JPH08146389A

JPH08146389A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08146389A
Application number: JP28094694A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Kawaguchi; 登史川口; Toshihiro Yanagi; 俊洋柳; Ei Tomiyoshi; 暎冨吉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】振動階調電圧方式において、振動電圧ＶＢの
振幅を小さくすることにより、振幅の大きい振動電圧Ｖ
Ｂが常時列電極Ｓの充放電を繰り返す無駄をなくし、消
費電力の低減化を図るようにする。【構成】電源回路４の可変抵抗器ＶＲ1を調整するこ
とにより、センターレベル（ＶSHm＋ＶSLm）／２を維持
したままで、振動高電圧ＶSHmと振動低電圧ＶSLmの電圧
レベルを対称的に変化させ、列電極駆動回路２が列電極
Ｓに印加する振動電圧ＶＢの振幅を変更可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、階調表示を行う液晶表
示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、カラー表示を行うため
にＲＧＢ３原色ごとの階調表示を行う必要があり、白黒
表示の場合にも階調表示を行う場合がある。このような
階調表示を行う方式としては、アナログ階調電圧方式と
振動階調電圧方式とがある。

【０００３】アナログ階調電圧方式による階調表示を行
うアクティブマトリクス方式の従来の液晶表示装置を図
１０に基づいて説明する。この液晶表示装置は、アクテ
ィブマトリクス方式の液晶表示パネル１を備えている。
液晶表示パネル１は、１対の基板１ａ，１ｂ間にＴＮ[T
wisted Nematic]液晶を封入したものである。一方の基
板１ａには、３本ずつの行電極Ｇ1〜Ｇ3と列電極Ｓ1〜
Ｓ3が交差して形成され、これら行電極Ｇ1〜Ｇ3と列電
極Ｓ1〜Ｓ3によって行列状に区切られた領域にそれぞれ
絵素電極１ｃが形成されている。絵素電極１ｃは、それ
ぞれが対応する行の行電極Ｇにゲートを接続されたＴＦ
Ｔ（[Thin Film Transistor]薄膜トランジスタ）１ｄの
ドレイン−ソース間を介して、それぞれが対応する列の
列電極Ｓに接続されている。そして、行電極ＧがＨレベ
ルになると、その行のＴＦＴ１ｄが全てＯＮとなり、そ
の行の各絵素電極１ｃと各列電極Ｓとの間がそれぞれ導
通することになる。

【０００４】また、他方の基板１ｂには、この基板面全
面に共通電極１ｅが形成されている。そして、一方の基
板１ａの各絵素電極１ｃと他方の基板１ｂの共通電極１
ｅとこれらの間の液晶層とによってそれぞれ液晶セルＰ
1〜Ｐ9が構成され、これらの液晶セルＰ1〜Ｐ9がマトリ
クス状に配置された絵素を形成する。各液晶セルＰは、
絵素電極１ｃと共通電極１ｅとの間に電圧を印加してＴ
Ｎ液晶の旋光角を変化させ、図示しない偏光子を通過す
る光の透過率を変えることにより、それぞれの絵素の表
示を行うことができる。また、この際の印加電圧の大き
さにより表示の明るさの程度を制御して階調表示を行
う。なお、図１０に示す液晶表示パネル１では、説明を
簡単にするために、行電極Ｇと列電極Ｓを３本ずつとし
絵素が３行３列にのみ配置された場合を示したが、実際
の液晶表示パネル１では、さらに多くの行電極Ｇと列電
極Ｓが設けられ、絵素も多数形成されている。

【０００５】上記液晶表示パネル１の各列電極Ｓ1〜Ｓ3
は、それぞれ列電極駆動回路２に接続され、各行電極Ｇ
1〜Ｇ3は、それぞれ行電極駆動回路３に接続されてい
る。また、この液晶表示装置には、電源回路４とタイミ
ングコントローラ５と階調電圧電源回路７が設けられ、
図示しない外部回路から送られて来る表示データ信号Ｄ
とドットクロック信号ＣＬＫと水平同期信号ＨＳと垂直
同期信号ＶＳがこのタイミングコントローラ５に入力さ
れるようになっている。表示データ信号Ｄは、各絵素の
表示階調を示す２ビットの信号であり、マトリクス状の
各絵素の表示データ信号Ｄが２ビットずつ順次シリアル
に入力される。タイミングコントローラ５は、この表示
データ信号Ｄをそのまま列電極駆動回路２に送る。ま
た、ドットクロック信号ＣＬＫは、各絵素ごとの表示デ
ータ信号Ｄに同期した信号であり、水平同期信号ＨＳ
は、水平走査期間に同期した信号であり、垂直同期信号
ＶＳは、垂直走査期間に同期した信号である。そして、
タイミングコントローラ５は、これらの同期信号に基づ
いて各種タイミング信号を生成し、それぞれ列電極駆動
回路２と行電極駆動回路３と電源回路４と階調電圧電源
回路７に送るようになっている。

【０００６】行電極駆動回路３は、液晶表示パネル１の
各行電極Ｇ1〜Ｇ3を水平走査期間ごとに順にＨレベルに
して走査を行う回路である。電源回路４は、垂直走査期
間ごとに電圧レベルが切り替わる共通電極電圧ＶＣを発
生して液晶表示パネル１の共通電極１ｅに印加する回路
である。階調電圧電源回路７は、アナログ階調電圧ＡＶ
を発生し列電極駆動回路２に供給する回路である。アナ
ログ階調電圧ＡＶは、表示データ信号ＤをＮビットとす
ると、電圧レベルがそれぞれ異なる２^N種類の電源電圧
からなり、ここでは表示データ信号Ｄが２ビットである
ことから４種類のアナログ階調電圧ＡＶ0〜ＡＶ3からな
る。また、各アナログ階調電圧ＡＶ1〜ＡＶ3は、垂直走
査期間ごとに共通のセンターレベルに対して対称的に電
圧レベルが切り替わりるようになっている。

【０００７】列電極駆動回路２は、各列電極Ｓごとに図
１１に示す回路が設けられたものである。この図１１に
示す回路では、タイミングコントローラ５から送られて
来る２ビットの表示データ信号Ｄが、各水平走査期間内
においてそれぞれの列電極Ｓごとにタイミングの異なる
サンプリングパルスＴＳに基づきサンプリング回路２ａ
にラッチされる。また、各列電極Ｓごとのサンプリング
回路２ａにラッチされた表示データ信号Ｄは、その水平
走査期間の最後に出力パルスＯＥに基づいてホールド回
路２ｂに一斉にラッチされる。即ち、ここでは、表示デ
ータ信号Ｄがシリアル／パラレル変換されることにな
る。そして、ホールド回路２ｂにラッチされた表示デー
タ信号Ｄは、デコーダ２ｃでデコードされて４個のアナ
ログスイッチ２ｄ…のいずれかを導通させ、この導通し
たアナログスイッチ２ｄを介していずれかのアナログ階
調電圧ＡＶを列電極Ｓに出力させる。従って、列電極駆
動回路２は、各列電極Ｓごとに、表示データ信号Ｄに応
じて１種類のアナログ階調電圧ＡＶを選択し、このアナ
ログ階調電圧ＡＶを次の１水平走査期間にわたってその
列電極Ｓに出力することになる。

【０００８】上記構成の液晶表示装置の動作を図１２に
基づいて説明する。ここでは行電極Ｇが３本であるた
め、垂直同期信号ＶＳの１周期（１垂直走査期間）の間
に水平同期信号ＨＳが３周期（３水平走査期間）を有す
る。表示データ信号Ｄは、列電極Ｓが３本であるため
に、１水平走査期間に３絵素分ずつのデータがシリアル
に列電極駆動回路２に入力される。なお、図１２では、
各絵素ごとの表示データ信号Ｄを液晶セルＰ1〜Ｐ9に対
応する添え字を付してデータＤ1〜Ｄ9として区別してい
る。そして、水平走査期間ごとに３絵素分の表示データ
信号Ｄが列電極駆動回路２に入力されると、次の水平走
査期間に、各表示データ信号Ｄの値が対応するアナログ
階調電圧ＡＶ（図１２ではデータＤ1〜Ｄ9で表してい
る）が各列電極Ｓ1〜Ｓ3に出力される。

【０００９】各行電極Ｇ1〜Ｇ3は、行電極駆動回路３に
よって走査されて水平走査期間ごとに順にＨレベルとな
る。即ち、例えばデータＤ1〜Ｄ3に対応するアナログ階
調電圧ＡＶが各列電極Ｓ1〜Ｓ3に出力される水平走査期
間には行電極Ｇ1がＨレベルとなり、次の水平走査期間
には行電極Ｇ2がＨレベルとなり、さらに次の水平走査
期間には行電極Ｇ3がＨレベルとなる。

【００１０】共通電極電圧ＶＣとアナログ階調電圧ＡＶ
0〜ＡＶ3は、交流駆動のために垂直走査期間ごとに電圧
レベルが高低で切り替わる。ただし、アナログ階調電圧
ＡＶ0〜ＡＶ3は、共通のセンターレベルに対して対称的
に電圧レベルが切り替わるものであり、ここではアナロ
グ階調電圧ＡＶ0，ＡＶ1を反転したものがアナログ階調
電圧ＡＶ2，ＡＶ3に一致するようにしている。また、ア
ナログ階調電圧ＡＶ0，ＡＶ3の方がアナログ階調電圧Ａ
Ｖ1，ＡＶ2よりも振幅が大きくなっている。そして、上
記のようにこれらのアナログ階調電圧ＡＶ0〜ＡＶ3のう
ちの表示データ信号Ｄの値に対応するものが各列電極Ｓ
1〜Ｓ3に出力されることになる。なお、ここでは、共通
電極電圧ＶＣも垂直走査期間ごとに電圧レベルを切り替
えているが、これを一定電圧とすることも可能である。

【００１１】図１２では、液晶セルＰ4に列電極Ｓ1を介
してアナログ階調電圧ＡＶ1が印加される場合を例示し
ている。時刻ｔ1に行電極Ｇ2がＨレベルになると、液晶
セルＰ4の絵素電極１ｃに高電圧のアナログ階調電圧Ａ
Ｖ1が印加され、共通電極１ｅに印加される高電圧の共
通電極電圧ＶＣに対して負の階調電圧Ｖ1が印加される
ことになる。そして、その後行電極Ｇ2がＬレベルに戻
るとＴＦＴ１ｄがＯＦＦになるので、１垂直走査期間に
わたってこの階調電圧Ｖ1が維持され、液晶セルＰ4がこ
れに応じた階調表示を行う。また、時刻ｔ2に再び行電
極Ｇ2がＨレベルになると、液晶セルＰ4の絵素電極１ｃ
に低電圧のアナログ階調電圧ＡＶ1が印加され、共通電
極１ｅに印加される低電圧の共通電極電圧ＶＣに対して
正の階調電圧Ｖ1が印加されることになり、以降この動
作が繰り返されることにより交流駆動が行われる。

【００１２】以上説明したアナログ階調電圧方式の液晶
表示装置は、階調表示の段階数分のアナログ階調電圧Ａ
Ｖが必要となる。つまり、階調電圧電源回路７は、電圧
レベルの相違する各アナログ階調電圧ＡＶをそれぞれ電
流駆動能力の大きいオペアンプ（演算増幅器）等を用い
たアナログ回路によって発生させなければならず、列電
極駆動回路２にも各列電極Ｓごとにアナログ階調電圧Ａ
Ｖの数だけアナログスイッチ２ｄを設けなければならな
くなる。従って、このアナログ階調電圧方式は、周辺駆
動回路が高価になると共に部品実装面積も増大するとい
う欠点があった。しかも、上記説明では、表示データ信
号Ｄを２ビットとしたが、例えば４ビットであればアナ
ログ階調電圧ＡＶも１６種類必要となり、列電極Ｓが多
くなれば、アナログスイッチ２ｄもこれに応じて増加す
るので、階調表示の段階数が多くなるほど、また画面の
解像度が向上するほどこの欠点が顕著になる。

【００１３】上記振動階調電圧方式は、高低２種類の電
圧レベルの振動電圧を列電極Ｓに印加することにより、
このアナログ階調電圧方式の欠点を改善したものであ
る。図１３に、列電極Ｓから１つの液晶セルＰに至る回
路を示す。ここでは、液晶層を介した絵素電極１ｃと共
通電極１ｅとによって構成される容量を絵素容量ＣPと
して表している。また、この図１３の回路でＴＦＴ１ｄ
がＯＮとなった場合の等価回路を図１４に示す。ここで
は、ＴＦＴ１ｄのＯＮ抵抗をＲONで表している。また、
列電極Ｓに分布する配線抵抗をＲSで表し、この列電極
Ｓと共通電極１ｅとの間に分布する配線容量をＣSで表
している。この場合、一般に絵素容量ＣPは配線容量ＣS
よりも小さいが、ＯＮ抵抗ＲONが配線抵抗ＲSよりも大
きくなるために、時定数ＲON・ＣPは時定数ＲS・ＣSよ
りも十分に大きくなる。従って、列電極駆動回路２から
列電極Ｓを介して液晶セルＰに至る回路は、ほぼこの時
定数ＲON・ＣPによって定まる遮断周波数を有する低域
通過フィルタ特性を示すことになる。

【００１４】そこで、図１５に示すように、列電極Ｓに
垂直走査期間よりも十分に短い周期ＴBの振動電圧ＶＢ
を印加すると、液晶セルＰにはその低周波成分（ここで
は直流成分）のみが印加されることになる。即ち、周期
ＴBのうちの期間ｍが高電圧レベルの振動高電圧ＶSHと
なり、期間ｎが低電圧レベルの振動低電圧ＶSLとなるデ
ューティ比がｍ／ＴBの振動電圧ＶＢを印加すると、液
晶セルＰには、数１に示すこの振動電圧ＶＢの平均電圧
（直流成分）の階調電圧Ｖが印加される。

【００１５】

【数１】

【００１６】そして、この振動電圧ＶＢのデューティ比
を種々切り替えれば、多数種類の階調電圧Ｖを液晶セル
Ｐに印加することが可能となる。従って、この振動階調
電圧方式によれば、２種類の振動高電圧ＶSHと振動低電
圧ＶSLを用意するだけで、多数種類の階調電圧Ｖを生成
することができるので、これによって階調表示の段階数
分のアナログ階調電圧ＡＶを必要とするアナログ階調電
圧方式の欠点を解消することができる。

【００１７】上記振動階調電圧方式による階調表示を行
うアクティブマトリクス方式の従来の液晶表示装置を図
１６に基づいて説明する。この液晶表示装置は、図１０
に示した階調電圧電源回路７に代えて階調決定信号発生
回路６を備えている。また、液晶表示パネル１と行電極
駆動回路３とタイミングコントローラ５の構成は図１０
に示したアクティブマトリクス方式の場合と同じである
ため説明を省略する。

【００１８】階調決定信号発生回路６は、水平走査期間
よりも十分に周期が短いパルス信号である階調決定信号
Ｔを発生し列電極駆動回路２に供給する回路である。階
調決定信号Ｔは、表示データ信号ＤをＮビットとする
と、振幅と周期が一定でデューティ比のみがそれぞれ異
なる２^N種類のパルス信号からなり、ここでは表示デー
タ信号Ｄが２ビットであることから４種類の階調決定信
号Ｔ0〜Ｔ3からなる。また、各階調決定信号Ｔ0〜Ｔ3
は、これによって実際に液晶セルＰに印加される階調電
圧の極性が交流駆動のために垂直走査期間ごとに反転す
るようになっている。このような極性の反転は、階調決
定信号Ｔのパルスを反転させてデューティ比が逆数とな
るようにすることにより容易に実現することができる。
なお、これらの階調決定信号Ｔは、ロジック信号である
ため、アナログ階調電圧ＡＶのような大きな電流駆動能
力は不要であり、通常のディジタル回路のみによって生
成することができる。

【００１９】電源回路４は、共通電極電圧ＶＣを発生し
て液晶表示パネル１の共通電極１ｅに印加すると共に、
振動高電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLを発生して列電極駆動
回路２に供給する回路である。この電源回路４は、図１
７に示すように、入力電源ＶINに基づいてＤＣ／ＤＣコ
ンバータ４ａが所定電圧レベルの共通電極電源電圧ＶVC
と振動高電圧ＶSHを発生させるようになっている。振動
高電圧ＶSHは、図１５に示した振動電圧ＶＢの高電圧側
の電源となるものである。また、ここでは、振動電圧Ｖ
Ｂの低電圧側の電源となる振動低電圧ＶSLは接地電圧レ
ベルとしている。そして、これらの振動高電圧ＶSHと振
動低電圧ＶSLが電源回路４から出力される。

【００２０】共通電極電源電圧ＶVCは、ＰチャンネルＭ
ＯＳ[Metal Oxide Semiconductor]・ＦＥＴ[Field Effe
ct Transistor]からなるトランジスタＱPとＮチャンネ
ルＭＯＳ・ＦＥＴからなるトランジスタＱNとで構成さ
れるＣＭＯＳ[ComplementaryMOS]インバータ４ｂと、可
変抵抗器ＶＲ2とに印加されるようになっている。ＣＭ
ＯＳインバータ４ｂは、タイミングコントローラ５から
送られて来る極性切替信号ＲＥＶに基づいて１垂直走査
期間ごとに共通電極電源電圧ＶVCと接地電圧レベルとを
切り替えて出力する回路である。また、可変抵抗器ＶＲ
2は、共通電極電源電圧ＶVCを分圧して調整可能な電圧
レベルを出力するデバイスである。そして、このＣＭＯ
Ｓインバータ４ｂの出力電圧が電解コンデンサＥＣで直
流成分をカットされ可変抵抗器ＶＲ2の出力電圧にバイ
アスされることにより、共通電極電圧ＶＣとして電源回
路４から出力される。

【００２１】ここで、交流駆動により垂直走査期間ごと
に液晶セルＰに印加される電圧レベルを正負で均衡させ
るためには、共通電極電圧ＶＣの振幅の中心レベルを振
動高電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLとの丁度中央のセンター
レベル、即ち数２に示す電圧レベルに一致させる必要が
ある。

【００２２】

【数２】

【００２３】ただし、図１３に示した液晶セルＰの回路
で、ＴＦＴ１ｄを介して絵素電極１ｃに印加される電圧
は、列電極Ｓに印加される電圧よりもシフト電圧ΔＶだ
け電圧レベルが低下する。このため、実際には、液晶セ
ルＰ上で印加される電圧のセンターレベルを一致させる
ために、共通電極電圧ＶＣの中心レベルをさらにこのシ
フト電圧ΔＶ分だけ低電圧にする必要がある。しかも、
このシフト電圧ΔＶは、液晶表示パネル１の特性によっ
て異なるため、個々の液晶表示パネルごとに調整しなけ
ればならない。そこで、上記のようにＣＭＯＳインバー
タ４ｂの出力電圧の直流分をカットして可変抵抗器ＶＲ
2の出力電圧でバイアスすることにより、共通電極電圧
ＶＣのセンターレベルが数３の電圧レベルとなるように
調整可能としている。

【００２４】

【数３】

【００２５】列電極駆動回路２は、各列電極Ｓごとに図
１８に示す回路が設けられたものである。この図１８に
示す回路は、表示データ信号Ｄがデコーダ２ｃに入力さ
れるまでの回路は図１１に示したものと同じであるため
説明を省略する。２ビットの表示データ信号Ｄがデコー
ダ２ｃでデコードされると、４個のＡＮＤゲート２ｅ…
とＯＲゲート２ｆを介して、４種類の階調決定信号Ｔ0
〜Ｔ3のいずれかが選択されてインバータ回路２ｇに送
られる。そして、このインバータ回路２ｇは、選択され
た階調決定信号ＴのＨ／Ｌレベルに応じて振動高電圧Ｖ
SHと振動低電圧ＶSLとを切り替えて列電極Ｓに印加す
る。従って、この列電極駆動回路２は、各列電極Ｓごと
に、表示データ信号Ｄに応じて１種類の階調決定信号Ｔ
を選択し、振動高電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLとをこの階
調決定信号Ｔと同じデューティ比で切り替えた振動電圧
を１水平走査期間にわたってその列電極Ｓに出力するこ
とになる。なお、この列電極駆動回路２の場合も、図１
１に示したようなアナログスイッチ２ｄを設ける必要が
なくなり、ディジタル回路のみによって構成することが
できるようになる。

【００２６】上記構成の液晶表示装置の動作を図１９に
基づいて説明する。なお、垂直同期信号ＶＳと水平同期
信号ＨＳと表示データ信号Ｄとこの表示データ信号Ｄが
対応する各列電極Ｓの出力と各行電極Ｇの出力は図１２
に示したものと同じであるため説明を省略する。

【００２７】共通電極電圧ＶＣは、振動高電圧ＶSHと振
動低電圧ＶSLとの間で数３に示した電圧レベルを中心に
垂直走査期間ごとに電圧レベルが高低で切り替わるよう
になっている。階調決定信号Ｔ0〜Ｔ3は、それぞれデュ
ーティ比が異なるパルス信号であり、垂直走査期間ごと
に反転されるようになっている。即ち、共通電極電圧Ｖ
Ｃが低電圧レベルとなる垂直走査期間では、階調決定信
号Ｔ0のデューティ比が最も小さくなり、他の階調決定
信号Ｔ1〜Ｔ3のデューティ比がこの順序で大きくなる。
また、共通電極電圧ＶＣが高電圧レベルとなる垂直走査
期間では、階調決定信号Ｔ0のデューティ比が最も大き
くなる。なお、共通電極電圧ＶＣの電圧レベルを切り替
えずに一定電圧としても交流駆動が可能であることはア
ナログ階調電圧方式の場合と同様である。

【００２８】図１９では、液晶セルＰ4に列電極Ｓ1を介
して階調決定信号Ｔ1に対応する振動電圧ＶＢ1が印加さ
れる場合を例示している。時刻ｔ11に行電極Ｇ2がＨレ
ベルになると、列電極Ｓ1に実線に示す振動電圧ＶＢ1が
印加される。この振動電圧ＶＢ1は、高電圧の共通電極
電圧ＶＣに対する振動高電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLの各
電圧が階調決定信号Ｔ1と同じデューティ比で切り替わ
ったものである。そして、この振動電圧ＶＢ1が液晶セ
ルＰに印加される際には、上記低域通過フィルタ特性に
より、図示１点鎖線の折れ線で示すように高周波成分が
除去されて平均電圧である負の階調電圧Ｖ1となる。こ
の階調電圧Ｖ1は、その後行電極Ｇ2がＬレベルに戻ると
ＴＦＴ１ｄがＯＦＦになるので、１垂直走査期間にわた
って維持され、液晶セルＰ4にこれに応じた階調表示を
行わせる。また、時刻ｔ12に再び行電極Ｇ2がＨレベル
になると、列電極Ｓ1に反転された振動電圧ＶＢ1が印加
されて液晶セルＰ4に正の階調電圧Ｖ1が印加される。そ
して、以降この動作が繰り返されることにより交流駆動
が行われる。

【００２９】以上説明した振動階調電圧方式の液晶表示
装置は、電源回路４が高低２種類の振動高電圧ＶSHと振
動低電圧ＶSLを発生させるだけで、列電極駆動回路２や
階調決定信号発生回路６を全てディジタル回路によって
構成することができるので、アナログ階調電圧方式のよ
うに周辺駆動回路が高価になったり部品実装面積が増大
するという欠点が解消される。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記振動階
調電圧方式は、振動電圧ＶＢによって列電極Ｓの電位変
化が激しくなるので、アナログ階調電圧方式に比べて消
費電力が増加するという問題があった。即ち、この振動
電圧ＶＢは、各液晶セルＰのＴＦＴ１ｄのＯＮ時に図１
４で示したＯＮ抵抗ＲONを介して絵素容量ＣPの充放電
を行うが、ＴＦＴ１ｄのＯＮ／ＯＦＦにかかわりなく各
列電極Ｓの配線抵抗ＲSを介して配線容量ＣSの充放電も
常時行うことになる。しかも、この配線抵抗ＲSと配線
容量ＣSの時定数ＲS・ＣSは、ＯＮ抵抗ＲONと絵素容量
ＣPの時定数ＲON・ＣPよりも小さいので、振動電圧ＶＢ
が十分に平均化されず大きな充放電電流が繰り返し流れ
ることになり、これによって消費電力が増大する。

【００３１】ここで、アナログ階調電圧方式において
も、各列電極Ｓの配線抵抗ＲSを介して配線容量ＣSの充
放電は行われる。しかし、この際に各列電極Ｓに印加さ
れるアナログ階調電圧ＡＶは、上記のように垂直走査期
間ごとに極性を反転する交流駆動の場合には、水平走査
期間ごとにもレベルが変化する可能性はあるが、垂直走
査期間ごとの極性変化が最も大きな電圧レベルの変化と
なる。これに対して、振動階調電圧方式は、１水平期間
内にも電圧レベルが繰り返し大きく変化する。従って、
アナログ階調電圧方式では、図１０で示した階調電圧電
源回路７でアナログ階調電圧ＡＶを発生させる際にもア
ナログ回路が比較的大きな電力を消費するが、これを差
し引いても、振動階調電圧方式における振動電圧ＶＢに
よる電力消費の方が遥かに大きくなる。

【００３２】本発明は、上記事情に鑑み、周辺駆動回路
をディジタル化することができるという振動階調電圧方
式の特徴を生かしつつ、振動電圧による消費電力の増大
を抑制することができる液晶表示装置を提供することを
目的としている。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の発明は、電極間に液晶を挟持させた液晶
セルの一方の電極に、周期が一定で表示データ信号に応
じたデューティ比により高電圧レベルの振動高電圧と低
電圧レベルの振動低電圧とに切り替わる振動電圧を印加
すると共に、他方の電極に対向電圧を印加することによ
り、該液晶セルに階調表示を行わせる液晶表示装置にお
いて、該振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方又は双
方の電圧レベルを変化させることにより、該振動電圧の
振幅を設定に応じて変更することができる電源回路が設
けられたことを特徴としている。

【００３４】請求項２の発明は、前記電源回路が、前記
振動高電圧と振動低電圧の双方の電圧レベルを対称的に
変化させることにより、前記振動電圧のセンターレベル
を維持したまま振幅のみを設定に応じて変更するもので
あることを特徴としている。

【００３５】請求項３の発明は、前記電源回路が、前記
振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方の電圧レベルを
変化させることにより、該振動電圧の振幅を設定に応じ
て変更し、かつ、前記対向電圧のセンターレベルと該振
動電圧のセンターレベルとの電位差が常に一定となるよ
うに該対向電圧の電圧レベルを推移させるものであるこ
とを特徴としている。

【００３６】請求項４の発明は、前記電源回路が、可変
抵抗器の抵抗調整部を操作することにより該可変抵抗器
の抵抗値を変化させて前記振動高電圧と振動低電圧のい
ずれか一方又は双方の電圧レベルを変化させるものであ
ることを特徴としている。

【００３７】請求項５の発明は、前記電源回路が、外部
から供給されるアナログ電圧に応じて前記振動高電圧と
振動低電圧のいずれか一方又は双方の電圧レベルを変化
させるものであることを特徴としている。

【００３８】請求項６の発明は、前記電源回路が、外部
から供給されるディジタル信号をＤ／Ａ変換したアナロ
グ電圧に応じて前記振動高電圧と振動低電圧のいずれか
一方又は双方の電圧レベルを変化させるものであること
を特徴としている。

【００３９】

【作用】本発明は、主として、列電極の配線容量が絵素
容量よりも大きいアクティブマトリクス方式の液晶表示
装置を振動階調電圧方式により駆動する場合の消費電力
の増大の問題を解消するものである。ただし、単純マト
リクス方式の液晶表示装置やセグメント表示等をアクテ
ィブ駆動する液晶表示装置、又は、スタティック駆動の
液晶表示装置を振動階調電圧方式により駆動する場合に
も、条件によっては同様の問題が生じ得るので、液晶表
示装置の駆動方式は問わない。アクティブマトリクス方
式の場合の液晶セルは、各絵素電極と共通電極の対向部
分とこれらの間の液晶層によって構成され、単純マトリ
クス方式の場合の液晶セルは、行電極と列電極の各交差
部とこれらの間の液晶層によって構成される。

【００４０】上記液晶表示装置は、一般に液晶の劣化を
防止するために、印加電圧の極性を順次切り替える交流
駆動が行われる。従って、アクティブ駆動の場合には例
えば走査を１順するごとに振動電圧のデューティ比を反
転させ、スタティック駆動の場合には一定周期で振動電
圧のデューティ比を反転させる。この際、対向電圧を一
定電圧とする場合には、この対向電圧を振動電圧のセン
ターレベル付近の電圧とする。また、この対向電圧の電
圧レベルを、振動電圧とほぼ同じセンターレベルで交流
駆動の周期に合わせて切り替えるようにすれば、液晶セ
ルにより大きな電圧を印加することが可能となる。

【００４１】振動階調電圧方式に用いる振動電圧は、駆
動回路等が表示データ信号に応じたタイミングで振動高
電圧と振動低電圧とを切り替えて電極に印加することに
より生成される。そして、これらの振動高電圧と振動低
電圧は、ある程度以上の電流供給能力を有する電源回路
からそれぞれ供給される。

【００４２】請求項１の発明は、振動電圧の振幅を設定
に応じて変更することができるようにしたものである。
この際、振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方の電圧
レベルのみを変化させることにより振動電圧の振幅を変
更してもよいし、双方の電圧レベルを変化させて振動電
圧の振幅を変更してもよい。

【００４３】ここで、上記振動電圧により電極の配線容
量等を充放電する場合に消費される電力について考察す
る。充放電を行う配線容量等の容量をＣ[F]とし、振動
電圧の振幅、即ち振動高電圧と振動低電圧との電位差を
Ｖ[V]として、振動電圧の周波数をｆ[Hz]とすると、こ
の消費電力はｆＣＶ²に比例することになる。従って、
振動電圧の振幅を狭めて電位差Ｖを小さくすれば、消費
電力をこの電位差Ｖの２乗に比例して大幅に低減させる
ことができる。

【００４４】ただし、このように振動電圧の振幅を狭め
て電位差Ｖを小さくすると、液晶セルによる階調表示の
コントラストが低下する。しかしながら、液晶表示にお
ける最適なコントラストは、装置の使用環境や表示内容
又は操作者の好みによって異なるものであり、常に最大
のコントラストを得るように駆動を行う必要はない。し
かも、液晶の表示特性上、例えば電位差Ｖが半減したと
しても、コントラストは数割程度低下するだけで済むも
のなので、実用上問題のない程度にコントラストを低下
させるだけで、電位差Ｖを十分に小さくすることができ
る。

【００４５】従って、請求項１の発明によれば、実用上
問題のない程度のコントラストを維持し得る範囲で振動
電圧の振幅を狭めることができるので、電極の配線容量
等を無駄に充放電する際に消費される電力を必要最小限
に留めることができる。

【００４６】上記振動電圧のセンターレベルと対向電圧
のセンターレベル（対向電圧が一定電圧である場合には
その電圧レベル）とが一致しない場合には、液晶の交流
駆動を行った際に、この液晶にセンターレベルの電位差
分の直流成分が印加されることになる。ただし、これら
振動電圧と対向電圧のセンターレベルには、前述のよう
にシフト電圧ΔＶ分だけ電位差を設ける場合もある。し
かし、いずれにしても、平衡した交流駆動を行うために
は、振動電圧と対向電圧のセンターレベルの電位差は常
に一定に保つ必要がある。

【００４７】そこで、請求項２の発明は、振動高電圧と
振動低電圧の双方の電圧レベルを対称的に変化させるこ
とにより振幅を変更するようにしている。このようにす
れば、振動高電圧を上昇させた場合には振動低電圧も同
じ割り合いで低下するので、振動電圧のセンターレベル
が維持され、対向電圧のセンターレベルとの電位差も常
に一定に保たれる。

【００４８】また、請求項３の発明では、振動高電圧と
振動低電圧のいずれか一方の電圧レベルを変化させるこ
とにより該振動電圧の振幅を変更するが、これに応じ
て、対向電圧も推移させて、これらのセンターレベルの
電位差が常に一定に保たれるようにする。

【００４９】請求項４の発明は、電源回路に可変抵抗器
を設け、この可変抵抗器の抵抗調整部を操作することに
より振動電圧の振幅を変更するようにしたものである。
この場合、可変抵抗器の抵抗調整部を外部から調整可能
にしておけば、操作者が使用環境等に応じて、適宜実用
上問題のない程度まで振動電圧の振幅を狭めることがで
きるようになる。

【００５０】請求項５の発明は、外部から供給されるア
ナログ電圧に応じて振動電圧の振幅を変更するようにし
たものである。この場合、外部装置は、操作者のキーボ
ード操作やその他の操作によってアナログ電圧を調整す
ることができるので、この調整の操作方法を任意に選択
することができるようになる。また、外部装置が自動的
に使用環境等を判断して最適なアナログ電圧を発生する
こともできる。

【００５１】請求項６の発明は、請求項５のアナログ電
圧を外部から供給されるディジタル信号によって内部的
に発生させることができるので、外部装置からの信号を
ディジタル化することができる。

【００５２】

【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を詳述する。

【００５３】図１乃至図８は本発明の第１実施例を示す
ものであって、図１は電源回路の構成を示す回路ブロッ
ク図、図２は列電極に振動電圧ＶＢ7を印加した場合の
波形図、図３は列電極に振動電圧ＶＢ1を印加した場合
の波形図、図４は列電極に振動電圧ＶＢ4を印加した場
合の波形図、図５は液晶の表示特性を示す特性図、図６
は振動電圧の振幅を狭めた場合の液晶の表示特性を示す
特性図、図７は調整電圧の発生回路を示す回路ブロック
図、図８は調整電圧の発生回路の他の例を示す回路ブロ
ック図である。なお、図１６〜図１８に示した従来例と
同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。

【００５４】本実施例は、図１６〜図１９に示した従来
の振動階調電圧方式の液晶表示装置に本発明を実施した
場合について説明する。ここで、本実施例の液晶表示装
置は、図１７に示した電源回路４の構成のみが従来の液
晶表示装置と異なる。従って、図１６に示した液晶表示
装置の構成及び図１８に示した列電極駆動回路２の構成
並びに図１９に示した液晶表示装置の動作については、
本実施例においてもそのまま引用し示し、これらの図に
ついての説明は省略する。

【００５５】電源回路４は、図１に示すように、ＤＣ／
ＤＣコンバータ４ａを備えている。このＤＣ／ＤＣコン
バータ４ａは、図１７に示したものと同様に、入力電源
ＶINに基づいて共通電極電源電圧ＶVCと振動高電圧ＶSH
とを出力するようになっている。また、ここでも振動低
電圧ＶSLは、接地電圧レベルとしている。

【００５６】ＤＣ／ＤＣコンバータ４ａから出力される
振動高電圧ＶSHは、抵抗Ｒ１，Ｒ2からなる分圧回路
と、可変抵抗器ＶＲ1と抵抗Ｒ3からなる分圧回路とに印
加されるようになっている。これらの抵抗Ｒ1〜Ｒ3の抵
抗値と可変抵抗器ＶＲ1の全体の抵抗値は全て同じ値の
ものを用いている。従って、抵抗Ｒ1，Ｒ2の分圧回路で
分圧される電圧は、上記数２に示した振動高電圧ＶSHと
振動低電圧ＶSLのセンターレベルとなる。また、可変抵
抗器ＶＲ1と抵抗Ｒ3の分圧回路で分圧される電圧は、こ
の可変抵抗器ＶＲ1の調整によって増加する電圧を振幅
電圧Ｖａとすると、数４に示す電圧となる。

【００５７】

【数４】

【００５８】可変抵抗器ＶＲ1と抵抗Ｒ3の分圧回路で分
圧された数４の電圧は、非反転増幅器４ｃに入力され
る。非反転増幅器４ｃは、オペアンプＯＰ1をボルテー
ジホロワに接続して利得１のバッファとして機能させた
ものである。従って、この非反転増幅器４ｃからは、数
４の電圧レベルがそのまま可変振動高電圧ＶSHmとして
出力される。また、この数４の電圧と、抵抗Ｒ１，Ｒ2
の分圧回路で分圧された数２の電圧は、反転増幅器４ｄ
に入力される。反転増幅器４ｄは、オペアンプＯＰ2の
負帰還側の回路に同じ抵抗値の抵抗Ｒ4，Ｒ5を接続する
ことにより、非反転入力端子＋の電圧レベルを中心に反
転入力端子−の入力電圧を利得１で反転させる回路であ
る。従って、この反転増幅器４ｄからは、数５に示す電
圧レベルが可変振動低電圧ＶSLmとして出力される。

【００５９】

【数５】

【００６０】そして、これらの可変振動高電圧ＶSHmと
可変振動低電圧ＶSLmは、非反転増幅器４ｃと反転増幅
器４ｄの高入力インピーダンス・低出力インピーダンス
特性により、電流駆動能力の高い電源電圧となる。

【００６１】上記ＤＣ／ＤＣコンバータ４ａから出力さ
れる共通電極電源電圧ＶVCは、図１７の場合と同様に、
ＣＭＯＳインバータ４ｂと可変抵抗器ＶＲ2とに印加さ
れ、このＣＭＯＳインバータ４ｂの出力電圧が電解コン
デンサＥＣで直流成分をカットされて可変抵抗器ＶＲ2
の出力電圧にバイアスされることにより共通電極電圧Ｖ
Ｃとなる。そして、この共通電極電圧ＶＣのセンターレ
ベルは、上記数３に示した電圧レベルとなる。

【００６２】従って、上記非反転増幅器４ｃと反転増幅
器４ｄから出力される可変振動高電圧ＶSHmと可変振動
低電圧ＶSLmは、センターレベルが共通電極電圧ＶＣよ
りもシフト電圧ΔＶだけ高電位となり、このセンターレ
ベルからそれぞれ振幅電圧Ｖａだけ正負方向に離れた電
圧レベルとなる。しかも、この振幅電圧Ｖａを可変抵抗
器ＶＲ1の調整により変化させることができるので、こ
れら可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧ＶSLmは、双
方を対称的に変化させることにより、センターレベルを
一定にしたままで電位差を広狭任意に設定することがで
きる。

【００６３】本実施例の電源回路４は、共通電極電圧Ｖ
Ｃを液晶表示パネル１の共通電極１ｅに印加すると共
に、図１６に示す振動高電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLに代
えて、上記可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧ＶSLm
を列電極駆動回路２に供給するようになっている。

【００６４】このように構成された液晶表示装置におい
て、液晶表示パネル１の列電極Ｓに異なる階調決定信号
Ｔに基づく振動電圧ＶＢを印加した場合の状態を図２〜
図４に基づいて説明する。ただし、ここでは図面を簡単
にするために、液晶表示パネル１の列電極Ｓは１本のみ
設けられているものとし、垂直走査期間と水平走査期間
を一致させている。また、通常の階調決定信号Ｔは、表
示データ信号Ｄのビット数に応じた２のベキ乗種類が用
いられるが、ここでは説明の都合上、デューティ比が０
〜１の間で６等分された７種類の階調決定信号Ｔ1〜Ｔ7
を用いるものとする。

【００６５】共通電極電圧ＶＣのセンターレベルは、数
３に示すように、可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電
圧ＶSLmのセンターレベルよりもシフト電圧ΔＶだけ低
電圧となる。しかし、ここでは、実際に液晶セルＰに印
加される電圧レベルを考慮して、このシフト電圧ΔＶを
無視して説明する。従って、これら共通電極電圧ＶＣの
センターレベルと、可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低
電圧ＶSLmのセンターレベルとは、共に数６に示す電圧
レベルとなる。

【００６６】

【数６】

【００６７】また、共通電極電圧ＶＣは、この数６の電
圧レベルを中心に振幅ＶCで電圧レベルが切り替わるも
のとする。

【００６８】図２はデューティ比が１の階調決定信号Ｔ
7に対応する振動電圧ＶＢ7が列電極Ｓに印加された場合
を示す。この場合、垂直走査期間ごと反転する共通電極
電圧ＶＣと振動電圧ＶＢ7とは同相の電圧となり、ここ
では共通電極電圧ＶＣの振幅ＶCの方がわずかに広くな
っている。そして、この共通電極電圧ＶＣの低電圧時の
電圧レベルは数７に示すものとなり、

【００６９】

【数７】

【００７０】高電圧時の電圧レベルは数８に示すものと
なる。

【００７１】

【数８】

【００７２】従って、液晶セルＰには、数７の電圧と可
変振動低電圧ＶSLmとの電位差と、数８の電圧と可変振
動高電圧ＶSHmとの電位差とが切り替わる階調電圧Ｖ7が
印加される。この階調電圧Ｖ7は、数９に示すように、
絶対値が同じで極性のみが異なる電圧レベルとなり、こ
れによって正負で平衡な電圧を印加する交流駆動が行わ
れる。

【００７３】

【数９】

【００７４】図３はデューティ比が０の階調決定信号Ｔ
1に対応する振動電圧ＶＢ1が列電極Ｓに印加された場合
を示す。この場合、共通電極電圧ＶＣと振動電圧ＶＢ1
とは逆相の電圧となる。従って、液晶セルＰに印加され
る階調電圧Ｖ1も、数１０に示すように、絶対値が同じ
で極性のみが異なる電圧レベルとなる。

【００７５】

【数１０】

【００７６】ただし、この階調電圧Ｖ1は、上記階調電
圧Ｖ7とは異なり絶対値が極めて大きい電圧となる。も
っとも、これら階調電圧Ｖ1，Ｖ7の絶対値は、いずれも
振動電圧ＶＢの振幅ＶSHm−ＶSLmに依存した値となり、
しかも、絶対値の差はこの振動電圧ＶＢの振幅ＶSHm−
ＶSLmに一致する。そして、電源回路４の可変抵抗器Ｖ
Ｒ1を調整して可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧Ｖ
SLmの電圧レベルを変更すると、この振幅ＶSHm−ＶSLm
が広狭いずれかに変化することになる。

【００７７】図４はデューティ比が２分の１となる階調
決定信号Ｔ4に対応する振動電圧ＶＢ4が列電極Ｓに印加
された場合を示す。この場合、振動電圧ＶＢ4は、垂直
走査期間（水平走査期間）内にも電圧レベルが繰り返し
切り替わり、時定数ＲON・ＣPで示される遮断周波数よ
りも高周波のパルス電圧となるので、実際に液晶セルＰ
に伝達される電圧は、このパルス電圧を平均化した上記
数６に示す一定の電圧レベルとなる。従って、この液晶
セルＰに印加される階調電圧Ｖ4は、数１１に示す正負
の電圧となり、しかも、この階調電圧Ｖ4の電圧レベル
は、可変振動高電圧ＶSHmや可変振動低電圧ＶSLmに依存
しないものとなる。

【００７８】

【数１１】

【００７９】即ち、これら可変振動高電圧ＶSHmと可変
振動低電圧ＶSLmの電圧レベルを変更しても、階調電圧
Ｖ4の電圧レベルは変動せず、この数１１に示す電圧レ
ベルを中心に各階調電圧Ｖ1〜Ｖ7の電位差の幅だけが広
狭いずれかに変化することになる。

【００８０】ここで、電源回路４が従来のように振動高
電圧ＶSHと振動低電圧ＶSLとを出力するものとし、振動
電圧ＶＢの振幅がＶSH−ＶSLであったとすると、この場
合の階調電圧Ｖ7は数９より数１２となり、

【００８１】

【数１２】

【００８２】階調電圧Ｖ1は数１０より数１３となる。

【００８３】

【数１３】

【００８４】また、この場合に、液晶セルＰに各階調電
圧Ｖ1〜Ｖ7を印加したときのそれぞれの光の透過率、即
ち表示の明るさＢ1〜Ｂ7は、図５に示すようになる。即
ち、表示の明るさＢの変化は、階調電圧Ｖ4付近で最も
急峻になり、階調電圧Ｖ7や階調電圧Ｖ1に近づくほど徐
々になだらかに変化する。

【００８５】これに対して、本実施例の階調電圧Ｖ1〜
Ｖ7を印加した場合、階調電圧Ｖ1と階調電圧Ｖ7の絶対
値の差ＶSHm−ＶSLmは、図５の場合の電位差ＶSH−ＶSL
よりも常に小さくなる。そして、この電位差ＶSHm−ＶS
Lmが電位差ＶSH−ＶSLの２分の１である場合の表示の明
るさＢ1〜Ｂ7は、図６のようになる。この場合、表示の
明るさＢ1〜Ｂ7の幅は、図５の場合よりも狭くなるた
め、コントラストは多少低下する。しかし、丁度中間の
階調となる階調電圧Ｖ4に対する表示の明るさＢ4は、図
５の場合と同じ全く明るさを有し、階調電圧Ｖ7や階調
電圧Ｖ1付近では明るさＢの変化がなだらかになるた
め、明るさＢ1〜Ｂ7の幅は図５の場合の２分の１よりは
十分に広くなる。ところが、可変振動高電圧ＶSHmと可
変振動低電圧ＶSLmの電位差は、図５の場合の２分の１
となり、消費電力はこの２乗に比例して低減されて４分
の１となる。

【００８６】従って、本実施例の液晶表示装置におい
て、電源回路４の可変抵抗器ＶＲ1を調整することによ
り、可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧ＶSLmの電位
差、即ち振動電圧ＶＢの振幅を狭めれば、コントラスト
を実用上問題が生じる程には低下させることなく、列電
極Ｓの充放電のために無駄に消費する電力のみを大幅に
低減させることができるようになる。

【００８７】なお、上記実施例の電源回路４では、図１
に示すように、可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧
ＶSLmの調整のために可変抵抗器ＶＲ1と抵抗Ｒ3との分
圧電圧を用いたが、外部からアナログの調整電圧を供給
して、この調整電圧を分圧電圧に代えて非反転増幅器４
ｃと反転増幅器４ｄに入力するようにしてもよい。

【００８８】また、アナログの調整電圧に代えて、外部
からディジタル信号を供給することにより、このディジ
タル信号に応じた調整電圧を発生させるようにすること
もできる。例えば図７に示すように、抵抗値の比が異な
る抵抗Ｒ21，Ｒ22からなる分圧回路と抵抗Ｒ23，Ｒ24か
らなる分圧回路に振動高電圧ＶSHを印加し、それぞれの
分圧回路の分圧電圧のいずれかを２個のアナログスイッ
チ４ｅで切り替えて調整電圧として出力するような１ビ
ットのＤ／Ａ変換器を電源回路４に設ける。この際、一
方のアナログスイッチ４ｅは、１ビットのディジタル信
号ＶＤによって制御し、他方のアナログスイッチ４ｅ
は、このディジタル信号ＶＤをインバータ回路４ｆを介
した信号で制御する。このようにすれば、外部から供給
する１ビットのディジタル信号ＶＤの値によって２種類
の調整電圧を出力させ、可変振動高電圧ＶSHmと可変振
動低電圧ＶSLmの電位差を２段階に切り替えることがで
きる。

【００８９】さらに、図８に示すように、図７に示した
分圧回路からの分圧電圧に加えて、抵抗Ｒ25，Ｒ26から
なる分圧回路等の抵抗値の比が相互に異なる多数の分圧
回路からの分圧電圧をそれぞれアナログスイッチ４ｅを
介して出力するようにしておき、多数ビットのディジタ
ル信号ＶＤをデコーダ４ｇでデコードした信号でこれら
のアナログスイッチ４ｅを制御するＤ／Ａ変換器を電源
回路４に設ければ、多数種類の電圧レベルの調整電圧を
生成して可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧ＶSLmの
電位差を多数段階に切り替えることができる。

【００９０】図９は本発明の第２実施例を示すものであ
って、電源回路の構成を示す回路ブロック図である。な
お、図１に示した第１実施例と同様の機能を有する構成
部材には同じ番号を付記して説明を省略する。

【００９１】上記第１実施例では、センターレベルを維
持して可変振動高電圧ＶSHmと可変振動低電圧ＶSLmの双
方の電圧レベルを変化させることにより、これらの電位
差を変更する場合を示したが、本実施例では、可変振動
高電圧ＶSHmの電圧レベルのみを変化させる場合を説明
する。従って、ここでは、振動低電圧ＶSLmを接地電圧
レベルに固定し、これを０Ｖとしている。

【００９２】電源回路４のＤＣ／ＤＣコンバータ４ａか
ら出力される振動高電圧ＶSHは、可変抵抗器ＶＲ3に印
加されるようになっている。そして、この可変抵抗器Ｖ
Ｒ3で分圧された分圧電圧は、図１に示したものと同じ
非反転増幅器４ｃを介して可変振動高電圧ＶSHmとして
出力される。

【００９３】非反転増幅器４ｃから出力された可変振動
高電圧ＶSHmは、抵抗値が同じ抵抗Ｒ6，Ｒ7からなる分
圧回路にも印加されるようになっている。そして、この
分圧回路で分圧された分圧電圧ＶSHm／２は、差動増幅
回路４ｈの一方の入力に送られる。また、上記ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４ａから出力される共通電極電源電圧ＶVC
は、図１に示したものと同じＣＭＯＳインバータ４ｂに
印加されると共に、可変抵抗器ＶＲ4にも印加されるよ
うになっている。この可変抵抗器ＶＲ4は、液晶表示パ
ネル１ごとの調整により上記シフト電圧ΔＶを分圧電圧
として出力するように設定されている。そして、このシ
フト電圧ΔＶが差動増幅回路４ｈの他方の入力に送られ
る。差動増幅回路４ｈは、オペアンプＯＰ3を抵抗値が
全て同じ抵抗Ｒ8〜Ｒ11により負帰還回路に構成し、双
方の入力電圧を利得１で差動増幅して、これらの電位差
を抵抗Ｒ12を介して出力する回路である。従って、この
差動増幅回路４ｈの出力は数１４に示す電圧レベルとな
る。

【００９４】

【数１４】

【００９５】ＣＭＯＳインバータ４ｂの出力電圧は、電
解コンデンサＥＣで直流成分をカットされ、差動増幅回
路４ｈの出力電圧にバイアスされて共通電極電圧ＶＣと
なる。従って、この共通電極電圧ＶＣのセンターレベル
は、常に数１４に示した電圧レベルとなり、振動高電圧
ＶSHmが変化すればこれに応じて推移する。しかも、振
動高電圧ＶSHmと０Ｖの可変振動低電圧ＶSLmとのセンタ
ーレベルに対する電位差は、可変抵抗器ＶＲ4で設定さ
れた一定のシフト電圧ΔＶとなる。

【００９６】この結果、本実施例の液晶表示装置の場合
には、電源回路４の可変抵抗器ＶＲ3を調整して可変振
動高電圧ＶSHmのみを変化させることにより振動電圧Ｖ
Ｂの振幅を狭めることができるので、第１実施例の場合
と同様に、列電極Ｓの充放電のために生じる無駄な電力
消費を低減させることができるようになる。しかも、可
変振動高電圧ＶSHmのみを変化させることにより生じる
０Ｖの可変振動低電圧ＶSLmとのセンターレベルの変動
に伴って共通電極電圧ＶＣのセンターレベルも推移させ
るので、これらの電位差が常に一定となり、交流駆動の
際に正負で不平衡な電圧が印加されるというおそれもな
い。また、このようにセンターレベルの電位差が常に一
定であるため、振動電圧ＶＢの振幅が変化しても、各液
晶セルＰに印加される階調電圧Ｖの段階の中心を一定に
保ち、コントラストの低下の程度を少なくすることがで
きる。

【００９７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶表示装置によれば、振動階調電圧方式に用いる振
動電圧の振幅を狭めることにより、列電極の配線容量等
の無駄な充放電を必要最小限まで抑制し消費電力を低減
することができる。また、振動電圧と対向電圧のセンタ
ーレベルの電位差は常に一定に保たれるので、この振動
電圧の振幅を変更しても、交流駆動が不平衡となり液晶
セルに直流成分が印加されるようなおそれは生じない。
振動電圧の振幅を実用上問題が生じない程度まで狭める
ための調整は、操作者の種々の操作や使用環境等の自動
検出等により任意の方法で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すものであって、電源
回路の構成を示す回路ブロック図である。

【図２】本発明の第１実施例を示すものであって、列電
極に振動電圧ＶＢ7を印加した場合の波形図である。

【図３】本発明の第１実施例を示すものであって、列電
極に振動電圧ＶＢ1を印加した場合の波形図である。

【図４】本発明の第１実施例を示すものであって、列電
極に振動電圧ＶＢ4を印加した場合の波形図である。

【図５】本発明の第１実施例を示すものであって、液晶
の表示特性を示す特性図である。

【図６】本発明の第１実施例を示すものであって、振動
電圧の振幅を狭めた場合の液晶の表示特性を示す特性図
である。

【図７】本発明の第１実施例を示すものであって、調整
電圧の発生回路を示す回路ブロック図である。

【図８】本発明の第１実施例を示すものであって、調整
電圧の発生回路の他の例を示す回路ブロック図である。

【図９】本発明の第２実施例を示すものであって、電源
回路の構成を示す回路ブロック図である。

【図１０】アナログ階調電圧方式の従来例を示すもので
あって、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】アナログ階調電圧方式の従来例を示すもので
あって、列電極駆動回路の構成の一部を示すブロック図
である。

【図１２】アナログ階調電圧方式の従来例を示すもので
あって、液晶表示装置の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１３】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、液晶セルの回路図である。

【図１４】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、液晶セルの等価回路図である。

【図１５】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、振動電圧を示す波形図である。

【図１６】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。

【図１７】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、電源回路の構成を示す回路ブロック図である。

【図１８】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、列電極駆動回路の構成の一部を示すブロック図であ
る。

【図１９】振動階調電圧方式の従来例を示すものであっ
て、液晶表示装置の動作を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ｃ絵素電極１ｅ共通電極４電源回路ＶＲ1 可変抵抗器Ｄ表示データ信号ＶSHm 可変振動高電圧ＶSLm 可変振動低電圧ＶＢ振動電圧ＶＣ共通電極電圧ＶＤディジタル信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電極間に液晶を挟持させた液晶セルの一
方の電極に、周期が一定で表示データ信号に応じたデュ
ーティ比により高電圧レベルの振動高電圧と低電圧レベ
ルの振動低電圧とに切り替わる振動電圧を印加すると共
に、他方の電極に対向電圧を印加することにより、該液
晶セルに階調表示を行わせる液晶表示装置において、該振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方又は双方の電
圧レベルを変化させることにより、該振動電圧の振幅を
設定に応じて変更することができる電源回路が設けられ
た液晶表示装置。
【請求項２】前記電源回路が、前記振動高電圧と振動
低電圧の双方の電圧レベルを対称的に変化させることに
より、前記振動電圧のセンターレベルを維持したまま振
幅のみを設定に応じて変更するものである請求項１に記
載の液晶表示装置。
【請求項３】前記電源回路が、前記振動高電圧と振動
低電圧のいずれか一方の電圧レベルを変化させることに
より、該振動電圧の振幅を設定に応じて変更し、かつ、
前記対向電圧のセンターレベルと該振動電圧のセンター
レベルとの電位差が常に一定となるように該対向電圧の
電圧レベルを推移させるものである請求項１に記載の液
晶表示装置。
【請求項４】前記電源回路が、可変抵抗器の抵抗調整
部を操作することにより該可変抵抗器の抵抗値を変化さ
せて前記振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方又は双
方の電圧レベルを変化させるものである請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記電源回路が、外部から供給されるア
ナログ電圧に応じて前記振動高電圧と振動低電圧のいず
れか一方又は双方の電圧レベルを変化させるものである
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶表示装
置。
【請求項６】前記電源回路が、外部から供給されるデ
ィジタル信号をＤ／Ａ変換したアナログ電圧に応じて前
記振動高電圧と振動低電圧のいずれか一方又は双方の電
圧レベルを変化させるものである請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の液晶表示装置。