(57)【要約】  リフレッシュ時に視認される残像を早期に視認できなくすると共に、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後の消費電力を低減することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供する。  目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時に、リフレッシュを少なくとも２回行う第１リフレッシュ期間と、第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから目標リフレッシュレートになるまでノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う第２リフレッシュ期間とに分けてリフレッシュを行い、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが目標リフレッシュレートに到達したときに第２リフレッシュ期間を終了し、目標リフレッシュレートで休止駆動を継続する。
2014050316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の画素形成部を含む表示部と、
前記表示部を駆動する駆動部と、
外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時に、リフレッシュを少なくとも２回行う第１リフレッシュ期間と、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまでノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う第２リフレッシュ期間とに分けてリフレッシュを行い、前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続することを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を複数回とすることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を１回とし、前記１回のリフレッシュは前記目標リフレッシュレートと等しいリフレッシュレートで行うことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１リフレッシュ期間のリフレッシュの回数を少なくとも２回とし、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数を、ノンリフレッシュ期間ごとに公差が１以上の等差級数的に増やすことを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数は同じであることを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記表示制御部は、交流駆動のための制御を行い、
前記第１リフレッシュ期間および前記第２リフレッシュ期間の全期間において、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合で設けることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記表示制御部は、前記第１または前記第２リフレッシュ期間内に、更新された前記データを受け取ったとき、リフレッシュおよびリフレッシュの休止を中止し、更新された前記データを用いて前記第１リフレッシュ期間から新たにリフレッシュを行うことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記データは、前記表示制御部が外部から不定期に受け取るデータであることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記データは、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータであることを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記画素形成部は、前記表示部内の走査線に制御端子が接続され、前記表示部内の信号線に第１導通端子が接続され、表示すべき画像に応じた電圧が印加されるべき、前記表示部内の画素電極に第２導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする、請求項１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時の第１リフレッシュ期間に、リフレッシュを少なくとも２回行うステップと、
前記第１リフレッシュ期間の終了後の第２リフレッシュ期間に、前記目標リフレッシュレートになるまでノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行うステップと、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続するステップとを備えることを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うステップは、前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きくなるようにリフレッシュを行うことを特徴とする、請求項１６に記載の液晶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、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、休止駆動によって画像を表示する液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型で軽量の電子機器の開発が活発に行われている。このような電子機器に搭載される液晶表示装置は低消費電力であることが求められている。液晶表示装置の消費電力を低減する駆動方法の１つとして、走査線を走査して信号電圧の書込みを行う駆動期間と、全ての走査線を非走査状態にして書込みを休止する休止期間とを設ける「休止駆動」と呼ばれる駆動方法がある。休止駆動では、休止期間に、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路に制御用の信号などを与えないようにして、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止させることにより、液晶表示装置の低消費電力化を図る。このような休止駆動は「低周波駆動」または「間欠駆動」とも呼ばれる。【０００３】
例えば、日本の特開２００４−７８１２４号公報は、データ信号を信号線に取り込むためのクロック信号を生成するクロック信号生成回路の動作を停止させることにより、休止期間における消費電力を低減することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本の特開２００４−７８１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
休止駆動では、休止期間のフレーム数を増やせば増やすほど消費電力を低減することができる。例えばリフレッシュレートを１Ｈｚにすれば、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５９フレームになり、消費電力を大幅に低減することができる。しかし、後述する理由により、１回目のリフレッシュを開始してから３回目のリフレッシュを終了するまでの２秒間に残像が視認されるという問題が生じる。このように、リフレッシュレートを低くすれば、単位時間あたりに画面をリフレッシュする回数が少なくなるので、残像が長く視認されるようになる。【０００６】
休止駆動時にこのような残像が視認される理由を説明する。まず、液晶表示装置の表示部に含まれる画素形成部の構成について説明する。各画素形成部には、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）が設けられている。ＴＦＴのソース端子は信号線に、ゲート端子は走査線に、ドレイン端子は画素電極にそれぞれ電気的に接続されている。画素電極は、すべての画素に共通的に設けられた共通電極との間で液晶容量を形成している。信号線からＴＦＴを介して、画像データに応じた信号電圧（駆動用画像信号）が液晶容量に書き込まれれば、液晶分子が信号電圧に対応する方向に配向し、液晶表示装置は画像データによって表される画像を表示する。【０００７】
液晶容量は、液晶誘電率をε、画素電極と共通電極との相対面積をＳ、画素電極と共通電極との距離をｄとしたとき、一般に次式で表される。
Ｃｌｃ＝ε×Ｓ／ｄ
この液晶誘電率εには異方性があり、液晶分子の配向方向によってその値が異なる。また液晶の透過率は液晶分子の配向方向によって制御されるため、階調によって液晶誘電率εが異なることになる。【０００８】
図１４は、従来の液晶表示装置における通常駆動を示すタイミングチャートの一例である。図１４に示すように、走査期間ごとに、白表示を行うための正極性の電圧と負極性の電圧を液晶容量に交互に印加する。１回目の走査期間に、正極性の電圧を液晶容量に印加すると、液晶分子は印加電圧に対応する方向に近づくように配向する。しかし、液晶容量は白表示に必要な容量（図中の一点鎖線）に到達せず、液晶容量の印加電圧は白表示に必要な電圧Ｖａに到達しない。そこで、２回目以後の駆動フレームにおいて白表示に必要な電圧を印加することにより、液晶容量は白表示に必要な容量に到達し、印加電圧は白表示に必要な電圧Ｖａに到達する。【０００９】
次に、従来の休止駆動について説明する。図１５は、従来の液晶表示装置における第１の休止駆動を示すタイミングチャートの一例である。図１５に示すように、走査期間が１フレーム期間だけ設けられている。この走査期間に、白表示を行うために負極性の電圧が液晶容量に印加され、その後は休止期間になる。液晶分子は、走査期間に印加された電圧に対応する方向に近づくように配向する。しかし、液晶分子の配向方向は、書き込み期間内に印加電圧に追従して変化しきれないので、液晶容量の変化は印加電圧の変化に比べて遅れる。このため、書き込み期間が終了したときの液晶容量は、白表示に必要な容量（図中の一点鎖線）に到達することができない。その結果、印加電圧も白表示に必要な電圧Ｖａに到達せず、それよりも低い電圧Ｖｂまでしか上昇することができない。この電圧ＶａとＶｂの差が、画面上で残像が視認される原因になる。【００１０】
そこで、本発明は、休止駆動時に視認される残像を早期に視認できなくすると共に、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後の消費電力を低減することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の局面は、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の画素形成部を含む表示部と、
前記表示部を駆動する駆動部と、
外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時に、リフレッシュを少なくとも２回行う第１リフレッシュ期間と、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまでノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う第２リフレッシュ期間とに分けてリフレッシュを行い、前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続することを特徴とする。【００１２】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きいことを特徴とする。【００１３】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を複数回とすることを特徴とする。【００１４】
本発明の第４の局面は、本発明の第３の局面において、
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことを特徴とする。【００１５】
本発明の第５の局面は、本発明の第３の局面において、
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことを特徴とする。【００１６】
本発明の第６の局面は、本発明の第２の局面において、
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を１回とし、前記１回のリフレッシュは前記目標リフレッシュレートと等しいリフレッシュレートで行うことを特徴とする。【００１７】
本発明の第７の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第１リフレッシュ期間のリフレッシュの回数を少なくとも２回とし、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられていることを特徴とする。【００１８】
本発明の第８の局面は、本発明の第７の局面において、
前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数を、ノンリフレッシュ期間ごとに公差が１以上の等差級数的に増やすことを特徴とする。【００１９】
本発明の第９の局面は、本発明の第７の局面において、
前記第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数は同じであることを特徴とする。【００２０】
本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示制御部は、交流駆動のための制御を行い、
前記第１リフレッシュ期間および前記第２リフレッシュ期間の全期間において、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合で設けることを特徴とする。【００２１】
本発明の第１１の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示制御部は、前記第１または前記第２リフレッシュ期間内に、更新された前記データを受け取ったとき、リフレッシュおよびリフレッシュの休止を中止し、更新された前記データを用いて前記第１リフレッシュ期間から新たにリフレッシュを行うことを特徴とする。【００２２】
本発明の第１２の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記データは、前記表示制御部が外部から不定期に受け取るデータであることを特徴とする。【００２３】
本発明の第１３の局面は、本発明の第１１の局面において、
前記データは、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータであることを特徴とする。【００２４】
本発明の第１４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、前記表示部内の走査線に制御端子が接続され、前記表示部内の信号線に第１導通端子が接続され、表示すべき画像に応じた電圧が印加されるべき、前記表示部内の画素電極に第２導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする。【００２５】
本発明の第１５の局面は、本発明の第１４の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする。【００２６】
本発明の第１６の局面は、複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時の第１リフレッシュ期間に、リフレッシュを少なくとも２回行うステップと、
前記第１リフレッシュ期間の終了後の第２リフレッシュ期間に、前記目標リフレッシュレートになるまでノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行うステップと、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続するステップとを備えることを特徴とする。【００２７】
本発明の第１７の局面は、本発明の第１６の局面において、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うステップは、前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きくなるようにリフレッシュを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートを、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートよりも速く変化させる。これにより、休止駆動時に視認される残像を見えなくするために必要なリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に遅くしつつ、休止駆動の目標リフレッシュレートにより速く到達することが可能になる。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってから、早期に残像を視認できなくすることができる。また、休止駆動の目標リフレッシュレートに短時間で移行することができるので、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後のリフレッシュ回数を削減できる。これにより、この期間の液晶表示装置の消費電力を低減することができる。【００２９】
本発明の第２の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きいので、休止駆動の目標リフレッシュレートに短時間で移行することができる。【００３０】
本発明の第３の局面によれば、第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュを複数回行うことにより、画像の表示品位の劣化を抑制しつつ、休止駆動の目標リフレッシュレートに短時間で到達することができる。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力を低減することができる。【００３１】
本発明の第４の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間ごとのフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことができるので、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、目標リフレッシュレートにより速く到達する。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。【００３２】
本発明の第５の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間ごとのフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことができるので、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、目標リフレッシュレートにより一層速く到達する。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力をより一層低減することができる。【００３３】
本発明の第６の局面によれば、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートを段階的に変化させることなく、いきなり休止駆動の目標リフレッシュレートまで遅くする。これにより、目標リフレッシュレートに最短の時間で到達することができ、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後のリフレッシュ回数を削減できる。これにより、この期間の液晶表示装置の消費電力を大幅に低減することができる。【００３４】
本発明の第７の局面によれば、第１リフレッシュ期間にリフレッシュを少なくとも２回行うので、休止駆動において残像を視認できなくすることができる。また、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられている。これにより、いろいろな周波数で外部から入力されるデータに対して、それぞれに応じた効果的な休止駆動を実現することができる。【００３５】
本発明の第８の局面によれば、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数を、公差が１の等差級数的に増やすので、第１リフレッシュ期間を短時間で終了させることができる。これにより、休止駆動時の残像を短時間で視認できなくすることができる。【００３６】
本発明の第９の局面によれば、第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数が同じであるので、本発明の第７の局面の場合と同様に、第１リフレッシュ期間を短時間で終了させることができる。これにより、休止駆動時の残像を短時間で視認できなくすることができる。【００３７】
本発明の第１０の局面によれば、第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合にすることにより、液晶層は良好な極性バランスで交流駆動される。これにより、液晶層の劣化を抑制することができる。【００３８】
本発明の第１１の局面によれば、第１または第２リフレッシュ期間内に更新されたデータを受け取ったとき、更新されたデータを用いて第１リフレッシュ期間からリフレッシュを行う。これにより、データが更新されたとき、表示部の画面もただちにリフレッシュされ、更新された画像を表示することができる。【００３９】
本発明の第１２の局面によれば、外部から不定期に受け取るデータを用いてリフレッシュを行うことにより、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。【００４０】
本発明の第１３の局面によれば、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータを用いてリフレッシュを行うことにより、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。【００４１】
本発明の第１４の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。このような薄膜トランジスタではリーク電流が少なくなるので、画素形成部に書き込まれた電圧を長時間にわたって十分なレベルで保持できる。これにより、表示輝度の変化はさらに小さくなり、表示品位の低下をさらに抑制できる。【００４２】
本発明の第１５の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体としてＩｎＧａＺｎＯｘを用いることによって、本発明の第１４の局面による効果を確実に達成することができる。【００４３】
本発明の第１６の局面によれば、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。【００４４】
本発明の第１７の局面によれば、本発明の第１６の局面による効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１の基礎検討において、画像データが３０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図２】第１の基礎検討において、画像データが２０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図３】第１の基礎検討において、画像データの更新が行われたとき、リフレッシュを休止する期間ごとにフレーム数を１フレームずつ増加させながら、休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭスルーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭキャプチャーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す液晶表示装置に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】上記第１の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図９】上記第１の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態において設定される最適な極性制御について説明するための信号波形図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１４】従来の液晶表示装置における通常駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【図１５】従来の液晶表示装置における第１の休止駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
＜１．基礎検討＞
＜１．１  第１の基礎検討＞
図１は、画像データが３０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図であり、図２は、画像データが２０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。なお、後述する各図における各矩形ボックスは１フレームを示し、リフレッシュを行うリフレッシュフレームには「Ｒ」を付し、リフレッシュを休止するノンリフレッシュフレームには「Ｎ」を付している。
【００４７】
まず、図１を参照して、３０Ｈｚで更新された画像データがホストから送信されてくる場合について説明する。この場合、画像データは１フレームおきに更新されている。表示制御回路は、このような画像データを受信すると、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするためには、更新された画像データを用いて第１フレームで１回目のリフレッシュを行うだけでなく、さらに同じ画像データを用いて第２および第３フレームでリフレッシュを行うことにより、合計３回のリフレッシュを行うことが好ましい。このため、リフレッシュを休止する予定であった第２フレームを利用して２回目のリフレッシュを行う。しかし、第３フレームで３回目のリフレッシュを行おうとすると、ホストから更新された画像データが送信されてくる。
【００４８】
そこで、表示制御回路は、第３フレームで、３回目のリフレッシュを行うことなく、更新された画像データを用いて１回目のリフレッシュを行い、さらに同じ画像データを用いて第４フレームで２回目のリフレッシュを行う。しかし、第５フレームで３回目のリフレッシュを行おうとすると、ホストからさらに更新された画像データが送信されてくる。このため、表示制御回路は、第５フレームで、３回目のリフレッシュを行うことなく、さらに更新された画像データを用いて１回目のリフレッシュを行い、第６フレームで同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行う。
【００４９】
以下、同様にして、奇数番目のフレームではホストから送信されてきた画像データを用いてリフレッシュを行い、偶数番目のフレームでは、直前の奇数番目のフレームと同じ画像データを用いてリフレッシュを行う。その結果、画像データは１フレームおきに更新されているにもかかわらず、液晶表示装置の表示部には、すべてのフレームでリフレッシュされた画像が表示される。つまり、ホストは３０Ｈｚで動作しているにもかかわらず、液晶表示装置は６０Ｈｚで動作していることになるので、この駆動方法は液晶表示装置の消費電力を低減することができない。
【００５０】
次に、図２を参照して、ホストから２０Ｈｚで更新された画像データが送信されてくる場合について説明する。この場合、画像データは２フレームおきに更新されている。表示制御回路は、このような画像データを受信すると、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするために、更新された画像データを用いて第１フレームで１回目のリフレッシュを行った後に、さらに同じ画像データを用いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。２回目および３回目のリフレッシュは、リフレッシュを休止する予定であった第２および第３フレームをそれぞれ利用して行う。
【００５１】
３回目のリフレッシュが終了したときに、ホストから更新された画像データが送信されてくる。そこで、表示制御回路は、更新された画像データを用いて、第４フレームで１回目のリフレッシュを行った後に、さらに同じ画像データを用いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。２回目および３回目のリフレッシュは、リフレッシュを休止する予定であった第５および第６フレームをそれぞれ利用して行う。
【００５２】
以下、同様にして、画像データが送信されてきたときに１回目のリフレッシュを行い、それに続いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると、ホストから更新された画像データが送信されてくるので、更新された画像データを用いてリフレッシュを３回行う。その結果、画像データは２フレームおきに更新されているにもかかわらず、液晶表示装置の表示部には、すべてのフレームでリフレッシュされた画像が表示される。つまり、ホストは２０Ｈｚで動作しているにもかかわらず、液晶表示装置は６０Ｈｚで動作していることになるので、この駆動方法は液晶表示装置の消費電力を低減することができない。
【００５３】
このように、３０Ｈｚまたは２０Ｈｚで更新される画像データを用いて、リフレッシュを２回または３回行うことにより、液晶誘電率の異方性に起因する残像を軽減したり、視認できなくしたりすることはできるが、液晶表示装置の消費電力を低減することはできないという問題がある。
【００５４】
＜１．２  第２の基礎検討＞
液晶容量に充電された電荷は、ＴＦＴを介して時間の経過と共にリーク電流として漏れ、これに伴い液晶容量の電圧が低下する。例えば、リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合には、液晶容量が電圧を保持すべき期間が相対的に短いので、リーク電流は少なく電圧の低下は小さい。しかし、リフレッシュレートが１Ｈｚである場合には、液晶容量が電圧を保持すべき期間が相対的に長いので、リーク電流は多くなり電圧の低下は大きくなる。このため、リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合と１Ｈｚである場合とでは、本来同じであるべき液晶容量の電圧が異なるようになる。例えばリフレッシュレートを６０Ｈｚから１Ｈｚに切り替えれば、同じ画像を表示する場合であっても、その表示輝度が大きく変化し、表示品位が低下する。そこで、残像を視認できなくするためのリフレッシュ期間である第１リフレッシュ期間の終了後に、表示輝度の変化を緩和するために、リフレッシュレートを段階的に低くする第２リフレッシュ期間を設けた。そして、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートに到達すると、第２リフレッシュ期間を終了し、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う。
【００５５】
図３は、画像データの更新が行われたとき、リフレッシュを休止する期間ごとにフレーム数を１フレームずつ増加させながら、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの液晶表示装置の動作を説明するための図である。図３に示す更新された画像データは、第１の基礎検討の場合と異なり、ホストから不定期に送信されてくる。また、図３では、液晶表示装置は、３０Ｈｚのリフレッシュレートでリフレッシュを開始してから、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでに、新たに更新された画像データが送信されてきた場合、それまで行っていたリフレッシュを中止し、新たに更新された画像データを用いてリフレッシュレートが３０Ｈｚのリフレッシュから再び始めるオートリフレッシュ機能を備えている。
【００５６】
なお、図３では更新された画像データが２回送信されてきているが、以下では、最初に送信されてきた画像データを用いてリフレッシュを行う場合の説明を省略し、２回目に送信されてきた画像データを用いて３０Ｈｚのリフレッシュレートでリフレッシュを再び始めるところから説明する。また、２回目に送信されてきた画像データを用いて１回目のリフレッシュを行うフレームを第１フレームと呼び、それに続くフレームを第２フレーム、第３フレームと順に呼ぶことにする。
【００５７】
液晶表示装置は、更新された画像データを受信すると、第１フレームで更新された画像を用いて１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。第３フレームで２回目のリフレッシュを行い、第４および５フレームでリフレッシュを休止する。第６フレームで３回目のリフレッシュを行い、第７から第９フレームまでの３フレームでリフレッシュを休止する。以下、同様にして、リフレッシュを行った後に、ノンリフレッシュ期間を設けて、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を１フレームずつ増やすことを繰り返し、ノンリフレッシュ期間のフレーム数が５９フレームになるまでリフレッシュを行う。これにより、リフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達する。その後は、ホストから新たな画像データが送信されてくるまで、１Ｈｚでリフレッシュを繰り返す休止駆動を行う。
【００５８】
この場合、第１、第３および第６フレームでそれぞれ行った合計３回のリフレッシュによって、液晶分子の方向を印加電圧に対応した方向に配向させることができるので、その後の休止駆動において残像を視認できなくすることができる。この第１から第６フレームまでの期間を第１リフレッシュ期間という。また、第７フレーム以後のフレームにおいて、ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームを１フレームずつ増やしながら、その都度リフレッシュを行う。これにより、画像の表示輝度が段階的に変化するので、表示品位の低下を防止することができる。この第７フレームからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの期間を第２リフレッシュ期間という。このように、本明細書における第２フレーム期間とは、第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュフレームの次のノンリフレッシュフレームから目標リフレッシュレートに到達したときまでのノンリフレッシュフレームのフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う期間をいう。
【００５９】
リフレッシュレートが６０Ｈｚである一般的な液晶表示装置において、１フレーム期間が１６．６７ｍ秒であることを考慮すると、第１フレームでリフレッシュを開始してから目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでに、約２８秒と非常に長い時間を要するという問題がある。
【００６０】
上記第１および第２の基礎検討から、第１フレームでリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが１Ｈｚに到達するまでの期間を、休止駆動時において残像を視認できなくするための第１リフレッシュ期間と、リフレッシュレートを段階的に変化させることによって表示輝度の変化を緩和するための第２リフレッシュ期間に分け、それぞれの期間に応じたリフレッシュレートでリフレッシュすることが必要であるとわかる。
【００６１】
そこで、添付図面を参照しながら、本発明の第１から第４の実施形態を順に説明する。
【００６２】
＜２．第１の実施形態＞
＜２．１  液晶表示装置の構成および動作概要＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成を示すブロック図である。図４に示すように、液晶表示装置２は、液晶表示パネル１０、およびバックライトユニット３０を備えている。液晶表示パネル１０には、外部との接続用のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２０が設けられている。また、液晶表示パネル１０上には、表示部１００、表示制御回路２００、信号線駆動回路３００、および走査線駆動回路４００が設けられている。なお、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方は表示制御回路２００内に設けられていても良い。また、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方は表示部１００と一体的に形成されていても良い。液晶表示装置２の外部には、主としてＣＰＵにより構成されるホスト１（システム）が設けられている。
【００６３】
表示部１００には、複数本（ｍ本）の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍと、複数本（ｎ本）の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎと、これらｍ本の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍとｎ本の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎとの交差点のそれぞれに対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素形成部１１０とが形成されている。以下、ｍ本の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍを区別しない場合にはこれらを単に「信号線ＳＬ」といい、ｎ本の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎを区別しない場合にはこれらを単に「走査線ＧＬ」という。ｍ×ｎ個の画素形成部１１０はマトリクス状に形成されている。各画素形成部１１０は、対応する交差点を通過する走査線ＧＬに制御端子としてのゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過する信号線ＳＬに第１導通端子としてのソース端子が接続されたＴＦＴ１１１と、当該ＴＦＴ１１１の第２導通端子としてのドレイン端子に接続された画素電極１１２と、ｍ×ｎ個の画素形成部１１０に共通的に設けられた共通電極１１３と、画素電極１１２と共通電極１１３との間に挟持され、複数個の画素形成部１１０に共通的に設けられた液晶層とにより構成される。画素電極１１２と共通電極１１３により形成される液晶容量Ｃｃｌは、画素容量を構成する。なお、典型的には、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Ｃｃｌに並列に補助容量が設けられている。このため、画素容量は液晶容量Ｃｃｌおよび補助容量により構成されているのが一般的である。しかし、本明細書では、画素容量は液晶容量Ｃｃｌのみにより構成されるとして説明する。
【００６４】
ＴＦＴ１１１としては、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴ（以下「酸化物ＴＦＴ」という。）が用いられる。より詳細には、ＴＦＴ１２のチャネル層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘにより形成されている。以下では、ＩｎＧａＺｎＯｘをチャネル層に用いたＴＦＴのことを「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」という。ＩＧＺＯ−ＴＦＴは、多結晶シリコンや非晶質シリコンなどをチャネル層に用いたシリコン系のＴＦＴに比べてオフリーク電流が非常に小さい。このため、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧は長期間保持される。なお、ＩｎＧａＺｎＯｘ以外の酸化物半導体として、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いた場合でも同様の効果が得られる。また、ＴＦＴ１１１として酸化物ＴＦＴを用いるのは一例であり、これに代えて多結晶シリコンや非晶質シリコンなどのシリコン系のＴＦＴを用いても良い。
【００６５】
表示制御回路２００は、典型的にはＬＳＩ（Large Scale Integration）によって実現される。表示制御回路２００は、ＦＰＣ２０を介してホスト１から画像データを含むデータＤＡＴを受信し、これに応じて信号線用制御信号ＳＣＴ、走査線用制御信号ＧＣＴ、および共通電位Ｖｃｏｍを生成し出力する。信号線用制御信号ＳＣＴは信号線駆動回路３００に与えられる。走査線用制御信号ＧＣＴは走査線駆動回路４００に与えられる。共通電位Ｖｃｏｍは共通電極１１３に与えられる。本実施形態では、ホスト１と表示制御回路２００との間におけるデータＤＡＴの送受信は、ＭＩＰＩ（Mobile Industry Processor Interface）Ａｌｌｉａｎｃｅによって提案された、ＤＳＩ（Display Serial Interface）規格に準拠したインターフェースを介して行われる。このＤＳＩ規格に準拠したインターフェースによれば、データ伝送を高速で行うことが可能となる。本実施形態では、ＤＳＩ規格に準拠したインターフェースのビデオモードまたはコマンドモードを用いる。
【００６６】
信号線駆動回路３００は、信号線用制御信号ＳＣＴに応じて、信号線ＳＬに与えるべき駆動用画像信号を生成し出力する。信号線用制御信号ＳＣＴには、例えばＲＧＢデータＲＧＢＤに対応するデジタル画像信号、ソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、およびラッチストローブ信号などが含まれる。信号線駆動回路３００は、ソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、およびラッチストローブ信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタおよびサンプリングラッチ回路などを動作させ、デジタル画像信号に基づいて得られたデジタル信号を図示しないＤＡ変換回路でアナログ信号に変換することにより駆動用画像信号を生成する。
【００６７】
走査線駆動回路４００は、走査線用制御信号ＧＣＴに応じて、アクティブな走査信号の走査線ＧＬへの印加を所定周期で繰り返す。走査線用制御信号ＧＣＴには、例えばゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号が含まれる。走査線駆動回路４００は、ゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタなどを動作させ、走査信号を生成する。
【００６８】
バックライトユニット３０は、液晶表示パネル１０の背面側に設けられ、液晶表示パネル１０の背面にバックライト光を照射する。バックライトユニット３０は、典型的には複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んでいる。バックライトユニット３０は、表示制御回路２００により制御されるものであっても良いし、その他の方法により制御されるものであっても良い。なお、液晶表示パネル１０が反射型である場合には、バックライトユニット３０は設ける必要がない。
【００６９】
以上のようにして、信号線ＳＬに駆動用画像信号が印加され、走査線ＧＬに走査信号が印加され、バックライトユニット３０が駆動されることにより、ホスト１から送信された画像データに応じた画面が液晶表示パネル１０の表示部１００に表示される。
【００７０】
＜２．２  表示制御回路の構成＞
次に、表示制御回路２００の構成を、３つの態様に分けて説明する。第１の態様は、ビデオモードを用い、かつＲＡＭ（Random Access Memory）を設けない態様である。以下では、このような第１の態様のことを「ビデオモードＲＡＭスルー」という。第２の態様は、ビデオモードを用い、かつＲＡＭを設ける態様である。以下では、このような第２の態様のことを「ビデオモードＲＡＭキャプチャー」という。第３の態様は、コマンドモードを用い、かつＲＡＭを設ける態様である。以下では、このような第３の態様のことを「コマンドモードＲＡＭライト」という。なお、本発明はＤＳＩ規格に準拠したインターフェースに限定されるものではないので、表示制御回路２００の構成は、これら３種類の態様に限定されるものではない。
【００７１】
＜２．２．１  ビデオモードＲＡＭスルー＞
図５は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、ビデオモードＲＡＭスルーに対応した表示制御回路２００（以下「ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。図５に示すように、表示制御回路２００は、インターフェース部２１０、コマンドレジスタ２２０、ＮＶＭ（Non-volatile memory：不揮発性メモリ）２２１、タイミングジェネレータ２３０、ＯＳＣ（Oscillator：発振器）２３１、ラッチ回路２４０、内蔵電源回路２５０、信号線用制御信号出力部２６０、および、走査線用制御信号出力部２７０を備えている。インターフェース部２１０にはＤＳＩ受信部２１１が含まれている。なお、上述のように、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方が表示制御回路２００内に設けられていても良い。
【００７２】
インターフェース部２１０内のＤＳＩ受信部２１１はＤＳＩ規格に準拠している。ビデオモードにおけるデータＤＡＴには、画像データであるＲＧＢデータＲＧＢＤと、同期信号である垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、コマンドデータＣＭとが含まれている。コマンドデータＣＭには、各種制御に関するデータが含まれている。ＤＳＩ受信部２１１は、ホスト１からデータＤＡＴを受信すると、当該データＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎをラッチ回路２４０に送信し、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫをタイミングジェネレータ２３０に送信し、コマンドデータＣＭをコマンドレジスタ２２０に送信する。なお、コマンドデータＣＭは、Ｉ2Ｃ（Inter Integrated Circuit）規格またはＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）規格に準拠したインターフェースを介してホスト１からコマンドレジスタ２２０に送信されても良い。この場合、インターフェース部２１０にはＩ2Ｃ規格またはＳＰＩ規格に準拠した受信部が含まれる。
【００７３】
コマンドレジスタ２２０はコマンドデータＣＭを保持する。ＮＶＭ２２１には各種制御用の設定データＳＥＴが保持されている。コマンドレジスタ２２０は、ＮＶＭ２２１に保持された設定データＳＥＴを読み出す。また、ホスト１から送信されたコマンドデータＣＭに応じて設定データＳＥＴを更新することもできる。第１および第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うタイミングを示す各データは、設定データＳＥＴに含まれ、コマンドレジスタ２２０内に設けられた２つのレジスタ２２２、２２３にそれぞれ格納される。コマンドレジスタ２２０は、第１および第２リフレッシュ期間において、レジスタ２２２、２２３に格納されたデータに基づいて、表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成し、これをタイミングジェネレータ２３０に送信する。また、電圧設定信号ＶＳを内蔵電源回路２５０に送信する。
【００７４】
タイミングジェネレータ２３０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、タイミング制御信号ＴＳと、ＯＳＣ２３１で生成される内蔵クロック信号ＩＣＫとに基づいて、ラッチ回路２４０、信号線用制御信号出力部２６０、および走査線用制御信号出力部２７０を制御する制御信号を送信する。
【００７５】
また、タイミングジェネレータ２３０は、リフレッシュを行うとき、ホスト１に対してデータＤＡＴの送信を要求するために、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、タイミング制御信号ＴＳと、ＯＳＣ２３１で生成される内蔵クロック信号ＩＣＫとに基づいて生成したリクエスト信号ＲＥＱをホスト１に送信する。なお、ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００ではＯＳＣ２３１は必須でない。
【００７６】
ホスト１はリクエスト信号ＲＥＱを受信すると、データＤＡＴを表示制御回路２００に送信する。このようにして、第１および第２リフレッシュ期間にリフレッシュを行う際には、リクエスト信号ＲＥＱに応じてホスト１から必要なデータＤＡＴがその都度送信され、送信されたデータＤＡＴに基づいて画面のリフレッシュが行われる。
【００７７】
ラッチ回路２４０は、タイミングジェネレータ２３０の制御に基づいて、更新されたデータＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔだけでなく、リクエスト信号ＲＥＱに基づいて送信されたデータＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔを１ライン分ずつ、信号線用制御信号出力部２６０に送信する。このようにして、表示部１００に現在表示されている画像と同じ画像を表示することにより、画面のリフレッシュを必要なタイミングで行うことができる。
【００７８】
内蔵電源回路２５０は、ホスト１から与えられる電源およびコマンドレジスタ２２０から与えられる電圧設定信号ＶＳに基づいて、信号線用制御信号出力部２６０および走査線用制御信号出力部２７０で用いるための電源電圧および共通電位Ｖｃｏｍを生成し出力する。
【００７９】
信号線用制御信号出力部２６０は、ラッチ回路２４０からのＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔ、タイミングジェネレータ２３０からの制御信号、および内蔵電源回路２５０からの電源電圧に基づいて信号線用制御信号ＳＣＴを生成し、これを信号線駆動回路３００に送信する。
【００８０】
走査線用制御信号出力部２７０は、タイミングジェネレータ２３０からの制御信号および内蔵電源回路２５０からの電源電圧に基づいて走査線用制御信号ＧＣＴを生成し、これを走査線駆動回路４００に送信する。
【００８１】
＜２．２．２  ビデオモードＲＡＭキャプチャー＞
図６は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、ビデオモードＲＡＭキャプチャーに対応した表示制御回路２００（以下「ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００は、図６に示すように、上述のビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００にフレームメモリ（ＲＡＭ）２８０を追加したものである。
【００８２】
ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００では、ＤＳＩ受信部２１１からラッチ回路２４０にＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎが直接送信される。しかし、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００では、ＤＳＩ受信部２１１から送信されるＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎはフレームメモリ２８０に保持される。そして、フレームメモリ２８０に保持されたＲＧＢデータＲＧＢＤｍоは、タイミングジェネレータ２３０で生成される制御信号に応じてラッチ回路２４０に読み出される。また、タイミングジェネレータ２３０は、垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴをホスト１に送信する。垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴは、フレームメモリ２８０へのＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎの書き込みタイミングとフレームメモリ２８０からのＲＧＢデータＲＧＢＤｍоの読み出しタイミングが重複しないようにホスト１からのデータＤＡＴの送信タイミングを制御する信号である。ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００のその他の構成および動作は、ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００におけるものと同様であるので、その説明を省略する。なお、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００ではＯＳＣ２３１は必須でない。
【００８３】
また、タイミングジェネレータ２３０は、コマンドレジスタ２２０から表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを受信すれば、制御信号をフレームメモリ２８０に送信する。これにより、フレームメモリ２８０に保持されているＲＧＢデータＲＧＢＤｍоは、タイミングジェネレータ２３０から受信した制御信号に応じてラッチ回路２４０に読み出される。
【００８４】
ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００では、フレームメモリ２８０にＲＧＢデータＲＧＢＤｍоを保持できる。このため、画面をリフレッシュする場合には、ホスト１から表示制御回路２００にデータＤＡＴを送信する必要はなく、リフレッシュを行うタイミングに応じて、タイミングジェネレータ２３０がフレームメモリ２８０に制御信号を送信する。このようにして、表示部１００に現在表示されている画像と同じ画像を表示することにより、画面のリフレッシュを必要なタイミングで行うことができる。
【００８５】
＜２．２．３  コマンドモードＲＡＭライト＞
図７は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路２００（以下「コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００は、図７に示すように、上述のデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００と同様の構成であるが、データＤＡＴに含まれるデータの種類が異なる。
【００８６】
コマンドモードにおけるデータＤＡＴには、コマンドデータＣＭが含まれ、ＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫは含まれない。ただし、コマンドモードにおけるコマンドデータＣＭには、画像に関するデータおよび各種タイミングに関するデータが含まれている。コマンドレジスタ２２０は、コマンドデータＣＭのうちの、画像に関するデータに相当するＲＡＭライト信号ＲＧＢＤｍｉをフレームメモリ２８０に送信する。このＲＡＭライト信号ＲＧＢＤｍｉは、上記ＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎに相当する。また、コマンドモードでは、タイミングジェネレータ２３０は垂直同期信号ＶＳＹＮＣおよび水平同期信号ＨＳＹＮＣを受信しないので、内蔵クロック信号ＩＣＫおよびタイミング制御信号ＴＳに基づいてそれらに相当する内部垂直同期信号ＩＶＳＹＮＣおよび内部水平同期信号ＩＨＳＹＮＣを内部で生成する。タイミングジェネレータ２３０は、これらの内部垂直同期信号ＩＶＳＹＮＣおよび内部水平同期信号ＩＨＳＹＮＣに基づいてラッチ回路２４０、信号線用制御信号出力部２６０、および走査線用制御信号出力部２７０を制御する。また、タイミングジェネレータ２３０は、上記垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴに相当する送信制御信号ＴＥをホスト１に送信する。
【００８７】
なお、画面をリフレッシュする際のコマンドレジスタ２２０、タイミングジェネレータ２３０、およびフレームメモリ２８０の動作は、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００の動作と同じであるので、それらの説明を省略する。
【００８８】
＜２．３  動作の概要＞
本明細書において休止駆動とは、ホスト１から更新された画像データ（ＲＧＢデータＲＧＢＤ）が与えられたとき、画面をリフレッシュするフレーム（以下「リフレッシュフレーム」という）の後に、画面のリフレッシュを休止するフレーム（以下「ノンリフレッシュフレーム」という）を設け、これらのリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームをそれぞれ所定のフレーム数ずつ交互に繰り返す駆動をいう。なお、本明細書では、休止駆動時の到達すべき目標リフレッシュレートを約１Ｈｚとして説明するが、これに限定されることなく、例えば０．５Ｈｚや２Ｈｚなどであってもよい。なお、図５〜図７に示すＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎおよびＲＧＢデータＲＧＢＤｍｉをまとめてＲＧＢデータＲＧＢＤと記載することもある。
【００８９】
リフレッシュフレームでは、上述のように画面のリフレッシュが行われる。より詳細には、ＲＧＢデータＲＧＢＤに対応するデジタル画像信号を含む信号線用制御信号ＳＣＴに応じて信号線駆動回路３００から信号線ＳＬ１〜ＳＬｍに駆動用画像信号が供給されると共に、走査線用制御信号ＧＣＴに応じて走査線駆動回路４００により走査線ＧＬ１〜ＧＬｎが順に選択される。選択された走査線ＧＬに対応したＴＦＴ１１１がオン状態になって液晶容量Ｃｃｌに駆動用画像信号の電圧が書き込まれる。このようにして、画面がリフレッシュされる。その後、ＴＦＴ１１１がオフ状態になり、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた電圧は、次に画面がリフレッシュされるまで保持される。
【００９０】
ノンリフレッシュフレームでは、上述の画面のリフレッシュが休止される。より詳細には、走査線用制御信号ＧＣＴの走査線駆動回路４００への供給が停止するかまたは走査線用制御信号ＧＣＴが固定電位となることにより、走査線駆動回路４００の動作が停止するので、走査線ＧＬ１〜ＧＬｎの走査は行われない。その結果、ノンリフレッシュフレームでは液晶容量Ｃｃｌに駆動用画像信号は書き込まれない。ただし、液晶容量Ｃｃｌには直前に書き込まれた駆動用画像信号が保持されているので、直前のリフレッシュフレームでリフレッシュされた画面が引き続き表示される。また、ノンリフレッシュフレームでは、信号線用制御信号ＳＣＴの信号線駆動回路３００への供給を停止するなどして、信号線駆動回路３００の動作が停止する。このように、ノンリフレッシュフレームでは、走査線駆動回路４００および信号線駆動回路３００は動作を停止するので、消費電力を低減することができる。なお、信号線駆動回路３００は動作させるようにしても良い。
【００９１】
休止駆動時に、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするために、更新されたＲＧＢデータＲＧＢＤがホスト１から液晶表示装置２に送信されてきたとき、同一のＲＧＢデータＲＧＢＤに対応する駆動用画像信号の電圧を液晶容量Ｃｃｌに書き込むリフレッシュを３回行う。これにより、液晶分子の方向を印加電圧に対応した方向に配向させることができる。なお、本明細書では、更新されたＲＧＢデータＲＧＢＤがホスト１から送信されてきたとき、液晶表示装置２はリフレッシュを３回行うとして説明するが、２回または４回以上行っても良い。
【００９２】
本明細書で例示されるリフレッシュレートのフレーム構成例を説明する。リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合、リフレッシュフレームが繰り返され、ノンリフレッシュフレームは設けられない。リフレッシュレートが３０Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。リフレッシュレートが２０Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に２フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。リフレッシュレートが１Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に５９フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。このように、リフレッシュレートが遅いほどノンリフレッシュフレームの割合が大きくなり、それに伴ってノンリフレッシュ期間も長くなるので、消費電力をより低減することができる。
【００９３】
なお、コマンドレジスタ２２０内に設けられたレジスタ２２２には、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数が格納されている。レジスタ２２３には、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数が格納されている。そこで、コマンドレジスタ２２０は、第１リフレッシュ期間における表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成するときには、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数を格納するレジスタ２２２から読み出したデータを用いて生成したタイミング制御信号ＴＳをタイミングジェネレータ２３０に送信する。第２リフレッシュ期間における表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成するときには、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数を格納するレジスタ２２３から読み出したデータを用いて生成したタイミング制御信号ＴＳをタイミングジェネレータ２３０に送信する。
【００９４】
＜２．４  本実施形態の動作＞
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。液晶表示装置２はオートリフレッシュ機能を備えた表示装置である。このため、図８に示すように、更新された画像データがホスト１から送信されてくれば、リフレッシュとノンリフレッシュを繰り返しながら第２リフレッシュ期間のリフレッシュを行っているときであっても、ホスト１から新たに更新された画像データが送信されてくれば、今まで行っていたリフレッシュを中止し、再び第１リフレッシュ期間からリフレッシュから行う。また、本実施形態では、更新された画像データはホスト１から不定期に送信されてくるとする。
【００９５】
本実施形態では、新たに更新された画像データを用いてリフレッシュされたフレームを第１フレームとし、新たに更新された画像データが送信されてきたときから第１リフレッシュ期間が始まる。第１リフレッシュ期間では、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームで１フレームだけリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のリフレッシュで用いた画像データと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、１回目のリフレッシュで用いた画像データと同じ画像データを用いて３回目のリフレッシュを行う。ここまでの合計３回のリフレッシュによって、液晶分子の方向が印加電圧に応じた方向に配向するので、その後の休止駆動において残像が視認されることはない。なお、第１リフレッシュ期間のリフレッシュとリフレッシュとの間に、少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームを設けることにより、外部から入力されるいろいろな周波数の画像データに対して、それぞれに応じた効果的な休止駆動を実現することができる。
【００９６】
３回目のリフレッシュが終わると、次に第２リフレッシュ期間に移行する。第７フレームから第１０フレームまでの４フレームにおいて、リフレッシュを休止する。次に、第１１フレームで４回目のリフレッシュを行い、第１２フレームから第１７フレームまでの６フレームにおいてリフレッシュを休止し、第１８フレームでリフレッシュを行う。以下同様にして、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５８フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２フレームずつ順に増やしていく。その結果、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５８フレームになり、この場合のリフレッシュレートは１．０２Ｈｚである。このリフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに近いが、まだ１Ｈｚにはなっていない。そこで、次にリフレッシュレートを１Ｈｚにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが１Ｈｚになり、さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その後、ホスト１から更新された画像データが送信されてくるまで、１Ｈｚでリフレッシュを繰り返すことによって、表示部１００に表示される画像は１Ｈｚでリフレッシュされる。この場合、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってから、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約１４秒となり、第２の基礎検討で要した時間である約２８秒に比べて大幅に短縮することができた。なお、時間を短縮することにより、表示輝度の変化が大きくなるために表示品位が多少劣化するが、視聴に支障が生じるような劣化ではない。
【００９７】
＜２．５  効果＞
本実施形態によれば、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュ時のリフレッシュレートを、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュ時のリフレッシュレートよりも速くする。これにより、リフレッシュ時に視認される残像を見えなくするために必要な３回のリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、第２リフレッシュ期間に休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚにより速く到達する。その結果、液晶表示装置２は、第１リフレッシュ期間に残像を視認できなくすることができる。また、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに短時間で到達することができるので、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後の消費電力を低減することができる。
【００９８】
また、第２リフレッシュ期間中に表示部１００の画面に対応する画像データを含むデータをホスト１から受信した場合に、第２リフレッシュ期間を第１リフレッシュ期間に切り替え、再び第１リフレッシュ期間からリフレッシュを行う。これにより、画像データが更新されたとき、表示部１００の画面も直ちにリフレッシュされ、更新された画像を表示部１００に表示することができる。
【００９９】
＜２．６  変形例＞
上記実施形態では、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートである約１Ｈｚに到達するまで、ノンリフレッシュフレームを２フレームずつ等差級数的に増加させた。しかし、段階的に増加させるフレーム数は、２フレームずつに限定されず、例えば図９に示すように、ノンリフレッシュ期間のフレーム数を５フレームずつ等差級数的に増加させても良い。この場合、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５７フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５フレームずつ順に増やしていく。その結果、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５７フレームになり、この場合のリフレッシュレートは１．０３Ｈｚである。このリフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに近いが、まだ１Ｈｚにはなっていない。そこで、次にリフレッシュレートを１Ｈｚにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが１Ｈｚになり、さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約７秒となり、さらに短縮される。これにより、リフレッシュレートが目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力をより低減することができる。
【０１００】
また、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが１Ｈｚに到達するまでのノンリフレッシュフレームのフレーム数を等比級数的に増加させても良い。例えば図１０に示すように、ノンリフレッシュ期間のフレーム数を２1、２2、２3…のように順に増加させても良い。この場合、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が３２フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２のべき乗ずつ順に増やしていく。リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２4フレームすなわち３２フレームにすれば、リフレッシュレートは１．８２Ｈｚになり、休止駆動の目標リフレッシュレートよりもまだ高い。さらに、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２5フレームすなわち６４フレームにすれば、リフレッシュレートは０．９２Ｈｚになり、逆に目標リフレッシュレートよりも低くなってしまう。そこで、１．８２Ｈｚの次のリフレッシュレートを目標リフレッシュレートにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが目標リフレッシュレートの１Ｈｚになる。さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約２秒となり、より一層短縮される。これにより、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力をより一層低減することができる。
【０１０１】
リフレッシュレートを段階的に遅くするために、ノンリフレッシュ期間に段階的に増やすノンリフレッシュフレームのフレーム数は、上記の数値に限定されず、適宜設定することができる。また、設定した値は、表示制御回路２００のコマンドレジスタ２２０内に設けたレジスタ２２２、２２３に保持され、タイミング制御信号ＴＳを生成する際に使用される。
【０１０２】
なお、第２リフレッシュ期間を長くしすぎると、目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間が長くなるので、目標リフレッシュレートになるまでの液晶表示装置２の消費電力が大きくなる。一方、第２リフレッシュ期間を短縮しすぎると、表示輝度の変化が大きくなるので、表示品位が劣化する。そこで、消費電力の低減と表示品位の劣化の防止とを両立させるためには、第２リフレッシュ期間のリフレッシュレートを適切に調整する必要がある。
【０１０３】
また、上記実施形態では、第１リフレッシュ期間における１回目のリフレッシュと２回目のリフレッシュとの間のノンリフレッシュフレームのフレーム数、および、２回目のリフレッシュと３回目のリフレッシュとの間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数をそれぞれ１および２とした。しかし、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数はこれに限定されず、例えば１フレームと３フレームなど異なる値にしてもよく、また１フレームと１フレームなど同じ値にしても良い。なお、本明細書では、１回目のリフレッシュと２回目のリフレッシュとの間、および、２回目のリフレッシュと３回目のリフレッシュとの間のノンリフレッシュフレームのフレーム数を例えば１フレームにした場合、各リフレッシュレートは３０Ｈｚになる。この場合のリフレッシュレートの変化は「ゼロ」であるとする。また、リフレッシュ時に視認される残像は早期に視認されなくなることが好ましいので、第１リフレッシュ期間を短縮することが好ましい。ただし、それぞれのリフレッシュフレームの間に少なくとも１フレーム以上のノンリフレッシュフレームを設けることによって、外部からいろいろなリフレッシュレートの画像データを受信することができる。
【０１０４】
＜３．第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置２に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１０５】
＜３．１  動作＞
上記第１の実施形態では、リフレッシュ時に残像を視認できなくするための第１リフレッシュ期間と、表示輝度を段階的に変化させるための第２リフレッシュ期間とが設けられていた。本実施形態では、図１１に示すように、第１リフレッシュ期間は第１の実施形態の場合と同じであるが、第２リフレッシュ期間が非常に短くなっている。
【０１０６】
具体的には、第１リフレッシュ期間では、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のときと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、１回目のときと同じ画像データを用いて３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると第２リフレッシュ期間に移行する。
【０１０７】
第２リフレッシュ期間では、リフレッシュレートを段階的に変化させるのではなく、３回目のリフレッシュの終了後、第７フレームから第６５フレームまでの５９フレームにおいて、リフレッシュを休止し、第６６フレームでリフレッシュを行う。これにより、第２リフレッシュ期間のリフレッシュレートはいきなり休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚと同じリフレッシュレートになる。その後は、新たに更新された画像データがホスト１から送信されてくるまで、表示部１００に表示される画像を１Ｈｚのリフレッシュレートで更新することを繰り返す。なお、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュのフレーム数は、第１の実施形態の場合と同様に、上記説明の場合に限定されない。
【０１０８】
＜３．２  効果＞
本実施形態によれば、第１リフレッシュ期間において、ホスト１から送信されてきた更新された画像データを用いてリフレッシュが３回行われる。これにより、液晶誘電率の異方性に起因する残像をその後のリフレッシュ時に視認できなくすることができる。また、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートを、段階的に変化させることなくいきなり１Ｈｚにするので、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに最短の時間で到達することができる。この場合には、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを開始してから目標リフレッシュレートである約１Ｈｚに到達するまでの時間は１秒と大幅に短縮される。これにより、目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力を大幅に低減することができる。
【０１０９】
＜４．第３の実施形態＞
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置２に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１１０】
＜４．１  動作＞
第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の正極性と負極性のバランスを考慮しない場合には、液晶層に特定方向の電圧が印加される時間が長くなり、液晶層の劣化が進みやすくなる。そこで、本実施形態では、リフレッシュ時の残像を視認できなくし、表示輝度を段階的に変化させると共に、さらに液晶層の劣化を抑制する。
【０１１１】
本実施形態では、液晶層の劣化を抑制するために極性反転駆動（交流駆動）を行う。図１２に示す各リフレッシュフレームおよびノンリフレッシュフレームの下部に、当該フレームで行うリフレッシュ時に印加される電圧の極性が示されている。具体的には、「＋」は画素電極１１２に印加される電圧の極性が正極性であり、共通電極１１３に印加される電圧の極性が負極性であることを示す。「−」は画素電極１１２に印加される電圧の極性が負極性であり、共通電極１１３に印加される電圧の極性が正極性であることを示す。以下では、正極性の電圧でリフレッシュを行うリフレッシュフレームのことを「正極性リフレッシュフレーム」といい、負極性電圧でリフレッシュを行うリフレッシュフレームのことを「負極性リフレッシュフレーム」という。
【０１１２】
図１２に示すように、第１リフレッシュ期間では、ノンリフレッシュ期間ごとにノンリフレッシュフレームのフレーム数を１フレームずつ増加させる。また、第２リフレッシュ期間では、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートである１．０２Ｈｚに到達するまで、ノンリフレッシュ期間ごとにノンリフレッシュフレームのフレーム数を５フレームずつ増加させるとする。
【０１１３】
この場合、第１リフレッシュ期間では、第１フレームで行う１回目のリフレッシュは正極性のリフレッシュであるため、それに続く第２フレームでも正極性のノンリフレッシュを行う。次に、第３フレームで行う２回目のリフレッシュは負極性のリフレッシュであるため、それに続く第４および第５フレームでも負極性のノンリフレッシュを行う。第６フレームで行う３回目のリフレッシュは負極性のリフレッシュであるため、それに続く第７から第１３フレームまでの７フレームでも負極性のノンリフレッシュを行う。第１４フレームで行う４回目のリフレッシュは正極性であるため、それに続く第１５から第２６フレームまでの１２フレームも正極性のノンリフレッシュを行う。以下同様にして、リフレッシュごとに正極性または負極性のリフレッシュを繰り返し、１３回目のリフレッシュおよびそれに続く５７フレームでノンリフレッシュを行う。このリフレッシュおよびノンリフレッシュはいずれも正極性であり、リフレッシュレートは１．０３Ｈｚである。その結果、１回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュから、１３回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュまでの正極性フレーム（正極性リフレッシュフレームおよびこれに続くノンリフレッシュフレーム）数は１８７である。一方、２回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュから、１２回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュまでの負極性フレーム（負極性リフレッシュフレームおよびこれに続くノンリフレッシュフレーム）数は１８１である。このように、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数とが略同じ割合になるようにリフレッシュを行う。なお、１３回目のリフレッシュおよびそれに続く５７フレームでノンリフレッシュを行った直後に、ホスト１から更新された画像データが送信されてきたので、更新された画像データを用いて行うリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了し、第１リフレッシュ期間に移行する。
【０１１４】
また、図１２に示す正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数とが略同じ割合になる配置は一例であり、これに限定されるものではない。しかし、同じ極性のリフレッシュを連続して行うことはできるだけ避けることが好ましい。また、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数の割合の差が少なければ少ないほど好ましく、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数の割合が等しくなる場合が最も好ましい。
【０１１５】
また、ＴＦＴ１１１のリーク電流に起因する液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の低下は、休止期間の長さすなわちリフレッシュレートによって異なり、リフレッシュレートが遅いほど印加電圧の低下が大きくなる。そこで、リフレッシュレートが異なることによる液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の不均一性を低減するために、設定データＳＥＴの１つとして最適な共通電位Ｖｃｏｍのデータをリフレッシュレートごとに例えばＮＶＭ２２１に予め入れておく。コマンドレジスタ２２０が、リフレッシュレートに応じて、最適な共通電位Ｖｃｏｍのデータに対応する電圧設定信号ＶＳを生成し内蔵電源回路２５０に送信すれば、内蔵電源回路２５０は最適な共通電位Ｖｃｏｍを出力する。これにより、リフレッシュレートごとに最適な共通電位Ｖｃｏｍを共通電極１１３に印加することができる。この場合、最適な共通電位ＶｃｏｍのデータをコマンドデータＣＭの一部としてホスト１からコマンドレジスタ２２０に与えてもよい。
【０１１６】
＜４．２  効果＞
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果を奏し、さらに第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合にすることにより、特定方向の電圧が液晶層に印加される時間が長くなることはない。このように、極性バランスが良くなるように液晶層を交流駆動することにより、液晶層の劣化を抑制することができる。
【０１１７】
＜５．第４の実施形態＞
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１１８】
＜５．１  第４の実施形態＞
上記第１から第３の実施形態では、更新された画像データは、ホスト１から液晶表示装置２に不定期に送信されてくるとした。しかし、更新された画像データは、ホスト１から所定の周期で定期的に送信されてきても良い。そこで、本実施形態では、図１３に示すように、例えば更新された画像データは１秒ごとに定期的に送信されてくる。第１リフレッシュ期間には、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のリフレッシュ時に用いた画像データと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると第２リフレッシュ期間に移行する。
【０１１９】
第２リフレッシュ期間では、第７から第１０フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止し、第１１フレームで４回目のリフレッシュを行う。次に、第１２フレームから第１５フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止し、第１６フレームで５回目のリフレッシュを行う。次に、第１７フレームから第２２フレームまでの６フレームでリフレッシュを休止し、第２３フレームで６回目のリフレッシュを行う。以下同様にして、リフレッシュとリフレッシュの休止とを繰り返し、第５６フレームで１０回目のリフレッシュを行い、第５７フレームから第６０フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止する。
【０１２０】
１フレーム期間は１６．６７ｍ秒であるため、第１フレームから第６０フレームまでで１秒になる。このため、第６１フレーム目に、ホスト１から新たに更新された画像データが送信されてくる。そこで、液晶表示装置２は、第６１フレームで予定していたリフレッシュの休止を中止し、新たに更新された画像データを用いて、上記第１フレームから第６０フレームまでの場合と同様にしてリフレッシュを行う。このようにして、１秒ごとに、ホスト１から更新された画像データが送信されてくるので、その都度第２リフレッシュ期間の第６１フレームで予定していたリフレッシュの休止を中止し、上記第１フレームから第６０フレームまでの場合と同様にしてリフレッシュを繰り返す。
【０１２１】
なお、本実施形態では、更新された画像データが１秒ごとにホスト１から送信されてくるとした。しかし、これに限定されることはなく、例えば、更新された画像データがホスト１から送信されてくる間隔は、１秒よりも長くても、または短くてもよい。また、第１および第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートも、上記第１から第３の実施形態の場合と同様に適宜変更してもよい。
【０１２２】
＜５．２  効果＞
本実施形態によれば、ホスト１から所定の周期で定期的に更新された画像が送信されてくる場合でも、リフレッシュ時の残像を視認できなくするために必要な３回のリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に低くすることができる。これにより、液晶表示装置２は、第１の実施形態の場合と同じ効果を奏することができる。
【０１２３】
＜６．その他＞
上記各実施形態および変形例では、１フレームごとに極性を反転させる場合について記載したが、極性反転のさせ方はこれに限定されず、例えば２フレームごと、３フレームごとに極性を反転さてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、休止駆動によって画像を表示する液晶表示装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１…ホスト
２…液晶表示装置
１００…表示部
１１０…画素形成部
１１１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２００…表示制御回路
２２０…コマンドレジスタ
２３０…タイミングジェネレータ
２４０…ラッチ回路
２８０…フレームメモリ（ＲＡＭ）
３００…信号線駆動回路
４００…走査線駆動回路
ＳＬ…信号線
ＧＬ…走査線
【図１】
2014050316.tif 000003
【図２】
2014050316.tif 000004
【図３】
2014050316.tif 000005
【図４】
2014050316.tif 000006
【図５】
2014050316.tif 000007
【図６】
2014050316.tif 000008
【図７】
2014050316.tif 000009
【図８】
2014050316.tif 000010
【図９】
2014050316.tif 000011
【図１０】
2014050316.tif 000012
【図１１】
2014050316.tif 000013
【図１２】
2014050316.tif 000014
【図１３】
2014050316.tif 000015
【図１４】
2014050316.tif 000016
【図１５】
2014050316.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月31日(2015.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
【図１】第１の基礎検討において、画像データが３０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図２】第１の基礎検討において、画像データが２０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図３】第１の基礎検討において、画像データの更新が行われたとき、リフレッシュを休止する期間ごとにフレーム数を１フレームずつ増加させながら、休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭスルーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭキャプチャーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す液晶表示装置に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図９】上記第１の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態において設定される最適な極性制御について説明するための信号波形図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１４】従来の液晶表示装置における通常駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【図１５】従来の液晶表示装置における第１の休止駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
＜２．２．３  コマンドモードＲＡＭライト＞
図７は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路２００（以下「コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００は、図７に示すように、上述のビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００と同様の構成であるが、データＤＡＴに含まれるデータの種類が異なる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
＜２．４  本実施形態の動作＞
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。液晶表示装置２はオートリフレッシュ機能を備えた表示装置である。このため、図８に示すように、更新された画像データがホスト１から送信されてくれば、リフレッシュとノンリフレッシュを繰り返しながら第２リフレッシュ期間のリフレッシュを行っているときであっても、今まで行っていたリフレッシュを中止し、再び第１リフレッシュ期間からリフレッシュから行う。また、本実施形態では、更新された画像データはホスト１から不定期に送信されてくるとする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
また、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが１Ｈｚに到達するまでのノンリフレッシュフレームのフレーム数を等比級数的に増加させても良い。例えば図１０に示すように、ノンリフレッシュ期間のフレーム数を２1、２2、２3…のように順に増加させても良い。この場合、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が３２フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２のべき乗ずつ順に増やしていく。リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２5フレームすなわち３２フレームにすれば、リフレッシュレートは１．８２Ｈｚになり、休止駆動の目標リフレッシュレートよりもまだ高い。さらに、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２6フレームすなわち６４フレームにすれば、リフレッシュレートは０．９２Ｈｚになり、逆に目標リフレッシュレートよりも低くなってしまう。そこで、１．８２Ｈｚの次のリフレッシュレートを目標リフレッシュレートにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが目標リフレッシュレートの１Ｈｚになる。さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約２秒となり、より一層短縮される。これにより、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力をより一層低減することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
＜５．１  動作＞
上記第１から第３の実施形態では、更新された画像データは、ホスト１から液晶表示装置２に不定期に送信されてくるとした。しかし、更新された画像データは、ホスト１から所定の周期で定期的に送信されてきても良い。そこで、本実施形態では、図１３に示すように、例えば更新された画像データは１秒ごとに定期的に送信されてくる。第１リフレッシュ期間には、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のリフレッシュ時に用いた画像データと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると第２リフレッシュ期間に移行する。
【手続補正書】
【提出日】平成28年4月12日(2016.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の画素形成部を含む表示部と、
前記表示部を駆動する駆動部と、
外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時を、リフレッシュを少なくとも３回行う第１リフレッシュ期間と、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまで、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きな変化量となるようにノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う第２リフレッシュ期間とに分けてリフレッシュを行い、前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続することを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を複数回とすることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を１回とし、前記１回のリフレッシュは前記目標リフレッシュレートと等しいリフレッシュレートで行うことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第１リフレッシュ期間のリフレッシュの回数を少なくとも３回とし、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数を、ノンリフレッシュ期間ごとに公差が１以上の等差級数的に増やすことを特徴とする、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数は同じであることを特徴とする、請求項６に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記表示制御部は、交流駆動のための制御を行い、
前記第１リフレッシュ期間および前記第２リフレッシュ期間の全期間において、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合で設けることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記表示制御部は、前記第１または前記第２リフレッシュ期間内に、更新された前記データを受け取ったとき、リフレッシュおよびリフレッシュの休止を中止し、更新された前記データを用いて前記第１リフレッシュ期間から新たにリフレッシュを行うことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記データは、前記表示制御部が外部から不定期に受け取るデータであることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記データは、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータであることを特徴とする、請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記画素形成部は、前記表示部内の走査線に制御端子が接続され、前記表示部内の信号線に第１導通端子が接続され、表示すべき画像に応じた電圧が印加されるべき、前記表示部内の画素電極に第２導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時の第１リフレッシュ期間に、リフレッシュを少なくとも３回行うステップと、
前記第１リフレッシュ期間の終了後の第２リフレッシュ期間に、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまで、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きな変化量でノンリフレッシュフレームのフレーム数を増やしながらリフレッシュを行うステップと、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続するステップとを備え、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うステップは、前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きくなるようにリフレッシュを行うことを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、特に、休止駆動によって画像を表示する液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型で軽量の電子機器の開発が活発に行われている。このような電子機器に搭載される液晶表示装置は低消費電力であることが求められている。液晶表示装置の消費電力を低減する駆動方法の１つとして、走査線を走査して信号電圧の書込みを行う駆動期間と、全ての走査線を非走査状態にして書込みを休止する休止期間とを設ける「休止駆動」と呼ばれる駆動方法がある。休止駆動では、休止期間に、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路に制御用の信号などを与えないようにして、走査線駆動回路および／またはデータ信号線駆動回路の動作を休止させることにより、液晶表示装置の低消費電力化を図る。このような休止駆動は「低周波駆動」または「間欠駆動」とも呼ばれる。
【０００３】
例えば、日本の特開２００４−７８１２４号公報は、データ信号を信号線に取り込むためのクロック信号を生成するクロック信号生成回路の動作を停止させることにより、休止期間における消費電力を低減することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本の特開２００４−７８１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
休止駆動では、休止期間のフレーム数を増やせば増やすほど消費電力を低減することができる。例えばリフレッシュレートを１Ｈｚにすれば、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５９フレームになり、消費電力を大幅に低減することができる。しかし、後述する理由により、１回目のリフレッシュを開始してから３回目のリフレッシュを終了するまでの２秒間に残像が視認されるという問題が生じる。このように、リフレッシュレートを低くすれば、単位時間あたりに画面をリフレッシュする回数が少なくなるので、残像が長く視認されるようになる。
【０００６】
休止駆動時にこのような残像が視認される理由を説明する。まず、液晶表示装置の表示部に含まれる画素形成部の構成について説明する。各画素形成部には、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下「ＴＦＴ」という）が設けられている。ＴＦＴのソース端子は信号線に、ゲート端子は走査線に、ドレイン端子は画素電極にそれぞれ電気的に接続されている。画素電極は、すべての画素に共通的に設けられた共通電極との間で液晶容量を形成している。信号線からＴＦＴを介して、画像データに応じた信号電圧（駆動用画像信号）が液晶容量に書き込まれれば、液晶分子が信号電圧に対応する方向に配向し、液晶表示装置は画像データによって表される画像を表示する。
【０００７】
液晶容量は、液晶誘電率をε、画素電極と共通電極との相対面積をＳ、画素電極と共通電極との距離をｄとしたとき、一般に次式で表される。
Ｃｌｃ＝ε×Ｓ／ｄ
この液晶誘電率εには異方性があり、液晶分子の配向方向によってその値が異なる。また液晶の透過率は液晶分子の配向方向によって制御されるため、階調によって液晶誘電率εが異なることになる。
【０００８】
図１４は、従来の液晶表示装置における通常駆動を示すタイミングチャートの一例である。図１４に示すように、走査期間ごとに、白表示を行うための正極性の電圧と負極性の電圧を液晶容量に交互に印加する。１回目の走査期間に、正極性の電圧を液晶容量に印加すると、液晶分子は印加電圧に対応する方向に近づくように配向する。しかし、液晶容量は白表示に必要な容量（図中の一点鎖線）に到達せず、液晶容量の印加電圧は白表示に必要な電圧Ｖａに到達しない。そこで、２回目以後の駆動フレームにおいて白表示に必要な電圧を印加することにより、液晶容量は白表示に必要な容量に到達し、印加電圧は白表示に必要な電圧Ｖａに到達する。
【０００９】
次に、従来の休止駆動について説明する。図１５は、従来の液晶表示装置における第１の休止駆動を示すタイミングチャートの一例である。図１５に示すように、走査期間が１フレーム期間だけ設けられている。この走査期間に、白表示を行うために負極性の電圧が液晶容量に印加され、その後は休止期間になる。液晶分子は、走査期間に印加された電圧に対応する方向に近づくように配向する。しかし、液晶分子の配向方向は、書き込み期間内に印加電圧に追従して変化しきれないので、液晶容量の変化は印加電圧の変化に比べて遅れる。このため、書き込み期間が終了したときの液晶容量は、白表示に必要な容量（図中の一点鎖線）に到達することができない。その結果、印加電圧も白表示に必要な電圧Ｖａに到達せず、それよりも低い電圧Ｖｂまでしか上昇することができない。この電圧ＶａとＶｂの差が、画面上で残像が視認される原因になる。
【００１０】
そこで、本発明は、休止駆動時に視認される残像を早期に視認できなくすると共に、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後の消費電力を低減することができる液晶表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の局面は、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置であって、
複数の画素形成部を含む表示部と、
前記表示部を駆動する駆動部と、
外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、
前記表示制御部は、目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時を、リフレッシュを少なくとも３回行う第１リフレッシュ期間と、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまで、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きな変化量となるようにノンリフレッシュ期間のフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う第２リフレッシュ期間とに分けてリフレッシュを行い、前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を複数回とすることを特徴とする。
【００１３】
本発明の第３の局面は、本発明の第２の局面において、
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の局面は、本発明の第２の局面において、
前記第２リフレッシュ期間における前記ノンリフレッシュ期間のフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュの回数を１回とし、前記１回のリフレッシュは前記目標リフレッシュレートと等しいリフレッシュレートで行うことを特徴とする。
【００１６】
本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第１リフレッシュ期間のリフレッシュの回数を少なくとも３回とし、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数を、ノンリフレッシュ期間ごとに公差が１以上の等差級数的に増やすことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第８の局面は、本発明の第６の局面において、
前記第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数は同じであることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示制御部は、交流駆動のための制御を行い、
前記第１リフレッシュ期間および前記第２リフレッシュ期間の全期間において、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間および当該リフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合で設けることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第１０の局面は、本発明の第１の局面において、
前記表示制御部は、前記第１または前記第２リフレッシュ期間内に、更新された前記データを受け取ったとき、リフレッシュおよびリフレッシュの休止を中止し、更新された前記データを用いて前記第１リフレッシュ期間から新たにリフレッシュを行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第１１の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記データは、前記表示制御部が外部から不定期に受け取るデータであることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１２の局面は、本発明の第１０の局面において、
前記データは、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画素形成部は、前記表示部内の走査線に制御端子が接続され、前記表示部内の信号線に第１導通端子が接続され、表示すべき画像に応じた電圧が印加されるべき、前記表示部内の画素電極に第２導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１４の局面は、本発明の第１３の局面において、
前記酸化物半導体は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（О）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘであることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１５の局面は、複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部を駆動する駆動部と、外部から受け取るデータに基づいて前記駆動部を制御する表示制御部とを備え、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う液晶表示装置の駆動方法であって、
目標リフレッシュレートに到達するまでの休止駆動時の第１リフレッシュ期間に、リフレッシュを少なくとも３回行うステップと、
前記第１リフレッシュ期間の終了後の第２リフレッシュ期間に、前記第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュレートから前記目標リフレッシュレートになるまで、前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きな変化量でノンリフレッシュフレームのフレーム数を増やしながらリフレッシュを行うステップと、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが前記目標リフレッシュレートに到達したときに前記第２リフレッシュ期間を終了して、前記目標リフレッシュレートで休止駆動を継続するステップとを備え、
前記第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うステップは、前記第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量が前記第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数の変化量よりも大きくなるようにリフレッシュを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートを、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートよりも速く変化させる。これにより、休止駆動時に視認される残像を見えなくするために必要なリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に遅くしつつ、休止駆動の目標リフレッシュレートにより速く到達することが可能になる。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってから、早期に残像を視認できなくすることができる。また、休止駆動の目標リフレッシュレートに短時間で移行することができるので、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後のリフレッシュ回数を削減できる。これにより、この期間の液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
【００２７】
本発明の第２の局面によれば、第２リフレッシュ期間に行うリフレッシュを複数回行うことにより、画像の表示品位の劣化を抑制しつつ、休止駆動の目標リフレッシュレートに短時間で到達することができる。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力を低減することができる。
【００２８】
本発明の第３の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間ごとのフレーム数を、公差が２以上の等差級数的に増やすことができるので、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、目標リフレッシュレートにより速く到達する。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。
【００２９】
本発明の第４の局面によれば、第２リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間ごとのフレーム数を、公比が２以上の等比級数的に増やすことができるので、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、目標リフレッシュレートにより一層速く到達する。これにより、休止駆動を開始してから目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の消費電力をより一層低減することができる。
【００３０】
本発明の第５の局面によれば、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートを段階的に変化させることなく、いきなり休止駆動の目標リフレッシュレートまで遅くする。これにより、目標リフレッシュレートに最短の時間で到達することができ、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後のリフレッシュ回数を削減できる。これにより、この期間の液晶表示装置の消費電力を大幅に低減することができる。
【００３１】
本発明の第６の局面によれば、第１リフレッシュ期間にリフレッシュを少なくとも３回行うので、休止駆動において残像を視認できなくすることができる。また、各リフレッシュとリフレッシュとの間のノンリフレッシュ期間に少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられている。これにより、いろいろな周波数で外部から入力されるデータに対して、それぞれに応じた効果的な休止駆動を実現することができる。
【００３２】
本発明の第７の局面によれば、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数を、公差が１の等差級数的に増やすので、第１リフレッシュ期間を短時間で終了させることができる。これにより、休止駆動時の残像を短時間で視認できなくすることができる。
【００３３】
本発明の第８の局面によれば、第１リフレッシュ期間における各ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームのフレーム数が同じであるので、本発明の第７の局面の場合と同様に、第１リフレッシュ期間を短時間で終了させることができる。これにより、休止駆動時の残像を短時間で視認できなくすることができる。
【００３４】
本発明の第９の局面によれば、第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合にすることにより、液晶層は良好な極性バランスで交流駆動される。これにより、液晶層の劣化を抑制することができる。
【００３５】
本発明の第１０の局面によれば、第１または第２リフレッシュ期間内に更新されたデータを受け取ったとき、更新されたデータを用いて第１リフレッシュ期間からリフレッシュを行う。これにより、データが更新されたとき、表示部の画面もただちにリフレッシュされ、更新された画像を表示することができる。
【００３６】
本発明の第１１の局面によれば、外部から不定期に受け取るデータを用いてリフレッシュを行うことにより、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。
【００３７】
本発明の第１２の局面によれば、外部から所定の周期で定期的に受け取るデータを用いてリフレッシュを行うことにより、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。
【００３８】
本発明の第１３の局面によれば、画素形成部内の薄膜トランジスタとしてチャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。このような薄膜トランジスタではリーク電流が少なくなるので、画素形成部に書き込まれた電圧を長時間にわたって十分なレベルで保持できる。これにより、表示輝度の変化はさらに小さくなり、表示品位の低下をさらに抑制できる。
【００３９】
本発明の第１４の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体としてＩｎＧａＺｎＯｘを用いることによって、本発明の第１４の局面による効果を確実に達成することができる。
【００４０】
本発明の第１５の局面によれば、本発明の第１の局面による効果と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】第１の基礎検討において、画像データが３０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図２】第１の基礎検討において、画像データが２０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。
【図３】第１の基礎検討において、画像データの更新が行われたとき、リフレッシュを休止する期間ごとにフレーム数を１フレームずつ増加させながら、休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭスルーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す液晶表示装置に含まれる、ビデオモードＲＡＭキャプチャーに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す液晶表示装置に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図９】上記第１の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の動作の他の一例を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態において設定される最適な極性制御について説明するための信号波形図である。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の動作の一例を説明するための図である。
【図１４】従来の液晶表示装置における通常駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【図１５】従来の液晶表示装置における第１の休止駆動を示すタイミングチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
＜１．基礎検討＞
＜１．１  第１の基礎検討＞
図１は、画像データが３０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図であり、図２は、画像データが２０Ｈｚで更新されているときの液晶表示装置のリフレッシュ動作を説明するための図である。なお、後述する各図における各矩形ボックスは１フレームを示し、リフレッシュを行うリフレッシュフレームには「Ｒ」を付し、リフレッシュを休止するノンリフレッシュフレームには「Ｎ」を付している。
【００４３】
まず、図１を参照して、３０Ｈｚで更新された画像データがホストから送信されてくる場合について説明する。この場合、画像データは１フレームおきに更新されている。表示制御回路は、このような画像データを受信すると、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするためには、更新された画像データを用いて第１フレームで１回目のリフレッシュを行うだけでなく、さらに同じ画像データを用いて第２および第３フレームでリフレッシュを行うことにより、合計３回のリフレッシュを行うことが好ましい。このため、リフレッシュを休止する予定であった第２フレームを利用して２回目のリフレッシュを行う。しかし、第３フレームで３回目のリフレッシュを行おうとすると、ホストから更新された画像データが送信されてくる。
【００４４】
そこで、表示制御回路は、第３フレームで、３回目のリフレッシュを行うことなく、更新された画像データを用いて１回目のリフレッシュを行い、さらに同じ画像データを用いて第４フレームで２回目のリフレッシュを行う。しかし、第５フレームで３回目のリフレッシュを行おうとすると、ホストからさらに更新された画像データが送信されてくる。このため、表示制御回路は、第５フレームで、３回目のリフレッシュを行うことなく、さらに更新された画像データを用いて１回目のリフレッシュを行い、第６フレームで同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行う。
【００４５】
以下、同様にして、奇数番目のフレームではホストから送信されてきた画像データを用いてリフレッシュを行い、偶数番目のフレームでは、直前の奇数番目のフレームと同じ画像データを用いてリフレッシュを行う。その結果、画像データは１フレームおきに更新されているにもかかわらず、液晶表示装置の表示部には、すべてのフレームでリフレッシュされた画像が表示される。つまり、ホストは３０Ｈｚで動作しているにもかかわらず、液晶表示装置は６０Ｈｚで動作していることになるので、この駆動方法は液晶表示装置の消費電力を低減することができない。
【００４６】
次に、図２を参照して、ホストから２０Ｈｚで更新された画像データが送信されてくる場合について説明する。この場合、画像データは２フレームおきに更新されている。表示制御回路は、このような画像データを受信すると、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするために、更新された画像データを用いて第１フレームで１回目のリフレッシュを行った後に、さらに同じ画像データを用いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。２回目および３回目のリフレッシュは、リフレッシュを休止する予定であった第２および第３フレームをそれぞれ利用して行う。
【００４７】
３回目のリフレッシュが終了したときに、ホストから更新された画像データが送信されてくる。そこで、表示制御回路は、更新された画像データを用いて、第４フレームで１回目のリフレッシュを行った後に、さらに同じ画像データを用いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。２回目および３回目のリフレッシュは、リフレッシュを休止する予定であった第５および第６フレームをそれぞれ利用して行う。
【００４８】
以下、同様にして、画像データが送信されてきたときに１回目のリフレッシュを行い、それに続いて２回目および３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると、ホストから更新された画像データが送信されてくるので、更新された画像データを用いてリフレッシュを３回行う。その結果、画像データは２フレームおきに更新されているにもかかわらず、液晶表示装置の表示部には、すべてのフレームでリフレッシュされた画像が表示される。つまり、ホストは２０Ｈｚで動作しているにもかかわらず、液晶表示装置は６０Ｈｚで動作していることになるので、この駆動方法は液晶表示装置の消費電力を低減することができない。
【００４９】
このように、３０Ｈｚまたは２０Ｈｚで更新される画像データを用いて、リフレッシュを２回または３回行うことにより、液晶誘電率の異方性に起因する残像を軽減したり、視認できなくしたりすることはできるが、液晶表示装置の消費電力を低減することはできないという問題がある。
【００５０】
＜１．２  第２の基礎検討＞
液晶容量に充電された電荷は、ＴＦＴを介して時間の経過と共にリーク電流として漏れ、これに伴い液晶容量の電圧が低下する。例えば、リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合には、液晶容量が電圧を保持すべき期間が相対的に短いので、リーク電流は少なく電圧の低下は小さい。しかし、リフレッシュレートが１Ｈｚである場合には、液晶容量が電圧を保持すべき期間が相対的に長いので、リーク電流は多くなり電圧の低下は大きくなる。このため、リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合と１Ｈｚである場合とでは、本来同じであるべき液晶容量の電圧が異なるようになる。例えばリフレッシュレートを６０Ｈｚから１Ｈｚに切り替えれば、同じ画像を表示する場合であっても、その表示輝度が大きく変化し、表示品位が低下する。そこで、残像を視認できなくするためのリフレッシュ期間である第１リフレッシュ期間の終了後に、表示輝度の変化を緩和するために、リフレッシュレートを段階的に低くする第２リフレッシュ期間を設けた。そして、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートに到達すると、第２リフレッシュ期間を終了し、目標リフレッシュレートで休止駆動を行う。
【００５１】
図３は、画像データの更新が行われたとき、リフレッシュを休止する期間ごとにフレーム数を１フレームずつ増加させながら、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの液晶表示装置の動作を説明するための図である。図３に示す更新された画像データは、第１の基礎検討の場合と異なり、ホストから不定期に送信されてくる。また、図３では、液晶表示装置は、３０Ｈｚのリフレッシュレートでリフレッシュを開始してから、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでに、新たに更新された画像データが送信されてきた場合、それまで行っていたリフレッシュを中止し、新たに更新された画像データを用いてリフレッシュレートが３０Ｈｚのリフレッシュから再び始めるオートリフレッシュ機能を備えている。
【００５２】
なお、図３では更新された画像データが２回送信されてきているが、以下では、最初に送信されてきた画像データを用いてリフレッシュを行う場合の説明を省略し、２回目に送信されてきた画像データを用いて３０Ｈｚのリフレッシュレートでリフレッシュを再び始めるところから説明する。また、２回目に送信されてきた画像データを用いて１回目のリフレッシュを行うフレームを第１フレームと呼び、それに続くフレームを第２フレーム、第３フレームと順に呼ぶことにする。
【００５３】
液晶表示装置は、更新された画像データを受信すると、第１フレームで更新された画像を用いて１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。第３フレームで２回目のリフレッシュを行い、第４および５フレームでリフレッシュを休止する。第６フレームで３回目のリフレッシュを行い、第７から第９フレームまでの３フレームでリフレッシュを休止する。以下、同様にして、リフレッシュを行った後に、ノンリフレッシュ期間を設けて、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を１フレームずつ増やすことを繰り返し、ノンリフレッシュ期間のフレーム数が５９フレームになるまでリフレッシュを行う。これにより、リフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達する。その後は、ホストから新たな画像データが送信されてくるまで、１Ｈｚでリフレッシュを繰り返す休止駆動を行う。
【００５４】
この場合、第１、第３および第６フレームでそれぞれ行った合計３回のリフレッシュによって、液晶分子の方向を印加電圧に対応した方向に配向させることができるので、その後の休止駆動において残像を視認できなくすることができる。この第１から第６フレームまでの期間を第１リフレッシュ期間という。また、第７フレーム以後のフレームにおいて、ノンリフレッシュ期間のノンリフレッシュフレームを１フレームずつ増やしながら、その都度リフレッシュを行う。これにより、画像の表示輝度が段階的に変化するので、表示品位の低下を防止することができる。この第７フレームからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの期間を第２リフレッシュ期間という。このように、本明細書における第２フレーム期間とは、第１リフレッシュ期間の終了時のリフレッシュフレームの次のノンリフレッシュフレームから目標リフレッシュレートに到達したときまでのノンリフレッシュフレームのフレーム数を増やしながらリフレッシュを行う期間をいう。
【００５５】
リフレッシュレートが６０Ｈｚである一般的な液晶表示装置において、１フレーム期間が１６．６７ｍ秒であることを考慮すると、第１フレームでリフレッシュを開始してから目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでに、約２８秒と非常に長い時間を要するという問題がある。
【００５６】
上記第１および第２の基礎検討から、第１フレームでリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが１Ｈｚに到達するまでの期間を、休止駆動時において残像を視認できなくするための第１リフレッシュ期間と、リフレッシュレートを段階的に変化させることによって表示輝度の変化を緩和するための第２リフレッシュ期間に分け、それぞれの期間に応じたリフレッシュレートでリフレッシュすることが必要であるとわかる。
【００５７】
そこで、添付図面を参照しながら、本発明の第１から第４の実施形態を順に説明する。
【００５８】
＜２．第１の実施形態＞
＜２．１  液晶表示装置の構成および動作概要＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置２の構成を示すブロック図である。図４に示すように、液晶表示装置２は、液晶表示パネル１０、およびバックライトユニット３０を備えている。液晶表示パネル１０には、外部との接続用のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２０が設けられている。また、液晶表示パネル１０上には、表示部１００、表示制御回路２００、信号線駆動回路３００、および走査線駆動回路４００が設けられている。なお、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方は表示制御回路２００内に設けられていても良い。また、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方は表示部１００と一体的に形成されていても良い。液晶表示装置２の外部には、主としてＣＰＵにより構成されるホスト１（システム）が設けられている。
【００５９】
表示部１００には、複数本（ｍ本）の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍと、複数本（ｎ本）の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎと、これらｍ本の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍとｎ本の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎとの交差点のそれぞれに対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素形成部１１０とが形成されている。以下、ｍ本の信号線ＳＬ１〜ＳＬｍを区別しない場合にはこれらを単に「信号線ＳＬ」といい、ｎ本の走査線ＧＬ１〜ＧＬｎを区別しない場合にはこれらを単に「走査線ＧＬ」という。ｍ×ｎ個の画素形成部１１０はマトリクス状に形成されている。各画素形成部１１０は、対応する交差点を通過する走査線ＧＬに制御端子としてのゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過する信号線ＳＬに第１導通端子としてのソース端子が接続されたＴＦＴ１１１と、当該ＴＦＴ１１１の第２導通端子としてのドレイン端子に接続された画素電極１１２と、ｍ×ｎ個の画素形成部１１０に共通的に設けられた共通電極１１３と、画素電極１１２と共通電極１１３との間に挟持され、複数個の画素形成部１１０に共通的に設けられた液晶層とにより構成される。画素電極１１２と共通電極１１３により形成される液晶容量Ｃｃｌは、画素容量を構成する。なお、典型的には、画素容量に確実に電圧を保持すべく液晶容量Ｃｃｌに並列に補助容量が設けられている。このため、画素容量は液晶容量Ｃｃｌおよび補助容量により構成されているのが一般的である。しかし、本明細書では、画素容量は液晶容量Ｃｃｌのみにより構成されるとして説明する。
【００６０】
ＴＦＴ１１１としては、例えば酸化物半導体をチャネル層に用いたＴＦＴ（以下「酸化物ＴＦＴ」という。）が用いられる。より詳細には、ＴＦＴ１２のチャネル層は、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘにより形成されている。以下では、ＩｎＧａＺｎＯｘをチャネル層に用いたＴＦＴのことを「ＩＧＺＯ−ＴＦＴ」という。ＩＧＺＯ−ＴＦＴは、多結晶シリコンや非晶質シリコンなどをチャネル層に用いたシリコン系のＴＦＴに比べてオフリーク電流が非常に小さい。このため、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた信号電圧は長期間保持される。なお、ＩｎＧａＺｎＯｘ以外の酸化物半導体として、例えばインジウム、ガリウム、亜鉛、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、錫（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、カルシウム（Ｃａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、および鉛（Ｐｂ）のうち少なくとも１つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いた場合でも同様の効果が得られる。また、ＴＦＴ１１１として酸化物ＴＦＴを用いるのは一例であり、これに代えて多結晶シリコンや非晶質シリコンなどのシリコン系のＴＦＴを用いても良い。
【００６１】
表示制御回路２００は、典型的にはＬＳＩ（Large Scale Integration）によって実現される。表示制御回路２００は、ＦＰＣ２０を介してホスト１から画像データを含むデータＤＡＴを受信し、これに応じて信号線用制御信号ＳＣＴ、走査線用制御信号ＧＣＴ、および共通電位Ｖｃｏｍを生成し出力する。信号線用制御信号ＳＣＴは信号線駆動回路３００に与えられる。走査線用制御信号ＧＣＴは走査線駆動回路４００に与えられる。共通電位Ｖｃｏｍは共通電極１１３に与えられる。本実施形態では、ホスト１と表示制御回路２００との間におけるデータＤＡＴの送受信は、ＭＩＰＩ（Mobile Industry Processor Interface）Ａｌｌｉａｎｃｅによって提案された、ＤＳＩ（Display Serial Interface）規格に準拠したインターフェースを介して行われる。このＤＳＩ規格に準拠したインターフェースによれば、データ伝送を高速で行うことが可能となる。本実施形態では、ＤＳＩ規格に準拠したインターフェースのビデオモードまたはコマンドモードを用いる。
【００６２】
信号線駆動回路３００は、信号線用制御信号ＳＣＴに応じて、信号線ＳＬに与えるべき駆動用画像信号を生成し出力する。信号線用制御信号ＳＣＴには、例えばＲＧＢデータＲＧＢＤに対応するデジタル画像信号、ソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、およびラッチストローブ信号などが含まれる。信号線駆動回路３００は、ソーススタートパルス信号、ソースクロック信号、およびラッチストローブ信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタおよびサンプリングラッチ回路などを動作させ、デジタル画像信号に基づいて得られたデジタル信号を図示しないＤＡ変換回路でアナログ信号に変換することにより駆動用画像信号を生成する。
【００６３】
走査線駆動回路４００は、走査線用制御信号ＧＣＴに応じて、アクティブな走査信号の走査線ＧＬへの印加を所定周期で繰り返す。走査線用制御信号ＧＣＴには、例えばゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号が含まれる。走査線駆動回路４００は、ゲートクロック信号およびゲートスタートパルス信号に応じて、その内部の図示しないシフトレジスタなどを動作させ、走査信号を生成する。
【００６４】
バックライトユニット３０は、液晶表示パネル１０の背面側に設けられ、液晶表示パネル１０の背面にバックライト光を照射する。バックライトユニット３０は、典型的には複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を含んでいる。バックライトユニット３０は、表示制御回路２００により制御されるものであっても良いし、その他の方法により制御されるものであっても良い。なお、液晶表示パネル１０が反射型である場合には、バックライトユニット３０は設ける必要がない。
【００６５】
以上のようにして、信号線ＳＬに駆動用画像信号が印加され、走査線ＧＬに走査信号が印加され、バックライトユニット３０が駆動されることにより、ホスト１から送信された画像データに応じた画面が液晶表示パネル１０の表示部１００に表示される。
【００６６】
＜２．２  表示制御回路の構成＞
次に、表示制御回路２００の構成を、３つの態様に分けて説明する。第１の態様は、ビデオモードを用い、かつＲＡＭ（Random Access Memory）を設けない態様である。以下では、このような第１の態様のことを「ビデオモードＲＡＭスルー」という。第２の態様は、ビデオモードを用い、かつＲＡＭを設ける態様である。以下では、このような第２の態様のことを「ビデオモードＲＡＭキャプチャー」という。第３の態様は、コマンドモードを用い、かつＲＡＭを設ける態様である。以下では、このような第３の態様のことを「コマンドモードＲＡＭライト」という。なお、本発明はＤＳＩ規格に準拠したインターフェースに限定されるものではないので、表示制御回路２００の構成は、これら３種類の態様に限定されるものではない。
【００６７】
＜２．２．１  ビデオモードＲＡＭスルー＞
図５は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、ビデオモードＲＡＭスルーに対応した表示制御回路２００（以下「ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。図５に示すように、表示制御回路２００は、インターフェース部２１０、コマンドレジスタ２２０、ＮＶＭ（Non-volatile memory：不揮発性メモリ）２２１、タイミングジェネレータ２３０、ＯＳＣ（Oscillator：発振器）２３１、ラッチ回路２４０、内蔵電源回路２５０、信号線用制御信号出力部２６０、および、走査線用制御信号出力部２７０を備えている。インターフェース部２１０にはＤＳＩ受信部２１１が含まれている。なお、上述のように、信号線駆動回路３００および走査線駆動回路４００の双方またはいずれか一方が表示制御回路２００内に設けられていても良い。
【００６８】
インターフェース部２１０内のＤＳＩ受信部２１１はＤＳＩ規格に準拠している。ビデオモードにおけるデータＤＡＴには、画像データであるＲＧＢデータＲＧＢＤと、同期信号である垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、コマンドデータＣＭとが含まれている。コマンドデータＣＭには、各種制御に関するデータが含まれている。ＤＳＩ受信部２１１は、ホスト１からデータＤＡＴを受信すると、当該データＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎをラッチ回路２４０に送信し、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫをタイミングジェネレータ２３０に送信し、コマンドデータＣＭをコマンドレジスタ２２０に送信する。なお、コマンドデータＣＭは、Ｉ2Ｃ（Inter Integrated Circuit）規格またはＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）規格に準拠したインターフェースを介してホスト１からコマンドレジスタ２２０に送信されても良い。この場合、インターフェース部２１０にはＩ2Ｃ規格またはＳＰＩ規格に準拠した受信部が含まれる。
【００６９】
コマンドレジスタ２２０はコマンドデータＣＭを保持する。ＮＶＭ２２１には各種制御用の設定データＳＥＴが保持されている。コマンドレジスタ２２０は、ＮＶＭ２２１に保持された設定データＳＥＴを読み出す。また、ホスト１から送信されたコマンドデータＣＭに応じて設定データＳＥＴを更新することもできる。第１および第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュを行うタイミングを示す各データは、設定データＳＥＴに含まれ、コマンドレジスタ２２０内に設けられた２つのレジスタ２２２、２２３にそれぞれ格納される。コマンドレジスタ２２０は、第１および第２リフレッシュ期間において、レジスタ２２２、２２３に格納されたデータに基づいて、表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成し、これをタイミングジェネレータ２３０に送信する。また、電圧設定信号ＶＳを内蔵電源回路２５０に送信する。
【００７０】
タイミングジェネレータ２３０は、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、タイミング制御信号ＴＳと、ＯＳＣ２３１で生成される内蔵クロック信号ＩＣＫとに基づいて、ラッチ回路２４０、信号線用制御信号出力部２６０、および走査線用制御信号出力部２７０を制御する制御信号を送信する。
【００７１】
また、タイミングジェネレータ２３０は、リフレッシュを行うとき、ホスト１に対してデータＤＡＴの送信を要求するために、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫと、タイミング制御信号ＴＳと、ＯＳＣ２３１で生成される内蔵クロック信号ＩＣＫとに基づいて生成したリクエスト信号ＲＥＱをホスト１に送信する。なお、ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００ではＯＳＣ２３１は必須でない。
【００７２】
ホスト１はリクエスト信号ＲＥＱを受信すると、データＤＡＴを表示制御回路２００に送信する。このようにして、第１および第２リフレッシュ期間にリフレッシュを行う際には、リクエスト信号ＲＥＱに応じてホスト１から必要なデータＤＡＴがその都度送信され、送信されたデータＤＡＴに基づいて画面のリフレッシュが行われる。
【００７３】
ラッチ回路２４０は、タイミングジェネレータ２３０の制御に基づいて、更新されたデータＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔだけでなく、リクエスト信号ＲＥＱに基づいて送信されたデータＤＡＴに含まれるＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔを１ライン分ずつ、信号線用制御信号出力部２６０に送信する。このようにして、表示部１００に現在表示されている画像と同じ画像を表示することにより、画面のリフレッシュを必要なタイミングで行うことができる。
【００７４】
内蔵電源回路２５０は、ホスト１から与えられる電源およびコマンドレジスタ２２０から与えられる電圧設定信号ＶＳに基づいて、信号線用制御信号出力部２６０および走査線用制御信号出力部２７０で用いるための電源電圧および共通電位Ｖｃｏｍを生成し出力する。
【００７５】
信号線用制御信号出力部２６０は、ラッチ回路２４０からのＲＧＢデータＲＧＢＤоｕｔ、タイミングジェネレータ２３０からの制御信号、および内蔵電源回路２５０からの電源電圧に基づいて信号線用制御信号ＳＣＴを生成し、これを信号線駆動回路３００に送信する。
【００７６】
走査線用制御信号出力部２７０は、タイミングジェネレータ２３０からの制御信号および内蔵電源回路２５０からの電源電圧に基づいて走査線用制御信号ＧＣＴを生成し、これを走査線駆動回路４００に送信する。
【００７７】
＜２．２．２  ビデオモードＲＡＭキャプチャー＞
図６は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、ビデオモードＲＡＭキャプチャーに対応した表示制御回路２００（以下「ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００は、図６に示すように、上述のビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００にフレームメモリ（ＲＡＭ）２８０を追加したものである。
【００７８】
ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００では、ＤＳＩ受信部２１１からラッチ回路２４０にＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎが直接送信される。しかし、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００では、ＤＳＩ受信部２１１から送信されるＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎはフレームメモリ２８０に保持される。そして、フレームメモリ２８０に保持されたＲＧＢデータＲＧＢＤｍоは、タイミングジェネレータ２３０で生成される制御信号に応じてラッチ回路２４０に読み出される。また、タイミングジェネレータ２３０は、垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴをホスト１に送信する。垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴは、フレームメモリ２８０へのＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎの書き込みタイミングとフレームメモリ２８０からのＲＧＢデータＲＧＢＤｍоの読み出しタイミングが重複しないようにホスト１からのデータＤＡＴの送信タイミングを制御する信号である。ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００のその他の構成および動作は、ビデオモードＲＡＭスルーの表示制御回路２００におけるものと同様であるので、その説明を省略する。なお、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００ではＯＳＣ２３１は必須でない。
【００７９】
また、タイミングジェネレータ２３０は、コマンドレジスタ２２０から表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを受信すれば、制御信号をフレームメモリ２８０に送信する。これにより、フレームメモリ２８０に保持されているＲＧＢデータＲＧＢＤｍоは、タイミングジェネレータ２３０から受信した制御信号に応じてラッチ回路２４０に読み出される。
【００８０】
ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００では、フレームメモリ２８０にＲＧＢデータＲＧＢＤｍоを保持できる。このため、画面をリフレッシュする場合には、ホスト１から表示制御回路２００にデータＤＡＴを送信する必要はなく、リフレッシュを行うタイミングに応じて、タイミングジェネレータ２３０がフレームメモリ２８０に制御信号を送信する。このようにして、表示部１００に現在表示されている画像と同じ画像を表示することにより、画面のリフレッシュを必要なタイミングで行うことができる。
【００８１】
＜２．２．３  コマンドモードＲＡＭライト＞
図７は、図４に示す液晶表示装置２に含まれる、コマンドモードＲＡＭライトに対応した表示制御回路２００（以下「コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００」という。）の構成を示すブロック図である。コマンドモードＲＡＭライトの表示制御回路２００は、図７に示すように、上述のビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００と同様の構成であるが、データＤＡＴに含まれるデータの種類が異なる。
【００８２】
コマンドモードにおけるデータＤＡＴには、コマンドデータＣＭが含まれ、ＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎ、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ、データイネーブル信号ＤＥ、およびクロック信号ＣＬＫは含まれない。ただし、コマンドモードにおけるコマンドデータＣＭには、画像に関するデータおよび各種タイミングに関するデータが含まれている。コマンドレジスタ２２０は、コマンドデータＣＭのうちの、画像に関するデータに相当するＲＡＭライト信号ＲＧＢＤｍｉをフレームメモリ２８０に送信する。このＲＡＭライト信号ＲＧＢＤｍｉは、上記ＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎに相当する。また、コマンドモードでは、タイミングジェネレータ２３０は垂直同期信号ＶＳＹＮＣおよび水平同期信号ＨＳＹＮＣを受信しないので、内蔵クロック信号ＩＣＫおよびタイミング制御信号ＴＳに基づいてそれらに相当する内部垂直同期信号ＩＶＳＹＮＣおよび内部水平同期信号ＩＨＳＹＮＣを内部で生成する。タイミングジェネレータ２３０は、これらの内部垂直同期信号ＩＶＳＹＮＣおよび内部水平同期信号ＩＨＳＹＮＣに基づいてラッチ回路２４０、信号線用制御信号出力部２６０、および走査線用制御信号出力部２７０を制御する。また、タイミングジェネレータ２３０は、上記垂直同期出力信号ＶＳＯＵＴに相当する送信制御信号ＴＥをホスト１に送信する。
【００８３】
なお、画面をリフレッシュする際のコマンドレジスタ２２０、タイミングジェネレータ２３０、およびフレームメモリ２８０の動作は、ビデオモードＲＡＭキャプチャーの表示制御回路２００の動作と同じであるので、それらの説明を省略する。
【００８４】
＜２．３  動作の概要＞
本明細書において休止駆動とは、ホスト１から更新された画像データ（ＲＧＢデータＲＧＢＤ）が与えられたとき、画面をリフレッシュするフレーム（以下「リフレッシュフレーム」という）の後に、画面のリフレッシュを休止するフレーム（以下「ノンリフレッシュフレーム」という）を設け、これらのリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームをそれぞれ所定のフレーム数ずつ交互に繰り返す駆動をいう。なお、本明細書では、休止駆動時の到達すべき目標リフレッシュレートを約１Ｈｚとして説明するが、これに限定されることなく、例えば０．５Ｈｚや２Ｈｚなどであってもよい。なお、図５〜図７に示すＲＧＢデータＲＧＢＤｉｎおよびＲＧＢデータＲＧＢＤｍｉをまとめてＲＧＢデータＲＧＢＤと記載することもある。
【００８５】
リフレッシュフレームでは、上述のように画面のリフレッシュが行われる。より詳細には、ＲＧＢデータＲＧＢＤに対応するデジタル画像信号を含む信号線用制御信号ＳＣＴに応じて信号線駆動回路３００から信号線ＳＬ１〜ＳＬｍに駆動用画像信号が供給されると共に、走査線用制御信号ＧＣＴに応じて走査線駆動回路４００により走査線ＧＬ１〜ＧＬｎが順に選択される。選択された走査線ＧＬに対応したＴＦＴ１１１がオン状態になって液晶容量Ｃｃｌに駆動用画像信号の電圧が書き込まれる。このようにして、画面がリフレッシュされる。その後、ＴＦＴ１１１がオフ状態になり、液晶容量Ｃｃｌに書き込まれた電圧は、次に画面がリフレッシュされるまで保持される。
【００８６】
ノンリフレッシュフレームでは、上述の画面のリフレッシュが休止される。より詳細には、走査線用制御信号ＧＣＴの走査線駆動回路４００への供給が停止するかまたは走査線用制御信号ＧＣＴが固定電位となることにより、走査線駆動回路４００の動作が停止するので、走査線ＧＬ１〜ＧＬｎの走査は行われない。その結果、ノンリフレッシュフレームでは液晶容量Ｃｃｌに駆動用画像信号は書き込まれない。ただし、液晶容量Ｃｃｌには直前に書き込まれた駆動用画像信号が保持されているので、直前のリフレッシュフレームでリフレッシュされた画面が引き続き表示される。また、ノンリフレッシュフレームでは、信号線用制御信号ＳＣＴの信号線駆動回路３００への供給を停止するなどして、信号線駆動回路３００の動作が停止する。このように、ノンリフレッシュフレームでは、走査線駆動回路４００および信号線駆動回路３００は動作を停止するので、消費電力を低減することができる。なお、信号線駆動回路３００は動作させるようにしても良い。
【００８７】
休止駆動時に、液晶誘電率の異方性に起因する残像を視認できなくするために、更新されたＲＧＢデータＲＧＢＤがホスト１から液晶表示装置２に送信されてきたとき、同一のＲＧＢデータＲＧＢＤに対応する駆動用画像信号の電圧を液晶容量Ｃｃｌに書き込むリフレッシュを３回行う。これにより、液晶分子の方向を印加電圧に対応した方向に配向させることができる。なお、本明細書では、更新されたＲＧＢデータＲＧＢＤがホスト１から送信されてきたとき、液晶表示装置２はリフレッシュを３回行うとして説明するが、４回以上行っても良い。
【００８８】
本明細書で例示されるリフレッシュレートのフレーム構成例を説明する。リフレッシュレートが６０Ｈｚである場合、リフレッシュフレームが繰り返され、ノンリフレッシュフレームは設けられない。リフレッシュレートが３０Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に１フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。リフレッシュレートが２０Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に２フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。リフレッシュレートが１Ｈｚである場合、１フレームのリフレッシュフレームの直後に５９フレームのノンリフレッシュフレームが設けられる。このように、リフレッシュレートが遅いほどノンリフレッシュフレームの割合が大きくなり、それに伴ってノンリフレッシュ期間も長くなるので、消費電力をより低減することができる。
【００８９】
なお、コマンドレジスタ２２０内に設けられたレジスタ２２２には、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数が格納されている。レジスタ２２３には、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数が格納されている。そこで、コマンドレジスタ２２０は、第１リフレッシュ期間における表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成するときには、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数を格納するレジスタ２２２から読み出したデータを用いて生成したタイミング制御信号ＴＳをタイミングジェネレータ２３０に送信する。第２リフレッシュ期間における表示部１００の画面をリフレッシュするためのタイミング制御信号ＴＳを生成するときには、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュフレームとノンリフレッシュフレームのフレーム数を格納するレジスタ２２３から読み出したデータを用いて生成したタイミング制御信号ＴＳをタイミングジェネレータ２３０に送信する。
【００９０】
＜２．４  本実施形態の動作＞
図８は、本実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。液晶表示装置２はオートリフレッシュ機能を備えた表示装置である。このため、図８に示すように、更新された画像データがホスト１から送信されてくれば、リフレッシュとノンリフレッシュを繰り返しながら第２リフレッシュ期間のリフレッシュを行っているときであっても、今まで行っていたリフレッシュを中止し、再び第１リフレッシュ期間からリフレッシュから行う。また、本実施形態では、更新された画像データはホスト１から不定期に送信されてくるとする。
【００９１】
本実施形態では、新たに更新された画像データを用いてリフレッシュされたフレームを第１フレームとし、新たに更新された画像データが送信されてきたときから第１リフレッシュ期間が始まる。第１リフレッシュ期間では、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームで１フレームだけリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のリフレッシュで用いた画像データと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、１回目のリフレッシュで用いた画像データと同じ画像データを用いて３回目のリフレッシュを行う。ここまでの合計３回のリフレッシュによって、液晶分子の方向が印加電圧に応じた方向に配向するので、その後の休止駆動において残像が視認されることはない。なお、第１リフレッシュ期間のリフレッシュとリフレッシュとの間に、少なくとも１フレームのノンリフレッシュフレームを設けることにより、外部から入力されるいろいろな周波数の画像データに対して、それぞれに応じた効果的な休止駆動を実現することができる。
【００９２】
３回目のリフレッシュが終わると、次に第２リフレッシュ期間に移行する。第７フレームから第１０フレームまでの４フレームにおいて、リフレッシュを休止する。次に、第１１フレームで４回目のリフレッシュを行い、第１２フレームから第１７フレームまでの６フレームにおいてリフレッシュを休止し、第１８フレームでリフレッシュを行う。以下同様にして、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５８フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２フレームずつ順に増やしていく。その結果、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５８フレームになり、この場合のリフレッシュレートは１．０２Ｈｚである。このリフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに近いが、まだ１Ｈｚにはなっていない。そこで、次にリフレッシュレートを１Ｈｚにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが１Ｈｚになり、さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その後、ホスト１から更新された画像データが送信されてくるまで、１Ｈｚでリフレッシュを繰り返すことによって、表示部１００に表示される画像は１Ｈｚでリフレッシュされる。この場合、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってから、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約１４秒となり、第２の基礎検討で要した時間である約２８秒に比べて大幅に短縮することができた。なお、時間を短縮することにより、表示輝度の変化が大きくなるために表示品位が多少劣化するが、視聴に支障が生じるような劣化ではない。
【００９３】
＜２．５  効果＞
本実施形態によれば、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュ時のリフレッシュレートを、第１リフレッシュ期間におけるリフレッシュ時のリフレッシュレートよりも速くする。これにより、リフレッシュ時に視認される残像を見えなくするために必要な３回のリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に低くしつつ、第２リフレッシュ期間に休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚにより速く到達する。その結果、液晶表示装置２は、第１リフレッシュ期間に残像を視認できなくすることができる。また、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに短時間で到達することができるので、目標リフレッシュレートへの移行中および移行後の消費電力を低減することができる。
【００９４】
また、第２リフレッシュ期間中に表示部１００の画面に対応する画像データを含むデータをホスト１から受信した場合に、第２リフレッシュ期間を第１リフレッシュ期間に切り替え、再び第１リフレッシュ期間からリフレッシュを行う。これにより、画像データが更新されたとき、表示部１００の画面も直ちにリフレッシュされ、更新された画像を表示部１００に表示することができる。
【００９５】
＜２．６  変形例＞
上記実施形態では、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートである約１Ｈｚに到達するまで、ノンリフレッシュフレームを２フレームずつ等差級数的に増加させた。しかし、段階的に増加させるフレーム数は、２フレームずつに限定されず、例えば図９に示すように、ノンリフレッシュ期間のフレーム数を５フレームずつ等差級数的に増加させても良い。この場合、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５７フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５フレームずつ順に増やしていく。その結果、リフレッシュフレームのフレーム数が１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が５７フレームになり、この場合のリフレッシュレートは１．０３Ｈｚである。このリフレッシュレートは休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに近いが、まだ１Ｈｚにはなっていない。そこで、次にリフレッシュレートを１Ｈｚにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが１Ｈｚになり、さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約７秒となり、さらに短縮される。これにより、リフレッシュレートが目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力をより低減することができる。
【００９６】
また、第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートが１Ｈｚに到達するまでのノンリフレッシュフレームのフレーム数を等比級数的に増加させても良い。例えば図１０に示すように、ノンリフレッシュ期間のフレーム数を２1、２2、２3…のように順に増加させても良い。この場合、ノンリフレッシュフレームのフレーム数が３２フレームになるまで、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２のべき乗ずつ順に増やしていく。リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２5フレームすなわち３２フレームにすれば、リフレッシュレートは１．８２Ｈｚになり、休止駆動の目標リフレッシュレートよりもまだ高い。さらに、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を２6フレームすなわち６４フレームにすれば、リフレッシュレートは０．９２Ｈｚになり、逆に目標リフレッシュレートよりも低くなってしまう。そこで、１．８２Ｈｚの次のリフレッシュレートを目標リフレッシュレートにするために、リフレッシュフレームのフレーム数を１フレーム、ノンリフレッシュフレームのフレーム数を５９フレームにする。これによりリフレッシュレートが目標リフレッシュレートの１Ｈｚになる。さらにその直後のリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了する。その結果、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを行ってからリフレッシュレートが目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間は約２秒となり、より一層短縮される。これにより、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力をより一層低減することができる。
【００９７】
リフレッシュレートを段階的に遅くするために、ノンリフレッシュ期間に段階的に増やすノンリフレッシュフレームのフレーム数は、上記の数値に限定されず、適宜設定することができる。また、設定した値は、表示制御回路２００のコマンドレジスタ２２０内に設けたレジスタ２２２、２２３に保持され、タイミング制御信号ＴＳを生成する際に使用される。
【００９８】
なお、第２リフレッシュ期間を長くしすぎると、目標リフレッシュレートである１Ｈｚに到達するまでの時間が長くなるので、目標リフレッシュレートになるまでの液晶表示装置２の消費電力が大きくなる。一方、第２リフレッシュ期間を短縮しすぎると、表示輝度の変化が大きくなるので、表示品位が劣化する。そこで、消費電力の低減と表示品位の劣化の防止とを両立させるためには、第２リフレッシュ期間のリフレッシュレートを適切に調整する必要がある。
【００９９】
また、上記実施形態では、第１リフレッシュ期間における１回目のリフレッシュと２回目のリフレッシュとの間のノンリフレッシュフレームのフレーム数、および、２回目のリフレッシュと３回目のリフレッシュとの間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数をそれぞれ１および２とした。しかし、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュフレームのフレーム数はこれに限定されず、例えば１フレームと３フレームなど異なる値にしてもよく、また１フレームと１フレームなど同じ値にしても良い。なお、本明細書では、１回目のリフレッシュと２回目のリフレッシュとの間、および、２回目のリフレッシュと３回目のリフレッシュとの間のノンリフレッシュフレームのフレーム数を例えば１フレームにした場合、各リフレッシュレートは３０Ｈｚになる。この場合のリフレッシュレートの変化は「ゼロ」であるとする。また、リフレッシュ時に視認される残像は早期に視認されなくなることが好ましいので、第１リフレッシュ期間を短縮することが好ましい。ただし、それぞれのリフレッシュフレームの間に少なくとも１フレーム以上のノンリフレッシュフレームを設けることによって、外部からいろいろなリフレッシュレートの画像データを受信することができる。
【０１００】
＜３．第２の実施形態＞
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置２に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１０１】
＜３．１  動作＞
上記第１の実施形態では、リフレッシュ時に残像を視認できなくするための第１リフレッシュ期間と、表示輝度を段階的に変化させるための第２リフレッシュ期間とが設けられていた。本実施形態では、図１１に示すように、第１リフレッシュ期間は第１の実施形態の場合と同じであるが、第２リフレッシュ期間が非常に短くなっている。
【０１０２】
具体的には、第１リフレッシュ期間では、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のときと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、１回目のときと同じ画像データを用いて３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると第２リフレッシュ期間に移行する。
【０１０３】
第２リフレッシュ期間では、リフレッシュレートを段階的に変化させるのではなく、３回目のリフレッシュの終了後、第７フレームから第６５フレームまでの５９フレームにおいて、リフレッシュを休止し、第６６フレームでリフレッシュを行う。これにより、第２リフレッシュ期間のリフレッシュレートはいきなり休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚと同じリフレッシュレートになる。その後は、新たに更新された画像データがホスト１から送信されてくるまで、表示部１００に表示される画像を１Ｈｚのリフレッシュレートで更新することを繰り返す。なお、第１リフレッシュ期間におけるノンリフレッシュのフレーム数は、第１の実施形態の場合と同様に、上記説明の場合に限定されない。
【０１０４】
＜３．２  効果＞
本実施形態によれば、第１リフレッシュ期間において、ホスト１から送信されてきた更新された画像データを用いてリフレッシュが３回行われる。これにより、液晶誘電率の異方性に起因する残像をその後のリフレッシュ時に視認できなくすることができる。また、第２リフレッシュ期間において、リフレッシュレートを、段階的に変化させることなくいきなり１Ｈｚにするので、休止駆動の目標リフレッシュレートである１Ｈｚに最短の時間で到達することができる。この場合には、第１フレームにおいて１回目のリフレッシュを開始してから目標リフレッシュレートである約１Ｈｚに到達するまでの時間は１秒と大幅に短縮される。これにより、目標リフレッシュレートに到達するまでの液晶表示装置２の消費電力を大幅に低減することができる。
【０１０５】
＜４．第３の実施形態＞
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置２に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１０６】
＜４．１  動作＞
第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の正極性と負極性のバランスを考慮しない場合には、液晶層に特定方向の電圧が印加される時間が長くなり、液晶層の劣化が進みやすくなる。そこで、本実施形態では、リフレッシュ時の残像を視認できなくし、表示輝度を段階的に変化させると共に、さらに液晶層の劣化を抑制する。
【０１０７】
本実施形態では、液晶層の劣化を抑制するために極性反転駆動（交流駆動）を行う。図１２に示す各リフレッシュフレームおよびノンリフレッシュフレームの下部に、当該フレームで行うリフレッシュ時に印加される電圧の極性が示されている。具体的には、「＋」は画素電極１１２に印加される電圧の極性が正極性であり、共通電極１１３に印加される電圧の極性が負極性であることを示す。「−」は画素電極１１２に印加される電圧の極性が負極性であり、共通電極１１３に印加される電圧の極性が正極性であることを示す。以下では、正極性の電圧でリフレッシュを行うリフレッシュフレームのことを「正極性リフレッシュフレーム」といい、負極性電圧でリフレッシュを行うリフレッシュフレームのことを「負極性リフレッシュフレーム」という。
【０１０８】
図１２に示すように、第１リフレッシュ期間では、ノンリフレッシュ期間ごとにノンリフレッシュフレームのフレーム数を１フレームずつ増加させる。また、第２リフレッシュ期間では、リフレッシュレートが休止駆動の目標リフレッシュレートである１．０２Ｈｚに到達するまで、ノンリフレッシュ期間ごとにノンリフレッシュフレームのフレーム数を５フレームずつ増加させるとする。
【０１０９】
この場合、第１リフレッシュ期間では、第１フレームで行う１回目のリフレッシュは正極性のリフレッシュであるため、それに続く第２フレームでも正極性のノンリフレッシュを行う。次に、第３フレームで行う２回目のリフレッシュは負極性のリフレッシュであるため、それに続く第４および第５フレームでも負極性のノンリフレッシュを行う。第６フレームで行う３回目のリフレッシュは負極性のリフレッシュであるため、それに続く第７から第１３フレームまでの７フレームでも負極性のノンリフレッシュを行う。第１４フレームで行う４回目のリフレッシュは正極性であるため、それに続く第１５から第２６フレームまでの１２フレームも正極性のノンリフレッシュを行う。以下同様にして、リフレッシュごとに正極性または負極性のリフレッシュを繰り返し、１３回目のリフレッシュおよびそれに続く５７フレームでノンリフレッシュを行う。このリフレッシュおよびノンリフレッシュはいずれも正極性であり、リフレッシュレートは１．０３Ｈｚである。その結果、１回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュから、１３回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュまでの正極性フレーム（正極性リフレッシュフレームおよびこれに続くノンリフレッシュフレーム）数は１８７である。一方、２回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュから、１２回目のリフレッシュおよびそれに続くノンリフレッシュまでの負極性フレーム（負極性リフレッシュフレームおよびこれに続くノンリフレッシュフレーム）数は１８１である。このように、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数とが略同じ割合になるようにリフレッシュを行う。なお、１３回目のリフレッシュおよびそれに続く５７フレームでノンリフレッシュを行った直後に、ホスト１から更新された画像データが送信されてきたので、更新された画像データを用いて行うリフレッシュが終了すれば、第２リフレッシュ期間が終了し、第１リフレッシュ期間に移行する。
【０１１０】
また、図１２に示す正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数とが略同じ割合になる配置は一例であり、これに限定されるものではない。しかし、同じ極性のリフレッシュを連続して行うことはできるだけ避けることが好ましい。また、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数の割合の差が少なければ少ないほど好ましく、正極性フレームのフレーム数と負極性フレームのフレーム数の割合が等しくなる場合が最も好ましい。
【０１１１】
また、ＴＦＴ１１１のリーク電流に起因する液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の低下は、休止期間の長さすなわちリフレッシュレートによって異なり、リフレッシュレートが遅いほど印加電圧の低下が大きくなる。そこで、リフレッシュレートが異なることによる液晶容量Ｃｃｌの印加電圧の不均一性を低減するために、設定データＳＥＴの１つとして最適な共通電位Ｖｃｏｍのデータをリフレッシュレートごとに例えばＮＶＭ２２１に予め入れておく。コマンドレジスタ２２０が、リフレッシュレートに応じて、最適な共通電位Ｖｃｏｍのデータに対応する電圧設定信号ＶＳを生成し内蔵電源回路２５０に送信すれば、内蔵電源回路２５０は最適な共通電位Ｖｃｏｍを出力する。これにより、リフレッシュレートごとに最適な共通電位Ｖｃｏｍを共通電極１１３に印加することができる。この場合、最適な共通電位ＶｃｏｍのデータをコマンドデータＣＭの一部としてホスト１からコマンドレジスタ２２０に与えてもよい。
【０１１２】
＜４．２  効果＞
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様の効果を奏し、さらに第１および第２リフレッシュ期間の全体を通じて、正極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる正極性期間と、負極性でリフレッシュを行うリフレッシュ期間およびリフレッシュ期間の直後のノンリフレッシュ期間からなる負極性期間とを略同じ割合にすることにより、特定方向の電圧が液晶層に印加される時間が長くなることはない。このように、極性バランスが良くなるように液晶層を交流駆動することにより、液晶層の劣化を抑制することができる。
【０１１３】
＜５．第４の実施形態＞
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置２の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、動作を除き上記第１の実施形態と同様であるので、液晶表示装置２の構成および液晶表示装置に含まれる表示制御回路２００の構成をそれぞれ示すブロック図およびそれらの説明を省略する。
【０１１４】
＜５．１  動作＞
上記第１から第３の実施形態では、更新された画像データは、ホスト１から液晶表示装置２に不定期に送信されてくるとした。しかし、更新された画像データは、ホスト１から所定の周期で定期的に送信されてきても良い。そこで、本実施形態では、図１３に示すように、例えば更新された画像データは１秒ごとに定期的に送信されてくる。第１リフレッシュ期間には、まず第１フレームで１回目のリフレッシュを行い、第２フレームでリフレッシュを休止する。次に、第３フレームで、１回目のリフレッシュ時に用いた画像データと同じ画像データを用いて２回目のリフレッシュを行い、第４および第５フレームでリフレッシュを休止する。そして、第６フレームで、３回目のリフレッシュを行う。３回目のリフレッシュが終了すると第２リフレッシュ期間に移行する。
【０１１５】
第２リフレッシュ期間では、第７から第１０フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止し、第１１フレームで４回目のリフレッシュを行う。次に、第１２フレームから第１５フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止し、第１６フレームで５回目のリフレッシュを行う。次に、第１７フレームから第２２フレームまでの６フレームでリフレッシュを休止し、第２３フレームで６回目のリフレッシュを行う。以下同様にして、リフレッシュとリフレッシュの休止とを繰り返し、第５６フレームで１０回目のリフレッシュを行い、第５７フレームから第６０フレームまでの４フレームでリフレッシュを休止する。
【０１１６】
１フレーム期間は１６．６７ｍ秒であるため、第１フレームから第６０フレームまでで１秒になる。このため、第６１フレーム目に、ホスト１から新たに更新された画像データが送信されてくる。そこで、液晶表示装置２は、第６１フレームで予定していたリフレッシュの休止を中止し、新たに更新された画像データを用いて、上記第１フレームから第６０フレームまでの場合と同様にしてリフレッシュを行う。このようにして、１秒ごとに、ホスト１から更新された画像データが送信されてくるので、その都度第２リフレッシュ期間の第６１フレームで予定していたリフレッシュの休止を中止し、上記第１フレームから第６０フレームまでの場合と同様にしてリフレッシュを繰り返す。
【０１１７】
なお、本実施形態では、更新された画像データが１秒ごとにホスト１から送信されてくるとした。しかし、これに限定されることはなく、例えば、更新された画像データがホスト１から送信されてくる間隔は、１秒よりも長くても、または短くてもよい。また、第１および第２リフレッシュ期間におけるリフレッシュレートも、上記第１から第３の実施形態の場合と同様に適宜変更してもよい。
【０１１８】
＜５．２  効果＞
本実施形態によれば、ホスト１から所定の周期で定期的に更新された画像が送信されてくる場合でも、リフレッシュ時の残像を視認できなくするために必要な３回のリフレッシュを行う第１リフレッシュ期間を短時間で終了し、かつ、リフレッシュレートを段階的に低くすることができる。これにより、液晶表示装置２は、第１の実施形態の場合と同じ効果を奏することができる。
【０１１９】
＜６．その他＞
上記各実施形態および変形例では、１フレームごとに極性を反転させる場合について記載したが、極性反転のさせ方はこれに限定されず、例えば２フレームごと、３フレームごとに極性を反転さてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、休止駆動によって画像を表示する液晶表示装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１…ホスト
２…液晶表示装置
１００…表示部
１１０…画素形成部
１１１…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）
２００…表示制御回路
２２０…コマンドレジスタ
２３０…タイミングジェネレータ
２４０…ラッチ回路
２８０…フレームメモリ（ＲＡＭ）
３００…信号線駆動回路
４００…走査線駆動回路
ＳＬ…信号線
ＧＬ…走査線
【国際調査報告】
2014050316.tif 000018
2014050316.tif 000019
2014050316.tif 000020
2014050316.tif 000021