JP2002123234A

JP2002123234A - 画像表示装置ならびに携帯電子機器

Info

Publication number: JP2002123234A
Application number: JP2001222178A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Yanagi; 俊洋柳; Koji Kumada; 浩二熊田; Takashige Ota; 隆滋太田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2001-07-23
Publication date: 2002-04-26
Anticipated expiration: 2021-07-23
Also published as: EP1376529A2; KR100428928B1; EP1376529A3; DE60111314D1; EP1180762B1; CN1339934A; JP4212791B2; US7126595B2; US20020036636A1; DE60111314T2; EP1376529B1; KR20020013748A; CN1152591C; EP1180762A2; EP1180762A3; TW533664B

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯電話の端末装置の液晶表示装置２１に搭
載されるチャージポンプ式電源回路２３，２４におい
て、低負荷時の消費電力を削減し、待受け時間の長時間
化を図る。【解決手段】走査モードと保持モードとの間で負荷電
流が１００倍以上変化することに対応して、その最大値
に対応してポンプ動作の周波数を決定するとともに、そ
の周波数に適応して、たとえばポンプ動作のための容量
や平滑用の容量の容量値、スイッチング素子の素子形状
およびＣＲ発振回路の容量値や抵抗値などの該電源回路
２２，２３の回路素子を構成し、軽負荷時には、負荷電
流検知回路２４が前記ポンプ動作の周波数を低下させ、
該電源回路２２，２３の自己損失電力を削減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チャージポンプ方
式の電源回路を搭載する画像表示装置、および、その画
像表示装置を用いた携帯電話の端末装置等の携帯電子機
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、前記携帯電話の端末装置に代表さ
れる携帯電子機器の発展は目覚しく、その将来性が期待
されている。これらの機器の画像表示装置には、軽量、
薄型、低消費電力である液晶表示装置が使用されてい
る。現在、携帯電話の端末装置においては、単純マトリ
クス型の液晶表示装置が使用されているけれども、今後
の性能向上やデータ通信速度の飛躍的な向上によって
は、携帯テレビ電話やインターネット接続など、その使
用用途が多種多様となり、高表示品位で応答速度の速い
ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置が最適で
ある。

【０００３】ここで、前記携帯電話の端末装置では、一
般には、通話やデータ通信が行われていない待受け時に
おいても、図８で示すように、電波状態、時刻、バッテ
リ残量などを常時表示しておく必要がある。しかしなが
ら、この待受け時における液晶表示装置の消費電力がバ
ッテリ残量の消耗に大きく影響し、結果的に連続待受時
間を左右してしまう。携帯電話の端末装置では、バッテ
リの大型化ができないにもにも拘わらず、この連続待受
時間が２００時間以上ないと、利便性、商品性が無いと
言われている。

【０００４】一方、図９に液晶表示装置の消費電力と携
帯電話の端末装置の待受け時間との関係の一例を示す。
この図９に示すように、液晶表示装置の消費電力は、３
ｍＷ程度でないと、前記の２００時間以上の連続待受時
間が期待できないことが理解される。現在の携帯電話の
端末装置では、待受け時の装置全体の消費電力が５ｍＷ
に対して、単純マトリクス型のＳＴＮ液晶表示装置は１
ｍＷ程度で、上記の条件に合致している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、既存の
ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、３
０〜百ｍＷ程度も消費し、連続待受時間は５０時間程度
となってしまう。すなわち、２日毎に充電しなければな
らないことになる。このため、前記のように待受け時に
おいても各種の情報を常時表示しておく必要がある液晶
表示装置として、前記ＴＦＴアクティブマトリクス型の
液晶表示装置を搭載することが不可能であった。

【０００６】本発明の目的は、低負荷時の消費電力を一
層削減することができるチャージポンプ方式の電源回路
を搭載する画像表示装置ならびに携帯電子機器を提供す
ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像表示装
置は、チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路
からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆
動回路とを有するアクティブマトリクス型の画像表示装
置であって、上記課題を解決するために、前記駆動回路
は、前記表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モ
ードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まな
い保持モードとの２つ動作モードを有し、前記保持モー
ドの長さが走査モードの時間以上になるように、前記各
動作モードを周期的に切り換え可能なモード切換え手段
と、前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ
動作する際の周波数を切換える制御手段とを含むことを
特徴としている。

【０００８】上記構成において、モード切換え手段は、
前記駆動回路の動作モードを周期的に切り換える。走査
モードのとき、駆動回路は、表示セルの何れかに映像信
号を書き込むので、比較的大きな電力を消費する。一
方、保持モードのとき、駆動回路は、当該表示セルの何
れにも映像信号を書き込まないので、走査モードよりも
少ない電力を消費する。

【０００９】さらに、たとえば、携帯電話の待受けな
ど、消費電力の軽減要求される場合、前記モード切換え
手段は、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保
持モードの長さが走査モードの時間以上になるように、
各動作モードを切り換える。これにより、駆動回路およ
び表示セルの消費電力を大幅に削減できる。

【００１０】また、前記制御手段は、たとえば、消費電
流を測定したり、動作モードを切換えるための信号を検
出するなどして、前記動作モードに対応して、前記電源
回路がポンプ動作する際の周波数を切換える。これによ
り、前記電源回路は、各動作モードに応じた周波数でポ
ンプ動作でき、いずれの動作モードであっても、高い変
換効率で、確実に出力電圧を生成できる。

【００１１】これにより、明るさ、コントラスト、応答
速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なアク
ティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、
消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。

【００１２】また、上記構成に加えて、前記駆動回路の
走査モードにおける動作電流値と、前記駆動回路の保持
モードにおける動作電流値とは、１０倍以上変化すると
共に、前記駆動回路の動作電流値の最大値に対応して、
前記ポンプ動作の周波数を決定すると共に、その周波数
に適応して、該電源回路の回路素子を構成する方が望ま
しい。

【００１３】上記の構成によれば、負荷回路群としての
駆動回路の動作電流値の大幅な変化に対応して、制御手
段がポンプ動作の周波数を切換えるにあたって、動作電
流値の最大値に対応してポンプ動作の周波数を決定する
とともに、その周波数に適応して該電源回路の回路素子
を構成しておく。たとえば、必要な前記動作電流値の最
大値とそのときの周波数とから、ポンプ動作を行う容量
や平滑用の容量の容量値を決定し、またポンプ動作を行
う容量をスイッチングするＭＯＳＦＥＴのＬ／Ｗなどの
素子形状を決定し、前記周波数からＣＲ発振回路の容量
値および抵抗値を決定する。

【００１４】したがって、前記動作電流値の最大値にお
いても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極
低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、た
とえば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回
路の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下さ
せ、高い変換効率を得ることができる。

【００１５】さらに、上記各構成に加えて、前記電源回
路は、前記走査モード時に当該電源回路がポンプ動作す
る際の基準となる第１クロック信号を生成する第１発振
器を備えている方が望ましい。

【００１６】当該構成において、保持モード時の電源回
路がポンプ動作する際の基準となるクロック信号に比べ
て周波数の高い第１クロック信号が、外部からではな
く、画像表示装置内の第１発振器で生成されるので、第
１クロック信号の伝送距離を短縮でき、配線容量を削減
できる。この結果、第１クロック信号を外部から供給す
る場合よりも、画像表示装置の消費電力を削減できる。

【００１７】加えて、前記電源回路は、前記第１クロッ
ク信号を分周して、前記保持モード時に当該電源回路が
ポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成
する分周器を備えていてもよい。

【００１８】当該構成によれば、第１クロック信号を分
周することで、第２クロック信号も画像表示装置内で生
成されているので、第２クロック信号を伝送するために
必要な消費電力を削減でき、消費電力の低い画像表示装
置を実現できる。

【００１９】一方、分周器を備える代わりに、前記電源
回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作
する際の基準となる第２クロック信号を入力するための
入力端子と、当該第２クロック信号でポンプ動作してい
る期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の
動作を停止させる発振器制御手段とを備えていてもよ
い。また、前記電源回路は、前記保持モード時に当該電
源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信
号を生成する第２発振器と、当該第２クロック信号でポ
ンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前
記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備
えていてもよい。

【００２０】これらの構成では、第２クロック信号でポ
ンプしている期間中の少なくとも一部の期間に、第１発
振器の動作が停止するので、第１発振器を常時動作させ
る場合に比べて、第１発振器で消費する電力を削減でき
る。なお、第２クロック信号は、第１発振器で生成され
る第１クロック信号とは、独立して生成される。したが
って、第１発振器が動作を停止しても、電源回路は、何
ら支障なく、ポンプ動作できる。また、第２クロック信
号は、第１クロック信号よりも周波数が低いので、外部
で生成したとしても、第２クロック信号の生成および伝
送に必要な電力は、第１発振器で消費する電力よりも小
さくなることが多い。したがって、第２クロック信号の
生成回路を含めた画像表示装置全体での消費電力を削減
できる。

【００２１】ところで、前記の各画像表示装置は、保持
モードに応じた期間、ポンプ動作の周波数を変更してい
たが、ポンプ動作を停止しても、駆動回路の動作や表示
に影響がなければ、保持モード中に、ポンプ動作自体を
停止してもよい。

【００２２】具体的には、本発明に係る画像表示装置
は、チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路か
らの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆動
回路とを有するアクティブマトリクス型の画像表示装置
であって、上記課題を解決するために、以下の手段を講
じたことを特徴としている。

【００２３】すなわち、前記駆動回路は、前記表示セル
の何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示
セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの
２つ動作モードを有し、前記電源回路は、ポンプ動作の
停止中、当該電源回路の出力に保持された平滑用容量に
よって、出力電圧値を保持するとともに、前記保持モー
ドに対応して前記電源回路のポンプ動作を停止させる制
御手段と、前記保持モードの長さが走査モードの時間以
上になるように、前記各動作モードを周期的に切り換え
可能なモード切換え手段とを備えている。

【００２４】当該構成によれば、前述の画像表示装置と
同様、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持
モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各
動作モードが周期的に切り換えられるので、駆動回路お
よび表示セルの消費電力を大幅に削減できる。さらに、
保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を
停止しているので、保持モード期間中の電源回路の消費
電力も削減できる。なお、保持モードの間は、表示セル
の何れにも映像信号が書き込まれないので、次の走査モ
ードになるまでの間、電源回路がポンプ動作を停止して
も、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持で
きる。

【００２５】これらの結果、明るさ、コントラスト、応
答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なア
クティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘ら
ず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。

【００２６】さらに、上記構成に加えて、モード切換え
手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上
になり、しかも、ポンプ動作再開時における前記出力電
圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以
下となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え
できるように構成されていてもよい。

【００２７】当該構成によれば、各動作モードを切り換
えても、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のド
ロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下であ
る。したがって、保持モードに応じた期間、前記電源回
路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減
されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障な
く、表示画像を保持できる。

【００２８】これらの結果、明るさ、コントラスト、応
答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なア
クティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘ら
ず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。

【００２９】さらに、ポンプ動作を停止するか否かに拘
らず、前記各構成に加えて、前記走査モードと保持モー
ドとは、数百ｍｓｅｃで周期的に繰返される方が望まし
い。上記の構成によれば、たとえば負荷回路が殆ど何れ
か一方の動作モードのままである場合には、その一方の
動作モードに適応した電源回路を採用しても問題ないの
に対して、前記アクティブマトリクス型の画像表示装置
では、表示画像を保持するために、再書込み、すなわち
走査モードを定期的に行う必要があり、走査モードと保
持モードとが前記数百ｍｓｅｃの極短い周期で周期的に
繰返される場合、前記のような電源回路を採用すること
は有効である。

【００３０】また、前記ドロップ幅が１０％以下になる
ように各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代
えて、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上に
なり、しかも、ポンプ動作を再開してから、ポンプ動作
の停止中にドロップした出力電圧値が、維持すべき出力
電圧値に戻るまでの復帰時間が数１０μｓｅｃ以内とな
り、さらに、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓ
ｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを
切り換え可能なモード切換え手段を設けてもよい。

【００３１】さらに、保持モードにおける駆動回路の動
作電流値が前記走査モードにおける電流値の０．０１倍
以下の場合、前記ドロップ幅が１０％以下になるように
各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代えて、
前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、
しかも、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃ
で周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り
換え可能なモード切換え手段を設けてもよい。

【００３２】これらの構成では、前記走査モードと保持
モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰り返されるととも
に、前記復帰時間または保持モードにおける動作電流値
が前述のようになっているので、保持モードに応じた期
間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の
消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置
は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。

【００３３】したがって、前述の画像表示装置と同様、
明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などの基本的
な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像
表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示
装置を実現できる。

【００３４】また、ポンプ動作を停止するか否か、およ
び、モード切換え手段の動作モード切り換え方法に拘ら
ず、前記走査モードの期間に対して、前記保持モードの
期間は、数倍〜数十倍に設定される方が望ましい。

【００３５】上記の構成によれば、消費電力の大きい走
査モードの期間に対して、消費電力の小さい保持モード
の期間が、数倍〜数十倍の圧倒的に長い期間であるの
で、前記のように低負荷時の消費電力を低減することは
極めて有効である。

【００３６】また、前記各構成に加えて、前記制御手段
は、前記負荷回路の動作モードを切換えるモード切換え
手段であり、周波数上昇時またはポンプ動作再開時に
は、負荷回路の動作モード切換わり開始時点で前記周波
数上昇またはポンプ動作再開が完了しているように、前
記動作モード切換わり時よりも予め定める時間だけ以前
に周波数の切換えまたはポンプ動作再開を行う方が望ま
しい。

【００３７】上記の構成によれば、制御手段がモード切
換え手段であると、動作モードの切換わりを事前に検知
可能であることを利用して、動作モードの切換わりより
も前にポンプ動作の周波数を上昇またはポンプ動作再開
しておくことによって、動作モードの切換わり直後から
必要な動作電流を充分に供給することができる。また、
周波数低下またはポンプ動作停止時には、動作モードの
切換わりと同時、または切換わりから予め定める時間だ
け経過した後に低下または停止を開始すると、前記動作
電流に不足を生じることはない。

【００３８】また、上記各構成に加えて、前記表示セル
および駆動回路を含む画像表示部の消費電力のうち、前
記保持モードにおける消費電力が、前記走査モードにお
ける、前記制御手段および電源回路自体の消費電力より
も小さい方が望ましい。

【００３９】上記の構成によれば、保持モードにおける
画像表示部の消費電力が極めて小さく、電源回路自体の
消費電力の影響が大きいのに対して、該保持モードにお
いて前記のように電源回路の周波数を低下させること
で、そのような電源回路の影響を小さくすることができ
る。

【００４０】また、前記各構成に加えて、予め定める倍
率で入力電圧を定数倍する第１電源回路と、前記第１電
源回路の出力電圧を予め定める値に安定化させて第１電
圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュレータと、
予め定める倍率で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を
生成し、前記駆動回路のうちの走査線駆動回路へ、オン
またはオフ電圧として供給する第２電源回路とを備え、
前記第１および第２電源回路の少なくとも一方は、前記
電源回路として、前記制御手段により制御される方が望
ましい。

【００４１】あるいは、前記第１および第２電源回路に
代えて、予め定める倍率で入力電圧を昇圧する第１電源
回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記
駆動回路のうち、走査線駆動回路のオン電圧として供給
する第２電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を
反転かつ昇圧し、前記駆動回路のうち、前記走査線駆動
回路のオフ電圧として供給する第３電源回路とを備え、
前記第１、第２および第３電源回路の少なくとも一方
は、前記電源回路として、前記制御手段により制御され
る構成でもよい。

【００４２】これらの構成では、第１電源回路の出力電
圧を安定化させるレギュレータが設けられているので、
たとえば、互いに異なる出力電圧の電池を採用したシス
テム間で同じ構成の画像表示装置を使用する場合など、
画像表示装置の第１電源回路へ、互いに異なった入力電
圧が入力される場合であっても、互いに同じ電圧を生成
して、駆動回路へ供給できる。

【００４３】さらにまた、本発明の携帯電子機器は、上
記課題を解決するために、前述の各画像表示装置の何れ
かを搭載することを特徴とする。

【００４４】上記の構成によれば、携帯電子機器は内蔵
の電源で駆動されることが多いので、前記のような消費
電力の削減は効果的である。特に、該携帯電子機器が携
帯電話の端末装置である場合には、待受け時間を長くす
ることができ、一層効果的である。

【００４５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図５および図１０〜図１４に基づいて説明すれ
ば、以下のとおりである。

【００４６】図１は、本発明の実施の一形態の液晶表示
装置２１の電気的構成を示すブロック図である。この液
晶表示装置２１は、携帯電話の端末装置に画像表示装置
として搭載される。この液晶表示装置２１は、ＴＦＴパ
ネル２、走査信号線駆動回路５、データ信号線駆動回路
６、対向電極駆動回路８および動作モード制御回路９を
備え、後述するように、待受け時には、動作モード制御
回路９からのパワーセーブ信号ＰＳに応答して、各垂直
走査期間Ｔ１の走査モード間に、保持モードが挿入され
る。

【００４７】前記ＴＦＴパネル２は、ｉ行の走査信号線
Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｉ（総称するときには、以下参照符
Ｇで示す）とｊ列のデータ信号線Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｊ
（総称するときには、以下参照符Ｓで示す）とによって
区画された領域に画素電極３を有し、その画素電極３と
対向電極４との間に保持されている電圧によって該電極
３，４間の液晶の透過率が変化され、画像表示を行う。
なお、図１では、図面の簡略化のために、ｉ＝ｊ＝４と
している。

【００４８】前記各走査信号線Ｇは走査信号線駆動回路
５によって水平走査周期毎に順次選択され、前記各デー
タ信号線Ｓはデータ信号線駆動回路６によって各水平走
査周期毎にそれぞれ個別の画像データに対応した電圧を
出力し、こうして信号線Ｇ，Ｓの各交点に形成されたＴ
ＦＴ素子１１４（後述）を介して、前記各画素電極３
に、所定の走査周期毎に個別に対応する電圧が印加され
る。前記走査信号線駆動回路５には、電源回路７ａか
ら、前記ＴＦＴ素子をＯＮするための走査電圧Ｖｇｈ、
ＯＦＦするための非走査電圧Ｖｇｌが与えられ、前記デ
ータ信号線駆動回路６には、前記電源回路７ａから、電
源電圧Ｖｄｄが与えられる。また、前記対向電極４を駆
動する対向電極駆動回路８にも、前記電源回路７ａか
ら、前記電源電圧Ｖｄｄが与えられる。

【００４９】注目すべきは、この液晶表示装置２１で
は、動作モード制御回路９が設けられており、前記待受
け時には、この動作モード制御回路はパワーセーブ信号
ＰＳを出力し、１垂直走査期間を長くすることである。
すなわち、前記待受け時には、図４で示すように、１垂
直走査期間Ｔ１を、通常駆動と同様に前記走査信号線Ｇ
の何れかを走査している走査期間Ｔ２（走査モード）
と、何れも走査していない非走査期間Ｔ３（保持モー
ド）とに区分し、走査モードと保持モードとを交互に繰
返すことで、低消費電力化を図っている。前記保持モー
ドを設けたことで、垂直走査周波数は、たとえば６Ｈ
ｚ、すなわち前記垂直走査期間Ｔ１は１６７ｍｓｅｃと
なっている。

【００５０】図４において、参照符Ｇ１〜Ｇ４は前記各
走査信号線Ｇ１〜Ｇ４の波形をそれぞれ表し、参照符Ｐ
Ｓは前記パワーセーブ信号ＰＳの波形を表している。前
記走査モードでは、通常駆動と同様に、走査信号線駆動
回路５は走査信号線Ｇ１〜Ｇ４の何れかに走査電圧（Ｔ
ＦＴのｏｎ電圧）を出力し、残余の走査線に非走査電圧
（ＴＦＴのｏｆｆ電圧）を出力し、これに合わせてデー
タ信号線駆動回路６はデータ信号線Ｓ１〜Ｓ４にそれぞ
れ個別に表示すべき画像データに対応した電圧を出力し
ており、また対向電極駆動回路８は対向電極４を任意の
波形（ライン反転駆動の場合は矩形波等）で駆動してい
る。

【００５１】これに対して、保持モードでは、データ信
号線駆動回路６は各データ信号線Ｓ１〜Ｓ４に信号を出
力せず、該データ信号線駆動回路６自体も自己消費電力
の少ない休止状態となり、また走査信号線駆動回路５は
各画素の表示電圧を維持させるために、総ての走査信号
線Ｇ１〜Ｇ４に非走査電圧（ＴＦＴのｏｆｆ電圧）を出
力し、これによって各画素における前記画素電極３や補
助容量等に蓄積された電荷によって表示が保持されてい
る。

【００５２】上記のシステム構成で、アナログ系の電源
電圧Ｖｄｄは、使用される液晶材料の電圧−輝度特性に
起因して決定され、通常５Ｖ程度である。しかしなが
ら、ロジック回路で使用される電源電圧Ｖｃｃは、低消
費電力化のために２．５Ｖと低い。したがって、前記電
源回路７ａは、供給される電源電圧Ｖｃｃ＝２．５Ｖか
ら、チャージポンプ方式で２倍電圧変換して、Ｖｄｄ＝
５Ｖを作成する。なお、コイルを使用したスイッチング
方式のＤＣ−ＤＣコンバータは、効率、低背、小型化等
の面から好ましくない。

【００５３】ここで、前記ＴＦＴパネル２が、携帯電話
の端末装置に最適な表示対角２インチ程度であり、その
解像度が１７６×ＲＧＢ×２２０程度とすると、たとえ
ば、電源電圧Ｖｄｄの系統に流れる電流は、走査モード
時に６ｍＡ程度になる。一方、保持モード時には殆どの
回路群が自己損失電力の少ない休止状態となるけれども
完全に０とはならず、４０μＡ程度となる。ここで、前
記のようにＶｄｄ＝５Ｖなので、各モードでのＶｄｄ系
の消費電力は、走査モード時：Ｗ_{Vdd scan}＝５Ｖ×６ｍＡ＝３０ｍＷ …（１）保持モード時：Ｗ_{Vdd hold}＝５Ｖ×４０μＡ＝０．２ｍＷ …（２）となり、１００倍以上も変動している。

【００５４】したがって、待受け時において、走査モー
ドの期間Ｔ２と、保持モードの期間Ｔ３との比率Ｔ２：
Ｔ３が、たとえば、１：１４とすると、待受け時におけ
るＶｄｄ系の総合消費電力Ｗ_Vddは、Ｗ_Vdd＝｛Ｔ２／
（Ｔ２＋Ｔ３）｝Ｗ_{vdd scan}＋｛Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ
３）｝Ｗ_{Vdd hold} から、２．１９ｍＷとなる。この結
果、走査モード時の消費電力と略同じ通常時の消費電力
に比べて、大幅に消費電力を低減できる。

【００５５】ところが、前述のように、電源電圧Ｖｄｄ
は、チャージポンプ方式の電源回路７ａによって、電源
電圧Ｖｃｃから生成されているので、電源回路７ａでの
変換効率が低下すると、液晶表示装置２１の消費電力が
増大し、携帯電話の端末装置に搭載できなくなる虞れが
ある。

【００５６】ここで、本実施形態に係る液晶表示装置２
１の他の注目すべき点について、説明する前に、比較例
として、図１０に示すように、ポンプ動作の周波数が一
定のチャージポンプ方式の電源回路７を搭載した液晶表
示装置１を挙げ、変換効率について説明する。

【００５７】当該液晶表示装置１は、図１に示す液晶表
示装置２１と略同様に、ＴＦＴパネル２、各駆動回路５
・６・８および動作モード制御回路９を備えているが、
液晶表示装置２１と異なり、電源回路７のポンプ動作の
周波数ｆｏｓｃが固定されている。ここで、図２に示す
周波数ｆｏｓｃｌのように、周波数ｆｏｓｃを低くする
と、高周波の場合（周波数ｆｏｓｃｈの場合）よりも、
負荷電流による電圧低下が著しくなるので、電源回路７
は、負荷電流が最大値（たとえば、６ｍＡ）のときに、
出力電圧（２×Ｖｉｎ）を供給できなくなる。したがっ
て、電源回路７の周波数ｆｏｓｃは、たとえば、周波数
ｆｏｓｃｈなど、予想される負荷電流で電圧低下が生じ
ないように設定される。

【００５８】図１３は、前記のように、周波数ｆｏｓｃ
を設定したチャージポンプ方式の電源回路の変換効率特
性を示すグラフである。この図１３で示すように、負荷
電流が６ｍＡを中心に、１〜１０ｍＡ程度では変換効率
が８０％程度と高いけれども、負荷電流が極端に小さい
場合には１０％程度になってしまっている。これは、Ｃ
Ｒ発振回路等で実現される後述のクロック発生回路１１
などの該チャージポンプ方式の電源回路自体の自己損失
電力や、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４（後述）のリ
ーク電流が、負荷状態に拘わらず一定であることに起因
している。

【００５９】したがって、前記液晶表示装置１におい
て、Ｖｃｃ系での消費電力は、前記図１３に示す効率特
性から、走査モード時：Ｗ_{Vcc scan}＝Ｗ_{Vdd scan}／８０％＝３７．５ｍＷ …（３）保持モード時：Ｗ_{Vcc hold}＝Ｗ_{Vdd hold}／１０％＝２．０ｍＷ …（４）となる。図１１において、上記Ｖｃｃ系の消費電力の変
化を参照符α１で示し、前記Ｖｄｄ系の消費電力の変化
を参照符α２で示している。

【００６０】また、走査モード期間Ｔ２と保持モード期
間Ｔ３との比率から、Ｖｃｃ系での総合消費電力Ｗ_Vcc
は、Ｗ_Vcc＝｛Ｔ２／（Ｔ２＋Ｔ３）｝Ｗ_{Vcc scan} ＋｛Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）｝Ｗ_{Vcc hold} …（５）であるから、たとえばＴ２：Ｔ３＝１：１４とすると、
Ｗ_Vcc＝４．４ｍＷまで削減することができる。

【００６１】しかしながら、前記図９を参照すると、連
続待受時間は１５０時間程度であり、図１０に示す液晶
表示装置１を使用したとしても、依然として、ＴＦＴア
クティブマトリクス型の液晶表示装置を携帯電話の端末
装置に搭載することは困難である。

【００６２】これに対して、図１に示すように、本実施
形態に係る液晶表示装置２１は、注目すべきことに、電
源回路７ａとして、チャージポンプ式電源回路２２，２
３を搭載しており、これらのチャージポンプ式電源回路
２２，２３は、周波数切換え手段である負荷電流検知回
路２４によって、ポンプ動作の周波数が高周波のｆｏｓ
ｃｈ、たとえば８００ｋＨｚと、低周波のｆｏｓｃｌ、
たとえば１０ｋＨｚとに切換え制御される。第１段目の
チャージポンプ式電源回路２２は、ロジック回路で使用
される電源電圧Ｖｃｃ、たとえば２．５Ｖを、２倍電圧
変換して、アナログ系の電源電圧Ｖｄｄ＝５Ｖを作成
し、前記データ信号線駆動回路６および対向電極駆動回
路８に供給するとともに、第２段目のチャージポンプ式
電源回路２３に供給する。チャージポンプ式電源回路２
３は、前記Ｖｄｄ＝５Ｖの電源電圧から、ＴＦＴ素子を
ＯＮ／ＯＦＦするための２つの電圧Ｖｇｈ，Ｖｇｌを作
成し、走査信号線駆動回路５に供給する。前記走査電圧
Ｖｇｈは、たとえば３倍電圧の１５Ｖであり、前記非走
査電圧Ｖｇｌは、たとえば−２倍電圧の−１０Ｖであ
る。

【００６３】図１２は、前記２倍電圧を作成するチャー
ジポンプ方式の電源回路２２の概略的構成を示すブロッ
ク図である。ポンプ動作を行う容量Ｃ１において、一方
の端子にはスイッチング素子ＳＷ１を介して入力電圧Ｖ
ｉｎが与えられるようになっており、他方の端子はスイ
ッチング素子ＳＷ２を介して接地されるようになってい
る。また、容量Ｃ１の一方の端子はスイッチング素子Ｓ
Ｗ３を介して平滑用の容量Ｃ２の一方の端子と接続され
るようになっており、この容量Ｃ２の他方の端子は接地
されている。さらにまた、前記容量Ｃ１の他方の端子に
は、スイッチング素子ＳＷ４を介して入力電圧Ｖｉｎが
与えられるようになっている。

【００６４】前記スイッチング素子ＳＷ１とＳＷ２とは
相互に連動してｏｎ／ｏｆｆ動作を行い、前記スイッチ
ング素子ＳＷ３とＳＷ４とは相互に連動して、かつ前記
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２とは逆相でｏｎ／ｏｆ
ｆ動作を行う。このため、クロック発生回路１１で発生
された前記ロジック回路レベルのクロック信号は、レベ
ル変換回路１２で振幅レベルが拡大されてＭＯＳトラン
ジスタから成る前記スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に
与えられるとともに、さらにインバータ１３において反
転されて前記スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に与えら
れる。

【００６５】スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｎ
し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｆｆした状態
で、前記容量Ｃ１の端子間の電圧は前記Ｖｉｎに充電さ
れ、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｆｆし、スイ
ッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｎした状態で、その容
量Ｃ１の電圧Ｖｉｎに入力電圧Ｖｉｎが加算される。こ
うして、出力電圧Ｖｏｕｔとして、２Ｖｉｎの電圧が出
力される。

【００６６】また、チャージポンプ式電源回路２３にお
いて、前記電源電圧Ｖｄｄを３倍して走査電圧Ｖｇｈを
生成する回路、ならびに、電源電圧Ｖｄｄを−２倍して
走査電圧Ｖｇｌを生成する回路は、いずれもチャージポ
ンプ式の電源回路であって、図１２に示すチャージポン
プ式電源回路２２と略同様の回路で構成されている。

【００６７】たとえば、前記３倍する回路では、容量Ｃ
１が２つ設けられ、両容量Ｃ１，Ｃ１を直列に接続する
か並列に接続するかを切り換えるスイッチング素子が設
けられる。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｎし、
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｆｆした状態で
は、各容量Ｃ１が並列に接続され、各容量Ｃ１に前記電
圧Ｖｉｎが充電される。また、スイッチング素子ＳＷ
１，ＳＷ２がｏｆｆし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ
４がｏｎした状態では、両容量Ｃ１，Ｃ１が直列に切り
換えられ、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎと、容量Ｃ１の
端子間電圧Ｖｉｎとが、入力電圧Ｖｉｎに加算される。
これにより、３Ｖｉｎの電圧が出力される。

【００６８】一方、−２倍する回路では、前記３倍する
回路と同様に、両容量Ｃ１，Ｃ１に電圧Ｖｉｎが充電さ
れた後，スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｆｆし、
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｎした状態で、容
量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎと、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖ
ｉｎとの合計が、逆極性で出力される。なお、この場
合、スイッチング素子ＳＷ４の一端は、電圧Ｖｉｎが印
加される代わりに接地される。

【００６９】本実施形態では、全チャージポンプ式電源
回路２２および２３が、それぞれの容量Ｃ１・Ｃ２を除
いて、１つのチップ内に集積されている。また、本実施
形態では、回路構成を簡略化し、干渉や消費電力の増大
を抑えるために、各チャージポンプ式電源回路２２・２
３間で、クロック発生回路１１が共用されている。

【００７０】一方、負荷電流検知回路２４は、コンパレ
ータなどで実現され、アナログ系の電源電圧Ｖｄｄのラ
インに直列に挿入された電流検知抵抗Ｒの端子間電圧か
ら、該携帯電話の端末装置が、通常動作状態および待受
け状態であっても走査モードであるか、または保持モー
ドであるかのいずれであるのかを判定し、その判定結果
に対応して、チャージポンプ式電源回路２２，２３のポ
ンプ動作の周波数を、前記ｆｏｓｃｈとｆｏｓｃｌとの
間で切換える切換え制御信号ＣＮＴを出力する。

【００７１】前記チャージポンプ式電源回路２２，２３
は、前述のように負荷電流が前記走査モードと保持モー
ドとの間で１００倍以上変化することに対応して、該負
荷電流の最大値、６ｍＡに対応してポンプ動作の周波数
ｆｏｓｃｈを決定するとともに、その周波数ｆｏｓｃｈ
に適応して該チャージポンプ式電源回路２２，２３の回
路素子が構成されている。たとえば、必要な前記負荷電
流の最大値とそのときの周波数ｆｏｓｃｈとから、前記
図１２で示すチャージポンプ式電源回路におけるポンプ
動作のための容量Ｃ１や平滑用の容量Ｃ２の容量値を決
定し、またＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子ＳＷ
１〜ＳＷ４のＬ／Ｗなどの素子形状を決定し、さらに前
記周波数ｆｏｓｃｈから、クロック発生回路１１を構成
するＣＲ発振回路の容量値および抵抗値を決定する。ま
た、たとえば、前記各容量値や抵抗値あるいは、スイッ
チング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の素子形状など、前記周波数
ｆｏｓｃｈに応じて決定されたチャージポンプ式電源回
路２２，２３の回路構成において、保持モードで予想さ
れる負荷電流の４０μＡで電圧低下が生じない周波数
で、しかも、前記周波数ｆｏｓｃｈよりも低い周波数
を、保持モード用の周波数ｆｏｓｃｌとして決定する。

【００７２】一般に、チャージポンプ式電源回路の変換
効率は、チャージポンプの周波数ｆｏｓｃを決定する前
記発振回路や、ポンプ動作を行う時のスイッチング素子
ＳＷ１〜ＳＷ４のリーク電流などのチャージポンプ回路
自体の自己損失電力に大きく左右され、この自己損失電
力は前記周波数ｆｏｓｃに比例している。自己損失電力
を下げるためにはｆｏｓｃを小さくすればよいが、図２
で示すように低周波のｆｏｓｃｌの場合は負荷電流によ
る電圧低下が著しいので、図１０に示す前記液晶表示装
置１では、予想される負荷電流で電圧低下が生じないよ
うに高周波のｆｏｓｃｈのみを周波数ｆｏｓｃとして使
用している。これに対して、本実施形態では、保持モー
ドで予想される負荷電流の前記４０μＡで電圧低下が生
じない低周波のｆｏｓｃｌを該保持モードで使用する。

【００７３】なお、保持モードにおけるＴＦＴパネル２
および各駆動回路５，６，８などの画像表示部の総消費
電力は、走査モードにおけるチャージポンプ式電源回路
２２，２３および負荷電流検知回路２４の総消費電力よ
りも小さく、周波数切換えを行わないと、該チャージポ
ンプ式電源回路２２，２３および負荷電流検知回路２４
自体の消費電力の影響が大きくなってしまう。

【００７４】図３は、上記のチャージポンプ式電源回路
２２，２３の変換効率特性を示すグラフである。この図
３で示すように、最適設計された前記周波数ｆｏｓｃｈ
で８０％程度の高い変換効率を得ることができるととも
に、前記自己損失電力が低減されて周波数ｆｏｓｃｌで
は６０％程度となっている。したがって、前記式４は、保持モード時：Ｗ_{Vcc hold}＝Ｗ_{Vdd hold}／６０％＝０．３３ｍＷ …（６）となり、前記式３および式５から、Ｔ２：Ｔ３＝１：１
４とすると、総合消費電力Ｗ_Vccを２．８ｍＷまで削減
することができる。これによって、前記図９を参照し
て、２００時間以上の待受けが可能になっている。ここ
で、前記図３において太線部分は、見掛け上の変換効率
である。

【００７５】なお、待受け時以外の通常状態では、各駆
動回路５・６・８は、動作モード制御回路９の指示に従
い、走査モードの期間Ｔ２以上の期間（前記保持モード
期間Ｔ３）は、挿入されない。したがって、たとえば、
１／６０ｓｅｃなど、予め定められた垂直走査期間で、
ＴＦＴパネル２が駆動される。

【００７６】図４は、上述のように構成される液晶表示
装置２１の動作を説明するための波形図である。図４に
おいて、参照符Ｇ１〜Ｇ４は前記各走査信号線Ｇ１〜Ｇ
４の波形をそれぞれ表し、参照符ＰＳは前記パワーセー
ブ信号ＰＳの波形を表している。これらの波形は、前述
の図１１の波形と相互に等しい。しかしながら、本実施
形態では、参照符β１およびβ２で示す消費電力の変化
において、参照符β２で示すＶｄｄ系の消費電力は、前
記図１１の参照符α２と等しいけれども、参照符β１で
示すＶｃｃ系の消費電力は、参照符α１で示すよりも、
前記式４が式６に変化した分だけ、保持モードで減少し
ている。

【００７７】このようにして、負荷電流の最大値におい
ても高い変換効率を得ることができるだけでなく、負荷
電流が１００倍以上低下した極低負荷時にも、ポンプ動
作の周波数の低下によって、チャージポンプ式電源回路
２２，２３の自己損失電力を低下させ、高い変換効率を
得ることができる。

【００７８】また、消費電力の大きい走査モードに対し
て、消費電力の小さい保持モードは、数倍〜数十倍の圧
倒的に長い期間となるので、このようなチャージポンプ
式電源回路２２，２３を前記２つの動作モードを有する
アクティブマトリクス型の液晶表示装置２１に搭載する
ことは低負荷時の消費電力を低減するために極めて有効
であり、該チャージポンプ式電源回路２２，２３の効果
を最大に発揮させることができる。さらにまた、表示画
像を保持するために、再書込み、すなわち走査モードを
定期的に行う必要があり、走査モードと保持モードとが
極短い周期で周期的に繰返されるので、これによっても
また、該チャージポンプ式電源回路２２，２３を採用す
ることは有効である。

【００７９】前記ポンプ動作の周波数ｆｏｓｃは、図５
で示すように３つ以上設定され、通常動作状態および走
査モードでの周波数を前記ｆｏｓｃｈとし、たとえば前
記図８において、日付、時刻および曜日を消去した状態
での周波数をｆｏｓｃｌとし、それらを表示した状態で
の周波数をｆｏｓｃｍとするなどの、保持モードにおけ
る負荷電流の違いに、さらに詳細に対応するようにして
もよい。図５において太線部分は、前記周波数ｆｏｓｃ
ｍを多数設定した場合の見掛け上の変換効率である。

【００８０】なお、特開２０００−８９３５６号公報に
は、必要とされる出力電流に応じて複数組のインダクタ
を設けておき、各負荷モード毎にそのインダクタを選択
的に使用することで変換効率を向上するようにしたスイ
ッチング方式の電源回路が示されているけれども、本実
施形態の電源回路はチャージポンプ方式の電源回路であ
り、上述のように大幅な負荷電流の変化に対して、単一
のチャージポンプ式電源回路２２，２３を使用すること
ができる。

【００８１】ところで、本実施形態では、待受け時な
ど、消費電力削減が強く要求される際、駆動回路５・６
・８は、動作モード制御回路９の指示に基づいて、走査
モードの期間Ｔ２以上の長さの保持モード（Ｔ３）を挿
入することで、通常時よりも垂直走査期間Ｔ１を延長し
ている。

【００８２】ここで、一般に書き換え周波数が３０Ｈｚ
以上であると画素電極電位の変動による液晶分子の応答
は平均化されて知覚されないが、書き換え周波数を３０
Ｈｚ以下にすると液晶分子の応答が知覚されてチラツキ
が発生し、表示品位が著しく損なわれることとなる。

【００８３】この状態でも、通常時と略同様に、チラツ
キなく画像を表示できるように、本実施形態に係るＴＦ
Ｔパネル２では、従来のＣｓオンゲート構造とは異な
り、画素の電極および信号線が図１４に示すように配置
されている。なお、図１４は、ＴＦＴパネル２の液晶層
より下方の部分を上方から見た図である。

【００８４】図１４に示すように、ＴＦＴ素子１１４の
ゲート電極１２０に走査信号を供給する走査信号線Ｇ…
と、ＴＦＴ素子１１４のデータ電極１２４にデータ信号
を供給するデータ信号線Ｓ…とがガラス基板上に直交す
るように設けられている。そして、補助容量用電極パッ
ド３ａ…のそれぞれと対向する補助容量配線１３３…が
設けられている。一対の補助容量用電極パッド３ａと補
助容量配線１３３とは、前記画素において液晶容量Ｃ_LC
に対する補助容量Ｃ_CSを形成する電極である。補助容量
配線１３３…は走査信号線Ｇ…以外の位置で、すなわち
走査信号線Ｇ…の位置を避けて、一部がゲート絶縁膜
（図示せず）を挟んで補助容量用電極パッド３ａ…と対
をなすようにガラス基板上に走査信号線Ｇ…と平行に設
けられており、補助容量用電極パッド３ａ…とともに、
走査信号線Ｇ…との間に容量結合が略生じないようにな
っている。この場合に限らず、補助容量用電極パッド３
ａ…および補助容量配線１３３…は走査信号線Ｇ…との
間に容量結合を略生じない位置となるように設けられて
いればよい。なお、反射電極３ｂ…と走査信号線Ｇ…と
の間の容量結合は、当然、無視することができるほど小
さい。

【００８５】これにより、前記ＴＦＴパネル２では、上
記走査信号の供給に伴って走査信号線Ｇ…から液晶容量
Ｃ_LCの電圧に加わるノイズによる上記電圧の変動は、表
示状態にチラツキが知覚される値より小さく（ここでは
３Ｖ以下に）抑制されている。この結果、保持モードの
期間Ｔ３を挿入することによって、たとえば、３３．４
ｍｓｅｃ〜２ｓｅｃ、より好ましくは、６６．７ｍｓｅ
ｃ〜１ｓｅｃ、さらに好ましくは、数百ｍｓｅｃなど、
長い垂直走査期間Ｔ１でＴＦＴパネル２を駆動しても、
チラツキの抑制された高表示品位を保つことができる。

【００８６】また、保持モードの期間Ｔ３を含む非走査
期間中、全データ信号線Ｓをデータ信号線駆動回路６か
ら切り離すなどして、データ信号線駆動回路６に対して
ハイインピーダンス状態とする。このようにすると、前
記非走査期間において各データ信号線Ｓの電位を一定に
保持することができる。したがって、データ信号線Ｓと
画素電極３との容量結合に起因した画素電極３の電位変
動などのように、データ信号線Ｓの電位変動によって生
じる各画素のデータ保持状態の変化が抑制され、チラツ
キが十分に抑制される。これにより、十分な低消費電力
化とチラツキが十分に抑制された高表示品位とを両立さ
せることができる。

【００８７】また、消費電力を削減するためにデータ信
号線駆動回路６のバッファ内部のアナログ回路の動作を
停止させる際、バッファがグランド電位になる。する
と、バッファと接続されているデータ信号線Ｓも同時に
グランド電位になってしまい、容量結合に起因した画素
電極３の電位変動が生じる。そこで、全データ信号線Ｓ
をハイインピーダンス状態とした後に、前記非走査期間
の表示とは無関係なアナログ回路の動作を停止させるよ
うにする。これにより、アナログ回路の消費電力の削減
を行いながら、画素のデータ保持状態の変化を抑制し、
よりチラツキが抑制された高表示品位を達成することが
できる。

【００８８】さらに、全データ信号線を、全画素のデー
タ保持状態の変化が平均して略最小となる電位としてか
らハイインピーダンス状態とすればなお好ましい。例え
ば、前記画素電極３と、その対向電極との間に液晶が介
在する構成であれば、全データ信号線Ｓを、対向電極に
交流電圧を印加する場合に該交流電圧の振幅中心の電位
とし、対向電極に直流電圧を印加する場合に対向電極と
同電位とする。この場合、交流駆動で正極性電位の画素
と負極性電位の画素電極とが混在しても、データ信号線
Ｓと画素電極３との容量結合による全画素の電荷保持状
態の変化、すなわちデータ保持状態の変化が平均して略
最小となる。これにより、ラインごとに画素のデータ保
持状態が異なる場合でも、画面全体としてデータ保持状
態の変化が略最小となり、よりチラツキが抑制された高
表示品位を達成することができる。

【００８９】本発明の実施の他の形態について、図６お
よび図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００９０】図６は、本発明の実施の他の形態の液晶表
示装置３１の電気的構成を示すブロック図である。この
液晶表示装置３１は、前述の液晶表示装置２１に類似
し、対応する部分には、同一の参照符号を付して、その
説明を省略する。注目すべきは、この液晶表示装置３１
では、前記走査信号線駆動回路５、データ信号線駆動回
路６および対向電極駆動回路８の動作モードを走査モー
ドと保持モードとの間で切換えるパワーセーブ信号ＰＳ
を出力する動作モード制御回路３２が、周波数切換え手
段として機能し、前記チャージポンプ式電源回路２２，
２３のポンプ動作の周波数を切換えるための前記制御信
号ＣＮＴを出力することである。

【００９１】したがって、動作モード制御回路３２は、
動作モードの切換わりを事前に検知することができ、こ
れを利用して、保持モードから走査モードへの周波数上
昇時には動作モードの切換わりよりも前に周波数切換え
を行い、走査モードから保持モードへの周波数低下時に
は動作モードの切換わりと同時または以後に周波数切換
えを行う。

【００９２】すなわち、図７に示すように、前記パワー
セーブ信号ＰＳを参照符ＰＳで示すとき、制御信号ＣＮ
Ｔの立上がりのタイミングを、参照符ＣＮＴで示すよう
に、前記パワーセーブ信号ＰＳよりも予め定める時間Ｗ
１だけ進ませておく。この進み時間Ｗ１は、それぞれ前
記パワーセーブ信号ＰＳによる各負荷回路の動作モード
の切換わり開始時点で周波数変化が完了しているように
選ばれる。また、制御信号ＣＮＴの立下がりのタイミン
グを時間Ｗ２だけ遅らせておく。但し、Ｗ２≧０であ
る。このように構成することによって、前記動作電流の
不足を確実に無くすことができる。

【００９３】なお、前述の説明では、走査モードと保持
モードとで負荷電流が１００倍以上変化したけれども、
ＴＦＴパネルの大きさや、待受け時の表示の内容によっ
ては１０倍程度となることもある。本発明はそのような
１０倍以上の変化を含む大幅な負荷電流の変化に対し
て、動作モードに対応して単一のチャージポンプ式電源
回路２２，２３を使用して、ポンプ動作の周波数を切換
えるだけで、好適に対応することができる。

【００９４】すなわち、本実施形態に係る電源回路７ａ
（７ｂ）は、そのような１０倍以上の変化を含む大幅な
負荷電流の変化が発生するような複数の動作モードを有
する負荷回路群へ電力を供給するチャージポンプ方式の
回路であって、その負荷回路群の動作電流値の最大値に
対応して、ポンプ動作の周波数を決定するとともに、そ
の周波数に適応して該電源回路の回路素子を構成してお
く。さらに、前記負荷回路群の動作モードに対応して、
前記周波数を切換える。

【００９５】これにより、前記動作電流値の最大値にお
いても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極
低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、た
とえば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回
路の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下さ
せ、高い変換効率を得ることができる。

【００９６】ところで、前記各液晶表示装置２１（３
１）の電源回路７ａ（７ｂ）は、図示しないロジック回
路で使用される電源電圧Ｖｃｃを予め定める定数倍（た
とえば、２倍、６倍および−４倍）して、ＴＦＴパネル
２の駆動回路５・６・８へ供給する電源電圧Ｖｄｄ、Ｖ
ｇｈおよびＶｇｌを生成している。

【００９７】これに対して、本変形例に係る液晶表示装
置は、前記ロジック回路の電源電圧Ｖｃｃが互いに異な
るシステム間で、共通の回路構成の液晶表示装置を流用
できるように、前記電源回路７ａ（７ｂ）に代えて、図
１５に示す電源回路７ｃが用いられている。当該電源回
路７ｃには、前記電源回路７ａ（７ｂ）のチャージポン
プ式電源回路２２・２３に加えて、チャージポンプ式電
源回路２２の出力電圧を安定化した後、電源電圧Ｖｄｄ
として出力するレギュレータ４１が設けられている。さ
らに、チャージポンプ式電源回路２３として設けられた
チャージポンプ式電源回路２３ａ・２３ｂは、レギュレ
ータ４１が出力する電源電圧Ｖｄｄを予め定める定数倍
（たとえば、３倍および−２倍）して、前記電源電圧Ｖ
ｇｈおよびＶｇｌを、それぞれ出力する。

【００９８】本変形例に係るレギュレータ４１は、シリ
ーズレギュレータであって、たとえば、図１６に示すよ
うに、レギュレータ４１の入出力間に配されたＦＥＴ４
２と、出力電圧Ｖｄｄを分圧して、帰還電圧Ｖａｄｊを
生成する分圧回路４３と、予め定められた基準電圧Ｖｒ
ｅｆを生成する基準電圧源４４と、前記両電圧Ｖｒｅｆ
およびＶａｄｊを比較して、前記ＦＥＴ４２のゲートを
駆動する差動増幅器４５とを備えている。

【００９９】前記基準電圧源４４は、前記電源電圧Ｖｃ
ｃまたはチャージポンプ式電源回路２２の出力電圧Ｖｄ
ｄ０を電源電圧として動作しており、これらの電圧が、
液晶表示装置２１（３１）を含むシステム毎に異なって
いても、何ら支障なく、基準電圧Ｖｒｅｆを生成でき
る。

【０１００】前記分圧回路４３は、出力電圧Ｖｄｄの端
子と接地端子との間に配され、抵抗４３ａ・４３ｂから
構成された直列回路であって、分圧比は、出力電圧Ｖｄ
ｄが目標とする値になった場合に、帰還電圧Ｖａｄｊが
前記基準電圧Ｖｒｅｆとなるように設定されている。

【０１０１】これにより、ＦＥＴ４２の等価抵抗値は、
両電圧Ｖａｄｊ・Ｖｒｅｆが互いに等しくなるように制
御され、レギュレータ４１の出力電圧Ｖｄｄは、前記基
準電圧Ｖｒｅｆおよび分圧比で設定された値に安定す
る。

【０１０２】前記出力電圧Ｖｄｄは、ＴＦＴパネル２の
各駆動回路５・６・８へ供給され、たとえば、階調表示
のための階調電圧発生回路やコモン電極の駆動回路など
にて、アナログ系の電源として使用される。さらに、チ
ャージポンプ式電源回路２３ａで３倍昇圧された後、Ｔ
ＦＴパネル２のＴＦＴ素子をＯＮするための走査電圧Ｖ
ｇｈとして、走査信号線駆動回路５に印加される。ま
た、チャージポンプ式電源回路２３ｂは、前記出力電圧
Ｖｄｄを−２倍した後、前記ＴＦＴ素子をＯＦＦするた
めの操作電圧Ｖｇｌとして、走査信号線駆動回路５に供
給される。

【０１０３】ここで、図示しないロジック回路の電源電
圧など、液晶表示装置２１（３１）に電源電圧Ｖｃｃと
して供給される電圧は、上述した値（２．５Ｖ）に決ま
っている訳ではなく、液晶表示装置２１（３１）を含む
システムが異なると、異なった値をとる場合がある。現
状では、たとえば、電源電圧Ｖｃｃとして２．７Ｖを採
用したシステムや、３．６Ｖを採用したシステムなど、
２．７〜３．６Ｖの電源電圧を採用したシステムが混在
している。

【０１０４】この場合に、図１または図６に示す電源回
路７ａまたは７ｂを使用すると、上述の電源電圧Ｖｃｃ
（たとえば２．５Ｖ）を採用したシステムでは、前記各
駆動回路５・６・８に適切な電源電圧（たとえば、Ｖｄ
ｄ＝５Ｖ、Ｖｇｈ＝１５ＶおよびＶｇｌ＝−１０Ｖ）を
供給できたとしても、たとえば、電源電圧Ｖｃｃが２．
７Ｖなど、他の値のシステムでは、各駆動回路５・６・
８に適切な電源電圧を供給することができず、ＴＦＴパ
ネル２は、安定した表示を保つことができない。したが
って、当該システムでも、安定して表示するために、当
該システム用の電源回路７ａ（７ｂ）を備える液晶表示
装置２１（３１）を製造する必要がある。

【０１０５】これに対して、本変形例に係る電源回路７
ｃは、電源電圧Ｖｃｃにバラツキがあっても、ＴＦＴパ
ネル２が安定して表示可能な電源電圧Ｖｄｄ、Ｖｇｈお
よびＶｇｌを前記各駆動回路５・６・８に供給できる。

【０１０６】さらに、レギュレータ４１がチャージポン
プ式電源回路２２の後に設けられているので、前に設け
る場合と異なり、チャージポンプ式電源回路２２に起因
する電源電圧変動が、前記電源電圧Ｖｄｄ、Ｖｇｈおよ
びＶｇｌに現れない。したがって、より安定した電源電
圧を供給できる。

【０１０７】また、単一のレギュレータ４１がチャージ
ポンプ式電源回路２２とチャージポンプ式電源回路２３
ａ・２３ｂとの間に設けられている。したがって、各チ
ャージポンプ式電源回路２２・２３ａ・２３ｂの後に、
それぞれレギュレータ４１を設ける場合よりも回路構成
が簡略化されているにも拘らず、最も安定性が要求され
る電源電圧Ｖｄｄを確実に安定化させることができる。
なお、電源電圧ＶｇｈおよびＶｇｌには、電源電圧Ｖｄ
ｄよりも安定性が要求されないので、チャージポンプ式
電源回路２３ａ・２３ｂによって、各電源電圧Ｖｇｈお
よびＶｇｌに微小なノイズが混入したとしても、高い表
示品位を保つことができる。

【０１０８】ところで、図１２に示すクロック発生回路
１１は、切換え制御信号ＣＮＴに応じた周波数ｆｏｓｃ
のクロック信号を出力できれば、各周波数（ｆｏｓｃ
ｈ、ｆｏｓｃｌまたはｆｏｓｃｍ）を、それぞれ生成し
てもよい。また、各周波数のクロック信号の一部または
全部を、外部から受け取り、外部または内部のクロック
信号のいずれかを選択して出力してもよい。

【０１０９】ただし、高速のクロック信号を外部から供
給する場合、内部で生成するよりも長い距離、クロック
信号を伝送する必要がある。したがって、基板の配線容
量など、容量負荷が大きくなり、クロック信号の伝送に
必要な電力が増大する。また、クロック信号の伝送線を
駆動するために、駆動能力の大きなバッファ回路が必要
なる。これらの結果、液晶表示装置２１（３１）を含む
システム全体の消費電力が増大してしまう。

【０１１０】したがって、クロック発生回路１１は、た
とえば、図１７や図１９に示すクロック発生回路１１ａ
または１１ｂのように、高い周波数ｆｏｓｃｈを生成す
る発振回路５１を備えている方が望ましい。

【０１１１】たとえば、図１７に示すクロック発生回路
１１ａは、各周波数（たとえば、ｆｏｓｃｈおよびｆｏ
ｓｃｌ）を内部で生成する回路であって、前記発振回路
５１に加えて、発振回路５１の出力信号を分周して、周
波数ｆｏｓｃｌのクロック信号を生成する分周回路５２
と、切換え制御信号ＣＮＴに応じて、両回路５１・５２
の出力信号の一方を選択し、クロック発生回路１１ａの
出力信号として出力するスイッチ５３とを備えている。

【０１１２】当該構成では、図１８に示すように、発振
回路５１は、周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号ＦＣＫを
出力し、分周回路５２は、周波数ｆｏｓｃｌのクロック
信号ＬＣＫを出力している。また、切換え制御信号ＣＮ
Ｔは、図１または図６に示す液晶表示装置２１（３１）
と同様に、走査モードか保持モードかを示すパワーセー
ブ信号ＰＳとともに変化している。なお、図１８、およ
び、後述の図２０では、図７と同様、切換え制御信号Ｃ
ＮＴを動作モード制御回路３２が生成する場合のタイミ
ングを例示している。

【０１１３】切換え制御信号ＣＮＴが走査モード（周波
数ｆｏｓｃｈ）を示している期間（ｔ１１〜ｔ１２の期
間）、スイッチ５３は、発振回路５１側を選択する。こ
れにより、クロック発生回路１１ａが出力するクロック
信号ＰＣＫは、周波数ｆｏｓｃｈの信号となる。一方、
切換え制御信号ＣＮＴが保持モード（周波数ｆｏｓｃ
ｌ）を示している期間（ｔ１２〜ｔ１３の期間）、スイ
ッチ５３は、分周回路５２側を選択する。これにより、
前記クロック信号ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｌ
となる。

【０１１４】一方、図１９に示すクロック発生回路１１
ｂは、低い周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号は、外部か
ら受け取り、高い周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号のみ
を内部で生成する回路であって、前記発振回路５１に加
えて、外部の発振回路５４からのクロック信号を受け取
る端子５５と、発振回路５１の出力端子および前記端子
５５の一方を選択し、クロック発生回路１１ｂの出力信
号として出力するスイッチ５６とを備えている。また、
発振回路５１は、切換え制御信号ＣＮＴが外部から供給
されるクロック信号の周波数を示している場合、動作を
停止する。

【０１１５】当該構成では、図２０に示すように、端子
５５からは、周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号ＬＣＫが
供給されており、切換え制御信号ＣＮＴは、図１または
図６に示す液晶表示装置２１（３１）と同様に、走査モ
ードか保持モードかを示すパワーセーブ信号ＰＳととも
に変化している。

【０１１６】切換え制御信号ＣＮＴが周波数ｆｏｓｃｈ
を示している期間（ｔ２１〜ｔ２２の期間）、発振回路
５１は、動作して、周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号Ｆ
ＣＫを出力するとともに、スイッチ５６は、発振回路５
１側を選択する。これにより、クロック発生回路１１ｂ
が出力するクロック信号ＰＣＫは、周波数ｆｏｓｃｈの
信号となる。一方、切換え制御信号ＣＮＴが周波数ｆｏ
ｓｃｌを示している期間（ｔ２２〜ｔ２３の期間）、ス
イッチ５６は、端子５５側を選択する。これにより、前
記クロック信号ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｌと
なる。また、この期間中、発振回路５１が動作を停止し
ており、電力を消費しない。

【０１１７】なお、上記では、クロック発生回路１１ａ
（１１ｂ）が２つの周波数のクロック信号を出力する場
合について説明したが、３段階以上の周波数のクロック
信号を出力してもよい。たとえば、図１７に示す分周回
路５２は、自らの分周比を、切換え制御信号ＣＮＴに応
じて変更する。また、図１９のクロック発生回路１１ｂ
の場合、中間の周波数のクロック信号は、周波数ｆｏｓ
ｃｌと同様に外部から受け取ってもよいし、たとえば、
前述のクロック発生回路１１ａと同様に、分周回路を設
けて内部で生成してもよい。

【０１１８】これらの構成では、クロック発生回路１１
ａ・１１ｂが発振回路５１を備えているので、電源回路
７ａ〜７ｃの外部から、高速のクロック信号を供給する
場合よりも、当該クロック信号の伝送距離を短くでき
る。この結果、容量負荷を小さくでき、前述のバッファ
回路を削減できるので、液晶表示装置２１（３１）を含
むシステム全体の消費電力を低減できる。

【０１１９】さらに、図１９に示す構成では、低速のク
ロック信号が外部から供給されるので、クロック発生回
路１１ｂが当該クロック信号を出力している間は、発振
回路５１を止めることができ、クロック発生回路１１ａ
よりも、クロック発生回路１１ｂで消費する電力を削減
できる。なお、液晶表示装置２１（３１）を含むシステ
ムでは、たとえば、映像信号をサンプリングするタイミ
ングなど、各回路が動作するタイミングを決定するため
に、種々の周波数のクロック信号が使用されている。し
たがって、これらのクロック信号の発振回路を前記発振
回路５４として用いることで、システム内の発振回路の
数を増やすことなく、電源回路７ａ〜７ｃを低い周波数
で駆動することができる。なお、この場合は、周波数が
低いので、クロック信号の伝送距離が長くなっても、高
速クロックよりも消費電力を抑えることができる。

【０１２０】本発明の実施のさらに他の形態について、
図２１および図２２に基づいて説明すれば、以下のとお
りである。

【０１２１】図２１は、本実施形態の液晶表示装置６１
の電気的構成を示すブロック図である。この液晶表示装
置６１は、前述の液晶表示装置３１に類似し、対応する
部分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。なお、図１と同様に、負荷電流検知回路２４が切換
え制御信号ＣＮＴを生成してもよいが、図２１では、よ
り好適な例として、動作モード制御回路３２が切換え制
御信号ＣＮＴを生成する場合を図示している。

【０１２２】注目すべきは、この液晶表示装置６１で
は、各駆動回路５・６・８の保持モードにおける消費電
力が、各チャージポンプ式電源回路２２・２３の平滑用
の容量（図１２に示す容量Ｃ２）によって各電源電圧Ｖ
ｄｄ・Ｖｇｈ・Ｖｇｌを保持可能な程度である点と、電
源回路７ｂに代えて設けられた電源回路７ｄのチャージ
ポンプ式電源回路２２・２３が、保持モードの間、ポン
プ動作を停止する点とである。

【０１２３】具体的には、保持モードにおいて、各駆動
回路５・６・８の消費電流など、電源回路７ｄの負荷電
流は、走査モードの負荷電流の０．０１倍以下に設定さ
れている。また、保持モードおよび走査モードの繰り返
し周期は、数百ｍｓｅｃに設定されている。さらに、ク
ロック発生回路１１ｃは、図１９と同様の発振回路５１
を備えており、クロック発生回路１１ｃの出力信号ＰＣ
Ｋとして、発振回路５１の出力信号ＣＫを出力できる。
なお、本実施形態では、チャージポンプ式電源回路２２
・２３でクロック発生回路１１（図１２参照）を共用し
ており、図２１では、説明の便宜上、前記クロック発生
回路１１として動作するクロック発生回路１１ｃを、チ
ャージポンプ式電源回路２２・２３の外に記載してい
る。

【０１２４】当該構成では、図２２に示すように、切換
え制御信号ＣＮＴは、図１８と同様に、パワーセーブ信
号ＰＳとともに変化している。切換え制御信号ＣＮＴが
周波数ｆｏｓｃｈを示している期間（ｔ３１〜ｔ３２の
期間）、クロック発生回路１１ｃの発振回路５１が動作
する。これにより、クロック発生回路１１ｃの出力信号
ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｈとなる。

【０１２５】一方、パワーセーブ信号ＰＳが保持モード
を示し、切換え制御信号ＣＮＴが切り換えられると、発
振回路５１が動作を停止する。これにより、クロック発
生回路１１ｃの出力信号ＰＣＫは、一定の電圧となる。
この状態では、発振回路５１が動作を停止している。ま
た、各チャージポンプ式電源回路２２・２３は、ポンプ
動作を停止している。これにより、チャージポンプ式電
源回路２２・２３での消費電力は、前述の液晶表示装置
２１（３１）に比べて抑えられている。

【０１２６】ここで、前記状態では、チャージポンプ式
電源回路２２・２３がポンプ動作を停止しているので、
負荷電流が多く、かつ、保持モードが長い場合、平滑用
の容量（図１２の容量Ｃ２）が設けられていたとして
も、電源回路７ｄの出力電圧（Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶ
ｇｌ）が大きく低下して、接地電位に近づいてしまう。
この場合、電源回路７ｄの負荷回路としての各駆動回路
５・６・８は、ＴＦＴパネル２に正常な画像を表示させ
ることができない。

【０１２７】ところが、保持モードにおける負荷電流
は、走査モードに比べて、０．０１倍以下であり、両モ
ードの繰り返し周期が数百ｍｓｅｃである。したがっ
て、チャージポンプ式電源回路２２・２３がポンプ動作
を停止しても、それぞれの平滑用の容量（図１２の容量
Ｃ２）で、前記各出力電圧を保持できる。より詳細に
は、保持モード終了時点における前記ドロップ幅は、走
査モード中に出力すべき電圧値の絶対値（Ｖｄｄ、Ｖｇ
ｈおよびＶｇｌの絶対値）の１０％以内に抑えられ、保
持モード終了時に前記の出力すべき値に戻るまでの時間
（ドロップからの復帰時間）は、数十μｓｅｃ以内に抑
えられる。

【０１２８】このように、チャージポンプ式電源回路２
２・２３のポンプ動作を停止しても、電源回路７ｄの出
力電圧が殆どドロップせず、ドロップからの復帰時間が
短い。したがって、ポンプ動作を停止しているにも拘ら
ず、各駆動回路５・６・８は、ＴＦＴパネル２を正常に
駆動できる。この結果、液晶表示装置６１を含むシステ
ム全体の消費電力を削減できる。

【０１２９】なお、前記では、保持モードにおける負荷
電流が、走査モードに比べて、０．０１倍以下であり、
両モードの繰り返し周期が数百ｍｓｅｃの場合について
説明したが、これに限るものではない。たとえば、保持
モード終了時における前記ドロップ幅が、前記出力すべ
き値の１０％以内であれば、略同様の効果が得られる。
また、ドロップ後の復帰時間が数１０μｓｅｃ以内であ
れば、略同様の効果が得られる。いずれの場合であって
も、保持モードにおける負荷電流および保持モードの長
さが、保持モード中の出力電圧を、それぞれの平滑用の
容量（Ｃ２）で保持可能な程度に設定されていれば、略
同様の効果が得られる。

【０１３０】

【発明の効果】本発明に係る画像表示装置は、以上のよ
うに、表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モー
ドと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない
保持モードとの２つ動作モードを有する駆動回路と、前
記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるよう
に、前記各動作モードを周期的に切り換え可能なモード
切換え手段と、前記動作モードに対応して、チャージポ
ンプ方式の電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換
える制御手段とを含む構成である。

【０１３１】当該構成において、モード切換え手段は、
表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持モード
の長さが走査モードの時間以上になるように、各動作モ
ードを切り換える。さらに、制御手段は、前記動作モー
ドに対応して、前記電源回路がポンプ動作する際の周波
数を切換えるので、いずれの動作モードであっても、高
い変換効率で、確実に出力電圧を生成できる。この結
果、基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリク
ス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少な
い画像表示装置を実現できるという効果を奏する。

【０１３２】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、上記構成に加えて、前記駆動回路の走査モードにお
ける動作電流値と、前記駆動回路の保持モードにおける
動作電流値とは、１０倍以上変化すると共に、前記駆動
回路の動作電流値の最大値に対応して、前記ポンプ動作
の周波数を決定すると共に、その周波数に適応して、該
電源回路の回路素子を構成する構成である。

【０１３３】それゆえ、前記動作電流値の最大値におい
ても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極低
負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、たと
えば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回路
の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下さ
せ、高い変換効率を得ることができるという効果を奏す
る。

【０１３４】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、上記各構成に加えて、前記電源回路は、前記走査モ
ード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる
第１クロック信号を生成する第１発振器を備えている構
成である。

【０１３５】当該構成によれば、第１クロック信号が、
外部からではなく、画像表示装置内の第１発振器で生成
されるので、第１クロック信号の伝送距離を短縮でき、
配線容量を削減できる。この結果、第１クロック信号を
外部から供給する場合よりも、画像表示装置の消費電力
を削減できるという効果を奏する。

【０１３６】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、前記電源回路は、前記第１クロック信号を分周し
て、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する
際の基準となる第２クロック信号を生成する分周器を備
えている構成である。

【０１３７】当該構成によれば、第１クロック信号を分
周することで、第２クロック信号も画像表示装置内で生
成されているので、第２クロック信号を伝送するために
必要な消費電力を削減でき、消費電力の低い画像表示装
置を実現できるという効果を奏する。

【０１３８】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、分周器を備える代わりに、前記電源回路は、前記保
持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準と
なる第２クロック信号を入力するための入力端子と、当
該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少な
くとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させ
る発振器制御手段とを備えている構成である。また、本
発明に係る画像表示装置は、以上のように、分周器を備
える代わりに、前記電源回路は、前記保持モード時に当
該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロッ
ク信号を生成する第２発振器と、当該第２クロック信号
でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間
に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段
とを備えている構成である。

【０１３９】これらの構成では、第２クロック信号でポ
ンプしている期間中の少なくとも一部の期間に、第１発
振器の動作が停止し、電源回路は、第１発振器とは独立
して生成された第２クロック信号に基づいて動作する。
ここで、第２クロック信号は、第１クロック信号よりも
周波数が低いので、外部で生成したとしても、第２クロ
ック信号の生成および伝送に必要な電力は、第１発振器
で消費する電力よりも小さくなることが多い。したがっ
て、第２クロック信号の生成回路を含めた画像表示装置
全体での消費電力を削減できるという効果を奏する。

【０１４０】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モード
と、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保
持モードとの２つ動作モードを有する駆動回路と、ポン
プ動作の停止中、出力に保持された平滑用容量によっ
て、出力電圧値を保持するチャージポンプ方式の電源回
路と、前記保持モードに対応して前記電源回路のポンプ
動作を停止させる制御手段と、前記保持モードの長さが
走査モードの時間以上になるように、前記各動作モード
を周期的に切り換え可能なモード切換え手段とを備えて
いる構成である。

【０１４１】当該構成によれば、前述の画像表示装置と
同様、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持
モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各
動作モードが周期的に切り換えられる。この結果、基本
的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画
像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表
示装置を実現できるという効果を奏する。

【０１４２】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、上記構成に加えて、モード切換え手段は、前記保持
モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、
ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅
が、維持すべき出力電圧値の１０％以下となるように、
前記各動作モードを周期的に切り換えできるように構成
されている構成である。

【０１４３】当該構成によれば、各動作モードを切り換
えても、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のド
ロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下であ
る。したがって、保持モードに応じた期間、前記電源回
路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減
されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障な
く、表示画像を保持できる。この結果、基本的な表示品
位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置
であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実
現できるという効果を奏する。

【０１４４】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、ポンプ動作を停止するか否かに拘らず、前記各構成
に加えて、前記走査モードと保持モードとは、数百ｍｓ
ｅｃで周期的に繰返される構成である。それゆえ、前記
のような電源回路を採用することは有効である。

【０１４５】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、前記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モ
ードを切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持
モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、
ポンプ動作を再開してから、ポンプ動作の停止中にドロ
ップした出力電圧値が、維持すべき出力電圧値に戻るま
での復帰時間が数１０μｓｅｃ以内となり、さらに、前
記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に
繰返されるように、前記各動作モードを切り換え可能な
モード切換え手段を設ける構成である。

【０１４６】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、保持モードにおける駆動回路の動作電流値が前記走
査モードにおける電流値の０．０１倍以下であって、前
記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モードを
切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持モード
の長さが走査モードの時間以上になり、しかも、前記走
査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返
されるように、前記各動作モードを切り換え可能なモー
ド切換え手段を設ける構成である。

【０１４７】これらの構成では、前記走査モードと保持
モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰り返されるととも
に、前記復帰時間または保持モードにおける動作電流値
が前述のようになっているので、保持モードに応じた期
間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の
消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置
は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。この結果、
基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型
の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画
像表示装置を実現できるという効果を奏する。

【０１４８】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、上記各構成に加えて、前記走査モードの期間に対し
て、前記保持モードの期間は、数倍〜数十倍に設定され
る構成である。

【０１４９】上記の構成によれば、消費電力の大きい走
査モードの期間に対して、消費電力の小さい保持モード
の期間が、数倍〜数十倍の圧倒的に長い期間であるの
で、前記のように低負荷時の消費電力を低減することは
極めて有効である。

【０１５０】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、前記各構成に加えて、前記制御手段は、前記負荷回
路の動作モードを切換えるモード切換え手段であり、周
波数上昇時またはポンプ動作再開時には、負荷回路の動
作モード切換わり開始時点で前記周波数上昇またはポン
プ動作再開が完了しているように、前記動作モード切換
わり時よりも予め定める時間だけ以前に周波数の切換え
またはポンプ動作再開を行う構成である。

【０１５１】それゆえ、動作モードの切換わり直後から
必要な動作電流を充分に供給することができる。また、
周波数低下またはポンプ動作停止時には、動作モードの
切換わりと同時、または切換わりから予め定める時間だ
け経過した後に低下または停止を開始すると、前記動作
電流に不足を生じることはない。

【０１５２】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、上記各構成に加えて、前記表示セルおよび駆動回路
を含む画像表示部の消費電力のうち、前記保持モードに
おける消費電力が、前記走査モードにおける、前記制御
手段および電源回路自体の消費電力よりも小さい構成で
ある。

【０１５３】上記の構成によれば、保持モードにおける
画像表示部の消費電力が極めて小さく、電源回路自体の
消費電力の影響が大きいのに対して、該保持モードにお
いて前記のように電源回路の周波数を低下させること
で、そのような電源回路の影響を小さくすることができ
るという効果を奏する。

【０１５４】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、前記各構成に加えて、予め定める倍率で入力電圧を
定数倍する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電
圧を予め定める値に安定化させて第１電圧を生成し、前
記駆動回路へ供給するレギュレータと、予め定める倍率
で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を生成し、前記駆
動回路のうちの走査線駆動回路へ、オンまたはオフ電圧
として供給する第２電源回路とを備え、前記第１および
第２電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路とし
て、前記制御手段により制御される構成である。

【０１５５】本発明に係る画像表示装置は、以上のよう
に、前記第１および第２電源回路に代えて、予め定める
倍率で入力電圧を昇圧する第１電源回路と、予め定める
倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記駆動回路のうち、走
査線駆動回路のオン電圧として供給する第２電源回路
と、予め定める倍率で前記第１電圧を反転かつ昇圧し、
前記駆動回路のうち、前記走査線駆動回路のオフ電圧と
して供給する第３電源回路とを備え、前記第１、第２お
よび第３電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路と
して、前記制御手段により制御される構成である。

【０１５６】これらの構成では、第１電源回路の出力電
圧を安定化させるレギュレータが設けられているので、
たとえば、互いに異なる出力電圧の電池を採用したシス
テム間で同じ構成の画像表示装置を使用する場合など、
画像表示装置の第１電源回路へ、互いに異なった入力電
圧が入力される場合であっても、互いに同じ電圧を生成
して、駆動回路へ供給できるという効果を奏する。

【０１５７】本発明に携帯電子機器は、以上のように、
前述の各画像表示装置の何れかを搭載する構成である。
上記の構成によれば、携帯電子機器は内蔵の電源で駆動
されることが多いので、前記のような消費電力の削減は
効果的である。特に、該携帯電子機器が携帯電話の端末
装置である場合には、待受け時間を長くすることがで
き、一層効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の液晶表示装置の電気的
構成を示すブロック図である。

【図２】チャージポンプ式電源回路の出力特性を説明す
るためのグラフである。

【図３】図１で示す液晶表示装置に搭載される本発明に
係るチャージポンプ式電源回路の変換効率特性を示すグ
ラフである。

【図４】図１で示す液晶表示装置の動作を説明するため
の波形図である。

【図５】本発明に係るチャージポンプ式電源回路の他の
変換効率特性を示すグラフである。

【図６】本発明の実施の他の形態の液晶表示装置の電気
的構成を示すブロック図である。

【図７】図６で示す液晶表示装置における動作モード制
御回路の動作を説明するための波形図である。

【図８】携帯電話の端末装置における待受け時の表示例
を示す図である。

【図９】液晶表示装置の消費電力と携帯電話の端末装置
の待受け時間との関係を示すグラフである。

【図１０】本発明の比較例を示すものであり、ＴＦＴア
クティブマトリクス型の液晶表示装置の電気的構成を示
すブロック図である。

【図１１】図１０で示す液晶表示装置の動作を説明する
ため波形図である。

【図１２】２倍電圧を作成するチャージポンプ方式の電
源回路の概略的構成を示すブロック図である。

【図１３】チャージポンプ方式の電源回路の変換効率特
性を示すグラフである。

【図１４】本発明の前記各実施形態を示すものであり、
画素の電極構造を示す平面図である。

【図１５】本発明の前記各実施形態に係る液晶表示装置
の変形例を示すものであり、電源回路の要部構成を示す
ブロック図である。

【図１６】前記電源回路に設けられたレギュレータの構
成例を示す回路図である。

【図１７】本発明の他の変形例を示すものであり、電源
回路に設けられたクロック発生回路の要部構成を示すブ
ロック図である。

【図１８】前記クロック発生回路の動作を示す波形図で
ある。

【図１９】本発明のさらに他の変形例を示すものであ
り、電源回路に設けられたクロック発生回路の要部構成
を示すブロック図である。

【図２０】前記クロック発生回路の動作を示す波形図で
ある。

【図２１】本発明の実施のさらに他の形態を示すもので
あり、液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【図２２】前記液晶表示装置に設けられたクロック発生
回路の動作を示す波形図である。

【符号の説明】

２ＴＦＴパネル３画素電極（表示セル）４対向電極５走査信号線駆動回路（駆動回路）６データ信号線駆動回路（駆動回路）７ａ〜７ｄ電源回路８対向電極駆動回路（駆動回路）９動作モード制御回路２１，３１，６１液晶表示装置２２チャージポンプ方式電源回路（第１電源回路）２３チャージポンプ方式電源回路（第２電源回路）２３ａチャージポンプ方式電源回路（第２電源回路）２３ｂチャージポンプ方式電源回路（第３電源回路）２４負荷電流検知回路（制御手段；発振器制御手
段）３２動作モード制御回路（制御手段；発振器制御手
段）４１レギュレータ５１発振回路（第１発振器）５２分周回路（分周器）５４発振回路（第２発振器）５５端子Ｃ１容量（ポンプ動作用）Ｃ２容量（平滑用）Ｇ１〜Ｇ４走査信号線Ｓ１〜Ｓ４データ信号線ＳＷ１〜ＳＷ４スイッチング素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者太田隆滋大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内Ｆターム(参考） 2H093 NA80 NC05 NC34 NC49 NC59 NC67 NC90 ND37 ND39 NG01 5C006 AC25 AF51 AF69 BB16 BF23 BF46 FA04 FA47 5C080 AA10 BB05 DD26 FF03 FF11 JJ01 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チャージポンプ方式の電源回路と、当該電
源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動
する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の画像
表示装置であって、前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書
き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号
を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるよ
うに、前記各動作モードを周期的に切り換え可能なモー
ド切換え手段と、前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ動作
する際の周波数を切換える制御手段とを含むことを特徴
とする画像表示装置。
【請求項２】前記駆動回路の走査モードにおける動作電
流値と、前記駆動回路の保持モードにおける動作電流値
とは、１０倍以上変化すると共に、前記駆動回路の動作電流値の最大値に対応して、前記ポ
ンプ動作の周波数を決定すると共に、その周波数に適応
して、該電源回路の回路素子を構成することを特徴とす
る請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】前記電源回路は、前記走査モード時に当該
電源回路がポンプ動作する際の基準となる第１クロック
信号を生成する第１発振器を備えていることを特徴とす
る請求項１または２記載の画像表示装置。
【請求項４】前記電源回路は、前記第１クロック信号を
分周して、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動
作する際の基準となる第２クロック信号を生成する分周
器を備えていることを特徴とする請求項３記載の画像表
示装置。
【請求項５】前記電源回路は、前記保持モード時に当該
電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック
信号を入力するための入力端子と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少
なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止さ
せる発振器制御手段とを備えていることを特徴とする請
求項３記載の画像表示装置。
【請求項６】前記電源回路は、前記保持モード時に当該
電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック
信号を生成する第２発振器と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少
なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止さ
せる発振器制御手段とを備えていることを特徴とする請
求項３記載の画像表示装置。
【請求項７】チャージポンプ方式の電源回路と、当該電
源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動
する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の画像
表示装置であって、前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書
き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号
を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、前記電源回路は、ポンプ動作の停止中、当該電源回路の
出力に保持された平滑用容量によって、出力電圧値を保
持するとともに、前記保持モードに対応して前記電源回路のポンプ動作を
停止させる制御手段と、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるよ
うに、前記各動作モードを周期的に切り換え可能なモー
ド切換え手段とを備えていることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項８】上記モード切換え手段は、前記保持モード
の長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ
動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維
持すべき出力電圧値の１０％以下となるように、前記各
動作モードを周期的に切り換えできることを特徴とする
請求項７記載の画像表示装置。
【請求項９】前記走査モードと保持モードとは、数百ｍ
ｓｅｃで周期的に繰返されることを特徴とする請求項１
〜８の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項１０】前記モード切換え手段は、前記保持モー
ドの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポン
プ動作を再開してから、ポンプ動作の停止中にドロップ
した出力電圧値が、維持すべき出力電圧値に戻るまでの
復帰時間が数１０μｓｅｃ以内となり、さらに、前記走
査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返
されるように、前記各動作モードを切り換えできること
を特徴とする請求項７記載の画像表示装置。
【請求項１１】前記駆動回路の保持モードにおける動作
電流値は、前記走査モードにおける動作電流値の０．０
１倍以下であり、前記モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査
モードの時間以上になり、しかも、前記走査モードと保
持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるよう
に、前記各動作モードを切り換えできることを特徴とす
る請求項７記載の画像表示装置。
【請求項１２】前記走査モードの期間に対して、前記保
持モードの期間は、数倍〜数十倍に設定されることを特
徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の画像表示装
置。
【請求項１３】前記制御手段は、前記モード切換え手段
であり、周波数上昇時またはポンプ動作再開時には、前
記各動作モード切換わり開始時点で前記周波数上昇また
はポンプ動作再開が完了しているように、前記動作モー
ド切換わり時よりも予め定める時間だけ以前に周波数の
切換えまたはポンプ動作再開を行うことを特徴とする請
求項１〜１２の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項１４】前記表示セルおよび駆動回路を含む画像
表示部の消費電力のうち、前記保持モードにおける消費
電力が、前記走査モードにおける、前記制御手段および
電源回路自体の消費電力よりも小さいことを特徴とする
請求項１〜１３の何れかに記載の画像表示装置。
【請求項１５】予め定める倍率で入力電圧を定数倍する
第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化さ
せて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュ
レータと、予め定める倍率で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を
生成し、前記駆動回路のうちの走査線駆動回路へ、オン
またはオフ電圧として供給する第２電源回路とを備え、前記第１および第２電源回路の少なくとも一方は、前記
電源回路として、前記制御手段により制御されることを
特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の画像表示装
置。
【請求項１６】予め定める倍率で入力電圧を昇圧する第
１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化さ
せて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュ
レータと、予め定める倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記駆動回路
のうち、走査線駆動回路のオン電圧として供給する第２
電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を反転かつ昇圧し、前記
駆動回路のうち、前記走査線駆動回路のオフ電圧として
供給する第３電源回路とを備え、前記第１、第２および第３電源回路の少なくとも一方
は、前記電源回路として、前記制御手段により制御され
ることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の画
像表示装置。
【請求項１７】前記請求項１〜１６の何れかに記載の画
像表示装置を搭載することを特徴とする携帯電子機器。