JP2009222786A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型携帯機器に用いられる液晶表示装置において、低消費電力でかつ高表示品質の駆動回路を実現する。
【解決手段】液晶表示素子と、液晶駆動回路とを備える液晶表示装置であって、液晶駆動回路は液晶表示パネルの１辺に実装され、液晶駆動回路は２系統の対向電極電圧を出力可能で、階調電圧はレジスタにより抵抗値が可変に調整される可変抵抗回路により、走査信号線の位置に対応した補正階調電圧が出力可能である。２本の対向電極信号線を短絡することでイコライズも行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、携帯型装置の表示部に用いられる液晶表示装置の駆動回路に適用して有効な技術に関する。

ＴＦＴ（Thin Film Transistor）方式の液晶表示装置は、パソコン、ＴＶ等の表示装置として広く使用されている。これらの液晶表示装置は、液晶表示パネルと、液晶表示パネルを駆動する駆動回路とを備えている。
そして、このような液晶表示装置において小型のものが、携帯電話機等の携帯機器の表示装置として広く利用されている。携帯機器の表示装置として用いられる液晶表示装置では、小型でありながら高精細な表示装置が望まれている。
液晶表示装置で高精細化が進むと、配線距離の増加、配線幅の減少等により配線抵抗値が増加することになる。そのため、駆動回路から離れた点では、電圧降下が生じたり、波形なまりが生じることになる。
下記特許文献１には、走査信号線の位置に応じて印加電圧を変化させる液晶表示装置の記載がある。しかしながら、特許文献１には印加電圧を変化させる記載があるのみで、階調電圧を発生させる回路についての記載はない。

なお、本願発明に関連する先行技術文献としては以下のものがある。
特開平０６−００４０４６号公報

携帯機器の表示装置として、液晶表示装置のさらなる高精細化がのぞまれている。そのため、液晶表示パネルの配線は延長され、高開口率を維持するため、配線幅は削減されたものが開発されている。また、従来の液晶表示装置では、コモン電圧（対向電極電圧）を一定として、画素電極に印加する階調電圧を反転させていたが、低電圧駆動のために画素電極に印加する電圧とは逆極性側にコモン電圧も変化させる、いわゆるコモン交流駆動が行われている。
コモン交流駆動において、コモン電圧は正極性と負極性の間で頻繁に変動するにもかかわらず、コモン電圧を供給する対向電極信号線は配線幅を細く制限されており、配線幅の狭い対向電極信号線では、画素電極に書き込まれる電圧の大きさ、または信号線の長さによって対向電極電圧が安定しないといった問題が生じていた。
すなわち、コモン交流駆動では、ある行を走査する期間において、１本の対向電極信号線により正極性用または負極性用のコモン電圧を、走査される行を構成する画素全てに供給している。

このような方式では、横方向の画素数が多くなると、１本の対向電極信号線により供給する電荷量が増加し、供給能力が不足する。また、縦方向の画素数が多くなり、フレーム周波数が同じであれば、１行を走査する期間が短くなってしまい、１本のコモン配線から充分に電荷を供給するための時間も不足する。また、駆動回路から離れた点では、対向電極信号線の配線抵抗値が増大してしまう。そのため、画素電極の電圧の変化によりコモン電圧が変動するといった問題が顕著になった。
また、コモン交流駆動ではコモン電圧が頻繁に反転しており、駆動回路の負担が増加していた。さらに映像信号線においても駆動回路から離れた点において、映像信号線の配線抵抗により電圧低下が生じるという問題もあった。
本来、高解像度化がすすむと、より多くの電流をより短い期間内に供給する必要が生じ、コモン電圧の電圧変動を表示に問題が生じない程度に抑えるためには、配線幅を広げて配線抵抗の低減が必要となる。しかしながら、一方では高開口率化の要求がある。高開口率化のためには、逆に対向電極信号線等の配線幅は狭くすることが要求されている。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、小型の液晶表示装置において、コモン電圧の変動に対応して映像信号を供給できる駆動回路及び液晶表示パネルを提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
液晶表示装置は、２枚の基板と、２枚の基板の間に挟まれた液晶組成物と、基板に設けられた複数の画素と、画素に設けられた画素電極と、画素電極に対向する対向電極と、オン状態で画素電極に映像信号を供給するスイッチング素子と、スイッチング素子に映像信号を供給する映像信号線と、スイッチング素子のオン・オフを制御する走査信号を供給する走査信号線と、対向電極にコモン電圧を供給する対向電極信号線と、映像信号と走査信号とコモン電圧とを出力する駆動回路とを備える。
駆動回路は対向電極信号線または走査信号線の位置に対応して映像信号を補正して映像信号線に出力する。駆動回路は映像信号を補正するために、ガンマ補正回路、階調電圧振幅調整回路、階調電圧傾き調整回路を備える。

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、映像信号を対向電極信号線の位置に応じて補正することで、コモン電圧の変動に対応することが可能となる。さらに、駆動回路にガンマ補正回路、階調電圧振幅調整回路、階調電圧傾き調整回路を備えることで、映像信号の最適な補正が可能となる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
図１は、本発明の実施例の液晶表示装置の基本構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施例の液晶表示装置１００は、液晶表示パネル１と、駆動回路５と、フレキシブル基板３０と、バックライト１１０から構成される。
液晶表示パネル１は、薄膜トランジスタ１０、画素電極１１、対向電極（コモン電極）１５等が形成されるＴＦＴ基板２と、カラーフィルタ等が形成されるフィルタ基板（図示せず）とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材（図示せず）により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の内側に液晶組成物を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付け、ＴＦＴ基板２にフレキシブル基板３０を接続して構成される。
なお、本実施例は対向電極１５がＴＦＴ基板２に設けられる所謂横電界方式の液晶表示パネルにも、対向電極１５がフィルタ基板に設けられる所謂縦電界方式の液晶表示パネルにも同様に適用される。
図１においては、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設される走査信号線（ゲート信号線とも呼ぶ）２１と、ｙ方向に延在しｘ方向に並設される映像信号線（ドレイン信号線とも呼ぶ）２２とが設けられており、走査信号線２１とドレイン信号線２２とで囲まれる領域に画素部８が形成されている。
なお、液晶表示パネル１は多数の画素部８をマトリクス状に備えているが、図を解り易くするため、図１では画素部８を１つだけ示している。マトリクス状に配置された画素部８は表示領域９を形成し、各画素部８が表示画像の画素の役割をはたし、表示領域９に画像を表示する。

各画素部８の薄膜トランジスタ１０は、ソースが画素電極１１に接続され、ドレインが映像信号線２２に接続され、ゲートが走査信号線２１に接続される。この薄膜トランジスタ１０は、画素電極１１に表示電圧（階調電圧）を供給するためのスイッチとして機能する。なお、ソース、ドレインの呼び方は、バイアスの関係で逆になることもあるが、ここでは、映像信号線２２に接続される方をドレインと称する。また、画素電極１１と対向電極１５とは容量（液晶容量）を形成している。
駆動回路５は、ＴＦＴ基板２を構成する透明な絶縁基板（ガラス基板、樹脂基板等）に配置される。駆動回路５は走査信号線２１と映像信号線２２と対向電極信号線２５に接続している。
ＴＦＴ基板２には、フレキシブル基板３０が接続されている。フレキシブル基板３０にはコネクタ４が設けられている。コネクタ４は外部信号線と接続され外部からの信号が入力する。コネクタ４と駆動回路５の間には配線３１３が設けられており、外部からの信号は駆動回路５に入力する。
また、フレキシブル基板３０はバックライト１１０に定電圧を供給している。バックライト１１０は液晶表示装置１００の光源として使用される。なお、バックライト１１０は液晶表示パネル１の裏面または前面に設けられるが、図１では図を簡潔にするため、液晶表示パネル１と並べて表示している。

液晶表示装置１００の外部に設けられた制御装置（図示せず）から送出された制御信号、および外部電源回路（図示せず）から供給される電源電圧が、コネクタ４、配線３１３を介して駆動回路５に入力する。
外部から駆動回路５に入力する信号は、クロック信号、ディスプレイタイミング信号、水平同期信号、垂直同期信号等の各制御信号および表示用デ−タ（Ｒ・Ｇ・Ｂ）、表示モード制御コマンドであり、入力した信号を基に、駆動回路５は液晶表示パネル１を駆動する。
駆動回路５は１チップの半導体集積回路（ＬＳＩ）から構成され、走査信号線２１への走査信号の出力回路と、映像信号線２２への映像信号の出力回路と、対向電極信号線２５への対向電極電圧（コモン電圧）を出力する出力回路とを有している。
駆動回路５は、内部で発生させる基準クロックに基づき、１水平走査時間毎に、順次液晶表示パネル１の各走査信号線２１に“Ｈｉｇｈ”レベルの選択電圧（走査信号）を供給する。これにより、液晶表示パネル１の各走査信号線２１に接続された複数の薄膜トランジスタ１０が、１水平走査期間の間、映像信号線２２と画素電極１１との間を電気的に導通させる。
また、駆動回路５は画素が表示すべき階調に対応する階調電圧を映像信号線２２に出力する。薄膜トランジスタ１０がオン状態（導通）になると、映像信号線２２から階調電圧（映像信号）が画素電極１１に供給される。その後、薄膜トランジスタ１０がオフ状態となることで画素が表示すべき映像に基づく階調電圧が画素電極１１に保持される。
対向電極１５には対向電極電圧が印加されており、液晶表示パネル１は画素電極１１と対向電極１５との間の電位差により、間に挟まれた液晶分子の配向方向を変化させ、光の透過率または反射率を変化させることで画像を表示する。

また、駆動回路５は交流化駆動を実施するため、対向電極信号線２５に一定期間毎に極性が反転する対向電極電圧を出力するコモン反転駆動を行っている。そのため、対向電極信号線２５−１に対して、対向電極信号線２５−２の極性は反転している。対向電極信号線２５は駆動回路５に接続しており、駆動回路５から離れた位置では引き回し距離が伸びており、対向電極信号線２５のもつ配線抵抗の影響が無視できなくなっていた。
前述したように、走査信号により薄膜トランジスタ１０がオン状態になると、映像信号線２２から階調電圧が画素電極１１に供給されるが、そのとき、容量を形成する一方の電極である対向電極１５の電圧が、画素電極１１の電圧により変動する。
対向電極信号線２５の配線抵抗値が高くなると、対向電極１５の電圧の変動を薄膜トランジスタ１０がオン状態の間に回復することができず、画素電極１１と対向電極１５との間の電位差が希望の値とならず、表示品質を低下させていた。
なお、対向電極信号線２５は走査信号線２１と並んで配置されており、駆動回路５は出力する走査信号の順番によって、電圧変動が生じている対向電極１５の位置を把握することが可能である。

図２は駆動回路５の内部ブロック図である。まず、外部から入力する信号が、入力用の配線３１を介してシステムインターフェース７１に入力する。また、映像信号の一部は外部表示インターフェース７２にも入力する。他方、出力端子である走査信号線用端子４１や映像信号線用端子４２や電圧出力用端子４３から液晶表示パネル１の駆動に必要な信号や電圧が出力する。
駆動回路５はグラフィックＲＡＭ５２を内蔵しており、このグラフィックＲＡＭ５２に表示データを格納している。液晶表示パネル１を駆動する場合には、液晶表示パネル１に応じたグラフィックＲＡＭ５２のアドレスを指定し、グラフィックＲＡＭ５２内に表示データを書き込む、駆動回路５はグラフィックＲＡＭ５２内の表示データを基に階調電圧を液晶表示パネル１に出力する。
駆動回路５は各種表示モードを有しており、システムインターフェース７１を介して外部から各種表示モードを指定すると共に、例えば対向電極電圧（コモン電圧）の出力についてもインストラクション信号を用いて駆動回路５を制御する。このように、駆動回路５はインストラクション信号に基づき各種の表示モードに対応可能にできており、駆動回路５を１個のＩＣチップに形成することで実装面積を小さく抑えて、多機能な駆動回路を実現している。

また、各種の表示モード以外にも、近年様々な機能を有する携帯電話機が開発されており、携帯電話機に用いられる液晶表示装置は様々な機能に対応している。
従って、駆動回路５も様々な表示モードに対応するための機能を有しており、それら各機能を制御する必要が生じている。本実施例の液晶表示装置１００に用いられる駆動回路５では、レジスタを備えておりレジスタの値を設定することで各機能を実行している。
また、多数のレジスタを設定する煩雑さを避けるためには、オートシーケンス機能を採用することも可能である。ただし、オートシーケンス機能は、前もって対応可能な機能を決めておく必要があり、液晶表示パネル毎のカスタム仕様となる。そのため、液晶表示パネル毎に仕様が異なる駆動回路を用意する必要が生じる。
他に、駆動回路５とは別にＥＰＲＯＭを設け、各液晶表示パネルに対応するようにレジスタの設定値を格納しておき、外部制御回路からはインストラクション信号を駆動回路５に入力することで、必要な各設定値をＥＰＲＯＭから読み出すようにすることも可能である。

一般にインストラクション信号の設定は、システムインターフェース７１を介して行われる。システムインターフェース７１は１８ビット、１６ビット等の任意のｎビットのバスおよびクロック同期シリアルの２種類のインターフェースを備えており、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の外部制御回路から送られてくるパラレル、シリアル両方の信号に対応可能である。
駆動回路５にはインデックスレジスタ７４、コントロールレジスタ７５の１６ビットレジスタと、ライトデータレジスタ７８、リードデータレジスタ７９の１８ビットのレジスタがあり、各レジスタにはシステムインターフェース７１を介してデータの読み書きが行われる。符号３１は入力信号線で符号３２は出力信号線である。なお、符号３３はベリファイ信号出力線である。ベリファイ信号により入力・出力データの照合が可能である。
他に、外部表示インターフェース７２は動画表示用にＲＧＢインターフェースと垂直同期インターフェースを備えており、外部からの入力信号線３４を介して映像信号が入力する。ＲＧＢインターフェース動作時には、外部より供給される垂直同期信号と水平同期信号に合わせて表示データを取り込む。
また、垂直同期インターフェース動作時には垂直同期信号によりフレームの同期を行い、内部クロックにより表示データの取り込みを行う。

インデックスレジスタ７４はコントロールレジスタ７５またはグラフィックＲＡＭ５２のアクセス情報を格納するレジスタで、インデックスレジスタ７４によりコントロールレジスタ７５およびグラフィックＲＡＭ５２のアドレスを指定することが可能である。
コントロールレジスタ７５は駆動回路５の各種機能を指定することができる。コントロールレジスタ７５に設定された値により、表示動作を制御することが可能となる。例えばタイミング生成回路７６に駆動する信号線の数等を指定することができる。
ライトデータレジスタ７８はグラフィックＲＡＭ５２に書き込むデータを一時記憶する。コントロールレジスタ７５の設定値や、後述するアドレスカウンタ７７の値、各種制御端子の値に従い、外部表示インターフェース７２を介して一時格納した表示データをグラフィックＲＡＭ５２に書き込む。
リードデータレジスタ７９はグラフィックＲＡＭ５２からの読み出しデータを一時格納するレジスタである。コントロールレジスタ７５の設定値や、後述するアドレスカウンタ７７の値、各種制御端子の値に従い、一時格納したデータを外部に出力する。
アドレスカウンタ７７はグラフィックＲＡＭ５２にアドレスを与えるカウンタである。インデックスレジスタ７４にアドレス設定のインストラクションを書き込むと、インデックスレジスタ７４からアドレスカウンタへアドレス情報が転送される。

グラフィックＲＡＭ５２は、例えば、１画素あたり１８ビットの構成で、１７２，８００バイトのビットパターンデータを記憶するＳＲＡＭ（Static RAM）を内蔵しており、最大２４０RGB×３２０サイズの表示に対応する。
タイミング生成回路７６は、表示に必要な内部回路を動作させるためのタイミング信号を発生させる。表示に必要なグラフィックＲＡＭ５２の読み出しタイミングや、外部からのアクセスに対応する内部動作タイミング等のインターフェース信号を発生させる。
ラッチ回路５３は映像信号線２２に出力する２４０×３本分のデジタルデータを一旦保持する。出力する信号がラッチ回路５３に準備できると、ラッチ回路５３は表示データを第１レベルシフタ５４に出力する。
第１レベルシフタ５４は、ラッチ回路５３に保持された信号の電圧レベルを変換して、デコーダ回路５５を制御可能な電圧レベルの信号とする。
デコーダ回路５５は入力した信号に従い階調電圧を出力する。デコーダ回路５５から出力された電圧を第１出力回路５６で電流増幅して映像信号出力端子４２へ出力する。
映像信号出力端子４２は液晶表示パネルの映像信号線２２に電気的に接続しており、階調電圧が映像信号線２２に出力されることになる。階調電圧が出力される映像信号線２２の数や、出力開始される映像信号線２２の位置等はインストラクション信号によりコントロールレジスタ７５に設定される。

他方、駆動回路５は走査信号線２１用の走査信号発生回路５７を備えている。走査信号発生回路５７から走査タイミング信号が出力し、第２レベルシフト回路５８で電圧が変換され、第２出力回路５９から走査信号線用端子４１を介して走査信号が走査信号線２１に出力する。
階調電圧生成回路６２は、階調電圧を発生させ、デコーダ回路５５に供給している。ガンマ補正回路６４は、階調電圧の増減の割合をガンマ関数に近似させて、人間の目の特性に適応した輝度変化を実現している。階調電圧出力アンプ６３はガンマ補正回路６４の出力を選択・増幅して階調電圧生成回路６２に出力している。レギュレータ６５は、内部ロジック回路用の電源電圧を出力している。なお、ガンマ補正回路６４の詳細は後述する。
本実施例では、走査信号発生回路５７により、走査信号が出力している走査信号線２１の位置が判っているので、走査信号線２１の位置に応じて階調電圧生成回路６２が生成する階調電圧を補正することを特徴とする。
これにより、対向電極電圧の変動に応じて最適な階調電圧を映像信号線２２に出力することが可能である。なお、階調電圧の補正はガンマ補正回路６４内の各調整回路により行う。

次に、図３に対向電極１５に供給する対向電圧ＶＣＯＭを一定周期で反転させる、所謂コモン反転駆動方式を用いる場合の液晶駆動電圧生成回路６１が生成する電圧および各電圧から生成される信号波形を示す。
図３に示す走査信号ＶＳＣＮは、第２出力回路５９から任意の走査信号線２１に出力される走査信号を示している。図３に示すように走査信号線２１に供給される走査信号ＶＳＣＮがハイ（Ｈｉｇｈ）電圧ＶＧＯＮである期間を１水平走査期間（１Ｈ）と呼ぶ。なお、ＶＧＯＦＦはロウ（Ｌｏｗ）電圧を示す。
コモン反転駆動方式では、例えば符号ＶＣＯＭ１に示すように対向電圧ＶＣＯＭは１水平走査期間毎にＶＣＯＭＨとＶＣＯＭＬの間で反転する。また、映像信号ＶＳＩＧも対向電圧ＶＣＯＭの反転に合わせて交流駆動となるように反転する。コモン反転駆動方式を用いると、映像信号ＶＳＩＧの振幅が小さくても、映像信号ＶＳＩＧと対向電圧ＶＣＯＭとの電位差を大きくとることが可能で、低電圧駆動、低消費電力化が可能である。
なお、符号ＶＣＯＭＨは対向電極ハイ電圧で、ＶＣＯＭＬは対向電極ロウ電圧である。符号ＶＤＨは対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨの基準となる基準電圧で、ＶＤＷは対向電圧の振幅を示す振幅基準電圧である。また、映像信号ＶＳＩＧの符号ＶＳＨは、画素に供給される階調電圧が対向電圧ＶＣＯＭに対して正極性の信号である正階調電圧を示す。符号ＶＳＬは対向電圧ＶＣＯＭに対して負極性である負階調電圧を示す。
符号ＶＣＯＭ１は、１水平走査期間毎に極性が反転するライン反転駆動で、対向電極信号線２５が１本の場合を示している。対して、対向電極信号線２５を２本設ける場合には、符号ＶＣＯＭ２−１およびＶＣＯＭ２−２に示すように、対向電圧ＶＣＯＭを数水平走査期間毎に極性を反転させることや、１フレーム期間毎に極性を反転させることも可能である。
対向電極信号線２５を２本設けることで、例えば対向電極信号線２５−１に対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨを出力し、対向電極信号線２５−２に対向電極ロウ電圧ＶＣＯＭＬを出力することで、出力回路の負担を軽減することが可能である。

次に図４に前述の各電圧を生成する液晶駆動電圧生成回路６１のブロック図を示す。符号１８１は対向電圧出力回路で、１８２は対向電圧基準電圧回路で、１８３は対向電圧ハイレベル調整回路で、１８４は対向電圧ロウレベル調整回路、１８５は基準電圧生成回路である。
基準電圧生成回路１８５から出力する基準電圧に基いて対向電圧基準電圧回路１８２は対向電圧の基準となる基準電圧ＶＤＨを出力する。対向電圧基準電圧回路１８２の出力は可変抵抗１９４に印加されており、対向電圧ハイレベル調整回路１８３は可変抵抗１９４からの入力する電圧により対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨを生成している。また、対向電圧ロウレベル調整回路１８４は対向電圧の振幅基準電圧ＶＤＷを設定することで、対向電極ロウ電圧ＶＣＯＭＬを生成している。
なお、対向電圧ハイレベル調整回路１８３は可変抵抗１９４を用いずに、内部の不揮発性メモリ、フューズ回路等により保持する調整値を基に、基準電圧ＶＤＨに調整値倍した電圧値になるよう対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨを生成することも可能である。
対向電圧ハイレベル調整回路１８３の出力は対向電圧出力回路１８１の対向電圧ハイレベル出力回路１９１ａに入力し、対向電圧ロウレベル調整回路１８４の出力は対向電圧出力回路１８１の対向電圧ロウレベル出力回路１９１ｂに入力している。
対向電圧ハイレベル出力回路１９１ａからは対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨが出力しているが、対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨは切換素子１９２ａと切換素子１９２ｂとに入力している。同様に対向電圧ロウレベル出力回路１９１ｂからは対向電極ロウ電圧ＶＣＯＭＬが出力し、切換素子１９２ａと切換素子１９２ｂとに入力している。

切換素子１９２ａと１９２ｂとは互いに一定周期で、対向電圧ハイレベル出力回路１９１ａと対向電圧ロウレベル出力回路１９１ｂとからの出力と、第１対向電圧出力端子１９３ａと第２対向電圧出力端子１９３ｂとの間の接続を切り替えることが可能である。そのため、第一の期間に第１対向電圧出力端子１９３ａから対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨを出力し、第２対向電圧出力端子１９３ｂから対向電極ロウ電圧ＶＣＯＭＬ出力する場合と、第２の期間に第１対向電圧出力端子１９３ａから対向電極ロウ電圧ＶＣＯＭＬ出力し、第２対向電圧出力端子１９３ｂから対向電極ハイ電圧ＶＣＯＭＨを出力することが可能となっている。なお、第１対向電圧出力端子１９３ａと第２対向電圧出力端子１９３ｂとは、対向電極信号線２５−１または２５−２に接続する。
液晶駆動電圧生成回路６１内の符号１８６は第１昇圧基準電圧回路で、第１昇圧回路１５１および第２昇圧回路１５２用の基準電圧ＶＣＩを出力する。また、符号１８７は第２昇圧基準電圧回路で第３昇圧回路１５３用の基準電圧ＶＤＣＤＣを出力する。
第１昇圧回路１５１は映像信号線用端子４２に映像信号を出力する回路用の電源電圧ＤＤＶＤＨを基準電圧ＶＣＩを昇圧し生成する。電源電圧ＤＤＶＤＨはラッチ回路５３、第１レベルシフタ５４、デコーダ回路５５を、第１出力回路５６で使用される。
第２昇圧回路１５２は対向電圧ロウレベル出力回路１９１ｂ駆動用の電源電圧ＶＣＬを基準電圧ＶＣＩを昇圧し生成する。
第３昇圧回路１５３は走査信号線２１用の走査信号発生回路５７、第２レベルシフト回路、第２出力回路５９で使用される電源電圧ＶＧＨと電源電圧ＶＧＬを基準電圧ＶＤＣＤＣから昇圧して生成する。
なお、容量Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、は昇圧容量で、各昇圧回路の昇圧動作に使用される。また、容量Ｃｏｕｔ１、Ｃｏｕｔ２、Ｃｏｕｔ３、Ｃｏｕｔ４、Ｃｏｕｔ５、Ｃｏｕｔ６は出力端子に接続された保持容量素子である。

次に図５を用いてガンマ補正回路６４について説明する。符号６０１は傾き調整レジスタで、符号６０２は微調整レジスタ、符号６０３は振幅調整レジスタ、符号６０４は振幅補正レジスタである。駆動回路５は各レジスタに設定した値によってガンマ関数に近似させた階調電圧を調整することが可能である。
図６を用いてガンマ補正について説明する。図６は横軸に表示データの値Ｄと、縦軸に階調電圧の値Ｖを示したものである。ガンマ補正では、表示データＤに対する階調電圧Ｖの変化率（傾き）を調整している。
ガンマ補正回路６４では、ガンマ関数に近似するように基準階調電圧を発生させ階調電圧生成回路６２に出力している。階調電圧生成回路６２は基準階調電圧を分圧して階調電圧を生成しているので、ガンマ補正回路６４からガンマ関数に近似するように基準階調電圧を発生させることで、階調電圧もガンマ関数に近似させることが可能である。
図６に示すように、表示データＤｎに対応する基準階調電圧Ｖｎの値を定めることで、表示データＤ０から表示データＤｎまでの階調電圧の傾きを定めることができ、基準階調電圧Ｖ０からＶｎの間を分圧して生成される階調電圧もガンマ関数に近似させることが可能となる。
同様に、表示データＤｎの基準階調電圧Ｖｎの値と表示データＤｍの基準階調電圧Ｖｍの値を定めることで、表示データＤｎから表示データＤｍまでの階調電圧の傾きを定めることができ、表示データＤｍの基準階調電圧Ｖｍの値と表示データＤ６３の基準階調電圧Ｖ６３の値を定めることで、表示データＤｍから表示データＤ６３までの階調電圧の傾きを定めることができる。

次に図５に戻ってガンマ補正回路６４内の調整回路について説明する。符号６０５は図１１に示すような可変抵抗回路で、傾き調整レジスタ６０１、振幅調整レジスタ６０３、振幅補正レジスタ６０４に設定された値により、抵抗値を変化させることが可能である。
また、符号６０６は図１２に示すようなラダー抵抗回路で、微調整レジスタ６０２により選択回路６０７を用いてラダー抵抗の接点からの電圧を取り出すことが可能である。
ガンマ補正回路６４に配線６０９により供給される基準電圧は可変抵抗回路６０５とラダー抵抗回路６０６との直列接続により分圧される。分圧された電圧は、基準階調電圧として基準階調電圧配線６１０から６２１に出力される。そのため、可変抵抗回路６０５とラダー抵抗回路６０６とを用いて分圧される電圧値を調整することで、階調電圧を調整することが可能である。
図７に傾き調整レジスタ６０１を用いて、階調電圧の傾きを調整する方法について説明する。まず、基準階調電圧Ｖ０から第１の変化点である基準階調電圧Ｖｎまでの傾きについて説明する。

図５に示すガンマ補正回路６４は、基準階調電圧配線６１０から基準階調電圧Ｖ０を出力し、基準階調電圧配線６１１から階調電圧Ｖ１を出力し、基準階調電圧配線６１２から階調電圧Ｖ２を出力し、基準階調電圧配線６１３から階調電圧Ｖ４を出力する。
例えば、ガンマ補正回路６４は、基準階調電圧配線６１０と基準階調電圧配線６１１との間に接続している可変抵抗回路６０５−３の抵抗値を傾き調整レジスタ６０１により変化させることで、基準階調電圧配線６１１から出力する電圧値を調整する。
可変抵抗回路６０５−３の抵抗値を減少させた場合には、電圧降下量が減少するので、基準階調電圧配線６１１から出力する電圧は、電圧Ｖ０側に変動する。図７では傾きが変化する点を任意の表示データＤｎと示しているので、基準階調電圧Ｖｎ−０からＶｎ−１への変化で示している。同様に、可変抵抗回路６０５−３の抵抗値を増加させた場合には、基準階調電圧Ｖｎ−２に変化する。
同様に、可変抵抗回路６０５−４、可変抵抗回路６０５−５の値を調整することで、基準階調電圧配線６１２から出力する階調電圧Ｖ２と、基準階調電圧配線６１３から出力する階調電圧Ｖ４を調整することが可能である。
他方、基準階調電圧Ｖ６３から第２の変化点である基準階調電圧Ｖｍまでの傾きも可変抵抗回路６０５−９、可変抵抗回路６０５−１０、可変抵抗回路６０５−１１の抵抗値を変更することで調整可能である。

図１１に可変抵抗回路６０５の概略回路図を示す。可変抵抗回路６０５は入力端子６２５と出力端子６２６との間の抵抗値を外部からの制御信号６４１によって変更する。入力端子６２５と出力端子６２６との間には、抵抗６６１から６７３が直列に接続されている。また、直列に接続された抵抗と並列にアナログスイッチ６５１、６５２、６５３、６５４が接続されている。
まず、入力６２５は抵抗６６１とアナログスイッチ６５１に接続している。また、アナログスイッチ６５１の他方の端子は配線６８１を介して抵抗６６６に接続している。さらに、抵抗６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６の各抵抗が直列に接続されており、アナログスイッチ６５１により直列に接続された抵抗の入力端子と出力端子とを短絡可能になっている。制御信号線６３１がロウ電圧で、制御信号線６３２がハイ電圧となると、抵抗６６１、６６２、６６３、６６４、６６５、６６６の入力端子と出力端子がアナログスイッチ６５１により短絡されるので、入力端子６２５と出力端子６２６の間の抵抗値は見かけ上無いものとなる。
同様に、制御信号線６３３と６３４によりアナログスイッチ６５２をオン状態とすることで、抵抗６６７、６６８、６６９の入力端子と出力端子を短絡することが可能で、制御信号線６３５と６３６によりアナログスイッチ６５３オン状態とすることで、抵抗６７１、６７２の入力端子と出力端子を短絡することが可能で、制御信号線６３７と６３８によりアナログスイッチ６５４オン状態とすることで、抵抗６７３の入力端子と出力端子を短絡することが可能である。
たとえば、アナログスイッチ６５１をオン状態にすると、入力端子６２５と出力端子６２６の間に、１２個の抵抗が直列に接続している状態から、６個の抵抗が直列に接続している状態に変更可能で、入力端子６２５と出力端子６２６の間の抵抗値を変更することが可能となる。

前述したように、可変抵抗回路６０５は図５に示すガンマ補正回路６４内で直列に接続されている。ガンマ補正回路６４は可変抵抗回路６０５とラダー抵抗回路６０６とを直列に接続することで、分圧抵抗回路を形成しており、可変抵抗回路６０５の抵抗値を変化させることで、基準階調電圧配線に出力する基準階調電圧を調整することが可能である。
次に、図８に示すように、微調整レジスタ６０２により表示データＤｍからＤｎまでの傾きを調整する様子を示す。微調整レジスタ６０２はラダー抵抗回路６０６の出力端子６４５を選択回路６０７で選択することで、分圧された電圧を微調整可能としている。図８では、表示データＤ４３と表示データＤ２０でラダー抵抗回路６０６から出力する電圧値を変更して傾きを微調整している。
図１２にラダー抵抗回路６０６と選択回路６０７の概略回路図を示す。ラダー回路６０６では抵抗６７４から６７８が直列に接続しており、各抵抗の接点からは配線６４５が選択回路６０７に入力している。また、選択回路６０７には制御信号６４２が入力しており、アナログスイッチ６５５から６５８の制御端子に接続している。
例えば、制御信号線６３９にハイ電圧が伝達されると、アナログスイッチ６５５はオン状態となって抵抗６７４と６７５との接点に生じている電圧を出力する。ラダー抵抗回路６０６と選択回路６０７とを用いると、ラダー抵抗回路６０６の各接点に生じる電圧を選択して取り出す事が可能である。

次に図９に振幅調整の様子を示す。振幅調整レジスタ６０３は可変抵抗回路６０５−２と６０５−１２を制御して、基準階調電圧配線６１０と６２１から出力する電圧を調整することが可能である。
基準階調電圧配線６１０からは基準階調電圧Ｖ０が出力しており、可変抵抗回路６０５−２の抵抗値を変化させることで、基準階調電圧Ｖ０を基準階調電圧Ｖ０−１とＶ０−２とに変更可能である。
同様に、基準階調電圧配線６２１からは基準階調電圧Ｖ６３が出力しており、可変抵抗回路６０５−１２の抵抗値を変化させることで、基準階調電圧Ｖ６３を基準階調電圧Ｖ６３−１とＶ６３−２とに変更可能である。
次に図１０に振幅補正の様子を示す。振幅補正レジスタ６０４により可変抵抗回路６０５−１の抵抗値を変化させて、基準階調電圧Ｖ０を基準階調電圧Ｖ０−３からＶ０−４とに変更可能である。
基準階調電圧Ｖ０を変化させることで、階調電圧全体として高電圧側または低電圧側にシフトすることが可能である。前述したように、高精細化のために液晶表示パネル１には走査信号線２１の位置に従い、配線抵抗等が原因である輝度差が発生している。可変抵抗回路６０５−１では、細かく抵抗値に差を生じさせて液晶表示パネル１に生じる輝度差に対応している。
前述したように、本実施例では、走査信号線２１の位置に応じて階調電圧生成回路６２が生成する階調電圧を補正することを特徴とする。そのために、本実施例では、図５に示す各レジスタに、走査信号線２１の位置に応じて階調電圧を補正するための複数のデータを、予め（例えば、電源オン等）を書き込んでおき、各レジスタに設定したデータの中で走査信号線２１の位置に応じたデータによって可変抵抗回路６０５と、ラダー抵抗回路６０６の抵抗値を変化させて、ガンマ関数に近似させた階調電圧を出力する。

次に図１３を用いてイコライズにより駆動回路５の負担を軽減する方法を説明する。対向電極信号線２５−１と２５−２との間には、アナログスイッチ６５９が設けられており、帰線期間等に駆動回路５は対向電極電圧の出力を停止し、アナログスイッチ６５９を用いて対向電極信号線２５−１と２５−２とを短絡する。
前述したように、対向電極信号線２５−１と２５−２とには逆極性の電圧が印加されているので、対向電極信号線２５−１と２５−２とを短絡することで、対向電極信号線２５−１と２５−２とに保持された電荷を補い合うことができ省電力化が可能となる。
また、対向電極信号線２５−１および２５−２を逆電位に振る前に、一旦中間電位を保持するので、駆動回路５の負担が軽くなり、駆動回路５の出力が逆極性の対向電極電圧に到達することを容易にする。
アナログスイッチ６５９は隣接する対向電極信号線２５−１と２５−２とを短絡するように設けることも、対向する両辺に設けられた対向電極信号線２５−１と２５−２とを短絡するように設けることも可能である。
また、アナログスイッチ６５９はＴＦＴ基板２の上に薄膜トランジスタ１０と同様な工程で形成することが可能であるが、駆動回路５内に形成することも可能である。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。

本発明の実施例の液晶表示装置の基本構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の内部回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の駆動電圧を示す概略電圧波形図である。 図２に示す液晶駆動電圧生成回路の内部回路構成を示すブロック図である。 図２に示すガンマ補正回の内部回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施例の液晶表示装置のガンマ補正を説明するための階調電圧グラフである。 本発明の実施例の液晶表示装置のガンマ補正を説明するための階調電圧グラフである。 本発明の実施例の液晶表示装置のガンマ補正を説明するため階調電圧グラフである。 本発明の実施例の液晶表示装置のガンマ補正を説明するため階調電圧グラフである。 本発明の実施例の液晶表示装置のガンマ補正を説明するための階調電圧グラフである。 図５に示す可変抵抗回路を示す回路構成を示す回路図である。 図５に示すラダー回路を示す回路構成を示す回路図である。 本発明の実施例の液晶表示装置の変形例の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 液晶表示パネル
２ ＴＦＴ基板
４ コネクタ
５ 駆動回路
８ 画素部
９ 表示領域
１０ 薄膜トランジスタ
１１ 画素電極
１５ 対向電極（コモン電極）
２１ 走査信号線（ゲート信号線）
２２ 映像信号線（ドレイン信号線）
２５ 対向電極信号線
３０ フレキシブル基板
３１，３４ 入力信号線
３２ 出力信号線
３３ ベリファイ信号出力線
４１ 走査信号線用端子
４２ 映像信号線用端子
４３ 電圧出力用端子
５２ グラフィックＲＡＭ
５３ ラッチ回路
５４ 第１レベルシフタ
５５ デコーダ回路
５６ 第１出力回路
５７ 走査信号発生回路
５８ 第２レベルシフト回路
５９ 第２出力回路
６１ 液晶駆動電圧生成回路
６２ 階調電圧生成回路
６３ 階調電圧出力アンプ
６４ ガンマ補正回路
６５ レギュレータ
７１ システムインターフェース
７２ 外部表示インターフェース
７４ インデックスレジスタ
７５ コントロールレジスタ
７６ タイミング生成回路
７７ アドレスカウンタ
７８ ライトデータレジスタ
７９ リードデータレジスタ
１００ 液晶表示装置
１１０ バックライト
１５１ 第１昇圧回路
１５２ 第２昇圧回路
１５３ 第３昇圧回路
１８１ 対向電圧出力回路
１８２ 対向電圧基準電圧回路
１８３ 対向電圧ハイレベル調整回路
１８４ 対向電圧ロウレベル調整回路
１８５ 基準電圧生成回路
１８６ 第１昇圧基準電圧回路
１８７ 第２昇圧基準電圧回路
１９１ａ 対向電圧ハイレベル出力回路
１９１ｂ 対向電圧ロウレベル出力回路
１９２ａ，１９２ｂ 切換素子
１９３ａ 第１対向電圧出力端子
１９３ｂ 第２対向電圧出力端子
１９４ 可変抵抗
６０１ 傾き調整レジスタ
６０２ 微調整レジスタ
６０３ 振幅調整レジスタ
６０４ 振幅補正レジスタ
６０５ 可変抵抗回路
６０６ ラダー抵抗回路
６０７ 選択回路
６０９，３１３ 配線
６１０〜６２１ 基準階調電圧配線
６２５ 入力端子
６２６ 出力端子
６３１〜６３８ 制御信号線
６４１ 制御信号
６４２ 制御信号
６５１〜６５９ アナログスイッチ
６６１〜６７８ 抵抗
６８１〜６８４ 配線
Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３ 昇圧容量
Ｃｏｕｔ１、Ｃｏｕｔ２、Ｃｏｕｔ３、Ｃｏｕｔ４、Ｃｏｕｔ５、Ｃｏｕｔ６ 保持容量素子

Claims (9)

1. 第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板と第２の基板の間に挟まれた液晶組成物と、
   前記第１の基板に設けられた複数の画素電極と、
   前記画素電極に対向配置された対向電極と、
   前記画素電極に映像信号を供給するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に映像信号を供給する映像信号線と、
   前記スイッチング素子を制御する走査信号を供給する走査信号線と、
   前記対向電極に電圧を供給する対向電極信号線と、
   前記映像信号と走査信号を出力する駆動回路とを有し、
   前記駆動回路は階調電圧生成回路を有し、
   前記階調電圧生成回路は走査信号線の位置によって抵抗値が変化する可変抵抗回路を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記階調電圧生成回路は、ガンマ補正回路を有し、ガンマ補正回路の出力する基準階調電圧を前記可変抵抗回路で調整することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記可変抵抗回路は、直列接続した複数の抵抗と、該抵抗の入力端子と出力端子とを短絡するアナログスイッチとを有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板と第２の基板の間に挟まれた液晶組成物と、
   前記第１の基板に設けられた複数の画素電極と、
   前記画素電極に対向して配置される対向電極と、
   前記画素電極に映像信号を供給するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に映像信号を供給する映像信号線と、
   前記スイッチング素子を制御する走査信号を供給する走査信号線と、
   前記対向電極に電圧を供給する第１の対向電圧線と第２の対向電圧線と、
   前記映像信号と走査信号を出力する駆動回路とを有し、
   前記駆動回路は階調電圧生成回路を有し、
   前記階調電圧生成回路は走査信号線の位置に対応して可変抵抗回路の抵抗値を調整して階調電圧の振幅を調整することを特徴とする液晶表示装置。
5. 前記階調電圧生成回路は、ガンマ補正回路を有し、ガンマ補正回路の出力する基準階調電圧を前記可変抵抗回路で変更することで、階調電圧の振幅を調整することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記可変抵抗回路は、直列接続した複数の抵抗と、該抵抗の入力端子と出力端子とを短絡するアナログスイッチとを有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
7. 第１の基板と、
   第２の基板と、
   前記第１の基板と第２の基板の間に挟まれた液晶組成物と、
   前記第１の基板に設けられた複数の画素電極と、
   前記画素電極に対向して配置される対向電極と、
   前記画素電極に映像信号を供給するスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子に映像信号を供給する映像信号線と、
   前記スイッチング素子を制御する走査信号を供給する走査信号線と、
   前記対向電極に対向電圧を供給する第１の対向電圧線と第２の対向電圧線と、
   前記映像信号と走査信号と対向電圧を出力する駆動回路と、
   前記第１の対向電圧線と第２の対向電圧線とを短絡するイコライズ回路とを有し、
   前記駆動回路は階調電圧生成回路を有し、
   前記階調電圧生成回路は走査信号線の位置に対応して可変抵抗回路の抵抗値を変化させて階調電圧の振幅を調整することを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記階調電圧生成回路は、ガンマ補正回路を有し、ガンマ補正回路の出力する基準階調電圧を前記可変抵抗回路により調整することで、階調電圧の振幅を調整することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記可変抵抗回路は、直列接続した複数の抵抗と、該抵抗の入力端子と出力端子とを短絡するアナログスイッチとを有することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

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