JPS5918992A - 液晶表示装置用電源電圧発生回路 - Google Patents
液晶表示装置用電源電圧発生回路Info
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- JPS5918992A JPS5918992A JP12766882A JP12766882A JPS5918992A JP S5918992 A JPS5918992 A JP S5918992A JP 12766882 A JP12766882 A JP 12766882A JP 12766882 A JP12766882 A JP 12766882A JP S5918992 A JPS5918992 A JP S5918992A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、液晶表示装置用電源電圧発生回路に関する
。
。
液晶は、その寿命を長くさせるために交流駆動される。
マトリックス配置された複数の画素(セグメント)を持
つ液晶表示装置を駆動する場合に、走査線数nに応じて
最適な駆動条件を与える方法として電圧平均化法1/a
バイアス法が公知である。
つ液晶表示装置を駆動する場合に、走査線数nに応じて
最適な駆動条件を与える方法として電圧平均化法1/a
バイアス法が公知である。
電圧平均化法に従うと、液晶の光学的変化がそれに加え
られる電圧の実効値に依存するという前提の下で、画素
すべてに加えられる駆動電圧の実効値を一定にさせるよ
うに駆動電圧が変化させられる。
られる電圧の実効値に依存するという前提の下で、画素
すべてに加えられる駆動電圧の実効値を一定にさせるよ
うに駆動電圧が変化させられる。
第1図には、ドットマトリクス構成の液晶表示装置の構
成図が示されている。同図において、複数の画素SGは
、複数の共通電極COM1ないしCOM16と複数のセ
グメント電極S1ないしSlとの交点に配置される。複
数の画素SGによって所望のパターンを表示させるため
に、共通電極COM1ないしCOM16が適当な順序に
従って順次に走査(選択)される。セグメント電極S1
ないしS2は、表示すべきパターンに従って、共通電極
の走査と同期して選択、又は非選択レベルにされる。
成図が示されている。同図において、複数の画素SGは
、複数の共通電極COM1ないしCOM16と複数のセ
グメント電極S1ないしSlとの交点に配置される。複
数の画素SGによって所望のパターンを表示させるため
に、共通電極COM1ないしCOM16が適当な順序に
従って順次に走査(選択)される。セグメント電極S1
ないしS2は、表示すべきパターンに従って、共通電極
の走査と同期して選択、又は非選択レベルにされる。
第2図には、電圧平均化法に従って液晶衣示装置に印加
される電圧波形例が示されでbる。同図は、n=16、
1/5バイアスの場合の選択,非選択のタイミング図で
ある。
される電圧波形例が示されでbる。同図は、n=16、
1/5バイアスの場合の選択,非選択のタイミング図で
ある。
画素SGに加えられる駆動電圧は、選択期間以外は、ピ
ーク値V0の1/5のバイアス値とされる。すなわち、
駆動電圧は、表示装置に設けられる走査線の数、画素の
選択、非選択に応じて適当に重みづけされている。
ーク値V0の1/5のバイアス値とされる。すなわち、
駆動電圧は、表示装置に設けられる走査線の数、画素の
選択、非選択に応じて適当に重みづけされている。
いま、一般化して走査線数をn、バイアスを1/aとす
ると、選択及び非選択の画素に加えられる電圧の実効値
VS・VNSは、次式(1),(2)で与えられる。
ると、選択及び非選択の画素に加えられる電圧の実効値
VS・VNSは、次式(1),(2)で与えられる。
ここで、V0は駆動電圧(波高値)である。
コントラストのよい表示を得るには、VSとVNSの比
αが最大となるようにaが決められる。すなわち、上式
(1)及び2から、比αは、次式(3)のように表わさ
れる。
αが最大となるようにaが決められる。すなわち、上式
(1)及び2から、比αは、次式(3)のように表わさ
れる。
である。
例えば、走査線数nを16として、1/16のデューテ
ィーをもって画素を駆動する場合、aは5となりαma
xは約1.29となる。
ィーをもって画素を駆動する場合、aは5となりαma
xは約1.29となる。
そこで、この場合、画素に加えられる駆動電圧が上記第
2図A及びBに示したような波形となるよう走査線に加
えられる電圧及び表示駆動電圧がそれぞれ適当に設定さ
れる。
2図A及びBに示したような波形となるよう走査線に加
えられる電圧及び表示駆動電圧がそれぞれ適当に設定さ
れる。
なお、第2図C、Dは、それぞれ第1図に示されたよう
な共通電極(走査線)COM1、COM2に加えられる
電圧波形を示している。共通電極の選択レベルはV0も
しくは0とされ、非選択レベルは4V0/5もしくはV
0/5とされる。従って、第2図Cに従うと、共通電極
COM1は、1走査周期Tのうち最初の1/16周期γ
1において選択される。同様に、共通電極COM2は期
間γ2において選択される。セグメント電極は、前記の
ように共通電極の操作と表示させるべきデータとによっ
てそのレベルが決定される。セグメント電極の選択レベ
ルは、0もしくはV0とされ、非選択レベルは、2V0
/5もしくは3V0/5とされる。第2図Eは、第1図
のセグメント電極S1に結合された画素(セグメント)
SG11ないしSG161のうち画素SG11のみを選
択(衣示)させるべきときにセグメント電極S1に印加
される電圧波形例を示している。選択されるべき画素S
G11には第2図Aに示されたような波形となる電圧が
印加され、非選択の画素SG21には第2図Bに示され
たような波形となる電圧が印加される。
な共通電極(走査線)COM1、COM2に加えられる
電圧波形を示している。共通電極の選択レベルはV0も
しくは0とされ、非選択レベルは4V0/5もしくはV
0/5とされる。従って、第2図Cに従うと、共通電極
COM1は、1走査周期Tのうち最初の1/16周期γ
1において選択される。同様に、共通電極COM2は期
間γ2において選択される。セグメント電極は、前記の
ように共通電極の操作と表示させるべきデータとによっ
てそのレベルが決定される。セグメント電極の選択レベ
ルは、0もしくはV0とされ、非選択レベルは、2V0
/5もしくは3V0/5とされる。第2図Eは、第1図
のセグメント電極S1に結合された画素(セグメント)
SG11ないしSG161のうち画素SG11のみを選
択(衣示)させるべきときにセグメント電極S1に印加
される電圧波形例を示している。選択されるべき画素S
G11には第2図Aに示されたような波形となる電圧が
印加され、非選択の画素SG21には第2図Bに示され
たような波形となる電圧が印加される。
駆動電圧V0は、液晶表示装置の特性に応じて決められ
る。駆動電圧V0が大きくされすぎた場合、これに応じ
て、非選択とされているべき画素に加えられる電圧の実
効値が増加される。その結果、すべての画素が選択され
てしまう。逆に、駆動電圧V0が小さくされすぎてしま
う場合、選択されるべき画素に印加される電圧の実効値
が不充分な値となる。その結果、いかなる画素も選択さ
れなくなってくる。
る。駆動電圧V0が大きくされすぎた場合、これに応じ
て、非選択とされているべき画素に加えられる電圧の実
効値が増加される。その結果、すべての画素が選択され
てしまう。逆に、駆動電圧V0が小さくされすぎてしま
う場合、選択されるべき画素に印加される電圧の実効値
が不充分な値となる。その結果、いかなる画素も選択さ
れなくなってくる。
第3図には、画素の駆動電圧V0対相対反射輝度B特性
が示されている。特性曲線CVSは、選択されるべき画
素すなわち第2図Aに示されたような波形の電圧が印加
される画素における特性を示し、特性曲線CVNSは、
非選択とされるべき画素すなわち第2図Bに示されたよ
うな波形の電圧が印加される画素における特性を示して
いる。
が示されている。特性曲線CVSは、選択されるべき画
素すなわち第2図Aに示されたような波形の電圧が印加
される画素における特性を示し、特性曲線CVNSは、
非選択とされるべき画素すなわち第2図Bに示されたよ
うな波形の電圧が印加される画素における特性を示して
いる。
特性曲線CVS及びCVNSから次のことが明らかとな
る。すなわち、非選択画素における許容できる反射輝度
の下限値が80%であり、また選択画素における許容で
きる反射輝度の上限値が40%であるとすると、これに
応じて駆動電圧V0の取り得る範囲は同図中で斜線をほ
どこした範囲(V60≦V0≦V40)に制限される。
る。すなわち、非選択画素における許容できる反射輝度
の下限値が80%であり、また選択画素における許容で
きる反射輝度の上限値が40%であるとすると、これに
応じて駆動電圧V0の取り得る範囲は同図中で斜線をほ
どこした範囲(V60≦V0≦V40)に制限される。
言いかえると斜線範囲が、実質的にクロストークのない
動作電圧範囲であるとみなされる。従って駆動電圧V0
は、望ましくは最大許容値V60と最小許容値V40と
によって決まる中心値に設定される。なお、上記動作電
圧範囲は、上式より走査線数nの増大とともに狭くなる
。
動作電圧範囲であるとみなされる。従って駆動電圧V0
は、望ましくは最大許容値V60と最小許容値V40と
によって決まる中心値に設定される。なお、上記動作電
圧範囲は、上式より走査線数nの増大とともに狭くなる
。
そして、このような液晶のしきい値特性には、視角依存
性がある。この視角依存性を考慮すると動作電圧V0の
範囲はより狭くなる。さらに、駆動電圧V0の最適範囲
は、液晶材料の特性に応じて、比較的強い濃度依存性を
持つ。第4図には、温度対駆動電圧特性の一例が示され
ている。例えば、ある種の液晶では、その最適駆動電圧
が、0°〜25℃のような比較的せまい温度変化に対し
て、約0.11ボルトも変化するという負の温度係数を
有する。かてて加えて、最適駆動電圧の範囲は表示装置
の製造ぱらつきに応じて例えば、V40′,V60′の
ように、比較的大きくぱらついてしまうものである。
性がある。この視角依存性を考慮すると動作電圧V0の
範囲はより狭くなる。さらに、駆動電圧V0の最適範囲
は、液晶材料の特性に応じて、比較的強い濃度依存性を
持つ。第4図には、温度対駆動電圧特性の一例が示され
ている。例えば、ある種の液晶では、その最適駆動電圧
が、0°〜25℃のような比較的せまい温度変化に対し
て、約0.11ボルトも変化するという負の温度係数を
有する。かてて加えて、最適駆動電圧の範囲は表示装置
の製造ぱらつきに応じて例えば、V40′,V60′の
ように、比較的大きくぱらついてしまうものである。
従って、この発明の目的は、液晶に対する温度保証機能
及びバラツキ補償機能とを備えた液晶表示装置用電源電
圧発生回路を提供することにある。
及びバラツキ補償機能とを備えた液晶表示装置用電源電
圧発生回路を提供することにある。
この発明の他の目的は、以下の説明及び図面から明らか
になるであろう。
になるであろう。
以下、この発明を実施例とともに詳細に説明する。
第5図には、この発明の一実施例の回路ブロック図が示
されている。
されている。
図示の回路1ないし4は、公知のCMOS集積回路技術
によって、1つの半導体チップ上に形成される。各回路
の電源電圧は、外部端子P1とP0との間に結合された
電源Eから出力される。
によって、1つの半導体チップ上に形成される。各回路
の電源電圧は、外部端子P1とP0との間に結合された
電源Eから出力される。
記号1で示されているのは、レベル設定用レギレータで
ある。このレギレータ1は、特に制限されないが、電圧
比較回路CL1と、可変インピーダンス手段としてのM
OSFETQ1とにより構成されている。
ある。このレギレータ1は、特に制限されないが、電圧
比較回路CL1と、可変インピーダンス手段としてのM
OSFETQ1とにより構成されている。
電圧比較回路CL1は、ゲート電極が互いに逆導電型の
シリコンから構成され且つ互いに同じチャンネル導電型
とされた一対のMOSFETを含んでいる。電圧比較回
路CL1は、上記一対のMOSFETのしきい値電圧差
(第7図参照)によって決定されるオフセット電圧VO
F1を持つ。上記一対のMOSFETは、半導体集積回
路技術によって、互いに等しい不純物濃度にされたチャ
ンネル形成領域、及び互いに等しい材質、厚さとされた
ゲート絶縁膜を持つ。従って、一対のMOSFETのし
きい値電圧差すなわちオフセット電圧VOF1は、p型
シリコンとn型シリコンのフエルミレベル差に等しくさ
れる。p型シリコンとn型シリコンにおける導電決定不
純物がほゞ飽和濃度に等しいような高濃度にされること
によって、オフセット電圧VOF1は、実質的にシリコ
ンのバンドギャップに等しいような値になる。
シリコンから構成され且つ互いに同じチャンネル導電型
とされた一対のMOSFETを含んでいる。電圧比較回
路CL1は、上記一対のMOSFETのしきい値電圧差
(第7図参照)によって決定されるオフセット電圧VO
F1を持つ。上記一対のMOSFETは、半導体集積回
路技術によって、互いに等しい不純物濃度にされたチャ
ンネル形成領域、及び互いに等しい材質、厚さとされた
ゲート絶縁膜を持つ。従って、一対のMOSFETのし
きい値電圧差すなわちオフセット電圧VOF1は、p型
シリコンとn型シリコンのフエルミレベル差に等しくさ
れる。p型シリコンとn型シリコンにおける導電決定不
純物がほゞ飽和濃度に等しいような高濃度にされること
によって、オフセット電圧VOF1は、実質的にシリコ
ンのバンドギャップに等しいような値になる。
電圧比較回路CL1の非反転入力(+)には、接地電位
(0ボルト)が与えられる。外部電源電圧供給端子P1
とその反転入力(−)との間には、MOSFETQ1が
設けられている。このMOSFETQ1のゲートには、
上記電圧比較回路CL1の出力電圧が印加される。これ
により、上記反転入力(−)の電圧VOL1を上記オフ
セット電圧VOF1と等しくさせるように、MOSFE
TQ1のインピーダンスが制御される。その結果、上記
電圧VOL1は、オフセット電圧VOF1に従った定電
圧となる。この場合、上記オフセット電圧VOF1が上
記のようにシリコンのバンドギャップにほゞ等しい値に
され、上記一対のMOSFETのそれぞれのしきい値電
圧の比較的大きい絶対値ばらつきのような素子特性のば
らつきに実質的に影響されず、かつ、温度依存性を実質
的に持たない極めて安定した電圧(約1.1ボルト)で
あることより、上記電圧VOL1も同様に極めて安定し
た定電圧となる。この定電圧VOL1は、可変抵抗Rに
よって分圧される。可変抵抗Rを介して得られる分圧電
圧VRは上記定電圧VOL1の範囲内で任意のレベルに
設定され得る。
(0ボルト)が与えられる。外部電源電圧供給端子P1
とその反転入力(−)との間には、MOSFETQ1が
設けられている。このMOSFETQ1のゲートには、
上記電圧比較回路CL1の出力電圧が印加される。これ
により、上記反転入力(−)の電圧VOL1を上記オフ
セット電圧VOF1と等しくさせるように、MOSFE
TQ1のインピーダンスが制御される。その結果、上記
電圧VOL1は、オフセット電圧VOF1に従った定電
圧となる。この場合、上記オフセット電圧VOF1が上
記のようにシリコンのバンドギャップにほゞ等しい値に
され、上記一対のMOSFETのそれぞれのしきい値電
圧の比較的大きい絶対値ばらつきのような素子特性のば
らつきに実質的に影響されず、かつ、温度依存性を実質
的に持たない極めて安定した電圧(約1.1ボルト)で
あることより、上記電圧VOL1も同様に極めて安定し
た定電圧となる。この定電圧VOL1は、可変抵抗Rに
よって分圧される。可変抵抗Rを介して得られる分圧電
圧VRは上記定電圧VOL1の範囲内で任意のレベルに
設定され得る。
記号2で示されているのは、温度補償用レギレータであ
る。このレギレータ2は、特に制限されないが電圧比較
回路CL2と、可変インピーダンスとしての制御MOS
FETQ2とにより構成されている。
る。このレギレータ2は、特に制限されないが電圧比較
回路CL2と、可変インピーダンスとしての制御MOS
FETQ2とにより構成されている。
この実施例に従うと、液晶表示装置に供給される駆動電
圧は、MOSFETのしきい値電圧対温度特性にもとづ
いて変化される。この場合、半導体集積回路装置として
構成されるMOSFETのしきい値電圧が負の温度係数
を持つので、液晶表示装置に供給される駆動電圧は、動
作温度の上昇とともに減少される。すなわち、上記駆動
電圧は、温度の変化とともに適切例変化される。
圧は、MOSFETのしきい値電圧対温度特性にもとづ
いて変化される。この場合、半導体集積回路装置として
構成されるMOSFETのしきい値電圧が負の温度係数
を持つので、液晶表示装置に供給される駆動電圧は、動
作温度の上昇とともに減少される。すなわち、上記駆動
電圧は、温度の変化とともに適切例変化される。
上記電圧比較回路CL2は、液晶表示装置の温度補償の
ために、駆動すべき液晶の温度係数に見合った温度係数
にされたオフセット電圧VOF2を持っている。
ために、駆動すべき液晶の温度係数に見合った温度係数
にされたオフセット電圧VOF2を持っている。
このオフセット電圧VOF2は、MOSFETのしきい
値電圧を利用したレベルシフト回路等よって形成される
。
値電圧を利用したレベルシフト回路等よって形成される
。
上記電圧比較回路CL2の非反転入力(+)には上記レ
ベル設定用レギレータ1の出力電圧VRが印加される。
ベル設定用レギレータ1の出力電圧VRが印加される。
制御MOSFETQ2は、外部電源電圧供給端子P1と
その反転入力(−)との間に設けられ、そのゲートには
、電圧比較回路CL2の出力電圧が印加される。
その反転入力(−)との間に設けられ、そのゲートには
、電圧比較回路CL2の出力電圧が印加される。
これにより、MOSFETQ2のインピーダンスが上記
レギレータ1のMOSFETQ1と同様に制御される結
果として、電圧比較回路CL2の反転入力(−)の電圧
VCL2は、上記電圧VRとオフセット電圧VOF2と
を加算した電圧に等しい値になる。
レギレータ1のMOSFETQ1と同様に制御される結
果として、電圧比較回路CL2の反転入力(−)の電圧
VCL2は、上記電圧VRとオフセット電圧VOF2と
を加算した電圧に等しい値になる。
温度補償用レギュレータ2の出力電圧、すなわち電圧V
OL2は記号3で示された昇圧回路に伝えられる。昇圧
回路3は、その詳細な回路構成の図示を省略するが、チ
ャージポンプ容量C1のような複数の容量、平滑容器C
nのような複数の容量及び複数のスイッチMOSFET
を備えている。
OL2は記号3で示された昇圧回路に伝えられる。昇圧
回路3は、その詳細な回路構成の図示を省略するが、チ
ャージポンプ容量C1のような複数の容量、平滑容器C
nのような複数の容量及び複数のスイッチMOSFET
を備えている。
昇圧回路3は電圧VOL2を入力電圧として、例えば上
述のような1/5バイアス電圧により液晶表示装置を駆
動することができるようにするために、この電圧VOL
2と、その2倍,3倍,4倍及び5倍昇圧した値(2V
ないし5V(=0))の各電圧を形成する。例えば、容
量C1は、定常的に繰り返えされる昇圧動作のうちの第
1期間においてスイッチMOSFETを介してその一方
の端子に電圧VOL2が供給され、その他方の端子に回
路の接地電圧が供給される。その結果、容量C1は電圧
VOL2に充電される。昇圧動作の第2期間において容
量C1の他方の端子に電圧VOL2が供給され、その結
果容量C1の一方の端子にほゞ2・VOL2に昇圧され
た電圧が出力される。容量C1によって昇圧された電圧
2・VOL2は、適当なスイッチMOSFETを介して
平滑容量Cnに供給される。このような昇圧動作の繰り
返えしによって、平滑容量Cnの充電々圧は、電圧VO
L2に対してほゞ2倍の値に維持される。同様に、平滑
容量Onに得られる2倍昇圧電圧と入力電圧VOL2を
利用する回路動作によって3倍昇圧電圧が得られ、2倍
昇圧電圧、3倍昇圧電圧を利用する回路動作によって4
倍、5倍昇圧電圧が得られる。特に制限されないが、昇
圧動作で必要とされる容量C1、Cnのような容量は、
比較的大容量であることによって、半導体集積回路装置
の外付部品とされる。すなわち容量C1ないしCnは、
半導体集積回路装置の外部端子P4ないしP5に結合さ
れる。昇圧回路3を動作させるための適当なクロック信
号は、特に制限されないが、駆動回路4内の後述するよ
うな制御回路から出力される。
述のような1/5バイアス電圧により液晶表示装置を駆
動することができるようにするために、この電圧VOL
2と、その2倍,3倍,4倍及び5倍昇圧した値(2V
ないし5V(=0))の各電圧を形成する。例えば、容
量C1は、定常的に繰り返えされる昇圧動作のうちの第
1期間においてスイッチMOSFETを介してその一方
の端子に電圧VOL2が供給され、その他方の端子に回
路の接地電圧が供給される。その結果、容量C1は電圧
VOL2に充電される。昇圧動作の第2期間において容
量C1の他方の端子に電圧VOL2が供給され、その結
果容量C1の一方の端子にほゞ2・VOL2に昇圧され
た電圧が出力される。容量C1によって昇圧された電圧
2・VOL2は、適当なスイッチMOSFETを介して
平滑容量Cnに供給される。このような昇圧動作の繰り
返えしによって、平滑容量Cnの充電々圧は、電圧VO
L2に対してほゞ2倍の値に維持される。同様に、平滑
容量Onに得られる2倍昇圧電圧と入力電圧VOL2を
利用する回路動作によって3倍昇圧電圧が得られ、2倍
昇圧電圧、3倍昇圧電圧を利用する回路動作によって4
倍、5倍昇圧電圧が得られる。特に制限されないが、昇
圧動作で必要とされる容量C1、Cnのような容量は、
比較的大容量であることによって、半導体集積回路装置
の外付部品とされる。すなわち容量C1ないしCnは、
半導体集積回路装置の外部端子P4ないしP5に結合さ
れる。昇圧回路3を動作させるための適当なクロック信
号は、特に制限されないが、駆動回路4内の後述するよ
うな制御回路から出力される。
昇圧回路3の出力電圧は、駆動回路4に供給される。駆
動回路4は、その詳細を図示しないが、液晶表示装置5
によって表示させるべきデータが書き込まれるRAM(
ランダムアクセスメモリ)、上記RAMから出力される
データ信号を受けることによって適当なパターンデータ
を形成するROM(リードオンリメモリ)からなるよう
なパターン発生回路、上記パターン発生回路の出力を保
持するラッチ回路もしくはレジスタ、上記ラッチ回路か
ら出力されるパターンデータ信号と適当なタイミング信
号とによって、液晶表示装置5のセグメント電極に供給
すべき電圧を選択する第1電圧選択回路、上記タイミン
グ信号と同期して液晶表示装置5の共通電極に供給すべ
き電圧を選択する第2電圧選択回路、及びこれらの回路
の動作を制御するための制御回路から構成される。駆動
回路4内のRAMに書き込むべきデータは、外部端子P
7ないしP8を介して、図示しないマイクロコンピュー
タのような情報処理装置から供給される。
動回路4は、その詳細を図示しないが、液晶表示装置5
によって表示させるべきデータが書き込まれるRAM(
ランダムアクセスメモリ)、上記RAMから出力される
データ信号を受けることによって適当なパターンデータ
を形成するROM(リードオンリメモリ)からなるよう
なパターン発生回路、上記パターン発生回路の出力を保
持するラッチ回路もしくはレジスタ、上記ラッチ回路か
ら出力されるパターンデータ信号と適当なタイミング信
号とによって、液晶表示装置5のセグメント電極に供給
すべき電圧を選択する第1電圧選択回路、上記タイミン
グ信号と同期して液晶表示装置5の共通電極に供給すべ
き電圧を選択する第2電圧選択回路、及びこれらの回路
の動作を制御するための制御回路から構成される。駆動
回路4内のRAMに書き込むべきデータは、外部端子P
7ないしP8を介して、図示しないマイクロコンピュー
タのような情報処理装置から供給される。
駆動回路4から出力される駆動信号は、外部端子P9な
いしP10を介して液晶表示装置5に供給される。
いしP10を介して液晶表示装置5に供給される。
この実施例に従うと、回路1ないし4が形成されたCM
OS集積回路装置と、液晶表示装置5とは、例えば1つ
のケース内に配置され、同じ周囲温度のもとに置かれる
。回路1ないし4が形成されたCMOS集積回路装置は
、それ自体よく知られているように著るしく小さい消費
電力特性を持ち、その動作状態における温度上昇は充分
に小さい。CMOS集積回路装置の温度上昇が充分に小
さいことによって、温度補償用レギュレータ2内に設け
られる温度補償用MOSFETは、その動作温度が、液
晶表示装置5のそれと実質的に等しいような値にされる
。温度補償MOSFETに、周囲温度の変化と実質的に
等しい大きい温度変化を与えることができるので、温度
補償用レギュレータ2から適切な温度係数の電圧を出力
させることができる。
OS集積回路装置と、液晶表示装置5とは、例えば1つ
のケース内に配置され、同じ周囲温度のもとに置かれる
。回路1ないし4が形成されたCMOS集積回路装置は
、それ自体よく知られているように著るしく小さい消費
電力特性を持ち、その動作状態における温度上昇は充分
に小さい。CMOS集積回路装置の温度上昇が充分に小
さいことによって、温度補償用レギュレータ2内に設け
られる温度補償用MOSFETは、その動作温度が、液
晶表示装置5のそれと実質的に等しいような値にされる
。温度補償MOSFETに、周囲温度の変化と実質的に
等しい大きい温度変化を与えることができるので、温度
補償用レギュレータ2から適切な温度係数の電圧を出力
させることができる。
上記構成に従うと、電圧VCL2の温度係数を不
所望に変化させることなく、この電圧VCL2のレベル
調整を電圧VRの調整によって行なうことができる。従
って、駆動すべき液晶表示装置の特性及び製造ばらつき
に見合ったレベル調整及び温度補償を実現することがで
きる。
調整を電圧VRの調整によって行なうことができる。従
って、駆動すべき液晶表示装置の特性及び製造ばらつき
に見合ったレベル調整及び温度補償を実現することがで
きる。
そして、この実施例のように昇圧回路を用いた場合には
各バイアス電圧Vないし5V間でも、その相対的レベル
調整及び温度補償が自動的に行なえるという利点を有す
る。
各バイアス電圧Vないし5V間でも、その相対的レベル
調整及び温度補償が自動的に行なえるという利点を有す
る。
第6図には、上記レギレータ1,2の具体的一実施例回
路が示されている。
路が示されている。
この実施例におけるMOSFETQ1ないしQ23は、
前記のように、公知の相補型MOS集積回路技術によっ
て、第5図の回路3及び4を構成するMOSFETとと
もに1個の半導体基板上に形成される。
前記のように、公知の相補型MOS集積回路技術によっ
て、第5図の回路3及び4を構成するMOSFETとと
もに1個の半導体基板上に形成される。
レベル設定用レギレータ1の電圧比較回路CL1は、イ
カの各回路素子によって構成されている。
カの各回路素子によって構成されている。
pチャンネル作動MOSFETQ3,Q4は、シリコン
バンドギャップに実質的に等しい値のしきい値電圧差、
すなわちオフセット電圧VOF1を持つように構成され
る。そのため、MOSFETQ3は、そのゲート電極が
p型不純物を1016cm−3以上のような高濃度で含
むポリシリコン層から構成され、MOSFETQ4は、
そのゲート電極がn型不純物を同様に1018cm−3
以上のような高濃度で含むポリシリコン層から構成され
ている。これに応じてMOSFETQ3,Q4のID−
IG特性は第7図に示すように一定の差を持つものであ
る。この差はオフセット電圧VOF1と等しい。
バンドギャップに実質的に等しい値のしきい値電圧差、
すなわちオフセット電圧VOF1を持つように構成され
る。そのため、MOSFETQ3は、そのゲート電極が
p型不純物を1016cm−3以上のような高濃度で含
むポリシリコン層から構成され、MOSFETQ4は、
そのゲート電極がn型不純物を同様に1018cm−3
以上のような高濃度で含むポリシリコン層から構成され
ている。これに応じてMOSFETQ3,Q4のID−
IG特性は第7図に示すように一定の差を持つものであ
る。この差はオフセット電圧VOF1と等しい。
上記差動MOSFETQ3,Q4のドレインには、電流
ミラー回路を構成するnチャンネルMOSFETQ5,
Q6が負荷として設けられている。
ミラー回路を構成するnチャンネルMOSFETQ5,
Q6が負荷として設けられている。
上記差動MOSFETQ3,Q4の共通ソース側には、
低電流源としてのpチャンネルMOSFETQ7が設け
られている。
低電流源としてのpチャンネルMOSFETQ7が設け
られている。
また、MOSFETQ8ないしQ11は、定電流バイア
ス回路を構成している。上記MOSFETQ7と、後述
するMOSFETQ12とは、この定電流バイアス回路
によって定電流動作にさせられる。
ス回路を構成している。上記MOSFETQ7と、後述
するMOSFETQ12とは、この定電流バイアス回路
によって定電流動作にさせられる。
上記構成の電圧比較回路CL1には、外部電源電圧端子
P1から電源電圧が供給される。
P1から電源電圧が供給される。
上記電圧比較回路CL1の非反転入力(+)であるMO
SFETQ3のゲートは接地されている。
SFETQ3のゲートは接地されている。
反転入力(−)であるMOSFETQ4のゲートと、上
記電源供給端子P1との間にはMOSFETQ1が設け
られている。このMOSFETQ1のゲートには、上記
電圧比較回路CL1の出力電圧が印加される。定電流M
OSFETQ12は、上記MOSFETQ1に適当なバ
イアス電流を流すために設けられている。
記電源供給端子P1との間にはMOSFETQ1が設け
られている。このMOSFETQ1のゲートには、上記
電圧比較回路CL1の出力電圧が印加される。定電流M
OSFETQ12は、上記MOSFETQ1に適当なバ
イアス電流を流すために設けられている。
この実施例では、特に制限されないが、ICの外部端子
の不所望な増加を防ぐため、レベル設定のための分圧回
路は、内部に設けられた固定抵抗R1と、外部端子P2
を介して外部に設けられた可変抵抗R2とにより構成さ
れている。分圧電圧VRのレベル調整は、この可変抵抗
R2の調整により簡単に行なえるようになっている。
の不所望な増加を防ぐため、レベル設定のための分圧回
路は、内部に設けられた固定抵抗R1と、外部端子P2
を介して外部に設けられた可変抵抗R2とにより構成さ
れている。分圧電圧VRのレベル調整は、この可変抵抗
R2の調整により簡単に行なえるようになっている。
一方、温度補償用レギレータ2の電圧比較回路CL2は
、次の相違点を除き、上記電圧比較回路CL1と同様で
ある。
、次の相違点を除き、上記電圧比較回路CL1と同様で
ある。
差動MOSFETQ13とQ14は、特に制限されない
が、上記分圧電圧V1のレベル設定範囲との関係から、
具体的には出力電圧VOL2の電圧値を−1.2〜−1
.5ボルトのような範囲にわたって調整可能とするため
、次のようなオフセット電圧VOF′を得るためのしき
い値電圧差を持つようにされる。
が、上記分圧電圧V1のレベル設定範囲との関係から、
具体的には出力電圧VOL2の電圧値を−1.2〜−1
.5ボルトのような範囲にわたって調整可能とするため
、次のようなオフセット電圧VOF′を得るためのしき
い値電圧差を持つようにされる。
すなわち、MOSFETQ13は、そのゲート電極がM
OSFETQ4のそれと同様にn型不純物を高濃度で含
むポリシリコン層から構成され、MOSFET14は、
そのゲート電極が真性の、すなわち導電型決定不純物を
実質的に含まないポリシリコン層から構成される。この
場合、MOSFETQ14のID−IG特性は、第6図
に点線で示すようになる。
OSFETQ4のそれと同様にn型不純物を高濃度で含
むポリシリコン層から構成され、MOSFET14は、
そのゲート電極が真性の、すなわち導電型決定不純物を
実質的に含まないポリシリコン層から構成される。この
場合、MOSFETQ14のID−IG特性は、第6図
に点線で示すようになる。
したがって、両者の差(約0.48ボルト)がオフセッ
ト電圧VOF2′としてあらわれる。
ト電圧VOF2′としてあらわれる。
反転入力側のMOSFETQ14には、ダイオード形態
のすなわちゲートとドレインが共通結合されたMOSF
ETQ23によるレベルシフト回路が設けられている。
のすなわちゲートとドレインが共通結合されたMOSF
ETQ23によるレベルシフト回路が設けられている。
このMOSFETQ23のしきい値電圧VthNに所定
の負の温度係数を持たせるため、このMOSFETQ2
3には定電流MOSFETQ23により、適当な値のバ
イアス電流(約10nA程度)が流される。上記MOS
FETQ23のしきい値電圧VthNは、例えば0.4
5ボルト程度とされる。これにより、電圧比較回路CL
2は、実質的に約0.93ボルト程度のオフセット電圧
VOF2を持つ。
の負の温度係数を持たせるため、このMOSFETQ2
3には定電流MOSFETQ23により、適当な値のバ
イアス電流(約10nA程度)が流される。上記MOS
FETQ23のしきい値電圧VthNは、例えば0.4
5ボルト程度とされる。これにより、電圧比較回路CL
2は、実質的に約0.93ボルト程度のオフセット電圧
VOF2を持つ。
電圧比較回路CL2がこのように約0.93ボルト程度
のオフセット電圧を持つので、出力電圧VOL2の電圧
範囲を−1.2〜1.5ボルト程度とするためには、電
圧VRを−0.3〜0.8ボルトの範囲で変化させれば
よい。この電圧VRは、上記定電圧VOL1(約1.1
ボルト)を分圧することによって充分に得ることができ
る。出力電圧VOL2には、MOSFETQ23のしき
い値電流VthNに負の温度係数に一致するような温度
係数が与えられる。
のオフセット電圧を持つので、出力電圧VOL2の電圧
範囲を−1.2〜1.5ボルト程度とするためには、電
圧VRを−0.3〜0.8ボルトの範囲で変化させれば
よい。この電圧VRは、上記定電圧VOL1(約1.1
ボルト)を分圧することによって充分に得ることができ
る。出力電圧VOL2には、MOSFETQ23のしき
い値電流VthNに負の温度係数に一致するような温度
係数が与えられる。
これにより、出力電圧VOL2に対して上述のように0
℃から25℃の温度変化に対して、−70mV(ミリボ
ルト)のような適切な電圧変化を設定することができる
。
℃から25℃の温度変化に対して、−70mV(ミリボ
ルト)のような適切な電圧変化を設定することができる
。
この発明は、前記実施例に限定されない。
例えば、竃圧比較回路CL2に適当な温度係数のオフセ
ット電圧を与えるために、必要ならば、上記分圧電圧V
Rを上述のようなレベルシフト回路を通してMOSFE
TQ13のゲートに入カするようにしてもよい。
ット電圧を与えるために、必要ならば、上記分圧電圧V
Rを上述のようなレベルシフト回路を通してMOSFE
TQ13のゲートに入カするようにしてもよい。
また、この電圧比較回路CL2にオフセット電圧VOF
2を与えるための構成は、得るべき出力電圧VOL2に
応じて、種々の実施形態を採ることができる。例えば、
上述のように1.2〜1.5ボルト程度の範囲の電圧を
得るときには、MOSFETQ23のゲート絶縁膜の膜
厚,膜質及びチャンネル長等により、そのしきい値電圧
Vthのみで、上述のような電圧(0.9ボルト程度)
を形成するものとしてもよい。
2を与えるための構成は、得るべき出力電圧VOL2に
応じて、種々の実施形態を採ることができる。例えば、
上述のように1.2〜1.5ボルト程度の範囲の電圧を
得るときには、MOSFETQ23のゲート絶縁膜の膜
厚,膜質及びチャンネル長等により、そのしきい値電圧
Vthのみで、上述のような電圧(0.9ボルト程度)
を形成するものとしてもよい。
さらに、使用するMOSFETの導電型は、必要とされ
る電圧の極性に応じて、種々の組み合せとするものであ
ってもよい。
る電圧の極性に応じて、種々の組み合せとするものであ
ってもよい。
第6図に示されたようなMOSFETQ17、Q22は
、MOSFETQ8ないしQ11からなるバイアス回路
によってバイアスされても良い。この場合、MOSFE
TQ15ないしQ21からなるバイアス回路は省略する
ことができる。
、MOSFETQ8ないしQ11からなるバイアス回路
によってバイアスされても良い。この場合、MOSFE
TQ15ないしQ21からなるバイアス回路は省略する
ことができる。
第5図に示されたレギュレータ1は、それ自体正確であ
りかつ温度変動によっても実質的にレベル変化しないよ
うな出力電圧を形成できるものであれば良く、第6図に
示されたような具体的回路に限定されない。レギュレー
タ1から出力される電圧は、そのレベルがMOSFET
Q3とQ4のゲート電極としてのシリコン層のフエルミ
レベルの差によって決定される代りに、互いに異なる金
属材料から構成されたところのゲート電極における仕事
函数差によって決定されても良い。
りかつ温度変動によっても実質的にレベル変化しないよ
うな出力電圧を形成できるものであれば良く、第6図に
示されたような具体的回路に限定されない。レギュレー
タ1から出力される電圧は、そのレベルがMOSFET
Q3とQ4のゲート電極としてのシリコン層のフエルミ
レベルの差によって決定される代りに、互いに異なる金
属材料から構成されたところのゲート電極における仕事
函数差によって決定されても良い。
電圧VRのレベルを決めるための回路は、第5図及ひ第
6図に示されたような可変抵抗のみに限定されない。第
8図には、電圧VRのレベルを変更させるための他の回
路が示されている。抵抗R31ないしR33は、それぞ
れにおける抵抗値に適当な重みがつけられている。これ
らの抵抗R31ないしR33は、MOSFETQ30な
いしQ32がカウンタ6の出力によってオン状態にされ
ると、抵抗R2に実質的に並列接続される。外部端子P
9は、スイッチKSがオン状態にされていないとき、プ
ルアップ抵抗R4によって負電位(論理“0”)に維持
される。従って、ゲート回路Gは閉じられており、カウ
ンタ6の内容は、以前の状態に保持される。スイッチK
Sが閉じられると、これに応じて外部端子P9が論埋“
1”にされるのでゲート回路Gが開かれ、クロック信号
φがカウンタ6に供給される。その結果、カウンタ6の
内容が更新される。MOSFETQ30ないしQ32の
オン、オフ状態は、カウンタ6の内容の変化に応じて制
御される。その結果、電圧VRのレベルが変化される。
6図に示されたような可変抵抗のみに限定されない。第
8図には、電圧VRのレベルを変更させるための他の回
路が示されている。抵抗R31ないしR33は、それぞ
れにおける抵抗値に適当な重みがつけられている。これ
らの抵抗R31ないしR33は、MOSFETQ30な
いしQ32がカウンタ6の出力によってオン状態にされ
ると、抵抗R2に実質的に並列接続される。外部端子P
9は、スイッチKSがオン状態にされていないとき、プ
ルアップ抵抗R4によって負電位(論理“0”)に維持
される。従って、ゲート回路Gは閉じられており、カウ
ンタ6の内容は、以前の状態に保持される。スイッチK
Sが閉じられると、これに応じて外部端子P9が論埋“
1”にされるのでゲート回路Gが開かれ、クロック信号
φがカウンタ6に供給される。その結果、カウンタ6の
内容が更新される。MOSFETQ30ないしQ32の
オン、オフ状態は、カウンタ6の内容の変化に応じて制
御される。その結果、電圧VRのレベルが変化される。
第1図は、ドットマトリクス構成の液晶表示装置の構成
図、 第2図は、液晶表示装置に加えられる駆動電圧の波形図
、 第3図,第4図は、それぞれ液晶表示装置の特性曲線図
、 第5図は、この発明の一実施例を示すブロック図、 第6図は、その具体的一実施例回路図、第7図は、その
電圧比較回路に用いられる差動MOSFETのID−V
G特性図、 第8図は電圧調整回路の回路図である。 1・・・レベル設定用レギレータ、イ・・・温度補償用
レギレータ、3・・・昇圧回路。 代理人 弁理士 河 川 利 幸
図、 第2図は、液晶表示装置に加えられる駆動電圧の波形図
、 第3図,第4図は、それぞれ液晶表示装置の特性曲線図
、 第5図は、この発明の一実施例を示すブロック図、 第6図は、その具体的一実施例回路図、第7図は、その
電圧比較回路に用いられる差動MOSFETのID−V
G特性図、 第8図は電圧調整回路の回路図である。 1・・・レベル設定用レギレータ、イ・・・温度補償用
レギレータ、3・・・昇圧回路。 代理人 弁理士 河 川 利 幸
Claims (6)
- 1.ゲート電極材料の仕事函数が互いに異なるようにさ
れた第1、第2のMOSFETを含み上記第1、第2M
OSFETを利用することによって上記第1と第2のM
OSFETのゲート電極の仕事函数差に基づいた電圧を
発生する第1電圧発生回路と、駆動すべき液晶表示装置
の温度特性に見合った温度特性を有する実質的なオフセ
ット電圧を入力端子と出力端子との間に有し上記第1電
圧発生回路の出力電圧が上記入力端子に供給される第2
電圧発生回路とを備えてなり、上記第2電圧発生回路か
ら出力電圧を得るものとしたことを特徴とする液晶表示
装置用電源電圧発生回路。 - 2.上記出力電圧及びそのn倍された多値レベル電圧に
より液晶表示装置が駆動されるものであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項に記載の液晶表示装置用電源
電圧発生回路。 - 3.上記第2電圧発生回路の入力端子に加えられる電圧
は、電圧レベル変更回路によってそのレベルが設定され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
液晶表示装置用電圧発生回路。 - 4.上記電圧レベル変更回路は、分圧回路から構成され
かつ上記第1電圧発生回路の出力電圧を受けることによ
って上記第2電圧発生回路に供給すべき電圧を出力する
ように構成されてなることを特徴とする特許請求の範囲
第3項に記載の液晶表示装置用電源電圧発生回路。 - 5.上記分圧回路は、その全部又は1部が外付可変抵抗
で構成されるものであることを特徴とする特許請求の範
囲第4項に記載の液晶表示装置用電源電圧発生回路。 - 6.上記第2電圧発生回路は、ゲートとドレインが結合
されたレベルシフトMOSFETを備え、上記オフセッ
ト電圧は少なくともその一部が上記レベルシフトMOS
FETのしきい値電圧を含むものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第1ないし第5項のうちの一つに記載
の液晶表示装置用電源電圧発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12766882A JPS5918992A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 液晶表示装置用電源電圧発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12766882A JPS5918992A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 液晶表示装置用電源電圧発生回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5918992A true JPS5918992A (ja) | 1984-01-31 |
| JPH0524492B2 JPH0524492B2 (ja) | 1993-04-08 |
Family
ID=14965763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12766882A Granted JPS5918992A (ja) | 1982-07-23 | 1982-07-23 | 液晶表示装置用電源電圧発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5918992A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996021880A1 (en) * | 1995-01-11 | 1996-07-18 | Seiko Epson Corporation | Power source circuit, liquid crystal display, and electronic device |
| JP2013205671A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Seiko Epson Corp | 集積回路装置、電気光学装置及び電子機器 |
| US20200154977A1 (en) * | 2018-03-29 | 2020-05-21 | Preston Everson | Extraction and insertion implement and method of extracting foreign object debris within confined spaces |
-
1982
- 1982-07-23 JP JP12766882A patent/JPS5918992A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996021880A1 (en) * | 1995-01-11 | 1996-07-18 | Seiko Epson Corporation | Power source circuit, liquid crystal display, and electronic device |
| US5986649A (en) * | 1995-01-11 | 1999-11-16 | Seiko Epson Corporation | Power circuit, liquid crystal display device, and electronic equipment |
| US6317122B1 (en) | 1995-01-11 | 2001-11-13 | Seiko Epson Corporation | Power circuit, liquid crystal display device, and electronic equipment |
| JP2013205671A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Seiko Epson Corp | 集積回路装置、電気光学装置及び電子機器 |
| US20200154977A1 (en) * | 2018-03-29 | 2020-05-21 | Preston Everson | Extraction and insertion implement and method of extracting foreign object debris within confined spaces |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0524492B2 (ja) | 1993-04-08 |
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