JP3281290B2 - 電圧作成回路およびこれを備えた液晶表示装置 - Google Patents

電圧作成回路およびこれを備えた液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶表示装
置のように容量性表示素子を用いた表示装置を駆動する
ための電圧作成回路に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の情報化社会の中で、移動体情報端
末、特に携帯情報端末(PDA:Personal Digital Ass
istants )が注目されている。この携帯情報端末の一つ
の課題が低消費電力化である。携帯情報端末の表示装置
としての主流が液晶表示装置であるが、この液晶表示装
置にも低消費電力化の要望は大きい。
【0003】液晶表示装置には大別してパッシブマトリ
クスタイプとアクティブマトリクスタイプがあり、後者
の方が表示品位に優れた特徴を示す。アクティブマトリ
クスタイプには、スイッチング素子として、TFT(Th
in Film Transistor)等の3端子型非線形素子を用いた
ものと、MIM(Metal Insulator Metal)等の2端子
型非線形素子を用いたものとがある。2端子型は3端子
型に比較して製造工程が簡素なため、ローコストである
こと、および2端子で電極配線が簡素であるので画素の
開口率が高い、という優位性がある。
【0004】上記の2端子非線形素子を用いたアクティ
ブマトリクスタイプ液晶表示装置では、電圧平均化法に
よって、高いコントラスト及び均一な表示が実現できる
が、残像(焼き付き)が発生しやすいという問題点を有
している。残像を軽減するために、例えば特開平8−2
62406号公報に開示された駆動方法では、走査電極
信号の1選択期間を3つの電圧レベルに切り換える方法
(三分割駆動法)を使用している。
【0005】ここで、従来の三分割駆動法について説明
する。まず、液晶表示装置の一般的な構成について、図
3を参照しながら説明する。
【0006】この液晶表示装置は、液晶表示パネル50
を備えている。液晶表示パネル50は、データ電極線X
1〜Xn、及び走査電極線Y1〜Ymを備えている。上
記液晶表示装置は、さらに、液晶表示パネル50を駆動
するために、制御信号を生成する制御部55、制御信号
に応じて電圧を生成する電圧作成回路51・53、電圧
作成回路53で生成された電圧をもとに走査信号を生成
して走査電極線Y1〜Ymへ印加する走査電極ドライバ
54、及び電圧作成回路51で生成された電圧をもとに
データ信号を生成してデータ電極線X1〜Xnへ印加す
るデータ電極ドライバ52を備えている。
【0007】次に、図16を参照しながら、三分割駆動
法で用いられる各種の信号について説明する。図16に
示すVP は、走査電極線Y1〜Ymへ印加される走査信
号である。走査信号VP は以下のように作成される。
【0008】電圧作成回路53は、走査電極ドライバ入
力信号VH ・VL ・VM を作成し、走査電極ドライバ5
4へ入力する。ここで、走査電極ドライバ入力信号VH
は、電圧値V1 またはV2 が交互に表れる矩形波であ
り、走査電極ドライバ入力信号VL は、電圧値V4 また
はV5 が交互に表れる矩形波である。なお、走査電極ド
ライバ入力信号VM は、非選択電圧としての一定電圧で
ある。
【0009】走査電極ドライバ54では、走査クロック
信号LP、走査開始信号S、及び交流化反転信号Mによ
る制御信号に従い、走査電極ドライバ入力信号VH ・V
L ・VM に基づいて、走査信号VP が作成される。すな
わち、走査電極ドライバ54は、選択期間TS において
走査電極ドライバ入力信号VH またはVL を選択的に出
力し、非選択期間において非選択電圧として走査電極ド
ライバ入力信号VM を出力することにより、走査信号V
P を作成する。
【0010】電圧作成回路53は、走査電極ドライバ入
力信号VH あるいは走査電極ドライバ入力信号VL のよ
うに、異なる2レベルの電圧を交互に出力する矩形波を
作成するために、例えば図17に示すような電圧切り換
え回路を備えている。図17に示す電圧切り換え回路
は、走査電極ドライバ入力信号VH を生成するために、
p−chMOS型トランジスタ151とn−chMOS
型トランジスタ152とを備えている。制御信号CS1
・CS2によって、p−chMOS型トランジスタ15
1とn−chMOS型トランジスタ152とが交互にオ
ン・オフ動作を繰り返すように制御することにより、入
力電圧V2 ・V1 が出力電圧VO として交互に出力さ
れ、走査電極ドライバ入力信号VH が作成される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図18は、図15に示
す電圧切り換え回路の出力電圧VO と、出力電流IO
の関係を示す波形図である。液晶をはじめとする容量性
素子に出力電圧VO のような電圧が加えられると、高い
電圧V2 から低い電圧V1 へ切り換わるタイミングで、
電流IO の波形で見られるように、逆電流aが生じる。
この逆電流aが電力の浪費の原因となり、消費電力を増
大させるという問題があった。また、この電圧切り換え
回路では、出力電圧と同レベルの入力電圧が必要とされ
る。このため、電圧切り換えを行う周辺部材に出力レベ
ル以上の耐圧が要求され、製造コストを上昇させる要因
となっていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1記載の表示装置の電圧作成回路は、容量
性素子を有する表示装置へ電圧を供給する電圧作成回路
において、上記表示装置へ接続される出力端子と、電圧
a ,Vb をそれぞれ入力する入力端子と、上記入力端
子と出力端子との間に設けられ、第1および第2の状態
間で切り換え動作を行うスイッチ素子と、上記スイッチ
素子と上記出力端子との間に設けられたコンデンサと、
上記コンデンサと並列に接続された整流素子とを備え、
スイッチ素子が第1の状態にあるときに、出力端子から
電圧Va を出力すると共に、上記コンデンサの充電を行
い、スイッチ素子が第2の状態にあるときに、入力端子
から入力される電圧Va ,Vb のいずれか一方と上記コ
ンデンサに充電された電圧Vc との和電圧Vd を出力端
子から出力し、スイッチ素子が上記第2の状態から上記
第1の状態に切り換わるときに、上記出力端子を介して
上記容量性素子から逆電流を上記整流素子によって導
き、上記コンデンサに充電し、a ,Vd は基準電圧に
対して同極性であり、|Va |<|Vd |、かつ|Vb
|<|Vd |であることを特徴とする。
【0013】上記の構成によれば、スイッチ素子が第1
の状態にあるときは、入力端子から入力された電圧Va
がそのまま出力端子から出力されると共に、コンデンサ
が充電される。そして、スイッチ素子が第2の状態へ切
り換わったときに、入力電圧Va およびVb のいずれか
一方とコンデンサに充電された電圧Vc との和電圧Vd
が、出力端子から出力される。すなわち、スイッチ素子
の切り換え動作に従って、出力端子から、電圧Va およ
びVd が交互に出力されることとなる。この出力電圧V
a およびVd は、基準電圧に対して同極性であり、|V
a |<|Vd |であることから、出力電圧がVd からV
a へ切り換わるとき、すなわちスイッチ素子が第2の状
態から第1の状態へ切り換わった直後には、表示装置の
容量性素子に蓄えられていた電荷が、逆電流として出力
端子を介して電圧作成回路へ流れ込む。この逆電流は、
整流素子の整流効果によってコンデンサへ導かれて蓄積
され、次にスイッチ素子が第2の状態へ切り換わったと
きに有効活用されるので、消費電力を低減することがで
きる。
【0014】また、従来は、このように2レベルの電圧
a およびVd を出力するためには、出力電圧と同じレ
ベルの電圧Va およびVd を入力する必要があったの
で、電圧作成回路を構成する部材に対して、基準電圧と
の電位差の絶対値が大きい方の電圧Vd に十分耐え得る
だけの耐圧性が要求されていた。これに対して、上記の
構成では、コンデンサに充電されている電圧Vc を利用
することから、入力電圧は、電圧Vd よりも、基準電圧
との電位差の絶対値が小さい電圧Va およびVbで良い
ので、電圧作成回路の構成部材に要求される耐圧性が低
くてすみ、低コスト化を図れるという更なる利点も有す
る。
【0015】請求項2記載の電圧作成回路は、請求項1
記載の構成において、Vd =Vb +Vc 、かつVc =V
a であることを特徴とする。
【0016】上記の構成では、スイッチ素子が第1の状
態にある間に、入力電圧の一方である電圧Va が出力端
子から出力されると共に、コンデンサに蓄積される電荷
量によってコンデンサの端子間電圧Vc がこの電圧Va
と等しくなり、スイッチ素子が第2の状態に切り換わっ
たときに出力される電圧Vd が、入力電圧の他方である
電圧Vb とコンデンサに充電された電圧Vc すなわちV
a との和となる。つまり、入力電圧Va およびVb
ら、2レベルの出力電圧Va およびVa +Vb を得るこ
とが可能となる。言い換えれば、例えば、入力電圧
a ,Vb をそれぞれV1 ,V2 −V1 とすれば、出力
電圧としてV1 ,V2 を得ることができる。
【0017】請求項3記載の電圧作成回路は、請求項1
記載の構成において、Vd =Va +Vc 、かつVc =V
a −Vb であることを特徴としている。
【0018】上記の構成では、スイッチ素子が第1の状
態にある間に、入力電圧の一方である電圧Va が出力端
子から出力されると共に、コンデンサに蓄積される電荷
量によってコンデンサの端子間電圧Vc が電圧Va −V
b と等しくなり、スイッチ素子が第2の状態に切り換わ
ったときに出力される電圧Vd が、電圧Va とコンデン
サに充電された電圧Vc すなわちVa −Vb との和とな
る。つまり、入力電圧Va およびVb から、2レベルの
出力電圧Va および2Va −Vb を得ることが可能とな
る。言い換えれば、例えば、入力電圧Va ,Vb をそれ
ぞれV1 ,2V1 −V2 とすれば、出力電圧として
1 ,V2 を得ることができる。
【0019】請求項4記載の電圧作成回路は、請求項1
記載の構成において、上記コンデンサの容量が、負荷容
量より小さく設定されていることを特徴としている。
【0020】上記の構成により、コンデンサの容量を変
化させることによって、入力電圧値を変化させることな
く、基準電圧との電位差が大きい方の出力電圧値を変化
させることができる。
【0021】請求項5記載の電圧作成回路は、請求項1
記載の構成において、スイッチ素子として、MOS型ト
ランジスタを用いることを特徴としている。
【0022】上記の構成により、高速スイッチングが可
能になり、スイッチングによる消費電力も低減化するこ
とができる。
【0023】請求項6記載の電圧作成回路は、請求項1
記載の構成において、整流素子として、MOS型トラン
ジスタを用いることを特徴としている。
【0024】上記の構成によれば、整流素子における損
失を低減することが可能となる。
【0025】請求項7記載の液晶表示装置は、請求項1
記載の表示装置の電圧作成回路を備え、表示パネルの画
素におけるスイッチング素子として非線形素子が用いら
れたことを特徴とする。
【0026】上記の構成では、表示パネルの画素におけ
るスイッチング素子として用いられる、例えばTFTや
MIM等の非線形素子が、容量性素子として作用する。
この液晶表示装置に請求項1に記載の表示装置の電圧作
成回路を用いることにより、この液晶表示装置において
も、請求項1に記載の表示装置の電圧作成回路を用いる
ことによる利点を享受することができる。すなわち、低
消費電力の液晶表示装置を、低コストで提供することが
可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕本発明の実施の一形態について、図1
ないし図6に基づいて説明すれば、下記のとおりであ
る。
【0028】図3は、本実施の形態に係る液晶表示装置
(表示装置)の概略構成を示すブロック図である。この
液晶表示装置は、液晶表示パネル50を備えている。液
晶表示パネル50は、データ電極線X1〜Xn及び走査
電極線Y1〜Ymが互いに直交するように設けられてい
る。上記液晶表示装置は、さらに、液晶表示パネル50
を駆動するために、制御信号を生成する制御部55、制
御信号に応じて電圧を生成する電圧作成回路51・5
3、電圧作成回路53で生成された電圧をもとに走査信
号を生成して走査電極線Y1〜Ymへ印加する走査電極
ドライバ54、及び電圧作成回路51で生成された電圧
をもとにデータ信号を生成してデータ電極線X1〜Xn
へ印加するデータ電極ドライバ52を備えている。
【0029】液晶表示パネル50は、図4に示すよう
に、データ電極線X1〜Xn及び走査電極線Y1〜Ym
で区切られた各領域が1画素に対応し、液晶素子141
および2端子型非線形素子142が設けられている。液
晶素子141および2端子型非線形素子142は、直列
に接続されており、液晶素子141の一方の電極は、デ
ータ電極線X1〜Xnにそれぞれ接続され、2端子型非
線形素子142の一方の電極は、走査電極線Y1〜Ym
にそれぞれ接続されている。
【0030】図5は、上記の液晶表示装置における、制
御部55から走査電極ドライバ54への間の制御信号お
よび入力電圧の入力経路を示しているブロック図であ
る。
【0031】制御部55は、制御信号である走査クロッ
ク信号LP、走査開始信号S、及び交流化反転信号M等
を生成し、走査電極ドライバ54や、電圧作成回路53
に、これらの制御信号を送っている。
【0032】電圧作成回路53は、外部入力電圧VE
基づいて、制御部55からの制御信号に応じて、走査電
極ドライバ入力信号VH ・VL ・VM を作成し、走査電
極ドライバ54へ出力する。
【0033】図6は、走査電極ドライバ54の構成を示
す回路図である。電圧作成回路53で作成された走査電
極ドライバ入力信号VH ・VL ・VM のいずれかが、制
御信号である走査クロック信号LP、走査開始信号S、
及び交流化反転信号Mに応じて選択的に出力されること
により、走査信号VP が作成される。走査信号VP は、
走査電極線Y1〜Ymへ印加される。
【0034】図1は、本液晶表示装置における電圧作成
回路53の構成例を示している。電圧作成回路53は、
入力端子10a・10bを備えている。入力端子10a
・10bへの入力電圧の各々は、基準電圧VS に対して
正極性の一定電圧であり、基準電圧VS に対する電位は
それぞれV1 、V2 −V1 である。なお、VS <V1
2 である。
【0035】入力端子10aと、出力端子14との間
に、ダイオード(整流素子)13を設ける。基準電圧V
S と、入力端子10bからの入力電圧V2 −V1 とを切
り換えるためのスイッチ11を設け、基準電圧VS 側を
端子11a、入力端子10bからの入力電圧V2 −V1
側を端子11bとする。スイッチ11と、出力端子14
との間に、コンデンサ12を設ける。
【0036】図2は、スイッチ11を端子11a・11
bの間で交互に切り換え操作をしたときの、出力端子1
4からの出力電圧VO の波形の一例を示す。スイッチ1
1が端子11aに接続される期間Ta1では、出力端子1
4にはダイオード13を介して電圧V1 が出力され、同
時にコンデンサ12には電圧V1 が充電される。次にス
イッチ11が端子11bに接続される期間Ta2では、出
力電圧VO は、入力電圧V2 −V1 とコンデンサ12へ
の充電電圧V1 との和電圧である電圧V2 に昇圧され
る。
【0037】再びスイッチ11が端子11aに接続され
ると、出力電圧VO には電圧V1 が出力される。このと
きスイッチ11が端子11aに接続された直後には、液
晶表示パネル50から電圧作成回路53に流れ込む逆電
流が、出力端子14を介しコンデンサ12に蓄積され
る。これにより、入力端子10aから流れ込んでコンデ
ンサ12の充電に消費される電流の量が軽減されるの
で、消費電力が低減化される。
【0038】電圧作成回路53は、スイッチ11の切り
換えにより、上記の動作を繰り返し、図2のような矩形
波VH を出力端子14から出力する。以上のように、電
圧作成回路53において、出力電圧をV1 、V2 とする
ために必要な入力電圧の値は、コンデンサ12に十分な
電荷が蓄積されていれば、V1 およびV2 −V1 であ
る。なお、ここでは、V2 −V1 <V2 である。すなわ
ち、図17に示すような、従来の電圧切り換え回路にお
いては、出力電圧をV1 、V2 とするために必要な入力
電圧の値はV1 、V2 であったのに対し、本実施形態の
電圧作成回路53によれば、入力電圧の一方は、V2
りも低電圧であるV2 −V1 で良い。これにより、本電
圧作成回路53を構成する部品やその周辺部材に対して
従来ほど高い耐圧性が要求されないので低コスト化を図
れると共に、消費電力を低減させることができる。
【0039】〔実施の形態2〕本発明の実施に係る他の
形態について、図7および図8に基づいて説明すれば、
以下のとおりである。なお、前記した実施の形態1で説
明した構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号
を付記し、その説明を省略する。
【0040】本実施形態では、基準電圧VS に対して負
極性の入力電圧を用いる場合の電圧作成回路53の構成
例について説明する。図7に示すように、電圧作成回路
53は、基準電圧VS に対して負極性の電圧を入力する
入力端子30a・30bを備えている。入力端子30a
・30bへそれぞれ入力される電圧は、基準電圧VS
対して負極性の一定電圧であり、基準電圧VS に対する
電位はそれぞれV4 、V5 −V4 である。なお、VS
4 >V5 である。
【0041】入力端子30aと、出力端子34との間
に、ダイオード33を設ける。基準電圧VS と、入力端
子30bからの入力電圧V5 −V4 とを切り換えるため
のスイッチ31を設け、基準電圧VS 側を端子31c、
入力端子30bからの入力電圧V5 −V4 側を端子31
dとする。スイッチ31と、出力端子34との間に、コ
ンデンサ32を設ける。
【0042】図8は、スイッチ31を端子31c・31
dの間で交互に切り換え操作をしたときの、出力端子3
4からの出力電圧VO の波形の一例を示す。スイッチ1
1が端子31cに接続される期間Tb1では、出力端子3
4にはダイオード33を介して電圧V4 が出力され、同
時にコンデンサ32には電圧V4 が充電される。次にス
イッチ31が端子31dに接続される期間Tb2では、出
力電圧VO は入力電圧V5 −V4 とコンデンサへの充電
電圧V4 との和電圧である電圧V5 になる。
【0043】再びスイッチ31が端子31cに接続され
ると、出力電圧VO には電圧V4 が出力される。このと
きスイッチ31が端子31cに接続された直後には、液
晶表示パネル50から電圧作成回路53に流れ込む逆電
流が、出力端子34を介しコンデンサ32に蓄積され
る。これにより、入力端子30aから流れ込む、コンデ
ンサ32の充電に消費される電流が軽減され、消費電力
が低減化される。
【0044】スイッチ31の切り換えにより、上記の動
作を繰り返し、図4のような矩形波VL が作成される。
以上のように、電圧作成回路53において、出力電圧を
4、V5 とするために必要な入力電圧の値は、コンデ
ンサ32に十分な電荷が蓄積されていれば、V4 および
5 −V4 である。従来の電圧切り換え回路において
は、出力電圧をV4 、V5 とするために必要な入力電圧
の値はV4 、V5 (|V4 |<|V5 |)であった。|
5 −V4 |<|V5 |であるので、本電圧作成回路5
3に必要な入力電圧の絶対値は、従来と比較して、小さ
くてすむという利点がある。
【0045】電圧作成回路53は、スイッチ31の切り
換えにより、上記の動作を繰り返し、図4のような矩形
波VL を出力端子34から出力する。以上のように、電
圧作成回路53において、出力電圧をV4 、V5 とする
ために必要な入力電圧の値は、コンデンサ32に十分な
電荷が蓄積されていれば、V4 およびV5 −V4 で良
い。なお、ここでは、|V5 −V4 |<|V5 |であ
る。すなわち、図17に示すような、従来の電圧切り換
え回路においては、出力電圧をV4 、V5 とするために
必要な入力電圧の値はV4 、V5 であったのに対し、本
実施形態の電圧作成回路53によれば、入力電圧の絶対
値が従来よりも小さくてすむという利点がある。これに
より、本電圧作成回路53を構成する部品やその周辺部
材に対して従来ほど高い耐圧性が要求されないので低コ
スト化を図れると共に、消費電力を低減させることがで
きる。
【0046】〔実施の形態3〕本発明の実施に係るさら
に他の形態について、図9および図10に基づいて説明
すれば、以下のとおりである。なお、前記した各実施の
形態1及び2で説明した構成と同様の機能を有する構成
には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0047】本実施形態に係る電圧作成回路53は、実
施の形態1において図1に示した構成において、コンデ
ンサ12の容量が、負荷容量よりも小さく設定されてい
ることを特徴とする。ここで言う「負荷容量」とは、液
晶表示パネル50における、液晶容量と素子容量との和
で表される容量のことである。これにより、電圧V1
対してコンデンサ12に充電される電荷量が十分でない
ため、スイッチ11を端子11aと端子11bとの間で
切り換え動作させると、出力端子14からの出力電圧V
O として、図9に示すように、電圧V1 、Ve (V1
e ≦V2 )が交互に出力されることとなる。すなわ
ち、コンデンサ12の容量を、負荷容量よりも小さい範
囲で適切に設定することによって、入力電圧V1 、V2
−V1 を用いて、電圧V1 と、V1 ≦Ve ≦V2 の範囲
の任意の電圧Ve とを交互に出力する電圧作成回路53
を実現できる。
【0048】同様に、実施の形態2において図7に示し
た構成において、コンデンサ32の容量を負荷容量に対
して小さく設定することにより、図10に示すように、
出力端子34からの出力電圧VO として、電圧V4 と、
5 ≦Vf ≦V4 の範囲の任意の電圧Vf とが交互に出
力される。すなわち、コンデンサ32の容量を負荷容量
よりも小さい範囲で適切に設定することによって、入力
電圧V4 、V5 −V4を用いて、電圧V4 と、V5 ≦V
f ≦V4 の範囲の任意の電圧Vf とを交互に出力する電
圧作成回路53を実現できる。
【0049】また、実施の形態1において、スイッチ1
1が端子11aに接続される期間Ta1が、コンデンサ1
2に十分な電荷が蓄積できるほど十分に長くない場合で
も、コンデンサ12に充電された電荷量に応じた差電圧
と、電圧V2 −V1 との和電圧を出力することにより、
上記と同じような効果が実現できる。さらに実施の形態
2において、スイッチ31が端子31cに接続される期
間Tb1が、コンデンサ32に十分な電荷が蓄積できるほ
ど十分に長くない場合でも同様に、上記と同じような効
果が実現できる。
【0050】〔実施の形態4〕本発明の実施に係るさら
に他の形態について、図11ないし図14に基づいて説
明すれば、以下のとおりである。なお、前記した各実施
の形態で説明した構成と同様の機能を有する構成には、
同一の符号を付記し、その説明を省略する。
【0051】図11、図12は、上記実施の形態1およ
び2で説明した電圧作成回路53において、スイッチ1
1・31として、MOS型トランジスタを用いた構成の
一例を示す回路図である。
【0052】図11に示す構成の場合、入力端子10a
とコンデンサ12との間にp−chMOS型トランジス
タ114が設けられ、入力端子10bとコンデンサ12
との間にn−chMOS型トランジスタ115が設けら
れている。
【0053】入力端子10a・10bへの入力電圧は、
それぞれV1 、2V1 −V2 である。p−chMOS型
トランジスタ114には、切り換え制御信号CS1が入
力され、n−chMOS型トランジスタ115には切り
換え制御信号CS2が入力される。
【0054】図13に示すような、切り換え制御信号C
S1及び切り換え制御信号CS2として、常にいずれか
一方のみがONとなるように同期制御される信号を用い
る。CS2がON、CS1がOFFである場合、出力端
子14には、入力端子10aからダイオード13を介し
て電圧V1 が出力される。このとき、コンデンサ12の
出力端子14側の電位はV1 となり、n−chMOS型
トランジスタ115側の電位は2V1 −V2 となる。し
たがってコンデンサ12には、出力端子14側の電位と
n−chMOS型トランジスタ115側の電位との差電
圧V2 −V1 が充電される。次にCS2がOFF、CS
1がONに切り替わったとき、出力端子14には、入力
端子10aからの入力電圧V1 とコンデンサ12への充
電電圧V2 −V1 との和電圧である電圧V2 が出力され
る。
【0055】上記の動作を繰り返すことで、出力端子1
4から出力される走査電極ドライバ入力信号VH は、電
圧V1 、V2 が交互に表れる矩形波となる。
【0056】同様に、図12に示す構成の場合には、入
力端子30aとコンデンサ32との間にn−chMOS
型トランジスタ124を設け、入力端子30bとコンデ
ンサ32との間にp−chMOS型トランジスタ125
を設けることにより、電圧V4 、V5 が交互に表れる矩
形波が、出力端子34から出力される。なお、n−ch
MOS型トランジスタ124には、切り換え制御信号C
S1の反転信号が入力され、p−chMOS型トランジ
スタ125には切り換え制御信号CS2の反転信号が入
力される。
【0057】MOS型トランジスタは、低消費電力にて
高速スイッチング動作が可能であるので、上述の構成に
よれば、電圧作成回路53における消費電力をさらに低
減することができると共に、立ち上がりおよび立ち下が
りが急峻な矩形波を作成することが可能となる。
【0058】なお、切り換え制御信号CS1及びCS2
は、それぞれ異なるタイミングで反転するような信号で
もよい。例えば、図14に示すような反転タイミング
で、切り換え制御信号CS1及びCS2を入力すること
ができる。この場合、CS1およびCS2が共にOFF
となる期間(図14においてハッチングで示す期間)を
経た後、CS1あるいはCS2をONにするため、CS
1とCS2とが同時にONになることが皆無になる。こ
れにより貫通電流を抑えることができ、上記の図13に
示すような、常にいずれか一方のみがONとなるように
同期制御される信号を用いるよりも、更に消費電力を低
減することができる。
【0059】〔実施の形態5〕本発明の実施に係る更に
他の形態について、図15に基づいて説明すれば、以下
のとおりである。なお、前記した各実施の形態で説明し
た構成と同様の機能を有する構成には、同一の符号を付
記し、その説明を省略する。
【0060】本実施形態に係る電圧作成回路は、図15
に示すように、上記実施の形態4で図11に示した電圧
作成回路53において、ダイオード13の代わりとし
て、n−chMOS型トランジスタ153を用いた構成
である。
【0061】上記の構成の場合、入力端子10aと出力
端子14との間に、n−chMOS型トランジスタ15
3が設けられ、該n−chMOS型トランジスタ153
には、切り換え制御信号CS1の反転信号が入力され
る。この構成により、n−chMOS型トランジスタ1
53とn−chMOS型トランジスタ115とのON、
OFFのタイミングが同期するので、n−chMOS型
トランジスタ153は、電圧V1 が出力される時はON
となり、電圧V2 が出力される時はOFFとなる。従っ
て、本実施形態に係る電圧作成回路は、ダイオード13
を使用する場合と同様の動作をすることができ、また、
MOS型トランジスタを用いることで、整流時における
損失を低減することが可能となる。
【0062】なお、前記した各実施の形態1ないし4に
おいても、整流素子としてのダイオードの代わりに、上
記で示したように、MOS型トランジスタを用いること
ができる。
【0063】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明に係る電
圧作成回路は、表示装置へ接続される出力端子と、電圧
a ,Vb をそれぞれ入力する入力端子と、上記入力端
子と出力端子との間に設けられ、第1および第2の状態
間で切り換え動作を行うスイッチ素子と、上記スイッチ
素子と上記出力端子との間に設けられたコンデンサと、
上記コンデンサと並列に接続された整流素子とを備え、
スイッチ素子が第1の状態にあるときに、出力端子から
電圧Va を出力すると共に、上記コンデンサの充電を行
い、スイッチ素子が第2の状態にあるときに、入力端子
から入力される電圧Va ,Vb のいずれか一方と上記コ
ンデンサに充電された電圧Vc との和電圧Vd を出力端
子から出力し、スイッチ素子が上記第2の状態から上記
第1の状態に切り換わるときに、上記出力端子を介して
上記容量性素子から逆電流を上記整流素子によって導
き、上記コンデンサに充電し、a ,Vd は基準電圧に
対して同極性であり、|Va |<|Vd |、かつ|Vb
|<|Vd |となる構成である。
【0064】これにより、入力電圧を出力電圧よりも低
く抑えることができるので、電圧切り換えを行う周辺部
材の耐圧を低くすることができるという効果を奏する。
また、出力端子から流入する逆電流をコンデンサに充電
し、この充電電圧を有効利用することで、消費電力を低
減することができるという効果を奏する。
【0065】請求項2の発明に係る電圧作成回路は、V
d =Vb +Vc 、かつVc =Va となる構成である。
【0066】これにより、スイッチ素子が第1の状態に
ある間に、入力電圧の一方である電圧Va が出力端子か
ら出力されると共に、コンデンサに蓄積される電荷量に
よってコンデンサの端子間電圧Vc がこの電圧Va と等
しくなり、スイッチ素子が第2の状態に切り換わったと
きに出力される電圧Vd が、入力電圧の他方である電圧
b とコンデンサに充電された電圧Vc すなわちVa
の和となる。つまり、入力電圧Va およびVb から、2
レベルの出力電圧Va およびVa +Vb を得ることがで
きるという効果を奏する。
【0067】請求項3の発明に係る電圧作成回路は、V
d =Va +Vc 、かつVc =Va −Vb となる構成であ
る。
【0068】これにより、スイッチ素子が第1の状態に
ある間に、入力電圧の一方である電圧Va が出力端子か
ら出力されると共に、コンデンサに蓄積される電荷量に
よってコンデンサの端子間電圧Vc が電圧Va −Vb
等しくなり、スイッチ素子が第2の状態に切り換わった
ときに出力される電圧Vd が、電圧Va とコンデンサに
充電された電圧Vc すなわちVa −Vb との和となる。
つまり、入力電圧VaおよびVb から、2レベルの出力
電圧Va および2Va −Vb を得ることが可能となる。
言い換えれば、例えば、入力電圧Va ,Vb をそれぞれ
1 ,2V1 −V2 とすれば、出力電圧としてV1 ,V
2 を得ることができるという効果を奏する。
【0069】請求項4の発明に係る電圧作成回路は、コ
ンデンサの容量が、負荷容量より小さく設定された構成
である。
【0070】これにより、入力電圧値を変化させること
なく、基準電圧との電位差が大きい方の出力電圧値を変
化させることができるという効果を奏する。
【0071】請求項5の発明に係る電圧作成回路は、ス
イッチ素子として、MOS型トランジスタを用いた構成
である。
【0072】これにより、高速スイッチングが可能であ
り、スイッチングによる消費電力も低減化することがで
きるという効果を奏する。
【0073】請求項6の発明に係る電圧作成回路は、整
流素子として、MOS型トランジスタを用いた構成であ
る。
【0074】これにより、整流素子における損失を低減
することが可能となる。
【0075】請求項7の発明に係る液晶表示装置は、請
求項1に記載の表示装置の電圧作成回路を備え、表示パ
ネルの画素におけるスイッチング素子として非線形素子
が用いられた構成である。
【0076】これにより、表示パネルの画素におけるス
イッチング素子として非線形素子が用いられた液晶表示
装置においても、請求項1に記載の表示装置の電圧作成
回路を用いることによる利点を享受することができ、低
消費電力の液晶表示装置を、低コストで提供できるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態に係る電圧作成回路の構
成を示す回路図である。
【図2】図1に示す電圧作成回路の出力電圧の波形を示
す波形図である。
【図3】本発明の表示装置の実施の一形態としての液晶
表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示す液晶表示装置が備える画素の等価回
路を示す回路図である。
【図5】図3に示す液晶表示装置が備える走査電極ドラ
イバへの制御信号および入力電圧の入力経路を示すブロ
ック図である。
【図6】上記走査電極ドライバの構成を示す等価回路図
である。
【図7】本発明の実施の他の形態に係る電圧作成回路の
構成を示す回路図である。
【図8】図7に示す電圧作成回路の出力電圧の波形を示
す波形図である。
【図9】本発明の実施のさらに他の形態に係る電圧作成
回路の出力電圧の波形を示す波形図である。
【図10】本発明の実施のさらに他の形態に係る電圧作
成回路の出力電圧の波形を示す波形図である。
【図11】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
電圧作成回路の構成を示す回路図である。
【図12】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
電圧作成回路の構成を示す回路図である。
【図13】図11に示す電圧作成回路においてスイッチ
の切り換えを制御する切り換え制御信号の波形と、上記
電圧作成回路の出力電圧の波形とを示す波形図である。
【図14】本発明の実施のさらに他の形態に係る、スイ
ッチの切り換えを制御する切り換え制御信号の波形と、
上記電圧作成回路の出力電圧の波形とを示す波形図であ
る。
【図15】本発明の実施に係るさらに他の形態としての
電圧作成回路の構成を示す回路図である。
【図16】三分割駆動法で用いられる各種の信号および
これらの信号に基づいて作成される走査信号の波形をそ
れぞれ示す波形図である。
【図17】従来の電圧作成回路の構成を示す回路図であ
る。
【図18】従来の電圧作成回路による出力電圧および出
力電流の波形をそれぞれ示す波形図である。
【符号の説明】
11 スイッチ 12 コンデンサ 13 ダイオード(整流素子) 50 液晶表示パネル X1〜Xn データ電極線 Y1〜Ym 走査電極線
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 550 G02F 1/133 520 G09G 3/36

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】容量性素子を有する表示装置へ電圧を供給
    する電圧作成回路において、 上記表示装置へ接続される出力端子と、 電圧Va ,Vb をそれぞれ入力する入力端子と、 上記入力端子と出力端子との間に設けられ、第1および
    第2の状態間で切り換え動作を行うスイッチ素子と、 上記スイッチ素子と上記出力端子との間に設けられたコ
    ンデンサと、 上記コンデンサと並列に接続された整流素子とを備え、 スイッチ素子が第1の状態にあるときに、出力端子から
    電圧Va を出力すると共に、上記コンデンサの充電を行
    い、 スイッチ素子が第2の状態にあるときに、入力端子から
    入力される電圧Va ,Vb のいずれか一方と上記コンデ
    ンサに充電された電圧Vc との和電圧Vd を出力端子か
    ら出力し、スイッチ素子が上記第2の状態から上記第1の状態に切
    り換わるときに、上記出力端子を介して上記容量性素子
    から逆電流を上記整流素子によって導き、上記コンデン
    サに充電し、a ,Vd は基準電圧に対して同極性であり、|Va
    <|Vd |、かつ|Vb |<|Vd |であることを特徴
    とする電圧作成回路。
  2. 【請求項2】Vd =Vb +Vc 、かつVc =Va である
    ことを特徴とする請求項1記載の電圧作成回路。
  3. 【請求項3】Vd =Va +Vc 、かつVc =Va −Vb
    であることを特徴とする請求項1記載の電圧作成回路。
  4. 【請求項4】上記コンデンサの容量が、負荷容量よりも
    小さく設定されていることを特徴とする請求項1記載の
    電圧作成回路。
  5. 【請求項5】スイッチ素子として、MOS型トランジス
    タを用いることを特徴とする請求項1記載の電圧作成回
    路。
  6. 【請求項6】整流素子として、MOS型トランジスタを
    用いることを特徴とする請求項1に記載の電圧作成回
    路。
  7. 【請求項7】請求項1に記載の電圧作成回路を備え、表
    示パネルの画素におけるスイッチング素子として非線形
    素子が用いられたことを特徴とする液晶表示装置。
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