JP2007101740A - Driving circuit for display device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、無機EL(エレクトロルミネッセンス)素子などの発光素子を、双極性にて高圧駆動することにより表示を行なう表示装置の駆動回路に関する。 The present invention relates to a drive circuit for a display device that performs display by driving a light emitting element such as an inorganic EL (electroluminescence) element at a high voltage with bipolar polarity.
発光素子を用いたドットマトリクスタイプの表示装置は、通常、走査側(ロー)ドライバIC(走査駆動回路)とデータ側(カラム)ドライバIC(データ駆動回路)とを用いて駆動する。例えば、特許文献1においては、無機EL素子を用いたドットマトリクスタイプのEL表示装置にて、走査駆動回路にオフセット電圧を印加する駆動回路が開示されている。また特許文献2においては、走査側ドライバICにサイリスタを用いた駆動回路が開示されている。いずれの方式においても、走査駆動回路の基準電位は、発光素子に印加する電圧波形の極性により、制御回路の基準電位に対して高電圧側であったり低電圧側であったりする。このような電位関係にある状態で制御回路から走査駆動回路に信号を伝送するために、アイソレーション回路と呼ばれるフォトカプラを用いた回路にて、制御回路側と走査駆動回路側を絶縁して信号伝送するようにしている。
A dot matrix type display device using a light emitting element is usually driven by using a scanning side (row) driver IC (scanning driving circuit) and a data side (column) driver IC (data driving circuit). For example,
しかしながら、上記構成では、電源分離のためのアイソレーション回路が、高価なフォトカプラを用いているため、コストアップを招く欠点がある。特に、表示素子のドットマトリックスを双極性走査制御するための制御信号のパターンは複雑であり、制御回路から走査駆動回路に伝送する信号が時に3〜4種類も必要となることがあるので、フォトカプラを用いたアイソレーション回路の構成がますます複雑化し、コストアップの問題がいよいよ避けがたい。さらにフォトカプラは、組み込まれたLEDの経時劣化(つまり、発光強度のライフ)の問題があり、自動車用計器など長期間にわたり頻繁に使用される環境では、寿命確保が難しい問題がある。 However, in the above configuration, the isolation circuit for power source separation uses an expensive photocoupler, and thus has a disadvantage of increasing the cost. In particular, the pattern of the control signal for performing bipolar scan control of the dot matrix of the display element is complex, and sometimes 3 to 4 types of signals to be transmitted from the control circuit to the scan drive circuit are required. The structure of an isolation circuit using a coupler becomes more and more complicated, and it is difficult to avoid the problem of cost increase. Furthermore, the photocoupler has a problem of deterioration with time of the incorporated LED (that is, life of light emission intensity), and there is a problem that it is difficult to ensure the life in an environment where it is frequently used for a long period of time such as an automobile meter.
一方、特許文献3には、フォトカプラを用いずに信号伝送する方法が開示されているが、制御回路の基準電位と走査駆動回路の基準電位が一致している時にのみにしか伝送できない構造になっており、駆動波形に制約が生ずる問題がある。
On the other hand,
本発明の課題は、フォトカプラを使用した高価なアイソレーション回路が不要であり、かつ、経時劣化のおそれも少なく、駆動波形に制約を与えない表示装置用駆動回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a drive circuit for a display device that does not require an expensive isolation circuit using a photocoupler, is less likely to deteriorate with time, and does not restrict the drive waveform.
上記の課題を解決するために、本発明の表示装置用駆動回路は、
走査電極とデータ電極との交点に形成される発光素子を画素としてなる表示パネルの走査電極に走査電圧を印加する走査駆動回路と、
データ電圧をデータ電極に印加するデータ駆動回路と、
走査駆動回路の基準電圧である駆動基準電圧を、走査電圧とデータ電圧との合成電圧の極性が予め定められた周期にて反転するようにレベル切り替えする駆動基準電圧切替え回路と、該駆動基準電圧を基準として駆動用ロジック系のフロート電源電圧を発生させる副電源部とを有した走査用フロート電源部と、
走査駆動回路、データ駆動回路及び駆動基準電圧切替え回路を制御するための、基準電圧が固定の一次制御ロジック信号を出力する制御回路と、
フロート電源電圧を、一次制御ロジック信号を用いて変調することにより、駆動基準電圧を基準とする二次制御ロジック信号にレベル変換して走査駆動回路に出力するレベルシフト回路であって、走査用フロート電源部と制御回路の電源回路である制御電源回路とを直結するレベル変換用信号線と、走査用フロート電源部と制御電源回路側との基準電圧差に基づくレベル変換用信号線上の電流を一次制御ロジック信号の入力に基づいてスイッチングするスイッチング部と、レベル変換用信号線からの入力電圧が分岐入力線を介して入力されるとともに、分岐入力線からの電流のスイッチングに伴なう入力電圧変化に基づき二次制御ロジック信号を出力する二次制御ロジック信号出力部と、レベル変換用信号線上において二次制御ロジック信号出力部への分岐点よりも制御電源回路側に設けられ、電流の通過時に、二次制御ロジック信号出力部への入力信号電圧幅を、走査用フロート電源部と制御電源回路側との基準電圧差よりも小さくなるように縮小する入力信号電圧調整部とを備えたレベルシフト回路と、を有してなることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, a display device drive circuit according to the present invention includes:
A scanning drive circuit for applying a scanning voltage to the scanning electrode of the display panel having the light emitting element formed at the intersection of the scanning electrode and the data electrode as a pixel;
A data driving circuit for applying a data voltage to the data electrodes;
A drive reference voltage switching circuit that switches the level of the drive reference voltage, which is a reference voltage of the scan drive circuit, so that the polarity of the combined voltage of the scan voltage and the data voltage is inverted in a predetermined cycle; and the drive reference voltage A floating power supply unit for scanning having a sub power supply unit for generating a floating power supply voltage of a driving logic system with reference to
A control circuit for outputting a primary control logic signal with a fixed reference voltage for controlling the scanning drive circuit, the data drive circuit, and the drive reference voltage switching circuit;
A level shift circuit that modulates a float power supply voltage using a primary control logic signal, converts the level into a secondary control logic signal based on the drive reference voltage, and outputs the converted signal to the scan drive circuit. The level conversion signal line that directly connects the power supply unit and the control power supply circuit that is the power supply circuit of the control circuit, and the current on the level conversion signal line based on the reference voltage difference between the scanning float power supply unit and the control power supply circuit side are primary. The switching unit that switches based on the input of the control logic signal, and the input voltage from the level conversion signal line is input via the branch input line, and the input voltage changes due to the switching of the current from the branch input line A secondary control logic signal output unit for outputting a secondary control logic signal based on the second control logic signal on the level conversion signal line Provided on the control power supply circuit side from the branch point to the power supply section, and when the current passes, the input signal voltage width to the secondary control logic signal output section is the reference voltage between the scanning float power supply section and the control power supply circuit side. And a level shift circuit including an input signal voltage adjustment unit that reduces the difference so as to be smaller than the difference.
上記本発明の表示装置用駆動回路は、走査駆動回路の電源が、駆動電圧極性の反転に伴い基準電圧が変動する走査用フロート電源部とされている。そして、基準電圧が固定の制御回路側の一次制御ロジック信号を、基準電圧が変動する走査駆動回路を直接駆動するための二次制御ロジック信号に変換する際に、アイソレーション回路を介在させるのではなく、走査用フロート電源部と制御電源回路とをレベル変換用信号線にて直結し、両者の基準電圧差によりレベル変換用信号線に積極的に電流を流す。レベル変換用信号線上には入力信号電圧調整部が設けられ、上記電流の通過時に、二次制御ロジック信号出力部への入力信号電圧幅が該入力信号電圧調整部により、走査用フロート電源部と制御電源回路側との基準電圧差よりも小さくなるように縮小される。その結果、フォトカプラを使用した高価なアイソレーション回路を排除でき、レベルシフト回路を格段に安価に構成できる。また、レベルシフト回路がLEDを使用しないため、経時劣化のおそれも少なく、駆動波形に制約が生じない。 In the display device drive circuit according to the present invention, the power supply of the scan drive circuit is a scan float power supply unit in which the reference voltage varies as the drive voltage polarity is inverted. When the primary control logic signal on the side of the control circuit having a fixed reference voltage is converted into a secondary control logic signal for directly driving the scan drive circuit in which the reference voltage varies, an isolation circuit is not interposed. Rather, the scanning float power supply unit and the control power supply circuit are directly connected by the level conversion signal line, and a current is actively passed through the level conversion signal line due to the reference voltage difference therebetween. An input signal voltage adjustment unit is provided on the level conversion signal line, and when the current passes, the input signal voltage width to the secondary control logic signal output unit is changed by the input signal voltage adjustment unit to the scanning float power supply unit. It is reduced so as to be smaller than the reference voltage difference from the control power supply circuit side. As a result, an expensive isolation circuit using a photocoupler can be eliminated, and the level shift circuit can be configured at a much lower cost. In addition, since the level shift circuit does not use LEDs, there is little risk of deterioration over time, and there is no restriction on the drive waveform.
発光素子は無機EL素子にて構成できる。無機EL素子は、EL発光部が機能性誘電体であり、発光に必要な荷電粒子の励起バイアスを、極性の変化する高電圧波形印加により行なう必要がある。従って、基準電圧の高電圧での極性反転を前提とした本発明の好適な適用対象となる。 The light emitting element can be composed of an inorganic EL element. In an inorganic EL element, an EL light emitting portion is a functional dielectric, and it is necessary to perform excitation bias of charged particles necessary for light emission by applying a high voltage waveform whose polarity changes. Therefore, the present invention is suitable for application on the premise of polarity reversal at a high reference voltage.
入力信号電圧調整部は、レベル変換用信号線上に直列挿入される調整抵抗にて構成することができる。この構成によると、制御電源回路の、例えば接地された基準電圧と、走査用フロート電源電源部の副電源部によりバイアスされた基準電圧との間の大きな電位差を、調整抵抗を用いた簡単な回路構成により容易に吸収することができる。 The input signal voltage adjustment unit can be configured by an adjustment resistor inserted in series on the level conversion signal line. According to this configuration, a simple circuit using an adjustment resistor can generate a large potential difference between, for example, a grounded reference voltage of the control power supply circuit and a reference voltage biased by the sub power supply unit of the floating power supply unit for scanning. It can be easily absorbed by the configuration.
上記のスイッチング部はトランジスタ(FETでも、バイポーラトランジスタでも、いずれでもよい)にて構成することができる。この場合、二次制御ロジック信号出力部への入力線と走査用フロート電源部へ向かうレベル変換用信号線との間に、トランジスタの寄生容量よりも大きい補助キャパシタンスを挿入することができる。走査用フロート電源部の基準電圧の極性切替えに伴い、スイッチング部をなすトランジスタの寄生容量に蓄積された電荷が放電してノイズ電流が流れ、スイッチング部がオフ制御されているにも拘わらず、二次制御ロジック信号出力部への入力に電圧変化エッジが生じて、走査駆動回路の誤動作を招いてしまう惧れがある。しかし、上記のような補助キャパシタンスを設けることで、トランジスタの電荷が吸収され、走査用フロート電源部の基準電圧が切り替わった場合も急峻な電圧変化エッジが生じにくくなり、走査駆動回路の誤動作を防止することができる。 The above switching unit can be constituted by a transistor (which may be either an FET or a bipolar transistor). In this case, an auxiliary capacitance larger than the parasitic capacitance of the transistor can be inserted between the input line to the secondary control logic signal output section and the level conversion signal line toward the scanning float power supply section. In accordance with the switching of the polarity of the reference voltage of the scanning float power supply unit, the charge accumulated in the parasitic capacitance of the transistor forming the switching unit is discharged and a noise current flows, and the switching unit is off-controlled. There is a possibility that a voltage change edge will occur at the input to the next control logic signal output unit, causing a malfunction of the scan drive circuit. However, by providing the auxiliary capacitance as described above, the charge of the transistor is absorbed, and even when the reference voltage of the scanning float power supply is switched, a steep voltage change edge is less likely to occur, thus preventing a malfunction of the scanning drive circuit. can do.
駆動基準電圧切替え回路は、駆動基準電圧の極性が周期的に変化するように切替えを行なうものとすることができる。レベルシフト回路は、レベル変換用信号線として、それぞれスイッチング部と電位差発生部を有するとともに伝送される信号電圧の極性が互いに異なる第一レベル変換用信号線と第二レベル変換用信号線とを備え、制御電源回路の基準電圧と駆動基準電圧との大小関係に応じて、各々固有の通電方向規制手段を有した第一レベル変換用信号線と第二レベル変換用信号線とのいずれかを選択して使用するものとすることができる。走査用フロート電源部の基準電圧(駆動基準電圧)が周期的に極性反転する場合、制御用電源回路の基準電圧と該駆動基準電圧との大小関係も反転する。従って、この大小関係に応じてレベル変換用信号線に印加される信号電圧の極性(すなわち、流れようとする電流の向き)も逆になる。上記のように、レベル変換用信号線を第一レベル変換用信号線と第二レベル変換用信号線との2つを設け、各々に設けられた固有の通電方向規制手段により、信号電圧極性に応じてどちらか一方の信号線を選んで使用することにより、周期的に駆動基準電圧が極性反転するにも拘わらず、一次制御ロジック信号の二次制御ロジック信号へのレベル変換を極めてスムーズに行なうことができる。 The drive reference voltage switching circuit can perform switching so that the polarity of the drive reference voltage changes periodically. The level shift circuit includes, as level conversion signal lines, a first level conversion signal line and a second level conversion signal line, each having a switching unit and a potential difference generation unit and having different polarities of transmitted signal voltages. Depending on the magnitude relationship between the reference voltage of the control power supply circuit and the drive reference voltage, one of the first level conversion signal line and the second level conversion signal line each having a specific energization direction regulating means is selected. Can be used. When the reference voltage (drive reference voltage) of the scanning float power supply section periodically inverts the polarity, the magnitude relationship between the reference voltage of the control power supply circuit and the drive reference voltage is also inverted. Accordingly, the polarity of the signal voltage applied to the level conversion signal line (that is, the direction of the current to flow) is reversed according to the magnitude relationship. As described above, the level conversion signal line is provided with the first level conversion signal line and the second level conversion signal line. Accordingly, by selecting and using either one of the signal lines, the level conversion of the primary control logic signal to the secondary control logic signal is performed very smoothly despite the polarity of the drive reference voltage being periodically inverted. be able to.
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1に本発明の適用対象の一例であるEL表示装置15の全体構成を示す。EL表示装置15は、表示装置用駆動回路10と表示パネル1とに大別することができる。表示装置用駆動回路10は、次の要件を備えるものである。
・走査駆動回路4:走査電極2とデータ電極3との交点に形成される発光素子77を画素としてなる表示パネル1の走査電極2に走査電圧を印加する。
・データ駆動回路5:データ電圧をデータ電極3に印加する。
・走査用フロート電源部60:走査駆動回路4の基準電圧である駆動基準電圧を、走査電圧とデータ電圧との合成電圧の極性が予め定められた周期にて反転するようにレベル切り替えする駆動基準電圧切替え回路6と、該駆動基準電圧を基準として駆動用ロジック系のフロート電源電圧を発生させる副電源部41とを有する。
・制御回路7:走査駆動回路4、データ駆動回路5及び駆動基準電圧切替え回路6を制御するための、基準電圧が固定の一次制御ロジック信号を出力する。
・レベルシフト回路100,200,300:フロート電源電圧を、一次制御ロジック信号を用いて変調することにより、駆動基準電圧を基準とする二次制御ロジック信号にレベル変換して走査駆動回路4に出力する。図2に示すごとく、以下の要件を備えて構成される。
‥レベル変換用信号線91,92:走査用フロート電源部60と制御回路7の電源回路である制御電源回路51とを直結する形で設けられる。
‥スイッチング部103,104:走査用フロート電源部60と制御電源回路51側との基準電圧差に基づくレベル変換用信号線91,92上の電流を一次制御ロジック信号の入力に基づいてスイッチングする。
‥二次制御ロジック信号出力部113:レベル変換用信号線91,92からの入力電圧が分岐入力線114,115を介して入力されるとともに、分岐入力線114,115からの電流のスイッチングに伴なう入力電圧変化に基づき二次制御ロジック信号を出力する。
‥入力信号電圧調整部106,110:レベル変換用信号線91,92上において二次制御ロジック信号出力部113への分岐点よりも制御電源回路51側に設けられ、電流の通過時に、二次制御ロジック信号出力部113への入力信号電圧幅を、走査用フロート電源部60と制御電源回路51側との基準電圧差よりも小さくなるように縮小する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an overall configuration of an
Scan driving circuit 4: A scanning voltage is applied to the
Data drive circuit 5: A data voltage is applied to the
Scanning float power supply unit 60: Drive reference that switches the level of the drive reference voltage, which is the reference voltage of the
Control circuit 7: Outputs a primary control logic signal with a fixed reference voltage for controlling the
... Level
Switching
... Secondary control logic signal output unit 113: Input voltages from the level
Input signal
表示パネル1は、走査電極2とデータ電極3との交点に形成される無機EL素子(発光素子)77を画素としてなるELパネルである。無機EL素子77は、電極交点に位置する部分が個別に発光体として機能するが、誘電体なので、本実施形態ではこれを1枚の無機EL薄層として形成したパッシブマトリックス型ELパネルとして構成している。走査電圧と前記データ電圧との合成電圧の極性は、交互に反転させながら線順次走査方式により各画素に印加され、走査側の選択期間にEL素子77を発光させるように駆動される(この動作自体は、特許文献1〜3に詳細に開示されているごとく周知であり、詳細な説明は行なわない)。
The
データ駆動回路5及び制御回路7の基準電位(及び端子)を記号GNDで示し、この電位はEL表示装置15全体のグランド電位(例えば大地接地電位)である。GNDを基準にデータ駆動回路5及び制御回路7のロジック系を駆動するための制御電源回路51からの電源電圧が、内部もしくは外部から供給される。この電位をロジック電源電位(及び端子:制御電源電圧)VDDとする。また、データ駆動回路5には、EL駆動波形用の電源回路52からの電源電圧が内部もしくは外部から供給される。この電位を高圧電源電位VEEとする。VDD及びVEEの電圧値は任意であるが、ここではGND基準でVDD=5V、VEE=50Vとする。
The reference potential (and terminal) of the
また、走査駆動回路4の基準電位(及び端子:駆動基準電圧)を記号FGNDで示す。走査駆動回路4のロジック系を駆動するための副電源部41からの電源電圧は、FGNDを基準に内部もしくは外部から供給される。この電位(及び端子)をロジック電源電位(フロート電源電圧)FVDDとする。また、走査駆動回路4には、EL駆動波形用の電源42が内部もしくは外部から供給される。この電位(及び端子)を高圧電源電位FVEEとする。FVDD及びFVEEの電圧値は任意であるが、ここではFGND基準でFVDD=5V、FVEE=200Vとする。
The reference potential (and terminal: drive reference voltage) of the
GNDとFGNDの電位関係は、駆動基準電圧切替え回路6の動作により決まる。走査駆動回路4から正極性の走査電圧を印加する際は、駆動基準電圧切替え回路6のスイッチ61が通電状態、スイッチ62が非通電状態となる。この時FGNDの電位は、VEEが加算された50Vになる(GND基準にて)。同様にFVDD=55V、FVEE=250Vとなる。一方、走査駆動回路4から負極性の走査電圧を印加する際は、駆動基準電圧切替え回路6のスイッチ61が非通電状態、スイッチ62が通電状態となる。この時FGNDの電位は、FVEEが減算された−200Vになる(GND基準にて)。同様にFVDD=−195V、FVEE=0Vとなる。走査用フロート電源部60は、本実施形態では、駆動基準電圧切替え回路6と4つの電源部41,42,51,52とで構成されていると見ることができる。
The potential relationship between GND and FGND is determined by the operation of the drive reference voltage switching circuit 6. When a positive scanning voltage is applied from the
本実施例の回路では、例えば特許文献2あるいは特許文献3に開示されているごとく、走査駆動回路4は3種類の入力端子(CLK、DATA、PC)への二値制御信号の入力状態で出力が決まるようになっている(走査駆動回路4の構成によって、入力端子の数は増減する)。そして、該入力端子は信号の電圧値がFGNDならばローレベル、電圧値=FVDDならばハイレベルとして認識される。
In the circuit of this embodiment, for example, as disclosed in
制御回路7はゲートアレイやマイコン等の集積回路で構成され、駆動基準電圧切替え回路6やデータ駆動回路5に送る信号に同期して、CLK、DATA、PCの元となる3種類の信号を出力する(101、201、301)。この信号の電圧値は、ローレベルはGND、ハイレベルはVDDである。これらが各々のレベルシフト回路100,200,300に入力され、電圧レベルが変換された信号(102,202,302)として出力されて走査駆動回路4に入力される。レベルシフト回路100,200,300はいずれも同じ構成なので、以下、レベルシフト回路100で代表させて説明する。
The
図2は、レベルシフト回路100を例に詳細を示したものである。
入力信号電圧調整部106,110は、レベル変換用信号線91,92上に直列挿入される調整抵抗106,110よりなる。また、スイッチング部103,104がトランジスタにて構成され、二次制御ロジック信号出力部113への入力線と走査用フロート電源部60へ向かうレベル変換用信号線91,92との間に、トランジスタの寄生容量よりも大きい補助キャパシタンス107,111が挿入されている。トランジスタはいずれも寄生ダイオードを有したMOSFETで構成されている。なお、寄生ダイオードは、FGND電位の切り替わり時において、線間容量結合等により発生するノイズ電流の導通路を確保する役割を果たしている。
FIG. 2 shows details of the
The input signal
上記のごとく、駆動基準電圧切替え回路6は、駆動基準電圧FGNDの極性が周期的に変化するように切替えを行なうものである。そして、レベルシフト回路100(200,300)は、レベル変換用信号線91,92として、それぞれスイッチング部103,104と電位差発生部を有するとともに伝送される信号電圧の極性が互いに異なる第一レベル変換用信号線91と第二レベル変換用信号線92とを備える。そして、制御電源回路51の基準電圧と駆動基準電圧との大小関係に応じて、各々固有の通電方向規制手段105,109を有した第一レベル変換用信号線91と第二レベル変換用信号線92とのいずれかを選択して使用するようになっている。
As described above, the drive reference voltage switching circuit 6 performs switching so that the polarity of the drive reference voltage FGND changes periodically. The level shift circuit 100 (200, 300) includes the switching
具体的には、以下のような構成が採用されている。すなわち、制御電源回路51の基準電圧端子である制御基準電圧端子GNDが接地されるとともに、第一レベル変換用信号線91は走査用フロート電源部60のフロート電源電圧端子FVDDと制御電源回路51の制御基準電圧端子GNDとを接続する形で設けられている。また、第二レベル変換用信号線92は、走査用フロート電源部60の駆動基準電圧端子FGNDと制御電源回路51の電源電圧端子である制御電源電圧端子VDDとを接続する形で設けられている。
Specifically, the following configuration is adopted. That is, the control reference voltage terminal GND which is the reference voltage terminal of the control
第一レベル変換用信号線91は、フロート電源電圧端子FVDD側が制御基準電圧端子GNDよりも高電圧となった場合に順バイアスとなるように該第一レベル変換用信号線91に直列に挿入されるダイオード105を有する。また、第二レベル変換用信号線92は、制御電源電圧端子VDD側が駆動基準電圧端子FGND側よりも高電圧となった場合に順バイアスとなるように該第二レベル変換用信号線92に直列に挿入されるダイオード109を有する。このように、第一レベル変換用信号線91と第二レベル変換用信号線92とにそれぞれ、制御電源回路51側と走査用フロート電源部60側との電圧差の極性に応じて、バイアス状態が互いに逆となるダイオード105,109を挿入することで、前述の通電方向規制手段105,109の機能を簡単に実現することができる。
The first level
第一レベル変換用信号線91と第二レベル変換用信号線92とは、制御電源回路51側と走査用フロート電源部60側との電圧差の極性が互いに逆となるので、これら信号線にそれぞれ設けられるスイッチング部103,104は、駆動極性が互いに反転したトランジスタを使用するのが妥当である。図2では、スイッチング部103,104は、チャネルの導電型が互いに異なるMOSFETを採用している。そして、制御回路7からの一次制御ロジック信号を各信号線91,92上のトランジスタに対し、一方を極性反転させた形で分配する信号分配部93が設けられており、一次制御ロジック信号の各信号線91,92への入力回路構成の簡略化に寄与している。ここでは、信号分配部93は、入力側のバッファ部120と、信号線92側へのスイッチング部103への分配入力信号を反転するインバータ121とを有している。
The first level
極性に応じて選択して使用される第一レベル変換用信号線91と第二レベル変換用信号線92とは、信号通電極性が原理的に逆にならざるを得ない。しかし、制御電源回路51側と走査用フロート電源部60側との電圧差の極性が反転したとき、二次制御ロジック信号の論理極性もこれに合わせて反転させてしまうことは、走査駆動回路4の制御ロジック回路構成を徒に複雑化させるだけなので、どちらの極性が成立していても、二次制御ロジック信号の論理極性は不変とすることが望ましい。そこで、本実施形態では、二次制御ロジック信号出力部113は、第一レベル変換用信号線91の電位差発生部から出力される電位変化信号と、第二レベル変換用信号線92の電位差発生部から出力される電位変化信号との、一方を論理反転させた形で論理和演算し、その論理和を二次制御ロジック信号として出力すれば、どちらの信号線から一次制御ロジック信号が入力されるかに関係なく、二次制御ロジック信号の論理極性を一定に保つことができる。
The first level
具体的には、二次制御ロジック信号出力部113は、第一レベル変換用信号線91及び第二レベル変換用信号線92の一方からの電位変化信号を入力とするバッファ部122と、同じく他方からの電位変化信号を入力とするインバータ部123と、それらバッファ部122とインバータ部123との出力の論理和を演算する論理和演算部124とからなるものとして構成されている。これにより、上記制御電源回路51側と走査用フロート電源部60側との極性反転にも安定に対応できる二次制御ロジック信号出力部113が実現している。
Specifically, the secondary control logic
図2においては、二次制御ロジック信号出力部113は、バッファ部122、インバータ部123及び論理和演算部124をCMOS集積回路上に一体化したCMOS論理回路として構成されている。また、二次制御ロジック信号出力部113への分岐入力線114,115と走査用フロート電源部60に向かうレベル変換用信号線91,92との間には、プルアップ抵抗108又はプルダウン抵抗112として機能する補助抵抗が設けられている。これにより、スイッチング部103,104により第一レベル変換用信号線91ないし第二レベル変換用信号線92上の信号電流が遮断された場合もCMOS論理回路への論理入力がハイインピーダンス化せず、一次制御ロジック信号の二次制御ロジック信号出力部113へのバイステート入力状態を保つことができ、走査駆動回路4への安定した二次制御ロジック信号の供給が可能となる。
In FIG. 2, the secondary control logic
なお、図3に示すように、分岐入力線114,115とレベル変換用信号線91,92との間には、上記の補助抵抗と並列にツェナーダイオード116,117を挿入することもできる。このようにすると、CMOS論理回路へのバイステート入力のエッジ高さを一定に保つことができ、二次制御ロジック信号出力の更なる安定化に寄与する。
As shown in FIG. 3,
図2のレベルシフト回路100(200,300)はMOS−ICとして構成されている。MOSFETからなるスイッチング部103,104は、二次制御ロジック信号出力部113をなすCMOS論理回路(及び分配入力部93:バッファ部120及びインバータ部121もCMOS論理回路である)とともに、該レベルシフト回路100,200,300をなすCMOS−IC内に組み込まれている。これにより、レベルシフト回路100,200,300のコンパクト化を図ることができる。
The level shift circuit 100 (200, 300) in FIG. 2 is configured as a MOS-IC. The switching
なお、走査駆動回路4もMOS−ICとして構成することができ、図5に示すように、二次制御ロジック信号出力部113をなすCMOS論理回路を、該走査駆動回路4をなすMOS−IC内に組み込むことが可能である。走査駆動回路4は、一般には多数の高圧駆動発光素子77を走査制御するために、高耐圧型大規模集積回路として構成される。本発明に特有の構成である二次制御ロジック信号出力部113をなすCMOS論理回路を、走査駆動回路4をなすMOS−ICに組み込んでしまえば、該MOS−ICの回路パターンを若干変更するだけで簡単かつ安価に対応できる。この場合、レベルシフト回路100(200,300)は、図6に示すごとく、二次制御ロジック信号出力部113が省略された簡便な構成のものとなる。第一レベル変換用信号線91からの分岐入力線114と、第二レベル変換用信号線92からの分岐入力線115とのペア102’(202’、302’)は、図5に示すように、走査駆動回路4をなすMOS−IC2内蔵された各二次制御ロジック信号出力部113’に入力されるようになっている。
The
以下、図2のレベルシフト回路100(200,300)の動作について説明する。
図1において、制御回路7からの一次制御ロジック信号は、入力信号線101(201,301を介して、図2の信号分配部93に入力され、さらに、MOSFET104のゲートに入力される。MOSFET104のドレインにはダイオード105と調整抵抗106が直列につながっている。ダイオード105の向きはドレイン側がカソードであり、ダイオード105と調整抵抗106の順序は入れ替えてもよい。調整抵抗106の一方は補助キャパシタンス107とプルアップ抵抗108及び二次制御ロジック信号出力部113への分岐入力線114につながっている。
Hereinafter, the operation of the level shift circuit 100 (200, 300) of FIG. 2 will be described.
1, the primary control logic signal from the
一方、補助キャパシタンス107とプルアップ抵抗108の他端はFVDDにつながっている。制御回路7からの入力信号101は、さらにインバータ部121を通してMOSFET103のゲートに入力される。MOSFET103のドレインにはダイオード109と調整抵抗110が直列につながっている。ダイオード109の向きはドレイン側がアノードで、ダイオード109と調整抵抗110の順序は入れ替えてもよい。調整抵抗110の一端は補助キャパシタンス111とプルダウン抵抗112、及び二次制御ロジック信号出力部113の分岐入力線115につながっている。また、補助キャパシタンス111とプルダウン抵抗112の他端はFGNDにつながっている。なお、ここではインバータ部121を用いて論理を反転させているが、制御回路7側で信号101の反転論理信号を別途生成し、これを直接入力してもよい。
On the other hand, the other ends of the
まず、FGNDの電位がVDD以上である時の動作を説明する。
第一レベル変換用信号線91側では、入力信号101がハイレベルの時、MOSFET104は導通状態となり、FVDDからプルアップ抵抗108、調整抵抗106、ダイオード105を通ってMOSFET104のドレインに電流が流れる。電流が流れる事により、プルアップ抵抗108の両端に電位差が生じ、分岐入力線114はローレベルであると認識する。プルアップ抵抗108は電流が流れない時に分岐入力線114の電位がハイインピーダンスになるのを防ぐ機能を持つ。入力信号101がローレベルの時は、MOSFET104が非導通状態となるため電流が流れない。従ってプルアップ抵抗108に電位差が生じず、分岐入力線114はハイレベルであると認識する。
First, an operation when the potential of FGND is equal to or higher than VDD will be described.
On the first level
一方、第二レベル変換用信号線92側では、インバータ部121により論理反転されるため、入力信号101がハイレベルの時にMOSFET103は非導通状態に、ローレベルの時に導通状態となる。しかしFGNDの電位がVDDよりも高いためにダイオード109が逆バイアスとなり、MOSFET103の状態に関わらず電流が流れない。従って分岐入力線115はローレベルに固定される。二次制御ロジック信号出力部113は分岐入力線114からの入力がハイレベルでかつ分岐入力線115からの入力がローレベルの時にローレベルが出力され、それ以外ではハイレベルを出力する構成となっている。よって、図1の入力101(201,301)がローレベルの時は出力102(202,302)がローレベルに、入力101(201,301)がハイレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルになる。すなわち論理非反転で電圧レベルを変換したことになる。
On the other hand, on the second level
次にFVDDの電位がGND以下である時の動作を説明する。
この場合は、ダイオード105が逆バイアスとなるため、分岐入力線114はハイレベルに固定される。前記説明と同様の動作により入力信号101の論理により、入力端子115の論理は決まる。その結果、図2の入力101がローレベルの時は出力102(202,302)がローレベルに、入力101がハイレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルになる。
Next, an operation when the potential of FVDD is equal to or lower than GND will be described.
In this case, since the
また、FGNDの電位がVDD以下であり、かつFVDDの電位がGND以上の時の動作は以下のようになる。まず、分岐入力線114と115のどちらも入力101に従って論理が変わる。入力101がローレベルの時は出力102(202,302)がローレベルに、入力101がハイレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルになる。以上、GNDとFGNDの電位関係により動作は異なるが、結果は全て同じ論理非反転の電圧レベル変換であり、GNDとFGNDの電位関係によらず信号を伝送可能なことがわかる。なお、図4に示すように、二次制御ロジック信号出力部113の論理を変えて論理反転で伝送することも可能である。
The operation when the potential of FGND is equal to or lower than VDD and the potential of FVDD is equal to or higher than GND is as follows. First, the logic of both
次に、補助キャパシタンス107,111の作用の詳細について説明する。
FGNDの電位は、駆動基準電圧切替え回路6により切り替わる。例えばMOSFET(トランジスタ)103が非導通状態で、FGNDが50Vから−200Vに変化する時には、MOSFET103のドレイン電圧は5V(VDD)から−200V(FGND)に変化する。トランジスタは各端子間に数十〜数百pFの寄生容量を持つことから、ドレイン電圧の変化により非導通状態でも電流が流れてしまう。ドレイン電圧の単位時間あたりの電圧変化量をdV/dt、ドレイン端子のソース及びゲートとの寄生容量をCtとすると、電流値はCt×dV/dtとなる。補助キャパシタンス111がない場合は、この電流値とプルダウン抵抗112の積が電圧値となり、変化量によっては分岐入力線115がハイレベルになってしまい、走査駆動回路4の誤動作を招いてしまうことがある。補助キャパシタンス111はMOSFET103の寄生容量による電流を受け取り、入力端子115の電位が上昇するのを防ぐ効果がある。補助キャパシタンス111の容量は、MOSFET103の寄生容量以上で効果が現れ、容量が大きい程大きな電圧変化量にも耐えうる。
Next, details of the operation of the
The potential of FGND is switched by the drive reference voltage switching circuit 6. For example, when the MOSFET (transistor) 103 is non-conductive and FGND changes from 50 V to −200 V, the drain voltage of the
次に、図7に示すように、レベル変換回路100(200,300)は、二次制御ロジック信号出力部113のバッファ部とインバータ部とを、いずれもバイポーラトランジスタ230,231にて構成することも可能である(図2との共通部分には、同一の符号を付与して詳細な説明は省略する)。一次制御ロジック信号は、いずれもバイポーラトランジスタ230,231のベースに入力される。各ベースには、調整抵抗106,110に直列接続された入力抵抗232,234が設けられ、それぞれ、抵抗106,232及び抵抗110,234の接続点と、FVCC(=5V:図2のFVDDに相当)及びFGNDとの間には、ベース入力電圧の変化幅を5Vに維持するためのダイオード208,222が挿入されている。
Next, as shown in FIG. 7, in the level conversion circuit 100 (200, 300), the buffer unit and the inverter unit of the secondary control logic
図7において、論理和演算部は、それらバッファ部230とインバータ部231とのワイヤードOR接続部(符号102(202,302)がその出力)にて構成されている。これにより、二次制御ロジック信号出力部113の構成素子数を削減でき、回路の簡略化を図ることができる。この場合、二次制御ロジック信号出力部113は、TTL論理集積回路部にて構成することができる。そして、スイッチング部がバイポーラトランジスタ222,225(ベースに、入力調整抵抗131,132が設けられている)にて構成され、二次制御ロジック信号出力部113とともに、該レベルシフト回路100,200,300をなすバイポーラIC内に組み込むことができる。このようにすると、レベルシフト回路100,200,300のコンパクト化を図ることができる。この場合、信号分配部93内のIC(120,121)もTTL−ICにて構成しておく。なお、バイポーラトランジスタ222,225のコレクタ−エミッタ間には、図2のMOSFET103,104の寄生ダイオードと機能的に等価なダイオード123,126が接続されている。
In FIG. 7, the OR operation unit is configured by a wired OR connection unit (reference numerals 102 (202, 302) are outputs thereof) between the
図7の回路の動作について、説明する。
FGNDの電位がVCC(=5V)以上である時の動作は以下の通りである。第一レベル変換用信号線91側では、入力信号101がハイレベルの時、バイポーラトランジスタ225は導通状態となる。これにより、第一レベル変換用信号線91の制御回路側はGNDに導通し、バイポーラトランジスタ230の入力はローレベルとなってこれを導通させる。これにより、第一レベル変換用信号線91には電流が流れる。一方、第二レベル変換用信号線92側では、インバータ部121により論理反転されるため、入力信号101がハイレベルの時にバイポーラトランジスタ222は非導通状態に、ローレベルの時に導通状態となる。しかしFGNDの電位がVCCよりも高いためにダイオード109が逆バイアスとなり、バイポーラトランジスタ222の状態に関わらず電流が流れない。すると、バイポーラトランジスタ231はバイポーラトランジスタ230のコレクタ側の抵抗233を介してプルアップされる形で導通する。これにより、ワイヤードOR出力102(202,302)は、抵抗235によりプルアップされた形でFGNDに導通し、ローレベルとなる。つまり、二次制御ロジック信号出力部113は、分岐入力線114からの入力がローレベルでかつ分岐入力線115からの入力がハイレベルの時にローレベルが出力され、それ以外ではハイレベルを出力する構成となっている。よって、図1の入力101(201,301)がローレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルに、入力101(201,301)がハイレベルの時は出力102
(202,302)がローレベルになる。すなわち論理反転で電圧レベルを変換しことになる。
The operation of the circuit of FIG. 7 will be described.
The operation when the potential of FGND is equal to or higher than VCC (= 5V) is as follows. On the first level
(202, 302) goes low. That is, the voltage level is converted by logic inversion.
次にFVCCの電位がGND以下である時の動作は以下の通りである。この場合は、ダイオード105が逆バイアスとなるため、分岐入力線114はローレベルに固定される。前記説明と同様の動作により入力信号101の論理により、入力端子115の論理は決まる。その結果、図2の入力101がハイレベルの時は出力102(202,302)がローレベルに、入力101がローレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルになる。なお、図8に示すように、二次制御ロジック信号出力部221の論理を変えて論理非反転で伝送することも可能である。
Next, the operation when the potential of FVCC is equal to or lower than GND is as follows. In this case, since the
また、FGNDの電位がVCC以下であり、かつFVCCの電位がGND以上の時の動作は以下のようになる。まず、分岐入力線114と115のどちらも入力101に従って論理が変わる。入力101がハイレベルの時は出力102(202,302)がローレベルに、入力101がローレベルの時は出力102(202,302)がハイレベルになる。以上、GNDとFGNDの電位関係により動作は異なるが、結果は全て同じ論理反転の電圧レベル変換であり、GNDとFGNDの電位関係によらず信号を伝送可能なことがわかる。なお、図8に示すように、二次制御ロジック信号出力部221の論理を変えて論理非反転で伝送することも可能である。
The operation when the potential of FGND is equal to or lower than VCC and the potential of FVCC is equal to or higher than GND is as follows. First, the logic of both
なお、本実施形態はEL表示装置について記載したが、FEDやPDPなど、走査駆動回路の基準電位が変化する他の表示装置においても適用できるのはいうまでもない。 Although the present embodiment has been described with respect to the EL display device, it is needless to say that the present invention can also be applied to other display devices such as FED and PDP in which the reference potential of the scanning drive circuit changes.
1 表示パネル
2 走査電極
3 データ電極
4 走査駆動回路
5 データ駆動回路
6 駆動基準電圧切替え回路
7 制御回路
10 表示装置用駆動回路
15 EL表示装置
41 副電源部
60 走査用フロート電源部
91,92 レベル変換用信号線
93 信号分配部
100,200,300 レベルシフト回路
103,104 MOSFET(スイッチング部)
105,109 ダイオード(通電方向規制手段)
106,110 調整抵抗(入力信号電圧調整部)
107,111 補助キャパシタンス
108 プルアップ抵抗
112 プルダウン抵抗
113 二次制御ロジック信号出力部
114,115 分岐入力線
116,117 ツェナーダイオード
122 バッファ部
123 インバータ部
124 論理和演算部
222,225 バイポーラトランジスタ(スイッチング部)
230 バッファ部(バイポーラトランジスタ)
231 インバータ部(バイポーラトランジスタ)
DESCRIPTION OF
105, 109 diode (energization direction regulating means)
106,110 Adjustment resistor (input signal voltage adjustment unit)
107, 111
230 Buffer (bipolar transistor)
231 Inverter part (bipolar transistor)
Claims (15)
データ電圧を前記データ電極に印加するデータ駆動回路と、
前記走査駆動回路の基準電圧である駆動基準電圧を、前記走査電圧と前記データ電圧との合成電圧の極性が予め定められた周期にて反転するようにレベル切り替えする駆動基準電圧切替え回路と、該駆動基準電圧を基準として駆動用ロジック系のフロート電源電圧を発生させる副電源部とを有した走査用フロート電源部と、
前記走査駆動回路、データ駆動回路及び前記駆動基準電圧切替え回路を制御するための、基準電圧が固定の一次制御ロジック信号を出力する制御回路と、
前記フロート電源電圧を、前記一次制御ロジック信号を用いて変調することにより、前記駆動基準電圧を基準とする二次制御ロジック信号にレベル変換して前記走査駆動回路に出力するレベルシフト回路であって、前記走査用フロート電源部と前記制御回路の電源回路である制御電源回路とを直結するレベル変換用信号線と、前記走査用フロート電源部と前記制御電源回路側との基準電圧差に基づく前記レベル変換用信号線上の電流を前記一次制御ロジック信号の入力に基づいてスイッチングするスイッチング部と、前記レベル変換用信号線からの入力電圧が分岐入力線を介して入力されるとともに、前記分岐入力線からの前記電流のスイッチングに伴なう入力電圧変化に基づき前記二次制御ロジック信号を出力する二次制御ロジック信号出力部と、前記レベル変換用信号線上において前記二次制御ロジック信号出力部への分岐点よりも前記制御電源回路側に設けられ、前記電流の通過時に、前記二次制御ロジック信号出力部への入力信号電圧幅を、前記走査用フロート電源部と前記制御電源回路側との基準電圧差よりも小さくなるように縮小する入力信号電圧調整部とを備えたレベルシフト回路と、
を有してなることを特徴とする表示装置用駆動回路。 A scanning drive circuit for applying a scanning voltage to the scanning electrode of the display panel having a light emitting element formed at an intersection of the scanning electrode and the data electrode as a pixel;
A data driving circuit for applying a data voltage to the data electrode;
A drive reference voltage switching circuit that switches a level of a drive reference voltage that is a reference voltage of the scan drive circuit so that a polarity of a combined voltage of the scan voltage and the data voltage is inverted at a predetermined period; A scanning float power supply unit having a sub power supply unit for generating a drive logic system float power supply voltage based on the drive reference voltage;
A control circuit for outputting a primary control logic signal having a fixed reference voltage for controlling the scan driving circuit, the data driving circuit, and the driving reference voltage switching circuit;
A level shift circuit that modulates the float power supply voltage using the primary control logic signal, converts the level into a secondary control logic signal based on the drive reference voltage, and outputs the secondary control logic signal to the scan drive circuit; The level conversion signal line directly connecting the scanning float power supply unit and the control power supply circuit that is the power supply circuit of the control circuit, and the reference voltage difference between the scanning float power supply unit and the control power supply circuit side A switching unit that switches a current on the level conversion signal line based on an input of the primary control logic signal, an input voltage from the level conversion signal line is input via the branch input line, and the branch input line The secondary control logic signal output that outputs the secondary control logic signal based on the input voltage change accompanying the switching of the current from And the control power supply circuit side than the branch point to the secondary control logic signal output unit on the level conversion signal line, and the input to the secondary control logic signal output unit when the current passes through A level shift circuit including an input signal voltage adjustment unit that reduces a signal voltage width to be smaller than a reference voltage difference between the scanning float power supply unit and the control power supply circuit side;
A drive circuit for a display device, comprising:
前記レベルシフト回路は、前記レベル変換用信号線として、それぞれ前記スイッチング部と前記電位差発生部を有するとともに伝送される信号電圧の極性が互いに異なる第一レベル変換用信号線と第二レベル変換用信号線とを備え、前記制御電源回路の基準電圧と前記駆動基準電圧との大小関係に応じて、各々固有の通電方向規制手段を有した前記第一レベル変換用信号線と前記第二レベル変換用信号線とのいずれかを選択して使用する請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の表示装置用駆動回路。 The drive reference voltage switching circuit performs the switching so that the polarity of the drive reference voltage periodically changes.
The level shift circuit includes a first level conversion signal line and a second level conversion signal having the switching unit and the potential difference generation unit, respectively, and having different polarities of signal voltages transmitted as the level conversion signal lines. A first level conversion signal line and a second level conversion signal each having a specific energization direction restricting means according to the magnitude relationship between the reference voltage of the control power supply circuit and the drive reference voltage. 5. The display device driving circuit according to claim 1, wherein one of the signal lines is selected and used.
前記第一レベル変換用信号線は、前記フロート電源電圧端子側が前記制御基準電圧端子よりも高電圧となった場合に順バイアスとなるように該第一レベル変換用信号線に直列に挿入されるダイオードを有し、
前記第二レベル変換用信号線は、前記制御電源電圧端子側が前記駆動基準電圧端子側よりも高電圧となった場合に順バイアスとなるように該第二レベル変換用信号線に直列に挿入されるダイオードを有する請求項5記載の表示装置用駆動回路。 A control reference voltage terminal which is a reference voltage terminal of the control power supply circuit is grounded, and the first level conversion signal line is connected to a float power supply voltage terminal of the scanning float power supply unit and a control reference voltage terminal of the control power supply circuit. The second level conversion signal line connects the drive reference voltage terminal of the scanning float power supply unit and the control power supply voltage terminal which is the power supply voltage terminal of the control power supply circuit. Provided,
The first level conversion signal line is inserted in series with the first level conversion signal line so as to be forward biased when the float power supply voltage terminal side has a higher voltage than the control reference voltage terminal. Having a diode,
The second level conversion signal line is inserted in series with the second level conversion signal line so as to be forward biased when the control power supply voltage terminal side has a higher voltage than the drive reference voltage terminal side. 6. The display device driving circuit according to claim 5, further comprising a diode.
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