JPH1031200A - 液晶駆動用分割電圧発生器 - Google Patents

液晶駆動用分割電圧発生器

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JPH1031200A
JPH1031200A JP18773796A JP18773796A JPH1031200A JP H1031200 A JPH1031200 A JP H1031200A JP 18773796 A JP18773796 A JP 18773796A JP 18773796 A JP18773796 A JP 18773796A JP H1031200 A JPH1031200 A JP H1031200A
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JP
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voltage
potential
liquid crystal
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JP18773796A
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Taku Yamazaki
卓 山崎
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】直列接続された分圧抵抗R1〜R5により
電圧供給源1の電圧が分圧され、これにより得られた電
圧がボルテージフォロア接続された演算増幅器OP1〜
OP4を介して液晶ドライバに供給される。コンデンサ
C1が電圧供給源の正側電位と負側電位との中点近傍の
電位を保持し、トランジスタTnとTpはC1が保持す
る中間電位Vxを所定の範囲内に収める働きをする。高
電圧側の演算増幅器OP1・OP2の電源端子には電圧
供給源の正側電位とVxを接続し、低電圧側の演算増幅
器OP3・OP4の電源端子にはVxと電圧供給源の負
側電位を接続する。 【効果】低消費電力化の効果を維持したまま液晶駆動用
分割電圧発生ICを低コスト化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、単純マトリックス
液晶表示パネルの駆動に必要な多レベルの電圧を発生さ
せる液晶駆動用分割電圧発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、単純マトリックス液晶表示パネル
を駆動する場合は液晶駆動用分割電圧発生器により6レ
ベルの電圧を発生させ、この6レベルの電圧を液晶ドラ
イバを介して液晶表示パネルに供給して駆動する。この
ような液晶駆動用分割電圧発生器の中で特に低消費電力
化を狙ったものとして、特開平8−54599号公報の
実施例2及び図6に記載されたものが知られている。
【0003】以下にこの方式の液晶駆動用分割電圧発生
器の回路図の例である図5について説明する。図5の分
割電圧発生回路は直流電源1と分割電圧発生IC12お
よび外付けコンデンサとで構成されている。直流電源1
から得られた電圧が直列接続された抵抗R1〜R5にて
分割され、この分割された電圧がボルテージフォロア接
続された演算増幅器OP1〜OP4に入力される。OP
1〜OP4の出力であるV1〜V4および直流電源1自
体の電圧であるV0とV5の合計6レベルの電圧が液晶
表示パネルを駆動する電圧となる。V0〜V5にはほぼ
V0−V1=V1−V2=V3−V4=V4−V5とい
う関係があり、液晶のスレッショールド電圧や駆動デュ
ーティによるが、V0−V1は1V〜2V程度、V0−
V5は10V強〜40V程度である。定電圧ダイオード
D1はV0−V5を2等分した電位近傍の中間電位Vc
を発生する手段であり、数μFのコンデンサC1と直列
接続されてV0−V5間に挿入されている。高電圧側で
動作する演算増幅器OP1とOP2の電源端子は正側が
V0に接続され、負側が中間電位Vcに接続されてい
る。低電圧側で動作する演算増幅器OP3とOP4の電
源端子は正側が中間電位Vcに接続され、負側がV5に
接続されている。OP1〜OP4すべてをV0−V5の
電圧で動作させる場合と比べて、このような回路構成に
すれば各演算増幅器の動作電圧が直流電源1の電圧の約
半分となるので演算増幅器自体の消費電力が低減できる
と同時に、液晶を高電圧側の演算増幅器で駆動する期間
の消費電流による電荷が一旦コンデンサC1に蓄えら
れ、次に液晶を逆極性で駆動する期間すなわち低電圧側
の演算増幅器で駆動する期間はこのコンデンサC1に蓄
えられていた電荷で低電圧側の演算増幅器を動作させる
ことができるため、液晶表示パネルの充放電による消費
電力を半分近くまで低減することができる。
【0004】ここで、中間電位Vcの挙動について説明
する。なお、定電圧ダイオードD1の降伏電圧をVbと
表すこととする。電源投入時にVcの電位はコンデンサ
C1に引きずられて瞬間的にV5の電位に近づくが、す
ぐに定電圧ダイオードD1が働いてV0−Vc=Vbを
満足する電位まで上昇し、この電位がVcの下限電位と
なる。以後は、液晶の交流駆動に対応して、液晶を高電
圧側の演算増幅器で駆動する期間はOP1とOP2の負
側電源端子から流出する電流でC1が充電されてVcの
電位は緩やかに上昇し、液晶を低電圧側の演算増幅器で
駆動する期間はC1からOP3とOP4の正側電源端子
へ流出する電流でC1が放電されてVcの電位は緩やか
に下降するという挙動を繰り返す。定常表示状態でのV
cの変動幅はC1の容量値や表示パネルのサイズおよび
表示パターン等によって異なる。OP1とOP2が正常
動作するためにはVcはV2より2V以上低いことが必
要であり、OP3とOP4が正常動作するためにはVc
はV3より2V以上高いことが必要である。OP1とO
P2の負側電源端子から流出する電流の平均とOP3と
OP4の正側電源端子へ流入する電流の平均とは基本的
には同じはずであるが、実際には少しアンバランスがあ
るのでD1とC1だけではVcの電位がOP1〜OP4
が正常動作できる範囲から徐々に飛び出してしまうとい
う不都合の起こることがある。トランジスタTnとTp
はこの不都合を防止するためのもので、中間電位Vcを
所定の電圧範囲内に収めるように制御する働きをする。
VcがV0−V5の中点電位近傍にある場合はTnとT
pは共にオフしている。Vcの電位がR3MとR3Lの
交点の電位よりも約0.6V以上低くなるとTnがオン
してVc電位のそれ以上の低下を食い止めようとし、ま
た、Vcの電位がR3UとR3Mの交点の電位よりも約
0.6V以上高くなるとTpがオンしてVc電位のそれ
以上の上昇を食い止めようとするのでVcは所定の電圧
範囲内に収まる。Vcの実際の下限電位はR3MとR3
Lの交点の電位−約0.6VとV0−Vbとの高い方に
なる。
【0005】分圧抵抗R1〜R5の抵抗値は、R1=R
2=R4=R5=15KΩ前後であり、R3U,R3
L,R3Mを含めたR1〜R5の直列抵抗値は最大で4
00KΩ前後である。これらの抵抗はTnとTpにベー
ス電流を供給する必要があるため、余り大きくはできな
い。
【0006】なお、R11〜R14は各々25Ω前後の
抵抗であり、演算増幅器OP1〜OP4の動作を安定化
して演算増幅器の動作電流を低減する働きをしている。
また、C11〜C14は各々数μFのコンデンサであ
り、V1〜V4のレベルを安定化する働きをしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の液晶駆動用分割電圧発生器においては、中間電位発
生手段として定電圧ダイオードを具備しているため、液
晶駆動用分割電圧発生ICの製造工程が複雑となり高コ
ストになるという問題がある。中間電位発生手段は入力
電源電圧をほぼ2等分した電位を発生させることが目的
であるが、前述したように液晶駆動用分割電圧発生IC
は汎用化のために10V強〜40Vの動作電圧範囲を確
保する必要があり、それに対応して降伏電圧が異なる数
種類の定電圧ダイオードをICに内蔵して切換え使用で
きるようにしておかなければならないため、ICはかな
り高コストになる。
【0008】なお、中間電位発生手段として定電圧ダイ
オードではなく、V0−Vc間およびVc−V5間に抵
抗を設けるという分圧回路を用いることも可能である。
この場合はICへの内蔵はかなり容易であるが、この分
圧抵抗により消費電力が増大してしまうという問題があ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液晶駆動用分割電圧発生器は、直列接続
された複数個の分圧抵抗により電圧供給源の電圧が分圧
され、これにより得られた電圧がボルテージフォロア接
続された各演算増幅器を介して液晶ドライバに供給され
る液晶駆動用分割電圧発生器において、前記電圧供給源
は単一の電圧供給源からなり、前記電圧供給源の正側電
位と負側電位との中点近傍の電位を保持するコンデンサ
と、そのコンデンサで保持される中間電位を所定の範囲
内に収める電圧制御手段とを備え、前記演算増幅器の内
で高電圧側の演算増幅器の電源端子には前記電圧供給源
の正側電位と前記中間電位とが接続され、低電圧側の演
算増幅器の電源端子には前記中間電位と前記電圧供給源
の負側電位とが接続されていることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0011】(実施例1)図1は本発明による液晶駆動
用分割電圧発生器の第1の実施例を示す回路図である。
その構成は従来技術の項で説明した図5から単に中間電
位発生手段である定電圧ダイオードD1を削除したもの
である。従って、図5と同じ部分についての説明は省略
する。高電圧側演算増幅器の負側電源端子と低電圧側演
算増幅器の正側電源端子との接続点である中間電位は従
来は通常の直流電源端子のように極力一定の電位を保つ
ようにすることが良いと考えられていた。そのために定
電圧ダイオードや分圧回路等の中間電位発生手段が必要
とされていた。
【0012】ところが、こうした中間電位発生手段を削
除しても液晶駆動用分割電圧発生ICの機能や特性に悪
影響は全く無い。本発明の実施例の回路図においては中
間電位をVxと表してあるが、これは、中間電位を一定
の電位に保とうとする手段を備えていないため、Tnと
Tpによる電圧制御手段の範囲内ではあるが、中間電位
が基本的に不定であることを示している。中間電位Vx
は電源投入時には従来と同様にコンデンサC1に引きず
られて瞬間的にV5の電位に近づくが、すぐにTnがオ
ンしてVxの電位をR3MとR3Lの交点の電位−約
0.6Vまで引き上げ、この電位よりもVxが下がらな
いように働く。
【0013】また、Vxの電位がR3UとR3Mの交点
の電位+約0.6Vよりも高くなるとTpがオンしてV
x電位のそれ以上の上昇を食い止めようとするのでVx
は所定の電圧範囲内に収まる。つまり、従来のような中
間電位発生手段が無くてもVx電位はOP1〜OP4が
正常動作できる範囲内に収まる。このように、定電圧ダ
イオードや分圧回路等の中間電位発生手段を備えなくて
よいため、2の液晶駆動用分割電圧発生ICは低消費電
力化の効果を全く損なうことなく低コスト化できる。
【0014】なお、本発明の実施例の回路図においては
コンデンサC1の接続先はV0となっているが、V5で
あってもかまわない。また、コンデンサを2つ用いてV
0とV5の両方に接続してもかまわない。
【0015】(実施例2)図2は本発明による液晶駆動
用分割電圧発生器の第2の実施例を示す回路図である。
TnとTpのベース端子を短絡してあるため、図1の回
路に比べて中間電位Vxの変動幅を狭い範囲に収めるこ
とが出来る。変動許容幅の中心電位はV0−V5を抵抗
R6とR7とで分圧した電位である。実際に液晶表示装
置を駆動した場合、中間電位Vxの変動幅は最大でも2
V程度であるので、こうした回路でも良好に表示でき
る。なお、R6とR7の抵抗値は低消費電力化の観点か
らは大きくすべきだが、TnとTpにベース電流を供給
する必要性から余り大きくはできず、各々200KΩ程
度が好ましい。
【0016】(実施例3)図3は本発明による液晶駆動
用分割電圧発生器の第3の実施例を示す回路図である。
中間電位Vxの変動幅を制御するトランジスタTn1と
Tn2及びTp1とTp2を公知のダーリントン接続に
することで、 Tn1とTp1のベース電流を小さくす
ることができ、従って、分圧抵抗の抵抗値を図1や図2
の回路に比べて3倍以上高く設定することができる。
【0017】以下に本発明に基づいて作製した液晶駆動
用分割電圧発生ICと、このICを用いて液晶表示モジ
ュールを駆動した時の消費電力の測定結果について簡単
に述べる。実際にIC化した回路は図3の回路ではな
く、図2の回路においてTnとTpをダーリントン接続
にしたもので、分圧抵抗の抵抗値はR1=R2=R4=
R5=40KΩで、R3は駆動デューティにより適する
バイアス比が選択できるように200KΩ〜800KΩ
の範囲内で40KΩ間隔で端子設定できるようにしてあ
り、R6とR7は各々400KΩである。駆動した液晶
表示モジュールは表示ドット数が640×480のもの
と320×240のものの2種類であり、以下、前者を
VGA、後者をQVGAと記す。いずれもモノクロ反射
型液晶表示モジュールで、ドットピッチはVGAが0.
3mm、QVGAが0.24mmであり、フレーム周波
数75Hz,1/240デューティ,1/13バイアス
で駆動した。液晶ドライバ部のロジック電圧は3.3V
で、データ転送はVGAが4ビット×2画面、QVGA
が8ビットである。全画面に文字を最適コントラストで
表示した時の消費電力はVGAが29mW、QVGAが
8.3mWと従来に対して各々30%以上低減した。こ
の時のV0−V5の値はVGAが22.3V、QVGA
が21.1Vであった。なお、表示品位は両モジュール
とも良好であった。
【0018】(実施例4)図4は本発明による液晶駆動
用分割電圧発生器の第4の実施例を示す回路図であり、
液晶駆動用分割電圧発生ICをCMOSで構成する場合
の例である。MOSトランジスタの入力インピーダンス
は極めて高いため、R1〜R7を高抵抗にしてR1〜R
7による消費電力が無視し得る大きさになるようにする
ことができる。図4のようにTnとTpの基板電位をV
xに接続したICは、製造工程がやや複雑にはなるが製
造可能である。Tnの基板電位をV5とし、Tpの基板
電位をV0とすれば、TnとTpのスレッショールド電
圧がバックゲート効果でかなり高くなるので、Vxの変
動幅を小さい範囲に収めることは困難となるが、それで
も動作上は問題は無く、IC製造工程も複雑化しない。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、定電圧ダイオードや分
圧回路等の中間電位発生手段を備えなくてよいため、低
消費電力化の効果を維持したまま液晶駆動用分割電圧発
生ICを低コスト化できる。
【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用分割電圧発
生器の回路図。
【図2】本発明の他の実施例を示す液晶駆動用分割電圧
発生器の回路図。
【図3】本発明のさらに他の実施例を示す液晶駆動用分
割電圧発生器の回路図。
【図4】本発明のさらに他の実施例を示す液晶駆動用分
割電圧発生器の回路図。
【図5】従来の液晶駆動用分割電圧発生器の回路図。
【符号の説明】
1…電圧供給源 2,12…液晶駆動用分割電圧発生IC R1〜R7,R3U,R3M、R3L,R11〜R14
…抵抗 OP1〜OP4…演算増幅器 C1,C11〜C14…コンデンサ Tn,Tn1,Tn2,Tp,Tp1,Tp2…トラン
ジスタ D1…定電圧ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直列接続された複数個の分圧抵抗により電
    圧供給源の電圧が分圧され、これにより得られた電圧が
    ボルテージフォロア接続された各演算増幅器を介して液
    晶ドライバに供給される液晶駆動用分割電圧発生器にお
    いて、前記電圧供給源は単一の電圧供給源からなる一
    方、前記電圧供給源の正側電位と負側電位との中点近傍
    の電位を保持するコンデンサと、そのコンデンサで保持
    される中間電位を所定の範囲内に収める電圧制御手段と
    を備え、前記演算増幅器の内で高電圧側の演算増幅器の
    電源端子には前記電圧供給源の正側電位と前記中間電位
    とが接続され、低電圧側の演算増幅器の電源端子には前
    記中間電位と前記電圧供給源の負側電位とが接続されて
    いることを特徴とする液晶駆動用分割電圧発生器。
JP18773796A 1996-07-17 1996-07-17 液晶駆動用分割電圧発生器 Withdrawn JPH1031200A (ja)

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