JP3693464B2 - 表示パネルの駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネル等を駆動する表示パネルの駆動装置に関し、特に昇圧回路を有する表示パネルの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表示パネルの駆動装置について図７を用いて説明する。表示パネル５は例えば液晶パネルであって駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５２からの駆動信号により画面表示を行う。駆動ＩＣ５２にはバッテリ１から電源電圧Ｖｉｎが供給されており、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）５１の制御により上記駆動信号が生成される。
【０００３】
駆動ＩＣ５２には、電源電圧Ｖｉｎを昇圧する昇圧回路５０と、昇圧回路５０で出力された電圧から直流の表示電圧を出力する表示電圧発生回路４と、コントラストを調整するために表示電圧発生回路４より出力される電圧を調整するコントラスト調整回路６と、表示電圧発生回路４より出力される表示電圧を用いて駆動信号を生成する表示パネルドライバ回路８とが設けられている。
【０００４】
昇圧回路５０ではクロックＣＫを用いて電源電圧Ｖｉｎの昇圧を行い、それぞれ昇圧倍率の異なる電圧を各ポートから出力する。図７では電圧Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２がそれぞれ別ポートから出力されている。尚、駆動ＩＣ５２に外付けされているコンデンサＣ１〜Ｃ４は昇圧用のコンデンサである。昇圧回路５０より出力される電圧Ｖｏｕｔ１又はＶｏｕｔ２から適当な電圧を選択して表示電圧発生回路４に入力する。
【０００５】
コントラスト調整回路６はマイコン５１の制御により表示電圧発生回路４より出力される表示電圧を調整する。例えば昇圧回路５０より表示電圧発生回路４に１５Ｖが供給されるとき、表示電圧発生回路４より出力される表示電圧の電位差はコントラスト調整回路６により低電圧側の電位が上昇されて１０Ｖ、９Ｖ・・・というように変化する。そして、表示パネルドライバ回路８はマイコン５１からの表示データにより表示電圧発生回路４からの表示電圧を用いて駆動信号を生成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の表示パネルの駆動装置では次のような問題があった。すなわち、バッテリ１の種類によって電源電圧Ｖｉｎが異なることがあるので、適切な電圧が表示電圧発生回路４に入力されるようにするために昇圧回路５０には複数の出力ポートが設けられてあり、各ポートからそれぞれ昇圧倍率の異なる電圧が出力されるように構成されている。
【０００７】
というのは、例えばバッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖである場合に、表示電圧発生回路４で８．０Ｖの表示電圧を得るために昇圧回路５０で昇圧する倍率が３倍であれば、バッテリ１の変更等により電圧Ｖｉｎが２．０Ｖになると、昇圧回路５０で３倍に昇圧しただけでは電圧６．０Ｖまでしか得られず、表示パネル５では表示が行われなくなってしまうからである。
【０００８】
バッテリ１の電圧Ｖｉｎが２．０Ｖであっても最大で８．０Ｖの表示電圧が得られるようにするためには、例えば昇圧回路５０では５倍に昇圧した電圧を出力するようにしておき、これを表示電圧発生回路４に供給し、コントラスト調整回路６で８Ｖになるように調整する。ところが、バッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖであれば、昇圧回路５０では５倍の昇圧が行われるので１６．５Ｖまで昇圧される。そのため、過大に昇圧されることとなって消費電流が増大する要因となっていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、昇圧電圧を制御することにより過大な昇圧電圧を発生することがなく、複数の出力ポートを設ける必要のない表示パネルの駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電源電圧の電圧値を監視し、その電圧値に基づいて前記昇圧回路の昇圧倍率を可変する制御信号を出力する制御回路を設け表示パネルの駆動装置において、前記昇圧回路は、電源入力端子と出力端子との間に直列に接続されたｎ個のスイッチ用ＭＯＳトランジスタと、各ＭＯＳトランジスタの出力電極に一端が接続されたｎ個のコンデンサとクロックと制御信号を受けて１番目〜ｎー１番目の各コンデンサの他端を選択的にロ―レベル又はハイレベルに成す回路と、レベルシフタで論理レベル変換を施された前記制御信号に基づいて１番目〜ｎー１番目のトランジスタのＯＮ，ＯＦＦを選択的に制御する手段と、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＦＦのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＮし、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＮのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＦＦに成すタイミング発生器と、から成っており、前記タイミング発生回路は、前記クロックを互いに反対位相の２つのクロックに成す手段と、前記２つの各クロックの一方の伝送路に設けられた第１のアナログスイッチと他方のクロックの伝送路に設けられた第２のアナログスイッチと、前記論理レベル変換を施された制御信号に基づいて前記第１，第２のアナログスイッチを一方がＯＮのとき他方がＯＦＦとなるように制御する手段と、前記第１，第２のアナログスイッチの出力を前記ｎ番目のＭＯＳトランジスタのゲートに印加する手段とから成っている。
【００１１】
このような構成によると、表示パネルの駆動装置は昇圧回路でマイコン等からの制御信号に応じて例えば昇圧に用いるコンデンサの段数を設定することにより昇圧する倍率を可変する。電源電圧に基づいてマイコン等で適切な昇圧倍率を設定するようにすると、前記昇圧回路では過大な昇圧を行う必要がなくなり、適切な昇圧電圧が得られるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施形態のブロック図である。駆動ＩＣ９は表示パネル５の駆動装置である。駆動ＩＣ９はバッテリ１から電源電圧が供給されることにより動作し、マイコン３の制御により駆動信号を生成して表示パネル５に供給する。また、マイコン３は電源電圧Ｖｉｎ及び表示パネル５の環境温度を温度センサ７を用いて検出する。駆動ＩＣ９には昇圧回路２と、表示電圧発生回路４と、コントラスト調整回路６と、表示パネルドライバ回路８が設けられている。
【００１９】
昇圧回路２は制御回路であるマイコン３から入力ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される制御信号に応じて昇圧倍率を可変し、単一の出力ポートから電圧Ｖｏｕｔを出力する。また、マイコン３は昇圧回路２にクロックＣＫを供給する。昇圧回路２より出力される電圧Ｖｏｕｔは表示パネル５への最大表示電圧として表示電圧発生回路４に供給される。表示電圧発生回路４ではコントラスト調整回路６により電圧が調整され、後述するような表示電圧が生成される。
【００２０】
表示パネルドライバ回路８ではマイコン３からの表示データに基づいて上記表示電圧を用いて駆動信号を生成する。この駆動信号が表示パネル５に供給され、画面表示が行われる。尚、昇圧回路２に接続されている昇圧用のコンデンサＣ１〜Ｃ５は駆動ＩＣ９の外部に設けられている。
【００２１】
図２に昇圧回路２の一例の回路図を示す。電源電圧Ｖｉｎが入力される入力ポートと昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する出力ポートの間には５個のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）１１〜１５が挿入されており、ＭＯＳＦＥＴ１１〜１５はクロックＣＫ及びポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号に基づいて次述のようにオン／オフ制御される。
【００２２】
クロックＣＫはまずインバータ１６で反転させられる。インバータ１６は電源電圧Ｖｉｎで動作するもので、ハイレベルを出力するときは電圧Ｖｉｎとなり、一方、ローレベルを出力するときはグランドレベルとなる。インバータ１６の出力及びポートＡの入力信号がＮＯＲゲート１７に入力される。また、インバータ１６の出力側は昇圧用のコンデンサＣ１を介してＭＯＳＦＥＴ１１と１２の接続中点に接続される。
【００２３】
ＮＯＲゲート１７の出力及びポートＡ、Ｂの入力信号がＮＯＲゲート１８に入力される。ＮＯＲゲート１７の出力側は昇圧用のコンデンサＣ２を介してＭＯＳＦＥＴ１２と１３の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート１８の出力とポートＡ、Ｂ、Ｃの信号がＮＯＲゲート１９に入力される。ＮＯＲゲート１８の出力側は昇圧用のコンデンサＣ３を介してＭＯＳＦＥＴ１３と１４の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート１９の出力側は昇圧用のコンデンサＣ４を介してＭＯＳＦＥＴ１４と１５の接続中点に接続される。尚、ＮＯＲゲート１７〜１９はインバータ１６と同様に電圧Ｖｉｎで動作する。
【００２４】
クロックＣＫ及びポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号はレベルシフタ２１〜２４でそれぞれロジックの電圧レベルの変換が行われ、ハイレベルのとき電圧ＶＤＤとなり、一方、ローレベルのときグランドレベルとなる。尚、電圧ＶＤＤは駆動ＩＣ９（図１参照）の内部での電源電圧となっており、ＶＤＤ≦Ｖｉｎの関係がある。レベルシフタ２１の出力はインバータ２５で反転させられる。インバータ２５の出力側がＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに接続される。また、インバータ２５の出力とレベルシフタ２２の出力がＮＯＲゲート２６に入力される。
【００２５】
ＮＯＲゲート２６の出力側はＭＯＳＦＥＴ１２のゲートに接続される。ＮＯＲゲート２６の出力とレベルシフタ２２、２３の出力がＮＯＲゲート２７に入力される。ＮＯＲゲート２７の出力側はＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに接続される。ＮＯＲゲート２７の出力とレベルシフタ２２、２３、２４の出力がＮＯＲゲート２８に入力される。ＮＯＲゲート２８の出力側はＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに接続される。
【００２６】
ＭＯＳＦＥＴ１５のゲートはタイミング発生回路２０に接続されており、インバータ２５とレベルシフタ２２〜２４からの信号を入力することにより、ＭＯＳＦＥＴ１５をオン／オフ制御する。ＭＯＳＦＥＴ１５の出力ポート側とグランドレベルの間には昇圧用のコンデンサＣ５が接続される。インバータ２５、ＮＯＲゲート２６〜２８及びタイミング発生回路２０はＭＯＳＦＥＴ１１〜１５を確実にオフさせるために電圧Ｖｏｕｔで動作してハイレベルのとき昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００２７】
ここで昇圧回路２の動作を説明する。例えば、ポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号がＡ＝Ｂ＝Ｃ＝「０」（ローレベル）である場合、インバータ１６及びＮＯＲゲート１７〜１９が全てアクティブとなり、クロックＣＫに従ってインバータ１６及びＮＯＲゲート１７〜１９の出力はハイレベルとローレベルを一定の周期で繰り返す。同様にインバータ２５及びＮＯＲゲート２６〜２８もアクティブとなる。
【００２８】
クロックＣＫがハイレベルのときインバータ２５の出力がローレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１１がオンする。ＭＯＳＦＥＴ１６の出力もローレベルとなるのでコンデンサＣ１は電圧Ｖｉｎで充電される。このとき、ＮＯＲゲート２６の出力はハイレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２はオフしている。
【００２９】
次にクロックＣＫがローレベルとなると、インバータ２５の出力はハイレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１１がオフする。ＮＯＲゲート２６の出力はローレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２はオンする。インバータ１６の出力は電圧ＶｉｎとなるのでコンデンサＣ２は電圧２×Ｖｉｎで充電される。このように昇圧が行われる。次段のコンデンサＣ３は電圧３×Ｖｉｎで充電され、コンデンサＣ４は電圧４×Ｖｉｎで充電される。
【００３０】
タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２８の出力がハイレベルのときにローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加してＭＯＳＦＥＴ１５をオンし、一方、ＮＯＲゲート２８の出力がローレベルのときにハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５に印加してＭＯＳＦＥＴ１５をオフするようにする。これにより、コンデンサＣ５は電圧５×Ｖｉｎで充電される。出力電圧Ｖｏｕｔは５倍に昇圧された電圧５×Ｖｉｎとなる。
【００３１】
次に、入力信号がＡ＝Ｂ＝Ｃ＝「１」（ハイレベル）の場合、ＮＯＲゲート１７〜１９の出力はローレベルに固定されるので、コンデンサＣ２〜Ｃ４の一端は接地された状態となる。また、ＮＯＲゲート２６〜２８の出力がローレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２〜１４はオン状態となる。
【００３２】
タイミング発生回路２０はインバータ２５の出力がハイレベルのときにローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、一方、インバータ１６の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、コンデンサＣ１は電圧Ｖｉｎで充電され、コンデンサＣ５は電圧２×Ｖｉｎで充電される。そのため、昇圧回路２より出力される電圧Ｖｏｕｔは２倍に昇圧された電圧２×Ｖｉｎとなる。
【００３３】
他にも入力信号がＡ＝Ｂ＝「０」、Ｃ＝「１」であればインバータ１６、２５及びＮＯＲゲート１７、１８、２６、２７はアクティブとなり、ＮＯＲゲート１９、２８はローレベルに固定される。そして、タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２７の出力がハイレベルのときローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、ＮＯＲゲート２７の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、昇圧回路２は電圧Ｖｉｎを４倍に昇圧した電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００３４】
Ａ＝「０」、Ｂ＝Ｃ＝「１」とすればインバータ１６、２５及びＮＯＲゲート１７、２６はアクティブとなり、ＮＯＲゲート１８、１９、２７、２８はローレベルに固定される。そして、タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２６の出力がハイレベルのときローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、ＮＯＲゲート２６の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、昇圧回路２は電圧Ｖｉｎを３倍に昇圧した電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００３５】
これらの結果を次表に示す。尚、Ａ＝Ｂ＝「１」、Ｃ＝「０」等のように信号の入力が禁止されている場合があるが、図２に示す回路では入力ポートＡはＮＯＲゲート１７だけでなくＮＯＲゲート１８、１９にも接続されており、入力ポートＢはＮＯＲゲート１８だけでなくＮＯＲゲート１９にも接続されているので、このような禁止状態となるのが回路的に回避されている。
【００３６】
【表１】
【００３７】
タイミング発生回路２０の一例を図４に示す。前述のように昇圧回路２に入力されるクロックＣＫはレベルシフタ２１（図２参照）でロジックの電圧レベルが変更された後にインバータ２５で反転させられる。インバータ２５の出力がタイミング発生回路２０においてインバータ３１に入力される。インバータ３１と出力側に設けられたインバータ３４の間にアナログスイッチ３２が挿入されている。インバータ３１とアナログスイッチ３２に並列となるようにアナログスイッチ３３が接続される。
【００３８】
ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号はそれぞれレベルシフタ２２〜２４（図２参照）でロジックの電圧レベルの変換が行われてタイミング発生回路２０に入力される。ポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号はＡＮＤゲート３５に入力される。また、ポートＡ及びＢの入力信号のそれぞれの論理否定とポートＣの入力信号がＡＮＤゲート３６に入力される。ＡＮＤゲート３５、３６の出力がＮＯＲゲート３７に入力される。
【００３９】
ＮＯＲゲート３７の出力がアナログスイッチ３２のゲートに印加される。また、ＮＯＲゲート３７の出力はインバータ３８で反転してアナログスイッチ３３のゲートに印加される。インバータ３４の出力がＭＯＳＦＥＴ１５（図２参照）のゲートに印加される。このような構成により、タイミング発生回路２０は上述のような動作を行う。
【００４０】
マイコン３（図１参照）では電源電圧Ｖｉｎを監視しているので、電圧Ｖｉｎが低くなれば昇圧倍率を上げ、逆に電圧Ｖｉｎが高くなれば昇圧倍率を下げるように制御する。さらに、本実施形態では表示パネル５（図１参照）が液晶パネルである場合に環境温度によって液晶の応答速度が変化することにも考慮している。例えば表示パネル５が表示電圧として常温では７．０Ｖ、低温では９．０Ｖ、高温では６．０Ｖを必要としている場合、電圧Ｖｉｎが３．３Ｖで環境温度が常温又は低温であればマイコン３は昇圧倍率を３倍とするように制御信号を昇圧回路２に出力し、一方、高温であれば昇圧倍率を２倍とする。
【００４１】
バッテリ１の放電による電圧Ｖｉｎの低下やバッテリ１の種類の変更等により電圧Ｖｉｎが２．０Ｖとなった場合、常温、高温では昇圧倍率を４倍、低温では５倍に切り換える。そして、コントラスト調整回路６でコントラストを調整して上述の必要な電圧を得る。以上の結果を次表にまとめる。
【００４２】
【表２】
【００４３】
このように昇圧倍率を制御することにより、バッテリ１の電圧Ｖｉｎが２．０Ｖで環境温度が低温である場合にのみ昇圧倍率を５倍とするので、上記従来の昇圧回路５０（図５参照）のように常に５倍に昇圧するということがない。バッテリ１の電圧が３．３Ｖであれば、昇圧倍率を２倍又は３倍としているので昇圧回路２では過大な昇圧電圧が得られることがなくなり、消費電流の低減が図られる。また、液晶パネルのように環境温度によって応答速度が変化する場合でもマイコン３はこれを補正するように昇圧回路２の昇圧倍率を変更するので適切な昇圧電圧Ｖｏｕｔが得られるようになる。
【００４４】
次に、昇圧倍率を可変することにより得られた電圧Ｖｏｕｔから表示パネル５を駆動する様子を説明する。図３は表示電圧発生回路４及びコントラスト調整回路６の一例の回路図である。表示電圧発生回路４は昇圧回路２より入力される電圧Ｖｏｕｔをそのまま電圧Ｖ０として表示パネルドライバ回路８（図１参照）に出力する。
【００４５】
電圧Ｖｏｕｔとグランドレベルの間には電圧Ｖｏｕｔ側から順に抵抗値Ｒの５個の抵抗と抵抗値８ｒ、４ｒ、２ｒ、ｒとなる４個の抵抗を直列接続した回路が接続される。上記５個の抵抗Ｒの各接続中点から電圧Ｖ１〜Ｖ４が出力される。最下段の抵抗Ｒと抵抗８ｒとの接続中点から電圧Ｖ５が出力される。５個の抵抗Ｒを用いて電圧分割を行う部分が表示電圧発生回路４である。
【００４６】
コントラスト調整回路６では抵抗８ｒ、４ｒ、２ｒ、ｒのそれぞれに並列となるようにアナログスイッチＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が接続されている。アナログスイッチＳ０〜Ｓ３はコントラスト調整回路６に入力される４ビットの信号ｂ０〜ｂ３によりそれぞれオン／オフ制御される。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖ５が変化するので、１６階調のコントラスト調整を行うことができる。本実施形態では信号ｂ０〜ｂ３はマイコン３（図１参照）より送られる。
【００４７】
そして、図１において表示パネルドライバ回路８では、マイコン３からの表示データに基づいて電圧Ｖ０〜Ｖ５を用いて駆動信号を生成し、表示パネル５に出力する。例えばドットマトリクス型の表示パネル５を駆動するには表示パネルドライバ回路８はセグメント電極とコモン電極用の周期的な駆動信号を生成する。
【００４８】
以上説明したように本実施形態によれば、環境温度や電源電圧Ｖｉｎに応じて自動的に昇圧電圧を変化させるので昇圧回路２より過大な電圧が出力されることがなく、適切な電圧Ｖｏｕｔが得られるようになるので消費電流の低減を図れると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなる。また、駆動ＩＣ９の耐圧を低減することができる。例えば、上記従来の表示パネルの駆動装置（図７参照）における昇圧回路５０ではバッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖで昇圧回路５０で５倍に昇圧している場合に駆動ＩＣ５２の耐圧は１６．５Ｖ以上必要であるが、本実施形態の駆動ＩＣ９では倍率の制御により耐圧は１０．０Ｖ以上であればよいので、高耐圧プロセスのデザインルールをシュリンクすることが可能となる。これは低コスト化につながる。
【００４９】
尚、昇圧を行う昇圧回路２と駆動信号を生成する表示パネルドライバ回路８は本来別機能であるが、本実施形態の駆動ＩＣ９のように１チップＩＣとすることが多い。上述の昇圧倍率はマイコン３での制御の一例に過ぎず、表示パネル５の駆動に要する表示電圧やバッテリ１の電源電圧Ｖｉｎ等によって倍率を変更することができる。また、本実施形態の昇圧回路２では５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５を用いて昇圧倍率を２〜５倍としていたが、これも昇圧用のコンデンサの個数を変えて昇圧する倍率の範囲を変更してもよい。同じく、ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される制御信号も本実施形態の形式に限らず、制御信号によって作動する昇圧コンデンサの段数を変更できるものであればよい。
【００５０】
表示電圧発生回路４より出力される電圧Ｖ０〜Ｖ５に限らず、表示パネルドライバ回路８の構成によって出力する電圧の段階数が変更されることもある。また、図４に示す例ではコントラスト調整回路６は４ビットの入力信号ｂ０〜ｂ３で１６階調のコントラスト調整を行っていたが、当然ビット数を変更することにより１６階調以外でコントラスト調整を行うことができる。ドットマトリクス型の表示パネル５を駆動する場合、表示パネルドライバ回路８では駆動信号の同期をとるために発振回路が駆動ＩＣ９に設けられるため、この発振回路を利用してクロックＣＫを生成するようにすることもできる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について図５及び図６を用いて説明する。本実施形態では図１における昇圧回路２を図５に示す回路としたものであり、その他の部分については同一なので説明を省略する。
【００５２】
図５において、電源電圧Ｖｉｎの入力ポートと昇圧電圧Ｖｏｕｔの出力ポートの間に５個のダイオード４０〜４４が挿入される。このとき、ダイオード４０〜４４のアノード側が電圧Ｖｉｎの入力ポート側となるように接続される。昇圧回路２に入力されるクロックＣＫはインバータ４５で反転させられる。インバータ４５の出力とポートＡの入力信号がＮＯＲゲート４６に入力される。インバータ４５の出力側は昇圧用のコンデンサＣ１を介してダイオード４０と４１の接続中点に接続される。
【００５３】
ＮＯＲゲート４６の出力とポートＡ、Ｂの信号がＮＯＲゲート４７に入力される。ＮＯＲゲート４６の出力側は昇圧用のコンデンサＣ２を介してダイオード４１と４２の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート４７の出力とポートＡ、Ｂ、Ｃの信号がＮＯＲゲート４８に入力される。ＮＯＲゲート４７の出力側は昇圧用のコンデンサＣ３を介してダイオード４２と４３の接続中点に接続される。
【００５４】
ＮＯＲゲート４８の出力側は昇圧用のコンデンサＣ４を介してダイオード４３と４４の接続中点に接続される。ダイオード４４のカソード側とグランドレベルとの間に昇圧用のコンデンサＣ５が接続される。インバータ４５とＮＯＲゲート４６〜４８は電圧Ｖｉｎで動作する。
【００５５】
上記第１の実施形態と同じくポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号に応じてコンデンサＣ１〜Ｃ５において昇圧に作動する段数を可変する構成となり、図２に示す昇圧回路２と同様に動作する。尚、ダイオード４０〜４４は図６に示すようにダイオード接続したＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。ダイオード接続とはＭＯＳＦＥＴのゲートをソース又はドレインの一方に接続することをいう。
【００５６】
以上説明したように本実施形態により、上記第１の実施形態と同様に動作する。ただし、インバータ４５及びＮＯＲゲート４６〜４８は電圧Ｖｉｎで動作していてもダイオード４０〜４４で降下電圧が発生するので昇圧する倍率は厳密には整数倍にならない。また、インバータ４５及びＮＯＲゲート４６〜４８の動作電圧によっても昇圧する倍率は変化する。
【００５７】
＜第３の実施形態＞
図８は本発明の第３の実施形態のブロック図である。駆動ＩＣ９ａは表示パネル５の駆動装置であるが、駆動ＩＣ９（図１参照）の各回路２、４、６、８に加えてマイコン３も駆動ＩＣ９ａの内部に備えている。それ以外の点については上記第１の実施形態や上記第２の実施形態と同様であるので、図８において図１に対応する部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、上記第１の実施形態や上記第２の実施形態の駆動装置と同様に動作するので、既に説明したように、消費電流の低減を図れると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなっている。
【００５８】
【発明の効果】
＜請求項１の効果＞
以上説明したように本発明によれば、マイコン等により昇圧回路で昇圧する倍率を制御することができるので、マイコン等でバッテリ等の電源電圧を監視すれば適切な昇圧倍率に設定することが可能となる。これにより、昇圧回路では過大な昇圧電圧が発生することがなくなるので低消費電流とすることができると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなる。また、過大な昇圧電圧が発生することがないので駆動装置のＩＣでは耐圧が低減されることとなる。そのため、デザインルールをシュリンクすることが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態のブロック図。
【図２】 その昇圧回路の一例の回路図。
【図３】 その表示電圧発生回路及びコントラスト調整回路の一例の回路図。
【図４】 その昇圧回路のタイミング発生回路の一例の回路図。
【図５】 本発明の第２の実施形態の昇圧回路の回路図。
【図６】 そのダイオードをＭＯＳＦＥＴで代用する場合の説明図。
【図７】 従来の表示パネルの駆動装置のブロック図。
【図８】 本発明の第３の実施形態のブロック図。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ 昇圧回路
３ マイコン
４ 表示電圧発生回路
５ 表示パネル
６ コントラスト調整回路
７ 温度センサ
８ 表示パネルドライバ回路
９ 駆動ＩＣ
１１〜１５ ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ
１６ インバータ
１７〜１９ ＮＯＲゲート
２０ タイミング発生回路
２１〜２４ レベルシフタ
２５ インバータ
２６〜２８ ＮＯＲゲート
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶パネル等を駆動する表示パネルの駆動装置に関し、特に昇圧回路を有する表示パネルの駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表示パネルの駆動装置について図７を用いて説明する。表示パネル５は例えば液晶パネルであって駆動ＩＣ（Integrated Circuit）５２からの駆動信号により画面表示を行う。駆動ＩＣ５２にはバッテリ１から電源電圧Ｖｉｎが供給されており、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）５１の制御により上記駆動信号が生成される。
【０００３】
駆動ＩＣ５２には、電源電圧Ｖｉｎを昇圧する昇圧回路５０と、昇圧回路５０で出力された電圧から直流の表示電圧を出力する表示電圧発生回路４と、コントラストを調整するために表示電圧発生回路４より出力される電圧を調整するコントラスト調整回路６と、表示電圧発生回路４より出力される表示電圧を用いて駆動信号を生成する表示パネルドライバ回路８とが設けられている。
【０００４】
昇圧回路５０ではクロックＣＫを用いて電源電圧Ｖｉｎの昇圧を行い、それぞれ昇圧倍率の異なる電圧を各ポートから出力する。図７では電圧Ｖｏｕｔ１及びＶｏｕｔ２がそれぞれ別ポートから出力されている。尚、駆動ＩＣ５２に外付けされているコンデンサＣ１〜Ｃ４は昇圧用のコンデンサである。昇圧回路５０より出力される電圧Ｖｏｕｔ１又はＶｏｕｔ２から適当な電圧を選択して表示電圧発生回路４に入力する。
【０００５】
コントラスト調整回路６はマイコン５１の制御により表示電圧発生回路４より出力される表示電圧を調整する。例えば昇圧回路５０より表示電圧発生回路４に１５Ｖが供給されるとき、表示電圧発生回路４より出力される表示電圧の電位差はコントラスト調整回路６により低電圧側の電位が上昇されて１０Ｖ、９Ｖ・・・というように変化する。そして、表示パネルドライバ回路８はマイコン５１からの表示データにより表示電圧発生回路４からの表示電圧を用いて駆動信号を生成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の表示パネルの駆動装置では次のような問題があった。すなわち、バッテリ１の種類によって電源電圧Ｖｉｎが異なることがあるので、適切な電圧が表示電圧発生回路４に入力されるようにするために昇圧回路５０には複数の出力ポートが設けられてあり、各ポートからそれぞれ昇圧倍率の異なる電圧が出力されるように構成されている。
【０００７】
というのは、例えばバッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖである場合に、表示電圧発生回路４で８．０Ｖの表示電圧を得るために昇圧回路５０で昇圧する倍率が３倍であれば、バッテリ１の変更等により電圧Ｖｉｎが２．０Ｖになると、昇圧回路５０で３倍に昇圧しただけでは電圧６．０Ｖまでしか得られず、表示パネル５では表示が行われなくなってしまうからである。
【０００８】
バッテリ１の電圧Ｖｉｎが２．０Ｖであっても最大で８．０Ｖの表示電圧が得られるようにするためには、例えば昇圧回路５０では５倍に昇圧した電圧を出力するようにしておき、これを表示電圧発生回路４に供給し、コントラスト調整回路６で８Ｖになるように調整する。ところが、バッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖであれば、昇圧回路５０では５倍の昇圧が行われるので１６．５Ｖまで昇圧される。そのため、過大に昇圧されることとなって消費電流が増大する要因となっていた。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、昇圧電圧を制御することにより過大な昇圧電圧を発生することがなく、複数の出力ポートを設ける必要のない表示パネルの駆動装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、電源電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電源電圧の電圧値を監視し、その電圧値に基づいて前記昇圧回路の昇圧倍率を可変する制御信号を出力する制御回路を設け表示パネルの駆動装置において、前記昇圧回路は、電源入力端子と出力端子との間に直列に接続されたｎ個のスイッチ用ＭＯＳトランジスタと、各ＭＯＳトランジスタの出力電極に一端が接続されたｎ個のコンデンサとクロックと制御信号を受けて１番目〜ｎー１番目の各コンデンサの他端を選択的にロ―レベル又はハイレベルに成す回路と、レベルシフタで論理レベル変換を施された前記制御信号に基づいて１番目〜ｎー１番目のトランジスタのＯＮ，ＯＦＦを選択的に制御する手段と、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＦＦのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＮし、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＮのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＦＦに成すタイミング発生器と、から成っており、前記タイミング発生回路は、前記クロックを互いに反対位相の２つのクロックに成す手段と、前記２つの各クロックの一方の伝送路に設けられた第１のアナログスイッチと他方のクロックの伝送路に設けられた第２のアナログスイッチと、前記論理レベル変換を施された制御信号に基づいて前記第１，第２のアナログスイッチを一方がＯＮのとき他方がＯＦＦとなるように制御する手段と、前記第１，第２のアナログスイッチの出力を前記ｎ番目のＭＯＳトランジスタのゲートに印加する手段とから成っている。
【００１１】
このような構成によると、表示パネルの駆動装置は昇圧回路でマイコン等からの制御信号に応じて例えば昇圧に用いるコンデンサの段数を設定することにより昇圧する倍率を可変する。電源電圧に基づいてマイコン等で適切な昇圧倍率を設定するようにすると、前記昇圧回路では過大な昇圧を行う必要がなくなり、適切な昇圧電圧が得られるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態について図１〜図４を用いて説明する。図１は本実施形態のブロック図である。駆動ＩＣ９は表示パネル５の駆動装置である。駆動ＩＣ９はバッテリ１から電源電圧が供給されることにより動作し、マイコン３の制御により駆動信号を生成して表示パネル５に供給する。また、マイコン３は電源電圧Ｖｉｎ及び表示パネル５の環境温度を温度センサ７を用いて検出する。駆動ＩＣ９には昇圧回路２と、表示電圧発生回路４と、コントラスト調整回路６と、表示パネルドライバ回路８が設けられている。
【００１９】
昇圧回路２は制御回路であるマイコン３から入力ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される制御信号に応じて昇圧倍率を可変し、単一の出力ポートから電圧Ｖｏｕｔを出力する。また、マイコン３は昇圧回路２にクロックＣＫを供給する。昇圧回路２より出力される電圧Ｖｏｕｔは表示パネル５への最大表示電圧として表示電圧発生回路４に供給される。表示電圧発生回路４ではコントラスト調整回路６により電圧が調整され、後述するような表示電圧が生成される。
【００２０】
表示パネルドライバ回路８ではマイコン３からの表示データに基づいて上記表示電圧を用いて駆動信号を生成する。この駆動信号が表示パネル５に供給され、画面表示が行われる。尚、昇圧回路２に接続されている昇圧用のコンデンサＣ１〜Ｃ５は駆動ＩＣ９の外部に設けられている。
【００２１】
図２に昇圧回路２の一例の回路図を示す。電源電圧Ｖｉｎが入力される入力ポートと昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する出力ポートの間には５個のＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）１１〜１５が挿入されており、ＭＯＳＦＥＴ１１〜１５はクロックＣＫ及びポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号に基づいて次述のようにオン／オフ制御される。
【００２２】
クロックＣＫはまずインバータ１６で反転させられる。インバータ１６は電源電圧Ｖｉｎで動作するもので、ハイレベルを出力するときは電圧Ｖｉｎとなり、一方、ローレベルを出力するときはグランドレベルとなる。インバータ１６の出力及びポートＡの入力信号がＮＯＲゲート１７に入力される。また、インバータ１６の出力側は昇圧用のコンデンサＣ１を介してＭＯＳＦＥＴ１１と１２の接続中点に接続される。
【００２３】
ＮＯＲゲート１７の出力及びポートＡ、Ｂの入力信号がＮＯＲゲート１８に入力される。ＮＯＲゲート１７の出力側は昇圧用のコンデンサＣ２を介してＭＯＳＦＥＴ１２と１３の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート１８の出力とポートＡ、Ｂ、Ｃの信号がＮＯＲゲート１９に入力される。ＮＯＲゲート１８の出力側は昇圧用のコンデンサＣ３を介してＭＯＳＦＥＴ１３と１４の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート１９の出力側は昇圧用のコンデンサＣ４を介してＭＯＳＦＥＴ１４と１５の接続中点に接続される。尚、ＮＯＲゲート１７〜１９はインバータ１６と同様に電圧Ｖｉｎで動作する。
【００２４】
クロックＣＫ及びポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号はレベルシフタ２１〜２４でそれぞれロジックの電圧レベルの変換が行われ、ハイレベルのとき電圧ＶＤＤとなり、一方、ローレベルのときグランドレベルとなる。尚、電圧ＶＤＤは駆動ＩＣ９（図１参照）の内部での電源電圧となっており、ＶＤＤ≦Ｖｉｎの関係がある。レベルシフタ２１の出力はインバータ２５で反転させられる。インバータ２５の出力側がＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに接続される。また、インバータ２５の出力とレベルシフタ２２の出力がＮＯＲゲート２６に入力される。
【００２５】
ＮＯＲゲート２６の出力側はＭＯＳＦＥＴ１２のゲートに接続される。ＮＯＲゲート２６の出力とレベルシフタ２２、２３の出力がＮＯＲゲート２７に入力される。ＮＯＲゲート２７の出力側はＭＯＳＦＥＴ１３のゲートに接続される。ＮＯＲゲート２７の出力とレベルシフタ２２、２３、２４の出力がＮＯＲゲート２８に入力される。ＮＯＲゲート２８の出力側はＭＯＳＦＥＴ１４のゲートに接続される。
【００２６】
ＭＯＳＦＥＴ１５のゲートはタイミング発生回路２０に接続されており、インバータ２５とレベルシフタ２２〜２４からの信号を入力することにより、ＭＯＳＦＥＴ１５をオン／オフ制御する。ＭＯＳＦＥＴ１５の出力ポート側とグランドレベルの間には昇圧用のコンデンサＣ５が接続される。インバータ２５、ＮＯＲゲート２６〜２８及びタイミング発生回路２０はＭＯＳＦＥＴ１１〜１５を確実にオフさせるために電圧Ｖｏｕｔで動作してハイレベルのとき昇圧電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００２７】
ここで昇圧回路２の動作を説明する。例えば、ポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号がＡ＝Ｂ＝Ｃ＝「０」（ローレベル）である場合、インバータ１６及びＮＯＲゲート１７〜１９が全てアクティブとなり、クロックＣＫに従ってインバータ１６及びＮＯＲゲート１７〜１９の出力はハイレベルとローレベルを一定の周期で繰り返す。同様にインバータ２５及びＮＯＲゲート２６〜２８もアクティブとなる。
【００２８】
クロックＣＫがハイレベルのときインバータ２５の出力がローレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１１がオンする。ＭＯＳＦＥＴ１６の出力もローレベルとなるのでコンデンサＣ１は電圧Ｖｉｎで充電される。このとき、ＮＯＲゲート２６の出力はハイレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２はオフしている。
【００２９】
次にクロックＣＫがローレベルとなると、インバータ２５の出力はハイレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ１１がオフする。ＮＯＲゲート２６の出力はローレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２はオンする。インバータ１６の出力は電圧ＶｉｎとなるのでコンデンサＣ２は電圧２×Ｖｉｎで充電される。このように昇圧が行われる。次段のコンデンサＣ３は電圧３×Ｖｉｎで充電され、コンデンサＣ４は電圧４×Ｖｉｎで充電される。
【００３０】
タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２８の出力がハイレベルのときにローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加してＭＯＳＦＥＴ１５をオンし、一方、ＮＯＲゲート２８の出力がローレベルのときにハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５に印加してＭＯＳＦＥＴ１５をオフするようにする。これにより、コンデンサＣ５は電圧５×Ｖｉｎで充電される。出力電圧Ｖｏｕｔは５倍に昇圧された電圧５×Ｖｉｎとなる。
【００３１】
次に、入力信号がＡ＝Ｂ＝Ｃ＝「１」（ハイレベル）の場合、ＮＯＲゲート１７〜１９の出力はローレベルに固定されるので、コンデンサＣ２〜Ｃ４の一端は接地された状態となる。また、ＮＯＲゲート２６〜２８の出力がローレベルとなるのでＭＯＳＦＥＴ１２〜１４はオン状態となる。
【００３２】
タイミング発生回路２０はインバータ２５の出力がハイレベルのときにローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、一方、インバータ１６の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、コンデンサＣ１は電圧Ｖｉｎで充電され、コンデンサＣ５は電圧２×Ｖｉｎで充電される。そのため、昇圧回路２より出力される電圧Ｖｏｕｔは２倍に昇圧された電圧２×Ｖｉｎとなる。
【００３３】
他にも入力信号がＡ＝Ｂ＝「０」、Ｃ＝「１」であればインバータ１６、２５及びＮＯＲゲート１７、１８、２６、２７はアクティブとなり、ＮＯＲゲート１９、２８はローレベルに固定される。そして、タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２７の出力がハイレベルのときローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、ＮＯＲゲート２７の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、昇圧回路２は電圧Ｖｉｎを４倍に昇圧した電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００３４】
Ａ＝「０」、Ｂ＝Ｃ＝「１」とすればインバータ１６、２５及びＮＯＲゲート１７、２６はアクティブとなり、ＮＯＲゲート１８、１９、２７、２８はローレベルに固定される。そして、タイミング発生回路２０はＮＯＲゲート２６の出力がハイレベルのときローレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加し、ＮＯＲゲート２６の出力がローレベルのときハイレベルの信号をＭＯＳＦＥＴ１５のゲートに印加する。これにより、昇圧回路２は電圧Ｖｉｎを３倍に昇圧した電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００３５】
これらの結果を次表に示す。尚、Ａ＝Ｂ＝「１」、Ｃ＝「０」等のように信号の入力が禁止されている場合があるが、図２に示す回路では入力ポートＡはＮＯＲゲート１７だけでなくＮＯＲゲート１８、１９にも接続されており、入力ポートＢはＮＯＲゲート１８だけでなくＮＯＲゲート１９にも接続されているので、このような禁止状態となるのが回路的に回避されている。
【００３６】
【表１】
タイミング発生回路２０の一例を図４に示す。前述のように昇圧回路２に入力されるクロックＣＫはレベルシフタ２１（図２参照）でロジックの電圧レベルが変更された後にインバータ２５で反転させられる。インバータ２５の出力がタイミング発生回路２０においてインバータ３１に入力される。インバータ３１と出力側に設けられたインバータ３４の間にアナログスイッチ３２が挿入されている。インバータ３１とアナログスイッチ３２に並列となるようにアナログスイッチ３３が接続される。
【００３８】
ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号はそれぞれレベルシフタ２２〜２４（図２参照）でロジックの電圧レベルの変換が行われてタイミング発生回路２０に入力される。ポートＡ、Ｂ、Ｃの入力信号はＡＮＤゲート３５に入力される。また、ポートＡ及びＢの入力信号のそれぞれの論理否定とポートＣの入力信号がＡＮＤゲート３６に入力される。ＡＮＤゲート３５、３６の出力がＮＯＲゲート３７に入力される。
【００３９】
ＮＯＲゲート３７の出力がアナログスイッチ３２のゲートに印加される。また、ＮＯＲゲート３７の出力はインバータ３８で反転してアナログスイッチ３３のゲートに印加される。インバータ３４の出力がＭＯＳＦＥＴ１５（図２参照）のゲートに印加される。このような構成により、タイミング発生回路２０は上述のような動作を行う。
【００４０】
マイコン３（図１参照）では電源電圧Ｖｉｎを監視しているので、電圧Ｖｉｎが低くなれば昇圧倍率を上げ、逆に電圧Ｖｉｎが高くなれば昇圧倍率を下げるように制御する。さらに、本実施形態では表示パネル５（図１参照）が液晶パネルである場合に環境温度によって液晶の応答速度が変化することにも考慮している。例えば表示パネル５が表示電圧として常温では７．０Ｖ、低温では９．０Ｖ、高温では６．０Ｖを必要としている場合、電圧Ｖｉｎが３．３Ｖで環境温度が常温又は低温であればマイコン３は昇圧倍率を３倍とするように制御信号を昇圧回路２に出力し、一方、高温であれば昇圧倍率を２倍とする。
【００４１】
バッテリ１の放電による電圧Ｖｉｎの低下やバッテリ１の種類の変更等により電圧Ｖｉｎが２．０Ｖとなった場合、常温、高温では昇圧倍率を４倍、低温では５倍に切り換える。そして、コントラスト調整回路６でコントラストを調整して上述の必要な電圧を得る。以上の結果を次表にまとめる。
【００４２】
【表２】
このように昇圧倍率を制御することにより、バッテリ１の電圧Ｖｉｎが２．０Ｖで環境温度が低温である場合にのみ昇圧倍率を５倍とするので、上記従来の昇圧回路５０（図５参照）のように常に５倍に昇圧するということがない。バッテリ１の電圧が３．３Ｖであれば、昇圧倍率を２倍又は３倍としているので昇圧回路２では過大な昇圧電圧が得られることがなくなり、消費電流の低減が図られる。また、液晶パネルのように環境温度によって応答速度が変化する場合でもマイコン３はこれを補正するように昇圧回路２の昇圧倍率を変更するので適切な昇圧電圧Ｖｏｕｔが得られるようになる。
【００４４】
次に、昇圧倍率を可変することにより得られた電圧Ｖｏｕｔから表示パネル５を駆動する様子を説明する。図３は表示電圧発生回路４及びコントラスト調整回路６の一例の回路図である。表示電圧発生回路４は昇圧回路２より入力される電圧Ｖｏｕｔをそのまま電圧Ｖ０として表示パネルドライバ回路８（図１参照）に出力する。
【００４５】
電圧Ｖｏｕｔとグランドレベルの間には電圧Ｖｏｕｔ側から順に抵抗値Ｒの５個の抵抗と抵抗値８ｒ、４ｒ、２ｒ、ｒとなる４個の抵抗を直列接続した回路が接続される。上記５個の抵抗Ｒの各接続中点から電圧Ｖ１〜Ｖ４が出力される。最下段の抵抗Ｒと抵抗８ｒとの接続中点から電圧Ｖ５が出力される。５個の抵抗Ｒを用いて電圧分割を行う部分が表示電圧発生回路４である。
【００４６】
コントラスト調整回路６では抵抗８ｒ、４ｒ、２ｒ、ｒのそれぞれに並列となるようにアナログスイッチＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が接続されている。アナログスイッチＳ０〜Ｓ３はコントラスト調整回路６に入力される４ビットの信号ｂ０〜ｂ３によりそれぞれオン／オフ制御される。これにより、電圧Ｖ１〜Ｖ５が変化するので、１６階調のコントラスト調整を行うことができる。本実施形態では信号ｂ０〜ｂ３はマイコン３（図１参照）より送られる。
【００４７】
そして、図１において表示パネルドライバ回路８では、マイコン３からの表示データに基づいて電圧Ｖ０〜Ｖ５を用いて駆動信号を生成し、表示パネル５に出力する。例えばドットマトリクス型の表示パネル５を駆動するには表示パネルドライバ回路８はセグメント電極とコモン電極用の周期的な駆動信号を生成する。
【００４８】
以上説明したように本実施形態によれば、環境温度や電源電圧Ｖｉｎに応じて自動的に昇圧電圧を変化させるので昇圧回路２より過大な電圧が出力されることがなく、適切な電圧Ｖｏｕｔが得られるようになるので消費電流の低減を図れると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなる。また、駆動ＩＣ９の耐圧を低減することができる。例えば、上記従来の表示パネルの駆動装置（図７参照）における昇圧回路５０ではバッテリ１の電圧Ｖｉｎが３．３Ｖで昇圧回路５０で５倍に昇圧している場合に駆動ＩＣ５２の耐圧は１６．５Ｖ以上必要であるが、本実施形態の駆動ＩＣ９では倍率の制御により耐圧は１０．０Ｖ以上であればよいので、高耐圧プロセスのデザインルールをシュリンクすることが可能となる。これは低コスト化につながる。
【００４９】
尚、昇圧を行う昇圧回路２と駆動信号を生成する表示パネルドライバ回路８は本来別機能であるが、本実施形態の駆動ＩＣ９のように１チップＩＣとすることが多い。上述の昇圧倍率はマイコン３での制御の一例に過ぎず、表示パネル５の駆動に要する表示電圧やバッテリ１の電源電圧Ｖｉｎ等によって倍率を変更することができる。また、本実施形態の昇圧回路２では５個のコンデンサＣ１〜Ｃ５を用いて昇圧倍率を２〜５倍としていたが、これも昇圧用のコンデンサの個数を変えて昇圧する倍率の範囲を変更してもよい。同じく、ポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される制御信号も本実施形態の形式に限らず、制御信号によって作動する昇圧コンデンサの段数を変更できるものであればよい。
【００５０】
表示電圧発生回路４より出力される電圧Ｖ０〜Ｖ５に限らず、表示パネルドライバ回路８の構成によって出力する電圧の段階数が変更されることもある。また、図４に示す例ではコントラスト調整回路６は４ビットの入力信号ｂ０〜ｂ３で１６階調のコントラスト調整を行っていたが、当然ビット数を変更することにより１６階調以外でコントラスト調整を行うことができる。ドットマトリクス型の表示パネル５を駆動する場合、表示パネルドライバ回路８では駆動信号の同期をとるために発振回路が駆動ＩＣ９に設けられるため、この発振回路を利用してクロックＣＫを生成するようにすることもできる。
【００５１】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について図５及び図６を用いて説明する。本実施形態では図１における昇圧回路２を図５に示す回路としたものであり、その他の部分については同一なので説明を省略する。
【００５２】
図５において、電源電圧Ｖｉｎの入力ポートと昇圧電圧Ｖｏｕｔの出力ポートの間に５個のダイオード４０〜４４が挿入される。このとき、ダイオード４０〜４４のアノード側が電圧Ｖｉｎの入力ポート側となるように接続される。昇圧回路２に入力されるクロックＣＫはインバータ４５で反転させられる。インバータ４５の出力とポートＡの入力信号がＮＯＲゲート４６に入力される。インバータ４５の出力側は昇圧用のコンデンサＣ１を介してダイオード４０と４１の接続中点に接続される。
【００５３】
ＮＯＲゲート４６の出力とポートＡ、Ｂの信号がＮＯＲゲート４７に入力される。ＮＯＲゲート４６の出力側は昇圧用のコンデンサＣ２を介してダイオード４１と４２の接続中点に接続される。ＮＯＲゲート４７の出力とポートＡ、Ｂ、Ｃの信号がＮＯＲゲート４８に入力される。ＮＯＲゲート４７の出力側は昇圧用のコンデンサＣ３を介してダイオード４２と４３の接続中点に接続される。
【００５４】
ＮＯＲゲート４８の出力側は昇圧用のコンデンサＣ４を介してダイオード４３と４４の接続中点に接続される。ダイオード４４のカソード側とグランドレベルとの間に昇圧用のコンデンサＣ５が接続される。インバータ４５とＮＯＲゲート４６〜４８は電圧Ｖｉｎで動作する。
【００５５】
上記第１の実施形態と同じくポートＡ、Ｂ、Ｃに入力される信号に応じてコンデンサＣ１〜Ｃ５において昇圧に作動する段数を可変する構成となり、図２に示す昇圧回路２と同様に動作する。尚、ダイオード４０〜４４は図６に示すようにダイオード接続したＰチャネルＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。ダイオード接続とはＭＯＳＦＥＴのゲートをソース又はドレインの一方に接続することをいう。
【００５６】
以上説明したように本実施形態により、上記第１の実施形態と同様に動作する。ただし、インバータ４５及びＮＯＲゲート４６〜４８は電圧Ｖｉｎで動作していてもダイオード４０〜４４で降下電圧が発生するので昇圧する倍率は厳密には整数倍にならない。また、インバータ４５及びＮＯＲゲート４６〜４８の動作電圧によっても昇圧する倍率は変化する。
【００５７】
＜第３の実施形態＞
図８は本発明の第３の実施形態のブロック図である。駆動ＩＣ９ａは表示パネル５の駆動装置であるが、駆動ＩＣ９（図１参照）の各回路２、４、６、８に加えてマイコン３も駆動ＩＣ９ａの内部に備えている。それ以外の点については上記第１の実施形態や上記第２の実施形態と同様であるので、図８において図１に対応する部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、上記第１の実施形態や上記第２の実施形態の駆動装置と同様に動作するので、既に説明したように、消費電流の低減を図れると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなっている。
【００５８】
【発明の効果】
＜請求項１の効果＞
以上説明したように本発明によれば、マイコン等により昇圧回路で昇圧する倍率を制御することができるので、マイコン等でバッテリ等の電源電圧を監視すれば適切な昇圧倍率に設定することが可能となる。これにより、昇圧回路では過大な昇圧電圧が発生することがなくなるので低消費電流とすることができると共に、出力ポートを切り換える必要がなくなる。また、過大な昇圧電圧が発生することがないので駆動装置のＩＣでは耐圧が低減されることとなる。そのため、デザインルールをシュリンクすることが可能となり、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態のブロック図。
【図２】 その昇圧回路の一例の回路図。
【図３】 その表示電圧発生回路及びコントラスト調整回路の一例の回路図。
【図４】 その昇圧回路のタイミング発生回路の一例の回路図。
【図５】 本発明の第２の実施形態の昇圧回路の回路図。
【図６】 そのダイオードをＭＯＳＦＥＴで代用する場合の説明図。
【図７】 従来の表示パネルの駆動装置のブロック図。
【図８】 本発明の第３の実施形態のブロック図。
【符号の説明】
１ バッテリ
２ 昇圧回路
３ マイコン
４ 表示電圧発生回路
５ 表示パネル
６ コントラスト調整回路
７ 温度センサ
８ 表示パネルドライバ回路
９ 駆動ＩＣ
１１〜１５ ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ
１６ インバータ
１７〜１９ ＮＯＲゲート
２０ タイミング発生回路
２１〜２４ レベルシフタ
２５ インバータ
２６〜２８ ＮＯＲゲート
Ｃ１〜Ｃ５ コンデンサ
Claims (2)
- 電源電圧を昇圧する昇圧回路と、前記電源電圧の電圧値を監視し、その電圧値に基づいて前記昇圧回路の昇圧倍率を可変する制御信号を出力する制御回路を設け表示パネルの駆動装置において、
前記昇圧回路は、電源入力端子と出力端子との間に直列に接続されたｎ個のスイッチ用ＭＯＳトランジスタと、各ＭＯＳトランジスタの出力電極に一端が接続されたｎ個のコンデンサとクロックと制御信号を受けて１番目〜ｎー１番目の各コンデンサの他端を選択的にロ―レベル又はハイレベルに成す回路と、レベルシフタで論理レベル変換を施された前記制御信号に基づいて１番目〜ｎー１番目のトランジスタのＯＮ，ＯＦＦを選択的に制御する手段と、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＦＦのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＮし、ｎー１番目のＭＯＳトランジスタがＯＮのときｎ番目のＭＯＳトランジスタをＯＦＦに成すタイミング発生器と、から成っており、
前記タイミング発生回路は、前記クロックを互いに反対位相の２つのクロックに成す手段と、前記２つの各クロックの一方の伝送路に設けられた第１のアナログスイッチと他方のクロックの伝送路に設けられた第２のアナログスイッチと、前記論理レベル変換を施された制御信号に基づいて前記第１，第２のアナログスイッチを一方がＯＮのとき他方がＯＦＦとなるように制御する手段と、前記第１，第２のアナログスイッチの出力を前記ｎ番目のＭＯＳトランジスタのゲートに印加する手段とから成っていることを特徴とする表示パネルの駆動装置。 - 前記昇圧回路で昇圧した電圧を多段階に分割して表示電圧を出力する表示電圧発生回路と、前記表示電圧間の電位差を調整する表示コントラスト調整回路と、前記表示電圧を用いて駆動信号を出力する表示パネルドライバ回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの駆動装置
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