JP4266808B2 - 液晶表示装置の基準電圧発生回路 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置の基準電圧発生回路に関するもので、特に液晶パネルに供給される映像信号の基準になる電圧を生成する液晶表示装置の基準電圧発生回路に関するものである。

従来の液晶表示装置は液晶パネル部、ゲートドライバー部、ソースドライバー部、タイミング制御部、及び固定基準電圧発生部とで構成される（例えば、特許文献１参照）。
特に、液晶パネル及びゲートドライバー部とソースドライバー部が同じ基板上に搭載されたものをチップオングラス方式（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ ｔｙｐｅ）の液晶表示装置という。

液晶パネルは、各ピクセル各々ＲＧＢ液晶で構成された画素電極がマトリックス形態で配置されていて、画素電極を駆動するためのゲートラインが列（ｒｏｗ）方向に配置されて、それぞれの画素電極トランジスタのゲートと連結されていて、画素電極に映像信号を印加するためのデータラインが行（ｃｏｌｕｍｎ）方向に配置されて画素電極のトランジスタのソースと連結される。

ゲートドライバー部は、ゲートライン制御信号に応答して毎フィールドごとにゲートラインを通じてゲート信号を出力する。

ソースドライバー部は、ゲートドライバー部のゲート信号によってデータラインの信号に応答して、電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）の特性に基づいてガンマ補正を受けた信号をタイミング制御部から受信して、ＲＧＢデータにより選択された固定基準電圧をそれぞれの液晶セルに印加する。

タイミング制御部は、外部から供給されるＲＧＢデータをソースドライバー部に印加し、同時に外部より供給される水平同期信号と垂直同期信号を基礎に、水平走査パルス、垂直走査パルス、極性反転パルス（ＰＯＬ）、クロックパルス（ＣＬＫ）、チップ選択パルス（ＣＳ）、シフトクロック（ＳＣＬＫ）、ラッチ信号（ＬＴ）、シリアルデータ（ＲＳＣＬ、ＲＳＤＡ）を発生させて、発生させた信号をソースドライバー部に供給する。

固定基準電圧発生手段は、固定基準電圧分配部及、バッファ増幅部、及びマルチプレクサ部を具備し、ソースドライバー部のデータ信号が、ＲＧＢデジタルデータに対応する電圧を有する信号を、信号ラインの各々に出力する時に要求される基準電圧を固定基準電圧分配部を通じてそれぞれのソースドライバーＩＣに出力される。

図１は、従来の固定基準電圧発生手段を説明するための回路図である。
図１に示すように、固定基準電圧発生手段１００は複数の抵抗Ｒ０〜Ｒｎでなされた電圧分配回路１１０が各々基準電圧端子（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｎｏｄｅ）Ｖ１〜Ｖｎと接地端子（ｇｒｏｕｎｄ ｎｏｄｅ）との間に直列に連結されていて、電源電圧ＡＶＤＤを印加され、バッファ増幅部１２０を通してマルチプレクサ部（図示せず）に分割された電圧Ｖ１〜Ｖｎを伝送する。

バッファ増幅部１２０は、複数の抵抗Ｒ０〜Ｒｎを通じて供給された分割電圧Ｖ１〜Ｖｎを増幅して、マルチプレクサ部に伝送する。すなわち、固定基準電圧発生部は複数の基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎの内からどの電圧がソースドライバーＩＣで選択されなければならないかを指示する命令を供給するのに利用される。ここで、各抵抗Ｒ０〜Ｒｎは同一な抵抗値を有しており、バッファ増幅部１２０はガンマ補正をするための基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎを一定に増幅してマルチプレクサ部に供給する。

図２は、固定基準電圧発生部１００で発生された基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎを各々のデータラインに伝送する過程を説明するためのソースドライバーＩＣの内部ブロック図である。

図２に示すように、各々の基準電圧Ｖｒｅｆ１〜ＶｒｅｆｎはソースドライバーＩＣに具備されたマルチプレクサ部２００に伝えられる。マルチプレクサ部２００は、交流であり、液晶パネルを駆動するのに使用される極性反転パルス（ＰＯＬ）に基づいて、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎから切り換えられたセット（ｍ１、ｍ２、・・・）の赤色基準電圧、緑色基準電圧、及び青色基準電圧に分類してデジタル−アナログ変換部２１０に伝送する。

デジタル−アナログ変換部２１０にタイミング制御部（図示せず）から印加されたＲＧＢデジタルデータＤ０〜Ｄｎがレベルシフトされて伝送されると、デジタル−アナログ変換部２１０はマルチプレクサ部２００から転送された基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎに基づいてガンマ補正を行った後、バッファ増幅部２２０を通じて出力信号Ｏ１〜Ｏｎをデータラインに印加して各々の液晶に伝送される。

例えば、外部より印加されたＲＧＢデジタルデータが８ビット（Ｒ０〜Ｒ７、Ｇ０〜Ｇ７、Ｂ０〜Ｂ７）である場合に、マルチプレクサ部２００は固定基準電圧の発生手段１００からＲＧＢ信号各々２５６個の基準電圧を供給され、ＲＧＢデジタルデータＤ０〜Ｄ７に基づいて２５６個の基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎすなわち、（Ｖ１〜Ｖ２５６）の内いずれか１つを選択し、赤色基準電圧、緑色基準電圧、及び青色基準電圧の内の１つに従ってガンマ補正を行い、デジタル−アナログ変換部２１０に伝送する。

デジタル−アナログ変換部２１０は、補正された基準電圧をアナログ青色信号Ｖ_Ｂｎ、アナログ緑色信号Ｖ_Ｇｎ、及びアナログ赤色信号Ｖ_Ｒｎに変換した後、変換された信号を各々バッファ増幅部２２０に伝送して、液晶パネルに対応する出力信号Ｏ１〜Ｏｎをそれぞれのデータラインに供給する。

この時、基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎ値を決定する方法を、図３を参照して説明すると次の通りである。
図３は、電圧と透過率との間の電圧特性を示したグラフである。一般的に液晶表示装置の画面表示原理は、画素電極間に配置された液晶に各画像情報に相当する電圧を印加すると、電圧値の差によって液晶の分子配列状態が変化し、光の透過度の相違が起こり、よって色レベルが変わるようになるが、この時、固定基準電圧発生部で決定された一定の電圧値が基準電圧ＶＡ〜ＶＤとして用いられる。

図３に示すように、横方向の基準電圧ＶＡ〜ＶＤは最大電圧と最小電圧との間に比例的に透過率（Ｔ）が変わる特別なカーブを描いていて、これは、正の電圧ＶＡ〜ＶＢと負の電圧ＶＣ〜ＶＤの最大値と最小値との間を一定の間隔に分けて電圧を印加して、この時に透過される光の量を測定した結果である。

図３のグラフは電圧ＶＢとＶＣを基準として対称をなす構造を有している。ここで参照符号Ｔは、液晶を透過する光の量を示して、参照符号ＶＡ〜ＶＤは液晶の画素電極に印加される基準電圧を示すものであり、グラフの一方は電圧ＶＡ〜ＶＢは正の電圧を印加した場合であり、他方は電圧ＶＣ〜ＶＤは負の電圧を印加した場合の透過率を示す。また、ここで決定された電圧ＶＡ〜ＶＤの値は固定基準電圧発生部によって発生した基準電圧Ｖｒｅｆ１〜Ｖｒｅｆｎに相当する値であり、この時一度決定された基準電圧値は修正することが難しいという問題点がある。

しかし、液晶表示装置を製造する会社ごとに電圧−透過率（Ｖ−Ｔ）グラフの傾きは少しずつ異なるために、電圧の最大値と最小値を決定した後でも所望のカーブの傾きを得るためには可変基準電圧値ＶＡ’、ＶＢ’、ＶＣ’、ＶＤ’）を設定する必要が発生する。

特開平０９−１３８６７０号公報

そこで、本発明は上記従来の液晶表示装置の基準電圧発生回路における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、固定された基準電圧以外の可変基準電圧値をソフトウェア的に決定することによって使用者が望みの色レベルを得ることができる可変基準電圧発生部を具備した液晶表示装置を提供するところにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による液晶表示装置の基準電圧発生回路は、ライトイネーブル信号に応答して外部より入力される同期信号及びデジタルデータ信号を事前貯蔵（ｐｒｅ−ｓｔｏｒｉｎｇ）し、出力イネーブル信号に応答して前記事前貯蔵されたデジタルデータ信号を変換して複数のアナログ電圧信号対を発生するアナログ電圧発生手段と、前記アナログ電圧発生手段から発生した複数のアナログ電圧信号対の内から対応するアナログ電圧信号対を電圧分配し、複数の可変基準電圧信号を各々出力する複数の可変基準電圧発生手段と、昇圧された電源電圧を電圧分配し、複数の固定基準電圧信号を各々出力する複数の固定基準電圧発生手段と、前記複数の可変基準電圧信号と前記複数の固定基準電圧信号を受信するソースドライブ集積回路とを具備することを特徴とする。

本発明による液晶表示装置の基準電圧発生回路によれば、アナログ電圧発生手段のデジタル−アナログ変換部とデータ貯蔵部を通じて可変基準電圧を発生させることによって従来の固定基準電圧発生手段で使用したハードウェア的機能にソフトウェア的な調節機能が追加されて基準電圧の補正が容易になるという効果がある。

また、従来とは異なり一旦固定基準電圧値を確定した後にも必要によって修正を容易にすることができ、ハードウェア的な修正でないソフトウェア的な修正であるために液晶表示装置の分解組立過程が必要ないために工程を単純化させるという効果がある。

次に、本発明に係る液晶表示装置の基準電圧発生回路を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。

図４は本発明による液晶表示装置の基準電圧発生回路を説明するための回路図である。
図に示すように、本発明による基準電圧発生回路はアナログ電圧発生手段４００と、可変基準電圧発生手段４２０と固定基準電圧発生手段４４０と、ソースドライバー部４６０とで構成される。

アナログ電圧発生手段４００はデータ貯蔵部４０２と、デジタル−アナログ変換部４０４と、バッファ増幅部４０６を具備し、外部から印加されるライトイネーブル信号に応答して入力される同期信号ＲＳＣＬ及びデジタルデータ信号ＲＳＤＡをデータ貯蔵部４０２に保存して、出力イネーブル信号ＯＥに応答してデータ貯蔵部４０２に保存されたデジタルデータ信号ＲＳＤＡをデジタル−アナログ変換部４０４に伝送する。この時、デジタル−アナログ変換部４０４は出力イネーブル信号ＯＥが発生時、データ貯蔵部４０２からの同期信号ＲＳＣＬに応答してデジタルデータ信号ＲＳＤＡをアナログ電圧に変換した後、バッファ増幅部４０６に伝送する。

バッファ増幅部に伝送されたアナログ信号は、バッファ増幅部により増幅されて可変基準電圧発生手段に伝送されて複数のアナログ電圧信号対（ＶＡ’〜ＶＢ’、ＶＣ’〜ＶＤ’）として出力される。

ここでデジタルデータ信号ＲＳＤＡは、デジタル−アナログ変換部４０４に可変基準電圧情報を供給するための信号であり、同期信号であるＲＳＣＬ信号を使用して、アドレス及びデータ信号としてデジタルデータ信号ＲＳＤＡを使用する。このような信号を通じて可変基準電圧（ＶＡ’、ＶＢ’、ＶＣ’、ＶＤ’）が算出される。

例えば、ＲＡＤＡ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ａｄｄｒｅｓｓ）のデジタルデータ信号の構成をみると、まず開始信号、アドレス信号、データ信号、終了信号などが必要であり、開始信号と終了信号は各々１ビットで可能であり、アドレス信号はバッファの数によってビット数が変わる。
もしも、バッファが４個である場合にはアドレス信号で少なくとも２ビット（０、１、２、３）が必要になる。

データ信号は解像度によってデータラインに対するデータ信号のビット数が変わるが、解像度はユーザーの目的に従って決定することができる。例えば、電源電圧ＡＶＤＤが１０Ｖである時、データ信号を６ビットで構成すると、分割可能な電圧は“ＡＶＤＤ×１／６４”になって可変基準電圧値が０．１５６Ｖずつの増加と減少によって調節可能になって、データ信号を８ビットで構成する場合は、分割可能な電圧が“ＡＶＤＤ×１／２５６”になって可変基準電圧値が０．０４０Ｖずつの増加と減少が可能となる。

デジタルデータ信号ＲＳＤＡを利用して所望の可変基準電圧（ＶＡ’、ＶＢ’、ＶＣ’、ＶＤ’）を算出すると、デジタルデータの値はアナログ電圧発生手段４００の内部に具備されたデータ貯蔵部４０２にその値が記録される。

データ貯蔵部４０２での信号処理は、外部信号端子を通じてなされ、信号を調整するための外部調整信号としてＯＳＤ（Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）のレフト、ライト、及びセレクトボタンを使用するか、またはアナログ電圧発生手段４００のレジスタ値を調整して信号の処理を行う。

上記のような方法で決定された可変基準電圧（ＶＡ’、ＶＢ’、ＶＣ’、ＶＤ’）は可変基準電圧発生手段４２０の各抵抗によって電圧分配され、ソースドライバー部４６０に伝送される。

固定基準電圧発生手段４４０は、複数の抵抗器でなされた電圧分配回路を有し、各々基準電圧のＶＡ〜ＶＤ端子（ｎｏｄｅ）と接地端子（ｎｏｄｅ）４４２との間に直列に連結され、電源電圧ＡＶＤＤを印加されて電圧を分配し、分配された基準電圧を増幅させてソースドライバー部４６０に伝送する。

尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。

従来の固定基準電圧発生手段を説明するための回路図である。 従来の固定基準電圧発生部で発生された基準電圧を各々のデータラインに伝送する過程を説明するためのソースドライバーＩＣの内部ブロック図である。 液晶の電圧−透過率特性を説明するためのグラフである。 本発明による液晶表示装置の基準電圧発生回路を説明するための回路ブロック図である。

符号の説明

４００ アナログ電圧発生手段
４０２ データ貯蔵部
４０４ デジタル−アナログ変換部
４０６ バッファ増幅部
４２０ 可変基準電圧発生手段
４４０ 固定基準電圧発生手段
４４２ 接地端子
４６０ ソースドライバー部

Claims (5)

1. ライトイネーブル信号に応答して外部より入力される同期信号及びデジタルデータ信号を事前貯蔵（ｐｒｅ−ｓｔｏｒｉｎｇ）し、出力イネーブル信号に応答して前記事前貯蔵されたデジタルデータ信号を変換して複数のアナログ電圧信号対を発生するアナログ電圧発生手段と、
   前記アナログ電圧発生手段から発生した複数のアナログ電圧信号対の内から対応するアナログ電圧信号対を電圧分配し、複数の可変基準電圧信号を各々出力する複数の可変基準電圧発生手段と、
   昇圧された電源電圧を電圧分配し、複数の固定基準電圧信号を各々出力する複数の固定基準電圧発生手段と、
   前記複数の可変基準電圧信号と前記複数の固定基準電圧信号を受信するソースドライブ集積回路とを具備することを特徴とする液晶表示装置の基準電圧発生回路。
2. 前記アナログ電圧発生手段は、
   前記ライトイネーブル信号に応答して前記外部より入力される同期信号及びデジタルデータ信号を保存するデータ貯蔵部と、
   前記出力イネーブル信号発生時に前記データ貯蔵部からの同期信号に応答して前記デジタルデータ信号を各々アナログ信号に変換するデジタル−アナログ変換部と、
   前記デジタル−アナログ変換部により変換されたアナログ信号を増幅して前記複数のアナログ電圧信号対を出力するバッファ増幅部で構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の基準電圧発生回路。
3. 前記可変基準電圧発生手段は、アナログ電圧信号対に対応する複数の抵抗器を有し、該複数の抵抗器は直列に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の基準電圧発生回路。
4. 前記固定基準電圧発生手段は、アナログ基準電圧端子と接地端子との間の複数の抵抗器により固定基準電圧を発生することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の基準電圧発生回路。
5. 前記アナログ電圧信号対は、電圧−透過率特性曲線の最大値と最小値との間の電圧に対応する階調電圧値であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の基準電圧発生回路。

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