JP2005287142A - Power supply voltage conversion circuit and display device using same - Google Patents

Power supply voltage conversion circuit and display device using same Download PDF

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JP2005287142A JP2004095422A JP2004095422A JP2005287142A JP 2005287142 A JP2005287142 A JP 2005287142A JP 2004095422 A JP2004095422 A JP 2004095422A JP 2004095422 A JP2004095422 A JP 2004095422A JP 2005287142 A JP2005287142 A JP 2005287142A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply voltage conversion circuit which can stabilize and raise an output voltage to a predetermined voltage value while compensating a self-output voltage when applying an external power supply. <P>SOLUTION: When applying the external power supply VCC, since a level shifting circuit 203 cannot be operated, between the gate of a p-type MOS transistor M1 and a signal route applied by an xRST pulse are connected by an n-type MOS transistor M4. Then, the potential of the gate electrode of the p-type MOS transistor M1 is connected to a GND level during a period T1 when applying the external power supply VCC, the p-type MOS transistor M1 is turned on, and the output voltage of a converter is raised by the external voltage VCC. While the n-type MOS transistor M4 is turned off and the gate electrode of the p-type MOS transistor M1 is opened during a period T2, the p-type MOS transistor M1 is controlled through a level shifting circuit 203. When applying the external voltage VCC, the output voltage is raised to the predetermined voltage value while the converter output voltage is compensated. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、出力電圧の立ち上がりを安定化した電源電圧変換回路および当該電源電圧変換回路を用いた表示装置に関する。   The present invention relates to a power supply voltage conversion circuit that stabilizes rising of an output voltage and a display device that uses the power supply voltage conversion circuit.

従来の絶縁基板上に形成する液晶表示装置内のDC−DCコンバータでは、低消費電力化および小型化を実現するためチャージポンプ回路を用いたDC−DCコンバータが用いられている。
このような電源電圧変換回路としては、出力部にスイッチ素子を有するチャージポンプを用い、起動時に前記スイッチ素子に対する制御パルス電圧をダイオードクランプし、起動プロセス終了時にスイッチ素子を通して出力される電圧に基づいて制御パルス電圧を回路電源電位にクランプし、安定したDC−DC変換動作を行えるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−176764号公報
In a conventional DC-DC converter in a liquid crystal display device formed on an insulating substrate, a DC-DC converter using a charge pump circuit is used in order to realize low power consumption and miniaturization.
As such a power supply voltage conversion circuit, a charge pump having a switch element at the output unit is used, a control pulse voltage for the switch element is diode-clamped at start-up, and based on a voltage output through the switch element at the end of the start-up process. There is one in which a control pulse voltage is clamped to a circuit power supply potential so that a stable DC-DC conversion operation can be performed (for example, see Patent Document 1).
JP 2002-176664 A

かかる従来のチャージポンプ回路を用いた電源電圧変換回路、特に絶縁基板上に形成する液晶表示装置内のDC−DCコンバータでは、自己出力電圧をその駆動電源とする構成であり、前記自己出力電圧が所定の出力電圧に達するまでは、外部電源により動作を開始する必要があり、前記外部電源の投入時においては、未だ立ち上がっていない前記自己出力電圧を補償しつつ、DC−DCコンバータ出力電圧、すなわち前記自己出力電圧を所定の電圧値まで安定して立ち上げる必要があるという課題があった。   A power supply voltage conversion circuit using such a conventional charge pump circuit, particularly a DC-DC converter in a liquid crystal display device formed on an insulating substrate, has a configuration in which a self-output voltage is used as a drive power supply, and the self-output voltage is Until reaching a predetermined output voltage, it is necessary to start operation by an external power supply. When the external power supply is turned on, the DC-DC converter output voltage, that is, while compensating for the self-output voltage that has not yet risen, that is, There has been a problem that the self-output voltage needs to be stably raised to a predetermined voltage value.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、外部電源の投入時において、未だ立ち上がっていない自己出力電圧を補償しつつ、出力電圧を所定の電圧値まで安定して立ち上げることの出来る電源電圧変換回路および、その電源電圧変換回路を用いた表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances. When an external power supply is turned on, the output voltage is stably raised to a predetermined voltage value while compensating for a self-output voltage that has not yet risen. An object of the present invention is to provide a power supply voltage conversion circuit capable of performing the above and a display device using the power supply voltage conversion circuit.

上述の目的を達成するため、本発明にかかる電源電圧変換回路は、キャパシタと、前記キャパシタを充放電駆動するトランジスタ対とを有し、第1の電源電圧を当該電源電圧より大きい第2の電源電圧に変換し出力するチャージポンプ回路と、前記トランジスタ対を駆動するコントロールパルスを、前記チャージポンプ回路の出力を電源として振幅変換する振幅変換回路と、前記チャージポンプ回路の起動を制御するリセット回路とを備えた電源電圧変換回路であって、前記リセット回路が、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, a power supply voltage conversion circuit according to the present invention includes a capacitor and a transistor pair that charges and discharges the capacitor, and the first power supply voltage is higher than the power supply voltage. A charge pump circuit that converts the voltage into a voltage, outputs an amplitude conversion circuit that converts the amplitude of a control pulse that drives the transistor pair using the output of the charge pump circuit as a power source, and a reset circuit that controls the activation of the charge pump circuit; A first switching element that connects and opens a power supply line of the first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit, and the first switching element. In the first period when the power supply voltage is turned on, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential based on the start control signal, and the first The switch element is controlled, the power supply line of the first power supply voltage is connected to the output side of the charge pump circuit by the first switch element, and the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit. A second switch element that opens the control terminal of the first switch element based on the start control signal for a second period after the first period has elapsed; During this period, the start control signal is amplitude-converted using the output of the charge pump circuit as a power source, and the start control signal subjected to the amplitude conversion is supplied to the control terminal of the first switch element. And a control circuit that opens the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage.

上述の目的を達成するため、本発明にかかる表示装置は、電気光学素子を含む画素が行列状に2次元配置されてなる表示エリア部と、電源電圧変換回路とを備えた表示装置であって、前記電源電圧変換回路が、キャパシタと、前記キャパシタを充放電駆動するトランジスタ対とを有し、第1の電源電圧を当該電源電圧より大きい第2の電源電圧に変換し出力するチャージポンプ回路と、前記トランジスタ対を駆動するコントロールパルスを、前記チャージポンプ回路の出力を電源として振幅変換する振幅変換回路と、前記チャージポンプ回路の起動を制御するリセット回路とを備え、前記リセット回路が、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a display device according to the present invention is a display device including a display area unit in which pixels including electro-optical elements are two-dimensionally arranged in a matrix and a power supply voltage conversion circuit. The power supply voltage conversion circuit includes a capacitor and a transistor pair that drives charging and discharging the capacitor, and converts the first power supply voltage into a second power supply voltage higher than the power supply voltage and outputs the second power supply voltage; An amplitude conversion circuit that converts an amplitude of a control pulse for driving the transistor pair using an output of the charge pump circuit as a power source, and a reset circuit that controls activation of the charge pump circuit, and the reset circuit includes: A first switch element for connecting and opening a power supply line of one power supply voltage and the output side of the charge pump circuit; and During the first period of time, based on the start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential, the first switch element is controlled, and the power supply of the first power supply voltage A line and an output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and a second after the first period has elapsed. Based on the start control signal for a period, the second switch element that opens the control terminal of the first switch element, and the start using the output of the charge pump circuit for the second period as a power source The control signal for amplitude is converted, the start control signal subjected to amplitude conversion is applied to the control terminal of the first switch element, the first switch element is controlled, and the output side of the charge pump circuit is connected to the first switch element. 1 power supply Characterized by comprising a control circuit for opening the power line.

本発明にかかる電源電圧変換回路は、リセット回路が、第1の電源電圧の電源ラインとチャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを備えるように構成したので、前記制御回路が行う前記第1のスイッチ素子の制御に対し前記第2のスイッチ素子が及ぼす影響を低減することが可能になり、前記第2の期間において、未だ立ち上がっていない前記チャージポンプ回路の自己出力電圧を補償しつつ、所定の電圧値まで安定して立ち上げることが出来る効果がある。   In the power supply voltage conversion circuit according to the present invention, the reset circuit connects and opens the power supply line of the first power supply voltage and the output side of the charge pump circuit, and when the first power supply voltage is turned on During the first period of time, based on the start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential, the first switch element is controlled, and the power line of the first power supply voltage And the output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and the second period after the elapse of the first period. Based on the start control signal, the second switch element that opens the control terminal of the first switch element, and the start signal using the output of the charge pump circuit during the second period as a power source Wave control signal The control signal for starting which has been converted and amplitude-converted is supplied to the control terminal of the first switch element, the first switch element is controlled, and the output side of the charge pump circuit is connected to the first power supply voltage. And a control circuit that is opened from the power supply line. Therefore, it is possible to reduce the influence of the second switch element on the control of the first switch element performed by the control circuit. In the second period, it is possible to stably start up to a predetermined voltage value while compensating for the self-output voltage of the charge pump circuit that has not yet started up.

本発明にかかる表示装置は、第1の電源電圧の電源ラインとチャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを有したリセット回路を電源電圧変換回路が備えるように構成したので、前記制御回路が行う前記第1のスイッチ素子の制御に対し前記第2のスイッチ素子が及ぼす影響を低減することが可能になり、前記第2の期間において、未だ立ち上がっていない前記チャージポンプ回路の自己出力電圧を補償しつつ、表示に必要な電源電圧を所定の電圧値まで安定して立ち上げることの出来る効果がある。   A display device according to the present invention includes a first switch element that connects and opens a power supply line of a first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit, a first period when the first power supply voltage is turned on, Based on the start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential, the first switch element is controlled, the power supply line of the first power supply voltage and the charge pump circuit An output side connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and the start control signal is supplied for a second period after the first period has elapsed. Based on the above, the second switch element that opens the control terminal of the first switch element, and the amplitude of the start control signal is converted from the output of the charge pump circuit as a power source during the second period. The amplitude converted A control circuit that applies the starting control signal to the control terminal of the first switch element, controls the first switch element, and opens the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage Since the power supply voltage conversion circuit is provided with the reset circuit having the above, it is possible to reduce the influence of the second switch element on the control of the first switch element performed by the control circuit. Thus, in the second period, there is an effect that the power supply voltage necessary for display can be stably raised to a predetermined voltage value while compensating for the self-output voltage of the charge pump circuit that has not yet risen.

外部電源の投入時において、未だ立ち上がっていない自己出力電圧を補償しつつ、出力電圧を所定の電圧値まで安定して立ち上げることの出来る電源電圧変換回路を提供するという目的を、第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、第2のスイッチ素子により第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインとチャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第2のスイッチ素子により前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にし、前記第1のスイッチ素子の制御端子が前記第2のスイッチ素子により開放状態となっている前記第2の期間、制御回路により、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させるリセット回路を備えることで実現した。   An object of the present invention is to provide a power supply voltage conversion circuit capable of stably starting up an output voltage to a predetermined voltage value while compensating for a self-output voltage that has not yet started up when an external power supply is turned on. During the first period when the voltage is turned on, based on the start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential by the second switch element, the first switch element is controlled, A power line of a first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and the first period In a second period after the lapse of time, the control terminal of the first switch element is opened by the second switch element based on the start control signal, and the control terminal of the first switch element is In the second period in which the second switch element is open, the control circuit amplitude-converts the start-up control signal using the output of the charge pump circuit as a power source, and the amplitude-converted start-up control A reset circuit that applies a signal to the control terminal of the first switch element, controls the first switch element, and releases the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage; It was realized.

外部電源の投入時において、未だ立ち上がっていない自己出力電圧を補償しつつ、出力電圧を所定の電圧値まで安定して立ち上げることの出来る電源電圧変換回路を用いた表示装置を提供するという目的を、第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、第2のスイッチ素子により第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインとチャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第2のスイッチ素子により前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にし、前記第1のスイッチ素子の制御端子が前記第2のスイッチ素子により開放状態となっている前記第2の期間、制御回路により、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させるリセット回路を電源電圧変換回路が備えることで実現した。   An object of the present invention is to provide a display device using a power supply voltage conversion circuit capable of stably raising an output voltage to a predetermined voltage value while compensating for a self-output voltage that has not yet risen when an external power supply is turned on. In the first period when the first power supply voltage is turned on, based on the start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential by the second switch element, and the first switch element The power supply line of the first power supply voltage and the output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, and the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, In the second period after the first period, the control terminal of the first switch element is opened by the second switch element based on the start control signal, and the first switch During the second period when the control terminal of the child is opened by the second switch element, the control circuit performs amplitude conversion of the start control signal using the output of the charge pump circuit as a power source, and the amplitude conversion Reset the control signal for starting applied to the control terminal of the first switch element to control the first switch element and to release the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage The circuit was realized by the power supply voltage conversion circuit.

図1は、この実施例1の電源電圧変換回路が用いられている液晶表示装置100の構成を示すブロック図である。この液晶表示装置100は、電源電圧変換回路1であるチャージポンプ型のDC/DCコンバータ回路と、垂直駆動回路2および水平駆動回路3と、表示エリア部4とを備えている。
図2は、電気光学素子として液晶セルを用いた画素が行列状に2次元配置されている液晶表示装置に代表されるフラットパネル型表示装置の各回路要素の配置構成の概要を示す配置構成図である。なお、液晶表示装置としては、アクティブマトリクス型液晶表示装置を例に説明する。
この液晶表示装置100は、図2に示すように透明絶縁基板、例えばガラス基板131上に、液晶セルを含む画素が行列状に多数2次元配置されてなる表示エリア部4とともに、上下一対の水平駆動回路133U,133Dおよび垂直駆動回路134が搭載され、さらに電源電圧変換回路1であるチャージポンプ型のDC/DCコンバータ回路が搭載されている。
なお、この電源電圧変換回路1は、透明絶縁基板上のどの場所にあってもかまわないが、外部との信号接続端子の近傍に配置されるのが好ましい。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device 100 in which the power supply voltage conversion circuit according to the first embodiment is used. The liquid crystal display device 100 includes a charge pump type DC / DC converter circuit that is a power supply voltage conversion circuit 1, a vertical drive circuit 2 and a horizontal drive circuit 3, and a display area unit 4.
FIG. 2 is an arrangement configuration diagram showing an outline of an arrangement configuration of each circuit element of a flat panel display device represented by a liquid crystal display device in which pixels using liquid crystal cells as electro-optical elements are two-dimensionally arranged in a matrix. It is. Note that an active matrix liquid crystal display device will be described as an example of the liquid crystal display device.
As shown in FIG. 2, the liquid crystal display device 100 has a pair of upper and lower horizontal lines together with a display area unit 4 in which a large number of pixels including liquid crystal cells are arranged two-dimensionally on a transparent insulating substrate, for example, a glass substrate 131. Drive circuits 133U and 133D and a vertical drive circuit 134 are mounted, and further, a charge pump type DC / DC converter circuit which is the power supply voltage conversion circuit 1 is mounted.
The power supply voltage conversion circuit 1 may be located anywhere on the transparent insulating substrate, but is preferably disposed in the vicinity of the signal connection terminal with the outside.

ガラス基板131は、能動素子(例えば、トランジスタ)を含む多数の画素回路がマトリクス状に配置される第1の基板と、この第1の基板と所定の間隔をもって対向して配置される第2の基板とにより構成される。そして、これら第1の基板、第2の基板間に液晶が封止されることにより液晶パネルが形成されている。   The glass substrate 131 includes a first substrate on which a large number of pixel circuits including active elements (for example, transistors) are arranged in a matrix, and a second substrate arranged to face the first substrate with a predetermined interval. And a substrate. A liquid crystal panel is formed by sealing liquid crystal between the first substrate and the second substrate.

図3は、表示エリア部4の具体的な構成を示す回路図である。ここでは、3行4列の画素配列の場合を例に示す。図において、表示エリア部4には、垂直走査ライン…,136n−1,136n,136n+1,…と、データライン(信号ライン)…,137m−2,137m−1,137m,137m+1,…とがマトリクス状に配置され、それらの交点部分に単位画素138が配置されている。単位画素138は、画素トランジスタである薄膜トランジスタTFT、液晶セルLCおよび保持容量Csを有する構成である。ここで液晶セルLCは、薄膜トランジスタTFTで形成される画素電極とこれに対向して形成される対向電極との間で発生する容量を意味する。   FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific configuration of the display area unit 4. Here, a case of a pixel array of 3 rows and 4 columns is shown as an example. In the figure, the display area 4 includes a matrix of vertical scanning lines..., 136n-1, 136n, 136n + 1,..., Data lines (signal lines), 137m-2, 137m-1, 137m, 137m + 1,. The unit pixels 138 are arranged at the intersections thereof. The unit pixel 138 includes a thin film transistor TFT, which is a pixel transistor, a liquid crystal cell LC, and a storage capacitor Cs. Here, the liquid crystal cell LC means a capacitance generated between a pixel electrode formed of a thin film transistor TFT and a counter electrode formed opposite thereto.

薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極が垂直走査ライン…,136n−1,136n,136n+1,…に接続され、ソース電極がデータライン…,137m−2,137m−1,137m,137m+1,…に接続されている。液晶セルLCは、画素電極が薄膜トランジスタTFTのドレイン電極に接続され、対抗電極が共通ライン139に接続されている。保持容量Csは、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極と共通ライン139との間に接続されている。共通ライン139には、所定の直流電圧がコモン電圧Vcomとして与えられる。   The thin film transistor TFT has a gate electrode connected to the vertical scanning lines..., 136n-1, 136n, 136n + 1,..., And a source electrode connected to the data lines. . In the liquid crystal cell LC, the pixel electrode is connected to the drain electrode of the thin film transistor TFT, and the counter electrode is connected to the common line 139. The storage capacitor Cs is connected between the drain electrode of the thin film transistor TFT and the common line 139. A predetermined DC voltage is applied to the common line 139 as a common voltage Vcom.

垂直走査ライン…,136n−1,136n,136n+1,…の各一端は、図2に示す垂直駆動回路134の対応する行の各出力端にそれぞれ接続される。垂直駆動回路134は、例えばシフトレジスタによって構成され、垂直転送クロックVCK(図示せず)に同期して順次垂直選択パルスを発生して垂直走査ライン…,136n−1,136n,136n+1,…に与えることによって垂直走査を行う。一方、表示エリア部4において、例えば、奇数番目のデータライン…,137m−1,137m+1,…の各一端が図2に示す水平駆動回路133Uの対応する列の各出力端に、偶数番目のデータライン…,137m−2,137m,…の各他端が図2に示す水平駆動回路133Dの対応する列の各出力端にそれぞれ接続される。   One end of each of the vertical scanning lines... 136n-1, 136n, 136n + 1,... Is connected to each output end of the corresponding row of the vertical drive circuit 134 shown in FIG. The vertical drive circuit 134 is constituted by, for example, a shift register, and sequentially generates vertical selection pulses in synchronization with a vertical transfer clock VCK (not shown) and supplies them to the vertical scanning lines..., 136n−1, 136n, 136n + 1,. Thus, vertical scanning is performed. On the other hand, in the display area portion 4, for example, odd-numbered data lines..., 137m-1, 137m + 1,... Are connected to the output terminals of the corresponding columns of the horizontal drive circuit 133U shown in FIG. The other ends of the lines..., 137m-2, 137m,... Are connected to the output ends of the corresponding columns of the horizontal drive circuit 133D shown in FIG.

次に、以上説明した液晶表示装置の電源電圧変換回路1について説明する。図4は、この電源電圧変換回路1であるチャージポンプ型のDC/DCコンバータ回路の要部構成を示す回路図である。
この電源電圧変換回路1は、コンバータに入力を要する電源および制御信号として、外部印加電圧VCC(この実施例1では2.75Vdc、第1の電源電圧)以外に負電源VSS3(この実施例1では−2.3Vdc)、昇圧動作に必要なタイミングパルスDCO、コントロールパルスOSET、VSET、およびリセット回路301のタイミングを制御するパルス(始動用制御信号)RST、xRSTがある。これらのパルスOSET、VSETは、コンバータ内でレベルシフト回路(振幅変換回路)201,202により、また、パルスRST、xRSTは、コンバータ内でレベルシフト回路203により、外部印加電圧VCCレベル(2.75V)から内部電源電圧VDD(第2の電源電圧)レベル(5.1V)へレベル変換されたあと昇圧動作に用いられる。
コンバータ出力VDDoutは水平・垂直駆動回路等の電源ラインに接続されると同時にコンバータ内の各レベルシフト回路201,202,203やリセット回路301のインバータ出力段のVDD電源ラインに接続される(図中、VDDと記載)。
Next, the power supply voltage conversion circuit 1 of the liquid crystal display device described above will be described. FIG. 4 is a circuit diagram showing a main configuration of a charge pump type DC / DC converter circuit which is the power supply voltage conversion circuit 1.
This power supply voltage conversion circuit 1 uses a negative power supply VSS3 (in this embodiment 1) in addition to the externally applied voltage VCC (2.75 Vdc in the first embodiment, the first power supply voltage) as a power supply and control signal that require input to the converter. -2.3Vdc), timing pulse DCO necessary for the boosting operation, control pulses OSET, VSET, and pulses (starting control signals) RST, xRST for controlling the timing of the reset circuit 301. These pulses OSET and VSET are output by level shift circuits (amplitude conversion circuits) 201 and 202 in the converter, and pulses RST and xRST are output by the level shift circuit 203 in the converter by the externally applied voltage VCC level (2.75 V). ) To the internal power supply voltage VDD (second power supply voltage) level (5.1 V) and then used for the boosting operation.
The converter output VDDout is connected to a power supply line such as a horizontal / vertical drive circuit, and at the same time, is connected to a VDD power supply line of each inverter in the level shift circuits 201, 202, 203 and reset circuit 301 in the converter (in the figure). , Described as VDD).

この電源電圧変換回路1では、レベルシフト回路201にはコントロールパルスOSETが供給される。レベルシフト回路201の出力端子はキャパシタC13の一方の端子へ接続されている。キャパシタC13の他方の端子はダイオードD12のカソード端子、およびダイオードD22のアノード端子と接続され、さらにP型MOSトランジスタQp12のゲート電極へ接続されている。ダイオードD12のアノード端子は、グランドの基準電位を与える基準電位ラインVSSへ接続されている。ダイオードD22のカソード端子はVDDへ接続されている。   In the power supply voltage conversion circuit 1, a control pulse OSET is supplied to the level shift circuit 201. The output terminal of the level shift circuit 201 is connected to one terminal of the capacitor C13. The other terminal of the capacitor C13 is connected to the cathode terminal of the diode D12 and the anode terminal of the diode D22, and is further connected to the gate electrode of the P-type MOS transistor Qp12. The anode terminal of the diode D12 is connected to a reference potential line VSS that provides a ground reference potential. The cathode terminal of the diode D22 is connected to VDD.

レベルシフト回路202にはコントロールパルスVSETが供給される。レベルシフト回路202の出力端子は、キャパシタC12の一方の端子へ接続されている。キャパシタC12の他方の端子はダイオードD11のカソード端子、およびダイオードD21のアノード端子と接続され、さらにN型MOSトランジスタQn12のゲート電極へ接続されている。ダイオードD11のアノード端子は、外部印加電源のVCCレベルを与えるVCC外部印加電圧電源ラインへ接続されている。ダイオードD21のカソード端子はVDDへ接続されている。   A control pulse VSET is supplied to the level shift circuit 202. The output terminal of the level shift circuit 202 is connected to one terminal of the capacitor C12. The other terminal of the capacitor C12 is connected to the cathode terminal of the diode D11 and the anode terminal of the diode D21, and is further connected to the gate electrode of the N-type MOS transistor Qn12. The anode terminal of the diode D11 is connected to a VCC external application voltage power supply line that provides a VCC level of the external application power supply. The cathode terminal of the diode D21 is connected to VDD.

タイミングパルスDCOはキャパシタC11の一方の端子へ供給される。キャパシタC11の他方の端子は、P型MOSトランジスタQp12のソース電極と、N型MOSトランジスタQn12のソース電極とへ接続されている。N型MOSトランジスタQn12のドレイン電極は外部印加電圧電源ラインVCCへ接続されている。   The timing pulse DCO is supplied to one terminal of the capacitor C11. The other terminal of the capacitor C11 is connected to the source electrode of the P-type MOS transistor Qp12 and the source electrode of the N-type MOS transistor Qn12. The drain electrode of the N-type MOS transistor Qn12 is connected to the externally applied voltage power supply line VCC.

P型MOSトランジスタQp12のドレイン電極と基準電位ラインVSSとの間にはキャパシタC14が接続されている。また、P型MOSトランジスタQp12のドレイン電極とVCC外部印加電圧電源ラインとの間にはP型MOSトランジスタ(第1のスイッチ素子)M1が接続されている。P型MOSトランジスタQp12のドレイン電極とキャパシタC14の接続点であるノードAからはコンバータ出力VDDoutおよびVDDレベルが取り出される。   A capacitor C14 is connected between the drain electrode of the P-type MOS transistor Qp12 and the reference potential line VSS. A P-type MOS transistor (first switch element) M1 is connected between the drain electrode of the P-type MOS transistor Qp12 and the VCC externally applied voltage power supply line. Converter output VDDout and VDD level are taken out from node A which is a connection point between the drain electrode of P-type MOS transistor Qp12 and capacitor C14.

キャパシタC11、キャパシタC14、N型MOSトランジスタQn12、P型MOSトランジスタQp12はチャージポンプ回路を構成し、N型MOSトランジスタQn12とP型MOSトランジスタQp12は、チャージポンプ回路のトランジスタ対に相当する。また、レベルシフト回路201,202、キャパシタC12,C13、ダイオードD11,D12,D21,D22は、前記チャージポンプ回路のN型MOSトランジスタQn12およびP型MOSトランジスタQp12のオン、オフのタイミングを制御する回路を構成している。このチャージポンプ回路によりVCC外部印加電圧電源ラインの電圧レベルVCCが2VCCへ昇圧され、キャパシタC14の端子電圧がコンバータ出力VDDoutおよびVDDの電圧として出力される。   Capacitor C11, capacitor C14, N-type MOS transistor Qn12, and P-type MOS transistor Qp12 constitute a charge pump circuit, and N-type MOS transistor Qn12 and P-type MOS transistor Qp12 correspond to a transistor pair of the charge pump circuit. The level shift circuits 201 and 202, capacitors C12 and C13, and diodes D11, D12, D21, and D22 are circuits for controlling the on / off timings of the N-type MOS transistor Qn12 and the P-type MOS transistor Qp12 of the charge pump circuit. Is configured. By this charge pump circuit, the voltage level VCC of the VCC externally applied voltage power supply line is boosted to 2VCC, and the terminal voltage of the capacitor C14 is output as the voltage of the converter outputs VDDout and VDD.

リセット回路301は、前記チャージポンプ回路の起動動作を制御するための回路であり、レベルシフト回路203と、インバータ回路204と、P型MOSトランジスタM2およびN型MOSトランジスタM3から構成されたインバータ回路と、N型MOSトランジスタ(第2のスイッチ素子)M4と、外部印加電源VCCとコンバータの出力側(ノードA)との接続、開放を行うP型MOSトランジスタ(第1のスイッチ素子)M1とを備えている。レベルシフト回路203には、パルスRST、xRSTが供給される。レベルシフト回路203の出力端子はインバータ回路204の入力端子へ接続されている。インバータ回路204の出力端子は、P型MOSトランジスタM2とN型MOSトランジスタM3の共通接続されたゲート電極と接続されている。P型MOSトランジスタM2とN型MOSトランジスタM3はインバータ回路を構成し、P型MOSトランジスタM2のソース電極はVDDへ接続され、N型MOSトランジスタM3のソース電極はグランドへ接続されている。P型MOSトランジスタM2のドレイン電極とN型MOSトランジスタM3のドレイン電極とは接続され、P型MOSトランジスタM1のゲート電極へ接続されている。また、レベルシフト回路203へパルスxRSTを供給する信号線と、前記P型MOSトランジスタM2のドレイン電極とN型MOSトランジスタM3のドレイン電極との接続点(図中、ノードBとして示す)との間にはN型MOSトランジスタM4が接続されている。すなわち、レベルシフト回路203へパルスxRSTを供給する前記信号線は、N型MOSトランジスタM4のゲート電極と接続され、N型MOSトランジスタM4のドレイン電極はノードBへ接続されている。N型MOSトランジスタM4のソース電極はグランドへ接続されている。
なお、レベルシフト回路203、インバータ回路204、P型MOSトランジスタM2とN型MOSトランジスタM3とから構成されたインバータ回路は、後述する期間T2、前記コンバータ出力VDDoutを電源として前記パルスRST、xRSTを振幅変換し、前記振幅変換されたパルスRST、xRSTをP型MOSトランジスタM1のゲート電極へ与え、前記P型MOSトランジスタM1を制御し、前記ノードAを前記外部印加電源VCCの電源ラインから開放させる制御回路を構成している。
The reset circuit 301 is a circuit for controlling the starting operation of the charge pump circuit. The reset circuit 301 includes a level shift circuit 203, an inverter circuit 204, an inverter circuit composed of a P-type MOS transistor M2 and an N-type MOS transistor M3. , An N-type MOS transistor (second switch element) M4, and a P-type MOS transistor (first switch element) M1 for connecting and releasing the externally applied power supply VCC and the output side (node A) of the converter. ing. The level shift circuit 203 is supplied with pulses RST and xRST. The output terminal of the level shift circuit 203 is connected to the input terminal of the inverter circuit 204. The output terminal of the inverter circuit 204 is connected to the commonly connected gate electrodes of the P-type MOS transistor M2 and the N-type MOS transistor M3. The P-type MOS transistor M2 and the N-type MOS transistor M3 constitute an inverter circuit, the source electrode of the P-type MOS transistor M2 is connected to VDD, and the source electrode of the N-type MOS transistor M3 is connected to the ground. The drain electrode of the P-type MOS transistor M2 and the drain electrode of the N-type MOS transistor M3 are connected and connected to the gate electrode of the P-type MOS transistor M1. Further, between a signal line that supplies the pulse xRST to the level shift circuit 203 and a connection point (shown as a node B in the figure) between the drain electrode of the P-type MOS transistor M2 and the drain electrode of the N-type MOS transistor M3. Is connected to an N-type MOS transistor M4. That is, the signal line that supplies the pulse xRST to the level shift circuit 203 is connected to the gate electrode of the N-type MOS transistor M4, and the drain electrode of the N-type MOS transistor M4 is connected to the node B. The source electrode of the N-type MOS transistor M4 is connected to the ground.
Note that the level shift circuit 203, the inverter circuit 204, and the inverter circuit composed of the P-type MOS transistor M2 and the N-type MOS transistor M3 have the amplitudes of the pulses RST and xRST using the converter output VDDout as a power source for a period T2 described later. Control, applying the amplitude-converted pulses RST and xRST to the gate electrode of the P-type MOS transistor M1, controlling the P-type MOS transistor M1, and releasing the node A from the power supply line of the externally applied power supply VCC The circuit is configured.

次に動作について説明する。
外部印加電源VCCが印加された時点(外部印加電源VCCの投入時)では、コンバータ出力VDDout(ノードAの電位)はGNDレベルにある。このため、水平・垂直駆動回路やコンバータ自身が動作を開始できる必要最低限の電位までコンバータ出力電圧(ノードAの電位)を引き上げる必要がある。外部印加電源VCCの電圧はこの必要最低限の電圧に相当しており、この実施例1においては液晶表示装置100に用いるトランジスタの閾値電圧(Vth)は概ね1.2Vdcであり、VCCは2.75Vdcに設定され、ノードAの電位をVCCレベルに引き上げるために、P型MOSトランジスタM1のゲート(ノードB)にGNDレベルの電位を印加し、P型MOSトランジスタM1をオンさせる。
Next, the operation will be described.
At the time when the externally applied power supply VCC is applied (when the externally applied power supply VCC is turned on), the converter output VDDout (the potential of the node A) is at the GND level. For this reason, it is necessary to raise the converter output voltage (the potential of the node A) to the minimum necessary potential at which the horizontal / vertical drive circuit and the converter itself can start operation. The voltage of the externally applied power supply VCC corresponds to this minimum necessary voltage. In the first embodiment, the threshold voltage (Vth) of the transistor used in the liquid crystal display device 100 is approximately 1.2 Vdc, and VCC is 2. In order to raise the potential of the node A to the VCC level, the potential of the GND level is applied to the gate (node B) of the P-type MOS transistor M1 to turn on the P-type MOS transistor M1.

しかし、外部印加電源VCC投入時には、リセット回路301の駆動電圧であるVDDのレベル、すなわちコンバータ出力VDDoutはGNDレベルであるため、リセット回路301は動作することが出来ない。そこで、この実施例1の電源電圧変換回路1では、リセット回路301の構成として、P型MOSトランジスタM1のゲート(ノードB)と、外部からxRSTパルスが印加される信号経路との間をN型MOSトランジスタM4で接続している。   However, when the externally applied power supply VCC is turned on, the level of VDD, which is the drive voltage of the reset circuit 301, that is, the converter output VDDout is at the GND level, so the reset circuit 301 cannot operate. Therefore, in the power supply voltage conversion circuit 1 of the first embodiment, as a configuration of the reset circuit 301, an N-type connection is provided between the gate (node B) of the P-type MOS transistor M1 and a signal path to which an xRST pulse is applied from the outside. They are connected by a MOS transistor M4.

図5は、図4に示した電源電圧変換回路1における外部印加電源VCC投入時の外部印加電源VCC、負電源VSS3、コンバータ出力VDDoutおよびコンバータ内の各回路のVDDの電圧波形と、タイミングパルスDCO、OSET、VSET、リセット回路のタイミングを制御するパルスRST、xRSTの信号波形を示すタイミングチャートである。図5のタイミングチャートに示すように、パルスxRSTは、外部印加電源VCCの投入時からパルスRSTが“High”レベルになるまでの間“High”レベルとなっており、この間、N型MOSトランジスタM4をオンさせる。これにより、パルスxRSTが“High”レベルにある期間T1では、P型MOSトランジスタM1のゲート電極の電位、すなわちノードBの電位を確実にGNDレベルに接続し、GNDレベルに固定することが出来る。
このため、P型MOSトランジスタM1がオンし、前記期間T1においては外部印加電圧VCCとノードAとを接続させ、外部印加電圧VCCをノードAへ供給し、コンバータ自身が動作を開始できる必要最低限の電位までコンバータ出力VDDoutの電圧(ノードAの電位)を引き上げる。
5 shows the voltage waveform of the externally applied power supply VCC, the negative power supply VSS3, the converter output VDDout and the VDD of each circuit in the converter, and the timing pulse DCO when the externally applied power supply VCC is turned on in the power supply voltage conversion circuit 1 shown in FIG. 5 is a timing chart showing signal waveforms of pulses RST and xRST for controlling timings of, OSET, VSET, and reset circuit. As shown in the timing chart of FIG. 5, the pulse xRST is at the “High” level from when the externally applied power supply VCC is turned on until the pulse RST becomes the “High” level. During this period, the N-type MOS transistor M4 Turn on. Thereby, in the period T1 in which the pulse xRST is at the “High” level, the potential of the gate electrode of the P-type MOS transistor M1, that is, the potential of the node B can be reliably connected to the GND level and can be fixed to the GND level.
Therefore, the P-type MOS transistor M1 is turned on, and the externally applied voltage VCC and the node A are connected in the period T1, and the externally applied voltage VCC is supplied to the node A, so that the converter itself can start operation. The voltage of the converter output VDDout (the potential of the node A) is raised to the potential of.

また、前記期間T1の経過後のパルスxRSTが“Low”レベルになる期間T2では、N型MOSトランジスタM4のゲート電極へ供給されているルスxRSTは“Low”レベルであることから、N型MOSトランジスタM4はオフとなって、P型MOSトランジスタM1のゲート電極をGNDレベルから切り離し、開放状態にする。一方、前記期間T2では、インバータ回路のP型MOSトランジスタM2がオン、N型MOSトランジスタM3がオフとなり、期間T2の開始時点では、ノードBの電位、すなわちP型MOSトランジスタM1のゲート電極へ印加される電位がVDDレベル(=VCC)となり、このときノードAの電位もVCCであることから、P型MOSトランジスタM1がオフする。
このように、期間T2では、N型MOSトランジスタM4がオフとなって、P型MOSトランジスタM1のゲート電極をGNDレベルから切り離し、開放状態にした状態で、レベルシフト回路203と前記インバータ回路とを介して前記P型MOSトランジスタM1が制御されるため、P型MOSトランジスタM1のゲート電極、すなわちノードBにN型MOSトランジスタM4が接続されていても、その影響を排除することが出来る。この結果、たとえプロセスばらつきによりP型MOSトランジスタやN型MOSトランジスタが各々デプレッション特性やエンハンスメント特性にシフトした場合であっても期間T2ではP型MOSトランジスタM1は確実にオフ状態となり、ノードAから外部印加電圧VCC側へのリーク電流の発生はほとんどない状態となる。この結果、ノードAの電位、すなわちコンバータ出力VDDoutは、パルスxRSTがLOWになるT2の期間が開始して、前記チャージポンプ回路が動作を開始すると共に上昇し、既定の電圧値となる。よって期間T2においては、ノードAの電圧レベルは外部印加電源VCCに引っ張られることなく所定のVDD電圧値に到達することが出来る。すなわち、外部印加電源VCCの投入時において、未だ立ち上がっていないコンバータ出力VDDoutの電圧を補償しつつ、コンバータ出力VDDoutの出力電圧を所定の電圧値まで、安定して立ち上げることが出来る。また、ノードBからの電流の流れ出しを防止できるため、低消費電力化が求められる液晶表示装置に整合する回路構成を得ることが出来る。
Further, in the period T2 in which the pulse xRST after the elapse of the period T1 is at the “Low” level, the pulse xRST supplied to the gate electrode of the N-type MOS transistor M4 is at the “Low” level. The transistor M4 is turned off, and the gate electrode of the P-type MOS transistor M1 is disconnected from the GND level and opened. On the other hand, in the period T2, the P-type MOS transistor M2 of the inverter circuit is turned on and the N-type MOS transistor M3 is turned off, and applied to the potential of the node B, that is, the gate electrode of the P-type MOS transistor M1 at the start of the period T2. The applied potential becomes the VDD level (= VCC). At this time, the potential of the node A is also VCC, so that the P-type MOS transistor M1 is turned off.
As described above, in the period T2, the N-type MOS transistor M4 is turned off, and the level shift circuit 203 and the inverter circuit are connected with the gate electrode of the P-type MOS transistor M1 disconnected from the GND level and opened. Therefore, even if the N-type MOS transistor M4 is connected to the gate electrode of the P-type MOS transistor M1, that is, the node B, the influence can be eliminated. As a result, even if the P-type MOS transistor and the N-type MOS transistor are shifted to depletion characteristics and enhancement characteristics due to process variations, the P-type MOS transistor M1 is surely turned off in the period T2, and the node A is externally connected. There is almost no occurrence of leakage current to the applied voltage VCC side. As a result, the potential of the node A, that is, the converter output VDDout, rises as the charge pump circuit starts operating during the period T2 in which the pulse xRST becomes LOW, and becomes a predetermined voltage value. Therefore, in the period T2, the voltage level of the node A can reach a predetermined VDD voltage value without being pulled by the externally applied power source VCC. That is, when the externally applied power supply VCC is turned on, the output voltage of the converter output VDDout can be stably raised to a predetermined voltage value while compensating for the voltage of the converter output VDDout that has not yet risen. In addition, since current can be prevented from flowing out from the node B, a circuit configuration that matches a liquid crystal display device that requires low power consumption can be obtained.

以上のように、この実施例1によれば、P型MOSトランジスタやN型MOSトランジスタが各々デプレッション特性やエンハンスメント特性にシフトした場合などの半導体プロセスのばらつきによる影響を回避し、外部印加電源VCCの投入時において、未だ立ち上がっていない自己出力電圧を補償しつつ、コンバータ出力VDDoutの出力電圧を所定の電圧値まで、安定して立ち上げることの出来る電源電圧変換回路および、その電源電圧変換回路を用いた表示装置を提供できる効果がある。   As described above, according to the first embodiment, it is possible to avoid the influence due to the variation in the semiconductor process such as the case where the P-type MOS transistor and the N-type MOS transistor are shifted to the depletion characteristic and the enhancement characteristic, respectively. A power supply voltage conversion circuit capable of stably starting up the output voltage of the converter output VDDout to a predetermined voltage value while compensating for a self-output voltage that has not yet risen at the time of turning on, and the power supply voltage conversion circuit It is possible to provide a display device.

また、チャージポンプ型のDC/DCコンバータ回路は、小面積の回路規模にて大きな電流容量を得ることができ、特に薄膜トランジスタのように、しきい値Vthが大きいトランジスタを用いた場合にその効果が極めて大であるため、当該DC−DCコンバータを電源電圧変換回路1として表示エリア部4と同一の基板上に一体形成することで、液晶表示装置を含むセットの低コスト化、さらには薄型化、コンパクト化に大きく寄与できる電源電圧変換回路およびその電源電圧変換回路を用いた表示装置を提供できる効果がある。   In addition, the charge pump type DC / DC converter circuit can obtain a large current capacity with a small circuit scale, and is particularly effective when a transistor having a large threshold Vth, such as a thin film transistor, is used. Since it is extremely large, the DC-DC converter is integrally formed on the same substrate as the display area unit 4 as the power supply voltage conversion circuit 1, thereby reducing the cost of the set including the liquid crystal display device and further reducing the thickness. There is an effect that it is possible to provide a power supply voltage conversion circuit that can greatly contribute to downsizing and a display device using the power supply voltage conversion circuit.

また、液晶表示装置への適用に限らず、エレクトロルミネッセンス(EL)素子を各画素の電気光学素子として用いたEL表示装置などの他のアクティブマトリクス型表示装置にも同様に適用可能である。   Further, the present invention is not limited to application to a liquid crystal display device, and can be similarly applied to other active matrix display devices such as an EL display device using an electroluminescence (EL) element as an electro-optical element of each pixel.

なお、図4に示したN型MOSトランジスタM4の替わりに、レベルシフト回路203へパルスRSTを供給する信号線と、前記P型MOSトランジスタM2のドレイン電極とN型MOSトランジスタM3のドレイン電極との接続点(図中、ノードB)との間に抵抗Rを接続することでも同様の効果が得られる。この場合、100KΩ程度の抵抗Rを介して図5のタイミングチャートに示すRSTパルスの“Low”レベルをP型MOSトランジスタM1のゲート電極へ入力することによってP型MOSトランジスタM1をオンさせ、コンバータ出力VDDout(ノードAの電位)をVCCレベルまで引き上げる。このようにしてリセット回路およびレベルシフト回路の電源ラインにVDD電圧を供給することが出来、これらの回路は動作を開始することが出来る。前記リセット回路やレベルシフト回路の電源ラインにVDD電圧が印加された時点で、RSTパルスが“High”レベルとなることにより、ノードBの電位は“High”レベルとなり、P型MOSトランジスタM1はオフする。これによりノードAがVCC外部印加電圧電源ラインから切り離された後、コンバータ出力電圧VDDoutはコンバータ自身の動作によって上昇し、規定のVDD電圧値に到達する。   In place of the N-type MOS transistor M4 shown in FIG. 4, a signal line for supplying a pulse RST to the level shift circuit 203, a drain electrode of the P-type MOS transistor M2, and a drain electrode of the N-type MOS transistor M3 A similar effect can be obtained by connecting a resistor R to a connection point (node B in the figure). In this case, the P-type MOS transistor M1 is turned on by inputting the “Low” level of the RST pulse shown in the timing chart of FIG. 5 to the gate electrode of the P-type MOS transistor M1 through the resistor R of about 100 KΩ, and the converter output VDDout (node A potential) is raised to the VCC level. In this way, the VDD voltage can be supplied to the power supply lines of the reset circuit and the level shift circuit, and these circuits can start operation. When the VDD voltage is applied to the power supply line of the reset circuit and the level shift circuit, the RST pulse becomes “High” level, so that the potential of the node B becomes “High” level and the P-type MOS transistor M1 is turned off. To do. As a result, after node A is disconnected from the VCC externally applied voltage power supply line, converter output voltage VDDout rises due to the operation of the converter itself, and reaches a prescribed VDD voltage value.

図6(a)は、抵抗Rを用いたこの実施例2のリセット回路と、前記実施例1のリセット回路について、リーク電流(ノードBを流れる電流)とコンバータ出力VDDoutの電圧値をシミュレーションした結果を示す説明図である。この実施例2の抵抗Rを用いた場合、およそ100μA流れる。これに対し、前記実施例1のN型MOSトランジスタトランジスタM4を用いた場合では、リーク電流は考えなくて良いことを示す。これは消費電流の低減にも寄与するものである。コンバータ出力VDDoutの出力電圧は実施例2の場合には、出力が確立したときにおいても4.9Vdcを下回っているが、前記実施例2の場合には5Vdc付近まで改善される。   FIG. 6A shows the result of simulating the leakage current (current flowing through the node B) and the voltage value of the converter output VDDout for the reset circuit of the second embodiment using the resistor R and the reset circuit of the first embodiment. It is explanatory drawing which shows. When the resistor R of Example 2 is used, approximately 100 μA flows. On the other hand, when the N-type MOS transistor M4 of the first embodiment is used, it is shown that the leakage current need not be considered. This also contributes to reduction of current consumption. In the case of the second embodiment, the output voltage of the converter output VDDout is lower than 4.9 Vdc even when the output is established, but in the case of the second embodiment, the output voltage is improved to around 5 Vdc.

図6(b)は、半導体プロセスのばらつきにより全体的にコンバータ回路内のP型MOSトランジスタM1、M2やN型MOSトランジスタM3、M4がそれぞれデプレッション特性、エンハンスメント特性に偏った場合のリーク電流とコンバータ出力VDDoutの出力電圧をシミュレーションした結果を示す説明図である(ここではトランジスタ閾値電圧Vthのシフト量を+/−1Vと想定した)。リーク電流値、コンバータ出力VDDoutの出力電圧ともこの実施例2に比べて前記実施例1の方がより良い特性を示している。なお、前記実施例1の場合におけるリーク電流は主にトランジスタM1のデプレッション特性に起因するものである。   FIG. 6B shows the leakage current and converter when the P-type MOS transistors M1 and M2 and the N-type MOS transistors M3 and M4 in the converter circuit are biased toward depletion characteristics and enhancement characteristics, respectively, due to variations in semiconductor processes. It is explanatory drawing which shows the result of having simulated the output voltage of output VDDout (here, the shift amount of transistor threshold voltage Vth was assumed to be +/- 1V). The leakage current value and the output voltage of the converter output VDDout are better in the first embodiment than in the second embodiment. Note that the leakage current in the first embodiment is mainly due to the depletion characteristics of the transistor M1.

本発明の実施例1の電源電圧変換回路が用いられている液晶表示装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the liquid crystal display device in which the power supply voltage converter circuit of Example 1 of this invention is used. 本発明の実施例1の電源電圧変換回路が用いられているフラットパネル型表示装置の各回路要素の配置構成の概要を示す配置構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an arrangement configuration diagram showing an outline of an arrangement configuration of circuit elements of a flat panel display device using a power supply voltage conversion circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の液晶表示装置の表示エリア部の具体的な構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structure of the display area part of the liquid crystal display device of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の電源電圧変換回路であるチャージポンプ型のDC/DCコンバータ回路の要部構成を示す回路図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a main configuration of a charge pump type DC / DC converter circuit that is a power supply voltage conversion circuit according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例1の電源電圧変換回路1における外部印加電源VCC投入時の電源電圧波形および各種信号波形を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the power supply voltage waveform and various signal waveforms at the time of external application power supply VCC input in the power supply voltage conversion circuit 1 of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1および実施例2の電源電圧変換回路におけるリーク電流とコンバータ出力VDDoutの出力電圧をシミュレーションした結果を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the result of having simulated the leakage current in the power supply voltage conversion circuit of Example 1 and Example 2 of this invention, and the output voltage of converter output VDDout.

符号の説明Explanation of symbols

1……電源電圧変換回路、4……表示エリア、100……液晶表示装置、201,202……レベルシフト回路(振幅変換回路)、203……レベルシフト回路(制御回路)、204……インバータ回路(制御回路)、M2……P型MOSトランジスタ(制御回路)、M3……N型MOSトランジスタ(制御回路)、301……リセット回路、M1……P型MOSトランジスタ(第1のスイッチ素子)、M4……N型MOSトランジスタ(第2のスイッチ素子)、C11,C14……キャパシタ、VCC……外部印加電源(第1の電源電圧)、VDD……内部電源電圧(第2の電源電圧)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply voltage conversion circuit, 4 ... Display area, 100 ... Liquid crystal display device, 201, 202 ... Level shift circuit (amplitude conversion circuit), 203 ... Level shift circuit (control circuit), 204 ... Inverter Circuit (control circuit), M2 ... P-type MOS transistor (control circuit), M3 ... N-type MOS transistor (control circuit), 301 ... Reset circuit, M1 ... P-type MOS transistor (first switch element) , M4... N-type MOS transistor (second switch element), C11, C14... Capacitor, VCC... Externally applied power supply (first power supply voltage), VDD... Internal power supply voltage (second power supply voltage) .

Claims (4)

キャパシタと、前記キャパシタを充放電駆動するトランジスタ対とを有し、第1の電源電圧を当該電源電圧より大きい第2の電源電圧に変換し出力するチャージポンプ回路と、
前記トランジスタ対を駆動するコントロールパルスを、前記チャージポンプ回路の出力を電源として振幅変換する振幅変換回路と、
前記チャージポンプ回路の起動を制御するリセット回路とを備えた電源電圧変換回路であって、
前記リセット回路は、
前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、
前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、
前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを備えた、
ことを特徴とする電源電圧変換回路。
A charge pump circuit that includes a capacitor and a transistor pair that charges and discharges the capacitor, converts a first power supply voltage to a second power supply voltage that is higher than the power supply voltage, and outputs the second power supply voltage;
An amplitude conversion circuit that converts an amplitude of a control pulse for driving the transistor pair using an output of the charge pump circuit as a power source;
A power supply voltage conversion circuit comprising a reset circuit for controlling the activation of the charge pump circuit,
The reset circuit is
A first switch element for connecting and opening a power supply line of the first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit;
In a first period when the first power supply voltage is turned on, based on a start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential, the first switch element is controlled, A power supply line of a first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and the first power supply voltage is supplied. A second switch element that opens a control terminal of the first switch element based on the start control signal in a second period after the period has elapsed;
In the second period, the start control signal is amplitude-converted using the output of the charge pump circuit as a power source, and the amplitude-converted start control signal is applied to the control terminal of the first switch element, A control circuit for controlling the switching element of the first power supply voltage and opening the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage,
A power supply voltage conversion circuit characterized by that.
前記第1の期間と前記第2の期間は、前記始動用制御信号をもとに規定される期間であることを特徴とする請求項1記載の電源電圧変換回路。   2. The power supply voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the first period and the second period are defined based on the start control signal. 前記第2のスイッチ素子と前記制御回路とは、前記第1のスイッチ素子に対し並列的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の電源電圧変換回路。   2. The power supply voltage conversion circuit according to claim 1, wherein the second switch element and the control circuit are connected in parallel to the first switch element. 電気光学素子を含む画素が行列状に2次元配置されてなる表示エリア部と、電源電圧変換回路とを備えた表示装置であって、
前記電源電圧変換回路は、
キャパシタと、前記キャパシタを充放電駆動するトランジスタ対とを有し、第1の電源電圧を当該電源電圧より大きい第2の電源電圧に変換し出力するチャージポンプ回路と、
前記トランジスタ対を駆動するコントロールパルスを、前記チャージポンプ回路の出力を電源として振幅変換する振幅変換回路と、
前記チャージポンプ回路の起動を制御するリセット回路と、
を備え、
前記リセット回路は、
前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを接続、開放する第1のスイッチ素子と、
前記第1の電源電圧投入時の第1の期間、始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を所定電位へ接続し、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1の電源電圧の電源ラインと前記チャージポンプ回路の出力側とを前記第1のスイッチ素子により接続させ、前記チャージポンプ回路の出力側へ前記第1の電源電圧を供給させ、前記第1の期間経過後の第2の期間、前記始動用制御信号をもとに、前記第1のスイッチ素子の制御端子を開放状態にする第2のスイッチ素子と、
前記第2の期間、前記チャージポンプ回路の出力を電源として前記始動用制御信号を振幅変換し、前記振幅変換された始動用制御信号を前記第1のスイッチ素子の制御端子へ与え、前記第1のスイッチ素子を制御し、前記チャージポンプ回路の出力側を前記第1の電源電圧の電源ラインから開放させる制御回路とを備えた、
ことを特徴とする表示装置。
A display device including a display area unit in which pixels including electro-optic elements are two-dimensionally arranged in a matrix, and a power supply voltage conversion circuit,
The power supply voltage conversion circuit is:
A charge pump circuit that includes a capacitor and a transistor pair that charges and discharges the capacitor, converts a first power supply voltage to a second power supply voltage that is higher than the power supply voltage, and outputs the second power supply voltage;
An amplitude conversion circuit that converts an amplitude of a control pulse for driving the transistor pair, using an output of the charge pump circuit as a power source;
A reset circuit for controlling the activation of the charge pump circuit;
With
The reset circuit is
A first switch element for connecting and opening a power supply line of the first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit;
In a first period when the first power supply voltage is turned on, based on a start control signal, the control terminal of the first switch element is connected to a predetermined potential, the first switch element is controlled, A power supply line of a first power supply voltage and an output side of the charge pump circuit are connected by the first switch element, the first power supply voltage is supplied to the output side of the charge pump circuit, and the first power supply voltage is supplied. A second switch element that opens a control terminal of the first switch element based on the start control signal in a second period after the period has elapsed;
In the second period, the start control signal is amplitude-converted using the output of the charge pump circuit as a power source, and the amplitude-converted start control signal is applied to the control terminal of the first switch element, A control circuit for controlling the switching element of the first power supply voltage and opening the output side of the charge pump circuit from the power supply line of the first power supply voltage,
A display device characterized by that.
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