JP4165989B2 - Lcd駆動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、LCD(液晶ディスプレイ)表示を行うために必要となる駆動電圧(表示電圧)を生成する表示電圧生成回路を内蔵したLCD駆動装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
LCD駆動装置100は、一般的なブロック図を図6に示すように、昇圧回路1、表示電圧生成回路2、パネルドライバ3、及び、CPU等から成る制御回路4から成る。昇圧回路1は、バッテリ200から供給される電圧VINを電圧VCCに昇圧して出力する。表示電圧生成回路2は、昇圧回路1から出力される電圧VCCから例えば5種類の表示電圧V1、V2、V3、V4、及び、V5を生成する。
【0003】
パネルドライバ3は、表示電圧生成回路2から出力される複数の表示電圧V1、V2、V3、V4、及び、V5を用いて、LCD300に設けられた複数のコモン線COM1、COM2、…、COMmを駆動するとともに、制御回路4あるいは外部から与えられる表示データDに応じてLCD300に設けられた複数のセグメント線SEG1、SEG2、…、SEGnを駆動する。
【0004】
尚、LCD300では、図7に示すように、複数のコモン線COM1、COM2、…、COMm、複数のセグメント線SEG1、SEG2、…、SEGnがそれぞれ一定の間隔を設けてX、Y方向にマトリクス状に配置されており、そして、コモン線COMx(x=1、2、…、m)とセグメント線SEGy(y=1、2、…、n)とが交差する点に、その一端の電極がコモン線COMxに、他端の電極がセグメント線SEGyにそれぞれ接続された液晶層を有する画素P(x、y)が配置された構成となっており、コモン線COMxに接続された電極に印加される電圧とセグメント線SEGyに接続された電極に印加される電圧との電圧差が閾値よりも大きいか小さいかによって、画素P(x、y)が点灯状態となるか否かが決まる。
【0005】
制御回路4は、外部の信号線Sから入力されるコマンドや表示データの内容に応じて、LCD駆動装置100内の他の回路を制御したり表示を行う。具体的には、信号線SからのコマンドによってLCD300への表示の開始が指示されると、昇圧回路1、表示電圧生成回路2、及び、パネルドライバ3の動作を開始させる。また、信号線SからのコマンドによってLCD300への表示の終了が指示されると、昇圧回路1、表示電圧生成回路2、及び、パネルドライバ3の動作を停止させる。このような制御により、LCD300への表示を行う場合にだけ昇圧回路1、表示電圧生成回路2、及び、パネルドライバ3の動作が行われるので、低消費電力化を促進することができる。尚、制御回路4にはバッテリ200から出力される電圧VINが電源電圧として常時供給されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、動作を開始した直後には、昇圧回路による昇圧電圧の発生に時間がかかるとともに、表示電圧生成回路の複数の電圧線にそれぞれ接続されていて表示電圧を平滑化するためのコンデンサ及び各画素の寄生容量が充電されるため、表示電圧は有限の傾きをもって増加しており、従来のLCD駆動装置では、表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が300〜400[mS]と長かった。そして、表示電圧生成回路が動作を開始したのとほぼ同時にパネルドライバによりLCDの駆動を開始するようになっていたので、LCDに表示が開始された直後は画像が乱れるという問題があった。
【0007】
というのは、表示電圧が規定値に達していない間にLCDの駆動を開始することになるので、LCDの各画素に印加される電圧差が規定通りにならず、本来点灯状態にするべき画素が点灯状態にならなかったり、逆に、本来点灯状態にするべきではない画素が点灯状態になったりすることになり、そして、このような状態が人間の目で確認できる程度の時間である300〜400[mS]にわたって続くからである。また、この時間を短縮するために表示電圧の駆動能力を高くすれば、消費電流が増加してしまうという問題が発生する。
【0008】
そこで、本発明は、消費電流を大幅に増すことなく、LCDに表示を開始した直後に生じる画像の乱れを低減させたLCD駆動装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では、LCD表示を行うための表示電圧を生成する表示電圧生成回路と、前記表示電圧を平滑化するための容量素子と、前記表示電圧を用いてLCDを駆動するパネルドライバと、を備えたLCD駆動装置において、前記容量素子を電源電圧で充電する充電回路と、前記充電回路を動作させる/させないを切り替えるための充電制御用スイッチ回路と、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから所定時間が経過するまで前記充電回路が動作するように前記充電制御用スイッチ回路を制御する充電制御回路と、を設けている。
【0010】
この構成により、表示を行わないときには各回路の動作を停止して消費電流を極めて少なくし、表示を行う場合には、動作を開始した直後に電源電圧によっても表示電圧を平滑化するための容量素子が充電されるので、表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が短縮される。
【0011】
また、上記構成において、少なくとも前記表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要すると想定される時間が経過するまでは表示電圧を前記パネルドライバに供給しない、あるいは、前記パネルドライバが動作しないようにしておけば、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから比較的短時間で表示電圧が規定値に達するようになるとともに、表示電圧が規定値に達した以降にLCDの駆動が可能となる。
【0012】
また、前記充電回路を動作させる時間を、前記充電回路を動作させた場合に表示電圧が規定値に達するまでに要すると想定される時間としておけば、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が無駄な電力消費を伴うことなく最大限に短縮される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。本発明の第1実施形態であるLCD駆動装置のブロック図を図1に示す。尚、従来技術として図6に示したLCD駆動装置と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本第1実施形態のLCD駆動装置100−1は、昇圧回路1、表示電圧生成回路2−1、パネルドライバ3、及び、制御回路4−1から成り、これらが共通の半導体基板上に形成された1チップのICとなっている。表示電圧生成回路2−1は昇圧回路1から出力される電圧VCCから例えば5種類の表示電圧V1、V2、V3、V4、及び、V5を生成する。
【0014】
表示電圧生成回路2−1の回路構成を図2に示す。電源電圧(昇圧回路1の出力電圧)VCCとグランドGNDとの間には、電源電圧VCCの側から順に抵抗R1、R2、R3、R4、R5が直列に接続されている。
【0015】
抵抗R1と抵抗R2との接続点の電圧、抵抗R2と抵抗R3との接続点の電圧、抵抗R3と抵抗R4との接続点の電圧、抵抗R4と抵抗R5との接続点の電圧、抵抗R5と抵抗R6との接続点の電圧は、それぞれ演算増幅器OP1、OP2、OP3、OP4、OP5で構成された電圧フォロワ回路VF1、VF2、VF3、VF4、VF5を介して表示電圧V1、V2、V3、V4、V5として出力される。尚、表示電圧V1、V2、V3、V4、V5はそれぞれ電圧フォロワVF1、VF2、VF3、VF4、VF5の出力側にそれぞれ接続された外付けのコンデンサC1、C2、C3、C4、C5により平滑化されて出力される。
【0016】
第1群スイッチSW1−1、SW1−2、SW1−3、SW1−4、SW1−5の一端はそれぞれ抵抗R11、R12、R13、R14、R15を介して電源電圧VCCに接続されている。第1群スイッチSW1−1、SW1−2、SW1−3、SW1−4、SW1−5の他端はそれぞれ電圧フォロワVF1の出力側とコンデンサC1との接続点、電圧フォロワVF2の出力側とコンデンサC2との接続点、電圧フォロワVF3の出力側とコンデンサC3との接続点、電圧フォロワVF4の出力側とコンデンサC4との接続点、電圧フォロワVF5の出力側とコンデンサC5との接続点に接続されている。
【0017】
タイマT−1は、制御回路4−1からの信号S1でカウント開始の指示を受けると、第1群スイッチSW1−1、SW1−2、SW1−3、SW1−4、及び、SW1−5をONさせるとともにカウントを開始し、その後、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V5が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−5をOFFさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V4が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−4をOFFさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V3が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−3をOFFさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V2が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−2をOFFさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V1が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−1をOFFさせる。
【0018】
尚、制御回路4−1は、入力されたコマンドがLCD300への表示の開始を指示する内容であれば、昇圧回路1、表示電圧生成回路2、及び、パネルドライバ3が動作を開始するように制御するとともに、タイマT−1に信号S1でカウント開始を指示するようになっている。
【0019】
以上の構成により、表示電圧生成回路2−1が動作を開始した直後には、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5を平滑化するための各コンデンサC1、C2、C3、C4、C5には電源電圧VCCからも各抵抗R11、R12、R13、R14、R15を介して電流が流れて各コンデンサC1、C2、C3、C4、C5が従来よりも急速に充電されるので、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5の立ち上がりの波形が従来では図3に破線で示すようなものであったのに対して本実施形態では図3に実線で示すようなものとなり、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでに要する時間が約180[mS]に短縮される。したがって、表示電圧生成回路2が動作を開始したのとほぼ同時に(すなわち、図3のt0で)LCD300の駆動を開始したとしても、パネルドライバ3からの駆動電圧が不安定になる期間が短縮され、LCD300に表示を開始した直後に生じる画像の乱れを低減することができる。
【0020】
そして、本第1実施形態では、表示電圧生成回路2−1が動作を開始してから対応する表示電圧が規定値に達するまでに要すると想定される時間が経過するまで各コンデンサを電源電圧VCCで充電するようになっているので、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでに要する時間が無駄な電力消費を伴うことなく最大限に短縮される。
【0021】
ここで、各抵抗R11、R12、R13、R14、R15の抵抗値を適切に設定しておけば、表示電圧生成回路2が動作を開始してから各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでに要すると想定される時間が略一致するようになるので、全ての第1群スイッチを同じタイミングでOFFさせればよくなり、タイマT−1の構成を簡略化することができる。
【0022】
尚、各表示電圧が規定値に達する毎に対応する第1群スイッチをOFFさせるようにする代わりに、全ての表示電圧が規定値に達したときに全ての第1群スイッチをOFFさせるようにするだけでは、各表示電圧毎に規定値に達するまでの時間がばらばらであるので、抵抗R11、R12、R13、R14、R15のいずれかにて無駄な電力消費が発生してしまう。
【0023】
また、各抵抗R11、R12、R13、R14、R15の抵抗値を適切に設定しておけば、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでに要する時間を数十〜200[mS]にすることができるようになり、画像が乱れる期間がこの程度であれば、LCD300の応答が遅いこともあって、人間の目ではそれを確認することができないことから、表示電圧生成回路2−1が動作を開始したのとほぼ同時にLCD300の駆動を開始しても、LCD300に表示を開始した直後に生じる画像の乱れを実質的に解消することができる。
【0024】
また、上記各実施形態では、表示電圧生成回路2−1、2−2が電源の供給する/しないを切り替えることによって、表示電圧生成回路2−1、2−2の動作の開始/停止を切り替えることになるが、演算増幅器OP1、OP2、OP3、OP4、及び、OP5の出力のON/OFFを切り替えることができるようにしておき、演算増幅器OP1、OP2、OP3、OP4、及び、OP5の出力のON/OFFを切り替えることによって、表示電圧生成回路2−1に電源を供給したままの状態で、表示電圧生成回路2−1の動作の開始/停止を切り替えるようになっていてもよい。
【0025】
本発明の第2実施形態であるLCD駆動装置のブロック図を図4に示す。尚、従来技術として図2に示したLCD駆動装置と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本第2実施形態のLCD駆動装置100−2は、昇圧回路1、表示電圧生成回路2−2、パネルドライバ3、及び、制御回路4−2から成り、これらが共通の半導体基板上に形成された1チップのICとなっている。表示電圧生成回路2−2は昇圧回路1から出力される電圧VCCから例えば5種類の表示電圧V1、V2、V3、V4、及び、V5を生成する。
【0026】
表示電圧生成回路2−2の回路構成を図5に示す。尚、上記第1実施形態における表示電圧生成回路2−1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。表示電圧V1、V2、V3、V4、V5はそれぞれ第2群スイッチSW2−1、SW2−2、SW2−3、SW2−4、SW2−5を介して出力される。
【0027】
タイマT−2は、制御回路4−2からの信号S1でカウント開始の指示を受けると、第1群スイッチSW1−1、SW1−2、SW1−3、SW1−4、及び、SW1−5をONさせるとともにカウントを開始する。その後、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V5が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−5をOFFさせるとともに、第2群スイッチSW2−5をONさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V4が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−4をOFFさせるとともに、第2群スイッチSW2−4をONさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V3が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−3をOFFさせるとともに、第2群スイッチSW2−3をONさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V2が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−2をOFFさせるとともに、第2群スイッチSW2−2をONさせ、また、カウント値が所定時間(具体的には、表示電圧V1が規定値に達するまでに要すると想定される時間)に相当するものとなると、第1群スイッチSW1−1をOFFさせるとともに、第2群スイッチSW2−1をONさせ、さらに、全ての第2群スイッチがONした状態になるとカウントが終了した旨を信号S2で制御回路4−2に通知する。
【0028】
尚、制御回路4−2は、入力されたコマンドCOMがLCD300への表示の開始を指示する内容であれば、昇圧回路1、及び、表示電圧生成回路2が動作を開始するように制御するとともに、タイマT−2に信号S1でカウント開始を指示するようになっている。また、制御回路4−2は、タイマT−2からの信号S2で上記通知を受けると、パネルドライバ3の動作を開始させる、すなわち、LCD300の駆動を開始させるようになっている。
【0029】
以上の構成により、表示電圧生成回路2−2が動作を開始した直後には、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5を平滑化するための各コンデンサC1、C2、C3、C4、C5には電源電圧VCCからも各抵抗R11、R12、R13、R14、R15を介して電流が流れて各コンデンサC1、C2、C3、C4、C5が従来よりも急速に充電されるので、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5の立ち上がりの波形が従来では図3に破線で示すようなものであったのに対して本実施形態では図3に実線で示すようなものとなり、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでに要する時間が短縮され、さらに、電源電圧VCCで各コンデンサC1、C2、C3、C4、C5を充電している間は、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5をパネルドライバ3に供給しないようになっており、各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達した時点(すなわち、図3のt1)でパネルドライバ3によるLCD300の駆動が可能となる。したがって、LCD300に表示が開始されるまでに要する時間の増大を抑制しながら、LCD300に表示を開始した直後に生じる画像の乱れを解消することができる。
【0030】
そして、本第2実施形態では、表示電圧生成回路2−2が動作を開始してから対応する表示電圧が規定値に達するまでに要すると想定される時間が経過するまで各コンデンサを電源電圧VCCで充電するようになっているので、LCD300に表示が開始されるまでに要する時間が無駄な電力消費を伴うことなく最大限に短縮される。
【0031】
尚、表示を停止する場合には、全ての第2群スイッチは表示電圧生成回路2−2への電源の供給の遮断に伴ってOFFするようになっている。また、動作開始時に第2群スイッチを対応する第1群スイッチがOFFする毎にONさせるようになっているが、このようにする代わりに、全ての第1群スイッチがOFFした状態になると、全ての第2群スイッチを同時にONさせるようにしてもよい。このようにすれば、タイマT−2の構成を簡略化することができるし、全ての表示電圧が規定値に達するまでパネルドライバ3には表示電圧が供給されないので、表示電圧生成回路2−2が動作を開始するのと同時にパネルドライバ3の動作を開始させても、画像が乱れることはなくなる。また、パネルドライバ3は表示電圧が規定値に達してから動作を開始するようになっているので、第2群スイッチを省略しても構わない。
【0032】
また、各抵抗R11、R12、R13、R14、R15の抵抗値を適切に設定しておけば、電源投入直後に各表示電圧V1、V2、V3、V4、V5が規定値に達するまでの時間が略一致するようになるので、第1群スイッチ及び第2群スイッチの全てを同じタイミングで制御すればよくなり、タイマT−2の構成をさらに簡略化することができる。
【0033】
また、上記第2実施形態においては、対応する第1群スイッチと第2群スイッチとに関して、第1群スイッチをONからOFFに切り替えるタイミングと、第2群スイッチをOFFからONに切り替えるタイミングとが同じであったが、このようにする代わりに、第1群スイッチをOFFさせてから所定時間が経過した後に第2群スイッチをONさせるようにしてもよい。このようにすれば、コンデンサの容量値がある程度大きい方向にばらついたとしても、表示電圧が規定値に達してからLCDの駆動が開始されるようになるので、LCDに表示を開始した直後に生じる画像の乱れを解消することができる。
【0034】
尚、上記各実施形態のLCD駆動装置では、表示電圧を平滑化するためのコンデンサを外付けとしているが、寄生容量のみを用いたり、一部のコンデンサのみを外付けにするようにしてもよい。また、昇圧回路を内蔵せず、表示電圧生成回路がバッテリから供給される電圧から表示電圧を直接生成するようになっていても構わない。また、外部から表示データが入力されるようになっていたが、制御回路内のROMデータのみを用いて表示する構成であっても構わない。さらに、表示電圧は他の方式により生成する構成であっても構わないし、LCDはセグメント方式でも構わない。
【0035】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るLCD駆動装置によれば、表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が短縮されるので、表示電圧生成回路が動作を開始したのとほぼ同時にLCDの駆動を開始したとしてもLCDの駆動電圧が不安定になる期間が短縮され、LCDに表示を開始した直後に生じる画像の乱れを低減することができる。
【0036】
また、本発明に係るLCD駆動装置によれば、表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が短縮されるとともに、表示電圧が規定値に達した以降にLCDの駆動が可能となるので、LCDに表示が開始されるまでに要する時間の増大を抑制しながら、LCDに表示を開始した直後に生じる画像の乱れを解消することができる。
【0037】
また、本発明に係るLCD駆動装置によれば、表示電圧生成回路が動作を開始してから表示電圧が規定値に達するまでに要する時間が無駄な電力消費を伴うことなく最大限に短縮されるので、上記各効果をより有効的なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態であるLCD駆動装置のブロック図である。
【図2】 本発明の第1実施形態であるLCD駆動装置における表示電圧生成回路の構成を示す図である。
【図3】 表示電圧の立ち上がりの波形を示す図である。
【図4】 本発明の第2実施形態であるLCD駆動装置のブロック図である。
【図5】 本発明の第2実施形態であるLCD駆動装置における表示電圧生成回路の構成を示す図である。
【図6】 従来のLCD駆動装置のブロック図である。
【図7】 LCDの構成を示す図である。
【符号の説明】
1 昇圧回路
2−1、2−2 表示電圧生成回路
3 パネルドライバ
4−1、4−2 制御回路
100 LCD駆動装置
200 バッテリ
300 LCD
R1、R2、R3、R4、R5、R6 抵抗
R11、R12、R13、R14、R15 抵抗
OP1、OP2、OP3、OP4、OP5 演算増幅器
VF1、VF2、VF3、VF4、VF5 電圧フォロワ
SW1−1、SW1−2、SW1−3、SW1−4、SW1−5 第1群スイッチ
SW2−1、SW2−2、SW2−3、SW2−4、SW2−5 第2群スイッチ
Claims (2)
- LCD表示を行うための表示電圧を生成する表示電圧生成回路と、前記表示電圧を平滑化するための容量素子と、前記表示電圧を用いてLCDを駆動するパネルドライバと、を備えたLCD駆動装置において、
前記容量素子を電源電圧で充電する充電回路と、前記充電回路を動作させる/させないを切り替えるための充電制御用スイッチ回路と、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから所定時間が経過するまで前記充電回路が動作するように前記充電制御用スイッチ回路を制御する充電制御回路と、前記表示電圧を前記パネルドライバに供給する/しないを切り替えるための表示電圧供給制御用スイッチ回路と、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから少なくとも前記所定時間が経過するまで前記表示電圧が前記パネルドライバに供給されないように前記表示電圧供給制御用スイッチ回路を制御する表示電圧供給制御回路と、前記表示電圧生成回路、前記パネルドライバ、前記充電制御回路、及び、前記表示電圧供給制御回路を制御する制御回路と、を有して成り、
前記制御回路は、前記LCDへの表示の開始が指示されると、前記表示電圧生成回路が動作を開始するように制御するとともに、前記充電制御回路及び前記表示電圧供給制御回路にカウント開始を指示するようになっており、また、前記制御回路は、前記表示電圧供給制御回路からカウントが終了した旨の通知を受けると、前記パネルドライバの動作を開始させるようになっており、さらに、
前記表示電圧生成回路は、複数の表示電圧を生成するものであり、前記容量素子は、各表示電圧毎に設けられるものであり、前記充電回路は、前記表示電圧生成回路が動作を開始してから前記複数の表示電圧が各々の規定値に達するまでに要する時間を一致させるように、前記複数の容量素子を各々に対応する複数の抵抗素子を介して前記電源電圧で個別に充電するものであることを特徴とするLCD駆動装置。 - 前記所定時間は、前記充電回路を動作させた場合に前記表示電圧が規定値に達するまでに要する時間に設定されていることを特徴とする請求項1に記載のLCD駆動装置。
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