JP2002175051A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 デジタルメモリを備えた表示装置の駆動方法
において、表示切り替え時に前回の静止画像の表示をな
くし、観察者に画像の乱れとして認識されなようにする
ことで表示切り替え時の表示品位を向上させる。 【解決手段】 静止画表示期間の最後に設定されたデジ
タルメモリリセット期間において、ＤＭ１８に全黒又は
全白の映像データを書き込んで通常表示期間の間保持さ
せておき、通常表示から静止画表示に切り替わる際の静
止画書き込み期間では、新たな静止画データのＤＭ１８
への書き込みが完了するまでの間、先に書き込まれた全
黒／全白データを表示して、表示切り替え時に前回の静
止画像が表示されないようにすることで、画像の変化が
観察者に画像の乱れとして認識されないようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯電話や電子
ブック等に使用される高画質、低消費電力な表示装置に
関し、詳しくはデジタルメモリを備えた表示装置の駆動
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置は軽量、薄型、低消
費電力という利点を活かして携帯電話や電子ブック等の
小型情報端末のディスプレイとして使われている。この
ような小型情報端末は、一般にバッテリー駆動方式が採
用されていることから、低消費電力化が重要な課題とな
っている。

【０００３】とくに携帯電話においては、待ち受け時間
中に低消費電力で表示できることが求められており、こ
れを実現するための技術としては、例えば特開昭５８−
２３０９１号などが挙げられる。ここに開示された画像
表示装置は、画素内にデジタルメモリを備えており、待
ち受け時（以下、静止画表示時）には、液晶を交流駆動
するための交流駆動回路のみを動作させ、その他の周辺
駆動回路を止めることにより、大幅な消費電力の低減を
図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
デジタルメモリを備えた従来の液晶表示装置では、静止
画表示から通常表示に切り替わった後でも、デジタルメ
モリには静止画表示時の映像データ（以下、静止画デー
タ）がそのまま保持されるため、次に静止画表示を行っ
た時には、デジタルメモリに新たな静止画データの書き
込みが完了するまでの期間、前回表示していた静止画デ
ータが表示される。このように、従来のデジタルメモリ
を備えた液晶表示装置では、静止画表示から通常表示に
切り替わった際に、一瞬ではあるが前回表示されていた
全く別の静止画データが表示されるため、観察者は画像
の変化に違和感を感じることになり、場合によっては画
像の乱れとして認識されてしまうという問題点があっ
た。

【０００５】この発明の目的は、表示切り替え時の画像
の変化を改善して、表示切り替え時にも優れた表示品位
を得ることができる表示装置の駆動方法を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、マトリクス状に配置された複数
の走査線、信号線、画素電極及びデジタルメモリを有す
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２つの電極
基板間に狭持された表示層とを備えた表示装置に対し
て、通常表示期間では、前記信号線に供給された第１の
映像データを前記画素電極に書き込むことで表示を行
い、静止画表示期間では、前記信号線に供給された第２
の映像データを前記デジタルメモリに保持させ、前記デ
ジタルメモリに保持させた前記第２の映像データを前記
画素電極に書き込むことで表示を行う表示装置の駆動方
法において、前記静止画表示期間から前記通常表示期間
へ切り替える際に、前記複数のデジタルメモリに第３の
映像データを保持させた後に前記通常表示期間に切り替
えることを特徴とする。

【０００７】好ましい形態として、前記静止画表示期間
の最後にデジタルメモリリセット期間を１フレーム分設
定し、この期間内に前記第３の映像データを前記複数の
デジタルメモリに保持させる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、前
記画素電極と前記信号線とが第１のスイッチ素子を介し
て接続され、前記画素電極と前記デジタルメモリとが第
２のスイッチ素子を介して接続された表示装置に対し
て、前記通常表示期間では前記第１のスイッチ素子を間
欠的にオン、前記第２のスイッチ素子をオフとし、前記
静止画表示期間では前記第１のスイッチ素子をオフ、前
記第２のスイッチ素子をオンとすることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２において、前
記第２のスイッチ素子が、前記デジタルメモリの出力端
子及び反転出力端子と前記画素電極との間を接続する２
つのスイッチ素子で構成された前記表示装置に対して、
前記静止画表示期間に、前記２つのスイッチ素子を交互
にオンするとともに、これと同期して前記対向電極の電
位の極性を反転させることを特徴とする。

【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３におい
て、前記第３の映像データが全黒又は全白の２値化され
た映像データであることを特徴とする。

【００１１】好ましい形態として、前記画素電極は、金
属薄膜で構成された光反射型の画素電極であることを特
徴とする。

【００１２】好ましい形態として、前記デジタルメモリ
は２つのインバータ回路と第３のスイッチ素子により構
成され、前記第３のスイッチ素子は、前記第１のスイッ
チ素子とは逆チャネルのスイッチ素子であり、前記第３
のスイッチ素子のゲートは前記第１のスイッチ素子のゲ
ートと同じ走査線に接続されることを特徴とする。

【００１３】好ましい形態として、前記第３の映像デー
タは、ＲＧＢの各色毎に同一の２値化された映像データ
であることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係わる表示装置
の駆動方法を、デジタルメモリを備えたアクティブマト
リクス型液晶表示装置の駆動方法に適用した場合の実施
形態について説明する。

【００１５】図３は、この実施形態に係わるアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の回路構成図であり、図４は
図３の概略断面図である。

【００１６】この液晶表示装置１００は、複数の表示画
素１０が形成された表示画素部１１０、走査線駆動回路
１２０及び信号線駆動回路１３０とから構成されてい
る。

【００１７】この実施形態では、アレイ基板１０１（図
４）上において、走査線駆動回路１２０及び信号線駆動
回路１３０が後述する信号線１１、走査線１２及び画素
電極１３などと一体に形成されている列について示す
が、走査線駆動回路１２０及び信号線駆動回路１３０
は、図示しない外部駆動基板上に配置されていてもよ
い。

【００１８】表示画素部１１０は、アレイ基板１０１上
に複数本の信号線１１及びこれと交差する複数本の走査
線１２が図示しない絶縁膜を介してマトリクス状に配置
されており、両線の各交差部には表示画素１０が配置さ
れている。

【００１９】表示画素１０は、画素電極１３、第１のス
イッチ素子１４、対向電極１５、液晶層１６、第２のス
イッチ素子１７及びデジタルメモリ（以下、ＤＭ）１８
により構成されている。

【００２０】表示画素１０において、第１のスイッチ素
子１４のソースは信号線１１に、ゲートは走査線１２
に、ドレインは画素電極１３にそれぞれ接続されてい
る。また画素電極１３は第２のスイッチ素子１７を介し
てＤＭ１８に接続されており、その第２のスイッチ素子
１７のゲートは制御信号線１９に、ソースは画素電極１
３に、ドレインはＤＭ１８にそれぞれ接続されている。
第２のスイッチ素子１７及びＤＭ１８の構成については
後述する。なお、各画素電極１３には電気的に並列に図
示しない補助容量が接続されており、この補助容量と画
素電極１３との間に容量Ｃｓを形成している。また、制
御信号線１９は、後述するように１９ａ，１９ｂとして
２本配置されているが、図３では説明を容易にするため
に１本の制御信号線１９として図示している。

【００２１】画素電極１３はアレイ基板１０１上に形成
され、この画素電極１３と相対する対向電極１５は対向
基板１０２（図４）上に形成されている。対向電極１５
には、図示しない外部駆動基板上に配置されたコントロ
ールＩＣから所定の対向電位が与えられている。画素電
極１３と対向電極１５の間には表示層として例えば液晶
層１６が狭持され、アレイ基板１０１及び対向基板１０
２の周囲はシール材１０３により封止されている。

【００２２】走査線駆動回路１２０は、シフトレジスタ
１２１及び図示しないバッファ回路などで構成されてお
り、図示しない外部駆動回路からコントロール信号とし
て供給されるＹクロック信号（垂直クロック信号）、Ｙ
スタート信号（垂直スタート信号）に基づいて、走査線
１２に対し一水平走査期間毎に順にオンレベルの走査信
号を出力する。

【００２３】走査線駆動回路１２０では、中間調表示や
動画表示時（以下、通常表示時）は制御信号線１９をオ
フレベルとし、通常のアクティブマトリクス型液晶表示
装置と同様に上から順に走査線１２に走査信号を出力す
る。また静止画表示時には、全ての走査線１２をオフレ
ベルとし、制御信号線１９をオンレベルとする。なお、
制御信号線１９には図示しない外部駆動回路から、走査
線駆動回路１２０を介さずに、直接、コントロール信号
を入力してもよい。

【００２４】信号線駆動回路１３０は、シフトレジスタ
１３１、ＡＳＷ（アナログスイッチ）１３２などで構成
されており、図示しないコントロールＩＣからコントロ
ール信号としてＸクロック信号（水平クロック信号）、
Ｘスタート信号（水平スタート信号）が供給されると共
に、同じくコントロールＩＣからビデオバス１３３を通
じて静止画データ又は動画データ（通常表示時の映像デ
ータ）が供給されている。信号線駆動回路１３０では、
Ｘクロック／Ｘスタート信号に基づいて、シフトレジス
タ１３１からＡＳＷ１３２にオン・オフ信号を供給する
ことにより、ビデオバス１３３から供給される静止画デ
ータ又は動画データを所定のタイミングで信号線１１に
サンプリングする。

【００２５】ここで、通常のアクティブマトリクス型液
晶表示装置として駆動する場合の基本的な動作について
簡単に説明する。

【００２６】走査線駆動回路１２０からオンレベルの走
査信号を出力して、各走査線１２を一水平走査期間毎に
上から順に走査し、これと同期して信号線１１に動画デ
ータをサンプリングすると、走査された走査線１２に接
続するすべての第１のスイッチ素子１４は一水平走査期
間だけオン状態となり、信号線１１にサンプリングされ
ていた動画データは第１のスイッチ素子１４を通じて画
素電極１３に書き込まれる。この動画データは画素電極
１３と対向電極１５（及び図示しない補助容量）との間
に信号電圧として充電され、この信号電圧の大きさに応
じて液晶層１６が応答することで各表示画素１０からの
透過光量が制御される。このような動作を一フレーム期
間内にすべての走査線１２について実施することによ
り、一画面の映像が出来上がる。

【００２７】次に、表示画素１０に含まれるＤＭ１８と
各スイッチ素子の回路構成について説明する。

【００２８】図２は、表示画素１０の回路構成図であ
り、図３と同等部分を同一符号で示している。第２のス
イッチ素子１７は、ＤＭ１８の出力端子及び反転出力端
子と、画素電極１３との間に挿入された２つのスイッチ
素子２１、２２で構成されている。このうち、スイッチ
素子２１のゲートは制御信号線１９ａに接続され、スイ
ッチ素子２２のゲートは制御信号線１９ｂにそれぞれ接
続されており、それぞれの制御信号線に対し走査線駆動
回路１２０からオン又はオフレベルの制御信号が供給さ
れることで、２つのスイッチ素子２１、２２は独立して
制御される。この第２のスイッチ素子１７と第１のスイ
ッチ素子１４は、ともにＭＯＳトランジスタで構成され
ている。

【００２９】ＤＭ１８は、２つのインバータ回路２３、
２４と、第３のスイッチ素子２５で構成されている。こ
のうち、第３のスイッチ素子２５は、第１のスイッチ素
子１４とは逆チャネルのスイッチ素子であり、第１のス
イッチ素子１４と相補型のＭＯＳトランジスタで構成さ
れている。また、第３のスイッチ素子２５のゲートは、
第１のスイッチ素子１４のゲートと同じ走査線１２に接
続されている。

【００３０】次に、上記ように構成された液晶表示装置
１００の動作を図１に示す信号波形のタイミングチャー
トを参照しながら説明する。

【００３１】まず、通常表示時には、２本の制御信号線
１９ａ、１９ｂをともにオフレベルとし、第２のスイッ
チ素子１７の機能を停止する。この間は、走査線駆動回
路１２０及び信号線駆動回路１３０に対し、それぞれＸ
／Ｙのクロック信号、スタート信号、及び動画データを
供給して、通常のアクティブマトリクス型液晶表示装置
と同様に駆動を行うことにより、フルカラーによる高画
質な中間調／動画表示を行う。なお、図中の１Ｖ期間と
は一垂直走査期間であり、この１Ｖ期間毎に出力される
Ｙスタート信号に同期して走査線駆動回路１２０からオ
ンレベルの走査信号が出力される。

【００３２】一方、通常表示から静止画表示に切り替え
る際は、通常表示から静止画表示に移行する最後の１フ
レーム（静止画書き込み期間）において、制御信号線１
９ａをオンレベルとする（制御信号線１９ｂはオフレベ
ル）。そして、第１のスイッチ素子１４がオンレベルの
走査信号によりオンしている間に、信号線１１に２値化
された静止画データをサンプリングし、これを第１のス
イッチ素子１４及びスイッチ素子２１を通じてＤＭ１８
に書き込む。この２値化された静止画データは、静止画
表示時に表示するマルチカラー画像用の映像データであ
る。

【００３３】ＤＭ１８に書き込まれた映像データは、短
時間であればこの状態で保持することもできるが、長時
間保持すると直流成分により液晶層１６が劣化するた
め、交流駆動する必要がある。この実施形態では、静止
画表示期間において、一定の周期で制御信号線１９ａ、
同１９ｂを交互にオンレベルとすることによって、スイ
ッチ素子２１、２２を交互にオンし、同時に対応電極１
５の電位（図１では図示を省略）を反転させることで交
流駆動を実現している。

【００３４】このように、２つのスイッチ素子２１、２
２を交互にオンすることで、画素電極１３の電位はハイ
電源／ロー電源が交互に出力され、これと同期させて対
向電極１５の電位をハイ電源／ロー電源間でシフトする
ことにより、対向電極１５と極性が同じ表示画素１０で
は液晶層１６に電圧がかからず、逆極性の表示画素１０
では液晶層１６に電圧がかかるため、２値表示（マルチ
カラー表示）を行うことができる。このとき、表示画素
部１１０で動作しているのは、低周波数の制御信号線１
９と対向電極１５だけであるため、静止画表示期間で
は、低消費電力でマルチカラー表示を行うことができ
る。

【００３５】なお、画素電極１３を金属薄膜で構成され
た光反射型の画素電極とした場合はバックライトが不要
となるため、バックライトを用いた透過型の構成に比べ
て、さらに低消費電力での駆動が可能となる。ちなみ
に、対角５ｃｍ、２５万画素の液晶パネルについてフレ
ーム周波数６０Ｈｚで静止画表示を行ったところ、消費
電力を５ｍＷとすることができた。

【００３６】次に、静止画表示から通常表示に切り替え
る際は、静止画表示期間の最後に１フレーム分だけ設定
されたデジタルメモリリセット期間において、静止画書
き込み期間と同様に制御信号線１９ａをオンレベルとし
（制御信号線１９ｂはオフレベル）、第１のスイッチ素
子１４がオンレベルの走査信号によりオンしている間
に、信号線１１に一画面の全てが全黒表示又は全白表示
となる２値化された映像データ（以下、全黒／全白デー
タ）をサンプリングし、これを第１のスイッチ素子１４
及びスイッチ素子２１を通じてＤＭ１８に書き込む。こ
こで、先にＤＭ１８に書き込まれていた静止画データは
全黒／全白データに更新されることになる。

【００３７】続いて、通常表示期間の開始とともに再び
２本の制御信号線１９ａ、１９ｂをともにオフレベルと
し、走査線駆動回路１２０及び信号線駆動回路１３０に
対し、それぞれＸ／Ｙのクロック信号、スタート信号及
び動画データを供給する。

【００３８】先のデジタルメモリリセット期間でＤＭ１
８に書き込まれた全黒／全白データは、次に静止画表示
に切り替わるまでの間ＤＭ１８に保持される。ここで、
ＤＭ１８に書き込まれた全黒／全白データの電位を保つ
ために、一定時間毎に電荷の書き込みを行うようにして
もよい。

【００３９】さて、上記のようにＤＭ１８に全黒／全白
データが書き込まれた状態において、通常表示から静止
画表示に切り替える際は、静止画書き込み期間に新たな
静止画データがＤＭ１８に書き込まれるが、この書き込
みが完了するまでの間は、前回書き込まれた全黒／全白
データが表示される。この全黒／全白データは静止画書
き込み期間のみ表示され、その後の静止画表示期間では
新たに書き込まれた静止画データによりマルチカラー表
示が行われる。

【００４０】上記のような駆動方法によれば、通常表示
から静止画表示に切り替わった際に、一画面が全黒表示
又は全白表示となり、前回の静止画データが表示される
ことはない。したがって、表示切り替え時に無関係な前
回の静止画データが表示される場合に比べて、観察者が
画像の変化に違和感を感じることがなく、表示切り替え
時の画像の変化が画像の乱れとして認識されることもな
くなることから、表示切り替え時においても優れた表示
品位を得ることができる。

【００４１】なお、上記実施形態では、デジタルメモリ
リセット期間において、全てのＤＭ１８に２値化された
全黒／全白データを書き込み、静止画書き込み期間では
全黒又は全白の表示を行うようにしているが、ＲＧＢの
各色毎に同一の２値化された映像データを書き込み、静
止画書き込み期間では色ラスター表示を行うようにして
もよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係わる
表示装置の駆動方法によれば、通常表示から静止画表示
に切り替わった際に、無関係な前回の静止画データが表
示されることがないので、観察者が画像の変化に違和感
を感じることがなく、表示切り替え時の画像の変化が画
像の乱れとして認識されることもなくなるため、表示切
り替え時においても優れた表示品位を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】液晶表示装置の動作を示す信号波形のタイミン
グチャート。

【図２】表示画素の回路構成図。

【図３】実施形態に係わるアクティブマトリクス型液晶
表示装置の回路構成図。

【図４】図３の概略断面図。

【符号の説明】

１０…表示画素、１１…信号線、１２…信号線、１３…
画素電極、１４…第１のスイッチ素子、１５…対向電
極、１７…第２のスイッチ素子、１８…デジタルメモリ
（ＤＭ）、１９…制御信号線、２１，２２…スイッチ素
子、２３，２４…インバータ回路、２５…第３のスイッ
チ素子、１１０…表示画素部、１２０…走査線駆動回
路、１３０…信号線駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６６０Ｍ (72)発明者 木村 裕之 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 2H093 NA16 NA41 NC21 NC22 NC34 ND17 ND39 5C006 AA02 BB16 BC03 BC06 BC12 BC20 BF03 BF09 EB05 FA21 5C080 AA10 BB05 DD06 EE17 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 JJ06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された複数の走査
   線、信号線、画素電極及びデジタルメモリを有する第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２つの電極基板間
   に狭持された表示層とを備えた表示装置に対して、通常
   表示期間では、前記信号線に供給された第１の映像デー
   タを前記画素電極に書き込むことで表示を行い、静止画
   表示期間では、前記信号線に供給された第２の映像デー
   タを前記デジタルメモリに保持させ、前記デジタルメモ
   リに保持させた前記第２の映像データを前記画素電極に
   書き込むことで表示を行う表示装置の駆動方法におい
   て、 前記静止画表示期間から前記通常表示期間へ切り替える
   際に、前記複数のデジタルメモリに第３の映像データを
   保持させた後に前記通常表示期間に切り替えることを特
   徴とする表示装置の駆動方法。
2. 【請求項２】 前記画素電極と前記信号線とが第１のス
   イッチ素子を介して接続され、前記画素電極と前記デジ
   タルメモリとが第２のスイッチ素子を介して接続された
   前記表示装置に対して、 前記通常表示期間では前記第１のスイッチ素子を間欠的
   にオン、前記第２のスイッチ素子をオフとし、前記静止
   画表示期間では前記第１のスイッチ素子をオフ、前記第
   ２のスイッチ素子をオンとすることを特徴とする請求項
   １に記載の表示装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 前記第２のスイッチ素子が、前記デジタ
   ルメモリの出力端子及び反転出力端子と前記画素電極と
   の間を接続する２つのスイッチ素子で構成された前記表
   示装置に対して、 前記静止画表示期間に、前記２つのスイッチ素子を交互
   にオンするとともに、これと同期して前記対向電極の電
   位の極性を反転させることを特徴とする請求項２に記載
   の表示装置の駆動方法。
4. 【請求項４】 前記第３の映像データが全黒又は全白の
   ２値化された映像データであることを特徴とする請求項
   １乃至３に記載の表示装置の駆動方法。