JP2021001976A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】より省消費電力に優れた液晶表示装置を提供することにある。【解決手段】実施形態によれば、液晶表示装置は、画素メモリを有する画素と、極性制御信号により制御され、前記画素に極性信号を供給する極性信号出力回路とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに映像信号と前記極性制御信号とを供給するコントローラとを有する。前記液晶パネルは、前記コントローラから継続的に供給されている前記映像信号を用いて映像を表示する第1モードと、前記画素メモリに記録されている前記映像信号を用いて映像を表示する第2モードとを有する。前記コントローラは、前記映像信号を出力する映像信号制御回路と、前記映像信号制御回路を制御するマイクロコンピュータとを有し、前記第1モードの場合、前記映像信号制御回路が極性制御信号を出力し、前記第2モードの場合、前記マイクロコンピュータが極性制御信号を出力する。【選択図】図7
Description
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。
近年、メモリインピクセル(MIP)液晶などと称される液晶パネルが普及し始めている。この液晶パネルは、各画素がメモリを有し、たとえば静止画像を表示するような場合においては、メモリに記録された映像信号を用いて映像を表示することができるので、省消費電力に優れている。
液晶パネルの各画素に対しては、液晶組成物に直流電圧が印加されることによる劣化を防止するための極性信号が供給される。この各画素に対する極性信号の供給は、液晶パネルを制御するコントローラ内の映像信号を出力する映像信号制御回路によって制御されている。
したがって、液晶パネルがメモリに記録された映像信号を用いて画像を表示する期間においても、コントローラは映像信号制御回路を停止することができない。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、より省消費電力に優れた液晶表示装置を提供することにある。
実施形態によれば、液晶表示装置は、画素メモリを有する画素と、極性制御信号により制御され、前記画素に極性信号を供給する極性信号出力回路とを有する液晶パネルと、前記液晶パネルに映像信号と前記極性制御信号とを供給するコントローラとを有する。前記液晶パネルは、前記コントローラから継続的に供給されている前記映像信号を用いて映像を表示する第1モードと、前記画素メモリに記録されている前記映像信号を用いて映像を表示する第2モードとを有する。前記コントローラは、前記映像信号を出力する映像信号制御回路と、前記映像信号制御回路を制御するマイクロコンピュータとを有し、前記第1モードの場合、前記映像信号制御回路が極性制御信号を出力し、前記第2モードの場合、前記マイクロコンピュータが極性制御信号を出力する。
以下、本実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実施の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実施の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。各図において、連続して配置される同一または類似の要素については符号を省略することがある。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
図1は、本実施形態の表示装置1のシステム全体図である。
表示装置1は、液晶表示パネル10と、液晶表示パネル10を制御駆動する制御部300とから構成される。
液晶表示パネル10は、画像を表示する表示領域20aおよび当該表示領域20aを囲む額縁状の非表示領域(表示領域20aの周辺に位置する領域)20bを有する。液晶表示パネル10が有する表示領域20aには、複数の画素100が例えばマトリクス状に配列されている。複数の画素100の各々は、スイッチング素子を含む。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)が用いられる。また、詳細については後述するが、複数の画素100の各々は、映像信号(データ信号)を記憶可能なメモリ回路を備えるMIP(Memory In Pixel)方式を採用した構成を有しており、メモリ回路の他には例えば反射電極を備えている。表示装置1は反射型メモリ内蔵表示装置と呼ばれ、バックライトを必要とせず、静止画等はメモリ回路に蓄積されたデータを使用して表示することから省消費電力に優れた表示装置であることが知られている。
表示装置1は、液晶表示パネル10と、液晶表示パネル10を制御駆動する制御部300とから構成される。
液晶表示パネル10は、画像を表示する表示領域20aおよび当該表示領域20aを囲む額縁状の非表示領域(表示領域20aの周辺に位置する領域)20bを有する。液晶表示パネル10が有する表示領域20aには、複数の画素100が例えばマトリクス状に配列されている。複数の画素100の各々は、スイッチング素子を含む。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)が用いられる。また、詳細については後述するが、複数の画素100の各々は、映像信号(データ信号)を記憶可能なメモリ回路を備えるMIP(Memory In Pixel)方式を採用した構成を有しており、メモリ回路の他には例えば反射電極を備えている。表示装置1は反射型メモリ内蔵表示装置と呼ばれ、バックライトを必要とせず、静止画等はメモリ回路に蓄積されたデータを使用して表示することから省消費電力に優れた表示装置であることが知られている。
符号30は走査信号出力部で、複数の画素100の各々に含まれるスイッチング素子のゲート電極と走査線を介して電気的に接続されている。走査信号出力部30は、映像信号を画素100に書き込む制御を行う走査信号を出力する。符号50は映像信号出力部で、複数の画素100の各々に含まれるスイッチング素子のソース電極と映像信号線を介して電気的に接続されている。映像信号出力部50は、映像信号及び表示制御信号を表示領域20aに出力する。なお、複数の画素100の各々に含まれるスイッチング素子のドレイン電極は、後述するメモリ回路と電気的に接続されている。
符号60はフレキシブル回路基板(FPCとも呼ぶ)で、中継基板63と液晶表示パネル10とを接続する。中継基板63は左右2枚に分かれており、制御部300からフレキシブル回路基板65を介して送られてきた信号・電源電圧等を液晶表示パネル10に供給する。
符号60はフレキシブル回路基板(FPCとも呼ぶ)で、中継基板63と液晶表示パネル10とを接続する。中継基板63は左右2枚に分かれており、制御部300からフレキシブル回路基板65を介して送られてきた信号・電源電圧等を液晶表示パネル10に供給する。
制御部300は、外部装置400から送られてくる信号を液晶表示パネル10に適合するように処理し、映像信号およびタイミング信号を液晶表示パネルに供給する。
制御部300は、映像信号制御回路310、転送信号受信回路360、電源電圧回路370、システム制御回路380を有し、映像信号制御回路310は、タイミング生成回路320、映像信号処理回路330、記憶回路340、インターフェース回路350を有している。
制御部300は、映像信号制御回路310、転送信号受信回路360、電源電圧回路370、システム制御回路380を有し、映像信号制御回路310は、タイミング生成回路320、映像信号処理回路330、記憶回路340、インターフェース回路350を有している。
外部装置400からは、電源電圧、映像信号、制御信号がケーブル67を介して供給される。ケーブル67はコネクタ410で外部装置400と接続し、コネクタ390で制御部300と接続されている。
外部装置400から送られてくる一般的な映像信号は、赤緑青の3色の副画素で構成される画素に対応し、各色毎の階調を6ビット以上のデジタルデータで表したものである。対して反射型メモリ内蔵表示装置である本実施形態の表示装置1では、副画素は3色以上のn色であり、階調を表現するビット数は6ビット以下のmビットである。
外部装置400から送られてくる一般的な映像信号は、赤緑青の3色の副画素で構成される画素に対応し、各色毎の階調を6ビット以上のデジタルデータで表したものである。対して反射型メモリ内蔵表示装置である本実施形態の表示装置1では、副画素は3色以上のn色であり、階調を表現するビット数は6ビット以下のmビットである。
従って、制御部300は、外部から送られてくる一般的な映像信号、電源電圧、制御信号から、反射型メモリ内蔵表示装置である本実施形態の表示装置1に対応した映像信号、電源電圧、制御信号を加工形成して液晶表示パネル10に供給する。
本明細書では、副画素が4色で、階調を表現するビット数が3ビットの場合で説明するが、4色3ビットの場合に限るものではない。
本明細書では、副画素が4色で、階調を表現するビット数が3ビットの場合で説明するが、4色3ビットの場合に限るものではない。
映像信号制御回路310は、外部から送られてきた映像信号を反射型メモリ内蔵表示装置に対応した映像信号に変換すると共に、表示に必要なタイミング信号を形成し液晶表示パネル10に供給する。
転送信号受信回路360は、外部から送られてくる、短距離高速伝送に使用されるLVDS等の規格に従った映像信号を受信する。
転送信号受信回路360は、外部から送られてくる、短距離高速伝送に使用されるLVDS等の規格に従った映像信号を受信する。
電源電圧回路370は、外部から送られてくる、例えば直流12Vの電源電圧から反射型メモリ内蔵表示装置に必要な電圧を生成する。
システム制御回路380は、転送信号受信回路360を制御して外部から映像信号を受信し、映像信号制御回路310を制御して転送信号受信回路360が受信した映像信号を変換し、電源電圧回路370を制御して反射型メモリ内蔵表示装置に必要な電圧を生成し供給し、コネクタ390を介して外部装置400と制御信号の入出力を行う。
システム制御回路380は、転送信号受信回路360を制御して外部から映像信号を受信し、映像信号制御回路310を制御して転送信号受信回路360が受信した映像信号を変換し、電源電圧回路370を制御して反射型メモリ内蔵表示装置に必要な電圧を生成し供給し、コネクタ390を介して外部装置400と制御信号の入出力を行う。
システム制御回路380の特徴としては、前述したような一般的な制御部300の制御に加えて、表示に必要なタイミング信号(詳細後述)も液晶表示パネル10に供給する。システム制御回路380は例えばMCU(Micro Control Unit)を用いることが可能で、CPUとプログラムを格納したメモリに加えて入出力部を有している。システム制御回路380は入出力部を用いて表示に必要なタイミング信号を液晶表示パネル10に供給可能である。
本実施形態の表示装置1は、前述したように画素100が反射電極とメモリ回路とを有している反射型メモリ内蔵表示装置であり、映像信号制御回路310が表示に必要な信号を出力するコントローラからの信号を用いる駆動モード(以下、コントローラモードとも呼ぶ)と、メモリ回路に記録された信号を用いる駆動モード(以下、メモリモードとも呼ぶ)とを有している。コントローラモードは、動画像の表示時に適用して好適な駆動モードであり、メモリモードは、静止画像の表示時に適用して好適な駆動モードである。
コントローラモードにおいて、制御部300は、インターフェース回路350によりシステム制御回路380からの制御信号の入出力を行い、記憶回路340に制御信号や映像信号を格納し、映像信号処理回路330で反射型メモリ内蔵表示装置に対応するように映像信号を変換し、タイミング生成回路320で表示に必要なタイミング信号を形成する。
さらに制御部300は、液晶表示パネル10の左側と右側に分けて映像信号、電源電圧、制御信号を供給する。中継基板63は液晶表示パネル10の左側用と右側用の2枚に分けられていて、中継基板63から液晶表示パネル10には、各中継基板63から5枚のフレキシブル回路基板60が接続されている。フレキシブル回路基板60を介して表示に必要な信号が液晶表示パネル10に供給される。
メモリモードでは、制御部300は映像信号処理回路330等の動作を停止し、システム制御回路380からメモリモードで必要なタイミング信号を液晶表示パネル10に出力する。
図2は、液晶表示パネル10のブロック図である。前述したように表示領域20aには画素100がマトリックス状に配置されているが、図が煩雑になることを避けて1つの画素100のみ記載している。
複数の画素100は、第1方向Xおよび第2方向Yによって規定されるX−Y平面において、マトリクス状に配列されている。例えば、液晶表示パネル10の解像度が1920×1080である場合、第1方向Xに1920個の画素100が並んで配置され、第2方向Yに1080個の画素100が並んで配置される。
画素100は、カラー画像を構成する最小単位である。画素100は、複数の副画素110を備えている。図2では、画素100が、第1方向Xおよび第2方向Yに2つずつ並んで配置された4つの副画素110を備えている場合を例示している。
複数の走査線35は、第2方向Yに並べて配置されるように走査信号出力部30に接続されている。走査信号出力部30は非表示領域20bに2つ形成され、2つの走査信号出力部30は表示領域20aを挟んで対向するように配置される。この場合、一方の走査信号出力回路30には奇数行の走査線35が接続され、他方の走査信号出力回路30には偶数行の走査線35が接続される。つまり、複数の走査線35は2つの走査信号出力部30に交互に接続される。
図2は、液晶表示パネル10のブロック図である。前述したように表示領域20aには画素100がマトリックス状に配置されているが、図が煩雑になることを避けて1つの画素100のみ記載している。
複数の画素100は、第1方向Xおよび第2方向Yによって規定されるX−Y平面において、マトリクス状に配列されている。例えば、液晶表示パネル10の解像度が1920×1080である場合、第1方向Xに1920個の画素100が並んで配置され、第2方向Yに1080個の画素100が並んで配置される。
画素100は、カラー画像を構成する最小単位である。画素100は、複数の副画素110を備えている。図2では、画素100が、第1方向Xおよび第2方向Yに2つずつ並んで配置された4つの副画素110を備えている場合を例示している。
複数の走査線35は、第2方向Yに並べて配置されるように走査信号出力部30に接続されている。走査信号出力部30は非表示領域20bに2つ形成され、2つの走査信号出力部30は表示領域20aを挟んで対向するように配置される。この場合、一方の走査信号出力回路30には奇数行の走査線35が接続され、他方の走査信号出力回路30には偶数行の走査線35が接続される。つまり、複数の走査線35は2つの走査信号出力部30に交互に接続される。
表示領域20aの左右には走査信号出力部30が形成されており、走査信号出力部30は、走査シフトレジスタ200とバッファ回路250を有している。
走査シフトレジスタ200から出力されるタイミング信号に従って、バッファ回路250から走査線35に走査信号が出力される。走査信号は図中、上から下に、または、下から上に向かって順に走査線35に出力される。
走査シフトレジスタ200から出力されるタイミング信号に従って、バッファ回路250から走査線35に走査信号が出力される。走査信号は図中、上から下に、または、下から上に向かって順に走査線35に出力される。
走査信号出力部30には、第2方向Yに配置される副画素110の数と同数の走査線35が接続される。上記したように、ここでは、画素100が、第1方向Xおよび第2方向Yに2つずつ並んで配置された4つの副画素110を備えている場合を想定しているので、第2方向Yに配置される副画素110の数は2であり、上記したように液晶表示パネル10の解像度が1920×1080である場合、液晶表示パネル10において走査信号出力部30に接続される走査線35の数は、2×1080=2160となる。
なお、詳細については後述するが、副画素110に設けられるスイッチング素子は、極性が互いに反転した2つの信号によって制御される。このため、実際には、図2に示す走査線35の各々はこれら2つの信号を出力するための2本の信号線により構成される。これら2本の信号線は共に第1方向Xに延出し第2方向Yに並んで配置される。
複数の映像信号線25は、第2方向Yと交差する第1方向Xに並べて配置されるように映像信号出力部50に接続されている。映像信号出力部50は、非表示領域20bの図中下部に形成される。
映像信号出力部50は、映像信号出力回路600、極性信号出力回路630、極性信号シフトレジスタ650、レベルシフタ660、静電破壊防止回路670を有している。
複数の映像信号線25は、第2方向Yと交差する第1方向Xに並べて配置されるように映像信号出力部50に接続されている。映像信号出力部50は、非表示領域20bの図中下部に形成される。
映像信号出力部50は、映像信号出力回路600、極性信号出力回路630、極性信号シフトレジスタ650、レベルシフタ660、静電破壊防止回路670を有している。
映像信号出力回路600は映像信号を映像信号線25に出力する。極性信号出力回路630は、極性信号線45に極性信号を出力する。極性信号シフトレジスタ650は極性信号出力回路630が極性信号を出力するタイミングを示すタイミング信号を出力する。レベルシフタ660は映像信号を映像信号出力回路600が駆動可能な電圧・電流に変換する。静電破壊防止回路670は入力端子680に設けられた静電破壊防止のための保護回路である。
映像信号出力部50には、第1方向Xに配置される副画素110の数と、各色毎の階調を表現するビット数とに応じた数の映像信号線25が接続される。ここでは、画素100が、第1方向Xおよび第2方向Yに2つずつ並んで配置された4つの副画素110を備えている場合を想定しているので、1つの画素100において第1方向Xに配置される副画素110の数は2である。また、ここでは、各色毎の階調を表現するビット数が3ビットである場合を想定しているので、1つの副画素110に対して必要な映像信号線25の数は3である。つまり、1つの画素100において第1方向Xに隣接して配置される2つの副画素110に対して必要な映像信号線25の数は、2×3=6となる。
これによれば、上記したように液晶表示パネル10の解像度が1920×1080である場合、液晶表示パネル10において映像信号出力部50に接続される映像信号線25の数は、6×1920=11520となる。
なお、1つの画素100において第2方向Yに隣接する副画素110においては、映像信号線25は共用される。
これによれば、上記したように液晶表示パネル10の解像度が1920×1080である場合、液晶表示パネル10において映像信号出力部50に接続される映像信号線25の数は、6×1920=11520となる。
なお、1つの画素100において第2方向Yに隣接する副画素110においては、映像信号線25は共用される。
図2に示す液晶表示パネル10の場合では、 11520本の映像信号線25に出力する映像信号をシリアルデータで、映像信号出力回路600に転送し、映像信号出力回路600は映像信号制御回路310から送られてくるシリアルデータをラッチして映像信号線25に出力する。
液晶表示パネル10では、8画素列毎にラッチ回路のユニットを有しており、48本(8画素×2副画素行×3ビット)の映像信号線25毎に映像信号が映像信号制御回路310からシリアルに送られる。
図2の映像信号出力回路600はラッチ回路ユニットが24個で一つのブロック610を形成し、10個のブロック610を有している。従って、映像信号出力回路600は48本×24ユニット×10ブロックで11520個の出力を有する。
図2の映像信号出力回路600はラッチ回路ユニットが24個で一つのブロック610を形成し、10個のブロック610を有している。従って、映像信号出力回路600は48本×24ユニット×10ブロックで11520個の出力を有する。
極性信号出力回路630は極性信号を出力する。極性信号は、液晶組成物に直流電圧が印加されることによる劣化を防止するための信号であり、一定周期で基準電圧に対して極性が反転した電圧が極性信号として画素100に供給される。
極性信号シフトレジスタ650は、極性信号を一度に出力せずに順番に出力するよう、極性信号出力回路630にタイミング信号を出力する。
極性信号シフトレジスタ650は、極性信号を一度に出力せずに順番に出力するよう、極性信号出力回路630にタイミング信号を出力する。
符号203は走査信号出力部30用のタイミング信号を生成する走査タイミング信号生成部である。符号663は走査タイミング信号生成部用のレベルシフタで、符号673は走査タイミング信号生成部用の静電破壊防止回路で、符号675は走査信号出力部30用の静電破壊防止回路である。
前述したように、映像信号出力回路600は、複数のブロック610を有し、各ブロック610は複数のラッチ回路ユニット620(図3参照)を有している。なお、本明細書では、ブロック610が10個で、ラッチ回路ユニット620が24個の場合で説明するが、これらの数は、映像信号線25の数等により任意に選ぶことが可能である。
図3は、ブロック610を示しており、24個のラッチ回路ユニット620を有している。各ラッチ回路ユニット620は、48本の映像信号線25に映像信号を出力する。入力は映像信号がシリアルデータで映像信号制御回路310から送られてくるため、入力線613は1本である。
図4は、ラッチ回路ユニット620を示しており、入力線613は49個直列にラッチ回路641が接続したシフトレジスタ回路640に入力している。49番目のラッチ回路641に入力した映像信号は、転送クロック線643により供給される転送クロックに同期して順に転送され、48個の映像信号がラッチ回路641に保持された時点で、第1読込み(Load)信号線645により供給される第1読込み信号によりシフトレジスタ回路640から、同時に第1段ラッチ回路629に転送される。
映像信号制御回路310からは続けて映像信号が転送され、再度48個の映像信号がラッチ回路641に保持された時点で、第1読込み(Load)信号線645により供給される第1読込み信号によりシフトレジスタ回路640から、同時に第1段ラッチ回路629に転送される。
なお、2回目のシフトレジスタ回路640から第1段ラッチ回路629に映像信号が転送される前に、最初に転送された48個の映像信号は、第2読込み(Load)信号線647により供給される第2読込み信号により第1段ラッチ回路629から第2段ラッチ回路627に転送される。
第1段ラッチ回路629と第2段ラッチ回路627に映像信号が準備された後、書き込み信号線649によって書込み信号が供給されスイッチ回路625が導通状態となり、バッファ回路621に映像信号が転送され、バッファ回路621により映像信号が映像信号線25に書き込まれる。
一般の表示装置では、映像信号線に書き込まれる映像信号は、表示する階調に対応する電圧を有する、いわゆるアナログ信号であるが、映像信号線25に書き込まれる映像信号は、2値の電圧を有する、いわゆるデジタル信号である。ただし、映像信号線25に書き込まれる2値の電圧の一方は画素100において液晶分子を駆動可能な電圧または液晶分子を駆動可能な電圧に近い電圧である。
すなわち、液晶分子を駆動には10V程度の電圧が使用され、画素100に供給される映像信号は、画素100内のメモリ回路に保持されるが、画素100内にレベルシフタを設ける余裕がないので、画素100に供給する電圧は液晶分子を駆動可能な電圧または液晶分子を駆動可能な電圧に近い電圧が用いられる。
バッファ回路621は、図5に示すように、レベルシフタ回路622と出力インバータ回路623を有しており、レベルシフタ回路622で第2段ラッチ回路627から送られてきた映像信号を、出力インバータ回路623を駆動可能な電圧に昇圧している。符号VSHはバッファ回路621のハイ電圧側の電源電圧線で、VSSはロー電圧側の電源電圧線である。
出力インバータ回路623は液晶分子を駆動可能な電圧を電源電圧として有する複数のインバータ回路からなる。出力インバータ回路623を構成するトランジスタは映像信号線25の負荷を十分に駆動可能なような大きさのサイズであり、例えばチャネル幅は300μm以上であり、ラッチ回路ユニット620を構成する電源電圧が5V系のトランジスタの70倍以上である。
そのため、スイッチ回路625が導通状態となった瞬間の出力インバータ回路623に流れる貫通電圧は非常に大きくなり電源電圧回路370の負担となる。
映像信号出力回路600は、スイッチ回路625が導通状態となるタイミングをずらすことで電源電圧回路370の負担を分散させている。具体的には、ラッチ回路ユニット620は、24ユニット×10ブロックで240ユニットあるが、液晶表示パネル10を左右に2つに分けて、中継基板63を介して2系統の電源電圧が供給されており、左右の120ユニットのラッチ回路ユニット620の出力するタイミングをずらしている。
映像信号出力回路600は、スイッチ回路625が導通状態となるタイミングをずらすことで電源電圧回路370の負担を分散させている。具体的には、ラッチ回路ユニット620は、24ユニット×10ブロックで240ユニットあるが、液晶表示パネル10を左右に2つに分けて、中継基板63を介して2系統の電源電圧が供給されており、左右の120ユニットのラッチ回路ユニット620の出力するタイミングをずらしている。
映像信号制御回路310は、各ラッチ回路ユニット620毎にタイミングがずれた書き込み信号を作成して書込み信号線649に出力する。
次に、極性信号出力回路630も同様に、電源電圧回路370の負荷を突出して増大させる問題を有している。極性信号は、極性信号シフトレジスタ650を用いることで、出力のタイミングをずらしている。
次に、極性信号出力回路630も同様に、電源電圧回路370の負荷を突出して増大させる問題を有している。極性信号は、極性信号シフトレジスタ650を用いることで、出力のタイミングをずらしている。
なお、液晶表示パネル10は、前述したメモリモードに対応するため、内部で極性信号の出力が可能となるように、極性信号出力回路630と極性信号シフトレジスタ650を内蔵している。
極性信号シフトレジスタ650からはタイミング信号が順番に極性信号出力回路630に供給され、極性信号出力回路630からは順番に一定間隔を空けて極性信号が出力される。極性信号シフトレジスタ650は例えば240段で形成され、240個の極性信号出力回路630から極性信号が出力される。
液晶表示パネル10に設けられる全ての極性信号出力回路630から極性信号が一斉に出力された場合、上記した映像信号出力回路600の場合と同様に、電源電圧回路370に大きな負荷がかかるという問題がある。このため、極性信号シフトレジスタ650は、各極性信号出力回路630による極性信号の出力タイミングがずれるようにタイミング信号を出力することで、電源電圧回路370にかかる負荷を分散させ、軽減している。具体的な構成としては、例えば、極性信号シフトレジスタ650を極性信号出力回路630と同数の段数だけ形成し、各段に対応する極性信号出力回路630に順にタイミング信号を出力することで、極性信号出力回路630による極性信号の出力タイミングをずらしている。
極性信号シフトレジスタ650からはタイミング信号が順番に極性信号出力回路630に供給され、極性信号出力回路630からは順番に一定間隔を空けて極性信号が出力される。極性信号シフトレジスタ650は例えば240段で形成され、240個の極性信号出力回路630から極性信号が出力される。
液晶表示パネル10に設けられる全ての極性信号出力回路630から極性信号が一斉に出力された場合、上記した映像信号出力回路600の場合と同様に、電源電圧回路370に大きな負荷がかかるという問題がある。このため、極性信号シフトレジスタ650は、各極性信号出力回路630による極性信号の出力タイミングがずれるようにタイミング信号を出力することで、電源電圧回路370にかかる負荷を分散させ、軽減している。具体的な構成としては、例えば、極性信号シフトレジスタ650を極性信号出力回路630と同数の段数だけ形成し、各段に対応する極性信号出力回路630に順にタイミング信号を出力することで、極性信号出力回路630による極性信号の出力タイミングをずらしている。
図6に画素回路を示す。符号120は画素駆動スイッチ回路で、130は画素メモリ回路、140は書込みスイッチ回路である。
符号37と39は書込み制御信号線で、45は極性信号線で、47は基準電圧線で、55はコモン信号線で、57と59はメモリ電源線である。
符号37と39は書込み制御信号線で、45は極性信号線で、47は基準電圧線で、55はコモン信号線で、57と59はメモリ電源線である。
画素メモリ回路130は、インバータ回路133と135とを直列に接続して形成されており、インバータ回路135の出力は書込みスイッチ回路140のトランスファーゲート145を介してインバータ回路133の入力と接続している。
上記構造の画素メモリ回路130は、入力したデジタルデータ(論理値“1”または“0”の2値)を1ビット分記録する。従って映像信号線25からはデジタルデータが供給される。書き込み制御信号線37と39によって、トランスファーゲート143が導通状態となると、デジタルデータが画素メモリ回路130に入力し、トランスファーゲート143が非導通状態となり、トランスファーゲート145が導通状態となるとデジタルデータが画素メモリ回路130に記録される。
上記構造の画素メモリ回路130は、入力したデジタルデータ(論理値“1”または“0”の2値)を1ビット分記録する。従って映像信号線25からはデジタルデータが供給される。書き込み制御信号線37と39によって、トランスファーゲート143が導通状態となると、デジタルデータが画素メモリ回路130に入力し、トランスファーゲート143が非導通状態となり、トランスファーゲート145が導通状態となるとデジタルデータが画素メモリ回路130に記録される。
画素メモリ回路130のインバータ回路133の出力が“0”(画素メモリ回路130にメモリ電源線50で供給されるロー電圧)の場合に、画素駆動スイッチ回路120のトランスファーゲート129が導通状態となり、極性信号線45を介して供給される極性信号が画素電極150に供給される。インバータ回路133の出力が“1”(画素メモリ回路130にメモリ電源線50で供給されるハイ電圧)の場合にトランスファーゲート127が導通状態となり、基準電圧線47を介して供給される基準信号が画素電極150に供給される。
画素電極150に対向してコモン電極155が形成されており、画素電極150とコモン電極155との間に液晶組成物が配置される。画素電極150とコモン電極155との電位差により、液晶分子の配向方向が変化することで表示が行われる。
例えば、画素電極150とコモン電極155との間に電位差を生じさせ、画素電極150とコモン電極155との間の電気力線に沿って液晶分子を配向させ、液晶組成物中を通過する光の偏光方向を変化させず、液晶組成物を挟む2枚の偏光素子の偏光方向を交差させた場合に、表示は黒(透過光量小)となる。また、画素電極150とコモン電極155との間に電位差を生じさせずに、液晶分子が捻じれて配向し、液晶組成物中を通過する光の偏光方向が90度回転した場合に、表示は白(透過光量大)となる。
例えば、画素電極150とコモン電極155との間に電位差を生じさせ、画素電極150とコモン電極155との間の電気力線に沿って液晶分子を配向させ、液晶組成物中を通過する光の偏光方向を変化させず、液晶組成物を挟む2枚の偏光素子の偏光方向を交差させた場合に、表示は黒(透過光量小)となる。また、画素電極150とコモン電極155との間に電位差を生じさせずに、液晶分子が捻じれて配向し、液晶組成物中を通過する光の偏光方向が90度回転した場合に、表示は白(透過光量大)となる。
本実施形態では、画素電極150とコモン電極155との間の電位差は5V程度とし、液晶素組成物に直流電圧が印加され続けることを防ぐために、一定周期で画素電極150に印加する電圧の極性を反転させている。
一例として、コモン電極155に印加する電圧を5Vとし、画素電極150に印加する極性信号は0Vと10Vとすることが可能である。この場合、画素駆動スイッチ回路120のトランスファーゲート127と129を導通状態とするために、画素メモリ回路130の電源電圧は、メモリ電源線57で約10V、メモリ電源線59で約0Vの電圧が供給される。
一例として、コモン電極155に印加する電圧を5Vとし、画素電極150に印加する極性信号は0Vと10Vとすることが可能である。この場合、画素駆動スイッチ回路120のトランスファーゲート127と129を導通状態とするために、画素メモリ回路130の電源電圧は、メモリ電源線57で約10V、メモリ電源線59で約0Vの電圧が供給される。
また、映像信号線25から供給されるデジタルデータのハイ電圧は約10Vで、ロー電圧は約0Vとなる。
従って、前述した出力インバータ回路623の電源電圧もVSHが約10Vで、VSSは約0Vとなる。
表示装置1は反射型メモリ内蔵表示装置で、映像信号線25から供給されるデジタルデータの供給を止めて、画素メモリ回路130に記録されたデータを用いて表示を行う表示モードを有しており、その場合には、図1に示す制御部300は映像信号線25へのデジタルデータの出力を停止し、極性信号の出力を維持する。
従って、前述した出力インバータ回路623の電源電圧もVSHが約10Vで、VSSは約0Vとなる。
表示装置1は反射型メモリ内蔵表示装置で、映像信号線25から供給されるデジタルデータの供給を止めて、画素メモリ回路130に記録されたデータを用いて表示を行う表示モードを有しており、その場合には、図1に示す制御部300は映像信号線25へのデジタルデータの出力を停止し、極性信号の出力を維持する。
なお、制御部300は映像信号線25への出力を停止するだけではなく、映像信号線25へ出力するデジタルデータの生成も停止する。本願発明の反射型メモリ内蔵表示装置は、前述したように4色の副画素110を有しており、後述するように各副画素110は3ビットのデータを面積階調で表示する。一般の表示装置では3色の副画素を有し、階調は各色6ビットから24ビット程度のデジタルデータを用いて表示するため、制御部300は3ビット以上のデジタルデータを3ビットのデジタルデータに変換するとともに、3色のデータから4色分のデータを生成している。
従って、デジタルデータの供給を止める場合には、制御部300は映像信号制御回路310を停止する。ただし、映像信号制御回路310はタイミング生成回路320を有しており、映像信号制御回路310を停止すると極性信号の出力も停止することとなる。
極性信号の出力のために、映像信号制御回路310の動作を維持しつづけると電力消費を削減することができないため、制御部300においてシステム制御回路380を用いて極性信号を制御する信号を出力することとした。
システム制御回路380は、出力回路を有するMCU(マイクロコントロールユニット)から構成されており、出力回路を制御して極性信号出力回路630、極性信号シフトレジスタ650を制御する信号を出力する。
システム制御回路380は、出力回路を有するMCU(マイクロコントロールユニット)から構成されており、出力回路を制御して極性信号出力回路630、極性信号シフトレジスタ650を制御する信号を出力する。
ここで、図7から図9を参照して、本実施形態の表示装置1が、システム制御回路380を用いて極性信号を制御する信号を出力する仕組みを備えることで、メモリモードにある時、映像信号制御回路310を停止することを可能とした点について説明する。
図7は、極性信号の出力に関するシステム制御回路380と映像信号制御回路310との連携を説明するための図である。
ここでは、外部から送られてくる制御信号の1つとして、コントローラモードとメモリモードとの間の切り替えを要求するコマンドが送られてくるものと想定する。前述したように、コントローラモードは、動画像の表示時に適用して好適な駆動モードであり、メモリモードは、静止画像の表示時に適用して好適な駆動モードである。図7中、STILLコマンドは、外部から送られてくる、コントローラモードからメモリモードへの切り替えを要求するコマンドを示している。
ここでは、外部から送られてくる制御信号の1つとして、コントローラモードとメモリモードとの間の切り替えを要求するコマンドが送られてくるものと想定する。前述したように、コントローラモードは、動画像の表示時に適用して好適な駆動モードであり、メモリモードは、静止画像の表示時に適用して好適な駆動モードである。図7中、STILLコマンドは、外部から送られてくる、コントローラモードからメモリモードへの切り替えを要求するコマンドを示している。
前述したように、映像信号制御回路310は、極性信号を制御する信号、より具体的には、タイミング信号を出力する。図7中、POL信号_Aは、映像信号制御回路310が出力するタイミング信号を示している。コントローラモードにある時、映像信号制御回路310からPOL信号_Aが出力される。また、コントローラモードにある時、システム制御回路380からはCTL信号が出力される。CTL信号の役割については後述するが、CTL信号は、コントローラモード−メモリモード間の切り替え時において映像信号制御回路310から誤出力されたPOL信号_Aを無効化するための信号である。CTL信号とPOL信号_Aとは、同期を取って出力される。
POL信号_AとCTL信号とが出力されるコントローラモードにある時、STILLコマンドが外部から送られてくると、システム制御回路380は、極性信号を制御する信号、より具体的には、タイミング信号の出力を開始すると共に、CTL信号の出力を停止する。図7中、POL信号_Bは、システム制御回路380が出力するタイミング信号を示している。また、システム制御回路380は、映像信号制御回路310にPOL信号_Aの出力停止を指示する。図7中、STILL_ON信号は、システム制御回路380が映像信号制御回路310へ送信する、POL信号_Aの出力停止を指示する信号を示している。
システム制御回路380による映像信号制御回路310へのSTILL_ON信号の送信は、システム制御回路380によるPOL信号_Bの出力開始およびCTL信号の出力停止と同時またはそれ以降に行われ、少なくともそれ以前に行われることはない。STILL_ON信号を受信すると、映像信号制御回路310は、POL信号_Aの出力を停止する。つまり、メモリモードにおいては、POL信号_Bのみが出力される。
なお、POL信号_Bのみが出力されるメモリモードにある時、メモリモードからコントローラモードへの切り替えを要求するコマンドが外部から送られてくると、システム制御回路380は、映像信号制御回路310にPOL信号_Aの出力開始を指示し、かつ、POL信号_Bの出力を停止すると共に、CTL信号の出力を開始する。
図8は、映像信号制御回路310からのPOL信号_Aと、システム制御回路380からのPOL信号_Bとの一方を液晶表示パネル10へ排他選択的に出力するために制御部300内に設けられる回路の一例を示す図である。
前述したように、システム制御回路380は、コントローラモードにある時、CTL信号を出力し、メモリモードにある時、POL信号_Bを出力する。また、システム制御回路380の制御下で動作する映像信号制御回路310は、コントローラモードにある時、POL信号_Aを出力する。つまり、コントローラモードにおいては映像信号制御回路310からPOL信号_Aが出力され、メモリモードにおいてはシステム制御回路380からPOL信号_Bが出力されるので、基本的には、映像信号制御回路310からPOL信号_Aが出力されていればそのPOL信号_Aを液晶表示パネル10へ向けて出力し、システム制御回路380からPOL信号_Bが出力されていればそのPOL信号_Bを液晶表示パネル10へ向けて出力すればよい。つまり、POL信号_AとPOL信号_Bとの論理和を出力すればよい。
前述したように、システム制御回路380は、コントローラモードにある時、CTL信号を出力し、メモリモードにある時、POL信号_Bを出力する。また、システム制御回路380の制御下で動作する映像信号制御回路310は、コントローラモードにある時、POL信号_Aを出力する。つまり、コントローラモードにおいては映像信号制御回路310からPOL信号_Aが出力され、メモリモードにおいてはシステム制御回路380からPOL信号_Bが出力されるので、基本的には、映像信号制御回路310からPOL信号_Aが出力されていればそのPOL信号_Aを液晶表示パネル10へ向けて出力し、システム制御回路380からPOL信号_Bが出力されていればそのPOL信号_Bを液晶表示パネル10へ向けて出力すればよい。つまり、POL信号_AとPOL信号_Bとの論理和を出力すればよい。
しかしながら、コントローラモード−メモリモード間の切り替え時において、映像信号制御回路310によるPOL信号_Aの出力停止または出力開始と、システム制御回路380によるPOL信号_Bの出力開始または出力停止とのタイミングを一致させることは難しい。たとえば、映像信号制御回路310においてSTILL_ON信号の受信とPOL信号_Aの出力停止との間にタイムラグが生じると、POL信号_Aが誤出力される可能性がある。
そこで、本実施形態の表示装置1においては、映像信号制御回路310から出力されるPOL信号_Aについて、図8に示すように、システム制御回路380からCTL信号が出力されている場合にのみ、液晶表示パネル10へ向けて出力されるようにしている。より具体的には、POL信号_AとPOL信号_Bとの論理和を得る前段で、POL信号_AとCTL信号との論理積を得るようにしている。つまり、映像信号制御回路310から出力されるPOL信号_Aの有効/無効を、システム制御回路380がハンドリングできるようにしている。システム制御回路380は、STILLコマンドの受信時、POL信号_Bの出力を開始すると共に、CTL信号の出力を停止することで、映像信号制御回路310へのSTILL_ON信号の送信後に映像信号制御回路310から誤出力されたPOL信号_Aを無効化することができる。
図9は、コントローラモード−メモリモード間の切り替え時におけるCTL信号、POL信号_A、POL信号_Bの出力タイミングを示すタイミングチャートである。
(A)は、コントローラモードからメモリモードへの切り替え時におけるCTL信号、POL信号_A、POL信号_Bの出力タイミングを示している。
(A)は、コントローラモードからメモリモードへの切り替え時におけるCTL信号、POL信号_A、POL信号_Bの出力タイミングを示している。
メモリモードへ切り替わる前のコントローラモードにおいては、システム制御回路380からはCTL信号が出力され、また、映像信号制御回路310からはPOL信号_Aが出力される。従って、映像信号制御回路310から出力されるPOL信号_Aは有効となり、かつ、システム制御回路380からPOL信号_Bは出力されていないので、映像信号制御回路310から出力されるPOL信号_Aが液晶表示パネル10へ向けて出力される。
コントローラモードからメモリモードへの切り替え時、システム制御回路380は、POL信号_Bの出力を開始すると共に、CTL信号の出力を停止する。従って、システム制御回路380によるSTILL_ON信号の送信後に映像信号制御回路310からPOL信号_Aが誤出力されても、そのPOL信号_A(斜線のハッチングが施された信号)は無効化されて、システム制御回路380から出力されるPOL信号_Bが液晶表示パネル10へ向けて出力される。
(B)は、メモリモードからコントローラモードへの切り替え時におけるCTL信号、POL信号_A、POL信号_Bの出力タイミングを示している。
コントローラモードへ切り替わる前のメモリモードにおいては、システム制御回路380からPOL信号_Bが出力されるのみである。従って、システム制御回路380から出力されるPOL信号_Bが液晶表示パネル10へ向けて出力される。
コントローラモードへ切り替わる前のメモリモードにおいては、システム制御回路380からPOL信号_Bが出力されるのみである。従って、システム制御回路380から出力されるPOL信号_Bが液晶表示パネル10へ向けて出力される。
メモリモードからコントローラモードへの切り替え時、システム制御回路380は、映像信号制御回路310にPOL信号_Aの出力開始を指示し、かつ、POL信号_Bの出力を停止すると共に、CTL信号の出力を開始する。映像信号制御回路310から出力されるPOL信号_Aは、システム制御回路380からCTL信号が出力されている場合に有効となるので、システム制御回路380は、たとえば、まず、映像信号制御回路310にPOL信号_Aの出力開始を指示し、POL信号_Aが確実に出力されていると推測されるマージン期間経過後、POL信号_Bの出力を停止すると共に、CTL信号の出力を開始することで、POL信号_BからPOL信号_Aへの切り替えをスムーズに行うことができる。このマージン期間において、結果的には、コントローラモードへの切り替え前に映像信号制御回路310から誤出力されたものとなるPOL信号_A(斜線のハッチングが施された信号)を無効化することができる。
このように、本実施形態の表示装置1においては、システム制御回路380を用いて極性信号を制御する信号を出力する仕組みを備えることで、メモリモードにある時、映像信号制御回路310を停止することを可能とする。つまり、より省消費電力に優れた液晶表示装置を提供することを実現する。
また、制御部300の電源電圧回路370は、液晶表示パネル10の映像信号出力部の動作用電力を生成する回路と、制御部300内の映像信号制御回路310の動作用電力を生成する回路とを含む。システム制御回路380は、コントローラモードからメモリモードへの切り替え時、これらの回路を停止させる。いうまでもないが、メモリモードからコントローラモードへの切り替え時において、システム制御回路380は、停止しているこれらの回路を起動する。
図10に、メモリモードにおいてシステム制御回路380が出力する、極性信号シフトレジスタ650を制御する信号と、極性信号出力回路630の出力を示す。コントローラモードにおいては、極性信号シフトレジスタ650を制御する信号は、映像信号制御回路310によって出力される。
符号STPはスタート信号で、CKPはクロック信号、POLは極性信号である。スタート信号STPの出力開始に合わせて極性信号POLを出力する。極性信号シフトレジスタ650はクロック信号CKPに合わせて、極性信号出力回路630を制御するタイミング信号を出力する。
符号STPはスタート信号で、CKPはクロック信号、POLは極性信号である。スタート信号STPの出力開始に合わせて極性信号POLを出力する。極性信号シフトレジスタ650はクロック信号CKPに合わせて、極性信号出力回路630を制御するタイミング信号を出力する。
符号POLA1は、1番目の極性信号出力回路630の出力で、例えば図2中において最も左側の極性信号出力回路630の出力を示す。極性信号シフトレジスタ650は順番に2番目、3番目の極性信号出力回路630のタイミング信号を出力し、240番目の極性信号出力回路630のタイミング信号まで出力する。
スタート信号STPの出力間隔は任意に設定可能で、クロック信号CKPを240回出力した後、例えば8秒間の間隔を空けて出力する。任意の極性信号出力回路630の出力POLAnは極性信号シフトレジスタ650からのタイミング信号を受けた時点の極性信号POLの値に従った出力を維持し、8秒後に受ける極性信号シフトレジスタ650からのタイミング信号により、その時点での極性信号POLの値に従った出力に切り替える。
従って、極性信号出力回路630の出力は極性信号シフトレジスタ650からのタイミング信号で切り替わるだけではなく、次のタイミング信号まで出力を維持する必要がある。
図11に、極性信号出力回路630の出力を極性信号シフトレジスタ650からのタイミング信号で切り替え、次のタイミング信号まで出力を維持する回路を示し、図12に、図11に示す回路のタイミングチャートを示す。
図11に、極性信号出力回路630の出力を極性信号シフトレジスタ650からのタイミング信号で切り替え、次のタイミング信号まで出力を維持する回路を示し、図12に、図11に示す回路のタイミングチャートを示す。
図11において、符号651は複数段のレジスタ回路からなる極性信号シフトレジスタ650のn段目のレジスタ回路を示す。INは前段からの入力信号で、OUTはn段目のレジスタ回路651の出力をしめす。690はメモリ回路で、インバータ回路699に極性信号POLの値を入力し、出力POLAn’を出力する。
インバータ回路699と693とは、スイッチング素子695が導通状態でメモリ回路を形成する。出力OUTがロー電圧の場合にインバータ回路653はハイ電圧を出力し、スイッチング素子695は導通状態となり、インバータ回路699と693は出力を維持する。
レジスタ回路651の出力OUTがハイ電圧になると、スイッチング素子695は非導通状態となり、スイッチング素子697が導通状態となることで、極性信号POLの値がインバータ回路699に入力する。その後、出力OUTがロー電圧となると、極性信号POLとは非導通状態となり、スイッチング素子695は導通状態となりインバータ回路699と693は極性信号POLの値を維持する。
図13に、画素周辺の回路のブロック図を示す。図13では、2行2列に並べられた4つの副画素を示している。
書込みスイッチ回路140を挟んで、書き込み制御信号線37と39とが図中上下に配置されている。なお、図2では書き込み制御信号線37と39を1本にまとめて走査線35として表示している。
書込みスイッチ回路140を挟んで、書き込み制御信号線37と39とが図中上下に配置されている。なお、図2では書き込み制御信号線37と39を1本にまとめて走査線35として表示している。
画素メモリ回路130の上下にもメモリ電源線57と59が形成されている。従って、メモリ電源線57と59は、図2に示す表示領域20aの左右から供給されることになる。
映像信号線25は2本毎図中上下方向に延伸しており、副画素2列おきに形成されている。
映像信号線25は2本毎図中上下方向に延伸しており、副画素2列おきに形成されている。
極性信号線45と基準電圧線47は表示領域20aの上下方向に延伸しており、極性信号と基準電圧は図中下側から供給されている。極性信号線45と基準電圧線47は電圧供給能力強化のために、映像信号線25に比較して太く形成されている。
符号820は画素駆動スイッチ回路120と画素電極150とを接続するスルーホールの位置を示す。
符号820は画素駆動スイッチ回路120と画素電極150とを接続するスルーホールの位置を示す。
映像信号線25を介して供給された映像信号は、書き込み制御信号線37と39により導通状態となった書込みスイッチ回路140を介して画素メモリ回路130に記録される。画素メモリ回路130にはメモリ電源線57と59により、電源電圧が供給されており、画素メモリ回路130の出力により画素駆動スイッチ回路120のオン・オフが制御される。
画素駆動スイッチ回路120は画素メモリ回路130の出力に従って、極性信号線45または基準電圧線47によって供給される電圧を画素電極150に印加する。
次に、図14に、画素電極150の配置を示す。図中、縦に2つの画素が並んでいる。一つの画素は、4色のカラーフィルタに対応するように、副画素の画素電極150が形成されている。各色の副画素は画素電極150の面積の広さが1:2:4となるように形成されており、3ビットのデジタルデータを面積階調を用いて表示する。
次に、図14に、画素電極150の配置を示す。図中、縦に2つの画素が並んでいる。一つの画素は、4色のカラーフィルタに対応するように、副画素の画素電極150が形成されている。各色の副画素は画素電極150の面積の広さが1:2:4となるように形成されており、3ビットのデジタルデータを面積階調を用いて表示する。
符号150R1、150R2、150R3は、赤色のカラーフィルタに対応する画素電極で、画素電極150R1は、3ビットの赤色のデータの(下位から数えて)1ビット目の値が書き込まれる。同じく、画素電極150R2は、赤色のデータの2ビット目の値が書き込まれ、画素電極150R3は、赤色のデータの3ビット目の値が書き込まれる。
次に、画素電極150B1は、青色のデータの1ビット目の値が書き込まれ画素電極150B2は、青色のデータの2ビット目の値が書き込まれ、画素電極150B3は、青色のデータの3ビット目の値が書き込まれる。
符号150YG1、150YG2、150YG3と、 150BG1、150BG2、150BG3とは、緑色のデータの値が書き込まれる画素電極であるが、画素電極150YG1〜3と、画素電極150BG1〜3とは、同じ緑色の帯域の光でも、異なる波長の光を透過するカラーフィルタに対応する。
符号150YG1、150YG2、150YG3と、 150BG1、150BG2、150BG3とは、緑色のデータの値が書き込まれる画素電極であるが、画素電極150YG1〜3と、画素電極150BG1〜3とは、同じ緑色の帯域の光でも、異なる波長の光を透過するカラーフィルタに対応する。
図中、画素電極150の大きさが異なるにもかかわらず、スルーホール820は画素電極150と重なる位置に配置できている。例えば画素電極150B1に対して、画素電極150B2の面積は2倍になっており、画素電極150B2はスルーホール820の位置から一旦下方に伸びて、自らを駆動する画素メモリ回路130と重なるように形成された後、画素電極150B1を駆動する画素メモリ回路130と重なる位置に向かって(図中左側に)延伸するように形成されている。
さらに、画素電極150B1に対して、画素電極150B3の面積は4倍になっており、画素電極150B3はスルーホール820の位置から一旦下方に伸びて、自らを駆動する画素メモリ回路130及び書込みスイッチ回路140と重なるように形成された後、(図中下側の)隣の画素の画素電極150BG3を駆動する書込みスイッチ回路140-2から画素電極150BG1を駆動する書込みスイッチ回路140-2と重なるように、(図中左側に)延伸するように形成されている。
図15に、メモリ電源線57と59とを、極性信号線45と基準電圧線47に沿って、図中、上下方向に延伸するよう配置した構成を示す。
図13に示す構成では、メモリ電源線57と59とが映像信号線25と交差しており、映像信号線25との間でカップリング容量が形成されていた。そのため、映像信号線25の電圧が、例えば高電圧側10V、定電圧側0Vで振幅すると、メモリ電源線57と59の電位が変動するという問題が生じていた。
図13に示す構成では、メモリ電源線57と59とが映像信号線25と交差しており、映像信号線25との間でカップリング容量が形成されていた。そのため、映像信号線25の電圧が、例えば高電圧側10V、定電圧側0Vで振幅すると、メモリ電源線57と59の電位が変動するという問題が生じていた。
メモリ電源線57と59の電位が変動すると、画素駆動スイッチ回路120をオン・オフする電圧が変動することとなり、例えば、トランスファーゲート127と129とが同時にオン状態となり、極性信号線45と基準電圧線47とがショートして表示に不良が生じる怖れがある。
そのため、メモリ電源線57と59とが映像信号線25と交差しないように、図15に示す、メモリ電源線57と59とを、図中、上下方向に延伸するよう配置する構成とした。
メモリ電源線57と59とを、図中、上下方向に延伸する配置とした場合に、映像信号線25を構成する導電層と同層(同材料)でメモリ電源線57と59 とを形成することが可能である。図13に示す、メモリ電源線57と59とを映像信号線25と交差して形成する構成の場合は、メモリ電源線57と59とを書き込み制御信号線37と39と同層の導電層で形成している。書き込み制御信号線37と39は、プロセス上の理由で比較的高抵抗なMoW等の高融点金属およびその合金で形成されるのに対して、映像信号線25はアルミ等の低抵抗な金属およびその合金で形成されるため、メモリ電源線57と59を書き込み制御信号線37と39よりも低抵抗な導電層で形成することで電源供給能力の強化が図れている。
メモリ電源線57と59とを、図中、上下方向に延伸する配置とした場合に、映像信号線25を構成する導電層と同層(同材料)でメモリ電源線57と59 とを形成することが可能である。図13に示す、メモリ電源線57と59とを映像信号線25と交差して形成する構成の場合は、メモリ電源線57と59とを書き込み制御信号線37と39と同層の導電層で形成している。書き込み制御信号線37と39は、プロセス上の理由で比較的高抵抗なMoW等の高融点金属およびその合金で形成されるのに対して、映像信号線25はアルミ等の低抵抗な金属およびその合金で形成されるため、メモリ電源線57と59を書き込み制御信号線37と39よりも低抵抗な導電層で形成することで電源供給能力の強化が図れている。
また、メモリ電源線57と59とを、ブロック毎に形成された入力端子680から直線的、かつ短距離で配置することができることでも電源供給能力が強化されている。
図16に、メモリ電源線57と59とを、極性信号線45と基準電圧線47に沿って4本並べて配置した場合の反射電極の位置を示す。図中横方向に2本配線を追加することとなり、各回路の横方向の幅が狭くなっている。各回路を形成可能な横幅が狭くなることにより、画素駆動スイッチ回路120と画素電極150とを接続するスルーホール820を形成する位置が画素電極150の端部に接近するという問題が生じる。
図16に、メモリ電源線57と59とを、極性信号線45と基準電圧線47に沿って4本並べて配置した場合の反射電極の位置を示す。図中横方向に2本配線を追加することとなり、各回路の横方向の幅が狭くなっている。各回路を形成可能な横幅が狭くなることにより、画素駆動スイッチ回路120と画素電極150とを接続するスルーホール820を形成する位置が画素電極150の端部に接近するという問題が生じる。
例えば、緑色のデータの1ビット目の値が書き込まれる画素電極150B1と、画素駆動スイッチ回路120とを接続するスルーホール820が、画素電極150B1の端部に近接している。そのため、スルーホール820の位置を移動させる必要が生じた。
図17に、スルーホール820の位置を説明するための、回路のレイアウトを示す。図中左上は画素電極150YG1、右上は画素電極150BG1、左下は画素電極150R1、右下は画素電極150B1に対応する、画素駆動スイッチ回路120と画素メモリ回路130のレイアウトを示す。
画素メモリ回路130はインバータ回路133と135で構成され、インバータ回路133と135共通に半導体層1310がリング状に形成され、インバータ回路133の出力がインバータ回路135の入力と接続し、インバータ回路133のゲート電極1320がトランスファーゲート127と129の一方のゲート電極1220に接続し、インバータ回路133の出力とインバータ回路135の入力とが、トランスファーゲート127と129の他方のゲート電極1225に接続している。
画素駆動スイッチ回路120も半導体層1210がリング状に形成されているが、画素電極150YG1と画素電極150R1とに対応する画素駆動スイッチ回路120では、スルーホール820aは、半導体層1210と重ならないように、半導体層1210のリングの穴の位置に形成されている。対して、画素電極150BG1と画素電極150B1とに対応する画素駆動スイッチ回路120では、スルーホール820bは半導体層1210のリングの中央から、画素電極150YG1と画素電極150R1側へ移動しており、スルーホール820bは半導体層1210と重なる位置に形成されている。
スルーホール820bは半導体層1210と重なる位置にまで移動させることで、画素電極150BG1と画素電極150B1との接続の位置に裕度を持たせることが可能になっている。
図18に、図17A−A線の断面図を示す。画素電極150は、アルミ等で形成される反射電極1510と反射電極1510を覆って、ITO等で形成される透明電極1520から形成される。
図18に、図17A−A線の断面図を示す。画素電極150は、アルミ等で形成される反射電極1510と反射電極1510を覆って、ITO等で形成される透明電極1520から形成される。
符号1240はガラス・樹脂等で形成される基板で、基板1240の上にはSiOやSiNで形成される下地膜1250が形成され、下地膜1250の上にリング状に半導体層1210が形成されている。半導体層1210の上には絶縁膜1260が形成され、絶縁膜1260の上には画素駆動スイッチ回路120のゲート電極1220と1225が形成されている。
ゲート電極1220と1225の上には絶縁膜1270が形成されており、絶縁膜1270の上には、中継電極1230が形成されている。絶縁膜1270と1260には、スルーホール1235が形成され、中継電極1230と、ゲート電極1220および1225とを接続している。
中継電極1230の上には絶縁膜1280が形成され、絶縁膜1280にはスルーホール820aが形成され、中継電極1230と反射電極1510とを接続している。
図18に示すA−A断面では、スルーホール820aはリング状の半導体層1210の中間付近に形成されているが、図19に示すB−B断面では、スルーホール820bはリング状の半導体層1210の一方に重なるように、中央から一方の半導体層1210に偏った位置に形成されている。
図18に示すA−A断面では、スルーホール820aはリング状の半導体層1210の中間付近に形成されているが、図19に示すB−B断面では、スルーホール820bはリング状の半導体層1210の一方に重なるように、中央から一方の半導体層1210に偏った位置に形成されている。
以上説明したように、本実施形態によれば、メモリモードにある時、システム制御回路380を用いて極性信号を制御する信号を出力することとし、映像信号制御回路310を停止することで、より省消費電力に優れた液晶表示装置を提供することができる。
本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の趣旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
また、本実施形態において述べた様態によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
また、本実施形態において述べた様態によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
1…表示装置、10…液晶表示パネル、50…映像信号出力部、100…画素、130…画素メモリ回路、300…制御部、310…映像信号制御回路、320…タイミング生成回路、330…映像信号処理回路、370…電源電圧回路、380…システム制御回路、600…映像信号出力回路、630…極性信号出力回路。
Claims (10)
- 画素メモリを有する画素と、極性制御信号により制御され、前記画素に極性信号を供給する極性信号出力回路とを有する液晶パネルと、
前記液晶パネルに映像信号と前記極性制御信号とを供給するコントローラとを有し、
前記液晶パネルは、
前記コントローラから継続的に供給されている前記映像信号を用いて映像を表示する第1モードと、
前記画素メモリに記録されている前記映像信号を用いて映像を表示する第2モードとを有し、
前記コントローラは、
前記映像信号を出力する映像信号制御回路と、
前記映像信号制御回路を制御するマイクロコンピュータとを有し、
前記第1モードにおいて、前記映像信号制御回路が前記極性制御信号を出力し、前記第2モードにおいて、前記マイクロコンピュータが前記極性制御信号を出力する、
液晶表示装置。 - 前記第1モードは、動画像の表示時に適用されるモードであり、
前記第2モードは、静止画像の表示時に適用されるモードである、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルが前記第2モードにある場合、前記映像信号制御回路が停止する請求項1または2に記載の液晶表示装置。
- 前記マイクロコンピュータは、前記液晶パネルが前記第1モードから前記第2モードへ切り替わる場合、前記映像信号制御回路を停止させる請求項3に記載の液晶表示装置。
- 前記マイクロコンピュータは、前記液晶パネルが前記第1モードから前記第2モードへ切り替わる場合、前記極性制御信号の出力を開始する請求項4に記載の液晶表示装置。
- 前記マイクロコンピュータは、前記液晶パネルが前記第2モードから前記第1モードへ切り替わる場合、前記映像信号制御回路を起動する請求項4または5に記載の液晶表示装置。
- 前記マイクロコンピュータは、前記液晶パネルが前記第2モードから前記第1モードへ切り替わる場合、前記極性制御信号の出力を停止する請求項6に記載の液晶表示装置。
- 前記コントローラは、前記映像信号制御回路からの前記極性制御信号または前記マイクロコンピュータからの前記極性制御信号を前記液晶パネルへ排他選択的に出力するための回路であって、前記液晶パネルが前記第1モードから前記第2モードへ切り替わる場合または前記第2モードから前記第1モードへ切り替わる場合において前記映像信号制御回路から誤出力された前記極性制御信号を無効化する回路を有する請求項1から7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 前記コントローラは、
前記映像信号制御回路の動作用電圧を生成する第1電源電圧回路を有し、
前記液晶パネルが前記第2モードにある場合、前記第1電源電圧回路が停止する請求項3から8のいずれか1項に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶パネルは、前記コントローラから供給される前記映像信号を、前記画素が接続される映像信号線に出力する映像信号出力部を有し、
前記コントローラは、
前記映像信号出力部の動作用電圧を生成する第2電源電圧回路を有し、
前記液晶パネルが前記第2モードにある場合、前記第2電源電圧回路が停止する、
請求項9に記載の液晶表示装置。
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