JP3217288B2 - 液晶表示装置およびそのための電圧作成回路 - Google Patents
液晶表示装置およびそのための電圧作成回路Info
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Description
し、特に互いに交差する方向に配列した複数の走査側電
極と複数のデータ側電極との間に表示素子を介在させ、
データ電極には点灯表示/非点灯表示に対応する変調電
圧を印加し、走査側電極には書込電圧を線順次に印加す
ることによって、駆動する液晶表示装置、およびそのた
めの電圧作成回路に関する。
・薄型・短い・小型)、低消費電力などの特徴から、A
V(Audio and Visual)、OA(Office Automation )
用途を始めとしたさまざまな分野の製品に用いられてい
る。
についてはさらなる低消費電力化への要望が強く、バッ
クライトの不要な反射型液晶表示装置の利用とともに液
晶表示装置自体の低消費電力化の開発も進んでいる。
ついて説明する。液晶表示装置は、表示パネル1701
と、表示パネル1701の走査電極線に線順次に所定の
電圧を印加する走査電極信号用ドライバ1702と、デ
ータ電極線に表示情報に応じて所定の電圧を印加するデ
ータ電極信号用ドライバ1703と、液晶表示装置に印
加する電圧を作成する電圧作成部1706と、入力信号
線1704からの入力情報を表示するために走査電極信
号用ドライバ1702とデータ電極信号用ドライバ17
03と電圧作成部1706とにそれぞれ制御信号を送る
制御部1705とを含む。電圧作成部1706は後述す
るDC/DCコンバータ2101を含む。
は、画素をマトリックス状に配置した構成になってお
り、各画素は各走査電極線(Y1〜Ym)と各データ電
極線(X1〜Xn)との間に液晶表示素子1801を接
続した構成となっている。
ライバ1702は、図示しないシフトレジスタと、アナ
ログスイッチとを含む。データ電極信号用ドライバ17
03は、図示しないシフトレジスタと、ラッチ回路と、
アナログスイッチとを含む。走査電極信号用ドライバ1
702は、走査電極線(Y1〜Ym)に、ラッチパルス
LP、交流化信号Mに基づいて、それぞれ所定の電圧を
印加する。
バ1702の動作例を説明する。制御部1705から送
られたラッチパルスLPと交流化信号Mにより、選択さ
れたラインに対して選択期間1903、1904の間は
電圧作成部1706から送られた電圧値VHの電圧19
07aまたは電圧値VLの電圧1907dが印加され、
非選択期間の間は電圧値VMの電圧1907bが印加さ
れる。
レーム1901ではラッチパルスLP、交流化信号Mに
より、選択期間1903の間において電圧値VHの電圧
1907aを印加する。また次のBフレーム1902で
はラッチパルスLP、交流化信号Mにより、選択期間1
904の間において電圧値VLの電圧1907dを印加
する。一方非選択期間においては電圧値VMの電圧19
07bを印加する。
すると液晶材料の特性の劣化につながる。このため電圧
値VMの電圧1907bに対して対称な波形を印加する
必要がある。したがって、電圧値VLは以下の式の満た
す必要がある。
901の選択期間1905では電圧値VLの電圧190
7dを印加し、Bフレーム1902の選択期間1906
では電圧値VHの電圧1907aを印加する。
イバ1703の動作例を説明する。制御部1705から
送られたラッチパルスLPと交流化信号Mとデータ信号
Dとにより、電圧作成部1706から送られた電圧値V
1の電圧2008a、および電圧値VSの電圧2008
bが選択されたラインに印加される。
2009および(Xj 、Yi )の位置への印加波形20
11について説明する。
流化信号M、データ信号Dによりデータが点灯表示であ
れば実線2009aで示される電圧を印加する。また非
点灯表示であれば破線2009bで示される電圧を印加
する。
素子の表示が点灯表示であれば、Aフレーム2001の
Yi ライン選択期間2003では電圧値VSの電圧が印
加され、Bフレーム2002のYi ライン選択期間20
04では電圧値V1の電圧が印加される。
より示す。(Xj 、Yi )の液晶表示素子への印加波形
を波形2011により示す。実線2011aは点灯表示
のときの波形であり、破線2011bは非点灯表示のと
きの波形である。
圧の値は、点灯表示のときには、 Aフレームで、|VH| Bフレームで、|V1−VL| であり、また非点灯表示の時には、 Aフレームで、|VH−V1| Bフレームで、|VL| である。Aフレーム2001とBフレーム2002とで
液晶表示素子への印加電圧は等しくなければならない。
したがって、 |VL|=|VH−V1| よって、−VL=VH−V1となる。また電圧値VMの
電圧で考えると、V1=2×VMより、 VH−VM=VM−VL …式(1) となる。
な関係を有する複数の電圧を作成するために、電圧作成
部1706においてDC/DCコンバータを用いてい
た。
を用いる場合の例を説明する。ある電圧値VDの電圧を
DC/DCコンバータ2101に入力すると、前述した
関係を有する複数の電圧値VH、V1、VM、VS、お
よびVLを得ることができる。
DC/DCコンバータを用いた場合には、図24に示す
ように、低電流領域では電圧の変換効率が非常に低いと
いう課題があった。すなわち、出力電流が1〜2mAの
場合には、15〜25%の変換効率しか得られない。ま
たDC/DCコンバータはハイブリッドIC化されてい
るため、一定のサイズを持っている。このため搭載基板
のサイズをDC/DCコンバータのサイズ以上にする必
要があるという課題もあった。
機器の発展には目を見張るものがあり、携帯情報機器に
用いられる表示装置に対しても軽薄短小化/低消費電力
化などが要望されている。然るにDC/DCコンバータ
をそのまま用いた場合には、電力のロスが大きく、かつ
外形の制約を生じ、軽薄短小化/低消費電力化の要望に
反することになる。さらに、DC/DCコンバータは高
価な部品であるため、コストダウンが困難であるという
課題もあった。
たものであり、請求項1に記載の発明の目的は、低消費
電力化、省スペース化および低コスト化を図ることので
きる液晶表示装置のための電圧作成回路を提供すること
にある。
は、請求項1に記載の発明の目的に加え、安価な部品に
よる簡単な構成の回路で所定の複数の電圧から所要の電
位差を有する電圧を高い変換効率で作成することのでき
る液晶表示装置のための電圧作成回路を提供することに
ある。
回路を安価な部品による簡単な回路で構成し、高い変換
効率で所要の電位差の電圧を作成して低消費電力化、省
スペース化、および低コスト化を図るとともに、液晶表
示素子に印加された電圧を保持して、より一層の低消費
電力化を図ることのできる液晶表示装置を提供すること
にある。
発明は、基準電圧値VSと、予め定められる電圧値V
A、V1と、VM=(V1+VS)/2で定義される電
圧値VMとから(VA−VM)=(VM−VB)なる式
で定義される電圧値VBを作成するための、液晶表示装
置のための電圧作成回路であって、前記電圧値VAを与
える第1の電位線と、前記電圧値V1を与える第2の電
位線と、前記電圧値VMを与える電位線と、前記基準電
圧値VSを与える電位線とからなる電位線群と、前記電
圧値VBが導出される第3の電位線と、第1および第2
の端子を有する第1の容量と、第1の端子と、前記電位
線群のうちの予め定められた1本に接続された第2の端
子とを有し、かつ前記第1の容量の容量値と等しい容量
値を有する第2の容量と、前記第1の容量の前記第1の
端子を、前記第1の電位線と、前記電位線群のうちの前
記予め定められた1本とに選択的に接続するための第1
のスイッチング素子と、前記第1の容量の前記第2の端
子を、前記電位線群のうち前記予め定められた1本の電
位と前記電圧値VMに関して対称となる電位を与える電
位線と、前記第2の容量の前記第1の端子とに、選択的
に接続するための第2のスイッチング素子と、前記第1
および第2の容量の充放電が相補的に行なわれるように
前記第1および第2のスイッチング素子の接続の切換を
制御するための制御手段とを含み、前記第2の容量の前
記第1の端子は前記第3の電位線に接続されていること
を特徴とする。
は、第1のスイッチング素子により第1の容量の第1の
端子を第1の電位線に接続し、第2のスイッチング素子
により第1の容量の第2の端子を電位線群のうち予め定
められた1本の電位と電圧値VMに関して対称となる電
位線に接続して、第1の容量を充電するように第1およ
び第2のスイッチング素子を制御する制御動作と、第1
のスイッチング素子により第1の容量の第1の端子を電
位線群のうちの予め定められた1本に接続し、第2のス
イッチング素子により第1の容量の第2の端子を第2の
容量の第1の端子に接続して、第1の容量を放電させ、
放電した第1の容量の電荷で第2の容量を充電するよう
に第1および第2のスイッチング素子を制御する制御動
作とを交互に実行する。
1の容量を充電した電荷が、放電し、第1の容量の容量
値と等しい容量値を有する第2の容量を充電するという
第1および第2の容量の充放電が相補的に行なわれる。
このため第2の容量の第1の端子に接続された第3の電
位線の電圧値VBと第2の容量の第2の端子に接続され
た電位線群のうちの予め定められた1本の電圧値との電
位差は、第1の容量の第1の端子に接続された第1の電
位線の電圧値VAと第1の容量の第2の端子に接続され
た電位線群のうち予め定められた1本の電位と電圧値V
Mに関して対称となる電位を与える電位線の電圧値との
電位差と等しくなる。すなわち、電位線群のうち予め定
められた1本の電圧値を(VM+h)、電位線群のうち
予め定められた1本の電位と電圧値VMに関して対称と
なる電位を与える電位線の電圧値を(VM−h)とすれ
ば、 (VM+h)−VB=VA−(VM−h) となる。よって、(VA−VM)=(VM−VB)ここ
で、VA=VH、VB=VLとおけば、 (VH−VM)=(VM−VL) となり、電圧値VB(=VL)は、式(1)を満たすこ
とになる。この結果第2の容量の第1の端子に接続され
た第3の電位線において所要の条件を満たす電圧値VB
が作成される。
安価な部品による簡単な構成の回路で、所定の複数の電
圧から所要の電圧を高い変換効率で得ることができる。
この結果、低消費電力化、省スペース化、および低コス
ト化を図ることのできる液晶表示装置のための電圧作成
回路を得ることができる。
の発明であって、前記予め定められた1本は、前記電圧
値VMを与える電位線であることを特徴とする。
に記載の発明の作用に加え、制御手段は、第1のスイッ
チング素子により第1の容量の第1の端子を第1の電位
線に接続し、第2のスイッチング素子により第1の容量
の第2の端子を電圧値VMを与える電位線に接続して、
第1の容量を充電するように第1および第2のスイッチ
ング素子を制御する制御動作と、第1のスイッチング素
子により第1の容量の第1の端子を電圧値VMを与える
電位線に接続し、第2のスイッチング素子により第1の
容量の第2の端子を第2の容量の第1の端子に接続し
て、第1の容量を放電させ、放電した第1の容量の電荷
で第2の容量を充電するように第1および第2のスイッ
チング素子を制御する制御動作とを交互に実行する。
値VMを与える電位線の電圧値VMとの電位差は、第1
の電位線の電圧値VAと電圧値VMを与える電位線の電
圧値VMとの電位差と等しくなる。すなわち、 VM−VB=VA−VM ここで、VA=VH、VB=VLとおけば、VM−VL
=VH−VM となり、電圧値VB(=VL)は式(1)を満たす。こ
の結果第3の電位線において所要の条件を満たす電圧値
VBが作成される。
の発明であって、前記予め定められた1本は、前記電圧
値V1を与える第2の電位線であることを特徴とする。
に記載の発明の作用に加え、制御手段は、第1のスイッ
チング素子により第1の容量の第1の端子を第1の電位
線に接続し、第2のスイッチング素子により第1の容量
の第2の端子を電位線群のうち予め定められた1本であ
る第2の電位線の電圧値V1と電圧値VMに対して対称
となる基準電圧値VSを与える電位線に接続して、第1
の容量を充電するように第1および第2のスイッチング
素子を制御する制御動作と、第1のスイッチング素子に
より第1の容量の第1の端子を電位線群のうちの予め定
められた1本である第2の電位線に接続し、第2のスイ
ッチング素子により第1の容量の第2の端子を第2の容
量の第1の端子に接続して、第1の容量を放電させ、放
電した第1の容量の電荷で第2の容量を充電するように
第1および第2のスイッチング素子を制御する制御動作
とを交互に実行する。
値V1を与える第2の電位線の電圧値V1との電位差
は、第1の電位線の電圧値VAと電圧値VSを与える電
位線の電圧値VSとの電位差と等しくなる。すなわち、 V1−VB=VA−VS が成り立つ。ここでVA=VH、VB=VLとおけば、 V1−VL=VH−VS が成り立つ。よって、V1+VS=VH+VLここで、
VM=(V1+VS)/2であるから、 2×VM=VH+VL すなわち、VM−VL=VH−VMとなり、電圧値VB
(=VL)は式(1)を満たす。この結果第3の電位線
において所要の条件を満たす電圧値VBが作成される。
の発明であって、前記予め定められた1本は、前記電圧
値VSを与える電位線であることを特徴とする。
に記載の発明の作用に加え、制御手段は、第1のスイッ
チング素子により第1の容量の第1の端子を第1の電位
線に接続し、第2のスイッチング素子により第1の容量
の第2の端子を電位線群のうち予め定められた1本であ
る電圧値VSを与える電位線の電圧値VSと電圧値VM
に対して対称となる電圧値V1を与える第2の電位線に
接続して、第1の容量を充電するように第1および第2
のスイッチング素子を制御する制御動作と、第1のスイ
ッチング素子により第1の容量の第1の端子を電位線群
のうちの予め定められた1本である基準電圧値VSを与
える電位線に接続し、第2のスイッチング素子により第
1の容量の第2の端子を第2の容量の第1の端子に接続
して、第1の容量を放電させ、放電した第1の容量の電
荷で第2の容量を充電するように第1および第2のスイ
ッチング素子を制御する制御動作とを交互に実行する。
値VSを与える第2の電位線の電圧値VSとの電位差
は、第1の電位線の電圧値VAと第2の電位線の電圧値
V1との電位差と等しくなる。すなわち、 VS−VB=VA−V1 が成り立つ。ここでVA=VH、VB=VLとおけば、 VS−VL=VH−V1 が成り立つ。よって、V1+VS=VH+VLここで、
VM=(V1+VS)/2であるから、 2×VM=VH+VL すなわち、VM−VL=VH−VMとなり、電圧値VB
(=VL)は式(1)を満たす。この結果第3の電位線
において所要の条件を満たす電圧値VBが作成される。
の発明であって、前記電圧値VAは、前記基準電圧値V
Sに対して正の極性を有する電圧値VHであり、前記電
圧VBは、前記基準電圧値VSに対して逆極性を有する
電圧値VLであることを特徴とする。
値VMを与える電位線の電圧値VMとの電位差は、第1
の電位線の電圧値VHと電圧値VMを与える電位線の電
圧値VMとの電位差と等しくなる。すなわち、 VM−VL=VH−VM となり、電圧値VLは式(1)を満たす。この結果第3
の電位線において所要の条件を満たす電圧値VLが作成
される。
の発明であって、前記電圧値VAは、前記基準電圧値V
Sに対して逆極性を有する電圧値VLであり、前記電圧
VBは、前記基準電圧値VSに対して正の極性を有する
電圧値VHであることを特徴とする。
値VMを与える電位線の電圧値VMとの電位差は、第1
の電位線の電圧値VLと電圧値VMを与える電位線の電
圧値VMとの電位差とが等しくなる。すなわち、 VM−VH=VL−VM したがって、VH−VM=VM−VLとなり、電圧値V
Hは式(1)を満たす。この結果第3の電位線において
所要の条件を満たす電圧値VHが作成される。
の発明であって、前記第1のスイッチング素子および前
記第2のスイッチング素子の少なくとも1つはMOS型
FETであることを特徴とする。
安価な部品による簡単な構成の回路で、所定の複数の電
圧から所要の電圧を高い変換効率で得ることができる。
この結果、低消費電力化、省スペース化、および低コス
ト化を図ることのできる液晶表示装置のための電圧作成
回路を得ることができる。
列された複数の走査側電極と、前記複数の走査側電極に
交差する方向に互いに平行に配列された複数のデータ側
電極と、前記複数の走査側電極と前記複数のデータ側電
極との間にそれぞれ設けられ、前記走査側電極の各々と
前記データ側電極の各々とに接続された複数の表示手段
と、前記複数の走査側電極に接続され、前記走査側電極
に書込電流を線順次に印加するための走査電極用ドライ
バと、前記複数のデータ側電極に接続され、前記データ
側電極に点灯表示/非点灯表示に対応する変調電圧を印
加するためのデータ電極用ドライバと、前記走査電極用
ドライバと前記データ電極用ドライバとに所定の複数種
類の電圧を供給するための電圧作成手段とを含み、前記
表示手段の各々は、液晶表示素子と、前記液晶表示素子
に直列に接続された2端子型非線形素子とを含む液晶表
示装置であって、前記所定の複数種類の電圧は、基準電
圧値VSと、予め定められる電圧値VA、V1と、VM
=(V1+VS)/2で定義される電圧値VMと、(V
A−VM)=(VM−VB)なる式で定義される電圧値
VBとを含み、前記電圧作成手段は、前記電圧値VS、
VA、V1、およびVMから前記電圧値VBを作成する
ためのものであって、前記電圧値VAを与える第1の電
位線と、前記電圧値V1を与える第2の電位線と、前記
電圧値VMを与える電位線と、前記基準電圧値VSを与
える電位線とからなる電位線群と、前記電圧値VBが導
出される第3の電位線と、第1および第2の端子を有す
る第1の容量と、第1の端子と、前記電位線群のうちの
予め定められた1本に接続された第2の端子とを有し、
かつ前記第1の容量の容量値と等しい容量値を有する第
2の容量と、前記第1の容量の前記第1の端子を、前記
第1の電位線と、前記電位線群のうちの前記予め定めら
れた1本とに選択的に接続するための第1のスイッチン
グ素子と、前記第1の容量の前記第2の端子を、前記電
位線群のうち前記予め定められた1本の電位と前記電圧
値VMに関して対称となる電位を与える電位線と、前記
第2の容量の前記第1の端子とに、選択的に接続するた
めの第2のスイッチング素子と、前記第1および第2の
容量の充放電が相補的に行なわれるように前記第1およ
び第2のスイッチング素子の接続の切換を制御するため
の制御手段とを含み、前記第2の容量の前記第1の端子
は前記第3の電位線に接続されていることを特徴とす
る。
は、第1のスイッチング素子により第1の容量の第1の
端子を第1の電位線に接続し、第2のスイッチング素子
により第1の容量の第2の端子を電位線群のうち予め定
められた1本の電位と電圧値VMに関して対称となる電
位線に接続して、第1の容量を充電するように第1およ
び第2のスイッチング素子を制御する制御動作と、第1
のスイッチング素子により第1の容量の第1の端子を電
位線群のうちの予め定められた1本に接続し、第2のス
イッチング素子により第1の容量の第2の端子を第2の
容量の第1の端子に接続して、第1の容量を放電させ、
放電した第1の容量の電荷で第2の容量を充電するよう
に第1および第2のスイッチング素子を制御する制御動
作とを交互に実行して、所定の複数種類の電圧を作成す
る。
の電圧を走査電極信号用ドライバとデータ電極信号用ド
ライバとに供給する。2端子非線形素子は走査電極信号
用ドライバおよびデータ電極信号用ドライバにより供給
された電圧がある所定の電圧を超えれば電流を流し、液
晶表示素子に電圧を印加することができる。電圧が印加
された液晶表示素子には電荷が蓄積されるが、この蓄積
された電荷が2端子非線形素子により液晶表示素子に保
持されることになる。
る電圧がある所定の電圧を超えない限り、液晶表示素子
に蓄積された電荷は放電しない。
価な部品による簡単な構成の回路で、所定の複数の電圧
から所要の電圧を高い変換効率で得ることができると同
時に、液晶表示素子に加えるべき電流が少なくて済む。
このため省スペース化、低コスト化とともに、より一層
の低消費電力化を図ることのできる液晶表示装置を得る
ことができる。
参照して説明する。図1を参照して、本実施の形態1に
係る液晶表示装置の全体構成を説明する。図19で説明
した従来の液晶表示装置と同一の要素には同一の参照符
号を付している。これらについての詳細な説明はここで
は繰返さない。
の液晶表示装置と異なる点は、DC/DCコンバータ2
101を含む電圧作成部1706に代えて、電圧作成回
路12を含む電圧作成部1706aを設けた点、および
液晶表示素子1801を含む表示パネル1701に代え
て、後述する2端子非線形素子を含む表示パネル170
1aを設けた点である。
圧作成回路12について説明する。電圧作成回路12
は、基準電圧値VSを与える基準電位線104bと、一
端が基準電位線104bに接続され基準電圧値VSに対
して正の極性の電圧値VEの電圧を供給する電源101
と、一端が基準電位線104bに接続され電圧値V1の
電圧を供給する電源102と、一端が基準電位線104
bに接続され、VM=(V1+VS)/2で定義される
電圧値VMの電圧を供給する電源103と、電源101
の他端に接続され電圧値VEを与える第1の電位線10
1bと、電源102の他端に接続され、基準電圧値VS
と電圧値VMに関して対称となる電圧値V1の電圧を与
える第2の電位線102bと、電源103に接続され電
圧値VMの電圧を与える電位線103bと、電圧値VL
の電圧が導出される第3の電位線105bと、端子10
6aおよび106bを有するコンデンサ106と、端子
107aと、電位線103bに接続された端子107b
とを有しコンデンサ106の容量値Cと等しい容量値C
を有するコンデンサ107と、コンデンサ106の端子
106aを、電位線101bと電位線103bとに選択
的に接続するためのスイッチング素子S1と、コンデン
サ106の端子106bを、電位線103bとコンデン
サ107の端子107aとに選択的に接続するためのス
イッチング素子S2と、スイッチング素子S1およびS
2に接続され、コンデンサ106およびコンデンサ10
7の充放電が相補的に行なわれるようにスイッチング素
子S1およびS2の接続の切換を制御するためのスイッ
チング制御部108と、電位線101b、102b、1
03b、104b、および105bにそれぞれ接続され
る出力端子101a、102a、103a、104a、
および105aとを含む。
6の端子106aに接続される端子S1aと、電位線1
01bに接続される端子S1bと、電位線103bに接
続される端子S1cとを含む。スイッチング素子S2
は、コンデンサ106の端子106bに接続される端子
S2aと、電位線103bに接続される端子S2bと、
コンデンサ107の端子107aに接続される端子S2
cとを含む。
説明する。図3を参照して、スイッチング制御部108
により、スイッチング素子S1およびS2が実線方向に
接続(S1a−S1b、S2a−S2b)されると、矢
印201に示す方向に電流が流れ、(VE−VM)に相
当する電荷がコンデンサ106に充電される。
108により、スイッチング素子S1およびS2が破線
方向に接続(S1a−S1c、S2a−S2c)される
と、矢印301に示す方向に電流が流れ、コンデンサ1
06に充電された(VE−VM)に相当する電荷が放電
し、コンデンサ107に充電される。スイッチング制御
部108は、10kHz程度のスピードで、この切換制
御を行なう。このためコンデンサ106は、10kHz
程度のスピードで、電源101からの充電とコンデンサ
107への放電を繰返す。同様にコンデンサ107は、
10kHz程度のスピードでコンデンサ106からの充
電と出力端子を介した外部への放電を繰返す。すなわち
コンデンサ106および107の充放電が相補的に行な
われる。
線103bに接続されているため、出力端子105aの
電圧値VLは、 VL=VM−(VE−VM)=−(VE−2×VM) となる。ここで、VE=VHとおくと、 VH−VM=VM−VL となり、出力端子105aの電圧値VLは、前述した式
(1)を満たすことになる。
定の電圧値VE(=VH)、V1、VM、およびVSか
ら、VH−VM=VM−VLという所要の一定電位差を
有する電圧値VLを、スイッチング素子とコンデンサと
を用いた簡易な構成により、高い変換効率で作成するこ
とができる。このためDC/DCコンバータを用いて作
成する場合と比較して、低消費電力化を図ることができ
るとともに、基板のサイズを小型化できるため省スペー
ス化が可能となり、さらに低コスト化を実現することの
できる液晶表示装置のための電圧作成回路を提供するこ
とができる。
示パネル1701aについて説明する。図20で説明し
た表示パネル1701と同一の要素には同一の参照符号
を付している。これらについての詳細な説明はここでは
繰返さない。
イッチング素子として2端子非線形素子1601を用い
ている。2端子非線形素子1601は走査電極Y1〜走
査電極Ymとデータ電極X1〜データ電極Xnとがそれ
ぞれ交差する部分の各画素ごとに液晶表示素子1801
と直列に接続されている。2端子非線形素子1601
は、所定のバイアス電圧以上の電圧が印加されると、電
流を通過させるので、液晶表示素子1801に印加され
た電圧は2端子非線形素子1601により、保持され
る。このため2端子非線形素子1601を用いない場合
において液晶表示素子1801に印加された電圧が放電
する場合に比べて、液晶表示素子1801へ加えるべき
電流が少なくてすむ。したがって電源に対する負荷を軽
くすることができる。このためDC/DCコンバータを
用いた場合と比較して、電力のロスを小さくすることが
できる。
イッチング素子とコンデンサとを用いた簡易な構成によ
る電圧作成回路を、2端子非線形素子を用いた液晶表示
パネルに対して適用できるので、より一層の低消費電力
化を図ることのできる液晶表示装置を提供することがで
きる。
に係る電圧作成回路について説明する。実施の形態1に
係る電圧作成回路と同一の要素には同一の参照符号を付
している。これらについての詳細な説明はここでは繰返
さない。
施の形態1に係る電圧作成回路と異なる点は、スイッチ
ング素子S1の端子S1cが、第2の電位線102bに
接続される点、およびスイッチング素子S2の端子S2
bが基準電位線104bに接続される点である。
説明する。図7を参照して、スイッチング制御部108
により、スイッチング素子S1、S2が実線方向に接続
(S1a−S1b、S2a−S2b)されると、矢印5
01に示す方向に電流が流れ、(VE−VS)に相当す
る電荷がコンデンサ106に充電される。
8により、スイッチング素子S1、S2が破線方向に接
続(S1a−S1c、S2a−S2c)されると、矢印
601に示す方向に電流が流れ、コンデンサ106に充
電された(VE−VS)に相当する電荷は放電し、コン
デンサ107に充電される。実施の形態1の場合と同様
に、スイッチング制御部108は、10kHz程度のス
ピードで、この切換制御を行なう。このためコンデンサ
106は10kHz程度のスピードで、電源101から
の充電とコンデンサ107への放電を繰返す。コンデン
サ107は、同様に10kHz程度のスピードでコンデ
ンサ106からの充電と出力端子を介した外部への放電
を繰返す。すなわち、コンデンサ106および107の
充放電が相補的に行なわれる。以下同様である。
1を与える第2の電位線102bが基準となっているた
め、出力端子105aの電位VLは、 VL=V1−(VE−VS)=(V1+VS)−VE となる。VM=(V1+VS)/2であるから、 VL=2×VM−VE ここで、VE=VHであるから、VL=2×VM−VH
となり、 VH−VM=VM−VL となる。よって出力端子105aの電位VLは、前述し
た式(1)を満たすことになる。
圧作成回路を説明する。本実施の形態3に係る電圧作成
回路が本実施の形態1に係る電圧作成回路と異なる点
は、スイッチング素子S1の端子S1cが、基準電位線
104bに接続される点、およびスイッチング素子S2
の端子S2bが第2の電位線102bに接続される点で
ある。
れを説明する。図10を参照して、スイッチング制御部
108により、スイッチング素子S1、S2が実線方向
に接続(S1a−S1b、S2a−S2b)されると、
矢印801に示す方向に電流が流れ、(VE−V1)に
相当する電荷がコンデンサ106に充電される。
08により、スイッチング素子S1、S2が破線方向に
接続(S1a−S1c、S2a−S2c)されると、矢
印901に示す方向に電流が流れ、コンデンサ106に
充電された(VE−V1)に相当する電荷は放電し、コ
ンデンサ107に充電される。
なっているため、出力端子105aの電圧VLは、 VL=VS−(VE−V1)=(V1+VS)−VE となる。VM=(V1+VS)/2であるから、 VL=2×VM−VE ここで、VE=VHであるから、VL=2×VM−VH
となり、 VH−VM=VM−VL となる。よって出力端子105aの電圧VLは前述した
式(1)を満たすことになる。
電圧作成回路を説明する。本実施の形態4に係る電圧作
成回路は、先に図2〜図4で説明した本実施の形態1に
係る電圧作成回路12の電圧VEを有する電源101が
基準電位VSに対して、逆極性となるように配置された
場合の例である。電圧作成回路12cは、基準電圧値V
Sを与える基準電位線104bと、一端が基準電位線1
04bに接続され基準電圧値VSに対し逆極性の電圧値
VEの電圧を供給する電源101と、一端が基準電位線
104bに接続され電圧値V1の電圧を供給する電源1
02と、一端が基準電位線104bに接続され、VM=
(V1+VS)/2で定義される電圧値VMの電圧を供
給する電源103と、電源101の他端に接続され電圧
値VEを与える第1の電位線101bと、電源102の
他端に接続され、基準電圧値VSと電圧値VMに関して
対称となる電圧値V1の電圧を与える第2の電位線10
2bと、電源103に接続され電圧値VMの電圧を与え
る電位線103bと、電圧値VHの電圧が導出される第
3の電位線105bと、端子106aおよび106bを
有するコンデンサ106と、端子107aと、電位線1
05bに接続された端子107bとを有しコンデンサ1
06の容量値Cと等しい容量値Cを有するコンデンサ1
07と、コンデンサ106の端子106aを、電位線1
01bと電位線103bとに選択的に接続するためのス
イッチング素子S1と、コンデンサ106の端子106
bを、電位線103bとコンデンサ107の端子107
aとに選択的に接続するためのスイッチング素子S2
と、スイッチング素子S1およびS2に接続され、コン
デンサ106およびコンデンサ107の充放電が相補的
に行なわれるようにスイッチング素子S1およびS2の
接続の切換を制御するためのスイッチング制御部108
と、電位線101b、102b、103b、104b、
および105bにそれぞれ接続される出力端子101
a、102a、103a、104a、および105aと
を含む。
の端子106aに接続される端子S1aと、電位線10
1bに接続される端子S1bと、電位線103bに接続
される端子S1cとを含む。
の端子106bに接続される端子S2aと、電位線10
3bに接続される端子S2bと、コンデンサ107の端
子107bに接続される端子S2cとを含む。
れを説明する。図13を参照して、スイッチング制御部
108により、スイッチング素子S1、S2が実線方向
に接続(S1a−S1b、S2a−S2b)されると、
矢印1101に示す方向に電流が流れ、 (VM−(−VE))=(VM+VE) に相当する電荷がコンデンサ106に充電される。図1
4を参照して、次にスイッチング制御部108により、
スイッチング素子S1、S2が破線方向に接続(S1a
−S1c、S2a−S2c)されると、矢印1201に
示す方向に電流が流れ、コンデンサ106に充電された
(VM+VE)に相当する電荷は放電し、コンデンサ1
07に充電される。
位線103bが基準となっているため、出力端子101
aの電圧値VHは、 VH=VM+(VM+VE)=2×VM+VE となる。ここで、VE=−VLとおくと、 VH=2×VM−VL VH−VM=VM−VL となる。よって出力端子101aの電圧値VHは前述し
た式(1)を満たすことになる。
圧作成回路についても、同様に基準電位VSに対して、
電圧値VEの電源101が逆極性になるように配置する
ことにより、電圧値VLから電圧値VHを作成すること
ができる。
電圧作成回路を説明する。本実施の形態5に係る電圧作
成回路は、先に図2〜図4で説明した本実施の形態1に
係る電圧作成回路12のスイッチング素子として、MO
S(Metal Oxide Semiconductor )型FET(Field Ef
fect Transistor )を用いた場合の例である。
イッチング素子S1aは、Pch−MOS型FET13
07と、Nch−MOS型FET1311と、ダイオー
ド1306と、ダイオード1310と、抵抗1305
と、抵抗1309と、コンデンサ1304と、コンデン
サ1308と、制御信号Sp用入力端子1322と、制
御信号Sn用入力端子1323とを含む。
当するスイッチング素子S2aは、Pch−MOS型F
ET1315と、Nch−MOS型FET1319と、
ダイオード1314と、ダイオード1318と、抵抗1
313と、抵抗1317と、コンデンサ1312と、コ
ンデンサ1316と、制御信号Sp用入力端子1322
と、制御信号Sn用入力端子1323とを含む。
Sp、Snの作成回路について説明する。制御信号作成
回路1400は、CR(コンデンサ・抵抗)発振回路1
401と、積分回路1410とを含む。CR発振回路1
401は、図17に示す信号CLKを作成する。積分回
路1410は、NOT回路1402、1409と、NA
ND(Not AND )回路1405、1408と、抵抗14
03、1406と、コンデンサ1404、1407とを
含む。積分回路1410は、遅延時間tdを作成し、制
御信号Sp、Snを作成する。
入力され、期間tpにおいてPch−MOS型FETを
オンする。制御信号SnはNch−MOS型FETに入
力され、期間tnにおいてNch−MOS型FETをオ
ンする。遅延時間tdはPch−MOS型FETとNc
h−MOS型FETを同時にオンさせないための時間で
ある。
る。スイッチング制御部108により、期間tpでは、
Pch−MOS型FET1307、1315がオン状態
になり、実線の矢印1501に示す方向に電流が流れ
る。したがってコンデンサ106に(VE−VM)に相
当する電荷が充電される。次に期間tnでNch−MO
S型FET1311、1319がオン状態になり、破線
の矢印1502の方向に電流が流れる。したがってコン
デンサ106に充電された(VE−VM)に相当する電
荷が放電し、コンデンサ107に充電される。
位線103bが基準になっているため、出力端子105
aの電圧値VLは、 VL=VM−(VE−VM)=−(VE−2×VM) となる。ここで、VE=VHとおくと、 VH−VM=VM−VL となる。よって出力端子105aの電圧値VLは前述し
た式(1)を満たすことになる。
よび4に係る電圧作成回路についても、スイッチング素
子にMOS型FETを用いて電圧作成回路を構成するこ
とができる。
回路によれば、所定の電圧から所要の一定電位差を有す
る電圧を、スイッチング素子、MOS型FET、コンデ
ンサ等を用いた簡単な構成により高い変換効率で作成す
ることができる。このためDC/DCコンバータを用い
て作成する場合に比較して、低消費電力化を図ることが
できるとともに、基板のサイズを小型化できるため省ス
ペース化が可能となり、さらに低コスト化を実現するこ
とのできる液晶表示装置およびそのための電圧作成回路
を提供することができる。
た場合と比較して、約1/3に低減することができる。
スペースは体積比で約1/5にすることができる。また
部品レイアウトが自由にできるため、体積比以上にスペ
ースの有効活用が可能となる。さらに高価な部品である
DC/DCコンバータを使用せず、安価な部品に置換え
ることができるため、コストの低減を実現することがで
きる。
示すブロック図である。
図である。
図である。
図である。
を示す回路図である。
図である。
図である。
図である。
図である。
明図である。
明図である。
明図である。
明図である。
明図である。
明図である。
作成回路の説明図である。
の説明図である。
明図である。
ク図である。
図である。
号波形を示す図である。
号波形を示す図である。
換効率の例を示す図である。
イッチング素子の端子
Claims (8)
- 【請求項1】 基準電圧値VSと、予め定められる電圧
値VA、V1と、VM=(V1+VS)/2で定義され
る電圧値VMとから(VA−VM)=(VM−VB)な
る式で定義される電圧値VBを作成するための、液晶表
示装置のための電圧作成回路であって、 前記電圧値VAを与える第1の電位線と、 前記電圧値V1を与える第2の電位線と、前記電圧値V
Mを与える電位線と、前記基準電圧値VSを与える電位
線とからなる電位線群と、 前記電圧値VBが導出される第3の電位線と、 第1および第2の端子を有する第1の容量と、 第1の端子と、前記電位線群のうちの予め定められた1
本に接続された第2の端子とを有し、かつ前記第1の容
量の容量値と等しい容量値を有する第2の容量と、 前記第1の容量の前記第1の端子を、前記第1の電位線
と、前記電位線群のうちの前記予め定められた1本とに
選択的に接続するための第1のスイッチング素子と、 前記第1の容量の前記第2の端子を、前記電位線群のう
ち前記予め定められた1本の電位と前記電圧値VMに関
して対称となる電位を与える電位線と、前記第2の容量
の前記第1の端子とに、選択的に接続するための第2の
スイッチング素子と、 前記第1および第2の容量の充放電が相補的に行なわれ
るように前記第1および第2のスイッチング素子の接続
の切換を制御するための制御手段とを含み、 前記第2の容量の前記第1の端子は前記第3の電位線に
接続されている、液晶表示装置のための電圧作成回路。 - 【請求項2】 前記予め定められた1本は、前記電圧値
VMを与える電位線である、請求項1に記載の液晶表示
装置のための電圧作成回路。 - 【請求項3】 前記予め定められた1本は、前記電圧値
V1を与える第2の電位線である、請求項1に記載の液
晶表示装置のための電圧作成回路。 - 【請求項4】 前記予め定められた1本は、前記電圧値
VSを与える電位線である、請求項1に記載の液晶表示
装置のための電圧作成回路。 - 【請求項5】 前記電位値VAは、前記基準電圧値VS
に対して正の極性を有する電圧値VHであり、 前記電圧値VBは、前記基準電圧値VSに対して逆極性
を有する電圧値VLである、請求項1に記載の液晶表示
装置のための電圧作成回路。 - 【請求項6】 前記電圧値VAは、前記基準電圧値VS
に対して逆極性を有する電圧値VLであり、 前記電圧値VBは、前記基準電圧値VSに対して正の極
性を有する電圧値VHである、請求項1に記載の液晶表
示装置のための電圧作成回路。 - 【請求項7】 前記第1のスイッチング素子および前記
第2のスイッチング素子の少なくとも1つはMOS型F
ETである、請求項1に記載の液晶表示装置のための電
圧作成回路。 - 【請求項8】 互いに平行に配列された複数の走査側電
極と、 前記複数の走査側電極に交差する方向に互いに平行に配
列された複数のデータ側電極と、 前記複数の走査側電極と前記複数のデータ側電極との間
にそれぞれ設けられ、前記走査側電極の各々と前記デー
タ側電極の各々とに接続された複数の表示手段と、 前記複数の走査側電極に接続され、前記走査側電極に書
込電流を線順次に印加するための走査電極用ドライバ
と、 前記複数のデータ側電極に接続され、前記データ側電極
に点灯表示/非点灯表示に対応する変調電圧を印加する
ためのデータ電極用ドライバと、 前記走査電極用ドライバと前記データ電極用ドライバと
に所定の複数種類の電圧を供給するための電圧作成手段
とを含み、 前記表示手段の各々は、液晶表示素子と、前記液晶表示
素子に直列に接続された2端子型非線形素子とを含む液
晶表示装置であって、 前記所定の複数種類の電圧は、基準電圧値VSと、予め
定められる電圧値VA、V1と、VM=(V1+VS)
/2で定義される電圧値VMと、(VA−VM)=(V
M−VB)なる式で定義される電圧値VBとを含み、 前記電圧作成手段は、前記電圧値VS、VA、V1、お
よびVMから前記電圧値VBを作成するためのものであ
って、 前記電圧値VAを与える第1の電位線と、 前記電圧値V1を与える第2の電位線と、前記電圧値V
Mを与える電位線と、前記基準電圧値VSを与える電位
線とからなる電位線群と、 前記電圧値VBが導出される第3の電位線と、 第1および第2の端子を有する第1の容量と、 第1の端子と、前記電位線群のうちの予め定められた1
本に接続された第2の端子とを有し、かつ前記第1の容
量の容量値と等しい容量値を有する第2の容量と、 前記第1の容量の前記第1の端子を、前記第1の電位線
と、前記電位線群のうちの前記予め定められた1本とに
選択的に接続するための第1のスイッチング素子と、 前記第1の容量の前記第2の端子を、前記電位線群のう
ち前記予め定められた1本の電位と前記電圧値VMに関
して対称となる電位を与える電位線と、前記第2の容量
の前記第1の端子とに、選択的に接続するための第2の
スイッチング素子と、 前記第1および第2の容量の充放電が相補的に行なわれ
るように前記第1および第2のスイッチング素子の接続
の切換を制御するための制御手段とを含み、 前記第2の容量の前記第1の端子は前記第3の電位線に
接続されている、液晶表示装置。
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