JPH0540451A

JPH0540451A - 液晶駆動電圧発生回路

Info

Publication number: JPH0540451A
Application number: JP19633791A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Moriyama; 浩明森山
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1993-02-19

Abstract

(57)【要約】【目的】基準電圧源の数を減らして電圧設定を簡易化す
る。【構成】電圧源ＶＲ，−ＶＲより供給された正負の基準
電圧１または２をスイッチ３により選択する。選択され
た基準電圧は可変抵抗５Ａ〜５Ｈが直列に接続された電
圧発生部４の一端に供給され、またその他端は接地され
る。この電圧発生部４の各可変抵抗から階調表示用の複
数の液晶駆動電圧を取り出し、バッファ回路６で増幅す
ることにより、液晶駆動電圧選択回路へ電圧Ｖ０〜Ｖ７
として送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶駆動電圧発生回路に
関し、特に階調表示液晶ディスプレイを駆動する液晶駆
動電圧発生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶ディスプレイにおい
て階調表示を行なう場合は、液晶を駆動する電圧を変化
させることにより表示している。すなわち、駆動電圧を
変化させることにより、液晶の透過率を変化させる電圧
変調法が一般的に採用されている。例えば、従来の液晶
駆動回路としては、複数の駆動電圧を発生し、その中か
ら１つを選択して液晶パネルに印加し、８階調表示を行
なうもの等が知られている。かかる液晶ディスプレイの
スイッチング素子としては、薄膜トランジスタを用いて
いる。

【０００３】図４は従来の一例を示す液晶駆動電圧発生
回路図である。図４に示すように、この液晶駆動電圧発
生回路は正側可変電源８と負側可変電源９およびこれら
を切替えるスイッチ１０とから構成される。この正側可
変電源８は８階調表示を行なうために８個設けられ、正
の駆動電圧として＋Ｖ０Ａ〜＋Ｖ７Ａの８レベルを発生
する。同様に、負側可変電源９は８階調表示を行なうた
めに８個設けられ、負の駆動電圧として−Ｖ０Ａ〜−Ｖ
７Ａの８レベルを発生する。また、選択スイッチ１０は
同レベルの階調表示を行なうための正負の駆動電圧を選
択し、液晶駆動電圧Ｖ０Ａ〜Ｖ７Ａを発生させる。

【０００４】また、図５は図４における液晶駆動電圧選
択回路のブロック図である。図５に示すように、液晶駆
動電圧の選択回路は、クロックＣＬＫを入力するシフト
レジスタ１１と、このシフトレジスタ１１のデータおよ
び３ビットのデータＤＡＴＡを入力するデータレジスタ
１２と、このデータレジスタ１２の出力を保持するラッ
チ１３と、ラッチ１３の出力により液晶駆動電圧Ｖ０〜
Ｖ７の１つを選択するセレクタ１４とから構成される。
シフトレジスタ１１はクロックＣＬＫにより順次パルス
をデータレジスタ１２へ転送し、データレジスタ１２は
８レベルの駆動電圧を選択するための３ビットのディジ
タルデータＤＡＴＡが入力される。すなわち、順次入力
されたデータは、シフトレジスタ１１から入力されたパ
ルスによりデータレジスタ１２内に順次蓄積される。こ
のデータレジスタ１２に液晶ディスプレイの１ライン分
の画像データが蓄積された後、ラッチ１３にラッチパル
スＬＰが入力されると、１ライン分のデータが一度に取
込まれる。次に、セレクタ１４はこのラッチ１３から送
られた３ビットのデータにより駆動電圧Ｖ０〜Ｖ７の中
から１つを選択し、液晶ディスプレイのデータ線Ｘ１，
Ｘ２，……，Ｘ６４０（Ｘ方向の画素数が６４０場合）
に一斉に送出する。そして、Ｙ方向のパルスを選択する
ことにより、薄膜トランジスタがオンし、データ線Ｘ
１，Ｘ２，……，Ｘ６４０から駆動電圧が液晶に印加さ
れるので、所定の位置の１ライン分の画像を表示でき
る。

【０００５】しかるに、前述した図４の駆動電圧発生回
路においては、正負の可変電源８，９を用意し、スイッ
チ１０により切り換えて正負の液晶駆動電圧を発生させ
るのは、液晶を交流駆動するためである。かかる液晶は
直流電圧が印加され続けると劣化を起すので、交流駆動
する必要がある。この切り換えの周期は、画像信号のフ
レーム周期とする場合と、水平走査周期の場合とがあ
る。前者は切り換え周期が通常は１０ミリ秒以上と低速
であるので、スイッチの制御は容易であるが、表示画像
にちらつき現象が発生する場合がある。また、後者は切
り換え周期が数十マイクロ秒と比較的高速であるため、
表示画像にちらつき現象を発生せず良質の画像表示を可
能にするが、切り換えスイッチに高速性を要求される。

【０００６】図６は図４における液晶駆動電圧と透過光
の特性図である。図６に示すように、液晶駆動電圧（Ｖ
ＬＣ）としては、Ｖ０Ａ〜Ｖ７Ａを設定している。この
場合のＶ０Ａは閾値以下の液晶が応答しない電圧、また
Ｖ７Ａはほぼ飽和透過率に達する電圧とし、Ｖ０Ａ〜Ｖ
７Ａ間を７等分した電圧を設定している。この液晶駆動
電圧に対する光の透過率は比例関係になく、非線形な関
係になる。従って、Ｖ０Ａ〜Ｖ７Ａのように、電圧を等
分して液晶駆動電圧とした場合には、透過率Ｔ０Ａ〜Ｔ
７Ａに示すとおり、透過率としては等分された値になら
ない。すなわち、透過率の低いＴ０，Ｔ１では透過率の
差が小さく、また飽和透過率付近のＴ５Ａ〜Ｔ７Ａでも
透過率の差が小さいので、階調の差は不鮮明になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した液晶ディスプ
レイは一定数の階調表示を行なう場合、正負の電源を用
意し且つスイッチにより切り換えて液晶駆動電圧を発生
させることにより液晶を交流駆動している。従って、８
階調表示の場合は正負合計で１６個の電源および８個の
切り換えスイッチを必要とする。しかも、階調の差を鮮
明にするための電源電圧の設定にあたっても、１６個の
電源を調整する必要がある。特に、極性の異なる電圧の
絶対値を完全に等しくするのは困難であるので、液晶は
完全な交流駆動をされず、信頼性を損ねている。

【０００８】本発明の目的は、かかる正負の電源数を減
少させ電圧設定を容易にするとともに、高階調表示を可
能にする液晶駆動電圧発生回路を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶駆動電圧発
生回路は、液晶パネルに印加して階調表示を行なうため
の駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路において、
正および負の基準電圧源と、前記正および負の基準電圧
源を選択するスイッチと、複数個の可変抵抗または複数
個の固定抵抗を直列に接続して形成した直列抵抗回路の
一端を前記スイッチに接続するとともに他端を接地した
電圧発生部と、前記複数個の可変抵抗の可変端子もしく
は前記複数個の固定抵抗相互の接続点から発生した複数
の液晶駆動電圧を増幅するバッファ回路とを有して構成
される。

【００１０】

【作用】本発明の電源としては、スイッチで切り換えて
使用するので、基準用に正と負の１個ずつでよい。階調
表示用の液晶駆動電圧は、直列に接続した抵抗回路で基
準電圧を抵抗分割することにより発生させているので、
極性に関係なく絶対値で容易に調整できる。しかも、発
生した液晶駆動電圧はバッファ回路で電流増幅して送出
されるので、液晶ディスプレイを駆動するのに電流量も
十分である。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１２】図１は本発明の一実施例を示す液晶駆動電
圧発生回路図である。図１に示すように、本実施例は８
階調表示を行ない、薄膜トランジスタをスイッチング素
子として用いた液晶ディスプレイを使用している。尚、
画素数は６４０×４００である。本実施例において、正
の基準電圧ＶＲを供給される正側基準電圧端子１および
負の基準電圧−ＶＲを供給される負側基準電圧端子２は
選択スイッチ３により切り換えられる。この選択スイッ
チ３およびグランド間には、可変抵抗５Ａ〜５Ｈを直列
接続した電圧発生部４が接続される。尚、実際には等間
隔の透過光を得るために、固定抵抗とも組み合わせて使
用している。具体的な数値としては、可変抵抗５Ａが６
キロオームの固定抵抗および１０キロオームの可変抵抗
（固定抵抗は接地側に接続）を直列に接続して構成す
る。また、可変抵抗５Ｂ，５Ｇは５キロオーム、可変抵
抗５Ｃ〜５Ｆは２キロオームであり、可変抵抗５Ｈは６
キロオームの固定抵抗および１０キロオームの可変抵抗
（固定抵抗は選択スイッチ３側に接続）を直列に接続し
て構成する。上述した電圧発生部４を構成する可変抵抗
５Ａ〜５Ｈの各可変端子から電圧が取り出される。この
電圧はオペアンプからなるゲイン１のバッファ回路６で
電流増幅され、液晶駆動電圧Ｖ０〜Ｖ７として取り出さ
れる。この液晶駆動電圧Ｖ０〜Ｖ７は、前述した図５の
液晶駆動電圧選択回路に供給されれ。

【００１３】また、選択スイッチ３は高速且つオン抵抗
の低いアナログスイッチを用い、その切り換えは１走査
線周期毎に行なっている。これにより、液晶ディスプレ
イに印加される駆動電圧の極性は１走査線毎に反転さ
れ、表示画像のフリッカを抑制している。さらに、バッ
ファ回路６を構成するオペアンプとしては、出力電流容
量の大きい素子を用い、これをボルテージフォロワとし
て使用する。

【００１４】図２は図１における液晶駆動電圧と透過光
の特性図である。図２に示すように、この透過率特性は
ツイステッドネマティック液晶について偏光板をノーマ
リークローズで使用したときの電圧と透過光の関係を表
わす。正の基準電圧ＶＲを５Ｖ、負の基準電圧−ＶＲを
−５Ｖとすると、電圧発生部４の可変抵抗５Ａ〜５Ｈの
抵抗値が前述したように５０キロオームであるので、可
変抵抗５Ａの可変端子から出力される電圧Ｖ０の可変範
囲は０．６Ｖ〜１．６Ｖになる。同様に、他の電圧Ｖ１
〜Ｖ７の可変範囲はＶ１が１．６Ｖ〜２．１Ｖ、Ｖ２が
２．１Ｖ〜２．３Ｖ、Ｖ３が２．３Ｖ〜２．５Ｖ、Ｖ４
が２．５Ｖ〜２．７Ｖ、Ｖ５が２．７Ｖ〜２．９Ｖ、Ｖ
６が２．９Ｖ〜３．４Ｖ、Ｖ７が３．４Ｖ〜４．４Ｖで
ある。液晶駆動電圧Ｖ０〜Ｖ７を図示のような値に設定
すると、等間隔の階調Ｔ０〜Ｔ７を得ることができる。

【００１５】尚、セレクタのデータ線Ｘ１〜Ｘ６４０か
ら駆動電圧を液晶に印加し所定の１ライン分の画像デー
タを表示させるのは、前述した図５の説明と同様であ
る。

【００１６】上述した本実施例の液晶駆動電圧発生回路
によれば、電源回路を削減でき、また調整個所も減少す
るので、電圧設定が容易になる。さらに、この液晶駆動
電圧発生回路を用いた液晶ディスプレイの表示結果は、
明るい部分や暗い部分での輝度に飽和することがなく、
鮮明な画像が得られる。

【００１７】図３は本発明の他の実施例を示す液晶駆動
電圧発生回路図である。図３に示すように、本実施例は
電圧発生部４を可変抵抗に変えて固定抵抗７Ａ〜７Ｈを
直列接続して構成し、固定抵抗相互の接続点から駆動電
圧Ｖ０〜Ｖ７を取り出すようにしている。これは液晶に
よって電圧−透過光特性がほぼ決まっているので、必要
な駆動電圧を発生するのに、固定抵抗７Ａ〜７Ｈを用い
て電圧発生部４を構成したものである。本実施例も８階
調表示としたが、さらに高階調の場合にも固定抵抗を追
加することにより対応可能である。また、駆動電圧は液
晶の電圧−輝度特性のみから決定したが、薄膜トランジ
スタの寄生容量の影響等を補正した電圧を発生させても
よい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶駆動
電圧発生回路は、表示する階調の２倍の電源を必要とせ
ずに基準量正負電源のみでよいため、電圧調整個所の半
減およびスイッチ数の減少を実現し、電圧設定を容易に
するという効果がある。また、本発明は駆動電圧の極性
が反転しても電圧の絶対値が同じになるので、液晶をほ
ぼ完全に交流駆動でき、高階調表示を可能にするという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す液晶駆動電圧発生回路
図である。

【図２】図１における液晶駆動電圧と透過光の特性図で
ある。

【図３】本発明の他の実施例を示す液晶駆動電圧発生回
路図である。

【図４】従来の一例を示す液晶駆動電圧発生回路図であ
る。

【図５】図４における液晶駆動電圧選択回路のブロック
図である。

【図６】図４における液晶駆動電圧と透過光の特性図で
ある。

【符号の説明】

１正側基準電圧端子２負側基準電圧端子３選択スイッチ４電圧発生部５Ａ〜５Ｈ可変抵抗６バッファ回路７Ａ〜７Ｈ固定抵抗Ｖ０〜Ｖ７液晶駆動電圧ＶＲ正側基準電源 −ＶＲ負側基準電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶パネルに印加して階調表示を行なう
ための駆動電圧を発生する液晶駆動電圧発生回路におい
て、正および負の基準電圧源と、前記正および負の基準
電圧源を選択するスイッチと、複数個の可変抵抗または
複数個の固定抵抗を直列に接続して形成した直列抵抗回
路の一端を前記スイッチに接続するとともに他端を接地
した電圧発生部と、前記複数個の可変抵抗の可変端子も
しくは前記複数個の固定抵抗相互の接続点から発生した
複数の液晶駆動電圧を増幅するバッファ回路とを有する
ことを特徴とする液晶駆動電圧発生回路。