(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、この表示部に出力する表示信号を生成する表示制御手段とを備え、電源から電力が供給されている状態において、通常モードとスタンバイモードの機能を具備する表示装置であって、
前記表示制御手段は、直列接続された２つの能動素子からなる増幅回路を含み、
前記通常モードにおいては、アナログ信号の入力に応じて前記２つの能動素子に流れる電流によって前記多値の表示信号を前記表示部に出力し、
前記スタンバイモードにおいては、いずれか一方の能動素子に流れる電流によって前記２値の表示信号を前記表示部に出力することを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記表示制御手段は、前記多値の表示信号を生成する第１の回路と前記２値の表示信号を生成する第２の回路とを有し、前記スタンバイモードにおいては、前記第１の回路への電力の供給を停止し前記第２の回路によって生成された前記２値の表示信号を前記表示部に出力することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記第１の回路は、複数ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する回路を含むことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の回路は、複数ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する回路及び当該アナログ信号を増幅する増幅回路を含むことを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記表示制御手段は、前記多値の表示信号を生成するための複数ビットのデジタル信号を生成する複数のデジタル回路を有し、前記スタンバイモードにおいては、前記複数ビットのうち最上位ビットのデジタル信号を生成する１つのデジタル回路のみを活動状態にし、他のデジタル回路を非活動状態にすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の表示装置。
【請求項６】
前記表示部は反射型の液晶表示部で構成され、前記表示制御手段は、この液晶表示部の駆動回路に前記表示信号を出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関し、特に、液晶表示（ＬＣＤ）パネルを有する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
透過型のＬＣＤパネルを有する表示装置においては、液晶層を封入するＬＣＤパネルの裏側からその表示画面を照明するバックライトシステムが用いられている。ノート型パソコンやＰＤＡ（携帯通信機器）といった用途の透過型のＬＣＤパネルでは、一定時間が経過してもキーボードやマウスその他の操作手段が操作がされない場合にはスタンバイモード（スリープモード）に遷移して、バックライトを消灯し、ＬＣＤパネルへの表示信号も遮断して消費電力の削減をしている。特に、バックライトの消費電力は大きいので、スタンバイモードに遷移することにより電力削減の効果は著しい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし反射型のＬＣＤパネルにおいてはバックライトシステムを用いていないので、効果的な電力削減を図ることができなかった。一方、反射型のＬＣＤが使われるのは、通信機能を具備した携帯電話等の携帯端末が多く、低消費電力が要求される用途である。ところが通信機能を具備した携帯端末においては、スタンバイモードであっても着信待機中である場合がほとんどであり、ＬＣＤパネルへの表示信号を遮断したのでは着信通知を表示することができず、ＬＣＤパネル以外に着信通知用の表示手段を設ける必要がある。また、通信機能を持たない携帯端末においても、現在時刻だけは表示させたい場合がある。このためバックライトを持たない反射型のＬＣＤパネルを有する表示装置では、より以上の電力削減と必要最小限の表示という二律背反の課題を抱えている。
【０００４】
本発明は、上記した点に鑑み、スタンバイモードにおけるより以上の電力削減を図ることができ、かつ必要最小限の表示をし得る表示装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による表示装置は、表示部と、この表示部に出力する表示信号を生成する表示制御手段とを備え、電源から電力が供給されている状態において、通常モードとスタンバイモードの機能を具備する表示装置であって、前記表示制御手段は、直列接続された２つの能動素子からなる増幅回路を含み、前記通常モードにおいては、アナログ信号の入力に応じて前記２つの能動素子に流れる電流によって前記多値の表示信号を前記表示部に出力し、前記スタンバイモードにおいては、いずれか一方の能動素子に流れる電流によって前記２値の表示信号を前記表示部に出力することを特徴としている。
【０００６】
このような表示制御手段を備えることによって、スタンバイモードにおいては、電力消費が大きい多値の表示信号の生成に代えて、電力消費が小さい２値の表示信号を生成して表示部に出力するので、より以上の電力削減を図ることができるとともに、着信通知や現在時刻等の必要最小限の表示をすることができる。
【０００７】
上記態様の表示装置において、前記表示制御手段は、前記多値の表示信号を生成する第１の回路と前記２値の表示信号を生成する第２の回路とを有し、前記スタンバイモードにおいては、前記第１の回路への電力の供給を停止し前記第２の回路によって生成された前記２値の表示信号を前記表示部に出力する。これにより、消費電力の大きい回路への電力供給を停止して消費電力の小さい回路で表示信号を生成するので、効果的に電力削減を図ることができ、かつ最小限の表示をし得る。
【０００８】
また、上記態様の表示装置において、前記第１の回路は、複数ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する回路を含む。これによりスタンバイモードにおいては消費電力の大きいこの回路を非活動状態することにより、大幅な電力削減を可能にする。
【０００９】
また、上記態様の表示装置において、前記第１の回路は、複数ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する回路及び当該アナログ信号を増幅する増幅回路を含む。これによりアナログ信号の増幅回路をも非活動状態することにより、さらに大幅な電力削減を可能にする。
【００１１】
また、上記態様の表示装置において、前記表示制御手段は、前記多値の表示信号を生成するための複数ビットのデジタル信号を生成する複数のデジタル回路を有し、前記スタンバイモードにおいては、前記複数ビットのうち最上位ビットのデジタル信号を生成する１つのデジタル回路のみを活動状態にし、他のデジタル回路を非活動状態にする。これにより、アナログ信号である多値の表示信号を生成する回路のみならず、デジタル信号を生成する回路においても消費電力を削減することができる。
【００１２】
また、上記態様の表示装置において、前記表示部は反射型の液晶表示部で構成され、前記表示制御手段は、この液晶表示部の駆動回路に前記表示信号を出力する。これにより、液晶表示部が多く用いられているノート型パソコンやＰＤＡのバッテリーの消費電力を削減でき、ひいては装置の連続使用時間を長くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、一実施例による反射型の液晶表示（ＬＣＤ）パネルを用いた表示装置におけるシステムの一部を概略的に示している。
【００１４】
図１において、操作検出回路１、第１の回路としてのデジタル回路２、第２の回路としてのアナログ回路３は、電源ライン４によって電源部５に接続され定電圧ＶＣを供給されている。ＬＣＤパネル（表示部）６は、電源ライン７によって電源部５に接続され定電圧ＶＤを供給されている。操作検出回路１は、この装置が連続して操作されない時間が所定時間を超えたときには、信号ライン８を介して、デジタル回路２とアナログ回路３とにローアクティヴのスタンバイ信号であるＳＴＢＹを入力してスタンバイモードに遷移する。
【００１５】
デジタル回路２はＣ-ＭＯＳのＩＣで構成され、表示信号を生成するためのデジタル信号を生成して、信号ライン９を介してアナログ回路３に入力する。アナログ回路３は、このデジタル信号に応じて表示信号を生成して信号ライン１０を介してＬＣＤパネル６の駆動回路に入力する。ＬＣＤパネル６は、液晶層を封入するガラス基板に形成された駆動回路であるＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によって、画素電極を駆動して画像を表示する。
【００１６】
ＴＦＴは、水平表示方向に対応するゲートバスと垂直表示方向に対応するソースバスとからなるマトリックスの交差する位置に形成されたゲート、ソース及びドレイン、並びにソースとドレインとの間のチャネルによって構成された薄膜トランジスタである。ソースバスに表示信号が入力された状態でゲートバスにパルス信号を入力することによって、チャネルをオンにしてソースに入力された表示信号をドレインに接続されている画素電極に供給する。すなわち、上記アナログ回路３はソースドライバ回路を構成し、垂直表示方向における複数のソースラインごとに垂直走査時間の間隔で表示信号を生成してＬＣＤパネル６に入力する。
【００１７】
図１に示したデジタル回路２及びアナログ回路３はソースバスに表示信号を入力する表示制御手段を構成し、図２はその具体的な回路を示している。
【００１８】
図２において、ＤＡコンバータ回路３０１は、６ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する。ＤＡコンバータ回路３０１の６つの入力には、最上位ビット（ＭＳＢ）に対応する１つのバッファ回路２０１と５つのアンド回路２０２ないし２０６の出力がそれぞれ接続されている。バッファ回路２０１の入力と、アンド回路２０２ないし２０６におけるそれぞれ一方の入力には、アナログ信号を生成するための６ビットのデジタル信号が入力される。また、アンド回路２０２ないし２０６におけるそれぞれ他方の入力には、図１に示した操作検出回路１からのＳＴＢＹの信号ライン８が接続されている。この信号ライン８は、プルアップ抵抗２０７を介して電源ライン４に接続されている。
【００１９】
なお、ＤＡコンバータ回路３０１には交流化信号ＰＯＬの信号ライン１１が接続されている。ＰＯＬは液晶の駆動電圧をプラス又はマイナスに逆転させる働きをする。例えば、ＴＦＴのコモン電極が０ボルトのときはプラス書き込みモードとなり、白が０ボルト、黒が５ボルトになるようにＤＡコンバータ回路を制御し、コモン電極が５ボルトのときはマイナス書き込みモードとなり、白が５ボルト、黒が０ボルトになるようにＤＡコンバータ回路を制御する。
【００２０】
通常モードにおいてはＳＴＢＹはハイレベルであるので、アンド回路２０２ないし２０６はアクティヴ状態（活動状態）となる。このためバッファ回路２０１及びアンド回路２０２ないし２０６に入力された６ビットのデジタル信号が出力され、ＤＡコンバータ回路３０１に入力される。一方、スタンバイモードにおいてはＳＴＢＹはローレベルであるので、アンド回路２０２ないし２０６はインアクティヴ状態（非活動状態）となる。このためアンド回路２０２ないし２０６に入力された５ビットのデジタル信号は出力されず、バッファ回路２０１に入力された１ビットのＭＳＢのデジタル信号のみが出力される。
【００２１】
ＤＡコンバータ回路３０１の出力は、アンプ回路３０２の入力に接続されている。ＤＡコンバータ回路３０１の電源端子及びアンプ回路３０２の電源端子は、ともにアナログスイッチで構成されたスイッチ回路３０３を介して電源ライン４に接続されている。このスイッチ回路３０３の制御端子は、ＳＴＢＹの信号ライン８に接続されている。また、アンプ回路３０２の出力はスイッチ回路３０４を介して出力端子３０５に接続され、スイッチ回路３０４の制御端子は信号ライン８に接続されている。
【００２２】
このためＳＴＢＹがハイレベルの通常モードにおいては、スイッチ回路３０３はオン状態となり、ＤＡコンバータ回路３０１及びアンプ回路３０２に電力が供給されて、バイアス電流が流れるアクティヴ状態になる。したがってＤＡコンバータ回路３０１に入力された６ビットのデジタル信号がアナログ信号に変換されて、アンプ回路３０２によって電力増幅がなされ、階調を表示し得る多値の表示信号が出力端子３０５からＬＣＤパネルのソースバスに入力される。
【００２３】
出力端子３０５は、スイッチ回路３０６を介して電源ライン４に接続され、スイッチ回路３０７を介してアースラインに接続されている。スイッチ回路３０６の制御端子にはアンド回路２０８の出力が接続され、スイッチ回路３０７の制御端子はアンド回路２０９の出力に接続されている。このアンド回路２０８及び２０９のそれぞれ一方の入力には、インバータ回路２１０によって反転されたＳＴＢＹの信号ライン１２が接続されている。
【００２４】
このためＳＴＢＹがハイレベルの通常モードにおいては、アンド回路２０８及び２０９のそれぞれ一方の入力にはローレベルの信号が入力されるので、アンド回路２０８及び２０９の出力は他方の入力のレベルにかかわらずローレベルとなる。この結果、スイッチ回路３０６及び３０７はオフ状態となる。したがって電源ライン４及びアースラインは出力端子３０５から切り離された状態になり、アンプ回路３０２から出力される表示信号に影響を与えることはない。
【００２５】
ＳＴＢＹがローレベルのスタンバイモードにおいては、スイッチ回路３０３はオフ状態となり、ＤＡコンバータ回路３０１及びアンプ回路３０２には電力が供給されず、バイアス電流が流れないインアクティヴ状態になる。また、スイッチ回路３０４もオフとなり、アンプ回路３０２の出力は出力端子３０５から切り離される。
【００２６】
さらにこのスタンバイモードにおいては、アンド回路２０８及び２０９のそれぞれ一方の入力には信号ライン１２によりハイレベルの信号が与えられる。このためアンド回路２０８及び２０９はアクティヴ状態となる。アンド回路２０８の他方の入力にはイクスクルーシヴ・オア回路２１１の出力が接続され、アンド回路２０９の他方の入力にはイクスクルーシヴ・オア回路２１２の出力が接続されている。
【００２７】
このイクスクルーシヴ・オア回路２１１及び２１２のそれぞれ一方の入力には、ＰＯＬの信号ラインが接続されている。またバッファ回路２０１の出力がイクスクルーシヴ・オア回路２１１の他方の入力に接続されているともに、インバータ回路２１３で反転された信号がイクスクルーシヴ・オア回路２１２の他方の入力に接続されている。
【００２８】
このためスタンバイモードにおいては、例えばＰＯＬがローレベルに設定されているとすると、スイッチ回路３０６はバッファ回路２０１の出力である１ビットのＭＳＢがハイレベルのときのみオンとなり、スイッチ回路３０７はＭＳＢがローレベルのときのみオンとなる。したがって出力端子３０５からは、ＭＳＢのレベルに応じて２値の表示信号が出力端子３０５からＬＣＤパネルのソースバスに入力される。
【００２９】
このようにスタンバイモードにおいては、多値の表示信号を生成する代わりに２値の表示信号を生成することによって、ＤＡコンバータ回路３０１及びアンプ回路３０２への電力の供給を停止してインアクティヴ状態とし、これらの回路における電力消費を削減する。特に、これらの回路において多値の表示信号を生成するためのバイアス電流は大きいので、消費電力の大きいこれらの回路をインアクティヴ状態としてバイアス電流をゼロにすることにより、効果的な消費電力削減が可能となる。
【００３０】
ところで、一般にＣ-ＭＯＳのＩＣにおいては、その消費電力Ｐｄは次式で表される。
【００３１】
Ｐｄ＝ＣＶｆ
【００３２】
この式において、Ｃは信号線等の負荷容量、Ｖは信号振幅（図１の場合には、略電圧ＶＣ）、ｆは０、１の繰り返し周波数（電圧変化率ｄＶ／ｄｔ）である。負荷容量Ｃの値は信号線が多くなるほど大きくなる。例えば、カラー表示であるＲＧＢの多値の表示信号を生成するためには、各色ごとに６ビットのデジタル信号を必要とするので、合計１８本の信号線がデジタル回路の出力側とＤＡコンバータ回路の入力側とを接続する。
【００３３】
スタンバイモードにおいては、ＲＧＢにおける各６ビットのうちＭＳＢの１ビットだけを用い、他の５ビットを０又は１に固定（インアクティヴ状態）するので、１８本の信号線のうち１５本の信号線におけるｆの値はゼロとなる。１８本の信号線のそれぞれにおけるＣの値及びＶの値は略同一と考えると、サンプリングクロック等による消費電力を除けば、デジタル回路での消費電力を略６分の１に削減することも可能になる。
【００３４】
これによりアナログ信号を生成するＡＤコンバータ回路３０１及びアンプ回路３０２のみならず、アンド回路２０２ないし２０６のデジタル回路においても、消費電力を削減することができる。
【００３５】
また本発明の他の実施例の構成では、ＤＡコンバータ回路はスイッチ回路を介して電源ラインに接続されて、通常モードのときにアクティヴ状態となり、スタンバイモードのときにインアクティヴ状態となるが、アンプ回路は直接に電源ラインに接続されて常時アクティヴ状態になっている。
【００３６】
図２におけるアンプ回路３０２等の一般的なオペアンプの等価回路においては、その出力段はＰＮＰ型のトランジスタとＮＰＮ型のトランジスタとがトーテムポール接続された構成になっている。このため出力段を１ビットのデジタル信号により適正に制御することによって、図２に示したスイッチ回路３０６及び３０７を用いなくても、スタンバイモードにおいて２値の表示信号を生成してＬＣＤパネルのソースバスに入力することが可能である。これにより、２値の表示信号を生成するために図２のスイッチ回路３０６、３０７その他の回路を追加する必要がない。
【００３７】
なお、上記実施例では、液晶表示装置についての例を挙げたが、本発明は、必ずしも液晶表示装置に適用されることに限定されない。例えば、プラズマ表示装置、エレクトロルミネセンス表示装置、その他の種類の表示装置にも本発明を適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、通常モードにおいては階調を表示できる多値の表示信号を生成するが、スタンバイモードにおいては、電力消費が大きい多値の表示信号の生成に代えて、電力消費が小さい２値の表示信号を生成して表示部に出力するので、効果的な電力削減を図ることができる一方、着信通知や現在時刻等の必要最小限の表示を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による反射型のＬＣＤパネルを用いた表示装置におけるシステムの一部を概略的に示したブロック図。
【図２】  図１のデジタル回路及びアナログ回路の具体的な回路図。
【符号の説明】
１…操作検出回路
２…デジタル回路
３…アナログ回路
４…電源ライン
５…電源部
６…ＬＣＤパネル
８…ＳＴＢＹ信号ライン
１１…交流化信号ライン
１２…反転ＳＴＢＹ信号ライン
２０１…バッファ回路
２０２〜２０６、２０８、２０９…アンド回路
２０７…プルアップ抵抗
２１０、２１３…インバータ回路
２１１、２１２…イクスクルーシヴ・オア回路
３０１…ＤＡコンバータ回路
３０２…アンプ回路
３０７…スイッチ回路
３０５…出力端子
【図１】
0004204728.tif 000002
【図２】
0004204728.tif 000003