液晶表示装置
【課題】 信号遅延が発生せず，応答速度が速いソースドライバを備えた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 液晶表示装置は，ルックアップテーブル形態で階調データ値が格納され，入力される階調データに対応する多数のスイッチング信号を順次に出力するメモリと，前記多数のスイッチング信号を印加され，多数の電圧レベルを順次選択し，１フレーム期間に，液晶セルを含む画素各々に，前記選択された多数の電圧レベルに該当する多数のパルス波形を順次印加するスイッチング部とを含むソースドライバを備える。前記液晶表示装置は，前記多数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備える。前記メモリは，前記各フレームの初期毎に前記液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を出力する。前記液晶セルは，ＯＣＢ液晶セルである。
【解決手段】 液晶表示装置は，ルックアップテーブル形態で階調データ値が格納され，入力される階調データに対応する多数のスイッチング信号を順次に出力するメモリと，前記多数のスイッチング信号を印加され，多数の電圧レベルを順次選択し，１フレーム期間に，液晶セルを含む画素各々に，前記選択された多数の電圧レベルに該当する多数のパルス波形を順次印加するスイッチング部とを含むソースドライバを備える。前記液晶表示装置は，前記多数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備える。前記メモリは，前記各フレームの初期毎に前記液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を出力する。前記液晶セルは，ＯＣＢ液晶セルである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，液晶表示装置に関し，より詳細には，信号遅延が発生せず，応答速度が速いソースドライバを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近，パーソナルコンピュータやテレビなどの軽量，薄形化に伴って，ディスプレイ装置も軽量化，薄形化が要求されてきている。このような要求に応じて，陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）の代わりに，液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）のような平板型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
液晶表示装置は，２つの基板間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界（electric field）を印加し，この電界の強さを調節して，外部の光源（バックライト）から基板に透過される光の量を調節することによって，所望の画像信号を得る表示装置である。
【０００４】
一般的に，液晶表示装置（以後，ＬＣＤとも称する。）は，陰極線管に比べて極めて薄く，軽く，且つ電力消費が少ないことから，携帯電話，コンピュータ及びＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのような携帯型情報機器の画面表示素子として広く用いられており，電磁波の放出が少なくて，現在ディスプレイ分野において主流となっている。
【０００５】
このような液晶表示装置は，携帯が簡便な平板型ディスプレイの中で代表的なものであって，これらのうち，薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）をスイッチング素子として利用したＴＦＴ−ＬＣＤが主に用いられている。
【０００６】
一般的に，液晶表示装置は，カラーイメージを表示する方式によって，大きく，カラーフィルタ（color filter)方式と，フィールド順次（field sequential）駆動方式とに分けられる。
【０００７】
カラーフィルタ方式の液晶表示装置は，２つの基板の一方の基板にレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３元色よりなるカラーフィルタ層を形成し，このカラーフィルタ層に透過される量を調節することによって，所望の画像を表示する。また，カラーフィルタ方式のＬＣＤは，単一の光源から照射される光をＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタ層に透過させるに際して，Ｒ，Ｇ，Ｂカラーフィルタ層に透過される光の量を調節して，Ｒ，Ｇ，Ｂ色を合成することによって，所望の画像を表示する。
【０００８】
このように，単一の光源及び３色のカラーフィルタ層を用いて画像を表示する液晶表示装置においては，Ｒ，Ｇ，Ｂの領域毎に各々対応する単位画素が必要なので，白黒を表示する場合より３倍程度多い画素が必要となる。したがって，高解像度の画像を得るためには，液晶表示装置パネルの精巧な製造技術が要求される。また，このような液晶表示装置は，基板に別途のカラーフィルタ層を形成しなければならないという製造上の面倒さがあり，カラーフィルタ自体の光透過率が低いため，輝度が低くなる。
【０００９】
一方，フィールド順次駆動方式の液晶表示装置は，Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の独立した光源を順次周期的に点灯し，該点灯周期に同期して，各画素に対応する色信号を加えることによって，フルカラー（full color）の画像を得る。すなわち，フィールド順次駆動方式の液晶表示装置によれば，１つの画素をＲ，Ｇ，Ｂの単位画素に分割せずに，１つの画素にＲ，Ｇ，Ｂのバックライトから出力されるＲ，Ｇ，Ｂの３元色の光を時分割的に順次表示することによって，目の残像効果を用いて画像を表示する。
【００１０】
このようなフィールド順次駆動方式は，アナログ駆動方式と，デジタル駆動方式とに分けられる。
【００１１】
アナログ駆動方式は，表示しようとする階調数に対応する複数の階調電圧を設定し，複数の階調電圧の中から階調データに相当する１つの階調電圧を選択し，選択された階調電圧で液晶パネルを駆動することによって，印加された階調電圧に対応する透過量で階調を表示する。
【００１２】
デジタル駆動方式は，液晶に印加される駆動電圧を一定にし，電圧印加時間を制御して，階調を表示する。このようなデジタル駆動方式によれば，駆動電圧を一定に維持し，電圧印加状態及び電圧非印加状態をタイミング的に制御して，液晶に透過される累積光量を調節することによって，階調を表示する。
【００１３】
上述のような液晶表示装置は，画面を見る方向によって明暗や色相が異なるので，狭い視野角を有するという短所がある。この短所を克服する様々な方法が提案されている。
【００１４】
例えば，導光板の表面にプリズム板を取り付けることによって，バックライトから入射光の直進性を向上させ，垂直方向の輝度を３０％以上向上させる方法が実用化されてきており，その方法によってＬＣＤの視野角を向上させることができる。また，ネガティブ（negative）光補償板を取り付けることによって視野角を高める方法も実用化されつつある。
【００１５】
また，インプレーンスイッチング（In Plane Switching）モードが開発され，上下左右の視野角が１６０゜とほとんど陰極線管水準の広視野角化が達成されたが，開口率が相対的に低くて，これに対する改善策が必要である。
【００１６】
その他，ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence;以下，ＯＣＢという）方式，ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）方式，ＤＨＦ（Deformed Helix Ferroelectric）方式などを薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）で駆動して，視野角を改善する努力など多くの試みがなされている。
【００１７】
特に，ＯＣＢモードの場合，液晶応答速度が速く，広視野角の特性を有しているという長所があることから，現在研究開発が活発に進行中である。
【００１８】
図１は，一般的なＯＣＢモードの動作を説明するための液晶状態図である。
【００１９】
図１に示すように，上部板電極と下部板電極との間に位置する液晶の初期配向状態は，ホモジニアス状態（Homogeneous state）であり，上下部板電極に所定の電圧を印加すれば，転移スプレイ（Transient splay）及び非対称スプレイ（Asymmetric splay）を経てベンド状態（Bend state）に変換された後，ＯＣＢモードで動作する。
【００２０】
図１に示すように，一般的に，ＯＣＢ液晶セルは，傾斜角（tilt angle）が約１０〜２０゜，液晶セルの厚みが４〜７μｍとなるように製作され，配向膜を同一の方向にラビング（rubbing）する方法を適用している。液晶層の真中での液晶分子の配列は，左右対称となるので，特定の電圧以下では傾斜角が０゜であり，特定の電圧以上では，傾斜角が９０゜となる。そこで，初期に大きい電圧を印加して，液晶層の中心部において液晶分子の傾斜角を９０゜にし，印加電圧を異にして，配向膜と液晶層の中間の液晶分子を除いた残りの液晶分子のチルト（tilt）変化により，液晶層を通る光の偏光を変調する。通常，中心部の液晶分子の傾斜角が０゜〜９０゜に配列するのにかかる時間が数秒であり，バックフロー（Back-Flow）がなく，弾性係数が大きい反り変形であるから，反応時間は１０μｍ程度と非常に速いという特徴がある。
【００２１】
上述のような従来の液晶表示装置は，多数の画素を具備する液晶表示パネルと，その液晶表示パネルを駆動するためのソースドライバ，スキャンドライバ及びバックライトを備える。スキャンドライバからスキャン信号が順次印加され，前記スキャン信号に同期して，ソースドライバから該当画素にデータ電圧が印加されることによって，印加された電圧に応じて液晶の透過度が変形し，この際，バックライトから液晶表示パネルに光を照射して，液晶の透過度に対応する輝度で光が発光して，映像イメージを表示する。
【００２２】
図２は，従来の液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【００２３】
図２に示すように，従来の液晶表示装置のソースドライバ２０は，Ｄ／Ａコンバータ（Digital to Analog Converter）２１と，増幅部／バッファ部（Amp/Buffer）２２とを含む。
【００２４】
Ｄ／Ａコンバータ２１は，映像データに該当するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の階調データを入力され，アナログ電圧値に変換して出力する。
【００２５】
増幅部／バッファ部２２は，上記アナログ電圧値を増幅して，液晶表示パネル１０に出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかし，上述した従来の液晶表示装置のソースドライバ２０では，増幅部／バッファ部２２に含まれた出力演算増幅器Ａｍｐの技術的な限界に起因して，信号変化率（Slew Rate）が制限されるようになる。すなわち，増幅部／バッファ部２２の入力であるアナログ電圧値に対応して，増幅部／バッファ部２２の出力が予想の電圧値より時間遅延を持って増幅される。このような現象は，ＯＣＢモードを有する液晶表示装置のフレーム周波数（frame frequency）を制限させて，ＯＣＢモードの長所である速い応答速度を十分に発揮することができないという問題点がある。
【００２７】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，いくつかの電圧レベルだけを用いて多様な階調を表現できる新しいソースドライバを有する液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数のスキャンラインと複数のデータラインとが交差する領域に配置され，共通電極，画素電極及びＯＣＢ液晶よりなるＯＣＢ液晶セルを含む複数の画素を備える液晶表示パネルと；前記スキャンラインを介して前記複数の画素から任意の画素を選択するためのスキャン信号を印加するスキャンドライバと；前記データラインを介して前記複数の画素に複数のパルス波形を順次印加するソースドライバと；前記液晶表示パネルに光源を印加するバックライト部と；前記バックライト部にバックライト電圧を印加する光源制御器と；前記スキャンドライバ，前記ソースドライバ及び前記光源制御器の動作を制御するための制御信号を印加するタイミング制御部と；を備え，前記ソースドライバは，ルックアップテーブル形態で階調データ値を格納し，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を出力するメモリと；前記複数のスイッチング信号を入力され，複数の電圧レベルから前記各スイッチング信号に対応する電圧レベルを選択し，１フレーム期間に，前記選択した複数の電圧レベルに該当する複数のパルス波形を前記画素に順次印加するスイッチング部と；を含む液晶表示装置が提供される。
【００２９】
上記メモリは，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を順次に出力してもよい。その場合，スイッチング部は，メモリが出力したスイッチング信号の順序に従って，各スイッチング信号に対応する電圧レベルに該当するパルス波形を画素に順次印可する。なお，メモリが出力するスイッチング信号の順序は，階調データごとに予め定められていてもよい。
【００３０】
上記液晶表示装置は，上記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備えてもよい。
【００３１】
上記電圧発生部は，前記ソースドライバに含まれてもよい。
【００３２】
上記メモリは，前記ＯＣＢ液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を各フレームの初期毎に出力してもよい。
【００３３】
上記ＯＣＢ液晶は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，光透過率が実質的に０となるようにしてもよい。
【００３４】
上記スイッチング部は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，前記複数の電圧レベルのうち最大の電圧レベルを選択してもよい。
【００３５】
上記液晶表示装置の駆動の初期段階に，前記ＯＣＢ液晶をベンド転移させるための電圧を前記共通電極に印加するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備えてもよい。なお，液晶表示装置の駆動の初期段階とは，例えば，液晶表示装置に電源が投入された直後の段階や，液晶表示装置に電源が投入された後液晶パネルを介して映像イメージを表示する前のいずれかの段階などを示す。
【００３６】
上記スイッチング部は，複数のスイッチング素子から構成され，前記各スイッチング素子は，前記各データラインに連結されてもよい。
【００３７】
上記各スイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及びマルチプレックスからなる群より選択された少なくとも１つであってもよい。
【００３８】
上記バックライト部は，レッド，グリーン及びブルーの光を各々発光するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成されてもよい。また，レッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤが順次各々の光を発光してもよい。
【００３９】
上記バックライト部は，ホワイト光を発光するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescence Lamp）であってもよい。
【００４０】
上記液晶表示装置は，上記バックライト部から発光する光をフィルタリングするレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタをさらに備えてもよい。
【００４１】
上記各画素は，前記スキャンラインを介して伝達されるスキャン信号に応答して，前記データラインを介して伝達される複数のパルス波形を前記ＯＣＢ液晶セルの画素電極に順次に伝達するスイッチングトランジスタと；前記複数のパルス波形を蓄積する蓄積キャパシタと；をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように本発明によれば，ルックアップテーブル形態で階調データを格納するメモリとスイッチング部とから構成される新しい形態のソースドライバを備えることによって，いくつかの段階の電圧レベルだけを用いて多様な階調表現が可能なので，従来のソースドライバに現れる出力増幅部／バッファ部の信号変化率の制限に起因した遅い応答速度の問題点を解決し，ＯＣＢ液晶の速い応答速度の長所を充分に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４４】
図３は，本発明の実施形態による液晶表示装置を示すブロック図である。
【００４５】
図３に示すように，本発明の実施形態による液晶表示装置は，液晶表示パネル１００，ソースドライバ２００，スキャンドライバ３００，光源制御器４００，バックライト部５００及びタイミング制御部６００を含む。
【００４６】
液晶表示パネル１００は，複数のスキャンラインＳ１〜Ｓｎと複数のデータラインＤ１〜Ｄｍとが交差する領域に形成された複数の画素１１０から構成され，映像イメージを表示する。図３の液晶表示パネル１００に，Ｎ×Ｍ個の画素の中で代表的なものとして，ｎ番目のスキャンラインＳｎ及びｍ番目のデータラインＤｍに連結された画素１１０を示した。以下，画素１１０を参照して説明する。
【００４７】
各画素１１０は，スイッチングトランジスタＭＳ，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣ及び蓄積キャパシタＣｓｔから構成されている。
【００４８】
スイッチングトランジスタＭＳのソース端子は，データラインＤｍに連結され，前記スイッチングトランジスタＭＳのゲート端子は，スキャンラインＳｎに連結される。前記スイッチングトランジスタＭＳは，前記スキャンラインＳｎを介して印加されるスキャン信号によりオンとなり，データラインＤｍを介して印加されるデータ電圧をＯＣＢ液晶セルＣＬＣに伝達する。
【００４９】
ＯＣＢ液晶セルＣＬＣは，画素電極１１１，共通電極１１２及びこれら間のＯＣＢ液晶層から構成される。画素電極１１１は，前記スイッチングトランジスタＭＳのドレイン端子に連結され，データラインＤｍを介して伝達されたデータ電圧が印加される。共通電極１１２は，前記画素電極１１１に対向する電極であって，共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。画素電極１１１及び共通電極１１２に印加された両端の電圧差により，ＯＣＢ液晶分子の配列状態が変化し，ＯＣＢ液晶層を通る光の偏光状態によって透過率が変わる。
【００５０】
蓄積キャパシタＣｓｔは，画素電極１１１とストレージ電極１１３及びこれら間の誘電層から構成される。この際，前記ストレージ電極１１３は，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣの共通電極１１２に連結される。したがって，蓄積キャパシタＣｓｔは，前記ＯＣＢ液晶キャパシタＣＬＣと並列状態に連結され，前記データ電圧を一定時間蓄積する役目をする。
【００５１】
スキャンドライバ３００は，複数のスキャンラインＳ１〜Ｓｎを介してスキャン信号を順次印加し，ソースドライバ２００は，複数のデータラインＤ１〜Ｄｍを介して複数のパルス波形を該当画素に順次印加する。つまり，スキャンドライバ３００とソースドライバ２００とによって液晶表示パネル１００が駆動される。ここで，前記ソースドライバ２００で複数のパルス波形を生成し，該当画素に順次印加するための構成は，後述する。
【００５２】
タイミング制御部６００は，外部映像処理部（図示しない）から映像イメージである階調データと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及び垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを印加され，ソースドライバ２００に映像階調データ及び動作制御信号Ｓｄを出力し，スキャンドライバ３００にスキャンドライバ３００の動作を制御するための制御信号Ｓｇを出力する。また，タイミング制御部６００は，バックライト部５００が液晶表示パネル１００に光を出力するように，光源制御信号Ｓｂを光源制御器４００に提供する。
【００５３】
光源制御器４００は，タイミング制御部６００から印加されるバックライト制御信号Ｓｂにより，液晶表示パネル１００の裏面に配置されたバックライト部５００を駆動するための所定の電圧を印加する。前記バックライト部５００は，フィールド順次（Field-Sequential）駆動方式の場合，レッド，グリーン及びブルーの光を順次出力するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成することができる。カラーフィルタを用いた駆動方式の場合，ホワイト光を出力するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold
Cathode Fluorescence Lamp）であってもよい。また，カラーフィルタを用いた駆動方式の液晶表示装置の場合，単位画素毎にレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタが共通電極上に配置される。
【００５４】
また，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣは，液晶表示装置の初期起動時に，ＯＣＢ液晶をベンド状態に転移させるための高電圧（例えば，約１５Ｖ〜３０Ｖ）を前記ＯＣＢ液晶セルＣＬＣの共通電極１１２に印加するが，この際，液晶表示装置は，前記高電圧を共通電極１１２に印加するＤＣ−ＤＣコンバータ（図示しない）をさらに備えることができる。
【００５５】
従来のソースドライバは，上述のように，Ｄ／Ａコンバータ２１及び増幅部／バッファ部２２を使用してアナログ電圧を出力したが，上述のように，本発明の実施形態による液晶表示装置は，ソースドライバ２００で複数のパルス波形を順次印加するので，従来の問題点である信号遅延を防止し，応答速度を速くすることができる。以下，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバについて図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００５６】
図４は，本発明の実施例による液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【００５７】
図４に示すように，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバ２００は，メモリ２１０及びスイッチング部２２０を含む。
【００５８】
メモリ２１０は，多数の階調データの各々に該当するデータ値をルックアップテーブル形態で格納しており，該当階調データを入力されて，予め格納されている上記データ値に対応するスイッチング信号を順次にスイッチング部２２０に伝達する。前記メモリ２１０に格納されたデータ値は，ｎビット（bit）で格納される。前記メモリに格納されたルックアップテーブルについては，図５を参照して詳細に説明する。
【００５９】
スイッチング部２２０は，液晶表示パネル１００内の複数のデータラインＤ１〜Ｄｍの各々に連結された複数のスイッチング素子（図示しない）から構成されている。各スイッチング素子は，前記メモリ２１０から出力されるスイッチング信号を入力され，スイッチング動作を行う。前記それぞれのスイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（Bipolar Junction Transistor：ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor：ＭＯＳＦＥＴ）またはマルチプレックス（Multiplex）などから構成されることができる。
【００６０】
また，前記スイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０から出力される複数段階の電圧レベル（図４では，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の４段階）を前記メモリ２１０のスイッチング信号に応じて選択し，複数の画素１１０に伝達する。前記電圧レベル発生器２３０は，ソースドライバ２００の外部で複数段階の電圧レベルを生成するものであるが，これに限らず，ソースドライバ２００内に含まれて複数段階の電圧レベルを生成してもよい。また，図４では，４段階の電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を例に挙げて説明したが，表現しようとする階調データによってそれ以下またはそれ以上であってもよい。
【００６１】
図５は，図４に示すソースドライバのルックアップテーブル形態で階調データが格納されたメモリを説明するための図である。
【００６２】
図４を参照して図５を説明する。まず，メモリ２１０は，スイッチング部２２０に印加されるスイッチング信号に２ビットのコードを付与する。例えば，スイッチング信号ＳＶ１に２ビットのコード“００”を付与する。スイッチング信号にコードを付与しておくことにより，メモリ２１０は，例えば入力されたり読み込んだりしたコードが“００”である時には，スイッチング信号ＳＶ１を出力しする。そして，スイッチング信号ＳＶ１をメモリ２１０から入力されたスイッチング部２２０は，電圧レベルＶ１を選択する。同様に，メモリ２１０は，スイッチング信号ＳＶ２に２ビットのコード“０１”を付与し，スイッチング信号ＳＶ３に２ビットのコード“１０”を付与し，スイッチング信号ＳＶ４に２ビットのコード“１１”を付与する。それにより，メモリ２１０は，コードが“０１”である時は，スイッチング部２２０が電圧レベルＶ２を選択するようにスイッチング信号ＳＶ２を出力し，“１０”である時は，電圧レベルＶ３を選択するようにスイッチング信号ＳＶ３を出力し，“１１”である時は，電圧レベルＶ４を選択するようにスイッチング信号ＳＶ４を出力する。
【００６３】
また，メモリ２１０において階調データが各グレイスケールに応じて格納されるように，８ビットの階調データが６４個のグレイスケール（Gray Scale）に分類される。８ビットの階調データのうち，最初の２ビットは，液晶をリセットさせるためのリセット値であって，“１１”に固定されており，前記電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のうち，最高電圧Ｖ４がＯＣＢ液晶セルに印加されることを示す。この際，ＯＣＢ液晶をリセットさせるというのは，バックライト部５００から出る光を透過させる液晶の光透過率を実質的に０（ブラック状態）にすることを示す。メモリ２１０は，各フレームの初期毎に，電圧レベルＶ４をＯＣＢ液晶セルに印加するためのスイッチング信号ＳＶ４をスイッチング部２２０に印加する。これにより，各フレームの初期毎にＯＣＢ液晶を初期状態にし，現在のフレームに印加されるパルス波形が直前のフレームに印加されたパルスと関係なく常に一定の階調を表現できるようにする。
【００６４】
次に，８ビット階調データのうち，残りの６ビットは，液晶を通過して出る光の輝度を示すデータ値である。図５では，６４個のグレイスケールに対応する輝度を設定するために，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を組み合わせることにより，各画素に印加するパルス波形を選択する。すなわち，各グレイスケールに対応する輝度のパルス波形を求めるために，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４から算出できる組み合わせ可能なパルス波形を画素に順次印加し，この時に現れる輝度を各々測定する。その後，それらのうち所望のグレイスケール，例えば６４個のグレイスケールを選定し，そのグレイスケールを作り出す際に画素に印加した電圧レベルの組み合わせを，電圧レベルのスイッチングのための信号としてメモリ２１０に格納する。この際，スイッチングのための信号としてメモリ２１０には６ビットが格納される。詳細に説明すれば，上述のように，メモリ２１０は，２ビットのコードをスイッチング信号に付与することによって，“００”である時には，スイッチング部２２０が電圧レベルＶ１を選択するようにスイッチング信号ＳＶ１を出力し，“０１”である時は，電圧レベルＶ２を選択するようにスイッチング信号ＳＶ２を出力し，“１０”である時は，電圧レベルＶ３を選択するようにスイッチング信号ＳＶ３を出力し，“１１”である時は，電圧レベルＶ４を選択するようにスイッチング信号ＳＶ４を出力する。そこで例えば，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の組み合わせの１つである電圧レベルＶ１，Ｖ１，Ｖ１を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“００ ００ ００”のデータ値をメモリ２１０に格納する。次に，同様に組み合わせの１つである電圧レベルＶ１，Ｖ１，Ｖ２を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“００ ００ １０”のデータ値を格納する。上述のような方法で，組み合わせた３つの電圧レベルの印加，輝度の測定，データ値の格納を繰り返し，最後に電圧レベルＶ４，Ｖ４，Ｖ４を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“１１ １１ １１”のデータ値を格納する。その結果，６４個のグレイスケールの輝度を有するパルス波形を求めることができる。上述のように各グレイスケールに該当する階調データがルックアップテーブル形態でメモリ２１０に格納されていれば，メモリ２１０への階調データの入力を受けて，メモリ２１０は，予め格納されているリセット値とデータ値に該当するスイッチング信号をスイッチング部２２０に順次印加することができる。そして，スイッチング部２２０は，印加されるスイッチング信号に基づいて，前記電圧レベル発生器２３０から出力される電圧レベルを順次に選択し，該当画素に印加する。図５では，代表的な例として，６ビットのデータ値に対して４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のうち組合可能な３つの電圧レベルを順次印加し，この時の輝度を測定して，６４個のグレイスケールを格納したが，設定者の選択に応じてデータビット数と電圧レベルは調整自在であり，６４個以下またはそれ以上のグレイスケールをも容易に設定可能である。以上で，図４及び図５を参照して，本発明の実施例による液晶表示装置のソースドライバの構成及びルックアップテーブル形態で階調データを格納するメモリについて説明した。次に，図６を参照して，本発明の実施形態による液晶表示装置の駆動方法を説明する。
【００６５】
図６は，本発明の実施形態による液晶表示装置の駆動方法により駆動した場合の，ソースドライバによる画素への印可電圧を示す波形図である。
【００６６】
図４及び図５を参照して図６を説明すると，ソースドライバ２００から１つの画素１１０に印加されるパルス波形の電圧レベルは，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４であり，４つの電圧が順次印加される。図６に示すように，１フレーム期間に，第１０番のグレイスケールに該当する階調データがソースドライバ２００に印加されると，メモリ２１０には，第１０番のグレイスケールに該当する８ビットの“１１ ００ １０ ０１”が格納されているので，前記“１１ ００ １０ ０１”に該当するスイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ２をスイッチング部２２０に順次印加する。スイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ２を印加されたスイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０の電圧レベルＶ４，Ｖ１，Ｖ３，Ｖ２を順次に選択し，該当画素１１０に印加する。したがって，該当画素の液晶は，順次印加される電圧レベルＶ４，Ｖ１，Ｖ３，Ｖ２によって光透過率が変化する。この際，バックライト部から出力される光は，前記光透過率によって順次に異なる透過率を持って透過されるが，人間の目が認識できない程度の速さで光が透過するので，ユーザは，第１０番のグレイスケールに該当する輝度を認識する。
【００６７】
次に，２フレーム期間に，第３９番のグレイスケールに該当する階調データがソースドライバ２００に印加されると，メモリ２１０には，第３９番のグレイスケールに該当する８ビットの“１１ １０ ０１ １０”が格納されているので，前記“１１ １０ ０１ １０”に該当するスイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ３，ＳＶ２，ＳＶ３をスイッチング部２２０に順次印加する。スイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ３，ＳＶ２，ＳＶ３を印加されたスイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０の電圧レベルＶ４，Ｖ３，Ｖ２，Ｖ３を順次に選択し，該当画素１１０に印加する。したがって，該当画素の液晶は，順次印加された電圧レベルＶ４，Ｖ３，Ｖ２，Ｖ３によって光透過率が変化する。上述のような方法で，ソースドライバ２００を駆動させて，液晶表示パネル１００に映像イメージを表示する。
【００６８】
上述したように，前記図６の駆動方法において８ビットのうち最初の２ビットの“１１”は，リセットパルスに固定されていて，常に各フレームの初期に液晶を初期状態にする電圧レベルＶ４がまず印加され，以前のフレームに印加されたパルス波形と関係がなく常に一定の階調を表現できる。
【００６９】
上述のように，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバを，従来のソースドライバと異なって，メモリ２１０及びスイッチング部２２０を含んで構成することによって，いくつかの段階（上記実施形態ではＶ１〜Ｖ４の４段階）の電圧レベルだけを用いて多様な階調表現が可能なので，従来のソースドライバに現れる出力増幅部／バッファ部２２の信号変化率（Slew Rate）の制限に起因した応答速度の遅れという問題点を解決し，ＯＣＢモードの速い応答速度という長所を充分に発揮することができる。
【００７０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一般的なＯＣＢモードの動作を説明するための液晶状態図である。
【図２】従来の液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による液晶表示装置を示すブロック図である。
【図４】同実施形態による液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【図５】図４に示すソースドライバにおいて，ルックアップテーブル形態で階調データが格納されたメモリを説明するための図である。
【図６】同実施形態による液晶表示装置の駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 液晶表示パネル
２００ ソースドライバ
２１０ メモリ
２２０ スイッチング部
２３０ 電圧レベル発生器
３００ スキャンドライバ
４００ 光源制御器
５００ バックライト部
６００ タイミング制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は，液晶表示装置に関し，より詳細には，信号遅延が発生せず，応答速度が速いソースドライバを備えた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近，パーソナルコンピュータやテレビなどの軽量，薄形化に伴って，ディスプレイ装置も軽量化，薄形化が要求されてきている。このような要求に応じて，陰極線管（cathode ray tube：ＣＲＴ）の代わりに，液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）のような平板型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
液晶表示装置は，２つの基板間に注入されている異方性誘電率を有する液晶物質に電界（electric field）を印加し，この電界の強さを調節して，外部の光源（バックライト）から基板に透過される光の量を調節することによって，所望の画像信号を得る表示装置である。
【０００４】
一般的に，液晶表示装置（以後，ＬＣＤとも称する。）は，陰極線管に比べて極めて薄く，軽く，且つ電力消費が少ないことから，携帯電話，コンピュータ及びＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）などのような携帯型情報機器の画面表示素子として広く用いられており，電磁波の放出が少なくて，現在ディスプレイ分野において主流となっている。
【０００５】
このような液晶表示装置は，携帯が簡便な平板型ディスプレイの中で代表的なものであって，これらのうち，薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）をスイッチング素子として利用したＴＦＴ−ＬＣＤが主に用いられている。
【０００６】
一般的に，液晶表示装置は，カラーイメージを表示する方式によって，大きく，カラーフィルタ（color filter)方式と，フィールド順次（field sequential）駆動方式とに分けられる。
【０００７】
カラーフィルタ方式の液晶表示装置は，２つの基板の一方の基板にレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３元色よりなるカラーフィルタ層を形成し，このカラーフィルタ層に透過される量を調節することによって，所望の画像を表示する。また，カラーフィルタ方式のＬＣＤは，単一の光源から照射される光をＲ，Ｇ，Ｂカラーフィルタ層に透過させるに際して，Ｒ，Ｇ，Ｂカラーフィルタ層に透過される光の量を調節して，Ｒ，Ｇ，Ｂ色を合成することによって，所望の画像を表示する。
【０００８】
このように，単一の光源及び３色のカラーフィルタ層を用いて画像を表示する液晶表示装置においては，Ｒ，Ｇ，Ｂの領域毎に各々対応する単位画素が必要なので，白黒を表示する場合より３倍程度多い画素が必要となる。したがって，高解像度の画像を得るためには，液晶表示装置パネルの精巧な製造技術が要求される。また，このような液晶表示装置は，基板に別途のカラーフィルタ層を形成しなければならないという製造上の面倒さがあり，カラーフィルタ自体の光透過率が低いため，輝度が低くなる。
【０００９】
一方，フィールド順次駆動方式の液晶表示装置は，Ｒ，Ｇ，Ｂ各色の独立した光源を順次周期的に点灯し，該点灯周期に同期して，各画素に対応する色信号を加えることによって，フルカラー（full color）の画像を得る。すなわち，フィールド順次駆動方式の液晶表示装置によれば，１つの画素をＲ，Ｇ，Ｂの単位画素に分割せずに，１つの画素にＲ，Ｇ，Ｂのバックライトから出力されるＲ，Ｇ，Ｂの３元色の光を時分割的に順次表示することによって，目の残像効果を用いて画像を表示する。
【００１０】
このようなフィールド順次駆動方式は，アナログ駆動方式と，デジタル駆動方式とに分けられる。
【００１１】
アナログ駆動方式は，表示しようとする階調数に対応する複数の階調電圧を設定し，複数の階調電圧の中から階調データに相当する１つの階調電圧を選択し，選択された階調電圧で液晶パネルを駆動することによって，印加された階調電圧に対応する透過量で階調を表示する。
【００１２】
デジタル駆動方式は，液晶に印加される駆動電圧を一定にし，電圧印加時間を制御して，階調を表示する。このようなデジタル駆動方式によれば，駆動電圧を一定に維持し，電圧印加状態及び電圧非印加状態をタイミング的に制御して，液晶に透過される累積光量を調節することによって，階調を表示する。
【００１３】
上述のような液晶表示装置は，画面を見る方向によって明暗や色相が異なるので，狭い視野角を有するという短所がある。この短所を克服する様々な方法が提案されている。
【００１４】
例えば，導光板の表面にプリズム板を取り付けることによって，バックライトから入射光の直進性を向上させ，垂直方向の輝度を３０％以上向上させる方法が実用化されてきており，その方法によってＬＣＤの視野角を向上させることができる。また，ネガティブ（negative）光補償板を取り付けることによって視野角を高める方法も実用化されつつある。
【００１５】
また，インプレーンスイッチング（In Plane Switching）モードが開発され，上下左右の視野角が１６０゜とほとんど陰極線管水準の広視野角化が達成されたが，開口率が相対的に低くて，これに対する改善策が必要である。
【００１６】
その他，ＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence;以下，ＯＣＢという）方式，ＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Crystal）方式，ＤＨＦ（Deformed Helix Ferroelectric）方式などを薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）で駆動して，視野角を改善する努力など多くの試みがなされている。
【００１７】
特に，ＯＣＢモードの場合，液晶応答速度が速く，広視野角の特性を有しているという長所があることから，現在研究開発が活発に進行中である。
【００１８】
図１は，一般的なＯＣＢモードの動作を説明するための液晶状態図である。
【００１９】
図１に示すように，上部板電極と下部板電極との間に位置する液晶の初期配向状態は，ホモジニアス状態（Homogeneous state）であり，上下部板電極に所定の電圧を印加すれば，転移スプレイ（Transient splay）及び非対称スプレイ（Asymmetric splay）を経てベンド状態（Bend state）に変換された後，ＯＣＢモードで動作する。
【００２０】
図１に示すように，一般的に，ＯＣＢ液晶セルは，傾斜角（tilt angle）が約１０〜２０゜，液晶セルの厚みが４〜７μｍとなるように製作され，配向膜を同一の方向にラビング（rubbing）する方法を適用している。液晶層の真中での液晶分子の配列は，左右対称となるので，特定の電圧以下では傾斜角が０゜であり，特定の電圧以上では，傾斜角が９０゜となる。そこで，初期に大きい電圧を印加して，液晶層の中心部において液晶分子の傾斜角を９０゜にし，印加電圧を異にして，配向膜と液晶層の中間の液晶分子を除いた残りの液晶分子のチルト（tilt）変化により，液晶層を通る光の偏光を変調する。通常，中心部の液晶分子の傾斜角が０゜〜９０゜に配列するのにかかる時間が数秒であり，バックフロー（Back-Flow）がなく，弾性係数が大きい反り変形であるから，反応時間は１０μｍ程度と非常に速いという特徴がある。
【００２１】
上述のような従来の液晶表示装置は，多数の画素を具備する液晶表示パネルと，その液晶表示パネルを駆動するためのソースドライバ，スキャンドライバ及びバックライトを備える。スキャンドライバからスキャン信号が順次印加され，前記スキャン信号に同期して，ソースドライバから該当画素にデータ電圧が印加されることによって，印加された電圧に応じて液晶の透過度が変形し，この際，バックライトから液晶表示パネルに光を照射して，液晶の透過度に対応する輝度で光が発光して，映像イメージを表示する。
【００２２】
図２は，従来の液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【００２３】
図２に示すように，従来の液晶表示装置のソースドライバ２０は，Ｄ／Ａコンバータ（Digital to Analog Converter）２１と，増幅部／バッファ部（Amp/Buffer）２２とを含む。
【００２４】
Ｄ／Ａコンバータ２１は，映像データに該当するレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の階調データを入力され，アナログ電圧値に変換して出力する。
【００２５】
増幅部／バッファ部２２は，上記アナログ電圧値を増幅して，液晶表示パネル１０に出力する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかし，上述した従来の液晶表示装置のソースドライバ２０では，増幅部／バッファ部２２に含まれた出力演算増幅器Ａｍｐの技術的な限界に起因して，信号変化率（Slew Rate）が制限されるようになる。すなわち，増幅部／バッファ部２２の入力であるアナログ電圧値に対応して，増幅部／バッファ部２２の出力が予想の電圧値より時間遅延を持って増幅される。このような現象は，ＯＣＢモードを有する液晶表示装置のフレーム周波数（frame frequency）を制限させて，ＯＣＢモードの長所である速い応答速度を十分に発揮することができないという問題点がある。
【００２７】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，いくつかの電圧レベルだけを用いて多様な階調を表現できる新しいソースドライバを有する液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，複数のスキャンラインと複数のデータラインとが交差する領域に配置され，共通電極，画素電極及びＯＣＢ液晶よりなるＯＣＢ液晶セルを含む複数の画素を備える液晶表示パネルと；前記スキャンラインを介して前記複数の画素から任意の画素を選択するためのスキャン信号を印加するスキャンドライバと；前記データラインを介して前記複数の画素に複数のパルス波形を順次印加するソースドライバと；前記液晶表示パネルに光源を印加するバックライト部と；前記バックライト部にバックライト電圧を印加する光源制御器と；前記スキャンドライバ，前記ソースドライバ及び前記光源制御器の動作を制御するための制御信号を印加するタイミング制御部と；を備え，前記ソースドライバは，ルックアップテーブル形態で階調データ値を格納し，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を出力するメモリと；前記複数のスイッチング信号を入力され，複数の電圧レベルから前記各スイッチング信号に対応する電圧レベルを選択し，１フレーム期間に，前記選択した複数の電圧レベルに該当する複数のパルス波形を前記画素に順次印加するスイッチング部と；を含む液晶表示装置が提供される。
【００２９】
上記メモリは，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を順次に出力してもよい。その場合，スイッチング部は，メモリが出力したスイッチング信号の順序に従って，各スイッチング信号に対応する電圧レベルに該当するパルス波形を画素に順次印可する。なお，メモリが出力するスイッチング信号の順序は，階調データごとに予め定められていてもよい。
【００３０】
上記液晶表示装置は，上記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備えてもよい。
【００３１】
上記電圧発生部は，前記ソースドライバに含まれてもよい。
【００３２】
上記メモリは，前記ＯＣＢ液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を各フレームの初期毎に出力してもよい。
【００３３】
上記ＯＣＢ液晶は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，光透過率が実質的に０となるようにしてもよい。
【００３４】
上記スイッチング部は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，前記複数の電圧レベルのうち最大の電圧レベルを選択してもよい。
【００３５】
上記液晶表示装置の駆動の初期段階に，前記ＯＣＢ液晶をベンド転移させるための電圧を前記共通電極に印加するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備えてもよい。なお，液晶表示装置の駆動の初期段階とは，例えば，液晶表示装置に電源が投入された直後の段階や，液晶表示装置に電源が投入された後液晶パネルを介して映像イメージを表示する前のいずれかの段階などを示す。
【００３６】
上記スイッチング部は，複数のスイッチング素子から構成され，前記各スイッチング素子は，前記各データラインに連結されてもよい。
【００３７】
上記各スイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及びマルチプレックスからなる群より選択された少なくとも１つであってもよい。
【００３８】
上記バックライト部は，レッド，グリーン及びブルーの光を各々発光するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成されてもよい。また，レッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤが順次各々の光を発光してもよい。
【００３９】
上記バックライト部は，ホワイト光を発光するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescence Lamp）であってもよい。
【００４０】
上記液晶表示装置は，上記バックライト部から発光する光をフィルタリングするレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタをさらに備えてもよい。
【００４１】
上記各画素は，前記スキャンラインを介して伝達されるスキャン信号に応答して，前記データラインを介して伝達される複数のパルス波形を前記ＯＣＢ液晶セルの画素電極に順次に伝達するスイッチングトランジスタと；前記複数のパルス波形を蓄積する蓄積キャパシタと；をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００４２】
以上説明したように本発明によれば，ルックアップテーブル形態で階調データを格納するメモリとスイッチング部とから構成される新しい形態のソースドライバを備えることによって，いくつかの段階の電圧レベルだけを用いて多様な階調表現が可能なので，従来のソースドライバに現れる出力増幅部／バッファ部の信号変化率の制限に起因した遅い応答速度の問題点を解決し，ＯＣＢ液晶の速い応答速度の長所を充分に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００４４】
図３は，本発明の実施形態による液晶表示装置を示すブロック図である。
【００４５】
図３に示すように，本発明の実施形態による液晶表示装置は，液晶表示パネル１００，ソースドライバ２００，スキャンドライバ３００，光源制御器４００，バックライト部５００及びタイミング制御部６００を含む。
【００４６】
液晶表示パネル１００は，複数のスキャンラインＳ１〜Ｓｎと複数のデータラインＤ１〜Ｄｍとが交差する領域に形成された複数の画素１１０から構成され，映像イメージを表示する。図３の液晶表示パネル１００に，Ｎ×Ｍ個の画素の中で代表的なものとして，ｎ番目のスキャンラインＳｎ及びｍ番目のデータラインＤｍに連結された画素１１０を示した。以下，画素１１０を参照して説明する。
【００４７】
各画素１１０は，スイッチングトランジスタＭＳ，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣ及び蓄積キャパシタＣｓｔから構成されている。
【００４８】
スイッチングトランジスタＭＳのソース端子は，データラインＤｍに連結され，前記スイッチングトランジスタＭＳのゲート端子は，スキャンラインＳｎに連結される。前記スイッチングトランジスタＭＳは，前記スキャンラインＳｎを介して印加されるスキャン信号によりオンとなり，データラインＤｍを介して印加されるデータ電圧をＯＣＢ液晶セルＣＬＣに伝達する。
【００４９】
ＯＣＢ液晶セルＣＬＣは，画素電極１１１，共通電極１１２及びこれら間のＯＣＢ液晶層から構成される。画素電極１１１は，前記スイッチングトランジスタＭＳのドレイン端子に連結され，データラインＤｍを介して伝達されたデータ電圧が印加される。共通電極１１２は，前記画素電極１１１に対向する電極であって，共通電圧Ｖｃｏｍが印加される。画素電極１１１及び共通電極１１２に印加された両端の電圧差により，ＯＣＢ液晶分子の配列状態が変化し，ＯＣＢ液晶層を通る光の偏光状態によって透過率が変わる。
【００５０】
蓄積キャパシタＣｓｔは，画素電極１１１とストレージ電極１１３及びこれら間の誘電層から構成される。この際，前記ストレージ電極１１３は，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣの共通電極１１２に連結される。したがって，蓄積キャパシタＣｓｔは，前記ＯＣＢ液晶キャパシタＣＬＣと並列状態に連結され，前記データ電圧を一定時間蓄積する役目をする。
【００５１】
スキャンドライバ３００は，複数のスキャンラインＳ１〜Ｓｎを介してスキャン信号を順次印加し，ソースドライバ２００は，複数のデータラインＤ１〜Ｄｍを介して複数のパルス波形を該当画素に順次印加する。つまり，スキャンドライバ３００とソースドライバ２００とによって液晶表示パネル１００が駆動される。ここで，前記ソースドライバ２００で複数のパルス波形を生成し，該当画素に順次印加するための構成は，後述する。
【００５２】
タイミング制御部６００は，外部映像処理部（図示しない）から映像イメージである階調データと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ及び垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを印加され，ソースドライバ２００に映像階調データ及び動作制御信号Ｓｄを出力し，スキャンドライバ３００にスキャンドライバ３００の動作を制御するための制御信号Ｓｇを出力する。また，タイミング制御部６００は，バックライト部５００が液晶表示パネル１００に光を出力するように，光源制御信号Ｓｂを光源制御器４００に提供する。
【００５３】
光源制御器４００は，タイミング制御部６００から印加されるバックライト制御信号Ｓｂにより，液晶表示パネル１００の裏面に配置されたバックライト部５００を駆動するための所定の電圧を印加する。前記バックライト部５００は，フィールド順次（Field-Sequential）駆動方式の場合，レッド，グリーン及びブルーの光を順次出力するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成することができる。カラーフィルタを用いた駆動方式の場合，ホワイト光を出力するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold
Cathode Fluorescence Lamp）であってもよい。また，カラーフィルタを用いた駆動方式の液晶表示装置の場合，単位画素毎にレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタが共通電極上に配置される。
【００５４】
また，ＯＣＢ液晶セルＣＬＣは，液晶表示装置の初期起動時に，ＯＣＢ液晶をベンド状態に転移させるための高電圧（例えば，約１５Ｖ〜３０Ｖ）を前記ＯＣＢ液晶セルＣＬＣの共通電極１１２に印加するが，この際，液晶表示装置は，前記高電圧を共通電極１１２に印加するＤＣ−ＤＣコンバータ（図示しない）をさらに備えることができる。
【００５５】
従来のソースドライバは，上述のように，Ｄ／Ａコンバータ２１及び増幅部／バッファ部２２を使用してアナログ電圧を出力したが，上述のように，本発明の実施形態による液晶表示装置は，ソースドライバ２００で複数のパルス波形を順次印加するので，従来の問題点である信号遅延を防止し，応答速度を速くすることができる。以下，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバについて図４及び図５を参照して詳細に説明する。
【００５６】
図４は，本発明の実施例による液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【００５７】
図４に示すように，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバ２００は，メモリ２１０及びスイッチング部２２０を含む。
【００５８】
メモリ２１０は，多数の階調データの各々に該当するデータ値をルックアップテーブル形態で格納しており，該当階調データを入力されて，予め格納されている上記データ値に対応するスイッチング信号を順次にスイッチング部２２０に伝達する。前記メモリ２１０に格納されたデータ値は，ｎビット（bit）で格納される。前記メモリに格納されたルックアップテーブルについては，図５を参照して詳細に説明する。
【００５９】
スイッチング部２２０は，液晶表示パネル１００内の複数のデータラインＤ１〜Ｄｍの各々に連結された複数のスイッチング素子（図示しない）から構成されている。各スイッチング素子は，前記メモリ２１０から出力されるスイッチング信号を入力され，スイッチング動作を行う。前記それぞれのスイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（Bipolar Junction Transistor：ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor：ＭＯＳＦＥＴ）またはマルチプレックス（Multiplex）などから構成されることができる。
【００６０】
また，前記スイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０から出力される複数段階の電圧レベル（図４では，Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の４段階）を前記メモリ２１０のスイッチング信号に応じて選択し，複数の画素１１０に伝達する。前記電圧レベル発生器２３０は，ソースドライバ２００の外部で複数段階の電圧レベルを生成するものであるが，これに限らず，ソースドライバ２００内に含まれて複数段階の電圧レベルを生成してもよい。また，図４では，４段階の電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を例に挙げて説明したが，表現しようとする階調データによってそれ以下またはそれ以上であってもよい。
【００６１】
図５は，図４に示すソースドライバのルックアップテーブル形態で階調データが格納されたメモリを説明するための図である。
【００６２】
図４を参照して図５を説明する。まず，メモリ２１０は，スイッチング部２２０に印加されるスイッチング信号に２ビットのコードを付与する。例えば，スイッチング信号ＳＶ１に２ビットのコード“００”を付与する。スイッチング信号にコードを付与しておくことにより，メモリ２１０は，例えば入力されたり読み込んだりしたコードが“００”である時には，スイッチング信号ＳＶ１を出力しする。そして，スイッチング信号ＳＶ１をメモリ２１０から入力されたスイッチング部２２０は，電圧レベルＶ１を選択する。同様に，メモリ２１０は，スイッチング信号ＳＶ２に２ビットのコード“０１”を付与し，スイッチング信号ＳＶ３に２ビットのコード“１０”を付与し，スイッチング信号ＳＶ４に２ビットのコード“１１”を付与する。それにより，メモリ２１０は，コードが“０１”である時は，スイッチング部２２０が電圧レベルＶ２を選択するようにスイッチング信号ＳＶ２を出力し，“１０”である時は，電圧レベルＶ３を選択するようにスイッチング信号ＳＶ３を出力し，“１１”である時は，電圧レベルＶ４を選択するようにスイッチング信号ＳＶ４を出力する。
【００６３】
また，メモリ２１０において階調データが各グレイスケールに応じて格納されるように，８ビットの階調データが６４個のグレイスケール（Gray Scale）に分類される。８ビットの階調データのうち，最初の２ビットは，液晶をリセットさせるためのリセット値であって，“１１”に固定されており，前記電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のうち，最高電圧Ｖ４がＯＣＢ液晶セルに印加されることを示す。この際，ＯＣＢ液晶をリセットさせるというのは，バックライト部５００から出る光を透過させる液晶の光透過率を実質的に０（ブラック状態）にすることを示す。メモリ２１０は，各フレームの初期毎に，電圧レベルＶ４をＯＣＢ液晶セルに印加するためのスイッチング信号ＳＶ４をスイッチング部２２０に印加する。これにより，各フレームの初期毎にＯＣＢ液晶を初期状態にし，現在のフレームに印加されるパルス波形が直前のフレームに印加されたパルスと関係なく常に一定の階調を表現できるようにする。
【００６４】
次に，８ビット階調データのうち，残りの６ビットは，液晶を通過して出る光の輝度を示すデータ値である。図５では，６４個のグレイスケールに対応する輝度を設定するために，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４を組み合わせることにより，各画素に印加するパルス波形を選択する。すなわち，各グレイスケールに対応する輝度のパルス波形を求めるために，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４から算出できる組み合わせ可能なパルス波形を画素に順次印加し，この時に現れる輝度を各々測定する。その後，それらのうち所望のグレイスケール，例えば６４個のグレイスケールを選定し，そのグレイスケールを作り出す際に画素に印加した電圧レベルの組み合わせを，電圧レベルのスイッチングのための信号としてメモリ２１０に格納する。この際，スイッチングのための信号としてメモリ２１０には６ビットが格納される。詳細に説明すれば，上述のように，メモリ２１０は，２ビットのコードをスイッチング信号に付与することによって，“００”である時には，スイッチング部２２０が電圧レベルＶ１を選択するようにスイッチング信号ＳＶ１を出力し，“０１”である時は，電圧レベルＶ２を選択するようにスイッチング信号ＳＶ２を出力し，“１０”である時は，電圧レベルＶ３を選択するようにスイッチング信号ＳＶ３を出力し，“１１”である時は，電圧レベルＶ４を選択するようにスイッチング信号ＳＶ４を出力する。そこで例えば，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の組み合わせの１つである電圧レベルＶ１，Ｖ１，Ｖ１を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“００ ００ ００”のデータ値をメモリ２１０に格納する。次に，同様に組み合わせの１つである電圧レベルＶ１，Ｖ１，Ｖ２を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“００ ００ １０”のデータ値を格納する。上述のような方法で，組み合わせた３つの電圧レベルの印加，輝度の測定，データ値の格納を繰り返し，最後に電圧レベルＶ４，Ｖ４，Ｖ４を１つの画素に順次印加し，この時に現れる輝度を測定して，“１１ １１ １１”のデータ値を格納する。その結果，６４個のグレイスケールの輝度を有するパルス波形を求めることができる。上述のように各グレイスケールに該当する階調データがルックアップテーブル形態でメモリ２１０に格納されていれば，メモリ２１０への階調データの入力を受けて，メモリ２１０は，予め格納されているリセット値とデータ値に該当するスイッチング信号をスイッチング部２２０に順次印加することができる。そして，スイッチング部２２０は，印加されるスイッチング信号に基づいて，前記電圧レベル発生器２３０から出力される電圧レベルを順次に選択し，該当画素に印加する。図５では，代表的な例として，６ビットのデータ値に対して４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４のうち組合可能な３つの電圧レベルを順次印加し，この時の輝度を測定して，６４個のグレイスケールを格納したが，設定者の選択に応じてデータビット数と電圧レベルは調整自在であり，６４個以下またはそれ以上のグレイスケールをも容易に設定可能である。以上で，図４及び図５を参照して，本発明の実施例による液晶表示装置のソースドライバの構成及びルックアップテーブル形態で階調データを格納するメモリについて説明した。次に，図６を参照して，本発明の実施形態による液晶表示装置の駆動方法を説明する。
【００６５】
図６は，本発明の実施形態による液晶表示装置の駆動方法により駆動した場合の，ソースドライバによる画素への印可電圧を示す波形図である。
【００６６】
図４及び図５を参照して図６を説明すると，ソースドライバ２００から１つの画素１１０に印加されるパルス波形の電圧レベルは，４つの電圧レベルＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４であり，４つの電圧が順次印加される。図６に示すように，１フレーム期間に，第１０番のグレイスケールに該当する階調データがソースドライバ２００に印加されると，メモリ２１０には，第１０番のグレイスケールに該当する８ビットの“１１ ００ １０ ０１”が格納されているので，前記“１１ ００ １０ ０１”に該当するスイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ２をスイッチング部２２０に順次印加する。スイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ１，ＳＶ３，ＳＶ２を印加されたスイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０の電圧レベルＶ４，Ｖ１，Ｖ３，Ｖ２を順次に選択し，該当画素１１０に印加する。したがって，該当画素の液晶は，順次印加される電圧レベルＶ４，Ｖ１，Ｖ３，Ｖ２によって光透過率が変化する。この際，バックライト部から出力される光は，前記光透過率によって順次に異なる透過率を持って透過されるが，人間の目が認識できない程度の速さで光が透過するので，ユーザは，第１０番のグレイスケールに該当する輝度を認識する。
【００６７】
次に，２フレーム期間に，第３９番のグレイスケールに該当する階調データがソースドライバ２００に印加されると，メモリ２１０には，第３９番のグレイスケールに該当する８ビットの“１１ １０ ０１ １０”が格納されているので，前記“１１ １０ ０１ １０”に該当するスイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ３，ＳＶ２，ＳＶ３をスイッチング部２２０に順次印加する。スイッチング信号ＳＶ４，ＳＶ３，ＳＶ２，ＳＶ３を印加されたスイッチング部２２０は，電圧レベル発生器２３０の電圧レベルＶ４，Ｖ３，Ｖ２，Ｖ３を順次に選択し，該当画素１１０に印加する。したがって，該当画素の液晶は，順次印加された電圧レベルＶ４，Ｖ３，Ｖ２，Ｖ３によって光透過率が変化する。上述のような方法で，ソースドライバ２００を駆動させて，液晶表示パネル１００に映像イメージを表示する。
【００６８】
上述したように，前記図６の駆動方法において８ビットのうち最初の２ビットの“１１”は，リセットパルスに固定されていて，常に各フレームの初期に液晶を初期状態にする電圧レベルＶ４がまず印加され，以前のフレームに印加されたパルス波形と関係がなく常に一定の階調を表現できる。
【００６９】
上述のように，本発明の実施形態による液晶表示装置のソースドライバを，従来のソースドライバと異なって，メモリ２１０及びスイッチング部２２０を含んで構成することによって，いくつかの段階（上記実施形態ではＶ１〜Ｖ４の４段階）の電圧レベルだけを用いて多様な階調表現が可能なので，従来のソースドライバに現れる出力増幅部／バッファ部２２の信号変化率（Slew Rate）の制限に起因した応答速度の遅れという問題点を解決し，ＯＣＢモードの速い応答速度という長所を充分に発揮することができる。
【００７０】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】一般的なＯＣＢモードの動作を説明するための液晶状態図である。
【図２】従来の液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による液晶表示装置を示すブロック図である。
【図４】同実施形態による液晶表示装置のソースドライバを示すブロック図である。
【図５】図４に示すソースドライバにおいて，ルックアップテーブル形態で階調データが格納されたメモリを説明するための図である。
【図６】同実施形態による液晶表示装置の駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】
【００７２】
１００ 液晶表示パネル
２００ ソースドライバ
２１０ メモリ
２２０ スイッチング部
２３０ 電圧レベル発生器
３００ スキャンドライバ
４００ 光源制御器
５００ バックライト部
６００ タイミング制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスキャンラインと複数のデータラインとが交差する領域に配置され，共通電極，画素電極及びＯＣＢ液晶よりなるＯＣＢ液晶セルを含む複数の画素を備える液晶表示パネルと；
前記スキャンラインを介して前記複数の画素から任意の画素を選択するためのスキャン信号を印加するスキャンドライバと；
前記データラインを介して前記複数の画素に複数のパルス波形を順次印加するソースドライバと；
前記液晶表示パネルに光源を印加するバックライト部と；
前記バックライト部にバックライト電圧を印加する光源制御器と；
前記スキャンドライバ，前記ソースドライバ及び前記光源制御器の動作を制御するための制御信号を印加するタイミング制御部と；を備え，
前記ソースドライバは，
ルックアップテーブル形態で階調データ値を格納し，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を出力するメモリと；
前記複数のスイッチング信号を入力され，複数の電圧レベルから前記各スイッチング信号に対応する電圧レベルを選択し，１フレーム期間に，前記選択した複数の電圧レベルに該当する複数のパルス波形を前記画素に順次印加するスイッチング部と；
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ソースドライバは，前記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部を備える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】
前記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備える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４】
前記メモリは，前記ＯＣＢ液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を各フレームの初期毎に出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ＯＣＢ液晶は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，光透過率が実質的に０となることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記スイッチング部は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，前記複数の電圧レベルのうち最大の電圧レベルを選択することを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置の駆動の初期段階に，前記ＯＣＢ液晶をベンド転移させるための電圧を前記共通電極に印加するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記スイッチング部は，複数のスイッチング素子から構成され，前記各スイッチング素子は，前記各データラインに連結されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記各スイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及びマルチプレックスからなる群より選択された少なくとも１つであ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１０】
前記バックライト部は，レッド，グリーン及びブルーの光を各々発光するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記バックライト部は，ホワイト光を発光するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescence Lamp）であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記バックライト部から発光する光をフィルタリングするレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタをさらに備え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】
前記各画素は，
前記スキャンラインを介して伝達されるスキャン信号に応答して，前記データラインを介して伝達される複数のパルス波形を前記ＯＣＢ液晶セルの画素電極に順次に伝達するスイッチングトランジスタと；
前記複数のパルス波形を蓄積する蓄積キャパシタと；
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
複数のスキャンラインと複数のデータラインとが交差する領域に配置され，共通電極，画素電極及びＯＣＢ液晶よりなるＯＣＢ液晶セルを含む複数の画素を備える液晶表示パネルと；
前記スキャンラインを介して前記複数の画素から任意の画素を選択するためのスキャン信号を印加するスキャンドライバと；
前記データラインを介して前記複数の画素に複数のパルス波形を順次印加するソースドライバと；
前記液晶表示パネルに光源を印加するバックライト部と；
前記バックライト部にバックライト電圧を印加する光源制御器と；
前記スキャンドライバ，前記ソースドライバ及び前記光源制御器の動作を制御するための制御信号を印加するタイミング制御部と；を備え，
前記ソースドライバは，
ルックアップテーブル形態で階調データ値を格納し，入力される階調データに対応する複数のスイッチング信号を出力するメモリと；
前記複数のスイッチング信号を入力され，複数の電圧レベルから前記各スイッチング信号に対応する電圧レベルを選択し，１フレーム期間に，前記選択した複数の電圧レベルに該当する複数のパルス波形を前記画素に順次印加するスイッチング部と；
を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ソースドライバは，前記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部を備える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】
前記複数の電圧レベルを生成する電圧発生部をさらに備える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４】
前記メモリは，前記ＯＣＢ液晶セルをリセットさせるためのスイッチング信号を各フレームの初期毎に出力することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記ＯＣＢ液晶は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，光透過率が実質的に０となることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記スイッチング部は，前記ＯＣＢ液晶セルのリセット時，前記複数の電圧レベルのうち最大の電圧レベルを選択することを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示装置の駆動の初期段階に，前記ＯＣＢ液晶をベンド転移させるための電圧を前記共通電極に印加するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記スイッチング部は，複数のスイッチング素子から構成され，前記各スイッチング素子は，前記各データラインに連結されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記各スイッチング素子は，バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ），モス電界−効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）及びマルチプレックスからなる群より選択された少なくとも１つであ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１０】
前記バックライト部は，レッド，グリーン及びブルーの光を各々発光するレッドＬＥＤ，グリーンＬＥＤ及びブルーＬＥＤから構成されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記バックライト部は，ホワイト光を発光するホワイトＬＥＤまたはＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescence Lamp）であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記バックライト部から発光する光をフィルタリングするレッド，グリーン及びブルーのカラーフィルタをさらに備え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】
前記各画素は，
前記スキャンラインを介して伝達されるスキャン信号に応答して，前記データラインを介して伝達される複数のパルス波形を前記ＯＣＢ液晶セルの画素電極に順次に伝達するスイッチングトランジスタと；
前記複数のパルス波形を蓄積する蓄積キャパシタと；
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−２０９０５６（Ｐ２００６−２０９０５６Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５４１２２（Ｐ２００５−１５４１２２）
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月２６日（２００５．５．２６）
【出願人】（５９０００２８１７）三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Ｆターム（参考）】
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