JP5010424B2 - 電源装置、液晶駆動装置、液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子回路に駆動電流を供給する電源装置、並びに、これを用いた液晶駆動装置及び液晶表示装置に関するものである。

近年、パーソナルコンピュータや携帯電話端末の表示手段として、液晶表示装置が広く一般に用いられている。

なお、液晶表示装置やその電源装置に関連する従来技術の一例としては、下記の特許文献１、２を挙げることができる。
特開平９−１６００００号公報 特開平５−２２４６２１号公報

ところで、液晶表示装置のドライバＩＣには、液晶セルの駆動制御に必要な各種信号を生成するロジック部が搭載されているが、液晶セル駆動時におけるロジック部の消費電流は、液晶表示パネルの大型化や高精細化等に伴って、増大の一途をたどっている。

特に、複数の信号線（セグメント信号線）とこれに直交する複数の走査線（コモン信号線）との各交点に液晶セルを備えて成る単純マトリクス型の液晶表示パネルを駆動する方式として、複数の走査線を同時選択するＭＬＳ［Multi Line Selection］駆動方式を採用する場合には、ロジック部におけるデータ信号の生成処理が複雑となり、これに要する消費電力が不可避的に大きくなる。

しかしながら、従来のドライバＩＣでは、ロジック系電源とアナログ系電源が完全に分離されていたため、ロジック部の消費電流については、その全てをロジック系電源で賄わねばならず、ロジック系電源の電流供給能力を超えてしまうおそれがあった。

なお、液晶表示装置に搭載される電源装置のみならず、その余の用途に供される電源装置についても、上記と同様の課題が存在する。

本発明は、上記問題点に鑑み、電子回路の消費電流を低減するとともに、これを複数の電源から分散して引き込むことが可能な電源装置、並びに、これを用いた液晶駆動装置、及び、液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達すべく、本発明に係る電源装置は、異なる第１、第２電源電圧の入力を受けて、電子回路の電源入力端に駆動電流を供給する電源装置であって、第１電源電圧の印加端と前記電子回路の電源入力端との間に挿入され、第１電源電圧の印加端から所定の定電流を引き込む定電流源と；第２電源電圧の印加端と前記電子回路の電源入力端との間に挿入され、第２電源電圧から第１電源電圧よりも低い定電圧を生成し、これを前記電子回路の電源入力端に印加するレギュレータと；を有する構成（第１の構成）とされている。

なお、上記第１の構成から成る電源装置において、前記定電流源は、前記定電流の可変制御機能を備えて成る構成（第２の構成）にするとよい。

なお、上記第１または第２の構成から成る電源装置において、第３電源電圧は、前記電子回路の最低動作保証電圧に設定されている構成（第３の構成）するとよい。

また、本発明に係る液晶駆動装置は、液晶セルの駆動制御に必要な各種信号を生成するロジック部と、前記ロジック部の電源入力端に駆動電流を供給する上記第１〜第３いずれかの構成から成る電源装置と、を有して成る構成（第４の構成）とされている。

また、本発明に係る液晶表示装置は、複数の走査線と複数の信号線との間に液晶セルを挟持して成る液晶表示パネルと、前記液晶セルの駆動制御を行う上記第４の構成から成る液晶駆動装置と、を有して成る構成（第５の構成）とされている。

なお、上記第５の構成から成る液晶表示装置において、前記液晶駆動装置は、前記液晶表示パネルの垂直走査に際し、前記複数の走査線を所定本数ずつ同時に選択する構成（第６の構成）にするとよい。

本発明によれば、電子回路の消費電流を低減するとともに、これを複数の電源から分散して引き込むことが可能となる。

以下では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて、詳細な説明を行う。

図１は、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示す図である。

図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、液晶駆動装置１と、その駆動対象である液晶表示パネル２と、を有して成る。

液晶駆動装置１は、液晶表示パネル２の液晶セルを駆動する容量負荷駆動装置であり、ロジック部１１と、メモリ部１２と、セグメントドライバ部１３と、コモンドライバ部１４と、電源部１５と、を集積化して成る半導体装置である。

ロジック部１１は、映像信号や制御信号の入力を受け、液晶表示の制御に必要な各種信号（データ信号やコモン選択信号等を含む）をセグメントドライバ部１３及びコモンドライバ部１４に供給する手段であり、データレジスタ、コマンドデコーダ、ＭＰＵ［Micro Processing Unit］インターフェイス、コントロールレジスタ、アドレスカウンタ、タイミングジェネレータなどを有して成る（いずれも不図示）。

メモリ部１２は、ロジック部１１で生成されたセグメント制御信号を一旦格納し、これを適宜読み出してセグメントドライバ部１３に送出するバッファ手段である。

セグメントドライバ部１３は、ロジック部１１から入力されるデータ信号（延いては、装置外部から入力される映像信号）に応じてセグメント駆動信号Ｘ１〜Ｘｍを生成し、これらを液晶表示パネル１の各信号線（液晶セルの各一端）に供給する手段である。

コモンドライバ部１４は、ロジック部１１から入力されるコモン選択信号に応じてコモン駆動信号Ｙ１〜Ｙｎを生成し、これらを液晶表示パネル１の各走査線（液晶セルの各他端）に供給する手段である。なお、本実施形態の液晶駆動装置１において、コモンドライバ部１４は、液晶表示パネル１の垂直走査に際して、液晶表示パネル１の走査線を所定の本数ずつ同時に選択するＭＬＳ駆動方式を採用した構成とされている。このような構成とすることにより、各走査線を時分割で順次選択するＡＰＴ［Alt Pleshko Technics］駆動方式を採用した構成に比べて、ロジック部１１で生成すべきコモン選択信号の本数を削減することができる上、フレーム応答の低減やコモン電圧の低電圧化を図ることも可能となる。ただし、ＭＬＳ駆動方式を採用する場合には、ロジック部１１におけるセグメント制御信号の生成処理が複雑となり、これに要する消費電力が不可避的に大きくなるため、ロジック系電源の電流供給能力を超えないようにすることが重要となる。

電源部１５は、装置外部から第１電源電圧Ｖｃｃ１（主としてロジック回路系を駆動するための電源電圧であり、例えば１．８［Ｖ］）と、第２電源電圧Ｖｃｃ２（主としてアナログ回路系を駆動するための電源電圧であり、例えば２．８［Ｖ］）の入力を受けて、ロジック部１１、メモリ部１２、セグメントドライバ部１３、及び、コモンドライバ部１４にそれぞれ電力供給を行う手段である。なお、電源部１５の内部構成及び動作については、後ほど詳述する。

液晶表示パネル２は、複数の信号線（セグメント信号線）とこれに直交する複数の走査線（コモン信号線）との各交点にそれぞれ液晶セルを挟持して成る単純マトリクス型（ＳＴＮ［Super Twisted Nematic］型）の液晶表示パネルであり、各液晶セルの両端間に電圧をかけることで液晶分子の向きを変え、光の透過を制御することによって、任意の文字や画像を表示するものである。

次に、電源部１５の内部構成及び動作について、詳細な説明を行う。

図２は、電源部部１５の一構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、本構成例の電源部１５は、定電流源Ｉ１と、レギュレータＲＥＧとを有して成る。

定電流源Ｉ１は、第１電源電圧Ｖｃｃ１の印加端とロジック部１１の電源入力端との間に挿入され、第１電源電圧Ｖｃｃ１の印加端から定電流ｉ１を引き込む手段である。

レギュレータＲＥＧは、第２電源電圧Ｖｃｃ２の印加端とロジック部１１の電源入力端との間に挿入され、第２電源電圧Ｖｃｃ２から第１電源電圧Ｖｃｃ１よりも低い定電圧Ｖｒｅｇ（例えば、１．６５［Ｖ］）を生成し、これをロジック部１１の電源入力端に印加する手段であって、本構成例では、オペアンプＡＭＰと抵抗Ｒ１及びＲ２から成る非反転増幅回路を用いた構成とされている。

レギュレータＲＥＧを形成する回路要素の接続関係についてより具体的に述べると、オペアンプＡＭＰの非反転入力端（＋）は、参照電圧Ｖｒｅｆの印加端に接続されている。なお、参照電圧Ｖｒｅｆは、周囲温度や電源電圧の変動に依らない定電圧（例えばバンドギャップ電圧）である。オペアンプＡＭＰの反転入力端（−）は、抵抗Ｒ１を介して接地端に接続される一方、抵抗Ｒ２を介してオペアンプＡＭＰの出力端にも接続されている。

すなわち、レギュレータＲＥＧで生成される定電圧Ｖｒｅｇは、下記の（１）式で表される電圧値となる。

上記構成から成る電源部１５であれば、ロジック電源側から所定の定電流ｉ１を引き込みつつ、アナログ電源側から不足分の電流ｉ２を分散して引き込み、両者を合わせた駆動電流ｉ（＝ｉ１＋ｉ２）をロジック部１１の電源入力端に供給することができるので、定電流ｉ１をロジック電源側から供給し得る上限値に設定しておけば、ロジック電源の電流供給能力を最大限に活用しつつ、ロジック部１１の消費電流が大きくなっても、ロジック電源の電流供給能力を超えてしまうことがなくなる。

なお、上記構成から成る電源部１５において、定電流源Ｉ１は、定電流ｉ１の可変制御機能を備えて成る。このような構成とすることにより、ロジック電源の電流供給能力（延いては、セットの要求スペック）に応じて、定電流ｉ１を適宜調整することができる。

また、上記構成から成る電源部１５であれば、ロジック部１１の電源入力端に印加される電圧レベルを第１電源電圧Ｖｃｃ１より低い定電圧Ｖｒｅｇとすることができるので、第１電源電圧Ｖｃｃ１を印加していた従来構成に比べて、ロジック部１１の消費電流を低減することが可能となる。

なお、ロジック部１１の消費電流をできる限り低減するためには、定電圧Ｖｒｅｇをロジック部１１の最低動作保証電圧に設定するとよい。

また、上記構成から成る電源部１５であれば、レギュレータＲＥＧの働きにより、ロジック部１１の電源入力端に印加される電圧レベルを一定に維持することができるので、定電流源Ｉ１の両端電圧が一定となり、延いては、ロジック電源側から引き込まれる定電流ｉ１のばらつきを抑えることが可能となる。

なお、上記の実施形態では、本発明を単純マトリクス型の液晶表示パネルを駆動する液晶表示装置に適用した場合を例示して説明を行ったが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他形式の液晶表示パネルを駆動する液晶表示装置はもちろん、その他の機器に搭載される電源装置全般についても、本発明を適用することが可能である。

また、本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、ＭＬＳ駆動方式を採用した液晶駆動装置を例に挙げて説明を行ったが、これは、あくまで、ロジック部１１の消費電力を低減すべき構成の一例であって、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、その他の駆動方式を採用した液晶駆動装置についても、本発明を適用することが可能である。

また、上記実施形態では、第２電源電圧Ｖｃｃ２から定電圧Ｖｒｅｇを生成するレギュレータＲＥＧとして、オペアンプＡＭＰと抵抗Ｒ１、Ｒ２から成る非反転増幅回路を用いた構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものでははなく、シリーズレギュレータやスイッチングレギュレータなど、いかなる構成のレギュレータを用いてもかまわない。

また、上記実施形態では、第１電源電圧Ｖｃｃ１よりも第２電源電圧Ｖｃｃ２が高い構成を例に挙げて説明を行ったが、本発明の構成はこれに限定されるものではなく、両者の高低関係は逆であっても構わない。

本発明は、例えば、液晶駆動装置に搭載されるロジック部の消費電流低減を図る上で有用な技術である。

は、本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を示すブロック図である。 は、電源部１５の一構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 液晶駆動装置（容量負荷駆動装置）
１１ ロジック部
１２ メモリ部
１３ セグメントドライバ部
１４ コモンドライバ部
１５ 電源部
２ 液晶表示パネル
Ｉ１ 定電流源
ＲＥＧ レギュレータ
ＡＭＰ オペアンプ
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗

Claims (6)

1. 異なる第１、第２電源電圧の入力を受けて、電子回路の電源入力端に駆動電流を供給する電源装置であって、
   第１電源電圧の印加端と前記電子回路の電源入力端との間に挿入され、第１電源電圧の印加端から所定の定電流を引き込む定電流源と；
   第２電源電圧の印加端と前記電子回路の電源入力端との間に挿入され、第２電源電圧から第１電源電圧よりも低い定電圧を生成し、これを前記電子回路の電源入力端に印加するレギュレータと；
   を有して成ることを特徴とする電源装置。
2. 前記定電流源は、前記定電流の可変制御機能を備えて成ることを特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記定電圧は、前記電子回路の最低動作保証電圧に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源装置。
4. 液晶セルの駆動制御に必要な各種信号を生成するロジック部と、前記ロジック部の電源入力端に駆動電流を供給する請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電源装置と、を有して成ることを特徴とする液晶駆動装置。
5. 複数の走査線と複数の信号線との間に液晶セルを挟持して成る液晶表示パネルと、前記液晶セルの駆動制御を行う請求項４に記載の液晶駆動装置と、を有して成ることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記液晶駆動装置は、前記液晶表示パネルの垂直走査に際して、前記複数の走査線を所定本数ずつ同時に選択することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。

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