(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、
各垂直走査期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段と、
前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換える制御手段とを含み、
前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、
前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記駆動回路の走査モードにおける動作電流値と、前記駆動回路の保持モードにおける動作電流値とは、１０倍以上変化すると共に、
前記駆動回路の動作電流値の最大値に対応して、前記ポンプ動作の周波数を決定すると共に、その周波数に適応して、該電源回路の回路素子を構成することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記電源回路は、前記走査モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第１クロック信号を生成する第１発振器を備えていることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記電源回路は、前記第１クロック信号を分周して、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する分周器を備えていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を入力するための入力端子と、
当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する第２発振器と、
当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えていることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項７】
チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、
前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、
前記電源回路は、ポンプ動作の停止中、当該電源回路の出力に保持された平滑用容量によって、出力電圧値を保持するとともに、
前記保持モードに対応して前記電源回路のポンプ動作を停止させる制御手段と、
各垂直走査期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段とを備え、
前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、
前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
上記モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下となるように、前記各動作モードを周期的に切り換えできることを特徴とする請求項７記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記補助容量配線は、前記走査信号線と平行に配置されていることを特徴とする請求項１または７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記走査モードと保持モードとは、数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作を再開してから、ポンプ動作の停止中にドロップした出力電圧値が、維持すべき出力電圧値に戻るまでの復帰時間が数１０μｓｅｃ以内となり、さらに、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換えできることを特徴とする請求項７または９記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記駆動回路の保持モードにおける動作電流値は、前記走査モードにおける動作電流値の０．０１倍以下であり、
前記モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換えできることを特徴とする請求項７または９記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記走査モードの期間に対して、前記保持モードの期間は、数倍〜数十倍に設定されることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記モード切換え手段であり、周波数上昇時またはポンプ動作再開時には、前記各動作モード切換わり開始時点で前記周波数上昇またはポンプ動作再開が完了しているように、前記動作モード切換わり時よりも予め定める時間だけ以前に周波数の切換えまたはポンプ動作再開を行うことを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１５】
前記表示セルおよび駆動回路を含む画像表示部の消費電力のうち、前記保持モードにおける消費電力が、前記走査モードにおける、前記制御手段および電源回路自体の消費電力よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
予め定める倍率で入力電圧を定数倍する第１電源回路と、
前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化させて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュレータと、
予め定める倍率で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を生成し、前記駆動回路のうちの走査線駆動回路へ、オンまたはオフ電圧として供給する第２電源回路とを備え、
前記第１および第２電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
予め定める倍率で入力電圧を昇圧する第１電源回路と、
前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化させて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュレータと、
予め定める倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記駆動回路のうち、走査線駆動回路のオン電圧として供給する第２電源回路と、
予め定める倍率で前記第１電圧を反転かつ昇圧し、前記駆動回路のうち、前記走査線駆動回路のオフ電圧として供給する第３電源回路とを備え、
前記第１、第２および第３電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御されることを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記請求項１〜１７の何れかに記載の液晶表示装置を搭載することを特徴とする携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャージポンプ方式の電源回路を搭載する液晶表示装置、および、その液晶表示装置を用いた携帯電話の端末装置等の携帯電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、前記携帯電話の端末装置に代表される携帯電子機器の発展は目覚しく、その将来性が期待されている。これらの機器の画像表示装置には、軽量、薄型、低消費電力である液晶表示装置が使用されている。現在、携帯電話の端末装置においては、単純マトリクス型の液晶表示装置が使用されているけれども、今後の性能向上やデータ通信速度の飛躍的な向上によっては、携帯テレビ電話やインターネット接続など、その使用用途が多種多様となり、高表示品位で応答速度の速いＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置が最適である。
【０００３】
ここで、前記携帯電話の端末装置では、一般には、通話やデータ通信が行われていない待受け時においても、図８で示すように、電波状態、時刻、バッテリ残量などを常時表示しておく必要がある。しかしながら、この待受け時における液晶表示装置の消費電力がバッテリ残量の消耗に大きく影響し、結果的に連続待受時間を左右してしまう。携帯電話の端末装置では、バッテリの大型化ができないにもにも拘わらず、この連続待受時間が２００時間以上ないと、利便性、商品性が無いと言われている。
【０００４】
一方、図９に液晶表示装置の消費電力と携帯電話の端末装置の待受け時間との関係の一例を示す。この図９に示すように、液晶表示装置の消費電力は、３ｍＷ程度でないと、前記の２００時間以上の連続待受時間が期待できないことが理解される。現在の携帯電話の端末装置では、待受け時の装置全体の消費電力が５ｍＷに対して、単純マトリクス型のＳＴＮ液晶表示装置は１ｍＷ程度で、上記の条件に合致している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、既存のＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、３０〜百ｍＷ程度も消費し、連続待受時間は５０時間程度となってしまう。すなわち、２日毎に充電しなければならないことになる。このため、前記のように待受け時においても各種の情報を常時表示しておく必要がある液晶表示装置として、前記ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置を搭載することが不可能であった。
【０００６】
本発明の目的は、低負荷時の消費電力を一層削減することができるチャージポンプ方式の電源回路を搭載する画像表示装置ならびに携帯電子機器を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置は、チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置であって、上記課題を解決するために、前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、各垂直操作期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段と、前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換える制御手段とを含み、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されていることを特徴としている。
【０００８】
上記構成において、モード切換え手段は、前記駆動回路の動作モードを周期的に切り換える。走査モードのとき、駆動回路は、表示セルの何れかに映像信号を書き込むので、比較的大きな電力を消費する。一方、保持モードのとき、駆動回路は、当該表示セルの何れにも映像信号を書き込まないので、走査モードよりも少ない電力を消費する。
【０００９】
さらに、たとえば、携帯電話の待受けなど、消費電力の軽減要求される場合、前記モード切換え手段は、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各動作モードを切り換える。これにより、駆動回路および表示セルの消費電力を大幅に削減できる。
【００１０】
また、前記制御手段は、たとえば、消費電流を測定したり、動作モードを切換えるための信号を検出するなどして、前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換える。これにより、前記電源回路は、各動作モードに応じた周波数でポンプ動作でき、いずれの動作モードであっても、高い変換効率で、確実に出力電圧を生成できる。
【００１１】
これにより、明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。
【００１２】
また、上記構成に加えて、前記駆動回路の走査モードにおける動作電流値と、前記駆動回路の保持モードにおける動作電流値とは、１０倍以上変化すると共に、前記駆動回路の動作電流値の最大値に対応して、前記ポンプ動作の周波数を決定すると共に、その周波数に適応して、該電源回路の回路素子を構成する方が望ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、負荷回路群としての駆動回路の動作電流値の大幅な変化に対応して、制御手段がポンプ動作の周波数を切換えるにあたって、動作電流値の最大値に対応してポンプ動作の周波数を決定するとともに、その周波数に適応して該電源回路の回路素子を構成しておく。たとえば、必要な前記動作電流値の最大値とそのときの周波数とから、ポンプ動作を行う容量や平滑用の容量の容量値を決定し、またポンプ動作を行う容量をスイッチングするＭＯＳＦＥＴのＬ／Ｗなどの素子形状を決定し、前記周波数からＣＲ発振回路の容量値および抵抗値を決定する。
【００１４】
したがって、前記動作電流値の最大値においても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、たとえば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回路の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下させ、高い変換効率を得ることができる。
【００１５】
さらに、上記各構成に加えて、前記電源回路は、前記走査モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第１クロック信号を生成する第１発振器を備えている方が望ましい。
【００１６】
当該構成において、保持モード時の電源回路がポンプ動作する際の基準となるクロック信号に比べて周波数の高い第１クロック信号が、外部からではなく、画像表示装置内の第１発振器で生成されるので、第１クロック信号の伝送距離を短縮でき、配線容量を削減できる。この結果、第１クロック信号を外部から供給する場合よりも、画像表示装置の消費電力を削減できる。
【００１７】
加えて、前記電源回路は、前記第１クロック信号を分周して、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する分周器を備えていてもよい。
【００１８】
当該構成によれば、第１クロック信号を分周することで、第２クロック信号も画像表示装置内で生成されているので、第２クロック信号を伝送するために必要な消費電力を削減でき、消費電力の低い画像表示装置を実現できる。
【００１９】
一方、分周器を備える代わりに、前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を入力するための入力端子と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えていてもよい。また、前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する第２発振器と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えていてもよい。
【００２０】
これらの構成では、第２クロック信号でポンプしている期間中の少なくとも一部の期間に、第１発振器の動作が停止するので、第１発振器を常時動作させる場合に比べて、第１発振器で消費する電力を削減できる。なお、第２クロック信号は、第１発振器で生成される第１クロック信号とは、独立して生成される。したがって、第１発振器が動作を停止しても、電源回路は、何ら支障なく、ポンプ動作できる。また、第２クロック信号は、第１クロック信号よりも周波数が低いので、外部で生成したとしても、第２クロック信号の生成および伝送に必要な電力は、第１発振器で消費する電力よりも小さくなることが多い。したがって、第２クロック信号の生成回路を含めた画像表示装置全体での消費電力を削減できる。
【００２１】
ところで、前記の各画像表示装置は、保持モードに応じた期間、ポンプ動作の周波数を変更していたが、ポンプ動作を停止しても、駆動回路の動作や表示に影響がなければ、保持モード中に、ポンプ動作自体を停止してもよい。
【００２２】
具体的には、本発明に係る画像表示装置は、チャージポンプ方式の電源回路と、当該電源回路からの電力供給を受けて動作し、表示セルを駆動する駆動回路とを有するアクティブマトリクス型の画像表示装置であって、上記課題を解決するために、以下の手段を講じたことを特徴としている。
【００２３】
すなわち、前記駆動回路は、前記表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有し、前記電源回路は、ポンプ動作の停止中、当該電源回路の出力に保持された平滑用容量によって、出力電圧値を保持するとともに、前記保持モードに対応して前記電源回路のポンプ動作を停止させる制御手段と、各垂直操作期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段とを備え、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されている。
【００２４】
当該構成によれば、前述の画像表示装置と同様、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各動作モードが周期的に切り換えられるので、駆動回路および表示セルの消費電力を大幅に削減できる。さらに、保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を停止しているので、保持モード期間中の電源回路の消費電力も削減できる。なお、保持モードの間は、表示セルの何れにも映像信号が書き込まれないので、次の走査モードになるまでの間、電源回路がポンプ動作を停止しても、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。
【００２５】
これらの結果、明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。
【００２６】
さらに、上記構成に加えて、モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下となるように、前記各動作モードを周期的に切り換えできるように構成されていてもよい。
【００２７】
当該構成によれば、各動作モードを切り換えても、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下である。したがって、保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。
【００２８】
これらの結果、明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。
【００２９】
さらに、ポンプ動作を停止するか否かに拘らず、前記各構成に加えて、前記走査モードと保持モードとは、数百ｍｓｅｃで周期的に繰返される方が望ましい。上記の構成によれば、たとえば負荷回路が殆ど何れか一方の動作モードのままである場合には、その一方の動作モードに適応した電源回路を採用しても問題ないのに対して、前記アクティブマトリクス型の画像表示装置では、表示画像を保持するために、再書込み、すなわち走査モードを定期的に行う必要があり、走査モードと保持モードとが前記数百ｍｓｅｃの極短い周期で周期的に繰返される場合、前記のような電源回路を採用することは有効である。また、前記アクティブマトリクス型の画像表示装置は、液晶表示装置であり、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されていてもよい。さらに、前記補助容量配線は、前記走査信号線と平行に配置されていてもよい。
【００３０】
また、前記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作を再開してから、ポンプ動作の停止中にドロップした出力電圧値が、維持すべき出力電圧値に戻るまでの復帰時間が数１０μｓｅｃ以内となり、さらに、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換え可能なモード切換え手段を設けてもよい。
【００３１】
さらに、保持モードにおける駆動回路の動作電流値が前記走査モードにおける電流値の０．０１倍以下の場合、前記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換え可能なモード切換え手段を設けてもよい。
【００３２】
これらの構成では、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰り返されるとともに、前記復帰時間または保持モードにおける動作電流値が前述のようになっているので、保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。
【００３３】
したがって、前述の画像表示装置と同様、明るさ、コントラスト、応答速度、階調性などの基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できる。
【００３４】
また、ポンプ動作を停止するか否か、および、モード切換え手段の動作モード切り換え方法に拘らず、前記走査モードの期間に対して、前記保持モードの期間は、数倍〜数十倍に設定される方が望ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、消費電力の大きい走査モードの期間に対して、消費電力の小さい保持モードの期間が、数倍〜数十倍の圧倒的に長い期間であるので、前記のように低負荷時の消費電力を低減することは極めて有効である。
【００３６】
また、前記各構成に加えて、前記制御手段は、前記負荷回路の動作モードを切換えるモード切換え手段であり、周波数上昇時またはポンプ動作再開時には、負荷回路の動作モード切換わり開始時点で前記周波数上昇またはポンプ動作再開が完了しているように、前記動作モード切換わり時よりも予め定める時間だけ以前に周波数の切換えまたはポンプ動作再開を行う方が望ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、制御手段がモード切換え手段であると、動作モードの切換わりを事前に検知可能であることを利用して、動作モードの切換わりよりも前にポンプ動作の周波数を上昇またはポンプ動作再開しておくことによって、動作モードの切換わり直後から必要な動作電流を充分に供給することができる。また、周波数低下またはポンプ動作停止時には、動作モードの切換わりと同時、または切換わりから予め定める時間だけ経過した後に低下または停止を開始すると、前記動作電流に不足を生じることはない。
【００３８】
また、上記各構成に加えて、前記表示セルおよび駆動回路を含む画像表示部の消費電力のうち、前記保持モードにおける消費電力が、前記走査モードにおける、前記制御手段および電源回路自体の消費電力よりも小さい方が望ましい。
【００３９】
上記の構成によれば、保持モードにおける画像表示部の消費電力が極めて小さく、電源回路自体の消費電力の影響が大きいのに対して、該保持モードにおいて前記のように電源回路の周波数を低下させることで、そのような電源回路の影響を小さくすることができる。
【００４０】
また、前記各構成に加えて、予め定める倍率で入力電圧を定数倍する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化させて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュレータと、予め定める倍率で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を生成し、前記駆動回路のうちの走査線駆動回路へ、オンまたはオフ電圧として供給する第２電源回路とを備え、前記第１および第２電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御される方が望ましい。
【００４１】
あるいは、前記第１および第２電源回路に代えて、予め定める倍率で入力電圧を昇圧する第１電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記駆動回路のうち、走査線駆動回路のオン電圧として供給する第２電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を反転かつ昇圧し、前記駆動回路のうち、前記走査線駆動回路のオフ電圧として供給する第３電源回路とを備え、前記第１、第２および第３電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御される構成でもよい。
【００４２】
これらの構成では、第１電源回路の出力電圧を安定化させるレギュレータが設けられているので、たとえば、互いに異なる出力電圧の電池を採用したシステム間で同じ構成の画像表示装置を使用する場合など、画像表示装置の第１電源回路へ、互いに異なった入力電圧が入力される場合であっても、互いに同じ電圧を生成して、駆動回路へ供給できる。
【００４３】
さらにまた、本発明の携帯電子機器は、上記課題を解決するために、前述の各画像表示装置の何れかを搭載することを特徴とする。
【００４４】
上記の構成によれば、携帯電子機器は内蔵の電源で駆動されることが多いので、前記のような消費電力の削減は効果的である。特に、該携帯電子機器が携帯電話の端末装置である場合には、待受け時間を長くすることができ、一層効果的である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１〜図５および図１０〜図１４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４６】
図１は、本発明の実施の一形態の液晶表示装置２１の電気的構成を示すブロック図である。この液晶表示装置２１は、携帯電話の端末装置に画像表示装置として搭載される。この液晶表示装置２１は、ＴＦＴパネル２、走査信号線駆動回路５、データ信号線駆動回路６、対向電極駆動回路８および動作モード制御回路９を備え、後述するように、待受け時には、動作モード制御回路９からのパワーセーブ信号ＰＳに応答して、各垂直走査期間Ｔ１の走査モード間に、保持モードが挿入される。
【００４７】
前記ＴＦＴパネル２は、ｉ行の走査信号線Ｇ１，Ｇ２，…，Ｇｉ（総称するときには、以下参照符Ｇで示す）とｊ列のデータ信号線Ｓ１，Ｓ２，…，Ｓｊ（総称するときには、以下参照符Ｓで示す）とによって区画された領域に画素電極３を有し、その画素電極３と対向電極４との間に保持されている電圧によって該電極３，４間の液晶の透過率が変化され、画像表示を行う。なお、図１では、図面の簡略化のために、ｉ＝ｊ＝４としている。
【００４８】
前記各走査信号線Ｇは走査信号線駆動回路５によって水平走査周期毎に順次選択され、前記各データ信号線Ｓはデータ信号線駆動回路６によって各水平走査周期毎にそれぞれ個別の画像データに対応した電圧を出力し、こうして信号線Ｇ，Ｓの各交点に形成されたＴＦＴ素子１１４（後述）を介して、前記各画素電極３に、所定の走査周期毎に個別に対応する電圧が印加される。前記走査信号線駆動回路５には、電源回路７ａから、前記ＴＦＴ素子をＯＮするための走査電圧Ｖｇｈ、ＯＦＦするための非走査電圧Ｖｇｌが与えられ、前記データ信号線駆動回路６には、前記電源回路７ａから、電源電圧Ｖｄｄが与えられる。また、前記対向電極４を駆動する対向電極駆動回路８にも、前記電源回路７ａから、前記電源電圧Ｖｄｄが与えられる。
【００４９】
注目すべきは、この液晶表示装置２１では、動作モード制御回路９が設けられており、前記待受け時には、この動作モード制御回路はパワーセーブ信号ＰＳを出力し、１垂直走査期間を長くすることである。すなわち、前記待受け時には、図４で示すように、１垂直走査期間Ｔ１を、通常駆動と同様に前記走査信号線Ｇの何れかを走査している走査期間Ｔ２（走査モード）と、何れも走査していない非走査期間Ｔ３（保持モード）とに区分し、走査モードと保持モードとを交互に繰返すことで、低消費電力化を図っている。前記保持モードを設けたことで、垂直走査周波数は、たとえば６Ｈｚ、すなわち前記垂直走査期間Ｔ１は１６７ｍｓｅｃとなっている。
【００５０】
図４において、参照符Ｇ１〜Ｇ４は前記各走査信号線Ｇ１〜Ｇ４の波形をそれぞれ表し、参照符ＰＳは前記パワーセーブ信号ＰＳの波形を表している。前記走査モードでは、通常駆動と同様に、走査信号線駆動回路５は走査信号線Ｇ１〜Ｇ４の何れかに走査電圧（ＴＦＴのｏｎ電圧）を出力し、残余の走査線に非走査電圧（ＴＦＴのｏｆｆ電圧）を出力し、これに合わせてデータ信号線駆動回路６はデータ信号線Ｓ１〜Ｓ４にそれぞれ個別に表示すべき画像データに対応した電圧を出力しており、また対向電極駆動回路８は対向電極４を任意の波形（ライン反転駆動の場合は矩形波等）で駆動している。
【００５１】
これに対して、保持モードでは、データ信号線駆動回路６は各データ信号線Ｓ１〜Ｓ４に信号を出力せず、該データ信号線駆動回路６自体も自己消費電力の少ない休止状態となり、また走査信号線駆動回路５は各画素の表示電圧を維持させるために、総ての走査信号線Ｇ１〜Ｇ４に非走査電圧（ＴＦＴのｏｆｆ電圧）を出力し、これによって各画素における前記画素電極３や補助容量等に蓄積された電荷によって表示が保持されている。
【００５２】
上記のシステム構成で、アナログ系の電源電圧Ｖｄｄは、使用される液晶材料の電圧−輝度特性に起因して決定され、通常５Ｖ程度である。しかしながら、ロジック回路で使用される電源電圧Ｖｃｃは、低消費電力化のために２．５Ｖと低い。したがって、前記電源回路７ａは、供給される電源電圧Ｖｃｃ＝２．５Ｖから、チャージポンプ方式で２倍電圧変換して、Ｖｄｄ＝５Ｖを作成する。なお、コイルを使用したスイッチング方式のＤＣ−ＤＣコンバータは、効率、低背、小型化等の面から好ましくない。
【００５３】
ここで、前記ＴＦＴパネル２が、携帯電話の端末装置に最適な表示対角２インチ程度であり、その解像度が１７６×ＲＧＢ×２２０程度とすると、たとえば、電源電圧Ｖｄｄの系統に流れる電流は、走査モード時に６ｍＡ程度になる。一方、保持モード時には殆どの回路群が自己損失電力の少ない休止状態となるけれども完全に０とはならず、４０μＡ程度となる。ここで、前記のようにＶｄｄ＝５Ｖなので、各モードでのＶｄｄ系の消費電力は、
走査モード時：ＷVdd scan＝５Ｖ×６ｍＡ＝３０ｍＷ            …（１）
保持モード時：ＷVdd hold＝５Ｖ×４０μＡ＝０．２ｍＷ        …（２）
となり、１００倍以上も変動している。
【００５４】
したがって、待受け時において、走査モードの期間Ｔ２と、保持モードの期間Ｔ３との比率Ｔ２：Ｔ３が、たとえば、１：１４とすると、待受け時におけるＶｄｄ系の総合消費電力ＷVdd は、ＷVdd ＝｛Ｔ２／（Ｔ２＋Ｔ３）｝Ｗvdd scan＋｛Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）｝ＷVdd hold  から、２．１９ｍＷとなる。この結果、走査モード時の消費電力と略同じ通常時の消費電力に比べて、大幅に消費電力を低減できる。
【００５５】
ところが、前述のように、電源電圧Ｖｄｄは、チャージポンプ方式の電源回路７ａによって、電源電圧Ｖｃｃから生成されているので、電源回路７ａでの変換効率が低下すると、液晶表示装置２１の消費電力が増大し、携帯電話の端末装置に搭載できなくなる虞れがある。
【００５６】
ここで、本実施形態に係る液晶表示装置２１の他の注目すべき点について、説明する前に、比較例として、図１０に示すように、ポンプ動作の周波数が一定のチャージポンプ方式の電源回路７を搭載した液晶表示装置１を挙げ、変換効率について説明する。
【００５７】
当該液晶表示装置１は、図１に示す液晶表示装置２１と略同様に、ＴＦＴパネル２、各駆動回路５・６・８および動作モード制御回路９を備えているが、液晶表示装置２１と異なり、電源回路７のポンプ動作の周波数ｆｏｓｃが固定されている。ここで、図２に示す周波数ｆｏｓｃｌのように、周波数ｆｏｓｃを低くすると、高周波の場合（周波数ｆｏｓｃｈの場合）よりも、負荷電流による電圧低下が著しくなるので、電源回路７は、負荷電流が最大値（たとえば、６ｍＡ）のときに、出力電圧（２×Ｖｉｎ）を供給できなくなる。したがって、電源回路７の周波数ｆｏｓｃは、たとえば、周波数ｆｏｓｃｈなど、予想される負荷電流で電圧低下が生じないように設定される。
【００５８】
図１３は、前記のように、周波数ｆｏｓｃを設定したチャージポンプ方式の電源回路の変換効率特性を示すグラフである。この図１３で示すように、負荷電流が６ｍＡを中心に、１〜１０ｍＡ程度では変換効率が８０％程度と高いけれども、負荷電流が極端に小さい場合には１０％程度になってしまっている。これは、ＣＲ発振回路等で実現される後述のクロック発生回路１１などの該チャージポンプ方式の電源回路自体の自己損失電力や、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４（後述）のリーク電流が、負荷状態に拘わらず一定であることに起因している。
【００５９】
したがって、前記液晶表示装置１において、Ｖｃｃ系での消費電力は、前記図１３に示す効率特性から、
走査モード時：ＷVcc scan＝ＷVdd scan／８０％＝３７．５ｍＷ  …（３）
保持モード時：ＷVcc hold＝ＷVdd hold／１０％＝２．０ｍＷ    …（４）
となる。図１１において、上記Ｖｃｃ系の消費電力の変化を参照符α１で示し、前記Ｖｄｄ系の消費電力の変化を参照符α２で示している。
【００６０】
また、走査モード期間Ｔ２と保持モード期間Ｔ３との比率から、Ｖｃｃ系での総合消費電力ＷVcc は、
ＷVcc ＝｛Ｔ２／（Ｔ２＋Ｔ３）｝ＷVcc scan
＋｛Ｔ３／（Ｔ２＋Ｔ３）｝ＷVcc hold                …（５）
であるから、たとえばＴ２：Ｔ３＝１：１４とすると、ＷVcc ＝４．４ｍＷまで削減することができる。
【００６１】
しかしながら、前記図９を参照すると、連続待受時間は１５０時間程度であり、図１０に示す液晶表示装置１を使用したとしても、依然として、ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置を携帯電話の端末装置に搭載することは困難である。
【００６２】
これに対して、図１に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置２１は、注目すべきことに、電源回路７ａとして、チャージポンプ式電源回路２２，２３を搭載しており、これらのチャージポンプ式電源回路２２，２３は、周波数切換え手段である負荷電流検知回路２４によって、ポンプ動作の周波数が高周波のｆｏｓｃｈ、たとえば８００ｋＨｚと、低周波のｆｏｓｃｌ、たとえば１０ｋＨｚとに切換え制御される。第１段目のチャージポンプ式電源回路２２は、ロジック回路で使用される電源電圧Ｖｃｃ、たとえば２．５Ｖを、２倍電圧変換して、アナログ系の電源電圧Ｖｄｄ＝５Ｖを作成し、前記データ信号線駆動回路６および対向電極駆動回路８に供給するとともに、第２段目のチャージポンプ式電源回路２３に供給する。チャージポンプ式電源回路２３は、前記Ｖｄｄ＝５Ｖの電源電圧から、ＴＦＴ素子をＯＮ／ＯＦＦするための２つの電圧Ｖｇｈ，Ｖｇｌを作成し、走査信号線駆動回路５に供給する。前記走査電圧Ｖｇｈは、たとえば３倍電圧の１５Ｖであり、前記非走査電圧Ｖｇｌは、たとえば−２倍電圧の−１０Ｖである。
【００６３】
図１２は、前記２倍電圧を作成するチャージポンプ方式の電源回路２２の概略的構成を示すブロック図である。ポンプ動作を行う容量Ｃ１において、一方の端子にはスイッチング素子ＳＷ１を介して入力電圧Ｖｉｎが与えられるようになっており、他方の端子はスイッチング素子ＳＷ２を介して接地されるようになっている。また、容量Ｃ１の一方の端子はスイッチング素子ＳＷ３を介して平滑用の容量Ｃ２の一方の端子と接続されるようになっており、この容量Ｃ２の他方の端子は接地されている。さらにまた、前記容量Ｃ１の他方の端子には、スイッチング素子ＳＷ４を介して入力電圧Ｖｉｎが与えられるようになっている。
【００６４】
前記スイッチング素子ＳＷ１とＳＷ２とは相互に連動してｏｎ／ｏｆｆ動作を行い、前記スイッチング素子ＳＷ３とＳＷ４とは相互に連動して、かつ前記スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２とは逆相でｏｎ／ｏｆｆ動作を行う。このため、クロック発生回路１１で発生された前記ロジック回路レベルのクロック信号は、レベル変換回路１２で振幅レベルが拡大されてＭＯＳトランジスタから成る前記スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に与えられるとともに、さらにインバータ１３において反転されて前記スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に与えられる。
【００６５】
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｎし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｆｆした状態で、前記容量Ｃ１の端子間の電圧は前記Ｖｉｎに充電され、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｆｆし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｎした状態で、その容量Ｃ１の電圧Ｖｉｎに入力電圧Ｖｉｎが加算される。こうして、出力電圧Ｖｏｕｔとして、２Ｖｉｎの電圧が出力される。
【００６６】
また、チャージポンプ式電源回路２３において、前記電源電圧Ｖｄｄを３倍して走査電圧Ｖｇｈを生成する回路、ならびに、電源電圧Ｖｄｄを−２倍して走査電圧Ｖｇｌを生成する回路は、いずれもチャージポンプ式の電源回路であって、図１２に示すチャージポンプ式電源回路２２と略同様の回路で構成されている。
【００６７】
たとえば、前記３倍する回路では、容量Ｃ１が２つ設けられ、両容量Ｃ１，Ｃ１を直列に接続するか並列に接続するかを切り換えるスイッチング素子が設けられる。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｎし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｆｆした状態では、各容量Ｃ１が並列に接続され、各容量Ｃ１に前記電圧Ｖｉｎが充電される。また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｆｆし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｎした状態では、両容量Ｃ１，Ｃ１が直列に切り換えられ、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎと、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎとが、入力電圧Ｖｉｎに加算される。これにより、３Ｖｉｎの電圧が出力される。
【００６８】
一方、−２倍する回路では、前記３倍する回路と同様に、両容量Ｃ１，Ｃ１に電圧Ｖｉｎが充電された後，スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２がｏｆｆし、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４がｏｎした状態で、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎと、容量Ｃ１の端子間電圧Ｖｉｎとの合計が、逆極性で出力される。なお、この場合、スイッチング素子ＳＷ４の一端は、電圧Ｖｉｎが印加される代わりに接地される。
【００６９】
本実施形態では、全チャージポンプ式電源回路２２および２３が、それぞれの容量Ｃ１・Ｃ２を除いて、１つのチップ内に集積されている。また、本実施形態では、回路構成を簡略化し、干渉や消費電力の増大を抑えるために、各チャージポンプ式電源回路２２・２３間で、クロック発生回路１１が共用されている。
【００７０】
一方、負荷電流検知回路２４は、コンパレータなどで実現され、アナログ系の電源電圧Ｖｄｄのラインに直列に挿入された電流検知抵抗Ｒの端子間電圧から、該携帯電話の端末装置が、通常動作状態および待受け状態であっても走査モードであるか、または保持モードであるかのいずれであるのかを判定し、その判定結果に対応して、チャージポンプ式電源回路２２，２３のポンプ動作の周波数を、前記ｆｏｓｃｈとｆｏｓｃｌとの間で切換える切換え制御信号ＣＮＴを出力する。
【００７１】
前記チャージポンプ式電源回路２２，２３は、前述のように負荷電流が前記走査モードと保持モードとの間で１００倍以上変化することに対応して、該負荷電流の最大値、６ｍＡに対応してポンプ動作の周波数ｆｏｓｃｈを決定するとともに、その周波数ｆｏｓｃｈに適応して該チャージポンプ式電源回路２２，２３の回路素子が構成されている。たとえば、必要な前記負荷電流の最大値とそのときの周波数ｆｏｓｃｈとから、前記図１２で示すチャージポンプ式電源回路におけるポンプ動作のための容量Ｃ１や平滑用の容量Ｃ２の容量値を決定し、またＭＯＳＦＥＴから成るスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のＬ／Ｗなどの素子形状を決定し、さらに前記周波数ｆｏｓｃｈから、クロック発生回路１１を構成するＣＲ発振回路の容量値および抵抗値を決定する。また、たとえば、前記各容量値や抵抗値あるいは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４の素子形状など、前記周波数ｆｏｓｃｈに応じて決定されたチャージポンプ式電源回路２２，２３の回路構成において、保持モードで予想される負荷電流の４０μＡで電圧低下が生じない周波数で、しかも、前記周波数ｆｏｓｃｈよりも低い周波数を、保持モード用の周波数ｆｏｓｃｌとして決定する。
【００７２】
一般に、チャージポンプ式電源回路の変換効率は、チャージポンプの周波数ｆｏｓｃを決定する前記発振回路や、ポンプ動作を行う時のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４のリーク電流などのチャージポンプ回路自体の自己損失電力に大きく左右され、この自己損失電力は前記周波数ｆｏｓｃに比例している。自己損失電力を下げるためにはｆｏｓｃを小さくすればよいが、図２で示すように低周波のｆｏｓｃｌの場合は負荷電流による電圧低下が著しいので、図１０に示す前記液晶表示装置１では、予想される負荷電流で電圧低下が生じないように高周波のｆｏｓｃｈのみを周波数ｆｏｓｃとして使用している。これに対して、本実施形態では、保持モードで予想される負荷電流の前記４０μＡで電圧低下が生じない低周波のｆｏｓｃｌを該保持モードで使用する。
【００７３】
なお、保持モードにおけるＴＦＴパネル２および各駆動回路５，６，８などの画像表示部の総消費電力は、走査モードにおけるチャージポンプ式電源回路２２，２３および負荷電流検知回路２４の総消費電力よりも小さく、周波数切換えを行わないと、該チャージポンプ式電源回路２２，２３および負荷電流検知回路２４自体の消費電力の影響が大きくなってしまう。
【００７４】
図３は、上記のチャージポンプ式電源回路２２，２３の変換効率特性を示すグラフである。この図３で示すように、最適設計された前記周波数ｆｏｓｃｈで８０％程度の高い変換効率を得ることができるとともに、前記自己損失電力が低減されて周波数ｆｏｓｃｌでは６０％程度となっている。したがって、前記式４は、
保持モード時：ＷVcc hold＝ＷVdd hold／６０％＝０．３３ｍＷ  …（６）
となり、前記式３および式５から、Ｔ２：Ｔ３＝１：１４とすると、総合消費電力ＷVcc を２．８ｍＷまで削減することができる。これによって、前記図９を参照して、２００時間以上の待受けが可能になっている。ここで、前記図３において太線部分は、見掛け上の変換効率である。
【００７５】
なお、待受け時以外の通常状態では、各駆動回路５・６・８は、動作モード制御回路９の指示に従い、走査モードの期間Ｔ２以上の期間（前記保持モード期間Ｔ３）は、挿入されない。したがって、たとえば、１／６０ｓｅｃなど、予め定められた垂直走査期間で、ＴＦＴパネル２が駆動される。
【００７６】
図４は、上述のように構成される液晶表示装置２１の動作を説明するための波形図である。図４において、参照符Ｇ１〜Ｇ４は前記各走査信号線Ｇ１〜Ｇ４の波形をそれぞれ表し、参照符ＰＳは前記パワーセーブ信号ＰＳの波形を表している。これらの波形は、前述の図１１の波形と相互に等しい。しかしながら、本実施形態では、参照符β１およびβ２で示す消費電力の変化において、参照符β２で示すＶｄｄ系の消費電力は、前記図１１の参照符α２と等しいけれども、参照符β１で示すＶｃｃ系の消費電力は、参照符α１で示すよりも、前記式４が式６に変化した分だけ、保持モードで減少している。
【００７７】
このようにして、負荷電流の最大値においても高い変換効率を得ることができるだけでなく、負荷電流が１００倍以上低下した極低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、チャージポンプ式電源回路２２，２３の自己損失電力を低下させ、高い変換効率を得ることができる。
【００７８】
また、消費電力の大きい走査モードに対して、消費電力の小さい保持モードは、数倍〜数十倍の圧倒的に長い期間となるので、このようなチャージポンプ式電源回路２２，２３を前記２つの動作モードを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置２１に搭載することは低負荷時の消費電力を低減するために極めて有効であり、該チャージポンプ式電源回路２２，２３の効果を最大に発揮させることができる。さらにまた、表示画像を保持するために、再書込み、すなわち走査モードを定期的に行う必要があり、走査モードと保持モードとが極短い周期で周期的に繰返されるので、これによってもまた、該チャージポンプ式電源回路２２，２３を採用することは有効である。
【００７９】
前記ポンプ動作の周波数ｆｏｓｃは、図５で示すように３つ以上設定され、通常動作状態および走査モードでの周波数を前記ｆｏｓｃｈとし、たとえば前記図８において、日付、時刻および曜日を消去した状態での周波数をｆｏｓｃｌとし、それらを表示した状態での周波数をｆｏｓｃｍとするなどの、保持モードにおける負荷電流の違いに、さらに詳細に対応するようにしてもよい。図５において太線部分は、前記周波数ｆｏｓｃｍを多数設定した場合の見掛け上の変換効率である。
【００８０】
なお、特開２０００−８９３５６号公報には、必要とされる出力電流に応じて複数組のインダクタを設けておき、各負荷モード毎にそのインダクタを選択的に使用することで変換効率を向上するようにしたスイッチング方式の電源回路が示されているけれども、本実施形態の電源回路はチャージポンプ方式の電源回路であり、上述のように大幅な負荷電流の変化に対して、単一のチャージポンプ式電源回路２２，２３を使用することができる。
【００８１】
ところで、本実施形態では、待受け時など、消費電力削減が強く要求される際、駆動回路５・６・８は、動作モード制御回路９の指示に基づいて、走査モードの期間Ｔ２以上の長さの保持モード（Ｔ３）を挿入することで、通常時よりも垂直走査期間Ｔ１を延長している。
【００８２】
ここで、一般に書き換え周波数が３０Ｈｚ以上であると画素電極電位の変動による液晶分子の応答は平均化されて知覚されないが、書き換え周波数を３０Ｈｚ以下にすると液晶分子の応答が知覚されてチラツキが発生し、表示品位が著しく損なわれることとなる。
【００８３】
この状態でも、通常時と略同様に、チラツキなく画像を表示できるように、本実施形態に係るＴＦＴパネル２では、従来のＣｓオンゲート構造とは異なり、画素の電極および信号線が図１４に示すように配置されている。なお、図１４は、ＴＦＴパネル２の液晶層より下方の部分を上方から見た図である。
【００８４】
図１４に示すように、ＴＦＴ素子１１４のゲート電極１２０に走査信号を供給する走査信号線Ｇ…と、ＴＦＴ素子１１４のデータ電極１２４にデータ信号を供給するデータ信号線Ｓ…とがガラス基板上に直交するように設けられている。そして、補助容量用電極パッド３ａ…のそれぞれと対向する補助容量配線１３３…が設けられている。一対の補助容量用電極パッド３ａと補助容量配線１３３とは、前記画素において液晶容量ＣLCに対する補助容量ＣCSを形成する電極である。補助容量配線１３３…は走査信号線Ｇ…以外の位置で、すなわち走査信号線Ｇ…の位置を避けて、一部がゲート絶縁膜（図示せず）を挟んで補助容量用電極パッド３ａ…と対をなすようにガラス基板上に走査信号線Ｇ…と平行に設けられており、補助容量用電極パッド３ａ…とともに、走査信号線Ｇ…との間に容量結合が略生じないようになっている。この場合に限らず、補助容量用電極パッド３ａ…および補助容量配線１３３…は走査信号線Ｇ…との間に容量結合を略生じない位置となるように設けられていればよい。なお、反射電極３ｂ…と走査信号線Ｇ…との間の容量結合は、当然、無視することができるほど小さい。
【００８５】
これにより、前記ＴＦＴパネル２では、上記走査信号の供給に伴って走査信号線Ｇ…から液晶容量ＣLCの電圧に加わるノイズによる上記電圧の変動は、表示状態にチラツキが知覚される値より小さく（ここでは３Ｖ以下に）抑制されている。この結果、保持モードの期間Ｔ３を挿入することによって、たとえば、３３．４ｍｓｅｃ〜２ｓｅｃ、より好ましくは、６６．７ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ、さらに好ましくは、数百ｍｓｅｃなど、長い垂直走査期間Ｔ１でＴＦＴパネル２を駆動しても、チラツキの抑制された高表示品位を保つことができる。
【００８６】
また、保持モードの期間Ｔ３を含む非走査期間中、全データ信号線Ｓをデータ信号線駆動回路６から切り離すなどして、データ信号線駆動回路６に対してハイインピーダンス状態とする。このようにすると、前記非走査期間において各データ信号線Ｓの電位を一定に保持することができる。したがって、データ信号線Ｓと画素電極３との容量結合に起因した画素電極３の電位変動などのように、データ信号線Ｓの電位変動によって生じる各画素のデータ保持状態の変化が抑制され、チラツキが十分に抑制される。これにより、十分な低消費電力化とチラツキが十分に抑制された高表示品位とを両立させることができる。
【００８７】
また、消費電力を削減するためにデータ信号線駆動回路６のバッファ内部のアナログ回路の動作を停止させる際、バッファがグランド電位になる。すると、バッファと接続されているデータ信号線Ｓも同時にグランド電位になってしまい、容量結合に起因した画素電極３の電位変動が生じる。そこで、全データ信号線Ｓをハイインピーダンス状態とした後に、前記非走査期間の表示とは無関係なアナログ回路の動作を停止させるようにする。これにより、アナログ回路の消費電力の削減を行いながら、画素のデータ保持状態の変化を抑制し、よりチラツキが抑制された高表示品位を達成することができる。
【００８８】
さらに、全データ信号線を、全画素のデータ保持状態の変化が平均して略最小となる電位としてからハイインピーダンス状態とすればなお好ましい。例えば、前記画素電極３と、その対向電極との間に液晶が介在する構成であれば、全データ信号線Ｓを、対向電極に交流電圧を印加する場合に該交流電圧の振幅中心の電位とし、対向電極に直流電圧を印加する場合に対向電極と同電位とする。この場合、交流駆動で正極性電位の画素と負極性電位の画素電極とが混在しても、データ信号線Ｓと画素電極３との容量結合による全画素の電荷保持状態の変化、すなわちデータ保持状態の変化が平均して略最小となる。これにより、ラインごとに画素のデータ保持状態が異なる場合でも、画面全体としてデータ保持状態の変化が略最小となり、よりチラツキが抑制された高表示品位を達成することができる。
【００８９】
本発明の実施の他の形態について、図６および図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００９０】
図６は、本発明の実施の他の形態の液晶表示装置３１の電気的構成を示すブロック図である。この液晶表示装置３１は、前述の液晶表示装置２１に類似し、対応する部分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この液晶表示装置３１では、前記走査信号線駆動回路５、データ信号線駆動回路６および対向電極駆動回路８の動作モードを走査モードと保持モードとの間で切換えるパワーセーブ信号ＰＳを出力する動作モード制御回路３２が、周波数切換え手段として機能し、前記チャージポンプ式電源回路２２，２３のポンプ動作の周波数を切換えるための前記制御信号ＣＮＴを出力することである。
【００９１】
したがって、動作モード制御回路３２は、動作モードの切換わりを事前に検知することができ、これを利用して、保持モードから走査モードへの周波数上昇時には動作モードの切換わりよりも前に周波数切換えを行い、走査モードから保持モードへの周波数低下時には動作モードの切換わりと同時または以後に周波数切換えを行う。
【００９２】
すなわち、図７に示すように、前記パワーセーブ信号ＰＳを参照符ＰＳで示すとき、制御信号ＣＮＴの立上がりのタイミングを、参照符ＣＮＴで示すように、前記パワーセーブ信号ＰＳよりも予め定める時間Ｗ１だけ進ませておく。この進み時間Ｗ１は、それぞれ前記パワーセーブ信号ＰＳによる各負荷回路の動作モードの切換わり開始時点で周波数変化が完了しているように選ばれる。また、制御信号ＣＮＴの立下がりのタイミングを時間Ｗ２だけ遅らせておく。但し、Ｗ２≧０である。このように構成することによって、前記動作電流の不足を確実に無くすことができる。
【００９３】
なお、前述の説明では、走査モードと保持モードとで負荷電流が１００倍以上変化したけれども、ＴＦＴパネルの大きさや、待受け時の表示の内容によっては１０倍程度となることもある。本発明はそのような１０倍以上の変化を含む大幅な負荷電流の変化に対して、動作モードに対応して単一のチャージポンプ式電源回路２２，２３を使用して、ポンプ動作の周波数を切換えるだけで、好適に対応することができる。
【００９４】
すなわち、本実施形態に係る電源回路７ａ（７ｂ）は、そのような１０倍以上の変化を含む大幅な負荷電流の変化が発生するような複数の動作モードを有する負荷回路群へ電力を供給するチャージポンプ方式の回路であって、その負荷回路群の動作電流値の最大値に対応して、ポンプ動作の周波数を決定するとともに、その周波数に適応して該電源回路の回路素子を構成しておく。さらに、前記負荷回路群の動作モードに対応して、前記周波数を切換える。
【００９５】
これにより、前記動作電流値の最大値においても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、たとえば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回路の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下させ、高い変換効率を得ることができる。
【００９６】
ところで、前記各液晶表示装置２１（３１）の電源回路７ａ（７ｂ）は、図示しないロジック回路で使用される電源電圧Ｖｃｃを予め定める定数倍（たとえば、２倍、６倍および−４倍）して、ＴＦＴパネル２の駆動回路５・６・８へ供給する電源電圧Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶｇｌを生成している。
【００９７】
これに対して、本変形例に係る液晶表示装置は、前記ロジック回路の電源電圧Ｖｃｃが互いに異なるシステム間で、共通の回路構成の液晶表示装置を流用できるように、前記電源回路７ａ（７ｂ）に代えて、図１５に示す電源回路７ｃが用いられている。当該電源回路７ｃには、前記電源回路７ａ（７ｂ）のチャージポンプ式電源回路２２・２３に加えて、チャージポンプ式電源回路２２の出力電圧を安定化した後、電源電圧Ｖｄｄとして出力するレギュレータ４１が設けられている。さらに、チャージポンプ式電源回路２３として設けられたチャージポンプ式電源回路２３ａ・２３ｂは、レギュレータ４１が出力する電源電圧Ｖｄｄを予め定める定数倍（たとえば、３倍および−２倍）して、前記電源電圧ＶｇｈおよびＶｇｌを、それぞれ出力する。
【００９８】
本変形例に係るレギュレータ４１は、シリーズレギュレータであって、たとえば、図１６に示すように、レギュレータ４１の入出力間に配されたＦＥＴ４２と、出力電圧Ｖｄｄを分圧して、帰還電圧Ｖａｄｊを生成する分圧回路４３と、予め定められた基準電圧Ｖｒｅｆを生成する基準電圧源４４と、前記両電圧ＶｒｅｆおよびＶａｄｊを比較して、前記ＦＥＴ４２のゲートを駆動する差動増幅器４５とを備えている。
【００９９】
前記基準電圧源４４は、前記電源電圧Ｖｃｃまたはチャージポンプ式電源回路２２の出力電圧Ｖｄｄ０を電源電圧として動作しており、これらの電圧が、液晶表示装置２１（３１）を含むシステム毎に異なっていても、何ら支障なく、基準電圧Ｖｒｅｆを生成できる。
【０１００】
前記分圧回路４３は、出力電圧Ｖｄｄの端子と接地端子との間に配され、抵抗４３ａ・４３ｂから構成された直列回路であって、分圧比は、出力電圧Ｖｄｄが目標とする値になった場合に、帰還電圧Ｖａｄｊが前記基準電圧Ｖｒｅｆとなるように設定されている。
【０１０１】
これにより、ＦＥＴ４２の等価抵抗値は、両電圧Ｖａｄｊ・Ｖｒｅｆが互いに等しくなるように制御され、レギュレータ４１の出力電圧Ｖｄｄは、前記基準電圧Ｖｒｅｆおよび分圧比で設定された値に安定する。
【０１０２】
前記出力電圧Ｖｄｄは、ＴＦＴパネル２の各駆動回路５・６・８へ供給され、たとえば、階調表示のための階調電圧発生回路やコモン電極の駆動回路などにて、アナログ系の電源として使用される。さらに、チャージポンプ式電源回路２３ａで３倍昇圧された後、ＴＦＴパネル２のＴＦＴ素子をＯＮするための走査電圧Ｖｇｈとして、走査信号線駆動回路５に印加される。また、チャージポンプ式電源回路２３ｂは、前記出力電圧Ｖｄｄを−２倍した後、前記ＴＦＴ素子をＯＦＦするための操作電圧Ｖｇｌとして、走査信号線駆動回路５に供給される。
【０１０３】
ここで、図示しないロジック回路の電源電圧など、液晶表示装置２１（３１）に電源電圧Ｖｃｃとして供給される電圧は、上述した値（２．５Ｖ）に決まっている訳ではなく、液晶表示装置２１（３１）を含むシステムが異なると、異なった値をとる場合がある。現状では、たとえば、電源電圧Ｖｃｃとして２．７Ｖを採用したシステムや、３．６Ｖを採用したシステムなど、２．７〜３．６Ｖの電源電圧を採用したシステムが混在している。
【０１０４】
この場合に、図１または図６に示す電源回路７ａまたは７ｂを使用すると、上述の電源電圧Ｖｃｃ（たとえば２．５Ｖ）を採用したシステムでは、前記各駆動回路５・６・８に適切な電源電圧（たとえば、Ｖｄｄ＝５Ｖ、Ｖｇｈ＝１５ＶおよびＶｇｌ＝−１０Ｖ）を供給できたとしても、たとえば、電源電圧Ｖｃｃが２．７Ｖなど、他の値のシステムでは、各駆動回路５・６・８に適切な電源電圧を供給することができず、ＴＦＴパネル２は、安定した表示を保つことができない。したがって、当該システムでも、安定して表示するために、当該システム用の電源回路７ａ（７ｂ）を備える液晶表示装置２１（３１）を製造する必要がある。
【０１０５】
これに対して、本変形例に係る電源回路７ｃは、電源電圧Ｖｃｃにバラツキがあっても、ＴＦＴパネル２が安定して表示可能な電源電圧Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶｇｌを前記各駆動回路５・６・８に供給できる。
【０１０６】
さらに、レギュレータ４１がチャージポンプ式電源回路２２の後に設けられているので、前に設ける場合と異なり、チャージポンプ式電源回路２２に起因する電源電圧変動が、前記電源電圧Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶｇｌに現れない。したがって、より安定した電源電圧を供給できる。
【０１０７】
また、単一のレギュレータ４１がチャージポンプ式電源回路２２とチャージポンプ式電源回路２３ａ・２３ｂとの間に設けられている。したがって、各チャージポンプ式電源回路２２・２３ａ・２３ｂの後に、それぞれレギュレータ４１を設ける場合よりも回路構成が簡略化されているにも拘らず、最も安定性が要求される電源電圧Ｖｄｄを確実に安定化させることができる。なお、電源電圧ＶｇｈおよびＶｇｌには、電源電圧Ｖｄｄよりも安定性が要求されないので、チャージポンプ式電源回路２３ａ・２３ｂによって、各電源電圧ＶｇｈおよびＶｇｌに微小なノイズが混入したとしても、高い表示品位を保つことができる。
【０１０８】
ところで、図１２に示すクロック発生回路１１は、切換え制御信号ＣＮＴに応じた周波数ｆｏｓｃのクロック信号を出力できれば、各周波数（ｆｏｓｃｈ、ｆｏｓｃｌまたはｆｏｓｃｍ）を、それぞれ生成してもよい。また、各周波数のクロック信号の一部または全部を、外部から受け取り、外部または内部のクロック信号のいずれかを選択して出力してもよい。
【０１０９】
ただし、高速のクロック信号を外部から供給する場合、内部で生成するよりも長い距離、クロック信号を伝送する必要がある。したがって、基板の配線容量など、容量負荷が大きくなり、クロック信号の伝送に必要な電力が増大する。また、クロック信号の伝送線を駆動するために、駆動能力の大きなバッファ回路が必要なる。これらの結果、液晶表示装置２１（３１）を含むシステム全体の消費電力が増大してしまう。
【０１１０】
したがって、クロック発生回路１１は、たとえば、図１７や図１９に示すクロック発生回路１１ａまたは１１ｂのように、高い周波数ｆｏｓｃｈを生成する発振回路５１を備えている方が望ましい。
【０１１１】
たとえば、図１７に示すクロック発生回路１１ａは、各周波数（たとえば、ｆｏｓｃｈおよびｆｏｓｃｌ）を内部で生成する回路であって、前記発振回路５１に加えて、発振回路５１の出力信号を分周して、周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号を生成する分周回路５２と、切換え制御信号ＣＮＴに応じて、両回路５１・５２の出力信号の一方を選択し、クロック発生回路１１ａの出力信号として出力するスイッチ５３とを備えている。
【０１１２】
当該構成では、図１８に示すように、発振回路５１は、周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号ＦＣＫを出力し、分周回路５２は、周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号ＬＣＫを出力している。また、切換え制御信号ＣＮＴは、図１または図６に示す液晶表示装置２１（３１）と同様に、走査モードか保持モードかを示すパワーセーブ信号ＰＳとともに変化している。なお、図１８、および、後述の図２０では、図７と同様、切換え制御信号ＣＮＴを動作モード制御回路３２が生成する場合のタイミングを例示している。
【０１１３】
切換え制御信号ＣＮＴが走査モード（周波数ｆｏｓｃｈ）を示している期間（ｔ１１〜ｔ１２の期間）、スイッチ５３は、発振回路５１側を選択する。これにより、クロック発生回路１１ａが出力するクロック信号ＰＣＫは、周波数ｆｏｓｃｈの信号となる。一方、切換え制御信号ＣＮＴが保持モード（周波数ｆｏｓｃｌ）を示している期間（ｔ１２〜ｔ１３の期間）、スイッチ５３は、分周回路５２側を選択する。これにより、前記クロック信号ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｌとなる。
【０１１４】
一方、図１９に示すクロック発生回路１１ｂは、低い周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号は、外部から受け取り、高い周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号のみを内部で生成する回路であって、前記発振回路５１に加えて、外部の発振回路５４からのクロック信号を受け取る端子５５と、発振回路５１の出力端子および前記端子５５の一方を選択し、クロック発生回路１１ｂの出力信号として出力するスイッチ５６とを備えている。また、発振回路５１は、切換え制御信号ＣＮＴが外部から供給されるクロック信号の周波数を示している場合、動作を停止する。
【０１１５】
当該構成では、図２０に示すように、端子５５からは、周波数ｆｏｓｃｌのクロック信号ＬＣＫが供給されており、切換え制御信号ＣＮＴは、図１または図６に示す液晶表示装置２１（３１）と同様に、走査モードか保持モードかを示すパワーセーブ信号ＰＳとともに変化している。
【０１１６】
切換え制御信号ＣＮＴが周波数ｆｏｓｃｈを示している期間（ｔ２１〜ｔ２２の期間）、発振回路５１は、動作して、周波数ｆｏｓｃｈのクロック信号ＦＣＫを出力するとともに、スイッチ５６は、発振回路５１側を選択する。これにより、クロック発生回路１１ｂが出力するクロック信号ＰＣＫは、周波数ｆｏｓｃｈの信号となる。一方、切換え制御信号ＣＮＴが周波数ｆｏｓｃｌを示している期間（ｔ２２〜ｔ２３の期間）、スイッチ５６は、端子５５側を選択する。これにより、前記クロック信号ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｌとなる。また、この期間中、発振回路５１が動作を停止しており、電力を消費しない。
【０１１７】
なお、上記では、クロック発生回路１１ａ（１１ｂ）が２つの周波数のクロック信号を出力する場合について説明したが、３段階以上の周波数のクロック信号を出力してもよい。たとえば、図１７に示す分周回路５２は、自らの分周比を、切換え制御信号ＣＮＴに応じて変更する。また、図１９のクロック発生回路１１ｂの場合、中間の周波数のクロック信号は、周波数ｆｏｓｃｌと同様に外部から受け取ってもよいし、たとえば、前述のクロック発生回路１１ａと同様に、分周回路を設けて内部で生成してもよい。
【０１１８】
これらの構成では、クロック発生回路１１ａ・１１ｂが発振回路５１を備えているので、電源回路７ａ〜７ｃの外部から、高速のクロック信号を供給する場合よりも、当該クロック信号の伝送距離を短くできる。この結果、容量負荷を小さくでき、前述のバッファ回路を削減できるので、液晶表示装置２１（３１）を含むシステム全体の消費電力を低減できる。
【０１１９】
さらに、図１９に示す構成では、低速のクロック信号が外部から供給されるので、クロック発生回路１１ｂが当該クロック信号を出力している間は、発振回路５１を止めることができ、クロック発生回路１１ａよりも、クロック発生回路１１ｂで消費する電力を削減できる。なお、液晶表示装置２１（３１）を含むシステムでは、たとえば、映像信号をサンプリングするタイミングなど、各回路が動作するタイミングを決定するために、種々の周波数のクロック信号が使用されている。したがって、これらのクロック信号の発振回路を前記発振回路５４として用いることで、システム内の発振回路の数を増やすことなく、電源回路７ａ〜７ｃを低い周波数で駆動することができる。なお、この場合は、周波数が低いので、クロック信号の伝送距離が長くなっても、高速クロックよりも消費電力を抑えることができる。
【０１２０】
本発明の実施のさらに他の形態について、図２１および図２２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【０１２１】
図２１は、本実施形態の液晶表示装置６１の電気的構成を示すブロック図である。この液晶表示装置６１は、前述の液晶表示装置３１に類似し、対応する部分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。なお、図１と同様に、負荷電流検知回路２４が切換え制御信号ＣＮＴを生成してもよいが、図２１では、より好適な例として、動作モード制御回路３２が切換え制御信号ＣＮＴを生成する場合を図示している。
【０１２２】
注目すべきは、この液晶表示装置６１では、各駆動回路５・６・８の保持モードにおける消費電力が、各チャージポンプ式電源回路２２・２３の平滑用の容量（図１２に示す容量Ｃ２）によって各電源電圧Ｖｄｄ・Ｖｇｈ・Ｖｇｌを保持可能な程度である点と、電源回路７ｂに代えて設けられた電源回路７ｄのチャージポンプ式電源回路２２・２３が、保持モードの間、ポンプ動作を停止する点とである。
【０１２３】
具体的には、保持モードにおいて、各駆動回路５・６・８の消費電流など、電源回路７ｄの負荷電流は、走査モードの負荷電流の０．０１倍以下に設定されている。また、保持モードおよび走査モードの繰り返し周期は、数百ｍｓｅｃに設定されている。さらに、クロック発生回路１１ｃは、図１９と同様の発振回路５１を備えており、クロック発生回路１１ｃの出力信号ＰＣＫとして、発振回路５１の出力信号ＣＫを出力できる。なお、本実施形態では、チャージポンプ式電源回路２２・２３でクロック発生回路１１（図１２参照）を共用しており、図２１では、説明の便宜上、前記クロック発生回路１１として動作するクロック発生回路１１ｃを、チャージポンプ式電源回路２２・２３の外に記載している。
【０１２４】
当該構成では、図２２に示すように、切換え制御信号ＣＮＴは、図１８と同様に、パワーセーブ信号ＰＳとともに変化している。切換え制御信号ＣＮＴが周波数ｆｏｓｃｈを示している期間（ｔ３１〜ｔ３２の期間）、クロック発生回路１１ｃの発振回路５１が動作する。これにより、クロック発生回路１１ｃの出力信号ＰＣＫの周波数は、周波数ｆｏｓｃｈとなる。
【０１２５】
一方、パワーセーブ信号ＰＳが保持モードを示し、切換え制御信号ＣＮＴが切り換えられると、発振回路５１が動作を停止する。これにより、クロック発生回路１１ｃの出力信号ＰＣＫは、一定の電圧となる。この状態では、発振回路５１が動作を停止している。また、各チャージポンプ式電源回路２２・２３は、ポンプ動作を停止している。これにより、チャージポンプ式電源回路２２・２３での消費電力は、前述の液晶表示装置２１（３１）に比べて抑えられている。
【０１２６】
ここで、前記状態では、チャージポンプ式電源回路２２・２３がポンプ動作を停止しているので、負荷電流が多く、かつ、保持モードが長い場合、平滑用の容量（図１２の容量Ｃ２）が設けられていたとしても、電源回路７ｄの出力電圧（Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶｇｌ）が大きく低下して、接地電位に近づいてしまう。この場合、電源回路７ｄの負荷回路としての各駆動回路５・６・８は、ＴＦＴパネル２に正常な画像を表示させることができない。
【０１２７】
ところが、保持モードにおける負荷電流は、走査モードに比べて、０．０１倍以下であり、両モードの繰り返し周期が数百ｍｓｅｃである。したがって、チャージポンプ式電源回路２２・２３がポンプ動作を停止しても、それぞれの平滑用の容量（図１２の容量Ｃ２）で、前記各出力電圧を保持できる。より詳細には、保持モード終了時点における前記ドロップ幅は、走査モード中に出力すべき電圧値の絶対値（Ｖｄｄ、ＶｇｈおよびＶｇｌの絶対値）の１０％以内に抑えられ、保持モード終了時に前記の出力すべき値に戻るまでの時間（ドロップからの復帰時間）は、数十μｓｅｃ以内に抑えられる。
【０１２８】
このように、チャージポンプ式電源回路２２・２３のポンプ動作を停止しても、電源回路７ｄの出力電圧が殆どドロップせず、ドロップからの復帰時間が短い。したがって、ポンプ動作を停止しているにも拘らず、各駆動回路５・６・８は、ＴＦＴパネル２を正常に駆動できる。この結果、液晶表示装置６１を含むシステム全体の消費電力を削減できる。
【０１２９】
なお、前記では、保持モードにおける負荷電流が、走査モードに比べて、０．０１倍以下であり、両モードの繰り返し周期が数百ｍｓｅｃの場合について説明したが、これに限るものではない。たとえば、保持モード終了時における前記ドロップ幅が、前記出力すべき値の１０％以内であれば、略同様の効果が得られる。また、ドロップ後の復帰時間が数１０μｓｅｃ以内であれば、略同様の効果が得られる。いずれの場合であっても、保持モードにおける負荷電流および保持モードの長さが、保持モード中の出力電圧を、それぞれの平滑用の容量（Ｃ２）で保持可能な程度に設定されていれば、略同様の効果が得られる。
【０１３０】
【発明の効果】
本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有する駆動回路と、各垂直操作期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段と、前記動作モードに対応して、チャージポンプ方式の電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換える制御手段とを含み、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されている構成である。
【０１３１】
当該構成において、モード切換え手段は、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各動作モードを切り換える。さらに、制御手段は、前記動作モードに対応して、前記電源回路がポンプ動作する際の周波数を切換えるので、いずれの動作モードであっても、高い変換効率で、確実に出力電圧を生成できる。この結果、基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できるという効果を奏する。
【０１３２】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記構成に加えて、前記駆動回路の走査モードにおける動作電流値と、前記駆動回路の保持モードにおける動作電流値とは、１０倍以上変化すると共に、前記駆動回路の動作電流値の最大値に対応して、前記ポンプ動作の周波数を決定すると共に、その周波数に適応して、該電源回路の回路素子を構成する構成である。
【０１３３】
それゆえ、前記動作電流値の最大値においても高い変換効率を得ることができるだけでなく、極低負荷時にも、ポンプ動作の周波数の低下によって、たとえば前記ＭＯＳＦＥＴによるリーク電流やＣＲ発振回路の消費電流などの該電源回路の自己損失電力を低下させ、高い変換効率を得ることができるという効果を奏する。
【０１３４】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記各構成に加えて、前記電源回路は、前記走査モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第１クロック信号を生成する第１発振器を備えている構成である。
【０１３５】
当該構成によれば、第１クロック信号が、外部からではなく、画像表示装置内の第１発振器で生成されるので、第１クロック信号の伝送距離を短縮でき、配線容量を削減できる。この結果、第１クロック信号を外部から供給する場合よりも、画像表示装置の消費電力を削減できるという効果を奏する。
【０１３６】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記電源回路は、前記第１クロック信号を分周して、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する分周器を備えている構成である。
【０１３７】
当該構成によれば、第１クロック信号を分周することで、第２クロック信号も画像表示装置内で生成されているので、第２クロック信号を伝送するために必要な消費電力を削減でき、消費電力の低い画像表示装置を実現できるという効果を奏する。
【０１３８】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、分周器を備える代わりに、前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を入力するための入力端子と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えている構成である。また、本発明に係る画像表示装置は、以上のように、分周器を備える代わりに、前記電源回路は、前記保持モード時に当該電源回路がポンプ動作する際の基準となる第２クロック信号を生成する第２発振器と、当該第２クロック信号でポンプ動作している期間中の少なくとも一部の期間に、前記第１発振器の動作を停止させる発振器制御手段とを備えている構成である。
【０１３９】
これらの構成では、第２クロック信号でポンプしている期間中の少なくとも一部の期間に、第１発振器の動作が停止し、電源回路は、第１発振器とは独立して生成された第２クロック信号に基づいて動作する。ここで、第２クロック信号は、第１クロック信号よりも周波数が低いので、外部で生成したとしても、第２クロック信号の生成および伝送に必要な電力は、第１発振器で消費する電力よりも小さくなることが多い。したがって、第２クロック信号の生成回路を含めた画像表示装置全体での消費電力を削減できるという効果を奏する。
【０１４０】
本発明に係る液晶表示装置は、以上のように、表示セルの何れかに映像信号を書き込む走査モードと、前記表示セルの何れにも映像信号を書き込まない保持モードとの２つ動作モードを有する駆動回路と、ポンプ動作の停止中、出力に保持された平滑用容量によって、出力電圧値を保持するチャージポンプ方式の電源回路と、前記保持モードに対応して前記電源回路のポンプ動作を停止させる制御手段と、各垂直操作期間を上記走査モードの期間と保持モードの期間とに区分すると共に、前記保持モードの期間の長さが走査モードの期間の長さ以上になり、しかも、両期間の比率が、予め定められた比率となるように、前記各動作モードを周期的に切り換え、待受け時には、走査モードの期間以上の長さの保持モードを挿入して、通常時よりも垂直走査期間を延長可能なモード切換え手段とを備え、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されている構成である。
【０１４１】
当該構成によれば、前述の画像表示装置と同様、表示セルの表示を略維持可能な範囲で、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になるように、各動作モードが周期的に切り換えられる。この結果、基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できるという効果を奏する。
【０１４２】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記構成に加えて、モード切換え手段は、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下となるように、前記各動作モードを周期的に切り換えできるように構成されている構成である。
【０１４３】
当該構成によれば、各動作モードを切り換えても、ポンプ動作再開時における前記出力電圧値のドロップ幅が、維持すべき出力電圧値の１０％以下である。したがって、保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。この結果、基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できるという効果を奏する。
【０１４４】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、ポンプ動作を停止するか否かに拘らず、前記各構成に加えて、前記走査モードと保持モードとは、数百ｍｓｅｃで周期的に繰返される構成である。それゆえ、前記のような電源回路を採用することは有効である。また、本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記アクティブマトリクス型の画像表示装置が液晶表示装置であり、前記保持モードでは、総ての走査信号線に非走査電圧を出力し、これによって各画素における画素電極あるいは補助容量に蓄積された電荷によって表示を保持すると共に、前記補助容量としての補助容量用電極パッドおよび補助容量配線は、前記補助容量配線が、走査信号線の位置を避け、一部がゲート絶縁膜を挟んで前記補助容量用電極パッドと対をなすように配置されている構成である。さらに、本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記補助容量配線が前記走査信号線と平行に配置されている構成である。
【０１４５】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、ポンプ動作を再開してから、ポンプ動作の停止中にドロップした出力電圧値が、維持すべき出力電圧値に戻るまでの復帰時間が数１０μｓｅｃ以内となり、さらに、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換え可能なモード切換え手段を設ける構成である。
【０１４６】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、保持モードにおける駆動回路の動作電流値が前記走査モードにおける電流値の０．０１倍以下であって、前記ドロップ幅が１０％以下になるように各動作モードを切り換えるモード切換え手段に代えて、前記保持モードの長さが走査モードの時間以上になり、しかも、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰返されるように、前記各動作モードを切り換え可能なモード切換え手段を設ける構成である。
【０１４７】
これらの構成では、前記走査モードと保持モードとが数百ｍｓｅｃで周期的に繰り返されるとともに、前記復帰時間または保持モードにおける動作電流値が前述のようになっているので、保持モードに応じた期間、前記電源回路がポンプ動作を停止して、電源回路の消費電力が削減されているにも拘らず、画像表示装置は、何ら支障なく、表示画像を保持できる。この結果、基本的な表示品位を確保可能なアクティブマトリクス型の画像表示装置であるにも拘らず、消費電力の少ない画像表示装置を実現できるという効果を奏する。
【０１４８】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記各構成に加えて、前記走査モードの期間に対して、前記保持モードの期間は、数倍〜数十倍に設定される構成である。
【０１４９】
上記の構成によれば、消費電力の大きい走査モードの期間に対して、消費電力の小さい保持モードの期間が、数倍〜数十倍の圧倒的に長い期間であるので、前記のように低負荷時の消費電力を低減することは極めて有効である。
【０１５０】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記各構成に加えて、前記制御手段は、前記負荷回路の動作モードを切換えるモード切換え手段であり、周波数上昇時またはポンプ動作再開時には、負荷回路の動作モード切換わり開始時点で前記周波数上昇またはポンプ動作再開が完了しているように、前記動作モード切換わり時よりも予め定める時間だけ以前に周波数の切換えまたはポンプ動作再開を行う構成である。
【０１５１】
それゆえ、動作モードの切換わり直後から必要な動作電流を充分に供給することができる。また、周波数低下またはポンプ動作停止時には、動作モードの切換わりと同時、または切換わりから予め定める時間だけ経過した後に低下または停止を開始すると、前記動作電流に不足を生じることはない。
【０１５２】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、上記各構成に加えて、前記表示セルおよび駆動回路を含む画像表示部の消費電力のうち、前記保持モードにおける消費電力が、前記走査モードにおける、前記制御手段および電源回路自体の消費電力よりも小さい構成である。
【０１５３】
上記の構成によれば、保持モードにおける画像表示部の消費電力が極めて小さく、電源回路自体の消費電力の影響が大きいのに対して、該保持モードにおいて前記のように電源回路の周波数を低下させることで、そのような電源回路の影響を小さくすることができるという効果を奏する。
【０１５４】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記各構成に加えて、予め定める倍率で入力電圧を定数倍する第１電源回路と、前記第１電源回路の出力電圧を予め定める値に安定化させて第１電圧を生成し、前記駆動回路へ供給するレギュレータと、予め定める倍率で前記第１電圧を定数倍して第２電圧を生成し、前記駆動回路のうちの走査線駆動回路へ、オンまたはオフ電圧として供給する第２電源回路とを備え、前記第１および第２電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御される構成である。
【０１５５】
本発明に係る画像表示装置は、以上のように、前記第１および第２電源回路に代えて、予め定める倍率で入力電圧を昇圧する第１電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を昇圧し、前記駆動回路のうち、走査線駆動回路のオン電圧として供給する第２電源回路と、予め定める倍率で前記第１電圧を反転かつ昇圧し、前記駆動回路のうち、前記走査線駆動回路のオフ電圧として供給する第３電源回路とを備え、前記第１、第２および第３電源回路の少なくとも一方は、前記電源回路として、前記制御手段により制御される構成である。
【０１５６】
これらの構成では、第１電源回路の出力電圧を安定化させるレギュレータが設けられているので、たとえば、互いに異なる出力電圧の電池を採用したシステム間で同じ構成の画像表示装置を使用する場合など、画像表示装置の第１電源回路へ、互いに異なった入力電圧が入力される場合であっても、互いに同じ電圧を生成して、駆動回路へ供給できるという効果を奏する。
【０１５７】
本発明に携帯電子機器は、以上のように、前述の各画像表示装置の何れかを搭載する構成である。上記の構成によれば、携帯電子機器は内蔵の電源で駆動されることが多いので、前記のような消費電力の削減は効果的である。特に、該携帯電子機器が携帯電話の端末装置である場合には、待受け時間を長くすることができ、一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】チャージポンプ式電源回路の出力特性を説明するためのグラフである。
【図３】図１で示す液晶表示装置に搭載される本発明に係るチャージポンプ式電源回路の変換効率特性を示すグラフである。
【図４】図１で示す液晶表示装置の動作を説明するための波形図である。
【図５】本発明に係るチャージポンプ式電源回路の他の変換効率特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の他の形態の液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】図６で示す液晶表示装置における動作モード制御回路の動作を説明するための波形図である。
【図８】携帯電話の端末装置における待受け時の表示例を示す図である。
【図９】液晶表示装置の消費電力と携帯電話の端末装置の待受け時間との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の比較例を示すものであり、ＴＦＴアクティブマトリクス型の液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】図１０で示す液晶表示装置の動作を説明するため波形図である。
【図１２】２倍電圧を作成するチャージポンプ方式の電源回路の概略的構成を示すブロック図である。
【図１３】チャージポンプ方式の電源回路の変換効率特性を示すグラフである。
【図１４】本発明の前記各実施形態を示すものであり、画素の電極構造を示す平面図である。
【図１５】本発明の前記各実施形態に係る液晶表示装置の変形例を示すものであり、電源回路の要部構成を示すブロック図である。
【図１６】前記電源回路に設けられたレギュレータの構成例を示す回路図である。
【図１７】本発明の他の変形例を示すものであり、電源回路に設けられたクロック発生回路の要部構成を示すブロック図である。
【図１８】前記クロック発生回路の動作を示す波形図である。
【図１９】本発明のさらに他の変形例を示すものであり、電源回路に設けられたクロック発生回路の要部構成を示すブロック図である。
【図２０】前記クロック発生回路の動作を示す波形図である。
【図２１】本発明の実施のさらに他の形態を示すものであり、液晶表示装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図２２】前記液晶表示装置に設けられたクロック発生回路の動作を示す波形図である。
【符号の説明】
２    ＴＦＴパネル
３    画素電極（表示セル）
４    対向電極
５    走査信号線駆動回路（駆動回路）
６    データ信号線駆動回路（駆動回路）
７ａ〜７ｄ    電源回路
８    対向電極駆動回路（駆動回路）
９    動作モード制御回路
２１，３１，６１    液晶表示装置
２２    チャージポンプ方式電源回路（第１電源回路）
２３    チャージポンプ方式電源回路（第２電源回路）
２３ａ  チャージポンプ方式電源回路（第２電源回路）
２３ｂ  チャージポンプ方式電源回路（第３電源回路）
２４    負荷電流検知回路（制御手段；発振器制御手段）
３２    動作モード制御回路（制御手段；発振器制御手段）
４１    レギュレータ
５１    発振回路（第１発振器）
５２    分周回路（分周器）
５４    発振回路（第２発振器）
５５    端子
Ｃ１    容量（ポンプ動作用）
Ｃ２    容量（平滑用）
Ｇ１〜Ｇ４    走査信号線
Ｓ１〜Ｓ４    データ信号線
ＳＷ１〜ＳＷ４    スイッチング素子
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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