JP3653165B2 - 液晶表示装置の駆動電圧発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、単純マトリクス型液晶表示装置に対して駆動電圧を供給する駆動電圧発生装置に関するものである。
ここで、上記駆動電圧は、特に、ASDM(Advanced STN Driving Method )による駆動電圧である。
【0002】
【従来の技術】
単純マトリクス型液晶表示装置の駆動方式としては、「ASDM」と「電圧平均化駆動法」とが知られている。
このうち、ASDMは、5種類の電圧(VHCOM,VHSEG,VM ,VLSEG,VLCOM)を用いて、液晶表示装置を駆動する方法である。
一方、電圧平均化駆動法は、上記5種類の電圧とは全く異なる6種類の電圧を用いて、液晶表示装置を駆動する方法である。
このように、両方式間において、駆動に必要となる電圧(種類数、電位)は、互いに異なる。
また、両方式間において、コモン電極およびセグメント電極に印加される電圧波形(波形パターン)も、互いに異なる(但し、各液晶セルに最終的に印加される電圧波形は、両方式とも同じである)。
以上述べたように、両方式は、技術的に全く異なるものであるといえる。
【0003】
以下、両方式の開発経緯を簡単に説明する。
両方式を比較すると、ASDMの方が、電圧平均化駆動法より先に開発された。
しかしながら、ASDMには、セグメント電極の印加電圧は小さい値(5〜6〔V〕)で済むが、コモン電極の印加電圧として、大電圧(60〔V〕程度)を必要とする、という課題があった。
液晶表示装置開発初期の頃の技術では、そのような高耐圧のドライバーICを製造することは困難であった。
電圧平均化駆動法は、このような課題を解決するためになされたものである。
【0004】
電圧平均化駆動法では、コモン電極の印加電圧とセグメント電極の印加電圧を平均化することにより、各電極の印加電圧波形(波形パターン)は、ASDMの場合よりも複雑になるが、各電極の印加電圧を、それぞれ、30〔V〕程度に抑えることができる。
そのため、電圧平均化駆動法を用いることにより、各電極のドライバーをIC化することが可能となった。
【0005】
ところが、最近になって、高耐圧プロセスのドライバーICが開発されたことにより、印加電圧波形(波形パターン)がより単純で済むという理由から、ASDMが見直され始めている。
なお、本発明は、ASDMによる駆動電圧を供給する駆動電圧発生装置であることに注意されたい。
【0006】
以下、ASDMの特徴について説明する。
図3は、ASDMにおいて、液晶表示装置の駆動に用いられる電圧の一例を示す説明図である。
この図に示すように、ASDMでは、VHCOM,VHSEG,VM ,VLSEG,VLCOMの5種類の電圧を用いて、液晶表示装置を駆動する。ここで、VM は、コモン側,セグメント側で共通に使用される基準電圧である。
このような電圧構成において、あるコモン電極を選択する場合には、該コモン電極に対し、(VHCOM−VM )あるいは(VM −VLCOM)の電圧が印加される。
一方、あるセグメント電極を選択する場合には、該セグメント電極に対し、(VHSEG−VM )あるいは(VM −VLSEG)の電圧が印加される。
【0007】
図4は、図3に示す各電圧を生成する駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、DC−DCコンバータ100は、スイッチングICやトランス等からなる昇圧回路で構成されたハイブリッドICである。
DC−DCコンバータ100は、入力電圧(一例として、5〔V〕とする)を昇圧し、電圧VHCOM,VHSEG,VM ,VLSEG,VLCOMを生成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置には、以下に示すような課題があった。
▲1▼ DC−DCコンバータの出力端子が5本も必要なので、外形が大きくなる。
▲2▼ DC−DCコンバータの出力端子が5本も必要なので、コストが高くなる。
▲3▼ DC−DCコンバータはハイブリッドICであるので、一度製造すると内部回路の調整は困難であり、電圧VHCOM,VHSEG,VM ,VLSEG,VLCOMを自由に設定することができない。
【0009】
この発明は、このような背景の下になされたもので、小型かつ低価格であり、出力電圧の調整が容易に可能な(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、2種類の電圧を生成する電圧生成手段と、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧の電位差を分割し、所定種類の電圧を生成する電圧分割手段と、前記電圧分割手段が生成した各電圧を電流増幅する増幅手段とを具備することを特徴とする。
この発明において、電圧生成手段は、2種類の電圧を生成し、電圧分割手段は、該2種類の電圧の電位差を分割し、所定種類の電圧を生成する。そして、増幅手段は、電圧分割手段が生成した各電圧を電流増幅する。
【0011】
【発明の実施の形態】
§1.第1実施形態
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について説明する。
図1は、この発明の第1実施形態による(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、DC−DCコンバータ1は、スイッチングICやトランス等からなる昇圧回路で構成されたハイブリッドICである。
DC−DCコンバータ1は、入力電圧(一例として、5〔V〕とする)を昇圧し、電圧VH と電圧VL とを生成する。ここで、電圧VH は、一例として、30〜40〔V〕であり、電圧VL は、一例として、−25〜−35〔V〕である。
但し、電圧VH と電圧VL との間には、以下の関係がある。
(VH +VL )/2=VM =2.5〔V〕
これにより、抵抗分割を用いて基準電圧VM を生成する際に、該基準電圧VM を容易に生成することができる。
【0012】
抵抗R1 〜R6 は、電圧VH と電圧VL との電位差を抵抗分割する。
抵抗分割により各電圧を生成するので、抵抗R1 〜R6 の精度は、±1%以上であるとする。
【0013】
オペアンプIC1,IC2は、抵抗分割された各電圧を電流増幅して出力する。ここで、オペアンプIC1,IC2は、それぞれ、異なるパッケージである。
オペアンプIC1には、電圧VH と接地(GND)が、電源電圧として、供給される。
一方、オペアンプIC2には、電圧VDDと電圧VL が、電源電圧として、供給される。ここで、電圧VDDは、一例として、5〔V〕である。
すなわち、オペアンプIC1およびIC2は、いずれも、30〜40〔V〕の電源電圧が供給される。
【0014】
図1に示す装置は、図4に示す従来装置の課題を解決している。
▲1▼ DC−DCコンバータ1の出力端子が2本で済むので、外形を小さくすることができる。
▲2▼ DC−DCコンバータ1の出力端子が2本で済むので、コストを低くすることができる。
▲3▼ 抵抗R1 〜R6 は、DC−DCコンバータ1(ハイブリッドIC)の外側に設けられているので、該抵抗R1 〜R6 の交換が簡単である。故に、電圧VHCOM,VHSEG,VM ,VLSEG,VLCOMを容易に調整することができる。
【0015】
§2.第2実施形態
次に、この発明の第2実施形態について説明する。
図1に示す装置では、上述したように、オペアンプIC1およびIC2には、いずれも、30〜40〔V〕の電源電圧が供給される。
このとき、電圧VHCOM,VLCOM,VM の出力電流の最大値は、10〜15〔mA〕程度となる。一方、電圧VHSEG,VLSEGの出力電流の最大値は、30〜40〔mA〕程度となる。
このため、図1に示す装置では、電圧VHSEG,VLSEGで消費される電流により、オペアンプが発熱し、高温(70〜80℃)となる、という課題があった。
本実施形態(すなわち、第2実施形態)による駆動電圧発生装置は、上記発熱問題を解決するためになされたものである。
【0016】
図2は、この発明の第2実施形態による(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
この図において、DC−DCコンバータ2は、入力電圧(一例として、5〔V〕とする)を昇圧し、電圧VH と電圧VL の他に、新たに中間電圧V15を生成する。
電圧VH および電圧VL の電位は、図1に示す装置と同じものである。一方、中間電圧V15は、一例として、10〜15〔V〕である。ここで、中間電圧V15の電圧値については、精度はそれほど要求されず、ラフな値でかまわない。
抵抗R1 〜R6 は、図1に示す装置と同じものである。
【0017】
オペアンプIC3〜IC5は、抵抗分割された各電圧を電流増幅して出力する。ここで、オペアンプIC3〜IC5は、それぞれ、異なるパッケージであり、オペアンプIC3およびIC5は、高耐圧オペアンプである。一方、オペアンプIC4は、耐圧性を要求されない。
【0018】
オペアンプIC3は、電圧VH と接地(GND)が、電源電圧として、供給される。すなわち、オペアンプIC3には、30〜40〔V〕の電源電圧が供給される。
オペアンプIC4は、中間電圧V15と接地(GND)が、電源電圧として、供給される。すなわち、オペアンプIC4には、10〜15〔V〕の電源電圧が供給される。
オペアンプIC5は、電圧VDDと電圧VL が、電源電圧として、供給される。ここで、電圧VDDは、一例として、5〔V〕である。すなわち、オペアンプIC5には、30〜40〔V〕の電源電圧が供給される。
【0019】
図3に示すように、ASDMにおいて、電圧VHSEGおよびVLSEGの絶対値は、電圧VHCOMおよびVLCOMの絶対値と比較して小さい。
そこで、図2に示すように、本装置では、中間電圧V15を新たに追加し、該中間電圧V15を、電源電圧として、セグメント側オペアンプ(IC4)にだけ供給するようにした。
これにより、オペアンプIC4の電源電圧を低く(10〜15〔V〕)することができ、その結果、該オペアンプIC4における発熱を低減することができる。
【0020】
また、図2に示す装置では、中間電圧V15を新たに追加したので、コモン側のオペアンプの電源電圧と、セグメント側のオペアンプの電源電圧とを分離することができる。
これにより、コモン側のオペアンプとセグメント側のオペアンプとを、パッケージ単位で、分離することが可能となる。
その結果、コモン側とセグメント側とで、それぞれの電圧および電流レベルに適した仕様のオペアンプを選定することが可能となる。
【0021】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【0022】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、液晶表示装置の駆動電圧発生装置を小型かつ低価格で構成することができる。
また、この発明によれば、出力電圧の調整を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施形態による(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】 この発明の第2実施形態による(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
【図3】 ASDMにおいて、液晶表示装置の駆動に用いられる電圧の一例を示す説明図である。
【図4】 従来技術による(液晶表示装置の)駆動電圧発生装置の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,2,100……DC−DCコンバータ
R1 〜R6 ……抵抗
IC1,IC2,IC3,IC4,IC5……オペアンプ
Claims (6)
- ハイブリッドICであり、2種類の電圧を生成する電圧生成手段と、
前記ハイブリッドICの外側に設けられ、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧の電位差を分割し、ASDMにおける、ハイレベルコモン電圧と、ハイレベルセグメント電圧と、基準電圧と、ローレベルセグメント電圧と、ローレベルコモン電圧を生成する電圧分割手段と、
前記電圧分割手段が生成した各電圧を電流増幅する増幅手段と
を具備し、
前記増幅手段は、
少なくとも前記ハイレベルコモン電圧と前記ハイレベルセグメント電圧とを電流増幅するハイレベル増幅器と、
少なくとも前記ローレベルセグメント電圧と前記ローレベルコモン電圧とを電流増幅するローレベル増幅器とからなり、
前記ハイレベル増幅器は、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧のうちの、ハイレベル側の電圧を、電源電圧として、供給され、
前記ローレベル増幅器は、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧のうちの、ローレベル側の電圧を、電源電圧として、供給される
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動電圧発生装置。 - 前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧の相加平均は、前記ASDMにおける前記基準電圧に等しい
ことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の駆動電圧発生装置。 - 前記電圧生成手段が正の入力電圧から生成する2種類の電圧が正の電圧VHと、負の電圧VLであり、
前記基準電圧が
(VH+VL)/2
であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置の駆動電圧発生装置。 - ハイブリッドICであり、2種類の電圧と、該2種類の電圧の間の電位を有する中間電圧とを生成する電圧生成手段と、
前記ハイブリッドICの外側に設けられ、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧の電位差を分割し、ASDMにおける、ハイレベルコモン電圧と、ハイレベルセグメント電圧と、基準電圧と、ローレベルセグメント電圧と、ローレベルコモン電圧を生成する電圧分割手段と、
前記電圧分割手段が生成した各電圧を電流増幅する増幅手段と
を具備し、
前記増幅手段は、
前記ハイレベルコモン電圧を電流増幅するハイレベル増幅器と、
前記ハイレベルセグメント電圧と前記基準電圧と前記ローレベルセグメント電圧とを電流増幅する中間レベル増幅器と、
前記ローレベルコモン電圧を電流増幅するローレベル増幅器とからなり、
前記ハイレベル増幅器は、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧のうちの、ハイレベル側の電圧を、電源電圧として、供給され、
前記中間レベル増幅器は、前記電圧生成手段が生成した前記中間電圧を、電源電圧として、供給され、
前記ローレベル増幅器は、前記電圧生成手段が生成した前記2種類の電圧のうちの、ローレベル側の電圧を、電源電圧として、供給される
ことを特徴とする液晶表示装置の駆動電圧発生装置。 - 前記ハイレベル増幅器、前記中間レベル増幅器、前記ローレベル増幅器は、それぞれ、オペアンプである
ことを特徴とする請求項4記載の液晶表示装置の駆動電圧発生装置。 - 前記電圧生成手段が正の入力電圧から生成する2種類の電圧が正の電圧VHと、負の電圧VLであり、
前記基準電圧が
(VH+VL)/2
であることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の液晶表示装置の駆動電圧発生装置。
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