(57)【要約】【課題】階調電圧生成モジュール及びこれを備えた液晶表示装置、並びにその駆動方法を提供する。【解決手段】高電位電圧源と低電位電圧源との間に直列接続された第１可変電圧分配部１１１０、固定電圧分配部１１２０、及び第２可変電圧分配部１１３０を介して複数の分配電圧を出力する電圧分配手段１１００と、電圧分配手段１１００の分配電圧を用いて階調電圧を出力する電圧出力手段と、を備え、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０のそれぞれは直列接続された複数の可変抵抗部１１０１を備え、固定電圧分配部１１２０は直列接続された複数の抵抗部１１０２を備えることを特徴とする階調電圧生成モジュール、及びこれを備えた液晶表示装置、並びにその駆動方法。【選択図】図３
2008122901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電位電圧源と低電位電圧源との間に直列接続された第１可変電圧分配部、固定電圧分配部、及び第２可変電圧分配部を介して複数の分配電圧を出力する電圧分配手段と、
前記電圧分配手段によって出力される前記複数の分配電圧を用いて階調電圧を出力する電圧出力手段と、を備え、
前記第１可変電圧分配部と前記第２可変電圧分配部のそれぞれは直列接続された複数の可変抵抗部を備え、前記固定電圧分配部は直列接続された複数の抵抗部を備えることを特徴とする階調電圧生成モジュール。
【請求項２】
前記可変抵抗部のそれぞれは、
直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器と、
前記直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器に並列接続された第２の抵抗器と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の階調電圧生成モジュール。
【請求項３】
前記可変抵抗部内の前記スイッチの動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の階調電圧生成モジュール。
【請求項４】
前記制御部は２つの出力端を備え、
前記制御部の一方の出力端に前記第１可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続され、
前記制御部の他方の出力端に前記第２可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続されることを特徴とする請求項３に記載の階調電圧生成モジュール。
【請求項５】
前記第１可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部と前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも高く、
前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の階調電圧生成モジュール。
【請求項６】
前記電圧出力手段は、
前記電圧分配手段の前記分配電圧の一部を階調選択電圧として出力するマルチプレクサー部と、
前記階調選択電圧を用いて階調電圧を生成する階調電圧出力部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の階調電圧生成モジュール。
【請求項７】
液晶を用いて画像を表示する液晶表示パネルと、
前記液晶に階調電圧を供給する階調電圧生成モジュールと、を備え、
前記液晶は、印加される階調電圧により光透過率が非線形的または線形的に変わり、
前記階調電圧生成モジュールは、前記液晶の光透過率が非線形的に変わる領域に相当する階調電圧を生成する可変電圧分配部を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記階調電圧生成モジュールは、
直列接続された前記可変電圧分配部及び固定電圧分配部を介して複数の分配電圧を出力する電圧分配手段と、
前記電圧分配手段の分配電圧を用いて階調電圧を出力する電圧出力手段と、を備え、
前記可変電圧分配部は、直列接続された複数の可変抵抗部を備えることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記可変電圧分配部は、第１可変電圧分配部および第２可変電圧分配部を備え、
前記第１可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部と前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも高く、
前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも低いことを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記可変抵抗部のそれぞれは、
直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器と、
前記直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器に並列接続された第２の抵抗器と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記可変抵抗部内の前記スイッチの動作を制御する制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記制御部は２つの出力端を備え、
前記制御部の一方の出力端に前記第１可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続され、
前記制御部の他方の出力端に前記第２可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続されることを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
それぞれ複数の抵抗部が設けられた第１可変電圧分配部、固定電圧分配部、第２可変電圧分配部が直列接続され、前記第１可変電圧分配部および前記第２可変電圧分配部の各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段階と、
前記複数の分配電圧を用いて複数の階調電圧を生成する段階と、
前記複数の階調電圧を液晶表示パネル内の液晶に印加する段階と、を含み、
前記液晶は、印加される階調電圧の電圧レベルに応じて光透過率が非線形的または線形的に変わり、
前記第１可変電圧分配部により生成された分配電圧と前記第２可変電圧分配部により生成された分配電圧を用いて、前記液晶が非線形的に変わる領域に相当する階調電圧を生成することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記第１可変電圧分配部及び前記第２可変電圧分配部のうち少なくとも一方の内部の抵抗部の抵抗値を可変させることを特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は階調電圧生成モジュール及びこれを備えた液晶表示装置、並びにその駆動方法に係り、さらに詳しくは、液晶の特性に応じてある階調を表示するための階調電圧の幅を調節して画質を高めることのできる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の場合、薄膜トランジスターと、共通電極と画素電極との間に液晶が設けられた画素キャパシターを備える液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの動作を制御する制御部と、を備える。
【０００３】
この種の液晶表示装置の動作を説明すると、薄膜トランジスターを介して共通電極と画素電極との間の電場を変化させて液晶の分子配列を変える。このような液晶の分子配列の変化を通じて液晶の光透過率が調節され、結果として、目標とする画像を表示する。
【０００４】
このとき、前記共通電極と画素電極との間の電場を変化させるために階調電圧を画素電極に印加する。印加される階調電圧により、液晶はその透過率を変化させて目標とする階調を表現する。すなわち、液晶は、印加される階調電圧の電圧範囲内においてその配列が変わる。しかしながら、液晶の光透過率は、前記電圧範囲内において印加される階調電圧により線形的または非線形的に変わる。このとき、液晶の光透過率が非線形的に変わる区間においては、階調の表現が正確に行われないという不都合が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ある階調を表現するための階調電圧の区間、すなわち、電圧幅を調節して液晶の光透過率が非線形的に変わる区間における階調の表現を正確に行うことができる階調電圧生成モジュール及びこれを備えた液晶表示装置、並びにその駆動方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、高電位電圧源と低電位電圧源との間に直列接続された第１可変電圧分配部、固定電圧分配部、及び第２可変電圧分配部を介して複数の分配電圧を出力する電圧分配手段と、前記電圧分配手段によって出力される前記複数の分配電圧を用いて階調電圧を出力する電圧出力手段と、を備え、前記第１可変電圧分配部と前記第２可変電圧分配部のそれぞれは直列接続された複数の可変抵抗部を備え、前記固定電圧分配部は直列接続された複数の抵抗部を備えることを特徴とする階調電圧生成モジュールを提供する。
【０００７】
ここで、前記可変抵抗部のそれぞれは、直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器と、前記直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器に並列接続された第２の抵抗器と、を備えることが好ましい。そして、上記可変抵抗部内の前記スイッチの動作を制御する制御部をさらに備えてもよい。このとき、前記制御部は２つの出力端を備え、前記制御部の一方の出力端に前記第１可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続され、前記制御部の他方の出力端に前記第２可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続されることが好ましい。
【０００８】
前記第１可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部と前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも高く、前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも低いことが好ましい。
【０００９】
そして、前記電圧出力手段は、前記電圧分配手段の前記分配電圧の一部を階調選択電圧として出力するマルチプレクサー部と、前記階調選択電圧を用いて階調電圧を生成する階調電圧出力部と、を備えることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明は、液晶を用いて画像を表示する液晶表示パネルと、前記液晶に階調電圧を供給する階調電圧生成モジュールと、を備え、前記液晶は、印加される階調電圧により光透過率が非線形的または線形的に変わり、前記階調電圧生成モジュールは、前記液晶の光透過率が非線形的に変わる領域に相当する階調電圧を生成する可変電圧分配部を備えることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
【００１１】
ここで、前記階調電圧生成モジュールは、直列接続された前記可変電圧分配部及び固定電圧分配部を介して複数の分配電圧を出力する電圧分配手段と、前記電圧分配手段の分配電圧を用いて階調電圧を出力する電圧出力手段と、を備え、前記可変電圧分配部は、直列接続された複数の可変抵抗部を備えることが好ましい。
【００１２】
そして、前記可変電圧分配部は第１可変電圧分配部および第２可変電圧分配部を備え、前記第１可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部と前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも高く、前記第２可変電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルは、前記固定電圧分配部が出力する分配電圧の電圧レベルよりも低いことが好ましい。
【００１３】
前記可変抵抗部のそれぞれは、直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器と、前記直列接続されたスイッチ及び第１の抵抗器に並列接続された第２の抵抗器と、を備えることが好適である。
【００１４】
前記可変抵抗部内の前記スイッチの動作を制御する制御部をさらに備えることが可能である。このとき、前記制御部は２つの出力端を備え、前記制御部の一方の出力端に前記第１可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続され、前記制御部の他方の出力端に前記第２可変電圧分配部内の複数の可変抵抗部のスイッチがそれぞれ接続されることが好ましい。
【００１５】
さらに、本発明によれば、それぞれ複数の抵抗部が設けられた第１可変電圧分配部、固定電圧分配部、第２可変電圧分配部が直列接続され、前記第１可変電圧分配部および前記第２可変電圧分配部の各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段階と、前記複数の分配電圧を用いて複数の階調電圧を生成する段階と、前記複数の階調電圧を液晶表示パネル内の液晶に印加する段階と、を含み、前記液晶は、印加される階調電圧の電圧レベルに応じて光透過率が非線形的または線形的に変わり、前記第１可変電圧分配部により生成された分配電圧と前記第２可変電圧分配部により生成された分配電圧を用いて、前記液晶が非線形的に変わる領域に相当する階調電圧を生成することを特徴とする液晶表示装置の駆動方法を提供する。
【００１６】
ここで、前記第１可変電圧分配部及び前記第２可変電圧分配部のうち少なくとも一方の内部の抵抗部の抵抗値を可変させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、印加される階調電圧に対して液晶透過率が非線形的に変わる領域の階調電圧の電圧値をより一層細かく選択することができる。
【００１８】
また、本発明は、液晶が非線形的に変わる領域に相当する抵抗値を選択的に変更させて、液晶が非線形的に変わる領域における階調電圧の電圧レベルを調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。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。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は、この実施形態によるデータ駆動部のブロック図である。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、この実施形態による表示装置は、液晶表示パネル１００、ゲート駆動部２００、データ駆動部３００、駆動電圧生成部４００、及び信号制御部５００を備える。
【００２２】
上記の液晶表示パネル１００は、略列方向に延長される複数のゲート線Ｇ１〜Ｇｎ及びこれと直交する行方向に延長される複数のデータ線Ｄ１〜Ｄｍを備え、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎとデータ線Ｄ１〜Ｄｍとの交差領域には画素が設けられる。前記画素としては、薄膜トランジスターＴ、維持キャパシターＣｓｔ、及び液晶キャパシターＣｌｃを備える画素が設けられる。前記画素は、赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂ画素を備え、これらを組み合わせることで天然の色を表示することができる。このような液晶表示パネル１００は薄膜トランジスターＴ、ゲート線Ｇ１〜Ｇｎ、データ線Ｄ１〜Ｄｍ、及び液晶キャパシター用の画素電極が設けられた薄膜トランジスター基板（図示せず）と、ブラックマトリックス、カラーフィルター、及び液晶キャパシター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、前記薄膜トランジスター基板と前記共通電極基板との間には液晶（図示せず）が設けられる。
【００２３】
ここで、薄膜トランジスターＴのゲート端子はゲート線Ｇ１〜Ｇｎに接続され、ソース端子はデータ線Ｄ１〜Ｄｍに接続され、ドレイン端子は液晶キャパシターＣｌｃの画素電極に接続される。これにより、薄膜トランジスターＴはゲート線に印加されるゲートターンオン電圧により動作し、データ線Ｄ１〜Ｄｍ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供給して液晶キャパシター両端の電界を変化させる。これにより、液晶表示パネル１００の内側の液晶の配列を変化させてバックライトから供給された光の透過率を調整することができる。
【００２４】
ここで、液晶キャパシターＣｌｃの画素電極には液晶の配列方向を調整するためのドメイン規制手段として多数の切欠及び／または突起パターンが設けられ、共通電極には突起及び／または切欠パターンが設けられる。この実施形態の液晶は垂直配向方式により配向されることが好ましい。
【００２５】
上述の構造を有する液晶表示パネル１００の外側には、液晶表示パネル１００の駆動のための信号を供給する制御部が設けられる。前記制御部は、ゲート駆動部２００、データ駆動部３００、駆動電圧生成部４００、及び信号制御部５００を備える。
【００２６】
ここで、ゲート駆動部２００及び／またはデータ駆動部３００は液晶表示パネル１００の下部表示板の上に実装されてもよく、別途の印刷回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）に実装された後、軟性印刷回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ；ＦＰＣ）を介して電気的に接続されてもよい。この実施形態のゲート駆動部２００とデータ駆動部３００は少なくとも１枚の駆動チップ状に製作されて実装されることが好ましい。そして、駆動電圧生成部４００と信号制御部５００は印刷回路基板の上に実装され、軟性印刷回路基板を介して液晶表示パネル１００と電気的に接続されることが好ましい。
【００２７】
信号制御部５００は、外部のグラフィック制御器（図示せず）から入力された映像信号、すなわち、画素データＲ、Ｇ、Ｂ、及びこれら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、メインクロックＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥなどのデータが供給される。このような画素データを液晶表示パネル１００の動作条件に合わせて処理し、ゲート制御信号及びデータ制御信号を生成してゲート制御信号をゲート駆動部２００に送る。ここで、画素データは液晶表示パネル１００の画素配列により再配列される。そして、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、ゲートクロック信号、及び出力イネーブル信号などを備える。データ制御信号は、画素データの送信開始を知らせる同期開始信号、該当データ線にデータ電圧を印加させるためのロード信号、共通電圧に対する階調電圧の極性を反転させる反転信号、及びデータクロック信号などを備える。
【００２８】
駆動電圧発生部４００は、外部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様々な駆動電圧を生成する。駆動電圧生成部４００は、基準電圧ＧＶＤＤと、ゲートターンオン電圧Ｖｏｎ、及びゲートターンオフ電圧Ｖｏｆｆ、そして共通電圧を生成する。そして、駆動電圧生成部４００は、信号制御部５００からの制御信号に基づいてゲートターンオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆをゲート駆動部２００に印加し、基準電圧ＧＶＤＤをデータ駆動部３００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。
【００２９】
ゲート駆動部２００は、外部の制御信号に基づいて駆動電圧発生部４００のゲートターンオン／ターンオフ電圧Ｖｏｎ／Ｖｏｆｆをゲート線Ｇ１〜Ｇｎに印加する。これにより、各画素に印加される階調電圧が該当画素に印加されるように該当する薄膜トランジスターＴを制御することが可能になる。
【００３０】
データ駆動部３００は、信号制御部５００の制御信号と駆動電圧発生部４００の基準電圧ＧＶＤＤとを用いて階調電圧を生成して各データ線Ｄ１〜Ｄｍに印加する。すなわち、データ駆動部３００は、入力されたデジタル形式の画素データを基準電圧ＧＶＤＤに基づいてアナログ形式のデータ信号、すなわち、階調電圧を生成する。
【００３１】
この実施形態のデータ駆動部３００は、図２に示すように、サンプリング信号を順次に送るシフトレジスター部３１０、画素データを一時保存するデータレジスター部３２０、サンプリング信号を通じて画素データをサンプリングしてラッチするラッチ部３３０、複数の階調電圧を生成する階調電圧生成部１０００、ラッチされた画素データを階調電圧に変換するデジタル−アナログ変換部（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＤＡＣ）３４０、及び変換された画素データをデータ線Ｄ１〜Ｄｍに供給する出力バッファー部３５０を備える。
【００３２】
ここで、シフトレジスター部３１０は、信号制御部５００からの制御信号に基づいてサンプリング信号を発生してラッチ部３３０に供給する。データレジスター部３２０は、信号制御部５００から順次に入力される画素データＲ、Ｇ、Ｂを一時保存する。ラッチ部３３０は、シフトレジスター部３１０のサンプリング信号に対応してデータレジスター部３２０に一時保存されている画素データＲ、Ｇ、Ｂをサンプリングしてラッチする。このとき、ラッチ部３３０は、それぞれのデータ線Ｄ１〜Ｄｍに対応する画素データを同時にラッチして出力する。階調電圧生成部１０００は電圧分配手段を有し、基準電圧ＧＶＤＤを電圧分配手段において電圧分配して複数の階調電圧を出力する。上記のＤＡＣ部３４０は、ラッチ部３３０から出力される画素データをアナログ形式のデータ信号、すなわち、階調電圧に変換して出力バッファー部３５０に出力する。出力バッファー部３５０は、ＤＡＣ部３４０から出力される階調電圧を受信して前記階調電圧をサンプリング及び保持して出力する。
【００３３】
以上、階調電圧生成部１０００がデータ駆動部３００内に作り込まれることについて説明したが、これに限定されるものではなく、階調電圧生成部１０００は別途のモジュールとしてデータ駆動部３００の外側に外付けされてもよい。
【００３４】
この実施形態においては、階調電圧生成部１０００の電圧分配手段において基準電圧ＧＶＤＤを電圧分配して複数の階調電圧として出力し、このような階調電圧を通じて液晶の光透過度を変化させる。
【００３５】
以下、図面を参照して階調電圧生成部について説明する。
【００３６】
図３は、この実施形態による階調電圧生成部の概念図であり、図４は、この実施形態による液晶の動作特性を説明するためのグラフである。
【００３７】
図３を参照すると、この実施形態による階調電圧生成部は、電圧分配手段１１００と、マルチプレクサー部１２００と、階調電圧出力部１３００と、を備える。マルチプレクサー部１２００および階調電圧出力部１３００は、電圧出力手段として機能する。
【００３８】
電圧分配手段１１００は、基準電圧ＧＶＤＤを用いて複数の分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰｒを生成する。マルチプレクサー部１２００は、前記複数の分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰｒのうち一部を選択して階調選択電圧ＶＩＮ１〜ＶＩＮｍとして出力する。階調電圧出力部１３００は、階調選択電圧ＶＩＮ１〜ＶＩＮｍを用いて階調電圧Ｖ１〜Ｖｎを生成してこれを出力する。
【００３９】
電圧分配手段１１００は、基準電圧ＧＶＤＤが印加される第１の入力端と接地電圧ＶＳＳが印加される第２の入力端との間に直列接続された第１可変電圧分配部（以下、「上部可変電圧分配部」と称する）１１１０、固定電圧分配部１１２０、及び第２可変電圧分配部（以下、「下部可変電圧分配部」と称する）１１３０を備える。上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０のそれぞれは、直列接続された複数の可変抵抗部１１０１を備える。このような可変抵抗部１１０１は、外部の制御信号に基づいてその抵抗値が変わる。そして、固定電圧分配部１１２０は、直列接続された複数の抵抗部１１０２を備える。第１の入力端に印加される基準電圧ＧＶＤＤは、上述の上部可変電圧分配部１１１０、固定電圧分配部１１２０、及び下部可変電圧分配部１１３０により電圧分配されて複数の分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰｒに分離される。
【００４０】
上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０において生成される分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ９、ＫＶＰｒ−８〜ＫＶＰｒは、印加される階調電圧に対して液晶透過率が非線形的に変わる領域の階調電圧を生成するために用いられる。すなわち、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０内には可変抵抗部１１０１が設けられており、これらにおいて生成される分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ９、ＫＶＰｒ−８〜ＫＶＰｒは、その電圧レベルを必要に応じて可変することができる。これにより、印加される階調電圧に対して液晶透過率が非線形的に変わる領域の階調電圧の値をより一層細かく選択することができる。
【００４１】
ここで、上部可変電圧分配部１１１０により生成される分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ８の電圧レベルが最も高く、下部可変電圧分配部１１３０により生成される分配電圧ＫＶＰｒ−８〜ＫＶＰｒの電圧レベルが最も低いことが好ましい。
【００４２】
上述のように、この実施形態においては、階調電圧生成部１０００は電圧分配手段１１００において基準電圧ＧＶＤＤを電圧分配して複数の分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰｒを生成し、複数の分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰｒの一部を用いて階調電圧Ｖ１〜Ｖｎを生成する。上述の階調電圧生成部１１００を備える液晶表示装置は、階調電圧Ｖ１〜Ｖｎを用いて液晶の光透過を変化させて画像を表示する。
【００４３】
ここで、液晶には、図４に示すように、印加電圧、すなわち、階調電圧によりその透過度が線形に変わる区間（すなわち、線形区間）Ｂと、印加電圧によりその透過度が非線形的に変わる区間（すなわち、非線形区間）Ａ、Ｃが存在する。図４は、ＮＷモード（ｎｏｒｍａｌｌｙ−ｗｈｉｔｅ  ｍｏｄｅ）とＮＢモード（ｎｏｒｍａｌｌｙ−ｂｌａｃｋ  ｍｏｄｅ）における、印加電圧による液晶の光透過度を示す。ここで、非線形区間Ａ、Ｃにおいては細かい階調の表現が困難であるという問題がある。このような問題を解決するために、前記非線形区間Ａ、Ｃに相当する階調電圧の制御をさらに細かく行う必要がある。
【００４４】
このため、この実施形態においては、非線形区間Ａ、Ｃに相当する階調電圧を生成する領域の電圧分配率を調節して階調電圧の幅を変化させることが好ましい。このとき、前記電圧分配比率は、電圧分配手段１１００の抵抗値を変化させて調節することができる。すなわち、非線形区間Ａ、Ｃは高電圧レベルの階調電圧が印加される領域と、低電圧レベルの階調電圧が印加される領域と、に分けられる。前記高電圧レベルの階調電圧は上述の電圧分配手段１１００の上部可変電圧分配部１１１０によりその電圧レベルが変わることがあり、低電圧レベルの階調電圧は上述の下部可変電圧分配部１１３０によりその電圧レベルが変わることがある。
【００４５】
上述のように、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０は複数の可変抵抗部１１０１を備えている。このため、可変抵抗部１１０１の抵抗値を変化させて上部可変電圧分配部１１１０及び／または下部可変電圧分配部１１３０により出力される分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ９、ＫＶＰｒ−８〜ＫＶＰｒの電圧レベルを変化させることができる。
【００４６】
そして、変化された電圧レベルの分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ９、ＫＶＰｒ−８〜ＫＶＰｒにより生成される複数の階調電圧間の間隔を広げることができる。これにより、非線形区間に相当する階調電圧の一部を線形区間に位置させて、より一層効果的な色表現を行うことができる。
【００４７】
ここで、基準電圧ＧＶＤＤ、すなわち、高電位電圧源と、接地電源ＶＳＳ、すなわち、低電位電圧源との間に、たとえば、１００個の抵抗部が直列接続されて電圧分配手段１１００を形成する場合、基準電圧ＧＶＤＤから２〜９個目の抵抗部は上部可変電圧分配部１１１０として動作し、接地電源ＶＳＳから２〜９個目の抵抗部は下部可変電圧分配部１１３０として動作する。そして、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０との間に設けられた残りの抵抗部（基準電圧ＧＶＤＤから１０〜９０個目）は固定電圧分配部１１２０として動作する。電圧分配手段１１００は、上述の複数の抵抗部を通じて複数の分配電圧を生成する。
【００４８】
マルチプレクサー部１２００は、複数のマルチプレクサー１２１０−１〜１２１０−ｋを備える。図３に示すように、マルチプレクサー１２１０−１〜１２１０−ｋとしては、８：１のマルチプレクサーを用いることが好ましい。すなわち、外部選択信号ＳＥＬ１〜ＳＥＬｓにより、８個の分配電圧のうち１つの分配電圧を階調選択電圧ＶＩＮ２〜ＶＩＮｍ−１として出力する。そして、最上位分配電圧ＫＶＰ１と最下位分配電圧ＫＶＰｒは、マルチプレクサー１２１０−１〜１２１０−ｋを通過することなく、最上位階調選択電圧ＶＩＮ１及び最下位階調選択電圧ＶＩＮｍとして出力される。階調電圧出力部１３００は、マルチプレクサー部１２００により出力された複数の階調選択電圧ＶＩＮ１〜ＶＩＮｍを用いて複数の階調電圧Ｖ１〜Ｖｎを生成してこれを出力する。
【００４９】
以下、図面を参照して上述の電圧分配手段について説明する。
【００５０】
以下では、５０個の分配電圧を生成する電圧分配手段を例として挙げて説明する。
【００５１】
図５は、この実施形態による電圧分配手段の詳細回路図であり、図６は、この実施形態による電圧分配手段の詳細回路図の別例である。
【００５２】
図５を参照すると、この実施形態による電圧分配手段１１００は、基準電圧ＧＶＤＤが印加される第１の入力端と接地電圧ＶＳＳが印加される第２の入力端との間に直列接続された上部可変電圧分配部１１１０、固定電圧分配部１１２０、及び下部可変電圧分配部１１３０を備える。このとき、前記第１の入力端と上部可変電圧分配部１１１０との間には上部可変抵抗器１１０３が設けられ、前記第２の入力端と下部可変電圧分配部１１３０との間には下部可変抵抗器１１０４が設けられる。上部可変電圧分配部１１１０には９個の可変抵抗部１１０１が直列接続される。そして、下部可変電圧分配部１１３０には９個の可変抵抗部１１０１が直列接続される。固定電圧分配部１１２０には３２個の抵抗器が直列接続される。ここで、抵抗器の抵抗値は互いに同じ抵抗値を有してもよく、異なる抵抗値を有してもよい。または、抵抗のうち少なくとも一部が同じ抵抗値を有することもできる。
【００５３】
可変抵抗部１１０１のそれぞれは、直列接続されたスイッチＳ１及び第１の抵抗器Ｒ１と、前記直列接続されたスイッチＳ１及び第１の抵抗器Ｒ１に並列接続された第２の抵抗器Ｒ２と、を備える。すなわち、可変抵抗部１１０１の一端にスイッチＳ１の一方の端子と第２の抵抗器Ｒ２の一方の端子が接続され、可変抵抗部１１０１の他方の端子に第１の抵抗器Ｒ１の他方の端子と第２の抵抗器Ｒ２の他方の端子が接続される。そして、スイッチＳ１の他方の端子と第１の抵抗器Ｒ１の一方の端子が互いに接続される。ここで、前記第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２としては、異なる抵抗値を有する抵抗器を用いることが好ましい。そして、第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値は各可変抵抗部１１０１ごとに異なってもよい。この実施形態においては、可変抵抗部１１０１内のスイッチＳ１のオン／オフにより複数の可変抵抗部１１０１の抵抗値が変わる。すなわち、スイッチＳ１がオフの状態である場合には、可変抵抗部１１０１の抵抗値は第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値となる。しかしながら、スイッチＳ１がオンの状態である場合の可変抵抗部１１０１の抵抗値は、第１の抵抗器Ｒ１と第２の抵抗器Ｒ２の並列抵抗値となる。
【００５４】
このように、この実施形態においては、可変抵抗部１１０１内の抵抗値を調節することで、抵抗値により分配されて生成される分配電圧の電圧レベルを調節することができる。
この実施形態のスイッチＳ１は、外部制御部１４００の出力によりオン／オフされることが好ましい。
【００５５】
外部制御部１４００は、第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２を出力してそれぞれ上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０のスイッチＳ１の動作を制御することが好ましい。
【００５６】
第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２の出力を調節して上部可変電圧分配部１１１０または下部可変電圧分配部１１３０のスイッチＳ１だけをオンにしたり、上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０のスイッチＳ１の両方をオンにしたりできる。もちろん、上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０のスイッチＳ１を両方ともオフにすることもできる。この実施形態においては、上述の外部制御部１４００としてフリップフロップを用いることが好ましい。
【００５７】
以下、上述の構造を有するこの実施形態による階調電圧生成部の動作を、図５を参照して説明する。
【００５８】
この実施形態の階調電圧生成部１０００に基準電圧ＧＶＤＤが印加されると、電圧分配手段１１００は、上部可変電圧分配部１１１０、固定電圧分配部１１２０、及び下部可変電圧分配部１１３０により基準電圧ＧＶＤＤを電圧分配して第１の分配電圧ＫＶＰ１〜第５０の分配電圧ＫＶＰ５０を生成する。すなわち、基準電圧ＧＶＤＤは、各電圧分配部１１１０，１１２０，１１３０内の抵抗器により電圧分配される。
【００５９】
このとき、この実施形態においては、上部可変電圧分配部１１１０及び／または下部可変電圧分配部１１３０内の可変抵抗部１１０１はその抵抗値が固定されておらず、必要に応じて変わりうる。
【００６０】
すなわち、外部制御部１４００の出力である第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２の出力がいずれも非活性化された場合を説明すると、下記の通りである。
【００６１】
非活性化された第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２により上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０の可変抵抗部１１０１のスイッチＳ１がオフの状態となる。これにより、上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０の可変抵抗部１１０１の抵抗値はいずれも第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値となる。このため、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０は、第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値に相当する電圧レベルの分配電圧を生成することになる。
【００６２】
外部制御部１４００の出力である第１の制御信号ＣＳ１が活性化され、且つ、第２の制御信号ＣＳ２が非活性化された場合を説明すると、下記の通りである。
【００６３】
非活性化された第２の制御信号ＣＳ２が印加された下部可変電圧分配部１１３０の可変抵抗部１１０１の抵抗値は、上述のように、第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値を有する。一方、活性化された第１の制御信号ＣＳ１により上部可変電圧分配部１１１０の可変抵抗部１１０１のスイッチＳ１はオンの状態となる。これにより、上部可変電圧分配部１１１０内の可変抵抗部１１０１の抵抗値は第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２の並列抵抗値となる。このため、上部可変電圧分配部１１１０は、第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２の並列抵抗値に相当する電圧レベルの分配電圧を生成し、下部可変電圧分配部１１３０は第２の抵抗器Ｒ２の抵抗値に相当する電圧レベルの分配電圧を生成する。
【００６４】
そして、外部制御部１４００の出力である第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２が両方とも活性化される場合を説明すると、下記の通りである。
【００６５】
第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２が両方とも活性化される場合には、上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０の可変抵抗部１１０１のスイッチＳ１がオンの状態となる。これにより、上部可変電圧分配部１１１０及び下部可変電圧分配部１１３０内の可変抵抗部１１０１の抵抗値はいずれも第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２の並列抵抗値となる。このため、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０は第１の抵抗器Ｒ１及び第２の抵抗器Ｒ２の並列抵抗値に相当する電圧レベルの分配電圧を生成する。
【００６６】
従来には、電圧分配手段内にいずれも固定された抵抗部のみが形成されていた。このため、前記電圧分配手段により生成される分配電圧として１種だけが存在していた。しかしながら、この実施形態による電圧分配手段１１００は、上述のように、制御部１４００の第１の制御信号ＣＳ１及び第２の制御信号ＣＳ２により４種類のタイプの分配電圧ＫＶＰ１〜ＫＶＰ５０を生成することができる。これにより、従来の１種類の分配電圧により生成される階調電圧よりも一層様々な電圧レベルの階調電圧を生成することができる。
【００６７】
このように、この実施形態においては、選択的に上部可変電圧分配部１１１０及び／または下部可変電圧分配部１１３０内の可変抵抗部１１０１の抵抗値を調節することができる。これにより、上部可変電圧分配部１１１０と下部可変電圧分配部１１３０が生成する分配電圧の電圧レベルを細かく調節することができる。
【００６８】
もちろん、以上の説明において、上部可変電圧分配部１１１０及び／または下部可変電圧分配部１１３０内の抵抗値が変わり、これらを介して出力される分配電圧ＫＶＰ２〜ＫＶＰ９，ＫＶＰ４２〜ＫＶＰ４９の電圧レベルが変わる場合、これらの間に設けられた固定電圧分配部１１２０により出力される分配電圧ＫＶＰ１０〜ＫＶＰ４１の電圧レベルも変わることがある。
【００６９】
上述のように、この実施形態の電圧分配手段１１００により第１の分配電圧ＫＶＰ１〜第５０の分配電圧ＫＶＰ５０を生成する。そして、上述のように、第１の分配電圧ＫＶＰ１〜第５０の分配電圧ＫＶＰ５０の電圧レベルは変わりうる。このとき、第１の分配電圧ＫＶＰ１〜第５０の分配電圧ＫＶＰ５０の電圧レベルの変化は、隣り合う分配電圧間の電圧幅が変わることを意味する。
【００７０】
マルチプレクサー部１２００は、上記の第１の分配電圧ＫＶＰ１〜第５０の分配電圧ＫＶＰ５０が印加されて、第１の階調選択電圧ＶＩＮ１〜第８の階調選択電圧ＶＩＮ８を生成する。
【００７１】
マルチプレクサー部１２００は、第１の分配電圧ＫＶＰ１を第１の階調選択電圧ＶＩＮ１として出力し、第５０の分配電圧ＫＶＰ５０を第８の階調選択電圧ＶＩＮ８として出力する。そして、マルチプレクサー部１２００内の第１のマルチプレクサー１２１０−１は、第１の選択信号ＳＥＬ１により第２の分配電圧ＫＶＰ２〜第９の分配電圧ＫＶＰ９のうちいずれか１つの分配電圧を第２の階調選択電圧ＶＩＮ２として出力する。第２のマルチプレクサー１２１０−２は、第２の選択信号ＳＥＬ２により第１０の分配電圧ＫＶＰ１０〜第１７の分配電圧ＫＶＰ１７のうちいずれか１つの分配電圧を第３の階調選択電圧ＶＩＮ３として出力する。第３のマルチプレクサー１２１０−３は、第３の選択信号ＳＥＬ３により第１８の分配電圧ＫＶＰ１８〜第２５の分配電圧ＫＶＰ２５のうちいずれか１つの分配電圧を第４の階調選択電圧ＶＩＮ４として出力する。第４のマルチプレクサー１２１０−４は、第４の選択信号ＳＥＬ４により第２６の分配電圧ＫＶＰ２６〜第３３の分配電圧ＫＶＰ３３のうちいずれか１つの分配電圧を第５の階調選択電圧ＶＩＮ５として出力する。第５のマルチプレクサー１２１０−５は、第５の選択信号ＳＥＬ５により第３４の分配電圧ＫＶＰ３４〜第４１の分配電圧ＫＶＰ４１のうちいずれか１つの分配電圧を第６の階調選択電圧ＶＩＮ６として出力する。第６のマルチプレクサー１２１０−６は、第６の選択信号ＳＥＬ６により第４２の分配電圧ＫＶＰ４２〜第４９の分配電圧ＫＶＰ４９のうちいずれか１つの分配電圧を第７の階調選択電圧ＶＩＮ７として出力する。
【００７２】
階調電圧出力部１３００は、第１の階調選択電圧ＶＩＮ１〜第８の階調選択電圧ＶＩＮ８が印加されて、第１の階調電圧Ｖ１〜第６４の階調電圧Ｖ６４を生成する。
【００７３】
階調電圧出力部１３００は、第１の階調選択電圧ＶＩＮ１を第１の階調電圧Ｖ１として出力し、第２の階調選択電圧ＶＩＮ２を第２の階調電圧Ｖ２として出力し、第３の階調選択電圧ＶＩＮ３を第９の階調電圧Ｖ９として出力し、第４の階調選択電圧ＶＩＮ４を第２１の階調電圧Ｖ２１として出力し、第５の階調選択電圧ＶＩＮ５を第４４の階調電圧Ｖ４４として出力し、第６の階調選択電圧ＶＩＮ６を第５６の階調電圧Ｖ５６として出力し、第７の階調選択電圧ＶＩＮ７を第６３の階調電圧Ｖ６３として出力し、第８の階調選択電圧ＶＩＮ８を第６４の階調電圧Ｖ６４として出力する。そして、第２の階調選択電圧ＶＩＮ２及び第３の階調選択電圧ＶＩＮ３を用いて第３の階調電圧Ｖ３〜第８の階調電圧Ｖ８を生成し、第３の階調選択電圧ＶＩＮ３及び第４の階調選択電圧ＶＩＮ４を用いて第１０の階調電圧Ｖ１０〜第２０の階調電圧Ｖ２０を生成し、第４の階調選択電圧ＶＩＮ４及び第５の階調選択電圧ＶＩＮ５を用いて第２２の階調電圧Ｖ２２〜第４３の階調電圧Ｖ４３を生成し、第５の階調選択電圧ＶＩＮ５及び第６の階調選択電圧ＶＩＮ６を用いて第４５の選択電圧Ｖ４５〜第５５の階調電圧Ｖ５５を生成し、第６の階調選択電圧ＶＩＮ６及び第７の階調選択電圧ＶＩＮ７を用いて第５７の階調電圧Ｖ５７〜第６２の階調電圧Ｖ６２を生成する。
【００７４】
ここで、上述の液晶の非線形区間に相当する階調電圧は、第２の階調電圧Ｖ２〜第９の階調電圧Ｖ９と第５７の階調電圧Ｖ５７〜第６３の階調電圧Ｖ６３である。これらの階調電圧Ｖ２〜Ｖ９，Ｖ５７〜Ｖ６３は、上述のように、第２の階調選択電圧ＶＩＮ２と第７の階調選択電圧ＶＩＮ７により生成される。そして、第２の階調選択電圧ＶＩＮ２は、上部可変電圧分配部１１１０によりその電圧レベルが変わり、第７の階調選択電圧ＶＩＮ７は、下部可変電圧分配部１１３０によりその電圧レベルが変わる。このように、この実施形態においては、電圧分配手段１１００のうち基準電圧ＧＶＤＤと隣り合う領域に複数の可変抵抗部１１０１を備える上部可変電圧分配部１１１０を配置し、接地電源ＶＳＳと隣り合う領域に複数の可変抵抗部１１０１を備える下部可変電圧分配部１１３０を配置して、液晶の非線形区間に相当する階調電圧の電圧レベルを細かく調節することができる。これにより、非線形区間における画像の表現を柔らかく行うことができる。
【００７５】
そして、この実施形態による階調電圧生成部１０００は、正の階調電圧と負の階調電圧を生成して出力することができる。このために、図６に示すように、正の電圧分配手段１１００ａと、負の電圧分配手段１１００ｂと、を備えることができる。電圧分配手段１１００ａの分配電圧を用いて階調選択電圧ＶＩＮ１＋〜ＶＩＮ８＋を生成するマルチプレクサー部１２００ａと、負の電圧分配手段１１００ｂの分配電圧を用いて負の階調選択電圧ＶＩＮ１−〜ＶＩＮ８−を生成する負のマルチプレクサー部１２００ｂと、を備えることができる。階調電圧出力部１３００は、階調選択電圧ＶＩＮ１＋〜ＶＩＮ８＋を用いて階調電圧Ｖ１＋〜Ｖ６４＋を生成し、負の階調選択電圧ＶＩＮ１−〜ＶＩＮ８−を用いて負の階調電圧Ｖ１−〜Ｖ６４−を生成することができる。このように、階調電圧Ｖ１＋〜Ｖ６４＋と負の階調電圧Ｖ１−〜Ｖ６４−を生成して異なる極性の階調電圧を表示装置に与えることができる。
【００７６】
以上、本発明による階調電圧生成モジュール及びこれを備えた液晶表示装置、並びにその駆動方法について説明したが、これは単なる例示的なものに過ぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、特許請求の範囲において請求するように、本発明の要旨を逸脱することなく、この技術分野における通常の知識を持った者であれば誰でも種々の変更実施が行える範囲まで本発明の技術的な思想があると言えるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図。
【図２】この実施形態によるデータ駆動部のブロック図。
【図３】この実施形態による階調電圧生成部の概念図。
【図４】この実施形態による液晶の動作特性を説明するためのグラフ。
【図５】この実施形態による電圧分配手段の詳細回路図。
【図６】この実施形態による電圧分配手段の詳細回路図の別例。
【符号の説明】
【００７８】
１００    液晶表示パネル、
２００    ゲート駆動部、
３００    データ駆動部、
４００    駆動電圧生成部、
５００    信号制御部、
３１０    シフトレジスター部、
３２０    データレジスター部、
３３０    ラッチ部、
３４０    ＤＡＣ部、
３５０    出力バッファー部、
１０００    階調電圧生成部、
１１０１    可変抵抗部、
１１００    電圧分配手段、
１１１０    上部可変電圧分配部、
１１２０    固定電圧分配部、
１１３０    下部可変電圧分配部、
１２００    マルチプレクサー部、
１３００    階調電圧出力部、
１４００    制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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