(57)【要約】【課題】  コイルなどの外付け部品を使用することなく、液晶表示パネルに蓄えられた電荷を回収し、低消費電力化を図ることが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】  複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧、あるいは、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際に電荷を回収する電荷回収回路を備える。【選択図】        図１
2005274658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、
前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、
前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替わる際にオンとなる第１のスイッチング素子を備え、
前記各映像線は、第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路から前記映像電圧が供給され、
前記第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオンのときに、オフであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチング素子と前記電源線との間に、電流の流れる方向が前記第１のスイッチング素子から前記電源線の方向であるダイオード素子を備え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１のスイッチング素子、前記ダイオード素子、および前記第２のスイッチング素子は、前記駆動回路内に設けられ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１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を制御するタイミングコントローラを備え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５】
前記第１のスイッチング素子、前記ダイオード素子、および前記第２のスイッチング素子は、前記液晶表示パネルが形成される基板上に、薄膜トランジスタを用いて一体に形成され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６】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、
前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、
前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際にオンとなる第１のスイッチング素子を備え、
前記各映像線は、第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路から前記映像電圧が供給され、
前記第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオンのときに、オフであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
前記第１のスイッチング素子と前記電源線との間に、電流の流れる方向が前記電源線から前記第１のスイッチング素子の方向であるダイオード素子を備え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８】
前記第１のスイッチング素子、前記ダイオード素子、および前記第２のスイッチング素子は、前記駆動回路内に設けられ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９】
前記第１のスイッチング素子および前記第２のスイッチング素子を制御するタイミングコントローラを備え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１０】
前記第１のスイッチング素子、前記ダイオード素子、および前記第２のスイッチング素子は、前記液晶表示パネルが形成される基板上に、薄膜トランジスタを用いて一体に形成され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１１】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、
前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、
前記各映像線に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替わる際にオンとなる第１のスイッチング素子と、
前記第１のスイッチング素子と第１の電源線との間に、電流の流れる方向が前記第１のスイッチング素子から前記第１の電源線の方向である第１のダイオード素子と、
前記各映像線に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際にオンとなる第２のスイッチング素子と、
前記第２のスイッチング素子と第２の電源線との間に、電流の流れる方向が前記第２の電源線から前記第２のスイッチング素子の方向である第２のダイオード素子とを備え、
前記各映像線は、第３のスイッチング素子を介して前記駆動回路から前記映像電圧が供給され、
前記第３のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子、あるいは、前記第２のスイッチング素子がオンのときに、オフであることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
前記第１ないし第３のスイッチング素子、並びに、前記第１および第２のダイオード素子は、前記駆動回路内に設けられ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】
前記第１ないし第３のスイッチング素子を制御するタイミングコントローラを備え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】
前記第１ないし第３のスイッチング素子、並びに、前記第１および第２のダイオード素子は、前記液晶表示パネルが形成される基板上に、薄膜トランジスタを用いて一体に形成され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１５】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、
前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、
前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧、あるいは、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際に電荷を回収する電荷回収回路を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、低消費電力化を図った液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示モジュールは、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯機器の表示装置として広く使用されている。特に、小型の液晶表示パネルを備える液晶表示モジュールは、例えば、携帯電話機などの常時携帯される携帯機器の表示装置として使用される。
この携帯機器は、電池駆動により長時間動作することが要求される。そのため、このような用途に使用される液晶表示モジュールは、低消費電力のものが要求される。
一方、液晶層は、長時間同じ電圧（直流電圧）が印加されていると、液晶層の傾きが固定化され、結果として残像現象を引き起こし、液晶層の寿命を縮めることになる。
これを防止するために、液晶表示モジュールおいては、液晶層に印加する電圧をある一定時間毎に交流化、即ち、コモン電極に印加する電圧を基準にして、画素電極に印加する電圧を、一定時間毎に正電圧側／負電圧側に変化させるようにしている。
この液晶層に交流電圧を印加する駆動方法として、コモン電極に印加される電圧と画素電極に印加する電圧とを、交互に正電圧側、負電圧側に反転させるコモン反転方法がある。
そして、コモン反転法で駆動される液晶表示モジュールにおいて、液晶表示パネルに蓄えられた電荷を回収し、低消費電力化を図ったものが知られている（下記特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
【特許文献１】国際公開パンフレットＷＯ９６／３７８０３
【特許文献２】特開平１０−２９３５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特許文献１に記載されているものは、コモン電極に印加する電圧を切りかえる際に、液晶表示パネルに蓄えられたエネルギーを共振回路と電荷保管容量により回収し、これを次のコモン反転時に再利用することで低消費電力化を図るものである。
また、前述の特許文献２に記載されているものは、コモン電極の電圧極性が反転する直前に、液晶表示パネルに蓄えられた電荷をコモン電極と同極性の電圧として回収し、コモン電極の極性が回収した電圧と同極性に反転するタイミングで回収した電荷でコモン電極を駆動することで低消費電力化を図るものである。
しかしながら、前述の各特許文献に記載されているものは、外付けのコイルが必要であり、コストアップの要因となるという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置において、コイルなどの外付け部品を使用することなく、液晶表示パネルに蓄えられた電荷を回収し、低消費電力化を図ることが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明は、複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記複数の画素に映像電圧を印加する複数の映像線と、前記複数の映像線に映像電圧を供給する駆動回路とを備える表示装置であって、前記液晶表示パネルは、第１の電圧と、前記第１の電圧よりも高電位の第２の電圧が交互に印加されるコモン電極を有し、前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧、あるいは、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際に電荷を回収する電荷回収回路を備えることを特徴とする。
本発明の好ましい実施例では、前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第１の電圧から前記第２の電圧に切り替わる際にオンとなる第１のスイッチング素子を備え、前記各映像線は、第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路から前記映像電圧が供給され、前記第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオンのときにオフである。
【０００６】
また、本発明の好ましい実施例では、前記各映像線と電源線との間に接続され、前記コモン電極に印加される電圧が前記第２の電圧から前記第１の電圧に切り替わる際にオンとなる第１のスイッチング素子を備え、前記各映像線は、第２のスイッチング素子を介して前記駆動回路から前記映像電圧が供給され、前記第２のスイッチング素子は、前記第１のスイッチング素子がオンのときにオフである。
本発明によれば、コモン電極に印加される電圧が、第１の電圧から第２の電圧、あるいは、第２の電圧から第１の電圧に切り替わるときに、映像線の電圧は大きく変動するので、この電圧を第１のスイッチング素子を介をして電荷として回収する。回収された電荷は、電源回路から内部回路（例えば、駆動回路）の電源として再供給される。
【発明の効果】
【０００７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明の液晶表示装置によれば、コイルなどの外付け部品を使用することなく、液晶表示パネルに蓄えられた電荷を回収し、低消費電力化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の液晶表示モジュールの概略構成を示す図である。
同図において、１はタイミングコントローラ、６はドレインドライバ、１０は電圧安定化回路、１２はゲートドライバ、１５はストレージ駆動アンプ、１６はストレージ電極、１７はコモンアンプ、１８はコモン電極、２０はドレイン線スイッチ駆動回路、２２は電荷回収スイッチ駆動回路、２７はゲート線（走査線ともいう）、２８はドレイン線スイッチＴＦＴ、２９はドレイン線（映像線ともいう）、３０は画素ＴＦＴ、３１は液晶、３２はストレージ容量、３３は画素電極、３４は電荷回収スイッチＴＦＴ、３５はダイオード、３６は電池、３７は電源線である。
本実施例の液晶表示モジュールは、液晶表示パネルが形成される基板上に低温ポリシリコンＴＦＴで作成することが望ましい。特に、ドレインドライバ６とゲートドライバ１２とタイミングコントローラ１を除く部分は容易に実現できる。さらに、ドレインドライバ６とゲートドライバ１２とタイミングコントローラ１の一部または全部を低温ポリシリコンＴＦＴで実現することも可能である。この場合、部品点数を削減できるので液晶ディスプレイの低価格化を実現できる。
【０００９】
（図１の動作の説明）
本実施例の液晶表示モジュールは、図１に示すようにマトリックスに画素が配置されたＴＦＴ液晶表示モジュールであり、その画素数は、例えば、１０２４×７６８ドットで構成されている。図１では説明のため３×３ドットを示している。
図１において、３本のドレイン線２９と３本のゲート線２７が交差するように配置されており、その交差近傍に画素ＴＦＴ３０が配置されている。
画素ＴＦＴ３０のゲートはゲート線２７に、ドレインはドレイン線２９に、ソースは画素電極３３に接続される。
ゲートドライバ１２からのゲート選択信号がゲート線２７に出力され、画素ＴＦＴ３０のゲートに印加されることにより画素ＴＦＴ３０はオンとなる。
画素ＴＦＴ３０がオン状態の時に、ドレインドライバ６から映像電圧２６がドレイン線スイッチＴＦＴ２８を通してドレイン線２９に印加されると、画素ＴＦＴ３０を介して画素電極３３に映像電圧が印加され、液晶３１およびストレージ容量３２に、映像電圧が書き込まれる。なお、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８の動作については後述する。
一方、液晶３１の画素電極３３の対向側にはコモン電極１８が、ストレージ容量３２の画素電極３３の対向側にはストレージ電極１６が接続されている。
コモン電極１８及びストレージ電極１６の電圧は、コモン交流制御信号１９により制御され、画素電極３３に書きこまれた画素電圧に対して順次極性を反転させて液晶の交流駆動を実現する。
なお、本実施例では、コモンアンプ１７を介してコモン電極１８、および、ストレージ駆動アンプ１５を介してストレージ電極１６に印加される電圧は、第１の電圧（ＶｃｏｍＬ）と、第１の電圧よりも高電位の第２の電圧（ＶｃｏｍＨ）とに、１表示ライン毎に交互に切り替わる。
このようにして、液晶３１及びストレージ容量３２に書きこまれた電圧に応じて表示が実現される。
【００１０】
タイミングコントローラ１は、ＣＰＵや表示コントローラ等（図示せず）のシステムから表示データ２、垂直同期信号３、水平同期信号４、ドットクロック５を受け、液晶表示モジュール全体を制御する各信号を各部に出力する。
ドレインドライバ６は、タイミングコントローラ１から送出される水平スタート信号８により動作し、水平シフトクロック９により、１表示ライン分の表示データ７を内部に取りこむ。取り込まれた１行分の表示データに基づき、ドレインドライバ６は、１表示ライン分の映像電圧２６を出力する。
ゲートドライバ１２は、タイミングコントローラ１から送出される垂直スタート信号１３により動作し、垂直シフトクロック１４に基づき、各ゲート線２７にゲート選択信号を順次出力する。
ドレインドライバ６から出力される映像電圧２６は、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８を介してドレイン線２９に供給される。このドレイン線スイッチＴＦＴ２８のゲートには、タイミングコントローラ１から送出されるドレイン線スイッチ信号２１が印加され、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８は、ドレイン線スイッチ信号２１により、オン、オフが制御される。なお、図１では、ドレイン線スイッチ信号２１は、ドレイン線スイッチ駆動回路２０で電流増幅されて、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８に印加される。
【００１１】
さらに、ドレイン線２９は、電荷回収スイッチＴＦＴ３４に接続される。
この電荷回収スイッチＴＦＴ３４のゲートには、タイミングコントローラ１から送出される電荷回収スイッチ信号２３が印加され、電荷回収スイッチＴＦＴ３４は、電荷回収スイッチ信号２３により、オン、オフが制御される。なお、図１では、電荷回収スイッチ信号２３は、電荷回収スイッチ駆動回路２２で電流増幅されて、電荷回収スイッチＴＦＴ３４に印加される。
また、電荷回収スイッチＴＦＴ３４は、ダイオード３５に接続され、ドレイン線２９に現れる電荷は、電荷回収スイッチＴＦＴ３４とダイオード３５を介して電源線３７に回収される。
電源線３７は、電池３６に接続されており、電池３６から出力される電流は回収された電荷とともに電圧安定化回路１０に入力され安定化された電圧に変換されてドレインドライバ電源１１としてドレインドライバ６に供給される。
【００１２】
（等価回路の説明）
図２は、本実施例の液晶表示モジュールの等価回路を示す回路図である。なお、図２では、図１と同一のものに関しては同じ符号を付与してある。
図２において、３８は電源で、これは図１のストレージ駆動アンプ１５及びコモンアンプ１７を等価的に表したものである。
コモン電極１８に印加されるコモン電圧（Ｖｃｏｍ）が反転するときに合わせて、ストレージ電極１６に印加される電圧も反転するので見かけ上は１つの電源３８で示される。
３９は電源で、これは図１のドレインドライバ６を等価的にあらわしたものである。
電源３８は、等価的にストレージ容量３２と液晶３１に接続されている。
また、４０は寄生容量であり、画素ＴＦＴ３０のソース・ドレイン間の寄生容量であり、画素電極３３とドレイン線２９の間に接続されている。
また、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８および電荷回収スイッチＴＦＴ３４は、それぞれスイッチ記号Ｓａ、Ｓｂで表している。
図２の等価回路では、液晶３１の液晶容量とストレージ容量３２とが並列接続となり、さらに寄生容量４０が直列接続となっている。
それぞれの容量は、液晶３１の液晶容量が１０ｆＦ以上、ストレージ容量３２が１００ｆＦ以上、寄生容量４０が１０ｆＦ程度であるので、これら全体の合成容量、すなわち画素容量４１は寄生容量４０が支配的となり１０ｆＦ程度となる。
【００１３】
（全体の駆動波形の説明）
図３は、本実施例の液晶表示モジュールの動作を説明する駆動波形を示す図である。なお、図３において、ＶＤｎはドレイン線２９の電圧、Ｖｃｏｍはコモン電極１８に印加される電圧、ＶＧｍはゲート線２７に印加される電圧、Ｖｓａはドレイン線スイッチ信号２１、Ｖｓｂは電荷回収スイッチ信号２３を表す。
図３に示すように１水平期間（１Ｈ）を３つの期間に分けて説明する。
即ち、コモン電極１８に印加される電圧（Ｖｃｏｍ）が、ＶｃｏｍＬからＶｃｏｍＨに反転する期間Ａと、電荷を回収する期間Ｂと、画素に階調電圧を書きこむ期間Ｃである。
期間Ａにおいて、ドレイン線スイッチ信号２１及び電荷回収スイッチ信号２３がともにオフのため、ドレイン線スイッチＴＦＴ２８および電荷回収スイッチＴＦＴ３４がともにオフとなり、コモン電極１８の電圧がＶｃｏｍＬからＶｃｏｍＨに電圧が変化したときに、画素容量４１を介してドレイン線２９の電圧は上昇する。
次に、期間Ｂにおいて、電荷回収スイッチ信号２３がオンとなるので電荷回収スイッチＴＦＴ３４がオンとなり、ドレイン線２９の電位が、電源線３７の電圧にダイオード３５の順方向バイアス電圧を加算した電位まで低下する。図３では、電圧の低下分を、Ｖｃｐで表している。
これは画素容量４１に蓄えられた電荷が、電荷回収スイッチＴＦＴ３４を通り、ダイオード３５を介して電源線３７に流れ込んだためである。これにより、画素容量４１の電荷の一部を回収することが出来る。
次に、期間Ｃにおいて、電荷回収スイッチ信号２３をオフとして電荷回収スイッチＴＦＴ３４をオフ、ドレイン線スイッチ信号２１をオンとしてドレイン線スイッチＴＦＴ２８をオンとすることで、ドレインドライバ６からの映像電圧（ＶＤｎＬ）をドレイン線２９に出力する。
さらに、ゲート線２７をオン状態、すなわちゲート線２７の電圧をＶｇＨとすることで、画素電極３３にドレインドライバ６から出力される映像電圧２６が書き込まれる。
【００１４】
以下、本発明により回収できる電力を試算により説明する。
条件として、液晶は電圧を印加しない状態で白表示の、所謂、ノーマリホワイト液晶で、表示条件は全面黒表示であるとする。また、液晶パネルの表示解像度は３２０×２４０画素×３（ＲＧＢ）で、液晶を駆動するフレーム周波数は６０Ｈｚとする。
このような条件で、１画素の画素容量４１がおよそ１０ｆＦであるので、コモン電極から見た液晶パネル全体の容量は下記（１）式となる。
［数１］
10ｆＦ×320×240×3＝2300ｐＦ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （１）
始めに、ドレイン線電圧が４Ｖに対して、コモン電極を４Ｖ上昇させるのでドレイン線電圧は合計８Ｖまで上昇し、つぎに電荷回収動作をすることで３．６Ｖまでドレイン線電圧が低下するとして、回収される電荷量は、下記（２）式となる。
［数２］
2300ｐＦ×（8Ｖ−3.6Ｖ）＝10.12ｎＣとなる。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （２）
【００１５】
次に、ライン反転周期は、６０Ｈｚ×２４０Ｌｉｎｅなので６９．４μｓとなり、この周期の３０％に電荷回収期間すなわち期間Ｂを割り当てると、この期間に流れる電流は下記（３）となる。
［数３］
10.12ｎＣ／（69.4μｓ×30％）＝486.1μＡ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （３）
本実施例のコモン反転駆動法では、１表示ライン毎にコモン電圧を反転するので、２表示ラインに１回の電荷を回収できる。
したがって、１フレーム平均の電流に換算すると、下記（４）式となる。
［数４］
486.1μＡ×69.4μｓ×30％／（69.4μｓ×2Ｌｉｎｅ）＝72.9μＡ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （４）
したがって、回収される電力は、電荷回収時の電圧は、電池３６の電圧でおよそ３．６Ｖとすると、下記（５）式となる
［数５］
72.9μＡ×3.6Ｖ＝0.262ｍＷ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （５）
【００１６】
なお、本発明を適用しない場合のコモンアンプ１７が、液晶パネル全体の容量を充放電する電力は、下記（６）式となる。
［数６］
2300ｐＦ×8Ｖ／（69.4μｓ×2Ｌｉｎｅ）×4Ｖ＝0.530ｍＷ
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・  （６）
したがって、本発明による電力回収の効果は、従来のコモンアンプ１７が、液晶パネル全体の容量を充放電する電力のうち、およそ５０％の電力を回収する効果がある。
さらに、電力が回収された後のドレイン線２９は、Ｖｃｐの電圧だけ低下しているので、ドレインドライバ６は、Ｖｃｐの電圧まで低下したところから、ＶＤｎＬの電圧までを駆動すればよい。
従って、ドレインドライバ６が、ドレイン線２９を駆動する電圧振幅が低下するので、ドレインドライバ６の消費電力も低下させることができる。
【００１７】
（駆動タイミングの変形例）
図３に示す駆動波形において、期間Ａと期間Ｂを１つの期間とし、コモン反転と電荷回収を同時に行うように駆動方法を変形することも出来る。このときの駆動波形を図４に示す。
１水平期間を２つの期間に分け、この２つの期間は、コモン反転するとともに電荷を回収する期間Ｄと画素に階調電圧を書きこむ期間Ｃである。
コモン反転とともに電荷回収スイッチ信号２３をオンとすることで、画素容量４１に蓄えられた電荷が電荷回収スイッチＴＦＴ３４を通り、ダイオード３５を介して電源線３７に流れ込むため、この時ドレイン線２９の電位の上昇はほとんどなく、電荷の一部を回収することが出来る。またこの時の電力を回収する効果は前述の場合と同じである。
以上説明したように、本実施例によれば、ＱＶＧＡの液晶パネルでその等価容量を２３００ｐＦとすると再生される電荷量は１０．１２ｎＣとなり、これを電流平均値に換算すると７２．９μＡとなるので、０．２６２ｍＷの電力を回収することができる。
本発明を適用しない場合のドレインドライバ６の液晶パネルへの充放電に要する電力は０．５３ｍＷなので、およそ５０％の電力が回収できることになる。
さらに、電力が回収された後のドレイン線の電位は低下しているので、その後の液晶ドライバが駆動する電圧振幅も低減することができるので、液晶ドライバの消費電力も低下させることができる。
【００１８】
［実施例２］
本発明は電荷を回収する回路部分をドレインドライバに内蔵することも可能である。この場合、画素の部分を低温ポリシリコンＴＦＴで作成したり、アモルファスシリコンＴＦＴで作成することも可能である。
ドレインドライバ６に内蔵することで、本発明の実施に伴う部品点数の増加はない。
さらにまた、近年の携帯電話用の液晶表示モジュールに用いられる液晶ドライバは、表示メモリ（フレームメモリ）をドライバ内に内蔵したものがある。
フレームメモリを内蔵したことにより表示内容に変化がない静止画表示のときは表示データをフレームメモリから読み出し、これにより液晶を駆動する。
したがって、液晶表示モジュールの消費電力は、フレームメモリの読み出しと、液晶の駆動、即ち、液晶を充放電する電力のみであるため、消費電力を大幅に低減できる特徴がある。
このようなフレームメモリ内蔵の液晶ドライバに本発明を適用することにより、液晶を充放電する電力を最大５０％削減できるので、更なる低消費電力化を実現できる。
【００１９】
図５は、本発明の実施例２の液晶表示モジュールのドレインドライバの構成を示すブロック図である。図５に示すドレインドライバは、本発明による電荷を回収する回路を適用したフレームメモリ内蔵液晶ドライバの一例である。
図５において、表示データ４２はメモリ書きこみ回路４３に取り込まれた上でフレームメモリ４４の所定のアドレスに書き込まれる。
次に、フレームメモリ４４に記憶された表示データは、液晶の駆動タイミングに応じてメモリ読み出し回路４５により読み出され、データラッチ回路４６に１行分の表示データとして一時保持される。
一方、階調電圧発生回路４７は、階調表示に必要な複数の階調電圧４８を発生する回路で、例えば、６４個の階調電圧４８を発生する。
次に、セレクタ（デコーダともいう）４９は、６４個の階調電圧４８のうち、１つの階調電圧をデータラッチ回路４６に保持されている表示データに応じてそれぞれ選択し、ドレイン線５３に出力する。
また、電荷回収のための回路は、前述の実施例１と同様に、ＭＯＳトランジスタ（５０，５１）およびダイオード５２で構成される。
コモン反転駆動時には、ＭＯＳトランジスタ５０をオフとし、ＭＯＳトランジスタ５１をオンとするように制御信号（５４，５５）をそれぞれ制御する。
これにより、ドレイン線５３に現れるコモン反転時の電荷は、ＭＯＳトランジスタ５１及びダイオード５２を通して電源回路５６に回収される。
電源回路５６は、電源端子５７より外部電源から電力の供給を受けるとともに、コモン反転駆動時に回収される電荷による電力供給も受ける。
そして、電源回路５６は、階調電圧発生回路４７を始めとするフレームメモリ内蔵ドレインドライバ内の各部に電力を供給する。
以上により、コモン反転駆動時に、液晶パネルを充放電する電力を回収できるので、低消費電力なフレームメモリ内蔵液晶ドライバを実現することが出来る。
【００２０】
［実施例３］
前述の各実施例では、コモン反転駆動のうちのコモン電圧（Ｖｃｏｍ）が、プラス方向に変化する場合の正の電荷を回収する回路に付いて述べた。
本実施例では、コモン電圧がマイナス方向に変化する場合の負の電荷を回収する回路について説明する。
図６は、本発明の実施例３の液晶表示モジュールの概略構成を示す図である。前述の実施例１と同じ部分には同じ符号を付与してある。
また、図７に、本実施例の駆動波形を示す。なお、図７において、ＶＤｎはドレイン線２９の電圧、Ｖｃｏｍはコモン電極１８に印加される電圧、Ｖｓａはドレイン線スイッチ信号２１、Ｖｓｂは電荷回収スイッチ信号２３、Ｖｓｃは負極性電荷回収スイッチ信号５９を表す。
コモン電極１８に印加されるコモン電圧（Ｖｃｏｍ）がプラス方向、即ち、ＶｃｏｍＬからＶｃｏｍＨに変化するときの正の電荷を回収する動作については、前述実施例１と同じである。
ドレイン線２９に現れた正の電荷は、電荷回収スイッチＴＦＴ３４およびダイオード３５により正極性電源に回収され、電圧安定化回路１０によりドレインドライバ６へ供給される。
一方、コモン電極１８に印加されるコモン電圧（Ｖｃｏｍ）がマイナス方向、即ち、ＶｃｏｍＨからＶｃｏｍＬに変化する期間Ｅのとき、ドレイン線スイッチ信号２１および電荷回収スイッチ信号２３、負極性電荷回収スイッチ信号５９を全てオフとすることでドレイン線２９には負の電圧が現れる。
次に、期間Ｆに、電荷回収スイッチＴＦＴ５８をオンとすることで、ドレイン線２９に現れた負の電圧は、ダイオード６０により負極性電源線６１に電荷が回収される。
そして、定電圧電源６２により、負電圧は安定化されて、ゲートドライバ１２に供給される。
これによりコモン反転駆動時のマイナス方向に変化する場合の負の電荷を回収することが出来るので、低消費電力の液晶表示モジュールを実現できる。
【００２１】
さらに負の電流を回収する動作の詳細な説明を図８を用いて説明する。
図８において、６３は接続点、６４は負極性電源である。なお、この負極性電源６４は、もともと正極性の電源、例えば、バッテリのような電源からスイッチングレギュレターやチャージポンプなどで負極性電源６４を構成しても良い。さらに、直接に負極性に接続されたバッテリを用いても良い。
また、各ノードに流れる電流Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の方向を矢印で示した。負極性の電源系のため、流れる電流は負荷から電源に対して流れる。
今、ここで、ダイオード６０、電荷回収スイッチＴＦＴ５８および負極性電荷回収スイッチ信号５９の系がない、従来の液晶表示パネルを考えてみる。
このとき、負極性電源６４に流れる電流Ｉ２は、定電圧電源６２から流れ出す電流Ｉ１と等しくなる。
定電圧電源６２は、ゲートドライバ１２の出力するゲートオフ電圧（ＶｇＬ）を作り出す電源である。
ゲートドライバ１２から定電圧電源６２に流れる電流Ｉ０は、ゲートドライバ１２の消費する負電源側の消費電力である。また、一般に、Ｉ０＜Ｉ１であり、その差の電流は定電圧電源６２の電圧変換効率になる。
なお、定電圧電源６２は、ゲートドライバ１２に内蔵されている場合もあるが、図８では分けて記載した。また、定電圧電源６２そのものがなく、電圧（ＶｇＬ）を直接負極性電源６４で発生する構成も考えられる。
このとき従来パネルでは、負極性電源６４に流れる電流Ｉ２は、ゲートドライバ１２の消費する電流Ｉ０に定電圧電源６２の電圧変換効率に相当する電流を加えた電流Ｉ１と等しい（Ｉ２＝Ｉ１）。
【００２２】
次に、本実施例を適用した場合を考える。本実施例では、ダイオード６０、電荷回収スイッチＴＦＴ５８および負極性電荷回収スイッチ信号５９の系が存在する。
この動作を図７とともに説明する。
コモン電極１８に印加されるコモン電圧（Ｖｃｏｍ）がマイナス方向、即ち、ＶｃｏｍＨからＶｃｏｍＬに変化する期間Ｅのとき、ドレイン線２９の電位はＶｃｏｍＬよりもさらに低下する。
次に、期間Ｆにおいて、負極性電荷回収スイッチ信号５９をオンとして、電荷回収スイッチＴＦＴ５８をオンとすることで、ダイオード６０を介して接続点（ノード）６３から電流Ｉ３が流れ出す。この電流Ｉ３によって、ドレイン線２９の電位が、Ｖｃｎの電圧だけ上昇することになる。
従って、負極性電源６４に流れる電流Ｉ２は、定電圧電源６２に流れる電流Ｉ１からダイオード６０に流れ出す電流Ｉ３を差し引いた電流に等しい（Ｉ２＝Ｉ１−Ｉ３）。
このように、従来の液晶表示パネルに対して負極性電源６４に流れる電流Ｉ２は、ダイオード６０に流れる電流Ｉ３の分だけ低減するため、負極性電源６４から消費される電力を低減する効果がある。
さらに、ドレイン線２９の電位は、Ｖｃｎの電圧だけ上昇するため、ドレインドライバが駆動する電圧振幅は、Ｖｃｎの電圧だけ上昇したところから、ＶＤｎＨの電圧までを駆動すればよいので、ドレインドライバ６の消費する電力も低減する効果がある。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施例１の液晶表示モジュールの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の液晶表示モジュールの等価回路を示す回路図である。
【図３】本発明の実施例１の液晶表示モジュールの動作を説明する駆動波形を示す図である。
【図４】本発明の実施例１の液晶表示モジュールの動作を説明する駆動波形の変形例を示す図である。
【図５】本発明の実施例２の液晶表示モジュールのドレインドライバの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施例３の液晶表示モジュールの概略構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例３の液晶表示モジュールの動作を説明する駆動波形を示す図である。
【図８】本発明の実施例３の液晶表示モジュールにおいて、負の電流を回収する動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  タイミングコントローラ
６  ドレインドライバ
１０  電圧安定化回路
１２  ゲートドライバ
１５  ストレージ駆動アンプ
１６  ストレージ電極
１７  コモンアンプ
１８  コモン電極
２０  ドレイン線スイッチ駆動回路
２２  電荷回収スイッチ駆動回路
２７  ゲート線
２８  ドレイン線スイッチＴＦＴ
２９，５３  ドレイン線
３０  画素ＴＦＴ
３１  液晶
３２  ストレージ容量
３３  画素電極
３４，５８  電荷回収スイッチＴＦＴ
３５，５２，６０  ダイオード
３６  電池
３８，３９  電源
４０  寄生容量
４１  画素容量
４３  メモリ書きこみ回路
４４  フレームメモリ
４５  メモリ読み出し回路
４６  データラッチ回路
４７  階調電圧発生回路
４９  セレクタ（デコーダともいう）
５０，５１  ＭＯＳトランジスタ
５６  電源回路
５７  電源端子
６２  定電圧電源
６３  接続点
６４  負極性電源
【図１】
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【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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