JP2002250908A

JP2002250908A - 液晶表示装置及び画像表示応用機器

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Publication number: JP2002250908A
Application number: JP2001048203A
Authority: JP
Inventors: Tatsuro Matsuda; 達郎松田; Kazuhiro Nakanishi; 一浩中西
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-02-23
Filing date: 2001-02-23
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細度・高品質表示の液晶表示装置におい
て、液晶パネルのＶ−Ｔ特性のばらつきに対するガンマ
補正電圧の生成に関し、特にＶ−Ｔ特性の中間調に対す
る補正と正負両極性の補正電圧の調整を容易にするこ
と。【解決手段】抵抗Ｒａ１、Ｒａ２、OP-Amp１１からな
る第１の分圧回路と、抵抗Ｒｂ１、Ｒｂ２、OP-Amp１２
からなる第２の分圧回路とを設け、ガンマ補正電圧Ｖ0
、Ｖ6 を生成する。また複数の固定抵抗器及び複数の
可変抵抗器と、OP-Amp１３〜１７からなる第３の分圧回
路を設け、電圧Ｖ0 、Ｖ6 を更に５種類の電圧に細分化
してガンマ補正電圧Ｖ1 〜Ｖ5 を生成する。こうする
と、Ｂ点（黒)、Ｗ点（白) の補正電圧を変えずに、中
間調レベルの補正電圧が調整ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガンマ補正電源回
路の補正機能を改善した液晶表示装置、及び液晶表示装
置を用いた画像表示応用機器に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置において、液晶パネルの各
液晶セルに印加される電圧Ｖと光の透過率Ｔとの関係、
即ちＶ−Ｔ特性の一例を図１３に示す。この特性の傾向
として、ガウス分布曲線の左半分に類似した形になるの
が一般的である。このＶ−Ｔ特性上でできる限り高い光
出力と大きなコントラストとを得ることが、液晶パネル
の性能を最大限に引き出すことになる。一方、駆動面で
は印加する信号電圧をできる限り小さく選ぶことも必要
であり、例えば図１３のＷ点、Ｂ点を夫々印加電圧の上
限、下限とするノーマリブラックモードの液晶パネルに
おいては、Ｂ点が黒のレベル、Ｗ点が白のレベルとな
る。

【０００３】仮に、２５６の階調表示ができる液晶パネ
ルとするために、印加電圧を均等に分割し、２５６階調
の信号レベルとし、黒レベルの透過率を０、白レベルの
透過率を１００％として正規化するならば、図１４に示
すような信号レベル対透過率Ｔとなる。ここで、信号レ
ベルの０は黒を、信号レベルの２５５は白を意味する。

【０００４】一方、人間の目が表示された画像に対して
違和感なく自然だと感ずるのは、画像の信号レベルと輝
度との関係が図１５に示すような特性でなければならな
いことが知られている。図１５では信号の黒を０、信号
の白を２５５のレベルとして、２５６の階調の信号をｘ
軸に表し、この信号レベルに対する望ましい相対輝度を
ｘ軸に表している。そしてｘとｙの関係は、ｙ＝ｘ＾γ
で表される。ここでγはｘの巾数であり、γ＝２．２〜
２．６程度が良いと言われている。図１５はγ＝２．２
の場合のｘ−ｙ特性を表している。

【０００５】図１３、図１４の特性を有する液晶パネル
を使用して、図１５の特性を持つ液晶表示装置とするた
めの従来技術の一例について次に説明する。先ず、図１
５の２５６階調の信号レベルｘ＝ｊ（ｊ＝１〜２５６）
において、液晶表示装置としての輝度の理想出力を得る
ためには、図１４の特性を持つ液晶パネルの液晶セルに
かける電圧として、理想出力と同一の輝度が得られる信
号レベルに相当するアナログ電圧を液晶セルに印加すれ
ば良い。その電圧値、即ちガンマ補正電圧値を算出する
前に、補正の相対値を次の手順で求めることにする。

【０００６】図１６には次の諸特性が同一座標面に図示
されている。曲線Ａは図１５の輝度の理想出力特性であ
る。曲線Ｂは図１４の２５６段階化された液晶パネルの
Ｖ−Ｔ特性である。直線Ｌ０はｙ＝ｘを示す関数であ
る。曲線Ｃは曲線Ｂを直線Ｌ０を対象軸として折り返し
たものである。曲線Ｃは曲線ＢのＶ−Ｔ特性曲線に対し
て直線ｙ＝ｘに線対称な関係にあり、Ｖ−Ｔ反転曲線と
呼ぶことができる。いずれの曲線及び直線も、ｙ軸の０
％及び１００％を２５６レベルの０及び２５５に変換し
たもので表示している。

【０００７】図１６において、例えば信号レベル１４４
（ｘ＝１４４）におけるガンマ補正値を求めるには、ｘ
＝１４４にてｘ軸に垂直な直線Ｌ１を描き、理想の輝度
出力の曲線Ａとの交点Ｐ１を求める。この交点Ｐ１より
ｘ軸に平行に直線Ｌ２を描き、液晶パネルのＶ−Ｔ特性
の曲線Ｂとの交点Ｐ２を求める。この交点Ｐ２より、直
線ｙ＝ｘに直角な直線Ｌ３を描き、Ｖ−Ｔ反転特性の曲
線Ｃとの交点Ｐ３を求める。この交点Ｐ３より、ｘ軸に
平行に直線Ｌ４を描き、最初の直線Ｌ１との交点をＰ４
とする。このときの交点Ｐ４のｙ値がガンマ補正値であ
る。ｘ＝１４４に対する交点Ｐ４のｙ値は１３４であ
る。他の信号レベルについて同様な操作を繰り返し、交
点Ｐ４をつなぐと、図１６の中のガンマ補正の曲線Ｄが
得られる。尚、計算により曲線Ｄを求めることが可能で
あるが、ここではその方法を割愛する。

【０００８】次に液晶パネルの駆動回路について説明す
る。図１７は液晶表示装置に使用されるソースドライバ
（信号線駆動ＩＣなどとも呼ぶ）の構成例を中心に示す
ブロック図である。液晶表示装置は、液晶パネル８、後
述するソースドライバ、走査線ドライバ９、ガンマ補正
電源回路７Ａを含んで構成される。ここでのソースドラ
イバでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色８ビッ
トのディジタルデータ信号を受け、３８４本の液晶パネ
ル８のソース線（Ｙ１〜Ｙ３８４）にアナログ信号電圧
を供給するものとする。

【０００９】このソースドライバは、大きく分けてディ
ジタル信号処理部１とアナログ信号処理部２とから構成
される。ディジタル信号処理部１はシフトレジスタ３
と、ラッチ４と、ＤＡコンバータ５の一部とを有してい
る。アナログ信号処理部２はＤＡコンバータ５の一部と
出力回路６とを有している。図１７中のＤＶＤＤはディ
ジタル信号処理部用電源電圧入力、ＡＶＤＤはアナログ
信号処理部用電源電圧入力、Ｓｔａｒｔはスタートパル
ス信号入力、ＣＬＫはクロックパルス信号入力、Ｌｏａ
ｄはロードパルス信号入力、ＰＯＬは出力電圧の極性を
制御する信号入力、ＶＲＥＦ０〜１３はガンマ補正電圧
入力、Ｒ８bit 、Ｇ８bit 、Ｂ８bit は各ＲＧＢディジ
タルデータ信号入力、Ｙ１〜Ｙ３８４はアナログ出力を
示す。

【００１０】ＲＧＢ各８ビットのディジタルデータは、
シフトレジスタ３に入力されたスタートパルス信号直後
のクロック信号と同期してラッチ４の各チャンネルに取
り込まれる。３８４組のＲＧＢ各８ビットのディジタル
データがラッチ４に取り込まれた後、ロードパルス信号
の入力によりＤＡコンバータ５に出力される。ＤＡコン
バータ５は瞬時にＤＡ変換を行い、出力回路６を介して
経て２５６階調のアナログ信号出力Ｙ１〜Ｙ３８４を発
生する。これらの出力Ｙ１〜Ｙ３８４は、最終的には各
ＲＧＢ画素のＴＦＴ(Thin Film Transistor)のソースに
与えられる。そして各ＴＦＴのスイッチ機能により夫々
の液晶セルに信号電圧が印加される。

【００１１】ＤＡコンバータ５の内部には２５６種類の
基準電圧が準備されており、８ビットの入力データに応
じて、上記の基準電圧の中から一つの電圧が選択され、
アナログ信号電圧として出力される。これらの基準電圧
の幾つかを外部より任意に設定するため、入力端子が設
けられている。即ちＶＲＥＦ０〜１３で示す入力端子に
対して、ガンマ補正電源回路７Ａからガンマ補正電圧が
供給されるようになっている。ここでは一例として、ガ
ンマ補正電圧の入力数を１４個としている。

【００１２】従来のガンマ補正電源回路７Ａの構成例を
図１８に示す。図１８の中のソースドライバのＶＲＥＦ
０〜ＶＲＥＦ１間の部分拡大図を図１９に示す。これら
の図に示されるように、ソースドライバーの各ＶＲＥＦ
間には、複数の抵抗素子が直列に並べられており、各抵
抗素子の接続点に現れる分圧電位が、各ＶＲＥＦ間にお
けるガンマ補正の基準電圧（補正電圧）となっている。

【００１３】液晶パネルの駆動方式によるが、前述した
ソースドライバの例では、液晶パネルの液晶セルの分極
を防止するために交流駆動を行う。従って、液晶セルに
加える信号電圧を、ある一定のＤＣ電圧に対して正負対
称な信号電圧となるよう、信号反転方式を用いる。この
場合、図１８に示すように１４個のガンマ補正電圧を正
負両極性の出力に２分し、一定のＤＣ電圧に対して絶対
値の等しい７組のガンマ補正電圧を生成している。そし
て信号レベル０の黒から、信号レベル２５５の白までの
計２５６レベルの内、どの７レベルに基準電圧をあてが
うかが重要である。補正効果は、図１６のガンマ補正曲
線Ｄの勾配の大きな部分に多く割り当てることで大きく
なることが明らかである。例えば信号レベルとして、０
（黒）、２５５（白）の他に、３２，６４、１２８、１
９２，２４０を参照基準レベルに用いる。参照基準レベ
ルに対応する電圧を参照基準電圧、又は単にガンマ補正
電圧と呼ぶ。

【００１４】例えば、正極性の黒、白の信号電圧の絶対
値を夫々９. ０Ｖ、１４. ５Ｖとし、負極性の黒、白の
信号電圧の絶対値を夫々６. ０Ｖ、０. ５Ｖとする。図
１６のガンマ補正曲線Ｄより、参照基準レベル３２，６
４、１２８、１９２，２２４に対するガンマ補正電圧の
絶対値を計算する。

【００１５】その結果を図２０に示す。記号●で示す電
圧が正極性用のＶＲＥＦ０〜６に加えるべきガンマ補正
電圧である。記号◆で示す電圧が負極性用のＶＲＥＦ７
〜１３に加えるべきガンマ補正電圧である。これらのガ
ンマ補正電圧を加えたとき、ソースドライバの出力回路
６から各信号レベルに対応したアナログ信号電圧が出力
される。

【００１６】図２０において、各記号間を結ぶ線分は、
ガンマ補正電圧を適用する信号レベルの間に位置する各
信号レベルに対するソースドライバの出力を想定してい
る。実際にソースドライバから出力される電圧は、ＤＡ
コンバータ５内の各ＶＲＥＦ間の抵抗値に左右される。
従って、これらＤＡコンバータ５内の抵抗値についてガ
ンマ補正曲線Ｄに沿う値を選定すれば、２５６階調の全
信号レベルについて、理想の補正特性に近づけることが
可能である。尚、正及び負極性用のガンマ補正電圧の使
い方については、液晶パネルの駆動方式により、一方を
使用しない場合もある。

【００１７】以上のように、ガンマ補正した信号電圧で
液晶パネルを駆動することにより、望ましい階調特性を
持つ液晶表示装置を実現している。

【００１８】次に本願発明の主題であるガンマ補正電源
回路について、従来の構成とその機能を説明する。ＤＡ
コンバータ５には前述のとおりＶＲＥＦ０〜１３の１４
個の入力端子が設けられている。図１８に示すように、
ガンマ補正電源回路７Ａは、ｒａ０，ｒｂ０，ｒｃ０の
３個の可変抵抗器と、ｒａ１〜ｒａ６の固定抵抗器と、
ｒｂ１〜ｒｂ６の固定抵抗器とからなる分圧回路を有し
ている。分圧回路の各接続部に演算増幅器（OP-Amp）を
利用したバッファが設けられている。そして、各バッフ
ァの出力をＶ0 〜Ｖ13として、ＤＡコンバータ５のＶＲ
ＥＦ０〜１３に夫々接続されている。ここで所望のガン
マ補正電圧を得るためには、ｒａ０，ｒｂ０，ｒｃ０の
可変抵抗器と、ｒａ１〜ｒａ６、ｒｂ１〜ｒｂ６の固定
抵抗器との値を決定しなければならない。前述の通り信
号反転方式を用いる場合は、必然的にｒａｉ＝ｒｂｉ
（ｉ＝０〜６）となる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来のガンマ補正電源
回路において、可変抵抗器を使用する理由は、液晶パネ
ルの製造上のＶ−Ｔ特性のばらつきに対応して、個々の
液晶パネルに最適な駆動電圧を供給するためである。ま
た、意図的に液晶表示装置のガンマ特性を変化させて好
みの表示品位を得るための場合もある。液晶パネルのば
らつきは、図１３のＢ点の電圧値、Ｗ点の電圧値に対応
する透過率の座標が変わるだけでなく、その中間の特性
曲線も変化する。

【００２０】従来のガンマ補正電源回路において、ガン
マ補正電源電圧が可変抵抗器によりどのように変えられ
るかを以下に説明する。図２０に示すソースドライバ出
力電圧を実現するためのｒａｉ＝ｒａｉ（ｉ＝０〜６）
及びｒｃ０の値の一例を、図２１に示す。また、ｒａ
０，ｒｂ０，ｒｃ０の可変抵抗器の値を、図２１の基準
値から変えた場合については、基準値からの倍率で表す
ものとする。この場合の変え方の組み合わせを図２２に
示す。図２２ではCase１からCase９の９通りについて、
ガンマ補正電源電圧の変化の状況が倍率で示されてい
る。ここではCase１を基準値としている。

【００２１】ガンマ補正電圧を得るための数式を（１）
式、（２）式で示す。

【数１】

【数２】（１）式は夫々の電圧分岐点からグランドに至る合成抵
抗を示す式である。ｒｔはｒａ０〜ｒｂ０の合成抵抗、
ｒａ１’はｒａ１〜ｒｂ０の合成抵抗、・・・、ｒａ
６’はｒａ６〜ｒｂ０の合成抵抗、・・・、ｒｂ６’は
ｒｂ６〜ｒｂ０の合成抵抗、・・・、ｒｂ１’はｒｂ１
〜ｒｂ０の合成抵抗である。ＡＶＤＤ端子からグランド
に向けて流れる電流ｉ０は、ＡＶＤＤ／ｒｔとなる。
（２）式はガンマ補正電圧Ｖ0 ，Ｖ1 ，・・・Ｖ6 ，Ｖ
7 ，・・・Ｖ13を示す式である。（２）式に示すガンマ
補正電圧の計算式により、図１６に示すようなガンマ補
正曲線Ｄと合致するガンマ補正電源電圧が得られる。

【００２２】図２３に示す各Caseの特性曲線上におい
て、階調レベル０，３２，６４，１２８，１９２，２２
４，２５６の７つのポイントを結ぶ線分は、各ポイント
を便宜上結んだ線分に過ぎない。ここでは正極性用電源
電圧と、負極性電源電圧とは、前述の通り中点電圧７．
５Ｖに対し線対称である。ここで正極性側だけを抽出
し、各Caseの種類に分割して、Case１の基準からの変化
を調べた。図２４は基準のCase１の補正電圧（Ｙ軸）を
拡大したグラフであり、ガンマ補正電圧が理想値にほぼ
一致していることが判る。

【００２３】図２５はｒｃ０を変えずにｒａ０，ｒｂ０
を基準値の１．４倍又は０．６倍に変えたCase２，３に
ついて、基準Case１からの偏差を示している。これは、
図１３の液晶パネルのＶ−Ｔ特性において、Ｗ点が電圧
方向にばらついた場合に対応できることを示している。

【００２４】図２６はｒａ０，ｒｂ０を変えずにｒｃ０
を基準値の１．１倍又は０．９倍に変えたCase４，５に
ついて、基準Case１からの偏差を示している。これは、
図１３の液晶パネルのＶ−Ｔ特性において、Ｂ点が電圧
方向にばらついた場合に対応できることを示している。

【００２５】図２７はｒａ０，ｒｂ０を増大する方向
に、ｒｃ０を減少する方向、そしてその逆方向に変えた
Case６，７について、基準Case１からの偏差を示してい
る。これは、図１３の液晶パネルのＶ−Ｔ特性におい
て、Ｖ−Ｔ特性全体が一方向の電圧方向にシフトした場
合に対応できることを示している。

【００２６】図２８はｒａ０，ｒｂ０，ｒｃ０を共に増
大する方向、そして共に減少する方向に変えたCase８，
９について、基準Case１からの偏差を示している。これ
は、図１３の液晶パネルのＶ−Ｔ特性において、Ｖ−Ｔ
特性が電圧方向に伸びるか、又は縮んだ場合に対応でき
ることを示している。

【００２７】しかしながら、従来のガンマ補正電源回路
では、図１３の液晶パネルのＶ−Ｔ特性において、Ｂ点
及びＷ点間の部分のばらつきに対応できなかった。ま
た、ガンマ補正電圧を調整する場合に、正負両極性のガ
ンマ補正電圧を相対値を等しくするために、Ｒａ０，Ｒ
ｂ０の２個の可変抵抗器を同量変化させるという煩雑さ
があった。

【００２８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、分圧回路の構成と可変抵抗
器、固定抵抗器の組合せと使い方により、Ｂ点及びＷ点
の補正電圧を変えずに、中間レベルの補正電圧の調整が
でき、かつ局部補正の歪みを押さえることができ、また
正負両極性の補正に煩雑さをもたらさないガンマ補正電
源回路を持つ液晶表示装置を実現すると共に、このよう
な液晶表示装置を搭載した画像表示応用機器を提供する
ことを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、マトリックス状に形成された複数の表示セルを有
し、前記表示セルに印加される画素信号に基づいて画像
を表示するディスプレイパネルと、ディジタルの画素デ
ータをライン単位で入力し、前記ディスプレイパネルの
各表示セル毎にＤＡ変換してアナログの画素信号を一斉
に出力するＤＡ変換回路と、前記アナログの画素信号の
出力レベルを決定する複数の基準電圧を前記ＤＡ変換回
路に供給するに際し、前記ディスプレイパネルのガンマ
特性を補正するための前記基準電圧を生成するガンマ補
正電源回路と、を具備する液晶表示装置であって、前記
ガンマ補正電源回路は、主電源ラインとグランドの間に
設けられた固定抵抗器及び可変抵抗器の直列接続体によ
る第１の分圧出力を、低インピーダンスの電圧に変換し
て第１の電源ラインの電圧Ｖ0 を出力する第１の分圧回
路と、前記主電源ラインとグランドの間に設けられた固
定抵抗器及び可変抵抗器の直列接続体による第２の分圧
出力を、低インピーダンスの電圧に変換して第２の電源
ラインの電圧Ｖn+1 を出力する第２の分圧回路と、前記
第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインの間に、複
数個の固定抵抗器とｎ個（ｎは２以上の整数）の可変抵
抗器とを交互に直列接続すると共に、隣接する前記可変
抵抗器の摺動端子間に固定抵抗器を配備し、ｎ個の可変
抵抗器の摺動端子から得られる分圧出力をバッファを介
して低インピーダンスのｎ種類の電圧Ｖ1 、・・・Ｖn
に変換して出力する第３の分圧回路と、を有し、前記第
１、第３、第２の分圧回路から生成される（ｎ＋２）種
類の電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn 、Ｖn+1 をガンマ補正
電圧として出力することを特徴とするものである。

【００３０】本願の請求項２の発明は、請求項１の液晶
表示装置において、前記ガンマ補正電源回路は、前記主
電源ラインとグランド間に設けられ、第４の分圧電圧Ｖ
ｃを出力する第４の分圧回路と、非反転入力端に前記電
圧Ｖｃが与えられ、反転入力端に抵抗器Ｒｄ１を介して
前記電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn 、Ｖn+1 が与えられ、
出力端と前記非反転入力端の間に抵抗器Ｒｄ２（＝Ｒｄ
１）が接続された（ｎ＋２）個の差動増幅器と、が更に
設けられ、前記第１、第３、第２の分圧回路から生成さ
れる（ｎ＋２）種類の電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn 、Ｖ
n+1 を第１群のガンマ補正電圧として出力し、前記（ｎ
＋２）個の差動増幅器の出力端から生成される（ｎ＋
２）種類の電圧Ｖn+2 、Ｖn +3、・・・Ｖ2n+2、Ｖ2n+3
を第２群のガンマ補正電圧として出力することを特徴と
するものである。

【００３１】本願の請求項３の発明は、請求項１又は２
の液晶表示装置において、前記第１、第２、第４の分圧
回路の一端をグランドの代わりに、前記主電源ラインと
異なる第２の主電源ラインに接続したことを特徴とする
ものである。

【００３２】本願の請求項４の発明は、請求項１〜３の
いずれか１項記載の液晶表示装置を搭載したことを特徴
とするものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態におけ
る液晶表示装置について、図面を参照しつつガンマ補正
電源回路を中心として説明する。図１及び図２は本実施
の形態の液晶表示装置に用いられるガンマ補正電源回路
７Ｂの回路図であり、図１が正極性のガンマ補正電圧
（第１群のガンマ補正電圧）を発生する部分を示し、図
２が負極性のガンマ補正電圧（第２群のガンマ補正電
圧）を発生する部分を示している。Ｂ点及びＷ点の印加
電圧を除いた参照基準電圧の発生数をｎ個とすると、ｎ
＝５の場合の基本形を示し、このガンマ補正電源回路７
Ｂの後段には、図２に示すＤＡコンバータ（ＤＡ変換回
路）５が接続される。ガンマ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ13は従来
例の７のＶ0 〜Ｖ13に相当し、ソースドライバの入力端
子ＶＲＥＦ０〜ＶＲＥＦ１３に接続される。

【００３４】図１に示すように、主電源ラインＡＶＤＤ
とグランドの間に、固定抵抗器Ｒａ１と可変抵抗器Ｒａ
２との第１の直列接続体が第１の分圧回路の一部として
設けられている。また主電源ラインＡＶＤＤとグランド
の間に、固定抵抗器Ｒｂ１と可変抵抗器Ｒｂ２との第２
の直列接続体が第２の分圧回路の一部として設けられて
いる。そして第１の直列接続体の分圧点にバッファであ
るOP-Amp１１が接続され、第１の分圧回路が構成され
る。同様に第２の直列接続体の分圧点にOP-Amp１２が接
続され、第２の分圧回路が構成される。オペレーショナ
ルアンプ（以下、OP-Ampという）１１、１２はバッファ
として動作し、各分圧回路の分圧点から電圧Ｖ0 ’、Ｖ
6 ’が夫々入力される。OP-Amp１１は電圧Ｖ0 ’を低イ
ンピーダンスの出力電圧Ｖ0 （＝Ｖ0 ’）に変換し、こ
れを第１の電源ラインの電圧として出力する。OP-Amp１
２は電圧Ｖ6 ’を低インピーダンスの出力電圧Ｖ6 （＝
Ｖ6’）に変換し、これを第２の電源ラインの電圧とし
て出力する。これらの電圧が正極性ガンマ補正電圧Ｖ0
，Ｖ6 として用いられる。

【００３５】更に、前記第１の電源ラインと第２の電源
ライン間に、抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ
５、Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０が直列接続され
る。抵抗器Ｒ０，Ｒ２，Ｒ４，Ｒ６，Ｒ８，Ｒ１０は固
定抵抗器である。抵抗器Ｒ１，Ｒ３，Ｒ５，Ｒ７，Ｒ９
は可変抵抗器である。これらの可変抵抗器の摺動端子の
出力は第３の分圧回路の一部として用いられ、各摺動端
子の出力は夫々OP-Amp１３〜１７の非反転入力端に接続
される。また隣接する可変抵抗器の摺動端子間に固定の
抵抗器Ｒｅ１、Ｒｅ２、Ｒｅ３、Ｒｅ４が夫々配設され
る。OP-Amp１３〜１７はOP-Amp１１，１２と同様にバッ
ファとして機能する。抵抗器Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，
Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８，Ｒ９，Ｒ１０、及びOP
-Amp１３〜１７を含む回路を第３の分圧回路と呼ぶ。

【００３６】各OP-Amp１３〜１７の非反転入力端には、
各可変抵抗器の摺動端子の電圧Ｖ1’、Ｖ2 ’、Ｖ3
’、Ｖ４’、Ｖ5 ’が入力されるので、各OP-Amp１３
〜１７の出力端から低インピーダンスの出力電圧Ｖ1
（＝Ｖ1 ’）、Ｖ2 （＝Ｖ2 ’）、Ｖ3 （＝Ｖ3 ’）、
Ｖ4 （＝Ｖ4 ’）、Ｖ5 （＝Ｖ5 ’）が得られる。こう
して実質的にｎ＝５個の電源ラインとして利用でき、こ
れらを正極性のガンマ補正電圧Ｖ1 、Ｖ2 、Ｖ3 、Ｖ4
、Ｖ5 として用いる。

【００３７】更に図２に示すように、主電源ラインＡＶ
ＤＤとグランドの間に、固定抵抗器Ｒｃ２と固定抵抗器
Ｒｃ１の直列接続体による第４の分圧回路を設ける。そ
して７個のOP-Amp１８〜２４を配置する。各OP-Amp１８
〜２４の非反転入力端に対して固定抵抗器Ｒｃ１及びＲ
ｃ２の分圧点を接続する。各OP-Amp１８〜２４の反転入
力端には、固定抵抗器Ｒｄ１を介して電圧Ｖ0 〜Ｖ6 の
各電源ラインを接続する。例えばOP-Amp１８について
は、その出力端を電圧Ｖ7 の電源ラインとし、Ｖ6 とＶ
7 の電源ラインの間に抵抗器Ｒｄ１及び抵抗器Ｒｄ２を
直列に接続し、その接続点の電圧をOP-Amp１８の反転入
力端に与えるようにする。ここでのOP-Amp１８〜２４は
反転増幅を行う差動増幅器として機能する。

【００３８】OP-Amp１９については、その出力端を電圧
Ｖ8 の電源ラインとし、Ｖ5 とＶ8の電源ラインの間に
抵抗器Ｒｄ１及び抵抗器Ｒｄ２を直列に接続し、その接
続点の電圧をOP-Amp１９の反転入力端に与える。OP-Amp
２０からOP-Amp２４についても同様である。こうしてOP
-Amp１８〜OP-Amp２４の出力端は、夫々電圧Ｖ8 〜電圧
Ｖ1 3 の電源ラインとして機能する。

【００３９】以上の構成において、図１に示す可変抵抗
器Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９における摺動端子の設
定位置を表す係数を夫々α、β、γ、δ、εとし、次の
（３）式を定義する。

【数３】ここで、Ｒｅ１とＲｆ１とで構成されるループの電流を
Ｉｅ１とし、Ｒｅ２とＲｆ２とで構成されるループの電
流をＩｅ２とし、Ｒｅ３とＲｆ３とで構成されるループ
の電流をＩｅ３とし、Ｒｅ４とＲｆ４とで構成されるル
ープの電流をＩｅ４とし、Ｒ０を通過する電流をＩｅ０
とする。

【００４０】このとき次の（４）、（５）、（６）式が
成立する。

【数４】

【００４１】（４）式は各ループにおける電圧のキルヒ
ホッフ法則である。（５）式のＶ0は第１の分圧回路の
出力電圧を表し、Ｖ6 は第２の分圧回路の出力電圧を表
し、Ｖｃは第４の分圧回路の出力電圧を表している。
（６）式は（３）式のパラメータを用いてガンマ補正電
圧Ｖ0 〜Ｖ13を表した式である。

【００４２】尚、（６）式中のループ電流は（７）式で
与えられる。

【数５】

【００４３】こうして（ｎ＋１）×２個のガンマ補正電
圧の値を数式を用いて表現できる。尚、係数α、β、
γ、δ、εは０〜１の値をとり、０は図１において、可
変抵抗器の摺動端子が上限に位置し、１は同じく下限に
位置していることを意味する。従って係数の値が０．５
とは摺動端子の位置が丁度中間に位置していることを意
味する。

【００４４】ここで図２に示すガンマ補正電源回路にお
いて、Ｒｃ１＝Ｒｃ２、Ｒｄ１＝Ｒｄ２とし、図１及び
図２におけるその他の抵抗器及び可変抵抗器の値も含め
て、全ての抵抗器の値を図３のように設定する。そし
て、可変抵抗器の摺動端子の設定位置の組合せを、図４
に示すようにCase１〜Case１５までを想定し、夫々のCa
seにおける係数α、β、γ、δ、εの値を具体的に示し
た。

【００４５】Case１は係数α〜εの値が全て０．５であ
り、これを基準状態とする。図５は、このCase１のガン
マ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 の計算結果を示しており、理想値
にほぼ一致していることが判る。電圧Ｖ7 〜Ｖ17は中点
電圧７．５Ｖに対し電圧Ｖ6〜Ｖ0 と対称になるのでグ
ラフを省略した。以降の図においても、Ｖ7 〜Ｖ13のグ
ラフを省略する。

【００４６】図６は全ての摺動端子を下限に設定した場
合のCase２におけるガンマ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 と、全て
の摺動端子を上限に設定した場合のCase３におけるガン
マ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 とを示すグラフである。いずれも
基準状態のCase１に対する差異が判る。即ち、黒信号
（階調レベル＝０）、白信号（階調レベル＝２５５）に
対するガンマ補正電圧Ｖ6 、Ｖ0 の変化を招くことな
く、中間階調（階調レベル＝３２、６４、１２８、１９
２、２２４）の補正電圧を調整ができることが判る。

【００４７】図７は可変抵抗器Ｒ１の摺動端子だけを下
限又は上限に設定した場合のCase４、Case５のガンマ補
正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 を示している。基準状態のCase１に比
べて、階調レベル＝２２４に対するガンマ補正電圧Ｖ1
の偏差が最大となり、階調レベルがそこから離れるに従
って変位量が少なくなっていることが判る。これは抵抗
器Ｒｅ１〜Ｒｅ４の効果であり、滑らかにガンマ補正電
圧を調整できることを意味している。図１３において、
Ｂ点及びＷ点が変わらずに、中間の特性がばらついた場
合にこの効果を利用するとよい。

【００４８】以下、図８、図９、図１０、図１１に示す
グラフは、夫々可変抵抗器Ｒ３、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９の摺
動端子が単独に下限及び上限に設定変更され、残りの可
変抵抗器は基準状態にある場合、即ちCase６とCase７、
Case８とCase９、Case１０とCase１１、Case１２とCase
１３のガンマ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 を示しており、図７と
同様のことが言える。

【００４９】更に、図１２は可変抵抗器Ｒ３とＲ７の摺
動端子について、一方は下限に、他方は上限に設定した
場合、即ちCase１４とCase１５におけるガンマ補正電圧
Ｖ0〜Ｖ6 を示している。階調レベル６４と１９２の補
正電圧Ｖ4 とＶ2 の基準からの偏差が増減逆方向に生じ
ると共に、階調レベル３２、２２４のガンマ補正電圧Ｖ
5 とＶ1 に変位をもたらしていることが判る。

【００５０】以上のように本実施の形態のガンマ補正電
源回路によれば、黒レベル、白レベルに対するガンマ補
正電圧を変化させることなく、液晶パネルのＶ−Ｔ特性
の中間階調のばらつきに応じて、ガンマ補正電圧を任意
に変えることができ、且つ近傍の補正電圧もある程度追
随させることができる。このため、全体として滑らかな
補正、即ち特異な歪みのない補正が可能となる特徴が得
られる。上記近傍の補正電圧の変位量については、合成
抵抗値Ｒｅ１〜Ｒｅ４の値を変えることで可能である。

【００５１】説明は省略するが、本実施の形態による構
成では、可変抵抗器Ｒａ２又はＲｂ２の一方、又は両方
を調整することで、従来と全く同一のガンマ補正電圧の
変位をもたらすことができる。尚、夫々の可変抵抗器に
ついては、センタークリック付き可変抵抗器を使用する
と、基準位置を再現し易くなる。

【００５２】また本実施の形態によれば、負極性のガン
マ補正電圧を自動で生成できるので、補正電圧の調整が
更に容易になる。また本実施の形態では、図１及び図２
に示すように第１の分圧回路でＶ0 を生成し、第２の分
圧回路でＶ6 を生成し、第３の分圧回路で分圧電圧Ｖ1
’〜Ｖ5 ’を生成し、これらの分圧電圧Ｖ1 ’〜Ｖ5’
を基に正極性用のガンマ補正電圧Ｖ1 〜Ｖ5 を生成し
た。そしてガンマ補正電圧Ｖ0 〜Ｖ6 を基に負極性用の
補正電圧Ｖ7 〜Ｖ13を所謂反転回路を用いて自動生成し
た。しかし、第１の分圧回路、第２の分圧回路でＶ13、
Ｖ7 を生成し、Ｖ13〜Ｖ7 間に形成した第３の分圧回路
を基にＶ12〜Ｖ8 を生成し、そしてＶ13〜Ｖ7 を基にＶ
0 〜Ｖ6 を生成することもできる。このように正極性用
出力と負極性用出力とを逆にした構成でもよい。

【００５３】尚、前述のとおり駆動方式によっては、正
負両極性の一方が不要の場合があるので、駆動方式に適
合した構成にするのが合理的である。また、図１及び図
２では、グランドを一方の基準電位としたが、液晶パネ
ルの駆動方式によっては、ソースドライバの動作基準電
位を必ずしもグランドにするとは限らない。基準電位を
別の第３の電位とする場合には、図１及び図２に示すグ
ランドを第３の電位に置き換えれば良い。

【００５４】尚、上記の液晶表示装置を各種の画像表示
応用機器に搭載することができる。画像表示応用機器と
して、画像モニター、パーソナルコンピュータ、携帯端
末、テレビジョン受信機などがある。

【００５５】以上の説明は、液晶パネルを用いるものと
したが、マトリックス状に形成された複数の表示セルと
して、プラズマを用いたＰＤＰ、ＥＬ素子を用いたＥＬ
パネル等、ライン方向にアナログの画素信号を一斉に供
給するものであれば、本発明が適用できる。

【００５６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、Ｂ点、Ｗ
点の補正電圧の変化を伴うことなく、液晶パネルのＶ−
Ｔ特性の中間調ばらつきに対する中間調レベルのガンマ
補正電圧の調整ができ、かつ局部補正の歪みを押さえ、
全体の補正のバランスを自動的に実現するという効果が
得られる。

【００５７】また請求項２記載の発明によれば、上記の
効果に加えて、Ｂ点、Ｗ点の一方又は両方が電圧方向に
伸縮、又はシフトするような液晶パネルのＶ−Ｔ特性の
ばらつきに対しても、従来通りの補正が可能となる。こ
うして正負両極性のガンマ補正の煩雑を解消できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の液晶表示装置に用いられ
るガンマ補正電源回路の回路図（その１）

【図２】本発明の実施の形態の液晶表示装置に用いられ
るガンマ補正電源回路の回路図（その２）

【図３】本実施の形態のガンマ補正電源回路における固
定抵抗器及び可変抵抗器の数値例

【図４】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
可変抵抗器の設定値（調整値）の組み合わせを示す説明
図

【図５】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
階調レベルとガンマ補正電圧との関係（理想値，Case
１）を示す特性図

【図６】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case
２，Case３）を示す特性図

【図７】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case
４，Case５）を示す特性図

【図８】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case
６，Case７）を示す特性図

【図９】本実施の形態のガンマ補正電源回路において、
階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case
８，Case９）を示す特性図

【図１０】本実施の形態のガンマ補正電源回路におい
て、階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Ca
se１０，Case１１）を示す特性図

【図１１】本実施の形態のガンマ補正電源回路におい
て、階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Ca
se１２，Case１３）を示す特性図

【図１２】本実施の形態のガンマ補正電源回路におい
て、階調レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Ca
se１４，Case１５）を示す特性図

【図１３】液晶パネルのＶ−Ｔ特性図

【図１４】２５６段階化された液晶パネルのＶ−Ｔ特性
図

【図１５】信号レベル対理想輝度出力を示す特性図

【図１６】本実施の形態のガンマ補正電源回路におい
て、ガンマ補正曲線を得るための変換チャート

【図１７】液晶表示装置に用いられるソースドライバの
ブロック図

【図１８】従来の液晶表示装置に用いられるガンマ補正
電源回路の回路図（その１）

【図１９】従来の液晶表示装置に用いられるガンマ補正
電源回路の回路図（その２）

【図２０】ガンマ補正電圧値とソースドライバ出力電圧
との関係を示す特性図

【図２１】従来例のガンマ補正電源回路において、固定
抵抗器及び可変抵抗器の数値例

【図２２】従来例のガンマ補正電源回路において、可変
抵抗器の設定値（調整値）の組み合わせを示す説明図

【図２３】ガンマ補正電圧値とソースドライバ出力電圧
との関係（Case１〜Case９）を示す特性図

【図２４】従来例のガンマ補正電源回路において、階調
レベルとガンマ補正電圧との関係（理想値，Case１）を
示す特性図

【図２５】従来例のガンマ補正電源回路において、階調
レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case２，Ca
se３）を示す特性図

【図２６】従来例のガンマ補正電源回路において、階調
レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case４，Ca
se５）を示す特性図

【図２７】従来例のガンマ補正電源回路において、階調
レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case６，Ca
se７）を示す特性図

【図２８】従来例のガンマ補正電源回路において、階調
レベルとガンマ補正電圧との関係（Case１，Case８，Ca
se９）を示す特性図

【符号の説明】

１ディジタル信号処理部２アナログ信号処理部３シフトレジスタ４ラッチ５ＤＡコンバータ６出力回路７Ａ，７Ｂガンマ補正電源回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H093 NA31 NC01 NC22 NC26 ND06 5C006 AA16 AF46 AF83 BB11 BF03 BF04 BF25 BF43 FA18 FA21 FA56 5C058 AA06 BA07 BA13 BB25 5C080 AA10 BB05 DD03 EE29 FF03 JJ02 JJ03 JJ05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス状に形成された複数の表示
セルを有し、前記表示セルに印加される画素信号に基づ
いて画像を表示するディスプレイパネルと、ディジタル
の画素データをライン単位で入力し、前記ディスプレイ
パネルの各表示セル毎にＤＡ変換してアナログの画素信
号を一斉に出力するＤＡ変換回路と、前記アナログの画素信号の出力レベルを決定する複数の
基準電圧を前記ＤＡ変換回路に供給するに際し、前記デ
ィスプレイパネルのガンマ特性を補正するための前記基
準電圧を生成するガンマ補正電源回路と、を具備する液
晶表示装置であって、前記ガンマ補正電源回路は、主電源ラインとグランドの間に設けられた固定抵抗器及
び可変抵抗器の直列接続体による第１の分圧出力を、低
インピーダンスの電圧に変換して第１の電源ラインの電
圧Ｖ0 を出力する第１の分圧回路と、前記主電源ラインとグランドの間に設けられた固定抵抗
器及び可変抵抗器の直列接続体による第２の分圧出力
を、低インピーダンスの電圧に変換して第２の電源ライ
ンの電圧Ｖn+1 を出力する第２の分圧回路と、前記第１の電源ライン及び前記第２の電源ラインの間
に、複数個の固定抵抗器とｎ個（ｎは２以上の整数）の
可変抵抗器とを交互に直列接続すると共に、隣接する前
記可変抵抗器の摺動端子間に固定抵抗器を配備し、ｎ個
の可変抵抗器の摺動端子から得られる分圧出力をバッフ
ァを介して低インピーダンスのｎ種類の電圧Ｖ1 、・・
・Ｖn に変換して出力する第３の分圧回路と、を有し、前記第１、第３、第２の分圧回路から生成される（ｎ＋
２）種類の電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn 、Ｖn+1 をガン
マ補正電圧として出力するものであることを特徴とする
液晶表示装置。
【請求項２】前記ガンマ補正電源回路は、前記主電源ラインとグランド間に設けられ、第４の分圧
電圧Ｖｃを出力する第４の分圧回路と、非反転入力端に前記電圧Ｖｃが与えられ、反転入力端に
抵抗器Ｒｄ１を介して前記電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn
、Ｖn+1 が与えられ、出力端と前記非反転入力端の間
に抵抗器Ｒｄ２（＝Ｒｄ１）が接続された（ｎ＋２）個
の差動増幅器と、が更に設けられ、前記第１、第３、第２の分圧回路から生成される（ｎ＋
２）種類の電圧Ｖ0 、Ｖ1 、・・・Ｖn 、Ｖn+1 を第１
群のガンマ補正電圧として出力し、前記（ｎ＋２）個の
差動増幅器の出力端から生成される（ｎ＋２）種類の電
圧Ｖn+2 、Ｖn+3、・・・Ｖ2n+2、Ｖ2n+3を第２群のガ
ンマ補正電圧として出力するものであることを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記第１、第２、第４の分圧回路の一端
をグランドの代わりに、前記主電源ラインと異なる第２
の主電源ラインに接続したことを特徴とする請求項１又
は２記載の液晶表示装置。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項記載の液晶
表示装置を搭載したことを特徴とする画像表示応用機
器。