JP2002351406A - 液晶ディスプレイのソース駆動増幅器 - Google Patents

液晶ディスプレイのソース駆動増幅器

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶ディスプレイのソース駆動増幅器の提
供。 【解決手段】 極性切換え信号によりnMOS差動増幅
回路或いはバイアス回路に切り換えられる第1入力回路
と、該極性切換え信号によりバイアス回路或いはpMO
S差動増幅回路に切り換えられる第2入力回路とを具
え、そのうち、nMOS差動増幅回路に切り換えられた
第1出力回路の出力が出力トランジスタ対のpMOSト
ランジスタを駆動して、ソースの増幅出力レベルとな
し、並びに出力トランジスタ対のnMOS差動増幅回路
の提供する電流をバイアス電圧とし、pMOS差動増幅
回路の第2出力回路の出力により該出力トランジスタ対
のnMOSトランジスタを駆動し、ドレインの増幅出力
レベルとなし、並びに出力トランジスタ対のpMOSト
ランジスタの提供する電流をバイアス電圧となす。これ
により、有効に直流オフセット問題を解決し、並びに点
反転及び線反転のシステムに使用可能で、且つ電位リセ
ットの必要がないものとしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は一種の液晶ディスプ
レイ駆動回路の技術領域に係り、特に、例えばTFT
LCDに使用可能な駆動回路のソース駆動増幅器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】TFT LCD は一種のアクアティブ
マトリクス形態のディスプレイであり、マトリクスを構
成する各一つの単位画素(ドット或いはピクセル)がい
ずれも一つの駆動電極と一つのその他の画素と共用の共
同電極(Common)を有する。LCDは交流(A
C)信号により駆動され、即ち第1個のフレームを表示
する時、駆動電極に加えられる電圧は共同電極に対して
正の電圧でなければならず、次の一つのフレームの時、
駆動電極に加えられる電圧は共同電極に対して負の電圧
でなければならない。
【0003】マトリクスと共同電極規格の違いと映像品
質を考慮して、最も常用される駆動方式には2種類があ
り、その一つは点反転(Dot inversion)
駆動とされ、もう一種類は線反転(Row inver
sion)駆動とされる。そのうち、点反転駆動のシス
テム中、第1個のフレームの奇数線の偶数点を共同電極
に対する正の電圧で駆動すると、奇数線の偶数点は共同
電極に対する負の電圧で駆動し、第1個のフレームの偶
数線の奇数点を共同電極に対する負の電圧で駆動する
と、偶数点は共同電極に対する正の電圧で駆動する。そ
の後、第2個のフレームの奇数線の奇数点を共同電極に
対する負の電圧で駆動し、該線の偶数点を共同電極に対
する正の電圧で駆動すると同時に、第2個のフレームの
偶数線の奇数点を共同電極に対する正の電圧で駆動し、
偶数点を共同電極に対する負の電圧で駆動する。
【0004】線反転のシステム中、第1個のフレームの
奇数線の全ての点をもし共同電極に対する正の電圧で駆
動すれば、偶数線の全ての点は共同電極に対する負の電
圧で駆動し、その後、第2個のフレームの奇数線の全て
の点を共同電極に対する負の電圧で駆動し、偶数線の全
ての点を共同電極に対する正の電圧で駆動する。
【0005】図5はK行×L列(K columns
by L rows)のアクティブTFT LCDの駆
動構造を示す。図示されるように、水平方向にもしK個
の画素901が必要であれば、即ちK個のチャネルのソ
ース駆動ユニット902(Source Drive
Unit;SDU)で駆動せねばならない。垂直方向は
即ちゲートドライバ903により順に各走査線904
(Line)の各画素901の電圧駆動モードとされ並
びに画素901の駆動電極上に保持する。
【0006】図6はさらに一つの、アクティブTFT
LCD用のソース駆動ユニット902を示し、それは極
性切換え信号PN(Polarity Switch)
の制御するマルチプレクサ911(MUX)を具え、正
の極性のディジタル・アナログ変換器912(posi
tive DAC;P−DAC)或いは負の極性のディ
ジタル・アナログ変換器913(negative D
AC;N−DAC)の出力を演算増幅器914で構成し
た電圧フォロワに提供し、駆動能力を増幅して駆動出力
DRVOを発生し、さらに出力許可(Output E
nable;OE)信号の制御する相補式伝送ゲート9
15(CMOS transmission gat
e)が駆動電圧VLCDをTFT LCDのパネルの駆
動行のライン上に出力する。その作業波形は図7に示さ
れるとおりであり、そのうち、P−DAC912及びN
−DAC913が入力ディジタルデータ制御を受けて対
応輝度が必要とする駆動電圧を発生し、P−DAC91
2及びN−DAC913の出力がほぼ相似とされるがた
だし共同電極電圧に対称で、これによりAC駆動の要求
に符合する。
【0007】節電のために、該P−DAC912及びN
−DAC913の出力電圧範囲は通常、VSS+0.1
VからVDD−0.1Vとされる。これにより、ソース
駆動ユニット902内で用いる演算増幅器914はフル
レールツーレール(Fullrail−to−rai
l)の能力を有していなければならない。且つ、出力が
共同電極の電圧より高い時には、極めて大きな電流ソー
スアウト能力(Current source ou
t)能力を有する必要があり、これによりTFTLCD
の負荷電容(パネル上の配線雑散電容)を快速充電して
高電位となす。このほか、出力が共同電極の電圧より低
い時は、極めて大きな電流シンク(current s
ink)能力を必要とし、これによりTFT LCDの
負荷電容上のもとの高電位を速やかに放電して駆動する
低電位となす。
【0008】この要求に符合させるため、伝統的なソー
ス駆動ユニットが用いる演算増幅器は図8に示されるよ
うに、一種のフルレールツーレールのAB類演算増幅器
とされる(米国パテントUS6,100,762参
照)。それは一つのnMOS対(N1,N2)で組成さ
れた差動増幅器と一つのpMOS対(P1,P2)で組
成された差動増幅器を並列に連接されて入力する。両者
の出力電流は電流鏡(N59,N10,N12,N1
3,N14とP10,P11,P12で組成されたAB
類増幅器を演算増幅器として駆動して出力され、極めて
大きな電流ソースとシンク能力を獲得する。
【0009】前述の周知の演算増幅器の欠点は、その直
流オフセット(DC offset)が極めて大きいこ
とである。その原因は、CMOS工程内で各MOSのス
レショルド電圧VTHの差異が常に±数mVから±数十m
Vに達することにあり、このような差異が直流オフセッ
ト発生の主要な成因となるのである。このようなフルレ
ールツーレールのAB類演算増幅器のスレショルド電圧
THの差異により引き起こされる直流オフセットは特に
厳重であり、その分析は以下のようになる。
【数1】 そのうち、gmpi,gmNJ はpMOSトランジスタ
(Pi,i=1,2,3...)及びnMOSトランジ
スタ(Nj,j=1,2,3...)の変換電導(Tr
ansferconductance)を代表し、
【数2】 は導通電流の違いにより相互に同じでなく、
【数3】 はnMOS差動対(Differential pai
r)N1及びN2のスレショルド電圧差異を代表し、そ
の他の差動対或いは電流鏡対(Currentmirr
or pair)もまた同じ符合で代表される。
【0010】実務上、点電圧段
【数4】 の時、このようなAB類演算増幅器の直流オフセットは
常に±15mVに達し、時には±20mVに至り、低点
電圧
【数5】 の時、甚だしくは±40mVになる。
【0011】一つのアクティブTFT LCDは数千チ
ャネルのソース駆動ユニットを使用し、もし各チャネル
間にこのような大きな直流オフセットの差異が存在する
と、各画素を駆動する電圧に異なる固定誤差があり、こ
のため各点間に輝度の不均一が形成され、これにより表
示の画面の均一度が不良となる問題が形成された。
【0012】このほか、このようなAB類演算増幅器の
ゲインは極めて大きく、さらに図8に示される節点Bの
雑散電容が加わり、出力抵抗中に含まれるインダクタン
ス成分を引き起こし、このインダクタンス成分が液晶デ
ィスプレイの電容と共振し、ピークゲインを発生し、増
幅器のゲインマージン不足により容易に振動する。振動
を防止するためには補償電容CCを増大しなければなら
ないが、補償電容CCを増大すると、増幅器の周波数幅
が極めて低くなり、電圧変動率(Voltage sk
ew rate)不足を形成し、液晶ディスプレイ負荷
を高速駆動不能となる。このためnMOS及びpMOS
トランジスタN4及びP4を加えることにより、ターボ
バイアス(Turbo bias)となし、以てコモン
モードポジティブフィードバック(Common mo
de positive feedback)を提供し
て電圧変動率を加速する。しかし、図9に示されるよう
に、コモンモードポジティブフィードバックを加える
と、波形の前縁に極めて大きなオーバーシュート量(O
vershoot)が引き起こされ、オーバーシュート
量が消失するのを待ってからでなければ、この電圧を抽
出し並びにLCDの駆動電極に保持することができな
い。このため依然として駆動速度を制限した。
【0013】特開平09−018253号に示される演
算増幅回路中、そのソース駆動ユニットは半分の個数の
nMOS差動入力のA類増幅器を使用し、ソース増幅器
として大きな電流ソースアウト能力を提供し、及び半分
の個数のpMOS差動入力のA類増幅器を使用し、シン
ク増幅器として大きな電流シンク能力を提供し、そのう
ちソース増幅器の入力は永遠にP−DACに連接し、シ
ンク増幅器の入力は永遠にN−DACに連接する。
【0014】前述の回路構造は低直流オフセットの特性
を提供するが、そのソース増幅器は永遠にただ電流ソー
スアウト能力が強いだけで、プルロー(Pull lo
w)能力はただμAレベルしか有さない。このため、も
しある1条の走査線の出力駆動電圧が前の1条の線の出
力駆動電圧より非常に低いと、非常に長い時間をかけて
必要な電圧まで引き下げなければならない(即ち共同電
極の電圧より大きい)。同様にシンク増幅器もプルハイ
(Pull high)非常に緩慢である問題を有し、
このためシステムが電位リセット作業を必要とし(Po
tentialreset)、即ち各2条線間ごとにC
MOS伝送ゲートで速やかに液晶ディスプレイの負荷電
容を充電或いは放電させて共同電極の電圧とする必要が
ある。このため回路と制御信号の複雑度が増し、更に厳
重なことは、電位リセットにも数μs時間が必要で、こ
のため駆動速度が制限されうることであった。
【0015】このほか、前述の回路構造のドライバ中の
半分の個数は、大きな電流ソース出力を有し、もう半分
の個数の電流ソースアウト能力はただμAレベルにすぎ
ない。ゆえに、線反転駆動を行えず、なぜなら、線反転
駆動時には、全ての該線の画素は同時に共同電極に対す
る正の電圧で駆動するか或いは同時に共同電極に対する
負の電圧で駆動しなければならず、ゆえにその機能と用
途が制限されるためである。このため前述の周知の回路
は改善の必要があった。
【0016】以上から、以上の問題を解決できる液晶デ
ィスプレイのソース駆動増幅器の提供が求められてい
た。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一種
の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器を提供すること
にあり、それは、有効に直流オフセット問題を解決し、
並びに点反転及び線反転のシステムに用いられて、電位
リセットの必要がないものとする。
【0018】本発明の液晶ディスプレイのソース駆動増
幅器は、極性切換え信号によりnMOS差動増幅回路或
いはバイアス回路に切り換えられる第1入力回路と、該
極性切換え信号によりバイアス回路或いはpMOS差動
増幅回路に切り換えられる第2入力回路とを具えてい
る。そのうち、極性切換え信号が第1状態の時、該第
1、第2入力回路はそれぞれnMOS差動増幅回路とバ
イアス回路に切り換えられ、該極性切換え信号が第2状
態の時、該第1、第2入力回路はそれぞれバイアス回路
とpMOS差動増幅回路に切り換えられる。及び、出力
トランジスタ対を具え、それはnMOSトランジスタと
pMOSトランジスタを具え、nMOS差動増幅回路に
切り換えられた第1出力回路の出力が該出力トランジス
タ対のpMOSトランジスタを駆動して、ソースアウト
の増幅出力レベルとされ、並びに該nMOSトランジス
タの提供する電流を以てバイアス電圧とされ、pMOS
差動増幅回路の第2出力回路の出力が該出力トランジス
タ対のnMOSトランジスタを駆動し、シンクの増幅出
力レベルとされ、並びにpMOSトランジスタの提供す
る電流でバイアス電圧とされる。
【0019】本発明の設計は新規で、産業上の利用を提
供し、且つ確実に増進された機能を有する。
【0020】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、極性
切換え信号により切り換えられてnMOS差動増幅回路
或いはバイアス回路とされる第1入力回路と、第2入力
回路とされ、該極性切換え信号により切り換えられてバ
イアス回路或いはpMOS差動増幅回路とされ、極性切
換え信号が第1状態の時、該第1入力回路と第2入力回
路がそれぞれ切り換えられてnMOS差動増幅回路とバ
イアス回路とされ、該極性切換え信号が第2状態の時、
該第1入力回路と第2入力回路がそれぞれ切り換えられ
てバイアス回路とpMOS差動増幅回路とされる、上記
第2入力回路と、出力トランジスタ対とされ、nMOS
トランジスタとpMOSトランジスタを具え、切り換え
られてnMOS差動増幅回路とされた第1出力回路の出
力が該出力トランジスタ対のpMOSトランジスタを駆
動し、ソースアウトの増幅出力レベルとされ、並びに該
nMOSトランジスタの提供する電流を以てバイアス電
圧とされ、pMOS差動増幅回路の第2出力回路の出力
が該出力トランジスタ対のnMOSトランジスタを駆動
し、シンクの増幅出力レベルとされ、並びにpMOSト
ランジスタの提供する電流でバイアス電圧とされる、上
記出力トランジスタ対と、を具えたことを特徴とする、
液晶ディスプレイのソース駆動増幅器としている。請求
項2の発明は、前記第1入力回路が第1から第3nMO
Sトランジスタと第4から第7pMOSトランジスタで
組成され、第1及び第2nMOSトランジスタのソース
が第3nMOSトランジスタ及び第7pMOSトランジ
スタのドレインに連接され、第1nMOSトランジス
タ、第6及び第4pMOSトランジスタのドレインが一
つに連接され、さらに第5pMOSトランジスタのゲー
トとドレインが相互に連接され、さらに第4pMOSト
ランジスタのゲート、第6及び第7pMOSトランジス
タのソース及び第2nMOSトランジスタのドレインと
相互に連接され、第1及び第2nMOSトランジスタの
ゲートがそれぞれ第1及び第2差動電圧入力端に連接さ
れ、第3nMOSトランジスタのゲートが第1バイアス
端に連接され、そのソースがシステム低電位に連接さ
れ、第4pMOS及び第5pMOSトランジスタのソー
スが電圧源に連接され、第6及び第7pMOSトランジ
スタのゲートが該極性切換え信号端に連接されたことを
特徴とする、請求項1に記載の液晶ディスプレイのソー
ス駆動増幅器としている。請求項3の発明は、前記第2
入力回路が第1から第3pMOSトランジスタと第4か
ら第7nMOSトランジスタで組成され、第1及び第2
pMOSトランジスタのソースが第3pMOSトランジ
スタ及び第7nMOSトランジスタのドレインに連接さ
れ、第1pMOSトランジスタ、第6及び第4nMOS
トランジスタのドレインが一つに連接され、第5nMO
Sトランジスタのゲートとドレインが相互に連接され、
さらに第4nMOSトランジスタのゲート、第6及び第
7nMOSトランジスタのソース及び第2pMOSトラ
ンジスタのドレインと相互に連接され、第1及び第2p
MOSトランジスタのゲートがそれぞれ第1及び第2差
動電圧入力端に連接され、第3pMOSトランジスタの
ゲートが第2バイアス端に連接され、そのソースが電圧
源に連接され、第4及び第5nMOSトランジスタのソ
ースがシステム低電位に連接され、第6及び第7nMO
Sトランジスタのゲートが該極性切換え信号端に連接さ
れたことを特徴とする、請求項2に記載の液晶ディスプ
レイのソース駆動増幅器としている。請求項4の発明
は、前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅器におい
て、補償電容と、切換え回路とされ、該極性切換え信号
が第1状態の時に、第1入力回路の出力を切り換えて該
補償電容に連接し、該極性切換え信号が第2状態の時、
第2入力回路の出力を切り換えて該補償電容に連接す
る、上記切換え回路と、を具えたことを特徴とする、請
求項3に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器と
している。請求項5の発明は、前記液晶ディスプレイの
ソース駆動増幅器において、インバータとされ、極性切
換え信号を反転して反転極性切換え信号を発生し、並び
に切換え回路に入力して極性切換え信号の状態の判断に
供することを特徴とする、請求項4に記載の液晶ディス
プレイのソース駆動増幅器としている。請求項6の発明
は、前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅器におい
て、インバータが一つのpMOSトランジスタと一つの
nMOSトランジスタで組成されて、極性切換え信号を
反転して反転信号を発生することを特徴とする、請求項
4に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器として
いる。請求項7の発明は、前記液晶ディスプレイのソー
ス駆動増幅器において、出力トランジスタ対が一つのp
MOSトランジスタが一つのnMOSトランジスタに連
接されて形成され、これら二つのトランジスタのドレイ
ンが補償電容の一端に連接されたことを特徴とする、請
求項4に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器と
している。請求項8の発明は、前記液晶ディスプレイの
ソース駆動増幅器において、切換え回路が一つのpMO
Sトランジスタと一つのnMOSトランジスタで組成さ
れ、これら二つのトランジスタのゲートが相互に連接さ
れ且つインバータの出力端に連接され、これら二つのト
ランジスタのドレインが相互に連接され並びに補償電容
のもう一端に連接され、該切換え回路のpMOSトラン
ジスタのソースと第1入力回路の第1nMOSトランジ
スタのドレイン及び該出力トランジスタ対のpMOSト
ランジスタのゲートが相互に連接され、該切換え回路の
nMOSトランジスタのソースと第2入力回路の第1p
MOSトランジスタのドレイン及び該出力トランジスタ
対のnMOSトランジスタのゲートが相互に連接された
ことを特徴とする、請求項7に記載の液晶ディスプレイ
のソース駆動増幅器としている。請求項9の発明は、前
記液晶ディスプレイのソース駆動増幅器において、極性
切換え信号の第1状態が電圧源電位とされたことを特徴
とする、請求項8に記載の液晶ディスプレイのソース駆
動増幅器としている。請求項10の発明は、前記液晶デ
ィスプレイのソース駆動増幅器において、極性切換え信
号の第2状態がシステム低電位とされたことを特徴とす
る、請求項8に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増
幅器としている。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の液晶ディスプレイのソー
ス駆動増幅器の一つの実施例について、図1を参照され
たい。それは、第1入力回路11、第2入力回路12、
インバータ13、切換え回路14、補償電容CC、及び
出力トランジスタ対15で組成されている。そのうち第
1及び第2入力回路11及び12はほぼ対称状を呈し、
並びに駆動システムにより既存の極性切換え信号端PN
により増幅器の構造を切り換える。
【0022】前述の第1入力回路11はnMOSトラン
ジスタN1、N2、N3及びpMOSトランジスタP
4、P5、P6、P7で組成されている。そのうち、ト
ランジスタN1及びN2のソースはトランジスタN3及
びP7のドレインに連接され、トランジスタN1、P6
及びP4のドレインは一つに連接され、トランジスタP
5のゲートとドレインが相互に連接され、さらにトラン
ジスタP4のゲート、トランジスタP6、P7のソース
及びトランジスタN2のドレインと連接され、トランジ
スタN1とN2のゲートがそれぞれ二つの差動電圧入力
端IP及びINに連接され、トランジスタN3のゲート
がバイアス端VB2に連接され、そのソースがシステム
低電位VSSに連接され、トランジスタP4とP5のソ
ースが電圧源VDDに連接され、トランジスタP6とP
7のゲートが該極性切換え信号端PNに連接されてい
る。
【0023】前述の第2入力回路12はpMOSトラン
ジスタP1、P2、P3及びnMOSトランジスタN
4、N5、N6、N7で組成されている。そのうち、ト
ランジスタP1とP2のソースはトランジスタP3とN
7のドレインに連接され、トランジスタP1、N6及び
N4のドレインは一つに連接され、トランジスタN5の
ゲートとドレインが相互に連接され、さらにトランジス
タN4のゲート、トランジスタN6、N7のソース及び
トランジスタP2のドレインと連接され、トランジスタ
P1とP2のゲートがそれぞれ二つの差動電圧入力端I
P及びINに連接され、トランジスタP3のゲートがバ
イアス端VB1に連接され、そのソースが電圧源VDD
に連接され、トランジスタN4とN5のソースがシステ
ム低電位VSSに連接され、トランジスタN6とN7の
ゲートが該極性切換え信号端PNに連接されている。
【0024】該インバータ13はpMOSトランジスタ
P21とnMOSトランジスタN21で組成され、イ
ンバータ13の入力端が該極性切換え信号端PNに連接
されて、出力端にあって反転信号〜PNを発生する。
【0025】該出力トランジスタ対15はpMOSトラ
ンジスタ P12にnMOSトランジスタ N12が連
接されて構成され、そのうち、二つのトランジスタP1
2とN12のドレインは該補償電容CCの一端に連接さ
れている。
【0026】該切換え回路14はpMOSトランジスタ
P8とnMOSトランジスタ N8で構成される。そ
のうち、二つのトランジスタP8とN8のゲートが相互
に連接され且つインバータ13の出力端に連接され、二
つのトランジスタP8及びN8のドレインが相互に連接
され並びに該補償電容CCのもう一端に連接されて、増
幅器の出力端OUTとされ、トランジスタP8のソース
と第1入力回路11のトランジスタN1、P6及びP4
のドレインの連接部分が相互に連接され、並びに出力ト
ランジスタ対15のトランジスタP12のゲートに連接
され、トランジスタN8のソースと該第2入力回路12
のトランジスタP1、N6及びN4のドレイン連接部分
が相互に連接され、並びに出力トランジスタ対15のト
ランジスタN12のゲートに連接されている。
【0027】前述の本発明のソース駆動増幅器の回路構
造を以て、PN=VDDで共同電極より高い電圧信号を
出力する時、第2入力回路12のトランジスタN7とN
6が導通(ON)し、これにより、トランジスタP2が
作用せず、トランジスタN4とN5が並列連接状態を呈
し、第1入力回路11のトランジスタP6とP7がオフ
となり作用を発生せず、インバータ13の出力〜PNが
VSSとなり、ゆえに切換え回路14のトランジスタP
8がオンとなりN8がオフとなる。
【0028】これによりPN=VDDの時、本発明のソ
ース駆動増幅器の等価回路は図2中に示されるようであ
り、第2入力回路12はバイアス回路に切り換えられ、
そのうち並列連接されたトランジスタN4、N5は出力
トランジスタ対15のトランジスタN12と電流鏡回路
を形成する。第1入力回路11はnMOS差動増幅回路
に切り換えられ、そのうちトランジスタN1とN2のゲ
ートは差動入力端とされ、トランジスタP4とP5が形
成する電流鏡対がトランジスタN1とN2のアクティブ
負荷(Active load)とされる。
【0029】差動増幅回路の第1入力回路11の出力は
出力トランジスタ対15のトランジスタP12を駆動
し、ソースアウト(Source out)の増幅出力
レベルとされ、並びにトランジスタN12の提供する電
流を以てバイアス電圧とされ、ゆえにソースアウト能力
が極めて大きいA類増幅器が形成されてソース増幅器と
される。且つこの時、切換え回路14は第1入力回路1
1の出力を切り換えて補償電容CCに連接させ、トラン
ジスタP12の位相を補償し並びに増幅器の安定性を向
上する。
【0030】PN=VSSで共同電極より低い電圧信号
を出力する時、第1入力回路11のトランジスタP7と
P6はオンとなり、これにより、トランジスタN2は不
作用とされ、トランジスタP4とP5は並列連接状態を
呈し、第2入力回路12のトランジスタN6とN7がオ
フとなり作用を発生せず、またインバータ13の出力〜
PNはVDDとされ、ゆえに切換え回路14のトランジ
スタN8がオンとされてP8がオフとされる。
【0031】これによりPN=VSSの時、本発明のソ
ース駆動増幅器の等価回路は図3中に示されるようであ
り、第1入力回路11はバイアス回路に切り換えられ、
そのうち並列連接されたトランジスタP4、P5は出力
トランジスタ対15のトランジスタP12と電流鏡回路
を形成する。第2入力回路12はpMOS差動増幅回路
に切り換えられ、そのうちトランジスタP1とP2のゲ
ートは差動入力端とされ、トランジスタN4とN5が形
成する電流鏡対がトランジスタP1とP2のアクティブ
負荷(Active load)とされる。
【0032】差動増幅回路の第2入力回路12の出力は
出力トランジスタ対15のトランジスタN12を駆動
し、シンクイン(Sink in)の増幅出力レベルと
され、並びにトランジスタP12の提供する電流を以て
バイアス電圧とされ、ゆえにシンクイン能力が極めて大
きいA類増幅器が形成されてシンク増幅器とされる。且
つこの時、切換え回路14は第2入力回路12の出力を
切り換えて補償電容CCに連接させ、トランジスタN1
2の位相を補償し並びに増幅器の安定性を向上する。
【0033】以上の回路構造により、本発明のソース駆
動増幅器はTFT LCD駆動が必要とする特性と規格
を達成し、その直流オフセット特性は以下のとおりであ
る。
【数6】 以上の方程式から分かるように、本発明の増幅器の直流
オフセット特性は低電圧から高電圧のいずれにおいても
周知の演算増幅器よりも良好で、且つ直流オフセット特
性に影響を与える変数項目が少なく良好な設計とされ、
また生産時に歩留りに影響を与える因子も比較的少な
く、ゆえに比較的高い歩留りを有する。
【0034】このほか、本発明の増幅器のゲインは比較
的低く(AB類に較べて1級増幅少ない)、且つ出力抵
抗中インダクタンス成分を含まず、ゆえに比較的小さい
補償電容CCだけを必要とする。
【0035】図4に示されるのは本発明の出力駆動波形
であり、周知の増幅器と較べると、本発明の波形は速
く、オーバーシュート量が極めて小さく、且つただ4μ
s波形を必要とするだけで安定状態を達成し(周知の増
幅器は7μsを必要とした)、このため駆動速度は非常
に快速で、フリッカー現象を減らすことができる。
【0036】このほか、本発明のソース駆動増幅器の各
一つのチャネルの増幅器はいずれも同時に切り換えられ
て極めて大きな電流ソースアウト能力を有するソース増
幅器、或いは、極めて大きなシンクイン能力を有するシ
ンク増幅器とされ、ゆえに点反転駆動或いは線反転駆動
システムに使用できる。また本発明のソース駆動増幅器
はどの一回の出力でもその前の一階の出力と反対の極性
とされ、且つプルハイ能力とプルロー能力も同時に切り
換えられ、これにより電位リセットを行う必要がない。
【0037】
【発明の効果】総合すると、本発明は目的、手段、機能
のいずれにおいても、周知の技術とは異なった特徴を有
し、液晶ディスプレイの駆動回路製造上の一大突破とさ
れる。なお、以上の説明は本発明の実施例に係るもので
あって本発明の請求範囲を限定するものではなく、本発
明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも
本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器
の回路図である。
【図2】本発明の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器
のPN=VDD時の等価回路図である。
【図3】本発明の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器
のPN=VSS時の等価回路図である。
【図4】本発明の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器
の作業波形図である。
【図5】周知のK行×L列のアクティブTFT LCD
の駆動構造表示図である。
【図6】周知のアクティブTFT LCDのソース駆動
ユニットの回路図である。
【図7】周知のTFT LCDの駆動波形図である。
【図8】伝統的な液晶ディスプレイのソース駆動ユニッ
トに用いられる演算増幅器の回路図である。
【図9】周知のTFT LCDの作業波形図である。
【符号の説明】
11 第1入力回路 12 第2入力回路 13 インバータ 14 切換え回路 15 出力トランジスタ対 901 画素 902 ソース駆動ユニット 903 ゲートドライバ 904 走査線 911 マルチプレクサ 912 正の極性のディジタル・アナログ変換器 913 負の極性のディジタル・アナログ変換器 914 演算増幅器 915 伝送ゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H093 NC11 NC33 5C006 AC07 AC26 BC11 BF25 BF32 BF34 FA41 5C080 AA10 BB05 DD06 DD08 DD22 DD28 FF11 JJ02 JJ03 JJ04 5J039 CC04 CC06 KK18 KK19 MM16 5J066 AA01 AA12 CA00 CA13 FA10 FA18 HA10 HA17 HA29 HA39 KA01 KA02 KA03 KA04 KA09 KA12 KA33 KA34 MA22 ND01 ND14 ND22 ND23 PD01 SA08 TA01 TA06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極性切換え信号により切り換えられてn
    MOS差動増幅回路或いはバイアス回路とされる第1入
    力回路と、 第2入力回路とされ、該極性切換え信号により切り換え
    られてバイアス回路或いはpMOS差動増幅回路とさ
    れ、極性切換え信号が第1状態の時、該第1入力回路と
    第2入力回路がそれぞれ切り換えられてnMOS差動増
    幅回路とバイアス回路とされ、該極性切換え信号が第2
    状態の時、該第1入力回路と第2入力回路がそれぞれ切
    り換えられてバイアス回路とpMOS差動増幅回路とさ
    れる、上記第2入力回路と、 出力トランジスタ対とされ、nMOSトランジスタとp
    MOSトランジスタを具え、切り換えられてnMOS差
    動増幅回路とされた第1出力回路の出力が該出力トラン
    ジスタ対のpMOSトランジスタを駆動し、ソースアウ
    トの増幅出力レベルとされ、並びに該nMOSトランジ
    スタの提供する電流を以てバイアス電圧とされ、pMO
    S差動増幅回路の第2出力回路の出力が該出力トランジ
    スタ対のnMOSトランジスタを駆動し、シンクの増幅
    出力レベルとされ、並びにpMOSトランジスタの提供
    する電流でバイアス電圧とされる、上記出力トランジス
    タ対と、 を具えたことを特徴とする、液晶ディスプレイのソース
    駆動増幅器。
  2. 【請求項2】 前記第1入力回路が第1から第3nMO
    Sトランジスタと第4から第7pMOSトランジスタで
    組成され、第1及び第2nMOSトランジスタのソース
    が第3nMOSトランジスタ及び第7pMOSトランジ
    スタのドレインに連接され、第1nMOSトランジス
    タ、第6及び第4pMOSトランジスタのドレインが一
    つに連接され、さらに第5pMOSトランジスタのゲー
    トとドレインが相互に連接され、さらに第4pMOSト
    ランジスタのゲート、第6及び第7pMOSトランジス
    タのソース及び第2nMOSトランジスタのドレインと
    相互に連接され、第1及び第2nMOSトランジスタの
    ゲートがそれぞれ第1及び第2差動電圧入力端に連接さ
    れ、第3nMOSトランジスタのゲートが第1バイアス
    端に連接され、そのソースがシステム低電位に連接さ
    れ、第4pMOS及び第5pMOSトランジスタのソー
    スが電圧源に連接され、第6及び第7pMOSトランジ
    スタのゲートが該極性切換え信号端に連接されたことを
    特徴とする、請求項1に記載の液晶ディスプレイのソー
    ス駆動増幅器。
  3. 【請求項3】 前記第2入力回路が第1から第3pMO
    Sトランジスタと第4から第7nMOSトランジスタで
    組成され、第1及び第2pMOSトランジスタのソース
    が第3pMOSトランジスタ及び第7nMOSトランジ
    スタのドレインに連接され、第1pMOSトランジス
    タ、第6及び第4nMOSトランジスタのドレインが一
    つに連接され、第5nMOSトランジスタのゲートとド
    レインが相互に連接され、さらに第4nMOSトランジ
    スタのゲート、第6及び第7nMOSトランジスタのソ
    ース及び第2pMOSトランジスタのドレインと相互に
    連接され、第1及び第2pMOSトランジスタのゲート
    がそれぞれ第1及び第2差動電圧入力端に連接され、第
    3pMOSトランジスタのゲートが第2バイアス端に連
    接され、そのソースが電圧源に連接され、第4及び第5
    nMOSトランジスタのソースがシステム低電位に連接
    され、第6及び第7nMOSトランジスタのゲートが該
    極性切換え信号端に連接されたことを特徴とする、請求
    項2に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器。
  4. 【請求項4】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 補償電容と、 切換え回路とされ、該極性切換え信号が第1状態の時
    に、第1入力回路の出力を切り換えて該補償電容に連接
    し、該極性切換え信号が第2状態の時、第2入力回路の
    出力を切り換えて該補償電容に連接する、上記切換え回
    路と、 を具えたことを特徴とする、請求項3に記載の液晶ディ
    スプレイのソース駆動増幅器。
  5. 【請求項5】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 インバータとされ、極性切換え信号を反転して反転極性
    切換え信号を発生し、並びに切換え回路に入力して極性
    切換え信号の状態の判断に供することを特徴とする、請
    求項4に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器。
  6. 【請求項6】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 インバータが一つのpMOSトランジスタと一つのnM
    OSトランジスタで組成されて、極性切換え信号を反転
    して反転信号を発生することを特徴とする、請求項4に
    記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器。
  7. 【請求項7】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 出力トランジスタ対が一つのpMOSトランジスタが一
    つのnMOSトランジスタに連接されて形成され、これ
    ら二つのトランジスタのドレインが補償電容の一端に連
    接されたことを特徴とする、請求項4に記載の液晶ディ
    スプレイのソース駆動増幅器。
  8. 【請求項8】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 切換え回路が一つのpMOSトランジスタと一つのnM
    OSトランジスタで組成され、これら二つのトランジス
    タのゲートが相互に連接され且つインバータの出力端に
    連接され、これら二つのトランジスタのドレインが相互
    に連接され並びに補償電容のもう一端に連接され、該切
    換え回路のpMOSトランジスタのソースと第1入力回
    路の第1nMOSトランジスタのドレイン及び該出力ト
    ランジスタ対のpMOSトランジスタのゲートが相互に
    連接され、該切換え回路のnMOSトランジスタのソー
    スと第2入力回路の第1pMOSトランジスタのドレイ
    ン及び該出力トランジスタ対のnMOSトランジスタの
    ゲートが相互に連接されたことを特徴とする、請求項7
    に記載の液晶ディスプレイのソース駆動増幅器。
  9. 【請求項9】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増幅
    器において、 極性切換え信号の第1状態が電圧源電位とされたことを
    特徴とする、請求項8に記載の液晶ディスプレイのソー
    ス駆動増幅器。
  10. 【請求項10】 前記液晶ディスプレイのソース駆動増
    幅器において、 極性切換え信号の第2状態がシステム低電位とされたこ
    とを特徴とする、請求項8に記載の液晶ディスプレイの
    ソース駆動増幅器。
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