DE60036516T2

DE60036516T2 - Lcd-vorrichtung, elektronisches gerät und stromversorgung zur ansteuerung der lcd

Info

Publication number: DE60036516T2
Application number: DE60036516T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Suwa-shi YAMAGUCHI; Tadashi Suwa-shi YASUE
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2008-06-26
Anticipated expiration: 2020-01-08
Also published as: KR20010088284A; EP1070980A4; CN1106584C; KR100385028B1; US6342782B1; DE60036516D1; ATE374384T1; CN1293764A; WO2000041028A1; EP1070980B1; JP3614104B2; US6476591B2; EP1070980A1; US20020017932A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Stromversorgungsgerät zur Flüssigkristallansteuerung zusammen mit einer Flüssigkristallvorrichtung und einem elektronischen Gerät, die das Stromversorgungsgerät nutzen.
EINSCHLÄGIGER STAND DER TECHNIK
Herkömmliche Verfahren zum Verringern des benötigten Stroms für ein Stromversorgungsgerät, das zur Flüssigkristallansteuerung benutzt wird, sind in den japanischen Patentanmeldungen mit den Offenlegungsnummern 6-324640 , 7-98577 , 9-43568 und dergleichen offenbart worden. Ein Beispiel eines herkömmlichen Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung ist in 7 gezeigt.
Ein Stromversorgungsgerät zur Flüssigkristallansteuerung 701, das in 7 gezeigt ist, umfaßt eine Spannungsteilerschaltung 702, zwei erste Impedanzwandlerschaltungen 703 und zwei zweite Impedanzwandlerschaltungen 704. Die Spannungsteilerschaltung 702 umfaßt Widerstände 706 bis 710 und erzeugt Spannungen V1 bis V4 durch Teilen einer Spannung zwischen einer Quellenspannung VDD und einer Bezugsspannung zur Flüssigkristallansteuerung VLCD.
Wenn die Quellenspannung VDD eine Spannung V0 und die Referenzspannung zur Flüssigkristallansteuerung VLCD eine Spannung V5 ist, entsprechen die Spannungen V0 bis V5 Spannungsniveaus im Ansteuerspannungsverlauf für Abtastelektroden (oder gemeinsame Elektroden) COM0, COM1 und COMX, wie 13 zeigt, und auch für Signalelektroden (oder Segmentelektroden) SEG1 bis SEG4, wie 14 zeigt.
Die erste Impedanzwandlerschaltung 703 ist von einer Spannungsfolgerverbindung eines Operationsverstärkers gebildet, der, wie 8 zeigt, aus einer Konstantstromschaltung 801, einer P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 802 und einer Ausgangsschaltung 803 besteht. Ein N-leitender Transistor 805 in der Ausgangsschaltung 803 stellt eine Stromquelle dar, indem er eine konstante Vorspannung von der Konstantstromschaltung 801 empfängt und dadurch einen Verbraucher für den P-leitenden Transistor 804 bietet.
Die Charakteristiken der ersten Impedanzwandlerschaltungen 703, die die Spannungen V1 und V3 erzeugen, sind unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung elektrischer Ladungen in den Abtastelektroden (oder gemeinsamen Elektroden) oder in den Signalelektroden (oder Segmentelektroden), an die die Spannung V1 oder V2 angelegt wird, bestimmt. Wie in den 13 und 14 mit 1102 angedeutet, sind positive Ladungen in größerer Menge als negative Ladungen von den ersten Impedanzwandlerschaltungen 703 zu den Elektroden zu bewegen. Aus diesem Grund wird ein P-leitender Transistor 804, der einen Stromfluß in die Elektroden veranlaßt, als aktives Element in den ersten Impedanzwandlerschaltungen 703 benutzt.
Die zweite Impedanzwandlerschaltung 704 ist von einer Spannungsfolgerverbindung eines Operationsverstärkers gebildet, der aus einer Konstantstromschaltung 901, einer N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 902 und einer Ausgangsschaltung 903 besteht, wie 9 zeigt. Ein P-leitender Transistor 904 in der Ausgangsschaltung 903 bildet eine Stromquelle, indem er eine konstante Vorspannung von der Konstantstromschaltung 901 empfängt und dadurch einen Verbraucher für den N-leitenden Transistor 905 bietet. Die Charakteristiken der zweiten Impedanzwandlerschaltungen 704, die die Spannungen V2 und V4 erzeugen, sind gleichfalls unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung elektrischer Ladungen in den Abtastelektroden (oder gemeinsamen Elektroden) oder in den Signalelektroden (oder Segmentelektroden) bestimmt, denen die Spannung V2 oder V4 zugeführt wird. Wie mit 1201 in 13 und 14 angedeutet, sind negative Ladungen in größerer Menge von den zweiten Impedanzwandlerschaltungen 704 zu den Elektroden zu bewegen als positive Ladungen. Aus diesem Grund wird ein N-leitender Transistor 905, der einen Abzug von Strom aus den Elektroden verursacht, als aktives Element in den zweiten Impedanzwandlerschaltungen 704 benutzt.
Unter den in der Spannungsteilerschaltung 702 geteilten Spannungen V1 bis V4 werden die Spannungen V1 und V3 jeweils in die Plus-Anschlüsse der ersten Impedanzwandlerschaltungen 703 eingegeben, während die Spannungen V2 und V4 jeweils in die Plus-Anschlüsse der zweiten Impedanzwandlerschaltungen 704 eingegeben werden. Die Impedanzumwandlung der Spannungen V1 bis V4 kann auf diese Weise durchgeführt werden, wodurch Spannungen V1 bis V4 zur Flüssigkristallansteuerung erzeugt werden.
Herkömmliche Stromversorgungsgeräte zur Flüssigkristallansteuerung benutzen einen aktiven Verbraucher für die Ausgangsschaltung einer Impedanzwandlerschaltung, um den durch die Ladetransistoren fließenden Strom zu verringern und dadurch den erforderlichen Strom geringer zu machen, der durch die Impedanzwandlerschaltung fließt.
Um die Anzeigequalität aufrecht zu erhalten, während die Strommenge, die in den Ladetransistoren durch die Impedanzwandlerschaltungen fließt, zu begrenzen, muß der vorstehend beschriebene Laststrom ergänzt werden. Aus diesem Grund war es bisher nötig, ein Kondensatorelement 705 zwischen der Ausgangsleitung für jede der Spannungen V1 bis V4 und der Ausgangsleitung für die Spannung V0 (VDD) vorzusehen, wie 7 zeigt. Der obige Laststrom kann durch Entladen der Ladungen vom Kondensatorelement 705 ergänzt werden.
Allerdings muß das Kondensatorelement 705 außerhalb des Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung vorgesehen werden, denn das Kondensatorelement 705 hat ein großes Volumen.
Eine Reduzierung der Größe und Kosten sind stark nachgefragte Faktoren für elektronisches Gerät, insbesondere für tragbares elektronisches Gerät mit eingebauten Flüssigkristallvorrichtungen, so daß die Anzeigequalität aufrechterhalten bleiben muß, während die Anzahl der Teile, beispielsweise Kondensatorelemente verringert wird.
US 5 675 352 A offenbart ein Stromversorgungsgerät zum Ansteuern einer Flüssigkristallvorrichtung, welches N Ansteuerspannungen zwischen einer ersten und einer zweiten Referenzspannung erzeugt. Das bekannte Stromversorgungsgerät weist folgendes auf: eine Spannungsteilerschaltung, die die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten Referenzspannung teilt, um N Paare erster und zweiter Spannungen zu erzeugen, die N erste Spannungen und N zweite Spannungen aufweisen; und N Impedanzwandlerschaltungen, von denen jede eine jeweilige der N Ansteuerspannungen auf der Grundlage eines jeweiligen der N Paare erster und zweiter Spannungen erzeugt, wobei die erste Spannung des jeweiligen Paares höher ist als die jeweilige Ansteuerspannung und die zweite Spannung des jeweiligen Paares niedriger ist als die jeweilige Ansteuerspannung, wobei die erste Spannung in jedem Paar sich von der zweiten Spannung unterscheidet. Jede der N Impedanzwandlerschaltungen weist eine Differenzverstärkerschaltungsanordnung auf, in die ein jeweiliges der N Paare der ersten und zweiten Spannungen eingegeben wird; und eine Ausgangsschaltung einschließlich eines P-leitenden Transistors und eines N-leitenden Transistors, die zwischen eine erste Stromversorgungsleitung für die erste Referenzspannung und eine zweite Stromversorgungsleitung für die zweite Referenzspannung in Reihe geschaltet sind und einen Ausgangsanschluß haben, der zwischen den P-leitenden Transistor und den N-leitenden Transistor gelegt ist und eine der N Ansteuerspannungen ausgibt. Zu der Differenzverstärkerschaltungsanordnung gehört eine N-leitende Spannungsfolgerdifferenzverstärkerschaltung, die die erste Spannung empfängt und eine erste Ausgangsspannung an ein Gate des N-leitenden Transistors anlegt, sowie eine P-leitende Spannungsfolgerdifferenzverstärkerschaltung, die die erste Spannung empfängt und eine erste Ausgangsspannung an ein Gate des N-leitenden Transistors anlegt, sowie eine P-leitende Spannungsfolgerdifferenzverstärkerschaltung, die die zweite Spannung empfängt und eine zweite Ausgangsspannung an ein Gate des P-leitenden Transistors anlegt, so daß der EIN/AUS-Betrieb des N-leitenden Transistors von der ersten Ausgangsspannung gesteuert wird und der EIN/AUS-Betrieb des P-leitenden Transistors von der zweiten Ausgangsspannung gesteuert wird.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die obigen Probleme zu lösen und hat zum Ziel, ein Stromversorgungsgerät zur Flüssigkristallansteuerung zu schaffen, welches einen geringen Stromverbrauch ermöglicht, zusammen mit einer Flüssigkristallvorrichtung und einem elektronischen Gerät, welche ein solches Stromversorgungsgerät nutzen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung, welches das Weglassen von Teilen, wie einem Kondensatorelement ermöglicht und dabei die Anzeigequalität aufrecht erhält, zusammen mit einer Flüssigkristallvorrichtung und einem elektronischen Gerät, die ein solches Stromversorgungsgerät nutzen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Diese Ziele werden mit einem Stromversorgungsgerät gemäß Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Eine Flüssigkristallvorrichtung, die ein solches Stromversorgungsgerät umfaßt, und ein elektronisches Gerät, in dem die Flüssigkristallvorrichtung benutzt wird, sind besonders nützlich für ein tragbares elektronisches Instrument, denn sie haben geringen Stromverbrauch, weil Kurzschlußstrom am Fließen gehindert ist, und sie können miniaturisiert werden, weil Einbauteile, wie ein Kondensatorelement sich erübrigen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein Schaltkreisdiagramm eines Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung;
2 ein Schaltkreisdiagramm der in 1 gezeigten Spannungsteilerschaltung, in der Widerstände benutzt sind;
3 ein Schaltkreisdiagramm einer Abwandlung der in 2 gezeigten Spannungsteilerschaltung, in der die Widerstände durch Regelwiderstände ersetzt sind;
4 ein Schaltkreisdiagramm eines Beispiels einer Schaltung, die von der ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltung gemäß 1 gemeinsam benutzt wird;
5 ein Schaltkreisdiagramm eines Beispiels der ersten Impedanzwandlerschaltung aus 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ein Schaltkreisdiagramm eines Beispiels der zweiten Impedanzwandlerschaltung aus 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 ein Schaltkreisdiagramm eines herkömmlichen Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung;
8 ein Schaltkreisdiagramm der herkömmlichen, in 7 gezeigten ersten Impedanzwandlerschaltung;
9 ein Schaltkreisdiagramm der bekannten, in 7 gezeigten zweiten Impedanzwandlerschaltung;
10 ein Diagramm des Signalverlaufs eines Ausgangs vom Ausgangsanschluß der Impedanzwandlerschaltung aus 4;
11 ein Diagramm des Signalverlaufs eines Ausgangs vom Ausgangsanschluß der ersten Impedanzwandlerschaltung aus 5;
12 ein Diagramm des Signalverlaufs eines Ausgangs vom Ausgangsanschluß der zweiten Impedanzwandlerschaltung aus 6;
13 ein Diagramm des Signalverlaufs einer Flüssigkristallansteuerspannung, die den Abtastelektroden zugeführt wird;
14 ein Diagramm des Signalverlaufs einer Flüssigkristallansteuerspannung, die den Signalelektroden zugeführt wird;
15 ein Schaltkreisdiagramm des Grundaufbaus der in 1 gezeigten ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltungen;
16 ein Schaltkreisdiagramm einer Abwandlung der in 15 gezeigten Impedanzwandlerschaltung, die die gleiche Spannung hat wie die ersten und zweiten Spannungen;
17 eine Kurvendarstellung der Charakteristiken eines CMOS-Inverters;
18 eine Kurvendarstellung eines Beispiels der EIN/AUS-Charakteristiken des P-leitenden und N-leitenden Transistors in der Ausgangsschaltung des Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung gemäß dem Ausführungsbeispiel;
19 ein Blockschaltbild einer Flüssigkristallvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
BESTE ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert.
(Beschreibung des Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung)
Ein Schaltkreisdiagramm eines Stromversorgungsgeräts zur Flüssigkristallansteuerung ist in 1 gezeigt. Das in 1 dargestellte Stromversorgungsgerät 101 zur Flüssigkristallansteuerung umfaßt hauptsächlich eine Spannungsteilerschaltung 102, zwei erste Impedanzwandlerschaltungen 103 und zwei zweite Impedanzwandlerschaltungen 104.
Jede der ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltungen 103 und 104 besitzt grundsätzlich eine P-leitende Differenzverstärkerschaltung 110, eine N-leitende Differenzverstärkerschaltung 120 und eine Ausgangsschaltung 130, die von diesen Verstärkern angesteuert wird, wie 15 zeigt. Jede der ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltungen 103, 104 ist von der Spannungsfolgerverbindung des Minus-Eingangsanschlusses bzw. des Ausgangsanschlusses der P-leitenden Differenzver stärkerschaltung 110 und der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120 gebildet. Spannung (+PV) und Spannung (+NV) wird unabhängig an den Plus-Eingangsanschluß der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung bzw. den Plus-Eingangsanschluß der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung angelegt. Die Ausgangsschaltung 130 hat einen P-leitenden Transistor 132 und einen N-leitenden Transistor 134, die zwischen eine erste Stromversorgungsleitung 105 für die Zufuhr einer Quellenspannung VDD und eine zweite Stromversorgungsleitung 106 für die Zufuhr einer Referenzspannung VLCD zur Flüssigkristallansteuerung in Reihe geschaltet sind. Ein Ausgangsanschluß OUT ist mit der Leitung zwischen dem P-leitenden Transistor 132 und dem N-leitenden Transistor 134 verbunden. Die Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 wird an das Gate des P-leitenden Transistors 132 angelegt, während die Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120 an das Gate des N-leitenden Transistor 134 angelegt wird.
In der Spannungsteilerschaltung 102 wird die Quellenspannung VDD (Spannung V0) der Hochspannungsseite und die Referenzspannung VLCD (Spannung V5) zur Flüssigkristallansteuerung der Niedrigspannungsseite zugeleitet. Vier (N = 4) erste Spannungen (+NV1) bis (+NV4) und vier (N = 4) zweite Spannungen (+PV1) bis (+PV4) werden dann durch Teilung zwischen den Spannungen V0 und V5 erzeugt. Eine erste Spannung (+NV1) und eine zweite Spannung (+PV1) bilden zum Beispiel ein Paar aus erster und zweiter Spannung. Es werden also in der Spannungsteilerschaltung 102 vier (N = 4) Paare erster und zweiter Spannung erzeugt.
Ein erstes Paar aus erster und zweiter Spannung (+NV1) und (+PV1) wird jeweils an den +N Eingangsanschluß und den +P Eingangsanschluß der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 angelegt, welche die Spannung V1 erzeugt. Ein weiteres Paar aus erster und zweiter Spannung (+NV2) und (+PV2) wird jeweils dem +N Eingangsanschluß und dem +P Eingangsanschluß der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 zugeleitet, die die Spannung V2 erzeugt. Weiter wird ein Paar aus erster und zweiter Spannung (+NV3) und (+PV3) jeweils an den +N Eingangsanschluß und den +P Eingangsanschluß der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 angelegt, die die Spannung V3 erzeugt. Noch ein weiteres Paar aus erster und zweiter Spannung (+NV4) und (+PV4) wird jeweils dem +N Eingangsanschluß und dem +P Eingangsanschluß der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 zugeführt, die die Spannung V4 erzeugt. Auf diese Weise geschieht die Impedanzumwandlung der Ausgangsspannung der Spannungsteilerschaltung 102, und es werden die Spannungen V1 bis V4 erzeugt.
Das Potentialverhältnis unter den Spannungen VDD, (+NV1) bis (+NV4), (+PV1) bis (+PV4) sowie VLCD zeigt der folgende Ausdruck (1). VDD > (+NV1) > (+PV1) > (+NV2) > (+PV2) > (+NV3) > (+PV3) > (+NV4) > (+PV4) > VLCD (1)
Als nächstes wird die Potentialdifferenz in jedem Paar aus erster und zweiter Spannung beschrieben. Der Zweck, zwischen einem Paar aus erster und zweiter Spannung eine Potentialdifferenz vorzusehen, besteht darin, den maximalen Kurzschlußstrom daran zu hindern, zwischen der ersten und zweiten Stromversorgungsleitung 105 und 106 über die P-leitenden und N-leitenden Transisto ren 132 und 134 in der Ausgangsschaltung 130 gemäß 15 zu fließen, indem das gleichzeitige Einschalten des P-leitenden und N-leitenden Transistors 132 und 134 verhindert wird, damit der Stromverbrauch verringert wird.
Eine Ersatzschaltung, die besonders so gestaltet ist, daß der Ausgang der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 und der Ausgang der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120 die gleiche Spannung haben, ist in 16 dargestellt. Genauer gesagt, die Spannungen eines Paares aus erster und zweiter Spannung für die Eingabe in die Impedanzwandlerschaltung gemäß 16 sind gleich. In diesem Fall sind die Ausgänge der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 und der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120 durch Kurzschlußverbindung überbrückt und der P-leitende und der N-leitende Transistor 132 und 134 werden von der gleichen kurzgeschlossenen Spannung angesteuert.
Zu dieser Zeit hat der P-leitende und der N-leitende Transistor 132 und 134 gemäß 16 die gleichen Charakteristiken wie ein bekannter CMOS-Transistor, und sie zeigen die EIN/AUS-Kurven, die in 17 dargestellt sind. Wenn gemäß den Charakteristiken eines CMOS-Transistors die an die Gates des P-leitenden und N-leitenden Transistors 132 und 134 angelegte, gemeinsame Spannung innerhalb eines gegebenen Bereichs liegt, wird der P-leitende und der N-leitende Transistor 132 und 134 gleichzeitig durchgeschaltet, und es fließt maximaler Kurzschlußstrom. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zu verhindern, daß ein maximaler Kurzschlußstrom fließt.
Um das gleichzeitige Durchschalten des P-leitenden und des N-leitenden Transistors 132 und 134 sowie das Fließen eines maximalen Kurzschlußstroms zu verhüten, sollten die Spannungen eines Paares aus erster und zweiter Spannung für die Eingabe in die Impedanzwandlerschaltung unterschiedlich gemacht werden, so daß unterschiedliche Spannungen an den P-leitenden und N-leitenden Transistor 132 und 134 gelangen. Das kann dadurch erzielt werden, daß einem Paar aus erster und zweiter Spannung für die Eingabe in die Plus-Eingangsanschlüsse der N-leitenden und P-leitenden Differenzverstärkerschaltungen 110 und 120 ein unterschiedliches elektrisches Potential gegeben wird. Der Grund dafür besteht darin, daß sowohl die P-leitende als auch die N-leitende Differenzverstärkerschaltung 110 und 120 vom Spannungsfolgertyp sind, bei dem die gleiche Spannung wie die in den Plus-Eingangsanschluß eingegebene Spannung als Ausgangsspannung verfügbar ist.
In der P-leitenden und N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 und 120 ist die Ausgangsspannung nicht notwendigerweise äquivalent zur Eingangsspannung. Ein solcher Unterschied wird als Versatz- oder Offsetspannung einer Differenzverstärkerschaltung bezeichnet (VOFFSET).
Es wird davon ausgegangen, daß der absolute Wert der ersten Offsetspannung, das heißt eine Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 durch [VOFFSETN] und der absolute Wert der zweiten Offsetspannung, der eine Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110 ist, durch [VOFFSETP] in der Impedanzwandlerschaltung gemäß 15 wiedergegeben ist. Die erste und zweite Offsetspannung ist entweder positiv oder negativ, und die absoluten Werte der Offset spannungen werden wie folgt bestimmt, wobei der schlimmste Fall berücksichtigt ist.
Wenn man die erste Impedanzwandlerschaltung 103, welche die Spannung V1 gemäß 1 erzeugt, als ein Beispiel heranzieht, ist der schlimmste Fall, bei dem die Potentialdifferenz (VN – VP) zwischen der ersten Ausgangsspannung VN in der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120, in die die erste Spannung NV eingegeben wird, und der zweiten Ausgangsspannung VP, in der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110, in die die zweite Spannung PV eingegeben wird, Null ist, folgender. Es ist der Fall, wenn die erste Ausgangsspannung VN der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 120, an der die Spannung NV1 anliegt, NV1 – [VOFFSETN] ist und die zweite Ausgangsspannung VP der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 110, an der die Spannung PV1 anliegt, PV1 + [VOFFSETP] ist.
Wenn in diesem Fall die Beziehung VN – VP = NV1 – [VOFFSETN] – (PV1) + [VOFFSETP]) > 0 nicht erfüllt ist, besteht die Gefahr, daß der P-leitende und der N-leitende Transistor 132 und 134 in der Ausgangsschaltung 130 gemäß 15, die die erste Impedanzwandlerschaltung 103 darstellt, gleichzeitig durchgeschaltet werden.
Angenommen die Gleichung [VOFFSETN] + [VOFFSETP] = VOFFSET sei erfüllt, dann werden die Bedingungen, unter denen ein Kurzschlußstrom nicht fließt, durch den folgenden Ausdruck (2) dargestellt. VOFFSET < (+NV1) – (P + PV1) (2)
Dies kann auch auf die Impedanzwandlerschaltungen 104 und 104 in 1 angewandt werden. In diesem Fall müssen folgende Ausdrücke erfüllt sein. VOFFSET < (+NV2) – (+PV2) (3) VOFFSET < (+NV3) – (+PV3) (4) VOFFSET < (+NV4) – (+PV4) (5)
Wenn die durch die Ausdrücke (2) bis (5) wiedergegebenen Verhältnisse erfüllt sind, kann verhindert werden, daß der P-leitende und der N-leitende Transistor 132 und 134 gleichzeitig geöffnet werden, so daß der maximale Kurzschlußstrom fließt. Damit kann das Ausmaß des Stromverbrauchs verringert werden. Im einzelnen können die EIN/AUS-Kurven des P-leitenden und des N-leitenden Transistors 132 und 134 dieses Ausführungsbeispiels so verwirklicht werden, wie in 18 dargestellt.
Das Potentialverhältnis unter den Spannungen VDD, V1, V2, V3, V4 und VLCD ist ähnlich wie bei der allgemeinen Stromversorgung zur Flüssigkristallansteuerung und läßt sich durch folgenden Ausdruck (6) darstellen. VDD = V0 > V1 > V2 > V3 > V4 > V5 = VCDL (6)
(Spannungsteilerschaltung)
Ein Beispiel der in 1 gezeigten Spannungsteilerschaltung 102 ist in 2 dargestellt. Es weist fünf erste Widerstände 201 und vier zweite Widerstände 202 auf, die abwechselnd zwischen die erste Stromversorgungsleitung 105 für die Quellenspannung VDD (Spannung V0) und die zweite Stromversorgungsleitung 106 für die Bezugsspannung (Spannung V5) zur Flüssigkristallansteuerung in Reihe geschaltet sind.
Die Widerstände R2, R4, R6 und R8 der vier zweiten Widerstände 202 sind durch die folgenden Ausdrücke (7) und (8) wiedergegeben, in denen VOP eine Spannung zwischen VDD und VLCD ist, während Rt die Gesamtheit der Widerstände R1 bis R9 bedeutet. R2 = R4 = R6 = R8 = Ra (7) Ra = VOFFSET/(VOP/Rt) (8)
Die Widerstände R1, R3, R5, R7 und R9 der ersten Widerstände 201 teilen und bestimmen eine Spannung zwischen der Quellenspannung VDD und der Bezugsspannung VLCD zur Flüssigkristallansteuerung entsprechend dem gewünschten Vorspannungsverhältnis der Spannung zur Ansteuerung des Flüssigkristalls. Wenn zum Beispiel das Vorspannungsverhältnis der Spannung zur Flüssigkristallansteuerung 1/5 ist, und die Spannungen V1 bis V4 (+PV1) bis (+PV4) sind, ergeben sich aus den folgenden Ausdrücken (9) und (10) die Werte der Widerstände R1, R3, R5, R7 und R9 für die ersten Widerstände 201. R1 = R3 = R5 = R7 = Rt/5 – Ra (9) R9 = Rt/5 (10)
Ein weiteres Beispiel der Spannungsteilerschaltung 102 gemäß 1, welches fünf Widerstände 301 und vier Regelwiderstände 302 aufweist, die abwechselnd zwischen die erste und zweite Stromversorgungsleitung 105, 106 in Reihe geschaltet sind, ist in 3 dargestellt.
Die Widerstandswerte der fünf Widerstände 301 sind als R1, R3, R5, R7 und R9 durch die Ausdrücke (9) und (10) wiedergegeben. Wenn die Widerstände R2, R4, R6 und R8 der vier Regelwiderstände 302 veränderlich sind, können Schwankungen der Offsetspannungen, die durch bei der Fertigung entstehende Unterschiede in den integrierten Halbleiterschaltungen hervorgerufen sind, absorbiert werden. In diesem Fall müssen die Widerstände R2, R4, R6 und R8 nach dem Einstellen den oben beschriebenen Ausdruck (7) erfüllen.
(Aufbau der ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltung)
Ein Beispiel der Impedanzwandlerschaltung 400, die gemeinsam für die erste Impedanzwandlerschaltung 103 und die zweite Impedanzwandlerschaltung 104 aus 1 benutzt wird, ist in 4 dargestellt.
Diese Impedanzwandlerschaltung 400 umfaßt eine Konstantstromschaltung 401, eine P-leitende Differenzverstärkerschaltung 402, eine N-leitende Differenzverstärkerschaltung 403 und eine Ausgangsschaltung 404. Die Ausgangsschaltung 404 hat einen P-leitenden Transistor 405 und einen N-leitenden Transistor 406, die eine im wesentlichen gleichwertige Stromansteuerfähigkeit haben und in Reihe geschaltet zwischen der ersten und zweiten Stromversorgungsleitung 105 und 106 vorgesehen sind, wobei ein Ausgangsanschluß OUT zwischen die Transistoren 405 und 406 geschaltet ist.
Die Minus-Eingangsanschlüsse der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 402 und der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 403 sind miteinander verbunden, und ein Paar aus erster und zweiter Spannung wird unabhängig an die Plus-Eingangsanschlüsse (+N, +P) dieser Schaltungen angelegt.
Der P-leitende Transistor 405 der Ausgangsschaltung 404 hat ein Gate, an das die Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 402 angelegt wird. Die Quellenspannung VDD wird der Quelle des P-leitenden Transistors 405 zugeführt. Der N-leitende Transistor 406 der Ausgangsschaltung 404 hat ein Gate, an das die Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 403 angelegt wird. Die Referenzspannung VLCD zur Flüssigkristallansteuerung wird zur Quelle des N-leitenden Transistors 406 geleitet. Die Drains des P-leitenden Transistors 405 und des N-leitenden Transistor 406 sind verbunden, und an diese Verbindung ist ein Ausgangsanschluß OUT angeschlossen.
Der Vorgang zur Impedanzumwandlung der Spannung V1 in der Impedanzwandlerschaltung 400 gemäß 4 soll nun unter Hinweis auf 10 beschrieben werden.
10 zeigt einen Ausgangsspannungsverlauf vom Ausgangsanschluß OUT der in 4 gezeigten Impedanzwandlerschaltung 400.
1001 in 10 bezeichnet eine Betriebsperiode des N-leitenden Transistors 406, 1002 bezeichnet eine Betriebsperiode des P-leitenden Transistors 405 und 1003 eine Nichtbetriebsperiode, während der weder die P-leitende Differenzverstärkerschaltung 402, noch die N-leitende Differenzverstärkerschaltung 403 betätigt sind.
Bei der in 4 gezeigten Ausgangsschaltung 404 ist der Ausgangsanschluß OUT durch eine Spannungsfolgerverbindung angeschlossen, wie in 1 gezeigt, wodurch die N-leitende Differenzverstärkerschaltung 403 veranlaßt, daß der N-leitende Transistor 406 bei einer Spannung durchgeschaltet wird, die der Eingangsspannung (+NV1) in den +N Anschluß gleicht oder höher ist als diese, und die P-leitende Differenzverstärkerschaltung veranlaßt, daß der P-leitende Transistor 405 durchgeschaltet wird bei einer Spannung, die der Eingangsspannung (+PV1) in den +P Anschluß gleicht oder niedriger ist als diese.
Während der Nichtbetriebsperiode 1003, während der weder der P-leitende Transistor 405, noch der N-leitende Transistor 406 betätigt ist (nachfolgend als" Ausperiode" bezeichnet) erscheint bei diesem grundlegenden Betrieb am Ausgangsanschluß OUT die von der Spannungsfolgerverbindung bestimmte Spannung V1 zwischen der Spannung (+NV1) und der Spannung (+PV1). Damit kann verhindert werden, daß der maximale Kurzschlußstrom durch die Ausgangsschaltung 404 fließt.
Aufgrund einer Potentialschwankung an einer Elektrode auf seiten eines anzusteuernden Flüssigkristallfeldes (siehe 1001 in 10) kann die Schwankung am Ausgangsanschluß OUT von der Spannung V1 auf ein Niveau ansteigen, welches der Spannung (+NV1) gleicht oder höher ist als diese. Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der Impedanzwandlerschaltung 400 steigt, nimmt in diesem Fall auch die Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 403 zu, und infolgedessen wird der N-leitende Transistor 406 durchgeschaltet. Daraufhin nimmt die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau ab, welches (+NV1) entspricht oder niedriger ist als dieses (der in 10 mit 1001 bezeichnete Zustand).
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Eingangsspannung (NV1) am +N Anschluß gleich wird, wird der N-leitende Transistor 406 abgeschaltet und die Spannung konvergiert zur Spannung V1 zwischen den Spannungen NV1 und PV1.
Im Gegensatz dazu kann es einen Fall geben, bei dem die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau absinkt, welches der Spannung (+PV1) gleicht oder niedriger ist als diese, weil an einer Elektrode auf seiten eines anzusteuernden Flüssigkristallfeldes eine Potentialschwankung auftritt (siehe 1002 in 10). Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der Impedanzwandlerschaltung 400 ebenfalls abnimmt, sinkt in diesem Fall auch die Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 402, so daß der P-leitende Transistor 407 durchgeschaltet wird. Infolgedessen wird die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau angehoben, welches (+PV1) gleicht oder höher ist (der in 10 mit 1002 bezeichnete Zustand).
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Eingangsspannung (+PV1) des +P Anschlusses gleich wird, wird der P-leitende Transistor 407 abgeschaltet und die Spannung konvergiert zu der Spannung V1 zwischen den Spannungen NV1 und PV1.
Der vorstehend erwähnte grundlegende Vorgang gilt auch für den Fall, daß die Spannungen V2 bis V4 erzeugt werden.
5 ist ein Schaltkreisdiagramm eines anderen Beispiels der in 1 gezeigten Impedanzwandlerschaltung 103. Diese erste Impedanzwandlerschaltung 103 weist eine Konstantstromquelle 501, eine P-leitende Differenzverstärkerschaltung 502, eine N-leitende Differenzverstärkerschaltung 503 und eine Ausgangsschaltung 504 ähnlich der Impedanzwandlerschaltung 400 gemäß 4 auf. Darüber hinaus ist in der Ausgangsschaltung 504 der P-leitende Transistor 505 und der N-leitende Transistor 506 ähnlich der Impedanzwandlerschaltung 400 gemäß 4. Die erste Impedanzwandlerschaltung 103 unterscheidet sich von dem in 4 gezeigten Schaltkreis dadurch, daß ein N-leitender Transistor 507 zwischen den Ausgangsanschluß OUT und die zweite Stromversorgungsleitung 106 geschaltet ist. Die Ausgangsspannung der Konstantstromschaltung 501 wird an das Gate des N-leitenden Transistors 507 angelegt. Es sei darauf hingewiesen, daß der N-leitende Transistor 507 so ausgelegt ist, daß konstanter Strom nur in geringstmöglicher Menge fließen kann.
6 ist ein Schaltkreisdiagramm eines anderen Beispiels der in 2 gezeigten zweiten Impedanzwandlerschaltung 104. Zu dieser zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 gehört eine Konstantstromschaltung 601, eine P-leitende Differenzverstärkerschaltung 602, eine N-leitende Differenzverstärkerschaltung 603 und eine Ausgangsschaltung 604 ähnlich der Impedanzwandlerschaltung 400 gemäß 4. Ferner umfaßt die Ausgangsschaltung 604 den P-leitenden Transistor 605 und N-leitenden Transistor 606 ähnlich der Impedanzwandlerschaltung 400 gemäß 4. Die zweite Impedanzwandlerschaltung 104 unterscheidet sich von dem in 4 dargestellten Schaltkreis dadurch, daß sie einen P-leitenden Transistor 607 hat, der zwischen die erste Stromversorgungsleitung 105 und den Ausgangsanschluß OUT geschaltet ist. Die Ausgangsspannung der Konstantstromschaltung 601 wird an das Gate des P-leitenden Transistors 607 angelegt. Es sei erwähnt, daß der P-leitende Transistor 607 so ausgelegt ist, daß ein Konstantstrom nur in der geringstmöglichen Menge fließen kann.
Als nächstes werden die Schaltkreise gemäß 5 und 6 unter Hinweis auf die 11 und 12 beschrieben. 11 zeigt einen Ausgangsspannungsverlauf vom Ausgangsanschluß OUT der Impedanzwandlerschaltung 103 gemäß 5.
In dieser Figur bezeichnet 1101 eine Betriebsperiode des N-leitenden Transistors 506, 1102 bezeichnet eine Betriebsperiode des P-leitenden Transistors 505 und 1103 bezeichnet eine Nichtbetriebsperiode, bei der weder der P-leitende Transistor 505, noch der N-leitende Transistor 507 betätigt ist, 1104 bezeichnet eine Betriebsperiode (oder stabile Periode), des N-leitenden Transistors 507, die für einen Konstantstrom benutzt wird, und 1105 bezeichnet eine Betriebsperiode (oder Übergangsperiode) des N-leitenden Transistors 507, die für einen Konstantstrom benutzt wird.
Der grundlegende Betrieb der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 gemäß 5 ähnelt dem der in 4 gezeigten Impedanzwandlerschaltung 400, außer daß der N-leitende Transistor 507 gemäß 5 vom Ausgang der Konstantstromschaltung 501 betätigt wird. Im einzelnen wird der N-leitende Transistor 507, der zum Betrieb bei kleinstmöglichem Konstantstrom ausgelegt ist, während der Periode 1104 (Ausperiode) betätigt, während der weder der P-leitende Transistor 505, noch der N-leitende Transistor 506 in Betrieb ist. Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 wird folglich auf der Spannung V1 oder V3 gehalten, die entweder auf die Seite der Eingangsspannung (+PV1) oder der Eingangsspannung (+PV3) verlagert ist (der Zustand 1104 in 11).
Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT kann von der Spannung V1 oder V3 auf ein Niveau steigen, welches der Spannung (+NV1) oder (+NV3) gleicht oder höher liegt, weil es eine Potentialschwankung an einer Elektrode auf seiten eines anzusteuernden Flüssigkristallfeldes gibt (siehe 1101 in 11, 13 und 14). Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 zunimmt, steigt in diesem Fall auch die Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 503, und damit wird der N-leitende Transistor 506 durchgeschaltet. Folglich nimmt die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau ab, was (+NV1) oder (+NV3) gleicht oder niedriger ist (der Zustand 1101 in 11.)
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Spannung der Eingangsspannung (+NV1) oder (+NV3) gleich wird, wird der N-leitende Transistor 506 ausgeschaltet. Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT sinkt aufgrund des Betriebs des N-leitenden Transistors 507 weiter, wodurch die Spannung zu einer Spannung etwa gleich der Eingangsspannung (+PV1) oder (+PV3) konvergiert (der in 1 mit 1105 bezeichnete Zustand).
Im Gegensatz dazu kann es einen Fall geben, bei dem die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau sinkt, welches der Spannung (+PV1) oder (+PV3) gleicht oder niedriger ist, weil das Potential an einer Elektrode auf seiten der anzusteuernden Flüssigkristalltafel schwankt (siehe 1002 in 11, 13 und 14). Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 abnimmt, wird in diesem Fall auch die Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 502 geringer, und damit wird der P-leitende Transistor 505 durchgeschaltet. Infolgedessen steigt die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau gleich oder höher als (+PV1) (der mit 1102 bezeichnete Zustand in 11).
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Eingangsspannung (+PV1) oder (+PV3) am +P Anschluß gleich wird, wird der P-leitende Transistor 505 gesperrt. Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT wird durch den Betrieb des N-leitenden Transistors 507 in der stabilen Periode auf (+PV1) oder (+PV3) gehalten.
Als nächstes wird der Betrieb der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 gemäß 6 unter Hinweis auf 12 beschrieben. Der grundlegende Betrieb der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 gemäß 6 ähnelt dem der in 4 gezeigten Impedanzwandlerschaltung 400, außer daß der P-leitende Transistor 607 durch den Ausgang von der Konstantstromschaltung 601 betätigt wird.
Aufgrund einer Potentialschwankung an einer Elektrode auf seiten eines anzusteuernden Flüssigkristallfeldes (siehe 1201 in 12, 13 und 14) kann die Spannung am Ausgangsanschluß OUT von der Spannung V2 oder V4 (Zustand 1204 in 12) auf ein Niveau ansteigen, welches der Spannung (+NV2) oder (+NV4) gleicht oder höher ist. Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 steigt, nimmt in diesem Fall auch die Ausgangsspannung der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung 603 zu, und damit wird der N-leitende Transistor 606 durchgesteuert. Infolgedessen sinkt die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau gleich oder niedriger als (+NV2) oder (+NV4) (der Zustand 1201 in 12.)
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Eingangsspannung (+NV2) oder (+NV4) gleich wird, wird der N-leitende Transistor 606 ausgeschaltet. Dann konvergiert die Spannung durch die Betätigung des P-leitenden Transistors 507 zu einer Spannung, die etwa der Eingangsspannung (+PV2) oder (+PV4) gleicht.
Im Gegensatz dazu kann es einen Fall geben, bei dem aufgrund von Potentialschwankungen an einer Elektrode auf seiten eines anzusteuernden Flüssigkristallfeldes (siehe 1202 in 12, 13 und 14) die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau sinkt, welches der Spannung (+PV2) oder (+PV2) gleicht oder niedriger ist. Da die Spannung am Minus-Eingangsanschluß der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 sinkt, nimmt auch die Ausgangsspannung der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung 602 ab, wodurch der P-leitende Transistor 605 durchgeschaltet wird. Infolgedessen steigt die Spannung am Ausgangsanschluß OUT auf ein Niveau gleich oder höher als (+PV2) oder (+PV4) (der Zustand 1202 in 12).
Wenn die Spannung am Ausgangsanschluß OUT der Eingangsspannung (+PV2) oder (+PV4) des +P Anschlusses gleich wird, wird der P-leitende Transistor 605 ausgeschaltet. Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT steigt weiter aufgrund der Betätigung des P-leitenden Transistors 607. Die Spannung am Ausgangsanschluß OUT wird durch den Betrieb des P-leitenden Transistors 607 in der stabilen Periode auf (+NV2) oder (+NV4) gehalten.
Auf diese Weise wird die erste und die zweite Impedanzwandlerschaltung 103 und 104 in Übereinstimmung mit der Polarität der von der Impedanzwandlerschaltung auf eine ein anzusteuerndes Objekt bildende Elektrode übertragenen Ladungen betätigt.
(Weitere Beispiele der ersten und zweiten Impedanzwandlerschaltungen)
Die in 4 dargestellte Impedanzwandlerschaltung 400 kann als erste Impedanzwandlerschaltung 103 oder zweite Impedanzwandlerschaltung 104 gemäß 1 benutzt werden, wenn man die Eingangsspannungen in den +N Anschluß und den +P Anschluß wie folgt setzt. Die folgende Spannungseinstellung gilt auch für die erste und zweite Impedanzwandlerschaltung 103, 104 der 5 und 6.
Nehmen wir als Beispiel den Fall, daß ein Vorspannungsverhältnis für die Spannung zur Flüssigkristallansteuerung 1/5 ist, dann wird die Spannung in diesem Fall wie folgt eingestellt. Genauer gesagt, sind in der ersten Impedanzwandlerschaltung 103 gemäß 1, die die Spannungen V1 und V3 ausgibt, mehr negative Ladungen von den anzusteuernden Elektroden zu den ersten Impedanzwandlerschaltungen 103 zu bewegen als die Menge positiver Ladungen, die von den anzusteuernden Elektroden zu den ersten Impedanzwandlerschaltungen 103 zu bewegen sind, wie mit 1101 und 1102 in den 13 und 14 angedeutet. Das liegt daran, daß die maximale Menge positiver Ladungen der Potentialdifferenz zwischen V0 und V1 oder zwischen V2 und V3 (Differenz um eine Stufe) äquivalent ist, wie mittels 1101 angedeutet, während die maximale Menge negativer Ladungen der Potentialdifferenz zwischen V5 und V1 äquivalent ist (Differenz von vier Stufen), wie mittels 1102 angedeutet. Deshalb wird die Spannung so gesetzt, daß folgende Ausdrücke (11) bis (14) erfüllt sind. +PV1 = V1 (11) +PV3 = V3 (12) +NV1 – V1 > VOFFSET (13) +NV3 – V3 > VOFFSET (14)
Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, konvergiert die Spannung des Ausgangsanschlusses OUT für die erste Impedanzwandlerschaltung 103 von der Spannung gleich oder weniger als (+PV1) oder (+PV3) relativ rasch zu der Spannung V1 oder V3. Hierdurch wird der Stromverbrauch durch die erste Impedanzwandlerschaltung 103 während des Umwandlungsprozesses reduziert.
Bei der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 gemäß 1, die die Spannungen V2 und V4 ausgibt, ist andererseits die Menge positiver Ladungen, die von den anzusteuernden Elektroden zu den zweiten Impedanzwandlerschaltungen 104 zu bewegen sind, größer als die Menge negativer Ladungen, die von den anzusteuernden Elektroden zu den zweiten Impedanzwandlerschaltungen 104 zu bewegen sind, wie in den 13 und 14 mit 1201 und 1202 angedeutet. Dies liegt daran, daß die maximale Menge negativer Ladungen der Potentialdifferenz zwischen V5 und V2 äquivalent ist (Unterschied von drei Stufen), wie mit 1202 angedeutet, während die maximale Menge positiver Ladungen der Potentialdifferenz zwischen V0 und V4 (Unterschied von vier Stufen) äquivalent ist, wie mit 1201 angedeutet. Deshalb wird die Spannung so gesetzt, daß folgende Ausdrücke (15) bis (18) erfüllt sind. +NV2 = V2 (15) +NV4 = V4 (16) +PV2 – V2 > VOFFSET (17) +PV4 – V4 > VOFFSET (18)
Wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, konvergiert die Spannung am Ausgangsanschluß OUT für die zweite Impedanzwandlerschaltung 104 relativ rasch zur Spannung V2 oder V4, ausgehend von der Spannung gleich oder höher als (+NV1) oder (+VN3). Hierdurch wird der Stromverbrauch der zweiten Impedanzwandlerschaltung 104 während des Konvergierverfahrens verringert.
Widerstände für diesen Fall sind durch die vorstehenden Ausdrücke (7) und (8) sowie den folgenden Ausdruck (19) beschrieben. R1 + R2 = R3 = R4 + R5 + R6 = R7 = R8 + R9 = Rt/5 (19)
(Flüssigkristallvorrichtung und elektronisches Gerät)
19 zeigt eine Flüssigkristallvorrichtung, in der das Stromversorgungsgerät zur Flüssigkristallansteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt ist. Die Flüssigkristallvorrichtung weist ein Stromversorgungsgerät 1300 zur Flüssigkristallansteuerung auf, das den in 1 gezeigten Aufbau hat, ferner ein Flüssigkristallfeld 1310, in dem Abtastelektroden und Signalelektroden ausgebildet sind, eine Abtastelektroden-Ansteuerschaltung, welche die Abtastelektroden anhand der Stromversorgung mittels des Stromversorgungsgeräts 1300 für die Flüssigkristallansteuerung ansteuert, und eine Signalelektrodenansteuerschaltung 1330, welche die Signalelektroden auf der Grundlage der Stromversorgung vom Stromversorgungsgerät 1300 für die Flüssigkristallansteuerung betreibt, zum Beispiel.
Im Fall einer einfachen matrixartigen Flüssigkristallvorrichtung wird eine Abtastelektrode als gemeinsame Elektrode und eine Signalelektrode als Segmentelektrode bezeichnet. Unnötig zu erwähnen, daß die vorliegende Erfindung auch auf andere Ansteuersysteme anwendbar ist, beispielsweise eine Flüssigkristallvorrichtung des aktiven Matrixtyps.
Als elektronisches Gerät, in dem die Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt ist, können verschiedene Arten elektronischer Geräte genannt werden, die eine Flüssigkristallvorrichtung als Monitor haben, Projektoren, die eine Flüssigkristallvorrichtung als Lichtquelle benutzen, und dergleichen. Wegen ihres geringen Stromverbrauchs ist die Flüssigkristallvorrichtung besonders nützlich für verschiedene tragbare, elektronische Geräte, beispielsweise ein Mobiltelephon, einen tragbaren Rechner, ein elektronisches Notizbuch, eine Spielekonsole und eine Videokamera, die mit einem Flüssigkristallsucher versehen ist, sowie eine digitale Kamera.

Claims

Stromversorgungsgerät zum Ansteuern einer Flüssigkristallvorrichtung, welches N Flüssigkristallansteuerspannungen (V1–V4) zwischen einer ersten und einer zweiten Referenzspannung (VDD, VLCD) erzeugt und folgendes aufweist; eine Spannungsteilerschaltung (102), welche die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten Referenzspannung (VDD, VLCD) teilt, um N Paare erster und zweiter Spannungen zu erzeugen, die N erste Spannungen (NV1–NV4) und N zweite Spannungen (PV1–PV4) aufweisen; und N Impedanzwandlerschaltungen (103, 104), von denen jede eine jeweilige der N Ansteuerspannungen (V1–V4) anhand eines jeweiligen der N Paare erster und zweiter Spannungen erzeugt, wobei die erste Spannung der jeweiligen Paare den jeweiligen Ansteuerspannungen gleicht oder höher ist und die zweite Spannung des jeweiligen Paares gleich oder niedriger ist als die jeweilige Ansteuerspannung, wobei die erste Spannung in jedem Paar sich von der zweiten Spannung unterscheidet; wobei jede der N Impedanzwandlerschaltungen (103, 104) eine Differenzverstärkerschaltungsanordnung (110, 120) des Spannungsfolgertyps, in die ein jeweiliges der N Paare erster und zweiter Spannungen eingegeben wird, und eine Ausgangsschaltung (130) aufweist, die einen ersten P-leitenden Transistor (132, 505, 605) und einen ersten N-leitenden Transistor (134, 506, 606) umfaßt, die zwischen eine erste Stromversorgungsleitung (105) für die erste Referenzspannung und eine zweite Stromversorgungsleitung (106) für die zweite Referenzspannung in Reihe geschaltet sind, und einen Ausgangsanschluß (OUT) haben, der zwischen den ersten P-leitenden Transistor und den ersten N-leitenden Transistor geschaltet ist und eine der N Flüssigkristallansteuerspannungen (V1–V4) ausgibt; wobei die Differenzverstärkerschaltungsanordnung eine N-leitende Spannungsfolgerdifferenzverstärkerschaltung (120), welche die erste Spannung empfängt und eine erste Ausgangsspannung (VN) an ein Gate des ersten N-leitenden Transistors (134, 506, 606) anlegt; und eine P-leitende Spannungsfolgerdifferentialverstärkerschaltung (110) aufweist, die die zweite Spannung empfängt und eine zweite Ausgangsspannung (VP) an ein Gate des ersten P-leitenden Transistors (132, 505, 605) anlegt, so daß der EIN/AUS-Betrieb des ersten N-leitenden Transistors (134, 506, 606) von der ersten Ausgangsspannung (VN) von der Differentialverstärkerschaltungsanordnung gesteuert wird und der EIN/AUS-Betrieb des ersten P-leitenden Transistors (132, 505, 605) von der zweiten Ausgangsspannung (VP) Differentialverstärkerschaltungsanordnung gesteuert wird; dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der N Impedanzwandlerschaltungen entweder einen zweiten N-leitenden Transistor (507), der zwischen den Ausgangsanschluß (OUT) und die zweite Stromversorgungsleitung (106) parallel zum ersten N-leitenden Transistor (506) der Ausgangsschaltung (130) geschaltet ist, wobei der zweite N-leitende Transistor (507) an seinem Gate eine konstante Vorspannung anliegen hat, um einen konstanten Strom zu liefern, oder einen zweiten P-leitenden Transistor (607), der zwischen die erste Stromversorgungsleitung (105) und den Ausgangsanschluß (OUT) parallel zum ersten P-leitenden Transistor (605) der Ausgangsschaltung (130) geschaltet ist, wobei der zweite P-leitende Transistor an seinem Gate eine konstante Vorspannung anliegen hat, um einen konstanten Strom zu liefern.
Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die zweite Spannung (PV1–PV4) mindestens eines anderen der Paare aus erster und zweiter Spannung im wesentlichen der Flüssigkristallansteuerspannung (V1–V4) gleicht, die von der Impedanzwandlerschaltung (103, 104) ausgegeben wird, welche das jeweilige Paar aus erster und zweiter Spannung empfängt.
Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem jede Differenzverstärkerschaltungsanordnung (110, 120) den ersten N-leitenden Transistor (134) einschaltet, wenn die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß größer ist als die jeweilige erste Spannung, den ersten P-leitenden Transistor (132) einschaltet, wenn die Ausgangsspannung am Ausgangsanschluß niedriger ist als die jeweilige zweite Spannung, und beide Transistoren ausschaltet, wenn die Ausgangsspannung des Ausgangsanschlusses zwischen der ersten und zweiten Spannung liegt.
Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Stromansteuerfähigkeiten der ersten P- und N-leitenden Transistoren (132, 134) im wesentlichen gleich sind.
Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Spannungsteilerschaltung (102) Mittel (R2, R4, R6, R8) aufweist, welche die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten Spannung jedes Paares aus erster und zweiter Spannung variieren.
Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Spannungsdifferenz zwischen der ersten und zweiten Spannung jedes Paares aus erster und zweiter Spannung größer ist als die Summe des absoluten Wertes einer ersten Offsetspannung zwischen Eingangs- und Ausgangsspannungen der N-leitenden Differenzverstärkerschaltung (120) und des absoluten Wertes einer zweiten Offsetspannung zwischen den Eingangs- und Ausgangsspannungen der P-leitenden Differenzverstärkerschaltung (110).
Stromversorgungsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens eine der N Impedanzwandlerschaltungen (103, 104) den zweiten N-leitenden Transistor (507) aufweist, und mindestens eine andere der N Impedanzwandlerschaltungen (103, 104) den zweiten P-leitenden Transistor (607) aufweist.
Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die erste Spannung mindestens eines der N Paare aus erster und zweiter Spannung im wesentlichen der Flüssigkristallansteuerspannung gleicht, die von der Impedanzwandlerschaltung (103, 104) ausgegeben wird, welche das jeweilige Paar aus erster und zweiter Spannung empfängt.
Flüssigkristallvorrichtung, aufweisend: das Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8; ein Flüssigkristallfeld (1310), in dem Abtastelektroden und Signalelektroden ausgebildet sind; eine Abtastelektroden-Ansteuerschaltung (1320), welche die Abtastelektroden auf der Grundlage der Stromversorgung von dem Stromversorgungsgerät ansteuert; und eine Signalelektroden-Ansteuerschaltung (1330), welche die Signalelektroden auf der Grundlage der Stromversorgung von dem Stromversorgungsgerät ansteuert.
Elektronisches Gerät, welches die Flüssigkristallvorrichtung gemäß Anspruch 9 aufweist.