JP3253676B2 - Driving device for liquid crystal display element - Google Patents
Driving device for liquid crystal display elementInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電圧平均化法による液
晶表示素子の駆動装置に係り、特に、ツイステッドネマ
ティック液晶等の透過光量−実効電圧特性にヒステリシ
スを有する液晶を用いた液晶表示素子の駆動装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device for a liquid crystal display element by a voltage averaging method, and more particularly to a liquid crystal display element using a liquid crystal having a hysteresis in a transmitted light amount-effective voltage characteristic of a twisted nematic liquid crystal or the like. The present invention relates to a driving device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＬＣＤを電圧平均化法で駆動する場合、
横方向に延びた複数の走査電極に順次走査電圧を印加
し、これに同期して縦方向に延びた複数の信号電極に信
号電圧を印加している。これにより、走査電極と信号電
極の交差部にある各ピクセルに、走査電圧と信号電圧の
差電圧である駆動電圧が印加され、ＬＣＤに所望の文字
や図形が表示される。2. Description of the Related Art When an LCD is driven by a voltage averaging method,
A scanning voltage is sequentially applied to a plurality of scanning electrodes extending in the horizontal direction, and a signal voltage is applied to a plurality of signal electrodes extending in the vertical direction in synchronization with the scanning voltage. As a result, a driving voltage that is a difference voltage between the scanning voltage and the signal voltage is applied to each pixel at the intersection of the scanning electrode and the signal electrode, and a desired character or graphic is displayed on the LCD.
【０００３】ピクセルをＯＮ状態（光学的点灯状態）に
するためには、 Von ＝Vop ／BIAS×（（BIAS2 ＋DUTY−１）／DUTY）1/2 の駆動電圧の実効値Von を印加する必要がある。In order to pixels to ON state (optical lighting state), Von = Vop / BIAS × ( (BIAS 2 + DUTY-1) / DUTY) necessary to apply the effective value Von of half the drive voltage There is.
【０００４】同様に、ピクセルをＯＦＦ状態（光学的非
点灯状態）にするためには、 Voff＝Vop ／BIAS×（（（BIAS−２）2 ＋DUTY−１）／DUTY）1/2 の駆動電圧の実効値Voffを印加する必要がある。Similarly, a driving voltage of Voff = Vop / BIAS × (((BIAS−2) 2 + DUTY−1) / DUTY) 1/2 in order to turn off the pixel (optically non-lighting state). it is necessary to apply the effective value Voff.
【０００５】ここで、Vop は液晶材料に応じて予め設定
された一定電圧であり、BIAS（バイアス）はDUTY1/2 ＋
１に等しい値である。DUTYはＬＣＤのピクセル数に応じ
て設定されており、例えば、ＬＣＤが縦方向に４００ド
ットのピクセルを有する場合、DUTYは通常２００に設定
され、４８０ドットのピクセルを有する場合、DUTY（デ
ューティー）は通常２４０に設定される。[0005] Here, Vop is a constant voltage preset according to the liquid crystal material, and BIAS (bias) is DUTY 1/2 +
It is a value equal to one. DUTY is set according to the number of pixels of the LCD. For example, when the LCD has pixels of 400 dots in the vertical direction, the DUTY is usually set to 200, and when the LCD has pixels of 480 dots, the DUTY (duty) is Usually set to 240.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構成では、ピクセル数の多い大型のＬＣＤを駆動しよう
とすると、コントラストが落ちてしまうという問題点を
有している。However, in the above-described conventional configuration, there is a problem that the contrast is reduced when a large LCD having a large number of pixels is driven.
【０００７】すなわち、ピクセル数が多くなると、DUTY
を大きくする必要がある。このため、駆動電圧の実効値
Von と駆動電圧の実効値Voffとの差が小さくなる（上式
参照）。したがって、図４に示すよう、駆動電圧の実効
値Von 時の透過光量Ton と駆動電圧の実効値Voff時の透
過光量Toffとの比（コントラスト）が小さくなってしま
うという問題点を有している。That is, when the number of pixels increases, the DUTY
Need to be larger. Therefore, the effective value of the drive voltage
The difference between the effective value Voff of Von and the drive voltage is reduced (see above equation). Accordingly, as shown in FIG. 4, the effective drive voltage
There is a problem that the ratio (contrast) between the transmitted light amount Ton at the time of the value Von and the transmitted light amount Toff at the effective value Voff of the drive voltage becomes small.
【０００８】そこで、高いコントラストを確保するため
に、図５に示すように、実効電圧Va（＝Vonth −Vofft
h）のわずかな変化により透過光量が大きく変化するツ
イステッドネマティック液晶を使用することが考えられ
る。In order to secure a high contrast, as shown in FIG. 5, an effective voltage Va (= Vonth−Vofft)
It is conceivable to use a twisted nematic liquid crystal in which the amount of transmitted light greatly changes due to a slight change in h) .
【０００９】しかしながら、ツイステッドネマティック
液晶では、ツイスト角度が大きくなるにしたがって透過
光量−実効電圧特性が曲線５１〜５４のように変化し、
ヒステリシスを示すようになる。このため、例えば、曲
線５４のようなヒステリシスを有する液晶からなるＬＣ
Ｄでは、Von を透過光量が急激に増大する駆動電圧の実
効値Vonth 以上に設定し、かつ、Voffを透過光量が急激
に減少する駆動電圧の実効値Voffth以下に設定する必要
がある。換言すれば、（Von −Voff）をVa（＝Vonth −
Voffth）よりも大きくする必要がある。このため、Vop
が極めて高い電圧になり、低電圧で駆動できるというＬ
ＣＤの長所が損なわれるという新たな問題を招来する。However, in the twisted nematic liquid crystal, as the twist angle increases, the transmitted light quantity-effective voltage characteristic changes as shown by curves 51 to 54,
It begins to show hysteresis. Therefore, for example, an LC made of a liquid crystal having a hysteresis
In the case of D, the actual driving voltage at which the amount of transmitted light sharply increases is Von.
It is necessary to set the effective value Vonth or more, and to set Voff equal to or less than the effective value Voffth of the drive voltage at which the transmitted light amount sharply decreases. In other words, (Von−Voff) is replaced by Va (= Vonth−
Voffth). Because of this, Vop
Becomes extremely high and can be driven at a low voltage.
This introduces a new problem that the advantages of CDs are lost.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示素
子の駆動装置は、上記の課題を解決するために、走査電
極に走査電圧を順次印加すると共に、信号電極に表示デ
ータに応じた信号電圧を印加し、走査電圧と信号電圧と
の差を駆動電圧の実効電圧としたとき、この実効電圧に
応じて透過光量−実効電圧特性にヒステリシスを有する
液晶からなる液晶表示素子をオン状態（ＯＮ状態）また
はオフ状態（ＯＦＦ状態）にすることにより表示データ
を表示する液晶表示素子の駆動装置において、上記液晶
表示素子をオフ状態からオン状態にすることが可能な第
１の期間と、オン状態からオフ状態にすることが可能な
第２の期間とを交互に切り替えるための制御信号を出力
する制御信号出力手段と、上記制御信号出力手段により
出力された制御信号に応じて、上記第１の期間において
液晶表示素子に印加され、該液晶表示素子をオフ状態か
らオン状態にする第１の駆動電圧と、上記第２の期間に
おいて液晶表示素子に印加され、該液晶表示素子をオン
状態からオフ状態にする第２の駆動電圧とを交互に切り
替えて出力する電圧レベル切り替え手段とが設けられ、
上記液晶表示素子の透過光量が急激に増大する駆動電圧
の実効値をＶonthとし、該液晶表示素子の透過光量が急
激に減少する駆動電圧の実効値をＶoffth としたとき、
上記第１の駆動電圧の実効値Ｖon1 、Ｖoff1は、Ｖofft
h ＜Ｖoff1＜Ｖonth ＜Ｖon1を満たすように設定さ
れ、上記第２の駆動電圧の実効値Ｖon2 、Ｖoff2は、Ｖ
off2＜Ｖoffth ＜Ｖon2 ＜Ｖonthを満たすように設定さ
れていることを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, a driving apparatus for a liquid crystal display device according to the present invention sequentially applies a scanning voltage to a scanning electrode and applies a signal corresponding to display data to a signal electrode. When a voltage is applied and a difference between the scanning voltage and the signal voltage is set as an effective voltage of the driving voltage, a liquid crystal display element made of a liquid crystal having a hysteresis in a transmitted light amount-effective voltage characteristic according to the effective voltage is used. In a liquid crystal display element driving device that displays display data by being turned on (ON state) or off state (OFF state), a first period in which the liquid crystal display element can be turned on from the off state A control signal output means for outputting a control signal for alternately switching between a ON state and a second period in which the state can be turned OFF, and a control signal output by the control signal output means. A first driving voltage applied to the liquid crystal display element in the first period to turn the liquid crystal display element from an off state to an on state in response to a signal, and a first driving voltage applied to the liquid crystal display element in the second period; Voltage level switching means for alternately switching and outputting a second drive voltage for turning the liquid crystal display element from an on state to an off state, and
Drive voltage at which the amount of transmitted light of the liquid crystal display element rapidly increases
Is Vonth, and the effective value of the drive voltage at which the amount of transmitted light of the liquid crystal display element rapidly decreases is Voffth,
The effective values Von1 and Voff1 of the first drive voltage are Vofft
h <Voff1 <Vonth <Von1 and the effective values Von2 and Voff2 of the second drive voltage are V
off2 <Voffth <Von2 <Vonth.
【００１１】[0011]
【作用】上記の構成により、液晶表示素子の透過光量が
急激に増大する駆動電圧の実効値Ｖonthは、該液晶表示
素子がオフ状態からオン状態に変化するときのしきい値
電圧となる。液晶表示素子の透過光量を急激に減少する
駆動電圧の実効値Ｖoffth は、該液晶表示素子がオン状
態からオフ状態に変化するときのしきい値電圧となる。According to the above configuration, the effective value Vonth of the drive voltage at which the amount of light transmitted through the liquid crystal display element rapidly increases becomes the threshold voltage when the liquid crystal display element changes from the off state to the on state. Dramatically reduce the amount of transmitted light through the LCD
The effective value Voffth of the drive voltage is a threshold voltage when the liquid crystal display element changes from the on state to the off state.
【００１２】このとき、第１の駆動電圧の実効値Ｖon1
、Ｖoff1は、Ｖoffth ＜Ｖoff1＜Ｖonth ＜Ｖon1 を
満たすように設定されているので、第１の駆動電圧の大
きさは（Ｖon1 −Ｖoff1）の大きさに比例する。At this time, the effective value Von1 of the first drive voltage
, Voff1 are set so as to satisfy Voffth <Voff1 <Vonth <Von1. Therefore, the magnitude of the first drive voltage is proportional to the magnitude of (Von1-Voff1).
【００１３】一方、第２の駆動電圧の実効値Ｖon2 、Ｖ
off2は、Ｖoff2＜Ｖoffth ＜Ｖon2＜Ｖonthを満たすよ
うに設定されているので、第２の駆動電圧の大きさは
（Ｖon2 −Ｖoff2）の大きさに比例する。On the other hand, the effective values Von2 and Von of the second drive voltage
Since off2 is set to satisfy Voff2 <Voffth <Von2 <Vonth, the magnitude of the second drive voltage is proportional to the magnitude of (Von2−Voff2).
【００１４】また、液晶表示素子をオフ状態からオン状
態にすることが可能な第１期間において、該液晶表示素
子に第１の駆動電圧が印加されるようになるので、第１
の駆動電圧の実効値であるＶon1 、Ｖoff1をＶonthの近
傍に設定することが可能となる。これにより、（Ｖon1
−Ｖoff1）を小さくできるので、第１の駆動電圧も小さ
くすることができる。In the first period in which the liquid crystal display element can be turned on from the off state, the first drive voltage is applied to the liquid crystal display element.
It is possible to set the effective values of Von1 and Voff1 of the driving voltage of Vnth near Vonth. As a result, (Von1
−Voff1) can be reduced, so that the first drive voltage can also be reduced.
【００１５】一方、液晶表示素子をオン状態からオフ状
態にすることが可能な第２の期間において、該液晶表示
素子に第２の駆動電圧が印加されるようになるので、第
２の駆動電圧の実効値であるＶon2 、Ｖoff2をＶoffth
の近傍に設定することが可能となる。これにより、（Ｖ
on2 −Ｖoff2）を小さくできるので、第２の駆動電圧を
小さくすることができる。On the other hand, in the second period in which the liquid crystal display element can be turned off from the on state, the second drive voltage is applied to the liquid crystal display element. Von2 and Voff2, which are the effective values of
Can be set in the vicinity of. Thereby, (V
on2−Voff2) can be reduced, so that the second drive voltage can be reduced.
【００１６】したがって、各しきい値電圧を含むように
駆動電圧の実効値が設定されているので、液晶表示素子
がオフ状態からオン状態に変化するときのしきい値電圧
と、オン状態からオフ状態に変化するときのしきい値電
圧とが異なる場合、従来のように、２つのしきい値電圧
を含めるような一つの駆動電圧を液晶表示素子に印加し
て、液晶表示素子をオン・オフ動作させていた場合より
も、低電圧で液晶表示素子を駆動することができる。よ
って、高いコントラストが得られるツイステッドネマテ
ィック液晶等の透過光量−実効電圧特性にヒステリシス
を有する液晶からなる液晶表示素子を低電圧で駆動でき
る。Therefore, the effective value of the drive voltage is set to include each threshold voltage, so that the threshold voltage when the liquid crystal display element changes from the off state to the on state, and the threshold voltage when the liquid crystal display element changes from the on state to the off state. When the threshold voltage at the time of changing the state is different, one drive voltage including two threshold voltages is applied to the liquid crystal display element to turn on and off the liquid crystal display element as in the conventional case. The liquid crystal display element can be driven at a lower voltage than in the case of operating. Therefore, it is possible to drive a liquid crystal display element made of a liquid crystal having a hysteresis in the transmitted light quantity-effective voltage characteristic such as a twisted nematic liquid crystal capable of obtaining high contrast at a low voltage.
【００１７】[0017]
【実施例】本発明の一実施例について図１ないし図３に
基づいて説明すれば、以下の通りである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００１８】本実施例のマトリックス型のＬＣＤの駆動
装置では、電圧平均化法が採用されており、かつ、液晶
表示素子（以下、ピクセルと称する）をＯＦＦ状態から
ＯＮ状態にすることが可能な第１の期間（以下、これを
ＯＮフィールドと呼ぶ）と、ピクセルをＯＮ状態からＯ
ＦＦ状態にすることが可能な第２の期間（以下、これを
ＯＦＦフィールドと呼ぶ）が交互に設けられている。The matrix type LCD driving apparatus of this embodiment employs a voltage averaging method, and can switch a liquid crystal display element (hereinafter, referred to as a pixel) from an OFF state to an ON state. The first period (hereinafter referred to as
O and is referred to as ON field), the pixels from the ON state
A second period during which the state can be changed to the FF state (hereinafter, this is referred to as
OFF field ).
【００１９】ＯＮフィールドでは、ＯＮフィールドにお
けるＯＦＦピクセルへ印加される駆動電圧の実効値Voff
1 、およびＯＮフィールドにおけるＯＮピクセルへ印加
される駆動電圧の実効値Von1は、図３に示すように、不
等式、 Voffth＜Voff1 ＜Vonth ＜Von1 を満たすように設定されている。ここで、Vonth は、Ｌ
ＣＤの透過光量が急激に増大する駆動電圧の実効値であ
り、Voffthは、ＬＣＤの透過光量が急激に減少する駆動
電圧の実効値である。In the ON field, the ON field
Value Voff of drive voltage applied to OFF pixel
1 and applied to ON pixels in the ON field
As shown in FIG. 3 , the effective value Von1 of the drive voltage is set to satisfy the inequality, Voffth <Voff1 <Vonth <Von1. Where Vonth is L
The effective value of the driving voltage transmitted light amount rapidly increases in CD, Voffth is driven LCD quantity of transmitted light decreases abruptly
It is the effective value of the voltage .
【００２０】ＯＦＦ状態にあるピクセルにVon1を印加す
ると、透過光量がToff1 からTon1に急激に増大する。す
なわち、そのピクセルはＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化
する。一方、ＯＮ状態にあるピクセルにVoff1 を印加し
ても、透過光量はほとんど変化しない。すなわち、ＯＮ
状態が維持される。When Von1 is applied to a pixel in the OFF state, the amount of transmitted light rapidly increases from Toff1 to Ton1. That is, the pixel changes from the OFF state to the ON state. On the other hand, even if Voff1 is applied to the pixel in the ON state, the transmitted light amount hardly changes. That is, ON
The state is maintained.
【００２１】ＯＦＦフィールドでは、ＯＦＦフィールド
におけるＯＦＦピクセルへ印加される駆動電圧の実効値
Voff2 、およびＯＦＦフィールドにおけるＯＮピクセル
へ印加される駆動電圧の実効値Von2は、同図に示すよう
に、不等式、 Voff2 ＜Voffth＜Von2＜Vonth を満たすように設定されている。ここで、前述したよう
に、Vonth は、ＬＣＤの透過光量が急激に増大する駆動
電圧の実効値であり、Voffthは、ＬＣＤの透過光量が急
激に減少する駆動電圧の実効値である。In the OFF field, the OFF field
Value of driving voltage applied to OFF pixel at
Voff2 and ON pixel in OFF field
The effective value Von2 of the drive voltage applied to is set to satisfy the inequality, Voff2 <Voffth <Von2 <Vonth, as shown in FIG. Here, as described above
In addition, Vonth is a driving method in which the amount of transmitted light of the LCD increases sharply.
The effective value of the voltage , Voffth, is the effective value of the drive voltage at which the amount of transmitted light of the LCD sharply decreases.
【００２２】ＯＮ状態にあるピクセルにVoff2 を印加す
ると、透過光量がTon2からToff2 に急激に減少する。す
なわち、そのピクセルはＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化
する。一方、ＯＦＦ状態にあるピクセルにVon2を印加し
ても、透過光量はほとんど変化しない。すなわち、ＯＦ
Ｆ状態が維持される。When Voff2 is applied to a pixel in the ON state, the amount of transmitted light rapidly decreases from Ton2 to Toff2. That is, the pixel changes from the ON state to the OFF state. On the other hand, even if Von2 is applied to the pixel in the OFF state, the transmitted light amount hardly changes. That is, OF
The F state is maintained.
【００２３】以上のように、ＯＮフィールドでは、ピク
セルをＯＦＦ状態からＯＮ状態にすることができ、ＯＦ
Ｆフィールドでは、ピクセルをＯＮ状態からＯＦＦ状態
にすることができる。このとき、Von1およびVoff1 をVo
nth の近傍に設定することができるので、（Von1−Voff
1 ）を小さくできる。したがって、ピクセルをＯＦＦ状
態からＯＮ状態にするときの駆動電圧であるVop1（第１
の駆動電圧）を小さくできる。同様に、Von2およびVoff
2 をVoffthの近傍に設定することができるので、（Von2
−Voff2 ）を小さくできる。したがって、ピクセルをＯ
Ｎ状態からＯＦＦ状態にするときの駆動電圧であるVop2
（第２の駆動電圧）を小さくできる。As described above, in the ON field, the pixel can be changed from the OFF state to the ON state.
In the F field, the pixel can be changed from the ON state to the OFF state. At this time, Von1 and Voff1 are set to Vo
nth, so that (Von1−Voff
1) can be made smaller. Accordingly, the driving voltage Vop1 (first
Drive voltage) can be reduced. Similarly, Von2 and Voff
2 can be set near Voffth, so (Von2
−Voff2) can be reduced. Therefore, let the pixel be O
Vop2, which is the drive voltage when switching from the N state to the OFF state
(Second drive voltage) can be reduced.
【００２４】したがって、各しきい値電圧（Vonth ，Vo
ffth）を含むように駆動電圧の実効値（Von1およびVoff
1 ，Von2およびVoff2 ）が設定されているので、ピクセ
ルがＯＦＦ状態からＯＮ状態に変化するときのしきい値
電圧と、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に変化するときのしき
い値電圧とが異なる場合、従来のように、２つのしきい
値電圧を含めるような一つの駆動電圧をピクセルに印加
して、該ピクセルをオン・オフ動作させていた場合より
も、低電圧でピクセルを駆動することができる。これに
より、ＬＣＤを低電圧で駆動でき、しかも、高いコント
ラストが得られる。Therefore, each threshold voltage (Vonth, Vo
ffth) to include the effective value of the drive voltage (Von1 and Voff
1, Von2, and Voff2), the threshold voltage when the pixel changes from the OFF state to the ON state is different from the threshold voltage when the pixel changes from the ON state to the OFF state. The pixel can be driven with a lower voltage than when a single driving voltage including two threshold voltages is applied to the pixel and the pixel is turned on / off as in the related art. . As a result, the LCD can be driven at a low voltage, and a high contrast can be obtained.
【００２５】上記のＬＣＤの駆動装置は、具体的には例
えば、図１に示すように、ＯＮフィールドとＯＦＦフィ
ールドを切り替えるための制御信号を出力する制御回路
１（電圧レベル発生手段）と、この制御信号に応じて、
ＬＣＤに印加する電圧レベルV1〜V5の大きさを切り替え
る電圧レベル切り替え回路２（電圧レベル発生手段）を
備えている。Specifically, the LCD driving device described above includes, for example, a control circuit 1 (voltage level generating means) for outputting a control signal for switching between an ON field and an OFF field, as shown in FIG. Depending on the control signal,
A voltage level switching circuit 2 (voltage level generating means) for switching the magnitude of the voltage levels V1 to V5 applied to the LCD is provided.
【００２６】制御回路１は、フリップフロップ３・４お
よびＦＥＴ（電界効果トランジスター）５〜８から構成
されている。The control circuit 1 includes flip-flops 3 and 4 and FETs (field effect transistors) 5 to 8.
【００２７】フリップフロップ３のクロック入力端子
（＞）にはフレーム信号（Ｓ）が入力されており、デー
タ入力端子（Ｄ）には反転出力端子（バーＱ）からの出
力信号が入力されている。セット入力端子（バーＳ）と
リセット入力端子（バーＲ）には電圧Vdd が印加されて
おり、“Ｈ”レベルに固定されている。The frame signal (S) is input to the clock input terminal (>) of the flip-flop 3, and the output signal from the inverted output terminal (bar Q) is input to the data input terminal (D). . The voltage Vdd is applied to the set input terminal (bar S) and the reset input terminal (bar R), and is fixed at the “H” level.
【００２８】フリップフロップ４のクロック入力端子
（＞）にはフリップフロップ３の反転出力端子（バー
Ｑ）からの出力信号が入力されており、非反転出力端子
（Ｑ）および反転出力端子（バーＱ）からの出力信号は
それぞれＦＥＴ５・６のゲートに入力されている。セッ
ト入力端子（バーＳ）とリセット入力端子（バーＲ）に
は電圧Vdd が印加されており、“Ｈ”レベルに固定され
ている。The output signal from the inverted output terminal (Q) of the flip-flop 3 is input to the clock input terminal (>) of the flip-flop 4, and the non-inverted output terminal (Q) and the inverted output terminal (Q) ) Are input to the gates of the FETs 5 and 6, respectively. The voltage Vdd is applied to the set input terminal (bar S) and the reset input terminal (bar R), and is fixed at the “H” level.
【００２９】ＰチャンネルのＦＥＴ５・６のドレインに
は電圧Vdd が印加されており、ソースはＮチャンネルの
ＦＥＴ７・８のドレインに接続されている。ＦＥＴ７・
８のソースには電圧Vee が印加されており、ＦＥＴ７・
８のドレインは、それぞれ、ＦＥＴ８・７のゲートに接
続されている。ＯＮフィールドとＯＦＦフィールドを切
り替えるための制御信号は、ＦＥＴ５・６のソースから
交互に出力される。The voltage Vdd is applied to the drains of the P-channel FETs 5 and 6, and the sources are connected to the drains of the N-channel FETs 7 and 8. FET7
The voltage Vee is applied to the source of the FET 8 and the FET 7
The drains 8 are connected to the gates of the FETs 8 and 7, respectively. Control signals for switching between the ON field and the OFF field are output alternately from the sources of the FETs 5 and 6.
【００３０】電圧レベル切り替え回路２は、抵抗１１ａ
〜１６ａ、ＯＰアンプ（演算増幅器）１７ａ〜２１ａ、
ＦＥＴ２２ａ〜２６ａおよび、抵抗１０・１１ｂ〜１６
ｂ、ＯＰアンプ１７ｂ〜２１ｂ、ＦＥＴ２２ｂ〜２６ｂ
から構成されている。The voltage level switching circuit 2 includes a resistor 11a
To 16a, OP amplifiers (operational amplifiers) 17a to 21a,
FETs 22a to 26a and resistors 10.11b to 16
b, OP amplifiers 17b to 21b, FETs 22b to 26b
It is composed of
【００３１】直列に接続された抵抗１１ａ〜１６ａの両
端には電圧Vdd とVee が印加されており、抵抗１１ａ〜
１６ａにより分割された電圧がそれぞれＯＰアンプ１７
ａ〜２１ａの非反転入力端子（＋）に印加されるように
なっている。ＯＰアンプ１７ａ〜２１ａの反転入力端子
（−）は出力端子に接続されており、出力端子はそれぞ
れＮチャンネルのＦＥＴ２２ａ〜２４ａ、Ｐチャンネル
のＦＥＴ２５ａ・２６ａのソースに接続されている。Voltages Vdd and Vee are applied to both ends of the serially connected resistors 11a to 16a.
The voltages divided by 16a are supplied to the OP amplifiers 17 respectively.
a to 21a are applied to non-inverting input terminals (+). The inverting input terminals (-) of the OP amplifiers 17a to 21a are connected to output terminals, and the output terminals are connected to the sources of N-channel FETs 22a to 24a and P-channel FETs 25a and 26a, respectively.
【００３２】同様に、直列に接続された抵抗１０・１１
ｂ〜１６ｂの両端には電圧Vdd とVee が印加されてお
り、抵抗１０・１１ｂ〜１６ｂにより分割された電圧が
それぞれＯＰアンプ１７ｂ〜２１ｂの非反転入力端子
（＋）に印加されている。ＯＰアンプ１７ａ〜２１ａの
反転入力端子（−）は出力端子に接続されており、出力
端子はそれぞれＮチャンネルのＦＥＴ２２ｂ〜２４ｂ、
ＰチャンネルのＦＥＴ２５ｂ・２６ｂのソースに接続さ
れている。Similarly, resistors 10 and 11 connected in series
Voltages Vdd and Vee are applied to both ends of b to 16b, and voltages divided by resistors 10.11b to 16b are applied to non-inverting input terminals (+) of OP amplifiers 17b to 21b, respectively. The inverting input terminals (-) of the OP amplifiers 17a to 21a are connected to the output terminals, and the output terminals are N-channel FETs 22b to 24b, respectively.
It is connected to the sources of P-channel FETs 25b and 26b.
【００３３】上記の制御回路１のＦＥＴ６のソースから
出力される制御信号は、ＦＥＴ２２ａ〜２６ａのゲート
に入力され、ＦＥＴ５のソースから出力される制御信号
は、ＦＥＴ２２ｂ〜２６ｂのゲートに入力される。電圧
レベルV1〜V5は、制御信号に応じて、ＦＥＴ２２ａ〜２
６ａのドレインまたは２２ｂ〜２６ｂのドレインから取
り出される。The control signal output from the source of the FET 6 of the control circuit 1 is input to the gates of the FETs 22a to 26a, and the control signal output from the source of the FET 5 is input to the gates of the FETs 22b to 26b. The voltage levels V1 to V5 are determined according to the control signals by the FETs 22a to 22a.
It is taken out from the drain of 6a or the drains of 22b to 26b.
【００３４】上記の構成において、図２に基づいて動作
を説明する。The operation of the above configuration will be described with reference to FIG.
【００３５】制御回路１では、フリップフロップ３のク
ロック入力端子にフレーム信号（同図（ａ））のパルス
が２個入力される毎に、すなわち、２フレームの画面毎
に、フリップフロップ４の非反転出力端子の電圧レベル
が、同図（ｂ）に示すように、“Ｈ”レベルまたは
“Ｌ”レベルに切り替わると共に、フリップフロップ４
の反転出力端子の電圧レベルはこれを反転したレベルに
切り替わる。ＦＥＴ５〜８では、上記の“Ｈ”レベルま
たは“Ｌ”レベルのロジック電圧が（Vdd −Vee ）電圧
に変換され、ＯＮフィールドとＯＦＦフィールドを切り
替える制御信号として出力される。In the control circuit 1, every time two pulses of the frame signal (FIG. 2A) are input to the clock input terminal of the flip-flop 3, that is, every two frames of the screen, the non-operation of the flip-flop 4 is disabled. The voltage level of the inverting output terminal is switched to “H” level or “L” level as shown in FIG.
The voltage level of the inverted output terminal is switched to the inverted level. In the FETs 5 to 8, the logic voltage of the "H" level or the "L" level is converted into a voltage (Vdd-Vee) and output as a control signal for switching between the ON field and the OFF field.
【００３６】電圧レベル切り替え回路２では、抵抗１１
ａ〜１６ａによってＯＮフィールドでの電圧レベルV1〜
V5が設定されており、抵抗１０・１１ｂ〜１６ｂによっ
てＯＦＦフィールドでの電圧レベルV1〜V5が設定されて
いる。そして、上記の制御信号に応じて、ＦＥＴ２２ａ
〜２６ａがＯＮになるか、あるいは、ＦＥＴ２２ｂ〜２
６ｂがＯＮになることにより、いずれかの電圧レベルV1
〜V5が選択される。なお、電圧Vdd はＯＮフィールドお
よびＯＦＦフィールドで共通レベルになっている。In the voltage level switching circuit 2, the resistance 11
a to 16a, the voltage level in the ON field V1 to
V5 is set, and the voltage levels V1 to V5 in the OFF field are set by the resistors 10.11b to 16b. Then, in response to the above control signal, the FET 22a
-26a is turned on or FETs 22b-2
6b is turned on, any one of the voltage levels V1
~ V5 is selected. The voltage Vdd is at a common level in the ON field and the OFF field.
【００３７】ここで、電圧レベルV1とVdd はピクセルを
ＯＮ状態にするための点灯電圧を示しており、電圧レベ
ルV3とV4はピクセルをＯＦＦ状態にするための非点灯電
圧を示している。なお、電圧レベルV2とV5は、選択され
ていない走査電極に印加される非選択電圧である。Here, the voltage levels V1 and Vdd indicate the lighting voltage for turning on the pixel, and the voltage levels V3 and V4 indicate the non-lighting voltage for turning off the pixel. The voltage levels V2 and V5 are non-selection voltages applied to the non-selected scan electrodes.
【００３８】ＯＮフィールドでの電圧レベルV1〜V5をV1
1 〜V51 で表わし、ＯＦＦフィールドでの電圧レベルV1
〜V5をV12 〜V52 で表わすと、ＬＣＤのピクセルには、
例えば、図２（ｃ）に示すように、１フレーム毎に極性
が反転し、２フレーム毎に電圧レベルV1〜V5がV11 〜V5
1 またはV12 〜V52 に切り替わる走査電圧３２および信
号電圧３１が印加される。The voltage levels V1 to V5 in the ON field are set to V1
1 to V51, the voltage level V1 in the OFF field
When V5 to V5 are represented by V12 to V52, the pixels of the LCD include:
For example, as shown in FIG. 2C, the polarity is inverted every frame, and the voltage levels V1 to V5 change from V11 to V5 every two frames.
A scanning voltage 32 and a signal voltage 31 that switch to 1 or V12 to V52 are applied.
【００３９】このとき、ＯＮフィールドでは、第１の駆
動電圧（すなわち、走査電圧３２と信号電圧３１の差の
電圧）の実効値Voff1 およびVon1がVoffth＜Voff1 ＜Vo
nth＜Von1を満たすように、V11 〜V51 が設定されてお
り、ＯＦＦフィールドでは、第２の駆動電圧の実効値Vo
ff2 およびVon2がVoff2 ＜Voffth＜Von2＜Vonth を満た
すように、V12 〜V52 が設定されている。これにより、
Vop1（V11 とVdd の差の電圧）およびVop2（V12 とVdd
の差の電圧）を低い電圧に設定できるので、高いコント
ラストが得られるツイステッドネマティック液晶等の透
過光量−実効電圧特性にヒステリシスを有する液晶から
なる液晶表示素子を低電圧で駆動できる。At this time, in the ON field, the effective values Voff1 and Von1 of the first driving voltage (that is, the voltage of the difference between the scanning voltage 32 and the signal voltage 31) are Voffth <Voff1 <Vo.
V11 to V51 are set so as to satisfy nth <Von1, and in the OFF field, the effective value Vo of the second drive voltage is set.
V12 to V52 are set such that ff2 and Von2 satisfy Voff2 <Voffth <Von2 <Vonth. This allows
Vop1 (voltage between V11 and Vdd) and Vop2 (V12 and Vdd
) Can be set to a low voltage, so that a liquid crystal display element made of a liquid crystal having a hysteresis in the transmitted light amount-effective voltage characteristic such as a twisted nematic liquid crystal that can obtain a high contrast can be driven at a low voltage.
【００４０】以上の実施例では、走査電圧３２および信
号電圧３１の極性を１フレーム毎に反転させ、電圧レベ
ルV1〜V5を２フレーム毎にV11 〜V51 またはV12 〜V52
に切り替えたが、極性の反転周期および電圧レベルV1〜
V5の切り替え周期をこれに限る必要はない。In the above embodiment, the polarities of the scanning voltage 32 and the signal voltage 31 are inverted every frame, and the voltage levels V1 to V5 are changed every two frames to V11 to V51 or V12 to V52.
, But the polarity inversion cycle and voltage level V1 ~
It is not necessary to limit the switching cycle of V5 to this.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明に係る液晶表示素子の駆動装置
は、以上のように、液晶表示素子をオフ状態からオン状
態にすることが可能な第１の期間と、オン状態からオフ
状態にすることが可能な第２の期間とを交互に切り替え
るための制御信号を出力する制御信号出力手段と、上記
制御信号出力手段により出力された制御信号に応じて、
上記第１の期間において液晶表示素子に印加され、該液
晶表示素子をオフ状態からオン状態にする第１の駆動電
圧と、上記第２の期間において液晶表示素子に印加さ
れ、該液晶表示素子をオン状態からオフ状態にする第２
の駆動電圧とを交互に切り替えて出力する電圧レベル切
り替え手段とが設けられ、上記液晶表示素子の透過光量
が急激に増大する駆動電圧の実効値をＶonthとし、該液
晶表示素子の透過光量が急激に減少する駆動電圧の実効
値をＶoffth としたとき、上記第１の駆動電圧の実効値
Ｖon1 、Ｖoff1は、Ｖoffth ＜Ｖoff1＜Ｖonth ＜Ｖon
1 を満たすように設定され、上記第２の駆動電圧の実効
値Ｖon2 、Ｖoff2は、Ｖoff2＜Ｖoffth ＜Ｖon2 ＜Ｖon
thを満たすように設定されている構成である。As described above, the liquid crystal display element driving device according to the present invention switches the liquid crystal display element from the off state to the on state and the on state to the off state. Control signal output means for outputting a control signal for alternately switching between the second period and the controllable second period, and a control signal output by the control signal output means,
A first driving voltage applied to the liquid crystal display element in the first period to turn the liquid crystal display element from an off state to an on state, and a first driving voltage applied to the liquid crystal display element in the second period, 2nd to change from ON state to OFF state
Voltage level switching means for alternately switching and outputting the driving voltage of the liquid crystal display element. The effective value of the driving voltage at which the transmitted light quantity of the liquid crystal display element rapidly increases is set to Vonth, and the transmitted light quantity of the liquid crystal display element is set to Vonth. Of effective drive voltage
When the value is Voffth, the effective values Von1 and Voff1 of the first drive voltage are Voffth <Voff1 <Vonth <Von
1 so that the second drive voltage is effective.
The values Von2 and Voff2 are Voff2 <Voffth <Von2 <Von
This is a configuration set to satisfy th.
【００４２】それゆえ、第１の駆動電圧と第２の駆動電
圧とは、それぞれしきい値電圧を含むように駆動電圧の
実効電圧が設定されているので、液晶表示素子がオフ状
態からオン状態に変化するときのしきい値電圧と、オン
状態からオフ状態に変化するときのしきい値電圧とが異
なる場合、従来のように、２つのしきい値電圧を含める
ような一つの駆動電圧を液晶表示素子に印加して、液晶
表示素子をオン・オフ動作させていた場合よりも、低電
圧で液晶表示素子を駆動することができる。よって、高
いコントラストが得られるツイステッドネマティック液
晶等の透過光量−実効電圧特性にヒステリシスを有する
液晶からなる液晶表示素子を低電圧で駆動できるという
効果を奏する。Therefore, since the first drive voltage and the second drive voltage have their effective voltages set so as to include the threshold voltage, respectively, the liquid crystal display element is turned on from the off state. When the threshold voltage at the time of changing from the on state to the threshold voltage at the time of the change from the on state to the off state is different, one driving voltage including two threshold voltages is conventionally used. The liquid crystal display element can be driven at a lower voltage than when the liquid crystal display element is turned on and off by applying the voltage to the liquid crystal display element. Therefore, there is an effect that a liquid crystal display element made of a liquid crystal having a hysteresis in the transmitted light amount-effective voltage characteristic of a twisted nematic liquid crystal or the like capable of obtaining a high contrast can be driven at a low voltage.
【図１】本発明の液晶表示素子の駆動装置の主要部の構
成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a main part of a driving device of a liquid crystal display element of the present invention.
【図２】図１の液晶表示素子の駆動装置の動作を説明す
るための波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the driving device of the liquid crystal display element of FIG.
【図３】図１の液晶表示素子の駆動装置の動作原理を示
す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an operation principle of a driving device of the liquid crystal display element of FIG.
【図４】従来の液晶表示素子の透過光量−実効電圧特性
を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a transmitted light amount-effective voltage characteristic of a conventional liquid crystal display element.
【図５】ツイステッドネマティック液晶からなる液晶表
示素子の透過光量−実効電圧特性を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a transmitted light amount-effective voltage characteristic of a liquid crystal display element made of a twisted nematic liquid crystal.
１ 制御回路（制御信号出力手段） ２ 電圧レベル切り替え回路（電圧レベル切り替え手
段） ３１ 信号電圧 ３２ 走査電圧DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control circuit (control signal output means) 2 Voltage level switching circuit (voltage level switching means) 31 Signal voltage 32 Scanning voltage
Claims (1)
に、信号電極に表示データに応じた信号電圧を印加し、
走査電圧と信号電圧との差を駆動電圧の実効電圧とした
とき、この実効電圧に応じて透過光量−実効電圧特性に
ヒステリシスを有する液晶からなる液晶表示素子をオン
状態またはオフ状態にすることにより表示データを表示
する液晶表示素子の駆動装置において、 上記液晶表示素子をオフ状態からオン状態にすることが
可能な第１の期間と、オン状態からオフ状態にすること
が可能な第２の期間とを交互に切り替えるための制御信
号を出力する制御信号出力手段と、 上記制御信号出力手段により出力された制御信号に応じ
て、上記第１の期間において液晶表示素子に印加され、
該液晶表示素子をオフ状態からオン状態にする第１の駆
動電圧と、上記第２の期間において液晶表示素子に印加
され、該液晶表示素子をオン状態からオフ状態にする第
２の駆動電圧とを交互に切り替えて出力する電圧レベル
切り替え手段とが設けられ、 上記液晶表示素子の透過光量が急激に増大する駆動電圧
の実効値をＶonthとし、該液晶表示素子の透過光量が急
激に減少する駆動電圧の実効値をＶoffth としたとき、 上記第１の駆動電圧の実効値Ｖon1 、Ｖoff1は、 Ｖoffth ＜Ｖoff1＜Ｖonth ＜Ｖon1 を満たすように設定され、 上記第２の駆動電圧の実効値Ｖon2 、Ｖoff2は、 Ｖoff2＜Ｖoffth ＜Ｖon2 ＜Ｖonth を満たすように設定されていることを特徴とする液晶表
示素子の駆動装置。1. A scanning voltage is sequentially applied to scanning electrodes, and a signal voltage according to display data is applied to signal electrodes.
When the difference between the scanning voltage and the signal voltage is defined as the effective voltage of the drive voltage, the liquid crystal display element made of liquid crystal having hysteresis in the transmitted light amount-effective voltage characteristic is turned on or off according to the effective voltage. In a driving device for a liquid crystal display element for displaying display data, a first period in which the liquid crystal display element can be turned on from an off state and a second period in which the liquid crystal display element can be turned off from an on state Control signal output means for outputting a control signal for alternately switching between the control signal output means, and the control signal output means is applied to the liquid crystal display element in the first period according to the control signal output by the control signal output means,
A first drive voltage for turning the liquid crystal display element from an off state to an on state, and a second drive voltage applied to the liquid crystal display element during the second period to turn the liquid crystal display element from an on state to an off state. Voltage level switching means for alternately switching and outputting a driving voltage, wherein a driving voltage at which the amount of transmitted light of the liquid crystal display element sharply increases is provided.
When the effective value and Vonth, and the effective value of the driving voltage transmitted light amount of the liquid crystal display element is reduced rapidly and Voffth, effective value Von1, Voff1 of the first driving voltage, Voffth <Voff1 <Vonth < Von1 is set so as to satisfy Von1, and the effective values Von2 and Voff2 of the second drive voltage are set so as to satisfy Voff2 <Voffth <Von2 <Vonth.
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|---|---|---|---|
| JP13381792A JP3253676B2 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Driving device for liquid crystal display element |
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