JP3648742B2

JP3648742B2 - 表示装置及び電子機器

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Publication number: JP3648742B2
Application number: JP51875197A
Authority: JP
Inventors: 孝胡桃澤; 昭彦伊藤; 慎吾磯崎; 誠片瀬; 益英池田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1995-12-14
Filing date: 1996-12-13
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2016-12-13
Also published as: WO1997022036A1; EP0811866A1; CN1516105A; KR19980702212A; US6262704B1; EP0811866A4; US6496174B2; CN1180418A; US20020005843A1; KR100474786B1; TW349221B; CN1162736C; CN100356434C; CN1516104A; CN100356433C

Description

［技術分野］
本発明は、表示装置の駆動方法，表示装置および電子機器に関し、特に、表示装置の消費電力を低減する技術に関する。
［背景技術］
単純マトリクス型の液晶表示装置は、アクティブマトリクス型液晶表示装置に比べ、基板に高価なスイッチング素子を用いる必要がなく安価であることから、携帯型コンピュータのモニタや携帯用電子機器等に広く用いられている。
この単純マトリクス型の液晶表示装置の駆動方法としては、以下のものが知られている。
▲１▼APT法（IEEE TRANSACTIONS OF ELECTRON DEVICE,VOL,ED−21,No2,FEBRUARY 1974 P146−155"SCANNING LIMITATIONS OF LIQUID−CRYSTAL DISPLAYS"P.ALT,P.PLESHKO、ALT＆PLESHKO TECHNIC）。
▲２▼Smart Addressing（LCD International'95,日経BP社主催の液晶ディスプレイ・セミナー,C−４講演番号（１），鳥取三洋電機，松下氏）。
▲３▼マルチライン駆動方法（例えば、特願平４−84007号公報，特開平５−46127号公報，特開平６−130910号公報）。
近年、携帯電話やページャ等の携帯用電子機器の分野では、小型化，軽量化の他に、電池を交換をしないで表示できる時間の延長の要求が高まっている。したがって、携帯用電子機器に搭載される表示装置には、低消費電力であることが厳しく求められる。
本発明者は、単純マトリクス型の液晶表示装置について、消費電力低減の観点から種々の検討を行った。
その結果、従来の単純マトリクス型液晶表示装置では、表示オフ状態においても、走査線，信号線のそれぞれに振幅20V以上の交流波形を供給しなければならず、その交流波形を作り出すための電圧源回路における消費電力が大きく、また、液晶を介して走査線とデータ線との間に流れる電流も大きいことがわかった。
そして、このような問題点を解決するべく、本発明がなされた。
［発明の開示］
本発明の主要な目的の一つは、単純マトリクス型液晶表示装置等の表示装置の消費電力の削減を図ることにある。
本発明の表示装置の駆動方法の好ましい態様では、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、表示要素を非表示状態とする場合には、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。
この駆動方法によれば、走査線に印加する選択電圧の極性を周期的に反転させて画像の表示を行う駆動方式を採用していても、走査線の選択電圧の極性にかかわらず、非選択電圧レベルは常に同じ（一つ）である。よって、データ線の電圧レベルをその走査線の非選択電圧レベルとすることにより、容易に非表示状態を実現できる。
ここで、非表示状態とは表示のオフ状態を意味する。そして、表示のオフ状態の画面は、表示オフモードの画面である。表示オフモードは、極めて低い消費電力を実現するためのモードである。以下の明細書の記載では、主に、「表示オフ状態」，「表示オフモード」ならびに「表示オフモードの画面」という表現を用いる。
本発明では、走査線を非選択電圧としておき、データ線を同じ電圧にすれば、両者間の電圧差がなくなって表示オフ状態（表示オフモード）となる。
非選択電圧レベルが一つであるため、その非選択電圧を発生する電圧源回路の構成が簡素化され、その電圧源回路における消費電力が削減される。また、非選択電圧を周期的に変動させる場合に比べて、データ線電圧を走査線電圧に一致させることが容易となり、走査線とデータ線間の電位差に起因する表示パネルにおける電力消費も低減される。よって、表示装置の消費電力が低減される。
また、データ線の電圧レベルを走査線の非選択電圧レベルに維持した状態で、走査線に選択パルスを入力したとしても、表示オフ状態は維持される。選択期間において走査線を選択するだけでは液晶のしきい値を越えず、表示はなされないからである。
このことを利用すると、データ線に与える電圧を適宜に制御することで、一つの画面において、一部のエリアを表示オフモードとしておき、他のエリアにはアイコン等の所定の表示を行うことが可能となる。
本発明の好ましい態様では、データ線を駆動するための複数のICの各々に表示制御信号を入力し、その表示制御信号により、各々のICのデータ線駆動用出力の少なくとも一部を、走査線の非選択時の電圧レベルとする。
データ線ドライバとして複数のICを用意しておき、各ICを単位としてデータ線駆動出力を、走査線の非選択時の電圧レベルに固定するものである。したがって、そのICが担当するエリアを表示オフ状態（表示オフモード）とすることができる。
また、本発明の好ましい態様では、データ線駆動用出力の少なくとも一部を走査線の非選択時の電圧レベルとすることに対応して、表示データまたは表示データの転送用クロックのうちの少なくとも一つの前記ICへの供給も停止する。
表示オフ状態となるエリア（表示オフモードのエリア）の表示データや、その表示データの転送に用いる高周波クロックの送信を停止することにより、さらに低消費電力化を推進できる。
また、本発明の好ましい態様では、データ線の駆動回路に表示制御信号を入力し、その表示制御信号によってデータ線駆動出力の各々を個別に制御して、所望の駆動出力を選択的に走査線の非選択時の電圧レベルとする。
これにより、表示オフ状態とするエリアを自由に設定することができる。
また、本発明の好ましい態様では、データ線の駆動回路を複数のブロックにより構成しておき、データ線の駆動回路に表示制御信号を入力し、その表示制御信号により、ブロック単位でデータ線駆動出力を制御して、該当するブロックのデータ線駆動出力を走査線の非選択時の電圧レベルとする。
これにより、ブロック単位で、表示オフとするエリアを自由に設定することができる。
また、本発明の好ましい態様では、複数の走査線のうちｈ本の走査線（ｈは、２以上の整数）を同時に選択して、それらの走査線の各々に所定の選択電圧パターンに基づく走査電圧を印加すると共に、前記データ線の各々には、前記選択電圧パターンと前記表示要素の表示状態を示す表示データとの比較に基づき決定される電圧を印加して所望の表示を行い、画像表示を行わない状態（画像オフモードの画面）とする場合には、データ線駆動回路に入力する表示制御信号によって、データ線駆動出力の少なくとも一部を、走査線の非選択時の電圧レベルとする。
上述の表示オフ状態（表示オフモードの画面）を実現する駆動法を、いわゆるマルチライン駆動を採用した表示装置に適用するものである。
この場合、画像表示の際には、走査線に印加する選択電圧のレベルを低下できるというマルチライン駆動法の効果によって低消費電力化ができ、表示オフ状態の場合の消費電力削減の効果とあいまって、さらに消費電力を低減できる。
また、本発明の好ましい態様では、マルチライン駆動における同時選択される走査線の本数ｈを偶数とする。
走査線の同時選択数が「ｈ」である場合に、データ線の電圧レベル数は必ず「ｈ＋１」となる。そして、ｈが偶数の場合には「ｈ＋１」は奇数であり、したがって、データ線の電圧レベルは、「所定の基準電圧レベル」を中心として正負両側に対称的な偶数個の電圧レベルが、必ず設定される。この「所定の基準電圧レベル」を、非選択時の走査電圧レベルに一致させることができる。つまり、走査線の同時選択数が偶数の場合には、データ線の電圧レベルのうちの中心に位置する電圧レベルを、走査線の非選択時の電圧レベルに一致させることができる。よって、表示オフ状態の実現のために、データ線の電圧レベルとして新たに走査線の非選択時の電圧レベルを設定する必要がない。よって、設計が容易であり、回路が複雑化せず、低消費電力化に有利である。
また、本発明の好ましい態様では、マルチライン駆動における同時選択される走査線の本数ｈは、2,4,6,8のいずれかである。
同時選択する走査線の本数を増加すると、その駆動を実現するための回路の規模が大きくなり、かえって低消費電力化の要請に反することになる。よって、同時選択される走査線の本数ｈは、2,4,6,8が現実的である。
また、本発明の表示装置では、上述の駆動方法を採用し、所望のデータ線に非選択時の電圧を与え、これによって表示オフ状態とするべきエリア（表示オフモードとなっているエリア）を自在に設定する。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、表示制御データと表示データとのデコードによって各データ線を単位として表示オフ状態となるエリアを指定したり、あるいは、複数の表示制御信号の組合せにより、例えば所定のブロック単位で表示オフ状態となるエリアを指定する。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、表示可能なエリアのサイズを、表示オフ状態のエリア（表示オフモードのエリア）のサイズよりも小さくして、例えば、待機時における不要な電力消費を抑制するようにする。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、表示装置は、画面の少なくとも一部を覆う部分を有し、その部分により覆われたエリアが、表示オフ状態となるエリアとなる。
表示オフ状態のエリアは、ユーザーに見えないようにするものである。画面の少なくとも一部を覆う部分は、１または複数の可動部材、例えば、スライドするカバーで構成することができる。また、画面の全部または一部が使用状態に応じて本体内に収納されるようにすることもできる。
また、本発明の電子機器は、上述の表示オフ状態のエリアを適宜に指定可能な表示装置を搭載した電子機器である。
また、本発明の好ましい態様は、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の走査線と、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）のデータ線と、走査線に印加される電圧ならびに前記データ線に印加される電圧によって表示状態が制御される複数の表示要素と、走査線の駆動回路と、データ線の駆動回路と、を具備する表示装置の駆動方法であって、
走査線の駆動回路に表示制御信号を入力し、その表示制御信号によって、Ｎ本の走査線のうちの連続するＫ本（ＫはＮよりも小さい２以上の整数）の走査線を選択の対象から除外して、（Ｎ−Ｋ）本の走査線のみを選択の対象として表示を行わせ、かつ、その（Ｎ−Ｋ）本の走査線の駆動を実行する場合には、Ｎ本の走査線の駆動を行う場合に比べて、走査線の選択時の電圧レベルを低くする。
表示オフ状態とするエリアの境界位置を、走査線の配置方向（Ｙ方向）において適宜に決める場合に、表示わ行わないエリアを担当するＫ本の走査線については選択の対象から除外するものである。これによって、表示装置の駆動におけるデューティー（駆動走査線数）が変化し、これに伴って、適正な表示を行うことができる走査線の選択電圧レベルも低くなる。選択電圧レベルを低くする分、電力消費を低減できる。
また、走査線の選択時の電圧レベルの変更は、可変電圧源から走査線駆動回路に供給する電圧のレベルを、表示制御信号によって変更することにより行うことがえきる。可変電圧源は、ブートストラップ回路を利用して構成可能である。
また、本発明の好ましい態様では、マルチライン駆動法を用いた画像表示にあたって、表示画像の解像度変換を行う。
解像度変換は、解像度変換信号によって解像度1/Q（Ｑは２以上の整数）が指定された場合に、連続するＱ本の走査線に同一の走査電圧を印加し、これにより同時に（Ｑ×ｈ）本の走査線を選択することにより行われる。解像度1/Qは、表示装置の駆動におけるデューティーを変化させることなく、画像サイズをＱ倍にすることを意味する。この場合、消費電力はほぼ同じでありながら、画像が拡大されることからユーザーの視覚に訴える力が増大するという効果がある。
また、本発明の好ましい態様では、Ｎ本（Ｎは２以上の整数）の走査線と、Ｍ本（Ｍは２以上の整数）のデータ線と、走査線に印加される電圧ならびにデータ線に印加される電圧によって表示状態が制御される複数の表示要素と、走査線の駆動回路と、データ線の駆動回路と、を具備する表示装置を駆動するにあたって、
非選択時における前記走査線の電圧レベルが１つのみであり、
走査線の駆動回路に表示制御信号を入力し、その表示制御信号によってＮ本の走査線のうちの連続するＫ本（ＫはＮよりも小さい２以上の整数）が担当するエリアを表示が行われないエリアとし、その他の走査線が担当するエリアを表示が可能なエリアとし、Ｋ本の走査線については選択電圧を印加することなく非選択時の電圧レベルに保持しておき、かつ、Ｋ本の走査線が本来、選択されるべき期間中は、データ線には表示を行う際に印加するべき電圧を印加する。
表示オフ状態とするエリアの境界位置を、走査線の配置方向（Ｙ方向）において適宜に決める場合に、表示オフ状態となるエリアを担当するＫ本の走査線についても選択の対象として駆動のデューティーを変化させず、その一方、データ線には、その表示オフ状態となるエリアに対応する期間中は、走査線の非選択時の電圧ではなくて、表示を行う場合の電圧レベルを供給するものである。駆動のデューティーを変化させないため、走査線の選択電圧レベルを変更する必要がない。よって、電圧源回路の構成が複雑化することもない。複数の走査線を同時に選択する駆動法を採用する場合にも、本駆動法を適用できる。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、上述の種々の駆動法を採用して、例えば待機状態のときに、必要最小限の表示エリア以外のエリアを表示オフ状態のエリア（表示オフモードの画面）とし、消費電力を削減する。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、走査線またはデータ線への電圧印加経路に複数のスイッチ手段を設け、画像を表示しない状態のときに、そのスイッチ手段を開状態として走査線またはデータ線を電位的にフローティング状態とする。
この場合、走査線と、走査線とデータ線との間に存在する液晶等の電気光学素子と、データ線とを結ぶ経路は、電圧源から完全に切り離される。よって、電気光学素子を介して不要な電流が流れる恐れがなくなる。但し、走査線とデータ線が電位的に不安定であり、静電気等に起因して不所望な画面が形成される場合も想定されるため、カバー等で表示パネルの全面を覆ってユーザーに不快感を与えないようにするのが望ましい。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、少なくとも２つの表示パネルを有し、１つのパネルの駆動のデューティーを適宜に設定して、走査線の選択電圧レベルと、データ線に印加する電圧のレベルとを一致させる。これにより、電圧源回路の構成が簡素化される。
また、本発明の表示装置の好ましい態様では、表示マトリクスを駆動するための駆動回路に、走査線を駆動するための機能とデータ線を駆動するための機能とを併せ持たせておく。
この場合、画像表示エリアの形状やサイズに応じて適宜にその機能を切換えて、駆動のデューティーを変化させることにより、走査線の選択時の電圧を低減でき、画像表示時の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
図1Aは、本発明の表示装置の駆動方法における走査線およびデータ線の電圧レベルの一例を示す図であり、図1Bは、走査線およびデータ線の電圧レベルの他の例を示す図であり、
図２は、本発明の表示装置の駆動方法の原理を説明するための図であり、
図3Aは、本発明の駆動方法を採用した単純マトリクス型液晶表示装置の構成の一例を示す図であり、図3Bは、図3Aの装置の表示画面の一例を示す図であり、
図4Aは、本発明の駆動方法を採用した単純マトリクス型液晶表示装置の構成の他の例を示す図であり、図4Bは、図4Aの装置の表示画面の例を示す図であり、
図５は、走査線を一本一本選択していく駆動方法（ATP駆動方法）を採用した場合の、本発明における走査線ならびにデータ線の電圧レベルを示す図であり、
図６は、液晶表示装置の印加電圧と光透過率との関係を示す図であり、
図7Aは、本発明の駆動方法を採用した単純マトリクス型液晶表示装置の構成例を示す図であり、図7Bは、図7Aの装置における特徴的動作を説明するためのタイミングチャートであり、
図8Aは、図7Aの液晶表示装置の動作の一例を例を示すタイミングチャートであり、図8Bは、他の動作例を示すタイミングチャートであり、
図９は、本発明の駆動方法を採用した単純マトリクス型液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図10Aは、図９の液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、図10Bは、他の動作例を示すタイミングチャートであり、
図11は、本発明の液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図12A,図12B,図12Cはそれぞれ、図11の液晶表示装置における表示制御の態様を示す図であり、
図13は、本発明の液晶表示装置の要部の構成の一例を示す図であり、
図14は、本発明の液晶表示装置の要部の構成の他の例を示す図であり、
図15は、図14におけるデコーダの具体的回路構成を示し、
図16Aは、４本の走査線を同時に選択して駆動する場合の走査線とデータ線の電圧レベルを示す図であり、図16Bは同時選択数とデータ線の電圧レベルの数との関係を示す図であり、
図17は、マルチライン駆動法を採用した本発明の液晶表示装置の構成の一例を示す図であり、
図18は、マルチライン駆動法を採用した本発明の液晶表示装置の構成の他の例を示す図であり、
図19は、図17または図18の液晶表示装置における要部の構成の一例を示す図であり、
図20は、マルチライン駆動法の特徴を説明するための図であり、
図21は、マルチライン駆動法の動作の特徴を説明するための図であり、
図22は、マルチライン駆動法を採用した液晶表示装置における走査線，データ線および画素部の電圧の変化例を示す図であり、
図23A,図23Bはそれぞれ、マルチライン駆動法における走査電圧パターンの例を示す図であり、
図24Aは、本発明の液晶表示装置の構成（走査線の配置方向に沿って画面制御を行う場合の構成）の一例を示す図であり、図24Bは、図24Aの液晶表示装置における表示制御の態様を示す図であり、
図25は、本発明の液晶表示装置における表示制御の具体例を示す図であり、
図26は、図25に示される可変電圧源の具体的構成の一例（ブートストラップ回路）を示す図であり、
図27は、図25に示される表示制御を実現するための、マルチライン駆動法を採用した液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図28Aは画像が表示されていない画面を示し、図28Bは、半分の画面に画像を表示した状態を示し、図28Cは、図28Bの表示画像を倍角で表示した状態（解像度1/2の表示状態）を示し、
図29は、図28Bおよび図28Cに示される解像度変換を行うための回路の構成を示す図であり、
図30A,図30Bはそれぞれ、図29に示される回路の動作を説明するための図であり、
図31は、本発明の液晶表示装置（マルチライン駆動法を採用する装置）における表示制御の具体例を示す図であり、
図32は、図31の装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、
図33は、図31の表示制御を実現する液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図34Aは、本発明の液晶表示装置の要部構成の例を示す図であり、図34Bは、図34Aの構成の特徴を説明するための図であり、
図35は、図34A,図34Bに示される表示制御を、マルチライン駆動法を採用する液晶表示装置に適用した場合の要部構成を示す図であり、
図36は、図35の構成のより具体的な回路構成を示す図であり、
図37は、本発明の液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図38は、本発明の液晶表示装置の構成例を示す図であり、
図39Aは、本発明の表示装置を搭載した携帯電話の通常使用時の正面図であり、図39Bは、図39Aの携帯電話の特殊使用時の正面図であり、
図40A,図40Bはそれぞれ、本発明の表示装置を搭載した携帯型電子辞書の斜視図であり、
図41A,図41Bはそれぞれ、本発明の表示装置を搭載した電子機器の外形を示す図であり、
図42A,図42Bはそれぞれ、本発明の表示装置を搭載した携帯型電子翻訳機の斜視図であり、
図43は、表示装置を搭載した携帯電話の外形を示す図であり、
図44は、通常の単純マトリクス型液晶表示装置の主要な構成を示す図であり、
図45は、従来の液晶表示装置の駆動法における走査線およびデータ線の電圧レベルを示す図であり、
図46は、通常の単純マトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートであり、
図47は、従来の液晶表示装置の駆動方法の問題点を示す図である。
［発明を実施するための最良の形態］
本発明の実施の形態について説明する前に、本発明前に本発明者によってなされた従来技術の検討内容について説明する。
（１）本発明者によってなされた検討
単純マトリクス型液晶表示装置は、図44に示すように複数の走査線Y1〜Ynをもつ第１の基板と、複数のデータ線X1〜Xmをもつ第２の基板との間に液晶を封じ込め、Ｙドライバ（走査線駆動回路）4000およびＸドライバ（データ線駆動回路）5000により各走査線および各データ線を駆動し、走査線とデータ線の交点に位置する画素（表示要素）の表示状態を制御して所望の表示を行う。
図45に、従来の液晶表示装置の走査線ならびにデータ線の電圧レベルを示す。
図45の左側が走査線の電圧レベルであり、右側がデータ線の電圧レベルである。
走査線の選択時の電圧レベルとしてはV_A6,V_A1の正負２つのレベルが用意され、非選択時の電圧レベルも同じくV_A5,V_A2の正負２つのレベルが用意されている。一方、データ線の電圧レベルに関しても、正側の２つの電圧レベルV_A4,V_A6と、負側の２つの電圧レベルV_A1,V_A3が用意されている。正側および負側の電圧レベルが用意されているのは、液晶表示装置では、直流電圧印加による液晶の劣化防止等のために、走査線またはデータ線に印加する電圧の極性を周期的に反転させる必要があるからである。
単純マトリクス型液晶表示装置の駆動波形を図46に示す。上側が走査線の駆動波形であり、下側がデータ線の駆動波形である。時刻t1から時刻t2まで、および時刻t4から時刻t5までが画素のオン期間であり、時刻t2から時刻t3までと、時刻t5以降は画素のオフ期間である。
画素のオフ期間に着目すると、画像の表示を行わない状態を実現するためには、走査線および信号線の駆動電圧を周期的に反転しなければならず、その振幅は20V以上もある。
例えば、１走査線毎に駆動電圧の極性を反転する駆動法を採用し、図47に示すように、データ線Y1と走査線X1,X2,X3,X4で特定される領域「Ａ」に画像を表示し、データ線Y2,Y3,Y4と走査線X1,X2,X3,X4で特定される領域「Ｂ」を画像を表示しない状態とする場合を考える。図47中、「＋」，「−」は駆動パルスの極性を示す。
領域「Ｂ」を表示オフ状態とするには、走査線の駆動パルスの極性に対応させて、データ線Y2,Y3,Y4の駆動パルスの極性を１走査線毎に反転させなければならないことがわかる。したがって、駆動波形をつくりだす電圧源回路の構成が複雑化して消費電力が大きく、また、データ線電圧ならびに走査線電圧が常に変動しているために、走査線とデータ線間の電位差に起因して液晶を介して流れる電流も無視できず、表示パネルにおける電力消費も大きい。
（２）第１の実施の形態
上述の問題点を解決するべく、本発明の駆動方法では、図1A,図1Bのような走査線およびデータ線の駆動電圧レベルを用意し、そして、図２に示すように、表示オフ状態（表示オフモードの画面）とする場合には、走査線およびデータ線の電圧レベルを共にVcに固定する。
走査線やデータ線の駆動電圧の極性に関係なく、表示オフ状態（表示オフモード）では、走査線およびデータ線の電圧レベルは常にVcに固定されるため、電圧源回路の構成が簡素化されて消費電力を低減できる。また、理論的には、走査線とデータ線との間に電位差がないため、表示パネルにおいても無駄な電流が流れない。
図1A,図1Bの電圧レベルについて、より具体的に説明する。
図1Aは、一本一本走査線を選択していく通常の駆動方法（ATP法）に本発明を適用した場合の駆動電圧レベルを示し、左側が走査線の電圧レベルであり、右側がデータ線の電圧レベルである。
走査線の選択時の電圧レベルはV_MX1,−V_MX1であり、非選択時の電圧レベルはVc一つのみである。一方、データ線の電圧レベルは、V_MY1,V_MY2およびVcである。Vcは例えば、グランドレベルである。
図1Bは、複数本の走査線を同時に選択するいわゆるマルチライン駆動法（図1Bの場合は、４本を同時に選択する）の駆動電圧レベルを示し、左側が走査線の電圧レベルであり、右側がデータ線の電圧レベルである。走査線の選択時の電圧レベルは、V_X1,−V_X1の２つであり、非選択時の走査線の電圧レベルはVcのみである。一方、データ線の電圧レベルは、V_Y1,V_Y2,Vc,V_Y4,V_Y5の５つである。
次に、図２の構成について具体的に説明する。
図２において、Ｘドライバ２はデータ線D1,D2,D3,D4を駆動し、Ｙドライバ４は、走査線S1,S2,S3を駆動する。走査線とデータ線の交点に画素が配置されて液晶パネル６が構成されている。
例えば、液晶パネル６を携帯電話に使用したとして、通話時のみ液晶パネル６に画像を表示し、待機時には何らの表示を行わないとする。携帯電話が待機モードにあるとき、表示制御信号DOFFのレベルをアクティブ（例えばＬ）とすることにより、Ｘドライバ２およびＹドライバ４の駆動出力をすべてVcに固定する。これにより、極めて低消費電力な表示オフ状態が実現される。
なお、Ｙドライバ４は、通常どおり、走査線１本毎あるいは複数本毎に駆動パルスを与えて走査線を選択するようにしても、Ｙドライバの全出力をVcに固定してある以上、表示オフ状態は維持される。つまり、液晶は、図６に示すように所定のしきい値電圧（Vth）を越えない限り透過率の変化を生じず、そして、選択時において走査線に選択パルスを入力しただけでは、データ線電圧がVcとなっている以上、しきい値電圧を越えることがないからである。
このことを利用すると、各データ線に与える電圧を適宜に制御することにより、図２のように液晶パネル６の全面を表示オフさせるだけでなく、液晶パネルのうちの一部のエリアだけを、表示オフ状態とすること（部分的な表示オフ）も可能となる。部分的な表示オフ状態の実現については、以下の実施の形態で、詳しく説明する。
（３）第２の実施の形態
図3Aは、本発明の第２の実施の形態にかかる液晶表示装置の構成を示し、図3Bは図3Aの装置における表示制御の態様を示す。
本実施の形態の特徴は、データ線X160を境界として画面を縦に分割し、図3Bに示すように、領域80を画像表示エリアとし、領域90を画像表示に使用しないエリア（表示オフ状態のエリア）とすること、ならびに、その画面の分割を、データ線駆動用の複数のICの出力制御により行うことである。
図２では、表示パネルの全面を表示オフ状態（表示オフ画面）としたが、例えば携帯電話の待機時においても、あとどのくらい通話が可能かを示す表示やスピーカーの音量等を示す最小限の表示をしたい場合がある。この場合、最小限の表示を行うエリアのみを確保し、他のエリアを表示オフモード（表示オフ状態）としておけば、消費電力を最小限に抑えることができる。
図3Aにおいて、参照番号10,20,30,40はデータ線駆動用ICであり、それぞれ160本のデータ線の駆動を担当する。表示制御信号としてDOFF（Display Off）1,DOFF2の２つが用意され、DOFF1はデータ線駆動用IC10に入力され、DOFF2はデータ線駆動用IC20,30,40に共通に入力される。
表示制御信号DOFF1,DOFF2は共にローレベルがアクティブレベルであり、このとき、データ線駆動用ICの駆動出力はすべて、図1A,図1Bに示す電圧レベルVc（走査線の非選択時の電圧レベル）に固定される。また、参照番号50,60は走査線駆動用のICであり、それぞれ120本の走査線の駆動を担当する。
DOFF1を「Ｈ」,DOFF2を「Ｌ」とすると、データ線駆動用IC20,30,40の駆動出力（データ線X160〜X640の駆動出力）はVcに固定される。これにより、図3Bに示すように、液晶パネル70の画面のうちのエリア90は、表示オフ状態（表示オフモード）となる。
一方、データ線駆動用IC10は、データ線X1〜X160に対して所望の画像表示を行うための駆動出力を送出する。また、走査線駆動用IC50,60は、例えば、走査線を１本１本順次に選択していく。これによって、図3Bに示すように、液晶パネル70のエリア80に所定の表示がなされる。
一方、エリア90は常時、表示オフ状態となっており、走査線が選択されているときには選択電圧が印加されるものの、非選択のときは走査線およびデータ線が共にVcに維持されるため、液晶を介して無駄な電流が流れず、液晶パネル70自体の消費電力が削減される。
また、第１の実施の形態と同様に、液晶駆動の極性に対応させて表示オフとするための制御電圧の極性を切り換える必要がないため、その制御電圧を作成する電圧源回路の構成も簡素化され、電圧源回路における消費電力も大幅に低減される。
なお、表示制御信号DOFFによって、一つのICの出力のうちの一部のみを制御するようにしてもよい。
（４）第３の実施の形態
図4Aに示される液晶表示装置では、液晶パネル70のデータ線ドライバ（Ｘドライバ）として２つのドライバ100,110を設けている。走査線ドライバ（Ｙドライバ）20は、例えば、走査線を１本１本選択していくタイプのドライバである。なお、図4Aの参照番号130はオアゲートである。
本実施の形態では、４つの表示制御信号DOFF0,DOFF1,DOFF2,DOFF3を用意し、各制御信号の電圧レベルを制御することで、図4Bに示すように、表示オフ状態とするエリアを適宜に選択することができる。
つまり、図4Bに示すように液晶パネル70の全表示エリアを「Ａ」とした場合、DOFF0のみが「Ｌ」のときは、エリア「Ｂ」のみが表示オフ状態となる。また、DOFF0,DOFF1の２つが「Ｌ」となると、領域「Ｂ」および領域「Ｃ」が表示オフ状態となり、DOFF0〜DOFF3が「Ｌ」となると領域「Ｂ」，領域「Ｃ」および領域「Ｄ」が表示オフ状態となり、DOFF0〜DOFF3が全て「Ｌ」となると領域「Ｅ」を含む、液晶パネル70の全画面が表示オフ状態となる。
（５）第４の実施の形態
表示パネルの一部のエリアを表示オフモードとすることに対応して、そのエリアに関する表示データ（表示オフを示す画像データ）やその画像データの転送用のクロックも停止することにより、さらに表示装置の消費電力を低減することができる。以下、このような動作を実現するための回路構成について説明する。
図7Aに、液晶パネルのデータ線駆動回路の要部構成が示される。このデータ線駆動回路は、走査線を１本ずつ選択していくタイプの駆動方法に用いられるものであり、図５（図1A）の右側に示されるような３つの電圧レベル（V_MY1,Vc,V_MY2）をデータ線に出力する。
図7Aの回路は、動作タイミングコントローラ200と、データ線駆動用データを一時的に記憶するデータシフトレジスタ210と、ラッチ220と、レベルシフタ230と、３つの電圧レベル（V_MY1,Vc,V_MY2）のうちから一つを選択する電圧セレクタ240とを具備する。参照番号250は液晶パネルである。
図7A中、XSCLはデータ線駆動用データを転送するためのクロックを示し、LPは選択パルスに相当するパルスであり、YDは１フレーム期間の開始を示す信号であり、DATAはデータ線駆動用のデータであり、DOFFは表示制御信号である。
図7Bに示すように、時刻t1に表示制御信号DOFFが「Ｌ」となると、電圧セレクタ240の出力がVcに固定され、液晶パネル250の該当エリアは、表示オフモードとなる。
このとき、表示オフモードの開始に対応させて、図7Aの動作タイミングコントローラ200に供給するデータ線駆動用データ（DATA）ならびに転送用クロック（XSCL）を停止すれば、無駄な電力消費を防止できる。なお、データとクロックのうちのいずれか一つを停止するだけでも、消費電力の削減の効果はある。特に、転送用クロックは高周波信号であり、このクロックを止めることの効果は大きい。
データや転送用クロックの停止は、例えば、液晶表示装置の動作を統括的に制御するマイクロコンピュータの制御によって行われる。
図8Aは、表示オフモードの開始に対応させてデータおよびクロックの双方を停止させる場合の動作を示すタイミングチャートである。図8Aでは、図3Aの例のように、２つの制御信号（DOFF1,DOFF2）により、液晶パネルの一部のエリアを部分的に表示オフモードとすることを想定している。
図8AのようにDOFF1が「Ｈ」,DOFF2が「Ｌ」の場合には、転送クロック40個分のデータは供給されるが、それ以降のデータ転送（およびクロック供給）は停止されている。
図8Bに示すように、DOFF1,DOFF2が共に「Ｈ」となると部分的な表示オフモードは解除され、これに伴ってデータおよびクロックの停止も解除される。
（６）第５の実施の形態
本実施の形態では、表示オフモードとなるエリアの開始位置を自由に設定する。
図９は、そのような表示制御を行うための、データ線ドライバ（Ｘドライバ）の要部構成の一例を示す。回路構成は、図7Aとほぼ同じであるが、各駆動出力毎の表示制御データ（DOFF）を一時的に記憶する、駆動出力数と同じ段数のシフトレジスタを設けた点、ならびにアンドゲートAD1,AD2・・・ADmを設けたことである。
アンドゲートAD1,AD2・・・ADmは、各駆動出力に対応して設けられており、データ線駆動データ（DATA）と表示制御データ（DOFF）とのアンドをとって出力する機能をもつ。
表示制御データ（DOFF）が「Ｌ」の場合には、アンドゲートの出力は所定値に固定され、その固定値のデータがラッチ220に記憶される。その固定値のデータがあると、電圧セレクタ240は、そのデータに対応する駆動出力レベルを上述のVcに固定する。これにより、駆動出力の一つ一つを単位として、表示オフモードとなるエリアの開始位置を自由に設定できる。
図10A,図10Bは、表示制御信号DOFF2のレベルを適宜のタイミングで変化させ、これに対応してデータ転送、クロック供給も停止させて、表示オフモードのエリアを自由に設定する例のタイミングチャートを示す。
（７）第６の実施の形態
表示オフモードとなるエリアを決定する他の方法が図11〜図15に示される。
図11に示すように、４つの表示制御信号DOFF1〜DOFF4の電圧レベルの組合せにより、図12A〜図12Cに示すように種々に、表示画面270中に表示オフモードとなるエリアを設定することができる。図12A〜図12C中、斜線を施したエリアが表示オフモードとなっているエリアである。
図13は、図11のＸドライバ280の具体的な構成の一例を示す図である。
４つのデコーダ300,310,320,330が設けられ、表示制御信号DOFF1〜DOFF4の各々が各デコーダに入力されるようになっている。
図14は、Ｘドライバの具体的な構成の他の例を示す図である。
この例では、デコーダ（DOFF POSITION DECORDER）400によって表示制御信号DOFF1〜DOFF4をデコードして、各デコーダ300,310,320,330の制御信号DX1〜DX4を作成している。
デコーダ（DOFF POSITION DECORDER）400は、例えば、図15に示すような、２つのオア回路410,412を用いた回路構成となっている。
（８）第７の実施の形態
第１の実施の形態で説明した表示オフモード画面の作成法を、いわゆるマルチライン駆動法（MLS駆動法）に適用すると、MLS駆動法の特徴である走査線に印加する電圧レベルの低下の効果と相まって、液晶表示装置のさらなる低消費電力化が可能である。また、表示品質も向上する。
第１の実施の形態で説明した表示オフモード画面の作成法を、いわゆるマルチライン駆動法（MLS駆動法）に適用する場合には、同時選択される走査線の本数Ｌを偶数とするのが望ましく、さらに好ましくは、Ｌは、2,4,6,8のいずれかに設定するのがよい。以下、その理由を説明する。なお、マルチライン駆動方法の概要については後述する。
図16Bに示すように、走査線の同時選択数が「Ｌ」である場合に、データ線の電圧レベル数は必ず「Ｌ＋１」となる。そして、「Ｌ」が偶数の場合には「Ｌ＋１」は奇数であり、したがって、データ線の電圧レベルは、「所定の基準電圧レベル」を中心として正負両側に対称的な電圧レベルが、必ず設定される。この「所定の基準電圧レベル」を、非選択時の走査線の電圧レベルに一致させることができる。
つまり、走査線の同時選択数が偶数の場合には、データ線の電圧レベルのうちの中心となる電圧レベルは、走査線の非選択時の電圧レベルに一致させることが可能なのである。よって、表示オフ状態の実現のために、データ線の電圧レベルとして、走査線の非選択時の電圧レベルと同じ電圧レベルを新たに追加する必要がない。よって、設計が容易化され、回路が複雑化せず、低消費電力化に有利である。
図16A（図1B）に、４本の走査線を同時に選択する駆動方法を採用した場合の、走査線およびデータ線の電圧レベルを示す。図16Aにおいて、左側が走査線の電圧レベルであり、右側がデータ線の電圧レベルである。Ｌ＝４であるため、データ線の電圧レベルとしては、V_Y1,V_Y2,Vc,V_Y4,V_Y5の５つ（Ｌ＋１）の電圧レベルが用意されている。そして、V_Y1,V_Y2とV_Y4,V_Y5とは、Vcを基準として対称に設定されたレベルである。そして、Vcは、走査線の非選択電圧レベルに他ならない。よって、表示オフモードのエリアを設定する場合には、走査線およびデータ線の電圧をVcに固定すればよい。
なお、走査線の同時選択数「Ｌ」が奇数の場合は、データ線の電圧レベル数は偶数となり、各電圧レベルの中心には、基準となる電圧は存在しない。よって、この場合には、表示オフモードを実現するための電圧レベルとして、上述のVcに相当するレベルを、データ線の電圧レベルに新たに追加する必要がある。
上述したように、マルチライン駆動における同時選択される走査線の本数Ｌは、2,4,6,8のいずれかであるのが望ましい。
これは、同時選択する走査線の本数を増加すると、その駆動を実現するための回路の規模が大きくなり、かえって低消費電力化の要請に反することになるからである。よって、同時選択される走査線の本数Ｌは、2,4,6,8が現実的である。
（９）第８の実施の形態
A. 装置構成
マルチライン駆動法を採用し、かつ、表示オフモードとなるエリアを適宜に設定することができる液晶表示装置の構成例を、図17および図18に示す。
まず、図17に示される液晶表示装置の構成について説明する。
モジュールコントローラ2340内のDMA制御回路2344は、マイクロプロセッサ（MPU）2300からの指示を受けると、ビデオRAM（VRAM）2320にアクセスし、システムバス2420を介して、１フレーム分の画像データを読出し、その画像データ（DATA）を、クロック（XCLK）と共にデータ線駆動回路に送る働きをする。
データ線駆動回路（図17中で、一点鎖線で囲んで示してある）は、制御回路2000,入力バッファ2011,フレームメモリ252,出力シフトレジスタ2021,デコーダ258,電圧セレクタ2100を具備する。
なお、参照番号2400は入力用タッチセンサであり、参照番号2410はタッチセンサコントロール回路である。入力用タッチセンサ2400およびタッチセンサコントロール回路2410は、不要な場合には削除してよい。
また、モジュールコントローラ2340内の制御信号発生回路2342は、MPU2300からの指示を受けて、第１の表示制御信号（OFF）を、データ線駆動回路内の制御回路2000に出力する。その第１の表示制御信号（OFF）のレベルに応じて、制御回路2000は、電圧セレクタ2100に供給する第２の表示制御信号（DOFF）のレベルを変化させる。これによって、該当するデータ線の駆動出力が上述の電圧レベルVcに固定され、表示オフモードの画面となる。
また、電源回路（電圧源回路）2420は、データ線駆動回路（Ｘドライバ）および走査線ドライバ（Ｙドライバ）2200に所定の電圧を供給する。
次に、図18の液晶表示装置の構成について説明する。
図17の液晶表示装置では、モジュールコントローラ2340を用いてマルチライン駆動（MLS駆動）の制御を行っていたが、図18の液晶表示装置では、データ線駆動回路（図中、一点鎖線で囲んで示される）をマイクロコンピュータのシステムバス2420に直結させ、MPU2300が直接にMLS駆動の制御を行う構成となっている。データ線駆動回路は、インタフェース回路2440,制御回路2450,発振回路2430等を具備している。表示制御信号（DOFF）はインタフェース回路2440を介して制御回路2450へと供給されるようになっている。その表示制御信号（DOFF）のレベルに応じて、適宜に表示オフモードのエリアを設定することができるのは、図17の場合と同様である。
次に、図17,図18に示される電圧セレクタ2100の構成例について、図19を用いて説明する。
図19の電圧セレクタは、図９に示される構成と同様な構成となっている。つまり、表示制御データ（DOFF）を一時的に記憶するシフトレジスタ256と、MLSデコーダ258の出力とシフトレジスタ256の記憶データとを入力とするロジックゲート404,406,408,410,412等を有する。そして、各ロジックゲートの出力によってスイッチSW1〜SW5の開閉が制御され、所望の電圧が液晶パネル2250のデータ線に印加される。図９の表示装置と同様に、表示制御データ（DOFF）の値によって、表示オフモードとするエリアの開始位置を、データ線ドライバの各出力を単位として自由に設定できる。
B. MLS駆動法の利点および特徴
以下、MLS駆動法の利点や特徴について説明する。下記の特徴を有するMLS駆動法に、第１の実施の形態で説明した表示オフモード画面の作成方法を適用することにより、液晶表示装置のさらなる低消費電力化が可能となる。また、表示品質の向上を図れる。
MLS駆動法は、STN（Super Twisted Nematic）液晶パネルなどの、単純マトリクス方式の液晶パネルにおいて、複数の走査線を同時に選択する技術である。これにより、走査線の駆動電圧を低くすることができる。
また、図20の上側に示すように、従来の線順次駆動法では、選択パルスの間隔が広く、液晶パネルの透過率が時間経過とともに下がるために、画像表示のコントラストや液晶パネルの透過状態における輝度（透過率）が低下してしまう。これに対し、図20の下側に示すように、MLS駆動法によれば選択パルスの間隔を狭くできるため、液晶パネルの透過率（輝度）の低下が少なく、平均透過率が上がる。したがって、コントラストも向上する。
C. MLS駆動法の原理
図21に示すように、２本の走査線X1,X2を同時に駆動し、それらの走査線とデータ線Y1とが交差する位置の画素をオン／オフさせる場合を考える。
オン画素を「−１」とし、オフ画素を「＋１」と記すことにする。このオン／オフを示すデータはフレームメモリ内に格納されている。また、選択パルスは「＋１」，「−１」の２値で表す。また、データ線Y1の駆動電圧は、「−V2」，「＋V2」，「V1」の３値である。
データ線Y1に、「−V2」，「＋V2」，「V1」のいずれの電圧を与えるかは、表示データベクトルｄと、選択行列βとの積により決定される。
図21の（ａ）の場合は、ｄ・β＝−２であり、図21の（ｂ）の場合は、ｄ・β＝＋２であり、図21の（ｃ）の場合は、ｄ・β＝＋２であり、図21の（ｄ）の場合は、ｄ・β＝０となる。
そして、表示データベクトルｄと、選択行列βとの積が「−２」のときにデータ線駆動電圧として「−V2」が選択され、「＋２」のときに「＋V2」が選択され、「０」のときに「V1」が選択される。
表示データベクトルｄと選択行列βとの積の演算を電子回路で行う場合には、表示データベクトルｄと選択行列βの、対応するデータの不一致数を判定する回路を設ければよい。
つまり、不一致数が「２」の場合には、データ線駆動電圧として「−V2」を選択する。不一致数が「０」の場合には、データ線駆動電圧として「＋V2」を選択する。また、不一致数が「１」の場合には、データ線駆動電圧として「V1」を選択する。２ラインを同時に選択するMLS駆動では、上述のようにしてデータ線駆動電圧を決定し、１フレーム期間内で２回の選択を行うことによって、画素のオン／オフを表示する。選択期間を複数回設けているため、非選択期間における透過率の低下が少なくなり、液晶パネルの平均の透過率（輝度）が向上する。したがって、液晶パネルのコントラストも向上する。
D. MLS駆動の具体例
以下、図22を用いて、４ラインの走査線を同時に選択して単純マトリクス型液晶表示装置を駆動する場合の動作を具体的に説明する。
走査線には、あらかじめ選ばれた直交関数系により定義される走査電圧パターンに従って、３つ（＋V1、０、−V1）の電圧レベルが適宜選択され、４本の走査線にそれぞれ印加されるようになっている。走査電圧パターンの一例を、図23A,図23Bに示す。
例えば、図22の（ａ）に示されるように、４本の走査線X1〜X4が同時に選択される。
このとき、走査電圧パターンと表示データパターンとを比較し、その不一致の数によって決定された電圧レベル（−V3、−V2、０、＋V2、＋V3の５つの電圧レベルのうちいずれか）が、データ線駆動回路により各データ線に印加される。以下にデータ線に印加される電圧レベルを決定する手順の説明を行う。
走査電圧パターンは、選択電圧が＋V1の場合（＋）、選択電圧が−V1の場合（−）、表示パターンは、オン表示のデータの場合（＋）、オフ表示のデータの場合（−）とする。非選択期間は不一致数の考慮はしない。
図22では、１画面を表示するのに必要な期間を１フレーム期間（Ｆ）とし、すべての走査線を１回選択するのに必要な期間を１フィールド期間（ｆ）とし、走査線を１回選択するのに必要な期間を１選択期間（Ｈ）とする。
ここで、図22の「H_1st」は最初の選択期間であり、「H_2nd」は２番目の選択期間である。
また、f_1stは最初のフィールド期間であり、f_2ndは２番目のフィールド期間である。また、F_1stは最初のフレーム期間であり、F_2ndは２番目のフレーム期間である。
図22の場合、最初のフィールド期間f_1st中の最初の選択期間（H_1st）において選択される４ライン（X1〜X4）の走査パターンはあらかじめ、図22の（ａ）に示すように設定されているから、表示画面の状態によらず、常に（＋＋−＋）である。
ここで、全面オン表示を行う場合を考えると、（画素（X1、Y1）、画素（X2、Y1）、画素（X3、Y1）及び画素（X4、Y1））に対応する１列目の表示パターンは、（＋＋＋＋）である。両パターンを順番に比較すると、１番目、２番目及び４番目は極性が一致し、３番目は極性が相違する。つまり、不一致数は「１」である。不一致数が「１」の場合、５レベル（＋V3、＋V2、０、−V2、−V3）ある電圧レベルのうち−V2を選択する。こうすると、＋V1を選択している走査線X1、X2及びX4の場合には、−V2の選択により液晶素子に印加される電圧は高くなる一方、−V1を選択している走査線X3の場合には、−V2の選択により液晶素子に印加される電圧は低くなる。
このようにしてデータ線に印加される電圧は、直交変換時の「ベクトルの重み」に相当し、４回の走査パターンに対してすべての重みを加えると真の表示パターンを再生することができるように電圧レベルが設定される。
同様に、不一致数が「０」の場合は−V3、不一致数が「２」の場合は０レベル、不一致数が「３」の場合は＋V2、不一致数が「４」場合は＋V3を選択する。V2とV3はその電圧比が（V2:V3＝1:2）となるように設定する。
同様の手順で、X1〜X4の４ラインの走査線について、Y2からYmまでのデータ線の列の不一致数を決定し、得られた選択電圧のデータをデータ線駆動回路に転送し、最初の選択期間に上記手順によって決められた電圧を印加する。
同様に、全ての走査線（X1〜Xn）について、以上の手順を繰り返すと、最初のフィールド期間（f_1st）における動作が終了する。
同様に２番目以降のフィールド期間についても、全ての走査線について上記の手順を繰り返すと１つのフレーム（F_1st）が終わり、これにより、１つの画面の表示が行われる。
上記の手順に従い、全面オンの場合のデータ線（Y1）に印加する電圧波形を求めると、図22の（ｂ）のようになり、画素（X1、Y1）に印加される電圧波形は、図22の（ｃ）のようになる。
以上が、MLS駆動法の具体例の説明である。
（10）第９の実施の形態
本実施の形態では、画素表示に使用しない画面と、表示を行う画面との境界位置を、表示パネルのＹ側（走査線側）で制御する場合について説明する。
つまり、図24Aに示すように、表示制御信号DOFF3,DOFF4を走査線駆動回路50,60にも入力し、例えば、図24Bに示すように、液晶パネル70の画面を、画像表示に使用するエリア82と、画像表示に使用しないエリア84とに区画する。
このような表示制御は、例えば、図25に示すような駆動を行うことにより実現できる。つまり、図25に示される駆動法では、画像表示に使用するエリア502を担当する走査線のみを選択対象とし、それ以外のエリア504を走査線を選択対象から除外する。
これにより、実質的に表示パネルのサイズが変更されたことになり、駆動のデューティーが、「Ｎ」から「N/2」へと変化する。したがって、そのデューティー変化に対応させて、制御信号V_CONにより、可変電圧源510が走査線駆動回路に供給する電圧を変化させる。
図25の例では、駆動のデューティーは1/2になっているから、可変電圧源510が走査線駆動回路に供給する電圧も約半分でよいことになる。
一方、画像表示に使用しないエリア504は、表示画面としてまったく機能しないエリアとなる。
可変電圧源26は、例えば、図26に示すようなブートストラップ回路を用いて構成できる。
図26のブートストラップ回路は、以下のように動作する。
トランジスタQ2のゲート電圧Vgが「Ｈ」となってトランジスタQ2がオンすると、電流i1が流れてコンデンサC_Oを充電する。これによって、コンデンサC_Oの両端の電圧はV1となる。
次に、トランジスタQ2をオフさせると、電流i2が流れてトランジスタQ1がオンし、A1点の電位はVsに等しくなる。
このとき、B1点の電位は、Vs＋V1に昇圧される。したがって、V1およびVsを適宜に設定すれば、種々の電圧を発生させることができる。
本実施の形態の駆動方法を実現するための、MLS駆動法を採用した液晶表示装置の構成が図510に示される。MLSコントローラ2340が、表示制御信号DOFF3,DOFF4による表示制御に対応させて、制御信号V_CONにより可変電圧源510の出力電圧を変化させるようになっている。
（11）第10の実施の形態
本実施の形態では、駆動のデューティーを変化させることなく画像のサイズを拡大する。つまり、画像の解像度を変換する処理を行う。以下、この処理について、図28A〜図28Cを用いて説明する。
図28Aに示すように、表示パネルが、２つの表示エリア「Ａ」および「Ｂ」を有し、表示エリア「Ａ」における走査線の駆動はＹドライバ520が担当し、表示エリア「Ｂ」における走査線の駆動はＹドライバ530が担当するものとする。
そして、図25を用いて説明した方法を用いて、図28Bに示すように、エリア「Ａ」のみに画像を表示する。このとき、エリア「Ｂ」は何ら表示に寄与しないエリアとなっている。この状態では、表示パネルの上半分しか画像表示に用いられておらず、画像を見る者に対するインパクトが弱い。
そこで、図28Cに示すように、縦方向において隣接する２つの画素に同じ画像を表示させ、これにより、画像サイズを縦方向に２倍に拡大する。この場合、画像サイズは２倍となったが、同じ画像を２つの画素に表示させているにすぎないので駆動のデューティーは図28Bと同じである。よって、消費電力はそれほど変化しない。但し、画像の解像度は1/2となって表示画像の品質は低下する。しかし、画像のサイズが２倍になったことによって、見る者に与えるインパクトが強くなり、それだけ、表示としての機能が強化されたことになる。
以上説明した、駆動のデューティーを変化させることなく画像サイズを２倍（解像度は1/2）とする処理を実現するための、MLS駆動を用いた液晶表示装置における走査線駆動回路の要部構成の一例を図29に示す。また、図30A,図30Bにはそれぞれ、図28bに示すような表示を行う場合と、図28Cに示す倍角表示を行う場合の、各部の条件を具体的に示してある。
図29に示される回路600は、1A,2A・・・8Aの入力端子と、1B,2B・・・8Bの各入力端子をもつ。そして、各入力端子には、図示されるようにデータD0,D1,D2,D3のいずれかが入力されている。データD0,D1,D2,D3は、走査線に与える電圧を決定するデータである。
そして、制御信号B0が「Ｌ」のときは、1A,2A・・・8Aの各端子に入力されているデータを出力端子1Y,2Y・・・8Yに出力する。一方、制御信号B0が「Ｈ」のときは、1B,2B・・・8Bの各端子に入力されているデータを出力端子1Y,2Y・・・8Yに出力する。
一方、回路600の各出力端子1Y,2Y・・・8Yには、２入力アンドゲート610〜617の一方の入力端子が接続されている。また、２入力アンドゲート610〜613の他方の入力端子にはイネーブル制御信号EN1が入力され、２入力アンドゲート614〜617の他方の入力端子にはイネーブル制御信号EN2が入力されている。
図28Bのような表示を行う場合には、図30Aに示すように、制御信号B0を「Ｌ」とし、イネーブル制御信号EN1を「Ｈ」とし、イネーブル制御信号EN2を「Ｌ」とする。これにより、図29の２入力アンドゲート610〜614の出力端子OUT1〜OUT4にはそれぞれ、データD0,D1,D2,D3が出力され、各データに基づき４本の走査線の電圧が決定される。
一方、図28Cのような倍角表示を行う場合には、図30Bに示すように、制御信号B0を「Ｈ」とし、イネーブル制御信号EN1を「Ｈ」とし、イネーブル制御信号EN2も「Ｈ」とする。これにより、図29の２入力アンドゲート610〜617の出力端子OUT1〜OUT8にはそれぞれ、データD0,D0,D1,D1,D2,D2,D3,D3が出力され、各データに基づき８本の走査線の電圧が決定される。つまり、隣り合う走査線には、同じ走査線駆動電圧が与えられる。これにより、画像サイズが２倍となる。
以上の例では画像サイズを２倍としたが、同様の手法を用いれば、画像サイズを４倍,8倍等することも可能である。いずれの場合も、１画面のうちの一部のエリアを部分的に表示オフ状態とした場合と同等の低い消費電力でもって、液晶パネルのユーザーに対する、アイコン表示等のインパクトを増大させて、表示を印象づける効果がある。
（12）第11の実施の形態
第９の実施の形態では、図24や図25を用いて、画像表示に使用しない画面と、表示を行う画面との境界位置を表示パネルのＹ側（走査線側）で制御する場合の表示制御方法について説明した。しかし、この方法では、駆動のデューティーが変化するため、可変電圧源が必要であった。
本実施の形態では、駆動のデューティーを変化させずに、同様の表示制御を行う。
図31に示すように、本実施の形態では、駆動のデューティー「Ｎ」を変化させずに、走査線S1〜S6までを全部選択する。
なお、表示パネル500の画面のうち、走査線S1〜S3が担当するエリア502が画像表示に使用されるエリアであり、走査線S4〜S6が担当するエリア504が画像表示に使用されないエリアである。
いま、データ線L1に沿って６つの画素M1〜M6を考え、画素M1〜M3をオンさせ、画素M4〜M6をオフさせることを考える。画素M4〜M6を単にオフさせるだけなら、走査線S4〜S6の選択時に、データ線L1の電圧レベルを上述のVc（走査線の非選択時の電圧）に固定すればよいが、これでは、画素M1〜M3の表示が極めて暗くなってしまい、適正な表示は行えない。これは、表示装置では、データ線L1に所定の表示を行うための電圧（オン／オフ表示を行うための電圧）が常に印加されることを前提に回路が設計されるからである。つまり、データ線L1に、走査線の非選択時の電圧レベルVcを継続して印加することは、規格外の駆動法なのである。
そこで、本実施の形態では、走査線S4,S5,S6を選択するべきタイミングでは、走査線には非選択時の電圧Vcを印加し、一方、データ線L1には、通常のオン／オフ表示を行う場合に印加するべき電圧のうちの一つを印加する。これにより、画素M1,M2,M3による表示を適正に維持しつつ、画素M4,M5,M6については表示オフ状態とすることが可能となる。このとき、表示オフ状態となっているエリア504については、走査線の電圧レベルがVcに固定され、極性反転を行わないため、データ線に表示を行う場合の電圧が印加されるといっても、消費電力は低減される。
また、本実施の形態では、駆動のデューティーが変化しないために可変電圧源を用いること必要がなく、電圧源回路の構成が簡単で、よって消費電力を低減することができる。
図32は、４ライン同時選択のMLS駆動法に、本実施の形態の駆動法を適用した場合の動作を示すタイミングチャートである。図32では、適宜上、第１および第２のフィールド期間の信号波形を示している。
図32中は、時刻t1〜t2までの期間および時刻t3〜t4までの期間が適正に画像表示をなす期間であり、時刻t2〜t3までの期間が表示オフとする期間である。時刻t2〜t3までの期間では、該当する走査線Y101〜Y200については非選択電圧レベルVcに維持され、一方、データ線には「Vc」ではなく、「V_Y4」が印加されているのがわかる。
図32に示される動作を行う、MLS駆動法を採用した液晶表示装置の構成を図33に示す。図27の表示装置とは異なり、固定電圧源512が設けられている。また、MLSコントローラ2340が、表示制御信号DOFF3,DOFF4を送出して、走査線駆動出力をVcに固定させると共に、これに合わせて、制御信号V_XCを送出して、Ｘドライバ520,530の出力を所定の電圧（例えば、図32に示すV_Y4）に固定させるようになっている。
（13）第12の実施の形態
図34A,図34Bに本実施の形態の液晶表示装置の要部の構成を示す。本実施の形態の特徴は、表示オフ状態の画面とするとき、走査線またはデータ線のうちの少なくとも一つを電位的にフローティング状態（ハイインピーダンス状態）とすることである。これにより、液晶パネルにおける無駄な消費電力を低減できる。
図34Bに示すように、液晶パネルは導体層800,820の間に液晶810を封じ込め、電圧源700から所定の電圧を発生させて液晶を駆動し、所定の表示を行う。なお、導体層800,820は走査線およびデータ線の構成材料である。
導体層800,820に同じ電圧を印加して表示オフ状態としても、種々の要因により各導体層の電位には微少な差が生じる。そして、液晶810と電圧源700とを結ぶ経路が構成されていると、導体層800と導体層820との電位差に起因して、導体層800または導体層820から液晶810への電荷の注入が生じ、電流が流れる。この電流は無駄な電流である。
そこで、図34Bに示すように、導体層800,820への電圧印加経路にスイッチ711,726を設けて、ハイインピーダンスモードの場合にはスイッチ711,726の少なくとも一つを開状態とするものである。これにより、電流経路が遮断され、無駄な電流は一切流れない。これにより、消費電力を削減できる。
但し、走査線またはデータ線が電位的にフローティング状態となって不安定であるため、静電気等に起因して不所望な模様等が画面に現れる場合も想定される。そこで、走査線またはデータ線の少なくとも一つを電位的にフローティング状態とする場合には、画面をカバーで覆って、液晶パネルのユーザーに不快感を与えないようにするのが望ましい。
図34Aの液晶パネルでは、スイッチ手段710内のスイッチ711〜716およびスイッチ手段720内のスイッチ721〜726がすべて開状態となっている。したがって、走査線L1〜L6およびデータ線S1〜S6はすべて電位的にフローティング状態となっている。そして、その画面上をカバー750が覆っている。
MLS駆動法を採用した液晶表示装置において、データ線の電位をフローティング状態として表示を禁止するモード（ハイインピーダンスモード）を実現するための構成を、図35および図36に示す。
すなわち、図35に示すように、マルチラインデコーダ860にハイインピーダンスモードを指示する制御信号Hi−Ｚを入力する。マルチラインデコーダ860には、前述の表示オフ状態を指示する表示制御信号DOFFも入力されている。
マルチラインデコーダ860および電圧セレクタ870の具体的構成の一例が図36に示される。
マルチラインデコーダ860は、画像データ（DATA）と表示制御信号DOFFとをデコードするための論理ゲートNA1〜NA5と、制御信号Hi−ＺとロジックゲートNA1〜NA5の各出力とをデコードするためのアンドゲートNB1〜NB5と、を有している。
制御信号Hi−Ｚが「Ｌ」となると、アンドゲートNB1〜NB5の出力は強制的に「Ｌ」に固定される。これにより、電圧セレクタ870内のスイッチSW1〜SW5はいずれも開状態となって、データ線は電位的にフローティング状態となる。これにより、表示画面はハイインピーダンスモードとなる。
（14）第13の実施の形態
図37に本実施の形態の液晶表示装置の特徴的な構成を示す。
本実施の形態の液晶表示装置は、第１の表示パネル910と、第２の表示パネル920とを具備している。
そして、第１の表示パネル910の走査線数（駆動のデューティー）を適宜に設定することにより、電圧源930が走査線ドライバ（Y1）960に供給する電圧V_X1と、データ線ドライバ（X1）940に供給する電圧V_Y5とを等しくしている。したがって、電圧源930は、共通の電圧を発生させるだけでよく、電源回路930の構成が簡素化され、これにより、消費電力の削減が図られている。
２つのパネル910,920は共に、MLS駆動法されて画像を表示する。図37において、Ｘドライバ（X1）940,Xドライバ（X2）942ならびにＹドライバ（Y1）960は、第１の表示パネル910を駆動するために設けられている。また、Ｘドライバ（X3）944,Xドライバ（X4）946,Yドライバ（Y2）962,Yドライバ（Y3）964は、第２の表示パネルを駆動するために設けられている。
第１の表示パネル910は、例えば、簡単なアイコン表示を行うための専用パネルであり、第２のパネル920は、その他の種々の表示を行うための汎用パネルである。そして、第１のパネル910の走査線数は、第２のパネル920の走査線数よりもかなり小さくなっている。
これは、第１の表示パネル910はアイコンのみを表示すればよく、したがって細長く小さな表示エリアであっても問題がないことに着目し、第１の表示パネル910の駆動のデューティーを小さくして、Ｘドライバ940に供給される電圧のレベルとＹドライバ960に供給される電圧のレベルとが一致するように設計してあるからである。
つまり、図1Bの右側に示すように、MLS駆動法を採用する場合において、走査線の選択電圧レベルV_X1（−V_X1）と、データ線の選択電圧レベルV_Y5（V_Y1）とは一致しないのが通常である。しかし、例えば、走査線の同時選択数ｈ＝4,液晶のしきい値電圧Vth＝2.0Vの場合に、第１の表示パネル910の走査線数を16本とすると、V_X1,V_Y5のそれぞれのレベルが3.27Vとなって一致する。
このように、走査線数を適宜に調整する（駆動のデューティーを調整する）ことによって、走査線の選択電圧レベルとデータ線の選択電圧レベルとを一致させることができる。図37の表示装置では、このことを利用して、電圧源930の構成を簡素化して消費電力の削減を図るものである。これにより、アイコンを低消費電力で表示できるようになる。
また、第２の表示パネル920を用いて、種々の多彩な表示を行うことも可能である。
（15）第14の実施の形態
本実施の形態では、表示マトリクスを駆動するための駆動回路に、走査線を駆動するための機能とデータ線を駆動するための機能とを併せ持たせておく。
そして、画像表示エリアの形状やサイズに応じて適宜にその機能を切換えて、駆動のデューティーを変化させることにより、走査線の選択時の電圧を低減し、画像表示時の消費電力を削減する。
図38を用いて具体的に説明する。図38において、エリア912は画像表示に使用されるエリア（表示エリア）であり、エリア922が画像表示に使用されないエリア（表示オフモードのエリア）である。
現在は、ドライバ941がデータ線ドライバ（Ｘドライバ）として機能しており、ドライバ961およびドライバ963が走査線ドライバ（Ｙドライバ）として機能しているとする。
ここで、表示エリア912の形状に着目する。表示エリア912は縦に細長い形状をしている。つまり、縦が長く、横が短い。そこで、このような場合は、ドライバ941を走査線ドライバ（Ｙドライバ）として機能させ、ドライバ961およびドライバ963をデータ線ドライバ（Ｘドライバ）として機能させる。すると、走査線数（駆動のデューティー）が減少し、デューティーが小さくなった分だけ走査線の選択電圧レベルを低下させることができる。これにより、表示装置の消費電力を削減できる。
（16）第15の実施の形態
以下、本発明の表示装置を搭載した電子機器について、図39〜図43を参照して説明する。
図39Aは携帯電話の通常使用時の外観を示し、図39Bは携帯電話を携帯用端末として使用する場合の外観を示す。
携帯電話は、画面1000および画面1010と、アンテナ1100と、タッチキー1200と、マイク1300と、パネル1400とを有する。画面1000および画面1010は、一つの液晶表示パネルを構成する。
図39A,図39Bから明らかなように、通常の使用時では、画面1010はパネル1400の下に隠れている。したがって、通常使用時においては、画面1010は、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとなっている。
そして、携帯用端末として使用する場合には、図39Bに示すように、パネル400が下側に折り返され、画面1010があらわれる。この状態では、画面1010についての表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードは解除されており、したがって、画面100および画面1010を用いた多彩な画像表示が可能である。
図40A,図40Bは、携帯用電子辞書の使用態様を示す図である。
携帯用電子辞書1500は、通常は、図40Aのような形態で使用され、このときは、画面1510を用いて所望の表示がなされる。
そして、画面1510は足りないときには、図40Bに示されるように、画面1520が上側に押し出されてきて、画像表示エリアが拡大される。図40Aの状態では、画面1520は本体内部に隠れて見えないため、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとなっている。
図41A,図41Bはそれぞれ、携帯用電子機器の外観を示す図である。
図41の携帯用電子機器は、枠体1600と、表示パネル1620と、カバー1610とをもつ。カバー1610は、左右にスライドすることができ、これにより、表示エリアのサイズを適宜に変化させたり、表示画面を分割したりすることができる。表示パネルのうちの、カバー1610の下に隠れて見えないエリアは、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとなっている。
また、図41Bでは、２つのカバー1612,1614を設けている。各カバーは左右にスライドすることができ、表示エリアのサイズを適宜に変化させることができる。表示パネル1622のうちの、カバー1612,1614の下に隠れて見えないエリアは、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとなっている。
図42A,図42Bは、携帯型電子翻訳機の使用形態を示す図である。
携帯型電子翻訳機1700の画面1710には、図42Aに示されるように、翻訳するべき英単語が示されている。そして、図42Bに示すように、カバー1720をスライドさせると、その英単語の日本語訳が画面1730に表示される。
表示パネルのうちの、カバー1612,1614の下に隠れて見えない画面は、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとなっている。
図43の携帯電話では、待機時において、表示パネルの表示画面を、エリア「Ａ」とエリア「Ｂ」に区分し、エリア「Ａ」にアイコン等の簡単な画像を表示し、エリア「Ｂ」は、表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとする。
以上の電子機器では、表示に寄与しないエリアを部分的に表示オフモードあるいはハイインピーダンスモードとすることにより、極めて低い消費電力でもって所望の画像表示を行うことができる。

Claims

複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線に印加される電圧ならびに前記データ線に印加される電圧によって表示が制御される複数の表示要素と、前記複数の走査線を駆動するための走査線駆動回路と、前記複数のデータ線を駆動するためのデータ線駆動回路とを具備し、
前記走査線の非選択時の電圧レベルが１つのみであり、
前記データ線駆動回路は、同時に選択される走査線本数分のデータ線駆動用データを一時的に記憶する出力シフトレジスタと、前記出力シフトレジスタからの前記データ線駆動用データをデコードして、前記データ線駆動回路の各出力毎にマルチライン駆動用の駆動電圧を決定するデコーダと、各駆動出力毎の表示制御信号を一時的に記憶するシフトレジスタと、前記デコーダの出力と前記シフトレジスタの記憶データとを入力するロジックゲートと、前記ロジックゲートの出力によって前記各データ線に出力する電圧を選択するスイッチ回路とを有し、
前記スイッチ回路は、前記表示制御信号が表示オフを示した駆動出力については前記走査線の前記非選択時の電圧レベルを選択することを特徴とする表示装置。
請求項１に記載の表示装置を搭載した電子機器。