JP2728876B2 - 表示装置 - Google Patents

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JP2728876B2 JP62271120A JP27112087A JP2728876B2 JP 2728876 B2 JP2728876 B2 JP 2728876B2 JP 62271120 A JP62271120 A JP 62271120A JP 27112087 A JP27112087 A JP 27112087A JP 2728876 B2 JP2728876 B2 JP 2728876B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、表示装置に関し、特に強誘電性液晶パネル
の駆動電圧発生装置に関する。 〔先行技術の説明〕 マルチプレクシング駆動を採用したTN(Twisted Nema
tic)液晶パネルの駆動電圧発生装置は、第5図に示す
様に駆動部の電源電圧とVDDとVSSとの間に、複数の抵抗
R1とR2(但しR1≠R2)を直列に接続し、電位V1(VDD−V
SS)並びに複数の抵抗R1とR2による分圧値で決定される
電位V2,V3,V4,V5及びV6を発生する様に設計されてい
る。そして、走査電極駆動部には、電位V1,V2,V5及び
V6が供給され、情報電極駆動部には、電位V1,V2,V3
びV4が供給される。走査電極駆動部では、奇数フレーム
時に、電位V1の走査選択パルスと電位V5の走査非選択パ
ルスが走査電極に出力され、偶数フレーム時に、電位レ
ベルVSSを基準にして、電位V1とV5に対して逆極性の電
位V2の走査選択パルスと電位V6の走査非選択パルスが走
査電極に出力される。又、情報電極駆動部では、奇数フ
レーム時の走査選択パルス電位V1の印加と同期して、電
位V2の情報選択パルスと電位V3の情報非選択パルスが情
報電極に出力され、さらに偶数フレーム時の走査選択パ
ルス電位V2の印加と同期して、電位レベルVSSを基準に
して電位V2とV3に対して、逆極性の電位V1の情報選択パ
ルスと電位V4の情報非選択パルスが情報電極に出力され
る。 又、第5図中のRVは、印加電圧可変用トリマーで、表
示パネルのコントラスト調整に用いることができる。こ
の印加電圧可変用トリマーRVを調整することによって、
電位レベルV2〜V6は電位レベルV1を最上位として伸縮
し、液晶印加電圧を可変することができる。 走査電極駆動部と情報電極駆動部には、電源電圧(V
DD−VSS)が加えられ、選択時の液晶画素への印加電圧
は(V1−V2)となり、液晶画素への最大印加電圧は、駆
動部の耐圧に依存することになる。 一方、強誘電性液晶パネルの駆動を行うにあたり、種
々の駆動法が提案されている。例えば、特開昭59−1934
26号公報や特開昭60−33535号公報においてでは、第6
図に示す様に、走査電極駆動部および情報電極駆動部が
走査非選択信号電圧VCを中心にV1:V2:V3:V4=2:2:1:
1の固定比率をもった電位関係の駆動波形を出力する
(但し、V1とV2並びにV3とV4は、それぞれ電圧VCを基準
にして逆極性である。)。走査選択信号電圧の振幅は
(V1−V2)であり、情報選択又は非選択信号電圧の振幅
は(V3−V4)、つまり(V1−V2)/2である。ここで、前
述のTN型液晶パネルの駆動のように電圧V1を最上位電位
として固定して、分圧値V3,VC,V4,V2を発生させ、こ
れらの電圧レベルで強誘電性液晶を駆動する事を考える
と、画素に印加できる最大印加電圧は(V1−V4)とな
る。具体的には、VDD−VSS=22Vとすると、V1=22V,V3
=16.5V,VC=11V,V4=5.5V,V2=0Vとなり、画素への最
大印加電圧は、(V1−V4)=16.5Vとなる。 このようにTN型液晶パネルと強誘電性液晶パネルはそ
の駆動法の違いから、駆動部の耐圧は同じであっても、
画素への最大印加電圧は強誘電性液晶の方が小さくなっ
てしまう。 強誘電性液晶パネルの特性には、より高速スイツチン
グ、より広い動作温度範囲が求められており、これらは
印加電圧への依存度が大きい。第7図に駆動電圧と印加
時間の関係を、第8図に温度と駆動電圧の関係をそれぞ
れ示す特性図である。第7図において横軸に駆動電圧V
(第6図に記した画素にかかる印加電圧)をとり、縦軸
にパルス幅ΔT(第6図に記した画素の配向を反転させ
るのに必要な印加時間)をとり、駆動電圧Vの変化に伴
ないパルス幅ΔTを示しており、図より、駆動電圧が高
い程パルス幅は短くしてよい事がわかる。次に第8図に
おいては横軸に温度Tempをとり、縦軸に駆動電圧Vをと
り、パルス幅ΔTを固定したときの温度変化に伴うしき
い値電圧Vtnを示している。図から明らかなように温度
が下降すれば駆動電圧が上る事がわかる。第7図及び第
8図から、印加電圧を大きくする事により、より高速ス
イツチング、より広い動作温度範囲が得られる事にな
る。 他方、駆動に必要な駆動電圧が得られるように駆動部
の耐圧を上げた駆動部(IC)設計すると、情報電極駆動
部における論理回路部の動作スピードが遅くなってしま
う。この理由は一般に、耐圧を上る設計をすると、駆動
部(IC)のパターン幅および能動素子サイズが大きくな
り、容量成分が大きくなるため、伝播遅延時間が大きく
なる。動作スピードが遅くなると、定められた時間(水
平走査期間)内に、転送できる映像情報量が減る事にな
り、結果として多画素数の大型・高精細液晶デイスプレ
イの実現が困難となってしまう。 さらに、第7図及び第8図から判るとおり、駆動電圧
制御に関してしきい値等を考慮した適切な温度補償が施
されねばならない。駆動電圧制御に関して、温度補償上
特に考慮しなければならないのは、パルス幅ΔT、駆動
電圧V等が互いに関連し合った駆動条件が温度によって
大きく変動し、かつ所定温度において許容される、これ
ら駆動条件の範囲が狭く限定されるということである。
変化する温度に対して、パルス幅、駆動電圧をきめ細か
に手動調整するのはきわめて困難である。 〔発明の概要〕 本発明は、以上の点に鑑み、上述の欠点を除去すべく
なされたもので、その目的は、情報電極駆動部を高耐圧
化する事なく、耐圧内で有効に最大駆動電圧を出力する
ための電位発生装置及びこれを用いた駆動装置を提供す
る事にある。更には本発明の目的は、適切な温度補償を
実現するのに適した駆動装置を提供することにある。 すなわち、本発明は、表示パネルと、該表示パネルを
駆動する為の走査電極駆動部及び情報電極駆動部と、該
表示パネルに印加される駆動用電圧を該走査電極駆動部
及び該情報電極駆動部に供給する電圧供給部とを有し、
該電圧供給部が、入力された可変電圧と固定電圧との差
分をとる差動増幅器を備えている表示装置において、前
記電圧供給部は、基準電位を基準として該差分に対応し
た正極性の第1の電圧と、該基準電位を基準として該差
分に対応した負極性の第2の電圧とを発生するととも
に、該第1の電圧の電位と該基準電位との間の電位をも
つ正極性の第3の電圧と、該第2の電圧の電位と該基準
電位との間の電位をもち該基準電位に対して該第3の電
圧と対称な負極性の第4の電圧とを、該第1及び第2の
電圧に基づいて発生する駆動電圧発生回路を備えてお
り、該可変電圧に応じて変化する該第1及び第2の電圧
と該基準電位の電圧とを該走査電極駆動部に供給し、該
可変電圧に応じて変化する該第3及び第4の電圧と該基
準電位の電圧とを該情報電極駆動部に供給することに特
徴を有している。 〔発明の態様の詳細な説明〕 第1図は、本発明の駆動装置を示すブロツク図であ
る。表示パネル11は、走査電極と情報電極とを交差させ
たマトリクス電極が配線され、走査電極と情報電極との
交差部で画素が形成されており、その交差部に印加した
駆動電圧の印加極性によって強誘電性液晶の配向状態を
変調することができる。表示パネル11内の走査電極は、
走査電極駆動部12に接続され、情報電極は、情報電極駆
動部13に接続されている。 走査電極駆動部12と情報電極駆動部13の動作に必要な
電圧VDD1,VSS1,VDD2,GND,VSS2及びVSS3並びに表示パ
ネル11の動作に必要な電位V1,V3,VC,V4及びV2が電源
回路14から供給される。又、電源回路14には、外部の電
源電圧+Vと−Vの2電源が供給される。 走査電極駆動部12に於て(VDD1−VSS1)の電圧で論理
回路部を動作させ、(VDD1−VSS3)で出力段回路部を動
作させる。情報電極駆動部においては、(VDD2−GND)
の電圧で論理回路部を動作させ、(VDD2−VSS2)の電圧
で出力段回路部を動作させる。本実施例では走査電極駆
動部12では、論理回路部の動作スピードが30KHz程度
で、使用最大定格が36V耐圧プロセスICとし、又情報電
極駆動部13では、論理回路部の動作スピードが5MHzで、
使用最大定格が18V耐圧プロセスICとした。これより、
動作電位及び駆動電位関係を第2図に示す如く設定し
た。制御信号は(+5V−GND)電圧で入力レベルとし、
走査電極駆動論理回路部(VDD1−VSS1)=(14V−9
V)、走査電極出力段回路部(VDD1−VSS3)=(14V−
(−22V))、情報電極駆動論理回路部(VDD2−GND)=
(5V−0V)、情報電極出力段回路部(VDD2−VSS2)=
(5V−(−13V))のような動作電位とした。以上のよ
うな動作電位設計より、駆動電位のうち中心電位VCはVC
=−4Vとなり、その他の可変範囲はそれぞれ、V1=−4V
〜+14V、V3=−4V〜+5V、V4=−4V〜−13V、V2=−4V
〜−22Vとなる。 次に、温度センサー15は低温抵抗素子が用いられてお
り、これを表示パネル11に設け、A/D(アナログ/デジ
タル)変換器16をもって測温され、測温データは制御回
路17に取り込まれる。測温データは、あらかじめ用意さ
れているデータテーブルと比較され、その比較値によっ
て最適駆動条件となるパルス幅ΔTが制御信号18として
出力され、駆動電圧V0となるデータがD/A(デジタル/
アナログ)変換器19へとそれぞれ出力される。このデー
タテーブルであるが、第7図と第8図に示す特性を考慮
して作成されており、このデータテーブルを線図化した
ものを第3図に示す。横軸に温度Temp、縦軸に駆動電圧
V0および周波数f(f=1/ΔT)をとった線図であり、
温度範囲(A)で周波数fを固定した場合、温度Tempが
上昇すると駆動電圧V0が降下し、Vminを越えてしまう。
従って温度点(D)でより大きな周波数fを固定値とし
て、これに対応した駆動電圧V0も定まる。以下、温度範
囲(B)および(C)、温度点(E)で同様なそれぞれ
の操作が繰り返えされる。以上のごとく形成される曲線
の形状は、強誘電性液晶の特性等によって異なるもので
あり、fおよびVの線図は適宜定めることができる。 次に、温度変化に伴ない、駆動電圧V0の設定変更の手
段を第4図(A)をもって説明する。制御回路17よりの
デジタル駆動電圧V0データがD/A変換器19へ送られ、D/A
変換器19を通してアナログ値に変えられ、次いでバツフ
アアンプ41を経て、電源回路14の駆動電圧発生回路40へ
の駆動電圧制御線vに出力される。この駆動電圧制御線
vは差動増幅器D1とD2に接続され、この演算器により固
定電圧であるVC(−4V)との差動がとられ、差動増幅器
D1からはV1電位、差動増幅器D2からはV2電位が発生され
る。この際、差動増幅器D1からの出力電位V1と差動増幅
器D2からの出力電位V2とが走査電極駆動部12と情報電極
駆動部13を駆動する時の電源電圧の最大値と最小値との
間に設定された電圧レベル(電位)を基準にしてそれぞ
れ正極性と負極性に設定される。 本実施例においては、駆動電圧制御線の電位VVは−4V
≦VV≦+14Vとの間に設定した電圧値をとっている。本
実施例ではこの電位VVは温度情報に応じて−4V〜+14V
の間を可変することになる。そして、差動増幅器V1とV2
の間に分圧抵抗R1,R2,R3,R4を直列に4素子接続し、
抵抗1素子毎に分圧電位を上位電位から順に出力電位
V3,VC,V4と発生させている。これらの電位をバツフア
OPアンプB3,BC,B4にみちびく。ここでは、第6図に示
した駆動電圧を出力するため、電位VCを中心とした電圧
比率がV1:V3:V4:V2=2:1:1:2となる様に、4素子
R1,R2,R3及びR4とも等しい抵抗値とした。差動増幅器
D1,D2、バツフアOPアンプB3,BC,B4で発生した電位
は、電流増幅器I1,I3,IC,I4,I2に接続され、その出
力V1,VC,V2が走査電極駆動部へ、V3,VC,V4が情報電
極駆動部へとそれぞれ供給される。ここで、駆動電圧発
生回路での一例をあげる。駆動電圧制御線の電位VV=+
6Vの時、各駆動電位は、 となる。 電流増幅器I1,I3,IC,I4,I2は所要の電力を安定化
供給するために設けたものである。一般にTN型液晶の場
合は、容量性負荷が小さいため、単に分圧抵抗毎に並列
コンデンサを設けるだけであるが、強誘電性液晶の場合
は非常に大きな容量値をとるため、負荷スイツチングに
よる電圧ドロツプが無視できない。これを解消するため
電力供給能力を大きくし、レギユレーシヨンを良くする
ために設けた回路である。また第4図には記していない
が、出力電圧V1,V3,VC,V4,V2の電圧ドリフトをなく
すため、それぞれの電流増幅器I1〜I4、ICの出力を初段
の差動増幅器D1,D2、バツフアOPアンプB3,B4,BCに帰
還をかけた回路構成としてある。 第4図(B)は本発明の別の実施例を表わしており、
出力電位V3が分圧抵抗R1によって得られ、又、出力電位
V4が分圧抵抗R2によっても得ることができる。 本発明の好ましい具体例では、表示パネル11として強
誘電性液晶パネルを用いることができる。又、本発明は
第6図に示す駆動波形の他に、米国特許第4655561号公
報などに開示された駆動波形を用いることができる。 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、駆動部に供給
される第1乃至第4の電圧が基準電圧に対して正負対称
に振幅変化する。よって、これらから合成される駆動電
圧のバイアス比を変えることなく補償駆動ができ、駆動
マージンが低下せず、表示特性を劣化させることもな
い。また、これにより、温度補償等の時の駆動電圧制御
が容易になり、更には走査電極駆動部及び情報電極駆動
部のそれぞれの耐圧内で有効に最大駆動電圧を引き出す
ことが容易となる。 このように、本発明によれば、表示装置の構成および
制御において有効な手段となる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の駆動装置を用いた表示装置のブロツク
図である。第2図は本発明における動作電位と駆動電位
の関係を示す説明図である。第3図は温度、駆動電圧と
周波数の関係を示す説明図である。第4図(A)及び
(B)は本発明の駆動装置の回路図である。第5図は従
来の駆動装置を用いた表示装置のブロツク図である。第
6図は本発明で強誘電性液晶パネルの駆動波形を示す波
形図である。第7図は強誘電性液晶パネルの駆動電圧と
印加時間の関係を示す特性図である。第8図は強誘電性
液晶パネルの温度と駆動電圧の関係を示す特性図であ
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−118326(JP,A) 特開 昭62−71931(JP,A) 特開 昭61−141493(JP,A) 特開 昭60−66297(JP,A) 特開 昭57−88489(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.表示パネルと、該表示パネルを駆動する為の走査電
    極駆動部及び情報電極駆動部と、該表示パネルに印加さ
    れる駆動用電圧を該走査電極駆動部及び該情報電極駆動
    部に供給する電圧供給部とを有し、 該電圧供給部が、入力された可変電圧と固定電圧との差
    分をとる差動増幅器を備えている表示装置において、 前記電圧供給部は、 基準電位を基準として該差分に対応した正極性の第1の
    電圧と、該基準電位を基準として該差分に対応した負極
    性の第2の電圧とを発生するとともに、 該第1の電圧の電位と該基準電位との間の電位をもつ正
    極性の第3の電圧と、該第2の電圧の電位と該基準電位
    との間の電位をもち該基準電位に対して該第3の電圧と
    対称な負極性の第4の電圧とを、該第1及び第2の電圧
    に基づいて発生する駆動電圧発生回路を備えており、 該可変電圧に応じて変化する該第1及び第2の電圧と該
    基準電位の電圧とを該走査電極駆動部に供給し、 該可変電圧に応じて変化する該第3及び第4の電圧と該
    基準電位の電圧とを該情報電極駆動部に供給することを
    特徴とする表示装置。 2.該駆動電圧発生回路は、該差動増幅器の出力を増幅
    して該第1及び第2の電圧を出力する電流増幅器を有す
    る特許請求の範囲第1項に記載の表示装置。 3.該駆動電圧発生回路は、該第1及び第2の電圧を分
    圧して該固定電圧と同じ電位の電圧を得て、それを該基
    準電位の電圧として出力する特許請求の範囲第1項に記
    載の表示装置。 4.該差動増幅器に入力される該可変電圧は、温度セン
    サーからの出力に応じて変化する特許請求の範囲第1項
    に記載の表示装置。 5.該表示パネルは強誘電性液晶表示パネルである特許
    請求の範囲第1項に記載の表示装置。 6.該走査電極駆動回路より該情報電極駆動回路の耐圧
    が低い特許請求の範囲第1項に記載の表示装置。 7.該走査電極駆動回路より該情報電極駆動回路の動作
    スピードが早い特許請求の範囲第1項に記載の表示装
    置。
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