(57)【要約】【課題】従来の階調電圧生成回路は、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することができないという問題があった。【解決手段】本発明にかかる階調電圧生成回路は、電位の異なる複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成回路と、各基準階調電圧間の電位を補間する補間階調電圧を生成する抵抗部１０６と、を備える。そして、抵抗部１０６では、抵抗成分を有する信号経路を介して互いに接続された複数のノードのうち、基準階調電圧印加ノードに対して基準階調電圧が印加される。また、抵抗部１０６は、複数のノードのうち補間階調電圧生成ノードの電位を補間階調電圧として生成する。そして、各基準階調電圧印加ノードと、補間階調電圧生成ノードと、がそれぞれ異なる信号経路を介して接続される。【選択図】図１
2011154106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電位の異なる複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成回路と、
前記各基準階調電圧間の電位を補間する補間階調電圧を生成する抵抗部と、を備え、
前記抵抗部では、
抵抗成分を有する信号経路を介して互いに接続された複数のノードのうち、基準階調電圧印加ノードに対して前記基準階調電圧が印加され、
前記抵抗部は、
前記複数のノードのうち、補間階調電圧生成ノードの電位を前記補間階調電圧として生成し、
前記各基準階調電圧印加ノードと、前記補間階調電圧生成ノードと、がそれぞれ異なる信号経路を介して接続された階調電圧生成回路。
【請求項２】
前記基準階調電圧生成回路は、
前記複数の基準階調電圧に対応する複数の差動増幅回路を有し、
前記各差動増幅回路は、
対応する前記基準階調電圧が非反転入力端子に入力され、対応する前記基準階調電圧印加ノードが反転入力端子に接続され、前記複数のノードのうち制御電圧印加ノードが出力端子に接続されることを特徴とする請求項１に記載の階調電圧生成回路。
【請求項３】
前記差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードと、他の前記差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードとは、それぞれ異なるノードであることを特徴とする請求項２に記載の階調電圧生成回路。
【請求項４】
前記差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと、前記補間階調電圧生成ノードとの間には、他の前記差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードと当該補間階調電圧生成ノードとの間の各信号経路とは異なる信号経路を有し、
前記差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと、前記補間階調電圧生成ノードとの間には、他の前記差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードと当該補間階調電圧生成ノードとの間の各信号経路とは異なる信号経路を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の階調電圧生成回路。
【請求項５】
前記抵抗部は、
前記抵抗成分を有する信号経路が四角格子状に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の階調電圧生成回路。
【請求項６】
前記抵抗部は、
前記抵抗成分を有する信号経路が三角格子上に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の階調電圧生成回路。
【請求項７】
前記抵抗部は、
前記抵抗成分を有する信号経路を含む平面抵抗板であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の階調電圧生成回路。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された階調電圧生成回路を備えたディスプレイ用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は階調電圧生成回路及びディスプレイ用駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の応用範囲は非常に多岐に渡っている。また、画素数の増大及び微細化により写真等の自然画の表示が可能となる等、液晶表示装置の表示品質も著しく向上している。更に画素構造、液晶材料、配向等の改良によって視野角やコントラストが改善され、美しく見やすい表示が実現されるようになった。自然画等を表示する液晶表示装置においては、表示画像の被写体を直に見ているかのような臨場感を実現するために、所定のガンマ特性を忠実に再現する必要がある。このため、液晶駆動装置に搭載された階調電圧生成回路は、液晶表示装置固有の特性である電圧対光透過率特性（以下、Ｖ−Ｔ特性と称す）とガンマ特性との差を補正するような駆動電圧を生成する機能、即ちガンマ補正機能を備えている。
【０００３】
ところが、液晶表示装置の多様化によってＶ−Ｔ特性も様々になっている。このため、階調電圧生成回路等のガンマ補正回路は、対象とする液晶表示装置のＶ−Ｔ特性に適合するように多様化を求められている。また、液晶表示装置の高画質化に伴って液晶駆動電圧の許容誤差は益々厳しくなっている。このため、ガンマ補正回路を設計する場合には、対象とする液晶表示装置のＶ−Ｔ特性に応じた設計を行って精度を高める必要がある。一方、液晶表示装置の応用範囲の拡大に伴い、液晶表示装置の市場からは益々低価格化が要求されている。このため、液晶駆動装置においても低価格の汎用品が用いられる必要がある。これらの要求を満たすために、階調電圧生成回路及びそれを備えた液晶駆動装置は、多様なＶ−Ｔ特性の液晶表示装置を精度良く駆動可能な自由度を有することが求められている。
【０００４】
ガンマ補正機能を備えた液晶駆動装置が特許文献１に開示されている。図９は特許文献１に記載された液晶駆動装置の構成図である。図９に示す回路は、ガンマ特性を調整するための設定値を保持する制御レジスタ９０１と、階調電圧生成回路９０２と、表示データに合わせた階調電圧をデコードするデコード回路９０３と、を備える。なお、ここでは階調電圧生成回路が６４階調の階調電圧を生成する場合の例を示している。制御レジスタ９０１は、振幅調整レジスタ９０４、傾き調整レジスタ９０５、微調整レジスタ９０６を有する。
【０００５】
階調電圧生成回路９０２は、ラダー抵抗９０７と、セレクタ回路９０８〜９１３と、アンプ回路９１４と、出力部ラダー抵抗９１５と、を有する。なお、便宜上、ラダー抵抗９０７が生成する階調電圧を予備階調電圧と称し、各セレクタ回路９０８〜９１３が出力する階調電圧を基準階調電圧と称す。
【０００６】
ラダー抵抗９０７は、可変抵抗９２１〜９２４及び抵抗分割回路９２６〜９３１を有する。可変抵抗９２１〜９２４及び抵抗分割回路９２６〜９３１は、接地電圧端子ＧＮＤと基準電圧９１６が供給される基準電圧端子との間に直列に接続されている。ラダー抵抗９０７は、可変抵抗９２１〜９２４によって抵抗分割した電圧を抵抗分割回路９２６〜９３１によってさらに抵抗分割する。そして、ラダー抵抗９０７は、電位の異なる複数の予備階調電圧を生成する。
【０００７】
ここで、ラダー抵抗９０７に設けられた可変抵抗９２１〜９２４は、振幅調整レジスタ９０４及び傾き調整レジスタ９０５によって抵抗成分の調整を行う。このように、可変抵抗９２１〜９２４を調整することにより、ガンマ補正特性の概形が特徴付けられる。またラダー抵抗９０７に設けられた抵抗分割回路９２６〜９３１は、対応する後段のセレクタ回路９０８〜９１４に向けて、それぞれわずかに電位の異なる複数の予備階調電圧を生成する。各セレクタ回路９０８〜９１３は、対応する複数の予備階調電圧のうち所望の予備階調電圧を選択し、それぞれ基準階調電圧として出力する。なお、各セレクタ回路９０８〜９１３は、微調整レジスタ９０６の設定値に基づいて所望の予備階調電圧を選択する。
【０００８】
なお、セレクタ回路９０８〜９１３は、階調電圧生成回路９０２が生成する６４階調の階調電圧のうち、予め選択された一部の階調電圧のみを基準階調電圧として出力する。階調電圧生成回路９０２は、各基準階調電圧をアンプ回路９１４でバッファリングした後、出力部ラダー抵抗９１５に印加する。出力部ラダー抵抗９１５は、各基準階調電圧間の電位を補間する補間階調電圧を生成する。
【０００９】
出力部ラダー抵抗９１５は、図９を見ても明らかなように、高電位側電源と低電位側電源との間に直列に接続された抵抗からなる。出力部ラダー抵抗９１５は、当該抵抗上の各ノードの電圧をそれぞれ６４階調の各階調電圧として出力する。このようにして階調電圧生成回路９０２は、基準階調電圧と補間階調電圧とからなる６４階調分の階調電圧を生成する。
【００１０】
デコード回路９０３は、表示データに基づいて６４階調の階調電圧のうちいずれかを選択し、液晶パネルに向けて出力する。
【００１１】
上述のように従来技術の液晶駆動装置は、ラダー抵抗９０７と、セレクタ回路９０８〜９１３と、それらを制御する制御レジスタ９０１と、アンプ回路９１４とによって、出力部ラダー抵抗９１５の所定のノードに対して基準階調電圧を供給する。これにより、従来技術の液晶駆動装置は、多様なＶ−Ｔ特性に適合可能な汎用性を備えることができる。ここで、アンプ回路９１４に駆動されないノード（以下、補間階調電圧生成ノードと称す）の電圧は、アンプ回路９１４に駆動されるノード（以下、基準階調電圧印加ノードと称す）の電圧と、出力部ラダー抵抗９１５を構成する抵抗の抵抗比と、に基づいて決定される。換言すると、アンプ回路９１４から出力された基準階調電圧が直接印加されないノード（補間階調電圧生成ノード）の電圧は、アンプ回路９１４から出力された基準階調電圧が直接印加されるノード（基準階調電圧印加ノード）の電圧と、出力部ラダー抵抗９１５を構成する抵抗の抵抗比と、に基づいて決定される。
【００１２】
具体的には、出力部ラダー抵抗９１５は、隣り合う２つの基準階調電圧印加ノード間の抵抗を抵抗分割することにより、両基準階調電圧印加ノード間に設けられた補間階調電圧生成ノードから補間階調電圧を生成する。このとき、出力部ラダー抵抗９１５は、両基準階調電圧ノードの電圧（基準階調電圧）と、両基準階調電圧ノード間に設けられた補間階調電圧生成ノードの電圧（補間階調電圧）と、の電圧関係がリニアとなるように抵抗分割される。このように従来技術の液晶駆動装置は、各基準階調電圧を制御することにより、液晶表示装置のＶ−Ｔ特性に適合する階調電圧特性に近似させた６４階調の階調電圧を生成する。
【００１３】
図１０は、図９に示す階調電圧生成回路における階調電圧特性の一例である。なお、図１０では、階調電圧生成回路が６４階調の階調電圧を生成し、基準階調電圧印加ノードに対応する階調が、第１階調、第５階調、第１５階調、第４２階調、第５５階調及び第６４階調の合計６階調である場合を例に説明する。また図１０では、各基準階調電圧が、
第１階調電圧＝０Ｖ
第５階調電圧＝１．５Ｖ
第１５階調電圧＝２Ｖ
第４２階調電圧＝３Ｖ
第５５階調電圧＝４Ｖ
第６４階調電圧＝５Ｖ
である場合を例に説明する。
【００１４】
図１０では、階調電圧特性が折れ線状の特性を形成している。これは隣り合う基準階調電圧ノードの電圧と、両基準階調電圧ノード間に設けられた補間階調電圧生成ノードの電圧と、の電圧関係がリニアとなるように抵抗分割されているためである。つまり、この例の場合、隣り合う基準階調電圧間の抵抗はいずれも抵抗値が同じである。
【００１５】
図１１は、図１０の第１階調から第１５階調までの階調電圧特性を詳細に表したものである。図１１において、階調電圧生成回路９０２が生成する階調電圧（第１階調〜第１５階調）を黒点、基準階調電圧（第５階調、第１５階調）を白丸によって示している。図１１に示すように、両基準階調電圧間は補間階調電圧によって直線的に補間されている。一方、液晶表示装置のＶ−Ｔ特性に適合する理想的な階調電圧特性は、一般的には図１１の実線Ｊで表されるように滑らかな連続した曲線状の特性である。
【００１６】
通常、液晶表示装置は次の原理を用いることによって透過光量を電気的に制御している。つまり、まず、液晶材料を構成する分子に印加される電界強度に応じて液晶分子の配列が変化する。そして、液晶分子の配列の変化に応じて透過光の偏光方向が変化する。そして、偏光方向の変化した透過光が偏光板を通過することによって光量が変化する。
【００１７】
このように、電界強度と分子配列方向の関係や、偏光角と偏光板を通過する光量との関係は、一般的に滑らかに連続した曲線状の特性をもっている。したがって、液晶表示装置のＶ−Ｔ特性に適合する理想的な階調電圧特性は、一般的には図１１の実線Ｊで表されるように滑らかな連続した曲線状の特性となる。
【００１８】
図１０及び図１１に示すような直線補間された特性を、図１１の実線Ｊで表される特性に近似させることは容易である。つまり、補間階調電圧が図１１の実線Ｊ上に乗るように、出力部ラダー抵抗９１５を構成する抵抗を抵抗分割すれば良い。より具体的には、ある基準階調電圧印加ノードＸと、ノードＸと隣り合う基準階調電圧印加ノードＹと、を接続する抵抗上に補間階調電圧生成ノードＺが設けられた場合において、ノードＸ−Ｚ間の抵抗とノードＸ−Ｙ間の抵抗との比（抵抗比）と、ノードＸ−Ｚ間の電位差とノードＸ−Ｙ間の電位差との比と、がいずれも一致するようにすればよい。なお、６４階調のうちの第Ｎ（Ｎは２〜６３のうちいずれかの整数）階調の電圧が、例えば図１１の実線Ｊ上の電圧となるためには、Ｎの範囲毎に次の関係式によって求められる。
【００１９】
２≦Ｎ≦５の場合、
（第Ｎ階調と第１階調の間の抵抗）／（第５階調と第１階調の間の抵抗）
＝（第Ｎ階調と第１階調間の電位差）／（第５階調と第１階調間の電位差）
６≦Ｎ≦１４の場合、
（第Ｎ階調と第５階調の間の抵抗）／（第１５階調と第５階調の間の抵抗）
＝（第Ｎ階調と第５階調間の電位差）／（第１５階調と第５階調間の電位差）
１６≦Ｎ≦４１の場合、
（第Ｎ階調と第１５階調の間の抵抗）／（第４２階調と第１５階調の間の抵抗）
＝（第Ｎ階調と第１５階調間の電位差）／（第４２階調と第１５階調間の電位差）
４３≦Ｎ≦５４の場合、
（第Ｎ階調と第４２階調の間の抵抗）／（第５５階調と第４２階調の間の抵抗）
＝（第Ｎ階調と第４２階調間の電位差）／（第５５階調と第４２階調間の電位差）
５６≦Ｎ≦６３の場合、
（第Ｎ階調と第５５階調の間の抵抗）／（第６４階調と第５５階調の間の抵抗）
＝（第Ｎ階調と第５５階調間の電位差）／（第６４階調と第５５階調間の電位差）
【００２０】
図１２は、出力部ラダー抵抗９１５を構成する抵抗を上記関係式に基づいて抵抗分割した場合の階調電圧特性を示す（図１２のＡ）。このように階調電圧生成回路９０２は、図１２の実線Ｊの特性に近似した階調電圧を生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特開２００２−３６６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
ところが、階調電圧生成回路９０２に対して要求される階調電圧特性が、図１２の実線Ｊの特性から実線Ｋの特性に変更された場合に問題が発生する。この場合、階調電圧生成回路９０２は、実線Ｋの特性に近似した階調電圧を生成する必要がある。したがって、階調電圧生成回路９０２において、第５階調の基準階調電圧が１．５Ｖから０．５Ｖに変更され、第１５階調の基準階調電圧が２Ｖから１．２Ｖに変更される。しかし、図１２に示すように変更後の階調電圧は不連続な特性を示してしまう（図１２のＢ）。これは、出力部ラダー抵抗９１５を構成する抵抗が、実線Ｊの特性にのみ適合するように抵抗分割されているためである。
【００２３】
図１２に示すように階調電圧特性の滑らかな連続性が乱れた場合、階調電圧特性と液晶表示装置のＶ−Ｔ特性との整合性が損なわれる。それにより、液晶表示装置における光透過率に誤差が生じ、階調表現や色調表現が不自然となって表示品質を悪化させてしまう。つまり、従来技術の階調電圧生成回路及びそれを備えた液晶駆動装置では、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明にかかる階調電圧生成回路は、電位の異なる複数の基準階調電圧を生成する基準階調電圧生成回路と、前記各基準階調電圧間の電位を補間する補間階調電圧を生成する抵抗部と、を備え、前記抵抗部では、抵抗成分を有する信号経路を介して互いに接続された複数のノードのうち、基準階調電圧印加ノードに対して前記基準階調電圧が印加され、前記抵抗部は、前記複数のノードのうち、補間階調電圧生成ノードの電位を前記補間階調電圧として生成し、前記各基準階調電圧印加ノードと、前記補間階調電圧生成ノードと、がそれぞれ異なる信号経路を介して接続される。
【００２５】
上述のような回路構成により、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することが可能な階調電圧生成回路及びそれを備えたディスプレイ用駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる階調電圧生成回路の構成図である。
【図２Ａ】本発明の実施の形態１にかかる中間アンプのフォース端子が接続される抵抗部上のノードの一例を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の実施の形態１にかかる中間アンプのセンス端子が接続される抵抗部上のノードの一例を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の実施の形態１にかかるバッファアンプの入力端子が接続される抵抗部上のノードの一例を示す図である。
【図３Ａ】本発明の実施の形態１にかかる抵抗部の一例を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施の形態１にかかる抵抗部の一例を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施の形態１にかかる階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施の形態１にかかる階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図４Ｃ】本発明の実施の形態１にかかる階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかる抵抗部の動作を説明するための回路図である。
【図６】本発明の実施の形態１にかかる抵抗部上の２点間の合成抵抗を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２にかかる階調電圧生成回路の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態２にかかる平面抵抗板上の等電位線の一例を示す図である。
【図９】従来技術の階調電圧生成回路の構成図である。
【図１０】従来技術の階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図１１】従来技術の階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図１２】従来技術の階調電圧生成回路が生成する階調電圧の一例を示す図である。
【図１３】従来技術の出力部ラダー抵抗の動作を説明するための回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
【００２９】
実施の形態１
図１に本発明の実施の形態１にかかる階調電圧生成回路を示す。図１に示す階調電圧生成回路は、ラダー抵抗１０２と、セレクタ部１０３と、中間アンプ部１０５と、抵抗部１０６と、バッファアンプ部１０７と、を備える。なお、本実施の形態では、階調電圧生成回路が６４階調の階調電圧を生成する場合を例に説明する。
【００３０】
ラダー抵抗１０２は、接地電圧端子ＧＮＤと基準電圧が供給される基準電圧端子１０１との間に直列に接続された複数の可変抵抗及び複数の抵抗分割回路からなる。ラダー抵抗１０２は、各可変抵抗によって抵抗分割した電圧を各抵抗分割回路によってさらに抵抗分割して、電位の異なる複数の予備階調電圧を生成する。なお、ラダー抵抗１０２は、要求される階調電圧特性に応じて各可変抵抗の抵抗成分が調整される。
【００３１】
セレクタ部１０３は、セレクタ回路１０〜１５を有する。各セレクタ回路１０〜１５は、対応する複数の予備階調電圧のうち所望の予備階調電圧を選択し、基準階調電圧としてそれぞれ出力する。なお、各セレクタ回路１０〜１５は、セレクタ制御信号１０４に基づいて所望の予備階調電圧を選択する。セレクタ制御信号１０４は、本実施例の階調電圧生成回路の外部に配置された制御レジスタ等から供給される。
【００３２】
なお、セレクタ部１０３は、本実施の形態の階調電圧生成回路が生成する６４階調の階調電圧のうち、予め選択された一部の階調電圧のみを基準階調電圧として出力する。本実施の形態では、各基準階調電圧に対応する階調が、第１階調、第５階調、第１５階調、第４２階調、第５５階調及び第６４階調である場合を例に説明する。
【００３３】
中間アンプ部１０５は、差動増幅回路２０〜２５を有する。また、抵抗部１０６は、四角格子状に配置された抵抗配線によって構成される。なお、本実施の形態では、抵抗部１０６は、紙面の縦方向に平行に配置された１７本の抵抗配線と、紙面の横方向に平行に配置された７０本の抵抗配線と、により構成されている。以下の説明では、縦方向の各抵抗配線と横方向の各抵抗配線が交差する箇所を、単にノードと称す。
【００３４】
各差動増幅回路２０〜２５の非反転入力端子に、対応するセレクタ回路１０〜１５からの基準階調電圧が印加される。また、各差動増幅回路２０〜２５の反転入力端子に、抵抗部１０６上の複数のノードのうち何れかのノード（以下、基準階調電圧印加ノードと称す）が接続される。そして、各差動増幅回路２０〜２５の出力端子に、抵抗部１０６上の複数のノードのうち何れかのノード（以下、制御電圧印加ノードと称す）が接続される。
【００３５】
各差動増幅回路２０〜２５は、非反転入力端子に印加された基準階調電圧を、対応する基準階調電圧印加ノードに対して印加する。また各差動増幅回路２０〜２５は、非反転入力端子と反転入力端子とにそれぞれ印加される電圧を差動増幅して、対応する制御電圧印加ノードに対して印加する。そして、抵抗部１０６は、当該抵抗部１０６上の複数のノードのうち何れかのノード（以下、補間階調電圧生成ノードと称す）の電位を、補間階調電圧として生成する。つまり、抵抗部１０６は、各基準階調電圧間の電位を補間する補間階調電圧を生成する。
【００３６】
なお、抵抗部１０６は、抵抗配線がマトリクス状に配置された構成であれば良い。したがって、図３Ａに示すように、抵抗配線が四角格子状に配置された構成のほか、図３Ｂに示すように、抵抗配線が三角格子状に配置された構成でも良い。また、抵抗部１０６は、抵抗配線が多角格子上に配置された構成でも良い。このように、抵抗部１０６上の複数のノードにおいて、ある１つのノードから他の１つのノードへの信号経路は、２以上存在する。なお、この２以上の信号経路では、抵抗値が異なっても良い。換言すると、あるノードと他のノードとの間には、抵抗の異なる２つの信号経路が存在しても良い。
【００３７】
本実施の形態では、横方向又は縦方向に隣り合う２つのノード間の抵抗値はそれぞれ同じである。しかし、これらの抵抗値を任意に設定してもよい。さらに、抵抗部１０６は、外形が長方形となるように末端を整然と終端する必要は無い。
【００３８】
たとえば、補間階調電圧生成ノードは縦一列に並設されている。また、基準階調電圧印加ノードも同じ列に接続されている。図１の抵抗部１０６の例では、右から４列目の抵抗配線上に基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードが存在している。差動増幅回路２１〜２４に対応する制御電圧印加ノードは、これとは異なる列の抵抗配線に接続されている。したがって、各差動増幅回路２１〜２４について考えた場合に、制御電圧印加ノードからある補間階調電圧生成ノードまでの信号経路が、基準階調電圧印加ノードから補間階調電圧生成ノードまでの信号経路と異なっている。
【００３９】
バッファアンプ部１０７は、複数の基準階調電圧印加ノード及び補間階調電圧生成ノードに対応する複数のボルテージフォロワアンプＡ１〜Ａ６４を有する。つまり、バッファアンプ部１０７は、表示階調数分のボルテージフォロワアンプＡ１〜Ａ６４を有する。各ボルテージフォロワアンプＡ１〜Ａ６４は、対応する基準階調電圧又は補間階調電圧をバッファリングし、階調電圧として出力する。このように、本実施の形態の階調電圧生成回路は、基準階調電圧と補間階調電圧とからなる６４階調分の階調電圧を生成する。
【００４０】
次に、中間アンプ部１０５と抵抗部１０６とバッファアンプ部１０７との接続関係の一例について、図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。図２Ａでは、抵抗部１０６上の各制御電圧印加ノード（各差動増幅回路のフォース端子）を黒点によって示す。図２Ｂでは、抵抗部１０６上の各基準階調電圧印加ノード（各差動増幅回路のセンス端子）を黒点によって示す。図２Ｃでは、抵抗部１０６上の各基準電圧印加ノードに加え、さらに各補間階調電圧生成ノードを黒点によって示す。
【００４１】
ここで、異なる差動増幅回路間において、一方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードとは、それぞれ異なるノードである。また、一方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードとは、それぞれ異なるノードである。これは、本実施の形態の階調電圧生成回路から、それぞれ電位の異なる６４階調の階調電圧を生成するためである。
【００４２】
なお、単一の差動増幅回路に接続されている基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードは、互いに同一のノードであっても良い。本実施の形態では、差動増幅回路２０に接続される抵抗部１０６上のノードと、差動増幅回路２５に接続される抵抗部１０６上のノードとが、それに該当する。
【００４３】
また、異なる差動増幅回路から、ある一つの補間階調電圧生成ノードに電圧を供給する信号経路について考える。一方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間と、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間とでは、互いに異なる信号経路が存在する。一方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間と、他方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間とでは、互いに異なる信号経路が存在する。一方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間と、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間とでは、互いに異なる信号経路が存在する。一方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間と、他方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間とでは、互いに異なる信号経路が存在する。
【００４４】
より具体的には、一方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間には、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードのいずれのノードも介さない信号経路が存在する。つまり、一方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間には、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードを迂回する信号経路が存在する。
【００４５】
また、一方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間には、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードのいずれのノードも介さない信号経路が存在する。つまり、一方の差動増幅回路に接続される制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの間には、他方の差動増幅回路に接続される基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードを迂回する信号経路が存在する。
【００４６】
ただし、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成可能であれば、必ずしもすべての基準階調電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの接続関係において上記制約を満足する必要はない。同様に、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成可能であれば、必ずしもすべての制御電圧印加ノードと補間階調電圧生成ノードとの接続関係において上記制約を満足する必要はない。
【００４７】
このような回路構成により、各補間階調電圧生成ノードと、複数の基準階調電圧印加ノード及び制御電圧印加ノードと、の間の合成抵抗がそれぞれ異なる。各補間階調電圧生成ノードは、合成抵抗に応じた重み付けによって電位が決定され、それぞれ補間階調電圧を生成する。
【００４８】
図４Ａ〜図４Ｃに、本実施の形態の階調電圧生成回路が生成した階調電圧の例を示す。なお、図４Ａ〜図４Ｃは、要求された階調電圧特性に適合するように基準階調電圧を変化させている。つまり、図４Ａは、第５階調電圧が１．５Ｖ、第１５階調電圧が２．０Ｖの場合の例である。図４Ｂは、第５階調電圧が１．０Ｖ、第１５階調電圧が１．５Ｖである場合の例である。図４Ｃは、第５階調電圧が０．５Ｖ、第１５階調電圧が１．２Ｖの場合の例である。
【００４９】
このように、本実施の形態の階調電圧生成回路は、従来技術と異なり、滑らかに連続した特性を有する階調電圧を生成することができる。それにより、本実施の形態の階調電圧生成回路は、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することが可能となる。
【００５０】
なお、抵抗部１０６上の複数のノードのうちいずれのノードを制御電圧印加ノード、基準階調電圧印加ノード及び補間階調電圧生成ノードとするかは、当業者であれば、例えば、数回の回路シミュレーションを実行することによって、容易に確定することが可能である。
【００５１】
次に、本実施の形態の階調電圧生成回路から生成される階調電圧が滑らかに連続した特性を有する理由について、従来技術と比較しながら、さらに詳しく説明する。
【００５２】
図１３は、従来技術の出力部ラダー抵抗９１５を簡略化した回路である。図１３に示す回路は、抵抗Ｒ１３１〜Ｒ１３４が直列に接続される。抵抗Ｒ１３１の一方の端子（ノードＮ５１）に基準階調電圧Ｖ１が印加される。抵抗Ｒ１３１と抵抗Ｒ１３２との間のノードＮ５２に基準階調電圧Ｖ２が印加される。抵抗Ｒ１３３と抵抗Ｒ１３４との間のノードＮ５４に基準階調電圧Ｖ３が印加される。抵抗Ｒ１３４の一方の端子（ノードＮ５５）に基準階調電圧Ｖ４が印加される。そして、抵抗Ｒ１３２と抵抗Ｒ１３３との間のノードＮ５３の電圧が補間階調電圧Ｖｏとして生成される。ここで、抵抗Ｒ１３１〜Ｒ１３４が出力部ラダー抵抗９１５に相当する。このとき、補間階調電圧Ｖｏは、次式のように表される。
【００５３】
Ｖｏ＝（Ｒ１３３×Ｖ２＋Ｒ１３２×Ｖ３）／（Ｒ１３２＋Ｒ１３３）
【００５４】
この関係式が示すように、基準階調電圧Ｖ１、Ｖ４及び抵抗Ｒ１３１、Ｒ１３４は、階調電圧Ｖｏに全く寄与しない。つまりノードＮ５２とノードＮ５４とに挟まれた補間区間におけるノードＮ５３の電圧Ｖｏは、当該補間区間以外の電圧（基準階調電圧Ｖ１、Ｖ４）から一切影響を受けない。これは、ノードＮ５１とノードＮ５２との間の補間区間、ノードＮ５４とノードＮ５５との間の補間区間、においても同様である。そのため、図１３に示す回路は、複数の補間階調電圧を生成する場合、各補間区間の境界において階調電圧の連続性が無視される。したがって、従来技術の階調電圧生成回路は、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することができない。
【００５５】
一方、図５は、本実施の形態の抵抗部１０６を簡略化した回路である。図５に示す回路は、ノードＮ１とノードＮ７との間に抵抗Ｒ１〜Ｒ６が直列に接続される。各抵抗Ｒ１〜Ｒ６間は、それぞれノードＮ２〜Ｎ６を介して接続される。ノードＮ８とノードＮ１４との間に抵抗Ｒ１４〜Ｒ１９が直列に接続される。各抵抗Ｒ１４〜Ｒ１９間は、それぞれノードＮ９〜Ｎ１３を介して接続される。ノードＮ１とノードＮ８との間には抵抗Ｒ７が接続される。ノードＮ２とノードＮ９との間には抵抗Ｒ８が接続される。ノードＮ３とノードＮ１０との間には抵抗Ｒ９が接続される。ノードＮ４とノードＮ１１との間には抵抗Ｒ１０が接続される。ノードＮ５とノードＮ１２との間には抵抗Ｒ１１が接続される。ノードＮ６とノードＮ１３との間には抵抗Ｒ１２が接続される。ノードＮ７とノードＮ１４との間には抵抗Ｒ１３が接続される。
【００５６】
ノードＮ１には基準階調電圧Ｖ１が印加される。ノードＮ３には基準階調電圧Ｖ２が印加される。ノードＮ５には基準階調電圧Ｖ３が印加される。ノードＮ７には基準階調電圧Ｖ４が印加される。そして、ノードＮ１１の電圧が補間階調電圧Ｖｏとして生成される。ここで、抵抗Ｒ１〜Ｒ１９が抵抗部１０６に相当する。このとき、基準階調電圧Ｖ１〜Ｖ４が印加される各ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５、Ｎ７）と、補間階調電圧Ｖｏを生成するノードＮ１１と、を接続する各信号経路は、それぞれ信号経路が異なる。つまり、各基準階調電圧印加ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５、Ｎ７）と補間階調電圧生成ノード（Ｎ１１）とを接続する各信号経路は、他の基準階調電圧印加ノードのいずれのノードも介さない。
【００５７】
図５に示す回路において、各基準階調電圧印加ノード（Ｎ１、Ｎ３、Ｎ５、Ｎ７）と補間階調電圧生成ノード（Ｎ１１）との間の信号経路を具体的に説明する。
ノードＮ１（Ｖ１）とノードＮ１１（Ｖｏ）との間の信号経路は以下の２通りがある。
Ｖ１→Ｒ７→Ｒ１４→Ｒ１５→Ｒ１６→Ｖｏ
Ｖ１→Ｒ１→Ｒ８→Ｒ１５→Ｒ１６→Ｖｏ
ノードＮ３（Ｖ２）とノードＮ１１（Ｖｏ）との間の信号経路は以下の３通りがある。
Ｖ２→Ｒ２→Ｒ８→Ｒ１５→Ｒ１６→Ｖｏ
Ｖ２→Ｒ９→Ｒ１６→Ｖｏ
Ｖ２→Ｒ３→Ｒ１０→Ｖｏ
ノードＮ５（Ｖ３）とノードＮ１１（Ｖｏ）との間の信号経路は以下の３通りがある。
Ｖ３→Ｒ４→Ｒ１０→Ｖｏ
Ｖ３→Ｒ１１→Ｒ１７→Ｖｏ
Ｖ３→Ｒ５→Ｒ１２→Ｒ１８→Ｒ１７→Ｖｏ
ノードＮ７（Ｖ４）とノードＮ１１（Ｖｏ）との間の信号経路は以下の２通りがある。
Ｖ４→Ｒ６→Ｒ１２→Ｒ１８→Ｒ１７→Ｖｏ
Ｖ４→Ｒ１３→Ｒ１９→Ｒ１８→Ｒ１７→Ｖｏ
【００５８】
このように、各基準階調電圧印加ノード（Ｎ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７）と補間階調電圧生成ノード（Ｎ１１）との間には、それぞれ異なる信号経路が存在する。それにより、補間階調電圧Ｖｏは、基準階調電圧Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれに基づいて電圧値が決定される。つまり、図５に示す回路は、図１３に示す回路と異なり、基準階調電圧Ｖ２，Ｖ３のみで補間階調電圧Ｖｏを決定しない。したがって、図５に示す回路は、複数の補間階調電圧を生成する場合、階調電圧の不連続性を緩和することができる。
【００５９】
ここで、補間階調電圧生成ノードＮ１１は、合成抵抗に応じた重み付けによって電位が決定され、補間階調電圧Ｖｏを生成する。補間階調電圧生成ノードＮ１１と基準階調電圧印加ノードＮ１，Ｎ３，Ｎ５，Ｎ７との間の合成抵抗は解析的に求めることができるが、回路規模が大きい場合には数値解析手法を用いた解法が有効である。数値解析手法による合成抵抗の算出結果の一例を図６に示す。
【００６０】
図６は、図１に示す抵抗部１０６上の２点間の合成抵抗を示す図である。実線ＴＵは、図２ＣのノードＰを起点とし、線分ＴＵの間の任意のノードを終点とした場合の２点間の合成抵抗である。実線ＰＱは、図２ＣのノードＰを起点とし、線分ＰＱの間の任意のノードを終点とした場合の２点間の合成抵抗である。
【００６１】
図６に示すように、複数の基準階調電圧印加ノードから受ける電圧の影響は、補間階調電圧生成ノード毎に異なる。また、複数の基準階調電圧印加ノードから受ける電圧の影響は、補間階調電圧生成ノードの変化に応じて滑らかに変動する。そのため、本実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、要求に応じて最適な特性を有する階調電圧を生成することが可能である。また、本実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、精度向上のために新たな回路を備える必要もないため、回路規模を抑制することが可能である。
【００６２】
実施の形態２
図７に本発明の実施の形態２にかかる階調電圧生成回路を示す。図７に示す階調電圧生成回路は、図１に示す回路と比較して、抵抗部１０６の代わりに平面抵抗板７０６を備える。その他の回路構成は、図１に示す回路と同様であるため説明を省略する。本実施例をＬＳＩ上で実現する場合、抵抗素子として使用される配線層（例えばポリシリコン等）からなる抵抗板を平面抵抗板７０６として用いることができる。平面抵抗板７０６は、抵抗部１０６の抵抗配線間隔を限りなく微細にした場合と等価である。したがって、本実施の形態にかかる階調電圧生成回路においても、実施の形態１の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６３】
なお、平面抵抗板７０６を用いることにより、基準階調電圧印加ノード、制御電圧印加ノード及び補間階調電圧生成ノードが、実施の形態１のように抵抗配線上のノードに制限されなくなる。つまり、平面抵抗板７０６上の任意の点を、基準階調電圧印加ノード、制御電圧印加ノード及び補間階調電圧生成ノードとすることができる。
【００６４】
図８は、図７に示す平面抵抗板７０６上に現れる等電位線を示している。図８に示すように、平面抵抗板７０６上の等電位線は滑らかな曲線で表されている。そのため、本実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、平面抵抗板７０６を用いることにより、滑らかに連続した特性を有する階調電圧を容易に生成することが可能になる。
【００６５】
以上のように、上記実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、補間階調電圧生成ノードと各基準階調電圧印加ノードと、の間にそれぞれ異なる信号経路を有する。また、上記実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、補間階調電圧生成ノードと各制御電圧印加ノードと、の間にそれぞれ異なる信号経路を有する。そのため、上記実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、滑らかに連続した特性を有する階調電圧を生成することが可能である。つまり、上記実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、要求に応じた最適な特性を有する階調電圧を生成することが可能である。また、上記実施の形態にかかる階調電圧生成回路は、精度向上のために新たな回路を備える必要もないため、回路規模を抑制することが可能である。
【００６６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態では、階調電圧生成回路が６４階調の階調電圧を生成する場合を例に説明したが、これに限られない。任意の階調数の階調電圧を生成する回路構成にも適宜変更可能である。
【００６７】
また、上記実施の形態では、セレクタ部１０３が６つの基準階調電圧を生成する場合を例に説明したが、これに限られない。任意の数の基準階調電圧を生成する回路構成にも適宜変更可能である。
【００６８】
また、上記実施の形態では、中間アンプ部１０５が、抵抗部１０６上の制御電圧印加ノード及び基準階調電圧印加ノードに電圧を印加する場合を例に説明したが、これに限られない。中間アンプ部１０５を設けずに、セレクタ部１０３が、抵抗部１０６上の基準階調電圧印加ノードのみを直接電圧を印加する回路構成にも適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０１  基準電圧端子
１０２  ラダー抵抗
１０３  セレクタ部
１０〜１５  セレクタ回路
１０４  セレクタ制御信号
１０５  中間アンプ部
２０〜２５  差動増幅回路
１０６  抵抗部
１０７  バッファアンプ部
Ａ１〜Ａ６４  ボルテージフォロワアンプ
Ｖ１〜Ｖ４  定電圧入力
Ｒ１〜Ｒ１９  抵抗
Ｒ１３１〜Ｒ１３４  抵抗
７０６  平面抵抗板
【図１】
2011154106.tif 000003
【図２Ａ】
2011154106.tif 000004
【図２Ｂ】
2011154106.tif 000005
【図２Ｃ】
2011154106.tif 000006
【図３Ａ】
2011154106.tif 000007
【図３Ｂ】
2011154106.tif 000008
【図４Ａ】
2011154106.tif 000009
【図４Ｂ】
2011154106.tif 000010
【図４Ｃ】
2011154106.tif 000011
【図５】
2011154106.tif 000012
【図６】
2011154106.tif 000013
【図７】
2011154106.tif 000014
【図８】
2011154106.tif 000015
【図９】
2011154106.tif 000016
【図１０】
2011154106.tif 000017
【図１１】
2011154106.tif 000018
【図１２】
2011154106.tif 000019
【図１３】
2011154106.tif 000020