JP2007078797A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 階調反転がなく、しかも色調が良く、発光効率の高い画像を得ることのできる液晶表示装置の駆動回路およびこれを有する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置は、選択されたデータ線（Ｄ）を通じて階調に応じた電圧が供給されることにより所望の階調の表示を得る、赤緑青（ＲＧＢ）の各色について設けられた液晶表示素子がマトリクス状に配設された液晶表示素子アレイ（１０）と、３色分の全階調に応じたアナログ電圧を生成する階調電圧発生部（１１、２１、３１）と、階調データ値と前記階調電圧発生部で発生された階調に応じた電圧との対応関係から、前記データ線の前記階調に応じた電圧を前記階調データ値に応じて前記データ線に送出する分配部（１２，４０）とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は液晶表示装置に関するもので、特にデータ線の駆動回路に関するものである。

アクティブマトリクス液晶表示装置においては、行ドライバで液晶表示素子アレイの行線を選択してＴＦＴをオンさせた後、データ線（列線）に各色の階調に関するデータを供給し、このデータに応じて液晶の透過度を変化させて所望の色を得ている。

従来、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色に対しては、完全白から完全黒に至るまでの明度の変化を得るために、すべての色に同じ階調対電圧変化曲線が適用され、これに応じた電圧データがデータ線に印加されていた。

しかしながら、色フィルタの透過率の特性上、大きなデータに対応する高い電圧をかけても必ずしも階調が比例して変化するとは限らず、階調反転が起こり、データ値を大きくしてもかえって輝度が低下するという現象が見られる。この現象は特に青の場合に顕著であり、緑でも多少認められる。

この結果、同じセルギャップでＲＧＢのフィルタを構成した場合、透過率は青が最も低く、続いて緑、赤が最も高くなる。このため、青が強く出てホワイトバランスが崩れるという問題がある。

このため、表示装置の画面正面での階調反転が起こらないようにするため、カラー液晶表示装置のセルの厚みを減少させ、しかも階調反転の起こらない電圧の低いレベルで使用するようにしている。このため、従来は最大透過率に比べて最大で３５パーセントも低い透過率で液晶表示を行っていた。

また、中間調の色には好みもあるため、中間調を調整して色再現性を向上させるために電圧変化曲線の途中の変化を変えることが特に大型ディスプレイで行われていた。（例えばこの調整はガンマ調整と称されているが、最小レベルと最大レベルの値は変化させず、中間の値、すなわち輝度曲線の途中を変化させるものであった。

さらに、特に白色の色調を最適なものに調整するため、リミッタを設けて各色の駆動電圧レベルの最大値を抑えるものも提案されている（特許文献１参照）。
特開平１１−２２３８０７号公報

以上のように、従来の液晶表示装置においては、正面の階調反転を防止するため、セル厚を薄くし、輝度を下げて暗めで使用しているため、効率が低かった。リミッタを使用する従来技術では、確実に透過率は低下し、輝度を上昇させることはできない。

本発明は、階調反転がなく、しかも色調が良く、発光効率の高い画像を得ることのできる液晶表示装置の駆動回路およびこれを有する液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる液晶表示装置によれば、選択されたデータ線を通じて階調に応じた電圧が供給されることにより所望の階調の表示を得る、赤緑青（ＲＧＢ）の各色について設けられた液晶表示素子がマトリクス状に配設された液晶表示素子アレイと、３色分の全階調に応じたアナログ電圧を生成する階調電圧発生部と、階調データ値と前記階調電圧発生部で発生された階調に応じた電圧との対応関係から、前記データ線の前記階調に応じた電圧を前記階調データ値に応じて前記データ線に送出する分配部とを備えたことを特徴とする。

本発明にかかる液晶表示装置においては、階調電圧発生部と、最適に設定された階調電圧と階調データとの関係に基づいて、分配部において階調データに基づいて階調電圧を選択されたデータ線に供給するようにしているので、階調反転がなく、色調が良く、発光効率の高い液晶表示回路を回路規模の増加を伴わずに既存の回路要素の組み合わせで簡便に低コストで実現できる。特に、階調電圧発生部と分配部をタイムシェアリングで動作可能にすることにより、占有面積を減少させることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明にかかる液晶表示装置の実施の一形態を示す模式的ブロック図である。

この実施の形態では、表示部である液晶表示素子アレイ１０のデータ線Ｄ１・・に階調電圧発生部１１で発生した電圧を、分配部１２において、入力されたＲＧＢデータにより指定されたデータ線にアナログバッファ１３を経て供給するようになっている。

液晶表示素子アレイ１０はカラーフィルタを有する液晶素子がマトリクス状に配置されている。図１においては赤フィルタをＲ、緑フィルタをＧ、青フィルタをＢで示しており、これらを各１個１組で１つの表示画素を構成している。

この液晶表示素子アレイ１０では良く知られているように、アレイ状に配列された液晶表示素子に薄膜トランジスタのドレインが接続され、行方向の各トランジスタのゲートを共通接続したゲート線の選択により当該行のトランジスタを導通させた状態で列方向の各トランジスタのソースに接続されたデータ線に階調に応じた電圧が供給されることにより液晶表示素子に階調表示をさせるようになっており、カラー液晶表示装置ではそれぞれ赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢを有する３つの液晶表示素子を１組としてカラー画素の一つを構成している。以下の各図においては、便宜上列線であるデータ線を横方向に描いている。

この実施の形態では６４階調の表示を実現するものとすれば、各色について設けられた階調電圧発生部１１Ｒ、１１Ｇ、１１Ｂは所定電圧を抵抗Ｒを６４個直列接続して各接続点からタップで引き出して異なるレベルの電圧を得ている。この場合、各抵抗は一定の抵抗値であっても、階調特性にあわせて抵抗値を変化させるようにしても良い。

あるデータラインが指定されると、そのラインに供給される階調電圧が各階調電圧発生部１１から取り出され、分配部１２でデータ線Ｄに分配される。この分配部１２は各色について設けられたスイッチマトリクス１２Ｒ、１２Ｇ、１２Ｂを有しており、いずれも入力された、６４階調に相当する６ビットのＲＧＢデータをデコードしてどの階調電圧を使うかを選択し、選択された階調電圧を出力する。この階調電圧出力信号は、信号の波形特性等を改善するため、当該データ線Ｄのアナログバッファ１３を経てデータ線Ｄに供給される。

分配部１２におけるＲＧＢデータと取り出すべき階調電圧との関係はあらかじめ、正面での階調反転が起こらず、しかもなるべく高い電圧を使用するように対応関係が定められている。このため、輝度と電圧との関係が単調増加せず逆転するような場合も特に青や緑では発生し得る。

このように、この液晶表示装置では、データ線の選択に同期してそのデータ線に供給される階調電圧の取り出しとその指定データ線への供給が同期して行われる。

また、この実施の形態では階調電圧発生部１１と分配部１２はそれぞれ色ごとに設けられているので、確実に動作を行うことができる。

図２は、階調電圧発生部を変形させた実施例であるが、分配部１２以降の構成は図１の実施例と全く同じであるので、説明を省略する。

この実施例では、図１の実施例で各色ごとに６４階調の階調電圧発生部を有していたのを６４×３＝１９２階調の電圧を得る一つの階調電圧発生部２１としたものである。従ってこの階調電圧は３色で共用できる利点がある。しかしながら、同じ電圧を同時に複数の色で使用することはできない。これは分配部１２の構成は図１の実施例と同じであり、各色同時に駆動されるためである。

なお、階調電圧発生部２１から分配部１２への接続は１９２本の線が必要であり、図１の実施例の場合と実質的に変わらない。

図３は図２の実施例をさらに改良したものである。

この実施例においては階調電圧発生部３１は図２により説明した１９２階調を取り出すものであるが、１データ線選択期間内においてタイムシェアリングにより、３つの分割された期間にそれぞれ各色についての階調電圧を発生する構成となっている。

したがって、出力可能な階調電圧としては１９２段階あるものの、出力されるのは６４階調であり、次段の分配部４０へは６４本の線で送られる。

また、出力される階調は６４であるので、発生可能な階調を６４段階としても良い。さらに、１つの階調電圧発生部を各色でタイムシェアリングにより共用しているため、異なる色について同じ階調電圧を用いることもできる。

分配部４０は入力されたＲＧＢデータから階調に応じた階調電圧を選択するスイッチマトリクス４１，出力力された階調電圧波形を整形するアナログバッファ４２および指定されたデータ線Ｄを選択して階調電圧信号を供給するスイッチ４３を有している。

この分配部もタイムシェアリングで動作する。すなわち、１データ線選択期間中に当該データ線に含まれる各色のデータ線に異なる時間に階調電圧発生部から出力された階調電圧を対象の色のデータ線に分配するものである。

この実施例では、タイムシェアリングで動作させるため、制御が複雑にはなるが、階調電圧発生部３１と分配部４０を各色で共用でき、しかも階調電圧発生部３１と分配部４０とを接続する配線を１色分の階調数にすることができるため、これらに占有される面積を大きく減少させることができる。

本発明にかかる液晶表示装置の第１の実施例を示す概略構成図である。 本発明にかかる液晶表示装置の第２の実施例を示す概略構成図である。 本発明にかかる液晶表示装置の第３の実施例を示す概略構成図である。

符号の説明

１０ 液晶表示素子アレイ
１１、２１、３１ 階調電圧発生部
１２、４０ 分配部
１３、４２ アナログバッファ
４１ スイッチマトリクス
４３ スイッチ

Claims (8)

1. 選択されたデータ線を通じて階調に応じた電圧が供給されることにより所望の階調の表示を得る、赤緑青（ＲＧＢ）の各色について設けられた液晶表示素子がマトリクス状に配設された液晶表示素子アレイと、
   ３色分の全階調に応じたアナログ電圧を生成する階調電圧発生部と、
   階調データ値と前記階調電圧発生部で発生された階調に応じた電圧との対応関係から、前記データ線の前記階調に応じた電圧を前記階調データ値に応じて前記データ線に送出する分配部と、
   を備えた液晶表示装置。
2. 前記階調電圧発生部は抵抗分圧回路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。
3. 前記抵抗分圧回路は各色に備えられ、それぞれが各色で必要とされる階調数の電圧取り出しタップを有することを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記抵抗分圧回路は各色で必要とされる階調数の３倍の電圧取り出しタップを有する単一の回路であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記分配部は、ＲＧＢデータをデコードして各色の階調値アドレスを得るデコーダと、このデコーダにより指定される階調値アドレスに割り当てられた前記階調に応じた電圧をデータ線に選択的に送出する接続部とを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. ＲＧＢの各色についての階調電圧発生部の電圧生成、この電圧の接続部による各色のデータ線への選択的接続は各色ごとに時分割制御されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液晶表示装置。
7. データ線の切換と、階調電圧発生部による階調電圧の取り出しと、分配部による前記データ線への前記階調電圧の供給とが同期して行われるものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液晶表示装置。
8. 前記階調電圧発生部での階調電圧生成と、前記分配部におけるデータ線への供給が１つのデータ線選択期間内で各色について動作時間をずらして行われるものであることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液晶表示装置。

Images