(57)【要約】【課題】部品点数を少なくして回路構成を単純化し、回路規模を小さくする。【解決手段】バイアス電圧生成回路４０は、異なる温度特性を持った基準電圧Ｖ４１〜Ｖ４３をそれぞれ生成して出力する複数の基準電圧生成回路４１−１，４１−２，４１−３と、前記複数の基準電圧生成回路４１−１〜４１−３から出力された複数の基準電圧Ｖ４１〜Ｖ４３のレベルを比較する複数の電圧比較器４２−１，４２−２と、前記電圧比較器４２−１，４２−２の比較結果に基づき前記複数の基準電圧Ｖ４１〜Ｖ４３を切り替えて、温度変化に対応した所望のバイアス電圧Ｖ４０を出力する複数のスイッチ４３−１〜４３−４とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる温度特性を持った基準電圧をそれぞれ生成して出力する複数の基準電圧生成回路と、
前記複数の基準電圧生成回路から出力された前記複数の基準電圧のレベルを比較し、この比較結果に基づき前記複数の基準電圧を切り替えて、温度変化に対応した所望のバイアス電圧を出力する比較・切り替え手段と、
を有することを特徴とするバイアス電圧生成回路。
【請求項２】
前記比較・切り替え手段は、
前記複数の基準電圧のレベルを比較する１つ又は複数の電圧比較器と、
前記電圧比較器の比較結果に基づき前記複数の基準電圧を切り替えて、前記バイアス電圧を出力する複数のスイッチと、
を有することを特徴とする請求項１記載のバイアス電圧生成回路。
【請求項３】
請求項１又は２記載のバイアス電圧生成回路と、
複数のセグメント電極と複数のコモン電極とが交差するように配置され、これらの各交差箇所に表示画素がそれぞれ形成された表示パネルと、
前記バイアス電圧生成回路から出力された前記バイアス電圧を入力し、表示データに対応した電圧を前記セグメント電極へ出力して前記表示画素をオン／オフ制御するセグメントドライバと、
前記バイアス電圧生成回路から出力された前記バイアス電圧を入力し、走査データに対応した電圧を前記コモン電極へ出力して前記表示画素をオン／オフ制御するコモンドライバと、
を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項４】
前記表示画素は、液晶により形成されていることを特徴とする請求項３記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路等により構成され、温度変化に応じた所望のバイアス電圧を出力するためのバイアス電圧生成回路と、そのバイアス電圧を用いて画像表示等を行う平面型の表示装置（例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）等）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
平面型の表示装置として、例えば、液晶表示装置は、変化に富んだ画像表示を行うために、一般的に、各画素を格子状に均等配列したドットマトリクス型の液晶表示パネルが使用される。液晶表示パネルは、透明な液晶材料が２枚の透明基板にサンドイッチされて周りがシールされた構造をしている。
【０００３】
液晶表示パネルの駆動方式としては、例えば、下記の特許文献１及び特許文献２等に記載されているように、直交させたストライプ電極を両方の透明基板に設けてその交点の液晶を駆動する単純マトリクス駆動方式と、下記の特許文献３等に記載されているように、薄膜トランジスタ（以下「ＴＦＴ」という。）等のアクティブ素子を各画素に配置して駆動を行うアクティブマトリクス駆動方式とが有る。
【０００４】
単純マトリクス駆動方式には、例えば、ＴＮ（Twisted  Nematic）型、ＳＴＮ（Super  Twisted  Nematic）型、ＤＳＴＮ（Dual  scan  STN）型、ＦＳＴＮ（Film-compensated  STN）型がある。
【０００５】
ＴＮ型は、液晶分子が対向する透明基板間で９０°ねじれた状態のものである。液晶分子は電圧が加わると元々倒れていた分子が透明基板に対して垂直（電界に対し平行）になり、入射光の偏光状態が変わらなくなる。入射側と射出側の偏光板の透過方向が、平行なら透過（白の状態）、垂直（直交）なら非表示（黒の状態）となる。電圧を印加していない状態を基準として、前者をノーマリブラック（以下「ＮＢ」という。）、後者をノーマリホワイト（以下「ＮＷ」という。）と言う。ＮＷの方が透過率が高く明るいのでカラー表示ではこちらが使用され、逆に、ＮＢは黒が沈ので、高コントラストを要求される場合に使用され易い。
【０００６】
ＳＴＮ型は、液晶分子のねじれを１８０〜２７０°程度まで深めたもので、ＴＮ型では難しいハイデューティ駆動を可能にし、ＴＦＴ等のアクティブ素子を用いないでドット数の多い表示が可能となる。このＳＴＮ型には、ＴＮ型と同様、ＮＢとＮＷがあり、ＮＢは黒と黄色、ＮＷは白と青の表示になる。
【０００７】
ＦＳＴＮ型は、位相差（液晶の屈折率の波長分散）を補償する高分子フィルムを貼ることで画面の色づきを減らしたものである。
【０００８】
又、アクティブマトリクス駆動方式には、例えば、ＴＮ型、ＶＡ型、ＩＰＳ型がある。
ＴＮ型は、アクティブマトリクスでも多く利用されており、安価で高速な反面、視野角が狭く、色度変位が大きい。
【０００９】
ＶＡ型は、液晶分子を垂直に配したものであり、ネガ型の液晶が必要であるが、高速で高いコントラストを実現できる。
【００１０】
ＩＰＳ型は、液晶分子を水平に回転させるようにしたものであり、視野角が広く、色度変位が小さい。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−１３４６３０号公報
【特許文献２】特開平１１−６５５２９号公報
【特許文献３】特開２００５−２９２４９３号公報
【００１２】
従来の単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置は、例えば、特許文献２に記載されているように、液晶表示パネルを有し、これにはセグメントドライバ及びコモンドライバが接続されている。これらのセグメントドライバ及びコモンドライバには、これに対してバイアス電圧を供給するためのバイアス電圧生成回路が接続されている。
【００１３】
液晶表示パネルは、複数のセグメント電極と複数のコモン電極とが交差するように配置され、これらの交差箇所に液晶の表示画素が形成されている。セグメントドライバは、バイアス電圧生成回路から供給されるバイアス電圧と、制御回路等から供給される表示データ等とを入力し、表示データに対応した電圧をセグメント電極へ出力する。更に、コモンドライバは、バイアス電圧生成回路から供給されるバイアス電圧と、制御回路等から供給される走査データ等とを入力し、走査データに対応した電圧をコモン電極へ出力する。これにより、液晶の表示画素のオン／オフが制御され、表示データに応じた所望の画像表示が行われる。
【００１４】
バイアス電圧を供給するためのバイアス電圧生成回路は、例えば、アクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置に関する特許文献３に記載されているように、抵抗分圧回路により基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、その基準電圧を調整してバイアス電圧を出力する電圧調整回路等とにより構成されている。
【００１５】
パネル表示に必要なバイアス電圧は、液晶表示パネルの温度変化（例えば、０℃以下〜５０℃以上の温度変化）に対応して変化し、全温度範囲で一定ではないため、温度変化に応じて電圧調整回路でバイアス電圧の電圧値を設定する必要がある。そこで、例えば、サーミスタ等の温度センサにより温度変化を検出し、この検出結果をアナログ／デジタル変換器（以下「Ａ／Ｄ変換器」という。）によりデジタル信号に変換し、この変換したデジタル信号により電圧調整回路を制御してバイアス電圧を最適な電圧値に設定するようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の液晶表示装置では、パネル表示に必要なバイアス電圧が全温度範囲で一定ではないため、温度に応じて電圧調整回路で電圧値を設定する必要があるので、温度センサ及びＡ／Ｄ変換器等を設けなければならない。そのため、部品点数が多くなって回路構成が複雑になり、回路規模が大きくなるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のバイアス電圧生成回路は、異なる温度特性を持った基準電圧をそれぞれ生成して出力する複数の基準電圧生成回路と、前記複数の基準電圧生成回路から出力された前記複数の基準電圧のレベルを比較し、この比較結果に基づき前記複数の基準電圧を切り替えて、温度変化に対応した所望のバイアス電圧を出力する比較・切り替え手段とを有している。
【００１８】
本発明の表示装置は、前記発明のバイアス電圧生成回路と、複数のセグメント電極と複数のコモン電極とが交差するように配置され、これらの各交差箇所に表示画素がそれぞれ形成された表示パネルと、前記バイアス電圧生成回路から出力された前記バイアス電圧を入力し、表示データに対応した電圧を前記セグメント電極へ出力して前記表示画素をオン／オフ制御するセグメントドライバと、前記バイアス電圧生成回路から出力された前記バイアス電圧を入力し、走査データに対応した電圧を前記コモン電極へ出力して前記表示画素をオン／オフ制御するコモンドライバとを備えている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のバイアス電圧生成回路によれば、複数の基準電圧生成回路により、異なる温度特性を持った基準電圧をそれぞれ生成し、これらの基準電圧を比較してバイアス電圧の出力レベルを変えるようにしたので、従来のように、温度センサで検出した温度によって電圧調整回路でバイアス電圧を設定することなく、所定の温度領域において例えばパネル表示等に必要なバイアス電圧をバイアス電圧生成回路から出力させることができる。従って、部品点数を少なくして回路構成を単純化でき、回路規模を小さくすることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
バイアス電圧生成回路は、異なる温度特性を持った基準電圧をそれぞれ生成して出力する複数の基準電圧生成回路と、前記複数の基準電圧生成回路から出力された前記複数の基準電圧のレベルを比較する１つ又は複数の電圧比較器と、前記電圧比較器の比較結果に基づき前記複数の基準電圧を切り替えて、温度変化に対応した所望のバイアス電圧を出力する複数のスイッチとを有している。
【実施例１】
【００２１】
（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１を示す液晶表示装置の概略の構成図であり、同図（ａ）は液晶表示装置の全体の構成図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）中のバイアス電圧生成回路の構成図である。
【００２２】
図１（ａ）に示す液晶表示装置は、例えば、半導体集積回路等により構成されたＳＴＮ型単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置であり、液晶表示パネル１０を有し、これにはセグメントドライバ２０及びコモンドライバ３０が接続されている。これらのセグメントドライバ２０及びコモンドライバ３０には、これに対してバイアス電圧Ｖ４０を供給するためのバイアス電圧生成回路４０が接続されている。
【００２３】
液晶表示パネル１０は、複数のセグメント電極１１と複数のコモン電極１２とが交差するように配置され、これらの交差箇所に液晶の表示画素１３が形成されている。セグメントドライバ２０は、バイアス電圧生成回路４０から供給されるバイアス電圧Ｖ４０と、図示しない制御回路等から供給される表示データＤ１９、クロック信号、ラッチパルス等とを入力し、各表示画素１３で表示させる表示内容に応じたデータ信号Ｖ２０をセグメント電極１１へ出力する回路である。コモンドライバ３０は、バイアス電圧生成回路４０から供給されるバイアス電圧Ｖ４０と、図示しない制御回路等から供給される走査データＤ２９、クロック信号等とを入力し、コモン電極１２を順次選択して駆動するための走査信号Ｖ３０をそのコモン電極１２へ出力する回路である。更に、バイアス電圧生成回路４０は、液晶表示パネル１０の温度変化（例えば、０℃以下〜５０℃以上の温度変化）に対応する温度特性を有するバイアス電圧Ｖ４０を生成する回路である。
【００２４】
図１（ｂ）に示すバイアス電圧生成回路４０は、例えば、負の温度特性を持つ基準電圧Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３をそれぞれ生成する３つの基準電圧生成回路４１−１，４１−２，４１−３を有している。基準電圧生成回路４１−１及び４１−２の出力側には、比較・切り替え手段（例えば、複数の電圧比較器４２−１，４２−２及びトランジスタ等で構成された複数のスイッチ４３−１〜４３−４）が接続されている。
【００２５】
即ち、基準電圧生成回路４１−１及び４１−２の出力側には、基準電圧Ｖ４１及びＶ４２の電圧レベルを比較する電圧比較器４２−１が接続されている。基準電圧生成回路４１−１の出力側は、電圧比較器４２−１の比較結果に基づきオン／オフ動作するスイッチ４３−１を介して、ノードＮ１に接続され、更に、基準電圧生成回路４１−２の出力側も、電圧比較器４２−１の比較結果に基づきオン／オフ動作するスイッチ４３−２を介して、ノードＮ１に接続されている。
【００２６】
ノードＮ１と基準電圧生成回路４１−３の出力側とには、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４と基準電圧Ｖ４３との電圧レベルを比較する電圧比較器４２−２が接続されている。ノードＮ１は、電圧比較器４２−２の比較結果に基づきオン／オフ動作するスイッチ４３−３を介して、バイアス電圧Ｖ４０を出力するための出力ノードＮ２に接続され、更に、基準電圧生成回路４１−３の出力側も、電圧比較器４２−２の比較結果に基づきオン／オフ動作するスイッチ４３−４を介して、出力ノードＮ２に接続されている。
【００２７】
各基準電圧Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３は、例えば、次式（１）のような負の温度特性を有している。
基準電圧Ｖ４１の温度特性；  ｙ１＝−（ａ１・ｘ１＋ｂ１）
基準電圧Ｖ４２の温度特性；  ｙ２＝−（ａ２・ｘ２＋ｂ２）
基準電圧Ｖ４３の温度特性；  ｙ３＝−（ａ３・ｘ３＋ｂ３）
・・・（１）
但し、ｘ１，ｘ２，ｘ３；温度変化を示す軸
ｙ１，ｙ２，ｙ３；電圧変化を示す軸
ａ１，ａ２，ａ３  ；所望の温度勾配
ｂ１，ｂ２，ｂ３  ；所望の電圧
【００２８】
電圧比較器４２−１は、基準電圧Ｖ４１及びＶ４２の電圧レベルを比較し、Ｖ４１＞Ｖ４２の時には、スイッチ４３−１をオンすると共にスイッチ４３−２をオフし、Ｖ４２＞Ｖ４１の時には、スイッチ４３−２をオンすると共にスイッチ４３−１をオフする機能を有している。電圧比較器４２−２は、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４と基準電圧Ｖ４３との電圧レベルを比較し、Ｖ４３＞Ｖ４４の時には、スイッチ４３−３をオンすると共にスイッチ４３−４をオフし、Ｖ４４＞Ｖ４３の時には、スイッチ４３−４をオンすると共にスイッチ４３−３をオフする機能を有している。
【００２９】
図２は、図１中の基準電圧生成回路４１の構成例を示す回路図である。
各基準電圧生成回路４１（＝４１−１，４１−２，４１−３）は、各温度勾配ａ１，ａ２，ａ３及び各電圧ｂ１，ｂ２，ｂ３の値がそれぞれ異なるが、回路構成は同一である。
【００３０】
この基準電圧生成回路４１は、バイポーラトランジスタ（例えば、ＮＰＮ型トランジスタ）Ｑ１，Ｑ２を使用したバンドギャップ基準電圧源により構成されている。各トランジスタＱ１，Ｑ２は、ベース及びコレクタが共通に接続され、エミッタがグランドＧＮＤに共通に接続されている。一方のトランジスタＱ１のコレクタには、抵抗Ｒ１が直列に接続されると共に、差動増幅器ＡＭＰの正側入力端子が接続されている。他方のトランジスタＱ２のコレクタには、抵抗Ｒ２及びＲ３が直列に接続されると共に、差動増幅器ＡＭＰの負側入力端子が接続されている。差動増幅器ＡＭＰの出力端子は、抵抗Ｒ１，Ｒ２に帰還接続され、その出力端子から、基準電圧Vout（＝Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３）が出力されるようになっている。
【００３１】
各トランジスタＱ１，Ｑ２のベース・エミッタ間電圧Ｖｂｅは負の温度係数を有し、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は正の温度係数を有するので、抵抗値の比（Ｒ２／Ｒ１），（Ｒ２／Ｒ３）によって所望の温度勾配ａ１，ａ２，ａ３を有する基準電圧Voutを生成することができる。
【００３２】
（実施例１の動作）
図３は、図１中のバイアス電圧生成回路４０の温度に対するバイアス電圧Ｖ４０の特性図である。
【００３３】
この図３には、パネル表示に必要な各基準電圧Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３の温度特性直線がそれぞれ示されている。基準電圧Ｖ４１における温度特性直線の温度勾配ａ１は、他の温度勾配ａ２，ａ３よりも小さく、基準電圧Ｖ４２及びＶ４３の温度特性直線における温度勾配ａ２及びａ３は、等しく設定されている。各基準電圧Ｖ４１，Ｖ４２，Ｖ４３における温度特性直線の電圧ｂ１，ｂ２，ｂ３は、ｂ３＞ｂ２＞ｂ１に設定されている。そして、パネル表示に必要なバイアス電圧Ｖ４０は、太い実線の曲線で示されるように、低い温度領域Ｔ１では傾き（温度勾配）が大きな基準電圧Ｖ４２、中間の温度領域Ｔ２では傾き（温度勾配）が小さな基準電圧Ｖ４１、高い温度領域Ｔ３では傾き（温度勾配）が大きな基準電圧Ｖ４３を、バイアス電圧生成回路４０からそれぞれ出力するように予め設定されている。
【００３４】
図１の液晶表示装置において、バイアス電圧生成回路４０は、図３に示されるように、低い温度領域Ｔ１では、基準電圧Ｖ４２が基準電圧Ｖ４１よりも高いため、電圧比較器４２−１の比較結果に基づいてスイッチ４３−２がオンし、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４がＶ４２となる。更に、基準電圧Ｖ４３がノードＮ１上の電圧Ｖ４４（＝Ｖ４２）よりも高いため、電圧比較器４２−２の比較結果に基づいてスイッチ４３−３がオンし、出力ノードＮ２からバイアス電圧Ｖ４０（＝Ｖ４４＝Ｖ４２）が出力される。
【００３５】
次に、中間の温度領域Ｔ２では、基準電圧Ｖ４１が基準電圧Ｖ４２よりも高いため、電圧比較器４２−１の比較結果に基づいてスイッチ４３−１がオンし、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４がＶ４１となる。更に、基準電圧Ｖ４３がノードＮ１上の電圧Ｖ４４（＝Ｖ４１）よりも高いため、電圧比較器４２−２の比較結果に基づいてスイッチ４３−３がオンし、出力ノードＮ２からバイアス電圧Ｖ４０（＝Ｖ４４＝Ｖ４１）が出力される。
【００３６】
高い温度領域Ｔ３では、基準電圧Ｖ４１が基準電圧Ｖ４２よりも高いため、電圧比較器４２−１の比較結果に基づいてスイッチ４３−１がオンし、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４がＶ４１となる。更に、ノードＮ１上の電圧Ｖ４４（＝Ｖ４１）が基準電圧Ｖ４３よりも高いため、電圧比較器４２−２の比較結果に基づいてスイッチ４３−４がオンし、出力ノードＮ２からバイアス電圧Ｖ４０（＝Ｖ４３）が出力される。
【００３７】
このように、バイアス電圧生成回路４０から出力されたバイアス電圧Ｖ４０は、セグメントドライバ２０及びコモンドライバ３０に供給される。セグメントドライバ２０は、バイアス電圧生成回路４０から供給されるバイアス電圧Ｖ４０と、図示しない制御回路等から供給される表示データＤ１９等とを入力し、その表示データＤ１９に対応した電圧のデータ信号Ｖ２０を液晶表示パネル１０のセグメント電極１１へ出力する。更に、コモンドライバ３０は、バイアス電圧生成回路４０から供給されるバイアス電圧Ｖ４０と、図示しない制御回路等から供給される走査データＤ２９等とを入力し、その走査データＤ２９に対応した電圧の走査信号Ｖ３０を液晶表示パネル１０のコモン電極１２へ出力する。これにより、液晶表示パネル１０における表示画素１３のオン／オフが制御され、表示データＤ１９に応じた所望の画像表示が行われる。
【００３８】
（実施例１の効果）
実施例１によれば、パネル表示に必要な温度特性を持つバイアス電圧Ｖ４０をバイアス電圧生成回路４０から出力してセグメントドライバ２０及びコモンドライバ３０へ供給する構成にしている。そのため、従来のように、温度センサで検出した温度によって電圧調整回路でバイアス電圧を設定することなく、低い温度領域Ｔ１、中間の温度領域Ｔ２、及び高い温度領域Ｔ３においてパネル表示に必要なバイアス電圧Ｖ４０をバイアス電圧生成回路４０から出力させることができる。従って、部品点数を少なくして回路構成を単純化でき、回路規模を小さくすることが可能になる。
【００３９】
（変形例）
本発明は、上記実施例に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｃ）のようなものがある。
【００４０】
（ａ）  図１（ａ）の液晶表示装置の全体構成は、他の回路構成に変更しても良い。又、図１（ａ）の液晶表示装置は、ＳＴＮ型単純マトリクス駆動方式の液晶表示装置であるが、本発明は、他の駆動方式の液晶表示装置にも適用可能である。
【００４１】
（ｂ）  図１（ｂ）のバイアス電圧生成回路４０は、他の回路構成に変更しても良い。又、バイアス電圧生成回路４０として、液晶表示装置に用いられて液晶表示パネル１０に必要なバイアス電圧レベルに適用した例を説明したが、本発明のバイアス電圧生成回路は、温度によって必要な電圧が異なる装置であれば適用可能である。
【００４２】
（ｃ）  図２の基準電圧生成回路４１は、ツエナーダイオードや相補型ＭＯＳトランジスタ（ＣＭＯＳ）等を用いて他の回路構成に変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１を示す液晶表示装置の概略の構成図である。
【図２】図１中の基準電圧生成回路４１の構成例を示す回路図である。
【図３】図１中のバイアス電圧生成回路４０の温度に対するバイアス電圧Ｖ４０の特性図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      液晶表示パネル
２０      セグメントドライバ
３０      コモンドライバ
４０      バイアス電圧生成回路
４１−１〜４１−３      基準電圧生成回路
４２−１，４２−２      電圧比較器
４３−１〜４３−４      スイッチ
【図１】
2009048129.tif 000003
【図２】
2009048129.tif 000004
【図３】
2009048129.tif 000005