(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＣＤを駆動するための複数のバイアス電圧を出力するＬＣＤ駆動電源回路において、
接地電位を入力とするとともに所定の正電源を基準電圧とし、この基準電圧より所定電圧分だけ低い電圧を最低バイアス電圧として出力する電源手段と、
正電源と最低バイアス電圧との間の電圧を分圧して得られた複数のバイアス電圧ごとに設けられ、個々のバイアス電圧を入力として低インピーダンスで出力するエミッタフォロワ回路とを備えることを特徴とするＬＣＤ駆動電源回路。
【請求項２】
請求項１記載のＬＣＤ駆動電源回路において、
感温素子を有し周囲温度に基づいて正電源を補正した基準電圧を出力する基準電圧補正手段を備えることを特徴とするＬＣＤ駆動電源回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＬＣＤ駆動電源回路に関し、特にＬＣＤを駆動するための複数のバイアス電圧を出力するＬＣＤ駆動電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示素子（以下、ＬＣＤという：Ｌｉｃｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）は、低電力かつ低消費電力で駆動できるとともに比較的安価であり、さらには極めて薄いことなどの利点を有していることからその市場を大きく拡大してきた。
その用途は電卓，腕時計，カメラなど様々に及んでいる。これら様々な用途の中でも、最も普及しているのがねじれネマティック構造における電気光学効果を利用した、いわゆるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ  ）型ＬＣＤである。
【０００３】
ＴＮ型ＬＣＤの基本構成は、ねじれ配向させた液晶セルを１組の偏光子に配置させた構造となっており、この液晶セルに対して電圧を印加あるいは除去することにより液晶分子に再配列が起こり、これによって光に対する旋光性の有無が生じ、明状態ないしは暗状態を形成するのである。
この時の液晶分子の再配列の度合いは液晶セルに対して印加される電界の強さ、つまりは電圧値に依存する。
【０００４】
ところで、このようなＴＮ型ＬＣＤの駆動方式は、バイアス方式、デューティ方式、フレーム周波数などにより決まる。
デューティ方式としては、スタティック，１／２デューティ，１／３デューティ，１／４デューティなどがある。仮に、ＳＥＧ端子４０本を有するＬＣＤコントロール／ドライバを用いたとすると、それぞれのデューティ方式による最大駆動画素数は、スタティックで４０画素，１／２デューティで８０画素，１／３デューティで１２０画素，１／４デューティで１６０画素となる。
【０００５】
またバイアス方式としては、スタティック，１／２バイアス，１／３バイアスなどがある。バイアス方式による駆動の相違としては、非選択画素つまり消灯の状態にある画素に対して印加される電圧値があげられる。
スタティックの場合は非選択画素には電圧印加されず、１／２バイアスの場合は印加されないか、または選択時つまり点灯時に印加される電圧の１／２が印加され、１／３バイアスの場合には点灯時の１／３が常時印加される。
【０００６】
上述した通り、液晶分子の再配列は液晶セルに印加される電圧値に依存するため消灯時にあっても、ある程度電圧が印加されているということは視角方向によっては消灯状態にある画素が濃度こそ薄いが点灯して見えることを意味する。
つまり、バイアス方式をスタティックから１／２バイアス，１／２バイアスから１／３バイアスとすることで、いわゆるＯＦＦセグ浮きが発生しやすくなりＬＣＤの優良視角範囲を狭めることになる。
【０００７】
また、デューティ方式とバイアス方式との間には以下の関係がある。
・デューティ方式としてスタティックを採用した場合
バイアス方式はスタティックとなる。
・デューティ方式として１／２デューティを採用した場合
バイアス方式は１／２バイアス，１／３バイアスのいずれかを選択できる。
・デューティ方式として１／３デューティを採用した場合
バイアス方式は１／２バイアス，１／３バイアスのいずれかを選択できる。
・デューティ方式として１／４デューティを採用した場合
バイアス方式は１／３バイアスとなる。
【０００８】
つまり、少ないＳＥＧ端子数で多数の画素を駆動しようとすると優良視角範囲は必然的狭くなる。
しかし、表示装置に求められる情報量が非常に多くなってきた昨今では駆動画素数を優先して駆動条件を決める場合が多く、特にカメラなどの場合には表示装置に求められる情報しとて、シャッタースピード，絞り値，露出モード，給送モード，フィルムカウンター，電池警告など多種多様であり、１／４デューティ，１／３バイアスの駆動条件により駆動することが一般的である。
【０００９】
したがって、これ以上の優良視角範囲の劣化は極力低減させる必要がある。
図３は、１／４デューティ，１／３バイアスの駆動条件によりＬＣＤコントローラ／ドライバを用いてＴＮ型ＬＣＤを駆動した時のコモンの電圧波形と、セグメントの電圧波形の一般例である。
なお、ＳＥＧ０の出力波形において、（Ａ）はＣＯＭ０とＣＯＭ２とからなる画素を点灯したときの波形であり、（Ｂ）は全消灯したときの波形である。
【００１０】
図３から解るように、部分的に点灯した状態であっても、全消灯した状態であっても、ＣＯＭ０〜３の出力がＶＬＣＤ  で振幅しているとき場合には、ＶＤＤ−ＶＬＣ１  およびＶＬＣ２  −ＶＬＣ３  からなる１／３ＶＬＣＤ  の電圧が非選択の画素に印加された状態で消灯している。
またＣＯＭ０〜３の出力がＶＬＣ１  とＶＬＣ２  の間を振幅している場合には、ＶＬＣ１  とＶＬＣ２  からなる１／３ＶＬＣＤ  の電圧が印加された状態で消灯している。
【００１１】
図４は従来のＬＣＤ駆動電源回路を示す回路図であり、図１に示した各駆動電圧レベルＶＬＣＤ  ，ＶＬＣ１  ，ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  を供給するものである。ＬＣＤコントロール／ドライバ１に用いる正電源（＋Ｖ）を抵抗２〜５により抵抗分圧し、分圧によって生じた電圧と正電源＋Ｖ間にそれぞれに平滑用コンデンサ６〜８を接続し、ＬＣＤコントロール／ドライバ１の端子へそれぞれ入力している。
ここで、抵抗５はＬＣＤコントロール／ドライバ１に用いる正電源とＬＣＤの点灯に最適なＶＬＣＤ  とが異なる場合にＶＬＣＤ  を最適に調整するものであり、正電源と最適なＶＬＣＤ  とが等しい場合など、抵抗５が０Ωとなる場合もある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のＬＣＤ駆動電源回路では、ＬＣＤの駆動に必要な電流がＬＣＤコントロール／ドライバ１を介して流れるため、表示の切り替えを行った場合、特に点滅表示を行った時は、ＶＤＤ，ＶＬＣ１  ，ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  の各電圧レベルで必要なＬＣＤの駆動電流に変化して、抵抗２〜５を流れるバイアス電流に変化が生じ、ＶＬＣ１  ，ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  に電圧変動が生じるという問題点があった。
この現象は、大型のＬＣＤを駆動した場合や複数のＬＣＤを単一のＬＣＤコントローラ／ドライバにより駆動した場合には、さらに顕著となる。
【００１３】
ＬＣＤコントロール／ドライバのＶＬＣ１  端子から駆動電流が流れ込むことによりＶＬＣ１  の電圧は降下し、ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  端子から吐き出される電流により、ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  の電圧は上昇する。この結果、ＶＤＤとＶＬＣ１  とからなる電圧は１／３ＶＬＣＤ  よりも大きな値となり、ＶＬＣ２  とＶＬＣ３  とからなる電圧は１／３ＶＬＣＤ  より小さな値となる。
上述したように、１／３バイアスによる駆動方式では消灯状態にある画素に対して、ＶＤＤ，ＶＬＣ１  ，ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  からなる１／３ＶＬＣＤ  が常に印加された状態にあるため、この電圧がより大きくなることによってＯＦＦセグ浮きを助長し、さらに優良視角範囲を狭め、表示装置としての品位を低下させるという問題点があった。
【００１４】
これに対して、平滑用のコンデンサ６〜８の容量値をさらに大きくすることや、抵抗２〜５の抵抗値をさらに小さくし、ＬＣＤ駆動電流による影響が無視できるほどバイアス電流を増やすといった方法が考えられる。
しかし、前者は電源ＯＮ時のＬＣＤの点灯および電源ＯＦＦ時のＬＣＤの消灯を大きく遅らせてしまうし、後者ＬＣＤ駆動時の消費電流の増加につながり十分な対策とはいえない。
【００１５】
また従来回路では、ＬＣＤコントローラ／ドライバに用いる正電源のばらつきがそのままＶＬＣＤ  のばらつきとして反映されてしまうため、カメラなどの量産を前提とした製品にとっては、生産した全ての製品において最適なＶＬＣＤ  を得るために正電源を出力する電源装置の精度を向上させ、あるいは抵抗５によって調整を行うなどしなければならず高コストになってしまうという問題点があった。
そこで本発明はかかる問題点を一挙に解決し、表示の切り替え、特に点滅表示などを行ってもＯＦＦセグ浮きを助長することなく、また量産などを前提とした製品の表示装置として用いた場合でも、調整などを必要としないＬＣＤ電源回路を提供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明によるＬＣＤ駆動電源回路は、接地電位を入力とするとともに所定の正電源を基準電圧とし、この基準電圧より所定電圧分だけ低い電圧を最低バイアス電圧として出力する電源手段と、正電源と最低バイアス電圧との間の電圧を分圧して得られた複数のバイアス電圧ごとに設けられ、個々のバイアス電圧を入力として低インピーダンスで出力するエミッタフォロワ回路とを備えることを特徴とするものである。
したがって、接地電位を入力とするとともに所定の正電源を基準電圧とする電源手段により、基準電圧より所定電圧分だけ低い電圧が最低バイアス電圧として出力され、正電源と最低バイアス電圧との間の電圧を分圧して得られた複数のバイアス電圧ごとに設けられたエミッタフォロワ回路により、個々のバイアス電圧が低インピーダンスで出力される。
さらに、感温素子を有し周囲温度に基づいて正電源を補正した基準電圧を出力する基準電圧補正手段を備えるものである。したがって、基準電圧補正手段により温度補償された基準電圧に基づいて、最低バイアス電圧が出力される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施の形態であるＬＣＤ駆動電源回路の回路図であり、同図において、前述の説明（図３参照）と同じまたは同等部分には同一符号を付してある。
図１において、電源手段９は、基準電圧に対して負となる電圧を発生させる３端子レギュレータに代表されるような電源手段であり、ＬＣＤコントローラ／ドライバ１の正電源（＋Ｖ）を基準とし、その出力はＬＣＤコントローラ／ドライバ１のＶＬＣ３  端子に接続されている。
【００１８】
また、１次側入力は接地電位ＧＮＤに接続されており、正電源が変動してもＶＬＣＤ  は一定に保たれる。
電源手段９から出力されたＶＬＣＤ  を抵抗１０，１１により分割し、これら抵抗１０，１１の接続点にＰＮＰトランジスタ１５のベースが接続されており、さらにＰＮＰトランジスタ１５のコレクタは電源手段９の出力端子に接続され、エミッタはＬＣＤコントロール／ドライバ１のＶＬＣ２  端子に接続されている。
このとき、ＶＬＣ２  −ＶＬＣ３  間電圧が１／３ＶＬＣＤ  となるように、ＰＮＰトランジスタのベース−エミッタ間電圧を考慮した上で抵抗１０，１１の分圧比が決定されている。
【００１９】
さらに、ＶＤＤ−ＶＬＣ２  間の電圧を抵抗１２，１３により分割し、抵抗１２と１３が接続された点にＮＰＮトランジスタ１６のベースが接続されている。またＮＰＮトランジスタ１６のコレクタは正電源に接続され、エミッタはＬＣＤコントローラ／ドライバ１のＶＬＣ１  端子に接続され、かつ抵抗１４を介して電源手段の出力に接続されている。
なお、抵抗１２，１３の分圧比も抵抗１０，１１と同様に、ＶＤＤ−ＶＬＣ１  間の電圧が１／３ＶＬＣＤ  となるようにＮＰＮトランジスタ１６のベース−エミッタ間電圧を考慮して決定されている。
ＬＣＤコントローラ／ドライバのＶＬＣ１，ＶＬＣ２，ＶＬＣ３  の各端子と正電源間には平滑用のコンデンサ６，７，８が接続されている。
【００２０】
次に、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態による動作について説明する。
１／４デューティ・１／３バイアスの駆動方式により、ＬＣＤの点滅を行った場合、全点灯から全消灯とするタイミングでＬＣＤコントローラ／ドライバ１のＶＬＣ１  端子は大きく電流を吸い込み、ＶＬＣ２  端子は逆に電流を吐き出すものとなる。
これに対して本発明の回路では、ＶＬＣ１  端子にＮＰＮトランジスタ１６によるエミッタホロワを設けるとともに、ＶＬＣ２  端子にＰＮＰトランジスタ１５によるエミッタホロワを設けていることから、非常に少ないバイアス電流でこのＬＣＤ駆動電流の変動に対して対応でき、ＶＬＣ１  およびＶＬＣ２  の電圧が変動することがない。
【００２１】
また、全消灯から全点灯とするタイミングにおいては、ＶＬＣ１  端子は電流を吐き出し、ＶＬＣ２  端子は電流を吸い込むものとなる。
しかし表示状態として、消灯している画素がなくなる方向であるため、抵抗１４または抵抗１２，１３による程度の吸い込み能力または吐き出し能力であっても、ＯＦＦセグ浮きが助長されるようなことはない。なお、ＶＤＤおよびＶＬＣ３  については電源または電源手段の出力であるため、十分に低出力インピーダンスとなっている。
【００２２】
なお、以上の説明では、１／４デューティ・１／３バイアスによる駆動方式について説明したが、１／２デューティ方式，１／３デューティ方式を採用しても本発明の回路により同様の効果を得ることは明らかである。また、バイアス方式についても３つ以上にＶＬＣＤ  を分割するような方式であっても本発明の回路により同様の効果得られることは明らかである。
【００２３】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図２と図１の相違点は、電源手段９と正電源との間に感温素子１７を接続してＶＬＣＤ  の温度補償を行うようにした点である。
すなわち、電源手段９は、環境温度によって抵抗値の異なるサーミスタ，ポジスタなどに代表される感温素子１７および抵抗１８の並列回路と抵抗１９，１１とを流れるバイアス電流、および電源手段９の自己消費電流により決まる電圧差△ＶだけＬＣＤコントローラ／ドライバ１の正電源から降下した電圧を基準として動作する。
【００２４】
電源手段９の出力は、ＬＣＤコントローラ／ドライバ１のＶＬＣ３  端子に接続されており、また、１次側入力はＧＮＤに接続されている。
これにより正電源が変動してもＶＬＣＤ  は一定に保たれ、かつＶＬＣＤ  は環境温度によりＬＣＤの表示濃度を一定に保つように変化するものとなる。
電源手段９によりつくられたＶＬＣＤ  を感温素子１７，抵抗１８，１９および抵抗１１により分割し、抵抗１９と１１との接続点にＰＮＰトランジスタ１５のベースが接続されている。
【００２５】
ＰＮＰトランジスタ１５のコレクタは電源手段９の出力端子に接続され、エミッタはＬＣＤコントロール／ドライバ１のＶＬＣ２  端子に接続されている。
このとき、ＶＬＣ２  −ＶＬＣ３  間電圧が１／３ＶＬＣＤとなるように、ＰＮＰトランジスタのベース−エミッタ間電圧を考慮した上で感温素子１７および抵抗１８，１９と抵抗１１の分圧比が決定されている。
また、ＰＮＰトランジスタのベース−エミッタ間電圧が有する温度特性により、ＶＬＣＤ  が環境温度により変化してもＶＬＣ２  −ＶＬＣ３  間電圧は常に１／３ＶＬＣＤ  となるように構成されている。
【００２６】
さらに、ＶＤＤ−ＶＬＣ２  間の電圧を抵抗１２，１３により分割し、抵抗１２と１３との接続点にＮＰＮトランジスタ１６のベースが接続されており、ＮＰＮトランジスタ１６のコレクタは正電源に接続され、エミッタはＬＣＤコントローラ／ドライバ１のＶＬＣ１  端子に接続され、かつ抵抗１４を介して電源手段の出力に接続されている。
なお、抵抗１２，１３の分圧比も感温素子１７，抵抗１８，１９，抵抗１１と同様に、ＶＤＤ−ＶＬＣ１  間の電圧が１／３ＶＬＣＤ  となるようにＮＰＮトランジスタ１６のベース−エミッタ間電圧を考慮して決定されている。
【００２７】
またＶＤＤ−ＶＬＣ１  間電圧もＮＰＮトランジスタ１６のベース−エミッタ間電圧の有する温度特性により、ＶＬＣＤ  の温度変化に関わらず常に１／３ＶＬＣＤ  となるように構成されている。
ＬＣＤコントローラ／ドライバのＶＬＣ１  ，ＶＬＣ２  ，ＶＬＣ３  の各端子と正電源間には平滑用のコンデンサ６，７，８が接続されている。
【００２８】
次に、図２を参照して、本発明の第２の実施の形態による動作について説明する。
１／４デューティ・１／３バイアスの駆動方式により、ＬＣＤの点滅を行った場合、全点灯から全消灯とするタイミングでＬＣＤコントローラ／ドライバのＶＬＣ１  端子は大きく電流を吸い込み、ＶＬＣ２  端子は逆に電流を吐き出す。
これに対して図２に示した回路では、ＶＬＣ１  端子にＮＰＮトランジスタ１６によるエミッタホロワを設けるとともに、ＶＬＣ２  端子にＰＮＰトランジスタ１５によるエミッタホロワを設けているため、非常に少ないバイアス電流でこのＬＣＤ駆動電流の変動に対して対応でき、ＶＬＣ１  およびＶＬＣ２  の電圧が変動することがない。
【００２９】
また、全消灯から全点灯とするタイミングにおいては、ＶＬＣ１  端子は電流を吐き出し、ＶＬＣ２  端子は電流を吸い込むものとなる。
しかし表示状態として、消灯している画素がなくなる方向であるため、抵抗１４ないしは抵抗１２，１３による程度の吸い込み能力または吐き出し能力であっても、ＯＦＦセグ浮きが助長されるようなことはない。なお、ＶＤＤおよびＶＬＣ３  については電源または電源手段の出力であるため十分に低出力インピーダンスとなっている。
【００３０】
なお、以上の説明では、１／４デューティ・１／３バイアスによる駆動方式について説明したが、１／２デューティ方式，１／３デューティ方式を採用しても本発明の回路により同様の効果が得られることは明らかである。
また、バイアス方式についても３つ以上にＶＬＣＤ  を分割するような方式であっても本発明の回路により同様の効果が得られることは明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、接地電位を入力とするとともに所定の正電源を基準電圧とし、この基準電圧より所定電圧分だけ低い電圧を最低バイアス電圧として出力する電源手段を設けて、正電源と最低バイアス電圧との間の電圧を分圧して得られた複数のバイアス電圧を、それぞれ個々のエミッタフォロワ回路から低インピーダンスで出力するようにしたので、従来のように、表示の切り替え、特に点滅表示などを行ってもＯＦＦセグ浮きを助長することなく、また量産などを前提とした製品の表示装置として用いた場合でも調整などを必要としないという顕著な効果が得られる。
また、感温素子を有し周囲温度に基づいて正電源を補正した基準電圧を出力する基準電圧補正手段を設け、この基準電圧補正手段により温度補償された基準電圧に基づいて電源手段により最低バイアス電圧を出力するようにしたので、各バイアス電圧に対しても一括して温度補償を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるＬＣＤ駆動電源回路を示す回路図である。
【図２】本発明の他の実施の形態によるＬＣＤ駆動電源回路を示す回路図である。
【図３】一般的なＬＣＤ駆動電圧波形を示す信号波形図である。
【図４】従来のＬＣＤ駆動回路を示す回路図である。
【符号の説明】
１…ＬＣＤコントローラ／ドライバ、６〜８…コンデンサ、９…電源手段、１０〜１４，１８，１９…抵抗、１５…ＰＮＰトランジスタ、１６…ＮＰＮトランジスタ、１７…感温素子、＋Ｖ…正電源。
【図１】
0003590817.tif 000002
【図２】
0003590817.tif 000003
【図３】
0003590817.tif 000004
【図４】
0003590817.tif 000005