專利名稱：記憶性液晶的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有記憶性的液晶顯示元件的驅動技術。
背景技術：
被稱為所謂記憶性液晶顯示器的液晶顯示元件在寫入使顯示器顯示的圖像的瞬間以外的時間內不需要電力，并且，即便切斷電源，該液晶顯示元件也能繼續(xù)維持畫面上顯示的內容。因此，與在顯示中始終需要電力的普通液晶顯示器相比，具有所需電力極小的特征。利用這一特征，記憶性液晶顯示器被期待應用于電子紙、電子書、要求節(jié)電的便攜電話或移動設備中。作為記憶性液晶顯示器,公知有膽留型液晶(Cholesteric Liquid Crystal)、手性向列型液晶(Chiral Nematic Liquid Crystal)等液晶顯示元件。為了驅動記憶性液晶顯示器，需要高電壓。在為了可以應用于便攜終端設備等而假定電池驅動的情況下，需要將電池電壓升高到例如正38伏或者40伏左右后供給。因此，需要考慮升壓后的電力消耗。記憶性液晶顯示器在液晶畫面重寫時以外的時間內不需要電力，因此在接通電源、畫面重寫結束后，進行切斷電源的控制。但是，在頻繁發(fā)生液晶畫面的部分重寫的情況下，每次的畫面重寫時間、即向液晶顯示器施加電壓的時間變短，因此每次畫面重寫的電壓升壓的時間的比例相對升高，電力消耗變大。 因此，為了發(fā)揮記憶性液晶顯示器的節(jié)電性，課題在于如何抑制升壓后的電力消耗。以現有的液晶顯示器為例，電池電壓(例如約正4. 2伏)在重置時被升壓至例如正38伏，在描繪時被升壓至例如正24伏。重置所需的時間例如為200 300毫秒，描繪所需的時間例如為I 10秒左右。并且，以往，在上述重置時間或者描繪時間中蓄積在出于電源穩(wěn)定化等目的而安裝在升壓電路后級的大容量電源平滑電容器等中的電荷在結束向液晶顯示元件施加電壓后會進行自然放電或者強制放電。此外，在下面的專利文獻I中公開了回收蓄積于具有記憶性的液晶顯示元件中的電荷的技術。但是，在向液晶顯示元件的電力供給結束后，蓄積在升壓電路后級的電源平滑電容器等中的電荷進行自然放電或者強制放電的情況下，由于所蓄積的電荷會被丟棄，因此存在無助于電力有效利用、節(jié)電化的問題。此外，專利文獻I記載的現有技術是從液晶顯示元件回收電荷的方式，可以認為在電力供給結束后，為了發(fā)揮液晶顯示元件的記憶性，需要切斷驅動輸出電壓并在該時刻使液晶顯示元件的電荷降至零。因此，存在難以充分回收蓄積在液晶顯示元件間的電力的問題?，F有技術文獻
專利文獻專利文獻I :日本特開2002-72976號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明的課題在于有效利用向液晶顯示元件提供的電力。在方式的一例中，是作為驅動電路來實現的，該驅動電路從裝置內部的第I電池或者由裝置外部輸入的外部電源生成驅動電源，對該驅動電源的電壓進行升壓，生成升壓電壓，經由電源平滑電容器將該升壓電壓提供給具有記憶性的液晶顯示元件的驅動電路，由此,驅動該液晶顯示元件,并且驅動電路具有以下結構。第I開關電路在液晶顯示元件的重置時或描繪時接通，在要對蓄積在電源平滑電容器中的電荷進行放電的期間斷開，將升壓電壓提供給驅動電路。
第2電池安裝在裝置內部。第2開關電路在要對蓄積在電源平滑電容器中的電荷進行放電的期間接通，在液晶顯示元件的重置時或描繪時斷開。充放電控制電路在第2開關電路接通的期間使蓄積在電源平滑電容器中的電荷進行放電的同時，回收到第2電池中。通過以上結構，能夠有效地回收提供給液晶顯示元件的電力。此外，可以提高具有液晶顯示元件的系統的描繪性能。


圖I是第I實施方式的結構圖。圖2是第2實施方式的結構圖。圖3是示出第2實施方式的處理的流程圖。圖4是示出第2實施方式的處理的時序圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明用于實施本發(fā)明的優(yōu)選方式。圖I是第I實施方式的結構圖，在圖I中示出例如在電子紙用途中使用的記憶性液晶顯示元件的驅動電路的基本實施方式的結構。該結構具備充電控制電路101 ;第I電池102 ;升壓電路103 ;電源平滑電容器104 ;開關105 ;分壓/電壓設定電路106 ;公共驅動器集成電路(COM-DV) 107 ;節(jié)段驅動器集成電路(SEG-DV) 108 ;電子紙面板(EP面板)109 ；開關110 ;充放電控制電路111 ;以及第2電池112。充電控制電路101引入AC適配器電源113等，進行向作為主電池的第I電池102的充電和向升壓電路103等的驅動電源供給。當存在外部電源113時，在進行向第I電池102的充電的同時，還進行向升壓電路103等的電力供給。當不存在外部電源113時，從第I電池102向升壓電路103等供給電力。當從軟件等產生向EP (電子紙)面板109的畫面重寫請求信號時，通過控制信號114包含的升壓控制信號，使升壓電路103接通。升壓電路103將經由充電控制電路101從AC適配器電源113或第I電池102供給的例如正4. 2伏的驅動電源升壓至例如正40伏左右的升壓電壓VDDH。然后，該升壓電壓VDDH經由電源平滑電容器104和開關105被提供給分壓/電壓設定電路106。電源平滑電容器104連接于升壓電壓VDDH與接地(地)之間，使升壓電壓VDDH穩(wěn)定。在向EP (電子紙)面板109描繪畫面時，開關105接通，將作為驅動電源的升壓電壓VDDH提供給分壓/電壓設定電路106。分壓/電壓設定電路106基于升壓電壓VDDH，生成用于驅動EP面板109的各種電壓，提供給驅動EP面板109的COM-DV (公共驅動器)107和SEG-DV (節(jié)段驅動器)108。C0M-DV107是用于在EP面板109中驅動水平線(掃描線)側的面的總線的集成電路。SEG-DV108是用于在EP面板109中驅動節(jié)段側總線的集成電路。 EP面板109例如為膽甾型液晶等的記憶性液晶顯示元件。在描繪時，描繪信號被提供給C0M-DV107和SEG-DV108。C0M-DV107和SEG-DV108按照從分壓/電壓設定電路106供給的驅動電壓來驅動EP面板109而進行描繪。具體而言，在升壓電路103接通而開始升壓電壓VDDH的供給后，對EP面板109執(zhí)行重置動作，然后，在經過間隔期間后執(zhí)行描繪動作，在描繪結束后，升壓電路103斷開，停止升壓電壓VDDH的供給。在C0M-DV107和SEG-DV108的描繪動作結束后，由于EP面板109的液晶元件自身具有的記憶性，EP面板109還會維持描繪畫面的顯示內容。在EP面板109的重置結束時(沒有描繪動作時)或者描繪動作結束時，開關110與升壓電路103的斷開同步地變?yōu)榻油?，與此同時，開關105斷開。其結果為，蓄積在電源平滑電容器104中的電荷在通過充放電控制電路111放電的同時，被充電到作為副電池的第2電池112中。在每次EP面板109的重置結束時(沒有描繪動作時)和每次描繪結束時執(zhí)行該動作，反復向第2電池112充電。第2電池112的充電量是作為控制信號114包含的充電監(jiān)視信號而被監(jiān)視的。其結果為，在第2電池112的充電量達到足夠供給電力的量時，將由充電控制電路101向升壓電路103供給的電力從AC適配器電源113或第I電池102的電力切換為第2電池112的電力。該切換是通過控制信號114包含的輸入電源切換信號對充電控制電路101和充放電控制電路111進行控制來執(zhí)行的。上述第I實施方式的特征在于，在驅動作為記憶性液晶元件的EP面板109時，通過開關110將蓄積在電源平滑電容器104中的電荷蓄積于電荷回收用的第2電池112中，將蓄積的電荷反饋至電荷泵式(charge pump)等的升壓電路103,再次用于液晶驅動。以往，基于用于驅動EP面板109的被升壓后的升壓電壓VDDH而蓄積于電源平滑電容器104中的電力在EP面板109的重置結束后(沒有描繪動作時)或者描繪結束后自然放電。與此相對，在第I實施方式中，該電力的釋放是利用開關110由充放電控制電路111迅速地執(zhí)行，實施向第2電池112的充電。其結果，與以往相比，在更短時間內執(zhí)行電源平滑電容器104的放電動作，能夠快速達到設定電壓。此外，蓄積于第2電池112中的電力在下次EP面板109的重置動作時或者描繪動作時，輔助地被提供給升壓電路103，從而能夠有助于系統電源高效化，同時，能夠縮短升壓所需的時間。在頻繁發(fā)生EP面板109的部分重寫的情況下，每次描繪動作結束時從電源平滑電容器104向第2電池112的充電次數增加。其結果，電力的回收率升高，能夠從第2電池112向升壓電路103輔助地提供更多的電力。圖2是第2實施方式的結構圖，在圖2中示出例如在電子紙用途中使用的記憶性液晶顯示元件的驅動電路的詳細實施方式的結構。圖2示出的充電控制電路101、第I電池102、升壓電路103、電源平滑電容器104、開關105、分壓/電壓設定電路106、公共驅動器集成電路(COM-DV) 107、節(jié)段驅動器集成電路(SEG-DV) 108、電子紙面板(EP面板)109、開關110、充放電控制電路111、以及第2電池112的結構、基本動作與圖I示出的第I實施方式的情況相同。在第2實施方式中還示出EP控制器201 ；CPU202 ;鍵盤203 ;觸摸板204 ；USB控制器205 ；206 215的各信號；第I電池電力供給線216 ;第2電池電力供給線217 ;二極管218、219 ;驅動電源220 ;邏輯電源IC221 ;AC適配器電源222 ;以及USB電源223。此夕卜，圖I的開關105和110在圖2中分別作為使用了場效應晶體管的FET開關105和110 來實現。206 215的各信號與圖I的控制信號114對應。此外，AC適配器電源222、USB電源223與圖I的外部電源113對應。下面，使用圖3示出的流程圖和圖4示出的時序圖，對圖2示出的第2實施方式的具體動作進行說明。首先，產生畫面重寫請求信號206，作為來自與鍵盤203、觸摸板204或者USB控制器205連接的未特別圖示的USB設備的指示。其結果為，CPU202開始執(zhí)行存儲于未特別圖示的存儲器中的控制程序。圖3的流程圖示出該控制程序的動作。首先，執(zhí)行EP用邏輯電源接通處理(圖3的步驟S301)和EP驅動電源接通處理(圖3的步驟S302)。在步驟S301和步驟S302中，EP控制器201根據來自充放電控制電路111的充電監(jiān)視信號214，判斷第2電池112的充電量是否足夠。當第2電池112的充電量不足夠時，EP控制器201利用輸入電源切換信號207，使充電控制電路101進行以下控制。即，當存在AC適配器電源222或者USB電源223的輸入時，充電控制電路101在向第I電池102充電的同時，經由二極管218向邏輯電源IC221和升壓電路103進行驅動電源220的電力供給。此外，當AC適配器電源222和USB電源223的輸入都不存在時，充電控制電路101經由第I電池電力供給線216從第I電池102接受電力供給，經由二極管218向邏輯電源IC221和升壓電路103進行驅動電源220的電力供
5口 OAC適配器電源222和USB電源223的電壓為正5伏。從第I電池102向第I電池電力供給線216供給的電壓為正3. 6到4. 2伏。驅動電源220的電壓為正3. 6到4. 2伏。當第2電池112的充電量足夠時，EP控制器201利用輸入電源切換信號207，使充電控制電路101進行以下控制。即，充電控制電路101經由充放電控制電路111和第2電池電力供給線217接受來自第2電池112的電力供給，經由二極管219向邏輯電源IC221和升壓電路103進行驅動電源220的電力供給。此外，二極管219是為了防止在從第I電池102側供給驅動電源220時、其電力向第2電池112側逆流而連接的，二極管218是為了防止在從第2電池112側供給驅動電源220時、其電力向第I電池102側逆流而連接的。在步驟S301中，接受來自充電控制電路101的驅動電源220的供給，邏輯電源IC221接通。邏輯電源IC221由驅動電源220生成正I. 8到3. 3伏等的邏輯電源電壓VCC，開始向系統內的各控制電路部輸出(圖4 (a)的定時tl)。其結果，成為能夠進行各控制電路部的動作的狀態(tài)。在步驟S302中，通過來自EP控制器201的升壓控制信號208，升壓電路103接通。其結果，升壓電路103開始如下動作將從充電控制電路101供給的正3. 6到4. 2伏的驅動電源220升壓至例如正40伏左右的升壓電壓VDDH，進行輸出(圖4 (b)的定時t2)。此后，等待升壓電壓VDDH穩(wěn)定在設定的高電壓的定時(重復圖3的步驟S303的判定處理)(圖4 (b)的期間Tl)?？梢詷嫵蔀?，EP控制器201對預先設定的期間Tl進行計數，也可以構成為，EP控制器201對升壓電壓VDDH的電壓值進行監(jiān)視。 在升壓電壓VDDH穩(wěn)定后，執(zhí)行面板重置開始處理(圖3的步驟S304)。在步驟S304中，首先，利用從EP控制器201向柵極(gate )端子施加的開關控制信號212，使FET開關105接通，另一方面，利用從EP控制器201向柵極端子施加的開關控制信號213，使FET開關110斷開。進而，通過來自EP控制器201的電壓控制信號209，分壓/電壓設定電路106開始輸出以升壓電壓VDDH為代表的為了驅動C0M-DV107和SEG-DV108而所需的各種電壓信號(圖2中表示為VDDH、V21C、V34C、V5的信號)。接著，在步驟S304中，通過來自EP控制器201的DV控制信號210、211，在EP面板109的作為重寫對象的描繪區(qū)域的整個區(qū)域中，由C0M-DV107選擇多個行，由SEG-DV108施加選擇電壓。在圖4 (b)的期間T2 (從幾毫秒到幾百毫秒)內持續(xù)該狀態(tài)，從而EP面板109的作為重寫對象的描繪區(qū)域的整個區(qū)域變?yōu)橥干錉顟B(tài)。圖4的期間T2結束后，作為面板重置停止處理，上述電壓施加動作結束(圖3的步驟 S305)。接著，執(zhí)行間隔期間控制處理(圖3的步驟S306)(圖4 (b)的期間T3)。在步驟S306中，通過去除向EP面板109施加的電壓，EP面板109變?yōu)槠矫?planar)狀態(tài)。此外，通過來自EP控制器201的升壓控制信號208，使升壓電路103生成的升壓電壓VDDH的電壓值從重置電壓(正38到40伏左右)轉變?yōu)槊枥L電壓(正24伏左右)(圖4 (b)的期間T3’)。在上述間隔期間(圖4 (b)的期間T3)后，執(zhí)行描繪開始處理(圖3的步驟S307)。在步驟S307中，由C0M-DV107選擇EP面板109上的作為重寫對象的描繪區(qū)域的最初的水平行，選擇或非選擇電壓被施加給由SEG-DV108在EP面板109上選擇的垂直行。由此，決定EP面板109的相應像素的狀態(tài)，執(zhí)行該像素的描繪。然后，判斷作為重寫對象的描繪區(qū)域的全部水平行的選擇是否結束(圖3的步驟S308)。如果全部的水平行的選擇沒有結束，則由C0M-DV107選擇EP面板109上的作為重寫對象的描繪區(qū)域的下一個水平行(圖3的步驟S308的判定為“否”一步驟S309)，重復上述步驟S307的描繪處理(圖3的步驟S309 —步驟S307)。如果全部水平行的選擇都已結束，則作為描繪停止處理，結束作為重寫對象的描繪區(qū)域的描繪處理(圖3的步驟S308 —步驟S310)。通過從EP控制器201向C0M-DV107和SEG-DV108輸出的DV控制信號210、211，控制上面圖3中從步驟S307到S310的處理。該期間的動作是在圖4的期間T4中執(zhí)行的。在上述描繪處理結束后，執(zhí)行EP驅動電源斷開處理(圖3的步驟S311)(圖4 (b)的定時t3)。在步驟S311中，通過來自EP控制器201的升壓控制信號208和電壓控制信號209，使升壓電路103和分壓/電壓設定電路106斷開。此外，在步驟S311中，通過從EP控制器201向柵極端子施加的開關控制信號212，使FET開關105斷開，另一方面，通過從EP控制器201向柵極端子施加的開關控制信號213，使FET開關110接通。其結果為，在步驟S311中，蓄積在電源平滑電容器104中的電荷經由FET開關110輸入到充放電控制電路111。充放電控制電路111在使電源平滑電容器104的電荷放電的同時，向第2電池112充電。在圖4的期間T5中執(zhí)行該動作。
最后，執(zhí)行EP用邏輯電源斷開處理(圖3的步驟S312)。在步驟S312中，停止從充電控制電路101輸出驅動電源220，從而停止從邏輯電源IC221向系統內各控制電路部輸出邏輯電源電壓VCC (圖4 (b)的定時t4)。通過以上動作，在再次產生畫面重寫請求信號206之前，系統處于電力消耗最小的待機狀態(tài)。在上面的第2實施方式的動作中，在緊接著重置動作的描繪動作之后，執(zhí)行從電源平滑電容器104向第2電池112的電力回收動作。在此，在沒有描繪動作而只執(zhí)行重置動作的情況下，進行如下控制在重置動作后，執(zhí)行從電源平滑電容器104向第2電池112的電力回收動作。下面對以上第I或者第2實施方式的具體的電力回收效果進行說明。首先，可以如下面例子那樣計算EP面板109的重置時的回收電力?！る娫雌交娙萜?04的容量C :47 μ F (微法拉)·電容器電壓Vc :例如38伏(=升壓電壓VDDH)·電容器電荷Q=電容器容量CX電容器電壓Vc=47 μ FX 38 伏=1786 μ C·第2電池112的電壓V=4. 2伏 在一次重置中的第2電池112的充電量W= (1/2) XQXV2=0. 5X 1786X (4. 2X4. 2)=15752. 52 μ ffs=15. 752mffs (毫瓦秒)另一方面，可以如下面例子那樣計算EP面板109的重置時的需要電力。500mA X 4. 2 伏 X O. 2 秒=420mWs因此，420mffs/15. 752mffs=26. 66 次S卩，通過27次重置能夠蓄積I次重置所需要的電荷。換言之，15. 752/420 X 100=3. 75%S卩，描繪動作中的3. 75%可以不需要新電力供給而執(zhí)行。這樣，根據第I或者第2實施方式，能夠有效地回收向EP面板109等液晶顯示元件供給的電力。并且，當第2電池112的充電量達到足夠供給電力的量時，由充電控制電路101向升壓電路103供給的電力從AC適配器電源113或者第I電池102的電力切換為第2電池112的電力。其結果為，能夠再次利用回收電力。其效果對例如手持型的便攜信息終端等主要使用電池驅動的裝置特別有效。此外，關于電源平滑電容器104，通過圖2的200所示的充放電電路結構，能夠以比自然放電更短的時間達到設定電壓。此外，通過輔助地進行升壓，能夠縮短升壓所需的時間。由此，可以提升具有記憶性的液晶顯示系統的描繪性能。
在上述第I或者第2實施方式中，蓄積在連接于升壓電路103之后的電源平滑電容器104中的電荷被回收到第2電池112中。與此相對，也可以實現這樣的結構關于從分壓/電壓設定電路106輸出的各種電壓信號(圖2的￥00!1、￥21(、￥34(、￥5等)，也分別連接平滑電容器，將在重置結束時(沒有描繪動作時)或者描繪動作結束時蓄積于各平滑電容器中的電荷回收到第2電池112中。利用該結構，能夠進一步實現節(jié)電化。
權利要求
1.一種記憶性液晶的驅動電路，其從裝置內部的第I電池或者由裝置外部輸入的外部電源生成驅動電源，對該驅動電源的電壓進行升壓，生成升壓電壓，經由電源平滑電容器將該升壓電壓提供給具有記憶性的液晶顯示元件的驅動電路，由此，驅動該液晶顯示元件，該記憶性液晶的驅動電路的特征在于， 所述記憶性液晶的驅動電路具備 第I開關電路，其在所述液晶顯示元件的重置時或描繪時接通，在要對蓄積在所述電源平滑電容器中的電荷進行放電的期間斷開，將所述升壓電壓提供給所述驅動電路； 安裝在裝置內部的第2電池； 第2開關電路，其在要對蓄積在所述電源平滑電容器中的電荷進行放電的期間接通，在所述液晶顯示元件的重置時或描繪時斷開；以及 充放電控制電路，其在所述第2開關電路接通的期間使蓄積在所述電源平滑電容器中 的電荷進行放電的同時，回收到所述第2電池中。
2.根據權利要求I所述的記憶性液晶的驅動電路，其特征在于， 所述充放電控制電路在所述第2開關電路斷開的期間，在所述第2電池的充電量為預定量以上的情況下，將所述第2電池中充入的電力提供給所述驅動電源。
3.根據權利要求I所述的記憶性液晶的驅動電路，其特征在于， 所述液晶顯示元件是在電子紙顯示裝置中使用的液晶顯示面板。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于，在記憶性液晶的驅動電路中，在向液晶顯示元件的電力供給結束后，有效地回收蓄積于升壓電路后級的電源平滑電容器中的電荷。關于本發(fā)明的記憶性液晶的驅動電路，當液晶顯示元件(109)重置時或描繪時，第1開關電路(105)接通，將升壓電壓(VDDH)提供給驅動電路(107、108)，在要對蓄積在所述電源平滑電容器(104)中的電荷進行放電的期間內，第2開關電路(110)接通，通過進行放電來將蓄積在所述電源平滑電容器(104)中的電荷回收到所述第2電池(112)中。
文檔編號G09G3/20GK102763151SQ20108005087
公開日2012年10月31日 申請日期2010年1月29日 優(yōu)先權日2010年1月29日
發(fā)明者松尾博之 申請人:富士通先端科技株式會社