WO2006035798A1

WO2006035798A1 - 液晶駆動回路およびそれを備えた液晶表示装置

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Publication number: WO2006035798A1
Application number: PCT/JP2005/017810
Authority: WO
Inventors: Takashi Akiyama
Original assignee: Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2006-04-06
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Description

明細書

液晶駆動回路およびそれを備えた液晶表示装置

技術分野

[0001] この発明は、液晶表示装置の液晶表示部を駆動する液晶駆動回路、特にその階調電圧発生回路に関するものであり、またその液晶駆動回路を備えた液晶表示装置にも関する。

背景技術

[0002] 近年、携帯電話機等の電池を電源とする携帯機器にも、 TFT液晶によるカラー表示が出来る液晶表示装置が用いられるようになって!/、る。

このような機器で問題になるのは電池寿命と安価化である力液晶表示部に階調表示させるための階調電圧発生回路は素子数が多いため安価化の阻害要因となつており、かつ消費電力が大きいという問題があった。

[0003] また、カラーフィルタを用いるカラー液晶表示装置では、カラーフィルタでバックライト光の約 2Z3が吸収されてしまうため、電池寿命を延ばすための低消費電力化が困難であるという問題が解決出来な力つた。

そこで、フィールドシーケンシャルカラー（以下「FSC」と略記する）方式のカラー液晶表示方式が考えられた。

[0004] この技術は、特許文献 1に述べられて、るように、異なる波長の複数の光を所定の周期で順次発光させ、その光源の発光タイミングに同期して液晶に駆動電圧を印加することでカラー表示を行うものである。そのため、カラーフィルタを用いなくて済むので電力消費が少ない点と、画素をカラーフィルタの色毎に分割しなくて済むため高精細化が可能な点が大きな利点となっている。したがって、この FSC方式が携帯機器に適したカラー液晶表示装置の駆動方式として認知されつつある。

[0005] 図 13は FSC方式による液晶表示装置の制御方法を説明するための図である。

この図 13において、 tLが 1フィールド期間を示しており、 2フィールド期間で 1フレーム（1つの画面を表示する）を構成する。フレーム周波数は 30Hz以上とするのが一般的である。 FSC方式では 1フィールド期間 tLをバックライトの発光色数のサブフィールドに分割する。ここでは 3原色である赤（R)のサブフィールド tR、緑（G)のサブフィールド tG 、青（B)のサブフィールド tBの 3つのサブフィールドに分割して!/、る。

[0006] カラーフィルタを用いた通常の駆動方式では、図 13の「NML白色」に示すように、白色のバックライトが 1フィールド期間 tLを通じて ONにされて!、る。

これに対して FSC方式では、赤 (R)のサブフィールド tRでは液晶表示部に赤のデータを表示して、そのデータを赤のバックライト「R」を ONにして表示する。緑 (G)のサブフィールド tGでは液晶表示部に緑のデータを表示して、そのデータを緑のバックライト「G」を ONにして表示する。さらに、青（B)のサブフィールド tBでは液晶表示部に青のデータを表示して、そのデータを青のノックライト「B」を ONにして表示する。これら 3原色の表示情報を人間の目が積分して表示を認識する。このように複数のカラー光を順次繰り返し発光させて表示する。

[0007] しかし、携帯電話機等の低消費電力化の必要性は非常に大きぐ FSC方式を採用するだけでは消費電力の削減は十分ではない。また、液晶制御系の素子数削減による安価化がさらに望まれて、る。

[0008] 液晶制御系の素子数削減による安価化のために、例えば特許文献 2に開示されているような提案がなされている。それによれば、複数の階調電圧を液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたセレクタで選択し、その選択された階調電圧をやはり液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたコンパレータに送る。そのコンパレータで共通に設けられたランプ電圧と上記選択された階調電圧とを比較し、一致した時にはその電圧を液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたサンプリングコンデンサに蓄える。そして、そのサンプリングコンデンサに蓄えられた電圧を液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたソースフォロア回路を介して液晶表示装置に送るように構成している。

[0009] この技術は、複数の階調電圧を選択する部分の素子数を減らし、液晶表示装置駆動用の ICを小型化するためのものであるが、複数の階調電圧を作成する部分には言及されておらず、また消費電力を低減ィ匕する技術に関しても言及されていない。例えば、特許文献 2の第 1図に示された定電流源 la, lb, Inも常に電流を流す構成となっている。

[0010] また、例えば特許文献 3に開示されているように、複数の階調電圧を液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたセレクタで選択し、その選択された階調電圧を液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたサンプリングコンデンサに蓄え、そのサンプリングコンデンサに蓄えられた電圧を、液晶表示装置の各データ電極線毎に設けたソースフォロア回路で低インピーダンス化して液晶表示装置に送るという提案もある。

[0011] この技術は、やはり複数の階調電圧を選択する部分の素子数を減らし、液晶表示装置駆動用の ICを小型化するためのものであるが、液晶表示装置の各データ電極線毎にソースフォロア回路を設けて低インピーダンス化して、る。

しかし、ソースフォロワ回路を出力ドライバに用いる場合には、 ICに集積する場合に MOSFETの基板電位を出力端子と接続する必要があり、他の素子と基板電位が異なる。そのため、 IC内では基板電位を分離するために素子の電源を分離すること〖こなり、従来の出力回路に比べて小型化の効果はほとんど無いのが現実であった。

[0012] しかも、中型及び小型の液晶表示装置では、それほどの低インピーダンス化は必要ないので、基板電位の分離のための素子面積増大の割合が大きぐ逆に従来よりも大きくなつてしまう。そのため、この技術は中小型の液晶表示装置駆動用 ICの小型ィ匕には役立たない。

また、複数の階調電圧を作成する部分には言及されておらず、消費電力を低減ィ匕する技術に関しても言及されていないことは、前述の例と同様である。このことは、特許文献 3の第 1図における定電流トランジスタ群 151, 152, 15kに、常に電流を流す構成となって、ることからも明らかである。

[0013] 特許文献 1 :特開平 5— 19257号公報

特許文献 2：特許第 2600372号公報

特許文献 3：特公平 7 - 38104号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0014] このように、従来提案されている液晶表示装置用の駆動回路では、依然として階調電圧を作成する回路部分の素子数が多ぐ要求される安価化を達成することはできなかった。また、消費電力を充分に低消費電力化することもできな力つた。

この発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、液晶駆動回路およびそれを備えた液晶表示装置の一層の安価化と低消費電力化を図ることを目的とする。課題を解決するための手段

[0015] この発明による液晶駆動回路は、液晶表示部が個々の画素毎にトランジスタを有し、その液晶表示部の行毎に設けられ、上記トランジスタのゲート電極に接続されて液晶表示部の行を選択する選択信号線群と、その液晶表示部の列毎に設けられ、上記トランジスタのソース電極に接続されて上記液晶表示部の各画素の表示状態を制御するための電圧データを与えるデータ電極線群とを有する液晶表示装置の液晶駆動回路であり、上記の目的を達成するため、次のように構成したことを特徴とする。

[0016] すなわち、上記液晶表示部に階調を表示させるための電圧を複数発生する階調電圧発生回路を設け、その階調電圧発生回路は上記液晶表示部の画素に階調表示させるための複数の階調電圧を発生する階調電圧発生部と、その各階調電圧をインピ一ダンス変換するソースフォロア接続されたトランジスタ群と、そのトランジスタ群の出力を選択して上記データ電極線群に印加するアナログスィッチ部とを設けたものである。

[0017] さらに、上記ソースフォロア接続されたトランジスタ群の各トランジスタに電流制御回路を設けるとよい。その電流制御回路が抵抗素子を有するとなおよい。

あるいは、その電流制御回路が直列に接続された抵抗素子とスイッチング素子を少なくとも 1組有するようにするとさらによい。

その電流制御回路に流す電流を可変にすることもできる。

また、上記電流制御回路に流す電流を、上記液晶表示装置にデータを書き込む選択期間には、上記液晶表示装置へのデータ書き込みを停止している非選択期間よりも大きく設定するのが望まし、。

[0018] さらに、この液晶駆動回路は、複数のカラー光を順次繰り返し発光する光源と、その光源の発光光の透過を制御する液晶表示部とを有し、 1つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、その複数のサブフィールドの少なくとも一部の期間において、上記複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、その特定のカラ一光に対応した画像を上記液晶表示部に表示してカラー表示を行う液晶表示装置を駆動するのに適する。

[0019] この発明による液晶表示装置は、液晶表示部が個々の画素毎にトランジスタを有し、その液晶表示部の行毎に設けられ、上記トランジスタのゲート電極に接続されて液晶表示部の行を選択する選択信号線群と、その液晶表示部の列毎に設けられ、上記トランジスタのソース電極に接続されて上記液晶表示部の各画素の表示状態を制御するための電圧データを与えるデータ電極線群とを有する液晶表示装置であって、上述した液晶駆動回路を備え、その液晶駆動回路によって上記液晶表示部が駆動されるようにしたものである。

発明の効果

[0020] この発明によれば、液晶駆動回路における階調電圧発生回路の素子数を削減できるため、消費電力を大幅に低減できると共に、階調電圧発生回路を構成する集積回路の面積を削減でき、安価化も可能になる。さらに、電流制御回路を設ければ、より安定な階調電圧を液晶表示部に供給することが可能になり、表示画質の向上が計れると共に、低電流化も実現できる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]この発明による液晶駆動回路の一実施例を示すブロック図である。

[図 2]この発明による液晶駆動回路によって駆動する FSC方式の液晶表示装置におけるパネル部の一例を示す模式的な断面図である。

[図 3]同じく液晶表示装置におけるパネル部の他の例を示す模式的な断面図である

[図 4]同じく液晶表示装置におけるパネル部のさらに他の例を示す模式的な断面図である。

[図 5]図 4における内部反射膜の 1画素分の拡大平面図である。

[図 6]図 2乃至図 4に示した液晶表示部の一部を拡大して示す模式的な断面図である。

[図 7]図 2乃至図 4に示した液晶表示部に形成される選択信号線群とデータ電極線群及び画素の等価回路を示す図である。 [0022] [図 8]図 1に示した液晶駆動回路における階調電圧発生回路の具体例を示す回路図である。

[図 9]図 8における電流制御回路の具体例を示す回路図である。

[図 10]図 8における電流制御回路の他の具体例を示す回路図である。

[図 11]図 8におけるアナログスィッチ部のスィッチ部の一つを具体的に示す回路である。

[図 12]この発明による FSC方式の液晶表示装置の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。

[図 13]FSC方式による液晶表示装置の制御方法を説明するための図である。

符号の説明

[0023] 10 液晶表示部 12 偏光板 13 表示電極 (画素電極）

14 上側透明基板 15 シール材 16 液晶層

17 共通電極 18 下側透明基板 20 偏光板

21 ノックライトユニット 22 導光板 24 光源

26 半透過反射板 28 反射層 30 内部反射層（兼共通電極）

32 光透過部 42 薄膜トランジスタ (TFT) 43 画素領域

44 キャパシタ（蓄積容量） 46 キャパシタ（画素容量）

[0024] 48 データ電極線群 50 選択信号線群 70 画像メモリ

78 階調電圧発生回路 88 階調電圧発生部

90 ソースフォロア接続されたトランジスタ群 92 電流制御回路部

94 アナログスィッチ部 twr 書込期間 twa 応答待期間

tli 点灯期間 II, 12, 13, · ' ·、Ι8 電流制御回路

twr 選択期間 twa、tli 非選択期間

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、この発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。

まず、この発明による液晶駆動回路が駆動する FSC駆動方式の液晶表示装置のパネル部の構成例を図 2から図 7によって説明する。

図 2はその液晶表示装置のパネル部の一例を示す模式的な断面図である。図 2において、それぞれ透明なガラス又は樹脂からなる上側透明基板 14と下側透明基板 18とが所定の間隔でシール材 15によって張り合わされ、その間隙に液晶層 1 6が封入狭持され、上側透明基板 14の上面には偏光板 12が、下側透明基板 18の下面には偏光板 20がそれぞれ貼り付けられて液晶表示部 10となっている。

[0026] その上側透明基板 14の内面 (液晶層 16側の面）には、各画素領域ごとに、表示電極 (画素電極） 13と図 2には示してしな、薄膜トランジスタ (TFT)及び選択信号線群やデータ電極線群などが形成されている。それらの詳細は後述する。下側透明基板 18の内面 (液晶層 16側の面）には全面に共通電極 17が形成されている。表示電極 13と共通電極 17は、いずれも酸化インジユーム錫 (ITO)などの透明導電膜である。その各表示電極 13と共通電極 17とが対向する部分がドットマトリクス状の画素を構成している。なお、表示電極 13と共通電極 17の表面には液晶層 16の液晶分子を一定方向へ配向させるための配向膜が形成されているが、それらは図示を省略している。

[0027] 液晶層 16は、例えばツイストネマチック (TN)液晶であり、表示電極 13と共通電極 17間に電圧を印加して、な、状態では旋光性を有し、この液晶層 16を透過する直線偏光の偏光方向を 90° 回転させ、表示電極 13と共通電極 17間に所定の電圧が印加された状態では旋光性が失われ、直線偏光をそのまま透過させる。

偏光板 12と偏光板 20は、いずれも偏光方向が透過軸に平行な直線偏光は透過し、偏光方向が透過軸に直交する直線偏光は吸収する一般的な吸収型偏光板であり、その透過軸が互いに直交するか平行するように配置されて、る。

そのため、表示電極 13と共通電極 17間に印加する電圧の有無および大きさによつて各画素の透過率が変化し、シャツタとして機能する。なお、液晶層 16はスーパツイストネマチック（STN)液晶や強誘電液晶などを使用することもできる。

[0028] この液晶表示部 10の下側透明基板 18の下方には、異なる波長の複数色の光、例えば赤、緑、青の光を順次繰り返して発光可能な光源 24と、その光源 24の発光光を面状に拡散させる導光板 22と、その導光板 22の下方に設けられた反射層 28から成るバックライトユニット 21が設けられている。

この FSC駆動方式の液晶表示装置の液晶表示部 10にはカラーフィルタを設けていない。そのため、各画素を 3原色のカラーフィルタを配置する領域に分割する必要がない。

[0029] このように構成された液晶表示装置は、 FSC駆動を行う時にはバックライトユニット 2 1から 3原色の光が順次発光されて液晶表示部 10を照明し、液晶表示部 10は各色に対応した表示データに従って、各画素ごとにシャツタとして機能してカラー表示が行われる。

また、ノックライトユニット 21の光源 24の発光を停止すれば、外光による反射型の白黒表示装置としても使用可能である。

[0030] また、ノックライトユニット 21の光源 24を 1色だけ発光させて、液晶表示部 10の各画素を 2値駆動すれば、透過型モノカラー表示装置としても機能する。

図 3はこの発明による液晶駆動回路で駆動する液晶表示装置のパネル部の他の例を示す模式的な断面図であり、図 2と同じ部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

[0031] この図 3に示す液晶表示装置において、図 2に示した液晶表示パネルと異なるのは、液晶表示部 10の下側透明基板 18とバックライトユニット 21の導光板 22との間に半透過反射板 26が設けられて、る点である。

それによつて、 FSC駆動を行う時は、ノックライトユニット 21から 3原色の光が順次発光され、そのうち半透過反射板 26を透過した光が液晶表示部 10を照明する。白黒表示の時は、視認側カゝら液晶表示部 10に入射してそれを透過し、半透過反射板 26に到達した光の一部が反射されて上側透明基板 14の上方の視認側に戻される。

[0032] 図 4はこの発明による液晶駆動回路で駆動する液晶表示装置のパネル部のさらに他の例を示す模式的な断面図であり、ここでも図 2と同じ部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。

この図 4に示す液晶表示装置において、図 2に示した液晶表示装置と異なるのは、液晶表示部 10の下側透明基板 18上に内部反射層 30が設けられている点である。

[0033] この内部反射層 30は、画素毎に図 5に示すように、内部反射層 30の一部がくりぬかれて光透過部 32を形成している。この内部反射層 30は、アルミニウム薄膜等の導電性反射膜であれば、前述した共通電極 17を兼ねることができる。その場合、光透過部 32には透明導電膜を形成するとよい。あるいは、この内部反射層 30の光透過部 32も含む全域に透明導電膜によって共通電極を形成するようにしてもょヽ。

[0034] この液晶表示装置では、 FSC駆動を行う時は、ノックライトユニット 21から 3原色の光が順次発光され、そのバックライト光が液晶表示部 10を照明し、内部反射層 30の光透過部 32を透過する光が視認側へ出射する。

白黒表示の時は、視認側力も液晶表示部 10に入射する外光を内部反射層 30が反射して視認側へ戻し、白黒反射表示を行う。

なお、内部反射層 30は後述する TFTの電極群形成時に同時に形成可能なのでコスト面での効果がある。

[0035] ここで、図 2乃至図 4に示した液晶表示装置の液晶表示部 10において、各画素ごとに設けられる表示電極と薄膜トランジスタ (TFT)について、図 6によって説明する。図 6は液晶表示部の一部を拡大して示す模式的な断面図である。

この図 6に示すように、上側透明基板 14の内面には、各画素領域ごとに透明導電膜による表示電極 13が形成され、それに隣接して TFT42が形成されている。

また、表示電極 13と共通電極 17(図 4の例では内面反射層 30)とが液晶層 16を挟んで対向する領域が画素を構成しており、そこに液晶層 16を誘電体とする画素容量が存在し、それをキャパシタ 46で示している。

[0036] TFT42は、上側透明基板 14上に形成されたゲート電極 G及びゲート絶縁膜 GIと、アモルファスシリコン a— Siと、その上に形成されたソース電極 S及びドレイン電極 Dとからなり、ドレイン電極 Dは表示電極 13に接続されて!、る。

さらに、上側透明基板 14と表示電極 13の一部との間にゲート絶縁膜 GIを誘電体とする蓄積容量を形成し、キャパシタ 46と並列に接続されるようにしている力これは公知の技術である力もここでは図示を省略して、る。

なお、この表示電極 13と TFT42を下側透明基板 18上に形成し、共通電極 17を上側透明基板 14上に形成するようにしてもょヽ。

[0037] 次に、図 7によって液晶表示部の上側透明基板 14上に形成される選択信号線群とデータ電極線群及び画素の等価回路について説明する。

図 7において、上側透明基板 14上には、破線で示す各画素領域 43の行列を仕切るように選択信号線 (走査電極） 501〜50m力もなる選択信号線群 50と、データ電極線 (データ信号線) 48 l〜48nからなるデータ電極線群 48が互いに直交するように形成されている。

[0038] その各画素領域 43毎に、上述した TFT42が設けられ、そのドレイン電極 Dは前述した表示電極 13に接続され、ソース電極 Sはデータ電極線群 48の 1本に、ゲート電極 Gは選択信号線群 50の 1本にそれぞれ接続される。そして、図 6に示した画素容量であるキャパシタ 46と、前述した蓄積容量であるキャパシタ 44とが等価的に並列接続されて各画素の信号保持容量となり、その一端が TFT42のドレイン電極 Dに接続され、他端は共通電極 17(図 4の例では内面反射層 30)に接続されてグランド電位が与えられている。

[0039] TFT42のゲート電極 Gは各行毎に選択信号線群 50のうちの 1本に接続されて、各行の TFT42が順次走査すなわち選択され、選択された TFT42は導通状態になつて、ソース電極 Sに接続されたデータ電極線群 48のうちの 1本の表示データをキャパシタ 44, 46に取り込む。各画素領域 43の液晶層 16ίまキヤノシタ 44, 46に取り込まれた電圧に従って駆動される。

[0040] 一行分の複数の画素領域 43のそれぞれの TFT42のゲート電極 Gは、選択信号線群 50のうちの同じ一本に接続されおり、その各 TFT42によってそれぞれのキャパシタ 44, 46に表示情報が書き込まれ、キャパシタ 44, 46によってその表示情報 (電圧）が保持される。このように、この液晶表示部は、画素にデータが書き込まれると少なくとも一定の時間はその表示状態を保持することができる。

[0041] カラーフィルタを用いた液晶表示装置の通常の駆動では、一番目の選択信号線 50 1が選択されてから次にそれが再び選択されるまでが 1フィールドであり、 FSC駆動では 1フィールド間に光源の発光色の数だけ (ここでは 3回）、一番目の選択信号線 5 01が選択される。

[0042] 図示していないが、駆動用 ICは上側透明基板 14上に COG実装しても良いし、フィルム上に実装した駆動用 ICをデータ電極線群 48及び選択信号線群 50に接続しても良い。

なお、図 7に示した液晶表示部を 90度もしくは 270度回転して使うことは設計上の問題である。その場合は行 (選択信号線)が縦方向の線となり、列 (データ電極線)が横方向の線となる。

[0043] 図 1は、この発明による液晶駆動回路の一実施例を示すブロック図である。

この図 1において、階調電圧発生回路 78は、前述した液晶表示部 10の画素に階調表示させるための複数の階調電圧を発生する階調電圧発生部 88と、その複数の各階調電圧をインピーダンス変換するソースフォロア接続されたトランジスタ群 90と、そのトランジスタ群 90の出力を選択して、図 7に示したデータ電極線群 48に印加するアナログスィッチ部 94と力も成る。

[0044] 階調電圧発生部 88は液晶表示部が表示する階調数の階調電圧信号を発生し、トランジスタ群 90はその階調電圧信号群を低インピーダンス化してバスライン 93に出力する。ここでは、各画素の階調電圧信号力ビットで構成されている例を示している画像メモリ 70は、それぞれ 4ビットの各色の表示データを記憶する赤データメモリ 7 2、緑データメモリ 74、および青データメモリ 76を有し、後述する各色のサブフィールド期間の書込期間に同期して、各色各行各画素の表示データを順次アナログスイツチ部 94に送る。

[0045] アナログスィッチ部 94は、画像メモリ 70から送られて来る表示データ 95にしたがつて階調電圧信号をバスライン 93から選択し、図 7に示したデータ電極線群 48に送るまた、階調電圧信号群を低インピーダンス化するトランジスタ群 90の各トランジスタには、電流制御回路部 92によってそれぞれ電流制御回路が接続されて!、る。

その電流制御回路部 92は、低インピーダンス化した階調電圧信号が負荷変動によつて変動する幅を小さくするために設けたものである。そして、アナログスィッチ部 94 を介して液晶表示部の各画素に階調電圧を書き込んで、る期間は ONZOFF信号によって導通状態とされ、その他の期間は低消費電力化のため非導通状態とされる

[0046] 図 8は、図 1に示した液晶駆動回路における階調電圧発生部 88の具体例を示す回路図であり、 8階調の階調電圧を出力する例を示している。図 8において、階調電圧発生部 88は、電源電位 VDDとアース電位 GND間に直列に接続された 9本の抵抗 R1〜R9によって構成され、それぞれの抵抗の接続点から階調表示で用いる階調電圧が得られるように、それぞれの抵抗の抵抗値が設定されている。

この階調電圧発生部 88で発生された 8階調分 8種の電圧は、トランジスタ群 90に送られる。

[0047] なお、 8種の電圧を発生するための構成は、抵抗 8本で構成しても 7本で構成してもよい。また、抵抗 R1〜R9に直列にスィッチを設け、後述する書き込み期間以外は電流を流さな、ように構成して低消費電力化を計ってもょ、。

[0048] トランジスタ群 90は、それぞれドレイン電極を VDDに接続され、ゲート電極に階調電圧が印加され、ソース電極を出力線とするソースフォロア接続されたトランジスタ Tr l〜Tr8からなる。このソースフォロア接続されたトランジスタ Trl〜Tr8の各ゲート電極に印加される階調電圧は比較的高インピーダンスである力このトランジスタ群 90 の出力線となる各トランジスタ Trl〜Tr8のソース電極からは、低インピーダンス化された階調電圧が得られる。

[0049] 従来は、インピーダンス変換用の素子としてオペアンプが用いられていた力この発明におヽてはソースフォロア接続されたトランジスタを用いたため、大幅に素子数を減らすことが出来た。図 8に示す実施例は簡単にするため、 8階調の階調電圧を発生する場合の例で描かれているが、 256階調、 512階調のように階調数が多い場合には、この効果は非常に大きなものとなる。

[0050] なお、階調電圧発生部 88の出力電圧は、ソースフォロア接続されたトランジスタ Tr l〜Tr8で該トランジスタの閾値電圧（以下「Vth」と略記する）分降下するため、階調電圧発生部 88の出力電圧はその閾値電圧 Vth分だけ高めになるように、各抵抗 R1 〜R9の抵抗値を設定して、る。

[0051] トランジスタ群 90の各出力線には、電流制御回路部 92の各電流制御回路 11〜18 が接続され、その各出力線は階調電圧のバスライン 93に接続されている。

電流制御回路 11〜18は、バスライン 93上の階調電圧の過負荷による変動を防ぐために設けられたもので、バスライン 93から液晶表示部 10の各画素に階調電圧が書き込まれる間は、 VDD→Trn→In→GNDの経路でブリーダ電流を流し、階調電圧の変動を防いでいる。これにより安定な階調電圧を液晶表示部 10に供給することが可能になり、表示画質の向上が計れた。

[0052] また、電流制御回路 II〜18は、 ONZOFF信号によりブリーダ電流を ONZOFF 出来るように構成し、液晶表示部 10の各画素に階調電圧が書き込まれる間は ONにし、それ以外の期間は OFFにする。このように、電流制御回路 11〜18を間欠的に O Nさせることにより、表示画質を維持しながらの低電流化を実現できた。

アナログスィッチ部 94には、図 7に示したデータ電極線 481〜48nの数だけのスィツチ部 941〜94nが設けられており、図 1に示した画像メモリ 70から送られる表示データ 95に応答して、階調電圧のバスライン 93から階調電圧を選択して液晶表示部 1 0のデータ電極線群 48に送る。

[0053] 図 8のように構成したことにより、基板電位の分離が必要で ICに集積した時に大きな面積が必要なのは一組のトランジスタ群 90だけであり、 ICに集積した時に比較的面積が小さいアナログスィッチ部 94の各スィッチ部 941〜94nを、液晶表示部 10の図 7に示したデータ電極線 481〜48nの数と同じ個数だけ用いることによって、図 1 に示した階調電圧発生回路 78を構成できた。

[0054] このため、この発明による階調電圧発生回路を設けた液晶駆動回路用の集積回路は、面積を削減でき、安価化が可能になっている。この効果は、例えば特許文献 3に開示された技術と比較すると明らかである。特許文献 3に記載された液晶駆動回路では、液晶表示部のデータ電極線群 48を構成するデータ電極線の数だけ、大きな面積が必要なソースフォロア接続されたトランジスタを必要とする。

[0055] 図 9は、図 8における電流制御回路 11〜18 (この図では Inとする）の具体例を示す回路図である。この電流制御回路 Inは、直列に接続された抵抗素子 100とスィッチング素子 102を 1組備えている。

図 10は、同じく電流制御回路 11〜18 (この図では Inとする）の他の具体例を示す回路図である。この電流制御回路 Inは、それぞれ直列に接続された抵抗素子 110、 11 2とスイッチング素子 114, 116を 2組備えている。

[0056] これらの電流制御回路 Inにおいて、スイッチング素子 102, 114は例えば図 8に示した ONZOFF信号 104によって導通 Z非導通が制御され、スイッチング素子 116 は例えば図 8に示した ONZOFF信号 104がインバータ 106によって反転された信号 108によって導通 Z非導通が制御される。

このように、図 8に示した電流制御回路部 92を構成する各電流制御回路 Inがそれぞれ抵抗素子を有しており、かつ直列に接続された抵抗素子とスイッチング素子を少なくとも 1組有している。

[0057] このように各電流制御回路 Inを構成したことにより、図 9の構成の場合には、液晶表示装置にデータを書き込む選択期間では、スイッチング素子 102を導通状態にして比較的低、抵抗値の抵抗素子 100を介して比較的大きな電流を流して、図 7に示したソースフォロア接続されたトランジスタ Trl〜Tr8の出力電圧を負荷変動に対して安定化させている。

液晶表示装置へのデータ書き込みを停止している非選択期間の大部分の期間では、スイッチング素子 102を非導通状態にして、図 8に示したソースフォロア接続されたトランジスタ Trl〜Tr8を介して流れる電流をほぼゼロにし、低消費電力化を計つている。

[0058] 図 10の構成の場合には、上記選択期間ではスイッチング素子 114を導通状態にして、比較的低い抵抗値の抵抗素子 110を介して比較的大きな電流を流し、図 8に示したソースフォロア接続されたトランジスタ Trl〜Tr8の出力電圧を負荷変動に対して安定化させ、非選択期間の大部分の期間ではスイッチング素子 114を非導通にし、スイッチング素子 116を導通状態にして、比較的高、抵抗値の抵抗素子 112を介して比較的小さな電流を流し、ソースフォロア接続されたトランジスタ Trl〜Tr8の出力電圧を無負荷時も安定化させながら低消費電力ィ匕も計っている。

[0059] このように、この実施例の液晶駆動回路は、電流制御回路 Inに流す電流を可変にしたことにより、選択期間には、液晶表示装置へのデータ書き込みを停止している非選択期間の大部分の期間よりも、電流制御回路 Inに流す電流を大きく設定することを可能にしている。

なお、駆動回路の小型化のため、電流制御回路を抵抗素子のみで構成するようにしてちよい。 [0060] 図 11は、図 8におけるアナログスィッチ部 94のスィッチ部の一つを具体的に示す回路である。

図 11において、図 8に示したアナログスィッチ部 94の 1つのスィッチ部、例えばスィツチ部 941は、 Pチャネルトランジスタと Nチャネルトランジスタが並列に接続されたァナログスィッチ 9411〜9418から成り、それぞれが階調電圧のバスライン 93の異なるラインに接続され、出力はワイヤード OR接続されて図 7に示したデータ電極線 481 に接続される。

[0061] 図 1に示した画像メモリ 70から送られる表示データ 95はデコーダ 96に入力され、そのデコーダ 96の出力によってアナログスィッチ 9411〜9418のうちの 1つが導通状態となり、表示データ 95に従った階調電圧を出力する。

[0062] 図 12は、この発明による FSC方式の液晶表示装置の制御方法を説明するためのタイミングチャートである。

この図 12において、 tLは 1フィールド期間で、 1つのフィールド期間が赤サブフィールド tR、緑サブフィールド tG、および青サブフィールド tBに分割される。さらに、各サブフィールドが図示のように、液晶表示部に表示データを書き込む書込期間 twrと、液晶表示部が応答するのを待つ応答待期間 twaと、光源の当該色の光を発光させる点灯期間 tliとに分割されている。

[0063] FSC方式の駆動においては、赤サブフィールド tRの書込期間 twr中にゲート選択信号力液晶表示部 10における図 7に示した選択信号線群 50の m本の各選択信号線を選択して、液晶表示部 10に赤の表示データを書き込む。

図 12におけるゲート選択信号の「K」はライン番号である。

[0064] 例えば、 Κ= 1で示したゲート選択信号が Ηレベルの時、図 7における一番上方の選択信号線 501を選択し、 K=mで示したゲート選択信号が Ηレベルの時、図 7における一番下方の選択信号線 50mを選択し、その選択されている期間に液晶表示部の図 7に示した各画素領域 43のキャパシタ 44, 46に表示データが書き込まれる。その後、液晶がその表示データに応答する時間である応答待期間 twaだけ待ってから、点灯期間 tliで赤のノックライト「R」を図 12に示すタイミングで点灯 (ON)させる。

[0065] 同様に、緑サブフィールド tGの書込期間 twr中にゲート選択信号が m本の各選択信号線を選択して、液晶表示部 10に緑の表示データを書き込む。その後、液晶がその表示データに応答する時間である応答待期間 twaだけ待ってから、点灯期間 tliで緑のバックライト「G」を図 12に示すタイミングで点灯（ON)させる。青サブフィールド t Bにおいても、書込期間 twr中にゲート選択信号が m本の各選択信号線を選択して、液晶表示部 10に青の表示データを書き込む。その後、液晶がその表示データに応答する時間である応答待期間 twaだけ待ってから、点灯期間 tliで青のバックライト「B」を図 12に示すタイミングで点灯（ON)させる。

[0066] 図 8に示した電流制御回路 11〜18は、各サブフィールドの書込期間 twrで導通状態 (ON)になってブリーダ電流を流し、各サブフィールドの応答待期間 twa及び点灯期間 tliでは非導通状態 (OFF)になってブリーダ電流を流さないよう制御される。この書込期間 twrが選択期間に相当し、応答待期間 twa及び点灯期間 tliが非選択期間に相当している。

[0067] このように制御することにより、液晶表示部の各画素に表示データを書き込む書込期間 twrでは、図 8において階調電圧が供給されている階調電圧のノスライン 93の電圧を安定させることができ、その結果クロストーク等による表示品質の悪ィ匕を避けることができる。また、液晶表示部の各画素に表示データを書込まず、液晶表示部の各画素が表示データを保持している応答待期間 twa及び点灯期間 tliでは、電流制御回路 11〜18にブリーダ電流を流さないため低消費電力化を実現出来る。

[0068] この実施例では上述したように、書込期間 twrのみ電流制御回路 11〜18が ONになって、図 8に示したソースフォロア接続された各トランジスタ Trl〜Tr8から電流制御回路 11〜18に電流を流し、応答待期間 twa及び点灯期間 tliでは電流制御回路 11 〜18を OFFにして電流の流れを遮断する例を示した。しかし、電流制御回路 11〜18 に電流を流す期間を応答待期間 twa及び点灯期間 tliの一部の期間に食、込ませても良いし、電流制御回路 11〜18を OFFにする代わりに、階調電圧のバスライン 93の電圧を安定させるため微少な電流を流すようにしてもょヽ。

[0069] すなわち、電流制御回路 II〜18に流す電流を、書込期間 twrには応答待期間 twa 及び点灯期間 tliの大部分の期間よりも大きぐ例えば数十倍に設定すれば、表示品質の維持及び低消費電力化の効果を生じる。また、この発明は FSC駆動方式の液晶表示装置に限らず、例えば 1フレーム中の書込期間を短力べしたインパルス駆動方式の液晶表示装置、 TFTのゲート選択期間後の帰線期間が長い駆動方式の液晶表示装置のように、液晶表示装置へのデータ書き込みを停止している非選択期間を有する液晶表示装置にはいずれも適用できる産業上の利用可能性

以上説明したように、この発明によれば、液晶駆動回路における階調電圧発生回路を構成する素子数と集積回路の面積を削減出来るため、消費電力を大幅に低減できると共に安価化が可能になる。さらに、電流制御回路を設ければ、安定な階調電圧を液晶表示部に供給して表示画質の向上を図れ、表示画質を維持した状態で低電流化も実現できる。

したがって、この発明による液晶駆動回路および液晶表示装置は、携帯電話機をはじめ、携帯情報端末、携帯型液晶テレビ、携帯型パソコン、その他各種の携帯用電子機器など広範に利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 液晶表示部が個々の画素毎にトランジスタを有し、前記液晶表示部の行毎に設けられ、前記トランジスタのゲート電極に接続されて前記液晶表示部の行を選択する選択信号線群と、前記液晶表示部の列毎に設けられ、前記トランジスタのソース電極に接続されて前記液晶表示部の各画素の表示状態を制御するための電圧データを与えるデータ電極線群とを有している液晶表示装置の液晶駆動回路において、前記液晶表示部に階調を表示させるための電圧を複数発生する階調電圧発生回路を設け、該階調電圧発生回路は、前記液晶表示部の画素に階調表示させるための複数の階調電圧を発生する階調電圧発生部と、前記複数の各階調電圧をインピ一ダンス変換するソースフォロア接続されたトランジスタ群と、該トランジスタ群の出力を選択して前記データ電極線群に印加するアナログスィッチ部とを有することを特徴とする液晶駆動回路。

[2] 前記ソースフォロア接続されたトランジスタ群の各トランジスタに、それぞれ電流制御回路を設けたことを特徴とする請求項 1記載の液晶駆動回路。

[3] 前記電流制御回路は抵抗素子を有することを特徴とする請求項 2記載の液晶駆動回路。

[4] 前記電流制御回路は直列に接続された抵抗素子とスイッチング素子を少なくとも 1 組有することを特徴とする請求項 2記載の液晶駆動回路。

[5] 前記電流制御回路に流す電流を可変にしたことを特徴とする請求項 2乃至 4のいずれか一項に記載の液晶駆動回路。

[6] 前記電流制御回路に流す電流を、前記液晶表示装置にデータを書き込む選択期間には、前記液晶表示装置へのデータ書き込みを停止している非選択期間よりも大きくするように設定したことを特徴とする請求項 5記載の液晶駆動回路。

[7] 複数のカラー光を順次繰り返し発光する光源と、該光源の発光光の透過を制御する液晶表示部とを有し、 1つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、該複数のサブフィールドの少なくとも一部の期間において前記複数のカラー光のうちの特定の力ラー光を発光させるとともに、該特定のカラー光に対応した画像を前記液晶表示部に表示してカラー表示を行う液晶表示装置を駆動する回路であることを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか一項に記載の液晶駆動回路。

液晶表示部が個々の画素毎にトランジスタを有し、前記液晶表示部の行毎に設けられ、前記トランジスタのゲート電極に接続されて前記液晶表示部の行を選択する選択信号線群と、前記液晶表示部の列毎に設けられ、前記トランジスタのソース電極に接続されて前記液晶表示部の各画素の表示状態を制御するための電圧データを与えるデータ電極線群とを有している液晶表示装置であって、

請求項 1乃至 7のいずれか一項に記載の液晶駆動回路を備え、該液晶駆動回路によって前記液晶表示部が駆動されることを特徴とする液晶表示装置。