(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示データに対応した液晶印加電圧を液晶パネルに印加する液晶駆動回路であって、
前記表示データに対応した液晶印加電圧を生成するためのＤＡＣ回路と、
前記液晶印加電圧を増幅するための出力アンプ回路と、
前記１水平期間内に第１の期間から第２の期間へ切り替るタイミングを定めたタイミング信号を生成するための制御回路と、
前記出力アンプ回路は、交流極性が正極性の場合に、前記１水平期間内の前記第１の期間に前記液晶印加電圧を１倍よりも大きい倍率で増幅して前記液晶印加電圧より高い駆動電圧を出力し、前記タイミング信号に従って、前記１水平期間内の前記第２の期間に前記表示データに対応した液晶印加電圧を出力し、交流極性が負極性の場合に、前記１水平期間内の前記第１の期間に前記液晶印加電圧を１倍よりも大きい倍率で増幅して前記液晶印加電圧より低い駆動電圧を出力し、前記タイミング信号に従って、前記１水平期間内の前記第２の期間に前記表示データに対応した液晶印加電圧を出力し、
前記出力アンプ回路が、交流極性が正極性の場合に前記第１の期間に前記液晶印加電圧より高い駆動電圧と前記表示データに対応した液晶印加電圧とを出力する条件は、前記表示データに対応した液晶印加電圧と基準電圧との電位差が一定値以内であるか否かにより判断し、前記一定値以内である場合には前記表示データに対応した液晶印加電圧を出力し、前記一定値を超える場合には前記液晶印加電圧より高い駆動電圧を出力し、
前記出力アンプ回路が、交流極性が負極性の場合に前記第１の期間に前記液晶印加電圧より低い駆動電圧と前記表示データに対応した液晶印加電圧とを出力する条件は、前記表示データに対応した液晶印加電圧と基準電圧との電位差が一定値以内であるか否かにより判断し、前記一定値以内である場合には前記表示データに対応した液晶印加電圧を出力し、前記一定値を超える場合には前記液晶印加電圧より低い駆動電圧を出力することを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項２】
請求項１の液晶駆動回路において、
入力される前記表示データは、ＲＧＢ各8ビットの多階調であることを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項３】
請求項１の液晶駆動回路において、
前記制御回路は、交流極性が正極性の場合に前記液晶印加電圧より高い駆動電圧を、交流極性が負極性の場合に前記液晶印加電圧より低い駆動電圧を出力する条件を表示データの値により切り換える制御を行なうことを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項４】
請求項１の液晶駆動回路において、
前記出力アンプ回路は、ボルテージフォロア回路と、前記液晶印加電圧を１倍よりも大きい倍率で増幅する正転増幅回路と、前記タイミング信号に従って前記ボルテージフォロア回路と前記正転増幅回路とを切り換えるＭＯＳスイッチ素子を有することを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項５】
請求項１記載の液晶駆動回路において、
前記制御回路は、外部から供給される表示信号群を入力する液晶コントローラに接続され、前記液晶コントローラから水平同期信号を入力し、前記タイミング信号を出力することを特徴とする液晶駆動回路。
【請求項６】
請求項１記載の液晶駆動回路において、
前記液晶パネルの各データ線に接続され、前記出力アンプ回路からの前記液晶印加電圧を前記各データ線に出力する端子を有し、
隣接する端子の極性が反転することを特徴とする液晶駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイを表示する液晶駆動回路に係り、特に液晶パネルに駆動電圧を印可する液晶ドライバ回路に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置は、１９９６年ＳＩＤ  ＤＩＧＥＳＴ（ｐ２４７−２５０）「An 8-bit Digital Data Driver for Color TFT-LCDs」に記載されているように、データ駆動回路（液晶ドライバ）はＤＡＣ回路で生成した表示データに対応した液晶印加電圧を出力アンプ回路でバッファして出力していた。出力アンプ回路はボルテージフォロア回路で構成しており、ＤＡＣ回路の階調電圧をそのまま液晶パネルの画素に書き込むことで表示を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の駆動方式では、液晶パネルが高精細化、大画面化することにより充電時間（水平期間）の短縮、液晶パネル負荷の増大に対応して、液晶パネルを高速に書き込みを行う点に関しては、考慮されていなかった。つまり、液晶パネルの解像度の高精細化、画面サイズの大型化に対応していなかった。現在の液晶パネルの解像度はＸＧＡ（１０２４×７６８ドット）、ＳＸＧＡ（１２８０×１０２４ドット）が主流となっているが、今後、ＵＸＧＡ（１６００×１２００ドット）、ＱＸＧＡ（２０４８×１５３６ドット）、ＱＳＸＧＡ（２５６０×２０４８ドット）といった高精細化が進むと予測されている。また、パネルサイズは、現在の１３インチ、１５インチサイズから１８インチ、２０インチへと大画面化も進むと予測されている。
【０００４】
このため、液晶パネルの書き込み時間である水平期間は、解像度ＸＧＡでは約１４μｓ、ＳＸＧＡでは約１１μｓであるが、ＵＸＧＡでは約９μｓ、ＱＸＧＡでは約７μｓ、ＱＳＸＧＡでは約５μｓと解像度が上がるに従って短くなってくる。また、液晶パネルの負荷も画面１５インチサイズに比較して、１８インチでは約１．２倍、２０インチでは約１．３３倍に増加する。
【０００５】
従って、従来の駆動回路では、このような短い充電時間で高負荷の液晶パネルを書き込むことが困難であり、書き込み電圧が不十分なため画質の劣化が生じる。
【０００６】
本発明は、負荷容量、負荷抵抗が大きな液晶パネルに対して、高速に書き込みを実現し、高精細、大画面の液晶ディスプレイの高画質表示を実現する液晶駆動回路及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、液晶ドライバの出力アンプ回路において、所定の階調電圧を増幅して出力するアンプ回路と所定の階調電圧を１倍にバッファして出力するアンプ回路に切り換える手段を設け、水平期間の一定期間は前記増幅出力、他の期間はバッファ出力で液晶パネルを駆動する。
【０００８】
また、表示データにより増幅して出力する階調電圧かを判定するプリチャージ制御回路を設ける。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、液晶ディスプレイのドット反転駆動を図１、図２、図９、図１０を用いて説明する。
【００１０】
図１は液晶駆動回路内の出力回路の構成図、図２は液晶駆動回路の構成図であり、２０１はシステム装置から転送されてきた表示信号郡、２０２は表示信号群２０１を液晶ドライバの同期信号、表示データに変換する液晶コントローラ、２０３は液晶パネルに表示データに対応した駆動電圧を印可する液晶ドライバ、２０４は液晶パネルの階調電圧、基準電圧を生成する電源回路、２０５は液晶パネルの線順次選択を行う走査回路、２０６はアクティブマトリック液晶パネルである。２０７は液晶ドライバ用に変換された表示データ、２０８は表示データ２０７に同期したデータ伝送クロック、２０９は水平期間を示す水平同期信号、２１０は液晶駆動の交流タイミングを示す交流信号、２１１は液晶駆動電圧の交流極性が正極性の正極性階調基準電圧、２１２は液晶駆動電圧の交流極性が負極性の負極性階調基準電圧、２１３は液晶パネルの共通電極の基準電圧である共通電極電圧Ｖｃｏｍ、２１４は走査回路が出力する走査駆動電圧の走査基準電圧、２１５はフレームの周期を示すフレーム同期信号、２１６は走査水平周期のタイミングを示す走査水平同期信号である。また、２１７は液晶ドライバ２０３の内部の表示データを順次取込むシフトレジスタ回路、２１８はシフトレジスタから出力される表示データバス、２１９は水平同期信号２０９から液晶ドライバ内部のタイミング信号を生成する制御回路、２２０はラッチ回路２２２に同時に表示デーバス２１８の表示データをラッチする水平ラッチ信号、２２１は出力アンプ回路２３３のプリチャージ期間を示すプリチャージタイミング信号、２２３はラッチ回路２２２の出力データ、２２４は交流信号２１０から選択信号２２５を生成する制御回路、２２６は隣接する画素に対応した出力端子の表示データを選択する選択回路、２２７は選択データ、２２８は選択データ２２７に対応した正極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、２２９は選択データ２２７に対応した負極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、２３０はＤＡＣ回路２２８、２２９で生成した階調電圧、２３１は出力アンプ回路、２３２は階調電圧、２３３は隣接する出力端子に対応した階調電圧を選択する選択回路、２３４は液晶印加電圧である。
【００１１】
図１は出力アンプ回路２３１の詳細な回路構成を示す図で、２出力で２つのアンプ回路をセレクト回路２３３で選択して出力する。図１は出力アンプ回路２３３の回路動作を示す図で、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を切り換えることで増幅機能とボルテージフォロア機能を切り換える。
【００１２】
図９は正極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図、図１０は負極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図である。図９に示すように、プリチャージタイミング信号２２１に従って、プリチャージ期間と階調電圧書き込み期間を切換え、プリチャージ期間では抵抗ＲＬ１とＲＧ１で決まる階調電圧よりも高い電圧（Ｖｏｕｔ）に向かって書き込みを行うため、階調電圧（Ｖｉｎ）に対して高速に書き込み動作を行い、階調電圧書き込み期間では所定の階調電圧（Ｖｉｎ）を書き込み、表示データに対応した液晶印加電圧を高速に書き込むことができる。また、図10に示すように、プリチャージタイミング信号２２１に従って、プリチャージ期間と階調電圧書き込み期間を切換え、プリチャージ期間では抵抗ＲＬ２とＲＶ２で決まる階調電圧よりも低い電圧（Ｖｏｕｔ）に向かって書き込みを行うため、階調電圧（Ｖｉｎ）に対して高速に書き込み動作を行い、階調電圧書き込み期間では所定の階調電圧（Ｖｉｎ）を書き込み、表示データに対応した液晶印加電圧を高速に書き込むことができる。以下、図９及び図１０に示す駆動波形は上記作用を説明するために用いる。従って、後に図９及び図１０を参照するときには重複記載を割けるため上記と同じ詳細な説明は省略する。
【００１３】
次に、液晶パネル駆動動作を説明する。図２において、パソコン等のシステム装置（図に記載せず）から送られてくる表示信号郡２０１は、液晶コントローラ２０２で液晶駆動回路用のタイミング信号、制御信号を生成する。表示データ２０７はデータ伝送クロック２０８に同期して液晶ドライバ２０３にＲＧＢ２画素単位でシリアルに伝送される。液晶ドライバ２１７の出力階調数２５６階調とするとＲＧＢ各８ビット×２画素で合計４８ビットの表示データを順次伝送する。液晶ドライバ２０３では、表示データ２０７をデータ伝送クロック２０８で順次取込み、１ライン分の表示データを取り込む。そして、１ライン分のデータを取込むと、水平ラッチ信号２２０で水平周期でラッチ回路２２２に１ライン同時に表示データをラッチする。選択回路２２６では、隣接する出力に対応した各２画素の表示データを交流のタイミングに合わせて選択する。ＤＡＣ回路２２８は正極性の階調電圧、ＤＡＣ回路２２９は負極性の階調電圧を生成するため、隣接する出力が正極性か負極性かにより、選択回路２２６で対応した表示データを選択する。出力アンプ回路２３１は正極性または負極性の片側の電圧を出力するため、選択回路２３３では出力端子に対応するよう階調電圧２３２を選択する。例えば、Ｘ１端子に正極性、Ｘ２端子に負極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路２２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路２２８、 Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路２２９に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路２２８、２２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、出力アンプ回路２３１で増幅し、選択回路２３３でＸ１端子に正極性の階調電圧、Ｘ２端子には負極性の階調電圧を選択し、液晶パネル２０６のデータ線を駆動する。逆に、 Ｘ１端子に負極性、Ｘ２端子に正極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路２２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路２２９、Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路２２８に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路２２８、２２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、出力アンプ回路２３１で増幅し、選択回路２３３でＸ１端子に負極性の階調電圧、Ｘ２端子には正極性の階調電圧を選択し、液晶パネル２０６のデータ線を駆動する。Ｘ３端子以降も同様に動作することで、隣接端子の極性が反転するドット反転駆動を実現する。
【００１４】
さらに、図１に示す様にＳＷ１からＳＷ６をプリチャージタイミング信号２２１で切り換えることで増幅アンプ回路とボルテージフォロア回路を切り換えて出力する。図１において、ＡＭＰ１は正極性階調電圧を出力する（電流を充電する）アンプ回路であり、ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン、ＳＷ３をオンにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧２３０を（１＋ＲＬ１／ＲＧ１）倍に増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ、ＳＷ３をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧２３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図９にこの時の駆動波形を示す。また、同様にＡＭＰ２は負極性階調電圧を出力する（電流を放電する）アンプ回路であり、ＳＷ４をオフ、ＳＷ５をオン、ＳＷ６をオンにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧２３０を（１＋ＲＬ２／ＲＶ２）Ｖｉｎ−（ＲＬ２／ＲＶ２）ＶＣＣに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ４をオン、ＳＷ５をオフ、ＳＷ６をオフにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧２３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図１０にこの時の駆動波形を示す。
【００１５】
このように、所定の書き込み階調電圧に対して、正極性の書き込みでは高電圧、負極性の書き込みでは低電圧をプリチャージ期間に印可することで液晶パネルに高速に書き込み実現可能である。さらに、増幅回路でプリチャージ電圧を印可するため電源付近の階調電圧に対しても高速書き込みを実現できる。
【００１６】
次に図２、図３、図９、図１０を用いて説明する。図３に示した出力アンプの構成が図１で示した出力アンプと異なる。
【００１７】
図２の正極性ＤＡＣ回路２２８、負極性ＤＡＣ回路２２９までの動作は上述した通りである。図３に示す出力アンプ２３１は、ＳＷ１からＳＷ６をプリチャージタイミング信号２２１で切り換えることで増幅アンプ回路とボルテージフォロア回路を切り換えて出力する。図３において、ＡＭＰ１は正極性階調電圧を出力する（電流を充電する）アンプ回路であり、ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン、ＳＷ３をオンにすることで、ＳＷ２のオン抵抗をＲＯＮＬ１、ＳＷ３のオン抵抗をＲＯＮＧ１とすると、ＡＭＰ１の出力は階調電圧２３０を（１＋ＲＯＮＬ１／ＲＯＮＧ１）倍に増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ、ＳＷ３をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧２３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図９にこの時の駆動波形を示す。また、同様にＡＭＰ２は負極性階調電圧を出力する（電流を放電する）アンプ回路であり、ＳＷ４をオフ、ＳＷ５をオン、ＳＷ６をオンにすることで、ＳＷ５のオン抵抗をＲＯＮＬ２、ＳＷ６のオン抵抗をＲＯＮＶ２とすると、ＡＭＰ２の出力は階調電圧２３０を（１＋ＲＯＮＬ２／ＲＯＮＶ２）Ｖｉｎ−（ＲＯＮＬ２／ＲＯＮＶ２）ＶＣＣに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ４をオン、ＳＷ５をオフ、ＳＷ６をオフにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧２３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図１０にこの時の駆動波形を示す。
【００１８】
このように、ＭＯＳトランジスタ回路を用いて選択スイッチと抵抗素子の機能持たせることで、所定の書き込み階調電圧に対して、正極性の書き込みでは高電圧、負極性の書き込みでは低電圧をプリチャージ期間に印可することで液晶パネルに高速に書き込み実現可能である。さらに、増幅回路でプリチャージ電圧を印可するため電源付近の階調電圧に対しても高速書き込みを実現できる。
【００１９】
次に、液晶ディスプレイのドット反転駆動を図４、図５、図９、図１０を用いて説明する。
【００２０】
図５は液晶駆動回路内の出力回路の構成図、図４は液晶駆動回路の構成図であり、４０１はシステム装置から転送されてきた表示信号郡、４０２は表示信号群４０１を液晶ドライバの同期信号、表示データに変換する液晶コントローラ、４０３は液晶パネルに表示データに対応した駆動電圧を印可する液晶ドライバ、４０４は液晶パネルの階調電圧、基準電圧を生成する電源回路、４０５は液晶パネルの線順次選択を行う走査回路、４０６はアクティブマトリック液晶パネルである。４０７は液晶ドライバ用に変換された表示データ、４０８は表示データ４０７に同期したデータ伝送クロック、４０９は水平期間を示す水平同期信号、４１０は液晶駆動の交流タイミングを示す交流信号、４１１は液晶駆動電圧の交流極性が正極性の正極性階調基準電圧、４１２は液晶駆動電圧の交流極性が負極性の負極性階調基準電圧、４１３は液晶パネルの共通電極の基準電圧である共通電極電圧Ｖｃｏｍ、４１４は走査回路が出力する走査駆動電圧の走査基準電圧、４１５はフレームの周期を示すフレーム同期信号、４１６は走査水平周期のタイミングを示す走査水平同期信号である。
【００２１】
また、４１７は液晶ドライバ４０３の内部の表示データを順次取込むシフトレジスタ回路、４１８はシフトレジスタから出力される表示データバス、４１９は水平同期信号４０９から液晶ドライバ内部のタイミング信号を生成する制御回路、４２０はラッチ回路４２２に同時に表示データバス４１８の表示データをラッチする水平ラッチ信号、４２１は出力アンプ回路４３３のプリチャージ期間を示すプリチャージタイミング信号、４２３はラッチ回路４２２の出力データ、４２４は交流信号４１０から選択信号４２５を生成する制御回路、４２６は隣接する画素に対応した出力端子の表示データを選択する選択回路、４２７は選択データ、４２８は選択データ４２７に対応した正極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、４２９は選択データ４２７に対応した負極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、４３０はＤＡＣ回路４２８、４２９で生成した階調電圧、４３１は隣接する出力端子に対応した階調電圧を選択する選択回路、４３２は選択回路４３３で選択した階調電圧、４３３は出力アンプ回路、４３４は液晶印加電圧である。
【００２２】
図５は出力アンプ回路４３１の詳細な回路構成を示す図で、１出力当たりで１つのアンプ回路で出力する。３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を切り換えることで増幅機能とボルテージフォロア機能を切り換える。図９は正極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図、図１０は負極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図である。
【００２３】
次に、液晶パネル駆動動作を説明する。図４において、パソコン等のシステム装置（図に記載せず）から送られてくる表示信号郡４０１は、液晶コントローラ４０２で液晶駆動回路用のタイミング信号、制御信号を生成する。表示データ４０７はデータ伝送クロック４０８に同期して液晶ドライバ４０３にＲＧＢ２画素単位でシリアルに伝送される。液晶ドライバ４１７の出力階調数２５６階調とするとＲＧＢ各８ビット×２画素で合計４８ビットの表示データを順次伝送する。液晶ドライバ４０３では、表示データ４０７をデータ伝送クロック４０８で順次取込み、１ライン分の表示データを取り込む。そして、１ライン分のデータを取込むと、水平ラッチ信号４２０で水平周期でラッチ回路４２２に１ライン同時に表示データをラッチする。選択回路４２６では、隣接する出力に対応した各２画素の表示データを交流のタイミングに合わせて選択する。ＤＡＣ回路４２８は正極性の階調電圧、ＤＡＣ回路４２９は負極性の階調電圧を生成するため、隣接する出力が正極性か負極性かにより、選択回路４２６で対応した表示データを選択する。出力アンプ回路４３３は正極性または負極性のどちらの電圧も出力できるため、選択回路４３１では出力端子に対応するよう階調電圧４３０を選択する。例えば、Ｘ１端子に正極性、Ｘ２端子に負極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路４２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路４２８、 Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路４２９に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路４２８、４２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、選択回路４３１でＸ１端子に正極性の階調電圧、Ｘ２端子には負極性の階調電圧を選択し、出力アンプ回路４３３で増幅し、液晶パネル４０６のデータ線を駆動する。逆に、 Ｘ１端子に負極性、Ｘ２端子に正極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路４２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路４２９、 Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路４２８に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路４２８、４２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、選択回路４３１でＸ１端子に負極性の階調電圧、Ｘ２端子には正極性の階調電圧を選択し、出力アンプ回路４３３で増幅し、液晶パネル４０６のデータ線を駆動する。Ｘ３端子以降も同様に動作することで、隣接端子の極性が反転するドット反転駆動を実現する。さらに、図５に示す様にＳＷ１からＳＷ６をプリチャージタイミング信号４２１で切り換えることで増幅アンプ回路とボルテージフォロア回路を切り換えて出力する。図５において、ＡＭＰ１は正極性、負極性の両階調電圧を出力する（電流を充放電する）アンプ回路であり、ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン、ＳＷ３をオン、ＳＷ４をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧４３２を（１＋ＲＬ１／ＲＶ１）Ｖｉｎ−（ＲＬ２／ＲＶ２）ＶＣＣに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ、ＳＷ３をオフ、ＳＷ４をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧４３２を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図１０にこの時の駆動波形を示す。また、ＡＭＰ２はＡＭＰ１と同じ構成で正極性���負極性の両階調電圧を出力する（電流を充放電する）アンプ回路であり、ＡＭＰ１が負極性階調電圧を出力するときは、ＳＷ５をオフ、ＳＷ６をオン、ＳＷ７をオフ、ＳＷ８をオンにすることで正極性の階調電圧を出力する。このとき、ＡＭＰ２の出力は階調電圧４３２を（１＋ＲＬ２／ＲＧ２）Ｖｉｎに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ５をオン、ＳＷ６をオフ、ＳＷ７をオフ、ＳＷ８をオフにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧４３２を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図９にこの時の駆動波形を示す。
【００２４】
このように、所定の書き込み階調電圧に対して、正極性の書き込みでは高電圧、負極性の書き込みでは低電圧をプリチャージ期間に印可することで液晶パネルに高速に書き込み実現可能である。さらに、増幅回路でプリチャージ電圧を印可するため電源付近の階調電圧に対しても高速書き込みを実現できる。
【００２５】
次に液晶表示装置を図４、図６、図９、図１０を用いて説明する。
【００２６】
図6は図５に示した出力アンプ回路の構成が異なるものを示した。図４の正極性ＤＡＣ回路４２８、負極性ＤＡＣ回路４２９までの動作は上述の説明と同様である。図６に示す様にＳＷ１からＳＷ８をプリチャージタイミング信号４２１で切り換えることで増幅アンプ回路とボルテージフォロア回路を切り換えて出力する。図６は出力アンプ回路の詳細な構成を示しており、図６において、ＡＭＰ１は正極性、負極性の両階調電圧を出力する（電流を充放電する）アンプ回路である。ＳＷ２のオン抵抗をＲＯＮＬ１、ＳＷ３のオン抵抗をＲＯＮＶ１とすると、ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン、ＳＷ３をオン、ＳＷ４をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧４３２を（１＋ＲＯＮＬ２／ＲＯＮＶ２）Ｖｉｎ−（ＲＯＮＬ２／ＲＯＮＶ２）ＶＣＣに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ、ＳＷ３をオフ、ＳＷ４をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧４３２を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図１０にこの時の駆動波形を示す。また、ＡＭＰ２はＡＭＰ１と同じ構成で正極性、負極性の両階調電圧を出力する（電流を充放電する）アンプ回路である。ＡＭＰ１が負極性階調電圧を出力するときは、ＳＷ５をオフ、ＳＷ６をオン、ＳＷ７をオフ、ＳＷ８をオンにすることで、正極性の階調電圧を出力する。このとき、ＳＷ５のオン抵抗をＲＯＮＬ２、ＳＷ８のオン抵抗をＲＯＮＧ２とすると、ＡＭＰ２の出力は階調電圧４３２を（１＋ＲＯＮＬ１／ＲＯＮＧ１）Ｖｉｎに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ５をオン、ＳＷ６をオフ、ＳＷ７をオフ、ＳＷ８をオフにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧４３２を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図９にこの時の駆動波形を示す。
【００２７】
このように、ＭＯＳトランジスタ回路を用いて選択スイッチと抵抗素子の機能持たせることで、所定の書き込み階調電圧に対して、正極性の書き込みでは高電圧、負極性の書き込みでは低電圧をプリチャージ期間に印可することで液晶パネルに高速に書き込み実現可能である。さらに、増幅回路でプリチャージ電圧を印可するため電源付近の階調電圧に対しても高速書き込みを実現できる。
【００２８】
次に、液晶ディスプレイのドット反転駆動を実現する図７、図８、図９、図１０、図１１を用いて説明する。階調電圧によってプリチャージ制御行うか否かを判定する制御を行う点が異なる。図８は液晶駆動回路内の出力回路の構成図、図７は液晶駆動回路の構成図であり、７０１はシステム装置から転送されてきた表示信号郡、７０２は表示信号群７０１を液晶ドライバの同期信号、表示データに変換する液晶コントローラ、７０３は液晶パネルに表示データに対応した駆動電圧を印可する液晶ドライバ、７０４は液晶パネルの階調電圧、基準電圧を生成する電源回路、７０５は液晶パネルの線順次選択を行う走査回路、７０６はアクティブマトリック液晶パネルである。７０７は液晶ドライバ用に変換された表示データ、７０８は表示データ７０７に同期したデータ伝送クロック、７０９は水平期間を示す水平同期信号、７１０は液晶駆動の交流タイミングを示す交流信号、７１１は液晶駆動電圧の交流極性が正極性の正極性階調基準電圧、７１２は液晶駆動電圧の交流極性が負極性の負極性階調基準電圧、７１３は液晶パネルの共通電極の基準電圧である共通電極電圧Ｖｃｏｍ、７１４は走査回路が出力する走査駆動電圧の走査基準電圧、７１５はフレームの周期を示すフレーム同期信号、７１６は走査水平周期のタイミングを示す走査水平同期信号である。また、７１７は液晶ドライバ７０３の内部の表示データを順次取込むシフトレジスタ回路、７１８はシフトレジスタから出力される表示データバス、７１９は水平同期信号７０９から液晶ドライバ内部のタイミング信号を生成する制御回路、７２０はラッチ回路７２２に同時に表示デーバス７１８の表示データをラッチする水平ラッチ信号、７２１は出力アンプ回路７３３のプリチャージ期間を示すプリチャージタイミング信号、７２３はラッチ回路７２２の出力データ、７２４は交流信号７１０から選択信号７２５を生成する制御回路、７３５はプリチャージ制御を行う条件を判定するプリチャージ制御回路、７３６はプリチャージ有効信号、７２６は隣接する画素に対応した出力端子の表示データを選択する選択回路、７２７は選択データ、７２８は選択データ７２７に対応した正極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、７２９は選択データ７２７に対応した負極性階調電圧を生成するＤＡＣ回路、７３０はＤＡＣ回路７２８、７２９で生成した階調電圧、７３１は出力アンプ回路、７３２は階調電圧、７３３は隣接する出力端子に対応した階調電圧を選択す選択回路、７３４は液晶印加電圧である。
【００２９】
図８は出力アンプ回路７３１の詳細な回路構成を示す図で、２出力で２つのアンプ回路をセレクト回路７３３で選択して出力する。図８は出力アンプ回路７３１の回路動作を示す図で、３つのスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を切り換えることで増幅機能とボルテージフォロア機能を切り換える。図９は正極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図、図１０は負極性階調電圧を書き込む場合の１水平期間の駆動波形を示す図、図１１はプリチャージを行う階調電圧を示す図である。
【００３０】
次に、本発明の液晶パネル駆動動作を説明する。図７において、パソコン等のシステム装置（図に記載せず）から送られてくる表示信号郡７０１は、液晶コントローラ７０２で液晶駆動回路用のタイミング信号、制御信号を生成する。表示データ７０７はデータ伝送クロック７０８に同期して液晶ドライバ７０３にＲＧＢ２画素単位でシリアルに伝送される。液晶ドライバ７０３の出力階調数２５６階調とするとＲＧＢ各８ビット×２画素で合計４８ビットの表示データを順次伝送する。液晶ドライバ７０３では、表示データ７０７をデータ伝送クロック７０８で順次取込み、１ライン分の表示データを取り込む。そして、１ライン分のデータを取込むと、水平ラッチ信号７２０で水平周期でラッチ回路７２２に１ライン同時に表示データをラッチする。プリチャージ制御回路７３５では各出力の表示データ７２３から、図１１に示す階調電圧に対応してプリチャージを行うか否かを判定し、プリチャージ有効信号７３６を生成する。
【００３１】
例えば、表示データ８ビットの上位２ビットをデコードして、階調１から階調２５６までの２５６階調のうち、階調１から階調６４まではプリチャージを行わず、階調６５から階調２５６まではプリチャージを行うようにプリチャージ有効信号を生成する。
【００３２】
選択回路７２６では、隣接する出力に対応した各２画素の表示データを交流のタイミングに合わせて選択する。ＤＡＣ回路７２８は正極性の階調電圧、ＤＡＣ回路７２９は負極性の階調電圧を生成するため、隣接する出力が正極性か負極性かにより、選択回路７２６で対応した表示データを選択する。出力アンプ回路７３１は正極性または負極性の片側の電圧を出力するため、選択回路７３３では出力端子に対応するよう階調電圧７３２を選択する。例えば、Ｘ１端子に正極性、Ｘ２端子に負極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路７２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路７２８、 Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路７２９に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路７２８、７２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、出力アンプ回路７３１で増幅し、選択回路７３３でＸ１端子に正極性の階調電圧、Ｘ２端子には負極性の階調電圧を選択し、液晶パネル７０６のデータ線を駆動する。逆に、 Ｘ１端子に負極性、Ｘ２端子に正極性の階調電圧を出力する場合は、選択回路７２６により、Ｘ１端子に対応した表示データをＤＡＣ回路７２９、 Ｘ２端子に対応した表示データをＤＡＣ回路７２８に対応するように選択する。そして、ＤＡＣ回路７２８、７２９では、表示データに対応した階調電圧を生成し、出力アンプ回路７３１で増幅し、選択回路７３３でＸ１端子に負極性の階調電圧、Ｘ２端子には正極性の階調電圧を選択し、液晶パネル７０６のデータ線を駆動する。Ｘ３端子以降も同様に動作することで、隣接端子の極性が反転するドット反転駆動を実現する。
【００３３】
さらに、図８に示す様にＳＷ１からＳＷ６をプリチャージタイミング信号７２１とプリチャージ有効信号７３６で切り換えることで増幅アンプ回路とボルテージフォロア回路を切り換えて出力する。図８において、ＡＭＰ１は正極性階調電圧を出力する（電流を充電する）アンプ回路であり、ＳＷ１をオフ、ＳＷ２をオン、ＳＷ３をオンにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧７３０を（１＋ＲＬ１／ＲＧ１）倍に増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ１をオン、ＳＷ２をオフ、ＳＷ３をオフにすることで、ＡＭＰ１の出力は階調電圧７３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図９にこの時の駆動波形を示す。また、同様にＡＭＰ２は負極性階調電圧を出力する（電流を放電する）アンプ回路であり、ＳＷ４をオフ、ＳＷ５をオン、ＳＷ６をオンにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧７３０を（１＋ＲＬ２／ＲＶ２）Ｖｉｎ−（ＲＬ２／ＲＶ２）ＶＣＣに増幅したプリチャージ電圧を出力する。逆に、ＳＷ４をオン、ＳＷ５をオフ、ＳＷ６をオフにすることで、ＡＭＰ２の出力は階調電圧７３０を１倍に増幅したボルテージフォロア回路となり階調電圧をそのまま出力する。図１０にこの時の駆動波形を示す。図１１に示す用に階調電圧（表示データ）に対応して、書き込み電圧の振幅が小さい階調電圧に関してはプリチャージ動作を制限することが可能である。
【００３４】
このように、所定の書き込み階調電圧に対して、正極性の書き込みでは高電圧、負極性の書き込みでは低電圧をプリチャージ期間に印可することで液晶パネルに高速に書き込み実現可能である。さらに、本発明では、増幅回路でプリチャージ電圧を印可するため電源付近の階調電圧に対しても高速書き込みを実現できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷容量、負荷抵抗が大きな液晶パネルに対して、高速に書き込みを実現できるため、高精細、大画面の液晶ディスプレイの高画質表示を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した出力アンプ回路のブロック図。
【図２】液晶表示装置の一実施例のブロック図。
【図３】本発明を適用した出力アンプ回路のブロック図。
【図４】液晶表示装置の一実施例のブロック図。
【図５】本発明を適用した出力アンプ回路のブロック図。
【図６】本発明を適用した出力アンプ回路のブロック図。
【図７】液晶表示装置の一実施例のブロック図。
【図８】本発明を適用した出力アンプ回路のブロック図。
【図９】駆動波形を示す図。
【図１０】駆動波形を示す図。
【図１１】プリチャージ条件を示す図。
【符号の説明】
２０１…表示信号、２０２…液晶コントローラ、２０３…液晶ドライバ、２０４…電源回路、２０５…走査回路、２０６…液晶パネル、２３１…出力アンプ回路。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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