JP2006162645A - 液晶駆動回路および液晶表示装置ならびに昇圧周波数制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表示内容によらずに表示品位を確保して昇圧回路の消費電流の低減を図れる最適な昇圧周波数を設定できるようにする。
【解決手段】表示データの階調値が格納されるレジスタ６１ａと、上記表示データの階調値の基準値が格納されているレジスタ６２ａと、上記２つのレジスタの格納値を比較するコンパレータ６３と、上記所定の条件を満たすコンパレータ６３の出力を計数するカウンタ６４とを有するデータ検出回路６Ａ、およびカウンタ６４の計数値の基準値が格納されているレジスタ３１ａと、カウンタ６４の計数値とレジスタ３１ａの格納値を比較するコンパレータ３２と、コンパレータ３２の出力をもとに、上記昇圧回路を動作させる分周クロック信号の分周値を選択するセレクタ３３とを有する周波数制御回路３Ａを液晶駆動回路に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、昇圧回路を動作させる周波数を制御する昇圧周波数制御方法、および液晶表示装置に関し、特に液晶駆動電圧を生成する昇圧回路を内蔵する液晶駆動回路においての上記昇圧回路の昇圧周波数制御に関するものである。

従来の液晶駆動回路には、入力されるクロック信号の周波数（昇圧周波数）で昇圧動作して、システム電源から供給された電源電圧を昇圧し、その昇圧電圧を液晶駆動電圧としてセグメントドライバやコモンドライバに供給する昇圧回路を備えたものがある。このような従来の液晶駆動回路において、上記昇圧周波数は、液晶パネルの特性に応じて初期設定された固定値である。

また、従来の液晶駆動回路には、表示データの数が変更されるときに、ＣＰＵからの命令によって、昇圧回路の昇圧倍率（上記システム電源電圧を何倍に昇圧するか）、つまり出力昇圧電圧自体を変更するものもある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２１４０６３号公報

しかしながら、昇圧周波数を初期設定の固定値とする上記従来の液晶駆動回路では、図３に示すように表示データの内容によって液晶駆動電流（昇圧回路の出力負荷電流）が増加しても、昇圧周波数が初期設定のままなので、昇圧回路の昇圧電圧供給能力（負荷駆動能力）が不足して昇圧電圧が降下し、表示品位が低下するという問題があった。また、表示モード設定の変更により、液晶駆動電流が減少し、初期設定よりも低い駆動能力で充分な表示品位が得られるときにも、昇圧周波数が初期設定のままなので、昇圧回路が過剰な駆動能力で昇圧動作をして、昇圧回路で余計な電流を消費するという問題があった。

また、表示データの数を変更したときに昇圧倍率（出力昇圧電圧自体）を変更する上記従来の液晶駆動回路では、変更されるいずれかの昇圧電圧が表示品位を確保できる電圧と必ず一致するように回路設計をする必要があるが、そのような構成を実現するのは現実的には非常に難しいという問題があった。また、表示データの数を変更したときにＣＰＵからの命令によって昇圧電圧を変更するために、その命令をプログラムに追加しておく必要がある。

本発明は、このような従来の問題を解決するためになされたものであり、表示内容によらずに表示品位を確保して昇圧回路の消費電流の低減を図れる最適な昇圧周波数を設定できるようにすることを目的とする。

本発明の液晶駆動回路は、
液晶駆動電圧を生成する昇圧回路を内蔵する液晶駆動回路において、
液晶駆動電流の大きさを推測可能な液晶表示内容を検出する表示内容検出手段と、
上記検出された液晶表示内容をもとに、上記昇圧回路を動作させる周波数を制御する昇圧周波数制御手段と
を備えた
ことを特徴とする。

本発明によれば、表示内容によらずに表示品位を確保して昇圧回路の消費電流の低減を図れる最適な昇圧周波数を設定できるという効果がある。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の液晶表示装置のブロック構成図である。この実施の形態１の液晶表示装置は、液晶駆動回路１００と、ＣＰＵ２００と、システム電源３００と、ＴＦＴ液晶パネル４００とを備えている。

この実施の形態１の液晶駆動回路１００は、分周回路１と、発振器２と、周波数制御回路３Ａと、昇圧回路４と、レジスタ５と、データ検出回路６Ａと、インターフェース７と、表示ＲＡＭ８と、ラッチ回路９と、セグメントドライバ１０と、コモンドライバ１１と、ゲートドライバ１２とを備えている。

図２は液晶駆動回路１００においての周波数制御回路３Ａおよびデータ検出回路６Ａの内部構成図であり、図１と同様のものには同じ符号を付してある。

図２において、周波数制御回路３Ａは、ＲＥＦ（リファレンス）データ３１のレジスタ３１ａと、コンパレータ３２と、セレクタ３３とを備えている。

また、図２において、データ検出回路６Ａは、ＲＡＭデータ６１のレジスタ６１ａと、ＲＥＦデータ６２のレジスタ６２ａと、コンパレータ６３と、カウンタ６４とを備えている。

［分周回路１］
分周回路１は、発振器２から入力されたクロック信号を、周波数制御回路３Ａから入力される分周値で分周し、その分周クロック信号を昇圧回路４に出力する。

［発振器２］
発振器２は、昇圧回路４を動作させるためのクロック信号を生成して、分周回路１に出力する。

［昇圧回路４］
昇圧回路４は、分周回路１から入力された分周クロック信号の周波数（昇圧周波数）で昇圧動作して、システム電源３００から供給された電源電圧を昇圧し、その昇圧電圧をセグメントドライバ１０およびコモンドライバ１１に供給する。上記分周クロック信号の周波数（昇圧周波数）が高くなるほど、昇圧回路４の液晶駆動能力（昇圧電圧供給能力，負荷駆動能力）は高くなる。

［レジスタ５］
レジスタ５には、周波数制御回路３Ａが分周回路１においての分周値をデフォルトの分周値に設定するための分周値のＲＥＦデータ（周波数制御のＲＥＦデータ）が書き込まれており、この分周値のＲＥＦデータは、周波数制御回路３Ａに出力される。なお、このレジスタ５に書き込まれている分周値のＲＥＦデータは、ＣＰＵ２００からの書き換えが可能である。

［インターフェース７］
インターフェース７は、ＣＰＵ２００から送られた表示データを表示ＲＡＭ８に出力するとともに、上記表示データの階調値をデータ検出回路６Ａ内のレジスタに出力し、ＣＰＵ２００から送られた分周値のＲＥＦデータをレジスタ５に出力し、ＣＰＵ２００から送られたその他のＲＥＦデータを周波数制御回路３Ａ内のレジスタおよびデータ検出回路６Ａ内のレジスタに出力し、液晶駆動回路１００とＣＰＵ２００間のその他のデータ転送を中継する。

［表示ＲＡＭ８］
表示ＲＡＭ８には、ＣＰＵ２００からインターフェース７を介して入力された表示データが書き込まれ、この表示データは、読み出されてラッチ回路９に出力される。

［ラッチ回路９］
ラッチ回路９は、表示ＲＡＭ８から読み出された表示データを１ライン分または数ライン分ラッチし、それらの表示データをＴＦＴ液晶パネル４００の走査タイミングに従って１ライン分ずつセグメントドライバ１０に出力する。

［セグメントドライバ１０］
セグメントドライバ１０は、ＴＦＴ液晶パネル４００の走査タイミングに従って、昇圧回路４から供給された昇圧電圧（液晶駆動電圧）をラッチ回路９から入力された１ライン分（ｎセグメント分）の表示データに従ってそれぞれ分圧した電圧で、ＴＦＴ液晶パネル４００のセグメント端子ＳＥＧ１，ＳＥＧ２，…，ＳＥＧｎをそれぞれ駆動する。

［コモンドライバ１１］
コモンドライバ１１は、ＴＦＴ液晶パネル４００の走査タイミングに従って、昇圧回路４から供給された昇圧電圧（液晶駆動電圧）で、ＴＦＴ液晶パネル４００のコモン端子ＣＯＭ１，ＣＯＭ２，…，ＣＯＭｍをそれぞれ駆動する。

［ゲートドライバ１２］
ゲートドライバ１２は、ＴＦＴ液晶パネル４００の走査タイミングに従って、それぞれがそのラインのｎ個のＴＦＴのゲートに接続されているゲート端子ＧＡＴ１，ＧＡＴ２，…，ＧＡＴｍを、システム電源３００から供給された電源電圧でそれぞれスイッチングさせる。

［データ検出回路６Ａ］
図２のデータ検出回路６Ａにおいて、レジスタ６１ａには、ＲＡＭデータ６１が書き込まれ、それぞれのＲＡＭデータ６１は、コンパレータ６３に順次出力される。このレジスタ６１ａに書き込まれるＲＡＭデータ６１は、ＣＰＵ２００からインターフェース７を介して表示ＲＡＭ８に送られる表示データについての液晶駆動電流（昇圧回路４の出力負荷電流）を推測可能なデータであって、ここでは、上記表示データの階調値を液晶駆動電流を推測可能なＲＡＭデータ６１とする。なお、このレジスタ６１ａを設けずに、インターフェース７からＲＡＭデータ６１をコンパレータ６３に直接入力する構成とすることも可能である。

レジスタ６２ａには、階調値のＲＥＦデータ６２が書き込まれており、この階調値のＲＥＦデータ６２は、コンパレータ６３に出力される。なお、このレジスタ６２ａに書き込まれている階調値のＲＥＦデータ６２は、ＣＰＵ２００からの書き換えが可能である。

コンパレータ６３は、それぞれのＲＡＭデータ６１を階調値のＲＥＦデータ６２と比較し、そのＲＡＭデータ６１（＝その階調値の表示データ）が液晶駆動電流を増加させるデータであるか否かを判定し、その比較結果をカウンタ６４に出力する。

カウンタ６４は、コンパレータ６３で液晶駆動電流を増加させると判定されたＲＡＭデータ６１の数をカウントアップし、その計数値（カウント数）を周波数制御回路３Ａ内のコンパレータ３２に出力する。

［周波数制御回路３Ａ］
図２の周波数制御回路３Ａにおいて、ＲＥＦデータレジスタ３１ａには、計数値のＲＥＦデータ３１が書き込まれており、この計数値のＲＥＦデータ３１は、コンパレータ３２に出力される。なお、このレジスタ３１ａに書き込まれている計数値のＲＥＦデータ３１は、ＣＰＵ２００からの書き換えが可能である。

コンパレータ３２は、データ検出回路６Ａのカウンタ６４から入力されたカウント数（液晶駆動電流を増加させると判定された表示データの計数値）を、計数値のＲＥＦデータ３１と比較し、その比較結果をセレクタ３３に出力する。

セレクタ３３は、レジスタ５から入力された分周値のＲＥＦデータによるデフォルトの分周値を、コンパレータ３２から入力された上記比較結果のデータに応じて変更して、分周回路１においてのクロック信号の分周値を設定し、その設定分周値を分周回路１に出力する。

このように構成された実施の形態１の液晶駆動回路１００の動作について以下に説明する。

周波数制御回路３Ａ内のセレクタ３３において、コンパレータ３２の出力によって分周値の設定を変更する必要がなく、レジスタ５からの分周値のＲＥＦデータに従ってデフォルトの分周値が設定されるときには、分周回路１において、発振器２から供給されたクロック信号が上記デフォルトの分周値で分周され、上記分周値のＲＥＦデータによって期待されたデフォルトの昇圧周波数の分周クロック信号が分周回路１から昇圧回路４に供給される。これによって、昇圧回路４は、上記デフォルトの昇圧周波数で昇圧動作をして、生成した昇圧電圧を、セグメントドライバ１０およびコモンドライバ１１に供給する。

表示データの階調数は、例えば６４階調であり、ＲＡＭデータ６１の階調値は“１”から“６４”までのいずれかであって、階調値“６４”の表示データが液晶駆動電流を最も消費するデータであり、階調値“１”の表示データが液晶駆動電流を最も消費しないデータであるものとする。このとき、データ検出回路６Ａ内の階調値のＲＥＦデータ６２としては、例えば６４階調の中間値である階調値“３２”が設定される。

このような実施の形態１の液晶駆動回路１００において、例えば表示更新のためのＣＰＵ２００からの表示ＲＡＭ８内の表示データの書き換えがなされるごとに、データ検出回路６Ａおよび周波数制御回路３Ａが動作して、昇圧周波数の制御動作がなされる。

データ検出回路６Ａでは、ＣＰＵ２００から表示ＲＡＭ８に書き込まれた６４階調の表示データの階調値であるＲＡＭデータ６１が、上記６４階調の中間値“３２”であるＲＥＦデータ６２よりも大きいか否かがコンパレータ６３において比較され、ＲＥＦデータ６２よりも大きいＲＡＭデータ６１の数がカウンタ６４において計数される。

コンパレータ６３は、ＲＡＭデータ６１がＲＥＦデータ６２（＝“３２”）よりも大きい場合には、そのＲＡＭデータ６１（＝その階調値の表示データ）は液晶駆動電流を増加させると判定して、例えばデータ“１”をカウンタ６４に出力し、ＲＡＭデータ６１がＲＥＦデータ６２（＝“３２”）以下の場合には、そのＲＡＭデータ６１（＝その階調値の表示データ）は液晶駆動電流を増加させないと判定して、例えばデータ“０”をカウンタ６４に出力する。

カウンタ６４は、液晶駆動電流を増加させると判定されたＲＡＭデータ６１（＝コンパレータ６３の出力データ“１”）はカウントアップするが、液晶駆動電流を増加させないと判定されたＲＡＭデータ６１（＝コンパレータ６３の出力データ“０”）はカウントアップはしない。このカウント動作は、１ラインごとまたは１画面ごとになされ、１ライン分または１画面分の計数値（カウント数）が周波数制御回路３Ａ内のコンパレータ３２に出力される。

例えば、液晶パネル４００の１ラインの画素数が１００（ｎ＝１００）であって、上記カウンタ６４のカウント動作が１ラインごとになされるときには、周波数制御回路３Ａ内の計数値のＲＥＦデータ３１としては、例えば１ラインの画素数１００の１／２の数（＝“５０”）が設定される。この場合、上記カウンタ６４から上記コンパレータ３２に出力される計数値は、０から１００までのいずれかである。

なお、例えば、液晶パネル４００の１画面の画素数（全画素数）が１００００（ｍ＝１００，ｎ＝１００）であって、上記カウンタ６４のカウント動作が１画面ごとになされるときには、周波数制御回路３Ａ内の計数値のＲＥＦデータ３１としては、例えば１画面の画素数（全画素数）１００００の１／２の数（＝“５０００”）を設定することも可能である。

周波数制御回路３Ａでは、階調値３３以上のＲＡＭデータ６１の数であるカウンタ６４の計数値が、１ラインの画素数１００の１／２の“５０”であるＲＥＦデータ３１よりも大きいか否か（１ラインの画素数の過半数であるか否か）がコンパレータ３２において比較され、その比較結果に応じてセレクタ３３において分周値の設定変更がなされる。

コンパレータ３２は、カウンタ６４の計数値がＲＥＦデータ３１（＝“５０”）よりも大きい場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加させると判定して、例えばデータ“１”を表す２進数をセレクタ３３に出力し、カウンタ６４の計数値がＲＥＦデータ３１（＝“５０”）以下の場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加させないと判定して、例えばデータ“０”を表す２進数をセレクタ３３に出力する。

セレクタ３３は、コンパレータ３２の出力データをもとに、現在の分周設定（デフォルトの昇圧周波数設定）に対して液晶駆動電流が増加するか否かを判断し、液晶駆動電流が増加すると判断した場合には、分周回路１の昇圧周波数の設定をデフォルトの設定から変更する。

つまり、セレクタ３３は、１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５０以下であって、コンパレータ３２の出力データが“０”の場合には、デフォルトの設定分周値を変更せず、１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５１以上（過半数）あって、コンパレータ３２の出力データが“１”の場合には、液晶駆動電流が増加して昇圧回路４の駆動能力が不足すると判断して、設定分周値をデフォルトの分周値から昇圧回路４の駆動能力を増加させる分周値に変更する。

例えば、デフォルトの設定分周値が８分周であって、液晶駆動電流が増加すると判断した場合には、設定分周値を８分周から４分周に変更して（昇圧周波数をデフォルトの２倍に上げて）、昇圧回路４の駆動能力を増加させ、液晶駆動電流が増加しないと判断した場合には、設定分周値をデフォルトの４分周のまま保持して、昇圧回路４の駆動能力をデフォルトの駆動能力のままとする。

図３は液晶パネルにおいて１画面同じデータを表示した場合の表示データの階調値と液晶駆動電流の特性を示す図である。

また、図４は昇圧回路４の出力特性を示す図であって、昇圧回路４の制御入力である昇圧周波数（昇圧回路４を動作させる分周クロック信号の周波数）をパラメータとした昇圧回路４の出力負荷電流（液晶駆動電流）と出力昇圧電圧の特性を示す図である。

また、図５は昇圧回路４の制御入力である昇圧周波数（昇圧回路４を動作させる分周クロック信号の周波数）と昇圧回路４の消費電流の特性を示す図である。

図３から判るように、表示データの階調値が大きくなるほど、液晶駆動電流も大きくなる。また、図４から判るように、昇圧回路４は、同じ昇圧周波数で動作させる場合には、出力負荷電流（液晶駆動電流）が増加することによって、負荷駆動能力が不足することになり、出力昇圧電圧が低下する。

このように、同じ昇圧周波数で動作させる昇圧回路４では、表示データの階調値が大きくなるほど出力昇圧電圧が低下し、この出力昇圧電圧（液晶駆動電圧）の低下によって、セグメントドライバ１０およびコモンドライバ１１からＴＦＴ液晶パネル４００に印加される電圧が低下し、表示品位が劣化する。

図４から判るように、入力昇圧周波数を上げることにより、昇圧回路４の負荷駆動能力を上げて、出力昇圧電圧の低下を防止できる。

しかしながら、図５から判るように、入力昇圧周波数を上げると、昇圧回路４自体での消費電流も増大するため、昇圧回路４の入力昇圧周波数は、表示品位が保たれるレベルで極力低いことが望ましい。

そこで、実施の形態１では、表示データの内容から液晶駆動電流を推測し、その液晶駆動電流に応じて昇圧回路４の制御入力である昇圧周波数を制御することによって昇圧回路４の負荷駆動能力を制御し、この昇圧回路４の負荷駆動能力の制御により、表示品位の確保と昇圧回路４の消費電流の低減を可能にしている。

この実施の形態１では、アナログ電圧を検出することによって表示データの内容を検出するのではなく、表示データの階調値等をＲＥＦデータと比較することによって、表示データの内容をディジタル的に検出するため、回路構成も組合せ回路ですみ、素子ばらつきの影響を受けない。

昇圧回路の昇圧倍率を変更する上記従来の液晶駆動回路では、変更の対象となるのは、昇圧回路の出力である昇圧電圧自体である。この従来の液晶駆動回路では、表示データが少ない場合に昇圧電圧自体を低下させており、例えば昇圧回路がシステム電源電圧の３倍の電圧を発生させることが可能であるとすると、表示データが最も多い場合の昇圧電圧は電源電圧の３倍、その次に多い場合の昇圧電圧は電源電圧の２倍、最も少ない場合の昇圧電圧は電源電圧の１倍（昇圧なし）の固定値になる。このように、昇圧電圧が特定の数種類の値に固定されるということは、表示品位が確保される電圧が必ずこれらの電圧のいずれかと一致するように回路設計する必要があるということであるが、そのような構成を実現するのは、現実的には非常に難しい。

これに対し、実施の形態１では、変更の対象となるのは、昇圧回路の制御入力である昇圧周波数（分周クロック信号の周波数）であり、この昇圧周波数の変更により、昇圧回路４の出力昇圧電圧自体を変更することなく、昇圧回路４の駆動能力を変更している。このため、回路設計において上記従来の液晶駆動回路のような困難な条件はなく、この実施の形態１の回路構成は容易に実現可能であり、このような構成により、表示品位を低下させることなく、表示データの内容に応じた最適な電流消費を実現することが可能である。

また、上記昇圧倍率を変更する従来の液晶駆動回路では、ＣＰＵからの命令によって昇圧倍率設定レジスタの内容を書き換えることにより、昇圧電圧の変更をしている。つまり、この従来の液晶駆動回路では、昇圧電圧の変更の契機となるのはＣＰＵからの命令であって、昇圧電圧を変更するには命令を必要としている。従って、昇圧倍率の変更のための命令をあらかじめプログラムしておく必要があり、設計者に負担が生じる。

これに対し、実施の形態１では、次の期間で表示する１ライン分または１画面分の表示データが所定の条件を満たすか否かを検出することによって、昇圧回路４の駆動能力（昇圧回路４の制御入力である昇圧周波数）を変更する。つまり、実施の形態１では、昇圧回路４の駆動能力の変更の契機となるのは、表示データの更新である。従って、昇圧回路４の駆動能力の変更のための新たな命令は不要であり、設計者の負担を軽減できる。

以上のように実施の形態１によれば、表示ＲＡＭ８に書き込まれる表示データが液晶駆動電流（昇圧回路４の出力負荷電流）の増加につながるデータか否かを判定するコンパレータ６３と、液晶駆動電流の増加につながる表示データの数を計数するカウンタ６４と、その計数値をもとに１ラインまたは１画面分の表示データによって液晶駆動電流が増加するか否かを判定するコンパレータ３２と、液晶駆動電流が増加するか否かに応じて昇圧周波数を変更するセレクタ３３とを設け、表示データの内容から液晶駆動電流の大きさを論理的に推測して、その液晶駆動電流の大きさに最適となるように昇圧周波数を制御することにより、表示品位の確保および低消費電流化が可能な最適な昇圧周波数を設定することができる。

なお、上記実施の形態１において、周波数制御回路３Ａ内の計数値のＲＥＦデータ３１として、例えば、１ラインの画素数１００の１／２である“５０”と、１ラインの画素数１００の１／４である“２５”の２つを設定することも可能である（ただし、カウンタ６４のカウント動作は１ラインごとになされるものとする）。

この場合には、コンパレータ３２を２ビット構成にして、２つ設けた内の第１のコンパレータ３２には第１のＲＥＦデータ３１として“５０”を、第２のコンパレータ３２には第２のＲＥＦデータ３１として“２５”をそれぞれ入力し、カウンタ６４の計数値を、両ＲＥＦデータ３１と比較することになる。

そして、カウンタ６４の計数値が“５０”よりも大きい場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加させると判定して、例えばデータ“１”を２進数でセレクタ３３に出力し、カウンタ６４の計数値が“２５”よりも大きく、かつ“５０”以下の場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加も減少もさせないと判定して、例えばデータ“０”を２進数でセレクタ３３に出力し、カウンタ６４の計数値が“２５”以下の場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を減少させると判定して、例えばデータ“−１”を２進数でセレクタ３３に出力する。

セレクタ３３は、コンパレータ３２からの出力データをもとに、現在の分周設定（デフォルトの昇圧周波数設定）に対して液晶駆動電流が増加するか、減少するか、増加も減少もしないかを判断し、液晶駆動電流が増加して昇圧回路４の駆動能力が不足すると判断した場合には、分周回路１の分周値の設定をデフォルトの設定から昇圧周波数を上げる設定に変更して、昇圧回路４の駆動能力を増加させ、液晶駆動電流が減少して昇圧回路４の駆動能力が過剰になると判断した場合には、分周回路１の分周値の設定をデフォルトの設定から昇圧周波数を下げる設定に変更して、昇圧回路４の駆動能力を減少させ、液晶駆動電流が増加も減少もしないと判断した場合は、デフォルトの設定を保持する。

また、上記実施の形態１では、表示データについての液晶駆動電流の大きさを推測可能な量をその表示データの階調値として、階調値が所定の条件を満たす表示データの個数を、液晶駆動電流の大きさを推測可能な液晶表示内容として検出したが、１ライン分または１画面分の表示データの総数（画素数）を、液晶駆動電流の大きさを推測可能な液晶表示内容として検出することも可能である。この場合には、データ検出回路６Ａには、レジスタ６１ａおよび６２ａ，コンパレータ６３，カウンタ６４に代えて、表示データの画素数を書き込むレジスタを設け、周波数制御回路３Ａのレジスタ３１ａには、表示データの画素数のＲＥＦデータが書き込まれ、コンパレータ３２は、表示データの画素数がレジスタ３１ａのＲＥＦデータよりも多ければ、液晶駆動電流が増加すると判定する。

実施の形態２
図６は本発明の実施の形態２の液晶駆動回路においての周波数制御回路３Ｂおよびデータ検出回路６Ｂの内部構成図であり、図２と同様のものには同じ符号を付してある。なお、本発明の実施の形態２の液晶表示装置は、上記実施の形態１の液晶表示装置（図１参照）において、周波数制御回路３Ａ，データ検出回路６Ａをそれぞれ図６の周波数制御回路３Ｂ，データ検出回路６Ｂに変更した構成である。

実施の形態２の周波数制御回路３Ｂは、ＲＥＦデータ３１のレジスタ３１ａと、コンパレータ３２と、セレクタ３７と、ＲＥＦデータ３４のレジスタ３４ａと、コンパレータ３５と、加減算器３６とを備えている。この実施の形態２の周波数制御回路３Ｂは、上記実施の形態１の周波数制御回路３Ａ（図２参照）において、セレクタ３３をセレクタ３７に変更し、ＲＥＦデータ３４のレジスタ３４ａ、コンパレータ３５、および加減算器３６を設けた構成である。

また、実施の形態２のデータ検出回路６Ｂは、ＲＡＭデータ６１のレジスタ６１ａと、ＲＥＦデータ６２のレジスタ６２ａと、コンパレータ６３と、カウンタ６４と、表示モード設定データ６５のレジスタ６５ａとを備えている。

［データ検出回路６Ｂ］
図６のデータ検出回路６Ｂにおいて、レジスタ６５ａには、表示モード（色数，反転周期，反転モード，フレーム周波数等）の設定についてのデータ（表示モード設定データ）６５が書き込まれ、この表示モード設定データ６５は、周波数制御回路３Ｂ内のコンパレータ３５に出力される。このレジスタ６５ａに書き込まれる表示モード設定データ６５は、ＣＰＵ２００から実施の形態２の液晶駆動回路（インターフェース７）に送られる表示モード設定についての液晶駆動電流を推測可能なデータであって、ここでは、上記表示モード設定の内の色数設定を表すデータを液晶駆動電流を推測可能な表示モード設定データ６５とする。

［周波数制御回路３Ｂ］
図６の周波数制御回路３Ｂにおいて、レジスタ３４ａには、色数設定を表すデータのＲＥＦデータ３４が書き込まれており、この色数設定を表すデータのＲＥＦデータ３４は、コンパレータ３５に出力される。なお、このレジスタ３４ａに書き込まれている色数設定を表すデータのＲＥＦデータ３４は、ＣＰＵ２００からの書き換えが可能である。

コンパレータ３５は、データ検出回路６Ｂから入力された表示モード設定データ６５を、色数設定を表すデータのＲＥＦデータ３４と比較して、その比較結果を加減算器３６に出力する。なお、この実施の形態２では、コンパレータ３２においての比較結果も、コンパレータ３５においての比較結果と同様に、加減算器３６に出力される。

加減算器３６は、コンパレータ３２から入力された上記比較結果のデータと、コンパレータ３５から入力された上記比較結果のデータとを加減算して、セレクタ３３に出力する。

セレクタ３７は、レジスタ５から入力された分周値のＲＥＦデータによるデフォルトの分周値を、加減算器３６から入力されたデータ（コンパレータ３２，３５においての上記比較結果を加減算したデータ）に応じて変更して、分周回路１においてのクロック信号の分周値を設定し、その設定分周値を分周回路１に出力する。

このように構成された実施の形態２の液晶駆動回路の動作について以下に説明する。なお、データ検出回路６Ｂ内のコンパレータ６３およびカウンタ６４、ならびに周波数制御回路３Ｂ内のコンパレータ３２の動作は、上記実施の形態１で説明した動作と同様であるので、その説明を省略する。また、カウンタ６４のカウント動作は上記実施の形態１と同様に１ラインごとになされるものとするが、１画面ごとのカウント動作とすることも可能である。

周波数制御回路３Ｂ内のセレクタ３７において、加減算器３６の出力によって分周値の設定を変更する必要がなく、レジスタ５からの分周値のＲＥＦデータに従ってデフォルトの分周値が設定されるときには、分周回路１において、発振器２から供給されたクロック信号が上記デフォルトの分周値で分周され、上記分周値のＲＥＦデータによって期待されたデフォルトの昇圧周波数の分周クロック信号が分周回路１から昇圧回路４に供給される。これによって、昇圧回路４は、上記デフォルトの昇圧周波数で昇圧動作をして、生成した昇圧電圧を、セグメントドライバ１０およびコモンドライバ１１に供給する。

色数設定は、例えば、２６万色，６万５千色，８色のいずれかが可能であるものとする。この場合に、２６万色の色数設定が液晶駆動電流を最も消費する色数設定であり、８色の色数設定が液晶駆動電流を最も消費しない色数設定である。

また、２６万色の色数設定を表すデータを“２”、６万５千色の色数設定を表すデータを“１”、８色の色数設定を表すデータを“０”とすると、データ検出回路６Ｂ内のレジスタ６５ａには、表示モード設定データ６５として、表示モード設定によって設定された色数に従ってデータ“２”，“１”，“０”のいずれかが２進数で書き込まれることになる。このとき、周波数制御回路３Ｂ内の色数設定を表すデータのＲＥＦデータ３４としては、例えば２６万色の色数設定を表すデータ“２”が２進数で設定される。

このような実施の形態２の液晶駆動回路において、例えば表示更新のためのＣＰＵ２００からの表示ＲＡＭ８内の表示データの書き換えがなされるごと、および表示モードの設定変更がなされるごとに、データ検出回路６Ｂおよび周波数制御回路３Ｂが動作して、昇圧周波数の制御動作がなされる。表示データの書き換え時には、データ検出回路６Ｂ内のＲＡＭデータ６１の書き換えがなされて、周波数制御回路３Ｂ内のコンパレータ３２の出力が更新され、表示モードの設定変更時には、データ検出回路６Ｂ内の表示モード設定データ６５の書き換えがなされて、周波数制御回路３Ｂ内のコンパレータ３５の出力が更新される。

周波数制御回路３Ｂでは、上記実施の形態１と同様に、ＲＥＦデータ６２よりも大きいＲＡＭデータ６１の計数値を、コンパレータ３２においてＲＥＦデータ３１と比較することによって、表示データについて液晶駆動電流を増加させるか否かの判定がなされ、コンパレータ３２から加減算器３６に、液晶駆動電流を増加させると判定したことを示すデータ“１”、または液晶駆動電流を増加させないと判定したことを示すデータ“０”が２進数で出力される。

また、ＣＰＵ２００から実施の形態２の液晶駆動回路（インターフェース７）に送られた表示モード設定の色数設定を表すデータ（２６万色の色数設定を表すデータ“２”，６万５千色の色数設定を表すデータ“１”，８色の色数設定を表すデータ“０”のいずれか）である表示モード設定データ６５と、２６万色の色数設定を表すデータ“２”であるＲＥＦデータ３４とが、コンパレータ３５において比較される。

コンパレータ３５は、表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“２”）よりも小さい場合（＝色数設定が６万５千色または８色の場合）には、その色数設定は液晶駆動電流を減少させると判定して、例えばデータ“−１”を２進数で減算器３６に出力し、表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“２”）以上の場合（＝色数設定が２６万色の場合）には、その色数設定は液晶駆動電流を減少させないと判定して、例えばデータ“０”を２進数で加減算器３６に出力する。

加減算器３６は、コンパレータ３２の出力データの２進数とコンパレータ３５の出力データの２進数とを加減算演算することにより、コンパレータ３２の出力データ（“０”または“１”）とコンパレータ３５の出力データ（“０”または“−１”）の加算値（“０”，“１”，“−１”のいずれか）を２進数でセレクタ３７に出力する。

セレクタ３７は、加減算器３６の出力データをもとに、現在の分周設定（デフォルトの昇圧周波数設定）に対して液晶駆動電流が増加するか、減少するか、増加も減少もしないかを判断し、液晶駆動電流が増加または減少すると判断した場合には、分周回路１の昇圧周波数の設定をデフォルトの設定から変更する。

つまり、セレクタ３７は、１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５０以下で色数設定が２６万色、または１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５１以上（過半数）で色数設定が６万５千色もしくは８色であって、加減算器３６の出力データが“０”の場合には、デフォルトの設定分周値を変更しない。

また、１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５１以上（過半数）で色数設定が２６万色であって、加減算器３６の出力データが“１”の場合には、液晶駆動電流が増加して昇圧回路４の駆動能力が不足すると判断して、設定分周値をデフォルトの分周値から昇圧回路４の駆動能力を増加させる分周値に変更する。

また、１ライン分の１００画素中に階調値３３以上の表示データが５０以下で色数設定が６万５千色もしくは８色であって、加減算器３６の出力データが“−１”の場合には、液晶駆動電流が減少して昇圧回路４の駆動能力が過剰になると判断して、設定分周値をデフォルトの分周値から昇圧回路４の駆動能力を減少させる分周値に変更する。

例えば、デフォルトの設定分周値が８分周であって、液晶駆動電流が増加すると判断した場合には、設定分周値を８分周から４分周に変更して（昇圧周波数をデフォルトの２倍に上げて）、昇圧回路４の駆動能力を増加させ、液晶駆動電流が減少すると判断した場合には、設定分周値を８分周から１６分周に変更して（昇圧周波数をデフォルトの１／２に下げて）、昇圧回路４の駆動能力を減少させ、液晶駆動電流が増加の減少もしないと判断した場合には、設定分周値をデフォルトの４分周のまま保持して、昇圧回路４の駆動能力をデフォルトの駆動能力のままとする。

以上のように実施の形態２によれば、１ラインまたは１画面分の表示データによって液晶駆動電流（昇圧回路４の出力負荷電流）が増加するか否かを判定するコンパレータ３２と、表示モード設定によって液晶駆動電流が減少するか否かを判定するコンパレータ３５と、これらコンパレータの出力データを加減算して最終的な液晶駆動電流の増減を判定する加減算器１６と、液晶駆動電流の増減に応じて昇圧周波数を変更するセレクタ３７とを設け、表示データの内容および表示設定の内容を含めた全体の液晶表示内容から、液晶駆動電流の大きさをを論理的に推測して、その液晶駆動電流の大きさに最適となるように昇圧周波数を制御することにより、上記実施の形態１よりもさらに高精度に表示品位の確保および低消費電流化が可能な最適な昇圧周波数を設定することができ、液晶駆動電流の増加による昇圧電圧の低下からくる表示品位の低下を防ぐことができるとともに、液晶駆動電流の減少に伴って昇圧周波数を低くすることによって昇圧回路４の消費電流の低減を図ることができる。

なお、上記実施の形態２において、周波数制御回路３Ｂ内の計数値のＲＥＦデータ３１として、例えば、１ラインの画素数１００の１／２である“５０”と、１ラインの画素数１００の１／４である“２５”の２つを設定するとともに（ただし、カウンタ６４のカウント動作は１ラインごとになされるものとする）、ＲＥＦデータ３４として、６万５千色の色数設定を表すデータ“１”を設定することも可能である。

この場合には、コンパレータ３２を２ビット構成にして、２つ設けた内の第１のコンパレータ３２には第１のＲＥＦデータ３１として“５０”を、第２のコンパレータ３２には第２のＲＥＦデータ３１として“２５”をそれぞれ入力し、カウンタ６４の計数値を、両ＲＥＦデータ３１と比較するとともに、コンパレータ３５を２ビット構成にして、２つ設けた内の第１のコンパレータ３５では表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“１”）よりも小さいか否かを、第２のコンパレータ３５では表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“１”）よりも大きいか否かを、それぞれ比較することになる。

そして、コンパレータ３２は、カウンタ６４の計数値が“５０”よりも大きい場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加させると判定して、例えばデータ“１”を２進数で加算器３６に出力し、カウンタ６４の計数値が“２５”よりも大きく、かつ“５０”以下の場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を増加も減少もさせないと判定して、例えばデータ“０”を２進数で加算器３６に出力し、カウンタ６４の計数値が“２５”以下の場合には、その表示ラインは液晶駆動電流を減少させると判定して、例えばデータ“−１”を２進数で加算器３６に出力する。

また、コンパレータ３５は、表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“１”）よりも小さい場合（＝色数設定が８色の場合）には、その色数設定は液晶駆動電流を減少させると判定して、例えばデータ“−１”を２進数で減算器３６に出力し、表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“１”）と同じ場合（＝色数設定が６万５千色の場合）には、その色数設定は液晶駆動電流を減少も増加もさせないと判定して、例えばデータ“０”を２進数で加減算器３６に出力し、表示モード設定データ６５がＲＥＦデータ３４（＝“１”）よりも大きい場合（＝色数設定が２６万色の場合）には、その色数設定は液晶駆動電流を増加させると判定して、例えばデータ“１”を２進数で加減算器３６に出力する。

加減算器３６は、コンパレータ３２の出力データ（“１”，“０”，“−１”のいずれか）とコンパレータ３５の出力データ（“−１”，“０”，“１”のいずれか）の加算値として、データ“−２”，“−１”，“０”，“１”，“２”のいずれかをセレクタ３７に出力する。

セレクタ３７は、加算器３６からの出力データが“１”または“２”であれば、現在の分周設定（デフォルトの昇圧周波数設定）に対して液晶駆動電流が増加して昇圧回路４の駆動能力が不足すると判断し、分周回路１の分周値の設定をデフォルトの設定から昇圧周波数を１段階（加算器３６の出力データ“１”のとき）または２段階（加算器３６の出力データ“２”のとき）上げる設定に変更して、昇圧回路４の駆動能力を増加させ、加算器３６からの出力データが“−１”または“−２”であれば、現在の分周設定（デフォルトの昇圧周波数設定）に対して液晶駆動電流が減少して昇圧回路４の駆動能力が過剰になると判断し、分周回路１の分周値の設定をデフォルトの設定から昇圧周波数を１段階（加算器３６の出力データ“−１”のとき）または２段階（加算器３６の出力データ“−２”のとき）下げる設定に変更して、昇圧回路４の駆動能力を減少させ、加算器３６からの出力データが“０”であれば、液晶駆動電流が増加も減少もしないと判断して、デフォルトの設定を保持する。

また、上記実施の形態２において、データ検出回路６Ｂにレジスタ６１ａおよび６２ａ，コンパレータ６３，カウンタ６４を設けず、周波数制御回路３Ｂにレジスタ３４ａ，加減算器３６を設けずに、コンパレータ３５の出力データのみ（つまり表示モード設定データ６５のみ）に応じて周波数制御回路３Ｂのセレクタ３７で昇圧周波数を設定する構成とすることも可能である。

また、上記実施の形態１，２において、ＲＥＦデータ３１，３４，６２の値を複数の液晶表示装置で一律の値とせず、製造ばらつきや液晶パネルによる液晶駆動電流の変動をテーブルとして液晶表示装置に設け、ＲＥＦ３１，３４，６２の値を工場出荷時の装置ごとに設定することにより、製造ばらつきや液晶パネルによる変動を吸収することが可能である。

また、上記実施の形態１，２では、本発明の昇圧周波数制御を液晶駆動回路に適用した例を説明したが、動作モードによって昇圧回路の出力負荷電流が変動する装置であれば、ＲＥＦデータ３１，３４，６２の値およびカウンタ６４のカウント数を変えることにより適用可能である。

また、上記実施の形態１，２において、データ検出回路でのデータ検出は、表示データの階調値等の量や表示モード設定の他に、液晶駆動電流を推測可能なデータとすることが可能である。

本発明の実施の形態１の液晶表示装置のブロック構成図である。 本発明の実施の形態１の液晶駆動回路においての周波数制御回路およびデータ検出回路の内部構成図である。 液晶パネルにおいて１画面同じデータを表示した場合の表示データの階調値と液晶パネルの消費電流の特性を示す図である。 昇圧回路の出力特性を示す図である。 昇圧回路の制御入力である昇圧周波数と昇圧回路の消費電流の特性を示す図である。 本発明の実施の形態２の液晶駆動回路においての周波数制御回路およびデータ検出回路の内部構成図である。

符号の説明

１ 分周回路
２ 発振器
３Ａ，３Ｂ 周波数制御回路
４ 昇圧回路
５ レジスタ
６Ａ，６Ｂ データ検出回路
７ インターフェース
８ 表示ＲＡＭ
９ ラッチ回路
１０ セグメントドライバ
１１ コモンドライバ
１２ ゲートドライバ
３１ａ ＲＥＦデータ３１のレジスタ
３２ コンパレータ
３３ セレクタ
３４ａ ＲＥＦデータ３４のレジスタ
３５ コンパレータ
３６ 加減算器
３７ セレクタ
６１ａ ＲＡＭデータ６１のレジスタ
６２ａ ＲＥＦデータ６２のレジスタ
６３ コンパレータ
６４ カウンタ
６５ａ 表示モード設定データ６５のレジスタ
１００ 液晶駆動回路
２００ ＣＰＵ
３００ システム電源
４００ ＴＦＴ液晶パネル

Claims (7)

1. 液晶駆動電圧を生成する昇圧回路を内蔵する液晶駆動回路において、
   液晶駆動電流の大きさを推測可能な液晶表示内容を検出する表示内容検出手段と、
   上記検出された液晶表示内容をもとに、上記昇圧回路を動作させる周波数を制御する昇圧周波数制御手段と
   を備えた
   ことを特徴とする液晶駆動回路。
2. 請求項１記載の液晶駆動回路において、
   上記表示内容検出手段は、所定の条件を満たす表示データの個数を検出することを特徴とする液晶駆動回路。
3. 請求項２記載の液晶駆動回路において、
   上記表示内容検出手段は、
   上記表示データについての液晶駆動電流の大きさを推測可能な量が格納される第１のレジスタと、
   上記表示データの量の基準値が格納されている第２のレジスタと、
   上記２つのレジスタの格納値を比較する第１の比較回路と、
   上記所定の条件を満たす上記比較回路の出力を計数するカウンタと
   を有し、
   上記昇圧周波数制御手段は、
   上記カウンタの計数値の基準値が格納されている第３のレジスタと、
   上記カウンタの計数値と上記第３のレジスタの格納値を比較する第２の比較回路と、
   上記比較回路の出力をもとに、上記昇圧回路を動作させる分周クロック信号の分周値を選択するセレクタと
   を有する
   ことを特徴とする液晶駆動回路。
4. 請求項１記載の液晶駆動回路において、
   上記表示内容検出手段は、所定の条件を満たす表示データの個数および表示モード設定についての液晶駆動電流の大きさを推測可能なデータを検出することを特徴とする液晶駆動回路。
5. 請求項４記載の液晶駆動回路において、
   上記表示内容検出手段は、
   上記表示データについての液晶駆動電流の大きさを推測可能な量が格納される第１のレジスタと、
   上記表示データの量の基準値が格納されている第２のレジスタと、
   上記２つのレジスタの格納値を比較する第１の比較回路と、
   上記所定の条件を満たす上記比較回路の出力を計数するカウンタと
   上記表示モード設定のデータが格納される第３のレジスタと、
   を有し、
   上記昇圧周波数制御手段は、
   上記カウンタの計数値の基準値が格納されている第４のレジスタと、
   上記カウンタの計数値と上記第４のレジスタの格納値を比較する第２の比較回路と、
   上記表示モード設定のデータの基準値がが格納されている第５のレジスタと、
   上記第３および第５のレジスタの格納値を比較する第３の比較回路と、
   上記第２および第３の比較回路の出力を加減算する加減算器と、
   上記加減算器の出力をもとに、上記昇圧回路を動作させる分周クロック信号の分周値を選択するセレクタと
   を有する
   ことを特徴とする液晶駆動回路。
6. 液晶パネルと、
   上記液晶パネルを駆動する請求項１から５までのいずれかに記載の液晶駆動回路と、
   上記液晶駆動回路に上記表示データを転送するＣＰＵと
   を備えた
   ことを特徴とする液晶表示装置。
7. 昇圧回路を動作させる周波数を制御する昇圧周波数制御方法において、
   上記昇圧回路の負荷回路の動作内容のデータであって上記昇圧回路の出力負荷電流の大きさを推測可能なデータを検出するステップと、
   上記検出された負荷動作内容をもとに、上記昇圧回路を動作させる周波数を設定するステップと
   を含む
   ことを特徴とする昇圧周波数制御方法。

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