JP2009071801A - デジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置 - Google Patents

デジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】小型化を可能にしたデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置を提供する。
【解決手段】複数の抵抗を有する第1の電圧分配部と、前記第1の電圧分配部から分配電圧を印加されて第1のガンマレファレンス電圧を出力する第1のデコーダと、前記第1のガンマレファレンス電圧が入力され、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する2つの電圧を第2及び第3のガンマレファレンス電圧として出力する第2のデコーダと、複数の抵抗を有し、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を複数に分配する第2の電圧分配部と、前記第2の電圧分配部から分配電圧を印加されて単一の第4のガンマレファレンス電圧を出力する第3のデコーダとを有する。
【選択図】 図3

Description

本発明はデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置に関し、さらに詳しくは、分割型のデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置に関する。
近年、モニター、ノート型パソコン、テレビ及び移動通信端末などの電子装置の軽量薄型化が進むに伴い、表示装置にも軽量薄型化が求められている。この要求に応えるために、既存の陰極線管に代替えしうる種々のフラット表示装置の開発及びその普及が急速に進んでいる。
この種のフラット表示装置の一種として液晶表示装置があるが、これは、共通電極及びカラーフィルタなどが設けられた上部基板と、薄膜トランジスタ及び画素電極などが設けられた下部基板との間に誘電率異方性を有する液晶物質を注入し、画素電極及び共通電極に電圧を印加して電界を形成した後、その電界の強度を調節して透光率を調節することにより画像を表示するものである。
この種の液晶表示装置には、外部のホストシステム、すなわち、グラフィックソースからレッド、グリーン及びブルーのRGBデータが入力される。入力されたRGBデータは、液晶表示装置のタイムコントローラ(Time Controller;T−Con)によりデータフォーマットが変換された後、集積回路(Integrated Circuit;IC)となるソースドライバに送られ、ソースドライバは、そのRGBデータ信号に対応するアナログ階調電圧をそれぞれ選択して液晶表示パネルに印加することにより液晶表示パネルの表示動作を行う。
通常、グラフィックソースからタイムコントローラに入力されるRGBデータのビット数とソースドライバの処理可能なデータ信号のビット数は同数であることが必要であるが、現在市場にある液晶表示装置は、ほとんどが、レッド、ブルー及びグリーンがそれぞれ6ビット(n=6)の18ビット(3×n=18)の製品、あるいは、レッド、ブルー及びグリーンがそれぞれ8ビット(n=8)の24ビット(3×n=24)の製品である。
ところが、近年では、液晶表示装置付きテレビなどの電子装置が大型化するに伴い、より細かくて多様な色相を再現する目的で、10ビット(n=10)以上のデータ信号が処理可能なソースドライバが望まれている。
しかしながら、ソースドライバのデータ処理規格を増やすには種々の制約がある。特に、ソースドライバには、入力される画素データをアナログ階調電圧に変換するためのデジタル−アナログ変換器が組み込まれるが、このデジタル−アナログ変換器を構成するトランジスタの数はビット数が増えるにつれて大幅に増えるため、処理ビット数を増やしていくにつれてソースドライバチップが大型化してしまうといった問題がある。また、かかるソースドライバを内蔵する液晶表示装置の大型化も余儀なくされるという問題もある。
そこで、本発明は上記従来のデジタル−アナログ変換器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、小型化を可能にしたデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた本発明によるデジタルアナログ変換器は、複数の抵抗を有する第1の電圧分配部と、前記第1の電圧分配部から分配電圧を印加されて第1のガンマレファレンス電圧を出力する第1のデコーダと、前記第1のガンマレファレンス電圧が入力され、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する2つの電圧を第2及び第3のガンマレファレンス電圧として出力する第2のデコーダと、複数の抵抗を有し、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を複数に分配する第2の電圧分配部と、前記第2の電圧分配部から分配電圧を印加されて単一の第4のガンマレファレンス電圧を出力する第3のデコーダとを有することを特徴とする。
前記第1の電圧分配部は、2L+M個のコース(coarse)抵抗を有し、前記第2の電圧分配部は、2個のファイン(fine)抵抗を有する(L、M、Nは自然数)ことが好ましい。
前記第1のデコーダには、(L+M+N)ビットの画素データが入力されることが好ましい。
前記第1のデコーダはLビットデコーダを有し、前記第2のデコーダはMビットデコーダを有し、前記第3のデコーダはNビットデコーダを有することが好ましい。
前記第2のデコーダは2つのMビットデコーダを有し、前記2つのMビットデコーダに入力される画素データは、最下位ビット値が1だけ差がつくことが好ましい。
前記デジタルアナログ変換器は、(L+M+N)ビットのものであることが好ましい。
前記Lは1であり、前記Mは7であり、前記Nは2であることが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明によるソースドライバは、基準電圧を用い、ガンマレファレンス電圧を生成して出力するソースドライバであって、複数の抵抗を有する第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部と、前記第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部において分配された電圧を選択する第1、第2、及び第3のデコーダとを有することを特徴とする。
前記第1のデコーダは、前記第1の電圧分配部において分配された電圧に基づき第1のガンマレファレンス電圧を選択し、前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧に基づき第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択し、前記第3のデコーダは、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を前記第2の電圧分配部において分配した電圧に基づき第4のガンマレファレンス電圧を選択することが好ましい。
前記第1の電圧分配部は、2L+M個のコース抵抗を有し、前記第2の電圧分配部は、2個のファイン抵抗を有する(L、M、Nは自然数)ことが好ましい。
前記第1のデコーダは、複数の分配電圧のうち2等分されたいずれかの範囲を選択して第1のガンマレファレンス電圧を出力することが好ましい。
前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する2つの電圧を第2及び第3のガンマレファレンス電圧として出力することが好ましい。
前記第3のデコーダは、前記第2の電圧分配部から2個の分配電圧を印加されて単一の第4のガンマレファレンス電圧を出力することが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明による表示装置は、画像を表示する表示パネルと、複数の抵抗を有する第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部と、前記第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部において分配された電圧を選択する第1、第2、及び第3のデコーダとを備え、基準電圧を用いて前記表示パネルにガンマレファレンス電圧を生成して出力するソースドライバとを有することを特徴とする。
前記第1のデコーダは、前記第1の電圧分配部において分配された電圧に基づき第1のガンマレファレンス電圧を選択し、前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧に基づき第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択し、前記第3のデコーダは、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を前記第2の電圧分配部において分配した電圧に基づき第4のガンマレファレンス電圧を選択することが好ましい。
上記目的を達成するためになされた本発明によるデジタルアナログ変換器の駆動方法は、複数の分配電圧を生成するステップと、前記複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき複数の分配電圧を生成するステップと、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき生成された複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップとを有することを特徴とする。
前記複数の分配電圧を生成するステップで生成された複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、(L+M+N)ビット(L、M、Nは自然数)の画素データのうちLビットの画素データにより第1のガンマレファレンス電圧を選択することが好ましい。
前記複数の分配電圧を生成するステップで生成された複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、複数の分配電圧のうちLビットの画素データにより2等分されたいずれかの範囲を選択して第1のガンマレファレンス電圧を出力することが好ましい。
前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、(L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データにより第2のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、(L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データに1を加えるステップと、(L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データに1を加えた値により第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップとを含むことが好ましい。
前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき生成された複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、(L+M+N)ビットの画素データのうちNビットの画素データにより第4のガンマレファレンス電圧を選択することが好ましい。
本発明に係るデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置によれば、デジタルアナログ変換器におけるデコーダを複数に分割して各デコーダが有するトランジスタ数を減らすことによりデコーダの小型化を図ることができ、これにより、デジタルアナログ変換器の小型化を図ることが可能になり、この小型化したデジタルアナログ変換器を採用することによりソースドライバ及び表示装置も小型化することが可能になるという効果がある。
次に、本発明に係るデジタルアナログ変換器とその駆動方法並びにこれを備えるソースドライバ及び表示装置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。
しかし、本発明は後述する実施の形態に限定されるものではなく、相異なる形で実現可能であり、これらの実施の形態は、単に本発明の開示を完全たるものにし、且つ、この技術分野における通常の知識を持った者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものである。なお、図中、同じ構成要素には同じ符号を付してある。
図1は、本発明による液晶表示装置の概略ブロック図であり、図2は、本発明によるソースドライバの概略ブロック図であり、図3及び図4は、本発明によるデジタルアナログ変換器の概略回路図である。
また、図5は、本発明による画素データのブロック図であり、図6は、本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのフローチャートであり、図7〜図9は、本発明によるデジタルアナログ変換器の動作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は、図1に示すように、画像を表示する液晶表示パネル3000と、ゲートドライバ4600と、ソースドライバ4200と、駆動電圧生成部4900と、信号制御部5000とを備えている。
液晶表示パネル3000は、略列方向に延びる複数のゲート線GL1〜GLn及びこれと直交する行方向に延びる複数のデータ線D1〜Dmを有し、ゲート線GL1〜GLnとデータ線DL1〜DLmとの交差領域には画素が設けられている。
また、画素は、薄膜トランジスタT、液晶キャパシタClcをそれぞれ有する赤色R、緑色G、青色Bの画素を有し、これらを組み合わせることで総天然色を表示することができる。このとき、画素は、維持キャパシタCstをさらに有していてもよい。
この液晶表示パネル3000は、薄膜トランジスタTと、ゲート線GL1〜GLnと、データ線DL1〜DLm及び液晶キャパシタ用の画素電極が設けられた薄膜トランジスタ基板(図示せず)と、ブラックマトリックスと、カラーフィルタ及び液晶キャパシタClc用の共通電極が設けられた共通電極基板(図示せず)とを備え、薄膜トランジスタ基板と共通電極基板との間には液晶(図示せず)が挟持されている。
ここで、薄膜トランジスタTのゲート端子はゲート線GL1〜GLnに接続され、ソース端子はデータ線DL1〜DLmに接続され、ドレイン端子は液晶キャパシタClcの画素電極に接続される。薄膜トランジスタTはゲート線へのゲートターンオン電圧に応じて動作し、データ線DL1〜DLmのデータ信号(すなわち、階調電圧)を画素キャパシターの画素電極に与えて液晶キャパシタ両端の電界を変える。これにより、液晶表示パネル3000の内側の液晶の配列を変えてバックライトからの光の透過率を調整することができる。
ここで、液晶キャパシタClcの画素電極には液晶の配列方向を調整するドメイン規制手段として多数の切欠き及び/または突起パターンが設けられていてもよく、共通電極にも突起及び/または切欠きパターンが設けられていてもよい。本実施形態における液晶は垂直配向方式により配向されることが好ましいが、これに限定されるものではない。
上述した構造を有する液晶表示パネル3000の外側には、液晶表示パネル3000の駆動に必要となる信号を与える液晶表示パネル駆動部が設けられ、液晶表示パネル駆動部は、ゲートドライバ4600と、ソースドライバ4200と、駆動電圧生成部4900と、信号制御部5000とを備える。
ここで、ゲートドライバ4600及び/またはソースドライバ4200は、液晶表示パネル3000の下部表示板、すなわち、薄膜トランジスタ基板の上に実装されていてもよく、別のプリント回路基板(Printed Circuit Board;PCB)に実装された上で、フレキシブルプリント回路基板(Flexible Printed Circuit Board;FPC)を介して電気的に接続されてもよい。
この実施形態におけるゲートドライバ4600及びソースドライバ4200は、少なくとも一つの駆動チップ状に作製されて実装されることが好ましい。また、駆動電圧生成部4900及び信号制御部5000は、プリント回路基板の上に実装された上で、フレキシブルプリント回路基板を介して液晶表示パネル3000に電気的に接続されることが好ましい。
信号制御部5000は、外部のグラフィック制御器(図示せず)からの画素データR、G、B及びこの表示を制御する入力制御信号、例えば、垂直同期信号Vsyncと、水平同期信号Hsyncと、メインクロックCLK及びデータイネーブル信号DEなどが与えられる。このような画素データR、G、Bを液晶表示パネル3000の動作条件に合わせて処理してデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)を生成し、ゲート制御信号及びデータ制御信号を生成し、ゲート制御信号をゲートドライバ4600に送る。
ここで、デジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)は、液晶表示パネル3000の画素配列に応じて並べ替えられる。さらに、ゲート制御信号は、ゲートターンオン電圧Vonの出力開始を指示する垂直同期開始信号SVsyncと、ゲートクロック信号CLK_G及び出力イネーブル信号OEなどを含んでいる。データ制御信号は、デジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)の伝送開始を通知する水平同期開始信号と、当該データ線にデータ電圧を印加せよとのロード信号と、共通電圧に対する階調電圧の極性を反転する反転信号及びデータクロック信号などを含んでいる。
駆動電圧生成部4900は、外部の電源装置から入力される外部電源を用いて液晶表示装置の駆動に必要となる種々の駆動電圧、例えば、基準電圧GVDDと、ゲートターンオン電圧Vonと、ゲートターンオフ電圧Voff及び共通電圧を生成することができる。
また、駆動電圧生成部4900は、信号制御部5000からの制御信号に基づきゲートターンオン電圧Von及びゲートターンオフ電圧Voffをゲートドライバ4600に印加し、基準電圧GVDDをソースドライバ4200に印加する。ここで、基準電圧GVDDは、液晶を駆動する階調電圧の生成のための基準電圧として用いられる。
ゲートドライバ4600は、外部からの制御信号に基づき駆動電圧生成部4900のゲートターンオン/ターンオフ電圧Von/Voffをゲート線GL1〜GLnに印加する。これにより、各画素に印加される階調電圧が当該画素に印加されるように当該薄膜トランジスタTを制御することが可能になる。
ソースドライバ4200は、信号制御部5000からの制御信号及び駆動電圧生成部4900からの基準電圧GVDDを用いて階調電圧を生成し、それぞれのデータ線DL1〜DLmに印加する。すなわち、ソースドライバ4200は、入力されたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)を、基準電圧GVDDに基づきアナログタイプのデータ信号(すなわち、階調電圧)として生成する。
本実施形態におけるソースドライバ4200は、図2に示すように、信号制御部5000から印加されたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)及び制御信号に基づきレジスタ部4420を制御するデジタル制御部4210と、デジタル制御部4210から印加されたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)によりサンプリング信号を順次に送るシフトレジスタ部4422とデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)を一時保存するデータレジスタ部4424とを有するレジスタ部4420と、サンプリング信号に基づきデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)をサンプリングしてラッチするデータラッチ部4230と、データラッチ部4230からのデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)をデジタルアナログ変換器4250に入力するために電圧レベルを高電圧に変えるレベルシフタ部4240と、高電圧に変えられたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)を階調電圧に変換するデジタルアナログ変換器(Digital to Analog Converter;DAC)4250と、階調電圧に変換されたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)をデータ線D1〜Dmに供給するバッファ部4260と、を備える。
ここで、シフトレジスタ部4422は、デジタル制御部4210からの制御信号に基づきサンプリング信号を生じさせ、これをデータラッチ部4230に与える。データレジスタ部4424は、信号制御部5000から順次に入力されるデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)を一時保存する。データラッチ部4230は、シフトレジスタ部4422のサンプリング信号に応じて、データレジスタ部4424に一時保存されているデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)をサンプリングしてラッチする。このとき、データラッチ部4230は、それぞれのデータ線D1〜Dmに対応する画素データを一括してラッチして出力する。
デジタルアナログ変換器4250は、レベルシフタ部4240から出力されたデジタルタイプの画素データDigital Data(R、G、B)をアナログタイプのデータ信号、すなわち、階調電圧に変換してバッファ部4260に出力するためのものであって、レベル別のガンマレファレンス信号を生成し、レベルシフタ部4240において変換された画素データに応じて、ガンマレファレンス電圧を選択することができる。また、このために、デジタルアナログ変換器4250は、図2から図4に示すように、電圧分配部4242及びデコーダ部4247を備えていてもよい。
本実施形態においては、複数のチャンネルCのうち1チャンネルCを例にとって説明し、デジタルアナログ変換器4250としては10ビットのデジタルアナログ変換器4250を例にとって説明する。この場合、10ビットのデジタルアナログ変換器4250には、図5に示すように、10ビットの画素データが入力される。
図2〜図4を参照すると、電圧分配手段としての電圧分配部4242において基準電圧GVDDを電圧分配させ、デコーダ部4247により複数の階調電圧として出力して液晶の配向を変え液晶表示パネルの透光度を変化させる。
電圧分配部4242は、レベル別ガンマレファレンス電圧を生成するためのものであって、第1のデコーダ4244に接続されて第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する第1の電圧分配部4242aと、第2及び第3のデコーダ4245、4246に接続されて第2のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する第2の電圧分配部4242bとを備える。
第1の電圧分配部4242aは、駆動電圧生成部4900から印加された基準電圧GVDDであるガンマ電源電圧VGammaと接地電圧との間にシリアル接続された複数の抵抗アレイで構成されて、それぞれの抵抗の電圧分配により所定の階調を表現するための第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する。
第2の電圧分配部4242bは、第2のデコーダ4245において選択された第2のガンマレファレンス電圧及び第3のガンマレファレンス電圧の間にシリアル接続された複数の抵抗アレイで構成されて、それぞれの抵抗の電圧分配により所定の階調を表現するための第2のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する。
本実施形態においては、10ビットのデジタルアナログ変換器4250を例にとっているため、電圧分配部4242は、第1の電圧分配部4242aと第2の電圧分配部4242bとの組み合わせにより0階調から1023階調までを表現するための1024個のレベル別のガンマレファレンス電圧を生成することができる。
また、図示はしないが、電圧分配部4242には、理想的なガンマカーブに沿ってガンマレファレンス電圧を出力する目的で、ガンマレファレンス電圧を調節可能なガンマ補正回路が設けられていてもよい。
なお、本実施形態においては、電圧分配部4242をソースドライバのデジタルアナログ変換器4250に含めているが、実施環境に応じて、電圧分配部4242をソースドライバとは別体のユニットにし、外部よりデジタルアナログ変換器4250にレベル別のガンマレファレンス電圧を印加してもよい。
すなわち、電圧分配部4242は必ずしもデジタルアナログ変換器4250に組み込まれるとは限らず、別体のものとして構成可能であり、ソースドライバに外付けされてもよい。
第1の電圧分配部4242aは、ガンマ電源電圧VGammaと接地電圧との間にシリアル接続された複数の抵抗、すなわち、2L+M個の抵抗を有してもよい(L、Mは自然数)。本実施形態における第1の電圧分配部4242aは、21+7個の抵抗となる256個の抵抗、すなわち、第0のコース(coarse)抵抗から第255のコース抵抗(R〜R255)から構成可能である。
第2の電圧分配部4242bは、第2のデコーダ4245から出力された2つの電圧の間にシリアル接続された複数の抵抗、すなわち、2個の抵抗を有してもよい(Nは自然数)。本実施形態における第2の電圧分配部4242bは、2個の抵抗となる4個の抵抗、すなわち、第0のファイン(fine)抵抗から第3のファイン抵抗(r〜r)から構成可能である。
このように、本実施形態による電圧分配部4242は、21+7個となる256個の階調が表現可能な第1の電圧分配部4242aと、2個となる4個の階調が表現可能な第2の電圧分配部4242bとを備えて、10(L+M+N=1+7+2)ビットの、合計で1024個の階調を表現することができる。
デコーダ部4247は、電圧分配部4242から画素データに対応するガンマレファレンス電圧を選択するためのものであり、第1〜第3のデコーダ4244、4245、4246を有することができる。本実施形態におけるデコーダ部4247は、レベル別のガンマレファレンス電圧をいずれも印加され、入力される画素データに応じて選択されたガンマレファレンス電圧を出力するフルタイプデコーダを有してもよい。
また、本実施形態による第1〜第3のデコーダ4244、4245、4246はそれぞれトランジスタから構成され、トランジスタのスイッチング作用により電圧分配部4242から印加されたレベル別のガンマレファレンス電圧のうち画素データに対応するガンマレファレンス電圧を選択することができる。
第1のデコーダ4244は、第1のガンマレファレンス電圧を選択するためのものであって、Lビットのデコーダを有することができる。本実施形態においては、Lを1にして、すなわち、1ビットのデコーダを第1のデコーダ4244として使用する。
また、分配抵抗により第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を選択するために、第1のデコーダ4244の入力端は、第1の電圧分配部4242aのガンマ電源電圧VGammaと接地電圧との間にシリアル接続された第0〜第255のコース抵抗(R〜R255)の間に接続可能である。このとき、第1のデコーダ4244は、画素データに応じて決められた階調の信号、すなわち、レベルシフタ部4240において変換された画素データに応じて、第1の電圧分配部4242aから印加された第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を選択することができる。
これは、画素データの最上位ビット(Most Significant Bit;MSB)[1]に応じて決めることができる。例えば、第1のデコーダ4244は、第0〜第255のコース抵抗(R〜R255)を第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)と第128〜第255のコース抵抗(R128〜R255)とに分け、画素データの最上位ビット[1]が0のときに第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)を選択し、画素データの最上位ビット[1]が1のときに第128〜第255のコース抵抗(R128〜R255)を選択して1ビットのデコーダを実現することができる。
もちろん、最上位ビット[1]が0のときに第128〜第255のコース抵抗(R128〜R255)を選択し、最上位ビット[1]が1のときに第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)を選択することもできる。もちろん、Lビットが最上位ビットでなくてもよく、Lビットは画素データのうち任意の領域に位置するLビットであってもよい。
一方、第1のデコーダ4244は、互いに対応するように接続された同数の入力端と出力端を有し、第1のデコーダ4244の出力端から出力された第1のガンマレファレンス電圧は第2のデコーダ4245に入力される。
第2のデコーダ4245は、第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するためのものであって、Mビットのデコーダを有することができる。この実施形態においては、Mを7にして、すなわち、7ビットのデコーダを第2のデコーダ4245として用いる。
第2のデコーダ4245は、2つの7ビットのデコーダ、すなわち、第2のガンマレファレンス電圧を選択する第1のフルタイプデコーダ4245aと、第3のガンマレファレンス電圧を選択する第2のフルタイプデコーダ4245bと、を備えることができ、第1のフルタイプデコーダ4245aと第2のフルタイプデコーダ4245bにはそれぞれ同じ第1のガンマレファレンス電圧が印加される。
また、第2のデコーダ4245は、レベルシフタ部4240において変換された画素データに応じて、第1のデコーダ4244から印加された第1のガンマレファレンス電圧のうちいずれかを選択することができ、これは、画素データの最下位ビット(Least Significant Bit;LSB)2桁[3]と最上位ビット[1]を除く残りの画素データ[2]を用いて実現することができる。
例えば、本実施形態のように10ビットの画素データを用いる場合、最下位ビット2桁[3]となる2ビットと最上位ビット[1]となる1ビットを除く7ビットの画素データ[2]を用いることができる。このとき、第2のデコーダ4245は、第2の電圧分配部4242bに異なる第2及び第3のガンマレファレンス電圧を印加することができ、このために、第1のフルタイプデコーダ4245aには7ビットの画素データ[7]を入力して第2のガンマレファレンス電圧を生成し、第2のフルタイプデコーダ4245bには第1のフルタイプデコーダ4245aに印加された画素データに1を加えた値を入力して第3のガンマレファレンス電圧を選択することができる。
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、第2のデコーダ4245は画素データのうち任意の領域に位置するMビットにより第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択してもよい。
第3のデコーダ4246は、第4のガンマレファレンス電圧を選択するためのものであって、第2の電圧分配部4242bの出力電圧を入力として第4のガンマレファレンス電圧を選択することができる。
このとき、第3のデコーダ4246はNビットのデコーダを有してもよい。本実施形態においては、第3のデコーダ4246として、Nを2にして、すなわち、2ビットのデコーダを第3のデコーダ4246として用いることができ、2ビットのデコーダとなる第3のデコーダ4246は、10ビットの画素データのうち最下位ビット2桁[3]により第2の電圧分配部4242bの出力電圧のうちのいずれかを選択することができる。
すなわち、第3のデコーダ4246の入力端子は、第2の電圧分配部4242bの第2のガンマレファレンス電圧と第3のガンマレファレンス電圧の入力端との間にシリアル接続された第0のファイン抵抗から第3のファイン抵抗(r〜r)の間にそれぞれ接続され、画素データにより第2のガンマレファレンス電圧と第3のガンマレファレンス電圧の入力端及び第0のファイン抵抗から第3のファイン抵抗(r〜r)のうちいずれかを選択して分配電圧により最終的なガンマレファレンス電圧となる第4のガンマレファレンス電圧を選択することができる。
もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、第3のデコーダ4246は、画素データのうち任意の領域に位置するNビットにより第4のガンマレファレンス電圧を選択してもよい。
バッファ部4260は、デジタルアナログ変換器4250において変換されたアナログ信号、すなわち、第4のガンマレファレンス電圧と同じ電圧レベルの信号をより大きな駆動力で液晶表示パネルのソース線に与えるためのものであって、単一の利得増幅器を有してもよい。
一方、本実施形態においては、デコーダ部4247を1ビットのデコーダとなる第1のデコーダ4244と、7ビットのデコーダとなる第2のデコーダ4245と、2ビットのデコーダとなる第3のデコーダ4246に分割しているが、これに限定されるものではなく、本発明によるデジタルアナログ変換器4250は、異なるビットの第1〜第3のデコーダ4244、4245、4246を備えてもよい。
すなわち、本発明によるデジタルアナログ変換器4250は、LビットとMビット及びNビットを有する3個のデコーダを備えるが、シリアル接続された2L+M個の抵抗から構成されて、2L+M個の第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する第1の電圧分配部4242aと、Lビットのデジタル信号に応じて第1の電圧分配部4242aを2等分し、2等分された第1の電圧分配部のうちのいずれかの範囲の出力電圧を選択する第1のデコーダ4244と、Mビットのデジタル信号とMビットのデジタル信号に1を加えた値とに応じて第1のデコーダ4244の出力電圧のうち連続する2つの電圧VH、VLを選択して出力する第2のデコーダ4245と、シリアル接続された2個の抵抗から構成されて、第2のデコーダ4245の出力電圧を入力として2個の第2のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する第2の電圧分配部4242bと、Nビットのデジタル信号に応じて、第2の電圧分配部4242bの出力電圧のうちいずれかを選択してアナログ信号として出力する第3のデコーダ4246とを備えることができる。
このとき、L、M、Nの値は自然数であり、デジタルアナログ変換器4250のビット数に応じて可変にすることが好ましい。もちろん、デコーダの数も増減可能である。
図6は、本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのフローチャートであり、図7〜図9は、本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのグラフである。
上述したように、本発明によるデジタルアナログ変換器は、図6〜図9を参照すると、シリアル接続された複数の抵抗を有する第1の電圧分配部の両端にそれぞれ高電位電圧と低電位電圧を印加して複数の分配電圧を生成するステップ(S1)と、複数の分配電圧のうちから第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S2)と、第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S3)と、第2及び第3のガンマレファレンス電圧をシリアル接続された複数の抵抗を有する第2の電圧分配部の両端に印加して複数の分配電圧を生成するステップ(S4)と、複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S5)とを含んでいる。
シリアル接続された複数の抵抗を有する第1の電圧分配部の両端にそれぞれ高電位電圧と低電位電圧を印加して複数の分配電圧を生成するステップ(S1)では、ガンマ電源電圧VGammaと接地との間に複数の抵抗、すなわち、第0〜第255のコース抵抗(R〜R255)がシリアル接続された第1の電圧分配部4242aを設け、ガンマ電源電圧VGammaと接地及び第0〜第255のコース抵抗(R〜R255)のそれぞれの間に第1のデコーダ4244の入力端を接続して、ガンマ電源電圧VGammaを用いて複数の分配電圧、すなわち、第1のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する。
複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S2)では、第1のレベル別ガンマレファレンス電圧のうち最上位ビットの画素データにより第1のガンマレファレンス電圧を選択する。このとき、第1の電圧分配部に設けられた複数のコース抵抗は、第1のデコーダ4244に入力された画素データに基づき等分される。
これは、図7に示すように、例えば、デコーダ部4247に画素データ「0000000101」が入力される場合、最上位ビット[1]が0であるため、最上位ビット[1]0と最上位ビット[1]0の反転値である、D1とD1Bが第1のデコーダ4244に入力される。
このとき、最上位ビット[1]が1桁数、すなわち、1ビットであるため、第1の電圧分配部4242aに設けられたコース抵抗は2等分されて第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)と第128〜第255のコース抵抗(R128〜R255)とに分けられる。
さらに、第1のデコーダ4244は、入力されたD1及びD1Bにより第1のレベル別ガンマレファレンス電圧のうち第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)に対応する第1のガンマレファレンス電圧[a]が選択されて第2のデコーダ4245、すなわち、第1のフルタイプデコーダ4245aと第2のフルタイプデコーダ4245bにそれぞれ印加される。
もちろん、本実施形態においては、第1のデコーダ4244に画素データの最上位ビット[1]値となるD1とこの反転値となるD1Bを入力しているが、これに限定されるものではなく、画素データの最上位ビット[1]値となるD1のみを第1のデコーダ4244の入力にしてもよい。ところが、第1のデコーダ4244のトランジスタ数を減らすために、D1とこの反転値となるD1Bを入力にすることが好ましい。
また、本実施形態においては、第1のデコーダ4244の画素データの入力端を2つにしているが、これに限定されるものではなく、D1によりオンとなるトランジスタとD1Bによりオンとなるトランジスタを備えて単一の入力端のみを有してもよい。
第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S3)では、第1のガンマレファレンス電圧のうち最上位ビットと最下位ビットのN桁数を除く画素データに対応する第2及び第3のガンマレファレンス電圧[b]を選択する(図8参照)。
これは、第2のデコーダ4245のうち第1のフルタイプデコーダ4245aには最下位ビット2桁[3]となる2ビットと最上位ビット[1]となる1ビットを除く7ビットの画素データ[2]「0000001」に対応するD2、D3、D4、D5、D6、D7、D8と、この反転値となるD2B、D3B、D4B、D5B、D6B、D7B、D8Bとが入力され、第2のフルタイプデコーダ4245bには第1のフルタイプデコーダ4245aに入力された「0000001」に1を加えた値となる「0000010」に対応するD2、D3、D4、D5、D6、D7、D8+1と、この反転値となるD2B、D3B、D4B、D5B、D6B、D7B、(D8+1)Bが入力される。
このため、図8に示すように、第1のフルタイプデコーダ4245aは、入力された画素データに基づき第1のデコーダ4244により選択された第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)に対する第1のガンマレファレンス電圧のうち2番目のコース抵抗となる第1のコース抵抗Rに対する第2のガンマレファレンス電圧が選択されて第2の電圧分配部4242bの一端に印加される。また、第2のフルタイプデコーダ4245bは、入力された画素データに基づき第1のデコーダ4244により選択された第0〜第127のコース抵抗(R〜R127)に対応する第1のガンマレファレンス電圧のうち3番目のコース抵抗となる第2のコース抵抗Rに対する第3のガンマレファレンス電圧が選択されて第2の電圧分配部4242bの他端に印加される。
第2及び第3のガンマレファレンス電圧をシリアル接続された複数の抵抗を有する第2の電圧分配部の両端に印加して複数の分配電圧を生成するステップ(S4)では、第2及び第3のガンマレファレンス電圧の間に複数の抵抗、すなわち、第0〜第4のファイン抵抗(r〜r)をシリアル接続した第2の電圧分配部4242bを設け、第2及び第3のガンマレファレンス電圧と第0〜第4のファイン抵抗(r〜r)のそれぞれの間に第3のデコーダ4246の入力端を接続し、第2及び第3のガンマレファレンス電圧を用いて複数の分配電圧、すなわち、第2のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する。
これは、図9に示すように、第2の電圧分配部4242bは、第2のデコーダ4245から印加された第2のガンマレファレンス電圧と第3のガンマレファレンス電圧に応じて0から3階調に区分された第2のレベル別ガンマレファレンス電圧を生成する。
複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップ(S5)では、0から3階調に区分された第2のレベル別ガンマレファレンス電圧のうち画素データのNビット桁数に対応する第4のガンマレファレンス電圧を選択する。
図9を参照すると、第3のデコーダ4246には、画素データ「0000000101」のうち最下位ビット2桁[3]となる「01」に対応するD9、D10とこの反転値となるD9B、D10Bが入力され、これにより、第2のレベル別ガンマレファレンス電圧のうち第1のコース抵抗Rと第2のコース抵抗Rの2/4値となる第1のファイン抵抗rの電圧値を最終的な第4のガンマレファレンス電圧[c]として生成してバッファ部4260に印加する。
この後、バッファ部4260から出力された第4のガンマレファレンス電圧[c]、すなわち、階調電圧は液晶表示パネルのデータ線D1〜Dmに印加され、印加された階調電圧に応じて液晶表示パネルの液晶傾斜が変わって各画素の階調が決められる。
上述したように、本発明によるソースドライバは、デジタルアナログ変換器4250のデコーダを3個に分割することにより、既存の2つのデコーダを用いる場合よりもトランジスタの数を減らすことができる。
すなわち、例えば、従来の技術による8ビットのデコーダが略2048個のトランジスターを備える場合、本発明によるデコーダは、略256個のトランジスタを有する1ビットのデコーダと略512個のトランジスタを有する7ビットデコーダにより8ビットのデコーダを実現することができ、この場合、8ビットのデコーダを実現するのに略768個のトランジスタが必要となるだけである。このため、本発明によるデコーダは、従来の技術のものと性能は同じであるが、トランジスタ数の低減により小型化を図ることができる。なお、これにより、本発明によるデジタルアナログ変換器を内蔵するソースドライバ及び表示装置の小型化も図ることができる。
尚、本発明は、上述の実施形態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。
本発明はソースドライバをはじめとするあらゆる表示装置に適用可能である。すなわち、アクティブ駆動をはじめとする有機ELディスプレイ装置(Organic Light Emitting Diode;OLED)とプラズマ表示パネル(Plasma Display Panel;PDP)などにも適用可能である。
本発明による液晶表示装置の概略ブロック図である。 本発明によるソースドライバーの概略ブロック図である。 本発明によるデジタルアナログ変換器の概略回路図である。 本発明によるデジタルアナログ変換器の概略回路図である。 本発明による画素データのブロック図である。 本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのグラフである。 本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのグラフである。 本発明によるデジタルアナログ変換器の動作を説明するためのグラフである。
符号の説明
3000 液晶表示パネル
4200 ソースドライバ
4210 デジタル制御部
4230 データラッチ部
4240 レベルシフタ部
4242 電圧分配部
4242a、4242b (第1及び第2)の電圧分配部
4247 デコーダ部
4244 第1のデコーダ
4245 第2のデコーダ
4245a、4245b (第1及び第2)のフルタイプデコーダ
4246 第3のデコーダ
4250 デジタルアナログ変換器
4260 バッファ部
4420 レジスタ部
4422 シフトレジスタ部
4424 データレジスタ部
4600 ゲートドライバ
4900 駆動電圧生成部
5000 信号制御部

Claims (20)

  1. 複数の抵抗を有する第1の電圧分配部と、
    前記第1の電圧分配部から分配電圧を印加されて第1のガンマレファレンス電圧を出力する第1のデコーダと、
    前記第1のガンマレファレンス電圧が入力され、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する2つの電圧を第2及び第3のガンマレファレンス電圧として出力する第2のデコーダと、
    複数の抵抗を有し、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を複数に分配する第2の電圧分配部と、
    前記第2の電圧分配部から分配電圧を印加されて単一の第4のガンマレファレンス電圧を出力する第3のデコーダとを有することを特徴とするデジタルアナログ変換器。
  2. 前記第1の電圧分配部は、2L+M個のコース(coarse)抵抗を有し、
    前記第2の電圧分配部は、2個のファイン(fine)抵抗を有する(L、M、Nは自然数)ことを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。
  3. 前記第1のデコーダには、(L+M+N)ビットの画素データが入力されることを特徴とする請求項2に記載のデジタルアナログ変換器。
  4. 前記第1のデコーダはLビットデコーダを有し、
    前記第2のデコーダはMビットデコーダを有し、
    前記第3のデコーダはNビットデコーダを有することを特徴とする請求項3に記載のデジタルアナログ変換器。
  5. 前記第2のデコーダは2つのMビットデコーダを有し、
    前記2つのMビットデコーダに入力される画素データは、最下位ビット値が1だけ差がつくことを特徴とする請求項4に記載のデジタルアナログ変換器。
  6. 前記デジタルアナログ変換器は、(L+M+N)ビットのものであることを特徴とする請求項1に記載のデジタルアナログ変換器。
  7. 前記Lは1であり、前記Mは7であり、前記Nは2であることを特徴とする請求項4に記載のデジタルアナログ変換器。
  8. 基準電圧を用い、ガンマレファレンス電圧を生成して出力するソースドライバであって、
    複数の抵抗を有する第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部と、
    前記第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部において分配された電圧を選択する第1、第2、及び第3のデコーダとを有することを特徴とするソースドライバ。
  9. 前記第1のデコーダは、前記第1の電圧分配部において分配された電圧に基づき第1のガンマレファレンス電圧を選択し、
    前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧に基づき第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択し、
    前記第3のデコーダは、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を前記第2の電圧分配部において分配した電圧に基づき第4のガンマレファレンス電圧を選択することを特徴とする請求項8に記載のソースドライバ。
  10. 前記第1の電圧分配部は、2L+M個のコース抵抗を有し、
    前記第2の電圧分配部は、2個のファイン抵抗を有する(L、M、Nは自然数)ことを特徴とする請求項8に記載のソースドライバ。
  11. 前記第1のデコーダは、複数の分配電圧のうち2等分されたいずれかの範囲を選択して第1のガンマレファレンス電圧を出力することを特徴とする請求項10に記載のソースドライバ。
  12. 前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する2つの電圧を第2及び第3のガンマレファレンス電圧として出力することを特徴とする請求項11に記載のソースドライバ。
  13. 前記第3のデコーダは、前記第2の電圧分配部から2個の分配電圧を印加されて単一の第4のガンマレファレンス電圧を出力することを特徴とする請求項12に記載のソースドライバ。
  14. 画像を表示する表示パネルと、
    複数の抵抗を有する第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部と、前記第1の電圧分配部及び第2の電圧分配部において分配された電圧を選択する第1、第2、及び第3のデコーダとを備え、基準電圧を用いて前記表示パネルにガンマレファレンス電圧を生成して出力するソースドライバとを有することを特徴とする表示装置。
  15. 前記第1のデコーダは、前記第1の電圧分配部において分配された電圧に基づき第1のガンマレファレンス電圧を選択し、
    前記第2のデコーダは、前記第1のガンマレファレンス電圧に基づき第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択し、
    前記第3のデコーダは、前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧を前記第2の電圧分配部において分配した電圧に基づき第4のガンマレファレンス電圧を選択することを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
  16. 複数の分配電圧を生成するステップと、
    前記複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、
    前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、
    前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき複数の分配電圧を生成するステップと、
    前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき生成された複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップとを有することを特徴とするデジタルアナログ変換器の駆動方法。
  17. 前記複数の分配電圧を生成するステップで生成された複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、
    (L+M+N)ビット(L、M、Nは自然数)の画素データのうちLビットの画素データにより第1のガンマレファレンス電圧を選択することを特徴とする請求項16に記載のデジタルアナログ変換器の駆動方法。
  18. 前記複数の分配電圧を生成するステップで生成された複数の分配電圧のうち第1のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、
    複数の分配電圧のうちLビットの画素データにより2等分されたいずれかの範囲を選択して第1のガンマレファレンス電圧を出力することを特徴とする請求項17に記載のデジタルアナログ変換器の駆動方法。
  19. 前記第1のガンマレファレンス電圧のうち連続する第2及び第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、
    (L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データにより第2のガンマレファレンス電圧を選択するステップと、
    (L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データに1を加えるステップと、
    (L+M+N)ビットの画素データのうちMビットの画素データに1を加えた値により第3のガンマレファレンス電圧を選択するステップとを含むことを特徴とする請求項16に記載のデジタルアナログ変換器の駆動方法。
  20. 前記第2及び第3のガンマレファレンス電圧に基づき生成された複数の分配電圧のうち第4のガンマレファレンス電圧を選択するステップにおいて、
    (L+M+N)ビットの画素データのうちNビットの画素データにより第4のガンマレファレンス電圧を選択することを特徴とする請求項16に記載のデジタルアナログ変換器の駆動方法。
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