JP2003282947A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JP2003282947A
JP2003282947A JP2002085521A JP2002085521A JP2003282947A JP 2003282947 A JP2003282947 A JP 2003282947A JP 2002085521 A JP2002085521 A JP 2002085521A JP 2002085521 A JP2002085521 A JP 2002085521A JP 2003282947 A JP2003282947 A JP 2003282947A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 LEDヘッドや有機ELディスプレイ等を駆
動するための半導体装置(ドライバIC)において、無
駄な配線エリアを減少させてチップサイズやコストを低
減する。 【解決手段】 この半導体装置は、データ及び制御信号
をラッチするラッチ手段2と、ラッチ手段から出力され
るデータに基づいて電流を供給する電流供給手段3と、
ラッチ手段から出力される制御信号に従って、電流供給
手段から供給される電流を出力する出力制御手段4とを
具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、LEDヘッドや有
機ELディスプレイ等を駆動するための半導体装置(ド
ライバIC)に関し、特に、入力されるデータに応じた
複数の出力電流をLEDヘッド等に供給する半導体装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、プリンタに用いられるLEDヘ
ッドを駆動するためのドライバICにおいては、入力さ
れる印字データに応じて複数の出力電流が生成され、こ
れらの出力電流が、LEDヘッドに含まれる複数のLE
Dに供給される。そのような従来のドライバICの構成
を図6に示す。
【0003】図6に示すように、従来のドライバIC
は、ストローブ信号及び印字データとクロック信号が外
部から入力されるシフトレジスタ31と、シフトレジス
タ31から出力される複数チャンネルのストローブ信号
及び印字データをラッチ信号に従ってラッチするラッチ
部32と、ラッチ部32から出力される複数チャンネル
のストローブ信号に従って複数の出力信号をそれぞれ発
生する出力制御部33と、ラッチ部32から出力される
複数チャンネルのデータに従って複数の出力電流をそれ
ぞれ補正する出力電流補正部34とを含んでいる。ここ
では、印字データが5ビットであるとしている。
【0004】図7に、出力制御部33と出力電流補正部
34の各チャンネルの具体的な回路例を示す。出力制御
部33の各チャンネルは、ストローブ信号がゲートに供
給されるPチャネルトランジスタQ35を含んでいる。
また、出力電流補正部34の各チャンネルは、出力制御
部33のトランジスタQ35に接続されたPチャネルト
ランジスタQ30〜Q34を含んでいる。トランジスタ
Q30〜Q34は、同一のゲート電圧に対して出力され
る電流の比が1:2:4:8:16となっており、それ
ぞれのゲートに5ビットのデータD0〜D4が入力され
る。これにより、印字データに応じた出力電流を得るこ
とができる。このようにして得られた出力電流は、出力
パッドに供給される。
【0005】図8に、従来のドライバICのレイアウト
の例を示す。半導体チップ30上において、入力パッド
35と出力パッド36との間に、シフトレジスタ31
と、ラッチ部32と、出力制御部33と、出力電流補正
部34とが、この順に配置されている。出力制御部33
は、複数の領域に分割されて配置され、それらの領域の
間には、電源パッド37が配置されている。入力パッド
35、出力パッド36、電源パッド37は、ワイヤボン
ディングによって、ドライバICの端子に接続される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ここで、ラッチ部32
と出力制御部33との間では、各チャンネルに対応する
セルのピッチが異なるため、ラッチ部32のセルと出力
制御部33のセルとを接続する配線が直線とならずに、
図8に示すように幾重にも折り重なってしまう。また、
出力制御部33と出力電流補正部34との間でも、各チ
ャンネルに対応するセルのピッチが異なるため、出力制
御部33のセルと出力電流補正部34のセルとを接続す
る配線が直線とならずに幾重にも折り重なってしまう。
このため、無駄な配線エリアが増加し、チップサイズ及
びコストが上昇してしまうという問題があった。
【0007】また、入力されるデータのビット数が増加
すると、ラッチ部32から出力制御部33を通過して出
力電流補正部34に接続される配線が多くなり、出力制
御部33のための有効なレイアウトエリアが減少してし
まうので、所定の性能を実現するためにはチップサイズ
を大きくする必要が生じる。あるいは、特性改善のため
に電源パッドを多く設ける場合にも、チップサイズを大
きくする必要が生じる。
【0008】そこで、上記の点に鑑み、本発明は、LE
Dヘッドや有機ELディスプレイ等を駆動するためのド
ライバICにおいて、無駄な配線エリアを減少させてチ
ップサイズやコストを低減することを第1の目的とす
る。また、本発明は、入力されるデータのビット数の増
加に対応し易いドライバICを提供することを第2の目
的とする。さらに、本発明は、電源パッドの増設に対応
し易いドライバICを提供することを第3の目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、データ及び制御信号を
ラッチするラッチ手段と、ラッチ手段から出力されるデ
ータに基づいて電流を供給する電流供給手段と、ラッチ
手段から出力される制御信号に従って、電流供給手段か
ら供給される電流を出力する出力制御手段とを具備す
る。
【0010】この半導体装置は、複数チャンネル分のデ
ータ及び制御信号をラッチするラッチ手段と、ラッチ手
段から出力される複数チャンネル分のデータに基づいて
複数の電流をそれぞれ供給する電流供給手段と、ラッチ
手段から出力される複数チャンネル分の制御信号に従っ
て、電流供給手段から供給される複数の電流をそれぞれ
出力する出力制御手段とを具備するようにしても良い。
ここで、半導体装置は、順次入力された複数チャンネル
分のデータ及び制御信号を保持してラッチ手段にパラレ
ルに出力するシフトレジスタをさらに具備するようにし
ても良い。
【0011】以上において、電流供給手段が、データの
ビット数を自然数Nとするときに、最下位ビットのデー
タがゲートに供給される所定サイズのトランジスタと、
i=2、3、・・・、Nについて、最下位ビットから数
えて第i番目のビットのデータがゲートに供給される並
列接続された2i-1個の所定サイズのトランジスタとを
含むようにしても良い。また、出力制御手段が、電流供
給手段の出力と出力パッドとの間にソース・ドレインが
接続され、制御信号がゲートに供給されるトランジスタ
を含むようにしても良い。
【0012】また、半導体チップ上において、ラッチ手
段が形成されている領域と出力制御手段が形成されてい
る領域との間に電流供給手段が形成されることが望まし
い。さらに、電流供給手段が複数の領域に分割されて形
成され、電流供給手段が形成されている2つの領域の間
に電源パッドが形成されるようにしても良い。あるい
は、電流供給手段が形成されている領域と出力制御手段
が形成されている領域との間に電源パッドが形成される
ようにしても良い。
【0013】以上のように構成した本発明に係る半導体
装置によれば、無駄な配線エリアを減少させてチップサ
イズやコストを低減することができる。また、印字デー
タのビット数の増加に対応し易い半導体装置を提供する
ことができる。特に、電流供給手段が形成されている領
域と出力制御手段が形成されている領域との間に電源パ
ッドを形成する場合には、電源パッドの増設に対応し易
い半導体装置を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について説明する。なお、同一の構成要素には
同一の参照番号を付して、説明を省略する。図1は、本
発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す図
である。本実施形態は、プリンタに用いられるLEDヘ
ッドを駆動するためのドライバICに本発明を適用した
ものである。
【0015】図1に示すように、このドライバICのシ
フトレジスタ1には、印字動作を制御するために用いら
れるストローブ信号と、クロック信号を伴う印字データ
とが、外部から順次入力される。シフトレジスタ1は、
ストローブ信号と印字データを保持すると共に、これら
をLEDヘッドのLEDの数に対応してパラレルに出力
する。
【0016】さらに、このドライバICは、シフトレジ
スタ1からパラレルに出力される複数チャンネルのスト
ローブ信号及び印字データをラッチ信号に従ってラッチ
するラッチ部2と、ラッチ部2から出力される複数チャ
ンネルの印字データに基づいて複数の出力電流をそれぞ
れ供給する出力電流供給部3と、ラッチ部2から出力さ
れる複数チャンネルのストローブ信号に従って、出力電
流供給部3から供給される電流をそれぞれ出力する出力
制御部4とを含んでいる。ここでは、印字データが5ビ
ットであるとしている。
【0017】図2に、出力電流供給部3と出力制御部4
の各チャンネルの具体的な回路例を示す。出力電流供給
部3の各チャンネルは、電源電圧VDDに接続されたソー
スを有するPチャネルトランジスタQ10〜Q14を含
んでいる。トランジスタQ10〜Q14は、同一のゲー
ト電圧に対して出力される電流の比が1:2:4:8:
16となっており、それぞれのゲートに5ビットのデー
タD0〜D4が入力される。例えば、トランジスタQ1
0は、最下位ビットのデータD0がゲートに供給される
所定サイズのトランジスタであり、トランジスタQ11
〜Q14の各々は、所定サイズのトランジスタを所定数
だけ並列接続して構成される。一般に、データのビット
数を自然数Nとすると、i=2、3、・・・、Nについ
て、最下位ビットから数えて第i番目のビットのデータ
D(i−1)がゲートに供給される第i番目のトランジ
スタは、並列接続された2i-1個の所定サイズのトラン
ジスタによって構成される。トランジスタQ10〜Q1
4の各々は、ゲートに印加されるデータがローレベルの
ときに、構成要素である所定サイズのトランジスタの数
に応じた電流を出力する。これにより、印字データに応
じた出力電流を得ることができる。
【0018】出力制御部4の各チャンネルは、ストロー
ブ信号がゲートに供給されるPチャネルトランジスタQ
15を含んでいる。トランジスタQ15は、出力電流供
給部3のトランジスタQ10〜Q14のドレインに接続
されたソースと、出力パッドに接続されたドレインとを
有している。トランジスタQ15は、ストローブ信号が
ローレベルのときにオン状態となり、出力電流供給部3
から供給される電流を出力する。このようにして得られ
た出力電流は、出力パッドを介して、LEDヘッドに含
まれるそれぞれのLEDに供給される。
【0019】図3に、図1に示すドライバICのレイア
ウトの第1の例を示す。半導体チップ10上において、
入力パッド5と出力パッド6との間に、シフトレジスタ
1と、ラッチ部2と、出力電流供給部3と、出力制御部
4とが、この順に配置されている。出力電流供給部3
は、複数の領域に分割されて配置され、それらの領域の
間には、電源パッド7が配置されている。入力パッド
5、出力パッド6、電源パッド7は、ワイヤボンディン
グ等の手段によって、ドライバICの端子に接続され
る。
【0020】このようなレイアウトによれば、各チャン
ネルにおいて、出力電流供給部3と出力制御部4との間
に配置される配線は、ストローブ信号線と出力電流供給
部3の出力信号線の2本だけとなる。従って、配線が直
線にならないにしても折り重なりが生じないため、最小
限の配線領域に配置することができる。また、出力電流
供給部3を通過する配線はストローブ信号線のみとな
り、出力制御部4を通過する配線は皆無となる。従っ
て、出力電流供給部3と出力制御部4において、有効な
レイアウトエリアを最大限に確保することが可能とな
る。
【0021】図4に、図1に示すドライバICのレイア
ウトの第2の例を示す。半導体チップ20上において、
入力パッド5と出力パッド6との間に、シフトレジスタ
1と、ラッチ部2と、出力電流供給部3と、出力制御部
4とが、この順に配置されている。ただし、出力電流供
給部3は複数の領域に分割されておらず、電源パッド7
は、出力電流供給部3と出力制御部4との間に配置され
ている。入力パッド5、出力パッド6、電源パッド7
は、ワイヤボンディング等の手段によって、ドライバI
Cの端子に接続される。
【0022】このようなレイアウトによれば、第1のレ
イアウト例における特徴に加えて、ラッチ部2と出力電
流供給部3とで各チャンネルに対応するセルのピッチが
等しくなるので、これらの間の配線を平行な直線とする
ことができる。その結果、ラッチ部2と出力電流供給部
3との間のスペースを最小限にすることが可能となる。
また、出力電流供給部3と出力制御部4との間に配置さ
れる配線は2本だけなので、チップサイズを大きくする
ことなく、電源パッド7の個数を容易に増設することが
可能となる。
【0023】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。本実施形態は、第1の実施形態における出力制
御部に電流を供給する出力電流供給手段として、半導体
装置又はヘッドにおけるバラツキを補正するための出力
電流補正部を設けている。その他の点に関しては、第1
の実施形態と同様である。
【0024】図5に、出力電流補正部23と出力制御部
4の各チャンネルの具体的な回路例を示す。出力電流補
正部23の各チャンネルは、電源電圧VDDに接続された
ソースを有するPチャネルトランジスタQ20〜Q25
と、トランジスタQ20〜Q24のゲートに接続された
スイッチS0〜S4とを含んでいる。トランジスタQ2
0〜Q25は、同一のゲート電圧に対して出力される電
流の比が1:2:4:8:16:34となっている。ト
ランジスタQ25は、常にゲート電圧VGがゲートに供
給されてオン状態となっている。トランジスタQ20〜
Q24は、5ビットのデータD0〜D4によって制御さ
れるスイッチS0〜S4によってゲート電圧VGがゲー
トに供給されたときにオン状態となる。
【0025】ここで、トランジスタQ24及びQ25の
みがオン状態となっている場合の出力電流を基準にする
と、トランジスタQ25のみがオン状態となっている場
合の出力電流の割合は、34/(16+34)=0.6
8となって、−32%の補正が可能である。一方、トラ
ンジスタQ20〜Q25がオン状態となっている場合の
出力電流の割合は、(1+2+4+8+16+34)/
(16+34)=1.30となって、+30%の補正が
可能である。また、補正量の最小単位は出力電流の1ス
テップに相当するので、1/(16+34)=0.02
であるから、2%ステップの補正が可能である。これに
より、半導体装置又はヘッドにおけるバラツキを補正す
ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、L
EDヘッドや有機ELディスプレイ等を駆動するための
ドライバICにおいて、無駄な配線エリアを減少させて
チップサイズやコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構
成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置にお
ける出力電流供給部と出力制御部の各チャンネルの具体
的な回路例を示す図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置のレ
イアウトの第1の例を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置のレ
イアウトの第2の例を示す図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置にお
ける出力電流補正部と出力制御部の各チャンネルの具体
的な回路例を示す図である。
【図6】従来の半導体装置の構成を示す図である。
【図7】従来の半導体装置における出力制御部と出力電
流補正部の各チャンネルの具体的な回路例を示す図であ
る。
【図8】従来の半導体装置のレイアウトの例を示す図で
ある。
【符号の説明】
1 シフトレジスタ 2 ラッチ部 3 出力電流供給部 4 出力制御部 5 入力パッド 6 出力パッド 7 電源パッド 8 駆動制御回路 9 走査側駆動回路 10、20 半導体チップ 23 出力電流補正部 Q10〜Q15、Q20〜Q25 MOSトランジスタ S0〜S4 スイッチ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ及び制御信号をラッチするラッチ
    手段と、 前記ラッチ手段から出力されるデータに基づいて電流を
    供給する電流供給手段と、 前記ラッチ手段から出力される制御信号に従って、前記
    電流供給手段から供給される電流を出力する出力制御手
    段と、を具備する半導体装置。
  2. 【請求項2】 複数チャンネル分のデータ及び制御信号
    をラッチするラッチ手段と、 前記ラッチ手段から出力される複数チャンネル分のデー
    タに基づいて複数の電流をそれぞれ供給する電流供給手
    段と、 前記ラッチ手段から出力される複数チャンネル分の制御
    信号に従って、前記電流供給手段から供給される複数の
    電流をそれぞれ出力する出力制御手段と、を具備する請
    求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 順次入力される複数チャンネル分のデー
    タ及び制御信号を保持して前記ラッチ手段にパラレルに
    出力するシフトレジスタをさらに具備する請求項2記載
    の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記電流供給手段が、データのビット数
    を自然数Nとするときに、 最下位ビットのデータがゲートに供給される所定サイズ
    のトランジスタと、 i=2、3、・・・、Nについて、最下位ビットから数
    えて第i番目のビットのデータがゲートに供給される並
    列接続された2i-1個の所定サイズのトランジスタと、
    を含む、請求項1〜3のいずれか1項記載の半導体装
    置。
  5. 【請求項5】 前記出力制御手段が、前記電流供給手段
    の出力と出力パッドとの間にソース・ドレインが接続さ
    れ、制御信号がゲートに供給されるトランジスタを含
    む、請求項1〜4のいずれか1項記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 半導体チップ上において、前記ラッチ手
    段が形成されている領域と前記出力制御手段が形成され
    ている領域との間に前記電流供給手段が形成されてい
    る、請求項1〜5のいずれか1項記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 半導体チップ上において、前記電流供給
    手段が複数の領域に分割されて形成されており、前記電
    流供給手段が形成されている2つの領域の間に電源パッ
    ドが形成されている、請求項1〜6のいずれか1項記載
    の半導体装置。
  8. 【請求項8】 半導体チップ上において、前記電流供給
    手段が形成されている領域と前記出力制御手段が形成さ
    れている領域との間に電源パッドが形成されている、請
    求項1〜6のいずれか1項記載の半導体装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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