説明

液晶表示装置の駆動装置および液晶表示装置

【課題】消費電力をさらに低減することができる液晶表示装置の駆動装置および液晶表示装置を提供する。
【解決手段】電源IC10は、VFB端子に入力された電圧が所望の電圧になるように、EXT端子から出力されるクロック信号の周波数を調整する。電源IC10は、OE端子に入力される制御信号(CNT)がオン状態のときにクロック信号を出力する。制御部31は、画素への充電が完了するまでの期間にやや余裕を持たせた期間においてのみ制御信号(CNT)をオン状態にし、当該期間が終了したら、制御信号(CNT)をオフ状態にするので、1水平期間における初期の期間においてのみ、アナログ電圧(VDDA )が出力され、後続の期間ではアナログ電圧は出力されない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、消費電力を低減できる液晶表示装置の駆動装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
TFT(Thin Film Transistor)を用いた液晶表示パネルでは、ゲート配線とソース配線の交差部にTFTが設けられ、ゲート配線にゲートオン電圧VGHを印加してTFTのソースとドレインを導通状態にする。その状態で、表示に応じたデータ電圧をソース配線に印加して、ドレインに接続される画素(具体的には、画素容量および蓄積容量)にデータを書き込む。
【0003】
液晶表示パネルの駆動装置は、データ電圧をソース配線に印加するためのソースドライバを含む。また、表示に応じたデータ電圧を生成するための階調電圧生成回路を含む。ソースドライバは、一般に、ソースドライバICとして実現される。その場合、階調電圧生成回路は、ソースドライバICとは別に形成されたり、ソースドライバICに組み込まれたりする。
【0004】
液晶表示装置は、携帯機器を始めとする様々な機器に組み込まれるが、機器の消費電力を低減するために、液晶表示装置の消費電力を低減することが要求される。液晶表示装置の消費電力を低減するために、ソースドライバICの出力電流を低減する駆動装置がある(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
特許文献1に記載された駆動装置では、画素にデータを書き込む期間においてのみソースドライバICの出力をイネーブル状態にし、画素容量および蓄積容量の保持期間では、ソースドライバICの出力をディスエーブル状態にする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−338433号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
特許文献1に記載された駆動装置は、ソースドライバICの出力を制御することによって液晶表示装置の消費電力を低減する。しかし、ソースドライバICの出力をディスエーブル状態にしているときにも、ソースドライバIC自体の動作が禁止されているわけではない。すると、ソースドライバICは、出力がディスエーブル状態にされているときでも、ある程度は電力を消費する。すなわち、液晶表示装置の消費電力の低減が十分に達成できているとはいい難い。
【0008】
そこで、本発明は、消費電力をさらに低減することができる液晶表示装置の駆動装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明による液晶表示装置の駆動装置は、液晶表示パネルを駆動する駆動装置であり、駆動装置におけるアナログ回路に電力を供給する電源回路を含む液晶表示パネルの駆動装置であって、電源回路は、水平期間における液晶表示パネルの画素にデータを書き込む期間に相当する期間を除く非作動期間では、アナログ回路に対する電力供給を実質的に停止させる制御部を含むことを特徴とする。
【0010】
非作動期間は、例えば、直前の水平期間が終了した時点から次に水平期間が開始されるまでの間の時点を起点とし、画素へのデータの書き込みが完了した時点に所定の余裕時間を加算した時点を終点とする期間を除く期間である。
【0011】
電源回路は、昇圧用のコイルに接続されるスイッチング素子に所望電圧(例えば、アナログ電圧としての13V)に応じた周波数のクロック信号を出力する電源ICであってクロック信号の出力/非出力を制御するための制御端子を有する電源ICを含み、制御部は、非作動期間では、クロック信号の非出力を指示する制御信号を電源ICの制御端子に対して出力する第1制御部を有するように構成されていてもよい。
【0012】
電源回路は、昇圧用のコイルと、昇圧用のコイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子(例えば、FET11)と、昇圧用のコイルの誘導電圧が印加されるダイオード(例えば、ダイオード14)とを含み、制御部は、非作動期間では、ダイオードの出力を遮断させる(例えば、FET24を非導通状態にする)制御信号を出力する第2制御部を有するように構成されていてもよい。
【0013】
制御部は、垂直ブランキング期間では制御信号を出力する(制御信号をオン状態にすることに相当)にすることが好ましい。
【0014】
本発明による液晶表示装置は、上記の駆動装置と液晶表示パネルとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によれば、液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明による駆動装置が搭載された液晶表示装置の構成例を示すブロック図。
【図2】第1の実施の形態の駆動装置における電源回路の構成例をソースドライバおよび階調生成回路とともに示す回路図。
【図3】制御信号およびVDDA の状態の一例を、STB信号および液晶出力とともに示すタイミング図。
【図4】第2の実施の形態の駆動装置における電源回路の構成例をソースドライバおよび階調生成回路とともに示す回路図。
【図5】比較例としての電源回路の構成例をソースドライバおよび階調生成回路とともに示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【0018】
実施の形態1.
図1は、本発明による駆動装置が搭載された液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す液晶表示装置において、液晶表示パネル100には、マトリクス状に多数の画素(図示せず)が形成されている。画素を形成するために、横方向(行方向)に多数のゲート配線110が設けられ、ゲート配線110と交差するように列方向に多数のソース配線120が設けられている。そして、ゲート配線110とソース配線120との交差部には、TFT(図示せず)が形成されている。TFTのドレイン電極(図示せず)は画素電極に接続されている。
【0019】
ゲート配線110、ソース配線120および画素が形成されている基板と対向する位置に対向基板(図示せず)が設けられ、画素が形成されている基板と対向基板との間に液晶が挟持されている。対向基板には共通電極(コモン電極)80が形成されている。コモンドライバ90は共通電極80にコモン電圧VCOMを供給し、共通電極80はコモン電位に設定される。
【0020】
ゲートドライバ70は、制御部(タイミング制御回路)60が出力する信号にもとづいて線順次にゲート配線110を駆動する。選択されたゲート配線110すなわちゲートオン電圧VGHが印加されているゲート配線110に接続されている画素における画素電極には、ソース配線120を介してソースドライバ40によってデータ電圧(データ信号に応じた電圧)Vが印加される。
【0021】
なお、図1に示すソースドライバ40、ゲートドライバ70、コモンドライバ90およびタイミング制御回路60は、液晶表示パネルの駆動装置の構成要素である。また、コモンドライバ90は、電源回路(図示せず)に内蔵されていてもよい。
【0022】
図2は、第1の実施の形態の駆動装置における電源回路の構成例をソースドライバ40および階調生成回路(階調電圧発生回路)50とともに示す回路図である。本実施の形態では、階調生成回路50として、入力電圧VDDA (例えば、13V:以下、アナログ電圧ともいう。)から、負極性の基準階調電圧V0 〜V8 および正極性の基準階調電圧V9 〜V17を生成する回路を例にする。
【0023】
ソースドライバ40および階調生成回路50は、アナログ電圧を扱う回路を含むので、以下、ソースドライバ40と階調生成回路50とをアナログ回路ということがある。なお、ソースドライバ40および階調生成回路50におけるアナログ電圧を扱う部分のみをアナログ回路と規定してもよい。
【0024】
電源回路は、電源IC10を含む。電源IC10の遅延端子(DELAY 端子)にはコンデンサ19が接続されている。出力イネーブル端子(OE端子)には、制御部(第1制御部)31から出力される制御信号(CNT)が入力される。なお、第1制御部31は、図1に示す制御部60に含まれていてもよい。
【0025】
電源入力端子(Vin端子)にはVDD(例えば、5V:以下、ディジタル電圧ともいう。)が入力されるとともに、コンデンサ(バイパスコンデンサ)13が接続されている。また、ディジタル電圧はコイル12の一方の端子に供給される。コイル12の他方の端子はFET11に接続されている。FET11は、電源IC10の出力端子(EXT端子)から出力されるクロック信号でスイッチングされる。
【0026】
ダイオード14はコイル12の誘導電圧が印加され、そこからアナログ電圧VDDA として出力される。アナログ電圧VDDA が抵抗17,18で分圧された電圧が、抵抗16を介して電源IC10のフィードバック端子(VFB端子)に入力される。電源IC10は、VFB端子で規定される電位を基にVDDA 電圧が所望の電圧になるように、EXT端子から出力されるクロック信号の周波数を調整する。また、コンデンサ15は出力電圧の負荷変動によるリップルをVFB端子にフィードバックするスピードアップコンデンサである。
【0027】
アナログ電圧VDDA は平滑用コンデンサ20で平滑されてアナログ回路(ソースドライバ40および階調生成回路50)に供給される。すなわち、平滑用コンデンサ20を介して、アナログ回路に電荷(電流)が供給される。よって、電源回路がアナログ電圧を出力しない期間では、平滑用コンデンサ20からアナログ回路に電流が供給される。
【0028】
電源IC10は、OE端子に入力される制御信号(CNT)がオン状態(例えば、ハイレベル)のときにクロック信号を出力する。従って、電源回路は、OE端子に入力される制御信号(CNT)がオン状態のときに、所定のアナログ電圧を出力可能である。電源IC10は、制御信号(CNT)がオフ状態(例えば、ローレベル)のときにはクロック信号を出力しない。電源回路の出力は、OE端子に入力される制御信号(CNT)がオフ状態のときには、例えば、Vf をダイオードの順方向の降下電圧とすると、VDD−Vf となり、アナログ回路を正常に駆動させる出力に達しない。従って、アナログ回路は実質的に停止している状態となる。
【0029】
なお、図2に示す構成において、電源回路は、平滑用コンデンサ20よりも前段の部分である。
【0030】
次に、本実施形態の駆動装置における電源回路の動作を説明する。図3は、制御信号およびVDDA の状態の一例を、STB信号(ラッチパルスに相当するストローブ信号)および液晶出力とともに示すタイミング図である。STB信号は、制御部60からソースドライバ40に出力される制御信号であって、各行の選択期間を指定する制御信号である。ソースドライバ40は、STB信号がオン状態(例えば、ローレベル)になると、ソース配線を駆動可能な状態になる。また、図3における液晶出力は、画素の電圧に相当する。1Hは、1水平期間を示す。
【0031】
図3に示すように、第1制御部31は、各水平期間に対応するSTB信号がオン状態になる前に、制御信号(CNT)をオン状態にする。そして、各水平期間において、t時間が経過した時点よりも後の時点で、制御信号(CNT)をオフ状態にする。t時間は、画素への充電が完了するまでの時間である。
【0032】
なお、本実施の形態では、第1制御部31は、STB信号がオフ状態(例えば、ハイレベル)であるときに、制御信号(CNT)のオン状態を開始する。しかし、制御信号(CNT)は、STB信号がオン状態になる前にオン状態になっていればよく、例えば、第1制御部31が直前の水平期間において、STB信号がオフ状態になるときに、制御信号(CNT)のオン状態を開始するようにしてもよい。STB信号がオン状態になる前に制御信号(CNT)をオン状態にする理由は、STB信号がオン状態になる前に、アナログ電圧の出力の状態を安定させたいということである。
【0033】
また、画素への充電が完了する前(t時間が経過する前)にアナログ電圧の出力が低下しないように、制御信号(CNT)がオン状態である期間は、t時間よりも長い。一例として、制御信号(CNT)がオン状態である期間は、1.5t〜2.0tの期間から選定される。なお、図3に示すように、STB信号がオン状態になってからt時間が経過するまでの期間は、制御信号(CNT)がオン状態である期間に包含されている。
【0034】
本実施形態では、第1制御部31は、画素への充電が完了するまでの期間にやや余裕を持たせた期間においてのみ制御信号(CNT)をオン状態にし、当該期間が終了したら、制御信号(CNT)をオフ状態にする。よって、1水平期間における初期の期間においてのみ、電源回路はアナログ電圧を出力し、後続の期間ではアナログ電圧を出力しない。その結果、図2に示す例では出力がVDD−Vf となる。
【0035】
換言すれば、第1制御部31は、水平期間における画素にデータを書き込む期間に相当する期間を除く非作動期間では、アナログ回路に対する電力供給を実質的に停止させるように電源IC10を制御する。具体的には、直前の水平期間が終了した時点から次に水平期間が開始されるまでの間の時点を起点とし、画素へのデータの書き込みが完了した時点に所定の余裕時間を加算した時点を終点とする期間(作動期間)を除く期間(非作動期間)では、アナログ回路に対する電力供給を実質的に停止させるように電源IC10を制御する。
【0036】
その結果、ソースドライバ40において、アナログ電圧を扱う回路は、1水平期間における初期の期間においてのみアナログ電圧の給電を受け、後続の期間ではアナログ電圧の給電を受けない。アナログ電圧の給電を受けないのでアナログ電圧を扱う回路は非動作状態になり、ソースドライバ40の消費電力が低減する。なお、ソースドライバ40は、アナログ電圧が供給されていないときには、ソース配線を駆動しない。具体的には、ソース配線をハイインピーダンス状態にする。
【0037】
また、ソースドライバ40がソース配線を駆動しない期間では、ソースドライバ40に階調電圧を供給する必要はないが、当該期間において、階調生成回路50にもアナログ電圧は供給されないので、階調生成回路50の消費電力も低減する。
【0038】
なお、電源回路は、各画面における垂直ブランキング期間では、水平期間全てに亘ってアナログ電圧を出力しないことが好ましい。すなわち、第1制御部31は、垂直ブランキング期間では、常に制御信号(CNT)を出力する(オン状態にする)ことが好ましい。
【0039】
実施の形態2.
図4は、第2の実施の形態の駆動装置における電源回路の構成例をソースドライバ40および階調生成回路50とともに示す回路図である。
【0040】
図4に示す電源回路において、OE端子の入力状態は制御されない。すなわち、OE端子に制御信号(CNT)は入力されない。従って、第1の実施の形態とは異なり、本実施の形態では、コイル12の誘導電圧はダイオード14を介して所定の昇圧電圧として常に出力されている。
【0041】
しかし、平滑用コンデンサ20の前段に、平滑用コンデンサ20への電圧印加を制御する回路が設けられている。
【0042】
すなわち、制御部(第2制御部)32が出力する制御信号(CNT)の電圧が抵抗22,23で分圧された電圧でスイッチングされるトランジスタ21と、トランジスタ21が導通したときには、VDDA が抵抗25,26で分圧された電圧がゲートに印加されるpチャネルのFET24とが設けられている。
【0043】
トランジスタ21は、制御信号(CNT)がハイレベル(オン状態)であるときに導通する。トランジスタ21が導通すると、ゲートに印加される電圧がVDDA から低下してFET24が導通するので、平滑用コンデンサ20にVDDA が印加される。
【0044】
よって、第1の実施の形態の場合(図3参照)と同様のタイミングで、第2制御部32は、制御信号(CNT)をオン状態にすることによって、アナログ電圧をソースドライバ40および階調生成回路50に供給することができ、制御信号(CNT)をオフ状態にすることによって、ソースドライバ40および階調生成回路50にアナログ電圧を供給しないようにすることができる。
【0045】
すなわち、図3に示された第1の実施の場合と同様のタイミングで、第2制御部32が制御信号(CNT)のオン状態およびオフ状態を制御することによって、第1の実施の形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【0046】
また、第2の実施の形態でも、第2制御部32は、垂直ブランキング期間では、常に制御信号(CNT)を出力する(オン状態にする)ことが好ましい。
【0047】
図5は、比較例としての電源回路の構成例をソースドライバ40および階調生成回路50とともに示す回路図である。
【0048】
図5に示す電源回路において、OE端子には、常にVDDが印加されている。従って、電源回路は、常にアナログ電圧を出力する。また、図5に示す回路では、第2の実施の形態におけるアナログ電圧をスイッチングする回路は設けられていない。
【0049】
よって、ソースドライバ40および階調生成回路50には、常にVDDA が供給されている。その結果、ソースドライバ40には、常に所定電流(一例として、21mA)が流れ、階調生成回路50には、常に所定電流(一例として、5mA)が流れる。
【0050】
上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態では、第1制御部31,第2制御部32によって制御信号(CNT)がオン状態に設定されている期間が全期間の2/3であるとすると、ソースドライバ40には、平均すると約14mAの電流が流れ、階調生成回路50には、平均すると約3mAの電流が流れる。すなわち、上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態では、ソースドライバ40および階調生成回路50に流れる電流が低減し、ソースドライバ40および階調生成回路50の消費電力が低減する。
【0051】
しかも、特許文献1に記載された駆動装置とは異なり、上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態の駆動装置では、制御信号(CNT)がオン状態のときには、ソースドライバ40および階調生成回路50におけるアナログ電圧を扱う回路は実質的に動作していないので、従来例に比べて、液晶表示装置の消費電力をより低減することができる。また、さらなる消費電力の低減を実現するためには、第1の実施の形態に第2の実施の形態の第2制御部32を配置して制御信号(CNT)を制御すればよい。
【0052】
なお、上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態では、階調生成回路50がソースドライバ40とは別個に設けられているが、階調生成回路50がソースドライバ40に内蔵されている場合であっても、本発明を適用することができる。
【0053】
また、上記の第1の実施の形態および第2の実施の形態では、液晶表示パネル100として一般のTFT型表示パネルを例にしたが、横電界駆動方式のTFT型や、STN(Super Twisted Nematic )型やTN型などのパッシブマトリクス駆動の表示パネルであっても本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0054】
本発明は、アナログ電圧を使用する液晶表示装置に適用可能である。
【符号の説明】
【0055】
10 電源IC
11 FET
12 コイル
13,15,17,18,19 コンデンサ
14 ダイオード
16 抵抗
20 平滑用コンデンサ
21 トランジスタ
22,23,25,26 抵抗
24 FET
31 第1制御部
32 第2制御部
40 ソースドライバ
50 階調生成回路
60 制御部(タイミング制御回路)
70 ゲートドライバ
80 コモン電極
90 コモンドライバ
100 液晶表示パネル
110 ゲート配線
120 ソース配線

【特許請求の範囲】
【請求項1】
液晶表示パネルを駆動する駆動装置であり、当該駆動装置におけるアナログ回路に電力を供給する電源回路を含む液晶表示パネルの駆動装置であって、
前記電源回路は、
水平期間における前記液晶表示パネルの画素にデータを書き込む期間に相当する期間を除く非作動期間では、前記アナログ回路に対する電力供給を実質的に停止させる制御部を含む
ことを特徴とする液晶表示パネルの駆動装置。
【請求項2】
前記非作動期間は、直前の水平期間が終了した時点から次に水平期間が開始されるまでの間の時点を起点とし、画素へのデータの書き込みが完了した時点に所定の余裕時間を加算した時点を終点とする期間を除く期間である
請求項1記載の液晶表示パネルの駆動装置。
【請求項3】
前記電源回路は、昇圧用のコイルに接続されるスイッチング素子に所望電圧に応じた周波数のクロック信号を出力する電源ICであって当該クロック信号の出力/非出力を制御するための制御端子を有する電源ICを含み、
前記制御部は、前記非作動期間では、前記クロック信号の非出力を指示する制御信号を前記電源ICの制御端子に対して出力する第1制御部を有する
請求項1または請求項2記載の液晶表示パネルの駆動装置。
【請求項4】
前記電源回路は、昇圧用のコイルと、該昇圧用のコイルに流れる電流をスイッチングするスイッチング素子と、該昇圧用のコイルの誘導電圧が印加されるダイオードとを含み、
前記制御部は、前記非作動期間では、前記ダイオードの出力を遮断させる制御信号を出力する第2制御部を有する
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の液晶表示パネルの駆動装置。
【請求項5】
前記制御部は、垂直ブランキング期間では制御信号を出力する
請求項3または請求項4記載の液晶表示パネルの駆動装置。
【請求項6】
請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の駆動装置と液晶表示パネルとを有する液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2012−247462(P2012−247462A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−116493(P2011−116493)
【出願日】平成23年5月25日(2011.5.25)
【出願人】(000103747)京セラディスプレイ株式会社 (843)
【Fターム(参考)】