JP2005295240A - Digital-analog converter circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディジタル−アナログコンバータ回路に関し、より詳細には、ディジタル信号に基づいてアナログ信号を生成するディジタル−アナログコンバータ回路に関する。 The present invention relates to a digital-analog converter circuit, and more particularly to a digital-analog converter circuit that generates an analog signal based on a digital signal.
近年、液晶表示装置の需要がますます高まっており、液晶表示装置は、例えば、携帯電話にも用いられている。 In recent years, the demand for liquid crystal display devices is increasing, and the liquid crystal display devices are also used in, for example, mobile phones.
液晶表示装置は、一般的に、表示データを表すディジタル信号に基づいてアナログ信号を生成するディジタル−アナログコンバータ回路と、そのアナログ信号を用いて表示を行う液晶パネルとを備えており、液晶パネルは、写真などの画像でも多階調に表示することができる。 A liquid crystal display device generally includes a digital-analog converter circuit that generates an analog signal based on a digital signal representing display data, and a liquid crystal panel that performs display using the analog signal. Even images such as photographs can be displayed in multiple gradations.
ディジタル−アナログコンバータ回路は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル−アナログコンバータと、ディジタル−アナログコンバータによって変換されたアナログ信号をバッファリングするバッファアンプとを含む。ディジタル−アナログコンバータは、抵抗素子等で構成されている。 The digital-analog converter circuit includes a digital-analog converter that converts a digital signal into an analog signal, and a buffer amplifier that buffers the analog signal converted by the digital-analog converter. The digital-analog converter is composed of a resistance element or the like.
液晶パネルの容量値C、抵抗値R、液晶パネルを充放電する周期F、および、電圧Vが特定されると、液晶パネルの電力は、電力P=1/2(C×F×V2)と表され、液晶パネルを駆動するのに必要な電流値および電力値もシミュレーション等で予測できる。 When the capacitance value C, the resistance value R, the period F for charging / discharging the liquid crystal panel, and the voltage V are specified, the power of the liquid crystal panel is expressed as follows: Power P = 1/2 (C × F × V 2 ) The current value and power value necessary for driving the liquid crystal panel can also be predicted by simulation or the like.
また、液晶パネルの特性を抵抗値Rと容量値Cとにモデル化し、その抵抗値Rと容量値Cとを用いて、ディジタル−アナログコンバータ回路が液晶パネルを駆動するのに必要な電流を算出することができる。しかしながら、抵抗値Rおよび容量値Cは、液晶パネルに固有の値であり、液晶パネルごとに変動する。具体的には、抵抗値Rおよび容量値Cは、液晶パネルの解像度または液晶パネルを構成するガラス基板のインチ数等の条件に応じて、変動する。 Also, the characteristics of the liquid crystal panel are modeled as a resistance value R and a capacitance value C, and the current required for the digital-analog converter circuit to drive the liquid crystal panel is calculated using the resistance value R and the capacitance value C. can do. However, the resistance value R and the capacitance value C are values inherent to the liquid crystal panel and vary from one liquid crystal panel to another. Specifically, the resistance value R and the capacitance value C vary depending on conditions such as the resolution of the liquid crystal panel or the number of inches of the glass substrate constituting the liquid crystal panel.
従来の液晶表示装置では、1種類の液晶パネルの特性に合うようにバッファアンプを製造するため、バッファアンプは特定の液晶パネルの駆動には適しているが、他の液晶パネルの駆動には適していない。お互いに適していないバッファアンプと液晶パネルとを組み合わせて使用する場合、液晶パネルは表示データを示すアナログ信号を適切にサンプリングすることができず、表示パネルが不適切な表示をしたり、または、ディジタル−アナログコンバータ回路が不必要な電力を消費することになる。 In a conventional liquid crystal display device, a buffer amplifier is manufactured to match the characteristics of one type of liquid crystal panel, so the buffer amplifier is suitable for driving a specific liquid crystal panel, but suitable for driving other liquid crystal panels. Not. When a buffer amplifier and a liquid crystal panel that are not suitable for each other are used in combination, the liquid crystal panel cannot properly sample an analog signal indicating display data, and the display panel displays an inappropriate display, or The digital-to-analog converter circuit consumes unnecessary power.
これらを防ぐためには、バッファアンプを含むディジタル−アナログコンバータ回路を液晶パネルごとに製造する必要があり、結果として、液晶表示装置の開発期間が長くなるとともに、開発コストが増大していた。 In order to prevent these problems, it is necessary to manufacture a digital-analog converter circuit including a buffer amplifier for each liquid crystal panel. As a result, the development period of the liquid crystal display device becomes longer and the development cost increases.
本発明のディジタル−アナログコンバータ回路は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル−アナログコンバータと、前記ディジタル−アナログコンバータによって変換されたアナログ信号をバッファリングするバッファアンプと、前記バッファアンプによってバッファリングされたアナログ信号の電流を制御するバッファアンプ電流制御回路とを備える。 The digital-analog converter circuit of the present invention includes a digital-analog converter that converts a digital signal into an analog signal, a buffer amplifier that buffers the analog signal converted by the digital-analog converter, and a buffer that is buffered by the buffer amplifier. And a buffer amplifier current control circuit for controlling the current of the analog signal.
前記ディジタル−アナログコンバータは、複数の第1の抵抗器と、複数の第2の抵抗器とによって形成されたR−2R型ディジタル−アナログコンバータを含み、前記複数の第1の抵抗器のそれぞれは、抵抗値Rを有し、前記複数の第2の抵抗器のそれぞれは、前記第1の抵抗器の抵抗値Rの2倍の抵抗値2Rを有してもよい。
The digital-analog converter includes an R-2R type digital-analog converter formed by a plurality of first resistors and a plurality of second resistors, each of the plurality of first resistors being And each of the plurality of second resistors may have a
ディジタル信号をクロック信号に応じてラッチすることによって、前記ディジタル−アナログコンバータに前記ディジタル信号を出力するラッチ回路をさらに備えてもよい。 A latch circuit may be further provided that outputs the digital signal to the digital-analog converter by latching the digital signal according to the clock signal.
前記ラッチ回路には、前記ディジタル−アナログコンバータ回路を動作状態にするか、停止状態にするかを示すパワーダウン信号が入力され、前記パワーダウン信号が、前記ディジタル−アナログコンバータ回路を停止状態にすることを示す場合、前記ラッチ回路は、前記ディジタル−アナログコンバータによって変換されたアナログ信号の電圧が接地電圧に実質的に等しくなるように、前記ディジタル信号を前記ディジタル−アナログコンバータに出力してもよい。 The latch circuit is supplied with a power-down signal indicating whether the digital-analog converter circuit is to be operated or stopped, and the power-down signal causes the digital-analog converter circuit to be stopped. The latch circuit may output the digital signal to the digital-to-analog converter such that the voltage of the analog signal converted by the digital-to-analog converter is substantially equal to a ground voltage. .
前記パワーダウン信号が、前記ディジタル−アナログコンバータ回路を停止状態にすることを示す場合、前記ラッチ回路が前記ラッチする前の前記ディジタル信号によって示されるデータのうちの最上位ビットのデータに対応する信号を出力するCMOSバッファ回路をさらに備えてもよい。 When the power down signal indicates that the digital-analog converter circuit is to be stopped, the signal corresponding to the most significant bit data of the data indicated by the digital signal before the latch circuit latches May be further provided.
本発明によるディジタル−アナログコンバータ回路は、固有の抵抗値Rと容量値Cとを有する液晶パネルに応じてバッファアンプから出力する電流を制御することができるので、液晶パネルは、常に最適に信号をサンプリングするとともに、最適な電力でバッファアンプの能力を設定することができる。 Since the digital-analog converter circuit according to the present invention can control the current output from the buffer amplifier in accordance with the liquid crystal panel having the inherent resistance value R and capacitance value C, the liquid crystal panel always outputs the signal optimally. While sampling, the capacity of the buffer amplifier can be set with optimum power.
また、1つのディジタル−アナログコンバータ回路によって、異なる液晶パネルを駆動することができ、それにより、液晶表示装置の開発期間を短縮するとともに、開発コストを低減化することができる。 Also, different liquid crystal panels can be driven by one digital-analog converter circuit, thereby shortening the development period of the liquid crystal display device and reducing the development cost.
また、本発明によれば、ディジタル−アナログコンバータ回路を停止状態にして、ディジタル−アナログコンバータの消費電力を低減したり、または、実質的にゼロにすることができる。 In addition, according to the present invention, the digital-analog converter circuit can be stopped and the power consumption of the digital-analog converter can be reduced or substantially zero.
また、本発明によれば、多階調で表示する必要がない画面を表示する場合、例えば、携帯電話の待ち受け画面を表示する場合、ディジタル−アナログコンバータを停止状態にして、CMOSバッファ回路を用いて、2値で液晶パネルを駆動することができ、それにより、表示において消費される電力を低減することができる。 Further, according to the present invention, when displaying a screen that does not need to be displayed in multiple gradations, for example, when displaying a standby screen of a mobile phone, the digital-analog converter is stopped and the CMOS buffer circuit is used. Thus, the liquid crystal panel can be driven with binary values, thereby reducing power consumed in display.
また、液晶パネルの表示がオフの状態でディジタル−アナログコンバータ回路が待機状態になる場合、ディジタル−アナログコンバータに入力されるディジタル信号が表すデータを“0”とすると、ディジタル−アナログコンバータ内の合成抵抗は、電源と接続されず、それにより、ディジタル−アナログコンバータで消費される電力をゼロまたは実質的にゼロとすることができる。 Further, when the digital-analog converter circuit is in a standby state with the display on the liquid crystal panel being off, if the data represented by the digital signal input to the digital-analog converter is set to “0”, the synthesis in the digital-analog converter The resistor is not connected to the power supply, so that the power consumed by the digital-to-analog converter can be zero or substantially zero.
ディジタル−アナログコンバータを停止するとともに、最上位ビットのデータを表すディジタル信号をCMOSバッファ回路に入力し、液晶パネルに2値の信号を出力することにより、電力の消費を抑えつつ、RGBをそれぞれ1ビットで8色表示することができる。これは、例えば、待ち受け画面を表示する時に使用される。 The digital-analog converter is stopped, a digital signal representing the most significant bit data is input to the CMOS buffer circuit, and a binary signal is output to the liquid crystal panel. Eight colors can be displayed with bits. This is used, for example, when displaying a standby screen.
また、液晶パネルには、バックライトをオフにして、外光のみでも表示が可能な反射モードと、バックライトをオンにして、より明るく表示する透過モードとの両方で動作可能な透過反射型液晶パネルがある。 In addition, the liquid crystal panel has a transflective liquid crystal that can be operated in both a reflective mode in which the backlight is turned off and display is possible only with outside light, and a transmissive mode in which the backlight is turned on and a brighter image is displayed. There is a panel.
このような透過反射型液晶パネルを含む液晶表示装置を携帯電話に用いた場合、多階調の画像を表示したり、ユーザがキーを操作するときには、透過反射型液晶パネルは透過モードで動作し、ユーザが携帯電話のキーを使用しない時は、携帯電話のバッテリーの消費電力を抑えるため、透過反射型液晶パネルは反射モードで動作する。 When a liquid crystal display device including such a transflective liquid crystal panel is used in a mobile phone, the transflective liquid crystal panel operates in a transmissive mode when a multi-tone image is displayed or a user operates a key. When the user does not use the cellular phone key, the transflective liquid crystal panel operates in the reflective mode in order to reduce the power consumption of the cellular phone battery.
この場合、反射モードで、待ち受け画面を表示する場合、写真などの画像を表示する場合のように多階調で表示するのではなく、RGBそれぞれ2値表示、すなわち、8色で画面を表示してもよい。その場合、画面に表示されるものは、例えば、時計、携帯電話の電池残量、または、携帯電話の電波の受信感度状態である。 In this case, when the standby screen is displayed in the reflection mode, RGB is not displayed in multiple gradations as in the case of displaying an image such as a photograph, but each of RGB is displayed in binary, that is, the screen is displayed in eight colors. May be. In this case, what is displayed on the screen is, for example, the clock, the remaining battery level of the mobile phone, or the radio wave reception sensitivity state of the mobile phone.
上記のような時には、電力の消費を極力抑制するために、パーシャル表示を行うこともある。パーシャル表示とは、画面の一部を部分的に表示することである。また、携帯電話をある一定時間使用しなかったとき、例えば、一定時間携帯電話のキーが使用されなかったときには、携帯電話の表示画面をオフにすることもある。但し、これらの状態は、携帯電話のキーが操作された場合に、多階調の表示に切り替わることが必要であり、これらの状態は、この切り替わりのスピードを考慮して、液晶表示装置に供給されている電源が供給されるように動作が停止している状態である。これらの状態は、待機状態ともよばれる。 In such a case, partial display may be performed in order to suppress power consumption as much as possible. Partial display is a partial display of the screen. Further, when the mobile phone is not used for a certain period of time, for example, when the key of the mobile phone is not used for a certain period of time, the display screen of the mobile phone may be turned off. However, these states need to be switched to multi-gradation display when the key of the cellular phone is operated, and these states are supplied to the liquid crystal display device in consideration of the switching speed. The operation is stopped so that the supplied power is supplied. These states are also called standby states.
図1は、本発明の実施の形態によるディジタル−アナログコンバータ回路100を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a digital-
ディジタル−アナログコンバータ回路100は、ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル−アナログコンバータ10と、ディジタル−アナログコンバータ10によって変換されたアナログ信号をバッファリングし、バッファリングしたアナログ信号を出力するバッファアンプ20と、バッファアンプ20によってバッファリングされたアナログ信号の電流を制御するバッファアンプ電流制御回路30と、ラッチ回路44とを備える。 ディジタル−アナログコンバータ回路100は、レベルシフター40をさらに備える。また、ディジタル−アナログコンバータ回路100は、ディジタル信号の一部が入力されるCMOSバッファ50と、Binary信号が入力されるレベルシフター60とをさらに備える。
The digital-
バッファアンプ電流制御回路30は、バイアス電流制御信号が入力されるレベルシフター32と、レベルシフター32に入力されたバイアス電流制御信号に応じたバイアス電流をバッファアンプ20に出力するバイアス回路34とを含む。
The buffer amplifier
ここで、ディジタル−アナログコンバータ10は、R−2R型ディジタル−アナログコンバータであり、この場合、ディジタル−アナログコンバータ回路100を、R−2R型ディジタル−アナログコンバータ回路ともよぶ。ただし、本発明のディジタル−アナログコンバータは、R−2R型ディジタル−アナログコンバータに限定されず、本発明のディジタル−アナログコンバータは、ディジタル信号をアナログ信号に変換する任意のコンバータであってもよい。
Here, the digital-
なお、以下の説明では、ディジタル−アナログコンバータ回路100が8ビットのディジタル信号に基づいてアナログ信号を生成する形態について説明する。
In the following description, a mode in which the digital-
ラッチ回路44には、レベルシフター40を介して8ビットのディジタル信号D0〜D7と、ラッチ回路44の出力の同期をとるためのクロック信号Clockと、パワーダウン信号PDとが入力される。
An 8-bit digital signal D0 to D7, a clock signal Clock for synchronizing the output of the
ラッチ回路44は、クロック信号Clockに応じて、ディジタル信号D0〜D7に対応するディジタル信号Q0〜Q7をディジタル−アナログコンバータ10に出力する。詳細には、ラッチ回路44は、8ビットのディジタル信号D0〜D7を、クロック信号Clockの立ち下がりにラッチして、ディジタル信号D0〜D7に対応するディジタル信号Q0〜Q7を、タイミングを揃えて、ディジタル−アナログコンバータ10に出力する。なお、図1では、ディジタル信号D0〜D7の全体をD[7:0]として示している。
The
また、ラッチ回路44には、ディジタル−アナログコンバータ回路100を動作状態にするか、または、停止状態にするパワーダウン信号PDが入力される。ディジタル−アナログコンバータ回路100が停止状態になる場合、つまり、パワーダウン信号PDがハイの場合、ラッチ回路44はリセットされる。この詳細は、図2を参照して後述する。
The
ディジタル−アナログコンバータ10は、ディジタル信号Q0〜Q7をアナログ信号DA OUTに変換する。ディジタル−アナログコンバータ10は、8ビットのディジタル信号Q0〜Q7に応じた電圧を有するアナログ信号DA OUTをバッファアンプ20に出力する。
The digital-
バッファアンプ20は、アナログ信号DA OUTをバッファリングし、所望の電圧のアナログ信号AOUTを液晶パネル200(図5、図7参照)に出力する。バッファアンプ20は、アナログ信号DA OUTをバッファリングすることによって、液晶パネル200とインターフェースするためのインピーダンス変換を行っている。
The
レベルシフター32には、4ビットのバイアス電流制御信号IB CNT0〜3と、パワーダウン信号PDとが入力される。
The
バイアス回路34は、バイアス電流制御信号IB CNT0〜3に対応するバイアス電流をバッファアンプ20に出力する。
The
バイアス回路34から出力されたバイアス電流の大きさに応じて、バッファアンプ20から出力されるアナログ信号AOUTのセトリング時間が変更される。セトリング時間については、図6を参照して後述する。
The settling time of the analog signal AOUT output from the
また、レベルシフター32には、パワーダウン信号PDが入力される。ディジタル−アナログコンバータ回路100を停止状態にする場合、つまり、パワーダウン信号PDがハイの場合、バイアス回路34によって出力されるバイアス電流はリセットされ、バイアス電流の供給が停止される。
Further, the power down signal PD is input to the
CMOSバッファ50には、ディジタル信号D[7:0]の最上位ビットのデータが入力される。すなわち、CMOSバッファ50には、ディジタル信号D7が入力される。
The most significant bit data of the digital signal D [7: 0] is input to the
レベルシフター60にはBinary信号が入力される。Binary信号は、レベルシフター60によってレベルがシフトされて、CMOSバッファ50に入力される。
A binary signal is input to the
CMOSバッファ50は、また、トライステート機能を有しており、CMOSバッファ50は、信号DOUTを液晶パネル200(図5、図7参照)に出力する。
The
アナログ信号AOUTと信号DOUTは、ディジタル−アナログコンバータ回路100の内部で接続され、アナログ信号AOUTおよび信号DOUTの一方が、液晶パネル200(図5、図7参照)に出力される。つまり、アナログ信号AOUTが出力される場合、信号DOUTはハイインピーダンスとなり、信号DOUTが出力される場合、アナログ信号AOUTはハイインピーダンスとなる。
The analog signal AOUT and the signal DOUT are connected inside the digital-
あるいは、アナログ信号AOUTと信号DOUTは、別々に出力され、ディジタル−アナログコンバータ回路100の外部で接続されてもよい。
Alternatively, the analog signal AOUT and the signal DOUT may be output separately and connected outside the digital-
Binary信号が“ハイ”の場合、信号DOUTはハイインピーダンスである。 When the Binary signal is “high”, the signal DOUT has a high impedance.
ディジタル−アナログコンバータ回路100を停止状態にする場合、すなわち、パワーダウン信号PDがハイになり、バッファアンプ20から出力されるアナログ信号AOUTがハイインピーダンスとなると、ほぼ同時にBinary信号は“ハイ”から“ロー”になる。
When the digital-
これにより、CMOSバッファ50からそのときディジタル−アナログコンバータ回路100に入力されているディジタル信号の最上位ビットのデータ“1”か“0”のいずれかがCMOSバッファ50の信号DOUTとして出力される。このように、2値、すなわち、1ビットで表示すると、消費電力を大幅に抑えることができる。これは、例えば、液晶パネル200(図5、図7参照)が待ち受け画面を表示する時に使用される。
As a result, the data “1” or “0” of the most significant bit of the digital signal input from the
以下に、ディジタル−アナログコンバータ10およびラッチ回路44について説明する。
Hereinafter, the digital-
図2は、ディジタル−アナログコンバータ10およびラッチ回路44の詳細を示す模式図である。図2には、外部回路70も示される。
FIG. 2 is a schematic diagram showing details of the digital-
ラッチ回路44は、8つのDフリップフロップ42を含み、8つのDフリップフロップ42のそれぞれには、ディジタル信号D0〜D7のいずれかが入力される。
The
外部回路70は、AND回路71と、AND回路72と、インバータ回路73とを含む。
インバータ回路73は、パワーダウン信号PDを反転する。
AND回路71は、インバータ回路73によって反転されたパワーダウン信号PDとクロック信号CKとの論理積によって、ラッチ回路44のためのクロック信号Clockを生成する。
The AND
AND回路72は、インバータ回路73によって反転されたパワーダウン信号PDとクリアリセットビット信号CLRBとの論理積によって、ラッチ回路44のためのクリアリセットビット信号Clearbを生成する。
The AND
外部回路70によって生成されたクロック信号Clockおよびクリアリセットビット信号Clearbは、8つのDフリップフロップ42のそれぞれに入力される。
The clock signal Clock and the clear reset bit signal Clearb generated by the
次いで、8つのDフリップフロップ42について、説明する。ここでは、説明が冗長になることを防ぐ目的で、ディジタル信号D7が入力されるDフリップフロップ42について説明するが、ディジタル信号D0〜D6が入力される他のDフリップフロップ42も同様に動作する。
Next, the eight D flip-
Dフリップフロップ42は、クロック信号Clockに応じて、ディジタル信号D7に対応するディジタル信号Q7をディジタル−アナログコンバータ10に出力する。例えば、クロック信号Clockが立ち下がった時に、ディジタル信号D7がハイを示す場合、Dフリップフロップ42はディジタル−アナログコンバータ10にハイのディジタル信号Q7を出力する。ここで、ハイのディジタル信号Q7の電圧は、電源電圧AVDDである。ディジタル信号Q7の電圧AVDDは、クロック信号Clockの次の立ち下がりまで、保持される。また、クロック信号Clockが立ち下がった時に、ディジタル信号D7がローを示す場合、Dフリップフロップ42はディジタル−アナログコンバータ10にローのディジタル信号Q7を出力する。ここで、ローのディジタル信号Q7の電圧は、接地電圧、すなわち、ゼロ電圧である。
The D flip-
また、クリアリセットビット信号Clearbがローを示す場合、Dフリップフロップ42は、そのとき保持しているハイまたはローの状態をリセットし、ローになる。ここで、ディジタル信号D0〜D6が入力される他のDフリップフロップ42も同様に動作するため、クリアリセットビット信号Clearbがハイになると、8つのDフリップフロップ42がすべてローになる。
When the clear reset bit signal Clear indicates low, the D flip-
ディジタル−アナログコンバータ10は、複数の第1の抵抗器12と複数の第2の抵抗器14とを組み合わせて形成されている。複数の第1の抵抗器12は、それぞれ、抵抗値Rを有し、複数の第2の抵抗器14は、それぞれ、第1の抵抗器12の抵抗値Rの2倍の抵抗値2Rを有する。
The digital-
ディジタル−アナログコンバータ10において、8つのDフリップフロップ42から出力されたディジタル信号Q0〜Q7のいずれもがそれぞれ異なる第2の抵抗器14に入力される。
In the digital-
以下に、ラッチ回路44の8つのDフリップフロップ42から出力されたQ0〜Q7と、ディジタル−アナログコンバータ10の合成抵抗について説明する。
Hereinafter, Q0 to Q7 output from the eight D flip-
図3は、ディジタル信号Q0〜Q7がデータ(10000000)を表す場合、ディジタル−アナログコンバータ10の合成抵抗について説明するための模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the combined resistance of the digital-
ここで、データ1はハイに対応し、データ0はローに対応している。すなわち、ディジタル信号Q7の電圧は、電圧AVDDであり、ディジタル信号Q0〜Q6の電圧は、接地電圧である。
Here,
図3に示されるように、データ(10000000)の場合、ディジタル−アナログコンバータ10から出力されるアナログ信号DA OUTの電圧は1/2*AVDDである。
As shown in FIG. 3, in the case of data (10000000), an analog signal DA output from the digital-
図4は、ディジタル信号Q0〜Q7がデータ(00000000)を表す場合、ディジタル−アナログコンバータ10の合成抵抗について説明するための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the combined resistance of the digital-
図4に示されるように、データ(00000000)の場合、ディジタル−アナログコンバータ10から出力されたアナログ信号DA OUTの電圧は接地電圧である。
As shown in FIG. 4, in the case of data (00000000), the analog signal DA output from the digital-
また、上述したように、図2に示したクリアリセットビット信号Clearbがローの場合、すなわち、パワーダウン信号PDがハイ、および、クリアリセットビット信号CLRBがローのいずれかである場合、8つのDフリップフロップ42はすべてリセットされ、ディジタル信号Q0〜Q7がデータ(00000000)となる。
As described above, when the clear reset bit signal Clearb shown in FIG. 2 is low, that is, when the power-down signal PD is high and the clear reset bit signal CLRB is low, eight D All the flip-
このように、ディジタル−アナログコンバータ10に入力されるディジタル信号Q0〜Q7がすべてデータ“0”の場合、ディジタル−アナログコンバータ10内の合成抵抗には、電源からの経路がなくなり、したがって、ディジタル−アナログコンバータ10で消費される電力はゼロまたは実質的にゼロになる。
As described above, when all of the digital signals Q0 to Q7 input to the digital-
したがって、ディジタル−アナログコンバータ回路100を停止状態にする場合、すなわち、パワーダウン信号PDが”ハイ”の場合、8ビットのDフリップフロップのクロック入力が無効になり、かつ、リセット端子に入力されるリセットビット信号RBが“ロー”となり、ディジタル−アナログコンバータ10に入力されるディジタル信号Q0〜Q7は、全てデータ“0”を示す。その場合、上述したように、ディジタル−アナログコンバータ10から出力されるアナログ信号DA OUTは“ゼロ”となり、よって、消費される電力も“ゼロ”または実質的にゼロとなる。
Therefore, when the digital-
また、上述したように、ディジタル−アナログコンバータ10は、入力されるデータによって出力されるアナログ信号DA OUTの電圧が確定され、このように、ディジタル−アナログコンバータ10において、ディジタル信号がアナログ信号に変換される。
Further, as described above, the digital-to-
図5は、本発明の液晶パネル200を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a
図5(a)は液晶パネル200の模式図であり、図5(b)は、液晶パネル200の一部を拡大した模式図である。ここで、液晶パネル200は、低温ポリシリコン液晶パネルに代表されるモノリシック液晶パネルである。
FIG. 5A is a schematic diagram of the
図5(a)に示されるように、液晶パネル200は、アナログドライバ210と、ゲートドライバ220と、表示部230と、共通電極240とを含む。
As shown in FIG. 5A, the
液晶パネル200は、液晶に二つの基板を貼り合わせることによって形成されており、一方の基板に、アナログドライバ210およびゲートドライバ220が設けられており、他方の基板に共通電極240が設けられている。表示部230は、二つの基板によって形成されている。
The
アナログドライバ210は、表示部230に伸びた複数のソース線を制御する。
The
ゲートドライバ220は、表示部230に伸びた複数のゲート線を制御する。
The
表示部230は、複数の画素232を含む。図5(a)では、図面を過度に複雑にすることを防ぐ目的で、1つの画素232のみを示している。複数の画素232は、それぞれ、赤色画素234R、緑色画素234G、青色画素234Bを含む。ここで、赤色画素234R、緑色画素234G、青色画素234Bを総称して単位画素234とよぶ。
The
複数の単位画素234のそれぞれは、薄膜トランジスタ236と、液晶素子238とを含む。薄膜トランジスタ236は、それぞれ、ゲート線に電気的に接続されたゲートと、ソース線に電気的に接続されたソースと、液晶素子238に電気的に接続されたドレインとを含む。なお、ここでは、二つの基板に挟まれた液晶を電気的に等価的に液晶素子238として示している。
Each of the plurality of unit pixels 234 includes a thin film transistor 236 and a
共通電極240は、液晶素子238に電気的に接続されている。
The
アナログドライバ210には、赤色アナログ信号Red、緑色アナログ信号Green、青色アナログ信号Blue、データクロック信号Dckが入力される。データクロック信号Dckは、図1に示したクロック信号Clockと同期している。
The
アナログドライバ210は、単位画素234のソースに、赤色アナログ信号Red、緑色アナログ信号Green、青色アナログ信号Blueのいずれかが供給するように切り替え可能な複数のアナログスイッチ214と、複数のアナログスイッチ214を制御するシフトレジスタ212とを含む。
The
アナログスイッチ214は、赤色アナログスイッチ214Rと、緑色アナログスイッチ214Gと、青色アナログスイッチ214Bとを総称したものである。
The analog switch 214 is a general term for the
赤色アナログスイッチ214Rは、赤色アナログ信号Redが赤色画素234Rの薄膜トランジスタ236のソースに供給されるように切り替え可能であり、緑色アナログスイッチ214Gは、緑色アナログ信号Greenが緑色画素234Gの薄膜トランジスタ236のソースに供給されるように切り替え可能であり、青色アナログスイッチ214Bは、青色アナログ信号Blueが青色画素234Bの薄膜トランジスタ236のソースに供給されるように切り替え可能である。
The
シフトレジスタ212は、一つの画素232に対応する赤色アナログスイッチ214R、緑色アナログスイッチ214G、青色アナログスイッチ214Bが、同じタイミングで切り替わるように、赤色アナログスイッチ214R、緑色アナログスイッチ214G、青色アナログスイッチ214Bを制御することが好ましい。
The shift register 212 includes a
表示部230の複数の画素234のうちの、信号を供給されるべき画素は、シフトレジスタ212およびゲートドライバ220によって、特定される。
Of the plurality of pixels 234 of the
ここで、図5(b)を参照する。図5(b)では、図面を過度に複雑にすることを防ぐ目的で、赤色画素234Rおよび対応する赤色アナログスイッチ214Rについて図示している。しかし、緑色画素234Gおよび対応する緑色アナログスイッチ214G、および、青色画素234Bおよび対応する青色アナログスイッチ214Bも同様であることに留意されたい。
Here, reference is made to FIG. FIG. 5B illustrates the
赤色アナログ信号Redは、配線211を介して伝達される。シフトレジスタ212およびゲートドライバ220によって赤色画素234Rが特定されると、特定された赤色画素234Rに赤色アナログ信号Redが供給される。
The red analog signal Red is transmitted via the
ここで、配線211は、赤色アナログ信号Redなどの表示データを示す表示データ信号を伝達する配線であり、ビデオ配線ともよぶ。
Here, the
配線211は、ディジタル−アナログコンバータ回路100と液晶パネル200とを接続する配線であり、配線211は、抵抗240と容量250とを有するものとみなすことができる。
The
配線211は、抵抗値Rおよび容量値Cによってモデル化される。
The
図6は、ディジタル−アナログコンバータ回路100から出力されたアナログ信号の電圧の時間変化を示すグラフである。ここでは、配線211の抵抗値R=220Ω、容量値C=200pFとし、時間500nsの間、電圧3.5Vの矩形波を印加している。
FIG. 6 is a graph showing the time change of the voltage of the analog signal output from the digital-
ディジタル−アナログコンバータ回路100から出力されたアナログ信号は、図6に示されるように、時定数CRで配線の容量250に充電される。充電された電圧は、液晶パネル200のシフトレジスター212によってアナログスイッチ214がオンになり、かつ、薄膜トランジスタ236のゲートがオンになっている単位画素234に印加される。
As shown in FIG. 6, the analog signal output from the digital-
図6のグラフに示されるように、配線211の電圧は、印加した電圧に達するまで、所定の時間かかり、また、電圧の印加が終了してから、配線211の電圧がゼロに達するまでの時間も所定の時間がかかる。
As shown in the graph of FIG. 6, it takes a predetermined time for the voltage of the
本明細書において、いずれの時間もセトリング時間とよび、特に、配線の電圧が印加した電圧に達するまでの時間を立ち上がりセトリング時間、電圧の印加が終了してから配線の電圧がゼロに達するまでの時間を立ち下がりセトリング時間とよぶ。 In this specification, all the times are called settling times, and in particular, the time until the voltage of the wiring reaches the applied voltage rises, the settling time, from the end of the voltage application until the wiring voltage reaches zero. Time is called falling settling time.
ここで、図1に示したバッファアンプ電流制御回路30およびバッファアンプ20について説明する。
Here, the buffer amplifier
図7は、4ビットのバイアス電流制御信号IB INT[3:0]と、バッファアンプ電流制御回路30によってバッファアンプ20に出力されるバイアス電流との関係を示すグラフである。
FIG. 7 shows a 4-bit bias current control signal IB. 4 is a graph showing a relationship between INT [3: 0] and a bias current output to the
図7に示されるように、バイアス電流制御信号IB INTが変化するとともに、バイアス電流は変化している。バイアス電流制御信号IB INTによって示される数が大きくなるにつれて、バイアス電流も大きくなり、バイアス電流制御信号IB INTによって示される数とバイアス電流とは比例関係を有している。 As shown in FIG. 7, the bias current control signal IB As INT changes, the bias current changes. Bias current control signal IB As the number indicated by INT increases, the bias current also increases and the bias current control signal IB The number indicated by INT is proportional to the bias current.
図8は、4ビットのバイアス電流制御信号IB INT[3:0]と、セトリング時間との関係を示すグラフである。 FIG. 8 shows a 4-bit bias current control signal IB. It is a graph which shows the relationship between INT [3: 0] and settling time.
バイアス電流制御信号IB INTによって示される数が大きくなるにつれて、立ち上がりセトリング時間および立ち下がりセトリング時間は、ともに減少する。 Bias current control signal IB As the number indicated by INT increases, both the rising and falling settling times decrease.
したがって、図7および図8から理解されるように、バイアス電流が大きくなるとともに、立ち上がりセトリング時間および立ち下がりセトリング時間が減少する。 Therefore, as can be understood from FIGS. 7 and 8, the bias current increases, and the rising settling time and the falling settling time decrease.
このように、本発明によれば、バッファアンプ電流制御回路30がバッファアンプ20に出力するバイアス電流を変化させることによって、バッファアンプ20が出力するアナログ信号のセトリング時間を変化させることができる。したがって、液晶パネルに固有な抵抗値Rと容量値Cとのばらつきを考慮し、最適なセトリング時間を調整することができる。
As described above, according to the present invention, the settling time of the analog signal output from the
したがって、バイアスアンプ電流制御回路30において、容量値Cと抵抗値Rとによって表される液晶パネル200の負荷の大きさにより、必要とする負荷電力と液晶パネル内部でセトリングするセトリング時間に応じバイアス電流が決められる。また、セトリング時間は、動作周波数以内で調整される。
Therefore, in the bias amplifier
以上のように、バッファアンプ電流制御回路30が、液晶パネル200の負荷特性に応じてバイアス電流を制御することにより、バッファアンプ20は、液晶パネル200に最適な電流を供給することができる。
As described above, the buffer amplifier
なお、図7および図8は、いずれも、TSMC社のプロセスを用いてバッファアンプ20の設計を行ったときのバイアス電流とセトリング時間との関係をR=220Ω、C=200pFの場合にて、シミュレーションした結果である。
7 and 8 both show the relationship between the bias current and the settling time when the
図9は、本発明によるディジタル−アナログコンバータ回路を含む液晶表示装置300を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a liquid
この液晶表示装置300は、大規模集積回路(LSI)である液晶コントローラ400(以下、LCDCともよぶ)と、液晶コントローラ400に接続された液晶パネル200とを含む。
The liquid
ホスト550は、表示データ信号および液晶コントローラ400を制御するコマンド信号を液晶コントローラ400に送信する。
The host 550 transmits a display data signal and a command signal for controlling the
液晶コントローラ400は、ホストインターフェース405と、レジスタ410と、発振回路(OSC:oscillator)415と、タイミング発生器420と、VRAMコントローラ425と、ディスプレイランダムアクセスメモリ(RAM:Random Access Memeory、以下、ディスプレイRAM)430と、γ補正回路435と、ディジタル−アナログコンバータ回路部450とを含む。
The
ディジタル−アナログコンバータ回路部450は、赤色ディジタル−アナログコンバータ回路100Rと、緑色ディジタル−アナログコンバータ回路100Gと、青色ディジタル−アナログコンバータ回路100Bとを含む。
The digital-analog
赤色ディジタル−アナログコンバータ回路100Rと、緑色ディジタル−アナログコンバータ回路100Gと、青色ディジタル−アナログコンバータ回路100Bは、それぞれ、図1を参照して説明したディジタル−アナログコンバータ回路100に対応している。また、赤色ディジタル−アナログコンバータ回路100Rと、緑色ディジタル−アナログコンバータ回路100Gと、青色ディジタル−アナログコンバータ回路100Bとを総称して、単にディジタル−アナログコンバータ回路100ともいう。
The red digital-analog converter circuit 100R, the green digital-analog converter circuit 100G, and the blue digital-analog converter circuit 100B correspond to the digital-
ホストインターフェース405には、ホスト500から出力された表示データ信号およびコマンド信号が入力され、ホストインターフェース405は、表示データ信号によって示される表示データをディスプレイRAM430に格納し、コマンド信号によって示されるコンマンドデータをレジスタ410に格納する。
The display data signal and the command signal output from the
レジスタ410は、格納されたコマンドデータを用いて、液晶パネル200のためのタイミング信号を生成するタイミング発生器420、ディスプレイRAM430に表示データを書き込むタイミングを生成するVRAMコントローラ425にそれぞれ命令を出す。
The register 410 uses the stored command data to issue commands to a
タイミング発生器420は、液晶パネル200を制御するためのタイミング信号として、ソース制御信号およびゲート制御信号を発生する。
The
ホスト500から入力された信号は、発振回路415のタイミングで同期を取る。
A signal input from the
ディスプレイRAM430に格納された表示データは、γ補正回路435に入力される。
γ補正回路435は、赤色γ補正テーブル435Rと、緑色γ補正テーブル435Gと、青色γ補正テーブル435Bとを含む。
Display data stored in the display RAM 430 is input to the
The
赤色γ補正テーブル435R、緑色γ補正テーブル435G、青色γ補正テーブル435Bのそれぞれは、液晶パネル200の画素232の電圧とその光透過との間の非線形な関係を、液晶の特性にあうように補償するために提供されたものである。
Each of the red γ correction table 435R, the green γ correction table 435G, and the blue γ correction table 435B compensates for the non-linear relationship between the voltage of the
通常、赤色γ補正テーブル435R、緑色γ補正テーブル435G、青色γ補正テーブル435Bは、参照テーブル方式になっており、書き換えも可能である。 Usually, the red γ correction table 435R, the green γ correction table 435G, and the blue γ correction table 435B are of a reference table method and can be rewritten.
γ補正回路435によって補正された表示データのうち赤色に関する表示データは、赤色ディジタル−アナログコンバータ回路100Rに入力され、緑色に関する表示データは、緑色ディジタル−アナログコンバータ回路100Gに入力され、青色に関する表示データは、青色ディジタル−アナログコンバータ回路100Bに入力される。ここで、表示データはディジタル信号で示されている。
Of the display data corrected by the
赤色ディジタル−アナログコンバータ回路100R、緑色ディジタル−アナログコンバータ回路100G、青色ディジタル−アナログコンバータ回路100Bによって、ディジタル信号はアナログ信号に変換される。 The digital signal is converted into an analog signal by the red digital-analog converter circuit 100R, the green digital-analog converter circuit 100G, and the blue digital-analog converter circuit 100B.
アナログ信号は、タイミング発生器420において発生されたソース制御信号とゲート制御信号とに同期して、液晶パネル200に送られる。
The analog signal is sent to the
DC/DCコンバータ550は、液晶コントローラ400に内蔵されたディジタル−アナログコンバータ100の電源電圧および液晶パネル200の電源電圧を生成する。DC/DCコンバータ550から出力される信号の立ち上げのタイミングおよび立ち下げのタイミングは、液晶コントローラ400のタイミング発生器420によって制御される。
The DC / DC converter 550 generates a power supply voltage for the digital-
アナログソースドライバ210は、図5を参照して説明したように、シフトレジスタ212と複数のアナログスイッチ214とを含んでいる。
As described with reference to FIG. 5, the
図10は、本発明の実施形態による液晶表示装置300における信号波形である。ここで、液晶表示装置300の液晶パネル200の解像度は、176×240である。
FIG. 10 shows signal waveforms in the liquid
OSCは、液晶コントローラ400内の発振回路415の周波数で、タイミング発生器420のためのクロック信号として使用される。
OSC is used as a clock signal for the
R[7:0]、G[7:0]、B[7:0]は、それぞれ、赤色、緑色、青色の8ビットのディジタル信号である。 R [7: 0], G [7: 0], and B [7: 0] are 8-bit digital signals of red, green, and blue, respectively.
信号SCKおよび信号SCKBは、アナログソースドライバ210のシフトレジスタ212のクロックとして入力される。
The signal SCK and the signal SCKB are input as clocks of the shift register 212 of the
信号SSPは水平同期信号に相当し、信号SSPが入力されると信号SCK、SCKBに応じて、シフトレジスタ212は、SR1信号からSR176信号を順次ハイにする。ここで、SR1信号は、第1列目の画素のための信号であり、SR176信号は、第176列目の画素のための信号である。 The signal SSP corresponds to a horizontal synchronization signal. When the signal SSP is input, the shift register 212 sequentially sets the SR176 signal to the SR176 signal high according to the signals SCK and SCKB. Here, the SR1 signal is a signal for the pixels in the first column, and the SR176 signal is a signal for the pixels in the 176th column.
信号SR1から信号SR176は、アナログスイッチ214のオン/オフを切り替え、アナログスイッチ214がドット方向に順次オンになり、液晶素子238にROUT,GOUT、BOUTで示される電圧が印加される。
Signals SR1 to SR176 switch on / off of the analog switch 214. The analog switch 214 is sequentially turned on in the dot direction, and voltages indicated by ROUT, GOUT, and BOUT are applied to the
表示データが転送されている間、パワーダウン信号PDは、ディジタル−アナログコンバータ回路100が動作状態であることを示す“ロー”であり、必要な表示データを送信した後は、消費電力を低減するため“ハイ”となり、ディジタル−アナログコンバータ回路100を停止状態にする。
While the display data is being transferred, the power-down signal PD is “low” indicating that the digital-
信号GSPBは、垂直同期信号に相当し、液晶パネル200内のゲートドライバ220に入力される。ゲートドライバ220は、通常、シフトレジスターによって構成されており、クロック信号GCK1、GCK2を入力することで、走査方向に薄膜トランジスタ236のゲートを順次オンにする。
The signal GSPB corresponds to a vertical synchronization signal and is input to the
なお、上記説明では、ディジタル−アナログコンバータ回路が、ディジタル信号を変換することによって得られたアナログ信号を、液晶パネルに出力する形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、ディジタル信号を変換することによって得られたアナログ信号を、任意の装置に出力してもよい。 In the above description, the digital-analog converter circuit outputs an analog signal obtained by converting a digital signal to the liquid crystal panel. However, the present invention is not limited to this. The present invention may output an analog signal obtained by converting a digital signal to an arbitrary device.
また、上記説明では、ディジタル−アナログコンバータ回路が8ビットのディジタル信号に基づいてアナログ信号を生成する形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、任意の数のビットのディジタル信号に基づいてアナログ信号を生成するディジタル−アナログコンバータ回路に適用可能である。 In the above description, the digital-analog converter circuit generates an analog signal based on an 8-bit digital signal. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to a digital-analog converter circuit that generates an analog signal based on a digital signal having an arbitrary number of bits.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As mentioned above, although this invention has been illustrated using preferable embodiment of this invention, this invention should not be limited and limited to this embodiment. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement an equivalent range based on the description of the present invention and the common general technical knowledge from the description of specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and documents cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the contents themselves were specifically described herein. Understood.
上述したように、本発明によれば、抵抗値Rと容量値Cとによってモデル化される液晶パネルの特性に応じて、バッファアンプ電流制御回路がバッファアンプに出力するバイアス電流を調整することにより、バッファアンプから出力されるアナログ信号の電流を調整することができる。 As described above, according to the present invention, the buffer amplifier current control circuit adjusts the bias current output to the buffer amplifier in accordance with the characteristics of the liquid crystal panel modeled by the resistance value R and the capacitance value C. The current of the analog signal output from the buffer amplifier can be adjusted.
10. ディジタル−アナログコンバータ
12. 抵抗器
14. 抵抗器
20. バッファアンプ
30. バッファアンプ電流制御回路
32. レベルシフター
34. バイアス回路
40. レベルシフター
42. Dフリップフロップ
44. ラッチ回路
50. CMOSバッファ
60. レベルシフター
70. 外部回路
71. AND回路
72. AND回路
73. インバータ回路
100. ディジタル−アナログコンバータ回路
200. 液晶パネル
210. アナログドライバ
211 配線
212. シフトレジスタ
214. アナログスイッチ
220. ゲートドライバ
230. 表示部
232. 画素
234. 単位画素
236. 薄膜トランジスタ
238. 液晶素子
240. 共通電極
300. 液晶表示装置
400. 液晶コントローラ
405. ホストインターフェース
410. レジスタ
415. 発振回路
420. タイミング発生器
425. VRAMコントローラ
430 ディスプレイRAM
435. γ補正回路
450. ディジタル−アナログコンバータ回路部
10. Digital-to-
435.
Claims (5)
前記ディジタル−アナログコンバータによって変換されたアナログ信号をバッファリングするバッファアンプと、
前記バッファアンプによってバッファリングされたアナログ信号の電流を制御するバッファアンプ電流制御回路と
を備える、ディジタル−アナログコンバータ回路。 A digital-to-analog converter for converting a digital signal into an analog signal;
A buffer amplifier for buffering an analog signal converted by the digital-analog converter;
A digital-analog converter circuit comprising: a buffer amplifier current control circuit that controls a current of an analog signal buffered by the buffer amplifier.
前記複数の第1の抵抗器のそれぞれは、抵抗値Rを有し、
前記複数の第2の抵抗器のそれぞれは、前記第1の抵抗器の抵抗値Rの2倍の抵抗値2Rを有する、請求項1に記載のディジタル−アナログコンバータ回路。 The digital-analog converter includes an R-2R type digital-analog converter formed by a plurality of first resistors and a plurality of second resistors,
Each of the plurality of first resistors has a resistance value R;
2. The digital-analog converter circuit according to claim 1, wherein each of the plurality of second resistors has a resistance value 2R that is twice the resistance value R of the first resistor.
前記パワーダウン信号が、前記ディジタル−アナログコンバータ回路を停止状態にすることを示す場合、前記ラッチ回路は、前記ディジタル−アナログコンバータによって変換されたアナログ信号の電圧が接地電圧に実質的に等しくなるように、前記ディジタル信号を前記ディジタル−アナログコンバータに出力する、請求項3に記載のディジタル−アナログコンバータ回路。 The latch circuit receives a power-down signal indicating whether the digital-analog converter circuit is in an operation state or a stop state,
When the power-down signal indicates that the digital-analog converter circuit is to be stopped, the latch circuit causes the voltage of the analog signal converted by the digital-analog converter to be substantially equal to the ground voltage. 4. The digital-analog converter circuit according to claim 3, wherein the digital signal is output to the digital-analog converter.
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WO2017069072A1 (en) * | 2015-10-23 | 2017-04-27 | シャープ株式会社 | Video signal line drive circuit and display device provided with same |
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-
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