專利名稱：液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置及使用它的液晶裝置和電子儀器的制作方法
專利說(shuō)明液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置及使用它的液晶裝置和電子儀器 本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)液晶裝置的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置及使用它的液晶裝置和電子儀器。過(guò)去降低液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的消耗電流的方法在特開(kāi)平6-324640、特開(kāi)平7-98577和特開(kāi)平9-43568等中已經(jīng)公開(kāi)。圖7示出先有的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置一個(gè)例子。
圖7所示的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置701具有分壓電路702、2個(gè)第1阻抗變換電路703和2個(gè)第2阻抗變換電路704。
分壓電路702包含電阻元件706～710，對(duì)電源電壓VDD和液晶驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓VLCD間的電壓進(jìn)行分壓，生成多值的電壓V1～V4。
由該液晶驅(qū)動(dòng)用電源形成液晶驅(qū)動(dòng)波形的各種電壓電平，若將電源電壓VDD作為電壓V0，將液晶驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓VLCD作為電壓V5，則包含它們的電壓V0～V5供給圖13所示的掃描電極(也稱作公共電極)COM0、COM1、COMX和圖14所示的信號(hào)電極(也稱作段電極)SEG1～SEG4。
第1阻抗變換電路703如圖8所示，通過(guò)把由恒流電路801、P型差動(dòng)放大電路802和輸出電路803構(gòu)成的運(yùn)算放大器連接成電壓跟隨器形成。此外，輸出電路803中的N型晶體管805通過(guò)由恒流電路801加給一定的偏置電壓形成電流源，構(gòu)成P型晶體管804的負(fù)載。
生成電壓V1、V3的第1阻抗變換電路703的特性在考慮供給電壓V1或V2的掃描電極(公共電極)和信號(hào)電極(段電極)的電荷移動(dòng)方向之后再?zèng)Q定。即，如圖13和圖14符號(hào)1102所示那樣，有必要從第1阻抗變換電路703向電極移動(dòng)的電荷量，正極這一方大。因此，在第1阻抗變換電路703中，向電極流出電流的P型晶體管804是有源元件。
第2阻抗變換電路704如圖9所示，通過(guò)把由恒流電路901、N型差動(dòng)放大電路902和輸出電路903構(gòu)成的運(yùn)算放大器連接成電壓跟隨器形成。此外，輸出電路903中的P型晶體管904通過(guò)由恒流電路901加給一定的偏置電壓形成電流源，構(gòu)成N型晶體管905的負(fù)載。
生成電壓V2、V4的第2阻抗變換電路704的特性在考慮供給電壓V2或V4的掃描電極(公共電極)或信號(hào)電極(段電極)的電荷移動(dòng)方向之后再?zèng)Q定。即，在圖13和圖14中用符號(hào)1201所示那樣，從第2阻抗變換電路704向電極移動(dòng)的必要的電荷量負(fù)極這一方大。因此，在第2阻抗變換電路704中，從電極吸入電流的N型晶體管905是有源元件。
而且，在上述分壓電路702的各分壓電壓V1～V4中，電壓V1、V3分別輸入到2個(gè)第1阻抗變換電路703的+端，電壓V2、V4分別輸入到2個(gè)第2阻抗變換電路704的+端。由此，進(jìn)行各電壓V1～V4的阻抗變換，并生成液晶驅(qū)動(dòng)用電壓V1～V4。
先有的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置其阻抗變換電路的輸出電路中使用有源負(fù)載，盡量減小流過(guò)負(fù)載晶體管的電流，從而降低流過(guò)阻抗變換電路的消耗電流。
在上述阻抗變換電路中，為了既要限制流過(guò)負(fù)載晶體管的電流又要保證一定的顯示質(zhì)量，有必要對(duì)上述負(fù)載電流進(jìn)行補(bǔ)償。因此，如圖7所示，有必要在電壓V1～V4的各輸出線和電壓V0(VDD)的輸出線之間附加電容元件705。這些電容元件705通過(guò)對(duì)已充電的電荷進(jìn)行放電，可以對(duì)上述負(fù)電流進(jìn)行補(bǔ)償。
但是，因這些電容元件705的電容量大，故只能外置在液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的外面。
對(duì)于內(nèi)部裝有液晶裝置的電子儀器、特別是便攜式電子儀器，強(qiáng)烈要求小型化和廉價(jià)。既要削減電容元件等實(shí)際安裝的部件又要維持顯示質(zhì)量。
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)低消耗電流的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置及使用它的液晶裝置和電子儀器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種既能保持顯示質(zhì)量又能節(jié)省電容元件等部件的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置及使用它的液晶裝置和電子儀器。為了驅(qū)動(dòng)液晶裝置而生成第1、第2基準(zhǔn)電壓間的N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓的本發(fā)明的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置具有分壓電路，將上述第1、第2基準(zhǔn)電壓間的電壓分割成N對(duì)第1、第2電壓(只是，在各對(duì)中第1電壓≠第2電壓)，上述N對(duì)第1、第2電壓由分別大于上述液晶驅(qū)動(dòng)電壓的N個(gè)第1電壓和分別小于上述液晶驅(qū)動(dòng)電壓的N個(gè)第2電壓形成；N個(gè)阻抗變換電路，根據(jù)上述N對(duì)第1、第2電壓生成阻抗變換了上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓。
上述N個(gè)阻抗變換電路分別具有電壓跟隨器型差動(dòng)放大電路，輸入上述N對(duì)第1、第2電壓中的1對(duì)第1、第2電壓；輸出電路，包含P型晶體管和N型晶體管，串聯(lián)連接在供給上述第1基準(zhǔn)電壓的第1供電線和供給上述第2基準(zhǔn)電壓的第2供電線之間，從連接在上述P型晶體管和上述N型晶體管之間的輸出端子輸出上述液晶驅(qū)動(dòng)電壓。
而且，N型晶體管由差動(dòng)放大電路的第1輸出電壓控制其導(dǎo)通截止，P型晶體管由差動(dòng)放大電路的第2輸出電壓控制其導(dǎo)通截止。
若按照本發(fā)明，在各阻抗變換電路中，從輸入互不相同的第1、第2電壓的電壓跟隨器型差動(dòng)放大器輸出互不相同的第1、第2輸出電壓。在各阻抗變換電路中，利用第1、第2輸出電壓，分別獨(dú)立控制N型、P型晶體管的導(dǎo)通截止，由此，可以生成液晶驅(qū)動(dòng)用電壓。
這里，上述差動(dòng)放大電路在上述輸出端子的輸出電壓比上述第1電壓高時(shí)，使上述N型晶體管導(dǎo)通，在上述輸出端子的輸出電壓比上述第2電壓低時(shí)，使上述P型晶體管導(dǎo)通，當(dāng)上述輸出端子的電壓在上述第1、第2電壓之間時(shí)，使上述P型和N型晶體管都截止。這樣一來(lái)，防止了P型和N型晶體管都導(dǎo)通，由此，可以防止流過(guò)P型和N型晶體管的貫通電流，達(dá)到低消耗電流的目的。
該輸出電路的P型和N型晶體管設(shè)定成其電流驅(qū)動(dòng)能力實(shí)質(zhì)相等。由此，從作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的液晶面板的電極移動(dòng)到阻抗變換電路的電荷無(wú)論是什么極性，都能夠很快地在液晶驅(qū)動(dòng)電壓下收斂。此外，即使不連接電容元件，也能夠確保足夠的負(fù)載電流。進(jìn)而，當(dāng)有必要移動(dòng)的電荷的極性因浪涌等原因而反方向過(guò)載時(shí)，通過(guò)由P型或N型晶體管立即供給必要的電荷，可以降低噪聲和提高顯示質(zhì)量。
此外，上述分壓電路最好使各對(duì)第1、第2電壓間的電位差可變。這樣可以對(duì)付差動(dòng)放大器的特性、特別是輸入輸出失調(diào)電壓的離散。
各對(duì)第1、第2電壓間的電位差最好比上述差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的失調(diào)電壓的絕對(duì)值大。若不這樣，即使使第1、第2電壓不同，恐怕也不會(huì)使第1、第2輸出電壓產(chǎn)生電位差。
上述差動(dòng)放大電路包含電壓跟隨器型的N型差動(dòng)放大電路和電壓跟隨器型的P型差動(dòng)放大電路，上述N型差動(dòng)放大電路輸入上述第1電壓，上述第1輸出電壓加在上述N型晶體管的柵極上，上述P型差動(dòng)放大電路輸入上述第2電壓，上述第2輸出電壓加在上述P型晶體管的柵極上。
這時(shí)，上述1對(duì)第1、第2電壓間的電位差可以設(shè)定成比上述N型差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的第1失調(diào)電壓的絕對(duì)值和上述P型差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的第2失調(diào)電壓的絕對(duì)值相加之和大。由此，可以可靠地使第1、第2輸出電壓產(chǎn)生電位差。
上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少一個(gè)可以在上述輸出端子和上述第2供電線之間與上述N型晶體管并聯(lián)連接，進(jìn)而可以具有柵極加上一定偏置電壓的恒定電流用N型晶體管。
若這樣，對(duì)于從作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的液晶驅(qū)動(dòng)電極移動(dòng)到阻抗變換電路的電荷量負(fù)極性比正極性大的情況是有利的。這是因?yàn)橛捎诤愣娏饔肗型晶體管的驅(qū)動(dòng)能夠吸引負(fù)電荷。
上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少另一個(gè)可以在上述第1供電線和上述輸出端子之間與上述P型晶體管并聯(lián)連接，進(jìn)而可以具有柵極加上一定偏置電壓的恒定電流用P型晶體管。
若這樣，對(duì)于從作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的液晶驅(qū)動(dòng)電極移動(dòng)到阻抗變換電路的電荷量正極性比負(fù)極性大的情況是有利的。這是因?yàn)橛捎诤愣娏饔肞型晶體管的驅(qū)動(dòng)能夠吸引正電荷。
上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少一個(gè)可以設(shè)定成使上述各對(duì)的第1、第2電壓中的上述第2電壓與上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓中的一個(gè)實(shí)質(zhì)相等。
若這樣，阻抗變換電路的輸出端子即使在液晶驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)加上比液晶驅(qū)動(dòng)電壓高的電壓，也能夠較快地收斂直到原來(lái)的液晶驅(qū)動(dòng)電壓。
上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少另一個(gè)可以使上述各對(duì)的第1、第2電壓中的上述第2電壓與上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓中的另一個(gè)實(shí)質(zhì)相等。
若這樣，阻抗變換電路的輸出端子即使在液晶驅(qū)動(dòng)期間內(nèi)加上比液晶驅(qū)動(dòng)電壓高的電壓，也能夠較快地收斂到原來(lái)的液晶驅(qū)動(dòng)電壓。
本發(fā)明的另一形態(tài)的液晶裝置具有上述液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置；形成了掃描電極和信號(hào)電極的液晶面板；從上述液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置接受電源供給并驅(qū)動(dòng)上述掃描電極的掃描電極驅(qū)動(dòng)電路；從上述液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置接受電源供給并驅(qū)動(dòng)上述信號(hào)電極的信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路。
此外，本發(fā)明的又一形態(tài)的電子儀器的特征在于具有該液晶裝置。
若按照本發(fā)明的液晶裝置和電子儀器，因防止了貫通電流的發(fā)生而可以實(shí)現(xiàn)低消耗電流和削減了電容元件等實(shí)裝部件而可以實(shí)現(xiàn)小型化，故對(duì)具有液晶裝置的便攜式電子儀器特別有用。圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的電路圖。
圖2是在圖1所示的分壓電路中使用了電阻元件的電路圖。
圖3是表示將圖2所示的部分電阻元件作為可變電阻元件的變形例的電路圖。
圖4是圖1的第1、第2阻抗變換電路共用的電路例的電路圖。
圖5是表示圖1的第1阻抗變換電路的另一例的電路圖。
圖6是表示圖1的第2阻抗變換電路的另一例的電路圖。
圖7是表示先有的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的電路圖。
圖8是圖7所示的先有的第1阻抗變換電路的電路圖。
圖9是圖7所示的先有的第2阻抗變換電路的電路圖。
圖10是表示圖4的阻抗變換電路的輸出端子的輸出波形的特性圖。
圖11是表示圖5的第1阻抗變換電路的輸出端子的輸出波形的特性圖。
圖12是表示圖6的第2阻抗變換電路的輸出端子的輸出波形的特性圖。
圖13是供給掃描電極的液晶驅(qū)動(dòng)波形的波形圖。
圖14是供給信號(hào)電板的液晶驅(qū)動(dòng)波形的波形圖。
圖15是表示圖1所示的第1、第2阻抗變換電路的基本構(gòu)成的電路圖。
圖16是表示圖15所示的阻抗變換電路的共用第1、第2電壓的電路例的電路圖。
圖17是表示CMOS反相器的特性的特性圖。
圖18是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的輸出電路中的P型和N型晶體管的導(dǎo)通截止特性的一個(gè)例子的特性圖。
圖19是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的液晶裝置的方框圖。下面，參照
本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
(液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的整體說(shuō)明)圖1是本發(fā)明實(shí)施形態(tài)的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置的電路圖。圖1所示的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置101大概具有分壓電路102、2個(gè)第1阻抗變換電路103和2個(gè)第2阻抗變換電路104。
作為第1、第2阻抗變換電路103、104的基本構(gòu)成，如圖15所示，包含P型運(yùn)算放大器110、N型運(yùn)算放大器120和由它們驅(qū)動(dòng)的輸出電路130。第1、第2阻抗變換電路103、104分別通過(guò)使P型和N型運(yùn)算放大器110、120的負(fù)輸入端和輸出端連接成為電壓跟隨器來(lái)構(gòu)成。此外，P型運(yùn)算放大器正輸入端和N型運(yùn)算放大器的正輸入端分別獨(dú)立輸入電壓(+PV)和電壓(+NV)。輸出電路130具有P型晶體管132和N型晶體管134，它們串聯(lián)連接在供給電源電壓VDD的第1供電線105和供給電源電壓VLCD的第2供電線106之間。在P型和N型晶體管132、134之間連接輸出端子OUT。該P(yáng)型晶體管132的柵極加上P型差動(dòng)放大電路110的輸出電壓，N型晶體管134的柵極加上N型差動(dòng)放大電路120的輸出電壓。
分壓電路102將電源電壓VDD(電壓V0)供給高電壓側(cè)，將液晶顯示驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓VLCD(電壓V5)供給低電壓側(cè)，在電壓V0-V5之間分割并生成N=4個(gè)第1電壓(+NV1)～(+NV4)和N=4個(gè)第2電壓(+PV1)～(+PV4)。例如，由第1電壓(+NV1)和第2電壓(+PV1)構(gòu)成一對(duì)第1、第2電壓。因此，在分壓電路102中，生成N=4對(duì)第1、第2電壓。
一對(duì)第1、第2電壓(+NV1)、(+PV1)分別供給生成電壓V1的第1阻抗變換電路103的+N輸入端子和+P輸入端子。另一對(duì)第1、第2電壓(+NV2)、(+PV2)分別供給生成電壓V2的第2阻抗變換電路104的+N輸入端子和+P輸入端子。進(jìn)而，另一對(duì)第1、第2電壓(+NV3)、(+PV3)分別供給生成電壓V3的第1阻抗變換電路103的+N輸入端子和+P輸入端子。進(jìn)而，另一對(duì)第1、第2電壓(+NV4)、(+PV4)分別供給生成電壓V4的第2阻抗變換電路104的+N輸入端子和+P輸入端子。由此，分壓電路102的輸出電壓經(jīng)阻抗變換生成電壓V1～V4。
這時(shí)，各電壓VDD、(+NV1)～(+NV4)、(+PV1)～(+PV4)、VLCD的電位關(guān)系由下式(1)表示。
VDD＞(+NV1)＞(+PV1)＞(+NV2)＞(+PV2)＞(+NV3)＞(+PV3) ＞(+NV4)＞(+PV4)＞VLCD…(1)這里，考察各對(duì)第1、第2電壓的電位差。對(duì)一對(duì)第1、第2電壓設(shè)置電位差的意義在于防止圖15所示的輸出電路130中的P型和N型晶體管132、134同時(shí)導(dǎo)通，由此，防止在第1、第2供電線105、106之間經(jīng)P型和N型晶體管132、134流過(guò)最大貫通電流，實(shí)現(xiàn)低消耗電流。
圖16是圖15所示的P型差動(dòng)放大電路110的輸出和N型差動(dòng)放大電路120的輸出為同一電壓的形態(tài)，即輸入圖16所示的阻抗變換電路的一對(duì)第1、第2電壓相等的極限狀態(tài)的等效電路。這時(shí)，P型差動(dòng)放大電路110的輸出和N型差動(dòng)放大電路120的輸出被短路，利用該短路的同一電壓去驅(qū)動(dòng)P型和N型晶體管132、134。
這時(shí)，圖16中的P型和N型晶體管132、134的特性與眾所周知的CMOS晶體管相同，具有圖17的導(dǎo)通截止特性。按該CMOS晶體管的特性，當(dāng)加在P型和N型晶體管132、134的柵極的公共電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，P型和N型晶體管132、134同時(shí)導(dǎo)通并流過(guò)最大貫通電流。本實(shí)施形態(tài)的目的是防止流過(guò)這樣的最大貫通電流。
可知，為了防止P型和N型晶體管132、134同時(shí)導(dǎo)通并流過(guò)最大貫通電流，只要使輸入該阻抗變換電路的一對(duì)第1、第2電壓不同并將不同的電壓加在P型和N型晶體管132、134的柵極上即可。為此，可知，只要對(duì)輸入到N型和P型差動(dòng)放大電路110、120的正輸入端子的一對(duì)第1、第2電壓設(shè)置電位差即可。這是因?yàn)?，P型和N型差動(dòng)放大電路110、120都是電壓跟隨型的，取出與正輸入電壓相同的電壓作為其輸出。
這里，P型和N型差動(dòng)放大電路110、120的輸出電壓不一定和各輸入電壓一致。該輸入輸出電壓的差稱之為差動(dòng)放大電路的失調(diào)電壓OFFSET。
在如圖15所示的阻抗變換電路中，設(shè)作為N型差動(dòng)放大電路110的輸入輸出電壓的差的第1失調(diào)電壓的絕對(duì)值為|VOFFSETN|，P型差動(dòng)放大電路120的輸入輸出電壓的差的第2失調(diào)電壓的絕對(duì)值為|VOFFSETP|。第1、第2失調(diào)電壓可能為正，可能為負(fù)，但在這里，如下所述，設(shè)想最壞的情況，將其定義為失調(diào)電壓的絕對(duì)值。
這里，試舉在圖1中產(chǎn)生電壓V1的第1阻抗變換電路103的例子，輸入第1電壓NV的N型差動(dòng)放大電路120的第1輸出電壓VN和輸入第2電壓PV的P型差動(dòng)放大電路110的第2輸出電壓PV的電位差(VN-VP)為零時(shí)的最壞情況是下面的情況。即，輸入第1電壓NV的N型差動(dòng)放大電路120的第1輸出電壓NV=NV1-|VOFFSETN|，而且，輸入第2電壓PV的P型差動(dòng)放大電路110的第2輸出電壓PV=PV1+|VOFFSETP|。
這時(shí)，若VN-VP=NV1-|VOFFSETN|-(PV1+|VOFFSETP|)＞0不成立，則構(gòu)成該第1阻抗變換電路103的圖15的輸出電路130中的P型和N型晶體管132、134有同時(shí)導(dǎo)通的危險(xiǎn)。
因此，若定義|VOFFSETN|+|VOFFSETP|=VOFFSET，則沒(méi)有貫通電流流過(guò)的條件如下式(2)所示。
VOFFSET＜(+NV1)-(+PV1)…(2)對(duì)于圖1所示的其它阻抗變換電路104、104，該條件同樣成立，即必須滿足下面的式(3)、(4)、(5)。
VOFFSET＜(+NV2)-(+PV2)…(3)VOFFSET＜(+NV3)-(+PV3)…(4)VOFFSET＜(+NV4)-(+PV4)…(5)通過(guò)滿足式(2)～(5)所示的電位關(guān)系，可以防止圖15所示的P型晶體管132和N型晶體管134同時(shí)導(dǎo)通并流過(guò)最大的貫通電流，能夠降低電流消耗。即，可以使本實(shí)施形態(tài)的P型和N型晶體管132、134的導(dǎo)通截止特性象圖18所示那樣。
再有，VDD、V1、V2、V3、V4、VLCD的電位關(guān)系和一般的液晶驅(qū)動(dòng)電源一樣，可由式(6)表示，VDD=V0＞V1＞V2＞V3＞V4＞V5=VLCD…(6)(關(guān)于分壓電路)圖2是一例圖1所示的分壓電路102，由在供給電源電壓VDD(電壓V0)的第1供電線105和供給液晶驅(qū)動(dòng)基準(zhǔn)電壓(電壓V5)的第2供電線106之間相互串聯(lián)連接的5個(gè)第1電阻元件201和4個(gè)第2電阻元件202構(gòu)成。
若VDD-VLCD間的電壓為VOP，電阻值R1～R9的和為Rt，則4個(gè)第2電阻元件202的電阻值R2、R4、R6、R8可由式(7)、(8)表示。
R2=R4=R6=R8=Ra …(7)Ra=VOFFSET／(VOP／Rt)…(8)此外，第1電阻元件201的電阻值R1、R3、R5、R7、R9是根據(jù)液晶驅(qū)動(dòng)電壓所要的偏置電壓比對(duì)電源電壓VDD和液晶驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓VLCD間的電壓分壓后決定的。下面，若以液晶驅(qū)動(dòng)電壓所要的偏置電壓比為1／5偏壓、電壓V1～V4以電壓(+PV1)～(+PV4)為基準(zhǔn)的情況為例，則第1電阻元件201的電阻值R1、R3、R5、R7、R9可由式(9)、(10)表示。
R1=R3=R5=R7=Rt／5-Ra…(9)R9=Rt／5…(10)圖3是圖1所示的分壓電路102的另一個(gè)例子，由在第1、第2供電線105、106之間相互串聯(lián)連接的5個(gè)電阻元件301和4個(gè)可變電阻元件302構(gòu)成。
5個(gè)電阻元件301的電阻值R1、R3、R5、R7、R9如上述式(9)、(10)所示。4個(gè)可變電阻元件302的電阻值R2、R4、R6、R8可變，由此可以消除因半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)品的離散而引起的失調(diào)電壓的離散。調(diào)整后的各電阻值R2、R4、R6、R8應(yīng)滿足上述式(7)的條件。
(關(guān)于第1、第2阻抗變換電路構(gòu)成例)
圖4示出圖1所示的第1阻抗變換電路103和第2阻抗變換電路104共用的一例阻抗變換電路400。
該阻抗變換電路400具有恒流電路401、P型差動(dòng)放大電路402、N型差動(dòng)放大電路403和輸出電路404。輸出電路404內(nèi)具有在第1、第2供電線105、106之間串聯(lián)連接的實(shí)質(zhì)上具有相同電流驅(qū)動(dòng)能力的P型晶體管405和N型晶體管406，在各晶體管405、406之間，連接輸出端子OUT。
P型差動(dòng)放大電路402和N型差動(dòng)放大電路403的負(fù)輸入端相互連接對(duì)各正輸入端(+N、+P)分別獨(dú)立加上一對(duì)第1、第2電壓。
輸出電路404的P型晶體管405其柵極加上P型差動(dòng)放大電路402的輸出電壓，對(duì)其源極供給電源電壓VDD。輸出電路404的N型晶體管406其柵極加上N型差動(dòng)放大電路403的輸出電壓，對(duì)其源極供給液晶驅(qū)動(dòng)用基準(zhǔn)電壓VLCD。P型晶體管405和N型晶體管406的漏極相互連接并與輸出端子OUT連接。
下面，參照?qǐng)D10說(shuō)明利用圖4所示的阻抗變換電路400進(jìn)行電壓V1的阻抗變換的情況。
圖10示出圖4所示的阻抗變換電路400的輸出端子OUT的輸出波形。
圖10中的符號(hào)1001表示N型晶體管406的動(dòng)作期間，符號(hào)1002表示P型晶體管405的動(dòng)作期間，符號(hào)1003表示P型差動(dòng)放大電路402和N型差動(dòng)放大電路403的未動(dòng)作期間的一例。
圖4中的輸出電路404通過(guò)象圖1所示那樣將輸出端子OUT連接成電壓跟隨器形式，當(dāng)N型差動(dòng)放大電路403向其+N端子的輸入電壓高于(+NV1)時(shí)，使N型晶體管406導(dǎo)通，P型差動(dòng)放大電路402當(dāng)向+P端子的輸入電壓低于(+PV1)時(shí)，使P型晶體管405導(dǎo)通。
根據(jù)該基本動(dòng)作，在P型晶體管405和N型晶體管406都未動(dòng)作的期間(截止期間)1003中，輸出端OUT的電壓是由連接成電壓跟隨器所決定的電壓(+NV1)和電壓(+PV1)之間的電壓V1，輸出電路404能夠維持不產(chǎn)生最大貫通電流的狀態(tài)。
有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位的變動(dòng)會(huì)從電壓V1的維持狀態(tài)變成為大于(+NV1)的狀態(tài)(參照?qǐng)D10中的符號(hào)1001)。這時(shí)，阻抗變換電路400的負(fù)輸入端的電壓也上升，所以，N型差動(dòng)放大電路403的輸出電壓上升，N型晶體管406導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓下降到(+NV1)以下(圖10的1001的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入到+N端子的電壓(+NV1)相等時(shí)，通過(guò)使N型晶體管406截止，使其回到電壓NV1、PV1間的電壓V1。
與此相反，有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位的變動(dòng)會(huì)變成為小于(+PV1)的狀態(tài)(參照?qǐng)D10中的符號(hào)1002)。這時(shí)，阻抗變換電路400的負(fù)輸入端的電壓也下降，所以，P型差動(dòng)放大電路402的輸出電壓下降，P型晶體管407導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓上升到(+PV1)以上(圖10的1002的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入到+P端子的電壓(+PV1)相等時(shí)，通過(guò)截止P型晶體管407，使其回到電壓NV1、PV1間的電壓V1。
再有，上述基本動(dòng)作在生成其它電壓V2～V4時(shí)也一樣。
(關(guān)于第1、第2阻抗變換電路的其它構(gòu)成例)圖5是表示圖1的第1阻抗變換電路103的其它例的電路圖。該第1阻抗變換電路103在具有恒流電路501、P型差動(dòng)放大電路502、N型差動(dòng)放大電路503和輸出電路504這一點(diǎn)上與圖4所示的阻抗變換電路400相同。此外，輸出電路504在具有P型晶體管505和N型晶體管506這一點(diǎn)上也與圖4所示的阻抗變換電路400相同。與圖4的電路的不同點(diǎn)是具有連接在輸出端子OUT和第2供電線106之間的N型晶體管507。恒流電路501的輸出電壓加在該N型晶體管507的柵極上。只是，N型晶體管507盡可能是恒定電流量小的晶體管。
圖6是表示圖1的第2阻抗變換電路104的其他例的電路圖。該第2阻抗變換電路104在具有恒流電路601、P型差動(dòng)放大電路602、N型差動(dòng)放大電路603和輸出電路604這一點(diǎn)上與圖4所示的阻抗變換電路400相同。此外，輸出電路604在具有P型晶體管605和N型晶體管606這一點(diǎn)上也與圖4所示的阻抗變換電路400相同。與圖4的電路的不同點(diǎn)是具有連接在第1供電線105和輸出端子OUT之間的P型晶體管607。恒流電路601的輸出電壓加在該P(yáng)型晶體管607的柵極上。只是，P型晶體管607盡可能是恒定電流量小的晶體管。
其次，參照?qǐng)D11、圖12說(shuō)明圖5、圖6所示的電路的動(dòng)作。
圖11是表示圖5的阻抗變換電路103的輸出端子OUT的輸出波形的圖。
符號(hào)1101、1102、1103、1104和1105分別表示N型晶體管506的動(dòng)作期間、P型晶體管505的動(dòng)作期間、P型和N型晶體管505、507都未動(dòng)作的期間、恒流用N型晶體管507的動(dòng)作期間(穩(wěn)定期)和恒流用N型晶體管507的動(dòng)作期間(過(guò)渡期)。
圖5所示的第1阻抗變換103的基本動(dòng)作與圖4所示的阻抗變換400的基本動(dòng)作相同，只有N型晶體管507根據(jù)恒流電路501的輸出來(lái)動(dòng)作這一點(diǎn)不同。即，在P型晶體管505和N型晶體管506都未動(dòng)作的期間(截止期間)1004中，恒定電流量盡可能小的N型晶體管507動(dòng)作。因此，第1阻抗變換電路103的輸出端OUT的電壓保持在已變動(dòng)到輸入電壓(+PV1)或(+PV3)一側(cè)的電壓V1或V3(圖11的符號(hào)1104的狀態(tài))。
有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位的變動(dòng)會(huì)從電壓V1或V3的維持狀態(tài)變成為大于電壓(+NV1)或(+NV3)的狀態(tài)(參照?qǐng)D11中的符號(hào)1101和圖13、14中的符號(hào)1101)。這時(shí)，第1阻抗變換電路103的負(fù)輸入端的電壓也上升，所以，N型差動(dòng)放大電路503的輸出電壓上升，N型晶體管506導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓下降到(+NV1)或(+NV3)以下(圖11的1101的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入電壓(+NV1)或(+NV3)相等時(shí)，雖然N型晶體管606截止，但因N型晶體管507的動(dòng)作使輸出端子OUT的電壓進(jìn)一步下降，并回到與輸入電壓(+PV1)或(+PV3)大致相等的電壓(圖11的1105的狀態(tài))。
與此相反，有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位的變動(dòng)會(huì)變成為小于(+PV1)或(+PV3)的狀態(tài)(參照?qǐng)D11中的符號(hào)1102和圖13、14中的符號(hào)1102)。這時(shí)，第1阻抗變換電路103的負(fù)輸入端的電壓也下降，所以，P型差動(dòng)放大電路502的輸出電壓下降，P型晶體管505導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓上升到(+PV1)以上(圖11的1102的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入到+P端子的電壓(+PV1)或(+PV3)相等時(shí)，P型晶體管505截止，通過(guò)N型晶體管507的穩(wěn)定期的動(dòng)作，使輸出端子OUT的電壓維持在電壓(+PV1)或(+PV3)的電壓上。
其次，參照?qǐng)D12說(shuō)明圖6所示的第2阻抗變換電路104。圖6所示的第2阻抗變換電路104的基本動(dòng)作與圖4所示的阻抗變換電路400的基本動(dòng)作相同，只有P型晶體管607根據(jù)恒流電路601的輸出來(lái)動(dòng)作這一點(diǎn)不同。
有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位的變動(dòng)會(huì)從電壓V2或V4的維持狀態(tài)(圖12的參照符號(hào)1204的狀態(tài))變成為大于(+NV2)或(+NV4)的狀態(tài)(參照?qǐng)D12中的符號(hào)1201和圖13、14中的符號(hào)1201)。這時(shí)，第2阻抗變換電路104的負(fù)輸入端的電壓也上升，所以，N型差動(dòng)放大電路603的輸出電壓上升，N型晶體管606導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓下降到(+NV2)或(+NV4)以下(圖12的1201的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入電壓(+NV2)或(+NV4)相等時(shí)，N型晶體管606截止，并因P型晶體管607的動(dòng)作使輸出端子OUT的電壓回到與輸入電壓(+PV2)或(+PV4)大致相等的電壓。
與此相反，有時(shí)，輸出端OUT的電壓因被驅(qū)動(dòng)的液晶面板一側(cè)的電極電位變動(dòng)會(huì)變成為小于(+PV2)或(+PV4)的狀態(tài)(參照?qǐng)D12中的符號(hào)1202和圖13、14中的符號(hào)1202)。這時(shí)，第2阻抗變換電路104的負(fù)輸入端的電壓也下降，所以，P型差動(dòng)放大電路602的輸出電壓下降，P型晶體管605導(dǎo)通。結(jié)果，輸出端子OUT的電壓上升到(+PV2)或(+PV4)以上(圖12的1202的狀態(tài))。
而且，當(dāng)輸出端OUT的電壓變成與輸入到+P端子的電壓(+PV2)或(+PV4)相等時(shí)，P型晶體管605截止，通過(guò)P型晶體管607的動(dòng)作，使輸出端子OUT的電壓進(jìn)一步上升，通過(guò)P型晶體管607的穩(wěn)定期的動(dòng)作，使輸出端子OUT的電壓維持在電壓(+NV1)或(+NV4)的電壓上。
這樣，根據(jù)必須從阻抗變換電路向作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電極移動(dòng)的電荷量的極性，分別使用第1、第2阻抗變換電路103、104。
(關(guān)于第1、第2阻抗變換電路的其它構(gòu)成例)通過(guò)象下述那樣去設(shè)定對(duì)其+N端子和+P端子的輸入電壓，在圖1所示的第1、第2阻抗變換電路103、104中可以分別使用。圖4所示的阻抗變換電路400。此外，下述的電壓設(shè)定對(duì)圖5、圖6所示的第1、第2阻抗變換電路103、104也可以同樣適用。
若以液晶驅(qū)動(dòng)電壓的偏壓比為1／5偏壓的情況為例，本例的電壓設(shè)定如下。
圖1的輸出電壓V1、V3的第1阻抗變換電路103從圖13、圖14的符號(hào)1101和1102的比較來(lái)看，從作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電極到向第1阻抗變換電路103移動(dòng)的必需要的電荷量負(fù)極比正極的電荷量大。這是因?yàn)椋碾姾闪咳绶?hào)1101所示與相當(dāng)于V0-V1或V2-V3的電位差(1個(gè)電平差)不同，而負(fù)的電荷量的最大值如符號(hào)1102所示相當(dāng)于V5-V1的電位差(4個(gè)電平差)。因此，電壓的設(shè)定需滿足下面式(11)～(14)。
+PV1=V1 …(11)+PV3=V3 …(12)+NV1-V1＞VOFFSET…(13)+NV3-V3＞VOFFSET…(14)這樣一來(lái)，第1阻抗變換電103的輸出端子OUT的電壓能夠較快地從低于(+PV1)或(+PV3)的電壓較快地回到電壓V1或V3，所以，能夠使第1阻抗變換電路103在返回過(guò)程中消耗的電流少。
另一方面，圖1的輸出電壓V2、V4的第2阻抗變換電路104從圖13、圖14的符號(hào)1201和1202的比較來(lái)看，從作為驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電極到對(duì)第2阻抗變換電路104移動(dòng)的必需要的電荷量正極比負(fù)極的電荷量大。這是因?yàn)椋?fù)的電荷量的最大值如符號(hào)1202所示相當(dāng)于V5-V2的電位差(3個(gè)電平差)，而與此不同正的電荷量的最大值如符號(hào)1201所示相當(dāng)于V0-V4的電位差(4個(gè)電平差)。因此，電壓的設(shè)定需滿足下面式(15)～(18)。
+NV2=V2 …(15)+PV4=V4 …(16)+PV2-V12＞VOFFSET…(17)+PV4-V4＞VOFFSET …(18)這樣一來(lái)，第2阻抗變換電路104的輸出端子OUT的電壓能夠較快地從高于(+NV1)或(+NV3)的電壓回到電壓V2或V4，所以，能夠使第2阻抗變換電路104在返回過(guò)程中消耗的電流少。
這時(shí)的電阻值如上述式(7)～(8)和下面的式(19)所示。
R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9=Rt／5…(19)(液晶裝置和電子儀器的說(shuō)明)圖19示出使用了本發(fā)明的液晶驅(qū)動(dòng)用電源的液晶裝置。該液晶裝置例如包括具有圖1所示的構(gòu)成的液晶驅(qū)動(dòng)用電源電路1300、形成了掃描電極和信號(hào)電極的液晶面板1310、接受從液晶驅(qū)動(dòng)用電源電路1300供給的電源并驅(qū)動(dòng)掃描電極的掃描電極驅(qū)動(dòng)電路1320和接受從液晶驅(qū)動(dòng)用電源電路1300供給的電源并分別驅(qū)動(dòng)信號(hào)電極的信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路1330。
在單純的矩陣型液晶裝置的情況下，掃描電極稱之為公共電極，信號(hào)電極稱之為段電極，本發(fā)明當(dāng)然也適用于其它驅(qū)動(dòng)方式，例如有源矩陣型液晶裝置。
此外，具有該液晶裝置而構(gòu)成的電子儀器可以舉出使用該液晶裝置作為監(jiān)視器的各種電子儀器，或者將液晶裝置作為光閥使用的投影儀等。特別是，因本發(fā)明能降低功耗，所以，對(duì)便攜式電話、移動(dòng)式計(jì)算機(jī)、電子筆記本、游戲機(jī)、帶液晶取景器的攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)等便攜式電子儀器特別有用。
權(quán)利要求
1.一種液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，為了驅(qū)動(dòng)液晶裝置而生成第1、第2基準(zhǔn)電壓間的N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓，其特征在于，具有分壓電路，將上述第1、第2基準(zhǔn)電壓間的電壓分割成N對(duì)第1、第2電壓(只是，在各對(duì)中第1電壓≠第2電壓)，上述N對(duì)第1、第2電壓由分別大于上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓以上的N個(gè)第1電壓和分別小于上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓以下的N個(gè)第2電壓形成；N個(gè)阻抗變換電路，根據(jù)上述N對(duì)第1、第2電壓生成阻抗變換了的上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓。上述N個(gè)阻抗變換電路分別具有電壓跟隨器型差動(dòng)放大電路，輸入上述N對(duì)第1、第2電壓中的1對(duì)第1、第2電壓；輸出電路，包含P型晶體管和N型晶體管，串聯(lián)連接在供給上述第1基準(zhǔn)電壓的第1供電線和供給上述第2電壓的第2供電線之間，從連接在上述P型晶體管和N型晶體管之間的輸出端子輸出上述液晶驅(qū)動(dòng)電壓，而且，上述N型晶體管由來(lái)自上述差動(dòng)放大電路的第1輸出電壓控制其導(dǎo)通截止，上述P型晶體管由來(lái)自上述差動(dòng)放大電路的第2輸出電壓控制其導(dǎo)通截止。
2.權(quán)利要求1記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述差動(dòng)放大電路在上述輸出端子的輸出電壓比上述第1電壓高時(shí)，使上述N型晶體管導(dǎo)通，在上述輸出端子的輸出電壓比上述第2電壓低時(shí)，使上述P型晶體管導(dǎo)通，當(dāng)上述輸出端子的輸出電壓在上述第1、第2電壓之間時(shí)，使上述P型和N型晶體管都截止。
3.權(quán)利要求1或2記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述P型和N型晶體管的電流驅(qū)動(dòng)能力實(shí)質(zhì)相等。
4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述分壓電路使各對(duì)第1、第2電壓間的電位差可變。
5.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于各對(duì)第1、第2電壓間的電位差比上述差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的失調(diào)電壓的絕對(duì)值大。
6.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述差動(dòng)放大電路包含電壓跟隨器型的N型差動(dòng)放大電路和電壓跟隨器型的P型差動(dòng)放大電路，上述N型差動(dòng)放大電路輸入上述第1電壓，上述第1輸出電壓加在上述N型晶體管的柵極上，上述P型差動(dòng)放大電路輸入上述第2電壓，上述第2輸出電壓加在上述P型晶體管的柵極上。
7.權(quán)利要求6記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述1對(duì)第1、第2電壓間的電位差比上述N型差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的第1失調(diào)電壓的絕對(duì)值和上述P型差動(dòng)放大電路的輸入輸出電壓間的第2失調(diào)電壓的絕對(duì)值相加之和大。
8.權(quán)利要求6或7記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少一個(gè)在上述輸出端子和上述第2供電線之間與上述N型晶體管并聯(lián)連接，進(jìn)而具有柵極加上一定偏置電壓的恒定電流用N型晶體管。
9.權(quán)利要求8記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少另一個(gè)在上述第1供電線和上述輸出端子之間與上述P型晶體管并聯(lián)連接，進(jìn)而具有柵極加上一定偏置電壓的恒定電流用P型晶體管。
10.權(quán)利要求6至9中任何一項(xiàng)記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少一個(gè)設(shè)定成使上述各對(duì)的第1、第2電壓中的上述第1電壓與上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓中的一個(gè)實(shí)質(zhì)相等。
11.權(quán)利要求10記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置，其特征在于上述N個(gè)阻抗變換電路中的至少另一個(gè)設(shè)定成使上述各對(duì)的第1、第2電壓中的上述第2電壓與上述N個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓中的另一個(gè)實(shí)質(zhì)相等。
12.一種液晶裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1至11中任何一項(xiàng)記載的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置；形成了掃描電極和信號(hào)電極的液晶面板；從上述液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置接受電源供給并驅(qū)動(dòng)上述掃描電極的掃描電極驅(qū)動(dòng)電路；從上述液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置接受電源供給并驅(qū)動(dòng)上述信號(hào)電極的信號(hào)電極驅(qū)動(dòng)電路。
13.一種電子儀器，其特征在于具有權(quán)利要求12記載的液晶裝置。
全文摘要
為了驅(qū)動(dòng)液晶裝置而生成第1、第2基準(zhǔn)電壓間的4個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)電壓V1～V4的本發(fā)明的液晶驅(qū)動(dòng)用電源裝置具有:將分割上述電壓V0、V5間的電壓生成4對(duì)第1電壓NV1～NV4和第2電壓PV1～PV4的分壓電路102;根據(jù)上述4對(duì)第1、第2電壓生成阻抗變換了的液晶驅(qū)動(dòng)電壓V1～V4的N個(gè)阻抗變換電路103、104。各阻抗變換電路具有:輸入一對(duì)第1、第2電壓的跟隨器型差動(dòng)放大電路120、110;由該差動(dòng)放大電路驅(qū)動(dòng)的輸出電路130。輸出電路中的N型晶體管134和P型晶體管132由差動(dòng)放大電路120、110的第1、第2輸出電壓VN、VP獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)G09G3/36GK1293764SQ00800019
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者山田壽, 安江匡 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社