JP2007515673A

JP2007515673A - 表示デバイス駆動回路

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Publication number: JP2007515673A
Application number: JP2006542106A
Authority: JP
Inventors: 修司萩野; マーチンルドルフヘルマン; マルコラドヴィッチ; エッカートルツィトカ
Original assignee: Koninklijke Philips NV; Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2004-12-06
Publication date: 2007-06-14
Also published as: EP1695333A1; WO2005057545A1; TW200530981A; CN1890706A

Abstract

目標電圧の出力をなす増幅器の消費電力を削減することのできる駆動回路を提供する。表示デバイスの容量性負荷Ｃｃｏｌを駆動する駆動回路において、呈すべき目標電圧を有する駆動信号Ｖｉｎを供給する駆動信号供給手段１０と、駆動信号Ｖｉｎを受け、容量性負荷Ｃｃｏｌに駆動信号Ｖｉｎを選択的に出力する増幅段２０と、容量性負荷Ｃｃｏｌにそれぞれオン時に正極性電流及び負極性電流を選択的に供給する一対の電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎと、を有する。本駆動回路は、駆動信号Ｖｉｎに応じて電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎのいずれか一方のみがオンとされた後にオフとされる前動作と、この前動作を経た後に増幅段２０が駆動信号Ｖｉｎを容量性負荷Ｃｃｏｌに出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返す。

Description

本発明は、広く表示デバイスの駆動回路に関する。本発明は特に、表示デバイスにおける容量性負荷に目標電圧信号を供給する駆動回路に関し、より具体的には、液晶表示パネルなどの表示デバイスの列電極に画素情報信号に応じた電圧を印加する表示駆動回路などに関する。

この種の駆動回路として特許文献１に記載のものがある。この駆動回路は、バッファアンプ部において１水平期間ごとのコモン電圧の反転時に、予めプリチャージ用スイッチ素子をオンすることで電源電位又は接地電位に出力端子をプリチャージし、その後に選択スイッチ素子を働かせて中間電位まで電位を下降又は上昇させる。これにより、出力電圧を電源電位又は接地電位のプリチャージ後に中間電位に引き込むので目標電圧が中間電位付近にある場合、速く液晶容量に所要の電圧を書き込むことができるようにしている。

しかしながら、この文献の駆動回路は、負荷に接続される出力端子を一旦中間電位に引き込んだ後に目標電圧に安定させるので、目標電圧レベルが中間電位に丁度等しくない限り、出力電圧は当該中間電位から目標電圧レベルまで遷移を伴い、当該負荷の駆動にロスが生じてしまうものである。このため、当該目標電圧の出力をなす増幅器は不要な電力を消費してしまうことになる。このことは、当該中間電位から相当に隔たるレベルの目標電圧をとりうる装置、すなわち広いダイナミックレンジにて動作するシステムほど大きな問題となる。
特開平８−１２２７３３号公報（特に、段落番号［００５４］ないし［００５７］、［００６５］及び［００６６］並びに［００７４］参照）

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、目標電圧の出力をなす増幅器の消費電力を削減することのできる駆動回路を提供することにある。

本発明の他の目的は、省電力化に寄与することのできる駆動回路を提供することである。

これら目的を達成するため、本発明の一態様による駆動回路は、表示デバイスの容量性負荷を駆動する駆動回路であって、呈すべき目標電圧を有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、前記駆動信号を受け、前記容量性負荷に前記駆動信号を選択的に出力する増幅段と、前記容量性負荷にそれぞれオン時に正極性電流及び負極性電流を選択的に供給する一対の電流源と、を有し、前記駆動信号に応じて前記電流源のいずれか一方のみがオンとされた後にオフとされる前動作と、この前動作を経た後に前記増幅段が前記駆動信号を前記容量性負荷に出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返す、駆動回路としている。

このようにすることにより、容量性負荷のチャージ／ディスチャージが電流源により行われるので、出力の目標電圧までの電圧変化は徐々に目標に近づく形となり、当該負荷の駆動ロスを抑えることができる。

この態様において、前記前動作における当該電流源のオン期間長及び／又は当該電流源の電流供給レートは、当該反復動作の１の繰返期間における前記駆動信号の値に応じて可変であるものとすることができる。これにより、所定の基準電圧に基づいて当該前動作終了後に出力をほぼ目標電圧に等しくすることができるので、増幅段はその後の安定な電圧出力をなすためだけに稼働されればよく、当該増幅段の無駄な消費電力を極力抑えることができる。

また、前記前動作における当該電流源のオン期間長及び／又は当該電流源の電流供給レートは、当該反復動作の１の繰返期間における前記駆動信号の値及び当該１の繰返期間の前の繰返期間における前記駆動信号の値に応じて可変であるものとしてもよい。このようにすると、上記基準電圧を用いなくとも、当該前動作終了後に出力をほぼ目標電圧に等しくすることができる。

また、本発明の他の態様による駆動回路は、表示デバイスの容量性負荷を駆動する駆動回路であって、呈すべき目標電圧を有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、前記駆動信号を受け、前記容量性負荷に前記駆動信号を選択的に出力する増幅段と、前記容量性負荷に対しそれぞれチャージ及びディスチャージを選択的に行う一対の電源と、前記駆動信号の電圧値を一入力とし前記容量性負荷への出力ラインの電圧値を他入力とする比較手段と、を有し、前記電源のいずれか一方によるチャージ又はディスチャージが行われた後にこれを停止する前動作と、この前動作を経た後に前記増幅段が前記駆動信号を前記容量性負荷に出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返し、前記比較手段の比較出力に基づいて前記前動作における前記一対の電源によるチャージ及びディスチャージ動作を制御する、駆動回路としている。

こうすることにより、駆動信号の値の更新の都度、前動作において当該駆動信号の値に応じた適正なチャージ／ディスチャージ制御を行うことができる。

この態様において、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値よりも大なることを示すときはディスチャージ動作を行い、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値よりも小なることを示すときはチャージ動作を行うものとすることができる。また、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値に達したことを示すまで、前記チャージ及びディスチャージ動作の一方を継続するものとすることができる。

上記各態様及びその実施形態においては、前記目標電圧は、階調電圧であるものとしたり、前記容量性負荷は、液晶セルであるものとしたり、或いは前記駆動信号供給手段は、ディジタル／アナログ変換手段を含むものとすることができる。これにより、表示デバイスにおいて上述した効果を遺憾なく発揮させることができる。

本発明はまた、上述した駆動回路の特徴を活かした表示装置を提供するものでもある。

なお、上記増幅段は、駆動信号を選択的に出力する形態であればよく、後述するような増幅器を備えていない形態をも含むものと解すべきである。

以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき添付図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施例による駆動回路の概略的構成を示している。

この駆動回路は、表示デバイスの容量性負荷を駆動するものであり、本例では、パッシブ又はアクティブマトリクス型液晶表示パネルの列電極の各々に画素情報信号を供給するための駆動回路としている。

本駆動回路は、初段に、呈すべき目標電圧を有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段としての、ディジタル／アナログ変換機能を具備する階調電圧発生回路１０を有する。階調電圧発生回路１０は、直列接続された複数の抵抗素子により形成される分圧回路を有し、図示されるように、当該分圧回路の一端が正側電源電圧Ｖｄｄに結合され、その他端が負側電源電圧Ｖｓｓに結合され、Ｖｄｄ−Ｖｓｓ間電圧を分圧して漸進的に増加又は減少する複数の階調電圧を生成する。抵抗素子の共通接続点には、それぞれスイッチ素子の一端が接続され、スイッチ素子の他端は全て共通接続され階調電圧発生回路１０の出力端として導出される。スイッチ素子は、それぞれ個別に制御可能となっており、入力の画素情報信号Ｖｄａｔａに応じていずれか１つがオンに切り換えられる。これにより、分圧回路により形成される種々の階調電圧のうち画素情報信号Ｖｄａｔａにより示される階調に対応する階調電圧をオンとなったスイッチ素子のみが中継し、その中継された当該階調電圧を有する駆動信号Ｖｉｎが出力される。

本駆動回路はまた、この駆動信号Ｖｉｎを受ける増幅段２０を有する。この増幅段２０は、信号入出力端子及び正負電源端子を有する増幅器２１と、増幅器２１の信号出力端子及び正電源端子にそれぞれ結合される一対のスイッチ素子ＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１とを有する。一方のスイッチ素子ＳＷ−Ａ_０は、増幅器２１の正電源端子にその一端が接続され正側電源電圧Ｖｄｄにその他端が接続される。他方のスイッチ素子ＳＷ−Ａ_１は、増幅器２１の信号出力端子にその一端が接続され出力ライン４０にその他端が接続される。このスイッチ対ＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１は、そのオン／オフ動作が連動するものであり、共通の制御信号Ｃ_Ａに応答して同時にオン又はオフとなる。スイッチ対ＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンのときには、階調電圧発生回路１０からの駆動信号Ｖｉｎが、稼働状態とされた増幅器２１を介して出力ライン４０に出力される。スイッチ対ＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオフのときには、増幅器２１には電源が入らず、また増幅器２１は出力ライン４０と切り離されるので、増幅器２１は電力消費を伴わない。なお、本例では、駆動信号Ｖｉｎの出力ライン４０への中継／非中継を制御するための手段として２つのスイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１によるスイッチ対の構成を採用しているが、当該手段としては、増幅器２１への給電制御をなす片方のスイッチＳＷ−Ａ_０のみの構成としてもよい。

本駆動回路はさらに、増幅段２０の後段に出力段３０を有する。この出力段３０は、正側電源電圧Ｖｄｄに結合され正極性の電流（出力ライン４０へ流れる電流）を発生する、好ましくは安定化された電流源Ｉｐｃｐと、負側電源電圧Ｖｓｓに結合され負極性の電流（出力ライン４０から流れる電流）を発生する、好ましくは安定化された電流源Ｉｐｃｎとを基礎的に構成要素としている。出力段３０はまた、電流源Ｉｐｃｐと出力ライン４０との間及び電流源Ｉｐｃｎと出力ライン４０との間にそれぞれ結合されるスイッチＳＷ−Ｂ及びＳＷ−Ｃを有する。スイッチＳＷ−Ｂ及びＳＷ−Ｃは、電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎと出力ライン４０との導通／非導通を制御するものであり、制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃにより個別にオンオフ制御可能となっている。スイッチＳＷ−Ｂがオンのときには電流源Ｉｐｃｐからの正極性電流がスイッチＳＷ−Ｂを介して出力ライン４０に供給され、スイッチＳＷ−Ｃがオンのときには電流源Ｉｐｃｎからの負極性電流がスイッチＳＷ−Ｃを介して出力ライン４０に供給される。なお、本例では、スイッチＳＷ−Ｂ及びＳＷ−Ｃのどちらか一方だけがオンとなるようにしており、両者を同時にオンとする制御は行われないようにしている。

出力ライン４０は、本例では液晶表示パネルにおいて長手状に延在する列電極に接続される。列電極は、液晶表示パネルにおける液晶媒体の１つの画素の光学的状態を定めるための一方の電位を規定するものであり、他方の電位を規定する例えばいわゆる共通電極５０とともに、当該液晶媒体に局部的に電圧を印加する。この場合、列電極及び液晶媒体は、出力ライン４０と共通電極５０とに挟まれた等価キャパシタンスＣｃｏｌとみなすことができる。駆動回路は、この等価キャパシタンスＣｃｏｌを容量性負荷として駆動信号を供給する。なお、本例は、画素毎にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などの能動素子を設け、列電極に供給された駆動信号に応じて当該能動素子を介して当該一方の電位を付与する構成もカバーするものであるし、また、列電極に交差して長手状に延在する行電極が共通電極５０の代わりとなる構成もカバーするものである。

次に、図２のタイムチャートを参照してこの駆動回路の動作を説明する。

駆動回路は、階調電圧を担う駆動信号Ｖｉｎの更新周期である１水平走査期間（１Ｈ）において、電流源を基礎とする出力段３０の前動作と、この前動作の後に増幅段２０が出力ライン４０を最終的に駆動信号Ｖｉｎの電位に安定させる後動作とを行うことをその基本動作とするものである。

より詳しくは、ある水平走査期間において、先ず出力段３０におけるスイッチＳＷ−Ｂのみがオンとされる（ｔ１）。これにより、電流源Ｉｐｃｐの出力電流が出力ライン４０に流れ、当該電流によって等価キャパシタンスＣｃｏｌはチャージされ、その両端間電圧は徐々に上昇する（ｔ１−ｔ２，Ｖｏｕｔ（１）参照）。

ある所定の期間Ｔ_０が過ぎると（ｔ２）、スイッチＳＷ−Ｂがオフとされ、今度はスイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンとされる。これにより、電流源Ｉｐｃｐによる等価キャパシタンスＣｃｏｌのチャージは停止するとともに、増幅器２１の出力が出力ライン４０に供給される。したがって、当該水平走査期間において画素情報信号Ｖｄａｔａにより指定された目標の階調電圧を有する駆動信号Ｖｉｎが増幅器２１により出力ライン４０に中継され、出力ライン４０は、当該駆動信号レベルに収束する（ｔ２−ｔ３，Ｖｏｕｔ（１）参照）。

次の水平走査期間においても、出力段３０のスイッチの動作と増幅段２０の動作とによる一連の動作が行われる。但し、期間ｔ１−ｔ３のように正極性の駆動がなされた後は、負極性の駆動がなされる。それ故、当該次の水平走査期間においては、スイッチＳＷ−Ｃのみがオンとされ（ｔ３）、出力ライン４０から電流源Ｉｐｃｎに電流が引き込まれ、当該電流によって等価キャパシタンスＣｃｏｌはディスチャージされ、その両端間電圧は徐々に下降する（ｔ３−ｔ４，Ｖｏｕｔ（１）参照）。そして同様に所定の期間Ｔ_０が過ぎると（ｔ４）、スイッチＳＷ−Ｃがオフとされ、今度はスイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンとされる。これにより、電流源Ｉｐｃｎによる等価キャパシタンスＣｃｏｌのディスチャージは停止するとともに、増幅器２１の出力が出力ライン４０に供給される。したがって、当該水平走査期間において画素情報信号Ｖｄａｔａにより指定された目標の階調電圧を有する駆動信号Ｖｉｎが増幅器２１により出力ライン４０に中継され、出力ライン４０は、当該駆動信号レベルに収束する（ｔ４−，Ｖｏｕｔ（１）参照）。

このように、駆動回路は、水平走査周期毎に駆動する極性を交番させながら、駆動信号Ｖｉｎに応じて電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎのいずれか一方のみがオンとされた後にオフとされる前動作（プリチャージ期間）と、この前動作を経た後に増幅段２０が当該駆動信号Ｖｉｎを容量性負荷としての等価キャパシタンスＣｃｏｌに出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返すのである。

このような構成及び動作の駆動回路によって、本発明特有の効果を奏することができる。すなわち、等価キャパシタンスＣｃｏｌのチャージ／ディスチャージを出力段３０の電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎにより行うので、出力ライン４０の目標電圧までの電圧変化は徐々に目標に近づく形となり電圧源の場合よりもなだらかであり、当該等価キャパシタンスの駆動ロスを抑えることが可能となるのである。

この効果は、出力段３０の電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎをアクティブにするオン期間（プリチャージ期間）長を一定（Ｔｏ）とせず、可変なものとし、しかも入力信号Ｖｄａｔａ又は駆動信号Ｖｉｎに応じて変えるようにすることにより、いっそう著しいものとなる。図２には、この場合の例が「Ｖｏｕｔ（２）」として示されている。この出力電圧Ｖｏｕｔ（２）は、電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎのプリチャージ期間が当該水平走査期間における駆動信号Ｖｉｎの値に応じた期間Ｔ１，Ｔ２（すなわち目標電圧までのチャージ／ディスチャージに必要な期間）とされ、これに対応したスイッチＳＷ−Ａ_０，１，ＳＷ−Ｂ，−Ｃの制御を行うことにより、Ｔ_０一定とした場合（Ｖｏｕｔ（１））よりもその電圧変化に無駄な遷移がない。このようにすることにより、等価キャパシタンスの駆動ロスを極力抑えることができ、増幅器２１の電力消費を必要最低限にまで抑えることが可能となるのである。

なお、本例では、いわゆる交流駆動方式を採用しており、共通電極５０に供給される基準電位に対して正極性の目標電圧と負極性の目標電圧とを水平走査期間毎に交互に出力するようにしているが、本発明は、このような交流駆動形態のものに限定されない。今回の水平走査期間の駆動信号Ｖｉｎが呈する目標電圧が前回の水平走査期間の駆動信号Ｖｉｎが呈する目標電圧よりも大きいときは、今回の水平走査期間においてチャージ可能な電流源Ｉｐｃｐを使うべくスイッチＳＷ−Ｂをオンとし、逆に前者が後者よりも小さいときは今回の水平走査期間においてディスチャージ可能な電流源Ｉｐｃｎを使うべくスイッチＳＷ−Ｃをオンとする制御に改変することにより、前後の水平走査期間にわたり同極性の目標電圧を適正に出力することができる。後述する実施例においても同様の改変が可能である。

以上の例は、電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎのプリチャージ期間長の制御に基づくものであるが、次のように電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎの電流供給能力、換言すればプリチャージレート或いは電流供給レートを制御するようにしてもよい。

図３は、かかる電流供給レート可変型駆動回路を示しており、定レート型の電流源Ｉｐｃｐ，Ｉｐｃｎに代えて、可変レート型の電流源Ｉｐｃｐｖ，Ｉｐｃｎｖが採用されている。また、これら電流源Ｉｐｃｐｖ，Ｉｐｃｎｖにそれぞれに適したレートを指定するための制御信号ＣＩ_Ｂ，ＣＩ_Ｃが入力されている。

図４は、この電流レート可変型駆動回路の動作を示しており、プリチャージ期間をＴ_０一定とする一方で、電流源Ｉｐｃｐｖ，Ｉｐｃｎｖの電流供給レートを駆動信号Ｖｉｎの値に応じて出力ライン４０が当該一定期間Ｔ_０において目標電圧に達するのに必要な値にしている。したがって、図４の「Ｖｏｕｔ」において点線で描かれているような、電流供給レートを固定とした場合と異なり、プリチャージ期間が固定であったとしても毎回当該一定期間Ｔ_０後にはほぼ目標電圧に達するようにすることができるのである。

図３の構成は、プリチャージ期間長及びレートの双方を可変とする場合にも適用可能である。すなわち、プリチャージ期間長及びレートのどちらも駆動信号Ｖｉｎの値に応じて適切なものとするように、スイッチＳＷ−Ｂ，ＳＷ−Ｃの制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃとレート制御信号ＣＩ_Ｂ，ＣＩ_Ｃとを規定すればよい。

なお、駆動信号Ｖｉｎの値に応じてプリチャージ期間長及びレートの少なくとも一方を制御する形態によれば、電流源によるチャージ／ディスチャージ動作が終わった後は既に駆動電圧に達しているので、従来のような出力ラインを最終的に目標電圧にまで引き込むための増幅器の必要性は、格段に低くなり、適用する装置又はシステムによっては、図５に示されるように増幅器２１自体を省くようにすることも可能である。これにより、これまで増幅器２１に費やされていた電力が皆無となり、駆動回路全体の省電力化に大きく貢献することになる。

次に、プリチャージ期間長及びレートの設定の仕方について具体的に説明する。

図６は、制御信号Ｃ_Ａ，Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃの生成回路を含む駆動回路前段の構成を示している。

図示せぬ信号系から供給されたディジタルの画像信号Ｄｖは、一旦、２ラインメモリ１１０に記憶されるとともに、メモリ１１０からの読み出し出力がデコーダ１２０に転送される。メモリ１１０は、２つの水平走査期間に相当する画像データを記憶することが可能となっており、該画像データは、例えば、１画素当たり６ビットの構成で各画素の階調レベルの絶対値を表し、付加的なもう１ビットで各画素の階調レベルの極性を表している。

メモリ１１０に記憶されたデータは、現に表示しようとしている水平走査期間におけるデータ（今回データ）としてデコーダ１２０に転送されると、デコーダ１２０は、その転送データに基づいて、階調電圧発生回路１０におけるスイッチ素子のどれをオンとすべきかを解読し、当該解読結果に応じた画素情報信号Ｖｄａｔａを発生する。階調電圧発生回路１０は、既に述べたように、この画素情報信号Ｖｄａｔａに応じた階調レベルに対応するスイッチをオンとして、対応する駆動信号Ｖｉｎを後段回路に供給する。

メモリ１１０の出力は、制御信号生成回路１３０にも転送される。制御信号生成回路１３０は、今回データの他に、前回データすなわち現に表示しようとしている水平走査期間の直前の水平走査期間のデータも受け取り、これら今回及び前回データに基づいて制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃを生成するルックアップテーブル（ＬＵＴ）メモリ１３１を有する。

図７は、ＬＵＴメモリ１３１に記憶されるデータを概念的に表している。図７のテーブルにおいては、駆動電圧レベルの高低及び黒白レベルとともに、行により前回の画素データの種類が表され、列により今回の画素データの種類が表され、該当行と該当列とが交差する欄には制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃに今回設定すべき値が示される。例えば、前回の画素データが負極性の“２”という値で、今回の画素データが正極性の“１”という値であれば、“Ｎ２Ｐ１”の欄に制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃの設定態様を表すデータが記憶される。当然、前回も今回も画素データが同じであれば、制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃの値も変わらないことになり、そのような場合の欄は“０”で表されている。

かかる“０”の欄は、このテーブルの左上から右下への対角線を形成するが、この対角線の上側の欄は、水平走査期間においてスイッチＳＷ−Ｂが選択され、下側の欄は、水平走査期間においてスイッチＳＷ−Ｃが選択される場合に相当する。

記憶すべき制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃの設定態様を表すデータとしては、プリチャージ期間を変える実施例を実現する場合はその期間長を表すデータが、プリチャージレートを変える実施例を実現する場合はそのチャージレートを表すデータが採用されることになる。なお、チャージレートによる制御の場合は、図６の構成におけるＬＵＴメモリ１３１から制御信号ＣＩ_Ｂ，ＣＩ_Ｃとともに導出される形態に置換される。

例を挙げると、Ｎ０Ｎ２の欄に示される期間長又はチャージレートは、Ｎ０Ｎ１の欄に示されるものよりも大きなものとなる。これは、図８に示されるように、負極性の最も黒いレベルから１ステップだけ白に近い黒いレベルに変える場合（Ｎ０Ｎ１）より、２ステップ白に近い黒いレベルに変える場合（Ｎ０Ｎ２）の方が駆動する電圧レベルを大きく変えなければならないからである。

なお、Ｎ０Ｎ１，Ｎ０Ｎ２，…の各欄のプリチャージ期間長の値をｔＮ０Ｎ１，ｔＮ０Ｎ２，…で示すと、例えば、
（ｔＰ０Ｎ０−ｔＰ０Ｎ１）＞（ｔＰ０Ｎ１−ｔＰ０Ｎ２）＞（ｔＰ０Ｎ２−ｔＰ０Ｎ３）＞…
という関係とすることにより、表示画像にガンマ特性を付与することができ、また各項の差の値を種々調整することが可能となる。

同様に、Ｎ０Ｎ１，Ｎ０Ｎ２，…の各欄のプリチャージレートの値をＩｐＮ０Ｎ１，ＩｐＮ０Ｎ２，…で示すと、
（ＩｐＰ０Ｎ０−ＩｐＰ０Ｎ１）＞（ＩｐＰ０Ｎ１−ＩｐＰ０Ｎ２）＞（ＩｐＰ０Ｎ２−ＩｐＰ０Ｎ３）＞…
という関係で置き換えることができる。

かくして、このようにして定められるプリチャージ期間長及び／又はプリチャージレートを示すように制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃ（又はＣＩ_Ｂ，ＣＩ_Ｃ）を規定することにより、電流源の適正なプリチャージの制御が実現できる。

プリチャージの制御を簡単化した場合の例として、図９に示される構成を採用してもよい。

図９の構成には、図３に示される構成の出力段３０の後段にさらに追加のスイッチ対が設けられている。このスイッチ対は、正側電源電圧Ｖｄｄと出力ライン４０との間を接続するスイッチＳＷ−Ｄと負側電源電圧Ｖｓｓと出力ライン４０との間を接続するスイッチＳＷ−Ｅとによって構成される。

この構成は、図１０に示されるように、プリチャージ期間Ｔｐ_０，Ｔｐ_１において先ず、駆動信号Ｖｉｎに応じて正極性駆動であればスイッチＳＷ−Ｄが所定期間Ｔ_０′、負極性駆動であればスイッチＳＷ−Ｅが所定期間Ｔ_０′、それぞれオンとなり、一旦電源電圧の最大レベルＶｄｄまで引き上げられ又は最小レベルＶｓｓまで引き下げる。その後、スイッチＳＷ−Ｂ又はＳＷ−Ｃが当該水平走査期間における駆動信号Ｖｉｎに応じてオンに制御される。図１０から分かるように、スイッチＳＷ−Ｃが選択されるときは、電流源Ｉｐｃｎｖによるディスチャージがなされて目標電圧までの電圧下降が奏され、スイッチＳＷ−Ｂが選択されるときは、電流源Ｉｐｃｐｖによるチャージがなされて目標電圧までの電圧上昇が奏される。

この構成においては、目標電圧までのプリチャージの制御は、制御信号Ｃ_Ｂ，Ｃ_Ｃを用いてプリチャージの期間長に基づいてもよいし、制御信号ＣＩ_Ｂ，ＣＩ_Ｃを用いてプリチャージのレートに基づいてもよい。

これにより、当該プリチャージの期間長又はレートの値は、固定値であるＶｄｄ，Ｖｓｓを基準にして今回データのみで規定することができるので、これらを定めるのに上述したような前回データを参照する必要がなく、構成の簡単化が図られるのである。

図９及び図１０に示される例は、駆動信号Ｖｉｎの今回値を被参照値と比較してプリチャージの期間長又はレートを規定するものであり、当該被参照値を正及び負側の最大値とするものである。前者が後者よりも大きい場合、期間Ｔｐ_１の如く出力電圧Ｖｏｕｔが増加するプリチャージをなし、前者が後者よりも小さい場合、期間Ｔｐ_０の如く出力電圧Ｖｏｕｔが減少するプリチャージをなす。このような当該今回値の比較によってチャージ態様を規定するのである。

比較に基づいてチャージ態様を規定する改変例としては、次のようにすることもできる。

図１１は、かかる改変例による駆動回路の概略構成を示している。

図１１においては、駆動信号Ｖｉｎをそれぞれ一方の入力とし出力電圧Ｖｏｕｔをそれぞれ他方の入力とする比較器６１及び６２が設けられる。比較器６１の比較出力は、スイッチＳＷ−Ｂの制御信号となり、比較器６２の比較出力は、スイッチＳＷ−Ｃの比較出力は、スイッチＳＷ−Ｃの制御信号となる。

比較器６１は、駆動信号Ｖｉｎの電圧値と出力電圧Ｖｏｕｔの値とを比較し、駆動信号Ｖｉｎの電圧値がより大きいときにのみスイッチＳＷ−Ｂをオンとするための高レベルの出力を発生する。比較器６２は、駆動信号Ｖｉｎの電圧値と出力電圧Ｖｏｕｔの値とを比較し、駆動信号Ｖｉｎの電圧値がより小さいときにのみスイッチＳＷ−Ｃをオンとするための高レベルの出力を発生する。

図１２は、この駆動回路の動作を表すタイムチャートであり、駆動信号Ｖｉｎが水平走査期間が変わる度に電圧値ｖ_０，ｖ_１，ｖ_２と変わる例を挙げている。

先ず時刻ｔ１から時刻ｔ３までの水平走査期間について述べると、比較器６１は、駆動信号Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとを比較するが、先行期間Ｔ_００では、依然として駆動信号Ｖｉｎも出力電圧Ｖｏｕｔも電圧値ｖ_０を有するので、その比較出力は低レベルを保つ。しかしその後の後行期間Ｔ_０１では、駆動信号Ｖｉｎは電圧値ｖ_０よりも高い電圧値ｖ_１に切り換わるので、比較器６１は、高レベルの比較出力をなす。これにより、比較器６１の高レベル出力がスイッチＳＷ−Ｂをオンに切り換えるので、電流源Ｉｐｃｐからの電流がスイッチＳＷ−Ｂを通じて出力ライン４０に供給される。これに従い、出力電圧Ｖｏｕｔの値は図示のように徐々に増加するが、駆動信号Ｖｉｎの電圧値ｖ_１が出力電圧Ｖｏｕｔの値よりも大きいと判定されない状況となったとき、すなわち出力電圧Ｖｏｕｔの値が駆動信号Ｖｉｎの値以上となったときには（時刻ｔ２）、比較器６１はもはや高レベルの比較出力を発することはできず、低レベルの比較出力に切り換えることになる。これに応答して、スイッチＳＷ−Ｂはオフとなり、またスイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンとされる。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔの上昇は停止し、その後次の水平走査期間において駆動信号Ｖｉｎが更新されるまで出力電圧Ｖｏｕｔは、増幅器２１の動作に基づいて出力ライン４０において駆動信号Ｖｉｎの電圧値ｖ_１に保持されることとなる。

時刻ｔ３以降の水平走査期間においては、比較器６２は、駆動信号Ｖｉｎと出力電圧Ｖｏｕｔとを比較するが、先行期間Ｔ_１０では、依然として駆動信号Ｖｉｎも出力電圧Ｖｏｕｔも電圧値ｖ_１を有するので、その比較出力は低レベルを保つ。しかしその後の後行期間Ｔ_１１では、駆動信号Ｖｉｎは電圧値ｖ_１よりも低い電圧値ｖ_２に切り換わるので、比較器６２は、高レベルの比較出力をなす。これにより、比較器６２の高レベル出力がスイッチＳＷ−Ｃをオンに切り換えるので、電流源Ｉｐｃｎからの負電流がスイッチＳＷ−Ｃを通じて出力ライン４０に流れる。これに従い、出力電圧Ｖｏｕｔの値は図示のように徐々に減少するが、駆動信号Ｖｉｎの電圧値ｖ_２が出力電圧Ｖｏｕｔの値よりも小さいと判定されない状況となったとき、すなわち出力電圧Ｖｏｕｔの値が駆動信号Ｖｉｎの値以下となったときには（時刻ｔ４）、比較器６２はもはや高レベルの比較出力を発することはできず、低レベルの比較出力に切り換えることになる。これに応答して、スイッチＳＷ−Ｃはオフとなり、またスイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンとされる。したがって、出力電圧Ｖｏｕｔの下降は停止し、出力電圧Ｖｏｕｔは、その後次の水平走査期間において駆動信号Ｖｉｎが更新されるまで増幅器２１の動作に基づいて出力ライン４０において駆動信号Ｖｉｎの電圧値ｖ_２に保持されることとなる。

このように、駆動信号の今回値（Ｖｉｎ）と前回値（Ｖｏｕｔ）を比較して、前者が後者よりも大きい場合、期間Ｔ_０１の如く出力電圧Ｖｏｕｔが増加するプリチャージをなし、前者が後者よりも小さい場合、期間Ｔ_１１の如く出力電圧Ｖｏｕｔが減少するプリチャージをなすようにしている。こうすることにより、上述したメモリ１３１のような手段に頼ることなく、出力電圧Ｖｏｕｔが今回値となるのに必要なプリチャージ期間のチャージ態様を規定することが可能となる。本例ではまた、チャージ／ディスチャージの期間Ｔ_０１，Ｔ_１１の長さが、今回値と前回値との毎回の比較によって自動的に求められることになるので好都合である。

図１１の例は、当該今回値と前回値との比較結果に基づいて電流源によるプリチャージ態様を規定するものであるが、当該比較結果に基づいて代替の電圧源によるプリチャージ態様を規定するようにしてもよい。

図１３は、一対の電圧源によって出力ライン４０をプリチャージさせる構成を示している。図１１と異なるのは、スイッチＳＷ−Ｂが正側定電圧Ｖｄｄと出力ライン４０との間の接続切換を行い、スイッチＳＷ−Ｃが負側定電圧Ｖｓｓと出力ライン４０との間の接続切換を行うようにしている点である。

これによっても、駆動信号の出力値（Ｖｏｕｔ）が今回値（Ｖｉｎ）に達するまで、比較器６１及び６２がスイッチＳＷ−Ｂ，ＳＷ−Ｃをオンとし、出力ライン４０に対して必要なチャージ／ディスチャージ動作を必要な長さの期間だけ行うことができる。但し、当該チャージ／ディスチャージ動作は、定電圧源によってなされるので、図１２の期間Ｔ_０１，Ｔ_１１に対応する期間において呈される出力電圧Ｖｏｕｔの変化は、主として、形成されるチャージ／ディスチャージ回路の時定数により規定されるカーブを描くこととなる。

上述から分かるように、スイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオンとなるタイミングは、スイッチＳＷ−Ｂ，ＳＷ−Ｃのオフ動作に応答して制御信号Ｃ_Ａをアクティブとする回路によって実現すればよい。一方、スイッチＳＷ−Ａ_０，ＳＷ−Ａ_１がオフとなるタイミングは、例えば駆動信号Ｖｉｎの水平同期信号に基づいて規定することができる。

これまでの説明は、適用される液晶表示パネルは任意であることを前提としてきたが、液晶支持基板と同じガラス基板に当該表示駆動用の回路を形成する、いわゆるＬＴＰＳ（低温ポリシリコン）型液晶表示パネルにも本発明が適用可能であることは勿論である。

なお、上記実施例においては階調電圧を目標電圧として液晶表示デバイスに供給する形態に限定して説明したが、本発明は必ずしもこのような形態に限定されない。

以上、本発明による代表的実施例の幾つかを説明したが、当業者であれば、請求の範囲に記載の発明の主旨に逸脱することなく、これら実施例を必要に応じて種々改変することができる。

本発明は、容量性負荷に目標電圧信号を供給する駆動回路及びこれを用いた装置に適用することができる。

図１は、本発明の第１実施例による駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。図２は、図１に示される駆動回路の動作を示すタイムチャートである。図３は、本発明の第２実施例による駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。図４は、図３に示される駆動回路の動作を示すタイムチャートである。図５は、本発明による改変例の駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。図６は、各実施例に適用される制御信号生成回路を含む駆動回路前段の構成を示すブロック図である。図７は、制御信号生成回路におけるルックアップテーブルメモリのデータ格納態様を示すテーブルである。図８は、階調レベルと駆動電圧値との関係を示す概念図である。図９は、本発明の第３実施例による駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。図１０は、図９に示される駆動回路の動作を示すタイムチャートである。図１１は、本発明の一改変例による駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。図１２は、図１１に示される駆動回路の動作を示すタイムチャートである。図１３は、本発明の他の改変例による駆動回路の概略的構成を示すブロック図である。

Claims

表示デバイスの容量性負荷を駆動する駆動回路であって、
呈すべき目標電圧を有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、
前記駆動信号を受け、前記容量性負荷に前記駆動信号を選択的に出力する増幅段と、
前記容量性負荷にそれぞれオン時に正極性電流及び負極性電流を選択的に供給する一対の電流源と、
を有し、
前記駆動信号に応じて前記電流源のいずれか一方のみがオンとされた後にオフとされる前動作と、この前動作を経た後に前記増幅段が前記駆動信号を前記容量性負荷に出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返す、
駆動回路。
請求項１に記載の駆動回路であって、前記前動作における当該電流源のオン期間長及び／又は当該電流源の電流供給レートは、当該反復動作の１の繰返期間における前記駆動信号の値に応じて可変である、駆動回路。
請求項１に記載の駆動回路であって、前記前動作における当該電流源のオン期間長及び／又は当該電流源の電流供給レートは、当該反復動作の１の繰返期間における前記駆動信号の値及び当該１の繰返期間の前の繰返期間における前記駆動信号の値に応じて可変である、駆動回路。
表示デバイスの容量性負荷を駆動する駆動回路であって、
呈すべき目標電圧を有する駆動信号を供給する駆動信号供給手段と、
前記駆動信号を受け、前記容量性負荷に前記駆動信号を選択的に出力する増幅段と、
前記容量性負荷に対しそれぞれチャージ及びディスチャージを選択的に行う一対の電源と、
前記駆動信号の電圧値を一入力とし前記容量性負荷への出力ラインの電圧値を他入力とする比較手段と、
を有し、
前記電源のいずれか一方によるチャージ又はディスチャージが行われた後にこれを停止する前動作と、この前動作を経た後に前記増幅段が前記駆動信号を前記容量性負荷に出力する状態に切り換わる後動作とを含む反復動作を繰り返し、
前記比較手段の比較出力に基づいて前記前動作における前記一対の電源によるチャージ及びディスチャージ動作を制御する、
駆動回路。
請求項４に記載の駆動回路であって、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値よりも大なることを示すときはディスチャージ動作を行い、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値よりも小なることを示すときはチャージ動作を行う、駆動回路。
請求項５に記載の駆動回路であって、前記比較出力が前記出力ラインの電圧値が前記駆動信号の電圧値に達したことを示すまで、前記チャージ及びディスチャージ動作の一方を継続する、駆動回路。
請求項１ないし６のうちいずれか１つに記載の駆動回路であって、前記目標電圧は、階調電圧である、駆動回路。
請求項１ないし７のうちいずれか１つに記載の駆動回路であって、前記容量性負荷は、液晶セルである、駆動回路。
請求項１ないし８のうちいずれか１つに記載の駆動回路であって、前記駆動信号供給手段は、ディジタル／アナログ変換手段を含む、駆動回路。
請求項１ないし９のうちいずれか１つに記載の駆動回路を用いた表示装置。