JPH08254683A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大画素数で高品質表示を行う単純マトリクス
駆動を行う。 【構成】 互いに直交する電極群を有する液晶パネル１
と、走査電圧を与えるコモン回路２と、画信号に応じた
電圧を与えるセグメント回路３と、所定のバイアス値の
電圧を供給する電源回路４とを設ける。供給される信号
を交流結合で受け取りコモン回路に伝達する電位変換回
路７と、電位変換回路に供給する表示能動（ＤＩＳＰ−
ＯＦＦ）信号を、電源投入後所定時間一定の電位に保持
して初期化する初期化回路６とを設け、初期化回路と電
位変換回路の接続部に負の選択電圧−ＶＬをコンデンサ
７６によって容量結合した。 【効果】 画信号が著しく増加してもセグメント回路は
低電圧で負担は少なく高速処理できる。電位変換を確実
に行って誤動作を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はいわゆる単純マトリクス
駆動に好適な、とりわけコモン回路として正負の選択電
圧を用いる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、互いに直交する電極群を有す
る液晶パネルの駆動、いわゆる単純マトリクス駆動にお
いては、一方の電極群の電極に順次電圧レベルの高い電
圧を与え、その電圧レベルの高い電圧を印加していると
きに他方の電極群に画信号に応じた電圧を与える線順次
走査を行っており、さらに液晶に直流を印加しないため
に特公昭５７−５７７１８号公報に示されるように極性
反転をさせていた。

【０００３】つまり、例えばここにＶＬとＶＨという電
圧と、その中間電圧Ｖｂ１〜４があったとする。そし
て、フレーム毎に極性反転することで交流駆動すること
を例に取る。最初のフレームの特定の時間にＹｎの電極
にＶＬを与え、他のＹ電極にはＶｂ１を与えることでＹ
ｎを走査し、他方Ｙｎに対応する１行分の画信号に応じ
てＸ電極群に、表示したいとき（選択画素）はＶＨを、
表示させたくないとき（非選択画素）はＶｂ２を与え
る。そして次のフレームにおいて、特定の時間にＹｎの
電極にＶＨを与え、他のＹ電極にはＶｂ４を与えること
でＹｎを走査し、他方Ｙｎに対応する１行分の画信号に
応じてＸ電極群に、表示したいときはＶＬを、表示させ
たくないときはＶｂ３を与える。このようにして表示さ
せたい画素にＶＬ−ＶＨ電圧を与えるが、走査側電極に
ＶＨまたはＶＬの電圧を与え、他方信号電極にはＶＬ又
はＶＨの電圧を与えることで、画素の選択と交流化を行
ってきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような方法は電圧
の比較的大きい電圧が取り扱える走査側、信号側の駆動
回路（集積回路）が準備されればそれでよく、例えば走
査電極の数が３〜４本のときは数Ｖの低い電圧でよい
が、走査電極数が多くなってそれにより時分割数が大き
くなると、実効値を確保するためにＶＬ〜ＶＨ間電圧が
大きくなり、例えば１／２００デューティでは２０〜３
５Ｖが必要となる。これにより交流化信号の切替え時に
液晶に起因する大きな容量性負荷電流が流れ、消費電力
が多くなる。また最近の液晶表示装置は、６４０×４８
０画素（ＶＧＡ）から１０２４ＲＧＢ×７６８画素（カ
ラーＸＧＡ）（信号側１ライン画素数３０７２）にまで
発展しようとしており、そのためにはデータ転送時間そ
の他の動作が高速化するので高速高耐圧集積回路が必要
になってきた。しかし集積回路にとって、高速化と高耐
圧化は相反する仕様であり、実現が困難となっていた。

【０００５】そこで、本発明はこの相反する仕様を満足
しつつ、この仕様に伴い新たに発生した電位変換行う上
での問題を解決することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の点を考慮
して成されたもので、互いに直交する電極群を有する液
晶パネルと、該液晶パネルの一方の電極群に正負の選択
電圧のいずれかを選択して走査電圧として与えるコモン
回路と、前記液晶パネルの他方の電極群に前記コモン回
路の正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の中間バ
イアス電圧を画信号に応じて与えるセグメント回路と、
前記コモン回路と前記セグメント回路に所定のバイアス
値の電圧を供給する電源回路とを具備した液晶表示装置
において、供給される信号を交流結合で受け取り前記コ
モン回路に伝達する電位変換回路と、該電位変換回路に
供給する表示能動（ＤＩＳＰ−ＯＦＦ）信号を、電源投
入後所定時間一定の電位に保持して初期化する初期化回
路とを設け、該初期化回路と前記電位変換回路の接続部
を変換電位の低電位側に容量結合したことを特徴とす
る。

【０００７】

【作用】本発明は上述のように、コモン回路は正負の選
択電圧を走査電圧として用い、画信号に応じて選択電圧
の中間値近傍の電圧を用いるので、画信号が著しく増加
してもセグメント回路は低電圧で負担は少なく高速処理
できる。また、表示能動（ＤＩＳＰ−ＯＦＦ）信号のよ
うに定常的に一定のレベルに保持されたものを交流結合
で受け取る場合、電源投入時の電圧不安定な状態によっ
て誤設定が継続する恐れがあるが、電源投入時に表示能
動信号を初期化する初期化回路を備えるので、誤設定を
未然に防止することができる。さらにまた、初期化回路
と電位変換回路の接続部を変換電位の低電位側に容量結
合したので、表示能動（ＤＩＳＰ−ＯＦＦ）信号の初期
化をより確実に実行することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明実施例の液晶表示装置のブロッ
ク図で、１は互いに直交する電極群を有する液晶パネル
で、例えばスーパーツイストネマティック液晶表示器な
どの電界効果型液晶が利用できる。これらの液晶パネル
１の電極は、いわゆる単純マトリクスを構成する、画素
交点に能動素子を持たないものである。２は、その液晶
パネル１の一方の電極群に走査電圧を与えるコモン回路
で、正負の電圧−ＶＬ、＋ＶＬと中間電圧Ｖｍのいずれ
かを選択して所定の電極に供給するものであり、このう
ち−ＶＬ、＋ＶＬは選択電圧である。３は、液晶パネル
１の他方の電極群に画信号に応じた電圧を与えるセグメ
ント回路で、特にはコモン回路２の正の選択電圧＋ＶＬ
と負の選択電圧−ＶＬの中間値近傍の２種類の中間バイ
アス電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂを画信号に応じて選択的に電極
に供給するものである。

【０００９】４は、コモン回路２とセグメント回路３に
所定のバイアス値の電圧を供給する電源回路で、図３に
示すようにＤＣ−ＤＣコンバータ４１や抵抗分割回路を
備え、供給電圧（ＶSS−ＶDD）から少なくとも正負の選
択電圧−ＶＬ、＋ＶＬと中間バイアス電圧−Ｖｂ、＋Ｖ
ｂと中間電圧Ｖｍとを出力し、より好ましくはコモン回
路２の５Ｖ系駆動電圧Ｖｉｃを供給するための−ＶＬｏ
ｇや、供給される画信号の電位レベルと同じく設定され
たセグメント回路３の５Ｖ系駆動電圧Ｖｉｓをも供給す
る構成としている。

【００１０】これらの電圧関係を図５の中央部に示す。
この図は０−５ボルト（Ｖ）電圧を基に各電圧値を生成
する場合を示しており、供給された電圧レベル（０−５
Ｖ）は、そのままセグメント回路３の駆動電圧Ｖｉｓと
して用い、その電圧範囲に前記中間バイアス電圧＋Ｖ
ｂ、−Ｖｂを得る。一方０Ｖラインから正負の選択電圧
−ＶＬ（−２７．５Ｖ）、＋ＶＬ（＋３２．５Ｖ）、並
びに−ＶＬと−ＶＬｏｇ（−２２．５Ｖ）との間でコモ
ン回路２の駆動電圧Ｖｉｃを生成させる。これら選択電
圧−ＶＬ、＋ＶＬと中間バイアス電圧−Ｖｂ、＋Ｖｂの
電位を相互に位置付けることで中間電圧Ｖｍを得る。こ
のように、一つの電圧０−５Ｖしか与えられないときに
は、その電圧の略中央を中間電圧Ｖｍとし、一方の電圧
から選択電圧を生成するのが効率的で好ましい。また、
コモン回路２の駆動電圧Ｖｉｃは、負の選択電圧−ＶＬ
を基準に生成するのが電圧の安定化を図る上で好まし
い。これら選択電圧や中間バイアス電圧の大きさは、電
圧平均化法に準じて求められるもので、例えば１／２４
０デューティの駆動の場合最適バイアス値は１：１６．
５であり、選択電圧３０Ｖに対して中間バイアス電圧は
４．３Ｖと０．７Ｖである。

【００１１】５は、パーソナルコンピュータ等の情報処
理装置から出力される画信号（制御信号を含む）に所定
の処理を施して出力する受信回路で、その中には、画信
号に対応したバッファ回路のほかに、図２に示すように
表示能動化信号（ＤＩＳＰ−ＯＦＦ信号）を初期化する
ための初期化回路６と、コモン用画信号（制御信号）の
電位変換を行ってコモン回路に供給する電位変換回路７
を設けている。

【００１２】初期化回路６は、図２に示すように電圧検
出回路６１と２つのフリップフロップ６２，６３と、ア
ンドゲート６４，６５などを備え、図４に示すように入
力されるＤＩＳＰ−ＯＦＦ信号を電源投入から所定期間
（Ｖｉｃが回路素子を駆動するに必要な所定電圧に達す
るに要する時間とすることが好ましい）一定電位に強制
保持し、この所定期間が経過すると入力電位と同じ電位
を出力する構成としている。

【００１３】電位変換回路７は、供給されるコモン用各
画信号（電圧；ＶSS−ＶDD）を過剰電圧に対して保護手
段を持つ入力端子により交流結合で受け取り、画信号の
電位変換、すなわちＶSSを−ＶＬに、ＶDDを−ＶＬｏｇ
に電位変換して前記コモン回路２に伝達する構成として
いる。具体的には図２に示すように、演算増幅器（オペ
アンプ）７１に抵抗７２、帰還抵抗７３を接続し、この
オペアンプ７１を入力電圧と所定電圧（中間電圧）を比
較して比較結果が変化するまでその出力電圧を保持する
比較器として用い、その入力端子７１ａに交流結合用の
コンデンサ７４を直列接続して画信号を受ける構成とす
るとともに、オペアンプ７１の駆動電源（−ＶＬと−Ｖ
Ｌｏｇ）と入力端子７１ａとの間にオペアンプ７１を過
電圧から保護するための保護手段を構成するツェナ−ダ
イオ−ドやショットキーバリアダイオ−ドなどの定電圧
導通素子７５を接続して構成している。ここで、抵抗７
２は、コンデンサ７４と微分回路を構成する微分定数設
定用の抵抗と兼用している。また、初期化回路６と電位
変換回路７の接続点、すなわちアンドゲ−ト６４とコン
デンサ７４の接続点には、電位変換後に低電圧電位とな
るオペアンプ７１の低電圧側駆動電源−ＶＬ（負の選択
電圧）をコンデンサ７６を介して容量結合している。

【００１４】電位変換回路７はこのように構成している
ので、供給される画信号の変化点をコンデンサ７４によ
って取り出し、その微分出力をオペアンプ７１に入力し
てコモン回路２の駆動電源電位に応じた信号電位に変換
して出力することができる。特に、コモン回路２はその
信号数がセグメント回路３に比べて少ないので、セグメ
ント回路３の信号を電位変換する場合に比べて、電位変
換のための回路素子数を少なくすることができる。

【００１５】ここで、電位変換回路７は、その駆動電圧
をＤＣ−ＤＣコンバータ４１の出力によって供給する構
成であり、電源投入後、動作可能状態になるまではその
出力が不定状態となり、ＤＩＳＰ−ＯＦＦ信号のように
定常的に一定電位が保持され、コンデンサ結合によって
信号変化点を取り出すことが不可能な信号に関しては、
出力不定な状態が保持される可能性がある。しかしなが
ら、ＤＩＳＰ−ＯＦＦ信号は、初期化回路６によって電
源投入後電位変換回路７が正常動作に要する時間が経過
するまでは所定電位（表示ＯＦＦに対応）に保持されて
初期化され、初期化のための所定時間経過すると、外部
から供給される信号に応じて出力するようにしているの
で、表示ＯＮを希望しているのに表示ＯＮができない、
といった不都合を解消することができる。また、ＤＩＳ
Ｐ−ＯＦＦ信号を電位変換した後のＲＤＩＳＰ信号が、
初期化に際して図４に（ＲＤＩＳＰ）と記して破線で示
すように−ＶＬに低下しない場合が従来発生していた
が、初期化回路６と電位変換回路７の接続点に、−ＶＬ
（電位変換後に低電圧電位となる側）をコンデンサ７６
を介して容量結合したことにより、同図に実線で示すよ
うに、初期化に際してＲＤＩＳＰ信号を−ＶＬと同じ電
位に保つことができるようになった。このように、ＲＤ
ＩＳＰ信号を確実に−ＶＬ（低電圧電位）に保持すれ
ば、ＤＩＳＰ−ＯＦＦ信号をより確実に初期化すること
ができる。尚、このコンデンサ７６の容量は、５６〜２
０００ｐＦ程度が効果的であった。

【００１６】液晶表示装置は、上記のような構成、電圧
関係により、図６ａに示すような電圧波形で走査・駆動
し、液晶に印加される電圧は同図ｂのようになる。尚、
これらの図において、走査電圧は一定の周期で正負いず
れかの選択電圧が選択される様子を示しているが、セグ
メント回路３から出力される中間バイアス電圧は画信号
と極性反転に伴って２つの値のうちどちらが選択される
のかが変化するので、２つの中間バイアス電圧のいずれ
をも算盤の駒状に記載して表現しているのであって、図
のままのように両方の中間バイアス電圧が選択されるの
でもなければ電圧波形が緩やかに変化するものでもな
い。

【００１７】この駆動により、コモン回路２の集積回路
の出力段は従来の略倍の耐電圧を必要とするが、走査線
数に応じた低速処理であり、出力段で３つの電位のうち
一つを選択するので交流化信号の切り替え時の大きな電
流は発生せず、また従来見られがちだったクロストーク
発生の基になる波形崩れもきわめて生じ難い。一方セグ
メント回路３は上述の例でわずか５Ｖという低電圧で駆
動され、高速駆動に適しているばかりか、集積回路の面
積も小さくできるので、ミリメートル単位で液晶周辺の
幅（通称額縁）を短くするのに凌ぎを削っていることに
対しても幅の狭い駆動素子が利用・配置できるので好ま
しい。

【００１８】そして特徴的なことは、セグメント回路３
の駆動電圧と中間バイアス電圧の関係で、本発明によれ
ば時分割数が少ないほど電圧余裕が少なくなり駆動し辛
く、高時分割になればなるほど電圧余裕が大きくなって
駆動し易くなることである。例えば上述の１／２４０デ
ューティ駆動の例では、駆動電圧Ｖｉｓが０−５Ｖであ
るから、電圧余裕が上側、下側それぞれ０．７Ｖである
が、１／３６４デューティ駆動では中間バイアス電圧−
Ｖｂ、＋Ｖｂが４．０Ｖと１．０Ｖであるから１Ｖの余
裕がある。これらの余裕は、集積回路のバラツキや電圧
微調整の余裕を踏まえると、１／２４０デューティ駆動
の場合には特殊な工夫をしなければ０−５Ｖ電源では出
力不足を生じるのに対して、１／３６５デューティ駆動
では０．５Ｖ以上の余裕をもって駆動できることとな
り、時分割数が大きいほどこの余裕が得られる。

【００１９】そしてこのような構成において、コモン回
路２とセグメント回路３の取り扱う電圧が大きく異なる
ことに起因した課題も明らかとなった。そのひとつは電
圧が不揃いに印加されると集積回路が誤動作したり破損
し、あるいは液晶パネルに直流成分が印加されることで
ある。そこで本発明にあっては、コモン回路とセグメン
ト回路に所定のバイアス値の電圧と各回路の駆動電圧を
供給する電源回路に選択電圧のうちの一方を最初に出力
し、その後他方の選択電圧を出力させ、通電遮断におい
て選択電圧＋ＶＬ、−ＶＬを正負略同時に短時間に放電
させる減衰回路をもたせている。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上述のように、コモン回路は正
負の選択電圧を走査電圧として用い、画信号に応じて選
択電圧の中間値近傍の電圧を用いるので、画信号が著し
く増加してもセグメント回路は低電圧で負担は少なく高
速処理できる。そしてこのようにコモン回路とセグメン
ト回路が異なる電圧範囲を扱うことになり、さらには選
択電圧が大きくなることとなるが、その大きな選択電圧
は順次、略決まったシーケンスまたは時間差でコモン回
路で発生されて印加されるので、集積回路が誤動作した
り暴走したりすることはなく、又液晶に直流電圧が印加
されるままになることもない。また、表示能動（ＤＩＳ
Ｐ−ＯＦＦ）信号のように定常的に一定のレベルに保持
されたものを交流結合で受け取る場合、電源投入時の電
圧不安定な状態によって誤設定が継続する恐れがある
が、電源投入時に表示能動信号を初期化する初期化回路
を備えるので、誤設定を未然に防止することができる。
さらにまた、初期化回路と電位変換回路の接続部を変換
電位の低電位側に容量結合したので、表示能動（ＤＩＳ
Ｐ−ＯＦＦ）信号の初期化をより確実に実行することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の液晶表示装置のブロック図であ
る。

【図２】本発明実施例に係る受信回路の部分回路図であ
る。

【図３】本発明実施例に係る電源回路の回路図である。

【図４】本発明に係る電圧のタイムチャートである。

【図５】本発明に係る電圧のタイムチャートである。

【図６】本発明実施例に係る駆動波形図で、ａはコモン
回路とセグメント回路の出力電圧、ｂは液晶に印加され
る電圧を示す。

【符号の説明】 １ 液晶パネル ２ コモン回路 ３ セグメント回路 ４ 電源回路 ５ 受信回路 ６ 初期化回路 ７ 電位変換回路

フロントページの続き (72)発明者 中村 正博 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内 (72)発明者 前田 耕志 鳥取県鳥取市南吉方３丁目201番地 鳥取 三洋電機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに直交する電極群を有する液晶パネ
   ルと、該液晶パネルの一方の電極群に正負の選択電圧の
   いずれかを選択して走査電圧として与えるコモン回路
   と、前記液晶パネルの他方の電極群に前記コモン回路の
   正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の中間バイア
   ス電圧を画信号に応じて与えるセグメント回路と、前記
   コモン回路と前記セグメント回路に所定のバイアス値の
   電圧を供給する電源回路とを具備した液晶表示装置にお
   いて、供給される信号を交流結合で受け取り前記コモン
   回路に伝達する電位変換回路と、該電位変換回路に供給
   する表示能動（ＤＩＳＰ−ＯＦＦ）信号を、電源投入後
   所定時間一定の電位に保持して初期化する初期化回路と
   を設け、該初期化回路と前記電位変換回路の接続部を変
   換電位の低電位側に容量結合したことを特徴とする液晶
   表示装置。