(57)【要約】【課題】バッテリー及びコンピューター機能を備える平面表示装置及びその駆動方法において、製造コストをほとんど増大させることなく、また、画質を過度に損なうことなく、消費電力を低減することができるものを提供する。【解決手段】精細な動画を表示する場合よりも低い省電力モードへと切り換えることを可能にするとともに、この省電力モードからの復帰を可能にするモード切換部と、ユーザーの選択によりアプリケーションソフトウェアごとにモード切換について設定を行うことができる設定入力部とを備え、モード切換は、画像表示のための駆動ICまたはコントローラー中における画像表示レジスタの値、またはその他の画像表示パラメーターを変更することによって、画素ごとの各スイッチング素子に印加されるソース電圧の最大振幅と、垂直同期周波数（リフレッシュレート）とを切り換える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示のための消費電力のレベルを、精細な動画を表示する場合よりも低い省電力モードへと切り換えることを可能にするとともに、この省電力モードからの復帰を可能にするモード切換部と、ユーザーの選択によりアプリケーションソフトウェアごとにモード切換について設定を行うことができる設定入力部とを備え、モード切換は、画像表示のための駆動ICまたはコントローラー中における画像表示レジスタの値、またはその他の画像表示パラメーターを変更することによって、画素ごとの各スイッチング素子に印加されるソース電圧の最大振幅と、リフレッシュレートとを切り換えることにより行われることを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
平面表示装置が液晶表示装置からなるものであり、前記モード切換の際には、画素電極と対向電極との間の極性をフレームごとに反転させるにあたり、隣接する画素ドット間の極性分布のパターンを、ドット反転駆動のパターンから遠ざかるように変更することを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】
画像表示のための消費電力のレベルを、精細な動画を表示する場合よりも低い省電力モードへと切り換えるか、または省電力モードからの復帰を行うモード切換段階と、ユーザーの選択によりユーザーの選択によりアプリケーションソフトウェアごとにモード切換について設定を行うことができるようにする設定入力段階とを含み、モード切換段階では、画像表示のための駆動ICまたはコントローラー中における画像表示レジスタの値、またはその他の画像表示パラメーターを変更することによって、画素ごとの各スイッチング素子に印加されるソース電圧の最大振幅と、垂直同期周波数（リフレッシュレート）とを切り換えることを特徴とする平面表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面表示装置及びその駆動方法に関する。特には、バッテリー及びコンピューター機能を備える平面表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットへの接続や電話機能など各種機能を備えた携帯可能な端末やコンピューターが広く用いられるようになっている。特には、インターネット端末の機能及び携帯電話端末の機能などを備えたスマートフォンと呼ばれる高機能携帯端末や、タブレットコンピューターその他のモバイルコンピューターが広く普及するに至っている。また、各種の、電子ブックリーダー、電子ノート、携帯用カーナビ装置、受発注端末、携帯用ゲーム機、並びに、携帯用テレビ、DVDプレイヤーその他の携帯用画像再生機器なども一般に用いられている。これらの携帯可能な端末・機器は、平面表示装置と、通信及びコンピューター機能がオールインワンとなっているのが一般的であり、多くの場合、平面表示装置の表示面にタッチパネル機能が備えられている。
【０００３】
このような携帯可能な端末・機器は、通常、これら機器に内蔵された各種のバッテリーで駆動する。ところが、バッテリー付の携帯機器の機能を向上させるに伴い、消費電力が増大し、バッテリーの性能向上が追い付かない事態が生じている。すなわち、例えば、毎日充電を行っても使用中にバッテリー切れが起きてしまうといったことが、製品の使用性能上の大きな問題となっている。
【０００４】
特許文献１においては、平面表示装置の消費電力を低減すべく、画素ごとにスタティックメモリを配置することで、静止画を表示する場合にリフレッシュ動作を不要とするための構成が記載されている。また、特許文献２においては、表示画像が、動画か静止画かを判定し、動画である場合にだけ１フレーム内にて全ての走査線を走査することが記載されている。さらに特許文献３においては、地震発生などの緊急警報を受信した際に、「映像情報の一部を欠落あるいは改変する」超低消費電力モードに切り換えることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０７７３２
【特許文献２】特開２００６−３３０２６３
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００６／０４０９９８（日本語）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、バッテリーを備えた携帯可能な平面表示装置及びその駆動方法において、製造コストをほとんど増大させることなく、また、画質を過度に損なうことなく、消費電力を低減することができるものを提供しようとするものである。また、例えば、バッテリーの残量が少なくなってきた際に、低消費電力モードに簡単に切り換えることができるものを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の平面表示装置は、画像表示のための消費電力のレベルを、精細な動画を表示する場合よりも低い省電力モードへと切り換えることを可能にするとともに、この省電力モードからの復帰を可能にするモード切換部と、ユーザーの選択によりアプリケーションソフトウェアごとにモード切換について設定を行うことができる設定入力部とを備え、モード切換は、画像表示のための駆動ICまたはコントローラー中における画像表示レジスタの値、またはその他の画像表示パラメーターを変更することによって、画素ごとの各スイッチング素子に印加されるソース電圧の最大振幅と、駆動方法（ライン反転、カラム反転またはその組み合わせなど）や、垂直同期周波数（リフレッシュレート）を切り換えることにより行われることを特徴とする。
【０００８】
本発明の平面表示装置の駆動方法は、画像表示のための消費電力のレベルを、精細な動画を表示する場合よりも低い省電力モードへと切り換えるか、または省電力モードからの復帰を行うモード切換段階と、ユーザーの選択によりアプリケーションソフトウェアごとにモード切換について設定を行うことができるようにする設定入力段階とを含み、モード切換段階では、画像表示のための駆動ICまたはコントローラー中における画像表示レジスタの値、またはその他の画像表示パラメーターを変更することによって、画素ごとの各スイッチング素子に印加されるソース電圧の最大振幅と、駆動方法（ライン反転、カラム反転またはその組み合わせなど）や、垂直同期周波数（リフレッシュレート）を切り換えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
バッテリーを備えた携帯可能な平面表示装置及びその駆動方法において、実質的な画像表示性能の低下を小さく保ちつつ、バッテリー切れまでの時間を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態の平面表示装置における消費電力モードの選択及び切換について示すフローチャートである。
【図２】図１の平面表示装置についての模式的な積層断面斜視図である。厚みは大きく誇張されており、FPCは折り返さない状態で示している。
【図３】各画素ドットについての一般的な回路構成図である。
【図４】省電力モードの設定について示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の一の実施形態になる平面表示装置及びその駆動方法について、図１〜４を用いて説明する。ここでは、平面表示装置が液晶表示パネルからなるとして説明するが、場合によっては、有機ＥＬ表示パネルなどの他のマトリクス表示装置からなるものであっても良い。なお、液晶表示装置は、一般に、消費電力の少ない「パッシブ型」が、より好ましいが、通常のアクティブマトリクス型のものであっても良い。
【００１２】
図２に一例を示すように、平面表示装置１０には、周縁部に駆動ＩＣ１１を備える液晶表示パネル１と、液晶表示パネル１の画像表示面に貼り付けられるタッチパネル２と、プロセッサー及びメモリを有するコンピューターからなる制御部３と、バッテリー４と、面光源装置５とが備えられ、これらが、不図示の一つの板状のケーシング中にまとめられている。制御部３には、液晶表示パネル１のためのコントローラーが、コントローラーＩＣまたはその他の形態にて含まれる。また、図示の例で、タッチパネル２にはＦＰＣを介してタッチパネル用コントローラー２１が備えられている。
【００１３】
図示の例で液晶表示パネル１は、透過型または半透過型であるが、反射型であっても良い。駆動ＩＣ１１は、通常、１つまたは複数の駆動ＩＣチップにまとめられて液晶表示パネルの本体の一つまたは複数の辺に沿った棚状接続部に、フレキシブル配線基板（ＦＰＣ）１１Ａとともに実装される。棚状接続部は、アレイ基板１６が対向基板から突き出た部分である。
【００１４】
図３には、アレイ基板１６の各画素ドットについての一般的な回路構成を示す。各画素ドットには、TFT素子１２が備えられ、そのソース電極及びゲート電極がそれぞれ信号線１３及び走査線１４に接続されている。TFT素子１２のドレイン電極に接続する画素電極１８は、液晶層１７を介して対向電極１９と向きあっている。各画素電極１８には、信号線１３及びTFT素子１２を介して、駆動ＩＣ１１のソースドライバ部分１１Ａから画像信号電位が書き込まれる。画素電極１８と対向電極１９との間に印加される電圧は、一般に、フレームごとに反転される。
【００１５】
以下に、図１及び４を用いて、液晶表示パネル１の消費電力を低減するための構成について説明する。以下の説明では、面光源装置５の省電力についての説明は省くが、適宜、液晶表示パネルの省電力設定時に、同時に、面光源装置５についても輝度を落とすなどの省電力設定への切換を可能にすることができる。なお、下記の省電力モードの設定は、例えば、コントラストが２００〜３００の範囲内となるように適宜行うことができる。
【００１６】
図１には、アプリケーションソフトウェアの起動時、及び、バッテリー残量の警告時に、適宜に省電力モードへと切り換えるモード選択フローについて示す。
【００１７】
ステップS1では、平面表示装置の表示面に画像表示を行うアプリケーションソフトウェアが変更または新たに選択されたことを検知する。
【００１８】
すなわち、ユーザーの操作などにより、画像表示に係るアプリケーションソフトウェアが新たに選択された時点で、この変更または選択を検知する。なお、このアプリケーションソフトウェアは、コンピューター部３に予めインストールされていたものでもよく、インターネットを通じてウェブサイトへのアクセス時に利用可能となるものであってもよい。また、アプリケーションソフトウェアには、プレインストールされている、待ち受け画面（例えば、アイコンボタンが並ぶ画面）を表示するプログラムも含まれることとする。「省電力モード」に設定するのに適したアプリケーションソフトウェアとしては、メールソフト、アドレス帳ソフト、カレンダーソフトなどを挙げることができる。
【００１９】
ステップS2では、消費電力モードの切換が必要かどうかにつき、また、切換が必要な場合に「省電力モード」への切換またはこれからの復帰のいずれが必要かにつき、判定を行う。
【００２０】
新たに選択されたアプリケーションソフトウェアが、予め「省電力モード」に設定されていたものであり、かつ、既定の状態または選択前の状態が「省電力モード」でない場合（「通常電力モード」）に、ステップS3へと進んで「省電力モード」への切換を行う。また、この逆の場合に、ステップS4へと進んで「省電力モード」から「通常電力モード」へと戻す切換を行う。
【００２１】
なお、各アプリケーションソフトウェアについて、「省電力モード」に設定するかどうかの選択は、後述のように、アプリケーションソフトウェアのインストール時に行うことができる。また、プレインストールされているアプリケーションソフトウェアや、インターネット上のアプリケーションソフトウェアについては、例えば、「省電力モード」の一括設定画面で設定できるようにすることができる。
【００２２】
ステップS3では、「省電力モード」への切り換えを行う。このために、駆動ＩＣ１１中における画像表示レジスタの値、またはその他の表示パラメーターの値について、例えば、次の(1)〜(3)のいずれもが行われるように変更する。または、次の(1)のみ、または、次の(1)及び(3)が行われるように変更する。そして、この変更後、ステップS5へ進む。
【００２３】
(1) 信号線１３を通じて各TFT素子１２のソース電極に印加される電圧（ソース電圧）の最大振幅を30〜50%に下げる。すなわち、通常モードの0.7〜0.5倍とする。例えば5.4Vから3.6Vに下げる。
【００２４】
(2) リフレッシュレートを例えば１／２にする。すなわち、60Hzである場合に30Hzとする。
【００２５】
(3) 画素電極と対向電極（コモン電極）との間の電圧の極性をフレームごとに反転させるにあたり、隣接する画素ドット間の極性分布のパターンを、ドット反転駆動のパターン（各画素ドットが極性の市松模様の単位）から遠ざかるように変更する。例えば、2H1V（2本の隣接する水平線及び1本の信号線に係る２つの画素ドットが極性の市松模様の単位）を8H1V（8本の隣接する水平線及び1本の信号線に係る２つの画素ドットが極性の市松模様の単位）に変更する。
【００２６】
ステップS4では、ステップS3とは逆の切換を行う。
【００２７】
ステップS5では、バッテリー残量が所定値以下になっているかについて判定を行う。そして、所定値以下と判定された場合、ステップS6へと進む。
【００２８】
ステップS6では、バッテリー残量についての警告を画面中に表示するとともに、ステップS3と同一の、画像表示レジスタ値の変更を行う。既に「省電力モード」に設定されている場合は、「省電力モード」を維持する。バッテリー残量についての警告は、例えば、「電池残量小、残り約10分」と表示することにより行う。
【００２９】
次に、図４を用いて、省電力モードに関する設定操作について説明する。
【００３０】
まず、ステップP1においては、新たなアプリケーションソフトウェアがインストールされたことを検知し、ステップP2に進む。また、初期画面中から電力モード設定メニューが選択された場合にも、同様にステップP2に進む。
【００３１】
ステップP2においては、電力モード設定のメニューが表示されて、ユーザーによる選択が行われる。この省電力モード設定メニューには、次のようなボタンが含まれる。
(1) 新たにインストールされたか、または選択されているアプリケーションソフトウェアについての、「省電力モードへの設定」及び「省電力モードからの解除」。
(2) 「アプリケーションソフトウェアの一覧表示」。一覧表示から特定のアプリケーションソフトウェアの選択を可能にする。
(3) 「電池残量減少時の詳細設定」
(4) 「省電力モードの詳細設定」
(5) 設定操作のスキップ
【００３２】
ステップP2で省電力モードの設定または解除が選択された場合、ステップP4にて、選択されたアプリケーションソフトウェアについて、属性の設定または変更を行う。
ステップP2で、アプリケーションソフトの選択または変更がされた場合、再度ステップP2でのメニュー表示がなされ、選択されたアプリケーションソフトについての省電力モードの設定及び解除を可能にする。ステップ設定操作がスキップされた場合は、設定操作が終了する。
【００３３】
一方、ステップP2で詳細設定が選択された場合、ステップP5にて、メニューが表示されて、ユーザーによる選択が行われる。
【００３４】
「電池残量減少時の詳細設定」においては、例えば、バッテリーの残量が何％になった場合、または残りの使用可能時間がどれだけに成った際に、警告表示と省電力モードへの切換を行うかについて、ユーザーが選択を行うことができる。また、ユーザーの選択により、警告表示だけを行い、省電力モードへの切換を行わないように設定することができる。
【００３５】
「省電力モードの詳細設定」においては、例えば、各アプリケーションソフトと、電池残量減少時について、どの程度の省電力モードを実行するかについて詳細な設定及び変更を行うことができる。例えば、リフレッシュレートの低減、及び、極性反転パターンの「単位」の増大について、これらのいずれかを省いたり、または、程度を増減することができる。特には、動画などの画像表示に対する影響が最も大きい、リフレッシュレートの低減を省くことができる。
【００３６】
次に、表１を用いて、具体的な実施例を示す。これは、4.3型HD（表示面の対角寸法が４．３インチ、720×1280画素）の液晶モジュールを用いて、消費電力を実測した結果である。なお、この消費電力には、光源装置などの消費電力は含まれていない。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
表１中に示すように、通常駆動では、約２０８mW消費しているがソース電圧の最大振幅を５．４Vから３．６Vに変更した場合、１８３mWまで低減できる。さらにリフレッシュレート（Vレート：垂直同期周波数）を６０Hzから３０Hzに減らすと、約１２４mWまで低減効果がある。また、さらに反転駆動の方法を変更すれば、９３mWまで低減することができる。おおよそ、通常の４５％程度まで低減している。しかもこのときの画質は、メール等では十分使用に耐えるものであることも確認できている。映像表示には通常の駆動が必要と思われるが、メール、スケジュール等の表示には、ある意味過剰な電力を消費していることがわかる。
【００３９】
一般的なスマートフォンは、リチウムバッテリーの電流容量が１５００ｍＡほどで、かつ連続通電を５時間とした場合、時間当たり３００ｍＡ／ｈ、リチウムバッテリーの電圧を３．７Ｖと仮定すると、１１１０mWを消費している。このうち、約２００mWを液晶モジュールが消費しているが、仮にこれが９４mWに１０６mW低減できたとすると、スマートフォンの消費電流は、１１００mWから９９４mW（２６８ｍＡ）に低減できる。よって、バッテリー切れまでの時間は、１５００／２６８＝５．６ｈとなり約１２％もの駆動時間向上となる。
【００４０】
なお、上記の具体的な実施例において、メールソフトなどによる文字が中心の表示を行う場合、省電力モードにおいても、画質の劣化は特に感じられなかった。
【００４１】
次に、各種変形例について説明する。
＜変形例１＞上記実施例においては、電圧の低減をソース電圧についてのみ行うこととして説明したが、同時に、ゲート電圧、及び、画素電極−対向（共通）電極間の電圧（Vcom）の少なくとも一方について、低減することができる。
【００４２】
＜変形例２＞上記実施例においては、同一のアプリケーションソフトウェアによる表示を行う間中、同一の省電力モードを用いるとして説明したが、所要の画像表示の程度に応じて、省電力モードと通常電力モードの間での切換、または、省電力の程度の変更を行うことができる。例えば、液晶表示モジュールに入力される画像データについての判定に基づいて、リフレッシュレート（垂直同期信号）を適宜に可変して消費電力低減を可能とする機能を、駆動ＩＣ１１または内臓のマイクロコンピュータが備えるようにすることができる。
【００４３】
具体的には、通常電力モード中であっても、画像信号が、文字やキャラクターを表示するとき、または、静止画に近い場合には、リフレッシュレートを下げる。例えば、画像信号をいくつかのスレッシュレベルで判定し、フリッカーの発生や画像不良の危険性がないと判断された場合に、リフレッシュレートを下げる。このスレッシュレベルとしては、例えば、表示画面の4隅の点などといった特定の数点の画素に着目した場合に、連続する3フレームの間での変化の有無や、画像のヒストグラムにおける中間値領域の割合などを挙げることができる。なお、逆に、省電力モード中であっても、一時的に、比較的精細な動画を表示する場合には、リフレッシュレートを通常モードのレベルに戻すことができる。
【００４４】
＜変形例３＞上記変更例２と同様の構成において、入力される画像データに応じて、駆動方法（反転駆動）を適宜に変更する。すなわち、変更例２の場合と同様に、同一のアプリケーションソフトウェアによる表示を行う間中にも、映像信号についての判定を行い、適宜に、極性反転パターンについて、ドット反転駆動からの変異の程度を増減させることができる。
【００４５】
以上に説明した本発明の実施形態の平面表示装置及びその駆動方法によると、携帯電話、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートＰＣ、携帯テレビなどにおいて、ディスプレイの表示能力を適宜に下げて、消費電力の低減を目的とする表示手段を設定可能である。かつてのVHSにおける2倍モード（LP）や3倍モード（EP）のように、多少画質には目を瞑ってでもとにかくラストテンミニッツを確保するようにバッテリー駆動時間を伸ばしたいとか、あるいは、とにかく、長時間表示させたいという要求にこたえるものといえる。このようにして、特には、近年、スマートフォンやタブレットＰＣの登場と共に、ディスプレイが大画面化、高精彩化及び高画質化するのに対処することができる。とりわけ、透過率の低下、駆動負荷の増加、高速通信化、RAMレス駆動などで電力消費が膨大になるという状況に対処することができる。従前の消費電力低減の取り組みは、主として、バックライトコントロール機能やカラーエンハンサー機能などについてのものであるが、これらと、上記の実施形態の液晶表示モジュールとを組み合わせることにより、より充分な消費電力低減を実現できる。
【符号の説明】
【００４６】
１…液晶表示パネル；  １０…平面表示装置；    １１…駆動ＩＣ；  
１２…TFT素子；       １３…信号線；          １４…走査線；    
１６…アレイ基板；    ２…タッチパネル；      ３…制御部；    
４…バッテリー；      ５…面光源装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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