JPH0990908A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH0990908A JPH0990908A JP24458095A JP24458095A JPH0990908A JP H0990908 A JPH0990908 A JP H0990908A JP 24458095 A JP24458095 A JP 24458095A JP 24458095 A JP24458095 A JP 24458095A JP H0990908 A JPH0990908 A JP H0990908A
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Abstract
の長時間使用を可能とする。 【解決手段】 垂直反転駆動モードと行反転駆動モード
とを切り替える駆動モード切替手段130を設け、行反
転駆動モードの高表示品位と、垂直反転駆動モードの低
消費電力とを必要に応じて適宜選択できるようにした。
Description
り、特には、液晶表示装置の交流駆動の仕方の改善に関
する。
(Thin Film Transistor)型アクティブマトリクス方式
のものが知られている。
ート型パーソナルコンピュータの全体構成を示すブロッ
ク図である。
示パネル、101,102は液晶表示パネル100を駆
動するためのゲート駆動器とデータ駆動器、103は両
駆動器101,102を制御する表示制御回路、104
はデータ駆動器102に所定の階調用電圧を印加するた
めの階調用電圧源、105はパソコン本体などで構成さ
れる主機である。
103に対して、R,G,Bごとの各画像データ、水平
同期信号Hsync、垂直同期信号Vsync、および同期クロ
ックClockがそれぞれ与えられるようになっている。
に応答して、ゲート駆動器101に対してゲートスター
トパルスGSPおよびゲートクロックGCKが、また、
データ駆動器102に対してカラー表示用の画像データ
とともに、データスタートパルスDSP、データクロッ
クDCK、イネーブル信号ENB、および出力パルスL
Pが、階調用電圧源104に対して極性切り換え用の極
性信号POLが、それぞれ与えられるようになってい
る。
発生回路であり、VO〜V7の8種類の階調電圧を発生す
るもので、液晶表示パネル100を交流駆動するため
に、表示制御回路103からの極性信号POLが入力さ
れるたびに各階調電圧V0〜V7の極性が反転するように
なっている。
100は、本例では、図7に示すように、m行n列のマト
リックス構成、したがってm×n個の画素からなるものと
する。 各画素は、単純化した等価回路に置き換える
と、図8に示すように、スイッチ素子であるTFT11
0とコンデンサ112とで構成されている。そして、コ
ンデンサ112の一方の電極は画素電極112aとさ
れ、他方の電極は対向する硝子面に構成された対向電極
(共通電極)112bとなっている。
TFT110をオンにした後、データ線を介してコンデ
ンサ112に所要の電圧を印加する。
2bの間には誘電体である液晶層(図示せず)が存在して
おり、両電極112a,112b間に加わる電位差でその
透過率が定まる。
て印加され続けると特性が劣化するため、階調用電圧源
104から発生される階調電圧V0〜V7の極性を極性信
号POLによって切り換えることで、画素電極112a
には、正と負の電圧が交互に加わるように、いわゆる交
流駆動が行われるようになっている。
FT110をオフにしても、画素電極112aには充電
された電荷が保存されており、両電極間112a,11
2bの液晶層には所定の電圧が印加され続ける。
00を各行単位で順次オン/オフ制御するものであり、
図7に示す例では、コストダウンと設計の自由度等を高
める目的で、2個のチップ1011,1012を組み合わ
せてm行分が駆動できるようになっている。
示す。
タ114と、このシフトレジスタ114のm個の各出力
をTFT110のオン・オフの制御に必要な電圧レベル
までそれぞれ変換するm個のレベル変換回路1161〜1
16mとからなる。
めのゲートスタートパルスGSPがシフトレジスタ11
4に入力された後、シフトレジスタ114の内部ではゲ
ートクロックGCKが入力されるたびにハイレベルの出
力が順次シフトしていく。
ベル変換回路1161〜116mは、いずれも同一の構成
を有しているので、図10には、上からi番目にある一
つのレベル変換回路116iの詳細なブロック図を示
す。
ジスタ114の出力がそれぞれハイレベルのときにオン
するアナログスイッチASWH、ASWLを備えてお
り、各アナログスイッチASWH、ASWLには、それ
ぞれハイレベルの電圧VGHと、ローレベルの電圧VG
Lとが印加されている。
力がハイレベルであれば、一方のスイッチASWHがオ
ンとなり、ハイレベルの電圧VGHが出力される。逆
に、シフトレジスタ114の他方の出力がハイレベルで
あれば、他方のスイッチASWLがオンとなり、ローレ
ベルの電圧VGLが出力される。
介して画素電極112aに所要の電圧を印加するもので
あって、図7に示す例では、コストダウンと設計の自由
度等を高める目的で、8個のチップ1021〜1028を
組み合わせてn行分を駆動するように構成されている。
を示す。
スタートパルスDSPとデータクロックDCKとに基づ
いて標本化パルスTsmpを作成するシフトレジスタ12
0と、画像データを記憶・保持するサンプリングホール
ド回路12211,12212,12213,12221,…と
からなる。
つの標本化パルスTsmpでR,G,Bの各画像データを
同時にサンプリングする構造となっており、したがっ
て、サンプリングホールド回路12211,12212,1
2213,12221,…の総数としては、3×n個分設け
られている。
ンプリングホールド回路12211,12212,12
213,12221,…は、3ビット入力1ビット出力対応
のものであって、いずれも同一の構成を有しているの
で、ここでは、上から一番目の一つのサンプリングホー
ルド回路12211について、図12のブロック図を参照
して説明する。
smpの立ち上がりで標本化記憶手段Msmpに記憶され、出
力パルスLPの立ち上がりで保持記憶手段MHに移され
る。保持記憶手段MHに移されたデータは、次の出力パ
ルスLPが立ち上がるまで保持され、その間に次のデー
タが標本化記憶手段Msmpに記憶される。保持記憶手段
MHに保持されたデータは、出力回路部OCPによって
電圧に変換されて出力される。
成を示す。
器DECと、8つのアナログスイッチASW0〜ASW7
とからなり、各アナログスイッチASW0〜ASW7には
それぞれ階調用電圧源104から与えられる階調電圧V
0〜V7が入力されている。
れ対応するアナログスイッチASW0〜ASW7の制御端
子に入力されており、各アナログスイッチASW0〜A
SW7は、その制御信号がハイレベルのときオンとな
る。たとえば、データの値が“4”の場合には、S4が
ハイレベルとなるので、そのアナログスイッチASW4
がオンとなり、階調電圧V4が同回路OCPの出力とな
る。
駆動方法としては、行毎に画素の極性を反転する行反転
駆動と、全ての行の画素を同一の極性に充電し、その極
性を垂直期間毎に反転する垂直反転駆動とが良く用いら
れている。尚、行反転駆動では、1つの行に注目すれ
ば、垂直期間毎に画素に充電される極性は反転されてお
り、各行の交流駆動が実現されている。図18に、(a)
行反転駆動と(b)垂直反転駆動のそれぞれの場合の表示
体の各行の極性の関係を示す。それぞれ垂直期間毎に
(ア)(イ)の状態が交代するように駆動されるわけであ
る。
波形の例を示す。
タイミングチャートであり、図15は水平同期信号Hsy
ncを基準としたタイミングチャートである。
平期間Th=H(2)に第1行の出力G(1)がハイになる
ようにゲートスタートパルスGSPが入力され、以下、
水平期間毎にゲートクロックGCKが入力されるたび
に、ハイレベルの出力が順次シフトしていき、各行を順
次走査してTFT110をオンしていく。
フトレジスタ120にデータスタートパルスDSPが入
力されると、これに応じてシフトレジスタ120は、デ
ータクロックDCKが入力されるたびに標本化パルスT
smpを順次シフトしていく。
1行目の画像データが送信される水平期間Th=H(1)
にサンプリングされて記憶、保持されていたデータは、
次の水平期間Th=H(2)の出力パルスLPの立ち上が
りによって一斉に出力される。その間、データ駆動器1
02は、2行目のデータをサンプリングしており、以
下、順次、サンプリングと出力を繰り返す。
器102において、あるi番目の水平期間Th=H(i)にi
行目の画像データが送信されて各標本化パルスTsmpに
よってサンプリングされた画像データは、出力パルスL
Pによって、次の水平期間Th=H(i+1)に一斉に出力
される。この水平期間H(i+1)には、ゲート駆動器1
02がi行目の出力G(i)をハイレベルにしているので、
このときのデータ駆動器102の出力がi行目の各画素
に書き込まれることになる。
LPがハイとなってから次にハイとなるまでの期間が、
データ駆動器102が1つのデータに対する電圧を出力
する1出力期間に相当するが、この1出力期間は、通
常、1水平期間Thと等しい。
5では紙面の都合上、V0とV7のみ示す)は、1水平期
間Th毎に共通電極電圧Vcomから見た電位の極性が反転
している。図14の場合、同じj列目の各画素P(1,
j),P(2,j),…に着目したとき、水平期間Th毎に各
行の画素P(1,j),P(2,j),…の極性が反転してお
り、たとえば、(i−1)行目の画素P(i−1,j)が正に
充電されるときには、次のi行目の画素P(i,j)が負に
充電される。そして、一旦充電された各画素は電荷が保
存され続け、次の垂直期間Tvになって初めて各画素P
(1,j),P(2,j),…の極性が反転する。
正に充電する時限を正の駆動時限、負に充電する時限を
負の駆動時限としたとき、極性信号POLがハイレベル
のときに正の駆動時限、ローレベルのときが負の駆動時
限に対応している。
の例を図16および図17に示す。
タイミングチャートであり、図17は水平同期信号Hsy
ncを基準としたタイミングチャートである。
同様の部分の説明は、重複を避けるために割愛する。
内では全水平期間(出力期間)で全ての行において極性が
同―で反転しておらず、垂直期間(フレーム)毎に全ての
行の正負の極性が反転する。
調電圧V0〜V7(ただし、図17では紙面の都合上、V0
とV7のみ示す)は、1フレーム内では1水平期間毎の共
通電極電圧Vcomから見た電位の極性は同―であって極
性の反転はなく、i行目の画素も、(i+1)行目の画素
も、いずれも正に充電される。そして、次のフレームに
おいて、i行目の画素も、(i+1)行目の画素もいずれも
負に充電される。
の関係は、その遷移の期間中は走査中の行を境界として
水平期間毎に境界が1行づつ下へ移動していく。
の正負の極性は同―であって、いずれの極性において
も、データ駆動器102の出力S(j)は、8種類の階調
電圧V0〜V7の値をもっているために、液晶の透過率が
不安定となり易く、ちらつき等の要因となる。
示(約1670万色表示)や、約26万色表示、4096
色表示などにおいて、ちらつきの発生を防止して表示品
位を確保するために、液晶を交流駆動する際には、垂直
反転(フレーム反転)による交流駆動は殆ど採用されてお
らず、図14および図15に示したような、行反転駆動
が通常採用されている(たとえば、特開平3−2717
95号公報参照)。
ピュータ等の情報処理装置の低消費電力化が要求される
に伴い、それに使用される各部品にも低消費電力化が求
められている。
ータの内、いわゆるノート型のものは、いわゆるディス
クトップ型のように電源延長コードを使用しなくても、
搭載バッテリーで駆動されるので、自由なところに持ち
運びして使用できる利便性がある。そして、このような
利便性を発揮する上では、搭載バッテリーの持続時間が
できるだけ長い程好ましいので、各部品の低消費電力化
が極めて重要となる。
の内、特に、液晶表示装置の消費電力の低減は、大きな
効果を奏する項目の一つである。
きの発生を防止して表示品位を確保するために、垂直反
転(フレーム反転)による交流駆動は殆ど採用されておら
ず、図14および図15に示したような、行反転駆動が
通常採用されている。
表示体のデータ線と共通電極の電位の関係が水平期間毎
に反転される。これは即ち、データ線と共通電極によっ
て構成される容量が、水平期間毎に正負の電圧間で充放
電を繰り返すことに外ならない。
電圧間での充放電は垂直期間毎に行われるに過ぎない。
従って、行反転駆動では垂直反転駆動の場合より消費電
力が大幅に大きくなるという欠点を免れられないのであ
る。
垂直反転駆動と行反転駆動とを選択使用できるようにし
て、液晶表示装置の消費電力の一層の低減化が図れるよ
うにすることを課題とする。
動周波数が行反転駆動を行う場合に比べて極端に低いた
め、消費電力が極端に少ないという利点がある。
点をできるだけ生かすために、垂直反転駆動と行反転駆
動の両モードを適宜切り替えて使用できるようにしたも
のである。
置は、垂直反転駆動モードと行反転駆動モードとを切り
替える駆動モード切替手段を備えている。
項1記載の構成において、駆動モード切替手段によって
垂直反転駆動モードが選定された場合には、液晶の透過
率が安定化するだけの階調数に階調電圧を制限する階調
数制限手段を備えている。
項2記載の構成において、階調数制限手段は、階調電圧
を1階調のみに制限するようになっている。
は、請求項2または請求項3に記載の構成において、階
調数制限手段で制限された階調電圧に対して、そのレベ
ルを調整する階調電圧レベル調整手段を有している。
ば、垂直反転駆動モードを選定した時には駆動周波数が
大幅に小さくなるため、消費電力が小さくなり、搭載バ
ッテリのみを電源とした場合でも長時間にわたって使用
できる。
等の場合には、垂直反転駆動モードにおいて、表示色数
の若干の低下があるものの、ちらつきの無い表示画面が
得られる。
反転駆動モードにおいて、1階調で駆動するので、一層
の低消費電力化が可能となる。
レベルを調整することができるので、垂直反転駆動モー
ドにおいて、ちらつき発生をより一層確実に抑制するこ
とができる。
備えたノート型パーソナルコンピュータの一つの実施形
態を示す構成図であり、図6に示す従来例に対応する部
分には同一の符号を付す。
て駆動モード切替手段130が設けられていることであ
る。
0は、行反転駆動のモードと垂直反転駆動のモードとを
切り替える手段であって、本例では、マニュアル操作に
よって各モードを選定する切り替えスイッチが適用され
るが、ノート型パソコンの蓋を開いたときに、商用電源
のプラグが差し込まれてるか否かによって、各モードを
自動的に選定するようにすることも可能である。
出力を受けて、表示制御回路103により極性信号PO
L及び階調信号V0〜V7が制御される。よって、表示制
御回路103が特許請求の範囲における階調数制限手段
に対応する。
等を利用できる環境下(たとえば屋内)で使用するなど、
表示品位を保って使用可能な状態にあるときには、駆動
モート切替手段130を操作して行反転駆動のモードを
選定する。
等を利用できないような環境下(たとえば屋外)で使用す
るなど、表示品位はある程度犠牲にしても(たとえば表
示色数は8色等に限定されて少なくなっても)、低消費
電力で搭載バッテリーの持続時間を長く使用したいよう
な場合には、駆動モート切替手段130を垂直反転駆動
モードを選定する。
で行反転駆動のモードが指定された場合には、表示制御
回路103は、極性信号PLOを制御して階調電圧源1
04からの出力波形が従来と同様に、たとえば図14お
よび図15に示すようになるようにする。また、垂直反
転駆動のモードが指定された場合には、階調電圧源10
4からの出力波形がたとえば図2および図3に示すよう
にする。
モードにおける動作は、従来技術として既に説明したの
で、以下では、図2および図3の垂直反転駆動のモード
が指定された場合について説明する。
イミングチャートであり、図3は水平同期信号Hsyncを
基準としたタイミングチャートである。
は、階調電圧は1階調V0のみであり、例えば図7や図
10のようなV1〜V7の各階調電圧は存在しない。
り、1フレーム内では1水平期間毎の共通電極電圧Vco
mから見た電位の極性は同―であり、垂直期間毎に(フレ
ーム間のみで)正負の極性が反転し、各画素が交流駆動
されることになる。
なく、図3では、i行目の画素も(i+1)行目の画素もい
ずれも正に充電される。この次のフレームにおいては、
i行目の画素も(i+1)行目の画素もいずれも負に充電さ
れる。
数が大幅に小さくなるため、垂直反転駆動モード時には
従来より大幅に低消費電力化が可能となり、従来より長
い時間、ノート型パソコンを使用することができる。
の正負の関係は、その遷移の間は走査中の行を境界とし
て水平期間毎に境界が1行づつ下へ移動していく。
駆動器102の出力S(j)は、従来のように8種類の階
調電圧V0〜V7の値をもっておらず、階調電圧は1階調
の値V0のみであり、しかも、この階調電圧V0として、
予め、液晶の透過率が安定化するのに十分な大きさに調
整して交流駆動するようにすれば、図16,図17にお
いて発生するような画面のちらつき(フリッカー)は殆ど
発生しない。
て、上記のちらつき(フリッカー)発生をより一層確実に
抑制するためには、次のような対策を講じることができ
る。
圧に着目し、その電圧波形が図4(a)の破線に示すよう
に、たとえば、+5.0Vであったとする(なお、マイ
ナス極性については、絶対値が同じで極性が異なるのみ
であって、その本質は変わらないので、ここでは説明は
省略する。)この階調電圧V0=+5.0Vが印加される
と、その画素が充電され、その後、画素に蓄えられた電
荷は、TFT110がOFFの期間中に少しずつ放電
し、次の極性反転までの間に、例えば0.1Vだけ電圧
低下したとすれば、液晶に印加される電圧は+4.9V
となる。その結果、液晶表示装置の設計等によっては、
液晶の透過率が不安定になり、表示画面にちらつきが起
こり得る。
には、同図(b)の実線で示すように、階調電圧V0を増加
させ(例えば+5.1V以上)、液晶の透過率を安定化さ
せる。
を印加して画素を充電したとき、その後の放電によって
0.1Vだけ電圧低下したとすれば、液晶に印加される
電圧は+5.0Vになる。しかし、この階調電圧V0=+
5.1の下では、液晶の透過率は安定であるため、画面
表示のちらつき等の不具合は生じない。
レベルを調整するための具体的な実現手段を図5に示
す。
本例では、図1に示した階調用電圧源104の出力段に
設けられており、図5中、Vinは入力電圧(電源電圧)、
Voutは出力電圧(=階調電圧V0)、OPは演算増幅器、
R1は固定抵抗器、R2は可変抵抗器である。そして、
本例の可変抵抗器R2は、2つの固定抵抗器R2a,R
2bと、2つのスイッチSWr21,SWr22からな
り、R1=R2aとなるように予め設定され、また、垂
直反転駆動モードが選定された場合において、通常は、
スイッチSWr21がON、スイッチSWr22がOFF
になるようにしておく。
b=0.04kΩとしたとき、通常のスイッチSWr21が
ON、スイッチSWr22がOFFの状態にあると、R
2=R2a=2kΩとなり、またR1=R2aであること
から、結局、R2/R1=1となる。
(絶対値)は、出力電圧Voutの電圧値(絶対値)と等しい
ままである。したがって、入力電圧(電源電圧)Vin=+
5.0Vの場合、出力電圧Vout=一5.0Vとなる。
不具合が生じてしまうような場合には、出力電圧Vout
(絶対値)を少し高くする必要があるので、その場合は、
スイッチSWr21をOFFにし、スイッチSWr22を
ONにする。
となり、R2/R1=1.02となるので、上記の例
で、入力電圧(電源電圧)Vin=+5.0Vの場合には、
出力電圧Vout=一5.1Vとなり、入力電圧(電源電圧)
(絶対値)が0.1V高くなり、液晶の透過率が安定化す
るため、画面表示のちらつきは起こらない。
例示であって、液晶表示装置の設計上、V0=+5.1V
でも不十分な場合には、より高い電圧に変更できるよう
にしておけばよい。例えば、V0=+5.2Vにしておけ
ばよい。
みとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。
正負の特性差が現れない(例えば、画面のちらつき等が
発生しない)、あるいは殆ど認識できない(例え厳密には
発生していても、人には視認できない)ような範囲内で
あれば、多階調(複数階調)にしても良い。すなわち、例
えば、V0とV1の2階調にして画面にちらつきが発生し
なければ採用可能である。
SWr21、SWr22等のスイッチ素子としては、例え
ばFETを用いてもよいし、あるいはリレー等の機械的
スイッチでもよい。また、R1の方を固定抵抗器、R2
の方を可変抵抗器としたが、これとは逆に、R1を可変
抵抗器、R2を固定抵抗器としてもよい。
きには、1行毎に極性が反転されるようになっている
が、これに限定されるものではない。すなわち、表示品
位が許容できる範囲内であれば、2行毎に反転しても良
いし、3行毎に反転しても良い。また任意の行数をラン
ダム的に反転しても良い。
を奏する。
反転駆動モードを選定した時には駆動周波数が大幅に小
さくなるため、消費電力が小さくなり、搭載バッテリの
みを電源とした場合でも長時間にわたって使用すること
ができる。
ー表示等の場合には、垂直反転駆動モードにおいて、表
示色数の若干の低下があるものの、ちらつきの無い表示
画面が得られる。
反転駆動モードにおいて、1階調で駆動するので、一層
の低消費電力化が可能となる。
電圧のレベルを調整することができるので、垂直反転駆
動モードにおいて、ちらつき発生をより一層確実に抑制
することができる。
ナルコンピュータの一つの実施形態を示す構成図であ
る。
モードにおける垂直同期信号Vsyncを基準とした動作を
示すタイミングチャートである。
モードにおける水平同期信号Hsyncを基準とした動作を
示すタイミングチャートである。
モードにおける任意の1画素の液晶に印加される電圧波
形を示す説明図である。
回路図である。
ルコンピュータの構成図である。
駆動器とデータ駆動器との配置を示す平面図である。
る。
路の回路図である。
ある。
グホールド回路のブロック図である。
る出力回路部の回路図である。
ードにおける垂直同期信号Vsyncを基準とした動作を示
すタイミングチャートである。
ードにおける水平同期信号Hsyncを基準とした動作を示
すタイミングチャートである。
モードにおける垂直同期信号Vsyncを基準としたタイミ
ングチャートである。
モードにおける水平同期信号Hsyncを基準としたタイミ
ングチャートである。
行の極性の関係を示す説明図である。
2…データ駆動器、GSP…ゲートスタートパルス、G
CK…ゲートクロック、DSP…データスタートパル
ス、DCK…データクロック、A…第1阻止手段、B…
第2阻止手段。
Claims (4)
- 【請求項1】 垂直反転駆動モードと行反転駆動モード
とを切り替える駆動モード切替手段を備えることを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の液晶表示装置において、 前記駆動モード切替手段によって垂直反転駆動モードが
選定された場合には、液晶の透過率が安定化するだけの
階調数に階調電圧を制限する階調数制限手段を備えるこ
とを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 請求項2記載の液晶表示装置において、 階調数制限手段は、階調電圧を1階調のみに制限するも
のであることを特徴とする請求項2記載の液晶表示装
置。 - 【請求項4】 請求項2または請求項3に記載の液晶表
示装置において、 前記階調数制限手段で制限された階調電圧に対して、そ
のレベルを調整する階調電圧レベル調整手段を有するこ
とを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24458095A JP3318666B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24458095A JP3318666B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0990908A true JPH0990908A (ja) | 1997-04-04 |
JP3318666B2 JP3318666B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=17120844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP24458095A Expired - Lifetime JP3318666B2 (ja) | 1995-09-22 | 1995-09-22 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3318666B2 (ja) |
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