JP3588340B2 - 液晶表示装置及びその駆動用電圧調整回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置の改良に係わり、特に周囲温度が変化してもコントラストを良好な状態に維持することができる液晶表示装置とその駆動用電圧調整回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置、例えばＳＴＮ方式の液晶表示装置においては、液晶の温度依存性に起因してコントラストが温度に応じて変化するため、コントラスト調整用のツマミを設け、このツマミによってコントラスト調節用電圧ＶＣＯＮを例えば１．８Ｖを中心に上下に１Ｖ程度の範囲で調節可能とし、この調節用電圧ＶＣＯＮによって液晶駆動用電圧ＶＥＥを例えば２０〜４０Ｖ程度の範囲で調節してコントラストを最適な状態にすることができるように構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、周囲温度の変化に対応して液晶駆動電圧を自動的に変更し、コントラストを一定の状態に維持可能な構成を提供することを主な課題とする。それに関連して、回路素子の発熱の影響を受けないで周囲温度の正確な検出を可能とする構成の提供を課題の１つとする。また、電池駆動の機器に搭載した場合のように、電源電圧が変動する場合でもその変動に対応可能な構成の提供を課題の１つとする。また、フレーム周波数等の駆動条件の違いに対応可能とするため、外部からのコントラスト調節用電圧ＶＣＯＮ供給による微調整が可能な構成の提供を課題の１つとする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶駆動用電圧を発生させる電源回路を有した液晶表示装置において、前記電源回路は、供給される調節用電圧に応じた液晶駆動用電圧を発生させる液晶駆動用電圧発生回路と、この液晶駆動用電圧発生回路に対して前記調節用電圧を供給する液晶駆動用電圧調整回路を備え、前記液晶駆動用電圧発生回路は、供給される電源電圧をその電圧よりも低い一定の電圧に変換して上限電圧として出力する上限電圧発生手段と、外部から供給される調節用電圧の電圧に対応して前記上限電圧よりも低い下限電圧を発生する下限電圧発生手段と、第１の抵抗回路と、温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗回路とを備え、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路を直列接続して前記上限電圧と下限電圧の供給を行う端子間に接続するとともに、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路の接続点の電圧を前記液晶駆動用電圧発生回路に対する調節用電圧として供給する構成としたことを特徴とする。尚、前記第２の抵抗回路に対応して開口部を形成することができる。
【０００５】
本発明の液晶駆動用電圧調整回路は、供給される調節用電圧に応じた液晶駆動用電圧を発生させる液晶駆動用電圧発生回路に対して前記調節用電圧を供給する液晶駆動用電圧調整回路において、供給される電源電圧をその電圧よりも低い一定の電圧に変換して上限電圧として出力する上限電圧発生手段と、外部から供給される調節用電圧の電圧に対応して前記上限電圧よりも低い下限電圧を発生する下限電圧発生手段と、第１の抵抗回路と、温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗回路とを備え、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路を直列接続して前記上限電圧と下限電圧の供給を行う端子間に接続するとともに、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路の接続点の電圧を前記液晶駆動用電圧発生回路に対する調節用電圧として供給する構成としたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１，２において、１は液晶表示装置（一般に液晶モジュールと称される）で、液晶パネル２と、このパネル２の周囲部に配置した主に電源系の回路ユニット３ａを含む複数個の回路ユニット３と、液晶パネル２の周辺部及び前記回路ユニットを覆う金属製の枠体４とを備えて構成している。液晶パネル２は、ガラス基板の間に液晶を封入し、液晶分子を９０〜２６０度程度ねじって保持した例えばＴＮ，ＳＴＮ方式のものを用いることができる。電源系の回路ユニット３ａは、縦長のプリント基板３１に後述する回路を構成する回路素子の一部を組み込んで構成され、パネル２の側方にパネル２の上下方向に沿って配置されている。回路ユニット３ａの裏面には、ＤＣ−ＤＣコンバータやオペアンプ等のように発熱量が多い回路素子６１，６３をユニット３ａの上方領域に位置するように配置しているとともに、表面には、後述する温度検出素子ＴＭや可変抵抗器ＶＲ等の回路素子を前記発熱量の多い回路素子６１，６３の熱影響を受けないように発熱量の多い回路素子よりも下方位置であるユニット３ａの下方領域に配置している。尚、液晶表示装置１は、一般にパソコンやワープロなどの機器に組み込まれて図１の上部が上側に位置するように使用される。
【０００７】
枠体４には、温度検出素子ＴＭが周囲温度を検出し易くするため、並びに、温度検出素子ＴＭと近接配置した可変抵抗器ＶＲの設定操作を容易にするため、この温度検出素子ＴＭと可変抵抗器ＶＲの位置と対応して開口部４１を形成している。
【０００８】
次に回路構成について説明する。液晶表示装置１は、図３に示すように、液晶パネル２と、これに接続した走査及び信号用の駆動回路５と、この駆動回路５にバイアス用の複数の電圧を供給する電源回路部６と、外部から与えられる画信号や表示制御信号を受信して前記駆動回路５、電源回路部６に選択的に与える受信回路７と、外部機器との接続用コネクタ８を備えている。この電源回路部６の主要部、接続用コネクタ８は、前記電源系の回路ユニット３ａに配置している。
【０００９】
電源回路部６は、図３，４に示すようにコネクタを介して外部機器から直流電源［ＶＤＤ（５Ｖ）−ＧＮＤ（０Ｖ）］が与えられ、これを液晶駆動用電圧発生回路を構成するＤＣ−ＤＣコンバータ６１に与えて出力電圧ＶＥＥを得るように電圧変換し、これを抵抗分割回路６２に与え、抵抗分割点から複数のバイアス用電圧を取り出し、これらを複数のオペアンプ等によって構成したバッファ回路６３を介して駆動回路５へ供給する構成としている。ＤＣ−ＤＣコンバータ６１は、ＯＮ／ＯＦＦ端子に受信回路７から与えられるＯＮ／ＯＦＦ信号によって動作の開始と停止が制御されるとともに、ＶＣＯＮ端子に電圧調整回路９から与えられる電圧ＶＣＯＮに応じてその出力電圧ＶＥＥを変化させることができる構成となっている。尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ６１は、出力電圧ＶＥＥのみならず、電圧範囲が異なる他の出力電圧を発生する構成のものを用いることもできる。
【００１０】
電圧調整回路９は、周囲温度が変化しても液晶パネル２のコントラストを適切な状態に維持するように、ＤＣ−ＤＣコンバータ６１に与える調節用電圧ＶＣＯＮを周囲温度に応じて補正する回路構成としており、図５に示すように、電圧ＶＣＯＮの変動範囲を定めるための上限電圧発生手段９１及び下限電圧発生手段９２と、第１の抵抗回路９３と、温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗回路９４とを備えている。上限電圧発生手段９１は、外部から供給される電源電圧ＶＤＤが、電池などのように電圧変動が大きい電源から与えられる場合でも対応できるように、電源電圧ＶＤＤが例えば３Ｖ以上の間は一定出力電圧２．５Ｖを保証する電圧レギュレ−タ素子によって構成している。下限電圧発生手段９２は、フレーム周波数等の駆動条件の違いに対応して外部からの信号ＥｘＶＣＯＮによる微調整を受け入れ可能とするために、外部調節用電圧ＥｘＶＣＯＮを抵抗Ｒ１，Ｒ２によって所定の比率例えば１：１に分割し、分割点の電圧を電圧伝達素子Ａを介して出力する構成としている。この電圧伝達素子Ａは、第１，第２抵抗回路９３，９４の温度による抵抗値変化が抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比率に影響を与えないようにするため、ボルテ−ジフォロワ−によるオペアンプ（バッファ）等のように入力抵抗が非常に高い素子によって構成し、下限電圧がフラ付くのを防止している。外部調節用電圧ＥｘＶＣＯＮは、通常０．８Ｖ〜２．８Ｖの間で変化するように設定されているので、抵抗Ｒ１，Ｒ２の比率を１：１と設定すると、下限電圧発生手段９２の出力変動範囲は、０．４Ｖ〜１．４Ｖとなる。
【００１１】
第１抵抗回路９３は、抵抗Ｒ４と可変抵抗器ＶＲを直列接続して構成し、第２抵抗回路９４は、温度によって抵抗値が変化する例えばサーミスタ等の温度検出素子ＴＭと抵抗Ｒ３を並列接続して構成している。この第１の抵抗回路９３と第２の抵抗回路９４の直列回路を上限電圧発生手段９１と下限電圧発生手段９２の出力端子間に接続している。そして、第１の抵抗回路９３と第２の抵抗回路９４の接続点の電圧が調節用電圧ＶＣＯＮとしてＤＣ−ＤＣコンバータ６１のＶＣＯＮ端子に供給される。この調節用電圧ＶＣＯＮは、周囲温度の変化に伴って温度検出素子ＴＭの抵抗値が変化するので、周囲温度に応じて電圧値が変化する。また、調節用電圧ＶＣＯＮは、可変抵抗器ＶＲの抵抗値を変化させることよって上下に微調整することができるし、外部から供給する外部調節用電圧ＥｘＶＣＯＮを変化させることによっても微調整することもできる。
【００１２】
液晶パネル２は温度によってコントラストが変化するが、コントラストを一定に保つための温度と液晶駆動用電圧ＶＥＥの関係は例えば図６に（ａ）として示すように実験的に求めることができる。そして、この液晶駆動用電圧ＶＥＥを発生させるための周囲温度に応じた調節用電圧ＶＣＯＮも同図に（ｂ）として示すように実験的に求めることができる。したがって、電圧調整回路９から出力される調節用電圧ＶＣＯＮが、温度に応じて同図の（ｂ）に示されるような特性を描くように、第１抵抗回路９３及び第２抵抗回路９４を構成する抵抗の種類や抵抗値を実験的に求めて設定することにより、温度変化に係わらず液晶パネル２のコントラストを良好なほぼ一定の状態に保つことができる液晶表示装置１を提供することができる。
【００１３】
このようにすることにより、液晶駆動用電圧ＶＥＥは、周囲温度が低温の場合は高い電圧となるが、周囲温度が高くなると自動的に低い電圧に変更されるので、回路素子の高温時における許容損失を小さく設定することができる。したがって、電源回路部６や駆動回路５等を構成する回路素子を許容損失の小さい、小型、薄型化に適した部品によって構成でき、装置全体を小型、薄型、軽量化することができる。
【００１４】
ところで、温度検出素子ＴＭが回路ユニット３ａの発熱部品の熱によって加熱されると、周囲温度の正確な検出ができなくなる恐れがあるが、図１，２のように温度検出素子ＴＭを回路ユニット３ａの発熱量が上位にランクされる回路素子（ＤＣ−ＤＣコンバータ６１やバッファ回路６３を構成するオペアンプ等）よりも下方の領域に配置したので、発熱回路素子による不要加熱を防ぎ、正確な温度検出を行うことができる。また、発熱量が多い前記回路素子は回路ユニット３ａの裏側に配置するとともに、温度検出素子ＴＭは回路ユニット３ａの表側に配置したので、発熱回路素子による不要加熱をより一層防ぐことができる。また、枠体４には温度検出素子ＴＭに対応した開口部４１を形成したので、開口部４１によって、温度検出素子ＴＭ周囲の空気の出入りを促進し、周囲温度の正確な検出を可能とすることができる。また、開口部４１に望むように温度検出素子ＴＭに隣接して可変抵抗器ＶＲを配置したので、放熱用の開口部４１を共通に利用して可変抵抗器ＶＲの調節を行うことができる。尚、この開口部４１は、液晶表示装置１を他の機器に組み込むことによって、通常、他の機器のケースによって隠される位置に設けているので、他の機器の外観を損なうことがないように配慮している。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、周囲温度の変化に対応して液晶駆動電圧を自動的に変更し、コントラストを一定の状態に維持可能な構成を提供することができる。また、周囲温度の検出を、回路素子の発熱の影響をほとんど受けないで正確に行うことができる。また、電池駆動の機器に搭載した場合のように、電源電圧が変動する場合でも、その変動に影響を受けにくい構成とすることができる。また、外部からのコントラスト調節用電圧供給による微調整が可能な構成とし、フレーム周波数等の駆動条件の違いに対応可能とすることがでる。また、電源回路部や駆動回路等を構成する回路素子を許容損失の小さい、小型、薄型化に適した部品によって構成でき、装置全体を小型、薄型、軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例に係る液晶表示装置の平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ断面図である。
【図３】本発明実施例に係る液晶表示装置の概略回路を示すブロック図である。
【図４】同実施例の電源回路部の回路ブロック図である。
【図５】同実施例の電圧調整回路の回路図である。
【図６】温度と液晶駆動用電圧ＶＥＥ、温度と調節用電圧ＶＣＯＮの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
１ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
３ａ 回路ユニット
４ 枠体
５ 駆動回路
６ 電源回路部
６１ ＤＣ−ＤＣコンバータ
９ 電圧調整回路
９１ 上限電圧発生手段
９２ 下限電圧発生手段
９３ 第１抵抗回路
９４ 第２抵抗回路
ＴＭ 温度検出素子
ＶＲ 可変抵抗器

Claims (3)

1. 液晶パネルと、液晶駆動用電圧を発生させる電源回路を有した液晶表示装置において、前記電源回路は、供給される調節用電圧に応じた液晶駆動用電圧を発生させる液晶駆動用電圧発生回路と、この液晶駆動用電圧発生回路に対して前記調節用電圧を供給する液晶駆動用電圧調整回路を備え、前記液晶駆動用電圧発生回路は、供給される電源電圧をその電圧よりも低い一定の電圧に変換して上限電圧として出力する上限電圧発生手段と、外部から供給される調節用電圧の電圧に対応して前記上限電圧よりも低い下限電圧を発生する下限電圧発生手段と、第１の抵抗回路と、温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗回路とを備え、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路を直列接続して前記上限電圧と下限電圧の供給を行う端子間に接続するとともに、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路の接続点の電圧を前記液晶駆動用電圧発生回路に対する調節用電圧として供給する構成としたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第２の抵抗回路に対応して開口部を形成したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 供給される調節用電圧に応じた液晶駆動用電圧を発生させる液晶駆動用電圧発生回路に対して前記調節用電圧を供給する液晶駆動用電圧調整回路において、供給される電源電圧をその電圧よりも低い一定の電圧に変換して上限電圧として出力する上限電圧発生手段と、外部から供給される調節用電圧の電圧に対応して前記上限電圧よりも低い下限電圧を発生する下限電圧発生手段と、第１の抵抗回路と、温度に応じて抵抗値が変化する第２の抵抗回路とを備え、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路を直列接続して前記上限電圧と下限電圧の供給を行う端子間に接続するとともに、前記第１の抵抗回路と前記第２の抵抗回路の接続点の電圧を前記液晶駆動用電圧発生回路に対する調節用電圧として供給する構成としたことを特徴とする液晶駆動用電圧調整回路。

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