WO2006038253A1

WO2006038253A1 - 液晶表示装置

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Publication number: WO2006038253A1
Application number: PCT/JP2004/014336
Authority: WO
Inventors: Tetsuya Makino; Toshiaki Yoshihara; Shinji Tadaki; Hironori Shiroto; Yoshinori Kiyota; Shigeo Kasahara; Keiichi Betsui
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2007-03-30
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Abstract

液晶表示装置の階調表示は、液晶素子に印加する印加電圧によって、液晶の透過率を変えて中間調を表示するが、この中間調を表示するために液晶に印加する印加電圧を生成するための元となる階調基準電圧発生回路を複数備えることにより、表示色毎に表示色に応じたγ特性の階調基準電圧を生成し、生成した階調基準電圧から更に表示色に応じた印加電圧を生成して、その表示色に応じた階調の表示可能にし、優れた画像表示を可能とした。

Description

明細書

液晶表示装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶表示装置の駆動方法及び液晶表示装置に関し、特に自発分極を有する強誘電性液晶（Ferroelectric Liquid Crystal: FLC)や反強誘電性液晶（Anti— Ferroelectric Liquid Crystal : AFLC)を用いた液晶表示装置に関する。

背景技術

[0002] 一般的に普及している TN (Twisted Nematic)液晶は、印加電圧に対する応答速度が 10—数 10msであり、電圧を印加後に液晶素子の透過率が 0%から 95%に達するまでの立ち上がり時間は、印加電圧差が小さい程、長くなり 100msに近い場合がある (特許文献 1)。したがって、階調数が異なる中間調表示を行う場合には、応答速度が急激に遅くなるので、 TN液晶を用いた液晶表示装置で動画を 60画像 Z 秒で表示する場合には、液晶分子が動作しきれず画像がぼやけてしまうので、 TN液晶はマルチメディア等の動画表示用途には不適である。

[0003] また、液晶材料は波長依存性を持っているので、表示色毎に γ特性の曲線が異なつている。従って、液晶表示装置にモノクロによるグラデーションを表示させると、多少の着色が見えてしまう。さらに、従来の液晶表示装置では、液晶パネルの背面側に、白色冷極管を設け、液晶パネル前面側に RGB各色のカラーフィルタを各々液晶素子に設け、各液晶素子に印加する電圧によって、液晶素子の透過率を変化させることによって、 3原色の混色によるカラー表示を行って、る。

[0004] この液晶材料自体の波長依存性、カラーフィルタの特性、さらには人の視感度により、 RGBの各色に対して γ補正を行う必要があり、従来の液晶表示装置においては、液晶画素に階調に応じて印加するための印加電圧の数を入力される画像データの階調数の 4倍程度にし、表示色毎に γ特性の曲線が同一になるように表示データを補正している。

[0005] 図 1と図 2を参照して、上記従来の液晶表示装置の階調表示に関する具体例を説明する。図 1中、階調基準電圧発生回路 200には、図示していない LCD電源回路から電圧 V0、 V8が印加され、直列に接続された抵抗 R1— R8によって印加された電圧を分圧し、この分圧された電圧を液晶素子に印加する階調基準電圧としていた。この階調基準電圧発生回路 200で生成された階調基準電圧 VO、 VI、 · · ·、 V7、 V8 は、ソースドライバ 210内の階調電圧発生回路 220で、さらに細力べ分圧し、各液晶素子に印加する階調電圧数を 64としてヽる。

[0006] この様な従来の液晶表示装置では、階調電圧は、 1種類であるために、上記した様に、 RGBの各色によって異なる γ特性に合わせるために、 LUT230で表示データを変換し、変換されたデータをデータラッチ回路 240でホールドし、その後、ホールドされたデータは、 DZ Α変換 +アンプ段 250において DZA変換されアンプされた後、階調電圧回路からの各レベルの基準電圧に基づいてアナログ電圧に変換される。変換されたアナログ電圧は、 001画素（R)、 001画素（G)、 001画素（B)、 · · ·、 800画素 (R)、 800画素（G)、 800画素（B)の各画素に所定のタイミングで送出される。ここで、符号 260で示した 001画素（R)、 001画素（G)、 001画素（B)の 3画素 1組で 1 表示画素を構成し、符号 270で示した全画素で 1ラインの表示画素を構成して、る。

[0007] 上記した LUT230の詳細について、図 2を参照して説明する。図 2は、画像データ中の或る色についての階調データに対応した入力階調を横軸に、この入力階調に対応して液晶素子に印加されるソースドライバ 210からの出力電圧を縦軸にして、入力階調と出力電圧の関係を示す図である。

[0008] この図 2で黒丸で示した γ特性は、階調電圧発生回路 220で生成された階調電圧と、各階調データとの対応関係を示すものである。この黒丸で示した γ特性を上記した液晶材料自体の波長依存性、カラーフィルタの特性、さらには人に視感度により、 RGBの各色に対して補正する必要があり、図 2の四角印で示す例えば緑色に好適な γ特性を得るために、 LUT230では、例示するように、画像データの階調データ η を η'に、 mを m'等に変換を行う。

[0009] この様に、各色に適切な γ特性を得るために、従来の液晶表示装置では、液晶パネルに表示する階調数の 4倍程度の階調数に相当する階調電圧をソースドライバ 21 0で生成しているのである。さらに、各色の γ特性により正確に合わせるためには、さらに、階調電圧数を増やさねばならなカゝつた。いいかえれば、階調電圧の数が多くとも、表示色毎に γ特性を補正するために画像データを補正すると、表現できる階調数を減少させる事になる。

[0010] 上記した階調電圧の生成に関して、図 1の階調基準電圧発生回路 200に相当する回路において、予め不揮発性メモリに記憶させたデータに基づいて、抵抗による分圧比を定電流源と抵抗とバッファアンプとで構成した γ補正調整回路を用いて、 y 特性を補正することが知られているが (特許文献 2)、青色と緑色などの様に、大きく γ特性が異なる場合には、必ずしも色再現性が良いものではない。

特許文献 1：特開 2000— 137809号公報

特許文献 2：特開 2004— 080615号公報

発明の開示

[0011]

上記した ΤΝ液晶は立ち上がり時間が遅ぐまた RGBの各色フィルタを使用すると透過率が低下すると言う欠点に加え、 1種類の階調基準電圧を使用して各色の γ特性に補正して、階調データに対応した液晶への印加電圧を生成して、るので色純度が悪ヽと、う欠点も有して、る。

[0012] 従来の ΤΝ液晶の立ち上がり時間が遅いとの欠点に対しては、自発分極を有した液晶材料で印加電圧に対する応答速度が数 10—数 100 μ sと高速である FLC又は A FLCを用いた液晶表示装置が実用化されている。これらの高速応答可能な液晶を液晶表示装置に用い、 TFT (Thin Film Transistor)または MIM (Metal Insul ator Metal)等のスイッチング素子により各画素に印加する電圧を制御し、液晶分子の分極を短時間で完了させる事によって、優れた動画表示を可能とし、カラーフィルタを使用せずに、白色バックライトの代りに、 LED光源を用いて赤色 '緑色'青色と時間分割に発光するバックライトを用いた時分割カラー方式で、各表示色毎の階調基準電圧および階調電圧を生成し、色再現性を格段に良くした液晶表示装置を提供する。

[0013] 本発明は、液晶素子を有する液晶表示装置において、前記液晶素子からの発光色の複数の階調に対応して前記液晶素子にそれぞれ印加する階調基準電圧を発生する階調基準電圧回路を複数有することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0014] さらに、本発明は前記液晶表示装置において、前記発光色は複数であって、前記階調基準電圧回路は前記複数の発光色の各々に対応した階調基準電圧を発生することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0015] またさらに、本発明は液晶素子を有する液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力されるディジタルデータである表示データを前記液晶素子に印加するアナログ電圧に変換するディジタル 'アナログ変換回路を有するソースドライバと、前記デイジタル'アナログ変換回路が、前記表示データを対応するアナログ電圧に変換するために複数の前記アナログ電圧の組み合わせを複数組発生する階調基準電圧発生部を有し、前記ソースドライバは、前記表示データに含まれる表示色に応じて、前記アナログ電圧の複数組の、ずれかに基づき、前記ディジタルデータをアナログ電圧に変換することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0016] またさらに、本発明は液晶素子を有する液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力されるディジタルデータである表示データを前記液晶素子に印加するアナログ電圧に変換するディジタル 'アナログ変換回路を有するソースドライバと、前記デイジタル'アナログ変換回路が、前記表示データを対応するアナログ電圧に変換するために複数の前記アナログ電圧の組み合わせを複数組発生する階調基準電圧発生部を有し、前記表示データの階調を補正する γ補正回路とを有し、前記表示データ中の表示色データに応じて、前記表示データに対応する表示色の前記液晶素子への表示に同期させ、前記 γ補正回路による階調の補正と前記表示色に対応する前記アナログ電圧の組み合わせの組とを選択し、前記表示データを表示することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0017] またさらに、本発明は液晶素子を有する液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力されるディジタルデータである表示データを前記液晶素子に印加するアナログ電圧に変換するディジタル 'アナログ変換回路を有するソースドライバと、前記デイジタル'アナログ変換回路が、前記表示データを対応するアナログ電圧に変換するために複数の前記アナログ電圧の組み合わせを複数組発生する階調基準電圧発生部を有し、前記表示データの階調を補正する γ補正回路と、前記液晶素子の背面側に配置される複数の発光色を切り替え発光可能なバックライトとを有し、前記表示データ中の表示色データに応じて、前記表示色に対応する前記アナログ電圧の組み合わせの組を選択し、前記バックライトの発光輝度を制御することを特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0018] さらに、液晶表示装置のソースドライバを IC化した LCDソースドライバ ICが表示データをデジタルアナログ変換する際に必要となる階調表示用の基準電圧を発生させる階調基準電圧発生回路において、 LCDソースドライバ ICへ供給する階調基準電圧の組み合わせを 2種類以上を持ち、表示色に同期して前記階調基準電圧の組み合わせを切替える前記階調基準電圧発生回路と、表示装置に入力された表示デ一タの階調を補正する _Ί補正回路があり、各表示色に同期して前記階調基準電圧発生回路と前記 γ補正回路を連動させ、色毎に、前記階調基準電圧発生回路から出力される電圧の組み合わせ方と、前記 γ補正回路での補正の仕方を変更できる事を特徴とする液晶表示装置を提供する。

[0019] さらに、液晶表示装置のソースドライバを IC化した LCDソースドライバ ICが表示データをデジタルアナログ変換する際に必要となる階調表示用の基準電圧を発生させる階調基準電圧発生回路において、 LCDソースドライバ ICへ供給する階調基準電圧の組み合わせを 2種類以上を持ち、表示色に同期して前記階調基準電圧の組み合わせを切替える前記階調基準電圧発生回路と、前記液晶表示装置に入力される表示データの階調を補正する γ補正回路と、液晶素子の背面側に配置されるバックライトの発光輝度を表示色ごとに調整するバックライトコントロール回路とを有し、各表示色に同期して前記階調基準電圧発生回路と前記 γ補正回路と前記バックライトコントロール回路を連動させ、色毎に、前記階調基準電圧発生回路から出力される電圧の組み合わせ方と、前記 γ補正回路での補正の仕方と、前記バックライトコントロール回路によるバックライトの発光輝度の度合いを変更する事が可能となる事を特徴とする液晶表示装置を提供する。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]は、液晶のソースドライバと階調基準電圧発生回路の従来例を示す図である。

[図 2]は、 γ補正の一例を示す図である。 [図 3]は、本発明の液晶表示装置の概略ブロック構成を示す図である。

[図 4]は、本発明に使用する液晶パネルの断面を模式的に示す図である。

[図 5]は、本発明に使用する液晶パネル、バックライトおよび偏向板の構成例を示す模式的斜視図である。

[図 6]は、本発明の液晶表示装置の液晶パネルの背面側ガラス基板側の構造の模式的平面図を示す図である。

[図 7]は、本発明のソースドライバと階調基準電圧発生回路の概略を示す図である。

[図 8]は、本発明による表示特性の 1例を示す図である。

[図 9]は、本発明による表示特性の 1例を示す図である。

[図 10]は、本発明による表示特性の 1例を示す図である。

[図 11]は、本発明の第 2の実施形態の回路構成の 1例を示す図である。

[図 12]において、図 12Aは本発明の第 2の実施形態による表示特性を説明する図であり、図 12Bは、本発明の第 2の実施形態による表示特性を説明する図であり、図

12Cは、本発明の第 2の実施形態による表示特性を説明する図であり、図 12Dは、本発明の第 2の実施形態による表示特性を説明する図である。

[図 13]は、本発明の第 3の実施形態の回路構成を示す図である。

[図 14]において、図 14Aは、本発明の第 3の実施形態による表示特性を説明する図であり、図 14Bは、本発明の第 3の実施形態による表示特性を説明する図であり、図 14Cは、本発明の第 3の実施形態による表示特性を説明する図であり、図 14D は、本発明の第 3の実施形態による表示特性を説明する図である。

[図 15]は、本発明の階調基準電圧生成回路にディジタルポテンションメータを用いた構成例を示す図である。

[図 16]は、ディジタルポテンションメータの構成例を示す図である。

[図 17]は、本発明の液晶表示装置を登載した携帯端末の 1例を示す図である。発明を実施するための最良の形態

[0021] 以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

[0022] 図 3は、本発明による液晶表示装置の概略ブロック構成を示す図であり、図 4は、本発明に使用する液晶パネルの断面を模式的に示したものであり、図 5は、液晶パネル、ノックライトおよび偏向板の構成例を模式的に示す図であり、図 6は、本発明の液晶表示装置の液晶パネルの背面側ガラス基板側の構造を模式的に表した平面図である。

[0023] なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

[0024] [第 1の実施の形態]

図 3は、本発明の液晶表示装置の概略ブロック構成を示す図である。図 3中の液晶パネル 1は、詳細構造を図 6に示すように、画素電極 5及び TFT21が背面側ガラス基板 6上にマトリックス状に横方向 1024、縦方向に 768、合計 1024 X 768個が配置されており、各画素電極 5は TFT21のドレイン端子と夫々接続されている。 TFT21 のゲート端子は、ゲートドライバ 80からの走査線 Li (i= l、 2、 3、 · · ·、 768)に接続され、 TFT21のソース端子はソースドライバ 70からのデータ線 Dj (j = l、 2、 3、 · · ·、 1 024)に接続されている。

[0025] ゲートドライバ 80からライン順次に供給される走査信号を走査線 Liに入力する事によって、走査線 Liにゲートが接続されている TFT21がオン/オフ制御され、オン期間にはソースドライバ 70から各データ線 Djに入力するデータ電圧が画素電極 5に印加され、オフ期間にはそれまでのデータ電圧を図示していない容量素子等によって保持されている。そして TFT21を介して印加されたデータ電圧により、液晶の電気光学特性である印加電圧と液晶素子の透過率の関係を示す V— T特性によって決定される液晶の光透過率を制御し画像を表示する。

[0026] 本実施の形態における液晶表示装置は、上述したようなソースドライバ 70、ゲートドライノ 80に加えて、図 3に示すように、 LCD制御回路 30、フレームメモリ 40、 LCD電源回路 50、並びにバックライト電源回路 60の周辺回路を備えて、る。

[0027] LCD制御回路 30には、パーソナルコンピュータ等の上位装置力画像データ DA TA、同期信号 Syncが入力され、この LCD制御回路 30は、フレームメモリ 40に表示データ DATAを書込み、読み取りするための入出力タイミングを制御する RAM制御信号 RAM— CSと、ソースドライバ 70の動作を制御する為に必要な制御信号 SD— C S、ゲートドライバ 80の動作を制御する為に必要な制御信号 GD— CS、 LCD電源回路 50を制御する為に必要な制御信号 LP— CS、ノックライト電源回路 60を制御する為に必要な制御信号 BP - CSを生成し、生成された上記各制御信号をフレームメモリ 40へ、ソースドライバ 70へ、ゲートドライバ 80へ、 LCD電源回路 50へ、ノックライト電源回路 60へ夫々出力する。

[0028] LCD制御回路 30は、入力される同期信号 Syncに同期して、入力される表示データ DATAを書き込み、フレームメモリ 40にデータを蓄積し、液晶パネル 1に表示すベき表示データ DATAをフレームメモリ 40より取り込みとを行、、ソースドライバ 70へ画像データ PDとして出力する。

[0029] LCD制御回路 30に入力される同期信号 Syncと表示データ DATAは、パソコンの CRT出力信号の AZD変換後の信号、 DVI (Digital Video Interface)レシーバ ICにて復元された信号もしくは DVI信号、 LVDS (Low Voltage Differential S ignaling)レシーバ ICにて復元された信号もしくは LVDS信号、専用 PCI (Peripher al Component Interconnect)カードにて作成された f—号、 PDA (Personal Di gital Assitant:携帯端末)や携帯電話等に搭載された CPUや LCDコントロール I Cから出力される LCD信号、もしくは PDAや PCなどの装置上のビデオ RAMを LCD 制御回路が直接制御して入手した信号、等であっても良い。

[0030] フレームメモリ 40は、 LCD制御回路 30により生成された制御信号 RAM— CSに同期して LCD制御回路 30に取り込まれた表示データ DATAを蓄積し、蓄積した表示データ DATAを LCD制御回路 30へ RAM— DATAとして入出力する。

[0031] LCD電源回路 50は、 LCD制御回路 30により生成された制御信号 LP— CSに同期して、ソースドライバ 70用駆動電圧、ゲートドライバ 80用駆動電圧、液晶パネル 1の対向電極 2 (図 4参照）に印加する電圧 Vcomを生成し、夫々ソースドライバ 70用駆動電圧、ゲートドライバ 80用駆動電圧、液晶パネル 1の対向電極 2に出力をする。

[0032] ノックライト電源回路 60は、 LCD制御回路 30により生成された制御信号 BP— CS に同期して、ノックライトを点灯する電圧を生成と同時にバックライトのオン/オフ制御を実施する。

[0033] ソースドライバ 70は、 LCD制御回路 30により生成された制御信号 SD— CSに同期して、 LCD制御回路 30により出力された画像データ PDを取り込み、また画像データ PDに応じた電圧を液晶パネル 1のデータ線 Djに印加する。 [0034] ゲートドライバ 80は、 LCD制御回路 30により生成された制御信号 GD— CSに同期して、走査線 Liをライン順次にオン/オフ制御電圧を印加する。

[0035] 図 7中に、ソースドライバ用駆動電圧の内、複数の階調基準電圧発生回路 52、 54 を有した LCD電源回路 50の 1実施例を示す。階調基準電圧発生回路 52、 54が 2種類以上あり、これらの階調基準電圧発生回路 52、 54よって生成した階調基準電圧「 VO、 VI、 · · ·、 V8」は、階調基準電圧発生回路毎に異なるものであり、生成された階調基準電圧「VO、 VI、 · · ·、 V8」は、表示色毎に LCD制御回路 30からの選択信号 SEL— CSによって制御されるスィッチ 56によって切替えられる。なお、図 7では、階調基準電圧発生回路が 2種類の場合を示したが、 R、 G、 Bに対応させて、 3種類の階調基準電圧「VO、 VI、 · · ·、 V8」を生成する様に構成してもよぐまた、階調基準電圧を「VO、 VI、 · · ·、 V8、 V9、 · · ·、 V15、 V16」の様により細力べ分圧して生成しても良い。

[0036] つぎに、ソースドライバ 70内部の階調電圧発生回路 72は、外部より入力した階調基準電圧発生回路 52、 54によって生成された階調基準電圧「VO、 VI、 · · ·、 V8」を元にして、全階調データに対する階調電圧を作成する。前記階調電圧発生回路 72 にて作成した電圧は、 DZA変換 +アンプ段回路より、階調電圧として各画素へ出力する。

[0037] なお、階調基準電圧発生回路が 2種類の場合には、例えば、赤色と緑色とを同一の階調基準電圧発生回路で階調電圧を生成し、他の階調基準電圧発生回路で青色の階調電圧を生成させ、赤色と緑色については、表示データを補正する様に構成しても良い。この様に 2種類の階調基準電圧発生回路であっても、補正量が少なくてすみ、従来技術よりは、色の再現性を向上させることが可能となる。

[0038] 図 4を参照して、本発明に使用する液晶パネル 1につ、て説明する。液晶パネル 1 は、背面側ガラス基板 6上にマトリックス状に上に配置された ITO (Indium Tin Ox ide)製の光透過率に優れた画素電極 5、この各画素電極 5の夫々に接続された TF T (図示せず)とを設け、これらは配向膜 7に覆われている。

[0039] 前面側ガラス基板 4には、透明電極である ITO製の対向電極 2、およ配向膜 8が設けられている。画素電極 5及び対向電極 2上には夫々配向膜 7及び配向膜 8を備え、前面側ガラス基板 4及び背面側ガラス基板 6はこれらの配向膜 7及び配向膜 8が対向するように配置され、配向膜 7と配向膜 8との間には、面内均一のギャップ (例えば 1. 6 m)を保持するために球状のスぺーサ 10が散布されており、この面内均一の空隙内に、 FLCを充填して液晶層 9が形成されている。本実施の形態では、背面側ガラス基板 6上にマトリックス状に配置される画素電極 5は、 0. 24mm X O. 24mmであって、画素数は横方向に 1024、縦方向に 768、対角 12. 1インチの液晶パネルを例とした。

[0040] 図 5に示す様に、上記の液晶パネル 1は 2枚の偏光板 11と 12で挟まれ、更に背面側ガラス基板 6側にノックライト 62が配置されている。このバックライト 62の一端には、赤、緑、青の単色面発光スイッチング可能な LEDアレイを有する光源 64が設けられており、バックライト 62にはこの光源 64からの各発光光を導光し、背面側ガラス基板 6に向けて各発光光を拡散させるための光拡散板が設けられている。

[0041] 図 6は、本発明の実施の形態 1による液晶表示装置の液晶パネルの模式的平面図であり、画素電極 5及び TFT21は背面側ガラス基板 6上にマトリックス状に配置されており（横方向に 1024、縦方向に 768の計 1024 X 768個）、各画素電極 5は TFT2 1のドレイン端子と夫々接続されている。 TFT21のゲート端子はゲートドライバ 80からの走査線 Li (i= l、 2、 3、 · · ·、 768)に接続され、 TFT21のソース端子はソースドライノく 70からのデータ線 Dj (j = l、 2、 3、 · · ·、 1024)に接続されている。走査線 Li はゲートドライバ 80の出力段に順次接続され、データ線 Djはソースドライバ 70の出力段に順次接続されている。

[0042] TFT21は、ゲートドライバ 80からライン順次に供給される走査信号を走査線 Liに入力する事によってオン Zオフ制御され、オン期間にはソースドライバ 70から各データ線 Djに入力するデータ電圧を画素電極 5に印加し、オフ期間にはそれまでのデータ電圧を保持する。そして TFT21を介して印加されたデータ電圧により、液晶の電気光学特性である V— T特性（印加電圧一透過率特性）によって決定される液晶の光透過率を制御し画像を表示する。

[0043] 上記に説明した本発明の第 1の実施の形態によれば、図 8に赤色表示の、図 9には緑色表示の、図 10には青色表示の場合の横軸を画像データの入力階調をとり、縦軸に液晶素子に印加するソースドライバ 70の出力電圧を示した特性が得られる。このように、表示色毎に好ましい γ特性で画像を表示することが可能となり、ソースドラィバ 70が表現できる階調数を減少させることなぐ γ特性を調整できる。なお、図中の黒点は階調基準電圧「VO、 VI、 · · ·、 V8」を示す。

[0044] このように、本発明では、表示色毎に γ特性を合わせることができるので、表示特性が良好になり、本発明の液晶表示装置は、ディスクトップ型液晶ディスプレイとして、ノート PCに搭載する液晶ディスプレイ、 PDAや携帯電話に搭載された液晶ディスプレイ、ゲーム機に搭載された液晶ディスプレイ、家庭用または携帯型テレビ用液晶ディスプレイの他、ビューファインダやモニタ直視するビデオカメラやデジタルカメラ、カーナビゲーシヨン装置、 POS (Point Of Sales)端末などの表示装置への適用が可能である。

[0045] なお、上記説明では、ソースドライバを複数の機能ブロックで図示し、説明したが、 I

C化することが、信頼性、小型化等の上で有利である。

[0046] また、階調基準電圧を例えば図 7で V0、 VI、…、 V8としたが、さらに多数に分圧しても良く、さらに、この階調基準電圧を分圧して、 V0を含め、 64階調としたさらに細力べ分圧しても良い。

[0047] 本第 1の実施の形態によれば、液晶表示装置は、ソースドライバへ供給する階調基準電圧の組合せを 2種類以上持ち、表示色に同期して前記階調表示用基準電圧の組み合わせを色毎に切替える事により、 γ特性の曲線を表示色毎に変更できる。

[0048] [第 2の実施の形態]

つぎに、図 11および図 12A— 12Dを参照して、本発明の第 2の実施の形態を説明する。本第 2の実施形態を示す図 11で、第 1の実施形態と同じ機能部は同一の符号で示す。

[0049] 第 2の実施形態では、図 3で示した第 1の実施の形態の略同様の構成であるが、 L CD制御部 30の内部構成が異なる。図 11において、表示データ DATAは、 LCD制御回路 30内部に設置された表示データ解析部 34を経由してフレームメモリ 40に格納される。表示データ解析部 34では、図 12Aに示すように 1フレーム中の表示データにおいて、表示データの各色の階調の頻度を解析する。この結果を LCD制御回路 30内部のコントロール部 32に送り、フレームメモリ 40に格納された表示データを読み出す際に、頻度の少ない階調を間引き、頻度の多い階調を表示できるように、 y 補正部 36と階調基準電圧発生回路 52を図 12Bおよび図 12Cに示すように調整を行 V、、図 12Dに示すように頻度の多!、階調を中心に表示を実施する。

[0050] すなわち、画像データ DATAの各表示色について 1フレーム中の 0— 255階調間の各階調を有する画素数が表示データ解析部 34で解析され、各表示色について図 12Aに示す様に階調数と頻度の関係が解析され、頻度の多い分布を中心とし、この分布付近を 0— 63階調とする γ補正が γ補正部 36によって行われ、一方、表示データ解析部 34で解析された頻度の多い分布付近を 0— 63階調とする階調電圧を生成するために、コントロール部 32から階調基準電圧発生回路 52へ制御信号 LP-CS が送られ図 12Cに示す γ特性を示す階調数出力電圧の特性を有する階調電圧が、階調電圧発生回路 72で生成され、この階調電圧によって、図 12Dに示す表示階調度数の多い階調付近を中心とした画像が、液晶表示装置で表示される。ここで、図 11では階調基準発生回路 52を 1種類としたが、第 1の実施の形態と同様に複数種類を備えてもよい。

[0051] 以上の動作を表示色毎に実施することで、ソースドライバ 70が表現できる階調数以上の階調表現が液晶素子で実現でき、色滑らかな表現のカラー表示装置となる。

[0052] この表示特性が良好となった表示装置は、ディスクトップ型液晶ディスプレイとして、ノート PCに搭載する液晶ディスプレイ、 PDAや携帯電話に搭載された液晶ディスプレイ、ゲーム機に搭載された液晶ディスプレイ、家庭用または携帯型テレビ用液晶デイスプレイの他、ビューファインダやモニタ直視するビデオカメラやデジタルカメラ、力一ナビゲーシヨン装置、 POS端末などの表示装置への適用が可能である。

[0053] 本第 2の実施の形態によれば、 LCDソースドライバへ供給する階調基準電圧の組合せ方と、液晶表示装置に入力される表示データの階調を補正する γ補正回路とを連動させる事で、表示データ中に頻度の少ない階調を間引き、頻度の多い階調を表現させることにより、表現できる階調数が少ない LCDソースドライバを使用しても、多階調表現ができることを特徴とする。

[0054] [第 3の実施の形態] つぎに、図 13および図 14A— 14Dを参照して、本発明の第 3の実施の形態を説明する。本第 3の実施形態を示す図 13で、第 1の実施の形態および第 2の実施の形態と同じ機能部は同一の符号で示す。

[0055] 表示データ DATAは、表示データ解析回路 34を経由してフレームメモリ 40に格納されており、表示データ解析回路 34では、図 14Aに示すように各表示色毎の 1フレーム中の表示データにおいて、表示データの各階調の頻度と表示データ中の最大階調となる階調数が解析される。この結果を LCD制御回路 32に送り、フレームメモリ 40に格納された各色毎の表示データを読み出し、 γ補正部 36で表示データの最大階調数をソースドライバ 70で表現できる最大階調数に変換して、頻度の多!ヽ階調を表示できるように、頻度の少ない階調を間引き図 14Bに示される様に各色毎について 1フレーム中のその色の画像データに含まれる階調付近が表示可能なように、階調基準発生回路 52から出力される階調基準電圧を図 14Cに示すようにコントロール部 32からの制御信号 LP— CSを介して行う。さらに、コントロール部 32から制御信号 BP— CSを介してバックライト電源回路 60内の輝度コントロール部 64を制御し、バックライト 62の LED64 (図 5参照）への電流を制御してバックライト 62の輝度を表示データの最大階調数に比例した輝度に調節することで、図 14Dに示すように頻度の多い階調を中心に表示を実施する。ここで、図 13では階調基準発生回路 52を 1種類としたが、第 1の実施の形態と同様に複数種類を備えてもよい。

[0056] 以上の動作を表示色毎に実施することで、色滑らかな表現のカラー表示装置となる

[0057] この表示特性が良好となった表示装置は、ディスクトップ型液晶ディスプレイとして、ノート PCに搭載する液晶ディスプレイ、 PDAや携帯電話に搭載された液晶ディスプレイ、ゲーム機に搭載された液晶ディスプレイ、家庭用または携帯型テレビ用液晶デイスプレイの他、ビューファインダやモニタ直視するビデオカメラやデジタルカメラ、力一ナビゲーシヨン装置、 POS端末などの表示装置への適用が可能である。

[0058] 本第 3の実施形態によれば、 LCDソースドライバへ供給する階調基準電圧の組合せ方と、液晶表示装置に入力される表示データの階調を補正する γ補正回路と、バックライトの各色毎に発光輝度を調整できるバックライトコントロール回路とで、表現できる階調数が少ない LCDソースドライバを使用しても、多階調表現ができることを特徴とする。

[0059] [第 4の実施の形態]

実施の形態 1から実施の形態 3における階調基準電圧発生回路 52において、固定抵抗器による分圧によって、階調基準電圧「VO、 VI、 · · ·、 V8」を発生させたが、デジタルポテンションメータのように電子的に抵抗値を可変できる素子を使用することで、階調基準電圧発生回路 52を簡素化にすることができる。同様に、ソースドライバ 70 内部の階調電圧発生回路 72に階調基準電圧発生回路 52を構成することにより回路の簡素化が実現できる。

[0060] 図 15には、 LCD電源回路中の階調基準電圧発生回路 52に複数のディジタルポテンションメータ 92を使用し、階調基準電圧である VO、 VI、 V2、 · · ·、 V8を発生させる構成を示したもので、図示して、な、LCD制御回路（図 3参照）力ものデジタルポテンションメータ 'コントロール信号 DPM—CSをデジタルポテンションメータ制御部 90が受ける。このデジタルポテンションメータ 'コントロール信号 DPM— CSに従って、デジタルポテンションメータ制御部 90は、表示色に応じて、図 16に示すデジタルポテンションメータ内の複数のスィッチ 94の所定のスィッチ 94を接続する。図 16で例えば、複数のスィッチ 94の例えばスィッチ 94'が接続されると VL— VW間の抵抗値は (r l +r2+r3)に設定され、分圧されることになる。

[0061] このようなデジタルホテンションメータ制御部 90からの選択信号によって、所定の抵抗値を選択できるディジタルポテンションメータを使用することによって、発光色に応じた階調基準電圧を容易に設定でき、装置の小型化が可能になる。

[0062] さらに、この階調基準発生回路を階調電圧発生回路 72に組み込むことによって、装置の小型化が一層可能になる。なお、この第 4の実施の形態においても、基準階調電圧回路 52を複数種類備えてもよい。

[0063] [第 5の実施の形態]

図 17を参照して本発明の液晶表示装置を携帯端末に使用した第 5の実施の形態を説明する。図 17で携帯端末 100は、榭脂製の筐体 102内に本発明による液晶表示装置 104を有し、この液晶表示装置 104の下部には、複数のキー 106が配置されており、このキー 106によって、所望の文字入力や、液晶表示装置 104に表示されたアイコン等を選択可能に構成されている。本発明による液晶表示装置 104は、従来の液晶表示装置に比し、 1画素が 1表示画素であり、小型の表示面積であっても高精度の表示と且つ、高品質の画像データのカラー表示が可能となる。

[0064] 上記第 1一第 5の実施の形態で、液晶材料を強誘電性液晶、反強誘電性液晶とし、ノックライトの色を RGBに切り替える時分割カラー方式を用いて説明した力本発明は液晶素子前面にカラーフィルタを配置し、液晶素子背面から白色光を照射するカラー方式にも適宜、使用可能である。

産業上の利用可能性

[0065] 以上、詳述した如ぐ本発明によれば、階調基準電圧発生回路で作成される階調基準電圧を表示色毎に調節することができ、表示データを γ補正することなぐ各表示色毎に γカーブを調節することができ、階調表示特性に優れた液晶表示装置が実現できる。

符号の説明

1 揿 tf曰ノ、不ル

2 対向電極

4 前面側ガラス基板

5 画素電極

6 背面側ガラス基板

9 揿晶層

21 TFT

30 LCD制御回路

32 コントロール部

34 表示データ解析部

36 γ補正部

40 フレームメモリ

50 LCD電源回路

52 階調基準電圧発生回路階調基準電圧発生回路

バックライト電源回路

ノックライ卜

輝度コントロール部

ソースドライバ

階調電圧発生回路

データラッチ回路

DZA変換 +アンプ段

ゲートドライバ

ディジタノレポテンションメ -タ制御部ディジタノレポテンションメ -タ携帯端末

液晶表示装置

Claims

請求の範囲

[1] 液晶素子を有する液晶表示装置において、

前記液晶素子からの発光色の複数の階調に対応して前記液晶素子にそれぞれ印加する階調基準電圧を発生する階調基準電圧回路を複数有することを特徴とする液晶表示装置。

[2] 請求項 1の液晶表示装置において、

前記発光色は複数であって、前記階調基準電圧回路は前記複数の発光色の各々に対応した階調基準電圧を発生することを特徴とする液晶表示装置。

[3] 液晶素子を有する液晶表示装置において、

前記液晶表示装置に入力されるディジタルデータである表示データを前記液晶素子に印加するアナログ電圧に変換するディジタル 'アナログ変換回路を有するデータドライノくと、

前記ディジタル ·アナログ変換回路が、前記表示データを対応するアナログ電圧に変換するために複数の前記アナログ電圧の組み合わせを複数組発生する階調基準電圧発生部を有し、

前記データドライバは、前記表示データに含まれる表示色に応じて、前記アナログ電圧の複数組の!/、ずれかに基づき、前記ディジタルデータをアナログ電圧に変換することを特徴とする液晶表示装置。

[4] 液晶素子を有する液晶表示装置において、

前記ディジタル ·アナログ変換回路が、前記表示データを対応するアナログ電圧に変換するために複数の前記アナログ電圧の組み合わせを複数組発生する階調基準電圧発生部と、

前記表示データの階調を補正する γ補正回路とを有し、

前記表示データ中の表示色データに応じて、前記表示データに対応する表示色の前記液晶素子への表示に同期させ、前記 γ補正回路による階調の補正と前記表示色に対応する前記アナログ電圧の組み合わせの組とを選択し、前記表示データを表示することを特徴とする液晶表示装置。

[5] 液晶素子を有する液晶表示装置において、

前記表示データの階調を補正する γ補正回路と、

前記液晶素子の背面側に配置される複数の発光色を切り替え発光可能なバックライトとを有し、

前記表示データ中の表示色データに応じて、前記表示色に対応する前記アナログ電圧の組み合わせの組を選択し、前記バックライトの発光輝度を制御することを特徴とする液晶表示装置。

[6] 請求項 1乃至請求項 5において、前記液晶素子は、自発性分極を有する液晶材料を有することを特徴とする液晶表示装置。

[7] 請求項 6にお、て、前記液晶材料は、強誘電性液晶または反強誘電性液晶であることを特徴とする液晶表示装置。

[8] 液晶表示装置のソースドライバを IC化した LCDソースドライバ ICが表示データをデジタルーアナログ変換する際に必要となる階調表示用の基準電圧を発生させる階調基準電圧発生回路にお!、て、 LCDソースドライバ ICへ供給する階調基準電圧の組み合わせを 2種類以上生成し、表示色に同期して前記階調基準電圧の組み合わせを色毎に切替える前記階調基準電圧発生回路が備えられていることを特徴とする液晶表示装置。

[9] 液晶表示装置のソースドライバを IC化した LCDソースドライバ ICが表示データをデジタルーアナログ変換する際に必要となる階調表示用の基準電圧を発生させる階調基準電圧発生回路にお!、て、 LCDソースドライバ ICへ供給する階調基準電圧の組み合わせを 2種類以上を生成し、表示色に同期して前記階調基準電圧の組み合わせを切替える前記階調基準電圧発生回路と、表示装置に入力された表示データの階調を補正する 0補正回路とを有し、各表示色に同期して前記階調基準電圧発生回路と前記 γ補正回路を連動させ、表示色毎に、前記階調基準電圧発生回路から出力される電圧の組み合わせ方と、前記 γ補正回路での補正の仕方を変更することを特徴とする液晶表示装置。

[10] 液晶表示装置のソースドライバを IC化した LCDソースドライバ ICが表示データをデジタルーアナログ変換する際に必要となる階調表示用の基準電圧を発生させる階調基準電圧発生回路にお!、て、 LCDソースドライバ ICへ供給する階調基準電圧の組み合わせを 2種類以上を持ち、表示色に同期して前記階調表示用基準電圧の組み合わせを切替える前記階調基準電圧発生回路と、前記液晶表示装置に入力される表示データの階調を補正する γ補正回路と、液晶素子の背面側に配置されるバックライトの発光輝度を表示色ごとに調整するバックライトコントロール回路とを有し、各表示色に同期して前記階調基準電圧発生回路と前記 γ補正回路と前記バックライトコントロール回路を連動させ、表示色毎に、前記階調基準電圧発生回路力出力される電圧の組み合わせ方と、前記 γ補正回路での補正の仕方と、前記バックライトコントロール回路によるノックライトの発光輝度の度合いを変更すること特徴とする液晶表示装置。

[11] 請求項 1乃至請求項 10に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする携帯端末装置。