JPH10221675A

JPH10221675A - 液晶表示装置及び駆動方法

Info

Publication number: JPH10221675A
Application number: JP2774797A
Authority: JP
Inventors: Hajime Sato; 肇佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JP3617896B2

Abstract

(57)【要約】【課題】中間調表示が可能で中間調の静止画表示を行う
場合にも表示時に走査を止めることができる、高性能、
低消費電力液晶表示装置を提供する。【解決手段】画像フレーム間で表示画像が変化しない静
止画を表示する場合には、全てのスイッチ素子２２がオ
フとなるように、走査線２１の電位がローレベルに保持
される。信号線２０にはスイッチ素子２２の光リーク電
流を補償するために白レベル及び黒レベルの信号線電位
が交互に一定周期で供給される。従って静止画表示中、
走査は行われない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポータブルコンピ
ュータ等で用いられる低消費電力液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来例による液晶表示装置として例えば
特公平１−３７９１１があげられる。図１１は前記従来
例による液晶表示装置の等価回路図を示し、マトリクス
状に配線された複数の信号線、走査線、前記信号線と走
査線との交差部にスイッチ素子を介して形成された画素
電極を有しており、前記画素電極は対向電極との間に液
晶セルを形成するとともに、補助容量線との間に補助容
量を形成している。各画素電極には信号線、スイッチ素
子を介してフレーム周期でビデオ信号が供給されてい
る。液晶分子は直流電圧に対して分極を生じ表示品位を
低下させるため、前記ビデオ信号はフレーム周期毎に極
性が反転する交流信号を用いている。

【０００３】ＯＡ機器の表示装置として用いる場合に
は、例えばワープロ作業の場合など、大部分の時間が静
止画表示となっている。液晶表示装置の場合、前記従来
例に示すようにビデオ信号は画素容量にホールドされる
ので、静止画表示が続く限り原理的には画素電極へのビ
デオ信号の供給は必要なく、この期間液晶表示装置の走
査を止めることができる。走査を行うための消費電力は
液晶表示装置全体の消費電力の約４割に及ぶため、走査
を止めることによって消費電力を大幅に下げることがで
きる。

【０００４】しかし、実際には、静止画表示の場合にも
走査を止める事はできない。これは、スイッチ素子を通
してリーク電流が流れ、画素電極電位が時間とともに変
化してしまうためである。このためフレームレートを６
０フレーム／秒とし、１フレーム毎に極性反転を行う駆
動法が用いられている。

【０００５】これに対して、画素電極内にデジタルメモ
リセルを構成し、スイッチ素子のリーク電流による画素
電位の影響を無くした例が特開昭５８−２３０９１に示
されている。図１２は前記従来例による液晶表示装置の
画素部の等価回路図を示し、スイッチ素子の後段に２個
のインバータ素子によるデジタルメモリが形成されてお
りデータはハイ又はローレベルに保持されている。前記
デジタルメモリのデータ値とＶcom 信号とのエクスクル
ーシブＯＲ信号を画素電極に印加することで、液晶セル
を交流駆動している。このため、Ｘ、Ｙドライバを走査
することなく静止画表示が行える。このようにして従来
例は静止画表示時に走査を止めることができ、静止画表
示時の消費電力を大幅に低減している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記従来例は、静止画
表示時に走査を止め消費電力を低減することができるも
のの、表示画像として２値画像しか対応できないという
問題がある。従って本発明は、上記従来例の問題点であ
る表示画像として２値画像しか対応できないという問題
を解決し、中間調表示が可能で中間調の静止画表示を行
う場合にも表示時に走査を止めることができる、高性
能、低消費電力液晶表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の課題は、互いにマ
トリクス状に配線された複数の信号線及び走査線と、前
記信号線及び走査線を駆動する信号線及び走査線駆動回
路と、前記信号線と走査線との交差部にスイッチ素子を
介して形成された画素電極を有する第１の電極基板と、
前記画素電極と対向して形成された対向電極を有する第
２の電極基板と、前記第１の電極基板及び第２の電極基
板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置に
おいて、画像フレーム間で表示画像が変化した場合と変
化しない場合で前記信号線及び走査線駆動回路の駆動方
法を切り替える制御手段を有することを特徴とする液晶
表示装置を用いることで解決することができる。

【０００８】前記フレーム間で表示画像が変化しない静
止画を表示する場合には、全てのスイッチ素子がオフと
なるように、走査線の電位がローレベルに保持される。
信号線にはスイッチ素子の光リーク電流を補償するため
に白レベル及び黒レベルの信号線電位が交互に一定周期
で供給される。従って静止画表示中、走査は行われな
い。

【０００９】前記信号線電位の切り替え周期は、１／６
０秒以下とする。あるいは前記一定期間毎に切り替えら
れる信号線の電位の位相を隣接信号線間で逆相とする。
各画素の輝度は１／６０秒以下の周期で変化し輝度平均
値が略一定となるか、又は隣接画素の輝度変化の方向が
逆方向で平均値が略一定となる。前記スイッチ素子には
薄膜トランジスタを用いる。特に前記薄膜トランジスタ
の活性層にポリＳｉ膜を用いた時に効果がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置及
び駆動方法の実施の形態を図面を参照して説明する。図
１は本発明による液晶表示装置の第１の構成を示す等価
回路図である。

【００１１】複数の信号線２０及び走査線２１がマトリ
クス状に配列され、前記信号線２０と走査線２１との交
差部にスイッチ素子２２を介して画素電極２３が形成さ
れている。又、前記画素電極２３と、画素電極と対向し
て形成された対向電極との間に液晶を挿入することで液
晶セル２４を形成している。

【００１２】前記信号線２０はＸドライバ２５で制御さ
れるアナログスイッチ２６を介してビデオバス２７ｃに
接続される。前記ビデオバス２７ｃには、デジタルビデ
オ信号２７ａをＤ／Ａ変換回路２８でアナログ信号に変
換し、極性反転回路２９ａで液晶セル２４を駆動するた
めの交流信号（通常はフレーム毎）に変換されたビデオ
信号が送られる。図１では簡単のためにビデオバス２７
ｃを一本としているが、カラー表示を行う場合にはＲ、
Ｇ、Ｂそれぞれに対応するビデオバスを別途用意する。
前記走査線２１はＹドライバ３０に接続されている。

【００１３】外部入力としては、前記デジタルビデオ信
号２７ａのほか、水平同期信号３２、垂直同期信号３
３、Ｍ／Ｓ信号３４が用意され、フレーム間で表示画像
が変化した場合と変化しない場合での駆動方法の切り替
えは入力段に挿入されたコントロール回路３１で行って
いる。このコントロール回路３１はゲートアレイ（Ｇ／
Ａ）で構成されている。Ｍ／Ｓ信号３４は、送信される
ビデオ信号が動画か静止画かを識別するための制御信号
で、例えばパーソナルコンピューターの場合にはフレー
ムバッファの書き換えの有無を検出することで発生させ
ることができる。

【００１４】次に本発明による液晶表示装置及び駆動方
法の動作原理を説明する。図１の画素スイッチ２２に
は、透明絶縁基板であるガラス基板上に形成可能な薄膜
トランジスタ（Thin Film Transistor：以下ＴＦＴと略
す）が用いられる。ＴＦＴの活性層としては６００℃以
下の低温プロセスで形成可能なアモルファスＳｉやポリ
Ｓｉが用いられるが、中でもポリＳｉＴＦＴは移動度が
１００ｃｍ²／Ｖｓ前後とアモルファスＳｉに対して２
〜３桁大きく周辺駆動回路をガラス基板上に一体で形成
でき、外付けＬＳＩの実装ピッチによる制約がないの
で、高精細の液晶表示装置に必須となっている。

【００１５】ポリＳｉＴＦＴのリーク電流には、熱ある
いは電界により発生する暗時リーク電流と、光照射時に
発生する光リーク電流がある。このうち前者について
は、水素パッシベーションやＬＤＤ（Lightly Doped Dr
ain ）構造を用いることで画素電位変動に対する影響を
十分小さくすることができる。一方、後者の光リーク電
流については、光シールド層の挿入で低減が可能だが、
適当な光シールド層がない、或いは多重散乱を考慮する
と光シールド層に十分な大きさが必要となり、そのため
開口率が低下し現実的ではない等の問題がある。このた
め、スイッチ素子のリーク電流は前記光リーク電流が主
要な要因となっており、問題解決のためには光リーク電
流による画素電極電位の変動を抑えることが必要とな
る。

【００１６】図２は画素スイッチ２２の構成を示す断面
図である。９０はゲート、９１はソース、９２はドレイ
ン、９３は空乏層、９４は活性層、９５は拡散電流の発
生領域である。光リーク電流は逆バイアスされたドレイ
ン接合部の空乏層９３内及び空乏層９３端から拡散長程
度の距離で発生する光生成キャリア（少数キャリア）に
よる電流で、移動度の高いポリＳｉＴＦＴでは空乏層９
３長に比べて拡散長が長く、拡散長はドレイン電圧によ
らず一定長なので、光リーク電流のドレイン電圧依存性
は小さい。又、同様の理由でゲート電圧に対する依存性
もほとんど見られない。このため、光リーク電流はＴＦ
Ｔのバイアス条件に関わらずほぼ一定と見なせる。ゆえ
に、前記スイッチ素子２２を構成するＴＦＴの前記信号
線２０側の電位を一定時間毎に画素電極２３の電位に対
して上下に振ると、それぞれの周期でほぼ等量の電流が
逆向きに流れることになり、１周期後の画素電極電位は
１周期前の時点での画素電極電位と同等となり、画素電
位変動が起こらない。

【００１７】この動作を図３を用いて説明する。図３は
液晶セルへの印加電圧と透過率との関係を示す説明図
で、ツイストネマティック型のセルをノーマリーホワイ
トモードで動作させた時の例を示している。

【００１８】スイッチ素子２２がＯＦＦのとき、画素電
極２３の画素電位が初期状態でＡ点にあり、その時に信
号線２０の信号線電位がＶｂ（黒レベル）だとすると一
定期間Ｔの後画素電位はＢ点に来る。この時Ａ−Ｂ間の
電位差ΔＶ1 は、画素容量をＣpix 、リーク電流をＩと
すると、 ΔＶ1 ＝Ｉ＊Ｔ／Ｃpix となる。次に信号線電位をＶｗ（白レベル）とし一定期
間Ｔ保持した後の画素電位を考えると、Ｔの間逆方向の
電流−Ｉが流れることになるのでこの間の画素電位の変
化量ΔＶ2 は、 ΔＶ2 ＝−Ｉ＊Ｔ／Ｃｐｉｘとなり、最終的な画素電位変動は、 ΔＶ１＋ΔＶ2 ＝０となる。

【００１９】上記動作において、画素電位は２Ｔ周期で
変動することになる。このためΔＶ1 が一定以上の大き
さになると人間の目にフリッカとして検出されてしま
う。ただし、この場合でも信号線電位の極性反転の周波
数を上げて２Ｔ＜１／６０（ｓｅｃ）とするか、あるい
は後述するように隣接画素間で極性反転の位相を変え
て、一方の画素が透過率が増加する方向に動くときに隣
接画素は透過率が減少する方向に動くようにし、結果的
に隣接画素間でフリッカ成分をキャンセルするようにす
ればよい。

【００２０】静止画像表示中に前記動作を行う場合、画
素部のスイッチ素子２２は常にＯＦＦ状態であり、信号
線２０の極性反転周期はフレーム周波数あるいはフレー
ム周波数の２倍程度とすれば十分なので、液晶表示装置
の駆動回路はＹドライバ３０については静止させ（スイ
ッチ素子２２をＯＦＦに保つ）、Ｘドライバ２５につい
ては１フレームに１回又は２回程度走査すればいいこと
になる。このため、駆動回路の消費電力をＹドライバ３
０についてはＤＣ成分のみに、Ｘドライバ２５について
もＡＣ成分は通常動作と比較し３桁近く小さくすること
ができる。このため駆動回路の構成をＣＭＯＳ構成とす
る等ＤＣ動作時に電流を流さない構成とすることで駆動
回路による消費電力を大幅に低減する事ができる。

【００２１】フレーム間で表示画像が変化した場合と変
化しない場合について駆動方法を変え、変化した場合に
は通常の走査を行い、変化しない場合には前記の駆動方
法に切り替えることで中間調表示が可能な低消費電力液
晶表示装置を実現することができる。

【００２２】次に本実施例による図１の液晶駆動回路の
動作を図４及び５のタイミングチャートを用いて説明す
る。図４は図１の液晶駆動回路の総合的動作を示すフロ
ーチャートである。垂直同期信号３３（Ｖsyn ）は１フ
レーム毎に１パルス、ｘ駆動信号３５（φｘ）は１画素
毎に１パルス、ｙ駆動信号３８（φｙ）は１走査ライン
毎に１パルス発生される信号である。図中斜線で示した
領域は、信号電圧が斜線部内で変化していることを示し
ている。

【００２３】フレーム間で表示画像が変化する動画表示
の場合、即ち通常動作時はＭ／Ｓ信号がハイレベルとな
っており通常の走査を行っている。この場合、Ｘドライ
バへはビデオ信号のデータレートと同期したクロック信
号３５、３６、及び水平同期信号Ｈsyn と同期したスタ
ート信号３７が供給され、Ｙドライバには水平同期信号
３２と同期したクロック信号３８、３９、及び垂直同期
信号３３と同期したスタート信号４０がコントロール回
路３１から供給されている。この時、ビデオバス２７ｃ
にはデータレート（ＶＧＡの場合には３０ＭＨｚ前後）
でアナログビデオ信号が供給され、このアナログビデオ
信号は極性反転回路２９で１フレーム毎に対向電極電位
（Ｖcom ）に対して交流駆動となるように極性反転され
ている。

【００２４】信号線２０についてはビデオバス２７ｃの
信号を１水平走査期間に１回アナログスイッチ２６でサ
ンプリングした信号が供給され、さらに画素電極２３に
ついては画素スイッチ２２が１垂直走査期間に１回ＯＮ
となり、この時の信号線電位が画素電極２３に書き込ま
れ保持される。

【００２５】図５はこの通常動作時のＸドライバ２５の
動作を示すタイミングチャートである。水平同期信号Ｈ
syn に同期したｘスタート信号φxST がハイレベルにな
ると、ｘ駆動信号φx1、φx2、…、φxnが画素クロック
φｘに同期して順に１画素クロック期間ハイレベルにな
る。ｘ駆動信号φx1、φx2、…、φxnがハイレベルの
間、アナログスイッチ２６はＯＮし、そのときのビデオ
信号電圧が信号線２０に供給される。

【００２６】一方Ｙドライバ３０の走査線信号φy1〜φ
ynの各信号は、１ライン走査中ハイレベルを維持する。
即ち１ライン目走査中はφy1がハイレベルで、２ライン
目走査中はφy2がハイレベルというように変化する。

【００２７】フレーム間で表示画像が変化しない静止画
表示となると、Ｍ／Ｓ信号がローレベルに変わる。この
時Ｙドライバ３０は停止し、Ｘドライバ２５については
１／２フレーム毎（１／１２０秒毎）に１ライン分（φ
x1〜φxn）走査が行われる。又、コントロール信号４
１、４２が交代にハイレベルになるため、ＮＯＲ回路出
力は常にローレベルとなり、Ｄ／Ａ回路２８は出力がハ
イインピーダンス状態となる。コントロール信号４１及
び４２により、２つのスイッチ素子１０１、１０２が交
代に導通する。スイッチ素子１０１は３つの抵抗で構成
される分圧器のノード９７に接続され、スイッチ素子１
０２はノード９８に接続されている。ノード９７の電位
は白レベル、ノード９８の電位は黒レベルである。従っ
て、ビデオバス２７ｂには黒レベル及び白レベルの信号
がフレーム周期で供給される。ビデオバス２７ｂ上の信
号は極性反転回路２９ａにより、反転信号Ｐ／Ｎに応じ
て極性が反転してビデオバス２７ｃ上に供給される。

【００２８】図６は極性反転回路２９ａの具体的回路構
成例を示す。オペアンプ５０の出力には信号Ｖcom と信
号２７ｂの加算値に対応する信号が発生し、オペアンプ
５１には信号Ｖcom から信号２７ｂを減算した減算値に
対応する信号が発生する。オペアンプ５０、５１の出力
は、アナログスイッチ５２により、反転信号Ｐ／Ｎに応
じてどちらかが選択され、信号２７ｃとして出力され
る。

【００２９】上記動作によって信号線２０にはフレーム
周期で黒レベル及び白レベルの信号が供給されることに
なり、画素電極２３の電位は図４に示すように信号線２
０の電位に応じて変化するが、リーク電流量が一定であ
るため平均的には一定値となっている。画素電圧変動の
周期はフレーム周期となり１／６０秒となっているの
で、画素電圧変動によるフリッカ成分は人間の目には感
じられない。

【００３０】本実施例では１／２フレーム後の電圧変動
は十分小さいと仮定して特に補正は行っていないが、平
均値を初期書き込み値と一致させるには、初回のＤＣレ
ベル印加時間を通常の１／２にすることが効果的であ
る。

【００３１】静止画表示期間が長期に渡る場合には、静
止画表示期間中の任意のフレームでビデオ信号２７ｃを
極性反転させて通常の駆動を行い、その後引き続き前記
静止画時の駆動を行う。これは液晶を長時間ＤＣ駆動さ
せると分極を生じ、焼き付き等の表示不良をおこすため
である。一定期間としては、例えば１０フレーム毎ある
いは１秒毎等の時間を用いればよい。又、前記駆動法を
用いる場合には、正極性の信号と負極性の信号を印加す
る時間を均一にすることが望ましい。長時間にわたり静
止画駆動を行う場合には問題ないが、頻繁に動画表示と
静止画表示が入れ替わる場合等には正極性印加時間と負
極性印加時間が均一になるようにコントロール回路３１
で調整することが必要となる。これは、例えばコントロ
ール回路内３１にスタック型のカウンタ（即ちアップ・
ダウンカウンタ）を設け、静止画表示時の正負極性の各
印加期間をカウンタの値に従って同一になるよう調整す
ればよい。

【００３２】本実施例の画素部の平面及び断面図を図７
（ａ）及び７（ｂ）に示す。図１と同一の構成要素には
同一の参照符号が付されている。第１の電極基板５３上
には複数の信号線２０及び走査線２１がマトリクス状に
形成され、前記信号線２０と走査線２１との交差部には
一端が信号線２０に接続し、走査線２１の一部をゲート
電極として用いている薄膜トランジスタによるスイッチ
素子２２が形成されている。ビデオ信号は信号線２０か
ら供給され、コンタクトホール５４を介して薄膜トラン
ジスタに達し、さらにコンタクトホール５５を介して透
明導電膜による画素電極２３に達する。図７（ｂ）にお
いて信号線２０はコンタクトホール５４の上部に位置す
る。第２の電極基板５９上に形成された対向電極６０と
前記画素電極２３との間に液晶６１が挿入され液晶セル
を形成している。

【００３３】走査電極の一部５６は層間絶縁膜６３を介
して前記画素電極２３と対向し補助容量を形成してい
る。前記画素電極２３の一部は前記信号線２０及び走査
線２１と重なっており、画素電極以外の部分から透過す
る光は前記信号線２０及び走査線２１によって遮光され
る。画素電極２３下には、赤、緑、青のカラーフィルタ
ー５７Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂがあり、カラー表示が可能に
なっている。

【００３４】前記スイッチ素子２２としてはポリＳｉＴ
ＦＴを用いている。ポリＳｉＴＦＴの活性層は、シラン
ガスを用いたプラズマＣＶＤ法でａ−Ｓｉ膜を堆積し、
前記ａ−Ｓｉ膜にエキシマレーザを照射し、溶融、再結
晶化させることで作製した。活性層の膜厚は５００オン
グストロームである。ポリＳｉ膜の形成方法としては、
上記方法のほかに、減圧ＣＶＤ法を用いて直接ポリＳｉ
膜を成膜する方法、６００℃前後のアニール炉中でａ−
Ｓｉ膜を固相成長させる方法等を用いることが出来る。

【００３５】ゲート絶縁膜にはプラズマＣＶＤ法で形成
したシリコン酸化膜６２を用いた。ゲート電極は大型パ
ネルにおいても走査線２１の信号遅延による画質への影
響が無いように低抵抗のモリブデン・タングステン合金
を用いた。モリブデン・タングステン合金はスパッタ法
で形成した。ソース／ドレイン領域はゲート電極をマス
クにイオンドーピング法でリンを打ち込むことで形成し
た。層間絶縁膜６３にはプラズマＣＶＤ法によるシリコ
ン酸化膜を用い、ドライエッチング法でコンタクトホー
ルを形成後、Ｍｏ／Ａｌ膜によるソース／ドレイン電極
をスパッタ法で形成した。モリブデン膜はＩＴＯ膜によ
る画素電極とオーミック接合を取るために挿入した。

【００３６】ポリシリコン薄膜トランジスタはａ−Ｓｉ
薄膜トランジスタに比べて２桁程度移動度が高いため周
辺駆動回路も同時にガラス基板上に作製する事ができ
る。周辺回路については、高速化、低消費電力化を図る
ためにＣＭＯＳ構成とすることが望ましい。その場合に
は前記不純物ドーピング工程をレジストマスクを用いて
Ｐ型及びＮ型不純物ドーピング工程の２回に分けて行
う。

【００３７】ポリシリコン薄膜トランジスタをスイッチ
素子として用いるためにはリーク電流をｐＡレベル以下
まで落とすことが必要となる。これを実現するために
は、サイドウォールあるいはレジストマスク等でＬＤＤ
構造を形成し、ドレイン電界によるトンネル電流を防い
だ。

【００３８】図７（ｂ）の断面構成で光源光を第１の電
極基板側から入射させた場合、ポリＳｉＴＦＴの活性層
に直接光源光が入射することになる。開口率が８０％の
前記液晶表示装置の表面輝度をＯＡ用途として標準的な
７０ｎｉｔとした場合、標準駆動条件では光リーク電流
による画質への影響は見られなかったが、フレーム周期
を長くすると光リーク電流によるコントラストの低下が
見られた。ＴＦＴの下に遮光層を形成することで光リー
ク電流による影響を抑える方法も考えられるが、最高プ
ロセス温度が活性化工程の６００℃であったため適当な
遮光膜がなかった。そのため前記光リーク電流の影響を
抑える駆動法を用いることによって光リーク電流の影響
をキャンセルした。

【００３９】前記実施例では、図４のように静止画表示
時に信号線２０に印加する電位の切り替え周期を１／６
０秒とし、そのためにＸドライバを１／１２０秒毎に１
ライン分ずつ駆動させた。これは、輝度変調の周期が１
／６０秒以下となると人間の目にはフリッカとして感じ
なくなるという特性を考慮した方法だが、一方、隣接画
素間で輝度変調の方向を逆（一方を黒側に一方を白側に
シフトさせる）にし、平均輝度を一定に保つことでフリ
ッカを感じなくすることもできる。特に、画素ピッチが
人間の視角の解像度と同程度の高精細ディスプレイの場
合にはこの方法が効果的である。

【００４０】前記隣接画素間で輝度変調の方向を逆にす
るには、隣接信号線間で白レベルと黒レベルを印加する
タイミングを逆にすればよい。図８はその駆動回路を示
す。図８に示すように、これはビデオバスを複数本用意
し、それぞれのビデオバス２７ｄ、２７ｅに印加する白
黒レベルのタイミングを逆相とし、隣接信号線をアナロ
グスイッチを介してそれぞれ別のビデオバスに接続すれ
ば良い。図９はこの逆相の隣接信号を発生するための回
路構成を示す。この場合、ビデオ信号は分割駆動される
ことになるのでＸドライバ駆動周波数を落とすことがで
きるというメリットもある。

【００４１】前記実施例では、静止画表示時に信号線２
０に印加する電位を黒レベル及び白レベルとしていた
が、例えばＨライン反転等を用いて駆動したときのよう
に、１垂直走査期間後に１本の信号線２０に接続する画
素の電位が正負両極性にまたがる時は、前記の２つのＤ
Ｃレベルとして正極性及び負極性の黒レベル（ノーマリ
ーホワイトモードの場合）を用いればよい。

【００４２】前記実施例は点順次駆動方法の液晶表示装
置の例だったが、本発明を用いることにより線順次駆動
方式の液晶表示装置についても同様の効果を得ることが
できる。線順次駆動方式の液晶表示装置の実施例の等価
回路図を図１０に示す。図中、図１と同一の構成要素に
ついては同一の番号で示した。

【００４３】本実施例では、Ｘドライバ７０内にデジタ
ルビデオ信号を転送するためのシフトレジスタ７１、デ
ジタルラッチ７２、Ｄ／Ａ変換回路７３及び極性反転回
路７４が各信号線２０に対応して設置されている。１水
平期間の間にシフトレジスタ７１によって転送されたビ
デオ信号がデジタルラッチ７２で保持され、Ｄ／Ａ変換
回路７３及び極性反転回路７４で交流アナログ信号に変
換されて信号線２０に出力される。

【００４４】外部入力としては、前記デジタルビデオ信
号２７のほか、水平同期信号３２、垂直同期信号３３、
Ｍ／Ｓ信号３４が用意され、フレーム間で表示画像が変
化した場合と変化しない場合での駆動方法の切り替え
は、入力段に挿入されたコントロール回路７５で行って
いる。Ｍ／Ｓ信号は、送信されるビデオ信号が動画か静
止画かを識別するための制御信号で、例えばパーソナル
コンピューターの場合にはフレームバッファの書き換え
の有無を検出することで発生させている。

【００４５】フレーム間で表示画像が変化しない静止画
表示の場合、Ｙドライバ３０を停止させるとともに、Ｘ
ドライバ７０についてもデジタルビデオ信号２７及びシ
フトレジスタ７１への入力信号７８、７９、８０を止
め、コントロール信号７６、７７のみを動作させる。コ
ントロール信号によるＤＣレベルの変換周期は１／６０
秒以下にすることが望ましい。あるいは、スイッチ素子
８１、８２のＤＣ信号側の接続を隣接信号線間で逆転さ
せることで、隣接画素で輝度変化の方向を逆転させ、平
均輝度を一定にする方法を用いることもできる。

【００４６】

【発明の効果】以上、本発明による液晶表示装置を用い
ることにより、中間調を含む静止画表示の場合にも大幅
に消費電力を低減する駆動方式を適用した高性能、低消
費電力液晶表示装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の第１の構成を示す
等価回路図。

【図２】画素スイッチの構成を示す断面図。

【図３】本発明の動作原理を説明するための図。

【図４】図１の液晶駆動回路の動作をタイミングチャー
ト。

【図５】図１の液晶駆動回路の動作をタイミングチャー
ト。

【図６】図１の極性反転回路の具体的回路構成例を示す
図。

【図７】図７（ａ）は液晶セルの画素部の平面図、図７
（ｂ）は液晶セルの画素部を示す断面図。

【図８】隣接画素間で輝度変調の方向を逆にするための
回路の構成を示す図。

【図９】逆相の隣接信号を発生するための回路の構成を
示す図。

【図１０】本発明による液晶表示装置の他の実施例を表
す等価回路図

【図１１】従来例による液晶表示装置の実施例を示す等
価回路図

【図１２】従来例による液晶表示装置の実施例を示す等
価回路図

【符号の説明】

２０…信号線２１…走査線２２…スイッチ素子２３…画素電極２４…液晶セル２５…Ｘドライバ２６…アナログスイッチ２８…デジタル・アナログ変換器２９ａ、２９ｂ…極性反転回路３０…Ｙドライバ３１…コントロール回路５０、５１…オペアンプ７２…ラッチ回路９０…ゲート９１…ソース領域９２…ドレイン領域９３…空乏層９４…活性層９５…拡散長

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いにマトリクス状に配線された複数の
信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線を駆動する
信号線及び走査線駆動回路と、前記信号線と走査線との
交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を有
する第１の電極基板と、前記画素電極と対向して形成さ
れた対向電極を有する第２の電極基板と、前記第１の電
極基板及び第２の電極基板との間に挟持された液晶層と
を有する液晶表示装置において、画像フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない
場合で前記信号線及び走査線駆動回路の駆動方法を切り
替える制御手段を有することを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】前記制御手段は、前記フレーム間で表示
画像が変化しない場合に、各画素の輝度変化が１／６０
秒以下の周期で変化し、平均値を略一定とする手段を有
することを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記制御手段は、前記フレーム間で表示
画像が変化しない場合に、隣接画素の輝度変化の方向が
逆方向で、平均値が略一定とする手段を有することを特
徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記フレーム間で表示
画像が変化しない場合に、前記走査線を前記スイッチ素
子がオフとなる電位に保持し、前記信号線の電位を一定
周期毎に切り替える手段を有することを特徴とする請求
項第１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記信号線の電位は白及び黒表示電位で
あることを特徴とする請求項第４項記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記信号線電位の切り替え周期が、１／
６０秒以下であることを特徴とする請求項第４項記載の
液晶表示装置。
【請求項７】前記一定期間毎に切り替えられる信号線
の電位の位相が、隣接信号線間で逆相となっていること
を特徴とする請求項第４項記載の液晶表示装置。
【請求項８】前記スイッチ素子は薄膜トランジスタで
あることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装
置。
【請求項９】前記薄膜トランジスタの活性層はポリＳ
ｉ膜であることを特徴とする請求項第８項記載の液晶表
示装置。
【請求項１０】互いにマトリクス状に配線された複数
の信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線を駆動す
る信号線及び走査線駆動回路と、前記信号線と走査線と
の交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を
有する第１の電極基板と、前記画素電極と対向して形成
された対向電極を有する第２の電極基板と、前記第１の
電極基板及び第２の電極基板との間に挟持された液晶層
とを有する液晶表示装置において、画像フレーム間で表
示画像が変化した場合と変化しない場合で駆動方法を切
り替えることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１１】前記フレーム間で表示画像が変化しな
い場合の駆動方法は、各画素の輝度変化が１／６０秒以
下の周期で変化し、平均値が略一定であることを特徴と
する請求項第１０項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１２】前記フレーム間で表示画像が変化しな
い場合の駆動方法は、隣接画素の輝度変化の方向が逆方
向で、平均値が略一定であることを特徴とする請求項第
１０項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１３】前記フレーム間で表示画像が変化しな
い場合の駆動方法は、前記走査線を前記スイッチ素子が
オフとなる電位に保持し、前記信号線の電位を一定周期
毎に切り替える駆動方法を含むことを特徴とする請求項
第１０項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】前記信号線の電位は白及び黒表示電位
であることを特徴とする請求項第１３項記載の液晶表示
装置の駆動方法。
【請求項１５】前記信号線電位の切り替え周期が、１
／６０秒以下であることを特徴とする請求項第１３項記
載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１６】前記一定期間毎に切り替えられる信号
線の電位の位相が、隣接信号線間で逆相となっているこ
とを特徴とする請求項第１３項記載の液晶表示装置の駆
動方法。