JP2007256344A - 電源回路、ｌｃｄドライバｉｃ、ｌｃｄドライバ回路、液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、周囲温度の変動やＬＣＤパネルの製造ばらつきに依ることなく、常に最適な駆動電圧を供給することが可能な電源回路、並びに、これを備えたＬＣＤドライバＩＣ及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る電源回路３１は、周囲温度に応じた温度勾配を持ってその電圧レベルが変動する勾配電圧Ｖ１を生成する温度勾配可変回路３１１と；勾配電圧Ｖ１に対してその温度勾配及び電圧レベルの調整処理を施すことで、出力電圧Ｖ２（延いてはＬＣＤパネルの駆動電圧ＶＬ）を生成する温度勾配設定回路３１２と；を有して成る。
【選択図】図３

Description

本発明は、入力電圧から所望の出力電圧を生成する電源回路、並びに、これを備えたＬＣＤドライバＩＣ／回路及び液晶表示装置に関するものである。

近年、電子機器の情報表示手段としては、その高視認性や高応答性から、アクティブマトリクス方式の液晶表示パネル（以下、ＬＣＤ[Liquid Crystal Display]パネルと呼ぶ）を備えた液晶表示装置が広く一般に普及している。

なお、アクティブマトリクス方式のＬＣＤパネルには、液晶セルを駆動するアクティブ素子として、薄膜トランジスタを用いたＴＦＴ［Thin Film Transistor］型のほか、薄膜ダイオードを用いたＴＦＤ［Thin Film Diode］型が知られている。

後者のＴＦＤ型は、前者のＴＦＴ型に比べて、アクティブ素子の端子数が１つ少なく、その構造がシンプルであり、画素の開口率（延いては光利用効率）が高く、さらには、消費電力も低いことから、高輝度や低消費電力が要求される電子機器（携帯電話端末など）の表示手段として注目を集めており、既にその実用化も進められている。

ただし、薄膜ダイオードの最適駆動電圧は、素子の特性上、周囲温度に対して所定の勾配を持って変動する上、その温度勾配についても、ＬＣＤパネルの製造ばらつき等に起因して、大きな変動幅（例えば−４０［ｍＶ／℃］〜−１１０［ｍＶ／℃］程度）を持って変動する。さらに、薄膜ダイオードの最適駆動電圧は、所定の温度を下回るとその温度勾配が急峻に増大するという非線形特性も有している。そのため、ＴＦＤ型ＬＣＤパネルの表示コントラストを一定に保つためには、液晶セルに常に所望の電圧を印加すべく、薄膜ダイオードの駆動電圧に関して、ＬＣＤパネル毎に最適な温度補償を施す必要があった。

なお、本発明に関連する従来技術の一例として、特許文献１には、液晶を挟持する第１及び第２の基板のうち、第１の基板に形成された画素スイッチング用の非線形抵抗素子を介して、第１の基板と第２の基板との間に構成された液晶セルを駆動する液晶装置において、第１の基板上に画素スイッチング用の非線形抵抗素子と同時に形成されたモニター用の非線形抵抗素子と、該モニター用の非線形抵抗素子に対する通電によって得られた当該モニター用の非線形抵抗素子の電流−電圧特性に基づいて、前記液晶セルに対する駆動条件に温度補償を施す温度補償手段と、を有する液晶表示装置が開示・提案されている。

また、本発明に関連する従来技術の他の一例として、特許文献２には、液晶素子の温度を検知する温度検知素子を有し、該温度検知素子の出力値に応じて液晶素子の駆動電圧を設定する第１の制御回路と、前記温度検知素子の出力値と予め設定した値とに基づいて前記液晶素子の低温域での駆動電圧を設定する第２の制御回路とを備え、第１の制御回路の設定電圧と第２の制御回路の設定電圧とを低温域の所定の温度で切り替え可能に構成した液晶表示装置が開示・提案されている。

特開平１１−２３１３５０号公報 特開平６−３１４０７６号公報

確かに、特許文献１の従来技術を採用すれば、薄膜ダイオードの電流−電圧特性が温度によって変動しても、高い表示品質を維持することができる。また、特許文献２の従来技術を採用すれば、低温域においてもＬＣＤパネルに必要な駆動電圧を確保し、最適な表示コントラストを得ることができる。

しかしながら、特許文献１の従来技術は、ＬＣＤパネル側で周囲温度の検出を行う構成とされていたため、ＬＣＤパネルと制御部（ＬＣＤドライバＩＣ）との間には、ＬＣＤパネル側で得られたモニタ結果を制御部側に伝達するための信号線が余分に必要となり、これが液晶表示装置の軽薄化やコストダウンを阻害する一要因となっていた。

また、特許文献２の従来技術は、あくまで、ＬＣＤパネルの最適駆動電圧が有する非線形特性の補償のみを実現する技術であり、アクティブ素子として薄膜ダイオードを用いた場合に顕著となる温度勾配のばらつきについては、何ら考慮されていなかった。

本発明は、上記の問題点に鑑み、周囲温度の変動やＬＣＤパネルの製造ばらつきに依ることなく、常に最適な駆動電圧を供給することが可能な電源回路、並びに、これを備えたＬＣＤドライバＩＣ／回路及び液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明に係る電源回路は、周囲温度に応じた温度勾配を持ってその電圧レベルが変動する勾配電圧を生成する温度勾配可変回路と；前記勾配電圧に対してその温度勾配及び／または電圧レベルの調整処理を施すことで負荷の第１駆動電圧を生成する温度勾配設定回路と；を有して成る構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る電源回路は、第１駆動電圧の上限値及び／または下限値を定める駆動電圧クランプ回路を有して成る構成（第２の構成）にするとよい。

また、第２の構成から成る電源回路は、第１駆動電圧の極性を反転することで前記負荷の第２駆動電圧を生成する極性反転回路を有して成る構成（第３の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第３いずれかの構成から成る電源回路において、前記温度勾配可変回路は、第１抵抗を介して内部電圧印加端に接続されたアノードから基準勾配電圧が引き出されるダイオードと、前記基準勾配電圧を第１利得で増幅して第１勾配電圧を生成する第１増幅器と、前記基準勾配電圧を第１利得よりも大きい第２利得で増幅して第２勾配電圧を生成する第２増幅器と、第１参照電圧を生成する第１直流電圧源と、第２勾配電圧と第１参照電圧との差分から第３勾配電圧を生成する第３増幅器と、第１勾配電圧と第３勾配電圧のより高い方を前記勾配電圧として選択出力するセレクタと、を有して成る構成（第４の構成）にするとよい。

また、上記第１〜第４いずれかの構成から成る電源回路において、前記温度勾配設定回路は、オペアンプと；一端が前記温度勾配可変回路の出力端に接続され、他端が前記オペアンプの反転入力端に接続された第２抵抗と；第２参照電圧を生成して前記オペアンプの非反転入力端に印加する第２直流電圧源と；一端が前記オペアンプの反転入力端に接続され、他端が前記オペアンプの出力端に接続された第３抵抗と；を有して成り、前記オペアンプの出力電圧を前記負荷の第１駆動電圧として出力する反転増幅回路であって、第２直流電圧源及び／または第３抵抗は、所定の制御信号に応じて第２参照電圧の電圧レベル及び／または第３抵抗の抵抗値を調整可能な構成（第５の構成）にするとよい。

また、本発明に係るＬＣＤドライバＩＣは、液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバＩＣであって、前記液晶表示パネルの駆動電圧を生成する手段として、上記第１〜第５いずれかの構成から成る電源回路を備えて成る構成（第６の構成）とされている。

また、本発明に係る液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバＩＣと、を有して成る液晶表示装置であって、前記ＬＣＤドライバＩＣとして、上記第６の構成から成るＬＣＤドライバＩＣを備えて成る構成（第７の構成）とされている。

なお、上記第７の構成から成る液晶表示装置において、前記液晶表示パネルは、液晶セルを駆動するアクティブ素子として、薄膜ダイオードを有して成る構成（第８の構成）にするとよい。

また、本発明に係る電源回路は、第１、第２、第３の設定温度（第１＜第２＜第３）を有し、第１の設定温度と第２の設定温度との間の出力電圧の温度勾配が、第２の設定温度と第３の設定温度との間の出力電圧の温度勾配よりも大きい構成（第９の構成）とされている。

また、本発明に係るＬＣＤドライバ回路は、液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバ回路であって、該ＬＣＤドライバ回路の出力電圧は、該ＬＣＤドライバ回路の周囲温度が上昇するに伴って徐々に低下する構成（第１０の構成）とされている。

なお、本発明は、特許文献２と異なり、液晶素子の温度を検知して補正しているのではない。

本発明によれば、周囲温度の変動やＬＣＤパネルの製造ばらつきに依ることなく、常に最適な駆動電圧を供給することが可能な電源回路を提供することが可能となり、延いてはこれを備えることによって、常に一定の表示コントラストを維持することが可能なＬＣＤドライバＩＣ／回路及び液晶表示装置を提供することが可能となる。

以下では、携帯電話端末に搭載される液晶表示装置の電源回路部（ＤＣ／ＤＣコンバータ）に本発明を適用した場合を例に挙げて説明を行う。

図１は、本発明に係る携帯電話端末の一実施形態を示すブロック図である。本図に示すように、本実施形態の携帯電話端末は、端末の電源である直流電源１０と、端末の表示手段である液晶表示パネル２０（以下、ＬＣＤパネル２０と呼ぶ）と、ＬＣＤパネル２０の駆動制御を行うＬＣＤドライバＩＣ３０と、を有して成る。なお、本図には明示されていないが、本実施形態の携帯電話端末は、上記構成要素のほか、その本質機能（通信機能など）を実現する手段として、送受信回路部、スピーカ部、マイク部、表示部、操作部、メモリ部など、を当然に有して成る。

直流電源１０は、端末各部への電力供給手段であり、リチウムイオンバッテリなどの２次電池であってもよいし、商用交流電圧から直流電圧を生成するＡＣ／ＤＣコンバータであってもよい。

ＬＣＤパネル２０は、水平方向と垂直方向に各々走査線Ｘ１〜Ｘｍとデータ線Ｙ１〜Ｙｎを張り巡らし、両信号線の交点毎に設けられた画素２１の液晶セル２２を各々に対応したアクティブ素子（薄膜ダイオード２３）のオン／オフに応じて駆動する構成（ＴＦＤ型アクティブマトリクス方式）とされている。

なお、本実施形態では、図面の説明を簡単とするために、１つの画素２１が液晶セル２２と薄膜ダイオード２３を１つずつ有して成る構成（すなわち単色構成）である場合を例に挙げたが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、ＲＧＢ３色のカラー表示を行う場合であれば、１つの画素をＲＧＢ各色毎に３つの液晶セルと３つの薄膜ダイオードで構成すればよい。

また、本実施形態では、画素２１の液晶セル２２と薄膜ダイオード２３とを直列接続するに際して、液晶セル２２をデータ線Ｙ１〜Ｙｎの側に接続し、薄膜ダイオード２３を走査線Ｘ１〜Ｘｍの側に接続した構成を例に挙げたが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、両者の接続関係を逆にしても構わない。

ＬＣＤドライバＩＣ３０は、電源回路部３１と、走査線駆動部（コモンドライバ；ＣＯＭドライバ）３２と、データ線駆動部（セグメントドライバ；ＳＥＧドライバ）３３と、を有して成る。

電源回路部３１は、直流電源１０から入力電圧Ｖｉｎの供給を受けて動作し、基準電圧ＶＳＳのほか、入力電圧Ｖｉｎから様々な内部電圧（ＶＨ、ＶＬ、ＶＤ）を生成して、ＩＣ各部（走査線駆動部３２やデータ線駆動部３３など）へ供給する手段である。

なお、内部電圧ＶＨ、ＶＬは、後ほど詳述するように、周囲温度に応じて変動する可変電圧（例えば、内部電圧ＶＨは＋５［Ｖ］〜＋２２．５［Ｖ］、内部電圧ＶＬは−１８．５［Ｖ］〜−１［Ｖ］）とされている。一方、内部電圧ＶＤは、周囲温度に依らないバンドギャップ補償電圧に基づいて生成される一定電圧（例えば＋４［Ｖ］）とされている。また、基準電圧ＶＳＳは、接地電圧（０［Ｖ］）とされている。

走査線駆動部３２及びデータ線駆動部３３は、ＩＣ外部からの映像信号やタイミング制御信号（いずれも不図示）に基づいて、ＬＣＤパネル２０の走査信号及びデータ信号を各々生成し、走査線Ｘ１〜Ｘｍとデータ線Ｙ１〜Ｙｎを介して、各信号をＬＣＤパネル２０に供給する手段である。

なお、走査線Ｘ１〜Ｘｍを介してＬＣＤパネル２０に供給される走査信号は、図２に示すように、１フレーム期間中に割り当てられた各走査線の選択期間には、正極性の第１選択電圧（内部電圧ＶＨ）と負極性の第２選択電圧（内部電圧ＶＬ）のいずれか一がフレーム毎に交互に印加され、それ以外の非選択期間には、第１非選択電圧（内部電圧ＶＤ）と第２非選択電圧（基準電圧ＶＳＳ）のいずれか一がフレーム毎に交互に印加される駆動方式（いわゆる、４値レベル駆動方式）とされている。このような駆動方式を採用することにより、いずれのフレーム期間にも常に同極性の選択電圧を加えた場合に比べて、画質の劣化を低減することが可能となる。

一方、データ線Ｙ１〜Ｙｎを介してＬＣＤパネル２０に供給されるデータ信号は、図２に示すように、内部電圧ＶＤと基準電圧ＶＳＳのいずれか一が印加される２値信号とされており、各走査線の選択期間中に占めるオンデューティを制御することによって、各画素の階調制御が行われる駆動方式とされている。

このように、走査線駆動部３２は、走査信号の生成に際して、基準電圧ＶＳＳのほかに３値の内部電圧（ＶＨ、ＶＬ、ＶＤ）を必要とし、データ線駆動部３３は、データ信号の生成に際して、基準電圧ＶＳＳと内部電圧ＶＤとを必要とする。

ここで、薄膜ダイオード２３の最適駆動電圧の温度特性（温度勾配）は、ＬＣＤパネル２０の製造ばらつき等に起因して、大きな変動幅（正極性の第１選択電圧ＶＨに関してみれば、−４０〜−１１０［ｍＶ／℃］程度）を持って変動する上、低温域でその温度勾配が急峻になるという挙動を示す。そのため、ＬＣＤパネル２０の表示コントラストを一定に保つためには、ＬＣＤパネル２０毎に、電源回路部３１で生成される内部電圧ＶＨ、ＶＬの電圧調整（最適な温度補償）を行う必要がある。

図３は、電源回路部３１（特に、内部電圧ＶＨ、ＶＬの生成回路部周辺）の一構成例を示す回路ブロック図である。

本実施形態の電源回路部３１は、内部電圧ＶＨ、ＶＬを生成する手段として、周囲温度に応じた温度勾配を持ってその電圧レベルが変動する勾配電圧Ｖ１を生成する温度勾配可変回路３１１と、勾配電圧Ｖ１に対してその温度勾配及び／または電圧レベルの調整処理を施すことで出力電圧Ｖ２（延いては内部電圧ＶＬ）を生成する温度勾配設定回路３１２と、内部電圧ＶＬの電圧レベル（絶対レベル）の上限値及び下限値を定める駆動電圧クランプ回路３１３と、内部電圧ＶＬを走査線駆動部３２に出力する駆動電圧出力回路３１４と、内部電圧ＶＬの極性を反転することで内部電圧ＶＨを生成して走査線駆動部３２に出力する極性反転回路３１５と、を有して成る。

温度勾配可変回路３１１は、抵抗Ｒ１と、ダイオードＤ１と、増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３と、直流電圧源Ｅ１と、比較器ＣＭＰ１と、セレクタＳＬＴと、を有して成る。

抵抗Ｒ１の一端は、内部電圧ＶＤＣＴ（＝１／２ＶＤ；本実施形態では＋２［Ｖ］）の印加端に接続されている。抵抗Ｒ１の他端は、ダイオードＤ１のアノードに接続される一方、増幅器ＡＭＰ１〜ＡＭＰ２の各入力端にも接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、基準電圧ＶＳＳの印加端に接続されている。増幅器ＡＭＰ１の出力端は、比較器ＣＭＰ１の非反転入力端（＋）に接続される一方、セレクタＳＬＴの第１選択端にも接続されている。増幅器ＡＭＰ２の出力端は、差動増幅器ＡＭＰ３の非反転入力端（＋）に接続されている。差動増幅器ＡＭＰ３の反転入力端（−）は、直流電圧源Ｅ１の正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ１の負極端は、基準電圧ＶＳＳの印加端に接続されている。差動増幅器ＡＭＰ３の出力端は、比較器ＣＭＰ１の反転入力端（−）に接続される一方、セレクタＳＬＴの第２選択端にも接続されている。なお、直流電圧源Ｅ１は、抵抗トリミング等により、その生成電圧（第１参照電圧Ｖｒｅｆ１）を調整可能な構成とされている。

温度勾配設定回路３１２は、抵抗Ｒ２〜Ｒ３と、増幅器（オペアンプ）ＡＭＰ４と、直流電圧源Ｅ２と、を有して成り、増幅器ＡＭＰ４の出力電圧Ｖ２を内部電圧ＶＬとして出力する反転増幅回路である。

増幅器ＡＭＰ４の反転入力端（−）は、抵抗Ｒ２を介してセレクタＳＬＴの共通端に接続される一方、抵抗Ｒ３を介して自身の出力端にも接続されている。増幅器ＡＭＰ４の非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ２の正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ２の負極端は、基準電圧ＶＳＳの印加端に接続されている。なお、直流電圧源Ｅ１は、スイッチトキャパシタ等を有して成り、所定の制御信号（不図示）に応じて、その生成電圧（第２参照電圧Ｖｒｅｆ２）の電圧レベルを調整可能な構成とされている。また、抵抗Ｒ３についても、所定の制御信号（不図示）によって、その抵抗値を調整可能な構成とされている。

また、本実施形態の温度勾配設定回路３１２では、負極性の出力電圧Ｖ２（内部電圧ＶＬ）を生成すべく、増幅器ＡＭＰ４の負電源端に対して、不図示の負昇圧チャージポンプから負電圧が供給されている。

駆動電圧クランプ回路３１３は、抵抗Ｒ４〜Ｒ５と、直流電圧源Ｅ３〜Ｅ４と、比較器ＣＭＰ２〜ＣＭＰ３と、上限電圧生成回路ＥＨと、下限電圧生成回路ＥＬと、論理積回路ＡＮＤと、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３と、を有して成る。また、駆動電圧出力回路３１４はバッファＢＵＦを有して成る。

抵抗Ｒ４の一端は、内部電圧ＶＤの印加端に接続されている。抵抗Ｒ４の他端は、抵抗Ｒ５の一端に接続される一方、比較器ＣＭＰ２の反転入力端（−）と比較器ＣＭＰ３の非反転入力端（＋）にも各々接続されている。抵抗Ｒ５の他端は、増幅器ＡＭＰ４の出力端に接続される一方、スイッチＳＷ３の一端にも接続されている。比較器ＣＭＰ２の非反転入力端（＋）は、直流電圧源Ｅ３の正極端に接続されている。比較器ＣＭＰ３の反転入力端（−）は、直流電圧源Ｅ４の正極端に接続されている。直流電圧源Ｅ３〜Ｅ４の各負極端は、いずれも基準電圧ＶＳＳの印加端に接続されている。比較器ＣＭＰ２の出力端は、論理積回路ＡＮＤの一方の反転入力端に接続される一方、スイッチＳＷ１の開閉制御端にも接続されている。比較器ＣＭＰ３の出力端は、論理積回路ＡＮＤの他方の反転入力端に接続される一方、スイッチＳＷ２の開閉制御端にも接続されている。上限電圧生成回路ＥＨの出力端は、スイッチＳＷ１の一端に接続されている。下限電圧生成回路ＥＬの出両端は、スイッチＳＷ２の一端に接続されている。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の各他端は、互いに接続されており、その接続ノードは、バッファＢＵＦを介して内部電圧ＶＬの引出端に接続されている。

極性反転回路３１５は、容量Ｃ１と、インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ２と、スイッチＳＷ４〜ＳＷ５と、を有して成る。

インバータＩＮＶ１〜ＩＮＶ２の各入力端は、いずれもクロック信号ＣＬＫの印加端に接続されている。インバータＩＮＶ１の出力端は、外部接続された容量Ｃ１の一端に接続されている。インバータＩＮＶ１の正電源端は、内部電圧ＶＤＣＴの印加端に接続される一方、スイッチＳＷ４の一端にも接続されている。インバータＩＮＶ１の負電源端は、バッファＢＵＦの出力端（すなわち内部電圧ＶＬの引出端）に接続されている。容量Ｃ１の他端は、スイッチＳＷ４の他端とスイッチＳＷ５の一端とに各々接続されている。スイッチＳＷ５の他端は、内部電圧ＶＨの引出端に接続されている。スイッチＳＷ４の開閉制御端は、クロック信号ＣＬＫの印加端に接続されている。スイッチＳＷ５の開閉制御端は、インバータＩＮＶ２の出力端に接続されている。

続いて、上記構成から成る電源回路部３１における内部電圧ＶＨ、ＶＬの生成動作について、先出の図３とともに図４を参照しながら、詳細な説明を行う。

図４は、内部電圧ＶＨ、ＶＬの生成動作を説明するための図であり、周囲温度と電源回路部３１の各部電圧や信号論理との相関関係を示している。

まず、温度勾配可変回路３１１の動作について説明する。

本実施形態の温度勾配可変回路３１１は、ダイオードＤ１のＶｆ（順方向降下電圧）が周囲温度に依存してほぼ線形的に変動するという特性（約−２［ｍＶ／℃］の負の温度特性）を利用して、ダイオードＤ１のアノードから基準勾配電圧Ｖ０（周囲温度が高いほどその電圧レベルが低下していく電圧信号）を引き出し、当該基準勾配電圧Ｖ０から、所望の温度勾配を有する勾配電圧Ｖ１（本実施形態では、閾値温度Ｔ２を下回るとその温度勾配が２倍に増大する電圧）を生成する構成とされている。

増幅器ＡＭＰ１は、基準勾配電圧Ｖ０を第１利得（本実施形態では５倍）で増幅して第１勾配電圧Ｖ１ａを生成する（図４（ａ）の一点鎖線を参照）。すなわち、第１勾配電圧Ｖ１ａの温度特性は、−１０［ｍＶ／℃］となる。

一方、増幅器ＡＭＰ２は、基準勾配電圧Ｖ０を第１利得よりも大きい第２利得（本実施形態では１０倍）で増幅して第２勾配電圧Ｖ１ｂを生成する。すなわち、第２勾配電圧Ｖ１ｂの温度特性は、−２０［ｍＶ／℃］となる。

差動増幅器ＡＭＰ３は、第２勾配電圧Ｖ１ｂと第１参照電圧Ｖｒｅｆ１との差分から第３勾配電圧Ｖ１ｃを生成する（図４（ａ）の二点鎖線を参照）。すなわち、第３勾配電圧Ｖ１ｃは、第２勾配電圧Ｖ１ｂを第１参照電圧Ｖｒｅｆ１に応じて低レベル側にオフセットさせた電圧となる。このようなオフセットを与えることにより、第１勾配電圧Ｖ１ａと第３勾配電圧Ｖ１ｃとは、所定の温度で交差する形となる。

なお、第１参照電圧Ｖｒｅｆ１の電圧レベル（オフセットレベル）については、ＬＣＤパネル２０に対する最適駆動電圧の温度勾配が変化する閾値温度Ｔ２に鑑み、第１勾配電圧Ｖ１ａと第３勾配電圧Ｖ１ｃとが閾値温度Ｔ２で交差するように適宜調整すればよい。

比較器ＣＭＰ１は、第１勾配電圧Ｖ１ａと第３勾配電圧Ｖ１ｃとの高低に応じて、その出力論理を変遷させる。具体的に述べると、比較器ＣＭＰ１の出力論理は、前者が後者よりも高ければハイレベルとなり、低ければローレベルとなる。

セレクタＳＬＴは、比較器ＣＭＰ１の出力論理に応じて、第１勾配電圧Ｖ１ａと第３勾配電圧Ｖ１ｃの一方を勾配電圧Ｖ１として選択出力する。具体的に述べると、セレクタＳＬＴは、比較器ＣＭＰ１の出力論理がハイレベルであれば、第１勾配電圧Ｖ１ａを勾配電圧Ｖ１として選択出力し、ローレベルであれば、第３勾配電圧Ｖ１ｃを勾配電圧Ｖ１として選択出力する。すなわち、セレクタＳＬＴでは、第１勾配電圧Ｖ１ａと第３勾配電圧Ｖ１ｃのより高い方が勾配電圧Ｖ１として選択出力される（図４（ａ）の実線を参照）。

このように、本実施形態の温度勾配可変回路３１１では、閾値温度Ｔ２を下回るとその温度勾配が自動的に２倍に増大する勾配電圧Ｖ１の生成が行われる。このような勾配電圧Ｖ１に基づいて、後述する内部電圧ＶＬ、ＶＨを生成する構成であれば、ＬＣＤパネル２０の最適駆動電圧が周囲温度に対して非線形特性も有していても、その液晶セル２２に常に所望の電圧を印加することができ、延いては、ＬＣＤパネル２０の表示コントラストを一定に保つことが可能となる。

次に、温度勾配設定回路３１２の動作について説明する。

温度勾配設定回路３１２では、勾配電圧Ｖ１を反転増幅することで、出力電圧Ｖ２（延いては内部電圧ＶＬ）の生成が行われる。

ここで、本実施形態の温度勾配設定回路３１２においては、ＬＣＤパネル２０毎に出力電圧Ｖ２（延いては、内部電圧ＶＬ、ＶＨ）の温度勾配及び／または電圧レベルを連続的或いは段階的（例えば３２段階）に切り替えるべく、その直流電圧源Ｅ１は、スイッチトキャパシタ等を有して成り、所定の制御信号（不図示）に応じて、その生成電圧（第２参照電圧Ｖｒｅｆ２）の電圧レベルを調整可能な構成とされており、また、抵抗Ｒ３についても、所定の制御信号（不図示）によって、その抵抗値を調整可能な構成とされている。

このような構成とすることにより、第２参照電圧Ｖｒｅｆ２の電圧レベルを適宜設定することで、内部電圧ＶＬ、ＶＨの電圧レベルを微調整することができ、また、抵抗Ｒ３の抵抗値を適宜設定することで、内部電圧ＶＬ、ＶＨの温度勾配を可変することが可能となる。従って、ＬＣＤパネル２０の製造ばらつきに起因して、その最適駆動電圧の温度特性（温度勾配）が大きく変動したとしても、その液晶セル２２に対して、常に所望の電圧を印加することができ、延いては、ＬＣＤパネル２０の表示コントラストを一定に保つことが可能となる。

次に、駆動電圧クランプ回路３１３の動作について説明する。

先述した温度勾配可変回路３１１及び温度勾配設定回路３１２で生成される内部電圧ＶＬ、並びに、後述する極性反転回路３１５で生成される内部電圧ＶＨは、いずれも、周囲温度に対して上記の温度特性を持って変動するが、周囲温度が所定の閾値温度Ｔ１（例えば−２５［℃］）を下回ると、その電圧レベルが大きくなり過ぎて、ＩＣのプロセス耐圧を超えてしまい、最悪の場合にはＩＣが破壊に至るおそれがある。逆に、周囲温度が所定の閾値温度Ｔ３（例えば＋１０５［℃］）を上回ると、その電圧レベルが小さくなり過ぎて、表示動作に支障を生じるおそれがある。

そこで、駆動電圧クランプ回路３１３では、内部電圧ＶＬ（延いては内部電圧ＶＨ）の電圧レベル（絶対レベル）の上限値及び下限値を定めるクランプ処理が行われる。

比較器ＣＭＰ２は、抵抗Ｒ４〜Ｒ５の接続ノードから引き出されるモニタ電圧Ｖｘ（図４（ｂ）の実線を参照）と、第１閾値電圧Ｖｔｈ１（図４（ｂ）の一点鎖線を参照）との高低に応じて、その出力信号Ｓ１の論理を変遷させる。具体的に述べると、出力信号Ｓ１の論理は、前者が後者よりも高ければローレベルとなり、低ければハイレベルとなる（図４（ｃ）のＳ１を参照）。

なお、第１閾値電圧Ｖｔｈ１については、周囲温度が閾値温度Ｔ１となった時点で出力信号Ｓ１の論理変遷が行われるように、その電圧レベルを適宜設定すればよい。

比較器ＣＭＰ３は、モニタ電圧Ｖｘと、第２閾値電圧Ｖｔｈ２（図４（ｂ）の二点鎖線を参照）との高低に応じて、その出力信号Ｓ２の論理を変遷させる。具体的に述べると、出力信号Ｓ２の論理は、前者が後者よりも高ければハイレベルとなり、低ければローレベルとなる（図４（ｃ）のＳ２を参照）。

なお、第２閾値電圧Ｖｔｈ２については、周囲温度が閾値温度Ｔ３となった時点で出力信号Ｓ２の論理変遷が行われるように、その電圧レベルを適宜設定すればよい。

論理積回路ＡＮＤは、反転入力される出力信号Ｓ１〜Ｓ２の論理積演算を行うことで、出力信号Ｓ３の生成を行う。すなわち、出力信号Ｓ３の論理は、出力信号Ｓ１〜Ｓ２の論理が互いに異なっていればローレベルとなり、いずれの論理もローレベルであればハイレベルとなる（図４（ｃ）のＳ３を参照）。なお、出力信号Ｓ１〜Ｓ２の論理がいずれもハイレベルとなることはない。

一方、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３は、各々の開閉制御端に印加される出力信号Ｓ１〜Ｓ３がハイレベルであるときにオンとされ、ローレベルであるときにオフとされる。ここで、出力信号Ｓ１〜Ｓ３については、先述したように、いずれか一の論理がハイレベルであれば、その他の論理がローレベルとなる。従って、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３についても、いずれか一がオンである間は、その他がオフとなるように、択一的な開閉制御が行われる。

すなわち、本実施形態の駆動電圧クランプ回路３１３では、電源回路部３１の周囲温度が閾値温度Ｔ１〜Ｔ３の間であれば、出力信号Ｓ１〜Ｓ２がいずれもローレベルとなり、出力信号Ｓ３がハイレベルとなるため、スイッチＳＷ１〜ＳＷ２がオフ、スイッチＳＷ３がオンとされ、上記の温度勾配を持った出力電圧Ｖ２が内部電圧ＶＬとしてそのまま送出されることになる（図４（ｄ）の閾値温度Ｔ１〜Ｔ３における実線ＶＬを参照）。

これに対して、周囲温度が閾値温度Ｔ１を下回っている場合には、出力信号Ｓ１がハイレベルとなり、出力信号Ｓ２〜Ｓ３がいずれもローレベルとなるため、スイッチＳＷ１がオン、スイッチＳＷ２〜ＳＷ３がオフとされ、上限電圧生成回路ＥＨで生成された上限電圧（本実施形態では−１８．５［Ｖ］）が内部電圧ＶＬとして駆動電圧出力回路３１４から送出されることになる（図４（ｄ）の閾値温度Ｔ１以下における実線ＶＬを参照）。

逆に、周囲温度が閾値温度Ｔ３を上回っている場合には、出力信号Ｓ２がハイレベルとなり、出力信号Ｓ１と出力信号Ｓ３がいずれもローレベルとなるため、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ３がオフとされ、下限電圧生成回路ＥＬで生成された下限電圧（本実施形態では−１［Ｖ］）が内部電圧ＶＬとして駆動電圧出力回路３１４から送出されることになる（図４（ｄ）の閾値温度Ｔ３以上における実線ＶＬを参照）。

このような構成とすることにより、温度勾配を持たせた内部電圧ＶＬ（及びＶＨ）の電圧レベルが過大／過小となることを防止することができるので、周囲温度が極端に高低した場合であっても、ＩＣの破壊や表示動作の不具合を未然に回避することが可能となる。

なお、上限電圧生成回路ＥＨと下限電圧生成回路ＥＬ、並びに、バッファＢＵＦについては、負極性の内部電圧ＶＬを出力すべく、その負電源端に対して、不図示の負昇圧チャージポンプから負電圧が供給されている。

最後に、極性反転回路３１５の動作について説明する。

クロック信号ＣＬＫの論理がハイレベルであるとき、スイッチＳＷ４はオンとされ、スイッチＳＷ５はオフとされる。また、このとき、インバータＩＮＶ１の出力論理は、ローレベル（すなわち内部電圧ＶＬ）とされる。従って、容量Ｃ１の両端間には、内部電圧ＶＤＣＴと内部電圧ＶＬとの差分電圧（ＶＤＣＴ−ＶＬ）が充電される。

一方、クロック信号ＣＬＫの論理がローレベルに変遷されると、スイッチＳＷ４はオフとされ、スイッチＳＷ５はオンとされる。また、このとき、インバータＩＮＶ１の出力論理は、ハイレベル（すなわち内部電圧ＶＤＣＴ）とされる。従って、内部電圧ＶＨの引出端からは、内部電圧ＶＤＣＴと容量Ｃ１の充電電圧との加算電圧（２ＶＤＣＴ−ＶＬ）が引き出されることになる。

上記の動作について具体例を挙げて説明すると、仮に内部電圧ＶＬが−１８．５［Ｖ］であった場合には、内部電圧ＶＨの引出端から＋２２．５［Ｖ］の電圧が引き出されることになり、また、仮に内部電圧ＶＬが−１［Ｖ］であった場合には、内部電圧ＶＨの引出端から＋５［Ｖ］の電圧が引き出されることになる。

すなわち、本実施形態の極性反転回路３１５では、内部電圧ＶＤＣＴを反転基準として内部電圧ＶＬを極性反転することにより、内部電圧ＶＨの生成が行われる（図４（ｄ）の実線ＶＨを参照）。このような構成とすることにより、内部電圧ＶＨ、ＶＬの生成や温度勾配制御、クランプ制御を一元的に行うことができるので、回路規模の不要な増大を回避することが可能となる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態の温度勾配可変回路３１１では、基準勾配電圧Ｖ０の生成手段として、１石のダイオードＤ１を用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、２石以上のダイオード列としても構わないし、バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧の温度特性を利用した構成としても構わない。

また、上記実施形態では、負極性の内部電圧ＶＬを生成し、これを極性反転することで正極性の内部電圧ＶＨを生成する構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、両電圧の生成過程を逆転させ、内部電圧ＶＨから内部電圧ＶＬを生成する構成としても構わない。

本発明は、特に、ＴＦＤ型ＬＣＤパネルを搭載した液晶表示装置の表示品質を高める上で有用な技術である。

は、本発明に係る携帯電話端末の一実施形態を示すブロック図である。 は、走査信号及びデータ信号の一例を示すタイミングチャートである。 は、電源回路部３１の一構成例を示す回路ブロック図である。 は、内部電圧ＶＨ、ＶＬの生成動作を説明するための図である。

符号の説明

１０ 直流電源
２０ 液晶表示パネル（ＬＣＤパネル）
２１ 画素
２２ 液晶セル
２３ 薄膜ダイオード（ＴＦＤ）
３０ ＬＣＤドライバＩＣ
３１ 電源回路部
３１１ 温度勾配可変回路
３１２ 温度勾配設定回路
３１３ 駆動電圧クランプ回路
３１４ 駆動電圧出力回路
３１５ 極性反転回路
３２ 走査線駆動部
３３ データ線駆動部
Ｘ１〜Ｘｍ 走査線
Ｙ１〜Ｙｎ データ線
ＡＭＰ１〜ＡＭＰ４ 増幅器
ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３ 比較器
ＩＮＶ１〜ＩＮＶ２ インバータ
ＳＷ１〜ＳＷ５ スイッチ
Ｅ１〜Ｅ４ 直流電圧源
Ｒ１〜Ｒ５ 抵抗
Ｄ１ ダイオード
Ｃ１ 容量
ＥＨ 上限電圧生成回路
ＥＬ 下限電圧生成回路
ＳＬＴ セレクタ
ＡＮＤ 論理積演算回路
ＢＵＦ バッファ

Claims (10)

1. 周囲温度に応じた温度勾配を持ってその電圧レベルが変動する勾配電圧を生成する温度勾配可変回路と；前記勾配電圧に対してその温度勾配及び／または電圧レベルの調整処理を施すことで、負荷の第１駆動電圧を生成する温度勾配設定回路と；を有して成ることを特徴とする電源回路。
2. 第１駆動電圧の上限値及び／または下限値を定める駆動電圧クランプ回路を有して成ることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
3. 第１駆動電圧の極性を反転することで、前記負荷の第２駆動電圧を生成する極性反転回路を有して成ることを特徴とする請求項２に記載の電源回路。
4. 前記温度勾配可変回路は、第１抵抗を介して内部電圧印加端に接続されたアノードから基準勾配電圧が引き出されるダイオードと、前記基準勾配電圧を第１利得で増幅して第１勾配電圧を生成する第１増幅器と、前記基準勾配電圧を第１利得よりも大きい第２利得で増幅して第２勾配電圧を生成する第２増幅器と、第１参照電圧を生成する第１直流電圧源と、第２勾配電圧と第１参照電圧との差分から第３勾配電圧を生成する第３増幅器と、第１勾配電圧と第３勾配電圧のより高い方を前記勾配電圧として選択出力するセレクタと、を有して成ることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電源回路。
5. 前記温度勾配設定回路は、オペアンプと；一端が前記温度勾配可変回路の出力端に接続され、他端が前記オペアンプの反転入力端に接続された第２抵抗と；第２参照電圧を生成して前記オペアンプの非反転入力端に印加する第２直流電圧源と；一端が前記オペアンプの反転入力端に接続され、他端が前記オペアンプの出力端に接続された第３抵抗と；を有して成り、前記オペアンプの出力電圧を前記負荷の第１駆動電圧として出力する反転増幅回路であって、第２直流電圧源及び／または第３抵抗は、所定の制御信号に応じて、第２参照電圧の電圧レベル及び／または第３抵抗の抵抗値を調整可能な構成とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の電源回路。
6. 液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバＩＣであって、前記液晶表示パネルの駆動電圧を生成する手段として、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の電源回路を備えて成ることを特徴とするＬＣＤドライバＩＣ。
7. 液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバＩＣと、を有して成る液晶表示装置であって、前記ＬＣＤドライバＩＣとして、請求項６に記載のＬＣＤドライバＩＣを備えて成ることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記液晶表示パネルは、液晶セルを駆動するアクティブ素子として、薄膜ダイオードを有して成ることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 第１、第２、第３の設定温度（第１＜第２＜第３）を有し、第１の設定温度と第２の設定温度との間の出力電圧の温度勾配が、第２の設定温度と第３の設定温度との間の出力電圧の温度勾配よりも大きいことを特徴とする電源回路。
10. 液晶表示パネルの駆動制御を行うＬＣＤドライバ回路であって、該ＬＣＤドライバ回路の出力電圧は、該ＬＣＤドライバ回路の周囲温度が上昇するに伴って徐々に低下することを特徴とするＬＣＤドライバ回路。

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