(57)【要約】【課題】製造した液晶パネル毎のγ特性のばらつきをなくし、画像を良好に表示する液晶表示装置を提供する。【解決手段】電源投入時に、表示制御回路４は、ＲＯＭ７に格納されている液晶パネル１に対応した階調電圧データを読み出し、階調電圧設定回路６に階調電圧を設定する。また、外部制御信号を受けると、表示制御回路４は、階調電圧設定回路６に階調電圧を設定する。設定された階調電圧がソース・ドライバ部３に入力されて、液晶パネル１が駆動され、画像が表示される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
階調電圧値データが格納された記憶手段と、前記記憶手段から読み出された階調電圧値データ又は外部制御信号による階調電圧値データを入力する表示制御手段と、前記表示制御手段からの階調電圧値データに基づいて階調電圧を設定する階調電圧設定手段と、前記階調電圧設定手段で設定された階調電圧を入力するドライバ手段と、前記ドライバ手段で選択された階調電圧によって駆動される液晶パネルとを備えた液晶表示装置において、
前記記憶手段への階調電圧値データの書き込みは、前記表示制御手段に入力される外部制御信号を用いて行うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記記憶手段からの階調電圧値データの読み出しは、電源投入時に、自動的に行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記外部制御信号による階調電圧値データの入力は、通常の動作中に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
液晶表示装置の輝度を測定する測定手段と、前記測定手段からの測定データを入力し、前記液晶表示装置に外部制御信号を出力するとともに、制御信号を出力するパーソナルコンピュータと、前記制御信号を入力し、前記液晶表示装置に入力信号を出力する基準信号発生器とを用いて前記液晶表示装置に最適階調電圧を設定する装置において、
前記パーソナルコンピュータは、測定データの値が最適階調電圧値に対応する値か否かを判断し、最適階調電圧値でないと判断した場合には、測定データの値が最適階調電圧値に対応する値となるまで、外部制御信号を用いて階調電圧値を液晶表示装置に順次出力し、最適階調電圧値であると判断した場合には、外部制御信号を用いて最適階調電圧値を液晶表示装置における記憶手段に格納することを特徴とする液晶表示装置の最適階調電圧を設定する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置及びそのγ特性を決定する最適階調電圧設定装置に関するものであるが、他に、光学γ特性を有するＰＤＰ、ＥＬ等の表示装置全般に好適なものでもある。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、本発明者らが開発してきた従来の液晶表示装置（液晶表示モジュール）の一つの回路構成を模式的に示すブロック図である。この液晶表示装置は、液晶パネル１、ゲート・ドライバ部２、ソース・ドライバ部３、表示制御回路４、電源回路５、ラダー抵抗回路８及びドライブ回路９で構成されており、入力信号として、表示データ信号及び同期信号等のディジタル信号が入力され、入力電源が電源回路５に供給されることで動作する。
【０００３】
入力されたディジタル入力信号は、一旦、表示制御回路４で、同期信号のタイミング調整と液晶パネルに直流が印加されないように表示データ信号の交流化が行われ、これら同期信号及び表示データ信号をゲート・ドライバ部２及びソース・ドライバ部３に送る。
【０００４】
また、ラダー抵抗回路８で分圧された電圧を入力するドライブ回路９からの階調電圧をソース・ドライバ部３に送り、ソース・ドライバ部３は表示データ信号のレベルに対応した階調電圧を選択して液晶パネル１に供給することで、液晶パネル１の画面には表示データ信号が表示される。
【０００５】
なお、ソース・ドライバ部３は、階調電圧間をさらに分圧し、合計６４〜２５６種類等の電圧を出力することで、さらに精細な階調表示を行うことができる。
【０００６】
図９は、図８のラダー抵抗回路８とドライブ回路９の詳細を示す従来の階調電圧を生成する回路図であって、ラダー抵抗回路８は、基準電圧１と基準電圧２との電位差を抵抗１０により分圧し、必要とする階調電圧１〜ｎの電圧を決め、この電圧をドライブ回路９のバッファー１１を介してソース・ドライバ部３に供給している。
【０００７】
図１０は、階調電圧と輝度との関係を表した図であって、通常は標準的な輝度特性１２となるが、パネルの製造のばらつきとか、温度変化等の要因により、この輝度特性１２が、輝度からみて上下に、階調電圧からみて左右に、ばらついて、輝度特性１３のようになり、階調電圧ｍにおいては、その階調電圧に対応する輝度Ｂｍが上下に±ΔＢとばらつくために、例えば、図１１に示す入力信号と輝度との関係を示すγ特性がばらつくことになり、画面表示品質が劣化する。
【０００８】
すなわち、ＴＶ用途向け、動画対応ＡＳ−ＴＦＴモジュールにおいて、ソース・ドライバ部３に光学的γ特性が２．２になるように１０〜１２種類の階調電圧を供給しているが、パネルの製造ばらつきにより、このγ特性もばらつき、表示品質が低下する。
【０００９】
なお、液晶表示装置のγ補正を行うものとして、例えば、以下に示す特許文献１，２が挙げられる。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１９５０４６号公報
この特許文献１には、液晶表示装置のγ補正をＲＯＭで行うものとして、次のことが記載されている。
【００１１】
ディジタル画像データをＲＯＭのアドレスに入力することで、アドレスされたＲＯＭの出力から補正されたγ特性を有するディジタル画像データが得られる。
【００１２】
しかし、ディジタル画像データ全てのレベルに対応するアドレスを有するＲＯＭを設けることは、ＲＯＭの容量が大きくなるので、γ特性の相似する部分に対応するディジタル画像データのレベルを領域に分けて、例えば、γ特性の低レベル領域と高レベル領域とが相似する場合に、低レベル領域の各レベルをＲＯＭのアドレスとし、高レベル領域の各レベルについては、低レベル領域の各レベルでのＲＯＭの出力を反転するなどして出力することで、ＲＯＭの容量を少なくする。
【００１３】
【特許文献２】特開平５−６４０３７号公報
この特許文献２には、液晶表示装置のγ補正を汎用マイコンで自動補正するものとして、次のことが記載されている。
【００１４】
汎用マイコンは、画像データが入力されるγ補正用のメモリにγ補正データを格納し、このメモリから出力されるγ補正された画像データを液晶表示装置に表示させる。表示された画像の輝度を輝度計で測定し、この測定した輝度が入力された画像データに対応する輝度であるかを、汎用マイコンが判断し、対応する輝度となるようにγ補正データをγ補正用のメモリに格納する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術、特に図８に示す液晶表示装置においては、図９に示すように階調電圧１〜ｎは、基準電圧１、２及び抵抗１０の値により固定的に設定されているため、パネル毎の製造のばらつきを補正できなかった。
【００１６】
また、特許文献１，２に記載されているＲＯＭ又はγ補正用のメモリは、そのＲＯＭ又はメモリのアドレスに画像データが入力され、γ補正された画像データを出力するものであって、これらＲＯＭ又はメモリは設定された階調電圧を出力するものではなかった。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、製造したパネル毎にγ特性が一定となる最適な階調電圧を設定する手段として、例えば、ディジタルアナログコンバータ等を用いて設定する。これにより、製造したパネルそれぞれに対応した階調電圧が設定でき、製造したそれぞれのパネルが一定のγ特性となる。
【００１８】
また、階調電圧の設定を、外部から行うようにすることで、任意の階調電圧が設定できるから、任意のγ特性が得られる。これにより、画像全体が低輝度の場合は暗部の解像感がなくなり、逆に、画像全体が明るい場合も明部に解像感がなくなるような画像の場合には、それぞれ暗部と明部において、任意のγ特性とすることで解像感のある良好な表示品質が得られる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例である液晶表示装置のブロック図であって、図８の従来の液晶表示装置と異なるのは、ラダー抵抗回路８とドライブ回路９をなくし、その代わりに、階調電圧設定回路６とＲＯＭ７を設け、外部からの外部制御信号を表示制御回路４に入力できるようにした。
【００２０】
この液晶表示装置は、電源投入時に、表示制御手段としての表示制御回路４が、記憶手段としてのＲＯＭ７に格納されている液晶パネル１に対応した階調電圧値データを読み出して、階調電圧設定手段としての階調電圧設定回路６に階調電圧を設定する。また、通常の動作中に、外部からの外部制御信号により階調電圧を設定することができる。
【００２１】
図２は、図１の本発明の一実施例である液晶表示装置における表示制御回路４がＲＯＭ７に格納された階調電圧値データを階調電圧設定回路６に送ることを表した図であって、外部制御信号は表示制御回路４に入力され、また、外部制御信号はシリアル通信のディジタル信号を用いるので、パラレル通信とは異なり、コネクタ等のピン数を削減できるため有効である。
【００２２】
外部制御信号を用いることによって、表示制御回路４はＲＯＭ７へ階調電圧値データの書きこみを行う。また、外部制御信号を用いて、表示制御回路４は階調電圧設定回路６に直接任意の階調電圧を設定することができる。
【００２３】
ＲＯＭ７には、製造されたパネルに対応した階調電圧値データが格納される。階調電圧設定回路６は、表示制御回路４から送られる外部からの階調電圧値データ又はＲＯＭからの階調電圧値データに対応して階調電圧を設定する。
【００２４】
図３は、本発明の一実施例である液晶表示装置としての液晶モジュール１４の階調電圧に対応する輝度を測定して、ＲＯＭ７に階調電圧値データを格納するための最適階調電圧設定装置のブロック図であって、製造されたパネル毎の最適階調電圧に対応する輝度を測定するために、液晶モジュール１４と、液晶モジュール１４を駆動するための基準信号発生器１６と、液晶モジュール１４の輝度を測定する輝度計１５と、輝度計１５からの測定データを入力し基準信号発生器１６に制御信号を出力すると共に液晶モジュール１４に外部制御信号を出力するためのパーソナルコンピュータ（以下「ＰＣ」という。）１７とで構成される。
【００２５】
ＰＣ１７は、制御信号を用いて基準信号発生器１６を制御し、基準信号発生器１６からの黒と白に対応する基準入力信号を液晶モジュール１４に供給して、黒と白とを液晶モジュール１４に順次表示させ、そのときの黒と白の輝度が輝度計１５で測定され、その黒と白の測定データをＰＣ１７が読み込む。
【００２６】
この黒と白の測定データに対応した階調電圧値をベースにして、ＰＣ１７は、制御信号を用いて基準信号発生器１６を制御し、基準信号発生器１６で発生させた中間調を液晶モジュール１４に順次表示させ、輝度計１５も順次中間調の輝度を測定する。これら中間調の測定データを用いて、ＰＣ１７は、液晶モジュール１４にとって最適な階調電圧値であるか否かを判断する。すなわち、図１０に示すように、階調電圧と輝度との関係が、最適な輝度特性１２であるか否かを判断する。
【００２７】
最適である場合は、ＰＣ１７は、外部制御信号を用いて、液晶モジュール１４に最適な階調電圧値のデータを転送する。最適でない場合、すなわち、図１０に示すように、ばらついた輝度特性１３の場合は、ＰＣ１７は、外部制御信号を用いて、液晶モジュール１４に設定されている階調電圧値よりやや大きく又は小さく変更した階調電圧値のデータを送り新たな階調電圧値を再度設定し、基準信号発生器１６を制御し、再度中間調を順次表示させ、輝度計１５で順次輝度を測定する。最適な階調電圧値になるまでこの動作を繰り返し、ＰＣ１７が、測定データにより最適な階調電圧値になったと判断すると、外部制御信号を用いて、液晶モジュール１４に最適な階調電圧値のデータを転送する。
【００２８】
図４は、ＰＣ１７が最適と判断した場合の外部制御信号によるＲＯＭ７への書き込みを表した図であって、外部制御信号は、表示制御回路４に入力され、表示制御回路４とＲＯＭ７とは階調電圧値データの授受を行うシリアルインタフェース（ＤＩ，ＤＯ，ＣＬＫ，ＬＤ）で接続され、表示制御回路４はＲＯＭ７に階調電圧値データを書き込む動作を行う。
【００２９】
図５は、ＰＣ１７が最適ではないと判断した場合の外部制御信号による階調電圧設定回路６への階調電圧の設定を表した図であって、表示制御回路４は、階調電圧設定回路６にシリアルインタフェース（ＤＩ，ＣＬＫ，ＬＤ）を介して階調電圧値データを送る。
【００３０】
階調電圧設定回路６は、ディジタルアナログコンバータ（以下「Ｄ／Ａ」という。）１８を用いて、黒、白及び中間調からなる階調電圧値データのそれぞれに対応したアナログデータ（Ｃｈ１〜Ｃｈｎ）に変換し、これらアナログデータは、オペレーショナルアンプ１９等を介して、新たに設定した階調電圧としてソース・ドライバ３に供給する。ソース・ドライバ３は新たに設定された階調電圧のうち入力信号に対応した電圧を液晶パネル１に出力する。
【００３１】
これら中間調からなる新たな階調電圧値データの設定を繰り返し、ＰＣ１７が最適な階調電圧値になったと判断すると、ＲＯＭ７には最適階調電圧値のデータが格納される。
【００３２】
図６は、以上の動作を表した最適階調電圧設定のフローチャートであって、ＲＯＭ７への最適階調電圧値の格納は逐次行うようにしているが、最後に一括して格納するようにしてもよい。
【００３３】
液晶表示装置としての液晶モジュール１４の単体での動作は、電源が投入されると、リセット信号等により表示制御回路４はＲＯＭ７から階調電圧値データを読み出し、そのデータを階調電圧設定回路６に送り、そのデータの値に応じた階調電圧を設定する。これにより、一定のγ特性を持った表示が可能となる。
【００３４】
また、外部のＣＰＵ等からの外部制御信号により階調電圧値データが送られた場合は、表示制御回路４は階調電圧設定回路６にこのデータを送り、階調電圧を設定することで、リアルタイムで階調電圧を設定できるようになる。これにより、送られてくる画像データのシーンの変化、明るい部分及び暗い部分に最も適した階調電圧を設定することが可能となり、高品位の画像を表示できるようになる。
【００３５】
さらに、バックライト点灯時には画面の明るさが暗く、時間と共に明るくなるが、このような場合は、外部制御信号により時間と共に階調電圧を変更することで常に高品位の画像表示が可能となる。
【００３６】
図７は、本発明における階調電圧発生手段をより簡単にした一実施例であって、図５におけるＤ／Ａ１８に代えてラダー抵抗１０とセレクタ１０とで構成したものである。ＲＯＭ７からの基準となる階調電圧は、抵抗１０により分圧され、２種類で、この２種類の電圧のいずれかをセレクタ２０においてＯＮ／ＯＦＦ信号により切り換えて選択し、オベレーショナルアンプ１９等を介してソース・ドライバ３に供給する。この実施例では、２種類のγ特性しか選択できないが、部品点数が少なく安価でγ特性が変更できる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、製造したパネルそれぞれに対応した階調電圧を設定することができる。したがって、パネル毎のγ特性のばらつきがなくなることから、パネル毎のγ特性のばらつきを吸収でき、パネル製造の歩留が向上するとともに、画像を最適に表示する液晶表示装置を提供することができる。
また、外部制御信号を用いて、種々の画像に対応した階調電圧を設定することもできるので、画面のシーンによりγ特性を変えることで高品質の画像を良好に表示する液晶表示装置を提供することができる。
さらに、階調が多くなるようなγ特性をパネルにもたせることで、精細な画像を表示する液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である液晶表示装置のブロック図である。
【図２】図１における表示制御回路４がＲＯＭ７に格納された階調電圧値データを階調電圧設定回路６に送ることを表した図である。
【図３】本発明の一実施例である液晶表示装置としての液晶モジュール１４の階調電圧を測定し、ＲＯＭ７に階調電圧値データを格納するための最適階調電圧設定装置のブロック図である。
【図４】図１におけるＲＯＭ７と表示制御回路４とをシリアルインタフエェースで接続した図である。
【図５】図１における表示制御回路４と階調電圧設定回路６におけるＤ／Ａ１８とをシリアルインタフェースで接続した図である。
【図６】最適階調電圧設定のフローチャートである。
【図７】図５における階調電圧設定回路６に代わる回路図である。
【図８】従来の液晶表示装置のブロック図である。
【図９】従来の階調電圧を生成する回路図である。
【図１０】階調電圧と輝度との関係を表した図である。
【図１１】入力信号と輝度との関係を表した図である。
【符号の説明】
１・・・液晶パネル、２・・・ゲート・ドライバ部、３・・・ソース・ドライバ部  ４・・・表示制御回路、５・・・電源回路、６・・・階調電圧設定回路、７・・・ＲＯＭ、８・・・ラダー抵抗回路、９・・・ドライブ回路、１０・・・ラダー抵抗、１１・・・バッファー、１２・・・標準的な輝度特性、１３・・・ばらついた輝度特性、１４・・・液晶モジュール、１５・・・輝度計、１６・・・基準信号発生器、１７・・・パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、１８・・・ディジタルアナログコンバータ（Ｄ／Ａ）、１９・・・オベレーショナルアンプ等、２０・・・セレクタ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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