JPH04107526A - 階調表示用液晶駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 階調表示用液晶駆動装置に関し、 簡易な構成で、しかも、表示画面のチラッキのない液晶
表示装置の階調表示を行うことを目的とし、 階調表示を行うために液晶表示素子に可変実効電圧を印
加する階調表示用液晶駆動装置において、前記階調表示
用液晶駆動装置の駆動回路出力部の積分定数を制御して
、前記液晶表示素子に印加される実効電圧を変化させる
ように階調表示用液晶駆動装置を構成する。

（産業上の利用分野〕 本発明は階調表示用液晶駆動装置、とくに、液晶表示素
子に印加される実効電圧のレベルを制御して階調表示を
可能にする簡易な構成で、かつ、表示チラウキが生じな
い階調表示用液晶駆動装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

第１１図は液晶表示装置の構成例を示す図で、通常広く
用いられている単純マトリクス構成の場合である。

図中、１００は液晶表示素子であり、たとえば、第１お
よび第２の透明基板１０１ａ、　１０１ｂの上にストラ
イブ状の透明電極１０２ａ、　１０２ｂ、および、配向
膜１０３ａ、１０３ｂがそれぞれ順次形成され、両基板
１０１ａおよび１０１ｂは配向膜面を中にして透明電極
１０２ａ、　１０２ｂがマトリクス交点を形成するよう
に、かつ、こ−には図示してないスペーサを間に挟んで
直交配置し、その間に形成された狭い空間に液晶１１０
を注入し周縁部をシールして構成されている。

液晶表示素子１０００両側には図示してない偏光板が配
置されており、いま、たとえば、下方の図示してない光
源から光を当てると、下側の偏光板で直線偏光となった
光は液晶１１０に入射する。このときデータ用駆動回路
１０および走査用駆動回路１１により透明電極１０２ａ
、　１０２ｂに電圧を印加すると入射光の偏光面が回転
し、光軸を傾けて配置された上側の偏光板で、たとえば
、光がブロックされる。すなわち、両透明電極の交点で
電圧印加の有無により光のスイッチングが行われる。画
面上の各交点でこの光のスイッチ動作を制御して行えば
画像表示を行うことができる。なお、光のスイッチ動作
を制御するための電圧制御は電源制御回路１２により行
う。

第１２図は単純マトリクス型液晶表示素子の駆動原理を
示す図で、同図（イ）は各マトリクス交点（セルとも言
う）、すなわち、各光スィッチのオン−オフ表示を示し
、同図（ロ）はそれらセルにかける電圧波形、同図（ハ
）は液晶セルの輝度とそこにか＼る実効電圧の関係を示
したものである。

走査用の電極、たとえば、透明電極１０２ａには走査用
駆動回路１１により上から順に電圧パルスをかけていく
。一方、データ用の電極、たとえば、透明電極１０２ｂ
にはこれに同期してデータ用駆動回路ＩＯにより逆極性
の電圧パルスをかけると、セルには明（オン）表示のた
めの高い電圧パルスが９反対に同極性の電圧パルスをか
けると暗（オフ）表示のための低い電圧パルスがか−る
。１画面（フレーム）の書込みを終えると、次のフレー
ム（図示せず）では電圧パルスの極性を切り換えて駆動
し、液晶セルの特性劣化を防ぐ。表示はフレーム書込み
を１秒間に約６０回繰り返して行う。

第１０図は従来の駆動回路出力部の構成例を示す図で通
常の非階調表示に用いられている一般的な例であり、同
図（イ）は基本回路図、同図（ロ）は機能等価回路図で
ある。図中、１°ａはデータ用駆動回路の駆動回路出力
部、１゛ｂは走査用駆動回路の駆動回路出力部で、たと
えば、それぞれ４系統のＭＯＳ　　）ランジスタを結合
して構成されている。

なお、ａ＋ａ’＋１）＋ｂＺＣ＋Ｃ’はそれぞれのソー
ス、ドレイン、ゲートである。ソース電圧■１〜ｖ、、
ｖ’　Ｉ〜Ｖ“４を図示してない制御信号によりオン−
オフして各液晶セルのスイッチングを行わせている。

液晶セルのオン−オフスイッチングは第１２図（ハ）に
示した比較的狭い電圧差ΔＶで行われる。

このΔＶの範囲内でデータ用の電極に印加するオンパル
スの実効電圧のレベルを変えてやれば、各液晶セルの明
るさ制御ができる。すなわち、階調表示が可能となる。

従来、階調表示を行うための実効電圧の制御には明（オ
ン）表示の間引きにより明るさを制御する間引き階調方
式（周波数変調方式）、データ電極に印加するオンパル
スの巾を変えて明るさを制御するパルス巾変調方式、予
め階調表示に見合う電源電圧を供給するレベル階調方式
などが提案され一部に実用化されている。

［発明が解決しようとした課題］ しかし、上記従来の階調表示方式は、間引きによるフリ
ッカ（表示チラッキ）が生じて階調数が多く取れなかっ
たり、巾の狭い電圧パルスを扱うことが難しかったり、
電源回路の複雑化などといった実用上多くの問題があり
、その解決が求められていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、階調表示を行うために液晶表示素子に可
変実効電圧を印加する階調表示用液晶駆動装置において
、前記階調表示用液晶駆動装置の駆動回路出力部１の積
分定数を制御して、前記液晶表示素子に印加される実効
電圧を変化させるようにした階調表示用液晶駆動装置に
より解決することができる。

具体的には前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部１
の異なるオン抵抗を有する複数の電圧切替えスイッチ素
子２の切替え組合せ選択により行うことができる。また
、前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部１の異なる
オン抵抗を有する複数の電圧切替えスイッチ素子２と抵
抗素子３の組合せ選択によっても行うことができる。ま
た、前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部１の電圧
切替えスイッチ素子２に接続された容量素子４の接続ま
たは切断の組合せ選択によっても行うことができる。ま
た、前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部１の電圧
切替えスイッチ素子２に接続された抵抗素子３および容
量素子４の組合せ選択によっても行うことができる。

〔作用〕

第１図は本発明の駆動回路出力部の機能等価回路を示す
図で、データ用駆動回路の駆動回路出力部を示したもの
である。駆動回路出力部１は電圧切替えスイッチ素子２
とＭＯＳ　　）ランジスタ素子のオン抵抗または抵抗素
子抵抗半および容量素子容量子との組合せ接続により構
成され、それら抵抗と容量の組合せと切替えにより積分
定数（Ｃ１２時定数）が変化させられる。

第２図は本発明の駆動回路出力部による出力電圧波形を
示す模式図である。

駆動回路出力部の積分定数の大きさに対応して。

すなわち、（イ）の未積分（入力矩形波）から（ロ）、
（ハ）、（ニ）、（ホ）へと中程度１重度の積分へと変
化するにしたがい、実効電圧が変化（減少）して行くこ
とがわかる。

したがって、本発明の構成によれば、駆動回路出力部１
の積分定数を制御するだけという極めて簡易な構成で、
表示チラッキなど表示品質の劣化を来すことなく階調表
示を行うことが可能となるのである。

〔実施例〕 第３図〜第５図は本発明の第１実施例〜第３実施例を示
す図で、いずれも同図（イ）は回路図、同図（ロ）はＭ
ＯＳ　　）ランジスタ素子のオン抵抗および付加抵抗３
とスイッチ素子とで表した等価回路図である。なお、付
加抵抗は、たとえば、ＩＣ製作時に同・−チップ上に作
り込んでおけばよい。

第３図の第１実施例について、以下にその機能動作を詳
細説明する。電圧切替えスイッチ素子２゜たとえば、３
つの並列接続されたＭＯＳ　　）ランジスタでの各々の
ゲートをＣ＋、Ｃｚ、Ｃｚとし、共通ソースをａ、ドレ
インをｂとした。

同図（ロ）の等価回路において各ＭＯ３Ｉ−ランジスタ
のオン抵抗３の抵抗値をそれぞれＲ８ＮＩ＋　ＲＯＮＺ
＋　ＲＯＮｆｆ　としてａ−ｂ間の合成インピーダンス
Ｚを計算すると、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ３の０Ｎ１０ＦＦの組
合せにより下記第１表に示した８通りが選択できる。

第１表は同図（ロ）の等価回路から計算したａ−す間の
合成インピーダンスＺの組合せを示したものである。

したがっで、８通りの合成インピーダンスＺの組合せが
、すなわち、８通りの実効電圧レベルが得られ、基本的
には８階調の表示が可能となる。

８　ＯＮ　　ＯＮ　　ＯＮ　　（Ｒｏｓ＋　　・ＲＯＮ
Ｚ　　・Ｒｏｗ３）／（Ｒｏ＋＜ＯＲ＋Ｒ ニーで、もし全く同一のＭＯＳ　　）ランジスタを使用
、すなわち、ＲＯＭＩ　＝ＲＯＭＺ　＝　ＲＯＮＩであ
れば第１表に示した合成インピーダンス２の組合せ条件
は、１．２＝３＝５．４＝６＝７．８の４種類となり、
階調表示数は４に減少する。

第２および第３実施例では付加抵抗を意図的に接続した
場合で、前記第１実施例の場合と同様に電圧切替えスイ
ッチ素子２による組合せ選択により実効電圧の制御が可
能である。

第６図〜第８図は本発明の第４実施例〜第６実施例を示
す図で、いずれも同図（イ）は回路図、同図（ロ）はＭ
ＯＳ　　）ランジスタ素子のオン抵抗および付加容量４
とスイッチ素子とで表した等価回路図である。なお、付
加容量は、たとえば、ＩＣ製作時に同一チップ上に作り
込んでおけばよい。

この場合も前記第１実施例で詳しく説明したのと同様に
電圧切替えスイッチ素子２による組合せ選択により合成
インピーダンス２．すなわち、実効電圧の制御を行うこ
とが可能である。

第９図は本発明の第７実施例を示す図で、同図（イ）は
回路図、同図（ロ）はＭＯＳ　　）ランジスタ素子のオ
ン抵抗および付加抵抗３．さらに付加容量４とスイッチ
素子とで表した等価回路図であり、前記諸実施例と同様
に電圧切替えスイッチ素子２による組合せ選択により実
効電圧の制御ができることは言うまでもない。

以上に図示説明した実施例は例として示したものであり
、本発明の趣旨に添うものであれば他の組合せの種類、
あるいは、組合せ素子数など、必要とした階調数などに
応じて選択使用してよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の構成によれば、駆動回路
出力部１の積分定数を制御するだけという極めて簡易な
構成で、表示チラッキなど表示品質の劣化を来すことな
く階調表示を行うことが可能となるので、階調表示液晶
表示装置の品質向上。

価格の低減に寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の駆動回路出力部の機能等価回路を示す
図、 第２図は本発明の駆動回路出力部による出力電圧波形を
示す模式図、 第３図は本発明の第１実施例を示す図、第４図は本発明
の第２実施例を示す図、第５図は本発明の第３実施例を
示す図、第６図は本発明の第４実施例を示す図、第７図
は本発明の第５実施例を示す図、第８図は本発明の第６
実施例を示す図、第９図は本発明の第７実施例を示す図
、第１０図は従来の駆動回路出力部の構成例を示す図、 第１１図は液晶表示装置の構成例を示す図、第１２図は
単純マトリクス型液晶表示素子の駆動原理を示す図であ
る。 図において、 １は駆動回路出力部、 ２は電圧切替えスイッチ素子、 ３はオン抵抗または抵抗素子抵抗、 ４は容量素子容量、 １０はデータ用駆動回路、 １１は走査用駆動回路、 １２は電源制御回路である。 ２　　＠［１１替力人ｆ、７＋木干 本発明の第１芙井１列Σ示Ｔ図 第　３　図 ｇ量素子ｇ量 本発明の、駆ｖＩ回路出力師の頬蒔１曲回路Σ示す図第
１図 本薙明の早２芙施例Σ示す図 第４　図 （イ） （ロ） （ハ） （ニ） （ホ） 本発明の晶に勅回勝田力仲に１６出力電圧；波形Σ示を
慎式図本５発朋の第３貿亮例Ｎ示１図 （イ） 基本回路図 （ロ）ＪＲ期判１百回路図 従来の３勢回路出力邪の転倒とポ↑図 第１０図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）階調表示を行うために液晶表示素子に可変実効電
   圧を印加する階調表示用液晶駆動装置において、 前記階調表示用液晶駆動装置の駆動回路出力部（１）の
   積分定数を制御して、前記液晶表示素子に印加される実
   効電圧を変化させることを特徴とした階調表示用液晶駆
   動装置。
2. （２）前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部（１）
   の異なるオン抵抗を有する複数の電圧切替えスイッチ素
   子（２）の切替え組合せ選択により行われることを特徴
   とした請求項（１）記載の階調表示用液晶駆動装置。
3. （３）前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部（１）
   の異なるオン抵抗を有する複数の電圧切替えスイッチ素
   子（２）と抵抗素子（３）の組合せ選択により行われる
   ことを特徴とした請求項（１）記載の階調表示用液晶駆
   動装置。
4. （４）前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部（１）
   の電圧切替えスイッチ素子（２）に接続された容量素子
   （４）の接続または切断の組合せ選択により行われるこ
   とを特徴とした請求項（１）記載の階調表示用液晶駆動
   装置。
5. （５）前記積分定数の制御が前記駆動回路出力部（１）
   の電圧切替えスイッチ素子（２）に接続された抵抗素子
   （３）および容量素子（４）の組合せ選択により行われ
   ることを特徴とした請求項（１）記載の階調表示用液晶
   駆動装置。