(57)【要約】【課題】バックライトの光源のＬＥＤの高温時での最大定格電流の低下に対応するＬＥＤの駆動電流の低下の制御に伴う液晶表示画面のコントラストの低下の問題を軽減する。【解決手段】液晶駆動装置は、液晶駆動回路、バックライト制御ユニット２０５、表示データ伸張処理回路２０６、２０７を具備する。液晶駆動回路は、表示データに応答して液晶表示パネルに供給される液晶駆動信号を生成する。バックライト制御ユニット２０５は、液晶表示パネルの温度上昇に応答してパネルを照射するバックライトモジュールの光源のＬＥＤの駆動電流を低下させる。表示データ伸張処理回路２０６、２０７は液晶表示パネルの温度上昇に応答して表示データのデータ伸張処理を実行してパネルの温度上昇でのバックライトの減光による液晶表示パネルのコントラストの低下を補償する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶駆動回路と、バックライト制御ユニットと、表示データ伸張処理回路とを具備する液晶駆動装置であって、
前記液晶駆動回路は、表示データに応答して液晶表示パネルに供給される液晶駆動信号を生成し、
前記バックライト制御ユニットは、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記液晶表示パネルを照射するバックライトモジュールの光源としての発光ダイオードの駆動電流を低下するように動作し、
前記表示データ伸張処理回路は、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行することにより、前記液晶表示パネルが温度上昇した場合の前記バックライトモジュールの減光による前記液晶表示パネルのコントラストの低下を補償することを特徴とする液晶駆動装置。
【請求項２】
前記バックライト制御ユニットは、前記液晶表示パネルの温度に関係する温度情報を生成する温度センサ処理部と、前記温度センサ処理部から生成される前記温度情報に応答して前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値を算出するバックライト電流制御回路とを含むものである請求項１に記載の液晶駆動装置。
【請求項３】
前記バックライト制御ユニットは、前記バックライト電流制御回路で算出された前記電流値から表示データ伸張係数を算出する表示データ伸張係数演算回路を更に含んでおり、
前記表示データ伸張係数演算回路で算出された前記表示データ伸張係数は前記表示データ伸張処理回路に供給され、前記表示データ伸張処理回路は前記表示データ伸張係数に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものである請求項２に記載の液晶駆動装置。
【請求項４】
前記バックライト制御ユニットは、前記バックライト電流制御回路が前記温度情報に応答して前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値を算出する際に使用する演算情報を記憶するレジスタを更に含んでいる請求項３に記載の液晶駆動装置。
【請求項５】
前記レジスタに記憶される前記演算情報は、システムインターフェースを介して外部から設定可能である請求項４に記載の液晶駆動装置。
【請求項６】
前記レジスタに記憶される前記演算情報は前記バックライト電流制御回路で算出される前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値が前記発光ダイオードの最大定格電流特性を違反しないように前記システムインターフェースを介して外部から設定されるものである請求項５に記載の液晶駆動装置。
【請求項７】
液晶駆動回路と、バックライト制御ユニットと、表示データ伸張処理回路とを具備して、
前記液晶駆動回路は、表示データに応答して液晶表示パネルに供給される液晶駆動信号を生成するものであり、
前記バックライト制御ユニットは、第１電流制御回路と、第２電流制御回路とを含むものであり、
前記表示データ伸張処理回路は、前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものであり、
前記バックライト制御ユニットの前記第１電流制御回路は、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して、前記液晶表示パネルを照射するバックライトモジュールの光源としての発光ダイオードの駆動電流を低下させるものであり、
前記表示データ伸張処理回路は、前記温度上昇での前記第１電流制御回路による制御に応答して前記表示データの前記データ伸張処理を実行して、前記温度上昇での前記バックライトモジュールの減光による前記液晶表示パネルのコントラストの低下を補償するものであり、
前記バックライト制御ユニットの前記第２電流制御回路は、前記液晶表示パネルの正常な温度に応答して前記表示データの輝度値の統計情報に基づき前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の調整と前記表示データ伸張処理回路での前記表示データの前記データ伸張処理の伸張度とを同調して制御するものである液晶駆動装置。
【請求項８】
前記バックライト制御ユニットは、前記液晶表示パネルの温度に関係する温度情報を生成する温度センサ処理部を含むものであり、
前記温度センサ処理部から生成される前記温度情報に応答して前記第１電流制御回路は前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値を算出するものである請求項７に記載の液晶駆動装置。
【請求項９】
前記バックライト制御ユニットは、前記第１電流制御回路または前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値から表示データ伸張係数を算出する表示データ伸張係数演算回路を更に含んでおり、
前記表示データ伸張係数演算回路で算出された前記表示データ伸張係数は前記表示データ伸張処理回路に供給され、前記表示データ伸張処理回路は前記表示データ伸張係数に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものである請求項８に記載の液晶駆動装置。
【請求項１０】
前記バックライト制御ユニットは、前記第１電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値と前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値とが供給される第３電流制御回路を含み、当該第３電流制御回路は、前記第１電流制御回路で算出された前記駆動電流の前記電流値と前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の前記電流値の低い方の電流値を選択するものであり、
前記第３電流制御回路によって選択された前記低い方の電流値によって、前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値が設定される一方、前記表示データ伸張係数演算回路での前記表示データ伸張係数が算出されるものである請求項９に記載の液晶駆動装置。
【請求項１１】
前記バックライト制御ユニットは、前記第１電流制御回路が前記温度情報に応答して前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値を算出する際に使用する演算情報を記憶するレジスタを更に含んでいる請求項１０に記載の液晶駆動装置。
【請求項１２】
前記レジスタに記憶される前記演算情報は、システムインターフェースを介して外部から設定可能である請求項１１に記載の液晶駆動装置。
【請求項１３】
前記レジスタに記憶される前記演算情報は前記第１電流制御回路で算出される前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値が前記発光ダイオードの最大定格電流特性を違反しないように前記システムインターフェースを介して外部から設定されるものである請求項１２に記載の液晶駆動装置。
【請求項１４】
前記液晶駆動装置の半導体チップには温度センサが形成されており、
前記温度センサ処理部は、前記温度センサの出力と前記液晶駆動装置の消費電力と前記液晶駆動装置の熱抵抗値とから前記液晶表示パネルの温度に関係する前記温度情報を生成するものである請求項８に記載の液晶駆動装置。
【請求項１５】
前記バックライト制御ユニットは前記消費電力の値を格納するレジスタと前記熱抵抗値を格納するレジスタとを含むものである請求項１４に記載の液晶駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶駆動装置のバックライト制御に関するもので、特に、高温時のバックライトの光源であるＬＥＤの駆動電流の低下に起因する液晶表示画面のコントラストの低下の問題を解決するのに有益な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のバッテリー動作の情報機器、携帯電話などには、小型・軽量の液晶ディスプレイが搭載されている。これらの液晶ディスプレイは、ほとんどがバックライトを必要とする透過型もしく半透過型のものである。
【０００３】
これらのバックライトには、低消費電力で、耐用年数が長く、小型・軽量化が容易であるという理由から、白色ＬＥＤが使用されている。白色ＬＥＤの最も一般的な構造としては、青色に発光する半導体発光ダイオード(ＬＥＤ；Light Emitting Diode)と青色の光が照射されると黄色を発光する蛍光体とを組合せたものが製品化され、主に携帯電話のバックライト用として生産されている。
【０００４】
一方、半導体ＬＥＤは高温時に大電流が流れると破壊されやすいという特性を持っているので、最大定格電流値が高温時に低下すると言う温度依存性を持っている。このため、バックライトとしての白色ＬＥＤの動作保証範囲を８０℃のような高温まで保証しようとすると、保証範囲の最高温度にて最大定格電流を違反しないように設計する必要がある。そのためには、常温で３０ｍＡの最大定格電流を流すことが可能な白色ＬＥＤを使用しても、最高温度の最大定格電流を違反しないように動作電流値を設定するためには、常温の電流設定は１０ｍＡと小さな電流となる。つまり、常温の動作電流値が小さく設定された白色ＬＥＤ１個当たりの発光量は減少するので、バックライト全体の輝度を確保するために、バックライトに搭載される白色ＬＥＤの数量を増加させる必要があった。
【０００５】
一方、近年ではテレビ用途など大型の液晶パネルにも白色ＬＥＤバックライトを搭載する試みがなされ、製品も出荷されている。この時の課題として、白色ＬＥＤは冷陰極蛍光ランプ(ＣＣＦＬ：Cold Cathode Fluorescent Lamp)などの他のバックライト用光源と比較して、発光量が極めて低いために、多数の白色ＬＥＤを使用する必要があるので、それによる発熱が問題となる。上述したように、白色ＬＥＤは発熱により高温時には最大定格電流が低下するため、製品の信頼性が低下する。
【０００６】
これを回避する技術として、下記特許文献１に記載されているように、ＬＥＤの高温(８５°Ｃ)での許容順方向電流の低下に対応するため、サーミスタを含む温度検出回路の出力を駆動回路に供給して、高温時にＬＥＤの駆動電流を低下させるものがある。この温度補償技術を中小型の液晶パネル用バックライトに適用することによって、常温のＬＥＤの動作電流値を最大定格電流に近接させる一方、高温時にはＬＥＤの動作電流を低下させるので、バックライトに搭載されるＬＥＤの数量を低減することが可能となる。
【０００７】
また、下記非特許文献１には、表示品質を維持しながら低消費電力を実現する自動バックライト輝度調整機能(Mobile AGCPS：Mobile Auto Gamma Control and Power Saving)が記載されている。ドライバＩＣは入力画像データの特徴を自動的に認識して、入力画像データに応答してバックライト輝度の調光を行う。入力画像データが暗いイメージの時には、バックライト輝度を低下することで消費電力の削減を可能としている。またバックライト輝度を単純に暗くするだけでは、表示画面が暗くなるため、バックライトを暗くした分をＬＣＤ表示画像の補正を行うことによって、ＬＣＤの表示品質を落とすことなく、低消費電力化を実現するものである。ＬＣＤパネルの表示品質を自動的に向上させるイメージエンハンス機能は、ドライバＩＣへの入力画像データが暗い場合やコントラストが低い場合には、自動的にγカーブ(ガンマ曲線)を調整して、ＬＣＤパネルの表示画面を見やすいように補正するものである。
【０００８】
さらに、下記特許文献２には、ＬＥＤを光源としたバックライトを用いたカラー液晶表示装置において、コントラスト処理を適用して、コントラストの向上および低消費電力化を行うことが記載されている。コントラストエンハンサ処理では、映像信号の画面が明るければバックライト装置の発光光量を大きくし、映像信号の画面が暗ければバックライト装置の発光光量を少なくして、映像信号の画面の明るさに比例させてバックライト装置の光量が増減される。バックライト装置の光源のＬＥＤには、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤの３種類が使用されて、赤、緑、青の３種類の光が混合されて白色光が生成されて、この白色光がカラー液晶表示パネルに出射される。バックライト装置は、光源のＬＥＤの温度を検出する温度センサと、３種類の光量もしくは色度を検出する色度センサと冷却ファンとを備えている。温度センサの検出値と色度センサの検出値とはバックライト駆動制御部に供給され、光源を構成するＬＥＤの駆動電流が制御される。また、バックライト駆動制御部は温度センサの検出値に応答して冷却ファンの回転速度を制御して、バックライトの光源のＬＥＤの温度の制御を行うものである。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−０６４２２３号  公報
【特許文献２】特開２００６−１４５８８６号  公報
【非特許文献１】能勢  崇  他、ディジタルコンシューマ向け半導体：「自動バックライト輝度調整機能(Mobile AGCPS)内蔵ＬＣＤコントローラ／ドライバＩＣの開発」、  ＮＥＣ技報  Ｖｏｌ．６０  Ｎｏ．４／２００７  ＰＰ．１４−１７．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
近年、液晶表示装置が搭載された携帯電話等のバッテリ動作の電子情報機器の動作環境は、かなりの低温からかなりの高温までの広範囲の動作温度が必要とされている。このような広範囲の動作温度の変化に際しても、液晶ディスプレイの表示品質を可能な限り高い状態に維持することが必要とされている。
【００１１】
また、自動車の運転席前のダッシュボードの速度計やカー・ナビゲーションシステム等の表示装置にも、近年、液晶表示装置の採用が開始されている。液晶表示装置が搭載されるダッシュボードはエンジンルームに近接しており、ダッシュボードの動作環境も相当の低温から相当の高温までの広範囲の動作温度が必要とされる。広範囲の動作温度の変化に際しても、自動車のダッシュボードに搭載される液晶表示装置には安全な運転に関係するので、表示品質を可能な限り高い状態に維持することが必要とされている。
【００１２】
上述したように液晶ディスプレイのバックライトの光源であるＬＥＤの高温時での最大定格電流の低下の問題は、上記特許文献１に記載されたように高温時の温度検出回路の出力によってＬＥＤの駆動電流を低下させることによって解決することができる。しかし、高温時のバックライトの光源であるＬＥＤの駆動電流の低下による液晶表示装置の表示画面のコントラストの低下の問題は、上記特許文献１に記載された技術によって解決することができない。
【００１３】
上記非特許文献１に記載された技術も表示品質を維持しながら低消費電力を実現するものであるが、高温時のバックライトの光源であるＬＥＤの駆動電流の低下による液晶表示装置の表示画面のコントラストの低下の問題を解決するものではない。更に、上記特許文献２に記載された技術のコントラストエンハンサ処理はコントラストの向上および低消費電力化を行うものであるが、高温時のバックライトの光源であるＬＥＤの駆動電流の低下による液晶表示画面のコントラストの低下の問題を解決するものではない。また更に上記特許文献２では、バックライト装置は光源のＬＥＤの温度を検出する温度センサと冷却ファンを備えており、温度センサの検出値によってＬＥＤの駆動電流が制御され、冷却ファンの回転速度が制御される。しかし、温度センサの検出値はコントラストエンハンサ処理に利用されていないので、高温時のバックライトの光源であるＬＥＤの駆動電流の低下による液晶表示画面のコントラストの低下の問題を解決することは不可能であることが本発明者等の検討の結果、明らかとされた。
【００１４】
本発明は、以上のような本発明に先立った本発明者等の検討の結果、なされたものである。
【００１５】
従って、本発明の目的とするところは、液晶表示パネルのバックライトの光源としてのＬＥＤの高温時での最大定格電流の低下に対応するＬＥＤの駆動電流の低下の制御に伴う液晶表示画面のコントラストの低下の問題を軽減することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうちの代表的なものについて簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１８】
すなわち、本発明の代表的な液晶駆動装置(１０１)は、液晶駆動回路(１０８)と、バックライト制御ユニット(１０４、２０５)と、表示データ伸張処理回路(２０６、２０７)とを具備する。
【００１９】
前記液晶駆動回路は、表示データ(２０９)に応答して液晶表示パネル(１１４)に供給される液晶駆動信号(１１０)を生成する。前記バックライト制御ユニットは、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記液晶表示パネルを照射するバックライトモジュール(１１５)の光源としての発光ダイオードの駆動電流を低下させる。前記表示データ伸張処理回路は前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記表示データのデータ伸張処理を実行して前記液晶表示パネルの温度上昇での前記バックライトモジュールの減光による前記液晶表示パネルのコントラストの低下を補償する(図１、図２参照)。
【発明の効果】
【００２０】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００２１】
すなわち、液晶表示画面のコントラストの低下の問題を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
《代表的な実施の形態》
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００２３】
〔１〕本発明の代表的な実施の形態による液晶駆動装置(１０１)は、液晶駆動回路(１０８)と、バックライト制御ユニット(１０４、２０５)と、表示データ伸張処理回路(２０６、２０７)とを具備する。
【００２４】
前記液晶駆動回路(１０８)は、表示データ(２０９)に応答して液晶表示パネル(１１４)に供給される液晶駆動信号(１１０)を生成するものである。
【００２５】
前記バックライト制御ユニット(１０４、２０５)は、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記液晶表示パネルを照射するバックライトモジュール(１１５)の光源としての発光ダイオードの駆動電流を低下するように動作するものである。
【００２６】
前記表示データ伸張処理回路(２０６、２０７)は、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行することによって、前記液晶表示パネルの温度上昇した場合の前記バックライトモジュールの減光による前記液晶表示パネルのコントラストの低下を補償するものである(図１、図２参照)。
【００２７】
前記実施の形態によれば、液晶表示パネルのバックライトの光源としてのＬＥＤの高温時での最大定格電流の低下に対応するＬＥＤの駆動電流の低下の制御に伴う液晶表示画面のコントラスト低下の問題を軽減することができる。
【００２８】
好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニット(１０４)は、前記液晶表示パネルの温度に関係する温度情報を生成する温度センサ処理部(２０１)と、前記温度センサ処理部から生成される前記温度情報に応答して前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値を算出するバックライト電流制御回路(２０２)とを含むものである(図２参照)。
【００２９】
より好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニット(１０４)は、前記バックライト電流制御回路で算出された前記電流値から表示データ伸張係数を算出する表示データ伸張係数演算回路(２０６)を更に含んでいる。
【００３０】
前記表示データ伸張係数演算回路で算出された前記表示データ伸張係数は前記表示データ伸張処理回路(２０７)に供給され、前記表示データ伸張処理回路は前記表示データ伸張係数に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものである(図２参照)。
【００３１】
他のより好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニットは、前記バックライト電流制御回路が前記温度情報に応答して前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値を算出する際に使用する演算情報を記憶するレジスタ(２０３)を更に含んでいる(図２参照)。
【００３２】
具体的な一つの実施の形態では、前記レジスタに記憶される前記演算情報は、システムインターフェース(１０２)を介して外部から設定可能である。
【００３３】
最も具体的な一つの実施の形態では、前記レジスタに記憶される前記演算情報は前記バックライト電流制御回路で算出される前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値が前記発光ダイオードの最大定格電流特性を違反しないように前記システムインターフェースを介して外部から設定されるものである。
【００３４】
〔２〕本発明の別の観点の代表的な実施の形態による液晶駆動装置(１０１)は、液晶駆動回路(１０８)と、バックライト制御ユニット(６０１)と、表示データ伸張処理回路(２０６、２０７)とを具備する。
【００３５】
前記液晶駆動回路(１０８)は、表示データ(２０９)に応答して液晶表示パネル(１１４)に供給される液晶駆動信号(１１０)を生成するものである。
【００３６】
前記バックライト制御ユニット(６０１)は、第１電流制御回路(２０２)と、第２電流制御回路(７０１)とを含むものである。
【００３７】
前記表示データ伸張処理回路(２０６、２０７)は、前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものである。
【００３８】
前記バックライト制御ユニット(６０１)の前記第１電流制御回路(２０２)は、前記液晶表示パネルの温度上昇に応答して、前記液晶表示パネルを照射するバックライトモジュール(１１５)の光源としての発光ダイオードの駆動電流を低下させるものである。前記表示データ伸張処理回路は、前記温度上昇での前記第１電流制御回路による制御に応答して前記表示データの前記データ伸張処理を実行して、前記温度上昇での前記バックライトモジュールの減光による前記液晶表示パネルのコントラストの低下を補償するものである。
【００３９】
前記バックライト制御ユニット(６０１)の前記第２電流制御回路(７０１)は、前記液晶表示パネルの正常な温度に応答して前記表示データ(２０９)の輝度値の統計情報に基づき前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の調整と前記表示データ伸張処理回路での前記表示データの前記データ伸張処理の伸張度とを同調して制御するものである(図６、図７、図８参照)。
【００４０】
前記別の観点の実施の形態によれば、液晶表示パネルのバックライトの光源としてのＬＥＤの高温時での最大定格電流の低下に対応するＬＥＤの駆動電流の低下の制御に伴う液晶表示画面のコントラスト低下の問題を軽減することができる。更に、液晶表示パネルが正常な温度である場合には、表示データの輝度値の統計情報に基づきバックライトモジュールの発光ダイオードの駆動電流の調整と表示データ伸張処理回路での表示データのデータ伸張処理の伸張度とが同調して制御される。従って、低消費電力で高表示品質の液晶表示を実現することができる。
【００４１】
好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニット(６０１)は、前記液晶表示パネルの温度に関係する温度情報を生成する温度センサ処理部(２０１) を含むものである。前記温度センサ処理部から生成される前記温度情報に応答して前記第１電流制御回路(２０２)は前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値を算出するものである(図７参照)。
【００４２】
より好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニット(６０１)は、前記第１電流制御回路または前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値から表示データ伸張係数を算出する表示データ伸張係数演算回路(２０６)を更に含んでいる。
【００４３】
前記表示データ伸張係数演算回路で算出された前記表示データ伸張係数は前記表示データ伸張処理回路(２０７)に供給され、前記表示データ伸張処理回路は前記表示データ伸張係数に応答して前記液晶駆動回路に供給される前記表示データのデータ伸張処理を実行するものである(図７参照)。
【００４４】
他のより好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニットは、前記第１電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値と前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の電流値とが供給される第３電流制御回路(７０２)を含む。当該第３電流制御回路は、前記第１電流制御回路で算出された前記駆動電流の前記電流値と前記第２電流制御回路で算出された前記駆動電流の前記電流値の低い方の電流値を選択するものである。前記第３電流制御回路によって選択された前記低い方の電流値によって、前記バックライトモジュールの前記発光ダイオードの前記駆動電流の電流値が設定される一方、前記表示データ伸張係数演算回路(２０６)での前記表示データ伸張係数が算出されるものである(図７参照)。
【００４５】
またその他のより好適な実施の形態では、前記バックライト制御ユニットは、前記第１電流制御回路が前記温度情報に応答して前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値を算出する際に使用する演算情報を記憶するレジスタ(２０３)を更に含んでいる(図７参照)。
【００４６】
具体的な一つの実施の形態では、前記レジスタに記憶される前記演算情報は、システムインターフェース(１０２)を介して外部から設定可能である。
【００４７】
最も具体的な一つの実施の形態では、前記レジスタに記憶される前記演算情報は前記第１電流制御回路で算出される前記発光ダイオードの前記駆動電流の前記電流値が前記発光ダイオードの最大定格電流特性を違反しないように前記システムインターフェースを介して外部から設定されるものである。
【００４８】
他の具体的な一つの実施の形態では、前記液晶駆動装置(１０１)の半導体チップには温度センサ(９０１)が形成されている。前記温度センサ処理部(２０１)は、前記温度センサ(９０１)の出力と前記液晶駆動装置(１０１)の消費電力(ＰＷ)と前記液晶駆動装置(１０１)の熱抵抗値(θ)とから前記液晶表示パネルの温度に関係する前記温度情報を生成するものである(図１０参照)。
【００４９】
他の最も具体的な一つの実施の形態では、前記バックライト制御ユニット(６０１)は前記消費電力の値を格納するレジスタと前記熱抵抗値を格納するレジスタとを含むものである。
【００５０】
《実施の形態の説明》
次に、実施の形態について更に詳述する。尚、発明を実施するための最良の形態を説明するための全図において、前記の図と同一の機能を有する部品には同一の符号を付して、その繰り返しの説明は省略する。
【００５１】
《液晶表示装置の構成》
図１は、本発明の実施の形態による液晶ドライバ１０１の構成を示す図である。内部ブロック１０２〜１０９を含む液晶ドライバ１０１に周辺装置１１３〜１１７が接続されることよって、液晶表示装置が構成されるものである。
【００５２】
液晶ドライバ１０１は、システムインターフェース１０２、コントロールレジスタ１０３、バックライト温度補償制御ユニット１０４、グラフィックＲＡＭ１０５、タイミング発生回路１０６、階調電圧生成回路１０７、ソース線駆動回路１０８、液晶駆動レベル発生回路１０９を含んでいる。
【００５３】
液晶ドライバ１０１の外部には、制御プロセッサ１１３、液晶表示パネル１１４、液晶表示パネル１１４のバックライトのためのＬＥＤを含むバックライトモジュール１１５、バックライト電源回路１１６、温度センサ１１７が接続されている。
【００５４】
このように内部ブロック１０２〜１０９を含んだ液晶ドライバ１０１は、半導体集積回路(ＬＳＩ：Large Scale Integrated circuit)としてシリコンチップ上に集積化されて、液晶表示パネル１１４の駆動と制御とを行うものである。
【００５５】
図１に示すように、液晶ドライバ１０１のシステムインターフェース１０２は外部の制御プロセッサ１１３と接続され、コントロールレジスタ１０３へのコントロールデータとグラフィックＲＡＭ１０５への表示データとタイミング発生回路１０６へのタイミング信号とを制御プロセッサ１１３から受信する。
【００５６】
まず、制御プロセッサ１１３は表示データと制御データとタイミング信号とを作成して、表示データと制御データとタイミング信号とは制御プロセッサ１１３から液晶ドライバ１０１のシステムインターフェース１０２に転送される。制御データはシステムインターフェース１０２からコントロールレジスタ１０３に転送され、表示データはシステムインターフェース１０２からグラフィックＲＡＭ１０５に転送される。タイミング信号は、システムインターフェース１０２からタイミング発生回路１０６に転送される。
【００５７】
グラフィックＲＡＭ１０５に転送された表示データはバックライト温度補償制御ユニット１０４を介してソース線駆動回路１０８に供給され、表示データに応答してソース線駆動回路１０８は液晶表示パネル１１４に供給される液晶ソース駆動信号１１０を生成する。転送されたタイミング信号に応答してタイミング発生回路１０６は、バックライト温度補償制御ユニット１０４と階調電圧生成回路１０７と液晶駆動レベル発生回路１０９の動作タイミング信号を生成する。タイミング発生回路１０６からの動作タイミング信号に応答して階調電圧生成回路１０７は階調電圧を生成して、生成される階調電圧はソース線駆動回路１０８に供給される。タイミング発生回路１０６からの動作タイミング信号に応答して液晶駆動レベル発生回路１０９は、液晶表示パネル１１４に供給される液晶ゲート駆動信号・コモン駆動信号１１１を生成する。タイミング発生回路１０６からの動作タイミング信号に応答してバックライト温度補償制御ユニット１０４は、バックライト電源回路１１６に供給されるバックライト制御信号１１２を生成する。尚、コントロールレジスタ１０３は、液晶ドライバ１０１の各部の制御を行うための制御レジスタの集合体(レジスタファイル)である。
【００５８】
液晶表示パネル１１４は、低温ポリシリコンＴＦＴカラー液晶で構成されて、薄型、軽量、低消費電力のＴＦＴ(薄膜トランジスタ)液晶のアクティブマトリックス型である。ＴＦＴは液晶表示パネル１１４のガラス表面に低温ポリシリコンの堆積で形成されるので、低温ポリシリコン(ＬＴＰＳ)ＴＦＴカラー液晶と呼ばれている。尚、ＬＴＰＳは、Low Temperature Poly-Siliconの略である。アクティブマトリックス型の液晶表示パネル１１４では信号電極線(ソース線)と走査電極線(ゲート線)との交差点にＴＦＴスイッチング素子と蓄積容量と液晶セルとが配置される。液晶表示パネル１１４の複数の液晶セルの一端は複数のＴＦＴスイッチング素子のドレイン電極に接続され、複数の液晶セルの他端はコモン電極に接続される。コモン電極には、液晶の分極を防止するために周期的に極性反転されるコモン駆動信号１１１が液晶駆動レベル発生回路１０９から供給される。液晶表示パネル１１４の水平方向の複数の信号電極線(ソース線)はソース線駆動回路１０８の複数の液晶ソース駆動信号１１０によって駆動され、液晶表示パネル１１４の垂直方向の複数の走査電極線(ゲート線)は液晶駆動レベル発生回路１０９の液晶ゲート駆動信号１１１によって駆動される。
【００５９】
バックライトモジュール１１５は、液晶表示パネル１１４の表示面の反対の裏面にマトリックス状に配置された複数の白色ＬＥＤをバックライトモジュール１１５の光源として含んでいる。この複数の白色ＬＥＤとしては、青色を発光する半導体ＬＥＤと黄色蛍光体とを組合せた白色ＬＥＤが使用されている。本発明の他の実施の形態では、赤、緑、青の３種類のＬＥＤからの光が混合されて白色が生成される白色ＬＥＤを使用することができる。
【００６０】
バックライト電源回路１１６は、バックライト電源線１１８を介してバックライトモジュール１１５の光源としての複数の白色ＬＥＤに駆動電源電圧を供給するものである。また、バックライト電源回路１１６は、複数の白色ＬＥＤに供給される駆動電源電圧のレベルをバックライト温度補償制御ユニット１０４から生成されるバックライト制御信号１１２のレベルに応答して制御する。このようにしてバックライト電源回路１１６からバックライト電源線１１８を介して駆動電源電圧が供給されるバックライトモジュール１１５の光源としての複数の白色ＬＥＤは、所望の明るさの白色光を液晶表示パネル１１４の裏面に出射する。このバックライトによって、周囲が暗い環境でも利用者は、液晶表示パネル１１４の表示画面を容易に観察することができる。
【００６１】
温度センサ１１７は、バックライトモジュール１１５の光源としての複数の白色ＬＥＤが高温時に大電流を流すことを考慮したものである。従って、温度センサ１１７は、バックライトモジュール１１５の温度もしくは液晶表示パネル１１４の温度を感知して、その感知温度情報をバックライト温度補償制御ユニット１０４に供給する。この感知温度情報は、アナログ値でも良いし、ディジタル化された数値でも良い。
【００６２】
《バックライト温度補償制御ユニット》
本発明の実施の形態の中心的な機能を持つブロックであるバックライト温度補償制御ユニット１０４は、温度センサ１１７からの温度情報から現在のバックライトモジュール１１５の温度もしくは液晶表示パネル１１４の温度に応答する。
【００６３】
すなわち、バックライトモジュール１１５の光源としての複数の白色ＬＥＤが高温時に大電流を流すことを考慮して、温度センサ１１７からの感知温度情報に応答してバックライト温度補償制御ユニット１０４はバックライト制御信号１１２を生成する。温度上昇によって、バックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤの動作電流が増加して最大定格電流を超過しようとする場合がある。このような高温時の温度センサ１１７からの感知温度情報とバックライト温度補償制御ユニット１０４からのバックライト制御信号１１２のレベルに応答して、バックライト電源回路１１６はバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤに供給される駆動電源電圧のレベルを低下するように制御する。その結果、高温時のバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤの破壊もしくは製品の信頼性の低下を回避することができる。
【００６４】
しかし、高温時のバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤに供給される駆動電源電圧のレベルを低下するのみの制御では、液晶表示パネル１１４の表示画面のコントラスト(輝度)が低下すると言う問題が発生する。この問題を回避するために、本発明の実施の形態においては、高温時の温度センサ１１７からの感知温度情報に応答してバックライト温度補償制御ユニット１０４は、グラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９に関してデータ伸張処理(コントラストエンハンサ処理)を行い、データ伸張処理後の伸張表示データ２１１をソース線駆動回路１０８に供給するものである。ソース線駆動回路１０８はバックライト温度補償制御ユニット１０４からのデータ伸張処理後の表示データに応答して、階調電圧生成回路１０７にて作成された階調電圧の中から特定の階調電圧を選択して、液晶ソース駆動信号１１０として液晶表示パネル１１４の複数の信号電極線(ソース線)に供給するものである。
【００６５】
従って、高温時におけるバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤに供給される駆動電源電圧のレベル低下による液晶表示パネル１１４の表示画面のコントラストの低下が、バックライト温度補償制御ユニット１０４における表示データのデータ伸張処理によって補償されることができる。
【００６６】
《バックライト温度補償制御ユニットの詳細》
図２は、図１に示した本発明の実施の形態による液晶ドライバ１０１に含まれるバックライト温度補償制御ユニット１０４の構成を示す図である。
【００６７】
図２のバックライト温度補償制御ユニット１０４は、温度センサ出力処理部２０１、バックライト電流制御回路２０２、バックライト温度―定格電流特性レジスタ２０３、バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ２０４、ＰＷＭ信号発生器２０５、表示データ伸張係数演算回路２０６、表示データ乗算器２０７を含んでいる。
【００６８】
温度センサ出力処理部２０１は、温度センサ１１７からの温度センサ出力２０８から現在のバックライトモジュール１１５の温度もしくは液晶表示パネル１１４の温度を推定する。すなわち、温度センサ出力２０８が電圧等のアナログ値の場合には、温度センサ出力処理部２０１はＡ／Ｄ変換を行いディジタル値に変換する。温度センサ出力２０８がディジタル値である場合には、温度センサ出力処理部２０１は直接その値を使用して以下のようなデータ処理を行う。温度センサ出力２０８のディジタル値から、温度センサ出力処理部２０１はディジタル温度値を算出する。温度センサ出力処理部２０１からのディジタル温度値は、バックライト電流制御回路２０２へ供給される。
【００６９】
バックライト電流制御回路２０２は、温度センサ出力処理部２０１からのディジタル温度値とバックライト温度−定格電流特性レジスタ２０３に保持されたレジスタ値から、現在の温度でバックライトモジュール１１５の光源である複数の白色ＬＥＤに流す駆動電流値を算出する。温度センサ出力処理部２０１からのディジタル温度値が大きな値である場合には、バックライトモジュール１１５の光源である複数の白色ＬＥＤに流す駆動電流値は小さな値に制御される。算出される駆動電流値は、最大駆動定格電流値に対する比(倍率)で表記される。この比(倍率)は０から１．０までの値となって、バックライト電流倍率２１０としてＰＷＭ信号発生器２０５と表示データ伸張係数演算回路２０６とに供給される。尚、バックライト電流倍率２１０は０から１．０の間の値としたが、例えば０から２５５までの整数で表記することもできる。
【００７０】
尚、バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ２０４は、バックライト電流制御回路２０２による温度に応答した上述のＬＥＤ駆動電流の算出機能の活性化(オン)と非活性化(オフ)とを行うものである。従って、活性化(オン)の時にはバックライト電流制御回路２０２による温度に応答した上述のＬＥＤ駆動電流の算出処理が行われる。また非活性化(オフ)の時には、バックライト温度―定格電流特性レジスタ２０３の設定値および温度センサ出力２０８に無関係にＬＥＤ駆動電流の算出処理を行われない。従って、非活性化(オフ)の時には、バックライト電流制御回路２０２からのバックライト電流倍率２１０は固定値１．０に維持されている。これによって、非活性化(オフ)には、温度センサ出力２０８の値に無関係に、ＰＷＭ信号発生器２０５と表示データ伸張係数演算回路２０６とに供給されるバックライト電流倍率２１０の値は固定値１．０に維持されている。
【００７１】
尚、バックライト温度−定格電流特性レジスタ２０３は、バックライトのＬＥＤ駆動定格電流の温度特性を設定するレジスタであり、複数の温度値とそれらに対応する値の異なった複数のＬＥＤ駆動定格電流の値とを格納するものである。このバックライト温度−定格電流特性レジスタ２０３は、コントロールレジスタ１０３の制御レジスタの集合体(レジスタファイル)の一部で構成することもできる。コントロールレジスタ１０３に格納されるレジスタ値とバックライト温度−定格電流特性レジスタ２０３に格納されるレジスタ値とは、システムインターフェース１０２を経由して制御プロセッサ１１３から設定することが可能である。
【００７２】
バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ２０４も、コントロールレジスタ１０３の制御レジスタの集合体(レジスタファイル)の一部で構成することもできる。バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ２０４に格納されるレジスタ値も、システムインターフェース１０２を経由して制御プロセッサ１１３から設定することが可能である。
【００７３】
ＰＷＭ信号発生器２０５はバックライト電流制御回路２０２からのバックライト電流倍率２１０に応答して、バックライトモジュール１１５のＬＥＤ駆動電流値を制御するためのバックライト制御信号１１２としてのＰＷＭ(パルス幅変調)信号を生成して、バックライト電源１１６に供給する。尚、ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略である。
【００７４】
表示データ伸張係数演算回路２０６はバックライト電流制御回路２０２からのバックライト電流倍率２１０に応答して、表示データ乗算器２０７に供給される表示データの伸張処理係数を生成する。バックライト電流制御回路２０２からのバックライト電流倍率２１０の値が小さい時には、表示データ伸張係数演算回路２０６で生成される伸張処理係数の値は大きくなる。
【００７５】
表示データ乗算器２０７は表示データ伸張係数演算回路２０６から供給される表示データの伸張処理係数を使用して、グラフィックＲＡＭ１０５から供給される表示データ２０９のデータ伸張処理演算を実行して、演算結果の伸張表示データ２１１はソース線駆動回路１０８に供給される。
【００７６】
従って、高温時にはバックライト電流倍率２１０に応答してＰＷＭ信号発生器２０５にて生成されるバックライト制御信号１１２が供給されるバックライト電源回路１１６は、バックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤに供給される駆動電源電圧のレベルを低下するように制御する。その結果、高温時のバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤの破壊もしくは製品の信頼性の低下を回避することができる。更にこの高温時にはバックライト電流倍率２１０と表示データ伸張係数演算回路２０６で生成される伸張処理係数の値に応答して、表示データ乗算器２０７のデータ伸張処理演算によって生成される伸張表示データ２１１のコントラスト(輝度信号振幅)は大きくなる。その結果、高温時におけるバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤに供給される駆動レベル低下による液晶表示パネル１１４の表示画面のコントラストの低下が、バックライト温度補償制御ユニット１０４の表示データ乗算器２０７における表示データのデータ伸張処理によって補償されることができる。
【００７７】
《バックライト電流制御回路》
次に、図３は、図２に示した本発明の実施の形態によるバックライト温度補償制御ユニット１０４に含まれるバックライト電流制御回路２０２の動作特性とその構成とを示す図である。
【００７８】
すなわち、図３(Ａ)は、バックライト電流制御回路２０２から生成されるバックライト電流倍率２１０の温度依存性を示し、横軸Ｔがバックライトモジュール１１５の温度もしくは液晶表示パネル１１４の温度を示し、縦軸がバックライトの電流倍率２１０を示している。
【００７９】
また図３(Ａ)には、バックライトモジュール１１５の光源としての白色ＬＥＤの最大定格電流の温度特性も特性３０１によって示されている。白色ＬＥＤの最大定格電流は、ある温度までは高い定格電流となっているが、第１の温度しきい値３０５(Ｔ１)を超えると線形に低下して、第２の温度しきい値３０６(Ｔ２)以上では白色ＬＥＤの動作保証温度を超えるため、白色ＬＥＤが動作しないように最大定格電流もゼロとされている。この図３(Ａ)の特性３０１に示す白色ＬＥＤの最大定格電流を超えないように、さらに安全マージンを考慮して温度変化に対するバックライト電流制御回路２０２のバックライト電流倍率２１０のパラメータを決定する。具体的には、バックライト電流倍率２１０のパラメータの決定領域を３区間に分割する。
【００８０】
すなわち、第１区間では、白色ＬＥＤの最大定格電流に近い一定の電流を流すよう、特性３０２に示すようにバックライト電流倍率２１０の値を１．０に固定する。
【００８１】
第２区間では、線形に低下する白色ＬＥＤの最大定格電流に対応するようにバックライト電流倍率２１０の値も低下するように、特性３０３の比例係数ΔＴを設定して、温度上昇ΔＴに応答してバックライト電流倍率２１０の値を低下させる。
【００８２】
第３区間では、白色ＬＥＤの動作保証温度を超えたと判断して、バックライトの白色ＬＥＤの駆動電流がゼロとなるようにバックライト電流倍率２１０の値を特性３０４に示すようにゼロに固定する。第１区間と第２区間の第１切り換え温度３０５(Ｔ１)、第２区間と第３区間の第２切り換え温度３０６(Ｔ２)、特性３０３の比例係数ΔＴの３個のパラメータの値の適切な設定によって、バックライトモジュール１１５の光源に使用される白色ＬＥＤの温度依存性に適合した駆動電流の温度制御が可能となる。
【００８３】
図３(Ｂ)には、図３(Ａ)の特性３０２、３０３、３０４に示すバックライト電流倍率２１０の温度依存性を実現するためのバックライト電流制御回路２０２の構成が示されている。
【００８４】
図３(Ｂ)に示すバックライト電流制御回路２０２は、比例係数レジスタ３０３(ΔＴ)、第１温度レジスタ３０５(Ｔ１)、第２温度レジスタ３０６(Ｔ２)、第１比較器３０７、第２区間バックライト電流倍率計算ユニット３０８、第１セレクタ３０９、第２比較器３１０、第２セレクタ３１１によって構成されている。
【００８５】
温度センサ出力処理部２０１からのディジタル温度値３１２(Ｔ)は第１比較器３０７で第１温度レジスタ３０５(Ｔ１)に格納された第１切り換え温度Ｔ１と比較され、Ｔ＜Ｔ１の場合には第１比較器３０７の出力からハイレベル“１”が生成され、逆の場合にはローレベル“０” が生成される。
【００８６】
また、ディジタル温度値３１２(Ｔ)は第２区間バックライト電流倍率計算ユニット３０８に供給されて、比例係数レジスタ３０３に格納された比例係数ΔＴ、第１温度レジスタ３０５に格納された第１切り換え温度Ｔ１のそれぞれ値が使用され、第２区間でのバックライト電流倍率Ｋ２の計算が以下の式に従って実行されるものである。
【００８７】
K２＝１−(Ｔ−Ｔ１)×ΔＴ    …(１)式
第１セレクタ３０９は、第１比較器３０７の出力のハイレベル“１”とローレベル“０”にそれぞれ応答して図３(Ａ)の第１区間で使用するバックライト電流倍率２１０の固定値１．０と第２区間バックライト電流倍率計算ユニット３０８の出力であるバックライト電流倍率Ｋ２とを選択する。すなわち、第１比較器３０７の出力のハイレベル“１”に応答して第１セレクタ３０９からバックライト電流倍率２１０の固定値１．０が選択され、第２セレクタ３１１に供給される。また第１比較器３０７の出力のローレベル“０”に応答して第１セレクタ３０９から第２区間でのバックライト電流倍率Ｋ２が選択され、第２セレクタ３１１に供給される。
【００８８】
温度センサ出力処理部２０１からのディジタル温度値３１２(Ｔ)は第２比較器３１０で第２温度レジスタ３０６(Ｔ２)に格納された第２切り換え温度Ｔ２と比較され、Ｔ＜Ｔ２の場合には第２比較器３１０の出力からハイレベル“１”が生成され、逆の場合にはローレベル“０” が生成される。
【００８９】
第２セレクタ３１１は、第２比較器３１０の出力のハイレベル“１”とローレベル“０”にそれぞれ応答して第１セレクタ３０９からの出力値と第３区間で使用するバックライト電流倍率２１０の固定値０．０とを選択する。すなわち、第２比較器３１０の出力のハイレベル“１”に応答して第２セレクタ３１１は第１セレクタ３０９からの出力値を選択して、バックライト電流倍率２１０として出力する。また第２比較器３１０の出力のローレベル“０”に応答して第２セレクタ３１１は第３区間で使用するバックライト電流倍率２１０の固定値０．０を選択して、バックライト電流倍率２１０として出力する。
【００９０】
《表示データ伸張係数演算回路と表示データ乗算器》
次に図４は、図２に示した本発明の実施の形態によるバックライト温度補償制御ユニット１０４に含まれる表示データ伸張係数演算回路２０６と表示データ乗算器２０７との構成を示す図である。
【００９１】
図４の表示データ伸張係数演算回路２０６は逆ガンマ変換回路４０１、逆数演算回路４０２を含んでおり、図４の表示データ乗算器２０７は３個の乗算器４０４を含んでいる。
【００９２】
図４の表示データ伸張係数演算回路２０６の逆ガンマ変換回路４０１と数演算回路４０２は、バックライト電流制御回路２０２からのバックライト電流倍率２１０に応答して補償演算を実行する。この補償演算は、高温時でのバックライトモジュール１１５の複数の白色ＬＥＤの駆動レベル低下による液晶表示パネル１１４の表示画面のコントラストの低下を表示データのデータ伸張処理によって補償するためのものである。
【００９３】
逆ガンマ変換回路４０１はバックライト電流倍率２１０を使用して白色ＬＥＤの駆動電流値の低下で発生する液晶表示パネル１１４の表示のコントラスト(輝度値)の低下率を、表示データの階調値を基準にして算出する。この時には、液晶表示パネル１１４の表示ガンマ特性を考慮する必要があるので、表示ガンマ特性のガンマ値の逆ガンマ演算によって輝度低下率が計算される。この結果、液晶表示パネル１１４の輝度低下率が表示データの階調値を基準にして算出されるために、この輝度低下を補償するための伸張計算に必要な表示データ伸張係数４０３を逆数演算回路４０２で計算されることができる。逆数演算回路４０２で計算された表示データ伸張係数４０３は、表示データ乗算器２０７に供給される。
【００９４】
次に図４の表示データ乗算器２０７は３個の乗算器４０４を含み、３個の乗算器４０４のそれぞれはグラフィックＲＡＭ１０５から供給される表示データ２０９のサブピクセルである三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの各データと表示データ伸張係数演算回路２０６からの表示データ伸張係数４０３との乗算を実行する。乗算の結果、輝度低下が補償された補償三原色Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´の形式でデータ伸張された伸張表示データ２１１が、バックライト温度補償制御ユニット１０４の表示データ乗算器２０７から生成されて、ソース線駆動回路１０８に供給される。
【００９５】
《表示データ伸張》
図５は、図４に示した表示データ乗算器２０７によって実行される表示データ２０９の伸張動作の様子を示す図である。
【００９６】
図５(Ａ)には、グラフィックＲＡＭ１０５から表示データ乗算器２０７に供給される表示データ２０９と表示データ乗算器２０７の伸張動作によって生成される伸張表示データ２１１の関係が示され、図５(Ａ)の横軸は伸張前の表示データ２０９の階調度を示し、図５(Ａ)の縦軸は伸張後の伸張表示データ２１１の階調度を示している。
【００９７】
図５(Ａ)の実線５０１に示すように、表示データ伸張係数演算回路２０６からの表示データ伸張係数４０３の倍率でグラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９を表示データ乗算器２０７でデータ伸張することによって、低階調から中間階調にかけて伸張表示データ２１１の表示データ値が増加されて、液晶表示パネル１１４の表示輝度を上昇させることができる。尚、高階調については伸張結果が最大階調に到達するため、伸張表示データ２１１の表示データ値は最大階調値で飽和する。
【００９８】
図５(Ｂ)は、表示データ乗算器２０７での表示データ２０９のデータ伸張による液晶表示パネル１１４の表示輝度の変化を示している。図５(Ｂ)の横軸は伸張後の伸張表示データ２１１の階調度を示し、図５(Ｂ)の縦軸は液晶表示パネル１１４の表示輝度を示している。
【００９９】
図５(Ｂ)の破線５０２は、高温時のバックライトモジュール１１５の光源の白色ＬＥＤの減光動作を実施せずに、表示データ乗算器２０７による図５(Ａ)のデータ伸張動作５０１のみを実施した場合を示している。この場合には、低階調から中間階調にかけて表示データ２０９のデータ伸張に対応して液晶表示パネル１１４の表示輝度が増加してしまう。これに対して、高温時のバックライトモジュール１１５の光源の白色ＬＥＤの減光動作を実施した場合の特性が、実線５０３に示されている。実線５０３に示すように低階調から中間階調にかけてバックライトモジュール１１５の減光によって表示データ２０９のデータ伸張による液晶表示パネル１１４の表示輝度の増加がキャンセルされることができる。従って、図５(Ｂ)の実線５０３に示す低階調から中間階調にかけての特性は、高温時のバックライトモジュール１１５の光源の減光を行わずに表示データ２０９のデータ伸張を行わない場合と同一の特性の表示輝度を実現していることが理解できる。
【０１００】
以上のように、図１から図５を参照して説明した本発明の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることが可能である。すなわち、高温時にバックライトモジュールの光源のＬＥＤの駆動電流を減少することで、従来最大定格電流が高温時に低下すると言うＬＥＤの温度特性によって使用が困難であった高レベルの駆動電流値を常温時に使用することが可能となったものである。その結果、バックライトモジュールの光源のＬＥＤの高輝度化が可能となる一方、バックライトモジュールの光源に使用するＬＥＤの部品数の削減による低コスト化が可能となる。また、高温時にバックライトモジュールとしての光源のＬＥＤの駆動電流を減少することにより液晶パネル表示が低輝度化する問題を、バックライトモジュールの光源のＬＥＤの駆動電流値に同調した表示データの伸張によって低階調と中間階調とで解消することが可能となる。
【０１０１】
《本発明の他の実施の形態》
図６は、本発明の他の実施の形態による液晶ドライバ１０１の構成を示すとともに、この液晶ドライバ１０１に周辺装置１１３〜１１７が接続される様子を示す図である。
【０１０２】
図６に示す液晶ドライバ１０１が図１に示す液晶ドライバ１０１と相違するのは、図１の液晶ドライバ１０１に含まれたバックライト温度補償制御ニユット１０４が図６の液晶ドライバ１０１ではバックライト制御ニユット６０１に置換されていることである。
【０１０３】
まず、図６のバックライト制御ユニット６０１は、グラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９に応答してグラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９に関してデータ伸張処理とバックライトモジュール１１５の白色ＬＥＤの駆動電流を制御する第１の制御を実行する。また更に、図６のバックライト制御ユニット６０１は、図１のバックライト温度補償制御ニユット１０４と同様に温度センサ１１７からの感知温度情報に応答してグラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９に関してデータ伸張処理とバックライトモジュール１１５の白色ＬＥＤの駆動電流を制御する第２の制御を実行する。特に図６のバックライト制御ユニット６０１は、第１の制御と第２の制御との一方を他方よりも優先して実行するものである。この一方の優先実行によって、バックライトモジュール１１５の白色ＬＥＤの駆動電流が他方の実行の場合よりも低減されるように制御され、低消費電力化を実現することが可能となる。
【０１０４】
図７は、図６に示す液晶ドライバ１０１に含まれるバックライト制御ユニット６０１の構成の一例を示す図である。
【０１０５】
図７に示すバックライト制御ユニット６０１は、図２に示したバックライト温度補償制御ニユット１０４の構成に表示データ制御バックライト電流制御回路７０１とバックライト電流倍率選択回路７０２とを追加した構成となっている。
【０１０６】
図７の表示データ制御バックライト電流制御回路７０１は、グラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９から表示画像全体の表示データについて輝度値の統計情報を取得して、これをベースにバックライト表示データ制御電流倍率７０３を決定して、出力する。図７の温度センサ出力処理部２０１、バックライト電流制御回路２０２、バックライト温度−定格電流特性レジスタ２０３、バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ２０４は、図２のバックライト温度補償制御ニユット１０４に含まれたものと全く同一である。
【０１０７】
図７のバックライト制御ユニット６０１では、バックライト電流倍率選択回路７０２は、バックライト電流制御回路２０２からのバックライト温度制御電流倍率７０４と表示データ制御バックライト電流制御回路７０１からのバックライト温度制御電流倍率７０３の双方の電流倍率から優先ルールをベースにしてどちらかを選択してバックライト電流倍率２１０として出力する。この優先ルールの一例としては、双方の電流倍率のうち小さい値を選択するルールである。
【０１０８】
すなわち、図７のバックライト電流倍率選択回路７０２は比較器７０５を含み、比較器７０５は２つの電流倍率７０３、７０４のどちらが小さいかを判定して、その判定結果に従って小さい値を選択して出力するものである。従って、グラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９による電流倍率７０３が温度センサ１１７による電流倍率７０４よりも大きい場合は、温度センサ１１７からの小さな電流倍率７０４を選択することによって、バックライトモジュール１１５のＬＥＤの駆動電流を低減することができ、低消費電力化を達成することができる。表示データ２０９による電流倍率７０３が温度センサ１１７からの小さな電流倍率７０４よりも小さい場合には、表示データ２０９の低輝度レベルに応答してバックライト電流倍率２１０を低下させて、バックライトモジュール１１５のＬＥＤの駆動電流を低減して、低消費電力化を達成することができる。
【０１０９】
次に図８は、図７に示した本発明の他の実施の形態によるバックライト制御ユニット６０１の動作特性を示す図である。
【０１１０】
すなわち、図８は図７に示したバックライト制御ユニット６０１のバックライト電流倍率選択回路７０２から生成されるバックライト電流倍率２１０の温度依存性を示し、横軸がバックライトモジュール１１５の温度もしくは液晶表示パネル１１４の温度を示し、縦軸がバックライト電流倍率２１０を示している。
【０１１１】
図８で、破線８０１の温度依存特性は、図７において温度センサ１１７に応答したバックライト電流制御回路２０２からのバックライト温度制御電流倍率７０４に依存するもので、図３(Ａ)に示した特性３０２、３０３に対応している。図８で、破線８０２の温度依存特性は、図７にてグラフィックＲＡＭ１０５からの表示データ２０９に応答する表示データ制御バックライト電流制御回路７０１からのバックライト温度制御電流倍率７０３に依存するものである。
【０１１２】
図８で、実線８０３の温度依存特性は、図７において小さな電流倍率を選択するバックライト電流倍率選択回路７０２から生成されるバックライト電流倍率２１０の温度依存性を示すものである。図８で、破線８０１と破線８０２との交点の温度８０４(Ｔａ)よりも低い温度では、バックライト電流倍率２１０の値は、表示データ２０９に応答するバックライト温度制御電流倍率７０３に依存する破線８０２の温度依存特性で決定される。交点温度８０４(Ｔａ)よりも高い温度では、バックライト電流倍率２１０の値は、温度センサ１１７に応答するバックライト温度制御電流倍率７０４に依存する破線８０１の温度依存特性で決定される。
【０１１３】
以上のように、図６から図８を参照して説明した本発明の他の実施の形態によれば、以下のような効果を得ることが可能である。
【０１１４】
すなわち、交点温度よりも低い温度では、液晶表示パネル１１４の表示画像の全体の輝度値の統計情報をベースにして、バックライトモジュール１１５のＬＥＤ駆動電流の調整と液晶表示パネル１１４の表示輝度を決定する伸張表示データ１１２の伸張度とを同調して制御することによって、低消費電力で高表示品質の液晶表示を実現することが可能となる。
【０１１５】
また、交点温度よりも高い温度もしくは高温時には、バックライトモジュール１１５のＬＥＤ駆動電流を低減することにより、従来最大定格電流が高温時に低下すると言うＬＥＤの温度特性によって使用が困難であった高レベルの駆動電流値を常温時に使用することが可能となったものである。その結果、バックライトモジュールの光源のＬＥＤの高輝度化が可能となる一方、バックライトモジュールの光源に使用するＬＥＤの部品数の削減による低コスト化が可能となる。また、高温時にバックライトモジュールとしての光源のＬＥＤの駆動電流の減少によって液晶パネル表示が低輝度化する問題を、バックライトモジュールの光源のＬＥＤの駆動電流値に同調した表示データの伸張によって低階調と中間階調とで解消することが可能となる。
【０１１６】
図９は、本発明の更にその他の実施の形態による液晶ドライバ１０１の構成を示すとともに、この液晶ドライバ１０１に周辺装置１１３〜１１７が接続される様子を示す図である。
【０１１７】
図９に示す液晶ドライバ１０１が図６に示す液晶ドライバ１０１と相違するのは、図６の液晶ドライバ１０１の外部の温度センサ１１７が図９の液晶ドライバ１０１ではオンチップ温度センサ９０１に置換されていることである。
【０１１８】
図９に示す液晶ドライバ１０１では、オンチップ温度センサ９０１は、液晶ドライバ１０１内部のその他の内部回路ブッロク１０２〜１０３、１０５〜１０９、６０１と同一の半導体プロセスによって同時に製造されたものである。オンチップ温度センサ９０１は、液晶ドライバ１０１に形成されているので、液晶表示パネル１１４の温度もしくはバックライトモジュール１１５の温度ではなく、液晶ドライバ１０１の動作による発熱を加えた液晶ドライバ１０１の温度を測定することになる。
【０１１９】
液晶ドライバ１０１のチップがＣＯＦ(Chip On Film)等に搭載される等の実装放熱性の極めて悪い方式で、液晶ドライバ１０１が実装されている。従って、ベースバンドＬＳＩやアプリケーション・プロセッサ等のその他の一般的なロジックＬＳＩと比較して液晶ドライバ１０１が低速動作であるにもかかわらず、チップ温度が液晶表示パネル１１４の温度もしくはバックライトモジュール１１５の温度よりも高くなり、その差が無視できない。従って、液晶ドライバ１０１に生成されたオンチップ温度センサ９０１の感知温度に補正を加えることによって、液晶表示パネル１１４の温度もしくはバックライトモジュール１１５の温度を計算する必要がある。オンチップ温度センサ９０１の感知温度に対する補正加算は、図９の液晶ドライバ１０１では、バックライト制御ユニット６０１に含まれる図７に示した温度センサ出力処理部２０１において実行されることができる。
【０１２０】
図１０は、図９に示された本発明の更にその他の実施の形態による液晶ドライバ１０１のバックライト制御ユニット６０１に含まれる温度センサ出力処理部２０１の構成を示す図である。
【０１２１】
図１０で、図９に示す液晶ドライバ１０１のオンチップ温度センサ９０１からのアナログ出力電圧２０８は、Ａ／Ｄ変換器１００１によって、液晶ドライバデジタル温度Ｔｄに変換される。Ａ／Ｄ変換器１００１からの液晶ドライバデジタル温度Ｔｄはパネル温度推定回路１００３の一方の入力端子に供給される一方、パネル温度推定回路１００３の他方の入力端子にレジスタ１００４に設定されている熱抵抗値θに対応する値が供給される。尚、この熱抵抗値θは、高温側の液晶ドライバ１０１と低温側の液晶表示パネル１１４もしくはバックライトモジュール１１５との間の熱抵抗値である。
【０１２２】
一方、液晶ドライバ１０１の液晶ドライバの消費電力Pwは、以下に与えられる。
【０１２３】
Pw＝Pi＋(Ck×Pｈ)            …(２)式
ここで、Piは液晶ドライバ１０１のスタンバイリーク電流等による消費電力、Ckは液晶ドライバ１０１の動作クロックの周波数に関係する定数、Phは液晶ドライバ１０１内部にて動作クロックで動作するディジタル回路とアナログ回路の消費電力である。尚、液晶ドライバ１０１の動作クロックは、通常では入力画像データのクロックである表示ドットクロックである。
【０１２４】
すなわち、上記(２)式で与えられる消費電力Pwの第２項は、動作クロックの周波数に比例して消費電力が増加するものである。また、上記(２)式で与えられる消費電力Pwは、パネル温度推定回路１００３内部のレジスタ(図示せず)に保持されている。パネル温度推定回路１００３は、以上のようにして求めた液晶ドライバの消費電力PwとＡ／Ｄ変換器１００１からの液晶ドライバデジタル温度Ｔｄとレジスタ１００４に設定されている熱抵抗値θを使用して、以下のように液晶表示パネル１１４もしくはバックライトモジュール１１５の温度Tを計算するものである。
【０１２５】
T＝Td−(θ×Pw)             …(３)式
このようにして、上記(２)式で与えられる液晶ドライバ１０１の消費電力Pwによって液晶ドライバ１０１が相当の発熱を行って、Ａ／Ｄ変換器１００１を介したオンチップ温度センサ９０１からの液晶ドライバデジタル温度Ｔｄが上昇しても、液晶ドライバ１０１の消費電力Pwの分はキャンセルされることができる。その結果、パネル温度推定回路１００３から、液晶表示パネル１１４もしくはバックライトモジュール１１５の正確な温度Tの情報を得ることができる。
【０１２６】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１２７】
例えば、液晶ドライバの利用範囲は携帯電話のみならず、液晶ディスプレイを搭載したＤＶＤプレーヤー等のバッテリー動作の小型メディアプレイヤーにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態による液晶ドライバの構成を示す図である。
【図２】図２は、図１に示した本発明の実施の形態による液晶ドライバに含まれるバックライト温度補償制御ユニットの構成を示す図である。
【図３】図３は、図２に示した本発明の実施の形態によるバックライト温度補償制御ユニットに含まれるバックライト電流制御回路の動作特性とその構成とを示す図である。
【図４】図４は、図２に示した本発明の実施の形態によるバックライト温度補償制御ユニットに含まれる表示データ伸張係数演算回路と表示データ乗算器との構成を示す図である。
【図５】図５は、図４に示した表示データ乗算器によって実行される表示データの伸張動作の様子を示す図である。
【図６】図６は、本発明の他の実施の形態による液晶ドライバの構成を示すとともに、この液晶ドライバに周辺装置が接続される様子を示す図である。
【図７】図７は、図６に示す液晶ドライバに含まれるバックライト制御ユニットの構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、図７に示した本発明の他の実施の形態によるバックライト制御ユニットの動作特性を示す図である。
【図９】図９は、本発明の更にその他の実施の形態による液晶ドライバの構成を示すとともに、この液晶ドライバに周辺装置が接続される様子を示す図である。
【図１０】図１０は、図９に示された本発明の更にその他の実施の形態による液晶ドライバのバックライト制御ユニットに含まれる温度センサ出力処理部の構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０１  液晶ドライバ
１０２  システムインターフェース
１０３  コントロールレジスタ
１０４  バックライト温度補償制御ユニット
１０５  グラフィックＲＡＭ
１０６  タイミング発生回路
１０７  階調電圧生成回路
１０８  ソース線駆動回路
１０９  液晶駆動レベル発生回路
１１０  液晶ソース駆動信号
１１１  液晶ゲート駆動信号・コモン駆動信号
１１２  バックライト制御信号
１１３  制御プロセッサ
１１４  液晶表示パネル
１１５  バックライトモジュール
１１６  バックライト電源回路
１１７  温度センサ
１１８  バックライト電源線
２０１  温度センサ出力処理部
２０２  バックライト電流制御回路
２０３  バックライト温度−定格電流特性レジスタ
２０４  バックライト電流制御オン・オフ・レジスタ
２０５  ＰＷＭ信号発生器
２０６  表示データ伸張係数演算回路
２０７  表示データ乗算器
２０８  温度センサ出力
２０９  表示データ
２１０  バックライト電流倍率
２１１  伸張表示データ
３０１  ＬＥＤの最大定格電流温度特性
３０２  第１区間の電流倍率
３０３  第２区間の電流倍率特性ΔＴ
３０４  第３区間の電流倍率
３０５  第１温度レジスタ(T１)
３０６  第２温度レジスタ(T２)
３０７  第１比較器
３０８  第２区間バックライト電流倍率計算回路
３０９  第１セレクタ
３１０  第２比較器
３１１  第２セレクタ
４０１  逆ガンマ変換回路
４０２  逆数演算回路
４０３  表示データ伸張係数
４０４  乗算器
６０１  バックライト制御ユニット
７０１  表示データ制御バックライト電流制御回路
７０２  バックライト電流倍率選択回路
７０３  バックライト表示データ制御電流倍率
７０４  バックライト温度制御電流倍率
７０５  比較器
９０１  オンチップ温度センサ
１００１  Ａ／Ｄ変換器む
１００２  液晶ドライバ温度
１００３  パネル温度推定回路
１００４  熱抵抗値θ設定レジスタ
【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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