JP4696353B2

JP4696353B2 - アクティブマトリクス型表示装置およびこれを用いた携帯端末

Info

Publication number: JP4696353B2
Application number: JP2000372351A
Authority: JP
Inventors: 義晴仲島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2011-06-08
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP2002175034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型表示装置およびこれを用いた携帯端末に関し、特に単一の直流電圧を電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換する電源回路を備えたアクティブマトリクス型表示装置およびこれを表示部に用いた携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機やＰＤＡ(Personal Digital Assistants)などの携帯端末の普及がめざましい。これら携帯端末の急速な普及の要因の一つとして、その出力表示部として搭載されている液晶表示装置が挙げられる。その理由は、液晶表示装置が原理的に駆動するための電力を要しない特性を持ち、低消費電力の表示デバイスであるためである。
【０００３】
携帯端末では、電源として単一電源電圧のバッテリが用いられる。一方、液晶表示装置において、マトリクス状に配された画素を駆動する水平駆動回路では、ロジック部とアナログ部とで異なる直流電圧が用いられ、また画素に情報を書き込む垂直駆動回路では、水平駆動回路側よりも絶対値の大きい直流電圧が用いられることになる。したがって、携帯端末に搭載される液晶表示装置には、単一の直流電圧を電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換する電源電圧変換回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）が電源回路として用いられることになる。
【０００４】
電源回路を搭載した表示装置としては、次の２つが代表的なものとして挙げられる。その一つ、即ち従来例１に係る表示装置は、図９に示すように、電源回路１０１として例えばチャージポンプ型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた場合において、発振回路１０２を備え、この発振回路１０２で発生されるクロックを電源回路１０１のスイッチング動作のためのクロックとして用いる構成となっている。電源回路１０１でＤＣ−ＤＣ変換されて得られる直流電圧は、タイミングコントロール回路１０３やドライバ回路１０４に供給される。
【０００５】
タイミングコントロール回路１０３は、電源回路１０１から与えられる直流電圧を回路電源として動作し、外部から与えられる水平同期信号、垂直同期信号およびマスタークロック信号に基づいて、ドライバ回路１０４に対して各種のタイミング信号を与える。ドライバ回路１０４は、画素がマトリクス状に多数配置されてなる表示エリア部１０５を表示駆動するためのものであり、表示エリア部１０５内の各画素を行単位で選択する垂直駆動系と、この垂直駆動系によって選択された行の各画素に対して画像情報を書き込む水平駆動系とを有している。
【０００６】
従来技術の他の一つ、即ち従来例２に係る表示装置は、図１０に示すように、タイミングコントロール回路１０３で発生される各種のタイミング信号のうちの一つである水平転送クロックを、電源回路１０１の動作クロックとして用いる構成となっている。ここで、水平転送クロックとは、ドライバ回路１０４内の水平駆動系の回路動作に用いられるクロック信号である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これら２つの従来技術のうち、従来例１に係る表示装置では、電源回路１０１の動作に用いるクロック信号を外部から取り込む必要がないため、省電力モードなどでマスタークロック信号が途絶えた場合であっても、電源回路１０１が安定に動作するという利点を持つが、その反面、発振回路１０２を設ける分だけ回路面積が増大したり、発振回路１０２の発振クロックと表示エリア部１０５に表示する映像信号との同期がとれないため、ノイズ発生の原因となって画乱れ等を発生するという問題がある。
【０００８】
一方、従来例２に係る表示装置では、従来例１で用いた発振回路１０２が不要な分だけ回路面積を削減でき、またノイズによる画乱れ等を低減できるという利点がある。しかしながら、電源回路１０１は常に動作していなければならなく、水平転送クロックを止める訳にはいかないことから、省電力モードなどで水平転送クロックの基準となるマスタークロック信号を停止することができないため、効果的な低消費電力モードを実現することができないという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、小型化、低ノイズ化が可能で、かつ省電力モードにも対応できることで低消費電力化が可能なアクティブマトリクス型表示装置およびこれを用いた携帯端末を提供することにある。
【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、電気光学素子を有する画素がマトリクス状に配置されてなる表示エリア部と、この表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、この垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路とを具備するアクティブマトリクス型表示装置において、単一の直流電圧を電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換して少なくとも垂直駆動回路および水平駆動回路に与える電源回路が、表示エリア部に表示する映像信号に同期した同期信号に基づいて動作する構成となっている。そして、このアクティブマトリクス型表示装置は、携帯端末の表示部として用いられる。
【００１１】
上記構成のアクティブマトリクス型表示装置あるいはこれを用いた携帯端末において、映像信号に同期した同期信号は表示制御のための基準となる信号であることから、この同期信号を電源回路の動作の基準となるクロック信号として用いることで、クロック信号を生成するための回路が不要となり、また元々映像信号に同期した信号であることから、クロック信号と映像信号との非同期によるノイズが発生することもない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置の構成例を示す概略構成図である。ここでは、例えば、各画素の電気光学素子として液晶セルを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明するものとする。
【００１３】
図１において、透明絶縁基板、例えばガラス基板１１上には、液晶セルを含む画素がマトリクス状に多数配置されてなる表示エリア部１２と共に、上下一対のＨドライバ（水平駆動回路）１３Ｕ，１３ＤおよびＶドライバ（垂直駆動回路）１４が搭載され、さらに電源回路１５およびタイミングコントロール回路１６が集積されている。ガラス基板１１は、能動素子（例えば、トランジスタ）を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置形成される第１の基板と、この第１の基板と所定の間隙をもって対向して配置される第２の基板とによって構成される。そして、これら第１，第２の基板間に液晶が封入される。
【００１４】
図２に、表示エリア部１２の具体的な構成の一例を示す。ここでは、図面の簡略化のために、３行（ｎ−１行〜ｎ＋１行）４列（ｍ−２列〜ｍ＋１列）の画素配列の場合を例に採って示している。図２において、表示エリア部１２には、垂直走査ライン…，２１ｎ−１，２１ｎ，２１ｎ＋１，…と、データライン…，２２ｍ−２，２２ｍ−１，２２ｍ，２２ｍ＋１，…とがマトリクス状に配線され、それらの交点部分に単位画素２３が配置されている。
【００１５】
単位画素２３は、画素トランジスタである薄膜トランジスタＴＦＴ、液晶セルＬＣおよび保持容量Ｃｓを有する構成となっている。ここで、液晶セルＬＣは、薄膜トランジスタＴＦＴで形成される画素電極（一方の電極）とこれに対向して形成される対向電極（他方の電極）との間で発生する容量を意味する。
【００１６】
薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極が垂直走査ライン…，２１ｎ−１，２１ｎ，２１ｎ＋１，…に接続され、ソース電極がデータライン…，２２ｍ−２，２２ｍ−１，２２ｍ，２２ｍ＋１，…に接続されている。液晶セルＬＣは、画素電極が薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極に接続され、対向電極が共通ライン２４に接続されている。保持容量Ｃｓは、薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極と共通ライン２４との間に接続されている。共通ライン２４には、所定の直流電圧がコモン電圧Ｖｃｏｍとして与えられる。
【００１７】
垂直走査ライン…，２１ｎ−１，２１ｎ，２１ｎ＋１，…の各一端は、図１に示すＶドライバ１４の対応する行の各出力端にそれぞれ接続される。Ｖドライバ１４は、例えばシフトレジスタによって構成され、垂直転送クロックＶＣＫ（図示せず）に同期して順次垂直選択パルスを発生して垂直走査ライン…，２１ｎ−１，２１ｎ，２１ｎ＋１，…に与えることによって垂直走査を行う。
【００１８】
一方、表示エリア部１２において、例えば、奇数番目のデータライン…，２２ｍ−１，２２ｍ＋１，…の各一端が図１に示すＨドライバ１３Ｕの対応する列の各出力端に、偶数番目のデータライン…，２２ｍ−２，２２ｍ，…の各他端が図１に示すＨドライバ１３Ｄの対応する列の各出力端にそれぞれ接続される。Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄの具体的な構成の一例を図３に示す。
【００１９】
図３に示すように、Ｈドライバ１３Ｕは、シフトレジスタ２５Ｕ、サンプリングラッチ回路（データ信号入力回路）２６Ｕ、線順次化ラッチ回路２７ＵおよびＤＡ変換回路２８Ｕを有する構成となっている。シフトレジスタ２５Ｕは、水平転送クロックＨＣＫ（図示せず）に同期して各転送段から順次シフトパルスを出力することによって水平走査を行う。サンプリングラッチ回路２６Ｕは、シフトレジスタ２５Ｕから与えられるシフトパルスに応答して、入力される所定ビットのディジタル画像データを点順次にてサンプリングしてラッチする。
【００２０】
線順次化ラッチ回路２７Ｕは、サンプリングラッチ回路２６Ｕで点順次にてラッチされたディジタル画像データを１ライン単位で再度ラッチすることによって線順次化し、この１ライン分のディジタル画像データを一斉に出力する。ＤＡ変換回路２８Ｕは例えば基準電圧選択型の回路構成をとり、線順次化ラッチ回路２７Ｕから出力される１ライン分のディジタル画像データをアナログ画像信号に変換して先述した画素エリア部１２のデータライン…，２２ｍ−２，２２ｍ−１，２２ｍ，２２ｍ＋１，…に与える。
【００２１】
下側のＨドライバ１３Ｄについても、上側のＨドライバ１３Ｕと全く同様に、シフトレジスタ２５Ｄ、サンプリングラッチ回路２６Ｄ、線順次化ラッチ回路２７ＤおよびＤＡ変換回路２８Ｄを有する構成となっている。なお、本例に係る液晶表示装置では、表示エリア部１２の上下にＨドライバ１３Ｕ，１３Ｄを配する構成を採ったが、これに限定されるものではなく、上下のいずれか一方のみに配する構成を採ることも可能である。
【００２２】
図１および図３から明らかなように、電源回路１５およびタイミングコントロール回路１６についても、Ｈドライバ１３Ｕ，１３ＤおよびＶドライバ１４と同様に、表示エリア部１２と共に同一のガラス基板１１上に集積される。ここで、例えば表示エリア部１２の上下にＨドライバ１３Ｕ，１３Ｄを配する構成を採る液晶表示装置の場合には、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄが搭載されていない辺の額縁エリア（表示エリア部１２の周辺エリア）に電源回路１５およびタイミングコントロール回路１６を搭載するのが好ましい。
【００２３】
何故ならば、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄは、上述した如くＶドライバ１４に比べて構成要素が多く、その回路面積が非常に大きくなる場合が多いことから、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄが搭載されていない辺の額縁エリアに搭載することで、有効画面率（ガラス基板１１に対する有効エリア部１２の面積率）を低下させることなく、電源回路１５およびタイミングコントロール回路１６を表示エリア部１２と同一のガラス基板１１上に集積することができるからである。
【００２４】
なお、本例に係る液晶表示装置においては、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄが搭載されていない辺の額縁エリアの一方側にはＶドライバ１４が集積されていることから、その反対側の辺の額縁エリアに電源回路１５およびタイミングコントロール回路１６を集積する構成を採っている。
【００２５】
また、電源回路１５の集積に際しては、表示エリア部１２の各画素トランジスタとして薄膜トランジスタＴＦＴを用いていることから、電源回路１５を構成するトランジスタとしても薄膜トランジスタを用い、少なくともこれらトランジスタ回路を表示エリア部１２と同一プロセスを用いて作成することにより、その製造が容易になるとともに、低コストにて実現できる。
【００２６】
薄膜トランジスタについては、近年の性能向上や消費電力の低下に伴って集積化が容易になっているのが現状である。したがって、電源回路１５、特に少なくともトランジスタ回路を表示エリア部１２の画素トランジスタと同じ薄膜トランジスタを用いて同一のガラス基板１１上に同一プロセスにて一体的に形成することにより、製造プロセスの簡略化に伴う低コスト化、さらには集積化に伴う薄型化、コンパクト化を図ることができる。
【００２７】
電源回路１５は、例えばチャージポンプ型電源電圧変換回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ）からなり、外部から与えられる単一の直流電源電圧ＶＣＣを電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換し、これら直流電圧をＨドライバ１３Ｕ，１３ＤやＶドライバ１４、さらにはタイミングコントロール回路１６に与える。本実施形態に係る電源回路１５は、表示エリア部１２に表示する映像信号に同期した同期信号、例えば水平同期信号ＨＤをそのスイッチング動作の基準となるクロック信号として用いている。
【００２８】
タイミングコントロール回路１６は、外部から与えられる水平同期信号ＨＤ、垂直同期信号ＶＤおよびマスタークロック信号ＭＣＫに基づいて、Ｈドライバ１３Ｕ，１３ＤやＶドライバ１４で用いる各種のタイミング信号を生成する。一例として、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄに対して水平スタートパルスＨＳＴや水平転送クロックＨＣＫを与え、Ｖドライバ１４に対して垂直スタートパルスＶＳＴや垂直転送クロックＶＣＫを与える。
【００２９】
上述したように、アクティブマトリクス型液晶表示装置において、電源回路１５のスイッチング動作の基準となるクロック信号として、映像信号に同期した同期信号、例えば水平同期信号ＨＤを用いることにより、この水平同期信号ＨＤは元々タイミングコントロール回路１６で用いられている信号であることから、クロック信号を生成するための回路を新たに設ける必要がないため、ガラス基板１１上に作成する回路面積を削減できる。したがって、液晶表示装置の小型化、薄型化が図れる。
【００３０】
また、水平同期信号ＨＤは、例えば外部の同期分離回路（図示せず）において表示エリア部１２に表示する映像信号から同期分離された信号であり、当然のことながら映像信号に同期した信号であることから、クロック信号と映像信号との非同期によるノイズが発生することもないため、当該ノイズによる画乱れ等の問題が発生することもない。したがって、画品位に優れた液晶表示装置を提供できる。
【００３１】
なお、本例では、映像信号に同期した信号として、水平同期信号ＨＤを用いるとしたが、これに限られるものではなく、垂直同期信号ＶＤや、水平同期信号ＨＤあるいは垂直同期信号ＶＤを分周した信号等を用いることも可能であり、いずれも映像信号に同期した信号であることから、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
また、タイミングコントロール回路１６の電源電圧としては、必ずしも電源回路１５で生成した直流電圧を用いる必要はなく、外部から直接入力される電源電圧を用いても良い。
【００３３】
続いて、電源回路１５の具体的な構成について説明する。ここでは、電源回路１５として、例えばチャージポンプ型電源電圧変換回路を用いた場合を例に採って説明するものとする。
【００３４】
図４は、チャージポンプ型の電源電圧変換回路の第１構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。本例に係るチャージポンプ型電源電圧変換回路には、クロック信号として、例えば水平同期信号ＨＤが与えられる。この水平同期信号ＨＤは、デューティ変換回路３１に供給される。デューティ変換回路３１は、例えば分周回路によって構成されており、水平同期信号ＨＤをデューティ比がほぼ５０％のクロックパルスに変換してスイッチングパルスとする。
【００３５】
一方、外部から与えられる電源電圧ＶＣＣの電源とグランド（ＧＮＤ）との間には、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１１とＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１１とが直列に接続され、かつ各ゲートが共通に接続されてＣＭＯＳインバータ３２を構成している。このＣＭＯＳインバータ３２のゲート共通接続点には、デューティ変換回路３１から水平同期信号ＨＤをデューティ変換して得られるクロックパルスがスイッチングパルスとして与えられる。
【００３６】
ＣＭＯＳインバータ３２のドレイン共通接続点（ノードＢ）には、コンデンサＣ１１の一端が接続されている。コンデンサＣ１１の他端には、スイッチ素子、例えばＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２のドレインおよびＰＭＯＳトランジスタＱｐ１２のソースがそれぞれ接続されている。ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２のソースとグランドとの間には、負荷コンデンサＣ１２が接続されている。
【００３７】
ＣＭＯＳインバータ３２のゲート共通接続点には、コンデンサＣ１３の一端が接続されている。コンデンサＣ１３の他端には、ダイオードＤ１１のアノードが接続されている。ダイオードＤ１１は、そのカソードが接地されて第１のクランプ回路３３を構成している。コンデンサＣ１３の他端にはさらに、ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２およびＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２の各ゲートがそれぞれ接続されている。ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２のドレインは接地されている。
【００３８】
コンデンサＣ１３の他端とグランドとの間には、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３が接続されている。このＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３のゲートには、パルス発生回路３４で発生されるクランプ用パルスがレベルシフト回路３５でレベルシフトされて与えられる。これらＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３、パルス発生回路３４およびレベルシフト回路３５は、スイッチングトランジスタ（ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２およびＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２）のスイッチングパルス電圧をクランプする第２のクランプ回路３６を構成している。
【００３９】
この第２のクランプ回路３６において、パルス発生回路３４は、水平同期信号ＨＤとこれをデューティ変換回路３１でデューティ変換して得られるクロックパルスとに基づいてクランプ用パルスを発生する。レベルシフト回路３５は、電源電圧ＶＣＣを正側回路電源、負荷コンデンサＣ１２の両端から導出される本回路の出力電圧Ｖｏｕｔを負側回路電源とし、パルス発生回路３４で発生される振幅ＶＣＣ−０［Ｖ］のクランプ用パルスを、振幅ＶＣＣ−Ｖｏｕｔ［Ｖ］のクランプ用パルスにレベルシフトしてＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３のゲートに与える。
【００４０】
次に、上記構成の負電圧発生タイプのチャージポンプ型電源電圧変換回路における回路動作について、図５（Ａ）のタイミングチャートを用いて説明する。なお、図５（Ａ）のタイミングチャートには、図４（Ａ）の回路におけるノードＡ〜Ｇの各信号波形Ａ〜Ｇを示している。
【００４１】
電源投入時（起動時）には、水平同期信号ＨＤをデューティ変換回路３１でデューティ変換して得られるクロックパルス（スイッチングパルス）に基づくコンデンサＣ１３の出力電位、即ちノードＤの電位は、先ずダイオードＤ１１によって、負側の回路電源電位であるグランド（ＧＮＤ）レベルからダイオードＤ１１のしきい値電圧Ｖｔｈ分だけレベルシフトした電位に”Ｈ”レベルクランプされる。
【００４２】
そして、スイッチングパルスが“Ｌ”レベル（０Ｖ）のときは、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１１，Ｑｐ１２がオン状態となるため、コンデンサＣ１１が充電される。このとき、ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１１がオフ状態にあるため、ノードＢの電位がＶＣＣレベルとなる。次いで、スイッチングパルスが“Ｈ”レベル（ＶＣＣ）になると、ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１１，Ｑｎ１２がオン状態となり、ノードＢの電位がグランドレベル（０Ｖ）になるため、ノードＣの電位が−ＶＣＣレベルとなる。このノードＣの電位がそのままＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２を通して出力電圧Ｖｏｕｔ（＝−ＶＣＣ）となる。
【００４３】
次に、出力電圧Ｖｏｕｔがある程度立ち上がると（起動プロセス終了時）、クランプパルス用のレベルシフト回路３５が動作を始める。このレベルシフト回路３５が動作し始めると、パルス発生回路３４で発生された振幅ＶＣＣ−０［Ｖ］のクランプ用パルスは、当該レベルシフト回路３５において、振幅ＶＣＣ−Ｖｏｕｔ［Ｖ］のクランプ用パルスにレベルシフトされ、しかる後ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３のゲートに印加される。
【００４４】
このとき、クランプ用パルスの“Ｌ”レベルが出力電圧Ｖｏｕｔ、即ち−ＶＣＣであるため、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１３が確実にオン状態となる。これにより、ノードＤの電位は、グランドレベルからダイオードＤ１１のしきい値電圧Ｖｔｈ分だけレベルシフトした電位ではなく、グランドレベル（負側の回路電源電位）にクランプされる。これにより、以降のポンピング動作において、特にＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２に対して十分な駆動電圧が得られる。
【００４５】
上述したように、チャージポンプを用いた電源電圧変換回路において、その出力部に設けられたスイッチ素子（ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２およびＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２）に対する制御パルス（スイッチングパルス）の電圧を、本回路の起動時には先ず第１のクランプ回路３３のダイオードＤ１１によるクランプ、起動プロセス終了後は第２のクランプ回路３６によるクランプ、というように２段階に分けてクランプすることにより、特にＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２に対して十分な駆動電圧をとることができる。
【００４６】
これにより、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２において十分なスイッチング電流が得られるようになるため、安定したＤＣ−ＤＣ変換動作が行えるようになるとともに、変換効率を向上させることができる。特に、ＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２のトランジスタサイズを大きくしなくても、十分なスイッチング電流が得られるため、小面積の回路規模にて電流容量の大きな電源電圧変換回路を実現できる。
【００４７】
その効果は、しきい値Ｖｔｈが大きいトランジスタ、例えば薄膜トランジスタを用いた場合に特に大きい。本構成例を用いることにより、電源電圧変換回路のガラス基板１１上への集積化が容易になり、結果として、表示装置の小型化に貢献できる。
【００４８】
また、スイッチングパルスの基準となる信号として水平同期信号ＨＤを用いた場合において、その入力段にデューティ変換回路３１を設け、このデューティ変換回路３１によってスイッチングパルスのデューティ比を５０％に近づけるようにしたことで、水平同期信号ＨＤをそのままスイッチングパルスとして用いる場合に比べて、効率的なＤＣ−ＤＣ変換動作が可能となる。
【００４９】
図４（Ｂ）に示す昇圧タイプのＤＤコンバータにおいても、基本的な回路構成および回路動作は同じである。
【００５０】
すなわち、図４（Ｂ）において、スイッチングトランジスタおよびクランプようトランジスタ（ＭＯＳトランジスタＱｐ１４，Ｑｎ１４，Ｑｎ１３）が、図４（Ａ）の回路のＭＯＳトランジスタＱｎ１２，Ｑｐ１２，Ｑｐ１３と逆導電型となるとともに、ダイオードＤ１１がコンデンサＣ１１の他端と電源（ＶＣＣ）との間に接続され、かつレベルシフト回路３５が本回路の出力電圧Ｖｏｕｔを正側回路電源とし、グランドレベルを負側回路電源とした構成となっており、この点が図４（Ａ）の回路と構成上相違するのみである。
【００５１】
回路動作上においても、基本的には、図４（Ａ）の回路と全く同じである。異なるのは、スイッチングパルス電圧（制御パルス電圧）が起動時に先ずダイオードクランプされ、起動プロセス終了時にＶＣＣレベル（正側の回路電源電位）にクランプされ、また出力電圧Ｖｏｕｔとして電源電圧ＶＣＣの２倍の電圧値２×ＶＣＣが導出される点だけである。図５（Ｂ）に、図４（Ｂ）の回路におけるノードＡ〜Ｇの各信号波形Ａ〜Ｇのタイミングチャートを示す。
【００５２】
なお、本構成例では、スイッチングパルスの基準となる信号として、水平同期信号ＨＤを用いたが、垂直同期信号ＶＤを用いることも可能である。ここで、水平同期信号ＨＤと垂直同期信号ＶＤとは周波数が大きく異なるが、その周波数の違いについては、コンデンサＣ１１，Ｃ１３の容量値を変更することによって対処可能である。
【００５３】
また、タイミングコントロール回路１６で生成される垂直転送クロックＶＣＫをスイッチング動作の基準となるクロック信号として用いることも可能である。垂直転送クロックＶＣＫは、水平同期信号ＨＤに基づいて生成されるクロック信号であり、映像信号に同期した信号であることから、水平同期信号ＨＤや垂直同期信号ＶＤを用いた場合と同様の作用効果を得ることができ、しかも垂直転送クロックＶＣＫは元々デューティ比５０％のクロック信号であることから、デューティ変換回路３１を設ける必要がないため、その分だけ回路面積を低減できるという利点がある。
【００５４】
図６は、チャージポンプ型の電源電圧変換回路の第２構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。また、図中、図４と同等部分には同一符号を付して示している。
【００５５】
本構成例に係る電源電圧変換回路は、装置全体の低消費電力化を図るために、省電力モードを選択的に採る構成の液晶表示装置に搭載されるものであり、スイッチング動作の基準クロック信号として例えば水平同期信号ＨＤを用いている。ただし、第１構成例の場合と同様に、スイッチング動作の基準クロックとして、垂直同期信号ＶＤや垂直転送クロックＶＣＫなどを用いることも可能である。
【００５６】
図６において、デューティ変換回路３１の後段には、２入力ＡＮＤ回路３７が新たに付加された構成となっており、それ以外は図４の構成と全く同じである。２入力ＡＮＤ回路３７は、水平同期信号ＨＤをデューティ変換回路３１でデューティ変換してえられるクロックパルスを一方の入力とし、省電力モード時に供給される“Ｌ”レベルのモード選択信号ＳＥＬを他方の入力としている。
【００５７】
上記構成の第２構成例に係る電源電圧変換回路では、省電力モード時に“Ｌ”レベルのモード選択信号ＳＥＬが供給されることで、ＡＮＤ回路３７は水平同期信号ＨＤに基づくクロックパルスの回路内部への供給を停止する。これにより、本電源電圧変換回路におけるスイッチング動作（チャージポンプのポンピング動作）が一時的に停止するため、本回路内での消費電流が低下し、省電力化が図られる。なお、水平同期信号ＨＤのデューティ比の変換を行わずに、直接入力する構成（デューティ変換回路３１を省略した構成）を採った場合にも、同様のことが言える。
【００５８】
このように、省電力モードの設定によってクロック供給が一時的に停止するような場合でも、先述したように、出力部に設けられたスイッチ素子（ＮchＭＯＳトランジスタＱｎ１２およびＰchＭＯＳトランジスタＱｐ１２）に対する制御パルス（スイッチングパルス）の電圧を、起動時と起動プロセス終了後で２段階に分けてクランプすることで、ノードＤのクランプレベルが安定となるため、クロック供給／停止の移行期間においても十分な電流能力を確保でき、よって安定したＤＣ−ＤＣ変換動作が可能になる。
【００５９】
図７は、チャージポンプ型の電源電圧変換回路の第３構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。また、図中、図４と同等部分には同一符号を付して示している。本構成例に係る電源電圧変換回路では、スイッチング動作の基準クロック信号として、水平同期信号ＨＤ（または、垂直同期信号ＶＤ）と垂直転送クロックＶＣＫとを併用する構成を採っている。
【００６０】
図７において、水平同期信号ＨＤ／垂直転送クロックＶＣＫの入力段には、デューティ変換回路３１に代えて切り替えスイッチ３８が設けられた構成となっており、それ以外は図４の構成と全く同じである。切り替えスイッチ３８は、水平同期信号ＨＤと垂直転送クロックＶＣＫとを２入力とし、スタンバイ期間中に与えられるスタンバイ信号に基づいてその入力の選択を行う。ここで、スタンバイ期間とは、電源が投入されてから他の回路、即ち図３に示すＨドライバ１３Ｕ，１３Ｄ、Ｖドライバ１４およびタイミングコントロール回路１６が動作を開始するまでの期間である。
【００６１】
上記構成の第３構成例に係る電源電圧変換回路において、スタンバイ期間中には、切り替えスイッチ３８はスタンバイ信号に応答して水平同期信号ＨＤを選択する。このスタンバイ期間においては、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄ、Ｖドライバ１４およびタイミングコントロール回路１６は、上記スタンバイ信号により電流をできるだけ消費しないように制御される。これにより、低消費電力化が図られている。
【００６２】
一方、電源回路１５、即ち本電源電圧変換回路は、切り替えスイッチ３８によって水平同期信号ＨＤが選択されたことで、水平同期信号ＨＤを動作クロックとしてスイッチング動作を行い、所定の電圧値（本例では、−ＶＣＣと２ＶＣＣであるが、これは一例に過ぎない）の直流電圧を発生する。これらの直流電圧は、Ｈドライバ１３Ｕ，１３Ｄ、Ｖドライバ１４およびタイミングコントロール回路１６に電源電圧として供給される。
【００６３】
これにより、タイミングコントロール回路１６においては、水平同期信号ＨＤを基に垂直転送クロックＶＣＫが生成される。この垂直転送クロックＶＣＫは、電源投入から一定期間が終了した後、即ちスタンバイ期間が終了した後、切り替えスイッチ３８によって水平同期信号ＨＤに代えて選択される。すると、本電源電圧変換回路は、垂直転送クロックＶＣＫを動作クロックとしてスイッチング動作を行い、ＤＣ−ＤＣ変換動作を継続する。
【００６４】
このように、電源投入時には水平同期信号ＨＤを動作クロックとして用いてスイッチング動作を行い、スタンバイ期間が終了した後は垂直転送クロックＶＣＫを動作クロックとしてスイッチング動作を行うようにしたことにより、スタンバイ期間が終了して消費電流が増大しても、デューティ比５０％の垂直転送クロックＶＣＫに基づく効率的なＤＣ−ＤＣ変換動作が可能になるため、十分な電流能力を持つことが可能になる。
【００６５】
以上述べた第１〜第３構成例に係るチャージポンプ型の電源電圧変換回路の回路構成は一例に過ぎず、チャージポンプ回路の回路構成としては種々の改変が可能であり、上記の回路構成例に限定されるものではない。
【００６６】
なお、上記実施形態では、アクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した場合を例に採って説明したが、これに限られるものではなく、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を各画素の電気光学素子として用いたＥＬ表示装置などの他のアクティブマトリクス型表示装置にも同様に適用可能である。
【００６７】
また、本発明に係るアクティブマトリクス型表示装置は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等のＯＡ機器やテレビジョン受像機などのディスプレイとして用いられる外、特に装置本体の小型化、コンパクト化が進められている携帯電話機やＰＤＡなどの携帯端末の表示部として用いて好適なものである。
【００６８】
図８は、本発明が適用される携帯端末、例えば携帯電話機の構成の概略を示す外観図である。
【００６９】
本例に係る携帯電話機は、装置筐体４１の前面側に、スピーカ部４２、表示部４３、操作部４４およびマイク部４５が上部側から順に配置された構成となっている。かかる構成の携帯電話機において、表示部４３には例えば液晶表示装置が用いられ、この液晶表示装置として、先述した実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられる。
【００７０】
このように、携帯電話機などの携帯端末において、先述した実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置を表示部４３として用いることにより、当該液晶表示装置が装置全体の小型化、低ノイズ化を図ることができるため、端末本体の小型化、高画質化が可能となり、特に省電力モード時には回路での消費電流を低減できるため、低消費電力化も可能となる。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アクティブマトリクス型表示装置あるいはこれを用いた携帯端末において、映像信号に同期した信号を電源回路の動作の基準となるクロック信号として用いることにより、クロック信号を生成するための回路が不要となり、またクロック信号と映像信号との非同期によるノイズが発生することもないため、小型化、低ノイズ化が可能で、かつ省電力モードにも対応できることによって低消費電力化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るアクティブマトリクス型表示装置の構成例を示す概略構成図である。
【図２】液晶表示装置の表示エリア部の構成例を示す回路図である。
【図３】Ｈドライバの具体的な構成の一例を示すブロック図である。
【図４】チャージポンプ型電源電圧変換回路の第１構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。
【図５】チャージポンプ型電源電圧変換回路の回路動作を説明するためのタイミングチャートであり、（Ａ）は負電圧発生タイプの場合を、（Ｂ）は昇圧タイプの場合をそれぞれ示している。
【図６】チャージポンプ型電源電圧変換回路の第２構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。
【図７】チャージポンプ型電源電圧変換回路の第３構成例を示す回路図であり、（Ａ）は負電圧発生タイプを、（Ｂ）は昇圧タイプをそれぞれ示している。
【図８】本発明に係る携帯端末である携帯電話機の構成の概略を示す外観図である。
【図９】従来例１に係る表示装置を示すブロック図である。
【図１０】従来例２に係る表示装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１…ガラス基板、１２…表示エリア部、１３Ｕ，１３Ｄ…Ｈドライバ（水平駆動回路）、１４…Ｖドライバ（垂直駆動回路）、１５…電源回路、１６…タイミングコントロール回路、２３…単位画素、３１…デューティ変換回路、３２…ＣＭＯＳインバータ、３３…第１のクランプ回路、３４…パルス発生回路、３５…レベルシフト回路、３６…第２のクランプ回路、３７…ＡＮＤ回路、３８…切り替えスイッチ

Claims

電気光学素子を有する画素がマトリクス状に配置されてなる表示エリア部と、
前記表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、
前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路と、
単一の直流電圧を電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換して少なくとも前記垂直駆動回路および前記水平駆動回路に与える電源回路と、
前記電源回路から直流電圧が与えられることによって動作し、前記表示エリア部に表示する映像信号に同期した水平同期信号および垂直同期信号に基づいて少なくとも垂直転送クロックを生成し、当該垂直転送クロックを前記垂直駆動回路に対してその動作の基準となるクロック信号として与えるタイミングコントロール回路とを備え、
前記電源回路は、電源投入直後には水平同期信号もしくは垂直同期信号に基づいて動作し、電源投入から一定期間経過後に前記タイミングコントロール回路から与えられる前記垂直転送クロックに基づいて動作する
アクティブマトリクス型表示装置。
前記電源回路は、前記水平同期信号もしくは垂直同期信号、及び、前記垂直転送クロックに基づいてスイッチング動作を行うチャージポンプ型の電源電圧変換回路である
請求項１に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
前記電気光学素子が液晶セルである
請求項１または請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
前記電気光学素子がエレクトロルミネッセンス素子である
請求項１または請求項２に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
前記表示エリア部の各画素において、前記電気光学素子を駆動する能動素子が薄膜トランジスタからなり、
前記電源回路を構成する少なくともトランジスタ回路は、薄膜トランジスタにより前記表示エリア部と同一基板上に一体的に形成される
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のアクティブマトリクス型表示装置。
表示部として、
電気光学素子を有する画素がマトリクス状に配置されてなる表示エリア部と、
前記表示エリア部の各画素を行単位で選択する垂直駆動回路と、
前記垂直駆動回路によって選択された行の各画素に対して画像信号を供給する水平駆動回路と、
単一の直流電圧を電圧値の異なる複数種類の直流電圧に変換して少なくとも前記垂直駆動回路および前記水平駆動回路に与える電源回路と、
前記電源回路から直流電圧が与えられることによって動作し、前記表示エリア部に表示する映像信号に同期した水平同期信号および垂直同期信号に基づいて少なくとも垂直転送クロックを生成し、当該垂直転送クロックを前記垂直駆動回路に対してその動作の基準となるクロック信号として与えるタイミングコントロール回路とを備え、
前記電源回路は、電源投入直後には水平同期信号もしくは垂直同期信号に基づいて動作し、電源投入から一定期間経過後に前記タイミングコントロール回路から与えられる前記垂直転送クロックに基づいて動作する
アクティブマトリクス型表示装置を用いた携帯端末。
前記電源回路は、前記水平同期信号もしくは垂直同期信号、及び、前記垂直転送クロックに基づいてスイッチング動作を行うチャージポンプ型の電源電圧変換回路である
請求項６に記載の携帯端末。
前記アクティブマトリクス型表示装置は、前記電気光学素子として液晶セルを用いた液晶表示装置である
請求項６または請求項７に記載の携帯端末。
前記アクティブマトリクス型表示装置は、前記電気光学素子としてエレクトロルミネッセンス素子を用いたエレクトロルミネッセンス表示装置である
請求項６または請求項７に記載の携帯端末。