JP2003263138A - 液晶表示装置の電圧供給回路およびこの回路の較正方法 - Google Patents
液晶表示装置の電圧供給回路およびこの回路の較正方法Info
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Abstract
カラムドライバへの電圧供給に役立つものである。この
回路構成の長所は、特にグレー段階表示またはカラー表
示を伴う液晶表示装置に用いられたときに、それら自身
の状態となる。 【解決手段】 この回路は、複数の直列接続された抵抗
を有すると共に、異なる電圧レベルを取り出すために複
数の抵抗の間に配置された電圧取出し部を有している。
電圧取出し部の単一の1つは、そこで取り出される電圧
レベルの微同調のための手段に設けられている。各個別
の回路構成を1度個別に較正することにより、1つの電
圧レベルが微同調されるので、電圧レベルの非対称を原
因とするクロストーク、すなわち画素の内容の相互影響
が低減される。
Description
電圧供給装置に係り、液晶表示装置はこの電圧供給装置
を含み、この電圧供給装置を較正(校正)する方法に関
する。
rystal Display device―)は、その間に液晶層が配置
された互いに並行する2枚のガラス板を備えている。2
枚のガラス板は、それぞれの板の液晶層に対面する側に
それぞれ電極を有し、電極間に配置された液晶の光学特
性を変化させるために、これらの電極は異なる電圧に晒
されても良い。これらの光学特性は、本質的にはこれら
が光の放射容量に影響を及ぼすものである。ドットマト
リックス液晶表示装置の場合、電極は、網点(ドット―
dot―)状の領域(画素、ピクセル―picture elements
/ pixels―)を形成しており、これらの領域は、液晶層
の一方の側ではロウ(row―列―)方向に互いに接続さ
れ、他方の側ではカラム(column―行―)方向に互いに
接続されている。これらの画素は、ロウドライバおよび
カラムドライバを備える適切な電気回路により駆動され
る。このようなロウドライバおよびカラムドライバは、
異なる極性の異なる電圧により周期的に駆動(活性化)
される。このため、複数の異なる中間的な電圧、例えば
6つの電圧が求められる。従来、これらの中間的な複数
の電圧は、適切な電圧駆動回路により生成され、この回
路の複数の出力はロウドライバおよびカラムドライバに
接続されている。電圧駆動回路は、具体的には、直列接
続された複数の抵抗素子を備えており、これらの抵抗素
子の間には、異なる電圧レベルが、その都度、検出され
ても良い。
つの電圧レベルV1〜V6を含む概略図である図1に示
されている。電圧レベルV1は、従来からのLCD駆動
電圧Vlcdと同一であり、電圧レベルV6は、接地レ
ベルと同一であっても良い。商用として有用な液晶表示
装置に良く見受けられるロウ電圧波形103およびカラ
ム電圧波形104が概略的に示されている。電極が周期
的に活性化されたときに、2つの半周期101,102
間で区別することができる。
圧104が(“選択されていない”)レベルV2に保持
され、または(“選択された”)レベルV6に設定され
る。オンに切り換えられた(例えば黒)画素のために
は、ロウドライバが電圧V1を生成し、オフに切り換え
られた(例えば白)画素のためには電圧V3を生成して
いるので、電圧V1−V2またはV3−V2、またはV
1−V6またはV3−V6がそれぞれ対応する液晶に対
して供給される。
(V1−V6)/2に配置された対称軸105に関して
鏡反射(ミラー化)されている以外には、同様の条件が
与えられている。したがって、電圧V6−V5またはV
4−V5、または、V6−V1またはV4−V1が対応
する液晶に供給される。
ピクセルにおける時間平均のためには、カラム方向でオ
ンに切り換えられまたはオフに切り換えられた多数のピ
クセルがあるにも拘わらず、1つの半周期に励起された
電圧は対称となるべきであって、すなわち以下の式が与
えられる: V1−V2=V2−V3;V4−V5=V5−V6 (1) さらに、理想的な場合には、電圧レベルは以下の式のよ
うに等距離となるべきである: V1−V2=V2−V3=V4−V5=V5−V6=Vd (2) ここで、Vdは一定の差電圧(等距離)である。6つの
電圧レベルのうちのただ1つが、例えば製品のばらつき
の結果として、理想値から逸脱して、等距離の条件
(1)または(2)を乱すならば、非対称が発生するこ
とになり、この非対称は、オンへの切り換えおよびオフ
への切り換えから相違する寄与をもたらすことになる。
このことは、望ましくない画像の歪みを導き、この歪み
は肉眼でも容易に視認可能であり画質の低下となる。こ
のタイプの歪みは“クロストーク”として知られてお
り、これはピクセルの内容の相互干渉に依存しているこ
とが理由である。
ー液晶表示装置は、このタイプのクロストークに対して
特に高感度である。これらにおいては、グレー段階は、
液晶の特性曲線(VT曲線)が急傾斜となった部分に存
在している。この場合、等距離条件(1)または(2)
からのわずか数ミリボルトの歪みは、肉眼でも視認可能
であり、外乱として知覚される。
のエラーを完全に補正するために、例えば接地レベルの
ような参照電圧に関連して全ての電圧レベルを独立して
設定することを許容された回路が必要となるであろう。
しかしながら、このような回路は極めて高価であるし、
大きな面積を占めることになるであろうし、相対的に大
きな量の電力を消費するであろう。したがって、実用的
な実施に対しては不向きであろう。
うに設計された液晶表示装置用の回路を開示している。
この回路は、このように設計されているので、2つの電
圧レベルは常に同時に変更することができる。これは2
つの実施形態を用いて達成される。第1の実施形態にお
いて、複数の直列接続された抵抗からなる2つの抵抗器
が変更される。これは、ハードウェアへの出費の増大、
および/または、抵抗チェーンの摘出(pick-off)とを
必要とする。第2の実施形態においては、1つの抵抗が
2つの並列接続された抵抗チェーンのそれぞれから変更
される。これは電力消費の増大、および/または、空間
的な要求の増大を必然的に引き起こしている。
装置の電圧供給のための回路構成を提供することと、ク
ロストークを許容される程度にまで低減させ、それと同
時に、簡単な構成であり、さらに、空間と電力を節約す
る液晶表示装置を提供することを目的とする。この発明
はさらに、このような回路構成を較正する方法を提供す
ることをも目的とする。これらの目的は、独立請求項に
定義された回路構成、液晶表示装置、および較正方法に
よって達成される。長所のある実施形態は従属請求項に
表示されている。
装置の電圧供給回路は、液晶表示装置のロウドライバと
カラムドライバへ電圧を供給するために、直列接続され
た複数の抵抗を有すると共に、異なる電圧レベルを取り
出すために前記複数の抵抗間に配置された複数の電圧取
出し部を有する電圧デバイダを備えている。前記複数の
電圧取出し部のうちの1つの電圧取出し部は、この取出
し部により取り出された電圧レベルを精密に同調させる
ための微同調手段に設けられている。
と、ロウドライバと、カラムドライバと、これらのロウ
ドライバおよびカラムドライバに電圧を供給する電圧供
給回路と、を備えている。この電圧供給回路は、この場
合、上述したこの発明による回路構成である。
は: (a)初期の微同調を選択するステップと、(b)全体
としての電圧レベルを特徴づける品質パラメータの値を
計測するステップと、(c)計測された品質パラメータ
が特定の品質間隔の範囲内にあるか否かを確立するステ
ップと、(d)ステップ(c)の結果が否定されたと
き、新たな微同調を帰納的に決定すると共に、ステップ
(b)および(c)を反復するステップと、(e)ステ
ップ(c)の結果が肯定されたとき、最新の微同調を格
納するステップと、を備えている。
のそれぞれについて個別に行なわれている。
影響との詳細な解析と、この正確さに影響を及ぼすパラ
メータとに基づいている。この解析の結果として、系統
的かつ無作為のエラーが電圧レベルの正確さを損なうこ
とは注目されても良い。無作為の機能的障害(欠陥)の
例として、ここでは抵抗チェーンにおける接点抵抗の無
作為の変動について説明がなされ、この無作為の変動
は、抵抗チェーンから取り出される電圧レベルにおける
直接の効果を有している。
算法則にしたがって、電圧レベルの不正確さを原因とし
て生じる黒画素および/または白画素の平均の電圧値に
おける差に関する上限を表示する試みがなされている。
この結果は下記のいわゆるDに関する式である:
メータ”として理解されても良い。この発明によれば、
絶対値|D|を最小化するために、電圧レベルV2,V
3,V4またはV5のうちの1つを変化させるか、また
は微同調させることにより、クロストークが低減させら
れる。換言すれば、電圧レベルの1つが、測定された品
質パラメータ値Dが特定の品質インターバル:|D|<
DQの範囲内にあるまで変更される。ある1つの電圧レ
ベルの同調手段として、好ましくはアナログマルチプレ
クサが用いられ、このアナログマルチプレクサは、単に
一連のNチャンネルMOSスイッチより構成され、した
がって、特に簡略で、かつ、小型である。抵抗チェーン
の結果としての抵抗値は、電圧レベルのこのような変化
によっては変更されない。電圧レベルV5またはV2
は、好ましくは変化させられて;Dに関する式(3)
は、電圧V2,V5に関連して左右対称(逆対称)とな
っている。V2またはV5の変化は、品質パラメータD
における最も大きな効果を有しており、その理由は、こ
れらの電圧が2の因数によりDに関する式(3)内で乗
算され;さらに、V2またはV5の変化はまた、回路の
設計が関係している限りは実用的な長所を有している。
スペクトは、以下に説明される実施形態により明かとさ
れるであろう。
がら、この発明を限定するものではない実施形態を用い
て更に説明される。
構成の一部分、すなわち電圧デバイダ1の概略回路図が
示されている。電圧デバイダ1は、例えば直列接続され
た抵抗R1〜R5のチェーンを備えている。抵抗チェー
ンの第1の端部11に対しては電圧V1が供給され、第
2の端部12に対しては電圧V6が供給され、この第2
の端部は好ましくは接地GND(すなわち接地されてV
6=0)に接続され、またV1は液晶表示装置の駆動電
圧Vlcdと同じである。
V2〜V5を取り出すために、電圧取出し部22〜25
が設けられている。したがって、電圧レベルV2<V1
は、抵抗R1とR2との間の電圧取出し部22で取り出
され、電圧レベルV3<V2は、抵抗R2とR3の間の
電圧取出し部23で取り出され、以下同様にそれぞれの
抵抗間の電圧が取り出される。電圧取出し部22−25
のうちの単一の電圧取出し部25は、そこから取り出さ
れた電圧レベル、この例ではV5、が微同調を可能とす
るように設計されている。
手段3は、例えば、抵抗パス上の複数の取出し部接点の
形式を取っている。図3は、抵抗パス45上で、等距離
のところにある8つの取出し部接点31〜38を備える
実施形態を示している。電圧レベルシステムが選択され
ることに依存して、抵抗パス45上の8つの取出し部接
点31〜38のこの手段3の位置が変化しても良い。電
圧レベルシステムは比V5/V1により特徴づけられて
おり、この比は、具体的には、数値1/4,1/5,…
…,1/11等を推定しても良い。複数のグループの取
出し部接点はまた、抵抗パス45内に設けることも可能
であり、各グループは電圧レベルシステムに結合させら
れているので、個々の電圧レベルシステムは、個々のグ
ループを選択することにより選択されても良い。
共通基板上に設けられているので、この回路構成は集積
回路である。抵抗R1〜R5は、例えば、n型の第2の
導電型の半導体材料内に、例えばp+型の第1の半導体
材料が注入された、例えば、ストリップ41〜45を用
いて製造しても良く;他の例としては、p−型または多
結晶シリコンSi内にn+型またはn−型が注入された
ストリップである。この場合、1つの抵抗が対応するま
さに1つのストリップを必要とするのではなく;むしろ
ここではその範囲を定める2つの取出し部により定義さ
れるという意味であることが注目されるべきである。し
たがって、図3の例における可変抵抗R5は、一方では
取出し部接点31〜38のうちの1つによって範囲を定
められ、他方ではエッチ用の接点12によって範囲を定
められているので、この抵抗はストリップ45の一部分
とストリップ46の全体とを含んでいる。
の数および間隔(spacing)がどのようにして選択され
ているのかについて以下に説明する。液晶表示装置は、
200mVの幅の遷移領域を有する液晶であると考えら
れる。簡略化することを目的として、特性曲線は遷移領
域の全体にわたって線形に延びており、すなわち、その
勾配は「−1/(200mV)」の一定の傾きを有する
ものと仮定する。およそ20%以上の2つの画素間の透
過率の差は、肉眼で視認可能であることは公知である。
つの画素の実際の透過率は、多くとも2%は相違すべき
であり、これは多くとも4mV(200mVの2%)ま
たはDQ=4mVを有する品質間隔(−DQ,+DQ)
の電圧差である。品質パラメータが品質間隔(−DQ,
+DQ)の範囲内に存在するようになることを保証する
ために、取出し部接点31〜38の間隔の設け方は、電
圧差ΔV=2DQ=8mVが2つの取出し部接点の間に
供給されるような方法によりこのようにして選択される
べきである。
質パラメータDはこのように7ΔV=56mVカラの範
囲内で変化させられても良く、この範囲は最も実用的な
ものとして十分である。8つの取出し部接点31〜38
を備えるこの実施形態においては、最適な微同調を記憶
させるために3ビットが必要である。もちろん、他の構
成も可能であり、例えば16の取出し部接点を伴う4ビ
ットでの較正でも良く、この場合の電圧差はΔV=4m
Vで現れる。
それぞれの取出し部接点31〜38は、静的アナログマ
ルチプレクサ5の各入力51〜58に接続されており、
このマルチプレクサは、例えば、NチャンネルMOS
(Metal Oxide Semiconductor)の一連のスイッチから
構成され、したがって、比較的簡単な構成である。マル
チプレクサ5は好ましくは、1回または繰り返しプログ
ラム可能な読み出し専用メモリ(例えば、1回プログラ
ム可能な読み出し専用メモリであるOTPや;プログラ
ム可能な読み出し専用メモリであるPROMや;消去可
能プログラム可能な読み出し専用メモリEPROMや;
電気的に消去可能プログラム可能なEEPROMなどの
ようなもの)により制御されている。これは、電圧レベ
ルV5のための最適な微同調を記憶する仕事を有し、ひ
とたび見出されると、すなわちV5用の電圧取出し部2
5の出力25’に対してそれぞれ最適な取出し部接点を
接続している。
チャートを示している。まずはじめに、最適な電圧レベ
ルシステム91(図3に関連する説明と比較のこと)お
よび例えばV1=9Vの最適な駆動電圧V1,92が選
択される。較正パラメータPは初期値P(0)、93に
設定される。較正パラメータPは、現在の微同調の可変
電圧レベルV5を特徴づけている。図3の実施形態にお
いて、Pはこのようにして、0と7との間の数であって
も良く、これは取出し部接点31〜38のどれが電圧V
5用の電圧取出し部25の出力電圧25’に現在接続さ
れているのかを表示しており、この数は好ましくは2進
数または16進数で表現されている。初期値P(0)と
しては、理想的な場合では等距離条件(2)が充足され
ることになるこの値が好ましくは選択される。(純粋に
内部的に連続するループ95〜98のために用いられ
る)直線状に連続する変数n(n=0,1,2,…)
は、ステップ94で、初めはゼロに設定される。
またはそれ以上使い尽くされ、較正パラメータPは、品
質パラメータDにしたがって再帰的(帰納的)に最適化
されている。この目的を達成するために、品質パラメー
タDの現在の値D(n)は、現在の電圧V1〜V6を測
定してこれらの値をDに関する式(3)に代入すること
によりまず最初に決定される。現在の値D(n)は、そ
れが、例えばDQ=2mVが選択されても良いような範
囲である、特定の品質間隔(−DQ,+DQ)の範囲内
にあるか否かについて、ブロック96で判断される。も
しも現在の値がこの品質間隔内にある場合ならば、現在
の較正パラメータP(n)は、例えばOTP−ROM内
に格納されるように、ブロック99で、較正レジスタに
書き込まれる。もしも現在の値が品質間隔内にないので
あれば、ブロック97のように、新たな較正パラメータ
P(n+1)が古い較正パラメータP(n)から再帰的
に演算される。これは、例えば下記の式にしたがって行
われても良い:
の幅、例えばV1nom=9VでΔV=4mV、演算子
rnd[X]は演算数Xを次の全体数へと切り上げる効
果がある。式(4)における角括弧内の演算数Xは、微
同調を設定することが繰り返しステップ内で変更される
べきであることにより、取出し部接点の数を本質的に表
示している。これは因数D(n)/ΔVおよびV1no
m/V1から構成されており、後の因数は、V1を伴う
電圧間隔の幅ΔVに倍率を掛けることを意味することに
よる修正である。ステップ97での新たな較正パラメー
タP(n+1)の演算の後に、実行中の変数nはステッ
プ98のように1つだけ増加し、さらに繰り返しループ
95〜98が再び繰り返される。これは、現在の品質パ
ラメータの値D(n)が特定の品質間隔(−DQ,+D
Q)内に存在するようになるまで、繰り返される。
り、または液晶表示装置の製造者により個々の回路のそ
れぞれについて1回は行なわれる。後者の場合、ガラス
板上の電極に接触するための特別なプローブ(探り針)
を用いることができ、または、異なる電圧レベルV1〜
V6を個々の出力接点に次々と接続することができる。
較正に求められる電圧測定の全ては、測定された値を偽
ることがないように、最も高い可能性のある負荷インピ
ーダンスを越えて測定されるべきである。
よる較正方法は、画素のクロストークを受け入れ可能な
程度にまで低減させている。これらの長所は、特にグレ
ー段階の表示を伴う表示装置またはカラー表示装置の場
合に、それら自身の状態となる。この回路は簡単な構成
であり、空間的にまた電力的にも節約できる。
表示装置に典型のカラム電圧波形との概略図である。
の一部分を概略的に示す回路図である。
部分を概略的に示す平面図である。
すフローチャートである。
Claims (14)
- 【請求項1】液晶表示装置のロウドライバとカラムドラ
イバへの電圧供給回路であって、 直列接続された複数の抵抗を有すると共に、異なる電圧
レベルを取り出すために前記複数の抵抗間に配置された
複数の電圧取出し部を有する電圧デバイダを備え、 前記複数の電圧取出し部のうちの1つの電圧取出し部
は、この取出し部により取り出された電圧レベルを精密
に同調させるための微同調手段に設けられていることを
特徴とする液晶表示装置の電圧供給回路。 - 【請求項2】前記微同調手段は、複数の取出し部接点
と、1つの取出し部接点を選択する選択手段と、を備え
る請求項1に記載の液晶表示装置の電圧供給回路。 - 【請求項3】前記選択手段は、前記複数の取出し部接点
に接続された複数の入力を有するアナログマルチプレク
サの構成を備える請求項2に記載の液晶表示装置の電圧
供給回路。 - 【請求項4】前記マルチプレクサを制御するために1回
または反復的にプログラム可能な読出し専用メモリを備
えている請求項3に記載の液晶表示装置の電圧供給回
路。 - 【請求項5】前記微同調手段に設けられた前記電圧取出
し部は、前記電圧デバイダの2つの端部に対して最も近
接する2つの電圧取出し部のうちの1つである請求項1
ないし請求項4の何れかに記載の液晶表示装置の電圧供
給回路。 - 【請求項6】前記電圧デバイダは、正確に4つの電圧取
出し部である請求項1ないし請求項5の何れかに記載の
液晶表示装置の電圧供給回路。 - 【請求項7】回路構成の全ての素子は、共通基板上に設
けられている請求項1ないし請求項6の何れかに記載の
液晶表示装置の電圧供給回路。 - 【請求項8】第2の導電型の半導体材料の中に設けられ
た第1の導電型の半導体材料よりなる複数の埋め込みス
トリップを用いて前記複数の抵抗が生成されている請求
項7に記載の液晶表示装置の電圧供給回路。 - 【請求項9】液晶層と、ロウドライバと、カラムドライ
バと、このロウドライバおよびカラムドライバに電圧を
供給する電圧供給回路と、を備える液晶表示装置に設け
られている請求項1ないし請求項9の何れかに記載の電
圧供給回路。 - 【請求項10】請求項1ないし請求項8の何れかに記載
の電圧供給回路の較正方法であって、(a)初期の微同
調を選択するステップと、(b)全体としての電圧レベ
ルを特徴づける品質パラメータの値を計測するステップ
と、(c)計測された品質パラメータが特定の品質間隔
の範囲内にあるか否かを確立するステップと、(d)ス
テップ(c)の結果が否定されたとき、新たな微同調を
帰納的に決定すると共に、ステップ(b)および(c)
を反復するステップと、(e)ステップ(c)の結果が
肯定されたとき、最新の微同調を格納するステップと、
を備える電圧供給回路の較正方法。 - 【請求項11】第1の駆動電圧V1が電圧デバイダの一
端に供給され、第2の駆動電圧V6が前記電圧デバイダ
の他端に供給され、電圧デバイダが4つの電圧レベルV
2,V3,V4,V5と取り出すための4つの電圧取出
し部を備え、品質パラメータDが前記ステップ(b)に
おいて、 【数1】 により定義される請求項10に記載の電圧供給回路の較
正方法。 - 【請求項12】前記微同調は、前記電圧レベルV2また
はV5に関連している請求項11に記載の電圧供給回路
の較正方法。 - 【請求項13】前記ステップ(c)における品質間隔
は、この品質間隔の範囲内に存在する複数の品質パラメ
ータ値のために、公称透過率を有する2つのピクセルの
実際の透過率が多くても2%は異なるように選択される
請求項10ないし請求項12の何れかに記載の電圧供給
回路の較正方法。 - 【請求項14】前記微同調を設定することは、1回また
は繰り返しのプログラム可能読み出し専用メモリ内に格
納されている請求項10ないし請求項13の何れかに記
載の電圧供給回路の較正方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10162766.1 | 2001-12-20 | ||
DE10162766A DE10162766A1 (de) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung |
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