JP2003330429A - 液晶表示用駆動回路の出力回路 - Google Patents
液晶表示用駆動回路の出力回路Info
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Abstract
からの最適化を図る。 【解決手段】 液晶パネルのデータ線に対応して選択さ
れた1つの階調電圧を増幅する増幅器4と、増幅器4の
出力端に直列接続されたスイッチ5と、増幅器4の入力
端とスイッチ5の出力端とに両端が接続されたスイッチ
6と、増幅器制御信号のパルス期間に増幅器4にバイア
ス電流を供給するバイアス電流制御回路2とを備え、1
水平同期期間が、スイッチ5、6をオフする第1期間
と、スイッチ5がオンおよびスイッチ6がオフする第2
期間と、スイッチ5がオフおよびスイッチ6がオンする
第3期間とに区分され、増幅器制御信号のパルス期間が
第2期間の立ち上がりの所定時間前から立ち下がりまで
である。さらに、増幅器制御信号として、バイアス電流
制御回路2の出力電位に応じて、複数の異なるパルス幅
の増幅器制御信号のうち1つを選択する増幅器制御信号
選択回路7を有する。
Description
の出力回路に関し、特に、携帯型コンピュータ、携帯情
報端末(PDA:Personal Digital Assistants)、携
帯電話、PHSPersonal Handy-phone System)などの
携帯用電子機器に用いられ、表示画面が比較的小さい液
晶パネルを有する液晶表示装置のデータ側駆動回路の出
力回路に関する。
クティブマトリクス駆動方式を用いた液晶表示装置の液
晶パネルは、透明な画素電極および薄膜トランジスタ
(TFT)を配置した半導体基板と、面全体に1つの透
明な電極を形成した対向基板と、これら2枚の基板を対
向させて間に液晶を封入した構造からなり、スイッチン
グ機能を持つTFTを制御することにより各画素電極に
所定の電圧を印加し、各画素電極と対向基板電極との間
の電位差により液晶の透過率を変化させて画像を表示す
るものである。半導体基板上には、各画素電極へ印加す
る階調電圧を送るデータ線と、TFTのスイッチング制
御信号(走査信号)を送る走査線とが配線されている。
各走査線にはパルス状の走査信号が走査側駆動回路より
送られ、走査線に印加された走査信号がハイレベルのと
き、データ側駆動回路よりその走査線につながるTFT
が全てオンとなり、そのときにデータ線に送られた階調
電圧が、オンとなったTFTを介して画素電極に印加さ
れる。そして、走査信号がローレベルとなり、TFTが
オフ状態に変化すると、画素電極と対向基板電極との電
位差は、次の階調電圧が画素電極に印加されるまでの間
保持される。そして、各走査線に順次走査信号を送るこ
とにより、全ての画素電極に所定の階調電圧が印加さ
れ、フレーム周期で階調電圧の書き替えを行うことによ
り画像を表示することができる。
が176×220画素であるカラー液晶パネルを約60
Hzの周波数で駆動する場合、1水平同期周期は60〜
70μsecであるのに対して、この液晶パネルの実際の
駆動時間は1水平同期周期当たり約40μsecで済む。
これに対応するため、表示画面が比較的小さい液晶パネ
ルを低消費で駆動するデータ側駆動回路の出力回路が開
発されている。
て説明する。この例では、解像度が176×220画素
であるカラー液晶パネルのデータ線176×3(赤、
緑、青)=528本に対応するものとする。この出力回
路は、528個の出力部11〜1528と、バイアス電
流制御回路2と、スイッチ切換信号生成回路3とを具備
している。各出力部11〜1528は、増幅器41〜4
528と、各増幅器41〜452 8の出力端に直列接続
された第1のスイッチ51〜5528と、各増幅器41
〜4528の入力端と対応するスイッチ51〜5528
の出力端とに両端が接続された第2のスイッチ61〜6
528とを有している。各出力部11〜1528に、デ
ータ側駆動回路に含まれる図示しない階調電圧選択回路
から供給される対応するデータ赤信号、データ緑信号、
データ青信号D1〜D528を、そのまま、または増幅
した後、スイッチ切換信号生成回路3から供給されるス
イッチ切換信号SWAおよびSWSによってオンされた
スイッチ51〜5528またはスイッチ61〜6528
を経てカラー液晶パネルの対応するデータ線に印加す
る。各増幅器41〜4528は、バイアス電流制御回路
2によってバイアス電流が制御される。各スイッチ51
〜5528は、スイッチ切換信号SWAが“H”レベル
のときにオンし、各スイッチ61〜6528は、スイッ
チ切換信号SWSが“H”レベルのときにオンする。
回路の外部から、または、内部に含まれる図示しない制
御回路から供給される増幅器制御信号VSが“H”レベ
ルのとき、各増幅器41〜4528にバイアス電流が供
給できる状態とする。そして、増幅器制御信号VSが
“L”レベルに立ち下がると、各増幅器41〜4528
へのバイアス電流の供給を停止する。スイッチ切換信号
生成回路3は、増幅器制御信号VSに基づいて、スイッ
チ切換信号SWAおよびSWSを生成する。
て、図6を参照して説明する。時刻t1に、1水平同期
周期ごとにデータ側駆動回路に供給されるストローブ信
号STBが、図6(1)に示すように、“H”レベルに
立ち上がると、スイッチ制御信号SWAは、図6(3)
に示すように、 “L”レベルのまま、およびスイッチ
制御信号SWSは、図6(4)に示すように、“H”レ
ベルから“L”レベルに立ち下がる。これにより、スイ
ッチ51〜5528およびスイッチ61〜652 8はい
ずれもオフする。
2に供給される増幅器制御信号VSが、図6(2)に示
すように、 “H”レベルに立ち上がると、バイアス電
流が各増幅器41〜4528に供給され、各増幅器41
〜4528は動作状態となる。 そして、時刻t2から
所定時間遅延した時刻t3に、スイッチ切換信号SWA
が、図6(3)に示すように、 “H”レベルに立ち上
がり、スイッチ51〜5528がオンする。これによ
り、階調電圧選択回路から供給される階調電圧D 1〜D
528は、対応する各増幅器41〜4528において増
幅された後、スイッチ51〜5528を経て、データ赤
信号、データ緑信号およびデータ青信号S 1〜S528
として、カラー液晶パネルの対応するデータ線に印加さ
れる。ここで、1水平同期期間のうち、スイッチ51〜
5528およびスイッチ61〜65 28がオフしている
時刻t1からt3の期間を第1期間と称する。
が、図6(2)に示すように、“L”レベルに立ち下が
ると、各増幅器41〜4528へのバイアス電流の供給
が停止し、各増幅器41〜4528は非動作状態とな
る。そして、増幅器制御信号VSが“L”レベルに立ち
下がると略同時に、スイッチ切換信号SWAが、図6
(3)に示すように、“L”レベルに立ち下がり、スイ
ッチ51〜5528がオフするとともに、スイッチ切換
信号SWSが、図6(4)に示すように、 “H”レベ
ルに立ち上がり、スイッチ61〜6528がオンする。
これにより、階調電圧選択回路から供給される階調電圧
D1〜D528は、対応する各増幅器41〜4 528を
経ずに直接、スイッチ61〜6528を経て、データ赤
信号、データ緑信号およびデータ青信号S1〜S528
として、カラー液晶パネルの対応するデータ線に印加さ
れる。ここで、1水平同期期間のうち、スイッチ51〜
5528がオンおよびスイッチ61〜6528がオフし
ている時刻t3からt4の期間を第2期間と称する。
が、図6(1)に示すように、 “H”レベルに立ち上
がると、スイッチ切換信号SWSが、図6(4)に示す
ように、“L”レベルに立ち下がる。これにより、スイ
ッチ51〜5528およびスイッチ61〜6528はい
ずれもオフする。ここで、1水平同期期間のうち、スイ
ッチ51〜5528がオフおよびスイッチ61〜6
528がオンしている時刻t4からt5の期間を第3期
間と称する。
各増幅器41〜4528に、1水平同期期間のうち、第
2期間の立ち上がり(第1期間の立ち下がり)の所定時
間前の時刻t2から立ち下がりの時刻t4までバイアス
電流を供給して各増幅器41〜4528を動作状態と
し、第2期間の立ち上がりの時刻t3から立ち下がりの
時刻t4まで、階調電圧D1〜D528を各増幅器41
〜4528で増幅してデータ信号S1〜S528として
出力する。そして、1水平同期期間のうち、第1期間の
立ち上がりの時刻t1から立ち下がりの所定時間前の時
刻t2までは、各増幅器41〜4528へのバイアス電
流を遮断して各増幅器41〜4528を非動作状態と
し、第1期間の立ち上がりの時刻t1から立ち下がりの
時刻t3まで、出力をハイインピーダンスとする。ま
た、1水平同期期間のうち、第3期間の立ち上がりの時
刻t4から立ち下がりの時刻t5までは、各増幅器41
〜452 8へのバイアス電流を遮断して各増幅器41〜
4528を非動作状態とし、階調電圧選択回路から供給
される階調電圧D1〜D528を各増幅器41〜4
528を経ずに直接、データ信号S1〜S528として
出力する。例えば、1水平同期期間60〜70secのう
ち、時刻t2からt4の時間として、画像表示に必要な
略中央の約10μsecだけバイアス電流を供給して動作
状態とし、その前の時刻t1からt2の時間として、約
20〜30μsec、および、その後の時刻t4からt5
の時間として、約30μsecはバイアス電流を遮断して
非動作状態としている。これにより、各増幅器41〜4
528の動作時間が1水平同期期間のすべて、すなわ
ち、60〜70μsecである場合の消費電力、例えば、
24mW程度に対して、この例による消費電力は、単純
計算で、約1/6〜約1/7の約3.4〜4mWとな
り、消費電力の低減を図っている。
流制御回路2から各増幅器41〜4528に供給される
バイアス電流が、電源電圧や動作温度の変動およびバイ
アス電流制御回路2に含まれるMOSトランジスタの閾
値電圧VTの製造ばらつき等により、一定ではない。そ
のため、バイアス電流制御回路2に供給される増幅器制
御信号VSが、“H”レベルに立ち上がり、バイアス電
流が各増幅器41〜4528に供給されてから、各増幅
器41〜4528が動作状態となり、そこから出力され
るデータ信号の電圧が所定の階調電圧の値に到達するま
での時間も一定ではない。一方、上述の出力回路に供給
される増幅器制御信号VSと、スイッチ切換信号SWA
およびSWSとのタイミングは、一定となっており、上
述の点を考慮すると、各増幅器41〜4528の動作時
間を長めに設定する必要があり、各増幅器41〜4
528の動作時間について低消費電力の観点からの最適
化ができないという問題があった。本発明は上記問題点
に鑑みてなされたものであり、バイアス電流制御回路の
出力電位に応じた増幅器の動作時間を設定可能とした液
晶表示用駆動回路の出力回路を提供することである。
回路の出力回路は、液晶パネルのデータ線に対応して選
択された1つの階調電圧を増幅する増幅器と、増幅器の
出力端に直列接続された第1のスイッチと、増幅器の入
力端と第1スイッチの出力端とに両端が接続された第2
のスイッチと、増幅器にバイアス電流を供給するバイア
ス電流制御回路とを備え、1水平同期期間が、第1およ
び第2のスイッチをオフする第1期間と、第1のスイッ
チがオンおよび第2のスイッチがオフする第2期間と、
第1のスイッチがオフおよび第2のスイッチがオンする
第3期間とに区分され、増幅器が第2期間の立ち上がり
の所定時間前から立ち下がりまで駆動する液晶表示用駆
動回路の出力回路であって、前記第2期間の長さを前記
バイアス電流制御回路の出力電位に応じて可変としたこ
とを特徴とする。また、本発明の液晶表示用駆動回路の
出力回路は、液晶パネルのデータ線に対応して選択され
た1つの階調電圧を増幅する増幅器と、増幅器の出力端
に直列接続された第1のスイッチと、増幅器の入力端と
第1スイッチの出力端とに両端が接続された第2のスイ
ッチと、増幅器制御信号のパルス期間に増幅器にバイア
ス電流を供給するバイアス電流制御回路とを備え、1水
平同期期間が、第1および第2のスイッチをオフする第
1期間と、第1のスイッチがオンおよび第2のスイッチ
がオフする第2期間と、第1のスイッチがオフおよび第
2のスイッチがオンする第3期間とに区分され、前記増
幅器制御信号のパルス期間が第2期間の立ち上がりの所
定時間前から立ち下がりまでである液晶表示用駆動回路
の出力回路であって、さらに、前記増幅器制御信号とし
て、前記バイアス電流制御回路の出力電位に応じて、複
数の異なるパルス幅の増幅器制御信号のうち1つを選択
する増幅器制御信号選択回路を有することを特徴とす
る。
例の528本のデータ線に対応するデータ側駆動回路の
出力回路について、図1を参照して説明する。尚、図5
と同一のものは同一符号を付して、その説明を省略す
る。この出力回路は、528個の出力部11〜1528
と、バイアス電流制御回路2と、スイッチ切換信号生成
回路3と、増幅器制御信号選択回路7とを具備してい
る。
ように、比較電圧Vr1、Vr2およびVr3(Vr1
<Vr2<Vr3)を生成する比較電圧発生回路8と、
バイアス電流制御回路2の出力電位であるバイアス電圧
VBIASを各比較電圧Vr 1、Vr2およびVr3と
で比較し、2ビットの選択信号“SB,SA”を生成す
る比較回路9と、データ側駆動回路の外部から、また
は、内部に含まれる図示しない制御回路から供給される
パルス幅の異なる増幅器制御信号VS0、VS1、VS
2およびVS3のうち1つを選択信号“SB,SA”に
基づき選択し、増幅器制御信号VSとして出力する4ビ
ット入力のマルチプレクサ10とを有している。増幅器
制御信号VS0、VS1、VS2およびVS3は、バイ
アス電流制御回路2からのバイアス電圧VBIASのレ
ベルが低い方から高い方にそれぞれ対応して、パルス幅
がVS0>VS1>VS2>VS3と順次狭くなるよう
に、予め設定されている。
度等の変動に対して一定電圧を生成可能とするために、
バンドギャップリファレンス回路で構成され、バイアス
電流制御回路2からのバイアス電圧VBIASのレベル
が低い方から高い方にそれぞれ対応して、電圧値がVr
1<Vr2<Vr3と順次高くなるように、予め設定さ
れた比較電圧Vr1、Vr2およびVr3を出力する。
らのバイアス電圧VBIASを各比較電圧Vr1、Vr
2およびVr3とで比較し、2ビットの選択信号“S
B,SA”として、比較電圧Vr1≧バイアス電圧V
BIASのとき“00”、比較電圧Vr2≧バイアス電
圧VBIAS>比較電圧Vr1のとき“01”、比較電
圧Vr3≧バイアス電圧VBIAS>比較電圧Vr2の
とき“10”、およびバイアス電圧VBIAS>比較電
圧Vr3のとき“11”を出力する。
説明する。比較回路9は、コンパレータ11、12、1
3と、EXNOR回路14と、AND回路15、16
と、遅延回路17と、2ビットのデータレジスタ18
と、2ビットのラッチ19とを有している。各コンパレ
ータ11、12、13の非反転(+)入力端にバイアス
電流制御回路2の例えば、N−BIASの出力端が接続
され、反転(−)入力端に比較電圧発生回路8の出力端
Vr1、Vr2およびVr3がそれぞれ接続されてい
る。各コンパレータ11、12の出力がEXNOR回路
14に2入力され、各コンパレータ12、13の出力が
AND回路15に2入力される。EXNOR回路14お
よびコンパレータ13の出力がAND回路16に2入力
される。AND回路15、16の出力は、遅延回路17
を介して供給される増幅器制御信号VS 0(VS1、V
S2およびVS3でもよい)の立ち上がりに同期して、
データレジスタ18のそれぞれのビットに取り込まれ
る。データレジスタ18に取り込まれたAND回路1
5、16の出力は、ストローブ信号STBの立ち上がり
に同期して、ラッチ19に取り込まれ、次にストローブ
信号STBが供給されるまで、すなわち、1水平同期期
間の間、AND回路16の出力を選択信号“SB、S
A”の下位1ビットの選択信号SA、およびAND回路
15の出力を“SB、SA”の上位1ビットの選択信号
SBとしてラッチ19で保持される。
S0、VS1、VS2およびVS3と選択信号“SA、
SB”が供給され、選択信号“SB,SA”が“00”
のときVS0、“01”のときVS1、“10”のとき
VS2、および“11”のときVS3を出力する。
て、図4を参照して説明する。時刻t1に、1水平同期
周期ごとにデータ側駆動回路に供給されるストローブ信
号STBが、図4(1)に示すように、“H”レベルに
立ち上がると、スイッチ制御信号SWAは、図4(9)
に示すように、 “L”レベルのまま、およびスイッチ
制御信号SWSは、図4(10)に示すように、“H”
レベルから“L”レベルに立ち下がる。これにより、ス
イッチ51〜5528およびスイッチ61〜65 28は
いずれもオフする。後述するが、前の1水平同期期間
に、増幅器制御信号選択回路7の比較回路9内に含まれ
るデータレジスタ18に選択信号“SB、SA”が“0
1”で取りこまれているとする。時刻t1にストローブ
信号STBが“H”レベルに立ち上がるのに同期して、
選択信号“SB、SA”=“01”がラッチ19に取り
こまれ、図4(6)〜(7)に示すように、次のストロ
ーブ信号STBが“H”レベルに立ち上がる時刻t5ま
で、保持される。そして、これによりマルチプレクサ1
0は、増幅器制御信号VSとして、VS1を選択する状
態となる。
路7に供給される増幅器制御信号VS0、VS1、VS
2、VS3が、図4(2)〜(5)に示すように、
“H”レベルに立ち上がると、増幅器制御信号選択回路
7からバイアス電流制御回路2に供給される増幅器制御
信号VSとして、増幅器制御信号VS1が、図4(8)
に示すように、“H”レベルに立ち上がり、バイアス電
流が各増幅器41〜452 8に供給され、各増幅器41
〜4528は動作状態となる。そして、時刻t2から所
定時間遅延した時刻t3に、スイッチ切換信号SWA
が、図4(9)に示すように、 “H”レベルに立ち上
がり、スイッチ51〜5528がオンする。これによ
り、階調電圧選択回路から供給される階調電圧D1〜D
528は、対応する各増幅器41〜4528において増
幅された後、スイッチ51〜5528を経て、データ赤
信号、データ緑信号およびデータ青信号S1〜S528
として、カラー液晶パネルの対応するデータ線に印加さ
れる。
11、12、13でバイアス電流制御回路2からのバイ
アス電圧VBIASが各比較電圧Vr1、Vr2および
Vr 3により比較され、その結果が論理処理され、AN
D回路15、16の出力としてデータレジスタ18に供
給されている。そして、時刻t2に“H”レベルに立ち
上がる増幅器制御信号VS0が、増幅器制御信号選択回
路7の比較回路9内に含まれる遅延回路17を介してデ
ータレジスタ18に供給され、増幅器制御信号VS0が
時刻t2から遅延回路17で所定時間遅延して“H”レ
ベルに立ち上がり、これに同期して、AND回路15、
16の出力が選択信号“SB、SA”としてデータレジ
スタ18に取りこまれる。
が、図4(3)、(8)に示すように、“L”レベルに
立ち下がると、各増幅器41〜4528へのバイアス電
流の供給が停止し、各増幅器41〜4528は非動作状
態となる。そして、増幅器制御信号VS1が“L”レベ
ルに立ち下がると略同時に、スイッチ切換信号SWA
が、図4(9)に示すように、“L”レベルに立ち下が
り、スイッチ51〜55 28がオフするとともに、スイ
ッチ切換信号SWSが、図4(10)に示すように、
“H”レベルに立ち上がり、スイッチ61〜6528が
オンする。これにより、階調電圧選択回路から供給され
る階調電圧D1〜D528は、対応する各増幅器41〜
4528を経ずに直接、スイッチ61〜6528を経
て、データ赤信号、データ緑信号およびデータ青信号S
1〜S528として、カラー液晶パネルの対応するデー
タ線に印加される。
が、図4(1)に示すように、 “H”レベルに立ち上
がると、スイッチ切換信号SWSが、図4(10)に示
すように、“L”レベルに立ち下がる。これにより、ス
イッチ51〜5528およびスイッチ61〜6528は
いずれもオフする。また、このとき、前述したと同様
に、時刻t5にストローブ信号STBが“H”レベルに
立ち上がるのに同期して、選択信号“SB、SA”がラ
ッチ19に取りこまれ、次のストローブ信号STBが
“H”レベルに立ち上がる時刻まで、保持される。
Sとして、バイアス電流制御回路2からのバイアス電圧
VBIASのレベルに応じて、パルス幅の異なる増幅器
制御信号VS0、VS1、VS2のうち1つの増幅器制
御信号VSを選択して出力回路を駆動するようにしたの
で、各増幅器41〜4528の動作時間を最適化でき、
更に低消費電力化を図ることができる。
の増幅器制御信号のうち1つをバイアス電流制御回路の
出力電位に応じて選択して用いるので、増幅器の動作時
間の最適化ができ、液晶表示用駆動回路の消費電力をさ
らに低減することができる。
出力回路を示す回路図。
器制御信号選択回路を示す回路図。
一実施例の比較回路を示す回路図。
チャート。
路図。
チャート。
Claims (2)
- 【請求項1】液晶パネルのデータ線に対応して選択され
た1つの階調電圧を増幅する増幅器と、増幅器の出力端
に直列接続された第1のスイッチと、増幅器の入力端と
第1スイッチの出力端とに両端が接続された第2のスイ
ッチと、増幅器にバイアス電流を供給するバイアス電流
制御回路とを備え、1水平同期期間が、第1および第2
のスイッチをオフする第1期間と、第1のスイッチがオ
ンおよび第2のスイッチがオフする第2期間と、第1の
スイッチがオフおよび第2のスイッチがオンする第3期
間とに区分され、増幅器が第2期間の立ち上がりの所定
時間前から立ち下がりまで駆動する液晶表示用駆動回路
の出力回路であって、 前記第2期間の長さを前記バイアス電流制御回路の出力
電位に応じて可変としたことを特徴とする液晶表示用駆
動回路の出力回路。 - 【請求項2】液晶パネルのデータ線に対応して選択され
た1つの階調電圧を増幅する増幅器と、増幅器の出力端
に直列接続された第1のスイッチと、増幅器の入力端と
第1スイッチの出力端とに両端が接続された第2のスイ
ッチと、増幅器制御信号のパルス期間に増幅器にバイア
ス電流を供給するバイアス電流制御回路とを備え、1水
平同期期間が、第1および第2のスイッチをオフする第
1期間と、第1のスイッチがオンおよび第2のスイッチ
がオフする第2期間と、第1のスイッチがオフおよび第
2のスイッチがオンする第3期間とに区分され、前記増
幅器制御信号のパルス期間が第2期間の立ち上がりの所
定時間前から立ち下がりまでである液晶表示用駆動回路
の出力回路であって、 さらに、前記増幅器制御信号として、前記バイアス電流
制御回路の出力電位に応じて、複数の異なるパルス幅の
増幅器制御信号のうち1つを選択する増幅器制御信号選
択回路を有することを特徴とする液晶表示用駆動回路の
出力回路。
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JP2002138247A JP3847207B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 液晶表示用駆動回路の出力回路 |
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Cited By (11)
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