(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにマトリクス状に配線された複数の信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線を駆動する信号線及び走査線駆動回路と、前記信号線と走査線との交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を有する第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、前記第１の電極基板及び第２の電極基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置において、
画像フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合で前記信号線及び走査線駆動回路の駆動方法を切り替える制御手段を有し、該制御手段は、前記フレーム間で表示画像が変化しない場合に、前記走査線を前記スイッチ素子がオフとなる電位に保持し、前記信号線の電位を一定周期毎に切り替える手段を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記信号線の電位は白及び黒表示電位であることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記信号線電位の切り替え周期が、１／６０秒以下であることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記一定期間毎に切り替えられる信号線の電位の位相が、隣接信号線間で逆相となっていることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
互いにマトリクス状に配線された複数の信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線を駆動する信号線及び走査線駆動回路と、前記信号線と走査線との交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を有する第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、前記第１の電極基板及び第２の電極基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置において、画像フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合で駆動方法を切り替えることを特徴とし、前記フレーム間で表示画像が変化しない場合の駆動方法は、前記走査線を前記スイッチ素子がオフとなる電位に保持し、前記信号線の電位を一定周期毎に切り替える駆動方法を含むことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記信号線の電位は白及び黒表示電位であることを特徴とする請求項第５項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記信号線電位の切り替え周期が、１／６０秒以下であることを特徴とする請求項第５項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記一定期間毎に切り替えられる信号線の電位の位相が、隣接信号線間で逆相となっていることを特徴とする請求項第５項記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポータブルコンピュータ等で用いられる低消費電力液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例による液晶表示装置として例えば特公平１−３７９１１があげられる。図１１は前記従来例による液晶表示装置の等価回路図を示し、マトリクス状に配線された複数の信号線、走査線、前記信号線と走査線との交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を有しており、前記画素電極は対向電極との間に液晶セルを形成するとともに、補助容量線との間に補助容量を形成している。各画素電極には信号線、スイッチ素子を介してフレーム周期でビデオ信号が供給されている。液晶分子は直流電圧に対して分極を生じ表示品位を低下させるため、前記ビデオ信号はフレーム周期毎に極性が反転する交流信号を用いている。
【０００３】
ＯＡ機器の表示装置として用いる場合には、例えばワープロ作業の場合など、大部分の時間が静止画表示となっている。液晶表示装置の場合、前記従来例に示すようにビデオ信号は画素容量にホールドされるので、静止画表示が続く限り原理的には画素電極へのビデオ信号の供給は必要なく、この期間液晶表示装置の走査を止めることができる。走査を行うための消費電力は液晶表示装置全体の消費電力の約４割に及ぶため、走査を止めることによって消費電力を大幅に下げることができる。
【０００４】
しかし、実際には、静止画表示の場合にも走査を止める事はできない。これは、スイッチ素子を通してリーク電流が流れ、画素電極電位が時間とともに変化してしまうためである。このためフレームレートを６０フレーム／秒とし、１フレーム毎に極性反転を行う駆動法が用いられている。
【０００５】
これに対して、画素電極内にデジタルメモリセルを構成し、スイッチ素子のリーク電流による画素電位の影響を無くした例が特開昭５８−２３０９１に示されている。図１２は前記従来例による液晶表示装置の画素部の等価回路図を示し、スイッチ素子の後段に２個のインバータ素子によるデジタルメモリが形成されておりデータはハイ又はローレベルに保持されている。前記デジタルメモリのデータ値とＶｃｏｍ  信号とのエクスクルーシブＯＲ信号を画素電極に印加することで、液晶セルを交流駆動している。このため、Ｘ、Ｙドライバを走査することなく静止画表示が行える。このようにして従来例は静止画表示時に走査を止めることができ、静止画表示時の消費電力を大幅に低減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例は、静止画表示時に走査を止め消費電力を低減することができるものの、表示画像として２値画像しか対応できないという問題がある。
従って本発明は、上記従来例の問題点である表示画像として２値画像しか対応できないという問題を解決し、中間調表示が可能で中間調の静止画表示を行う場合にも表示時に走査を止めることができる、高性能、低消費電力液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は、互いにマトリクス状に配線された複数の信号線及び走査線と、前記信号線及び走査線を駆動する信号線及び走査線駆動回路と、前記信号線と走査線との交差部にスイッチ素子を介して形成された画素電極を有する第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、前記第１の電極基板及び第２の電極基板との間に挟持された液晶層とを有する液晶表示装置において、画像フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合で前記信号線及び走査線駆動回路の駆動方法を切り替える制御手段を有し、該制御手段は、前記フレーム間で表示画像が変化しない場合に、前記走査線を前記スイッチ素子がオフとなる電位に保持し、前記信号線の電位を一定周期毎に切り替える手段を有することを特徴とする液晶表示装置を用いることで解決することができる。
【０００８】
前記フレーム間で表示画像が変化しない静止画を表示する場合には、全てのスイッチ素子がオフとなるように、走査線の電位がローレベルに保持される。信号線にはスイッチ素子の光リーク電流を補償するために白レベル及び黒レベルの信号線電位が交互に一定周期で供給される。従って静止画表示中、走査は行われない。
【０００９】
前記信号線電位の切り替え周期は、１／６０秒以下とする。あるいは前記一定期間毎に切り替えられる信号線の電位の位相を隣接信号線間で逆相とする。各画素の輝度は１／６０秒以下の周期で変化し輝度平均値が略一定となるか、又は隣接画素の輝度変化の方向が逆方向で平均値が略一定となる。
前記スイッチ素子には薄膜トランジスタを用いる。特に前記薄膜トランジスタの活性層にポリＳｉ膜を用いた時に効果がある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の液晶表示装置及び駆動方法の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明による液晶表示装置の第１の構成を示す等価回路図である。
【００１１】
複数の信号線２０及び走査線２１がマトリクス状に配列され、前記信号線２０と走査線２１との交差部にスイッチ素子２２を介して画素電極２３が形成されている。又、前記画素電極２３と、画素電極と対向して形成された対向電極との間に液晶を挿入することで液晶セル２４を形成している。
【００１２】
前記信号線２０はＸドライバ２５で制御されるアナログスイッチ２６を介してビデオバス２７ｃに接続される。前記ビデオバス２７ｃには、デジタルビデオ信号２７ａをＤ／Ａ変換回路２８でアナログ信号に変換し、極性反転回路２９ａで液晶セル２４を駆動するための交流信号（通常はフレーム毎）に変換されたビデオ信号が送られる。図１では簡単のためにビデオバス２７ｃを一本としているが、カラー表示を行う場合にはＲ、Ｇ、Ｂそれぞれに対応するビデオバスを別途用意する。前記走査線２１はＹドライバ３０に接続されている。
【００１３】
外部入力としては、前記デジタルビデオ信号２７ａのほか、水平同期信号３２、垂直同期信号３３、Ｍ／Ｓ信号３４が用意され、フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合での駆動方法の切り替えは入力段に挿入されたコントロール回路３１で行っている。このコントロール回路３１はゲートアレイ（Ｇ／Ａ）で構成されている。Ｍ／Ｓ信号３４は、送信されるビデオ信号が動画か静止画かを識別するための制御信号で、例えばパーソナルコンピューターの場合にはフレームバッファの書き換えの有無を検出することで発生させることができる。
【００１４】
次に本発明による液晶表示装置及び駆動方法の動作原理を説明する。
図１の画素スイッチ２２には、透明絶縁基板であるガラス基板上に形成可能な薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＴＦＴと略す）が用いられる。ＴＦＴの活性層としては６００℃以下の低温プロセスで形成可能なアモルファスＳｉやポリＳｉが用いられるが、中でもポリＳｉＴＦＴは移動度が１００ｃｍ２  ／Ｖｓ前後とアモルファスＳｉに対して２〜３桁大きく周辺駆動回路をガラス基板上に一体で形成でき、外付けＬＳＩの実装ピッチによる制約がないので、高精細の液晶表示装置に必須となっている。
【００１５】
ポリＳｉＴＦＴのリーク電流には、熱あるいは電界により発生する暗時リーク電流と、光照射時に発生する光リーク電流がある。このうち前者については、水素パッシベーションやＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ  ）構造を用いることで画素電位変動に対する影響を十分小さくすることができる。一方、後者の光リーク電流については、光シールド層の挿入で低減が可能だが、適当な光シールド層がない、或いは多重散乱を考慮すると光シールド層に十分な大きさが必要となり、そのため開口率が低下し現実的ではない等の問題がある。このため、スイッチ素子のリーク電流は前記光リーク電流が主要な要因となっており、問題解決のためには光リーク電流による画素電極電位の変動を抑えることが必要となる。
【００１６】
図２は画素スイッチ２２の構成を示す断面図である。９０はゲート、９１はソース、９２はドレイン、９３は空乏層、９４は活性層、９５は拡散電流の発生領域である。光リーク電流は逆バイアスされたドレイン接合部の空乏層９３内及び空乏層９３端から拡散長程度の距離で発生する光生成キャリア（少数キャリア）による電流で、移動度の高いポリＳｉＴＦＴでは空乏層９３長に比べて拡散長が長く、拡散長はドレイン電圧によらず一定長なので、光リーク電流のドレイン電圧依存性は小さい。又、同様の理由でゲート電圧に対する依存性もほとんど見られない。このため、光リーク電流はＴＦＴのバイアス条件に関わらずほぼ一定と見なせる。ゆえに、前記スイッチ素子２２を構成するＴＦＴの前記信号線２０側の電位を一定時間毎に画素電極２３の電位に対して上下に振ると、それぞれの周期でほぼ等量の電流が逆向きに流れることになり、１周期後の画素電極電位は１周期前の時点での画素電極電位と同等となり、画素電位変動が起こらない。
【００１７】
この動作を図３を用いて説明する。図３は液晶セルへの印加電圧と透過率との関係を示す説明図で、ツイストネマティック型のセルをノーマリーホワイトモードで動作させた時の例を示している。
【００１８】
スイッチ素子２２がＯＦＦのとき、画素電極２３の画素電位が初期状態でＡ点にあり、その時に信号線２０の信号線電位がＶｂ（黒レベル）だとすると一定期間Ｔの後画素電位はＢ点に来る。この時Ａ−Ｂ間の電位差ΔＶ１  は、画素容量をＣｐｉｘ  、リーク電流をＩとすると、
ΔＶ１  ＝Ｉ＊Ｔ／Ｃｐｉｘ
となる。次に信号線電位をＶｗ（白レベル）とし一定期間Ｔ保持した後の画素電位を考えると、Ｔの間逆方向の電流−Ｉが流れることになるのでこの間の画素電位の変化量ΔＶ２  は、
ΔＶ２  ＝−Ｉ＊Ｔ／Ｃｐｉｘ
となり、最終的な画素電位変動は、
ΔＶ１  ＋ΔＶ２  ＝０
となる。
【００１９】
上記動作において、画素電位は２Ｔ周期で変動することになる。このためΔＶ１  が一定以上の大きさになると人間の目にフリッカとして検出されてしまう。ただし、この場合でも信号線電位の極性反転の周波数を上げて２Ｔ＜１／６０（ｓｅｃ）とするか、あるいは後述するように隣接画素間で極性反転の位相を変えて、一方の画素が透過率が増加する方向に動くときに隣接画素は透過率が減少する方向に動くようにし、結果的に隣接画素間でフリッカ成分をキャンセルするようにすればよい。
【００２０】
静止画像表示中に前記動作を行う場合、画素部のスイッチ素子２２は常にＯＦＦ状態であり、信号線２０の極性反転周期はフレーム周波数あるいはフレーム周波数の２倍程度とすれば十分なので、液晶表示装置の駆動回路はＹドライバ３０については静止させ（スイッチ素子２２をＯＦＦに保つ）、Ｘドライバ２５については１フレームに１回又は２回程度走査すればいいことになる。このため、駆動回路の消費電力をＹドライバ３０についてはＤＣ成分のみに、Ｘドライバ２５についてもＡＣ成分は通常動作と比較し３桁近く小さくすることができる。このため駆動回路の構成をＣＭＯＳ構成とする等ＤＣ動作時に電流を流さない構成とすることで駆動回路による消費電力を大幅に低減する事ができる。
【００２１】
フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合について駆動方法を変え、変化した場合には通常の走査を行い、変化しない場合には前記の駆動方法に切り替えることで中間調表示が可能な低消費電力液晶表示装置を実現することができる。
【００２２】
次に本実施例による図１の液晶駆動回路の動作を図４及び５のタイミングチャートを用いて説明する。図４は図１の液晶駆動回路の総合的動作を示すフローチャートである。垂直同期信号３３（Ｖｓｙｎ  ）は１フレーム毎に１パルス、ｘ駆動信号３５（φｘ）は１画素毎に１パルス、ｙ駆動信号３８（φｙ）は１走査ライン毎に１パルス発生される信号である。図中斜線で示した領域は、信号電圧が斜線部内で変化していることを示している。
【００２３】
フレーム間で表示画像が変化する動画表示の場合、即ち通常動作時はＭ／Ｓ信号がハイレベルとなっており通常の走査を行っている。この場合、Ｘドライバへはビデオ信号のデータレートと同期したクロック信号３５、３６、及び水平同期信号Ｈｓｙｎ  と同期したスタート信号３７が供給され、Ｙドライバには水平同期信号３２と同期したクロック信号３８、３９、及び垂直同期信号３３と同期したスタート信号４０がコントロール回路３１から供給されている。この時、ビデオバス２７ｃにはデータレート（ＶＧＡの場合には３０ＭＨｚ前後）でアナログビデオ信号が供給され、このアナログビデオ信号は極性反転回路２９で１フレーム毎に対向電極電位（Ｖｃｏｍ  ）に対して交流駆動となるように極性反転されている。
【００２４】
信号線２０についてはビデオバス２７ｃの信号を１水平走査期間に１回アナログスイッチ２６でサンプリングした信号が供給され、さらに画素電極２３については画素スイッチ２２が１垂直走査期間に１回ＯＮとなり、この時の信号線電位が画素電極２３に書き込まれ保持される。
【００２５】
図５はこの通常動作時のＸドライバ２５の動作を示すタイミングチャートである。水平同期信号Ｈｓｙｎ  に同期したｘスタート信号φｘＳＴ  がハイレベルになると、ｘ駆動信号φｘ１、φｘ２、…、φｘｎが画素クロックφｘに同期して順に１画素クロック期間ハイレベルになる。ｘ駆動信号φｘ１、φｘ２、…、φｘｎがハイレベルの間、アナログスイッチ２６はＯＮし、そのときのビデオ信号電圧が信号線２０に供給される。
【００２６】
一方Ｙドライバ３０の走査線信号φｙ１〜φｙｎの各信号は、１ライン走査中ハイレベルを維持する。即ち１ライン目走査中はφｙ１がハイレベルで、２ライン目走査中はφｙ２がハイレベルというように変化する。
【００２７】
フレーム間で表示画像が変化しない静止画表示となると、Ｍ／Ｓ信号がローレベルに変わる。この時Ｙドライバ３０は停止し、Ｘドライバ２５については１／２フレーム毎（１／１２０秒毎）に１ライン分（φｘ１〜φｘｎ）走査が行われる。又、コントロール信号４１、４２が交代にハイレベルになるため、ＮＯＲ回路出力は常にローレベルとなり、Ｄ／Ａ回路２８は出力がハイインピーダンス状態となる。コントロール信号４１及び４２により、２つのスイッチ素子１０１、１０２が交代に導通する。スイッチ素子１０１は３つの抵抗で構成される分圧器のノード９７に接続され、スイッチ素子１０２はノード９８に接続されている。ノード９７の電位は白レベル、ノード９８の電位は黒レベルである。従って、ビデオバス２７ｂには黒レベル及び白レベルの信号がフレーム周期で供給される。ビデオバス２７ｂ上の信号は極性反転回路２９ａにより、反転信号Ｐ／Ｎに応じて極性が反転してビデオバス２７ｃ上に供給される。
【００２８】
図６は極性反転回路２９ａの具体的回路構成例を示す。オペアンプ５０の出力には信号Ｖｃｏｍ  と信号２７ｂの加算値に対応する信号が発生し、オペアンプ５１には信号Ｖｃｏｍ  から信号２７ｂを減算した減算値に対応する信号が発生する。オペアンプ５０、５１の出力は、アナログスイッチ５２により、反転信号Ｐ／Ｎに応じてどちらかが選択され、信号２７ｃとして出力される。
【００２９】
上記動作によって信号線２０にはフレーム周期で黒レベル及び白レベルの信号が供給されることになり、画素電極２３の電位は図４に示すように信号線２０の電位に応じて変化するが、リーク電流量が一定であるため平均的には一定値となっている。画素電圧変動の周期はフレーム周期となり１／６０秒となっているので、画素電圧変動によるフリッカ成分は人間の目には感じられない。
【００３０】
本実施例では１／２フレーム後の電圧変動は十分小さいと仮定して特に補正は行っていないが、平均値を初期書き込み値と一致させるには、初回のＤＣレベル印加時間を通常の１／２にすることが効果的である。
【００３１】
静止画表示期間が長期に渡る場合には、静止画表示期間中の任意のフレームでビデオ信号２７ｃを極性反転させて通常の駆動を行い、その後引き続き前記静止画時の駆動を行う。これは液晶を長時間ＤＣ駆動させると分極を生じ、焼き付き等の表示不良をおこすためである。一定期間としては、例えば１０フレーム毎あるいは１秒毎等の時間を用いればよい。又、前記駆動法を用いる場合には、正極性の信号と負極性の信号を印加する時間を均一にすることが望ましい。長時間にわたり静止画駆動を行う場合には問題ないが、頻繁に動画表示と静止画表示が入れ替わる場合等には正極性印加時間と負極性印加時間が均一になるようにコントロール回路３１で調整することが必要となる。これは、例えばコントロール回路内３１にスタック型のカウンタ（即ちアップ・ダウンカウンタ）を設け、静止画表示時の正負極性の各印加期間をカウンタの値に従って同一になるよう調整すればよい。
【００３２】
本実施例の画素部の平面及び断面図を図７（ａ）及び７（ｂ）に示す。図１と同一の構成要素には同一の参照符号が付されている。
第１の電極基板５３上には複数の信号線２０及び走査線２１がマトリクス状に形成され、前記信号線２０と走査線２１との交差部には一端が信号線２０に接続し、走査線２１の一部をゲート電極として用いている薄膜トランジスタによるスイッチ素子２２が形成されている。ビデオ信号は信号線２０から供給され、コンタクトホール５４を介して薄膜トランジスタに達し、さらにコンタクトホール５５を介して透明導電膜による画素電極２３に達する。図７（ｂ）において信号線２０はコンタクトホール５４の上部に位置する。第２の電極基板５９上に形成された対向電極６０と前記画素電極２３との間に液晶６１が挿入され液晶セルを形成している。
【００３３】
走査電極の一部５６は層間絶縁膜６３を介して前記画素電極２３と対向し補助容量を形成している。前記画素電極２３の一部は前記信号線２０及び走査線２１と重なっており、画素電極以外の部分から透過する光は前記信号線２０及び走査線２１によって遮光される。画素電極２３下には、赤、緑、青のカラーフィルター５７Ｒ、５７Ｇ、５７Ｂがあり、カラー表示が可能になっている。
【００３４】
前記スイッチ素子２２としてはポリＳｉＴＦＴを用いている。ポリＳｉＴＦＴの活性層は、シランガスを用いたプラズマＣＶＤ法でａ−Ｓｉ膜を堆積し、前記ａ−Ｓｉ膜にエキシマレーザを照射し、溶融、再結晶化させることで作製した。活性層の膜厚は５００オングストロームである。ポリＳｉ膜の形成方法としては、上記方法のほかに、減圧ＣＶＤ法を用いて直接ポリＳｉ膜を成膜する方法、６００℃前後のアニール炉中でａ−Ｓｉ膜を固相成長させる方法等を用いることが出来る。
【００３５】
ゲート絶縁膜にはプラズマＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜６２を用いた。ゲート電極は大型パネルにおいても走査線２１の信号遅延による画質への影響が無いように低抵抗のモリブデン・タングステン合金を用いた。モリブデン・タングステン合金はスパッタ法で形成した。ソース／ドレイン領域はゲート電極をマスクにイオンドーピング法でリンを打ち込むことで形成した。層間絶縁膜６３にはプラズマＣＶＤ法によるシリコン酸化膜を用い、ドライエッチング法でコンタクトホールを形成後、Ｍｏ／Ａｌ膜によるソース／ドレイン電極をスパッタ法で形成した。モリブデン膜はＩＴＯ膜による画素電極とオーミック接合を取るために挿入した。
【００３６】
ポリシリコン薄膜トランジスタはａ−Ｓｉ薄膜トランジスタに比べて２桁程度移動度が高いため周辺駆動回路も同時にガラス基板上に作製する事ができる。周辺回路については、高速化、低消費電力化を図るためにＣＭＯＳ構成とすることが望ましい。その場合には前記不純物ドーピング工程をレジストマスクを用いてＰ型及びＮ型不純物ドーピング工程の２回に分けて行う。
【００３７】
ポリシリコン薄膜トランジスタをスイッチ素子として用いるためにはリーク電流をｐＡレベル以下まで落とすことが必要となる。これを実現するためには、サイドウォールあるいはレジストマスク等でＬＤＤ構造を形成し、ドレイン電界によるトンネル電流を防いだ。
【００３８】
図７（ｂ）の断面構成で光源光を第１の電極基板側から入射させた場合、ポリＳｉＴＦＴの活性層に直接光源光が入射することになる。開口率が８０％の前記液晶表示装置の表面輝度をＯＡ用途として標準的な７０ｎｉｔとした場合、標準駆動条件では光リーク電流による画質への影響は見られなかったが、フレーム周期を長くすると光リーク電流によるコントラストの低下が見られた。ＴＦＴの下に遮光層を形成することで光リーク電流による影響を抑える方法も考えられるが、最高プロセス温度が活性化工程の６００℃であったため適当な遮光膜がなかった。そのため前記光リーク電流の影響を抑える駆動法を用いることによって光リーク電流の影響をキャンセルした。
【００３９】
前記実施例では、図４のように静止画表示時に信号線２０に印加する電位の切り替え周期を１／６０秒とし、そのためにＸドライバを１／１２０秒毎に１ライン分ずつ駆動させた。これは、輝度変調の周期が１／６０秒以下となると人間の目にはフリッカとして感じなくなるという特性を考慮した方法だが、一方、隣接画素間で輝度変調の方向を逆（一方を黒側に一方を白側にシフトさせる）にし、平均輝度を一定に保つことでフリッカを感じなくすることもできる。特に、画素ピッチが人間の視角の解像度と同程度の高精細ディスプレイの場合にはこの方法が効果的である。
【００４０】
前記隣接画素間で輝度変調の方向を逆にするには、隣接信号線間で白レベルと黒レベルを印加するタイミングを逆にすればよい。図８はその駆動回路を示す。図８に示すように、これはビデオバスを複数本用意し、それぞれのビデオバス２７ｄ、２７ｅに印加する白黒レベルのタイミングを逆相とし、隣接信号線をアナログスイッチを介してそれぞれ別のビデオバスに接続すれば良い。図９はこの逆相の隣接信号を発生するための回路構成を示す。この場合、ビデオ信号は分割駆動されることになるのでＸドライバ駆動周波数を落とすことができるというメリットもある。
【００４１】
前記実施例では、静止画表示時に信号線２０に印加する電位を黒レベル及び白レベルとしていたが、例えばＨライン反転等を用いて駆動したときのように、１垂直走査期間後に１本の信号線２０に接続する画素の電位が正負両極性にまたがる時は、前記の２つのＤＣレベルとして正極性及び負極性の黒レベル（ノーマリーホワイトモードの場合）を用いればよい。
【００４２】
前記実施例は点順次駆動方法の液晶表示装置の例だったが、本発明を用いることにより線順次駆動方式の液晶表示装置についても同様の効果を得ることができる。線順次駆動方式の液晶表示装置の実施例の等価回路図を図１０に示す。図中、図１と同一の構成要素については同一の番号で示した。
【００４３】
本実施例では、Ｘドライバ７０内にデジタルビデオ信号を転送するためのシフトレジスタ７１、デジタルラッチ７２、Ｄ／Ａ変換回路７３及び極性反転回路７４が各信号線２０に対応して設置されている。１水平期間の間にシフトレジスタ７１によって転送されたビデオ信号がデジタルラッチ７２で保持され、Ｄ／Ａ変換回路７３及び極性反転回路７４で交流アナログ信号に変換されて信号線２０に出力される。
【００４４】
外部入力としては、前記デジタルビデオ信号２７のほか、水平同期信号３２、垂直同期信号３３、Ｍ／Ｓ信号３４が用意され、フレーム間で表示画像が変化した場合と変化しない場合での駆動方法の切り替えは、入力段に挿入されたコントロール回路７５で行っている。Ｍ／Ｓ信号は、送信されるビデオ信号が動画か静止画かを識別するための制御信号で、例えばパーソナルコンピューターの場合にはフレームバッファの書き換えの有無を検出することで発生させている。
【００４５】
フレーム間で表示画像が変化しない静止画表示の場合、Ｙドライバ３０を停止させるとともに、Ｘドライバ７０についてもデジタルビデオ信号２７及びシフトレジスタ７１への入力信号７８、７９、８０を止め、コントロール信号７６、７７のみを動作させる。コントロール信号によるＤＣレベルの変換周期は１／６０秒以下にすることが望ましい。あるいは、スイッチ素子８１、８２のＤＣ信号側の接続を隣接信号線間で逆転させることで、隣接画素で輝度変化の方向を逆転させ、平均輝度を一定にする方法を用いることもできる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、本発明による液晶表示装置を用いることにより、中間調を含む静止画表示の場合にも大幅に消費電力を低減する駆動方式を適用した高性能、低消費電力液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第１の構成を示す等価回路図。
【図２】画素スイッチの構成を示す断面図。
【図３】本発明の動作原理を説明するための図。
【図４】図１の液晶駆動回路の動作をタイミングチャート。
【図５】図１の液晶駆動回路の動作をタイミングチャート。
【図６】図１の極性反転回路の具体的回路構成例を示す図。
【図７】図７（ａ）は液晶セルの画素部の平面図、図７（ｂ）は液晶セルの画素部を示す断面図。
【図８】隣接画素間で輝度変調の方向を逆にするための回路の構成を示す図。
【図９】逆相の隣接信号を発生するための回路の構成を示す図。
【図１０】本発明による液晶表示装置の他の実施例を表す等価回路図
【図１１】従来例による液晶表示装置の実施例を示す等価回路図
【図１２】従来例による液晶表示装置の実施例を示す等価回路図
【符号の説明】
２０…信号線
２１…走査線
２２…スイッチ素子
２３…画素電極
２４…液晶セル
２５…Ｘドライバ
２６…アナログスイッチ
２８…デジタル・アナログ変換器
２９ａ、２９ｂ…極性反転回路
３０…Ｙドライバ
３１…コントロール回路
５０、５１…オペアンプ
７２…ラッチ回路
９０…ゲート
９１…ソース領域
９２…ドレイン領域
９３…空乏層
９４…活性層
９５…拡散長
【図１】
0003617896.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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