(57)【要約】本発明は、表示デバイス（１１）に様々なグレイレベルを生成するための電圧を供給する回路配置（１２）に関する。本発明は更に、かかる回路配置（１２）を適用する表示デバイス（１１）に関する。本発明は更にまた、表示デバイス（１１）に供給される様々な電圧特性を示す様々なグレイレベル曲線（３３−３６）を得る方法に関する。広範囲にわたるグレイレベル曲線（３３−３６）を生成することのできる回路配置（１２）および方法を提供するために、第１の電圧ユニット（２１）、複数のタップ点（ｘ）を有する第２の分圧器ユニット（２２）、第１の電圧ユニット（２１）と第２の分圧器ユニット（２１、２２）の間に結合された少なくとも１つの増幅ユニット（２４、２５）を備え、第２の分圧器ユニット（２２）のタップ点（ｘ）に電流（Ｉｍａｉｎ）を流すために少なくとも１つのプログラマブル電流源（２６、２７、２８、２９）が設けられた回路配置（１２）を提案する。本発明の回路配置は、様々な表示デバイス（１１）に対して、または様々な状況下で回路配置を用いる場合に、チップ製造工程に用いるマスクの再設計を回避することができる。
2008527457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示デバイス（１１）に様々なグレイレベルを生成するための電圧を供給する回路配置（１２）において、
−第１の電圧ユニット（２１）と、
−複数のタップ点（ｘ）を有する第２の分圧器ユニット（２２）と、
−第１の電圧ユニット（２１）と第２の分圧器ユニット（２１、２２）の間に結合された少なくとも１つの増幅ユニット（２４、２５）と
を備え、第２の分圧器ユニット（２２）のタップ点（ｘ）に電流（Ｉｍａｉｎ）を注入するために少なくとも１つのプログラマブル電流源（２６、２７、２８、２９）が設けられた回路配置（１２）。
【請求項２】
請求項１に記載の回路配置であって、第１の電圧ユニット（２１）が、少なくとも１つの基準電圧（Ｖｄｄ、Ｖｓｓ）を少なくとも１つの増幅ユニット（２４、２５）に供給する回路配置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回路配置であって、第１の電圧ユニット（２１）を分圧器ユニット（２１）として実現する、ならびに／または第１および第２の分圧器ユニット（２１、２２）をラダー抵抗として実現する回路配置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のうち１つの請求項に記載の回路配置であって、少なくとも１つの電圧選択ユニット（３０、３１）が、第２の分圧器ユニット（２２）に供給される最大電圧（Ｂ）または最小電圧（Ｗ）を調節する第１の分圧器ユニット（２１）と結合されている回路配置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のうち１つの請求項に記載の回路配置であって、第１の電圧選択ユニット（３０）が、最大電圧（Ｂ）を供給するために第１の分圧器ユニット（２１）と第２の分圧器ユニット（２２）の間に結合され、第２の電圧選択ユニット（２２）が、最小電圧（Ｗ）を供給するために第１および第２の分圧器ユニット（２１、２２）の間に結合さている回路配置。
【請求項６】
請求項５に記載の回路配置であって、選択された最大電圧（Ｂ）および最小電圧（Ｗ）を、選択された最小および最大電圧（Ｂ、Ｗ）を増幅する増幅ユニット（２４、２５）にそれぞれ供給する回路配置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうち１つの請求項に記載の回路配置であって、プログラマブル主電流源（２６）および少なくとも１つのプログラマブル階調電流源（２７、２８、２９）が設けられており、主電流源（２６）は、第２の分圧器ユニット（２２）内のタップ点（ｘ）と結合された少なくとも１つのプログラマブル階調電流源（２７、２８、２９）に主電流（Ｉｍａｉｎ）を供給するために調節される回路配置。
【請求項８】
請求項７に記載の回路配置であって、電流（Ｉｘ）を注入し、または吸い込むために、第２の分圧器ユニット（２２）内のタップ点（ｘ）とそれぞれ結合された複数のプログラマブル階調電流源（２７、２８、２９）が設けられた回路配置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のうち１つの請求項に記載の回路配置であって、バイアス電流生成回路（４０）を主電流源（２６）と結合し、最大および最小電圧（Ｂ、Ｗ）の電圧差に応じてバイアス電流（Ｉｂｉａｓ）を供給する回路配置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のうち１つの請求項に記載の回路配置を適用する表示デバイス（１１）。
【請求項１１】
表示デバイス（１１）に供給される様々な電圧特性を示す様々なグレイレベル曲線（３３、３４、３５、３６）を得る方法であって、
−第１の電圧ユニット（２１）から最大および最小電圧（Ｂ、Ｗ）を選択するステップと、
−最大および最小電圧（Ｂ、Ｗ）を増幅するステップと、
−第２の分圧器ユニット（２２）に増幅された最大および最小電圧（Ｂ、Ｗ）を供給するステップと、
−第２の分圧器ユニット（２２）内のタップ点（ｘ）に電流（Ｉｘ）を注入するステップ
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示デバイスに様々なグレイレベルを生成するための電圧を供給する回路配置に関する。本発明は更に、かかる回路配置を適用する表示デバイスに関する。本発明は更にまた、表示デバイスに供給される様々な電圧特性を示す様々なグレイレベル曲線を得る方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示技術は、今後、情報技術および通信技術においてますます重要な役割を果たすであろう。表示デバイスは人間とデジタル世界との間のインターフェースとなるので、現代の情報システムを受け入れるために非常に重要である。特にノートパソコン、電話、デジタルカメラおよび携帯情報端末（ＰＤＡ）等の携帯機器をディスプレイの利用なしで実現することはできないであろう。
【０００３】
概して、様々な種類のディスプレイがある。重要な部分は、多くの基板からなる液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）によって代表される。かかる液晶ディスプレイは、行および列のマトリックス型に細かく分割される。それぞれの基板上に行電極および列電極が配置され、電極は格子状となる。液晶の層は、前記基板間に設けられる。これらの電極の交差によって、画素が定まる。駆動された画素の液晶分子を適当な方向に向ける電圧を電極に供給し、その結果、反射光またはバックライトに応じて、駆動された画素は様々な明るさを表す。
【０００４】
ＬＣディスプレイ配置には、パッシブマトリックスディスプレイおよびアクティブマトリックスディスプレイの２種類がある。パッシブマトリックスＬＣＤ技術は、非常に一般的に用いられる表示技術であり、例えば携帯電話やＰＤＡのディスプレイ等に用いられる。パッシブマトリックスディスプレイは、通常（Ｓ）ＴＮ（超ねじれネマチック）効果に基づいている。
【０００５】
アクティブマトリックスディスプレイは、一般的には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）として実現される、各画素内の切替素子を用いる薄膜トランジスタディスプレイとも呼ばれる。
【０００６】
加えて、マトリックス型に配置された行および列を同様に有する有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、高分子発光ダイオード（ＰＬＥＤ）または低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）等の他の種類の表示技術がある。
【０００７】
ほとんどの種類の表示デバイスは、様々なグレイレベル用の複数の異なる電圧を供給するグレイレベル電圧生成回路を用いている。これらの様々なグレイレベル電圧は、表示デバイスのある画素に表示されるべきデータに応じて選択される。
【０００８】
グレイレベル用の様々な電圧を供給する最も一般的な回路配置は、複数の異なる階調電圧を供給するラダー抵抗を用いている。ラダー抵抗の使用は柔軟性の点で不利である。というのも、新しい組み合わせのグレイレベルが表示デバイスに対して必要となると、ラダー抵抗のすべてのタップを動かす必要があるからである。タップを動かすには、コストのかかる回路配置の再設計が必要となる。
【０００９】
更に、電圧多重化方法を用いることも考えられる。電圧多重化方法における多重化された電圧値の選択およびマルチプレクサのプログラミング用アルゴリズムの複雑さによっても柔軟性は限定される。
【００１０】
基準電圧生成回路は、特許文献１に開示されている。この基準電圧生成回路は２つのラダー抵抗を用いて、様々な階調電圧を供給する。更に、第１のラダー抵抗によって供給される電圧を増幅するバッファがある。一種のマルチプレックススイッチが結合されていることにより様々な電圧間の選択を可能とする２つのラダー抵抗の配置が開示されている。しかし、この回路は非常に複雑で、様々なディスプレイパネルに対しての使用の可能性という点で制限される。
【特許文献１】米国特許公開第２００２／０１８６２３１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、上記の課題を解決する回路配置および方法を提供することが本発明の目的である。更に、広範囲にわたるグレイレベル曲線を生成できる回路配置を提供することも目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は独立請求項の特徴によって解決される。
【００１３】
本発明は、電流を第２の分圧器ユニットに注入するまたは吸い込ませるプログラマブル電流源を用いることにより、広範囲にわたる様々なグレイレベル曲線を生成することが可能となる、という考えに基づいている。これによって、アプリケーションに応じてコストのかかる再設計を行うことおよびチップの基礎的設計をマスクすることを回避する。よって、この回路配置を、それぞれの電流源をプログラミングするのみで広範囲にわたる様々なカラーＬＣＤパネルに対して用いることができる。
【００１４】
典型的グレイレベル曲線は、最大電圧から最小電圧にかけて電圧値が単調で非線形に分布する。かかるグレイレベル曲線の特性を変化させることによって、表示デバイスへのグレイレベルの表示品質を改善することができる。通常、グレイレベル曲線は、特定の表示デバイスに適合させてある。しかし、グレイレベル電圧生成は、プロセスパラメータおよび周囲の温度の影響を受ける。そのため、いずれにせよある種のグレイレベル電圧生成におけるキャリブレーション行う必要がある。このキャリブレーションは、公知技術によって説明されている。しかし、異なる表示デバイスへの、グレイレベル電圧を生成する回路配置の使用は非常に限定されてしまう。
【００１５】
チップ製造工程に用いるマスクの再設計という問題を回避するために、本発明によれば、複数のタップ点を有する第１の電圧ユニットおよび第２の分圧器ユニットを配置することを提案する。更に、第１の電圧ユニットと第２の分圧器ユニットの間に結合された少なくとも１つの増幅ユニットを有し、第２の分圧器ユニット内のタップ点に注入される電流を供給するために少なくとも１つのプログラマブル電流源を用いる必要がある。
【００１６】
本発明の基本的な考えは、互いに結合しあった２つの異なる分圧器ユニットを用いることである。第１の電圧ユニットは、少なくとも黒色値および白色値を表示するために用いられる電圧を供給する。第２の分圧器ユニットに供給される最大電圧および／または最小電圧を緩和するために増幅ユニットが用いられている。黒色をディスプレイに表示するために最大電圧を用い、白色をディスプレイに表示するために最小電圧値を用いる。
【００１７】
第２の分圧器ユニットをプログラマブル電流源と接続する。このコンセプトの背後にある考えは、第２の分圧器ユニットのタップ点に電流を供給する、または吸い込ませることによりグレイレベル電圧曲線を形成することである。電流源がある量の電流を供給する、または吸い込むことによって、第２の分圧器ユニット内のあるタップ点に生じるグレイレベル電圧が、電流の供給、吸い込みに応じて増加／減少する。本発明の配置を用いることによって、コストのかかるマスクの再設計なしにグレイレベル曲線を調節でき、または様々なＬＣＤパネルに対して様々な電圧ドライバを使用できる。本発明の配置は電流源を追加して用いているので、回路配置の値段がわずかに高くなるかもしれない。しかし、広範囲にわたる様々なディスプレイパネル用のグレイレベル電圧を供給する本発明の回路配置の使用の幅を考えると、わずかに増加した費用は妥当である。加えて、多くの場合、電流源がチップ上にあり、第２の分圧器ユニットに対して直接新規な電流源を配置する代わりに電流源を使用することができる。
【００１８】
本発明の好適な実施形態では、第１の電圧ユニットは、少なくとも１つの増幅ユニットに少なくとも１つの基準電圧を供給する。この実施形態は非常に単純な設計であり、例えばシステム電源によって直接供給される２つの異なる電圧のみを、表示デバイスの黒色および白色を示す最大電圧および最小電圧を緩衝する増幅ユニットに印加する。第１および第２の基準電圧を第１の電圧ユニットに供給することも提案できる。最大電圧をより高い基準電圧から生成し、第２の基準電圧を白色用の電圧を供給するために用いられる最小電圧から生成することになる。
【００１９】
更なる本発明の好適な実施形態では、第１の電圧ユニットを、複数のタップ点を有する分圧器ユニットとして実現する。有利には、第１の分圧器ユニットおよび第２の分圧器ユニットをラダー抵抗として実現する。第１および第２のラダー抵抗内の各抵抗間に配置された複数のタップ点がある。第２のラダー抵抗のタップ点を、要求された様々なグレイレベル電圧を供給する上で利用されるこれらの電圧を表示デバイスに供給するために用いる。
【００２０】
好適な実施形態では、第１および第２の分圧器ユニット間に電圧選択ユニットを配置することを提案する。かかる電圧選択ユニットを用いることによって、第２の分圧器ユニットに供給される最小および最大電圧を調節することが可能となる。かかる電圧選択ユニットを、当業で公知なマルチプレクサとして実現することもできる。最小および最大電圧を調節することが可能であるので、温度変化に応じて、または様々な環境条件もしくはプロセスパラメータに応じて、最小および最大電圧を調整することが可能である。
【００２１】
有利には、電圧選択ユニットと第２の分圧器ユニットの間に最大および最小電圧用の増幅ユニットをそれぞれ設けることを提案する。バッファとして実現することも可能なかかる増幅ユニットを用いることによって、電流源によってなされる様々な電流の注入に対して、一定の最大および最小電圧を供給することを保証する。したがって、最大および最小電圧値は電流の注入による影響を受けない。最大および最小電圧値を変化させるには選択ユニットを用いて異なる電圧値を選択する他はない。
【００２２】
更なる好適な実施形態では、プログラマブル主電流源および少なくとも一つのプログラマブル階調電流源を有することを提案する。主電流を複数の階調電流源に供給するように主電流源をプログラムする。これは一種の２レベルプログラミングを可能とし、グレイレベル曲線の粗い調整にプログラマブル主電流源を用い、階調電流源をプログラミングしてグレイレベル電圧曲線の挙動を微調整する。
【００２３】
有利には、バイアス電流生成回路を実装することを提供する。このバイアス電流生成回路は、最大および最小電圧の電圧差に応じてバイアス電流を生成する。バイアス電流を主電流源に供給することができる。最大および最小電圧の差がより小さく（より大きく）なると、バイアス電流も減少（増加）し、その結果、主電流も減少（増加）する。この種のバイアス電流生成は、プログラミングというよりキャリブレーションであり、電流の非常に正確なキャリブレーションのために使用され、工程および回路のオフセットを解消し、回路について一回のみなされる。したがって、電流の自動生成が成し遂げられる。
【００２４】
本発明の目的は、請求項１から請求項９のうちの１つの請求項に記載のかかる回路配置を適応するディスプレイによっても解決される。
【００２５】
ほとんどの種類のディスプレイは様々なグレイレベル電圧を用いているので、ディスプレイとは無関係に本発明の回路配置を用いることができる。
【００２６】
本発明の目的は、表示デバイスに供給される様々な電圧特性を示す様々なグレイレベル曲線を得る方法であって、第１の電圧ユニットから最大および最小電圧を選択するステップと、最大および最小電圧を増幅するステップと、第２の分圧器ユニットに増幅された最大および最小電圧を供給するステップと、第２の分圧器ユニット内のタップ点に電流を注入するステップと、および様々なグレイレベル電圧をディスプレイに供給するステップを含む方法によっても解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の好適な実施形態を、図面を参照して、ほんの一例として以下で詳細に記載する。
【００２８】
図面は、例示を目的としてのみ添付されているのであって、本発明の実施可能な実施例を必ずしも比率通りに表しているわけではない。
【００２９】
以下に、本発明の様々な例示的実施形態を記載する。本発明は幅広い種類の用途に適用できるが、アクティブマトリックスディスプレイおよびパッシブマトリックスディスプレイを備える液晶ディスプレイアプリケーションを中心に説明する。本発明を適用する更なる分野は、例えばＯＬＥＤ、ＰＬＥＤまたはＬＴＰＳ等であるかもしれない。
【００３０】
本発明の実施形態を説明するに先立ち、本発明に従いいくつかの基本的事項を取り扱う。本発明は、表示デバイスへのグレイレベル電圧の印加を扱う。
【００３１】
アクティブマトリックスディスプレイ装置は、表示デバイスの画素に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を使用する。トゥルーカラーを表示するために、３つの異なる薄膜トランジスタを各画素内に配置する。各トランジスタの状態を切り替えることによって、それぞれの色を表示する。
【００３２】
パッシブマトリックスディスプレイでは、画素に切替装置が割り当てられていない。ある画素での液晶の状態は、行電極および列電極に供給される電圧によって調整されるこの画素にかかる電圧の影響を受ける。
【００３３】
本発明を、アクティブマトリックスディスプレイの例について説明する。ディスプレイパネルの電極に供給される電圧レベルに応じ、薄膜トランジスタによって液晶にある配列をとらせる。画素の液晶の配列によって、反射光または通過光の量、すなわちグレイレベルは調整され、ユーザはこの光を受け取る、すなわちこのグレイレベルを認識することができる。
【００３４】
本発明による表示デバイス１１および回路配置の構成を表す概略図を図１に示す。表示デバイス１１には、ＴＦＴのゲートを起動させるゲート駆動回路１４から電圧が供給される。本発明によるグレイレベル電圧生成回路１２は、表示デバイスの電極にグレイレベル電圧を供給するグレイレベル電圧選択回路１３に複数のグレイレベル電圧を供給する。グレイレベル電圧選択回路１３は、図示されてない制御および記憶回路から提供されるデータに応じてそれぞれの電極にそれぞれのグレイレベル電圧を選択する。それゆえ、表示すべきデータに応じて、必要な電圧を選択し、供給する。グレイレベル電圧生成回路１２およびゲート駆動回路１４にはいずれも、システム電源供給生成回路１５から電圧が供給される。
【００３５】
図２を参照すると、本発明によるグレイレベル電圧生成回路１２を表す詳細図が示されている。この回路配置は、第１の分圧器ユニット２１と第２の分圧器ユニット２２を含む。第１および第２の分圧器ユニットを、ラダー抵抗として実現する。ラダー抵抗２１および２２は、互いに直列に結合した複数の抵抗器を含む。各抵抗器間に、それぞれの階調電圧を供給するために用いられるタップ点ｘが存在する。第１の分圧器ユニット２１を、正電圧Ｖｄｄおよび一般的な基準電圧Ｖｓｓである第１および第２の電圧基準と連結する。一般的に正および負のグレイレベル電圧カーブが生成されるので、図８で示すように、負の電圧を第１の電圧ユニット２１に供給してもよい。増幅ユニット２４および２５と第１のラダー抵抗２１の間に設けられた電圧選択ユニット３１および３０が存在する。増幅ユニット２４および２５を、第１および第２のラダー抵抗２１と２２の間、特に電圧選択ユニット３０、３１と第２の分圧ユニット２２の間に設ける。第１のマルチプレクサ３０は、ディスプレイパネルに黒色を示すための電圧として用いられる第１の最大電圧Ｂを供給する。反対に、マルチプレクサ３１によって供給される最小電圧は、表示デバイスに白色を示すために用いられる電圧Ｗを実現する。マルチプレクサ３０、３１に制御信号ｃｔｒｌを入力することにより、最大および最小電圧Ｂ、Ｗを調節することができる。他のディスプレイにおいては、電圧値Ｂを最小電圧、電圧値Ｗを最大電圧とすることもできる点に留意する必要がある。
【００３６】
プログラマブル電流源２６〜２９が更に存在する。主プログラマブル電流源２６は、第２のラダー抵抗２２に供給される主電流Ｉｍａｉｎを調節している。詳細には、主電流Ｉｍａｉｎを、複数の階調プログラマブル電流源２７、２８、２９に供給する。階調プログラマブル電流源２７〜２９は、第２のラダー抵抗２２内のタップ点ｘにそれぞれの電流Ｉｘを注入している。図２で示すように、電流源２７および２８は、ラダー抵抗２２のタップ点ｘ１およびｘ２に電流Ｉ１、Ｉ２を注入または供給し、プログラマブル電流源２９は第２のラダー抵抗２２のタップ点ｘＮから電流ＩＮを吸い込んでいる。複数の電流源２６〜２９をプログラミングすることにより、図３で示すようにグレイレベル曲線をシフトまたは調節することができる。概して、タップ点ｘに電流を供給または吸い込ませるように各電流源２６〜２９をプログラミングすることができる。
【００３７】
図３は、本発明による２つの異なるグレイレベル曲線３３、３４を示す。これらの曲線は異なる特性を示し、電流源２６〜２９をそれぞれプログラミングする結果、異なる駆動回路配置を使用せずにグレイレベル曲線３３、３４の電圧特性の調節が可能となることを特徴としている。曲線３３、３４の調節の可能性を矢印によって示す。分かりやすいように、負のグレイレベル電圧曲線の表示については省略する。
【００３８】
図４は、第２の分圧器ユニット２２のより詳細な回路図である。分かりやすいように、１つのプログラマブル電流源２７のみを示す。プログラムｐｒｏｇ１、ｐｒｏｇ２、ｐｒｏｇ３に応じて、注入される電流Ｉｘが変化することを示している。タップ点ｘの電圧ＶＧＬｘが、電流Ｉｘおよびそれぞれの抵抗の分割に依存するので、発生するグレイレベル電圧ＶＧＬｘもそれらに従って変化する。プログラムｐｒｏｇ１による電流Ｉｘを注入すると、対応するグレイレベル電圧ＶＧＬｘ［ｐｒｏｇ１］も変化することがわかるであろう。プログラムｐｒｏｇ２によって、第２のラダー抵抗２２のタップ点ｘに注入される、より大きな電流Ｉｘが発生することになり、この電流によって、より高いグレイレベル電圧ＶＧＬｘ［ｐｒｏｇ２］が発生することになる。電流源２７のプログラムｐｒｏｇ３によって、第２のラダー抵抗２２から電流Ｉｘが吸い込まれることになり、グレイレベル電圧ＶＧＬｘ［ｐｒｏｇ３］は減少する。
【００３９】
図５は、グレイレベル曲線の温度依存性を示している図である。温度Ｔｅｍｐ１は、温度Ｔｅｍｐ２より小さい。ディスプレイパネルは強く温度に依存するので、グレイレベル電圧曲線を様々な温度に適応させる必要がある。電圧選択マルチプレクサ３０を用いて黒色を示す最大電圧Ｂを調節することにより、全ての電流源を調節およびプログラミングすることなくグレイレベル曲線３６をグレイレベル曲線３５にシフトすることが可能となる。主電流源２６のみは、グレイレベル曲線をＴｅｍｐ２に適応させるために再プログラミングする必要がある。この場合は、電流は、最小および／または最大電圧Ｂ、Ｗの変化に自動的に適応する。
【００４０】
白色を示すために用いられる最小電圧Ｗを調節することによっても同じことを達成することはできる。白色表示に用いられる最小電圧Ｗに関して、Ｗを調節することによって特性が変化する様子については示されていない。
【００４１】
図６は、本発明による様々な電流を生成または供給する模式的な経路を示す。まず、バイアス電流Ｉｂｉａｓを制御するために設けられたバイアス電流生成回路４０が存在する。制御されたバイアス電流Ｉｂｉａｓが主電流源２６に供給される。主電流源２６のプログラミングに従って、主電流Ｉｍａｉｎが供給される。この主電流Ｉｍａｉｎは、複数の階調電流源２７〜２９に供給される。
【００４２】
図６ａを参照すると、バイアス電流生成回路４０の実現について示されている。バイアス電流生成回路４０は、最大電圧Ｂと最小電圧Ｗの電圧差に応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓを生成している。最大電圧Ｂと最小電圧Ｗの電圧差が変化すると、この電圧差に応じてバイアス電流Ｉｂｉａｓも変化する。このバイアス電流生成回路４０で、バイアス電流Ｉｂｉａｓをプログラミングすることもできるが、これは必要ではない。このことは、プログラミングというよりキャリブレーションであり、電流の非常に正確なキャリブレーションのために使用され、工程および回路のオフセットを解消すものであり、回路について一回のみなされる。ＢとＷの間の抵抗器Ｒ１、Ｒ２を、適当な電圧をバッファｂｕｆに供給する分圧器として用いる。バッファｂｕｆは、トランジスタのオン抵抗を調整する。オン状態でのトランジスタの抵抗を調整することによって、分圧器による第３の抵抗器での電圧降下を制御し、これによってバイアス電流Ｉｂｉａｓを制御する。
【００４３】
図６ｂは、主電流源２６の実現を示す。スイッチＰｒｏｇ１〜Ｐｒｏｇ３の状態に応じて、メイン電流Ｉｍａｉｎを調節する。このメイン電流Ｉｍａｉｎを、図６ｃに示されるような階調電流源２７〜２９に供給する。図６ｃに示される電流源は、図６ｂの電流源と同じ構成要素を含み、更に、それぞれのタップ点ｘに電流ＩＮを吸い込ませるか供給するかを調節するためにスイッチ「シンク」および「ソース」が設けられている。
【００４４】
正および負のグレイレベル曲線があるので、２つの独立したバイアス電流Ｉｂｉａｓが必要である。この２つの独立したバイアス電流を供給するために通常のバイアス生成回路を用いることもできるが、その場合には先行技術から公知であるように、Ｉｍａｉｎの温度補償をプログラミングしなければならない。本発明の電流自動調節を用いることにより、主電流Ｉｍａｉｎの温度補償をバイアス電流生成回路４０によって行う。
【００４５】
図７は、本発明によるグレイレベル電圧生成回路１２の更なる実施形態を示す。概して、図２と同じ構造を用いている。しかし、かかる構造を用いることによって、正および負のグレイレベル曲線を提供することができる。上部は、正電圧ｖｓｐおよび基準電圧ｖｓｓに基づく正のグレイレベル電圧曲線ＶＧＬ＿ｐｏｓ０、ＶＧＬ＿ｐｏｓ＜１−６２＞、ＶＧＬ＿ｐｏｓ６３を生成するために用いられる。更にバッファ３７を、生成されたグレイレベル電圧を安定させるために用いる。構成要素３８および３９を、回路内で使用される更なる基準電圧および制御信号を供給するために用いる。回路の下部は、基準電圧ｖｂｇ−ｂｕｆおよび負電圧ｖｓｎに基づく負のグレイレベル電圧曲線ＶＧＬ＿ｎｅｇ０、ＶＧＬ＿ｎｅｇ＜１−６２＞、ＶＧＬ＿ｎｅｇ６３を生成するために用いられる。各部で電圧選択ユニットすなわちマルチプレクサ３０および３１を用いることによって、それぞれ最大および最小電圧を調節する。
【００４６】
電流源２６〜２９およびそれらのタップ位置の数Ｎを調節することによって、グレイレベル電圧曲線およびグレイレベル電圧値の要求される精度を調節することができる。電圧が比例関係に従うので、最大電圧Ｂ、最小電圧Ｗ、および各電流源２６〜２９からの電流Ｉが分かればすぐに、全てのグレイレベル電圧値ＶＧＬｘを求めることができる。ラダー抵抗２２の電流源２６〜２９に対するタップ点ｘに対応する任意のグレイレベル電圧ＶＧＬｘは下記の数式１で与えられる。
【００４７】
【数１】
2008527457.tif 000003
式中、Ｒｔｏｔは第２のラダー抵抗２２の抵抗値、Ｉｘはタップ点ｘからの（注入された、または吸い込まれた）任意の単一のプログラミングされた電流、Ｐｘはタップ点ｘで決まる抵抗の分割である。Ｒｘはタップ点ｘの抵抗値である。
【００４８】
設計面で重要なことは、電流のプログラミングである。特定のグレイレベル電圧曲線を生成するために、まず、主電流Ｉｍａｉｎに、最小限のステップ電流をプログラミングする。次いで、この電流Ｉｍａｉｎを、目標とするグレイレベル電圧曲線による電流を反映するＮ個のプログラミングされた電流源２７〜２９に供給する。タップ点ｘでの注入／吸い込み電流Ｉｘは下記の数式２によって与えられる。
【００４９】
【数２】
2008527457.tif 000004
式中、ｐｒｏｇＩｍａｉｎおよびｐｒｏｇＩｘはそれぞれ主電流Ｉｍａｉｎのプログラミングビットおよびタップ点ｘでの単一電流源２７〜２９のプログラミングビットである。
【００５０】
この２つのレベルのプログラミング（Ｉｍａｉｎは粗く、Ｉｘは細かく）によって、グレイレベル電圧曲線をより細かく決定することが可能となる。
【００５１】
温度補償については、ある特定の利点がある。図５に示すように黒の値Ｂを減少させなければならない場合は、これは、第１のラダー抵抗２１に取り付けたマルチプレクサ３０によって容易になされる。グレイレベル電圧曲線３５の単調性を維持するには、階調電流源２７〜２９のプログラミングを変えずに主電流Ｉｍａｉｎのみを減少させる必要があり、これは自動的に減少する。電流の減少率は下記の数式３に従い、主電流Ｉｍａｉｎならびに２つの温度Ｔｅｍｐ１およびＴｅｍｐ２での黒の値と白の値の電圧差それぞれに関係する。
【００５２】
【数３】
2008527457.tif 000005
【００５３】
特に、グレイレベル曲線で誤差を引き起こす温度や工程の問題に起因する電流誤差を最小にするために、プログラマブル電流源２６〜２９の設計に注意すべきである。カスケード構造および前記の技術を常に適応すべきである。
【００５４】
図８は、公知のグレイレベル電圧生成回路を表す。第１のラダー抵抗６１は、いくつかの電圧選択ユニット３０、３１、Ｍｕｘ１〜ＭｕｘＮを含む。いくつかのマルチプレクサ３０、３１、Ｍｕｘ１〜ＭｕｘＮを制御および調節することによって、グレイレベル電圧曲線を調節することが可能であり、かかる複数のマルチプレクサ３０、３１、Ｍｕｘ１〜ＭｕｘＮを設けるためには、本発明によって提案される電流源２６〜２９の配置に比べて非常に労力がかかる。
【００５５】
本発明の回路配置は、用いた表示デバイスおよびその他の状況に依存するグレイレベル曲線を容易に調節することが可能である。それゆえ、複数の表示デバイスに対して用いるにも、本発明の回路を含む１つの回路配置のみが必要となる。
【００５６】
これらの実施形態は例示的態様で示され、使用された用語は限定的な言葉としての性質よりも表現上の言葉としての性質を持つことを意図していると理解すべきである。更に、「含む」という用語はその他の要素やステップを除外しないと理解すべきである。かかる説明ならびに添付の図面および特許請求の範囲から、添付の特許請求の範囲で定められる本発明の範囲内で変更および改良が可能であり、参照符号を特許請求の範囲を限定すると解釈しないものとすることを当業者は容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による表示デバイスおよび回路配置の概略図を示す。
【図２】本発明による回路配置の詳細図を示す。
【図３】本発明によるグレイレベル曲線調節の図を示す。
【図４】本発明による第２の分圧器ユニットのタップ点への電流注入の説明図を示す。
【図５】温度変化によるグレイレベル曲線の調節を表している図を示す。
【図６】本発明による電流供給連鎖の模式的な経路を示す。
【図６ａ】本発明によるバイアス電流生成回路として用いられる例示的な回路を示す。
【図６ｂ】本発明による主電流源として用いられる例示的な回路を示す。
【図６ｃ】本発明による階調な電流源として用いられる例示的な回路を示す。
【図７】本発明による、例示的なグレイレベル生成回路の更なる実施形態を示す。
【図８】先行技術による第１の分圧器ユニットおよびグレイレベル曲線形成ユニットを示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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