JP2998127B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像機器やコンピ
ュータなどの情報機器のディスプレイとして有用な液晶
表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図15は、従来の液晶表示装置を示したも
ので、信号線11と走査線12はマトリクス状に配置され、
その信号線11と走査線12の交点を画素電極13としてい
る。信号線11と走査線12と画素電極13からなる液晶パネ
ルは、信号線駆動回路14と走査線駆動回路15により駆動
される。信号線駆動回路14と走査線駆動回路15の駆動電
圧は液晶駆動電源回路20と演算増幅器21から構成される
信号線駆動電圧発生回路から供給される。信号線駆動回
路14，走査線駆動回路15，液晶駆動電源回路20は制御回
路16により制御される。

【０００３】走査線駆動回路15は走査線12を順次に走査
し、選択した走査線12に対してＶｘＨまたはＶｘＬの駆
動電圧を与え、非選択の走査線12に対して動作基準電圧
ＶＭを与える。信号線駆動回路14は制御回路16の制御信
号に対応して、第１の走査パルスとしてＶyＨ，ＶyＬの
信号線駆動電圧で信号線11を駆動する。以上のようにし
て液晶パネルを駆動する。

【０００４】Ｖinは液晶表示装置の電源電圧を表し、通
常３Ｖ〜5.5Ｖの範囲である。液晶駆動電源回路20はＶx
出力回路とＶop出力回路からなる。Ｖx出力回路は走査
線駆動回路20の駆動電圧であるＶxＨとＶxＬを出力す
る。Ｖx出力回路には出力電圧をオン・オフさせるＯＮ
／ＯＦＦ制御信号を入力するＯＮ／ＯＦＦ端子と、Ｖx
ＨとＶxＬの電圧を可変して液晶表示装置のコントラス
トを最適にする制御信号を入力するＶcont端子とが設け
られている。Ｖcont端子には０〜３Ｖの直流電圧が入力
される。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号は、表示データとは独立
して、液晶表示装置の表示を制御するもので、表示させ
る場合を表示オン、表示させない場合を表示オフと略す
るが、制御回路16から出力され、信号線駆動回路14と走
査線駆動回路15にも入力される。

【０００５】表示オフでは、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号によ
り、信号線駆動回路14と走査線駆動回路15はＶＭを出力
し、液晶駆動電源回路20はＶxＨとＶxＬをオフにする。
このように表示オフのために、信号線駆動回路14にはＶ
Ｍを出力するアナログスイッチが必要である。図16に信
号線駆動回路14の構成図を示す。ここで、31はデータラ
ッチである。30は出力回路であり、ＶyＨ，ＶyＬ，ＶＭ
の３値より１値を選択するために、３個のアナログスイ
ッチから構成されている。

【０００６】Ｖop出力回路はＶop+とＶop-の電圧を出力
し、演算増幅器21の電源と液晶パネルの動作点を定める
動作基準電圧ＶＭの電源としている。なお、電源回路の
入出力電圧を端子と同一符号で表記することにする。Ｖ
ＭはＶop+と分圧抵抗Ｒa，Ｒb，Ｒcで定まり、(数１)で
表される。

【０００７】

【数１】 ＶＭ＝(Ｖop+)×(Ｒb＋Ｒa)／(Ｒa＋Ｒb＋Ｒc) 図15に示すように、Ｖop+と分圧抵抗から得られる電圧
を演算増幅器21によるボルテージフォロワーに入力しそ
の出力をＶＭとしている。

【０００８】信号線駆動電圧ＶyＬはＶop+と分圧抵抗Ｒ
a，Ｒb，Ｒcで定まり、(数２)で表される。

【０００９】

【数２】ＶyＬ＝(Ｖop+)×(Ｒc)／(Ｒa＋Ｒb＋Ｒc) 信号線駆動電圧がＶxＨとＶyＨの２値からなる場合に
は、通常ＶyＬ＝０Ｖとするが、画質改善のためのクロ
ストーク補正電圧を信号線駆動電圧に加えて、４値以上
の信号線駆動電圧から構成される場合、ＶyＬは０Ｖと
はしない。(数２)はこの補正電圧を信号線駆動電圧に加
えた場合である。(但し、これ以降、本発明の説明を簡
略にするため、補正電圧に関するものは省略する)ま
た、走査線駆動電圧と信号線駆動電圧との関係が(数３)
を満たすときに液晶パネルが有する最高のコントラスト
を得ることができる。

【００１０】

【数３】ＶxＨ−ＶＭ＝ａ(ＶＭ−ＶyＬ) ここで、ａはバイアス比であり、駆動方法によって異な
る。(数３)にＶyＬ＝０を代入すれば、ＶxＨ＝(ａ＋１)
ＶＭを得る。したがって、ＶxＨが変化する場合には(数
３)を満たすように、ＶＭ，ＶyＨ，ＶyＬも変化させる
必要がある。液晶表示装置は周囲の温度や明るさ等の変
化に最適のコントラストとなるように、Ｖcontによって
走査線駆動電圧を変化させるが、ＶＭとＶyＬは(数
１)，(数２)で定まり一定であり、(数３)を満たさな
い。実際には、Ｖcontによる走査線駆動電圧の変化範囲
では、実用的に問題となるほどコントラストが低下する
ことはないため、(数１)，(数２)で定まるＶＭ，Ｖy
Ｌ，ＶyＨを用いることができる。しかし、高速液晶を
用いた場合や高品位の液晶表示装置では問題となる。

【００１１】ＶyＬはＶＭと同様に、演算増幅器21によ
るボルテージフォロワーの出力である。また、液晶パネ
ルの駆動は、ＶＭを基準として駆動電圧の極性を交互に
反転させる交流駆動をするから、ＶyＨとＶyＬは(数
４)、ＶxＨとＶxＬは(数５)を満たさねばならない。

【００１２】

【数４】ＶyＨ−ＶＭ＝ＶyＬ−ＶＭ

【００１３】

【数５】ＶxＨ−ＶＭ＝ＶＭ−ＶxＬ また、通常用いる電圧は、ＶxＨが26〜35Ｖ位、ＶＭが
1.5〜2.5Ｖ位の範囲である。図15に示すようにＶyＨは
ＶＭとＶyＬより、演算増幅器21による非反転増幅器か
ら得ている。Ｒ6とＲ7は演算増幅器21の帰還抵抗であ
り、Ｒ6＝２×Ｒ7である。コンデンサーＣ5，Ｃ6，Ｃ7
はＶＭ，ＶyＨ，ＶyＬの駆動電圧を安定にする安定化コ
ンデンサーである。

【００１４】ＶxＨとＶxＬが(数５)を満たさない場合に
は、画面にフリッカーやビートが発生し画質を劣化さ
せ、液晶パネルの寿命が短くなる等の問題が生じる。実
用的には、ＶＭを基準としたＶxＨとＶxＬのトラッキン
グエラーをδＶxとして、(数６)を満たせば問題がな
い。

【００１５】

【数６】ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭ＝δＶx ｜δＶx｜≦0.1Ｖ 図15に示すように、液晶駆動電源回路20にはＶＭを入力
する端子はなく、液晶駆動電源回路20に内蔵される基準
電圧ＶpＭをＶＭと同値にプリセットし、(数６)を満た
すＶxＨとＶxＬを出力する構成である。したがって、
(数７)の走査線駆動電圧が液晶駆動電源回路20より出力
される。

【００１６】

【数７】ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶpＭ＝δＶx ＶＭ＝ＶpＭであれば、(数５)を満たすが、Ｖop+の変
動、Ｒa，Ｒb，ＲcのばらつきおよびＶpＭの変動がある
ために、ＶＭ＝ＶpＭを満たすことは大変に困難であ
り、信号線駆動電圧ＶyＨと信号線駆動電圧ＶyＬの動作
基準電圧と走査線駆動電圧ＶxＨと走査線駆動電圧ＶxＬ
の動作基準電圧を同値にできない。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、基準電圧ＶpＭを内蔵する液晶駆動電源
回路20には動作基準電圧入力端子がないために、信号線
駆動電圧の動作基準電圧ＶＭを走査線駆動電圧の動作基
準電圧として使用できない。ＶＭとＶpＭの差を、ＶＭ
−ＶpＭ＝△／２とすれば、(数７)より(数８)を得る。

【００１８】

【数８】ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭ＝δＶx−△ (数８)のδＶx−△の走査線駆動電圧のトラッキングエ
ラーを±0.1Ｖ以内にすることは部品のばらつき、周囲
温度、Ｖop+の変動等により非常に困難である。δＶx−
△を±0.1Ｖ以内とする液晶駆動電源回路は非常に高価
である。

【００１９】また、ＶpＭは液晶駆動電源回路にプリセ
ットされるために、液晶パネルの仕様変更等でＶＭの値
を変更する場合に液晶駆動電源回路20を再設計する必要
があり、開発コストと時間を要し、簡単にＶＭの値を変
更できない。

【００２０】また、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号により、表示
をオフにさせる場合、この表示オフ機能だけのために信
号線駆動回路14にＶＭを選択して出力するアナログスイ
ッチが必要であり、液晶表示装置のコストがアップす
る。

【００２１】また、液晶パネルは周囲温度によりコント
ラストが変化するために、動作温度範囲で最適のコント
ラストを得るには、Ｖcontによる走査線駆動電圧の可変
範囲を大きくする必要があり、最適コントラストに設定
しにくい。

【００２２】また、走査線駆動電圧が変化した場合に、
(数３)を満たすことができず、バイアス比ａが変化す
る。

【００２３】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、信号線駆動電圧と走査線駆動
電圧の動作基準電圧を同値とし、動作基準電圧を液晶駆
動電源回路にフィードバックすることで、走査線駆動電
圧のトラッキングエラーを最小とし、動作基準電圧ＶＭ
を簡単に設定でき、液晶パネルの温度特性を補正する走
査線駆動電圧を出力し、表示オンオフ制御を簡単にし、
低コストで画質と信頼性を格段に向上させる液晶表示装
置を提供することを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に記載の発明は、複数の信号線と
複数の走査線とをマトリクス状に配置し、その交点に配
置した画素電極間に液晶層を設けた液晶パネルと、前記
信号線を駆動する信号線駆動回路と、前記走査線を駆動
する走査線駆動回路と、駆動電圧を供給する演算増幅器
および液晶駆動電源回路と、前記信号線駆動回路、走査
線駆動回路および液晶駆動電源回路を制御する制御回路
とを備えた液晶表示装置であって、前記液晶駆動電源回
路に動作基準電圧入力端子を設け、前記液晶駆動電源回
路の出力電圧である走査線駆動電圧から液晶パネルの動
作点を定める動作基準電圧を作り、この動作基準電圧を
前記液晶駆動電源回路の前記動作基準電圧入力端子にフ
ィードバックすることを特徴とするものであり、信号線
駆動電圧と走査線駆動電圧の動作基準電圧を同値とし
て、動作基準電圧の設定と変更が簡単にでき、走査線駆
動電圧の変化に対してバイアス比が一定であり、駆動電
圧のトラッキングエラーを最小にし、液晶表示装置の画
質と信頼性の向上を低コストで実現できるという作用を
有する。

【００２５】また、本発明の請求項２に記載の発明は、
複数の信号線と複数の走査線とをマトリクス状に配置
し、その交点に配置した画素電極間に液晶層を設けた液
晶パネルと、前記信号線を駆動する信号線駆動回路と、
前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、駆動電圧を供
給する演算増幅器および液晶駆動電源回路と、前記信号
線駆動回路、走査線駆動回路および液晶駆動電源回路を
制御する制御回路とを備えた液晶表示装置であって、前
記液晶駆動電源回路に動作基準電圧入力端子を設け、液
晶駆動電源回路の出力である前記演算増幅器の電源から
液晶パネルの動作点を定める動作基準電圧を作り、この
動作基準電圧を前記液晶駆動電源回路の動作基準電圧入
力端子にフィードバックすることを特徴とするものであ
り、信号線駆動電圧と走査線駆動電圧の動作基準電圧を
同値として、動作基準電圧の設定と変更が簡単にでき、
駆動電圧のトラッキングエラーを最小にし、液晶表示装
置の画質と信頼性の向上を低コストで実現できるという
作用を有する。

【００２６】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、走査線駆動電圧
ＶxＨおよびＶxＬを出力する液晶駆動電源回路におい
て、動作基準電圧をＶＭとし、ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭ＝
δＶxとして、｜δＶx｜≦±0.1Ｖとするものであり、
走査線駆動電圧のトラッキングエラーを実用的に無視で
きる値とする作用を有する。

【００２７】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、液晶駆動電源回
路に温度補正端子を設け、前記温度補正端子と走査線駆
動電圧出力端子間にサーミスタと抵抗の直列回路を挿入
して、液晶パネルの温度特性を補正する走査線駆動電圧
を出力することを特徴とするものであり、周囲温度によ
るコントラストの低下を低減し、液晶表示装置の画質を
向上させる作用を有する。

【００２８】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、液晶駆動電源回
路に走査線駆動電圧設定端子を設け、前記走査線駆動電
圧設定端子と接地間に抵抗を挿入することにより、所定
の走査線駆動電圧を得ることを特徴とするものであり、
容易に駆動電圧を最適値に設定できるという作用を有す
る。

【００２９】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、走査線駆動電圧
あるいは演算増幅器の電源電圧から基準電圧を２種類作
り、一方を液晶駆動電源回路の動作基準電圧入力端子に
入力し、他方を液晶パネルの動作基準電圧とすることを
特徴とするものであり、走査線駆動電圧のトラッキング
エラーを最小にできるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、液晶駆動電源回
路にコントラスト調整端子を設け、前記コントラスト調
整端子に入力する制御電圧により、走査線駆動電圧を可
変し、液晶パネルのコントラストを最適にすることを特
徴とするものであり、液晶表示装置の使用状況に応じた
最適なコントラストを設定できるという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項８に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、液晶駆動電源回
路の動作基準電圧入力端子に積分回路を設けたことを特
徴とするものであり、動作基準電圧に重畳するノイズを
除去する作用を有する。

【００３２】本発明の請求項９に記載の発明は、請求項
８記載の発明であって、液晶駆動電源回路の動作基準電
圧入力端子に設けた積分回路の時定数を１ms以上とする
ものであり、積分回路の時定数を定めることができると
いう作用を有する。

【００３３】本発明の請求項10に記載の発明は、請求項
１記載の発明であって、走査線駆動電圧をオン・オフさ
せるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を入力するＯＮ／ＯＦＦ端子
を液晶駆動電源回路に設けたことを特徴とするものであ
り、液晶表示装置の表示オンオフを容易に低コストで実
現できるという作用を有する。

【００３４】本発明の請求項11に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、走査線駆動電圧
と演算増幅器の電源を同時にオン・オフさせるＯＮ／Ｏ
ＦＦ制御信号を入力するＯＮ／ＯＦＦ端子を液晶駆動電
源回路に設けたことを特徴とするものであり、液晶表示
装置の表示のオン・オフを容易に低コストで実現できる
という作用を有する。

【００３５】本発明の請求項12に記載の発明は、請求項
10または請求項11記載の発明であって、信号線駆動回路
の出力回路が複数の信号線駆動電圧から一つの信号線駆
動電圧を選択して出力するアナログスイッチのみから構
成され、動作基準電圧を選択して出力するアナログスイ
ッチを有しないことを特徴とするものであり、信号線駆
動回路のアナログスイッチ数を減少させ、表示装置のコ
ストダウンを実現できるという作用を有する。

【００３６】本発明の請求項13に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、走査線駆動電圧
または演算増幅器の電源電圧のいずれかの電圧をＶと
し、前記電圧Ｖの出力端子と接地間に抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2
による直列抵抗を挿入し、Ｖ×Ｒ1／(Ｒ1＋Ｒ2)をボル
テージフォロワーの入力とし、前記ボルテージフォロワ
ーの出力電圧を動作基準電圧とすることを特徴とするも
のであり、精度が高く安定した動作基準電圧を簡易な方
法で得ることができるという作用を有する。

【００３７】本発明の請求項14に記載の発明は、請求項
13記載の発明であって、抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2の直列抵抗値
を１ＭΩ以上とすることを特徴とするものであり、抵抗
Ｒ1と抵抗Ｒ2による消費電力を実用上無視できる値にで
きるという作用を有する。

【００３８】本発明の請求項15に記載の発明は、請求項
１または請求項２記載の発明であって、走査線駆動電圧
または演算増幅器の電源電圧のいずれかの電圧をＶと
し、前記電圧Ｖの出力端子と接地間に抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2
と抵抗Ｒ3による直列抵抗を挿入し、Ｖ×(Ｒ1＋Ｒ2)／
(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3)とＶ×Ｒ2／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3)を夫々の
ボルテージフォロワーの入力とし、前記ボルテージフォ
ロワーの夫々の出力電圧を動作基準電圧と信号線駆動電
圧とすることを特徴とするものであり、精度が高く安定
した動作基準電圧と信号線駆動電圧を簡易な方法で得る
ことができるという作用を有する。

【００３９】さらに、本発明の請求項16に記載の発明
は、請求項15記載の発明であって、抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2と
抵抗Ｒ3の直列抵抗値を１ＭΩ以上とすることを特徴と
するものであり、抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ3による消
費電力を実用上無視できる値にすることができるという
作用を有する。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態について図面を
参照しながら詳細に説明する。 (実施の形態１)図１は、本発明の実施の形態１における
液晶表示装置の構成を示したもので、図15の従来例と同
一部分には同一の符号を付してあり、また、17は液晶パ
ネルの動作点を定める動作基準電圧入力端子ＶＭを設け
た液晶駆動電源回路である。

【００４１】図１において、11は信号線、12は走査線
で、マトリクス状に配置されている。13は信号線11と走
査線12の交点に配置された画素電極である。画素電極間
には液晶層が設けられ、液晶パネルが構成される。18は
信号線11を駆動する信号線駆動回路、15は走査線12を駆
動する走査線駆動回路である。16は信号線駆動回路18，
走査線駆動回路15，液晶駆動電源回路17を制御する制御
回路である。

【００４２】走査線駆動回路15は走査線12を順次に走査
し、選択した走査線12に対してＶxＨまたはＶxＬの駆動
電圧を与え、非選択の走査線12に対して動作基準電圧Ｖ
Ｍを与える。信号線駆動回路18は制御回路16の制御信号
に対応して、第１の走査パルスとしてＶyＨ，ＶyＬの信
号線駆動電圧で信号線11を駆動する。以上のようにして
液晶パネルを駆動する。

【００４３】Ｖinは液晶表示装置の電源電圧を表し、通
常３Ｖ〜5.5Ｖの範囲である。液晶駆動電源回路17はＶx
出力回路とＶop出力回路からなる。Ｖx出力回路は走査
線駆動回路15の駆動電圧であるＶxＨとＶxＬを出力す
る。Ｖop出力回路はＶop+とＶop-の電圧を出力し、演算
増幅器21の電源としている。なお、電源回路の入出力電
圧を端子と同一符号で表記することにする。

【００４４】液晶駆動電源回路17のＯＮ／ＯＦＦ端子
は、Ｖx出力回路とＶop出力回路の出力電圧をオン・オ
フさせるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を入力する端子であり、
ＯＮ／ＯＦＦ制御信号は制御回路16より出力される。Ｖ
Ｍ端子は液晶パネルの動作基準電圧ＶＭの入力端子、Ｖ
contは０〜３Ｖの直流電圧により、ＶxＨとＶxＬの電圧
値を可変する制御信号の入力端子である。ＦＢ端子はＶ
xＨとの間に抵抗Ｒ5とサーミスタＴＨの直列回路を挿入
することにより、液晶パネルの温度特性を補正する走査
線駆動電圧ＶxＨと走査線駆動電圧ＶxＬを得るための温
度補正端子であり、ＴＳ端子は室温において、所定のＶ
contを入力した場合に、ＴＳと接地間に抵抗Ｒ4を挿入
することにより、最適コントラストに走査線駆動電圧Ｖ
xＨと走査線駆動電圧ＶxＬを設定するプリセット端子で
ある。以上のように、従来の液晶表示装置の液晶駆動電
源回路20に比べて、ＶＭ，ＴＳ，ＦＢ端子が増設され、
ＯＮ／ＯＦＦ端子により全出力電圧がオン・オフでき
る。

【００４５】以上のような機能を有する液晶駆動電源回
路17の走査線駆動電圧ＶxＨを抵抗Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3により
分圧して演算増幅器21のボルテージフォロワーにより、
動作基準電圧ＶＭと信号線駆動電圧ＶyＬを得る。ＶyＬ
とＶＭを演算増幅器21による利得２の非反転増幅器に入
力しＶyＨを得ている。ＶＭ，ＶyＨ，ＶyＬは(数３)を
満たし、ＶＭとＶyＬは(数９)で定まる。

【００４６】

【数９】ＶＭ＝(ＶxＨ)×(Ｒ2＋Ｒ3)／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3) ＶyＬ＝(ＶxＨ)×(Ｒ3)／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3) (数９)に示すように、本発明によれば、走査線駆動電圧
からＶＭ，ＶyＬ，ＶyＨを得るため、(数３)のバイアス
比ａは、走査線駆動電圧が変化しても常に一定であり、
常に液晶パネルが有する最高のコントラストを得ること
ができる。

【００４７】本発明では、このようにして得られるＶＭ
を液晶駆動電源回路17のＶＭ端子にフィードバックする
と共に走査線駆動回路15に入力し、(数５)を満たす走査
線駆動電圧ＶxＨと走査線駆動電圧ＶxＬを得ている。図
２(a)に画像信号に対応する信号線駆動電圧ＶyＨ，Ｖy
Ｌと動作基準電圧ＶＭの関係を示す信号線駆動電圧波形
を示す。１Ｈは１水平走査時間を表す。図２(b)には走
査線駆動電圧ＶxＨ，ＶxＬとＶＭの関係を示す走査線駆
動電圧波形を示している。１Ｖは１垂直走査時間であ
る。図２(a)，図２(b)に示すように駆動電圧はＶＭを基
準として交流駆動をする。図３に液晶駆動電源回路17の
構成図を示す。図３に示すＶop出力回路とＶx出力回路
はスイッチング電源であり、ＶxＨ−ＶＭ＝ＶxＬ−ＶＭ
＋δＶxを満たす精度の高いトラッキングレギュレータ
からＶx出力回路は構成され、｜δＶx｜は−10℃から60
℃の動作温度範囲で0.1Ｖ以下の性能を有する。また、
サーミスタによる温度補正、ＶcontによるＶxＨとＶxＬ
の可変をした場合でも、常に(数５)を満たす。このよう
に、本発明によれば、走査線駆動電圧のトラッキングエ
ラーによる画質の低下、信頼性の低下は無視できる。図
４に入力電圧Ｖin＝3.3Ｖと５Ｖの場合について、δＶx
の温度特性の一例を示すが、｜δＶx｜≦0.1Ｖを十分に
満たしている。

【００４８】ＶＭ端子には抵抗Ｒ6とコンデンサーＣ8に
よる積分回路が挿入される。この積分回路はＶＭに重畳
するノイズを除去しＶx出力回路が安定に動作するため
に挿入する。図５はＶＭに重畳するノイズが積分回路に
より除去されることを示している。重畳するノイズは図
５のように鋭いピークを持つスパイク状のパルスで、液
晶パネルを交流駆動する際に必ず発生するため、積分回
路は必要不可欠である。さらに、本発明では積分回路の
時定数を１ms以上として、ノイズを完全に除去できるよ
うにしている。

【００４９】ＯＮ／ＯＦＦ端子により液晶駆動電源回路
17の全出力を制御できるために、表示オフの場合には、
ＶxＨ，ＶxＬ，ＶyＨ，ＶyＬ，ＶＭがすべて０Ｖにな
り、液晶パネルの信号線11と走査線12は０Ｖになる。し
たがって、従来の信号線駆動回路14の構成において必要
であった、ＶＭを選択するアナログスイッチを不要にで
きる。図６に示すように信号線駆動回路18にはＶＭ端子
はない。図６の40は出力回路、41はデータラッチを示
す。このように本発明では信号線駆動回路のアナログス
イッチ数を減らすことができるために、信号線駆動回路
のコストダウンができる。さらに、信号線駆動回路18と
液晶駆動電源回路17間の配線を簡単にできる。

【００５０】図７は本発明の走査線駆動電圧による液晶
パネルの温度特性の補正の一例を示した図である。温度
により液晶パネルの透過率が変わり、温度によって、最
適な透過率、即ち、最適なコントラストを得られるよう
に走査線駆動電圧を変化させねばならない。図７の破線
は液晶パネルが最適なコントラストとなる走査線駆動電
圧であり、実線は液晶駆動電源回路17のＦＢ端子に抵抗
Ｒ5とサーミスタを挿入して、走査線駆動電圧に液晶パ
ネルの温度特性の補正をしたものである。このように、
本発明を用いれば、高精度で液晶パネルの温度補正がで
き、液晶表示装置の動作温度範囲内において、常に適正
コントラストの表示が可能になる。

【００５１】液晶駆動電源回路17にコントラスト調整端
子Ｖcontを設け、制御電圧により液晶表示装置のコント
ラストを最適な状態に設定することができる。図８はＶ
contの制御電圧に対する走査線駆動電圧ＶxＨの変化を
示したものである。

【００５２】図１では、液晶駆動電源回路のＶop出力回
路はＶop+とＶop-の２出力としているが、これに限定さ
れるものではない。Ｖop+のみ、Ｖop-のみ、あるいは、
３出力以上でも良い。

【００５３】以上のように、本実施の形態１によれば、
液晶駆動電源回路17に動作基準電圧入力端子を設けるこ
とにより、液晶表示装置の周囲温度、周囲の明るさ等の
使用条件が変化しても、常に一定のバイアス比で、トラ
ッキングエラー最小の駆動電圧で液晶パネルを駆動で
き、かつ最適なコントラストを容易に得ることができ、
動作基準電圧と駆動電圧の設定と変更が簡単に低コスト
でできる等、高画質と高信頼性の液晶表示装置を低コス
トで実現することができる。

【００５４】(実施の形態２)図１の回路において、液晶
駆動電源回路17のＯＮ／ＯＦＦ端子をＶx出力回路のみ
に設ける構成でも良い。図９は本発明の実施の形態２を
示したものである。液晶駆動電源回路50のＶx出力回路
にのみＯＮ／ＯＦＦ端子を設けている。動作基準電圧Ｖ
Ｍと信号線駆動電圧は走査線駆動電圧から得ているため
に、走査線駆動電圧がＯＮ／ＯＦＦ制御によりオフにな
った場合には、ＶxＨとＶxＬは０Ｖとなり、したがっ
て、ＶＭ，ＶyＨ，ＶyＬも０Ｖになる。

【００５５】液晶駆動電源回路50のＶop出力回路に市販
される標準的なスイッチングレギュレータを用いること
ができる場合には、図９の構成は有用であり、図１と全
く同様の効果がある。

【００５６】(実施の形態３)図１の回路において、動作
基準電圧ＶＭと信号線駆動電圧をＶop+から得る構成で
も良い。反射型液晶表示装置や通常の液晶表示装置に適
するが、高速液晶を用いる高品位の液晶表示装置には不
適である。

【００５７】図10は本発明の実施の形態３を示すもので
ある。この場合には、ＶＭとＶyＬは(数10)より求めら
れる。

【００５８】

【数１０】 ＶＭ＝(Ｖop+)×(Ｒ2＋Ｒ3)／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3) ＶyＬ＝(Ｖop+)×(Ｒ3)／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ３） この場合は、バイアス比が走査線駆動電圧の変化に対し
て一定ではないが、それ以外は、図１と全く同様の効果
がある。ただし、液晶駆動電源回路１７のＶop出力回路
にＯＮ／ＯＦＦ端子を省略することはできない。

【００５９】(実施の形態４)図１の回路を変更して、液
晶パネルの動作基準電圧ＶＭとは僅かに異なる電圧ＶＭ
Ｍを液晶駆動電源回路17のＶＭ端子にフィードバック
し、走査線駆動電圧のトラッキングエラーを最小とする
調整回路を有する構成でも良い。図11は本発明の実施の
形態４を示したものである。

【００６０】図11の構成では、液晶駆動電源回路17は
(数11)の走査線駆動電圧を出力する。

【００６１】

【数１１】ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭＭ＝δＶx ＶＭとＶＭＭは抵抗Ｒ1a，Ｒ2a，Ｒ3a，Ｒ7aと可変抵抗
ＶＲ1により定められ、ＶＭＭはＶＲ1により調整でき
る。ここで、ＶＭ−ＶＭＭ＝△Ｖとすれば、(数11)より
(数12)を得る。

【００６２】

【数１２】ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭ＝δＶx−２△Ｖ したがって、(数12)のδＶx−２△Ｖ＝０とすればトラ
ッキングエラーのない走査線駆動電圧が得られる。δＶ
x−２△Ｖを直接測定することはできないため、可変抵
抗ＶＲ1を調整して、目視によりフリッカー最小レベル
を求めるか、フリッカーを電気的に検出して最小のレベ
ルを求める。

【００６３】図11の回路を変更して、図10と同じくＶＭ
とＶyＬを演算増幅器の電源より得る構成でもよい。但
し、走査線駆動電圧の変化に対してバイアス比は変わ
る。

【００６４】(実施の形態５）図１の回路において、Ｖ
ｙＬ＝０Ｖとした構成でも良い。図12は本発明の実施の
形態５を示したものである。図12ではＶyＬ＝０Ｖとす
ることにより、信号線駆動回路18と動作基準電圧ＶＭ端
子間の配線が簡略化でき、コストダウンができる。ま
た、動作基準電圧ＶＭはＶxＨ×Ｒ1a／(Ｒ1b＋Ｒ2b)で
定められる。抵抗Ｒ1aと抵抗Ｒ1bの直列抵抗値を１ＭΩ
以上とすれば抵抗による電力損失は微少にできる。Ｖy
Ｌ＝０Ｖは信号線駆動電圧にクロストークを補正する補
正電圧を必要としない場合、即ち、信号線駆動電圧がＶ
ＨとＶＬのみの場合に非常に有効である。

【００６５】(実施の形態６)図12の回路において、液晶
駆動電源回路17のＶx出力回路のみにＯＮ／ＯＦＦ制御
を設け、ＶＭに入力端子を有する信号線駆動回路14を用
いた構成でも良い。図13は本発明の実施の形態６を示し
たものである。図13では、液晶駆動電源回路50のＶx出
力回路のみにＯＮ／ＯＦＦ端子を設けて、従来技術のＶ
Ｍ端子を有する信号線駆動回路14を用いる。Ｖop出力回
路を安価で標準的なスイッチング電源を使用できる場
合、特にＶop-＝０Ｖの場合には非常に有効である。液
晶駆動電源回路50はＶop出力回路にＯＮ／ＯＦＦ端子を
有しないこと以外は、液晶駆動電源回路17と同様であ
る。

【００６６】(実施の形態７)図12の回路において、液晶
駆動電源回路17のＶop出力より動作基準電圧を得る構成
でも良い。図14は本発明の実施の形態７を示したもので
ある。図12と同様に、信号線駆動電圧にクロストークを
補正する補償電圧を必要としない場合には非常に有効で
あるが、走査線駆動電圧の変化によってバイアス比は変
わる。

【００６７】

【発明の効果】以上のように請求項１，２および請求項
３に記載の発明によれば、液晶駆動電源回路に動作基準
電圧入力端子を設けることにより、信号線および走査線
駆動電圧の動作基準電圧を同値として、動作基準電圧の
設定と変更が容易にでき、走査線駆動電圧のトラッキン
グエラーが実用的には無視できるものとして、液晶表示
装置の画質と信頼性の向上を低コストで実現できる。特
に請求項１記載の発明によれば、走査線駆動電圧の変化
に対してバイアス比が一定にでき、液晶パネルの有する
最高のコントラストを常に得ることができる。

【００６８】請求項４および請求項５に記載の発明によ
れば、液晶駆動電源回路に温度補正端子と電圧設定端子
を設け、サーミスタにより液晶パネルの温度特性を補正
できる走査線駆動電圧を得ることができると共に、コン
トラストが最適となる走査駆動電圧を容易に設定でき、
温度によるコントラストの低下を最小限にすることがで
きる。

【００６９】請求項６に記載の発明によれば、走査線駆
動電圧から動作基準電圧と液晶駆動電源回路にフィード
バックする電圧とを別々に得ることにより、トラッキン
グエラー最小の走査線駆動電圧を得ることができる。

【００７０】請求項７に記載の発明によれば、液晶駆動
電源回路にコントラスト調整端子を設けて、コントラス
ト調整端子の制御電圧により、極めて容易に液晶表示装
置のコントラストを常に最適な状態とすることができ
る。

【００７１】請求項８および請求項９に記載の発明によ
れば、液晶駆動電源回路の動作基準電圧入力端子に積分
回路を挿入し積分回路の時定数を定めることができ、容
易に動作基準電圧に重畳するノイズを除去でき、液晶駆
動電源回路が安定した動作をすることができる。

【００７２】請求項10，11および請求項12に記載の発明
によれば、液晶駆動電源回路にオン・オフする制御端子
を設けたことにより、信号線駆動回路のアナログスイッ
チ数を減らすことができ、液晶表示装置の表示のオン・
オフを容易に低コストで構成できる。

【００７３】請求項13および請求項14に記載の発明によ
れば、走査線駆動電圧あるいは演算増幅器の電源の何れ
かから抵抗と演算増幅器により容易に精度の高い動作基
準電圧を微少電力で得ることができる。

【００７４】請求項15および請求項16に記載の発明によ
れば、走査線駆動電圧あるいは演算増幅器の電源の何れ
かから抵抗と演算増幅器により、容易に精度の高い動作
基準電圧と信号線駆動電圧を微小電力で得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における液晶表示装置の
回路構成図である。

【図２】(a)は信号線駆動電圧波形の一例を示す図であ
る。(b)は走査線駆動電圧波形の一例を示す図である。

【図３】液晶駆動電源回路17の構成図である。

【図４】トラッキングエラーδＶxの温度特性を示す図
である。

【図５】動作基準電圧ＶＭに重畳するノイズと積分回路
によりノイズが除去される様子を示す図である。

【図６】信号線駆動回路18の構成図である。

【図７】液晶パネルの温度特性と温度補正された走査線
駆動電圧を示す図である。

【図８】Ｖcont制御電圧に対する走査線駆動電圧ＶxＨ
の変化を示す図である。

【図９】本発明の実施の形態２における液晶表示装置の
回路構成図である。

【図１０】本発明の実施の形態３における液晶表示装置
の回路構成図である。

【図１１】本発明の実施の形態４における液晶表示装置
の回路構成図である。

【図１２】本発明の実施の形態５における液晶表示装置
の回路構成図である。

【図１３】本発明の実施の形態６における液晶表示装置
の回路構成図である。

【図１４】本発明の実施の形態７における液晶表示装置
の回路構成図である。

【図１５】従来例における液晶表示装置の回路構成図で
ある。

【図１６】信号線駆動回路14の構成図である。

【符号の説明】

11…信号線、 12…走査線、 13…画素電極、 14,18
…信号線駆動回路、 15…走査線駆動回路、 16…制御
回路、 17,50…液晶駆動電源回路、 21…演算増幅
器、 40…信号線駆動回路18の出力回路、 41…信号線
駆動回路18のデータラッチ、 ＶＭ…動作基準電圧(入
力端子)、 ＶxＨ，ＶxＬ…走査線駆動電圧(出力端
子)、 Ｖop+，Ｖop-…演算増幅器の電源電圧、 ＦＢ
…温度補正端子、ＴＳ…走査線駆動電圧設定端子、 Ｖ
cont…コントラスト調整端子、 ＴＨ…サーミスタ。

フロントページの続き (72)発明者 松浪 將仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−34939（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 G09G 3/36

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の信号線と複数の走査線とをマトリ
   クス状に配置し、その交点に配置した画素電極間に液晶
   層を設けた液晶パネルと、前記信号線を駆動する信号線
   駆動回路と、前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
   駆動電圧を供給する演算増幅器および液晶駆動電源回路
   と、前記信号線駆動回路、前記走査線駆動回路および前
   記液晶駆動電源回路を制御する制御回路とを備えた液晶
   表示装置であって、 前記液晶駆動電源回路に動作基準電圧入力端子を設け、
   前記液晶駆動電源回路の出力電圧である走査線駆動電圧
   から液晶パネルの動作点を定める動作基準電圧を作り、
   この動作基準電圧を前記液晶駆動電源回路の前記動作基
   準電圧入力端子にフィードバックすることを特徴とする
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数の信号線と複数の走査線とをマトリ
   クス状に配置し、その交点に配置した画素電極間に液晶
   層を設けた液晶パネルと、前記信号線を駆動する信号線
   駆動回路と、前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
   駆動電圧を供給する演算増幅器および液晶駆動電源回路
   と、前記信号線駆動回路、前記走査線駆動回路および前
   記液晶駆動電源回路を制御する制御回路とを備えた液晶
   表示装置であって、 前記液晶駆動電源回路に動作基準電圧入力端子を設け、
   前記液晶駆動電源回路の出力である前記演算増幅器の電
   源電圧から液晶パネルの動作点を定める動作基準電圧を
   作り、この動作基準電圧を前記液晶駆動電源回路の前記
   動作基準電圧入力端子にフィードバックすることを特徴
   とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 走査線駆動電圧ＶxＨおよびＶxＬを出力
   する液晶駆動電源回路において、動作基準電圧をＶＭと
   し、ＶxＨ＋ＶxＬ−２ＶＭ＝δＶxとして、｜δＶx｜≦
   ±0.1Ｖとすることを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 液晶駆動電源回路に温度補正端子を設
   け、前記温度補正端子と走査線駆動電圧出力端子間にサ
   ーミスタと抵抗の直列回路を挿入して、液晶パネルの温
   度特性を補正する走査線駆動電圧を出力することを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 液晶駆動電源回路に走査線駆動電圧設定
   端子を設け、前記走査線駆動電圧設定端子と接地間に抵
   抗を挿入することにより、所定の走査線駆動電圧を得る
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表
   示装置。
6. 【請求項６】 走査線駆動電圧あるいは演算増幅器の電
   源電圧から基準電圧を２種類作り、一方を液晶駆動電源
   回路の動作基準電圧入力端子に入力し、他方を液晶パネ
   ルの動作基準電圧とすることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 液晶駆動電源回路にコントラスト調整端
   子を設け、前記コントラスト調整端子に入力する制御信
   号電圧により、走査線駆動電圧を可変し、液晶パネルの
   コントラストを最適にすることを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２記載の液晶表示装置。
8. 【請求項８】 液晶駆動電源回路の動作基準電圧入力端
   子に積分回路を設けたことを特徴とする請求項１または
   請求項２記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 液晶駆動電源回路の動作基準電圧入力端
   子に設けた積分回路の時定数を１ms以上とすることを特
   徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 走査線駆動電圧をオン・オフさせるＯ
    Ｎ／ＯＦＦ制御信号を入力するＯＮ／ＯＦＦ端子を液晶
    駆動電源回路に設けたことを特徴とする請求項１記載の
    液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 走査線駆動電圧と演算増幅器の電源電
    圧を同時にオン・オフさせるＯＮ／ＯＦＦ制御信号を入
    力するＯＮ／ＯＦＦ端子を液晶駆動電源回路に設けたこ
    とを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示
    装置。
12. 【請求項１２】 信号線駆動回路の出力回路が複数の信
    号線駆動電圧から一つの信号線駆動電圧を選択して出力
    するアナログスイッチのみから構成され、動作基準電圧
    を選択して出力するアナログスイッチを有しないことを
    特徴とする請求項10または請求項11記載の液晶表示装
    置。
13. 【請求項１３】 走査線駆動電圧または演算増幅器の電
    源電圧のいずれかの電圧をＶとし、前記電圧Ｖの出力端
    子と接地間に抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2による直列抵抗を挿入
    し、Ｖ×Ｒ1／(Ｒ1＋Ｒ2)をボルテージフォロワーの入
    力とし、前記ボルテージフォロワーの出力電圧を動作基
    準電圧とすることを特徴とする請求項１または請求項２
    記載の液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2の直列抵抗値を１Ｍ
    Ω以上とすることを特徴とする請求項13記載の液晶表示
    装置。
15. 【請求項１５】 走査線駆動電圧または演算増幅器の電
    源電圧のいずれかのを電圧をＶとし、前記電圧Ｖの出力
    端子と接地間に抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ3による直列
    抵抗を挿入し、Ｖ×(Ｒ1＋Ｒ2)／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3)とＶ
    ×Ｒ3／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ3)を夫々のボルテージフォロワー
    の入力とし、前記ボルテージフォロワーの夫々の出力電
    圧を動作基準電圧と信号線駆動電圧とすることを特徴と
    する請求項１または請求項２記載の液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 抵抗Ｒ1と抵抗Ｒ2と抵抗Ｒ3の直列抵
    抗値を１ＭΩ以上とすることを特徴とする請求項15記載
    の液晶表示装置。