JP5631391B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
前記m個のフリップフロップと1対1で対応するように設けられ、第1電圧および第2電圧の2つだけの電圧から、各フリップフロップからの出力信号の論理値に応じて前記第1電圧または前記第2電圧のいずれかを選択するm個の電圧選択部と、
前記m個のフリップフロップと1対1で対応するように設けられ、前記電圧選択部によって選択された電圧を各フリップフロップに対応する画素の表示状態に反映させるためのm個の表示素子部と
を備え、
前記m個の画素および前記m個のフリップフロップはi行×j列のマトリクス状に構成され、
各行において隣接するフリップフロップは互いに接続され、
連続する任意の2行に着目したとき、1行目のj列目のフリップフロップと2行目の1列目のフリップフロップとが接続されていることを特徴とする。
各フリップフロップは、
入力信号を取り込んで転送用データとして保持する第1ラッチ部と、
前記転送用データを取り込んで出力用データとして保持するとともに前記出力用データに基づいて前記出力信号を出力する第2ラッチ部と
を含むこと特徴とする。
前記第1ラッチ部は、
入力端子に前記入力信号が与えられる、前記クロック信号に基づいて動作する第1クロックドインバータと、
入力端子が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続された第1インバータと、
入力端子が前記第1インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第1インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第2クロックドインバータと
からなり、
前記第2ラッチ部は、
入力端子が前記第1インバータの出力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第3クロックドインバータと、
入力端子が前記第3クロックドインバータの出力端子に接続された第2インバータと、
入力端子が前記第2インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第2インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第4クロックドインバータと
からなり、
前記第2インバータの出力端子から前記出力信号が出力されることを特徴とする。
前記第1ラッチ部は、
入力端子に前記入力信号が与えられる、前記クロック信号に基づいて動作する第1クロックドインバータと、
一端が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続され、他端に所定電位が与えられる容量と
からなり、
前記第2ラッチ部は、
入力端子が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第3クロックドインバータと、
入力端子が前記第3クロックドインバータの出力端子に接続された第2インバータと、
入力端子が前記第2インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第2インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第4クロックドインバータと
からなり、
前記第2インバータの出力端子から前記出力信号が出力されることを特徴とする。
前記m個のフリップフロップに対応するm個のデータが前記入力データとして前記シフトレジスタに与えられ、
前記m個のデータがそれぞれ対応するフリップフロップに含まれる前記第1ラッチ部に前記転送用データとして保持された後、前記クロック信号の動作が停止すること特徴とする。
各フリップフロップに対応するように設けられた白色表示機能部を更に備え、
前記m個のフリップフロップに対応するm個のデータが前記入力データとして前記シフトレジスタに与えられ、
前記白色表示機能部は、前記m個のデータがそれぞれ対応するフリップフロップに含まれる前記第1ラッチ部に前記転送用データとして保持されるまでの期間、各画素の表示状態を白色表示で維持すること特徴とする。
前記m個のフリップフロップのうちの1段目のフリップフロップに入力される表示用データは、前記クロック信号に基づいて、後段のフリップフロップに順次に転送されることを特徴とする。
制御信号に基づいて入力電圧の大きさを制御する電圧制御部を更に備え、
前記表示素子部において、画素の表示状態は、前記電圧選択部によって選択された電圧と所定の第3電圧との差に基づいて変化し、
前記電圧制御部は、前記入力電圧として前記第1電圧および前記第2電圧を受け取り、前記制御信号が予め定められたレベルになっている時に、前記第1電圧および前記第2電圧を前記第3電圧と同じ大きさにすることを特徴とする。
各画素は、n個(nは2以上の整数)の副画素によって構成され、
前記フリップフロップは、各画素に含まれるn個の副画素にそれぞれ対応するように設けられ、
各画素に対応するn個のフリップフロップが互いに異なるシフトレジスタを構成するように、前記シフトレジスタはn個設けられ、
前記n個のシフトレジスタには、前記入力データとして互いに異なるデータが与えられることを特徴とする。
各画素に含まれるn個の副画素を形成するn個の画素電極の面積が互いに異なることを特徴とする。
各画素は、赤色,緑色,および青色にそれぞれ対応する3個の副画素によって構成され、
前記3個の副画素にそれぞれ対応する3個のシフトレジスタには、前記入力データとして赤色用のデータ,緑色用のデータ,および青色用のデータがそれぞれ与えられることを特徴とする。
本発明の第12の局面は、本発明の第1の局面において、
前記m個のフリップフロップのうちの任意のフリップフロップは、前記m個のフリップフロップのうちの少なくとも1個の他のフリップフロップと直列に接続されていることを特徴とする。
また、シフトレジスタに与えられたデータは全ての行で同じ方向に転送される。このため、各フリップフロップに保持されるべき表示画像用のデータの生成が容易となる。
本発明の第12局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果が得られる。
図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、この液晶表示装置は、画素メモリ部10と端子部19とが形成されるパネル基板100と、パネル基板100の外部(例えばフレキシブル回路基板)に設けられる画素メモリ駆動部200とによって構成されている。画素メモリ部10には、i行×j列で構成された画素メモリユニットPMUが含まれている。なお、1つの画素メモリユニットPMUが1画素分の構成要素となっている。画素メモリユニットPMUは1ビットのデータの保持が可能となっており、各画素メモリユニットPMUに保持されたデータの値に応じて画像が表示される。端子部19には、画素メモリ駆動部200からパネル基板100へと延びる信号配線とパネル基板100内に配設された信号配線とを接続するための端子が設けられている。画素メモリ駆動部200は、画素メモリユニットPMUを動作させるための信号等を画素メモリ部10に供給する。なお、以下においては、画素メモリ部10は9個(3行×3列)の画素メモリユニットPMUからなるものと仮定する。
図1は、画素メモリユニットPMUの構成を示すブロック図である。図1に示すように、画素メモリユニットPMUは、フリップフロップ11と電圧選択部12と液晶容量13とを備えている。フリップフロップ11は、信号Qn(前段のフリップフロップ11からの出力信号)を入力信号として受け取り、クロック信号CK,CKBに基づき「信号Qn+1」と「信号Qn+1の論理反転信号」とを出力信号として出力する。なお、以下においては、「信号Qn+1の論理反転信号」のことを「信号Qn+1B」と表す。電圧選択部12は、信号Qn+1と信号Qn+1Bとに基づいて白色表示用電圧VWまたは黒色表示用電圧VBLのいずれかを選択し、その選択した電圧を画素電極電圧VLCとして出力する。液晶容量13は画素電極と共通電極とによって形成されており、画素電極電圧VLCと共通電極電圧VCOMとの差に応じて画素の表示状態が変化する。
本実施形態によれば、各画素メモリユニットPMUに対応するように、画素メモリユニットPMU内のフリップフロップ11からの出力信号に応じて白色表示用電圧VWまたは黒色表示用電圧VBLのいずれかを選択する電圧選択部12と、電圧選択部12によって選択された電圧を各フリップフロップ11に対応する画素の表示状態に反映させるための液晶容量13とが設けられている。また、画素メモリ部10内の複数の画素メモリユニットPMUのそれぞれに含まれるフリップフロップ11が直列に接続されることによって、シフトレジスタ110が構成されている。フリップフロップ11は1ビットのデータの保持が可能であるので、各フリップフロップ11において、入力データを次段のフリップフロップ11に転送しつつ、対応する画素の表示状態を入力データに基づく表示状態にすることが可能となる。すなわち、ゲートドライバやソースドライバを備えることなく、シフトレジスタ110に表示用データDATAを与えることによって全ての画素メモリユニットPMU内のフリップフロップ11に表示画像に対応するデータを与えることができる。各フリップフリップ11においてラッチされたデータの内容は次に書き換えられるまで保持されるので、不必要に電力が消費されることなく同じ内容の画像を表示し続けることが可能となる。以上のように、従来と比較してパネル基板上の回路面積を低減しつつ、メモリを用いた駆動による低消費電力化が可能な液晶表示装置が実現される。
以下、上記実施形態の変形例について説明する。
図13は、上記実施形態の第1の変形例における画素メモリ部10の構成を示すブロック図である。本変形例においては、1行目の3列目の画素メモリユニットPMU(13)内のフリップフロップ11と2行目の1列目の画素メモリユニットPMU(14)内のフリップフロップ11とが接続され、2行目の3列目の画素メモリユニットPMU(16)内のフリップフロップ11と3行目の1列目の画素メモリユニットPMU(17)内のフリップフロップ11とが接続されている。従って、表示用データDATAは全ての行で同じ方向に転送される。このため、奇数行目と偶数行目とで表示用データDATAの転送方向が異なる上記実施形態と比較して、表示用データDATAの生成が容易となる。
図14は、上記実施形態の第2の変形例における画素メモリ部10の構成を示すブロック図である。本変形例においては、画素メモリ部10に含まれる全ての画素メモリユニットPMU内のフリップフロップ11によって1つのシフトレジスタが構成されるのではなく、各行の全ての画素メモリユニットPMU内のフリップフロップ11によって1つのシフトレジスタが構成されている。従って、本変形例においては、画素メモリ部10には3つのシフトレジスタが含まれている。また、本変形例においては、表示用データDATAをサンプリングするためのサンプリング回路15が画素メモリ部10内に設けられている。このサンプリング回路15は、画素メモリユニットPMU(21)〜PMU(23)内のフリップフロップ11に保持されるべきデータが表示用データDATAとして与えられている時には当該表示用データDATAを画素メモリユニットPMU(21)に与え、画素メモリユニットPMU(24)〜PMU(26)内のフリップフロップ11に保持されるべきデータが表示用データDATAとして与えられている時には当該表示用データDATAを画素メモリユニットPMU(24)に与え、画素メモリユニットPMU(27)〜PMU(29)内のフリップフロップ11に保持されるべきデータが表示用データDATAとして与えられている時には当該表示用データDATAを画素メモリユニットPMU(27)に与える。このようにして、本変形例によっても、表示画像に対応するデータを画素メモリ部10に含まれる全ての画素メモリユニットPMU内のフリップフロップ11に格納することができる。
図15は、上記実施形態の第3の変形例における画素メモリ部10の構成を示すブロック図である。本変形例においては、1つの画素は2つの副画素によって構成されている。なお、ここでは、一方の副画素に対応して設けられている画素メモリユニットのことを「第1画素メモリユニット」といい、他方の副画素に対応して設けられている画素メモリユニットのことを「第2画素メモリユニット」という。
上記実施形態においては、表示用データDATAとして1ビットのデータがフリップフロップ11(1)に入力される毎に、9個の画素によって表示される画像が変化する。このような画像の変化はノイズとして視認される。そこで、本変形例においては、全てのフリップフロップ内の第1ラッチ部111にそれぞれ対応するデータが保持されるまでの期間、全ての画素の表示状態を白色表示とする回路(以下、「白色表示回路」という。)が設けられている。なお、本変形例においては、この白色表示回路によって白色表示機能部が実現されている。
上記第4の変形例においては、各画素に対応するように画素メモリ部10内に白色表示回路16が設けられていた。これに対して、本変形例においては、図19に示すように、全ての画素の表示状態を白色表示にするための構成要素として、画素メモリ部10の外部に電圧制御回路17が設けられている。電圧制御回路17には、白色表示用電圧VWin,黒色表示用電圧VBLin,共通電極電圧VCOMin,および制御信号Sが入力される。そして、電圧制御回路17は、制御信号Sに基づき、白色表示用電圧VW,黒色表示用電圧VBL,および共通電極電圧VCOMを出力する。
図22は、上記実施形態の第6の変形例におけるフリップフロップの具体的な構成例を示す回路図である。このフリップフロップは、上記実施形態と同様、信号Qnを取り込んで転送用データとして保持するための第1ラッチ部113と、転送用データを取り込んで出力用データとして保持するとともに出力用データに基づいて信号Qn+1と信号Qn+1Bとを出力するための第2ラッチ部114とによって構成されている。
上記各実施形態においては液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されない。有機EL(Electro Luminescence)等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。
11,11(1)〜11(9)…フリップフロップ
12…電圧選択部
13…液晶容量
16…白色表示回路
17…電圧制御回路
19…端子部
100…パネル基板
111,113…第1ラッチ部
112,114…第2ラッチ部
200…画素メモリ駆動部
PMU,PMU(1)〜PMU(9)…画素メモリユニット
CK,CKB…クロック信号
VBL…黒色表示用電圧
VW…白色表示用電圧
VCOM…共通電極電圧
VLC…画素電極電圧
Claims (12)
- m個(mは正の整数)の画素の各々の画素領域内に設けられクロック信号に基づき入力データが順次に転送されるように直列に接続されたm個のフリップフロップからなるシフトレジスタと、
前記m個のフリップフロップと1対1で対応するように設けられ、第1電圧および第2電圧の2つだけの電圧から、各フリップフロップからの出力信号の論理値に応じて前記第1電圧または前記第2電圧のいずれかを選択するm個の電圧選択部と、
前記m個のフリップフロップと1対1で対応するように設けられ、前記電圧選択部によって選択された電圧を各フリップフロップに対応する画素の表示状態に反映させるためのm個の表示素子部と
を備え、
前記m個の画素および前記m個のフリップフロップはi行×j列のマトリクス状に構成され、
各行において隣接するフリップフロップは互いに接続され、
連続する任意の2行に着目したとき、1行目のj列目のフリップフロップと2行目の1列目のフリップフロップとが接続されていることを特徴とする、表示装置。 - 各フリップフロップは、
入力信号を取り込んで転送用データとして保持する第1ラッチ部と、
前記転送用データを取り込んで出力用データとして保持するとともに前記出力用データに基づいて前記出力信号を出力する第2ラッチ部と
を含むこと特徴とする、請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1ラッチ部は、
入力端子に前記入力信号が与えられる、前記クロック信号に基づいて動作する第1クロックドインバータと、
入力端子が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続された第1インバータと、
入力端子が前記第1インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第1インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第2クロックドインバータと
からなり、
前記第2ラッチ部は、
入力端子が前記第1インバータの出力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第3クロックドインバータと、
入力端子が前記第3クロックドインバータの出力端子に接続された第2インバータと、
入力端子が前記第2インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第2インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第4クロックドインバータと
からなり、
前記第2インバータの出力端子から前記出力信号が出力されることを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。 - 前記第1ラッチ部は、
入力端子に前記入力信号が与えられる、前記クロック信号に基づいて動作する第1クロックドインバータと、
一端が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続され、他端に所定電位が与えられる容量と
からなり、
前記第2ラッチ部は、
入力端子が前記第1クロックドインバータの出力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第3クロックドインバータと、
入力端子が前記第3クロックドインバータの出力端子に接続された第2インバータと、
入力端子が前記第2インバータの出力端子に接続され、出力端子が前記第2インバータの入力端子に接続された、前記クロック信号に基づいて動作する第4クロックドインバータと
からなり、
前記第2インバータの出力端子から前記出力信号が出力されることを特徴とする、請求項2に記載の表示装置。 - 前記m個のフリップフロップに対応するm個のデータが前記入力データとして前記シフトレジスタに与えられ、
前記m個のデータがそれぞれ対応するフリップフロップに含まれる前記第1ラッチ部に前記転送用データとして保持された後、前記クロック信号の動作が停止すること特徴とする、請求項2に記載の表示装置。 - 各フリップフロップに対応するように設けられた白色表示機能部を更に備え、
前記m個のフリップフロップに対応するm個のデータが前記入力データとして前記シフトレジスタに与えられ、
前記白色表示機能部は、前記m個のデータがそれぞれ対応するフリップフロップに含まれる前記第1ラッチ部に前記転送用データとして保持されるまでの期間、各画素の表示状態を白色表示で維持すること特徴とする、請求項2に記載の表示装置。 - 前記m個のフリップフロップのうちの1段目のフリップフロップに入力される表示用データは、前記クロック信号に基づいて、後段のフリップフロップに順次に転送されることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 制御信号に基づいて入力電圧の大きさを制御する電圧制御部を更に備え、
前記表示素子部において、画素の表示状態は、前記電圧選択部によって選択された電圧と所定の第3電圧との差に基づいて変化し、
前記電圧制御部は、前記入力電圧として前記第1電圧および前記第2電圧を受け取り、前記制御信号が予め定められたレベルになっている時に、前記第1電圧および前記第2電圧を前記第3電圧と同じ大きさにすることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。 - 各画素は、n個(nは2以上の整数)の副画素によって構成され、
前記フリップフロップは、各画素に含まれるn個の副画素にそれぞれ対応するように設けられ、
各画素に対応するn個のフリップフロップが互いに異なるシフトレジスタを構成するように、前記シフトレジスタはn個設けられ、
前記n個のシフトレジスタには、前記入力データとして互いに異なるデータが与えられることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。 - 各画素に含まれるn個の副画素を形成するn個の画素電極の面積が互いに異なることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
- 各画素は、赤色,緑色,および青色にそれぞれ対応する3個の副画素によって構成され、
前記3個の副画素にそれぞれ対応する3個のシフトレジスタには、前記入力データとして赤色用のデータ,緑色用のデータ,および青色用のデータがそれぞれ与えられることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。 - 前記m個のフリップフロップのうちの任意のフリップフロップは、前記m個のフリップフロップのうちの少なくとも1個の他のフリップフロップと直列に接続されていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
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