＤ駆動回路１５は、表示制御回路１２からの制御に従い、所定量のＬＥＤ駆動電流を出力する。ＬＥＤ１４は、ＬＥＤ駆動回路１５から出力された電流の量に応じた明るさで発光する。液晶表示装置１０では、ＬＥＤ１４の明るさ（すなわち、バックライトの明るさ）は、最大、中間、最小およびゼロの４段階に切り替えられる。

液晶表示装置１０は、図２に示すように、ホストＣＰＵから設定された動作モードに応じて、４種類の動作のうちのいずれかを行う。第１のモードでは、液晶表示装置１０は、ＬＥＤ１４を最大の明るさで発光させてフルカラー表示（例えば、ＲＧＢ各８ビットの映像信号を用いたカラー表示）を行う。第２のモードでは、液晶表示装置１０は、ＬＥＤ１４を中間の明るさで発光させてフルカラー表示を行う。第３のモードでは、液晶表示装置１０は、ＬＥＤ１４を最小の明るさで発光させてフルカラー表示を行う。第４のモードでは、液晶表示装置１０は、ＬＥＤ１４を発光させずに８色表示（ＲＧＢ各１ビットの映像信号を用いたカラー表示）を行う。

液晶表示装置１０の動作モードは、ホストＣＰＵから出力される４値のモード指示信号Ｍによって決定される。ホストＣＰＵは、任意のタイミングで、モード指示信号Ｍの値を切り替える。例えば液晶表示装置１０を携帯電話に適用した場合、ホストＣＰＵは、利用者がキー入力を行ったときや、利用者がキー入力を行わない状態で所定の時間が経過したときなどに、モード指示信号Ｍの値を切り替える。

表示制御回路１２は、ホストＣＰＵから設定された動作モードに応じて、４段階に変化するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号Ｃｂを出力する。ＬＥＤ駆動回路１５は、ＰＷＭ制御信号Ｃｂに応じた量のＬＥＤ駆動電流を出力する。これにより、ＬＥＤ１４の明るさは、上述したように４段階に切り替わる。

図３は、液晶表示装置１０の主要部の詳細を示すブロック図である。以下、図３を参照して、液晶表示装置１０の詳細と液晶表示装置１０における電圧の供給について説明する。図３に示すように、表示制御回路１２は、ホストＣＰＵから設定された動作モードを記憶し、記憶した動作モードに応じて電圧制御信号Ｃａを出力する。ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、電圧制御信号Ｃａに従い、出力電圧のレベルを４段階に切り替える。これにより、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３から出力される電圧Ｖｃ、Ｖｖ、ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬのレベルは、それぞれ４段階に切り替わる。

表示制御回路１２は、制御信号生成回路１６、共通電極制御回路１７、および、Ｄ／Ａ変換器１８を含んでいる。制御信号生成回路１６は、ホストＣＰＵから出力された表示制御信号Ｃ０に基づき、走査信号線駆動回路３に対する制御信号Ｃ１と、データ信号線駆動回路４に対する制御信号Ｃ２とを生成する。

図３に示す信号φは、所定の周期でハイレベルとローレベルに変化する。共通電極制御回路１７には、電源電圧として電圧Ｖｃが供給される。共通電極制御回路１７は、信号φに従い、共通電極５に対する制御信号Ｃ３の電位を第１のレベルと第２のレベル（第１のレベルよりもＶｃだけ低いレベル）との間で切り替える。言い換えると、共通電極５に対する制御信号Ｃ３の電位の振幅はＶｃとなる。

Ｄ／Ａ変換器１８には、電源電圧として電圧Ｖｃ、Ｖｖが供給される。Ｄ／Ａ変換器１８は、これらの電源電圧を用いて、デジタルの映像信号Ｘｄをアナログの映像信号Ｘａに変換する。この際、Ｄ／Ａ変換器１８は、信号φに従って出力電圧の極性を切り替える。より詳細には、信号φがハイレベルのときには、アナログの映像信号Ｘａの電位は、共通電極５に対する制御信号Ｃ３の第１の電位レベルを中心とて分布し、デジタルの映像信号Ｘｄの値が大きいほど高くなる。これに対して、信号φがローレベルのときには、アナログの映像信号Ｘａの電位は、共通電極５に対する制御信号Ｃ３の第２の電位レベルを中心として分布し、デジタルの映像信号Ｘｄの値が大きいほど低くなる。

画素回路１には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）６と、液晶の等価回路である容量７とが含まれる。容量７の一方の電極はＴＦＴ６を介してデータ信号線Ｓｊに接続され、ＴＦＴ６のゲート端子は走査信号線Ｇｉに接続されている。走査信号線Ｇｉの電位は走査信号線駆動回路３によって制御され、データ信号線Ｓｊの電位はデータ信号線駆動回路４によって制御される。

液晶パネル１１には、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３で得られた３つの電圧ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬが供給される。走査信号線駆動回路３は、電源電圧として電圧ＶＧＨ、ＶＧＬを受け取り、制御信号生成回路１６から出力された制御信号Ｃ１に基づき、走査信号線Ｇｉの電位をＶＧＨ（ハイレベル）とＶＧＬ（ローレベル）の間で切り替える。

データ信号線駆動回路４は、データ信号線Ｓｊに対応して、複数のサンプリングスイッチ８（図３には、そのうちの１個を示す）を含んでいる。データ信号線駆動回路４は、電源電圧として電圧ＶＧＨ、ＶＳＬを受け取り、制御信号生成回路１６から出力された制御信号Ｃ２に基づき、サンプリングスイッチ８の制御端子の電位をＶＧＨ（ハイレベル）とＶＳＬ（ローレベル）の間で切り替える。サンプリングスイッチ８は、制御端子の電位がＶＧＨである間は導通状態となり、制御端子の電位がＶＳＬである間は非導通状態となる。サンプリングスイッチ８が導通状態である間、Ｄ／Ａ変換器１８から出力されたアナログの映像信号Ｘａは、データ信号線Ｓｊに印加される。サンプリングスイッチ８が導通状態から非導通状態に変化したときに、アナログの映像信号Ｘａはサンプリングスイッチ８によってサンプリングされ、データ信号線Ｓｊの電位は次にサンプリングスイッチ８が導通状態となるまで保持される。

また、走査信号線Ｇｉの電位がＶＧＨである間、ＴＦＴ６は導通状態となり、データ信号線Ｓｊの電位は容量７の一方の電極に印加される。容量７の他方の電極の電位は、共通電極５に対する制御信号Ｃ３によって、第１のレベルまたは第２のレベル（第１のレベルよりもＶｃだけ低いレベル）に制御される。このため、容量７の２枚の電極間には、デジタルの映像信号Ｘｄに応じた電位差（以下、液晶印加電圧という）が発生する。画素回路１における光の透過率（あるいは反射率）は、液晶印加電圧に応じて変化する。これにより、液晶表示装置１０は画面表示を行う。

ＤＣ／ＤＣ変換回路１３は、バックライト（具体的にはＬＥＤ１４）が暗いときに対応した動作モードではバックライトが明るいときに対応した動作モードよりも、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を低く制御する。図２に示すように、液晶表示装置１０では、ＬＥＤ１４の明るさは、第１のモードでは最大、第４のモードではゼロ、第２および第３のモードでは両者の中間となる。これに対応して、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３の出力電圧Ｖｃ、Ｖｖ、ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬの絶対値は、第１のモードでは最大、第４のモードでは最小、第２および第３のモードでは両者の中間に制御される。

図４は、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３の出力電圧の一例を示すテーブルである。図４に示す例では、第１のモードでは、電圧Ｖｃは＋５Ｖに、電圧Ｖｖは＋３Ｖに、電圧ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬはそれぞれ＋８Ｖ、−８Ｖ、−４Ｖに制御される。第４のモードでは、電圧Ｖｃは＋４．７Ｖに、電圧Ｖｖは＋２．３Ｖに、電圧ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬはそれぞれ＋７Ｖ、−７Ｖ、−３．５Ｖに制御される。第２および第３モードでは、電圧Ｖｃは＋４．７Ｖ以上＋５Ｖ以下に、電圧Ｖｖは＋２．３Ｖ以上＋３Ｖ以下に、電圧ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬはそれぞれ＋７Ｖ以上＋８Ｖ以下、−８Ｖ以上−７Ｖ以下、−４Ｖ以上−３．５Ｖ以下に制御される。

図５は、液晶パネル１１の電圧−透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）を示す図である。図５において、横軸は液晶印加電圧を表し、縦軸は光の透過率を表す。画素回路１は、バックライト（ＬＥＤ１４）が明るいときに画素として機能する透過部と、バックライトが暗いときに画素として機能する反射部とを含む。ところが、透過部と反射部とではＶ−Ｔ特性が異なる。したがって、液晶パネル１１は、ＬＥＤ１４が明るいときと暗いときとで異なるＶ−Ｔ特性を示す。図５では、実線はＬＥＤ１４の明るさが最大のときのＶ−Ｔ特性を示し、破線はＬＥＤ１４を消灯したときのＶ−Ｔ特性を示す。ＬＥＤ１４の明るさが最大からゼロに変化すると、液晶パネル１１のＶ−Ｔ特性は実線で示す特性から破線で示す特性に変化する。

また、ＬＥＤ１４の明るさが最大のときとＬＥＤ１４を消灯したときとを比較すると、液晶パネル１１のＶ−Ｔ特性は、後者のほうが急峻に変化する。したがって、透過率を同じ量だけ変化させるために必要な液晶印加電圧の変化量は、後者のほうが少なくて済む。例えば、図５に示す例では、透過率をＴｍｉｎからＴｍａｘまで変化させるためには、ＬＥＤ１４の明るさが最大のときには液晶印加電圧をＶｍｉｎ１からＶｍａｘ１まで変化させる必要があるが、ＬＥＤ１４を消灯したときには液晶印加電圧をＶｍｉｎ２からＶｍａｘ２まで変化させれば足りる。このように、ＬＥＤ１４が暗いときにはＬＥＤ１４が明るいときよりも、液晶印加電圧の最大振幅を小さくすることができる。

図６は、液晶パネル１１の電位関係図である。図６に示すように、走査信号線Ｇｉのハイレベル電位ＶＧＨは、アナログの映像信号Ｘａの最大電位Ｖａ＿Ｍａｘよりも、ＴＦＴ６のオン電圧Ｖｏｎの分以上大きくする必要がある。一方、走査信号線Ｇｉのローレベル電位ＶＧＬは、アナログの映像信号Ｘａの最小電位Ｖａ＿Ｍｉｎよりも、共通電極５の電位の振幅ＶｃとＴＦＴ６のオフ電圧Ｖｏｆｆの分以上小さくする必要がある。なお、走査信号線Ｇｉの電位には、ＴＦＴ６の耐圧に基づく制限もある。

液晶表示装置１０の消費電力を削減するためには、走査信号線Ｇｉのハイレベル電位とローレベル電位との差（ＶＧＨ−ＶＧＬ）は小さいことが好ましいが、この値を（ＶＧＨ＿Ｍｉｎ−ＶＧＬ＿Ｍａｘ）より小さくすることはできない。ところが、上述したように、ＬＥＤ１４が暗いときにはＬＥＤ１４が明るいときよりも、液晶印加電圧の最大振幅（図６では、Ｘａ最大振幅に相当）を小さくすることができる。そこでＬＥＤ１４が暗いときにはＬＥＤ１４が明るいときよりも電位差（ＶＧＨ＿Ｍｉｎ−ＶＧＬ＿Ｍａｘ）を小さくし、走査信号線Ｇｉのハイレベル電位とローレベル電位との差（ＶＧＨ−ＶＧＬ）を小さくすることができる。

このようにＬＥＤ１４が暗いときに対応した動作モードでは電圧Ｖｃ、Ｖｖ、ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬを低くしても、液晶表示装置１０は正しく画面表示を行うことができる。また、ＬＥＤ１４が暗いときに対応した動作モードでは電圧Ｖｃ、Ｖｖ、ＶＧＨ、ＶＧＬ、ＶＳＬを低くすることにより、液晶表示装置１０の消費電力を削減することができる。したがって、液晶表示装置１０によれば、バックライトが暗いときに対応した動作モードではバックライトが明るいときに対応した動作モードよりも、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を低くすることにより、消費電力を削減することができる。

以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置では、電圧変換回路は出力電圧を調整する機能を有し、表示制御回路は、動作モードに応じて電圧変換回路を制御することにより、画素回路に印加される液晶印加電圧と画素回路の駆動回路に供給される電源電圧の両方を制御する。このように液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を動作モードに応じて制御することにより、液晶印加電圧だけを制御するときよりも消費電力を削減することができる。また、本実施形態に係る液晶表示装置では動作モードは外部から設定されるので、液晶表示装置の消費電力を外部からの制御により好適に削減することができる。

（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図７に示す液晶表示装置２０は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０（図１）に光センサ２１を追加し、表示制御回路１２を表示制御回路２２に置換したものである。本実施形態の構成要素のうち、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

光センサ２１は、液晶表示装置２０の周囲の明るさＩｘを検出する。表示制御回路２２は、調光制御部を含んでいる。調光制御部は、周囲の明るさＩｘに応じて、多段階に変化するＰＷＭ制御信号Ｃｂを出力する。表示制御回路２２は、ＰＷＭ制御信号Ｃｂに基づき、動作モードを求める。具体的には、表示制御回路２２は、ＬＥＤ１４の明るさに関する第１〜第３の閾値Ｉ１〜Ｉ３（ただし、Ｉ１＞Ｉ２＞Ｉ３）を有しており、ＰＷＭ制御信号ＣｂによりＬＥＤ１４の明るさがＩ１以上になるときには第１のモード、Ｉ２以上Ｉ１未満になるときには第２のモード、Ｉ３以上Ｉ２未満になるときには第３のモード、Ｉ３未満になるときには第４のモードと判定する。表示制御回路２２は、ＰＷＭ制御信号Ｃｂに基づき求めた動作モードに応じて、ＤＣ／ＤＣ変換回路１３を制御する。上記の点を除き、表示制御回路２２は、第１の実施形態に係る表示制御回路１２と同じ動作を行う。

以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置によれば、第１の実施形態と同様に、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方を動作モードに応じて制御することにより、液晶印加電圧だけを制御するときよりも液晶表示装置の消費電力を削減することができる。また、本実施形態に係る液晶表示装置では動作モードはバックライト調光用の制御信号に基づき求められるので、液晶表示装置の消費電力を自動的に削減することができる。

なお、第１および第２の実施形態では、画素回路１の駆動回路（走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４）は、画素回路１と共に液晶パネル１１上に形成されていることとしたが、これに代えて、画素回路１の駆動回路の全部または一部を液晶パネルの表面上に実装された半導体チップに内蔵してもよい。この技術はＣＯＧ（Chip On Glass ）と呼ばれる。

ＣＯＧ技術を用いて第１の実施形態と同様の液晶表示装置を構成すると、図８に示す液晶表示装置３０が得られる。また、ＣＯＧ技術を用いて第２の実施形態と同様の液晶表示装置を構成すると、図９に示す液晶表示装置４０が得られる。液晶表示装置３０、４０は、液晶パネル１１に代えて液晶パネル３１を備えている。液晶パネル３１の表面には、走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４を内蔵した半導体チップ３２が実装されている。あるいは、半導体チップ３２には、走査信号線駆動回路３とデータ信号線駆動回路４の一部を内蔵してもよい。

また、第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置１０、２０は、液晶印加電圧と駆動回路用電源電圧の両方をそれぞれ４段階に切り替えることとしたが、これらの電圧を２段階以上であれば何段階に切り替えてもよい。

これらの変形例に係る液晶表示装置によっても、第１および第２の実施形態に係る液晶表示装置１０、２０と同様に、液晶表示装置の消費電力を削減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置における動作の切り替えを示すテーブルである。 図１に示す液晶表示装置の主要部の詳細を示すブロック図である。 図１に示す液晶表示装置に含まれるＤＣ／ＤＣ変換回路の出力電圧の一例を示すテーブルである。 図１に示す液晶表示装置に含まれる液晶パネルの電圧−透過率特性を示す図である 図１に示す液晶表示装置に含まれる液晶パネルの電位関係図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２変形例に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…画素回路
２…画素アレイ
３…走査信号線駆動回路
４…データ信号線駆動回路
５…共通電極
６…ＴＦＴ
７…容量
８…サンプリングスイッチ
１０、２０、３０、４０…液晶表示装置
１１、３１…液晶パネル
１２、２２…表示制御回路
１３…ＤＣ／ＤＣ変換回路
１４…ＬＥＤ
１５…ＬＥＤ駆動回路
１６…制御信号生成回路
１７…共通電極制御回路
１８…Ｄ／Ａ変換器
２１…光センサ
３２…半導体チップ

Claims (8)

1. 半透過型の液晶表示装置であって、
   透過部および反射部を有する複数の画素回路を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルの背面に光を照射するバックライトと、
   前記画素回路の駆動回路と、
   前記駆動回路に対して制御信号および映像信号を出力する表示制御回路と、
   与えられた電源電圧に基づき、前記画素回路の駆動に使用される電圧を発生させる電圧変換回路とを備え、
   前記電圧変換回路は、出力電圧を調整する機能を有し、
   前記表示制御回路は、動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することにより、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を制御することを特徴とする、液晶表示装置。
2. 前記表示制御回路は、外部から設定された動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記表示制御回路は、前記バックライトが暗いときに対応した動作モードでは前記バックライトが明るいときに対応した動作モードよりも、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を低く制御することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記表示制御回路は、前記バックライトの明るさを制御する信号を出力すると共に、当該信号に基づき動作モードを求め、求めた動作モードに応じて前記電圧変換回路を制御することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記表示制御回路は、前記バックライトを暗くするときには前記バックライトを明るくするときよりも、前記画素回路に印加される液晶印加電圧と前記駆動回路に供給される電源電圧の両方を低く制御することを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 周囲の明るさを検出する光センサをさらに備え、
   前記表示制御回路は、前記光センサで検出された明るさに基づき前記バックライトの明るさを制御することを特徴とする、請求項４に記載の液晶表示装置。
7. 前記駆動回路は、前記画素回路と共に前記液晶パネル上に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記駆動回路の少なくとも一部が、前記液晶パネルの表面に実装された半導体チップに内蔵されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。

Images