JP2018017992A

JP2018017992A - ドットマトリクス型表示装置

Info

Publication number: JP2018017992A
Application number: JP2016149672A
Authority: JP
Inventors: 横山　良一; Ryoichi Yokoyama; 良一横山
Original assignee: Kyocera Display Corp
Current assignee: Kyocera Display Corp
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2018-02-01

Abstract

【課題】静止画駆動が行われる表示領域におけるTFTの温度上昇に伴うオフ電流値の上昇による消費電力の増大を抑えること。【解決手段】ドットマトリクス型表示装置は、書き換え駆動と静止画駆動のいずれかを選択する駆動選択回路164を有しており、駆動選択回路164は、書き換え駆動が選択された画素電極105を、入力された画像信号（Data）によって書き換え駆動する画素電極制御回路163と、書き換え駆動が非選択の画素電極105を、保持されている画像信号によって静止画駆動する保持回路162と、を有しており、さらに駆動選択回路164は電源電圧制御部１に接続されており、電源電圧制御部１は、常温よりも高温の第１の温度以上で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を降下させる。【選択図】図１

Description

本発明は、基板上に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor :TFT)を含む画素部が多数形成されているドットマトリクス型表示装置に関する。

従来、例えば液晶表示装置(Liquid Crystal Display :LCD)は、TFTを含む画素部が多数形成されたTFTアレイ側基板と、カラーフィルタ及びブラックマトリクスが形成されたカラーフィルタ側基板とを互いに対向させて、それらの基板を所定の間隔でもって貼り合わせ、それらの基板間に液晶を充填、封入させることによって作製される。

従来のドットマトリクス型表示装置の構成について説明する（例えば、特許文献１を参照）。図５は、ドットマトリクス型表示装置の基本構成のブロック回路図であり、表示パネルは16384ドット(縦128ドット×横128ドット)の画素数を有する白黒表示のLCDである。図５において、LCDパネルの一方の横側にゲート信号線駆動回路103が設けられ、LCDパネルの下側に画像信号(ソース信号)線駆動回路104が設けられている。なお、図５において、101はTFT、102は共通電圧Vcomを画素部の共通電極に供給する共通電圧線、110は表示部、111はLCDパネルである。TFT101は、例えば、アモルファスシリコン（a-Si）等から成る半導体膜を有し、ゲート電極部、ソース電極部、ドレイン電極部の３端子部を有する。そして、ゲート電極部に所定電位の電圧(例えば、３Ｖ，６Ｖ)を印加することにより、ソース電極部とドレイン電極部の間の半導体膜（チャンネル）に電流を流す、スイッチング素子（ゲートトランスファ素子）として機能する。また、画素電極は、一般に酸化インジウムスズ(Indium Tin Oxide :ITO)等から成る透明導電体層から成る。

また、カラーフィルタ側基板は、共通電極及び共通電圧線が形成された面またはそれと反対側の面に、各画素に対応する赤（R）、緑（G）、青（B）のカラーフィルタが形成されており、各画素部を通過する光が相互に干渉することを防ぐブラックマトリクスがカラーフィルタの外周を囲むように形成されている。尚、カラーフィルタ及びブラックマトリクスは、カラー表示を行わない場合はない。また、透過型LCDおよび半透過型LCDの場合はバックライトが設けられており、反射型LCDの場合はバックライトはない。

図６は、ゲート信号線駆動回路103の詳細な構成を示す回路図である。ゲート信号線駆動回路103は、ゲート選択信号線GS1〜GS7、ゲート選択信号線GS1〜GS7のそれぞれの反転信号を生成するCMOSインバータ等から成るインバータ121からの反転出力を伝送する反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS7（図６では符号に上付きバーの反転記号を付している）、ゲート選択信号線GS1〜GS7及び反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS7から成る１４個の信号のうち７個の信号が入力される論理和否定(NOR)の論理ゲート回路122、論理ゲート回路122の出力の電圧振幅を昇圧させて画素部のゲート信号線139（GLn）（図１０）側の第２のｎチャンネルTFT161b（図１０）を動作させるための昇圧回路(レベルシフタ(Level/Shifter :Ｌ／Ｓ))123、昇圧回路123の出力を反転させるCMOSインバータ等から成るインバータ124、を有している。

このゲート信号線駆動回路103において、論理ゲート回路122は、それに入力される７個の信号の全てがロー(「Ｌ」で表し、例えば０Ｖの信号)である場合に、ハイ(「Ｈ」で表し、例えば３Ｖの信号)を出力する。そして、論理ゲート回路122に入力される、ゲート選択信号線GS1〜GS7及び反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS7の配線の組合せは２⁷＝128通りあり、ゲート選択信号線GS1〜GS7に入力する７個で１組の信号によって、１つの論理ゲート回路122を選択することができる。これにより、ゲート信号線GL1〜GL128のうちの１本を任意に選択してオンすることができる。尚、ゲート選択信号線GS1〜GS7に入力する７個で１組の信号の制御は、LCDパネル111上または外部に設けられた制御LSI(Large Scale lntegrated circuit)等によって行う。

図７は、画像信号線駆動回路104の詳細な構成を示す回路図である。画像信号線駆動回路104は、画像選択信号線SS1〜SS7、画像選択信号線SS1〜SS7のそれぞれの反転信号を生成するCMOSインバータ等から成るインバータ131、インバータ131からの反転出力を伝送する反転画像選択信号線iSS1〜iSS7、画像選択信号線SS1〜SS7及び反転画像選択信号線iSS1〜iSS7から成る１４個の信号のうち７個の信号が入力される論理和否定(NOR)の論理ゲート回路132、論理ゲート回路132の出力の電圧振幅を昇圧させて画素部の画像信号線137（DLn）（図１０）側の第１のｎチャンネルTFT161a（図１０）を動作させるための昇圧回路（Ｌ／Ｓ)133、昇圧回路133の出力を反転させるCMOSインバータ等から成るインバータ134、を有している。さらに、画像信号(Data)（１ビット）を伝送させる画像信号線136、インバータ134からの出力によってオンされ、画像信号線136からの画像信号Dataを画素部に出力するトランスファゲート素子である第３のｎチャンネルTFT135、を有している。

この画像信号線駆動回路104において、論理ゲート回路132は、それに入力される7個の信号の全てがＬ(例えば０Ｖの信号)である場合に、Ｈ(例えば３Ｖの信号)を出力する。そして、論理ゲート回路132に入力される、画像選択信号線SS1〜SS7及び反転画像選択信号線iSS1〜iSS7の配線の組合せは２⁷＝128通りあり、画像選択信号線SS1〜SS7に入力する７個で１組の信号によって、１つの論理ゲート回路132を選択することができる。これにより、画像信号線選択線SL1〜SL128のうちの１本を任意に選択してオンすることができる。尚、画像選択信号線SS1〜SS7に入力する７個で１組の信号の制御は、LCDパネル111上または外部に設けられた制御LSI等によって行う。さらに、任意に選択された１本の画像信号線選択線SLnが１個の第３のｎチャンネルTFT135をオンし、その第３のｎチャンネルTFT135が１つの画像信号Dataを画像信号線137（DLn）上を伝送させて画素部に伝達させる。このような画像信号Dataの入力の制御は、制御LSI等によって行う。

図８（ａ），（ｂ）は、ゲート信号線駆動回路103における１本のゲート信号線GL128をオンオフさせる駆動回路部の例を示す回路図である。反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS6(図８（ａ），（ｂ）では符号に上付きバーの反転記号を付している)及びゲート選択信号線GS7のそれぞれに、ｐチャンネルTFT141とｎチャンネルTFT142とから成るインバータが接続されている。これらの７個のインバータは、それぞれのゲート共通接続点は、反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS6及びゲート選択信号線GS7の１本々に接続され、７つのドレイン共通接続点は、共通接続されている。これにより、反転ゲート選択信号線iGS1〜iGS6及びゲート選択信号線GS7の全てにＬの信号が入力されたときにのみ、共通接続された７つのドレイン共通接続点からＨの信号が出力される。即ち、論理和否定(NOR)の論理ゲート回路122として機能する。

NORの論理ゲート回路122の出力(Ｈの信号)は、インバータ143と、ｐチャンネルTFTとｎチャンネルTFTをドレイン電極部を共通接続して直列的に接続したトランスファゲート回路144と、ｐチャンネルTFTとｎチャンネルTFTをドレイン電極部を共通接続して直列的に接続したトランスファゲート回路145とから成る昇圧回路(Ｌ／Ｓ)123に入力される。一方のトランスファゲート回路144のドレイン共通接続点は、他方のトランスファゲート回路145のｐチャンネルTFTのゲート電極部に接続されている。また、他方のトランスファゲート回路145のドレイン共通接続点は、一方のトランスファゲート回路144のｐチャンネルTFTのゲート電極部に接続されている。

そして、一方のトランスファゲート回路144のｎチャンネルTFTのゲート電極部にＨの信号が入力されると、ｎチャンネルTFTに電流が流れて、一方のトランスファゲート回路144のドレイン共通接続点が０Ｖの電位(Ｌ)となる。この０Ｖの電位が、インバータ124のゲート共通接続点に入力される。これにより、インバータ124のドレイン共通接続点からゲート信号線GL128にＨの信号（６Ｖ）が入力される。このとき、他方のトランスファゲート回路145のｐチャンネルTFTのゲート電極部に０Ｖの電位(Ｌ)が印加され、ｐチャンネルTFTがオンとなり、ｐチャンネルTFTのドレイン電極部が６Ｖの電位になるが、この電位はインバータ124へは伝達されない。また、他方のトランスファゲート回路145のｎチャンネルTFTのゲート電極部には、インバータ143のドレイン共通接続点からＬの信号が入力されるため、そのｎチャンネルTFTはオフとなる。

図９（ａ），（ｂ）は、画像信号線駆動回路104における１本の画像信号線選択線SL128をオンオフさせる駆動回路部の例を示す回路図である。反転画像選択信号線iSS1〜iSS6及び画像選択信号線SS7のそれぞれに、ｐチャンネルTFT151とｎチャンネルTFT152とから成るインバータが接続されている。これらの７個のインバータは、それぞれのゲート共通接続点は、反転画像選択信号線iSS1〜iSS6及び画像選択信号線SS7の１本々に接続され、７つのドレイン共通接続点は、共通接続されている。これにより、反転画像選択信号線iSS1〜iSS6及び画像選択信号線SS7の全てにＬの信号が入力されたときにのみ、共通接続された７つのドレイン共通接続点からＨの信号が出力される。即ち、論理和否定(NOR)の論理ゲート回路132として機能する。

NORの論理ゲート回路132の出力(Ｈの信号)は、インバータ153と、ｐチャンネルTFTとｎチャンネルTFTをドレイン電極部を共通接続して直列的に接続したトランスファゲート回路154と、ｐチャンネルTFTとｎチャンネルTFTをドレイン電極部を共通接続して直列的に接続したトランスファゲート回路155とから成る昇圧回路(Ｌ／Ｓ)133に入力される。一方のトランスファゲート回路154のドレイン共通接続点は、他方のトランスファゲート回路155のｐチャンネルTFTのゲート電極部に接続されている。また、他方のトランスファゲート回路155のドレイン共通接続点は、一方のトランスファゲート回路154のｐチャンネルTFTのゲート電極部に接続されている。

そして、一方のトランスファゲート回路154のｎチャンネルTFTのゲート電極部にＨの信号が入力されると、ｎチャンネルTFTに電流が流れて、一方のトランスファゲート回路154のドレイン共通接続点が０Ｖの電位(Ｌ)となる。この０Ｖの電位が、インバータ134のゲート共通接続点に入力される。これにより、インバータ134のドレイン共通接続点から画像信号線選択線SL128にＨの信号（６Ｖ）が入力される。このとき、他方のトランスファゲート回路155のｐチャンネルTFTのゲート電極部に０Ｖの電位(Ｌ)が印加され、ｐチャンネルTFTがオンとなり、ｐチャンネルTFTのドレイン電極部が６Ｖの電位になるが、この電位はインバータ134へは伝達されない。また、他方のトランスファゲート回路155のｎチャンネルTFTのゲート電極部には、インバータ153のドレイン共通接続点からＬの信号が入力されるため、そのｎチャンネルTFTはオフとなる。

さらに、画像信号線選択線SL128には、画像信号線選択線SL128を伝送する信号をゲート電極部への制御入力とする第３のｎチャンネルTFT135が接続されており、第３のｎチャンネルTFT135のソース電極部には画像信号線136が接続されている。これにより、画像信号線選択線SL128を伝送する信号がＨのときに第３のｎチャンネルTFT135がオンとなり、画像信号線DL128によって画像信号Dataが画素部に伝達される。

図１０及び図１１は、保持回路162と画素電極制御回路163を有する駆動選択回路164を含む画素部の例を示す回路図である。図１０はブロック回路図、図１１は各ブロック回路を構成するTFT群を措いた詳細な回路図である。駆動選択回路164は、静止画駆動と書き換え駆動のいずれかを選択する回路であり、保持回路162、画素電極制御回路163を有している。これらの図に示すように、駆動選択回路164の前段の入力部161には、第１及び第２のｎチャンネルTFT161a,161bを直列的に接続させて成るトランスファゲート回路が設けられている。画像信号線137（DLn）側の第１のｎチャンネルTFT61aは、そのゲート電極部に画像信号線選択線138（SLn）を伝送されてきた信号が制御入力される。その信号がＨの場合に第１のｎチャンネルTFT161aはオンとなり、Ｌの場合に第１のｎチャンネルTFT161aはオフとなる。ゲート信号139（GLn）側の第２のｎチャンネルTFT161bは、そのゲート電極部にゲート信号線139（GLn）を伝送されてきた信号が制御入力される。その信号がＨの場合に第２のｎチャンネルTFT161bはオンとなり、Ｌの場合に第２のｎチャンネルTFT161bはオフとなる。従って、ゲート信号線139（GLn）を伝送されてきた信号がＨであり、かつ画像信号線選択線138（SLn）を伝送されてきた信号がＨである場合にのみ、トランスファゲート回路は等価回路的に閉(クローズ)状態となり、画像信号線137（DLn）を伝送されてきた信号が保持回路162へ伝送される。

図１１は、保持回路162としてのスタティック型メモリの構成を示すものである。保持回路162は、第１及び第２のCMOSインバータ162a,162bを直列に接続し、第２（後段側）のCMOSインバータ162bのドレイン共通接続点からの出力を、第１（前段側）のCMOSインバータ162aのゲート共通接続点に帰還入力させている。これにより、第１のCMOSインバータ162aのゲート共通接続点にＨの信号が入力されると、次に第１のCMOSインバータ162aのドレイン共通接続点からＬの信号が出力され、次にそのＬの信号が第２のCMOSインバータ162bのゲート共通接続点に入力され、次に第２のCMOSインバータ162bのドレイン共通接続点からＨの信号が出力され、次にそのＨの信号が第１のCMOSインバータ162aのゲート共通接続点に帰還入力される。その結果、例えば常時Ｈ,Ｌ,Ｈの信号がループ状の伝送線上において保持される。

図１２は、画素電極制御回路163を構成するTFT群の接続関係を描いた回路図である。画素電極制御回路163は、保持回路162の第１のCMOSインバータ162aを共用しており、画像信号Ｂの反転信号ｉＢ(図では符号に上付きバーの反転記号を付している)を出力する第１のCMOSインバータ162aと、ｐチャンネルTFT181aとｎチャンネルTFT181bとから成り、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）と第１のCMOSインバータ162aの出力(ｉＢ)が参照入力されることによって２値データを出力する第１の２値選択回路181と、ｐチャンネルTFT182aとｎチャンネルTFT182bとから成り、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）と第１のCMOSインバータ162aの出力（ｉＢ）が参照入力されることによって２値データを出力する、出力線が第１の２値選択回路181の出力線に並列的に接続されている第２の２値選択回路182と、を有している。そして、第１の２値選択回路181の出力及び第２の２値選択回路182の出力が、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）について排他的論理和(Exclusive OR :EXOR)の論理ゲート出力を構成している。

第１の２値選択回路181は、ｐチャンネルTFT181aとｎチャンネルTFT181bを、ゲート電極部を共通接続するとともにドレイン電極部を共通接続したCMOSインバータであり、画像信号data（Ｂ）がＨ（１）の信号である場合にのみ、２値データ（Ｙ）を出力する。逆に、画像信号data（Ｂ）がＬ（０）の信号である場合、第１の２値選択回路181はインバータとして機能せず、ハイインピーダンスの状態、即ち等価回路的に開(オープン)状態となり、２値データ（Ｙ）を出力しない。第２の２値選択回路182は、ｐチャンネルTFT182aとｎチャンネルTFT182bを、ソース電極部同士及びドレイン電極部同士を接続した４端子型のトランスファゲート回路であり、ｎチャンネルTFT182bのゲート電極部に入力される第１のインバータ162aの出力（ｉＢ）を制御入力としている。そして、第１のインバータ162aの出力（ｉＢ）がＨの信号（１）である場合、即ち画像信号data（Ｂ）がＬの信号（０）である場合にのみ、２値データ（Ｙ）を出力する。逆に、第１のインバータ162aの出力（ｉＢ）がＬの信号（０）である場合、第２の２値選択回路182はトランスファゲート回路として機能せず、ハイインピーダンスの状態、即ち等価回路的に開(オープン)状態となり、２値データ（Ｙ）を出力しない。このように、第２の２値選択回路182の出力線が第１の２値選択回路181の出力線に並列的に接続されているので、第１の２値選択回路181の出力及び第２の２値選択回路182の出力が、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）について排他的論理和の論理ゲート出力を構成することになる。即ち、画素電極制御回路163は、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）について排他的論理和の論理ゲート回路となっている。

図１３は、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）を２値入力とする、排他的論理和の論理ゲート回路の出力（Ｙ）を記載した真理値表である。画像信号data（Ｂ）が画素部に入力された場合、即ち画像信号data（Ｂ）がＨ(３Ｖ:「１」)の信号である場合に、画素電極電圧Pixelと共通電圧Vcom（Ａ）との間に電位差が生じて、ノーマリホワイトモードであれば黒表示、ノーマリブラックモードであれば白表示となる。このように共通電圧Vcom（Ａ）を反転駆動させても、画素電極電圧Pixelと共通電圧Vcom（Ａ）との間の電位差は保持されるので、画素部における表示を保持した状態で、液晶の劣化を防ぐための、液晶に対する交流駆動が実現する。一方、画像信号data（Ｂ）が画素部に入力されない場合、即ち画像信号data（Ｂ）がＬ(０Ｖ:「０」)の信号である場合に、画素電極電圧Pixelと共通電圧Vcom（Ａ）との間には電位差が生じず、ノーマリホワイトモードであれば白表示、ノーマリブラックモードであれば黒表示となる。このように共通電圧Vcom（Ａ）を反転駆動させても、画素電極電圧Pixelと共通電圧Vcom（Ａ）との間の電位差がない状態が保持されるので、画素部における表示を保持した状態で、液晶の劣化を防ぐための、液晶に対する交流駆動が実現する。

また、画素部における表示を書き換える場合、図１０に示す駆動選択回路164の前段の入力部161における、第１及び第２のｎチャンネルTFT161a,161bを直列的に接続させて成るトランスファゲート回路をオンにする。即ち、ゲート信号線139（GLn）を伝送されてきた信号をＨとし、画像信号線選択線138（SLn）を伝送されてきた信号をＨとする。この状態で、画像信号線137（DLn）を伝送されてきた信号（data）を保持回路162へ伝送させる。例えば、信号（data）がＨである場合、保持回路162はＨの信号（data）を保持する。そして、図１３におけるdata（Ｂ）がＨの場合に相当する表示が画素部で実行される。即ち、画素部の表示は、ノーマリホワイトモードであれば黒表示、ノーマリブラックモードであれば白表示となる。一方、信号（data）がＬである場合、保持回路162はＬの信号（data）を保持する。そして、図１３におけるdata（Ｂ）がＬの場合に相当する表示が画素部で実行される。即ち、画素部の表示は、ノーマリホワイトモードであれば白表示、ノーマリブラックモードであれば黒表示となるように、書き換えられる。

上述の構成により、ドットマトリクス型表示装置は、表示領域における書き換え駆動を１画素（ドット）毎に行うことができ、それ以外の全ての画素を静止画駆動させることができるので、消費電力が極めて低いものとなる。例えば、腕時計用の白黒表示のLCDにおいて、静止画駆動及び書き換え駆動を全画面走査して行う場合に100μＷ程度の消費電力であったものが、上記のドットマトリクス型表示装置においては10μＷ程度以下、さらには３μＷ程度以下にまで抑えることができる。これにより、複雑な表示構成のLCDであっても、例えば、１回の電池交換で駆動可能な期間を10倍以上に伸ばすことが可能となる。

図１４は、従来のドットマトリクス型表示装置を適用したデジタル表示式腕時計の表示パネルを示すものである。図１４に示すように、例えば、表示パネルにおいて、時間を表示させる表示領域191と、分を表示させる表示領域192と、秒を表示させる表示領域193とで、書き換え周期を相違させている。秒を表示させる表示領域193では、１秒毎に書き換え駆動するのに対して、分を表示させる表示領域192では、１分毎に書き換え駆動し、時間を表示させる表示領域191では、１時間毎に書き換え駆動する。従って、表示領域191〜193以外の表示領域は静止画の表示領域194である。

特開２０１５−８７４３７号公報特開２００２−１６９１３９号公報

しかしながら、上記従来の構成のドットマトリクス型表示装置は以下の問題点があった。すなわち、LCDパネル111の温度が常温（１５℃〜２５℃）よりも高温になると、ゲート信号線駆動回路103、画像信号線駆動回路104、保持回路162および画素電極制御回路163を構成する各TFT、および、駆動選択回路164の前段の入力部161を構成する、第１のｎチャンネルTFT161aと第２のｎチャンネルTFT161bは、ゲート電極部にゲート信号が入力されていないのに拘らずソース電極部とドレイン電極部との間を流れるオフ電流の値が上昇するというという問題点があった。

また、液晶表示パネルの温度変化に応じて、能動素子（TFT）を駆動する信号の電圧を変化させて、能動素子の温度補償を行う電圧変動回路を有する液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。しかしながら、特許文献２に開示された発明は、TFTの駆動時の消費電力を低下させるものであり、オフ電流を考慮したものではない。

例えば、図５〜図１４に示す上記従来の構成のドットマトリクス型表示装置は、図１４に示すように、書き換え駆動が行われる表示領域191〜193の画素電極の数よりも、静止画駆動が行われる表示領域194の画素電極の数、すなわち常時オフ電流が流れるTFTを備えた画素電極の数が多い場合がある。その場合、常温の範囲内ではオフ電流値の上昇に伴う消費電力（Ｗ＝Ｖ・Ｉ＝Ｒ・Ｉ²；Ｗは消費電力、ＶはTFTのソース・ドレイン間の電圧、Ｉはオフ電流）の上昇は、さほど大きくないが、常温の範囲を超えて温度が上昇すると、オフ電流値の上昇に伴って消費電力が急激に大きくなるという問題点があった。その結果、常温の範囲を超えて温度が上昇すると、10μＷ程度以下で駆動可能であったドットマトリクス型表示装置の消費電力が、容易に10μＷを超えるという問題点があった。

また、上記従来の構成のドットマトリクス型表示装置は、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104を有しており、常温の範囲を超えて温度が降下すると、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104の駆動に関して、以下の誤動作が発生しやすくなるという問題点があった。すなわち、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104はそれぞれ、ゲート信号を各ゲート信号線に順次入力するためのシフトレジスタ、画像信号を各画像信号線に順次入力するためのシフトレジスタを有しているが、温度降下に伴って、各段のシフトレジスタに順次転送されていくクロック信号の波形が鈍るために、クロック信号の転送タイミングがずれるという誤作動の問題点、すなわちゲート信号、画像信号の入力タイミングがずれるという誤作動の問題点があった。また、温度降下に伴って、転送されていくクロック信号のピーク値が低下していき、ゲート信号、画像信号の入力ができなくなる場合があるという誤作動の問題点があった。

従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、一つの表示パネルで書き換え駆動が行われる表示領域と静止画駆動が行われる表示領域とを有するドットマトリクス型表示装置において、静止画駆動が行われる表示領域におけるTFTの温度上昇に伴うオフ電流値の上昇よる消費電力の増大を抑えることができるものとすることである。また、温度降下に伴って、ゲート信号、画像信号の入力タイミングがずれるという誤作動、およびゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動の発生を、効果的に抑えることができるものとすることである。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、基板上の所定方向に配置された複数本のゲート信号線と、前記ゲート信号線と交差させて配置された複数本の画像信号線と、前記ゲート信号線と前記画像信号線の交差部に対応して配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された、書き換え駆動と静止画駆動のいずれかを選択する駆動選択回路と、前記駆動選択回路に接続された画素電極と、を有しており、前記駆動選択回路は、前記書き換え駆動が選択された前記画素電極を、入力された前記画像信号によって書き換え駆動する画素電極制御回路と、前記書き換え駆動が非選択の前記画素電極を、保持されている前記画像信号によって静止画駆動する保持回路と、を有しているドットマトリクス型表示装置であって、前記駆動選択回路は、電源電圧制御部に接続されており、前記電源電圧制御部は、常温よりも高温の第１の温度以上で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を降下させる構成である。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、好ましくは、前記複数本のゲート信号線を駆動するゲート信号線駆動回路と、前記複数本の画像信号線を駆動する画像信号線駆動回路と、を有しており、前記ゲート信号線駆動回路および前記画像信号線駆動回路はそれぞれ、前記電源電圧制御部に接続されている。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、好ましくは、前記電源電圧制御部は、常温よりも低温の第２の温度以下で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を上昇させる。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、好ましくは、前記第１の温度は、４０℃乃至５０℃の範囲内にある。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、好ましくは、前記第２の温度は、−１０℃乃至０℃の範囲内にある。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、基板上の所定方向に配置された複数本のゲート信号線と、前記ゲート信号線と交差させて配置された複数本の画像信号線と、前記ゲート信号線と前記画像信号線の交差部に対応して配置された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続された、書き換え駆動と静止画駆動のいずれかを選択する駆動選択回路と、前記駆動選択回路に接続された画素電極と、を有しており、前記駆動選択回路は、前記書き換え駆動が選択された前記画素電極を、入力された前記画像信号によって書き換え駆動する画素電極制御回路と、前記書き換え駆動が非選択の前記画素電極を、保持されている前記画像信号によって静止画駆動する保持回路と、を有しているドットマトリクス型表示装置であって、前記駆動選択回路は、電源電圧制御部に接続されており、前記電源電圧制御部は、常温よりも高温の第１の温度以上で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を降下させる構成であることから、以下の効果を奏する。

静止画駆動の実行時であっても常時電源電圧（ソース・ドレイン間電圧）が印加されるTFTから構成されるＣＭＯＳインバータ、およびＣＭＯＳインバータから構成されるスタティック・ラム（Static RAM：SRAM）等を有している、駆動選択回路の画素電極制御回路および保持回路が、電源電圧制御部に接続されていることから、温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇による消費電力の増大を効果的に抑えることができる。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、前記複数本のゲート信号線を駆動するゲート信号線駆動回路と、前記複数本の画像信号線を駆動する画像信号線駆動回路と、を有しており、前記ゲート信号線駆動回路および前記画像信号線駆動回路はそれぞれ、前記電源電圧制御部に接続されている場合、ゲート信号線駆動回路および画像信号線駆動回路は、TFTを有しているので、温度上昇に伴うTFTのオン電流値の上昇による消費電力の増大を効果的に抑えることができる。また、ゲート信号線駆動回路および画像信号線駆動回路は、常時電源電圧（ソース・ドレイン間電圧）が印加されるTFTから構成されるＣＭＯＳインバータ等も有しているので、温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇による消費電力の増大も効果的に抑えることができる。従って、ドットマトリクス型表示装置全体として消費電力の増大を効果的に抑えることができる。またこの場合、ゲート信号線と画像信号線の交差部に対応して配置された薄膜トランジスタも電源電圧制御部に電気的に接続されることとなり、ゲート信号電圧および画像信号電圧を、常温よりも高温の第１の温度以上で降下させることができる。その結果、ゲート信号線と画像信号線の交差部に対応して配置された薄膜トランジスタにおける消費電力の増大も効果的に抑えることができる。すなわち、駆動される薄膜トランジスタにおけるソース・ドレイン間電流（オン電流）も、温度上昇に伴って上昇するからであり、ゲート信号電圧および画像信号電圧を降下させることによってオン電流の上昇を抑え、消費電力の増大をより抑えることができる。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、前記電源電圧制御部は、常温よりも低温の第２の温度以下で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を上昇させる場合、以下の効果を奏する。温度降下に伴ってTFTのオフ電流値およびオン電流値は降下するので、オフ電流およびオン電流による消費電力は低下するが、ゲート信号、画像信号の入力タイミングがずれるという誤作動、およびゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動が生じやすくなる。そこで、第２の温度以下で電源電圧を上昇させることによって、TFTのオン電流を上昇させ、各ゲート信号、各画像信号の入力タイミングがずれるという誤動作、またゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動の発生を抑えることができる。従って、上記の構成により、これらの誤作動の発生を効果的に抑えることができる。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、前記第１の温度は、４０℃乃至５０℃の範囲内にある場合、以下の効果を奏する。温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇の傾斜、すなわち１℃当りのオフ電流値の増加は、４０℃乃至５０℃の範囲内において急激に大きくなるからである。従って、４０℃乃至５０℃の範囲内において電源電圧制御部の電源電圧を降下させることによって、消費電力の増大をより効果的に抑えることができる。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、前記第２の温度は、−１０℃乃至０℃の範囲内にある場合、以下の効果を奏する。温度降下に伴って、ゲート信号、画像信号の入力タイミングのずれが大きくなるという誤作動、およびゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動は、−１０℃乃至０℃の範囲内において顕著になるからである。従って、−１０℃乃至０℃の範囲内において電源電圧制御部の電源電圧を上昇させることによって、上記の誤作動の発生をより効果的に抑えることができる。

図１は、本発明のドットマトリクス型表示装置について実施の形態の一例を示す図であり、保持回路と画素電極制御回路を有する駆動選択回路を含む画素部の構成を示すブロック回路図である。図２は、図１の各ブロック回路を構成するTFT群の接続関係を措いた詳細な回路図である。図３は、本発明のドットマトリクス型表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、ドットマトリクス型表示装置の基本構成を示すブロック回路図である。図４は、本発明のドットマトリクス型表示装置について実施の形態の他例を示す図であり、温度モニター回路のブロック回路図である。図５は、従来のドットマトリクス型表示装置の基本構成を示すブロック回路図である。図６は、従来のドットマトリクス型表示装置におけるゲート信号線駆動回路の構成を示す回路図である。図７は、従来のドットマトリクス型表示装置における画像信号線駆動回路の構成を示す回路図である。図８の（ａ）は、従来のドットマトリクス型表示装置におけるゲート信号線駆動回路について、１本のゲート信号線をオンオフさせる駆動回路部のブロック回路図、（ｂ）は（ａ）の詳細を示す回路図である。図９の（ａ）は、従来のドットマトリクス型表示装置における画像信号線駆動回路について、１本の画像信号線をオンオフさせる駆動回路部のブロック回路図、（ｂ）は（ａ）の詳細を示す回路図である。図１０は、従来のドットマトリクス型表示装置における保持回路と画素電極制御回路を有する駆動選択回路を含む画素部の構成を示すブロック回路図である。図１１は図１０の各ブロック回路を構成するTFT群の接続関係を措いた詳細な回路図である。図１２は、従来のドットマトリクス型表示装置における画素電極制御回路を構成するTFT群の接続関係を描いた詳細な回路図である。図１３は、従来のドットマトリクス型表示装置における画素電極制御回路について、共通電圧Vcom（Ａ）と画像信号data（Ｂ）を２値入力とする、排他的論理和の論理ゲート回路の出力（Ｙ）を記載した真理値表である。図１４は、従来のドットマトリクス型表示装置を適用したデジタル表示式腕時計の表示パネルの平面図である。

以下、本発明のドットマトリクス型表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、本発明のドットマトリクス型表示装置の構成部材のうち、本発明の構成を説明するために必要な主要な部材を示している。従って、本発明に係るドットマトリクス型表示装置は、各図に示されていない、配線導体、回路基板、制御IC、制御LSI等の周知の構成部材を備えていてもよい。

図１〜図４を参照して、本発明のドットマトリクス型表示装置の実施の形態について説明する。なお、図１〜図４において、図５〜図１４に示す各構成部と同じものには同じ符号を付しており、それらの詳細な説明は省く。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、ガラス基板等の基板上の所定方向（例えば、行方向）に配置されたゲート信号線GL1〜GL128と、所定方向に交差する方向（例えば、列方向）にゲート信号線GL1〜GL128と交差させて配置された画像信号線（ソース信号線）DL1〜DL128及びそれに並行するソース信号線選択線SL1〜SL128と、ゲート信号線GL1〜GL128とソース信号線DL1〜DL128の交差部に対応して配置されたTFT101と、TFT101に接続された、書き換え駆動と静止画駆動のいずれかを選択する駆動選択回路164と、駆動選択回路164に接続された画素電極105と、を有しており、駆動選択回路164は、書き換え駆動が選択された画素電極105を、入力された画像信号（Data）によって書き換え駆動する画素電極制御回路163と、書き換え駆動が非選択の画素電極105を、保持されている画像信号によって静止画駆動する保持回路162と、を有しているドットマトリクス型表示装置であって、駆動選択回路164は電源電圧制御部１に接続されており、電源電圧制御部１は、常温（１５℃〜２５℃）よりも高温の第１の温度以上で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧（V_DD）を降下させる構成である。なお、図３に示す共通電圧線102は、各画素電極105に共通電圧（Vcom）を供給する。

上記の構成により、以下の効果を奏する。すなわち、静止画駆動の実行時であっても常時電源電圧（ソース・ドレイン間電圧）が印加されるTFTから構成されるＣＭＯＳインバータ、およびＣＭＯＳインバータから構成されるスタティック・ラム（Static RAM：SRAM）等を有している、駆動選択回路164の画素電極制御回路163および保持回路162が、電源電圧制御部１に接続されていることから、温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇による消費電力の増大を効果的に抑えることができる。

図１、図２に示すように、画素電極制御回路163および保持回路162は、常時電源電圧（ソース・ドレイン間電圧）が印加されるTFT162ap，162an，162bp，162bnから構成されるスタティック・ラム（Static RAM：SRAM）を有しており、このSRAMは、第１のCMOSインバータ162aと第２のCMOSインバータ162bを直列に接続して成る。第１のCMOSインバータ162aおよび第２のCMOSインバータ162bは、電源電圧制御部１に接続されており、例えば電源電圧制御部１は、第１のCMOSインバータ162aおよび第２のCMOSインバータ162bに、常温で３Ｖの電源電圧（V_DD）を供給する。そして、LCDパネル111の温度が第１の温度以上になると、電源電圧を好適には２Ｖ乃至２．８Ｖ程度に降下させる。より好ましくは、２Ｖ乃至２．５Ｖ程度に降下させることがよい。

本発明のドットマトリクス型表示装置は、図３に示すように、複数本のゲート信号線GL1〜GL128を駆動する信号線駆動回路103と、複数本の画像信号線DL1〜DL128を駆動する画像信号線駆動回路104と、を有しており、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104はそれぞれ、電源電圧制御部１に接続されていることが好ましい。この場合、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104は、TFTを有しているので、温度上昇に伴うTFTのオン電流値の上昇による消費電力の増大を効果的に抑えることができる。また、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104は、常時電源電圧（ソース・ドレイン間電圧）が印加されるTFTから構成されるＣＭＯＳインバータ等も有しているので、温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇による消費電力の増大も効果的に抑えることができる。従って、ドットマトリクス型表示装置全体として消費電力の増大を効果的に抑えることができる。またこの場合、ゲート信号線GL1〜GL128と画像信号線DL1〜DL128の交差部に対応して配置されたTFT101も電源電圧制御部１に電気的に接続されることとなり、ゲート信号電圧および画像信号電圧を、常温よりも高温の第１の温度以上で降下させることができる。その結果、TFT101における消費電力の増大も効果的に抑えることができる。すなわち、駆動されるTFT101におけるソース・ドレイン間電流（オン電流）も、温度上昇に伴って上昇するからであり、ゲート信号電圧および画像信号電圧を降下させることによってオン電流の上昇を抑え、消費電力の増大をより抑えることができる。また、共通電圧線102も電源電圧制御部１に接続されていることが好ましい。この場合にも、消費電力の増大を効果的に抑えることができる。

図３に示すように、LCDパネル111のアレイ側基板またはカラーフィルタ側基板には、温度センサ２が配置されている。温度センサ２は、リングオシレータ、サーミスタ等の温度検出手段から成る。温度センサ２がリングオシレータから成る場合、例えばアレイ側基板の液晶側の面に形成されるTFTと同じプロセスで同時に、アレイ側基板の液晶側の面に形成することができ、好適である。リングオシレータは、奇数個のインバータを直列的に接続して構成されており、最終段のインバータの出力を１段目のインバータに帰還入力することによって特定の周波数で自励発振する。リングオシレータの周波数は、リングオシレータを構成するTFTの閾値電圧、電荷の移動度の温度特性に起因して、温度特性を有する。すなわち、温度によってリングオシレータの周波数は変動する。例えば、温度が上昇するとTFTのオン電流が増加するため、リングオシレータの周波数が高くなり、温度が下降するとTFTのオン電流が減少するため、リングオシレータの周波数が低くなる。リングオシレータの周波数の温度特性を利用することによって、LCDパネル111の温度を検出することができる。温度センサ２がサーミスタである場合、LCDパネル111に外付けすることができ、取り付けの作業性が良いという利点がある。

図４は、温度モニター回路３の１例の基本構成のブロック回路図である。温度モニター回路３は、温度センサ２としてのリングオシレータ３２に電源電圧Ｖdcを供給する電源回路３１と、リングオシレータ３２の単位時間当たりのパルス数を計数するカウンタ３３と、パルスカウント数に対応する温度データを格納した温度データテーブル３５の温度データと実際のパルスカウント数とを対比して温度を確定し出力する温度データ出力回路３４と、を有する。そして、温度データ出力回路３４から出力された温度データは、電源電圧制御部１に出力される。

電源電圧制御部１は、ＩＣ，ＬＳＩ等から成る半導体駆動素子あるいは半導体駆動回路であり、LCDパネル111の外部に設置されたものであるか、またはLCDパネル111のアレイ側基板の主面にＣＯＧ（Chip On Glass）方式で設置されていてもよく、あるいはアレイ側基板の主面に薄膜形成法によって形成された、低温多結晶シリコン（Low-Temperature Poly Silicon ：LTPS）から成るものであってもよい。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、電源電圧制御部１は、常温よりも低温の第２の温度以下で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を上昇させることが好ましい。この場合、以下の効果を奏する。温度降下に伴ってTFTのオフ電流値およびオン電流値は降下するので、オフ電流およびオン電流による消費電力は低下するが、ゲート信号、画像信号の入力タイミングがずれるという誤作動、およびゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動が生じやすくなる。そこで、第２の温度以下で電源電圧を上昇させることによって、TFTのオン電流を上昇させ、各ゲート信号、各画像信号の入力タイミングがずれるという誤動作、またゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動の発生を抑えることができる。従って、上記の構成により、これらの誤作動の発生を効果的に抑えることができる。

例えば電源電圧制御部１は、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104に、常温で３Ｖの電源電圧を供給する。そして、LCDパネル111の温度が第２の温度以下になると、電源電圧を好適には３Ｖを超え３．６Ｖ程度以下に上昇させる。より好ましくは、３．２Ｖ乃至３．４Ｖ程度に上昇させることがよい。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、第１の温度は、４０℃乃至５０℃の範囲内にあることが好ましい。この場合、以下の効果を奏する。温度上昇に伴うTFTのオフ電流値の上昇の傾斜、すなわち１℃当りのオフ電流値の増加は、４０℃乃至５０℃の範囲内において急激に大きくなるからである。従って、４０℃乃至５０℃の範囲内において電源電圧制御部１の電源電圧を降下させることによって、消費電力の増大をより効果的に抑えることができる。

例えば、電源電圧を３Ｖの一定とした場合、２０℃〜４０℃でのオフ電流の１℃当りの増加は約０．０３μＡ／℃であるが、４０℃〜５０℃でのオフ電流の１℃当りの増加は約０．１μＡ／℃（０．０３μＡ／℃の約３倍）となり、急激に増加する。従って、第１の温度を４０℃乃至５０℃の範囲内に設定することがよい。より好ましくは、第１の温度を４０℃乃至４５℃の範囲内に設定することがよい。

また本発明のドットマトリクス型表示装置は、第２の温度は、−１０℃乃至０℃の範囲内にある場合、以下の効果を奏する。温度降下に伴って、ゲート信号、画像信号の入力タイミングのずれが大きくなるという誤作動、およびゲート信号、画像信号の入力ができなくなるという誤作動は、−１０℃乃至０℃の範囲内において顕著になるからである。従って、−１０℃乃至０℃の範囲内において電源電圧制御部の電源電圧を上昇させることによって、上記の誤作動の発生をより効果的に抑えることができる。

例えば、温度２０℃におけるTFTの最低駆動電圧は、最大で２．４Ｖから２．５Ｖ程度となるが、温度０℃におけるTFTの最低駆動電圧は、最大で２．６Ｖから２．７Ｖを僅かに超える程度となる。電源電圧の変動分である±０．３Ｖを考慮すると、２．７Ｖで確実に駆動させる必要があるが、温度０℃ではTFTを駆動できない場合が生じる。従って、第２の温度を−１０℃乃至０℃の範囲内に設定することがよい。より好ましくは、第２の温度を−５℃乃至０℃の範囲内に設定することがよい。

また、ゲート信号線駆動回路103および画像信号線駆動回路104に含まれるシフトレジスタのクロック周波数が０．５ＭＨｚである場合、クロックパルスのパルス幅は１μ秒、クロックパルスのピッチは２μ秒となる。このとき、電源電圧を３Ｖの一定とした場合、温度２０℃におけるゲート信号、画像信号の入力タイミングのずれは０．４μ秒〜０．７μ秒程度である。ただし、電源電圧の変動分である±０．３Ｖを考慮すると、２．７Ｖでの入力タイミングのずれは０．５μ秒〜０．９μ秒になる。１μ秒以上の入力タイミングのずれは、１ライン分の入力タイミングのずれに相当するので、許容することはできない。温度０℃におけるゲート信号、画像信号の入力タイミングのずれは１μ秒に近くなる。ただし、電源電圧の変動分である±０．３Ｖを考慮すると、２．７Ｖでの入力タイミングのずれは１μ秒を超える場合があるので、許容範囲を超える場合があることとなる。従って、この理由からも、第２の温度を−１０℃乃至０℃の範囲内に設定することがよい。より好ましくは、第２の温度を−５℃乃至０℃の範囲内に設定することがよい。

本発明のドットマトリクス型表示装置において、第１の温度を複数設定し、電源電圧を段階的に降下させてもよい。またこの場合、温度が上昇するに伴って、電源電圧の下降幅を大きくしてもよい。また同様に、第２の温度を複数設定し、電源電圧を段階的に上昇させてもよい。この場合、温度が下降するに伴って、電源電圧の上昇幅を大きくしてもよい。

また、本発明のドットマトリクス型表示装置は、以下のような好適な構成を採用し得る。１つの表示パネルにおいて、書き換え周期をそれぞれに最適なものとした表示領域を複数設けることができる。この場合、ある表示領域では書き換えと次の書き換えとの間の期間を非常に長く設定し、他の表示領域では書き換えと次の書き換えとの間の期間を短く設定することにより、消費電力の制御を高い精度で行うことができる。その結果、消費電力をより低減させることができる。

さらに、書き換え駆動を適用する表示領域を書き換え周期を相違させて複数設け、相違する書き換え周期の比を10倍以上とすることが良い。この場合、ある表示領域では書き換えと次の書き換えとの間の期間を非常に長く設定し、他の表示領域では書き換えと次の書き換えとの間の期間を短く設定することにより、消費電力の制御をきめ細かく高い精度で行うことができる。その結果、消費電力をより低減させることができる。さらに、相違する書き換え周期の比を10倍以上とすることにより、消費電力をより低減させる効果が高まる。

例えば、図１４に示す例等のように、表示パネルにおいて、時間を表示させる表示領域191と、分を表示させる表示領域192と、秒を表示させる表示領域193とで、書き換え周期を大きく相違させることができる。秒を表示させる表示領域193では、１秒毎に書き換え駆動するのに対して、分を表示させる表示領域192では、１分毎に書き換え駆動し、時間を表示させる表示領域191では、１時間毎に書き換え駆動すればよい。従って、表示領域191〜193以外の表示領域は静止画の表示領域194である。好適な実施形態として、分を表示させる表示領域192と秒を表示させる表示領域193の書き換え駆動の周期の比は60倍となる。換言すれば、1/60になるともいえる。また、時間を表示させる表示領域191では、１時間毎に書き換え駆動すればよいので、秒を表示させる表示領域193と時間を表示させる表示領域191との書き換え駆動の周期の比は3600倍となる。換言すれば、1/3600になるともいえる。また、表示領域191〜193において、書き換え駆動を１画素(ドット)毎に行うことができるが、複数画素毎に書き換え駆動してもよい。また、表示領域191〜193において、全ての画素を書き換えてもよいし、書き換えに必要な画素のみを書き換えてもよい。例えば、１つの表示領域において、「５」の表示を「６」に書き換える場合、書き換え不要な画素と書き換え必要な画素を区別することができるので、書き換えが必要な画素のみを書き換えることができる。

また、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ等からのメール着信の電波信号を腕時計で受信した際に、その腕時計のLCD等から成る表示パネルに、メール受信の表示を上述した画素選択駆動方式の書き換え駆動によって行わせることができる。このような複雑な表示機能を極めて低い消費電力でもって行うことができる。例えば、気温、湿度、高度、方位、照度、気圧、水深、水圧、天気予報、外国との時差、歩数計、潮汐時間、日の出・日没の時間、血圧、脈拍、メールの内容、ニュース速報、緊急地震速報等の告知などの表示を、それらの最適な書き換え周期または任意のタイミングでもって表示することができる。また、それらの書き換え周期または表示のタイミングを、外部から人が入力、変更等して制御することもできる。書き換え周期の変更、制御または表示のタイミングの制御は、ドットマトリクス型表示装置の周辺に設けられた制御LSI等によって行うことができる。

本発明のドットマトリクス型表示装置において、表示領域の書き換え周期に対応する書き換え期間は、書き換えを実行する動作期間及びそれ以外の書き換え休止期間を含んでおり、書き換え休止期間が動作期間よりも長いことが好ましい。この構成により、書き換えによる表示の切り換え動作が素早くなり、表示の切り換えプロセスが視認されなくなるので、表示の切り換えが見やすくなる。例えば、時計の秒の表示を書き換える場合、書き換え期間を１秒とし、書き換えを実行する動作期間を0.1〜0.3秒(10％〜30％)程度とし、それ以外の0.7〜0.9秒程度の期間を書き換え休止期間とすれば良い。

また、時計の秒を表示する表示領域のように書き換え周期が短い表示領域の画素数を、時計の分、時間を表示する表示領域のように書き換え周期が長い表示領域の画素数よりも少なくすることが好ましい。これにより、消費電力をさらに低減させることができる。例えば、好ましくは、書き換え周期が短い表示領域の画素数を、書き換え周期が長い表示領域の画素数の30％以下、より好ましくは、10％以下とすることが良い。

また、本発明のドットマトリクス型表示装置は、画素電極を反射型電極とした反射型LCDであることが好ましい。この場合、保持回路等を画素電極の下方に配置することができ、保持回路等による光反射率の低下をなくすことができる。一方、透過型LCDにおいて、透明な画素電極と保持回路とを重ねて配置すると、透過光によって保持回路等を構成するTFTが誤作動する可能性がある。そのため、TFTのゲート電極部を遮光膜で覆う必要があり、開口率が低下し易い。また、反射型LCDは、バックライトを設ける必要がないため、消費電力の低減に有効である。また、本発明のドットマトリクス型表示装置は、画素電極の領域に上記の反射型電極を有する反射領域と透過型電極を有する透過領域を備えた、半透過型液晶表示装置であってもよい。

また、保持回路によって保持されるビット数を１以上とすることが好ましい。このビット数を複数として多ビット化した場合、静止画表示の際に階調表示を行うことができる。また、アナログ信号を記憶する保持回路とすれば、フルカラー表示を行うこともできる。

また、画素電極制御回路２３は、図１２の真理値表に示すように、共通電圧VcomのＨ／Ｌのいずれの信号に対しても静止画駆動と書き換え駆動を行うものとされている。即ち、共通電圧Vcom（Ａ）がＨ（３Ｖ）で画像信号data（Ｂ）がＨ（３Ｖ）である場合、共通電圧Vcom（Ａ）と画素電圧Pixel（Ｌ：０Ｖ）との間に電位差が形成され、共通電圧Vcom（Ａ）がＬ（０Ｖ）で画像信号data（Ｂ）がＨ（３Ｖ）である場合にも同様に共通電圧Vcom（Ａ）と画素電圧Pixel（Ｈ：３Ｖ）との間に電位差が形成されて、液晶が交流駆動される。これにより、例えば、秒表示の書き換え周期に合わせて１秒毎に共通電圧Vcom（Ａ）のＨ／Ｌを反転させることができ、液晶分子の劣化を抑えることができる。即ち、液晶分子に直流電圧成分が長時間印加されることによって、液晶分子が画素電極表面で正負の電荷の偏り（微量不純物の固定化）を起こして寿命が短くなることを抑えることができる。

このように、共通電圧VcomのＨ／Ｌの反転を、書き換え周期に連動させて定期的に反転させることが好ましい。この場合、共通電圧VcomのＨ／Ｌの反転を、書き換え周期に連動させない場合と比較して、共通電圧Vcomを個別に制御するための制御回路等を付加する必要がなく、消費電力のさらなる低下に有効である。

また、本発明のドットマトリクス型表示装置は、静止画駆動が適用される表示領域において、各画素部４に供給される共通電圧のハイ／ローを定期的に反転させることが好ましい。これにより、書き換え駆動が適用される表示領域は勿論のこと静止画駆動が適用される領域においても液晶分子の劣化が抑制される。また、共通電圧Vcomの反転の定期的な周期は、制御LSI等によって、１秒毎、数十秒毎、分単位、時間単位で適宜設定することもできる。さらに、共通電圧Vcomの反転の周期をｎ秒毎（ｎは自然数）にしてもよく、その場合、秒表示の書き換え周期を共通電圧Vcomの反転の制御のベースに用いることができ、共通電圧Vcomの反転の制御が容易になる。

本発明のドットマトリクス型表示装置において、画素電極制御回路163と画素電極105との間に１〜３ｐＦ程度の補助容量を並列的に接続してもよい。これにより、書き換え駆動する際に、画素電圧が次第に低下して１フレーム期間保持されにくくなるのを抑え、画素電圧を１フレーム期間保持することができる。

また、低温多結晶シリコン（Low-Temperature Poly Silicon ：LTPS）を用いてｎチャンネルTFT及びｐチャンネルTFTを形成してもよい。この場合、CMOS回路を基礎とした駆動回路、SRAM回路、D/A変換器、画像表示部等をガラス基板上に一体的に集積化することができる。従って、音声処理回路、マイクロプロセッサを搭載したLCDをも、LTPSを用いて作製することができる。ガラス基板上に液晶表示パネルとその周辺駆動回路を一体的に形成できるので、電気的な信頼性が向上する。即ち、液晶表示パネルと駆動回路との電気的接続数を大幅に低減させることができ、振動に強く、軽量化がなされるので、携帯情報端末にとって好適なものとなる。また、電流駆動能力が高いので、高精細な画素、開口率の高い画素を有するLCDを作製することができる。

LTPSの製造方法を以下に示す。まず、ガラス基板上に、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって、アモルファスシリコン膜を形成する。次に、アモルファスシリコン膜を多結晶化するために、450℃以下のガラス基板の温度でアモルファスシリコン膜にエキシマレーザ光を照射する。エキシマレーザ装置としては、例えば、ガスレーザ光源にArF（波長193nm），KrF（波長248nm）等を用いた、アモルファスシリコン膜の吸収が大きい紫外光を発振するものが使用できる。レーザ発振周波数約300Hz、レーザ光エネルギー約300Ｗ、パルス幅約20ns〜約60ns、照射エネルギー密度500mJ/cm²〜１J/cm²程度のパルスレーザ光をアモルファスシリコン膜に照射し、アモルファスシリコン膜を瞬間的に溶融し過冷却状態にした後に凝固させる。その結果、平均粒径0.3μｍ程度の結晶粒径を有する多結晶シリコンの膜に変化する。

また、画素電極105は、透光性を有する場合、酸化インジウムスズ（ITO）、インジウム亜鉛酸化物（IZO）、酸化珪素を添加したインジウム錫酸化物（ITSO）、酸化亜鉛（ZnO）、リンやボロンが含まれるシリコン（Si）等の透光性を有する導電性材料を用いて形成することができる。

画素部に配置する表示素子としては、LCD素子、有機EL（Electro Luminescence）素子、無機EL素子、PDP（Plasma Display）素子などの表示素子を用いることができる。また、本発明のドットマトリクス型表示装置は、LCDである場合、ＴＮ（Twisted Nematic）方式、インプレーンスイッチング（In-plane Switching :IPS）方式、フリンジフィールドスイッチング（Fringe Field Switching ：FFS）方式のものなどを採用できる。IPS方式のLCD、FFS方式のLCDである場合、画素電極105が形成されているアレイ側基板（TFTが形成された基板）の主面に、共通電極を画素部毎に形成することによって、共通電圧Vcomの制御を画素部毎に独立して行うことが可能となる。

また、本発明のドットマトリクス型表示装置は各種の電子機器に適用できる。その電子機器としては、スマートウォッチ等のデジタル表示式腕時計、自動車経路誘導システム（カーナビゲーションシステム）、船舶経路誘導システム、航空機経路誘導システム、スマートフォン端末、携帯電話、タブレット端末、パーソナルデジタルアシスタント（PDA）、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子手帳、電子書籍、電子辞書、パーソナルコンピュータ、複写機、ゲーム機器の端末装置、テレビジョン、商品表示タグ、価格表示タグ、産業用のプログラマブル表示装置、カーオーディオ、ヘッドアップディスプレイ、デジタルオーディオプレイヤー、ファクシミリ、プリンター、コピー機、現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ）、自動販売機、頭部装着型画像表示装置（Head Mounted Display device ：ＨＭＤ）などがある。

１電源電圧制御部
２温度センサー
３温度モニター回路
101 TFT
102 共通電圧線
103 ゲート信号線駆動回路
104 ソース信号線駆動回路
105 画素電極
110 表示部
111 LCDパネル
121,131 インバータ
122,132 NORの論理ゲート回路
123,133 昇圧回路（レベルシフタ）
124,134 インバータ
135 第３のｎチャンネルTFT
136,137 ソース信号線
138 ソース信号線選択線
139 ゲート信号線
141,151 ｐチャンネルTFT
142,152 ｎチャンネルTFT
143,153 インバータ
144,154 一方のトランスファゲート回路
145,155 他方のトランスファゲート回路
161 入力部
161a ソース信号線側の第１のｎチャンネルTFT
161b ゲート信号線側の第２のｎチャンネルTFT
162 保持回路
162a 第１のインバータ
162b 第２のインバータ
163 画素電極制御回路
164 駆動選択回路
181 第１の２値選択回路
181a ｐチャンネルTFT
181b ｎチャンネルTFT
182 第２の２値選択回路
182a ｐチャンネルTFT
182b ｎチャンネルTFT
191 時間を表示させる表示領域
192 分を表示させる表示領域
193 秒を表示させる表示領域
194 静止画を表示させる表示領域

Claims

基板上の所定方向に配置された複数本のゲート信号線と、
前記ゲート信号線と交差させて配置された複数本の画像信号線と、
前記ゲート信号線と前記画像信号線の交差部に対応して配置された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続された、書き換え駆動と静止画駆動のいずれかを選択する駆動選択回路と、
前記駆動選択回路に接続された画素電極と、を有しており、
前記駆動選択回路は、前記書き換え駆動が選択された前記画素電極を、入力された前記画像信号によって書き換え駆動する画素電極制御回路と、前記書き換え駆動が非選択の前記画素電極を、保持されている前記画像信号によって静止画駆動する保持回路と、を有しているドットマトリクス型表示装置であって、
前記駆動選択回路は、電源電圧制御部に接続されており、
前記電源電圧制御部は、常温よりも高温の第１の温度以上で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を降下させるドットマトリクス型表示装置。
前記複数本のゲート信号線を駆動するゲート信号線駆動回路と、
前記複数本の画像信号線を駆動する画像信号線駆動回路と、を有しており、
前記ゲート信号線駆動回路および前記画像信号線駆動回路はそれぞれ、前記電源電圧制御部に接続されている請求項１に記載のドットマトリクス型表示装置。
前記電源電圧制御部は、常温よりも低温の第２の温度以下で、常温のときの電源電圧に対して電源電圧を上昇させる請求項２に記載のドットマトリクス型表示装置。
前記第１の温度は、４０℃乃至５０℃の範囲内にある請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のドットマトリクス型表示装置。
前記第２の温度は、−１０℃乃至０℃の範囲内にある請求項３に記載のドットマトリクス型表示装置。