JP2002072976A - 液晶表示素子の制御装置 - Google Patents

液晶表示素子の制御装置

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JP2002072976A
JP2002072976A JP2000261311A JP2000261311A JP2002072976A JP 2002072976 A JP2002072976 A JP 2002072976A JP 2000261311 A JP2000261311 A JP 2000261311A JP 2000261311 A JP2000261311 A JP 2000261311A JP 2002072976 A JP2002072976 A JP 2002072976A
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liquid crystal
control device
charge
capacitor
crystal display
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English (en)
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Mikihiro Komatsu
幹宏 小松
Tsukasa Yagi
司 八木
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Minolta Co Ltd
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Minolta Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動時に液晶に蓄積される電荷を有効利用し
て消費電力の少ない液晶表示素子の制御装置を得る。 【解決手段】 互いに交差する複数の走査電極と信号電
極とから印加される電圧によってマトリクス駆動される
液晶表示素子の制御装置において、走査ドライバ11と
信号ドライバ12に電荷回収用のスイッチング素子S
5,S6を介して電力回収回路20を接続し、駆動時に
液晶に蓄積された電荷を電力回収回路20のコンデンサ
C1,C2に蓄積する。蓄積された電荷はチャージポン
プ方式の昇圧回路30に帰還される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子の制
御装置、特に、液晶によって形成された複数の画素をマ
トリクス駆動する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術と課題】近年、液晶表示素子はデジタル情
報を可視情報として表示するデバイスとして種々提供さ
れている。特に、コレステリック相を示す液晶、例え
ば、ネマティック液晶にカイラル剤を添加したカイラル
ネマティック液晶は、反射型でかつメモリ性を有するた
め、消費電力が少なくて済む表示素子として注目されて
いる。
【0003】しかし、前記メモリ性液晶は駆動時に高電
圧を必要とするため描画時の消費電力が大きく、画像の
書換え頻度が高いとトータルの消費電力が大きくなると
いう問題点を有している。そのためには、描画時の消費
電力を極力削減する必要がある。
【0004】ところで、液晶は容量性を有し、電圧を印
加すると電荷が蓄積される。従来の液晶表示素子の制御
装置(電源回路、駆動回路等を含む)では、駆動時に液
晶に蓄積された電荷はグランドへリークされていたのみ
であった。
【0005】そこで、本発明の目的は、駆動時に液晶に
蓄積される電荷を有効利用して消費電力の少ない液晶表
示素子の制御装置を提供することにある。
【0006】
【発明の構成、作用及び効果】以上の目的を達成するた
め、本発明は、互いに交差する複数の走査電極と信号電
極とから印加される電圧によってマトリクス駆動される
液晶表示素子の制御装置において、前記走査電極及び信
号電極を駆動する駆動回路と、液晶を駆動するための電
力を前記駆動回路へ供給するチャージポンプ方式の昇圧
回路と、液晶に蓄積された電荷を回収するためのスイッ
チング素子と、前記スイッチング素子の動作によって液
晶に蓄積された電荷を回収するための少なくとも一つの
電荷回収用コンデンサと、該コンデンサに蓄積された電
荷を前記昇圧回路に供給する供給手段とを備えている。
【0007】以上の構成からなる本発明に係る制御装置
においては、駆動時に液晶に蓄積された電荷がスイッチ
ング素子を介して電荷回収用コンデンサに蓄積され、該
コンデンサに蓄積された電荷はチャージポンプ方式の昇
圧回路に帰還される。従って、従来はグランドに落とさ
れていた液晶に蓄積された電荷を液晶の駆動に有効に再
利用することができ、消費電力が大きく低減されること
になる。また、スイッチング素子及び電荷回収用コンデ
ンサを介して電荷を帰還させるため、回路構成が簡単で
ある。
【0008】本発明に係る制御装置にあっては、前記昇
圧回路は複数の昇圧用コンデンサを有し、前記供給手段
は電荷回収用コンデンサに蓄積された電荷を該電荷に応
じた昇圧用コンデンサにそれぞれ供給することが好まし
い。電力をより効率的に再利用することができる。
【0009】さらに、前記駆動回路が複数の走査電極を
駆動する走査ドライバと複数の信号電極を駆動する信号
ドライバとで構成されている場合、前記スイッチング素
子は走査ドライバ又は信号ドライバの少なくともいずれ
か一方に設けられていればよい。
【0010】さらに、液晶表示素子はメモリ性を有する
液晶を含むものであることが好ましい。メモリ性を有す
る液晶は駆動時にのみ比較的大きな電力を必要とするた
め、その電力を再利用すれば、低消費電力という特性を
より発揮させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の制御装置の実施形態について添付図面を参照して説明
する。なお、以下に示す第1〜4実施形態において同じ
部材には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【0012】(液晶表示素子の電極構成及び駆動の基
本、図1〜3参照)まず、本発明に係る制御装置の対象
となる液晶表示素子の電極構成及び駆動の基本について
説明する。
【0013】図1はマトリクス駆動される液晶表示素子
の電極構成を示す。このような電極構成自体は周知であ
り、第1の基板に形成された複数の走査電極Y1〜Yn
と第2の基板に形成された複数の信号電極X1〜Xmと
で構成され、液晶は基板間に挟持されている。走査電極
と信号電極はそれぞれ交差し、交差点の液晶を1画素と
して駆動する。
【0014】液晶は、コレステリック相を示す、例え
ば、カイラルネマティック液晶が用いられ、走査電極Y
1〜Ynを1ラインずつ順次選択しつつ走査電圧を印加
し、かつ、信号電極X1〜Xmに画像情報に基づいた信
号電圧を印加することにより、所定の波長の光を選択反
射し、画像を表示する。
【0015】図2に示すように、走査電極は走査ドライ
バ11によって駆動され、信号電極は信号ドライバ12
によって駆動される。液晶は容量性を有するため、駆動
(電圧印加)時には駆動された液晶に電荷が蓄積される
ことになる。
【0016】図3には液晶表示素子10の制御装置の概
略を示し、走査ドライバ11及び信号ドライバ12は画
像情報が入力されるコントローラ15によって制御され
る。また、各ドライバ11,12は各液晶に蓄積された
電荷を回収するための電力回収回路20に接続されてお
り、この回路20に回収された電力は昇圧回路30に帰
還され、電圧Vdとして各ドライバ11,12の駆動に
再利用される。
【0017】(第1実施形態、図4〜6参照)本第1実
施形態である制御装置は、図4に示すように、走査ドラ
イバ11にスイッチング素子S1,S2,S5を設け、
信号ドライバ12にスイッチング素子S3,S4,S6
を設けたもので、スイッチング素子S5,S6は液晶に
蓄積された電荷を回収するために機能する。図4におい
て、XGは一の走査電極、YGは一の信号電極、Cxy
はその交点の液晶を示す。
【0018】電力回収回路20は電荷を回収するための
コンデンサC1,C2とスイッチング素子S7から構成
されている。昇圧回路30は、図5に示すように、複数
のダイオードと昇圧用コンデンサとからなるチャージポ
ンプ方式にて構成されており、電圧Vccが入力される
と共に、前記電力回収回路20から帰還電圧RO1及び
RO2が入力され、電圧Vdを出力する。
【0019】さらに、この制御装置は出力電圧Vdを監
視する電圧監視回路16とクロック信号φ、バーφを出
力するクロック生成回路17を備えている。クロック信
号φ、バーφは回収用コンデンサC1,C2及び昇圧回
路30のコンデンサに入力される。
【0020】ここで、制御装置の動作を図6に示す駆動
タイミングの波形を参照して説明する。
【0021】まず、スイッチング素子S1,S4をオン
し、液晶に電圧を印加して駆動する。クロック信号φ
が”L”のタイミングで、スイッチング素子S1をオフ
すると共にスイッチング素子S5をオンすると、コンデ
ンサC1が充電される。この充電電圧はVd/2であ
る。そして、クロック信号φが”H”のタイミングで、
コンデンサC1に蓄積された電荷が帰還電圧RO1とし
て昇圧回路30のコンデンサに放出される。
【0022】また、コンデンサC1が充電されると、ク
ロック信号φが”L”のタイミングでスイッチング素子
S7をオンすると、コンデンサC2が充電される。この
充電電圧はVd/4である。そして、クロック信号φ
が”H”のタイミングで、コンデンサC2に蓄積された
電荷が帰還電圧RO2として昇圧回路30のコンデンサ
に放出される。
【0023】以上の動作によって、液晶を駆動した際の
電力が回収され、昇圧回路30を介して液晶の駆動に再
利用されることになる。また、液晶に対して逆方向の電
界を印加するときも前記同様の動作を行い、電力を回収
する。
【0024】(第2実施形態、図7〜9参照)本第2実
施形態である制御装置は、図7に示すように、電力回収
回路20に電荷を回収するためのコンデンサC3及びス
イッチング素子S8を追加した。他の構成は前記第1実
施形態と同様である。
【0025】この制御装置において、コンデンサC1,
C2に電荷が蓄積され、それぞれ帰還電圧RO1,RO
2として昇圧回路30のコンデンサに放出されること
は、前記第1実施形態と同様である。さらに、コンデン
サC2が充電されると、クロック信号φが”L”のタイ
ミングでスイッチング素子S8をオンすると、コンデン
サC3が充電される。この充電電圧はVd/8である。
そして、クロック信号φが”H”のタイミングで、コン
デンサC3に蓄積された電荷が帰還電圧RO3として昇
圧回路30のコンデンサに放出される。
【0026】本第2実施形態にあっては、回収用コンデ
ンサC3を追加した分だけ回収効率が向上する。
【0027】(第3実施形態、図10〜12参照)本第
3実施形態である制御装置は、図10に示すように、電
力回収回路20を一つのコンデンサC1のみで構成して
いる。従って、この制御装置ではVd/2の電圧のみを
回収することになるが、電力回収回路20の構成が簡略
化される。
【0028】(第4実施形態、図13〜15参照)本第
4実施形態である制御装置は、図13に示すように、走
査ドライバ11のみから電力を回収するようにしたもの
である。回収電力は少なくなるが、回収のための回路を
簡略化することができる。なお、信号ドライバ12のみ
から電力を回収するようにしてもよい。また、電力回収
回路20は二つのコンデンサC1,C2にて構成されて
いるが、一つ又は二つのコンデンサで構成してもよい。
【0029】(他の実施形態)なお、本発明に係る液晶
表示素子の制御装置は前記実施形態に限定するものでは
なく、その要旨の範囲内で種々に変更できることは勿論
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】液晶表示素子の電極構成を示す説明図。
【図2】前記電極を駆動した場合の概念説明図。
【図3】液晶表示素子の制御回路の概略を示すブロック
図。
【図4】本発明に係る制御装置の第1実施形態を示すブ
ロック図。
【図5】第1実施形態に含まれる昇圧回路を示すブロッ
ク図。
【図6】第1実施形態の動作タイミングを示すチャート
図。
【図7】本発明に係る制御装置の第2実施形態を示すブ
ロック図。
【図8】第2実施形態に含まれる昇圧回路を示すブロッ
ク図。
【図9】第2実施形態の動作タイミングを示すチャート
図。
【図10】本発明に係る制御装置の第3実施形態を示す
ブロック図。
【図11】第3実施形態に含まれる昇圧回路を示すブロ
ック図。
【図12】第3実施形態の動作タイミングを示すチャー
ト図。
【図13】本発明に係る制御装置の第4実施形態を示す
ブロック図。
【図14】第4実施形態に含まれる昇圧回路を示すブロ
ック図。
【図15】第4実施形態の動作タイミングを示すチャー
ト図。
【符号の説明】
10…液晶表示素子 11…走査ドライバ 12…信号ドライバ 20…電力回収回路 30…昇圧回路 Y1〜Yn…走査電極 X1〜Xm…信号電極 S5,S6…電荷回収用スイッチング素子 C1,C2,C3…電荷回収用コンデンサ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 621 G09G 3/20 621G 621L Fターム(参考) 2H093 NA12 NC05 NC59 ND39 NF16 5C006 AF54 AF64 BB12 BC03 BC12 BF36 BF37 BF46 FA47 5C080 AA10 BB05 DD26 FF12 JJ02 JJ03 JJ04

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに交差する複数の走査電極と信号電
    極とから印加される電圧によってマトリクス駆動される
    液晶表示素子の制御装置において、 前記走査電極及び信号電極を駆動する駆動回路と、 液晶を駆動するための電力を前記駆動回路へ供給するチ
    ャージポンプ方式の昇圧回路と、 液晶に蓄積された電荷を回収するためのスイッチング素
    子と、 前記スイッチング素子の動作によって液晶に蓄積された
    電荷を回収するための少なくとも一つの電荷回収用コン
    デンサと、 前記コンデンサに蓄積された電荷を前記昇圧回路に供給
    する供給手段と、 を備えたことを特徴とする制御装置。
  2. 【請求項2】 前記昇圧回路は複数の昇圧用コンデンサ
    を有し、 前記供給手段は前記電荷回収用コンデンサに蓄積された
    電荷を該電荷に応じた昇圧用コンデンサにそれぞれ供給
    すること、 を特徴とする請求項1記載の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記駆動回路は複数の走査電極を駆動す
    る走査ドライバと複数の信号電極を駆動する信号ドライ
    バとで構成され、 前記スイッチング素子は前記走査ドライバ又は信号ドラ
    イバの少なくともいずれか一方に設けられていること、 を特徴とする請求項1又は請求項2記載の制御装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶表示素子はメモリ性を有する液
    晶を含むものであることを特徴とする請求項1、請求項
    2又は請求項3記載の制御装置。
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