JP2001282168A - デジタルアナログ変換回路およびこれを搭載した表示装置 - Google Patents
デジタルアナログ変換回路およびこれを搭載した表示装置Info
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Abstract
分の基準電圧を供給する基準電圧線と画素部のコラム線
との間に位置するスイッチ部分が大きな面積を占めてい
るため、LCDパネルの狭額縁化の妨げとなっている。 【解決手段】 基準電圧選択型のDA変換回路におい
て、各階調選択ユニット41-0〜41-3を構成するMO
Sスイッチの各トランジスタのチャネル幅Wに、選択さ
れる階調に応じて重み付けを行う。具体的には、MOS
スイッチQn11,Qn12のチャネル幅をW0、MO
SスイッチQn13,Qp11のチャネル幅をW1、M
OSスイッチQp12,Qn14のチャネル幅をW2、
MOSスイッチQp13,Qp14のチャネル幅をW3
とした場合に、チャネル幅W3をコラム線の最大容量に
合わせて設定し、他のチャネル幅W0,W1,W2をW
0<W1<W2<W3の関係を満足するように設定す
る。
Description
変換回路(以下、DA変換回路と称す)およびこれを搭
載した表示装置に関し、特に基準電圧選択型のDA変換
回路およびこれを含む駆動回路を搭載した液晶ディスプ
レイ(LCD;liquid crystal display)やエレクトロ
ルミネセンス(EL;electroluminescence)ディスプ
レイなどの表示装置に関する。
ルインターフェース駆動回路を画素部と同一の基板(パ
ネル)上に一体的に形成する傾向にある。この駆動回路
一体型液晶表示装置では、スイッチング素子としてポリ
シリコンTFT(thin film transistor;薄膜トランジ
スタ)を用いた画素が多数行列状に配列されてなる画素
部に対して、その周辺部に水平駆動系や垂直駆動系が配
され、これら駆動系がTFTで画素部と共に同一基板
(以下、LCDパネルと称す)上に一体的に形成された
構成となっている。
動回路一体型液晶表示装置を作製したときに大きな問題
となるのが、LCDパネル上にデジタルインターフェー
ス駆動回路を一体形成した際に当該駆動回路が占有する
面積、即ち画素部の周辺領域(以下、この領域を額縁と
称す)の大きさである。特に、基準電圧選択型のDA変
換回路を有する駆動回路一体型液晶表示装置では、DA
変換回路の回路面積が大きくなるため、LCDパネルの
額縁を小さくする上で大きな問題となっている。
は、複数の基準電圧を供給する基準電圧線と画素部のコ
ラム線との間にトランジスタスイッチを持つ構成となっ
ており、このスイッチ部分がDA変換回路部の中でも大
きな面積を占めている。しかも、階調数の分の本数だけ
基準電圧線が必要であることから、これら基準電圧線が
占める面積、即ちLCDパネル内でのDA変換回路まで
の基準電圧線の引き回しにより占める面積が大きい。こ
の面積がLCDパネルの狭額縁化の妨げとなっていると
ともに、多階調化を困難にさせる一因となっている。
であり、その目的とするところは、パネルの狭額縁化を
可能としたDA変換回路およびこれを搭載した表示装置
を提供することにある。
に、本発明では、nビット(nは2以上の整数)のデジ
タルデータに対応して2n個の基準電圧を発生する基準
電圧発生手段と、この基準電圧発生手段から出力される
2n個の基準電圧の各々を伝送する2n本の基準電圧線
と、これら基準電圧線の各々と出力線との間にそれぞれ
接続され、デジタルデータの各ビットの論理状態に応じ
て動作するトランジスタスイッチを有する2n個の階調
選択ユニットとを備えたDA変換回路において、選択さ
れる階調ごとにトランジスタスイッチのトランジスタサ
イズを変えるか、または選択される階調ごとに2n本の
基準電圧線の線幅を変える構成を採っている。
する基準電圧発生手段と、この基準電圧発生手段から出
力される複数の基準電圧に基づいて抵抗分割によってn
ビットのデジタルデータに対応した2n個の基準電圧を
発生する抵抗分割手段と、デジタルデータの各ビットの
論理状態に応じて2n個の基準電圧の1つを選択して出
力する階調選択回路部とを備えたDA変換回路におい
て、選択される階調ごとに各分割抵抗の抵抗値を変える
か、または外部から入力される複数の基準電圧のうちの
特定の階調の基準電圧については2n個の基準電圧の1
つとして直接出力する構成を採っている。
多数行列状に配置されてなる画素部を有する液晶あるい
はEL等の表示装置において、そのデジタルインターフ
ェース駆動回路に内蔵され、階調数分の基準電圧の中か
らデジタルデータに対応した所望の基準電圧を選択して
アナログ信号として出力するDA変換回路、特に画素部
と同一基板上において画素部の周辺に配置されるデジタ
ルインターフェース駆動回路のDA変換回路として用い
られる。
て図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係
る駆動回路一体型液晶表示装置の構成例を示すブロック
図である。
れてなる有効画素領域(画素部)11に対して、その上
下に第1,第2の水平駆動系12,13が配され、また
例えば図の左側に垂直駆動系14が配されている。そし
て、第1,第2の水平駆動系12,13および垂直駆動
系14は、TFT(薄膜トランジスタ)で有効画素領域
11と同一の基板(第1の基板)上に一体的に形成され
ている。
示せず)が所定の間隔をもって対向配置され、両基板間
に液晶層が保持されてLCDパネル15を構成してい
る。なお、水平駆動系については、必ずしも有効画素領
域11の上下に配置する必要はなく、上下の一方側だけ
の配置であっても良い。また、垂直駆動系については、
図の右側の配置であっても、あるいは左右両側の配置で
あっても良い。
スタ121、サンプリング&第1ラッチ回路122、第
2ラッチ回路123、レベルシフタ124およびDA変
換回路(DAC)125によって構成されている。第2
の水平駆動系13も第1の水平駆動系12と同様に、水
平シフトレジスタ131、サンプリング&第1ラッチ回
路132、第2ラッチ回路133、レベルシフタ134
およびDA変換回路135によって構成されている。垂
直駆動系14は、垂直シフトレジスタ141によって構
成されている。
20の構成の一例を示す。画素20は、スイッチング素
子であるTFT21と、このTFT21のドレイン電極
に画素電極が接続された液晶セル22と、TFT21の
ドレイン電極に一方の電極が接続された補助容量23と
から構成されている。この画素構造において、各画素2
0のTFT21は、そのゲート電極が垂直選択線である
ロー(行)線…,24m−1,24m,24m+1,…
に接続され、そのソース電極が信号線であるコラム
(列)線…,25n−1,25n,25n+1,…に接
続されている。
電圧VCOMが与えられるコモン線26に接続されてい
る。ここで、液晶セル22の駆動法として、例えば、コ
モン電圧VCOMを1H(1水平期間)ごとに反転する
いわゆるコモン反転駆動法が用いられる。このコモン反
転駆動法を用いることにより、コモン電圧VCOMの極
性が1Hごとに反転することから、第1,第2の水平駆
動系12,13の低電圧化が図れ、デバイス全体の消費
電力を低減できることになる。
の各部の動作について説明する。なお、以下の説明で
は、第1の水平駆動系12を例に採って説明するが、第
2の水平駆動系13についても全く同様のことが言え
る。
トレジスタ121には、水平転送パルス1、即ち水平ス
タートパルスHST1および水平クロックパルスHCK
1が与えられる。すると、水平シフトレジスタ121
は、水平スタートパルスHST1に応答して水平クロッ
クパルスHCK1の周期で水平走査を行う。サンプリン
グ&第1ラッチ回路122は、水平シフトレジスタ12
1の水平走査に同期してデジタルデータを順次サンプリ
ングし、さらにサンプリングしたデータをコラム線…,
25n−1,25n,25n+1,…ごとにラッチす
る。
第1ラッチ回路122でラッチされたコラム線の各々に
対応するラッチデータを、1H周期で与えられるラッチ
信号に応答して1Hごとに再ラッチする。レベルシフタ
124は、第2ラッチ回路122で再ラッチされたラッ
チデータについて、その信号レベル(振幅)を所定のレ
ベルにレベルシフトしてDA変換回路125に供給す
る。
トレジスタ141には、垂直転送パルス、即ち垂直スタ
ートパルスVSTおよび垂直クロックパルスVCKが与
えられる。すると、垂直シフトレジスタ141は、垂直
スタートパルスVSTに応答して垂直クロックパルスV
CKの周期で垂直走査を行うことで、有効画素領域11
に対して行単位で順次行選択信号を与える。
において、DA変換回路125,135としては、レベ
ルシフタ124,134でレベルシフトされたデータを
受けて階調数分の基準電圧から目的の基準電圧を選択し
て対応するコラム線の各々へ出力する基準電圧選択型D
A変換回路が用いられる。その理由は、出力電位のばら
つきが小さいためである。この基準電圧選択型DA変換
回路が本発明の対象となる。
本的な構成の一例を示すブロック図である。
回路は、基準電圧発生回路部31、抵抗分割回路部3
2、配線部33およびDAC回路部34,35を有し、
基準電圧発生回路部31のみがLCDパネル15外に例
えばIC化されて配置され、抵抗分割回路部32、配線
部33およびDAC回路部34,35がLCDパネル1
5上に搭載され、有効画素領域11の周辺部に配置され
た構成となっている。
圧、本例では9個の基準電圧V0〜V8を発生する。こ
れら基準電圧V0〜V8は、LCDパネル15のパッド
部36を介して抵抗分割回路部32に与えられる。抵抗
分割回路部32は、9個の基準電圧V0〜V8に基づい
て抵抗分割によって例えば16(=24)階調分の基準
電圧Vref0〜Vref15を発生する。これら基準
電圧Vref0〜Vref15の数は、DAC回路部3
4,35に入力されるデジタルデータのビット数で決ま
る階調数に対応している。すなわち、本例の場合は、4
ビットのデジタルデータによって16階調の表示を行う
ようになっている。
力される16階調分の基準電圧Vref0〜Vref1
5をDAC回路部34,35へ伝送するためのものであ
り、抵抗分割回路部32から16階調分の基準電圧Vr
ef0〜Vref15をそれぞれ導出する16本の基準
電圧線37-0〜37-15と、これら基準電圧線37-0〜
37-15をDAC回路部34,35まで引き回す引き回
し線38-0〜38-15とから構成されている。
換回路125,135に相当するものであり、例えば4
ビットのデジタルデータを受けて、配線部33を通して
抵抗分割回路部32から供給される16(=24)階調
分の基準電圧Vref0〜Vref15の中から目的の
基準電圧を選択して出力線に出力する。この出力線に
は、有効画素領域11の対応するコラム線が接続され
る。
図1の水平シフトレジスタ121、サンプリング&ラッ
チ回路122、第2ラッチ回路123およびレベルシフ
タ124に相当し、Hドライバ39Bは図1の水平シフ
トレジスタ131、サンプリング&ラッチ回路132、
第2ラッチ回路133およびレベルシフタ134に相当
し、Vドライバ40は垂直シフトレジスタ141に相当
する。
回路構成例について、図4〜図8を用いて説明する。な
お、ここでは、説明の簡略化のために、デジタルデータ
が2ビットの場合を例にとって説明するものとする。デ
ジタルデータが2ビットであることから、4個(=22
個)の基準電圧Vref0〜Vref3が用いられるこ
とになる。
回路図である。この第1具体例に係るDAC回路部は、
4個の基準電圧Vref0〜Vref3を伝送する基準
電圧線37-0〜37-3と有効画素領域11のコラム線2
5kとの間に、4個の階調選択ユニット41-0〜41-3
がそれぞれ配置された構成となっている。ここで、コラ
ム線25kは、有効画素領域11における任意の列(k
列)のコラム線を指すものとする。
された2つのNMOSスイッチQn11,Qn12から
構成され、階調選択ユニット41-1はシリーズに接続さ
れた1つのNMOSスイッチQn13および1つのPM
OSスイッチQp11から構成され、階調選択ユニット
42-2はシリーズに接続された1つのPMOSスイッチ
Qp12および1つのNMOSスイッチQn14から構
成され、階調選択ユニット41-3はシリーズに接続され
た2つのPMOSスイッチQp13,Qp14から構成
されている。そして、図4において、左側の列のMOS
スイッチの各ゲートにはデジタルデータのビットb1が
印加され、右側の列のMOSスイッチの各ゲートにはデ
ジタルデータのビットb0が印加される。
択ユニット41-0は、デジタルデータが(1,1)のと
きに各MOSスイッチQn11,Qn12がオン状態と
なることによって基準電圧Vref0を選択する。これ
は白表示に対応している。階調選択ユニット41-3は、
デジタルデータが(0,0)のときに各MOSスイッチ
Qp13,Qp14がオン状態となることによって基準
電圧Vref3を選択する。これは黒表示に対応してい
る。
タが(1,0)のときに各MOSスイッチQn13,Q
p11がオン状態となることによって基準電圧Vref
1を選択し、階調選択ユニット41-3は、デジタルデー
タが(0,1)のときに各MOSスイッチQp12,Q
n14がオン状態となることによって基準電圧Vref
3を選択する。これらは、白と黒の中間階調の表示に対
応している。
回路図である。この第2具体例に係るDAC回路部は、
選択スイッチ部42、ラッチ回路部43およびデコード
回路部44からなる4個の階調選択ユニット45-0〜4
5-3が、4個の基準電圧Vref0〜Vref3に対応
してそれぞれ配置された構成となっている。
おいて、選択スイッチ部44は、基準電圧線37-0〜3
7-3とコラム線25kとの間に1個ずつ接続されたスイ
ッチSW0〜SW3によって構成されている。これらス
イッチSW0〜SW3としては、例えばMOSトランジ
スタ等からなる電子スイッチが用いられる。
に接続されたPMOSスイッチQp21およびNMOS
スイッチQn21〜Qn23によって基準電圧Vref
0に対応する回路部分が、シリーズに接続されたPMO
SスイッチQp22、NMOSスイッチQn24,Qn
25およびPMOSスイッチQp23によって基準電圧
Vref1に対応する回路部分がそれぞれ構成されてい
る。
イッチQp24、NMOSスイッチQn26、PMOS
スイッチQp25およびNMOSスイッチQn27によ
って基準電圧Vref2に対応する回路部分が、シリー
ズに接続されたPMOSスイッチQp26、NMOSス
イッチQn28およびPMOSスイッチQp27,Qp
28によって基準電圧Vref3に対応する回路部分が
それぞれ構成されている。
(グランド)との間にそれぞれ接続されている。そし
て、左側の列の2つのP,NMOSスイッチが対とな
り、それらの各ゲートにはリセット信号が印加される。
また、真中の列のMOSスイッチの各ゲートにはデジタ
ルデータのビットb1が印加され、右側の列のMOSス
イッチの各ゲートにはデジタルデータのビットb0が印
加される。
回路図である。この第3具体例に係るDAC回路部で
は、基準電圧線37-0〜37-3とコラム線25kとの間
にそれぞれ配置された階調選択ユニット46-0〜46-3
の各選択スイッチとして、CMOSスイッチを用いた構
成となっている。
回路図である。この第4具体例に係るDAC回路部で
は、基準電圧線37-0〜37-3とコラム線25kとの間
にそれぞれ配置された階調選択ユニット47-0〜47-3
の各選択スイッチとして、NMOSスイッチのみを用い
た構成となっている。
回路図である。この第5具体例に係るDAC回路部で
は、基準電圧線37-0〜37-3とコラム線25kとの間
にそれぞれ配置された階調選択ユニット48-0〜48-3
の各選択スイッチとして、PMOSスイッチのみを用い
た構成となっている。
部は、各選択スイッチとしてPMOSスイッチおよびN
MOSスイッチを用いた第1具体例に係るDAC回路部
の変形例である。そして、各選択ユニットには、デジタ
ルデータb1,b0と共に、その反転データxb1,x
b0が与えられることになる。
型DA変換回路を持つ駆動回路一体型液晶表示装置にお
いて、本発明の第1実施形態では、DAC回路部34,
35を構成するMOSスイッチのトランジスタサイズ、
例えばトランジスタのチャネル幅Wに対して、選択され
る階調に応じて重み付けを行う構成を採っている。
(図4を参照)の場合を例に採って説明するものとす
る。当該DAC回路部においては、デジタルデータの各
ビット(b0,b1)の論理の組み合わせに従って基準
電圧Vref0〜Vref3のいずれか1つが、階調選
択ユニット41-0〜41-3によって選択され、コラム線
25kに出力される。
対応する階調選択ユニット41内のMOSスイッチQ
n,Qpのオン抵抗は、コラム線25kの負荷容量を決
められた時間(例えば、1水平期間)で充電するのに充
分なものでなければならない。したがって、MOSスイ
ッチQn,Qpのトランジスタサイズは、このオン抵抗
の条件を満たす必要がある。
回路部では、コラム線25kの最大容量に合わせてMO
SスイッチQn,Qpのトランジスタサイズを全て同一
サイズに決定していた。ところが、実際には、コラム線
25kの負荷容量は選択された階調によって大きく異な
っているのが現状である。
場合、白表示時の容量は黒表示時に比べて十分小さい。
したがって、白表示を行うための基準電圧Vref0を
選択するMOSスイッチQn11,Qn12のトランジ
スタサイズは、黒表示を行うための基準電圧Vref3
を選択するMOSスイッチQp13,Qp14のトラン
ジスタサイズよりも小さくても良いことになる。
では、DAC回路部34,35を構成するMOSスイッ
チのトランジスタサイズに対して、選択される階調に応
じて重み付けを行うようにしている。具体的には、ノー
マリーホワイト表示モードにおいて、各階調選択ユニッ
ト41-0〜41-3を構成するMOSスイッチの各トラン
ジスタのチャネル幅Wを、白表示用のものほど小さく設
定し、黒表示用のものほど大きく設定するようにする。
ッチQn11,Qn12のチャネル幅をW0、MOSス
イッチQn13,Qp11のチャネル幅をW1、MOS
スイッチQp12,Qn14のチャネル幅をW2、MO
SスイッチQp13,Qp14のチャネル幅をW3とし
た場合に、チャネル幅W3を黒表示時の負荷容量に合わ
せて設定し、他のチャネル幅W0,W1,W2を階調ご
とに、負荷容量を1H期間で充電できる最小サイズに設
定する。
モードの場合を例に採って説明したが、ノーマリーブラ
ック表示モードの場合には、トランジスタサイズ(例え
ば、各トランジスタのチャネル幅W)の大小と階調の関
係が逆になる。
タサイズに対して、選択される階調に応じて重み付けを
行うようにしたことにより、コラム線25kの最大容量
に合わせてトランジスタサイズを全て同一サイズに決定
していた従来例に比べて、効率良く小面積でDAC回路
部34,35を形成できるため、LCDパネル15の狭
額縁化が図れることになる。
Dパネル15上において有効画素領域11の上下の額縁
部分に配置されるものであり、しかも図9から明らかな
ように、各MOSスイッチのチャネル幅Wの方向が上下
方向であることから、これらDAC回路部34,35を
LCDパネル15の上下方向において小面積化できるこ
とにより、LCDパネル15において、有効画素領域1
1の特に上下の額縁部分のサイズ(幅)を狭くすること
ができる。
4,35として第1具体例に係る回路構成のものを用い
た場合を例に採って説明したが、第2〜第5具体例に係
る回路構成を用いた場合にも同様に、各階調選択ユニッ
トを構成するMOSスイッチのトランジスタサイズに対
して、選択する階調に応じて重み付けを行うようにすれ
ば良い。
圧選択型DA変換回路を持つ駆動回路一体型液晶表示装
置において、本発明の第2実施形態では、配線部33に
おける特に引き回し線38-0〜38-3の線幅に対して、
選択される階調に応じて重み付けを行う構成を採ってい
る。
AC回路部34,35において、デジタルデータの各ビ
ット(b0,b1)の論理の組み合わせに従って基準電
圧Vref0〜Vref3のいずれか1つが選択され、
コラム線25kに出力されるとき、表示する階調によっ
てコラム線25kの負荷容量が異なる。
DA変換回路においては、配線部33における基準電圧
線線37-0〜37-3および引き回し線38-0〜38-3の
線幅として、コラム線25kの最大容量に合わせて、全
ての線について同一の線幅で設計していた。
は、図3から明らかなように、DAC回路部34,35
に直接至る引き回し線38-0〜38-3の線幅に対して、
選択される階調に応じて重み付けを行うようにしてい
る。具体的には、例えば図4の回路例において、ノーマ
リーホワイト表示モードでの引き回し線38-0〜38-3
の線幅を、白表示用のものほど細く設定し、黒表示用の
ものほど太く設定するようにする。
Vref0を伝送する引き回し線38-0の線幅をD0、
基準電圧Vref1を伝送する引き回し線38-1の線幅
をD1、基準電圧Vref2を伝送する引き回し線38
-2の線幅をD2、基準電圧Vref3を伝送する引き回
し線38-3の線幅をD3とした場合に、引き回し線38
-3の線幅D3を黒表示時の容量に合わせて設定し、他の
引き回し線38-0,38-1,38-2の各線幅をD0,D
1,D2をD0<D1<D2<D3の関係を満足するよ
うに設定する。
モードの場合を例に採って説明したが、ノーマリーブラ
ック表示モードの場合には、引き回し線38-0〜38-3
の各線幅の大小と階調の関係が逆になる。すなわち、引
き回し線38-0〜38-3の線幅を、白表示用のものほど
太く設定し、黒表示用のものほど細く設定するようにす
る。
各線幅に対して、選択される階調に応じて重み付けを行
うようにしたことにより、各線幅としてコラム線25k
の最大容量に合わせて全て同一の線幅を設定していた従
来例に比べて、引き回し線38-0〜38-3のトータルで
の線幅を細くできるため、LCDパネル15の狭額縁化
が図れることになる。
8-0〜38-3は、図3から明らかなように、LCDパネ
ル15上において有効画素領域11の上下に位置するの
DAC回路部34,35まで引き回され、さらにこれら
DAC回路部34,35内で水平方向において互いに並
行に延びることから、引き回し線38-0〜38-3のトー
タルでの線幅を細くできることにより、LCDパネル1
5において、有効画素領域11の特に上下の額縁部分の
サイズ(幅)を狭くすることができる。
上に抵抗分割回路部32を搭載し、この抵抗分割回路部
32から出力される階調数分の基準電圧を引き回し線に
よってDAC回路部34,35まで伝送する構成の基準
電圧選択型DA変換回路に適用した場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、抵抗分割するこ
となく、外部の基準電圧発生回路部31から直接階調数
分の基準電圧を取り込み、これら基準電圧を引き回し線
によってDAC回路部34,35まで伝送する構成のも
のにも同様に適用可能である。
は、図3に示すように、LCDパネル15上に抵抗分割
回路部32を搭載した構成の基準電圧選択型DA変換回
路を持つ駆動回路一体型液晶表示装置において、外部か
ら抵抗分割回路部32内の分割抵抗を介さずに基準電圧
を出力する基準電圧線についての引き回し線と、外部か
ら抵抗分割回路部32内の分割抵抗を介して基準電圧を
出力する基準電圧線についての引き回し線との線幅を異
ならせた構成を採っている。
3つの基準電圧V0,V1,V2を取り込み、抵抗分割
回路部32´での抵抗分割によって5つの基準電圧Vr
ef0〜Vref4を導出する場合の構成を図11に示
す。なお、図11には、説明の簡略化のために、上側の
DCA回路部34のみを示している。
は、基準電圧V0と基準電圧V1との電位差を分圧して
基準電圧Vref1を得る分割抵抗R11,R12と、
基準電圧V1と基準電圧V2との電位差を分圧して基準
電圧Vref3を得る分割抵抗R13,R14とからな
る構成となっている。
まま基準電圧Vref0,Vref2,Vref4とな
り、引き回し線51-0,51-2,51-4によってDA
C回路部54へ伝送される。また、抵抗分割R11とR
12、R13とR14によって得られた基準電圧Vre
f1,Vref3は、引き回し線51-1,51-3によっ
てDAC回路部54へ伝送される。
33において、引き回し線51-0〜51-4の抵抗値はそ
の線幅によって決まる。そして、これら引き回し線51
-0〜51-4の線幅は、第2実施形態において説明したよ
うに、黒表示時のコラム線容量に合わせて設定される。
2,Vref4を伝送する引き回し線51-0,51-2,
51-4と、基準電圧Vref1,Vref3を伝送する
引き回し線51-1,51-3とを同じ線幅として比較した
場合に、引き回し線51-0,51-2,51-4の方は、分
割抵抗を介さない分だけ抵抗値が低いと言える。
を介する方の引き回し線51-1,51-3の線幅を、黒表
示時のコラム線容量に合わせて設定し、分割抵抗を介さ
ない方の引き回し線51-0,51-2,51-4について
は、分割抵抗を介さない分だけ抵抗値を高くできること
から、その線幅を引き回し線51-1,51-3の線幅より
も細く設定するようにする。これにより、引き回し線5
1-0,51-2,51-4の抵抗値を引き回し線51-1,5
1-3の抵抗値に近づけることができる。
´内の分割抵抗を介さずに基準電圧Vref0,Vre
f2,Vref4を出力する引き回し線51-0,51-
2,51-4と、外部から抵抗分割回路部32´内の分割
抵抗を介して基準電圧Vref1,Vref3を出力す
る引き回し線51-1,51-3との線幅を異ならせること
により、黒表示時のコラム線容量に合わせて同じ線幅に
設定していた従来例に比べて、引き回し線51-0〜51
-4のトータルでの線幅を細くできるため、LCDパネル
15の狭額縁化が図れることになる。
を介さずに基準電圧を伝送する引き回し線と、外部から
分割抵抗を介して基準電圧を伝送する引き回し線との線
幅を両者間で異ならせるとしたが、第2実施形態の構成
との組み合わせ、即ち両引き回し線の線幅を異ならせる
とともに、これら引き回し線の線幅に対して選択される
階調に応じて重み付けを行う構成を採ることも可能であ
る。この構成を採ることにより、引き回し線のトータル
での線幅をよりに細くできるため、LCDパネル15の
さらなる狭額縁化が図れることになる。
ことも可能である。すなわち、DAC回路部34,35
を構成するMOSスイッチのトランジスタサイズに対し
て選択される階調に応じて重み付けを行うとともに、外
部から分割抵抗を介さずに基準電圧を伝送する引き回し
線と、外部から分割抵抗を介して基準電圧を伝送する引
き回し線との線幅を両者間で異ならせたり、さらにはこ
れら引き回し線の線幅に対して選択される階調に応じて
重み付けを行う構成とすることも可能である。
イズに対して選択される階調に応じて重み付けを行うと
ともに、外部から分割抵抗を介さずに基準電圧を伝送す
る引き回し線と、外部から分割抵抗を介して基準電圧を
伝送する引き回し線との線幅を両者間で異ならせる構成
を採った場合の効果について、従来例との対比をもって
示す。ここでは、ノーマリーブラック表示モードにおい
て、16階調の表示を行う場合を例に採るものとする。
てトランジスタサイズを全て同一サイズに、基準電圧線
およびその引き回し線の線幅についても同様に同一幅に
決定していた。一例として、図12(A)に示すよう
に、基準電圧線の線幅を65μmに、トランジスタのチ
ャネル幅Wを110μmに設定したとすると、16階調
分のトータルの線幅が1040μm、トータルのチャネ
ル幅が1760μmとなり、DAC回路部が額縁を占め
る幅が2800μmとなる。
に示すように、外部から分割抵抗を介さずに基準電圧を
伝送する引き回し線の線幅を40μmに、外部から分割
抵抗を介して基準電圧を伝送する引き回し線と線幅を6
5μmにそれぞれ設定し、また基準電圧Vref0
(黒)、Vref1を扱うMOSスイッチのチャネル幅
Wを90μmに、基準電圧Vref2〜Vref13を
扱うMOSスイッチのチャネル幅Wを80μmに、基準
電圧Vref14,Vref15(白)を扱うMOSス
イッチのチャネル幅Wを110μmにそれぞれ設定する
ものとする。
幅が840μm、トータルのチャネル幅が1360μm
となり、DAC回路部が額縁を占める幅が2200μm
となる。このことから明らかなように、本発明の場合
(B)には、LCDパネル15の額縁幅を従来例の場合
(A)よりも600(=2800−2200)μmだけ
狭額縁化できることがわかる。
ては、従来、図13に示すように、外部の基準電圧発生
回路部31から出力される例えば9個の基準電圧V0〜
V9を、等しい抵抗値Rの分割抵抗で分割して多階調化
する構成のものが用いられていた。この構成の場合、外
部から直結している基準電圧線間には異なった電位がか
かるため、各分割抵抗に直流電流I1,I2,…が流れ
る。
示用の基準電圧線との間に5Vの電位差があるとする。
このとき、基準電圧線間に流れる直流電流の値が異なる
と、外部の基準電圧発生回路部31に流れ込む電流量が
多くなる。また、液晶ディスプレイのガンマ特性、即ち
液晶に印加する電圧Vと反射率Rとの関係を示すV−R
特性は、図14の特性図から明らかなように、白表示部
分や黒表示部分で階調を出すためには、液晶に加える電
圧Vの差を大きくしなければならず、特に多階調では階
調を表現するのが難しい。
は、図3に示すように、LCDパネル15上に抵抗分割
回路部32を搭載した構成の基準電圧選択型DA変換回
路を持つ駆動回路一体型液晶表示装置において、抵抗分
割回路部32の分割抵抗の各抵抗値に対して、選択され
る階調に応じて重み付けを行う構成を採っている。
や黒表示部分で階調を出すには、隣り合う階調の基準電
圧間の電位差を大きくしなければならないことから、図
15に示すように、外部の基準電圧発生回路部31から
基準電圧V0〜V8を取り込む取り込み線52-0〜52
-8のうちの黒表示用の取り込み線52-0と白表示用の取
り込み線52-8については、分割抵抗に接続せずに直接
基準電圧Vref0,Vref14として出力する基準
電圧線53-0,53-14とする。
込み線52-1〜52-7間には、分割抵抗を介在させると
ともに、これら分割抵抗の各抵抗値を階調に応じて異な
らせる。そして、基準電圧V1,V2,V3,V4,V
5,V6,V7については直接Vref1,Vref
3,Vref5,Vref7,Vref9,Vref1
1,Vref13として基準電圧線53-1,52-3,5
3-5,53-7,53-9,53-11,53-13によって導出
し、抵抗分割によって得られる基準電圧Vref2,V
ref4,Vref6,Vref8,Vref12につ
いては、基準電圧線52-2,53-4,53-6,53-8,
53-10によって導出する。
〜52-7間の2つずつの分割抵抗の各抵抗値をR1,R
2,R3,R4,R5.R6としたとき、各分割抵抗に
一定の電流が流れるように各抵抗値を最適化する。この
とき、図14に示す液晶のV−R特性から明らかなよう
に、基準電圧間、即ちV1−V2間、V2−V3間、…
…、V6−V7間の電位差は全て異なることから、分割
抵抗の各抵抗値はそれぞれ異なる値に設定されることに
なる。
3-0(取り込み線52-0)と白表示用の基準電圧線53
-14(取り込み線52-8)を分割抵抗に接続せずに独立
としたことにより、黒表示に対応する基準電圧線53-0
と隣の階調に対応する基準電圧線53-1との間の電位
差、および白表示用の基準電圧線53-14と隣の階調に
対応する基準電圧線53-13との間の電位差が大きくな
るので、階調の表現が容易になる。
位、即ち黒階調および白階調では隣の階調の基準電圧線
との間に直流電流が流れなく、しかもそれ以外では直流
電圧線間に一定の電流が流れるように分割抵抗の抵抗値
を最適化したことにより、分割抵抗に流れるトータルの
直流電流を最小限に抑えることができるため、外部の基
準電圧発生回路部31を含むLCDモジュールとして低
消費電力化を実現できる。
7を取り込む取り込み線52-1〜52-7間において、こ
れら分割抵抗の各抵抗値を液晶のガンマ特性(V−R特
性)に合わせて全て異ならせると構成したが、分割抵抗
の各抵抗値を全て同じ値に設定し、黒表示用の基準電圧
線53-0と白表示用の基準電圧線53-14を分割抵抗に
接続せずに独立とした構成を採るだけでも低消費電力化
が図れる。
表示用の基準電圧線53-14を分割抵抗に接続せずに独
立としたことで、隣の階調の基準電圧線との間には抵抗
素子は介在しないが、その間の抵抗値が無限であること
から、黒表示用の基準電圧線53-0および白表示用の基
準電圧線53-14とその隣の階調の基準電圧線との間の
抵抗値も、液晶のガンマ特性(V−R特性)に応じて設
定されるものと考えることができる。
32Aでは、黒表示用の基準電圧線53-0および白表示
用の基準電圧線53-14の双方を分割抵抗に接続せずに
独立にする構成としたが、図16に示すように、黒表示
用の基準電圧線53-0のみを分割抵抗に接続せずに独立
にする構成の抵抗分割回路部32Bや、図17に示すよ
うに、白表示用の基準電圧線53-14のみを分割抵抗に
接続せずに独立にする構成の抵抗分割回路部32Cとす
ることも可能である。
調表示部の直流電流を抑えることができるので、その分
だけ低消費電力化が図れる。図17の回路構成を採った
場合には、黒階調表示の場合と同様に、直流電流を抑え
ることができる分だけ低消費電力化が図れる。省電力表
示時に白階調表示のみ使用する場合など、他階調の信号
の出力をOFFした場合も不要な電流を流す必要がない
ため、低消費電力化に大きく寄与できる。
示装置に適用した場合について説明したが、これに限ら
れるものではなく、例えばEL素子を各画素の表示素子
として用いたEL表示装置を含む表示装置全般に適用可
能である。また、本発明に係る基準電圧選択型DA変換
回路は、表示装置のパネルに搭載することで、先述した
ように当該パネルの狭額縁化に寄与できることになる
が、本DA変換回路単独でも、配線パターンを含む回路
規模を縮小できるという利点がある。
基準電圧選択型のDA変換回路において、選択される階
調ごとにトランジスタスイッチのトランジスタサイズを
異ならせるか、または選択される階調ごとに基準電圧線
の線幅を異ならせるようにしたことにより、トランジス
タの構造を小さくしたり、階調数分の基準電圧線のトー
タルの線幅を狭くできるため、回路規模の縮小化が図れ
る。また、このDA変換回路を表示パネル上に画素部の
周辺回路として搭載した表示装置にあっては、表示パネ
ルの狭額縁化、さらには多階調化が容易に実現できる。
いて、選択される階調ごとに各分割抵抗の抵抗値を異な
らせるか、または外部から入力される複数の基準電圧の
うちの特定の階調の基準電圧については階調数分の基準
電圧の1つとして直接出力するようにしたことにより、
分割抵抗に流れる直流電流を少なくできるため、低消費
電力化が図れる。また、このDA変換回路を画素部の周
辺回路として搭載した表示装置にあっては、システム全
体の低消費電力化を実現できる。
ステム構成例を示すブロック図である。
す等価回路図である。
を示すブロック図である。
る。
る。
る。
る。
る。
成の概略を示すDAC回路部のパターン図である。
構成の概略を示すDAC回路部のパターン図である。
構成の概略を示す配線部のパターン図である。
の対比例を示す図である。
路図である。
図である。
抵抗分割回路部の構成を示す回路図である。
の構成を示す回路図である。
形例の構成を示す回路図である。
2の水平駆動系、14…垂直駆動系、15…LCDパネ
ル、20…画素、21…TFT(薄膜トランジスタ)、
22…液晶セル、25k,25n…コラム線、31…基
準電圧発生回路部、32,32´,32A,32B,3
2C…抵抗分割回路部、33…配線部、34,35…D
AC回路部、37-1〜37-15…基準電圧線、38-1〜
38-15…引き回し線、41-0〜41-3,45-0〜45-
3,46-0〜46-3,47-0〜47-3,48-0〜48-3
…階調選択ユニット
Claims (30)
- 【請求項1】 nビット(nは2以上の整数)のデジタ
ルデータに対応して2n個の基準電圧を発生する基準電
圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される2n個の基準電圧
の各々を伝送する2n本の基準電圧線と、 前記2n本の基準電圧線の各々と出力線との間にそれぞ
れ接続され、前記デジタルデータの各ビットの論理状態
に応じて動作するとともに、選択される階調ごとにトラ
ンジスタサイズが異なるトランジスタスイッチを有する
2n個の階調選択ユニットとを備えたことを特徴とする
デジタルアナログ変換回路。 - 【請求項2】 前記2n個の階調選択ユニットの各々
は、前記2n本の基準電圧線の各々と出力線との間に前
記トランジスタスイッチを前記デジタルデータのビット
数分だけシリーズに接続してなることを特徴とする請求
項1記載のデジタルアナログ変換回路。 - 【請求項3】 nビット(nは2以上の整数)のデジタ
ルデータに対応した2n個の基準電圧を発生する基準電
圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される2n個の基準電圧
の各々を伝送するとともに、選択される階調ごとに線幅
が異なる2n本の基準電圧線と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
2n本の基準電圧線によって伝送される前記2n個の基準
電圧の1つを選択して出力する階調選択回路部とを備え
たことを特徴とするデジタルアナログ変換回路。 - 【請求項4】 複数の基準電圧を発生する基準電圧発生
手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される前記複数の基準電
圧に基づいて抵抗分割によってnビット(nは2以上の
整数)のデジタルデータに対応した2n個の基準電圧を
発生するとともに、選択される階調ごとに各分割抵抗の
抵抗値が異なる抵抗分割手段と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
抵抗分割手段から供給される前記2n個の基準電圧の1
つを選択して出力する階調選択回路部とを備えたことを
特徴とするデジタルアナログ変換回路。 - 【請求項5】 複数の基準電圧を発生する基準電圧発生
手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される前記複数の基準電
圧に基づいて抵抗分割によってnビット(nは2以上の
整数)のデジタルデータに対応した2n個の基準電圧を
発生するとともに、前記基準電圧発生手段から供給され
る特定の階調の基準電圧については前記2n個の基準電
圧の1つとして直接出力する抵抗分割手段と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
抵抗分割手段から供給される前記2n個の基準電圧の1
つを選択して出力する階調選択回路部とを備えたことを
特徴とするデジタルアナログ変換回路。 - 【請求項6】 前記抵抗分割手段の各分割抵抗の抵抗値
が、選択される階調ごとに異なることを特徴とする請求
項5記載のデジタルアナログ変換回路。 - 【請求項7】 画素が多数行列状に配置されてなる画素
部と、nビット(nは2以上の整数)のデジタルデータ
をアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路を
有し、このアナログ信号によって前記画素部の各画素を
駆動する駆動回路とを具備する表示装置であって、 前記デジタルアナログ変換回路は、 2n個の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される2n個の基準電圧
の各々を伝送する2n本の基準電圧線と、 前記2n本の基準電圧線の各々と出力線との間にそれぞ
れ接続され、前記デジタルデータの各ビットの論理状態
に応じて動作するとともに、選択される階調ごとにトラ
ンジスタサイズが異なるトランジスタスイッチを有する
2n個の階調選択ユニットとを有することを特徴とする
表示装置。 - 【請求項8】 前記駆動回路は、前記画素部の各画素に
対して信号を1水平期間ごとに線順次に書き込むことを
特徴とする請求項7記載の表示装置。 - 【請求項9】 前記駆動回路は、前記画素部と同一基板
上に一体形成されていることを特徴とする請求項7記載
の表示装置。 - 【請求項10】 前記画素部の各画素の表示素子が液晶
セルからなることを特徴とする請求項7記載の表示装
置。 - 【請求項11】 前記駆動回路は、前記液晶セルの対向
電極に共通に印加されるコモン電圧を1水平期間ごとに
反転させるコモン反転駆動にて前記画素部の各画素を駆
動することを特徴とする請求項8記載の表示装置。 - 【請求項12】 前記画素部の各画素の表示素子がエレ
クトロルミネセンス素子からなることを特徴とする請求
項7記載の表示装置。 - 【請求項13】 画素が多数行列状に配置されてなる画
素部と、nビット(nは2以上の整数)のデジタルデー
タをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路
を有し、このアナログ信号によって前記画素部の各画素
を駆動する駆動回路とを具備する表示装置であって、 前記デジタルアナログ変換回路は、 2n個の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される2n個の基準電圧
の各々を伝送するとともに、選択される階調ごとに線幅
が異なる2n本の基準電圧線と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
2n本の基準電圧線によって伝送される前記2n個の基準
電圧の1つを選択して出力する階調選択回路部とを有す
ることを特徴とする表示装置。 - 【請求項14】 前記駆動回路は、前記画素部の各画素
に対して信号を1水平期間ごとに線順次に書き込むこと
を特徴とする請求項13記載の表示装置。 - 【請求項15】 前記駆動回路は、前記画素部と同一基
板上に一体形成されていることを特徴とする請求項13
記載の表示装置。 - 【請求項16】 前記画素部の各画素の表示素子が液晶
セルからなることを特徴とする請求項13記載の表示装
置。 - 【請求項17】 前記駆動回路は、前記液晶セルの対向
電極に共通に印加されるコモン電圧を1水平期間ごとに
反転させるコモン反転駆動にて前記画素部の各画素を駆
動することを特徴とする請求項16記載の表示装置。 - 【請求項18】 前記画素部の各画素の表示素子がエレ
クトロルミネセンス素子からなることを特徴とする請求
項13記載の表示装置。 - 【請求項19】 画素が多数行列状に配置されてなる画
素部と、nビット(nは2以上の整数)のデジタルデー
タをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路
を有し、このアナログ信号によって前記画素部の各画素
を駆動する駆動回路とを具備する表示装置であって、 前記デジタルアナログ変換回路は、 複数の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される前記複数の基準電
圧に基づいて抵抗分割によって2n個の基準電圧を発生
するとともに、選択される階調ごとに各分割抵抗の抵抗
値が異なる抵抗分割手段と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
抵抗分割手段から出力される前記2n個の基準電圧の1
つを選択して出力する階調選択回路部とを有することを
特徴とする表示装置。 - 【請求項20】 前記駆動回路は、前記画素部の各画素
に対して信号を1水平期間ごとに線順次に書き込むこと
を特徴とする請求項19記載の表示装置。 - 【請求項21】 前記駆動回路は、前記画素部と同一基
板上に一体形成されていることを特徴とする請求項19
記載の表示装置。 - 【請求項22】 前記画素部の各画素の表示素子が液晶
セルからなることを特徴とする請求項19記載の表示装
置。 - 【請求項23】 前記駆動回路は、前記液晶セルの対向
電極に共通に印加されるコモン電圧を1水平期間ごとに
反転させるコモン反転駆動にて前記画素部の各画素を駆
動することを特徴とする請求項22記載の表示装置。 - 【請求項24】 前記画素部の各画素の表示素子がエレ
クトロルミネセンス素子からなることを特徴とする請求
項19記載の表示装置。 - 【請求項25】 画素が多数行列状に配置されてなる画
素部と、nビット(nは2以上の整数)のデジタルデー
タをアナログ信号に変換するデジタルアナログ変換回路
を有し、このアナログ信号によって前記画素部の各画素
を駆動する駆動回路とを具備する表示装置であって、 前記デジタルアナログ変換回路は、 複数の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、 前記基準電圧発生手段から出力される前記複数の基準電
圧に基づいて抵抗分割によってnビット(nは2以上の
整数)のデジタルデータに対応した2n個の基準電圧を
発生するとともに、前記基準電圧発生手段から供給され
る特定の階調の基準電圧については前記2n個の基準電
圧の1つとして直接出力する抵抗分割手段と、 前記デジタルデータの各ビットの論理状態に応じて前記
抵抗分割手段から出力される前記2n個の基準電圧の1
つを選択して出力する階調選択回路部とを有することを
特徴とする表示装置。 - 【請求項26】 前記駆動回路は、前記画素部の各画素
に対して信号を1水平期間ごとに線順次に書き込むこと
を特徴とする請求項25記載の表示装置。 - 【請求項27】 前記駆動回路は、前記画素部と同一基
板上に一体形成されていることを特徴とする請求項25
記載の表示装置。 - 【請求項28】 前記画素部の各画素の表示素子が液晶
セルからなることを特徴とする請求項25記載の表示装
置。 - 【請求項29】 前記駆動回路は、前記液晶セルの対向
電極に共通に印加されるコモン電圧を1水平期間ごとに
反転させるコモン反転駆動にて前記画素部の各画素を駆
動することを特徴とする請求項28記載の表示装置。 - 【請求項30】 前記画素部の各画素の表示素子がエレ
クトロルミネセンス素子からなることを特徴とする請求
項25記載の表示装置。
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