JP2015011298A - 液晶表示ドライバ - Google Patents

Abstract

【課題】ドット反転駆動対応の液晶表示パネルに接続される液晶表示ドライバＩＣにおいて、データラインを駆動する増幅器の階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑える。【解決手段】ドット反転駆動対応の液晶表示パネルが１ライン当たりｍ画素（ｍは偶数）の画素容量を備え、ｍ＋１本のデータラインを有するとき、正極側増幅器と負極側増幅器とを（ｍ＋２）／２個ずつ、合計ｍ＋２個備える。ｍ＋１本のデータラインに接続するために必要なｍ＋１個のパッドに加え、１個のテストパッドを備え、合計ｍ＋２個のパッドを備える。これにより、合計ｍ＋２個の増幅器の階調試験を同時並行して実施することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示ドライバに関し、特にドット反転駆動対応の液晶表示パネルに接続される液晶表示ドライバに好適に利用できるものである。

液晶表示パネルのドット反転駆動を実現する方法として、さまざまな方法が提起されている。ドット反転駆動とは、ｎ行ｍ列に配置される画素容量が、１行ごとに交互に共通電位を基準として正極側と負極側の信号で駆動され、かつ、１列ごとに交互に正極側と負極側の信号で駆動されることをいう。ここで、ｍとｎはそれぞれ自然数である。液晶表示パネルは、印加する電界の大きさによって液晶の偏光を変化させ、透過率を制御することによって、表示する輝度を規定している。画素容量は、液晶に印加する電界を与えるために、液晶を挟む電極によって形成される。液晶の偏光量は、印加される電界の絶対値によって規定され、本来は電界の方向に対して対称であるが、現実にはさまざまな要因によって偏りがある。そのため、印加する電界の方向を空間的、時間的に分散させることにより、その偏りによる表示画質の劣化を抑えている。ドット反転駆動方式では、画素ごとに電界の方向を反転させる。

特許文献１〜３には、偶数列画素と奇数列画素が交互に千鳥状にデータ線に接続される、液晶表示パネルが開示されている。ｎ行ｍ列に配置される画素容量が、行ごとにｎ本のゲート線に接続され、第１列から第ｍ列のデータ線と、第２列から第ｍ＋１列のデータ線に１行ごとに交互に接続されている。１行当たりｍ個の画素容量を駆動するためにｍ＋１本のデータ線が設けられている。データ線を１本ずつ交互に正極側と負極側の信号で駆動されるように構成すれば、液晶表示パネルのドット反転駆動を実現することができる。

特許文献４〜６には、共通電位を基準として正極側と負極側のデータ駆動信号を交互に出力するために、正極側の増幅器と負極側の増幅器とを一組として、ｍ／２組備える液晶表示ドライバが開示されている。出力には、正極と負極を入れ替えるスイッチが設けられている。ｍ本のデータ線が１列ずつ交互に正極と負極の増幅器で駆動される。正極と負極の関係は、１行ごとに入れ替える。これにより、液晶表示パネルのドット反転駆動を実現することができる。

特開平０４−２２３４２８号公報 特開平０９−０１６１３２号公報 特開平１１−１０２１７４号公報 特開平０９−０２６７６５号公報 特開平１０−０６２７４４号公報 特開平１１−０９５７２９号公報

特許文献１〜６について本願の発明者が検討した結果、以下のような新たな課題があることがわかった。

特許文献４〜６に記載される液晶表示ドライバによって駆動される液晶表示パネルのデータ線は、１ライン期間毎に、正極側と負極側のデータ駆動信号で交互に駆動される。１ライン期間は、例えば30フレーム／秒で１フレーム当たり1080ラインとすると、約30.9μsとなる。表示パネルの高精細化に伴い１ライン期間は短縮される傾向にあるため、正極側と負極側のデータ駆動信号で交互に駆動するための増幅器には高速性能が求められる傾向にある。一方、表示パネルの大型化に伴い、データ線の負荷容量は大きくなる傾向にあり、正負の切替え速度の向上を阻み、液晶表示ドライバの消費電力を大きくする要因となりつつある。

特許文献１〜３に記載される液晶表示パネルでは、１本のデータ線によって駆動される画素容量が、１行ごとに交互に千鳥配置されているので、正極側と負極側のデータ駆動信号を１ライン期間毎に交互に入れ替える必要はない。しかし、画素容量が常に正極側または負極側のデータ駆動信号によって駆動されると、焼き付きの問題が発生することが知られているので、一般には、１フレーム期間毎に、正極側と負極側を入れ替えるように構成される。

特許文献１と２には、データ線駆動回路を含む表示装置全体の具体的な動作は開示されていないが、特許文献３には、正極側と負極側を入れ替えるための回路及び動作が、同文献の図２と第０４２０段落〜第０５８０段落に記載されている。図２には３行３列の液晶表示パネルが例示され、１ライン当たり３個の画素容量は、４本のデータ線Ｘ１〜Ｘ４に１ラインごとに千鳥配置されている。３個のチャネル駆動部ＣＲ１〜ＣＲ３（データ線駆動回路に相当）が、６個のスイッチを介して４本のデータ線Ｘ１〜Ｘ４に接続されている。第１行のゲート線が活性化される期間には、奇数番目のチャネル駆動部ＣＲ１とＣＲ３は正極性の階調電圧を出力して奇数番目のデータ線Ｘ１とＸ３を駆動し、偶数番目のチャネル駆動部ＣＲ２は負極性の階調電圧を出力して偶数番目のデータ線Ｘ２を駆動する。次の第２行のゲート線が活性化される期間には、奇数番目のチャネル駆動部ＣＲ１とＣＲ３は負極性の階調電圧を出力して偶数番目のデータ線Ｘ２とＸ４を駆動し、偶数番目のチャネル駆動部ＣＲ２は負極性の階調電圧を出力して奇数番目のデータ線Ｘ３を駆動する。１つのフレーム走査期間中、各データ線は常に正極または負極のいずれか一方の極性の電圧で駆動される（第０５４０段落）。このとき、チャネル駆動部は、１ライン毎に正極性電圧と負極性電圧を交互に出力する（第０５８０段落）。チャネル駆動部は、同文献の図３と第００３０段落〜第０４１０段落に記載されるように、反転制御信号ＲＶによって、正極性電圧と負極性電圧のどちらを出力するかを切替えられるように構成されている。

本願の発明者は、データ線駆動回路（特許文献３ではチャネル駆動部）の出力極性を、１ライン毎に正極性と負極性の間で切り替える代わりに、特許文献４〜６に記載されるような液晶表示ドライバによって、特許文献１〜３に記載される液晶表示パネルを駆動する、液晶表示装置について検討した。特許文献４〜６に記載される液晶表示ドライバは、共通電位を基準として正極側と負極側のデータ駆動信号を交互に出力するために、正極側の増幅器と負極側の増幅器とを一組として備える。増幅器とデータ線との間を、スイッチを介して接続し適切に制御すれば、増幅器の極性を１ライン期間毎の切り替えるような高速の制御を不要とすることができる。

しかしながら、データ線駆動回路の試験において、以下のような課題が発生することが明らかになった。まず、液晶表示パネルのサイズを画素数でｎ行ｍ列とする。画素容量は、ｎ行ｍ列に配列される。このとき、特許文献１〜３に記載される液晶表示パネルでは、１本のデータ線によって駆動される画素容量が、１行ごとに交互に千鳥配置されているので、データ線の数は、ｍ＋１本となる。ここで、特許文献４〜６に記載される液晶表示ドライバを組合せるには、（ｍ＋１）／２組の増幅器を含むように構成すればよい。ところが、実際の液晶表示パネルのサイズは、フルハイビジョンの1920×1080、ＶＧＡの640×480など、ｍは偶数である。液晶表示ドライバは、必ず正極側の増幅器と負極側の増幅器とを一組として備える必要があるため、（ｍ＋２）／２組の増幅器を備えて構成される。このとき、駆動すべきデータ線の数はｍ＋１本であるので、出力パッドはｍ＋１個である。即ち、液晶表示ドライバは、正極側の増幅器（ｍ＋２）／２個と負極側の増幅器（ｍ＋２）／２個の合計ｍ＋２個の増幅器と、ｍ＋１個の出力パッドを備える。

一方、データ線駆動回路の試験においては、上記増幅器の階調試験が不可欠であり、その階調試験に要するテスト時間が、テストコストを圧迫することが分かった。増幅器はディジタルで入力されるデータをアナログの電圧レベルに変換して出力する。階調試験とは、入力されるディジタルコードに対応して、適切なアナログ電圧レベルが出力されていることを確認する試験である。そのため、全てのディジタルコードを入力して出力電圧を測定するために、長いテスト時間を要し、全体のテスト時間に占める割合が大きく、テストコストに対する影響が大きい。

上述のように、発明者が検討中の液晶表示ドライバは、合計ｍ＋２個の増幅器に対して、ｍ＋１個の出力パッドを備えるため、ｍ＋１個の出力パッドを全て使っても、ｍ＋２個の増幅器全てに対して同時に階調試験をすることができないことがわかった。そのため、ｍ＋２個の増幅器の階調試験を、２度に分けて行うこととなり、階調試験に要するテスト時間が２倍になり、テストコストに対する影響が極めて深刻であることがわかった。

このような課題を解決するための手段を以下に説明するが、その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

本発明に係る液晶表示ドライバは、ｎ行ｍ列（ｎは自然数、ｍは正の偶数）に配置される画素容量が行ごとにｎ本のゲート線に接続され、第１列から第ｍ列のデータ線と、第２列から第ｍ＋１列のデータ線に１行ごとに交互に接続される液晶表示パネルに接続される、液晶表示ドライバであって、共通電位を基準として正極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と、前記共通電位を基準として負極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器と、階調試験時に前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器の出力電圧が出力されるｍ＋２個のパッドとを備える。

前記一実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、ｍ＋２個の増幅器の階調試験を、同時に並列して実施することができ、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えることができる。

図１は、本発明に係る液晶表示ドライバの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明に係る液晶表示ドライバに接続される、ドット反転駆動対応の液晶表示パネルの主要部分の構成を表す回路図である。 図３は、本発明に係る液晶表示ドライバを用いた、液晶表示パネルのドット反転駆動について説明するためのブロック図である。 図４は、本発明に係る液晶表示ドライバに対する階調試験について説明するためのブロック図である。 図５は、ドット反転駆動方式において、画像データに対応するコードと、正極側と負極側のデータ線の駆動電圧との関係を示す、特性図である。 図６は、ドット反転駆動方式において、液晶表示パネルの画素に対する正極側と負極側の駆動電圧の印加シーケンスを示す、説明図である。 図７は、本発明に係る液晶表示ドライバに対する階調試験について説明するためのフローチャートである。

１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。

〔１〕＜増幅器と同数になるようにテストパッドを追加＞
本願において開示される代表的な実施の形態に係る液晶表示ドライバ（１００）は、ｎ行ｍ列に配置される画素容量（１）が行ごとにｎ本のゲート線（Ｇ１〜Ｇｎ）に接続され、第１列から第ｍ列のデータ線（Ｄ１〜Ｄｍ）と、第２列から第ｍ＋１列のデータ線（Ｄ２〜Ｄｍ＋１）に１行ごとに交互に接続される液晶表示パネル（２００）に接続可能であり、以下のように構成される。ここで、ｎは自然数、ｍは正の偶数であり、以下、本明細書内で同様である。

前記液晶表示ドライバは、共通電位を基準として正極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器（１０１）と、前記共通電位を基準として負極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器（１０２）と、階調試験時に前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器の出力電圧が出力されるｍ＋２個のパッド（１６１）とを備える。

これにより、ｍ＋２個の増幅器（１０１、１０２）の階調試験を、同時に並列して実施することができ、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えることができる。

〔２〕＜クロスバースイッチ＞
項１において、前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器は、第１から第（ｍ＋２）／２までの正極側増幅器であり、前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器は、第１から第（ｍ＋２）／２までの負極側増幅器であり、前記ｍ＋２個のパッドは第１から第ｍ＋２までのパッドである。

前記液晶表示ドライバは、第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチ（１５０、１５１）をさらに備える。

第ｉクロスバースイッチは、ストレート接続とクロス接続とを選択的に制御される。前記ストレート接続では、第ｉ正極側増幅器の出力を第２ｉ−１パッドに接続し、第ｉ負極側増幅器の出力を第２ｉパッドに接続し、前記クロス接続では、第ｉ正極側増幅器の出力を第２ｉパッドに接続し、第ｉ負極側増幅器の出力を第２ｉ−１パッドに接続する。ここで、ｉは１以上（ｍ＋２）／２以下の整数であり、以下、本明細書内で同様である。

これにより、駆動電圧の極性を簡単な回路で反転させることができ、液晶表示パネル（２００）のドット反転駆動のための制御を単純化することができる。

〔３〕＜データラッチ＞
項２において、前記液晶表示ドライバは、正極側階調電圧発生回路（１４１）と、負極側階調電圧発生回路（１４２）と、第１から第ｍ＋２までのデータラッチ（１３０、１３１、１３２）と、第１から第ｍ＋２までの階調選択回路（１１０、１１１、１１２）と、をさらに備える。

前記正極側階調電圧発生回路（１４１）は、前記共通電位を基準として正極側の複数のアナログ電圧を出力して、第２ｉ−１階調選択回路（１１１）に供給し、前記負極側階調電圧発生回路（１４２）は、前記共通電位を基準として負極側の複数のアナログ電圧を出力して、第２ｉ階調選択回路（１１２）に供給する。

前記第２ｉ−１階調選択回路（１１１）は、第２ｉ−１データラッチ（１３１）に保持される値に基づいて、前記正極側の複数のアナログ電圧から、１つのアナログ電圧を選択して、前記第ｉ正極側増幅器（１０１）に供給する。

前記第２ｉ階調選択回路（１１２）は、第２ｉデータラッチ（１３２）に保持される値に基づいて、前記負極側の複数のアナログ電圧から、１つのアナログ電圧を選択して、前記第ｉ負極側増幅器（１０２）に供給する。

これにより、液晶表示パネル（２００）のデータ線を駆動すべき電圧レベルの絶対値を、データラッチ（１３０）にセットすることにより、液晶画素に印加される電界の極性が自動的にドット反転制御されるように、データ線向けの信号レベルが制御され、パッド（１６１）から出力される。また、データラッチ（１３０）は、接続される液晶表示パネルの１ライン当たりの画素数ｍよりも２個多いｍ＋２個備えられているので、ｍ＋２個の増幅器に対する階調試験用の入力データを並列してセットされることができる。

〔４〕＜ドット反転動作＞
項３において、第１から第ｍ＋１までの前記パッドは、前記液晶表示パネルの第１列から第ｍ＋１列までの前記データ線にそれぞれ接続される。

前記正極側増幅器の出力と前記負極側増幅器の出力が、偶数列と奇数列の前記データ線に、フィールド期間毎に交互に供給されるように、前記第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチが制御される。即ち、奇数フィールド期間または偶数フィールド期間うちの一方である第１フィールド期間に、奇数列の前記データ線に前記正極側増幅器の出力が供給され、偶数列の前記データ線に前記負極側増幅器の出力が供給される。他方の第２フィールド期間に、奇数列の前記データ線に前記負極側増幅器の出力が供給され、偶数列の前記データ線に前記正極側増幅器の出力が供給される。

前記第１フィールド期間に、前記第１から前記第ｍ＋１データラッチに前記液晶表示パネルの奇数行に表示すべき画像データが入力され、前記第２から前記第ｍ＋２データラッチに前記液晶表示パネルの偶数行に表示すべき画像データが入力される。

前記第２フィールド期間に、前記第２から前記第ｍ＋２データラッチに前記液晶表示パネルの奇数行に表示すべき画像データが入力され、前記第１から前記第ｍ＋１データラッチに前記液晶表示パネルの偶数行に表示すべき画像データが入力される。

これにより、データ線の極性がフィールド走査ごとに反転するように制御することが可能な、液晶表示ドライバを提供することができる。データ線の極性反転の頻度がライン毎ではなくフィールド毎に抑えられるので、データ線の負荷容量が大きくても、消費電力を低く抑えることができ、また、正極側増幅器及び負極側増幅器それぞれに要求されるスルーレートも低く抑えることができる。

〔５〕＜階調試験＞
項３において、前記液晶表示ドライバは、第１から第ｍ＋２までの電圧測定部（４２１）と、パターン入力部（４３０）とを備える試験装置（４００）に接続可能に構成される。

第１から第ｍ＋２までの前記パッドは、前記試験装置の第１から第ｍ＋２までの前記電圧測定部にそれぞれ接続され、第１から第ｍ＋２までの前記データラッチに、前記パターン入力部から入力コードを設定することができるように構成される。

これにより、ｍ＋２個の増幅器の階調試験を、同時に並列して実施することができ、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えることができる。

〔６〕＜液晶表示ドライバＩＣ＞
項３に記載される液晶表示ドライバ（１００）において、前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と、前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器と、前記第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチと、前記正極側階調電圧発生回路と、前記負極側階調電圧発生回路と、前記第１から第ｍ＋２までのデータラッチと、前記第１から第ｍ＋２までの階調選択回路と、前記ｍ＋２個のパッドとが、単一の半導体基板上に形成される。

これにより、１チップに集積化された液晶表示ドライバを提供することができる。

２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。

〔実施形態１〕＜液晶表示ドライバの構成＞
実施形態１に係る液晶表示ドライバ１００は、ドット反転駆動対応の液晶表示パネル２００に接続されることができる。図１は、本発明に係る液晶表示ドライバ１００の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明に係る液晶表示ドライバ１００に接続される、ドット反転駆動対応の液晶表示パネル２００の主要部分の構成を表す回路図である。

液晶表示パネル２００は、ｎ行ｍ列に配置される画素容量１が、パストランジスタ２を介して、行ごとにｎ本のゲート線Ｇ１〜Ｇｎに接続され、第１列から第ｍ列のデータ線Ｄ１〜Ｄｍと、第２列から第ｍ＋１列のデータ線Ｄ２〜Ｄｍ＋１とに、１行ごとに交互に接続されている。１行目の画素容量１＿１＿１、１＿１＿２、〜１＿１＿ｍ−１、１＿１＿ｍは、ゲート線Ｇ１によって制御されるパストランジスタ２＿１＿１、２＿１＿２、〜２＿１＿ｍ−１、２＿１＿ｍを介して、データ線Ｄ１〜Ｄｍに接続されている。２行目の画素容量１＿２＿１、１＿２＿２、〜１＿２＿ｍ−１、１＿２＿ｍは、ゲート線Ｇ２によって制御されるパストランジスタ２＿２＿１、２＿２＿２、〜２＿２＿ｍ−１、２＿２＿ｍを介して、データ線Ｄ２〜Ｄｍ＋１に接続されている。３行目の画素容量１＿３＿１、１＿３＿２、〜１＿３＿ｍ−１、１＿３＿ｍは、ゲート線Ｇ３によって制御されるパストランジスタ２＿３＿１、２＿３＿２、〜２＿３＿ｍ−１、２＿３＿ｍを介して、データ線Ｄ１〜Ｄｍに接続されている。以降は図示を省略するが、奇数行の画素容量１はデータ線Ｄ１〜Ｄｍに、偶数行の画素容量１はデータ線Ｄ２〜Ｄｍ＋１に、それぞれパストランジスタ２を介して接続されている。同じ列に位置する画素容量が１行ごとに、その行を挟む両側のデータ線に交互に接続されている。第１列の画素容量１＿１＿１、１＿２＿１、１＿３＿１、・・・は、交互にデータ線Ｄ１とＤ２に交互に接続され、第２列の画素容量１＿１＿２、１＿２＿２、１＿３＿２、・・・は、交互にデータ線Ｄ２とＤ３に交互に接続される。奇数列のデータ線Ｄ１、Ｄ３、・・・Ｄｍ＋１と偶数列のデータ線Ｄ２、Ｄ４、・・・Ｄｍを、共通電位を基準として正極側と負極側の信号で駆動することにより、画素容量１は、上下・左右で隣接する画素容量どうしが、互いに逆極性の信号で駆動され、ドット反転駆動となる。

液晶表示ドライバ１００は、共通電位を基準として正極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と、前記共通電位を基準として負極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２と、階調試験時に正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２の出力電圧が出力されるｍ＋２個のパッド１６１＿１〜１６１＿ｍ＋２とを備える。

これにより、ｍ＋２個の増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２の階調試験を、同時に並列して実施することができ、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えることができる。

液晶表示ドライバ１００は、ストレート接続とクロス接続とを選択的に制御される、クロスバースイッチ１５０を備える。ｉ番目のクロスバースイッチ１５１＿ｉは、正極側増幅器１０１＿２ｉ−１と負極側増幅器１０２＿２ｉとを１組として、その出力と対応する２個のパッド１６１＿２ｉ−１とパッド１６１＿２ｉとの接続を切替える。ｉは１以上（ｍ＋２）／２以下の整数である。ストレート接続では、正極側増幅器１０１＿２ｉ−１の出力をパッド１６１＿２ｉ−１に接続し、負極側増幅器１０２＿２ｉの出力をパッド１６１＿２ｉに接続する。クロス接続では、正極側増幅器１０１＿２ｉ−１の出力をパッド１６１＿２ｉに接続し、負極側増幅器１０２＿２ｉの出力をパッド１６１＿２ｉ−１に接続する。

これにより、データ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１を駆動する駆動電圧の極性を簡単な回路で反転させることができ、液晶表示パネル２００のドット反転駆動のための制御を単純化することができる。

液晶表示ドライバ１００は、正極側階調電圧発生回路１４１と、負極側階調電圧発生回路１４２と、第１から第ｍ＋２までのデータラッチ１３０と、レベルシフト回路１２０と、第１から第ｍ＋２までの階調選択回路１１０とをさらに備える。データラッチ１３０とレベルシフト回路１２１と階調選択回路１１０は、正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２のそれぞれに対応して１個ずつ設けられる。正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１に対応して、データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１と、レベルシフト回路１２１＿１〜１２１＿ｍ＋１と、階調選択回路１１１＿１〜１１１＿ｍ＋１が設けられ、負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２に対応して、データラッチ１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２と、レベルシフト回路１２２＿２〜１２２＿ｍ＋２と、階調選択回路１１２＿２〜１１２＿ｍ＋２が設けられている。

正極側階調電圧発生回路１４１は、共通電位を基準として正極側の複数のアナログ電圧を出力して、階調選択回路１１１＿１〜１１１＿ｍ＋１に供給する。負極側階調電圧発生回路１４２は、共通電位を基準として負極側の複数のアナログ電圧を出力して、階調選択回路１１２＿２〜１１２＿ｍ＋２に供給する。特に制限されないが、共通電位は、例えばグラウンドレベルである０Ｖであり、表示すべき画像データの階調にしたがって、例えば２５６階調とすると、正極側階調電圧発生回路１４１は２５６通りの正極側電圧レベルを出力し、負極側階調電圧発生回路１４２は、２５６通りの負極側電圧レベルを出力する。階調電圧発生回路は、例えば、出力すべき電圧の最大値と最小値を含む範囲の電圧を持つ電源を、階調の数に対応する数の抵抗を直列接続することによって構成され、直列抵抗による分圧電圧によって、複数のアナログ電圧を発生させる。

図５は、ドット反転駆動方式において、画像データに対応するコードと、正極側と負極側のデータ線の駆動電圧との関係の一例を示す、特性図である。横軸に画像データに対応するコードが１６進表記で示され、縦軸にはデータ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１の駆動電圧が示される。共通電位０Ｖを挟んで、正極側と負極側の特性が示される。コード０ｘ００（１６進で００）のとき、データ線は例えば約0.2Vで駆動されて黒色（最低輝度）が表示され、コード０ｘＦＦ（１６進でＦＦ）のときデータ線は例えば約4Vで駆動されて白色（最大輝度）が表示される。共通電位0Vを挟んで正極側と負極側で、特性は対称である。即ち、同じコードに対して正極側でも負極側でも絶対値の等しい電圧が駆動電圧でとなる。256階調の表示のために、コードは8ビットであり、正極側階調電圧発生回路１４１は0.2Vから4Vの間を256分割した256通りのアナログ電圧を出力し、負極側階調電圧発生回路１４２は-0.2Vから-4Vの間を256分割した256通りのアナログ電圧を出力する。図示されるように、コードと駆動電圧の関係は、必ずしも直線で示される比例関係にはなく、非線形の曲線で表される。液晶の物理特性やγ補正係数を加味して規定される。出力すべき電圧の最大値±4Vと最小値0.2V、階調数の256やそれに対するコードの割り付け方法は、全て一例であり、特にこれに制限されるものではない。

階調選択回路１１１＿１〜１１１＿ｍ＋１は、データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１に保持される値（コード）に基づいて、正極側階調電圧発生回路１４１が発生する正極側の複数のアナログ電圧（上述の例では0.2Vから4Vの間を256分割した256通りのアナログ電圧）から、１つのアナログ電圧を選択して、正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１に供給する。階調選択回路１１２＿２〜１１２＿ｍ＋２は、データラッチ１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２に保持される値（コード）に基づいて、負極側階調電圧発生回路１４２が発生する負極側の複数のアナログ電圧（上述の例では-0.2Vから-4Vの間を256分割した256通りのアナログ電圧）から、１つのアナログ電圧を選択して、負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２に供給する。レベルシフト回路１２１＿１〜１２１＿ｍ＋１と１２２＿２〜１２２＿ｍ＋２は、データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１と１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２の出力電圧レベルを、階調選択回路１１１＿１〜１１１＿ｍ＋１と１１２＿２〜１１２＿ｍ＋２を制御するのに適する電圧レベルに変換する。

これにより、液晶表示パネル２００のデータ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１を駆動すべき電圧レベルの絶対値を、ディジタル値でデータラッチ１３０にセットすることにより、液晶画素に印加される電界の極性が自動的にドット反転制御されるように、データ線向けの信号レベルが制御され、パッド１６１から出力される。また、データラッチ１３０は、接続される液晶表示パネルの１ライン当たりの画素数ｍよりも２個多いｍ＋２個備えられているので、正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２の合計ｍ＋２個の増幅器１０１、１０２に対する階調試験用の入力データを、並列してセットされることができる。

以上のように、本実施形態にかかる液晶表示ドライバ１００は、液晶表示パネル２００のデータ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１を駆動するためのパッド１６１＿１〜１６１＿ｍ＋１に加えて、パッド１６１＿ｍ＋２を備える。また、試験対象の増幅器の数と同じ合計ｍ＋２個のデータラッチを備える。このため、正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１と負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２の合計ｍ＋２個の増幅器の階調試験を、同時に並列して実施することができる。

液晶表示ドライバ１００は、特に制限されないが、例えば、公知のＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor field effect transistor）ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）の製造技術を用いて、シリコンなどの単一半導体基板上に形成される。これにより、１チップに集積化された液晶表示ドライバを提供することができる。

〔実施形態２〕＜ドット反転駆動動作＞
図３は、本発明に係る液晶表示ドライバ１００を用いた、液晶表示パネル２００のドット反転駆動について説明するためのブロック図である。

液晶表示ドライバ１００は、図１に示した液晶表示ドライバ１００に加えてさらに、ホストインターフェース１７０を備え、接続されるホストプロセッサ３００との間で、通信を行う。液晶表示パネル２００に表示すべき画像の画像データは、ホストプロセッサ３００から送信され、液晶表示ドライバ１００によってホストインターフェース１７０で受信され、データラッチ１３０にセットされる。液晶表示パネル２００は、各データ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１に対応するパッド２６１＿１〜２６１＿ｍ＋１を備えている。液晶表示ドライバ１００のパッド１６１＿１〜１６１＿ｍ＋１は、液晶表示パネル２００のパッド２６１＿１〜２６１＿ｍ＋１と、特に制限されないが、例えば、突起電極（バンプ電極）と異方性導電膜を介して電気的に接続される。液晶表示パネル２００には、液晶表示ドライバ１００のパッド１６１＿ｍ＋２に対応して、さらに１個のパッド２６１＿ｍ＋２を設け、液晶表示ドライバ１００のパッド１６１＿ｍ＋２と接続するように構成しても良い。これにより、構造上の対称性が保たれ、応力集中などの力学的な問題の発生を緩和することができる。

図６は、ドット反転駆動方式において、液晶表示パネルの画素に対する正極側と負極側の駆動電圧の印加シーケンスの一例を示す、説明図である。ｎ行ｍ列に配置される画素容量１に、データ線Ｄ１〜Ｄｍ＋１を介して印加される電界の極性を、正極側「＋」記号と負極側「−」記号で表している。（Ａ）と（Ｂ）にはそれぞれ奇数フィールドと偶数フィールドにおける、印加の状態が示される。ドット反転駆動方式では、上下左右で隣接する画素の間で極性が反転するように制御される。さらに、奇数フィールドと偶数フィールドでも反転するように制御される。奇数フィールド、偶数フィールドは、単に一例に過ぎず、同じ液晶に同一方向の極性が継続的に印加され続けることがないように、時間的に分散されていればよい。焼き付きと呼ばれる問題の発生を防止するためである。

図６に示されるシーケンスでドット反転駆動するために、奇数フィールドでは、クロスバースイッチ１５０をストレート接続にして、奇数番目のデータ線Ｄ１、Ｄ３、…Ｄｍ−１、Ｄｍ＋１が正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１で駆動され、偶数番目のデータ線Ｄ２、Ｄ４、…Ｄｍが負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍで駆動されるように制御する。偶数フィールドでは、クロスバースイッチ１５０をクロス接続にして、奇数番目のデータ線Ｄ１、Ｄ３、…Ｄｍ−１、Ｄｍ＋１が負極側増幅器１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２で駆動され、偶数番目のデータ線Ｄ２、Ｄ４、…Ｄｍが正極側増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１で駆動されるように制御する。

このように制御することにより、それぞれのデータ線においては、１フィールド期間内では駆動電圧の極性は反転しない。奇数番目のデータ線Ｄ１、Ｄ３、…Ｄｍ−１、Ｄｍ＋１は、奇数フィールドの１フィールド期間、常に正極側の駆動電圧で駆動され、次の１フィールド（偶数フィールド）では常に負極側の駆動電圧で駆動される。偶数番目のデータ線も同様に、１フィールドごとに駆動電圧の極性が反転するが、１フィールド期間内での反転はない。このため、データ線の駆動電圧の極性を１ライン期間ごとに反転させる、例えば特許文献４〜６に開示されるような制御方式に比べて、データ線の充放電に要する消費電力を大幅に低減することができる。また、増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２のスルーレートに対する要求仕様も緩和される。

〔実施形態３〕＜増幅器の階調試験＞
図４は、本発明に係る液晶表示ドライバ１００に対する階調試験について説明するためのブロック図である。液晶表示ドライバ１００は、階調試験を含む出荷試験のため、試験装置４００に接続される。試験装置４００は、パターン入力部４３０と、試験対象の液晶表示ドライバ１００に搭載される増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２と同じ数の電圧測定部４２１＿１〜４２１＿ｍ＋２と、メモリ４４０と、判定部４５０とを備える。試験装置４００のパターン入力部４３０からの出力は、試験対象の液晶表示ドライバ１００の、例えば、ホストインターフェース１７０に接続される。データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１と１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２に所定のコードをセットすることができれば、必ずしもホストインターフェース１７０を介してデータをセットする必要はない。例えば、液晶表示ドライバ１００の内部で自動生成してもよい。

液晶表示ドライバ１００のパッド１６１＿１〜１６１＿ｍ＋２は、階調試験の際に、電圧測定部４２１＿１〜４２１＿ｍ＋２に電気的に接続される。例えば、試験装置４００に探針４１１＿１〜４１１＿ｍ＋２を設け、パッド１６１＿１〜１６１＿ｍ＋２に接触させて電気的に接続する。

液晶表示ドライバ１００を制御して、データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１と１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２にセットされたコードに従って、増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２から対応するアナログ電圧を出力させ、その出力電圧を電圧測定部４２１＿１〜４２１＿ｍ＋２で測定する。測定された出力電圧の値は、一旦メモリ４４０に格納された後、判定部４５０に送られる。判定部４５０では、出力されたアナログ電圧が、セットされたコードに対応する期待値からの許容範囲を外れる場合には、不良品と判定される。

この測定方法により、ｍ＋２個の増幅器の階調試験を、同時に並列して実施することができ、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えることができる。

図７は、本発明に係る液晶表示ドライバ１００に対する階調試験Ｓ１の一例について説明するためのフローチャートである。特に制限されないが、例えば、階調試験Ｓ１は、液晶表示ドライバ１００に対して出荷前に行われる、良品／不良品の選別試験の一試験項目である。試験開始から他の試験項目を経て階調試験Ｓ１に至り、「不良」の判定結果が出力（Ｓ９）されれば、試験を終了する。不良でない場合には他の試験項目に進む。階調試験Ｓ１ではまず、入力コードを初期化し（Ｓ１１）、データラッチ１３１＿１〜１３１＿ｍ＋１と１３２＿２〜１３２＿ｍ＋２にセットする（Ｓ１２）。次に、増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２からの出力電圧を電圧測定部４２１＿１〜４２１＿ｍ＋２で測定し（Ｓ１３）、測定された出力電圧の値は、特に制限されないが、例えば、試験装置４００に搭載されるメモリ４４０に格納される。未測定のコードに変更して（Ｓ１４，Ｓ１１，Ｓ１２），電圧測定（Ｓ１３）を繰り返し、すべてのコードについて測定が完了して測定値がメモリ４４０に格納された後、メモリ４４０に格納された測定値が、各コードに対応する期待値から許容される範囲内にあるか否かの判定を行う（Ｓ１５）。許容範囲内にない出力電圧が１つでもあれば、「不良」の判定結果を出力する（Ｓ９）。

階調試験では、原則として、全ての増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２に対して、全てのコード、即ち、８ビットなら２５６通りのコードを入力して、電圧測定を実施する。データのセットと電圧測定を階調の数だけ繰り返す必要があるため、長い時間を要する。特に階調が増えると、階調数が増えて繰り返し回数が増えるだけでなく、１階調当たりの電圧値の分解能が細かくなるので、電圧測定のための安定待ち時間（セットリングタイム）を長くする必要があり、階調試験に要するテスト時間は、さらに長くなる。

階調試験に要するテスト時間が、液晶表示ドライバ１００に対して出荷前に行われる、良品／不良品の選別試験全体のテスト時間に占める割合が、十分に短い場合には、全ての増幅器１０１＿１〜１０１＿ｍ＋１、１０２＿２〜１０２＿ｍ＋２に対して同時並行に試験する必要性は乏しく、実動作に必要なパッドの数から許される範囲内で、複数回に分けて試験を実施すればよいが、上述のように階調試験に要するテスト時間が長くなり、全体に占める割合が大きくなった場合には、本実施形態に示す階調試験は、階調試験に要するテスト時間を最小限に留め、テストコストの増加を抑えるために有効である。

以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、液晶表示ドライバ１００には、ホストインターフェース１７０を設けて、データラッチ１３０に、画像データやテストコードを入力する例を示したが、他の方法によって伝送してもよい。ホストプロセッサとの間は圧縮されたデータで通信し、液晶表示ドライバ１００の内部で伸長・復元した画像データをデータラッチに入力してもよい。試験時には、例えばスキャンチェーンを介して入力してもよく、一方、液晶表示ドライバ１００の内部にテストコード生成回路を設けてもよい。

また、階調試験では、全てのコード、即ち、８ビットなら２５６通りのコードについて、電圧測定を実施するのが原則であるが、経験則によって間引くことにより、試験時間を短縮してもよい。

１ 画素容量
２ パストランジスタ
１００ 液晶表示ドライバ
１０１、１０２ 増幅器
１１０、１１１、１１２ 階調選択回路
１２０、１２１、１２２ レベルシフト回路
１３０、１３１、１３２ データラッチ
１４０、１４１、１４２ 階調電圧発生回路
１５０、１５１ クロスバースイッチ
１６１ データ線出力パッド
１７０ ホストインターフェース
２００ 液晶表示パネル
２６１ データ線入力パッド
３００ ホストプロセッサ
４００ テスタ
４１１ プローブ（探針）
４２１ 電圧測定部
４３０ パターン入力部
４４０ メモリ
４５０ 判定部
Ｄ１〜Ｄｍ＋１ データ線
Ｇ１〜Ｇｎ ゲート線
Ｓ１ 階調試験
Ｓ１１ 入力コードを初期化または変更するステップ
Ｓ１２ 入力コードをデータラッチにセットするステップ
Ｓ１３ 出力電圧を測定し測定値をメモリに格納するステップ
Ｓ１４ 全ての入力コードについての測定が完了したか否かを判断するステップ
Ｓ１５ 全ての入力コードについての出力電圧を判定するステップ
Ｓ９ 「不良」の判定結果を出力するステップ

Claims (6)

1. ｎ行ｍ列（ｎは自然数、ｍは正の偶数）に配置される画素容量が行ごとにｎ本のゲート線に接続され、第１列から第ｍ列のデータ線と、第２列から第ｍ＋１列のデータ線に１行ごとに交互に接続される液晶表示パネルに接続される、液晶表示ドライバであって、
   共通電位を基準として正極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と、前記共通電位を基準として負極側の電圧を出力する（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器と、階調試験時に前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器の出力電圧が出力されるｍ＋２個のパッドとを備える、液晶表示ドライバ。
2. 請求項１において、前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器は、第１から第（ｍ＋２）／２までの正極側増幅器であり、前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器は、第１から第（ｍ＋２）／２までの負極側増幅器であり、前記ｍ＋２個のパッドは第１から第ｍ＋２までのパッドであり、
   前記液晶表示ドライバは、第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチをさらに備え、
   第ｉ（ｉは１以上（ｍ＋２）／２以下の整数）クロスバースイッチは、ストレート接続とクロス接続とを選択的に制御され、
   前記ストレート接続では、第ｉ正極側増幅器の出力を第２ｉ−１パッドに接続し、第ｉ負極側増幅器の出力を第２ｉパッドに接続し、
   前記クロス接続では、第ｉ正極側増幅器の出力を第２ｉパッドに接続し、第ｉ負極側増幅器の出力を第２ｉ−１パッドに接続する、
   液晶表示ドライバ。
3. 請求項２において、前記液晶表示ドライバは、正極側階調電圧発生回路と、負極側階調電圧発生回路と、第１から第ｍ＋２までのデータラッチと、第１から第ｍ＋２までの階調選択回路と、をさらに備え、
   前記正極側階調電圧発生回路は、前記共通電位を基準として正極側の複数のアナログ電圧を出力して、第２ｉ−１階調選択回路に供給し、前記負極側階調電圧発生回路は、前記共通電位を基準として負極側の複数のアナログ電圧を出力して、第２ｉ階調選択回路に供給し、
   前記第２ｉ−１階調選択回路は、第２ｉ−１データラッチに保持される値に基づいて、前記正極側の複数のアナログ電圧から、１つのアナログ電圧を選択して、前記第ｉ正極側増幅器に供給し、
   前記第２ｉ階調選択回路は、第２ｉデータラッチに保持される値に基づいて、前記負極側の複数のアナログ電圧から、１つのアナログ電圧を選択して、前記第ｉ負極側増幅器に供給する、
   液晶表示ドライバ。
4. 請求項３において、第１から第ｍ＋１までの前記パッドは、前記液晶表示パネルの第１列から第ｍ＋１列までの前記データ線にそれぞれ接続され、
   奇数フィールド期間または偶数フィールド期間うちの一方である第１フィールド期間に、奇数列の前記データ線に前記正極側増幅器の出力が供給され、偶数列の前記データ線に前記負極側増幅器の出力が供給され、他方の第２フィールド期間に、奇数列の前記データ線に前記負極側増幅器の出力が供給され、偶数列の前記データ線に前記正極側増幅器の出力が供給されるように、前記第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチが制御され、
   前記第１フィールド期間に、前記第１から前記第ｍ＋１データラッチに前記液晶表示パネルの奇数行に表示すべき画像データが入力され、前記第２から前記第ｍ＋２データラッチに前記液晶表示パネルの偶数行に表示すべき画像データが入力され、
   前記第２フィールド期間に、前記第２から前記第ｍ＋２データラッチに前記液晶表示パネルの奇数行に表示すべき画像データが入力され、前記第１から前記第ｍ＋１データラッチに前記液晶表示パネルの偶数行に表示すべき画像データが入力される、
   液晶表示ドライバ。
5. 請求項３において、前記液晶表示ドライバは、第１から第ｍ＋２までの電圧測定部と、パターン入力部とを備える試験装置に接続可能に構成され、
   第１から第ｍ＋２までの前記パッドは、前記試験装置の第１から第ｍ＋２までの前記電圧測定部にそれぞれ接続され、第１から第ｍ＋２までの前記データラッチに、前記パターン入力部から入力コードを設定することができるように構成される、
   液晶表示ドライバ。
6. 請求項３において、前記（ｍ＋２）／２個の正極側増幅器と、前記（ｍ＋２）／２個の負極側増幅器と、前記第１から第（ｍ＋２）／２までのクロスバースイッチと、前記正極側階調電圧発生回路と、前記負極側階調電圧発生回路と、前記第１から第ｍ＋２までのデータラッチと、前記第１から第ｍ＋２までの階調選択回路と、前記ｍ＋２個のパッドとが、単一の半導体基板上に形成された、液晶表示ドライバ。

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