JP5242849B2 - 駆動回路及び液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、各画素にメモリ回路を備える液晶パネルを駆動する駆動回路及び液晶表示装置に関する。

液晶パネルの中には、通常の液晶パネルと構造が異なり、各画素にメモリ回路（以下、画素メモリと称する）を備える液晶パネルがある。このような液晶パネルにおいて静止画を表示する際には、静止画のデータを画素メモリで保持すればよいので、画像を送り続ける（スキャンする）必要がない。よって、画像を送り続けるために必要だった高速クロック信号は、画像を書き換えるとき以外（即ち、静止画を表示している間）は不要となる。

図６は、従来の液晶表示装置１０１のブロック図である。液晶表示装置１０１は、各画素に画素メモリを備える液晶パネル１０２と、液晶パネル駆動回路１０３とを備えている。液晶パネル１０２は、ゲートドライバ１０９を有している。

〔液晶パネル駆動回路１０３〕
液晶パネル駆動回路１０３は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit：超小型演算処理装置）１０４と、ＬＣＤ（liquid crystal display：液晶ディスプレイ）トライバ１０５（ＬＣＤコントローラ）とを有している。

ＬＣＤトライバ１０５は、ＭＰＵインタフェース１０６と、画像格納用ＲＡＭ（Random Access Memory：揮発性メモリ）１０７ａと、ソースドライバ１０７ｂと、高速発振回路１０８と、分周部１１０と、極性反転信号出力部１１１と、電源回路１１２（昇圧回路）とを有している。

図６において、電源回路１１２及び極性反転信号出力部１１１は、後述する低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫによって常に動作しておく必要がある。電源回路１１２は、液晶パネル１０２に電源電圧Ｖｌｃｄを供給するとともに、液晶パネル１０２に電力を供給する。また、電源回路１１２は、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）である液晶パネル駆動回路１０３の内部回路へ内部回路用電源電圧を供給する。さらに、電源回路１１２は、極性反転信号出力部１１１に電源電圧Ｖ１を供給し、ソースドライバ７ｂに電源電圧Ｖ２を供給する。

極性反転信号出力部１１１は、液晶パネル１０２に信号ＶＡ，ＶＢを供給するとともに、液晶パネル１０２の共通電極ＣＯＭ（図示せず）へ、後述する信号Ｖｃｏｍを供給する。

液晶パネル駆動回路１０３では、ＭＰＵ１０４から画像格納用ＲＡＭ１０７ａへ、ＭＰＵインタフェース１０６を介して画像のデータｄａｔａが、画像格納用ＲＡＭ１０７ａへ書き込まれる。これにより、液晶パネル１０２に表示させる画像が供給される。画像のデータｄａｔａの書き込みは、ＭＰＵ１０４から供給されるライトパルス（パルス信号）をクロック信号（書き込みクロック信号）として用いることにより行われる。よって、画像のデータの書き込み専用に発振回路を設ける必要は無い。

高速発振回路１０８は、ソースドライバ１０７ｂ及び分周部１１０へ、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを供給するとともに、ゲートドライバ１０９へ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰと高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫ（ゲートクロック信号ＧＣＫ）とを供給する。これにより、画像格納用ＲＡＭ１０７ａから液晶パネル１０２へソースドライバ１０７ｂを介して画像のデータｄａｔａが出力されるとともに、ゲートドライバ１０９から液晶パネル１０２の表示領域１０２ａへ選択信号Ｓｌ１・Ｓｌ２・…・Ｓｌｎが供給され、液晶パネル１０２において画像が表示される。

画像格納用ＲＡＭ１０７に書き込まれる画像のデータｄａｔａは、画像格納用ＲＡＭ１０７と液晶パネル１０２との間のバスを介して供給される。

分周部１１０は、高速発振回路１０８から供給された高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを分周し、低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫを生成する。生成された低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫは、極性反転信号出力部１１１及び電源回路１１２に供給される。

図６の液晶表示装置１０１において、液晶パネル１０２の画素において画素値を保持するためには、共通電極ＣＯＭに対して常時入力する信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢの極性を周期的に反転させる必要がある。

ここで、信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢを供給するために必要な低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫは、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫに対して遅い（周波数が低い）。上述したように、本来、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫは、静止画を表示している間は不要である。しかし、図６の液晶表示装置１０１では、静止画を表示し続けている間も、低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫを供給するために高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを供給し続ける必要がある。このため、余分な電力を消費することとなる。

ここで、画素の書き換えを行わない時の余分な電力消費を防ぐものとして、特許文献１，２の発明が開示されている。特許文献１では、２つの発振回路（即ち高速の発振回路及び低速の発振回路）を備え、画像の書き換え時のみ高速の発振回路を動作させる液晶駆動装置が開示されている。

図７は特許文献１の図１に対応する図である。図７の液晶駆動装置は、ＭＰＵインタフェース２１０と、バスホールダ２２０と、ＶＲＡＭコントロール２３０と、タイミングコントロール２４０とを備えており、画像の書き換え時のみ用いられる高周波発振回路２５０（高速の発振回路）と、低周波発振回路２７０（低速の発振回路）とをさらに備えている。

また、特許文献２では、電源回路を画像書き換え時のみ動作させて、それ以外は止める駆動回路が開示されている。図８は特許文献２の図１に対応する図である。図８の駆動回路は、行ドライバ１２１と、列ドライバ１３１と、ＭＰＵインタフェース部１４１と、コマンドデコーダ１４２と、タイミング発生回路１４３と、発振回路１４４と、表示データＲＡＭ１４５と、アドレスコントロール回路１４６とを備えており、電源回路１５５をさらに備えている。電源回路１５５は、画像書き換え時のみ動作し、それ以外は動作を停止する。

日本国公開特許公報「特開平１０−９７２２６号公報（１９９８年４月１４日公開）」 日本国公開特許公報「特開２００３−９９００６号公報（２００３年４月４日公開）」

図７の液晶駆動装置は、２つの発振回路（２５０，２７０）を備えているが、２つの発振回路はそれぞれ独立して動作している。この構成によると、２つの発振回路が連携しておらず、省電力の効果が小さい。また、２つの発振回路が連携せずに個別に動作すると、画像の書き換えと、液晶素子に対する直流印加を防止するための出力電圧の極性反転とが同時に起こり、極性反転時の電圧の変化によるカップリングの影響を受けて、画像の書き換えが正常に行われない可能性がある。

さらに、図８の駆動回路は、画像の書き換えを行わない時に電源回路１５５を停止させることにしか言及しておらず、電源の能力を変化させる（即ち、電源回路が供給する電力の大きさを変化させる）ことについては記載されていない。各画素に画素メモリを備える液晶パネルでは電源を完全に停止してしまうことが出来ないので、図８の駆動回路を、各画素に画素メモリを備える液晶パネルに用いることは出来ない。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られる駆動回路及び液晶表示装置を提供することにある。

本発明の駆動回路は、上記課題を解決するために、表示部を駆動する駆動回路であって、上記表示部に表示させる画像を供給する画像供給手段と、上記表示部に表示されている画像の更新を指示するコマンドを発行するコマンド発行手段と、第１クロック信号を供給する第１発振回路と、上記第１クロック信号よりも周波数が高い第２クロック信号を供給する第２発振回路と、上記第２クロック信号により駆動し、上記画像供給手段から供給された画像を上記表示部へ出力する画像出力手段と、上記第１クロック信号により駆動し、上記コマンド発行手段により発行された上記コマンドに従って、上記第２発振回路を動作させるか否かを制御する第２発振回路制御手段とを備えることを特徴とする。

上記発明によれば、上記表示部に表示された画像の書き換えを指示するコマンドが発行されたとき、第２発振回路を動作させ、かつ、静止画の表示を指示するコマンドが発行されたとき、第２発振回路を停止させることができる。

よって、上記駆動回路は、上記表示部に表示された画像を書き換える時以外は、上記第２発振回路を停止する。

そのため、上記駆動回路は、第２発振回路を常時動作させないので、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られるという効果を奏する。

なお、２つの発振回路については、上記第１発振回路が、上記駆動回路全体のマスターとして動作する（上記第１クロック信号がマスタークロック信号）。これにより、常に動作しておく必要がある、極性反転信号出力部及び電源回路を制御する。

また、局所的に必要となる上記第２発振回路を動作させるか否かの制御は、上記第２発振回路制御手段により行われるが、上記第２発振回路制御手段は、上記第１発振回路の上記第１クロック信号に基づき動作している。従って、上記第２発振回路は、マスターである上記第１発振回路に対してスレーブの関係にある（上記第２クロック信号がスレーブクロック信号）とも言える。

本発明の駆動回路は、以上のように、表示部に表示させる画像を供給する画像供給手段と、上記表示部に表示されている画像の更新を指示するコマンドを発行するコマンド発行手段と、第１クロック信号を供給する第１発振回路と、上記第１クロック信号よりも周波数が高い第２クロック信号を供給する第２発振回路と、上記第２クロック信号により駆動し、上記画像供給手段から供給された画像を上記表示部へ出力する画像出力手段と、上記第１クロック信号により駆動し、上記コマンド発行手段により発行された上記コマンドに従って、上記第２発振回路を動作させるか否かを制御する第２発振回路制御手段とを備えるものである。

それゆえ、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られる駆動回路及び液晶表示装置を提供するという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置のブロック図である。 本発明の実施形態に係る液晶パネルにおいて、高速クロック信号の供給開始・供給停止のタイミング、及び、電源の能力を変化させるタイミングを説明するタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る液晶パネルにおいて、共通電極に対して常時入力する信号の極性反転のタイミング、及び、電源の能力を変化させるタイミングを説明するタイミングチャートである。 本発明の実施形態に係る液晶パネルの画素の構成を示す回路図である。 本発明の実施形態に係る液晶パネルの画素に供給される信号のタイミングチャートである。 従来の液晶表示装置のブロック図である。 特許文献１の図１に対応する図であり、従来の液晶駆動装置のブロック図である。 特許文献２の図１に対応する図であり、従来の駆動回路のブロック図である。

本発明の一実施形態について図１〜図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。

図１は、本実施形態に係る液晶表示装置１のブロック図である。液晶表示装置１は、後述する画素メモリを備えている液晶表示装置である。即ち、液晶表示装置１は、各画素にメモリ回路４０（図４参照、以下、画素メモリ４０と称する）を備える液晶パネル２と、液晶パネル駆動回路３（駆動回路）とを備えている。液晶パネル２は、ゲートドライバ９（画像出力手段）を有している。液晶パネル２の画素メモリについては、図４を用いて後述する。液晶パネル駆動回路３は、液晶パネル２（表示部）を駆動する駆動回路であって、例えばＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit：大規模集積回路）で構成される。

〔液晶パネル駆動回路３〕
液晶パネル駆動回路３は、ＭＰＵ（Micro-Processing Unit：超小型演算処理装置）４と、ＬＣＤ（liquid crystal display：液晶ディスプレイ）トライバ５（ＬＣＤコントローラ）とを有している。ＭＰＵ４の内部には、画像供給部（画像供給手段）と、コマンド発行部（コマンド発行手段）とが設けられている。

ＬＣＤトライバ５は、ＭＰＵインタフェース６と、画像格納用ＲＡＭ（Random Access Memory：揮発性メモリ）７ａ（画像格納手段）と、ソースドライバ７ｂ（画像出力手段）と、高速発振回路８（第２発振回路）と、ロジック部１０（第２発振回路制御手段）と、極性反転信号出力部１１（極性反転手段）と、電源回路１２（昇圧回路）と、低速発振回路１３（第１発振回路）とを有している。なお、液晶パネル２がゲートドライバ９を有する代わりに、ＬＣＤトライバ５がゲートドライバ９を有してもよく、電源回路１２がＬＣＤトライバ５の外部に設けられてもよい。

ソースドライバ７ｂ及びゲートドライバ９は、後述する高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫ（第２クロック信号）により駆動し、上記画像供給部から供給された画像を液晶パネル２へ出力する。ゲートドライバ９は、例えばＴＧ（Timing Generator）で構成される。

図１のＬＣＤトライバ５において破線で囲まれたブロック１４は、低速発振回路１３から供給される低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫ（第１クロック信号）によって動作しているブロックであり、常に動作しておく必要がある。ブロック１４には、ロジック部１０と、極性反転信号出力部１１と、電源回路１２とが含まれる。電源回路１２は、液晶パネル２のに画素メモリ４０電源電圧Ｖｌｃｄを供給するとともに、液晶パネル２に電力Ｐを供給する。また、電源回路１２は、ＩＣ（Integrated Circuit：集積回路）である液晶パネル駆動回路３の内部回路へ内部回路用電源電圧を供給する。さらに、電源回路１２は、極性反転信号出力部１１に電源電圧Ｖ１を供給し、ソースドライバ７ｂに電源電圧Ｖ２を供給する。

極性反転信号出力部１１に電源電圧Ｖ１を供給することにより、極性反転信号出力部１１が出力する信号の能力を高め、極性反転の時間が長くなることを防ぐ。また、ソースドライバ７ｂは、電源電圧Ｖ２が供給されることにより、ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｍの充電を行う。

なお、電源電圧Ｖ２は、画像の書き換えを行わない時は供給されなくてもよい。

極性反転信号出力部１１は、液晶パネル２に信号ＶＡ，ＶＢを供給するとともに、液晶パネル２の共通電極ＣＯＭへ信号Ｖｃｏｍ（極性反転信号）を供給する。

液晶パネル駆動回路３では、ＭＰＵ４内の画像供給部から画像格納用ＲＡＭ７ａへ、ＭＰＵインタフェース６を介して供給された画像のデータｄａｔａが、画像格納用ＲＡＭ７ａへ書き込まれる。これにより、液晶パネル２に表示させる画像が供給される。画像のデータｄａｔａの書き込みは、ＭＰＵ４から供給されるライトパルス（パルス信号）をクロック信号（書き込みクロック信号）として用いることにより行われる。よって、画像のデータｄａｔａの書き込み専用に発振回路を設ける必要は無い。

画像格納用ＲＡＭ７ａへ画像のデータｄａｔａの書き込みが終了した後で、液晶パネル２に表示されている画像の更新を指示するコマンドｃｏｍｍａｎｄがＭＰＵ４内のコマンド発行部から発行される。

ロジック部１０は、低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫにより駆動し、上記コマンド発行部により発行されたコマンドｃｏｍｍａｎｄに従って、高速発振回路８を動作させるか否かを制御する。例えば、ＭＰＵ４から発行されたコマンドｃｏｍｍａｎｄが、ＭＰＵインタフェース６を介してロジック部１０に入力されると、ロジック部１０は、高速発振回路８の動作を開始させるために、高速発振回路８へ出力される動作制御信号ＳｃをＬ（ロー）からＨ（ハイ）へ変化させる。なお、ロジック部１０は、コマンドｃｏｍｍａｎｄとは別に低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫが常時入力されている。

Ｈの動作制御信号Ｓｃが入力された高速発振回路８は、ロジック部１０へ高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫ（第２クロック信号）を供給する。高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫが供給されたロジック部１０は、第１に、ゲートドライバ９へ、ゲートスタートパルス信号ＧＳＰとゲートクロック信号ＧＣＫとを供給する。第２に、画像格納用ＲＡＭ７ａへ制御信号群Ｓｒ１を供給し、ソースドライバ７ｂへ制御信号群Ｓｒ２を供給する。

上述したようにロジック部１０が各信号を供給することにより、画像格納用ＲＡＭ７ａから液晶パネル２へソースドライバ７ｂを介して画像のデータｄａｔａが出力されるとともに、ゲートドライバ９から液晶パネル２の表示領域２ａへ、選択信号Ｓｌ１・Ｓｌ２・…・Ｓｌｎが供給され、液晶パネル２において画像が表示される。

画像格納用ＲＡＭ７ａに書き込まれる画像のデータｄａｔａ（デジタル信号）は、ソースドライバ７ｂと液晶パネル２との間のソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｍ（ＳＬ１・ＳＬ２・…・ＳＬｍ）を介して供給される。

なお、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給を開始するタイミング、及び、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給を停止するタイミングは、コマンドｃｏｍｍａｎｄがＭＰＵインタフェース６を介してロジック部１０に入力されてから、後述する総転送時間ＴＴが経過するまでの間に含まれるようにする。

また、上記説明において、高速発振回路８は、ＬからＨになる動作制御信号Ｓｃが入力されたときに高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを供給するが、ＨからＬになる動作制御信号Ｓｃが入力されたときに高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを供給する構成としてもよい。

さらに、ロジック部１０は、コマンドｃｏｍｍａｎｄが入力されたとき、電源能力変更信号Ｓｐを電源回路１２に出力し、電源能力を向上させる。電源能力を変化させる点については、以下の〔液晶パネル２の動作〕において述べる。

上述したように、局所的に必要となる高速発振回路８の、動作・非動作の制御は、ロジック部１０から出力される動作制御信号Ｓｃにより行われるが、ロジック部１０は、低速発振回路１３の低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫに基づき動作している。また、低速発振回路１３は、ＬＳＩである液晶パネル駆動回路３全体のマスターとして動作する。従って、高速発振回路８は、マスターである低速発振回路１３に対してスレーブの関係にある。

〔液晶パネル２の構成〕
図１の液晶パネル２は、各画素に画素メモリを備える表示領域（アクティブエリア）２ａ、複数のゲートバスラインＧＬ１・ＧＬ２・…・ＧＬｎ、および、複数のソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｍが作りこまれたアクティブマトリクス型の表示パネルである。この他に、液晶パネル２は、多結晶シリコン、ＣＧ（Continuous Grain）シリコン、微結晶シリコンなどを用いて形成されていてもよい。表示領域２ａは、複数の画素がマトリクス状に配置された領域である。

複数のゲートバスラインＧＬ１・ＧＬ２・…・ＧＬｎは、液晶パネル２が有するゲートドライバ９に接続されており、選択信号Ｓｌ１・Ｓｌ２・…・Ｓｌｎが供給される。複数のソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｍは、液晶パネル駆動回路３が有するソースドライバ７ｂに接続されており、ソースバスラインのそれぞれに対して画像のデータｄａｔａが供給される。

〔液晶パネル２の画素の構成〕
図４は、本実施形態に係る液晶パネル２の画素の構成を示す回路図である。

液晶パネル２の画素は、当該画素の選択素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）３０、液晶容量ＣＬ、画素メモリであり、ＴＦＴで構成される画素メモリ４０、及び、ＴＦＴで構成され、液晶容量ＣＬに信号ＶＡを供給するか信号ＶＢを供給するかを切り替えるスイッチング素子３１を備えている。スイッチング素子としてＴＦＴ３０を用いることにより、表示パネル２の薄型化が可能となる。また、メモリ素子４０を備えることにより、静止画のデータを保持することが可能となる。

ＴＦＴ３０のゲートは、ゲートバスラインＧＬ１・ＧＬ２・…・ＧＬｎの内の１本に接続されている。また、ＴＦＴ３０のソースは、ソースバスラインＳＬ１〜ＳＬｍの内の１本に接続されている。ＴＦＴ３０のドレインは、画素メモリ４０の入力に接続されている。スイッチング素子３１は、画素メモリ４０の出力信号に応じて、液晶容量ＣＬの一端に信号ＶＡを供給するか、液晶容量ＣＬの一端に信号ＶＢを供給する。液晶容量ＣＬの他端は、共通電極ＣＯＭに接続されている。画素メモリ４０は、例えばＳＲＡＭであり、電源電圧Ｖｌｃｄが供給されている。

図５は、本実施形態に係る液晶パネル２の画素に供給される信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢのタイミングチャートである。信号ＶＡは、共通電極ＣＯＭに供給される信号Ｖｃｏｍと同極性であり、ノーマリーホワイトの場合は白の信号である。信号ＶＢは、共通電極ＣＯＭに供給される信号Ｖｃｏｍと逆極性であり、ノーマリーホワイトの場合は黒の信号である。

液晶パネル２の画素において画素値を保持するためには、画素メモリ４０に電源電圧Ｖｌｃｄを供給するとともに、図５に示すように信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢを周期的に反転することにより、液晶容量ＣＬに交流電圧を印加し続ける。

ここで、信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢの極性を反転する周期を極性反転周期ＴＴｒ、極性の反転に要する時間を極性反転時間Ｔｒ、極性が維持される時間を極性維持時間Ｔｋとすると、以下に示す（１）式、（２）式が成立する。
ＴＴｒ＝Ｔｒ＋Ｔｋ （１）
Ｔｒ＜＜Ｔｋ （２）
極性反転周期ＴＴｒは非常に長く、信号Ｖｃｏｍ，ＶＡ，ＶＢの極性反転周期ＴＴｒは例えば１秒である。極性反転時間Ｔｒは、例えば１００マイクロ秒程度である。

電源回路１２が、電源回路１２の供給する電力Ｐをより大きくするのは、極性維持時間Ｔｋよりも非常に短い極性反転時間Ｔｒの時だけである。極性反転周期をＴＴｒの大部分を占める極性維持時間Ｔｋでは、画素メモリ４０に電力を供給するだけでよい。よって、極性維持時間Ｔｋでは、電源回路１２が供給する電力Ｐは、より小さく出来る。

従って、極性反転周期ＴＴｒにおける総消費電力を、従来の駆動回路よりも小さく出来るので、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られる。

なお、液晶パネル２の液晶は、基本的に階調のないモノクロ液晶である。

〔液晶パネル２の駆動〕
図２は、本実施形態に係る液晶パネル２において、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給開始・供給停止のタイミング、及び、電源の能力を変化させるタイミングを説明するタイミングチャートである。

ここで、本実施形態において「電源の能力を変化させる」とは、「電源回路１２が供給する電力の大きさを変化させる」ことを意味する。電源回路１２が、例えば、電源回路１２が有するコンデンサの充放電を利用して入力電圧よりも高い出力電圧を発生させるチャージポンプ方式の電源回路である場合は、チャージポンプの動作周波数をより高くすることにより、電源の能力を向上させる（電源回路１２が供給する電力の大きさをより大きくする）ことが可能である。

また、「電源の能力を低下させる」とは、「電源回路１２が供給する電力の大きさをより小さくする」ことを意味する（省電力）。なお、上述したチャージポンプ方式の電源回路において電源の能力を低下させると、チャージポンプの動作周波数がより低くなる。これにより、チャージポンプ方式の電源回路自体が消費する自己消費電力がより小さくなる。上記自己消費電力の減少量は、一般的にはμＷオーダー（例えば５００μＷから２５０μＷへ減少）であるが、μＷオーダーでの消費電力の減少が重要である。この理由として、液晶パネル２が画像を保持する場合、液晶パネル２はほとんど電力を消費しないためである。

電源回路１２は、電力Ｐとして、第１の電力、および、上記第１の電力よりも電力値の大きい第２の電力のいずれかを、液晶パネル２に供給する。

図２のタイミングチャートによると、時刻Ｔａ（第１時刻）において、コマンドｃｏｍｍａｎｄがロジック部１０に入力される。次に、時刻Ｔａから時刻Ｔｏ（第２時刻）までの時間Ｔ_１（第１時間）において、ロジック部１０から高速発振回路８へ動作制御信号Ｓｃを出力し、高速発振回路８が動作を開始して高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給を始める。これとともに、ロジック部１０から電源回路１２へ電源能力変更信号Ｓｐを出力し、電源能力を向上させる（共通電極ＣＯＭに出力する信号Ｖｃｏｍの極性反転時の状態、または、画素メモリへの書き込み時の状態）。但し、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫを供給するタイミングと、電源能力を向上させるタイミングとは、同時である必要はない。また、電源能力変更信号Ｓｐは、例えば、電源能力を向上させるときにＬ（ロー）からＨ（ハイ）へ変化させ、電源能力を低下させるときにＨ（ハイ）からＬ（ロー）へ変化させればよい。

さらに、ロジック部１０は、時刻Ｔｏにおいて、上記画像の更新が終了したことを示す信号を、ゲートドライバ９から受信する。そして、時刻Ｔｏから時刻Ｔｐ（第３時刻）までの転送期間Ｔｔ（出力時間）において、画像格納用ＲＡＭ７ａから液晶パネル２へソースドライバ７ｂを介して画像のデータｄａｔａが出力されるとともに、ゲートドライバ９から液晶パネル２へ選択信号Ｓｌが供給され、液晶パネル２において画像が表示される。

そして、時刻Ｔｐから時刻Ｔｂ（第４時刻）までの時間Ｔ_２（第２時間）において、ロジック部１０から高速発振回路８へ動作制御信号Ｓｃを出力し、高速発振回路８の動作を停止して高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給を停止する。これとともに、ロジック部１０から電源回路１２へ電源能力変更信号Ｓｐを出力し、電源能力を低下させて電源能力を向上させる前の状態に戻す（画素メモリのみを保持する状態）。但し、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給を停止するタイミングと、電源能力を低下させるタイミングとは、同時である必要はない。

このように、ロジック部１０は、コマンドｃｏｍｍａｎｄが入力されたとき、電源回路１２に上記第２の電力を供給させるとともに、高速発振回路８を動作させ、上記画像の更新が終了したことを示す信号を、ゲートドライバ９から受信した後に、電源回路１２に上記第１の電力を供給させるとともに、高速発振回路８を停止させる。これにより、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでの総転送時間ＴＴの間で、高速発振回路８の動作開始・動作停止（即ち、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫの供給開始・供給停止）と、電源回路１２が供給する電力Ｐの増減（即ち、電源能力の向上・低下）とを適切なタイミングで行うことにより、必要最小限の電力で液晶パネル２を動作させることが可能となる。

なお、総転送時間ＴＴ（総出力時間）と、時間Ｔ_１，Ｔ_２及び転送期間Ｔｔとの間には、以下に示す（３）式が成立する。
ＴＴ＝Ｔ_１＋Ｔｔ＋Ｔ_２ （３）
図３は、本実施形態に係る液晶パネル２において、共通電極ＣＯＭに対して常時入力する信号Ｖｃｏｍの極性反転のタイミング、及び、電源の能力を変化させるタイミングを説明するタイミングチャートである。

図３において、信号Ｖｃｏｍの極性が負であったとする（即ち、Ｖｃｏｍ＝Ｖｃｏｍ（−）である）。この状態で、時刻Ｔｃにおいて電源の能力を向上させる。

次に、時刻Ｔｄにおいて信号Ｖｃｏｍの極性反転を開始する。

そして、時刻Ｔｄから時間Ｔ_４が経過し、信号Ｖｃｏｍの極性反転が完了した時刻Ｔｅにおいて、電源能力を低下させて電源能力を向上させる前の状態に戻す。時刻ＴｅではＶｃｏｍ＝Ｖｃｏｍ（＋）である。

このように、電源回路１２は、極性反転信号出力部１１が共通電極ＣＯＭへ出力する信号の極性を反転する前に、上記第２の電力を液晶パネル２に供給し、極性反転信号出力部１１が共通電極ＣＯＭへ出力する信号の極性を反転した後に、上記第１の電力を液晶パネル２に供給する。これにより、時刻Ｔｃから時刻Ｔｅまでの時間Ｔ３＋Ｔ４の間で、信号Ｖｃｏｍの極性反転と、電源能力の向上・低下とを適切なタイミングで行うことにより、必要最小限の電力で液晶パネル２を動作させることが可能となる。

上述したように、ＭＰＵ４から発行されたコマンドｃｏｍｍａｎｄが、ＭＰＵインタフェース６を介してロジック部１０に入力されると、液晶パネル２へ画像のデータｄａｔａが出力されるとともに、ゲートドライバ９から液晶パネル２の表示領域２ａへ、選択信号Ｓｌ１・Ｓｌ２・…・Ｓｌｎが供給され、液晶パネル２において画像が表示される。

一方、信号Ｖｃｏｍの極性は、上記画像の表示とは無関係に、例えば反転周期１秒（ＤＵＴＹ５０％）で反転し続ける。

従来の駆動回路では、画像の書き換えと信号Ｖｃｏｍの極性反転とは非同期であり、同時に発生する可能性がある。画像の書き換えと信号Ｖｃｏｍの極性反転とが同時に発生すると、信号Ｖｃｏｍの極性反転によるカップリングの影響を受けて、液晶パネルへの書き込みに失敗する可能性がある。

マスター、スレーブという関係にあれば、マスターである低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫによって動作しているロジック部１０によって、画像の書き換えを指示するコマンドｃｏｍｍａｎｄがロジック部１０に入力された際に、極性反転が図２の総転送時間ＴＴに発生するか否か判断できる。

総転送時間ＴＴにおいて極性反転が発生しない場合は、そのまま画像の書き換え（更新）を実行する。一方、総転送時間ＴＴにおいて極性反転が発生する場合は、極性反転が完了するのを待って（図３の時刻Ｔｅのタイミングまで待って）画像の書き換えを実行する。

このように、液晶パネル駆動回路３では、画像の書き換えと信号Ｖｃｏｍの極性反転とが同時に発生しないようにタイミング調整を行うことが可能となるので、画像の書き換えを正常に行うことが出来る。

〔実施形態の総括〕
以上のように、本実施形態に係る液晶パネル駆動回路３では、液晶パネル２に表示された画像の書き換えを指示するコマンドｃｏｍｍａｎｄが発行されたとき、高速発振回路８を動作させ、かつ、静止画の表示を指示するコマンドｃｏｍｍａｎｄが発行されたとき、高速発振回路８を停止させることができる。

よって、液晶パネル駆動回路３は、液晶パネル２に表示された画像を書き換える時以外は、高速発振回路８を停止する。

そのため、液晶パネル駆動回路３は、高速発振回路８を常時動作させないので、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られるという効果を奏する。

低速発振回路１３から供給される低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫは、常に動作しておく必要がある、ロジック部１０、極性反転信号出力部１１、及び、電源回路１２に供給される。

上記画像を書き換える時には、液晶パネル２は、静止画を表示している時よりも大きな電力を消費する。よって、ロジック部１０では、必要な時だけ、即ち、電力消費が大きい時だけ、電源回路１２が供給する電力の大きさをより大きくし、それ以外では、電源回路１２が供給する電力の大きさをより小さくして省電力を実現する。

上記構成によれば、電力消費が大きい時だけ、高速発振回路８を動作させ、上記第２の電力を供給させることにより、高速発振回路８の動作開始・動作停止と、上記電力の増減とを適切なタイミングで行う。従って、必要最小限の電力で液晶パネル２を動作させることが可能となる。

電源回路１２が、コンデンサの充放電を利用して入力電圧よりも高い出力電圧を発生させるチャージポンプ方式の電源回路である場合は、チャージポンプの動作周波数をより高くすることにより、電源の能力を向上させる（電源回路１２が供給する電力の大きさをより大きくする）。また、「電源の能力を低下させる」とは、「電源回路１２が供給する電力の大きさをより小さくする」ことを意味する（省電力）。

２つの発振回路については、低速発振回路１３が、ＬＳＩである液晶パネル駆動回路３全体のマスターとして動作する（低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫがマスタークロック信号）。これにより、常に動作しておく必要がある、極性反転信号出力部１１及び電源回路１２を制御する。

また、局所的に必要となる高速発振回路８を動作させるか否かの制御は、ロジック部１０から出力される動作制御信号Ｓｃにより行われるが、ロジック部１０は、低速発振回路１３の低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫに基づき動作している。従って、高速発振回路８は、マスターである低速発振回路１３に対してスレーブの関係にある（高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫがスレーブクロック信号）とも言える。よって、低速発振回路１３と高速発振回路８とが連携することにより、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られる。

液晶パネル駆動回路３は、低速クロック信号Ｌ−ＣＬＫ（マスタークロック信号）によって必要最低限の回路を動作させ、さらに必要に応じて電源の能力も変化させる。また、画像転送を行う時や動画像を表示する時など、電力消費がより大きい時のみ、高速クロック信号Ｈ−ＣＬＫ（スレーブクロック信号）を動作させる。従って、液晶パネル駆動回路３は、液晶パネル２を駆動する駆動回路であって、省電力の効果が従来の駆動回路よりも大きい駆動回路（システム）である。

本実施形態に係る液晶表示装置１は、液晶パネル駆動回路３と、液晶パネル２とを備えるので、従来よりも高い省電力効果が得られる。

上記駆動回路では、第１の電力、および、上記第１の電力よりも電力値の大きい第２の電力のいずれかを、上記表示部に供給する電源回路をさらに備え、上記第２発振回路制御手段は、上記コマンドが入力されたとき、上記電源回路に上記第２の電力を供給させるとともに、上記第２発振回路を動作させ、上記画像の更新が終了したことを示す信号を、上記画像出力手段から受信した後に、上記電源回路に上記第１の電力を供給させるとともに、上記第２発振回路を停止させてもよい。

上記第１発振回路から供給される上記第１クロック信号は、常に動作しておく必要がある、上記第２発振回路制御手段、及び、上記電源回路に供給される。

上記表示部に表示された画像を書き換える時には、上記表示部は、静止画を表示している時よりも大きな電力を消費する。よって、上記第２発振回路制御手段では、必要な時だけ、即ち、電力消費が大きい時だけ、上記電源回路が供給する電力の大きさをより大きくし、それ以外では、上記電源回路が供給する電力の大きさをより小さくして省電力を実現する。

上記構成によれば、電力消費が大きい時だけ、上記第２発振回路を動作させ、上記第２の電力を供給させることにより、上記第２発振回路の動作開始・動作停止と、上記電力の増減とを適切なタイミングで行う。従って、必要最小限の電力で上記表示部を動作させることが可能となる。

上記駆動回路では、第１の電力、および、上記第１の電力より電力値の大きい第２の電力のいずれかを、上記表示部に供給する電源回路をさらに備え、上記電源回路は、上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性が反転される度に、上記第１の電力と上記第２の電力とを切り替えて、上記表示部に供給してもよい。

上記信号の極性反転と、上記電力の増減とを適切なタイミングで行うことにより、必要最小限の電力で上記表示部を動作させることが可能となる。また、上記コマンド発行手段から発行された上記コマンドが、上記第２発振回路制御手段に入力されると、上記表示部へ画像のデータが出力されるとともに、上記画像出力手段から上記表示部の表示領域へ、選択信号が供給され、上記表示部において画像が表示される。

一方、上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性は、上記画像の表示とは無関係に、例えば反転周期１秒（ＤＵＴＹ５０％）で反転し続ける。

従来の駆動回路では、画像の書き換えと上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性反転とは非同期であり、同時に発生する可能性がある。画像の書き換えと上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性反転とが同時に発生すると、上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性反転によるカップリングの影響を受けて、上記表示部への書き込みに失敗する可能性がある。

マスター、スレーブという関係にあれば、マスターである上記第１クロック信号によって動作している上記第２発振回路制御手段によって、画像の書き換えを指示する上記コマンドが上記第２発振回路制御手段に入力された際に、極性反転が総転送時間に発生するか否か判断できる。

総転送時間において極性反転が発生しない場合は、そのまま画像の書き換え（更新）を実行する。一方、総転送時間において極性反転が発生する場合は、極性反転が完了するのを待って画像の書き換えを実行する。

このように、上記駆動回路では、画像の書き換えと上記表示部の共通電極へ出力する信号の極性反転とが同時に発生しないようにタイミング調整を行うことが可能となるので、画像の書き換えを正常に行うことが出来る。

上記駆動回路では、上記電源回路は、上記電源回路が有するコンデンサの充放電を利用して入力電圧よりも高い出力電圧を発生させるチャージポンプ方式の電源回路であってもよい。

これにより、チャージポンプの動作周波数をより高くし、上記電源回路が供給する電力の大きさをより大きくすることが可能である。

上記駆動回路では、上記表示部は、各画素にメモリ回路を備える液晶パネルであってもよい。これにより、静止画を表示する際には、静止画のデータをメモリ回路で保持すればよいので、画像を送り続ける必要がなくなる。

本発明の液晶表示装置は、上記いずれかの駆動回路と、上記液晶パネルとを備えるので、従来よりも高い省電力効果が得られる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の駆動回路は、従来の駆動回路よりも高い省電力効果が得られ、各画素にメモリ回路を備える液晶パネルを備える液晶表示装置に好適に用いることが出来る。

１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル（表示部）
２ａ 表示領域
３ 液晶パネル駆動回路（駆動回路）
４ ＭＰＵ（画像供給手段、コマンド発行手段）
５ ＬＣＤトライバ
６ ＭＰＵインタフェース
７ａ 画像格納用ＲＡＭ
７ｂ ソースドライバ（画像出力手段）
８ 高速発振回路（第２発振回路）
９ ゲートドライバ（画像出力手段）
１０ ロジック部（第２発振回路制御手段）
１１ 極性反転信号出力部（極性反転手段）
１２ 電源回路
１３ 低速発振回路（第１発振回路）
１４ ブロック
３０ ＴＦＴ
３１ スイッチング素子
４０ メモリ回路
ＣＬ 液晶容量
ＣＯＭ 共通電極
ＧＣＫ ゲートクロック信号
ＧＬ１・ＧＬ２・…・ＧＬｎ ゲートバスライン
ＧＳＰ ゲートスタートパルス信号
Ｈ−ＣＬＫ 高速クロック信号（第２クロック信号）
Ｌ−ＣＬＫ 低速クロック信号（第１クロック信号）
Ｐ 電力
ＰＩＸ 画素
ＳＬ１〜ＳＬｍ ソースバスライン
Ｓｃ 動作制御信号
Ｓｌ１・Ｓｌ２・…・Ｓｌｎ 選択信号
Ｓｐ 電源能力変更信号
Ｓｒ１，Ｓｒ２ 制御信号群
Ｔ_１ 時間（第１時間）
Ｔ_２ 時間（第２時間）
Ｔ_３，Ｔ_４ 時間
ＴＴ 総転送時間
ＴＴｒ 極性反転周期
Ｔａ 時刻（第１時刻）
Ｔｂ 時刻（第４時刻）
Ｔｃ，Ｔｄ，Ｔｅ 時刻
Ｔｋ 極性維持時間
Ｔｏ 時刻（第２時刻）
Ｔｐ 時刻（第３時刻）
Ｔｒ 極性反転時間
Ｔｔ 転送期間
Ｖ１，Ｖ２ 電源電圧
ＶＡ，ＶＢ 信号
Ｖｃｏｍ 信号
Ｖｌｃｄ 電源電圧
ｃｏｍｍａｎｄ コマンド
ｄａｔａ データ

Claims (4)

1. 表示部を駆動する駆動回路であって、
   上記表示部に表示させる画像を供給する画像供給手段と、
   上記表示部に表示されている画像の更新を指示するコマンドを発行するコマンド発行手段と、
   第１クロック信号を供給する第１発振回路と、
   上記第１クロック信号よりも周波数が高い第２クロック信号を供給する第２発振回路と、
   上記第２クロック信号により駆動し、上記画像供給手段から供給された画像を上記表示部へ出力する画像出力手段と、
   上記第１クロック信号により駆動し、上記コマンド発行手段により発行された上記コマンドに従って、上記第２発振回路を動作させるか否かを制御する第２発振回路制御手段とを備えており、
   第１の電力、および、上記第１の電力より電力値の大きい第２の電力のいずれかを、上記表示部に供給する電源回路をさらに備え、
   上記第２発振回路制御手段は、
   上記コマンドが入力されたとき、上記電源回路に上記第２の電力を供給させるとともに、上記第２発振回路を動作させ、
   上記画像の更新が終了したことを示す信号を、上記画像出力手段から受信した後に、上記電源回路に上記第１の電力を供給させるとともに、上記第２発振回路を停止させることを特徴とする駆動回路。
2. 上記電源回路は、上記電源回路が有するコンデンサの充放電を利用して入力電圧よりも高い出力電圧を発生させるチャージポンプ方式の電源回路であることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
3. 上記表示部は、各画素にメモリ回路を備える液晶パネルであることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
4. 請求項３に記載の駆動回路と、
   上記液晶パネルとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
   
   

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