表示装置
【課題】１つの表示装置で、アナログ表示（動画像表示）とデジタル表示（静止画像表示）という２種類の表示モードに対応することを可能にすると共に、表示システムの大幅な低消費電力を図る。
【解決手段】 アナログ表示を行う第１の表示回路と、デジタル表示を行う第２の表示回路を備え、アナログ表示を停止するように切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号ＤＨに基づき、ドレイン信号線６１と第１の表示回路との接続を切ると共に、モード設定信号ＤＨを遅延することにより生成される停止制御信号ＬＡに応じて、不要な回路（ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５）への電源供給を停止する。
【解決手段】 アナログ表示を行う第１の表示回路と、デジタル表示を行う第２の表示回路を備え、アナログ表示を停止するように切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号ＤＨに基づき、ドレイン信号線６１と第１の表示回路との接続を切ると共に、モード設定信号ＤＨを遅延することにより生成される停止制御信号ＬＡに応じて、不要な回路（ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５）への電源供給を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に携帯可能な表示装置に用いて好適な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯可能な表示装置、例えば携帯テレビ、携帯電話等が市場ニーズとして要求されている。かかる要求に応じて表示装置の小型化、軽量化、低消費電力化に対応すべく研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
図６に従来例に係る液晶表示装置の一表示画素の回路構成図を示す。絶縁性基板（不図示）上に、ゲート信号線５１、ドレイン信号線６１とが交差して形成されており、その交差部近傍に両信号線５１、６１に接続されたＴＦＴ６５が設けられている。ＴＦＴ６５のソース１１ｓは液晶２１の表示電極８０に接続されている。
【０００４】
また、表示電極８０の電圧を１フィールド期間、保持するための補助容量８５が設けられており、この補助容量８５の一方の端子８６はＴＦＴ６５のソース１１ｓに接続され、他方の電極８７には各表示画素に共通の電位が印加されている。ここで、ゲート信号線５１に走査信号が印加されると、ＴＦＴ６５はオン状態となり、ドレイン信号線６１からアナログ映像信号が表示電極８０に伝達されると共に、補助容量８５に保持される。表示電極８０に印加された映像信号電圧が液晶２１に印加され、その電圧に応じて液晶２１が配向することにより液晶表示を得ることができる。したがって、動画像、静止画像に関係なく表示を得ることができる。かかる液晶表示装置に静止画像を表示する場合、例えば携帯電話の液晶表示部の一部に携帯電話を駆動するためのバッテリの残量表示として、乾電池の画像を表示することになる。
【０００５】
しかしながら、上述した構成の液晶表示装置においては、静止画像を表示する場合であっても、動画像を表示する場合と同様に、走査信号でＴＦＴ６５をオン状態にして、映像信号を各表示画素に再書き込みする必要が生じていた。そのため、走査信号及び映像信号等の駆動信号を発生するためのドライバ回路、及びドライバ回路の動作タイミングを制御するための各種信号を発生する外部ＬＳＩは常時動作するため、常に大きな電力を消費していた。このため、限られた電源しか備えていない携帯電話等では、その使用可能時間が短くなるという欠点があった。
【０００６】
これに対して、各表示画素にスタティック型メモリを備えた液晶表示装置が特許文献１に開示されている。同公報の一部を引用して説明すると、この液晶表示装置は、図７に示すように、２段インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を正帰還させた形のメモリ、即ちスタティック型メモリをデジタル映像信号の保持回路として用いることにより、消費電力を低減するものである。ここで、スタティック型メモリに保持された２値デジタル映像信号に応じて、スイッチ素子２４は参照線Ｖrefと表示電極８０との間の抵抗値を制御し、液晶２１のバイアス状態を調整している。一方、共通電極には交流信号Ｖcomを入力する。本装置は理想上、静止画像のように表示画像に変化がなければ、メモリへのリフレッシュは不要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の液晶表示装置ではアナログ映像信号に対応してフルカラーの動画像を表示するのに適している。一方、デジタル映像信号を保持するためのスタティック型メモリを備えた液晶表示装置では、低階調度の静止画像を表示すると共に、消費電力を低減するのに適している。
【０００９】
しかしながら、両液晶表示装置は映像信号源を異にしているため、１つの表示装置において、フルカラーの動画像表示と、静止画像表示とを同時に実現することができなかった。また、スタティック型メモリを備えた液晶表示装置で静止画像表示を行う場合、液晶表示装置に各種の制御信号を出力する外部ＬＳＩの低消費電力化の試みはなされていなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的とするところは、１つの表示装置（例えば、１枚の液晶表示パネル）でフルカラーの動画像表示と、低消費電力の静止画像表示という２種類の表示に対応することを可能とすることである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、表示装置に外付けされた外部ＬＳＩを含めた表示システム全体の大幅な低消費電力を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の表示装置は、基板上の一方向に配置された複数のゲート信号線と、前記ゲート信号線に順次走査信号を供給するゲートドライバと、前記ゲート線と交差する方向に配置された複数のドレイン信号線と、前記ドレイン信号線を順次選択し、該ドレイン信号線に映像信号を供給するドレインドライバと、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバにタイミング制御信号を供給するタイミング制御回路と、マトリックス状に配置され、前記ゲート信号線からの走査信号により選択されると共に前記ドレイン信号線から映像信号が供給される表示電極とを有する表示装置において、
入力デジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するＤＡ変換回路と、前記ＤＡ変換回路により変換された前記アナログ映像信号を、前記ドレイン信号線を介して前記表示電極に逐次供給し、アナログ表示を行う第１の表示回路と、前記入力デジタル映像信号を保持する保持回路を備え、該保持回路が保持した入力デジタル映像信号に応じた電圧を前記表示電極に供給し、デジタル表示を行う第２の表示回路と、を備え、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号に基づき、前記ドレイン信号線と前記第１の表示回路との接続を切ると共に、前記モード設定信号を遅延することにより生成される停止制御信号に応じて、前記ＤＡ変換回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、１つの表示パネルで、アナログ表示モードによるフルカラーの動画像表示と、デジタル表示モードによる低消費電力対応の階調数の少ない静止画像表示という２種類の表示を選択することが可能なる。
【００１４】
特に、デジタル表示モードが選択された場合には、不要な回路への動作を停止するだけでなく、電源供給を停止しているので、表示装置全体としての消費電力を大幅に低減することができる。
【００１５】
これにより、バッテリ等の限られた電源を用いた携帯用テレビ、携帯電話に本発明の表示装置を用いた場合にも消費電力が少ないので長時間の表示を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る映像信号の切換回路の回路構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の他の回路構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のタイミング図である。
【図５】反射型液晶表示装置の断面図である。
【図６】従来例に係る液晶表示装置の回路構成図である。
【図７】従来例に係る液晶表示装置の他の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態に係る表示装置について説明する。図１に本発明の表示装置を液晶表示装置に適用した場合の回路構成図を示す。
【００１８】
３０１はフリップフロップ３０２，３０３から成るＤＦＦである。初段のフリップフロップ３０２に入力されるデジタル表示モード切換信号ＤＨが、「Ｈ（ハイ）」になると、タイミングコントローラ３０５からの垂直期間終了信号Ｖendに同期して、フリップフロップ３０２はモード切り換え信号ＭＤを出力する。
【００１９】
また、次の垂直期間終了信号Ｖendに同期して、フリップフロップ３０３は停止制御信号ＬＡを出力する。モード切換信号ＭＤ、停止制御信号ＬＡは後述する各回路の動作を制御する。
【００２０】
タイミングコントローラ３０５はシステムクロックＣＬＫ、水平同期信号Ｈsync、垂直同期信号Ｖsyncに基づいて、パネル制御信号ＰＣ、垂直期間終了信号Ｖend、表示パネル１００に収納された液晶の対向電極を反転駆動するための交流駆動信号ＦＲＰ、ＤＡコンバータ３１０の動作クロックＤＡＣＣＬＫを出力する。ここで、上記のパネル制御信号ＰＣにはパネル走査信号のトリガ信号となる水平スタートパルスＳＴＨ、垂直スタートパルスＳＴＶが含まれる。
【００２１】
ＡＮＤゲート３０６はタイミングコントローラ３０５の動作を停止させるための信号を出力する。このＡＮＤゲートには上記の停止制御信号ＬＡ及びデジタル表示モード切換信号ＤＨが入力されている。したがって、タイミングコントローラ３０５は両信号が「Ｈ」のとき動作が停止する（デジタル表示モード時）。また、デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｌ」になると、停止状態が解除され、アナログ表示モードへ復帰可能に構成されている。
【００２２】
また、タイミングコントローラ３０５とは独立して発振器３０７が設けられている。発振器３０７は、デジタル表示モード時の交流駆動信号の信号源となるもので、タイミングコントローラ３０５が出力する交流駆動信号ＦＲＰの信号周期（通常は一水平期間）に比して長周期の交流駆動信号を発生する。
【００２３】
ここで、デジタル表示モード時には、後述するように、デジタル映像信号をスタティックな保持回路によって保持すると共に、その保持信号に応じて表示電極に印加する信号を選択するという構成を採用しているので、アナログ表示モード時のように補助容量のリークによる映像信号の減衰のおそれがないため、比較的低周波の交流駆動信号で足りるのである。そして、その信号周期は一垂直期間（６０ＨＺに相当する）以上であることが低消費電力化のために好ましい。
【００２４】
発振器３０７の出力と、タイミングコントローラ３０５が出力する交流駆動信号ＦＲＰとはモード切換信号ＭＤに応じて、切換回路ＳＷ３によって切り換えられ演算増幅器３０８によって増幅された後に対向電極端子ＣＯＭに入力される。
また、発振器３０７の出力信号はインバータ回路３０９によって位相が反転され、さらに演算増幅器３１５によって増幅された後に信号端子ＬＳＩＧに入力される。これら２つの逆位相の信号ペアは後述するようにデジタル表示モードにおいて、「白」又は「黒」を表示するために利用される。
【００２５】
ＤＡコンバータ３１０は外部から入力されるＲ，Ｇ，Ｂのデジタル映像信号データをアナログ映像信号に変換する。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号データは通常８ビット構成である。その最上位ビットとＤＡ変換され更に演算増幅器３１１によって増幅されたアナログ映像信号は、切換回路ＳＷ１に入力される。そして両信号は、モード切換信号ＭＤに応じて切換回路ＳＷ１によって切り換えられ、表示パネル１００のＲ，Ｇ，Ｂ端子へと出力される。
【００２６】
なお、本実施の形態では後述する表示パネル１００内のデジタル映像信号データを保持するための保持回路が１ビット構成になっているため、最上位ビットのみを出力する構成になっているが、保持回路を多ビット構成にすればそれに応じた多ビットのデジタル映像信号を出力する構成に変更することができる。
【００２７】
また、切換回路ＳＷ２はモード切換信号ＭＤに応じて、表示パネル１００の端子ＬＶＤＤに「Ｈ」又は「Ｌ」を出力する。これに応じて、表示パネル１００は後述するように、アナログ表示モード（ＬＶＤＤ＝「Ｌ」）、デジタル表示モード（ＬＶＤＤ＝［Ｈ］）に切り換えられる。
【００２８】
また、電源回路３２０は電源入力に基づいて、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＤＤ２（例えば５Ｖ）、ＶＣＣ１，ＶＣＣ２（例えば８〜１０Ｖ）、ＶＥＥ１，ＶＥＥ２（例えば−４〜−５Ｖ）を生成する。電源回路３２０の各電源出力線３２１，３２２，３２３には切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が設けられ、前述したＡＮＤゲート３０６の出力に応じて開閉し、所定回路へのＶＤＤ１、ＶＣＣ１、ＶＥＥ１の供給を制御可能に構成されている。
【００２９】
ここで、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」になると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が開き、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＣＣ１，ＶＥＥ１が供給された回路、即ちＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が停止される。
【００３０】
次に、上述した構成の表示装置の動作について図２のタイミング図を参照しながら説明する。デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｈ」に切り換えられると、垂直期間が終了したタイミングで発生する垂直期間信号Ｖendの立ち上がりに同期して、モード切換信号ＭＤが「Ｈ」に立ち上がる。
【００３１】
すると、切換回路ＳＷ３により端子ＬＶＤＤが「Ｈ」に立ち上がり、表示パネル１００はデジタル表示モードに切り換えられる。同時に、切換回路ＳＷ１が切り換えられ、最上位ビットのデジタル映像信号データがＲ，Ｇ，Ｂ端子に出力される。また、切換回路ＳＷ２により交流駆動信号（対向電極端子ＣＯＭに入力される信号）が低周波に切り換えられる。こうして、一垂直期間（次のＶendが立ち上がるまでの期間）をかけて、表示パネル１００の１フィールドにデジタル映像信号データが書き込まれる。
【００３２】
書き込みのための一垂直期間が終了し、次の信号Ｖendが到来すると、これに同期して停止制御信号ＬＡが立ち上がる。すると、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」に立ち上がり、これに基づいてタイミングコントローラ３０５の動作が停止する。すなわち、各種パネル制御信号ＰＣ、ＤＡコンバータ３１０への動作クロックＤＡＣＣＬＫ等の出力信号が固定される。これにより、ＤＡコンバータ３１０の動作も停止する。
【００３３】
さらに、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」に立ち上がると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が開き、ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が停止される。
【００３４】
このように本発明によれば、デジタル表示モードにおいて不要な回路の動作を停止させるだけでなく、電源電圧の供給を停止しているので、回路の静消費電流も無くすことができ、大幅に消費電力を低減することができる。その効果は、動作を停止させるだけの場合の約１／５である。
【００３５】
次に、アナログ表示モードに復帰させる場合には、デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｌ」に切り換えられる。すると、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｌ」になるので、タイミングコントローラ３０５が再び動作を開始する。また、モード切換信号ＭＤが「Ｌ」に立ち下がると、切換回路ＳＷ１はアナログ映像信号を出力するように切り換わる。同時に、切換回路ＳＷ２はタイミングコントローラ３０５からの交流駆動信号ＦＲＰを端子ＣＯＭへ出力するように切り換えられる。さらに切換回路ＳＷ３はＶＥＥ側に切り換えられ、表示パネル１００は通常のアナログ表示モードに設定される。
【００３６】
また、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｌ」になると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が閉じ、ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が再開される。こうして、表示パネル１００は、通常のアナログ表示モードに復帰する。
【００３７】
次に上述した表示パネル１００本体の回路構成について図３を参照しながら詳しく説明する。絶縁基板１０上に、走査信号を供給するゲートドライバ５０に接続された複数のゲート信号線５１が一方向に配置されており、これらのゲート信号線５１と交差する方向に複数のドレイン信号線６１が配置されている。
【００３８】
ドレイン信号線６１には、ドレインドライバ６０から出力されるサンプリングパルスのタイミングに応じて、サンプリングトランジスタＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎがオンし、データ信号線６２のデータ信号が供給される。ここで、データ信号線６２のデータ信号は、前述した表示パネル１００の外部の切換回路ＳＷ１の切り換えに応じて供給されるデジタル映像信号又はアナログ映像信号である（図１）。
【００３９】
液晶表示パネル１００は、ゲート信号線５１からの走査信号により選択されると共に、ドレイン信号線６１からのデータ信号が供給される複数の表示画素２００がマトリックス状に配置されて構成されている。
【００４０】
以下、表示画素２００の詳細な構成について説明する。ゲート信号線５１とドレイン信号線６１の交差部近傍には、Ｐチャネル型ＴＦＴ４１及びＮチャネル型４２から成る回路選択回路４０が設けられている。ＴＦＴ４１，４２の両ドレインはドレイン信号線６１に接続されると共に、それらの両ゲートは選択信号線８８に接続されている。ＴＦＴ４１，４２は、選択信号線８８からの選択信号に応じていづれか一方がオンする。また、後述するように回路選択回路４０と対を成して、回路選択回路４３が設けられている。ここで、選択信号線８８は、表示パネル１００の端子ＬＶＤＤから配線された信号線である。
【００４１】
回路選択回路４０，４３により、後述するアナログ映像信号表示（フルカラー動画像対応）とデジタル映像表示（低消費電力、静止画像対応）とを選択して切換えることが可能となる。また、回路選択回路４０に隣接して、Ｎチャネル型ＴＦＴ７１及びＮチャネル型ＴＦＴ７２から成る画素選択回路７０が配置されている。ＴＦＴ７１，７２はそれぞれ回路選択回路４０のＴＦＴ４１，４２と縦列に接続されると共に、それらの両ゲートにはゲート信号線５１が接続されている。ＴＦＴ７１，７２はゲート信号線５１からの走査信号に応じて両方が同時にオンするように構成されている。
【００４２】
また、アナログ映像信号を保持するための補助容量８５が設けられている。補助容量８５の一方の電極８６はＴＦＴ７１のソース７１ｓに接続されている。他方の電極８７は共通の補助容量線８８に接続され、バイアス電圧ＶSCが供給されている。回路選択回路７０の各ＴＦＴのゲートが開いてアナログ映像信号が液晶２１に印加されると、その信号は１フィールド期間保持されなければならないが、液晶２１のみではその信号の電圧は時間経過とともに次第に低下してしまう。そうすると、表示むらとして現れてしまい良好な表示が得られなくなる。そこでその電圧を１フィールド期間保持するために補助容量８５を設けている。
【００４３】
この補助容量８５と液晶２１との間には、回路選択回路４３のＰチャネル型ＴＦＴ４４が設けられ、回路選択回路４３のＴＦＴ４１と同時にオンオフするように構成されている。
【００４４】
また、画素選択回路７０のＴＦＴ７２と液晶２１の表示電極８０との間には、保持回路１１０、信号選択回路１２０が設けられている。保持回路１１０は、正帰還された２つのインバータ回路から成り、デジタル２値を保持するスタティック型メモリを構成している。
【００４５】
また、信号選択回路１２０は、保持回路１１０からの信号に応じて信号を選択する回路であって、２つのＮチャネル型ＴＦＴ１２１、１２２で構成されている。ＴＦＴ１２１、１２２のゲートには保持回路１１０からの相補的な出力信号がそれぞれ印加されているので、ＴＦＴ１２１、１２２は相補的にオンオフする。
【００４６】
ここで、ＴＦＴ１２２がオンすると交流駆動信号（信号Ｂ）が選択され、ＴＦＴ１２１がオンすると、対向電極信号ＶCOM（信号Ａ）が選択され、回路選択回路４３のＴＦＴ４５を介して、液晶２１に電圧を印加する表示電極８０に供給される。ここで、対向電極信号ＶCOM（信号Ａ）は前述した発振器３０７からの信号に相当し、信号Ｂは前述した発振器３０７の出力が反転された信号に相当している。
【００４７】
上述した構成を要約すれば、画素選択素子であるＴＦＴ７１及びアナログ映像信号を保持する補助容量８５から成る回路（第１の表示装置）と、画素選択素子であるＴＦＴ７２、２値のデジタル映像信号を保持する保持回路１１０、信号選択回路１２から成る回路（第２の表示装置）とが１つの表示画素２００内に設けられ、更に、これら２つの回路を選択するための回路選択回路４０，４３が設けられている。
【００４８】
次に、液晶パネル２００の周辺回路について説明する。液晶パネル２００の絶縁性基板１０とは別基板の外付け回路基板９０には、パネル駆動用ＬＳＩ９１が設けられている。この外付け回路基板９０のパネル駆動用ＬＳＩ９１から垂直スタート信号ＳＴＶがゲートドライバ５０に入力され、水平スタート信号ＳＴＨがドレインドライバ６０に入力される。また映像信号がデータ線６２に入力される。ここで、パネル駆動用ＬＳＩ９１は前述したタイミングコントローラ３０５に相当するものである。
【００４９】
次に、図１乃至図４を参照しながら、上述した構成の表示パネルの駆動方法について説明する。図４は、液晶表示装置がデジタル表示モードに選択された場合のタイミング図である。
（１）アナログ表示モードの場合
モード切換信号ＭＤ（「Ｌ」）に応じて、アナログ表示モードが選択されると、切換回路ＳＷ１により、データ信号線６２にアナログ映像信号が出力される状態に設定されると共に、回路選択信号線８８の電位が「Ｌ」となり、回路選択回路４０，４３のＴＦＴ４１，４４がオンする。
【００５０】
また、水平スタート信号ＳＴＨに基づくサンプリング信号に応じてサンプリングトランジスタＳＰがオンしデータ信号線６２のアナログ映像信号がドレイン信号線６１に供給される。
【００５１】
また、垂直スタート信号ＳＴＶに基づいて、走査信号がゲート信号線５１に供給される。走査信号に応じて、ＴＦＴ７１がオンすると、ドレイン信号線６１からアナログ映像信号Ｓｉｇが表示電極８０に伝達されると共に、補助容量８５に保持される。表示電極８０に印加された映像信号電圧が液晶２１に印加され、その電圧に応じて液晶２１が配向することにより液晶表示を得ることができる。
【００５２】
このアナログ表示モードでは、映像信号電圧を逐次入力するので、フルカラーの動画像を表示するのに好適である。ただし、外付け回路基板９０のＬＳＩ９１、各ドライバ５０，６０にはそれらを駆動するために、絶えず電力が消費されている。
（２）デジタル表示モード
モード信号切換信号ＭＤ（「Ｈ」）に応じて、デジタル表示モードが選択されると、データ信号線６２にデジタル映像信号が出力される状態に設定されると共に、回路選択信号線８８の電位が「Ｈ」となり、保持回路１１０が動作可能な状態になる。また、回路選択回路４０，４３のＴＦＴ４１，４４がオフすると共に、ＴＦＴ４２，４５がオンする。
【００５３】
また、外付け回路基板９０のパネル駆動用ＬＳＩ９１（タイミングコントローラ３０５）から、ゲートドライバ５０及びドレインドライバ６０にスタート信号ＳＴＶ，ＳＴＨが入力される。それに応じてサンプリング信号が順次発生し、それぞれのサンプリング信号に応じてサンプリングトランジスタＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎが順にオンしてデジタル映像信号Ｓｉｇをサンプリングして各ドレイン信号線６１に供給する。
【００５４】
ここで第１行、即ち走査信号Ｇ１が印加されるゲート信号線５１について説明する。まず、走査信号Ｇ１によってゲート信号線５１に接続された各表示画素Ｐ１１、Ｐ１２、…Ｐ１ｎの各ＴＦＴが１水平走査期間オンする。
【００５５】
第１行第１列の表示画素Ｐ１１に注目すると、サンプリング信号ＳＰ１によってサンプリングしたデジタル映像信号Ｓ１１がドレイン信号線６１に入力される。そしてＴＦＴ７２が走査信号Ｇ１によってオン状態になるとそのドレイン信号Ｄ１が保持回路１１０に入力される。
【００５６】
この保持回路１１０で保持された信号は、信号選択回路１２０に入力されて、この信号選択回路１２０で信号Ａ又は信号Ｂを選択して、その選択した信号が表示電極８０に印加され、その電圧が液晶２１に印加される。
【００５７】
こうしてゲート信号線５１から最終行のゲート信号線５１まで走査することにより、１画面分（１フィールド期間）のスキャン、即ち全ドットスキャンによるデジタル信号の書き込みが終了し、保持回路１１０に書き込まれたデジタル映像信号に応じた１画面が表示される。
【００５８】
ここで、１画面が表示されると、前述したように、停止制御信号ＬＡに基づいて、ゲートドライバ５０並びにドレインドライバ６０、外付けのパネル駆動用ＬＳＩ９１（タイミングコントローラ３０５）等の不要な回路への電圧供給を停止しそれらの駆動を止める。
【００５９】
保持回路１１０には常に電圧ＶDD，ＶSSを供給して駆動し、また、低周波の交流駆動信号ＶCOM（例えば６０Ｈｚ）を液晶２１の対向電極３２に、各信号Ａ及び信号Ｂを選択回路１２０に供給する。即ち、対向電極３２には交流駆動信号ＶCOM印加し、液晶表示パネル１００がノーマリーホワイト（ＮＷ）の場合には、信号Ａには対向電極３２と同じ交流駆動信号ＶCOMを印加し、信号Ｂには信号Ａと逆位相の交流駆動信号が印加される。
【００６０】
このとき、ドレイン信号線６１にデジタル映像信号で「Ｈ（ハイ）」が保持回路１１０に入力された場合には、信号選択回路１２０において第１のＴＦＴ１２１には「Ｌ」が入力されることになるので第１のＴＦＴ１２１はオフとなり、他方の第２のＴＦＴ１２２には「Ｈ」が入力されることになるので第２のＴＦＴ１２２はオンとなる。
【００６１】
そうすると、信号Ｂが選択されて液晶の表示電極８０には、対向電極３２と逆位相の信号Ｂの電圧が印加され、液晶が電界によって立ち上がるため、ノーマリーホワイトの表示パネルでは表示としては黒表示として観察できる。
【００６２】
ドレイン信号線６１にデジタル映像信号で「Ｌ」が保持回路１１０に入力された場合には、信号選択回路１２０において第１のＴＦＴ１２１には「Ｈ」が入力されることになるので第１のＴＦＴ１２１はオンとなり、他方の第２のＴＦＴ１２２には「Ｌ」が入力されることになるので第２のＴＦＴ１２２はオフとなる。そうすると、信号Ａが選択されて液晶には信号Ａが印加される。即ち、対向電極３２と同じ位相の信号が印加されるため、電界が発生せず液晶は立ち上がらないため、ノーマリーホワイトの表示パネルでは表示としては白表示として観察できる。
【００６３】
このデジタル表示モードにおいては、１画面分を書き込みそれを保持することにより静止画像として表示でき、各ドライバ５０，６０及びＬＳＩ９１等の駆動、及び電源の供給を停止するので、大幅に低消費電力化することができる。
【００６４】
本発明の表示装置は、液晶表示装置の中でも特に、反射型液晶表示装置に適用することが好ましい。そこで、この反射型液晶表示装置のデバイス構造について図５を参照しながら説明する。
【００６５】
図５に示すように、一方の絶縁性基板１０上に、多結晶シリコンから成り島化された半導体層１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、半導体層１１の上方であってゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する。
【００６６】
ゲート電極１３の両側に位置する下層の半導体層１１には、ソース１１ｓ及びドレイン１１ｄが形成されている。ゲート電極１３及びゲート絶縁膜１２上には層間絶縁膜１４を堆積し、そのドレイン１１ｄに対応した位置及びソース１１ｓに対応した位置にコンタクトホール１５が形成されており、そのコンタクトホール１５を介してドレイン１１ｄはドレイン電極１６に接続されており、ソース１１ｓは層間絶縁膜１４上に設けた平坦化絶縁膜１７に設けたコンタクトホール１８も介して表示電極１９に接続されている。
【００６７】
平坦化絶縁膜１７上に形成された各表示電極１９はアルミニウム（Ａｌ）等の反射材料から成っている。各表示電極１９及び平坦化絶縁膜１７上には液晶２１を配向するポリイミド等から成る配向膜２０が形成されている。
【００６８】
他方の絶縁性基板３０上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を呈するカラーフィルタ３１、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性膜から成る対向電極３２、及び液晶２１を配向する配向膜３３が順に形成されている。カラー表示としない場合にはカラーフィルタ３１は不要である。
【００６９】
こうして形成された一対の絶縁性基板１０，３０の周辺を接着性シール材によって接着し、それによって形成された空隙に液晶２１を充填して、反射型液晶表示装置が完成する。
【００７０】
図中点線矢印で示すように、観察者１側から入射した外光は、対向電極基板３０から順に入射し、表示電極１９によって反射されて、観察者１側に出射し、表示を観察者１が観察することができる。
【００７１】
このように、反射型液晶表示装置は外光を反射させて表示を観察する方式であり、透過型の液晶表示装置のように、観察者側と反対側にいわゆるバックライトを用いる必要が無いため、そのバックライトを点灯させるための電力を必要としない。従って、本発明の表示装置として、バックライト不要で低消費電力化に適した反射型液晶表示装置であることが好ましい。
【００７２】
上述の実施の形態においては、１画面の全ドットスキャン期間には、対向電極電圧及び信号Ａ及びＢの電圧は印加している場合について示したが、本発明はそれに限定されるものではなく、この期間においてもこれらの各電圧を印加しなくても良い。しかしながら消費電力を低減させるためには、好ましくは印加しない方が良い。
【００７３】
また、上述の実施の形態においては、デジタル表示モードにおいて、１ビットのデジタルデータ信号を入力した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、複数ビットのデジタルデータ信号の場合でも適用することが可能である。そうすることにより、多階調の表示を行うことができる。その際、入力するビット数に応じた保持回路及び信号選択回路の数にする必要がある。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、静止画像を液晶表示パネルの一部に表示する場合を説明したが、本願はそれに限定されるものではなく、全表示画素に静止画を表示することも可能であり、本願発明の特有の効果を奏するものである。
【００７５】
上述の実施の形態においては、反射型液晶表示装置の場合について説明したが、１画素内でＴＦＴ、保持回路、信号選択回路及び信号配線を除く領域に透明電極を配置することにより、透過型液晶表示装置にも用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
３０１ ＤＦＦ
３０５ タイミングコントローラ
３０６ ＡＮＤゲート
３１０ ＤＡコンバータ
３２０ 電源回路
１０ 絶縁性基板
１３ ゲート
２１ 液晶
４０ 回路選択回路
４３ 回路選択回路
５０ ゲートドライバ
５１ ゲート信号線
６０ ドレインドライバ
６１ ドレイン信号線
７０ 画素選択回路
８５ 補助容量
１１０ 保持回路
１２０ 信号選択回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に関し、特に携帯可能な表示装置に用いて好適な表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯可能な表示装置、例えば携帯テレビ、携帯電話等が市場ニーズとして要求されている。かかる要求に応じて表示装置の小型化、軽量化、低消費電力化に対応すべく研究開発が盛んに行われている。
【０００３】
図６に従来例に係る液晶表示装置の一表示画素の回路構成図を示す。絶縁性基板（不図示）上に、ゲート信号線５１、ドレイン信号線６１とが交差して形成されており、その交差部近傍に両信号線５１、６１に接続されたＴＦＴ６５が設けられている。ＴＦＴ６５のソース１１ｓは液晶２１の表示電極８０に接続されている。
【０００４】
また、表示電極８０の電圧を１フィールド期間、保持するための補助容量８５が設けられており、この補助容量８５の一方の端子８６はＴＦＴ６５のソース１１ｓに接続され、他方の電極８７には各表示画素に共通の電位が印加されている。ここで、ゲート信号線５１に走査信号が印加されると、ＴＦＴ６５はオン状態となり、ドレイン信号線６１からアナログ映像信号が表示電極８０に伝達されると共に、補助容量８５に保持される。表示電極８０に印加された映像信号電圧が液晶２１に印加され、その電圧に応じて液晶２１が配向することにより液晶表示を得ることができる。したがって、動画像、静止画像に関係なく表示を得ることができる。かかる液晶表示装置に静止画像を表示する場合、例えば携帯電話の液晶表示部の一部に携帯電話を駆動するためのバッテリの残量表示として、乾電池の画像を表示することになる。
【０００５】
しかしながら、上述した構成の液晶表示装置においては、静止画像を表示する場合であっても、動画像を表示する場合と同様に、走査信号でＴＦＴ６５をオン状態にして、映像信号を各表示画素に再書き込みする必要が生じていた。そのため、走査信号及び映像信号等の駆動信号を発生するためのドライバ回路、及びドライバ回路の動作タイミングを制御するための各種信号を発生する外部ＬＳＩは常時動作するため、常に大きな電力を消費していた。このため、限られた電源しか備えていない携帯電話等では、その使用可能時間が短くなるという欠点があった。
【０００６】
これに対して、各表示画素にスタティック型メモリを備えた液晶表示装置が特許文献１に開示されている。同公報の一部を引用して説明すると、この液晶表示装置は、図７に示すように、２段インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を正帰還させた形のメモリ、即ちスタティック型メモリをデジタル映像信号の保持回路として用いることにより、消費電力を低減するものである。ここで、スタティック型メモリに保持された２値デジタル映像信号に応じて、スイッチ素子２４は参照線Ｖrefと表示電極８０との間の抵抗値を制御し、液晶２１のバイアス状態を調整している。一方、共通電極には交流信号Ｖcomを入力する。本装置は理想上、静止画像のように表示画像に変化がなければ、メモリへのリフレッシュは不要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の液晶表示装置ではアナログ映像信号に対応してフルカラーの動画像を表示するのに適している。一方、デジタル映像信号を保持するためのスタティック型メモリを備えた液晶表示装置では、低階調度の静止画像を表示すると共に、消費電力を低減するのに適している。
【０００９】
しかしながら、両液晶表示装置は映像信号源を異にしているため、１つの表示装置において、フルカラーの動画像表示と、静止画像表示とを同時に実現することができなかった。また、スタティック型メモリを備えた液晶表示装置で静止画像表示を行う場合、液晶表示装置に各種の制御信号を出力する外部ＬＳＩの低消費電力化の試みはなされていなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的とするところは、１つの表示装置（例えば、１枚の液晶表示パネル）でフルカラーの動画像表示と、低消費電力の静止画像表示という２種類の表示に対応することを可能とすることである。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、表示装置に外付けされた外部ＬＳＩを含めた表示システム全体の大幅な低消費電力を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の表示装置は、基板上の一方向に配置された複数のゲート信号線と、前記ゲート信号線に順次走査信号を供給するゲートドライバと、前記ゲート線と交差する方向に配置された複数のドレイン信号線と、前記ドレイン信号線を順次選択し、該ドレイン信号線に映像信号を供給するドレインドライバと、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバにタイミング制御信号を供給するタイミング制御回路と、マトリックス状に配置され、前記ゲート信号線からの走査信号により選択されると共に前記ドレイン信号線から映像信号が供給される表示電極とを有する表示装置において、
入力デジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するＤＡ変換回路と、前記ＤＡ変換回路により変換された前記アナログ映像信号を、前記ドレイン信号線を介して前記表示電極に逐次供給し、アナログ表示を行う第１の表示回路と、前記入力デジタル映像信号を保持する保持回路を備え、該保持回路が保持した入力デジタル映像信号に応じた電圧を前記表示電極に供給し、デジタル表示を行う第２の表示回路と、を備え、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号に基づき、前記ドレイン信号線と前記第１の表示回路との接続を切ると共に、前記モード設定信号を遅延することにより生成される停止制御信号に応じて、前記ＤＡ変換回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表示装置によれば、１つの表示パネルで、アナログ表示モードによるフルカラーの動画像表示と、デジタル表示モードによる低消費電力対応の階調数の少ない静止画像表示という２種類の表示を選択することが可能なる。
【００１４】
特に、デジタル表示モードが選択された場合には、不要な回路への動作を停止するだけでなく、電源供給を停止しているので、表示装置全体としての消費電力を大幅に低減することができる。
【００１５】
これにより、バッテリ等の限られた電源を用いた携帯用テレビ、携帯電話に本発明の表示装置を用いた場合にも消費電力が少ないので長時間の表示を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の回路構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る映像信号の切換回路の回路構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る液晶表示装置の他の回路構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示装置のタイミング図である。
【図５】反射型液晶表示装置の断面図である。
【図６】従来例に係る液晶表示装置の回路構成図である。
【図７】従来例に係る液晶表示装置の他の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、本発明の実施形態に係る表示装置について説明する。図１に本発明の表示装置を液晶表示装置に適用した場合の回路構成図を示す。
【００１８】
３０１はフリップフロップ３０２，３０３から成るＤＦＦである。初段のフリップフロップ３０２に入力されるデジタル表示モード切換信号ＤＨが、「Ｈ（ハイ）」になると、タイミングコントローラ３０５からの垂直期間終了信号Ｖendに同期して、フリップフロップ３０２はモード切り換え信号ＭＤを出力する。
【００１９】
また、次の垂直期間終了信号Ｖendに同期して、フリップフロップ３０３は停止制御信号ＬＡを出力する。モード切換信号ＭＤ、停止制御信号ＬＡは後述する各回路の動作を制御する。
【００２０】
タイミングコントローラ３０５はシステムクロックＣＬＫ、水平同期信号Ｈsync、垂直同期信号Ｖsyncに基づいて、パネル制御信号ＰＣ、垂直期間終了信号Ｖend、表示パネル１００に収納された液晶の対向電極を反転駆動するための交流駆動信号ＦＲＰ、ＤＡコンバータ３１０の動作クロックＤＡＣＣＬＫを出力する。ここで、上記のパネル制御信号ＰＣにはパネル走査信号のトリガ信号となる水平スタートパルスＳＴＨ、垂直スタートパルスＳＴＶが含まれる。
【００２１】
ＡＮＤゲート３０６はタイミングコントローラ３０５の動作を停止させるための信号を出力する。このＡＮＤゲートには上記の停止制御信号ＬＡ及びデジタル表示モード切換信号ＤＨが入力されている。したがって、タイミングコントローラ３０５は両信号が「Ｈ」のとき動作が停止する（デジタル表示モード時）。また、デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｌ」になると、停止状態が解除され、アナログ表示モードへ復帰可能に構成されている。
【００２２】
また、タイミングコントローラ３０５とは独立して発振器３０７が設けられている。発振器３０７は、デジタル表示モード時の交流駆動信号の信号源となるもので、タイミングコントローラ３０５が出力する交流駆動信号ＦＲＰの信号周期（通常は一水平期間）に比して長周期の交流駆動信号を発生する。
【００２３】
ここで、デジタル表示モード時には、後述するように、デジタル映像信号をスタティックな保持回路によって保持すると共に、その保持信号に応じて表示電極に印加する信号を選択するという構成を採用しているので、アナログ表示モード時のように補助容量のリークによる映像信号の減衰のおそれがないため、比較的低周波の交流駆動信号で足りるのである。そして、その信号周期は一垂直期間（６０ＨＺに相当する）以上であることが低消費電力化のために好ましい。
【００２４】
発振器３０７の出力と、タイミングコントローラ３０５が出力する交流駆動信号ＦＲＰとはモード切換信号ＭＤに応じて、切換回路ＳＷ３によって切り換えられ演算増幅器３０８によって増幅された後に対向電極端子ＣＯＭに入力される。
また、発振器３０７の出力信号はインバータ回路３０９によって位相が反転され、さらに演算増幅器３１５によって増幅された後に信号端子ＬＳＩＧに入力される。これら２つの逆位相の信号ペアは後述するようにデジタル表示モードにおいて、「白」又は「黒」を表示するために利用される。
【００２５】
ＤＡコンバータ３１０は外部から入力されるＲ，Ｇ，Ｂのデジタル映像信号データをアナログ映像信号に変換する。ここで、Ｒ，Ｇ，Ｂの各デジタル映像信号データは通常８ビット構成である。その最上位ビットとＤＡ変換され更に演算増幅器３１１によって増幅されたアナログ映像信号は、切換回路ＳＷ１に入力される。そして両信号は、モード切換信号ＭＤに応じて切換回路ＳＷ１によって切り換えられ、表示パネル１００のＲ，Ｇ，Ｂ端子へと出力される。
【００２６】
なお、本実施の形態では後述する表示パネル１００内のデジタル映像信号データを保持するための保持回路が１ビット構成になっているため、最上位ビットのみを出力する構成になっているが、保持回路を多ビット構成にすればそれに応じた多ビットのデジタル映像信号を出力する構成に変更することができる。
【００２７】
また、切換回路ＳＷ２はモード切換信号ＭＤに応じて、表示パネル１００の端子ＬＶＤＤに「Ｈ」又は「Ｌ」を出力する。これに応じて、表示パネル１００は後述するように、アナログ表示モード（ＬＶＤＤ＝「Ｌ」）、デジタル表示モード（ＬＶＤＤ＝［Ｈ］）に切り換えられる。
【００２８】
また、電源回路３２０は電源入力に基づいて、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＤＤ２（例えば５Ｖ）、ＶＣＣ１，ＶＣＣ２（例えば８〜１０Ｖ）、ＶＥＥ１，ＶＥＥ２（例えば−４〜−５Ｖ）を生成する。電源回路３２０の各電源出力線３２１，３２２，３２３には切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が設けられ、前述したＡＮＤゲート３０６の出力に応じて開閉し、所定回路へのＶＤＤ１、ＶＣＣ１、ＶＥＥ１の供給を制御可能に構成されている。
【００２９】
ここで、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」になると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が開き、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＣＣ１，ＶＥＥ１が供給された回路、即ちＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が停止される。
【００３０】
次に、上述した構成の表示装置の動作について図２のタイミング図を参照しながら説明する。デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｈ」に切り換えられると、垂直期間が終了したタイミングで発生する垂直期間信号Ｖendの立ち上がりに同期して、モード切換信号ＭＤが「Ｈ」に立ち上がる。
【００３１】
すると、切換回路ＳＷ３により端子ＬＶＤＤが「Ｈ」に立ち上がり、表示パネル１００はデジタル表示モードに切り換えられる。同時に、切換回路ＳＷ１が切り換えられ、最上位ビットのデジタル映像信号データがＲ，Ｇ，Ｂ端子に出力される。また、切換回路ＳＷ２により交流駆動信号（対向電極端子ＣＯＭに入力される信号）が低周波に切り換えられる。こうして、一垂直期間（次のＶendが立ち上がるまでの期間）をかけて、表示パネル１００の１フィールドにデジタル映像信号データが書き込まれる。
【００３２】
書き込みのための一垂直期間が終了し、次の信号Ｖendが到来すると、これに同期して停止制御信号ＬＡが立ち上がる。すると、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」に立ち上がり、これに基づいてタイミングコントローラ３０５の動作が停止する。すなわち、各種パネル制御信号ＰＣ、ＤＡコンバータ３１０への動作クロックＤＡＣＣＬＫ等の出力信号が固定される。これにより、ＤＡコンバータ３１０の動作も停止する。
【００３３】
さらに、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｈ」に立ち上がると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が開き、ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が停止される。
【００３４】
このように本発明によれば、デジタル表示モードにおいて不要な回路の動作を停止させるだけでなく、電源電圧の供給を停止しているので、回路の静消費電流も無くすことができ、大幅に消費電力を低減することができる。その効果は、動作を停止させるだけの場合の約１／５である。
【００３５】
次に、アナログ表示モードに復帰させる場合には、デジタル表示モード切換信号ＤＨが「Ｌ」に切り換えられる。すると、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｌ」になるので、タイミングコントローラ３０５が再び動作を開始する。また、モード切換信号ＭＤが「Ｌ」に立ち下がると、切換回路ＳＷ１はアナログ映像信号を出力するように切り換わる。同時に、切換回路ＳＷ２はタイミングコントローラ３０５からの交流駆動信号ＦＲＰを端子ＣＯＭへ出力するように切り換えられる。さらに切換回路ＳＷ３はＶＥＥ側に切り換えられ、表示パネル１００は通常のアナログ表示モードに設定される。
【００３６】
また、ＡＮＤゲート３０６の出力が「Ｌ」になると、切換回路ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６が閉じ、ＤＡコンバータ３１０、演算増幅器３１１、タイミングコントローラ３０５、表示パネル１００の内部ドライバへの電源供給が再開される。こうして、表示パネル１００は、通常のアナログ表示モードに復帰する。
【００３７】
次に上述した表示パネル１００本体の回路構成について図３を参照しながら詳しく説明する。絶縁基板１０上に、走査信号を供給するゲートドライバ５０に接続された複数のゲート信号線５１が一方向に配置されており、これらのゲート信号線５１と交差する方向に複数のドレイン信号線６１が配置されている。
【００３８】
ドレイン信号線６１には、ドレインドライバ６０から出力されるサンプリングパルスのタイミングに応じて、サンプリングトランジスタＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎがオンし、データ信号線６２のデータ信号が供給される。ここで、データ信号線６２のデータ信号は、前述した表示パネル１００の外部の切換回路ＳＷ１の切り換えに応じて供給されるデジタル映像信号又はアナログ映像信号である（図１）。
【００３９】
液晶表示パネル１００は、ゲート信号線５１からの走査信号により選択されると共に、ドレイン信号線６１からのデータ信号が供給される複数の表示画素２００がマトリックス状に配置されて構成されている。
【００４０】
以下、表示画素２００の詳細な構成について説明する。ゲート信号線５１とドレイン信号線６１の交差部近傍には、Ｐチャネル型ＴＦＴ４１及びＮチャネル型４２から成る回路選択回路４０が設けられている。ＴＦＴ４１，４２の両ドレインはドレイン信号線６１に接続されると共に、それらの両ゲートは選択信号線８８に接続されている。ＴＦＴ４１，４２は、選択信号線８８からの選択信号に応じていづれか一方がオンする。また、後述するように回路選択回路４０と対を成して、回路選択回路４３が設けられている。ここで、選択信号線８８は、表示パネル１００の端子ＬＶＤＤから配線された信号線である。
【００４１】
回路選択回路４０，４３により、後述するアナログ映像信号表示（フルカラー動画像対応）とデジタル映像表示（低消費電力、静止画像対応）とを選択して切換えることが可能となる。また、回路選択回路４０に隣接して、Ｎチャネル型ＴＦＴ７１及びＮチャネル型ＴＦＴ７２から成る画素選択回路７０が配置されている。ＴＦＴ７１，７２はそれぞれ回路選択回路４０のＴＦＴ４１，４２と縦列に接続されると共に、それらの両ゲートにはゲート信号線５１が接続されている。ＴＦＴ７１，７２はゲート信号線５１からの走査信号に応じて両方が同時にオンするように構成されている。
【００４２】
また、アナログ映像信号を保持するための補助容量８５が設けられている。補助容量８５の一方の電極８６はＴＦＴ７１のソース７１ｓに接続されている。他方の電極８７は共通の補助容量線８８に接続され、バイアス電圧ＶSCが供給されている。回路選択回路７０の各ＴＦＴのゲートが開いてアナログ映像信号が液晶２１に印加されると、その信号は１フィールド期間保持されなければならないが、液晶２１のみではその信号の電圧は時間経過とともに次第に低下してしまう。そうすると、表示むらとして現れてしまい良好な表示が得られなくなる。そこでその電圧を１フィールド期間保持するために補助容量８５を設けている。
【００４３】
この補助容量８５と液晶２１との間には、回路選択回路４３のＰチャネル型ＴＦＴ４４が設けられ、回路選択回路４３のＴＦＴ４１と同時にオンオフするように構成されている。
【００４４】
また、画素選択回路７０のＴＦＴ７２と液晶２１の表示電極８０との間には、保持回路１１０、信号選択回路１２０が設けられている。保持回路１１０は、正帰還された２つのインバータ回路から成り、デジタル２値を保持するスタティック型メモリを構成している。
【００４５】
また、信号選択回路１２０は、保持回路１１０からの信号に応じて信号を選択する回路であって、２つのＮチャネル型ＴＦＴ１２１、１２２で構成されている。ＴＦＴ１２１、１２２のゲートには保持回路１１０からの相補的な出力信号がそれぞれ印加されているので、ＴＦＴ１２１、１２２は相補的にオンオフする。
【００４６】
ここで、ＴＦＴ１２２がオンすると交流駆動信号（信号Ｂ）が選択され、ＴＦＴ１２１がオンすると、対向電極信号ＶCOM（信号Ａ）が選択され、回路選択回路４３のＴＦＴ４５を介して、液晶２１に電圧を印加する表示電極８０に供給される。ここで、対向電極信号ＶCOM（信号Ａ）は前述した発振器３０７からの信号に相当し、信号Ｂは前述した発振器３０７の出力が反転された信号に相当している。
【００４７】
上述した構成を要約すれば、画素選択素子であるＴＦＴ７１及びアナログ映像信号を保持する補助容量８５から成る回路（第１の表示装置）と、画素選択素子であるＴＦＴ７２、２値のデジタル映像信号を保持する保持回路１１０、信号選択回路１２から成る回路（第２の表示装置）とが１つの表示画素２００内に設けられ、更に、これら２つの回路を選択するための回路選択回路４０，４３が設けられている。
【００４８】
次に、液晶パネル２００の周辺回路について説明する。液晶パネル２００の絶縁性基板１０とは別基板の外付け回路基板９０には、パネル駆動用ＬＳＩ９１が設けられている。この外付け回路基板９０のパネル駆動用ＬＳＩ９１から垂直スタート信号ＳＴＶがゲートドライバ５０に入力され、水平スタート信号ＳＴＨがドレインドライバ６０に入力される。また映像信号がデータ線６２に入力される。ここで、パネル駆動用ＬＳＩ９１は前述したタイミングコントローラ３０５に相当するものである。
【００４９】
次に、図１乃至図４を参照しながら、上述した構成の表示パネルの駆動方法について説明する。図４は、液晶表示装置がデジタル表示モードに選択された場合のタイミング図である。
（１）アナログ表示モードの場合
モード切換信号ＭＤ（「Ｌ」）に応じて、アナログ表示モードが選択されると、切換回路ＳＷ１により、データ信号線６２にアナログ映像信号が出力される状態に設定されると共に、回路選択信号線８８の電位が「Ｌ」となり、回路選択回路４０，４３のＴＦＴ４１，４４がオンする。
【００５０】
また、水平スタート信号ＳＴＨに基づくサンプリング信号に応じてサンプリングトランジスタＳＰがオンしデータ信号線６２のアナログ映像信号がドレイン信号線６１に供給される。
【００５１】
また、垂直スタート信号ＳＴＶに基づいて、走査信号がゲート信号線５１に供給される。走査信号に応じて、ＴＦＴ７１がオンすると、ドレイン信号線６１からアナログ映像信号Ｓｉｇが表示電極８０に伝達されると共に、補助容量８５に保持される。表示電極８０に印加された映像信号電圧が液晶２１に印加され、その電圧に応じて液晶２１が配向することにより液晶表示を得ることができる。
【００５２】
このアナログ表示モードでは、映像信号電圧を逐次入力するので、フルカラーの動画像を表示するのに好適である。ただし、外付け回路基板９０のＬＳＩ９１、各ドライバ５０，６０にはそれらを駆動するために、絶えず電力が消費されている。
（２）デジタル表示モード
モード信号切換信号ＭＤ（「Ｈ」）に応じて、デジタル表示モードが選択されると、データ信号線６２にデジタル映像信号が出力される状態に設定されると共に、回路選択信号線８８の電位が「Ｈ」となり、保持回路１１０が動作可能な状態になる。また、回路選択回路４０，４３のＴＦＴ４１，４４がオフすると共に、ＴＦＴ４２，４５がオンする。
【００５３】
また、外付け回路基板９０のパネル駆動用ＬＳＩ９１（タイミングコントローラ３０５）から、ゲートドライバ５０及びドレインドライバ６０にスタート信号ＳＴＶ，ＳＴＨが入力される。それに応じてサンプリング信号が順次発生し、それぞれのサンプリング信号に応じてサンプリングトランジスタＳＰ１，ＳＰ２，…，ＳＰｎが順にオンしてデジタル映像信号Ｓｉｇをサンプリングして各ドレイン信号線６１に供給する。
【００５４】
ここで第１行、即ち走査信号Ｇ１が印加されるゲート信号線５１について説明する。まず、走査信号Ｇ１によってゲート信号線５１に接続された各表示画素Ｐ１１、Ｐ１２、…Ｐ１ｎの各ＴＦＴが１水平走査期間オンする。
【００５５】
第１行第１列の表示画素Ｐ１１に注目すると、サンプリング信号ＳＰ１によってサンプリングしたデジタル映像信号Ｓ１１がドレイン信号線６１に入力される。そしてＴＦＴ７２が走査信号Ｇ１によってオン状態になるとそのドレイン信号Ｄ１が保持回路１１０に入力される。
【００５６】
この保持回路１１０で保持された信号は、信号選択回路１２０に入力されて、この信号選択回路１２０で信号Ａ又は信号Ｂを選択して、その選択した信号が表示電極８０に印加され、その電圧が液晶２１に印加される。
【００５７】
こうしてゲート信号線５１から最終行のゲート信号線５１まで走査することにより、１画面分（１フィールド期間）のスキャン、即ち全ドットスキャンによるデジタル信号の書き込みが終了し、保持回路１１０に書き込まれたデジタル映像信号に応じた１画面が表示される。
【００５８】
ここで、１画面が表示されると、前述したように、停止制御信号ＬＡに基づいて、ゲートドライバ５０並びにドレインドライバ６０、外付けのパネル駆動用ＬＳＩ９１（タイミングコントローラ３０５）等の不要な回路への電圧供給を停止しそれらの駆動を止める。
【００５９】
保持回路１１０には常に電圧ＶDD，ＶSSを供給して駆動し、また、低周波の交流駆動信号ＶCOM（例えば６０Ｈｚ）を液晶２１の対向電極３２に、各信号Ａ及び信号Ｂを選択回路１２０に供給する。即ち、対向電極３２には交流駆動信号ＶCOM印加し、液晶表示パネル１００がノーマリーホワイト（ＮＷ）の場合には、信号Ａには対向電極３２と同じ交流駆動信号ＶCOMを印加し、信号Ｂには信号Ａと逆位相の交流駆動信号が印加される。
【００６０】
このとき、ドレイン信号線６１にデジタル映像信号で「Ｈ（ハイ）」が保持回路１１０に入力された場合には、信号選択回路１２０において第１のＴＦＴ１２１には「Ｌ」が入力されることになるので第１のＴＦＴ１２１はオフとなり、他方の第２のＴＦＴ１２２には「Ｈ」が入力されることになるので第２のＴＦＴ１２２はオンとなる。
【００６１】
そうすると、信号Ｂが選択されて液晶の表示電極８０には、対向電極３２と逆位相の信号Ｂの電圧が印加され、液晶が電界によって立ち上がるため、ノーマリーホワイトの表示パネルでは表示としては黒表示として観察できる。
【００６２】
ドレイン信号線６１にデジタル映像信号で「Ｌ」が保持回路１１０に入力された場合には、信号選択回路１２０において第１のＴＦＴ１２１には「Ｈ」が入力されることになるので第１のＴＦＴ１２１はオンとなり、他方の第２のＴＦＴ１２２には「Ｌ」が入力されることになるので第２のＴＦＴ１２２はオフとなる。そうすると、信号Ａが選択されて液晶には信号Ａが印加される。即ち、対向電極３２と同じ位相の信号が印加されるため、電界が発生せず液晶は立ち上がらないため、ノーマリーホワイトの表示パネルでは表示としては白表示として観察できる。
【００６３】
このデジタル表示モードにおいては、１画面分を書き込みそれを保持することにより静止画像として表示でき、各ドライバ５０，６０及びＬＳＩ９１等の駆動、及び電源の供給を停止するので、大幅に低消費電力化することができる。
【００６４】
本発明の表示装置は、液晶表示装置の中でも特に、反射型液晶表示装置に適用することが好ましい。そこで、この反射型液晶表示装置のデバイス構造について図５を参照しながら説明する。
【００６５】
図５に示すように、一方の絶縁性基板１０上に、多結晶シリコンから成り島化された半導体層１１上にゲート絶縁膜１２を形成し、半導体層１１の上方であってゲート絶縁膜１２上にゲート電極１３を形成する。
【００６６】
ゲート電極１３の両側に位置する下層の半導体層１１には、ソース１１ｓ及びドレイン１１ｄが形成されている。ゲート電極１３及びゲート絶縁膜１２上には層間絶縁膜１４を堆積し、そのドレイン１１ｄに対応した位置及びソース１１ｓに対応した位置にコンタクトホール１５が形成されており、そのコンタクトホール１５を介してドレイン１１ｄはドレイン電極１６に接続されており、ソース１１ｓは層間絶縁膜１４上に設けた平坦化絶縁膜１７に設けたコンタクトホール１８も介して表示電極１９に接続されている。
【００６７】
平坦化絶縁膜１７上に形成された各表示電極１９はアルミニウム（Ａｌ）等の反射材料から成っている。各表示電極１９及び平坦化絶縁膜１７上には液晶２１を配向するポリイミド等から成る配向膜２０が形成されている。
【００６８】
他方の絶縁性基板３０上には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色を呈するカラーフィルタ３１、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電性膜から成る対向電極３２、及び液晶２１を配向する配向膜３３が順に形成されている。カラー表示としない場合にはカラーフィルタ３１は不要である。
【００６９】
こうして形成された一対の絶縁性基板１０，３０の周辺を接着性シール材によって接着し、それによって形成された空隙に液晶２１を充填して、反射型液晶表示装置が完成する。
【００７０】
図中点線矢印で示すように、観察者１側から入射した外光は、対向電極基板３０から順に入射し、表示電極１９によって反射されて、観察者１側に出射し、表示を観察者１が観察することができる。
【００７１】
このように、反射型液晶表示装置は外光を反射させて表示を観察する方式であり、透過型の液晶表示装置のように、観察者側と反対側にいわゆるバックライトを用いる必要が無いため、そのバックライトを点灯させるための電力を必要としない。従って、本発明の表示装置として、バックライト不要で低消費電力化に適した反射型液晶表示装置であることが好ましい。
【００７２】
上述の実施の形態においては、１画面の全ドットスキャン期間には、対向電極電圧及び信号Ａ及びＢの電圧は印加している場合について示したが、本発明はそれに限定されるものではなく、この期間においてもこれらの各電圧を印加しなくても良い。しかしながら消費電力を低減させるためには、好ましくは印加しない方が良い。
【００７３】
また、上述の実施の形態においては、デジタル表示モードにおいて、１ビットのデジタルデータ信号を入力した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、複数ビットのデジタルデータ信号の場合でも適用することが可能である。そうすることにより、多階調の表示を行うことができる。その際、入力するビット数に応じた保持回路及び信号選択回路の数にする必要がある。
【００７４】
また、上述の実施の形態においては、静止画像を液晶表示パネルの一部に表示する場合を説明したが、本願はそれに限定されるものではなく、全表示画素に静止画を表示することも可能であり、本願発明の特有の効果を奏するものである。
【００７５】
上述の実施の形態においては、反射型液晶表示装置の場合について説明したが、１画素内でＴＦＴ、保持回路、信号選択回路及び信号配線を除く領域に透明電極を配置することにより、透過型液晶表示装置にも用いることができる。
【符号の説明】
【００７６】
３０１ ＤＦＦ
３０５ タイミングコントローラ
３０６ ＡＮＤゲート
３１０ ＤＡコンバータ
３２０ 電源回路
１０ 絶縁性基板
１３ ゲート
２１ 液晶
４０ 回路選択回路
４３ 回路選択回路
５０ ゲートドライバ
５１ ゲート信号線
６０ ドレインドライバ
６１ ドレイン信号線
７０ 画素選択回路
８５ 補助容量
１１０ 保持回路
１２０ 信号選択回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の一方向に配置された複数のゲート信号線と、
前記ゲート信号線に順次走査信号を供給するゲートドライバと、
前記ゲート線と交差する方向に配置された複数のドレイン信号線と、
前記ドレイン信号線を順次選択し、該ドレイン信号線に映像信号を供給するドレインドライバと、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバにタイミング制御信号を供給するタイミング制御回路と、
マトリックス状に配置され、前記ゲート信号線からの走査信号により選択されると共に前記ドレイン信号線から映像信号が供給される表示電極とを有する表示装置において、
入力デジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するＤＡ変換回路と、
前記ＤＡ変換回路により変換された前記アナログ映像信号を、前記ドレイン信号線を介して前記表示電極に逐次供給し、アナログ表示を行う第１の表示回路と、
前記入力デジタル映像信号を保持する保持回路を備え、該保持回路が保持した入力デジタル映像信号に応じた電圧を前記表示電極に供給し、デジタル表示を行う第２の表示回路と、を備え、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号に基づき、前記ドレイン信号線と前記第１の表示回路との接続を切ると共に、前記モード設定信号を遅延することにより生成される停止制御信号に応じて、前記ＤＡ変換回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記アナログ映像信号を増幅する増幅回路を更に備え、前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記増幅回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバへの電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記タイミング制御回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記タイミング制御回路は前記表示パネルの液晶の対向電極に供給される第１の交流駆動信号を出力し、該第１の交流駆動信号に比較して長周期の第２の交流駆動信号を発生する発振器と、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記第１の交流駆動信号から前記第２の交流駆動信号に切り換える切換回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
第２の交流駆動信号の周期は一垂直期間以上であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項１】
基板上の一方向に配置された複数のゲート信号線と、
前記ゲート信号線に順次走査信号を供給するゲートドライバと、
前記ゲート線と交差する方向に配置された複数のドレイン信号線と、
前記ドレイン信号線を順次選択し、該ドレイン信号線に映像信号を供給するドレインドライバと、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバにタイミング制御信号を供給するタイミング制御回路と、
マトリックス状に配置され、前記ゲート信号線からの走査信号により選択されると共に前記ドレイン信号線から映像信号が供給される表示電極とを有する表示装置において、
入力デジタル映像信号をアナログ映像信号に変換するＤＡ変換回路と、
前記ＤＡ変換回路により変換された前記アナログ映像信号を、前記ドレイン信号線を介して前記表示電極に逐次供給し、アナログ表示を行う第１の表示回路と、
前記入力デジタル映像信号を保持する保持回路を備え、該保持回路が保持した入力デジタル映像信号に応じた電圧を前記表示電極に供給し、デジタル表示を行う第２の表示回路と、を備え、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、外部から入力されるモード設定信号に基づき、前記ドレイン信号線と前記第１の表示回路との接続を切ると共に、前記モード設定信号を遅延することにより生成される停止制御信号に応じて、前記ＤＡ変換回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記アナログ映像信号を増幅する増幅回路を更に備え、前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記増幅回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記ゲートドライバもしくは／及びドレインドライバへの電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記制御回路は、前記停止制御信号に応じて、前記タイミング制御回路への電源電圧の供給を停止することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記タイミング制御回路は前記表示パネルの液晶の対向電極に供給される第１の交流駆動信号を出力し、該第１の交流駆動信号に比較して長周期の第２の交流駆動信号を発生する発振器と、
前記アナログ表示を停止するよう切り換えるときには、前記第１の交流駆動信号から前記第２の交流駆動信号に切り換える切換回路と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】
第２の交流駆動信号の周期は一垂直期間以上であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−６３７９０（Ｐ２０１２−６３７９０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２７３２５０（Ｐ２０１１−２７３２５０）
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【分割の表示】特願２０００−２８２１７５（Ｐ２０００−２８２１７５）の分割
【原出願日】平成１２年９月１８日（２０００．９．１８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月１４日（２０１１．１２．１４）
【分割の表示】特願２０００−２８２１７５（Ｐ２０００−２８２１７５）の分割
【原出願日】平成１２年９月１８日（２０００．９．１８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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