(57)【要約】【課題】信号線を駆動する演算増幅器２１Ｂと信号線電圧を安定化するためのスイッチ２１Ｃとの切り換えタイミングを、表示装置の使用条件、製造バラツキなどに合わせて最適化して、信号線が所定の電圧に達した後、直ちに演算増幅器２１Ｂの動作を停止し消費電力を低減する。【解決手段】演算増幅器切り換え制御回路２４は、階調電圧生成回路２２からの階調電圧と信号線電圧モニター用配線２９により信号線１Ｌの終端電圧とを電圧比較回路２７で比較した比較信号と、水平同期信号Ｓ２とカウンタ２６からのカウンタ値を入力し、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃに対する最適な切り換えタイミング信号を生成し、表示期間にこの切り換えタイミング信号を参照して信号線が所定の電圧に達した後、直ちに演算増幅器２１Ｂの動作を停止する。【選択図】      図１
2005017771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線と、前記走査線に交差するように配置された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点に配置された複数の画素とを有するマトリクス型表示パネルと、
複数の基準電圧から前記信号線を駆動するための前記基準電圧を選択し、出力端子から階調電圧として出力する階調電圧選択回路とを備えたマトリクス型表示装置において、
前記階調電圧を入力し前記信号線を駆動する増幅器と、
前記階調電圧選択回路の出力端子と前記信号線の一端との間に接続されたスイッチと、
前記信号線の電圧と前記階調電圧との電圧が一致したときに生成される比較信号を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う信号線駆動手段と、を備えることを特徴とするマトリクス型表示装置。
【請求項２】
前記信号線の電圧は、前記信号線の他端の電圧であることを特徴とする請求項１記載のマトリクス型表示装置。
【請求項３】
前記信号線駆動手段は、前記比較信号が生成された場合、前記増幅器を活性化状態から非活性化状態に切り換えるとともに、前記スイッチをオフからオンに切り換えるように制御することを特徴とする請求項１記載のマトリクス型表示装置。
【請求項４】
前記信号線駆動手段はキャリブレーション期間において、前記信号線の電圧と前記階調電圧とを比較し、これらの電圧が一致したときに比較信号を生成する電圧比較回路と、
前記キャリブレーション期間において基準となる時刻から前記比較信号が生成されるまでのタイミング情報を記憶するタイミング記憶回路とを有し、
前記キャリブレーション期間の後の表示期間において、前記タイミング記憶回路に記憶された前記タイミング情報を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う切り換え制御回路と、を備えることを特徴とする請求項１記載のマトリクス型表示装置。
【請求項５】
複数の走査線と、前記走査線に交差するように配置された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点に配置された複数の画素とを有するマトリクス型表示パネルと、
複数の基準電圧から前記信号線を駆動するための前記基準電圧を選択し、出力端子から階調電圧として出力する階調電圧選択回路とを備えたマトリクス型表示装置において、
前記階調電圧を入力し前記信号線を駆動する増幅器と、
前記階調電圧選択回路の出力端子と前記信号線の一端との間に接続されたスイッチと、
前記複数の走査線と、前記走査線に交差するように配置されたダミー信号線と、前記走査線と前記ダミー信号線との交点に配置された複数のダミー画素とを有するモニター用画素列を有し、
前記ダミー信号線の電圧と前記階調電圧との電圧が一致したときに生成される比較信号を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う信号線駆動手段と、を備えることを特徴とするマトリクス型表示装置。
【請求項６】
前記モニター用画素列は、前記マトリクス型表示パネルに隣接して設けられることを特徴とする請求項５記載のマトリクス型表示装置。
【請求項７】
前記信号線駆動手段は、画像データを前記マトリクス型表示パネルに表示している表示期間においても、前記比較信号を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行うことを特徴とする請求項５記載のマトリクス型表示装置。
【請求項８】
複数の走査線と、前記走査線に交差するように配置された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点に配置された複数の画素とを有し、前記画素を前記信号線方向に配置した複数の画素列から構成されたマトリクス型表示パネルを備えたマトリクス型表示装置において、
前記画素列毎に対応して、複数の基準電圧から前記信号線を駆動するための前記基準電圧を選択し、出力端子から階調電圧として出力する階調電圧選択回路と、前記階調電圧を入力し前記信号線を駆動する増幅器と、前記階調電圧選択回路の出力端子と前記信号線の一端との間に接続されたスイッチとを有する複数の信号線ドライバと、
前記複数の画素列を構成する前記信号線からの電圧を順次選択して出力する切り換え手段と、
前記切り換え手段からの電圧と前記階調電圧との電圧が一致したときに生成される比較信号を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う信号線駆動手段と、を備えることを特徴とするマトリクス型表示装置。
【請求項９】
前記信号線駆動手段はキャリブレーション期間において、前記信号線の電圧と前記階調電圧とを比較し、これらの電圧が一致したときに比較信号を生成する電圧比較回路と、
前記キャリブレーション期間において基準となる時刻から前記比較信号が生成されるまでのタイミング情報を記憶するタイミング記憶回路とを有し、
前記キャリブレーション期間の後の表示期間において、前記タイミング記憶回路に記憶された前記タイミング情報を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う切り換え制御回路と、を備えることを特徴とする請求項８記載のマトリクス型表示装置。
【請求項１０】
前記切り換え手段は、シフトレジスタと、
前記シフトレジスタを構成する記憶回路の出力によりオン・オフの制御が行われるスイッチとを含んで構成されることを特徴とする請求項８記載のマトリクス型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマトリクス型表示装置に関し、特に液晶パネルの輝度ムラなどの画質の劣化を抑制するとともに消費電力を低減したアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話などのモバイル機器に搭載されている小型のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、飛躍的に増大する情報量を表示するために高解像度化が強く要求されている。例えば、カメラ付きの携帯電話に搭載されているＣＣＤの画素数は、１００万画素を超えるようになってきており、このＣＣＤカメラで撮像した画像を表示するのにあわせて、高解像度の表示装置をモバイル機器に搭載することが必須となってきている。
【０００３】
しかしながら、液晶表示装置の高解像度化に伴って、液晶表示装置の消費電力が著しく増大してきている。従って、液晶表示装置の消費電力のうち大きな割合を占める液晶表示装置の駆動回路を低電力化することは、極めて重要である。
【０００４】
次に図面を参照して、駆動回路を含む液晶表示装置の第１の従来例について説明する。図８は本従来例を示すブロック図、図９は信号線駆動手段２Ａの動作と液晶パネル１Ａを構成する信号線１Ｌの電圧を表すタイミングチャートである。図８において、１Ａは画像を表示する液晶パネル、２Ａは液晶パネル１Ａの信号線を駆動するための各種信号を生成し各信号線に対して信号線駆動信号Ｓ３’を出力する信号線駆動手段、３は液晶パネル１Ａの走査線を駆動する走査線駆動回路である。
【０００５】
液晶パネル１Ａは、垂直方向に一列に配置されたｍ個の画素１１１〜１１ｍからなる画素列１１〜１ｎを、水平方向にｎ列配置して構成される。各画素は、１個のトランジスタと２つの等価容量を含んでおり、このトランジスタのゲートに走査線駆動回路３から出力される走査線駆動信号Ｓ４が印加され特定の画素行が選択される。
【０００６】
また、表示パネル１Ａに表示する輝度階調に応じて、信号線ドライバ２１１’〜２１ｎ’からの信号線駆動信号Ｓ３’を各画素１１１〜１１ｍに伝送する信号線１Ｌが垂直方向にｎ本配列されている。この信号線１Ｌに分布定数的に付加される信号配線抵抗ｒ１〜ｒｍは、画面サイズの大型化に伴う信号配線長の増大、および高解像度化に伴う信号配線本数の増加に起因した配線幅の減少などにより、増加の一途を辿っている。また同図において、分布定数的に付加される信号配線容量をＣ１〜Ｃｍとして図示している。
【０００７】
信号線駆動手段２Ａは、信号線駆動信号Ｓ３’の基準電圧となる複数の基準電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）（ｊは整数）を同時に生成し、これらの電圧を２ｊ本の配線に同時に出力する階調電圧生成回路２２と、階調電圧生成回路２２から出力される２ｊの基準電圧の中から特定の基準電圧を階調電圧として選択し、各信号線に対して信号線駆動信号Ｓ３’として出力する信号線ドライバ２１１’〜２１ｎ’とを有する。
【０００８】
ここで信号線ドライバ２１１’〜２１ｎ’は、階調電圧生成回路２２から出力される２ｊの基準電圧の中から特定の基準電圧を、外部からの水平同期信号に同期して階調電圧として選択する階調電圧選択回路２１Ａと、この階調電圧をボルテージフォロアでインピーダンス変換し、各信号線１Ｌを駆動する演算増幅器２１Ｂとから構成される。ここで階調電圧生成回路２２からの電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）でｊ＝６（ビット）とすると、階調電圧生成回路２２は６４の異なった基準電圧を同時に生成し、６４本の配線に同時に基準電圧を出力する。
【０００９】
次に信号線駆動手段２Ａの回路動作について、図９に示すタイミングチャートを参照して説明する。時刻ｔ１で外部から水平同期信号Ｓ２が入力すると、この入力パルスの立ち上がりエッジに同期して、階調電圧選択回路２１Ａは階調電圧生成回路２２から出力された基準電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）の中から、液晶パネル１Ａに表示する輝度データに応じた基準電圧を選択し演算増幅器２１Ｂに出力する。
【００１０】
演算増幅器２１Ｂは、ボルテージフォロアで構成され階調電圧選択回路２１Ａからの階調電圧を信号線駆動信号Ｓ３’として、信号線１Ｌに対して電流駆動する。信号線１Ｌには、各画素を構成する等価容量とは別に分布定数的に信号配線抵抗ｒ１〜ｒｍと、信号配線容量Ｃ１〜Ｃｍが付加されており、演算増幅器２１Ｂは、これらの負荷に対して一定電位となるまで充電駆動または放電駆動を行う。図９において、時刻ｔ１’後のｔ１’＋Δｔ１後に信号線電圧は一定となる。
【００１１】
また時刻ｔ２’で外部から２発目の水平同期信号Ｓ２が入力すると、この入力パルスの立ち上がりエッジに同期して、階調電圧選択回路２１Ａは階調電圧生成回路２２から出力された基準電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）の中から、液晶パネル１Ａに表示する輝度データに応じた基準電圧を選択し演算増幅器２１Ｂに出力し、演算増幅器２１Ｂは、一定電位となるまで時刻ｔ２’＋Δｔ２まで放電駆動（この例では放電駆動であるが充電駆動でもかまわない）を行う。演算増幅器２１Ｂは、信号線１Ｌの電位安定化のために時刻ｔ１’＋Δｔ１以降時刻ｔ２’まで継続的に電流を流し続け、同様に時刻ｔ２’＋Δｔ２以降時刻ｔ３’まで継続的に電流を流し続ける。このように本従来例では、信号配線の電位が所定の電位に達した後においても電位安定のために演算増幅器２１Ｂが動作し続け、このため演算増幅器２１Ｂのバイアス電流が定常的に流れ続けている。
【００１２】
演算増幅器２１Ｂに流れる電流は、液晶パネル１Ａ、信号線駆動手段２Ａ、走査線駆動回路３を流れる全電流のうちで大きな割合を占め、演算増幅器２１Ｂの低電力化を図ることは、液晶表示装置の低電力化を図る上で極めて重要である。
【００１３】
次に図面を参照して、駆動回路を含む液晶表示装置の第２の従来例について説明する（特許文献１参照）。
【００１４】
図１０は第２の従来例を示すブロック図、図１１は信号線駆動手段２Ｂの動作と液晶パネル１Ａを構成する信号線電圧を表すタイミングチャートである。図１０、１１において、図８、９と同一構成要素に対しては同一符号を付しており、同一符号の回路に関しての動作説明は省略する。
【００１５】
図１０に示す信号線ドライバ２１１”〜２１ｎ”は、階調電圧選択回路２１Ａ、演算増幅器２１Ｂに加え、階調電圧選択回路２１Ａの出力と演算増幅器２１Ｂの出力との間にスイッチ２１Ｃを設けた点が、図８に示す信号線ドライバ２１１’〜２１ｎ’との相違点である。演算増幅器２１Ｂは、外部から印加される外部出力制御信号Ｓｅｘｔでオン／オフの制御が行われ、スイッチ２１Ｃは外部出力制御信号Ｓｅｘｔの反転信号でオン／オフの制御が行われる。
【００１６】
次に信号線駆動手段２Ｂの回路動作について、図１１に示すタイミングチャートを参照して説明する。時刻ｔ１”で外部から水平同期信号Ｓ２が入力すると、この入力パルスの立ち上がりエッジに同期して、外部出力制御信号Ｓｅｘｔが立ち上がり演算増幅器２１Ｂを活性化する。階調電圧選択回路２１Ａは階調電圧生成回路２２から出力された基準電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）の中から、液晶パネル１Ａに表示する輝度データに応じた基準電圧を選択し演算増幅器２１Ｂに出力する。
【００１７】
演算増幅器２１Ｂは、ボルテージフォロアで構成され階調電圧選択回路２１Ａからの階調電圧を信号線駆動信号Ｓ３”として、信号線１Ｌに対して電流駆動する。演算増幅器２１Ｂは、信号線１Ｌが一定電位となるまで演算増幅器２１Ｂの出力端子に接続する全負荷に対して充電駆動または放電駆動を行う。図１１において、時刻ｔ１”後のｔ１”＋Δｔ３後に信号線電圧は一定となる。このタイミングで、外部出力制御信号Ｓｅｘｔは“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わり、この制御信号により演算増幅器２１Ｂは活性から非活性に、スイッチ２１Ｃはオフからオンに切り替わる。
【００１８】
この状態において、信号線１Ｌはスイッチ２１Ｃを介して階調電圧選択回路２２の出力と接続しており、信号線１Ｌの電圧は演算増幅器２１Ｂのオフセット電圧の影響を受けない階調電圧で安定化する。このため、輝度ムラの原因となる演算増幅器２１Ｂのオフセット電圧を補正することが出来るので、画質の改善を図ることが出来る。また演算増幅器２１Ｂがこの期間は停止しているので、演算増幅器２１Ｂの消費電力を大幅に低減することが出来る。
【００１９】
次に時刻ｔ２”になると、次の水平同期信号Ｓ２が活性化し、外部出力制御信号Ｓｅｘｔが“Ｌ”から“Ｈ”に切り替わる。そして、この水平同期信号Ｓ２の立ち上がりエッジに同期して、再度演算増幅器２１Ｂが活性化し、同時にスイッチ２１Ｃがオフする。信号線１Ｌの電圧、すなわち演算増幅器２１Ｂの出力電圧である信号線駆動信号Ｓ３”が一定電圧となる時刻ｔ２”＋Δｔ４になると、ふたたび外部出力制御信号Ｓｅｘｔが“Ｈ”から“Ｌ”に切り替わる。このように、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとが交互にオン／オフを繰り返して、信号線ドライバ２１１”〜２１ｎ”は各信号線１Ｌを駆動する。
【００２０】
【特許文献１】
特許第３２２６５６７号公報
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第１の従来例は、信号配線の電位が所定の電位に達した後においても電位安定のために演算増幅器２１Ｂが動作し続け、このため全電流のうちで大きな割合を占める演算増幅器２１Ｂのバイアス電流が定常的に流れ続けるため、液晶表示装置の低電力化を図る上で大きな問題である。
【００２２】
また第２の従来例においては、外部出力制御信号Ｓｅｘｔによって演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとを切り換えるタイミングは、どのような条件下においても演算増幅器２１Ｂの出力オフセットを補正するという制約条件のもとに決められるために、外部出力制御信号Ｓｅｘｔの立ち上がりエッジから十分長い時間に設定されている。
【００２３】
すなわち、液晶パネル１Ａ、信号線駆動手段２Ｂ、走査線駆動回路３の製造バラツキでの最悪条件、および周囲温度など液晶表示装置の使用環境下において、最も信号線の駆動に負荷がかかり駆動時間が最も長くなる条件で上記の切り換えタイミングを決定している。このとき、製造バラツキ、使用温度などタイミングを決定する際に用いた条件と異なっても、いったん設定された切り換えタイミングは一定値のまま変更されず、液晶表示装置としての動作が行われる。このため、最悪の条件下ではない通常の条件下で液晶表示装置が動作する場合においても、演算増幅器２１Ｂは、信号線１Ｌが所定の電圧に達した後も動作を継続し、無駄な消費電流が流れ続ける。
【００２４】
従って本願発明の目的は、信号線を駆動する演算増幅器と、この演算増幅器の出力オフセットを補正するとともに信号線電圧を安定化するためのスイッチとの切り換えタイミングを、液晶表示装置の使用条件、製造バラツキなどに合わせて最適化することにより、信号線が所定の電圧に達した後、直ちに演算増幅器の動作を停止して消費電力が極めて小さいマトリクス型表示装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明によるマトリクス型表示装置は、複数の走査線と、前記走査線に交差するように配置された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線との交点に配置された複数の画素とを有するマトリクス型表示パネルと、
複数の基準電圧から前記信号線を駆動するための前記基準電圧を選択し、出力端子から階調電圧として出力する階調電圧選択回路とを備えたマトリクス型表示装置において、
前記階調電圧を入力し前記信号線を駆動する増幅器と、
前記階調電圧選択回路の出力端子と前記信号線の一端との間に接続されたスイッチと、
前記信号線の電圧と前記階調電圧との電圧が一致したときに生成される比較信号を参照して、前記増幅器の活性化および非活性化の切換制御と前記スイッチのオン・オフ切り換え制御とを行う信号線駆動手段と、を備えることを特徴としている。
【００２６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるマトリクス型表示装置のブロック図であり、図８、１０と同一構成要素に対しては同一符号を付しており、同一符号の回路に関しては動作説明を省略する。
【００２８】
本発明のマトリクス型表示装置を構成する信号線駆動手段２は、図１０に示す第２の従来例による信号線駆動手段２Ｂに対して、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとの切り換えタイミングのためのタイミングクロックを生成するタイミングクロック回路２５と、水平同期信号Ｓ２をトリガーとしてタイミングクロック回路２５から出力されるパルスをカウントするカウンタ２６と、階調電圧生成回路２２からの階調電圧と信号線電圧モニター用配線２９を介して信号線１Ｌの終端電圧とを比較し比較信号を出力する電圧比較回路２７と、外部からのキャリブレーション制御信号Ｓ１と、水平同期信号Ｓ２とカウンタ２６からのカウンタ値と、電圧比較回路２７からの比較信号とを入力し、最適な切り換えタイミング信号を生成し、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとの切り換え制御を行う演算増幅器切り換え制御回路２４と、この最適切り換えタイミング信号を記憶するタイミング記憶回路２３と、切り換えタイミング信号を反転するインバータ８とをさらに備えている。
【００２９】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるマトリクス型表示装置のブロック図であるが、液晶パネル１内の画素１１１〜１１ｍの配置、画素列１１〜１ｎの配置、信号線ドライバ２１１〜２１ｍの配置などについては、ブロック図の配置と概略同様な配置となっている。
【００３０】
また信号線電圧モニター用配線２９は、画素列１１を構成する画素１１１〜１１ｍのうち、信号線ドライバ２１１の出力端子から最も遠い画素１１１と、電圧比較回路２７の入力端子間とに接続され、電圧比較回路２７は、画素１１１の信号線１Ｌの電圧と、選択された階調電圧との大小について判定する。
【００３１】
ここで、信号線電圧モニター用配線２９を画素１１１と接続するのは、信号線ドライバ２１１から見たとき、画素１１１を駆動するのが時間的に最も遅くなり、画素１１１を構成する信号線１Ｌが所定の電圧に達した場合、この画素１１１よりも信号線ドライバ２１１に近い画素１１２〜１１ｍを構成する信号線１Ｌの電圧は既に所定の電圧に達していることが保証されるためである。
【００３２】
次に信号線駆動手段２の回路動作について、図２に示すタイミングチャートを参照して説明する。
【００３３】
カウンタ２６は、タイミングクロック回路２５から出力されるタイミングクロックをカウントし、カウンタ値を演算増幅器切り換え制御回路２４に出力する。最初に、時刻ｔ０でキャリブレーション制御信号Ｓ１が立ち上がり、信号線駆動手段２による一連のキャリブレーション動作が開始し、電圧比較回路２７の判定動作の準備に入る。次に時刻ｔ１で外部から水平同期信号Ｓ２が入力すると、時刻ｔ１からΔｔ１後の時刻ｔ２に同期して、演算増幅器切り換え制御回路２４は切り換えタイミング信号（１）を演算増幅器２１Ｂに、この反転信号をスイッチ２１Ｃに出力する。
【００３４】
演算増幅器２１Ｂは、切り換えタイミング信号（１）の立ち上がりに同期して活性化し、信号線駆動信号Ｓ３を信号線１Ｌに出力する。信号線１Ｌの電圧は、グランド電圧から徐々に立ち上がるが、立ち上がりに要する時間は、液晶表示装置の使用温度、液晶パネル１および信号線駆動手段２の製造バラツキにより変動する。
【００３５】
信号配線１Ｌに付加する信号配線抵抗ｒ１〜ｒｍと信号配線容量Ｃ１〜Ｃｍが小さくなると、信号線ドライバ２１１〜２１ｎの負荷が軽くなり、信号線１Ｌの立ち上がり早くなって図２に示す信号線モニター電圧（１）のようになる。電圧比較回路２７は、時刻ｔ３（１）において、信号線電圧モニター用配線２９からの信号線モニター電圧（１）が所定の第１の判定電圧に達したと判定して比較信号（１）を出力する。このとき、第１の判定電圧は、信号モニター電圧が最終的に達する設定電圧と第１の判定電圧との差が許容値以内となるように設定される。従って、この許容値が小さくなれば各信号線１Ｌの電圧はほぼ一定と見なすことが出来るが、この電圧に達するまでの時間が長くなる。このため、第１の判定電圧は偏差として許容できる許容値と、第１の判定電圧に達するまでの時間の両方を考慮して決定する。
【００３６】
演算増幅器切り換え制御回路２４は、比較信号（１）が入力すると切り換えタイミング信号（１）を“Ｈ”から“Ｌ”に変化させ、この信号と反転信号とをそれぞれ演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとに出力する。
【００３７】
演算増幅器２１Ｂは、この切り換えタイミング信号（１）を受けて直ちに非活性となり、演算増幅器２１Ｂ内部を流れるバイアス電流は０となり動作が停止する。一方、スイッチ２１Ｃは、この切り換えタイミング信号（１）の反転信号を受けてオンとなり、信号線１Ｌはスイッチ２１Ｃを介して階調電圧選択回路の出力と接続する。このため、信号線１Ｌの電圧は演算増幅器２１Ｂのオフセット電圧の影響を受けない階調電圧で安定化する。従って、輝度ムラの原因となる演算増幅器２１Ｂのオフセット電圧を補正することが出来るので、画質の改善を図ることが出来る。
【００３８】
また信号配線１Ｌに付加する信号配線抵抗ｒ１〜ｒｍと信号配線容量Ｃ１〜Ｃｍが大きくなると、信号線ドライバ２１１〜２１ｎの負荷が重たくなり、信号線１Ｌの立ち上がり遅くなって図２に示す信号線モニター電圧（２）のようになる。電圧比較回路２７は、時刻ｔ３（２）において、信号線電圧モニター用配線２９からの信号線モニター電圧（２）が第１の判定電圧に達したと判定して比較信号（２）を出力する。演算増幅器切り換え制御回路２４は、比較信号（２）が入力すると切り換えタイミング信号（２）を“Ｈ”から“Ｌ”に変化させ、この信号と反転信号とをそれぞれ演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとに出力する。
【００３９】
演算増幅器２１Ｂは、この切り換えタイミング信号（２）を受けて直ちに非活性となり、演算増幅器２１Ｂ内部を流れるバイアス電流は０となり動作が停止する。一方、スイッチ２１Ｃは、この切り換えタイミング信号（２）の反転信号を受けてオンとなり、信号線１Ｌはスイッチ２１Ｃを介して階調電圧選択回路の出力と接続する。
【００４０】
本発明の信号線駆動手段２は、信号線ドライバ２１１の出力に接続する負荷が大きくなったり、あるいは信号線ドライバ２１１の駆動能力が小さくなったりして、信号配線１Ｌの立ち上がりが遅くなった場合、この立ち上がり時間の遅れに対応して、信号配線１Ｌの電圧が一定電圧になるまで、信号線ドライバ２１１〜２１ｎを構成する演算増幅器２１Ｂから各信号線１Ｌに対して電流を流し続ける。
【００４１】
一方、信号線１Ｌの立ち上がりが早くなった場合、この立ち上がり時間に対応して切り換えタイミング信号を生成し、演算増幅器２１Ｂを活性状態から非活性状態に切り換える。
【００４２】
従来の信号線駆動手段では、信号線１Ｌの立ち上がりが早い場合であってもタイミング切り換え信号をｔ３（２）の時刻で発生していたが、本発明では信号線１Ｌの立ち上がりが早い場合ｔ３（１）で演算増幅器２１Ｂを停止するので、１つの信号線ドライバ当たりｔ３（２）−ｔ３（１）の時間に流れる電流を消費電流として低減できる。
【００４３】
次に時刻ｔ４で水平同期信号Ｓ２が入力すると、上記に説明したと同様な動作を行い、時刻ｔ７でキャリブレーション制御信号Ｓ１が立ち下がるとキャリブレーション期間が終了し、時刻ｔ３（１）、ｔ３（２）、ｔ６（１）、ｔ６（２）に相当するカウント値を、タイミング記憶回路２３に格納する。
【００４４】
時刻ｔ０〜時刻ｔ７までのキャリブレーション期間は、液晶表示装置に電源が投入された後の所定期間、あるいは表示の休止モードから再表示モードに復帰する際の所定期間に設定される。時刻ｔ７以降の表示期間において、タイミング記憶回路２３に格納された切り換えタイミング信号のうち最も遅い（長い）切り換えタイミング信号を用い、各信号線１Ｌを構成する演算増幅器２１Ｂの活性／非活性の切り換えと、スイッチ２１Ｃのオン／オフ制御とが行われる。従って、本願発明の液晶表装置は、液晶パネルの輝度ムラなどの画質の劣化を抑制するとともに消費電力を低減することができる。
【００４５】
図３は、上記に説明した本願発明によるマトリクス型表示装置の効果を説明するための説明図であり、横軸は各信号線ドライバを構成する演算増幅器の消費電力を、縦軸は液晶パネルの画質、特に輝度が画面全体で均一であるか否かについての液晶パネルの画質を表す。
【００４６】
同図において、Ａ＜Ｂ＜Ｃの順に演算増幅器の出力に接続する負荷が大きいか、演算増幅器の駆動能力が小さく信号線の立ち上がりが遅いとする。従って、一律的に従来技術のように消費電力をＰ１に設定すれば、Ａ，Ｂ，Ｃのいずれにおいても十分な立ち上がり時間を確保することができ画質が保証されるが、無駄な消費電流が流れることになる。すなわち、Ａの場合は、本来消費電力Ｐ２で消費電力Ｐ１と同等な画質を得ることが出来る。
【００４７】
本発明においては、マトリクス表示装置がＡ，Ｂ，Ｃのいずれの条件になっているかを判定し、判定条件により演算増幅器とスイッチとを制御しているので、画質劣化を抑制するとともに消費電力を低減することが可能である。
【００４８】
次に本発明の第２の実施の形態によるマトリクス型表示装置について、図４を参照して説明する。
【００４９】
図４に示すマトリクス型表示装置は、図１に示す液晶パネル１に接してモニター用画素列１Ａを設けた液晶パネル１’と、モニター用画素列１Ａを構成するダミー信号線１Ｌ’の電圧をモニターする信号線電圧モニター用配線２９’と、信号線ドライバ２１１〜２１ｍに加えて、モニター用画素列１Ａのダミー信号線１Ｌ’を駆動するモニター用信号線ドライバ２１０を設けた信号線駆動手段２’とを備えている。
【００５０】
モニター用画素列１Ａは、ダミー画素１１１’〜１１ｍ’が垂直方向に配列されており、画素列１１〜１ｎと同様な構成となっている。画素列１１〜１ｎは、入力画像データを表示するのに用いられるが、モニター用画素列１Ａには入力画像データは入力されず、画素列１１〜１ｎの信号線１Ｌの電圧を間接的にモニターするために用いられる。すなわち、モニター用画素列１Ａは画素列１１に接して設けられるので、モニター用画素列１Ａを構成するダミー信号線１Ｌ’の電圧は、画素列１１を構成する信号線１Ｌの電圧にほぼ等しい。
【００５１】
またモニター用信号線ドライバ２１０の回路構成は、信号線ドライバ２１１〜２１ｍの回路構成と同様であり、モニター用信号線ドライバ２１０を構成する階調電圧選択回路２１Ａは階調電圧生成回路２２から出力された基準電圧Ｖ（１）〜Ｖ（２ｊ）の中から、モニター用画素列１Ａに出力する基準電圧を選択し演算増幅器２１Ｂに出力し、ボルテージフォロア構成の演算増幅器２１Ｂは階調電圧をダミー信号線１Ｌ’に対して電流駆動する。
【００５２】
図１に示す液晶表示装置では、液晶表示装置に電源が投入された後の所定期間、あるいは表示の休止モードから再表示モードに復帰する際の所定期間のキャリブレーション期間において、最適な切り換えタイミング信号を得るようにしていたが、本実施の形態によるマトリクス型表示装置では、画素列１１〜１ｎに画素データを表示している間も、常時信号線電圧モニター用配線２９’を介してダミー信号線１Ｌ’の電圧をモニターし、この結果に基づいてモニター用信号線ドライバ２１１〜２１ｎを構成する演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃの切り換えタイミングを制御する。
【００５３】
これにより、液晶表示装置の使用温度が変化しても、常時最適な切り換えタイミングで演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃの切り換えタイミングを制御することができ、画質劣化を抑制するとともに消費電力をさらに低減することが可能である。また本実施の形態では、切り換えタイミング信号を記憶する必要がないので、図１に示すタイミング記憶回路２３は不要となる。
【００５４】
次に本発明の第３の実施の形態によるマトリクス型表示装置について、図５を参照して説明する。
【００５５】
図５に示すマトリクス型表示装置は、液晶パネル１と、信号線駆動手段２と、シフトレジスタ４と、液晶パネル１の走査線を駆動するための走査線駆動信号Ｓ４とシフトレジスタ４にシフトパルスを出力する走査線駆動回路３’と、シフトレジスタからのパラレルデータを入力し、画素列１１〜１ｎのいずれか１列を選択するスイッチＳＷ１〜ＳＷｎからなる切り換えスイッチ部５とを備えている。
【００５６】
上記第１および第２の実施の形態においては、信号線モニター用配線２９，２９’を介して特定の画素列を構成する信号線電圧をモニターしているが、各画素列を構成する信号線に付加する信号配線抵抗ｒ１〜ｒｍと信号配線容量Ｃ１〜Ｃｍに画素列毎のバラツキがあった場合、これらのバラツキを考慮して切り換えタイミングを最適化することは出来ず、オーバーマージンの切り換えタイミングを設定せざるを得ない。
【００５７】
例えば、図１の画素列１１に対して求めた切り換えタイミングに対して＋３０％長く設定するなどである。この場合、オーバーマージンをとった分だけ演算増幅器２１Ｂの電流が流れ続けるので、消費電流が大きくなるという問題がある。
【００５８】
本実施の形態では、液晶表示装置に電源が投入された後の所定期間、あるいは表示の休止モードから再表示モードに復帰する際の所定期間のキャリブレーション期間において、各画素列毎の切り換えタイミング情報を検出してタイミング記憶回路２３に格納し、キャリブレーション期間に格納された切り換えタイミングのうち最も遅い（長い）切り換えタイミングを用いて、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとの切り換えを行うことにより、切り換えタイミングのオーバーマージンを無くすことが出来る。
【００５９】
図６は、本実施の形態によるマトリクス型表示装置の動作を示すタイミングチャートであり、キャリブレーション制御信号Ｓ１が“Ｈ”のキャリブレーション期間において、走査線駆動回路３’からのシフトパルスに応答して、シフトレジスタ４を構成するフリップフロップ回路は、ＳＷ１〜ＳＷｎに示すようなパルスをスイッチＳＷ１〜ＳＷｎに出力する。
【００６０】
各スイッチＳＷ１〜ＳＷｎは、図６に示すＳＷ１〜ＳＷｎの信号波形が“Ｈ”の期間のみオンとなり、対応する画素列１１〜１ｎと信号線電圧モニター用配線２９”とを接続する。図６から明らかなように、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷｎの方向にスイッチＳＷ１〜ＳＷｎが順次オンするので、対応する画素列１１〜１ｎを構成する信号線の電圧を電圧比較回路２７に入力し、演算増幅器切り換え制御回路２４で得られた各画素毎の切り換えタイミングをタイミング記憶回路に格納する。
【００６１】
次にキャリブレーション期間の後の表示期間において、キャリブレーション期間に格納された切り換えタイミングのうち最も遅い（長い）切り換えタイミングを用いて、演算増幅器２１Ｂとスイッチ２１Ｃとの切り換えを行うことにより、切り換えタイミングのオーバーマージンを無くすことが出来るので、画質劣化を抑制するとともによりいっそう消費電力を低減することが可能である。
【００６２】
なお上記の説明において、信号線電圧モニター用配線２９は、画素列１１を構成する画素１１１〜１１ｍのうち、信号線ドライバ２１１の出力端子から最も遠い画素１１１と、電圧比較回路２７の入力端子間とに接続されるとして説明したが、必ずしも信号線１Ｌの終端に接続する必要はなく、終端に近い任意の箇所であって良い。他の実施例についても同様である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によるマトリクス型表示装置は、画質劣化を抑制するとともに消費電力を低減することができる。
【００６４】
現在市場で主流となっている２型携帯電話セット（１３２×１７６画素）の場合について図７を参照してより具体的に説明すると、図７（ａ）は演算増幅器のパルス幅比と消費電力比との関係を、第１の従来例の場合を１．０（１００％）として示した図である。第２の従来例は、第１の従来例に比して演算増幅器の消費電力を２８％に低減できるが、本願発明では第１の従来例に比して演算増幅器の消費電力を１３％に低減できる。
【００６５】
また、図７（ｂ）は信号線駆動手段のパルス幅比と消費電力比との関係を、第１の従来例の場合を１．０（１００％）として示した図である。第２の従来例は、第１の従来例に比して演算増幅器の消費電力を３８％に低減できるが、本願発明では第１の従来例に比して演算増幅器の消費電力を２８％に低減できる。
【００６６】
また、液晶パネルの解像度が増加すると信号線駆動手段の動作周波数が大きくなり、高速化を図るために演算増幅器のバイアス電流が大きくなることから、本願発明によるマトリクス型表示装置の低消費電力の効果はいっそう大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるマトリクス型表示装置の第１の実施の形態によるブロック図であり、かつ概略的なレイアウト図である。
【図２】第１の実施の形態によるマトリクス型表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本願発明によるマトリクス型表示装置の低消費電力の効果を説明するための説明図である。
【図４】本発明によるマトリクス型表示装置の第２の実施の形態によるブロック図である。
【図５】本発明によるマトリクス型表示装置の第３の実施の形態によるブロック図である。
【図６】第３の実施の形態によるマトリクス型表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図７】本願発明によるマトリクス型表示装置の低消費電力の効果を説明するための説明図である。
【図８】第１の従来例によるマトリクス型表示装置のブロック図である。
【図９】第１の従来例によるマトリクス型表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】第２の従来例によるマトリクス型表示装置のブロック図である。
【図１１】第２の従来例によるマトリクス型表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，１’    液晶パネル
１Ａ    モニター用画素列
２，２’，２Ａ，２Ｂ    信号線駆動手段
３，３’    走査線駆動回路
４    シフトレジスタ
４１〜４ｎ    フリップフロップ回路
５    切り換えスイッチ部
１１〜１ｎ    画素列
１１１〜１１ｍ，１１１’〜１１ｍ’    画素
２１Ａ    階調電圧選択回路
２１Ｂ    演算増幅器
２１Ｃ，ＳＷ１〜ＳＷｎ    スイッチ
２２    階調電圧生成回路
２３    タイミング記憶回路
２４    演算増幅器切り換え制御回路
２５    タイミングクロック回路
２６    カウンタ
２７    電圧比較回路
２８，２８’    インバータ
２９，２９’，２９”    信号線電圧モニター用配線
２１１〜２１ｎ，２１１’〜２１ｎ’，２１１”〜２１ｎ”    信号線ドライバ
２１０    モニター用信号線ドライバ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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