(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する電極群を有する液晶セルと、該液晶セ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所定の電極に走査電圧として与える走査回路と、前記液晶セルの他方の電極群に前記走査回路の正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の２種類の差電圧を画信号に応じて与える信号回路と、前記走査回路と前記信号回路に供給する複数の直流電圧を発生する電源回路とを具備した液晶表示装置において、通電遮断時の前記電源回路は、前記正負の選択電圧を供給する回路と、前記差電圧を供給する回路と、前記正負の選択電圧供給用の電源線を放電抵抗を介して選択的に短絡する短絡回路と、前記差電圧供給用回路の電源を前記短絡回路の作動時にダイオードを介して放電させることを特徴とする液晶表示装置。
【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、とりわけ走査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セルの駆動、いわゆる単純マトリクス駆動に於ては、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ＶＨとＶＬ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（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】
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本のときは数ボルト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ＶＨ〜ＶＬ間電圧が大きくなり、例えば１／２００デューティでは２０〜３５ボルトが必要となる。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、６４０×４８０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】
【発明が解決しようとする課題】
このような仕様を満たすため、走査回路は少なくとも正負の選択電圧のいずれかを選択して所定の電極に供給し、信号回路は走査回路の正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の２種類の差電圧を画信号に応じて選択的に電極に供給し、少なくとも正負の選択電圧と差電圧を出力する電源回路を設けて液晶表示装置を構成することが考えられるが、走査回路と信号回路が異なる電圧範囲を扱うことになるので、通電遮断時に残留電圧によって集積回路がダメージを受けたり、液晶セルに直流が印加されたまま放置されるという新たな問題が生じる。
【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セルと、該液晶セ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所定の電極に走査電圧として与える走査回路と、前記液晶セルの他方の電極群に前記走査回路の正の選択電圧と負の選択電圧の中間値近傍の２種類の差電圧を画信号に応じて与える信号回路と、前記走査回路と前記信号回路に供給する複数の直流電圧を発生する電源回路とを具備した液晶表示装置において、前記電源回路は、前記正負の選択電圧を供給する回路と、前記差電圧を供給する回路と、前記正負の選択電圧供給用の電源線を放電抵抗を介して選択的に短絡する短絡回路と、前記差電圧供給用回路の電源を前記短絡回路の作動時に前記短絡回路を介して放電させるダイオードとを設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】
本発明は上述のように、走査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２種類の差電圧を用いるので、画信号が著しく増加しても信号回路は低電圧で負担は少なく高速処理できる。そしてこのように走査回路と信号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、略決まった時間差で発生され印加されるので、集積回路が誤動作したり暴走したりすることはなく、また液晶に直流電圧が印加されるままになることもない。
【０００８】
そしてまた、走査回路と信号回路が異なる電圧範囲を扱うことになっても、通電遮断時には、正負の選択電圧を供給する電源線を放電抵抗を介して短絡する一方、差電圧供給用回路の電源をダイオードを介して放電させることにより、正負の選択電圧並びに差電圧供給用回路の電源を簡単な回路構成で強制的に放電することができ、残留電圧によって集積回路がダメージを受けたり、液晶セルに直流が印加されたまま放置される事態を未然に防止できる。
【０００９】
【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セルで、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。これらの液晶セル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、その液晶セル１の一方の電極群に走査電圧を与える走査回路で、正負の電圧ＶＨ（＋３７ボルト前後）、ＶＬ（−２７ボルト前後）と中間電圧ＶＭ（＋２．５ボルト前後）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ＶＨ、ＶＬは選択電圧である。３は、液晶セル１の他方の電極群に画信号に応じた電圧を与える信号回路で、特には走査回路２の正の選択電圧ＶＨと負の選択電圧ＶＬの中間値近傍の２種類の差電圧Ｖ１（＋４ボルト前後）、Ｖ０（＋１ボルト前後）を画信号に応じて選択的に電極に供給するものである。４は、走査回路２と信号回路３に所定のバイアス値の電圧を供給する電源回路で、電源線６ａ〜６ｅを介して少なくとも正負の選択電圧ＶＨ、ＶＬと差電圧Ｖ１、Ｖ０と中間電圧ＶＭとを出力し、より好ましくは電源線６ｅ〜６ｈを介して走査回路２や信号回路３の駆動電源Ｖｉｃ、Ｖｉｓをも供給する。５は、パーソナルコンピュータなどの周辺機器から与えられる表示用の信号を受け取る受信回路である。
【００１０】
上記電圧関係を図２の中央部に示している。図２は０−５ボルトの直流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はそのまま信号回路３の駆動電圧Ｖｉｓとして用いる他、このＶｉｓの電圧範囲内に差電圧Ｖ１、Ｖ０を得る。一方０ボルトラインから正負の選択電圧ＶＨ、ＶＬと、オペアンプＯＰ等の回路（素子）の電源ＶＡＨ（＋７．５ボルト前後）、ＶＡＬ（−２．５ボルト前後）を生成させ、５ボルトラインから走査回路２の駆動電圧Ｖｉｃ用のＶｌｏｇ（−２２ボルト前後）を生成させる。これら選択電圧ＶＨ、ＶＬと差電圧Ｖ１、Ｖ０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、１つの電圧０−５ボルト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。これら選択電圧や差電圧の大きさは、電圧平均化法に準じて求められるもので、例えば１／２４０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３０ボルトに対して差電圧は４．３ボルトと０．７ボルトである。
【００１１】
この様な電圧関係により、図３ａ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、信号回路３から出力される差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つの差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差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。
【００１２】
この駆動により、走査回路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。一方信号回路３は上述の例でわずか５ボルト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。
【００１３】
そして特徴的なことは、信号回路３の駆動電圧と差電圧の関係で、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づらく、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０−５ボルトであるから、電圧余裕が上側、下側それぞれ０．７ボルトであるが、１／３６５デューティ駆動では差電圧−Ｖb、＋Ｖbが４．０ボルトと１．０ボルトであるから１ボルトの余裕がある。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０−５ボルト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０．５ボルト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。
【００１４】
そしてこのような構成において、走査回路と信号回路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ダメージを受け、あるいは液晶セ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、この問題を解決するため、電源回路４に通電遮断における放電を良好にかつ簡単な構成によって行う回路を設けている。以下、電源回路４の詳細について図４を参照して説明する。
【００１５】
電源回路４は、直流入力電圧（０−５ボルト）を昇降圧して複数の直流出力電圧を発生する電圧変換器４１を備えている。この電圧変換器４１は、ＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、前記正の選択電圧ＶＨを出力する第１出力端と、前記回路電源ＶＡＨを出力する第２出力端と、前記回路電源ＶＡＬを出力する第３出力端と、前記Ｖｌｏｇを出力する第４出力端と、前記負の選択電圧ＶＬを出力する第５出力端とを備えている。この電圧変換器４１の第１出力端と第５出力端に接続した選択電圧用電源線６ａ，６ｅの間には、ラダ−抵抗ＲＲが接続され、各抵抗の接続点電圧をオペアンプＯＰ１〜ＯＰ３を介して取り出すことによって、前記差電圧Ｖ１、Ｖ０と中間電圧ＶＭを生成している。上記各オペアンプＯＰ１〜ＯＰ３の駆動電源は、電圧変換器４１の第２出力端と第３出力端に接続された電源供給線６ｉ，６ｊからそれぞれ供給される。選択電圧用電源線６ａ，６ｅの間には、比較的抵抗値の小さい放電用抵抗ＲＳとトランジスタＴｒを直列に接続した短絡回路４２を接続し、ロジック回路４３からの信号をトランジスタＴｒのベースに供給することによってトランジスタＴｒをオン／オフして選択電圧用電源線６ａ，６ｅ間を選択的に短絡自在にしている。トランジスタＴｒのベースとエミッタの間には、ロジック回路４３からの信号電圧が所定値以下に低下してもトランジスタＴｒのオン状態を所定時間維持するための電荷を貯えるコンデンサーＣを接続している。
【００１６】
正の選択電圧用電源線６ａと電源供給線６ｉの間には、前記短絡回路４２が作動されたときに、電源供給線６ｉの放電を選択電圧用電源線６ａを経由して行うようにダイオードＤ１を接続し、同様に、負の選択電圧用電源線６ｅと電源供給線６ｊの間には、前記短絡回路４２が作動されたときに、電源供給線６ｊの放電を選択電圧用電源線６ｅを経由して行うようにダイオードＤ２を接続している。
【００１７】
このように接続しているので、電源遮断シ−ケンスにおいて、ロジック回路４３から表示をオフするように信号が出力され、トランジスタＴｒがオンすると、正負の選択電圧用電源線６ａ，６ｅの間が短絡回路４２を介して短絡されるので、選択電圧ＶＨ、ＶＬを正負略同時に短時間に抵抗ＲＳによって放電させることができる。この選択電圧ＶＨ、ＶＬの放電に伴い、正の選択電圧用電源線６ａの電圧が電源供給線６ｉの電圧を下回ると、ダイオードＤ１を介して回路電源ＶＡＨの急速放電も開始され、一方、負の選択電圧用電源線６ｅの電圧が電源供給線６ｊの電圧を上回ると、ダイオードＤ２を介して回路電源ＶＡＬの急速放電も開始される。尚、短絡回路４２へ供給する信号は、コンピュータシステムなどから送られてくる表示能動信号（ディスプオフ）等を利用してタイミングを計って供給するようにしてもよいし、また、電圧変換器４１の入力電圧（５ボルト）の存在を確認して、入力電圧が規定値以下になったことを検出して供給するようにしてもよい。この図の例ではロジック回路４３で行っているが、必要に応じて他の制御信号を利用してもよい。
【００１８】
上記のように液晶駆動用の電源を、短絡回路４２と２つのダイオードＤ１，Ｄ２を用いた簡単な構成によって短時間に放電することができるので、通電遮断時に残留電圧によって走査回路２や信号回路３を構成する集積回路がダメージを受けたり、液晶セル１に直流電圧が印加されたまま放置されて表示品位が低下するなどの事態を未然に防止することができる。
【００１９】
尚、上記実施例は、短絡回路４２による正負の選択電圧用電源線６ａ，６ｅ間の短絡時にダイオードＤ１，Ｄ２を用いて回路電源ＶＡＨ，ＶＡＬの放電も行うようにしたが、ダイオードＤ１，Ｄ２に換えて図４に点線で示すようにダイオードＤ３を電源線６ａと６ｂの間に、ダイオードＤ４を電源線６ｄと６ｅの間に接続し、差電圧Ｖ１，Ｖ０をダイオードＤ３，Ｄ４を介して直接放電するようにすることもできるし、ダイオードＤ１，Ｄ２に追加して図４に点線で示すようにダイオードＤ３を電源線６ａと６ｂの間に、ダイオードＤ４を電源線６ｄと６ｅの間に接続し、差電圧Ｖ１，Ｖ０をダイオードＤ３，Ｄ４を介してより確実に放電するようにすることもできる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は上述のように、走査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２種類の差電圧を用いるので、画信号が著しく増加しても信号回路は低電圧で負担は少なく高速処理できる。そしてこのように走査回路と信号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、略決まった時間差で発生され印加されるので、集積回路が誤動作したり暴走したりすることはなく、また液晶に直流電圧が印加されるままになることもない。
【００２１】
そしてまた、走査回路と信号回路が異なる電圧範囲を扱うことになっても、通電遮断時には、正負の選択電圧を供給する電源線を放電抵抗を介して短絡する一方、差電圧供給用回路の電源をダイオードを介して放電させることにより、正負の選択電圧並びに差電圧供給用回路の電源を簡単な回路構成で強制的に放電することができ、残留電圧によって集積回路がダメージを受けたり、液晶セルに直流が印加されたまま放置される事態を未然に防止できる。
【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】本発明に係る電圧のタイムチャートである。
【図３】本発明実施例に係る駆動波形図で、ａは走査回路と信号回路の出力電圧、ｂは液晶に印加される電圧を示す。
【図４】本発明実施例に係る電源回路の回路図である。
【符号の説明】
１  液晶セル
２  走査回路
３  信号回路
４  電源回路
【図１】
0003545088.tif 000002
【図２】
0003545088.tif 000003
【図３】
0003545088.tif 000004
【図４】
0003545088.tif 000005