JPH10288769A - 液晶素子の駆動方法及び液晶装置及び電子機器 - Google Patents

液晶素子の駆動方法及び液晶装置及び電子機器

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JPH10288769A
JPH10288769A JP9775397A JP9775397A JPH10288769A JP H10288769 A JPH10288769 A JP H10288769A JP 9775397 A JP9775397 A JP 9775397A JP 9775397 A JP9775397 A JP 9775397A JP H10288769 A JPH10288769 A JP H10288769A
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JP
Japan
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voltage
temperature
liquid crystal
signal
driving method
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Withdrawn
Application number
JP9775397A
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English (en)
Inventor
Katsunori Yamazaki
克則 山崎
Akira Inoue
明 井上
Yutaka Ozawa
裕 小澤
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶素子を構成する画素容量を、適正電圧まで
充電するモードと過大電圧に充電した後に適正電圧まで
放電するモードからなる駆動法における表示品質の向上
と長寿命化を図る。 【解決手段】周辺温度よって、適正電圧まで充電するモ
ードだけの駆動に切り替える。これにより、特に低温時
に生じるちらつきや液晶の劣化防止することが可能で、
これにより表示の高品質化と長寿命化を図ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子の駆動法と
この駆動法を用いた液晶装置とこれを用いた電子機器に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、液晶装置は特に表示装置として、
低消費電力で軽量なディスプレイデバイスとして、テレ
ビ、電子手帳、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の
電子機器に広く利用されている。そして、近年、MIM
素子、バック・ツウー・バック・ダイオード素子、ダイオ
ード・リング素子、バリスタ素子等の非線形抵抗素子を
用いたいわゆる2端子型アクティブ・マトリクス液晶装
置において、第1の選択電圧を走査電極に与える第1の
モードと、プリチャージ電圧を与えた後に第2の選択電
圧を走査電極に与える第2のモードとを混在させて液晶
素子を駆動する新方式の駆動法(以下、充放電駆動法と
呼ぶ。)が脚光を浴びつつある。この充放電駆動法につい
ては、例えば特開平2-125225号等に開示されている。更
に、同、特開平2-125225号の実施例中、第1の選択電圧
と逆極性の第3の選択電圧を走査電極に与える第3のモ
ードと、プリチャージ電圧を与えた後に第2の選択電圧
と逆極性の第4の選択電圧を走査電極に与える第4のモ
ードとを、先の第1、第2のモードに加えて混在させて
駆動する方法が開示されている。(以下、第1、第2のモ
ードだけを混在させて駆動する方法を片極性充放電駆動
法、これに第3、第4のモードを付け加えて、混在させ
て駆動する方法を両極性充放電駆動法と呼ぶ。)また、こ
の充放電駆動法より以前にある、2値の選択電圧と2値
の非選択電圧を用いる4値駆動法と呼ばれる駆動法も知
られている。
【0003】ここで、図2、9〜12を用いて、2値の
非選択電圧を用いた4値駆動法及び充放電駆動法につい
て簡単に説明しておく。
【0004】図2は、2端子型アクティブ・マトリクス
液晶素子の一構成例を示す模式図、図9は、図2の液晶
素子の1画素当たりの電気等価回路を示す図、図10は
4値駆動法の駆動波形を示す図、図11は片極性充放電
駆動の駆動波形を示す図、図12は両極性充放電駆動の
駆動波形を示す図である。
【0005】図2で、10は2端子型アクティブ液晶素
子で、1、2は液晶層(図示せず。)を挟む一対の基板
で、必要に応じて両面に偏向板(図示せず。)が取り付け
られている。Y1〜Y5は基板1上に設けられた複数の
走査電極、X1〜X5は基板2上に設けられた信号電極
である。
【0006】Sは非線形抵抗素子で、図では1箇所のみ
代表して記号を付してあるが、基板1上に、走査電極Y
1〜Y5と信号電極X1〜X5の交差部分毎に設けられ
ている。非線形抵抗素子Sとして、本実施例では金属間
に薄い絶縁膜を形成したMIM素子を用いているが、双
方向性ダイオード特性を持ついかなる素子でも構わな
い。Pは画素電極で、図では1箇所のみ代表して記号を
付してあるが、非線形抵抗素子Sに各々接続して設けら
れている。本実施例では、非線形抵抗素子Sと画素電極
Pを基板1上に設けているが、基板2上に設けても良
い。
【0007】非線形抵抗素子Sとそれに接続されている
画素電極P及び、この画素電極Pと信号電極の対向して
いる部分とで、1つの画素を形成し、図では代表して査
電極Y1と信号電極X1、2のそれぞれの交差部に構成
されている画素を画素1、2の記号を付してある。そし
て、信号電極X1〜X5の各々とそれとそれぞれ対向し
ている画素電極Pを電極とし、液晶層を誘電体とする画
素容量が形成されている。
【0008】更にここでは、画素容量に印加する電圧
(以下、画素電圧と呼ぶ。)が高くなる程透過率が小さく
なるように、即ち、ノーマリ・ホワイト状態になるよう
に偏向板が取り付けられているものとする。
【0009】なお、本実施例では走査電極Y1〜Y5と
信号電極X1〜X5ともに5本と少ないが、これは図及
び説明を簡略化する為で、実際の液晶パネルでは通常そ
れぞれ数百本以上の数で構成されている。
【0010】図9は図2の1画素の電気等価回路を示す
図で、Rsは図2の非線形抵抗素子Sの抵抗分、Cpは図
2の画素の作る画素容量である。非線形抵抗素子は、一
般に両端に印加する電圧がある閾電圧(この電圧をVth
とする。)以下では高抵抗となり、この閾電圧以上では低
抵抗となる性質がある。
【0011】よって、閾電圧より高い電圧Vinを走査電
極Y1〜Y5と信号電極X1〜X5間に印加すると、低
抵抗状態の非線形抵抗素子を介して、画素容量は充電さ
れ電圧が増大していくが、Vin−Vthの電圧に達すると
非線形抵抗素子に印加する電圧はVthとなり、非線形抵
抗素子は高抵抗となり、充電を停止する。
【0012】従って、画素電圧はVin−Vthとなる。な
お、この閾電圧は非線形抵抗素子の大きさや種類等によ
って異なるが、例えばMIM素子の場合には十数V前後
である。
【0013】図10は4値駆動法の駆動波形を示す図
で、図2の液晶素子10の走査電極Y1〜5を代表して
走査電極Y1に印加する電圧波形を実線で示してある。
図中、t1〜5、及びT1〜5は、各々走査電極Y1〜
5が選択される期間を示し、そして、総ての走査電極が
順次選択され、一巡する期間をフレーム期間と呼び、図
では、連続する2フレーム期間中を1フレーム、2フレ
ームとしてある。そして、画素1の画素容量に印加する
電圧波形をハッチングで示してある。なお、説明を簡単
にする為に総ての信号電極X1〜5に印加する信号電圧
波形は一定の0Vとしてある。
【0014】走査電極に印加する電圧波形は、図10に
示すように、信号電極に印加する電圧(0V)に対して絶
対値の等しく極性の異なった選択電圧(これを±Vs1と
する。)及び絶対値の等しく極性の異なった非選択電圧
(これを±Vsig/2とする。)から構成されている。ここ
で、選択電圧の絶対値は非線形抵抗素子の閾電圧Vthよ
り大きく、非選択で電圧の絶対値は非線形抵抗素子の閾
電圧Vthより小さく設定されている。
【0015】ここで、1フレーム目では奇数番号の走査
電極Y1、3、5が選択される場合に+Vs1の電圧が印
加し、偶数番号Y2、4が選択される場合に−Vs1が印
加し、2フレーム目では逆になる。そして、選択期間に
+Vs1が印加した走査電極には、その後+Vsig/2の非
選択電圧が次の選択期間まで印加し続け、選択期間に−
Vs1が印加した走査電極には、その後−Vsig/2の非選
択電圧が次の選択期間まで印加し続ける。
【0016】このような駆動によって、各選択期間で選
択電圧(±Vs1)を印加することにより画素1の画素電圧
は、±(Vs1−Vth)となり、選択終了後はその電圧が保
持される。従って、画素1の実効電圧はVs1−Vthとな
り、画素1の透過率は、この実効電圧に対応した透過率
となる。
【0017】ところで、非線形抵抗素子の製造ばらつき
等によって、その閾電圧にもばらつきが生じる。よっ
て、例えば、画素2の非線形抵抗素子の閾電圧が画素1
のそれよりΔVだけ高くなっている場合に、画素2の実
効電圧はVs1−(Vth+ΔV)となり、画素1より低くな
ってその分透過率が大きくなる。
【0018】言い換えれば、液晶素子の各画素の非線形
抵抗素子の閾電圧にばらつきが生じることによって、表
示ムラが発生することになる。
【0019】図11は片極性充放電駆動法の駆動波形を
示す図で、図中の記号は図10と同じなので説明を省略
する。
【0020】走査電極に印加する電圧波形は、異なった
電圧の選択電圧(これをVs1とVs2とする。)とこれと逆
極性のプリチャージ電圧(−Vpre)及び2値の非選択電
圧(これを±Vsig/2とする。)から構成されている。こ
こで、選択電圧とプリチャージで電圧の絶対値は非線形
抵抗素子の閾電圧Vthより大きく、非選択電圧の絶対値
は非線形抵抗素子の閾電圧Vthより小さく設定されてい
る。
【0021】具体的に、MIM素子を用いた液晶素子の
場合には、常温(25℃前後)では選択電圧はVs1=20
V、Vs2=14V、プリチャージ電圧は−Vpre=−3
2V、非選択電圧は±Vsig/2=1〜3V程度である。
【0022】ここで、走査電極Y1〜Y5は順次選択さ
れ、各選択期間では、第1の選択電圧(Vs1)が印加する
第1のモードと第1のプリチャージ電圧(−Vpre)を印
加した後に第2の選択電圧(Vs2)を印加する第2のモー
ドとしてのいずれかのモードで交互に電圧が与えられ、
そして選択が終了した後は+Vsig/2か−Vsig/2の非
選択電圧が印加する。
【0023】従って、画素1の画素電圧は、まず第1の
モードは4値駆動法と同じで、第1の選択電圧(Vs1)を
印加することによって画素容量を充電し、画素電圧をV
s1−Vthとする。
【0024】一方、第2のモードでは、まずプリチャー
ジ電圧(−Vpre)を印加することによって、画素電圧を
−(Vpre−Vth)とする。ここで、プリチャージ電圧の
絶対値は充分に大きく設定されており、−(Vpre−Vt
h)の絶対値も充分大きな値となる。
【0025】プリチャージ電圧を印加することによっ
て、画素容量を過充電する。そしてその後、第2選択電
圧Vs2が印加して、画素電圧がVth−Vs2になるように
放電する。
【0026】ここで、電圧Vs2をVs2=2・Vth−Vs1
と設定することにより、Vth−Vs2の絶対値とVs1−V
thの絶対値を等しくなり、この時の実効電圧もVs1−V
thとなる。即ち、実効電圧は4値駆動法と同じになる。
即ち、第2のモードは、プリチャージ電圧を印加するこ
とにより画素容量を過大に充電した後、第2選択電圧V
s2を印加することにより画素電圧が適正値になるまで、
画素容量から電荷を放電するモードである。
【0027】ところで、画素2の非線形抵抗素子の閾電
圧が製造ばらつき等で画素1のそれよりΔVだけ高くな
っている場合に、画素2の画素電圧は第1のモードでは
Vs1−(Vth+ΔV)となり、画素1より低くなるが、第
2のモードでは(Vth+ΔV)−Vs2となり、画素1より
高くなる。よって、実効電圧として見ると、画素1の実
効電圧とほぼ同じになり、液晶素子の各画素の非線形抵
抗素子の閾電圧にばらつきが生じていても、表示ムラは
殆ど発生しない。但し、2ΔVの直流成分が画素容量に
印加することになる。
【0028】図12は両極性充放電駆動法の駆動波形を
示す図で、図2の液晶素子10の走査電極Y1に印加す
る電圧波形を実線で示してある。
【0029】両極性充放電駆動法は、図に示す1フレー
ムと2フレームが複数回くり返された後、aフレームと
bフレームが複数回くり返される。
【0030】ここで、1フレームと2フレームのくり返
しは、上述の片極性充放電駆動であり、aフレームとb
フレームはのくり返しは、この片極性充放電駆動を構成
する各電圧の極性を反転した電圧を用いて、同様に駆動
するものである。即ち、電圧−Vs1を第3の選択電圧と
して用いる第2のモードと電圧Vpreを第2のプリチャ
ージ電圧とし、電圧−Vs2を第4の選択電圧とし、第2
のプリチャージ電圧を印加した後に第4の選択電圧を印
加する第4のモードのいずれかのモードで交互に各走査
電極を選択する駆動方法である。
【0031】従って、片極性充放電駆動と同様に表示む
らが殆ど発生せず、また極性を反転させているので、画
素容量に直流成分が印加することも無くなる。
【0032】以上述べたように充放電駆動法は、この4
値駆動法に比べて表示むらを解消できる点で優位点を有
している。
【0033】
【発明が解決しようとする課題】ところで、非線形抵抗
素子の閾電圧は一般的に温度特性を持つ。例えば、非線
形抵抗素子の一つであるMIM素子の場合に、約−0.
1V/degの温度特性を持つ。 従って、周辺温度によっ
て選択電圧を補償する必要があり、一般的な液晶装置で
は、なんらかの方法で周辺温度を検出しこれにより自動
的にこの補償がなされている。
【0034】しかし、特に周辺温度が低くなった場合に
選択電圧が高くする方向で補償がなされるから、液晶装
置の駆動回路の耐圧や供給される電源電圧等の制限で、
常にその周辺温度に対する補償が出来るとは限らない。
即ち、仕様等で設定された温度、例えば0℃以下ではも
はや選択電圧を高くすることが出来なくなり一定の電圧
となる。
【0035】ここで、周辺温度が−10℃の場合で駆動
することを考えると、仕様等で設定された温度(ここで
は0℃。)で温度補償された選択電圧が印加するが、実際
必要とする選択電圧より約1V少なくなっている。
【0036】4値駆動法の場合には、必要とする選択電
圧より約1V少ない選択電圧で駆動しても、駆動波形が
正負対称な為に、画素に印加する実効電圧が1V小さく
なり表示が薄くなるだけで、直流電圧成分は発生しな
い。
【0037】ところが、充放電駆動の場合には、一方の
極性の画素電圧は1V増加し、他方の極性の画素電圧は
1V減少するので、極めて大きなちらつきが生じまた特
に片極充放電駆では、約2Vもの直流成分が発生し、液
晶を著しく劣化させ、液晶装置あるいは電子機器の寿命
を縮めることになる。
【0038】無論、使用されうる想定温度を例えば−3
0℃に変更した過剰仕様とすれば、上記のような問題は
解決されるが、駆動回路の耐圧や供給される電源電圧を
これに見合っただけ高くする必要があり、複雑でかつ高
価な製品となる。
【0039】特に、充放電駆動で用いる選択電圧とプリ
チャージ電圧間の電圧差は、常温でも50V以上で、4
値駆動の正負の選択電圧間の差(40V)よりもかなり大
きいので、必要となる耐圧が高くなる。
【0040】本発明は、上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、周辺温度が仕
様範囲内では充放電駆動法による高画質の表示を、仕様
範囲外で駆動された場合でも、ちらつきや劣化のない駆
動法を提供し、この駆動法による駆動をすることによっ
て、液晶装置及びこれを含む電子機器の品質を高め、更
に長寿命にし、更に安価にて提供することにある。
【0041】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項1記載の本発明の液晶素子の駆動方法は、液晶
層を狭持する一対の基板の一方の基板に複数の走査電極
が形成され、他方の基板に複数の信号電極が前記走査電
極の電極と交差するように形成され、前記走査電極と前
記信号電極の交差部分毎に非線形抵抗素子及び画素電極
が形成され、該画素電極と該画素電極と対向する前記走
査電極もしくは前記信号電極とで画素が形成された液晶
素子に、パルス幅もしくは電圧変調された信号電圧波形
を前記複数の各信号電極に与え、前記複数の各々の走査
電極を順次選択し、該選択された走査電極に第1のモー
ドにおいては、第1の選択電圧を前記複数の各走査電極
に与え、第2のモードにおいては、前記信号電圧波形の
中心電圧を基準として該第1の選択電圧と逆極性の第1
のプリチャージ電圧を与えた後に、前記信号電圧波形の
中心電圧を基準として該プリチャージ電圧と逆極性の第
2選択電圧を前記複数の各走査電極に与える駆動方法、
または、前記信号電圧波形を前記複数の各信号電極に与
え、前記複数の各々の走査電極を順次選択し、該選択さ
れた走査電極に前記第1のモードと前記第2のモードに
加え、第3のモードにおいては、前記信号電圧波形の中
心電圧を基準として前記第1の選択電圧と逆極性の第3
の選択電圧を前記複数の各走査電極に与え、第4のモー
ドにおいては、前記信号電圧波形の中心電圧を基準とし
て該第3の選択電圧と逆極性の第2のプリチャージ電圧
を与えた後に、前記信号電圧波形の中心電圧を基準とし
て該第2のプリチャージ電圧と逆極性の第4選択電圧を
前記複数の各走査電極に与える駆動方法において、周辺
温度が所定の温度より下がった場合と上回った場合の少
なくとも一方の場合に、前記第1のモードと前記第2の
モードのいずれかだけで前記複数の走査電極を選択する
駆動方法に切り替わることを特徴とする。
【0042】請求項2記載の本発明の液晶素子の駆動方
法は、請求項1記載の駆動方法において、前記所定の温
度にヒステリシスを持たせたことを特徴とする。
【0043】請求項3記載の本発明の液晶装置は、請求
項1または2記載の駆動方法で駆動する手段を具備する
ことを特徴とする。
【0044】請求項4記載の本発明の電子機器は、請求
項3記載の液晶装置と、該液晶装置に表示させる表示情
報を供給してなる表示情報供給手段とを具備してなるこ
とを特徴とする。
【0045】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0046】〔実施例1〕本実施例は請求項1記載の発
明にかかるものである。
【0047】本実施例の駆動方法は、ある温度(以後、
この温度をTLとする。)を設定しておき、周辺温度がこ
の温度TLより高い時にはいわゆる充放電駆動を行い、
温度TLより低い温度ではいわゆる4値駆動を行う駆動
方法である。
【0048】あるいは、温度TLより高い他のある温度
(以後、この温度をTHとする。)を設定しておき、周辺温
度がこの温度THより低い時には充放電駆動を行い、温
度THより高い温度では4値駆動を行う駆動方法であ
る。
【0049】更にあるいは、周辺温度が温度TLと温度
THの範囲内である時には充放電駆動を行い、この範囲
外では4値駆動を行う駆動方法である。
【0050】以上の駆動方法であるので、周辺温度が温
度TLを下回る場合と温度THを上回る場合には、4値駆
動法で液晶素子が駆動されるのでちらつき及び液晶の劣
化のがなく、この場合以外では充放電駆動法で液晶素子
が駆動されるので高画質の表示が可能となる。
【0051】また周辺温度が温度TLを下回る場合と温
度THを上回る場合に4値駆動法で液晶素子が駆動され
るが、この時には、例えばMIM素子を用いた液晶素子
を駆動する場合には、必要とする電圧耐圧は充放電駆動
よりも約10V程度低いので、温度TLより低い温度に
対する選択電圧の温度補償が可能となる。具体的には、
一方の選択電圧に許される電圧増加分は5Vであり、M
IM素子の閾電圧の温度特性が−0.1V/degとすれ
ば、温度TLより約50℃低い温度まで温度補償可能と
なり、温度TLより遥かに低い温度まで適正な表示の濃
さを維持することが出来る。
【0052】〔実施例2〕本実施例は請求項2記載の発
明にかかるものである。
【0053】本実施例の駆動方法は、温度TLより数℃
低いある温度(以後、この温度をTLLとする。)を設定し
ておき、温度TLより高い周辺温度が下がって温度TLL
より低くなった時に充放電駆動法から4値駆動法に切替
わり、温度TLLより低い周辺温度が上がって温度TLよ
り高くなった時に4値駆動法から充放電駆動法に切替え
る駆動方法である。
【0054】あるいは、温度THより数℃高いある温度
(以後、この温度をTHHとする。)を設定しておき、温度
THより低いい周辺温度が上がって温度THHより高くな
った時に充放電駆動法から4値駆動法に切替わり、温度
THHより高い周辺温度が下がって温度THより低くなっ
た時に4値駆動法から充放電駆動法に切替える駆動方法
である。
【0055】更にあるいは、周辺温度が温度TLと温度
THの範囲内の状態から、この範囲外となり更に温度TL
Lと温度THHの範囲外になった時に、充放電駆動法から
4値駆動法に切替え、周辺温度が温度TLLと温度THHの
範囲外にある状態から、この範囲内となり更に温度TL
と温度THの範囲内になった時に、4値駆動法から充放
電駆動法に切り替える駆動方法である。
【0056】以上の駆動方法であるので、例えば周辺温
度が温度TL付近を上下するような環境でも、頻繁に4
値駆動法と充放電駆動法の切替わることが無くなり、こ
の両駆動の切替わりによるちらつきが防止出来るととも
に実施例1と同様の効果が得られる。
【0057】〔実施例3〕本実施例は請求項3記載の発
明にかかるものである。
【0058】図1は本実施例の一構成例を示す図で、こ
の液晶装置は実施例1と2で説明した駆動法を具現化し
たものである。図で、10は液晶素子、11は信号電極
X1〜X5に印加する電圧波形を供給する回路(以下、
Xドライバと呼ぶ。)、12は走査電極Y1〜Y5に印加
する電圧波形を供給する回路(以下、Yドライバと呼
ぶ。)、13はYドライバ11とXドライバ12を駆動す
るのに必要な電圧を供給する電源回路、14は温度検出
回路、15はXドライバ11とYドライバ12を駆動す
るのに必要な制御信号を発生する制御回路、16はスイ
ッチ回路である。
【0059】図2は液晶素子10の構成を示す模式図で
ある。図2で、10は2端子型アクティブ液晶素子で、
1、2は液晶層(図示せず。)を挟む一対の基板で、Y1
〜Y5は基板1上に設けられた複数の走査電極、X1〜
X5は基板2上に設けられた信号電極である。
【0060】Sは非線形抵抗素子で、図では1箇所のみ
代表して記号を付してあるが、基板1上に、走査電極Y
1〜Y5と信号電極X1〜X5の交差部分毎に設けられ
ている。非線形抵抗素子Sとして、本実施例ではMIM
素子を用いているが、双方向性ダイオード特性を持つい
かなる素子でも構わない。なお、本実施例でのMIM素
子の閾電圧の温度特性を−0.1V/degとしておく。P
は画素電極で、図では1箇所のみ代表して記号を付して
あるが、非線形抵抗素子Sに各々接続して設けられてい
る。本実施例では、非線形抵抗素子Sと画素電極Pを基
板1上に設けているが、基板2上に設けても良い。
【0061】非線形抵抗素子Sとそれに接続されている
画素電極P及び、この画素電極Pと信号電極の対向して
いる部分とで、1つの画素を形成し、図では代表して査
電極Y1と信号電極X1、2のそれぞれの交差部に構成
されている画素を画素1、2の記号を付してある。そし
て、信号電極X1〜X5の各々とそれとそれぞれ対向し
ている画素電極Pを電極とし、液晶層を誘電体とする画
素容量が形成されている。
【0062】なお、本実施例では走査電極Y1〜Y5と
信号電極X1〜X5ともに5本と少ないが、これは図及
び説明を簡略化する為で、実際の液晶素子では通常それ
ぞれ数百本以上の数で構成されている。
【0063】図1のXドライバ11は、制御回路15の
出力する複数の信号で制御され、パルス幅あるいは電圧
変調された信号電圧波形を液晶素子10の信号電極X1
〜X5の各々に供給する。この構成は従来技術と同じな
ので詳しい説明は行なわないが、ここでは信号電圧波形
の中心電圧を0Vとする。
【0064】図1のYドライバ12は、制御回路15の
出力する複数の信号で制御され、4値駆動法あるいは充
放電駆動法のいずれかの走査電圧波形を液晶素子10の
信号電極Y1〜Y5の各々に供給する。この構成につい
ても従来技術と同じなので詳しい説明は行なわないが、
Yドライバ12自体の電源電圧VDDHYとGNDYとして、電
源回路13の出力する電圧Vs1とスイッチ回路16の出
力する電圧−Vsを用い、走査電圧波形を構成する非選
択電圧として電源回路13の出力する電圧±Vsig/2を
用い、4値駆動法での選択電圧として電源回路13の出
力する電圧Vs1とスイッチ回路16の出力する電圧−V
sを用い、充放電駆動での選択電圧として電源回路13
の出力する電圧Vs1とVs2を用い、プリチャージ電圧と
してスイッチ回路16の出力する電圧−Vsを用いてい
る。
【0065】図3は図1の温度検出回路14の一構成例
を示す図である。図で、Vinは外部の定電圧源(図示せ
ず。)等から供給される電圧で、その電圧をVinとしてあ
る。301〜303は固定抵抗でそれぞれr1、r2、
r1の抵抗値を持つ、304は周辺温度によって抵抗値
の変化する感温抵抗でここでは正の温度特性を持ったも
のを使用し、ある所定の温度TL、例えば0℃での抵抗
値はr2となっている。305は演算増幅器による電圧
比較回路で、その出力をStempとしてある。
【0066】以上の構成となっていて、直列接続した抵
抗301と302の中点に発生する電圧(以後、VLと呼
ぶ。)を電圧比較回路305の非反転入力に入力してあ
り、また直列接続した抵抗303と感温抵抗304の中
点に発生する電圧(以後、Vtempと呼ぶ。)を電圧比較回
路305の反転入力に入力してある。
【0067】よって、周辺温度が温度TLよりも高い時
には、感温抵抗305の抵抗値はr2よりも大きくな
り、電圧VLよりも電圧Vtempの方が高くなり、電圧比
較回路305の出力Stempは低い電圧を出力し、この状
態を0の状態とする。
【0068】逆に、周辺温度が温度TLよりも低い時に
は、感温抵抗305の抵抗値はr2よりも小さくなり、
電圧VLよりも電圧Vtempの方が低くなるから、電圧比
較回路305の出力Stempは高い電圧を出力し、この状
態を1の状態とする。
【0069】よって、温度検出回路14は、周辺温度
が、所定の温度TLよりも高い時に0、低い時に1とな
る信号Stempを出力する。逆に言うと、このような信号
Stempを出力することが可能な構成であれば、どのよう
な回路構成でも良い。
【0070】図4は、図1の電源回路13の一構成例を
示す図である。図で401〜403は温度によって電圧
が変化する電圧源で、404〜405は定電圧源であ
る。電圧源401は電圧Vs1を発生し、ここでは常温
(25℃前後)では約20Vで、温度特性は−0.1V/de
gとしてある。電圧源402は電圧Vs1と絶対値が同じ
で、極性が反転した電圧、即ち電圧−Vs1を発生する。
電圧源403は電圧Vs2を発生し、ここでは常温(25
℃前後)では約14Vで、温度特性は−0.1V/degとし
てある。
【0071】定電圧源404は電圧−Vpreを発生し、
ここでは約32Vを発生する。また、定電圧源405と
406はそれぞれ電圧±Vsig/2を発生し、ここでは±
1〜3V程度の電圧としてある。
【0072】ここで、定電圧源404を−0.1V/deg
程度の温度特性を持たせた電圧源に置き換えても良い。
【0073】なお、感温抵抗やその他の温度センサで発
生する温度に依存して変化する電圧と定電圧源の電圧
を、演算増幅回路等で適当に加算すれば、上述の温度に
よって電圧が変化する電圧源401〜403は容易に構
成することが出来るので、これらのより詳しい構成につ
いての説明は省略する。
【0074】図1の制御回路15は温度検出回路14の
出力する信号Stempが0の状態の時に、充放電駆動をす
る制御信号をXドライバ11とYドライバ12に供給
し、1の状態の時に、4値駆動をする制御信号をXドラ
イバ11とYドライバ12に供給する。
【0075】図1のスイッチ回路16は、電源回路13
の出力する電圧−Vs1と−Vpreを入力し、温度検出回
路14の出力する信号Stempが0の状態の時に、電圧−
Vpreを選択して電圧−Vsとして出力し、1の状態の時
に、電圧−Vs1を選択して電圧−Vsとして出力する。
【0076】図1の液晶装置は以上の構成となってい
る。
【0077】よって、周辺温度が所定の温度TL(ここで
は0℃)より高い時には、信号Stempは0の状態となっ
ており制御回路15は充放電駆動をする制御信号をXド
ライバ11とYドライバ12に供給し、スイッチ回路1
6は電圧−Vpreを出力する。
【0078】よって、Yドライバ12は、非選択電圧が
電圧±Vsig/2、選択電圧が電圧Vs1とVs2、プリチャ
ージ電圧が電圧−Vpreとなっている充放電駆動法の走
査電圧波形を、液晶素子10の走査電極Y1〜Y5に出
力し、充放電駆動を行う。
【0079】ここで、周辺温度が下がり所定の温度TL
(ここでは0℃)に達すると、電圧Vs1は常温に比べて
2.5V上昇し、22.5Vとなり、電圧−Vpreが−3
2Vであるので、Yドライバ12自体の電源電圧の両端
間の電圧(VDDHY−GNDY)は54.5Vとなる。
【0080】そして、更に周辺温度が下がり、所定の温
度TL(ここでは0℃)を下回ると、信号Stempは1の状
態となり、制御回路15は4値駆動をする制御信号をX
ドライバ11とYドライバ12に供給し、スイッチ回路
16は電圧−Vs1を出力する。
【0081】よって、Yドライバ12は、非選択電圧が
電圧±Vsig/2、選択電圧が電圧±Vs1となっている4
値駆動法の走査電圧波形を、液晶素子10の走査電極Y
1〜Y5に出力し、4値駆動を行う。
【0082】ここで、周辺温度が例えば−10℃まで下
がった場合を考えると、電圧Vs1は常温に比べて3.5
V上昇し、23.5Vとなり、電圧−Vs1も−23.5V
となる。よって、Yドライバ12自体の電源電圧の両端
間の電圧(VDDHY−GNDY)は47Vとなるが、これは0℃
の時の充放電駆動での両端間の電圧よりもかなり小さ
い。
【0083】以上のように、ある温度以下では充放電駆
動から4値駆動に切り替えることによって、Yドライバ
12の耐圧を必要以上に大きくする必要がなくなり、4
値駆動であるので、ちらつきや液晶の劣化等も無くな
る。即ち、実施例1で述べた効果のある液晶装置を具現
化することが出来る。
【0084】ところで、充放電駆動では、プリチャージ
電圧が印加した時に液晶素子の各画素に一旦過大な電圧
が印加する。ここで、周辺温度が高くなると、一般的に
液晶の応答速度が大きくなるので、画素の光学特性が実
効電圧に応じた光学特性、即ち累積応答によるものだけ
ではなくなり、いわゆるパルス応答的な光学特性も呈す
ることがある。即ち、周辺温度が高い時に充放電駆動を
すると、このパルス応答的な光学特性によるちらつきが
発生し、不都合が生じる場合がある。
【0085】このような場合には、ある所定の温度TH
以上では4値駆動法による駆動に切り替えた方が好まし
いが、これを具現化するには図1の温度検出回路14の
回路構成を少し変更するだけで良い。図5は変更した温
度検出回路の一構成例を示す図である。
【0086】図5で、504以外は図3と同じ構成であ
り、同番号を付して説明を省略する。504は正の温度
特性を持つ感温抵抗で、ある所定の温度TH、例えば4
0℃での抵抗値がr2となっている。以上の構成となっ
ていて、直列接続した抵抗301と302の中点に発生
する電圧を電圧比較回路305の反転入力に入力してあ
り、また直列接続した抵抗303と感温抵抗504の中
点に発生する電圧を電圧比較回路305の非反転入力に
入力してある。
【0087】よって、周辺温度が温度THよりも高い時
には、感温抵抗305の抵抗値はr2よりも大きくな
り、電圧比較回路305の出力Stempは1の状態とな
る。
【0088】逆に、周辺温度が温度THよりも低い時に
は、電圧比較回路305の出力Stempは1の状態とな
る。
【0089】以上の構成と動作をするので、所定の温度
THより低い時には充放電駆動をし、高い時には4値駆
動をする。
【0090】更に、所定の温度範囲内、即ち温度TL〜
TH間では充放電駆動を、範囲外では4値駆動をさせた
い場合にも、図1の温度検出回路14を少し変更するだ
けで済む。図6は変更した温度検出回路の一構成例を示
す図である。
【0091】図で、Vinは外部の定電圧源(図示せず。)
等から供給される電圧で、その電圧をVinとしてある。
601は感温抵抗で、温度TLでは抵抗値r2を持ち、
温度THでは抵抗値r3を持つ。602〜604はr1
の抵抗値を持つ固定抵抗で、605は抵抗値r2を持つ
固定抵抗、606は抵抗値r3を持つ固定抵抗、607
と608は演算増幅器による電圧比較回路、609は論
理和回路でありその出力をStempとしてある。
【0092】以上の構成となっていて、直列接続した抵
抗602と605の中点に発生する電圧を電圧比較回路
607の非反転入力に入力し、また直列接続した抵抗6
03と606の中点に発生する電圧を電圧比較回路60
8の反転入力に入力し、更にまた直列接続した抵抗60
4と感温抵抗601の中点に発生する電圧を電圧比較回
路607の反転入力と電圧比較回路608の非反転入力
に入力してある。
【0093】そして、電圧比較回路607と608の出
力は、論理和回路609に入力されている。
【0094】よって、周辺温度が温度TL〜TH間にある
時には、電圧比較回路607と608の出力は共に0の
状態となっているから、論理和回路609の出力、即ち
信号Stempは0となり、この温度範囲外では、電圧比較
回路607と608の一方の出力は1の状態となり、信
号Stempは1となる。
【0095】以上の構成と動作をするので、所定の温度
範囲内、即ち温度TL〜TH間では充放電駆動を、範囲外
では4値駆動をさせることが出来る。
【0096】更に、また実施例2で説明したような、充
放電駆動と4値駆動の切り替える際にその温度にヒステ
リシスを持たせることも、図1の温度検出回路14を少
し変更するだけで済む。図7は変更した温度検出回路の
一構成例を示す図である。
【0097】図で、Vinは外部の定電圧源(図示せず。)
等から供給される電圧で、その電圧をVinとしてある。
701は感温抵抗で、温度TLでは抵抗値r2を持ち、
この温度TLより数度低い温度TLLでは抵抗値r3を持
つ。702〜704はr1の抵抗値を持つ固定抵抗で、
705は抵抗値r2を持つ固定抵抗、706は抵抗値r
3を持つ固定抵抗、707と708は演算増幅器による
電圧比較回路、709は反転入力の論理積回路、710
は論理積回路、711はセット・リセット回路でありそ
の出力をStempとしてある。
【0098】以上の構成となっていて、直列接続した抵
抗702と705の中点に発生する電圧を電圧比較回路
707の非反転入力に入力し、また直列接続した抵抗7
03と706の中点に発生する電圧を電圧比較回路70
8の非反転入力に入力し、更に直列接続した抵抗704
と感温抵抗701の中点に発生する電圧を電圧比較回路
707の反転入力と電圧比較回路708の反転入力に入
力してある。
【0099】そして、電圧比較回路707と708の出
力は、それぞれ反転入力の論理積回路709と論理積回
路710に入力される。更に反転入力の論理積回路70
9の出力はセット・リセット回路711のリセット入力
(図中、Rで示す。)に、論理積回路710のセット入力
(図中、Sで示す。)に入力される。
【0100】よって、周辺温度が温度TLより高い時に
は、電圧比較回路707と708の出力は共に0の状態
となっているから、反転入力の論理積回路709の出力
は1となり、この出力によってセット・リセット回路7
11の出力をリセット状態にする。即ち、信号Stempは
0となる。
【0101】この状態から周辺温度が温度TLより低
く、かつ温度TLLより高い時には、電圧比較回路707
の出力は1、708の出力は0となるから、反転入力の
論理積回路709と理積回路710の出力は共に0とな
る。
【0102】従って、セット・リセット回路711の出
力は今迄出力している状態、即ち0を維持する。
【0103】この状態から更に周辺温度が下がり、温度
TLLより低くなると、電圧比較回路707と708の出
力は共に1となるから、理積回路710の出力は1とな
る。
【0104】従って、この出力によってセット・リセッ
ト回路711の出力をセット状態にする。即ち1とな
る。
【0105】ここで、逆に周辺温度が上昇して、温度T
Lより低く、かつ温度TLLより高い状態の時には、電圧
比較回路707の出力は1、708の出力は0となるか
ら、反転入力の論理積回路709と理積回路710の出
力は共に0となる。
【0106】従って、セット・リセット回路711の出
力は今迄出力している状態、即ち1を維持する。
【0107】そして、更に周辺温度が上昇して温度TL
より高くなると、セット・リセット回路711の出力は
0となる。
【0108】以上のように、信号Stempは変化するか
ら、周辺温度が温度TLより高い状態から下がってい
き、温度TLLより下がった時に充放電駆動から4値駆動
に切替わる。そして、逆に温度TLLより周辺温度が低い
状態から上がって行く時には、温度TLより高くなった
時に4値駆動から充放電駆動に切替わる。よって、温度
TLL〜TL間の温度範囲分ヒステリシスをもつことにな
り、実施例2の駆動法を具現化することが可能となり、
実施例2で述べた効果が得られる。無論、高い温度での
切替えや、両方の温度での切替えの時も同様の回路構成
にすればヒステリシスを持たせることが可能である。
【0109】なお、本実施例では充放電駆動として片極
充放電駆動を例にとったが、両極充放電駆動でも同様の
効果が得られることは言うまでもなく、また両極充放電
駆動は、単に極性の反転した片極充放電駆動を組み合わ
せたものであり、周辺温度によってこの両極充放電駆動
から4値駆動に切り替える具体的な回路構成等は本実施
例の説明で容易に類推出来るので、具体的な説明は省略
する。
【0110】〔実施例4〕本実施例は請求項4記載の発
明にかかるものである。
【0111】ここでは、液晶装置を具備した電子機器と
して、カーナビゲーションシステムを例にとって説明す
る。
【0112】図8は本発明の電子機器の一構成例を示す
図である。
【0113】破線で囲んだ800は、図1で示した液晶
装置で、破線で囲んだ801は道路情報処理ユニットで
ある。
【0114】路情報処理ユニット801は、CPU80
11、ROM8012、RAM8013、操作スイッチ
等からなる操作盤8014、道路地図情報の入った、コ
ンパクトディスク及びその読み取り装置のCD801
5、現在位置を求める位置センサ8016、車の走って
いる速さを求める速度センサ8017、そして液晶装置
とのデータ等のやり取りをする液晶装置インタフェース
8018を含む。
【0115】路情報処理ユニット801は、例えば、操
作盤8014上の操作スイッチ等を操作することによ
り、希望する地域の地図情報をCD8015から読み出
し、位置センサ8016で現在位置を調べ、地図情報デ
ータ及び位置データを液晶装置801のコントローラ3
4を送る、といった処理動作をする。これらはROM8
012に書き込まれているプログラムに基づき、CPU
8011及びRAM8013を使って処理される。
【0116】液晶装置インタフェース8018は、充放
電駆動法で駆動する為の諸信号及びこの地図情報及び現
在位置の表示データを液晶装置800の制御回路15に
送る。これによって、液晶装置800の液晶素子10は
地図情報及び現在位置の表示を充放電駆動法で行う。
【0117】ここで、車の内部の温度環境は極めて悪
く、−30℃以下の低温や50℃以上の高温になること
が珍しくないが、実施例1から3で述べたように、この
ような環境でカーナビゲーションシステムを動かす時、
その内部構成の液晶装置800は4値駆動で表示を行う
ので、ちらつきが無く、また駆動電圧に余裕があり適正
な表示の濃さでの表示が可能となる。そして、液晶の劣
化も防止出来る。
【0118】そして、例えば暖気運転等で快適な温度に
達すると、液晶装置800は充放電駆動による高画質の
表示となる。
【0119】以上、電子機器の例として、カーナビゲー
ションシステムを挙げたが無論これに限定されるもので
は無く、これらの車載用の電子機器を始めとして周辺温
度が著しく変化するような用途に最適であるが、また、
電池等を用いた電子機器の場合に、液晶装置を駆動する
のに必要な電圧を電池の電圧から昇圧して得るが、不必
要に高い電圧まで昇圧する必要がなくなるので、昇圧回
路の構成を簡素化出来、また昇圧効率も上げられるの
で、携帯情報機器、液晶テレビ、グラフィック表示機能
等の多機能電卓、携帯電話、携帯型のパーソナルコンピ
ュータのような用途にも最適である。無論、これらに限
らず液晶装置を具備する電子機器の総てに適応可能であ
る。
【0120】以上述べたように、本発明の液晶装置を搭
載することによって、過酷な温度環境でも、ちらつきが
なく、また適正な表示の濃さの表示が可能となり、液晶
表示装置の回路構成を簡素化することが出来、長寿命の
製品を提供することが可能となる。
【0121】
【発明の効果】請求項1記載の本発明の液晶素子の駆動
方法によれば、周辺温度が温度TLを下回る場合あるい
は温度THを上回る場合には、4値駆動法で液晶素子が
駆動されるので、ちらつきや液晶の劣化がなくなる。一
方、この温度以外の場合には充放電駆動法で液晶素子が
駆動されるので高画質の表示が可能となる。
【0122】請求項2記載の本発明の液晶素子の駆動方
法によれば、周辺温度が例えば温度TL付近を上下する
ような環境でも、頻繁に4値駆動法と充放電駆動法の切
替わることが無くなり、この両駆動の切替わりによるち
らつきが防止出来るとともに請求項1記載の発明と同様
の効果が得られる。
【0123】請求項3記載の本発明の液晶装置による
と、請求項1ないし2記載の駆動方法による液晶装置が
具現化出来るので、請求項1ないし2記載の発明の効果
がある液晶装置を提供することが出来る。
【0124】請求項4記載の本発明の電子機器による
と、過酷な温度環境でも、ちらつきがなく、また適正な
表示の濃さの表示が可能となり、液晶表示装置の回路構
成や電源構成を簡素化することが出来、高品質、定価
格、長寿命の製品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例3の液晶装置の一構成例を示す
図。
【図2】従来技術と本発明の実施例3の液晶装置に用い
る液晶素子の構成例を示す模式図。
【図3】本発明の実施例3の液晶装置に用いる温度検出
回路の構成例を示す図。
【図4】本発明の実施例3の液晶装置に用いる電源回路
の構成例を示す図。
【図5】本発明の実施例3の液晶装置に用いる温度検出
回路の他の構成例を示す図。
【図6】本発明の実施例3の液晶装置に用いる温度検出
回路の更に他の構成例を示す図。
【図7】本発明の実施例3の液晶装置に用いる温度検出
回路のまた更に他の構成例を示す図。
【図8】実施例4の本発明の電子機器の一構成例を示す
図。
【図9】従来技術の液晶素子の1画素当たりの電気等価
回路を示す図。
【図10】従来技術の4値駆動法の駆動波形を示す図。
【図11】従来技術の片極性充放電駆動の駆動波形を示
す図。
【図12】従来技術の両極性充放電駆動の駆動波形を示
す図。
【符号の説明】 10.液晶素子 11.信号電極X1〜X5に印加する電圧波形を供給す
る回路(Xドライバ) 12.走査電極Y1〜Y5に印加する電圧波形を供給す
る回路(Yドライバ) 13.電源回路 14.温度検出回路 15.制御回路 16.スイッチ回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶層を狭持する一対の基板の一方の基板
    に複数の走査電極が形成され、他方の基板に複数の信号
    電極が前記走査電極の電極と交差するように形成され、
    前記走査電極と前記信号電極の交差部分毎に非線形抵抗
    素子及び画素電極が形成され、該画素電極と該画素電極
    と対向する前記走査電極もしくは前記信号電極とで画素
    が形成された液晶素子に、パルス幅もしくは電圧変調さ
    れた信号電圧波形を前記複数の各信号電極に与え、前記
    複数の各々の走査電極を順次選択し、該選択された走査
    電極に第1のモードにおいては、第1の選択電圧を前記
    複数の各走査電極に与え、第2のモードにおいては、前
    記信号電圧波形の中心電圧を基準として該第1の選択電
    圧と逆極性の第1のプリチャージ電圧を与えた後に、前
    記信号電圧波形の中心電圧を基準として該プリチャージ
    電圧と逆極性の第2選択電圧を前記複数の各走査電極に
    与える駆動方法、または、前記信号電圧波形を前記複数
    の各信号電極に与え、前記複数の各々の走査電極を順次
    選択し、該選択された走査電極に前記第1のモードと前
    記第2のモードに加え、第3のモードにおいては、前記
    信号電圧波形の中心電圧を基準として前記第1の選択電
    圧と逆極性の第3の選択電圧を前記複数の各走査電極に
    与え、第4のモードにおいては、前記信号電圧波形の中
    心電圧を基準として該第3の選択電圧と逆極性の第2の
    プリチャージ電圧を与えた後に、前記信号電圧波形の中
    心電圧を基準として該第2のプリチャージ電圧と逆極性
    の第4選択電圧を前記複数の各走査電極に与える駆動方
    法において、周辺温度が所定の温度より下がった場合と
    上回った場合の少なくとも一方の場合に、前記第1のモ
    ードと前記第2のモードのいずれかだけで前記複数の走
    査電極を選択する駆動方法に切り替わることを特徴とす
    る液晶素子の駆動方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の駆動方法において、前記所
    定の温度にヒステリシスを持たせたことを特徴とする液
    晶素子の駆動方法。
  3. 【請求項3】請求項1ないし2記載の駆動方法で駆動す
    る手段を具備することを特徴とする液晶装置。
  4. 【請求項4】請求項3記載の液晶装置と、該液晶装置に
    表示させる表示情報を供給してなる表示情報供給手段と
    を具備してなることを特徴とする電子機器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003022058A (ja) * 2001-07-09 2003-01-24 Seiko Epson Corp 電気光学装置、電気光学装置の駆動回路、電気光学装置の駆動方法および電子機器
US7196683B2 (en) 2000-04-10 2007-03-27 Sharp Kabushiki Kaisha Driving method of image display device, driving device of image display device, and image display device

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