説明

液晶表示装置及びその駆動方法

【課題】保持容量線駆動方式の液晶表示装置において、簡単な回路構成で、パーシャル表示の低消費電力化を実現するとともに、非表示領域のリフレッシュ動作を間欠的に行う場合に、表示不良の発生を防止する。
【解決手段】パーシャル表示コマンドに基づいて、全画面表示からパーシャル表示に移行した時に、移行後の連続する2フレームにおいて、リフレッシュ動作を行う。その後は非リフレッシュのフレームが幾つか続く。これにより、パーシャル表示へ移行後の1フレーム目の表示不良を次のフレームのリフレッシュ動作により、キャンセルして表示不良を防止することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保持容量線駆動方式の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、液晶表示装置の駆動方式として保持容量線駆動方式が知られている。この方式は、保持容量線と画素電極の間に保持容量を設け、画素電極に表示信号を書き込んだ後に、保持容量線の電位を変動させことにより、画素電極の電位を正又は負の方向に変化させる。これにより、表示信号のダイナミックレンジを小さくすることができるため、低消費電力での駆動が可能になる。この保持容量線駆動方式を用いた液晶表示装置については、特許文献1に記載されている。
【0003】
また、液晶表示装置の表示方式として、パーシャル表示方式が知られている。この方式は、画素領域の中、一部の領域を画像が表示される表示領域とし、残りの領域を画像が表示されない非表示領域(白、又は黒の表示領域)とするものである。
【0004】
保持容量線駆動方式の液晶表示装置において、パーシャル表示を行う場合、非表示領域においては保持容量線の駆動を停止することで、低消費電力化を図ることができる。この種の液晶表示装置については、特許文献2に記載されている。
【特許文献1】特開2002−196358号公報
【特許文献2】特開2007−140192号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、保持容量線の駆動を停止するに際して、保持容量線の電位の極性を決定するための極性信号を1フレーム前の極性を引き継いで停止した場合には、表示領域を変更すると複雑な動作となり、回路構成が複雑になるという問題がある。
【0006】
そこで、回路構成を簡単にするために、非表示領域においては、極性信号をLレベル又はHレベルに固定する方法が考えられる。ところで、非表示領域においては、対応する画素の画素電極に非表示信号を周期的に書き込む、リフレッシュ動作が必要であるが、更なる低消費電力化のために、全フレームについて行うのではなく、一部のフレームについて間欠的に行う、間欠リフレッシュ(間引きリフレッシュともいう)が行われる。
【0007】
しかしながら、非表示領域においては、極性信号をLレベル又はHレベルに固定した場合に、上記の間欠リフレッシュを行うと、表示不良を招くという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の液晶表示装置は、複数の画素からなる画素領域と、複数の保持容量線と、画素の画素電極と保持容量線の間に接続された保持容量と、前記画素領域中の画像が表示される表示領域においては、1フレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返す極性信号を生成し、画像が表示されない非表示領域においては、極性信号を第1のレベル又は第2のレベルに固定する極性信号生成回路と、前記極性信号生成回路により生成された極性信号に応じて前記保持容量線の電位を切り換える第1のスイッチング素子と、表示領域を非表示領域に変更した時に、2フレーム以上連続して、非表示領域に対応する画素の前記画素電極に非表示に対応した信号を書き込むリフレッシュ動作を行い、その後のフレームにおいてはリフレッシュ動作を停止するように制御を行う制御回路と、を備えることを特徴とする。
【0009】
また、本発明の液晶表示装置の駆動方法は、複数の画素からなる画素領域と、複数の保持容量線と、前記画素の画素電極と前記保持容量線の間に接続された保持容量と、前記画素領域中の画像が表示される表示領域においては、1フレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返す極性信号を生成し、画像が表示されない非表示領域においては、極性信号を第1のレベル又は第2のレベルに固定する極性信号生成回路と、前記極性信号生成回路により生成された極性信号に応じて前記保持容量線の電位を切り換える第1のスイッチング素子と、を備えた液晶表示装置の駆動方法において、表示領域を非表示領域に変更した時に、非表示領域に対応する画素の前記画素電極に非表示に対応した信号を書き込むリフレッシュ動作を一部のフレームについて間欠的に行うとともに、2フレーム以上連続してリフレッシュ動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、保持容量線駆動方式の液晶表示装置において、簡単な回路構成で、パーシャル表示の低消費電力化を実現することができる。また、非表示領域のリフレッシュ動作を間欠的に行う場合に、表示不良の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
本発明の実施形態による液晶表示装置について図面を参照しながら説明する。図1は液晶表示装置のブロック図である。この液晶表示装置は、保持容量線駆動方式が採用され、しかもパーシャル表示を行うことができるものである。
【0012】
複数の画素がマトリクス状に配置されて画素領域を形成している。図1においては、簡単のため、3行×3列の9個の画素を示している。各画素はゲート線GL1〜GL3、ソース線SL1〜SL3の各交差点に対応して配置されており、Nチャネル型の薄膜トランジスタからなる画素トランジスタ10、画素トランジスタ10のドレインに接続された画素電極11、画素電極11と共通電極CEの間に配置された液晶12が設けられている。共通電極CEには共通電位VCOMが供給されるようになっている。
【0013】
また、第1行の画素に対応して、第1の保持容量線SC1が設けられ、画素電極11と第1の保持容量線SC1との間に保持容量13が設けられている。第2行の画素に対応して、第2の保持容量線SC2が設けられ、画素電極11と第2の保持容量線SC2との間に保持容量13が設けられている。第3行の画素に対応して、第3の保持容量線SC3が設けられ、画素電極11と第3の保持容量線SC3との間に保持容量13が設けられている。
【0014】
また、第1列の各画素の画素トランジスタ10のソースは、第1のソース線SL1に接続され、第2列の各画素の画素トランジスタ10のソースは、第2のソース線SL2に接続され、第3列の各画素の画素トランジスタ10のソースは、第3のソース線SL3に接続されている。
【0015】
また、第1行の各画素の画素トランジスタ10のゲートは、第1のゲート線GL1に接続され、第2行の各画素の画素トランジスタ10のゲートは、第2のゲート線GL2に接続され、第3行の各画素の画素トランジスタ10のゲートは、第3のゲート線GL3に接続されている。
【0016】
また、ソース信号Sig(表示信号)を第1〜第3のソース線SL1〜SL3に供給するソース線駆動回路20が設けられている。ソース信号Sigは、一定周期(例えば、一水平周期)で基準電位に対して極性が反転するようになっている。また、制御信号DSGに応じて、第1〜第3のソース線SL1〜SL3に共通電位VCOMを供給するDSG制御回路21が設けられている。
【0017】
また、ゲート信号を第1〜第3のゲート線GL1〜GL3に供給するゲート線駆動回路22が設けられている。さらに、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC3を駆動する保持容量線駆動回路23が設けられている。そして、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC3の電位の極性を決定する極性信号POLを生成する極性信号生成回路24が設けられている。保持容量線駆動回路23は、極性信号生成回路24から出力された極性信号POLに基づいて、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC3の電位を低電位VCOML又は高電位VCOMHに駆動する。
【0018】
[保持容量線駆動回路及び極性信号生成回路の構成]
図2は、保持容量線駆動回路23と極性信号生成回路24の構成を示す図である。まず、極性信号生成回路24の構成を説明する。極性信号生成回路24は、フレーム反転信号生成回路241とメモリ242とで形成されている。フレーム反転信号生成回路241は、1フレーム毎にHレベルとLレベルの間で反転を繰り返すフレーム反転信号を生成する回路である。メモリ242は、画素領域の中、画像が表示される表示領域と、画像が表示されない非表示領域との区別を表すデータが、各ライン(各行)に対応して格納される。前記データは、表示領域では「1」であり、非表示領域では「0」である。メモリ242は例えば、シフトレジスタで形成することができ、1水平期間(1H期間)の周期を有するパルス信号であるクロックHCLKに同期して、データを保持し、かつ、シフトする動作をする。
【0019】
フレーム反転信号生成回路241により生成されたフレーム反転信号と、クロックHCLKに同期してメモリ242から読み出されたデータとは2入力のAND回路243に入力される。AND回路243はメモリ242から読み出されたデータが表示領域を表す場合、つまりデータが「1」の場合は、フレーム反転信号をそのまま極性信号POLとして出力する。また、AND回路243の出力は、メモリ242から読み出されたデータが非表示領域を表す場合、つまり、データが「0」の場合は、「0」に固定される。即ち、この場合、AND回路243は「0」(=Lレベル)に固定された極性信号POLを出力する。
【0020】
これにより、表示領域においては、極性信号POLを1フレーム毎に反転させる。また、画素領域の全体に画像を表示する全画面表示から、パーシャル表示へ移行する際に(あるいは、パーシャル表示において表示領域を変更する際に)、非表示領域においては、極性信号POLの極性を固定させることが可能である。しかも、極性信号生成回路24は、フレーム反転信号生成回路241(反転回路で形成可能)と、メモリ242と、AND回路243だけで構成できるので、回路構成が簡単である。
【0021】
Vreset信号は、垂直同期信号と同期した信号で、第1のメモリ及び第2のメモリの読み出しカウンタをリセットするものである。
【0022】
次に、保持容量線駆動回路23の構成を説明する。極性信号生成回路24から出力された極性信号POLは、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC3にそれぞれ対応して設けられた、第1〜第3のラッチ回路LCH1〜LCH3に、第1〜第3のタイミングクロックTCLK1〜TCLK3に基づいてラッチされる。第1〜第3のラッチ回路LCH1〜LCH3はラッチした極性信号POLを第1〜第3のラッチ信号POL1〜POL3として出力し、かつ保持する。第1〜第3のタイミングクロックTCLK1〜TCLK3は、タイミング制御回路231によって、ゲート信号G1〜G3及びタイミング制御信号TCLKに基づいて作成される。
【0023】
尚、偶数ラインに対応した第2のラッチ回路LCH2には反転された極性信号POLがラッチされるようになっている。これは、奇数ライン(第1ライン、第3ライン、・・・)と偶数ライン(第2ライン、第4ライン、・・・)に対応した保持容量線の電位を逆極性にして、ライン反転を可能にするためである。例えば、第1の保持容量線SC1と第2の保持容量線SC2の電位は逆極性になる。
【0024】
第1〜第3のラッチ信号POL1〜POL3は、後段の第1〜第3のスイッチSW1〜SW3のスイッチングを制御する信号として用いられる。例えば、第1のラッチ信号POL1がHレベルの場合は、第1の保持容量線SC1に低電位VCOMLが印加され、第1のラッチ信号POL1がLレベルの場合は、第1の保持容量線SC1に高電位VCOMHが印加される。
【0025】
即ち、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC2の電位は、第1〜第3のタイミングクロックTCLK1〜TCLK3の立ち上がるタイミングによって決定される。このような保持容量線駆動方式においては、一般にそのようなタイミングはゲート信号G1〜G3が立ち下がった後である。
【0026】
[ソース線駆動回路及びDSG制御回路の構成]
図3は、画素領域の周辺にあるソース線駆動回路20、DSG制御回路21の構成を示す。図3においては、画素領域の1列目に対応した画素に関係した構成だけを示している。第1のソース線SL1の一端には、水平スイッチSWHを介してソースドライバ14の出力端子が接続されている。水平スイッチSWHは水平走査信号に応じてスイッチングする。水平スイッチSWHがオンすると、ソースドライバ14からソース信号Sig(表示信号)が第1のソース線SL1に供給される。また第1のソース線SL1の他端には、スイッチSWSを介して共通電極ドライバ15の出力端子が接続されている。スイッチSWSはDSG信号に応じてスイッチングする。また、共通電極ドライバ15の出力端子は共通電極CEに接続され、共通電極CEには共通電位VCOMが供給される。
【0027】
したがって、スイッチSWSがオンすると、第1のソース線SL1と共通電極CEとは短絡され、第1のソース線SL1にも共通電位VCOMが供給されるようになっている。
【0028】
次に、上記の液晶表示装置の動作例について、図4のタイミング図を参照して説明する。この説明は図1の回路に基づいており、ライン数は3とする。図中の1)、2)、3)はライン番号、ONは表示領域、OFFは非表示領域であることを表している。
最初は全画面表示が行われている。メモリ242には第1ライン〜第3ラインに対応してデータ=「1」が格納されているため、メモリ242の出力は「1」を維持する。よって、極性信号POLはフレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返す。
【0029】
そして、時系列的に発生する第1〜第3のタイミングクロックTCLK1〜TCLK3に基づいて、極性信号POLが次々と第1〜第3のラッチ回路LCH1〜LCH3にラッチされ、1フレーム毎に反転を繰り返す第1〜第3のラッチ信号POL1〜POL3が発生する。したがって、第1〜第3の保持容量線SC1〜SC3の電位は、第1〜第3のラッチ信号POL1〜POL3に同期して反転を繰り返すことになり、保持容量線駆動が行われる。即ち、画素電極に表示信号を書き込んだ後に、対応する保持容量線の電位が変動し、画素電極11の電位を正又は負の方向に変化させる。これにより、表示信号のダイナミックレンジを小さくすることができるため、低消費電力での駆動が可能になる。
【0030】
次に、全画面表示からパーシャル表示に移行する。いま、第1ラインは表示領域に対応し、第2、第3ラインが非表示領域に対応するように、メモリ242の内容が変更されたとする。すると、第1ラインについては、極性信号POLはHレベルとLレベルの間で反転を繰り返す。第2、第3ラインについては、非表示領域であるため、極性信号POLはLレベルに固定される。これにより、第2、第3の保持容量線SC2,SC3の駆動は停止される。
【0031】
また、非表示領域においては、対応する画素の画素電極に共通電位VCOM(非表示信号)を書き込むことでその画素を非表示としている。これについて図3を用いて説明する。非表示領域においては、DSG信号に応じてスイッチSWSがオンし、第1のソース線SL1と共通電極CEとは短絡され、第1のソース線SL1にも共通電位VCOMが供給される。そして、ゲート信号G1に応じて画素トランジスタ10がオンすると、画素電極11に共通電位VCOMが印加される。これにより液晶12に印加される電圧は0V程度になるので、非表示状態(例えば、ノーマリーブラックの液晶表示装置においては黒表示)が得られる。
【0032】
このように、非表示領域においては、対応する画素の画素電極に非表示信号を周期的に書き込むリフレッシュ動作が行われる。そして、低消費電力化のために、このリフレッシュ動作を全フレームについて行うのではなく、一部のフレームついてだけ間欠的に行う、間欠リフレッシュが行われる。
【0033】
ところが、図4のように、パーシャル表示移行後の第3ラインについて、第3のラッチ信号POL3はHレベルからLレベルに変化するため、保持容量線駆動が行われることになり、画素電極に共通電位VCOM(非表示信号)を書き込んだ後に、第3の保持容量線SC3が変化してしまう。すると、液晶12に印加される電圧が0Vから変化してしまうので、間欠リフレッシュを行うと表示不良が発生してしまう。
【0034】
続いて、パーシャル表示において表示領域が変更される。ここでは、第1、第2ラインが非表示領域に対応し、第3ラインが表示領域に対応するように、メモリ242の内容が変更されたとする。すると、第1、第2ラインについては、非表示領域であるため、極性信号POLはLレベルに固定される。つまり、第1、第2の保持容量線SC1,SC2の駆動は停止される。一方、第3ラインについては表示領域に変更されたので、極性信号POLが反転される。
【0035】
上述のように、パーシャル表示を行う場合、非表示領域においては、極性信号POLの極性を固定して保持容量線の駆動を停止することで、低消費電力化を図ることができるが、上述のような間欠リフレッシュを行うと表示不良が生じてしまう。
【0036】
そこで、本発明においては、全画面表示から、パーシャル表示へ移行する際に(あるいは、パーシャル表示において表示領域を変更する際に)、間欠リフレッシュを前提とした上で、2フレーム以上連続して、非表示領域に対応する画素に共通電位VCOM(非表示信号)を書き込むリフレッシュ動作を行うようにした。これにより、1フレーム目の表示不良をキャンセルして表示不良を防止することができる。
【0037】
この点について、図5〜図6のタイミング図を用いてさらに詳しく説明する。
図5に示すように、パーシャル表示コマンド全画面表示からパーシャル表示に移行した時に、移行後の1フレームにおいてリフレッシュ動作を行い、その後リフレッシュ動作を行わないフレーム、非リフレッシュのフレームが幾つか続くとする。つまり、間欠リフレッシュである。
【0038】
すると、極性信号POLが反転しない場合(図5の場合はLレベルを維持)には、上記表示不良は生じない。しかし、極性信号POLが反転する場合(図5の場合は、HレベルからLレベルに変化)は、上記の理由により表示不良が発生してしまう。
【0039】
そこで、図6に示すように、パーシャル表示コマンドに基づいて、全画面表示からパーシャル表示に移行した時に、移行後の連続する2フレームにおいて、リフレッシュ動作を行う。その後は非リフレッシュのフレームが幾つか続く。これにより、パーシャル表示へ移行後の1フレーム目の表示不良を次のフレームのリフレッシュ動作により、キャンセルして表示不良を防止することができる。
【0040】
また、図7に示すように、表示領域変更コマンドに基づいて、パーシャル表示において表示領域を変更する場合にも同様である。即ち、パーシャル表示の表示領域を変更した後の連続する2フレームにおいて、リフレッシュ動作を行う。その後は非リフレッシュのフレームが幾つか続く。これにより、表示領域変更後の1フレーム目の表示不良を次のフレームのリフレッシュ動作により、キャンセルして表示不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の実施形態による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施形態による液晶表示装置における保持容量線駆動回路及び極性信号生成回路の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施形態による液晶表示装置におけるソース線駆動回路及びDSG制御回路の構成を示す図である。
【図4】比較例と本発明の実施形態による液晶表示装置の動作を説明するタイミング図である。
【図5】比較例による液晶表示装置の動作を説明するタイミング図である。
【図6】本発明の実施形態による液晶表示装置の動作を説明するタイミング図である。
【図7】本発明の実施形態による液晶表示装置の動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
【0042】
10 画素トランジスタ 11 画素電極 12 液晶 13 保持容量
14 ソースドライバ 15 共通電極ドライバ
20 ソース線駆動回路 21 DSG制御回路 22 ゲート線駆動回路
23 保持容量線駆動回路 24 極性信号生成回路
231 タイミング制御回路 LCH1〜LCH3 第1〜第3のラッチ回路
SW1〜SW3 第1〜第3のスイッチ
241 フレーム反転信号生成回路 242 メモリ 243 AND回路

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素からなる画素領域と、
複数の保持容量線と、
前記画素の画素電極と前記保持容量線の間に接続された保持容量と、
前記画素領域中の画像が表示される表示領域においては、1フレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返す極性信号を生成し、画像が表示されない非表示領域においては、極性信号を第1のレベル又は第2のレベルに固定する極性信号生成回路と、
前記極性信号生成回路により生成された極性信号に応じて前記保持容量線の電位を切り換える第1のスイッチング素子と、
表示領域を非表示領域に変更した時に、非表示領域に対応する画素の前記画素電極に非表示に対応した信号を書き込むリフレッシュ動作を一部のフレームについて間欠的に行うとともに、2フレーム以上連続してリフレッシュ動作を行うように制御を行う制御回路と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記極性信号生成回路は、1フレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返すフレーム反転信号を生成するフレーム反転信号生成回路と、
前記画素領域中の画像が表示される表示領域と、画像が表示されない非表示領域との区別を表すデータが格納されたメモリと、
前記メモリから出力される前記データが表示領域を表す場合には前記フレーム反転信号を前記極性信号として出力し、前記メモリから出力される前記データが非表示領域を表す場合には第1のレベル又は第2のレベルに固定された前記極性信号を出力する論理回路と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記論理回路は前記メモリから出力される前記データと前記フレーム反転信号生成回路により生成された前記フレーム反転信号が印加されたAND回路であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記極性信号生成回路により生成された極性信号をタイミング信号に基づいてラッチするラッチ回路を備え、前記第1のスイッチング素子は、前記ラッチ回路によってラッチされた極性信号に応じて、前記保持容量線の電位を切り換えることを特徴とする請求項1、2、3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
共通電位が印加された共通電極と、
前記画素電極と前記共通電極の間に配置された液晶と、
非表示領域に対応する画素の前記画素電極に前記共通電位を印加する第2のスイッチング素子と、を備えることを特徴とする請求項1、2、3、4のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
複数の画素からなる画素領域と、
複数の保持容量線と、
前記画素の画素電極と前記保持容量線の間に接続された保持容量と、
前記画素領域中の画像が表示される表示領域においては、1フレーム毎に第1のレベルと第2のレベルの間で反転を繰り返す極性信号を生成し、画像が表示されない非表示領域においては、極性信号を第1のレベル又は第2のレベルに固定する前記極性信号生成回路と、
前記極性信号生成回路により生成された極性信号に応じて前記保持容量線の電位を切り換える第1のスイッチング素子と、を備えた液晶表示装置の駆動方法において、
表示領域を非表示領域に変更した時に、非表示領域に対応する画素の前記画素電極に非表示に対応した信号を書き込むリフレッシュ動作を一部のフレームについて間欠的に行うとともに、2フレーム以上連続してリフレッシュ動作を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2009−69563(P2009−69563A)
【公開日】平成21年4月2日(2009.4.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−238818(P2007−238818)
【出願日】平成19年9月14日(2007.9.14)
【出願人】(304053854)エプソンイメージングデバイス株式会社 (2,386)
【Fターム(参考)】