JPH1165527A - 液晶駆動電圧発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶駆動回路用の階調電圧発生回路のブライ
ト調整回路部分の回路構成を簡略化すること。 【解決手段】 液晶駆動電圧極性反転信号の中点電位を
液晶駆動回路の駆動電圧の中点電位付近になるように直
流シフトする直流シフト回路と、該直流シフト回路の出
力に接続された非反転入力とバイアス抵抗を介して中点
電位に接続された反転入力を有し、出力に２値の黒レベ
ル電圧を出力する非反転アンプと、上記直流シフト回路
の出力に接続された反転入力とバイアス抵抗を介して中
点電位に接続された非反転入力を有し、出力に２値の白
レベル電圧を出力する反転アンプと、上記非反転アンプ
の出力に接続された反転入力と上記反転アンプの出力に
接続された非反転入力を有し、両アンプからの出力を加
算して、出力に上記白レベル電圧と同相の黒レベル電圧
を出力する加算回路とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶駆動電圧発生
回路に関し、特にブライト調整回路を有する階調電圧発
生回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】アモルファスシリコンＴＦＴ等の階調電
圧選択式液晶ディスプレイは、図２に示すようなシステ
ム構成になっている。即ち、液晶パネル１にはコラムド
ライバ（列駆動回路）２とロウドライバ（行駆動回路）
３が設けられている。

【０００３】コラムドライバ２は、データを直列に受信
して並列に出力するためのデータ転送回路４、コラムド
ライバ駆動パルスに同期してデータ転送回路４のデータ
をラッチするラッチ回路５、及びラッチしたデータをデ
コードして液晶パネルのコラム電極を制御する電圧を与
えるデコーダ６から成る。

【０００４】液晶パネルの背面にはバックライト７が設
けられている。バックライト７にはバックライト用イン
バータから電源が供給される。コラムドライバ２、ロウ
ドライバ３、及びバックライト用インバータ８に対して
電源９から電源供給がなされる。

【０００５】液晶パネル上に表示する映像信号は、信号
処理回路１０の出力にＲＧＢ色信号と水平および垂直同
期信号として出力され、ＲＧＢ色信号はＡ／Ｄコンバー
タ１１でディジタル信号に変換してコラムドライバ２の
データ転送回路に送られる。

【０００６】水平同期信号ＨＳＹＮＣ及び垂直同期信号
ＶＳＹＮＣは、タイミングパルス発生器１２に送られ
る。タイミングパルス発生器１２は、水平同期信号及び
垂直同期信号に基いて液晶パネル駆動用のコラムドライ
バ駆動パルス及びロウドライバ駆動パルスを発生して夫
々コラムドライバ及びロウドライバに供給する。更に、
コラムドライバ２には階調電圧発生器１３から階調電圧
が供給される。

【０００７】上記ＲＧＢ色信号で表された映像信号は、
図示しない回路によって、γ補正され、極性反転され
る。この極性反転は、液晶パネルに直流レベルの信号が
印加され続けると、液晶の焼き付きが生じて液晶パネル
を破損するおそれがあるから交流信号を印加するように
するためである。従って、下記の説明においては、黒レ
ベル電圧、白レベル電圧の両方について極性を反転しな
い場合と極性を反転した場合を示す２値の電圧波形が示
されている。

【０００８】ここで図３を参照して階調電圧のγ特性を
説明する。同図の左側は、黒レベル電圧と白レベル電圧
についてブライト調整した場合としない場合、及び夫々
について極性を反転しない場合と極性を反転した場合を
示している。

【０００９】ブライト調整をする場合は、黒レベル電圧
はＳＩＧ．ＢからＳＩＧ．Ｂ’の間で変化し、白レベル
電圧はＳＩＧ．ＷとＳＩＧ．Ｗ’との間で変化する。Ｓ
ＩＧ．Ｃは極性を反転した場合の中点電位を示し、ＶＣ
ＯＭは白レベル電圧と黒レベル電圧に共通なオフセット
電圧（中点電位からのずれ電圧）を示している。

【００１０】図３の右側は階調電圧のγ特性を示し、横
軸に入力（補正前の）電圧、縦軸に出力（補正後の）電
圧を示す。同図から明らかなとおり、入出力の関係は直
線的でないので、図４、図５を参照して後ほど説明する
とおり、スイッチ回路を用いて入出力特性の切換を行
う。

【００１１】先ず、図４を参照して、従来の階調電圧発
生回路の一例について説明する。同図において、ＶＤＤ
とＶＳＳは電源電位を示し、これら２つの電位の間に直
列に接続した抵抗によって分割して基準黒レベル電圧Ｓ
ＩＧ．Ｂ’、中点電位ＳＩＧ．Ｃ及び基準白レベル電圧
ＳＩＧ．Ｗ’を生成している。

【００１２】基準黒レベル電圧ＳＩＧ．Ｂ’は加減算回
路ＩＣ１の反転入力に印加され、基準白レベル電圧ＳＩ
Ｇ．Ｗ’は加減算回路ＩＣ２の反転入力に印加される。
加減算回路ＩＣ１，ＩＣ２の非反転入力は夫々抵抗回路
を介して中点電位ＳＩＧ．Ｃに接続されている。

【００１３】この階調電圧発生回路は、輝度調整電圧生
成回路ＢＲＴを備えており、同図において、電源電位Ｖ
ＤＤとＶＳＳの間に接続された可変抵抗器ＶＲ１で成
る。同可変抵抗器ＶＲ１のタップ端子から出力が取り出
され、上記加減算回路を構成する差動増幅器ＩＣ１，Ｉ
Ｃ２の反転入力又は非反転入力に印加される。

【００１４】加減算回路ＩＣ１の出力には、基準黒レベ
ル電圧ＳＩＧ．Ｂ’をブライト調整電圧で修正した黒レ
ベル電圧ＳＩＧ．Ｂが出力され、加減算回路ＩＣ２の出
力には、基準白レベル電圧ＳＩＧ．Ｗ’をブライト調整
電圧で修正した白レベル電圧ＳＩＧ．Ｗが出力される。

【００１５】こうして得られた黒レベル電圧（ＳＩＧ．
Ｂ）Ｖ１と白レベル電圧（ＳＩＧ．Ｗ）Ｖｎの間を抵抗
分割して中間の階調電圧Ｖ２〜Ｖｎ−１を発生させる。

【００１６】図４の階調電圧発生回路においては、ブラ
イト調整回路は、ブライト調整電圧発生回路で＋側の直
流（ＤＣ）成分だけを作り、このＤＣ成分を黒・白の階
調電圧に加算又は減算することにより達成している。

【００１７】即ち、同図に示すとおり、加算を行う場合
には、ブライト調整電圧はスイッチＳ３，Ｓ６を介して
オペアンプＩＣ１，ＩＣ２の反転入力に印加される。こ
の時、該オペアンプＩＣ１，ＩＣ２の非反転入力は抵抗
回路を介して中点電位ＳＩＧ．Ｃに接続される。

【００１８】また、減算を行う場合には、ブライト調整
電圧はスイッチＳ４，Ｓ７を介してオペアンプＩＣ１，
ＩＣ２の非反転入力に印加される。この時、同非反転入
力は抵抗回路を介して中点電位ＳＩＧ．Ｃに接続されて
いるが、ブライト調整電圧が反転入力側に接続される場
合と抵抗のバランスをとるために抵抗切換用のスイッチ
Ｓ５，Ｓ８が設けられる。

【００１９】この階調電圧発生回路は、黒レベル電圧の
極性反転のためのスイッチＳ１、白レベル電圧の極性反
転のためのスイッチＳ２、ブライト調整電圧の切換スイ
ッチＳ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７、バイアス抵抗切換スイッ
チＳ５，Ｓ８を必要とする。これらのスイッチは、極性
反転信号で動作するアナログスイッチで構成されるた
め、アナログスイッチを何個も必要とし、複雑な構成で
ある。

【００２０】そこで、上記アナログスイッチの数を減ら
した他の階調電圧発生回路について図５を参照して下記
に説明する。この回路において、電源電位ＶＤＤとＶＳ
Ｓの間を抵抗分割によって黒レベル電圧ＳＩＧ．Ｂ’と
中点電位ＳＩＧ．Ｃを生成する回路、電源電位ＶＤＤと
ＶＳＳの間を抵抗分割することによって白レベル電圧Ｓ
ＩＧ．Ｗ’を生成する回路、ブライト調整電圧生成回路
は図４を参照して上述したのと同じであるが、ブライト
調整電圧生成回路の出力に極性反転回路が接続されてい
る点が図４の回路と異なる。

【００２１】ブライト調整電圧生成回路の出力は、直接
にスイッチＳ１の一方の入力接点に接続されるととも
に、反転回路ＩＣ１を介してスイッチＳ１の他方の入力
接点にも接続されている。スイッチＳ１の出力は加算回
路ＩＣ２，ＩＣ３の反転入力に印加される。

【００２２】加算回路ＩＣ２の反転入力には、黒レベル
電圧発生回路で発生し、スイッチＳ２で極性反転される
基準黒レベル電圧ＳＩＧ．Ｂ’も印加される。なお、オ
ペアンプＩＣ２の非反転入力は抵抗を介して中点電位Ｓ
ＩＧ．Ｃに接続される。

【００２３】加算回路ＩＣ２は、同回路を構成するオペ
アンプの反転入力に黒レベル電圧とブライト調整電圧が
入力するが、ブライト調整電圧は＋極性と−極性に切り
替わるので結果として加減算回路の機能を果たす。加算
回路ＩＣ２の出力は修正された黒レベル電圧ＳＩＧ．Ｂ
として出力Ｖ１に取り出される。

【００２４】加算回路ＩＣ３の反転入力には、白レベル
電圧発生回路で発生し、スイッチＳ３で極性反転される
基準白レベル電圧ＳＩＧ．Ｗ’も印加される。なお、オ
ペアンプＩＣ３の非反転入力は抵抗を介して中点電位Ｓ
ＩＧ．Ｃに接続される。

【００２５】加算回路ＩＣ３は、同回路を構成するオペ
アンプの反転入力に白レベル電圧とブライト調整電圧が
入力するが、ブライト調整電圧は＋極性と−極性に切り
替わるので結果として加減算回路の機能を果たす。加算
回路ＩＣ３の出力は修正された白レベル電圧ＳＩＧ．Ｗ
として出力Ｖｎに取り出される。

【００２６】電圧Ｖ１とＶｎの間の階調電圧Ｖ２〜Ｖｎ
−１は、Ｖ１とＶｎの間に接続した抵抗分割器によって
夫々取り出される。

【００２７】図５に示す回路では、＋側のＤＣ成分だけ
を作った後、反転オペアンプＩＣ１で−側のＤＣ成分も
作り、アナログスイッチＳ１で切り換えて交流反転さ
せ、階調電圧と同相のブライト調整電圧を作り、別の反
転オペアンプで階調電圧に加算する。従ってこの回路
は、図４の回路に比べて、アナログスイッチの数は減る
が、オペアンプの数は逆に増加する。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、階調電圧選
択式の線順次液晶ディスプレイ回路における上記の欠点
を克服するために、階調電圧発生回路のブライト調整部
分の回路の簡略化を図ることを課題とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は下記の手段を備えた液晶駆動電圧発生回
路を提供する。即ち、液晶駆動電圧極性反転信号の中点
電位を液晶駆動回路の駆動電圧の中点電位付近になるよ
うに直流シフトする直流シフト回路と、該直流シフト回
路の出力に接続された非反転入力とバイアス抵抗を介し
て中点電位に接続された反転入力を有し、出力に２値の
黒レベル電圧を出力する非反転アンプと、上記直流シフ
ト回路の出力に接続された反転入力とバイアス抵抗を介
して中点電位に接続された非反転入力を有し、出力に２
値の白レベル電圧を出力する反転アンプと、上記非反転
アンプの出力に接続された反転入力と上記反転アンプの
出力に接続された非反転入力を有し、両アップからの出
力を加算して、出力に上記白レベル電圧と同相の黒レベ
ル電圧を出力する加算回路とを備えた液晶駆動電圧発生
回路を提供する。

【００３０】この液晶駆動電圧発生回路は、上記黒レベ
ル電圧と上記白レベル電圧の間の階調電圧を得るために
これらの電圧の分割電圧を作る抵抗分割器を備える。

【００３１】更にこの液晶駆動電圧発生回路は、前記白
レベル電圧を生成する反転アンプが振幅調整回路を有
し、この振幅調整回路によって調整される振幅可変量を
ブライト調整量とすることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に従う
液晶駆動電圧発生回路を示す。同図の回路において、入
力Ｐ１に液晶ディスプレイの極性反転信号ＸＦＲＰが入
力する。この信号は例えばローレベル０Ｖ、ハイレベル
５Ｖのレベル（中点電位は２．５Ｖ）の＋極性でなる２
値信号として入力される。この信号ＸＦＲＰはコンデン
サＣ１によりＤＣ分がカットされた後、トランジスタＱ
１のベースに入力される。

【００３３】トランジスタＱ１の利得は１に設定してあ
り信号の増幅や減衰は行わない。また、トランジスタＱ
１のベースは電源電圧ＶＤＤとＶＳＳの間に直列に接続
された抵抗器Ｒ１とＲ２の接続中点に接続されており、
トランジスタＱ１のベースに入力した極性反転信号ＸＦ
ＲＰの中点電位はこの回路の中点電位ＳＩＧ．Ｃに合わ
される。（即ち、ＳＩＧ．Ｃ−２．５Ｖ，ＳＩＧ．Ｃ＋
２．５Ｖレベルとなる）。

【００３４】このトランジスタＱ１の出力は、オペアン
プＩＣ１，ＩＣ２に送られる。オペアンプＩＣ１は非反
転オペアンプで、その非反転入力はトランジスタＱ１の
エミッタに接続されており、反転入力はバイアス抵抗を
介して中点電位ＳＩＧ．Ｃに接続されている。

【００３５】このオペアンプＩＣ１の出力には黒の階調
電圧の元となる交流反転電圧ＳＩＧ．Ｂ’が出力され
る。なお、このオペアンプＩＣ１の反転入力と出力の間
には可変抵抗器ＶＲ１が接続されていて、この可変抵抗
器の抵抗を調整することにより出力２値電圧の振幅（Ｃ
ＯＮＴＲＡＳＴ）を調整できる。

【００３６】他方、オペアンプＩＣ２は反転オペアンプ
で、その反転入力が上記トランジスタＱ１のコレクタに
接続されており、非反転入力はバイアス抵抗を介して中
点電位に接続されている。このオペアンプＩＣ２は白レ
ベル電圧ＳＩＧ．Ｗを作る。

【００３７】オペアンプＩＣ２の反転入力と出力の間に
は可変抵抗器ＶＲ２が接続されており、この可変抵抗器
ＶＲ２の抵抗値を調整することにより、オペアンプＩＣ
２の出力に現れる白レベル２値電圧の振幅を変えること
ができる。

【００３８】オペアンプＩＣ２は反転アンプであり、オ
ペアンプＩＣ１は非反転アンプであるからオペアンプＩ
Ｃ２の出力に対してオペアンプＩＣ１の出力は逆位相と
なっている。

【００３９】そこで、反転アンプＩＣ２の出力信号ＳＩ
Ｇ．Ｗが加算回路ＩＣ３の非反転入力に印加され、非反
転アンプＩＣ１の出力信号ＳＩＧ．Ｂ’が同加算回路の
反転入力に印加されると、加算回路ＩＣ３の出力にはオ
ペアンプＩＣ２の出力に現れる白レベル電圧と同位相の
電圧が現れる。この電圧は基準黒レベル電圧ＳＩＧ．
Ｂ’を白レベル電圧を使って修正した電圧であるから修
正された黒レベル電圧ＳＩＧ．Ｂとすることができる。

【００４０】以上のようにして作られたオペアンプＩＣ
１の出力電圧ＳＩＧ．Ｂを基準電圧Ｖ１とし、オペアン
プＩＣ２の出力電圧ＳＩＧ．Ｗを基準電圧Ｖｎとして、
図示するような抵抗分割回路により階調電圧Ｖ２〜Ｖｎ
−１を作ることは、図４、図５を参照して前に説明した
のと同じである。

【００４１】再び図３の右側の特性図を見ると、実線で
示す階調電圧に対し、ブライト調整電圧を加えると矢印
ＢＲＴで示す方向にほぼ平行移動した点線で示す階調電
圧ができることが示されている。この図から分かるよう
に、ブライト調整電圧は、黒から白までの全ての階調電
圧に対して同じ量で印加され、階調電圧の中では白が最
小レベルの電圧である。そして、この白レベル電圧ＳＩ
Ｇ．Ｗは、後段の抵抗分割回路の下限の基準電圧として
用いられる。

【００４２】上記ブライト調整電圧は、図１に示す階調
電圧発生回路においては、白レベル電圧ＳＩＧ．Ｗを作
る反転オペアンプＩＣ２の可変抵抗器ＶＲ２を調整する
ことによって得られる。即ち、可変抵抗器ＶＲ２によっ
て与えられる電圧の可変量をブライト調整量として用い
ることができる。

【００４３】このように、本発明では、図４や図５等の
ように抵抗分割回路から階調電圧を取り出してアナログ
スイッチをＦＲＰで切り換える代わりに、極性反転信号
ＸＦＲＰから導出した２値電圧を増幅し、加算回路ＩＣ
３でブライト調整分として白の階調電圧を加算して黒の
階調電圧ＳＩＧ．Ｂを作るため、アナログスイッチを全
く必要とせず、回路全体を簡略化できる。

【００４４】

【発明の効果】

１，本発明の液晶駆動電圧発生回路は、アナログスイッ
チを全く使わず、かつ、回路構成に必要な部品点数を減
らすことができる。 ２，上記のとおり本発明の液晶駆動電圧発生回路は回路
構成が簡単であるから故障する恐れのある部分が少な
く、従って回路の信頼性向上をはかることができる。更
に回路構成が簡単なため低消費化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における階調電圧発生回路
の回路図である。

【図２】本発明の階調電圧発生回路が適用される液晶パ
ネル駆動回路のシステム構成図である。

【図３】液晶駆動回路に与えられる階調電圧とブライト
調整を示す回路特性図である。

【図４】従来の階調電圧発生回路の一例を示す回路図で
ある。

【図５】従来の階調電圧発生回路の他の例を示す回路図
である。

【符号の説明】

ＸＦＲＰ‥‥特性反転信号、ＶＤＤ，ＶＳＳ‥‥電源電
位、ＳＩＧ．Ｂ，ＳＩＧ．Ｂ’，Ｖ１‥‥黒レベル電
圧、ＳＩＧ．Ｃ‥‥中点電位、ＳＩＧ．Ｗ，ＳＩＧ．
Ｗ’，Ｖｎ‥‥白レベル電圧、Ｃ１‥‥直流カットコン
デンサ、Ｑ１‥‥トランジスタ、ＩＣ１‥‥非反転アン
プ、ＩＣ２‥‥反転アンプ、ＩＣ３‥‥加算回路、ＢＲ
Ｔ‥‥ブライト調整回路、ＣＯＮＴ‥‥コントラスト調
整回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶駆動電圧極性反転信号の中点電位を
   液晶駆動回路の駆動電圧の中点電位付近になるように直
   流シフトする直流シフト回路と、 該直流シフト回路の出力に接続された非反転入力とバイ
   アス抵抗を介して中点電位に接続された反転入力を有
   し、出力に２値の黒レベル電圧を出力する非反転アンプ
   と、 上記直流シフト回路の出力に接続された反転入力とバイ
   アス抵抗を介して中点電位に接続された非反転入力を有
   し、出力に２値の白レベル電圧を出力する反転アンプ
   と、 上記非反転アンプの出力に接続された反転入力と上記反
   転アンプの出力に接続された非反転入力を有し、両アン
   プからの出力を加算して、出力に上記白レベル電圧と同
   相の黒レベル電圧を出力する加算回路と、 を備えた液晶駆動電圧発生回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶駆動電圧発生回路
   であって、上記黒レベル電圧と上記白レベル電圧の間の
   階調電圧を得るためにこれらの電圧の分割電圧を作る抵
   抗分割器を備えた液晶駆動電圧発生回路。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の液晶駆動電圧発
   生回路において、前記白レベル電圧を生成する反転アン
   プが振幅調整回路を有し、この振幅調整回路によって調
   整される振幅可変量をブライト調整量とする液晶駆動電
   圧発生回路。