JP2005258453A - Drive circuit for display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、能動行列型の平面型表示装置のための駆動回路に関し、特に、256階調以上の階調表示を実現する液晶表示装置のための駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit for an active matrix type flat display device, and more particularly to a drive circuit for a liquid crystal display device that realizes gradation display of 256 gradations or more.
図15は、従来の駆動回路の構成を示す。この駆動回路は、3ビットデジタル駆動器における1出力に対応する回路である。 FIG. 15 shows a configuration of a conventional drive circuit. This drive circuit is a circuit corresponding to one output in a 3-bit digital driver.
図15に示される駆動回路は、標本化記憶部131と、保持記憶部132と、出力回路133とを含む。標本化パルスTsmpの立ち上がりエッジに応答して、3ビットデジタルデータD0〜D2が標本化記憶部131に格納される。標本化記憶部131に格納されたデジタルデータは、出力パルスOPの立ち上がりエッジに応答して、保持記憶部132に移され、そこで保持される。出力回路133は、保持記憶部132に保持されたデジタルデータの値に応じて、外部から供給される階調電圧V0〜V7にのうちの1つを出力電圧Outとして出力する。
The drive circuit shown in FIG. 15 includes a
図16は、出力回路133の構成を示す。出力回路133は、3対8デコーダ141と8つのアナログスイッチASW0〜ASW7とを含んでいる。デコーダ141は、デジタルデータの値に応じてアナログスイッチASW0〜ASW7のいずれか1つをオン状態とする。その結果、オン状態となったアナログスイッチに供給される階調電圧が出力電圧Outとして出力される。
FIG. 16 shows the configuration of the
図15および図16に示される構成を有するデジタル駆動器は、構造が簡単なことに加えて、回路自体の電力消費もわずかであるという長所があり、従来より広く使用されてきた。このような構成を有するデジタル駆動器は、例えば、下記の文献に記載されている。 The digital driver having the configuration shown in FIG. 15 and FIG. 16 has the advantage that the power consumption of the circuit itself is small in addition to the simple structure, and has been widely used conventionally. The digital driver having such a configuration is described in the following document, for example.
Development of a Low Voltage SourceDriver for Large TFT−LCD System forComputer Aplications
H.Okada et al.1991 International Di
splay ResearchConference p.111−p.114
上述した構成を有するデジタル駆動器は、表示すべき階調の数と同じ数の階調電源を必要とする。このことは、3ビットデジタル駆動器においては問題とならないが、それ以上のビット数のデジタル駆動器においては問題となり得る。階調電源の数が多くなりすぎるからである。特に、上述した構成を有するデジタル駆動器を用いて6ビット以上の高多階調を実現することは、実質的に不可能であると言ってよい。
Development of a Low Voltage SourceDriver for Large TFT-LCD System for Computer Applications
H. Okada et al. 1991 International Di
spray Research Conference p. 111-p. 114
The digital driver having the above-described configuration requires the same number of gradation power supplies as the number of gradations to be displayed. This is not a problem for 3-bit digital drivers, but can be a problem for digital drivers with more bits. This is because the number of gradation power sources becomes too large. In particular, it can be said that it is substantially impossible to realize a high multi-gradation of 6 bits or more using the digital driver having the above-described configuration.
このような問題点を解決するために、外部から与えられる階調電圧の間に補間電圧を生成することにより、多階調を実現する種々の手法が提案されている。 In order to solve such a problem, various methods for realizing multi-gradation by generating an interpolation voltage between gradation voltages given from the outside have been proposed.
例えば、特開平5−273520号公報は、そのような手法の1つを示している。特開平5−273520号公報は、駆動器内部の抵抗を利用して階調電圧の間に補間電圧を生成する回路を示している。この回路は、階調電圧と補間電圧のうちのいずれか1つを選択し、選択された電圧を緩衝増幅器を介して表示体のデータ線に出力する。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-273520 shows one such technique. Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-273520 shows a circuit that generates an interpolation voltage between gradation voltages using a resistance inside a driver. This circuit selects one of the gradation voltage and the interpolation voltage, and outputs the selected voltage to the data line of the display body via the buffer amplifier.
図17は、特開平5−273520号公報に示される駆動回路151と分圧回路152の構成を示す。駆動回路151は、4ビットデジタル駆動器における1出力に対応する回路である。
FIG. 17 shows a configuration of the
分圧回路152は、外部から与えられる5個の階調電圧V0、V4、V8、V12、V15を抵抗を用いて分圧することにより、隣接する階調電圧間にそれぞれ1以上の補間電圧を生成する。その結果、5個の階調電圧と11個の補間電圧の合計16個の電圧V0〜V15が駆動回路151に供給される。
The voltage dividing
駆動回路151は、デジタルデータの値に応じて、分圧回路152から供給される16個の電圧V0〜V15のうちのいずれか1つを選択し、選択された電圧を緩衝増幅器157を介して出力する。
The
以下、図18〜図20を参照して、特開平5−273520号公報に示される手法を6ビットデジタル駆動器に適用した場合における、駆動回路161と分圧回路162の構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図18(a)は、分圧回路162の構成を示す。分圧回路162は、外部から与えられる9個の階調電圧V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56、V64を抵抗を用いて分圧することにより、隣接する階調電圧間にそれぞれ7個の補間電圧を生成する。その結果、8個の階調電圧と56個の補間電圧の合計64個の電圧V0〜V63が駆動回路161に供給される。
FIG. 18A shows the configuration of the voltage dividing
図18(b)は、図18(a)に示される階調電圧V0と階調電圧V8との間の抵抗配列を示す。階調電圧V0と階調電圧V8との間に直列に接続された8個の抵抗Rが設けられる。他の階調電圧間の抵抗配列も同様である。 FIG. 18B shows a resistance arrangement between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V8 shown in FIG. Eight resistors R connected in series are provided between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V8. The same applies to the resistance arrangement between the other gradation voltages.
図19は、駆動回路161の構成を示す。駆動回路161は、6ビットデジタル駆動器における1出力に対応する回路である。
FIG. 19 shows the configuration of the
図20は、出力回路173(図19)の構成を示す。出力回路173は、6対64デコーダ181と64個のアナログスイッチASW0〜ASW63とを含んでいる。アナログスイッチASW0〜ASW63には、分圧回路162から供給される64個の電圧電圧V0〜V63がそれぞれ入力されている。デコーダ181は、デジタルデータの値に応じてアナログスイッチASW0〜ASW63のいずれか1つをオン状態とする。その結果、オン状態となったアナログスイッチに供給される電圧が緩衝増幅器183を介して出力電圧Outとして出力される。
FIG. 20 shows the configuration of the output circuit 173 (FIG. 19). The
以下、図21〜図23を参照して、特開平5−273520号公報に示される手法を8ビットデジタル駆動器に適用した場合における、駆動回路191と分圧回路192の構成を説明する。
Hereinafter, the configuration of the
図21(a)は、分圧回路192の構成を示す。分圧回路192は、外部から与えられる9個の階調電圧V0、V32、V64、V96、V128、V160、V192、V224、V256を抵抗を用いて分圧することにより、隣接する階調電圧間にそれぞれ31個の補間電圧を生成する。その結果、8個の階調電圧と248個の補間電圧の合計256個の電圧V0〜V255が駆動回路191に供給される。
FIG. 21A shows the configuration of the voltage dividing
図21(b)は、図21(a)に示される階調電圧V0と階調電圧V32との間の抵抗配列を示す。階調電圧V0と階調電圧V32との間に直列に接続された32個の抵抗Rが設けられる。他の階調電圧間の抵抗配列も同様である。 FIG. 21B shows a resistor array between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V32 shown in FIG. 32 resistors R connected in series are provided between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V32. The same applies to the resistance arrangement between the other gradation voltages.
図22は、駆動回路191の構成を示す。駆動回路191は、8ビットデジタル駆動器における1出力に対応する回路である。
FIG. 22 shows the configuration of the
図23は、出力回路203(図22)の構成を示す。出力回路203は、8対256デコーダ211と256個のアナログスイッチASW0〜ASW256とを含んでいる。アナログスイッチASW0〜ASW256には、分圧回路192から供給される256個の電圧V0〜V255がそれぞれ入力されている。デコーダ211は、デジタルデータの値に応じてアナログスイッチASW0〜ASW255のいずれか1つをオン状態とする。その結果、オン状態となったアナログスイッチに供給される電圧が緩衝増幅器213を介して出力電圧Outとして出力される。
FIG. 23 shows the configuration of the output circuit 203 (FIG. 22). The
従来の手法によれば、6ビットデジタル駆動器は、分圧回路162のために64個の抵抗を必要とする。隣接する階調電圧間に8個の抵抗を必要とするからである。これに対し、8ビットデジタル駆動器は、分圧回路192のために256個の抵抗を必要とする。隣接する階調電圧間に32個の抵抗を必要とするからである。
According to the conventional method, the 6-bit digital driver requires 64 resistors for the voltage dividing
このように、8ビットデジタル駆動器は、6ビットデジタル駆動器に比較して、4倍の数の抵抗を必要とする。このことは、分圧回路に必要とされる面積を増大させる。 Thus, an 8-bit digital driver requires four times as many resistors as a 6-bit digital driver. This increases the area required for the voltage divider circuit.
また、6ビットデジタル駆動器では分圧回路162から64個の電圧V0〜V63が駆動回路161に供給されるの対し、8ビットデジタル駆動器では分圧回路192から256個の電圧V0〜V255が駆動回路191に供給される。
In the 6-bit digital driver, 64 voltages V0 to V63 are supplied from the
分圧回路から出力される電圧は、電圧供給線路を介して駆動回路に供給される。従って、8ビットデジタル駆動器は、6ビットデジタル駆動器に比較して、4倍の数の電圧供給線路を必要とすることになる。このことは、電圧供給線路の占める面積を4倍にし、結果としてチップ面積の増大を招く。 The voltage output from the voltage dividing circuit is supplied to the drive circuit via the voltage supply line. Therefore, the 8-bit digital driver requires four times as many voltage supply lines as the 6-bit digital driver. This quadruples the area occupied by the voltage supply line, resulting in an increase in chip area.
さらに、8ビットデジタル駆動器の出力回路203は、6ビットデジタル駆動器の出力回路173に比較して、何倍もの大きさになってしまう。8ビットデジタル駆動器の出力回路203に含まれる8対256デコーダ211は、6ビットデジタル駆動器の出力回路173に含まれる6対64デコーダ181に比較して、はるかに多数の論理ゲート数を必要とするからである。また、8ビットデジタル駆動器の出力回路203は、6ビットデジタル駆動器の出力回路173に比較して、4倍の数のアナログスイッチを必要とするからである。
Further, the
なお、デコーダは論理ゲートの組み合わせによって実現される必要は必ずしもない。例えば、デコーダは、リードオンリーメモリ(ROM)によって実現され得る。この場合にも、8対256デコーダ211が6対64デコーダ181に比較して大幅に大きくなってしまうことに変わりはない。
Note that the decoder is not necessarily realized by a combination of logic gates. For example, the decoder can be realized by a read-only memory (ROM). In this case as well, the 8-to-256
1つの駆動器は、駆動端子と同数の出力回路を有する。従って、出力回路の大きさが増大することは、駆動器を構成するLSIの大きさを大幅に増大させる原因となる。 One driver has the same number of output circuits as drive terminals. Therefore, an increase in the size of the output circuit causes a significant increase in the size of the LSI constituting the driver.
例えば、駆動器は、240個の駆動端子を有すると仮定する。この場合において、1つの出力回路の大きさが50ゲートに相当する場合には、駆動器全体の大きさは12000(=50×240)ゲートに相当する。これに対し、1つの出力回路の大きさが100ゲートに相当する場合には、駆動器全体の大きさは24000(=100×240)ゲートに相当する。 For example, assume that the driver has 240 drive terminals. In this case, when the size of one output circuit corresponds to 50 gates, the size of the entire driver corresponds to 12000 (= 50 × 240) gates. On the other hand, when the size of one output circuit corresponds to 100 gates, the size of the entire driver corresponds to 24000 (= 100 × 240) gates.
このように、1つの駆動回路では100ゲートの増加にすぎなくても、駆動器全体では12000ゲートも増加してしまうのである。 Thus, even if the number of gates is only 100 gates in one drive circuit, the number of gates in the entire driver is increased by 12,000.
以上に述べた理由により、従来の手法によれば、8ビットデジタル駆動器は、6ビットデジタル駆動器に比較して大幅に大きくなってしまう。このことは、8ビットデジタル駆動器の実現を実質的に不可能にする。 For the reasons described above, according to the conventional method, the 8-bit digital driver becomes significantly larger than the 6-bit digital driver. This makes the realization of an 8-bit digital driver virtually impossible.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、回路規模の増大を伴うことなしに実用的な8ビットデジタル駆動器を実現する駆動回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a drive circuit that realizes a practical 8-bit digital driver without increasing the circuit scale.
本発明は、第1ビット部分と第2ビット部分とを含むデジタルデータに応じて複数の階調を表示する表示装置の駆動回路であって、外部から与えられる複数の階調電圧を分圧することにより、該複数の階調電圧の間に複数の第1補間電圧を生成する第1分圧回路と、該デジタルデータの該第1ビット部分に応じて、該複数の階調電圧と該複数の第1補間電圧とのうち第1電圧と該第1電圧とは異なる第2電圧とを選択する第1選択回路と、該第1電圧と該第2電圧とを分圧することにより、該第1電圧と該第2電圧との間に複数の第2補間電圧を生成する第2分圧回路と、該デジタルデータの該第2ビット部分に応じて、該第1電圧と該第2電圧の少なくとも一方と該複数の第2補間電圧とのうち1つを選択する第2選択回路と、該第1電圧を受け取る第1インピーダンス変換器と、該第2電圧を受け取る第2インピーダンス変換器と、を備えており、
該第2分圧回路は、該第1インピーダンス変換器の出力と該第2インピーダンス変換器の出力とを分圧することにより、該第1インピーダンス変換器の出力と該第2インピーダンス変換器の出力との間に該複数の第2補間電圧を生成し、該第1インピーダンス変換器および該第2インピーダンス変換器が1出力期間内で第2選択回路の出力負荷の電圧値を定常状態に到達させる能力を有することを特徴とする駆動回路である。
The present invention is a drive circuit for a display device that displays a plurality of gradations according to digital data including a first bit portion and a second bit portion, and divides a plurality of gradation voltages applied from the outside. A first voltage dividing circuit for generating a plurality of first interpolation voltages between the plurality of gradation voltages, and the plurality of gradation voltages and the plurality of gradations according to the first bit portion of the digital data. A first selection circuit that selects a first voltage and a second voltage that is different from the first voltage from among the first interpolation voltage, and the first voltage and the second voltage are divided by dividing the first voltage. A second voltage dividing circuit for generating a plurality of second interpolation voltages between the voltage and the second voltage, and at least one of the first voltage and the second voltage in accordance with the second bit portion of the digital data. A second selection circuit that selects one of the plurality of second interpolation voltages and the first voltage; A first impedance converter for receiving comprises a second impedance converter for receiving the second voltage, and
The second voltage dividing circuit divides the output of the first impedance converter and the output of the second impedance converter, thereby providing an output of the first impedance converter and an output of the second impedance converter. The plurality of second interpolation voltages are generated during the period, and the first impedance converter and the second impedance converter allow the voltage value of the output load of the second selection circuit to reach a steady state within one output period. It is a drive circuit characterized by having.
また、本発明は、第1ビット部分と第2ビット部分とを含むデジタルデータに応じて複数の階調を表示する表示装置の駆動回路であって、外部から与えられる複数の階調電圧を分圧することにより、該複数の階調電圧の間に複数の第1補間電圧を生成する第1分圧回路と、該デジタルデータの該第1ビット部分に応じて、該複数の階調電圧と該複数の第1補間電圧とのうち第1電圧と該第1電圧とは異なる第2電圧とを選択する第1選択回路と、該第1電圧と該第2電圧とを分圧することにより、該第1電圧と該第2電圧との間に複数の第2補間電圧を生成する第2分圧回路と、該デジタルデータの該第2ビット部分に応じて、該第1電圧と該第2電圧の少なくとも一方と該複数の第2補間電圧とのうち1つを選択する第2選択回路と、を備えており、該第1選択回路の該第1電圧と該第2電圧とを選択する場合の抵抗値が、該第2分圧回路の該第2補間電圧を生成するための抵抗値に含まれることを特徴とする駆動回路である。 The present invention also provides a driving circuit for a display device that displays a plurality of gradations according to digital data including a first bit portion and a second bit portion, and divides a plurality of gradation voltages applied from the outside. A first voltage dividing circuit that generates a plurality of first interpolation voltages between the plurality of gradation voltages, and the plurality of gradation voltages and the plurality of gradation voltages according to the first bit portion of the digital data. A first selection circuit that selects a first voltage and a second voltage different from the first voltage among a plurality of first interpolation voltages; and dividing the first voltage and the second voltage, A second voltage dividing circuit for generating a plurality of second interpolation voltages between the first voltage and the second voltage; and the first voltage and the second voltage in accordance with the second bit portion of the digital data. And a second selection circuit for selecting one of the plurality of second interpolation voltages. And a resistance value for selecting the first voltage and the second voltage of the first selection circuit is included in the resistance value for generating the second interpolation voltage of the second voltage dividing circuit. This is a drive circuit characterized by that.
また、本発明は、前記第2分圧回路が、直列に接続された複数の抵抗を含んでおり、前記第1選択回路の前記第1電圧と前記第2電圧とを選択する場合の抵抗値rONと、前記第2分圧回路の直列接続抵抗の内の両端の2個の抵抗の抵抗値r´と、それ以外の抵抗の抵抗値rとの関係が、rON+r´=rであってもよい。
また、本発明は、前記駆動回路が、前記第2選択回路の出力に接続される第3インピーダンス変換器をさらに備えている請求項1または2のいずれかに記
以下、作用について説明する。
In the present invention, the second voltage dividing circuit includes a plurality of resistors connected in series, and the resistance value when the first selection circuit and the second voltage of the first selection circuit are selected. Even if rON + r ′ = r, the relationship between rON, the resistance value r ′ of the two resistors at both ends of the series-connected resistors of the second voltage dividing circuit, and the resistance value r of the other resistors is rON + r ′ = r Good.
In the present invention, the drive circuit further includes a third impedance converter connected to the output of the second selection circuit. The operation will be described below.
第1ビット部分と第2ビット部分とを含むデジタルデータが駆動回路に供給される。第1分圧回路は、外部から与えられる複数の階調電圧を分圧することにより、その複数の階調電圧の間に複数の第1補間電圧を生成する。外部から与えられる複数の階調電圧と第1分圧回路によって生成された複数の第1補間電圧とは第1選択回路に供給される。第1選択回路は、デジタルデータの第1ビット部分に応じて、複数の階調電圧と複数の第1補間電圧とのうち第1電圧と第2電圧とを選択する。ここで、第1電圧と第2電圧とは互いに異なる電圧である。第1電圧と第2電圧とは第2分圧回路に供給される。第2分圧回路は、第1電圧と第2電圧とを分圧することにより、第1電圧と第2電圧との間に複数の第2補間電圧を生成する。第1電圧と第2電圧と第2分圧回路によって生成された複数の第2補間電圧とは第2選択回路に供給される。第2選択回路は、デジタルデータの第2ビット部分に応じて、第1電圧と第2電圧の少なくとも一方と複数の第2補間電圧とのうち1つを選択する。第2選択回路によって選択された電圧は、表示装置に表示される複数の階調のうちの1つに対応しており、表示装置のデータラインに出力される。このようにして、デジタルデータの値に対応する階調が表示装置に表示される。 Digital data including the first bit portion and the second bit portion is supplied to the driving circuit. The first voltage dividing circuit divides a plurality of gradation voltages given from the outside to generate a plurality of first interpolation voltages between the plurality of gradation voltages. A plurality of gradation voltages supplied from the outside and a plurality of first interpolation voltages generated by the first voltage dividing circuit are supplied to the first selection circuit. The first selection circuit selects a first voltage and a second voltage from among the plurality of gradation voltages and the plurality of first interpolation voltages according to the first bit portion of the digital data. Here, the first voltage and the second voltage are different from each other. The first voltage and the second voltage are supplied to the second voltage dividing circuit. The second voltage dividing circuit generates a plurality of second interpolation voltages between the first voltage and the second voltage by dividing the first voltage and the second voltage. The first voltage, the second voltage, and the plurality of second interpolation voltages generated by the second voltage dividing circuit are supplied to the second selection circuit. The second selection circuit selects at least one of the first voltage, the second voltage, and the plurality of second interpolation voltages according to the second bit portion of the digital data. The voltage selected by the second selection circuit corresponds to one of a plurality of gradations displayed on the display device, and is output to the data line of the display device. In this way, the gradation corresponding to the value of the digital data is displayed on the display device.
第2選択回路の出力に接続されるインピーダンス変換器を駆動回路がさらに備えている場合には、第2分圧回路からインピーダンス変換器に分岐する電流の大きさは、第2分圧回路における抵抗を流れる電流に比べて無視できるほど小さい。これにより、第2分圧回路による正確な分圧が実現される。 When the drive circuit further includes an impedance converter connected to the output of the second selection circuit, the magnitude of the current branched from the second voltage divider circuit to the impedance converter is the resistance in the second voltage divider circuit. Is negligibly small compared to the current flowing through Thereby, accurate voltage division by the second voltage dividing circuit is realized.
本発明によれば、8ビットデジタル駆動器のような高多階調の駆動器を実現することが可能となる。なお、本発明は8ビット以外のデジタル駆動器、例えば6ビットデジタル駆動器にも適用できることは言うまでもない。その場合、例えば、デジタルデータの上位3ビットを分圧回路10に負担させ、下位8ビットを各出力回路33内の分圧回路42に負担させることなどが考えられる。もちろん、8ビットの場合も含めて各種の変形を行ない得ることは言うまでもない。
According to the present invention, it is possible to realize a high-gradation driver such as an 8-bit digital driver. Needless to say, the present invention can also be applied to digital drivers other than 8-bit, for example, 6-bit digital drivers. In this case, for example, it is conceivable to load the upper 3 bits of the digital data to the
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明による8ビットデジタル駆動器1の構成を示す。駆動器1は、分圧回路10とn個の駆動回路20−1〜20−nとを含んでいる。ここで、nは正の整数である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of an 8-bit
分圧回路10は、外部から与えられる9個の階調電圧V0、V32、V64、・・・、V224、V256を分圧することにより、24個の補間電圧を生成する。分圧回路10は、階調電圧と補間電圧とを含む合計33個の電圧V0、V8、V16、・・・、V248、V256を出力する。以下、本明細書では、9個の階調電圧をV32i(i=0,1,2,・・・,8)と表記し、分圧回路10から出力される33個の電圧をV8i(i=0,1,2,・・・,32)と表記する。
The
図1に示される例では、分圧回路10は、n個の駆動回路20−1〜20−nに共通して設けられている。このような構成は、回路を共通化することにより回路規模を削減する点で好ましい。しかし、本発明はこのような構成に限られない。n個の駆動回路20−1〜20−nのそれぞれについて別個の分圧回路を設けるようにしてもよい。
In the example shown in FIG. 1, the
駆動回路20−1〜20−nのそれぞれは、分圧回路10から供給される電圧V8i(i=0,1,2,・・・,32)に基づいて、デジタルデータに対応する出力電圧Outをデータライン(図示せず)に出力する。例えば、デジタルデータが8ビットからなる場合には、28(=256)種類の出力電圧Outが出力される。出力パルスOPによって規定される1出力期間の間、データラインは絵素(図示せず)に接続され、出力電圧Outに基づいて絵素が充電される。このようにして、28(=256)階調の表示が実現される。
Each of the drive circuits 20-1 to 20-n is based on the voltage V8i (i = 0, 1, 2,..., 32) supplied from the
図2(a)は、図1に示される分圧回路10の構成を示す。分圧回路10には、9個の階調電圧V32i(i=0,2,・・・,8)が入力される。分圧回路10は、階調電圧V32i(i=0,2,・・・,8)のうち隣接する2つの階調電圧間にそれぞれ4つの抵抗Rを有している。分圧回路10は、これらの抵抗Rにより階調電圧V32i(i=0,2,・・・,8)を分圧することにより、24個の補間電圧を生成する。このようにして、分圧回路10は、階調電圧と補間電圧とを含む合計33個の電圧V8i(i=0,1,2,・・・,32)を出力する。階調電圧と補間電圧とを合わせた電圧の総数は、駆動器が扱うデジタルデータのビット数によって決まる出力電圧数の1/2より小さくなるように設計される。
FIG. 2A shows a configuration of the
図2(b)は、図2(a)に示される階調電圧V0と階調電圧V32との間の抵抗配列を示す。他の階調電圧間の抵抗配列も同様である。 FIG. 2B shows a resistor array between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V32 shown in FIG. The same applies to the resistance arrangement between the other gradation voltages.
図3(a)は、分圧回路10の他の構成を示す。図3(a)に示される例では、分圧回路10からの各出力に対応してインピーダンス変換器11が設けられている。インピーダンス変換器11は、高い入力インピーダンスを低い出力インピーダンスに変換する。インピーダンス変換器11によれば、入力電圧がそのまま出力電圧となるが、入力側にはほとんど電流が流入せず、出力側から大きな電流を取り出すことができる。インピーダンス変換器11としては、例えば、ボルテージフォロワ(voltage follower)などが使用される。
FIG. 3A shows another configuration of the
インピーダンス変換器11を設けることにより、分圧回路10は、大きな負荷を駆動することができる。従って、分圧回路10が複数の駆動回路20−1〜20−nに接続される場合には、分圧回路10は各出力に対応するインピーダンス変換器11を含むことが好ましい。
By providing the
図3(b)は、図3(a)に示される階調電圧V0と階調電圧V32との間の抵抗配列を示す。他の階調電圧間の抵抗配列も同様である。 FIG. 3B shows a resistor array between the gradation voltage V0 and the gradation voltage V32 shown in FIG. The same applies to the resistance arrangement between the other gradation voltages.
図4は、図1に示される駆動回路20−1の構成を示す。駆動回路20−1は、8ビットデジタル駆動器における1出力に対応する回路である。 FIG. 4 shows the configuration of the drive circuit 20-1 shown in FIG. The drive circuit 20-1 is a circuit corresponding to one output in the 8-bit digital driver.
駆動回路20−1は、標本化記憶部31と、保持記憶部32と、出力回路33とを含む。標本化パルスTsmpの立ち上がりエッジに応答して、8ビットデジタルデータD0〜D7が標本化記憶部31に格納される。標本化記憶部31に格納されたデジタルデータは、出力パルスOPの立ち上がりエッジに応答して、保持記憶部32に移され、そこで保持される。出力回路33は、分圧回路10から供給される電圧V8i(i=0,1,2,・・・,32)に基づいて、保持記憶部32に保持されたデジタルデータの値に対応する出力電圧Outを出力する。
The drive circuit 20-1 includes a
図1に示される駆動回路20−2〜20−nの構成は、上述した駆動回路20−1の構成と同様である。従って、ここではその説明を省略する。 The configuration of the drive circuits 20-2 to 20-n shown in FIG. 1 is the same as the configuration of the drive circuit 20-1. Therefore, the description is omitted here.
図5は、図4に示される出力回路33の構成を示す。出力回路33は、論理回路41と、分圧回路42と、論理回路43と、インピーダンス変換器44とを含んでいる。
FIG. 5 shows the configuration of the
論理回路41は、8ビットのデジタルデータのうち上位5ビットを受け取り、上位5ビットの値に基づいて、32個の制御信号S0、S8、S16、・・・、S248のうちのいずれか1つを能動にし、かつ、32個の制御信号S8’、S16’、S24’、・・・、S256’のうちのいずれか1つを能動にする。
The
制御信号S0、S8、S16、・・・、S248は、アナログスイッチ(アナログゲート)ASW0、ASW8、ASW16、・・・、ASW248にそれぞれ供給される。制御信号S8’、S16’、S24’、・・・、S256’は、アナログスイッチ(アナログゲート)ASW8’、ASW16’、ASW24’、・・・、ASW256’にそれぞれ供給される。これらのアナログスイッチのそれぞれは、入力される制御信号が能動の場合にオン状態となるように構成されている。 The control signals S0, S8, S16,..., S248 are supplied to analog switches (analog gates) ASW0, ASW8, ASW16,. The control signals S8 ', S16', S24 ', ..., S256' are supplied to analog switches (analog gates) ASW8 ', ASW16', ASW24 ', ..., ASW256', respectively. Each of these analog switches is configured to be turned on when an input control signal is active.
アナログスイッチASW0、ASW8、ASW16、・・・、ASW248には、分圧回路10から電圧V0、V8、V16、・・・、V248がそれぞれ供給される。アナログスイッチASW8’、ASW16’、ASW24’、・・・、ASW256’には、分圧回路10から電圧V8、V16、V24、・・・、V256がそれぞれ供給される。これらのアナログスイッチのそれぞれは、オン状態の場合に入力される電圧をそのまま出力するように構成されている。
The analog switches ASW0, ASW8, ASW16,..., ASW248 are supplied with voltages V0, V8, V16,. The analog switches ASW8 ', ASW16', ASW24 ', ..., ASW256' are supplied with voltages V8, V16, V24, ..., V256 from the
分圧回路42は、直列に接続された8個の抵抗rを含んでいる。8個の抵抗rはそれぞれ等価な抵抗値を有する。アナログスイッチASW0、ASW8、ASW16、・・・、ASW248から出力される電圧は、直列に接続された8個の抵抗rの一端に印加される。アナログスイッチASW8’、ASW16’、ASW24’、・・・、ASW256’から出力される電圧は、直列に接続された8個の抵抗rの他端に印加される。分圧回路42は、直列に接続された8個の抵抗rの両端に印加された電圧を分圧することにより、接続点P0、P1、P2、・・・、P7において相異なる8個の電圧を発生させる。接続点P0における電圧は、アナログスイッチASW0、ASW8、ASW16、・・・、ASW248から出力される電圧に等しい。接続点P1、P2、・・・、P7における電圧は、抵抗rの数に応じて分圧された電圧に等しい。
The
論理回路43は、8ビットのデジタルデータのうち下位3ビットを受け取り、下位3ビットの値に基づいて、8個の制御信号t0〜t7のうちのいずれか1つを能動にする。
The
制御信号t0〜t7は、アナログスイッチ(アナログゲート)ASWt0〜ASWt7にそれぞれ供給される。これらのアナログスイッチのそれぞれは、入力される制御信号が能動の場合にオン状態となるように構成されている。 The control signals t0 to t7 are supplied to analog switches (analog gates) ASWt0 to ASWt7, respectively. Each of these analog switches is configured to be turned on when an input control signal is active.
アナログスイッチASWt0〜ASWt7には、分圧回路42において得られた8個の電圧がそれぞれ供給される。これらのアナログスイッチのそれぞれは、オン状態の場合に入力される電圧をそのまま出力するように構成されている。
The eight voltages obtained by the
このようにして、デジタルデータの下位3ビットの値に応じて、分圧回路42において得られた8個の電圧のうちのいずれか1つが論理回路43によって選択され、選択された電圧がインピーダンス変換器44に出力される。インピーダンス変換器44の機能および動作は、上述したインピーダンス変換器11の機能および動作と同様である。従って、ここではその説明を省略する。
In this way, according to the value of the lower 3 bits of the digital data, any one of the eight voltages obtained in the
分圧回路42の接続点P1、P2、・・・、P7における電圧は、アナログスイッチASWt0〜ASWt7を介して入力インピーダンスが非常に大きなインピーダンス変換器44に入力される。その結果、分圧回路42の接続点P1、P2、・・・、P7からインピーダンス変換器44に分岐する電流の大きさは、分圧回路42内の抵抗rを流れる電流の大きさに比べて無視できるほど小さい。これにより、正確な分圧が実現される。
The voltage at the connection points P1, P2,..., P7 of the
なお、駆動すべき負荷が小さい場合には、インピーダンス変換器44は、省略されてもよい。
If the load to be driven is small, the
表1は、論理回路41に入力されるデジタルデータの上位ビットD7〜D3の値と論理回路42から出力される制御信号S0、S8、S16、・・・、S248の値との間の関係を規定する論理表である。
Table 1 shows the relationship between the values of the upper bits D7 to D3 of the digital data input to the
表2は、論理回路41に入力されるデジタルデータの上位ビットD7〜D3の値と論理回路42から出力される制御信号S8’、S16’、S24’・・・、S256’の値との間の関係を規定する論理表である。
Table 2 shows the relationship between the values of the upper bits D7 to D3 of the digital data input to the
表3は、論理回路43に入力されるデジタルデータの下位ビットD2〜D0の値と論理回路43から出力される制御信号t0〜t7の値との間の関係を規定する論理表である。
Table 3 is a logic table that defines the relationship between the values of the lower bits D2 to D0 of the digital data input to the
以下、10進法表記で値4を有するデジタルデータD7〜D0が入力された場合における出力回路33の動作を説明する。この場合、(D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0)=(0,0,0,0,0,1,0,0)である。
The operation of the
論理回路41は、表1に示される論理表に従い、制御信号S0を能動にする。デジタルデータの上位5ビットD7〜D3の値はいずれも”0”だからである。その結果、アナログスイッチASW0を介して電圧V0が分圧回路42の一端に印加される。
The
また、論理回路41は、表2に示される論理表に従い、制御信号S8’を能動にする。デジタルデータの上位5ビットD7〜D3の値はいずれも”0”だからである。その結果、アナログスイッチASW8’を介して電圧V8が分圧回路42の他端に印加される。
The
論理回路42は、表3に示される論理表に従い、制御信号t4を能動にする。デジタルデータの下位3ビットD2〜D0の値はそれぞれ”1”、”0”、”0”だからである。その結果、アナログスイッチASWt4を介して分圧回路42の接続点P4における電圧がインピーダンス変換器44に出力される。
The
分圧回路42の接続点P4における電圧は、(4V0+4V8)/8(=(V0+V8)/2)に等しい。電圧V0が印加される分圧回路42の一方の端点と接続点P4との間には直列に接続された4個の抵抗rが存在し、電圧V8が印加される分圧回路42の他方の端点と接続点P4との間にも直列に接続された4個の抵抗rが存在するからである。
The voltage at the connection point P4 of the
このようにして、出力回路33は、10進法表記で値4を有するデジタルデータに対して、電圧(4V0+4V8)/8(=(V0+V8)/2)を出力する。
In this way, the
なお、論理回路41は、表1および表2に規定される動作を実現するものであれば、どのような構造を有するものでもかまわない。例えば、論理回路41は、論理積、論理和などの論理素子の組み合わせによって実現されてもよく、リードオンリーメモリ(ROM)によって実現されてもよい。論理回路42についても同様である。
The
以下、本発明を実際の駆動器に適用する場合に考慮すべき事項について説明する。 Hereinafter, matters to be considered when the present invention is applied to an actual driver will be described.
本発明を実際の駆動器に適用する場合に考慮すべき第1の事項は、出力回路33における、アナログスイッチのオン抵抗rONの値と分圧回路42における抵抗rの値との関係である。
The first matter to be considered when the present invention is applied to an actual driver is the relationship between the value of the on-resistance rON of the analog switch and the value of the resistance r in the
図6は、アナログスイッチASW0とASW8’がオン状態である場合における分圧回路42の等価回路を示す。分圧回路42の一端には電圧V0が印加され、分圧回路42の他端には電圧V8が印加される。
FIG. 6 shows an equivalent circuit of the
図6において、rONは、アナログスイッチのオン抵抗を示す。このように、分圧回路42に含まれる8個の抵抗rの両端にオン抵抗rONがさらに追加された形となる。その結果、分圧回路42の接続点P0〜P7における電圧は、分圧回路42の両端に印加される電圧を8等分することにより得られる電圧と等しくならない。
In FIG. 6, rON represents the on-resistance of the analog switch. As described above, the ON resistance rON is further added to both ends of the eight resistances r included in the
このような偏差をできるだけ小さくするためには、オン抵抗rONを抵抗rに比べてできるだけ小さくすることが好ましい。ただし、オン抵抗rONを抵抗rに比べて大幅に小さくすること(例えば、1/10以下にすること)はチップ寸法を大きくするという欠点を引き起こす。 In order to make such a deviation as small as possible, it is preferable to make the on-resistance rON as small as possible compared to the resistance r. However, making the on-resistance rON much smaller than the resistance r (for example, 1/10 or less) causes a disadvantage of increasing the chip size.
図7は、このような観点から改良された分圧回路52を含む出力回路33’の構成を示す。
FIG. 7 shows a configuration of an
分圧回路52は、直列に接続された8個の抵抗を含む。その8個の抵抗のうち両端の2個の抵抗r’の値はr’であり、その他の抵抗rの値rと異なっている。値r’は、rON+r’=rという式を満たすように設計される。
The
図8は、アナログスイッチASW0とASW8’がオン状態である場合における分圧回路52の等価回路を示す。rON+r’=rであることから、分圧回路52の接続点P0〜P7における電圧は、分圧回路52の両端に印加される電圧を8等分することにより得られる電圧と等しくなる。
FIG. 8 shows an equivalent circuit of the
この場合、分圧回路52の接続点P0における電圧は使用されない。オン抵抗rONによる電圧降下(または電圧上昇)により、分圧回路52の一方の端点に印加される電圧V0と接続点P0の電圧とは等しくならないからである。例えば、rON=r’である場合には、接続点P0の電圧は、(15V0+V8)/16となってしまう。
In this case, the voltage at the connection point P0 of the
論理回路51は、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合には、上位5ビットの値にかかわらず、制御信号S8’、S16’、S24’・・・、S256’をすべて非能動とする。その結果、アナログスイッチASW8’、ASW16’、ASW24’、・・・、ASW256’はすべてオフ状態とされる。これにより、論理回路51からアナログスイッチASW8i、分圧回路52、アナログスイッチASW8i’を介して論理回路51に至る電流ループ(あるいは、その逆方向の電流ループ)が遮断される。
When the values of the lower 3 bits of the digital data are all “0”, the
論理回路51から出力される制御信号S8’、S16’、S24’・・・、S256’の値は、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合を除いて、表2に示すとおりである。
The values of the control signals S8 ′, S16 ′, S24 ′,..., S256 ′ output from the
論理回路51から出力される制御信号S0、S8、S16、・・・、S248の値は、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”であるか否かにかかわらず、表1に示すとおりである。
The values of the control signals S0, S8, S16,..., S248 output from the
このような論理回路51の制御は、表1および表2に示す論理表に、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合の論理を追加することにより実現することができる。
Such control of the
論理回路53は、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合には、制御信号t1〜t7のうちのいずれか1つを能動とする。デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合に能動となる制御信号は、制御信号t1〜t7のうちのいずれであってもよい。分圧回路52の接続点P1〜P7における電圧は、いずれも、分圧回路52の一方の端点に印加される電圧と等しくなるからである。
The
デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合には、上述したように、論理回路51から分圧回路52を経て論理回路51に至る電流ループが遮断される。オン抵抗rONと抵抗r’と抵抗rには電流が流れないため、それらの抵抗による電圧降下(または電圧上昇)が生じない。従って、分圧回路52の接続点P1〜P7における電圧は、いずれも、分圧回路52の一方の端点に印加される電圧と等しくなる。
When the values of the lower 3 bits of the digital data are all “0”, the current loop from the
表4は、論理回路53に入力されるデジタルデータの下位ビットD2〜D0の値と論理回路53から出力される制御信号t1〜t7の値との間の関係を規定する論理表である。
Table 4 is a logic table that defines the relationship between the values of the lower bits D2 to D0 of the digital data input to the
このように、改良された分圧回路52を含む出力回路33’では、アナログスイッチASW0が不要となる。従って、出力回路33’は、図5に示される出力回路33に比較して、アナログスイッチの数を削減することができるという利点がある。また、デジタルデータの下位3ビットの値がすべて”0”である場合に電圧変動をゼロにすることができるという利点もある。一方、出力回路33’は、図5に示される出力回路33に比較して、論理回路51が僅かながら複雑になるため論理ゲートの数が増加するという欠点がある。これらの利点と欠点とを比較考量して、出力回路33の代わりに出力回路33’を採用するか否かを決定すればよい。
Thus, in the
本発明を実際の駆動器に適用する場合に考慮すべき第2の事項は、分圧回路42の接続点P1、P2、・・・、P7からインピーダンス変換器44に分岐する電流の大きさである。
The second matter to be considered when the present invention is applied to an actual driver is the magnitude of the current that branches from the connection points P1, P2,..., P7 of the
アナログスイッチASWt0〜ASWt7のうちのいずれか1つがオン状態となった直後の過渡状態においては、分圧回路42の接続点P1、P2、・・・、P7からインピーダンス変換器44に分岐する電流が僅かながら流れる。アナログスイッチの入力容量とインピーダンス変換器44の入力容量とを充電するための電荷が供給されるからである。
In a transient state immediately after any one of the analog switches ASWt0 to ASWt7 is turned on, a current branched from the connection points P1, P2,..., P7 of the
しかし、定常状態に達した後は、アナログスイッチの構造に依存してそのアナログスイッチの内部で発生する漏洩電流と、インピーダンス変換器44の入力インピーダンスと漏洩電流とに基づく電流とが流れるにすぎない。これらの電流は分圧回路42内の抵抗rを流れる電流に比べて一般に桁違いに小さい。
However, after reaching the steady state, depending on the structure of the analog switch, a leakage current generated inside the analog switch and a current based on the input impedance and the leakage current of the
従って、分圧回路42内の抵抗rの値は、上述した漏洩電流が実質的に無視できるように決定されることが好ましい。例えば、そのような抵抗rの値は、1.25Mオームである。しかし、抵抗rの値は、本発明にとって本質的ではない。抵抗rの値は、1.25Mオームに限定されない。半導体の設計、製造技術は猛烈な勢いで進歩しつつある。従って、現在の技術を前提にして抵抗rの値に制約を与えることは無意味である。
Therefore, the value of the resistance r in the
一般に、抵抗が存在する回路に電流が流れれば、電圧降下(または電圧上昇)が生じる。従って、駆動器を実際に設計するに当たっては、電流が流れる回路と、電流が流れない回路とを明確に区別する必要がある。さらに、電流が流れる回路については、電圧降下(または電圧上昇)の影響を必要に応じて考慮する必要がある。 Generally, when a current flows through a circuit in which a resistor exists, a voltage drop (or voltage rise) occurs. Therefore, in actually designing the driver, it is necessary to clearly distinguish between a circuit through which a current flows and a circuit through which no current flows. Furthermore, for a circuit through which a current flows, it is necessary to consider the influence of a voltage drop (or voltage rise) as necessary.
本発明を実際の駆動器に適用する場合に考慮すべき第3の事項は、分割回路10における抵抗Rの値と出力回路33における抵抗rの値との比である。
A third matter to be considered when the present invention is applied to an actual driver is the ratio between the value of the resistor R in the dividing
図9は、駆動回路20−1〜20−nのすべてが分圧回路10から出力される電圧V0と電圧V8とをさらに分圧することによって得られる電圧を出力する場合における駆動器1の等価回路を示す。
FIG. 9 shows an equivalent circuit of the
図9において、Rは分圧回路10における抵抗、rは分圧回路42における抵抗、r1は分圧回路10から駆動回路20−1に含まれる分圧回路42までの線路の抵抗、Δrは駆動回路20−1〜20−nに含まれる各分圧回路42間の線路の抵抗を示す。ここで、抵抗r1の値と抵抗Δrの値は、抵抗rの値と抵抗Rの値に比較すると遥かに小さい。従って、分圧回路10の接続点PV8から分岐する電流を考える場合には、抵抗r1の値と抵抗Δrの値は無視してよい。電圧V0>電圧V8である場合には、分圧回路10の接続点PV8に電流が流入し、電圧V0<電圧V8である場合には、分圧回路の接続点PV8から電流が流出する。
In FIG. 9, R is the resistance in the
抵抗r1の値と抵抗Δrの値を無視した場合には、図9に示す等価回路は、図10に示す回路に変形される。n個の抵抗配列が並列に接続されているからである。n個の抵抗配列のそれぞれは、直列に接続された8個の抵抗rを含んでいる。 When the value of the resistor r1 and the value of the resistor Δr are ignored, the equivalent circuit shown in FIG. 9 is transformed into the circuit shown in FIG. This is because n resistor arrays are connected in parallel. Each of the n resistor arrays includes eight resistors r connected in series.
なお、駆動器1に複数の分圧回路を設けることにより、1つの分圧回路が負担する1出力対応の駆動回路の数を減らすこともできる。この場合には、nの代わりにNを用いればよい。ここで、Nは、分圧回路10によって分圧された電圧が供給される駆動回路の数であり、N≦nである。以降の説明では、n=Nであると仮定する。
In addition, by providing the
図10に示される回路から、R>>8r/n、すなわち、nR/8r>>1(比nR/8rが1より十分に大きい)が成立するように抵抗Rの値と抵抗rの値とを決めれば、分圧回路10の各接続点から分岐する電流による電圧変動は実質的に無視できることがわかる。比nR/8rが1に近づくにつれて分圧回路10によって分圧される電圧に生じる偏差が大きくなる。ここで、「駆動回路20−1〜20−nのすべてが分圧回路10から出力される電圧V0と電圧V8とをさらに分圧することによって得られる電圧を出力する」という条件は、分圧回路10の各接続点から分岐する電流が最大になる条件であることに留意されたい。
From the circuit shown in FIG. 10, the values of the resistance R and the resistance r are set so that R >> 8r / n, that is, nR / 8r >> 1 (ratio nR / 8r is sufficiently larger than 1). , It can be seen that the voltage fluctuation due to the current branched from each connection point of the
r=1.25Mオーム、かつ、n=100であると仮定する。この場合、R=1Kオームならば比nR/8r=100となるから、比nR/8r>>1が成立する。従って、分圧回路10の各接続点から分岐する電流による電圧変動は無視できる。実際には、比nR/8rが100であることが必要とされることは少ない。しかし、比nR/8rは10程度より大きいことが望ましい。
Assume r = 1.25 M ohms and n = 100. In this case, if R = 1K ohms, the ratio nR / 8r = 100, and the ratio nR / 8r >> 1 is established. Therefore, the voltage fluctuation due to the current branched from each connection point of the
本発明を実際の駆動器に適用する場合に考慮すべき第4の事項は、分圧回路10から駆動回路20−1〜20−nのそれぞれに至るまでの線路の抵抗による影響である。
A fourth matter to be considered when the present invention is applied to an actual driver is the influence of line resistance from the
r=1.25Mオーム、|V0−V8|が0.1V、n=100であると仮定する。この場合、線路を流れる最大電流は0.1/(10M/100)=10-6Aとなる。線路の抵抗に基づく出力偏差を0.01V以内にとどめたい場合には、線路の抵抗は、0.01/10-6=104Ωを越えないように決定される。 なお、上述した最大電流が実際に流れるのは、分圧回路10から駆動回路20−1に至る線路部分(図9のr1の抵抗部分)のみであり、それ以降の線路は、各駆動回路に分岐する電流分だけ、次第に減少していく。従って、実際の線路の抵抗の条件は、上述した条件より若干緩くても良い。しかし、上述した条件の下で線路の抵抗を計算することは、線路の抵抗を見積もる上で非常に有効である。
Assume that r = 1.25 Mohm, | V0−V8 | is 0.1 V, and n = 100. In this case, the maximum current flowing through the line is 0.1 / (10 M / 100) = 10 −6 A. When it is desired to keep the output deviation based on the resistance of the line within 0.01V, the resistance of the line is determined not to exceed 0.01/10@-6 = 10 @ 4 .OMEGA. Note that the maximum current described above actually flows only in the line portion (the resistance portion r1 in FIG. 9) from the
(実施の形態2)
図11は、出力回路33の他の構成を示す。図11において、図5に示される構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 11 shows another configuration of the
図11に示される例では、デジタルデータの上位5ビットの値に応じて選択された電圧は、インピーダンス変換器61および62を介して分圧回路42に入力されている。インピーダンス変換器61および62の入力インピーダンスは十分に大きく、出力インピーダンスは選択される電圧の開放状態での電圧差と分圧回路42における抵抗rとによって決定される電流を十分に流せるだけ小さい。
In the example shown in FIG. 11, the voltage selected according to the value of the upper 5 bits of the digital data is input to the
例えば、抵抗rの値が1.25KΩであり、かつ、選択される電圧の電位差が0.1Vであると仮定する。この場合、分圧回路42において直列に接続された抵抗rを流れる電流は、0.1/(1.25×8)=0.01mAとなる。インピーダンス変換器61および62の出力インピーダンスは0.01mAの電流を出力しても実質的に電圧変動が生じないほど十分に小さい。例えば、出力インピーダンスが100Ωであれば、電圧変動は1mV以下となる。電圧変動が1mV以下であることは、一般には、十分に無視できる範囲内である。
For example, it is assumed that the value of the resistance r is 1.25 KΩ and the potential difference between the selected voltages is 0.1V. In this case, the current flowing through the resistor r connected in series in the
インピーダンス変換器61および62の出力インピーダンスは、正方向の電流と負方向の電流の両方について定義されている。すなわち、インピーダンス変換器61および62の出力側は、この例の場合では、0.01mAの電流を1mV以下の電圧変動で、流し出すことも流し込むことも可能なように構成されている。 インピーダンス変換器61および62の入力インピーダンスの大きさは、流れ込む電流が十分に小さく、すべての出力回路の対応するインピーダンス変換器に流れ込む電流の総量が、線路に与える電圧降下(または電圧上昇)および分圧回路10の接続点に与える分岐電流の影響が無視できる値となるほど十分に大きい。なお、その値の考察は、先の例で説明した考察と本質的に同様に行なえるので省略する。
The output impedances of the
インピーダンス変換回路61の出力端の電圧がインピーダンス変換回路62の出力端の電圧より大きい場合には、インピーダンス変換回路61から0.01mAの電流が流れ出し、分圧回路42を通ってインピーダンス変換回路62に流れ込む。インピーダンス変換回路61とインピーダンス変換回路62との間の電圧差は分圧回路42によって分圧される。分圧回路42における点P0〜P7における電圧のうち論理回路43によって選択された電圧がインピーダンス変換器44を介して出力される。
When the voltage at the output terminal of the
なお、分圧回路42を流れる電流は、インピーダンス変換回路61および62のうち電圧の高い方から低い方へ流れるのであり、以上に説明した同等の機能を結果的に実現できれば、インピーダンス変換回路61および62はいかなる形態の能動素子であってもよい。実施の形態2の優れている点は、分圧回路42における抵抗rの値を比較的自由に決めることができる点である。
The current flowing through the
分圧回路42における抵抗rの値のばらつきは、分圧される電圧の偏差を発生させる。従って、駆動器を量産するプロセス等の設備によってその精度と抵抗値との間に相関がある。この値を無理に大きく設計すると、量産設備によっては分圧回路42における抵抗rの値のばらつきが大きくなってしまう。実施の形態2では、このようなことに比較的拘束されずに駆動器を設計することができる。
Variation in the value of the resistance r in the
ただし、インピーダンス変換回路61および62を設けることは、インピーダンス変換回路61および62を設けないことに比べて必ずしも有利であるとは限らない。インピーダンス変換回路61および62を設けることは、設計上または量産上の追加的な負担を生むこともあるからである。駆動器の仕様、量産する工場設備や特性の測定設備などの条件に応じて、インピーダンス変換器61および62を設けるか否かを決定すればよい。
However, providing the
(実施の形態3)
図12は、出力回路33の他の構成を示す。図12において、図11に示される構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 12 shows another configuration of the
図12に示される出力回路33は、図11に示される出力回路33に比較して、インピーダンス変換器44が省略されている点で異なっている。さらに、インピーダンス変換器71および72の出力特性としては、負荷である表示体のデータ線を充電(放電)するに十分なほど出力電流容量が大きくなっている。ただし、インピーダンス変換器71および72の出力インピーダンス自体は、実施の形態2で説明した条件と変わることはない。すなわち、出力インピーダンスを不必要に小さくする必要はない。
The
図13は、データ線の等価回路を示す。このような等価回路によって表される負荷に電圧を印加した場合、十分に時間が経過した後は、駆動器からはもはや電流は流れなくなる。その負荷の容量に十分に電荷が充電されることにより、系が定常状態となるからである。 FIG. 13 shows an equivalent circuit of data lines. When a voltage is applied to a load represented by such an equivalent circuit, no current flows from the driver after a sufficient time has elapsed. This is because the system is brought into a steady state by sufficiently charging the load capacity.
例えば、図12において、論理回路43から出力される制御信号t2が能動となり、対応するアナログスイッチASWt2がオン状態となっている場合を考える。この場合、分圧回路42における接続点Pt2の電圧と図13の点Pの電圧が等しくなったところで系は定常状態となり、分圧回路42における接続点Pt2から出力側に分岐する電流はもはや実質的に0となる。従って、分圧回路42における接続点Pt2の電圧(すなわち、負荷の電圧)は、分圧回路42によって正確に分圧された電圧となる。
For example, consider the case in FIG. 12 where the control signal t2 output from the
インピーダンス変換器71および72は、所定の期間内で、負荷を十分に充電するだけの電荷を供給する能力を有していることが必要とされる。所定の期間とは、例えば、1出力期間(一般に、駆動器が1つのデータに対する値を出力する期間)である。
The
過渡状態においては、インピーダンス変換器71および72が電圧変動を起こしてもかまわない。重要なことは、インピーダンス変換器71および72が所定の期間内に系を定常状態に達せしむるだけの電荷供給能力(吸収能力)を有していること、系が定常状態に達した段階で実施の形態2において説明したのと同様の条件が成立し、出力電圧の変動が極小となることである。
In the transient state, the
(実施の形態4)
図14は、出力回路33の他の構成を示す。図14において、図5に示される構成要素と同一の構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 14 shows another configuration of the
図14に示される例では、分圧回路82は、直列に接続された抵抗rの代わりに、直列に接続された容量cを含んでいる。分圧回路82の両端に印加される電圧に従って分圧回路82の各容量cの電荷が安定状態になった後は、漏れ電流を除いて、電流が分圧回路82を流れることはない。その結果、分圧回路82が直列に接続された抵抗rを含んでいる場合のように、電流が流れることによる電圧変動は発生しない。ただし、アナログスイッチの入力容量成分などの各部の容量が電荷を分散させ電圧変動の原因となるので、設計にあたってその注意は必要である。
In the example shown in FIG. 14, the
また、分圧回路10を直列に接続された抵抗Rによって構成する代わりに、直列に接続された容量Cによって構成することも可能である。なお、分圧回路10に容量を用いる場合の容量値の関係は、上述した抵抗を用いる場合と同様の考察により決定することができる。
Further, instead of configuring the
分圧回路に容量を用いる場合の有利な点は、分圧回路に抵抗を用いる場合に流れる貫通電流が流れないことである。しかし、階調電圧の波形が矩形である場合には、容量が充放電されることになる。 An advantage of using a capacitor in the voltage dividing circuit is that no through current flows when a resistor is used in the voltage dividing circuit. However, when the waveform of the gradation voltage is rectangular, the capacity is charged / discharged.
従って、容量と抵抗のどちらを用いる方が有利であるかは、充放電のための消費電力の増大と、貫通電流が流れないことによる消費電力の削減との差し引きにより評価される。 Therefore, whether it is more advantageous to use a capacitor or a resistor is evaluated by subtraction between an increase in power consumption for charging / discharging and a reduction in power consumption due to no through current flowing.
なお、以上の説明では、能動行列型液晶表示装置を駆動することを前提として説明を行ったが、本発明自体は必ずしも能動行列型液晶表示装置の駆動回路に限定されるものではない。画素に印加する電圧をデータに対応して変化させることで階調表示を行う全ての表示装置に対して本発明が有効であることは言うまでもない。 In the above description, the description has been made on the assumption that the active matrix type liquid crystal display device is driven. However, the present invention itself is not necessarily limited to the driving circuit of the active matrix type liquid crystal display device. It goes without saying that the present invention is effective for all display devices that perform gradation display by changing the voltage applied to the pixel in accordance with the data.
1 駆動器
10 分圧回路
11 インピーダンス変換器
20−1〜20−n 駆動回路
31 標本化記憶部
32 保持記憶部
33 出力回路
41 論理回路
42 分圧回路
43 論理回路
44 インピーダンス変換器
51 論理回路
52 分圧回路
53 論理回路
54 インピーダンス変換器
61、62 インピーダンス変換器
71、72 インピーダンス変換器
82 分圧回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
外部から与えられる複数の階調電圧を分圧することにより、該複数の階調電圧の間に複数の第1補間電圧を生成する第1分圧回路と、
該デジタルデータの該第1ビット部分に応じて、該複数の階調電圧と該複数の第1補間電圧とのうち第1電圧と該第1電圧とは異なる第2電圧とを選択する第1選択回路と、
該第1電圧と該第2電圧とを分圧することにより、該第1電圧と該第2電圧との間に複数の第2補間電圧を生成する第2分圧回路と、
該デジタルデータの該第2ビット部分に応じて、該第1電圧と該第2電圧の少なくとも一方と該複数の第2補間電圧とのうち1つを選択する第2選択回路と、
該第1電圧を受け取る第1インピーダンス変換器と、
該第2電圧を受け取る第2インピーダンス変換器と、を備えており、
該第2分圧回路は、該第1インピーダンス変換器の出力と該第2インピーダンス変換器の出力とを分圧することにより、該第1インピーダンス変換器の出力と該第2インピーダンス変換器の出力との間に該複数の第2補間電圧を生成し、該第1インピーダンス変換器および該第2インピーダンス変換器が1出力期間内で第2選択回路の出力負荷の電圧値を定常状態に到達させる能力を有することを特徴とする駆動回路。 A driving circuit for a display device that displays a plurality of gradations according to digital data including a first bit portion and a second bit portion,
A first voltage dividing circuit that generates a plurality of first interpolation voltages between the plurality of gradation voltages by dividing a plurality of gradation voltages applied from the outside;
A first voltage for selecting a first voltage and a second voltage different from the first voltage from the plurality of gradation voltages and the plurality of first interpolation voltages according to the first bit portion of the digital data. A selection circuit;
A second voltage dividing circuit that generates a plurality of second interpolation voltages between the first voltage and the second voltage by dividing the first voltage and the second voltage;
A second selection circuit for selecting at least one of the first voltage, the second voltage, and the plurality of second interpolation voltages according to the second bit portion of the digital data;
A first impedance converter for receiving the first voltage;
A second impedance converter for receiving the second voltage,
The second voltage dividing circuit divides the output of the first impedance converter and the output of the second impedance converter, thereby providing an output of the first impedance converter and an output of the second impedance converter. The plurality of second interpolation voltages are generated during the period, and the first impedance converter and the second impedance converter allow the voltage value of the output load of the second selection circuit to reach a steady state within one output period. A drive circuit comprising:
外部から与えられる複数の階調電圧を分圧することにより、該複数の階調電圧の間に複数の第1補間電圧を生成する第1分圧回路と、
該デジタルデータの該第1ビット部分に応じて、該複数の階調電圧と該複数の第1補間電圧とのうち第1電圧と該第1電圧とは異なる第2電圧とを選択する第1選択回路と、
該第1電圧と該第2電圧とを分圧することにより、該第1電圧と該第2電圧との間に複数の第2補間電圧を生成する第2分圧回路と、
該デジタルデータの該第2ビット部分に応じて、該第1電圧と該第2電圧の少なくとも一方と該複数の第2補間電圧とのうち1つを選択する第2選択回路と、を備えており、
該第1選択回路の該第1電圧と該第2電圧とを選択する場合の抵抗値が、該第2分圧回路の該第2補間電圧を生成するための抵抗値に含まれることを特徴とする駆動回路。 A driving circuit for a display device that displays a plurality of gradations according to digital data including a first bit portion and a second bit portion,
A first voltage dividing circuit that generates a plurality of first interpolation voltages between the plurality of gradation voltages by dividing a plurality of gradation voltages applied from the outside;
A first voltage for selecting a first voltage and a second voltage different from the first voltage from the plurality of gradation voltages and the plurality of first interpolation voltages according to the first bit portion of the digital data. A selection circuit;
A second voltage dividing circuit that generates a plurality of second interpolation voltages between the first voltage and the second voltage by dividing the first voltage and the second voltage;
A second selection circuit that selects at least one of the first voltage, the second voltage, and the plurality of second interpolation voltages in accordance with the second bit portion of the digital data. And
The resistance value when the first selection circuit selects the first voltage and the second voltage is included in the resistance value for generating the second interpolation voltage of the second voltage dividing circuit. Drive circuit.
前記第1選択回路の前記第1電圧と前記第2電圧とを選択する場合の抵抗値rONと、前記第2分圧回路の直列接続抵抗の内の両端の2個の抵抗の抵抗値r´と、それ以外の抵抗の抵抗値rとの関係が、rON+r´=rであることを特徴とする、請求項2に記載の駆動回路。 The second voltage dividing circuit includes a plurality of resistors connected in series,
A resistance value rON for selecting the first voltage and the second voltage of the first selection circuit, and a resistance value r ′ of two resistances at both ends of the series connection resistance of the second voltage dividing circuit The drive circuit according to claim 2, wherein the relationship between the resistance value r and the resistance value r of other resistors is rON + r ′ = r.
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JP2008058398A (en) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Optrex Corp | Driving device of organic el display device |
JP2012118550A (en) * | 2007-08-21 | 2012-06-21 | Silicon Works Co Ltd | Display drive device |
-
2005
- 2005-03-29 JP JP2005093520A patent/JP2005258453A/en active Pending
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