JP5236131B1 - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて変化の少ない画像を少ない消費電力で表示することができる表示装置およびその駆動方法を提供する。
表示タイミングコントローラ（３１）は、外部から送信されたコマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを１フレーム期間ごとに判定する。その結果、更新されたビデオデータが含まれていないと判定した場合には、フレームメモリ（３６）に格納されているビデオデータの読み出しを行なわないようにして画面のリフレッシュを休止する。また更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、フレームメモリ（３６）に格納されているビデオデータを読み出して画面のリフレッシュを行なう。

Description

本発明は、表示装置およびその駆動方法に関し、特に、低消費電力化を目的とする中小型の表示装置およびその駆動方法に関する。

従来の表示装置は、静止画像のように変化が少ない画像を画面に表示する場合でも、一定の周期（例えば６０Ｈｚ）で画面をリフレッシュしていたので、その消費電力を低減することは困難であった。

また、図１４は、従来のホストプロセッサ９０（以下、「ホスト９０」という）と表示装置８０との関係を示す図である。図１４に示すように、ホスト９０は、ビデオデータとモード切替信号を表示装置８０に送信し、表示装置８０は受信したモード切替信号に基づき、画面をリフレッシュするモードを切り替えて画像を表示する。このモード切替信号により、表示装置８０は、画面をリフレッシュする周期を、予め設定された複数の周波数の中から選択する。例えば、予め設定された選択可能なモードとして６０ＨｚでリフレッシュするモードＡと、３０ＨｚでリフレッシュするモードＢとが設定されている場合、画面はホスト９０から送信されるモード切替信号によってモードＡまたはモードＢのいずれかのモードでリフレッシュされる。このように、モードＡとモードＢとを適宜切り替えて画面をリフレッシュすれば、画面を常にモードＡでリフレッシュする場合に比べて、表示装置８０の消費電力を低減することができる。

また、日本の特開２００２−２０７４６２号公報には、静止画像を表示する場合に消費電力を低減することが可能な液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、あるフレームから次のフレームに移る前に、走査線の電位および信号線の電位をそれぞれ固定電位に保つと共に、駆動回路を休止させる駆動休止期間を設ける。これにより、液晶表示装置は静止画像を表示する際の消費電力を低減することができる。

日本の特開２００２−２０７４６２号公報

しかし、図１４に示す表示装置８０によって静止画像を表示する場合、ホスト９０側で動作モードを設定して、表示装置８０にモード切替信号を送信するので、表示すべき画像の更新に対応させてモードＡとモードＢを柔軟に切り替えることができなかった。このため、表示装置８０の消費電力の低減が不十分であった。

また、日本の特開２００２−２０７４６２号公報に開示された液晶表示装置では、静止画像を表示しているときに走査線駆動回路および信号線駆動回路を休止モードにしないので、液晶表示装置の消費電力の低減が不十分であった。

そこで、本発明は、送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて変化の少ない画像を少ない消費電力で表示することができる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。

本発明の第１の局面は、外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置であって、
前記コマンドを受信する受信回路と、
前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定する機能を有する表示タイミング制御回路と、
前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定されたとき、前記更新されたビデオデータを格納するフレームメモリと、
前記画面をリフレッシュするために、前記更新されたビデオデータに基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を制御信号と共に前記表示パネルに出力する駆動回路と、
必要な電力を前記駆動回路に供給する電源回路とを備え、
前記表示タイミング制御回路は、
判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信した前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定したとき、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間における前記画面のリフレッシュを休止する第１のリフレッシュ休止手段と、
前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定したとき、前記第２の所定期間に前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して前記駆動回路に出力することにより、前記画面をリフレッシュする第１のリフレッシュ手段とを含み、
前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路、および前記駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくすることを特徴とする。

本発明の第２の局面は、外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置であって、
前記コマンドを受信する受信回路と、
前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定する機能を有する表示タイミング制御回路と、
前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定されたとき、前記更新されたビデオデータを格納するフレームメモリと、
前記画面をリフレッシュするために、前記更新されたビデオデータに基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を制御信号と共に前記表示パネルに出力する駆動回路と、
必要な電力を前記駆動回路に供給する電源回路とを備え、
前記表示タイミング制御回路は、
判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信した前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定したとき、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間における前記画面のリフレッシュを休止する第１のリフレッシュ休止手段と、
前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定したとき、前記第２の所定期間に前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して前記駆動回路に出力することにより、前記第２の所定期間よりも短い期間で前記画面のリフレッシュを行なう第２のリフレッシュ手段と、
前記第２のリフレッシュ手段によるリフレッシュを行なった後に、前記第２の所定期間の残りの期間に前記画面のリフレッシュを休止する第２のリフレッシュ休止手段とを含み、
前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路、および前記駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくすることを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記駆動回路は、走査線駆動回路と信号線駆動回路とからなり、
前記信号線駆動回路に含まれるアナログ回路は、Ｄ／Ａ変換回路と出力バッファ回路であり、
前記信号線駆動回路に含まれるデジタル回路は、シフトレジスタ回路とサンプリングラッチ回路であることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記画面のリフレッシュを連続して休止する回数をカウントする休止カウンタをさらに備え、
前記表示タイミング制御回路は、前記休止カウンタによってカウントされた回数が、連続して休止可能な最大回数として予め設定された最大休止回数を超えたとき、前記更新されたビデオデータを受信したか否かに関わらず強制的に前記画面をリフレッシュすることを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記画面のリフレッシュを休止可能な最大休止期間ごとにパルスを生成して前記表示タイミング制御回路に出力するパルス生成回路をさらに備え、
前記表示タイミング制御回路は、前記パルス生成回路から前記パルスが出力されたとき、前記更新されたビデオデータを受信したか否かに関わらず強制的に前記画面をリフレッシュすることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路は、前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータの読み出しを休止することを特徴とする。

本発明の第７の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記表示パネルは、マトリクス状に配列された複数の画素回路を含み、
前記画素回路は、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタを有することを特徴とする。

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（Ｏ）を主成分とすることを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第７の局面において、
前記表示パネルに裏面から光を照射するバックライトユニットをさらに備えることを特徴とする。

本発明の第１０の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記コマンドに含まれるビデオデータは不定期に更新されることを特徴とする。

本発明の第１１の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記所定期間は、１画面の更新に必要な期間または前記更新に必要な期間の整数倍の期間であることを特徴とする。

本発明の第１２の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記コマンドは、前記表示装置と高速シリアルインターフェイスで接続された外部のホストプロセッサから前記表示装置に送信されることを特徴とする。

本発明の第１３の局面は、本発明の第３の局面において、
前記表示タイミング制御回路は、前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記信号線駆動回路に含まれる前記アナログ回路のバイアス電流を、前記画面をリフレッシュするときよりも小さくすることを特徴とする。

本発明の第１４の局面は、本発明の第１または第２の局面において、
前記表示タイミング制御回路は、前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記電源回路のクロック周波数を、前記画面をリフレッシュするときよりも低くすることを特徴とする。

本発明の第１５の局面は、外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置の表示方法であって、
第１の所定期間内に受信した前記コマンドに、更新されたビデオデータが含まれているか否かを前記第１の所定期間に判定する判定ステップを備え、
前記判定ステップにおいて前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定されたときに、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間において、前記画面のリフレッシュを休止するステップと、
前記画面のリフレッシュを休止するとき、メモリアクセス回路、および駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記駆動回路に必要な電力を供給する電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくするステップとを含み、
前記判定ステップにおいて前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定されたときに、前記第２の所定期間に、前記第１の所定期間にフレームメモリに格納された前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出すステップと、
前記読み出したビデオデータを、制御信号と共に前記表示パネルを駆動する駆動回路に出力することにより前記画面のリフレッシュを行なうステップとを含むことを特徴とする

本発明の第１６の局面は、外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置の表示方法であって、
第１の所定期間内に受信した前記コマンドに、更新されたビデオデータが含まれているか否かを前記第１の所定期間に判定する判定ステップを備え、
前記判定ステップにおいて前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定されたときに、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間において、前記画面のリフレッシュを休止するステップと、
メモリアクセス回路、および駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記駆動回路に必要な電力を供給する電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくするステップとを含み、
前記判定ステップにおいて前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定されたときに、前記第２の所定期間に、前記第１の所定期間にフレームメモリに格納された前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して駆動回路に出力することにより、前記画面を前記第２の所定期間よりも短い期間でリフレッシュするステップと、
前記第２の所定期間よりも短い期間で前記画面のリフレッシュを行なった後に、前記第２の所定期間の残りの期間における前記画面のリフレッシュを休止するステップとを含むことを特徴とする。

上記第１および第１５の局面によれば、外部から送信されたコマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定し、判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていないと判定した場合には、フレームメモリに格納されているビデオデータの読み出しを行なわないようにして、第２の所定期間における画面のリフレッシュを休止する。このとき、画面のリフレッシュに必要な回路のうち、メモリアクセス回路と駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止し、電源回路と駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を小さくする。これにより、リフレッシュ休止時の表示装置の消費電力を低減することができる。また、コマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、第２の所定期間にフレームメモリに格納されているビデオデータを読み出すことによって画面のリフレッシュを行なう。これにより、表示装置は、更新されたビデオデータによって画面をリフレッシュするので、ビデオデータで表わされる画像を迅速に表示することができる。

上記第２および第１６の局面によれば、外部から送信されたコマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定し、判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていないと判定した場合には、フレームメモリに格納されているビデオデータの読み出しを行なわないようにして、第２の所定期間における画面のリフレッシュを休止する。このとき、画面のリフレッシュに必要な回路のうち、メモリアクセス回路と駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止し、電源回路と駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を小さくする。これにより、リフレッシュ休止時の表示装置の消費電力を低減することができる。また、第１の所定期間内に受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、画面のリフレッシュを高速で行ない、リフレッシュが終了すると、第２の所定期間の残りの期間には画面のリフレッシュを休止する。これにより、表示装置はビデオデータで表わされる画像をより少ない消費電力で表示することができる。

上記第３の局面によれば、信号線駆動回路に含まれるアナログ回路のＤ／Ａ変換回路と出力バッファ回路とは、リフレッシュ休止時にはリフレッシュ時よりも少ない電力で動作する。また、信号線駆動回路に含まれるデジタル回路のシフトレジスタ回路とサンプリングラッチ回路とは、リフレッシュ休止時には動作を停止する。これにより、リフレッシュ休止時の信号線駆動回路の消費電力を低減することができる。

上記第４の局面によれば、リフレッシュを連続して休止するとき、休止回数が一定値以上になると、リーク電流の影響が無視できなくなり、画像の表示品位の低下が顕著になる。そこで、リフレッシュを連続して休止した回数を休止カウンタによってカウントし、その回数が予め設定された最大休止回数よりも大きくなれば強制的に画面をリフレッシュする。これにより、表示装置の表示品位の低下を防ぐことができる。

上記第５の局面によれば、第６の局面と同様に、リフレッシュを連続して休止するとき、休止期間が長くなると、画像の表示品位の低下が顕著になる。そこで、最大休止期間ごとにパルスを出力するパルス生成回路を設け、パルスが出力されれば強制的に画面をリフレッシュする。これにより、表示装置の表示品位の低下を防ぐことができる。

上記第６の局面によれば、リフレッシュを休止するときに、メモリアクセス回路によりフレームメモリに格納されたビデオデータを読み出すことを休止する。これにより、リフレッシュを休止するときには、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第７の局面によれば、画素回路の薄膜トランジスタのチャネル層を酸化物半導体によって構成することにより、オフ状態のときのリーク電流が小さくなる。これにより、強制的にリフレッシュするまでの休止可能な回数を多くしたり、休止期間を長くしたりすることができるので、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第８の局面によれば、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）を主成分とする酸化物半導体の禁止帯幅は広い。このため、酸化物半導体をチャネル層とする薄膜トランジスタでは、伝導帯に励起されるキャリアの数が少なくなるので、非晶質シリコンの場合に比べてリーク電流が大幅に低減される。

上記第９の局面によれば、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタでは、バックライトユニットからバックライト光の照射を受けても、オフ状態のときのリーク電流を抑制することができる。これにより、強制的にリフレッシュするまでの休止可能な回数を多くしたり、休止期間を長くしたりできるので、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第１０の局面によれば、更新されたビデオデータを含むコマンドを不定期に受信した場合にも、受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを迅速に検知できるので、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第１１の局面によれば、表示装置は、受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かの判定を１画面のリフレッシュに必要な期間またはその整数倍の期間ごとに行なう。これにより、任意のタイミングで更新されるビデオデータに対して最適なタイミングで画面のリフレッシュを行なうことができる。

上記第１２の局面によれば、高速シリアルインターフェイスで接続されたホストプロセッサから更新されたビデオデータを含むコマンドを受信した場合にも、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第１３の局面によれば、画面のリフレッシュを休止するときに、信号線駆動回路に含まれるアナログ回路のバイアス電流を、画面をリフレッシュするときよりも小さくする。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。

上記第１４の局面によれば、画面のリフレッシュを休止するときに、電源回路のクロック周波数を、画面をリフレッシュするときよりも低くする。これにより、表示装置の消費電力を低減することができる。

本発明の各実施形態に共通するホストと表示装置との関係を示す図である。 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２に示す液晶表示装置においてホストから送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係を示す図である。 図２に示す液晶表示装置においてリフレッシュモードおよび休止モードのときにそれぞれ動作している回路とその消費電力との関係を示す図である。 図２に示す液晶表示装置における画像表示処理の手順の一部を示すフローチャートである。 図２に示す液晶表示装置における画像表示処理の手順の残りを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態においてホストから送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係を示す図である。 第２の実施形態に係る液晶表示装置における画像表示処理の手順の一部を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る液晶表示装置における画像表示処理の手順の残りを示すフローチャートである。 第３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１０に示す液晶表示装置に含まれるパルス生成回路の構成を示す回路図である。 図１０に示す液晶表示装置における画像表示処理の手順の一部を示すフローチャートである。 図１０に示す液晶表示装置における画像表示処理の手順の残りを示すフローチャートである。 従来のホストと表示装置との関係を示す図である。

＜１．本発明の概要＞
図１は、本発明の各実施形態に共通するホスト２と表示装置１との関係を示す図である。図１に示すように、ホスト２は、高速シリアルインターフェイスを利用して表示装置１に接続され、画像情報をパケットにしたビデオストリームを含むコマンドとして表示装置１に送信する。表示装置１は、ホスト２から送信されたコマンドを受信すると、その中に更新されたビデオデータが含まれているか否かを判定する。更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、ビデオデータを格納する。

表示装置１は各フレーム期間の始めに、直前の１フレーム期間（１画面の更新に相当する期間）内に更新されたビデオデータを受信したか否かを判定する。このとき、上記のように直前の１フレーム期間に更新されたビデオデータを受信して格納していれば、表示装置１は、更新されたビデオデータに基づき１フレーム期間の始めから画面のリフレッシュを開始する。また、直前の１フレーム期間に更新されたビデオデータを受信していないと判定すれば、判定した１フレーム期間において画面のリフレッシュを休止する。このようにして、静止画のように変化の少ない画像を表示する表示装置１の消費電力を低減する。

高速シリアルインターフェイスとしては、例えばＤＳＩ（Display Serial Interface）が注目されている。このＤＳＩは、ＭＩＰＩ（Mobile Industry Processor Interface）Allianceにより提案された規格であり、本発明にも適用可能である。なお、本発明は、ＤＳＩに限定されることなく、他の高速シリアルインターフェイスを利用する場合にも適用可能である。

次に、本発明を実現するための構成を以下の各実施形態において具体的に説明する。なお、以下の説明において、特に断らない限り画面のリフレッシュを６０Ｈｚの周期で行なう、すなわち１フレーム期間を１６．７ｍｓｅｃとして説明する。しかし、これらの周期および１フレーム期間は一例であり、これらに限定されるものではない。

＜２．第１の実施形態＞
＜２．１ 液晶表示装置の構成＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成を示すブロック図である。液晶表示装置１０は、ガラス等からなる透明基板上に形成された液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１を駆動するための各種制御信号や、液晶表示パネル１１に表示すべき画像に対応したビデオデータ等を生成するコントロール基板３０と、液晶表示パネル１１の背面側から液晶表示パネル１１に光を照射するバックライトユニット１９とから構成されている。

ホスト４０はＣＰＵ（Central Processing Unit）を中心に構成され、ビデオデータを含むコマンドだけでなく、同期信号を生成するためのビデオタイミングコマンド、電源をオン／オフさせるシーケンスを生成するための電源制御コマンド等の各種コマンドを、その送信回路４１から液晶表示装置１０に送信する。

コントロール基板３０には、ホスト４０から送信されたコマンドを受信する受信回路３２と、内部クロック信号を生成するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路３３と、ＰＬＬ回路３３で生成された内部クロック信号に基づいて各種のクロック信号や同期信号を生成する表示タイミングコントローラ３１と、ホスト４０から送信されるコマンドに含まれるビデオデータを１画面分だけ記憶するフレームメモリ３６と、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４に電力を供給する電源回路３４と、１フレーム期間内に更新されたビデオデータを受信したことを記憶するラッチ回路３５と、画面のリフレッシュを連続して休止する回数（リフレッシュ休止回数）を記憶する休止カウンタ３７とが設けられている。なお、表示タイミングコントローラ３１を表示タイミング制御回路といい、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４を合わせて駆動回路ということがある。

表示タイミングコントローラ３１には、フレームメモリ３６に格納されたビデオデータを読み出すためのメモリアクセス回路３８が内蔵されている。また、表示タイミングコントローラ３１には、上述の受信回路３２、ＰＬＬ回路３３、ラッチ回路３５、フレームメモリ３６、電源回路３４、および休止カウンタ３７が接続され、これらの回路は表示タイミングコントローラ３１によって制御される。

なお、ラッチ回路３５と休止カウンタ３７とは、表示タイミングコントローラ３１に内蔵されていてもよい。また、信号線駆動回路１４の駆動電圧（例えば５〜１０Ｖ）は、走査線駆動回路１３の駆動電圧（２０Ｖ以上）に比べて低いので、信号線駆動回路１４は、電源回路３４から電力の供給を受けることなく、表示タイミングコントローラ３１から与えられるクロック信号を使用して駆動電圧を生成してもよい。

液晶表示パネル１１には、マトリクス状に配置された複数の画素回路２０によって画像を表示する表示領域１２が形成され、表示領域１２を囲む額縁領域には、走査線ＧＬを順に活性化する走査線駆動回路１３と、ビデオデータに基づいてアナログ信号である画像信号を生成し、信号線ＳＬに供給する信号線駆動回路１４とが配置されている。

表示領域１２には、複数本の走査線ＧＬと、複数本の信号線ＳＬと、複数個の画素回路２０とが含まれる。複数本の走査線ＧＬは互いに平行に配置され、複数本の信号線ＳＬは複数本の走査線ＧＬと交差するように互いに平行に配置されている。走査線ＧＬと信号線ＳＬの交点近傍には、画素回路２０がそれぞれ配置される。このように複数個の画素回路２０は、表示領域１２にマトリクス状に配置されている。

画素回路２０には、交差点を通過する走査線ＧＬに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にソース端子が接続され、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ２１と、当該薄膜トランジスタ２１のドレイン端子に接続された画素電極と、上記複数個の画素回路２０に共通的に設けられた対向電極と、対向電極と画素電極との間に挟持された液晶層とが含まれる。画素電極と共通電極は液晶層と共に画素容量２２を構成する。なお、画素回路２０には、画素容量２２だけでなくさらに補助容量を設けてもよい。

また、薄膜トランジスタ２１のチャネル層は、禁止帯幅が広い酸化物半導体からなることが好ましい。禁止帯幅が広ければ、バックライトユニット１９からの光がチャネル層に照射されても、伝導帯に励起されるキャリアの数が少なくなる。これにより、薄膜トランジスタ２１がオフ状態のときに発生するリーク電流は、チャネル層が非晶質シリコンからなる薄膜トランジスタ２１に比べて大幅に低減される。

なお、禁止帯幅が広い酸化物半導体としては、典型的にはインジウム（Ｉｎ），ガリウム（Ｇａ），亜鉛（Ｚｎ）および酸素（Ｏ）を主成分とするＩｎＧａＺｎＯｘ（ＩＧＺＯ）が用いられる。しかし、本発明に用いられる酸化物半導体は、ＩＧＺＯに限定されることなく、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つを含んでいればよい。

走査線ＧＬを活性化することによって薄膜トランジスタ２１はオン状態になる。これにより、画像信号が信号線駆動回路１４から各信号線ＳＬに供給され、画像信号は活性化された走査線ＧＬに接続された画素回路２０の画素容量２２に保持される。画素容量２２に保持された画像信号の大きさに応じて液晶層の配向状態が変化し、バックライトユニット１９からの光が液晶表示パネル１１を透過する際にその透過率が変化する。このようにして、ホスト４０から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいた画像が液晶表示パネル１１に表示される。

次に、液晶表示装置１０の動作を説明する。ホスト４０は、画像情報をパケットにしたビデオストリームを含むコマンドを送信回路４１から液晶表示装置１０に送信する。液晶表示装置１０は、コントロール基板３０に設けられた受信回路３２によってコマンドを受信すると、当該コマンドを表示タイミングコントローラ３１に与える。表示タイミングコントローラ３１は受け取ったコマンドに含まれるビデオストリームを解読し、更新されたビデオデータが含まれていればそのビデオデータをフレームメモリ３６に格納する。

また、表示タイミングコントローラ３１は、ＰＬＬ回路３３によって生成された内部クロック信号に基づき、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４を制御するための制御信号Ｃ１，Ｃ２を生成する。そして、メモリアクセス回路３８によってフレーム期間ごとにフレームメモリ３６から読み出したビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、制御信号Ｃ１，Ｃ２を走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ出力する。この制御信号Ｃ１は、例えばソーススタートパルス信号ＳＳＰ、ソースクロック信号ＳＣＫ、およびラッチストローブ信号ＬＳからなる。制御信号Ｃ２は、例えばゲートスタートパルス信号ＧＳＰ、およびゲートクロック信号ＧＣＫからなる。

＜２．２ 表示タイミングコントローラの動作＞
図３は、ホスト４０から送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係を示す図である。図３において、時刻ｔ０〜時刻ｔ１から時刻ｔ８〜時刻ｔ９までの各期間はいずれも１フレーム期間とし、時刻ｔ１から時刻ｔ９間での各時刻ｔｉ（ｉは１から９までの整数）において、時刻ｔｉの直前の１フレーム期間に受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていたか否かをラッチ回路３５のフラグＦによって判定する。以下、表示タイミングコントローラ３１の動作を具体的に説明する。

まず、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に、ホスト４０から送信されたコマンドを受信すると、表示タイミングコントローラ３１は当該コマンドを解読する。その結果、コマンドに更新されたビデオデータが含まれている場合には、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に、ラッチ回路３５のフラグＦを「１」にセットし、ビデオデータをフレームメモリ３６に格納する。

そして、時刻ｔ１になったときに、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦに基づいて、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信したか否かを判定する。この場合、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦが「１」であることを検知し、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していると判定する。次に、メモリアクセス回路３８によってフレームメモリ３６からビデオデータを読み出し、当該ビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ制御信号Ｃ１，Ｃ２を出力する。これにより、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に受信したビデオデータに基づいて、時刻ｔ１から画面のリフレッシュを開始し、時刻ｔ２まで当該ビデオデータの画像を表示する。

また、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間内には、ホスト４０から送信されたコマンドを受信していないので、ラッチ回路３５のフラグＦは「０」に設定される。このため、時刻ｔ２になったときに、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５に記憶されているフラグＦが「０」であることを検知し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していないと判定する。これにより、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間には、表示タイミングコントローラ３１は画面のリフレッシュを休止し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に表示していた画像を継続して表示する。

同様にして、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間内においても、更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していない。このため、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間にも、画面のリフレッシュを休止し、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間に表示していた画像を継続して表示する。

また、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に、更新されたビデオデータを含むコマンドを受信すると、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦを「１」にセットし、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータを新しく受信したビデオデータに更新する。

そして、時刻ｔ４になったとき、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦが「１」であることを検知すると、メモリアクセス回路３８によってフレームメモリ３６からビデオデータを読み出し、当該ビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ制御信号Ｃ１，Ｃ２を出力する。これにより、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に受信したビデオデータに基づいて、時刻ｔ４から画面のリフレッシュを開始し、時刻ｔ５まで当該ビデオデータの画像を表示する。

次に、液晶表示装置１０は、時刻ｔ４から時刻ｔ８までの各期間内に、更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していない。このため、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ５から時刻ｔ８までの各期間における画面のリフレッシュを休止し、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間に表示していた画像を継続して表示する。

液晶表示装置１０では、リフレッシュの休止が可能な最大回数（最大休止回数）は３回に設定されている。このため、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの期間でもリフレッシュを休止すればリフレッシュ休止回数は４回になり、最大休止回数よりも多くなる。そこで、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していなくても、時刻ｔ８から時刻ｔ９の期間に画面のリフレッシュを強制的に行なう。具体的には、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に受信し、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータを再度読み出し、当該ビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ制御信号Ｃ１，Ｃ２を出力する。これにより、休止期間である時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間に表示していた画像と同じ画像を継続して表示する。なお、上記最大休止回数は一例であり、適宜変更することができる。

このように、更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していないにも関わらず、画面のリフレッシュを行なうのは以下の理由による。すなわち、画面のリフレッシュを休止する期間を長くすれば、薄膜トランジスタ２１がオフ状態のときに流れるリーク電流や液晶材料内に含まれる不純物によるリーク電流等のために、画素容量２２に保持されている画像信号が低下して表示品位が低下するからである。そこで、液晶表示装置１０では、表示品位の低下を防ぐため、更新されたビデオデータを含むコマンドを連続して３フレーム期間にわたり受信しなかった場合にも画面のリフレッシュを強制的に行なう。

この場合、画面のリフレッシュを連続して休止することができる最大休止回数を予め設定しておく。そして、連続してリフレッシュを休止するリフレッシュ休止回数を休止カウンタ３７によってカウントし、リフレッシュ休止回数が最大休止回数よりも多くなったとき、更新されたビデオデータを受信していなくても、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータに基づいて強制的に画面のリフレッシュを行なう。

なお、薄膜トランジスタ２１のチャネル層をＩＧＺＯ等の酸化物半導体によって形成すれば、薄膜トランジスタ２１がオフ状態のときのリーク電流を少なくできるので、画像信号が低下することにより表示品位が低下するまでの時間を延すことができる。これにより、最大休止回数としてより大きな値を設定できるので、液晶表示装置１０の消費電力をより低減することができる。

また、従来の表示装置では、リフレッシュのタイミングをモード切替信号によって決めていたので、更新されたビデオデータを受信しても、画面をリフレッシュするタイミングを柔軟に変更することができなかった。しかし、液晶表示装置１０では、各フレーム期間の始めに、ラッチ回路３５のフラグＦに基づいて、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータが直前の１フレーム期間に更新されたビデオデータであるか否かを判定する。その結果、更新されたビデオデータである場合には、１フレーム期間の始めから当該ビデオデータに基づいて画面のリフレッシュを行なう。これにより、任意のタイミングで更新されるビデオデータに対して、最適なタイミングで画面のリフレッシュを行なうことができる。これにより、液晶表示装置１０は消費電力をより低減することができる。

また、表示タイミングコントローラ３１は、受信回路３２から与えられたコマンドが更新されたビデオデータを含むときには、画面のリフレッシュを行なうのに必要な電源回路３４、走査線駆動回路１３、信号線駆動回路１４、およびメモリアクセス回路３８に必要な電力を供給する必要がある。このように、必要な電力を供給して画面をリフレッシュするモードをリフレッシュモードという。また、コマンドが更新されたビデオデータを含まないとき、表示タイミングコントローラ３１は画面のリフレッシュを休止し、必要最低限の電力で液晶表示装置１０を動作させる。このような画面のリフレッシュを休止するモードを休止モードという。

図４は、リフレッシュモードおよび休止モードのときにそれぞれ動作している回路とその消費電力の関係を示す図である。図４に示すように、リフレッシュモードまたは休止モードに関係する回路は、走査線駆動回路１３と、信号線駆動回路１４と、それらに電力を供給する電源回路３４と、表示タイミングコントローラ３１内のメモリアクセス回路３８である。

図４に示すように、信号線駆動回路１４はシフトレジスタ回路と、サンプリングラッチ回路と、Ｄ／Ａ変換回路と、出力バッファ回路とからなり、リフレッシュモードと休止モードとでは動作する回路が異なる。

図４に示す回路のうち、走査線駆動回路１３と、信号線駆動回路１４を構成するシフトレジスタ回路およびサンプリングラッチ回路と、メモリアクセス回路３８とはロジック回路であり、信号線駆動回路１４を構成するＤ／Ａ変換回路および出力バッファ回路と、電源回路３４とはアナログ回路である。

リフレッシュモードでは、図４に示す走査線駆動回路１３、信号線駆動回路１４、電源回路３４、およびメモリアクセス回路３８を動作させる。しかし、休止モードでは、アナログ回路であるＤ／Ａ変換回路、出力バッファ回路、および電源回路３４だけを動作させ、表示タイミングコントローラ３１からの制御信号により、デジタル回路である走査線駆動回路１３、メモリアクセス回路３８、シフトレジスタ回路、およびサンプリングラッチ回路の動作を停止させる。

図４からもわかるように、休止モードの場合に、信号線駆動回路１４のアナログ回路であるＤ／Ａ変換回路と出力バッファ回路に供給する電力を、リフレッシュモードの場合に比べて削減することができる。これは以下の理由による。画面のリフレッシュを行なう期間（リフレッシュ期間）には、容量負荷の大きな信号線ＳＬを短時間で充放電させるために、Ｄ／Ａ変換回路と出力バッファ回路のバイアス電流を大きくする必要がある。一方、リフレシュを行なわない期間（休止期間）には、信号線ＳＬを充放電させる必要がないので、バイアス電流をゼロにすることもできる。しかし、バイアス電流をゼロにすれば、休止期間に動作するアナログ回路の動作が不安定になる場合があり、好ましくない。そこで、表示タイミングコントローラ３１は、休止期間におけるＤ／Ａ変換回路と出力バッファ回路のバイアス電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さく、かつゼロよりも大きくなるように制御する。これにより、休止期間におけるＤ／Ａ変換回路と出力バッファ回路の消費電力を、リフレッシュ期間における消費電力よりも低減することができる。

また、電源回路３４は、信号線駆動回路１４や走査線駆動回路１３に、クロック信号をチャージポンプ方式で昇圧した電圧を供給する。信号線駆動回路１４は電源回路３４から供給された電圧から信号線ＳＬを充放電するための電流を生成する。このため、リフレッシュ期間には、電源回路３４は高い周波数のクロック信号を用いて昇圧した電圧を信号線駆動回路１４に供給する必要があるので、電源回路３４の消費電力が大きくなる。しかし、休止期間になれば、信号線駆動回路１４は、信号線ＳＬを充放電するための電流を生成する必要がなくなるので、高い電圧を供給する必要がなくなる。これにより、休止期間における電源回路３４は、低い周波数のクロック信号を用いて昇圧した電圧を信号線駆動回路１４に供給すればよくなるので、その消費電力はリフレッシュ期間における消費電力よりも小さくなる。

また、電源回路３４は、リフレッシュ期間には、走査線駆動回路１３に高い駆動電圧（２０Ｖ以上）を供給する必要がある。しかし、休止期間には、走査線駆動回路１３は、走査線ＧＬの電位を一定に保つために、薄膜トランジスタ２１のリーク電流等に起因して減少した電荷量を補うことができればよい。この場合、電源回路３４は、それに必要な電力を走査線駆動回路１３に供給するだけでよいので、電源回路３４の休止期間における消費電力はリフレッシュ期間における消費電力よりも小さくなる。

＜２．３ 画像表示処理の手順＞
図５および図６は、本実施形態における画像表示処理の手順を示すフローチャートである。表示タイミングコントローラ３１が所定のプログラムに基づいて図５および図６に示すような動作することにより、液晶表示装置１０は、静止画像のように変化が少ない画像を少ない消費電力で表示することができる。なお、以下のタイミングチャートに示す処理は、第１のフレーム期間における処理と、第１のフレーム期間の直後の第２のフレーム期間における処理とに分けられる。

第１のフレーム期間において、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦを、更新されたビデオデータを受信していないことを示す「０」にセットし、休止カウンタ３７に記憶させたリフレッシュ休止回数ｋをリセットする（ステップＳ１０１）。

表示タイミングコントローラ３１は、第１のフレーム期間内に、受信したコマンドに含まれるビデオデータが更新されたビデオデータであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。その結果、受信したビデオデータが更新されたビデオデータであると判定した場合には、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦを「１」にセットし（ステップＳ１０５）、フレームメモリ３６に受信したビデオデータを格納して（ステップＳ１０７）、後述するステップＳ１０９に進む。

また、ステップＳ１０３において、ビデオデータを受信していないと判定した場合には、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、１フレーム期間が終了したか否かを判定する。その結果、１フレーム期間がまだ終了していないと判定した場合には前述のステップＳ１０３に戻り、１フレーム期間が終了していると判定した場合にはステップＳ１１１に進む。これにより、第１のフレーム期間内に更新されたビデオデータを受信した場合には、そのビデオデータはフレームメモリ３６に格納される。上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９の処理は、第１のフレーム期間における処理である。

次に、ステップＳ１１１では、表示タイミングコントローラ３１は、第２のフレーム期間の始めにラッチ回路３５のフラグＦが「１」であるか否かを判定する。その結果、フラグＦが「１」であると判定した場合にはステップＳ１１３に進み、フラグＦが「１」ではない、すなわち「０」であると判定した場合には後述のステップＳ１２３に進む。

ステップＳ１１３では、表示タイミングコントローラ３１は、画面のリフレッシュを行なうのに必要な電源回路３４、走査線駆動回路１３、信号線駆動回路１４、およびメモリアクセス回路３８にそれぞれ必要な電力を供給することによって、リフレッシュモードに切り替える。次に、表示タイミングコントローラ３１は、メモリアクセス回路３８を制御してフレームメモリ３６からビデオデータを読み出し（ステップＳ１１５）、読み出したビデオデータを信号線駆動回路１４に与える（ステップＳ１１７）。これにより、第２のフレーム期間の始めから画面のリフレッシュが開始される。

第２のフレーム期間におけるリフレッシュが終了すると、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦを「０」にセットし（ステップＳ１１９）、休止カウンタ３７のリフレッシュ休止回数ｋをリセットする（ステップＳ１２１）。なお、ステップＳ１１３〜ステップＳ１１７を第１のリフレッシュ手段ということがある。

一方、ステップＳ１１１において、フラグＦが「０」であると判定した場合には、表示タイミングコントローラ３１は、休止カウンタ３７に記憶されているリフレッシュ休止回数ｋが、予め設定されている最大休止回数よりも多いか否かを判定する（ステップＳ１２３）。その結果、リフレッシュ休止回数ｋが最大休止回数よりも多いと判定した場合には、前述のステップＳ１１３に進み、画面のリフレッシュを行なう。この画面のリフレッシュは、第１のフレーム期間よりも以前のフレーム期間に受信したビデオデータに基づいて行なわれる。

また、リフレッシュ休止回数ｋが最大休止回数よりも少ないと判定した場合には、表示タイミングコントローラ３１は、信号線駆動回路１４内のＤ／Ａ変換回路、出力バッファ回路、および電源回路３４のみに必要最低限の電力を与えて動作させる休止モードに切り替える（ステップＳ１２５）。そして、１フレーム期間（第２のフレーム期間）が経過するまで待機し（ステップＳ１２７）、ステップＳ１２９に進む。なお、ステップＳ１２５を第１のリフレッシュ休止手段ということがある。

ステップＳ１２９では、リフレッシュ休止回数ｋに１を加算した値を新たなリフレッシュ休止回数ｋとして休止カウンタ３７に格納し（ステップＳ１３１）、前述のステップＳ１０１に戻る。上記ステップＳ１１１〜Ｓ１２９の処理は、第２のフレーム期間における処理である。

＜２．４ 効果＞
本実施形態によれば、液晶表示装置１０は、画面のリフレッシュとリフレッシュの休止との切り替えを簡易な構成の回路で逐次的に行なうことができる。

また、受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていないと判定した場合には、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータの読み出しを行なわないようにして画面のリフレッシュを休止する。これにより、液晶表示装置１０は、変化の少ない画像を少ない消費電力で表示することができる。

また、受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータを読み出すことによって画面のリフレッシュを行なう。これにより、液晶表示装置１０は、任意のタイミングで更新されるビデオデータに対して、最適なタイミングで画面のリフレッシュを行なうことができる。

また、液晶表示装置１０の画素回路２０に含まれる薄膜トランジスタ２１のチャネル層をリーク電流の少ないＩＧＺＯ等の酸化物半導体を用いて形成する。これにより、最大休止回数をより大きな値に設定することができるので、休止期間を長くすることができ、液晶表示装置１０の消費電力を低減することができる。

＜２．５ 変形例＞
第１の実施形態では、直前のフレーム期間に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信したか否かを各フレーム期間の最初に判定した。しかし、１フレーム期間の整数倍となる任意の期間、例えば２フレーム期間ごとに、ビデオデータが更新されたか否かを判定してもよい。この場合も、コマンドに含まれるビデオデータが更新されたか否かを１フレーム期間ごとに判定する場合と同様に、液晶表示装置１０は、更新されたビデオデータを含むコマンドを受信した期間の直後の期間の始めに判定することにより、任意のタイミングで更新されるビデオデータに対して、最適なタイミングで画面をリフレッシュすることができる。

また、第１の実施形態では、画像の表示品位が低下することを防ぐために、画面のリフレッシュを連続して休止するリフレッシュ休止回数ｋをカウントした。しかし、リフレッシュ休止回数ｋをカウントする代わりに、画面のリフレッシュを連続して休止する期間をリフレッシュ休止期間とし、その期間を求めてもよい。

＜３．第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置１０について説明する。本実施形態に係る液晶表示装置１０は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０よりも高速で画面をリフレッシュする。本実施形態に係る液晶表示装置１０の構成は、第１の実施形態に係る液晶表示装置１０の構成と同じであるので、その構成を示すブロック図および説明を省略する。なお、第１の実施形態における画面のリフレッシュを６０Ｈｚの周期（１フレーム期間は１６．７ｍｓｅｃ）で行なうことにした場合、本実施形態の高速リフレッシュを１フレーム期間の最初の１０ｍｓｅｃの期間に行ない、残りの６．７ｍｓｅｃの期間を休止期間とする。なおこれらの数値は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。

＜３．１ 表示タイミングコントローラの動作＞
図７は、ホスト４０から送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係を示す図である。図７は、第１の実施形態において説明した図３と対応しているので、図７において図３と異なる点を中心に説明する。

図７において、図３と異なるのは、更新されたビデオデータに基づいて画面を高速でリフレッシュ（高速リフレッシュモード）することである。例えば、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に、ホスト４０から送信されたコマンドを受信すると、表示タイミングコントローラ３１は当該コマンドを解読する。その結果、コマンドに更新されたビデオデータが含まれている場合には、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に、ラッチ回路３５のフラグＦを「１」にセットし、ビデオデータをフレームメモリ３６に格納する。

そして、時刻ｔ１になったとき、表示タイミングコントローラ３１は、ラッチ回路３５のフラグＦが「１」であることを検知すると、メモリアクセス回路３８を制御してフレームメモリ３６に格納されているビデオデータを読み出し、当該ビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ制御信号Ｃ１，Ｃ２を出力する。これにより、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間内に受信したビデオデータに基づいて、時刻ｔ１から画面のリフレッシュを開始し、時刻ｔ１１まで当該ビデオデータの画像を表示する。このとき、図４に示す走査線駆動回路１３、信号線駆動回路１４等の画面のリフレッシュに必要な回路はリフレッシュモードで駆動される。

このように高速リフレッシュは、第１の実施形態の場合と異なり、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時刻ｔ１１に終了し、時刻ｔ１１から時刻ｔ２までの期間は休止期間になる。この休止期間には、高速リフレッシュにより表示した画像を継続して表示する。このとき、信号線駆動回路１４のＤ／Ａ変換回路等、休止期間にも動作させる必要があるアナログ回路は休止モードで駆動される。この場合、液晶表示装置１０において、高速リフレッシュモードで画面をリフレッシュする時刻ｔ１から時刻ｔ１１までの期間は１０ｍｓｅｃであり、休止モードになる時刻ｔ１１から時刻ｔ２までの期間は６．７ｍｓｅｃである。

同様に、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に受信したビデオデータに基づく画面の高速リフレッシュは時刻ｔ４から始まり、時刻ｔ４と時刻ｔ５との間の時刻である時刻ｔ４１に終了し、残りの時刻ｔ４１から時刻ｔ５までの期間は休止期間になる。

液晶表示装置１０は、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していない。しかし、図３に示す場合と同様に、最大休止回数である３回を超えた場合には、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間内に更新されたビデオデータを含むコマンドを受信していなくても、時刻ｔ８から時刻ｔ９の期間に画面のリフレッシュを強制的に行なう。具体的には、表示タイミングコントローラ３１は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間内に受信し、フレームメモリ３６に格納されているビデオデータを再度読み出し、当該ビデオデータを信号線駆動回路１４に出力すると共に、走査線駆動回路１３および信号線駆動回路１４にそれぞれ制御信号Ｃ１，Ｃ２を出力する。これにより、休止期間である時刻ｔ７から時刻ｔ８までの期間に表示していた画像と同じ画像を継続して表示する。このとき、走査線駆動回路１３、信号線駆動回路１４等の画面のリフレッシュに必要な回路はリフレッシュモードで駆動される。

なお、本実施形態において、高速リフレッシュモードおよび休止モードのときに電力を供給する必要がある回路は、図４に示すリフレッシュモードおよび休止モードのときに電力を供給する必要がある回路とそれぞれ同じであるので、各モードと電力を供給する必要がある回路との関係を示す図およびその説明を省略する。

＜３．２ 画像表示処理の手順＞
図８および図９は、本実施形態における画像表示処理の手順を示すフローチャートである。表示タイミングコントローラ３１が所定のプログラムに基づいて図８および図９に示すような高速リフレッシュを行なうことにより、液晶表示装置１０は、静止画像のように変化が少ない画像をより少ない消費電力で表示することができる。なお、図８および図９に示すステップのうち、第１の実施形態の図５および図６に示すステップと同じステップには、それぞれ同じ参照符号を付して説明を省略または簡略に行ない、異なるステップを中心に説明する。また、第１の実施形態の場合と同様に、以下のタイミングチャートに示す処理は、第１のフレーム期間における処理と、第１のフレーム期間の直後の第２のフレーム期間における処理とに分けることができる。具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理が第１のフレーム期間における処理であり、ステップＳ１１１以後の処理が第２のフレーム期間における処理である。

図８に示すように、ステップＳ１０１からステップＳ１１５までと、ステップＳ１２３およびステップＳ１２５とは、図５において同じ参照符号を付した各ステップと同じである。また、ステップＳ１２５において休止モードに切り替えたときは、後述のステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０１では、表示タイミングコントローラ３１は、画面の高速リフレッシュを行なう。次に、図６に示す場合と同様に、ラッチ回路３５のフラグＦを「０」にセットし（ステップＳ１１９）、休止カウンタ３７のリフレッシュ休止回数ｋをリセットする（ステップＳ１２１）。なお、ステップＳ１１３，Ｓ１１５，Ｓ２０１を第２のリフレッシュ手段ということがある。

次に、表示タイミングコントローラ３１は、休止モードに切り替え（ステップＳ２０３）、１フレーム期間が経過するまで待機する（ステップＳ２０５）。これにより、高速リフレッシュモードで画面をリフレッシュした場合には、残りの期間は休止モードになり、高速リフレッシュモード時に表示していた画像と同じ画像を表示する。また、１フレーム期間の始めから休止モードで画像を表示していた場合には、１フレーム期間の終了まで継続して同じ画像を表示する。なお、ステップＳ２０３を第２のリフレッシュ休止手段ということがある。

ステップＳ２０５における１フレーム期間の経過後に、休止カウンタ３７のリフレッシュ休止回数ｋを読み出してその値に１を加算した値を新たなリフレッシュ休止回数ｋとして休止カウンタ３７に格納し（ステップＳ１３１）、前述のステップＳ１０１に戻る。

＜３．３ 効果＞
液晶表示装置１０は、受信したコマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定した場合には、画面のリフレッシュを高速で行ない、リフレッシュが終了すると、次のフレーム期間までリフレッシュを休止する。これにより、液晶表示装置１０は、ビデオデータで表わされる画像をより少ない消費電力で表示することができる。

＜４．第３の実施形態＞
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置５０の構成を示すブロック図である。図１０に示す液晶表示装置５０の構成要素のうち、図２に示す液晶表示装置１０の構成要素と同一の構成要素については同じ参照符号を付し、異なる構成要素を中心に説明する。

図１０に示すように、液晶表示装置５０のコントロール基板６０には、図２に示す液晶表示装置１０の休止カウンタ３７の代わりに、最大休止期間ごとにパルスを生成して出力するパルス生成回路６１が設けられ、パルス生成回路６１は表示タイミングコントローラ３１に接続されている。

図１１は、パルス生成回路６１の構成を示す回路図である。図１１に示すように、パルス生成回路６１はコンパレータ６２を含み、コンパレータ６２の一方の入力端子６２ａにはコンデンサ６３の一方の電極と定電流源６５の一端とが接続され、他方の入力端子６２ｂには基準電圧ＶＲが入力される。コンデンサ６３の他方の電極および定電流源６５の他端は接地されている。また、コンデンサ６３と平行に、その一端がコンデンサ６３の一方の電極に接続され、他端が他方の電極に接続されたスイッチ６４が設けられている。

このようなパルス生成回路６１において、まずスイッチ６４をオンにしてコンデンサ６３を短絡させる。これにより、コンパレータ６２の入力端子６２ａには電圧ＶＣとして０Ｖが与えられる。この場合、コンパレータ６２の入力端子６２ａに与えられる電圧ＶＣが基準電圧ＶＲよりも低いので、コンパレータ６２の出力端子６２ｃにはパルスは出力されない。

次に、スイッチ６４をオフにすると、コンデンサ６３は定電流源６５から供給される電流によって充電され、コンパレータ６２の入力端子６２ａに与えられる電圧ＶＣも高くなる。入力端子６２ａに与えられた電圧ＶＣが基準電圧ＶＲよりも高くなると、コンパレータ６２は出力端子６２ｃにパルスを出力する。このように、パルス生成回路６１は、スイッチ６４をオフしてから所定の時間が経過するとパルスを出力するようになる。

そこで、最大休止回数を超えるようになるまでのリフレッシュ休止回数ｋを休止カウンタ３７によってカウントする代わりに、スイッチ６４をオフにしてからパルスを出力するようになるまでの期間を最大休止期間と一致するように予め調整したパルス生成回路６１を使用する。これにより、更新されたビデオデータを受信していないときであっても、強制的に画面のリフレッシュを行なう時期を検知することができる。このため、休止期間が長く続くような場合であっても、薄膜トランジスタ２１のリーク電流や液晶材料内の不純物によるリーク電流に起因する表示品位の低下を防ぐことができる。

なお、図１１に示すパルス生成回路６１がリセットされてからパルスを出力するまでの時間は、定電流源６５から供給される電流値やコンデンサ６３の容量を変えることによって調整される。また、図１１に示すパルス生成回路６１は一例であり、パルスを出力するタイミングを最大休止期間と一致するように調整可能なパルス生成回路であればよい。

なお、本実施形態におけるホスト４０から送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係は、第１の実施形態の図３に示すホスト４０から送信されるコマンドに含まれる更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係と同じであるため、更新されたビデオデータと画面のリフレッシュとの関係を示す図およびその説明を省略する。

また、本実施形態において、リフレッシュモードおよび休止モードのときに電力を供給する必要がある回路は、図４に示すリフレッシュモードおよび休止モードのときに電力を供給する必要がある回路とそれぞれ同じであるので、各モードと電力を供給する必要がある回路との関係を示す図およびその説明を省略する。

＜４．１ 画像表示処理の手順＞
図１２および図１３は、本実施形態における画像表示処理の手順を示すフローチャートである。表示タイミングコントローラ３１が所定のプログラムに基づいて図１２および図１３に示すような動作することにより、液晶表示装置５０は、静止画像のように変化が少ない画像を少ない消費電力で表示することができる。なお、図１２および図１３に示すステップのうち、第１の実施形態の図５および図６に示すステップと同じステップには、それぞれ同じ参照符号を付して説明を省略または簡略に行ない、異なるステップを中心に説明する。また、第１の実施形態の場合と同様に、以下のタイミングチャートに示す処理は、第１のフレーム期間における処理と、第１のフレーム期間の直後の第２のフレーム期間における処理とに分けることができる。具体的には、ステップＳ１０１からステップＳ１０９までの処理が第１のフレーム期間における処理であり、ステップＳ１１１以後の処理が第２のフレーム期間における処理である。

図１２および図１３に示すように、ステップＳ３０１では、ラッチ回路３５のフラグＦを「０」にセットすると共に、パルス生成回路６１のスイッチ６４をオンにしてリセットする。次のステップＳ１０３からステップＳ１３１までは、ステップＳ３０３およびステップＳ３０５を除いて図５および図６に示す各ステップと同じである。そこで、以下では、ステップＳ３０３およびステップＳ３０５を中心に説明する。

図６に示すステップＳ１１７およびステップＳ１１９と同様に、画面をリフレシュし（ステップＳ１１７）、フラグＦを「０」にセット（ステップＳ１１９）した後に、ステップＳ３０３では、パルス生成回路６１のスイッチ６４をオンにして、パルス生成回路６１をリセットする。これにより、パルス生成回路６１はリセットされてから予め調整された最大休止期間が経過したときに、パルスを出力する。

また、ステップＳ３０５では、休止期間が最大休止期間を超えているか否かを判断するために、パルス生成回路６１からパルスが出力されたか否かを判定する。その結果、パルスが出力されたと判定されれば、最大休止期間を超えていると判定され、ステップＳ１１３に進み、画面のリフレッシュを行なう。この画面のリフレッシュは、第１のフレーム期間よりも以前のフレーム期間に受信したビデオデータに基づいて行なわれる。また、パルスが出力されていないと判定されれば、最大休止期間にはまだ達していないと判定され、ステップＳ１２５に進み、画面のリフレッシュが休止される。

＜４．２ 効果＞
最大休止期間ごとにパルスを出力するパルス生成回路６１を設け、パルスが出力されれば強制的に画面をリフレッシュすることにより、表示される画像の表示品位の低下を防ぐことができる。

＜５．その他＞
上記各実施形態の液晶表示装置１０、５０は、液晶表示パネル１１に裏面からバックライト光を照射する構成であるとした。しかし、液晶表示パネルは反射型であってもよい。反射型の場合には、バックライト光が照射されないので、画素回路に設けられた薄膜トランジスタのオフ状態のときのリーク電流が少なくなる。これにより、ビデオデータが連続して更新されないときに、最大休止回数を多くしたり、最大休止期間を長くしたりすることができる。このため、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。

また、上記各実施形態では液晶表示装置１０、５０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の他の表示装置にも本発明を適用することができる。

本発明の表示装置は、休止モードを備えているので、低消費電力で静止画像を表示する表示装置として利用することができる。

１０、５０…液晶表示装置
１１…液晶表示パネル
１３…走査線駆動回路
１４…信号線駆動回路
１９…バックライトユニット
２０…画素回路
２１…薄膜トランジスタ
３０、６０…コントロール基板
３１…表示タイミングコントローラ
３２…受信回路
３４…電源回路
３５…ラッチ回路
３６…フレームメモリ
３７…休止カウンタ
４０…ホスト
４１…送信回路
６１…パルス生成回路
ＧＬ…走査線
ＳＬ…信号線

Claims (16)

1. 外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置であって、
   前記コマンドを受信する受信回路と、
   前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定する機能を有する表示タイミング制御回路と、
   前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定されたとき、前記更新されたビデオデータを格納するフレームメモリと、
   前記画面をリフレッシュするために、前記更新されたビデオデータに基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を制御信号と共に前記表示パネルに出力する駆動回路と、
   必要な電力を前記駆動回路に供給する電源回路とを備え、
   前記表示タイミング制御回路は、
   判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信した前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定したとき、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間における前記画面のリフレッシュを休止する第１のリフレッシュ休止手段と、
   前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定したとき、前記第２の所定期間に前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して前記駆動回路に出力することにより、前記画面をリフレッシュする第１のリフレッシュ手段とを含み、
   前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路、および前記駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくすることを特徴とする、表示装置。
2. 外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置であって、
   前記コマンドを受信する受信回路と、
   前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれているか否かを所定期間ごとに判定する機能を有する表示タイミング制御回路と、
   前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定されたとき、前記更新されたビデオデータを格納するフレームメモリと、
   前記画面をリフレッシュするために、前記更新されたビデオデータに基づいて画像信号を生成し、前記画像信号を制御信号と共に前記表示パネルに出力する駆動回路と、
   必要な電力を前記駆動回路に供給する電源回路とを備え、
   前記表示タイミング制御回路は、
   判定時刻の直前の第１の所定期間内に受信した前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定したとき、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間における前記画面のリフレッシュを休止する第１のリフレッシュ休止手段と、
   前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていると判定したとき、前記第２の所定期間に前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して前記駆動回路に出力することにより、前記第２の所定期間よりも短い期間で前記画面のリフレッシュを行なう第２のリフレッシュ手段と、
   前記第２のリフレッシュ手段によるリフレッシュを行なった後に、前記第２の所定期間の残りの期間に前記画面のリフレッシュを休止する第２のリフレッシュ休止手段とを含み、
   前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路、および前記駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくすることを特徴とする、表示装置。
3. 前記駆動回路は、走査線駆動回路と信号線駆動回路とからなり、
   前記信号線駆動回路に含まれるアナログ回路は、Ｄ／Ａ変換回路と出力バッファ回路であり、
   前記信号線駆動回路に含まれるデジタル回路は、シフトレジスタ回路とサンプリングラッチ回路であることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記画面のリフレッシュを連続して休止する回数をカウントする休止カウンタをさらに備え、
   前記表示タイミング制御回路は、前記休止カウンタによってカウントされた回数が、連続して休止可能な最大回数として予め設定された最大休止回数を超えたとき、前記更新されたビデオデータを受信したか否かに関わらず強制的に前記画面をリフレッシュすることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
5. 前記画面のリフレッシュを休止可能な最大休止期間ごとにパルスを生成して前記表示タイミング制御回路に出力するパルス生成回路をさらに備え、
   前記表示タイミング制御回路は、前記パルス生成回路から前記パルスが出力されたとき、前記更新されたビデオデータを受信したか否かに関わらず強制的に前記画面をリフレッシュすることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
6. 前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記メモリアクセス回路は、前記フレームメモリに格納されている前記更新されたビデオデータの読み出しを休止することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
7. 前記表示パネルは、マトリクス状に配列された複数の画素回路を含み、
   前記画素回路は、チャネル層が酸化物半導体からなる薄膜トランジスタを有することを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
8. 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（Ｏ）を主成分とすることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
9. 前記表示パネルに裏面から光を照射するバックライトユニットをさらに備えることを特徴とする、請求項７に記載の表示装置。
10. 前記コマンドに含まれるビデオデータは不定期に更新されることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
11. 前記所定期間は、１画面の更新に必要な期間または前記更新に必要な期間の整数倍の期間であることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
12. 前記コマンドは、前記表示装置と高速シリアルインターフェイスで接続された外部のホストプロセッサから前記表示装置に送信されることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
13. 前記表示タイミング制御回路は、前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記信号線駆動回路に含まれる前記アナログ回路のバイアス電流を、前記画面をリフレッシュするときよりも小さくすることを特徴とする、請求項３に記載の表示装置。
14. 前記表示タイミング制御回路は、前記画面のリフレッシュを休止するとき、前記電源回路のクロック周波数を、前記画面をリフレッシュするときよりも低くすることを特徴とする、請求項１または２に記載の表示装置。
15. 外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置の表示方法であって、
    第１の所定期間内に受信した前記コマンドに、更新されたビデオデータが含まれているか否かを前記第１の所定期間に判定する判定ステップを備え、
    前記判定ステップにおいて前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定されたときに、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間において、前記画面のリフレッシュを休止するステップと、
    前記画面のリフレッシュを休止するときに、メモリアクセス回路、および駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記駆動回路に必要な電力を供給する電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくするステップとを含み、
    前記判定ステップにおいて前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定されたときに、前記第２の所定期間に、前記第１の所定期間にフレームメモリに格納された前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出すステップと、
    前記読み出したビデオデータを、制御信号と共に前記表示パネルを駆動する駆動回路に出力することにより前記画面のリフレッシュを行なうステップとを含むことを特徴とする、表示装置の駆動方法。
16. 外部から送信されたコマンドに含まれるビデオデータに基づいて表示パネルの画面をリフレッシュする表示装置の表示方法であって、
    第１の所定期間内に受信した前記コマンドに、更新されたビデオデータが含まれているか否かを前記第１の所定期間に判定する判定ステップを備え、
    前記判定ステップにおいて前記コマンドに前記更新されたビデオデータが含まれていないと判定されたときに、前記第１の所定期間の直後の第２の所定期間において、前記画面のリフレッシュを休止するステップと、
    メモリアクセス回路、および駆動回路に含まれるデジタル回路の動作を停止すると共に、前記駆動回路に必要な電力を供給する電源回路および前記駆動回路に含まれるアナログ回路から出力される電流を、リフレッシュを行なうときよりも小さくするステップとを含み、
    前記判定ステップにおいて前記コマンドに更新されたビデオデータが含まれていると判定されたときに、前記第２の所定期間に、前記第１の所定期間にフレームメモリに格納された前記更新されたビデオデータをメモリアクセス回路によって読み出して駆動回路に出力することにより、前記画面を前記第２の所定期間よりも短い期間でリフレッシュするステップと、
    前記第２の所定期間よりも短い期間で前記画面のリフレッシュを行なった後に、前記第２の所定期間の残りの期間における前記画面のリフレッシュを休止するステップとを含むことを特徴とする、表示装置の駆動方法。

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