JP3261519B2

JP3261519B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3261519B2
Application number: JP14898696A
Authority: JP
Inventors: 和人増田; 佳郎三上; 津村　　誠
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH09331490A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、低消費電力用のＴＦＴアクティブマトリクス
液晶ディスプレイとして用いるに好適な液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置としては、例えば、
特開平２−１５３６８７号公報、特開平６−１４２９２
号公報、小林俊介著「カラー液晶ディスプレイ」（産業
図書）に記載されているものなどが知られている。液晶
表示装置のうちＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎ
ｓｉｓｔｏｒ）を用いたＴＦＴアクティブマトリクス型
液晶表示装置においては、駆動方式として線順次走査方
式が採用されている。この線順次走査方式では、各走査
電極に、１フレーム時間ごとに一回走査パルスを印加す
るようになっている。一方、各信号電極には走査パルス
に同期して液晶駆動電圧を一斉に印加し、走査パルスが
印加される１行分の画素の液晶に対して液晶駆動電圧を
一斉に印加するようになっている。そして１フレーム時
間としては１／６０秒程度がよく用いられ、このパルス
は通常パネルの上側から下側に向かって順次タイミング
をずらしながら各走査電極に印加される。このため画素
構成として、６４０×４８０ドットのカラーパネルで
は、１画素が３ドットから構成されるため、総ロット数
は１９２０×４８０ドットとなり、１フレーム内に４８
０本の走査電極（ゲート配線）を走査するので、走査パ
ルスの時間幅は約３５μｓである。そして走査パルスに
同期して液晶駆動電圧が印加された選択画素では、走査
電極に接続されたＴＦＴのゲート電極の電圧が高くな
り、ＴＦＴがオン状態になる。このとき、液晶駆動電圧
は、ＴＦＴのソース・ドレイン間を経由して表示電極に
印加される。これにより、表示電極と対向電極との間に
形成される液晶容量と、画素に配置された負荷容量とを
合わせた画素容量が充電される。この動作を繰り返すこ
とにより、パネル全面の画素容量には、フレーム時間ご
とに繰り返し液晶駆動電圧が印加される。

【０００３】また液晶駆動するためには交流電圧が必要
であるため、フレーム時間ごとに極性を反転した電圧を
信号電極に印加することが行なわれている。したがっ
て、通常６０ヘルツのフレーム周波数に対し、液晶駆動
周波数はこの１／２の周波数である３０ヘルツとなり、
フリッカと呼ばれるちらつきが見え、表示を見ずらくさ
せている。そこで、上下、左右に隣合う画素ごとに液晶
駆動電圧の極性を交互に反転させる駆動方式が採用採用
されており、この駆動方式を用いることで、フリッカが
目立たない良好な表示を得ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、走査電
極や信号電極の配線（走査電極線、信号電極線）の交差
部における容量と、配線と対向基板上全面に形成された
対向電極との間の液晶の容量を１フレーム時間ごとに走
査パルスによって充放電を毎回繰り返しているため、多
くの電力が消費される。

【０００５】そこで、本願出願人は、特願平８−６２９
９６号により、消費電力を低減するようにした液晶表示
装置を提案している。この液晶表示装置は、走査電極か
らの信号と信号電極からの表示データを基に表示データ
を取り込み、この表示データを保持する表示データ保持
回路を備えている。この装置によれば、表示データ保持
回路により表示データとして“１”、“０”の２値を保
持するようにしているため、表示データの内容に変更が
ないときには１フレームごとに走査パルスを印加する必
要がなくなり、電力の消費を低減することができる。

【０００６】しかしながら、上述した液晶表示装置で
は、動画（動画像）を表示することについては十分に配
慮されておらず、静止画と動画を表示するときには、動
画に合った表示の書き替えができない。すなわち、上述
した装置の駆動方式を動画に適用した場合、１画素ごと
にしか書き替えができないので、例えば、１０×１０画
素に動画像を表示させた場合、１００回書き替える処理
を１フレーム時間内に行なわなければならない。このよ
うな処理を行なうと、動画を表示させる領域が広くなる
と、動画の書き替えに時間がかかり、表示画全体に動画
を表示させるときには、動画に見合った表示の書き替え
が困難となり、スムーズな動画の表示が困難となる。

【０００７】本発明の目的は、消費電力を抑えながら良
好な静止画像と動画像を表示することができる液晶表示
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、相対向して配置されて少なくとも一方が
透明な一対の基板間に液晶層を挿入し、前記一対の基板
の一方の基板に複数の走査電極線を分散して配置すると
ともに前記複数の走査電極にマトリクス状に交差する複
数の信号電極線を分散して配置し、前記一方の基板のう
ち前記複数の走査電極線と前記複数の信号電極線とによ
りそれぞれ囲まれた複数の表示領域にそれぞれ表示電極
に配置するとともに、液晶層を間にして各表示電極にそ
れぞれ相対向させて対向電極を配置し、前記複数の表示
領域に、各表示電極に接続された静止画像用スイッチン
グ素子と動画像用スイッチング素子を配置するととも
に、前記各信号電極線と前記各走査電極線からの信号お
よび静止画像データを基に前記各静止画像用スイッチン
グ素子を制御する静止画像用制御回路を配置し、さら
に、前記複数の表示領域に、前記各信号電極線と前記各
走査電極線からの信号および動画像データを基に前記各
動画像用スイッチング素子を制御する動画像用制御回路
を配置し、静止画像表示時に、静止画像表示領域に属す
る静止画像用制御回路に対して信号電極線と走査電極線
からの信号および静止画像データを与えて静止画像用ス
イッチング素子をオン状態にさせるとともに静止画像デ
ータを保持させ、動画像表示時には、動画像表示領域に
属する動画像用制御回路に対してのみ信号電極線と走査
電極線からの信号および動画像データを与えて動画像用
スイッチング素子をオン状態にさせてなる液晶表示装置
を構成したものである。

【０００９】前記液晶装置を構成するに際しては、静止
画像表示時の機能として、静止画像表示領域に属する静
止画像用制御回路のうち静止画像データを保持した静止
画像用制御回路に対しては、静止画像データが保持され
ている間信号電極線と走査電極線からの信号および静止
画像データの供給を停止する機能を付加することができ
る。

【００１０】また、本発明は、相対向して配置されて少
なくとも一方が透明な一対の基板と、前記一対の基板間
に挟持された液晶層と、前記一対の基板の一方の基板に
分散して配置された複数の走査電極線と、前記複数の走
査電極線と同じ基板に分散して配置されて前記複数の走
査電極にマトリクス状に交差する複数の信号電極線と、
前記一方の基板のうち前記複数の走査電極線と前記複数
の信号電極線とによりそれぞれ囲まれた複数の表示領域
にそれぞれ配置された複数の表示電極と、前記複数の表
示電極に前記液晶層を間にして相対向して配置された複
数の対向電極と、前記複数の信号電極線に対応して配置
されて前記複数の表示領域まで画像データを導く複数の
画像データ電極線と、前記複数の表示電極にそれぞれ接
続された複数の静止画像用スイッチング素子と、前記複
数の表示電極にそれぞれ接続された複数の動画像用スイ
ッチング素子と、前記複数の信号電極線および前記複数
の走査電極線からの信号と前記複数の画像データ線から
の静止画像データとを受けこれらの状態が前記複数の静
止画像用スイッチング素子をオン状態にする条件を満た
したときに前記静止画像データを保持するとともに前記
複数の静止画像用スイッチング素子をそれぞれオン状態
に制御する複数の静止画像用制御回路と、前記複数の信
号電極線および前記複数の走査電極線からの信号と前記
複数の画像データ線からの動画像データとを受けこれら
の状態が前記複数の動画像用スイッチング素子をオン状
態にする条件を満たしたときに前記複数の動画像用スイ
ッチング素子をそれぞれオン状態に制御する複数の動画
像用制御回路と、静止画像表示時に静止画像データを選
択し動画像表示時には動画像データを選択し選択した画
像データを前記複数の画像データ電極線にそれぞれ出力
する複数の画像データ選択回路と、前記複数の表示領域
のうち動画像を表示すべき領域を指定する動画像表示領
域指定手段と、動画像表示領域指定手段の指定に従って
前記複数の画像データ選択回路のうち前記動画像表示領
域指定手段の指定による表示領域に対応した画像データ
選択回路にのみ動画像データを出力する動画像データ出
力手段と、静止画像表示時に前記複数の走査電極線のう
ち指定の走査電極線に対して順次走査パルスを出力する
静止画像用走査パルス出力手段と、動画像表示時に前記
複数の走査電極線のうち指定の走査電極線に対して順次
走査パルスを出力する動画像用走査パルス出力手段と、
前記静止画像用走査パルス出力手段の出力による走査パ
ルスに同期して前記複数の信号電極線に静止画像用液晶
駆動信号を出力する静止画像用液晶駆動信号出力手段
と、前記動画像用走査パルス出力手段の出力による走査
パルスに同期して前記複数の信号電極線のうち指定の信
号電極線に動画像用液晶駆動信号を出力する動画像用液
晶駆動信号出力手段とを備えた液晶表示装置を構成した
ものである。

【００１１】上記液晶表示装置を構成するに際しては、
以下の要素を付加することができる。（１）動画像用
制御回路は静止画像用制御回路に接続され、動画像表示
時に、静止画像用制御回路によって保持された静止画像
データを放電してなる。

【００１２】（２）静止画像用制御回路は、表示電極を
負荷とする静止画像用スイッチング素子の入力電極間に
挿入されたコンデンサと、静止画像用スイッチング素子
と直列に接続された一対の薄膜トランジスタとを有し、
一方の薄膜トランジスタのゲートが信号電極線に接続さ
れ、他方の薄膜トランジスタのゲートが走査電極線に接
続され、ドレインに静止画像データが入力されてなる。

【００１３】（３）動画像用制御回路は、表示電極を負
荷とする静止画像用スイッチング素子の入力電極間に挿
入された放電用薄膜トランジスタと、表示電極を負荷と
する動画像用スイッチング素子と直列に接続された画像
データ入力用薄膜トランジスタとを有し、放電用薄膜ト
ランジスタのゲートが動画像用スイッチング素子のゲー
トとともに信号電極線に接続され、画像データ入力用薄
膜トランジスタのゲートが走査電極線に接続され、ドレ
インに動画像データが入力されてなる。

【００１４】（４）動画像用液晶駆動信号出力手段は、
指定の走査電極線のうち一の走査電極線に走査パルスが
出力されたときに、この走査パルスに応答して、指定の
信号電極線に指定の信号電極線の数に応じた動画像デー
タを順次出力してなる。

【００１５】前記した手段によれば、静止画像の表示時
には、静止画像用制御回路により静止画像データを保持
させるようにしているため、静止画像データに変更がな
いときには、走査信号を１フレームごとに走査電極線に
印加する必要がなく、走査電極線と信号電極線との交差
部の容量と、走査電極線、信号電極線および共通電極線
と表示電極間の静電容量である液晶容量を充放電する走
査を低減することができ、電力の消費を低減することが
可能となる。また動画像表示時には、表示領域のうち指
定の表示領域にのみ動画像を表示するようにしているた
め、電力の消費を低減することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施の形態を示す液晶
表示装置の全体構成図である。図１において、液晶表示
装置はＴＦＴアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
として６４０×４８０ドットのカラーパネル１０を備え
ている。なお、本実施の形態では、カラーパネル１０と
その周辺回路についてのみ示し、光学系などカラーパネ
ルの具体的構造については省略してある。カラーパネル
１０は少なくとも一方が透明な一対の基板（図示省略）
を備え、各基板が液晶層（図示省略）を間にして相対向
して配置されている。そして一方の基板には複数の走査
電極線（Ｙ方向電極線）Ｙ１〜Ｙｎが分散して配置され
ているとともに、走査電極線Ｙ１〜Ｙｎにマトリクス状
に交差する信号電極線（Ｘ方向電極線）Ｘ１〜Ｘｎが分
散して配置されている。そしてカラーパネル１０の表面
には、４８０本の走査電極線Ｙ１〜Ｙｎと６４０本の信
号電極線Ｘ１〜Ｘｎで囲まれた複数の表示領域Ａ１１〜
Ａｎｎが形成されている。各表示領域には、画素部とし
て表示電極、対向電極、静止画像用スイッチング素子、
動画像スイッチング素子、静止画像用制御回路、動画像
用制御回路が設けられているとともに、各表示領域近傍
には共通電極線ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎが走査電極線と平行
に配置され、画像データ電極線Ｄ１〜Ｄｎが信号電極線
と平行に配置されている。なお、各電極線はそれぞれ互
いに絶縁された状態で配線されている。

【００１８】カラーパネル１０には、周辺回路として、
パネル表示制御回路１２、Ｘデコーダ回路１４、Ｙレジ
スタ回路１６、Ｙデコーダ回路１８、データ選択スイッ
チＳＷ１〜ＳＷｎ、動画像ラッチ回路２０、動画像シフ
トレジスタ回路２２、共通電極駆動回路２４、対向電極
駆動回路２６が設けられており、共通電極駆動回路２４
が各共通電極線ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎに接続され、対向電
極駆動回路２６が各表示領域の対向電極に接続されてい
る。

【００１９】パネル表示制御回路１２は、表示指令を基
に周辺回路全体を制御する制御手段を構成するととも
に、表示領域のうち特定の表示領域を動画像表示領域に
指定する動画像表示領域指定手段を構成するようになっ
ている。Ｘデコーダ回路１４は、パネル表示制御回路１
２からの信号を基に静止画像用液晶駆動信号または動画
像用液晶駆動信号を生成し、静止画像表示時には、走査
電極線に印加される走査パルスに同期して各信号電極線
Ｘ１〜Ｘｎに静止画像用液晶駆動信号を出力する静止画
像用液晶駆動信号出力手段を構成し、動画像表示時に
は、走査電極線に印加される走査パルスに同期して指定
の信号電極線Ｘｉに動画像用液晶駆動信号を出力する動
画像用液晶駆動信号出力手段として構成されている。

【００２０】Ｙシフトレジスタ回路１６は、Ｙデコーダ
回路１８、画素選択用２入力ＡＮＤ論理回路ＡＮＤ１〜
ＡＮＤｎとともに、パネル表示制御回路１２からの信号
を基に、指定の走査電極線に対して順次走査パルスを出
力する静止画像用走査パルス出力手段と動画像用走査パ
ルス出力手段を構成するようになっている。

【００２１】具体的には、Ｙシフトレジスタ回路１６
は、図２に示すように、シフトレジスタ回路ＹＲ１〜Ｙ
Ｒｍ、２入力ＯＲ回路ＹＯ２〜ＹＯｍを備えて構成され
ており、クロック電極線Ｙｃｌｋ、スタートパルス電極
線ｙｃ１〜ｙｃｍ、リセット電極線ＲＳ１を介してパネ
ル表示制御回路１２に接続されているとともに、出力電
極線Ｙｂ１〜Ｙｂｍを介して論理回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤ
ｍに接続されている。パネル表示回路１２は、１フレー
ムごとに４８０個のクロックパルスをクロック電極線Ｙ
ｃｌｋに出力するとともに、走査開始番号電極線３０に
入力された信号に従って、走査開始位置に相当するスタ
ートパルス電極線を選択し、選択したスタートパルス電
極線にスタートパルスを出力し、走査本数電極線３２に
入力される信号で指定された数に対応したシフトレジス
タ回路がセットされたときに、リセット電極線ＲＳ１に
リセット信号を出力するようになっている。すなわちＹ
シフトレジスタ回路１６は、パネル表示制御回路１２に
よって指定されたスタートパルス電極線ｙｃｉからのス
タートパルスをクロックパルスに同期してセットし、セ
ットしたパルスを走査パルスとして出力電極線Ｙｂｉに
出力するとともに、次段のＯＲ回路ＹＯｉに出力し、指
定の走査本数に対応した走査パルスを出力電極線Ｙｂｉ
に順次出力するようになっている。またＹデコーダ回路
１８はアドレス電極線３４を介してパネル表示制御回路
１２に接続されており、パネル表示制御回路１２からの
アドレス信号に応答してアドレス信号線Ｙａ１〜Ｙａｍ
にＹアドレスデータを出力するようになっている。論理
回路ＡＮＤ１〜ＡＮＤはＹシフトレジスタ回路１６から
の走査パルスとＹデコーダ回路１８からのＹアドレスデ
ータとの論理積に従った走査パルスを走査電極線Ｙ１〜
Ｙｍに出力するようになっている。この場合、全ての走
査電極線が指定されたときには全ての走査電極線に走査
パルスが印加され、走査開始電極線３０、走査本数電極
線３２からの信号によって指定の走査電極線のみが指定
されたときには指定の走査電極線にのみ走査パルスが印
加されることになる。

【００２２】動画像ラッチ回路２０、動画像シフトレジ
スタ回路２２は、パネル表示制御回路１２からの信号を
基に指定の表示領域にのみ動画像データを出力する動画
像データ出力手段として構成されている。具体的には、
図３に示すように、動画像ラッチ回路２０は６４０個の
ラッチ回路ＤＬ１〜ＤＬｎを備えて構成されており、動
画像シフトレジスタ回路２２は、シフトレジスタ回路Ｄ
Ｒ１〜ＤＲｎ、２入力ＯＲ回路ＤＯ２〜ＤＯｎを備えて
構成されている。そして動画像シフトレジスタ回路２２
はクロック電極線Ｘｃｌｋ、スタートパルス電極線ｄａ
１〜ｄａｎ、リセット電極線ＲＳ２を介してパネル表示
制御回路１２に接続されている。パネル表示制御回路１
２は、クロック電極線Ｘｃｌｋに順次クロックパルスを
出力するようになっている。このクロックパルスは、走
査電極線に走査パルスが印加されたときに、６４０個分
の動画像データを順次出力するタイミングで出力され
る。

【００２３】またパネル表示制御回路１２は、走査開始
番号電極線４２からの信号で指定された走査開始番号に
相当するスタートパルス電極線にスタートパルスを出力
し、走査本数電極線４４に入力された信号で指定された
数のシフトレジスタ回路がセットされたときにリセット
電極線ＲＳ２にリセットパルスを出力するようになって
いる。すなわち動画像シフトレジスタ回路２２は、スタ
ートパルス電極線ｄａ１〜ｄａｎのうち走査開始番号に
相当するスタートパルス電極線に入力されたスタートパ
ルスを走査パルスとして出力電極線ｄｂｉに出力すると
もに、このパルスを次段のＯＲ回路ＤＯｉに出力するよ
うになっている。このため動画像シフトレジスタ回路２
２からは、指定の動画像表示領域に対応したシフトレジ
スタ回路ＤＲｉからのみ走査パルスが出力されることに
なる。動画像ラッチ回路２０は動画アナログ信号線４６
を介してパネル表示制御回路１２に接続されており、動
画アナログ信号線４６から入力される動画像データを出
力電極線ｄｂｉからのパルスに応答してラッチし、ラッ
チした動画像データを動画像電極線Ｄｂ１〜Ｄｂｎに出
力するようになっている。すなわち動画像ラッチ回路２
０からは、動画像電極線Ｄｂ１〜Ｄｂｎのうち動画像表
示領域に対応した動画像電極線にのみ動画像データが出
力されることになる。そして動画像データはデータ選択
スイッチＳＷ１〜ＳＷｎを介して画像データ電極線Ｄ１
〜Ｄｎに出力される。

【００２４】データ選択スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは静止
画像表示時に静止画像データを選択し、動画像表示時に
は動画像データを選択し、選択したいずれかの画像デー
タを画像データ電極線Ｄ１〜Ｄｎに出力する画像データ
選択回路として構成されている。

【００２５】具体的には、図４に示すように、各データ
選択スイッチＳＷ１〜ＳＷｎはｐ型のＴＦＴで構成され
たトランジスタＰ１〜Ｐｎ、ｎ型ＴＦＴで構成されたト
ランジスタＮ１〜Ｎｎを備えて構成されており、各トラ
ンジスタのゲートが選択信号電極線Ｃ１〜Ｃｍを介して
パネル制御回路１２に接続され、ソースが画像データ電
極線Ｄ１〜Ｄｎに接続されている。さらにトランジスタ
Ｐ１〜Ｐｎのドレインが動画像ラッチ回路２０に接続さ
れ、トランジスタＮ１〜Ｎのドレインが静止画像電極線
４８に接続されている。そして静止画像表示時に、選択
信号電極線Ｃｉのレベルが“Ｈ”となったときにはトラ
ンジスタＮ１〜Ｎｎがオンとなり、静止画像電極線４８
からの静止画像データを画像データ電極線Ｄ１〜Ｄｎに
出力するようになっている。一方、動画像表示時には、
選択信号電極線Ｃｉのレベルが“Ｌ”となってトランジ
スタＰ１〜Ｐｎがオンとなり、動画像ラッチ回路２０か
らの動画像データを画像データ電極線Ｄ１〜Ｄｎに出力
するようになっている。

【００２６】一方、各表示領域Ａ１１〜Ａｎｎには、図
５に示すように、ｎ型のＴＦＴで構成されたトランジス
タ５０、５２、５４、ｐ型のＴＦＴで構成されたトラン
ジスタ５６、５８、表示データ保持用コンデンサ６０、
表示電極６２、対向電極６４が設けられている。表示電
極６２は透明電極として、液晶層を間にして対向電極６
４と相対向して配置されている。そして対向電極６４に
は交流電圧Ｖｃｎｔが印加されるようになっており、表
示電極６２はトランジスタ５４に接続されている。トラ
ンジスタ５４は静止画像用スイッチング素子として、ソ
ースが表示電極６２に接続され、ドレインが共通電極線
ＣＯＭｉに接続され、ゲートがトランジスタ５２のソー
スに接続されているとともにコンデンサ６０を介して共
通電極瀬ＣＯＭｉに接続されている。トランジスタ５２
はトランジスタ５０と直列に接続され、ゲートが信号電
極線Ｘｉに接続され、ドレインがトランジスタ５０のソ
ースとトランジスタ５６のドレインに接続されている。
トランジスタ５０はゲートが走査電極線Ｙｉに接続さ
れ、ドレインが画像データ電極線Ｄｉに接続されてい
る。そしてトランジスタ５０、５２、コンデンサ６０は
トランジスタ５４のオン状態を制御する静止画像用制御
回路として構成されている。

【００２７】一方、トランジスタ５６は動画像用スイッ
チング素子として、ソースが表示電極６２に接続され、
ドレインがトランジスタ５０のソースに接続され、ゲー
トが信号電極線Ｘｉとトランジスタ５８のゲートに接続
されている。トランジスタ５８はドレインがトランジス
タ５４のゲートに接続され、ソースが共通電極線ＣＯＭ
ｉに接続されている。そしてトランジスタ５０〜５４
は、図６に示すように、ゲートに印加される電圧のレベ
ルが“Ｈ”のときにオン状態となり、それ以外のときに
はオフ状態に維持されている。トランジスタ５６、５８
は、図６に示すように、ゲートに印加される電圧のレベ
ルが“−Ｈ”のときにのみオン状態となり、それ以外の
ときにはオフ状態に維持されている。またトランジスタ
５８はトランジスタ５０、５２とともに動画像用制御回
路として構成されている。

【００２８】次に、各表示領域で静止画像を表示すると
きの駆動状態を図７のタイミングチャートに従って説明
する。なお、Ｖｄｉｓｐは表示電極６２の電位を示し、
Ｖｌｃｄは表示電極６２と対向電極６４との間の液晶に
印加される電圧を示す。

【００２９】図７において、まず、静止画像表示時に、
データ選択スイッチＳＷｉによって静止画像データが選
択され、画像データ電極線Ｄｉの電位が“Ｈ”であると
きに、信号電極線ｉ、走査電極線Ｙｉのレベルがともに
“Ｈ” となると、トランジスタ５０、５２がともにオ
ンとなり、画像データ電極線Ｄｉからの静止画像データ
に従ってトランジスタ５４がオンとなる。このときトラ
ンジスタ５４のゲートの電位Ｖｍｅｍは“Ｈ”となり、
静止画像データがコンデンサ６０に充電される。さら
に、トランジスタ５４の導通（オン状態）に伴なって、
表示電極６２の電位Ｖｄｉｓｐは共通電極線の電位Ｖｃ
ｏｍと同電位となる。一方、対向電極６４には交流電圧
Ｖｃｎｔが印加されているので、液晶にはＶｄｉｓｐと
Ｖｃｎｔとの差の電圧Ｖｌｃｄが印加され、液晶が点灯
することがある。そしてこのような画素選択動作によっ
て液晶（画素）が点灯すると、１度点灯した液晶は、画
像データがコンデンサ６０によって長時間保持されてい
るため、長時間点灯し続けることになる。この保持時間
はトランジスタ５４のリーク電流値とコンデンサ６０の
容量によって決定されるが、通常、トランジスタのリー
ク電流値が非常に小さく、フレーム時間の代表値である
１６．７ｍｓよりも十分長い。

【００３０】そして、１度点灯した液晶は、一定時間点
灯状態を保持し続けるため、液晶の状態を変更する必要
のないときには、１フレームごと（１６．７ｍｓ）に同
じ画像データによる電圧を印加する必要がなくなる。こ
のため静止画像表示時には、各電極線の配線に伴う配線
交差部の容量と、配線と対向電極６４との間の液晶とで
形成される容量に対して１フレームごとに充放電を行な
う必要がないので、消費電力を低減することができる。

【００３１】一方、画素選択動作時に、トランジスタ５
０、５２が導通状態で、画像データのレベルが“Ｌ”と
なったときには、トランジスタ５４のゲートのゲインＶ
ｍｅｍが“Ｌ”となり、コンデンサ６０に充電されてい
た電荷が放電し、トランジスタ５４が非導通状態とな
る。このときＶｄｉｓｐはＶｃｎｔと同電位となるた
め、液晶には電圧が印加されなくなり、液晶は非点灯状
態となる。

【００３２】このように、静止画像表示時に、信号電極
線Ｘｉと走査電極線Ｙｉがともに“Ｈ”となって画素選
択動作が実行されたときに、画像データ電極線Ｄｉに
“Ｈ”の静止画像データが入力したときには液晶が点灯
し、“Ｌ”の画像データが入力したときには液晶が消灯
することになる。この場合、１度点灯（表示）した液晶
（画素）は長時間点灯し続けるので、静止画像を表示す
るための画素選択動作の間隔は周期的でなくてよく、書
き替えが必要なときにのみ書き替えればよいことにな
る。このため静止画像の表示時に、配線交差部に形成さ
れる容量や配線と液晶間に形成される容量を１フレーム
ごとに毎回充放電しなくてすみ、消費電力を低減するこ
とができる。

【００３３】次に、各表示領域に動画像を表示するとき
の駆動状態を図８のタイミングチャートに従って説明す
る。

【００３４】まず動画像表示時における画素選択動作と
して、信号電極線Ｘｉの電圧のレベルが“−Ｈ”に、走
査電極線Ｙｉの電圧のレベルが“Ｈ”になったときに、
データ選択スイッチＳＷｉの選択動作により画像データ
電極線Ｄｉに動画像データとして“ｓｉｇｎ”が入力
されると、トランジスタ５０、５６、５８がオン状態と
なり、動画像データが表示電極６２に印加される。この
ときトランジスタ５２は非導通状態にあるので、Ｖｍｅ
ｍのレベルは“Ｌ”となり、トランジスタ５４は非導通
状態となる。またコンデンサ６０に充電されていた静止
画像などの画像データはトランジスタ５８の導通によっ
て放電される。そして液晶に印加される電圧Ｖｌｃｄは
ＶｃｎｔとＶｄｉｓｐとの差の電圧“Ｖｃｎｔ−Ｖｄｉ
ｓｐ”となり、この差の電圧に従って液晶が点灯し、動
画像が表示されることになる。この場合、動画像選択時
の間隔を１／６０秒にすることで、ちらつきのない良好
な動画像を表示することができる。

【００３５】次に、静止画像と動画像を混在して表示す
る場合には、図９に示すように、表示領域を静止画像領
域と動画像領域｛（Ｘｎ１、……、Ｘｎｎ）〜（Ｙｍ
１、……、Ｙｍｍ）｝に分けて表示することができる。

【００３６】静止画像領域に静止画像を表示するときに
は、Ｙシフトレジスタ回路１６の出力は“Ｈ”となり、
Ｙデコーダ回路１８からは、パネル表示制御回路１２か
ら入力されるアドレス信号が順次出力される。このため
論理回路ＡＮＤｉからはアドレス信号に応じたＹアドレ
スデータが出力される。Ｘデコーダ１４からは、パネル
表示制御回路１２から入力されるアドレス信号に従って
Ｘアドレスデータが順次出力される。またデータ選択ス
イッチＳＷｉは静止画像電極線３４からの静止画像デー
タを選択し、選択した静止画像データを画像データ電極
線Ｄｉに出力する。このため静止画像領域に指定された
信号電極線ＸｉにはＸアドレスデータが印加され、走査
電極線ＹｉにはＹアドレスデータが印加され、画像デー
タ電極線Ｄｉには静止画像データがＹアドレスデータ、
Ｘアドレスデータと同期して印加される。

【００３７】一方、動画像領域に動画像を表示するとき
には、Ｙシフトレジスタ回路１６の指定の出力電極線
（動画像表示領域に対応した複数の出力電極線）から走
査パルスが出力され、Ｙデコーダ１８の指定のアドレス
信号線（動画像表示領域に対応した複数のアドレス信号
線）から“Ｈ”の信号が出力される。そして論理回路Ａ
ＮＤｉから指定の走査電極線（動画像表示領域に対応し
た複数の走査電極線）Ｙｉに走査パルスが出力される。
またＸデコーダ回路１４からは“−Ｈ”の信号が指定の
信号電極線（動画像表示領域に対応した複数の信号電極
線）Ｘｉに出力される。そしてデータ選択スイッチＳＷ
ｉは動画像ラッチ回路２０の指定の動画像電極線（動画
像表示領域に対応した複数の動画像電極線）からの動画
像データを選択し、選択した動画像データを画像データ
電極線Ｄｉに出力する。そして動画像表示領域に対応し
た各信号電極線Ｘｉには“−Ｈ”の信号が印加され、走
査電極線Ｙｉには走査パルスが印加され、画像データ電
極線Ｄｉには動画像データが走査パルスと同期して印加
される。以上の関係をまとめると次の表１のようにな
る。

【００３８】

【表１】

【００３９】また、静止画像領域において、画像データ
に関する点灯、消去、保持を実行する場合や、動画像領
域において、画像データに関する点灯、保持を実行する
場合には、各電極線の電位の関係は次の表２で表わされ
る。

【００４０】

【表２】

【００４１】静止画像領域において、静止画像を表示
（点灯）させる場合、走査電極線Ｙｉ、信号電極線Ｘ
ｉ、画像データ電極線Ｄｉにそれぞれ“Ｈ”、“Ｈ”、
“Ｈ”を印加させることにより、表示電極６２の電位が
共通電極線の電位“Ｖｃｏｍ”と同電位となって液晶が
点灯することになる。一方、点灯した静止画像を消去さ
せる場合は、走査電極線Ｙｉに“Ｈ”、信号電極線Ｘｉ
に“Ｈ”を印加し、画像データ電極線Ｄｉに“Ｌ”のデ
ータを印加することで、表示電極６２の電位が“Ｖｃｎ
ｔ”と同電位となって画像が消去されることになる。ま
た１度点灯した静止画像を保持させるときには、走査電
極線Ｙｉ、信号電極線Ｘｉのいずれかを“Ｌ”とすれば
よく、このときには画像データ電極線Ｄｉに“Ｌ”また
は“Ｈ”の信号が印加されても、表示電極６２の状態は
変化しない。また信号電極線Ｘｉに“−Ｈ”が印加され
る場合においても表示電極６２の状態は変化しない。

【００４２】一方、動画像領域に動画像を表示（点灯）
させる場合には、走査電極線Ｙｉ、信号電極線Ｘｉ、画
像データ電極線Ｄｉにそれぞれ“Ｈ”、“−Ｈ”、“ｓ
ｉｇｎ”を印加させることで、表示電極６２に動画像デ
ータ“ｓｉｇｎ”が印加され、液晶の点灯によって動
画像が表示される。表示された動画像を保持させる場合
には、走査電極線Ｙｉ、信号電極線Ｘｉのいずれか一方
の信号のレベルが“Ｌ”であればよく、このとき画像デ
ータ電極線Ｄｉにどんな信号が印加されても表示電極６
２の状態は変化しない。

【００４３】次に、図９に示すように、静止画像表示領
域と動画像表示領域とを混在させた状態で、動画像と静
止画像を表示するときの動作を図１０のタイミングチャ
ートに従って説明する。なお、１フレームの時間は１／
６０秒で約１６．７ｍｓとしてある。また動画像表示領
域に相当する電極線のうち走査電極線はＹｍ１〜Ｙｍ
ｍ、信号電極線はＸｎ１〜Ｘｎｎ、画像データ電極線は
Ｄｎ１〜Ｄｎｎに設定されており、静止画像表示領域と
動画像表示領域はそれぞれパネル表示制御回路１２から
の指令に従って設定される。また静止画像を表示させる
ための時間や静止画像を選択するための時間と、動画像
を表示させるための時間や動画像を選択するための時間
とを分けて駆動することとしている。

【００４４】まず１フレームの画像を表示するための処
理が開始されたときには、静止画像を表示するための指
令がパネル表示制御回路１２から出力され、静止画像表
示領域に属する走査電極線Ｙｉ、信号電極線Ｘｉ、画像
データ電極線Ｄｉには順次表１で示されたデータや信号
が印加される。そして静止画像データに従って静止画像
表示領域に属する液晶の点灯および消去、保持などが行
なわれることになる。すなわち静止画像表示領域におけ
る液晶は表２に示すような駆動状態で点灯、消去、保持
され、画像データに従った静止画像が表示されることに
なる。

【００４５】走査電極に対する選択走査が実行される過
程で、動画像表示領域に動画像を表示させるタイミング
になると、動画像表示領域に属する走査電極線Ｙｉ、信
号電極線Ｘｉ、画像データ電極線Ｄｉには表１、表２に
示すような信号や動画像データが印加され、動画像表示
領域に順次動画像が表示される。この動画像表示時間は
１フレームに１回存在し、この時間に属する動画像の処
理は各フレームごとに繰り返される。

【００４６】また静止画像を表示するときには、一旦表
示した表示領域に属する液晶に対しては書き替えが必要
となるときまで選択動作は実行されず、書き替えが必要
になるまで書き込まれた状態が保持される。

【００４７】このように、本実施の形態によれば、表示
領域に静止画像と動画像を混在させて表示させる場合で
も、静止画像領域に静止画像を表示するときには、一旦
表示した静止画像に関する画素選択動作を、書き替えが
必要になるまで実行しないため、配線の交差部に形成さ
れる容量と、配線と対向電極６４との間の液晶で形成さ
れる容量に対して１フレームごとに充放電を行なう必要
がなく、消費電力を低減することができる。

【００４８】また、動画像を表示するときでも、すべて
の領域に動画像を表示することなく、特定の領域にのみ
動画像を表示するため、消費電力を低減することができ
る。さらに１本の走査電極線Ｙｉが選択された期間内
に、この走査電極線Ｙｉと交差する信号電極線のうち動
画像表示領域に属するすべての信号電極線Ｘｉに動画像
データを順次印加する走査を行なっているため、動画像
を良好に表示することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
静止画像を表示するときには、表示した静止画像の状態
を書き替えが必要となるまで保持させるようにし、動画
像を表示するときには指定の領域にのみ動画像を表示す
るようにしたため、走査電極線、信号電極線、画像デー
タ電極線を含む各種配線間の容量と、配線と対向電極の
間の液晶によって形成される容量に対して１フレームご
とに充放電を行なう必要がなくなり、消費電力を低減す
ることができるとともに、静止画像と動画像を良好な状
態で表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を示す液晶表示装置の全
体構成図である。

【図２】Ｙシフトレジスタ回路の概略構成図である。

【図３】動画像信号回路の概略構成図である。

【図４】画像データ選択スイッチの概略構成図である。

【図５】表示領域の概略構成図である。

【図６】ＴＦＴのＶｇｓ−Ｉｄｓ特性図である。

【図７】静止画像の書き込み状態を説明するためのタイ
ミングチャートである。

【図８】動画像の書き込み状態を説明するためのタイミ
ングチャートである。

【図９】表示領域に動画像と静止画像を表示するときの
領域の設定状態を示す図である。

【図１０】静止画像と動画像を混在させて表示するとき
の作用を示すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０カラーパネル１２パネル表示制御回路１４Ｘデコーダ回路１６Ｙシフトレジスタ回路１８Ｘデコーダ回路２０動画像ラッチ回路２２動画像シフトレジスタ回路２４共通電極駆動回路２６対向電極駆動回路Ｘｉ信号電極線Ｙｉ走査電極線Ｄｉ画像データ電極線ＳＷｉデータ選択スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/66

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】相対向して配置されて少なくとも一方が
透明な一対の基板間に液晶層を挿入し、前記一対の基板
の一方の基板に複数の走査電極線を分散して配置すると
ともに前記複数の走査電極にマトリクス状に交差する複
数の信号電極線を分散して配置し、前記一方の基板のう
ち前記複数の走査電極線と前記複数の信号電極線とによ
りそれぞれ囲まれた複数の表示領域にそれぞれ表示電極
に配置するとともに、液晶層を間にして各表示電極にそ
れぞれ相対向させて対向電極を配置し、前記複数の表示
領域に、各表示電極に接続された静止画像用スイッチン
グ素子と動画像用スイッチング素子を配置するととも
に、前記各信号電極線と前記各走査電極線からの信号お
よび静止画像データを基に前記各静止画像用スイッチン
グ素子を制御する静止画像用制御回路を配置し、さら
に、前記複数の表示領域に、前記各信号電極線と前記各
走査電極線からの信号および動画像データを基に前記各
動画像用スイッチング素子を制御する動画像用制御回路
を配置し、静止画像表示時に、静止画像表示領域に属す
る静止画像用制御回路に対して信号電極線と走査電極線
からの信号および静止画像データを与えて静止画像用ス
イッチング素子をオン状態にさせるとともに静止画像デ
ータを保持させ、動画像表示時には、動画像表示領域に
属する動画像用制御回路に対してのみ信号電極線と走査
電極線からの信号および動画像データを与えて動画像用
スイッチング素子をオン状態にさせてなる液晶表示装
置。
【請求項２】相対向して配置されて少なくとも一方が
透明な一対の基板間に液晶層を挿入し、前記一対の基板
の一方の基板に複数の走査電極線を分散して配置すると
ともに前記複数の走査電極にマトリクス状に交差する複
数の信号電極線を分散して配置し、前記一方の基板のう
ち前記複数の走査電極線と前記複数の信号電極線とによ
りそれぞれ囲まれた複数の表示領域にそれぞれ表示電極
に配置するとともに、液晶層を間にして各表示電極にそ
れぞれ相対向させて対向電極を配置し、前記複数の表示
領域に、各表示電極に接続された静止画像用スイッチン
グ素子と動画像用スイッチング素子を配置するととも
に、前記各信号電極線と前記各走査電極線からの信号お
よび静止画像データを基に前記各静止画像用スイッチン
グ素子を制御する静止画像用制御回路を配置し、さら
に、前記複数の表示領域に、前記各信号電極線と前記各
走査電極線からの信号および動画像データを基に前記各
動画像用スイッチング素子を制御する動画像用制御回路
を配置し、静止画像表示時に、静止画像表示領域に属す
る静止画像用制御回路に対して信号電極線と走査電極線
からの信号および静止画像データを与えて静止画像用ス
イッチング素子をオン状態にさせるとともに静止画像デ
ータを保持させ、静止画像表示領域に属する静止画像用
制御回路のうち静止画像データを保持した静止画像要制
御回路に対しては、静止画像データが保持されいる間信
号電極線と走査電極線からの信号および静止画像データ
の供給を停止し、動画像表示時には、動画像表示領域に
属する動画像用制御回路に対してのみ信号電極線と走査
電極線からの信号および動画像データを与えて動画像用
スイッチング素子をオン状態にさせてなる液晶表示装
置。
【請求項３】相対向して配置されて少なくとも一方が
透明な一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液
晶層と、前記一対の基板の一方の基板に分散して配置さ
れた複数の走査電極線と、前記複数の走査電極線と同じ
基板に分散して配置されて前記複数の走査電極にマトリ
クス状に交差する複数の信号電極線と、前記一方の基板
のうち前記複数の走査電極線と前記複数の信号電極線と
によりそれぞれ囲まれた複数の表示領域にそれぞれ配置
された複数の表示電極と、前記複数の表示電極に前記液
晶層を間にして相対向して配置された複数の対向電極
と、前記複数の信号電極線に対応して配置されて前記複
数の表示領域まで画像データを導く複数の画像データ電
極線と、前記複数の表示電極にそれぞれ接続された複数
の静止画像用スイッチング素子と、前記複数の表示電極
にそれぞれ接続された複数の動画像用スイッチング素子
と、前記複数の信号電極線および前記複数の走査電極線
からの信号と前記複数の画像データ線からの静止画像デ
ータとを受けこれらの状態が前記複数の静止画像用スイ
ッチング素子をオン状態にする条件を満たしたときに前
記静止画像データを保持するとともに前記複数の静止画
像用スイッチング素子をそれぞれオン状態に制御する複
数の静止画像用制御回路と、前記複数の信号電極線およ
び前記複数の走査電極線からの信号と前記複数の画像デ
ータ線からの動画像データとを受けこれらの状態が前記
複数の動画像用スイッチング素子をオン状態にする条件
を満たしたときに前記複数の動画像用スイッチング素子
をそれぞれオン状態に制御する複数の動画像用制御回路
と、静止画像表示時に静止画像データを選択し動画像表
示時には動画像データを選択し選択した画像データを前
記複数の画像データ電極線にそれぞれ出力する複数の画
像データ選択回路と、前記複数の表示領域のうち動画像
を表示すべき領域を指定する動画像表示領域指定手段
と、動画像表示領域指定手段の指定に従って前記複数の
画像データ選択回路のうち前記動画像表示領域指定手段
の指定による表示領域に対応した画像データ選択回路に
のみ動画像データを出力する動画像データ出力手段と、
静止画像表示時に前記複数の走査電極線のうち指定の走
査電極線に対して順次走査パルスを出力する静止画像用
走査パルス出力手段と、動画像表示時に前記複数の走査
電極線のうち指定の走査電極線に対して順次走査パルス
を出力する動画像用走査パルス出力手段と、前記静止画
像用走査パルス出力手段の出力による走査パルスに同期
して前記複数の信号電極線に静止画像用液晶駆動信号を
出力する静止画像用液晶駆動信号出力手段と、前記動画
像用走査パルス出力手段の出力による走査パルスに同期
して前記複数の信号電極線のうち指定の信号電極線に動
画像用液晶駆動信号を出力する動画像用液晶駆動信号出
力手段とを備えた液晶表示装置。
【請求項４】動画像用制御回路は静止画像用制御回路
に接続され、動画像表示時に、静止画像用制御回路によ
って保持された静止画像データを放電してなる請求項
１、２または３記載の液晶表示装置。
【請求項５】静止画像用制御回路は、表示電極を負荷
とする静止画像用スイッチング素子の入力電極間に挿入
されたコンデンサと、静止画像用スイッチング素子と直
列に接続された一対の薄膜トランジスタとを有し、一方
の薄膜トランジスタのゲートが信号電極線に接続され、
他方の薄膜トランジスタのゲートが走査電極線に接続さ
れ、ドレインに静止画像データが入力されてなる請求項
１、２、３または４記載の液晶表示装置。
【請求項６】動画像用制御回路は、表示電極を負荷と
する静止画像用スイッチング素子の入力電極間に挿入さ
れた放電用薄膜トランジスタと、表示電極を負荷とする
動画像用スイッチング素子と直列に接続された画像デー
タ入力用薄膜トランジスタとを有し、放電用薄膜トラン
ジスタのゲートが動画像用スイッチング素子のゲートと
ともに信号電極線に接続され、画像データ入力用薄膜ト
ランジスタのゲートが走査電極線に接続され、ドレイン
に動画像データが入力されてなる請求項１、２、３、４
または５記載の液晶表示装置。
【請求項７】動画像用液晶駆動信号出力手段は、指定
の走査電極線のうち一の走査電極線に走査パルスが出力
されたときに、この走査パルスに応答して、指定の信号
電極線に指定の信号電極線の数に応じた動画像データを
順次出力してなる請求項３記載の液晶表示装置。