| 【発明の名称】 |
液晶表示装置用ソース・ドライバ及びそれを用いた液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】伊藤 高英
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| 【要約】 |
【課題】液晶表示装置用ソース・ドライバへの外部からのガンマ補正用基準電圧供給をなくし、且つ液晶の電圧−透過率特性により合致した基準電圧を生成できるようにすること。
【解決手段】ガンマ補正用基準電圧を抵抗分割にて生成する基準電圧生成回路13〜29と、基準電圧生成回路に用いられる少なくとも1の抵抗の値をソース・ドライバ外部からの信号に基づき設定する抵抗設定回路11とを有する。このようにすれば、基準電圧を各ソース・ドライバにその外部から供給する際の信号配線数の増大という問題は生じ得ず、液晶の電圧−透過率特性により合致した基準電圧を生成できるようになり、画質の向上が図られる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】液晶表示装置用ソース・ドライバであって、ガンマ補正用基準電圧を抵抗分割により生成する基準電圧生成回路と、複数の抵抗から前記抵抗分割に用いる抵抗を選択する抵抗設定回路とを有することを特徴とする液晶表示装置用ソース・ドライバ。 【請求項2】請求項1記載の液晶表示装置用ソース・ドライバであって、前記抵抗設定回路は、外部からの設定信号に基づいて前記抵抗を選択することを特徴とする液晶表示装置用ソース・ドライバ。 【請求項3】請求項2記載の液晶表示装置用ソース・ドライバであって、前記抵抗設定回路は、装置への電源供給開始に応答して前記設定信号を受け取ることを特徴とする液晶表示装置用ソース・ドライバ。 【請求項4】請求項1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示装置用ソース・ドライバであって、前記複数の抵抗は、複数のガンマ補正用基準電圧出力線間で並列に接続されていることを特徴とする液晶表示装置用ソース・ドライバ。 【請求項5】請求項1乃至4のいずれか1項に記載の液晶表示装置用ソース・ドライバを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明が属する技術分野】本発明は、液晶表示装置用ソース・ドライバに関し、より詳しくは、液晶表示装置用ソース・ドライバにおけるガンマ(γ)補正用基準電圧の生成に関する。 【0002】 【従来の技術】CRTに比較して省スペース化、省電力化等を図ることができる液晶表示装置は、コンピュータの表示装置等として種々の用途で使用されるようになってきている。また近年の液晶表示装置には、用途に応じてさらに大画面化、高画質化が要求されてきている。液晶表示装置の画質を向上させる方法として、ガンマ補正値を最適化することが挙げられる。ガンマ補正は、液晶の電圧−透過率特性に合わせて液晶駆動電圧を補正する一手法であり、当該補正により、入力された表示データに対応した、より自然な階調表示を行うことができる。 【0003】図9に従来の液晶表示装置の概要を示す。図9に示すように、液晶表示パネル309の複数のゲート線308にゲート・ドライバ307が接続されている。また、複数のデータ線310にソース・ドライバ311及び313が接続されている。図9ではゲート・ドライバが1つ、ソース・ドライバが2つ示されているが、その数は任意である。ゲート・ドライバ307には、電源作成回路303及び制御信号作成回路301が接続されている。電源作成回路303からは所定の電圧(例えば、20Vと−5V)がゲート・ドライバ307に入力する。また、制御信号作成回路303からは所定の制御信号がゲート・ドライバ307に入力する。 【0004】ソース・ドライバ311及び313には、制御信号作成回路301、電源作成回路303及び基準電圧発生回路305が接続されている。制御信号作成回路301からソース・ドライバ311及び313に対して、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色6ビットの表示データ(R0−5、G0−5、B0−5)とクロック信号CKが出力される。また、電源作成回路303からソース・ドライバ311及び313に対して、所定の電圧(例えば、+12V)が印加される。さらに、基準電圧発生回路305からソース・ドライバ311及び313に対して、ガンマ補正用の基準電圧が出力されるようになっている。制御信号作成回路301には例えばコンピュータからの信号が入力され、電源作成回路303には外部電源から電力が供給されている。 【0005】図10はガンマ補正用の基準電圧発生回路305の構成例を示している。図10に示す例では、V0〜V9の10種類の基準電圧が、電圧VDD〜0V間の抵抗分割により生成することを示している。液晶表示パネル309に用いられる液晶の電圧−透過率特性に合致する基準電圧V0〜V9が生成されるように、11個の抵抗(図10において”□”で示している)の抵抗値が調整されている。例えば図10では、基準電圧V0とV1の出力間には抵抗値1.5Rの抵抗が接続され基準電圧V1とV2の出力間には抵抗値Rの抵抗が接続され、また同様に各基準電圧の出力間に抵抗値が調整された抵抗が接続されている。 【0006】図9に戻り、従来の液晶表示装置の動作について簡単に説明する。コンピュータ等の外部装置からR(赤)、G(緑)、B(青)の表示データが入力されて、制御信号作成回路301は、表示データ(R0−5:G0−5:B0−5)及びクロック信号CKをソース・ドライバ311及び313に出力する。また、制御信号作成回路301はゲート・ドライバ307へ例えば線順次駆動のための所定の制御信号を出力する。また、電源作成回路303は、外部電源から電力を供給されてソース・ドライバ311及び313並びにゲート・ドライバ307等で必要な電圧を生成し、それぞれ出力する。基準電圧発生回路305は、図10に示した回路構成でガンマ補正用基準電圧を生成し、ソース・ドライバ311及び313に出力する。 【0007】ソース・ドライバ311及び313は、制御信号作成回路301から入力された表示データに基づいて、基準電圧発生回路305から入力されたガンマ補正用基準電圧を選択し、液晶表示パネル309の所定のデータ線310に出力する。一方、ゲート・ドライバ307は制御信号作成回路301からの制御信号に従い、所定のタイミングで液晶表示パネル309の所定のゲート線308を駆動する。このようにして、液晶表示パネル309の所定のデータ線310にはガンマ補正用基準電圧の一つが出力され、所定のデータ線310と駆動されたゲート線308との交差点のピクセルの液晶が当該ガンマ補正用基準電圧で駆動される。 【0008】図9及び図10を用いて説明した基準電圧発生回路305では10段階の電圧を生成するので、正極側、負極側それぞれ5階調の階調表示ができることになる。より細かい階調表示を行うには、より多段階の基準電圧を生成する必要がある。しかしながら、図9に示したように基準電圧発生回路305をソース・ドライバ311及び313の外部に設ける構成では、生成した多数の基準電圧を各ソース・ドライバに供給するための信号配線数が増加してしまうという問題が生じる。また、近年のプリント配線基板面積の縮小化により、基準電圧配線と制御信号配線とを近接して配置せざるを得ない状況にある。このため、近接配置された配線間での容量結合により制御信号のロジック・ノイズが基準電圧に重畳してしまい、液晶表示パネルを駆動する際に基準電圧が変動して表示品質が低下してしまうという問題を有している。 【0009】また従来のソース・ドライバには、ガンマ補正用基準電圧発生回路を内蔵しているものもある。ソース・ドライバ内で基準電圧を生成する場合には、信号配線数の増加による問題は生じない。しかし、ソース・ドライバ内にガンマ補正用基準電圧発生回路を組み込んでしまうと、基準電圧のレベルを変更することが困難になり、所望のガンマ補正値に基づいて基準電圧を調整する作業が煩雑になるとという問題が生じる。 【0010】 【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、外部からのガンマ補正用基準電圧供給をなくし且つ画質の向上を図ることができる液晶表示装置用ソース・ドライバを提供することにある。また、本発明の目的は、外部からのガンマ補正用基準電圧供給をなくし且つ液晶の電圧−透過率特性により合致した基準電圧を生成できる液晶表示装置用ソース・ドライバを提供することにある。 【0011】 【課題を解決するための手段】上記目的は、液晶表示装置用ソース・ドライバであって、ガンマ補正用基準電圧を抵抗分割により生成する基準電圧生成回路と、複数の抵抗から前記抵抗分割に用いる抵抗を選択する抵抗設定回路とを有することを特徴とする液晶表示装置用ソース・ドライバによって達成される。本発明の構成によれば、複数の基準電圧を外部から供給せずにソース・ドライバ内部で生成するので、ソース・ドライバに接続される配線の数を増加させずに基準電圧の数を増加させることができ、液晶の電圧−透過率特性により合致した基準電圧を生成できるようになり、画質の向上が図られる。 【0012】上記本発明の液晶表示装置用ソース・ドライバにおいて、前記抵抗設定回路は、外部からの設定信号に基づいて前記抵抗を選択するようにしてもよい。また、前記抵抗設定回路は、装置への電源供給開始に応答して前記設定信号を受け取るようにすることもできる。さらに、前記複数の抵抗は、複数のガンマ補正用基準電圧出力線間で並列に接続されているように構成することもできる。 【0013】 【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による液晶表示装置用ソース・ドライバについて図1乃至図8を用いて説明する。まず、本実施の形態によるソース・ドライバ内部で生成する基準電圧をソース・ドライバ外部からの信号により設定する手法について図1及び図2を用いて説明する。図1は液晶表示装置用ソース・ドライバ内の基準電圧生成回路及び抵抗設定回路の概略構成を示している。画像表示の際にR、G、Bの各色の表示データが出力される表示データ線(ここではD0〜D5の6ビット)が分岐してデータ・セレクタ101に接続されている。基準電圧設定時における表示データ線には、表示データに代えて、後述するスイッチをオン又はオフにするための抵抗値設定用データが出力される。また、データ・セレクタ101にはクロック信号線CK及びイネーブル信号線Eが接続されている。 【0014】また、データ・セレクタ101には、これに入力された抵抗値設定用データをラッチするためのラッチ103及び105が接続されている。図1に示す例では、それぞれが3ビットのラッチ103及び105を用い、6ビットの抵抗値設定用データを用いることができるようになっている。イネーブル信号Eはデータ・セレクタ101を介してラッチ103及び105に入力される。 【0015】本ソース・ドライバの基準電圧生成回路には電圧VDDと電圧0Vが入力されており、電圧VDD−0V間にスイッチ(S0〜S5)119〜129及び抵抗107〜117が接続されている。電圧VDD側には並列に3つの抵抗(抵抗値R;以下Rと略す)107、(抵抗値2×R;以下2Rと略す)109、(抵抗値3×R;以下3Rと略す)111が接続されている。抵抗(R)107の次段にスイッチ(S0)119の一端部が接続され、抵抗(2R)109の次段にスイッチ(S1)121の一端部が接続され、抵抗(3R)111の次段にスイッチ(S2)123の一端部が接続されている。スイッチ(S0、S1、S2)119、121、123の他端部は共通接続されて、次段にさらに3つの抵抗(R)113、抵抗(2R)115、抵抗(3R)117が並列に接続されている。抵抗(R)113の次段にスイッチ(S3)125の一端部が接続され、抵抗(2R)115の次段にスイッチ(S4)127の一端部が接続され、抵抗(3R)117の次段にスイッチ(S5)129の一端部が接続されている。スイッチ(S3、S4、S5)125、127、129の他端部は共通接続されて電圧0V側に接続されている。 【0016】また、スイッチ(S0、S1、S2)119、121、123の他端部と3つの抵抗(R、2R、3R)113、115、117との共通接続点から基準電圧V1が取り出されるようになっている。また、ラッチ103及び105に保持されるビットL0〜L5の各々にスイッチ(S0〜S5)119〜129が対応しており、ビットL0〜L5に保持された値によりスイッチ(S0〜S5)119〜129がオン又はオフにされるようになっている。本例では、ラッチ103及び105に保持されたビット値が”1”でスイッチがオンになり、”0”でスイッチがオフになるようになっている。少なくともラッチ103及び105、及びスイッチ(S0〜S5)119〜129で抵抗設定用回路が構成されている。 【0017】以上の構成を有する基準電圧生成回路の動作について図2を用いて説明する。データ・セレクタ101に入力するイネーブル信号Eが”H”(ハイ)になっている期間中に(図2(a)参照)、クロック信号CKがデータ・セレクタ101により取り込まれると(図2(b)参照)、このクロック信号CKの例えば立ち上がりエッジに同期して、表示データ線上に送出されている抵抗値設定用データ(D0〜D5)がデータ・セレクタ101からラッチ103、105にラッチされる。図2の例示では、データD0及びD3が”H”でデータD1、D2、D4、D5は”L”(ロー)状態である(図2(c)乃至(h)参照)。従って例示において、ラッチ103、105でラッチされたビット値L0〜L5は100100であり、スイッチS0及びS3がオンとなり、スイッチS1、S2、S4及びS5はオフとなる(図2(i)及び(j))。これにより、出力される基準電圧V1(図1参照)は、抵抗107及び抵抗113により電圧VDD−0V間を抵抗分割したものとなる。このようにして基準電圧V1が設定された後は、図2(a)に示すようにイネーブル信号Eを”L”にし、表示データ信号線には階調表示のための表示データがコンピュータ側から出力されるようになる。イネーブル信号Eが”L”になると、図1に示した基準電圧生成回路は動作せずに、設定された基準電圧V1の出力を維持する。 【0018】なお、回路中に設けられたスイッチ(S0〜S2)119〜123の全てがオフの状態や、スイッチ(S3〜S5)125〜129の全てがオフの状態では抵抗分割による基準電圧V1を生成することができないので、スイッチ(S0〜S2)119〜123のいずれか1つはオンになり、且つスイッチ(S3〜S5)125〜129のいずれか1つはオンになるように抵抗値設定用データ(D0〜D5)の値は選択されている。このような条件の下で抵抗値設定用データ(D0〜D5)を用いて多段階の基準電圧V1を得ることができる。 【0019】次に、図1及び図2を用いて説明した本実施の形態による基準電圧生成回路を内蔵したソース・ドライバを用いた液晶表示装置について図3乃至図8を用いて説明する。図3は、従来例を示す図9に対応させて本実施の形態による液晶表示装置の概要を示している。図3中液晶表示パネル309及びゲート・ドライバ307は図9に示したもの同一であるので同一の符号を付している。液晶表示パネル309の複数のゲート線308にゲート・ドライバ307が接続されている。 【0020】また、複数のデータ線310には本実施の形態で説明したソース・ドライバ5、7が接続されている。ゲート・ドライバ307には、電源作成回路3及び制御信号作成回路1が接続されている。電源作成回路3からは所定の電圧信号がゲート・ドライバ307に入力され、制御信号作成回路1からは所定の制御信号がゲート・ドライバ307に入力される。ソース・ドライバ5及び7には制御信号作成回路1と電源作成回路3が接続されており、電源作成回路3からは所定の電圧信号(VDD)が印加され、制御信号作成回路1からは表示データ(R0−5、G0−5、B0−5)とイネーブル信号E、及びクロック信号CKが入力される。電源作成回路3には外部電源(図示せず)からの所定の電圧が供給されており、制御信号作成回路1には例えばコンピュータからの表示データを含む外部信号が入力される。図3に示すように、本実施の形態による液晶表示装置ではガンマ補正用の基準電圧発生回路がソース・ドライバ5及び7の外部に設けられていない。また、制御信号作成回路1からイネーブル信号Eが出力されるようになっている。 【0021】図4は、図3に示した液晶表示装置の動作を表す信号波形図である。外部電源のスイッチがオンになると(図4(a)参照)、制御信号作成回路1はイネーブル信号Eを所定期間”H”にする(図4(b)参照)。このイネーブル信号Eが”H”状態のときには、クロック信号CKはソース・ドライバ5及び7に対し抵抗値設定用データ取り込みクロックとして機能する(図4(c)参照)。例えば、このクロック信号CKの立ち上がりエッジに同期して、制御信号作成回路1は表示データ線(R0−5、G0−5、B0−5)上に抵抗値設定用データを出力する(図4(d)参照)。これによりソース・ドライバ5及び7は図1を用いて説明した抵抗分割回路における抵抗値を設定する。そして、イネーブル信号Eが”L”になった後、クロック信号CKはソース・ドライバ5及び7に対し表示データ取り込みクロックとして機能し(図4(c)参照)、表示データ線上には表示データが出力されるようになる(図4(d)参照)。イネーブル信号Eが”L”になった後のソース・ドライバ5、7、並びにゲート・ドライバ307の動作は、通常のドライバの動作と同様なので説明は省略する。 【0022】次に、図3示したソース・ドライバ5のより具体的な構成例を図5を用いて説明する。ソース・ドライバ5に入力する信号(電圧)は、表示データ(RGBデータ)、クロック信号CK、イネーブル信号E、電圧VDD及び電圧0Vである。一方、ソース・ドライバ5からは、液晶表示パネル309のデータ線1〜300に階調表示データが出力されるようになっている。なお本例では、1つのソース・ドライバ5が300本のデータ線を駆動するものと仮定しているが、データ線駆動本数は任意の数に変更可能である。 【0023】図5に示すソース・ドライバ5は、例えば液晶表示パネル309の液晶を64階調で駆動できる電圧を出力するようになっている。液晶に印加する電圧を反転させて液晶を交流駆動するため、本実施の形態では、対向基板側のコモン電極に印加する電圧を一定にし、スイッチング素子が形成されたアレイ基板側の画素電極の電圧をコモン電位に対して所定の周期(例えば、水平走査期間単位や、フレーム周期)で反転させる交流駆動を行っている。表示データ、クロック信号CK及びイネーブル信号Eは、ソース・ドライバ5内のガンマ補正設定用レジスタ11とセレクタ51とに入力されている。一方、電圧VDDと電圧0Vは、本実施の形態における基準電圧生成回路として機能する抵抗及びスイッチ13〜29により抵抗分割され、V0〜V9の10種類の基準電圧を生成する。図5におけるガンマ補正設定用レジスタ11は、図1におけるデータ・セレクタ101及びラッチ103及び105に対応する。抵抗及びスイッチ13〜29は、図1において並列に設けられた抵抗及びスイッチの配列に対応する。例えば図6に示すように、抵抗及びスイッチ13の内部が、電圧線V0−V1間で並列に接続された抵抗R1、抵抗R2、及び抵抗R3を有し、各抵抗R1、R2、R3の次段にスイッチSW1、SW2、SW3が接続されている構成の場合には、図1におけるデータ・セレクタ101及びラッチ103、105は具体的には図7に示したような構成となる。この図6に示したスイッチSW1、SW2、SW3の複数の組と図7に示したラッチで少なくとも抵抗設定用回路が構成される。 【0024】基準電圧V0〜V9はそれぞれアンプ31〜49に接続されている。このアンプ31〜49の出力は階調電圧設定用分割抵抗53〜69に入力される。階調電圧設定用分割抵抗53〜69は、V0とV1、V1とV2、V2とV3、V6とV7、V7とV8、V8とV9のそれぞれの間を例えば図8に示すような16個の抵抗で分割し(図8ではV0−V1を図示している)、V3とV4、及びV5とV6の間を図8に示すものと同様にして15個の抵抗で分割し、合計64段階の階調電圧を生成する。すなわち、V0とV1の間には適切に選択された抵抗53a〜53p、V1とV2の間には適切に選択された抵抗55a〜55p、V2とV3の間には適切に選択された抵抗57a〜57p、V3とV4の間には適切に選択された抵抗59a〜59o、V5とV6の間には適切に選択された抵抗63a〜63o、V6とV7の間には適切に選択された抵抗65a〜65p、V7とV8の間には適切に選択された抵抗67a〜67p、V8とV9の間には適切に選択された抵抗69a〜69pが設けられている。V4とV5の間は抵抗分割されていない。コモン電位をV4とV5の中間の電位にすることにより、例えば基準電圧V0〜V4で正極性の64階調、基準電圧V5〜V9で負極性の64階調を得ることができる。この64段階の階調電圧は、セレクタ51に入力されており、セレクタ51は表示データに基づきこの64段階のうちのいずれかを選択して、1つのデータ線(Out1〜300のいずれか)に出力する。なお、ブロック71の部分は従来からソース・ドライバ5内に存在していた構成要素である。 【0025】次に、図5に示すソース・ドライバ5の動作について説明する。外部電源のスイッチがオンになると、所定期間イネーブル信号Eが”H”になる。イネーブル信号Eが”H”になるとガンマ補正設定用レジスタ11は動作し、セレクタ51は動作しない。ガンマ補正設定用レジスタ11には、イネーブル信号Eが”H”になると、クロック信号CKに従って、表示データ線上に現れる抵抗値設定用データが入力される。例えば、抵抗及びスイッチ13〜29の各々に図6に示すような3つの抵抗と3つのスイッチからなる回路が存在している場合には、全部で27個のスイッチに対して27ビットの抵抗値設定用データが入力される。そして、入力された抵抗値設定用データのビット値に対応して、本実施の形態における基準電圧生成回路である抵抗及びスイッチ13〜29の各々のスイッチをオン又はオフにする。このように抵抗及びスイッチ13〜29の各々の抵抗値が設定されると、それから規定される基準電圧V0〜V9が決定される。この基準電圧V0〜V9はアンプ31〜49を介した後、さらに階調電圧設定用分割抵抗53〜69にて抵抗分割される。 【0026】イネーブル信号Eが”L”になると、ガンマ補正設定用レジスタ11は動作しなくなり、代わりにセレクタ51が動作する。表示データ線にはR、G、Bの表示データが出力され、クロック信号CKに従って、セレクタ51には表示データが入力される。セレクタ51は表示データに対応する階調電圧を選択して、液晶表示パネル309の所定のデータ線308に出力する。これにより、液晶表示パネル309における液晶が、階調電圧設定用分割抵抗53〜69にて生成された64段階の階調電圧で駆動されることになる。 【0027】本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、抵抗及びスイッチ13〜29の各々はそれぞれ抵抗R1とスイッチSW1、抵抗R2とスイッチSW2、抵抗R3とスイッチSW3の3本の抵抗選択回路を並列に設けた例で説明したが、抵抗選択回路は3本に限定されない。また、基準電圧V0〜V9を設定した後、階調電圧設定用分割抵抗53〜69において固定の抵抗比でさらに抵抗分割しているが、例えば64段階全てをガンマ補正設定用レジスタ11及び抵抗及びスイッチ13〜29で設定するようにしてもよい。階調の段数は64に限定されるものではなく、それより小さくとも大きくてもよい。また、イネーブル信号Eを用いて説明したが、例えば外部電源がスイッチ・オンされた後の所定期間はガンマ補正用基準電圧の設定期間として予め定めておき、イネーブル信号Eを用いずに設定を実施することも可能である。但し、イネーブル信号Eを設けると、任意の時間に設定することが可能になる。 【0028】上記実施の形態ではコモン電位を一定にして表示電極側の電位を反転させることにより液晶を交流駆動させたが、本発明はそれに限られず、コモン電位を所定の周期(例えば、水平走査期間単位や、フレーム周期)で反転させるいわゆるコモン反転による交流駆動にももちろん適用できる。この場合には例えば図5に示す階調電圧設定用分割抵抗53〜69のそれぞれを7つの抵抗a〜gで分割し、V4とV5との間も7つの抵抗61a〜61gで分割するようにして、基準電圧V0〜V9で64段階の電圧を得るようにしてもよい。こうすることによりコモン電位が例えば0Vの場合には、正極性の64階調が得られ、コモン電位がVDDの場合には負極性の64階調を得ることができる。 【0029】 【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、液晶表示装置用ソース・ドライバへの外部からのガンマ補正用基準電圧供給をなくし、より液晶の電圧−透過率特性に合致した基準電圧を設定できるので、画質の向上を図ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000005223 【氏名又は名称】富士通株式会社
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| 【出願日】 |
平成11年6月28日(1999.6.28) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100101214 【弁理士】 【氏名又は名称】森岡 正樹
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| 【公開番号】 |
特開2001−13478(P2001−13478A) |
| 【公開日】 |
平成13年1月19日(2001.1.19) |
| 【出願番号】 |
特願平11−181102 |
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