(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明の第1の態様に係る液晶表示装置は、液晶パネルを備え、液晶パネルに画像を表示する。液晶パネルは、複数の走査線と、複数の信号線と、薄膜トランジスタとを備える。複数の信号線は、複数の走査線と交差する。薄膜トランジスタは、複数の走査線と複数の信号線との各交点に配置され、画素電極に接続される。液晶表示装置はさらに、走査線駆動部と、タイミング制御部とを備える。走査線駆動部は、複数の走査線を順に選択し、薄膜トランジスタの動作を制御する。タイミング制御部は、水平同期信号、垂直同期信号及び画像信号を含む表示信号に基づいて、走査線駆動部を制御する。タイミング制御部は、第1端子と、第2端子と、報知部とを備える。第1端子には、表示信号が入力される。第2端子には、水平同期信号及び垂直同期信号とは別のサブ同期信号が入力される。報知部は、水平同期信号、垂直同期信号及びサブ同期信号のうち、サブ同期信号のみが入力される期間が所定の期間よりも長い場合に、報知信号を出力する。
【0014】
第1の態様に係る液晶表示装置おいては、水平同期信号、垂直同期信号及びサブ同期信号のうち、サブ同期信号のみが入力される期間が所定の期間よりも長い場合に、報知信号が出力される。この報知信号を利用すれば、表示信号がタイミング制御部に入力されない不具合を解消できる。つまり、第1の態様に係る液晶表示装置においては、液晶パネルにおいて適正な画像を表示できる。
【0015】
本発明の第2の態様に係る液晶表示装置は、上記第1の態様に係る液晶表示装置において、タイミング制御部は、駆動期間と、休止期間とを交互に実現する。駆動期間は、表示信号に基づく走査線駆動部の制御を実行する期間である。休止期間は、表示信号に基づく走査線駆動部の制御を休止する期間である。報知部は、水平同期信号、垂直同期信号及びサブ同期信号のうち、サブ同期信号のみが入力される期間が休止期間よりも長い場合に、報知信号を出力する。
【0016】
第2の態様においては、駆動期間と休止期間とが交互に実現される。そのため、消費電力を低減できる。
【0017】
本発明の第3の態様に係る液晶表示装置は、上記第2の態様に係る液晶表示装置において、報知部がカウンタを備える。カウンタは、サブ同期信号が入力される度にカウンタ値を増やし、垂直同期信号が入力される度にカウンタ値をリセットする。
【0018】
本発明の第4の態様に係る液晶表示装置は、上記第1〜第3の何れかの態様に係る液晶表示装置において、パラレル信号として送られてくる表示信号がタイミング制御部に入力される。
【0019】
本発明の第5の態様に係る液晶表示装置は、上記第4の態様に係る液晶表示装置において、インターフェイスをさらに備える。インターフェイスは、差動シリアル信号として送られてくる表示信号をパラレル信号に変換して、タイミング制御部に出力する。
【0020】
第5の態様に係る液晶表示装置においては、表示信号がパラレル信号として送られてくる場合と比べて、表示信号を高速に転送することができる。
【0021】
本発明の第6の態様に係る液晶表示装置は、上記第1〜第5の態様の何れかに係る液晶表示装置において、薄膜トランジスタが、酸化物半導体からなる半導体層を有する。
【0022】
本発明の第7の態様に係る液晶表示装置は、上記第6の態様に係る液晶表示装置において、酸化物半導体が、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)および酸素(О)を含む。
【0023】
第7の態様に係る液晶表示装置においては、半導体層がシリコンからなる場合と比べて、リーク電流を小さくできる。
【0024】
本発明の第8の態様に係る液晶表示装置は、上記第7の態様に係る液晶表示装置において、酸化物半導体が結晶性を有する。
【0025】
以下、本発明のより具体的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【0026】
[第1の実施の形態]
図1は、本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置10を示すブロック図である。液晶表示装置10は、例えば、スマートフォンやタブレット等のモバイル機器、携帯電話機、テレビ受像機及びノートパソコン等において、画像を表示するために用いられる。液晶表示装置10は、液晶パネル12と、タイミング制御部30と、走査線駆動部32と、信号線駆動部34とを備える。
【0027】
図2を参照しながら、液晶パネル12について説明する。液晶パネル12は、複数の走査線GLと、複数の信号線SLとを含む。複数の信号線SLは、複数の走査線GLと交差する。複数の走査線GL及び複数の信号線SLの各交点には、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ20が配置される。ここで、「薄膜トランジスタ20が走査線GLと信号線SLとの交点に配置される」とは、走査線GLと信号線SLとの交点の近傍に薄膜トランジスタ20が配置されることも含む。
【0028】
薄膜トランジスタ20においては、ゲート電極が走査線GLに接続され、ソース電極が信号線SLに接続され、ドレイン電極が画素電極22に接続される。画素電極22に対向して、共通電極24が配置される。画素電極22と共通電極24との間には、液晶層が配置される。画素電極22、共通電極24及び液晶層により、蓄積容量26が形成される。信号線SL及び薄膜トランジスタ20を介して書き込まれる信号電圧に対応する電荷が蓄積容量26に蓄えられることにより、液晶パネル12において、所望の画像が表示される。
【0029】
薄膜トランジスタ20は、シリコンからなる半導体層を有していてもよいが、好ましくは、酸化物半導体からなる半導体層を有する。
【0030】
酸化物半導体は、例えば、In−Ga−Zn−O系半導体を含む。ここで、In−Ga−Zn−O系半導体は、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Zn(亜鉛)の三元系酸化物であって、In、GaおよびZnの割合(組成比)は特に限定されず、例えばIn:Ga:Zn=2:2:1、In:Ga:Zn=1:1:1、In:Ga:Zn=1:1:2等を含む。本実施形態では、In、GaおよびZnを1:1:1の割合で含むIn−Ga−Zn−O系半導体層を有する。
【0031】
In−Ga−Zn−O系半導体層を有するTFTは、高い移動度(a−SiTFTに比べ20倍超)および低いリーク電流(a−SiTFTに比べ100分の1未満)を有しているので、駆動TFT及び画素TFTとして好適に用いられる。In−Ga−Zn−O系半導体層を有するTFTを用いれば、液晶表示装置10の消費電力を大幅に削減することが可能になる。
【0032】
In−Ga−Zn−O系半導体は、アモルファスでもよいし、結晶質部分を含み、結晶性を有していてもよい。結晶質In−Ga−Zn−O系半導体としては、c軸が層面に概ね垂直に配向した結晶質In−Ga−Zn−O系半導体が好ましい。このようなIn−Ga−Zn−O系半導体の結晶構造は、例えば、特開2012−134475号公報に開示されている。参考のために、特開2012−134475号公報の開示内容の全てを本明細書に援用する。
【0033】
酸化物半導体は、In−Ga−Zn−O系半導体の代わりに、他の酸化物半導体であってもよい。例えば、Zn−O系半導体(ZnO)、In−Zn−O系半導体(IZO(登録商標))、Zn−Ti−O系半導体(ZTO)、Cd−Ge−O系半導体、Cd−Pb−O系半導体、CdO(酸化カドニウム)、Mg−Zn−O系半導体、In―Sn―Zn―O系半導体(例えばIn
2O
3−SnO
2−ZnO)、In−Ga−Sn−O系半導体等であってもよい。
【0034】
再び、
図1を参照しながら、説明する。液晶表示装置10には、表示信号供給部28から表示信号が送られてくる。ここで、表示信号は、水平同期信号、垂直同期信号及び画像信号を含む。表示信号供給部28は、表示信号をパラレル信号としてタイミング制御部30に出力する。
【0035】
タイミング制御部30は、表示信号供給部28から送られてくる表示信号に基づいて、第1制御信号及び第2制御信号を生成する。第1制御信号は、垂直同期信号を含む。第2制御信号は、水平同期信号及び画像信号を含む。タイミング制御部30は、第1制御信号を走査線駆動部32に出力し、第2制御信号を信号線駆動部34に出力する。
【0036】
走査線駆動部32は、ゲートドライバである。走査線駆動部32は、複数の走査線GLに接続される。走査線駆動部32は、タイミング制御部30から送られてくる第1制御信号に基づいて、複数の走査線GLを順に選択して走査し、薄膜トランジスタ20の動作を制御する。
【0037】
信号線駆動部34は、ソースドライバである。信号線駆動部34は、複数の信号線SLに接続される。信号線駆動部34は、タイミング制御部30から送られてくる第2制御信号に基づいて、各信号線SLに信号電圧を出力する。
【0038】
液晶表示装置10には、サブ同期信号供給部38からサブ同期信号が送られてくる。ここで、サブ同期信号は、水平同期信号及び垂直同期信号とは別の同期信号である。サブ同期信号供給部38は、サブ同期信号を生成し、タイミング制御部30に出力する。本実施形態では、サブ同期信号の周期は、垂直同期信号の周期と同じである。
【0039】
図3を参照しながら、表示信号供給部28及びタイミング制御部30について説明する。表示信号供給部28は、休止駆動制御部28Aを含む。
【0040】
休止駆動制御部28Aは、表示信号供給部28による表示信号のタイミング制御部30への出力を制御する。具体的には、休止駆動制御部28Aは、表示信号供給部28による表示信号のタイミング制御部30への出力を行う期間と、表示信号供給部28による表示信号のタイミング制御部30への出力を休止する期間とを交互に実現する。
【0041】
上述のように、表示信号供給部28Aから送られてくる表示信号に基づいて、タイミング制御部30は、第1制御信号と第2制御信号とを生成して出力する。そして、走査線駆動部32は、第1制御信号に基づいて、複数の走査線GLを順に選択して走査し、薄膜トランジスタ20の動作を制御する。また、信号線駆動部34は、第2制御信号に基づいて、各信号線SLに信号電圧を出力する。つまり、タイミング制御部30は、表示信号が入力される場合には、表示信号に基づく走査線駆動部32の制御を実行する駆動期間を実現する。
【0042】
一方、表示信号供給部28から表示信号が送られてこない場合、タイミング制御部30は、第1制御信号及び第2制御信号を生成するのを休止する。それに伴って、タイミング制御部30は、第1制御信号の走査線駆動部32への出力及び第2制御信号の信号線駆動部34への出力を休止する。つまり、タイミング制御部30は、表示信号が入力されない場合には、表示信号に基づく走査線駆動部32の制御を休止する休止期間を実現する。
【0043】
図4を参照しながら、駆動期間及び休止期間における走査線駆動部32の動作について説明する。
【0044】
走査線駆動部32は、駆動期間では、複数の走査線GLを順に選択して走査する。走査線駆動部32は、駆動期間において、選択した走査線GLに選択電圧を出力する。走査線駆動部32は、駆動期間において、選択していない走査線GLに非選択電圧を出力する。
【0045】
走査線駆動部32は、休止期間では、複数の走査線GLを順に選択して走査するのを休止する。走査線駆動部32は、休止期間において、複数の走査線GLの全てに非選択電圧を出力する。
【0046】
ここで、非選択電圧は、選択電圧とは別の極性を有する。そのため、薄膜トランジスタ20がOFFであるときのリーク電流を少なくできる。その結果、液晶パネル12の表示品位を確保することができる。
【0047】
特に本実施形態では、薄膜トランジスタ20の半導体層がインジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)および酸素(О)を含むので、
図6に示すように、半導体層がアモルファスシリコンからなる場合や、半導体層が低温ポリシリコンからなる場合と比べて、リーク電流を小さくできる。
【0048】
なお、休止期間は、駆動期間と同じ長さであってもよいが、好ましくは、駆動期間よりも長い。休止期間を駆動期間よりも長くすれば、表示信号供給部28が消費する電力をさらに抑えることができる。
図4に示す例では、休止期間は、駆動期間の2倍の長さを有する。
【0049】
再び、
図3を参照しながら、説明する。タイミング制御部30は、第1入力端子30Aと、第2入力端子30Bと、制御信号供給部30Cと、報知部30Dと、レジスタ30Eとを備える。
【0050】
第1入力端子30Aには、表示信号供給部28から送られてくる表示信号が入力される。第2入力端子30Bには、サブ同期信号供給部38から送られてくるサブ同期信号が入力される。
【0051】
制御信号供給部30Cは、表示信号供給部28から供給される表示信号に基づいて、第1制御信号及び第2制御信号を生成する。制御信号供給部30Cは、第1制御信号を走査線駆動部32に出力し、第2制御信号を信号線駆動部34に出力する。
【0052】
報知部30Dは、表示信号供給部28による表示信号の出力に不具合が発生していることを、表示信号供給部28に報知する。報知部30Dは、カウンタ40と、比較回路42と、報知信号供給部44とを備える。
【0053】
カウンタ40は、
図5に示すように、サブ同期信号が入力される度にカウンタ値を増やし、垂直同期信号が入力される度にカウンタ値をリセットする。
【0054】
図5に示す例では、サブ同期信号は、垂直同期信号と同じ周期を有しているが、入力のタイミングが異なる。なお、サブ同期信号は、垂直同期信号と同じタイミングで入力されてもよい。
【0055】
比較回路42は、レジスタ30Eに予め格納されている参照カウンタ値を読み出し、当該参照カウンタ値と、カウンタ40のカウンタ値とを比較する。
図5に示す例では、参照カウンタ値は5であるが、その値は任意である。
【0056】
報知信号供給部44は、カウンタ値が参照カウンタ値以上である場合には、
図5に示すように、報知信号を表示信号供給部28に出力する。報知信号は、表示信号供給部による表示信号の出力に不具合が発生していること、具体的には、休止期間が終了しているにもかかわらず、表示信号の出力が再開されないことを示す。
【0057】
続いて、液晶表示装置10による画像表示について説明する。
【0058】
先ず、表示信号供給部28からタイミング制御部30に表示信号が送られてくる場合、つまり、表示信号供給部28による表示信号の出力が行われている場合について説明する。この場合、タイミング制御部30(制御信号供給部30C)は、表示信号供給部28から送られてくる表示信号に基づいて、第1制御信号及び第2制御信号を生成する。タイミング制御部30は、走査線駆動部32に第1制御信号を出力し、信号線駆動部34に第2制御信号を出力する。
【0059】
走査線駆動部32は、タイミング制御部30から送られてくる第1制御信号に基づいて、複数の走査線GLを順に選択して走査し、薄膜トランジスタ20の動作を制御する。信号線駆動部34は、タイミング制御部30から送られてくる第2制御信号に基づいて、各信号線SLに信号電圧を出力する。これにより、信号電圧に対応する電荷が蓄積容量26に蓄えられる。その結果、液晶パネル12において、所望の画像が表示される。
【0060】
続いて、表示信号供給部28からタイミング制御部30に表示信号が送られてこない場合、つまり、表示信号供給部28による表示信号の出力が休止されている場合について説明する。この場合、タイミング制御部30(制御信号供給部30C)は、第1制御信号及び第2制御信号を生成して出力するのを休止する。そのため、走査線駆動部32は、複数の走査線GLを順に選択して走査するのを休止する。信号線駆動部34は、各信号線16に信号電圧を出力するのを休止する。したがって、液晶表示装置10においては、消費電力を低減できる。
【0061】
また、液晶表示装置10においては、サブ同期信号と垂直同期信号とがカウンタ40に入力される。カウンタ40は、サブ同期信号が入力される度に、カウンタ値を増やす。また、カウンタ40は、垂直同期信号が入力される度に、カウンタ値をリセットする。
【0062】
ここで、表示信号供給部28による表示信号の出力が休止されているときには、垂直同期信号がカウンタ40に入力されないため、カウンタ値が増え続ける。
【0063】
カウンタ値が参照カウンタ値以上になると、報知信号供給部44が報知信号を表示信号供給部28に出力する。これは、本来ならば、表示信号供給部28からタイミング制御部30に表示信号が送られてくるのに、表示信号が送られてこないことを意味する。つまり、表示信号供給部28による表示信号の出力に不具合が発生していることを示す。
【0064】
表示信号供給部28は、報知信号が入力されると、表示信号供給部28を再起動する。これにより、表示信号供給部28による表示信号の出力を正常な状態に戻すことができる。したがって、液晶表示装置10においては、液晶パネル12において適正な画像表示をすることができる。
【0065】
液晶表示装置10においては、サブ同期信号が、垂直同期信号と同じ周期を有する。そのため、サブ同期信号が水平同期信号と同じ周期を有する場合と比べて、カウンタ値が膨大な数になるのを抑えることができる。
【0066】
[第2の実施の形態]
図7を参照しながら、本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置について説明する。
図7に示す例では、表示信号供給部29は、表示信号を差動シリアル信号として出力する。表示信号供給部29は、休止駆動制御部29Aを備える。
【0067】
休止駆動制御部29Aは、表示信号供給部29による表示信号のタイミング制御部30への出力を制御する。具体的には、休止駆動制御部29Aは、表示信号供給部29による表示信号のタイミング制御部30への出力を行う期間と、表示信号供給部29による表示信号のタイミング制御部30への出力を休止する期間とを交互に実現する。
【0068】
図7に示す例では、液晶表示装置は、インターフェイス46をさらに備える。インターフェイス46は、表示信号供給部29から送られてくる差動シリアル信号(表示信号)をパラレル信号に変換して、タイミング制御部30に出力する。
【0069】
報知信号供給部44は、表示信号供給部29及びインターフェイス46のそれぞれに報知信号を出力する。
【0070】
上記液晶表示装置においては、表示信号供給部29が表示信号を差動シリアル信号として出力する。そのため、表示信号をパラレル信号として出力する場合と比べて、表示信号を高速に転送できる。
【0071】
上記液晶表示装置においては、表示信号供給部29及びインターフェイス46のそれぞれに報知信号が入力される。そのため、表示信号供給部29及びインターフェイス46の何れで不具合が発生しても、不具合を解消するための措置をとることができる。
【0072】
[第3の実施の形態]
図8を参照しながら、本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置10Aについて説明する。液晶表示装置10Aでは、第1の実施形態と比べて、表示信号供給部28が休止駆動制御部28Aを備えておらず、その代わりに、タイミング制御部30が休止駆動制御部31を備えている。休止駆動制御部31は、表示信号に基づく走査線駆動部32及び信号線駆動部34の制御を行う駆動期間と、表示信号に基づく走査線駆動部32及び信号線駆動部34の制御を休止する休止期間とを交互に実現する。つまり、第1の実施形態では、タイミング制御部30が表示信号を受信しない場合に休止期間が実現されていたが、本実施形態では、タイミング制御部30が表示信号を受信しても、休止期間を実現できる。この場合であっても、報知信号が表示信号供給部28に入力されれば、表示信号供給部28による表示信号の出力を正常な状態に戻すことができる。その結果、液晶パネル12において適正な画像を表示できる。
【0073】
[第4の実施の形態]
第2の実施形態において、表示信号供給部29は休止駆動制御部29Aを備えていなくてもよい。その代わりに、タイミング制御部30は、第3の実施形態と同様に、休止駆動制御部を備えていてもよい。つまり、第2の実施形態では、タイミング制御部30が表示信号を受信しない場合に休止期間が実現されていたが、本実施形態では、タイミング制御部30が表示信号を受信しても、休止期間を実現できる。この場合であっても、報知信号が表示信号供給部29及びインターフェイス46のそれぞれに入力されれば、表示信号供給部29による表示信号の出力及びインターフェイス46による表示信号の出力をそれぞれ正常な状態に戻すことができる。その結果、液晶パネル12において適正な画像を表示できる。
【0074】
[第5の実施の形態]
第1の実施形態において、表示信号供給部28は休止駆動制御部28Aを備えていなくてもよい。この場合であっても、報知信号が表示信号供給部28に入力されれば、表示信号供給部28による表示信号の出力を正常な状態に戻すことができる。その結果、液晶パネル12において適正な画像を表示できる。
【0075】
[第6の実施の形態]
第2の実施形態において、表示信号供給部29は休止駆動制御部29Aを備えていなくてもよい。この場合であっても、報知信号が表示信号供給部29及びインターフェイス46のそれぞれに入力されれば、表示信号供給部29による表示信号の出力及びインターフェイス46による表示信号の出力をそれぞれ正常な状態に戻すことができる。その結果、液晶パネル12において適正な画像を表示できる。
【0076】
以上、本発明の実施形態について、詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施形態によって、何等、限定されない。
【0077】
例えば、第1の実施形態において、サブ同期信号は、垂直同期信号と同じ周期を有していたが、垂直同期信号とは異なる周期を有していてもよい。