专利名称：显示信号处理装置及显示装置的制作方法
技术区域本发明涉及将显示信号变换为像素电压的显示信号处理装置以及显示装置，特别是涉及兼有γ校正将显示信号变换为像素电压的显示信号处理装置以及显示装置。
背景技术：
作为液晶显示装置所代表的平面显示装置，广泛用作为个人电脑、便携式信息终端、电视机或车辆导航系统等的显示装置。
液晶显示装置通常具备含有多个液晶像素的矩阵阵列的显示面板、以及驱动该显示面板的驱动电路。典型的显示面板具有在阵列基板与对置基板间夹着液晶层的结构。阵列基板具有配置为矩阵状的多个像素电极，对置基板具有与这些像素电极对向的公共电极。像素电极以及公共电极与配置在这些电极之间的液晶层的像素区域一起构成液晶像素，利用像素电极与公共电极间的电场控制像素区域内的液晶分子的排列状态。在驱动电路中，对于各像素的数字显示信号有选择地使用规定数量的灰度基准电压变换为像素电压，输出到显示面板。像素电压是将公共电极的电位作为基准施加在像素电极的电压。
已有的灰度基准电压发生电路由在例如一对电源端子间串联连接多个电阻的阶梯电阻器构成，将电源端子间的电压分压输出规定数量的灰度基准电压(参照例如日本特开2003-228332号公报)。
在将景色和人物等被拍摄物体自身的辉度的对数值作为横轴，将液晶显示装置显示的重放图像的辉度的对数值作为纵轴，以表现重放特性时的重放特性曲线的倾斜角记为θ时，将tanθ称为γ。在忠实显示被拍摄物体的辉度时，重放特性曲线成倾斜角θ为45°的直线，因为tan45°＝1，所以γ为1。即在忠实地显示被拍摄物体的辉度时，将γ校正为1是必要的。上述灰度基准电压发生电路即使是调整阶梯电阻器的电阻值进行γ校正，也难于使液晶的辉度与显示信号的灰度值成正比。
又，作为使用从灰度基准电压发生电路来的灰度基准电压进行γ校正的技术，已知有例如日本特开2001-134242号公报所述的技术。
但是，以往为了对全部红(R)、绿(G)、蓝(B)3原色进行相同的γ校正，从黑色电平到白色电平以一定的灰度数表现各色时的辉度在红色、绿色、蓝色上发生偏差。特别是蓝色的γ校正后的辉度，与其他颜色相比在黑色电平一侧偏差较大。
发明内容
鉴于这些问题的存在，本发明的目的是提供一种不显著增加成本的显示信号处理装置，该装置而且能够进行γ校正且将显示信号变换为像素电压。
采用本发明，能够提供这样的显示信号处理装置，该装置具备发生第1规定数量的灰度基准电压的灰度基准电压发生电路、以及有选择地使用从所述灰度基准电压发生电路得到的第1规定数量的灰度基准电压，将显示信号变换为像素电压的信号变换电路；所述灰度基准电压发生电路具有分别为γ校正发生可变的输出电压的比所述第1规定数量小的第2规定数量的可变电压发生部、以及多个电阻，这些电阻连接成将从所述第2规定数量的可变电压发生部的输出端间得到的电压差进行分压，而得到所述第1规定数量的灰度基准电压。
而且，采用本发明，能提供这样一种显示装置，即具备配置为大致矩阵状，在各第1与第2电极间保持液晶材料的多个像素、发生所述第1规定数量的灰度基准电压的灰度基准电压发生电路、有选择地使用从所述灰度基准电压发生电路得到的第1规定数量的灰度基准电压，将显示信号变换为施加在第1电极的像素电压的信号变换电路、发生施加在所述第2电极的公共电压的公共电压发生电路、以及控制所述信号变换电路与所述公共电压发生电路，使所述像素电压与公共电压周期性电平反转的控制部；灰度基准电压发生电路具有分别为进行γ校正发生可变输出电压的比第1规定数量少的第2规定数量的可变电压发生部、以及多个电阻，这些电阻连接成将从所述第2规定数量的可变电压发生部的输出端间得到的电压差进行分压，而得到所述第1规定数量的灰度基准电压。
在该信号处理装置与显示装置，多个电阻连接成将从第2规定数量的可变电压发生部的输出端间得到的差电压进行分压，而得到第1规定数量的灰度基准电压。即由于第1规定数量的灰度基准电压是使用比第1规定数量少的第2规定数量的可变电压发生部得到的，因此能够不显著增加制造成本地进行γ校正且将显示信号变换为像素电压。
图1是概略表示本发明第1实施形态的液晶显示装置的电路结构的图。
图2是概略表示图1所示的源极驱动器的结构的图。
图3是表示图2所示的灰度基准电压发生电路的结构的图。
图4是表示图1所示的显示面板上像素的透射率与液晶上施加的电压的关系的特性曲线。
图5是表示图1所示的显示面板中像素的透射率与显示信号的灰度值的关系的特性曲线。
图6是表示图3所示的灰度基准电压发生电路的第1变形例的图。
图7是表示图3所示的灰度基准电压发生电路的第2变形例的图。
图8是表示图1所示的控制器的第1变形例的动作的图。
图9是表示对图8所示的第1变形例的动作的比较例的图。
图10是表示图1所示的控制器的第2变形例的11是表示图10所示的第2变形例的动作的图。
图12是表示图3所示的D/A变换电路的变形例的图。
图13是表示用于说明图12所示的变形例的第1比较例的曲线。
图14是表示用于说明图12所示的变形例的第2比较例的曲线。
图15是表示图12所示的变形例的特性的曲线。
图16是表示图1所示的控制单元的第1变形例的17表示图16所示的EPROM中保持的灰度表。
图18表示图1所示的控制单元的第2变形例的动作。
图19表示图1所示的控制单元的第3变形例的动作。
图20是表示图1所示的显示面板上所产生的透射率特性的偏差的图。
图21表示图1所示的控制单元的第4变形例。
图22是表示本发明第2实施形态的液晶显示装置的电路结构的方框图。
图23是表示图22所示的γ校正电路的结构的电路图。
图24表示对于图23所示的各寄存器的信号名和设定内容的一览表。
图25表示利用图23所示的γ校正电路中进行的斜率调整得到的灰度值-灰度电压特性曲线。
图26是表示利用图23所示的γ校正电路中进行的灰度电压的振幅调整得到的灰度值-灰度电压特性曲线。
图27是表示利用图23所示的γ校正电路中进行的灰度电压的微调得到的灰度值-灰度电压特性曲线。
图28是表示比较例的γ校正电路的结构的电路图。
图29是表示γ校正前的灰度值与辉度的关系的曲线。
图30是表示利用图23所示的γ校正电路进行γ校正后的灰度值与辉度的关系曲线。
图31是表示利用图28所示的比较例的γ校正电路进行γ校正后的灰度值与辉度的关系曲线。
具体实施形态以下，参照附图对本发明第1实施形态中进行H/普通反转的液晶显示装置进行说明。图1是概略表示该液晶显示装置的电路结构的图。液晶显示装置1具备有多个液晶像素PX的显示面板DP、以及控制显示面板DP的控制单元CNT。显示面板DP形成在阵列基板2与对置基板3之间夹着液晶层4的结构。
阵列基板2具有在例如玻璃等透明绝缘基板上配置成矩阵状的多个像素电极PE、沿多个像素电极PE的行配置的多条栅极线Y(Y1～Ym)、沿多个像素电极PE的列配置的多条源极线X(X1～Xn)、配置在这些栅极线Y与源极线X的交差位置近旁的像素开关元件W、以在1个水平扫描期间1条的比例依次驱动多条栅极线Y的栅极驱动器10、以及在驱动各栅极线Y时驱动多条源极线X的源极驱动器20。各像素开关元件W由例如多晶硅薄膜晶体管构成。在这种情况下，薄膜晶体管的栅极连接于1条栅极线Y，源极和漏极分别连接于1条源极线X和一个像素电极PE间，在这些源极线X与像素电极PE间形成源极-漏极通道。还有，栅极驱动器10用在与像素开关元件W同一工序中同时形成的多晶硅薄膜晶体管构成。又，源极晶体管20是利用COG(Chip On Glass)技术安装在阵列基板2上的集成电路(IC)芯片。
对置基板3含有配置在例如玻璃等透明绝缘基板上的滤色片(未图示)、以及与多个像素电极PE对向配置在滤色片上的公共电极CE等。各像素电极PE与公共电极CE由例如ITO等透明电极材料构成，与配置在像素电极PE与公共电极CE之间，与控制为对应于这些电极PE、CE来的电场的液晶分子排列状态的液晶层4的像素区域共同构成液晶像素PX。又，全部像素PX具有补助电容Cs。这些补助电容Cs是在阵列基板2上将分别电容耦合于多行像素电极PE的多条辅助电容线电气连接于公共电极CE得到的。
控制单元CNT含有控制器5、公共电压发生电路6、灰度基准电压发生电路7。控制器5为将由外部提供的数字视频信号VIDEO作为图像在显示面板DP上进行显示，控制公共电压发生电路6、灰度基准电压发生电路7、栅极驱动器10、以及源极驱动器20。公共电压发生电路6对于对置基板3上的公共电极CE发生公共电压Vcom。灰度基准电压发生电路7发生为将从视频信号对各像素PX得到的例如6位的显示信号变换为像素电压所使用的第1规定数量的灰度基准电压VREF。像素电压是将公共电极CE的电位作为基准施加在像素电极PE的电压。在该实施形态中，第1规定数量的灰度基准电压VREF为10个灰度基准电压V0～V9。这些灰度基准电压V0～V9向着灰度基准电压V0构成相对较高的电平，向着灰度基准电压V9侧构成相对较低的电平。
控制器5发生在每1个垂直扫描期间依次选择多条栅极线Y用的控制信号CTY、以及将对于在每1个水平扫描期间(1H)视频信号中包含的1行份额像素PX的显示信号分别在多条源极线X上分配用的控制信号CTX等。在这里，控制信号CTX包含在每1个水平扫描期间(1H)发生的脉冲、即水平起动信号STH、以及在各水平扫描期间发生源极线份额的脉冲、即水平时钟脉冲信号CKH。控制信号CTY由控制器5提供给栅极驱动器10，控制信号CTX与数字视频信号一起由控制器5提供给源极驱动器20。
栅极驱动器10利用控制信号CTY的控制，依次选择多条栅极线Y，将使像素开关元件W导通的扫描信号提供给选择栅极线Y。本实施形态中，多个像素PX形成在1个水平扫描期间逐行顺序选择的状态。
图2概略表示图1所示的源极驱动器20的结构。源极驱动器20包含使水平起动信号STH与水平时钟脉冲信号同期位移，控制依次将数字视频信号VIDEO串联并联变换的定时的位移寄存器21、利用位移寄存器21的控制，依次锁存视频信号VIDEO，作为对1行份额的像素PX的显示信号并列输出的取样和负载锁存器22、将这些显示信号变换为模拟形式的像素电压的数字模拟(D/A)变换电路23、以及将从D/A变换电路23得到的模拟像素电压放大的输出缓冲电路24。D/A变换电路23的构成能够参照由灰度基准电压发生电路7发生的第1规定数量的基准电压VREF(具体地说就是灰度基准电压V0～V9)。
D/A变换电路23由作为例如各电阻DAC知道的多个D/A变换部23’以及根据灰度基准电压输出规定数量的灰度电压的多个输入电阻群构成。各D/A变换部23’根据取样和负载锁存器22输出的数字显示信号选择规定数量的灰度电压的任意一个，以此变换为模拟像素电压。输出缓冲电路24由放大来自多个D/A变换部的模拟像素电压，然后将其作为像素电压输出到各个源极线X1、X2、X3…的多个缓冲放大器24’构成。
这种液晶显示装置1中，在栅极驱动器10将扫描信号输出到1根栅极线Y的1个水平扫描期间，源极驱动器20将对于数字视频信号中包含的1行份额的像素PX的显示信号变换为像素电压，输出到源极线X1～Xn。这些源极线X1～Xn上的像素电压通过利用扫描信号驱动的1行份额的像素开关元件W分别提供给对应的各像素电极PE。公共电压Vcom与像素电压的输出定时同步地从公共电压发生电路6输出到公共电极CE。该公共电压发生电路6用发生对应于利用控制器5设定的例如8～10位左右的数值数据的输出电压的D/A变换器等构成，例如将0V与5.8V的电压在每1个水平扫描期间交替输出。因此，在源极驱动器20一侧，各D/A变换部23’以公共电压Vcom的中心电平作为基准使像素电压电平反转。在使液晶施加电压为最大时，像素电压相对于0V的公共电压Vcom设定为5.8V，相对于5.8V的公共电压设定为0V。顺便说明，即使是像素电压从源极驱动器以5.8V输出，也由于像素开关元件W的寄生容量引起的场贯穿(フィ-ルドスル—)电压等，降低到例如4.8V左右，保持于像素电极PE。因此，从公共电压发生电路6输出的公共电压Vcom的振幅和中心电平实际上按照保持于像素电极PE的像素电压进行预先调整。
图3表示图2所示的灰度基准电压发生电路7的结构。灰度基准电压发生电路7具有比灰度基准电压V0～V9的数目少的、例如4个第2规定数量的可变电压发生部VG1～VG4、以及串联连接于这些可变电压发生部VG1～VG4的输出端(输出通道)CH4～CH1间的多个电阻R0～R8。多个电阻R0～R8将从可变电压发生部VG1～VG4的输出端CH4～CH1间得到的差电压分压得到灰度基准电压V0～V9。可变电压发生部VG1～VG4的每一个都含有D/A变换器30和输出缓冲器31。在可变电压发生部VG1中，D/A变换器30进行γ校正并发生对应于设定的数值数据RD1的输出电压，输出缓冲器31将该输出电压从输出端CH4输出。在可变电压发生部VG2中，D/A变换器30进行γ校正并发生对应于设定的数值数据RD2的输出电压，输出缓冲器31将该输出电压从输出端CH3输出。在可变电压发生部VG3中，D/A变换器30进行γ校正并发生对应于设定的数值数据RD3的输出电压，输出缓冲器31将该输出电压从输出端CH2输出。在可变电压发生部VG4中，D/A变换器30进行γ校正并发生对应于设定的数值数据RD1的输出电压，输出缓冲器31将该输出电压从输出端CH1输出。数值数据RD1～RD4从例如控制器5串行输出到灰度基准电压电路7。该结构是为了使控制器5与灰度基准电压发生电路7间的配线数量减少而且在制造后也能够变更数值数据RD1～RD4。如果是在制造阶段设定数值数据RD1～RD4并在这以后不变更的情况下，也可以将设定数值数据RD1～RD4的跨接插头(ジャンパピン)设于可变电压发生部VG1～VG4。这对于公共电压发生道路6上设定的数值数据也相同。可变电压发生部VG1～VG4的D/A变换器30是将8～10位左右的数值数据RD1～RD4变换为输出电压的结构，对6位的显示信号具有很高的分辨率。
还有，D/A变换电路23具有在灰度基准电压V0、V1的输出端间、灰度基准电压V1、V2的输出端间、灰度基准电压V2，V3的输出端间、灰度基准电压V3、V4的输出端间、灰度基准电压V4、V5的输出端间、灰度基准电压5、V6的输出端间、灰度基准电压V6、V7的输出端间、灰度基准电压V7、V8的输出端间、以及灰度基准电压V8、V9的输出端间分别连接的输入电阻群r0、r1、r2、r3、r4、r5、r6、r7、r8。各输入电阻群r0～r8分别利用多个电阻构成，将对应的灰度基准电压分压作为灰度电压输出到D/A变换部23’。
图4是表示像素PX的透射率与液晶施加电压的关系特性，图5是表示像素PX的透射率与显示信号的灰度值的关系特性。在像素PX为如图4所示的透射率特性时，像素PX的透射率特性相对显示信号的灰度值形成图5中虚线所示的曲线。因此，可变电压发生部VG1～VG4的输出电压与电阻R0～R8的电阻比考虑图4所示的特性曲线的拐点设定，因此在显示信号D/A变换中进行图5所示的一点锁线所示的曲线的γ校正。其结果是，像素PX的透射率特性形成与显示信号的灰度值成正比的直线。又，可变电压发生部VG1～VG4的输出电压可以利用数值数据RD1～RD4任意变更，因此能够使像素PX的透射率特性形成所期望的曲线。还有，在如本实施形态那样利用有必要使液晶层4内的电场的方向周期性反转的液晶像素PX的情况下，可变电压发生部VG1～VG4对相当于像素电压中心电平的电阻分压点形成对称是非常重要的。
在本实施形态的液晶显示装置1中连接电阻，使得多个电阻R0～R8将从4个可变电压发生部VG1～VG4的输出端之间得到的差电压分压，得到10个灰度基准电压V0～V9。即能够相对于灰度基准电压V0～V9的数量降低为了γ校正需要高分辨率的可变电压发生部VG1～VG4的数量。从而能够不显著增大制造成本在进行γ校正的同时将显示信号变换为像素电压。
图6表示图3所示的灰度基准电压发生电路7的第1变形例。在该变形例中，灰度基准电压发生电路7具有作为配置在串联的电阻R0～R8的最外围的可变电压发生部VG1与VG4的各2个切换开关。即可变电压发生部VG1为输出电源电压VAH与VBL之一的切换开关，可变电压发生部VG4为输出电源电压VAL与VBH之一的切换开关。这些可变电压发生部VG1与VG4的切换开关利用控制器5来的数值数据RD4与RD1分别控制，在每1个水平扫描期间(1H)使电压VAH与VAL的组和电压VBH与VBL的组相互切换选择。数值RD4与RD1利用这些切换开关达到接受简单D/A变换的结果。电压VAH与电压VAL为各个液晶施加电压是正极性时的最大灰度基准电压与最小灰度基准电压，电压VBH与VBL分别为液晶施加电压是负极性时的最大灰度基准电压与最小灰度基准电压。又，可变电压发生部VG2与VG3维持与相当于像素电压的中心电平的电阻分压位置相对的对称性，配置在比这些可变电压发生部VG1与VG4更内侧位置。
在该第1变形例中，切换开关作为可变电压发生部VG1与VG4使用，因此能够将可变输出电压的输出端(通道)数量维持在4个不变，将制造成本显著增加的主要原因即D/A变换器30的总数减少到2个。即能够将制造价格抑制得低以进行精细的γ校正。
图7表示图3所示的灰度基准电压发生电路7的第2变形例。在该变形例中，还具有灰度基准电压发生电路7在可变电压发生部VG1～VG4的输出缓冲器31上连接的4个异常电压检测器32、以及响应由这些异常电压检测器32中的任何一个发生的检测信号将输出端CH1～CH4从各输出缓冲器31切离，且由连接于提供特定电压VX的电源端子的4个切换开关33构成的源极驱动器20用的保护电路。
在该第2变形例中，在可变电压发生部VG1～VG4的任何一个中发生异常电压的情况下，该异常电压通过4个异常检测器32所对应的1个检测出，其结果是，从全部输出端CH1～CH4输出特定电压VX。因此，源极驱动器20能够避免因从灰度基准电压发生电路7一侧输出的异常电压而受到破坏那样的事态发生。
图8表示图1所示的控制器5的第1变形例的动作。在该变形例中，形成这样的结构，即控制器5将数值数据RD1～RD4能够以确定的顺序输出到灰度基准电压发生电路7。数值数据RD1～RD4的D/A变换时间如图8所示那样互不相同。在某帧中，可变电压发生部VG1的输出端CH4的电位借助于数值数据RD1的D/A变换进行最大迁移，可变电压发生部VG4的输出端CH1的电位借助于数值数据RD4的D/A变换进行最小迁移。从而，控制器5从数值数据RD1、RD2、RD3、RD4的D/A变换时间长的先开始，也就是从输出电位变化量大的开始依序输出到灰度基准电压发生电路。例如在图3所示的灰度基准电压发生电路7中，数值数据RD1～RD4在某帧中以RD1→RD2→RD3→RD4的顺序输出，在下一帧中以RD4→RD3→RD2→RD1的反向顺序输出。(与其相反，在图6所示的灰度基准电压发生电路7的情况下，在某帧中以RD1→RD2、RD4→RD3的顺序输出，接着的下一帧也以同样的顺序输出即可。)假如控制器5在上述某帧中如图9所示那样，从数值数据RD4、RD3、RD2、RD1的D/A变换时间短的先开始输出到灰度基准电压发生电路7，则合计的D/A变换时间就变得比采用图8所示的顺序时更长。
控制器5的第1变形例基于上述那样的理由，能够减少在灰度基准电压发生电路7一侧进行的A/D变换所发生的时间损失。
图10表示图1所示的控制器5的第2变形例。在该变形例中，具有控制器5响应在内部发生的同时输出信号使数值数据RD1～RD4并行并且同时输出到灰度基准电压发生电路7的输出部51。
在该控制器5的变形例的情况下，如图11所示，与输出串行数值数据RD1～RD4的情况相比能够大幅度降低总D/A变换时间。又，在数值数据RD1～RD4的D/A变换中消费的电力也随其降低。还有，发生同时输出信号的定时的设定容易，可以充分确保时间的充裕，将数值数据RD1～RD4设定在可变电压发生部VG1～VG4。
图12表示图3所示的D/A变换电路23的变形例。该变形例中，在源极驱动器20的外侧设有多个电阻RA1、RA2、RA3、RB1、RB2、RB3。电阻RA1、RA2、RA3分别与各D/A变换电路23内的输入电阻群r0、r1、r2并联连接，电阻RB1、RB2、RB3分别与D/A变换电路23内的输入电阻群r6、r7、r8并联连接。在这种情况下，能够用电阻RA1～RA3、电阻RB1～RB3以及输入电阻群r0～r8的合成电阻比使电压V0～V1、V8～V9的电压比由整体的电压下降。
该变形例在容易发生灰度误差的最大辉度(白显示)附近及最小辉度(黑显示)附近没有相对于灰度值的变化的辉度差，在它们中间通过增大相对于灰度值变化的辉度差，能够进一步改善中间灰度的显示。例如在仅由输出端CH4与CH1施加电压V0与V9时，像素PX的透射率相对于显示信号的灰度值的特性如图13所示。在这种情况下，进行γ校正是困难的。又，例如在由输出端CH4、CH3、CH2以及CH1施加电压V0、V3、V6以及V9的情况下，像素PX的透射率相对于显示信号的灰度值的特性如图14所示。在这种情况下，能够进行γ校正。而在图12所示的结构中，由输出端CH4、CH3、CH2以及CH1施加电压V0、V3、V6及V9，但电阻RA1～RA3以及电阻RB1～RB3在最大辉度(白显示)附近与最小辉度(黑显示)附近的至少一方，构成选择性校正灰度基准电压V0～V1、V8～V9的校正电路，消除对于灰度值变化的辉度差，因此像素PX的透射率与显示信号的灰度值的关系特性如图15所示。
图16表示图1所示的控制单元CNT的第1变形例。在该变形例中，控制单元CNT还具有EPROM8。该EPROM8如图17所示，在最大辉度(白显示)附近和最小辉度(黑显示)附近保持消除相对灰度值变化的辉度差用的灰度表。该灰度表使用外部的ROM记录器9预先写入EPROM8。控制器5参照灰度表将对各像素PX的显示信号的灰度值保持数字形式进行变换。
在控制单元CNT的第1变形例中，形成这样的结构，即EPROM8与控制器5在最大辉度附近与最小辉度附近的至少一方形成校正显示信号的校正电路，以消除相对于灰度值变化的灰度差，因此像素PX的透射率特性与显示信号的灰度值形成如图15所示的关系。能够取得与图12所示的变形例相同的效果。
图18表示图1所示的控制单元CNT的第2变形例的动作。该变形例与图16所示的硬件结构相同，但EPROM8对显示面板DP内的特定线、即特定行的像素PX保持使公共电压Vcom的振幅改变用的控制信息这一点上不同。该特定线是与显示面板DP上发生的辉度不均相对应的部分。但是该控制信息也可以与辉度不均匀无关地以任意改变辉度的目的存储于EPROM8。控制器5根据存储于该EPROM8的控制信息，设定在合适的定时在公共电压发生电路6上设定数值数据，例如图18所示，使公共电压Vcom的振幅暂时发生变化。在这里，公共电压发生电路6的控制定时根据与视频信号同时由外部提供的垂直同步信号VSYNC与水平同步信号HSYNC决定。
通过这种控制，能够改善辉度不均造成的画面质量下降。又，与该公共电压Vcom的振幅控制同时也对像素电压进行控制时，还能进一步促进改善效果。
图19表示图1所示的控制单元CNT的第3变形例的动作。该变形例与图16所示的硬件的结构相同，但EPROM8对显示面板DP内的特定线、即特定行的像素PX保持使公共电压Vcom的中心电平改变用的控制信息这一点上不同。该特定线是与显示面板DP上发生的闪烁相对应的部分。控制器5根据存储于该EPROM8的控制信息在合适的定时在公共电压发生电路6上设定数值数据，例如图19所示，使公共电压Vcom的中心电平暂时发生改变。在这里，公共电压发生电路6的控制定时根据与视频信号同时由外部提供的垂直同步信号VSYNC与水平同步信号HSYNC决定。
通过这种控制，能够改善闪烁造成的画面质量下降。又如果在对该公共电压Vcom的中心电平进行控制的同时也控制像素电压时，还能进一步促进改善的效果。
液晶施加电压的像素PX的透射率特性在例如背光等影响下如图20所示，对于每一像素都有波动。
图21表示图1所示的控制单元CNT的第4变形例。该变形例与图16所示的硬件结构相同，但还设有拍摄显示面板DP的照相机50以及分析从照相机50得到的图像信息的电脑51。这些是在制造阶段为控制ROM记录器而使用的，EPROM8存储利用ROM记录器9写入的如图20所示那样对在每个像素PX上有波动的透射率特性进行补偿的控制信息。控制器5根据该控制信息对显示面板DP内的特定位置、即特性像素PX进行像素电压、公共电压Vcom的振幅的控制。
该变形例能够减小像素PX的透射率特性的波动。
还有，对显示面板从斜方向进行观察时，图像反转显示，出现反转不均匀。为此，也可以在EPROM8中设定能够在像素PX的每一行上使液晶施加电压缓慢改变的灰度表。控制器5也可以参照该灰度表使显示信号进行灰度变换。
又，在断开液晶显示装置1的电源的情况下，也可以形成这样的结构，即控制器5能够事先利用例如图6所示的切换开关33等将从灰度基准电压电路7输出的灰度基准电压V0～V9全部设定为同一任意电压。在这种情况下，最好是将公共电压Vcom也设置为该任意电压。用这种结构能够使伴随电源断开而产生的残像几乎完全迅速消失。以下，对本发明第2实施形态的液晶显示装置进行说明。该液晶显示装置除了图2所示的D/A变换电路23和对应于灰度基准电压发生电路7的部分外都与第1实施形态相同。因此，对相同部分标以相同的参照标号，省略其详细说明。
图22表示该液晶显示装置的电路结构，图23表示图22所示的γ校正电路的结构。
在这里，取样和负载锁存器22为了进行262、144色的彩色显示，由存储作为光的3基色的红色、绿色、蓝色的3像素份额的显示信号的6位×3(＝18位)的数字数据的多个存储器22A构成。各6位数据以64(＝26)灰度表示对应色的灰度值。如图22所示，6位数据R0～R5表示红色的灰度值；6位数据G0～G5表示绿色的灰度值；6位数据B0～B5表示蓝色的灰度值。
译码电路25由使从各对应存储器22A读出的6位数据表示的64级的灰度值与从γ校正电路70输出的64个等级的电压一一对应的多个D/A变换部23构成。这些D/A变换部23’使各个灰度值变换为灰度电压，作为像素电压向液晶显示电路侧的源极线X输出。
在这种液晶显示装置中，灰度放大器70A与灰度调整寄存器70B作为γ校正电路70设置。灰度放大器70A含有灰度基准电压发生电路7与灰度电压发生电路8，灰度调整寄存器70B含有斜率调整寄存器72、微调寄存器73以及振幅调整寄存器74。
如图23的电路图所示，灰度放大器70A为具备阶梯电阻部71、选择器75A～75F的结构，灰度电压发生电路8为具备放大器部76和阶梯电阻部77的结构，灰度调整寄存器70B为具备斜率调整寄存器72、微调整寄存器73、振幅调整寄存器74的结构。
对阶梯电阻部71，利用上限电压VDH、下限电压VGS进行基准电压的供给。阶梯电阻部71在将该基准电压分压为多个电压，同时进行γ校正用的多个电阻。具体地说，按照可变电阻VR0、电阻PKH、可变电阻VRH、电阻PKM、可变电阻VRL、电阻PKL、电阻R1、可变电阻VR1的顺序串联连接，还在可变电阻VR0与电阻PKH间，可利用切换开关切换地并联连接电阻RR、RG、RB。
可变电阻VR0与电阻VR1为灰度电压的振幅调整用的电阻。电阻RR、RG、RB的切换控制通过控制电路5进行。电阻RR在红色的γ校正时使用，电阻RG在绿色的γ校正时使用，RB在蓝色的γ校正时使用。电阻RR、RG、RB的电阻值预先设定为适于各色的γ校正的值。
电阻PKH、PKM、PKL为对灰度值的灰度电压大小进行微调用的电阻。可变电阻RVH、VRL为调整表示灰度电压与灰度值的关系特性的特性曲线的效率用的电阻。
斜率调整寄存器72，将规定可变电阻VRH、VRL的电阻值用的值以3位份额分别存储。又，灰度值分别具备正极性用与负极性用的情况下的寄存器，能够根据极性独立设定。如图24的一览表所示，规定可变电阻VRH的电阻值的信号名，正极性用为PRP0，负极性用为PRN0。规定可变电阻VRL的电阻值的信号名，正极性用为PRP1，负极性用为PRN1。通过设定该斜率调整寄存器72的值，如图25所示，能够调整表示灰度电压与灰度值的关系的特性曲线的斜率。
振幅调整寄存器74分别以3位份额存储规定可变电阻VR0、VR1的电阻值用的值。如图24的一览表所示，规定可变电阻VR0的电阻值的信号名，正极性用为VRP0，负极性用为VRN0，规定可变电阻VR1的电阻值用的信号名，正极性用为VRP1，负极性用为VRN1。通过设定该振幅调整寄存器74的值，如图26所示，能够调整灰度电压的振幅。
微调寄存器73分别以3位的份额存储控制8输入1输出型的选择器75A～75F的值。选择器75A使该8个输入端子连接于电阻PKH，根据微调寄存器73的设定值选择电阻PKH的8个分压电压中的1个。选择器75B～75E使各输入端子依次连接于电阻PKL，分别根据微调寄存器73的设定值选择电阻PKM的8个分压电压中的1个。选择器75F使该8个输入端子连接于电阻PKL，根据微调寄存器73的设定值选择电阻PKM的8个分压电压中的1个。如图24的一览表所示，设定选择器75A的选择的信号名，正极性用为PKP0，负极性用为PKN0。设定选择器75B的选择的信号名，正极性用为PKP1，负极性用为PKN1，设定选择器75C的选择的信号名，正极性用为PKP2，负极性用为PKN2。设定选择器75D的选择的信号名，正极性用为PKP3，负极性用为PKN3，设定选择器75E的选择的信号名，正极性用为PKP4，负极性用为PKN4，设定选择器75F的选择的信号名，正极性用为PKP5，负极性用为PKN5。通过设定该微调寄存器73的值，如图27所示，能够微调相对于灰度值的灰度电压的大小。
在图23中，以可变电阻VR0的输出端的电压为VIN0、选择器75A的输出电压为VIN1、选择器75B的输出电压为VIN2、选择器75C的输出电压为VIN3、选择器75D的输出电压为VIN4、选择器75E的输出电压为VIN5、选择器75F的输出电压为VIN6、可变电阻VR1的输入端的电压为VIN7。即各选择器75A～75F选择VIN1～VIN6的电压。
放大部76将VIN0～VIN7的各电压放大后输出。VIN0对应于作为γ校正电路70的64个级输出电压V0～V63、VIN1对应于V1、VIN2对应V8。V1线与V8线间连接阶梯电阻部78的电阻，利用该电阻将分压为6级的电压作为γ校正电路70的输出电压V2～V7输出。同样，VIN3对应于V20、利用V8线与V20线之间连接的阶梯电阻部78的电阻将分压为11级的电压作为γ校正电路70的输出电压V9～V19输出。VIN4对应于V43，利用V20线与V43线之间连接的阶梯电阻部78的电阻将分压为22级的电压作为γ校正电路70的输出电压V21～V42输出。VIN5对应于V55，利用V43线与V55线之间连接的阶梯电阻部78的电阻将分压为11级的电压作为γ校正电路70的输出电压V44～V54输出。VIN6对应于V62、利用V55线与V62线之间连接的阶梯电阻部78的电阻将分压为6级的电压作为γ校正电路70的输出电压V56～V61输出。VIN7对应于V63。这样，γ校正电路70输出V0～V63的电压。
电压V0对应于辉度最暗的黑电平，电压V63对应辉度最亮的白电平，利用红、绿、蓝的颜色切换的电阻RR、RG、RB在对应黑电平的部分的VIN0线与VIN1线之间连接。
接着，对比较例的γ校正电路进行说明。如图28所示，比较例的γ校正电路形成将电阻R0连接于可变电阻VR0与电阻PKH之间，以代替可利用图23所示的开关SW1进行切换的电阻RR、RG、RB的结构。此外，对与图23相同的零部件标以相同标号，在这里省略重复的说明。
利用这样的结构，比较例的γ校正电路不根据灰度值的颜色切换电阻R0，而在各颜色进行相同的γ校正。
下面对本实施形态的γ校正电路70和比较例的γ校正电路中的γ校正的不同进行说明。图29是表示γ校正前的灰度值与辉度的关系的曲线。相对于白色(W)的辉度特性，红(R)、绿(G)、蓝(B)的辉度特性大幅度偏移。
在利用本γ校正电路70，将电阻RR、RG、RB预先设定为适当的电阻值，相应于红、绿、蓝各色切换电阻RR、RG、RB进行γ校正的情况下，如图30所示，红、绿、蓝各色的辉度特性得到与白色的辉度特性一致的曲线。又，图30的曲线的纵轴是灰度值为63时辉度归一化为100的规一化辉度。图30的曲线中，灰度值为0时辉度为最低的黑电平，灰度值为63时辉度为最高的白电平。
而在利用比较例的γ校正电路，形成在红、绿、蓝各色不切换电阻R0地进行相同的γ校正的情况下，如图31所示，红、绿、蓝的辉度特性虽然形成接近于白色的辉度特性，但没有达到完全一致。特别是蓝色，黑电平的偏差变大。
本γ校正电路70在相当于黑色电平的部分并联连接电阻RR、RG、RB，相应于红、绿、蓝各色切换这3个电阻，以此实现黑电平的合适的γ校正。
因而，如果采用本实施形态，在将红、绿、蓝各色在从黑电平到白电平中以64个等级显示的灰度值变换为灰度电压时，相应于各色切换相当于将灰度电压生成用的基准电压分压的阶梯电阻部71的黑电平的部分的电阻值，以此能够进行适于每个颜色的γ校正，因此能够抑制红、绿、蓝的对灰度值的辉度的偏差。特别是，在将相当于黑电平的部分的电阻值设定为最适合的情况下，能够使对应于红、绿、蓝各色的辉度完全一致。
采用本实施形态，则在阶梯电阻部71的相当于黑电平部分上可切换地并联连接对应红、绿、蓝各色的3个电阻RR、RG、RB，根据灰度值的颜色切换这些电阻RR、RG、RB，以此能够以简单的结构进行相应于颜色的电阻值切换。又，除了可切换地设有3个电阻RR、RG、RB以外，还可以使用可变电阻，根据颜色切换该电阻值。
采用本实施形态，则在阶梯电阻部71的中央的电阻PKM的两个端部设有可变电阻VRH和VRL，同时还设有设定这些可变电阻VRH、VRL的电阻值用的斜率调整寄存器72，根据斜率调整寄存器72中设定的值调整可变电阻VRH、VRL的电阻值，以此能够调整表示灰度电压与灰度值的关系特性的特性曲线。
采用本实施形态，则在阶梯电阻部71的两个最顶端部设有可变电阻VR0和VR1，同时还设有设定这些可变电阻VR0、VR1的电阻值用的振幅调整寄存器74，根据振幅调整寄存器74中设定的值调整可变电阻VR0、VR1的电阻值，以此能够调整灰度电压的振幅。
采用本实施形态，则在阶梯电阻部71的中央部的电阻PKH、PKM、PKL中连接选择器75A～75F，同时还设有设定由这些选择器75A～75F进行的选择的微调寄存器73，根据微调寄存器73中设定的值，选择器75A～75F选择从阶梯电阻部71输出的分压电压，以此能够调整对于灰度值的灰度电压的大小。
工业上的实用性本发明能够进行γ校正，而且能用于将显示信号变换为像素电压的显示信号处理装置与显示装置。
权利要求
1.一种显示信号处理装置，其特征在于，具备发生第1规定数量的灰度基准电压的灰度基准电压发生电路、以及有选择地使用从所述灰度基准电压发生电路得到的第1规定数量的灰度基准电压，将显示信号变换为像素电压的信号变换电路；所述灰度基准电压发生电路具有分别为γ校正发生可变的输出电压的比所述第1规定数量还少的第2规定数量的可变电压发生部、以及多个电阻，这些电阻连接成将从所述第2规定数量的可变电压发生部的输出端间得到的电压差进行分压，而得到所述第1规定数量的灰度基准电压。
2.根据权利要求1所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压发生电路作为配置在最外围的所述可变电压发生部，具有切换至少2个电源电压的切换开关电路。
3.根据权利要求1所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压发生电路具有在所述第2规定数量的可变电压发生部的任何一个中检测发生的输出电压的异常，将全部所述可变电压发生部的输出电压切换为特定电压，以保护所述信号变换电路的保护电路。
4.根据权利要求1所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述第2规定数量的可变电压发生电路，含有将各数值数据变换为输出电压的多个数字模拟变换器。
5.根据权利要求4所述的显示信号处理装置，其特征在于，还具备控制所述信号变换电路与所述灰度基准电压发生电路的控制部。
6.根据权利要求5所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述控制部具备将利用所述多个数字模拟变换器分别变换的数值数据按照从变换时间长到短的顺序串行输出的输出部。
7.根据权利要求5所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述控制部具备将利用所述多个数字模拟变换器分别变换的数值数据并列、而且同时进行输出的输出部。
8.根据权利要求1所述的显示信号处理装置，其特征在于，还具备对所述第1规定数量的灰度基准电压进行有选择的校正，使得在最大辉度附近和最小辉度附近的至少一处消除相对于灰度值变化的辉度差，然后将该灰度基准电压提供给所述信号变换电路的校正电路。
9.根据权利要求5所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述控制部具备校正所述显示信号，使得在最大辉度附近和最小辉度附近的至少一处消除相对于灰度值变化的辉度差，然后将所述显示信号提供给所述信号变换电路的校正电路。
10.一种显示装置，其特征在于，具备大致配置为矩阵状，在各第1与第2电极间保持液晶材料的多个像素、发生所述第1规定数量的灰度基准电压的灰度基准电压发生电路、有选择地使用从所述灰度基准电压发生电路得到的第1规定数量的灰度基准电压，将显示信号变换为施加在第1电极的像素电压的信号变换电路、发生施加在所述第2电极的公共电压的公共电压发生电路、以及控制所述信号变换电路与所述公共电压发生电路，使得所述像素电压与所述公共电压周期性电平反转的控制部；所述灰度基准电压发生电路具有分别为进行γ校正发生可变输出电压的比第1规定数量还少的第2规定数量的可变电压发生部、以及多个电阻，这些电阻连接成将从所述第2规定数量的可变电压发生部的输出端间得到的电压差进行分压，而得到所述第1规定数量的灰度基准电压。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即保持对于特定行的像素控制信息，并根据该控制信息，改变对于特定行的像素的所述公共电压的振幅。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即够伴随所述公共电压的变更，改变对于所述特定行的像素的所述像素电压。
13.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即保持对于特定行的像素的控制信息，并根据该控制信息，进行将对所述特定行的像素的所述公共电压的中心电平加以变更的控制。
14.根据权利要求13所述的显示装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即伴随所述公共电压的中心电平的变更，改变对所述特定行的像素的像素电压的控制。
15.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即保持在所述多个像素间补偿波动的透射率特性的控制信息，并根据该控制信息，控制对特定像素电压与公共电压的振幅的变更。
16.根据权利要求10所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即在配置所述多个像素的显示面板相对于观察者倾斜的状态下，慢慢地使施加在每行像素的电压不同。
17.根据权利要求10所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述控制部还具有如下进行控制的结构，即在电源断开前，将所述第1规定数量的灰度基准电压设定为任意相同电压+。
18.根据权利要求1所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压发生电路具有将红、绿、蓝各色从黑色电平到白色电平将以一定数量的阶梯表示的显示信号变换为灰度电压用的基准电压分压的阶梯电阻、以及根据显示信号的颜色切换所述阶梯电阻中的相当于黑色电平的部分的电阻值的切换手段。
19.根据权利要求18所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述阶梯电阻在相当于黑色电平的部分具备对应红、绿、蓝各色的3个电阻，所述切换手段根据显示信号的颜色切换该3个电阻。
20.根据权利要求18所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压发生电路具有为了调整表示灰度电压与显示信号的关系特性的特性曲线的斜率而设在所述阶梯电阻上的可变电阻、以及设定该可变电阻值的斜率调整寄存器。
21.根据权利要求18所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压发生电路具有为调整灰度电压的振幅而设在所述阶梯电阻上的可变电阻、以及设定该可变电阻的电阻值的振幅调整寄存器。
22.根据权利要求18所述的显示信号处理装置，其特征在于，所述灰度基准电压电路具有为调整灰度电压大小选择从所述阶梯电阻输出的分压电压的选择器、以及设定该选择器进行的选择的微调整寄存器。
全文摘要
本发明揭示一种显示信号处理装置及显示装置。所述显示信号处理装置具备发生10个灰度基准电压的灰度基准电压发生电路(7)，以及有选择地使用从灰度基准电压发生电路(7)得到的10个灰度基准电压，将显示信号变换为像素电压的D/A变换电路(23)。特别是灰度基准电压发生电路(7)具有分别为进行γ校正发生可变的输出电压的4个可变电压发生部(VG1～VG4)、以及多个电阻(R0～R8)，这些电阻连接成将在4个可变电压发生部(VG1～VG4)的输出端(CH1～CH4)间得到的电压差进行分压，而得到10个灰度基准电压。
文档编号G09G3/20GK1788304SQ200580000
公开日2006年6月14日 申请日期2005年2月23日 优先权日2004年2月23日
发明者金田晴利, 重广浩二 申请人:东芝松下显示技术有限公司