(57)【要約】携帯電子装置（４０）は、ディスプレイモジュール（４２）およびバッテリユニット（４４）を備える。この装置は、（ディスプレイに加えて）少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェース（５０、５２、５４）を有している。ディスプレイモジュールはバッテリユニット電圧を超える少なくとも１つの電圧を供給する電圧変換器（４８）を備え、ディスプレイモジュールの電圧変換器（４８）からの出力は、少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに関連した回路（５０ａ、５２ａ、５４ａ）に供給される。このようにして、高度に統合された解決手段を提供することによって装置のコストおよび容積の削減を可能とし、ディスプレイモジュール内の電圧変換器をもう１つのインタフェースまたは複数のインタフェースの回路に対しても使用する。
2005520190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電子装置であって、
ディスプレイモジュールと、前記携帯電子装置を駆動するバッテリユニットとを備え、少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースを有し、
前記ディスプレイモジュールは前記バッテリユニットの電圧を超える少なくとも１つの電圧を供給する電圧変換器を備え、
前記ディスプレイモジュールの電圧変換器からの出力は、前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに付随する回路に供給されることを特徴とする携帯電子装置。
【請求項２】
前記ディスプレイモジュールは、ロウドライバ回路およびカラムドライバ回路を備えるアクティブマトリクスＬＤＣモジュールを備えたことを特徴とする請求項１に記載の携帯電子装置。
【請求項３】
前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに付随する回路は、スピーカドライバ回路、マイクロフォン増幅器およびタッチセンシティブスクリーンインタフェースのうちの１つ以上を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯電子装置。
【請求項４】
前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに付随する回路は、前記ディスプレイモジュール内に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の携帯電子装置。
【請求項５】
前記ディスプレイモジュールと前記携帯電子装置の残りの回路との間にデジタルインタフェースが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の携帯電子装置。
【請求項６】
前記電圧変換器は、前記ロウドライバ回路のために第１の出力および前記カラムドライバ回路のために第２の出力を供給し、並びに、前記回路または各々の前記回路のために付加的な１つの出力または複数の出力を供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の携帯電子装置。
【請求項７】
前記ディスプレイモジュールは付加的な回路素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の携帯電子装置。
【請求項８】
携帯電話またはＰＤＡを備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の携帯電子装置。
【請求項９】
バッテリ駆動式携帯電子装置用のディスプレイモジュールであって、
前記バッテリ駆動式携帯電子装置を駆動するためのバッテリ電圧を超える少なくとも１つの電圧を供給する電圧変換器を備え、
前記ディスプレイモジュールは少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェース装置に付随する回路をさらに備え、
前記ディスプレイモジュールの前記電圧変換器からの出力はこの回路に供給されることを特徴とするディスプレイモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば携帯電話およびＰＤＡ（パーソナルデジタルアシスタント）等のディスプレイを有するバッテリ駆動式装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクスおよびパッシブマトリクスディスプレイを含み、液晶技術またはエレクトロルミネセントデバイス技術を利用した、携帯装置内で使用することができる様々な種類のディスプレイがある。
【０００３】
アクティブマトリクス液晶ディスプレイが最も一般的に使用されており、これらは通常、ロウおよびカラムに配列された画素のアレイを備える。各画素は薄膜トランジスタスイッチを含み、画素の各ロウは、そのロウ内の画素の薄膜トランジスタのゲートに接続するロウコンダクタを共有している。画素の各カラムはカラムコンダクタを共有しており、これに対して画素駆動信号が供給される。ロウコンダクタ上の信号はトランジスタがオンまたはオフされるかを決定し、ロウコンダクタ上の高圧電パルスによってトランジスタがオンにされると、カラムコンダクタからの信号が液晶材料の領域へ通過することができ、それによりその液晶材料の光透過特性が変化する。
【０００４】
付加的な蓄積キャパシタを画素構成の一部として設けて、ロウ電極パルスを除去した後でも液晶材料にかかる電圧を維持することができるようにしてもよい。ＵＳ−Ａ−５  １３０  ８２９に、アクティブマトリクスディスプレイ装置の設計がより詳細に開示されている。
【０００５】
アクティブマトリクスディスプレイ装置のフレーム（フィールド）周期では、短時間で画素のロウをアドレス指定することが要求され、このことは換言すると、液晶材料を所望の電圧レベルに充放電するためにトランジスタの電流駆動能力に対して要件を課することである。これらの電流の要件を満たすために、薄膜トランジスタに供給されるゲート電圧には大きな電圧スイングが必要とされる。例えば、低温ポリシリコントランジスタを使用するディスプレイにおいては、最低ロウ駆動電圧をおよそ−２ボルトとし、最大ロウ駆動電圧をおよそ１５ボルトとする場合がある。これによりトランジスタは充分にバイアスされて、液晶材料を充分に急速に充放電させるのに必要とされるソースドレイン間電流を確実に供給する。アモルファスシリコン装置においては、ロウコンダクタの電圧スイングは通常さらに高く、例えば、およそ４０ボルトである。
【０００６】
このようにロウコンダクタにおいて大きな電圧スイングの要求に応えるためには、高電圧構成要素を用いて実現されるロウドライバ回路を必要とする。
【０００７】
カラムコンダクタ上の画素駆動信号も通常大きな電圧スイングを有する。特に液晶の駆動電圧の極性を反転させるために、例えば、カラムコンダクタ上で１０ボルトのスイングが要求される場合がある。最も大きなピーク間電圧は、２つの異なる極性のうちブラック状態に対する電圧間の差に一致する。最も小さなピーク間電圧は、２つの異なる極性のうちホワイト状態の電圧間の差に一致する。従来のＴＮ液晶セルの場合は１０ボルトのピーク間駆動信号が最大駆動電圧であると思われ、異なる液晶セル技術とともに異なる液晶材料（例えば、異なるねじり角度および異なる光学的構成）はより低い電圧スイングを必要とする。例えば、５．６ボルトのピーク間電圧スイングが必要とされる場合がある。この電圧は、ディスプレイを使用する携帯バッテリ駆動式装置にとっては所望のバッテリ供給電圧よりも依然高い。
【０００８】
カラムコンダクタ上の電圧スイングの低減を可能とする様々な駆動構成が提案されており、それによりカラムドライバ回路においてはより低い電圧部品が使用される場合がある。しかし、バッテリ電圧（通常およそ２ボルト）の範囲内のレベルまで要求される電圧スイングを低下させることができる手段はない。従って、ディスプレイドライバ回路は、ディスプレイのロウおよびカラムに供給する必要のある電圧をバッテリから生成する変圧器回路を含む。ディスプレイモジュールは通常これらの変圧器回路を含む独立した製品として製造される。
【０００９】
パッシブマトリクスディスプレイおよび液晶ディスプレイ以外のエレクトロルミネセントディスプレイ装置を用いたディスプレイにおいても高電圧が要求される。従って、これらのディスプレイもバッテリ電圧からの電圧変換を必要とする。
【００１０】
装置の他の部分も通常ある程度の電圧変換を必要とし、これらにおいてはバッテリ電圧よりも大きなアナログ電圧を必要とする。
【発明の開示】
【００１１】
本発明によれば、ディスプレイモジュールおよび前記装置を駆動するバッテリユニットを備えた携帯電子装置であって、この装置は少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースを有し、ディスプレイモジュールはバッテリユニット電圧を超える少なくとも１つの電圧を供給する電圧変換器を備え、ディスプレイモジュールの電圧変換器からの出力は、前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに付随する回路に供給されることを特徴とする携帯電子装置を提供する。
【００１２】
本発明は、高度に集積された解決手段を提供することによって装置のコストおよび容積の削減を可能とし、ディスプレイモジュール内の電圧変換器をもう１つのインタフェースまたは複数のインタフェースの回路に対しても使用する。
【００１３】
ディスプレイモジュールは、ロウおよびカラムドライバ回路を備えるアクティブマトリクスＬＤＣモジュールを備えてよい。これらの回路は電圧変換器のより高い電圧出力を必要とする。
【００１４】
前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに付随する回路は、スピーカドライバ回路、マイクロフォン増幅器およびタッチセンシティブスクリーンインタフェースのうちの１つ以上を備えてよい。従って、追加のインタフェースとしてはマイクロフォン、スピーカおよび／またはタッチスクリーンであり、これらはすべてバッテリユニット電圧を超える得る供給電圧を必要とする。
【００１５】
前記の少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェースに関連した回路は、ディスプレイモジュール内に設けられることが好ましく、よって、ディスプレイモジュールには装置の他の回路内に予め設けられた回路素子が組み込まれる。
【００１６】
装置のすべてのアナログ回路をディスプレイモジュール内に組み込むことによって、ディスプレイモジュールと装置の残りの回路との間にデジタルインタフェースを設けることができる。
【００１７】
電圧変換器は、ロウドライバ回路のための第１の出力およびカラムドライバ回路のための第２の出力、並びに、前記の、または、各々の付加的なインタフェース回路のための付加的な１つの出力または複数の出力を供給してもよい。
【００１８】
インタフェース回路に加えて、ディスプレイモジュールは、演算増幅器、電力増幅器等の付加的な回路素子を備えてもよい。これらを余剰の構成要素として提供してもよいが、様々な用途に応じて顧客によって構成することもできる。
【００１９】
本発明は、携帯電話またはＰＤＡ等の、ディスプレイを有する如何なるバッテリ駆動式装置に適用してもよい。
【００２０】
また、本発明はバッテリ駆動式携帯電子装置用のディスプレイモジュールであって、このモジュールは、ディスプレイを駆動するためのバッテリ電圧を超える少なくとも１つの電圧を供給する電圧変換器を備え、このディスプレイモジュールは少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェース装置に付随する回路をさらに備え、ディスプレイモジュールの電圧変換器からの出力はこの回路に供給されることを特徴とするディスプレイモジュールを提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施例を添付された図面を参照して以下に詳述する。
【００２２】
図１は、アクティブマトリクス液晶ディスプレイの従来の画素構成を示している。このディスプレイは、ロウおよびカラムに画素のアレイとして配列されている。画素の各ロウは共通ロウコンダクタ１０を共有し、画素の各カラムは共通カラムコンダクタ１２を共有している。各画素は、カラムコンダクタ１２と共通電位１８との間に直列に配置された薄膜トランジスタ１４および液晶セル１６を備えている。トランジスタ１４は、ロウコンダクタ１０上に供給される信号によってオンおよびオフに切り替わる。よって、ロウコンダクタ１０は、それに伴う画素のロウの各トランジスタ１４のゲート１４ａに接続されている。各画素はストレージキャパシタ２０を付加的に備えてもよく、このストレージキャパシタ２０は一端２２で次のロウ電極、前のロウ電極または分離したキャパシタ電極に接続されている。このストレージキャパシタ２０は、液晶セルの容量との組み合わせにより駆動電圧を蓄積し、それによりトランジスタ１４がオフとなった後でも信号が液晶セル１６に維持される。
【００２３】
液晶セル１６を所望の電圧に駆動して要求されたグレイレベルを獲得するために、ロウコンダクタ１０のロウアドレスパルスと同期して適切な信号がカラムコンダクタ１２に供給される。このロウアドレスパルスが薄膜トランジスタ１４をオンにすることによって、カラムコンダクタ１２は液晶セル１６を所望の電圧に充電することができると共に、ストレージキャパシタ２０も同じ電圧に充電することができる。ロウアドレスパルスの終了時にトランジスタ１４がオフとなり、ストレージキャパシタ２０が使用される場合には、これによって他のロウがアドレス指定されるときにセル１６にかかる電圧を維持する。ストレージキャパシタ２０は液晶リークの影響を低減し、且つ、液晶セル容量の電圧依存性によって引き起こされる画素容量の変化率を低減する。すべてのロウは１フレーム周期でアドレス指定されるようにロウは順次アドレス指定され、次のフィールド周期でリフレッシュされる。
【００２４】
図２に示されるように、ロウアドレス信号はロウドライバ回路３０によって供給され、画素駆動信号はカラムアドレス回路３２によってディスプレイ画素のアレイ３４へ供給される。
【００２５】
アモルファスシリコンまたは多結晶シリコン薄膜素子として実現される薄膜トランジスタ１４に充分な電流が流れることを可能にするためには、高いゲート電圧を使用しなければならない。特に、トランジスタがオンとなる期間は、ディスプレイがリフレッシュされ、ロウの数だけ分割されるべき全フレーム期間とほぼ同じである。オフ状態では要求される小さなリーク電流を供給し、オン状態では可能な時間内に液晶セル１６を充放電するために充分な電流を供給するために、アモルファスシリコン装置の場合、オン状態およびオフ状態に対するゲート電圧は、およそ４０ボルト異なることがよく知られている。その結果、ロウドライバ回路３０には高電圧要素を使用している。
【００２６】
カラムドライバ回路３２は、通常、アナログ５Ｖまたは３．３Ｖの供給に対応するＣＭＯＳプロセスを利用して形成される。
【００２７】
ロウおよびカラムドライバ回路にこれらの電圧を供給するために、ディスプレイモジュールは、バッテリによって駆動され且つロウおよびカラムドライバ回路３０、３２に要求される電圧レベルを出力するアナログ電圧変換回路を含んでいる。
【００２８】
図３は、本発明による装置の内部構成を示している。
【００２９】
装置４０は、ディスプレイモジュール４２、バッテリユニット４４およびデジタル回路４６を有する携帯電子装置を備えている。ディスプレイモジュールは、ディスプレイ（実際のディスプレイパネルは図３には示されず）のロウおよびカラムドライバ回路３０、３２に要求される電圧をバッテリユニット電圧から生成するＤＣ／ＤＣ変換器４８を含む。
【００３０】
装置４０は、少なくとも１つのさらなるアナログ入力または出力インタフェース装置を有している。図３に示された実施例においては、スピーカ出力５０、マイクロフォン入力５２およびタッチセンシティブスクリーン入力５４がある。各インタフェース装置は、関連したアナログ回路５０ａ、５２ａ、５４ａ、およびデジタル／アナログまたはアナログ／デジタル変換回路５０ｂ、５２ｂ、５４ｂを有している。アナログ回路は、スピーカドライバ回路、マイクロフォン増幅器およびタッチセンシティブスクリーンインタフェース回路を含む。
【００３１】
本発明によれば、ディスプレイモジュールの電圧変換器４８はアナログ回路５０ａ、５２ａ、５４ａに必要とされる電圧を供給する。従って、各場合において必要とされる電圧はバッテリユニット電圧を超えることができる。
【００３２】
変換器４８を共有することによって、装置のコストおよび容積の削減が可能となる。
【００３３】
図３に示されているように、付加的なインタフェース回路のためのアナログ回路がディスプレイモジュール４２内に設けられている。従って、ディスプレイモジュールには装置の他の回路内に予め設けられた回路素子が組み込まれる。これらの回路素子はセクション６０に分類されている。
【００３４】
装置のすべてのアナログ回路をディスプレイモジュール内に組み込むことによって、ディスプレイモジュールと装置の残りの回路４６との間にデジタルインタフェース６２を設けることができる。図示されているように、残りの回路は通常、（少なくとも）メモリＭＥＭ、マイクロプロセッサμＰおよびデジタル信号プロセッサ回路ＤＳＰを含む。
【００３５】
また、（例えば携帯電話用の）ＲＦ回路６４が図３のディスプレイモジュール内に示されている。ＲＦ回路６４は変換器４８を使用してもよく、また、使用しなくてもよいが、変換器４８を使用する場合でも当然ディスプレイモジュールボードの外部に配置されてよい。
【００３６】
インタフェース回路に加えて、ディスプレイモジュールは、演算増幅器、電力増幅器等の付加的な回路素子を備えてもよい。これらは余剰の構成要素として設けてもよいが、様々な用途に応じて顧客によって構成することもできる。例えば、赤外線インタフェース（即ち、リモートコントロール）のための回路を設けてもよい。他の回路（必ずしもインタフェース回路である必要はない）を、例えばディスプレイ光源の制御のためにディスプレイモジュール内に組み込んでもよい。
【００３７】
ロウおよびカラムドライバ回路３０、３２は、異なる技術を用いて製造することができ、セクション６０内の一部の構成要素はロウドライバ回路と一体化するように適合させることができ、他の構成要素はカラムドライバ回路と一体化するように適合させることができる。
【００３８】
図４は、本発明のディスプレイモジュールを示しており、ここで付加的なアナログ回路が６０として示されている。このモジュールに対するインタフェースは接続ホイル７０を含み、これによってデジタル信号およびバッテリ電圧が伝達される。
【００３９】
本発明は、携帯電話またはＰＤＡ等のディスプレイを有する如何なるバッテリ駆動式装置に適用してもよい。図５は、携帯電話８０として実現された本発明の装置を示している。
【００４０】
上述した装置はアクティブマトリクス液晶ディスプレイを使用しているが、ディスプレイドライバ回路がバッテリ電圧を超える作動電圧を必要とする場合には、本発明を他の種類のディスプレイに適用することもできる。例えば、ディスプレイはエレクトロルミネセントディスプレイを含んでもよく、受動的にアドレス指定されてもよい。
【００４１】
本発明の他の特徴は当業者にとっては明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】アクティブマトリクス液晶ディスプレイの公知の画素構成の一例を示している。
【図２】ロウおよびカラムドライバ回路を含むディスプレイ装置を示している。
【図３】本発明の装置の内部構成を示している。
【図４】本発明のディスプレイモジュールを示している。
【図５】本発明の携帯電話を示している。
【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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【国際調査報告】
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