JP4510530B2 - 液晶表示装置とその駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話等のモバイル機器の表示装置に係り、高画質で低消費電力化可能な液晶表示装置とその駆動方法に関する。

表示パネルの一部の領域に表示を行い、その他の領域は背景を表示するパーシャル表示を行う駆動方法としては、下記特許文献１に開示されるように、ｎ行ｍ列マトリクスの複数の画素を備え、パーシャル表示命令に応じて、任意のs行ｍ列の画素からなるパーシャル表示領域に所望のパーシャル表示を行い、前記ｎ行ｍ列の残りの背景領域に背景を表示する表示装置の駆動方法であって、パーシャル表示モード時には、１フレーム期間中に、前記s行ｍ列のパーシャル表示領域の各画素に前記パーシャル表示データを書き込み、かつ、前記背景領域内のｋ行ｍ列の画素に、背景表示データを書き込む（但し、ｎ、ｍ、s及びｋは全て１以上の整数で、s＜ｎ、ｋ＜ｎとする。）という駆動方法が挙げられる。

また、表示装置の駆動方法において、走査期間以外に休止期間を設け、この休止期間において、液晶層に印加される実効電圧を走査期間における実効電圧と等しくすることで、チラツキを抑制し、低消費電力化するものが、下記特許文献２に開示されている。
特開２００１−３５６７４６号公報 特開２００２−１８２６１９号公報

上記特許文献１には画質劣化、特にちらつき（フリッカ）を抑える駆動方法までは記載されていない。また、上記特許文献２は、パーシャル表示を行う駆動方法までは記載されていない。

以下、図１０から図１２を用いて発明が解決しようとする課題を説明する。

携帯電話機の液晶表示装置は、携帯電話機の待ち受け時に時刻、電波の受信状態及び電池残量などの限られた情報のみを液晶パネルの一部に表示（パーシャル表示）することがある。

図１０(a')は、図１０(a)に示す表示を行っている液晶表示装置のブロック図である。図１０(a)〜(d)に、Ｎ行Ｍ列（Ｎ、Ｍは１以上の整数）のマトリクス状の画素を有する液晶パネルにおける表示状態の表示例を示す。

液晶表示装置１は、液晶パネル２、信号配線駆動回路３、走査配線駆動回路４、電源回路５を有する。これらの回路は別々のＬＳＩに設けられることもあり、一部共通、全て共通のＬＳＩに設けられることもある。また、一部若しくは全部を液晶パネルに内蔵することもある。ここでは別々のＬＳＩに設けられた場合において以下の説明を行う。

液晶パネル２において、パーシャル表示を行っている領域をパーシャル表示領域と呼び、その他の領域を背景領域と呼ぶことにする。以下、パーシャル表示を行っている場合をパーシャル表示モードと称する。

図１０(a)の表示状態は1行目の走査配線からi0行目までの走査配線を用いてパーシャル表示を行い、i0＋１行目の走査配線からＮ行目の走査配線に接続される画素には背景に対応する何らかの電位が保持、または、印加されており、その電位に応じて背景を表示している。背景領域を走査している時に、背景領域の液晶に印加される電圧は背景領域のほとんどの画素で等しく、背景領域の表示は概ね同一の色及び輝度を表示することになる。

図１０(b)の場合は、折りたたみ式の携帯電話機において、液晶パネルを２画面有し、携帯電話機の各種設定を行うメイン画面２’と折りたたんだ状態でも情報が表示されるサブ画面２”からなり、信号配線はメイン画面２’とサブ画面２”で共通である。

図１０(b)の状態は、携帯電話を折りたたんでいるような場合で、メイン画面２’は全面が背景領域である。パーシャル表示領域は、サブ画面２”のi1行からi2行で、背景領域は、残りの行である。

図１０(c)の場合は、i3行からi4行までがパーシャル表示領域で、背景領域は残りの行である。

図１０(d)の場合は、パーシャル表示領域は、２つ存在し、1行からi5行までと、i6行からi7行までの２つである。背景領域は、残りの行である。以上の図１０(a)〜(d)において、i0，i1，・・・，i6，i7は２以上の整数である。

以下の説明において、液晶パネル２の表示モードをノーマリーホワイトとする。まず、初めに、全画面を表示している通常の場合（以下、通常表示モードと称し、走査配線が走査される周期をフレーム期間とする。また、携帯電話機が２画面を有し、信号配線がメイン画面２’とサブ画面２”で共通である場合に、メイン画面２’で情報を表示している場合は通常表示モードとする。この場合は、メイン画面２’の走査配線が走査される周期をフレーム期間とし、メイン画面２’の走査配線において１行が走査される期間を、１行を走査する期間Ｔhnとする。）の動作概容を説明する。

図１１(a)は、ｎ行ｍ列の画素の等価回路図を示し、図１１(b)に信号配線電位Ｖ_dm、対向電極電位Ｖ_com及び走査配線電位Ｖ_g1〜Ｖ_gNの駆動スキームと、ｎ行ｍ列の画素の画素電極電位Ｖ_pixと対向電極電位Ｖ_comと間の電圧の絶対値Ｖ_alc（以下、単に「電圧Ｖ_alc」という。）と、ｎ行ｍ列の画素の光学応答を示す。

信号配線駆動回路３は、接地電位０Ｖを基準に階調電圧を生成している。信号配線電位Ｖ_dm及び対向電極電位Ｖ_comは、この電位を基準に描かれている。以下の説明において各電位の基準（０Ｖ）を接地電位とする。ただし、図５を除く各図面では、走査配線電位Ｖ_g1〜Ｖ_gNはタイミングにのみ注意を払った簡略的なパルスとして描かれており、接地電位を基準として描かれていない。

図１１(a)に示される等価回路について説明する。信号配線101と走査配線102の交差部にスイッチとしてのアクティブ素子が存在し、本実施例ではこのアクティブ素子を薄膜トランジスタ（以下「TFT」という。）とする。

走査配線102はTFTのオン/オフを制御し、ｎ行目の走査配線電位Ｖ_gnが‘ハイ’（電位は概ね10Ｖから15Ｖ程度の値をとる。）の時は、TFTはオンの状態で、信号配線101と画素電極間は導通し、ｍ列目の信号配線電位Ｖ_dmが画素電極に印加される。

ｎ行目の走査配線電位Ｖ_gnが‘ロー’（電位は概ね0Ｖから-15Ｖ程度の値をとる。）の時は、TFTはオフの状態である。信号配線101と画素電極間は高抵抗状態となり画素の電荷は保持される。オフ状態のTFTは、回路的には信号配線101と画素電極に接続される抵抗Ｒ_offで表される。

液晶は液晶容量Ｃ_lcと液晶抵抗Ｒ_lcとの並列回路で表され、画素電極と対向電極100との間の電圧が液晶に印加される。容量配線103と画素電極間には電荷を保持するための保持容量Ｃ_stgが配置されている。画素のＴＦＴに接続される信号配線101と画素電極間には寄生容量Ｃ_sd1が存在し、画素のＴＦＴに接続される信号配線101に対して画素の画素電極を挟んで反対側の信号配線と画素電極間には寄生容量Ｃ_sd2が存在する。また、画素電極と走査配線102間にも寄生容量Ｃ_gsが存在する。寄生容量の存在により、信号配線101や走査配線102の電位が変動する際には、容量結合により画素電極電位は変動し、光学応答変化を起こす。また、TFTがオフの状態でも抵抗Ｒ_offと抵抗Ｒ_lcの存在によりリーク電流が流れ画素電極電位が変動する。

図１１(b)に示される連続する２フレーム分の駆動スキームについて説明する。フレーム期間Tfにおいて、対向電極電位Ｖ_comは、電位Ｖ_comH又は電位Ｖ_comLをとる。対向電極電位Ｖ_comが、電位Ｖ_comLの時のフレームを正フレームとし、電位Ｖ_comHの時のフレームを負フレームとする。フレーム毎に対向電極電位Ｖ_comは反転する。信号配線電位Ｖ_dmは、画像データ電位に応じた電位となる。同図において、信号配線電位Ｖ_dmは、液晶パネルの全面に黒を表示している場合を表している。Ｖ_g1〜Ｖ_gNは、１行からＮ行の走査配線電位を表している。

ここで、電圧Ｖ_alcの時間変化について説明する。ｎ行目の走査配線電位Ｖ_gnが‘ハイ’になると、所定の電圧が印加される。その後、走査配線電位Ｖ_gnが‘ロー’になると、走査配線電位Ｖ_gnが‘ハイ’から‘ロー’になる際に、寄生容量Ｃ_gsを介する容量結合により、画素電極電位はΔＶft（ΔＶftを電位降下の大きさとし、フィードスルー電圧と呼ぶことにする。）だけ降下する。

負フレームの場合、電圧Ｖ_alcはΔＶftだけ大きくなり、正フレームの場合、電圧Ｖ_alcはΔＶftだけ小さくなる。特に、この現象をフィードスルーと呼ぶことにする。フィードスルーが存在するために、対向電極電位Ｖ_comの振幅中心Ｖ_comcと信号配線電位Ｖ_dmの中心電位Ｖ_cenとを異なる電位とし、対向電極電位Ｖ_comの振幅中心Ｖ_comcを信号配線電位Ｖ_dmの中心電位Ｖ_cenよりΔＶft程度低くする。

この様にすることで、走査配線電位Ｖ_gnが‘ハイ’から‘ロー’になった直後の電圧Ｖ_alcが正フレームと負フレームで等しくなる。電圧Ｖ_alcは書き込まれた後、フレームの切り替え時まで概ね所望の電圧を維持する。フレーム切り替え時には対向電極電位Ｖ_com及び信号配線電位Ｖ_dmが変動するために、電圧Ｖ_alcも電圧変動を起こす。表示される輝度も電圧Ｖ_alcの変動に同期して変動する。電圧Ｖ_alcの時間変化において、リーク電流の影響を無視したが、リーク電流が大きい場合はリーク電流による電圧降下が起こる。特に、電圧Ｖ_alcを保持している期間が1/60秒より十分に長いと影響を無視できない。また、図１１(b)に示されるような光学応答変化はフリッカとして知覚されることがある。フレーム周波数を60Ｈｚ以下にするとフリッカは知覚されやすくなるため、通常はフレーム周波数を60Ｈｚ以上とする。

次に、図１２を用いて、ｎ行目の画素を含むｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行における従来の駆動方法でパーシャル表示を行っている場合の動作概容を説明する。同図に連続する２フレーム分の駆動スキームとｎ行ｍ列の画素の電圧Ｖ_alcと画素の光学応答を示す。背景領域は白を、パーシャル表示領域では黒を表示している場合の駆動スキームである。

一般に、表示モードがノーマリーホワイトの場合は、背景領域の表示を、液晶に印加される電圧（液晶電圧と称する）の大きさが最も小さくなる白表示とし、ノーマリーブラックの場合は、黒表示とする。その理由は、液晶電圧が小さいと、その電圧が変化しても画質劣化が起きにくいためである。そのために、背景領域の走査は、フレーム毎には背景領域の走査を行わず、数フレーム毎に行い、背景領域の走査回数を減らし低消費電力化を行うことがある。

対向電極電位Ｖ_comは、通常表示モード時と同じ動作を行う。信号配線電位Ｖ_dmは、１行からｎ−ｎｐ−１行目まで白を表示する電位にあり、ｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行までは黒を表示する電位となり、再び、ｎ＋ｎｐ＋１行からＮ行まで白を表示する電位となる。

パーシャル表示領域であるｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行までを走査している期間を、特に、表示部走査期間Ｔsと呼ぶことにする。パーシャル表示モード時の正フレーム及び負フレームの定義を通常表示モード時とは変えて次のようにする。

表示部走査期間Ｔｓにおいて、黒を表示している場合に、対向電極電位Ｖ_comが信号配線電位Ｖ_dmよりも小さい状態となるフレームを正フレームとする。表示部走査期間Ｔｓにおいて、黒を表示している場合に、対向電極電位Ｖ_comが信号配線電位Ｖ_dmよりも大きい状態となるフレームを負フレームとする。

寄生容量の存在により信号配線電位Ｖ_dm及び対向電極電位Ｖ_comが変動すると電圧Ｖ_alcが変動する。従来の駆動方法によるパーシャル表示モードの場合、１フレーム期間において最低でも図１２中の(1)〜(4)の４回のタイミングで電圧Ｖ_alcの変動が起こる。

光学応答の変化もこの電圧Ｖ_alcの変動に応じておこり、光学応答波形が歪む。光学応答波形が歪んで複雑な波形になる場合、正フレームと負フレームで光学応答波形を対称的な波形にすることが難しく、光学応答波形の周期が２フレームとなる。したがって、フレーム周波数の１／２の周波数のフリッカが発生することになる。

特に、パーシャル表示は主に携帯電話機の待ち受け時に行われるので低消費電力で表示する必要がある。低消費電力化を行うためにフレーム周波数を６０Ｈｚより低減して駆動する場合があり、上述した従来の駆動方法の場合、３０Ｈｚより低い周波数のフリッカが発生することになる。低周波数のフリッカは知覚されやすくなるために著しく画質劣化を起こす。

本発明の目的は、パーシャル表示モード時において、フリッカを抑制しながらも、低消費電力化が可能な液晶表示装置とその駆動方法を提供することである。

本発明では、パーシャル表示モードと通常表示モードとが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において、任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に、所望の表示を行い、残りの背景領域に、背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置の駆動方法において、パーシャル表示領域の各走査配線は、ある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、１フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、少なくても連続する２フレーム期間内において、表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にすることでフリッカ低減を可能とした。

また、パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において、任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に、所望の表示を行い、残りの背景領域に、背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置の駆動方法において、パーシャル表示領域の各走査配線は、ある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、少なくても連続する２フレーム期間内において、パーシャル表示領域を走査する期間を表示部走査期間とし、該２フレーム期間内において表示部走査期間以外の期間を待機期間とした場合に、対向電極電位を、表示部走査期間から待機期間への切り替え時と待機期間から表示部走査期間への切り替え時でのみ電位変動させることでフリッカ低減を可能とした。

さらに、パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において、任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に、所望の表示を行い、残りの背景領域に、背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置において、パーシャル表示領域の各走査配線は、ある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、１フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、少なくても連続する２フレーム期間内において表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にする駆動装置を具備することでフリッカ低減を可能とした。

以上、本発明においては、パーシャル表示モード時において、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを抑制しながら、また、以下説明するように、信号配線駆動回路及び対向電極駆動回路を停止することで、画質劣化なしで、かつ消費電力を低減できるという効果を奏する。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１を用いて、ｎ行目の画素を含むｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行において、パーシャル表示を行っている場合の動作概容を説明する。同図は、連続する２フレーム分の駆動スキームとｎ行ｍ列の画素の電圧Ｖ_alcと該画素の光学応答を示す。背景領域は白を、パーシャル表示領域では黒を表示している場合の駆動スキームである。

２フレーム期間において、表示部走査期間Ｔｓ以外の期間を待機期間Ｔwtと呼ぶことにする。表示部走査期間Ｔｓと待機期間Ｔwtとで、対向電極電位Ｖ_comは異なる一定電位となり、画面内にパーシャル表示領域が１個存在するので、対向電極電位Ｖ_comは、１フレーム期間において２回変動している。

ここで、一定電位とは、接地電位（０Ｖ）に対して時間的に一定である電位のことであ
る。ただし、駆動装置や液晶パネルの電気特性のために、実際の駆動信号の電位は、所望の電位から１割程度、若しくは、５００ｍＶ程度時間的に変動することがある。また、表
示部走査期間Ｔｓから待機期間Ｔwt、若しくは、待機期間Ｔwtから表示部走査期間Ｔｓへの切り替わり時には過渡応答のために、切り替わり時から１または２ｍｓの間、所望の電位になるまで電位変動が続くことがある。このときの電位変動の大きさは、１Ｖ程度の大きさになることもある。

信号配線電位Ｖ_dmは、１行からｎ−ｎｐ−１行目まで白を表示する電位にあり、ｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行までは黒を表示する電位となり、再びｎ＋ｎｐ＋１行からＮ行まで白を表示する電位となる。

ここで、本実施例における液晶パネルの白及び黒表示について説明する。液晶パネルの表示における最大の輝度を100％とし、最低の輝度を0％とした場合の相対的な輝度（相対輝度）において、走査するときの信号配線と対向電極間の電位差の絶対値が、液晶パネルの表示において90％以上の相対輝度を表示する電位差の絶対値以下となる場合を白表示（若しくは、概ね白と呼ぶこともある。）とし、走査するときの信号配線と対向電極間の電位差の絶対値が液晶パネルの表示において10％以下の相対輝度を表示する電位差の絶対値以上となる場合を黒表示（若しくは、概ね黒と呼ぶこともある。）とする。または、白データに応じた信号配線電位を印加した画素の表示を白表示とし、黒データに応じた信号配線電位を印加した画素の表示を黒表示とする。

従来駆動方法の場合は、タイミング(1)で対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmが変動した。本駆動方法の場合、対向電極電位Ｖ_comは、一定となり電位変動を起こさず、対向電極電位Ｖ_comの変動に起因する電圧Ｖ_alc変動を起こさない。そのために、光学応答波形の変化を小さくすることができる。

信号配線電位Ｖ_dmは、タイミング(1)で、背景領域の画素の液晶に印加される電圧の極性がフレーム毎に反転するように、白を表示する電位を正フレームと負フレームで異ならせている。そのために、タイミング(1)で電位変動する。しかしながら、特に白表示の場合、液晶に印加する電圧が０Ｖでも良いので、タイミング(1)での信号配線電位の電位変動を１Ｖ以下とすることができる。従来駆動の場合、タイミング(1)で信号配線電位は概ね信号配線の最大振幅程度(〜４Ｖ)の電位変動を起こすので、本実施例の駆動方法の方が電位変動を小さくできる。

そのため、電圧Ｖ_alcは、主に(2)〜(4)でのみ大きな光学応答変化を起こす電圧変動が起こるので、待機期間Ｔwtの光学応答波形の歪みが小さくなる。したがって、正フレームと負フレームにおける光学応答波形を従来駆動方法より対称的にすることが可能である。したがって、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを低減することができ、画質劣化を抑制することができる。

上述した駆動方法では、背景領域の走査をフレーム毎に行った例を示したが、特に、本実施例のように背景領域の表示が概ね白である場合は、液晶電圧が小さいので背景領域の走査回数を減らし低消費電力化することができる。この場合、背景領域の走査は数フレーム毎でもよく、また、通常表示モードからパーシャル表示モードに移行する際に、一度走査し、その後は走査しないという駆動でも構わない。上述した駆動方法は、背景領域の走査方法とは無関係に、フリッカを低減する効果が得られる。

上述した駆動方法において、パーシャル表示モード時のフレーム周波数ｆｐの方が通常表示モード時のフレーム周波数ｆｎより低い場合に、パーシャル表示領域の１行を走査する期間Ｔshを、フレーム周波数の低減とともに単純に長くした場合よりも短くする（すなわち、通常表示モード時の１行を走査する期間をＴhnとすると、Ｔsh＜Ｔhn×ｆｎ/ｆｐとする）ことで、タイミング(2)と(4)の時間間隔が短くなり、この期間に発生するフリッカがフレーム周波数の低減とともに大きくなることを抑制できる。

フリッカを抑制する効果は２つあり、第１の効果は、液晶は液晶電圧の変動に対して数ｍｓ程度で応答する。そのため、タイミング(2)と(4)の時間間隔が短いと液晶は応答しきれず、光学応答変化が小さくなるということである。第２の効果について説明する。タイミング(2)と(4)の時間間隔が短いと、光学応答変化が起こっている期間が短くなり、この光学応答変化はパルス的になる。フレーム期間における光学応答波形が、パルス的な単純な波形となった場合、容易に正フレームと負フレームの光学応答波形を対称にすることが、可能になり、フレーム周波数の1/2の周波数のフリッカを低減することが可能となるということが第２の効果である。

ここで、電力低減に関して述べると、液晶ディスプレイの電力は、大抵の場合は１フレームの平均電力となる。つまり、表示部走査期間Ｔｓに消費する電力と待機期間Ｔwtに消費する電力の時間平均が実効的な液晶ディスプレイの電力となる。そのため、アナログ回路などを停止できる待機期間Ｔwtが長い程、液晶ディスプレイの電力は低減されるということである。

したがって、待機期間Ｔwtにおいてアナログ回路などを停止して電力を削減する場合には、パーシャル表示モード時における１行を走査する期間Ｔshを、フレーム周波数の低減とともに単純に長くした場合よりも短くする（上記したようにＴsh＜Ｔhn×ｆｎ/ｆｐとする）ことで、タイミング(2)と(4)の時間間隔である表示部走査期間Ｔｓを短くし、待機期間Ｔwtを長くできるので電力を低減できる。

上述した駆動方法において、パーシャル表示領域の１行を走査する期間をＴshとし、図２に示すように、n1行目からn2行目までの走査配線に接続される画素が表示を行うパーシャル表示領域１と、n3行目からn4行目までの走査配線に接続される画素が表示を行うパーシャル表示領域２が存在する場合に、（n1、n2、n3、n4は正の整数、n1＜n2、n2＋１＜n3＜n4）n2行目の走査配線を走査開始してからn3行目の走査配線を走査開始するまでの期間の長さTb1が、Tb1＜Ｔsh（n3−n2−1）を満たすように駆動することでフリッカを抑制できる。

この理由について図２を用いて説明する。図２（a）は液晶パネル２の表示例である。図２（ｂ）は、１行目の走査配線から順次N行目の走査配線まで走査を行った場合の駆動スキームとそれに伴うna行目の画素の光学応答を示す（naは正の整数、nl＜na＜n2）。期間Tb1の長さは、n2行目の走査配線からn3行目の走査配線間の走査配線数(n3−n2−1)本に１行を走査する期間Ｔshを乗じた長さとなる。

パーシャル表示領域１を走査する期間を表示部走査期間Ts1とし、パーシャル表示領域２を走査する期間を表示部走査期間Ts2とした。この場合、期間Ts1と期間Ts2の前後で対向電極及び信号配線の電位が変動を起こすので、それに伴い光学応答変化が起こる。期間Tb1が１から２ｍｓより長い場合には、表示部走査期間の前後で起こるパルス状の光学応答変化が１フレーム内に２つ存在し、このパルスとパルスの間の期間でも光学応答変化は起こるのでフレーム全体で光学応答波形は歪み、複雑な波形となる。そのために、正フレームと負フレームにおける光学応答波形は非対称的になり易く、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカが発生し易い。

この課題を解決するためには、期間Tb1の長さを短くすることが有効である。なぜならば、期間Tb1で起こる光学応答変化の影響を小さくすることができるためである。期間Tb1の長さを短くした場合の駆動スキームを図２(ｃ)に示す。

この場合は、期間Tb1における光学応答変化の影響は少なく、１フレーム内の大きな光学応答変化は、概ね連続する表示部走査期間Ts1とTs2で発生するパルス状の光学応答変化のみとなり、光学応答波形が単純な波形となるので、正フレームと負フレームにおける光学応答波形は対称的になり、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを抑制できる。

期間Tb1の長さを短くするための走査配線の駆動方法は、１行目の走査配線から順次nb行目の走査配線（nbは正の整数、n2＜nb＜n3）まで走査を行い、nb行目の走査配線の走査の次にn3行目の走査配線を走査し、n3行目からn4行目までは順次走査を行い、その後は残りの走査配線を走査するという方法でも構わず、また、n2＋1行目からn3−1行目までの走査配線を走査する時の１行を走査する期間を、他の走査配線を走査するときの１行を走査する期間よりも短くすることで、期間Tb1の長さを短くしても構わない。

また、n1行目の走査配線からn2行目の走査配線までを順次走査を行い、その後n3行目の走査配線からn4行目の走査配線を順次走査を行い、その後で残りの走査配線を走査しても構わない。このとき、n2行目の走査配線を走査してから、n3行目の走査配線を走査するまでの期間Tb1をできるだけ短くすることが好ましい。n2行目の走査配線を走査した後で連続的にn3行目の走査配線を走査し、期間Tb1を無くするのが最も好ましい。

上述した駆動方法では、背景領域を走査する場合について説明したが、期間Tb1の長さを短くした時のフリッカを抑制する効果は背景領域の走査を行うかどうかには依存しない。

本実施例は、図３に示すように、実施例１で説明した駆動方法において、待機期間Ｔwtの信号配線を一定電位にしたもので、これについて説明する。ｎ行目の画素を含むｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行において、パーシャル表示を行っている場合の動作概容を説明する。

図３に、連続する２フレーム分の駆動スキームとｎ行ｍ列の画素の電圧Ｖ_alcと該画素の光学応答を示す。背景領域は白を、パーシャル表示領域では黒を表示している場合の駆動スキームである。表示部走査期間Ｔｓと待機期間Ｔwtで、対向電極電位Ｖ_comは異なる一定電位となり、画面内にパーシャル表示領域が１個存在するので、対向電極電位Ｖ_comは、フレーム期間において２回変動している。

信号配線電位Ｖ_dmは表示部走査期間Ｔｓでは黒を表示する電位となり、待機期間Ｔwtでは白を表示する電位となる。この時、正フレームと負フレームで白を表示する電位を等しくしている。背景領域の画素の液晶に印加される電圧の極性に関しては、数フレームに１回反転するか、若しくは、特に白を表示する場合は信号配線電位Ｖ_dmを印加される液晶電圧が概ねゼロとなるような一定電位にして液晶電圧の極性自体を無くすか、何れかの方法をとり、少なくても連続する２フレーム期間以上は待機期間Ｔwtの信号配線電位Ｖ_dmを一定とする。

図３の場合、待機期間Ｔwtの信号配線電位Ｖ_dmを液晶電圧が概ねゼロとなる電位にしている場合で、フィードスルーを考慮して対向電極電位Ｖ_comよりも、電圧ΔＶｆｔだけ高い電位にしている。このようにすることで、極性反転のために信号配線電位を変動させる必要がない。ただし、概ね液晶電圧がゼロとなれば良いので、厳密に信号配線電位Ｖ_dmを対向電極電位Ｖ_comより電圧ΔＶｆｔだけ高い電位にする必要はなく、所望の電位から５００ｍＶ程度信号配線電位Ｖ_dmが異なっていても構わない。

従来駆動方法の場合は、タイミング(1)で対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmが変動した。本駆動方法の場合、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmは一定電位であり電位変動を起こさない。

そのため、電圧Ｖ_alcは(2)〜(4)でのみ変動し、待機期間Ｔwtの光学応答波形の歪みが小さくなる。そのために、正フレームと負フレームにおける光学応答波形を従来の駆動方法より対称的にすることが可能である。したがって、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを低減することができ、画質劣化を抑制することができる。

前述した駆動方法において、背景領域の走査をフレーム毎に行った例を示したが、特に、背景領域の表示を白にする場合は、液晶電圧が小さいので背景領域の走査回数を減らし低消費電力化することができる。この場合、背景領域の走査は数フレーム毎でもよく、また、通常表示モードからパーシャル表示モードに移行する際に、一度走査し、その後は走査しないという駆動でもフレーム周波数の1/2のフリッカを低減することは可能である。

さらに、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とする場合に、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを同電位にすることが望ましい。ただし、駆動装置や液晶パネルの電気特性のために、実際には、２つの駆動信号間には電位差が生じることがあり、この電位差の大きさは、大抵は１００ｍＶ以下である。（概ね同電位と呼ぶこともある。）信号配線と対向電極を短絡して両者を同電位にすることで信号配線駆動回路が信号配線に電位を与えなく済み、この駆動回路の電力を低減することができる。

また、フレーム期間が長い場合には、リーク電流による電圧Ｖ_alcの電圧変動が問題になるが、信号配線電位Ｖ_dmを対向電極電位Ｖ_comと同電位にした場合、パーシャル表示領域の画素における待機期間Ｔwtでのリーク電流を正フレームと負フレームで両フレームに対して同レベルで抑制することができる。そのため、正フレームと負フレームでリーク電流による電圧Ｖ_alcの電圧降下が概ね等しくなり、正フレームと負フレームでの光学応答が対称的になる。そのため、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを低減することができ、画質劣化を抑制することができる。

さらに、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とし、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを同電位にする場合に、背景領域の表示を液晶電圧が概ねゼロのときの表示（液晶表示装置の表示モードがノーマリーブラックなら背景領域の表示は黒。ノーマリーホワイトなら背景領域の表示は白。）とし、背景領域の走査を行わないことで、画質劣化を抑制し、且つ低消費電力化を行うことができる。

背景領域の書き込みに関しては、通常表示モードからパーシャル表示モードに移行後、若しくは、パーシャル表示モード時において表示変更後の数フレームの間に書き込みを行う。

図４を用いて、この場合における駆動方法の詳細を説明する。図４は、ｎ行目の画素を含むｎ−ｎｐ行からｎ＋ｎｐ行において、パーシャル表示を行っている場合の連続する２フレーム分の駆動スキームと背景領域の画素の電圧Ｖｂ_alcと背景領域の光学応答を示す。

背景領域は白を、パーシャル表示領域では黒を表示している場合の駆動スキームである。背景領域の走査配線は‘ロー’の状態にある。TFTがオフの状態でもリーク電流がながれ、画素電極電位は信号配線電位Ｖ_dmと対向電極電位Ｖ_comの電位差に応じた電位に変動する。信号配線電位Ｖ_dmと対向電極電位Ｖ_comが等しい場合には、画素電極電位は対向電極電位Ｖ_comと等しい電位に時間とともに収束する。

つまり、背景領域の走査配線が‘ロー’の状態にある場合でも、信号配線電位Ｖ_dmと対向電極電位Ｖ_comが等しい場合には、液晶電圧はゼロに向かって収束するということである。待機期間Ｔwtにおいて、信号配線電位Ｖ_dmと対向電極電位Ｖ_comは等しくなるので、この待機期間Ｔwtにおいて、液晶電圧はゼロに向かって変動する。表示部走査期間Ｔｓより待機期間Ｔwtが長い場合には、待機期間Ｔwtのリーク電流による液晶電圧の降下のために、数フレーム後には電圧Ｖｂ_alcは概ねゼロになる。したがって、背景領域の表示は白となり、その表示が保たれる。

背景領域の走査配線が‘ロー’の状態にある場合でも、電圧Ｖｂ_alcは表示部走査期間Ｔｓの前後で主に容量結合により電位変動を起こすが、信号配線および対向電極は表示部走査期間Ｔｓの前後で同じ電位にもどるため、電圧Ｖｂ_alcは表示部走査期間Ｔｓの前後では概ね等しい電圧になる。したがって、表示部走査期間Ｔｓの前後における待機期間Ｔwtでの背景領域の表示は概ね等しくなる。

待機期間Ｔwtから表示部走査期間Ｔｓへの切り替え時に起こる電位変動が表示部走査期間Ｔｓの背景領域の表示に与える影響に関して説明する。液晶パネルでの輝度の液晶電圧の実効値依存性は非線形であるために、白表示の場合は電圧Ｖｂ_alcが概ね０Ｖから１Ｖの範囲内で変化しても光学応答には影響が殆どない。したがって、背景領域の表示を白とすることで背景領域の表示における光学応答が、信号配線及び対向電極電位の変動の影響を殆ど受けないで済む。

信号配線電位Ｖ_dmと対向電極電位Ｖ_comが等しく表示部走査期間Ｔｓより待機期間Ｔwtが長い場合には、背景領域の走査時に概ね液晶電圧がゼロとなる電位を画素電極に与えれば、その後は、画素電極電位の安定な電位は、対向電極電位Ｖ_comと等しい電位であるため、液晶電圧は概ね０Ｖを保持し続ける。そのため、背景領域の走査を行わないで済む。

また、上述した駆動方法において背景領域の走査を停止せずに数フレーム毎に走査を行う場合には、数フレーム毎に背景領域の極性反転を行うために信号配線電位を変動させる。そのために、パーシャル表示領域において、信号配線の電位変動に伴う光学応答変化が発生し、フリッカとして知覚されることがある。

例えば、フレーム周波数60Ｈｚで駆動し、背景領域の走査を10フレーム毎に行った場合には、パーシャル表示領域の光学応答波形が10フレーム毎に歪むことがある。この場合、パーシャル表示領域の光学応答波形の歪みは歪みの度合いによっては６Ｈｚのフリッカとなって知覚される。走査を停止することは、この６Ｈｚのフリッカを削減するという効果も有する。

すなわち、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とし、かつ、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを同電位とし、背景領域の表示を液晶電圧が概ねゼロのときの表示（液晶表示装置の表示モードがノーマリーブラックなら背景領域の表示は黒。ノーマリーホワイトなら背景領域の表示は白。）とすることで、待機期間Ｔwtにおいて背景領域の走査を行わずに済み、フリッカを抑制し、かつ低消費電力化を行うことができる。

さらに、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とし、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを同電位にする場合に、待機期間Ｔwtの信号配線と対向電極の電位を表示部走査期間Ｔｓの信号配線電位の最も高い電位以下とし、接地電位以上の一定電位にすることが望ましい。

なぜならば、一般に、信号配線駆動回路は、接地電位から概ね表示部走査期間Ｔｓの信号配線電位の最も高い電位の範囲内で使用されることを前提として作られている。そのため、この範囲外の電位に信号配線電位をすると信号配線駆動回路が破損若しくは誤動作をすることがあるためである。

さらに、待機期間Ｔwtの対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とし、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを同電位にし、待機期間Ｔwtの信号配線と対向電極の電位を表示部走査期間Ｔｓの信号配線電位の最も高い電位以下とし、接地電位以上の一定電位にする場合に、待機期間Ｔwtにおける対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを接地電位にすることが望ましい。

ここで、対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを接地電位にする場合に、駆動装置及び液晶パネルの電気特性のために対向電極電位Ｖ_com及び信号配線電位Ｖ_dmは接地電位から１０ｍＶから１００ｍＶ程度異なることもある。

接地電位は、基準電位であるため回路で生成する必要がないので対向電極電位Ｖ_comと接地電位を短絡することで、対向電極を駆動する回路を停止することができ低消費電力化が可能となるためである。さらに、接地電位は液晶パネルから電流が流れても、携帯電話機の電池を消耗させない唯一の電位であり、接地電位を待機期間Ｔwtにおける対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmとすることで、待ち受け時間を延長することができる。

また、待機期間Ｔwtにおける対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを接地電位とした場合には、待機期間Ｔwtにおいて、パーシャル表示領域の走査配線電位Ｖ_g1〜Ｖ_gNを、負フレームの表示部走査期間Ｔｓにおける対向電極電位Ｖ_comと接地電位の電位差の絶対値以上、接地電位より低くする必要がある。

これについて、図５(a)、(b)を用いて説明する。接地電位を基準としてn行ｍ列目の画素に係わる各駆動信号の連続する２フレーム分の駆動スキームとそれに伴う該画素の画素電極電位Ｖ_pixを示す。同図は、パーシャル表示領域の画素に最も大きな液晶電圧を印加している場合の駆動スキームである。

負フレームにおいて、表示部走査期間から待機期間に移行する際に、対向電極電位Ｖ_comがΔＶ_comnだけ降下する。それに伴い画素電極電位Ｖ_pixは電圧ΔＶ_cpixだけ電位が降下する。ΔＶ_cpixの大きさは、寄生容量の存在により、電圧ΔＶ_comnよりは小さくなるものの、概ね同程度となる。このときの画素電極電位Ｖ_pixは、Ｖ_pix≒−(ΔＶft＋ΔＶ_comn)となる。

図５(a)の場合のように、待機期間での走査配線電位Ｖ_gnが画素電極電位Ｖ_pixより高くなってしまうと、TFTがオン状態となってしまい保持されていた画像データが書き換えられてしまうので所望の表示を行えなくなる。したがって、図５(b)に示されるように待機期間の走査配線電位Ｖ_gnは、画素電極電位Ｖ_pix≒−(ΔＶft＋ΔＶ_comn)よりも低くする必要がある。

フィードスルー電圧ΔＶftは、概ね１Ｖ以下で電圧ΔＶ_comnより小さく無視できる場合が多い。また、フィードスルー電圧ΔＶftは、表示部走査期間における走査配線及び信号配線の駆動方法の改良及び画素設計の改良により１００〜１０ｍＶ程度にまで低減することができる。

これに対して、電圧ΔＶ_comnは対向電極の駆動スキームを図５(a)又は(b)に示す本駆動スキームにした場合には低減することはできない。そのために、本駆動スキームをした場合には、少なくても、待機期間の走査配線電位Ｖ_gnを電位−ΔＶ_comnよりも低くする必要がある。

さらに、待機期間の対向電極電位Ｖ_comと信号配線電位Ｖ_dmを一定とする場合に、各画素における階調数を２階調に削減し、表示部走査期間における信号配線電位Ｖ_dmの取り得る値を２値とすることで、表示部走査期間において、該２値の電位を生成する回路以外の階調を生成する部位の駆動回路を停止若しくは該回路における消費電流を低減することができるので、信号配線駆動回路のアナログ回路の電力を低減することができる。

このとき、１フレームにおいて信号配線電位Ｖ_dmが取り得る値は、多くて３つで、２つは表示部走査期間で用い、１つは待機期間で用いる。ただし、待機期間の信号配線電位Ｖ_dmと、表示部走査期間における２つの信号配線電位Ｖ_dmの何れか一方の電位が同電位となることがある。

先に述べた実施例１及び２は、画質劣化の抑制及び、消費電力を低減する駆動方法に関した。本実施例は、これに加え、液晶表示装置の駆動装置の電力低減に関する。

本実施例においては、パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に所望の表示を行い、残りの背景領域に背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置において、パーシャル表示領域の各走査配線はある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、１フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、少なくても連続する２フレーム期間内において表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にする駆動装置を具備することで、フレーム周波数の１/２の周波数のフリッカを抑制することが可能でフレーム周波数を低減し低消費電力化が可能となる。

図６に、液晶表示装置の詳細なブロック図を示す。液晶表示装置１は、液晶パネル２、駆動装置としての信号配線駆動回路３と走査配線駆動回路４と電源回路５とを有し、電源回路５には対向電極を駆動する回路が内蔵されている。信号配線駆動回路３が電源回路５、走査配線駆動回路を４制御する。信号配線駆動回路３から電源回路５への制御信号群は符号６で表され、該制御信号群６は電源回路５に入力される。走査配線駆動回路４への制御信号群は符号７で表され、該制御信号群７は走査配線駆動回路４に入力される。

携帯電話機から電源電位Ｖｃｃ及びＶｃｉが入力される。また、各駆動回路には接地電位(ＧＮＤ)が入力される。また、携帯電話機から、駆動回路の各種動作を規定する情報である制御データが液晶表示装置に送られる。制御データの情報としては、表示ライン数、フレーム周波数、色数などの各種パラメーターである。本実施例において、制御データは信号配線駆動回路３内の制御レジスタに格納され、該制御データを基に信号配線駆動回路が各駆動回路を制御する。電源回路５では、電源電位Ｖｃｉを基に各駆動回路の電源電位を生成する。

図７に、電源回路５の詳細なブロック図を示す。電源回路５は、電位Ｖｃｉを基に各アナログ電位を生成するＤＣ／ＤＣコンバーター８と走査配線電位の‘ロー'に対応する電位を生成するＶ_goff電位生成回路９と通常表示モード時及びパーシャル表示モード時における表示部走査期間における対向電極電位を生成するための対向電極電位生成回路１０、対向電極電位生成回路１０から出力される電位と該電位とは異なる電位である待機電位が入力され、該入力される２つの電位の一方を選択して対向電極に出力する選択回路１１を有する。

ＤＣ／ＤＣコンバーター８は、レギュレータ回路とチャージポンプ回路を有し、チャージポンプ回路は、昇圧クロックＤＣＣＬＫに同期して電位Ｖｃｉ、若しくは、レギュレータ回路から出力される電位を昇圧・反転する。チャージポンプ回路では、信号配線駆動回路の電源電位ＤＤＶＤＨと、階調電位を生成する際に高電位側の基準となる電位ＶＤＨ(低電位側の基準電位はＧＮＤとなる)と、走査配線電位の‘ハイ’に対応する電位ＶＧＨ及びＶ_goff電位生成回路９で使用する電位ＶＧＬ(ＶＧＨを反転して−ＶＧＨとした電位で、Ｖ_goff電位生成回路９の接地電位ＧＮＤに対してマイナス側の電源として使用する)と、対向電極電位生成回路１０で使用する電位ＶＣＬ(Ｖｃｉ若しくはレギュレータ回路で生成される電位を反転した電位で、対向電極電位生成回路１０の接地電位ＧＮＤに対してマイナス側の電源として使用する)が生成される。

昇圧クロックＤＣＣＬＫの周波数が高いと昇圧反転回数が多いために、ＤＣ／ＤＣコンバーターから出力される電位を使用する回路で大きな電流が流れても、該電位を安定に保つことができる。つまり、各駆動回路に大きな電流を流すことができる。しかしながら、昇圧クロックＤＣＣＬＫの周波数が低いと昇圧反転回数が少ないために、回路で大きな電流が流れると、十分に電流を流すことができず、該電位を安定に保つことができない。

対向電極電位生成回路１０では、通常表示モード時及びパーシャル表示モード時における表示部走査期間における対向電極電位Ｖ_comHと、電位Ｖ_comLを生成し、この２つの電位の何れか一方を、制御信号群６の内の１つである制御信号Ｍに従って、選択回路１１に出力する。

選択回路１１では、対向電極電位生成回路１０から入力される電位と待機電位の何れか一方を、選択回路１１に入力される制御信号群６の内の１つである選択信号ＳＥＬに従って、出力する。選択信号ＳＥＬは２つの状態（第１の状態又は第２の状態）をとる。選択回路１１は、選択信号ＳＥＬが、第１の状態の場合には、対向電極電位生成回路１０から出力される電位を選択し、第２の状態の場合には、待機電位を選択する構成とする。

このような構成において、通常表示モード時においては、選択信号ＳＥＬを第１の状態とし、パーシャル表示モード時においては、選択信号ＳＥＬを、表示部走査期間には第１の状態とし、待機期間には第２の状態とする制御回路を液晶表示装置内に有することで、簡単に、実施例１及び２で説明した対向電極の駆動方法を実現することが可能となる。

選択回路１１に入力する待機電位を、液晶パネルから電流が流れても携帯電話機の電池を消耗させない唯一の電位である接地電位とすることで、電力を低減することができる。また、待機電位を生成する回路自体を液晶表示装置内に設けずに済み、回路規模を増やさずに電力を低減することができる。図７では、選択回路１１に待機電位として接地電位ＧＮＤを入力している場合を示している。

また、対向電極電位生成回路１０には、選択信号ＳＥＬが入力される。選択信号ＳＥＬが、第２の状態の場合には、対向電極電位生成回路１０の内部の一部若しくは全部の回路を停止、又は、内部を流れる電流を低減させることで、選択信号ＳＥＬが第２の状態の場合における対向電極電位生成回路１０の電力を、選択信号ＳＥＬが第１の状態の場合における対向電極電位生成回路１０の電力より小さくすることができる。

対向電極電位生成回路１０に選択信号ＳＥＬを入力し、選択信号ＳＥＬにより対向電極電位生成回路１０の電力を制御できる構成とすることで、選択回路１１に同期しながら、対向電極電位生成回路１０の電力を低減することを簡単な回路構成で実現することができる。以上において、選択回路１１と対向電極電位生成回路１０に入力される選択信号ＳＥＬは同一の信号でもよく、別々の信号でも構わない。

次に、図８に、信号配線駆動回路３の主に本実施例に関係のあるブロック図を示す。信号配線駆動回路３には、各回路を制御する制御回路、この制御回路の動作を規定する制御データを保持する制御レジスタ、携帯電話機とのインターフェイスとなるシステムI/F、画像データを蓄積するメモリなどから構成されるロジック回路１２と、階調電位生成回路１５と、階調電圧セレクタ１４が設けられている。

ロジック回路１２は、制御レジスタに保持される制御データを基に選択信号ＳＥＬを生成し、通常表示モード時及びパーシャル表示モード時における表示部走査期間には、選択信号ＳＥＬを第１の状態とし、待機期間には、選択信号ＳＥＬを第２の状態とする。

具体的には、例えば、次のような１bitの制御データＰＭＯＤＥを用意する。制御データＰＭＯＤＥは、実施例１及び２で述べたパーシャル表示モード時の駆動を行う場合には‘１’となり、それ以外の場合には‘０’となる。制御データＰＭＯＤＥが‘０’の場合には、ロジック回路１２は選択信号ＳＥＬを第１の状態とし、制御データＰＭＯＤＥが‘１’の場合には、ロジック回路１２は、表示部走査期間には選択信号ＳＥＬを第１の状態とし、待機期間には選択信号ＳＥＬを第２の状態とする。制御データＰＭＯＤＥの発行は、液晶表示装置の外部にある携帯電話機本体のＣＰＵが行う。携帯電話機本体のＣＰＵは、携帯電話機の使用状況に合わせたＰＭＯＤＥの発行を行う。ここで、制御データＰＭＯＤＥを１bitとし、制御データＰＭＯＤＥを基とする駆動方法の制御に関して述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。

選択信号ＳＥＬは電源回路５に送信される。また、信号配線駆動回路３内で、選択信号ＳＥＬは、ロジック回路１２から階調電圧セレクタ１４と階調電位生成回路１５に送信される。

階調電位生成回路１５は、接地電位ＧＮＤと電位ＶＤＨとの間の電位を抵抗分割することにより階調電位を生成している。６４階調表示の液晶表示装置の場合、６４個の電位を生成する。階調電位を生成するために、階調電位生成回路１５の内部にはオペアンプ回路が設けられている。

待機電位が、表示部走査期間の信号配線電位の最も高い電位以下で、接地電位以上の場合に、待機電位が、信号配線駆動回路３に供給され、階調電圧セレクタ１４は、選択信号ＳＥＬが第１の状態の場合は、階調電位生成回路１５で生成される階調電位を画像データに基づいて選択し、信号配線101に印加する。選択信号ＳＥＬが第２の状態の場合は、待機電位を選択し、待機電位を信号配線101に印加する。

階調電位生成回路１５では、選択信号ＳＥＬが第２の状態の場合は、階調電位生成回路１５の内部の一部若しくは全部の回路を停止、又は、内部を流れる電流を低減させることで、階調電位生成回路１５の電力を、選択信号ＳＥＬが第１の状態の場合における階調電位生成回路１５の電力より小さくすることができる。特に、階調電位生成回路１５内のオペアンプ回路に流れる電流を低減することで電力を低減できる。

本実施例では電源回路に転送される選択信号ＳＥＬを階調電圧セレクタ１４及び階調電位生成回路１５を制御する信号として用いたが、これに限るわけではなく、階調電圧セレクタ１４と階調電位生成回路１５を制御する信号は、選択信号ＳＥＬと同一の信号でもよく、別々の信号でも構わない。

以上の構成において、待機電位を接地電位とした場合、選択信号ＳＥＬを第２の状態にしている期間は、液晶表示装置内で生成しなければならない電位はＶ_goff電位のみである。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバーターが供給する電流量は少なくても済むので、昇圧クロックＤＣＣＬＫを低減することができる。チャージポンプ回路の電力は、昇圧クロック周波数に比例するので電力を低減できる。以上の構成にすることで、待機期間に信号配線駆動回路及び電源回路の電力を削減することができる。

先に述べた実施例３は、液晶表示装置の駆動回路の電力低減に関した。これに加え、本実施例は、信号配線駆動回路３の破損及び劣化防止に関する。

実施例１及び２における駆動方法を行う際に、パーシャル表示モード時において表示部走査期間から待機期間に移行する際に、信号配線駆動回路３が破損することがある。図９を用いて課題と解決方法について具体的に説明する。同図は信号配線駆動回路３、対向電極電位生成回路１０、選択回路１１、待機電位生成回路１６（待機電位として接地電位を用いる場合は、待機電位生成回路１６は存在せず接地電位を供給するＧＮＤ端子を意味する）からなるブロック図である。

まず、図９(a)を用いて破損する理由について説明する。待機電位生成回路１６は、待機電位を選択回路１１に供給し、対向電極電位生成回路１０は、制御信号Ｍに従って、電位Ｖ_comH又はＶ_comLを選択回路１１に供給する。選択回路１１には、入力される待機電位と対向電極電位生成回路１０から入力される電位を制御信号ＳＥＬに従って、選択して対向電極に印加するスイッチが具備されている。待機電位生成回路１６から出力される待機電位を分配する待機電位配線１０４は、信号配線駆動回路３と選択回路１１に接続されている。

一般的に、信号配線駆動回路３の端子に接続される配線の電位は、接地電位から概ね表示部走査期間の信号配線電位の最も高い電位の範囲内（以下「耐圧範囲」という。）で使用されることを前提として作られている。

表示部走査期間における対向電極電位Ｖ_comLはフィードスルー電圧を補正するために接地電位以下となる。表示部走査期間から待機期間に移行する際に、電位Ｖ_comLに充電されている対向電極100と待機電位配線104を同時に短絡すると、待機電位生成回路１６から対向電極100及び待機電位配線104への電流供給が不十分である場合には、待機電位配線104は接地電位以下の電位となってしまう。そのために信号配線駆動回路３の端子に耐圧範囲以外の電位が印加され信号配線駆動回路３を破損又は劣化させることがある。

図９(b)を用いて、この課題を解決する方法について説明する。同図の構成は概ね図９（a）に等しい。変更点について説明する。図９(a)では、信号配線駆動回路３と待機電位生成回路１６が待機電位配線104で直接接続されていた。

図９(b)では、信号配線駆動回路３と待機電位生成回路１６との間に導通・非導通を制御する短絡スイッチ１７を設ける。短絡スイッチ１７の導通・非導通は制御信号ＲＳＥＬで行う。表示部走査期間から待機期間に移行する時の、少なくても前後数μ秒の間だけ、制御信号ＲＳＥＬにより短絡スイッチ１７をオープンとして、信号配線駆動回路３と待機電位生成回路１６間を非導通とする。非導通としている期間に、待機電位生成回路１６から対向電極100への電流供給が十分に行われる。そのため、非導通としている期間に、対向電極電位100は接地電位以上となるため、短絡スイッチ１７を非導通から導通にして、対向電極100と待機電位配線104との間を導通としても、信号配線駆動回路３の端子に耐圧範囲以外の電位は印加されず、信号配線駆動回路３を破損又は劣化させることはない。

本発明の実施例では、ノーマリーホワイト表示モードのTFT液晶を用いたが、これに限られるわけではなく、ノーマリーブラック表示モードのTFT液晶にも適用可能である。

本発明に係わる実施例１でのパーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図 本発明に係わる実施例１でのパーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図 本発明に係わる実施例２でのパーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図 本発明に係わる実施例２でのパーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図 本発明に係わる実施例２でのパーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図 本発明に係わる実施例３での液晶表示装置のブロック図 本発明に係わる実施例３での電源回路のブロック図 本発明に係わる実施例３での信号配線駆動回路のブロック図 本発明に係わる実施例４での液晶表示装置の一部ブロック図 パーシャル表示を行っている表示装置の概要図 通常表示を行っている場合の駆動方法を説明するための画素の等価回路図とタイミング図 パーシャル表示を行っている場合の駆動方法を説明するためのタイミング図

符号の説明

１…液晶表示装置、２…液晶パネル、３…信号配線駆動回路、４…走査配線駆動回路、５…電源回路、８…ＤＣ／ＤＣコンバーター、９…Ｖ_goff電位生成回路、１０…対向電極電位生成回路、１１…選択回路、１２…ロジック回路、１４…階調電圧セレクタ、１５…階調電位生成回路、１６…待機電位生成回路、１７…短絡スイッチ、１００…対向電極、１０１…信号配線、１０２…走査配線、１０３…容量配線、１０４…待機電位配線

Claims (19)

1. パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に所望の表示を行い、残りの背景領域に背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置の駆動方法において、
   パーシャル表示領域の各走査配線はある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、
   １フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、
   パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、
   少なくても連続する２フレーム期間内において、表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にすると共に、
   通常表示モード時の１行を走査する期間をＴhnとし、通常表示モード時に走査配線が走査される周期を通常表示モード時のフレーム期間とし、パーシャル表示モード時のフレーム周波数ｆｐの方が通常表示モード時のフレーム周波数ｆｎより低い場合に、パーシャル表示領域の１行を走査する期間Ｔshが、Ｔsh＜Ｔhn×ｆｎ/ｆｐを満たすことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
2. 前記待機期間における対向電極電位と信号配線電位を共に接地電位にすることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
3. パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に所望の表示を行い、残りの背景領域に背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置の駆動方法において、
   パーシャル表示領域の各走査配線はある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、
   １フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、
   パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、
   少なくても連続する２フレーム期間内において、表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にすると共に、
   前記待機期間において、信号配線を一定電位にし、
   信号配線の最大電位と最小電位との中心電位と、対向電極の最大電位と最小電位との中心電位との差の絶対値をΔVftとした場合に、液晶表示装置の表示モードがノーマリーブラックなら背景領域の表示を概ね黒とし、ノーマリーホワイトなら背景領域の表示を概ね白とし、背景領域の画素を走査している期間において、信号配線電位を対向電極電位より概ねΔVftだけ高い電位にすることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
4. 前記待機期間において、信号配線電位を対向電極電位と概ね同電位にすることを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
5. 前記待機期間における対向電極電位を、表示部走査期間の信号配線電位の最も高い電位以下とし、接地電位以上の一定電位にすることを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
6. 液晶表示装置の表示モードがノーマリーブラックなら背景領域の表示を概ね黒とし、ノーマリーホワイトなら背景領域の表示を概ね白とし、前記表示部走査期間より前記待機期間が長い場合に、通常表示モードからパーシャル表示モードに表示が移行後、若しくは表示変更後の数フレーム以外は、表示を変更させるまでは背景領域の走査を行わないことを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
7. 前記待機期間における対向電極電位を接地電位とすることを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
8. 前記待機期間において、パーシャル表示領域の走査配線電位を、負フレームの表示部走査期間における対向電極電位と接地電位との電位差の絶対値以上、接地電位より低くすることを特徴とする請求項１又は３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
9. パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に所望の表示を行い、残りの背景領域に背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置の駆動方法において、
   パーシャル表示領域の各走査配線はある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、少なくても連続する２フレーム期間内において、パーシャル表示領域を走査する期間を表示部走査期間とし、該２フレーム期間内において表示部走査期間以外の期間を待機期間とした場合に、
   対向電極電位を、表示部走査期間から待機期間への切り替え時と待機期間から表示部走査期間への切り替え時でのみ電位変動させると共に、
   パーシャル表示領域の１行を走査する期間をＴshとし、n1行目からn2行目までの走査配線に接続される画素が表示を行うパーシャル表示領域１と、n3行目からn4行目までの走査配線に接続される画素が表示を行うパーシャル表示領域２が存在する場合に（ここで、n1、n2、n3、n4は正の整数、n1＜n2、n2＋１＜n3＜n4）、n2行目の走査配線を走査開始してからn3行目の走査配線を走査開始するまでの期間の長さTb1が、Tb1＜Ｔsh（n3−n2−1）を満たすことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
10. 前記表示部走査期間でのみ信号配線電位を電位変動させることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の駆動方法。
11. 前記待機期間において、信号配線電位を対向電極電位と概ね同電位とすることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の駆動方法。
12. 前記待機期間において、対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位とすることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
13. 少なくても連続する２フレームにおいて信号配線電位の取り得る一定電位を、多くても３つとし、それらのうちの２つを表示部走査期間において用いる電位とすることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の駆動方法。
14. パーシャル表示モードと通常表示モードが切り替え可能で、パーシャル表示モード時において任意の走査配線数からなるパーシャル表示領域に所望の表示を行い、残りの背景領域に背景を表示するアクティブマトリックス型液晶表示装置において、
    パーシャル表示領域の各走査配線はある周期で走査され、当該周期をフレーム期間とし、１画面内にパーシャル表示領域がｋ（ｋは１以上の整数）個存在する場合に、
    １フレーム期間において、対向電極電位を変動させる回数が２ｋ回存在し、
    パーシャル表示領域を走査する表示部走査期間の対向電極電位を、信号配線を駆動する駆動回路の基準となる電位である接地電位に対して一定電位とし、
    少なくても連続する２フレーム期間内において、表示部走査期間以外の待機期間の対向電極電位を、該表示部走査期間における該一定電位とは異なる一定電位にする駆動装置と、
    通常表示モード時及び表示部走査期間における対向電極電位を生成するための対向電極電位生成回路と、
    前記対向電極電位生成回路から出力される電位と該電位とは異なる待機電位が入力され、該入力される２つの電位の一方を選択して対向電極に出力する選択回路と、
    前記選択回路を制御する選択信号が存在し、
    前記選択信号は２つの状態をとり、前記選択回路は、前記選択信号が第１の状態にある期間においては、前記対向電極電位生成回路から出力される電位を選択し、第２の状態にある期間においては、前記待機電位を選択する場合において、
    通常表示モード時においては、前記選択信号を第１の状態とし、パーシャル表示モード時においては、前記選択信号を表示部走査期間には第１の状態とし、待機期間には第２の状態とする制御回路とを具備し、
    前記選択信号が、第２の状態にある期間において、駆動装置の電源を生成するための昇圧回路をチャージポンプ方式とし、昇圧のタイミングを制御する昇圧クロックの周波数を前記選択信号が第１の状態にある期間における該昇圧クロックの周波数より低くすることを特徴とする液晶表示装置。
15. 前記待機電位が、表示部走査期間の信号配線電位の最も高い電位以下で、接地電位以上の場合に、前記待機電位が信号配線駆動回路に供給され、前記選択信号が第１の状態にある期間において、信号配線と対向電極間を非導通とし、第２の状態にあるに期間においては、信号配線電位を対向電極電位と概ね同電位とする駆動装置を有することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
16. 前記選択回路の２つの入力において、前記待機電位を接地電位とし、前記選択信号が第１の状態にある期間においては、信号配線と対向電極間を非導通とし、第２の状態にある期間においては、信号配線を接地電位とする駆動装置を有することを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
17. 前記待機電位を表示部走査期間の信号配線電位の最も高い電位以下で、接地電位以上の電位とし、前記待機電位を供給する配線と信号配線駆動回路との間の導通及び非導通を制御するスイッチを具備し、
    前記スイッチの導通・非導通を制御信号RSELで行う場合に、
    表示部走査期間から待機期間に移行する時に、少なくても移行する時の前後数μ秒の間は、制御信号RSELにより前記スイッチを非導通状態として、信号配線駆動回路と前記待機電位を供給する配線との間を非導通状態とすることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
18. 前記選択信号が、第２の状態にある期間において、前記対向電極電位生成回路の動作を停止して電力を小さくさせ、又は、前記期間における対向電極電位生成回路の電力が、選択信号が第１の状態にある期間における対向電極電位生成回路の電力より小さくなることを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示装置。
19. 前記選択信号が、第２の状態にある期間において、前記信号配線駆動回路のアナログ回路の動作を停止して電力を小さくさせ、又は、前記期間における信号配線駆動回路の電力が、選択信号が第１の状態にある期間における信号配線駆動回路の電力より小さくなることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置。
    
    
    

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