JP2001075537A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001075537A
JP2001075537A JP25127799A JP25127799A JP2001075537A JP 2001075537 A JP2001075537 A JP 2001075537A JP 25127799 A JP25127799 A JP 25127799A JP 25127799 A JP25127799 A JP 25127799A JP 2001075537 A JP2001075537 A JP 2001075537A
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JP
Japan
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circuit
liquid crystal
vout
output
driving
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JP25127799A
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English (en)
Inventor
Takashi Akiyama
貴 秋山
賢一 ▲高▼橋
Kenichi Takahashi
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置の表示において、通常は全画面
の表示を可能で、低消費電力モードには画面の一部を表
示する場合に、走査線の駆動本数減少に伴い、駆動電圧
を減少する事が出来るが、昇圧回路自体の消費電力がそ
れほど減少しないという課題がある。 【解決手段】 透明電極を有する2枚の透明基板で液晶
を挟持してなるマトリクス型液晶セルと、走査側透明電
極を駆動する走査電極駆動回路と、走査電極駆動回路に
入力する高電圧生成回路を有する液晶表示装置におい
て、高電圧生成回路は誘導性素子とスイッチング素子と
コントロール回路で構成する昇圧回路であり、液晶の分
割数を設定する外部からの2値制御信号に応じて、前記
昇圧回路の動作を非動作状態と動作状態に切り替え、非
動作状態には誘導素子を介して電流を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に関
するもので、特に外部からの制御信号に従って分割数を
可変する低消費電力駆動の機能を有する液晶表示装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、液晶表示装置は薄型、軽量、
低消費電力の特徴を生かして多くの機器に搭載されてい
る。とくに、反射型液晶表示装置はバックライトを用い
ない構造から低消費電力化が可能であり、携帯機器のほ
とんどに採用されている。
【0003】また、最近ではPDAと呼ばれる携帯情報
端末の急速な発展に対して、液晶表示装置のさらなる低
消費電力化の要求が厳しくなってきている。それに対応
する形で、パーシャル表示機能という方法が提案されて
いる。これは、液晶表示装置の一部の表示だけを行い、
それ以外は表示しない表示モードである。これにより液
晶駆動の分割数を下げることができ、駆動電圧を下げる
ことが出来る。さらに駆動周波数が低くなる。これらに
より液晶セルの消費電力、ドライバICの消費電力、電
源回路の消費電力を大幅に下げることが出来る。実際に
は通常駆動を160dutyとするとパーシャルモード
で16dutyにした場合に、消費電力を1/10程度
まで下げることが出来る。
【0004】以上のようにパーシャルモードによる低消
費電力化が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は高電圧生成回路にチャージポンプ方式を用いているの
で、パーシャルモードにおいては昇圧倍数が通常6倍か
ら2倍になるのみで、昇圧に必要な発信器などの動作は
必要である。この部分の消費電力はかなり多く、パーシ
ャルモードによる低消費電力化の効果を半減していると
いう課題がある。
【0006】(発明の目的)本発明の目的は、上記の課
題点を解決して、分割数が通常時と減少時において高電
圧生成回路の消費電力を大幅に削減することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明による液晶表示装置は、下記に記載の手段
を採用する。
【0008】本発明の液晶表示装置は、透明電極を有す
る2枚の透明基板で液晶を挟持してなるマトリクス型液
晶セルと、走査側透明電極を駆動する走査電極駆動回路
と、走査電極駆動回路に入力する高電圧生成回路を有す
る液晶表示装置において、高電圧生成回路は誘導性素子
とスイッチング素子とコントロール回路で構成する昇圧
回路であり、液晶の分割数を設定する外部からの2値制
御信号に応じて、前記昇圧回路の動作を非動作状態と動
作状態に切り替え、非動作状態には誘導素子を介して電
流を供給することを特徴とする。
【0009】また、本発明の液晶表示装置は、前記昇圧
回路の非動作状態と動作状態の切り替えは、非動作状態
では前記誘導素子に接続される前記スイッチング素子を
非導通状態に保持し、動作状態ではスイッチング動作す
ることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を使用して本発明の液
晶表示を利用した最適な実施形態を説明する。
【0011】図1は本発明の実施形態を説明するための
回路構成図である。図1においてコントロール回路1の
出力はAND素子3に入力し、AND素子3の他方の入
力に外部パーシャル制御信号PSを接続する。AND素
子3の出力はスイッチング素子9のゲート電極に接続
し、スイッチング素子9のソースはGNDに接続し、ド
レインは誘導素子5とダイオード7のアノードに接続す
る。誘導素子5の他方の端子は3.3vの直流電源に接
続する。ダイオード7のカソードは整流用のコンデンサ
11に接続し、コンデンサ11の一方はGNDに接続す
る。このコンデンサ11には高電圧Voutが整流され
て蓄積する。
【0012】一方、走査電極駆動回路23の電源VDD
とVSSは、交流化信号DFに同期して先のVoutの
振幅をもつ矩形波により生成する。具体的には以下の構
成をとる。N型MOSFET17とP型MOSFET1
5のドレインをそれぞれ接続し、p型MOSFET15
のソースはVoutに接続し、N型MOSFET17の
ソースはGNDに接続する。p型MOSFET15のゲ
ートは第1のクランプ回路13に接続し、交流化信号D
FのハイレベルをVoutにクランプして入力する。N
型MOSFET17のゲートには交流化信号DFを接続
する。2つのMOSFETのドレインの接点には第2の
クランプ回路21と第3のクランプ回路19を接続す
る。第2のクランプ回路21はダイオードとコンデンサ
で構成し、入力矩形波のローレベルを3.3Vにクラン
プする。第3のクランプ回路19もダイオードとコンデ
ンサで構成し、入力矩形波のハイレベルをGNDにクラ
ンプする。そして第2のクランプ回路21の出力を走査
電極駆動回路23のVDDに入力し、第3のクランプ回
路19の出力を走査電極駆動回路23のVSSに接続す
る。
【0013】次に各部の詳細と動作について図2も用い
て説明する。図2は各波形のタイミングを示すタイミン
グ図である。図1において、コントロール回路1は発信
器と電圧比較器と基準電源から構成され、発信器は15
kHzの発信周波数で3.3Vのクロックを出力する。
基準電源には1.5Vを用いる。電圧比較器は基準電源
と外部電圧を比較し、外部電圧が基準電源よりも低い場
合には発信器の出力を出力し、高い場合には発信器の出
力を停止またはマスクしてローレベルを出力する。ここ
では外部電圧に高電圧Voutを抵抗で分圧して入力し
ている。このときの分圧比は、1/10に設定した。こ
れは、液晶パネルにより異なるが、最適なコントラスト
がでるように設定する。本発明では、Voutが15V
のときに最大コントラストが得られたのでこの値にし
た。
【0014】パーシャル制御信号PSは、通常駆動時は
ハイレベルを出力し、パーシャル制御信号入力時にはロ
ーレベルを入力する。スイッチング素子9にはN型MO
SFETを用いたが、バイポーラトランジスタでも構わ
ない。交流化信号DFは液晶パネルを交流化駆動するタ
イミングを与える信号である。本発明では通常駆動時に
はフレーム周波数70Hz、駆動ライン数240分割、
交流化ライン数13行反転を用い、パーシャル駆動時に
はフレーム周波数70Hz、駆動ライン数16分割、交
流化ライン数16行反転を用いる。それぞれのDFは、
通常駆動時には646Hzを出力し、パーシャル駆動時
は、70Hzを出力する。図2においてDF信号25は
3v振幅の矩形波である。
【0015】p型MOSFET15とN型MOSFET
17はGNDと高電圧VoutをDFの周期で逐次選択
するインバータ回路を構成しているが、MOSFETで
なくてもバイポーラトランジスタでも構成できる。ま
た、第1のクランプ回路13は、DFの振幅によらずに
p型MOSFET15を完全にオンオフするためにVo
ut電位にDFのハイレベルをクランプしている。それ
ぞれの出力は第2のクランプ回路21と第3のクランプ
回路19でクランプされる。これによりVDDは図2に
示すようにローレベルが3Vにクランプされ、ハイレベ
ルはVout+3Vの電圧になる。また、VSSは逆
に、ハイレベルが0vにクランプされるので、ローレベ
ルが−VOUTの電圧になる。この2つの電圧を走査電
極駆動回路3の電源に入力する。
【0016】走査電極駆動回路3は、液晶の走査電極を
駆動するために入力されるクロックに同期して、240
本の出力を逐次選択し、DF信号がローの場合はVDD
を選択し、ハイの場合はVSSを選択し出力する。図2
のOUT1は第1出力の波形で、DFがローレベルなの
でVDDが選択され出力されているので、vout+3
vが出力されている。つぎのタイミングでは基準電位V
Mが出力されている。ここで、基準電位VMは液晶駆動
のGNDに値する基準電位で、外部から走査電極駆動回
路3に入力している。OUT1はつぎのフレームでは、
第1のタイミングでDFがハイレベルであるので、VS
Sを選択し−VOUTを出力する。OUT2、OUT3
も同様に逐次選択してVDDまたはVSSを出力する。
【0017】このように、DF信号でVoutとGND
の振幅を持った矩形波を生成し、第2のクランプ回路2
1と第3のクランプ回路19でクランプして、走査電極
駆動回路3に入力し、液晶の駆動に必要な正負の高電圧
を選択して出力している。この本発明の図1に示した回
路によれば、Voutの高電圧を一つ生成するのみで、
vout+3vと−VOUTの2値の正負の高電圧を走
査電極駆動回路3から出力することができる。これは、
回路点数の大幅な削減を可能とし、低消費電力化にも大
きな効果がある。
【0018】次に、通常駆動と、パーシャル駆動をパー
シャル制御信号PSで切り替えた場合について説明す
る。図3に通常駆動とパーシャル駆動の駆動条件につい
て表にまとめた。まず、フレーム周波数は通常駆動時も
パーシャル駆動時も同様に70Hzである。分割行数に
おいては大きく異なり240分割から16分割になる。
このときの最大コントラストを示す時の最適Vout
は、通常駆動時が15Vでパーシャル駆動時には3.0
vである。これが、最大コントラストの条件である。い
ま、走査電極から出力される信号の基準電圧VMが1.
5Vとすると、パーシャル制御信号PSに応じて、通常
時はVoutを15Vに設定し、パーシャル時は3Vに
電圧変換する必要がある。また、交流化行数については
通常駆動時には13行反転に設定し、パーシャル表示時
にはフレーム反転の16行反転に設定する。
【0019】では、通常駆動時とパーシャル駆動時のV
outの電圧の生成について説明する。通常駆動時は、
パーシャル制御信号PSはハイレベルなので、コントロ
ール回路1の出力はAND素子3を通過し、スイッチン
グ素子9のゲートを駆動し、スイッチング動作する。こ
れにより誘導素子5には起電力が発生する。この起電力
はダイオード7とコンデンサ11による整流回路で整流
されて直流電圧Voutが出力される。いま、コントロ
ール回路1はVoutが15vになるように発信制御さ
れるのでコンデンサ11にはVoutが出力される。こ
のときは図2に示すVDD、VSSの振幅はVoutの
15Vになる。従って、OUT1〜OUT3の出力であ
るVout+3Vと−VOUTは、18Vと−15Vに
なる。
【0020】つぎにパーシャル駆動時には、パーシャル
制御信号PSをローレベルにする。するとコントロール
回路1の出力はAND素子3でマスクされ、スイッチン
グ素子9のゲートは常にローレベルとなり、オフ状態を
維持する。このとき誘導素子5には逆起電力は発生しな
いので、誘導素子5は抵抗素子として3.3Vをダイオ
ード7のアノードに印加する。コンデンサ11に蓄積し
ていたVoutは15Vであるが、それ以降に接続され
る回路と液晶パネルでの消費により、電圧は一気に減少
する。この電圧が3V付近まで下がると誘導素子5とダ
イオード7を介して3.3Vが供給される。ここで用い
たダイオード7の順方向降伏電圧vfは0.3Vなので
Voutは3.0Vになる。
【0021】VOUT出力は3.0Vとなり、P型MO
SFET15のソース電極に入力され、N型MOSFE
T17とで矩形波に変換し、第3のクランプ回路19と
第2のクランプ回路21でクランプして走査電極駆動I
C23のVDD、VSSに接続する。このときのVD
D、VSSの各波形は図2において、VOUTが3.0
Vになる。従って、VDDは振幅が3.0Vでハイレベ
ルが6.0Vになり、ローレベルが3Vの矩形波にな
る。VSSは振幅が3.0Vでハイレベルが0Vにな
り、ローレベルが−3.0Vの矩形波になる。従って、
走査電極駆動IC23から出力されるOUT1は、プラ
ス側の出力が6.0Vの電圧になり、マイナス側の出力
が−3.0Vの出力になる。
【0022】このとき、図3の表によれば、パーシャル
駆動時の16分割の最適Voutは3.0Vであるの
で、最適駆動が出来ることがわかる。
【0023】本実施の形態では、誘導素子9にMOSF
ETを用いたが、バイポーラTrでもかまわない。ま
た、本実施の形態では、生成したVOUTを2つのFE
Tで矩形波に変換しクランプして走査電極に入力してい
るが、VOUTを2倍昇圧して走査電極駆動回路に入力
しても良い。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本実施の形態によれば、
通常駆動持とパーシャル駆動持で駆動デューティを変更
したばあいに走査電極の駆動電圧を容易に変更すること
が出来、しかもパーシャル駆動持には昇圧回路のスイッ
チング動作を休止するので低消電化が可能である。さら
にパーシャル時にはコントロール回路の動作も止めるこ
とが出来るので極端な低消費電力化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における液晶表示装置
の回路構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における各波形のタイ
ミングを示すタイミング図である。
【図3】本発明の第1の実施形態における最適な条件を
示す表図である。
【符号の説明】
1 コントロール回路 3 AND素子 5 誘導素子 7 ダイオード 9 スイッチング素子 11 コンデンサ 13 第1のクランプ回路 15 P型MOSFET 17 N型MOSFET 19 第3のクランプ回路 21 第2のクランプ回路 23 走査電極駆動回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H093 NA32 NC05 NC21 ND39 NH12 5C006 AA02 AA28 AC26 AF64 AF69 BB14 BC16 BF34 BF46 BF50 EA03 EC13 FA46 FA47 5C080 AA10 BB06 CC01 DD26 EE25 EE32 FF09 JJ03 JJ04 KK07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明電極を有する2枚の透明基板で液晶
    を挟持してなるマトリクス型液晶セルと、走査側透明電
    極を駆動する走査電極駆動回路と、走査電極駆動回路に
    入力する高電圧生成回路を有する液晶表示装置におい
    て、高電圧生成回路は誘導性素子とスイッチング素子と
    コントロール回路で構成する昇圧回路であり、液晶の分
    割数を設定する外部からの2値制御信号に応じて、前記
    昇圧回路の動作を非動作状態と動作状態に切り替え、非
    動作状態には誘導素子を介して電流を供給することを特
    徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記昇圧回路の非動作状態と動作状態の
    切り替えは、非動作状態では前記誘導素子に接続される
    前記スイッチング素子を非導通状態に保持し、動作状態
    ではスイッチング動作することを特徴とする、請求項1
    記載の液晶表示装置。
JP25127799A 1999-09-06 1999-09-06 液晶表示装置 Pending JP2001075537A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101741A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Denso Corp 表示装置用駆動回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007101741A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Denso Corp 表示装置用駆動回路

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