專利名稱：用于液晶顯示器的電壓源的電路布置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于液晶顯示器的電壓源的電路布置，涉及包括該電路布置的液晶顯示器，以及涉及校正電路布置的方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)通常包括兩塊彼此平行粘結(jié)的玻璃板，其間設(shè)置有液晶層。兩塊玻璃板的每一塊在面對液晶層的側(cè)面上都安裝電極，該電極可以經(jīng)受不同電壓，以便改變位于電極之間的液晶的光學(xué)特性。這些光學(xué)特性基本上是影響光發(fā)射能力的那些光學(xué)特性。就點陣液晶顯示器而言，電極采取點狀區(qū)域(圖象元件，像素)的形式，電極在液晶層的一側(cè)上按行連接在一起且在另一側(cè)上按列連接在一起。這些電極由適當(dāng)?shù)碾娐芳せ睿娐钒ㄐ序?qū)動器和列驅(qū)動器。這種行驅(qū)動器和列驅(qū)動器用不同極性的不同電壓周期性地激活電極。因此，需要多個不同的中間電壓，例如，需要六個。這些中間電壓通常由合適的分壓器產(chǎn)生，分壓器的輸出端連接到行驅(qū)動器和列驅(qū)動器。分壓器一般包括多個串聯(lián)的電阻器，在電阻器之間可以拾取各種情況下的不同的電壓電平。
參考圖1說明將由本發(fā)明解決的問題，該圖包括六個電壓電平V1至V6的示意圖。電壓電平V1通常等于LCD工作電壓V1cd，且V6可以等于地電壓。示意性地圖示了商業(yè)上通用的液晶顯示器的一般行電壓波形103和列電壓波形104。當(dāng)電極被周期地激活時，可以區(qū)分出兩個半-周期101，102在“偶數(shù)的”半周期101期間，列電壓104保持為電平V2(“未選擇”)或設(shè)為V6(“選擇”)。為了接通(例如黑色)像素，行驅(qū)動器產(chǎn)生電壓V1，為了關(guān)斷(例如白色)像素產(chǎn)生電壓V3，以致電壓V1-V2、V3-V2、V1-V6或V3-V6施加于相應(yīng)的液晶。
在“奇數(shù)的”半周期102期間，除了電壓是相對于位于(V1-V6)/2的對稱軸105成鏡像對稱之外，施加相似條件。然后將電壓V6-V5、V4-V5、V6-V1或V4-V1施加于相應(yīng)的液晶。
一列的所有像素均分的時間相同，不考慮列中接通或關(guān)斷的像素數(shù)目，在半-周期中電壓上升應(yīng)該是對稱的，亦即，應(yīng)該如下施加V1-V2＝V2-V3；V4-V5＝V5-V6 (1)而且，在理想的情況下，電壓電平應(yīng)該如下等距V1-V2＝V2-V3＝V4-V5＝V5-V6＝Vd (2)其中Vd是恒定的壓差(等距)。只要六個電壓電平的一個偏離理想值，例如，由于產(chǎn)生波動的結(jié)果，違反等距條件(1)或(2)，將產(chǎn)生不對稱，這對接通和關(guān)斷的像素產(chǎn)生不一致的影響。這些導(dǎo)致肉眼容易看到的不希望的圖像失真且降低圖像質(zhì)量。這類失真以“串?dāng)_”而著稱，因為它取決于像素的相互作用。
用灰色階顯示或彩色顯示的液晶顯示器對這類串?dāng)_特別敏感。其中，灰色階取決于液晶的特性曲線(VT曲線)的陡斜率。在此情況下，當(dāng)干擾時肉眼可見和察覺來自等距條件(1)或(2)的幾毫伏的偏差。
為了借助校正完成引起串?dāng)_的所有誤差的糾正，需要一種電路，該電路允許相對于基準(zhǔn)電壓，例如地電壓單獨設(shè)置所有電壓電平。但是，這樣的電路極其昂貴、占據(jù)大量的面積且消耗相當(dāng)大的電能。因此不適宜于實際應(yīng)用。
日本專利JP-A-10-062743公開了一種用于液晶顯示器的電路，該電路用來去除串?dāng)_。該電路如此設(shè)計以致兩個電壓電平總是同時改變。這些通過兩個實施例實現(xiàn)。在第一實施例中，改變多個串聯(lián)電阻器的兩個電阻器。這些需要增加硬件費用和/或更精確的電阻排拾取。在第二實施例中，由兩個并聯(lián)的電阻排的每一個改變一個電阻器。這些必然要增加功耗和/或增加間距。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于液晶顯示器的電壓源的電路布置或提供一種液晶顯示器，該液晶顯示器將串?dāng)_降低到可接受的程度且同時是簡單的結(jié)構(gòu)并節(jié)省空間和節(jié)約能量。本發(fā)明的另一目的是提供一種校正這種電路布置的方法。通過獨立權(quán)利要求中所限定的電路布置、液晶顯示器和校正方法實現(xiàn)這些目的。從屬權(quán)利要求中指出了有利的實施例。
根據(jù)本發(fā)明的、用于液晶顯示器的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的電壓源的電路布置包括具有多個串聯(lián)電阻和具有在電阻之間布置的用于拾取不同的電壓電平的電壓拾取的分壓器。電壓拾取的單獨一個設(shè)有用于拾取那里的電壓電平的微調(diào)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的液晶顯示器包括液晶層、行驅(qū)動器和列驅(qū)動器以及用于行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的電壓源的電路布置。在此情況下電路布置是根據(jù)本發(fā)明的上述電路布置。
根據(jù)本發(fā)明的用于校正根據(jù)本發(fā)明的電路布置的方法包括以下步驟(a)選擇初始的微調(diào)設(shè)置；(b)測量表征所有電壓電平的性能參數(shù)值；(c)確定測量的性能參數(shù)值是否在規(guī)定的質(zhì)量區(qū)間內(nèi)；(d)如果步驟(c)的結(jié)果是否定的循環(huán)確定新的微調(diào)設(shè)置并重復(fù)步驟(b)和(c)；以及(e)如果步驟(c)的結(jié)果是肯定的存儲當(dāng)前的微調(diào)設(shè)置。
為每種電路布置單獨進行一次校正。
本發(fā)明基于電壓電平的準(zhǔn)確性以及影響這些準(zhǔn)確性的不同影響和參數(shù)的詳細分析。由于該分析結(jié)果，注意到系統(tǒng)和隨機誤差都削弱了電壓電平精確性。作為隨機削弱的例子，可以是電阻排中的接觸電阻的隨機波動造成的，這直接影響由電阻排拾取的電壓電平。
鑒于此，根據(jù)誤差計算定律，嘗試指出由于電壓電平誤差所產(chǎn)生的黑色和/或白色像素的平均電壓值差的上限。該結(jié)果就是所謂的D公式D=V1-2V2+V3-V4+2V5-V62---(3)]]>質(zhì)量D可以理解為表征所有電壓電平的質(zhì)量的“質(zhì)量參數(shù)”。根據(jù)本發(fā)明，通過改變或微調(diào)電壓電平V2、V3、V4或V5，以致使絕對值|D|最小，從而減小串?dāng)_。換句話說，改變電壓電平之一，直到測量的質(zhì)量參數(shù)值D位于規(guī)定的質(zhì)量區(qū)間范圍內(nèi)|D|＜DQ。作為一個電壓電平的微調(diào)裝置，優(yōu)選使用模擬多路復(fù)用器，該模擬多路復(fù)用器僅由一組N溝道MOS開關(guān)組成，因此特別簡單和緊湊。電阻排的所得電阻不隨電壓電平的改變而變化。優(yōu)選改變電壓電平V5或V2；注意D公式(3)相對于電壓電平V2，V5(反)對稱。V2或V5的改變對質(zhì)量參數(shù)D具有最大的影響，因為在D公式(3)中這些電壓乘以倍數(shù)2，V2或V5的改變也具有實際的優(yōu)點，電路設(shè)計盡可能關(guān)注。
參考如下所述的實施例闡明本發(fā)明的這些和更多方面。


將參考附圖中所示的實施例更進一步描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此。
圖1是商業(yè)液晶顯示器的典型的六個電壓電平V1至V6和列電壓波形的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的部分電路布置的電路圖的圖示。
圖3展示了根據(jù)本發(fā)明的電路布置的部分布局的示意平面圖。
圖4展示根據(jù)本發(fā)明的校正方法的流程圖。
具體實施例方式
圖2展示了根據(jù)本發(fā)明的部分電路布置，即分壓器1的示意電路圖。分壓器1包括，例如五個串聯(lián)的電阻器R1-R5的電阻排。電阻排的第一端11施加電壓V1，第二端12施加電壓V6，其中第二端優(yōu)選施加地電壓Gnd(即，接地，V6＝0)以及V1等于液晶顯示器的工作電壓V1cd。在電阻器R1-R5之間設(shè)置用于拾取不同電壓電平V2-V5的電壓拾取22-25。因此，在電阻器R1和R2之間的電壓拾取22處拾取的電壓電平V2＜V1，在電阻R2和R3之間的電壓拾取23處拾取的電壓電平V3＜V2，等等。在本實例中電壓拾取22-25的單獨一個電壓拾取25如此設(shè)計以致在那里拾取的電壓電平V5能夠進行微調(diào)。
可以用于微調(diào)一個電壓電平V5的裝置3，例如可以采取在電阻路徑上的多個拾取觸點的形式。圖3展示了在電阻路徑45中包括八個等距離拾取觸點31-38的實施例。根據(jù)所選的電壓電平系統(tǒng)，在路徑45中的八個拾取觸點31-38的該組3位置可以改變。電壓電平系統(tǒng)的特點在于比率V5/V1，該比一般假定為1/4，1/5，…，1/11。在路徑45中還可以提供多組拾取觸點，其中每組與一個電壓電平系統(tǒng)相關(guān)，以致通過選擇具體的組可以選擇具體的電壓電平系統(tǒng)。
電路布置的所有元件優(yōu)選容納在公共襯底上，以致電路布置是一個集成電路。可以通過，例如在第二導(dǎo)電類型例如n-的半導(dǎo)體材料中，注入第一導(dǎo)電類型例如p+的半導(dǎo)體材料條41-45來制造電阻器R1-R5；其他例子是在p-或多晶硅中注入n+或n-的半導(dǎo)體材料條來制造電阻器R1-R5。應(yīng)當(dāng)注意，在此情況下，電阻器不必精確地對應(yīng)于一個條；相反，在此使用的電阻器由兩個拾取來限定。因此，在圖3的實例中的可變電阻器R5由一邊的拾取觸點31-38之一和另一邊的接地觸點12來限定，以致它包括條45的一部分和整個條46。
下面參考實例解釋可以選擇多少數(shù)目和多大間隔的拾取觸點31-38?？紤]液晶顯示器，其中液晶具有200mV寬的過渡區(qū)。為了簡化，假定特性曲線在整個過渡區(qū)以線性方式延伸，亦即，它的斜率具有恒定的l/(200mV)的傾斜。肉眼可見超過約2％兩個像素的透射率差是已知的，因此，具有相同額定透射率的兩個像素的實際透射率相差不應(yīng)超過2％，對應(yīng)于至多4mV的電壓差(200mV的2％)或具有DQ＝4mV的質(zhì)量區(qū)間(-DQ，+DQ)。為了保證質(zhì)量參數(shù)D位于在質(zhì)量區(qū)間(-DQ，+DQ)的范圍內(nèi)，因此不得不以這樣的一種方式選擇拾取觸點31-38的間隔，即在兩個拾取觸點之間施加的電壓差ΔV＝2DQ＝8mV。在八個拾取觸點31-38的情況下，質(zhì)量參數(shù)D可以在7ΔV＝56mV的范圍內(nèi)變動，這對大多數(shù)應(yīng)用是足夠的。在具有八個拾取觸點31-38的該實施例中，為了存儲最佳的微調(diào)，3位是必要的。當(dāng)然，其他結(jié)構(gòu)也可以，例如具有16個拾取觸點的4位校正，在各種情況下觸頭之間的電壓差為ΔV＝4mV。
如圖2的右手邊象征性地所示，每個拾取觸點31-38連接到靜電模擬多路復(fù)用器5的各輸入端51-58，模擬多路復(fù)用器5由例如一組N溝道MOS開關(guān)組成，且因此是特別簡單的。多路復(fù)用器5優(yōu)選由一次或重復(fù)可編程只讀存儲器控制(例如，一次可編程只讀存儲器OTP；可編程序只讀存儲器PROM；可擦寫可編程只讀存儲器EPROM；電可擦寫可編程只讀存儲器EEPROM等)。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即各自的最佳拾取觸點連接到用于V5的電壓拾取25的輸出25′時，這些存儲器存儲用于電壓電平V5的最佳微調(diào)。
圖4展示根據(jù)本發(fā)明的校正方法的流程圖。首先，選擇適合的電壓電平系統(tǒng)91(參看有關(guān)圖3的解釋)和適合的工作電壓V1，92，例如V1＝9V。校正參數(shù)P設(shè)為初始值P(0)，93。校正參數(shù)P表征可變電壓電平V5的當(dāng)前微調(diào)。在圖3的實施例中，P可以是0和7之間的數(shù)字，表示八個拾取觸點31-38中當(dāng)前連接到用于V5的電壓拾取25的輸出25′的那個，該數(shù)字優(yōu)選以二進制或十六進制表示法存儲。作為初始值P(0)，優(yōu)選具有滿足理想情況的等距離條件(2)的值?？勺冏兞縩(n＝0，1，2，…)(僅在隨后的循環(huán)95-98中內(nèi)部使用)最初設(shè)為零，94。
現(xiàn)在運行迭代循環(huán)95-98一次或多次，其中校正參數(shù)P關(guān)于質(zhì)量參數(shù)D遞歸地優(yōu)化。為此目的，通過測量當(dāng)前電壓V1-V6并將它們代入D公式(3)中，首先決定質(zhì)量參數(shù)D的當(dāng)前值D(n)，95。檢查當(dāng)前值D(n)，96，關(guān)于是否它在規(guī)定的質(zhì)量區(qū)間內(nèi)(-DQ，+DQ)，其中，例如可以選擇DQ＝2mV。如果是這種情況，當(dāng)前的校正參數(shù)P(n)寫入校正寄存器，99，例如保存在OTPROM中。如果D(n)不在規(guī)定的質(zhì)量區(qū)間范圍內(nèi)，那么從先前的校正參數(shù)P(n)遞歸地計算出新的校正參數(shù)P(n+1)，97。例如這些可以根據(jù)以下的公式進行P(n+1)＝P(n)-md[D(n)·V1nom/(ΔV·V1)(4)其中ΔV是額定工作電壓V1nom時的電壓區(qū)間寬度，例如在V1nom＝9V時ΔV＝4mV，運算符rnd[X]進行運算量X至下一個整數(shù)的四舍五入。等式(4)的方括號中的運算量X基本上表明拾取觸點的數(shù)目，通過該數(shù)目在迭代步驟中微調(diào)設(shè)置不得不變化。運算量由因子D(n)/ΔV和V1nom/V1組成，其中后者的因子是校正，用V1度量電壓間隔寬度ΔV。在新的校正參數(shù)P(n+1)計算97之后，游動變量n增加一，98，而且迭代循環(huán)95-98再次運行。這些重復(fù)直到當(dāng)前的質(zhì)量參數(shù)值D(n)在規(guī)定的質(zhì)量間隔(-DQ，+DQ)內(nèi)。
通過電路廠商或通過液晶顯示器的廠商為每個單獨的電路進行一次上述校正。在后者情況下，可以使用用于接觸玻璃板上的電極的專門的探針，或不同的電壓電平V1-V6可以相繼地連接到特定的輸出觸點。為了不歪曲測量值，校正所需的所有電壓測量都應(yīng)該在負載阻抗可能最高的交叉點處測量。
根據(jù)本發(fā)明的電路布置和根據(jù)本發(fā)明的校正方法將像素的串?dāng)_減小到可接受的程度。這些優(yōu)點在用灰色階顯示或彩色顯示器的顯示器件的情況下尤其有利。該電路布置是簡單的結(jié)構(gòu)且節(jié)省空間和節(jié)約能量。
權(quán)利要求
1.一種用于液晶顯示器的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的電壓電源的電路布置，包括分壓器(1)，該分壓器(1)具有多個串聯(lián)電阻器(R1-R5)和具有在電阻器(R1-R5)之間布置的用于拾取不同的電壓電平(V2-V5)的電壓拾取22-25，其中電壓拾取22-25的單獨一個(25)設(shè)有用于微調(diào)在那里拾取的電壓電平(V5)的裝置(3)。
2.如權(quán)利要求1所要求的電路布置，其特征在于，微調(diào)裝置(3)包括多個拾取觸點(31-38)和用于選擇拾取觸點的裝置(5)。
3.如權(quán)利要求2所要求的電路布置，其特征在于，選擇裝置(5)采取模擬多路復(fù)用器的形式，選擇裝置(5)的輸入(51-58)連接到拾取觸點(31-38)。
4.如權(quán)利要求3所要求的電路布置，其特征在于，該電路布置包括用于控制多路復(fù)用器(5)的一次或重復(fù)可編程序只讀存儲器。
5.如上述權(quán)利要求的任意一項所要求的電路布置，其特征在于，設(shè)有微調(diào)裝置(3)的電壓拾取(25)是靠近分壓器(1)的兩個端部(11，12)的兩個電壓拾取(22，25)之一。
6.如上述權(quán)利要求的任意一項所要求的電路布置，其特征在于，該分壓器(1)確切地包括四個電壓拾取(22-25)。
7.如上述權(quán)利要求的任意一項所要求的電路布置，其特征在于，該電路布置的所有元件都容納在公共襯底上。
8.如權(quán)利要求7所要求的電路布置，其特征在于，電阻器(R1-R5)通過在第二導(dǎo)電類型(n)的半導(dǎo)體材料中注入第一導(dǎo)電類型(p+)的半導(dǎo)體材料條(41-46)來制造。
9.一種液晶顯示器，包括液晶層，行驅(qū)動器和列驅(qū)動器，以及用于行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的電壓電源的電路布置，其中該電路布置是上述權(quán)利要求的任意一項所要求的電路布置。
10.一種校準(zhǔn)如權(quán)利要求1至8的任意一項所要求的電路布置的方法，該方法包括以下步驟(a)選擇(93)最初的微調(diào)；(b)測量(95)表征所有電壓電平(V1-V6)的質(zhì)量參數(shù)(D)的值(D(n))；(c)確定(96)測量的質(zhì)量參數(shù)值(D(n))是否在規(guī)定的質(zhì)量區(qū)間(-DQ，+DQ)的范圍內(nèi)；(d)如果步驟(c)的結(jié)果(96)是否定的遞歸地決定(97)新的微調(diào)(P(n+1))并重復(fù)步驟(b)和(c)；(e)如果步驟(c)的結(jié)果(96)是肯定的存儲(99)當(dāng)前微調(diào)(P(n))。
11.如權(quán)利要求10所要求的方法，其特征在于，第一工作電壓V1施加于分壓器(1)的一端(11)且第二工作電壓V6施加于分壓器(2)的另一端(12)，該分壓器(1)包括用于拾取四個電壓電平(V2，V3，V4，V5)的四個電壓拾取(22-25)，且步驟(b)中質(zhì)量參數(shù)(D)由下面的公式所定義D=V1-2V2+V3-V4+2V5-V62]]>。
12.如權(quán)利要求11所要求的方法，其特征在于，微調(diào)涉及電壓電平V2或V5。
13.如上述權(quán)利要求10至12的任意一項所要求的方法，其特征在于，步驟(c)中的質(zhì)量區(qū)間(-DQ，+DQ)這樣選擇，即質(zhì)量參數(shù)值(D(n)位于該質(zhì)量區(qū)間(-DQ，+DQ)范圍內(nèi)，具有相同的額定透射率的兩個像素的實際透射率相差不超過2％。
14.如上述權(quán)利要求10至13的任意一項所要求的方法，其特征在于，將調(diào)諧好的設(shè)置(P(n)存儲(99)在一次或重復(fù)可編程序只讀存儲器中。
全文摘要
用于液晶顯示器的行驅(qū)動器和列驅(qū)動器的電壓源的電路布置。該電路布置包括具有多個串聯(lián)電阻(R1－R5)和設(shè)置在電阻(R1－R5)之間用于拾取不同的電壓電平(V2－V5)的電壓拾取(22－25)的分壓器(1)。電壓拾取(22－25)的單獨一個(25)設(shè)有用于微調(diào)在那里拾取的電壓電平(V5)的裝置(3)。通過單獨地校正每單個的電路布置一次，可以微調(diào)一個電壓電平(V5)以致減小由不均勻的電壓電平，即像素之間的相互作用，引起的串?dāng)_。當(dāng)該電路布置用于用灰色階顯示或彩色顯示的液晶顯示器時特別有利。
文檔編號G09G3/36GK1427389SQ021281
公開日2003年7月2日 申請日期2002年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者W·法羅特－博格哈德特, H·霍亨瓦特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司