JP3272931B2 - 液晶駆動回路 - Google Patents

液晶駆動回路

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶素子による表
示部を備えた携帯情報機器等で使用される半導体集積回
路に係り、特に所謂「コンデンサのチャージポンプ方
式」を採用した低消費電力型の液晶駆動回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えばページャや携帯電話、電子
手帳等に代表される携帯情報機器の表示手段には、低消
費電力の液晶素子が使用されている。かかる液晶素子の
表示の為の駆動方式としては、数字やアルファベットな
どの低デューティでは、コンデンサを用いた昇降圧回路
を用いた低消費電力方式が主に採用されている。
【0003】これに対して、漢字や文字などの高デュー
ティでは、オペアンプを使用した方式が主に採用されて
いる。従って、かかる高デューティでは、低消費電力化
を実現することが困難である。今日、携帯機器の多機能
化に伴い液晶の大画面化、即ち高デューティ化が進んで
おり、この高デューティについて低消費電力化を実現す
るための技術は嘱望されている。
【0004】ここで、図4には従来技術に係る液晶駆動
回路の構成を示し説明する。同図に於いて、液晶電源生
成用の供給電位Vddと基準電位Vssとの間には、分割抵
抗49〜51と抵抗35〜38のいずれか1つ、抵抗5
2,53が直列に接続されており、各抵抗値に応じた中
間電位を生成する。特に、抵抗49は液晶の温度補正用
の抵抗であり、一般的にはソフトウェアの制御により、
その抵抗値RA を可変させるものである。一般的に、T
N(twisted nematic) 及びSTN(super twisted nemat
ic) の適性バイアスは、
【0005】
【数1】 で表され、液晶の材質及びデューティにより選択され
る。
【0006】上記バイアス選択用の抵抗35〜38の選
択は、2ビットの信号R1 ,R2 を公知技術のデコーダ
54によりデコードし、その出力信号に基づいてアナロ
グスイッチ31〜34のいずれかをオンすることで行
う。
【0007】通常、抵抗50〜53は同一抵抗値RB と
し、バイアス選択用抵抗35〜38はRB のN倍(N=
2〜5)の抵抗値とする。従って、抵抗38(=2RB
)を選択したときは1/6バイアス、抵抗37(=3
RB )を選択したときは1/7バイアス、抵抗36(=
4RB )を選択したときは1/8バイアス、抵抗35
(=5RB )を選択したときは1/9バイアスとなる。
【0008】上記分割抵抗はDC電流を極力抑えるため
に高抵抗になっている。この分割抵抗で生成された中間
電位はオペアンプ回路39〜43で増幅され、大きな液
晶を駆動するのに十分な電流を流すように設計されてい
る。このオペアンプ回路39〜43の出力は安定化の為
にコンデンサ44〜48により保持される。
【0009】いま、アナログスイッチ34をオンし、上
記バイアス選択用の抵抗38(=2RB )を選択し、1
/6バイアスとしたときのコモンバイアス電圧COM1
及びセグメントバイアス電圧SEG1の様子は図5に示
される。
【0010】即ち、セグメントバイアス電圧SEG1は
コモンバイアス電圧COM1がVLCの期間のみ点燈状態
となり、その他の期間は非実燈状態となる。この場合の
コモンバイアス電圧COM1を基準としたセグメントバ
イアス電圧SEG1の電位差は、点燈期間が±VLCであ
り、非実燈期間がVLC3 −VLC4 又はVLC2 −VLC1で
あり、この非点燈期間の電位差が±VLC/6となってい
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来技術では、オペアンプ回路を使用する事により消
費電力が増大し低消費電力が困難であると共に、回路構
成も複雑となり、チップサイズが大型化し、更には価格
面でも高コストとなるといった問題がある。本発明は上
記問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、低消費電力で且つ製造価格を低減できる液晶駆動回
路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の液晶駆動装置は、チャージポンプ用コンデ
ンサと、複数の外部端子相互間に接続される複数のコン
デンサと、複数の時分割信号を発生する論理回路と、上
記時分割信号に基づいて上記チャージポンプ用コンデン
サの接続を切り換えるアナログスイッチ回路と、を具備
し、上記チャージポンプ用コンデンサに電荷を供給し、
次のタイミングで上記時分割信号に基づいて上記アナロ
グスイッチ回路を制御して当該チャージポンプ用コンデ
ンサを上記複数のコンデンサのいずれかに並列に接続し
て、当該コンデンサに電荷を供給することにより、液晶
駆動用の中間電位を生成することを特徴とする。
【0013】即ち、この液晶駆動回路では、デコードの
信号によりアナログスイッチ回路のいずれかをオンして
バイアス選択用の抵抗のいずれかを選択し、所望とする
バイアスを設定した後、チャージポンプ用のコンデンサ
に電荷を供給し、次のタイミングで、時分割信号に基づ
いて各アナログスイッチ回路のオン/オフを制御してチ
ャージポンプ用のコンデンサを複数のコンデンサのいず
れかに並列に接続して電荷を供給し、こうして液晶駆動
用の中間電位を生成する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態に係る液晶駆動回路の構成を示す図である。同図に示
されるように、液晶電源生成用の供給電位Vddと基準電
位Vssとの間には、温度補正用の抵抗7と抵抗1,2及
びバイアス選択用の抵抗3〜6のいずれか1つが直列に
接続される。2ビットの信号R1 ,R2 の入力ポートを
有するデコーダ10の出力は、アナログスイッチ26〜
29を介して抵抗3(=RD ),抵抗4(=2RD ),
抵抗5(=3RD ),抵抗6(=4RD )にそれぞれ接
続されている。上記温度補正用の抵抗7と抵抗1の接続
端はオペアンプ回路8に接続されており、当該オペアン
プ回路8の出力はアナログスイッチ24を介して端子V
a に接続されている。上記抵抗1と抵抗2の接続端はオ
ペアンプ回路9に接続されており、当該オペアンプ回路
9の出力はアナログスイッチ25を介して端子Vbに接
続されている。そして、この端子Va と端子Vb の間に
はチャージポンプ用のコンデンサ11が接続されてい
る。
【0015】この端子Va はアナログスイッチ16〜2
2を介して端子VLC〜VLC4 に接続されており、上記端
子Vb はアナログスイッチ17〜23を介して端子VLC
1 〜Vssに接続されている。そして、端子VLCと端子V
LC1 の間にはコンデンサ12が接続されており、端子V
LC1 と端子VLC2 の間にはコンデンサ13が接続されて
おり、端子VLC3 と端子VLC4 の間にはコンデンサ14
が接続されており、端子VLC4 と端子Vssの間にはコン
デンサ15が接続されている。さらに、各アナログスイ
ッチ16〜25には、時分割信号(φA 〜φE )を入力
するための端子がそれぞれ接続されている。
【0016】このような構成において、2ビットの信号
R1 ,R2 を公知技術のデコーダ10によりデコード
し、その出力信号に基づいてアナログスイッチ26〜2
9のいずれかをオンすることで、バイアス選択用の抵抗
3〜6のいずれかを選択することができる。この実施の
形態では、このバイアス選択用の抵抗3〜6を抵抗値R
D のN倍(N=1〜4)としている。従って、抵抗3
(=RD )を選択したときは1/6バイアス、抵抗4
(=2RD )を選択したときは1/7バイアス、抵抗5
(=3RD )を選択したときは1/8バイアス、抵抗6
(=4RD )を選択したときは1/9バイアスとなる。
こうしてバイアス選択用の抵抗3〜6のいずれかが選択
されると、上記抵抗1と抵抗7との接続端に接続されて
いる上記オペアンプ回路8を介して液晶駆動電圧VLCが
生成される。
【0017】以下、アナログスイッチ26がオンされて
バイアス選択用の抵抗3(=RD )が選択された場合、
即ち1/6バイアス時を例に挙げて動作を説明する。こ
の液晶駆動回路は、図2に示されるような複数の時分割
信号φA ,φB ,φC ,φD ,φE に基づいて、各タイ
ミングT1 〜T8 で時分割制御を行う。尚、この時分割
信号φA ,φB ,φC ,φD ,φE は、公知技術に係る
論理回路により生成することができるので、ここでは詳
細な説明は省略する。
【0018】図2のタイミングT1 ,T3 ,T5 ,T7
(φA =0)では、アナログスイッチ24,25がオン
し、オペアンプ10の出力がチャージポンプ用のコンデ
ンサ11の端子Va に接続され、オペアンプ回路9の出
力が端子Vb に接続され、電位差VLC/6がコンデンサ
11にチャージされる。また、このタイミングでは、保
持用のコンデンサ12〜15の各端子に接続されるスイ
ッチ16〜23は全てオフしており、従って、チャージ
ポンプ用コンデンサ11からいずれのコンデンサ12〜
15にも電荷の供給は無い(図3(a)参照)。
【0019】そして、図2のタイミングT2 (φB =
1)では、アナログスイッチ24,25がオフし、端子
VLC,VLC1 に接続されているアナログスイッチ16,
17がオンし、チャージポンプ用のコンデンサ11と保
持用コンデンサ12とが並列に接続され、チャージポン
プ用コンデンサ11からコンデンサ12に電荷が供給さ
れる(図3(b)参照)。
【0020】さらに、図2のタイミングT4 (φC =
1)では、アナログスイッチ24,25がオフし、端子
VLC4 ,Vssに接続されているアナログスイッチ22,
23がオンし、チャージポンプ用コンデンサ11と保持
用コンデンサ15とが並列に接続され、チャージポンプ
用コンデンサ11からコンデンサ15に電荷が供給され
る(図3(c)参照)。
【0021】そして、図2のタイミングT6 (φD =
1)では、アナログスイッチ24,25がオフし、端子
VLC1 ,VLC2 に接続されているアナログスイッチ1
8,19がオンし、チャージポンプ用コンデンサ11と
保持用コンデンサ13とが並列に接続され、チャージポ
ンプ用コンデンサ11からコンデンサ13に電荷が供給
される(図3(d)参照)。
【0022】さらに、図2のタイミングT8 (φE =
1)では、アナログスイッチ24,25がオフし、端子
VLC3 ,VLC4 に接続されているアナログスイッチ2
0,21がオンし、チャージポンプ用コンデンサ11と
保持用コンデンサ14とが並列に接続され、チャージポ
ンプ用コンデンサ11からコンデンサ14に電荷が供給
される(図3(e)参照)。
【0023】このようなタイミングT1 〜T8 のサイク
ルを繰り返すことにより、各端子VLC1 〜VLC4 の電位
は、 VLC4 =VLC/6 VLC3 =VLC/3 VLC2 =2・VLC/3 VLC1 =5・VLC/6 となり、こうして液晶駆動用の中間電位が生成される。
【0024】従って、これと同様の考え方によりデュー
ティをNとした場合には、 VLC4 =VLC/N VLC3 =2・VLC/N VLC2 =VLC・(1−2/N)=VLC・(N−2)/N VLC1 =VLC・(1−1/N)=VLC・(N−1)/N で示された液晶駆動用の中間電位を生成することができ
る。
【0025】以上詳述したように、本発明の液晶駆動回
路は、チャージポンプ用コンデンサと、複数の外部端子
相互間に接続される複数のコンデンサと、複数の時分割
信号を発生する論理回路と、上記時分割信号に基づいて
上記チャージポンプ用コンデンサの接続を切り換えるア
ナログスイッチ回路と、を具備し、上記チャージポンプ
用コンデンサに電荷を供給し、次のタイミングで上記時
分割信号に基づいて上記アナログスイッチ回路を制御し
て当該チャージポンプ用コンデンサを上記複数のコンデ
ンサのいずれかに並列に接続して、当該コンデンサに電
荷を供給することにより、液晶駆動用の中間電位を生成
することを特徴とする。
【0026】特に、上記複数のコンデンサは、液晶電源
生成用の供給電位を生成する端子と外部端子との間に接
続されたコンデンサと、基準電位を生成する端子と外部
端子との間に接続されたコンデンサとで分割構成されて
いる。
【0027】このような本発明の液晶駆動回路によれ
ば、コンデンサの昇圧・降圧回路によるチャージポンプ
方式を採用する事により、消費電力を大幅に低減するこ
とができる。さらに、この液晶駆動回路では、アナログ
スイッチ及び時分割回路等のデジタル系で回路が構成さ
れている為に回路が単純であり、チップサイズを小型化
することができ、価格面でも大幅にコストを削減するこ
とができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、低消費電力で且つ製造
価格を低減することが可能な液晶駆動回路を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る液晶駆動回路の構成
を示す図である。
【図2】時分割信号φA 〜φE により制御される各タイ
ミングT1 〜T8 を示したタイムチャートである。
【図3】時分割信号φA 〜φE に基づいてチャージ用コ
ンデンサが各端子に接続される様子を示した図である。
【図4】従来技術に係る液晶駆動回路の構成を示す図で
ある。
【図5】図4の液晶駆動回路のコモンバイアス電圧CO
M1及びセグメントバイアス電圧SEG1、及びその電
位差を示す図である。
【符号の説明】
1,2,50〜53 抵抗 3〜6,35〜28 バイアス選択用の抵抗 7,49 液晶の温度補正用の抵抗 8,9,39〜43 オペアンプ回路 10,54 デコーダ 11 チャージポンプ用のコンデンサ 12〜15,44〜48 コンデンサ 16〜25,31〜34 アナログスイッチ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 520 G09G 3/18 H02M 3/07

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チャージポンプ用コンデンサと、複数の
    外部端子相互間に接続される複数のコンデンサと、複数
    の時分割信号を発生する論理回路と、上記時分割信号に
    基づいて上記チャージポンプ用コンデンサの接続を切り
    換えるアナログスイッチ回路と、を具備し、 上記チャージポンプ用コンデンサに電荷を供給し、次の
    タイミングで上記時分割信号に基づいて上記アナログス
    イッチ回路を制御して当該チャージポンプ用コンデンサ
    を上記複数のコンデンサのいずれかに並列に接続して、
    当該コンデンサに電荷を供給することにより、液晶駆動
    用の中間電位を生成することを特徴とする液晶駆動回
    路。
  2. 【請求項2】 上記複数のコンデンサは、液晶電源生成
    用の供給電位を生成する端子と外部端子との間に接続さ
    れたコンデンサと、基準電位を生成する端子と外部端子
    との間に接続されたコンデンサとで分割構成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の液晶駆動回路。
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