JP2007189703A - Output circuit for gradation control and apparatus for inspection thereof, and method for inspecting the output circuit for gradation control - Google Patents
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Description
本発明は、表示装置及び出力装置に用いられる階調制御出力回路に関し、特に電流または電圧により階調制御を行なうドライバIC及びその検査用装置、ドライバICの検査方法に関する。 The present invention relates to a gradation control output circuit used for a display device and an output device, and more particularly, to a driver IC that performs gradation control by current or voltage, an inspection apparatus for the driver IC, and a driver IC inspection method.
一般に、アクティブマトリクス型の画像表示装置では、多数の画素をマトリクス状に並べ、与えられた輝度情報に応じて画素ごとに光の強度を制御することによって画像を表示する。そのため、例えば長方形状のディスプレイパネルは、マトリックス状に並べられ、液晶または光学物質の状態を制御するTFT(Thin-Film-Transistor)と、パネルの上下辺に沿って設けられたデータ線駆動回路と、パネルの側端部に設けられたゲート線駆動回路とを有している。 In general, in an active matrix image display apparatus, an image is displayed by arranging a large number of pixels in a matrix and controlling the intensity of light for each pixel in accordance with given luminance information. Therefore, for example, a rectangular display panel is arranged in a matrix, and TFTs (Thin-Film-Transistors) that control the state of liquid crystals or optical materials, and data line driving circuits provided along the upper and lower sides of the panel, And a gate line driving circuit provided at a side end portion of the panel.
従来、ディスプレイパネル等の画像表示装置では、光学物質として液晶を用いたものが主流であった。これらの画像表示装置では、液晶駆動回路(液晶ドライバ)が電圧の形で表示情報を各画素に供給し、この表示情報に応じて画素の透過率を変化させていた。 Conventionally, image display devices such as display panels have mainly used liquid crystal as an optical material. In these image display devices, a liquid crystal driving circuit (liquid crystal driver) supplies display information to each pixel in the form of voltage, and changes the transmittance of the pixel in accordance with this display information.
これに対し、近年、有機EL(Electro Luminescence)を発光素子として用いた画像表示装置の提案が活発になっている。有機ELは、液晶とは異なりそれ自体が発光するので、これを用いたディスプレイパネルは視認性が高い上、バックライトが不要になるという利点がある。ディスプレイパネルに用いられる有機ELはダイオードの機能を有し、電流を与えられることで発光する。この有機ELパネルには、2つの駆動方式がある。 In contrast, in recent years, there have been active proposals for image display devices using organic EL (Electro Luminescence) as light emitting elements. Unlike the liquid crystal, the organic EL itself emits light, so that a display panel using the organic EL has advantages of high visibility and no need for a backlight. An organic EL used for a display panel has a function of a diode, and emits light when supplied with a current. This organic EL panel has two driving methods.
図24は、有機ELパネルの駆動方式を説明するための図である。 FIG. 24 is a diagram for explaining a driving method of the organic EL panel.
同図に示すように、有機ELパネルの1つ目の駆動方式は、電圧書き込み方式である。これは、電圧駆動用ドライバから電圧V0 の形で表示データがTFT(低ポリ画素Tr)に供給される方式である。電圧V0 に応じてコンデンサ等の負荷に蓄積された電荷が充電あるいは放電され、これにより電流I0 が有機ELダイオードに流れる。この駆動方式は、既存の液晶ドライバIC技術を使用できるという利点があるが、電圧供給が不安定であるため、低温ポリシリコンからなるTFTの特性ムラを補償することが困難であるという課題を有している。 As shown in the figure, the first driving method of the organic EL panel is a voltage writing method. This is a method in which display data is supplied to a TFT (low poly pixel Tr) in the form of a voltage V 0 from a voltage driving driver. The electric charge accumulated in the load such as a capacitor is charged or discharged according to the voltage V 0 , and thereby the current I 0 flows through the organic EL diode. This driving method has the advantage that the existing liquid crystal driver IC technology can be used. However, since the voltage supply is unstable, there is a problem that it is difficult to compensate for the characteristic unevenness of the TFT made of low-temperature polysilicon. is doing.
有機ELパネルの2つ目の駆動方式は、電流書き込み方式である。この方法は、パネルからの電流引き込み量を変化させることで階調表示の制御を行なう方法である。パネル上の低温ポリシリコンからなるTFTはカレントミラーを構成しており、パネルから信号線に引き込んだ電流I0 と等しい電流がTFTに流れる。この方法によれば、TFTの特性ばらつきを補償することができ、有機ELパネルの高画質化が実現可能である。 The second driving method of the organic EL panel is a current writing method. This method is a method of controlling gradation display by changing the amount of current drawn from the panel. The TFT made of low-temperature polysilicon on the panel forms a current mirror, and a current equal to the current I 0 drawn from the panel to the signal line flows through the TFT. According to this method, variation in TFT characteristics can be compensated, and high image quality of the organic EL panel can be realized.
カラー表示が可能な有機ELパネルには、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の画素が配置されており、電流書き込み方式の場合、電流駆動用ドライバからの電流に応じて画素の輝度が変化することにより、画素の明るさの階調表示が可能になっている。 In an organic EL panel capable of color display, pixels of three colors R (red), G (green), and B (blue) are arranged. In the case of the current writing method, the current from the driver for current driving is used. Accordingly, the brightness of the pixel is changed, so that gradation display of the brightness of the pixel is possible.
図25(a),(b)は、それぞれ上述の階調表示を実現する、表示装置を電圧駆動するための従来の電圧駆動用ドライバの構成を示す回路図,及び電源電圧供給線における電源電位と電源電圧供給部からの距離との関係を示す図である。 25A and 25B are a circuit diagram showing the configuration of a conventional voltage driving driver for driving the display device, which realizes the above-described gradation display, and the power supply potential in the power supply voltage supply line. It is a figure which shows the relationship between the distance from a power supply voltage supply part.
同図(a)に示すように、従来の電圧駆動用ドライバ(階調制御用出力回路)は、電源電圧供給部1112と、電源電圧供給部1112に接続され、出力部1116を有する階調制御部1101a,1101b…,1101N( Nは自然数)と、接地に接続された電流供給部1110と、電源電圧供給部1112と電流供給部1110との間に介設され、ドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET1111と、第1のMISFET1111と電源電圧供給部1112との間に設けられた第1のノード1118と、第1のMISFET1111のゲート電極に接続されたゲートバイアス供給線1115と、第1のノード1118に接続され、各階調制御部に電源電圧を供給するための電源電圧供給配線1121と、電源電圧供給配線1121上に設けられ、階調制御部1101a,1101b…,1101N にそれぞれ接続された電源電圧供給ノード1117と、各電源電圧供給ノード1117の間及び電源電圧供給ノード1117と第1のノード1118との間に介設された抵抗体1113とを備えている。ここでは、N個の階調制御部を備える例を示しているが、一般的に1つの階調制御用出力回路は400〜500個程度の階調制御部を備えている場合が多い。
As shown in FIG. 6A, a conventional voltage driver (grayscale control output circuit) is connected to a power supply
また、従来の階調制御用出力回路において、階調制御部1101a,1101b…,1101Nにはカレントミラー回路が利用されている。
Further, in the conventional gradation control output circuit,
すなわち、図25(a)に示すように、階調制御部1101aは、ソースが互いに接続されると共に電源電圧供給ノード1117に接続された共にPチャネル型の第2のMISFET1102a及び第3のMISFET1103aと、電圧選択スイッチ1120aと、入力部の(+)側に電圧選択スイッチ1120aが接続され、(−)側に出力部1116が接続されたオペアンプ1106aと、ソースが接地に、ドレインが第3のMISFET1103aに、ゲート電極がオペアンプ1106aの出力部にそれぞれ接続されたNチャネル型MISFETである出力側トランジスタ1105aと、出力側トランジスタ1105aと第3のMISFET1103aとの間に介設され、出力部1116に接続された第1のノード1114aと、オペアンプ1106aの出力部−出力側トランジスタのゲート電極間と出力側トランジスタ1105a−第2のノード間を接続する配線間に設けられた発振防止用コンデンサー1119aとを有している。また、第2のMISFET1102a及びオペアンプ1106aは差動回路1107aを構成し、第3のMISFET1103a,第1のノード1114,発振防止用コンデンサー1119a及び出力側トランジスタ1105aは出力バッファ部1108aを構成している。ここで、従来の階調制御部1101aにおいては、第2のMISFET1102aと第3のMISFET1103aとは電気的特性が互いに揃えられ、且つ互いのゲート電極が共にゲートバイアス供給線1115に接続されており、カレントミラー回路を構成している。そして、負荷を駆動するために、第3のMISFET1103aを流れる電流I2の方が第2のMISFET1102aを流れる電流I1よりも大きくなるように設計されている。
That is, as shown in FIG. 25A, the
また、従来の階調制御用出力回路において、N個の階調制御部1101a,1101b…,1101N は、それぞれ上述の階調制御部1101aと同じ回路構成を有している。そして、第2のMISFET1102a,1102b…,1102N及び第3のMISFET1103a,1103b…,1103Nのゲート電極はそれぞれゲートバイアス供給線1115に接続されている。図25(b)に示すように、ゲートバイアス供給線1115からこれらのMISFETのゲート電極には、該MISFETがオンになるように、互いに等しい電圧が印加されている。
Further, in the conventional gradation control output circuit, N number of the
また、従来の階調制御用出力回路では、電圧選択スイッチとして、複数の基準電圧をディジタルデータに応じて選択することができるマルチプレクサが用いられている。ここで選択された電圧が、オペアンプで電流増幅されて、液晶や有機ELを用いたパネルに出力される。 In the conventional gradation control output circuit, a multiplexer capable of selecting a plurality of reference voltages according to digital data is used as a voltage selection switch. The voltage selected here is current-amplified by an operational amplifier and output to a panel using liquid crystal or organic EL.
なお、電流書き込み方式の有機ELパネルに用いられる従来の電流駆動用の階調制御用出力回路は、図25に示した階調制御用出力回路の階調制御部1101a,1101b…1101Nを、電流加算型のD/Aコンバータに代えた構造をとる。このD/Aコンバータからは階調データに応じた大きさの電流がTFT及び画素に供給され、有機ELパネルでの階調表示を可能にしている。
Note that the conventional current control gradation control output circuit used in the current writing type organic EL panel includes
なお、このような電流駆動用の階調制御用出力回路は、有機ELパネル用のドライバとしてだけでなく、プリンタ等の出力装置のヘッドとしても利用することができる。加えて、有機ELのみならず、無機ELやLED(Light Emitting Diode)を用いた表示装置用ドライバ、プリンタ用ヘッドとしても用いることができる。 Note that such a current-driven gradation control output circuit can be used not only as a driver for an organic EL panel but also as a head of an output device such as a printer. In addition, it can be used not only as an organic EL, but also as a display driver or printer head using an inorganic EL or LED (Light Emitting Diode).
次に、従来の電流駆動用の階調制御用出力回路の検査方法について説明する。 Next, a conventional method for inspecting a current drive gradation control output circuit will be described.
図26(a),(b)は、それぞれ電流駆動用の階調制御用出力回路を検査するための従来のプローブカードを示す断面図、及び従来のプローブカードの断面を示すブロック回路図である。 FIGS. 26A and 26B are a sectional view showing a conventional probe card for inspecting a current-driven gradation control output circuit, and a block circuit diagram showing a section of the conventional probe card, respectively. .
同図(a)に示すように、従来の電流駆動用の階調制御用出力回路の検査は、半導体テスター1152のヘッド1153に上面側で接続され、下面に導電体からなるプローブ1155を有するプローブカード1156を、該電流駆動用ドライバが多数設けられた被検査ウエハ1151の上に載置して行なう。
As shown in FIG. 4A, the conventional gray scale control output circuit for current drive is inspected by connecting a
具体的には、図26(b)に示すように、ウエハ上に設けられた検査用パッド1154(又はバンプ)とプローブ1156とを接触させた状態で半導体テスター1152のヘッド1153から検査用電流を流し、その後に検査用バンプから出力される電流を検出することで検査が実行される。
Specifically, as shown in FIG. 26B, an inspection current is applied from the
有機ELダイオードの多くは、供給される電流が1μA以下の時に最高輝度を示すので、有機ELパネルにおいて6ビットの階調(64階調)を有する場合、1階調当たりの電流は10〜20nA程度になる。そのため、半導体テスター1152は、10〜20nA程度の電流を検出できるようになっている。ここで用いられる半導体テスターやプローブカード及び半導体テスターとプローブカードとの接続冶具などは一般のウエハ検査に用いられるものと同様のものである。
Many of the organic EL diodes exhibit the maximum luminance when the supplied current is 1 μA or less. Therefore, when the organic EL panel has 6-bit gradation (64 gradations), the current per gradation is 10 to 20 nA. It will be about. Therefore, the
まず、図25(b)から分かるように、従来の電圧駆動用ドライバにおいては、同一の階調制御部が1本の電源電圧供給配線1121に接続されているため、電源電圧供給部1112から遠い位置にある電源電圧供給ノード1117では供給される電圧が抵抗体1113などの存在により降下していた。これに対し、ゲートバイアス供給線1115の電位は位置によらず一定であるため、第2のMISFET1102及び第3のMISFET1103のゲート−ソース間にかかる電圧VGSは、電源電圧供給部1112からの距離によってばらついてしまう。
First, as can be seen from FIG. 25B, in the conventional voltage driver, since the same gradation control unit is connected to one power supply
一方、出力バッファ部の発振防止用コンデンサは、差動回路の出力電流(オペアンプからの出力)によって充電される。一般に、差動回路側を流れる電流は出力バッファ側よりも少ないので、発振防止用コンデンサの充電時間の長さは差動回路に流れる電流により左右される。また、各差動回路に供給される電源電圧がばらつくと、電流I1 の大きさがばらつく。そのため、従来の電圧駆動用の階調制御用出力回路においては、各差動回路に供給される電源電圧がばらつくことにより、差動回路に分配される電流の大きさもばらつき、発振防止用コンデンサの充電時間がばらついていた。その結果、従来の電圧駆動用の階調制御用出力回路においては、オペアンプのスルーレートが電源電圧供給部1112からの距離によってばらつき、出力部から出力される電流もばらついてしまっていた。
On the other hand, the oscillation prevention capacitor of the output buffer unit is charged by the output current of the differential circuit (output from the operational amplifier). In general, since the current flowing through the differential circuit side is smaller than that at the output buffer side, the length of the charging time of the oscillation prevention capacitor depends on the current flowing through the differential circuit. Further, if the power supply voltage supplied to each differential circuit varies, the magnitude of the current I 1 varies. For this reason, in the conventional voltage control gradation control output circuit, the power supply voltage supplied to each differential circuit varies, and the magnitude of the current distributed to the differential circuit also varies. Charging time varied. As a result, in the conventional voltage drive gradation control output circuit, the slew rate of the operational amplifier varies depending on the distance from the power supply
そのため、従来の電圧駆動用の階調制御用出力回路を液晶または有機ELパネルに用いる場合、画面の表示にムラが出てしまう等の不具合が起こっていた。また、従来の電圧駆動用の階調制御用出力回路をプリンタヘッドとして用いる場合には、印字ムラが生じることがあった。 For this reason, when a conventional voltage-driven gradation control output circuit is used for a liquid crystal or an organic EL panel, problems such as unevenness of screen display have occurred. Further, when a conventional voltage-driven gradation control output circuit is used as a printer head, uneven printing may occur.
なお、このような電源電圧供給配線の電圧降下による不具合は、電圧駆動用の階調制御用出力回路と類似の構成を有する従来の電流駆動用の階調制御用出力回路においても見られる。 Such inconvenience due to the voltage drop of the power supply voltage supply wiring can also be seen in a conventional current drive gradation control output circuit having a configuration similar to that of the voltage drive gradation control output circuit.
従来の電流駆動用の階調制御用出力回路では、1つの電流源からカレントミラーを用いて直接176個の出力部に電流が分配される。この出力電流の1つが上記の階調制御部に入力されるが、この出力電流も出力部ごとにばらつくという不具合もあった。 In a conventional current control gradation control output circuit, current is directly distributed to 176 output units from one current source using a current mirror. One of the output currents is input to the gradation control unit, but there is a problem that the output current also varies from output unit to output unit.
一方、従来の電流駆動用の階調制御用出力回路の検査方法においては、検出する電流値が10〜20nAと微小なために、被検査ウエハ1151と半導体テスター1152との間で検出信号が劣化してしまうという不具合があった。これは、検出信号がプローブカード1151や接続配線1158、冶具等を経由して伝播するためである。このため、十分な精度で階調制御用出力回路の検査を行なうことが困難であった。
On the other hand, in the conventional method for inspecting the output circuit for gradation control for current drive, since the detected current value is as small as 10 to 20 nA, the detection signal deteriorates between the
本発明の目的は、表示装置や出力装置に用いられ、良好な階調表示を実現する階調制御用出力回路を提供すること、及び電流駆動用の階調制御用出力回路を検査するための手段を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gradation control output circuit that is used in a display device or an output device and realizes good gradation display, and to inspect a current-driven gradation control output circuit. It is to provide means.
本発明の第1の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部と、第1の電流供給部と、上記電源電圧供給部に接続された第1の電源電圧供給配線と、上記電源電圧供給部に接続された第2の電源電圧供給配線と、上記第1の電流供給部と上記電源電圧供給部との間に介設され、上記電源電圧供給部に接続されたゲート電極を有する第1のMISFETと、上記第1の電源電圧供給配線に接続された第1のトランジスタを含む出力バッファ部と、上記第2の電源電圧供給配線に接続され、上記第1のトランジスタと共にカレントミラーを構成する第2のトランジスタを含む差動回路とを有する複数の階調制御部と、上記第1のMISFETのゲート電極に接続され、上記第1のトランジスタと上記第2のトランジスタに流れる電流を制御するためのバイアス供給線とを備えている。 The first gradation control output circuit according to the present invention includes a power supply voltage supply section, a first current supply section, a first power supply voltage supply wiring connected to the power supply voltage supply section, and the power supply voltage supply. A second power supply voltage supply line connected to the power supply section, a first electrode having a gate electrode interposed between the first current supply section and the power supply voltage supply section and connected to the power supply voltage supply section. MISFET, an output buffer unit including a first transistor connected to the first power supply voltage supply wiring, and a current mirror connected to the second power supply voltage supply wiring and together with the first transistor A plurality of gradation control units having a differential circuit including a second transistor and a gate electrode of the first MISFET are connected to control a current flowing through the first transistor and the second transistor. of And a bias supply line.
この構成により、差動回路と出力バッファ部のそれぞれに電源電圧を供給するための配線が個別に設けられているので、第1の電源電圧供給配線内及び第2の電源電圧供給配線内で生じる電圧降下を、電源電圧供給配線を分けない場合に比べて小さくすることができる。そのため、電源電圧供給部からの距離の差によって生じる第1のトランジスタ及び第2のトランジスタのゲート−ソース間電圧またはゲート−ドレイン間電圧のばらつきを抑えることができる。この結果、各出力バッファ部を流れる電流のばらつきが抑えられると共に、各差動回路を流れる電流のばらつきも抑えられるので、階調制御部の各出力部から出力される電流のばらつきも抑えられる。従って、本発明の階調制御用出力回路を表示装置に用いることにより、パネルにおける表示ムラを低減することができ、プリンタのヘッド等に用いることにより、プリンタの印字ムラを抑えることができる。 With this configuration, wiring for supplying a power supply voltage to each of the differential circuit and the output buffer unit is individually provided, and thus occurs in the first power supply voltage supply wiring and the second power supply voltage supply wiring. The voltage drop can be reduced as compared with the case where the power supply voltage supply wiring is not divided. Therefore, variation in the gate-source voltage or the gate-drain voltage of the first transistor and the second transistor caused by the difference in distance from the power supply voltage supply unit can be suppressed. As a result, variation in current flowing through each output buffer unit is suppressed, and variation in current flowing through each differential circuit is also suppressed, so variation in current output from each output unit of the gradation control unit is also suppressed. Therefore, the display unevenness in the panel can be reduced by using the output circuit for gradation control of the present invention for the display device, and the printing unevenness of the printer can be suppressed by using it for the head of the printer.
上記第1のトランジスタと上記第2のトランジスタとは共に上記バイアス供給線に接続されたゲート電極を有し、導電型が同じMISFETであってもよい。 The first transistor and the second transistor may both be MISFETs having a gate electrode connected to the bias supply line and having the same conductivity type.
駆動時に上記第1のトランジスタを流れる電流は、上記第2のトランジスタを流れる電流よりも大きいことにより、例えば表示装置のパネルなどの大きい負荷を効果的に駆動することが可能になっている。 Since the current flowing through the first transistor during driving is larger than the current flowing through the second transistor, it is possible to effectively drive a large load such as a panel of a display device.
上記階調制御部は、階調制御用の電圧を上記出力バッファ部に供給するための電圧選択スイッチをさらに有していることにより、本発明の階調制御用出力回路は、液晶パネルをはじめとする電圧駆動方式を採る表示装置、あるいは出力装置に好ましく用いられる。 The gradation control unit further includes a voltage selection switch for supplying a voltage for gradation control to the output buffer unit, so that the output circuit for gradation control of the present invention includes a liquid crystal panel and the like. It is preferably used for a display device or an output device that employs a voltage driving method.
上記差動回路は、入力部が上記電圧選択スイッチに接続され、出力部が上記出力バッファ部に接続されたオペアンプを有していること電圧選択スイッチにより選択された電圧信号の電流を増幅させることができる。 The differential circuit includes an operational amplifier having an input unit connected to the voltage selection switch and an output unit connected to the output buffer unit, and amplifies the current of the voltage signal selected by the voltage selection switch. Can do.
第2の電流供給部と、上記第2の電流供給部及び上記第1の電源電圧供給配線に接続され、上記第1のMISFETと導電型が同じ傾斜バイアス用MISFETとをさらに備え、上記傾斜バイアス用MISFETのゲート電極は、上記第1の電源電圧供給配線及び上記バイアス供給線に接続されていることにより、バイアス供給線における電位の傾斜を第1の電源電圧供給配線及び第2の電源電圧供給配線における電圧降下に合わせることが可能になるので、第1のトランジスタ及び第2のトランジスタにおけるゲート−ソース間電圧またはゲート−ドレイン間電圧のばらつきをより効果的に抑えることが可能になる。この結果、階調制御部から出力される電流のばらつきを大幅に低減することができる。 A gradient bias MISFET connected to the second current supply unit, the second current supply unit, and the first power supply voltage supply line, and having the same conductivity type as the first MISFET; The gate electrode of the MISFET for use is connected to the first power supply voltage supply line and the bias supply line, so that the potential gradient in the bias supply line is changed to the first power supply voltage supply line and the second power supply voltage supply. Since it becomes possible to match the voltage drop in the wiring, it is possible to more effectively suppress variations in the gate-source voltage or the gate-drain voltage in the first transistor and the second transistor. As a result, variation in current output from the gradation control unit can be greatly reduced.
上記電源電圧供給部に接続され、上記第1のMISFETと共に送り手側カレントミラーを構成する第2のMISFETをさらに備え、上記第2の電流供給部は、上記送り手側カレントミラーに接続され、互いに同じ導電型のMISFETから構成された受け手側カレントミラーであることにより、受け手側カレントミラーが電源電圧供給部から離れた位置にある場合でも送り手側カレントミラーを流れる電流と等しい電流を受け手側カレントミラーに流すことができる。 The power supply voltage supply unit further includes a second MISFET that forms a sender-side current mirror together with the first MISFET, and the second current supply unit is connected to the sender-side current mirror, By being a receiver-side current mirror composed of MISFETs of the same conductivity type, the receiver-side current mirror receives a current equal to the current flowing through the sender-side current mirror even when the receiver-side current mirror is located away from the power supply voltage supply unit. Can flow to the current mirror.
本発明の第2の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部と、第1の電流供給部と、上記電源電圧供給部に接続された電源電圧供給配線と、上記第1の電流供給部と上記電源電圧供給部との間に介設され、上記電源電圧供給部に接続されたゲート電極を有する第1のMISFETと、上記電源電圧供給配線に接続されたトランジスタを有する複数の階調制御部と、第2の電流供給部と、上記第2の電流供給部及び上記電源電圧供給配線に接続され、上記第1のMISFETと導電型が同じ傾斜バイアス用MISFETと、上記第1のMISFETのゲート電極と上記傾斜バイアス用MISFETのゲート電極との間を接続し、且つ上記電源電圧供給配線に接続され、上記トランジスタに流れる電流を制御するためのバイアス供給線とを備えている。 The second gradation control output circuit of the present invention includes a power supply voltage supply unit, a first current supply unit, a power supply voltage supply line connected to the power supply voltage supply unit, and the first current supply unit. And a plurality of grayscale controls including a first MISFET having a gate electrode connected to the power supply voltage supply unit and a transistor connected to the power supply voltage supply line. Connected to the second current supply unit, the second current supply unit, and the power supply voltage supply wiring, and the gradient bias MISFET having the same conductivity type as the first MISFET, and the first MISFET A bias supply line for connecting a gate electrode and the gate electrode of the tilt bias MISFET, connected to the power supply voltage supply line, and for controlling a current flowing through the transistor; .
これにより、バイアス供給線における電位の傾斜を電源電圧供給配線における電圧降下に合わせることが可能になるので、電源電圧供給配線を分割することなく、階調制御部のトランジスタを流れる電流のばらつきを抑えることができる。また、電源電圧供給配線が1本に集約されているので、電源電圧供給配線を分割する場合に比べて配線面積を低減することもできる。 This makes it possible to match the slope of the potential in the bias supply line to the voltage drop in the power supply voltage supply wiring, thereby suppressing variations in current flowing through the transistors in the gradation control unit without dividing the power supply voltage supply wiring. be able to. Further, since the power supply voltage supply wiring is integrated into one, the wiring area can be reduced as compared with the case where the power supply voltage supply wiring is divided.
上記トランジスタは、上記バイアス供給線に接続されたゲート電極を有するMISFETであることにより、階調制御部からの出力電流のばらつきをより精度よく抑えることができる。 Since the transistor is a MISFET having a gate electrode connected to the bias supply line, variation in output current from the gradation control unit can be more accurately suppressed.
上記電源電圧供給部に接続され、上記第1のMISFETと共に送り手側カレントミラーを構成する第2のMISFETをさらに備え、上記第2の電流供給部は、上記送り手側カレントミラーに接続され、互いに同じ導電型のMISFETから構成された受け手側カレントミラーであることにより、受け手側カレントミラーが電源電圧供給部から離れた位置にある場合でも送り手側カレントミラーを流れる電流と等しい電流を受け手側カレントミラーに流すことができる。すなわち、電源電圧供給部から離れた位置にある階調制御部に電圧降下の影響を受けずに一定電流を供給することが可能になる。このため、階調制御部の出力部によるばらつきをさらに低減することができる。 The power supply voltage supply unit further includes a second MISFET that forms a sender-side current mirror together with the first MISFET, and the second current supply unit is connected to the sender-side current mirror, By being a receiver-side current mirror composed of MISFETs of the same conductivity type, the receiver-side current mirror receives a current equal to the current flowing through the sender-side current mirror even when the receiver-side current mirror is located away from the power supply voltage supply unit. Can flow to the current mirror. That is, it is possible to supply a constant current to the gradation control unit at a position away from the power supply voltage supply unit without being affected by the voltage drop. For this reason, the dispersion | variation by the output part of a gradation control part can further be reduced.
上記複数の階調制御部は、電流加算型のD/Aコンバータであることにより、本発明の階調制御用出力回路は、有機ELパネルなどの、発光素子を用いた表示装置の電流駆動用ドライバや、発光素子を用いたプリンタなどの出力装置のプリンタヘッドとして用いられることができる。 Since the plurality of gradation control units are current addition type D / A converters, the gradation control output circuit of the present invention is for current drive of a display device using a light emitting element such as an organic EL panel. It can be used as a printer head of a driver or an output device such as a printer using a light emitting element.
上記複数の階調制御部は、M階調を表すための、上記電源電圧供給ノードに対して互いに並列に接続された複数のカレントミラー部と、上記カレントミラー部に接続された同数の選択スイッチと、上記全ての選択スイッチに接続された電流出力部とを有しており、上記カレントミラー部は、上記トランジスタからなるカレントミラーで構成されていることにより、電流駆動方式の表示装置や出力装置に用いられる階調制御用出力回路を、比較的単純な構成で作製することができる。 The plurality of gradation control units include a plurality of current mirror units connected in parallel to the power supply voltage supply node and the same number of selection switches connected to the current mirror unit for representing M gradations. And a current output unit connected to all the selection switches, and the current mirror unit is configured by a current mirror composed of the transistor, so that a current-driven display device or output device is provided. The output circuit for gradation control used in the above can be manufactured with a relatively simple configuration.
M階調を制御するために、上記カレントミラー部は、それぞれ1,2,…,M/2個の互いに同じ素子構成を有するカレントミラーで構成されていることにより、精度の良い電流加算型D/Aコンバータを実現することができる。つまり、良好な階調表示を実現する階調制御用出力回路を実現できる。 In order to control the M gradation, the current mirror section is composed of 1, 2,..., M / 2 current mirrors having the same element configuration, thereby providing a highly accurate current addition type D. / A converter can be realized. In other words, a gradation control output circuit that realizes satisfactory gradation display can be realized.
上記トランジスタは、互いに同じ素子構成を有するMISFETであり、M階調を制御するために、上記各カレントミラー部からの出力電流は、上記MISFETのゲート幅のゲート長に対する比により調整されていてもよい。 The transistors are MISFETs having the same element configuration, and in order to control the M gradation, the output current from each current mirror section is adjusted by the ratio of the gate width of the MISFET to the gate length. Good.
上記階調制御部は、カレントミラー部と、上記カレントミラー部に接続された同数のトランスファーゲート及びインバータとを有する選択スイッチとを有する複数の階調生成部を有しており、上記カレントミラー部及び上記選択スイッチは、上記各階調生成部ごとに固めて配置されていることにより、良好な階調表示を実現する本発明の階調制御用出力回路の省面積化を図ることができる。 The gradation control unit includes a plurality of gradation generation units having a current mirror unit and selection switches having the same number of transfer gates and inverters connected to the current mirror unit, and the current mirror unit In addition, since the selection switch is arranged for each of the gradation generation units, the area of the gradation control output circuit of the present invention that realizes good gradation display can be reduced.
上記トランジスタは、共に同じ導電型を有し、カレントミラーを構成する第1のトランジスタと第2のトランジスタであり、上記階調制御部は、上記第1のトランジスタを有する出力バッファ部と、上記第2のトランジスタを有する差動回路とを有していてもよい。この構成は、特に電圧駆動用ドライバとして用いられる場合に、好ましく採用される。 The transistors are a first transistor and a second transistor that have the same conductivity type and constitute a current mirror. The gradation control unit includes: an output buffer unit including the first transistor; And a differential circuit having two transistors. This configuration is preferably employed particularly when used as a voltage driving driver.
駆動時に上記第1のトランジスタを流れる電流は、上記第2のトランジスタを流れる電流よりも大きいことは、パネルなどの負荷を駆動する上で好ましい。 It is preferable for driving a load such as a panel that the current flowing through the first transistor during driving is larger than the current flowing through the second transistor.
上記階調制御部は、階調制御用の電圧を上記出力バッファ部に供給するための電圧選択スイッチをさらに有していることにより、出力電流のばらつきが低減された電圧駆動用ドライバ、あるいは電圧駆動方式のプリンタ用ヘッドとして好ましく用いられる。 The gradation control unit further includes a voltage selection switch for supplying a voltage for gradation control to the output buffer unit, so that a variation in output current is reduced. It is preferably used as a drive type printer head.
上記差動回路は、入力部が上記電圧選択スイッチに接続され、出力部が上記出力バッファ部に接続されたオペアンプを有していることにより、2ステージアンプ型の電圧駆動用ドライバを実現することができる。 The differential circuit realizes a two-stage amplifier type voltage driver by having an operational amplifier having an input connected to the voltage selection switch and an output connected to the output buffer. Can do.
本発明の第3の階調制御用出力回路は、複数のカレントミラーから構成され、第1段のカレントミラーを流れる電流と等しい電流が3段以上の各カレントミラーに流れる複数の多段式カレントミラー部と、上記複数の多段式カレントミラー部の各々から基準電圧及び階調信号を受けて、互いに異なる階調制御用電流を出力するための複数の階調制御部とを備えている。 The third gradation control output circuit of the present invention comprises a plurality of current mirrors, and a plurality of multistage current mirrors in which a current equal to the current flowing through the first stage current mirror flows through each of the three or more stage current mirrors And a plurality of gradation control units for receiving reference voltages and gradation signals from each of the plurality of multi-stage current mirror units and outputting different gradation control currents.
この構成により、多段式カレントミラーを用いることで、階調制御部に入力される電流の値のばらつきは低減されている。これに加えて、互いに異なる階調制御用電流を出力するための複数の階調制御部を備えていることで、階調制御用出力回路の出力電流の特性を、有機EL、無機EL、LEDなどの発光素子のγ特性に近似させることができる。この結果、本発明の階調制御用出力回路を表示装置に用いた場合には表示特性が改善され、出力装置に用いた場合には印字特性が改善される。 With this configuration, by using a multistage current mirror, variation in the value of the current input to the gradation control unit is reduced. In addition to this, by providing a plurality of gradation control sections for outputting different gradation control currents, the characteristics of the output current of the gradation control output circuit can be changed to organic EL, inorganic EL, LED It can be approximated to the γ characteristic of the light emitting element. As a result, the display characteristics are improved when the gradation control output circuit of the present invention is used in a display device, and the printing characteristics are improved when it is used in an output device.
上記複数の階調制御部からの階調制御用電流を受けるとともに、上記階調信号に応じて出力する上記階調制御用電流の組み合わせを変えるための出力制御部と
を備えていることにより、階調制御用出力回路からの出力電流の特性が、発光素子のγ特性に近似するように制御することができる。その結果、本発明の階調制御用出力回路を用いた表示パネルやプリンタにおいて良好な階調表示が実現できる。
An output control unit for receiving a gradation control current from the plurality of gradation control units and changing a combination of the gradation control currents output according to the gradation signal; Control can be performed so that the characteristics of the output current from the gradation control output circuit approximate to the γ characteristics of the light emitting element. As a result, good gradation display can be realized in a display panel or printer using the gradation control output circuit of the present invention.
上記複数の階調制御部は、上記複数の階調制御部のうち、最も低い範囲の階調を制御可能なロー側階調制御部と、上記ロー側階調制御部よりも高い階調を制御可能なハイ側階調制御部とに分かれ、上記複数の多段式カレントミラー部は、上記ロー側階調制御部に接続されたロー側多段式カレントミラー部と、上記ハイ側階調制御部に接続されたハイ側多段式カレントミラー部とに分かれることにより、階調制御用出力回路の出力電流の特性を、発光素子のγ特性に良好に近似させることが可能になる。 The plurality of gradation control units include a low-side gradation control unit capable of controlling a gradation in the lowest range among the plurality of gradation control units, and a gradation higher than the low-side gradation control unit. The plurality of multi-stage current mirror sections are divided into a controllable high-side gradation control section, and the plurality of multi-stage current mirror sections include a low-side multi-stage current mirror section connected to the low-side gradation control section and the high-side gradation control section. By separating the high-side multistage current mirror unit connected to, the output current characteristic of the gradation control output circuit can be satisfactorily approximated to the γ characteristic of the light emitting element.
上記出力制御部は、階調数が所定値以下の場合には、上記ロー側階調制御部からの上記階調制御用電流のみを出力し、階調数が所定値を越える場合には、上記ロー側階調制御部からの上記階調制御用電流に加えて上記ハイ側階調制御部からの上記階調制御用電流を出力するように制御することにより、発光素子のγ特性(電流−輝度特性)グラフの傾きに合わせて階調制御用出力回路の出力電流の特性を変化させることが可能になる。 The output control unit outputs only the gradation control current from the low-side gradation control unit when the number of gradations is a predetermined value or less, and when the number of gradations exceeds the predetermined value, By controlling to output the gradation control current from the high-side gradation control unit in addition to the gradation control current from the low-side gradation control unit, the γ characteristic (current -Luminance characteristics) It becomes possible to change the characteristics of the output current of the output circuit for gradation control in accordance with the inclination of the graph.
少なくとも赤、緑、青の3色分の上記ロー側多段式カレントミラー部,上記ハイ側多段式カレントミラー部,上記ロー側階調制御部及び上記ハイ側階調制御部が同一のチップに集積化されていることにより、本発明の階調制御用出力回路は、カラー表示用のドライバICとして用いられるようになる。また、カラープリンタのプリンタヘッドとしても用いられるようになる。 The low-side multi-stage current mirror section, the high-side multi-stage current mirror section, the low-side gradation control section, and the high-side gradation control section for at least three colors of red, green, and blue are integrated on the same chip. Thus, the gradation control output circuit of the present invention is used as a driver IC for color display. It is also used as a printer head for a color printer.
上記ロー側多段式カレントミラー部と上記ハイ側多段式カレントミラー部とは1組ずつ互いに隣接して配置されるとともに、行方向に所定の色順に配置され、上記ロー側階調制御部、上記ハイ側階調制御部及び上記出力制御部は、ほぼ行列上に配置され、上記ロー側多段式カレントミラー部及び上記ハイ側多段式カレントミラー部の1組みに接続された上記ロー側階調制御部、上記ハイ側階調制御部及び上記出力制御部は固めて配置されることにより、配線面積を低減することができ、ひいては表示パネルの小型化にもつながる。 The low-side multistage current mirror unit and the high-side multistage current mirror unit are arranged adjacent to each other one by one and arranged in a predetermined color order in the row direction, and the low-side gradation control unit, The low-side gradation control unit and the output control unit are arranged substantially in a matrix and connected to one set of the low-side multistage current mirror unit and the high-side multistage current mirror unit. The high-side gradation control unit and the output control unit are arranged firmly, so that the wiring area can be reduced, which leads to a reduction in the size of the display panel.
上記階調制御部は、カレントミラー部と、上記カレントミラー部に接続された同数のトランスファーゲート及びインバータとを有する選択スイッチとを有する複数の階調生成部を有しており、上記カレントミラー部及び上記選択スイッチは、上記各階調生成部ごとに固めて配置されていることにより、各素子ごとに固めて配置するレイアウトに比べてカレントミラー部とインバータの間の冗長な配線を低減することができ、配線面積を効果的に縮小することができる。また、階調制御回路の出力配線の幅を広げて、階調制御回路の出力インピーダンスを低減することが可能になる。 The gradation control unit includes a plurality of gradation generation units having a current mirror unit and selection switches having the same number of transfer gates and inverters connected to the current mirror unit, and the current mirror unit In addition, the selection switch is arranged in a solid manner for each of the gradation generation units, so that redundant wiring between the current mirror unit and the inverter can be reduced as compared with a layout in which the selection switches are arranged for each element. And the wiring area can be effectively reduced. In addition, the output impedance of the gradation control circuit can be reduced by widening the output wiring of the gradation control circuit.
嵩上げ制御信号と上記ハイ側多段式カレントミラーから供給される基準電圧とを受けて、上記ロー側階調制御部からの出力電流及び上記ハイ側階調制御部からの出力電流を嵩上げする電流を上記出力制御部に出力するための電流嵩上げ制御回路をさらに設けたことにより、例えば発光素子を用いたパネルにおける表示のコントラストを上げることができる。 In response to the raising control signal and the reference voltage supplied from the high-side multistage current mirror, the output current from the low-side gradation control unit and the current that raises the output current from the high-side gradation control unit are By further providing a current raising control circuit for outputting to the output control unit, for example, the display contrast in a panel using a light emitting element can be increased.
上記ロー側多段式カレントミラー部と上記ロー側階調制御部との間に、上記ロー側階調制御部の出力電流を嵩上げする電流を出力するための電流嵩上げ制御回路をさらに設けたことにより、面積の増加を抑えつつ、階調制御部からの出力電流の嵩上げを図ることができる。 By further providing a current raising control circuit for outputting a current for raising the output current of the low-side gradation control unit between the low-side multistage current mirror unit and the low-side gradation control unit. Therefore, it is possible to increase the output current from the gradation control unit while suppressing an increase in area.
上記電流嵩上げ制御回路は、制御する階調に応じて出力する電流を増減する機能を有することも可能である。 The current raising control circuit can also have a function of increasing or decreasing the output current in accordance with the gradation to be controlled.
上記出力制御回路は、外部の信号線を充電する電圧をスイッチング制御により供給するための選択プリチャージ回路と、表示データに応じたタイミング制御によって一定期間上記選択プリチャージ回路をオンにするための選択プリチャージ制御回路とをさらに有していることにより、例えば、表示パネルの信号線を選択プリチャージ回路によりあらかじめ充電しておくことができるので、表示パネルにおける黒表示を速やかに実行させることができる。これは、特に表示装置のパネルに低温ポリシリコンからなるTFTが配置されている場合に有効である。 The output control circuit includes a selection precharge circuit for supplying a voltage for charging an external signal line by switching control, and a selection for turning on the selection precharge circuit for a predetermined period by timing control according to display data. By further including the precharge control circuit, for example, since the signal line of the display panel can be charged in advance by the selective precharge circuit, black display on the display panel can be quickly executed. . This is particularly effective when TFTs made of low-temperature polysilicon are arranged on the panel of the display device.
本発明の第4の階調制御用出力回路は、半導体チップ上に集積化され、電流信号を出力するための出力部を有する内部回路と、上記半導体チップ上に設けられ、上記出力部に接続された外部端子と、上記半導体チップ上に設けられ、上記出力部に接続された、電流信号を電圧信号に変換するための抵抗体とを備えている。 A fourth gradation control output circuit according to the present invention is integrated on a semiconductor chip and has an internal circuit having an output unit for outputting a current signal, and is provided on the semiconductor chip and connected to the output unit. And a resistor provided on the semiconductor chip and connected to the output unit for converting a current signal into a voltage signal.
この構成により、内部回路から出力される微小電流をチップ上の抵抗体によって電圧信号に変換することができるので、該電圧信号がプローブや冶具などで減衰しにくくすることができる。その結果、精度の良い検査を行なうことが可能となる。 With this configuration, since a minute current output from the internal circuit can be converted into a voltage signal by a resistor on the chip, the voltage signal can be hardly attenuated by a probe or a jig. As a result, an accurate inspection can be performed.
上記抵抗体に接続されたスイッチ回路をさらに備え、上記スイッチ回路は、通常動作時及び電源切断時には、上記抵抗体が上記外部端子に対して上記内部回路と互いに直列に接続されるように接続し、検査時には、上記抵抗体を接地に接続すると共に、上記出力部に対して上記抵抗体と上記外部端子とが並列になるように接続するよう切り替えることにより、外部端子から高電圧電流(サージ)が入力された場合には、抵抗体が外部から入力される電流量を制限することができるので、内部回路を保護することができる。また、検査時には、抵抗体を電流/電圧変換用の抵抗として機能させることができる。 The switch circuit further includes a switch circuit connected to the resistor, and the switch circuit is connected so that the resistor is connected to the external terminal in series with the external terminal during normal operation and power-off. At the time of inspection, the resistor is connected to the ground, and the resistor and the external terminal are connected so as to be connected in parallel to the output unit, thereby causing a high voltage current (surge) from the external terminal. Is input, the resistor can limit the amount of current input from the outside, so that the internal circuit can be protected. Further, at the time of inspection, the resistor can function as a resistor for current / voltage conversion.
上記内部回路は、多段式カレントミラー部と、上記多段式カレントミラー部からの基準電圧を受けて階調制御用電流を出力するための階調制御部とを有していてもよい。 The internal circuit may include a multistage current mirror section and a gradation control section for receiving a reference voltage from the multistage current mirror section and outputting a gradation control current.
本発明の第5の階調制御用出力回路は、複数のビットセルを有する複数の階調制御部と、上記ビットセルごとに設けられた通常動作用ラッチ回路と、全ての上記ビットセルに信号を供給するための共通ラッチ回路と、上記共通ラッチ回路及び上記通常動作用ラッチ回路と上記ビットセルとの間に設けられ、通常動作時には上記通常動作用ラッチ回路からの信号を上記ビットセルに伝達し、検査時には、上記共通ラッチ回路から出力された信号を上記ビットセルに伝達するように切り替えるための選択回路とを備えている。 The fifth gradation control output circuit of the present invention supplies a signal to a plurality of gradation control sections having a plurality of bit cells, a latch circuit for normal operation provided for each of the bit cells, and all the bit cells. Common latch circuit, and the common latch circuit and the normal operation latch circuit are provided between the bit cell, the signal from the normal operation latch circuit is transmitted to the bit cell during normal operation, and at the time of inspection, And a selection circuit for switching so that the signal output from the common latch circuit is transmitted to the bit cell.
これにより、検査時に加えられる信号は複数のラッチ回路を経由する必要がなくなるので、検査時間を短縮することができる。 This eliminates the need for a signal applied at the time of inspection through a plurality of latch circuits, thereby reducing the inspection time.
上記複数の階調制御部に基準電圧を供給するための多段式カレントミラー部がさらに設けられていてもよい。 A multi-stage current mirror unit for supplying a reference voltage to the plurality of gradation control units may be further provided.
本発明の階調制御用出力回路の検査装置は、上面がウエハ検査用のテスターに設置可能な基板と、上記基板の下面上に設けられ、少なくとも被検査ウエハからの電流信号を受けるための、導体からなるプローブと、上記プローブに近接して上記基板上に配置され、上記プローブに接続されて上記電流信号を電圧信号に変換するための抵抗体と、上記抵抗体に接続され、上記基板を貫通して設けられた配線とを備えている。 An inspection apparatus for a gradation control output circuit according to the present invention has an upper surface provided on a wafer tester and a lower surface of the substrate for receiving a current signal from at least the wafer to be inspected. A probe made of a conductor, disposed on the substrate in proximity to the probe, connected to the probe to convert the current signal into a voltage signal, connected to the resistor, and And a wiring provided penetrating therethrough.
この構成により、被検査ウエハから微少な電流信号が出力される場合、該電流信号を抵抗体によって電圧信号に変換することができるので、電流信号を減衰させることなくテスターに到達させることができる。このため、微小な電流信号を出力する階調制御用出力回路を有するウエハの検査を実行することができる。 With this configuration, when a minute current signal is output from the wafer to be inspected, the current signal can be converted into a voltage signal by the resistor, so that the current signal can reach the tester without being attenuated. Therefore, it is possible to execute inspection of a wafer having a gradation control output circuit that outputs a minute current signal.
上記プローブと上記抵抗体との間の距離が10cm以下であることが好ましい。 The distance between the probe and the resistor is preferably 10 cm or less.
上記プローブに対して上記抵抗体と並列に接続され、出力部が上記抵抗体を介して負側入力部に接続されたオペアンプをさらに備えていることにより、被検査ウエハからの信号をテスターで容易に測定できるようになる。 By providing an operational amplifier connected in parallel with the resistor to the probe and having an output connected to the negative input via the resistor, signals from the wafer to be inspected can be easily obtained by a tester. It will be possible to measure.
上記オペアンプの正側入力部には、上記テスターから出力された基準電圧が入力されることにより、被検査ウエハからの出力電流値の範囲が広い場合でも、基準電圧を変更することで、ウエハからの信号を容易に検出することができる。 By inputting the reference voltage output from the tester to the positive side input section of the operational amplifier, even when the output current value range from the wafer to be inspected is wide, the reference voltage is changed to change the reference voltage from the wafer. Can be easily detected.
上記抵抗体は集積化されていることにより、本発明の検査装置を容易に実現することができる。 Since the resistors are integrated, the inspection apparatus of the present invention can be easily realized.
上記オペアンプは集積化されていることにより、本発明の検査装置を容易に実現することができる。 Since the operational amplifier is integrated, the inspection apparatus of the present invention can be easily realized.
本発明の階調制御用出力回路の検査方法は、互いに並列に接続された第1の抵抗体に接続された基準電流源と、上記基準電流源に接続され、階調制御用電流を出力するための階調制御部とを備えた階調制御用出力回路の検査方法であって、検査時には、上記第1の抵抗体と並列に設けられ、上記第1の抵抗体よりも抵抗値の低い第2の抵抗体を上記基準電流源に接続し、通常動作時には、上記第2の抵抗体と上記基準電流源との接続をオフにする。 According to the grayscale control output circuit inspection method of the present invention, the reference current source connected to the first resistors connected in parallel to each other and the grayscale control current connected to the reference current source are output. An inspection method of a gradation control output circuit including a gradation control unit for providing a gradation control output circuit, wherein the inspection circuit is provided in parallel with the first resistor and has a resistance value lower than that of the first resistor. The second resistor is connected to the reference current source, and the connection between the second resistor and the reference current source is turned off during normal operation.
この方法により、検査時に基準電流源に入力する電流を、通常動作時よりも大きくすることができるので、検査電流を大きくすることができ、検査を容易にすることができる。 By this method, the current input to the reference current source at the time of inspection can be made larger than that at the time of normal operation, so that the inspection current can be increased and the inspection can be facilitated.
本発明の階調制御用出力回路によれば、階調制御回路及び多段式カレントミラー部がロー側とハイ側に分かれて設けられているので、有機ELなどの発光素子のγ特性に合わせた階調制御が可能となる。また、階調制御回路及び多段式カレントミラー部の配置が最適化されているので、配線領域を小さく抑えることが可能になっている。 According to the output circuit for gradation control of the present invention, the gradation control circuit and the multi-stage current mirror section are provided separately on the low side and the high side, so that it matches the γ characteristic of the light emitting element such as an organic EL. Gradation control is possible. Further, since the arrangement of the gradation control circuit and the multistage current mirror unit is optimized, the wiring area can be kept small.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態として、差動回路に電源電圧を供給するための配線と出力バッファ部に電源電圧を供給するための配線とが分離された階調制御用出力回路(電圧駆動用ドライバ)を図を用いて説明する。
(First embodiment)
As a first embodiment of the present invention, a gradation control output circuit (for voltage driving) in which a wiring for supplying a power supply voltage to a differential circuit and a wiring for supplying a power supply voltage to an output buffer section are separated Driver) will be described with reference to the drawings.
−電圧駆動用の階調制御用出力回路の基本構成−
図1は、本発明の第1の実施形態に係る階調制御用出力回路の構成を示す回路図である。
-Basic configuration of output circuit for gradation control for voltage drive-
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a gradation control output circuit according to the first embodiment of the present invention.
同図に示すように、本実施形態の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12と、電源電圧供給部12に接続され、一定の電流を供給するための電流供給部10と、電流供給部10と電源電圧供給部12との間に介設されたドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET11と、第1のMISFET11と電源電圧供給部12との間に設けられた第1のノード23及び第2のノード24と、差動回路7a,電圧選択スイッチ20a,出力バッファ部8a及び出力部16を有する階調制御部1a,1b…,1N (Nは整数)と、第1のMISFETのゲート電極に接続されたゲートバイアス供給線15と、第1のノード23と階調制御部1N の出力バッファ部8aとの間を接続し、各階調制御部の出力バッファ部に電源電圧を供給するための出力部用電圧供給線23aと、出力部用電圧供給線23a上に設けられ、階調制御部1a,1b…,1N−1の出力バッファ部に接続された第1の電源電圧供給ノード25と、出力部用電圧供給線23aのうち、第1の電源電圧供給ノード25−第1のノード23間及び各第1の電源電圧供給ノード25間に介設された第1の抵抗体21と、第2のノード24と階調制御部1N の差動回路7N との間を接続し、各階調制御部の差動回路に電源電圧を供給するための差動回路用電圧供給線24aと、差動回路用電圧供給線24a上に設けられ、階調制御部1a,1b…,1N−1の差動回路に接続された第2の電源電圧供給ノード26と、差動回路用電圧供給線24aのうち、第2の電源電圧供給ノード26−第2のノード24間及び各第2の電源電圧供給ノード26間に介設された第2の抵抗体22とを備えている。1つの階調制御用出力回路は400〜500個程度の階調制御部を備えている場合が多い。なお、本実施形態の階調制御用出力回路は、通常同一チップ内に集積化される。
As shown in the figure, the output circuit for gradation control according to this embodiment includes a power supply
また、抵抗体第1の抵抗体21及び第2の抵抗体22は、レイアウト等の要因により発生したものであり、存在しないことが理想である。
Further, the
−階調制御部の構成−
本実施形態の階調制御用出力回路の階調制御部は、従来の電圧駆動用ドライバと同様にMISFETを用いたカレントミラー回路を有している。
-Configuration of gradation control unit-
The gradation control unit of the output circuit for gradation control according to this embodiment has a current mirror circuit using MISFETs as in the case of a conventional voltage driving driver.
図1に示すように、階調制御部1aは、ソースが第1の電源電圧供給ノード25に接続されたPチャネル型の第3のMISFET3aと、ソースが第2の電源電圧供給ノード26に接続されたPチャネル型の第2のMISFET2aと、電圧選択スイッチ20aと、入力部の(+)側に電圧選択スイッチ20aが接続され、(−)側に出力部16が接続されたオペアンプ6aと、ソースが接地に、ドレインが第3のMISFET3aに、ゲート電極がオペアンプ6aの出力部にそれぞれ接続されたNチャネル型MISFETである出力側トランジスタ5aと、出力側トランジスタ5aと第3のMISFET3aとの間に設けられ、出力部16に接続された第3のノード14と、オペアンプ6aの出力部−出力側トランジスタ5aのゲート電極間と出力側トランジスタ5a−第3のノード14間を接続する配線間に設けられた発振防止用コンデンサ19aとを有している。
As shown in FIG. 1, the gradation control unit 1a includes a P-channel type
また、第2のMISFET2a及びオペアンプ6aは差動回路7aを構成し、第3のMISFET3a,第3のノード14,発振防止用コンデンサ19a及び出力側トランジスタ5aは出力バッファ部8aを構成している。ここで、本実施形態の階調制御部1aにおいては、第2のMISFET2aと第3のMISFET3aとは電気的特性が互いに揃えられ、且つ互いのゲート電極が互いにゲートバイアス供給線15に接続されており、カレントミラー回路を構成している。そして、本実施形態の階調制御用出力回路において、N個の階調制御部1a,1b…,1N は、それぞれ上述の階調制御部1aと同じ回路構成を有している。そして、第2のMISFET2a,2b…,2N及び第3のMISFET3a,3b…,3Nのゲート電極はそれぞれゲートバイアス供給線15に接続されている。ゲートバイアス供給線15から第2のMISFET2a,2b…,2N及び第3のMISFET3a,3b…,3Nのゲート電極に供給される電圧はその位置によらずほぼ同じであり、これらのMISFETは常時オン状態になっている。
The
なお、以下の本明細書中で、階調制御部1a,1b…,1Nのそれぞれを区別しないで表す際には「階調制御部1」と表記し、階調制御部1の構成素子であるN個の第2のMISFET、第3のMISFET、出力側トランジスタ、オペアンプ、電圧選択スイッチもそれぞれ個々を区別しないで表すときは、「第2のMISFET2」、「第3のMISFET3」、「出力側トランジスタ5」、「オペアンプ6」、「電圧選択スイッチ20」と表記する。
In the following herein, the
−階調制御部の機能−
階調制御部1は、液晶パネルのTFT及び画素(図示せず)に駆動電流を供給するための出力バッファ部8と、出力する駆動電流を制御するための差動回路7との2ステージアンプ構成となっている。
-Function of gradation control unit-
The
まず、階調制御用出力回路の駆動時には、第1の電源電圧供給ノード25及び第2の電源電圧供給ノード26からそれぞれ第2のMISFET2及び第3のMISFET3に互いにほぼ等しい値の電源電圧が供給される。すると、カレントミラー回路が機能して第2のMISFET2及び第3のMISFET3にはそれぞれ電流I1及びI2が流れる。なお、出力部16に接続される負荷を駆動するため電流I2は電流I1に比べて大きくなるように設定されており、本実施形態では電流I1:電流I2の値の比は約1:5となっている。
First, when the output circuit for gray scale control is driven, power supply voltages having substantially equal values are supplied from the first power supply
一方、電圧選択スイッチ20は、例えばマルチプレクサであり、複数の基準電圧をディジタルデータに応じて選択する機能を有している。そして、差動回路7のオペアンプ6は、負帰還されることで電圧選択スイッチ20で選択された選択電圧を電流増幅する。次いで、電流増幅された電圧は、発振防止用コンデンサ19を介して出力部16から液晶または有機ELパネルへと出力される。この際に、発振防止用コンデンサ19は、オペアンプ6の出力信号の位相を変え、負帰還されたオペアンプ6の出力を安定化している。
On the other hand, the
ところで、階調制御部1においては、発振防止用コンデンサ19はオペアンプ6の出力電流(=電流I1 )と出力バッファ部8を流れる電流とにより充電される。しかし、差動回路7側を流れる電流は、出力バッファ部8側を流れる電流より小さくなっているため、オペアンプ6の出力電流の大きさによって発振防止用コンデンサ19の充電時間が変わる。発振防止用コンデンサ19の充電時間が変わるとオペアンプ6のスルーレートが変化し、出力部16に接続された負荷への充電時間も変化する。差動回路7側を流れる電流は、第2のMISFET2のゲートーソース間電圧VGS1 によって変化するので、ゲートバイアス供給線15の電位が位置によらず一定の場合、第2の電源電圧供給ノード26から供給される電源電圧を一定にすることで、出力電流を一定にすることができる。
In the
−従来の電圧駆動用ドライバとの相違点−
本実施形態の階調制御用出力回路が、従来の電圧駆動用ドライバと異なる点は、差動回路と出力バッファ部とにそれぞれの電源電圧を供給する配線が分離されていることである。
-Differences from conventional voltage driver-
The gradation control output circuit of the present embodiment is different from the conventional voltage driver in that wirings for supplying respective power supply voltages to the differential circuit and the output buffer unit are separated.
これにより、本実施形態の階調制御用出力回路は、従来の電圧駆動用ドライバに比べて抵抗体による電圧降下を小さく抑えることが可能になっている。そのため、電源電圧供給部12から遠い位置にある第1の電源電圧供給ノード25及び第2の電源電圧供給ノード26における電圧降下が抑えられ、第1の電源電圧供給ノード25及び第2の電源電圧供給ノード26の位置による電圧差を小さくすることができる。
As a result, the gradation control output circuit of the present embodiment can suppress the voltage drop due to the resistor as compared with the conventional voltage driving driver. Therefore, a voltage drop at the first power supply
また、本実施形態の階調制御用出力回路において、ゲートバイアス供給線15の電位は位置によらず一定であるので、第2のMISFET2のゲートーソース間電圧VGS1 のばらつきも抑えられる。このため、差動回路7を流れる電流は電源電圧供給部12からの距離に関わらずほぼ一定となり、オペアンプ6のスルーレートをほぼ一定にすることができる。
In the gradation control output circuit of this embodiment, since the potential of the gate
従って、本実施形態の階調制御用出力回路を用いることにより、負荷への充電時間を一定にすることができるので、表示ムラのない液晶パネルや電圧書き込み方式の有機ELパネルを実現することができる。 Therefore, by using the output circuit for gradation control of this embodiment, the charging time to the load can be made constant, so that a liquid crystal panel without display unevenness or a voltage writing type organic EL panel can be realized. it can.
なお、本実施形態の階調制御用出力回路では、電圧選択スイッチ20によって表示装置等に供給する電圧を切り替えられるようになっており、これによって階調制御を行っている。
In the gradation control output circuit of this embodiment, the voltage to be supplied to the display device or the like can be switched by the
なお、本実施形態の階調制御用出力回路は、液晶駆動ドライバとして用いられる他、電圧により階調表示されるプリンタのヘッド等にも用いられる。 Note that the gradation control output circuit of this embodiment is used not only as a liquid crystal drive driver but also as a printer head or the like that displays gradation according to voltage.
なお、本実施形態では電流I1:電流I2の値の比は約1:5に設定されるが、I1<I2であれば電流値の比に特に制限はない。 In the present embodiment, the ratio of the current I 1 : current I 2 value is set to about 1: 5. However, the current value ratio is not particularly limited as long as I 1 <I 2 .
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、カレントミラー回路を構成するMISFETとしてPチャネル型MISFETが用いられたが、これに代えてNチャネル型MISFETを用いてもよい。 In the gradation control output circuit of this embodiment, a P-channel type MISFET is used as the MISFET constituting the current mirror circuit, but an N-channel type MISFET may be used instead.
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、階調制御部1に含まれるMISFETの代わりにnpn型のバイポーラトランジスタを用いることで、電流駆動用ドライバとすることができる。
In the gradation control output circuit according to the present embodiment, an npn bipolar transistor can be used instead of the MISFET included in the
(第2の実施形態)
図2(a),(b)は、それぞれ本発明の第2の実施形態に係る階調制御用出力回路(電圧駆動用ドライバ)の構成を示す回路図、及び電源電圧供給線における電源電位と電源電圧供給部からの距離との関係を示す図である。
(Second Embodiment)
FIGS. 2A and 2B are circuit diagrams showing the configuration of a gradation control output circuit (voltage drive driver) according to the second embodiment of the present invention, respectively, and the power supply potential in the power supply voltage supply line. It is a figure which shows the relationship with the distance from a power supply voltage supply part.
本実施形態の電圧駆動用の階調制御用出力回路は、ゲートバイアス供給線15の電位に傾斜を持たせることにより、各第2のMISFET2及び各第3のMISFET3のゲートーソース間電圧VGS1 及びVGS2 をほぼ一定にしたものである。
The voltage-driven gradation control output circuit of the present embodiment provides the gate-source voltages V GS1 and V GS of each
図2(a)に示すように、本発明の第2の実施形態に係る階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12と、電源電圧供給部12に接続され、出力部16を有する階調制御部1a,1b…,1N(Nは整数)と、接地に接続され、一定の電流を供給するための第1の電流供給部10aと、第1の電流供給部10aと電源電圧供給部12との間に介設されたドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET11と、第1のMISFET11と電源電圧供給部12との間に設けられた第1のノード18と、一定の電流を供給するための第2の電流供給部31と、ドレインが第2の電流供給部31に接続され、ドレインとゲート電極とが互いに接続されているPチャネル型MISトランジスタである傾斜バイアス用MISFET30と、第1のMISFET11のゲート電極と傾斜バイアス用MISFET30のゲート電極とを互いに接続するゲートバイアス供給線15と、第1のノード18と傾斜バイアス用MISFET30のソースとを互いに接続し、各階調制御部1に電源電圧を供給するための電源電圧供給配線4と、電源電圧供給配線4上に設けられ、階調制御部1a,1b…,1N にそれぞれ接続された電源電圧供給ノード17と、各電源電圧供給ノード17の間及び電源電圧供給ノード17と第1のノード18との間に介設された抵抗体13とを備えている。なお、本実施形態の階調制御用出力回路は、第1の実施形態同様、通常同一チップ内に集積化される。また、以後の実施形態に係る階調制御用出力回路も同様に集積化されている。
As shown in FIG. 2A, the gradation control output circuit according to the second embodiment of the present invention is connected to the power supply
なお、傾斜バイアス用MISFET30は第1のMISFET11と同じ導電型ならばPチャネル型,Nチャネル型のどちらでもよい。
The
また、本実施形態において、階調制御部1は、第1の実施形態と同一の構成を有している。
In the present embodiment, the
すなわち、図2(a)に示すように、階調制御部1は、ソースが互いに接続されると共に電源電圧供給ノード17に接続された共にPチャネル型の第2のMISFET2a及び第3のMISFET3aと、電圧選択スイッチ20aと、入力部の(+)側に電圧選択スイッチが接続され、(−)側に出力部16が接続されたオペアンプ6aと、ソースが接地に、ドレインが第3のMISFET3aに、ゲート電極がオペアンプ6aの出力部にそれぞれ接続されたNチャネル型MISFETである出力側トランジスタ5aと、出力側トランジスタ5aと第3のMISFET3aとの間に介設され、出力部16に接続された第2のノード14と、オペアンプ6aの出力部−出力側トランジスタのゲート電極間と出力側トランジスタ5a−第2のノード間を接続する配線間に設けられた発振防止用コンデンサ19aとを有している。また、第2のMISFET2a及びオペアンプ6aは差動回路7aを構成し、第3のMISFET3a,第2のノード14,発振防止用コンデンサ19a及び出力側トランジスタ5aは出力バッファ部8aを構成している。
That is, as shown in FIG. 2 (a), the
本実施形態の階調制御用出力回路の特徴は、第2の電流供給部31及び傾斜バイアス用MISFET30が設けられている点にある。これによって、以下で説明するように、電源電圧供給ノード17の電圧降下によって、第2のMISFET2及び第3のMISFET3のゲート−ソース間電圧(VGS1及びVGS2)が減少することを防いでいる。
A feature of the gradation control output circuit of the present embodiment is that a second
また、傾斜バイアス用MISFET30は、本装置の動作中、常にオン状態となっている。そのため、傾斜バイアス用MISFET30のドレイン側の電位は、電源電圧供給部12の電位が少なくとも抵抗体13により電圧降下された電位となっている。そして、傾斜バイアス用MISFET30のドレインとゲート電極とは互いに接続されているので、傾斜バイアス用MISFET30のゲート電極の電位は、第1のMISFET11のゲート電極の電位よりも低くなっている。そのため、図2(b)に示すように、ゲートバイアス供給線15には電源電圧供給部12から離れるに従って電位が低くなるような電位勾配が形成される。そして、本実施形態の階調制御用出力回路では、ゲートバイアス供給線15における電位勾配が、電源電圧供給配線4における電圧降下の割合にほぼ比例するように設定することで、各々の第2のMISFET2及び第3のMISFET3のゲート−ソース間電圧(VGS1及びVGS2)をほぼ一定にすることを可能にしている。
Further, the
これにより、電源電圧供給部12からの距離に関わらず第2のMISFET2を流れる電流I1 の値をほぼ一定にすることができ、オペアンプ6のスルーレートをほぼ一定にすることができる。その結果、本実施形態の階調制御用出力回路によれば、すべての階調制御部1の出力部16から均一な電流値を有する電圧信号を、TFT及び画素に供給することが可能になる。
Thereby, the value of the current I 1 flowing through the
また、本実施形態の階調制御用出力回路においては、差動回路7に電源電圧を供給するための配線と出力バッファ部8に電源電圧を供給するための配線とが分離されていない。傾斜バイアス用MISFET30の面積は電圧供給線の面積に比べて非常に小さいので、本実施形態の階調制御用出力回路は、第1の実施形態の階調制御用出力回路に比べて面積が小さくなっている。駆動ドライバが液晶パネルに用いられる場合、多出力(400〜500出力)を備え、パネルの辺縁部に配置される。そのため、駆動ドライバの面積が小さいことは、パネルを小型化するために重要である。
Further, in the gradation control output circuit of this embodiment, the wiring for supplying the power supply voltage to the differential circuit 7 and the wiring for supplying the power supply voltage to the
また、本実施形態の階調制御用出力回路においては、差動回路7と出力バッファ部8の電源電圧が、共に電源電圧供給配線4から供給されるので、抵抗体13の抵抗値のばらつきなどによらず、1つの階調制御部1内の差動回路7及び出力バッファ部8にそれぞれほぼ等しい値の電源電圧が供給される。このことも、オペアンプのスルーレートを一定にするためには有利である。
In the gradation control output circuit of the present embodiment, the power supply voltages of the differential circuit 7 and the
以上のように、本実施形態の階調制御用出力回路を用いることにより、オペアンプ6のスルーレートをほぼ一定にし、負荷への充電時間を一定にすることができるので、液晶パネル及び電圧書き込み方式の有機ELパネルにおける表示ムラを抑えることができる。
As described above, the slew rate of the
また、本実施形態の階調制御用出力回路は、第1の実施形態の階調制御用出力回路よりも面積を小さくすることが可能であるので、集積化に有利であり、サイズの小さい液晶パネルにも好ましく用いられる。 In addition, since the gradation control output circuit of this embodiment can have a smaller area than the gradation control output circuit of the first embodiment, it is advantageous for integration and has a small liquid crystal size. It is also preferably used for panels.
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、階調制御部1内のカレントミラー回路をPチャネル型MISFETで構成したが、これに代えてNチャネル型MISFETを用いてもよい。その場合には、第1のMISFET11と傾斜バイアス用MISFET30も共にNチャネル型MISFETにすればよい。これは、以下の実施形態に係る階調制御用出力回路においても同様である。
In the gradation control output circuit of the present embodiment, the current mirror circuit in the
なお、本実施形態の階調制御部1においても、電流I1:電流I2の値の比は約1:5に設定されるが、I1<I2であれば電流値の比に特に制限はない。
Also in the
また、本実施形態の階調制御用出力回路において、ゲートバイアス供給線15上に電位勾配を形成するために第2の電流供給部31及び傾斜バイアス用MISFET30を設けたが、これに代えて、電源電圧供給部12とは独立した電流供給部と、第1のMISFET11のゲート電極の電位より低い電位を有する低電圧供給部とを設けてもよい。
In the gradation control output circuit according to the present embodiment, the second
なお、以上では階調制御用出力回路について説明したが、階調制御部1に代えて複数のカレントミラーを有する電流加算型D/Aコンバータを用いることで、電流による階調制御を行なうための階調制御用出力回路を実現することができる。この場合でも、各D/Aコンバータを構成するMISFETのゲート−ソース間電圧が互いに等しくなっているので、出力電流を一定にすることができる。このような階調制御用出力回路は、有機ELパネル及び無機ELパネル用のドライバや、LEDプリンタのヘッドとして用いることができる。電流駆動用の階調制御用出力回路については後に詳述する。
Although the gradation control output circuit has been described above, a current addition type D / A converter having a plurality of current mirrors is used in place of the
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る階調制御用出力回路は、第1の実施形態と第2の実施形態に係る階調制御用出力回路を組み合わせたものである。
(Third embodiment)
The gradation control output circuit according to the third embodiment of the present invention is a combination of the gradation control output circuit according to the first embodiment and the second embodiment.
図3は、本発明の第3の実施形態に係る電圧駆動用の階調制御用出力回路の構成を示す回路図である。なお、第1及び第2の実施形態と同じ素子及び回路には、図1,2と同じ符号を付してある。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage-driven gradation control output circuit according to the third embodiment of the present invention. The same elements and circuits as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals as those in FIGS.
図3に示すように、本実施形態の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12と、電源電圧供給部12に接続され、差動回路7,電圧選択スイッチ20,出力バッファ部8及び出力部16を有するN個の階調制御部1と、接地に接続され、一定の電流を供給するための第1の電流供給部10aと、第1の電流供給部10aと電源電圧供給部12との間に介設されたドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET11と、第1のMISFET11と電源電圧供給部12との間に設けられた第1のノード23及び第2のノード24と、一定の電流を供給するための第2の電流供給部31と、ソースが第2の電流供給部31に接続され、ドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISトランジスタである傾斜バイアス用MISFET30と、第1のMISFET11のゲート電極と傾斜バイアス用MISFET30のゲート電極とを接続するゲートバイアス供給線15と、第2のノード24と傾斜バイアス用MISFET30のソースとを互いに接続する差動回路用電圧供給線24aと、差動回路用電圧供給線24a上に設けられ、各差動回路7に接続された第2の電源電圧供給ノード26と、第2のノード24と第2の電源電圧供給ノード26との間及び各第2の電源電圧供給ノード間に設けられた抵抗体22と、第1のノード23とN番目の第3のMISFET3N とを接続する出力部用電圧供給線23aと、出力部用電圧供給線23a上に設けられ、各出力バッファ部8に接続された第1の電源電圧供給ノード25と、第1のノード23と第1の電源電圧供給ノード25との間及び各第1の電源電圧供給ノード25間に設けられた抵抗体21とを備えている。なお、階調制御部1の構成は、第1の実施形態と同様である。
As shown in FIG. 3, the output circuit for gradation control of the present embodiment is connected to the power supply
本実施形態の階調制御用出力回路においては、差動回路7に電源電圧を供給するための配線と出力バッファ部8に電源電圧を供給するための配線とが分離されることにより、電源電圧供給部12から遠い位置に設けられた第1の電源電圧供給ノード25及び第2の電源電圧供給ノード26での電源電圧の降下を小さく抑えることができる。
In the gradation control output circuit according to the present embodiment, the wiring for supplying the power supply voltage to the differential circuit 7 and the wiring for supplying the power supply voltage to the
これに加え、本実施形態の階調制御用出力回路では、ゲートバイアス供給線15上に電位勾配が形成されている。これにより、第2のMISFET2及び第3のMISFETのゲート−ソース間電圧VGS1及びVGS2の位置によるばらつきが抑えられている。
In addition to this, a potential gradient is formed on the gate
従って、本実施形態の階調制御用出力回路では、上述の2つの構成の相乗効果により、階調制御部1の位置によらず、オペアンプ6のスルーレートをより精度良く一定にすることができる。このため、本実施形態の階調制御用出力回路によれば、すべての階調制御部1の出力部16から出力される電流も一定とすることができ、負荷への充電時間を一定にすることができる。その結果、本実施形態の階調制御用出力回路を用いることにより、液晶パネル及び電圧書き込み方式の有機ELパネルにおいて生じる表示ムラを抑えることができる。
Therefore, in the gradation control output circuit of the present embodiment, the slew rate of the
(第4の実施形態)
第1〜3の実施形態の階調制御用出力回路において、第2のMISFET2には、共通の電圧供給線を介して電源電圧供給部12からの電源電圧が分配され、(これを以後「電圧分配方式」と称す)それぞれのゲート−ソース間電圧VGS1 はほぼ一定になるよう設定されている。
(Fourth embodiment)
In the output circuit for gradation control of the first to third embodiments, the power supply voltage from the power supply
これに対し、本実施形態の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12から遠い位置に設けられた傾斜バイアス用MISFET30側に受け手側カレントミラー回路43を設け、第1の電流供給部10aから供給される電流と等しい大きさの電流をカレントミラー同士の電流分配により傾斜バイアス用MISFET30側に分配するものである。これを、以後「電流受け渡し方式」と称する。
On the other hand, the output circuit for gradation control according to the present embodiment is provided with a receiver-side
図4は、本実施形態の階調制御用出力回路の構成を示す回路図である。なお、第3の実施形態と同じ素子及び回路には、図3と同じ符号を付してある。 FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the gradation control output circuit of the present embodiment. The same elements and circuits as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
同図に示すように、本実施形態の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12と、電源電圧供給部12に接続され、差動回路7,電圧選択スイッチ20,出力バッファ部8及び出力部16を有するN個の階調制御部1と、接地に接続された第1の電流供給部10aと、第1の電流供給部10aと電源電圧供給部12との間に順に介設されたドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET11と、第1のMISFET11と電源電圧供給部との間に設けられた第1のノード23及び第2のノード24と、共にNチャネル型MISFETで、ゲート電極同士が互いに接続された第1のミラーMISFET43a及び第2のミラーMISFET43bから構成される受け手側カレントミラー回路43と、ドレインが第1のミラーMISFET43aに、ゲート電極が第1のMISFET11のゲート電極に、ソースが電源電圧供給部12にそれぞれ接続され、第1のMISFET11と共に送り手側カレントミラーを構成するPチャネル型の第4のMISFET41と、ソースが第2のNチャネル型MISFET43bに接続され、ドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISトランジスタである傾斜バイアス用MISFET30と、第1のMISFET11のゲート電極と傾斜バイアス用MISFET30のゲート電極とを接続するゲートバイアス供給線15と、第2のノード24と傾斜バイアス用MISFET30のソースとを接続する差動回路用電圧供給線24aと、差動回路用電圧供給線24a上に設けられ、各差動回路7に接続された第2の電源電圧供給ノード26と、第2のノード24と第2の電源電圧供給ノード26との間及び各第2の電源電圧供給ノード間に設けられた抵抗体22と、第1のノード23とN番目の第3のMISFET3N とを接続する出力部用電圧供給線23aと、出力部用電圧供給線23a上に設けられ、各出力バッファ部8に接続された第1の電源電圧供給ノード25と、第1のノード23と第1の電源電圧供給ノード25との間及び各第1の電源電圧供給ノード25間に設けられた抵抗体21とを備えている。また、階調制御部1の構成は第3の実施形態と同様である。
As shown in the figure, the gradation control output circuit of this embodiment is connected to a power supply
本実施形態の階調制御用出力回路は、第3の階調制御用出力回路の第2の電流供給部31として、受け手側カレントミラー回路43と、第1の電流供給部10aから供給される電流を分配するための第4のMISFET41とが設けられたものである。
The gradation control output circuit of the present embodiment is supplied from the receiver side
ここで、カレントミラーを構成する第1のMISFET11と第4のMISFET41とは互いに同一の素子構成並びに電気的特性を有しており、第1のミラーMISFET43aと第2のミラーMISFET43bも互いに同一の素子構成及び電気的特性を有している。加えて、本実施形態の階調制御用出力回路において、第1のMISFET11,第4のMISFET41,第1のミラーMISFET43a及び第2のミラーMISFET43bのそれぞれは飽和領域で動作するので、第1の電流供給部10aから供給される電流と、第2のミラーMISFET43bを流れる電流とは高精度で等しくなっている。
Here, the
また、1つのバイアス回路で距離の離れた回路に一定電流を供給することが可能になるので、回路面積の増大を避けることができる。 In addition, since it is possible to supply a constant current to a circuit at a distance by one bias circuit, an increase in circuit area can be avoided.
これに加えて、電流受け渡し方式によれば、抵抗体による電圧降下の影響を受けずに電流を分配することができるので、電源電圧供給部12から遠い位置(数mm程度離れた位置)に設けられた第2のMISFET2(または差動回路7)に供給される電源電圧と電源電圧供給部12から近い位置に設けられた第2のMISFETに供給される電源電圧とを精度良く揃えることが可能になる。
In addition, according to the current delivery method, the current can be distributed without being affected by the voltage drop due to the resistor, so that it is provided at a position far from the power supply voltage supply unit 12 (position several mm away). The power supply voltage supplied to the second MISFET 2 (or the differential circuit 7) and the power supply voltage supplied to the second MISFET provided close to the power supply
この結果、本実施形態の階調制御用出力回路では、第2のMISFET2のゲート−ソース間電圧VGS1は電源電圧供給部12からの距離によらず、ほぼ一定になっており、オペアンプ6のスルーレートもほぼ一定にすることができる。すなわち、本実施形態の階調制御用出力回路を用いることにより、液晶パネル及び電圧書き込み方式の有機ELパネルにおいて生じる表示ムラを抑えることができる。
As a result, in the gradation control output circuit of the present embodiment, the gate-source voltage V GS1 of the
なお、本実施形態では、電圧分配方式と電流受け渡し方式を組み合わせる例を説明したが、各階調制御部1の間にカレントミラー回路を設け、全ての第2のMISFET2に電流受け渡し方式で電流を分配することもできる。この場合には、面積が大きくなるため、実際には電源電圧供給部12から比較的近い第2のMISFET2には電圧分配方式で電源電圧を分配し、電源電圧供給部12から比較的遠い第2のMISFET2には電流受け渡し方式で電流を分配することが好ましい。
In the present embodiment, an example in which the voltage distribution method and the current transfer method are combined has been described. However, a current mirror circuit is provided between each
(第5の実施形態)
本発明の第5の実施形態として、第1〜4の実施形態で説明した電圧駆動用の階調制御用出力回路の構成を電流駆動用の階調制御用出力回路に適用した例を説明する。
(Fifth embodiment)
As a fifth embodiment of the present invention, an example in which the configuration of the voltage driving gradation control output circuit described in the first to fourth embodiments is applied to a current driving gradation control output circuit will be described. .
図5は、本発明の第5の実施形態に係る階調制御用出力回路(電流駆動用ドライバ)の構成を示す図であり、図6は、図5に示す階調制御回路51の詳細な構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a gradation control output circuit (current driving driver) according to the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a detailed diagram of the
図5に示すように、本実施形態の階調制御用出力回路は、電源電圧供給部12と、電源電圧供給部12に接続され、電流加算型のD/Aコンバータとして機能するN個の階調制御回路51と、接地に接続された第1の電流供給部10aと、第1の電流供給部10aと電源電圧供給部12との間に介設されたドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISFETである第1のMISFET11と、第1のMISFET11と電源電圧供給部12との間に設けられた第1のノード18と、共にNチャネル型MISFETで、ゲート電極同士が互いに接続された第1のミラーMISFET43a及び第2のミラーMISFET43bから構成される受け手側カレントミラー回路43と、ドレインが第1のミラーMISFET43aに、ゲート電極が第1のMISFET11のゲート電極に、ソースが電源電圧供給部12にそれぞれ接続され、第1のMISFET11と共に送り手側カレントミラーを構成するPチャネル型の第4のMISFET41と、ドレインが第2のNチャネル型MISFET43bに接続され、ドレインとゲート電極とが互いに接続されたPチャネル型MISトランジスタである傾斜バイアス用MISFET30と、第1のMISFET11のゲート電極と傾斜バイアス用MISFET30のゲート電極とを接続するゲートバイアス供給線15と、各階調制御回路51に電源電圧を供給するための電源電圧供給配線4と、電源電圧供給配線4上に設けられ、各階調制御回路51にそれぞれ接続された電源電圧供給ノード17と、各電源電圧供給ノード17の間及び電源電圧供給ノード17と第1のノード18との間に介設された抵抗体13とを備えている。
As shown in FIG. 5, the output circuit for gradation control of this embodiment is connected to the power supply
また、図6に示すように、階調制御回路51は、ソースが電源電圧供給ノード17に接続され、且つ互いに並列に接続された複数の電流加算用のカレントミラー部52と、各電流加算用のカレントミラー部52のドレイン側にそれぞれ設けられ、出力側が互いに接続された選択スイッチ53と、選択スイッチ53の出力側に接続され、出力電流を供給するための出力部54とを有している。
As shown in FIG. 6, the
また、電流加算用のカレントミラー部52は、互いに並列に接続されたPチャネル型MISFETから構成されており、6ビットの階調(64階調)の場合、それぞれ1,2,4,8,16,32個のPチャネル型MISFETから構成されている。そして、選択スイッチ53は、Nチャネル型MISFET及びPチャネル型MISFETからなるトランスファーゲート部49と、出力側がNチャネル型MISFETに接続されたインバータ50とを有している。それぞれの選択スイッチ53は、順にディジタルデータL0,L1,…,L5によってオン・オフが制御されている。また、電流加算用のカレントミラー部52を構成するMISFETは互いに電気的特性が揃えられているので、選択スイッチ53がオンの場合には、電流加算用のカレントミラー部52の各Pチャネル型MISFETに互いに等しい電流が流れるようになっている。
The current adding
この構成により、本実施形態の階調制御用出力回路においては、64通りの大きさの電流を出力部54から供給することが可能になっている。加えて、第4の実施形態で説明したように、本実施形態の階調制御用出力回路の階調制御回路51間では出力部54から出力される電流量のばらつきが抑えられているので、本実施形態の階調制御用出力回路を用いれば、有機EL,無機EL及びLED等の電流駆動の発光素子を用いたパネルの階調制御が実現されると共に、表示ムラの抑制も実現される。また、本実施形態の階調制御用出力回路をこれらの発光素子を用いたプリンタのヘッドに用いることにより、印字ムラの少ないプリンタを実現することができる。
With this configuration, in the gradation control output circuit according to the present embodiment, it is possible to supply 64 different currents from the
また、本実施形態の階調制御用出力回路においては、比較的大きな面積を必要とするオペアンプを設ける必要がないため、オペアンプを用いるタイプの電流駆動用の階調制御用出力回路、あるいは電圧駆動用の階調制御用出力回路に比べてチップサイズを縮小することが可能になる。 Further, in the gradation control output circuit of the present embodiment, it is not necessary to provide an operational amplifier that requires a relatively large area. Therefore, a current-driven gradation control output circuit using an operational amplifier or a voltage drive is used. The chip size can be reduced as compared with the grayscale control output circuit.
以上の説明では、64階調を実現する階調制御用出力回路の例を示したが、nビット(M階調;M=2n )の階調表示を実現するためには、それぞれ1、2、…、M/2個のMISFETを有する電流加算用のカレントミラー部52を1つの階調制御回路51に設ければよい。ここで、Mは正の偶数であり、例えば、本実施形態の階調制御回路51に64個のPチャネル型MISFETを有する電流加算用のカレントミラー部52をさらに設けることで、128階調の階調表示が可能になる。
In the above description, an example of an output circuit for gradation control that realizes 64 gradations is shown. However, in order to realize gradation display of n bits (M gradations; M = 2 n ), 1 and A current adding
また、本実施形態においては、電流加算用のカレントミラー部52のMISFETの個数によって階調表示を実現していたが、ビット数あたり1つのMISFETを設け、それらのゲート幅(W)/ゲート長(L)の値を1,2,4,…,32としてもよい。ただし、MISFETの個数により階調制御を行なう方が出力電流の精度は高くなる。
In the present embodiment, gradation display is realized by the number of MISFETs of the
このように、本実施形態の階調制御用出力回路においては、第1〜第4の実施形態で説明した階調制御用出力回路の階調制御部1に代えて電流加算型D/Aコンバータを設けることにより、輝度ムラの少ない有機ELパネルを実現することができる。
As described above, in the gradation control output circuit of this embodiment, a current addition type D / A converter is used instead of the
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、電流加算用のカレントミラー部52を構成するMISFETとしては、Nチャネル型MISFETを用いてもよい。
In the gradation control output circuit of this embodiment, an N-channel MISFET may be used as the MISFET constituting the current adding
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、階調制御回路51に代えて第2の実施形態で用いられた階調制御部1を備える場合には、液晶パネル等に用いられる電圧駆動用ドライバとなる。
Note that when the gradation control output circuit of this embodiment includes the
(第6の実施形態)
本発明の第6の実施形態に係る階調制御用出力回路は、次の4つの特徴を有する電流駆動ドライバである。
(Sixth embodiment)
The gradation control output circuit according to the sixth embodiment of the present invention is a current drive driver having the following four characteristics.
まず、第1の特徴は、多段化されたカレントミラー部が設けられることにより、出力電流間のばらつきが低減されている点である。 First, the first feature is that variation between output currents is reduced by providing a multi-stage current mirror section.
次に、第2の特徴は、表示装置に与える輝度制御と、実際に表示される輝度特性との間の差を補正する手段が講じられた点である。 Next, the second feature is that means for correcting the difference between the luminance control given to the display device and the luminance characteristic actually displayed is provided.
そして、第3の特徴は、表示装置上の信号線に生じる寄生容量の充電を補助するための選択プリチャージ回路(不図示)と選択プリチャージ制御回路62とが設けられた点である。
A third feature is that a selection precharge circuit (not shown) and a selection
次に、第4の特徴は、出力電流を嵩上げするための電流嵩上げ制御回路61が設けられた点である。
Next, the fourth feature is that a current
図9は、本発明の第6の実施形態に係る階調制御用出力回路を用いた電流駆動方式の表示装置の構成を示すブロック回路図である。 FIG. 9 is a block circuit diagram showing a configuration of a current drive type display device using the gradation control output circuit according to the sixth embodiment of the present invention.
同図に示すように、本実施形態の階調制御用出力回路は、ロー(LOW )側電流出力部を有し、1〜4・8・16階調を制御するためのロー側階調制御回路59と、ロー側階調制御回路59に基準電圧Vst1を供給するためのロー側カレントミラー部55と、ハイ(HIGH)側電流出力部を有し、4・8・16〜64階調を制御するためのハイ側階調制御回路60と、出力部64に接続された電流嵩上げ制御回路61と、ハイ側階調制御回路60及び電流嵩上げ制御回路61にそれぞれ基準電圧Vst2を供給するためのハイ側カレントミラー部56と、ディスプレイ側のソース信号線58に接続された選択プリチャージ制御回路62とを備えている。
As shown in the figure, the gradation control output circuit of the present embodiment has a low-side current output section, and controls the low-side gradation control for controlling 1 to 4, 8 and 16 gradations. A
また、図9では簡略化されて示されているが、ロー側カレントミラー部55及びハイ側カレントミラー部56は共に3段構成をとっており、それぞれ176出力を有している。このロー側カレントミラー部55の一段目及びハイ側カレントミラー部56の1段目(親電流源)は、それぞれ外部の抵抗体63a,63bに接続されている。
Although shown in a simplified manner in FIG. 9, the low-side
また、出力部64からはロー側電流出力部,ロー側電流出力部からの出力電流に、電流嵩上げ制御回路61からの出力電流が加算された電流がディスプレイパネル側に供給される。
Further, the
以下に、本実施形態の階調制御用出力回路の特徴について説明する。ただし、嵩上げ回路についての説明は、後の実施形態で行なう。 The characteristics of the gradation control output circuit of this embodiment will be described below. However, the raising circuit will be described in a later embodiment.
−カレントミラー部の多段化−
カレントミラー回路の定電流特性を維持するためには、共通の電圧供給線に接続されたミラートランジスタの数を限定する必要がある(電圧分配方式)。これは、ミラートランジスタの数が多くなると、先に説明したように、電圧供給線における電圧降下の影響が大きくなるからである。
-Multi-stage current mirror section-
In order to maintain the constant current characteristics of the current mirror circuit, it is necessary to limit the number of mirror transistors connected to the common voltage supply line (voltage distribution method). This is because as the number of mirror transistors increases, as described above, the influence of the voltage drop in the voltage supply line increases.
一方、電流駆動用の階調制御用出力回路は、電圧駆動用の階調制御用出力回路と同様に多くの出力を有しており、本実施形態の階調制御用出力回路の出力数は、R(赤)・G(緑)・B(青)の一色当たり176出力で、合計528出力である。この176出力に対応するカレントミラーに共通の電圧供給線から電源電圧を供給するとなると、出力電流間のばらつきが生じるおそれがある。そこで、カレントミラー同士を接続する電流受け渡し方式を用いることになるが、電流分配の数を増加させれば消費電流が増加するため、製品の性能とのトレードオフがある。このため、本願発明者らは、電流受け渡し方式を電圧分配方式とを併用し、カレントミラー部の多段化構造を採用した。 On the other hand, the current drive gradation control output circuit has many outputs in the same manner as the voltage drive gradation control output circuit, and the number of outputs of the gradation control output circuit of this embodiment is as follows. , 176 outputs per color for R (red), G (green), and B (blue), for a total of 528 outputs. If the power supply voltage is supplied from the common voltage supply line to the current mirror corresponding to the 176 outputs, there is a possibility that variations between the output currents occur. Therefore, a current delivery method for connecting current mirrors is used. However, if the number of current distributions is increased, current consumption increases, so there is a trade-off with product performance. For this reason, the inventors of the present application employ a current mirror system in combination with a voltage distribution system and adopt a multi-stage structure of current mirror portions.
図7は、電流源を3段式にした場合の多段式カレントミラー部を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a multi-stage current mirror unit when the current source is a three-stage type.
同図に示すように、第1段カレントミラー(親電流源55a)の電流値は、カレントミラー回路により16個の第2段カレントミラー(子電流源55b)にコピーされる。さらに、子電流源55bの電流値も、カレントミラー回路により11個の第3段カレントミラー(孫電流源55c)にコピーされる。このようにして、各段のカレントミラーを構成するMISFETには、互いに等しい大きさの電流が分配される。上記の構成により、親電流源55aの電流値は、16×11=176個の孫電流源55cに伝達されることになる。このカレントミラー部の構成によれば、親電流源55aの電流値を直接176個の孫電流源55cに伝達する場合よりも、孫電流源55cからの出力電流値のばらつきを小さくすることができる。そのため、多段式カレントミラー部が有機ELディスプレイなどに用いられる場合には、表示ムラを小さくすることができる。
As shown in the figure, the current value of the first stage current mirror (parent current source 55a) is copied to 16 second stage current mirrors (child
本実施形態の階調制御用出力回路は、上述の3段構成の多段式カレントミラー部を備えているので、各ロー側階調制御回路59に入力される基準電圧Vst1,Vst2のばらつきが小さくなっている。そのため、各々のロー側電流出力部及びハイ側電流出力からの出力電流のばらつきも低減されている。
The gradation control output circuit according to the present embodiment includes the above-described three-stage multi-stage current mirror unit. Therefore, variations in the reference voltages Vst1 and Vst2 input to the low-side
なお、カレントミラー部の段数は3段以上であってもよく、カレントミラー部の出力数を適当な数に変更してもよい。 Note that the number of stages of the current mirror unit may be three or more, and the number of outputs of the current mirror unit may be changed to an appropriate number.
−γ補正に対する取り組み−
ディスプレイに用いられる発光素子の輝度は、印加電流に正比例して上がるわけではない。印加電流が小さい時よりも、印加電流が大きい時の方が輝度に対する電流の増加率が大きくなっている。これはγ特性と呼ばれ、液晶の場合でも見られる特性である。
-Efforts for gamma correction-
The luminance of the light emitting element used for the display does not increase in direct proportion to the applied current. The increase rate of current with respect to luminance is larger when the applied current is larger than when the applied current is small. This is called a γ characteristic and is a characteristic that can be seen even in the case of liquid crystals.
図8は、電流駆動用の階調制御用出力回路が出力する電流の階調レベル−出力電流特性を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing the gradation level-output current characteristics of the current output from the current drive gradation control output circuit.
電流駆動用の階調制御用出力回路においては、カレントミラーを用いた単位電流源の組み合わせで階調を制御するため、階調制御を行うカレントミラー部が1つの場合、階調レベル対出力電流のグラフは直線になる。そのため、パネル上の発光素子の輝度が設定からずれることがあった。 In the output circuit for gradation control for current driving, since the gradation is controlled by a combination of unit current sources using a current mirror, when there is one current mirror unit for gradation control, gradation level versus output current The graph becomes a straight line. For this reason, the luminance of the light emitting element on the panel may deviate from the setting.
そこで、本願発明者らは、この不具合を解決するために、表示装置に用いられる階調制御用出力回路のカレントミラー部及び階調制御回路をロー側とハイ側の2つに分け、出力電流が小さい時にはロー側電流出力部からのみ電流が出力され、出力電流が大きい場合にはハイ側電流出力部からの電流がロー側電流出力からの電流に加算されるようにした。 In order to solve this problem, the inventors of the present application divide the current mirror portion and the gradation control circuit of the gradation control output circuit used in the display device into two, the low side and the high side, and output current When the output current is small, current is output only from the low-side current output unit, and when the output current is large, the current from the high-side current output unit is added to the current from the low-side current output.
本実施形態の階調制御用出力回路においては、1〜16階調までを単独で制御できるロー側階調制御回路59からの出力電流は出力部64から常に出力され、4、8、16、32、64階調を制御できるハイ側階調制御回路60からの出力電流は、16階調を越える階調制御の時にのみ出力部64から出力される。
In the gradation control output circuit of the present embodiment, the output current from the low-side
その結果、出力電流の特性は図8中に矢印で示したように、発光素子のγ特性に近似される。本実施形態の例では、階調レベル−出力電流特性グラフの傾きは、16階調以下で10nA/階調、16を越え64階調までが40nA/階調となっている。 As a result, the characteristics of the output current are approximated to the γ characteristics of the light emitting element as indicated by arrows in FIG. In the example of this embodiment, the gradient of the gradation level-output current characteristic graph is 10 nA / gradation at 16 gradations or less, and 40 nA / gradation from 16 to 64 gradations.
ここで、ロー側階調制御回路59及びハイ側階調制御回路60中のスイッチ回路のオン・オフは、データ変換回路、2段ラッチを介して印加されるγ補正制御信号G0〜G1及び画像データD0〜D5によって制御されている。
Here, on / off of the switch circuits in the low-side
これにより、本実施形態の階調制御用出力回路を有機ELパネル等に用いる場合、設定通りの階調制御を行えるようになる。 Thereby, when the output circuit for gradation control of this embodiment is used for an organic EL panel or the like, gradation control as set can be performed.
このようなγ補正の対策が講じられた本実施形態の階調制御用出力回路は、有機ELだけでなく無機ELやLEDなどの発光素子を用いた表示装置に用いられる。また、これら発光素子を用いたプリンタヘッドにも利用できる。 The gradation control output circuit of the present embodiment in which such a countermeasure for γ correction is taken is used in a display device using not only an organic EL but also a light emitting element such as an inorganic EL or LED. It can also be used in printer heads using these light emitting elements.
なお、図9では、1色のみの電流駆動用の階調制御用出力回路の例を示したが、有機EL、無機EL、LEDなどの発光素子では、R、G、Bの色ごとにγ特性が異なるので、R、G、Bの各色の出力に対して異なる出力特性を有する多段式カレントミラー部を設けることが好ましい。 Note that FIG. 9 shows an example of a gradation control output circuit for current driving of only one color. However, in a light emitting element such as an organic EL, an inorganic EL, and an LED, γ is used for each of R, G, and B colors. Since the characteristics are different, it is preferable to provide a multistage current mirror section having different output characteristics for the output of each color of R, G, and B.
なお、本実施形態の階調制御用出力回路では、互いに異なる直線特性を有するカレントミラー部の組み合わせることで階調−出力電流特性をγ特性に近似させたが、3組み以上の多段式カレントミラー部及び階調制御回路を組み合わせることで、より精度の良い近似が実現される。 In the output circuit for gradation control according to the present embodiment, the gradation-output current characteristic is approximated to the γ characteristic by combining current mirror portions having different linear characteristics, but three or more sets of multistage current mirrors are used. By combining the unit and the gradation control circuit, a more accurate approximation is realized.
−選択プリチャージ制御回路−
図24に示すように、有機ELパネルでは、例えば低温ポリシリコンからなるPチャネル型のTFTが多数配置されている。このパネルでは、パネルから階調制御用出力回路側に引き込む電流I0 を大きくすれば、TFT及び有機EL素子にも大きな電流が流れるため、有機EL素子の輝度が高くなる。このとき、白色が表示される。
-Selective precharge control circuit-
As shown in FIG. 24, in the organic EL panel, a large number of P-channel TFTs made of, for example, low-temperature polysilicon are arranged. In this panel, if the current I 0 drawn from the panel to the gradation control output circuit side is increased, a large current flows through the TFT and the organic EL element, so that the luminance of the organic EL element increases. At this time, white is displayed.
逆に、TFTのドレイン電圧を高くすると、電流が低減するため、パネルには黒色が表示される。このとき、ドレイン電圧を高くするためには、ソース信号線58の電位をパネルの電位近傍まで上昇させる必要がある。
Conversely, when the drain voltage of the TFT is increased, the current is reduced, so that black is displayed on the panel. At this time, in order to increase the drain voltage, it is necessary to raise the potential of the
しかし、パネルの信号線には大きな寄生容量があり、黒表示の際にはこの寄生容量を充電する必要がある。ところが、低温ポリシリコンの移動度はシリコン結晶よりも1桁低く、電流能力が小さいので、速やかな黒表示が困難であった。 However, the signal lines of the panel have a large parasitic capacitance, and it is necessary to charge this parasitic capacitance when displaying black. However, the mobility of the low-temperature polysilicon is an order of magnitude lower than that of the silicon crystal, and the current capability is small, so that prompt black display is difficult.
電流能力を改善するためにはTFTのW/L比を大きくすればよいが、画素中のTFTは表示画素上に配置されているため、W/L比を大きくとると、ディスプレイの開口率が低下してしまうという不具合が生じる。 In order to improve current capability, the W / L ratio of the TFT may be increased. However, since the TFT in the pixel is arranged on the display pixel, if the W / L ratio is increased, the aperture ratio of the display is increased. The malfunction that it will fall arises.
これを解決するため、本願発明者らは検討の結果、駆動回路側からプリチャージを行なうこととした。すなわち、ソース信号線58の寄生容量を一定期間を充電し、低温ポリシリコンの電流能力を補うための選択プリチャージ回路及び選択プリチャージ制御回路を階調制御用出力回路中に設けた。
In order to solve this problem, the inventors of the present application have studied and precharged from the drive circuit side. That is, a selective precharge circuit and a selective precharge control circuit for charging the parasitic capacitance of the
図10は、本実施形態の階調制御用出力回路における選択プリチャージ回路及び選択プリチャージ制御回路の一例を示す回路図である。 FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of the selective precharge circuit and the selective precharge control circuit in the gradation control output circuit of this embodiment.
同図に示すように、本実施形態における選択プリチャージ回路62aは、Nチャネル型MISFET70aとPチャネル型MISFET70bとから構成されたトランスファーゲート70と、出力部がNチャネル型MISFET70aのゲート電極に接続され、入力部がPチャネル型MISFET70bのゲート電極に接続されたインバータ71とを有している。トランスファーゲート70のソースは電源電圧PVを供給するための電源電圧供給部に接続されており、ドレインは電流出力ノード77を介して階調制御回路の出力部に接続されている。
As shown in the figure, the selective
また、選択プリチャージ制御回路62は、例えば、NOR回路74と、OR回路75と、選択プリチャージ回路62aを制御するための信号を出力するNAND回路76とを有している。なお、これらの選択プリチャージ回路及び選択プリチャージ制御回路は、階調制御用出力回路の一部としてチップに集積化される。
The selection
本実施形態における選択プリチャージ回路62aは、タイミング制御されており、画像データが黒レベルに近い例えば0〜7の場合、1水平期間の初めの一定期間だけ黒レベルに相当する電圧を出力するように選択プリチャージ制御回路62に制御される。これにより画像データが黒レベルに近い場合、ソース信号線58の寄生容量があらかじめ充電され、黒表示の品質を向上させることができる。
The
それ以外の期間には、トランスファーゲート70がオフに制御されているので、寄生容量の充電は行われない。
During other periods, the
また、選択プリチャージ制御回路62及び選択プリチャージ回路62aを用いれば、黒レベルに近い画像データが入力された際に、選択的にプリチャージ期間を制御することができるので、特に比較的寄生容量が小さいパネルにおいて無駄な電力消費を抑えることができる。
In addition, when the selective
なお、選択プリチャージ制御回路62及び選択プリチャージ回路62aを備えた階調制御用出力回路は、アモルファスシリコンを用いたTFTを有するパネルの制御にも好ましく用いられる。
Note that the gradation control output circuit including the selective
なお、選択プリチャージ制御回路62及び選択プリチャージ回路62aの上記の機能は、ロー側カレントミラー部55、ハイ側カレントミラー部56の有無やγ補正手段の有無に関わらず発揮されるものである。また、選択プリチャージ制御回路62及び選択プリチャージ回路62aは、有機EL以外の発光素子を用いた表示装置にも有効である。
The above functions of the selective
なお、本実施形態の階調制御用出力回路において、電流嵩上げ制御回路61、選択プリチャージ制御回路62及び選択プリチャージ回路62aを備えていなくても、従来の階調制御用出力回路に比べ表示装置の表示ムラを抑えることができるが、これらの回路を備える場合の方がより精度の高い画像表示を可能にすることができる。
Note that the gradation control output circuit of this embodiment does not include the current
(第7の実施形態)
本発明の第7の実施形態として、第6の実施形態に係る階調制御用出力回路と同一の回路構成を有し、レイアウトが改善された階調制御用出力回路(電流駆動用ドライバ)について説明する。
(Seventh embodiment)
As a seventh embodiment of the present invention, a gradation control output circuit (current drive driver) having the same circuit configuration as the gradation control output circuit according to the sixth embodiment and an improved layout is provided. explain.
図11は、本発明の第6の実施形態に係る階調制御用出力回路のレイアウトの参考例を示す図であり、図12は、本発明の第7の実施形態に係る階調制御用出力回路のレイアウトを示す図である。なお、図11、図12の例とも2層配線を用いたレイアウトを示している。 FIG. 11 is a diagram showing a reference example of the layout of the gradation control output circuit according to the sixth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a gradation control output according to the seventh embodiment of the present invention. It is a figure which shows the layout of a circuit. 11 and 12 show layouts using two-layer wiring.
表示装置用の駆動ドライバは、通常幅が数mmであるが、パネルの辺縁部のサイズを小さくし、パネルサイズの縮小を図るために、回路の小面積化は重要である。そこで、本願発明者らは、第6の実施形態の階調制御用出力回路のレイアウトの改善を検討した。 A drive driver for a display device usually has a width of several millimeters. However, in order to reduce the size of the edge of the panel and reduce the panel size, it is important to reduce the area of the circuit. Therefore, the inventors of the present application studied improvement in the layout of the gradation control output circuit of the sixth embodiment.
図11及び図12に示す階調制御用出力回路では、ロー側カレントミラー部の子(第2段)電流源LCCSとハイ側カレントミラー部の子電流源HCCSとが1組みとなり、それがR(赤)用、G(緑)用、B(青)用の順で16個分横一列に並んでいる。そして、ロー側カレントミラー部の子電流源LCCSからはそれぞれ11本ずつのロー側電流出力回路LDRVに向かって配線が延び、ハイ側カレントミラー部の子電流源HCCSのからは、それぞれ11本ずつのハイ側電流出力回路HDRVに向かって配線が延びている。さらに、ロー側電流出力回路LDRV及びハイ側電流出力回路HDRVからは共に出力制御回路OCTLに向かって配線が延びている。 In the gradation control output circuits shown in FIGS. 11 and 12, the child (second stage) current source LCCS of the low-side current mirror unit and the child current source HCCS of the high-side current mirror unit form one set, which is R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a horizontal row for 16 pieces in this order. Then, 11 wires each extend from the child current sources LCCS of the low-side current mirror section toward the low-side current output circuit LDRV, and 11 wires from the child current sources HCCS of the high-side current mirror portion respectively. The wiring extends toward the high-side current output circuit HDRV. Furthermore, wiring extends from both the low-side current output circuit LDRV and the high-side current output circuit HDRV toward the output control circuit OCTL.
ここで、ロー側電流出力回路LDRVには、図9に示すロー側カレントミラー部55の孫電流源とロー側階調制御回路59とが含まれており、ハイ側電流出力回路HDRVには、ハイ側カレントミラー部56の孫電流源とハイ側階調制御回路60とが含まれている。また、出力制御回路OCTLには、出力部64及び選択プリチャージ制御回路62等が含まれる。
Here, the low-side current output circuit LDRV includes the grandchild current source of the low-side
図11に示すように、レイアウトの参考例では、ロー側電流出力回路LDRV,ハイ側電流出力回路HDRV及び出力制御回路OCTLは、図の左側から順にR、G、B、R、G、B…の順に配置されている。このレイアウトによれば、図11に示す右側の太線で表した配線のように、比較的短い配線がある反面、極端に長くなる配線が生じる。また、配線同士の交差が多くなり、配線が複雑になっていることが分かる。 As shown in FIG. 11, in the reference example of the layout, the low-side current output circuit LDRV, the high-side current output circuit HDRV, and the output control circuit OCTL are R, G, B, R, G, B,. Are arranged in the order. According to this layout, there is a relatively short wiring, as shown by the thick line on the right side in FIG. Moreover, it turns out that the intersection of wiring increases and wiring is complicated.
これに対し、図12に示すように、本実施形態のレイアウトでは、R用のロー側カレントミラー部の子電流源LCCSとハイ側カレントミラー部の子電流源HCCSの1組に接続された電流出力回路と出力制御回路とがまとめて配置されている。また、ロー側電流出力回路LDRV,ハイ側電流出力回路HDRV及び出力制御回路OCTLはマトリックス状に配置され、第1行がロー側電流出力回路LDRV、第2行がハイ側電流出力回路HDRV、そして第3行が出力制御回路OCTLになっている。 On the other hand, as shown in FIG. 12, in the layout of the present embodiment, the current connected to one set of the child current source LCCS of the R-side current mirror unit and the child current source HCCS of the high-side current mirror unit. The output circuit and the output control circuit are arranged together. The low-side current output circuit LDRV, the high-side current output circuit HDRV, and the output control circuit OCTL are arranged in a matrix, the first row is the low-side current output circuit LDRV, the second row is the high-side current output circuit HDRV, and The third row is the output control circuit OCTL.
このようなレイアウトにより、図11に示す参考例で見られたような、極端に長い配線を無くすことができる上、配線同士の交差も減らすことができる。このため、カレントミラー部から出力制御部までの間の配線領域を低減できる。 With such a layout, it is possible to eliminate extremely long wires as seen in the reference example shown in FIG. 11, and to reduce the intersection of the wires. For this reason, it is possible to reduce the wiring area from the current mirror unit to the output control unit.
なお、図12にはR用のみについて示したが、順にG用のみ、B用のみを固めた配置が同図で示した領域の側方に続く。 FIG. 12 shows only for R, but the arrangement in which only for G and only for B are sequentially arranged to the side of the region shown in FIG.
図13は、本実施形態の階調制御用出力回路の出力配線領域を示す配線図である。 FIG. 13 is a wiring diagram showing an output wiring region of the output circuit for gradation control of this embodiment.
同図に示すように、本実施形態のレイアウトを適用する場合、カレントミラー部から出力制御部までの配線の引き回しが低減されるのに対し、出力制御回路OCTLの出力部(IOUT1〜11)から表示パネルへの出力端子までの配線の引き回しは、上述の参考例に比べて長くなる。 As shown in the figure, when the layout of this embodiment is applied, the wiring routing from the current mirror unit to the output control unit is reduced, whereas the output unit (IOUT1 to 11) of the output control circuit OCTL is used. The wiring route to the output terminal to the display panel is longer than that in the above-described reference example.
しかしながら、本実施形態の階調制御用出力回路においては、カレントミラー部と出力制御部とは2:1対応となっているのに対し、出力制御部と表示パネルへの出力端子とは1:1対応しているため、カレントミラー部から出力制御部までの配線を簡略化する方が、配線領域の面積低減には効果的である。 However, in the output circuit for gradation control of this embodiment, the current mirror unit and the output control unit have a 2: 1 correspondence, whereas the output control unit and the output terminal to the display panel are 1: Therefore, simplification of the wiring from the current mirror unit to the output control unit is effective in reducing the area of the wiring region.
このため、γ補正のために3つ以上の電流出力回路を設ける場合、本実施形態の階調制御用出力回路のレイアウトによれば、参考例のレイアウトと比較してさらに効果的に配線領域の面積を低減することができる。 Therefore, when three or more current output circuits are provided for γ correction, according to the layout of the gradation control output circuit of the present embodiment, the wiring region is more effectively compared with the layout of the reference example. The area can be reduced.
なお、本実施形態においては、1つの親電流源につき176出力で、1つのチップ当たりR、G、Bを合わせて176×3=528出力である例を説明したが、本実施形態のレイアウトは、出力数の異なる階調制御用出力回路にも適用することができる。 In this embodiment, an example has been described in which 176 outputs per parent current source and 176 × 3 = 528 outputs including R, G, and B per chip are combined, but the layout of this embodiment is The present invention can also be applied to a gradation control output circuit having a different number of outputs.
また、階調制御用出力回路がカラープリンタのヘッドとして用いられる際には、駆動する画素が4色以上になる場合があるが、この際にも本実施形態のレイアウトを用いれば、配線面積の著しい増大を防ぐことができる。 In addition, when the gradation control output circuit is used as a head of a color printer, there are cases where driven pixels become four or more colors. In this case as well, if the layout of this embodiment is used, the wiring area is reduced. A significant increase can be prevented.
(第8の実施形態)
本発明の第8の実施形態として、第5の実施形態で説明した階調制御回路51のレイアウトが改善された例について説明する。このレイアウトは、第6の実施形態におけるロー側階調制御回路59及びハイ側階調制御回路についても適用される。
(Eighth embodiment)
As an eighth embodiment of the present invention, an example in which the layout of the
図14(a),(b)は、それぞれ階調制御回路の構成を示す回路図、及び該階調制御回路のレイアウトの参考例を概略的に示す図である。 FIGS. 14A and 14B are a circuit diagram showing the configuration of the gradation control circuit, and a diagram schematically showing a reference example of the layout of the gradation control circuit.
図14(a)に示すように、図6に示す階調制御回路51は、互いに同じ素子構成を有するPチャネル型MISFETから構成された複数のカレントミラー部52と、各カレントミラー部52に接続され、カレントミラー部52と同数の選択スイッチ53とから構成されている。そして、各選択スイッチ53は、Pチャネル型MISFETとNチャネル型MISFETから構成されたトランスファーゲート49と、インバータ50とから構成されている。全ての選択スイッチ53からの出力は、出力配線を通って共通の出力部IOUTに向かう。
As shown in FIG. 14 (a), the
この出力配線には、全ての選択スイッチ53からの出力電流が集約されることになるので、この出力配線のインピーダンスを下げることは、出力電流の精度を上げる上で重要である。 Since the output current from all the selection switches 53 is collected in this output wiring, lowering the impedance of this output wiring is important for increasing the accuracy of the output current.
また、図14(b)に示すように、階調制御回路51のレイアウトの参考例は、カレントミラー部52(CM)、トランスファーゲート49(TG)、インバータ50(IN)の各部ごとに集めて配置するものである。このレイアウトによれば、階調制御回路51を集積化した半導体チップの不純物拡散工程やエッチング工程などで、マスクを作製しやすいという利点がある。
Further, as shown in FIG. 14B, a reference example of the layout of the
しかしながら、この参考例のレイアウトによれば、図14(b)からも分かるように、回路図において離れた位置にある素子同士をまとめるために、配線が冗長になってしまっていた。パネルに用いられる電流駆動用ドライバの幅は数mm程度であるので、出力配線と逆方向に向かう冗長配線の存在により、出力配線の幅は狭くなり、階調制御回路51の出力インピーダンスは大きくなってしまう。
However, according to the layout of this reference example, as can be seen from FIG. 14 (b), the wirings are redundant in order to group elements at distant positions in the circuit diagram. Since the width of the current driving driver used in the panel is about several millimeters, the width of the output wiring becomes narrow due to the presence of redundant wiring in the opposite direction to the output wiring, and the output impedance of the
そこで、本願発明者らは、回路配置の改善を試みた。 Therefore, the inventors of the present application tried to improve the circuit arrangement.
図15(a)は、階調制御回路の構成を示す回路図(図14(a)と同じ)、同図(b)は、該階調制御回路のレイアウトの参考例を概略的に示す図(図14(b)と同じ)、同図(c)は、本実施形態に係る階調制御回路のレイアウトを概略的に示す図である。 15A is a circuit diagram showing the configuration of the gradation control circuit (the same as FIG. 14A), and FIG. 15B is a diagram schematically showing a reference example of the layout of the gradation control circuit. (Same as FIG. 14B) and FIG. 14C are diagrams schematically showing a layout of the gradation control circuit according to the present embodiment.
図15(c)に示すように、本実施形態の階調制御回路のレイアウトは、カレントミラー部52と、それに接続されたトランスファーゲート49及びインバータ50をひとまとめにして配置し、それが回路構成に従って一列に配置されるものである。すなわち、カレントミラー部52と、それに接続されたトランスファーゲート49及びインバータ50のまとまりを「階調生成部」と呼ぶとすると、ビット数ぶんの階調生成部が一列に配置される形になっている。
As shown in FIG. 15C, the layout of the gradation control circuit of the present embodiment is such that the
本実施形態の階調制御回路のレイアウトによれば、回路構成に従って各素子が配置されているので、図15(b)に示すような冗長な配線を生じることがない。これにより、階調制御回路の出力配線の幅を広げて、階調制御回路の出力インピーダンスを低減することが可能になる。 According to the layout of the gradation control circuit of the present embodiment, since the elements are arranged according to the circuit configuration, redundant wiring as shown in FIG. 15B does not occur. As a result, the width of the output wiring of the gradation control circuit can be widened to reduce the output impedance of the gradation control circuit.
また、冗長な配線を無くすことができるので、配線面積を低減することができるので、階調制御回路を集積化したチップの面積を大きく低減することができる。 Further, since redundant wiring can be eliminated, the wiring area can be reduced, so that the area of the chip on which the gradation control circuit is integrated can be greatly reduced.
なお、本実施形態の階調制御回路のレイアウトは、MISFETのゲート幅/ゲート長の値を変えることによって階調制御を行うタイプの階調制御回路にも適用することができる。 The layout of the gradation control circuit according to the present embodiment can also be applied to a gradation control circuit that performs gradation control by changing the value of the gate width / gate length of the MISFET.
(第9の実施形態)
−電流嵩上げ回路−
発光素子を用いた電流駆動方式のパネルにおいて、表示特性を改善する方法として、輝度全体を変化させるコントラスト調整がある。
(Ninth embodiment)
-Current raising circuit-
As a method for improving display characteristics in a current-driven panel using a light emitting element, there is contrast adjustment for changing the entire luminance.
このコントラスト調整を実現するための回路が、電流嵩上げ制御回路である。これは、嵩上げ信号K0〜K1を受けてハイ側階調制御回路60及びロー側階調制御回路59からの出力電流を嵩上げするための電流を出力するための回路である。
A circuit for realizing the contrast adjustment is a current raising control circuit. This is a circuit for receiving the raising signals K0 to K1 and outputting a current for raising the output currents from the high-side
例えば、第6の実施形態に係る階調制御用出力回路において、この電流嵩上げ制御回路からの嵩上げ電流が、階調制御回路の出力部64に入力されるようになっている。この場合、すべての階調を制御する際に、出力部64から出力される電流は嵩上げされる。
For example, in the gradation control output circuit according to the sixth embodiment, the raising current from the current raising control circuit is input to the
しかしながら、出力電流の嵩上げは、階調制御回路の出力すべてについて行う必要があるため、図9に示す電流嵩上げ制御回路61は、ハイ側階調制御回路60と共通のハイ側カレントミラー部56に接続されるか、別途設けた嵩上げ回路用カレントミラー部65に接続されるかのどちらかしかなかった。
However, since it is necessary to raise the output current for all the outputs of the gradation control circuit, the current
図16(a),(b)は、それぞれ同図(b)に示す階調制御用出力回路の電流値−階調レベル特性を示す図、及び嵩上げ回路用カレントミラー部65を設けた場合の階調制御用出力回路の例を示すブロック回路図である。
FIGS. 16A and 16B are diagrams showing the current value-gradation level characteristics of the output circuit for gradation control shown in FIG. 16B, respectively, and the case where the
図9及び図16に示す階調制御用出力回路では、電流嵩上げ制御回路61の効果はあるが、配線やカレントミラー部の面積が増加してしまう。
In the gradation control output circuits shown in FIGS. 9 and 16, the current
−本実施形態の階調制御用出力回路−
図17は、本実施形態の階調制御用出力回路のうち、電流嵩上げ制御回路を示す図である。
-Output circuit for gradation control of this embodiment-
FIG. 17 is a diagram showing a current raising control circuit in the gradation control output circuit of the present embodiment.
なお、本実施形態の階調制御用出力回路は、表示装置の電流駆動用ドライバ、プリンタのヘッドなどに用いられる。 Note that the gradation control output circuit of this embodiment is used for a current driving driver of a display device, a printer head, and the like.
本実施形態の階調制御用出力回路は、出力部64に接続されたロー側階調制御回路59と、ロー側階調制御回路59に基準電圧Vst1を供給するためのロー側カレントミラー部55と、ロー側カレントミラー部55とロー側階調制御回路59との間に設けられた電流嵩上げ制御回路66と、ロー側出力部64に接続されたハイ側階調制御回路60と、ハイ側階調制御回路60に基準電圧Vst2を供給するためのハイ側カレントミラー部56と、ディスプレイ側のソース信号線58に接続された選択プリチャージ制御回路62とを備えている。
The gradation control output circuit of the present embodiment includes a low-side
図17に示すように、電流嵩上げ制御回路66は、それぞれ1個、2個のカレントミラーを有するカレントミラー部と嵩上げ信号K0、K1に応じてオン・オフを決定するスイッチ回路とから構成されている。
As shown in FIG. 17, the current
この電流嵩上げ制御回路66は、ロー側階調制御回路59と類似の構成を有しているため、製造が容易な上、カレントミラー部を新たに設ける必要もない。このため、本実施形態の階調制御用出力回路は、図9及び図16(b)に示す階調制御用出力回路に比べて、面積を大幅に縮小することができる。
Since the current
なお、本実施形態における電流嵩上げ制御回路66が嵩上げを行うのは、ロー側階調制御回路59の出力電流のみである。しかしながら、ロー側階調制御回路59の出力電流は常に出力部64から出力されているので、これによる不具合は生じない。加えて、高い階調よりも低い階調を制御する電流を嵩上げする方が重要である。
Note that the current
このように、本実施形態の階調制御用出力回路によれば、面積の増加を抑えつつ、電流嵩上げ制御回路によるコントラスト調整を容易に実現することができる。 As described above, according to the gradation control output circuit of this embodiment, it is possible to easily realize contrast adjustment by the current raising control circuit while suppressing an increase in area.
(第10の実施形態)
本発明の第10の実施形態として、これまでの実施形態で説明した階調制御用出力回路(電流駆動用ドライバ)の検査装置を説明する。
(Tenth embodiment)
As a tenth embodiment of the present invention, an inspection apparatus for the gradation control output circuit (current driving driver) described in the above embodiments will be described.
電流駆動方式に用いられる階調制御用出力回路の1階調当たりの電流は10nA〜20nAであり、検査時に検出すべき電流値もこれに同じである。このため、階調制御用出力回路から出力される微小な検査電流を、減衰させずに半導体テスター79に伝達する必要がある。
The current per gradation of the gradation control output circuit used in the current driving method is 10 nA to 20 nA, and the current value to be detected at the time of inspection is the same. Therefore, it is necessary to transmit a minute inspection current output from the gradation control output circuit to the
これを解決するため、本願発明者らは、微少電流である検出電流を電圧に変換して伝達することを考えた。 In order to solve this problem, the inventors of the present application have considered converting a detection current, which is a minute current, into a voltage and transmitting it.
図18(a),(b)は、それぞれ電流駆動用の階調制御用出力回路を検査するための本発明の第10の実施形態に係るプローブカードを示す断面図、及び該プローブカードの断面を示すブロック回路図である。 FIGS. 18A and 18B are a cross-sectional view showing a probe card according to a tenth embodiment of the present invention for inspecting a current-driven gradation control output circuit, and a cross-section of the probe card, respectively. FIG.
図18(a),(b)に示すように、本実施形態のプローブカードは、上面が半導体テスター79に設置可能な基板78と、基板78の下面上に設けられ、導体からなるプローブ83と、基板78上の、プローブ83の根元から約10cm以内に配置され、プローブ83に接続された高精度の抵抗体88と、抵抗体88に接続され、基板78を貫通して設けられた配線とを備えている。
As shown in FIGS. 18A and 18B, the probe card of the present embodiment has a
また、被検査ウエハ82上には、例えば検査用のパッド87(またはバンプ)と、パッド87に接続された図示しない内部回路とが設けられている。
On the
半導体テスター79は、被検査ウエハ82から出力された検査信号を基準電圧と比較するためのコンパレータを有している。
The
次に、本実施形態のプローブカードを用いた検査手順を簡単に説明する。 Next, an inspection procedure using the probe card of this embodiment will be briefly described.
まず、検査時にはプローブカード78を半導体テスター79にセットし、プローブ83を被検査ウエハ82のパッド87に当接させる。この状態で、所定値の電流を、プローブ83から被検査ウエハ82上のパッド87に入力する。
First, at the time of inspection, the
次に、入力した電流に応じた電流信号がパッド87からプローブ83に伝達される。この時、図18(b)に示すように、プローブ83の直近に配置された抵抗体80により被検査ウエハ82からの電流信号は電圧信号に変換される。この電圧信号は、プローブカード78の配線86や接続配線85や図示しない冶具等を経て半導体テスター79に伝達される。
Next, a current signal corresponding to the input current is transmitted from the
次に、半導体テスター79に入力された電圧信号は、コンパレータの負側入力部に入力され、所定の基準電圧と比較される。この際に、電圧信号と基準電圧との差が一定の範囲内であれば、製品は「合格」と判定される。
Next, the voltage signal input to the
一般に、電圧信号は、電流信号に比べて伝送経路中で減衰しにくい。そのため、本実施形態のプローブカードにおいては、被検査ウエハ82からの電流信号を、抵抗体80によって電圧信号に変換することで、被検査ウエハからの信号を半導体テスター79に確実に伝達させることができる。ただし、本実施形態のプローブカードにおいて、抵抗体80を通る信号の経路は、インピーダンスが大きいため、外乱ノイズの影響を受けないように、シールド対策が施されることが望ましい。
In general, a voltage signal is less likely to attenuate in the transmission path than a current signal. Therefore, in the probe card of the present embodiment, the current signal from the wafer to be inspected 82 is converted into a voltage signal by the
なお、本実施形態のプローブカードにおいて、プローブ83と抵抗体80との距離は、10cm程度以下であることが好ましい。これは、プローブ83と抵抗体80との間の距離が大きくなりすぎると、抵抗体80に至るまでに電流信号が減衰するおそれがあるからである。
In the probe card of this embodiment, the distance between the
また、ここで示したプローブカードは、チップごとにウエハを検査するタイプのものであるが、ウエハバーンイン用のプローブカードであっても、プローブの直近に高精度の抵抗体を設けることで、階調制御用出力回路を有するウエハの検査が可能になる。 The probe card shown here is of a type that inspects the wafer for each chip, but even a wafer burn-in probe card is provided with a high-precision resistor in the immediate vicinity of the probe. It is possible to inspect a wafer having an output circuit for adjustment control.
また、被検査ウエハとしては、階調制御用出力回路を有するものに限らず、微少電流を出力する機能を有する回路が設けられたウエハであれば同様の本実施形態のプローブカードで検査することができる。 In addition, the wafer to be inspected is not limited to the one having the gradation control output circuit, and any wafer provided with a circuit having a function of outputting a minute current should be inspected by the same probe card of this embodiment. Can do.
なお、本実施形態のプローブカードに配置される抵抗体88としては、集積化されたものを用いてもよい。
Note that an
(第11の実施形態)
第10の実施形態に係るプローブカードを用いる検査において、検出すべき電圧の範囲が大きく変化する場合には、電圧信号の電圧値が半導体テスター79のコンパレータの検出範囲外となることがある。これを避けるため、本願発明者らは、プローブカードの構造をさらに改善することを検討した。
(Eleventh embodiment)
In the inspection using the probe card according to the tenth embodiment, when the voltage range to be detected changes greatly, the voltage value of the voltage signal may be outside the detection range of the comparator of the
図19は、本発明の第11の実施形態に係るプローブカードの断面を示すブロック回路図である。 FIG. 19 is a block circuit diagram showing a cross section of a probe card according to the eleventh embodiment of the present invention.
本実施形態のプローブカードは、基板78と、基板78の下面上に設けられたプローブ83と、基板78の下面上のうち、プローブ83の直近に配置された高精度で抵抗値が設定された抵抗体80と、基板78の下面上に設けられ、出力部に抵抗体80の一端が、負側入力部に抵抗体80の他端がそれぞれ接続されたコンパレータ81と、基板78を貫通して設けられた配線(図示せず)とを備えている。また、コンパレータ81の正側入力部には、検査時に半導体テスター79から基準電圧信号が供給される。ここで、オペアンプとしては、入力インピーダンスが高いものが好ましく用いられる。
In the probe card of the present embodiment, the resistance value is set with high accuracy that is disposed in the immediate vicinity of the
本実施形態のプローブカードには、抵抗体80で負帰還され、正側入力部に基準電圧信号が入力されたオペアンプ81を備えている。負帰還されたオペアンプ81の正側入力部に入力された電圧の利得(出力電圧)/(入力電圧)は、抵抗体80の帰還率で決まるので、入力された信号電圧の大きさに応じて基準電圧信号を変えることで、信号電圧の範囲を半導体テスター79のコンパレータの測定可能範囲内に収めることができる。具体的には、被検査ウエハ82からの信号電流がが小さい時は低電圧の基準電圧信号をオペアンプ81の正側入力部に入力し、信号電流が大きい時は高電圧の基準電圧信号をオペアンプ81の正側入力部に入力する。なお、オペアンプ81としては、入力インピーダンスが十分に高いものを用いる。
The probe card of the present embodiment includes an
このように、本実施形態のプローブカードにおいては、被検査ウエハ82からの信号電流の大きさに応じて基準電圧信号を変化させることで検出する信号電圧の範囲を制御することができる。これにより、検査をより簡単に精度良く行なうことが可能になる。
As described above, in the probe card of this embodiment, the range of the signal voltage to be detected can be controlled by changing the reference voltage signal according to the magnitude of the signal current from the
なお、本実施形態のプローブカード上に設けられるオペアンプ81は、大きさが問題となるので、チップ上に集積化されたものを用いることが好ましい。
Note that the
(第12の実施形態)
本発明の第12の実施形態として、電流信号を電圧信号に変換するための抵抗体を、階調制御用出力回路を搭載したチップ上に設けたものについて説明する。
(Twelfth embodiment)
A twelfth embodiment of the present invention will be described in which a resistor for converting a current signal into a voltage signal is provided on a chip on which a gradation control output circuit is mounted.
図20(a),(b)は、それぞれ通常時における本実施形態の半導体チップを示す回路図、及び検査時における本実施形態の半導体チップを示す回路図である。ここで、通常時とは、通常動作時と電源切断時を含めたときを指す。 20A and 20B are a circuit diagram showing the semiconductor chip of the present embodiment at the normal time and a circuit diagram showing the semiconductor chip of the present embodiment at the time of inspection, respectively. Here, the normal time indicates a time including normal operation and power-off.
同図(a),(b)に示すように、本実施形態の半導体チップは、集積化された階調制御用出力回路と、該階調制御用出力回路の出力部107と選択プリチャージ回路106とに接続された高精度で抵抗値が設定された抵抗体100と、静電放電(ESD)から内部回路を保護するためのダイオード102,103と、スイッチ回路104,105と、外部端子(図示せず)とを備えている。
As shown in FIGS. 4A and 4B, the semiconductor chip of this embodiment includes an integrated gradation control output circuit, an
本実施形態の半導体チップについての説明を、動作モードごとに行なう。 The semiconductor chip of this embodiment will be described for each operation mode.
まず、図20(a)に示すように、通常時(電源切断時及び通常動作時)には、スイッチ回路104はオフになるとともにスイッチ回路105は抵抗体100を外部端子に接続させる。このとき、外部端子、抵抗体100、階調制御用出力回路とは互いに直列に接続されていることになる。
First, as shown in FIG. 20A, during normal times (when the power is turned off and during normal operation), the
これにより、外部端子から静電気などの高電圧が印加された場合に、抵抗体100の電圧降下作用により階調制御用出力回路を保護することが可能になる。
Thereby, when a high voltage such as static electricity is applied from the external terminal, the gradation control output circuit can be protected by the voltage drop action of the
一方、図20(b)に示すように、検査時には、スイッチ回路104はオンになるとともにスイッチ回路105は抵抗体100を接地に接続させる。
On the other hand, as shown in FIG. 20B, at the time of inspection, the
これにより、測定用の電流信号が外部端子から出力される前に、抵抗体100によって電圧信号に変換される。
Thus, the current signal for measurement is converted into a voltage signal by the
以上のように、本実施形態の半導体チップによれば、抵抗体100を通常時にはESD保護用抵抗として用い、検査時には電流/電圧変換用抵抗として用いることにより、ESD保護を図るとともに、精度の高い検査を実行することができる。また、抵抗体100を半導体チップ上に設けることによって、第11の実施形態のように、プローブカード上に抵抗体を設ける必要がない。そのため、階調制御用出力回路を検査するために、低品質のプローブカードを用いても検査ができるようになる。
As described above, according to the semiconductor chip of this embodiment, the
なお、本実施形態の半導体チップにおいても、集積化された内部回路は、階調制御用出力回路以外の、微少電流を出力する回路であってもよい。 Also in the semiconductor chip of this embodiment, the integrated internal circuit may be a circuit that outputs a minute current other than the gradation control output circuit.
また、スイッチ回路104,105は、本実施形態で説明した位置と異なる場所に設けることもでき、検査時と通常時で抵抗体の接続を切り替えることができればよい。
In addition, the
(第13の実施形態)
本発明の第13の実施形態は、階調制御用出力回路(電流駆動ドライバ)の検査方法に関するものである。
(13th Embodiment)
The thirteenth embodiment of the present invention relates to a method for inspecting a gradation control output circuit (current drive driver).
図21は、本発明の第13の実施形態に係る階調制御用出力回路の検査方法を説明するための回路図である。階調制御用出力回路の例として、ここでは、図17に示す第9の実施形態にの階調制御用出力回路を示している。 FIG. 21 is a circuit diagram for explaining the inspection method of the gradation control output circuit according to the thirteenth embodiment of the present invention. As an example of the gradation control output circuit, here, the gradation control output circuit according to the ninth embodiment shown in FIG. 17 is shown.
本発明の階調制御回路において、階調制御回路からの出力電流の大きさは、多段式カレントミラーから供給される電流の大きさによって変わる。本実施形態で用いられる多段式カレントミラーでは、1つの親電流源を流れる電流と同じ値の電流が176個の階調制御回路に供給されるので、多段式カレントミラー部に入力される電流を増やせば、この多段式カレントミラー部に接続されるすべての階調制御回路から出力される電流も増えることになる。 In the gradation control circuit of the present invention, the magnitude of the output current from the gradation control circuit varies depending on the magnitude of the current supplied from the multistage current mirror. In the multistage current mirror used in this embodiment, a current having the same value as the current flowing through one parent current source is supplied to 176 gradation control circuits, so that the current input to the multistage current mirror section is If the number is increased, the current output from all the gradation control circuits connected to the multistage current mirror section also increases.
そこで、本実施形態の階調制御用出力回路の検査方法では、外部の抵抗体68よりも低い抵抗値を有する抵抗体69を用いる。
Therefore, in the inspection method for the gradation control output circuit of the present embodiment, the
そして、検査時には、抵抗体69を、ロー側カレントミラー部55に対して外部抵抗68と並列に接続する。
At the time of inspection, the
通常時には、スイッチ回路等によって、抵抗体69はロー側カレントミラー部55に接続されないように接続を切り替える。
Normally, the connection of the
この方法により、検査時には、通常動作時よりも大きい電流が一時的に流れ、階調制御用出力回路から出力される信号電流を例えば10倍にすることができる。この結果、検査時に、寄生素子や配線材による絶縁抵抗リークの影響を低減することができる。 With this method, during inspection, a larger current than that during normal operation temporarily flows, and the signal current output from the gradation control output circuit can be increased, for example, 10 times. As a result, it is possible to reduce the influence of insulation resistance leakage due to parasitic elements and wiring materials during inspection.
なお、本実施形態の検査方法によれば、ロー側カレントミラー部55に外部の抵抗体69が接続される例を示したが、ハイ側カレントミラー部56に抵抗体69を接続してもよい。
Note that, according to the inspection method of the present embodiment, the example in which the
(第14の実施形態)
本発明の第14の実施形態として、階調制御用出力回路を検査するために、共通のラッチ回路を設ける例について説明する。
(Fourteenth embodiment)
As a fourteenth embodiment of the present invention, an example in which a common latch circuit is provided to inspect the gradation control output circuit will be described.
図22は、階調制御用出力回路において、外部からの入力信号の経路を示すためのブロック回路図である。 FIG. 22 is a block circuit diagram for showing a path of an external input signal in the gradation control output circuit.
本発明の階調制御用出力回路が表示装置用の電流駆動用ドライバとして用いられる場合、表示データは、データ入力端子から入力され、ビットセル(1出力分のセル回路)ごとに複数のラッチ回路にラッチされてから各階調制御回路に供給される。すなわち、通常動作時に外部から入力された表示データは、通常動作用ラッチ回路111a、111bなどを経由し、図22に示す黒線のような経路をたどって階調制御回路に入力される。
When the gradation control output circuit of the present invention is used as a current drive driver for a display device, display data is input from a data input terminal and is supplied to a plurality of latch circuits for each bit cell (cell circuit for one output). After being latched, it is supplied to each gradation control circuit. That is, display data input from the outside during normal operation is input to the gradation control circuit via a normal
しかしながら、微小な電流を検査のために入力する場合、上記の経路をたどるとすると、検査時間が長くなってしまう。特に、アナログ電流を入力して階調の変化を検査する際などには、検査時間が膨大になってしまう。 However, when inputting a minute current for inspection, if the above path is followed, the inspection time becomes long. In particular, when an analog current is input and a change in gradation is inspected, the inspection time becomes enormous.
そこで、本願発明者らは、検査時間を短縮し、検査効率を向上させるため、検査時にのみ使用する、チップ上の全出力部に対して1つの共通ラッチ回路90を階調制御回路を集積化したチップ上に設けることとした。
In order to shorten the inspection time and improve the inspection efficiency, the inventors of the present application have integrated the grayscale control circuit with one
図23は、本実施形態の半導体チップにおける選択回路の構成を示す回路図である。 FIG. 23 is a circuit diagram showing a configuration of a selection circuit in the semiconductor chip of the present embodiment.
同図に示すように、本実施形態の半導体チップは、半導体チップ上に集積化された階調制御用出力回路と、階調制御用出力回路のビットセルごとに設けられた通常動作用ラッチ回路111と、半導体チップ上に1つ設けられた共通ラッチ回路90と、通常動作用ラッチ回路111と共通ラッチ回路90のうちいずれかを階調制御用出力回路のビットセルに接続させるための選択回路とを備えている。
As shown in the figure, the semiconductor chip of this embodiment includes a gradation control output circuit integrated on the semiconductor chip, and a normal
共通ラッチ回路90からは、すべてのビットセルに接続するための配線が延びている。
A wiring for connecting to all the bit cells extends from the
通常動作時には、この共通ラッチ回路90がビットセルに接続しないように、スイッチ回路がオフの状態になっている。
During normal operation, the switch circuit is off so that the
そして、検査時においては、選択回路が共通ラッチ回路90と全てのビットセルとを接続させることができるようになっている。本実施形態においては、共通ラッチ回路90からの出力は、階調制御用出力回路の528出力すべてに接続されている。
At the time of inspection, the selection circuit can connect the
この構成により、検査時にはビットセルごとに毎回データをラッチする必要がなくなるので、検査時間を大幅に短縮することが可能になる。 With this configuration, it is not necessary to latch data every bit cell at the time of inspection, so that the inspection time can be greatly shortened.
1 階調制御部
2 第2のMISFET
3 第3のMISFET
4 電源電圧供給配線
5 出力側トランジスタ
6 オペアンプ
7 差動回路
8 出力バッファ部
10,10a 電流供給部
11 第1のMISFET
12 電源電圧供給部
13 抵抗体
14 第3のノード
15 ゲートバイアス供給線
16 出力部
19 発振防止用コンデンサ
20 電圧選択スイッチ
21 第1の抵抗体
22 第2の抵抗体
23 第1のノード
23a 出力部用電圧供給線
24 第2のノード
24a 差動回路用電圧供給線
25 第1の電源電圧供給ノード
26 第2の電源電圧供給ノード
30 傾斜バイアス用MISFET
31 第2の電流供給部
41 第4のMISFET
43 受け手側カレントミラー
49,70 トランスファーゲート
50,71 インバータ
52 カレントミラー部
53 選択スイッチ
55 ロー側カレントミラー部
56 ハイ側カレントミラー部
59 ロー側階調制御回路
60 ハイ側階調制御回路
61,66 電流嵩上げ制御回路
62,106 選択プリチャージ回路
63a,63b,68,69,80,88,100 抵抗体
64,107 出力部
65 嵩上げ回路用カレントミラー部
74 NOR回路
75 OR回路
76 NAND回路
77 出力ノード
78 基板
79 半導体テスター
81 コンパレータ
82 被検査ウエハ
83 プローブ
85 接続配線
86 配線
87 パッド
90 共通ラッチ回路
102,103 ダイオード
104,105 スイッチ回路
111a,111b 通常動作用ラッチ回路
1
3 Third MISFET
4 power supply
DESCRIPTION OF
31 Second
43 Receiver-side
90
Claims (35)
第1の電流供給部と、
上記電源電圧供給部に接続された電源電圧供給配線と、
上記第1の電流供給部と上記電源電圧供給部との間に介設され、上記電源電圧供給部に接続されたゲート電極を有する第1のMISFETと、
上記電源電圧供給配線に接続されたトランジスタを有する複数の階調制御部と、
第2の電流供給部と、
上記第2の電流供給部及び上記電源電圧供給配線に接続され、上記第1のMISFETと導電型が同じ傾斜バイアス用MISFETと、
上記第1のMISFETのゲート電極と上記傾斜バイアス用MISFETのゲート電極との間を接続し、且つ上記電源電圧供給配線に接続され、上記トランジスタに流れる電流を制御するためのバイアス供給線と
を備えている階調制御用出力回路。 A power supply voltage supply unit;
A first current supply unit;
A power supply voltage supply wiring connected to the power supply voltage supply unit;
A first MISFET having a gate electrode interposed between the first current supply unit and the power supply voltage supply unit and connected to the power supply voltage supply unit;
A plurality of gradation control units having transistors connected to the power supply voltage supply wiring;
A second current supply unit;
A tilt bias MISFET having the same conductivity type as that of the first MISFET, connected to the second current supply unit and the power supply voltage supply wiring;
A bias supply line that connects between the gate electrode of the first MISFET and the gate electrode of the gradient bias MISFET, is connected to the power supply voltage supply wiring, and controls a current flowing through the transistor; Output circuit for gradation control.
上記トランジスタは、上記バイアス供給線に接続されたゲート電極を有するMISFETであることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 1,
The gradation control output circuit, wherein the transistor is a MISFET having a gate electrode connected to the bias supply line.
上記電源電圧供給部に接続され、上記第1のMISFETと共に送り手側カレントミラーを構成する第2のMISFETをさらに備え、
上記第2の電流供給部は、上記送り手側カレントミラーに接続され、互いに同じ導電型のMISFETから構成された受け手側カレントミラーであることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 1 or 2,
A second MISFET which is connected to the power supply voltage supply unit and forms a sender-side current mirror together with the first MISFET;
The gradation control output circuit, wherein the second current supply unit is a receiver-side current mirror connected to the sender-side current mirror and composed of MISFETs of the same conductivity type.
上記複数の階調制御部は、電流加算型のD/Aコンバータであることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to any one of claims 1 to 3,
The gradation control output circuit, wherein the plurality of gradation control units are current addition type D / A converters.
上記複数の階調制御部は、
M階調を表すための、上記電源電圧供給ノードに対して互いに並列に接続された複数のカレントミラー部と、
上記カレントミラー部に接続された同数の選択スイッチと、
上記全ての選択スイッチに接続された電流出力部と
を有しており、
上記カレントミラー部は、上記トランジスタからなるカレントミラーで構成されていることを特徴とする階調制御用出力回路。 In the gradation control output circuit according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of gradation control units are
A plurality of current mirror portions connected in parallel to the power supply voltage supply node to represent M gray scale;
The same number of selection switches connected to the current mirror section;
A current output connected to all the selection switches,
The gradation control output circuit, wherein the current mirror section is formed of a current mirror including the transistor.
M階調を制御するために、上記カレントミラー部は、それぞれ1,2,…,M/2個の互いに同じ素子構成を有するカレントミラーで構成されていることを特徴とする階調制御用出力回路。 The output circuit for gradation control according to claim 5,
In order to control the M gradation, the current mirror section is composed of 1, 2,..., M / 2 current mirrors having the same element configuration, respectively. circuit.
上記トランジスタは、互いに同じ素子構成を有するMISFETであり、
M階調を制御するために、上記各カレントミラー部からの出力電流は、上記MISFETのゲート幅のゲート長に対する比により調整されることを特徴とする階調制御用出力回路。 The output circuit for gradation control according to claim 5,
The transistors are MISFETs having the same element configuration,
An output circuit for gradation control, wherein an output current from each of the current mirror units is adjusted by a ratio of a gate width to a gate length of the MISFET in order to control M gradation.
上記階調制御部は、
カレントミラー部と、上記カレントミラー部に接続された同数のトランスファーゲート及びインバータとを有する選択スイッチとを有する複数の階調生成部を有しており、
上記カレントミラー部及び上記選択スイッチは、上記各階調生成部ごとに固めて配置されていることを特徴とする階調制御用出力回路。 In the gradation control output circuit according to any one of claims 4 to 7,
The gradation control unit
A plurality of gradation generation units having a current mirror unit and a selection switch having the same number of transfer gates and inverters connected to the current mirror unit;
The output circuit for gradation control, wherein the current mirror section and the selection switch are arranged firmly for each gradation generation section.
上記トランジスタは、共に同じ導電型を有し、カレントミラーを構成する第1のトランジスタと第2のトランジスタであり、
上記階調制御部は、上記第1のトランジスタを有する出力バッファ部と、上記第2のトランジスタを有する差動回路とを有していることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to any one of claims 1 to 3,
The transistors are a first transistor and a second transistor both having the same conductivity type and constituting a current mirror,
The gradation control output circuit, wherein the gradation control section includes an output buffer section having the first transistor and a differential circuit having the second transistor.
駆動時に上記第1のトランジスタを流れる電流は、上記第2のトランジスタを流れる電流よりも大きいことを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 9,
An output circuit for gradation control, wherein a current flowing through the first transistor during driving is larger than a current flowing through the second transistor.
上記階調制御部は、階調制御用の電圧を上記出力バッファ部に供給するための電圧選択スイッチをさらに有していることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 9 or 10,
The gradation control output circuit, wherein the gradation control unit further includes a voltage selection switch for supplying a voltage for gradation control to the output buffer unit.
上記差動回路は、入力部が上記電圧選択スイッチに接続され、出力部が上記出力バッファ部に接続されたオペアンプを有していることを特徴とする階調制御用出力回路。 The output circuit for gradation control according to claim 11,
The differential circuit includes an operational amplifier having an input section connected to the voltage selection switch and an output section connected to the output buffer section.
上記複数の多段式カレントミラー部の各々から基準電圧及び階調信号を受けて、互いに異なる階調制御用電流を出力するための複数の階調制御部と
を備えている階調制御用出力回路。 A plurality of multi-stage current mirror units, each of which is composed of a plurality of current mirrors, and in which a current equal to a current flowing through the first stage current mirror flows through each of the three or more stage current mirrors
A grayscale control output circuit comprising a plurality of grayscale control sections for receiving a reference voltage and a grayscale signal from each of the plurality of multi-stage current mirror sections and outputting different grayscale control currents .
上記複数の階調制御部からの階調制御用電流を受けるとともに、上記階調信号に応じて出力する上記階調制御用電流の組み合わせを変えるための出力制御部と
を備えている階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 13,
A gray scale control including a gray scale control current from the plurality of gray scale control sections and an output control section for changing a combination of the gray scale control currents output according to the gray scale signal Output circuit.
上記複数の階調制御部は、上記複数の階調制御部のうち、最も低い範囲の階調を制御可能なロー側階調制御部と、上記ロー側階調制御部よりも高い階調を制御可能なハイ側階調制御部とに分かれ、
上記複数の多段式カレントミラー部は、上記ロー側階調制御部に接続されたロー側多段式カレントミラー部と、上記ハイ側階調制御部に接続されたハイ側多段式カレントミラー部とに分かれることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 13 or 14,
The plurality of gradation control units include a low-side gradation control unit capable of controlling a gradation in the lowest range among the plurality of gradation control units, and a gradation higher than the low-side gradation control unit. It is divided into a controllable high-side gradation control unit,
The plurality of multi-stage current mirror sections include a low-side multi-stage current mirror section connected to the low-side gradation control section and a high-side multi-stage current mirror section connected to the high-side gradation control section. A gradation control output circuit characterized by being separated.
上記出力制御部は、階調数が所定値以下の場合には、上記ロー側階調制御部からの上記階調制御用電流のみを出力し、階調数が所定値を越える場合には、上記ロー側階調制御部からの上記階調制御用電流に加えて上記ハイ側階調制御部からの上記階調制御用電流を出力するように制御することを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 15,
The output control unit outputs only the gradation control current from the low-side gradation control unit when the number of gradations is a predetermined value or less, and when the number of gradations exceeds the predetermined value, A gradation control output characterized by controlling to output the gradation control current from the high-side gradation control unit in addition to the gradation control current from the low-side gradation control unit circuit.
少なくとも赤、緑、青の3色分の上記ロー側多段式カレントミラー部,上記ハイ側多段式カレントミラー部,上記ロー側階調制御部及び上記ハイ側階調制御部が同一のチップに集積化されていることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 15 or 16,
The low-side multi-stage current mirror section, the high-side multi-stage current mirror section, the low-side gradation control section, and the high-side gradation control section for at least three colors of red, green, and blue are integrated on the same chip. An output circuit for gradation control, characterized in that
上記ロー側多段式カレントミラー部と上記ハイ側多段式カレントミラー部とは1組ずつ互いに隣接して配置されるとともに、行方向に所定の色順に配置され、
上記ロー側階調制御部、上記ハイ側階調制御部及び上記出力制御部は、ほぼ行列上に配置され、上記ロー側多段式カレントミラー部及び上記ハイ側多段式カレントミラー部の1組みに接続された上記ロー側階調制御部、上記ハイ側階調制御部及び上記出力制御部は固めて配置されることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 17,
The low-side multi-stage current mirror section and the high-side multi-stage current mirror section are arranged adjacent to each other one by one and arranged in a predetermined color order in the row direction.
The low-side gradation control unit, the high-side gradation control unit, and the output control unit are arranged substantially in a matrix, and constitute one set of the low-side multistage current mirror unit and the high-side multistage current mirror unit. A gradation control output circuit, wherein the low-side gradation control unit, the high-side gradation control unit, and the output control unit connected to each other are arranged together.
上記階調制御部は、
カレントミラー部と、上記カレントミラー部に接続された同数のトランスファーゲート及びインバータとを有する選択スイッチとを有する複数の階調生成部を有しており、
上記カレントミラー部及び上記選択スイッチは、上記各階調生成部ごとに固めて配置されていることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to any one of claims 13 to 18,
The gradation control unit
A plurality of gradation generation units having a current mirror unit and a selection switch having the same number of transfer gates and inverters connected to the current mirror unit;
The output circuit for gradation control, wherein the current mirror section and the selection switch are arranged firmly for each gradation generation section.
嵩上げ制御信号と上記ハイ側多段式カレントミラーから供給される基準電圧とを受けて、上記ロー側階調制御部からの出力電流及び上記ハイ側階調制御部からの出力電流を嵩上げする電流を上記出力制御部に出力するための電流嵩上げ制御回路をさらに設けたことを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to any one of claims 15 to 19,
In response to the raising control signal and the reference voltage supplied from the high-side multistage current mirror, the output current from the low-side gradation control unit and the current that raises the output current from the high-side gradation control unit are An output circuit for gradation control, further comprising a current raising control circuit for outputting to the output control unit.
上記ロー側多段式カレントミラー部と上記ロー側階調制御部との間に、上記ロー側階調制御部の出力電流を嵩上げする電流を出力するための電流嵩上げ制御回路をさらに設けたことを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to any one of claims 15 to 19,
A current raising control circuit for outputting a current for raising the output current of the low-side gradation control unit is further provided between the low-side multistage current mirror unit and the low-side gradation control unit. A characteristic gradation control output circuit.
上記電流嵩上げ制御回路は、制御する階調に応じて出力する電流を増減する機能を有することを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 21,
The gray scale control output circuit, wherein the current raising control circuit has a function of increasing or decreasing a current to be output in accordance with a gray scale to be controlled.
上記出力制御回路は、
外部の信号線を充電する電圧をスイッチング制御により供給するための選択プリチャージ回路と、
表示データに応じたタイミング制御によって一定期間上記選択プリチャージ回路をオンにするための選択プリチャージ制御回路とをさらに有していることを特徴とする階調制御用出力回路。 In the gradation control output circuit according to any one of claims 14 to 22,
The output control circuit is
A selection precharge circuit for supplying a voltage for charging an external signal line by switching control;
A gradation control output circuit, further comprising: a selection precharge control circuit for turning on the selection precharge circuit for a predetermined period by timing control according to display data.
上記半導体チップ上に設けられ、上記出力部に接続された外部端子と、
上記半導体チップ上に設けられ、上記出力部に接続された、電流信号を電圧信号に変換するための抵抗体と
を備えていることを特徴とする階調制御用出力回路。 An internal circuit integrated on a semiconductor chip and having an output unit for outputting a current signal;
An external terminal provided on the semiconductor chip and connected to the output unit;
A gradation control output circuit comprising: a resistor provided on the semiconductor chip and connected to the output unit for converting a current signal into a voltage signal.
上記抵抗体に接続されたスイッチ回路をさらに備え、
上記スイッチ回路は、
通常動作時及び電源切断時には、上記抵抗体が上記外部端子に対して上記内部回路と互いに直列に接続されるように接続し、
検査時には、上記抵抗体を接地に接続すると共に、上記出力部に対して上記抵抗体と上記外部端子とが並列になるように接続するよう切り替えることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 24,
A switch circuit connected to the resistor;
The switch circuit is
At the time of normal operation and power off, the resistor is connected to the external terminal so as to be connected in series with the internal circuit,
A gradation control output circuit characterized in that, at the time of inspection, the resistor is connected to ground, and the resistor and the external terminal are switched to be connected in parallel to the output unit.
上記内部回路は、
多段式カレントミラー部と、
上記多段式カレントミラー部からの基準電圧を受けて階調制御用電流を出力するための階調制御部と
を有していることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 24 or 25.
The internal circuit is
A multi-stage current mirror,
A gradation control output circuit comprising: a gradation control section for receiving a reference voltage from the multistage current mirror section and outputting a gradation control current.
上記ビットセルごとに設けられた通常動作用ラッチ回路と、
全ての上記ビットセルに信号を供給するための共通ラッチ回路と、
上記共通ラッチ回路及び上記通常動作用ラッチ回路と上記ビットセルとの間に設けられ、通常動作時には上記通常動作用ラッチ回路からの信号を上記ビットセルに伝達し、検査時には、上記共通ラッチ回路から出力された信号を上記ビットセルに伝達するように切り替えるための選択回路と
を備えている階調制御用出力回路。 A plurality of gradation control units having a plurality of bit cells;
A latch circuit for normal operation provided for each bit cell;
A common latch circuit for supplying signals to all the bit cells;
Provided between the common latch circuit and the normal operation latch circuit and the bit cell, and transmits a signal from the normal operation latch circuit to the bit cell during normal operation, and is output from the common latch circuit during inspection. And a selection circuit for switching so as to transmit the received signal to the bit cell.
上記複数の階調制御部に基準電圧を供給するための多段式カレントミラー部がさらに設けられていることを特徴とする階調制御用出力回路。 The gradation control output circuit according to claim 27.
A gradation control output circuit, further comprising a multistage current mirror section for supplying a reference voltage to the plurality of gradation control sections.
上記基板の下面上に設けられ、少なくとも被検査ウエハからの電流信号を受けるための、導体からなるプローブと、
上記プローブに近接して上記基板上に配置され、上記プローブに接続されて上記電流信号を電圧信号に変換するための抵抗体と、
上記抵抗体に接続され、上記基板を貫通して設けられた配線と
を備えている階調制御用出力回路の検査装置。 A substrate whose upper surface can be set on a tester for wafer inspection;
A probe made of a conductor provided on the lower surface of the substrate and receiving a current signal from at least a wafer to be inspected;
A resistor disposed on the substrate in proximity to the probe and connected to the probe for converting the current signal into a voltage signal;
An inspection apparatus for a gradation control output circuit, comprising: a wiring connected to the resistor and provided through the substrate.
上記プローブと上記抵抗体との間の距離が10cm以下であることを特徴とする階調制御用出力回路の検査装置。 The inspection apparatus for an output circuit for gradation control according to claim 29,
An inspection apparatus for an output circuit for gradation control, wherein a distance between the probe and the resistor is 10 cm or less.
上記プローブに対して上記抵抗体と並列に接続され、出力部が上記抵抗体を介して負側入力部に接続されたオペアンプをさらに備えていることを特徴とする階調制御用出力回路の検査装置。 The gradation control output circuit inspection apparatus according to claim 29 or 30,
An inspection of an output circuit for gradation control, further comprising an operational amplifier connected in parallel with the resistor to the probe and having an output unit connected to the negative side input unit through the resistor. apparatus.
上記オペアンプの正側入力部には、上記テスターから出力された基準電圧が入力されることを特徴とする階調制御用出力回路の検査装置。 The inspection apparatus for an output circuit for gradation control according to claim 31,
An inspection apparatus for a gradation control output circuit, wherein a reference voltage output from the tester is input to a positive input portion of the operational amplifier.
上記抵抗体は集積化されていることを特徴とする階調制御用出力回路の検査装置。 In the inspection apparatus for an output circuit for gradation control according to any one of claims 29 to 32,
An inspection apparatus for a gradation control output circuit, wherein the resistors are integrated.
上記オペアンプは集積化されていることを特徴とする階調制御用出力回路の検査装置。 In the inspection apparatus for an output circuit for gradation control according to any one of claims 31 to 33,
An inspection apparatus for an output circuit for gradation control, wherein the operational amplifier is integrated.
検査時には、上記第1の抵抗体と並列に設けられ、上記第1の抵抗体よりも抵抗値の低い第2の抵抗体を上記基準電流源に接続し、
通常動作時には、上記第2の抵抗体と上記基準電流源との接続をオフにすることを特徴とする階調制御用出力回路の検査方法。 A reference current source connected to a first resistor connected in parallel to each other and a gradation control unit connected to the reference current source and outputting a gradation control current. An inspection method for an output circuit,
At the time of inspection, a second resistor that is provided in parallel with the first resistor and has a lower resistance value than the first resistor is connected to the reference current source,
A method for inspecting a gradation control output circuit, wherein the connection between the second resistor and the reference current source is turned off during normal operation.
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