JP2009063996A - 共通電極電圧の自動補償方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、共通電極電圧の遅延を回避して、液晶パネル表示の画面品質を大きく改善する、共通電極電圧の自動補償方法及び装置を提供することである。
【解決手段】該自動補償方法は、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算して、共通電極電圧の平均偏移量をデジタル信号に処理してアナログ信号に変換して平均偏移量電圧波形に再変換して、共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成する。該自動補償装置は、データ入力モジュールと、ルックアップモジュールと、データ演算モジュールと、データ符号化変換モジュールと、波形発生器と、オペアンプモジュールとを備える。該方法と装置において、駆動回路が液晶パネルの１ライン分の画素電極を駆動するときに、共通電極を同時に駆動して、共通電極における電荷を補償することで、上記目的が達成される。
【選択図】図１０
【解決手段】該自動補償方法は、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算して、共通電極電圧の平均偏移量をデジタル信号に処理してアナログ信号に変換して平均偏移量電圧波形に再変換して、共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成する。該自動補償装置は、データ入力モジュールと、ルックアップモジュールと、データ演算モジュールと、データ符号化変換モジュールと、波形発生器と、オペアンプモジュールとを備える。該方法と装置において、駆動回路が液晶パネルの１ライン分の画素電極を駆動するときに、共通電極を同時に駆動して、共通電極における電荷を補償することで、上記目的が達成される。
【選択図】図１０
Description
この発明は共通電極電圧の自動補償方法及び装置に関して、特に液晶表示デバイスにおける共通電極電圧の自動補償方法及び装置に関する。
通常、液晶ディスプレイは順次走査方式を採用して液晶パネルを駆動する。図１は薄膜トランジスタの液晶パネルの画素電極の駆動の模式図である。図１に示すように、液晶パネルにおける画素それぞれは液晶容量（CLC）と記憶容量（Cstg）とみなすことができる。画素電極の一端は薄膜トランジスタ（TFT）のドレインに、TFTのソースはパネルのデータライン（Sn，Sn＋１）に、TFTのゲートはパネルのゲートライン（Gn，Gn＋１）に、画素電極の他端は液晶パネルの共通電極（Vcom）にそれぞれ接続されている。
現在、液晶表示デバイスの画素電極の駆動方法は、画素電極に充電して、画素電極毎に充電された電荷の量が画素電極それぞれのグレースケール（gray scale）によって決定される。それに対して、共通電極に定電圧の駆動方法を採用する。即ち、液晶ディスプレイからどんなパターン画面が出力されたか、あるいは画素電極での電荷量はどれぐらいであるかにもかかわらず、共通電極の電圧は一つの固定の電圧値である。図２は従来技術に係る共通電極の駆動装置の構成の模式図である。図２に示すように、共通電極の駆動回路は抵抗R1,R2と可変抵抗R3を含む。電源（AVDD）から提供された高電圧は抵抗R1,R2,R3に分圧されてオペアンプモジュールで処理されて、共通電極電圧Vcomが得られる。共通電極電圧は液晶ディスプレイの共通電極を駆動する。
固定共通電極電圧を使って液晶ディスプレイの共通電極を駆動する従来の技術には、駆動回路が画素電極を駆動するときに、全てのパターン画面を出力するときに、画素電極における正電荷と負電荷の電荷総量をゼロに保持するのは不可能で、ある特定のパターン画面について、画素電極には偏向正電荷又は偏向負電荷がより多くある課題がある。共通電極における電荷の量が画素電極における電荷の総量に等しいので、画素電極における電荷の総量には大きなアンバランスがあると、大きな共通電極電流で補償する必要がある。しかし、共通電極の駆動回路において、共通電極ラインにはインピーダンスを持つので、共通電極電圧が画素電極に到着するのが遅延される。このとき、画素電極での電圧は目的電圧ではなく、この段階で表示する画面品質に悪い影響を与える。
本発明の目的は従来技術における共通電極電圧の遅延による表示画面品質のシフトの技術的欠陥を効果的に克服できる共通電極電圧の自動補償方法及び装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明は、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１と、
前記の平均偏移量にデジタル符号化をしてアナログ信号に変換するステップ２と、
前記のアナログ信号を電圧波形に変換するステップ３と、
前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するステップ４と、
を含む共通電極電圧の自動補償方法を提供する。
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１と、
前記の平均偏移量にデジタル符号化をしてアナログ信号に変換するステップ２と、
前記のアナログ信号を電圧波形に変換するステップ３と、
前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するステップ４と、
を含む共通電極電圧の自動補償方法を提供する。
前記の技術的方案において、前記のステップ１に具体的に、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータを入力するステップ１１と、
画素のグレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成するステップ１２と、
前記の画素のグレースケールデータとルックアップテーブルに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１３とを含む。
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータを入力するステップ１１と、
画素のグレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成するステップ１２と、
前記の画素のグレースケールデータとルックアップテーブルに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１３とを含む。
前記の技術的方案において、前記のステップ１３に具体的に、
１ライン分の表示画面の現在の画素点の順序数であるｊをｊ＝１とし、共通電極電圧の総偏移量であるΔVをΔV＝0とするステップ１３１と、
ｊ番目の画素点のグレースケールデータとソースドライバの極性制御信号を受け取るステップ１３２と、
ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性の駆動であればステップ１３４を、負極性の駆動であればステップ１３５を実行するステップ１３３と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、PVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−PVを求めるステップ１３４と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、NVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−NVを求めるステップ１３５と、
ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とすると、ｊ＝ｎであるかどうかを判断して、ｊ＝ｎであればステップ１３８を、そうではなければ、ステップ１３７を実行するステップ１３６と、
ｊをｊ＝ｊ＋１にして、ステップ１３２を実行するステップ１３７と、
ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVを共通電極電圧の総偏移量とすると、
を計算するステップ１３８と、
ΔVを共通電極電圧の総偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVcomを共通電極電圧の平均偏移量とすると、ΔVcom＝ΔV/ｎを計算するステップ１３９とを含む。
１ライン分の表示画面の現在の画素点の順序数であるｊをｊ＝１とし、共通電極電圧の総偏移量であるΔVをΔV＝0とするステップ１３１と、
ｊ番目の画素点のグレースケールデータとソースドライバの極性制御信号を受け取るステップ１３２と、
ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性の駆動であればステップ１３４を、負極性の駆動であればステップ１３５を実行するステップ１３３と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、PVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−PVを求めるステップ１３４と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、NVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−NVを求めるステップ１３５と、
ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とすると、ｊ＝ｎであるかどうかを判断して、ｊ＝ｎであればステップ１３８を、そうではなければ、ステップ１３７を実行するステップ１３６と、
ｊをｊ＝ｊ＋１にして、ステップ１３２を実行するステップ１３７と、
ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVを共通電極電圧の総偏移量とすると、
ΔVを共通電極電圧の総偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVcomを共通電極電圧の平均偏移量とすると、ΔVcom＝ΔV/ｎを計算するステップ１３９とを含む。
前記の技術的方案において、前記のステップ３における前記のアナログ信号から電圧波形への変換は具体的に、前記のアナログ信号から矩形電圧波形や三角電圧波形、プリチャージ三角電圧波形あるいは指数電圧波形への変換であり、波形の積分は前記の共通電極電圧の平均偏移量に等しい。
前記の技術的方案において、前記のステップ４に具体的に、前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して、波形積分が共通電極電圧値と共通電極電圧の平均偏移量の和に等しい前記の新たな出力信号波形を形成することである。
前記の技術的方案によれば、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算して、共通電極電圧に補償してから共通電極を駆動することで、共通電極電圧の自動的な補償を実現することができる。
本発明の目的を達成するために、本発明は、
１ライン分の表示画面の全ての画素点のグレースケールデータを入力するデータ入力モジュールと、
グレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算してルックアップテーブルを形成するルックアップモジュールと、
ソースドライバ極性制御信号と共通電極電圧波形を入力する信号モジュールと、
前記のデータ入力モジュール、ルックアップモジュールおよび信号モジュールに接続され、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するデータ演算モジュールと、
データ演算モジュールに接続され、前記の平均偏移量をデジタル信号にデジタル化処理して、前記のデジタル信号をアナログ信号に変換するデータ符号化変換モジュールと、
データ符号化変換モジュールに接続され、前記のアナログ信号を電圧波形に変換する波形発生器と、
前記の波形発生器と信号モジュールに接続され、前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するオペアンプモジュールと、を備える共通電極電圧の自動補償装置を提供する。
１ライン分の表示画面の全ての画素点のグレースケールデータを入力するデータ入力モジュールと、
グレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算してルックアップテーブルを形成するルックアップモジュールと、
ソースドライバ極性制御信号と共通電極電圧波形を入力する信号モジュールと、
前記のデータ入力モジュール、ルックアップモジュールおよび信号モジュールに接続され、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するデータ演算モジュールと、
データ演算モジュールに接続され、前記の平均偏移量をデジタル信号にデジタル化処理して、前記のデジタル信号をアナログ信号に変換するデータ符号化変換モジュールと、
データ符号化変換モジュールに接続され、前記のアナログ信号を電圧波形に変換する波形発生器と、
前記の波形発生器と信号モジュールに接続され、前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するオペアンプモジュールと、を備える共通電極電圧の自動補償装置を提供する。
前記の技術的方案において、前記のデータ演算モジュールは具体的に、
前記のデータ入力モジュールと信号モジュールに接続され、データを受け取る受取サブモジュールと、
前記のルックアップモジュールと受取サブモジュールに接続され、走査判断を実行して命令を出力する判断サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールに接続され、前記の命令に基づいて演算を実行する演算サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールと演算サブモジュールに接続され、データを記憶する記憶サブモジュールと、
前記の演算サブモジュールとデータ符号化変換モジュールに接続され、共通電極電圧の平均偏移量を出力する出力サブモジュールとを備える。
前記のデータ入力モジュールと信号モジュールに接続され、データを受け取る受取サブモジュールと、
前記のルックアップモジュールと受取サブモジュールに接続され、走査判断を実行して命令を出力する判断サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールに接続され、前記の命令に基づいて演算を実行する演算サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールと演算サブモジュールに接続され、データを記憶する記憶サブモジュールと、
前記の演算サブモジュールとデータ符号化変換モジュールに接続され、共通電極電圧の平均偏移量を出力する出力サブモジュールとを備える。
前記の技術的方案によれば、共通電極電圧に対する自動的な補償ができ、駆動回路が液晶パネルの１ライン分の画素電極を駆動するときに、共通電極を同時に駆動して、共通電極における電荷を補償することで、共通電極電圧の遅延が回避され、液晶パネル表示の画面品質が大きく改善された。
図面と発明を実施するための最良の形態によって本発明の技術的方案をさらに詳しく説明すると以下のようになる。
図３は本発明に係る共通電極電圧の自動的補償の方法のフロー模式図である。図3に示すように、本発明の共通電極電圧の自動補償方法は、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１と、
共通電極電圧の平均偏移量を８ビットあるいは12ビットのデジタル信号にデジタル化処理して、８ビットあるいは12ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換するステップ２と、
アナログ信号を平均偏移量電圧波形に変換するステップ３と、
平均偏移量電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するステップ４とを含む。
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１と、
共通電極電圧の平均偏移量を８ビットあるいは12ビットのデジタル信号にデジタル化処理して、８ビットあるいは12ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換するステップ２と、
アナログ信号を平均偏移量電圧波形に変換するステップ３と、
平均偏移量電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するステップ４とを含む。
図４は本発明に係る共通電極電圧の平均偏移量を計算する一例の実施フローチャートである。図4に示すように、ステップ１に具体的に、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータを入力するステップ１１と、
画素のグレースケールのそれぞれにおいて対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成するステップ１２と、
画素のグレースケールデータとルックアップテーブルに基づいて画素のグレースケールデータに対応する共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１３とを含む。
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータを入力するステップ１１と、
画素のグレースケールのそれぞれにおいて対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成するステップ１２と、
画素のグレースケールデータとルックアップテーブルに基づいて画素のグレースケールデータに対応する共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１３とを含む。
図５は本発明に係る共通電極電圧の平均偏移量を計算するほかの一例の実施フローチャットである。図５において、ｊは１ライン分の表示画面で現在の画素点の順序数を表し、ｎは１ライン分の表示画面での画素点の総個数を表し、一つの画素点は一つの共通電極に対応している。iは１ライン分の表示画面での現在の画素点のグレースケールデータを表し、１ライン分の表示画面で異なる画素点の間にグレースケールが異なる可能性があり、実際に表示された1ライン分の画面によって、iは1〜256の間のいずれかの整数を取りえる。PViはｊ番目の画素点のグレースケールデータがiである時に対応している正極性のソースドライバの出力電圧値を表す。NViはｊ番目の画素点のグレースケールデータがiである時に対応している負極性のソースドライバの出力電圧値を表す。Vcomは共通電極の直流電圧値を表す。ΔVｊはｊ番目の画素点の共通電極の電圧偏移量を表し、その値は共通電極電圧値とｊ番目の画素点のソースドライバの出力電圧値（PViあるいはNVi）の差分の値である。ΔVは共通電極電圧の総偏移量を表す。
図5に示すように、ステップ１３に具体的に、
ｊ＝１、ΔV＝0とする、即ち１ライン分の表示画面での1番目の画素点から点毎に前記の１ライン分の表示画面の全ての画素のグレースケールデータを受け取り、共通電極電圧の総偏移量ΔVの初期値が0に等しいステップ１３１と、
ｊ番目の画素点のグレースケールデータiとソースドライバの極性制御信号を受け取るステップ１３２と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊとソースドライバの極性制御信号に基づいて、ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性の駆動であればステップ１３４を、負極性の駆動であればステップ１３５を実行するステップ１３３と、
ルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点の画素のグレースケールデータがiであるときに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値PViを探して、共通電極電圧値VcomとPViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−PVi）を求め、スデップ１３６を実行するステップ１３４と、
ルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点の画素のグレースケールデータがiであるときに対応する負極性のソースドライバの出力電圧NViを探して、共通電極電圧値VcomとNViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−NVi）を求めるステップ１３５と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊが前記の１ライン分の表示画面での画素点の総個数ｎに等しいか否かを判断して（ｊがｎに等しいか）、ｊ＝ｎであればステップ１３８を、そうではなければ、ステップ１３７を実行するステップ１３６と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊに１をインクリメントして（ｊ＝ｊ＋１）、ステップ１３２を実行するステップ１３７と、
ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とし、ΔVを共通電極電圧の総偏移量とすると、
を計算するステップ１３８と、
ΔVを共通電極電圧の総偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面での画素点の総個数とし、ΔVcomを共通電極電圧の平均偏移量とすると、ΔVcom＝ΔV/ｎを計算するステップ１３９とを含む。
ｊ＝１、ΔV＝0とする、即ち１ライン分の表示画面での1番目の画素点から点毎に前記の１ライン分の表示画面の全ての画素のグレースケールデータを受け取り、共通電極電圧の総偏移量ΔVの初期値が0に等しいステップ１３１と、
ｊ番目の画素点のグレースケールデータiとソースドライバの極性制御信号を受け取るステップ１３２と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊとソースドライバの極性制御信号に基づいて、ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性の駆動であればステップ１３４を、負極性の駆動であればステップ１３５を実行するステップ１３３と、
ルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点の画素のグレースケールデータがiであるときに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値PViを探して、共通電極電圧値VcomとPViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−PVi）を求め、スデップ１３６を実行するステップ１３４と、
ルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点の画素のグレースケールデータがiであるときに対応する負極性のソースドライバの出力電圧NViを探して、共通電極電圧値VcomとNViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−NVi）を求めるステップ１３５と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊが前記の１ライン分の表示画面での画素点の総個数ｎに等しいか否かを判断して（ｊがｎに等しいか）、ｊ＝ｎであればステップ１３８を、そうではなければ、ステップ１３７を実行するステップ１３６と、
ｊ番目の画素点の順序数ｊに１をインクリメントして（ｊ＝ｊ＋１）、ステップ１３２を実行するステップ１３７と、
ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とし、ΔVを共通電極電圧の総偏移量とすると、
ΔVを共通電極電圧の総偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面での画素点の総個数とし、ΔVcomを共通電極電圧の平均偏移量とすると、ΔVcom＝ΔV/ｎを計算するステップ１３９とを含む。
本発明の共通電極電圧の自動補償方法の原理は以下のように説明する。１ライン分の表示画面においてｎ個の画素点、ｎ個の画素電極とｎ個の共通電極が含み、画素電極毎の電圧がUj（１≦ｊ≦ｎ）であり、共通電極毎の電圧がVj（１≦ｊ≦ｎ）であり、画素点毎のグレースケールがiであり、iが１〜２５６の間のいずれかの整数であり、異なる画素点のグレースケールは異なる可能性があることを仮定する。
1．ソースドライバの内部抵抗とガンマベリファイ（gamma tuning）の結果に基づいて、グレースケール毎で、ソースドライバから液晶パネルに出力された電圧値を計算して、それらの対応関係に基づいてルックアップテーブルを作成する。
表１はグレースケールと出力電圧の対照ルックアップテーブルである。表1に示すように、そのルックアップテーブルは画素電極のグレースケール毎に対応する正極性のソースドライバの出力電圧PViと負極性のソースドライバの出力電圧NViを含む。ただし、iは異なるグレースケールを表す（iが１〜２５６の間のいずれかの整数である）。
２．ソースドライバの極性（Polarity，POL）信号に基づいてソースドライバがパネルを駆動する極性を制御して、画素毎の電圧PVi或いはNViと共通電極電圧Vcomの差分の値をそれぞれ計算する。
表２はソースドライバ極性制御信号がハイレベル（＋）であるとき、画素毎の駆動極性及び画素電極における電圧の差である。
表２に示すように、ソースドライバの第１画素電極に対する駆動が正極性駆動であるときに、第１画素電極における電圧の差がPVi-Vcomであるが、ソースドライバの第２画素電極に対する駆動が負極性駆動であるときに、第２画素電極における電圧の差がNVi-Vcomである。したがって、類推すれば、j番目の画素電極における電圧の差がPVi-Vcom或いはNVi-Vcomである。
更に、ソースドライバ極性制御信号がハイレベル（＋）であるとき、ソースドライバの第１画素電極に対する駆動が負極性駆動であってもよい、第１画素電極における電圧の差がNVi-Vcomになる。ソースドライバの第２画素電極に対する駆動が正極性駆動であるときに、第２画素電極における電圧の差がPVi-Vcomになる、というように類推できる。
表３はソースドライバ極性制御信号がローレベル（-）であるとき、画素毎の駆動極性及び画素電極における電圧の差である。
表３に示すように、ソースドライバの第１画素電極に対する駆動が正極性駆動であるときに、第１画素電極における電圧の差がNVi-Vcomであるが、ソースドライバの第２画素電極に対する駆動が正極性駆動であってもよい、第２画素電極における電圧の差がPVi-Vcomである、というように類推できる。
更に、ソースドライバ極性制御信号がローレベル（-）であるとき、ソースドライバの第１画素電極の駆動が負極性駆動であってもよいが、第１画素電極における電圧の差がPVi-Vcomになる。ソースドライバの第２画素電極の駆動が正極性駆動であるときに、第２画素電極における電圧の差がNVi-Vcomになる、というように類推できる。
３．以下の式
によって１ライン目の画素電極の総電荷量を計算する。
ただし、CLCとCstgがそれぞれ液晶容量と記憶容量とを、Ujがｊ番目の電極電圧値を、Uj-VCOMがｊ番目の画素におけるソースドライバの出力電圧と共通電極電圧Vcomの差分の値を表す。ｊ番目の画素電極の駆動が正極性駆動であれば、グレースケールがiであるとき、Uj＝PViが、ｊ番目の画素電極の駆動が負極性駆動であれば、グレースケールがiであるとき、Uj＝NVi。
ただし、CLCとCstgがそれぞれ液晶容量と記憶容量とを、Ujがｊ番目の電極電圧値を、Uj-VCOMがｊ番目の画素におけるソースドライバの出力電圧と共通電極電圧Vcomの差分の値を表す。ｊ番目の画素電極の駆動が正極性駆動であれば、グレースケールがiであるとき、Uj＝PViが、ｊ番目の画素電極の駆動が負極性駆動であれば、グレースケールがiであるとき、Uj＝NVi。
前記の式は、１ラインの全ての画素電極両端の電圧の差と画素容量との積の合計がそのラインの画素電極の総電荷量Q画素総であることを意味する。
４．共通電極電圧の偏移量ΔVCOMを計算すると以下のように示す。
共通電極の総電荷量QVcomと画素電極の総電荷量Q画素総の対応関係がQVcom=-Q画素総、Vj＝-Ujであるので、共通電極電圧の平均偏移量は
になる。
ただし、ΔVcomが共通電極電圧の平均偏移量を、CLCとCstgがそれぞれ画素容量と記憶容量とを、QVcomとQ画素総がそれぞれ共通電極の総電荷量と画素電極の総電荷量を、ｎが１ライン分の表示画面の画素電極の総個数を、Ujがｊ番目の電極電圧を、Vｊがｊ番目の電極電圧を、Vcomが共通電極電圧をそれぞれ表す。
共通電極の総電荷量QVcomと画素電極の総電荷量Q画素総の対応関係がQVcom=-Q画素総、Vj＝-Ujであるので、共通電極電圧の平均偏移量は
ただし、ΔVcomが共通電極電圧の平均偏移量を、CLCとCstgがそれぞれ画素容量と記憶容量とを、QVcomとQ画素総がそれぞれ共通電極の総電荷量と画素電極の総電荷量を、ｎが１ライン分の表示画面の画素電極の総個数を、Ujがｊ番目の電極電圧を、Vｊがｊ番目の電極電圧を、Vcomが共通電極電圧をそれぞれ表す。
５．補償された共通電極電圧CVcomは、
の関係がある。
ただし、ΔVcomが共通電極電圧の平均偏移量を、Vcomが共通電極電圧値をそれぞれ表す。
そこで、加算を経て補償後の共通電極電圧値が得られる。
ただし、ΔVcomが共通電極電圧の平均偏移量を、Vcomが共通電極電圧値をそれぞれ表す。
そこで、加算を経て補償後の共通電極電圧値が得られる。
本発明の共通電極電圧の自動補償方法のステップ４において、アナログ信号から平均偏移量の電圧波形への変換は具体的に、アナログ信号から矩形電圧波形や三角電圧波形、プリチャージ三角電圧波形あるいは指数電圧波形への変換であり、波形の積分は共通電極電圧の平均偏移量に等しい。
図６は共通電極電圧の平均偏移量を矩形電圧波形に変換する模式図である。図６に示すように、共通電極電圧の平均偏移量は１ライン分の充電時間内に平均に割り当てられる。
図７は共通電極電圧の平均偏移量を三角電圧波形に変換する模式図である。一般には、画素電極に充電し始めたときより大きな電圧の印加が必要だが、それから電圧値を減少しつつある。図７に示すように、駆動波形として三角波形を使うことで、三角波の初期電圧値が矩形波の初期電圧値の２倍になることができる。
図８は共通電極電圧の平均偏移量をプリチャージ三角電圧波形に変換する模式図である。三角波の初期充電電圧が足りなければ、さらに初期充電電圧を向上させる必要があるので、プリチャージ三角波形が利用できる。図８に示すように、プリチャージ三角波形は三角波形をベースにして、１ライン分の充電時間未満の間に共通電極に予め充電しておくように設計される。
図９は共通電極電圧の平均偏移量をプリチャージ指数電圧波形に変換する模式図である。図９に示すように、駆動波形として指数波形を使うことで、より短い時間内に共通電極に予め充電しておくことができる。
図６〜９における「T」は１ライン分の共通電極の充電時間を、Vcomは共通電極電圧を表す。ただし、１ライン分の共通電極の充電時間は１ライン分の画素電極の充電時間に等しい。
本発明の共通電極電圧の自動補償方法のステップ５において、平均偏移量の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して新たな出力信号波形を形成し、当該出力信号波形の積分が共通電極電圧値と共通電極電圧の平均偏移量の和に等しい。
最適な表示画面品質を得るために、本発明の共通電極には直流電圧駆動が採用できるが、当業者にとって、実際の需要によって、交流或いはほかの方式で共通電極を駆動してもよい。
本発明の共通電極電圧の自動補償方法において、１ライン分の表示画面のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算して、共通電極電圧に補償してから共通電極を駆動することができるので、共通電極電圧の自動的な補償が実現された。
図１０は本発明の共通電極電圧の自動補償装置の構造の模式図である。図１０に示すように、本発明の共通電極電圧の自動補償装置には、データ入力モジュール１と、ルックアップモジュール２と、データ演算モジュール３と、データ符号化変換モジュール４と、波形発生器５と、オペアンプモジュール６と、信号モジュール７とが設けられている。データ入力モジュール１と、ルックアップモジュール２と、信号モジュール７と、データ符号化変換モジュール４とのそれぞれがデータ演算モジュール３に接続され、データ符号化変換モジュール４の後段には順次に波形発生器５とオペアンプモジュール６が接続され、オペアンプモジュール６と信号モジュール７が接続されている。
データ入力モジュール１は１ライン分の画素電極中の全ての画素点のグレースケールデータを入力する。ルックアップモジュール２はグレースケールデータ毎に対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素グレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧と負極性のソースドライバの出力電圧を含むルックアップテーブルを形成する。信号モジュール７はソースドライバ極性制御信号と共通電極電圧波形を入力する。データ演算モジュール３はデータ入力モジュール１、ルックアップモジュール２および信号モジュール７に接続され、共通電極電圧の平均偏移量を計算する。データ符号化変換モジュール４は共通電極電圧の平均偏移量を８ビット或いは１２ビットのデジタル信号に処理して、８ビット或いは１２ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換する。波形発生器５はアナログ信号を平均偏移量の電圧波形に変換する。オペアンプモジュール６は共通電極電圧の平均偏移量を表す電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形（CVcom）を形成する。
データ演算モジュール３には具体的に、データ入力モジュールと信号モジュールに接続され、画素グレースケールデータとソースドライバの制御極性信号を受け取る受取サブモジュールと、ルックアップモジュールと受取サブモジュールに接続され、操作判断を実行して命令を出力する判断サブモジュールと、判断サブモジュールに接続され、判断サブモジュールの出力命令に基づいて演算を実行する演算サブモジュールと、判断サブモジュールと演算サブモジュールに接続され、データを記憶する記憶サブモジュールと、演算サブモジュールとデータ符号化変換モジュールに接続され、共通電極電圧の平均偏移量を出力する出力サブモジュールと、を備える。
図３〜５及び図１０にしたがって、本発明の共通電極電圧の自動補償装置の動作のプロセスは以下のようになる。
データ入力モジュール１まず１ライン分の表示画面の画素点毎のグレースケールデータi（iは１〜２５６のいずれかの整数である）、ルックアップモジュール２はグレースケールデータiそれぞれに対応するソースドライバからパネルへ出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成する。
データ入力モジュール１まず１ライン分の表示画面の画素点毎のグレースケールデータi（iは１〜２５６のいずれかの整数である）、ルックアップモジュール２はグレースケールデータiそれぞれに対応するソースドライバからパネルへ出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成する。
データ演算サブモジュール３において以下の操作を実行する。記憶サブモジュールがゼロにクリアして、受取サブモジュールはデータ入力モジュール１と信号モジュール７に接続され、１ライン分の表示画面の1番目の画素点のグレースケールデータiとソースドライバの極性制御信号をそれぞれ受け取り始めて、データを判断サブモジュールに渡す。判断サブモジュールは、現在の画素点の順序数とソースドライバの極性信号に基づいて、ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性であれば、判断サブモジュールはルックアップテーブルから現在の画素点のグレースケールデータがiであるときに対応する正極性のソースドライバの出力電圧PViを探して、演算サブモジュールに渡して、演算サブモジュールは共通電極電圧値VcomとPViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−PVi）を計算する。負極性であれば、判断サブモジュールはルックアップテーブルから現在の画素点のグレースケールデータがiであるときに対応する負極性のソースドライバの出力電圧NViを探して、演算サブモジュールは共通電極電圧値VcomとNViの差分の値であるΔVｊ（ΔVｊ＝Vcom−NVi）を計算する。演算サブモジュールはソースドライバの出力電圧と共通電極電圧の差分の値であるΔVとΔVｊの和（ΔV＝ΔV＋ΔVｊ）を求めて、この和を代表するデータ（ΔV＝ΔV＋ΔVｊ）をもって記憶サブモジュールを更新する。判断サブモジュールは現在の画素点が１ライン分の表示画面の最後の画素点であるかどうか（ｊが１ライン分の表示画面の画素点の総個数であるｎに等しいか）を判断して、判断サブモジュールは、最後の画素点でなければ、受取サブモジュールに命令を出して、受取サブモジュールは次の画素点のグレースケールデータを受け取り始めるが、最後の画素点であれば、最後に更新されたデータを演算サブモジュールに渡して、演算サブモジュールは１ライン分の全ての画素点（合計ｎ個の画素点）について平均値（ΔVcom＝ΔV/ｎ）を求める。その平均値は共通電極電圧の平均偏移量ΔVcomに等しい。演算サブモジュールは共通電極電圧の平均偏移量を出力サブモジュールを介してデータ符号化コンバータ４に渡す。
データ演算によって得られた共通電極の平均偏移量を表すデータはかなり大きい可能性があるので、さらに処理する必要がある。データ符号化コンバータ４は共通電極電圧の平均偏移量のデータを８ビット或いは１２ビットのデジタル信号に変換して、８ビット或いは１２ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換してから波形発生器５に渡して、波形発生器５はそれを平均偏移量の電圧波形に変換してオペアンプ６に出力する。
オペアンプ６は波形発生器５から出力された平均偏移量の電圧波形と信号モジュールから出力された共通電極の電圧波形を受け取って、平均偏移量の電圧波形を共通電極の電圧波形に重畳して波形積分が共通電極電圧値と共通電極電圧の平均偏移量の和に等しい、共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成する。
本発明の共通電極電圧の自動補償装置は、波形発生器５がアナログ信号を矩形電圧波形に変換する波形発生器や、三角電圧波形に変換する波形発生器や、プリチャージ三角電圧波形に変換する波形発生器あるいは指数電圧波形に変換する波形発生器であってもよい。
図６にしたがって、波形発生器は共通電極電圧の偏移量は１ライン分の充電時間内に平均に割り当てられることで、アナログ信号を矩形電圧波形に変換する。
図７に示すように、一般には、画素電極に充電し始めたときより大きな電圧の印加が必要だが、それから電圧値を減少しつつある。波形発生器はアナログ信号を三角電圧波形に変換して、駆動波形として三角波形を使うことで、三角波の初期電圧値が矩形波の初期電圧値の２倍になることができる。
三角波の初期充電電圧が足りなければ、さらに初期充電電圧を向上させる必要があるので、プリチャージ三角波形が利用できる。図８に示すように、波形発生器はアナログ信号をプリチャージ三角電圧波形に変換して、駆動波形としてプリチャージ三角波形を使うことで、１ライン分の充電時間未満の間に共通電極に予め充電しておくことができる。
図９にしたがって、波形発生器はアナログ信号を指数電圧波形に変換して、指数波形を使って共通電極を駆動することで、より短い時間内に共通電極に予め充電しておくことができる。
図６〜９における「T」は１ライン分の共通電極の充電時間を、Vcomは共通電極電圧を表す。ただし、１ライン分の共通電極の充電時間は１ライン分の画素電極の充電時間に等しい。
本発明の共通電極電圧の自動補償装置において、駆動回路が液晶パネルの１ライン分の画素電極を駆動するときに、共通電極を同時に駆動して、共通電極における電荷を補償することで、共通電極電圧の遅延が回避され、液晶パネルの表示の画面品質が大きく改善された。
最後に説明すべきは、以上の実施形態は本発明の技術的方案を説明するためのもので、制限の目的はない。前記の実施形態にしたがって本発明を詳しく説明したが、前記の実施形態に記載の技術的方案を改定したり、その部分的な技術的特徴を同等に取り替えたりすることができ、その改定や取替えは該当する技術的方案の本質が本発明の実施形態の技術的方案の趣旨と範囲を脱出することに繋がらないことは当業者にとって理解するところである。
１ データ入力モジュール
２ ルックアップモジュール
３ データ演算モジュール
４ データ符号化変換モジュール
５ 波形発生器
６ オペアンプモジュール
７ 信号モジュール
２ ルックアップモジュール
３ データ演算モジュール
４ データ符号化変換モジュール
５ 波形発生器
６ オペアンプモジュール
７ 信号モジュール
Claims (7)
- 共通電極電圧の自動補償方法であって、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１と、
前記の平均偏移量にデジタル符号化をしてアナログ信号に変換するステップ２と、
前記のアナログ信号を電圧波形に変換するステップ３と、
前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するステップ４と、
を含むことを特徴とする共通電極電圧の自動補償方法。 - 前記のステップ１に具体的に、
１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータを入力するステップ１１と、
画素のグレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算して、画素のグレースケールデータそれぞれに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値と負極性のソースドライバの出力電圧値を含むルックアップテーブルを作成するステップ１２と、
前記の画素のグレースケールデータとルックアップテーブルに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するステップ１３と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の共通電極電圧の自動補償方法。 - 前記のステップ１３に具体的に、
１ライン分の表示画面の現在の画素点の順序数であるｊをｊ＝１とし、共通電極電圧の総偏移量であるΔVをΔV＝0とするステップ１３１と、
ｊ番目の画素点のグレースケールデータとソースドライバの極性制御信号を受け取るステップ１３２と、
ソースドライバの駆動極性を判断して、正極性の駆動であればステップ１３４を、負極性の駆動であればステップ１３５を実行するステップ１３３と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、PVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する正極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−PVを求めるステップ１３４と、
前記のルックアップテーブルにおいてｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値を探して、Vcomを共通電極電圧値とし、NVをｊ番目の画素点のグレースケールデータに対応する負極性のソースドライバの出力電圧値とし、ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とすると、ΔVｊ＝Vcom−NVを求めるステップ１３５と、
ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とすると、ｊ＝ｎであるか否かを判断して、ｊ＝ｎであればステップ１３８を、そうではなければ、ステップ１３７を実行するステップ１３６と、
ｊをｊ＝ｊ＋１にして、ステップ１３２を実行するステップ１３７と、
ΔVｊをｊ番目の画素点の共通電極電圧の偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVを共通電極電圧の総偏移量とすると、
ΔVを共通電極電圧の総偏移量とし、ｎを１ライン分の表示画面の画素点の総個数とし、ΔVcomを共通電極電圧の平均偏移量とすると、ΔVcom＝ΔV/ｎを計算するステップ１３９と、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の共通電極電圧の自動補償方法。 - 前記のステップ３における前記のアナログ信号から電圧波形への変換は具体的に、前記のアナログ信号から矩形電圧波形や三角電圧波形、プリチャージ三角電圧波形あるいは指数電圧波形への変換であり、波形の積分は前記の共通電極電圧の平均偏移量に等しいことを特徴とする請求項１に記載の共通電極電圧の自動補償方法。
- 前記のステップ４に具体的に、前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して、波形積分が共通電極電圧値と共通電極電圧の平均偏移量の和に等しい前記の新たな出力信号波形を形成することを特徴とする請求項１に記載の共通電極電圧の自動補償方法。
- 請求項１〜５のいずれか一項に記載の共通電極電圧の自動補償方法を実施する共通電極電圧の自動補償装置であって、
１ライン分の表示画面の全ての画素点のグレースケールデータを入力するデータ入力モジュールと、
グレースケールデータそれぞれに対応するソースドライバからパネルに出力された電圧値を計算してルックアップテーブルを形成するルックアップモジュールと、
ソースドライバ極性制御信号と共通電極電圧波形を入力する信号モジュールと、
前記のデータ入力モジュール、ルックアップモジュールおよび信号モジュールに接続され、１ライン分の表示画面の画素のグレースケールデータに基づいて共通電極電圧の平均偏移量を計算するデータ演算モジュールと、
データ演算モジュールに接続され、前記の平均偏移量をデジタル信号にデジタル化処理して、前記のデジタル信号をアナログ信号に変換するデータ符号化変換モジュールと、
データ符号化変換モジュールに接続され、前記のアナログ信号を電圧波形に変換する波形発生器と、
前記の波形発生器と信号モジュールに接続され、前記の電圧波形を共通電極電圧波形に重畳して共通電極を駆動するための新たな出力信号波形を形成するオペアンプモジュールと、
を備えることを特徴とする共通電極電圧の自動的補償装置。 - 前記のデータ演算モジュールは具体的に、
前記のデータ入力モジュールと信号モジュールに接続され、データを受け取る受取サブモジュールと、
前記のルックアップモジュールと受取サブモジュールに接続され、操作判断を実行して命令を出力する判断サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールに接続され、前記の命令に基づいて演算を実行する演算サブモジュールと、
前記の判断サブモジュールと演算サブモジュールに接続され、データを記憶する記憶サブモジュールと、
前記の演算サブモジュールとデータ符号化変換モジュールに接続され、共通電極電圧の平均偏移量を出力する出力サブモジュールと、
を備えることを特徴とする請求項６に記載の共通電極電圧の自動的補償装置。
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