処理中

しばらくお待ちください...

設定

設定

出願の表示

1. WO2004040544 - 電圧生成回路

注意: このテキストは、OCR 処理によってテキスト化されたものです。法的な用途には PDF 版をご利用ください。

[ JA ]
明 細 書

電圧生成回路

技術分野

本発明は、たとえば、ノート型パソコン、小型情報端末機器、テレビ ジョンなどの表示用ディスプレイに利用される電圧生成回路に関するも のである。

背景技術

近年、マルチメディアの技術革新にともない、小型情報端末機器ゃ携 帯電話に代表されるような携帯用の液晶表示装置の性能向上が要望され ている。

ここで、図 3〜4を参照しながら、従来の液晶表示装置(たとえば、 特開 20 0 1— 34 3 9 2 1号公報および特開 200 1— 2 1 5 9 2 9 号公報参照)の構成および動作について説明する。

ここに、特開 20 0 1— 34 3 9 2 1号公報およぴ特開 200 1— 2 1 5 9 2 9号公報の全ての開示は、そつくりそのままここに引用(参照 ) することにより、一体化される。

なお、図 3は、従来のクロッ'ク信号 S G«の波形の振るまいを説明する ための説明図である。また、図 4は、従来の駆動電圧生成回路 40 1の 構成図である。

まず、図 4を主として参照しながら、従来の駆動電圧生成回路 40 1 の構成について説明する。

S G41は、外部から入力される基準電圧である。

S G«は、外部から入力されるクロック信号'である。

4 0 1は、駆動電圧生成回路であり、液晶表示装置で使用する様々な 電圧を外部から入力される基準電圧 S G41より生成する回路である。

4 0 2、 4 0 3は、昇圧回路であり、外部から入力される基準電圧 S G41と外部から入力されるクロック信号 S G42とに応答して様々な電圧を生 成し、出力する'機能を有する回路である。

5 G43、 S G44は、それぞれ昇圧回路 4 0 1、 4 0 2によって昇圧された 電圧であり、液晶表示装置で使用される。

駆動電圧生成回路 4 0 1に入力された基準電圧 S 'G41とクロック信号 S G42は、昇圧回路 4 0 2、 4 0 3にそれぞれ入力され、様々な種類の電圧 S G43、 S G44に昇圧された後、液晶表示装置で使用される。

ここで、図 3を主として参照しながら、従来の駆動電圧生成回路 4 0 1における 1垂直期間でのクロック信号の波形の振るまいについて説明 する。

S G31は、 V ( V e r t i c a 1 ) 同期信号である。 ,

S G32は、液晶表示パネル(図示省略)に映像または画像を表示する表 示領域の開始ラインと終了ラインとを示す表示領域信号である。

S G42は、前述したように、駆動電圧生成回路 4 0 1に入力されるクロ ック信号である。

T 31は、 1垂直期間である。

Τ 32は、液晶表示パネルに表示可能な最大有効表示期間である。

Τ 33は、液晶表示パネルに画像または映像を実際に表示する表示期間で ある。液晶表示パネルの一部分のみを表示させる場合には、表示期間 Τ

33が最大有効表示期間 Τ 32よりも小さくなる。

Τ 34は、 Vブランキング期間である。

なお、本明細書においては、表示が行われない期間(すなわち、表示 領域の終了ラインを示す信号が入力されてからつぎの表示領域の開始ラ ィンを示す信号が入力されるまでの期間)を Vブランキング期間と呼ぶ ことにする。

つぎに、図 4を主として参照しながら、従来の駆動電圧生成回路 4 0 1の動作について説明する。

駆動電圧生成回路 4 0 1は、昇圧回路 4 0 2、 4 0 3に入力されるク 口ック信号 S G42を利用して、特定の電圧を液晶表示装置に供給する。 ここに、クロック信号 S G42は、液晶表示パネル全体を表示させるのか 、液晶表示パネルの一部分のみを表示させるのかなどにはかかわらず、 1垂直期間 T 31 (図 3参照)において常に供給される。

しかしながら、ゲートドライバ(図示省略)を駆動させるために必要 な電圧は、液晶表示パネル全体を表示させる場合よりも、表示ライン数 のより少ない液晶表示パネルの一部分のみを表示させる場合の方が小さ い。

そして、たとえば携帯電話の液晶表示パネルなどにおいては、非通話 時などのように液晶表示パネルの一部分のみを表示させる場合がかなり 多い。

本発明者は、液晶表示パネルの一部分のみを表示させる場合のように 、ゲートドライバを駆動させるために必要な電圧が小さいにもかかわら ず、クロック信号が 1垂直期間 Τ 31 (図 3参照)において常に供給される ために、無駄な消費電力が生じてしまっていることに気付いた。

発明の開示

本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、液晶表示 装置における消費電力をより低減することができる電圧生成回路を提供

することを目的とするものである。

第 1の本発明は、外部から入力されるクロック信号の周波数を、液晶 表示パネルに対して所定の表示を行うための所定の期間においては分周 せず、前記所定の期間以外の斯間においてはあらかじめ定められた基準 に基づいて分周するような信号処理を、前記ク口ック信号に対して行う 信号処理手段と、

前記信号処理が行われたクロック信号を利用して、前'記液晶表示パネ ルに対して前記所定の表示を ί亍ぅための所定の電圧を生成する電圧生成 手段とを備えだ電圧生成回路である。

第 2の本発明は、前記あらかじめ定められた基準に基づいて分周する とは、前記分周された前記周波数が所定値以上であるように分周するこ とである第 1の本発明の電圧生成回路である。

第 3'の本発明は、前記液晶表示パネルに対して行われる前記所定の表 示とは、所定の指示に基づいて前記液晶表示パネルの一部に対して行わ れる表示である第 1の本発明の電圧生成回路である。

第 4の本発明は、前記所定の期間と.は、表示期間である第 1の本発明 の電圧生成回路である。

第 5の本発明は、前記液晶表示パネルは、複数列のソース線と複数行 のゲート線との交差部に対応して配置された複数の画素を有し、

前記液晶表示パネルに対して前記所定の表示を行うための所定の電圧 とは、前記複数列のソース線を駆動するためのソース線駆動電圧、およ ぴ前記複数行のゲート線を駆動するためのゲート線駆動電圧である第 1 の本発明の電圧生成回路である。

第 6の本発明は、第 5の本発明の電圧生成回路と、

前記ソース線駆動電圧を利用して前記複数列のソース線を駆動するソ ース

前記ゲート線駆動電圧を利用して前記複数行のゲート線を駆動するゲ 一トドライバとを備えた液晶表示装置である。

第 7の本発明は、外部から入力されるクロック信号の周波数を、液晶 表示パネルに対して所定の表示を行うための所定の期間においては分周 せず、前記所定の期間以外の期間においてはあらかじめ定められた基準 に基づいて分周するような信号処理を、前記クロック信号に対して行う 信号処理ステップと、

前記信号処理が行われたク口ック信号を利用して、前記液晶表示パネ ルに対して前記所定の表示を行うための所定の電圧を生成する電圧生成 ステップとを備えた電圧生成方法である。

第 8の本発明は、第 7の本発明の電圧生成方法の、外部から入力され るクロック信号の周波数を、液晶表示パネルに対して所定の表示を行う ための所定の期間においては分周せず、前記所定の期間以外の期間にお いてはあらかじめ定められた基準に基づいて分周するような信号処理を 、前記クロック信号に対して行う信号処理ステップと、前記信号処理が 行われたクロック信号を利用して、前記液晶表示パネルに対して前記所 定の表示を行うための所定の電圧を生成する電圧生成ステップとをコン ピュータに実行させるためのプログラムである。

第 9の本発明は、第 8の本発明のプログラムを担持した記録媒体であ つて、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態 1のクロック信号分周回路 2 0 4によつ て周波数が分周されたク口ック信号 S G 13の波形の振るまいを説明するた めの説明図である。

図 2は、本発明の実施の形態 1の駆動電圧生成回路 2 0 1の構成図で ある。

図 3は、従来のクロック信号 S G42の波形の振るまいを説明するための 説明図である。

図 4は、従来の駆動電圧生成回路 4 0 1の構成図である。

図 5は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の構成図である。

図 6は、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の回路実装における回 路配置の説明図である。

図 7は、本発明の実施の形態 1の倍電圧コンバータの説明図である。

(符号の説明)

S G n V同期信号

S G l2 表示領域信号

S G i3 クロック信号分周回路 2 0 4によって周波数が分周されたクロ ック信号

Τ π 1垂直期間

Ύ η 液晶表示パネルに表示可能な有効表示期間

Τ 13 液晶表示パネルに画像または映像を実際に表示する表示期間

Τ ΐ4 Vプランキング期間

2 0 1 駆動電圧生成回路

2 0 2 2 0 3 昇圧回路

2 0 4 クロック信号分周回路

S G21 外部から入力される基準電圧

S G22 外部から入力されるクロック信号

S G23 S G24 出力電圧

S Gs! V同期信号

S G32 表示領域信号

T31 1垂直期間

Τ32 液晶表示パネルに表示可能な有効表示期間

Τ 33 液晶表示パネルに画像または映像を実際に表示する表示期間

Τ 34 Vブランキング期間

40 1 駆動電圧生成回路

40 2、 40 3 昇圧回路

5 G« 外部から入力される基準電圧

S G42 外部から入力されるクロック信号

S G«、 S G44 出力電圧

発明を実施するための最良の形態

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

(実施の形態 1)

はじめに、図 1〜 2を参照しながら、本実施の形態の駆動電圧生成回 路 20 1の構成について説明する。

なお、図 1は、本発明の実施の形態 1のクロック信号分周回路 204 によって周波数が分周されたク口ック信号 S G13の波形の振るまいを説明 するための説明図である。また、図 2は、本発明の実施の形態 1の駆動 電圧生成回路 20 1の構成図である。

まず、図 2を主として参照しながら、本実施の形態の駆動電圧生成回 路 20 1の構成の構成について説明する。

S G21は、外部から入力される基準電圧である。

S G22は、外部から入力されるクロック信号である。

S G23、 S G24は、出力電圧である。

S G 12は、複数列のソース線と複数行のゲート線との交差部に対応して 配置された複数の画素を有する携帯電話用の液晶表示パネル (図示省略 ) に映像または画像を表示させる表示領域の開始ラインおよび終了ライ ンを示す表示領域信号である。

20 1は、 駆動電圧生成回路であり、液晶表示装置で使用される、( 1 ) 複数列のソース線を駆動するためのソース線駆動電圧や、(2) 複 数行のゲート線を駆動するためのゲート線駆動電圧などの様々な電圧を 外部から入力された基準電圧 S G21より生成する回路である。

20 2、 20 3は、昇圧回路であり、基準電圧 S G21とクロック信号分 周回路 204によって周波数が分周されたクロック信号 S G13とに応答し て様々な電圧を生成し、出力する機能を有する回路である。

後に詳述されるように、外部から入力されるクロック信号 S G22そのも のではなく、ク口ック信号分周回路 204によって周波数が分周された クロック信号 S G13 (図 1参照)を利用して、このような様々な電圧の生 成や出力が行われる点が、本実施の形態の特徴である。

なお、様々な電圧の生成は、本発明の実施の形態 1の倍電圧コンパ一 タの説明図である図 7に示されているように、いわゆるチャージポンプ の原理を利用して行うことができる。

より具体的には、 (1) スィッチ S n、 S 12を ONとし、スイッチ S 21 , S 22を OF Fとして、コンデンサ C iを充電した後に、(2) スイツ チ S u、 S 12を OF Fとし、スィッチ S 21、 S22を ONとして、コンデ ンサ C 2を充電することにより、電源 Vの電圧 V の二倍の電圧 V。u t = 2 Vinを得ることができる。

204は、 クロック信号分周回路であり、駆動電圧生成回路 20 1に 入力されたク口ック信号 S G22の周波数を、表示領域信号 S G12を利用して 分周する回路である。

3 013675

9

ここで、図 1を主として参照しながら、本実施の形態の駆動電圧生成 回路 2 0 1における 1垂直期間でのクロック信号の波形の振るまいにつ いて説明する。

S は、 V ( V e r t i c a 1 ) 同期信号である。

S G 12は、前述したように、液晶表示パネル(図示省略)に映像または 画像を表示する表示領域の開始ラインおよび終了ラインを示す表示 f舅域 信号である。

S G 13は、クロック信号分周回路 2 0 4によって周波数が分周された.ク 口ック信号である。

T uは、 1垂直期間である。

T 12は、液晶表示パネルに表示可能な最大有効表示期間である。

τ13は、液晶表示パネルに画像または映像を実際に表示する表示期間で ある。表示期間 τ13は、液晶表示パネルの基本表示部分のみで携帯電話の 電波受信状況などを常時表示するための基本表示を行わせる場合などに は、最大有効表示期間 τ12よりも小さくなる。

Τ は、 Vブランキング期間である。

なお、クロック信号分周回路 2 0 4を含む手段は本発明の信号処理手 段に対応し、昇圧回路 2 0 2、 2 0 3を含む手段は本発明の電圧生成手 段に対応し、駆動電圧生成回路 2 0 1を含む手段は本発明の電圧生成回 路に対応する。また、外部から入力されるクロック信号 S G22は本発明の 外部から入力されるクロック信号に対応し、ク口ック信号分周回路 2 0 4によって周波数が分周されたクロック信号 S G 13は本発明の信号処理が 行われたクロック信号に対応する。また、携帯電話の電波受信状況など を常時表示するための基本表示は、本発明の所定の表示に対応する。ま た、表示期間 T 13は、本発明の液晶表示パネルに対して所定の表示を行う ための所定の期間に対応する。

つぎに、図 2を主として参照しながら、. 本実施の形態の駆動電圧生成 回路 20 1の動作について説明する。

なお、本実施の形態の駆動電圧生成回路 20 1の動作について説明し ながら、本発明の駆動電圧生成方法の一実施の形態についても説明する。. ク口ック信号分周回路 204は、表示領域信号 S G12に基づくクロック 信号 S G22の周波数の分周を利用し、昇圧回路 20 2、 20 3に入力され るクロック信号 S G13を生成する。

より具体的に述べると、クロック信号分周回路 204は、表示領域信 号 S G12を見て、(1) 1垂直期間 Tu (図 1参照)内の表示開始ラインか ら表示終了ラインまでの期間に相当する表示期間 T13 (図 1参照)におい ては、外部から入力されるクロック信号 S G22の周波数を分周させること なく、クロッグ信号 S G13を生成し、(2) その他の期間に相当する Vブ ランキング期間 T14においては、外部から入力されるクロック信号 S G22の 周波数を分周比 1 / 2で分周させて (すなわち 2分周して) 、クロック 信号 S G13を生成する。

昇圧回路 20 2、 20 3は、クロック信号分周回路 204によって周 波数が分周されたクロック信号 G13を利用して、基準電圧 S G21を所望の電 圧に変換し、液晶表示装置で使用される様々な電圧を生成する。

駆動電圧生成回路 20 1は、このような動作を繰り返すことにより、 様々な電圧を液晶表示装置に供給する。

かくして、表示期間 T13と Vブランキング期間 T14とで、外部から入力さ れるクロック信号 G22の周波数を切り替えてクロック信号 S G13を生成す ることで、表示領域に応じた最適な電圧を供給し、液晶表示装置全体で -の不要な電力消費を低減することが可能となる。

以上においては、実施の形態 1について詳細に説明を行った。

(A) なお、本発明の所定の期間は、上述した本実施の形態において は、表示期間 T 13であった。

しかし、これに限らず、要するに、本発明の所定の期間は、液晶表示 パネルに対して所定の表示を行うための期間であればよい。

( Β ) また、本発明の所定の表示は、上述した本実施の形態において は、携帯電話の電波受信状況などを常時表示するための基本表示であつ た。

しかし、これに限らず、要するに、本発明の所定の表示は、所定の指 示に基づいて液晶表示パネルの一部に対して行われる表示であればよい c

( C ) また、本発明の信号処理手段は、上述した本実施の形態におい ては、クロック信号分周回路 2 0 4を含む手段であった。

しかし、これに限らず、本発明の信号処理手段は、たとえば、駆動電 圧生成回路における複数の昇圧回路ごとに配置されたビットクロック信 号分周回路を含む手段であってもよい。

要するに、本発明の信号処理手段は、外部から入力されるクロック信 号の周波数を、液晶表示パネルに対して所定の表示を行うための所定の 期間においては分周せず、所定の期間以外の期間においてはあらかじめ 定められた基準に基づいて分周するような信号処理を、ク口ック信号に 対して行う手段であればよい。

(D ) また、本発明の分周は、上述した本実施の形態においては、分 周比 1 / 2を利用して行われた。

しかし、これに限らず、本発明の分周は、たとえば、(1 ) 1 Z 2以 外の分周比を利用して行われてもよいし、 (2 ) 行われる所定の表示に 応じて適宜変更される可変的な分周比を利用して行われてもよい。

より具体的には、, 1 8 k H zのクロック信号の周波数を、液晶表示パ ネルに対して部分表示を行うための表示期間においては分周せず、 Vプ

'期間においては分周比 1 Z 4を利用して分周するような信号 3675

12

処理が、実際に利用される。

要するに、本発明の分周は、あらかじめ定められた基準に基いて行 われればよい。

なお、本発明の分周は、分周された周波数が所定値以上であるように 行われることが望ましい。

その理由は、分周された周波数があまりにも小さくなってしまうと、 表示期間 T 13 (図 1参照)と Vプランキング期間 Τ 14 (図 1参照)との境目 のような周波数の変わり目における周波数の変化が大きくなりすぎてし まい、周波数の切り替えが困難になってしまうからである。

もちろん、グートドライバなどにおける消費電力の低減のためには分 周された周波数が小さいほうが好都合であるため、本発明の分周は、分 周された周波数が大きすぎず小さすぎないように行われることが望まし レ、。

したがって、本発明における電圧生成回路は、部分表示を行う際に、 画像データ信号 Ο Ν期間には外部から供給されるクロック信号の周波数 と同じ周波数のクロックが与えられ、画像データ信号 O F F期間にはク ロックが全く与えられないような電圧生成回路 (たとえば、特開平 1 1 一 1 8 4 4 3 4号公報参照)とは相異なる。

ここに、特開平 1 1一 1 8 ' 4 4 3 4号公報の全ての開示は、そつくり そのままここに引用 (参照)することにより、一体化される。

( E ) また、本発明の所定の期間とは、上述した本実施の形態におい ては、表示期間 T 1 3であった。

しかし、これに限らず、たとえば、本発明の所定の期間は、表示期間 3を含む期間であってもよい。

より具体的には、本発明の所定の期間は、周波数の変わり目における 表示の乱れが低減されるように、表示期間 T 1 3とその先頭部分に設けら

れたいわゆる助走期間とを併せた期間であってもよい。

( F ) また、本発明の電圧生成手段は、上述した本実施の形態におい ては、昇圧回路 2 0 2、 2 0 3を含む手段であった。

しかし、これに限らず、要するに、本発明の電圧生成手段は、信号処 理が行われたク口ック信号を利用して、前記液晶表示パネルに対して前 記所定の表示を行うための所定の電圧を生成する手段であればよい。

( G ) また、本発明の所定の電圧は、上述した本実施の形態において は、複数列のソース線を駆動するためのソース線駆動電圧、および複数 行のゲート線を駆動するためのゲート線駆動電圧であった。

しかし、これに限らず、要するに、本発明の所定の電圧は、液晶表示 パネルに対して所定の表示を行うための電圧であればよい。 .

(H) また、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の構成図である図 5に示されているような、 (1 ) マトリックス状に配列された複数のゲ ート線と複数のソース線とが交差する点にそれぞれ配置された複数の画 素 5 0 1と、各画素 5 0 1を形成しているソース線が選択された時に対 応するゲート線上の書き込み電荷を画素電極に伝達するスィツチング素 子 5 0 2と、書き込み電荷を保持する蓄積容量 5 0 3とを有する液晶表 示パネル 5 0 0と、(2 ) ゲート線を駆動するゲートドライバ 5 1 0と 、 ( 3 ) ソース線を駆動するソースドライバ 5 2 0と、(4 ) 各画素 5 0 1の対向電極を駆動する対向電極駆動回路 5 3 0と、(5 ) ゲートド ライパ 5 1 0、ソースドライバ 5 2 0、対向電極駆動回路 5 3 0を駆動 するための駆動電圧をそれぞれ生成する駆動電圧生成回路 (D C ZD C ) 5 4 0とを備えた液晶表示装置であってもよい。

ここに、駆動電圧生成回路 5 4 0は、液晶表示パネル 5 0 0における 任意の連続したゲート線間に画像を表示させる場合において、表示に必 要な 1垂直期間中の所定の期間においては入力するクロック信号の周期 を分周することなく駆動電圧をそれぞれ生成し、表示に不必要な 1垂直 期間のそれ以外の期間においてはク口ック信号の周期を n分周(nは 2 以上の任意の正数)させて駆動電圧をそれぞれ生成する回路である。 . また、本発明の一実施の形態の液晶表示装置の回路実装における回路 配置の説明図である図 6に示されているように、ゲートドライバ 5 1 0 および駆動電圧生成回路 5 4 0を有する回路 6 1 0と、ソースドライノ 5 2 0およびコントローラを有する回路 6 2 0とが、液晶表示パネル 5 0 0の上部に並んで配置されるような回路実装が、実際に利用される。

( I ) また、本発明のプログラムは、上述した本発明の電圧生成方法 の全部または一部のステップ (または、工程、動作、作用等)の動作を コンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンビユー タと協働して動作するプログラムである。

また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の電圧生成方法の全部ま たは一部のステップ (または、工程、動作、作用等)の全部または一部 の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記 録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前 記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒 体である。

なお、本発明の上記「一部のステップ(または、工程、動作、作用等 ) 」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステツ プを意味する。

また、本発明の上記「ステップ.(または、工程、動作、作用等)の動 作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み 取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様 であっても良い。

また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コ ンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様で あっても良い。

また、記録媒体としては、 R O M等が含まれ、伝送媒体としては、ィ ンターネット等の伝送媒体、光 ·電波 ·音波等が含まれる。

また、上述した本発明のコンピュータは、 C P U等の純然たるハード ウェアに限らず、ファームウェアや、〇 S、更に周辺機器を含むもので めっても良い。

なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現し ても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。

産業上の利用可能性

以上述べたところから明らかなように、本発明は、液晶表示装置にお ける消費電力をより低減することができるという長所を有する。