JP3783561B2 - マトリクス型表示装置、その駆動方法および電子機器 - Google Patents
マトリクス型表示装置、その駆動方法および電子機器 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画質劣化の発生を抑え、かつ、消費電力を極めて低く抑えたマトリクス型表示装置の駆動方法、マトリクス型表示装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリクス型の表示パネルには、マトリクス状に配列された画素電極の各々にスイッチング素子が設けられるともに各スイッチング素子の一端が接続された複数のデータ線が設けられた素子基板と、走査線やカラーフィルタなどが形成された対向基板と、両基板の間に充填された液晶とを備えたものがある。
【０００３】
このような構成において、スイッチング素子として薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）などの２端子型非線形素子を用い、データ線と走査線との間にスイッチング素子の閾値電圧を上回る電圧を給電すると、スイッチング素子がオン状態となって液晶層に所定の電荷が蓄積される。そして、電荷蓄積後、閾値電圧を下回る電圧を印加してスイッチング素子をオフ状態としても、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように、各スイッチング素子を駆動して、蓄積させる電荷の量を制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して、所定の情報を表示することが可能となる。この際、各画素毎の液晶層にオン状態となる信号電圧を印加して電荷を蓄積させるのは、一部の期間で良いため、各走査線を時分割に選択することにより、走査線およびデータ線を複数の画素について共通化したマルチプレックス駆動が可能となっている。
【０００４】
ところで、携帯電話のような携帯型電子機器に用いられるマトリクス型表示パネルには、より多くの情報が表示できるように、表示ドット数が年々増加している。一方、携帯型電子機器は、電池駆動が原則であるため、低消費電力であることが強く求められている。したがって、そのようなマトリクス型表示パネルには、高解像度化と、低消費電力化という一見すると相矛盾する２つの特性が求められている。そこで、これを解決するために、高解像度が要求される場合には、全画面表示とする一方、それ以外の場合には、画面の一部領域だけを表示させ、他の領域を非表示状態とする部分駆動方式による低消費電力化の試みがなされている。
【０００５】
図１４は、従来の部分駆動方式における表示パネルの駆動波形を示すタイミングチャートである。この例では、走査線の総数が２２０本あり、第１０１番目の走査線から第１２０番目の走査線までの領域を表示領域とする一方、第１番目の走査線から第１００番目の走査線までの領域および第１２１番目の走査線から第２２０番目の走査線までの領域を非表示領域としている。また、表示パネルはノーマリホワイトモードで動作するものとし、表示領域には黒を表示するものとする。
【０００６】
第１０１番目の走査線に供給される走査信号Ｙ１０１は、第１０１番目の水平走査期間において、その後半期間で選択電圧（この例ではＶＳＰ）を取るようになっている。なお、表示領域に対応する他の走査信号についても走査信号Ｙ１０１と同様に各水平走査期間の後半期間において選択電圧（ＶＳＰまたはＶＳＮ）を取るようになっている。一方、非表示領域に対応する走査線には、常に非選択電圧（ＶＨＰまたはＶＨＮ）を供給するようになっている。
【０００７】
また、あるデータ線に供給するデータ信号Ｘは、図に示すように非表示領域に対応する期間では、反転回数が少なく周期の長い信号波形となる一方、表示領域に対応する期間では、通常の信号波形となっている。
【０００８】
これにより、表示領域でのみ画像を表示させ、非表示領域では画像を表示させないことが可能になる。そして、第１に非表示領域では液晶層に電荷の書き込みを行わないこと、第２に非表示領域に対応する期間ではデータ信号Ｘの反転周期を長くしたこと、によって消費電力を削減することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、データ信号Ｘの実効値波形Ｘ’は、図１４に示すように非表示期間では当該期間の低周波成分の影響を受けて大きく変動する。一方、表示期間の開始直後における実効値波形Ｘ’は、非表示期間の影響を受け、その後、中間値に収束するようになる。すなわち、表示期間の開始直後と終了直前では、データ線に供給されるデータ信号Ｘの実効値が異なることになる。
【００１０】
一方、液晶層の透過率はそこに引加される電圧の実効値に応じて変化するから、データ信号Ｘの実効値が変化すると、その影響を受けて表示階調が変化する。
したがって、表示期間の開始直後と終了直前では、同一階調を表示しようとして実際に表示される階調が相違し、画質が劣化してしまうといった問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画質劣化の発生を抑えた上で、低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能なマトリクス型表示装置の駆動方法、および、この駆動回路を備えるマトリクス型表示装置、並びに、この表示装置を備えた電子機器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るマトリクス型表示装置の駆動方法にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するものであって、前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給し、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１非表示領域の走査線が選択されるとき、短い周期で反転するデータ信号を供給するので、第２非表示領域の走査線を選択するときに長い周期のデータ信号を供給するようにしても、表示領域の走査線を選択するときには、データ信号の実効値波形を正側電圧レベルと負側電圧レベルとの中間電圧レベルに収束させることができる。したがって、非表示領域の影響を受けて表示領域の画像が画質劣化するのを抑圧することができる。なお、第２周期は１水平走査期間周期であることが望ましい。
【００１４】
また、消費電力を低く抑えるという観点のみを考慮すると、非表示領域に属する走査線の各々に対し、データ線に供給される信号の中間値に相当する信号を供給する構成が望ましい、と考えられる。しかしながら、この構成では、中間値に相当する電圧を別途生成する必要があるので、さらに、走査線を駆動する回路において、中間値に相当する電圧の信号を別途選択する必要もあるので、電圧形成回路や走査線駆動回路の構成が複雑化する。
これに対して、本発明によれば、第１非表示領域および第２非表示領域に属する走査線の各々に対しては、非選択信号が、中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に反転して供給されるので、中間値に相当する電圧の信号を生成する必要もないし、選択する必要もない。このため、構成が簡略化される。さらに、１以上の垂直走査期間毎、より好ましくは１垂直走査期間よりも長い期間毎に電圧レベルを切換えているので、当該走査線に供給される信号の周波数も低下する。このため、走査線を駆動する回路において電圧切り換え動作に伴う電力消費が抑えられるとともに、走査線や駆動回路に付随する容量が電圧切り換えによって充放電することで消費される電力も抑えられる。
【００１５】
また、本発明において、前記表示領域に属する走査線の各々に対し、１水平走査期間を分割した一方の期間において、前記スイッチング素子を導通状態とする選択信号と、前記一方の期間以外の期間において、前記スイッチング素子を非導通とする非選択信号とを、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として所定の期間毎に極性反転して供給することが望ましい。この構成によれば、表示領域に属する走査線の各々に対して供給される信号は、すべての走査線を表示領域とする通常の状態と比べて何ら変わることはない。このため、デューティ比を変更させることに伴う構成の複雑化が回避されるとともに、表示領域の表示品位が、通常の状態に比べて低下することもない。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときにおける前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルの極性反転周期は、前記第２非表示領域に属する走査線数を２以上の整数で割った略商分の水平走査期間であることが望ましい。このようにすると、第２非表示領域に属する走査線が選択されたときに、正側電圧レベルの信号が供給される期間と、負側レベルの信号が供給される期間とが互いに等しくなる。第２非表示領域に属する走査線数を２で割った商分の水平走査期間とすると、極性反転周期が最長となるので、電圧の切り換え動作に伴って消費される電力や、電圧切り換えに伴って回路や配線に付随する容量が充放電することで消費される電力などが最も抑えられることとなる。
【００１７】
次に、本発明に係るマトリクス型表示装置にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するものであって、前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給する走査線駆動回路と、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給するデータ線駆動回路とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明では、上述したような効果を、走査線側とデータ線側との双方で奏することができる。したがって、この相乗効果により、なお一層の低消費電力化、さらには、画質劣化の発生を抑えた上で、高解像度化、構成の簡略化を図ることが可能となる。
ここで、本発明において、前記走査線駆動回路は、相隣接する走査線に対して供給する選択信号の極性を、前記中間値を基準として交互に反転することが望ましい。画素を駆動するスイッチング素子の電流−電圧特性は、正極性側の電圧を印加した場合と負極性側の電圧を印加した場合とで若干異なって、画素への印加電圧が異なる場合があるが、本発明によれば、隣接する走査線において供給される選択電圧の極性が反転するとともに、データ信号の極性も選択信号の極性に対応しているので、偶数番目の走査線に位置する画素と奇数番目の走査線に位置する画素への印加電圧が交互に極性反転することになる。このため、その画素の表示むらが目立たず、極性反転駆動周波数が高いのでフリッカも目立たない。
【００１９】
また、本発明においては、前記データ線駆動回路は、前記画素に対応する領域を有するメモリを備え、前記表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリから表示データを読み出して、当該表示データに基づいて、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなる信号を生成する一方、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリからの読み出しを停止することが望ましい。この構成において、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線が選択された場合とは、表示を行う必要がない場合である。本発明によれば、このような場合に、メモリの読み出しが停止されるので、これに伴って消費電力が抑えられる結果、さらなる低消費電力化が図られることとなる。
【００２０】
また、本発明において、前記スイッチング素子は二端子型スイッチング素子であり、前記マトリクス型表示装置は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記画素は、前記一対の基板のうち、一方の基板に設けられた複数の走査線と他方の基板に設けられた複数のデータ線との間に、前記二端子型スイッチング素子と前記電気光学材料とが直列接続されてなることが望ましい。本発明では、スイッチング素子として、トランジスタのような三端子型を用いることも可能ではあるが、一方の基板において、走査線およびデータ線を交差させて形成する必要があるので、配線ショートの可能性が高くなる点に難がある。また、製造プロセスも複雑化する。これに対して、二端子型を用いると、一方の基板に走査線が形成され、他方の基板にデータ線が形成されるので、配線ショートが原理的に発生しない点で有利である。また、製造プロセスも三端子型を用いる場合と比べると簡略化される。
【００２１】
さらに、本発明において、前記二端子型スイッチング素子は、前記走査線または前記データ線のいずれかに接続された導電体／絶縁体／導電体の構造を有することが望ましい。このうち、第１層の導電体は、そのまま走査線またはデータ線として用いることが可能であり、また、絶縁体は、この第１層の導電体を陽極酸化することで形成されるため、製造プロセスの簡略化がなお一層図られることとなる。
【００２２】
くわえて、上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器にあっては、上記マトリクス型表示装置を備えることを特徴としている。したがって、この電子機器にあっては、上述したように、表示装置において、画質劣化の発生を抑えた上で、高解像度化、一層の低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜電気的構成＞
はじめに、本発明の実施形態に係る表示装置の電気的構成について説明する。図１は、この電気的構成を示すブロック図である。この図に示されるように、液晶パネル１００には、複数本のデータ線（セグメント電極）２１２が列（Ｙ）方向に延在して形成される一方、複数本の走査線（コモン電極）３１２が行（Ｘ）方向に延在して形成されるとともに、データ線２１２と走査線３１２との各交点に対応して画素１１６が形成されている。さらに、各画素１１６は、電気光学材料（液晶層）１１８と、スイッチング素子の一例であるＴＦＤ（Thin Film Diode）のような二端子型スイッチング素子（以下、ＴＦＤという）２２０との直列接続からなる。ここで、本実施形態にあっては、説明の便宜上、走査線３１２の総数を２００本とし、データ線２１２の総数を１６０本として、２００行×１６０列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。また、データ線駆動回路２５０は、各データ線２１２に、データ信号Ｘ１〜Ｘ１６０をそれぞれ供給するものであり、走査線駆動回路３５０は、各走査線３１２に、走査信号Ｙ１〜Ｙ２００をそれぞれ供給するものである。
【００２４】
なお、図１において、ＴＦＤ２２０はデータ線２１２の側に接続され、液晶層１１８が走査線３１２の側に接続されているが、これとは逆に、ＴＦＤ２２０が走査線３１２の側に、液晶層１１８がデータ線２１２の側にそれぞれ接続される構成でも良い。
【００２５】
次に、制御回路４００は、データ線駆動回路２５０および走査線駆動回路３５０に対して、後述する各種制御信号やクロック信号などを供給するものである。なお、データ線駆動回路２５０、走査線駆動回路３５０および制御回路４００の詳細についても、後述することとする。
【００２６】
また、駆動電圧形成回路５００は、データ信号として用いられる電圧レベルＶＤＰ、ＶＤＮ、および、走査信号として用いられる電圧レベルＶＳＰ、ＶＨＰ、ＶＨＮ、ＶＳＮをそれぞれ生成するものである。なお、電圧レベルＶＤＰ、ＶＨＰは同一レベルとして共用され、同様に、電圧レベルＶＤＮ、ＶＨＮは同一レベルで共用されるが、本実施形態にあっては説明の便宜上、これら電圧レベルを別個の表記として説明することとする。そして、電源回路６００は、制御回路４００や駆動電圧形成回路５００に電源を供給するものである。
【００２７】
＜パネル構成＞
次に、液晶パネル１００の詳細構成について説明する。図２は、その構造を示す部分破断斜視図である。この図に示されるように、液晶パネル１００は、素子基板２００と、これに対向配置される対向基板３００とを備えている。このうち、素子基板２００の対向面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電体からなる画素電極２３４がＸ方向およびＹ方向にマトリクス状に配列しており、このうち、同一列に配列する２００個の画素電極２３４が、Ｙ方向に延在するデータ線２１２の１本に、それぞれＴＦＤ２２０を介して接続されている。ここで、ＴＦＤ２２０は、基板側からみると、タンタル単体やタンタル合金などから形成され、データ線２１２とは枝分かれした第１の導電体２２２と、この第１の導電体２２２を陽極酸化してなる絶縁体２２４と、クロム等などの第２の導電体２２６とから構成されて、導電体／絶縁体／導電体のサンドイッチ構造を採る。このため、ＴＦＤ２２０は、電流−電圧特性が正負双方向にわたって非線形となるダイオードスイッチング特性を有することになる。
【００２８】
また、絶縁体２０１は透明性および絶縁性を有するものであり、これが設けられる理由は、第２の導電体２２６の堆積後における熱処理により、第１の導電体２２２が剥離しないようにするため、および、第１の導電体２２２に不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これらが問題とならない場合には、絶縁体２０１は省略可能である。
【００２９】
一方、対向基板３００の対向面には、走査線３１２がＸ方向に延在し、かつ、画素電極２３４と対向するように形成されている。そして、このように構成された素子基板２００と対向基板３００とは、シール材およびスペーサ（ともに図示省略）によって、一定の間隙を保っており、この閉空間に、電気光学材料として例えばＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶１０５が封入されて、これにより、図１における液晶層１１８が形成されることとなる。すなわち、液晶層１１８は、データ線２１２と走査線３１２との交点において、当該走査線３１２と、画素電極２３４と、両者の電極間に挟持される液晶１０５とで構成されることになる。
【００３０】
したがって、このような構成において、走査線３１２を介して、走査信号として選択電圧を印加すると、当該ＴＦＤが導通状態となる。この導通状態の際に、データ線２１２を介してデータ信号を印加すると、当該ＴＦＤに接続された液晶層に所定の電荷が蓄積される。電荷蓄積後、非選択電圧を印加して、当該ＴＦＤを非導通状態としても、当該ＴＦＤのリーク（オフリーク）が少なく、かつ、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように、各ＴＦＤを駆動して蓄積させる電荷の量を制御することによって、画素毎に液晶の配向状態が変化して、所定の情報を表示することが可能となっている。
【００３１】
ほかに、対向基板３００には、液晶パネル１００の用途に応じて、例えば、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列されたカラーフィルタが設けられ、さらに、金属材料や樹脂などからなるブラックマトリクスが設けられる。くわえて、素子基板２００および対向基板３００の各対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、その各背面には配向方向に応じた偏光板がそれぞれ設けられる（いずれも図示省略）。
【００３２】
ただし、液晶パネル１００においては、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜や偏光板などが不要となるため、光利用効率が高まり、このため液晶パネルの高輝度化や低消費電力化などの点において有利である。また、液晶パネル１００を反射型とする場合、画素電極２３４をアルミニウムなどの反射率の高い金属膜などから構成しても良いし、素子基板２００を不透明な半導体基板から構成しても良い。
【００３３】
なお、ＴＦＤ２２０は、二端子型スイッチング素子の一例であり、他に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタや、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）などの素子を二端子型スイッチング素子として用いても良い。また、これら素子を２つ逆向きに直列接続または並列接続しても良い。こうすると、ダイオードスイッチング特性が、正負双方向にわたって対称化されるという利点もある。
【００３４】
＜制御回路＞
次に、制御回路４００の詳細構成について説明する。図３は、制御回路４００の構成を示すブロック図である。図において、高周波発振回路４００６は、後述する階調コードパルスＧＣＰの源振信号として用いる高周波パルス信号を生成するものである。このため、高周波パルス信号の周波数は、１／２水平走査期間を規定する低周波パルス信号よりも遙かに高く、３ＭＨｚ程度である。また、分周回路４００４は、高周波発振回路４００６から出力される高周波パルス信号を分周して、水平走査の基準となる低周波パルス信号を生成するものである。ここで、本実施形態にあっては、１水平走査期間を前半期間と後半期間とに分割して駆動を行う構成となっているので、この低周波パルス信号は、１／２水平走査期間を規定するために用いられる。このため、低周波パルス信号の周波数は、３０ｋＨｚ程度である。制御信号生成回路４００２は、分周回路４００４から出力された低周波パネル信号に基づいて、各種制御信号やクロック信号（ＰＤ１、ＰＤ２、ＹＤ、ＹＣＬＫ、ＭＹ、ＩＮＨ、ＬＰ、ＭＸ、ＲＥＳ、ＳＰ等）などを生成するものである。
【００３５】
ここで、階調制御信号生成回路４００８は、分周回路４００４による低周波パルス信号で規定される１／２水平走査期間において、高周波発振回路４００６による高周波パルス信号を、階調を示す表示データのウェイトに応じて配列させて、図１０に示されるような階調コードパルス（階調制御信号）ＧＣＰを生成するものである。なお、図１０において、階調コードパルスＧＣＰは、説明の便宜のために等ピッチで配列しているが、実際には、異ピッチとなる場合がある。
【００３６】
さて、制御信号生成回路４００２は、分周回路４００４による低周波パルス信号にしたがって、次のような各種制御信号やクロック信号などを生成する。第１に、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、ある走査線３１２に含まれる領域だけ表示状態として、それ以外の走査線３１２に含まれる領域については非表示領域とする場合（部分表示の場合）には、表示領域に含まれる走査線３１２が選択される期間だけＨレベルとなり、それ以外の期間ではＬレベルとなる信号である。第２に、第２部分表示制御信号ＰＤ２は、非表示領域のうち表示領域に隣接する一定領域に含まれる走査線３１２が選択される期間だけＨレベルとなり、それ以外の期間ではＬレベルとなる信号である。
【００３７】
第３に、開始パルスＹＤは、図５に示されるように、１垂直走査期間（１フレーム）の最初に出力されるパルスである。第４に、クロック信号ＹＣＬＫは、走査線側の基準信号であり、図５に示されるように、１水平走査期間に相当する１Ｈの周期を有する。第５に、交流駆動信号ＭＹは、走査線側において液晶画素を交流駆動するために用いる信号であり、図５に示されるように、１水平走査期間１Ｈ毎に信号レベルが反転し、かつ、同一の走査線が選択される水平走査期間においては１フレーム毎に信号レベルが反転する。このため、交流駆動信号ＭＹによって、１水平走査期間毎に液晶画素への印加電圧の極性が反転し、かつ、その極性が１垂直走査期間毎に反転する駆動が制御されることとなる。
【００３８】
第６に、制御信号ＩＮＨは、１水平走査期間の後半期間を選択するための信号であり、図５に示されるように、当該後半期間にＨアクティブとなる。第７に、ラッチパルスＬＰは、データ線側において、データ信号をラッチするためのものであり、図１０に示されるように、１水平走査期間の最初に出力される。第８に、リセット信号ＲＥＳは、データ線側において１水平走査期間の前半期間と後半期間とを規定するためのパルスであり、図１０に示されるように、前半期間と後半期間との最初に出力される。第９に、交流駆動信号ＭＸは、データ線側において液晶画素を交流駆動するために用いる信号であり、図１０に示されるように、ある水平走査期間１Ｈの後半期間から次の水平走査期間１Ｈの前半期間まで同レベルを維持し、その後、レベル反転する信号である。なお、１水平走査期間の後半期間における交流駆動信号ＭＸと、同期間における交流駆動信号ＭＹとは、互いに反転レベルとなるように設定される。
【００３９】
また、制御信号生成回路４００２は、第１部分表示制御信号ＰＤ１をＬレベルとする場合、階調制御信号生成回路４００８に対して階調コードパルスＧＣＰの生成を停止させる制御を行う。
なお、分周回路４００４を低周波発振回路に置き換えて、高周波発振回路４００６とともに２つの発振回路を備える構成としても良い。
【００４０】
＜走査線駆動回路＞
次に、走査線駆動回路３５０の詳細について説明する。図４は、この走査線駆動回路３５０の構成を示すブロック図である。この図において、シフトレジスタ３５０２は、走査線本数に対応する２００ビットシフトレジスタであり、１フレームの最初に供給される開始パルスＹＤを、１水平走査期間の周期を有するクロック信号ＹＣＬＫにしたがって順次シフトして、転送信号ＹＳ１、ＹＳ２、……、ＹＳ２００として出力するものである。ここで、転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００は、各走査線にそれぞれ１対１に対応して、どの走査線３１２を選択すべきかを指定するものである。
【００４１】
続いて、電圧選択信号形成回路３５０４は、交流駆動信号ＭＹと制御信号ＩＮＨとから、各走査線３１２に対して印加すべき電圧を定める電圧選択信号を出力するものである。ここで、本実施形態において、表示領域に含まれる走査線３１２に印加される走査信号の電圧は、ＶＳＰ（正側選択電圧）、ＶＨＰ（正側非選択電圧）、ＶＨＮ（負側非選択電圧）、ＶＳＮ（負側選択電圧）の４値であり、このうち、選択電圧であるＶＳＰまたはＶＳＮが実際に印加される期間は、１水平走査期間の後半期間である。さらに、選択電圧が印加された後に印加される非選択電圧は、選択電圧がＶＳＰであればＶＨＰであり、選択電圧がＶＳＮであればＶＨＮであって、当該選択電圧により一義的に定まっている。また、ＶＳＰとＶＳＮとの中間電圧と、ＶＨＰとＶＨＮの中間電圧とは、基準電圧ＶＲと一致するようになっている。くわえて、この基準電圧ＶＲは、後述するデータ信号の正側データ電圧ＶＤＰと負側データ電圧ＶＤＮの中間電圧と一致するようになっている。
【００４２】
第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルである場合、電圧選択信号形成回路３５０４は、走査信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、第１に、ある走査線に対応する転送信号がＨレベルになって、当該走査線が選択されると、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなる期間（１水平走査期間の後半期間）での交流駆動信号ＭＹに応じた選択電圧とし、第２に、制御信号ＩＮＨがＬレベルに遷移後、当該選択電圧に対応する非選択電圧となるように、電圧選択信号形成回路３５０４は電圧選択信号を生成する。具体的には、電圧選択信号形成回路３５０４は、制御信号ＩＮＨがＨアクティブとなる期間において、交流駆動信号ＭＹがＨレベルであれば正側選択電圧ＶＳＰを選択させる電圧選択信号を当該期間に出力し、この後、正側非選択電圧ＶＨＰを選択させる電圧選択信号を出力する一方、交流駆動信号ＭＹがＬレベルであれば負側選択電圧ＶＳＮを選択させる電圧選択信号を当該期間に出力し、この後、負側非選択電圧ＶＨＮを選択させる電圧選択信号を出力することとなる。
【００４３】
なお、本発明の実施形態においては、走査線やデータ線に印加される電位の正（正極性）と負（負極性）は、データ線に印加される信号の中間電位を基準として高電位側を正、低電位側を負としている。
【００４４】
一方、本実施形態において、非表示領域に含まれる走査線３１２に印加される走査信号の電圧は、ＶＨＰ、ＶＨＮの２値のみである。このため、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、電圧選択信号形成回路３５０４は、走査信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、第１に、ある走査線に対応する転送信号がＨレベルになって、当該走査線が選択されるとともに、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなって、１水平走査期間の後半期間が選択されると、正側非選択電圧ＶＨＰ、負側非選択電圧ＶＨＮの一方から他方への反転するように、電圧選択信号形成回路３５０４は電圧選択信号を生成する。
【００４５】
さて、レベルシフタ３５０６は、電圧選択信号形成回路３５０４によって出力される電圧選択信号の電圧振幅を拡大するものである。そして、セレクタ３５０８は、電圧振幅が拡大された電圧選択信号によって指示される電圧を、実際に選択して、対応する走査線３１２の各々に供給するものである。
【００４６】
＜走査信号の電圧波形＞
次に、上記構成の走査線駆動回路３５０によって供給される走査信号の電圧波形について検討する。まず、説明の便宜上、全画面表示を行う場合、すなわち、第１部分表示制御信号ＰＤ１が常にＨレベルである場合を想定する。この場合、走査信号の電圧波形は、図５に示される通りとなる。すなわち、開始パルスＹＤが、クロック信号ＹＣＬＫにより１水平走査期間１Ｈ毎に順次シフトされて、これが転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００として出力されるとともに、制御信号ＩＮＨにより１水平走査期間１Ｈの後半期間が選択され、さらに、当該後半期間における交流駆動信号ＭＹのレベルに応じて走査信号の選択電圧が定められるので、１本の走査線に供給される走査信号の電圧は、当該走査線が選択される水平走査期間の後半期間において、交流駆動信号ＭＹが例えばＨレベルであれば正側選択電圧ＶＳＰとなり、その後、当該選択電圧に対応する正側非選択電圧ＶＨＰを保持する。そして、１フレーム経過して、１水平走査期間の後半期間においては、交流駆動信号ＭＹのレベルが反転してＬレベルとなるので、当該走査線に供給される走査信号の電圧は、負側選択電圧ＶＳＮとなり、その後、当該選択電圧に対応する負側非選択電圧ＶＨＮを保持することになる。例えば、図５に示されるように、ある第ｎフレームにおいて最初に選択される走査線の走査信号Ｙ１の電圧は、当該水平走査期間の後半期間に正側選択電圧ＶＳＰとなり、その後、非選択電圧ＶＨＰを保持し、次の第（ｎ＋１）フレームにおいて、最初の１水平走査期間の後半期間に負側選択電圧ＶＳＮとなり、その後、負側非選択電圧ＶＨＰを保持する、というサイクルの繰り返しとなる。
【００４７】
一方、交流駆動信号ＭＹは、１水平走査期間１Ｈ毎に信号レベルが反転するので、隣接する走査線に供給される走査信号の電圧も、１水平走査期間１Ｈ毎に交互に極性が反転する関係となる。例えば、図５に示されるように、ある第ｎフレームにおいて最初に選択される走査線への走査信号Ｙ１の電圧が、当該水平走査期間の後半期間において正側選択電圧ＶＳＰであれば、２番目に選択される走査線への走査信号Ｙ２の電圧は、当該水平走査期間の後半期間において負側選択電圧ＶＳＮとなる。
【００４８】
次に、部分表示を行う場合における走査信号について検討する。ここでは、例として、図６に示されるような部分表示、具体的には、液晶パネル１００において、上から数えて１〜８０本目の走査線によって走査される画素領域および１２１〜２００本目の走査線によって走査される画素領域を、それぞれ非表示領域とする一方、８１〜１２１本目の走査線によって走査される画素領域を表示領域とする部分表示を行う場合について想定する。
【００４９】
部分表示の場合においても、開始パルスＹＤが、クロック信号ＹＣＬＫにより１水平走査期間１Ｈ毎に順次シフトされて、これが転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００として出力される点は、全画面表示の場合と同様である。ただし、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、図７に示されるように、１垂直走査期間のうち、１２１〜２００本目、および、次のフレームにおいて１〜８０本目の走査線が選択される計１６０水平走査期間においてＬレベルとなるので、当該１８０水平走査期間において、当該走査線に対応する転送信号ＹＳ１〜ＹＳ８０およびＹＳ１２１〜ＹＳ２００がＨレベルに遷移するとともに、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなると、１〜８０本目および１２１〜２００本目の走査線に供給される走査信号の各電圧レベルは、非選択電圧ＶＨＰからＶＨＮに、または、非選択電圧ＶＨＮからＶＨＰに切り替えられることとなる。
【００５０】
一方、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、１垂直走査期間のうち、８１〜１２０本目の走査線が選択される計４０水平走査期間においてＨレベルとなるから、当該４０水平走査期間において、８１〜１２０本目の走査線に供給される走査信号に限って言えば、全画面表示の場合と同様となる。
【００５１】
したがって、図６に示されるような部分表示を行う場合の走査信号、特に、非表示領域と表示領域との境界付近の走査線に供給される走査信号は、図７に示される通りとなる。すなわち、非表示領域たる１〜８０本目の走査線および１２１〜２００本目の走査線への走査信号Ｙ１〜Ｙ８０およびＹ１２１〜Ｙ２００は、対応する走査線の水平走査期間の中間において、それぞれ非選択電圧ＶＨＰ、ＶＨＮの一方から他方に切り替えられる。このため、本実施形態にあっては、非表示領域への走査信号は、１フレーム毎に非選択電圧の極性が反転されることとなる。
【００５２】
ここで、低消費電力化を図るという観点のみから言えば、非表示領域への走査信号は、データ信号として印加される電圧ＶＤＰ、ＶＤＮの中間電圧とする構成が望ましいが、この構成では、駆動電圧形成回路５００（図１参照）が、別途中間電圧を形成する必要があるだけでなく、電圧選択信号形成回路３５０４（図４参照）による電圧選択信号においてもビット数が余計に必要となり、さらに、セレクタ３５０８の選択範囲が広がってしまうので、構成が複雑化する。これに対し本実施形態によれば、構成そのものは、全画面表示のみを行う従来の構成と大差ないので、構成の複雑化は防止される。その上で、非選択領域への走査信号は、非選択電圧という低い電圧を、１フレーム分に相当する１Ｖという極めて長い間隔でスイッチングするのみによって生成されるので、部分表示を行う場合において走査線駆動回路３５０により消費される電力を、データ信号の中間電圧を供給する構成並に低く抑えることが可能となる。
【００５３】
なお、非選択電圧のスイッチング間隔は、本実施形態では、１フレーム分に相当する１Ｖという期間であったが、それよりも長い間隔とする方が、スイッチングに伴う電力消費が抑えられる。このため、非選択電圧のスイッチング間隔は、図８に示されるように、２フレーム分に相当する２Ｖとしても良いし、それ以上の期間でも良い。ただし、非表示領域への走査信号を、非選択電圧ＶＨＰ、ＶＨＮの一方に固定するのは、交流駆動を前提とする表示装置においては好ましくない。
【００５４】
一方、表示領域たる８１〜１２０本目の走査線への走査信号Ｙ８１〜Ｙ１２０は、水平走査期間の後半期間に選択電圧ＶＳＰまたはＶＳＮの一方となった後、その選択電圧に対応する非選択電圧に保持されるとともに、１フレーム経過後の水平走査期間の後半期間に他方の選択電圧となり、その後、その選択電圧に対応する非選択電圧となる、というサイクルの繰り返しとなる。したがって、表示領域の走査線に供給される走査信号について言えば、全画面表示のみを行う従来構成となんら変わることはなく、このため、部分表示を行う場合において、表示領域における表示品位は、全画面表示の場合と比較して表示品位が低下するといった不具合も発生しない。
【００５５】
＜データ線駆動回路＞
次に、データ線駆動回路２５０の詳細について説明する。図９は、このデータ線駆動回路３５０の構成を示すブロック図である。この図において、アドレス制御回路２５０２は、表示データの読み出しに用いる行アドレスを生成するためのものであり、当該行アドレスを、１フレームの最初に供給される開始パルスＹＤによりリセットするとともに、１水平走査期間毎に供給されるラッチパルスＬＰで歩進させる構成となっている。ただし、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルとなると、アドレス制御回路２５０２は、行アドレスの供給を禁止する。
【００５６】
表示データＲＡＭ２５０４は、２００行×１６０列に配列する画素に対応する領域を有するデュアルポートＲＡＭであり、書き込み側は、制御回路４００から供給される表示データが所定の番地に書き込まれる一方、読み出し側は、行アドレスで指定された番地の表示データが１行分読み出される構成となっている。
【００５７】
次に、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号を階調に応じてパルス幅変調するためのものであり、データ信号Ｘ１〜Ｘ１６０の電圧を選択する電圧選択信号を、表示データに応じて、交流駆動信号ＭＸとリセット信号ＲＥＳと階調コードパルスＧＣＰとから各データ線２１２毎に生成する。ここで、本実施形態において、データ線２１２に印加されるデータ信号の電圧は、ＶＤＰ（正側データ電圧）、ＶＤＮ（負側データ電圧）の２値である。また、表示データは本実施形態では３ビット（８階調）とする。
【００５８】
まず、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、データ信号の電圧レベルが、第１に、１水平走査期間の最初に供給されるリセット信号ＲＥＳによって、交流駆動信号ＭＸのレベルとは反対のレベルとなり、第２に、表示データに対応する階調コードパルスＧＣＰの立ち上がりにおいて、交流駆動信号ＭＸと同一レベルに反転する関係となるように、ＰＷＭデコーダ２５０６は電圧選択信号を生成する。図１０には、ＰＷＭデコーダ２５０６に入力される表示データ信号の２進数表示と、それをデコードした結果の電圧選択信号が示される。ただし、ＰＷＭデコーダ２５０６は、表示データが（０００）であれば、交流駆動信号ＭＸとは反転レベルとなるように、また、表示データが（１１１）であれば、交流駆動信号ＭＸとは同一レベルとなるように、ＰＷＭデコーダ２５０６は電圧選択信号を生成する。
【００５９】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。第２部分表示制御信号ＰＤ２がＬレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、表示データにかかわらず、データ信号の電圧レベルが正側データ電圧ＶＤＰ、負側データ電圧ＶＤＮの一方から他方へ、所定期間毎に反転する関係となるように、電圧選択信号を生成する。一方、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＨレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、供給される表示データにかかわらず、データ値を（０００）として電圧選択信号を生成する。
さて、セレクタ２５０８は、ＰＷＭデコーダ２５０６による電圧選択信号によって指示される電圧を実際に選択して、対応するデータ線２１２の各々に供給するものである。
【００６０】
＜データ信号の電圧波形＞
次に、上記構成のデータ線駆動回路２５０によって供給されるデータ信号について検討する。まず、説明の便宜上、全画面表示を行う場合、すなわち、第１部分表示制御信号ＰＤ１が常にＨレベルである場合を想定する。この場合、データ信号Ｘｉ（ｉは、１≦ｉ≦１６０を満たす整数）の電圧波形は、図１０に示される通りとなる。すなわち、表示データが（０００）または（１１１）以外であれば、ＰＷＭデコーダ２５０６の電圧選択信号によって、データ信号Ｘｉの電圧レベルは、１水平走査期間の最初に供給されるリセット信号ＲＥＳにより、交流駆動信号ＭＸのレベルと反転レベルにリセットされ、表示データに対応する階調コードパルスＧＣＰの立ち上がりにおいて、交流駆動信号ＭＸと同一レベルに反転される。ただし、データ信号Ｘｉの電圧レベルは、表示データが（０００）であれば交流駆動信号ＭＸとは反転レベルにされる一方、表示データが（１１１）であれば交流駆動信号ＭＸとは同一レベルにされる。このため、データ信号Ｘｉは、１水平走査期間に相当する期間１Ｈにおいて、図に示されるように、表示データにかかわらず、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間が互いに等しくなることが判る。
【００６１】
また、１水平走査期間の後半期間において、データ信号の極性を規定する交流駆動信号ＭＸは、同後半期間において走査信号の極性を規定する交流駆動信号ＭＹの反転レベルに設定されているので、データ信号Ｘｉは、走査信号の極性に対応したものとなることも判る。
【００６２】
次に、部分表示を行う場合におけるデータ信号Ｘｉについて検討する。ここでも、図６に示されるような部分表示を想定する。なお、以下の説明にあっては、非表示領域Ｂのうち表示領域Ａに隣接する一定の領域を第１非表示領域Ｂ１と称し、非表示領域Ｂから第１非表示領域Ｂ１を差し引いた領域を第２非表示領域Ｂ２と称することにする。
【００６３】
この場合、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、図１１に示されるように、１フレームのうち、８１〜１２０本目の走査線が選択される計４０水平走査期間においてＨレベルとなる。一方、１〜８０本目および１２１〜２００本目の走査線が選択される計１６０水平走査期間においてＬレベルとなる。
【００６４】
このうち、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルとなる期間、すなわち、表示領域Ａに含まれる走査線が選択される期間では、上述した全画面表示と同視できるから、データ信号Ｘｉの電圧は、交流駆動信号ＭＸおよび表示データにしたがったものとなる。図１１における領域ａは、このことを示すものである。したがって、このようなデータ信号Ｘｉによれば、１水平走査期間において、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなるので、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルとなる期間においても、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなる。
【００６５】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルで、かつ、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＬレベルある期間では、すなわち、第２非表示領域Ｂ２に含まれる走査線が選択される期間について検討する。当該期間では、データ信号Ｘｉの電圧は、ＰＷＭデコーダ２５０６によって表示データにかかわらず、図１１に示されるように、正側データ電圧ＶＤＰまたは負側データ電圧ＶＤＮの一方から他方へ、当該Ｌレベルとなる計１４０水平走査期間を「４」で分割した３５水平走査期間３５Ｈ毎に反転される。当該期間においても、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなることが判る。
【００６６】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルで、かつ、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＨレベルある期間では、すなわち、第１非表示領域Ｂ１に含まれる走査線が選択される期間について検討する。当該期間では、データ信号Ｘｉの電圧は、ＰＷＭデコーダ２５０６によってデータ値（０００）の表示データと同じ電圧選択信号が出力される。この結果、データ信号Ｘｉは交流駆動信号ＭＸを反転したものと一致し、その周期は１水平走査期間１Ｈとなる。図１１に示す領域ｂはこのことを示すものである。
【００６７】
さて、データ信号Ｘｉの実効電圧波形Ｘｉ’は、図１１に示すように第２非表示領域に対応する期間では大きく変動するが、第１非表示領域に対応する期間において、正側データ電圧ＶＤＰおよび負側データ電圧ＶＤＮの中間電圧である基準電圧ＶＲに収束する。表示期間の開始時点では、実効電圧波形Ｘｉは基準電圧ＶＲを取る。これにより、部分表示の場合でも全画面表示の場合と同様に、全ての表示期間にわたってデータ信号Ｘｉの実効値を基準電圧ＶＲに保つことが可能となる。この結果、表示領域Ａにおける画像品質を向上させることができる。
【００６８】
ここで、低消費電力化を図るという観点のみから言えば、非表示領域Ｂに含まれる走査線が選択される期間におけるデータ信号Ｘｉの電圧は、基準電圧ＶＲとする構成が望ましいが、この構成では、駆動電圧形成回路５００（図１参照）が、別途基準電圧ＶＲを形成する必要があるだけでなく、ＰＷＭデコーダ２５０６（図９参照）による電圧選択信号においてもビット数が余計に必要となり、さらに、セレクタ２５０８の選択範囲が広がってしまうので、構成が複雑化する。これに対し本実施形態によれば、構成そのものは、全画面表示のみを行う従来の構成と大差ないので、構成の複雑化は防止される。その上で、非選択領域の走査線が選択される期間におけるデータ信号Ｘｉは、正側データ電圧ＶＤＰまたは負側データ電圧ＶＤＮを、表示領域の走査線が選択される場合よりも極めて長い３０水平走査期間という間隔毎にスイッチングするのみによって生成されるので、部分表示を行う場合において、データ線駆動回路２５０により消費される電力を、基準電圧ＶＲを供給する構成並に低く抑えることが可能となる。
【００６９】
さらに、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、本実施形態にあっては、上述したように、アドレス制御回路２５０２から行アドレスの供給が禁止される構成となっている。ここで、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間では、その期間において表示が行われることがないので、表示データは不要である。したがって、単に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間において、ＰＷＭデコーダ２５０６が、表示データＲＡＭから読み出された表示データを無視する構成でも良いが、本実施形態のように、積極的に行アドレスの供給を禁止すると、表示データの読み出しに消費される電力についても抑えることが可能となる。
【００７０】
同様に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間では、その期間において表示が行われることはないので、階調コードパルスＧＣＰは不要である。したがって、単に、ＰＷＭデコーダ２５０６が階調コードパルスＧＣＰを無視する構成でも足りる。しかしながら、階調コードパルスＧＣＰは、上述したように、１／２水平走査期間において、高周波発振回路４００６による高周波パルス信号を、階調を示す表示データのウェイトに応じて配列させた信号であるため、その周波数は、１／２水平走査基準となる他のクロック信号や制御信号と比較して遙かに高い。このため、配線容量などに起因して消費される電力も全体から見れば無視できないことが多い。
【００７１】
これに対して本実施形態によれば、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、上述したように、制御信号駆動回路４００２（図３参照）が階調制御信号生成回路４００６に対して、階調コードパルスＧＣＰの生成を積極的に停止させる構成となっているので、配線容量などに起因して消費される電力、さらに、階調コードパルスＧＣＰにしたがった動作により消費される電力についても抑制することが可能となる。
【００７２】
＜その他＞
上述した実施形態においては、図１１に示すように表示領域Ａに対応する４０水平走査期間４０Ｈの前後の１０水平走査期間１０Ｈにおいて、データ信号を１水平走査期間毎に反転させるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、４０水平走査期間４０Ｈの前の１０水平走査期間１０Ｈにおいてのみ、データ信号を１水平走査期間毎に反転させるようにしてもよい。すなわち、図６に示す第１非表示領域Ｂ１のうち、表示領域Ａの上側に隣接する部分（Ｂ１u）だけを第１非表示領域Ｂ１とし、下側に隣接する部分（Ｂ１d）は第２非表示領域Ｂ２に含ませるようにしてもよい。
【００７３】
上述した実施形態においては、第２非表示領域Ｂ２に属する走査線が選択されている期間（第２期間）にあっては、３５水平走査期間毎にデータ信号の信号レベルを反転する一方、第１非表示領域Ｂ１に属する走査線が選択されている期間（第１期間）にあっては１水平走査期間毎にデータ信号の信号レベルを反転するようにしたが、本発明はデータ信号の実効値を基準電圧ＶＲに近づけるために第１期間において１水平走査期間毎にデータ信号を反転するようにしたものである。データ信号の反転周期が短いほど、その実効電圧波形の振幅は小さくなる。したがって、データ信号の実効値を収束させるためには、第２期間におけるデータ信号の反転周期よりも第１期間におけるデータ信号の反転周期が短ければ足りる。
【００７４】
上述した実施形態においては、液晶パネル１００の素子基板２００を、ガラス等の透明な絶縁性基板を用い、ここに、ＴＦＤのような二端子型スイッチング素子を形成して、画素１１６を駆動する構成したが、本発明はこれに限られない。例えば、当該基板上にシリコン薄膜を形成するとともに、この薄膜にソース、ドレイン、チャネルを形成したＴＦＴ（Thi n Film Transistor：薄膜トランジスタ）により、画素１１６を駆動する構成としてもよい。また、例えば、素子基板２００を半導体基板とし、画素１１６の駆動素子を当該半導体基板表面にソース、ドレイン、チャネルを形成した絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしても構わない。この場合、画素電極２３４はアルミニウムなどの金属からなる反射電極から形成されて、反射型として用いることになる。また、素子基板１０１を透明な基板としても、画素電極２３４を反射性金属から構成して反射型にしても良い。
【００７５】
ただし、トランジスタで画素１１６を駆動する構成では、素子基板２００にデータ線２１２および走査線３１２の一方だけではなく、双方を交差させて形成しなければならないので、それだけ配線ショートの可能性が高まる点、さらに、ＴＦＴ自体は、ＴＦＤよりも構成が複雑であるので、製造プロセスが複雑化する点において、不利である。
さらに、実施形態にあっては、電気光学材料として液晶を用いた表示装置を例にとって説明したが、エレクトロルミネッセンスや、蛍光表示管、プラズマディスプレイなど、電気光学効果により表示を行う表示装置に適用可能である。すなわち、本発明は、上述した液晶表示装置と類似の構成を有するすべての電気光学装置に適用なものである。
【００７６】
＜電子機器＞
次に、上述した表示装置を携帯型電子機器に適用する場合について説明する。この場合、電子機器は、図１２に示されるように、主に、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、液晶パネル１００、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成される。このうち、表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Ran dom Access Memory）などのメモリや、光ディスク装置などのストレージユニット、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路１００８からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力するものである。また、表示情報処理回路１００２は、図１における制御回路４００を含む上位構成であり、さらに、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・極性反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路などを含んで、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫなどのタイミング信号や制御信号とともに駆動回路１００４に出力する。さらに、駆動回路１００４は、上述したデータ線駆動回路２５０や、走査線駆動回路３５０、制御回路４００などに相当し、さらに、製造過程において検査に用いる検査回路などを含んだものである。電源回路１０１０は、各回路に所定の電源を供給するものであり、ここでは、上述した駆動電圧形成回路５００も含む概念のものである。
【００７７】
＜携帯電話＞
次に、上述した表示装置を携帯電話に適用した例について説明する。図１３は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６とともに、液晶パネル１００を備えるものである。この液晶パネル１００では、着信時または発信時には全領域を表示領域とする全画面表示が行われる一方、待ち受け時には電界強度や、番号、文字など必要な情報を表示する領域のみを表示領域とする部分表示が行われることとなる。これにより、待ち受け時において表示装置で消費される電力が抑えられるので、待ち受け可能時間の長期化を図ることが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器としては、場合によっては全画面表示とする必要があるが、それ以外の場合には一部領域の表示だけで済ますことが可能であって、低消費電力化の要求の強い機器、例えば、上述した携帯電話のほか、ページャ、時計、ＰＤＡ（個人向け情報端末）などが好適である。ただし、この他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などにも適用可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示装置において、画質劣化の発生を抑えた上で、低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】 液晶パネルの構成を示す部分破断斜視図である。
【図３】 制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】 走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】 走査線駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】 液晶パネルにおいて、部分表示を説明するための平面図である。
【図７】 部分表示の場合において、走査信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図８】 部分表示の場合において、走査信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図９】 データ線駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】 データ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】 部分表示の場合において、データ信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図１２】 実施形態に係る表示装置を適用した電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】 同表示装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【図１４】 従来の部分駆動方式における表示パネルの駆動波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００……液晶パネル
１１６……画素
１１８……液晶層
２００……素子基板
２１２……データ線
２２０……ＴＦＤ
２２２……第１の導電体
２２４……絶縁体
２２６……第２の導電体
２３４……画素電極
２５０……データ線駆動回路
３００……対向基板
３１２……走査線
３５０……走査線駆動回路
４００……制御回路
５００……駆動電圧形成回路
６００……電源回路
２５０４……表示データＲＡＭ
４００６……高周波発振回路
４００８……階調制御信号生成回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、画質劣化の発生を抑え、かつ、消費電力を極めて低く抑えたマトリクス型表示装置の駆動方法、マトリクス型表示装置および電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マトリクス型の表示パネルには、マトリクス状に配列された画素電極の各々にスイッチング素子が設けられるともに各スイッチング素子の一端が接続された複数のデータ線が設けられた素子基板と、走査線やカラーフィルタなどが形成された対向基板と、両基板の間に充填された液晶とを備えたものがある。
【０００３】
このような構成において、スイッチング素子として薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）などの２端子型非線形素子を用い、データ線と走査線との間にスイッチング素子の閾値電圧を上回る電圧を給電すると、スイッチング素子がオン状態となって液晶層に所定の電荷が蓄積される。そして、電荷蓄積後、閾値電圧を下回る電圧を印加してスイッチング素子をオフ状態としても、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように、各スイッチング素子を駆動して、蓄積させる電荷の量を制御すると、画素毎に液晶の配向状態が変化して、所定の情報を表示することが可能となる。この際、各画素毎の液晶層にオン状態となる信号電圧を印加して電荷を蓄積させるのは、一部の期間で良いため、各走査線を時分割に選択することにより、走査線およびデータ線を複数の画素について共通化したマルチプレックス駆動が可能となっている。
【０００４】
ところで、携帯電話のような携帯型電子機器に用いられるマトリクス型表示パネルには、より多くの情報が表示できるように、表示ドット数が年々増加している。一方、携帯型電子機器は、電池駆動が原則であるため、低消費電力であることが強く求められている。したがって、そのようなマトリクス型表示パネルには、高解像度化と、低消費電力化という一見すると相矛盾する２つの特性が求められている。そこで、これを解決するために、高解像度が要求される場合には、全画面表示とする一方、それ以外の場合には、画面の一部領域だけを表示させ、他の領域を非表示状態とする部分駆動方式による低消費電力化の試みがなされている。
【０００５】
図１４は、従来の部分駆動方式における表示パネルの駆動波形を示すタイミングチャートである。この例では、走査線の総数が２２０本あり、第１０１番目の走査線から第１２０番目の走査線までの領域を表示領域とする一方、第１番目の走査線から第１００番目の走査線までの領域および第１２１番目の走査線から第２２０番目の走査線までの領域を非表示領域としている。また、表示パネルはノーマリホワイトモードで動作するものとし、表示領域には黒を表示するものとする。
【０００６】
第１０１番目の走査線に供給される走査信号Ｙ１０１は、第１０１番目の水平走査期間において、その後半期間で選択電圧（この例ではＶＳＰ）を取るようになっている。なお、表示領域に対応する他の走査信号についても走査信号Ｙ１０１と同様に各水平走査期間の後半期間において選択電圧（ＶＳＰまたはＶＳＮ）を取るようになっている。一方、非表示領域に対応する走査線には、常に非選択電圧（ＶＨＰまたはＶＨＮ）を供給するようになっている。
【０００７】
また、あるデータ線に供給するデータ信号Ｘは、図に示すように非表示領域に対応する期間では、反転回数が少なく周期の長い信号波形となる一方、表示領域に対応する期間では、通常の信号波形となっている。
【０００８】
これにより、表示領域でのみ画像を表示させ、非表示領域では画像を表示させないことが可能になる。そして、第１に非表示領域では液晶層に電荷の書き込みを行わないこと、第２に非表示領域に対応する期間ではデータ信号Ｘの反転周期を長くしたこと、によって消費電力を削減することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、データ信号Ｘの実効値波形Ｘ’は、図１４に示すように非表示期間では当該期間の低周波成分の影響を受けて大きく変動する。一方、表示期間の開始直後における実効値波形Ｘ’は、非表示期間の影響を受け、その後、中間値に収束するようになる。すなわち、表示期間の開始直後と終了直前では、データ線に供給されるデータ信号Ｘの実効値が異なることになる。
【００１０】
一方、液晶層の透過率はそこに引加される電圧の実効値に応じて変化するから、データ信号Ｘの実効値が変化すると、その影響を受けて表示階調が変化する。
したがって、表示期間の開始直後と終了直前では、同一階調を表示しようとして実際に表示される階調が相違し、画質が劣化してしまうといった問題がある。
【００１１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画質劣化の発生を抑えた上で、低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能なマトリクス型表示装置の駆動方法、および、この駆動回路を備えるマトリクス型表示装置、並びに、この表示装置を備えた電子機器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るマトリクス型表示装置の駆動方法にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するものであって、前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給し、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給することを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、第１非表示領域の走査線が選択されるとき、短い周期で反転するデータ信号を供給するので、第２非表示領域の走査線を選択するときに長い周期のデータ信号を供給するようにしても、表示領域の走査線を選択するときには、データ信号の実効値波形を正側電圧レベルと負側電圧レベルとの中間電圧レベルに収束させることができる。したがって、非表示領域の影響を受けて表示領域の画像が画質劣化するのを抑圧することができる。なお、第２周期は１水平走査期間周期であることが望ましい。
【００１４】
また、消費電力を低く抑えるという観点のみを考慮すると、非表示領域に属する走査線の各々に対し、データ線に供給される信号の中間値に相当する信号を供給する構成が望ましい、と考えられる。しかしながら、この構成では、中間値に相当する電圧を別途生成する必要があるので、さらに、走査線を駆動する回路において、中間値に相当する電圧の信号を別途選択する必要もあるので、電圧形成回路や走査線駆動回路の構成が複雑化する。
これに対して、本発明によれば、第１非表示領域および第２非表示領域に属する走査線の各々に対しては、非選択信号が、中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に反転して供給されるので、中間値に相当する電圧の信号を生成する必要もないし、選択する必要もない。このため、構成が簡略化される。さらに、１以上の垂直走査期間毎、より好ましくは１垂直走査期間よりも長い期間毎に電圧レベルを切換えているので、当該走査線に供給される信号の周波数も低下する。このため、走査線を駆動する回路において電圧切り換え動作に伴う電力消費が抑えられるとともに、走査線や駆動回路に付随する容量が電圧切り換えによって充放電することで消費される電力も抑えられる。
【００１５】
また、本発明において、前記表示領域に属する走査線の各々に対し、１水平走査期間を分割した一方の期間において、前記スイッチング素子を導通状態とする選択信号と、前記一方の期間以外の期間において、前記スイッチング素子を非導通とする非選択信号とを、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として所定の期間毎に極性反転して供給することが望ましい。この構成によれば、表示領域に属する走査線の各々に対して供給される信号は、すべての走査線を表示領域とする通常の状態と比べて何ら変わることはない。このため、デューティ比を変更させることに伴う構成の複雑化が回避されるとともに、表示領域の表示品位が、通常の状態に比べて低下することもない。
【００１６】
さらに、本発明においては、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときにおける前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルの極性反転周期は、前記第２非表示領域に属する走査線数を２以上の整数で割った略商分の水平走査期間であることが望ましい。このようにすると、第２非表示領域に属する走査線が選択されたときに、正側電圧レベルの信号が供給される期間と、負側レベルの信号が供給される期間とが互いに等しくなる。第２非表示領域に属する走査線数を２で割った商分の水平走査期間とすると、極性反転周期が最長となるので、電圧の切り換え動作に伴って消費される電力や、電圧切り換えに伴って回路や配線に付随する容量が充放電することで消費される電力などが最も抑えられることとなる。
【００１７】
次に、本発明に係るマトリクス型表示装置にあっては、複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するものであって、前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給する走査線駆動回路と、前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給するデータ線駆動回路とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明では、上述したような効果を、走査線側とデータ線側との双方で奏することができる。したがって、この相乗効果により、なお一層の低消費電力化、さらには、画質劣化の発生を抑えた上で、高解像度化、構成の簡略化を図ることが可能となる。
ここで、本発明において、前記走査線駆動回路は、相隣接する走査線に対して供給する選択信号の極性を、前記中間値を基準として交互に反転することが望ましい。画素を駆動するスイッチング素子の電流−電圧特性は、正極性側の電圧を印加した場合と負極性側の電圧を印加した場合とで若干異なって、画素への印加電圧が異なる場合があるが、本発明によれば、隣接する走査線において供給される選択電圧の極性が反転するとともに、データ信号の極性も選択信号の極性に対応しているので、偶数番目の走査線に位置する画素と奇数番目の走査線に位置する画素への印加電圧が交互に極性反転することになる。このため、その画素の表示むらが目立たず、極性反転駆動周波数が高いのでフリッカも目立たない。
【００１９】
また、本発明においては、前記データ線駆動回路は、前記画素に対応する領域を有するメモリを備え、前記表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリから表示データを読み出して、当該表示データに基づいて、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなる信号を生成する一方、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリからの読み出しを停止することが望ましい。この構成において、前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線が選択された場合とは、表示を行う必要がない場合である。本発明によれば、このような場合に、メモリの読み出しが停止されるので、これに伴って消費電力が抑えられる結果、さらなる低消費電力化が図られることとなる。
【００２０】
また、本発明において、前記スイッチング素子は二端子型スイッチング素子であり、前記マトリクス型表示装置は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、前記画素は、前記一対の基板のうち、一方の基板に設けられた複数の走査線と他方の基板に設けられた複数のデータ線との間に、前記二端子型スイッチング素子と前記電気光学材料とが直列接続されてなることが望ましい。本発明では、スイッチング素子として、トランジスタのような三端子型を用いることも可能ではあるが、一方の基板において、走査線およびデータ線を交差させて形成する必要があるので、配線ショートの可能性が高くなる点に難がある。また、製造プロセスも複雑化する。これに対して、二端子型を用いると、一方の基板に走査線が形成され、他方の基板にデータ線が形成されるので、配線ショートが原理的に発生しない点で有利である。また、製造プロセスも三端子型を用いる場合と比べると簡略化される。
【００２１】
さらに、本発明において、前記二端子型スイッチング素子は、前記走査線または前記データ線のいずれかに接続された導電体／絶縁体／導電体の構造を有することが望ましい。このうち、第１層の導電体は、そのまま走査線またはデータ線として用いることが可能であり、また、絶縁体は、この第１層の導電体を陽極酸化することで形成されるため、製造プロセスの簡略化がなお一層図られることとなる。
【００２２】
くわえて、上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器にあっては、上記マトリクス型表示装置を備えることを特徴としている。したがって、この電子機器にあっては、上述したように、表示装置において、画質劣化の発生を抑えた上で、高解像度化、一層の低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜電気的構成＞
はじめに、本発明の実施形態に係る表示装置の電気的構成について説明する。図１は、この電気的構成を示すブロック図である。この図に示されるように、液晶パネル１００には、複数本のデータ線（セグメント電極）２１２が列（Ｙ）方向に延在して形成される一方、複数本の走査線（コモン電極）３１２が行（Ｘ）方向に延在して形成されるとともに、データ線２１２と走査線３１２との各交点に対応して画素１１６が形成されている。さらに、各画素１１６は、電気光学材料（液晶層）１１８と、スイッチング素子の一例であるＴＦＤ（Thin Film Diode）のような二端子型スイッチング素子（以下、ＴＦＤという）２２０との直列接続からなる。ここで、本実施形態にあっては、説明の便宜上、走査線３１２の総数を２００本とし、データ線２１２の総数を１６０本として、２００行×１６０列のマトリクス型表示装置として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではない。また、データ線駆動回路２５０は、各データ線２１２に、データ信号Ｘ１〜Ｘ１６０をそれぞれ供給するものであり、走査線駆動回路３５０は、各走査線３１２に、走査信号Ｙ１〜Ｙ２００をそれぞれ供給するものである。
【００２４】
なお、図１において、ＴＦＤ２２０はデータ線２１２の側に接続され、液晶層１１８が走査線３１２の側に接続されているが、これとは逆に、ＴＦＤ２２０が走査線３１２の側に、液晶層１１８がデータ線２１２の側にそれぞれ接続される構成でも良い。
【００２５】
次に、制御回路４００は、データ線駆動回路２５０および走査線駆動回路３５０に対して、後述する各種制御信号やクロック信号などを供給するものである。なお、データ線駆動回路２５０、走査線駆動回路３５０および制御回路４００の詳細についても、後述することとする。
【００２６】
また、駆動電圧形成回路５００は、データ信号として用いられる電圧レベルＶＤＰ、ＶＤＮ、および、走査信号として用いられる電圧レベルＶＳＰ、ＶＨＰ、ＶＨＮ、ＶＳＮをそれぞれ生成するものである。なお、電圧レベルＶＤＰ、ＶＨＰは同一レベルとして共用され、同様に、電圧レベルＶＤＮ、ＶＨＮは同一レベルで共用されるが、本実施形態にあっては説明の便宜上、これら電圧レベルを別個の表記として説明することとする。そして、電源回路６００は、制御回路４００や駆動電圧形成回路５００に電源を供給するものである。
【００２７】
＜パネル構成＞
次に、液晶パネル１００の詳細構成について説明する。図２は、その構造を示す部分破断斜視図である。この図に示されるように、液晶パネル１００は、素子基板２００と、これに対向配置される対向基板３００とを備えている。このうち、素子基板２００の対向面には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明導電体からなる画素電極２３４がＸ方向およびＹ方向にマトリクス状に配列しており、このうち、同一列に配列する２００個の画素電極２３４が、Ｙ方向に延在するデータ線２１２の１本に、それぞれＴＦＤ２２０を介して接続されている。ここで、ＴＦＤ２２０は、基板側からみると、タンタル単体やタンタル合金などから形成され、データ線２１２とは枝分かれした第１の導電体２２２と、この第１の導電体２２２を陽極酸化してなる絶縁体２２４と、クロム等などの第２の導電体２２６とから構成されて、導電体／絶縁体／導電体のサンドイッチ構造を採る。このため、ＴＦＤ２２０は、電流−電圧特性が正負双方向にわたって非線形となるダイオードスイッチング特性を有することになる。
【００２８】
また、絶縁体２０１は透明性および絶縁性を有するものであり、これが設けられる理由は、第２の導電体２２６の堆積後における熱処理により、第１の導電体２２２が剥離しないようにするため、および、第１の導電体２２２に不純物が拡散しないようにするためである。したがって、これらが問題とならない場合には、絶縁体２０１は省略可能である。
【００２９】
一方、対向基板３００の対向面には、走査線３１２がＸ方向に延在し、かつ、画素電極２３４と対向するように形成されている。そして、このように構成された素子基板２００と対向基板３００とは、シール材およびスペーサ（ともに図示省略）によって、一定の間隙を保っており、この閉空間に、電気光学材料として例えばＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶１０５が封入されて、これにより、図１における液晶層１１８が形成されることとなる。すなわち、液晶層１１８は、データ線２１２と走査線３１２との交点において、当該走査線３１２と、画素電極２３４と、両者の電極間に挟持される液晶１０５とで構成されることになる。
【００３０】
したがって、このような構成において、走査線３１２を介して、走査信号として選択電圧を印加すると、当該ＴＦＤが導通状態となる。この導通状態の際に、データ線２１２を介してデータ信号を印加すると、当該ＴＦＤに接続された液晶層に所定の電荷が蓄積される。電荷蓄積後、非選択電圧を印加して、当該ＴＦＤを非導通状態としても、当該ＴＦＤのリーク（オフリーク）が少なく、かつ、液晶層の抵抗が十分に高ければ、当該液晶層における電荷の蓄積が維持される。このように、各ＴＦＤを駆動して蓄積させる電荷の量を制御することによって、画素毎に液晶の配向状態が変化して、所定の情報を表示することが可能となっている。
【００３１】
ほかに、対向基板３００には、液晶パネル１００の用途に応じて、例えば、ストライプ状や、モザイク状、トライアングル状等に配列されたカラーフィルタが設けられ、さらに、金属材料や樹脂などからなるブラックマトリクスが設けられる。くわえて、素子基板２００および対向基板３００の各対向面には、それぞれ所定の方向にラビング処理された配向膜などが設けられる一方、その各背面には配向方向に応じた偏光板がそれぞれ設けられる（いずれも図示省略）。
【００３２】
ただし、液晶パネル１００においては、液晶を高分子中に微小粒として分散させた高分子分散型液晶を用いれば、前述の配向膜や偏光板などが不要となるため、光利用効率が高まり、このため液晶パネルの高輝度化や低消費電力化などの点において有利である。また、液晶パネル１００を反射型とする場合、画素電極２３４をアルミニウムなどの反射率の高い金属膜などから構成しても良いし、素子基板２００を不透明な半導体基板から構成しても良い。
【００３３】
なお、ＴＦＤ２２０は、二端子型スイッチング素子の一例であり、他に、ＺｎＯ（酸化亜鉛）バリスタや、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）などの素子を二端子型スイッチング素子として用いても良い。また、これら素子を２つ逆向きに直列接続または並列接続しても良い。こうすると、ダイオードスイッチング特性が、正負双方向にわたって対称化されるという利点もある。
【００３４】
＜制御回路＞
次に、制御回路４００の詳細構成について説明する。図３は、制御回路４００の構成を示すブロック図である。図において、高周波発振回路４００６は、後述する階調コードパルスＧＣＰの源振信号として用いる高周波パルス信号を生成するものである。このため、高周波パルス信号の周波数は、１／２水平走査期間を規定する低周波パルス信号よりも遙かに高く、３ＭＨｚ程度である。また、分周回路４００４は、高周波発振回路４００６から出力される高周波パルス信号を分周して、水平走査の基準となる低周波パルス信号を生成するものである。ここで、本実施形態にあっては、１水平走査期間を前半期間と後半期間とに分割して駆動を行う構成となっているので、この低周波パルス信号は、１／２水平走査期間を規定するために用いられる。このため、低周波パルス信号の周波数は、３０ｋＨｚ程度である。制御信号生成回路４００２は、分周回路４００４から出力された低周波パネル信号に基づいて、各種制御信号やクロック信号（ＰＤ１、ＰＤ２、ＹＤ、ＹＣＬＫ、ＭＹ、ＩＮＨ、ＬＰ、ＭＸ、ＲＥＳ、ＳＰ等）などを生成するものである。
【００３５】
ここで、階調制御信号生成回路４００８は、分周回路４００４による低周波パルス信号で規定される１／２水平走査期間において、高周波発振回路４００６による高周波パルス信号を、階調を示す表示データのウェイトに応じて配列させて、図１０に示されるような階調コードパルス（階調制御信号）ＧＣＰを生成するものである。なお、図１０において、階調コードパルスＧＣＰは、説明の便宜のために等ピッチで配列しているが、実際には、異ピッチとなる場合がある。
【００３６】
さて、制御信号生成回路４００２は、分周回路４００４による低周波パルス信号にしたがって、次のような各種制御信号やクロック信号などを生成する。第１に、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、ある走査線３１２に含まれる領域だけ表示状態として、それ以外の走査線３１２に含まれる領域については非表示領域とする場合（部分表示の場合）には、表示領域に含まれる走査線３１２が選択される期間だけＨレベルとなり、それ以外の期間ではＬレベルとなる信号である。第２に、第２部分表示制御信号ＰＤ２は、非表示領域のうち表示領域に隣接する一定領域に含まれる走査線３１２が選択される期間だけＨレベルとなり、それ以外の期間ではＬレベルとなる信号である。
【００３７】
第３に、開始パルスＹＤは、図５に示されるように、１垂直走査期間（１フレーム）の最初に出力されるパルスである。第４に、クロック信号ＹＣＬＫは、走査線側の基準信号であり、図５に示されるように、１水平走査期間に相当する１Ｈの周期を有する。第５に、交流駆動信号ＭＹは、走査線側において液晶画素を交流駆動するために用いる信号であり、図５に示されるように、１水平走査期間１Ｈ毎に信号レベルが反転し、かつ、同一の走査線が選択される水平走査期間においては１フレーム毎に信号レベルが反転する。このため、交流駆動信号ＭＹによって、１水平走査期間毎に液晶画素への印加電圧の極性が反転し、かつ、その極性が１垂直走査期間毎に反転する駆動が制御されることとなる。
【００３８】
第６に、制御信号ＩＮＨは、１水平走査期間の後半期間を選択するための信号であり、図５に示されるように、当該後半期間にＨアクティブとなる。第７に、ラッチパルスＬＰは、データ線側において、データ信号をラッチするためのものであり、図１０に示されるように、１水平走査期間の最初に出力される。第８に、リセット信号ＲＥＳは、データ線側において１水平走査期間の前半期間と後半期間とを規定するためのパルスであり、図１０に示されるように、前半期間と後半期間との最初に出力される。第９に、交流駆動信号ＭＸは、データ線側において液晶画素を交流駆動するために用いる信号であり、図１０に示されるように、ある水平走査期間１Ｈの後半期間から次の水平走査期間１Ｈの前半期間まで同レベルを維持し、その後、レベル反転する信号である。なお、１水平走査期間の後半期間における交流駆動信号ＭＸと、同期間における交流駆動信号ＭＹとは、互いに反転レベルとなるように設定される。
【００３９】
また、制御信号生成回路４００２は、第１部分表示制御信号ＰＤ１をＬレベルとする場合、階調制御信号生成回路４００８に対して階調コードパルスＧＣＰの生成を停止させる制御を行う。
なお、分周回路４００４を低周波発振回路に置き換えて、高周波発振回路４００６とともに２つの発振回路を備える構成としても良い。
【００４０】
＜走査線駆動回路＞
次に、走査線駆動回路３５０の詳細について説明する。図４は、この走査線駆動回路３５０の構成を示すブロック図である。この図において、シフトレジスタ３５０２は、走査線本数に対応する２００ビットシフトレジスタであり、１フレームの最初に供給される開始パルスＹＤを、１水平走査期間の周期を有するクロック信号ＹＣＬＫにしたがって順次シフトして、転送信号ＹＳ１、ＹＳ２、……、ＹＳ２００として出力するものである。ここで、転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００は、各走査線にそれぞれ１対１に対応して、どの走査線３１２を選択すべきかを指定するものである。
【００４１】
続いて、電圧選択信号形成回路３５０４は、交流駆動信号ＭＹと制御信号ＩＮＨとから、各走査線３１２に対して印加すべき電圧を定める電圧選択信号を出力するものである。ここで、本実施形態において、表示領域に含まれる走査線３１２に印加される走査信号の電圧は、ＶＳＰ（正側選択電圧）、ＶＨＰ（正側非選択電圧）、ＶＨＮ（負側非選択電圧）、ＶＳＮ（負側選択電圧）の４値であり、このうち、選択電圧であるＶＳＰまたはＶＳＮが実際に印加される期間は、１水平走査期間の後半期間である。さらに、選択電圧が印加された後に印加される非選択電圧は、選択電圧がＶＳＰであればＶＨＰであり、選択電圧がＶＳＮであればＶＨＮであって、当該選択電圧により一義的に定まっている。また、ＶＳＰとＶＳＮとの中間電圧と、ＶＨＰとＶＨＮの中間電圧とは、基準電圧ＶＲと一致するようになっている。くわえて、この基準電圧ＶＲは、後述するデータ信号の正側データ電圧ＶＤＰと負側データ電圧ＶＤＮの中間電圧と一致するようになっている。
【００４２】
第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルである場合、電圧選択信号形成回路３５０４は、走査信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、第１に、ある走査線に対応する転送信号がＨレベルになって、当該走査線が選択されると、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなる期間（１水平走査期間の後半期間）での交流駆動信号ＭＹに応じた選択電圧とし、第２に、制御信号ＩＮＨがＬレベルに遷移後、当該選択電圧に対応する非選択電圧となるように、電圧選択信号形成回路３５０４は電圧選択信号を生成する。具体的には、電圧選択信号形成回路３５０４は、制御信号ＩＮＨがＨアクティブとなる期間において、交流駆動信号ＭＹがＨレベルであれば正側選択電圧ＶＳＰを選択させる電圧選択信号を当該期間に出力し、この後、正側非選択電圧ＶＨＰを選択させる電圧選択信号を出力する一方、交流駆動信号ＭＹがＬレベルであれば負側選択電圧ＶＳＮを選択させる電圧選択信号を当該期間に出力し、この後、負側非選択電圧ＶＨＮを選択させる電圧選択信号を出力することとなる。
【００４３】
なお、本発明の実施形態においては、走査線やデータ線に印加される電位の正（正極性）と負（負極性）は、データ線に印加される信号の中間電位を基準として高電位側を正、低電位側を負としている。
【００４４】
一方、本実施形態において、非表示領域に含まれる走査線３１２に印加される走査信号の電圧は、ＶＨＰ、ＶＨＮの２値のみである。このため、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、電圧選択信号形成回路３５０４は、走査信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、第１に、ある走査線に対応する転送信号がＨレベルになって、当該走査線が選択されるとともに、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなって、１水平走査期間の後半期間が選択されると、正側非選択電圧ＶＨＰ、負側非選択電圧ＶＨＮの一方から他方への反転するように、電圧選択信号形成回路３５０４は電圧選択信号を生成する。
【００４５】
さて、レベルシフタ３５０６は、電圧選択信号形成回路３５０４によって出力される電圧選択信号の電圧振幅を拡大するものである。そして、セレクタ３５０８は、電圧振幅が拡大された電圧選択信号によって指示される電圧を、実際に選択して、対応する走査線３１２の各々に供給するものである。
【００４６】
＜走査信号の電圧波形＞
次に、上記構成の走査線駆動回路３５０によって供給される走査信号の電圧波形について検討する。まず、説明の便宜上、全画面表示を行う場合、すなわち、第１部分表示制御信号ＰＤ１が常にＨレベルである場合を想定する。この場合、走査信号の電圧波形は、図５に示される通りとなる。すなわち、開始パルスＹＤが、クロック信号ＹＣＬＫにより１水平走査期間１Ｈ毎に順次シフトされて、これが転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００として出力されるとともに、制御信号ＩＮＨにより１水平走査期間１Ｈの後半期間が選択され、さらに、当該後半期間における交流駆動信号ＭＹのレベルに応じて走査信号の選択電圧が定められるので、１本の走査線に供給される走査信号の電圧は、当該走査線が選択される水平走査期間の後半期間において、交流駆動信号ＭＹが例えばＨレベルであれば正側選択電圧ＶＳＰとなり、その後、当該選択電圧に対応する正側非選択電圧ＶＨＰを保持する。そして、１フレーム経過して、１水平走査期間の後半期間においては、交流駆動信号ＭＹのレベルが反転してＬレベルとなるので、当該走査線に供給される走査信号の電圧は、負側選択電圧ＶＳＮとなり、その後、当該選択電圧に対応する負側非選択電圧ＶＨＮを保持することになる。例えば、図５に示されるように、ある第ｎフレームにおいて最初に選択される走査線の走査信号Ｙ１の電圧は、当該水平走査期間の後半期間に正側選択電圧ＶＳＰとなり、その後、非選択電圧ＶＨＰを保持し、次の第（ｎ＋１）フレームにおいて、最初の１水平走査期間の後半期間に負側選択電圧ＶＳＮとなり、その後、負側非選択電圧ＶＨＰを保持する、というサイクルの繰り返しとなる。
【００４７】
一方、交流駆動信号ＭＹは、１水平走査期間１Ｈ毎に信号レベルが反転するので、隣接する走査線に供給される走査信号の電圧も、１水平走査期間１Ｈ毎に交互に極性が反転する関係となる。例えば、図５に示されるように、ある第ｎフレームにおいて最初に選択される走査線への走査信号Ｙ１の電圧が、当該水平走査期間の後半期間において正側選択電圧ＶＳＰであれば、２番目に選択される走査線への走査信号Ｙ２の電圧は、当該水平走査期間の後半期間において負側選択電圧ＶＳＮとなる。
【００４８】
次に、部分表示を行う場合における走査信号について検討する。ここでは、例として、図６に示されるような部分表示、具体的には、液晶パネル１００において、上から数えて１〜８０本目の走査線によって走査される画素領域および１２１〜２００本目の走査線によって走査される画素領域を、それぞれ非表示領域とする一方、８１〜１２１本目の走査線によって走査される画素領域を表示領域とする部分表示を行う場合について想定する。
【００４９】
部分表示の場合においても、開始パルスＹＤが、クロック信号ＹＣＬＫにより１水平走査期間１Ｈ毎に順次シフトされて、これが転送信号ＹＳ１〜ＹＳ２００として出力される点は、全画面表示の場合と同様である。ただし、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、図７に示されるように、１垂直走査期間のうち、１２１〜２００本目、および、次のフレームにおいて１〜８０本目の走査線が選択される計１６０水平走査期間においてＬレベルとなるので、当該１８０水平走査期間において、当該走査線に対応する転送信号ＹＳ１〜ＹＳ８０およびＹＳ１２１〜ＹＳ２００がＨレベルに遷移するとともに、制御信号ＩＮＨがＨレベルとなると、１〜８０本目および１２１〜２００本目の走査線に供給される走査信号の各電圧レベルは、非選択電圧ＶＨＰからＶＨＮに、または、非選択電圧ＶＨＮからＶＨＰに切り替えられることとなる。
【００５０】
一方、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、１垂直走査期間のうち、８１〜１２０本目の走査線が選択される計４０水平走査期間においてＨレベルとなるから、当該４０水平走査期間において、８１〜１２０本目の走査線に供給される走査信号に限って言えば、全画面表示の場合と同様となる。
【００５１】
したがって、図６に示されるような部分表示を行う場合の走査信号、特に、非表示領域と表示領域との境界付近の走査線に供給される走査信号は、図７に示される通りとなる。すなわち、非表示領域たる１〜８０本目の走査線および１２１〜２００本目の走査線への走査信号Ｙ１〜Ｙ８０およびＹ１２１〜Ｙ２００は、対応する走査線の水平走査期間の中間において、それぞれ非選択電圧ＶＨＰ、ＶＨＮの一方から他方に切り替えられる。このため、本実施形態にあっては、非表示領域への走査信号は、１フレーム毎に非選択電圧の極性が反転されることとなる。
【００５２】
ここで、低消費電力化を図るという観点のみから言えば、非表示領域への走査信号は、データ信号として印加される電圧ＶＤＰ、ＶＤＮの中間電圧とする構成が望ましいが、この構成では、駆動電圧形成回路５００（図１参照）が、別途中間電圧を形成する必要があるだけでなく、電圧選択信号形成回路３５０４（図４参照）による電圧選択信号においてもビット数が余計に必要となり、さらに、セレクタ３５０８の選択範囲が広がってしまうので、構成が複雑化する。これに対し本実施形態によれば、構成そのものは、全画面表示のみを行う従来の構成と大差ないので、構成の複雑化は防止される。その上で、非選択領域への走査信号は、非選択電圧という低い電圧を、１フレーム分に相当する１Ｖという極めて長い間隔でスイッチングするのみによって生成されるので、部分表示を行う場合において走査線駆動回路３５０により消費される電力を、データ信号の中間電圧を供給する構成並に低く抑えることが可能となる。
【００５３】
なお、非選択電圧のスイッチング間隔は、本実施形態では、１フレーム分に相当する１Ｖという期間であったが、それよりも長い間隔とする方が、スイッチングに伴う電力消費が抑えられる。このため、非選択電圧のスイッチング間隔は、図８に示されるように、２フレーム分に相当する２Ｖとしても良いし、それ以上の期間でも良い。ただし、非表示領域への走査信号を、非選択電圧ＶＨＰ、ＶＨＮの一方に固定するのは、交流駆動を前提とする表示装置においては好ましくない。
【００５４】
一方、表示領域たる８１〜１２０本目の走査線への走査信号Ｙ８１〜Ｙ１２０は、水平走査期間の後半期間に選択電圧ＶＳＰまたはＶＳＮの一方となった後、その選択電圧に対応する非選択電圧に保持されるとともに、１フレーム経過後の水平走査期間の後半期間に他方の選択電圧となり、その後、その選択電圧に対応する非選択電圧となる、というサイクルの繰り返しとなる。したがって、表示領域の走査線に供給される走査信号について言えば、全画面表示のみを行う従来構成となんら変わることはなく、このため、部分表示を行う場合において、表示領域における表示品位は、全画面表示の場合と比較して表示品位が低下するといった不具合も発生しない。
【００５５】
＜データ線駆動回路＞
次に、データ線駆動回路２５０の詳細について説明する。図９は、このデータ線駆動回路３５０の構成を示すブロック図である。この図において、アドレス制御回路２５０２は、表示データの読み出しに用いる行アドレスを生成するためのものであり、当該行アドレスを、１フレームの最初に供給される開始パルスＹＤによりリセットするとともに、１水平走査期間毎に供給されるラッチパルスＬＰで歩進させる構成となっている。ただし、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルとなると、アドレス制御回路２５０２は、行アドレスの供給を禁止する。
【００５６】
表示データＲＡＭ２５０４は、２００行×１６０列に配列する画素に対応する領域を有するデュアルポートＲＡＭであり、書き込み側は、制御回路４００から供給される表示データが所定の番地に書き込まれる一方、読み出し側は、行アドレスで指定された番地の表示データが１行分読み出される構成となっている。
【００５７】
次に、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号を階調に応じてパルス幅変調するためのものであり、データ信号Ｘ１〜Ｘ１６０の電圧を選択する電圧選択信号を、表示データに応じて、交流駆動信号ＭＸとリセット信号ＲＥＳと階調コードパルスＧＣＰとから各データ線２１２毎に生成する。ここで、本実施形態において、データ線２１２に印加されるデータ信号の電圧は、ＶＤＰ（正側データ電圧）、ＶＤＮ（負側データ電圧）の２値である。また、表示データは本実施形態では３ビット（８階調）とする。
【００５８】
まず、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。すなわち、データ信号の電圧レベルが、第１に、１水平走査期間の最初に供給されるリセット信号ＲＥＳによって、交流駆動信号ＭＸのレベルとは反対のレベルとなり、第２に、表示データに対応する階調コードパルスＧＣＰの立ち上がりにおいて、交流駆動信号ＭＸと同一レベルに反転する関係となるように、ＰＷＭデコーダ２５０６は電圧選択信号を生成する。図１０には、ＰＷＭデコーダ２５０６に入力される表示データ信号の２進数表示と、それをデコードした結果の電圧選択信号が示される。ただし、ＰＷＭデコーダ２５０６は、表示データが（０００）であれば、交流駆動信号ＭＸとは反転レベルとなるように、また、表示データが（１１１）であれば、交流駆動信号ＭＸとは同一レベルとなるように、ＰＷＭデコーダ２５０６は電圧選択信号を生成する。
【００５９】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、データ信号の電圧レベルが次のような関係となるように、電圧選択信号を生成する。第２部分表示制御信号ＰＤ２がＬレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、表示データにかかわらず、データ信号の電圧レベルが正側データ電圧ＶＤＰ、負側データ電圧ＶＤＮの一方から他方へ、所定期間毎に反転する関係となるように、電圧選択信号を生成する。一方、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＨレベルである場合、ＰＷＭデコーダ２５０６は、供給される表示データにかかわらず、データ値を（０００）として電圧選択信号を生成する。
さて、セレクタ２５０８は、ＰＷＭデコーダ２５０６による電圧選択信号によって指示される電圧を実際に選択して、対応するデータ線２１２の各々に供給するものである。
【００６０】
＜データ信号の電圧波形＞
次に、上記構成のデータ線駆動回路２５０によって供給されるデータ信号について検討する。まず、説明の便宜上、全画面表示を行う場合、すなわち、第１部分表示制御信号ＰＤ１が常にＨレベルである場合を想定する。この場合、データ信号Ｘｉ（ｉは、１≦ｉ≦１６０を満たす整数）の電圧波形は、図１０に示される通りとなる。すなわち、表示データが（０００）または（１１１）以外であれば、ＰＷＭデコーダ２５０６の電圧選択信号によって、データ信号Ｘｉの電圧レベルは、１水平走査期間の最初に供給されるリセット信号ＲＥＳにより、交流駆動信号ＭＸのレベルと反転レベルにリセットされ、表示データに対応する階調コードパルスＧＣＰの立ち上がりにおいて、交流駆動信号ＭＸと同一レベルに反転される。ただし、データ信号Ｘｉの電圧レベルは、表示データが（０００）であれば交流駆動信号ＭＸとは反転レベルにされる一方、表示データが（１１１）であれば交流駆動信号ＭＸとは同一レベルにされる。このため、データ信号Ｘｉは、１水平走査期間に相当する期間１Ｈにおいて、図に示されるように、表示データにかかわらず、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間が互いに等しくなることが判る。
【００６１】
また、１水平走査期間の後半期間において、データ信号の極性を規定する交流駆動信号ＭＸは、同後半期間において走査信号の極性を規定する交流駆動信号ＭＹの反転レベルに設定されているので、データ信号Ｘｉは、走査信号の極性に対応したものとなることも判る。
【００６２】
次に、部分表示を行う場合におけるデータ信号Ｘｉについて検討する。ここでも、図６に示されるような部分表示を想定する。なお、以下の説明にあっては、非表示領域Ｂのうち表示領域Ａに隣接する一定の領域を第１非表示領域Ｂ１と称し、非表示領域Ｂから第１非表示領域Ｂ１を差し引いた領域を第２非表示領域Ｂ２と称することにする。
【００６３】
この場合、第１部分表示制御信号ＰＤ１は、図１１に示されるように、１フレームのうち、８１〜１２０本目の走査線が選択される計４０水平走査期間においてＨレベルとなる。一方、１〜８０本目および１２１〜２００本目の走査線が選択される計１６０水平走査期間においてＬレベルとなる。
【００６４】
このうち、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルとなる期間、すなわち、表示領域Ａに含まれる走査線が選択される期間では、上述した全画面表示と同視できるから、データ信号Ｘｉの電圧は、交流駆動信号ＭＸおよび表示データにしたがったものとなる。図１１における領域ａは、このことを示すものである。したがって、このようなデータ信号Ｘｉによれば、１水平走査期間において、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなるので、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＨレベルとなる期間においても、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなる。
【００６５】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルで、かつ、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＬレベルある期間では、すなわち、第２非表示領域Ｂ２に含まれる走査線が選択される期間について検討する。当該期間では、データ信号Ｘｉの電圧は、ＰＷＭデコーダ２５０６によって表示データにかかわらず、図１１に示されるように、正側データ電圧ＶＤＰまたは負側データ電圧ＶＤＮの一方から他方へ、当該Ｌレベルとなる計１４０水平走査期間を「４」で分割した３５水平走査期間３５Ｈ毎に反転される。当該期間においても、正側データ電圧ＶＤＰとなる期間と負側データ電圧ＶＤＮとなる期間とが互いに等しくなることが判る。
【００６６】
次に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルで、かつ、第２部分表示制御信号ＰＤ２がＨレベルある期間では、すなわち、第１非表示領域Ｂ１に含まれる走査線が選択される期間について検討する。当該期間では、データ信号Ｘｉの電圧は、ＰＷＭデコーダ２５０６によってデータ値（０００）の表示データと同じ電圧選択信号が出力される。この結果、データ信号Ｘｉは交流駆動信号ＭＸを反転したものと一致し、その周期は１水平走査期間１Ｈとなる。図１１に示す領域ｂはこのことを示すものである。
【００６７】
さて、データ信号Ｘｉの実効電圧波形Ｘｉ’は、図１１に示すように第２非表示領域に対応する期間では大きく変動するが、第１非表示領域に対応する期間において、正側データ電圧ＶＤＰおよび負側データ電圧ＶＤＮの中間電圧である基準電圧ＶＲに収束する。表示期間の開始時点では、実効電圧波形Ｘｉは基準電圧ＶＲを取る。これにより、部分表示の場合でも全画面表示の場合と同様に、全ての表示期間にわたってデータ信号Ｘｉの実効値を基準電圧ＶＲに保つことが可能となる。この結果、表示領域Ａにおける画像品質を向上させることができる。
【００６８】
ここで、低消費電力化を図るという観点のみから言えば、非表示領域Ｂに含まれる走査線が選択される期間におけるデータ信号Ｘｉの電圧は、基準電圧ＶＲとする構成が望ましいが、この構成では、駆動電圧形成回路５００（図１参照）が、別途基準電圧ＶＲを形成する必要があるだけでなく、ＰＷＭデコーダ２５０６（図９参照）による電圧選択信号においてもビット数が余計に必要となり、さらに、セレクタ２５０８の選択範囲が広がってしまうので、構成が複雑化する。これに対し本実施形態によれば、構成そのものは、全画面表示のみを行う従来の構成と大差ないので、構成の複雑化は防止される。その上で、非選択領域の走査線が選択される期間におけるデータ信号Ｘｉは、正側データ電圧ＶＤＰまたは負側データ電圧ＶＤＮを、表示領域の走査線が選択される場合よりも極めて長い３０水平走査期間という間隔毎にスイッチングするのみによって生成されるので、部分表示を行う場合において、データ線駆動回路２５０により消費される電力を、基準電圧ＶＲを供給する構成並に低く抑えることが可能となる。
【００６９】
さらに、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、本実施形態にあっては、上述したように、アドレス制御回路２５０２から行アドレスの供給が禁止される構成となっている。ここで、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間では、その期間において表示が行われることがないので、表示データは不要である。したがって、単に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間において、ＰＷＭデコーダ２５０６が、表示データＲＡＭから読み出された表示データを無視する構成でも良いが、本実施形態のように、積極的に行アドレスの供給を禁止すると、表示データの読み出しに消費される電力についても抑えることが可能となる。
【００７０】
同様に、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルある期間では、その期間において表示が行われることはないので、階調コードパルスＧＣＰは不要である。したがって、単に、ＰＷＭデコーダ２５０６が階調コードパルスＧＣＰを無視する構成でも足りる。しかしながら、階調コードパルスＧＣＰは、上述したように、１／２水平走査期間において、高周波発振回路４００６による高周波パルス信号を、階調を示す表示データのウェイトに応じて配列させた信号であるため、その周波数は、１／２水平走査基準となる他のクロック信号や制御信号と比較して遙かに高い。このため、配線容量などに起因して消費される電力も全体から見れば無視できないことが多い。
【００７１】
これに対して本実施形態によれば、第１部分表示制御信号ＰＤ１がＬレベルである場合、上述したように、制御信号駆動回路４００２（図３参照）が階調制御信号生成回路４００６に対して、階調コードパルスＧＣＰの生成を積極的に停止させる構成となっているので、配線容量などに起因して消費される電力、さらに、階調コードパルスＧＣＰにしたがった動作により消費される電力についても抑制することが可能となる。
【００７２】
＜その他＞
上述した実施形態においては、図１１に示すように表示領域Ａに対応する４０水平走査期間４０Ｈの前後の１０水平走査期間１０Ｈにおいて、データ信号を１水平走査期間毎に反転させるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、４０水平走査期間４０Ｈの前の１０水平走査期間１０Ｈにおいてのみ、データ信号を１水平走査期間毎に反転させるようにしてもよい。すなわち、図６に示す第１非表示領域Ｂ１のうち、表示領域Ａの上側に隣接する部分（Ｂ１u）だけを第１非表示領域Ｂ１とし、下側に隣接する部分（Ｂ１d）は第２非表示領域Ｂ２に含ませるようにしてもよい。
【００７３】
上述した実施形態においては、第２非表示領域Ｂ２に属する走査線が選択されている期間（第２期間）にあっては、３５水平走査期間毎にデータ信号の信号レベルを反転する一方、第１非表示領域Ｂ１に属する走査線が選択されている期間（第１期間）にあっては１水平走査期間毎にデータ信号の信号レベルを反転するようにしたが、本発明はデータ信号の実効値を基準電圧ＶＲに近づけるために第１期間において１水平走査期間毎にデータ信号を反転するようにしたものである。データ信号の反転周期が短いほど、その実効電圧波形の振幅は小さくなる。したがって、データ信号の実効値を収束させるためには、第２期間におけるデータ信号の反転周期よりも第１期間におけるデータ信号の反転周期が短ければ足りる。
【００７４】
上述した実施形態においては、液晶パネル１００の素子基板２００を、ガラス等の透明な絶縁性基板を用い、ここに、ＴＦＤのような二端子型スイッチング素子を形成して、画素１１６を駆動する構成したが、本発明はこれに限られない。例えば、当該基板上にシリコン薄膜を形成するとともに、この薄膜にソース、ドレイン、チャネルを形成したＴＦＴ（Thi n Film Transistor：薄膜トランジスタ）により、画素１１６を駆動する構成としてもよい。また、例えば、素子基板２００を半導体基板とし、画素１１６の駆動素子を当該半導体基板表面にソース、ドレイン、チャネルを形成した絶縁ゲート型電界効果トランジスタとしても構わない。この場合、画素電極２３４はアルミニウムなどの金属からなる反射電極から形成されて、反射型として用いることになる。また、素子基板１０１を透明な基板としても、画素電極２３４を反射性金属から構成して反射型にしても良い。
【００７５】
ただし、トランジスタで画素１１６を駆動する構成では、素子基板２００にデータ線２１２および走査線３１２の一方だけではなく、双方を交差させて形成しなければならないので、それだけ配線ショートの可能性が高まる点、さらに、ＴＦＴ自体は、ＴＦＤよりも構成が複雑であるので、製造プロセスが複雑化する点において、不利である。
さらに、実施形態にあっては、電気光学材料として液晶を用いた表示装置を例にとって説明したが、エレクトロルミネッセンスや、蛍光表示管、プラズマディスプレイなど、電気光学効果により表示を行う表示装置に適用可能である。すなわち、本発明は、上述した液晶表示装置と類似の構成を有するすべての電気光学装置に適用なものである。
【００７６】
＜電子機器＞
次に、上述した表示装置を携帯型電子機器に適用する場合について説明する。この場合、電子機器は、図１２に示されるように、主に、表示情報出力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１００４、液晶パネル１００、クロック発生回路１００８並びに電源回路１０１０を備えて構成される。このうち、表示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Ran dom Access Memory）などのメモリや、光ディスク装置などのストレージユニット、画像信号を同調して出力する同調回路等を含み、クロック発生回路１００８からのクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの表示情報を表示情報処理回路１００２に出力するものである。また、表示情報処理回路１００２は、図１における制御回路４００を含む上位構成であり、さらに、シリアル−パラレル変換回路や、増幅・極性反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等の周知の各種処理回路などを含んで、クロック信号に基づいて入力された表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック信号ＣＬＫなどのタイミング信号や制御信号とともに駆動回路１００４に出力する。さらに、駆動回路１００４は、上述したデータ線駆動回路２５０や、走査線駆動回路３５０、制御回路４００などに相当し、さらに、製造過程において検査に用いる検査回路などを含んだものである。電源回路１０１０は、各回路に所定の電源を供給するものであり、ここでは、上述した駆動電圧形成回路５００も含む概念のものである。
【００７７】
＜携帯電話＞
次に、上述した表示装置を携帯電話に適用した例について説明する。図１３は、この携帯電話の構成を示す斜視図である。図において、携帯電話１３００は、複数の操作ボタン１３０２のほか、受話口１３０４、送話口１３０６とともに、液晶パネル１００を備えるものである。この液晶パネル１００では、着信時または発信時には全領域を表示領域とする全画面表示が行われる一方、待ち受け時には電界強度や、番号、文字など必要な情報を表示する領域のみを表示領域とする部分表示が行われることとなる。これにより、待ち受け時において表示装置で消費される電力が抑えられるので、待ち受け可能時間の長期化を図ることが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器としては、場合によっては全画面表示とする必要があるが、それ以外の場合には一部領域の表示だけで済ますことが可能であって、低消費電力化の要求の強い機器、例えば、上述した携帯電話のほか、ページャ、時計、ＰＤＡ（個人向け情報端末）などが好適である。ただし、この他にも、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などにも適用可能である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、表示装置において、画質劣化の発生を抑えた上で、低消費電力化、さらには、構成の簡略化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】 液晶パネルの構成を示す部分破断斜視図である。
【図３】 制御回路の構成を示すブロック図である。
【図４】 走査線駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】 走査線駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】 液晶パネルにおいて、部分表示を説明するための平面図である。
【図７】 部分表示の場合において、走査信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図８】 部分表示の場合において、走査信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図９】 データ線駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】 データ駆動回路の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】 部分表示の場合において、データ信号の電圧波形を示すタイミングチャートである。
【図１２】 実施形態に係る表示装置を適用した電子機器の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】 同表示装置を適用した電子機器の一例たる携帯電話の構成を示す斜視図である。
【図１４】 従来の部分駆動方式における表示パネルの駆動波形を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００……液晶パネル
１１６……画素
１１８……液晶層
２００……素子基板
２１２……データ線
２２０……ＴＦＤ
２２２……第１の導電体
２２４……絶縁体
２２６……第２の導電体
２３４……画素電極
２５０……データ線駆動回路
３００……対向基板
３１２……走査線
３５０……走査線駆動回路
４００……制御回路
５００……駆動電圧形成回路
６００……電源回路
２５０４……表示データＲＡＭ
４００６……高周波発振回路
４００８……階調制御信号生成回路
Claims (10)
- 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するマトリクス型表示装置の駆動方法であって、
前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、
前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給し、
前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、
前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給する
ことを特徴とするマトリクス型表示装置の駆動方法。 - 前記第２周期は１水平走査期間周期であることを特徴とする請求項１に記載のマトリクス型表示装置の駆動方法。
- 前記表示領域に属する走査線の各々に対し、１水平走査期間を分割した一方の期間において、前記スイッチング素子を導通状態とする選択信号と、前記一方の期間以外の期間において、前記スイッチング素子を非導通とする非選択信号とを、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として所定の期間毎に極性反転して供給する
ことを特徴とする請求項１記載のマトリクス型表示装置の駆動方法。 - 前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときにおける前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルの極性反転周期は、前記第２非表示領域に属する走査線数を２以上の整数で割った商分の水平走査期間である
ことを特徴とする請求項１記載のマトリクス型表示装置の駆動方法。 - 複数の走査線と複数のデータ線との各交差に対応して設けられた画素をスイッチング素子により駆動するマトリクス型表示装置であって、
前記複数の走査線のうち、一部の走査線からなる表示領域を表示状態とする一方、他の走査線からなり前記表示領域に隣接する第１非表示領域と前記第１非表示領域に隣接する第２非表示領域とを非表示状態とする場合に、
前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線の各々に対し、前記スイッチング素子を非導通状態とする非選択信号を、前記データ線に供給される信号の中間値を基準として１以上の垂直走査期間毎に極性反転して供給する走査線駆動回路と、
前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、信号振幅の中間値を基準とする正側電圧レベルおよび負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として第１周期で極性反転して供給し、前記第１非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記データ線の各々に対し、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなるデータ信号を、前記信号振幅の中間値を基準として前記第１周期よりも短い第２周期で極性反転して供給するデータ線駆動回路と、
を備えたことを特徴とするマトリクス型表示装置。 - 前記走査線駆動回路は、相隣接する走査線に対して供給する非選択信号の極性を、前記中間値を基準として交互に反転する
ことを特徴とする請求項５記載のマトリクス型表示装置。 - 前記データ線駆動回路は、
前記画素に対応する領域を有するメモリを備え、
前記表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリから表示データを読み出して、当該表示データに基づいて、前記正側電圧レベルおよび前記負側電圧レベルからなる信号を生成する一方、
前記第１非表示領域および前記第２非表示領域に属する走査線が選択されたときには、前記メモリからの読み出しを停止する
ことを特徴とする請求項５記載のマトリクス型表示装置。 - 前記スイッチング素子は二端子型スイッチング素子であり、
前記マトリクス型表示装置は、一対の基板間に電気光学材料が挟持されてなり、
前記画素は、前記一対の基板のうち、一方の基板に設けられた複数の走査線と他方の基板に設けられた複数のデータ線との間に、前記二端子型スイッチング素子と前記電気光学材料とが直列接続されてなることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のマトリクス型表示装置。 - 前記二端子型スイッチング素子は、前記走査線または前記データ線のいずれかに接続された導電体／絶縁体／導電体の構造を有することを特徴とする請求項８記載のマトリクス型表示装置。
- 請求項５に記載のマトリクス型表示装置を備えることを特徴とする電子機器。
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