(57)【要約】【課題】液晶駆動電圧として使用される複数の駆動電圧を発生し、オペアンプ５１，４１，３３，５２，４２を介して低インピーダンス化して出力するようにした駆動電圧発生回路２１において、高精度なオペアンプを使用することなく、クロストークの発生しない理想的な駆動電圧の関係を実現する。【解決手段】２つの駆動電圧発生部３１，３２およびハイ側の基準となるオペアンプ３３を設け、低い電圧Ｖ２，Ｖ５から、ΔＶ高い中間の電圧Ｖ１，Ｖ４をオペアンプ４２，４１を介してそれぞれ出力する。しかしながら、高い電圧Ｖ０，Ｖ３は、前記電圧Ｖ２，Ｖ５を基準とし、非反転オペアンプ５２，５１が前記オペアンプ４２，４１からの電圧Ｖ１，Ｖ４を２倍増幅して生成する。したがって、各オペアンプが持つオフセットをキャンセルして、Ｖ０−Ｖ１＝Ｖ１−Ｖ２＝ΔＶ、Ｖ３−Ｖ４＝Ｖ４−Ｖ５＝ΔＶの理想的な駆動電圧の関係を実現できる。【選択図】  図１
2004317720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準電圧源で発生された基準電圧に基づいて複数の駆動電圧を作成し、オペアンプを介して低インピーダンス化して出力するようにした駆動電圧発生回路において、
２つの基準電圧が入力され、低い方の電圧を基準となる第１の電圧として、低インピーダンス化した高い方の電圧を第２の電圧として出力するオペアンプと、
前記オペアンプからの出力の第２の電圧を２倍増幅して、最も高い第３の電圧を生成する非反転オペアンプとを含むことを特徴とする駆動電圧発生回路。
【請求項２】
前記非反転オペアンプは、増幅率の微調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載の駆動電圧発生回路。
【請求項３】
前記請求項１または２記載の駆動電圧発生回路を、ハイ側とロー側との２組備えるとともに、ハイ側の基準となるオペアンプをもう１つ備え、対向交流駆動を行うことを特徴とする液晶駆動装置。
【請求項４】
ＳＴＮ液晶を用いた単純マトリクス型液晶パネルを駆動することを特徴とする請求項３記載の液晶駆動装置。
【請求項５】
前記オペアンプと非反転オペアンプとは、同じウェルの中に形成されていることを特徴とする請求項３記載の液晶駆動装置。
【請求項６】
前記各駆動電圧発生回路は、各々ウェルで分離され、異なる基準電圧で動作していることを特徴とする請求項５記載の液晶駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＳＴＮ液晶パネルを好適に表示駆動することができる液晶駆動装置に関し、特に駆動電圧を発生する回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、液晶表示装置の概略的構成を示すブロック図である。ＭＰＵ１は、画像処理等を行ない、各種制御信号や表示データ等をＭＰＵバス２を介して出力する。前記各種制御信号や表示データ等は、液晶ドライバ３に入力され、それらの信号や表示データ等に応じて作成された駆動信号によって、前記ＳＴＮ液晶パネル等のＬＣＤパネル４が表示駆動される。
【０００３】
前記液晶ドライバ３は、前記ＭＰＵ１から転送されてきた表示データを表示データＲＡＭ５へ蓄積し、該ＲＡＭ５のデータに応じて、液晶駆動電圧選択信号を作成し、液晶駆動出力部６に与える。前記液晶駆動出力部６にはまた、液晶駆動電圧発生・昇圧回路７からの６種類の駆動電圧Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が与えられており、前記液晶駆動電圧選択信号に応じて、これらの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５が選択されて、前記駆動信号としてＬＣＤパネル４に与えられる。
【０００４】
前記駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５は、前記液晶駆動電圧発生・昇圧回路７にて作成され、最も低い駆動電圧Ｖ５には、ＧＮＤ電位を使用するので、実際に発生するのは、Ｖ０〜Ｖ４の駆動電圧になる。これらの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ４は、前記ＳＴＮ液晶を用いたマトリクス型液晶表示装置を、時分割駆動する場合に従来から広く用いられている電圧である。
【０００５】
前記駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５は、適宜選択されてマトリクス型液晶表示装置のセグメント側およびコモン側に与えられ、これらのセグメント電極とコモン電極との間に印加される電圧によって、液晶の透過率を変化させ、所望とする表示が行われる。このような６電源を使用した駆動方式については、特開昭５８−１７６６９４号公報や特開平２−３３１９０号公報等に述べられている。
【０００６】
図５は、典型的な従来技術である前記特開昭５８−１７６６９４号における駆動電圧発生回路１１の電気的構成を示すブロック図である。この駆動電圧発生回路１１は、５つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ４を作成し、前記液晶駆動出力部６に与える。この駆動電圧発生回路１１に関連して、最も高い駆動電圧Ｖ０を発生するＶ０電圧発生回路１２と、その駆動電圧Ｖ０をＧＮＤ電位との間で抵抗分圧して、４つの基準電圧Ｖ１’  〜Ｖ４’  を作成する基準電圧回路１３が設けられている。これらの回路１１，１２，１３によって、前記液晶ドライバ３における液晶駆動電圧発生・昇圧回路７が構成されている。
【０００７】
注目すべきは、従来の駆動電圧発生回路１１では、前記各駆動電圧Ｖ０〜Ｖ４は、前記基準電圧Ｖ１’  〜Ｖ４’  が、ボルテージフォロワ型のオペアンプａ１〜ａ４によって低インピーダンス化され、それぞれ作成されていることである。同公報に示される５つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ４や、６つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５の関係は、同公報等に掲載されているため詳しくは述べないが、６つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５を使用する場合、次式の電圧関係を持つように設計されている。
【０００８】
Ｖ０−Ｖ１＝Ｖ１−Ｖ２                                      …（１）
Ｖ３−Ｖ４＝Ｖ４−Ｖ５                                      …（２）
【０００９】
【特許文献１】
特開昭５８−１７６６９４号公報（公開日：昭和５８年１０月１７日）
【００１０】
【特許文献２】
特開平２−３３１９０号公報（公開日：平成２年２月２日）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように構成される駆動電圧発生回路１１では、抵抗分割で作成された基準電圧Ｖ１’  〜Ｖ４’  に対して、実際の駆動電圧Ｖ１〜Ｖ４の電圧精度の要求は低いものであった。この事は同公報にも述べられている。
【００１２】
しかしながら、液晶パネルの大面積化、高精細化に伴い、前記駆動電圧Ｖ１〜Ｖ４の安定および電圧値の正確さが求められるようになった。そこで、たとえば特開平５−３４６７７１号公報では、電源に乗るスパイクによる表示への影響をなくし、表示品位を改善する方法を述べている。ところが、電源能力等を対策し、電源の安定化を行なっても、前記駆動電圧発生回路１１のような回路では、オペアンプａ１〜ａ４が持つオフセット電圧を無視できないという問題がある。このオフセットによる駆動電圧値のずれによる表示品位への影響理由を、以下に詳述する。
【００１３】
図６は、単純マトリクス型の液晶パネルの構造図である。この液晶パネルは、大略的に、セグメント電極ＳＥＧ１〜ＳＥＧｍおよびコモン電極ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎで構成されるマトリクスと、マトリクス上に配置された液晶画素２０とを備えて構成されている。前記液晶画素２０は、セグメント電極ＳＥＧ１〜ＳＥＧｍとコモン電極ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎとの間に印加されている電圧によって表示を行うことができる。
【００１４】
図７は、前記セグメント電極ＳＥＧ１〜ＳＥＧｍとコモン電極ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎとに印加される電圧の関係を示す波形図である。コモン側の電圧は、表示電圧を書込むべきラインを選択する信号で、非選択時はＶ１もしくはＶ４の電圧で、１ライン毎に順次選択時の電圧であるＶ５もしくはＶ０の駆動電圧が印加されるように駆動される。非選択、選択の電圧が２種類あるのは、液晶の焼付きを防止するために、交流化駆動を行なうためである。
【００１５】
これに対して、セグメント側には、Ｖ０，Ｖ２，  Ｖ３，  Ｖ５の駆動電圧が印加される。Ｖ０もしくはＶ５の電圧が印加されると、液晶はオンし、光を透過させる。Ｖ２もしくはＶ３の電圧が印加されると、液晶はオフし、光を透過させない。なお、液晶の特性によって、常にオンしていて、前記Ｖ０，Ｖ５の電圧が加わったときにオフする場合もあるが、本説明では、電圧が印加されたときにオンする特性として説明する。
【００１６】
液晶の表示は、コモンが選択電圧のときに、セグメントに加える電圧をオンさせる電圧にするか、オフさせる電圧にするかによって決定される。液晶をオンさせ、光を透過させると白の表示になり、オフさせれば黒の表示になる。液晶画素２０に印加される電圧は、（コモン電極電圧−セグメント電極電圧）であるので、白表示の電圧は、（Ｖ０−Ｖ５）もしくは（Ｖ５−Ｖ０）になり、黒表示の電圧は、（Ｖ２−Ｖ５）もしくは（Ｖ３−Ｖ０）になる。
【００１７】
しかしながら、非選択時には、選択されているラインにどのような電圧が印加されるかによって、実際の表示が決定される。すなわち、選択部が白表示の場合、その他の非選択部には、（Ｖ０−Ｖ１）もしくは（Ｖ５−Ｖ４）の電圧が印加され、選択部が黒表示の場合、その他の非選択部には、（Ｖ２−Ｖ１）もしくは（Ｖ３−Ｖ４）の電圧が印加される。
【００１８】
ここで、１画面を書込む間に、前記選択時の電圧は極僅かの時間しか与えられないのに対して、非選択時の電圧は残余の画素に書込を行う長時間に亘って与えられ続けることになる。このため、選択時の電圧と非選択時の電圧との差をできるだけ大きくし、非選択時の電圧が影響（クロストーク）を与えないように工夫されている。
【００１９】
しかしながら、多階調化（本説明はＳＴＮ液晶を例としており、たとえばパルス幅変調方式で階調表示を行う。）を行うと、各階調表示での実効電圧の差が小さくなり、微小な電圧の変化で実効電圧が変化（ずれてしまう。）し、液晶パネルの透過特性が変化するので、非選択時の電圧も無視できなくなる。以下に、白黒表示の例で、非選択時の電圧が影響する一例を説明する。
【００２０】
表示画面の一部で黒表示を行ない、その他の部分では白表示を行なう場合、黒表示を含むセグメントラインの非選択部分には、白書込み時に電圧（Ｖ０−Ｖ１）もしくは（Ｖ５−Ｖ４）が印加され、黒書込み時に電圧（Ｖ２−Ｖ１）もしくは（Ｖ３−Ｖ４）が印加される。これに対して、黒表示を含まない（白のみ表示）セグメントラインの非選択部分には、白書込みで、（Ｖ０−Ｖ１）もしくは（Ｖ５−Ｖ４）の電圧のみが印加される。
【００２１】
したがって、前記オペアンプａ１〜ａ４が持つオフセット電圧によって、電圧Ｖ０とＶ１との間の電圧と、電圧Ｖ１とＶ２との間の電圧とに差がある場合、および電圧Ｖ３とＶ４との間の電圧と、電圧Ｖ４とＶ５との間の電圧とに差がある場合、つまり
｜（Ｖ０−Ｖ１）｜−｜（Ｖ２−Ｖ１）｜＝０                  …（３）
｜（Ｖ３−Ｖ４）｜−｜（Ｖ４−Ｖ５）｜＝０                  …（４）
にならない場合、黒表示を含むセグメントラインと、黒表示を含まないセグメントラインとの間に電圧の差が発生する。
【００２２】
この場合、同じ白表示に対して、実効電圧が異なることから、その実効電圧の差によって、白の見え方が異なってしまう。このため、上述の表示品位の低下となる。
【００２３】
この問題は、上述のようにオペアンプａ１〜ａ４が持つオフセット電圧のバラツキによって、前記駆動電圧Ｖ１〜Ｖ４にバラツキが発生することに起因している。このため、電源として使用するオペアンプに対して、オフセットが発生しない様、オフセットキャンセル回路を設ける等の施策が必要になる。しかしながら、オフセットキャンセル回路等を設けた高精度のオペアンプを液晶ドライバＩＣの内部に設けた場合、チップ面積が増大し、デバイスコストが高くなるという問題が発生する。
【００２４】
本発明の目的は、高精度なオペアンプを使用することなく、理想的な駆動電圧の関係を実現することができる駆動電圧発生回路およびそれを用いる液晶駆動装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明の駆動電圧発生回路は、基準電圧源で発生された基準電圧に基づいて複数の駆動電圧を作成し、オペアンプを介して低インピーダンス化して出力するようにした駆動電圧発生回路において、２つの基準電圧が入力され、低い方の電圧を基準となる第１の電圧として、低インピーダンス化した高い方の電圧を第２の電圧として出力するオペアンプと、前記オペアンプからの出力の第２の電圧を２倍増幅して、最も高い第３の電圧を生成する非反転オペアンプとを含むことを特徴とする。
【００２６】
上記の構成によれば、液晶駆動電圧などとして使用される複数の駆動電圧を発生し、所望とする負荷を駆動可能なように、ボルテージフォロワ型のオペアンプなどによって低インピーダンス化して出力するようにした駆動電圧発生回路において、従来はＧＮＤなどの最も低い電圧を基準となる第１の電圧として、他の電圧のラインにはオペアンプを介在して、そのオペアンプを介してそれぞれの電圧が出力されていたのを、本発明では、２つの基準電圧Ｅ１’  ，Ｅ２’  が入力され、３電圧Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を出力するにあたって、同様に最も低い電圧Ｅ１’  を基準となる第１の電圧Ｅ１とし、先ずその電圧Ｅ１からΔＶ高く、中間の電圧となる高い方の電圧Ｅ２’  を第２の電圧Ｅ２として、オペアンプを介して出力する。しかしながら、最も高い第３の電圧Ｅ３は、前記第１の電圧Ｅ１（＝Ｅ１’  ）を基準とし、非反転オペアンプが前記オペアンプからの出力の第２の電圧Ｅ２を２倍増幅して生成する。
【００２７】
したがって、Ｅ１＝Ｅ１’  、Ｅ２＝Ｅ１＋ΔＶ、Ｅ３＝２（Ｅ２−Ｅ１）＋Ｅ１＝Ｅ１＋２ΔＶであり、
Ｅ３−Ｅ２＝Ｅ２−Ｅ１＝ΔＶ                                …（５）
となる。一方、オペアンプがオフセットαを持っていた場合にも、Ｅ２＝Ｅ１＋ΔＶ＋α、Ｅ３＝２（Ｅ１＋ΔＶ＋α−Ｅ１）＋Ｅ１＝Ｅ１＋２ΔＶ＋２αから、
Ｅ３−Ｅ２＝Ｅ２−Ｅ１＝ΔＶ＋α                            …（６）
となり、出力する３電圧Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の電位差を相互に等しく維持することができる。
【００２８】
これによって、高精度なオペアンプを使用することなく、駆動電圧の変動、特に該駆動電圧発生回路が持つオフセットをキャンセルして、理想的な駆動電圧の関係を実現することができる。
【００２９】
また、本発明の駆動電圧発生回路では、前記非反転オペアンプは、増幅率の微調整手段を備えることを特徴とする。
【００３０】
上記の構成によれば、帰還用抵抗の値を可変にするなどして、増幅率の微調整が可能な微調整手段を設けることで、該非反転オペアンプのオフセットをデバイス毎に微調整することができ、高精度のオペアンプを使用する必要がなくなる。
【００３１】
したがって、低コスト化や、調整を簡略化することができる。
【００３２】
さらにまた、本発明の液晶駆動装置は、前記の駆動電圧発生回路を、ハイ側とロー側との２組備えるとともに、ハイ側の基準となるオペアンプをもう１つ備え、対向交流駆動を行うことを特徴とする。
【００３３】
上記の構成によれば、たとえば前記ロー側の駆動電圧発生回路における前記第１の電圧をＧＮＤ電位である駆動電圧Ｖ５とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ４とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ３とし、前記ハイ側の駆動電圧発生回路における前記第１の電圧を前記もう１つのオペアンプを使用して駆動電圧Ｖ２とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ１とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ０として、前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５を画素のオン電圧とし、前記駆動電圧Ｖ２，Ｖ３を画素のオフ電圧とし、かつ前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５を画素の選択電圧とし、前記駆動電圧Ｖ１，Ｖ４を画素の非選択電圧とすることで、前記対向交流駆動を実現することができる。
【００３４】
これによって、表示不具合の原因となるバイアス電圧の変動、特に液晶駆動装置の電源部が持つオフセットをキャンセルして、理想的なバイアス電圧の関係を実現する液晶駆動装置を実現することができる。
【００３５】
また、本発明の液晶駆動装置は、ＳＴＮ液晶を用いた単純マトリクス型液晶パネルを駆動することを特徴とする。
【００３６】
上記の構成によれば、前記ＳＴＮ液晶を用いた単純マトリクス型液晶パネルでは、前記オフセット電圧が非選択時におけるクロストークの原因となり、そのクロストークを抑えることができる本発明は、特に効果的である。
【００３７】
さらにまた、本発明の液晶駆動装置は、前記オペアンプと非反転オペアンプとは、同じウェルの中に形成されていることを特徴とする。
【００３８】
上記の構成によれば、たとえばｐ型基板に、ｎ型ウェルを設け、さらにその中にｐ型ウェルを設け、そのｐ型ウェル中に、前記第１の電圧が共通のオペアンプと非反転オペアンプとを形成し、ｐ型ウエルの電位を前記第１の電圧とすることで、前記駆動電圧発生回路を構成することができる。
【００３９】
また、本発明の液晶駆動装置では、前記各駆動電圧発生回路は、各々ウェルで分離され、異なる基準電圧で動作していることを特徴とする。
【００４０】
上記の構成によれば、たとえば前記Ｖ２とＶ５との２つの駆動電圧を基準電圧に持つ２種類のオペアンプを作成するにあたって、集積回路化するには基板を分けた構造を持つプロセスが必要になる。具体的には、多重ウェル構造（たとえばｐ型基板に、ｎ型ウェルを設け、さらにその中に複数のｐ型ウェルを設け、ｎ型ウェルにｐ型ウエルの電位より高い電圧を印加することで、各ｐ型ウェルを分離して、ウェルの電位を前記基準電圧のＶ２やＶ５のように変える。）を使用して、前記基準電圧Ｖ２側のウェル内に前記ハイ側の駆動電圧発生回路のオペアンプと、非反転オペアンプおよびその帰還抵抗とを形成し、前記基準電圧Ｖ５側のウェル内に前記ロー側の駆動電圧発生回路のオペアンプと、非反転オペアンプおよびその帰還抵抗とを形成することで、前記請求項５記載の液晶駆動装置を、同じ基板上で実現することができる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について、図１および図２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００４２】
図１は、本発明の実施の一形態の駆動電圧発生回路２１の電気的構成を示すブロック図である。この駆動電圧発生回路２１は、６つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５を作成し、前記図４で示す液晶駆動出力部６に与える。この駆動電圧発生回路２１に関連して、最も高い基準電圧Ｖ０’  を発生するＶ０電圧発生回路２２と、その基準電圧Ｖ０’  をＧＮＤ電位との間で抵抗分圧して、３つの基準電圧Ｖ１’  ，Ｖ２’  ，Ｖ４’  を作成する基準電圧回路２３が設けられている。これらの回路２１，２２，２３によって、液晶ドライバ３における液晶駆動電圧発生・昇圧回路７が構成されている。なお、最も低い駆動電圧Ｖ５には、ＧＮＤ電位がそのまま使用される。
【００４３】
注目すべきは、この駆動電圧発生回路２１は、前述のような対向交流駆動を実現するために、ハイ側の駆動電圧発生部３１と、ロー側の駆動電圧発生部３２と、ハイ側の基準となるオペアンプ３３とを備えて構成されることである。また、前記駆動電圧発生部３１，３２は、２つの基準電圧が入力され、低い方の電圧を基準となる第１の電圧として、低インピーダンス化した第２の電圧を出力するオペアンプ４１，４２と、前記オペアンプ４１，４２からの出力の第２の電圧を２倍増幅して、最も高い第３の電圧を生成する非反転オペアンプ５１，５２とを備えて構成されている。
【００４４】
そして、この駆動電圧発生回路２１は、上述のように６つの駆動電圧Ｖ０〜Ｖ５を作成するにあたって、ロー側の駆動電圧発生部３２における前記第１の電圧をＧＮＤ電位である駆動電圧Ｖ５とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ４とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ３とし、前記ハイ側の駆動電圧発生部４１における前記第１の電圧を前記オペアンプ３３を使用した駆動電圧Ｖ２とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ１とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ０として、前記図７で示すように、電圧Ｖ０＞Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４＞Ｖ５の順に設定されている。また、前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５は前記液晶画素２０のオン電圧であり、前記駆動電圧Ｖ２，Ｖ３は前記液晶画素２０のオフ電圧であり、かつ前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５は前記液晶画素２０の選択電圧であり、前記駆動電圧Ｖ１，Ｖ４は前記液晶画素２０の非選択電圧である。
【００４５】
先ず、ロー側の駆動電圧発生部３２は、２つの電圧Ｖ４’  ，Ｖ５を入力とし、低い方の駆動電圧Ｖ５が前記オペアンプ４２および非反転オペアンプ５２に基準電圧として与えられる。オペアンプ４２は、所望とする負荷を駆動可能なように、前記基準電圧Ｖ４’  を低インピーダンス化して、駆動電圧Ｖ４として出力するボルテージフォロワ型のオペアンプ（差動増幅回路）である。前記非反転オペアンプ５２は、相互に等しい抵抗値の帰還抵抗Ｒ２１，Ｒ２２を有し、前記駆動電圧Ｖ４を２倍増幅して、前記駆動電圧Ｖ３を作成するボルテージフォロワ型のオペアンプである。
【００４６】
同様に、ハイ側の駆動電圧発生部３１は、２つの電圧Ｖ１’  ，Ｖ２を入力とし、低い方の駆動電圧Ｖ２が前記オペアンプ４１および非反転オペアンプ５１に基準電圧として与えられる。オペアンプ４２は、所望とする負荷を駆動可能なように、前記基準電圧Ｖ１’  を低インピーダンス化して、駆動電圧Ｖ１として出力するボルテージフォロワ型のオペアンプである。前記非反転オペアンプ５１は、相互に等しい抵抗値の帰還抵抗Ｒ１１，Ｒ１２を有し、前記駆動電圧Ｖ１を２倍増幅して、前記駆動電圧Ｖ０を作成するボルテージフォロワ型のオペアンプである。なお、前記駆動電圧Ｖ２は、前記基準電圧Ｖ２’  から、前記オペアンプ３３によって作成される。
【００４７】
したがって、たとえばロー側の駆動電圧発生部３２について考えると、２つの基準電圧Ｖ４’  ，Ｖ５が入力され、３つの駆動電圧Ｖ５，Ｖ４，Ｖ３を出力するにあたって、最も低い電圧Ｖ５を基準とし、先ずその電圧Ｖ５からΔＶ高い中間の電圧となる駆動電圧Ｖ４をオペアンプ４２を介して出力する。しかしながら、最も高い駆動電圧Ｖ３は、前記駆動電圧Ｖ５を基準とし、非反転オペアンプ５２が前記オペアンプ４２からの出力の駆動電圧Ｖ４を２倍増幅して生成するので、Ｖ４＝Ｖ５＋ΔＶ、Ｖ３＝２（Ｖ４−Ｖ５）＋Ｖ５＝Ｖ５＋２ΔＶであり、
Ｖ３−Ｖ４＝Ｖ４−Ｖ５＝ΔＶ                                …（７）
となる。一方、オペアンプ４２がオフセットαを持っていた場合にも、Ｖ４＝Ｖ５＋ΔＶ＋α、Ｖ３＝２（Ｖ５＋ΔＶ＋α−Ｖ５）＋Ｖ５＝Ｖ５＋２ΔＶ＋２αから、
Ｖ３−Ｖ４＝Ｖ４−Ｖ５＝ΔＶ＋α                            …（８）
となり、出力する３つの駆動電圧Ｖ５，Ｖ４，Ｖ３の電位差を相互に等しく維持することができる。
【００４８】
したがって、前記式４のクロストークの式が成立し、クロストークは発生しない。これによって、オペアンプ４２，５２に高精度なオペアンプを使用することなく、駆動電圧Ｖ５，Ｖ４，Ｖ３の変動、特に該駆動電圧発生部３２が持つオフセットをキャンセルして、理想的な駆動電圧の関係を実現することができる。
【００４９】
同様に、ハイ側の駆動電圧発生部３１について考えると、２つの基準電圧Ｖ１’  ，Ｖ２が入力され、３つの駆動電圧Ｖ２，Ｖ１，Ｖ０を出力するにあたって、最も低い電圧Ｖ２を基準とし、先ずその電圧Ｖ２からΔＶ高い中間の電圧となる駆動電圧Ｖ１をオペアンプ４１を介して出力する。しかしながら、最も高い駆動電圧Ｖ０は、前記駆動電圧Ｖ２を基準とし、非反転オペアンプ５１が前記オペアンプ４１からの出力の駆動電圧Ｖ１を２倍増幅して生成するので、Ｖ１＝Ｖ２＋ΔＶ、Ｖ０＝２（Ｖ１−Ｖ２）＋Ｖ２＝Ｖ２＋２ΔＶであり、
Ｖ０−Ｖ１＝Ｖ１−Ｖ２＝ΔＶ                                …（９）
となる。一方、オペアンプ４１がオフセットβを持っていた場合にも、Ｖ１＝Ｖ２＋ΔＶ＋β、Ｖ０＝２（Ｖ２＋ΔＶ＋β−Ｖ２）＋Ｖ２＝Ｖ２＋２ΔＶ＋２βから、
Ｖ０−Ｖ１＝Ｖ１−Ｖ２＝ΔＶ＋β                          …（１０）
となり、出力する３つの駆動電圧Ｖ２，Ｖ１，Ｖ０の電位差を相互に等しく維持することができる。
【００５０】
したがって、前記式３のクロストークの式が成立し、クロストークは発生しない。これによって、オペアンプ４１，５１に高精度なオペアンプを使用することなく、駆動電圧Ｖ２，Ｖ１，Ｖ０の変動、特に該駆動電圧発生部３１が持つオフセットをキャンセルして、理想的な駆動電圧の関係を実現することができる。
【００５１】
さらにまた、オペアンプ３３の出力がγのオフセットを持っているとした場合、Ｖ０＝（（Ｖ１＋γ）−（Ｖ２＋γ））×２＋Ｖ２＋γの関係が成り立つ。
このとき、クロストークの原因となる前記式３にあてはめると、
（Ｖ０―Ｖ１）―（Ｖ１―Ｖ２）
＝（２Ｖ１−２Ｖ２＋Ｖ２＋γ−（Ｖ１＋γ））−（Ｖ１＋γ−（Ｖ２＋γ））
＝（Ｖ１−Ｖ２）−（Ｖ１−Ｖ２）＝０
になり、クロストークが発生しない。                            …（１１）
以上のように、２倍の電圧の増幅を行う非反転オペアンプ５１，５２を使用することで、高精度なオペアンプを使用することなく、ボルテージフォロワのオペアンプ（差動増幅回路）３３，４１，４２の持つオフセットをキャンセルすることができる。これによって、表示不具合の原因となるバイアス電圧の変動、特に液晶駆動装置の電源部が持つオフセットをキャンセルして、理想的なバイアス電圧の関係を実現する液晶駆動装置を実現することができる。
【００５２】
特に、前記ＳＴＮ液晶を用いた単純マトリクス型液晶パネルでは、前記オフセット電圧が非選択時におけるクロストークの原因となるので、このクロストークを抑えることができる本発明の液晶駆動装置は、該パネルを駆動するために好適に使用することができる。
【００５３】
なお、前記オペアンプ（差動増幅回路）３３，４１，４２，５１，５２の基準電圧とは、マイナス側電源に与えられる電圧であり、プラス側電源には、前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ３が出力できるように充分高い電圧が印加される。これは、少なくともハイ側のオペアンプ４１の電源には、前記基準電圧Ｖ０’  が基準電圧発生回路２３においてＶ０’  −Ｖ１’  ＝Ｖ１’  −Ｖ２’  と抵抗分割されるが、Ｖ０’  −Ｖ１’  とＶ１’  −Ｖ２’  とが同じにならない場合があり、オペアンプ４１の持つオフセットβによって、Ｖ１’  −Ｖ２’  ＜Ｖ１−Ｖ２になった場合、非反転オペアンプ５１で作成される電圧は、Ｖ０＞Ｖ０’  となり、該非反転オペアンプ５１の電源が、このＶ０の電圧を出力可能な電圧でないと、最も高い該駆動電圧Ｖ０が充分に出力されないことになるためである。前記マイナス側の基準電圧となる駆動電圧Ｖ５，Ｖ２は、非反転オペアンプ５２，５１のゲインを決定する抵抗端にも与えられる。
【００５４】
また、前記オペアンプ４１と非反転オペアンプ５１とは、同じウェルの中に形成されのが好ましい。たとえば、図２で示すように、ｐ型基板に、ｎ型ウェルを設け、さらにその中にｐ型ウェルを設け、そのｐ型ウェル中に、前記電圧Ｖ２が共通のこれらのオペアンプ４１，５１を形成し、ｐ型ウエルの電位を前記電圧Ｖ２とすることで、前記駆動電圧発生回路を構成することができる。同様に、前記オペアンプ４２と非反転オペアンプ５２とが、電圧Ｖ５が共通の同じウェルの中に形成されのが好ましい。
【００５５】
そして、前記Ｖ２とＶ５との２つの駆動電圧を基準電圧に持つ２種類のオペアンプ４１，５１；４２，５２を作成するにあたって、集積回路化するには基板を分けた構造を持つプロセスが必要になる。具体的には、多重ウェル構造（たとえば前記図２のように、ｐ型基板に、ｎ型ウェルを設け、さらにその中に複数のｐ型ウェルを設け、ｎ型ウェルにｐ型ウエルの電位より高い電圧を印加することで、各ｐ型ウェルを分離して、ウェルの電位を前記基準電圧のＶ２やＶ５のように変える。）を使用して、前記基準電圧Ｖ２側のウェル内に前記ハイ側の駆動電圧発生部３１のオペアンプ４１と、非反転オペアンプ５１およびその帰還抵抗Ｒ１１，Ｒ１２とを形成し、前記基準電圧Ｖ５側のウェル内に前記ロー側の駆動電圧発生部３２のオペアンプ４２と、非反転オペアンプ５２およびその帰還抵抗Ｒ２１，Ｒ２２とを形成することで、前記駆動電圧発生部３１，３２を、同じ基板上で実現することができる。
【００５６】
本発明の実施の他の形態について、図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。
【００５７】
図３は、本発明の実施の他の形態の駆動電圧発生回路２１ａの電気的構成を示すブロック図である。この駆動電圧発生回路２１ａは、上述の駆動電圧発生回路２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略する。注目すべきは、この駆動電圧発生回路２１ａでは、駆動電圧発生部３１ａ，３２ａ内の非反転オペアンプ５１ａ，５２ａに関して設けられている帰還抵抗Ｒ１１ａ，Ｒ２１ａが、その抵抗値が可変である電子ボリウムで構成されていることである。そして、前記帰還抵抗Ｒ１１ａ，Ｒ２１ａの抵抗値は、外部からコマンドにて調整可能であり、前記電子ボリウム内のスイッチ素子が、前記コマンドによって設定されるレジスタ４０のストア内容に応じて切換えらることで、前記抵抗値が変化される。
【００５８】
したがって、前記コマンドにて微調整を行なうことで、該非反転オペアンプ５１ａ，５２ａのオフセットをデバイス毎に微調整することができ、高精度のオペアンプを使用する必要がなくなる。この点、前記図５で示す従来回路では、４個のオペアンプａ１〜ａ４の総てを調整をする必要があるが、本回路では電圧の調整は２個の非反転オペアンプ５１ａ，５２ａのみでよく、調整が簡単になるとともに、高精度のオペアンプを使用する必要がなく、低コスト化を図ることもできる。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の駆動電圧発生回路は、以上のように、液晶駆動電圧などとして使用される複数の駆動電圧を発生し、所望とする負荷を駆動可能なように、ボルテージフォロワ型のオペアンプなどによって低インピーダンス化して出力するようにした駆動電圧発生回路において、従来はＧＮＤなどの最も低い電圧を基準となる第１の電圧として、他の電圧のラインにはオペアンプを介在して、そのオペアンプを介してそれぞれの電圧が出力されていたのを、本発明では、２つの基準電圧Ｅ１’  ，Ｅ２’  が入力され、３電圧Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３を出力するにあたって、同様に最も低い電圧Ｅ１’  を基準となる第１の電圧Ｅ１とし、先ずその電圧Ｅ１からΔＶ高く、中間の電圧となる高い方の電圧Ｅ２’  を、第２の電圧Ｅ２として、オペアンプを介して出力する。しかしながら、最も高い第３の電圧Ｅ３は、前記第１の電圧Ｅ１（＝Ｅ１’  ）を基準とし、非反転オペアンプが前記オペアンプからの出力の第２の電圧Ｅ２を２倍増幅して生成する。
【００６０】
それゆえ、オペアンプがオフセットαを持っていた場合にも、Ｅ３−Ｅ２＝Ｅ２−Ｅ１となり、出力する３電圧Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３の電位差を相互に等しく維持することができる。これによって、高精度なオペアンプを使用することなく、駆動電圧の変動、特に該駆動電圧発生回路が持つオフセットをキャンセルして、理想的な駆動電圧の関係を実現することができる。
【００６１】
また、本発明の駆動電圧発生回路は、以上のように、前記非反転オペアンプが、帰還用抵抗の値を可変にするなどして、増幅率の微調整手段を備える。
【００６２】
それゆえ、非反転オペアンプのオフセットをデバイス毎に微調整することができ、高精度のオペアンプを使用する必要がなくなり、低コスト化や、調整を簡略化することができる。
【００６３】
さらにまた、本発明の液晶駆動装置は、以上のように、前記の駆動電圧発生回路を、ハイ側とロー側との２組備えるとともに、ハイ側の基準となるオペアンプをもう１つ備え、前記ロー側の駆動電圧発生回路における前記第１の電圧をＧＮＤ電位である駆動電圧Ｖ５とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ４とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ３とし、前記ハイ側の駆動電圧発生回路における前記第１の電圧を前記もう１つのオペアンプを使用して駆動電圧Ｖ２とし、前記第２の電圧を駆動電圧Ｖ１とし、前記第３の電圧を駆動電圧Ｖ０として、前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５を画素のオン電圧とし、前記駆動電圧Ｖ２，Ｖ３を画素のオフ電圧とし、かつ前記駆動電圧Ｖ０，Ｖ５を画素の選択電圧とし、前記駆動電圧Ｖ１，Ｖ４を画素の非選択電圧とすることで、対向交流駆動を実現する。
【００６４】
それゆえ、表示不具合の原因となるバイアス電圧の変動、特に液晶駆動装置の電源部が持つオフセットをキャンセルして、理想的なバイアス電圧の関係を実現する液晶駆動装置を実現することができる。
【００６５】
また、本発明の液晶駆動装置は、以上のように、前記オフセット電圧が非選択時におけるクロストークの原因となるＳＴＮ液晶を用いた単純マトリクス型液晶パネルを駆動する。
【００６６】
それゆえ、前記クロストークを抑えることができ、特に効果的である。
【００６７】
さらにまた、本発明の液晶駆動装置は、以上のように、前記オペアンプと非反転オペアンプとを、同じウェルの中に形成する。
【００６８】
それゆえ、前記３電圧を出力する駆動電圧発生回路を、同じ基板上で実現することができる。
【００６９】
また、本発明の液晶駆動装置は、以上のように、前記各駆動電圧発生回路を、各々ウェルで分離し、異なる基準電圧で動作させる。
【００７０】
それゆえ、前記６電圧を出力する駆動電圧発生回路を、同じ基板上で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の駆動電圧発生回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１で示す駆動電圧発生回路を実現する集積回路の素子構造を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の他の形態の駆動電圧発生回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】液晶表示装置の概略的構成を示すブロック図である。
【図５】典型的な従来技術の駆動電圧発生回路の電気的構成を示すブロック図である。
【図６】単純マトリクス型の液晶パネルの構造図である。
【図７】図６で示す液晶パネルにおいて、セグメント電極とコモン電極とに印加される電圧の関係を示す波形図である。
【符号の説明】
１    ＭＰＵ
２    ＭＰＵバス
３    液晶ドライバ
４    ＬＣＤパネル
５    表示データＲＡＭ
６    液晶駆動出力部
７    液晶駆動電圧発生・昇圧回路
２０    液晶画素
２１，２１ａ    駆動電圧発生回路
２２    Ｖ０電圧発生回路（基準電圧源）
２３    基準電圧回路（基準電圧源）
３１，３２；３１ａ，３２ａ    駆動電圧発生部（駆動電圧発生回路）
３３    オペアンプ（もう１つのオペアンプ）
４０    レジスタ（微調整手段）
４１，４２    オペアンプ
５１，５２；５１ａ，５２ａ    非反転オペアンプ
ＣＯＭ１〜ＣＯＭｎ    コモン電極
Ｒ１１，Ｒ１２；Ｒ２１，Ｒ２２    帰還抵抗
Ｒ１１ａ，Ｒ２１ａ    帰還抵抗（微調整手段）
ＳＥＧ１〜ＳＥＧｍ    セグメント電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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