JP3498033B2 - 表示装置、携帯用電子機器および表示装置の駆動方法 - Google Patents
表示装置、携帯用電子機器および表示装置の駆動方法Info
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Description
示装置の駆動方法に関し、特に、液晶表示装置および液
晶表示装置の駆動方法に関する。
ページャのような携帯用電子機器の表示部には、STN
(super−twist−nematic)方式の液
晶表示パネルが用いられていた。これに対し、近時、携
帯用電子機器にあっても、カラーの動画表示に適した、
TFT(薄膜トランジスタ:thin−film−tr
ansistor)方式に代表されるアクティブマトリ
クス駆動方式が採用され始めている。
が大きいことから、消費電力が特に低く抑えられる必要
がある。携帯用電子機器では、例えば待ち受け時に、液
晶表示パネルの全面に表示が行われる必要は無く、受信
レベルやバッテリ残量や日時等の最小限の表示がなされ
ていればよい。そのため、液晶表示パネルのうちの常時
の表示が不要な部分で消費電力を抑えることが考えられ
る。
マトリクス駆動方式の携帯用電子機器にあっては、液晶
表示パネルのうちの常時の表示が不要な部分で消費電力
を抑えるための技術が、以下の従来技術1から5に開示
されている。
術1)には、以下の液晶表示装置が記載されている。走
査電極と信号電極から成るマトリクス液晶パネルの信号
電極を2つの領域に分割し、上記2つの領域のうち、一
方の領域内を選択走査する期間に、他方の領域には所定
の周期で非選択電圧の印加期間と電圧無印加の期間とを
有するように駆動すると共に、上記選択走査されない領
域の信号電極には、上記非選択電圧の印加期間に、上記
選択走査されている領域の信号電極に印加されている信
号電圧と同一の電圧を印加するように構成したものであ
る。
2)には、以下の液晶表示制御装置が記載されている。
液晶パネルの表示制御を行う液晶表示制御装置におい
て、液晶パネルの表示領域を複数の部分表示領域に分割
し、外部からの制御信号により選択された部分表示領域
を駆動状態とし、他の部分表示領域を非駆動状態とする
駆動手段を備えている。
3)には、以下の液晶表示装置が記載されている。表示
対象である液晶表示パネル全領域使用時のコモン電極、
セグメント電極への駆動電圧及び前記駆動電圧よりも実
効波高値の小さい前記液晶表示パネル一部領域使用時の
コモン電極、セグメント電極への駆動電圧をスイッチの
動作により切換え出力する電源回路を備え、前記電源回
路からの駆動電圧に基づいて前記液晶表示パネルの全領
域または一部領域に対応するコモン電極、セグメント電
極を切換駆動する。
術4)には、以下の液晶表示装置の駆動方法が記載され
ている。互いに交差する複数の信号線及び走査線に基づ
いて形成される表示可能領域を有する液晶表示パネルを
備え、前記表示可能領域の一部だけを表示状態とし、他
の領域を非表示状態とする機能を有した液晶表示装置の
駆動方法において、前記非表示状態とする非表示領域の
表示階調を制御するための期間を設けたものである。
8751号)公報(従来技術5)には、表示装置の駆動
方法が記載されている。非選択時における走査線の電圧
レベルが一つのみであり、表示要素による表示を行わな
い場合には、その表示要素に対応するデータ線の電圧レ
ベルを、走査線の非選択時の電圧レベルとするものであ
る。
シィブマトリクス駆動方式に関し、その駆動方法が異な
ることから、アクティブマトリクス駆動方式にそのまま
適用することはできない。アクティブマトリクス駆動方
式の駆動方法に最適な、低消費電力化が実現されること
が望まれる。本発明の目的は、消費電力を削減できる液
晶表示装置を提供することである。本発明の他の目的
は、消費電力を削減できる、TFT方式に代表されるア
クティブマトリクス駆動方式の表示装置を提供すること
である。本発明のさらに他の目的は、直流電圧の印加に
よる悪影響が無く、且つ消費電力を削減できる液晶表示
装置を提供することである。本発明のさらに他の目的
は、直流電圧の印加による悪影響が無く、且つ消費電力
を削減できるTFT方式に代表されるアクティブマトリ
クス駆動方式の表示装置を提供することである。
の手段が、下記のように表現される。その表現中の請求
項対応の技術的事項には、括弧()つき、番号、記号等
が添記されている。その番号、記号等は、請求項対応の
技術的事項と実施の複数・形態のうちの少なくとも一つ
の形態の技術的事項との一致・対応関係を明白にしてい
るが、その請求項対応の技術的事項が実施の形態の技術
的事項に限定されることを示すためのものではない。
(VG)が入力される複数の走査線(G)とそれぞれに
表示信号(VS)が入力される複数の信号線(S)とに
より形成される複数の交点部のそれぞれに、スイッチン
グ素子(20)を介して容量部(22)が設けられてな
る表示装置であって、前記表示装置は、複数の前記容量
部(22)を備えてなる表示部(30)を有し、前記表
示部(30)は、前記複数の走査線(G)の少なくとも
一本に平行な仮想線によって、第1および第2表示領域
(31、32)として複数に分割され、前記複数の走査
線(G)のうちの前記第1表示領域(31)に対応する
第1走査線群(G1〜Gn−1)には、前記走査信号
(VG1〜VGn−1)が第1入力周期で入力され、前
記複数の走査線(G)のうちの前記第2表示領域(3
2)に対応する第2走査線群(Gn、Gn+1…)に
は、前記走査信号(VGn、VGn+1…)が第2入力
周期で入力され、前記第1および第2入力周期は、互い
に異なっている。
周期は、前記第1表示領域(31)の前記容量部(2
2)が交流駆動されるように選択され、前記第2入力周
期は、前記第2表示領域(32)の前記容量部(22)
が交流駆動されるように選択される。交流駆動には、フ
レーム反転、行ライン反転、列ライン反転およびドット
反転駆動等が含まれる。
線群(Gn、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、V
Gn+1…)が入力されるときに前記第2表示領域(3
2)の複数の前記容量部(22)に入力される複数の前
記表示信号(VS)は、互いに実質的に同一の振幅を有
する。
び第2入力周期の相違に基づいて前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されないときには、前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されたときと同じタイミングで、前記第2走
査線群(Gn、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、
VGn+1…)が入力されたときに前記第2表示領域
(32)の前記複数の容量部(22)に入力される前記
複数の表示信号(VS)と互いに実質的に同一の振幅を
有する複数の表示信号(VS)が、前記複数の信号線
(S)に出力される。前記振幅を有する表示信号(V
S)には、その振幅が実質的にゼロであるものが含まれ
る。
び第2入力周期の相違に基づいて前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されないときには、前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されたときと同じタイミングで、前記複数の
信号線(S)のそれぞれの電位が除去される。
び第2入力周期の相違に基づいて前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されないときには、前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されたときと同じタイミングで、前記複数の
信号線(S)のそれぞれがフローティング状態にされ
る。
び第2入力周期の相違に基づいて前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されないときには、前記第2走査線群(G
n、Gn+1…)に前記走査信号(VGn、VGn+1
…)が入力されたときと同じタイミングで、前記第2走
査線群(Gn、Gn+1…)のそれぞれの電位が除去さ
れる。
力信号を順次転送することで前記第1走査線群のそれぞ
れに前記走査信号を供給する第1シフトレジスタと、第
2入力信号を順次転送することで前記第2走査線群のそ
れぞれに前記走査信号を供給する第2シフトレジスタと
を有している。すなわち、第1および第2走査線群のそ
れぞれに、別々に動作するシフトレジスタが設けられ、
それぞれのシフトレジスタが独立して制御されること
で、例えば、前記第1走査線群(G1〜Gn−1)のそ
れぞれに前記走査信号(VG1〜VGn−1)が供給さ
れ前記第2走査線群(Gn、Gn+1…)のそれぞれに
前記走査信号(VGn、VGn+1…)が供給されない
ように制御されることが可能である。
号を順次転送することで前記複数の走査線(G)のそれ
ぞれに前記走査信号(VG)を供給するシフトレジスタ
(40)を有し、前記シフトレジスタ(40)は、前記
第1走査線群(G1〜Gn−1)のそれぞれに前記走査
信号(VG1〜VGn−1)が供給され前記第2走査線
群(Gn、Gn+1…)のそれぞれに前記走査信号(V
Gn、VGn+1…)が供給されないように、前記入力
信号の転送を停止するためのスイッチ(42)を有して
いる。
ジスタ(40)において、前記入力信号は予め定められ
た設定方向(Y1)に転送され、前記シフトレジスタ
(40)には、前記第1および第2走査線群(G1〜G
n−1,Gn、Gn+1…)のそれぞれに対応する前記
設定方向の最上流部に、前記入力信号を入力可能な第1
および第2入力部(41、43)が設けられている。
び第2入力周期のそれぞれは、前記表示部(30)に単
一の画像が表示されるときのフレーム期間(FT)の倍
数に対応し、前記表示装置は、更に、前記フレームの数
を検出し、前記検出結果に基づいて、前記スイッチ(4
2)のオン/オフの切換えを行う制御部を有している。
(VG)が入力される複数の走査線(G)とそれぞれに
表示信号(VS)が入力される複数の信号線(S)とに
より形成される、複数の交点部のそれぞれにスイッチン
グ素子(20)を介して容量部(22)が設けられてな
る表示装置であって、前記表示装置は、複数の前記容量
部(22)を備えてなる表示部(30)を有し、前記表
示部(30)は、前記複数の走査線(G)の少なくとも
一本に平行な二本の仮想線によって、第1、第2および
第3表示領域(31、32、33)として複数に分割さ
れ、前記複数の走査線(G)のうちの前記第1表示領域
(31)に対応する第1走査線群(G1〜Gn−1)に
は、前記走査信号(VG1〜VGn−1)が第1入力周
期で入力され、前記複数の走査線(G)のうちの前記第
2表示領域(32)に対応する第2走査線群(Gn、G
n+1〜Gm−1)には、前記走査信号(VGn、VG
n+1〜VGm−1)が第2入力周期で入力され、前記
複数の走査線(G)のうちの前記第3表示領域(33)
に対応する第3走査線群(Gm、Gm+1…)には、前
記走査信号(VGm、VGm+1…)が第3入力周期で
入力され、前記第1、第2および第3入力周期のうちの
少なくとも一つは、前記第1、第2および第3入力周期
から前記少なくとも一つが除かれた結果として残ったも
のと、異なっている。
ング素子(20)として、TFTおよびMIM(met
al−insulator−metal)のいずれかが
用いられる。
は単一の基板に設けられている。
携帯用電子機器である。
それぞれに走査信号(VG)が入力される複数の走査線
(G)とそれぞれに表示信号(VS)が入力される複数
の信号線(S)とにより形成される複数の交点部のそれ
ぞれに、スイッチング素子(20)を介して容量部(2
2)が設けられてなり、複数の前記容量部(22)を備
えてなる表示部(30)を有する表示装置を提供するこ
とと、(b) 前記表示部(30)を、前記複数の走査
線(G)の少なくとも一本に平行な仮想線によって、第
1および第2表示領域(31、32)として複数に分割
することと、(c) 前記複数の走査線(G)のうちの
前記第1表示領域(31)に対応する第1走査線群(G
1〜Gn−1)に、第1入力周期で前記走査信号(VG
1〜VGn−1)を入力することと、(d) 前記複数
の走査線(G)のうちの前記第2表示領域(32)に対
応する第2走査線群(Gn、Gn+1…)に、前記第1
入力周期と異なる第2入力周期で前記走査信号(VG
n、VGn+1…)を入力することとを備えている。
ス駆動方式で1つの画面(30)に、リフレッシュレー
ト(表示レート、書き込み周波数、ゲートオン周期)の
異なる複数の領域(31、32)を有している。
走査線、信号線、対向共通電極および液晶に印加される
電圧が制御されることで、消費電力の低減が図られると
ともに、第1表示領域31の動画よりも画像変化が少な
い映像表示(第1表示領域(31)と静止画の中間)が
可能である(蓄積電圧が時間とともに低下していくので
画像のコントラストは、落ちる可能性がある)。
明の表示装置の一実施形態が説明される。
TFTを用いる3端子素子マトリクス駆動方式につい
て、説明される。
用いたアクティブマトリクス駆動によるLCD(liq
uid crystal display)の動作原理
が説明される。
1,G2,…Gn,Gn+1…と信号線S1,S2…か
らなるマトリクス配線の交点に、スイッチング素子であ
るTFT20が設けられる。TFT20のゲート電極は
走査線G1,G2,…Gn,Gn+1…に接続され、そ
のソース電極は信号線S1,S2…に接続され、そのド
レイン電極Dは画素電極に接続される。電極が透明金属
の場合はバックライトの光を利用する透過型液晶表示装
置であり、反射電極の場合は外光を利用する反射型液晶
表示装置である。なお、nは2以上の任意の整数であ
る。
材料物性が変化し抵抗率が減少するなどの劣化現象が現
れてくる。したがって、LCDパネル寿命の観点から交
流駆動が必要とされ、駆動電圧の極性が反転される。こ
のため、駆動電圧は、フレーム(リフレッシュ)毎に極
性が反転される。
走査線G1,G2,…Gn,Gn+1…には、走査信号
が線順次駆動方式で供給される。信号線S1,S2…の
それぞれには、フレームFTごとに極性反転された並列
表示信号(映像信号)が供給される。
2…のうちの任意の一本(以下では、その一本は、信号
線S1であるとして説明される)に供給される表示信号
の電圧を示している。図2の符号VCOMは、図1
(a)に示されるように、LCDパネルの全ての画素容
量22に対し、対向共通電極COMから共通に供給され
る対向共通電圧を示している。図2に示されるように、
表示信号および対向共通信号(対向共通電圧VCOMに
対応する)のそれぞれは、交流駆動される。図2に示さ
れるように、対向共通電極COMには、フレームFTご
とに極性反転された対向共通信号が供給される。
フ制御されるTFTスイッチ20を介して、各画素の容
量22(容量22には、液晶容量および蓄積容量の双方
が含まれる)に書き込まれる。その表示信号に対応する
画素電極電圧VDと、そのときの対向共通電圧VCOM
との電位差によって、各々の画素電極上の液晶が動作す
る。
込みは、複数の信号線S1,S2…に同時に供給される
並列表示信号を、複数の走査線G1,G2,…Gn,G
n+1…に順次供給される走査信号でサンプリングする
方法で行われる(線順次駆動)。画素電極に書き込まれ
た表示信号は、その書き込みが行われてから1フレーム
FT後に次の走査信号が入力され、その入力された走査
信号に応答して、既に書き込まれている表示信号に対し
極性(対向共通電圧VCOMを基準として)が反転され
た表示信号が書き込まれるまで、その既に書き込まれて
いる表示信号の電位が保持され、液晶は準スタティック
に駆動される。
供給される表示信号の極性は反転される。図2に示され
るように、一本の信号線S1に供給される表示信号の電
圧に対応する画素電極電圧VDは、その先頭(最上位の
走査線G1にTFT20を介して接続された容量22に
印加される電圧)が第1フレームFTでは正書き込み、
第2フレームFTでは負書き込み、第3フレームFTで
は正書き込み、第4フレームFTでは負書き込み、…と
なる。
ル30は、その上半分(第1表示領域)31と、その下
半分(第2表示領域)32に分割されて駆動される。第
1表示領域31は、走査線G1、G2〜Gn−1の範囲
であり、第2表示領域32は、走査線Gn、Gn+1…
の範囲である。
を表示し、第2表示領域32に通常の画像を表示し、消
費電力を削減したい場合には、第2表示領域32を間欠
駆動することで消費電力を削減する。例えば、面積の狭
い第1表示領域31には、時刻やバッテリ残量が常時表
示される一方、面積の広い第2表示領域32では、通常
使用時以外の待機時に、アンテナ表示または白画面表示
とされるとき、その待機時に第2表示領域32を間欠駆
動することで消費電力が削減される。
時間帯では、第2表示領域32の走査線Gn、Gn+1
…に走査信号が供給される必要が無い。その時間帯で
は、その時間帯の直前に走査線Gn、Gn+1…に走査
信号が供給されたときの表示信号が第2表示領域32の
容量部22にて保持されている。例えば、走査線Gn、
Gn+1…に走査信号が供給されたときの表示信号の電
圧がしきい値以下であって、その供給直後から走査線G
n、Gn+1…に走査信号が供給されない場合、各画素
の液晶がノーマリーホワイト型であるとすると、第2表
示領域32の画面は白色のまま保持される。上記のよう
に、第2表示領域32(走査線Gn、Gn+1…)に走
査信号が供給されない方法によれば、確かに消費電力の
削減が図られる。
本発明者は、ただ単に走査線に走査信号が入力されない
状態が続くと、液晶に直流電圧が印加され、材料物性の
変化、抵抗率の減少などの劣化現象が現れてくる場合が
あるとの知見を得た。TFT型LCDは、寄生抵抗を有
し、画素電位からのリーク電流が生じる。したがって、
フィールドスルー電圧等のように正書き込みと負書き込
みのいずれでも画素電位が0ボルトの方向に減衰するも
のばかりではない。液晶に予期されない直流電圧が印加
されるケースがあり、劣化の要因となる。このことか
ら、消費電力の低減が図られる第2表示領域32におい
ても、走査信号の供給を長時間停止することは望ましく
なく、書き込み周期は長くとも走査信号は供給される必
要がある。
図8のように示されることができる。したがって、理想
的な状態であれば、TFT20がオフ状態においてはス
イッチとしてのTFT20がオープン状態となり、液晶
容量CLCおよび蓄積容量CSTに書き込まれた液晶電
圧VLCが保持される。ここで、液晶電圧VLCとは、
画素電極電圧VDと対向共通電圧VCOMとの電位差に
相当する。
無限大ではなく、さらに液晶容量部も有限の抵抗値RL
Cを持つ。TFT20がオフ時の実際の等価回路は、図
9のように示される。したがって、液晶容量CLCおよ
び蓄積容量CSTに書き込まれた電荷は、抵抗RLCに
より放電し、また抵抗RTFTにより放電ないし充電さ
れる(信号線電位は、刻々と変わる映像(表示)信号に
より変化するため、抵抗RTFTでは放電/充電両方が
起こる)。
20を除いて)と、放電時定数τは、以下の式で示され
ることができる。 τ=RLC×(CLC+CST).
慮するのであれば、蓄積容量CSTの値を大きくすれば
よい。しかし、蓄積容量CSTが大きくなると、TFT
20の負荷が大きくなるので、TFT20の電流供給能
力をそれに比例させて向上させる必要がある。その結
果、TFT20のオフ抵抗RTFTを低下させてしま
い、結果的には、RTFT部での放電/充電現象の抑制
を期待できない。
TFT20の製造プロセスのゆらぎにより、単純な線形
の抵抗特性を示さず、電圧や極性により特性が変わる非
線形特性を示すことがあり、単純な放電/充電特性が期
待できない。
くと、液晶容量CLCおよび蓄積容量CSTに書き込ま
れた電圧は次第に変化する。その変化の方向は一様では
ない。この変化した状態が続くと、液晶に直流電圧が印
加され続け、液晶パネル内の液晶分子や関連材料が分解
され経時変化が発生するおそれがある。
ば、60Hzでの書き込み)では、液晶容量部の抵抗値
RLCおよびTFT20のオフ抵抗RTFTがともに十
分大きいので、放電/充電が問題となることはない。し
かし、消費電力削減のために、ただ単にTFT20をオ
フさせた状態を保つだけでは、液晶に対して悪影響のお
それがある。
Dが書き込まれた電圧を保持するホールドデバイスであ
る特徴を利用して、書き込み周期を長くして駆動するこ
とで、本来の信頼性の維持と消費電力削減とを両立させ
る。その場合、その長い書き込み周期で駆動される液晶
が交流駆動される必要がある点は、通常の書き込み周期
で駆動される液晶と同じである。
説明される。図3は、第2表示領域32の画像が画像変
化しないケース(第2表示領域32の全面が白色のまま
保持されるケースが含まれる)を示している。本実施形
態は、そのケースに代えて、第2表示領域32に、長く
された書き込み周期に対応する画像(通常の書き込み周
期である第1表示領域31の画像に比べて、画像変化が
少ない)が表示されるケースであることができる。
よび対向共通信号のそれぞれが交流駆動され、各画素は
リフレッシュ毎に極性が反転される。
る。図3に示されるように、第1フレームFTにおい
て、第2表示領域32の走査線Gnには、通常のタイミ
ングで(図2と同じタイミングで)、走査信号VGnが
供給される。同様に、第1フレームFTにおいて、第2
表示領域32の走査線Gn+1には、通常のタイミング
で(図2と同じタイミングで)、走査信号VGn+1が
供給される。すなわち、第1フレームFTでは、LCD
パネル30の全ての走査線G1、G2…Gn、Gn+1
…に順番に走査信号が入力され、第1表示領域31のみ
ならず、第2表示領域32も駆動される。
供給されたときにその走査線GnにTFT20を介して
接続される液晶容量22に供給される表示信号の電圧V
Sと、走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供給され
たときにその走査線Gn+1にTFT20を介して接続
される液晶容量22に供給される表示信号の電圧VSと
は、互いに極性が異なり、その振幅が同じである。
とき、および走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供
給されたときに、それぞれの液晶容量22に印加される
電圧値(VDとVCOMとの電位差の絶対値)は同じで
ある。各画素で電圧が液晶のしきい値以下であれば、各
画素の液晶がノーマリーホワイト型である場合には、各
画素は白色となり、しかもその階調は同じである。
説明された。走査線Gn+2、Gn+3…についても上
記説明の動作が繰返される。すなわち、走査線Gn+
2、Gn+3…には、図2と同じように、走査信号VG
n+2、VGn+3…が線順次駆動方式で供給される。
走査信号VGn+2が走査線Gn+2に供給されたとき
にその走査線Gn+2にTFT20を介して接続される
液晶容量22に供給される表示信号の電圧VSと、走査
信号VGn+3が走査線Gn+3に供給されたときにそ
の走査線Gn+3にTFT20を介して接続される液晶
容量22に供給される表示信号の電圧VSとは、互いに
極性が異なり、その振幅が同じである。
+2に供給されたときにその走査線Gn+2にTFT2
0を介して接続される液晶容量22に供給される表示信
号の電圧VSと、走査信号VGn+1が走査線Gn+1
に供給されたときにその走査線Gn+1にTFT20を
介して接続される液晶容量22に供給される表示信号の
電圧VSとは、互いに極性が異なり、その振幅が同じで
ある。
給されたとき、走査信号VGn+2が走査線Gn+2に
供給されたとき、および走査信号VGn+3が走査線G
n+3に供給されたときに、それぞれの液晶容量22に
印加される電圧値(VDとVCOMとの電位差の絶対
値)は同じであり、各画素の液晶のしきい値以下であ
る。これにより、各画素は同じ階調の白色となる。
VSは、複数の信号線S1、S2…のうちの任意の1本
(ここでは、信号線S1とする)に相当する。他の信号
線(ここでは信号線S2、S3…とする)についても、
走査線Gn、Gn+1…に走査信号VGn、VGn+1
…が供給されたときにその走査線Gn、Gn+1…にT
FT20を介して接続される各液晶容量22に供給され
る表示信号の値は、上記任意の一本(信号線S1)と同
じである。以上のことから、第1フレームFTでは、第
2表示領域32の全体は、同じ階調の白色となる。
る。図3に示されるように、第2フレームFTにおいて
は、図2と同じく、第1表示領域31の走査線G1、G
2、…Gn−1に、走査信号VG1、VG2、…VGn
−1…が供給される。その一方、第2フレームFTにお
いては、図2と異なり、第2表示領域32の走査線G
n、Gn+1…には、走査信号VGn、VGn+1…の
ようにTFTをオンとするパルスが供給されない。した
がって、第2フレームFTでは、第2表示領域32のす
べてのTFT20がオフであり(第2表示領域32が非
駆動)、第2表示領域32の各液晶容量22に、新たに
電圧(VDとVCOMの電位差)が印加されることはな
い。
の各液晶容量22には、第1フレームFTで印加された
電圧が保持されている。そのため、第2表示領域32の
各画素は、互いに同じ階調の白色となる。第2フレーム
FTでは、第1フレームFTと比べて、第2表示領域3
2の各液晶容量22に蓄積された電荷が時間の経過とと
もに若干放電する場合もあるが、液晶のしきい値電圧以
下であれば実用上問題は無い。
のTFT20はすべてオフ(非駆動)であるため、第2
表示領域32の各液晶容量22(走査線Gn、Gn+
1、…)に対応する、表示信号の電圧VSおよび対向共
通電圧VCOMのそれぞれは、第2表示領域32の画像
(色)に無関係である。本実施形態では、第2フレーム
FTにおける第2表示領域32の各液晶容量22に対応
する各画素の液晶電圧VLCは、第1フレームFTにお
ける第2表示領域32の各液晶容量22に対応する各画
素の液晶電圧VLCと同じ(第1フレームFTから固
定)である。
る。第3フレームFTでは、第2フレームFTと同じ
く、第2表示領域32は非駆動である。第2表示領域3
2に関する動作は、第2フレームFTと同じである。第
2表示領域32の状態は、第2フレームFTと同じであ
る。第3フレームFTでは、第2フレームFTと比べ
て、第2表示領域32の各液晶容量22に蓄積された電
荷が時間の経過とともに若干放電する場合もあるが、液
晶のしきい値電圧以下であれば実用上問題は無い。
る。第4フレームFTでは、第1フレームFTと同じ
く、第2表示領域32が駆動される。第2表示領域32
に関する動作は、以下の点を除いて、第1フレームFT
と同じである。
では、走査信号VGnが走査線Gnに供給されたときに
その走査線GnにTFT20を介して接続される液晶容
量22に供給される表示信号の電圧VSは、正電位(対
向共通電圧VCOMを基準)であり、走査信号VGn+
1が走査線Gn+1に供給されたときにその走査線Gn
+1にTFT20を介して接続される液晶容量22に供
給される表示信号の電圧VSは、負電位(対向共通電圧
VCOMを基準)である。
VSは、第1フレームFTと逆極性である。すなわち、
第4フレームFTでは、走査信号VGnが走査線Gnに
供給されたときにその走査線GnにTFT20を介して
接続される液晶容量22に供給される表示信号の電圧V
Sは、負電位(対向共通電圧VCOMを基準)であり、
走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供給されたとき
にその走査線Gn+1にTFT20を介して接続される
液晶容量22に供給される表示信号の電圧VSは、正電
位(対向共通電圧VCOMを基準)である。
素の液晶は、第1フレームFTと第4フレームFTとの
間で交流駆動されることになる。
と同じく、走査信号VGnが走査線Gnに供給されたと
きにその走査線GnにTFT20を介して接続される液
晶容量22に供給される表示信号の電圧VSと、走査信
号VGn+1が走査線Gn+1に供給されたときにその
走査線Gn+1にTFT20を介して接続される液晶容
量22に供給される表示信号の電圧VSとは、互いに極
性が異なり、その振幅が同じである。
とき、および走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供
給されたときに、それぞれの液晶容量22に印加される
電圧値(VDとVCOMとの電位差の絶対値)は同じで
あり、各画素の液晶のしきい値以下である。上記では、
走査線Gn、Gn+1について説明された。走査線Gn
+2、Gn+3…についても上記説明の動作が繰返され
る。これにより、第2表示領域32の各液晶容量22
は、極性が異なるのみで第1フレームFTと同じく駆動
される。第2表示領域32の各画素は、第1フレームF
Tと同じ階調の白色となる。
いて説明される。第5フレームFTにおける第2表示領
域32に関する動作は、第2フレームFTと同じであ
る。第5フレームFTにおける第2表示領域32の各液
晶容量22に対応する各画素の液晶電圧VLCは、第4
フレームFTにおける第2表示領域32の各液晶容量2
2に対応する各画素の液晶電圧VLCと同じ(第4フレ
ームFTから固定)とする。図示されない第6フレーム
FTおける第2表示領域32に関する動作は、第3フレ
ームFTと同じである。図示されない第7フレームFT
おける第2表示領域32に関する動作は、第1フレーム
FTと同じである。図示されない第8フレームFT以降
も、上記と同様である。
第1フレームFTに次いで第4フレームFTで駆動され
た。第2表示領域32の各画素の液晶が、第1フレーム
FTと第4フレームFTとの間で交流駆動されるためで
ある。第2表示領域32の各画素の液晶が交流駆動され
ることができれば、第2表示領域32が駆動されるフレ
ームFTは、上記に代えることができる。例えば、図3
において、第2表示領域32は、第1フレームFT、第
3フレームFTに次いで、第4フレームFT、第6フレ
ームFTで駆動されることができる。これによれば、第
1および第3フレームFTでは、走査信号VGnが走査
線Gnに供給されたときにその走査線GnにTFT20
を介して接続される液晶容量22に供給される表示信号
の電圧VSは、正電位(対向共通電圧VCOMを基準)
であり、走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供給さ
れたときにその走査線Gn+1にTFT20を介して接
続される液晶容量22に供給される表示信号の電圧VS
は、負電位(対向共通電圧VCOMを基準)である。こ
れに対して、第4および第6フレームFTの各電圧VS
は、第1および第3フレームFTと逆極性である。すな
わち、第4フレームFTでは、走査信号VGnが走査線
Gnに供給されたときにその走査線GnにTFT20を
介して接続される液晶容量22に供給される表示信号の
電圧VSは、負電位(対向共通電圧VCOMを基準)で
あり、走査信号VGn+1が走査線Gn+1に供給され
たときにその走査線Gn+1にTFT20を介して接続
される液晶容量22に供給される表示信号の電圧VS
は、正電位(対向共通電圧VCOMを基準)である。し
たがって、上記のことから、第2表示領域32の各画素
の液晶は、第1および第3フレームFTと第4および第
6フレームFTとの間で交流駆動されることになる。
図2に比べて、第2表示領域32における走査信号VG
n以降(VGn、VGn+1…)の書き込み周期が長い
(表示レートが低い)。したがって、その分、消費電力
が低減される。図3に示される第2表示領域32の書き
込み周期は、図2に比べて3倍である。TFT型LCD
では、次の書き込みタイミングまで液晶容量22に蓄積
された電荷が保持されるため、第2表示領域32のよう
に低い表示レートで足りる場合には、その表示レートに
応じ、且つ交流駆動が実現されるような、書き込み周期
で駆動されることができる。
動時に信号線S1、S2…のそれぞれに印加される表示
信号の電圧VSは、対向共通電圧VCOMと相俟って、
各走査線Gn、Gn+1…同士で各液晶容量22に正負
の極性を有する均一の電圧が印加されるように、その振
幅が同じにされていた。各画素が同じ階調の白色(また
は黒色等)とされるためである。階調が厳密に考慮され
ないのであれば、上記に代えて、第2表示領域32の駆
動時に信号線S1、S2…のそれぞれに印加される表示
信号の電圧VSは、振幅が必ずしも同じではない、本来
の映像(表示)信号の電圧であることができる。
駆動とされるとき(例えば、第2および第3フレームF
T)、走査電極Gn以降(Gn、Gn+1…)に接続さ
れたTFT20に供給される信号電圧VSは、第2表示
領域32が駆動されるとき(例えば、第1フレームF
T)と同じ(固定)とされた。これに代えて、第2表示
領域32が非駆動とされるときに、第2表示領域32に
供給されるタイミングで、信号線S1、S2…の電位を
除去またはフローティング(ハイインピーダンス状態)
とすることができる。すなわち、信号線S1、S2…を
駆動するドライバーICへの電源供給が一時停止された
り、信号線S1、S2…の前段にオン/オフの切換えス
イッチが設けられることができる。
動されるときの走査線Gn、Gn+1…の走査は、線順
次走査であるとされた。これに代えて、飛び越し走査本
数が複数であることができる。また、走査線側は、第2
表示領域32が非駆動とされるときには、走査線Gn、
Gn+1…に対応する電位が除去されることができる。
電圧VSは、なるべく変化しない方が一層、消費電力が
削減される。このことから、第2表示領域32の各画素
の液晶がノーマリーホワイト型であって、各画素にしき
い値以下の電圧が印加されて白色とされる場合には、図
10に示されるように、図3の例よりもさらに振幅が小
さくされることができる。
示領域32における、表示信号の電圧VSの振幅がゼロ
とされることで、一層、消費電力が削減される。またさ
らに、図12に示されるように、第2表示領域32の走
査線Gn、Gn+1…に、走査信号VGn、VGn+1
…が供給されない期間において、対向共通電圧VCOM
の振幅がゼロとされることで、さらに一層の低消費電力
化が実現される。
1、第2表示領域32ともに、1フレーム画面内で任意
の走査線の次行走査線の信号電圧VSが反転する行ライ
ン反転駆動を採用していた。図15に他の実施例を示
す。本実施例では、第1表示領域31が行ライン反転駆
動を、第2表示領域32がフレーム反転駆動を採用して
いる。この場合、第1表示領域31における各画素電圧
は図3と同様の動作となるが第2表示領域32における
各画素電圧は、第1フレームFTにおいて、正電位(V
COM基準)が充電され、第2フレームFT及び第3フ
レームFTでは、VGn、VGn+1…のようにTFT
は非駆動であり、第4フレームFTにおいては、負電位
(VCOM基準)が充電される。このように表示領域毎
に異なる反転駆動動作によっても、低消費電力化が実現
される。
示されるタイミングで、複数の走査線G1、G2、…G
n−1、Gn、Gn+1…のそれぞれに、走査信号VG
1、VG2、…VGn−1、VGn、VGn+1…が入
力されるための構成について説明される。
トレジスタを示している。図4に示されるように、シフ
トレジスタ40は、LCDパネル30の全ての走査線G
1、G2、…Gn−1、Gn、Gn+1…に接続されて
いる。図5に示されるように、シフトレジスタ40に
は、入力部41からシフトパルスが入力され、そのシフ
トパルスは、シフトクロック(図示されず)に応答し
て、矢印Y1の方向に転送される。すなわち、シフトレ
ジスタ40から、各走査線G1、G2、…Gn−1、G
n、Gn+1…に、所定のタイミングで走査信号VG
1、VG2、…VGn−1、VGn、VGn+1…が出
力される。
0における、第1表示領域31と第2表示領域32の境
界に相当する2本の走査線Gn−1、Gnの間には、ス
イッチ42が設けられている。スイッチ42がオフとさ
れたとき、入力部41から矢印Y1の方向に転送される
シフトパルスが、走査線Gn、Gn+1…以降には転送
されない。
御部が設けられている。この制御部は、上記所定のタイ
ミング(シフトクロック)をカウントし、そのカウント
結果に基づいて、そのときのフレームFTの数(第何フ
レームFTであるか)を検出する。図3に示される例で
は、上記制御部は、第1および第4フレームFTでは、
スイッチ42をオンとする。これにより、全ての走査線
G1、G2、…Gn−1、Gn、Gn+1…のそれぞれ
に、所定のタイミングで走査信号VG1、VG2、…V
Gn−1、VGn、VGn+1…が出力される。上記制
御部は、第2および第3フレームFTでは、スイッチ4
2をオフとする。これにより、走査線G1、G2、…G
n−1のそれぞれに、所定のタイミングで走査信号VG
1、VG2、…VGn−1が出力され、走査線Gn、G
n+1…のそれぞれには、走査信号VGn、VGn+1
…が出力されない。
周期で駆動され、第1表示領域31が第2表示領域32
より長い書き込み周期で駆動される場合について説明さ
れる。
0における、走査線Gnに相当する箇所には、第2入力
部43が設けられている。上記制御部は、上記カウント
結果に基づいて、第1表示領域31を駆動しないとき
は、第2入力部43からシフトパルスを入力する。その
シフトパルスは、矢印Y1の方向に転送されて第2表示
領域32のみが駆動される。上記制御部は、上記カウン
ト結果に基づいて、第1表示領域31を駆動するとき
は、入力部41からシフトパルスを入力する。そのシフ
トパルスは、矢印Y1の方向に転送されて第1および第
2表示領域31、32が駆動される。
形態の変形例について説明される。図1(a)および図
4では、LCDパネル30は、第1表示領域31と第2
表示領域32の二つに分割された。これに代えて、図6
に示されるように、LCDパネル30は、第1表示領域
31、第2表示領域32および第3表示領域33の三つ
に分割されることができる。図7には、図6に示される
LCDパネル30を駆動するためのシフトレジスタ50
が示されている。
2に加えて、スイッチ52およびスイッチ53が設けら
れている。スイッチ52は、第2表示領域32と第3表
示領域33の境界に相当する2本の走査線Gm−1、G
mの間に設けられている。スイッチ53は、2本の走査
線Gn−1、Gmの間に設けられている。
41から矢印Y1の方向に転送されるシフトパルスが、
走査線Gm、Gm+1…以降には転送されない。スイッ
チ42はオフとされスイッチ53がオンとされたとき、
入力部41から矢印Y1の方向に転送されるシフトパル
スが、走査線Gn、Gn+1…Gm−1には転送されな
い。スイッチ42およびスイッチ53がオフとされたと
き、入力部41から矢印Y1の方向に転送されるシフト
パルスは、走査線Gn、Gn+1…には転送されない。
び第2入力部43に加えて、第3入力部54が設けられ
ている。シフトレジスタ50に設けられる上記制御部
は、上記カウント結果に基づいて、シフトパルスを入力
部41、第2入力部43および第3入力部54のいずれ
かから入力する。
スタが説明される。図13に示されるように、シフトレ
ジスタ60の出力部には、AND回路64の一方の入力
部が接続されている。AND回路64の他方の入力部
は、第1表示領域31の第1走査線群G1、G2、…G
n−1と、第2表示領域32の第2走査線群Gn、Gn
+1…に対応させて、それぞれ信号線61、62に共通
接続されている。
であれば、入力部63から入力されシフトレジスタ60
内を順次シフトされるパルス信号が、AND回路64か
ら走査信号として、順次、第1および第2走査線群G
1、G2、…Gn−1、Gn、Gn+1…に供給され
る。信号線61がハイレベルで信号線62がローレベル
であるとき、第1走査線群G1、G2、…Gn−1には
順次、走査信号が供給され、第2走査線群Gn、Gn+
1…には走査信号が供給されない。
の信号線61、62が共にハイレベルにされ、第2およ
び第3フレームFTでは、信号線61がハイレベルで信
号線62がローレベルとされ、第4フレームFTでは、
2本の信号線61、62が共にハイレベルにされると、
図3に示される走査信号VG1、VG2、…VGn−
1、VGn、VGn+1…が得られる。一方、信号線6
2が常時ハイレベルとされ、信号線61のレベルがハイ
/ローに切換えられれば、第1走査線群G1、G2、…
Gn−1への走査信号が間欠的に供給される。
スタが説明される。図6に示されるように表示領域が3
分割されている場合にも、図14に示されるように、A
ND回路64の他方の入力部が、分割された表示領域に
対応して、それぞれ信号線71、72、73に共通接続
されている。入力部74から入力されシフトレジスタ7
0内を順次シフトされるパルス信号は、信号線71、7
2、73のレベルが制御されることにより各AND回路
64から選択的に出力され、これにより、表示領域31
〜33毎に走査信号の入力周期が可変にされる。なお、
図4、6、13、14においては、シフトレジスタもし
くはAND回路の出力を直接LCDパネルに接続してい
るが、TFTを十分に駆動するために、シフトレジスタ
もしくはAND回路の出力に増幅回路や電圧レベル変換
回路を設けてもよい。
び第3表示領域33のうちの第2表示領域32のみが通
常の書き込み周期で駆動され、第1表示領域31および
第3表示領域33が、それよりも長い書き込み周期で駆
動される場合として、以下のケースが考え得られる。テ
レビ放送や映画などの記録媒体が再生される場合、画面
の縦横比の相違(4:3と16:9)等から、画面の上
下部に黒色の部分があり、その部分には動画が映らない
場合である。本実施形態は、前述された携帯用電子機器
に限られること無く、テレビ受信機を含む種々の表示装
置に適用可能である。
示領域32の画像が画像変化しないケース(第2表示領
域32の全面が白色のまま保持されるケースが含まれ
る)が説明された。本実施形態は、そのケースに代え
て、第2表示領域32に、長くされた書き込み周期に対
応する画像(通常の書き込み周期である第1表示領域3
1の画像に比べて、画像変化が少ない)が表示されるケ
ースであることができる。
ティブマトリクス駆動方式によるLCDについて説明さ
れたが、本発明は、それに限定されない。本発明は、M
IM形に代表される2端子素子マトリクス駆動方式によ
るものにも適用されることができる。
上、書き込み周期の異なる第1および第2表示領域に分
けるとすると、通常の書き込み周期の方では、1つ1つ
のパルスの書き込み時間が長くなるため、消費電力が十
分に低減されない。また、STN型LCDは、バイアス
電圧を変えるための回路が別途必要とされるため、回路
構成が複雑となる。上記実施形態のTFT型LCDで
は、TFTにゲート電圧が印加されないことで、その動
作が停止されるため、消費電力が十分に低減される。T
FT型LCDでは、バイアス電圧を変えるための回路等
は不要であり、回路構成が簡易である。
とができる。
回路構成の概略を示す回路図であり、図1(b)は、図
1(a)のLCDパネルが2分割されたときの図であ
る。
法を示すタイミングチャートである。
T型LCDパネルの駆動方法を示すタイミングチャート
である。
Dパネルの接続例を示す図である。
ある。
接続例を示す図である。
路構成を示したものである。
である。
TFT型LCDパネルの駆動方法の他の方法を示すタイ
ミングチャートである。
TFT型LCDパネルの駆動方法のさらに他の方法を示
すタイミングチャートである。
TFT型LCDパネルの駆動方法のさらに他の方法を示
すタイミングチャートである。
の構成を示す図である。
ジスタの構成を示す図である。
TFT型LCDパネルの駆動方法のさらに他の方法を示
すタイミングチャートである。
Claims (15)
- 【請求項1】 それぞれに走査信号が入力される複数の
走査線とそれぞれに表示信号が入力される複数の信号線
とにより形成される複数の交点部のそれぞれに、スイッ
チング素子を介して容量部が設けられてなる表示装置で
あって、 前記表示装置は、複数の前記容量部を備えてなる表示部
を有し、 前記表示部は、前記複数の走査線の少なくとも一本に平
行な仮想線によって、第1および第2表示領域として複
数に分割され、前記複数の走査線は、前記第1表示領域に対応する第1
走査線群と前記第2表示領域に対応する第2走査線群と
を含み、 当該表示装置が前記第2走査線群に前記走査信号が入力
されるフレームと入力されないフレームとがあるように
動作される場合、 前記 第1走査線群には、前記走査信号が第1入力周期で
入力され、前記 第2走査線群には、前記走査信号が第2入力周期で
入力され、 前記第2入力周期は、前記第1周期より長く、かつ、前
記スイッチング素子がオフの間に前記容量部の電荷が変
化する時間に対して十分短く、 前記第2走査線群に前記走査信号が入力されるフレーム
では、前記第2表示領域の複数の前記容量部に入力され
る複数の前記表示信号は、同一の振幅を有する 表示装
置。 - 【請求項2】 請求項1記載の表示装置において、 前記第1入力周期は、前記第1表示領域の前記容量部が
交流駆動されるように選択され、 前記第2入力周期は、前記第2表示領域の前記容量部が
交流駆動されるように選択され、 前記第2入力周期は、前記第1周期の3倍である、 表示装置。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の表示装置
において、 前記第1および第2入力周期の相違に基づいて前記第2
走査線群に前記走査信号が入力されないフレームでは、
前記第2走査線群に前記走査信号が入力されるフレーム
と同じタイミングで、前記第2表示領域の前記複数の容
量部に入力される前記複数の表示信号と同一の振幅を有
する複数の表示信号が、前記複数の信号線に出力される
表示装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の表示装置において、 前記振幅を有する表示信号は、その振幅がゼロである表
示装置。 - 【請求項5】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
表示装置において、 前記第1および第2入力周期の相違に基づいて前記第2
走査線群に前記走査信号が入力されないフレームでは、
前記第2走査線群に前記走査信号が入力されるフレーム
と同じタイミングで、前記複数の信号線のそれぞれの電
荷が除去される表示装置。 - 【請求項6】 請求項1から3のいずれか1項に記載の
表示装置において、 前記第1および第2入力周期の相違に基づいて前記第2
走査線群に前記走査信号が入力されないフレームでは、
前記第2走査線群に前記走査信号が入力されるフレーム
と同じタイミングで、前記複数の信号線のそれぞれがフ
ローティング状態にされる表示装置。 - 【請求項7】 請求項1から6のいずれか1項に記載の
表示装置において、 前記第1および第2入力周期の相違に基づいて前記第2
走査線群に前記走査信号が入力されないフレームでは、
前記第2走査線群に前記走査信号が入力されるフレーム
と同じタイミングで、前記第2走査線群のそれぞれの電
荷が除去される表示装置。 - 【請求項8】 請求項1から7のいずれか1項に記載の
表示装置において、 更に、 第1入力信号を順次転送することで前記第1走査線群の
それぞれに前記走査信号を供給する第1シフトレジスタ
と、 第2入力信号を順次転送することで前記第2走査線群の
それぞれに前記走査信号を供給する第2シフトレジスタ
とを備えた表示装置。 - 【請求項9】 請求項1から7のいずれか1項に記載の
表示装置において、 更に、 入力信号を順次転送することで前記複数の走査線のそれ
ぞれに前記走査信号を供給するシフトレジスタを有し、 前記シフトレジスタは、前記第1走査線群のそれぞれに
前記走査信号が供給され前記第2走査線群のそれぞれに
前記走査信号が供給されないように、前記入力信号の転
送を停止するためのスイッチを有している表示装置。 - 【請求項10】 請求項9記載の表示装置において、 前記シフトレジスタにおいて、前記入力信号は予め定め
られた設定方向に転送され、 前記シフトレジスタには、前記第1および第2走査線群
のそれぞれに対応する前記設定方向の最上流部に、前記
入力信号を入力可能な第1および第2入力部が設けられ
ている表示装置。 - 【請求項11】 請求項9または10に記載の表示装置
において、 前記第1および第2入力周期のそれぞれは、前記表示部
に単一の画像が表示されるときのフレーム期間の倍数に
対応し、 前記表示装置は、 更に、 前記フレームの数を検出し、前記検出結果に基づいて、
前記スイッチのオン/オフの切換えを行う制御部を有し
ている表示装置。 - 【請求項12】 請求項1から11のいずれか1項に記
載の表示装置において、 前記スイッチング素子として、TFT又はMIMのいず
れかが用いられる表示装置。 - 【請求項13】 請求項1から12のいずれか1項に記
載の表示装置において、 前記表示装置は単一の基板に設けられている表示装置。 - 【請求項14】 請求項1から13のいずれか1項に記
載の表示装置が搭載された携帯用電子機器。 - 【請求項15】(a) それぞれに走査信号が入力され
る複数の走査線とそれぞれに表示信号が入力される複数
の信号線とにより形成される複数の交点部のそれぞれ
に、スイッチング素子を介して容量部が設けられてな
り、複数の前記容量部を備えてなる表示部を有する表示
装置を提供することと、 (b) 前記表示部を、前記複数の走査線の少なくとも
一本に平行な仮想線によって、第1および第2表示領域
として複数に分割することと、ここにおいて前記第1表
示領域は、前記複数の走査線のうちの第1走査線群に対
応し、且つ、前記第2表示領域は、前記複数の走査線の
うちの第2走査線群に対応し、 (c)前記表示装置が前記第2走査線群に前記走査信号
が入力されるフレームと入力されないフレームとがある
ように動作される場合に、下記(c1)乃至(c3)の
動作を行うこと: (c1) 前記第2走査線群に前記走査信号が入力され
るフレームで、複数の前記表示信号を、同一の振幅を有
するように前記第2表示領域の複数の前記容量部に入力
する動作、 (c2) 前記第1走査線群に、第1入力周期で前記走
査信号を入力する動作、(c3) 前記第2走査線群に、前記第1入力周期の3
倍で、かつ前記スイッチング素子がオフの間に前記容量
部の電荷が変化する時間に対して十分短い第2入力周期
で前記走査信号を入力する動作とを備えた表示装置の駆
動方法。
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