JP2009053427A - 平面表示装置、および、平面表示装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低減する平面表示装置、および平面表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。
【解決手段】平面表示パネルＰＮＬと、平面表示パネルＰＮＬの駆動信号を生成する駆動信号発生部ＤＤと、平面表示パネルＰＮＬの駆動タイミング信号を制御するコントローラＣＮＴと、を有する平面表示装置であって、駆動信号発生部ＤＤは、外部からの入力電圧に基づく電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータＣＮを有し、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮは、平面表示パネルＰＮＬの垂直走査期間の一部において、入力電圧に基づく出力を停止させる停止手段を有している平面表示装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、平面表示装置用、および、平面表示装置の駆動方法に関し、特に、１垂直期間において表示期間と非表示期間とを有する平面表示装置および平面表示装置の駆動方法に関する。

平面表示装置、例えば液晶表示装置は、液晶表示パネルを有している。一般に、互いに対向して配置された一対の基板と、一対の基板間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部と、を有する液晶表示パネルを備えている。

表示部には、複数の表示画素が配列する行に沿って配置されたゲート線と、複数の表示画素が配列する列に沿って配置されたソース線と、が配置されている。ゲート線とソース線とが交差する位置の近傍には画素スイッチが配置されている。

表示部の周囲には、ゲート線を駆動するゲート線駆動回路およびソース線をソース駆動回路等の駆動回路が配置されている。これらの駆動回路は、コントローラから供給される制御信号や、駆動信号源から供給される駆動信号によってその動作を制御される。

従来、駆動信号源としてＤＣ／ＤＣを有する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−２３１８４０号公報

しかし、ＤＣ／ＤＣコンバータより駆動電圧を供給する液晶表示装置において、液晶表示装置の表示状態如何に関わらず通常ＤＣ／ＤＣコンバータは常時動作状態にあり、全体からみたＤＣ／ＤＣコンバータ自身が占める消費電力の割合も大きい。

本発明は上記の問題点に鑑みて成されたものであって、消費電力を低減する平面表示装置、および平面表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。

本発明の第１態様による平面表示装置は、平面表示パネルと、前記平面表示パネルの駆動信号を生成する駆動信号発生部と、前記平面表示パネルの駆動タイミング信号を制御するコントローラと、を有する平面表示装置であって、前記駆動信号発生部は、外部からの入力電圧に基づく電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを有し、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記平面表示パネルの垂直走査期間の一部において、前記入力電圧に基づく出力を停止させる停止手段を有している平面表示装置である。

本発明の第２態様による平面表示装置の駆動方法は、平面表示パネルと、前記平面表示パネルの駆動タイミング信号を制御するコントローラと、前記平面表示パネルの駆動電圧を供給するチャージポンプ型ＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する平面表示装置の駆動方法であって、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、垂直走査期間内の一部において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動用クロック信号を前記コントローラからの制御信号により遮断させ、最終段チャージポンプ容量に関し前記駆動用クロック信号の停止期間中は外部出力容量に対し並列接続とする平面表示装置の駆動方法にある。

この発明によれば、消費電力を低減する平面表示装置、および平面表示装置の駆動方法を提供することを目的とする。

以下に、本発明の第１実施形態に係る平面表示装置として、液晶表示装置を例にとり図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬと、液晶表示パネルＰＮＬに駆動電圧を供給する駆動電圧発生部ＤＤと、液晶表示パネルＰＮＬおよび駆動電圧発生部ＤＤを制御するコントローラＣＮＴと、コントローラＣＮＴおよび駆動電圧発生部ＤＤに起動電圧を供給する主電源回路ＳＤと、を有している。

液晶表示パネルＰＮＬは、マトリクス状に配置された複数の表示画素からなる表示部ＤＹＰを有している。表示部ＤＹＰは、表示画素の配列する行に沿って配置されたゲート線（図示せず）と、表示画素の配列する列に沿って配置されたソース線（図示せず）と、を有している。

表示部ＤＹＰの周囲には、ゲート線を順次駆動するゲート線駆動回路ＹＤ、およびソース線を順次駆動するソース線駆動回路ＸＤがそれぞれ配置されている。ゲート線駆動回路ＹＤ、およびソース線駆動回路ＸＤは、コントローラＣＮＴから入力された制御信号によって動作を制御される。

コントローラＣＮＴは、主電源回路ＳＤからの起動電圧ＶＣＣにより起動し、駆動電圧発生部ＤＤにパワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥおよび駆動用クロック信号ＤＤＣＫをそれぞれ供給する。

駆動電圧発生部ＤＤは、図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮを有している。ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮには、駆動電圧発生部ＤＤに主電源回路ＳＤから入力された起動電圧ＶＣＣ、コントローラＣＮＴから入力されたパワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥ、およびクロック信号ＤＤＣＫｉｎが入力される。

クロック信号ＤＤＣＫｉｎは、図２に示すように、コントローラＣＮＴから入力されたパワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥと駆動用クロックとから形成される。すなわち、図５に示すように、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥがＬｏレベルのときには、クロック信号ＤＤＣＫｉｎは駆動用クロック信号ＤＤＣＫと同じクロック信号であるが、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥがＨｉレベルのときには、クロック信号ＤＤＣＫｉｎはＬｏレベルの一定の信号となる。

駆動電圧発生部ＤＤのＤＣ／ＤＣコンバータＣＮの構成を図３に示す。この実施形態では、図３に示すように、例えば５つの昇圧回路ＣＰ（ＣＰＡ〜ＣＰＥ）と、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとを有している。

ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとには、２倍昇圧回路ＣＰＡの出力と、基準電圧Ｖｂとが入力されている。ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡの出力は、ＡＶＤＤ電圧として液晶表示パネルＰＮＬに出力される。

各昇圧回路ＣＰにはパワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥとクロック信号ＤＤＣＫｉｎとが入力されている。本実施形態にかかる液晶表示装置では、昇圧回路ＣＰＡとしてチャージポンプ回路を採用している。また、これらの昇圧回路ＣＰのそれぞれは、チャージポンプ用コンデンサＣｏｐ（Ｃｏｐ１乃至Ｃｏｐ５）を有している。

図４に、例えば、２倍昇圧回路ＣＰＡの構成を示す。２倍昇圧回路ＣＰＡのチャージポンプ回路は、スイッチとしてのトランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ４、チャージポンプ用コンデンサＣｃｐ１、および制御信号発生部ＳＣを有している。トランジスタＴｒ１、Ｔｒ３、Ｔｒ４は、Ｐ型トランジスタであって、トランジスタＴｒ２はＮ型トランジスタである。

チャージポンプ回路の制御信号発生部ＳＣには、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥとクロック信号ＤＤＣＫｉｎが入力される。これらの信号から、制御信号発生部ＳＣでは、トランジスタＴｒ１乃至Ｔｒ４のオンオフを制御する制御信号Ｓ１乃至Ｓ３が、図５に示すように生成される。

図４に示すように、トランジスタＴｒ１は制御信号Ｓ１によってオンオフを制御される。トランジスタＴｒ２は制御信号Ｓ２によってオンオフを制御される。トランジスタＴｒ３、Ｔｒ４は、制御信号Ｓ３によってオンオフを制御される。

チャージポンプ回路の出力端子には、外部容量Ｃａｍｐが接続されている。外部容量と結合されて、昇圧回路ＣＰＡの出力は、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡとＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとに入力される。

次に、本実施形態にかかる液晶表示装置の動作について以下に説明する。図５に示すように、１垂直走査（１フレーム（１Ｆ））期間は、表示部ＤＹＰに画像を順次書き込む表示期間（Ｔｄ）と、ブランキング期間に相当する非表示期間（Ｔｐ）とを有している。

表示期間（Ｔｄ）において、駆動電圧発生部ＤＤから、駆動電圧ＶＥＥ、ＶＧＧ、ＡＶＤＤ、ＶＣＯＭが所定のタイミングで出力される。ソース線駆動回路ＸＤおよびゲート線駆動回路ＹＤがこれらの駆動電圧により駆動され、順次対応する表示画素に画像データが書き込まれる。

液晶表示パネルの非表示期間（Ｔｐ）において、液晶表示パネルＰＮＬには、駆動電圧発生部ＤＤから各出力駆動電圧に接続された外部容量Ｃａｍｐとチャーシポンプ用容量Ｃｏｐとを主体に駆動電圧を供給する。

すなわち、液晶表示パネルＰＮＬの非表示期間（Ｔｐ）において、制御信号ＰＳＡＶＥと駆動用クロック信号ＤＤＣＫにより形成されるクロック信号ＤＤＣＫｉｎがＬｏレベルとなる。したがって、一時的に、駆動電圧発生部ＤＤの動作が停止される。

このとき、チャージポンプＣＰのチャージポンプ容量Ｃｃｐは、外部容量Ｃａｍｐに並列接続される。したがって、この期間における液晶表示パネルＰＮＬへの駆動電圧供給は、各駆動電圧の外部容量Ｃａｐｍと、この外部容量Ｃａｐｍに並列接続されるチャープポンプ用容量Ｃｏｐとを介して行われる。このため、この期間における駆動電圧供給を外部容量Ｃａｍｐ単独で行う場合と比べ、更に電圧低下の少ない状態を実現できる。

その結果、駆動電圧発生部ＤＤ自身の消費電力を削減させることができる。また、駆動電圧発生部ＤＤが停止している期間であっても、表示画像の表示品位の劣化を抑制することが可能となる。

特に、駆動電圧発生部ＳＤの出力電圧のうち、ゲート電圧系の駆動電圧ＶＧＧ、ＶＥＥの電圧変化は、フリッカおよびセンターズレを招く原因となるため、チャープポンプ用容量Ｃｏｐを外部容量Ｃａｍｐと共に用いて電圧降下を抑制することが効果的である。

なお、パワーセ―ブ制御信号ＰＳＡＶＥによるＤＣ／ＤＣコンバータの停止動作は、外部容量Ｃａｍｐの蓄積電圧の低下の影響が表示品位に影響しない範囲内であれば表示期間（Ｔｄ）内に設定する、あるいは表示期間（Ｔｄ）と一部オーバーラップさせるものであってもかまわない。但し、表示品位の安定性等を考慮すると、非表示期間（Ｔｐ）内とすることが望ましい。

次に、本発明の第２実施形態にかかる液晶表示装置について図面を参照して以下に説明する。なお、本実施形態にかかる液晶表示装置において、前述の第１実施形態にかかる液晶表示装置と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態にかかる液晶表示装置は、第１実施形態にかかる液晶表示装置と同様に、液晶表示パネルＰＮＬ、コントローラＣＮＴ、駆動電圧発生部ＤＤ、主電源回路ＳＤを有している。駆動電圧発生部ＤＤは、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮを有している。

図６に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮは、５つの昇圧回路ＣＰ（ＣＰＡ〜ＣＰＥ）と、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとを有している。５つの昇圧回路ＣＰそれぞれには、クロック信号ＤＤＣＫｉｎが入力されている。

図７に示すように、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとのそれぞれには、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥ、２倍昇圧回路の出力、および、基準電圧が入力されている。パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥは、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの動作の制御を行う。

本実施形態にかかる液晶表示装置の動作について以下に説明する。図８に示すように、本実施形態にかかる液晶表示装置は、１垂直走査（１フレーム（１Ｆ））期間は、表示部ＤＹＰに画像を順次書き込む表示期間（Ｔｄ）と、ブランキング期間に相当する非表示期間（Ｔｐ）とを有している。

液晶表示パネルＰＮＬの表示期間（Ｔｄ）において、駆動電圧発生部ＤＤから、駆動電圧ＶＥＥ、ＶＧＧ、ＡＶＤＤ、ＶＣＯＭを所定のタイミングで出力され、ソース線駆動回路およびゲート線駆動回路がこれらの駆動電圧により駆動され、順次対応する表示画素に画像データが書き込まれる。

液晶表示パネルＰＮＬの非表示期間（Ｔｐ）において、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥにより、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの動作が停止される。すなわち、図８に示すように、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥは、１フレーム期間の表示期間（Ｔｄ）のときにＬｏレベルとなり、非表示期間（Ｔｐ）のときにＨｉレベルとなる。

図７に示すように、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの動作は、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥがＬｏ(ＯＦＦ)レベルのときに作動され、Ｈｉ（ＯＮ）レベルのときに停止される。

すなわち、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとは、１フレーム期間のうちの非表示期間（Ｔｐ）に、その出力がハイインピーダンス状態となる。したがって、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの出力電流Ｉａｖｄｄ、Ｉｖｃｏｍがゼロとなり、その動作が停止される。

ここで、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとが停止している期間中における、液晶表示パネルＰＮＬヘの駆動電圧供給は、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡの出力端子に接続された外部容量Ｃａｖｄｄを主体に行なわれる。

すなわち、本実施形態にかかる液晶表示装置では、図８に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータＣＮは、液晶表示パネルＰＮＬの非表示期間（Ｔｐ）において、パワーセーブ制御信号ＰＳＡＶＥによるＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの動作の停止と、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの出力電圧のハイインピーダンス化の制御を行うことによって、駆動電圧供給部ＤＤ自身を駆動するための消費電力を削減させる。

ここで、液晶表示パネルＰＮＬの非表示期間（Ｔｐ）において、液晶表示パネルＰＮＬへの駆動電圧供給は、各駆動電圧の外部容量Ｃａｖｄｄを介して行う。このとき、ＡＶＤＤアンプＡｍｐＡと、ＶＣＯＭアンプＡｍｐＢとの出力はハイインピーダンス状態であるので、外部容量Ｃａｖｄｄに蓄積された電荷により、アンプ回路自身によるディスチャージを防ぐことができる。

すなわち、本実施形態にかかる液晶表示装置によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ電源回路系として、消費電力削減の効果が得られる。

なお、外部容量Ｃａｖｄｄの蓄積電圧の低下の影響が表示品位に影響しない範囲内であれば、上記実施形態と同様に、表示期間（Ｔｄ）内に設定する、あるいは表示期間（Ｔｄ）と一部オーバーラップさせるものであっても良く消費電力削減の効果を得ることができる。但し、表示品位の安定性等を考慮すると、非表示期間（Ｔｐ）内とすることが望ましい。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、本発明は表示期間と非表示期間とを有する表示装置であれば、液晶表示装置以外の、例えばＥＬディスプレイ等でも適用することができる。

また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の第１実施形態にかかる液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。 図１に示す液晶表示装置の走査線を駆動するための構成の一例を説明するための図。 図１に示す液晶表示装置の走査線駆動回路の構成の一例を説明するための図。 図１に示す液晶表示装置の動作の一例を説明するための図。 本発明の第２実施形態にかかる液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。 図５に示す液晶表示装置の走査線を駆動するための構成の一例を説明するための図。 図５に示す液晶表示装置の走査線駆動回路の構成の一例を説明するための図。 図５に示す液晶表示装置の動作の一例を説明するための図。

符号の説明

ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＤＤ…駆動信号発生部、ＣＮＴ…コントローラ、ＣＮ…ＤＣ／ＤＣコンバータ。

Claims (8)

1. 平面表示パネルと、
   前記平面表示パネルの駆動信号を生成する駆動信号発生部と、
   前記平面表示パネルの駆動タイミング信号を制御するコントローラと、を有する平面表示装置であって、
   前記駆動信号発生部は、外部からの入力電圧に基づく電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータを有し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記平面表示パネルの垂直走査期間の一部において、前記入力電圧に基づく出力を停止させる停止手段を有している平面表示装置。
2. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記入力電圧と駆動用クロック信号とに基づく電圧変換を行うチャージポンプ回路を有し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの停止手段は、垂直走査期間内の一部において、前記駆動用クロック信号を前記コントローラからの制御信号により遮断させる手段を有する。
3. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記チャージポンプ回路の出力端子に接続された外部容量を有し、
   前記チャージポンプ回路は、駆動用クロック信号の遮断期間中において、外部出力容量に対し並列接続されるチャージポンプ容量を有する請求項２記載の平面表示装置。
4. 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記入力電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路の出力を増幅する増幅器と、を有し、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータの停止手段は、前記液晶表示パネルの垂直走査期間の一部において、前記増幅器の動作を停止させ、その出力をハイインピーダンス状態にする手段を有している請求項１記載の平面表示装置。
5. 前記平面表示パネルの垂直走査期間の一部には、前記平面表示パネルの非表示期間が含まれる請求項１記載の平面表示装置。
6. 平面表示パネルと、
   前記平面表示パネルの駆動タイミング信号を制御するコントローラと、
   前記平面表示パネルの駆動電圧を供給するチャージポンプ型ＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する平面表示装置の駆動方法であって、
   前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、垂直走査期間内の一部において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの駆動用クロック信号を前記コントローラからの制御信号により遮断させ、
   前記駆動用クロック信号の停止期間中は外部出力容量に対し並列接続されるチャージポンプ容量を含む平面表示装置の駆動方法。
7. 平面表示パネルと、
   画像信号系を制御する画像信号処理回路と、
   前記平面表示パネルの駆動タイミング信号を制御するタイミング信号発生回路と、
   各出力の駆動電圧端子に外部容量を有するとともに、前記平面表示パネルに駆動電圧を供給するＤＣ／ＤＣコンバータと、を有する平面表示装置の駆動方法であって、
   垂直同期期間内の一部において、前記タイミング信号発生回路からの制御信号により前記ＤＣ／ＤＣコンバータに内蔵されている増幅器の動作を停止させ、
   前記増幅器の出力をハイインピーダンス状態にさせる平面表示装置の駆動方法。
8. 前記平面表示パネルの垂直同期期間の一部には、前記液晶表示パネルの非表示期間が含まれる請求項６記載の平面表示装置の駆動方法。

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