CN1605905A - 液晶显示装置、电源电路及液晶显示装置的控制方法 - Google Patents

液晶显示装置、电源电路及液晶显示装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种耗电量小的液晶显示装置、电源电路及液晶显示装置的控制方法。本发明的液晶驱动装置具有：液晶板(11)；通过向液晶板(11)施加电压来控制灰阶的源极驱动器(12)；通过向源极驱动器(12)提供电流而驱动源极驱动器(12)的DC－DC电源(13)；向源极驱动器(12)提供控制灰阶的信号的控制器(14)；计算来自控制器(14)的信号的变化量的变化量计算部(15)。在DC－DC电源(13)中，根据由变化量计算部(15)计算出的信号的变化量，使提供给源极驱动器(12)的电流发生变化。

Description

液晶显示装置、电源电路及液晶显示装置的控制方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置、用于液晶显示装置的电源电路、及液晶显示装置的控制方法，更具体地说，涉及有源矩阵驱动型的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置被广泛应用于TV、个人计算机用显示器、便携设备用的显示板等。
图8是表示以往的液晶显示装置的结构的示意图。在这里，对有源矩阵驱动的液晶显示装置进行说明。
如图8所示，以往的液晶驱动装置具备：具有配置成矩阵状的像素(未图示)的液晶板101、控制液晶板101中的各个像素的灰阶的源极驱动器102、和通过对源极驱动器提供电流而驱动源极驱动器102的DC-DC电源103。另外，虽然省略图示，但还设置有用于进行液晶板101的各个像素的开关的栅极驱动器、用于对源极驱动器102提供控制信号的控制器等。
在液晶板101中，在对置的两个电极之间夹有液晶。对于每个像素，两个电极中的任一方连接在TFT(Thin-Film-Transistor)上。由栅极驱动器对TFT的栅极施加电压。通过控制施加给栅极的电压，每个像素可进行开关动作。由源极驱动器102对TFT的源极施加电压。通过控制施加给源极的电压，可以使每个像素的灰阶发生变化。向源极驱动器102提供来自控制器的信号和来自DC-DC电源103的电流。有时也由DC-DC电源103向TFT的漏极(相对电极)施加电压。
在DC-DC电源103内，设置有用于放大输入电压的运算放大器104。运算放大器104也可以连接在升压电路(未图示)上。该升压电路是用于使由外部供给电源电压生成的基准电压升压，并提供给运算放大器104的电路。
【专利文献1】日本特开平9-281461号公报
【非专利文献1】榎原淳，“驱动用电路及液晶用驱动电路”，株式会社理光
然而，以往的液晶显示装置会产生如下问题。
DC-DC电源103向源极驱动器102提供一定量的电流Imax。该电流Imax，是源极驱动器102以最大输出进行动作时所需的充足的量。人们认为通过这样提供充足量的电流，能够使液晶板101显示稳定的图像。但是，由于与液晶板101的显示图案无关地总产生大量的电流，因此由DC-DC电源103和源极驱动器102消耗的电力变大。
这样的问题对于向液晶板101中的电极提供电压的电源也是一样的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种根据液晶板的显示的变化情况，使DC-DC电源等的电源的输出发生变化的液晶显示装置，从而不使画面显示的稳定性降低地减少电力消耗。
本发明的第1种液晶显示装置具有：可以显示图像的显示部；用于向上述显示部提供电压的驱动电路；向上述驱动电路提供用于控制上述电压的信号的控制电路；计算出上述信号的变化量的变化量计算部；向上述驱动电路提供基于上述变化量的值的电源的电源电路。
据此，可以根据显示部的图像的变化，使电源电路提供的电源的大小发生变化。因此，与以往的始终提供一定值的电源相比，可以不使显示部的图像的质量降低地减少耗电量。
也可以是，上述电源电路根据上述信号的变化量的大小，调整提供给上述驱动电路的电流量的大小。
也可以是，上述显示部设置有多个像素，上述驱动电路向上述多个像素施加电压，上述变化量计算部算出分别与上述多个像素对应的上述信号的变化量，上述电源电路向上述驱动电路提供与上述信号的变化量成比例的量的电流。在这种情况下，在多个像素的每一个像素中，可以使图像变化的时间变得均匀，因此可以使显示更为稳定。
本发明的第1种电源电路具有：运算放大器；与上述运算放大器的输出相连接的由多个段的输出晶体管构成的输出晶体管部；具有与上述输出晶体管构成镜电流电路的晶体管的I-V转换电路；与上述I-V转换电路和上述输出晶体管部连接，根据上述I-V转换电路的输出信号，控制上述输出晶体管的导通/截止的开关电路。
据此，相同段数的输出晶体管和I-V转换电路的晶体管流过相同量的电流。由于开关电路根据该电流量控制输出晶体管的导通/截止，因此能够驱动该时刻流过电流所需要的段数量的输出晶体管。即，由于能够随着每一次显示的变化，调整驱动的输出晶体管的段数，因此可以不使显示部的图像的质量降低地减少耗电量。
上述I-V转换电路还具有：与上述晶体管和接地线连接的电阻；输入部连接在上述晶体管和上述电阻之间、输出部与上述开关电路连接的由多个的反相器构成的反相器部，由此能够更好地进行动作。
上述输出晶体管部，作为上述输出晶体管，具有栅极与上述运算放大器的输出相连接、源极与电源线相连接的多个段的PMIS晶体管，和栅极与上述运算放大器的输出相连接、漏极与上述PMIS晶体管的漏极相连接、源极与接地线相连接的多个段的NMIS晶体管，上述I-V转换电路中的上述晶体管，是与上述输出晶体管部中的相对应的上述PMIS晶体管具有相同尺寸的PMIS晶体管。
上述输出晶体管部，作为上述输出晶体管，具有基极与上述运算放大器的输出相连接、发射极与电源线相连接的多个段的pnp双极型晶体管，和基极与上述运算放大器的输出相连接、集电极与上述pnp双极型晶体管的集电极相连接、发射极与接地线相连接的多个段的npn双极型晶体管，上述I-V转换电路中的上述晶体管，是具有与上述输出晶体管部中的相同段数的上述pnp双极型晶体管的发射极相同尺寸的发射极的pnp双极型晶体管。
通过将电流源连接到上述输出晶体管部，可以无需等待由输出晶体管所引起的电容的充电，就产生电流。因此，可以进行快速动作。
最好是，该电源电路是液晶显示装置的电源。
本发明的第2种液晶显示装置具有：可以显示图像的显示部；能够提供用于控制上述显示部的上述图像的电源，并具有运算放大器的电源电路；将上述运算放大器的输出与标准值进行比较的比较器；以及根据来自上述比较器的输出信号，控制上述运算放大器的导通/截止的开关部。
据此，能够在来自运算放大器的输出足够大时，停止运算放大器工作，在输出变小时再次驱动运算放大器，因此可以不使显示部的图像的质量降低地减少耗电量。
上述运算放大器具有同相端输入部、反相端输入部以及输出部，上述比较器具有同相端输入部、反相端输入部以及输出部，上述比较器的上述同相端输入部与上述运算放大器的上述输出部连接，上述比较器的上述反相端输入部与上述运算放大器的上述同相端输入部连接，上述比较器的上述输出部，同上述开关部连接，在上述比较器的上述反相端输入部与上述运算放大器的上述同相端输入部之间，设置有电阻。
本发明的第3种液晶显示装置具有：可以显示图像的显示部；提供用于控制上述显示部的上述图像的电源、并具有运算放大器的电源电路；在消隐期间，上述运算放大器停止工作。
据此，能够只在不对显示部进行写入的消隐期间，使运算放大器停止工作，在对显示部进行写入的有效写入期间驱动运算放大器，因此可以不使显示部的图像的质量降低地减少耗电量。
也可以是，还具有生成用于控制上述显示部的上述图像的控制电路；在上述消隐期间，根据来自上述控制电路的信号，使上述运算放大器停止工作。
上述电源电路还具有能够使提供给上述运算放大器的电压升压的升压电路；从上述控制电路向上述升压电路提供时钟信号，使在上述消隐期间的上述时钟信号的发生频率，比在有效写入期间低，从而可以进一步减少耗电量。
上述显示部具有上部电极、与上部电极相对置的下部电极、与上述上部电极连接的源极线、与上述上部电极连接的栅极线、以及与上述源极线和上述栅极线连接的晶体管，还可以具有：与上述晶体管连接、用于驱动上述源极线的源极驱动器；以及与上述晶体管连接、用于驱动上述栅极线的栅极驱动器。
上述电源电路，也可以向上述源极驱动器、或者是上述栅极驱动器提供上述电源。
上述电源电路，也可以向上述下部电极提供上述电源。
本发明提供一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置具有显示部、用于向上述显示部提供电压的驱动电路、向上述驱动电路提供用于控制上述电压的信号的控制电路、以及向上述驱动电路提供电源的电源电路，该控制方法包括：计算来自上述控制电路的上述信号的变化量的步骤(a)；以及根据上述变化量，从上述电源电路向上述驱动电路提供电源的步骤(b)。
据此，可以根据显示部的图像的变化，使电源电路提供的电源的大小发生变化。因此，同以往的始终提供一定值的电源相比，可以不使显示部的图像的质量降低地减少耗电量。
在上述步骤(b)中，也可以根据上述信号的变化量的大小，调整提供给上述驱动电路的电流量的大小。
也可以是，在上述显示部设置有多个像素，在上述步骤(a)中，计算出分别与上述多个像素对应的上述信号的上述变化量，在上述步骤(b)中，向上述驱动电路提供与上述变化量成比例的量的电流。在这种情况下，在多个像素的每个像素中，可以使像素变化的时间变得均匀，因此可以使显示更为稳定。
通过本发明，可以得到不使画面显示的稳定性降低地减少电力消耗的液晶显示装置。
附图说明
图1是表示第1实施方式中的液晶驱动装置的结构的示意图。
图2是表示在第1实施方式中，根据图像图案，在液晶板上显示图像的步骤的流程图。
图3是表示第2实施方式中的液晶驱动装置的结构的示意图。
图4是详细表示图3所示液晶驱动装置中的DC-DC电源内的结构的电路图。
图5是详细表示第3实施方式的液晶驱动装置中的DC-DC电源内的结构的电路图。
图6A是表示第4实施方式的液晶驱动装置中的DC-DC电源及其外围结构的电路图，图6B是详细表示DC-DC电源内的运算放大器的结构的电路图。
图7A是表示第5实施方式中的液晶显示装置的结构的示意图，图7B是表示图7A所示的液晶显示装置的动作的时序图。
图8是表示以往的液晶显示装置的结构的示意图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图对第1实施方式中的液晶驱动装置及其控制方法进行说明。图1是表示第1实施方式中的液晶驱动装置的结构的示意图。
如图1所示，本实施方式的液晶驱动装置具备：具有配置成矩阵状的像素(未图示)的液晶板11；通过向液晶板11施加电压而控制各像素的灰阶的源极驱动器12；通过向源极驱动器12提供电流而驱动源极驱动器12的DC-DC电源13；向源极驱动器12提供控制灰阶的信号的控制器14；以及计算出来自控制器14的信号的变化量的变化量计算部15。
在液晶板11中，虽然省略图示，但在对置的两个电极之间夹有液晶。两个电极中的任一方都连接在TFT(Thin-Film-Transistor)上。对于TFT的源极，按每个像素，施加来自源极控制器12的电压。
向源极驱动器12提供来自控制器14的信号和来自DC-DC电源13的电流。在来自控制器14的信号中，表示了每个像素的灰阶。此时，例如，在某个像素显示白色的时候，与该像素对应的信号的灰阶显示位为“All Low(全低)”，在其他的像素显示黑色的时候，与其像素对应的信号的灰阶显示位为“All High(全高)”。源极驱动器12将这些信号转换成电压，施加到液晶板11上。
由外部向控制器14输入图像数据的信号。控制器14将该信号解码，并将指示液晶板11的各个像素在哪一时刻显示哪一灰阶的信号提供给源极驱动器12。
在变化量计算部15中，计算出从控制器14提供给源极驱动器12的信号的变化量。即，从控制器14输出第t帧(t＝1、2、3…)的信号XN(t)后，将预先保持的第(t-1)帧的信号XN(t-1)与第(t)帧的信号XN(t)进行比较，算出位数的变化量。将该变化量提供给DC-DC电源13。
DC-DC电源13，接收来自变化量计算部15的信号，确定液晶板11的显示从(t-1)帧变成t帧时所需要的电流，提供给源极驱动器12。
接着，参照图1和图2，对本实施方式中的液晶驱动装置的控制方法进行说明。图2是表示在第1实施方式中，根据图像图案，在液晶板上显示图像的步骤的流程图。
在本实施方式的控制方法中，如图2所示，首先在步骤ST1中，从控制器14发送位数为Nbit的第t帧的信号XN(t)。该信号XN(t)，是通过在控制器14中将图像数据解码而生成的。
信号XN(t)被输出到源极驱动器12和变化量计算部15。当信号XN(t)到达源极驱动器12后，在步骤ST2a中，确定各个像素的灰阶电压。之后，在步骤ST3a中，在源极驱动器12中，对每一个像素，确定使液晶板的灰阶发生变化所需要的能力。即，确定为了使液晶板11的显示从第(t-1)帧的灰阶变成t帧的灰阶，源极驱动器12需要重新向液晶板11施加的电压。另外，也有在液晶板11中，包含灰阶不发生变化的像素的情况。在这种情况下，只需施加能够使该像素的电极间保持相同量的电荷的电压即可。
另一方面，当从控制器14发出的信号XN(t)达到变化量计算部15后，在步骤ST2b中，比较信号XN(t)和1帧前的信号XN(t-1)，算出变化量。信号XN(t-1)，是被预先保存在变化量计算部15的缓冲器(未图示)中的。此时，为了进行第(t+1)帧的信号XN(t+1)被输出时的比较，而将信号XN(t)保存到缓冲器中。
之后，在步骤ST3b中，在DC-DC电源13中，根据信号的变化量，确定驱动源极驱动器12所需要的DC-DC电源13的能力。具体地说，是算出为了使液晶板的灰阶从第(t-1)帧变化到第t帧而需要向源极驱动器12提供的电流值。
接着，在步骤ST4中，通过控制DC-DC电源13内的运算放大器41，向源极驱动器12提供电流。此时提供的电流，不仅仅是源极驱动器12的充放电所需要的量，还包括用于使源极驱动器12保持恒定状态所需要的量。
接着，在步骤ST5中，源极驱动器12进行动作。
接着，在步骤ST6中，在液晶板11上显示第t帧的画面。
以下，与以往的情况相比较地说明在本实施方式中得到的效果。
以往，从DC-DC电源按一定量地向源极驱动器提供大电流Imax。在这里，所谓大电流Imax，指的是以最大输出来驱动源极驱动器所需要的量的电流。即，DC-DC电源始终向源极驱动器提供即便是在所有像素中灰阶都发生大的变化的情况下也能适应的量的电流。以往，认为为了使液晶板的图像稳定，这样的大电流Imax是必需的。
针对以往的这种情况，在本实施方式中，由变化量计算部15算出每一帧的灰阶的变化量。然后，DC-DC电源13向源极驱动器12提供与该变化量相应的量的电流。据此，在画面图案的变化不大的情况下，可以减少DC-DC电源13的运算放大器41和源极驱动器12的运算放大器(未图示)所消耗的电力。另一方面，在画面图案变化较大的情况下，也能向源极驱动器12提供充足量的电流。即，源极驱动器12，始终能向液晶板11施加所需要的值的电压。根据以上说明，本实施方式可以不降低画质地减少所消耗的电力。
另外，如本实施方式这样算出信号的变化量的方法，也可以应用以下这样的方法。
在液晶板11中，帧变化所花费的时间如以下公式(1)所示，是用液晶板11的2块电极之间所积累的电荷，除以所提供的电流而得到的值。
t＝Q/I                                  …式(1)
(t：时间，Q：电荷，I：电流)
在帧变化时，灰阶的变化量大的像素中电荷的变化也大，灰阶的变化量小的像素中电荷的变化也小。因此，像以往那样从DC-DC电源向源极驱动器提供一定的电流时，灰阶的变化量越大，帧变化所需要的时间就越长。如果时间因像素的不同而不同，就无法获得均匀的画质。
作为针对这样的问题的对策，可以采取这样的方法，即监视控制灰阶的信号的变化量，调整电流量以使得帧的变化所花费的时间的差变小。具体来说，向各像素提供与灰阶的变化量成比例的量的电流。通过这种方法，能够使各个像素的帧的变化时间恒定，从而可以使液晶板的显示更为稳定。并且，同以往的情况相比，能够减少所消耗的电力。
另外，本实施方式可以适用于使用了A级、B级以及AB级的任一种运算放大器的情况。
(第2实施方式)
以下参照附图对第2实施方式的液晶驱动装置及其动作进行说明。图3是表示第2实施方式中的液晶驱动装置的结构的示意图，图4是详细表示图3中所示液晶驱动装置中DC-DC电源内的结构的电路图。
如图3所示，本实施方式的液晶驱动装置具备：具有配置成矩阵状的像素(未图示)的液晶板11、通过向液晶板11施加电压而控制各个像素的灰阶的源极驱动器12、通过向源极驱动器12提供电流而驱动源极驱动器的DC-DC电源13。
如图4所示，DC-DC电源13具有：运算放大器部21；连接在运算放大器部21的输出上，从第1段(stage)到第n段的PMIS晶体管22(1)～22(n)以及NMIS晶体管23(1)～23(n)并联配置的输出晶体管部24；以及具有同输出晶体管部24中的各PMIS晶体管22(1)～22(n)的栅极连接的n段PMIS晶体管26(1)～26(n)的I-V转换电路25。
运算放大器部21，具有运算放大器(未图示)。
在输出晶体管部24中，n段PMIS晶体管22(1)～22(n)的栅极电极和NMIS晶体管23(1)～23(n)的栅极电极，分别同运算放大器部21的输出连接。PMIS晶体管22(1)～22(n)的源极电极连接在电源线VCC上，漏极电极连接在相同段数的NMIS晶体管23(1)～23(n)的漏极电极上。NMIS晶体管23(1)～23(n)的源极电极，连接在接地线VSS上。
但是，如下式(2)所示，晶体管尺寸W和源·漏极间流过的电流IDS成比例。
IDS＝(1/2)μCOX(W/L)(VGS-VT)2 …式(2)
                  (μ：载流子的迁移率
                   COX：栅极氧化膜电容
                   W：晶体管尺寸
                   L：栅极长度
                   VGS：栅极-源极间电压
                   VT：阈值电压)
据此，通过将第1段到第n段的晶体管的尺寸比设为1∶2∶…∶n，可以使输出晶体管部24的第1段到第n段中流过的电流比也变成1∶2∶…∶n。
I-V转换电路25，是为了控制输出晶体管部24中各段的晶体管的导通、截止而设置的。I-V转换电路25具备：与PMIS晶体管22(1)～22(n)具有同样尺寸的PMIS晶体管26(1)～26(n)；一端连接在PMIS晶体管26(1)～26(n)的漏极上，另一端连接在接地线VSS上的电阻27(1)～27(n)；以及串联连接2个反相器的反相器部28(1)～28(n)。
PMIS晶体管26(1)～26(n)的栅极，连接在相同段数的PMIS晶体管22(1)～22(n)的栅极上。PMIS晶体管26(1)～26(n)和PMIS晶体管22(1)～22(n)，在各自的段数中成为镜电流电路。PMIS晶体管26(1)～26(n)的源极连接在电源线VCC上，漏极连接在电阻27(1)～27(n)和反相器部28(1)～28(n)的输入上。
电阻27(1)～27(n)分别具有VCC(I/N)、VCC(2I/N)…VCC(nI/N)的值的电阻值。
在反相器部28(1)～28(n)中，第1个反相器29(1)～29(n)与第2个反相器30(1)～30(n)串联连接。反相器28(1)～28(n)的输入，连接在PMIS晶体管26(1)～26(n)的漏极电极和电阻27(1)～27(n)之间。第1个反相器29(1)～29(n)的输出连接在开关32(1)～32(n)上，第2个反相器30(1)～30(n)的输出连接在开关31(1)～31(n)上。
接着，参照图4对本实施方式的液晶驱动装置的动作进行说明。
来自运算放大器部21的电流，在输出晶体管部24和I-V转换电路25中，按从第1段到第n段的顺序流动。此时，I-V转换电路25根据电流量，控制电流流到从第1段到第n段中的哪一段为止。
具体的说，当电流流到从第1段到第n段中的某个段数(假设为段数a)的PMIS晶体管22(a)和NMIS晶体管23(a)后，电流也同时流入I-V转换电路25的段数a的PMIS晶体管26(a)。此时，由于PMIS晶体管22(a)和PMIS晶体管26(a)的晶体管尺寸相同，它们是镜电流电路，因此两个晶体管流入相同量的电流。流入PMIS晶体管26(a)的电流，到达反相器部28(a)的输入部。在此时的电流量较大的情况下，到反相器部28(a)的第1个反相器29(a)的输入信号变成高电平，输出信号变成低电平。第2个反相器30(a)的输出信号变成高电平。由于第1个反相器29(a)的低电平输出使开关32(a)关，第2个反相器30(a)的高电平输出使开关31(a)保持开状态，因此电流持续流入PMIS晶体管22(a)和NMIS晶体管23(a)。
另一方面，在段数a中，在流入反相器部28的电流量较小的情况下，向第1个反相器29(a)的输入信号变成低电平，输出信号变成高电平。第2个反相器30(a)的输出信号变成低电平。由于第1个反相器29(a)的高电平输出使开关32(a)开，第2个反相器30(a)的低电平输出使开关31(a)关，因此电流就不流到PMIS晶体管22(a)以及NMIS晶体管23(a)。
以下，对比以往的情况，对通过本实施方式能够得到的效果进行说明。
以往，在DC-DC电源的输出部中，设置有能够产生大的电力的晶体管(输出晶体管)。而且，不管需要的电流值是多大，始终驱动该晶体管。在设置有多个晶体管的情况下，就会驱动所有的晶体管。
与此相对，在本实施方式中，在DC-DC电源的输出部中设置有输出晶体管部24以及I-V转换电路25(1)～25(n)，控制输出晶体管部24中的各段的晶体管的导通/截止。据此，可以将提供给源极驱动器的电流的量调整为最适当的值。
在这里，提供给源极驱动器的电流IS，是源极驱动器本身所消耗的电流和液晶板的充放电所需要的电流的和。电流IS在有液晶板的充放电时只需要式(3)所示的量；在没有时只需要公式(4)所示的量。
IS＝ISO+IPA               …式(3)
                           (IS：需要提供给源极驱动器的电流
                            ISo：源极驱动器的静止电流
                            IPA：显示板的充放电电流)
IS＝ISO                   …式(4)
在这里，显示板的充放电电流IPA，可以通过下式(5)表示。
IPA＝CSO×|V(t)-V(t-1)|/T     …式(5)
                        (CSO：源极线的负载电容
                         V(t)：第t帧的输出电压
                         T：收敛时间)
例如，TFT显示板的显示板充放电电流IPA的最大值是3～4mA左右。另一方面，源极驱动器的静止电流ISO小于等于1mA。就是说，可知根据有无显示板的充放电，源极驱动器所需要的电流IS的量有很大不同。并且，即便是在有显示板的充放电的情况下，根据显示板的显示的变化大小，所需要的充放电电流IPA的值也会逐步变化。
因此，如本实施方式那样，只要能够随着每一次帧变化而调节电流量，就可以大幅削减少耗电量。并且，在本实施方式中，由于是从相同种类的电流源(MIS晶体管)向源极驱动器提供电流，因此可以得到稳定的图像。
另外，在上述说明中，对输出晶体管部24和I-V转换电路25的晶体管是MISFET的情况进行了说明。然而，在本发明中，也可以用双极型晶体管代替MISFET来使用。在这种情况下，如果输出晶体管部24是由从第1段到第n段的段来构成，则设置n个发射极面积为整体的1/n的双极型晶体管。
具体地说，取代PMIS晶体管22(1)～22(n)，设置pnp双极型晶体管。pnp双极型晶体管的基极连接在运算放大器部21的输出上，发射极连接在电源线VCC上。并且，取代NMIS晶体管23(1)～23(n)，设置npn双极型晶体管，npn双极型晶体管的基极连接在运算放大器部21的输出上，集电极连接在pnp双极型晶体管的集电极上，发射极连接在接地线VSS上。
取代I-V转换电路25的PMIS晶体管26(1)～26(n)，设置pnp双极型晶体管。pnp双极型晶体管的基极同输出晶体管部24中的pnp双极型晶体管的基极连接。将I-V转换电路25中的pnp双极型晶体管的发射极，与输出晶体管部中的pnp双极型晶体管的发射极，设定为相同尺寸。即，由这些晶体管形成镜电流电路。
然后，向第1段的双极型晶体管的基极提供Is/n的逻辑信号，向第n段的双极型晶体管的基极提供(n/N)Is(＝Is)的逻辑信号。在这样使用双极型晶体管的情况下，也能够取得与使用MIS晶体管时同样的效果。
另外，本实施方式也可以适用于使用了A级、B级以及AB级的任一个运算放大器的情况。
(第3实施方式)
以下参照附图对第3实施方式中的液晶驱动装置及其动作进行说明。图5是详细表示第3实施方式的液晶驱动装置中的DC-DC电源内的结构的电路图。另外，对于在本实施方式的结构中与第2实施方式相同的结构，省略详细说明。
如图5所示，本实施方式的DC-DC电源具备：运算放大器部21；从第1段到n-1段的PMIS晶体管22(1)～22(n-1)以及NMIS晶体管23(1)～23(n-1)并联配置的输出晶体管部24；具有n个PMIS晶体管26(1)～26(n)的I-V转换电路25。同第2实施方式的不同之处在于，在输出晶体管部24中的第n段，取代PMIS晶体管22(n)和NMIS晶体管23(n)(如图4所示)，设置了电流源33。电流源33经由开关34，连接在PMIS晶体管26(n)的栅极上。
接着，参照图5对本实施方式的液晶驱动装置的动作进行说明。
在输出晶体管部24和I-V转换电路25中，来自运算放大器部21的电流，按从第1段到第n-1段的顺序流动。此时，I-V转换电路25根据电流量，控制电流流到从第1段到第n段中的哪一段为止。
这里，在从第1段到第n-1段中，当电流流到某段数(假设段数a)的PMIS晶体管22(a)和NMIS晶体管23(a)中后，电流也同时流入I-V转换电路25中的段数a的PMIS晶体管26(a)。此时，由于PMIS晶体管22(a)和PMIS晶体管26(a)晶体管尺寸相同，因此两个晶体管流过相同量的电流，到达反相器部28(a)的输入部。在此时的电流量较大的情况下，向反相器部28(a)中的第1个反相器29(a)的输入信号变成高电平，输出信号变成低电平。第2个反相器30(a)的输出信号变成高电平。由于第1个反相器29(a)的低电平输出使开关32(a)关，第2个反相器30(a)的高电平输出使开关31(a)保持开状态，因此电流持续流入PMIS晶体管22(a)及NMIS晶体管23(a)。
另一方面，在段数a中，在流入反相器部28的电流量较小的情况下，向第1个反相器29(a)的输入信号变成低电平，输出信号变成高电平。第2个反相器30(a)的输出信号变成低电平。由于第1个反相器29(a)的高电平输出使开关32(a)开，第2个反相器30(a)的低电平输出使开关31(a)关，因此电流不流到PMIS晶体管22(a)及NMIS晶体管23(a)。
在输出晶体管部24的第n段中，当反相器29(n)的输出变成高电平后，开关34变成开，从电流源33向源极驱动器(未图示)一方提供电流。据此，在从第1段到第n-1段的晶体管中无法获得充足电流的情况下，电流源33进行动作，向源极驱动器提供电流。
在本实施方式中，和第2实施方式一样，由于可以随着每一次帧的变化而调整电流量，因而能够大幅度减少耗电量。
并且，通过设置电流源33，可以获得以下的效果。
例如，为了从第2实施方式的DC-DC电源(如图4所示)产生电流，需要对设置在输出部的大电力的晶体管的栅极电容(COX)进行充电。具体地说，需要对从第1段到第n段的PMIS晶体管22(1)～22(n)以及NMIS晶体管23(1)～23(n)的栅极电容充电。为了给该栅极电容充电，需要下式(6)所示的时间τ。
τ＝CR                   …式(6)
                         (C：输出晶体管附近的电容
                          R：时间常数)
另外，输出晶体管附近的电容C用下式(7)表示。
C＝COX+CC              …式(7)
                       (COX：输出晶体管的栅极电容
                        Cc：电源线及输出晶体管的寄生电容)
针对这种情况，在本实施方式的DC-DC电源中，在第n段设置有电流源33。据此，在输出晶体管部24中，当驱动第1段到第n段时，从电源流33提供电流。来自电源流33的电流，不等待从第1段到第n-1段的晶体管的栅极电容被充电的时间即释放。据此，由于能够尽快地向源极驱动器提供电流，因此能够进行液晶板的高速动作。由于可进行高速动作，因此在液晶板的图像急剧变化时特别有效。
另外，本实施方式也可以适用于使用了A级、B级以及AB级的任一运算放大器的情况。
(第4实施方式)
以下参照附图对第4实施方式的液晶驱动装置及其动作进行说明。图6A是表示第4实施方式的液晶驱动装置中的DC-DC电源及其外围结构的电路图，图6B是详细表示DC-DC电源内的运算放大器的结构的电路图。
如图6A所示，本实施方式的液晶驱动装置，具有DC-DC电源13，和与设置在DC-DC电源13内的运算放大器41并联设置的比较器44。
运算放大器41的输出，经由运算放大器41和输出端子42之间的结点43而被负反馈。并且，运算放大器41的同相端输入部，经由可变电阻45，与比较器44的反相端输出相连接。可变电阻45的没有与运算放大器41连接的一侧的端部接地。比较器44的同相端输入连接在输出端子42上。
如图6B所示，在运算放大器41内，设置有运算放大器部46；作为运算放大器部46的输出晶体管的PMIS晶体管47及NMIS晶体管48；向PIMS晶体管47的栅极电极提供高电平/低电平信号的PMIS晶体管49。PMIS晶体管49的栅极电极，连接在比较器的输出部。
接着，参照图6A、6B，对本实施方式的液晶驱动装置的动作进行说明。
一般情况下，在具有正电源的电路中，作为来自运算放大器部46的输出电压，所希望的值(标准值)的下限设定为Vx-α。在这里，Vx是理论上的所希望的输出电压，α是考虑驱动温度和元件偏差而设定的值。在运算放大器的输出大于等于Vx-α时，源极驱动器(未图示)能够正常动作。
在本实施方式中，向比较器44的反相端输入施加Vx-α。该Vx-α的值，可以通过将可变电阻45设置于运算放大器41的同相端输入和比较器44的反相端输入之间，调整可变电阻45的值来获得。另一方面，由于比较器44的同相端输入与输出端子42连接在一起，因此比较器44的同相端输入被施加运算放大器41的输出电压。
比较器44，比较Vx-α和运算放大器的输出电压。然后，将比较结果的信号Sig4输出给运算放大器41中的PMIS晶体管49。PMIS晶体管49，根据信号Sig4来控制运算放大器的动作。即，在运算放大器41的输出电压大于等于Vx-α时，使运算放大器的动作停止；在运算放大器的电压未达到Vx-α时，使运算放大器重新开始动作。
以下，比照以往的情况，对由本实施方式得到的效果进行说明。
以往，无论提供给源极驱动器多大的电流，运算放大器始终在动作。因此，人们认为虽然运算放大器自己消耗的电力较大，但是如果使运算放大器的动作停止，则输出电压会降低(drop)。
针对这种情况，在本实施方式中，当来自运算放大器41的输出在标准值的范围内时，可以通过暂时停止运算放大器，来减少耗电量。并且，由于当来自运算放大器的输出未达到标准值时，重新使运算放大器动作，因此不会出现提供到源极驱动器的电流不足的情况。因此，能够不降低源极驱动器的动作特性地维持稳定的图像。
另外，在上述说明中，是以用于驱动源极驱动器的电源为例进行的说明。但是，本发明也能够适用于对置电极、通用电极所使用的电源等其他电源。在这种情况下，也能够不使显示等的特性下降地减少耗电量。
另外，在上述说明中，是针对正电源的情况进行了说明。但本发明也能够适用于负电源。在这种情况下，比较器比较标准值的最大值Vx+α和运算放大器的输出电压。然后，当运算放大器的输出电压低于Vx+α时，使运算放大器停止工作，当输出电压变得比Vx+α大时，使运算放大器动作。在这种情况下，也能够不使显示等的特性下降地减少耗电量。
另外，本实施方式也可以适用于使用了A级、B级以及AB级的任一运算放大器的情况。
(第5实施方式)
以下参照附图对第5实施方式的液晶驱动装置及其动作进行说明。图7A是表示第5实施方式的液晶显示装置的结构的示意图，图7B是表示图7A所示液晶显示装置的动作的时序图。
如图7A所示，本实施方式的液晶显示装置具有：TFT型的液晶板51；与液晶板51的栅极线(未图示)连接的内置DC/DC电源的栅极驱动器52；和与液晶板51的源极线(未图示)连接的内置RAM控制器的源极驱动器53。
在液晶板51中，上部电极54和下部电极55相互对置，形成电容。上部电极54连接在薄膜晶体管(TFT)56的漏极上。从内置RAM控制器的源极驱动器53的源极驱动器，向薄膜晶体管(TFT)56的源极提供电压，从内置DC/DC电源的栅极驱动器52的栅极驱动器向薄膜晶体管(TFT)56的栅极提供电压。另一方面，从内置DC/DC电源的栅极驱动器52的DC-DC电源向下部电极55施加电压。
液晶板51具有例如与132个RGB滤波器连接的源极线(未图示)，和176条栅极线。
另外，虽然省略了图示，但在DC/DC电源内，设置有用于放大输入电压的运算放大器，和连接在运算放大器上的升压电路。升压电路是为了将来自外部的基准电压升压后提供给运算放大器而设置的。
接着，参照图7B，对本实施方式的液晶驱动装置的动作进行说明。
如图7B所示，从内置RAM控制器的源极驱动器53内的RAM控制器，始终向DC-DC电源内提供时钟信号CKV。每1帧向DC-DC电源提供300个时钟。300个时钟信号中，在提供从第1个时钟到对应于176条栅极线的第176个时钟的期间，将图像写入液晶板。如此，将实际进行写入的期间称为有效写入时间。接着，在从第177至第300个时钟期间，液晶板上不写入图像。将这样实际上不进行写入的期间称为消隐期间。
在消隐期间，提供给DC-DC电源内的升压电路的时钟频率，为有效写入时间的时钟频率的1/N倍(N＝2、3、4…)。
信号STV，是用于控制输入第1个时钟的定时的信号。即，在1帧的消隐期间结束，变成将要显示下1帧的时候，从控制器向栅极驱动器提供信号STV。
信号NOEV，是用于使与各个栅极线对应的时钟的输入定时不发生重复的信号。信号NOEV，与从第1个到第176个的时钟对应地提供给栅极驱动器。
接着，在消隐期间，从控制器向DC-DC电源提供电源控制信号PSAVE。在从1帧的第177线的时钟信号的上升沿，到下1帧的第1线的时钟上升沿的期间内提供电源控制信号PSAVE。根据电源控制信号PSAVE，DC-DC电源中的运算放大器被停止，成为高阻状态。
在本实施方式中，在消隐期间使DC-DC电源中的运算放大器停止工作，使提供给升压电路的时钟的时钟频率变小。据此，同以往的即便是在消隐期间也要提供一定的电源的情况相比，可以减少耗电量。以下，进行具体地说明。
以往，DC-DC电源的耗电量P，为下式(8)所示的值。
P＝Popa+Pch+Petc+Picd            …式(8)
                            (Popa：运算放大器的耗电量
                             Pch：升压电路的耗电量
                             Petc：其他电路的耗电量
                             Picd：液晶板的充放电所需要的耗电量)
另外，该耗电量Picd由下式(9)表示。
Picd＝CVf                         …式(9)
                            (C：显示板电容
                            V：施加给显示板的电压
                            f：提供给显示板的时钟频率)
针对于此，本实施方式中的DC-DC电源的耗电量P，为下式(10)所示的值。
P＝(T-t1)/T×Popa+(T-t1)/T×Pch
      +t1/T1×1/N×Pch+Petc+(T-t1)/T×Picd
                       …式(10)
(T：全部时间(有效写入期间和消隐期间的合计时间)
 t1：消隐期间
 1/N：消隐期间的升压电路的时钟频率相对于有效写入期间的升压电路的时钟频率的分频比(division ratio))
如此，可以减少运算放大器和升压电路在消隐期间的耗电量。运算放大器和升压电路都是模拟电路，以往，运算放大器的耗电量Popa、升压电路的耗电量Pch、以及显示板的充放电电流所需要的耗电量Pch，在DC-DC电源的整体耗电量P中占据了很大的比例。在本实施方式中，由于能够减少象这样耗电量大的运算放大器、升压电路以及显示板的充放电电流的耗电量，因此效果非常明显。并且，由于是在消隐期间使运算放大器停止，因而对画质不会产生影响。
另外，在上述说明中，以用于驱动对置电极和通用电极的电源为例进行了说明。但本发明也能够适用于为驱动栅极驱动器而使用的电源等其他电源。在这种情况下，也能够不使显示等的特性下降地减少耗电量。
如以上所说明的那样，本发明能够根据液晶板的画面显示的变化量，使DC-DC电源等的输出发生变化，因此能够不使画面显示的特性下降地减少耗电量，这一点在工业上具有很高的实用性。

Claims (19)

1.一种液晶显示装置，包括：
显示图像的显示部；
提供用于驱动上述显示部的输出信号的驱动电路；
向上述驱动电路提供用于控制上述输出信号的信号的控制电路；
计算上述信号的变化量的变化量计算部；
向上述驱动电路提供基于上述变化量的值的电源的电源电路。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电源电路，根据上述信号的变化量的大小，调整提供给上述驱动电路的电流量的大小。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述显示部中设置有多个像素，
上述驱动电路向上述多个像素施加依照上述输出信号的电压，
上述变化量计算部计算出分别与上述多个像素对应的上述信号的变化量，
上述电源电路向上述驱动电路提供与上述信号的变化量成比例的量的电流。
4.一种电源电路，包括：
运算放大器；
与上述运算放大器的输出相连接的由多个段的输出晶体管构成的输出晶体管部；
具有和上述输出晶体管构成镜电流电路的晶体管的I-V转换电路；
与上述I-V转换电路和上述输出晶体管部连接，根据上述I-V转换电路的输出信号，控制上述输出晶体管的导通/截止的开关电路。
5.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于，
上述I-V转换电路还具有：
与上述晶体管和接地线连接的电阻；以及
输入部连接在上述晶体管和上述电阻之间、输出部与上述开关电路连接的由多个反相器构成的反相器部。
6.根据权利要求5所述的电源电路，其特征在于：
上述输出晶体管部，作为上述输出晶体管，具有栅极与上述运算放大器的输出相连接、源极与电源线相连接的多个段的PMIS晶体管，和栅极与上述运算放大器的输出相连接、漏极与上述PMIS晶体管的漏极相连接、源极与接地线相连接的多个段的NMIS晶体管，
上述I-V转换电路中的上述晶体管，是与上述输出晶体管部中的相对应的上述PMIS晶体管具有相同尺寸的PMIS晶体管。
7.根据权利要求5所述的电源电路，其特征在于：
上述输出晶体管部，作为上述输出晶体管，具有基极与上述运算放大器的输出相连接、发射极与电源线相连接的多个段的pnp双极型晶体管，和基极与上述运算放大器的输出相连接、集电极与上述pnp双极型晶体管的集电极相连接、发射极与接地线相连接的多个段的npn双极型晶体管，
上述I-V转换电路中的上述晶体管，是具有与上述输出晶体管部中的相同段数的上述pnp双极型晶体管的发射极相同尺寸的发射极的pnp双极型晶体管。
8.根据权利要求4所述的电源电路，其特征在于：
在上述输出晶体管部连接有电流源。
9.一种液晶显示装置，包括：
显示图像的显示部；
能够提供用于控制上述显示部的上述图像的电源，并具有运算放大器的电源电路；
将上述运算放大器的输出与标准值进行比较的比较器；以及
根据来自上述比较器的输出信号，控制上述运算放大器的导通/截止的开关部。
10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述运算放大器具有同相端输入部、反相端输入部以及输出部，
上述比较器具有同相端输入部、反相端输入部以及输出部，
上述比较器的上述同相端输入部与上述运算放大器的上述输出部连接，
上述比较器的上述反相端输入部与上述运算放大器的上述同相端输入部连接，
上述比较器的上述输出部，与上述开关部连接，
在上述比较器的上述反相端输入部与上述运算放大器的上述同相端输入部之间，设置有电阻。
11.一种液晶显示装置，包括：
显示图像的显示部；以及
提供用于控制上述显示部的上述图像的电源的具有运算放大器的电源电路；
在消隐期间，上述运算放大器停止。
12.根据权利要求11所述的液晶显示装置，其特征在于：
还具有生成用于控制上述显示部的上述图像的信号的控制电路；
在上述消隐期间，根据来自上述控制电路的信号，上述运算放大器停止。
13.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电源电路还具有能够使提供给上述运算放大器的电压升压的升压电路；
从上述控制电路向上述升压电路提供时钟信号，
使在上述消隐期间的上述时钟信号的发生频率，比在有效写入期间的低。
14.根据权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述显示部具有上部电极、与上部电极相对置的下部电极、与上述上部电极连接的源极线、与上述上部电极连接的栅极线、以及与上述源极线和上述栅极线连接的晶体管，
还具有：
与上述晶体管连接、用于驱动上述源极线的源极驱动器；以及
与上述晶体管连接、用于驱动上述栅极线的栅极驱动器。
15.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电源电路，向上述源极驱动器或者上述栅极驱动器提供上述电源。
16.根据权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于：
上述电源电路，向上述下部电极提供上述电源。
17.一种液晶显示装置的控制方法，该液晶显示装置具有显示部、用于向上述显示部提供电压的驱动电路、向上述驱动电路提供用于控制上述电压的信号的控制电路、以及向上述驱动电路提供电源的电源电路，该控制方法包括：
计算来自上述控制电路的上述信号的变化量的第1步骤；以及
根据上述变化量，从上述电源电路向上述驱动电路提供电源的第2步骤。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于：
在上述第2步骤中，根据上述变化量的大小，调整提供给上述驱动电路的电流量的大小。
19.根据权利要求17所述的液晶显示装置的控制方法，其特征在于：
上述显示部中设置有多个像素，
在上述第1步骤中，计算出分别与上述多个像素对应的上述信号的上述变化量，
在上述第2步骤中，向上述驱动电路提供与上述变化量成比例的量的电流。
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