JP2008185741A

JP2008185741A - 表示装置

Info

Publication number: JP2008185741A
Application number: JP2007018610A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Kaitani; 一成皆谷; Toru Suyama; 透須山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2008-08-14

Abstract

【課題】液晶ディスプレイパネルや、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどの表示装置において、駆動負荷や、半導体駆動デバイスの出力電圧を変えることなく、また半導体駆動デバイスを代えることなく、半導体駆動デバイスで消費される電力を削減することができる表示装置を提供する。
【解決手段】供給電源１０１の電源出力部（不図示）と半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５との間に抵抗器１０２を挿入することで、本来半導体駆動デバイスで消費すべき電力の一部を抵抗器が分担して消費する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ディスプレイパネルや、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどの表示装置に関する。

図５は、従来の表示装置の回路構成図である。図５において、５０１は供給電源、５０２は半導体駆動デバイス、５０３は負荷（表示パネル）、５０４は半導体駆動デバイスの電源端子、５０５は半導体駆動デバイスの出力端子である。供給電源５０１は半導体駆動デバイス５０２へ電源を供給する。半導体駆動デバイス５０２は負荷５０３を駆動する。図５に示すように、半導体駆動デバイス５０２が駆動する負荷（表示パネル）５０３は、抵抗（駆動負荷抵抗）と容量（駆動負荷容量）の直列接続で表される。また、図５に示すように、従来の表示装置は、半導体駆動デバイス５０２の電源端子５０４に供給電源５０１の電源出力部（不図示）が直接接続された構成である。

半導体駆動デバイス５０２は、出力状態が変化する駆動時と、出力状態が変化しない定常時（非駆動時）とで電源端子５０４側からみたインピーダンスが大きく異なる。駆動時においては、前記インピーダンスは下がり、供給電源５０１から半導体駆動デバイス５０２へ電流が流れる。一方、定常状態においては、供給電源５０１から半導体駆動デバイス５０２への電流は半導体駆動デバイス５０２の駆動回路（不図示）のリーク分しか流れず、前記インピーダンスは非常に高い。半導体駆動デバイス５０２から負荷５０３へ流れる電流も駆動時には流れるが、定常状態になると流れない。

図６に従来の表示装置の駆動時の動作波形を示す。ここでは、供給電源５０１の出力電圧ＶＡがＤＵＴＹ５０％のパルス電圧である場合について説明する。駆動負荷抵抗をＲＬ、駆動負荷容量をＣＬ、駆動時の前記インピーダンスをＲＡ、供給電源５０１の出力電圧をＶＡ、半導体駆動デバイス５０２の出力電圧をＶ１、時定数をτＡ、供給電源５０１から半導体駆動デバイス５０２へ流れる電流をＩＡ、周期をＴとすると、半導体駆動デバイス５０２における平均消費電力ＰＡは以下の式で示される。

ＰＡ＝（１周期分の（ＶＡ−Ｖ１）の積分値）×（１／Ｔ）×（１周期分のＩＡの積分値）×（１／Ｔ）
ここで、「１周期分の（ＶＡ−Ｖ１）の積分値」および「１周期分のＩＡの積分値」は、図５に示す「ＶＡ」、「Ｖ１」、「ＩＡ」の各波形の１周期分の面積を用いて、
１周期分の（ＶＡ―Ｖ１）の積分値＝２×３ＶＡτＡ／２
１周期分のＩＡの積分値＝２×２ＶＡτＡ／（ＲＡ＋ＲＬ）
と表されるので、平均消費電力ＰＡは
ＰＡ＝（１／Ｔ^２）×１２ＶＡ^２τＡ^２／(ＲＡ＋ＲＬ)
となる。

この平均消費電力ＰＡが半導体駆動デバイス５０２の許容損失を超えると半導体駆動デバイス５０２が破壊されるため、従来の表示装置においては、供給電源５０１の出力電圧ＶＡを下げたり、駆動負荷抵抗ＲＬ、駆動負荷容量ＣＬを制限したりすることで、平均消費電力ＰＡを許容損失以下にしていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３８９３０号公報

しかしながら、近年、表示パネルにおいて高精細化が求められており、半導体駆動デバイスには多出力化が求められている。半導体駆動デバイスを多出力化することで、半導体駆動デバイスにおける平均消費電力ＰＡは増加する傾向にある。また、表示品位向上のため半導体駆動デバイスの出力電圧Ｖ１は高電圧化へ進んでいる。

ここで問題となるのは、平均消費電力ＰＡが増大していくと半導体駆動デバイスの許容損失を超えることである。従来の表示装置においては、供給電源５０１の出力電圧ＶＡを下げたり、駆動負荷（駆動負荷抵抗ＲＬ、駆動負荷容量ＣＬ）を制限したりすることで半導体駆動デバイスにおける平均消費電力ＰＡを削減していた。しかし、駆動負荷を制限すると表示パネルを高精細化できない。また、供給電源の出力電圧ＶＡを下げると、半導体駆動デバイスの出力電圧Ｖ１も下がるため、表示品位を向上させることができない。市場の要望に応えるには、駆動負荷や半導体駆動デバイスの出力電圧Ｖ１を変えることなく平均消費電力ＰＡを低減する方法が必要である。また、コストアップに影響がないように実現することが必要である。

本発明は、上記問題点に鑑み、液晶ディスプレイパネルや、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどの表示装置において、駆動負荷や、半導体駆動デバイスの出力電圧を変えることなく、また半導体駆動デバイスを代えることなく、半導体駆動デバイスで消費される電力を削減することができる表示装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の表示装置は、負荷と、前記負荷を駆動する半導体駆動デバイスと、前記半導体駆動デバイスへ電源を供給する供給電源とを備え、前記半導体駆動デバイスは、その電源端子側からみたインピーダンスが駆動時と非駆動時とで異なる表示装置であって、前記半導体駆動デバイスの電源端子に一端が接続され、前記供給電源の電源出力部に他端が接続された抵抗器を具備し、前記抵抗器は、その抵抗値が、前記半導体駆動デバイスの電源端子の電圧が前記半導体駆動デバイスの出力電圧を超えるように設定されていることを特徴とする。

また、本発明の請求項２記載の表示装置は、請求項１記載の表示装置であって、前記半導体駆動デバイスの基準電圧を発生する基準電圧発生装置を備え、前記半導体駆動デバイスの基準電圧端子と前記基準電圧発生装置の基準電圧出力部とを直接接続するとともに、前記基準電圧発生装置の電源端子と前記供給電源の電源出力部とを直接接続した構成であることを特徴とする。

また、本発明の請求項３記載の表示装置は、請求項１記載の表示装置であって、前記抵抗器は、前記供給電源の電源出力部に内蔵されることを特徴とする。

本発明によれば、本来半導体駆動デバイスで消費すべき電力の一部を抵抗器が分担して消費するので、駆動負荷や、半導体駆動デバイスの出力電圧を変えることなく、また半導体駆動デバイスを代えることなく、半導体駆動デバイスで消費される電力（平均消費電力）を削減することができる。

また、本来半導体駆動デバイスで消費すべき電力の一部を抵抗器が分担して消費するので、半導体駆動デバイスの発熱を抑えることができる。さらに、半導体駆動デバイスはパッケージングされた状態またはベアチップの状態で表示パネル（負荷）に接続されているため、発熱の対策を講ずるのが難しいが、本発明によれば、本来、半導体駆動デバイスにおいて必要だった発熱の対策を、半導体駆動デバイスの外部に設置した抵抗器に講ずればよくなり対策が容易となる。また、抵抗器を供給電源へ内蔵した場合にも、発熱の対策を供給電源に講ずればよくなり対策が容易となる。

以下、本発明の実施の形態における表示装置について、図面を交えて説明する。図１は本実施の形態における表示装置の回路構成図である。図１において、１０１は供給電源、１０２は抵抗器、１０３は半導体駆動デバイス、１０４は負荷（表示パネル）、１０５は半導体駆動デバイスの電源端子、１０６は半導体駆動デバイスの出力端子である。供給電源１０１は半導体駆動デバイス１０３へ電源を供給する。半導体駆動デバイス１０３は負荷１０４を駆動する。図１に示すように、半導体駆動デバイス１０３が駆動する負荷（表示パネル）１０４は、抵抗（駆動負荷抵抗）と容量（駆動負荷容量）の直列接続で表される。

また、半導体駆動デバイス１０３は、電源端子１０５側からみたインピーダンスが、出力状態が変化する駆動時と出力状態が変化しない非駆動時（定常時）とで異なる。駆動時においては、前記インピーダンスは下がり、供給電源１０１から半導体駆動デバイス１０３へ電流が流れる。一方、定常状態においては、供給電源１０１から半導体駆動デバイス１０３への電流は半導体駆動デバイス１０３の駆動回路（不図示）のリーク分しか流れず、前記インピーダンスは非常に高い。半導体駆動デバイス１０３から負荷１０４へ流れる電流も駆動時には流れるが、定常状態になると流れない。

図１に示すように、本表示装置は、図５に示した従来の表示装置のように半導体駆動デバイスの電源端子に供給電源の電源出力部を直接接続するのではなく、半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５と供給電源１０１の電源出力部（不図示）の間に抵抗器１０２を挿入した構成となっている。すなわち、図１に示す表示装置においては、抵抗器１０２は、半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５に一端が接続され、供給電源１０１の電源出力部に他端が接続される。

この構成により、本来半導体駆動デバイスで消費すべき電力の一部を抵抗器１０２が分担して消費するので、駆動負荷や、半導体駆動デバイスの出力電圧を変えることなく、また半導体駆動デバイスを代えることなく、半導体駆動デバイスで消費される電力（平均消費電力）を削減することができる。

図２に本表示装置の駆動時の動作波形を示す。ここでは、供給電源１０１の出力電圧ＶＡがＤＵＴＹ５０％のパルス電圧である場合について説明する。挿入した抵抗器１０２の抵抗値をＲＴ、駆動負荷抵抗をＲＬ、駆動負荷容量をＣＬ、駆動時の半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５側から見たインピーダンスをＲＡ、供給電源１０１の出力電圧をＶＡ、半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５の電圧をＶＢ、半導体駆動デバイス１０３の出力電圧をＶ１、時定数をτＢ、供給電源１０１から半導体駆動デバイス１０３へ流れる電流をＩＡ、周期をＴとすると、半導体駆動デバイス１０３における平均消費電力ＰＡは以下の式で示される。

ＰＡ＝（１周期分の（ＶＢ―Ｖ１）の積分値）×（１／Ｔ）×（１周期分のＩＡの積分値）×（１／Ｔ）
ここで、「１周期分の（ＶＢ―Ｖ１）の積分値」および「１周期分のＩＡの積分値」は、図２に示す「ＶＡ」、「ＶＢ」、「Ｖ１」、「ＩＡ」の各波形の１周期分の面積を用いて、
１周期分の（ＶＢ―Ｖ１）の積分値＝２×３ＶＡτＢ／２−２×２ＲＴＶＡτＢ／（ＲＡ＋ＲＬ＋ＲＴ）
１周期分のＩＡの積分値＝２×２ＶＡτＢ／（ＲＡ＋ＲＬ＋ＲＴ）
と表されるので、平均消費電力ＰＡは
ＰＡ＝（１／Ｔ^２）×（１２ＶＡ^２τＢ^２／(ＲＡ＋ＲＬ＋ＲＴ)−１６ＲＴＶＡ^２τＢ^２／（ＲＡ＋ＲＬ＋ＲＴ）^２）
となる。

従来の表示装置における平均消費電力ＰＡと比較すると、後の項「１６ＲＴＶＡ^２τＢ^２／（ＲＡ＋ＲＬ＋ＲＴ）^２」の分、電力を削減できる。ただしＲＴは、（１）ＲＴが大きくなると時定数τＢが増加するので、本表示装置の特性で許容されるまでの大きさにする必要がある。また、（２）半導体駆動デバイス１０３の電源端子１０５の電圧ＶＢが半導体駆動デバイス１０３の出力電圧Ｖ１を超えるようにすること、すなわちＲＴ＜２（ＲＡ＋ＲＬ）であることが必要である。

なお、本実施の形態では、供給電源の出力電圧ＶＡをＤＵＴＹ５０％のパルス電圧とした場合について説明したが、無論、これに限定されるものではなく、液晶ソースドライバのようなドット反転駆動、ライン反転駆動するものにも同様にして本発明を適用することができ、本発明は、アクティブマトリックス型の表示装置であれば全く同様にして適用することができる。

続いて、本実施の形態における表示装置の他の例１について、図３を用いて説明する。図３は本実施の形態における表示装置の他の例１の回路構成図であり、液晶ソースドライバのように半導体駆動デバイスと基準電圧発生装置が分かれている場合の構成を示す。図３において、１０７は基準電圧発生装置、１０８は半導体駆動デバイスの基準電圧端子、１０９は基準電圧発生装置の電源端子である。半導体駆動デバイス１０３の基準電圧を発生する基準電圧発生装置１０７は、図３に示すように、その基準電圧出力部（不図示）が半導体駆動デバイス１０３の基準電圧端子１０８に直接接続し、その電源端子１０９が供給電源１０１の電源出力部（不図示）に直接接続した構成となっている。この構成により、前記した表示装置と同様に平均消費電力ＰＡを削減することができる。また、基準電圧発生装置１０７の電源端子１０９が供給電源１０１の電源出力部に直接接続しているので、基準電圧が変動することはない。

続いて、本実施の形態における表示装置の他の例２について、図４を用いて説明する。図４は本実施の形態における表示装置の他の例２の回路構成図である。図４に示す表示装置は、図１に示す表示装置において半導体駆動デバイスと供給電源との間に挿入した抵抗器を供給電源の電源出力部に内蔵した点に特徴がある。この構成により、図１に示す表示装置と同様に平均消費電力ＰＡを削減することができる。さらに、抵抗器の発熱を供給電源において対策すればよいこととなる。半導体駆動デバイスはパッケージングされた状態またはベアチップの状態で表示パネル（負荷）に接続されているため、発熱の対策を講ずるのが難しい。抵抗器を供給電源へ内蔵することで、本来、半導体駆動デバイスにおいて必要だった発熱の対策を、供給電源に講ずればよくなり対策が容易となる。

続いて、本発明により得られる平均消費電力ＰＡの低減効果の一例について、図５に示す従来の表示装置と比較して説明する。ここでは、挿入した抵抗器の抵抗値ＲＴを１ｋΩ、駆動負荷抵抗ＲＬを１ｋΩ、駆動負荷容量ＣＬを８０ｐＦ、駆動時の半導体駆動デバイスの電源端子側から見たインピーダンスＲＡを１ｋΩ、供給電源の出力電圧ＶＡを１５Ｖ、周期Ｔを１μｓとした場合について説明する。

この場合、本発明を適用した表示装置の半導体駆動デバイスにおける平均消費電力ＰＡは２８．８ｍＷとなった。一方、図５に示す従来の表示装置の半導体駆動デバイスにおける平均消費電力ＰＡは３４．６ｍＷとなった。

本発明にかかる表示装置は、本来半導体駆動デバイスで消費すべき電力の一部を抵抗器が分担して消費するので、駆動負荷や、半導体駆動デバイスの出力電圧を変えることなく、また半導体駆動デバイスを代えることなく、半導体駆動デバイスで消費される電力（平均消費電力）を削減することができるとともに、発熱対策を容易にすることができ、液晶ディスプレイパネルや、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイパネルなどに有用である。

本発明の実施の形態における表示装置の回路構成図本発明の実施の形態における表示装置の駆動時の動作波形図本発明の実施の形態における表示装置の他の例１の回路構成図本発明の実施の形態における表示装置の他の例２の回路構成図従来の表示装置の回路構成図従来の表示装置の駆動時の動作波形

符号の説明

１０１、５０１供給電源
１０２抵抗器
１０３、５０２半導体駆動デバイス
１０４、５０３負荷
１０５、５０４半導体駆動デバイスの電源端子
１０６、５０５半導体駆動デバイスの出力端子
１０７基準電圧発生装置
１０８半導体駆動デバイスの基準電圧端子
１０９基準電圧発生装置の電源端子

Claims

負荷と、前記負荷を駆動する半導体駆動デバイスと、前記半導体駆動デバイスへ電源を供給する供給電源とを備え、前記半導体駆動デバイスは、その電源端子側からみたインピーダンスが駆動時と非駆動時とで異なる表示装置であって、前記半導体駆動デバイスの電源端子に一端が接続され、前記供給電源の電源出力部に他端が接続された抵抗器を具備し、前記抵抗器は、その抵抗値が、前記半導体駆動デバイスの電源端子の電圧が前記半導体駆動デバイスの出力電圧を超えるように設定されていることを特徴とする表示装置。
前記半導体駆動デバイスの基準電圧を発生する基準電圧発生装置を備え、前記半導体駆動デバイスの基準電圧端子と前記基準電圧発生装置の基準電圧出力部とを直接接続するとともに、前記基準電圧発生装置の電源端子と前記供給電源の電源出力部とを直接接続した構成であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記抵抗器は、前記供給電源の電源出力部に内蔵されることを特徴とする請求項１記載の表示装置。