CN101325045A - 半导体集成电路、电源***接口和电子设备 - Google Patents

半导体集成电路、电源***接口和电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供半导体集成电路、电源***接口和电子设备。在与LCD面板一同使用的半导体集成电路中，能够达到节省空间、降低成本和减少电流消耗，并且能够简单地与MPU、CPU等控制器连接。该半导体集成电路包括：LED驱动器，用于驱动作为液晶显示面板的背光的光源的发光二极管；稳压器，用于使从外部供给的电源电压稳定，并将稳定的电源电压供给液晶驱动器；电平移位器，通过使供给数据输入端子的图像数据的电平移位，将具有与已通过稳压器被稳定的电源电压相对应的电平的图像数据供给液晶驱动器；以及控制电路，根据供给数据输入端子的指令，至少使LED驱动器或所述稳压器的动作接通/断开。

Description

半导体集成电路、电源***接口和电子设备
技术领域
本发明涉及与液晶显示面板(LCD面板)一同使用的半导体集成电路和使用这样的半导体集成电路的电源***接口。
背景技术
在打印机、便携式电话等电子设备中使用小型的LCD面板。在小型的LCD面板中广泛使用作为背光的光源的发光二极管(LED)，为了使LED以规定的亮度发光，对LED进行定电流驱动。
此外，根据LCD面板的种类的不同，驱动LCD面板的LCD驱动器所需的电源电压的值不同，因此，在生成适于LCD驱动器的电源电压的同时，与其相对应，必须使应该供给LCD驱动器的图像数据的电平移位。
于是，如果相对于用作LCD面板的背光的光源的LED、驱动LCD面板的LCD驱动器，使供给期望的电源电压、图像数据的电源***接口单芯片化，则能够达到节省空间、降低成本和减少电流消耗。
作为相关的技术，在专利文献1中公开了一种电子设备，其包括：能够减少对显示面板的显示状态的影响并且能够灵活应对显示面板的显示特性的显示驱动器；和控制这样的显示驱动器的处理器单元(MPU)。
在该电子设备中，在初始设定时，将对应显示面板的显示特性的显示特性参数写入OTP(one-time-PROM：一次性可编程)电路，控制寄存器存储从OTP电路供给的显示特性参数，控制电路在规定的定时进行在从OTP电路中读出显示特性参数时将读出信号输出至OTP电路，在向OTP电路写入显示特性参数时将写入信号输出至OTP电路，从OTP电路读出显示特性参数再次写入控制寄存器的更新动作。但是，在专利文献1中，并未记载关于在显示面板中点亮背光源、配合显示面板的种类而生成驱动器所需的电源电压的内容。
专利文献1：日本特开2005-195746号公报(第4-5页，图1)
发明内容
鉴于上述内容，本发明的目的是在与LCD面板一同使用的半导体集成电路中，达到节省空间、降低成本和减少电流消耗，并且能够简单地与MPU、CPU等控制器连接。进而，本发明的目的在于使用这样的半导体集成电路实现LCD面板用的电源***接口。
为了解决以上问题，本发明的一个方面的一种半导体集成电路，与液晶显示面板和驱动液晶显示面板的液晶驱动器连接使用，其包括：LED驱动器，用于驱动作为液晶显示面板的背光的光源的发光二极管；稳压器，用于使从外部供给的电源电压稳定，并将稳定的电源电压供给至液晶驱动器；电平移位器，通过使供给至数据输入端子的图像数据的电平移位，将具有与已通过稳压器被稳定的电源电压相对应的电平的图像数据供给至液晶驱动器；以及控制电路，根据供给至数据输入端子的指令，至少使LED驱动器或稳压器的动作接通/断开。
此处，控制电路可以根据供给至数据输入端子的第一指令，在开始稳压器的动作之后，开始LED驱动器的动作和对液晶驱动器的图像数据的供给，可以根据供给至数据输入端子的第二指令，停止LED驱动器的动作，可以根据供给至数据输入端子的第三指令，停止对液晶驱动器的图像数据的供给。
此外，该半导体集成电路还包括将供给数据输入端子的串行数据变换为并行数据的通信接口，通信接口可以将包括在并行数据中的图像数据输出至帧存储器，将包括在并行数据中的指令输出至控制电路。在该情况下，电平移位器使从帧存储器读出的并行的图像数据的电平移位。
此外，该半导体集成电路还可以包括：第二稳压器，使从外部供给的电源电压稳定，生成第一电压；以及升压电路，使第一电压升压，生成第二电压，将得到的第二电压供给至作为液晶显示面板的背光的光源的发光二极管。在该情况下，电压供给电路可以使第一电压升压至N倍(N是2以上的整数)，生成第二电压。
进而，本发明的另一方面的电源系数接口包括本发明的半导体集成电路，以及外置于半导体集成电路的电阻和电容器。
此外，本发明的半导体集成电路是用于使电光学元件动作的半导体集成电路，其包括：驱动器，用于驱动发光元件；稳压器，用于供给电源电压；电平移位器，使图像数据的电平移位；以及控制电路，控制上述驱动器或上述稳压器的动作。
根据本发明，一个半导体集成电路包括能够相对LCD面板的LED、LCD驱动器供给期望的电源电压、图像数据的功能，由此，能够达到节省空间、降低成本和减少电流消耗，并且，半导体集成电路使用一个数据输入端子输入图像数据和指令，因此，能够简单地与MPU、CPU等控制器连接。进而，使用这样的半导体集成电路，能够实现LCD面板用的电源***接口。
附图说明
图1是表示包括本发明的电源***接口的电子设备的框图；
图2是表示本发明的第一实施方式的电源***接口的图；
图3是表示图2所示的LED驱动器的结构例的电路图；以及
图4是表示本发明的第二实施方式的电源***接口的一部分的图。
符号说明
1，LCD面板1a、1b，LED
2，LCD驱动器3，电源***接口
3a，半导体集成电路4，中央运算装置(CPU)
11，LED驱动器12、32，串联稳压器
13，通信接14，帧存储器
15，电平移位器16，控制电路
17，电源电压监视电路18、19，与门
21，基准电压源
22、23、27、30、43、44，电阻
24、28、41，运算放大器
25、26、29、42、61～64，晶体管
33，信号处理部34，第二串联稳压器
35，升压电路51，输入缓冲器
52，信号处理/控制电路53，电平移位器
RREF，电阻
CREF、CIN、COUT、COUT1、COUT2、COUT3，电容器
具体实施方式
以下参照附图详细说明用于实施本发明的最佳方式。其中，对相同的结构要素标注相同的参照编号，省略说明。
图1是表示包括本发明的各实施方式的电源***接口的电子设备的结构的一部分的框图。以下，作为电子设备，以打印机为例进行说明。
如图1所示，该打印机包括：具有作为背光的光源的两个LED
1a和1b的小型的液晶显示面板(LCD面板)1；驱动LCD面板1的LCD驱动器2；驱动LED 1a和1b，并向LCD驱动器2供给电源电压和图像数据的电源***接口3；以及向电源***接口3供给图像数据、指令等的中央运算装置(CPU)4。其中，小型的液晶显示面板是指直至2英寸左右的液晶显示面板。
图2是表示本发明的第一实施方式的电源***接口的结构的框图。如图2所示，电源***接口3由半导体集成电路3a构成，包括LED驱动器11、串联稳压器12、通信接口13、帧存储器14、图像数据用的电平移位器15、控制电路16、电源电压监视电路17、与门18和19。
在本实施方式中，电源电位VSS是接地电位，电源***接口3是从外部供给电源电压VDD1(例如5V)和电源电压VDD2(例如3.3V)而动作的。电源电压VDD1也供给至作为LCD面板的背光的光源的LED 1a和1b的阳极。
此外，从CPU 4(图1)输出的反转复位信号XR、时钟信号CLK和串行数据DATA分别输入至半导体集成电路3a的复位信号输入端子、时钟信号输入端子和数据输入端子。反转复位信号XR供给至控制电路16，时钟信号CLK和串行数据DATA供给至通信接口13。串行数据DATA中除了图像数据，还包括各种指令、参数。
LED驱动器11基于电源电压VDD2生成参照电压，使基于生成的参照电压和外置的电阻RREF确定的定电流流过作为LCD面板的背光的光源的LED 1a和1b。为了使参照电压平滑，使用外置的电容器CREF。
图3是表示图2所示的驱动器的结构例的电路图。在图3中表示用于使一个LED 1a点亮的电路结构。如图3所示，LED驱动器11包括：生成作为基准的参照电压VREF的基准电压源21；对参照电压VREF进行分压生成分压电压VDIV的电阻22和23；分压电压VDIV输入其反转输入端子的运算放大器24；运算放大器24的输出端子与其栅极连接的P沟道MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)25和26；连接在晶体管26的漏极和接地电位之间的电阻27；在电阻27上产生的电压输入其非反转输入端子的运算放大器28；运算放大器28的输出端子与其栅极连接的N沟道MOSFET 29；以及连接在晶体管29的源极和接地电位之间的电阻30。
在晶体管25的漏极上连接有外置的电阻RREF，在电阻RREF上产生的电压输入运算放大器24的非反转输入端子。由此，对运算放大器24进行反馈，使反转输入端子的电压和非反转输入端子的电压相等。于是，晶体管25的漏极电流IREF的大小由下式(1)表示。
IREF＝VDIV/RREF......(1)
在晶体管25的规格与晶体管26的规格相同的情况下，晶体管26中也流过与晶体管25相同大小的漏极电流IREF。
此外，在电阻30上产生的电压输入运算放大器28的反转输入端子。由此，对运算放大器28进行反馈，使在电阻27上产生的电压和在电阻30上产生的电压相等。当电阻27和电阻30的电阻值分别表示为R27和R30时，流过电阻30的电流，即流过LED 1a的电流ILED以下式(2)表示。
ILED＝IREF×R27/R30......(2)
由式(1)和式(2)可得到下式(3)。
RREF＝VDIV×(R27/R30)/ILED
基于该式(3)确定外置的电阻RREF。例如，在分压电压VDIV为1V、电阻R27为1.2kΩ、电阻R30为6Ω、流过LED的电流ILED为20mA的情况下，电阻RREF为10kΩ即可。
再次参照图2，串联稳压器12基于电源电压VDD1生成第二参照电压，基于生成的第二参照电压使电源电压VDD1稳定，将稳定的电源电压VOUT供给至LCD驱动器。电源电压VOUT的输出端子上连接有外置的电容器COUT。
通信接口13与通过时钟信号输入端子供给的时钟信号CLK同步，接收通过数据输入端子供给的串行数据DATA，将串行数据DATA变换为并行数据。进而，通信接口13将包括在并行数据中的图像数据输出至帧存储器14，将包括在并行数据中的指令输出至控制电路16。
帧存储器14存储从通信接口13供给的并行图像数据。电平移位器15通过使从帧存储器14读出的并行图像数据的电平移位，将具有与已通过串联稳压器12被稳定的电源电压VOUT相对应的电平的并行图像数据供给LCD驱动器2(图1)。
控制电路16根据输入给复位信号输入端子的反转复位信号XR，和供给数据输入端子的多个指令，生成控制信号C1～C3，这些信号使LED驱动器11的背光点亮动作、串联稳压器12的电源电压供给动作和帧存储器14或电平移位器15的图像数据供给动作分别接通/断开。此外，控制电路16通过各个电平移位器将反转写入信号XWR、反转复位信号XRES和选片信号XCS供给LCD驱动器2。
电源电压监视电路17监视电源电压VDD1和VDD2的上升沿，当电源电压VDD1和VDD2两者均上升时，使电源导通信号PO活性化为高电平。与门18求取从控制电路16输出的控制信号C 1和从电源电压监视电路17输出的电源导通信号PO的逻辑积，并输出至LED驱动器11。由此，在控制信号C 1和电源导通信号PO两者均已活性化时，LED驱动器11动作。此外，与门19求取从控制电路16输出的控制信号C2和从电源电压监视电路17输出的电源导通信号PO的逻辑积，并输出至串联稳压器12。由此，在控制信号C2和电源导通信号PO两者均已活性化时，串联稳压器12动作。
作为从通信接口13供给控制电路16的指令，使用使LCD面板的显示接通的第一指令、为了节省电力而停止LED驱动器的动作的第二指令、为了节省电力停止相对LCD驱动器的图像数据的供给的第三指令、解除节省电力的状态的第四指令、使LCD面板的显示断开的第五指令等。
例如，图1所示的CPU 4在打印机的电源开关导通时，将第一指令发送至电源***接口3。在电源***接口3中，如第一指令通过数据输入端子供给控制电路16，则控制电路16根据第一指令，首先，开始串联稳压器12的电源电压供给动作，然后开始LED驱动器11的背光点亮动作和帧存储器14或电平移位器15的图像数据供给动作。
此外，在第一规定期间没有从主机等向打印机输入命令或印刷数据的情况下，CPU 4将第二指令发送至电源***接口3。在电源***接口3中，如果第二指令通过数据输入端子供给控制电路16，则控制电路16根据第二指令停止LED驱动器11的背光点亮动作。
进而，在第二规定期间没有从主机等向打印机输入命令或印刷数据的情况下，CPU 4将第三指令发送至电源***接口3。在电源***接口3中，如果第三指令通过数据输入端子供给控制电路16，则控制电路16根据第三指令停止向帧存储器14或电平移位器15的图像数据供给动作。
接着，说明本发明的第二实施方式。图2所示的第一实施方式的电源***接口中两种电源电压VDD1和VDD2是必需的，但在第二实施方式的电源***接口中能够仅由一种电源电压VDD(例如3.3V)进行动作。其他方面与第一实施方式相同。
图4是表示本发明的第二实施方式的电源***接口的结构的一部分的电路图。在图4中表示为了使一个LED 1a点亮的电路结构。如图4所示，该电源***接口包括：被供给电源电压VDD而动作的LED驱动器11；为了向LED驱动器11等供给电源电压，稳定电源电压VDD并生成电源电压VOUT1的串联稳压器32；被供给电源电压VDD和VOUT1而动作的信号处理部33；为了向LED供给电源电压，稳定电源电压VDD并生成电源电压VOUT2的第二串联稳压器34；以及使电源电压VOUT2升压，生成电源电压VOUT3，并将电源电压VOUT3供给LED 1a的阳极的升压电路35。此处，图4所示的虚线内的部分由半导体集成电路构成。
串联稳压器32和第二串联稳压器34各自包括：各个参照电位VREF输入其反转输入端子的运算放大器41；运算放大器41的输出端子与其栅极连接的P沟道MOSFET 42；以及串联连接在晶体管42的漏极和接地电位之间的电阻43和44，在电阻43和电阻44的连接点被分压的电压输入运算放大器41的非反转输入端子。
此处，在输入电源电压VDD的输入端子上连接有外置的电容器CIN，在串联稳压器32的输入端子上连接有外置的电容器COUT1，在第二串联稳压器34的输出端子上连接有外置的电容器COUT2。
此外，信号处理部33包括多个输入缓冲器51、信号处理/控制电路52、和多个电平移位器53。信号处理/控制电路52相当于图2所示的通信接口13、帧存储器14和控制电路16。
作为升压电路35，例如使用由P沟道MOSFET 61～63、N沟道MOSFET 64、外置的电容器CPUMP等构成的电荷泵型的升压电路。升压电路35使电源电压VOUT2升压至N倍(N是2以上的整数)，生成电源电压VOUT3。例如，在电源电压VOUT2是2.5V的情况下，升压电路35使电源电压VOUT2升压至2倍，生成5V的电源电压VOUT3。在升压电路35的输出端子上连接有外置的电容器COUT3。通过电容器COUT3被平滑的电源电压VOUT3供给LED 1a的阳极。
根据第二实施方式，能够仅使用一种电源电压VDD，进行LED的点亮以及向LCD驱动器的电源电压和图像数据的供给。而且，图4所示的串联稳压器32和第二串联调节器34中，晶体管42的漏极电位施加在电阻43的一端，由此形成反馈回路，但是供替它，也可以将电源电压VOUT3或晶体管29的源极电位施加在电阻43的一端，从而形成反馈回路。

Claims (14)

1.一种半导体集成电路，与液晶显示面板和驱动所述液晶显示面板的液晶驱动器连接使用，其包括：
LED驱动器，用于驱动作为所述液晶显示面板的背光的光源的发光二极管；
稳压器，用于稳定从外部供给的电源电压，并将稳定的电源电压供给至所述液晶驱动器；
电平移位器，通过对供给至数据输入端子的图像数据的电平进行移位，将具有与已通过所述稳压器被稳定的电源电压相对应的电平的图像数据供给至所述液晶驱动器；以及
控制电路，根据供给至所述数据输入端子的指令，至少使所述LED驱动器或所述稳压器的动作接通/断开。
2.根据权利要求1所述的半导体集成电路，其中，
所述控制电路根据供给至所述数据输入端子的第一指令，在使所述稳压器的动作开始之后，使所述LED驱动器的动作和对所述液晶驱动器的图像数据的供给开始。
3.根据权利要求2所述的半导体集成电路，其中，
所述控制电路根据供给至所述数据输入端子的第二指令，使所述LED驱动器的动作停止。
4.根据权利要求3所述的半导体集成电路，其中，
所述控制电路根据供给至所述数据输入端子的第三指令，使对所述液晶驱动器的图像数据的供给停止。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的半导体集成电路，还包括：
通信接口，用于将供给至所述数据输入端子的串行数据变换为并行数据。
6.根据权利要求5所述的半导体集成电路，其中，
所述通信接口将包括在并行数据中的图像数据输出至帧存储器，将包括在并行数据中的指令输出至所述控制电路。
7.根据权利要求6所述的半导体集成电路，其中，
所述电平移位器使从所述帧存储器读出的并行的图像数据的电平移位。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的半导体集成电路，还包括：
第二稳压器，稳定从外部供给的电源电压，并生成第一电压；以及
升压电路，将第一电压升压生成第二电压，将得到的第二电压供给至作为所述液晶显示面板的背光的光源的发光二极管。
9.根据权利要求8所述的半导体集成电路，其中，
所述电压供给电路将第一电压升压至N倍，生成第二电压，其中，N是2以上的整数。
10.一种电源***接口，包括：
权利要求1～9中任一项所述的半导体集成电路；以及
外置于所述半导体集成电路的电阻和电容器。
11.一种电子设备，包括：
权利要求1～9中任一项所述的半导体集成电路。
12.一种半导体集成电路，用于使电光学元件动作，其特征在于，
包括：
驱动器，用于驱动发光元件；
稳压器，用于供给电源电压；
电平移位器，将图像数据的电平移位；以及
控制电路，控制所述驱动器或所述稳压器的动作。
13.一种电源***接口，其特征在于，包括：
权利要求12所述的半导体集成电路。
14.一种电子设备，其特征在于，包括：
权利要求12所述的半导体集成电路。
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