JP2007147959A - Ｌｃｄパネルの駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】すべての階調でオーバードライブを行うことが可能であるとともに、予め実験等によって駆動パターンを決定する必要がない、ＬＣＤパネルの駆動回路を提供する。
【解決手段】開示されるＬＣＤパネルの駆動回路は、正転入力に画素を現階調に充電するための電圧を入力され、反転入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力されるＯＰ２１と、画素の充電状態が設定値から十分ずれた範囲か又は設定値に近い範囲内かを検出するＯＰ２４，ＯＰ２５と、ＯＰ２４，ＯＰ２５の出力状態を検出するNAND２４と、NAND２４の出力に応じて、ＯＰ２１の反転入力と出力間をオフ状態にしてコンパレータとして動作させて画素をＯＰ２１の電源電圧VddとVssでオーバードライブするか、又はＯＰ２１の反転入力と出力間をオン状態にしてバッファとして動作させて画素を階調電圧で充電するかの動作状態の切換えを行わせるPchのMOSFET２７とを備えている。
【選択図】図２

Description

この発明は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶表示装置）パネルを駆動するための駆動用回路に関する。

近年における表示装置に関する技術の進歩に伴って、画面表示のためにＬＣＤパネルを用いた液晶テレビ装置が実用化されている。
図７は、従来の液晶テレビ装置の構成例を示したものであって、オーバードライブ駆動回路を用いた液晶テレビ装置の構成を例示している（特許文献１参照）。
図７に示された液晶テレビ装置においては、チューナ５１によって選択された受像チャネルの信号から、テレビ（ＴＶ）リニア回路５２を介して抽出された同期信号が同期制御回路５３に出力されるとともに、Ｙ／Ｃ等の映像信号がアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換回路５４に出力される。Ａ／Ｄ変換回路５４は、入力された映像信号をディジタル信号に変換して出力する。

Ａ／Ｄ変換回路５４から出力された、現在のフィールドで表示すべき映像データは、ＲＯＭ（Read Only Memory）５６において、画像メモリ５５に記憶されている１フィールド前の画像データと比較され、比較結果の信号は、セグメント電極駆動回路５８に出力される。コモン電極駆動回路５７は、同期制御回路５３からの同期制御に応じて、液晶パネル５９の各コモン電極を共通に制御する信号を生成する。
これによって、液晶パネル５９では、同期制御回路５３で受像チャネルの信号から分離された水平／垂直同期信号に基づいて、コモン電極駆動回路５７からの各コモン電極の共通制御に応じて、セグメント電極駆動回路５８から供給された、１フレーム目のデータに基づくオーバードライブ電圧と、２フレーム目のデータに基づく画素電極の電圧とによって駆動されることによって、予め設定されたパターンで画像表示が行われる。

特許文献１記載の技術によれば、オーバードライブ駆動を行うことによって、液晶パネルの光透過率の立ち上がりあるいは立ち下がりを急峻にして、液晶パネルの応答速度を向上させることによって、急激に変化する画像に対して迅速に追随可能にすることができると説明されている。

また、特許文献２においては、液晶層と液晶層に電圧を印加する電極とを有する液晶パネルと、液晶パネルに駆動電圧を供給する駆動回路とを備えた液晶表示装置において、液晶パネルが電圧−透過率特性において最高の階調電圧以上の電圧で透過率の極値を示す場合に、駆動回路が、１垂直期間前の入力画像信号と現垂直期間の入力画像信号との組合わせに応じて、予め決められた現垂直期間の入力画像信号に対応する階調電圧がオーバーシュートされた駆動電圧を液晶パネルに供給することによって、画像表示の立ち上がりの応答速度が改善された液晶表示装置が提供されることが開示されている。

また、特許文献３においては、液晶パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置において、１垂直表示期間前の画像信号を記憶する第１の記憶手段と、２垂直表示期間前の画像信号を記憶する第２の記憶手段と、第１及び第２の記憶手段に記憶された１垂直表示期間前の画像信号及び２垂直表示期間前の画像信号と、現垂直表示期間の画像信号とから、液晶表示パネルの光学応答特性を補償する強調変換信号を求める強調変換手段とを備えることによって、入力画像信号に階調遷移が生じた場合に液晶表示パターンの光学応答特性を適切に補償して、１垂直表示期間経過後に液晶を確実に入力画像信号によって定まる透過率（目標階調輝度）に到達させることが可能となるので、常に所望の階調輝度を表示することができ、高画質の画像表示を実現することが可能なことが開示されている。
特開平０４−３６５０９４号公報 特開２００３−１７２９１５号公報 特開２００４−２８７１３９号公報

図７に示された液晶テレビ装置における従来のＬＣＤパネルの駆動回路では、最小階調から最大階調までの間の階調電圧を使用してオーバードライブを行って、ＬＣＤパネルを駆動するので、中間調では大きな電圧を選択できて効果が大きいが、最大階調付近では、オーバードライブする電圧と画素電極の電圧とがほぼ等しいため、液晶パネルの応答速度を向上させることによって、急激に変化する画像に対して迅速に追随可能にする効果がほとんど得られないという問題があった。

この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、ＬＣＤパネルの駆動回路において、すべての階調でオーバードライブを可能にするとともに、予め実験等によって駆動パターンを決める必要がない、ＬＣＤパネルの駆動回路を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１記載の発明はＬＣＤパネルの駆動回路に係り、第１の入力にＬＣＤパネルの画素を現階調に充電するための電圧を入力され、第２の入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力され、出力を画素に接続されるとともに、正負の電圧範囲がＬＣＤパネルの階調電圧範囲より広い電源電圧を供給されている画素充電用演算増幅器と、上記画素における充電状態を検出して、該充電状態が設定値から十分ずれた範囲か又は設定値に近い範囲内かに応じて異なる出力を発生する充電状態検出手段と、該充電状態検出手段の出力状態に応じて上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態又はオン状態にするスイッチ手段とを備え、上記画素の充電状態が設定値から大きくずれた範囲のとき、上記スイッチ手段がオフ状態になることによって上記画素充電用演算増幅器がコンパレータとして動作して上記正又は負の電源電圧で画素をオーバードライブし、上記画素の充電状態が設定値に近い範囲内のとき、上記スイッチ手段がオン状態になることによって上記画素充電用演算増幅器がバッファとして動作して現階調に対応する電圧で画素を充電することを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記１フィールド前の対応する画素の充電電圧が、１フィールド前の対応する画素の充電電圧をディジタル値として記憶するメモリ手段と、該記憶されたディジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換手段とを備えたフィールドメモリ手段によって生成されることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記充電状態検出手段が、第１の入力に上記画素容量の充電電圧を入力され第２の入力に上記画素を現階調に充電するための電圧より僅かに低い電圧を入力される第１の演算増幅器と、第２の入力に上記画素容量の充電電圧を入力され第１の入力に上記画素を現階調に充電するための電圧より僅かに高い電圧を入力される第２の演算増幅器と、上記第１の演算増幅器の出力と第２の演算増幅器の出力との論理演算を行って演算結果の出力を発生する演算手段とからなることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記充電状態検出手段が、上記画素充電用演算増幅器の出力と上記画素容量との間に接続された検出抵抗の検出電圧を所定利得で増幅する増幅用演算増幅器と、該増幅用演算増幅器の出力電圧を全波整流して所定符号の出力を発生するする絶対値回路と、該絶対値回路の出力電圧を同一符号の所定電圧と比較して比較結果の出力を発生する比較用演算増幅器とからなることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記スイッチ手段が上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続されゲートに上記充電状態検出手段の出力を接続されたＰｃｈのＭＯＳＦＥＴからなり、上記充電状態検出手段の出力がハイ（Ｈ）レベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、上記充電状態検出手段の出力がロウ（Ｌ）レベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記スイッチ手段が上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続されゲートに上記充電状態検出手段の出力を接続されたＮｃｈのＭＯＳＦＥＴからなり、上記充電状態検出手段の出力がＬレベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、上記充電状態検出手段の出力がＨレベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路に係り、上記スイッチ手段が上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続され、制御入力に上記充電状態検出手段の出力を接続されたＣＭＯＳのパストランジスタからなり、上記充電状態検出手段の出力がＬレベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、上記充電状態検出手段の出力がＨレベルのとき、上記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴としている。

また、請求項８記載の発明はＬＣＤパネルの駆動方法に係り、ＬＣＤパネルにおいて、画素をオーバードライブする際に、画素の現階調と１フィールド前の対応する画素の階調との階調差が正負いずれの方向に最大になる場合でも、最大階調電圧差より絶対値の大きな電圧で画素をオーバードライブすることを特徴としている。

また、請求項９記載の発明はＬＣＤパネルの駆動方法に係り、ＬＣＤパネルにおいて、画素をオーバードライブする際に、画素の充電電圧値が階調電圧に対して十分近い範囲内になったことを検出するか、または画素に対する充電電流値が十分小さくなったことを検出したとき、オーバードライブを自動的に停止することを特徴としている。

本発明のＬＣＤパネルの駆動回路は、ＬＣＤパネルの階調電圧範囲よりも広い電圧範囲で動作するオペアンプの正転入力に画素電極を充電する電圧を入力するとともに、反転入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力し、画素電極の充電状態を検出して充電状態が設定値に近くなったら、オペアンプの出力と反転入力間に接続したスイッチ回路をオン状態にし、オペアンプの動作をコンパレータからバッファに切り換えることによって、すべての階調でオーバードライブを可能にするとともに、画素電極の電圧が設定電圧に近くなるとオーバードライブを停止するようにしたので、予め実験等で駆動パターンを決める必要がなく、従って種々の製品に対して簡単に適用できるという効果を得ることができる。

ＬＣＤパネルの駆動回路において、正転入力にＬＣＤパネルの画素を現階調に充電するための電圧を入力され、反転入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力され、出力を画素に接続されるとともに、正負の電圧範囲がＬＣＤパネルの階調電圧範囲より広い電源電圧を供給されている画素充電用演算増幅器と、画素における充電状態を検出して、該充電状態が設定値から十分ずれた範囲か又は設定値に近い範囲内かに応じて異なる出力を発生する充電状態検出手段と、該充電状態検出手段の出力状態に応じて画素充電用演算増幅器の反転入力と出力間をオフ状態又はオン状態にするスイッチ手段とを備え、画素の充電状態が設定値から大きくずれた範囲のとき、スイッチ手段がオフ状態になることによって画素充電用演算増幅器がコンパレータとして動作して正又は負の電源電圧で画素をオーバードライブし、画素の充電状態が設定値に近い範囲内のとき、スイッチ手段がオン状態になることによって画素充電用演算増幅器がバッファとして動作して現階調に対応する電圧で画素を充電するように構成する。

図１は、本発明のＬＣＤパネルの駆動回路の一般的構成を示すブロック図、図２は、本発明の第１実施例であるＬＣＤパネルの駆動回路の具体的構成を示す回路図、図３は、スイッチ回路がＣＭＯＳパストランジスタからなる場合の構成例を示す図、図４は、本実施例のＬＣＤパネル駆動回路における階調電圧書き込み時の駆動電圧波形を模式的に示す図である。

本発明のＬＣＤパネルの駆動回路の一般的構成は、図１にブロック図で示されるように、演算増幅器（オペアンプ）１１と、画素充電回路１２と、フィールドメモリ回路１３と、スイッチ回路１４と、画素容量１５と、充電状態検出回路１６とからなる概略構成を備えている。

オペアンプ１１は、その正転（＋）入力を同位相で増幅し、反転（−）入力を逆位相で増幅して、両出力の差出力を発生する。画素充電回路１２は、図示されない画素電極を階調に応じた電圧に充電するための電圧を発生する。フィールドメモリ回路１３は、画素電極電圧をディジタル値として記憶するメモリ部（不図示）と、メモリ部に記憶された電圧値をディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換して出力するＤ／Ａ変換部（不図示）とからなっている。スイッチ回路１４は、制御入力のハイ（Ｈ）／ロウ（Ｌ）に応じて高抵抗状態又は低抵抗状態となる。画素容量１５は図示されない画素電極の並列容量であって、その充電電圧は画素電圧を代表している。充電状態検出回路１６は、画素容量１５の充電電圧が予め設定された値に近くなると、スイッチ回路１４を低抵抗状態にするような制御信号を出力する。なお一般にオペアンプの正転入力と反転入力は、それぞれインバータを介して接続することによって、位相関係が逆な入力によって等しい動作をさせることが可能なので、正転入力と反転入力とを区別せずに、それぞれを第１の入力と第２の入力と呼ぶこともある。

図１において、オペアンプ１１の正転入力には画素電極を所要の階調に充電するための電圧を発生する画素充電回路１２が接続され、反転入力には、１フィールド前の対応する画素電極の電圧をディジタル値として記憶して、記憶されたディジタル値をディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換してアナログ電圧として出力するフィールドメモリ回路１３が接続されている。
オペアンプ１１の出力と反転入力との間にはスイッチ回路１４が接続されていて、スイッチ回路１４がオンになったとき、オペアンプ１１の出力と反転入力間が低抵抗状態になり、オフになったとき、オペアンプ１１の出力と反転入力間が高抵抗状態になるように構成されている。スイッチ回路１４は、通常はオフして高抵抗状態であるが、オペアンプ１１の出力に接続された画素容量１５の充電電圧が予め設定された値に近くなったことを充電状態検出回路１６が検出したとき、その出力によってオンして低抵抗状態になる。

図２は、図１に示されたブロック図に対応する、本発明の第１実施例の回路構成を示したものであって、オペアンプ（ＯＰ）２１と、配線抵抗２２と、画素容量２３と、ＯＰ２４と、ＯＰ２５と、ナンド回路（ＮＡＮＤ）２６と、ＦＥＴ（Field Efect Transistor）２７とからなる概略構成が示されている。

ＯＰ２１は、正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓとを接続され、正転（＋）入力に画素充電回路１２からの画素充電電圧Ｖｒｅｆ１を接続され、反転入力にフィールドメモリ回路１３からの１フィールド前の対応する画素の充電電圧Ｖｒｅｆ２を接続されているとともに、その出力を配線抵抗２２を経て画素容量２３に接続されている。ＯＰ２４は、正転入力を画素容量２３に接続され、反転入力に画素充電電圧Ｖｒｅｆ１より僅かに低い電圧Ｖｒｅｆ３が接続されている。ＯＰ２５は、正転入力に画素充電電圧Ｖｒｅｆ１より僅かに高い電圧Ｖｒｅｆ４が接続され、反転入力を画素容量２３に接続されている。ＮＡＮＤ２６は、２入力にそれぞれＯＰ２４の出力とＯＰ２５の出力とを接続され、その出力を、ＯＰ２１の反転入力と出力間に接続されたＦＥＴ２７のゲートに接続されている。ＦＥＴ２７は、例えばＰｃｈのＭＯＳＦＥＴからなっている。

図２に示されたＬＣＤパネルの駆動回路においては、画素の駆動ごとに、ＯＰ２１の出力によって配線抵抗２２を経て画素容量２３が充電される。この際、ＯＰ２４とＯＰ２５によって画素容量２３の充電状態の検出を行う。画素容量２３に対する充電電流は、配線抵抗２２と画素容量２３とからなる積分回路によって積分されるので、画素容量２３の充電電圧には、画素充電電圧Ｖｒｅｆ１に比べて遅れを生じる。従って、配線抵抗２２は、なるべく小さいものであることが望ましい。

ＯＰ２４の正転入力には画素容量２３の電圧が接続され、反転入力にはＯＰ２１の正転入力Ｖｒｅｆ１より僅かに低い電圧Ｖｒｅｆ３が入力されていて、ＯＰ２４の出力は、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ３より低いときはロウ（Ｌ）レベルとなり、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ３より高いときはハイ（Ｈ）レベルとなる。また、ＯＰ２５の反転入力には画素容量２３の電圧が接続され、正転入力にはＯＰ２１の正転入力Ｖｒｅｆ１より僅かに高い電圧Ｖｒｅｆ４が入力されていて、ＯＰ２５の出力は、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ４より低いときはＨレベルとなり、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ４より高いときはＬレベルとなる。
Ｖｒｅｆ３，Ｖｒｅｆ４は、図示されない電圧生成回路において一定の演算を行うことによって、画素充電電圧Ｖｒｅｆ１に応じて生成される。

ＯＰ２４，ＯＰ２５の出力は、ＮＡＮＤ２６に入力される。ＮＡＮＤ２６は、両入力のナンド演算を行って出力を発生するので、ＮＡＮＤ２６の出力は、ＯＰ２４，ＯＰ２５の出力がともにＨレベルとなるとき、すなわち、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ３より高くＶｒｅｆ４より低いときＬレベルとなり、それ以外のときＨレベルとなる。

ＦＥＴ２７としてＰｃｈのＭＯＳＦＥＴを使用した場合には、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ３より低いか又はＶｒｅｆ４より高いとき、すなわち画素容量２３の電圧が画素充電回路１２からの現フィールドの画素充電電圧Ｖｒｅｆ１から大きくずれているときは、ＦＥＴ２７はオフ状態になるのでＯＰ２１はコンパレータとして動作して、Ｖｒｅｆ１がＶｒｅｆ２より大きいときは電圧Ｖｄｄで、Ｖｒｅｆ１がＶｒｅｆ２より小さいときは電圧Ｖｓｓで画素容量２３を充電することによって、画素電極をオーバードライブする。

一方、画素容量２３の電圧がＶｒｅｆ３より高くＶｒｅｆ４より低いとき、すなわち画素容量２３の電圧が画素充電回路１２からの現フィールドの画素充電電圧Ｖｒｅｆ１に近い場合は、ＦＥＴ２７はオン状態になる。この状態では、ＯＰ２１の出力と反転入力間が短絡された状態になるため、ＯＰ２１はバッファとして動作するようになり、オーバードライブは停止されて、その出力はＶｒｅｆ１に応じたものとなり、画素容量２３は最終的にＶｒｅｆ１に充電される。

この際、ＯＰ２１の正電源電圧Ｖｄｄは最大階調時に対応する画素充電電圧Ｖｒｅｆ１よりも高く、負電源電圧Ｖｓｓは反転駆動する最大階調時に対応する画素充電電圧Ｖｒｅｆ１よりも低くなるような値を有しているので、コンパレータとして動作しているときのＯＰ２１の出力範囲は、反転駆動する最大階調時と、最大階調時に対応する画素充電電圧の範囲よりもダイナミックレンジが広い。なお、反転駆動する最大階調時は、最小階調時に相当している。これは、ＬＣＤパネルはＡＣ駆動する場合、最大階調電圧の反転電圧が最も低くなるためである。
従って、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、どのような階調に対しても、最大電圧のオーバードライブを行うことができる。

上述のように、スイッチ回路１４を構成するＦＥＴに対する制御入力がＨレベルのときＯＰ２１がコンパレータとして動作し、Ｌレベルのときバッファとして動作するようにするためには、ＦＥＴ２７としてＰｃｈのＭＯＳＦＥＴを使用するが、スイッチ回路１４を構成するＦＥＴに対する制御入力がＬレベルのときＯＰ２１がコンパレータとして動作し、Ｈレベルのときバッファとして動作するようにする場合は、ＦＥＴ２７としてＮｃｈのＭＯＳＦＥＴを使用すればよい。

図３は、スイッチ回路の他の構成例を示したものであって、スイッチ回路１４として、ＣＭＯＳパストランジスタを使用した場合の回路構成例を示したものである。
図３においては、要部のみが示されており、ＯＰ２１と、ＣＭＯＳパストランジスタ２８と、反転回路２９とからなる概略構成が示されている。
ＣＭＯＳパストランジスタ２８は、制御入力がＬレベルのときオフになって、ＯＰ２１の反転入力と出力間を高抵抗状態にし、制御入力がＨレベルのときオンになって、ＯＰ２１の反転入力と出力間を低抵抗状態にすることによって、ＯＰ２１をコンパレータとして動作させるか、又はバッファとして動作させるかの動作状態の切換えを行わせる。
なお、反転回路２９の出力側をＣＭＯＳパストランジスタ２８のＮｃｈのゲートに直接接続し、制御入力をＣＭＯＳパストランジスタ２８のＰｃｈのゲートに直接接続するように接続を変更することによって、制御入力がＬレベルのときオンになり、Ｈレベルのときオフになることはいうまでもない。

図４は、この例のＬＣＤパネルの駆動回路における、階調電圧書き込み時の駆動電圧波形を模式的に示したものであって、（ａ）は前のフィールドとの階調差が大きい場合の波形を示し、図示のように最大階調電圧より大きな駆動電圧によるオーバードライブ期間が長くなっている。また、（ｂ）は前のフィールドとの階調差が小さい場合の波形を示し、図示のように最大階調電圧より大きな駆動電圧によるオーバードライブ期間が短くなっている。
従って、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、前のフィールドとの書き込み電圧差が大きい場合には、自動的にオーバードライブ期間が長くなるとともに、逆に前のフィールドとの書き込み電圧差が小さい場合には、自動的にオーバードライブ期間が短くなるように動作するので、オーバードライブ期間を実験等によって予め決定して、メモリ等に保存しておく必要がない。

このように、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、ＬＣＤパネルの階調電圧範囲よりも広い電圧範囲で動作するオペアンプの正転入力に、現フィールドにおいて画素電極を充電するための電圧を入力し、反転入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力するとともに、画素電極の充電状態を画素容量の電圧値によって検出して、充電状態が設定値から大きくずれているときは、オペアンプの出力とその反転入力間に接続したスイッチ回路をオフ状態にして、オペアンプをコンパレータとして動作させるとともに、画素電極の充電状態が設定値に近くなったときは、スイッチ回路をオン状態にして、オペアンプの動作をコンパレータとしての動作からバッファとしての動作に切り換えるようにしたので、すべての階調でオーバードライブを行うことが可能であるとともに、画素電極の電圧が設定電圧に近くなると、自動的にオーバードライブを停止するので、予め実験等によって駆動パターンを決定しておく必要がなく、種々の製品に簡単に適用することが可能な、ＬＣＤパネルの駆動回路が提供される。

図５は、本発明の第２実施例であるＬＣＤパネルの駆動回路の具体的構成を示す回路図、図６は、本実施例のＬＣＤパネルの駆動回路における絶対値回路の構成例を示す回路図である。
図５は、図１に示されたブロック図に対応する、本発明の第２実施例の回路構成を示したものであって、ＯＰ３１と、検出抵抗３２と、配線抵抗３３と、画素容量３４と、ＯＰ３５と、帰還抵抗３６と、絶対値回路３７と、ＯＰ３８と、ＦＥＴ３９とからなる概略構成が示されている。

ＯＰ３１は、正電源Ｖｄｄと負電源Ｖｓｓとを接続され、正転入力に画素充電回路１２からの画素充電電圧Ｖｒｅｆ１を接続され、反転入力にフィールドメモリ回路１３からの１フィールド前の対応する画素の充電電圧Ｖｒｅｆ２を接続されているとともに、出力を充電電流を検出するための検出抵抗３２と、配線抵抗３３とを経て画素容量３４に接続されている。ＯＰ３５は、正転入力を検出抵抗３２のＯＰ３１側の端部に接続され、反転入力を検出抵抗３２の他端に接続されているとともに、反転入力と出力間に、ＯＰ３５の増幅率を所定値に設定するための帰還抵抗３６を接続されている。絶対値回路３７は、ＯＰ３５の出力を全波整流して出力する。ＯＰ３８は、正転入力に絶対値回路３７の出力を接続され、反転入力に画素容量３４に対する充電電流が十分小さい値になったことを判定するための電圧Ｖｄｅｌｔａが接続されているとともに、その出力を、ＯＰ３１の反転入力と出力間に接続された、ＦＥＴ３９のゲートに接続されている。ＦＥＴ３９は、例えばＰｃｈのＭＯＳＦＥＴからなっている。

図５に示されたＬＣＤパネルの駆動回路においては、画素の駆動ごとにＯＰ３５によって、画素容量３４に対する充電電流値が検出される。画素容量３４に対する充電が進行して充電電流が小さくなると、検出抵抗３２の両端の電圧降下が小さくなるので、ＯＰ３５の出力電圧が小さくなり、ＯＰ３８の正転入力に接続された絶対値回路３７の出力も小さくなる。
ＯＰ３８はコンパレータとして動作し、正転入力における絶対値回路３７の出力電圧値と反転入力に接続された電圧Ｖｄｅｌｔａとを比較して、正転入力の方が大きいとき、すなわち画素容量３４に対する充電電流が一定値以上のときはＨレベルの出力を発生し、反転入力の方が大きいとき、すなわち画素容量３４に対する充電電流が一定値より小さくなったときは、Ｌレベルの出力を発生する。

従って、ＦＥＴ３９としてＰｃｈのＭＯＳＦＥＴを使用した場合は、画素容量３４の充電が進行しない状態であって充電電流値が小さくないときは、ゲート入力がＨレベルなのでＦＥＴ３９はオフであって、ＯＰ３１はコンパレータとして動作し、画素充電電圧Ｖｒｅｆ１が１フィールド前の対応する画素の充電電圧Ｖｒｅｆ２より大きいときは正電源電圧Ｖｄｄで、Ｖｒｅｆ１がＶｒｅｆ２より小さいときは負電源電圧Ｖｓｓで画素容量３４を充電して画素電極をオーバードライブする。

一方、画素容量３４の充電が進行して充電電流値が十分小さくなったとき、すなわち、画素容量３４の充電電圧が画素充電回路１３からの画素充電電圧Ｖｒｅｆ１に十分近づいたときは、ゲート入力がＬレベルなのでＦＥＴ３９はオンであって、ＯＰ３１はバッファとして動作するようになり、オーバードライブは停止されて、ＯＰ３１の出力はＶｒｅｆ１に応じたものとなり、画素容量３４は最終的にＶｒｅｆ１に充電される。

この際、ＯＰ３１の正電源電圧Ｖｄｄは最大階調時に対応する画素充電電圧Ｖｒｅｆ１よりも高く、負電源電圧Ｖｓｓは反転駆動する最大階調時に対応する画素充電電圧Ｖｒｅｆ１よりも低くなるような値を有しているので、コンパレータとして動作しているときのＯＰ３１の出力範囲は、反転駆動する最大階調時と、最大階調時に対応する画素充電電圧の範囲よりもダイナミックレンジが広い。
従って、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、第１実施例の場合と同様に、どのような階調に対しても最大電圧のオーバードライブを行うことができる。

また、この例のＬＣＤパネルの駆動回路においても、前のフィールドとの階調差が大きい場合はオーバードライブ期間が長くなり、また、前のフィールドとの階調差が小さい場合はオーバードライブ期間が短くなることは、図４に示された第１実施例の場合と同様である。
従って、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、前のフィールドとの書き込み電圧差が大きい場合には、自動的にオーバードライブ期間が長くなるとともに、逆に前のフィールドとの書き込み電圧差が小さい場合には、自動的にオーバードライブ期間が短くなるので、オーバードライブ期間を実験等によって予め決定して、メモリ等に保存しておく必要はない。

このように、この例のＬＣＤパネルの駆動回路によれば、ＬＣＤパネルの階調電圧範囲よりも広い電圧範囲で動作するオペアンプの正転入力に、現フィールドにおいて画素電極を充電するための電圧を入力し、反転入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力するとともに、画素電極の充電状態を充電電流値によって検出して、充電状態が設定値から大きくずれているときは、オペアンプの出力とその反転入力間に接続したスイッチ回路をオフ状態にして、オペアンプをコンパレータとして動作させるとともに、画素電極の充電状態が設定値に近くなったときは、スイッチ回路をオン状態にして、オペアンプの動作をコンパレータとしての動作からバッファとしての動作に切り換えるようにしたので、すべての階調でオーバードライブを行うことが可能であるとともに、画素電極の電圧が設定電圧に近くなると、自動的にオーバードライブを停止するので、予め実験等によって駆動パターンを決定しておく必要がなく、種々の製品に簡単に適用することが可能な、ＬＣＤパネルの駆動回路が提供される。

図６は、本実施例のＬＣＤパネルの駆動回路における絶対値回路の構成例を示したものであって、一般的なオペアンプを用いて全波整流を行う絶対値回路を示している。
図６に示された絶対値回路においては、ＯＰ４１と、Ｒ４２と、Ｄ４３と、Ｄ４４と、Ｒ４５と、Ｒ４６と、Ｒ４７と、ＯＰ４８と、Ｒ４９とからなる概略構成が示されている。

図６に示された絶対値回路は周知のものであって、ＯＰ４１とその周辺の回路とからなる部分は、入力Ｖｉｎが正値の場合にのみ動作する半波整流回路を形成し、Ｏ４８とその周辺の回路とからなる部分は、ＯＰ４１を含む半波整流回路の出力と、負値からなる入力Ｖｉｎとを加算して出力を発生する加算回路を形成しており、全体として、入力電圧Ｖｉｎが正，負の場合に、これを全波整流して出力Ｖｏｕｔを発生する絶対値回路を構成している。
なお、絶対値回路の構成としては、他にもいくつか知られたものがあり、必ずしも図６の回路に限るものではない。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば上記各実施例においては、スイッチ回路１４を構成するＦＥＴ２２及びＦＥＴ３９がＰｃｈのＭＯＳＦＥＴからなるものとしたが、ゲートに与える電圧の関係を逆にすることによって、ＰｃｈのＭＯＳＦＥＴに代えてＮｃｈのＭＯＳＦＥＴを使用することもできる。また、スイッチ回路１４としてＣＭＯＳのパストランジスタを使用してもよい。また、実施例２に記載された絶対値回路３７としては、同様の機能を有するものであれば、図６に記載されたものとは異なる構成を有するものであってもよい。

この発明のＬＣＤパネルの駆動回路は、液晶テレビの表示パネルや、携帯電話機の液晶表示パネル、および液晶パネルを表示装置として用いるパソコン等において、一般的に利用可能なものである。

本発明のＬＣＤパネルの駆動回路の一般的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施例であるＬＣＤパネルの駆動回路の具体的構成を示す回路図である。 スイッチ回路がＣＭＯＳパストランジスタからなる場合の構成例を示す図である。 同実施例のＬＣＤパネルの駆動回路における階調電圧書き込み時の駆動電圧波形を模式的に示す図である。 本発明の第２実施例であるＬＣＤパネルの駆動回路の具体的構成を示す回路図である。 同実施例のＬＣＤパネルの駆動回路における絶対値回路の構成例を示す回路図である。 従来の液晶テレビ装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１１，２１，２４，２５，３１，３５，３８，４１，４８ オペアンプ（ＯＰ）
１２ 画素充電回路
１３ フィールドメモリ回路
１４ スイッチ回路
１５，２３，３４ 画素容量
１６ 充電状態検出回路
２２，３３ 配線抵抗
２６ ナンド回路（ＮＡＮＤ）
２７，３９ ＰｃｈＭＯＳＦＥＴ
２８ ＣＭＯＳパストランジスタ
２９ 反転回路
３２ 検出抵抗
３６ 帰還抵抗
３７ 絶対値回路

Claims (9)

1. 第１の入力にＬＣＤパネルの画素を現階調に充電するための電圧を入力され、第２の入力に１フィールド前の対応する画素の充電電圧を入力され、出力を画素に接続されるとともに、正負の電圧範囲がＬＣＤパネルの階調電圧範囲より広い電源電圧を供給されている画素充電用演算増幅器と、前記画素における充電状態を検出して、該充電状態が設定値から十分ずれた範囲か又は設定値に近い範囲内かに応じて異なる出力を発生する充電状態検出手段と、該充電状態検出手段の出力状態に応じて前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態又はオン状態にするスイッチ手段とを備え、
   前記画素の充電状態が設定値から大きくずれた範囲のとき、前記スイッチ手段がオフ状態になることによって前記画素充電用演算増幅器がコンパレータとして動作して前記正又は負の電源電圧で画素をオーバードライブし、前記画素の充電状態が設定値に近い範囲内のとき、前記スイッチ手段がオン状態になることによって前記画素充電用演算増幅器がバッファとして動作して現階調に対応する電圧で画素を充電することを特徴とするＬＣＤパネルの駆動回路。
2. 前記１フィールド前の対応する画素の充電電圧が、１フィールド前の対応する画素の充電電圧をディジタル値として記憶するメモリ手段と、該記憶されたディジタル値をアナログ値に変換するＤ／Ａ変換手段とを備えたフィールドメモリ手段によって生成されることを特徴とする請求項１記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
3. 前記充電状態検出手段が、第１の入力に前記画素容量の充電電圧を入力され第２の入力に前記画素を現階調に充電するための電圧より僅かに低い電圧を入力される第１の演算増幅器と、第２の入力に前記画素容量の充電電圧を入力され第１の入力に前記画素を現階調に充電するための電圧より僅かに高い電圧を入力される第２の演算増幅器と、前記第１の演算増幅器の出力と第２の演算増幅器の出力との論理演算を行って演算結果の出力を発生する演算手段とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
4. 前記充電状態検出手段が、前記画素充電用演算増幅器の出力と前記画素容量との間に接続された検出抵抗の検出電圧を所定利得で増幅する増幅用演算増幅器と、該増幅用演算増幅器の出力電圧を全波整流して所定符号の出力を発生するする絶対値回路と、該絶対値回路の出力電圧を同一符号の所定電圧と比較して比較結果の出力を発生する比較用演算増幅器とからなることを特徴とする請求項１又は２記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
5. 前記スイッチ手段が前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続されゲートに前記充電状態検出手段の出力を接続されたＰｃｈのＭＯＳＦＥＴからなり、前記充電状態検出手段の出力がハイ（Ｈ）レベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、前記充電状態検出手段の出力がロウ（Ｌ）レベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
6. 前記スイッチ手段が前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続されゲートに前記充電状態検出手段の出力を接続されたＮｃｈのＭＯＳＦＥＴからなり、前記充電状態検出手段の出力がＬレベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、前記充電状態検出手段の出力がＨレベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
7. 前記スイッチ手段が前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間に接続され、制御入力に前記充電状態検出手段の出力を接続されたＣＭＯＳのパストランジスタからなり、前記充電状態検出手段の出力がＬレベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオフ状態にし、前記充電状態検出手段の出力がＨレベルのとき、前記画素充電用演算増幅器の第２の入力と出力間をオン状態にすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載のＬＣＤパネルの駆動回路。
8. ＬＣＤパネルにおいて、画素をオーバードライブする際に、画素の現階調と１フィールド前の対応する画素の階調との階調差が正負いずれの方向に最大になる場合でも、最大階調電圧差より絶対値の大きな電圧で画素をオーバードライブすることを特徴とするＬＣＤパネルの駆動方法。
9. ＬＣＤパネルにおいて、画素をオーバードライブする際に、画素の充電電圧値が階調電圧に対して十分近い範囲内になったことを検出するか、または画素に対する充電電流値が十分小さくなったことを検出したとき、オーバードライブを自動的に停止することを特徴とするＬＣＤパネルの駆動方法。
   

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