(57)【要約】【課題】  昇圧電圧を生成する場合に、消費される電力を低く抑える。【解決手段】  信号Ｇｐにしたがってオンオフするトランジスタ４４２と、このトランジスタ４４２のオンオフにより発生した電圧を保持するとともに、保持した電圧を負荷に供給するコンデンサ４４８と、負荷が大なると判定した場合には、トランジスタ４４２をオンさせる期間を長くするように、負荷が小なると判定した場合には、オン期間を短くするように、それぞれ信号Ｇｐのパルスを生成するパルス発生器４１２と備える。【選択図】      図１
2005245100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の指示信号にしたがってオンオフするスイッチと、
前記スイッチのオンオフにより発生した電圧を保持するとともに、保持した電圧を負荷
に供給する保持素子と、
前記負荷の状態を判定して、負荷が大なりと判定した場合には、前記スイッチのオン期
間を長くするように前記指示信号を生成する一方、
負荷が小なりと判定した場合には、前記スイッチのオン期間を短くするように前記指示
信号を生成する制御回路と
を具備することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記スイッチがオンすると、電力を蓄積する一方、前記スイッチがオフすると、蓄積さ
れた電力を放出するインダクタを含み、
前記保持素子は、前記インダクタから電力が放出されたときの電圧を保持する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記指示信号による前記スイッチのオン期間を２以上の段階に分けて規定するものであ
って、
単位時間当たりにおける前記スイッチのオン回数が予め定められた閾値回数以上であれ
ば、前記スイッチのオン期間を１段階長くするように、前記指示信号を生成する一方、
前記オン回数が前記閾値回数よりも小さければ、前記スイッチのオン期間を１段階短く
するように、前記指示信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記指示信号による前記スイッチのオン期間を２以上の段階に分けて規定するものであ
って、
前記負荷の状態に応じた段階に相当する期間で前記スイッチがオンするように、前記指
示信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項５】
前記制御回路は、
負荷の状態と前記スイッチのオン期間との情報を互いに関連付けて記憶するテーブルと
、
判定した負荷の状態に対応する期間の情報を前記テーブルから読み出し、読み出した情
報で示される期間で前記スイッチがオンするように、前記指示信号を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の電源回路。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記負荷の軽重を示す信号を入力するとともに、当該入力信号で示される負荷の軽重が
変化したときに、変化後の負荷に対応する期間の情報を前記テーブルから読み出す
ことを特徴とする請求項５に記載の電源回路。
【請求項７】
前記制御回路は、
前記負荷による消費電流を検出して、前記負荷の状態を判定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項８】
前記制御回路は、
前記保持素子に保持された電圧と基準電圧との大小を比較して、
保持電圧が基準電圧よりも下回ったときに、前記スイッチがオンするように、前記指示
信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の電源回路と、
複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられた画素と、
前記走査線を順番に選択して、選択した走査線に、前記保持素子に保持された電圧を選
択電圧として印加する走査線駆動回路と、
選択電圧が印加された走査線に対応する画素にデータ信号を、データ線を介して供給す
るデータ線駆動回路と
を有することを特徴とする電気光学装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電圧変換に伴う消費電力を低く抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯可能な電子機器には、薄型化や軽量化などが要求されるので、電子機器に搭載され
る表示装置には、この要求に適した液晶素子や有機ＥＬ素子などの電気光学素子が用いら
れる。電気光学素子を駆動するために必要な電圧は、電子機器のロジックを動作させるた
めの電圧３〜５Ｖと比較して遙かに高いので、電子機器には、電池などの単一の直流電圧
を昇圧する電源回路が必要となる。
一方、近年の電子機器には、連続使用時間の拡大や電池の小型化など様々な理由により
、さらなる低消費電力化が強く求められているので、電源回路や表示装置で消費される電
力についても、より低いことが要求されている。
そこで、表示装置のモードを、全画面表示モードや部分（一部画面）表示モードに分け
るとともに、表示装置を部分表示モードとした場合に、スイッチング動作の停止または頻
度を低下させて、電源回路の電源供給能力を低下させる技術が提案されている（例えば特
許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１７５０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような技術によっても、電源回路の低消費電力化は十分ではなく、
さらなる低消費電力化が強く要求され続けている、といった事情がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、消費
される電力をさらに低くした電源回路、電気光学装置および電子機器を提供することにあ
る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明に係る電源回路は、所定の指示信号にしたがってオ
ンオフするスイッチと、前記スイッチのオンオフにより発生した電圧を保持するとともに
、保持した電圧を負荷に供給する保持素子と、前記負荷の状態を判定して、負荷が大なる
と判定した場合には、前記スイッチのオン期間を長くするように前記指示信号を生成する
一方、負荷が小なると判定した場合には、前記スイッチのオン期間を短くするように前記
指示信号を生成する制御回路とを具備することを特徴とする。この電源回路によれば、負
荷の大小に応じて、スイッチのオン時間、すなわち、保持素子の保持電圧を発生させるた
めの時間が適切となるように調整されるので、電源回路自体の低消費電力化が図られる。
なお、ここでいうスイッチとは、トランジスタのようなスイッチング素子やインバータの
ような論理回路を含む。
本発明に係る電源回路は、前記スイッチがオンすると、電力を蓄積する一方、前記スイ
ッチがオフすると、蓄積された電力を放出するインダクタを含み、前記保持素子が、前記
インダクタから電力が放出されたときの電圧を保持する構成としても良い。この構成では
、負荷の大小に応じて、インダクタに電力を蓄積させる時間が調整される。
【０００５】
本発明に係る電源回路において、前記制御回路は、前記指示信号による前記スイッチの
オン期間を２以上の段階に分けて規定するものであって、単位時間当たりにおける前記ス
イッチのオン回数が予め定められた閾値回数以上であれば、前記スイッチのオン期間を１
段階長くするように、前記指示信号を生成する一方、前記オン回数が前記閾値回数よりも
小さければ、前記スイッチのオン期間を１段階短くするように、前記指示信号を生成する
構成が好ましい。この構成では、単位時間当たりのスイッチのオン回数が、負荷の状態を
間接的に示すので、当該オン回数に応じてスイッチのオン時間が調整される。
【０００６】
また、本発明に係る電源回路において、予め負荷の状態に対応して適切なスイッチのオ
ン時間が求められている場合、前記制御回路は、前記指示信号による前記スイッチのオン
期間を２以上の段階に分けて規定するものであって、前記負荷の状態に応じた段階に相当
する期間で前記スイッチがオンするように、前記指示信号を生成する構成としても良い。
この構成において、スイッチのオン時間は、負荷状態に対するフィードフォワード制御に
よって設定される。
このようなフィードフォワード制御は、前記制御回路は、負荷の状態と前記スイッチの
オン期間との情報を互いに関連付けて記憶するテーブルと、判定した負荷の状態に対応す
る期間の情報を前記テーブルから読み出し、読み出した情報で示される期間で前記スイッ
チがオンするように、前記指示信号を生成する構成とすれば良い。これにより、比較的簡
易な構成となる。
さらに、このような構成では、前記制御回路は、前記負荷の軽重を示す信号を入力する
とともに、当該入力信号で示される負荷の軽重が変化したときに、変化後の負荷に対応す
る期間の情報を前記テーブルから読み出して、読み出した情報で示される期間で前記スイ
ッチがオンするように、前記指示信号を生成する構成としても良い。
【０００７】
本発明に係る電源回路において、前記負荷の状態を判定するために、前記制御回路が前
記負荷による消費電流を検出する構成としても良い。
また、本発明に係る電源回路において、前記制御回路は、前記保持素子に保持された電
圧と基準電圧との大小を比較して、保持電圧が基準電圧よりも下回ったときに、前記スイ
ッチがオンするように、前記指示信号を生成する構成としても良い。この構成によれば、
保持電圧は、スイッチのオンによって上昇する一方、負荷の消費によって低下するので、
基準電圧に応じた電圧近傍でバランスすることになる。
【０００８】
一方、本発明に係る電気光学装置は、上記電源回路のいずれかと、複数の走査線と複数
のデータ線との交差に対応して設けられた画素と、前記走査線を順番に選択して、選択し
た走査線に、前記保持素子に保持された電圧を選択電圧として印加する走査線駆動回路と
、選択電圧が印加された走査線に対応する画素にデータ信号を、データ線を介して供給す
るデータ線駆動回路とを有することを特徴とする。この電気光学装置によれば、電源回路
における保持素子に保持された電圧が、走査線への選択電圧として用いられるので、電気
光学装置全体としてみても低消費電力化が図られることになる。
また、本発明に係る電子機器は、上記電気光学装置を有するので、装置全体の低消費電
力に大きく寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。この図
に示される電源回路４０は、二次電池などによる電圧（Ｖｃｃ−Ｇｎｄ）を昇圧して、電
圧Ｖｐを生成するスイッチング・レギュレータである。
図１において、トランジスタ４４２は、Ｎチャネル型であり、そのゲートには、制御回
路４１０から供給されて、オンオフを指示する信号Ｇｐが供給される。また、トランジス
タの４４２のソースは、電圧基準のＧｎｄに接地される一方、そのドレインは、一端が電
圧Ｖｃｃの供給線に接続されたインダクタ（コイル）４４４の他端、および、ダイオード
４４６のアノードにそれぞれ接続されている。
さらに、インダクタ４４４の他端（トランジスタ４４２のドレイン）は、順方向接続の
ダイオード４４６を介し、一端が電位Ｇｎｄに接地されたコンデンサ４４８の他端Ｏｕｔ
に接続されている。そして、本実施形態では、コンデンサ４４８の他端Ｏｕｔに現れる電
圧Ｖｐが負荷に供給される構成となっている。
【００１１】
次に、制御回路４１０について説明する。制御回路４１０は、パルス発生器４１２、判
定器４１４、抵抗Ｒ１、Ｒ２、およびコンパレータ４１６を有する。
このうち、抵抗Ｒ１、Ｒ２は、コンデンサ４４８の他端と接地電位Ｇｎｄとの間におい
て直列接続されるとともに、抵抗Ｒ１、Ｒ２の接続点がコンパレータ４１６の負入力端に
接続されている。ここで、コンパレータ４１６の負入力端に供給される電圧は、出力電圧
Ｖｐを抵抗Ｒ１、Ｒ２によって分圧した電圧となるので、この電圧をｋ・Ｖｐ（０＜ｋ＜
１）と表記する。一方、コンパレータ４１６の正入力端には、基準電圧Ｖrefが供給され
ている。
【００１２】
コンパレータ４１６は、負入力端に供給された電圧ｋ・Ｖｐが正入力端に供給された電
圧Ｖrefよりも下回ったときにＨレベルとなる信号Ｖcpを出力する。この信号Ｖcpは、パ
ルス発生器４１２に供給される。
なお、基準電圧Ｖrefは、固定的でなく、温度等の環境や設定などに応じて可変するよ
うにしても良い。また、コンパレータ４１６の負入力端に、出力電圧Ｖｐの分圧電圧を供
給する理由は、コンパレータ４１６も、電圧（Ｖｃｃ−Ｇｎｄ）を電源として動作するた
めに、入力である比較電圧についても、Ｇｎｄ以上Ｖｃｃ以下の範囲内とする必要がある
からである。
【００１３】
パルス発生器４１２は、信号ＶcpがＨレベルに遷移したときに、１ショットの正パルス
を信号Ｇｐとして出力する。また、パルス発生器４１２は、図２に示されるように信号Ｇ
ｐの正パルス幅、すなわち、信号ＧｐのＨレベル期間Ｔonであって、トランジスタ４４２
のオン期間を、判定器４１４による比較結果を示す信号Ｆcpにしたがって段階的に調整す
る。
判定器４１４は、内部にタイマやカウンタ等を有し、一定時間毎に、パルス発生器４１
２によって出力される信号Ｇｐのパルス数（Ｈレベルに遷移する回数）をカウントすると
ともに、そのカウント結果が予め定められた閾値回数以上であるかを判定し、その判定結
果を示す信号Ｆcpを出力するものである。
【００１４】
次に、電源回路４０の動作について説明する。まず、トランジスタ４４２がオンすると
、インダクタ４４４には、電圧Ｖｃｃから接地方向にオン電流ｉonが流れるので、エネル
ギーが蓄積される。一方、トランジスタ４４２がオフすると、オフ電流ｉoffが流れる結
果、トランジスタ４４２のオン期間に蓄積されたエネルギーがダイオード４４６の順方向
を介し、かつ、電圧Ｖｃｃを基準に直列に加算した形でコンデンサ４４８に移動すること
となる。インダクタ４４４に蓄積されたエネルギ−が全てコンデンサ４４８に移動すると
、ダイオード４４６は逆バイアスとなるので、コンデンサ４４８の他端Ｏｕｔに現れる電
圧Ｖｐが電圧Ｖｃｃ側には逆流しない。このため、電圧Ｖｐは、トランジスタ４４２のオ
ンオフする毎に上昇することとなる。
【００１５】
一方、コンデンサ４４８に充電された電圧Ｖｐは、負荷による消費によって徐々に低下
する。ここで、電圧Ｖｐが低下して、その分圧電圧ｋ・Ｖｐが、基準電圧Ｖrefよりも下
回ったとき、コンパレータ４１６の出力信号Ｖcpは、Ｈレベルに遷移する。これに伴って
、パルス発生器４１２が、期間ＴonだけＨレベルとなるパルスを信号Ｇｐとして出力する
ので、トランジスタ４４２がオンオフする。このため、上述したように電圧Ｖｐは上昇す
ることになる。
このように、電源回路４０では、電圧ｋ・Ｖｐが基準電圧Ｖrefを下回る毎に、電圧Ｖ
ｐを上昇させる方向の制御が実行されるので、電圧ｋ・Ｖｐは、基準電圧Ｖref付近でバ
ランスすることとなる。ここで、ｋ・Ｖｐ＝Ｖｐ・Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）であるので、電
源回路４０によって生成される電圧Ｖｐは、Ｖref（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ２で安定化するこ
とになる。
【００１６】
ところで、軽い負荷に対して期間Ｔonが長すぎると、電流ｉonの貫通によって、電源回
路４０で消費される電力が大きくなる。一方、重い負荷に対して期間Ｔonが短すぎると、
トランジスタ４４２のオンオフ１回当たりの電圧上昇分が小さくなり、結果的に、トラン
ジスタ４４２のオンオフ回数が増加する。このため、コンパレータ４１６やパルス発生器
４１２の動作周波数が高くなって消費電流が増加するので、電源回路４０の全体的でみた
ときの消費電力が大きくなる。
そこで、本実施形態では、判定器４１４およびパルス発生器４１２が、負荷に対して適
切に期間Ｔonを設定するように、次で説明するＴon期間設定処理を実行して、電源回路４
０の低消費電力を図っている。
【００１７】
図３は、Ｔon期間設定処理の手順を示すフローチャートである。まず、判定器４１４は
、内部カウンタや内部タイマをリセットする（ステップＳ１１）。次に、判定器４１４は
、信号ＧｐがＨレベルに遷移したか否か、すなわち、電圧ｋ・Ｖｐが基準電圧Ｖrefを下
回ったことによってパルス発生器４１２が１ショットのパルスを発生させたか否かを判別
する（ステップＳ１２）。
このとき、信号ＧｐがＨレベルに遷移せず、Ｌレベルを維持しているのであれば、判定
器４１４は、処理手順をステップＳ１４にスキップさせる。一方、信号ＧｐがＨレベルに
遷移すれば、判定器４１４は、内部カウンタに対し、カウント結果を「１」だけインクリ
メントさせる（ステップＳ１３）。
【００１８】
次に、判定器４１４は、内部カウンタをリセットしてから一定期間経過したか否かを判
別する（ステップＳ１４）。一定期間経過していなければ、判定器４１４は、引き続き信
号Ｇｐのパルス状態を監視すべく、処理手順をステップＳ１２に戻す。したがって、内部
タイマをリセットしてから一定期間経過するまで、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理が繰り
返し実行される。換言すれば、ステップＳ１２〜Ｓ１４の処理から抜けるのは、内部タイ
マをリセットしてから一定期間経過したときである。
【００１９】
一定時間経過したときに、判定器４１４は、内部カウンタのカウント結果（すなわち、
内部タイマをリセットしてから一定期間経過するまでに出力された信号Ｇｐのパルス数）
が予め定められた閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ１５）。
ところで、負荷が重いと、電圧Ｖｐは短時間で減衰するので、パルス発生器４１２は、
信号Ｇｐのパルスを頻繁に発生させる。このため、信号Ｇｐの単位時間当たりにおけるパ
ルスの個数は、間接的に負荷の大きさを示すので、ステップＳ１５では、換言すれば、電
源回路４０に接続された負荷が重いか否かを判別していることになる。
この判別結果が肯定的であることが信号Ｆcpによって通知されると、パルス発生器４１
２は、期間Ｔonを１段階だけ長くする（ステップＳ１６）。
この判別結果が信号Ｆcpによって通知されたとき、パルス発生器４１２は、当該判定結
果が肯定的であれば、期間Ｔonを１段階だけ長くし（ステップＳ１６）、当該判定結果が
否定的であれば、期間Ｔonを１段階だけ短くする（ステップＳ１７）。この後、再び同様
な処理を繰り返すべく、処理手順がステップＳ１１に戻る。
【００２０】
ステップＳ１１〜Ｓ１７の処理が電源オフまで繰り返されて、一定期間が経過する毎に
、そのカウント結果に応じたステップＳ１６またはＳ１７の処理が実行される。このため
、本実施形態では、負荷が変動する場合であっても、期間Ｔon、すなわち、トランジスタ
４４２のオン期間が、負荷の状態に応じて長さに調整されるので、電源回路４０の低消費
電力が図られることになる。
なお、本実施形態における電源回路４０は、電圧Ｖｃｃよりも高い電圧Ｖｐを生成する
構成であったが、接地電位Ｇｎｄよりも低い負極性電圧を生成する構成としても良い。
【００２１】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る電源回路について説明する。上述した第１実施形態
では、期間Ｔonについて、一定期間毎に長くするか、短くするかによって、負荷に応じて
調整するものであったが、負荷の状態に応じた適切値が予め判明している場合には、その
適切値に設定すれば済む。また、負荷の状態は、負荷の環境温度によっても変化する。
そこで、第２実施形態は、負荷の状態として、負荷の環境温度を検出するとともに、そ
の温度に応じて期間Ｔonを設定する構成としたものである。
【００２２】
図４は、第２実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。この図に示され
る電源回路が、第１実施形態（図１参照）と相違する点は、判定器４１４が存在しない代
わりに、温度センサ４３２およびメモリ４１８を有する点である。
このうち、温度センサ４３２は、負荷の環境温度を検出して、検出温度の温度情報Ｔmp
をディジタル値で出力するものである。メモリ４１８は、例えば図５に示されるように、
温度範囲を５分割するとともに、各範囲に対して適切な期間Ｔonの情報Ｔw1〜Ｔw5を記憶
するテーブルである。ここで、例えば温度が低くなるにつれて消費電流が大きくなるよう
な負荷である場合、情報Ｔw1〜Ｔw5の各々で示される期間Ｔonは、温度が低くなるにつれ
て期間Ｔonが長くなるような関係で規定される。
【００２３】
この第２実施形態では、温度センサ４３２によって負荷の環境温度が検出されるととも
に、検出された温度を示す温度情報Ｔmpが出力されると、メモリ４１８からは、温度情報
Ｔmpで示される温度の範囲に対応する情報Ｔwが読み出される。
そして、第２実施形態のパルス発生器４１２は、信号ＶcpがＨレベルに遷移したときに
、パルス期間（Ｈレベル期間）が情報Ｔwで示される期間となるように、信号Ｇｐを生成
する。
このような第２実施形態によれば、第１実施形態のバランスによる設定と比較して、検
出された環境温度（負荷）に応じて適切にトランジスタ４４２のオン期間を、直ちに設定
することが可能となる。
【００２４】
なお、負荷の状態を検出するためには、負荷の環境温度のほか、負荷によって消費され
る電流を直接計測する構成としても良い。例えば図６に示されるように、コンデンサ４４
８の他端Ｏｕｔと負荷との間に電流計４３４を介挿して、負荷によって消費される電流を
電流計４３４が計測するとともに、単位時間当たりにおける平均的な消費電流（すなわち
消費電力）を求め、この値に応じた情報Ｔwをメモリ４１８から読み出し、パルス発生器
４１２が、信号ＶcpがＨレベルに遷移したときに、パルス期間が情報Ｔwで示される期間
となるように、信号Ｇｐを生成する構成としても良い。
【００２５】
また、負荷が上位回路によって制御されて、モードに応じて負荷の軽重が変動する場合
、当該モードを指定する信号ＰＤに応じて期間Ｔonを規定する構成としても良い。例えば
、負荷として後述する電気光学パネルを用いる場合に、図７に示されるように、信号ＰＤ
によって負荷が軽くなると想定されるとき、期間Ｔonを比較的短くするような情報Ｔwを
メモリ４１８から読み出す一方、信号ＰＤによって負荷が重くなると想定されるとき、期
間Ｔonを比較的長くするような情報Ｔwを読み出す構成としても良い。
なお、この構成においても、パルス発生器４１２は、信号ＶcpがＨレベルに遷移したと
きに、パルス期間が情報Ｔwで示される期間となるように、信号Ｇｐを生成する。
【００２６】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る電気光学装置について説明する。この電気光学装置
は、上述した図７の電源回路によって供給される電圧によって駆動される電気光学パネル
を有するものである。
【００２７】
図８は、この電気光学装置１０の全体構成を示すブロック図である。
この図に示されるように、電気光学装置１０は、上位回路２０、電源回路３０および電
気光学パネル１００を有する。
このうち、上位回路２０は、表示すべき内容に応じた信号や、各種の制御信号等を、電
源回路３０や電気光学パネル１００に供給するものである。
電気光学パネル１００は、複数本のデータ線２１２が列（Ｙ）方向に延在して形成され
た素子基板と、複数本の走査線３１２が行（Ｘ）方向に延在して形成された対向基板とが
、互いに電極形成面が対向するように一定の間隙をもって貼り合わせられるとともに、こ
の間隙に、例えばＴＮ（Twisted Nematic）型の液晶を封止した構成となっている。
画素１１６は、データ線２１２と走査線３１２との各交差部分に対応して設けられてい
る。さらに、画素１１６は、液晶層１１８と、薄膜ダイオード（Thin Film Diode：以下
、単にＴＦＤと称する）２２０との直列接続からなる。ここで説明の便宜上、走査線３１
２の総数を３２０本とし、データ線２１２の総数を２４０本とすると、画素１１６は、縦
３２０行×横２４０列のマトリクス型に配列することになる。なお、この電気光学パネル
１００を、この画素配列に限定する趣旨ではない。
【００２８】
また、ＴＦＤ２２０の一端はデータ線２１２に接続され、ＴＦＤ２２０の他端は、スト
ライプ電極たる走査線３１２と対向するように設けられた矩形状の画素電極（図示省略）
に接続されている。
このため、液晶層１１８は、ストライプ電極としての走査線３１２と矩形状の画素電極
との両電極間に電気光学物質としての液晶が挟持されるとともに、両電極間の電圧実効値
に応じて、液晶層１１８の通過光量が変化する構成となっている。
一方、ＴＦＤ２２０は、導電体／絶縁体／導電体のサンドイッチ構造を採って、電流−
電圧特性が正負双方向にわたって非線形となるダイオードスイッチング特性を有する。こ
のため、ＴＦＤ２２０は、その両端電圧が閾値以上となれば導通（オン）状態となり、閾
値より小さければ非導通（オフ）状態となる。
【００２９】
走査線駆動回路３５０は、後述するように、１〜３２０行目の走査線３１２の各々に対
し、それぞれ走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０を供給するものである。また、データ線駆動回路２
５０は、後述するように、１〜２４０列目のデータ線２１２の各々に対し、それぞれ表示
内容に応じたデータ信号Ｘ１〜Ｘ２４０を供給するものである。
【００３０】
ここで、電気光学パネル１００は、全画面表示モードと部分表示モードとの２種類の表
示モードを有する。このうち、全画面表示モードとは、図１１（ａ）に示されるように、
すべての画素１１６を表示画素領域として表示を行うモードである。一方、部分表示モー
ドとは、例えば図１１（ｂ）に示されるように、特定の走査線に対応する画素１１６につ
いてのみ表示画素領域とし、それ以外については非表示画素領域とするモードである。
【００３１】
全画面表示モードにおける各電圧波形について、図９を参照して説明する。
この図に示されるように、全画面表示モードでは、表示モードを示す信号ＰＤが常時Ｈ
レベルとなる。
次に、走査線駆動回路３５０は、１垂直走査期間（１Ｆ）の最初から１水平走査線（１
Ｈ）毎に、走査線３１２を順番に１本ずつ選択するとともに、その選択期間の後半期間に
おいて選択電圧ＶｐまたはＶｎを印加する一方、それ以外の期間においては非選択（保持
）電圧ＶｄまたはＧｎｄを印加する。
ここで、非選択電圧Ｖｄ、Ｇｎｄとは、この電圧が走査線３１２に印加されたとき、デ
ータ線２１２に供給されるデータ信号の電圧とは無関係に、ＴＦＤ２２０が非導通状態と
なる電圧である。また、選択電圧Ｖｐ、Ｖｎとは、この電圧が走査線３１２に印加された
とき、データ線２１２に供給されるデータ信号の電圧とは無関係に、ＴＦＤ２２０が導通
状態となる電圧である。そして、選択電圧Ｖｐ、Ｖｎは、非選択電圧Ｖｄ、Ｇｎｄの仮想
的な中間電圧Ｖｃを基準として対称であって、電圧Ｖｐが高位、電圧Ｖｎが低位となる関
係にある。
【００３２】
走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０の各電圧は、対応する走査線３１２の選択状態にしたがって定
まる。そこで、走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０について、図８において上から数えてｉ（ｉは、
１≦ｉ≦３２０を満たす整数）行目の走査線３１２に供給される走査信号Ｙｉで一般化し
て説明すると、走査信号Ｙｉは、第１に、ｉ行目の走査線３１２が選択される１水平走査
期間（１Ｈ）を２分割した後半期間において、選択電圧Ｖｐとなったとき、この後、第２
に、非選択電圧Ｖｄを保持し、第３に、選択電圧Ｖｐが印加されてから１垂直走査期間（
１Ｆ）経過して、当該ｉ行目の走査線３１２が再び選択されると、その水平走査期間の後
半期間において、今度は、選択電圧Ｖｎとなり、この後、第４に、非選択電圧Ｇｎｄとな
る、というサイクルの繰り返しとなる。
また、ｉ行目の次の（ｉ＋１）行目の走査線３１２に供給される走査信号Ｙ（ｉ＋１）
は、走査信号Ｙｉとして選択電圧Ｖｐが印加された直後では、逆極性の選択電圧Ｖｎをと
り、同様に、走査信号Ｙｉとして選択電圧Ｖｎが印加された直後では、逆極性の選択電圧
Ｖｐをとる。すなわち、走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０では、選択電圧Ｖｐ、Ｖｎが１水平走査
期間毎に交互に選択される。
【００３３】
一方、データ線駆動回路２５０は、走査線駆動回路３５０によって選択された走査線３
１２に対応する１行分の画素１１６に対し、データ電圧ＶｄまたはＧｎｄのいずれかを、
当該画素の表示内容に応じて配分して、データ信号としてデータ線２１２を介して供給す
る。
なお、本実施形態では、データ電圧Ｖｄ、Ｇｎｄは、電源回路４０において昇圧の基礎
となる電圧Ｖｃｃ、Ｇｎｄがそのまま用いられる。さらに、データ電圧Ｖｄ、Ｇｎｄは、
走査信号の非選択電圧と兼用されるが、データ電圧または走査信号の非選択電圧を別途生
成して、互いに異なる電圧としても良い。
【００３４】
ここで、データ信号Ｘ１〜Ｘ２４０について、図８において左から数えてｊ（ｊは、１
≦ｊ≦２４０を満たす整数）列目のデータ線２１２に供給されるデータ信号をＸｊと表記
して一般化して説明する。なお、ここでは、ｉ行目の走査線３１２が選択される一方、液
晶層１１８が、電圧無印加状態で通過光量が最大となるノーマリーホワイトモードである
場合を想定する。
【００３５】
この場合に、データ信号Ｘｊは、走査信号Ｙｉに対応して、次の通りとなる。すなわち
、選択されているｉ行目の走査線３１２とｊ列目のデータ線２１２との交差部分に対応す
るｉ行ｊ列の画素１１６の表示内容をオフ表示（最高輝度の白色表示）とするとき、ｉ行
目の走査線３１２が選択される水平走査期間の後半期間に走査信号Ｙｉが高位側の選択電
圧Ｖｐであれば、データ信号Ｘｊは、当該水平走査期間（１Ｈ）の前半期間においては低
位側の電圧Ｇｎｄとなり、その後半期間においては、選択電圧と同極性低位側の電圧Ｖｄ
となる一方、ｉ行目の走査線３１２が選択される水平走査期間の後半期間に走査信号Ｙｉ
が低位側の選択電圧Ｖｎであれば、データ信号Ｘｊは、当該水平走査期間（１Ｈ）の前半
期間においては高位側の電圧Ｖｄとなり、その後半期間においては、選択電圧と同極性低
位側の電圧Ｇｎｄとなる。
また、ｉ行ｊ列の画素１１６の表示内容をオン表示（最低輝度の黒色表示）とするとき
、ｉ行目の走査線３１２が選択される水平走査期間の後半期間に走査信号Ｙｉが高位側の
選択電圧Ｖｐであれば、データ信号Ｘｊは、当該水平走査期間（１Ｈ）の前半期間におい
ては高位側の電圧Ｖｄとなり、その後半期間においては、選択電圧とは逆極性低位側の電
圧Ｇｎｄとなる一方、ｉ行目の走査線３１２が選択される水平走査期間の後半期間に走査
信号Ｙｉが低位側の選択電圧Ｖｎであれば、データ信号Ｘｊは、当該水平走査期間（１Ｈ
）の前半期間においては低位側の電圧Ｇｎｄとなり、その後半期間においては、選択電圧
とは逆極性高位側の電圧Ｖｄとなる。
なお、両者の中間表示を行う場合には、特に図示はしないが、白色から黒色側となるに
つれて、選択電圧が印加される後半期間において、当該選択電圧とは逆極性の電圧となる
期間が長くなるように設定され、その前半期間では、予め後半期間とは逆極性の電圧とな
る。
【００３６】
そして、画素１１６では、選択期間の後半期間において選択電圧が印加されたときに、
ＴＦＤ２２０がオンして、液晶層１１８に、表示内容に応じた電圧が書き込まれるととも
に、それ以外の期間では、ＴＦＤ２２０がオフして、書き込まれた電圧が保持されること
となる。
また、液晶層１１８に印加される電圧は、１垂直走査期間毎に、仮想的な中間電圧Ｖｃ
を基準にした極性が入れ換えられる交流駆動となるので、液晶の劣化が防止される。
【００３７】
次に、部分表示モードにおける各電圧波形について、図１０を参照して説明する。この
図に示されるように、部分表示モードにおいて、信号ＰＤは、表示画素領域の走査線３１
２が選択されるときではＨレベルとなる一方、非表示画素領域の走査線３１２が選択され
るときにＬレベルとなる。なおここでは、１垂直走査期間において、信号ＰＤがＬレベル
となる期間が予め定まっている場合、すなわち、画面において非表示画素領域とする走査
線３１２の本数が予め定まっている場合を想定する。
【００３８】
部分表示モードにおいて、走査線駆動回路３５０は、信号ＰＤがＨレベルである場合に
は、全画面表示モードと同様であるが、信号ＰＤがＬレベルである場合には、走査線３１
２の選択期間の後半期間にて選択電圧をとらず、非選択（保持）電圧ＶｄまたはＧｎｄを
とって、その後の非選択期間にわたって維持する。すなわち、信号ＰＤがＬレベルとなる
期間において走査線３１２の選択に相当する状態となっても、その走査線３１２には選択
電圧が印加されず、単に非選択電圧が切り替えられるのみである。
また、部分表示モードでは、データ線駆動回路２５０は、信号ＰＤがＨレベルである場
合には、全画面表示モードと同様なデータ信号を供給するが、信号ＰＤがＬレベルである
場合には、選択された走査線に位置する画素というものが概念できないので、全画面表示
モードのオフ表示に相当する信号をデータ信号として供給する。なお、非表示画素領域の
画素をオン表示させることはあり得ないので、図１０において、画素をオン表示とさせる
データＸｊは記載されていない。
【００３９】
このように走査信号Ｙｉに対し、選択電圧を１水平走査期間ではなく、半分の１／２の
水平走査期間（１／２Ｈ）で印加するとともに、この２つの期間に分けてデータ信号Ｘｉ
を印加すると、１水平走査期間（１Ｈ）において、データ信号Ｘｊが高位側電圧Ｖｄと低
電位側電圧Ｇｎｄとなる期間が、表示パターンに依存することなく、互いに半分ずつとな
る。このため、非選択期間において、ＴＦＤ２２０に印加される電圧実効値が表示内容に
よらず一定となる結果、非選択期間でのＴＦＤ２２０でのオフリーク量が、すべての画素
１１６にわたって一定となるので、いわゆる糸引きの発生が防止されることとなる。
【００４０】
さて、本発明は、駆動波形自体を問題とするものではないので、これ以上の言及は避け
ることとするが、ここで、言及したいことは、走査線駆動回路３５０が電源回路４０によ
る電圧を用いて、走査信号Ｙ１〜Ｙ３２０をそれぞれ生成する、という第１の点と、電気
光学パネル１００では、信号ＰＤがＨレベルである場合のみ、走査信号として選択電圧が
印加され、信号ＰＤがＬレベルである期間では、選択電圧が使用されない、という第２の
点とである。
【００４１】
まず、第１の点について考えると、図７に示した電源回路４０は、電圧Ｖｐのみを生成
するが、電気光学パネル１００では、液晶の交流駆動のために電圧Ｖｎも必要である。こ
のため、電気光学パネル１００に適用される電源回路３０（図８）は、電源回路４０にチ
ャージポンプ回路を付加した構成となっている。
このチャージポンプ回路は、双投スイッチ３３、３４およびコンデンサ３５、３６を備
えて、次のように構成されている。すなわち、この双投スイッチ３３、３４は、選択端子
の一方または他方を、一定時間毎に交互に連動して選択するものである。このうち、双投
スイッチ３３の選択端子の一方は、電圧Ｖｐの供給線に接続され、同選択端子の他方は電
圧Ｖｃｃの供給線に接続され、さらに、共通端子はコンデンサ３５の一方の端子に接続さ
れている。また、双投スイッチ３４の選択端子の一方は電位Ｇｎｄに接地され、同選択端
子の他方は電圧Ｖｎの供給線に接続され、さらに、共通端子はコンデンサ３５の他方の端
子に接続されている。
さらに、コンデンサ３６が、接地電位Ｇｎｄと電圧Ｖｎの供給線との間に介挿されてい
る。
【００４２】
ここで、双投スイッチ３３、３４が、図８において実線で示されるように選択端子の一
方をそれぞれ選択していると、コンデンサ３５は、電圧Ｖｐを高位側とし、接地電位Ｇｎ
ｄを低位側として充電される。
次に、双投スイッチ３３、３４が、図８において破線で示されるように選択端子の他方
をそれぞれ選択すると、コンデンサ３５における高位側が電圧Ｖｃｃになるので、低位側
の電位は、接地電位Ｇｎｄから、高位側の変動分（Ｖｐ−Ｖｃｃ）だけ引き下げられる。
したがって、コンデンサ３５の低位側に接続された供給線の電位は、中間電圧Ｖｃを基準
にして選択電圧Ｖｐを反転させた電圧、すなわち、負極性の選択電圧Ｖｎとなる。
そして、再び、双投スイッチ３３、３４が選択端子の一方をそれぞれ選択すると、コン
デンサ３５が、電圧Ｖｐを高位側とし、接地電位Ｇｎｄを低位側として充電され、以後、
同様な動作が繰り返し実行されることとなる。なお、双投スイッチ３３、３４が選択端子
の一方を選択している期間では、選択電圧Ｖｎは、コンデンサ３６によって保持される。
このチャージポンプ回路によって、選択電圧Ｖｐのみならず、Ｖｎについても、二次電
池３１の電圧（Ｖｃｃ−Ｇｎｄ）から生成されることになる。
【００４３】
次に、第２の点について考えると、信号ＰＤがＬレベルである期間では選択電圧が使用
されないのであれば、当該期間では、トランジスタ４４２（図７参照）をオンオフさせな
いという構成も考えられるが、配線抵抗や寄生抵抗などの存在や、コンデンサ４４８によ
る自然放電等によって、他端Ｏｕｔでの保持電圧が低下する。また、信号ＰＤがＬレベル
からいつＨレベルに遷移しても対処できるように、コンデンサ４４８、３６（図８参照）
に選択電圧が保持された状態を維持する必要がある。
いずれにしても、信号ＰＤがＬレベルであっても、トランジスタ４４２のオンオフを継
続して実行する必要があるが、そのオンオフの頻度は、信号ＰＤがＨレベルの場合と比較
して、少なくて良いはずである。
そこで、図７に示す電源回路４０のメモリ４１８は、信号ＰＤがＬレベルである場合と
、Ｈレベルである場合とのそれぞれに対応して、２種類の情報Ｔwを記憶する。そして、
この２種類の情報Ｔwについては、信号ＰＤがＬレベルである場合の情報Ｔwで定められる
期間Ｔonを、信号ＰＤがＨレベルである場合の情報Ｔwで定められる期間Ｔonよりも短く
する関係であれば良い。そして、信号ＰＤのレベルが変化したときに、変化後のレベルに
対応する情報Ｔwがメモリ４１８から読み出されて、パルス発生器４１２が、読み出され
た情報Ｔwで定められる期間Ｔonとなるように、信号Ｇｐを生成する構成となっている。
【００４４】
この構成によれば、負荷としての電気光学パネル１００の表示モードに応じて適切にト
ランジスタ４４２のオン期間Ｔonが定められるので、電源回路４０で消費される電力、ひ
いては、電気光学装置１０全体で消費される電力を低く抑えることが可能となる。
【００４５】
なお、１垂直走査期間において、信号ＰＤがＬレベルとなる期間が予め定まっていない
場合、例えば、画面において非表示画素領域とする走査線３１２の本数が予め定まってお
らず、任意の走査線３１２に対応する画素を非表示画素領域とする場合には、信号ＰＤが
Ｈレベルとなる期間長（表示領域となる走査線数）に応じて、期間Ｔonの長さを規定すれ
ば良い。詳細には、信号ＰＤのＨレベル期間長が短くなるにつれて（表示領域となる走査
線数が少なくなるにつれて）、期間Ｔonを短くするように、メモリ４１８のテーブル内容
を規定すれば良い。
【００４６】
また、電源回路３０は、電圧Ｖｃｃよりも高い電圧Ｖｐを生成する構成であったが、電
圧Ｖｎを生成して、この電圧をチャージポンプ回路によって、反転させて電圧Ｖｐを生成
する構成としても良い。
図９、図１０に示した波形では、１水平走査期間（１Ｈ）を前半および後半期間に分け
、このうち、後半期間に選択電圧を印加する構成としたが、前半期間に印加する構成とし
ても良いし、１水平走査期間（１Ｈ）を前半および後半期間に分けることなく、当該１水
平走査期間にわたって選択電圧を印加する構成としても良い。
また、実施形態の電気光学パネル１００では、電圧無印加状態において白色を表示する
ノーマリーホワイトモードであるとしたが、電圧無印加状態において黒色を表示するノー
マリーブラックモードとしても良い。
【００４７】
電気光学パネル１００は透過型に限られず、反射型や、両者の中間的な半透過半反射型
であっても良い。また、電気光学パネル１００において、ＴＦＤ２２０は、データ線２１
２の側に接続され、液晶層１１８が走査線３１２の側に接続されているが、これとは逆に
、ＴＦＤ２２０が走査線３１２の側に、液晶層１１８がデータ線２１２の側にそれぞれ接
続される構成でも良い。
さらに、ＴＦＤ２２０は、二端子型スイッチング素子の一例であり、他に、ＺｎＯ（酸
化亜鉛）バリスタや、ＭＳＩ（Metal Semi-Insulator）などを用いた素子のほか、これら
素子を２つ逆向きに直列接続または並列接続したものなどを、二端子型スイッチング素子
として用いることが可能である。
また、実施形態では、能動素子として、ＴＦＤ２２０のような二端子型スイッチング素
子を用いたが、このほかにも、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）のよ
うな三端子型スイッチング素子を用いることもできる。
【００４８】
また、実施形態では、液晶としてＴＮ型を適用して説明したが、ＳＴＮ型や、分子の長
軸方向と短軸方向とで可視光の吸収に異方性を有する染料（ゲスト）を一定の分子配列の
液晶（ホスト）に溶解して、染料分子を液晶分子と平行に配列させたゲストホスト型など
の液晶を用いても良い。くわえて、電圧無印加時には液晶分子が両基板に対して垂直方向
に配列する一方、電圧印加時には液晶分子が両基板に対して水平方向に配列する、という
垂直配向（ホメオトロピック配向）の構成としても良いし、電圧無印加時には液晶分子が
両基板に対して水平方向に配列する一方、電圧印加時には液晶分子が両基板に対して垂直
方向に配列する、という平行（水平）配向（ホモジニアス配向）の構成としても良い。こ
のように、本発明の駆動方法に適合するものであれば、液晶や配向方式として、種々のも
のを用いることが可能である。
さらには、これらの液晶装置のほかに、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置や
、蛍光表示管、電気詠動装置、プラズマディスプレイなどの電気光学装置にも適用可能で
ある。
【００４９】
また、画素１１６を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の原色に対応させて配置させると
ともに、これらの３画素で１ドットを表現することによってカラー表示を行う構成として
も良い。
【００５０】
次に、上述した実施形態に係る電気光学装置１０を表示装置として有する電子機器につ
いて説明する。図１２は、実施形態に係る電気光学装置１０を用いた携帯電話機１２００
の構成を示す斜視部である。
この図に示されるように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２のほか、
受話口１２０４、送話口１２０６とともに、上述した電気光学パネル１００を備えるもの
である。なお、電気光学装置１０のうち、電気光学パネル１００以外の構成要素について
は電話器に内蔵されるので、外観としては現れない。
携帯電話機１２００の表示部として電気光学パネル１００が適用される場合、例えば、
待ち受け時には、当該電気光学パネル１００を部分表示モードとするとともに、画面の一
部のみで、時刻や電波受信状態、電池残量などをキャラクタ表示させる一方、他の領域を
非表示とすることによって、電気光学装置全体で消費される電力が低く抑えられるので、
その分、携帯電話機１２００の連続使用可能時間の拡大を図ることができる。
【００５１】
なお、電気光学装置１０が適用される電子機器としては、図１２に示される携帯電話機
１２００の他にも、デジタルスチルカメラや、ノートパソコン、液晶テレビ、ビューファ
インダ型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ
、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、
タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示装
置として、上述した電気光学装置１０が適用可能であることは言うまでもない。そして、
いずれの電子機器においても、消費される電力を低く抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。
【図２】同電源回路のパルス発生器により生成される信号を示す図である。
【図３】同電源回路の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電源回路の構成を示すブロック図である。
【図５】同電源回路における記憶部の内容を示すテーブルである。
【図６】同電源回路の変形例を示す図である。
【図７】同電源回路の変形例を示す図である。
【図８】同電源回路が適用される電気光学装置全体の構成を示す図である。
【図９】同電気光学装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図１０】同電気光学装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図１１】同電気光学装置の表示モードを説明するための図である。
【図１２】同電気光学装置を適用した携帯電話機の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…電気光学装置、２０…上位回路、３０，４０…電源回路、１００…電気光学パネ
ル、１１６…画素、２１２…データ線、２５０…データ線駆動回路、３１２…走査線、３
５０…走査線駆動回路、４１０…制御回路、４１２…パルス発生器、４１６…コンパレー
タ、４１８…メモリ、４４２…トランジスタ、４４４…インダクタ、４４８…コンデンサ
、１２００…携帯電話機
【図１】
2005245100.tif 000003
【図２】
2005245100.tif 000004
【図３】
2005245100.tif 000005
【図４】
2005245100.tif 000006
【図５】
2005245100.tif 000007
【図６】
2005245100.tif 000008
【図７】
2005245100.tif 000009
【図８】
2005245100.tif 000010
【図９】
2005245100.tif 000011
【図１０】
2005245100.tif 000012
【図１１】
2005245100.tif 000013
【図１２】
2005245100.tif 000014