KR820000574B1

KR820000574B1 - Liquid crystal display device

Info

Publication number: KR820000574B1
Application number: KR7803028A
Authority: KR
Inventors: 구다라기겐
Original assignee: 이와다 가즈오; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1978-10-04
Filing date: 1978-10-04
Publication date: 1982-04-14

Abstract

The display device circuit which can eliminate the residual DC voltage portion generating from the voltage variation of driving waveform, disorder of duty, offset, and impedance variation of driving driver comprises an integrator (10), a liquid crystal cell(1) which is made of field-effect type liquid crystal(for example, nematic liquid crystal), and an impedance converter(11).

Description

Liquid crystal display

제1도, 제2도, 제5도, 제6도 및 제7도는 각각 종래의 액정 표시장치의 회로도.1, 2, 5, 6 and 7 are circuit diagrams of a conventional liquid crystal display device, respectively.

제3도는 액정 셀의 등가회로도.3 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal cell.

제4도는 구동파형도.4 is a driving waveform diagram.

제8도 및 제10도는 각각 본 발명에 의한 액정표시장치의 예의 회로도.8 and 10 are circuit diagrams of an example of a liquid crystal display device according to the present invention, respectively.

본 발명은, 액정 표시장치에 관한 것이다. 액정 표시장치는, 소비전력이 적고 구동전압이 낮기 때문에 숫자표시, 문자표시, 막대그래프표시, T.V 영상표시등의 각종 표시에 이용되게 이르렀다.The present invention relates to a liquid crystal display device. Since the liquid crystal display device consumes less power and has a lower driving voltage, it has come to be used for various displays such as numeric display, character display, bar graph display, and T.V image display.

이 액정은 이것을 직류에 의해서 구동하면, 그 수명이 극도로 짧아진다는 것은 주지의 사실이다. 고로, 이 액정은 교번전압전구등에 의해서 되지만, 이 경우에 있어서도, 액정의 양끝에 무엇인가의 잔류직류분이 인가되고 있으면, 점차로 수명이 짧아진다. 이 잔류직류분은 mV 단위로서 영향이 있고, 최소한도로 50mV 이하로 되도록 적은 치(値)로 함이 바람직하다. 매우 적은 치라도 액정내에선, 그 직류분은 축적되어서 악영향을 끼친다. 종래 액정을 구동하는 한 가지 방법으로서, 제1도에 도시한 바 같게 액정 셀(1)의 대행전극 한쪽에, 교류구동원단자 ti로부터의 구동파행을 직접적으로 인가하고, 다른 쪽의 전극에 익스크루시브 OR게이트회로(2)의 제어단자 tc에 “1”의 신호가 인가되면, 액정셀(1)의 양단, 즉 대량전극간의 파형은 익스크루시브 게이트 회로(2)에 인가된 파형과, 그의 역상파형이 인가되어서 셀(1)에는 인가파형의 2배의 전압이 셀에 걸려서 「온」으로 된다. 또, 게이트 회로(2)에 “0”의 신호를 인가하면 셀(1)의 양단에는 동상파형이 인가되게 되어 셀(1)은 오프로 된다. 이와같은 구성에 의한 경우, 그 구동파형의 듀우티가 50:50인 경우는, 「ON」시의 직류분은 없어지나, 듀우티가 허물어져서 예를 들어 49:51로 된다면, 인가전압에 대해서 2%의 잔류직분이 셀(1)에 인가되고 만다. 그리고, C-MOS에서는, 이 점도의 늦음에 따른 듀우티의 언바란스(불균형)는 잘 생기기 때문에, 이와 같은 구동회로 구성에서는, 액정의 장수명 사용엔 적합치 못하다. 특히, 구동주파수를 높여가면 이런 경향이 커진다. 예를 들면, 듀우티가 49:51이고 인가전압이 5V일때, 잔류직류분은 100mV까지도 상승한다.It is well known that this liquid crystal has an extremely short life if it is driven by direct current. Therefore, this liquid crystal is made of an alternating voltage bulb or the like, but even in this case, if some residual DC is applied to both ends of the liquid crystal, the life is gradually shortened. This residual direct current is affected in mV units, and it is preferable to set it as small as possible to be at least 50 mV. Even in very small values, in the liquid crystal, the DC content accumulates and adversely affects. As one method of driving a conventional liquid crystal, as shown in FIG. 1, a driving wave line from the AC drive terminal ti is directly applied to one of the surrogate electrodes of the liquid crystal cell 1, and the extrudate is applied to the other electrode. When a signal of " 1 " is applied to the control terminal tc of the sieve OR gate circuit 2, the waveforms at both ends of the liquid crystal cell 1, i.e., the bulk electrodes, are applied to the exclusive gate circuit 2, and The reverse phase waveform is applied so that the cell 1 is energized with twice the voltage of the applied waveform to turn on. When a signal of "0" is applied to the gate circuit 2, the in-phase waveform is applied to both ends of the cell 1, and the cell 1 is turned off. In such a configuration, when the duty waveform of the driving waveform is 50:50, the DC portion at " ON " disappears, but when the duty is broken down to, for example, 49:51, the voltage is 2 for the applied voltage. Residual portion of% is applied to the cell (1). In the C-MOS, since the unbalance (unbalance) of the duoty due to the slowness of this viscosity occurs well, such a drive circuit configuration is not suitable for the long life of the liquid crystal. In particular, as the driving frequency increases, this tendency increases. For example, when the duty ratio is 49:51 and the applied voltage is 5V, the residual direct current rises to 100mV.

다음, 구동 드라이브회로에 관해서 고찰하면, 일반으로 액정(1)은, 제2도 도시한 바와 같이, C-MOS으로 구동한다. 제2도에서, TR₁및 TR₂는 C-MOS를 구성하는 p-채널 MOS-FET 및 N-채널 MOS-FET를 가르킨다. 또 제3도는 액정(1)의 등가회로를 가르킨다. 여기에, Rs는 약 수 KΩ, Rp는 1TΩ정도, CL는 수백 PF/cm²정도이다.Next, when the drive drive circuit is considered, the liquid crystal 1 is generally driven by a C-MOS, as shown in FIG. In FIG. 2, TR ₁ and TR ₂ refer to the p-channel MOS-FET and the N-channel MOS-FET that make up the C-MOS. 3 shows an equivalent circuit of the liquid crystal 1. Here, Rs is about several KΩ, Rp is about 1TΩ, and CL is about several hundred PF / cm ² .

제2도의 회로구성에 있어서는, 2개의 MOS-FET TR₁과 TR₂의 「ON」때의 임피던스가 같을 때는, +E단자, -E단자에 대한 부하게(負荷系)에서 본 임피던스가 같이 되며 입력단자 a에 듀우티 50:50의 단형파를 인가한 경우, C-MOS의 출력파형은 부하인 임피던스엔 관계없이,

의 전위에 대해서 대칭으로 잔류직류분은 남지 않는다. 그런데, TR₁과 TR₂와의 임피던스에 분산된 부착이 있으면 정, 부 어느쪽이던 오프셋트되어 잔류직류분이 발생한다.In the circuit configuration of FIG. 2, when the impedances of the two MOS-FETs TR ₁ and TR ₂ are the same, the impedances seen from the load on the + E terminal and the -E terminal become the same. When a short wave of DUTY 50:50 is applied to input terminal a, the output waveform of C-MOS is irrespective of the load impedance.

No residual DC remains symmetrically with respect to the potential of. However, if there is a scattered adhesion in the impedance between TR ₁ and TR ₂ , either positive or negative is offset and residual DC is generated.

그리고, 액정(1)은 등가적으로 제3도에 도시한 바와 같이 나타나서 거의 용량부하로 되기 때문에, 이것을 부하로서 고찰하면, TR₁과 TR₂와의 임피던스가 상이할때, 예를 들면 TR₁의 임피던스가 TR₂의 임피던스에 비하여 높을 경우엔, 제4도에 액정(1)에 부여되는 파형을 도시한 것처럼 정측파형의 상부가 무뎌진다. 역으로 TR₂의 임피던스가 TR₁의 임피던스에 비해서 높을 경우엔 제4도에 있어서 파선공인을 부친 부측의 상부가 무뎌진다. 따라서 어떤 경우엔, 평균 직류전압치가 영이 되지 않고, 잔류직류분이 발생한다.And, liquid crystal (1) is due to appear as shown equivalently in claim 3 also being substantially in a capacitive load, when the study it as a load when the impedance between the TR ₁ and TR ₂ different from each other, for example the TR ₁ When the impedance is higher than the impedance of TR ₂ , the upper part of the forward waveform becomes dull as shown in FIG. 4 in the waveform given to the liquid crystal 1. Conversely, if the impedance of TR ₂ is higher than the impedance of TR ₁ , the upper part of the negative side where the dashed line is shown in FIG. 4 is blunted. Therefore, in some cases, the average DC voltage is not zero, and residual DC is generated.

그리하여, 실제상, 양조전 채널의 MOS-FET TR₁과 TR₂가 공통의 반도체 기체에 집적화되어 형성된 일반의 C-MOS에서는, 양도전 채널의 MOS-FET가 제조상의 문제등에서, 불순물농도, 면적등에 있어서 균일한 특성으로 될 수 없고, 그 임피던스에는, 분산된 부착이 발생하기 때문에, C-MOS를 사용함으로 해서 거의 필연적으로, 잔류직류분이 발생하여 버리고, 액정의 수명단축을 초래한다.Thus, in a general C-MOS formed by integrating the MOS-FETs TR ₁ and TR ₂ of the pre-brewing channel in a common semiconductor body, the MOS-FET of the positive-electrode channel has an impurity concentration and area due to manufacturing problems. Since it is not possible to achieve uniform characteristics in the case, and distributed adhesion occurs in the impedance, the residual DC is almost inevitably generated by using the C-MOS, resulting in shortening of the lifetime of the liquid crystal.

또, 제5도에 도시한 바와 같이, 저항 R₁에 의한 저항분할에 의해서 구동파형의 중점(中點)전위가, 액정(1)에 주어지도록 하는 방법이 제안됐으나, 이 경우 R₁의 저항체의 산발 부착에 의해서 직류 오프셋트가 될 염려가 있고, 1% 정도의 저항 R₁를 사용하여도, 예를 들면 구동전압을 5V로 할때, 50mV의 직류분이 남는다.In addition, as shown in FIG. 5, the focus (中點) potential of driving waveforms by the resistance division by the resistor R _1, dwaeteuna a way to be given to the liquid crystal (1) suggests, in this case a resistor R ₁ There is a possibility of the DC offset due to the scattering of, and even when the resistance R ₁ of about 1% is used, for example, when the driving voltage is 5V, 50 mV of DC remains.

다시, 다른 예로서는, 직류분을 저지하는 무극성용량 C₂를 설치해 봄직하나, 이 경우, 용량 C₂로 해서는 커다란 용량 즉 0.1~1μF의 것을 사용할 필요가 있고, 또 숫자표시, 막대그래프 표시등의 각종 표시를 하는 표시장치에 있어서는, 복수의 액정셀(세그먼트)(1)이, 예를들면 일(日)의 글자모양에, 혹은 평행관계등의 소요 배열패턴을 기초로해서 배치되기 때문에, 제7도에 도시한 바와 같이 이것등의 복수 액정셀(1)에 대해서 각각 용량 C₂를 설립할 필요가 있고 장치에 과중한 힘이 소요되는 결점이 있다. 또, 이러한 경우, 잔류직류분은 저항 R₂로서 소비되기 때문에 장치전체의 소비전력도 과다해지고 만다.As another example, a non-polar capacitance C ₂ that prevents direct current may be provided. In this case, however, a large capacitance, that is, 0.1 to 1 μF, needs to be used for the capacitance C ₂ , and the numerical display and various indications of the bar graph indicators are used. In the display device of the present invention, since a plurality of liquid crystal cells (segments) 1 are arranged on the basis of a required arrangement pattern such as, for example, one letter or parallel relationship, FIG. As shown in FIG. ₃ , the capacitance C ₂ needs to be established for each of the liquid crystal cells 1 such as this, and there is a drawback in that an excessive force is applied to the apparatus. In this case, since the residual DC content is consumed as the resistor R ₂ , the power consumption of the whole apparatus also becomes excessive.

(2)는, 표시신호에 의해서 제어된 선택 스위치로서, 표시신호에 따라서 선택되는 액정셀(1)에 구동전압을 인가하는 전기적 및 기계적 스위치를 가르킨다.Denoted at 2 is a selection switch controlled by a display signal, which refers to an electrical and mechanical switch for applying a driving voltage to the liquid crystal cell 1 selected in accordance with the display signal.

본 발명은, 상술한 점을 참작하여, 위의 여러 가지 결점이 없이, 확실히, 구동파형의 전압변동, 오프셋트, 듀우티의 혼란, 구동 드라이버의 임피던스의 변화등에 기인하는 잔류직류분을 제거할 수 있고, 액정셀의 장수화를 도모할 수 있게 액정표시장치를 제공함에 있다.In view of the above-described points, the present invention can reliably eliminate residual DCs caused by voltage fluctuations in driving waveforms, offsets, confusion of duty, change in impedance of driving drivers, and the like without any of the above drawbacks. The present invention provides a liquid crystal display device capable of lengthening a liquid crystal cell.

제8도를 참조하여 본 발명의 일예를 설명한 즉, 본 발명에 있어서는 적분회로(10)과 전계효과형 액정, 예를 들면 내마틱(Nematic)액정, 혹은 동작산란형 액정으로 이뤄진 액정셀(1)를 갖고있는 액정표시장치에 있어서 액정셀(1)의 대향전극의 일방의 전극에 예를 들면, C-MOS를 갖는 구동 드라이버부터의 구동파형을 인가함과 같이, 그 구동파형의 적분회로(10)에 의해서 그 기본주파수 성분이하의 시정수로 적분해서 구동파형에 대응한 평균 직류전압을 얻어 이것을 액정셀(1)의 다른쪽 전극에 주어지나, 이 경우, 이것만으로는 적분출력의 임피던스가 과도하게 높을 경우에는, 적분회로(10)의 차단에 임피던스 변환기(11)를 설치하고, 임피던스 변화를 시켜서 저 임피던스로 해서 액정셀(1)에 주어져서 얻게 된다.Referring to FIG. 8, an example of the present invention has been described, that is, in the present invention, a liquid crystal cell composed of an integrating circuit 10 and a field effect liquid crystal, for example, a nematic liquid crystal or an operating scattering liquid crystal. In the liquid crystal display device having a C-MOS applied to the one electrode of the counter electrode of the liquid crystal cell 1, for example, by applying a drive waveform from a drive driver having a C-MOS. 10) to obtain the average DC voltage corresponding to the driving waveform by integrating with the time constant below the fundamental frequency component, which is given to the other electrode of the liquid crystal cell 1, but in this case, the impedance of the integral output is excessive. When it is high, the impedance converter 11 is provided in the interruption of the integrating circuit 10, the impedance is changed, and the low impedance is given to the liquid crystal cell 1 to obtain.

제9도는, 본 발명장치의 구체적 회로에 관한 예를 도시한 것으로, 그 예에 있어서는, 1KΩ의 저항 R와 0.1μF의 콘덴서 C과에 의해서 적분회로(10)을 구성하고, 볼테지플로워의 연산증폭기에 의해서 임피던스변환기(11)를 구성했을 때의 경우이다. 이러한 경우일 태, 임피던스 변환기(11)로서는 볼테지플로워의 연산증폭기의 오프셋트는 매우 적기 때문에 거의 문제가 되지 않는다. 그러나 정수의 선택방법과 구동주파수가 높을 경우에는, 이 임피던스 변환기(11)은 생략될 수 있다. 예를 들면, 구동파형의 기본파의 주파수를 100Hz라 하고, 적분 콘덴서 C를 1μF로 하는 적분출력의 임피던스는, 약 1.6KΩ로 되고, 이것은 액정의 임피던스에 비하여 매우 작기 때문에, 그대로, 임피던스 변환을 하지 않고도 액정 셀에 인가된다.FIG. 9 shows an example of a specific circuit of the apparatus of the present invention. In this example, the integral circuit 10 is constituted by a resistor R of 1 KΩ and a capacitor C of 0.1 μF. This is the case when the impedance converter 11 is configured by an amplifier. In such a case, since the offset of the operational amplifier of Voltage Follower is very small, the impedance converter 11 is not a problem. However, when the constant selection method and the driving frequency are high, this impedance converter 11 can be omitted. For example, the impedance of the integral output whose frequency of the fundamental wave of the drive waveform is 100 Hz and the integral capacitor C is 1 μF is about 1.6 KΩ, which is very small compared to the impedance of the liquid crystal. It is applied to the liquid crystal cell without having to.

제10도는, 복수의 액정셀(1)이, 「일」의 숫자모양, 평행배열등을 갖고 배열되어, 표시신호에 의해서 제어되는 전기적 및 기계적 스위치(2)에 의해서, 선택된 액정셀(1)이 구동되도록한 표시장치에 본 발명을 적용할 경우를 도시하고, 이와같이 본 발명구성에 의하면, 복수의 액정셀(1)에 대해서, 공통하치 적분회로(10), 또한 필요에 따라서 임피던스(1)를 갖는 액정표시장치에 있어서도, 회로소자가 팽대하여서 장치가에 많은 손질이 가는 결점을 피할 수 있고, 더구나, 구동파형의 듀우티의 언바란스, 출력 드라이버의 임피던스의 언바란스, 전원의 산발부착, 변동등의 영향을 받지 않고, 잔류직류분의 감소, 액정의 장수명화를 도모할 수 있고, 특히 액정을 고전압, 고주파로 구동할 경우에 적용하기에 호적한 것이다.FIG. 10 shows that a plurality of liquid crystal cells 1 are arranged with the number of "ones", parallel arrays, etc., and are selected by electrical and mechanical switches 2 controlled by a display signal. The case where the present invention is applied to the display device to be driven is shown, and according to the configuration of the present invention, the common-value integral circuit 10 and the impedance 1 as necessary for the plurality of liquid crystal cells 1 are shown. Even in a liquid crystal display device having a helical display device, it is possible to avoid drawbacks in which the circuit elements are expanded and a lot of care is applied to the device. It is possible to reduce the residual DC content and extend the life of the liquid crystal without being affected by, and is particularly suitable for the case where the liquid crystal is driven at high voltage and high frequency.

Claims

And a driving waveform applied to one electrode opposite to the liquid crystal, and applying an average DC voltage with respect to the driving waveform to the other electrode of the liquid crystal.