JP2008107780A - 信号伝達回路,表示データ処理装置,および表示装置 - Google Patents

信号伝達回路,表示データ処理装置,および表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電源配線における電圧変動(所謂、IRドロップ)を低減する。
【解決手段】バッファ回路101およびインバータ回路102の各々は、ハイレベル電源配線HHHおよびローレベル電源配線LLLに接続される。入力ノードN1に与えられた表示データ信号DATAの極性が遷移すると、バッファ回路101は、データ信号DATAと同極性の信号を伝達するために、信号配線L1を充電する。一方、インバータ回路102は、データ信号DATAに対して逆極性の信号を伝達するために、信号配線L2を放電する。このように、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々は、互いに逆の動作を行うので、これらの回路の動作に起因する電圧変動は、電源配線HHH,LLLのいずれか一方に偏らず、両方に分散される。
【選択図】図1

Description

本発明は、信号を伝達する回路およびその信号伝達回路を搭載する表示データ処理装置および表示装置に関する。
従来、回路間で信号のロジックレベルを正確に伝達するためや、電流の逆流を防止するために、回路同士を結ぶ信号配線にはバッファ回路が設けられている。バッファ回路は、ハイレベル電源配線とローレベル電源配線とに接続されており、バッファ回路の入力端子には、伝達すべき信号が与えられる。また、バッファ回路の出力端子から延びる信号配線には、その信号を伝達すべき回路が接続される。例えば、表示パネル駆動装置では、バッファ回路の入力端子には、表示データ信号が与えられ、バッファ回路の出力端子から延びる信号配線には、その表示データ信号を所定タイミングで取り込むために複数段のラッチ回路が接続される。
このようなバッファ回路において、入力端子に与えられた信号がローレベルからハイレベルに遷移すると、ハイレベル電源配線からバッファ回路の出力端子に電流が供給される。これにより、バッファ回路の負荷容量(信号配線の容量やその信号配線に接続された回路が有する容量等)が充電され、ハイレベルの信号が伝達されたことになる。逆に、入力信号がハイレベルからローレベルになると、バッファ回路の出力端子からローレベル電源配線へ電流が引き込まれる。これにより、バッファ回路の負荷容量が放電され、ローレベルの信号が伝達されたことになる。
また、ハイレベル電源配線およびローレベル電源配線の各々は抵抗を有しているため、バッファ回路による充電動作が行われるとハイレベル電源配線において電圧降下(所謂、IRドロップ)が生じ、バッファ回路による放電動作が行われるとローレベル電源配線において電圧上昇が生じる。このように、バッファ回路による充放電動作に起因して、電源配線において電圧変動が生じる。
近年、回路の高集積化に伴い、集積回路内における信号配線の本数や各信号配線に接続される回路数が増加する傾向にある。例えば、表示パネルの高解像度化の要求が高まっており、表示パネル駆動装置では、表示データ信号を伝達する信号配線の本数や、信号配線に接続されるラッチ回路の個数が増加している。これにより、バッファ回路の負荷容量が大きくなるので、バッファ回路の電流駆動能力を大きくする(すなわち、バッファ回路に流れる充放電電流の電流量を大きくする)必要があった。そのため、バッファ回路の充放電によって発生する電源配線の電圧変動量が大きくなり、EMI(Electro Magnetic Interference)の悪化を引き起こしてしまう。また、電源配線の電圧変動量が大きいので、動作周波数を高速化することが困難であった。
特に、液晶,有機EL(Organic Electroluminescence),無機EL(Inorganic Electroluminescence),FED(Field Emission Display),SED(Surface-conduction Electron-emitter Display),PDP(Plasma Display Panel)等の表示パネルにおいては、EMI対策は重要事項であるため、上記の課題を解決することが強く求められる。
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、電源配線における電圧変動を低減することを目的とする。
本発明の1つの局面に従うと、信号伝達回路は、入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、上記入力ノードに各々の入力端子が接続された第1および第2の入出力回路と、上記第1の入出力回路の出力端子から延びる第1の信号配線と、上記第2の入出力回路の出力端子から延びる第2の信号配線と、第1の電圧を供給する第1の電源配線と、上記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、上記第1および第2の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて上記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、その入力信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性とその入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有するものであり、互いに異なる特性を有する。
上記信号伝達回路では、入力ノードに与えられた信号の極性が遷移すると、第1および第2の入出力回路の各々は、互いに逆の動作を行う。例えば、第1の入出力回路は、充電動作を行うが、第2の入出力回路は、放電動作を行う。これにより、第1および第2の入出力回路の各々に起因する電圧変動は、互いに異なる電源配線に発生する。このように、互いに逆の動作を行う第1および第2の入出力回路に負荷容量の充放電を分担させることにより、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動を低減することができる。
本発明の別の局面に従うと、信号伝達回路は、入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、上記入力ノードに各々の入力端子が接続された第1および第2の入出力回路と、上記第1の入出力回路の出力端子から延びる第1の信号配線と、上記第2の入出力回路の出力端子から延びる第2の信号配線と、上記第1の信号配線に設けられた第3の入出力回路と、第1の電圧を供給する第1の電源配線と、上記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、上記第1,第2,第3の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて上記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、上記第1および第2の入出力回路の各々は、上記入力した信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性とその入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有するものであり、互いに同一の特性を有し、上記第3の入出力回路は、上記第2の特性を有する。
上記信号伝達回路では、入力ノードに与えられた信号の極性が遷移すると、第3の入出力回路は、第1および第2の入出力回路の各々に対して逆の動作を行う。このように、第1,第2,第3の入出力回路に負荷容量の充放電を分担させることにより、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動を低減することができる。
好ましくは、上記信号伝達回路は、P個(Pは自然数)の入出力回路をさらに備え、上記P個の入出力回路の各々は、上記第1および第2の特性のいずれか一方を有するものであり、上記第1および第2の信号配線のいずれか一方に設けられる。
上記信号伝達回路では、入出力回路をさらに追加することにより、1段当たりの負荷容量をさらに小さくすることができ、1段当たりの電流駆動能力をさらに小さくすることができる。また、新たに追加した入出力回路に起因する電圧変動は、第1の入出力回路の起因する電圧変動または第2の入出力回路に起因する電圧変動のいずれかと同一の電源配線に発生するが、それらの電圧変動のピーク時は時間的にずれている。そのため、同一の電源配線において電圧変動を分散させることができ、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動をさらに低減することができる。
好ましくは、上記信号伝達回路は、上記入力ノードと上記第1の入出力回路の入力端子との間に介在し、上記入力ノードに与えられた信号を上記第1の入出力回路の入力端子に通過させる信号供給モードと、上記第1の入出力回路の入力端子における電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な第1の制御回路と、上記入力ノードと上記第2の入出力回路の入力端子との間に介在し、上記入力ノードに与えられた信号を上記第2の入出力回路の入力端子に通過させる信号供給モードと、上記第2の入出力回路の入力端子における電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な第2の制御回路とをさらに備える。
上記信号伝達回路では、第1の信号配線に信号を伝達すべき期間に第1の制御回路を信号供給モードにし、第1の信号配線に信号を伝達する必要がない期間に第1の制御回路を電圧固定モードにする。また、第2の信号配線に信号を伝達すべき期間に第2の制御回路を信号供給モードにし、第2の信号配線に信号を伝達する必要がない期間に第2の制御回路を電圧固定モードにする。これにより、入出力回路の各々の誤作動を防止し、入出力回路の各々における消費電流を低減することができる。
本発明の別の局面に従うと、信号伝達回路は、入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、上記入力ノードに入力端子が接続された第1の入出力回路と、上記第1の入出力回路の出力端子から延びる信号配線と、上記信号配線に設けられた第2の入出力回路と、第1の電圧を供給する第1の電源配線と、上記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、上記第1および第2の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて上記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、上記第1の入出力回路は、上記入力した信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性とその入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有し、上記第2の入出力回路は、上記第2の特性を有する。
上記信号伝達回路では、入力ノードに与えられた信号の極性が遷移すると、第2の入出力回路は、第1の入出力回路に対して逆の動作を行う。このように、第1および第2の入出力回路に負荷容量の充放電を分担させることにより、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動を低減することができる。
好ましくは、上記信号伝達回路は、上記入力ノードへ信号を供給する信号供給モードと、上記入力ノードにおける電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な制御回路をさらに備える。
上記信号伝達回路では、信号配線に信号を伝達すべき期間に制御回路を信号供給モードにし、信号配線に信号を伝達する必要がない期間に制御回路を電圧固定モードにする。これにより、入出力回路の各々の誤作動を防止し、入出力回路の各々における消費電流を低減することができる。
好ましくは、上記入力ノードに与えられた信号と同極性の出力信号を出力する入出力回路が有する電流駆動能力の合計は、その入力ノードに与えられた信号に対して逆極性の出力信号を出力する入出力回路が有する電流駆動能力の合計に等しい。
上記信号伝達回路では、充電動作によって第1の電源配線から供給される電流量と放電動作によって第2の電源配線へ引き込まれる電流量とを互いに等しくすることができるので、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動量を最小にすることができる。
以上のように、第1および第2の電源配線の各々における電圧変動を低減することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態による信号伝達回路の構成を示す。ここでは、信号伝達回路1は、表示パネル駆動装置において表示データ信号DATAをラッチ回路12の各々へ伝達するためのデータバスとして用いられている。この信号伝達回路1は、バッファ回路101と、インバータ回路102と、信号配線L1,L2と、ハイレベル電源配線HHHと、ローレベル電源配線LLLとを備える。バッファ回路101およびインバータ回路102の各々の入力端子は、表示データ信号DATAが与えられる入力ノードN1に接続される。信号配線L1は、バッファ回路101の出力端子から延び、信号配線L2は、インバータ回路102の出力端子から延びる。このように、信号伝達回路1の信号経路は、入力ノードN1を分岐点として信号配線L1,L2に分岐している。ハイレベル電源配線HHHは、例えば、ハイレベル用電源端子から延びるアルミ配線であり、ハイレベル電圧を供給する。ローレベル電源配線LLLは、例えば、ローレベル用電源端子から延びるアルミ配線であり、ハイレベル電圧よりも低いローレベル電圧を供給する。
図1において、表示パネル駆動装置は、信号伝達回路1の他に、複数のシフト回路11と、複数のラッチ回路12と、複数のラッチ回路13とを備える。
複数のシフト回路11は、シフトレジスタを構成しており、シフト回路11の各々は、内部クロック信号CLKに同期して前段からのパルス信号を後段へ順次転送する。これにより、スタートパルス信号STRが順次シフトされる。ラッチ回路12の各々は、自己に対応するシフト回路11からのパルス信号に同期して、自己に接続された信号配線から表示データ信号DATAを取り込む。ラッチ回路13の各々は、セカンドラッチ信号SSSに同期して、自己に対応するラッチ回路12に保持された表示データ信号DATAを取り込み、1画素の輝度レベルを示すデジタル信号OUTとして出力する。これにより、全てのラッチ回路13からデジタル信号OUTが一斉に出力される。また、図1では省略しているが、一般的な表示パネル駆動装置は、ラッチ回路13の各々に対して、レベルシフト回路およびデジタル・アナログ変換回路をそれぞれ1個ずつ備える。レベルシフト回路は、自己に対応するラッチ回路13からのデジタル信号OUTの電圧レベルを変換する。デジタル・アナログ変換回路は、自己に対応するレベルシフト回路からのデジタル信号に応じた電圧値を有する階調電圧を出力する。これにより、表示パネル駆動装置から複数の階調電圧が並列に出力される。
なお、図1では、説明の簡素化のために、表示パネル駆動装置は、シフト回路11,ラッチ回路12,13をそれぞれ100段ずつ備えるものとし、1段目から50段目までのラッチ回路12は信号配線L1に接続され、51段目から100段目までのラッチ回路12は信号配線L2に接続されるものとする。また、インバータ回路102によって反転された表示データ信号DATAを元の極性に戻すために、51段目から100段目までのラッチ回路12の各々に対して、インバータ回路14が備えられている。
図2は、図1に示したバッファ回路101およびインバータ回路102の内部構成を示す。バッファ回路101は、2段のインバータ部111,112を含む。インバータ部111の出力には、主に、インバータ部112のゲート容量などのトランジスタ容量が付加される。一方、インバータ部112の出力には、信号配線L1の配線容量や信号配線L1に接続されたラッチ回路12の容量が付加される。インバータ部111の負荷容量(インバータ部111が充放電すべき容量)は、インバータ部112よりも微少であるので、インバータ部111の電流駆動能力(充放電の際に流れる充放電電流の電流量)は、インバータ部112よりも小さくなるように設計されている。すなわち、インバータ部111を構成するトランジスタ111P,111NのW/L(チャネル長に対するチャネル幅の比率)は、インバータ部112を構成するトランジスタ112P,112Nよりも小さい。そのため、バッファ回路101では、充放電電流や貫通電流は、主に、インバータ部112で発生する。
次に、図3を参照しつつ、図1に示した信号伝達回路1による動作について説明する。
表示データ信号DATAがローレベルからハイレベルに遷移すると、バッファ回路101は充電動作を行う。すなわち、バッファ回路101では、ハイレベル電源配線HHHからバッファ回路101の出力端子へ電流が供給され、バッファ回路101の負荷容量(信号配線L1の配線容量や信号配線L1に接続されたラッチ回路の有する容量)が充電される。これにより、バッファ回路101の出力S101は、ローレベルからハイレベルに遷移する。また、この充電動作によって、電源配線HHHの電圧VHが変動する。一方、インバータ回路102は放電動作を行う。すなわち、インバータ回路102では、インバータ回路102の出力端子からローレベル電源配線LLLへ電流が引き込まれ、インバータ回路102の負荷容量(信号配線L2の配線容量や信号配線L2に接続されたラッチ回路12の有する容量)が放電される。これにより、インバータ回路102の出力S102は、ハイレベルからローレベルに遷移する。また、この放電動作によって、ローレベル電源配線LLLの電圧VLが変動する。
逆に、表示データ信号DATAがハイレベルからローレベルに遷移すると、バッファ回路101は放電動作を行い、インバータ回路102は充電動作を行う。
このように、表示データ信号DATAの極性(ロジックレベル)が遷移すると、バッファ回路101およびインバータ回路102は、それぞれ、互いに逆の動作を行う。つまり、バッファ回路101に起因する電圧変動およびインバータ回路102に起因する電圧変動は、それぞれ、互いに異なる電源配線に発生する。
また、信号経路全体の負荷容量はバッファ回路101とインバータ回路102とに分配されるので、1段のバッファ回路または1段のインバータ回路で信号経路全体の負荷容量を充放電する場合よりも、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々の電流駆動能力を小さくすることができ、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々に起因する電源配線の電圧変動を、共に、小さくすることができる。例えば、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々の負荷容量が互いに等しい場合、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々の電流駆動能力を半分にすることができ、電源配線HHH,LLLの各々における電圧変動量を半減させることができる。
以上のように、負荷容量の充放電をバッファ回路101およびインバータ回路102に分担させ、バッファ回路101およびインバータ回路102が互いに逆の動作を行うことにより、電源配線HHH,LLLの各々における電圧変動を低減することができる。これにより、EMIを改善することができ、動作周波数を高速化することも可能となる。さらに、電源配線における電圧変動を抑制することができるので、電源配線HHH,LLLの各々を細くすることができる。
(第1の実施形態の変形例)
図4のように、信号伝達回路1が、インバータ回路103,104をさらに備えていても良い。インバータ回路103は、信号配線L1に設けられ、インバータ回路104は、信号配線L2に設けられる。なお、ここでは、26段目から50段目までのラッチ回路12はバッファ回路101とインバータ回路103との間の信号配線L1に接続され、51段目から75段目までのラッチ回路12はインバータ回路102,104間の信号配線L2に接続されるものとする。また、インバータ回路103によって反転された表示データ信号DATAを元の極性に戻すために、1段目から25段目までのラッチ回路12の各々に対してインバータ回路14が設けられる。一方、インバータ回路102によって反転された表示データ信号DATAはインバータ回路104によって元の極性に戻されるので、76段目から100段目までのラッチ回路12の各々には、インバータ回路14が設けられていない。その他の構成は、図1と同様である。
このように、インバータ回路103,104をさらに設けることにより、1段当たりの負荷容量は、さらに小さくなる。例えば、バッファ回路101およびインバータ回路102,103,104の各々の負荷容量が全て等しい場合、1段当たりの負荷容量は、信号経路全体の負荷容量の1/4になる。すなわち、バッファ回路101およびインバータ回路102,103,104の各々の電流駆動能力を1/4にすることができる。
次に、図5を参照しつつ、図4に示した信号伝達回路1による動作について説明する。
表示データ信号DATAがローレベルからハイレベルに遷移すると、バッファ回路101の出力S101はローレベルからハイレベルに遷移し、インバータ回路103は、放電動作を行う。これにより、インバータ回路103の出力S103は、ハイレベルからローレベルに遷移する。一方、インバータ回路102の出力S102はハイレベルからローレベルに遷移し、インバータ回路104は、充電動作を行う。これにより、インバータ回路104の出力S104は、ローレベルからハイレベルに遷移する。また、表示データ信号DATAがハイレベルからローレベルに遷移すると、バッファ回路101は放電動作を行い、その後、インバータ回路103は充電動作を行う。一方、インバータ回路102は充電動作を行い、その後、インバータ回路104は放電動作を行う。
このように、バッファ回路101は、インバータ回路102によって充放電動作が開始されるのとほぼ同時に、充放電動作を開始する。一方、インバータ回路102における遅延やインバータ回路102,104間の信号配線L2の配線遅延により、インバータ回路104は、インバータ回路102による動作に遅延して、充放電動作を開始する。すなわち、表示データ信号DATAの極性が遷移すると、バッファ回路101およびインバータ回路104は互いに同一の動作を行うが、これらの動作が開始されるタイミングは互いにずれている。よって、バッファ回路101およびインバータ回路104の各々に起因する電圧変動は同一の電源配線に発生するが、電圧変動のピーク時は同一のタイミングにはならない。また、インバータ回路102,103についても同様である。
以上のように、負荷容量の充放電をインバータ回路103,104にも分担させることにより、同一の電源配線において電圧変動を分散させることができ、電源配線HHH,LLLの各々における電圧変動をさらに低減することができる。
また、図1の構成と比較すると、図4に示した信号伝達回路1では、バッファ回路101,インバータ回路102,103,104の各々の電流駆動能力を小さくすることができ、各々の回路規模を低減することができる。特に、バッファ回路101およびインバータ回路102を形成するための領域が狭いためにバッファ回路101およびインバータ回路102の電流駆動能力を十分に大きくすることができない場合でも、空いている領域にインバータ回路103,104を形成することにより、電流駆動能力を補うことができる。
なお、インバータ回路103,104の少なくとも一方を設ければ、同一の電源配線において電圧変動を分散させることが可能である。また、インバータ回路103,104をバッファ回路に置換した場合も、同様の効果を得ることができる。すなわち、入出力回路を信号配線L1,L2の両方または一方に追加することにより、上記の効果を奏することができる。ここで、入出力回路とは、バッファ回路およびインバータ回路の総称であり、入力端子に受けた信号の極性に応じて電源配線HHH,LLLのうちいずれか一方を選択して出力信号を出力する回路を意味する。また、信号配線L1,L2に1段だけでなく複数段の入出力回路を設けても良い。入出力回路の段数が多い程、1段当たりの負荷容量を低減することができる。さらに、信号配線L1,L2の各々に設けられる入出力回路の段数は、互いに同数であっても良いし、同数でなくても良い。
(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態による信号伝達回路の構成を示す。この信号伝達回路2は、図4に示したインバータ回路102に代えて、バッファ回路201を備える。また、バッファ回路201から出力される表示データ信号DATAは反転されていないので、51段目から75段目までのラッチ回路12の各々には、インバータ回路14が設けられていない。一方、インバータ回路104によって反転された表示データ信号DATAを元の極性に戻すために、76段目から100段目までのラッチ回路12の各々に対してインバータ回路14が設けられる。その他の構成は、図4と同様である。
次に、図7を参照しつつ、図6に示した信号伝達回路2による動作について説明する。
表示データ信号DATAがローレベルからハイレベルに遷移すると、バッファ回路201の出力S201はローレベルからハイレベルに遷移し、インバータ回路104は、放電動作を行う。これにより、インバータ回路104の出力S104は、ハイレベルからローレベルに遷移する。また、表示データ信号DATAがハイレベルからローレベルに遷移すると、バッファ回路201は放電動作を行い、その後、インバータ回路104は充電動作を行う。
電源配線HHHの電圧VH,電源配線LLLの電圧VLは、それぞれ、バッファ回路101,201,インバータ回路103,104の各々の充放電動作によって変動する。ここで、バッファ回路101,201の各々に起因する電圧変動は、同一の電源配線においてほぼ同時に発生する。しかし、1段のバッファ回路または1段のインバータ回路で信号経路全体の負荷容量を充放電する場合と比較すると、1段当たりの負荷容量は小さいので、バッファ回路101,201の各々に起因する電圧変動が重畳されたとしても、その電圧変動量は小さい。また、インバータ回路102,104についても同様である。
以上のように、負荷容量の充放電をバッファ回路101,201およびインバータ回路103,104に分担させ、インバータ回路103,104がバッファ回路101,201に対して逆の動作を行うことにより、電源配線HHH,LLLの各々における電圧変動を低減することができる。
なお、インバータ回路103,104のうち少なくとも一方を備えていれば、電圧変動量を低減するという効果を奏することが可能である。また、バッファ回路101,201の各々をインバータ回路に置換した場合も、同様の効果を得ることが可能である。
さらに、図8のように、信号配線L1,L2の各々に、インバータ回路103,104の他に、インバータ回路202,203をさらに追加しても良い。また、バッファ回路を追加しても良い。
(第3の実施形態)
図9は、本発明の第3の実施形態による信号伝達回路の構成を示す。この信号伝達回路3は、バッファ回路301と、信号配線L3と、インバータ回路302とを備える。バッファ回路301の入力端子は、入力ノードN1に接続される。信号配線L3は、バッファ回路301の出力端子から延びる。インバータ回路302は、信号配線L3に設けられる。その他の構成は、図1と同様である。
次に、図10を参照しつつ、図9に示した信号伝達回路3による動作について説明する。
表示データ信号DATAの極性が遷移すると、インバータ回路302は、バッファ回路301による充放電動作に遅延して、バッファ回路301とは逆の動作を開始する。これにより、バッファ回路301の出力S301が遷移し、その後、インバータ回路302の出力S302が遷移する。このとき、バッファ回路301およびインバータ回路302の各々に起因する電圧変動は、それぞれ、互いに異なる電源配線に発生する。
また、信号配線L1はインバータ回路301によって分割されているので、1段のバッファ回路または1段のインバータ回路で信号配線L1を充放電する場合と比較すると、バッファ回路301およびインバータ回路302の各々に起因する電圧変動を、共に、小さくすることができる。
以上のように、負荷容量の充放電をバッファ回路301およびインバータ回路302に分担させ、インバータ回路302がバッファ回路301に対して逆の動作を行うことにより、電源配線HHH,LLLの各々における電圧変動を低減することができる。
なお、バッファ回路301をインバータ回路に置換した場合も、インバータ回路302が逆の動作を行うので、同様の効果を得ることができる。また、信号配線L3にバッファ回路やインバータ回路をさらに追加しても良い。
(第4の実施形態)
図11は、本発明の第4の実施形態による信号伝達回路の構成を示す。この信号伝達回路4は、図1に示した構成に加えて、制御信号生成回路401と、論理回路402とを備える。論理回路402(制御回路)は、表示データ信号DATAを入力ノードN1に通過させる信号供給モードと、入力ノードN1における電圧をローレベルに固定する電圧固定モードとを有し、制御信号生成回路401からの制御信号S401によって動作モードが切り換えられる。
図12は、図11に示した制御信号生成回路401の構成例を示す。制御信号生成回路401は、遅延部411と、フリップフロップ412とを含む。遅延部411は、例えば、フリップフロップ群によって構成され、100段目のシフト回路11から出力されたパルス信号P100を数クロック分遅延させてリセット信号Q411として出力する。フリップフロップ412は、スタートパルス信号STRに同期して自己の出力(制御信号S401)をハイレベルにし、リセット信号Q411がハイレベルになると制御信号S401をローレベルにする。
次に、図13を参照しつつ、図11に示した信号伝達回路4による動作について説明する。
時刻t1になると、1段目のシフト回路11および制御信号生成回路401にスタートパルス信号STRが与えられ、制御信号S401はローレベルからハイレベルに遷移し、論理回路402は、表示データ信号DATAを入力ノードN1に通過させる。これにより、バッファ回路101,インバータ回路102の各々を介して信号配線L1,L2の各々に表示データ信号DATAが伝達され、1段目のラッチ回路12は、1段目のシフト回路11からのパルス信号P1に同期して、表示データ信号DATAを取り込む。
時刻t1からt2までの期間では、内部クロック信号CLKに同期して1段目のシフト回路からスタートパルス信号STRが順次転送され、時刻t2になると、100段目のシフト回路11からパルス信号P100が出力される。これにより、1段目から100段目までのラッチ回路12の各々による表示データ信号DATAの取り込みが完了する。
100段目のシフト回路11からのパルス信号P100が出力されてから数クロック分が経過すると(時刻t3)、制御信号生成回路401において、リセット信号Q411が立ち上がり、制御信号S401がハイレベルからローレベルに遷移する。これにより、論理回路402は、入力ノードN1における電圧をローレベルに固定する。
次に、時刻t4になると、再び、スタートパルス信号STRが1段目のシフト回路11および制御信号生成回路401に与えられ、時刻t1〜t3における処理が繰り返される。
以上のように、信号配線L1,L2の各々に信号を伝達する必要がない期間に入力ノードにおける電圧を固定することにより、バッファ回路およびインバータ回路の誤動作を防止することができ、バッファ回路およびインバータ回路の各々における消費電流を低減することができる。
なお、制御信号生成回路401において、スタートパルス信号STRに代えて、スタートパルス信号STRに関係した信号(具体的には、パルス信号P100が出力されてからスタートパルス信号STRが与えられるまでの間に立ち上がるパルス信号)をフリップフロップ412のクロック端子に与えても良い。また、遅延部411を介さずに、100段目のシフト回路11からのパルス信号P100をフリップフロップ412のリセット端子に直接与えても良い。さらに、カウンタ回路を別に設け、シフト回路11からのパルス信号ではなく、そのカウンタ回路からの信号をフリップフロップ412に与えても良い。すなわち、100段のラッチ回路12のいずれもが取込処理を行わない期間(図13では、パルス信号P100の立ち下がりからパルス信号P1の立ち上がりまでの期間)の一部または全部において、論理回路402が電圧固定モードになれば良い。但し、1段目のラッチ回路12が取込処理を開始してから100段目のラッチ回路12による取込処理が完了するまでの期間中は、論理回路402の動作モードを信号供給モードにする必要がある。
また、制御信号生成回路401の構成は、図12に示した構成に限定されない。例えば、制御信号生成回路401において、フリップフロップ412をRSラッチ回路に置換しても、制御信号S401を生成することが可能である。また、論理回路402を、表示データ信号DATAとローレベル電源配線LLLの電圧とを選択的に出力するセレクト回路に置換しても同様の効果を得ることが可能である。具体的に、そのようなセレクト回路は、制御信号S401がハイレベルである期間では表示データ信号DATAを選択して出力し、制御信号S401がローレベルである期間ではローレベル電源配線LLLの電圧を選択して出力する。
さらに、本実施形態における制御信号生成回路401および論理回路402は、図4,図6,図8,図9に示した信号伝達回路にも適用可能である。
(第5の実施形態)
図11は、本発明の第5の実施形態による信号伝達回路の構成を示す。この信号伝達回路5は、図1に示した構成に加えて、制御信号生成回路501と、論理回路502A,502Bとを備える。
論理回路502A(第1の制御回路)は、入力ノードN1に与えられた信号をバッファ回路101の入力端子に通過させる信号供給モードと、バッファ回路101の入力端子における電圧をローレベルに固定する電圧固定モードとを有し、制御信号生成回路501からの制御信号S501Aによって動作モードが切り換えられる。
論理回路502B(第2の制御回路)は、入力ノードN1に与えられた信号をインバータ回路102の入力端子に通過させる信号供給モードと、インバータ回路102の入力端子における電圧をローレベルに固定する電圧固定モードとを有し、制御信号生成回路501からの制御信号S501Bによって動作モードが切り換えられる。
図15は、図14に示した制御信号生成回路501の構成例を示す。制御信号生成回路501は、図12に示した構成に加えて、フリップフロップ511をさらに含む。フリップフロップ511は、スタートパルス信号STRに同期して自己の出力(制御信号S501A)をハイレベルにし、53段目のシフト回路11から出力されたパルス信号P53を受けると制御信号S501Aをローレベルにする。また、ここでは、フリップフロップ412は、スタートパルス信号STRに代えて48段目のシフト回路11から出力されたパルス信号P48を受け、パルス信号P48に同期して自己の出力(制御信号S501B)をハイレベルにする。
次に、図16を参照しつつ、図14に示した信号伝達回路5による動作について説明する。
時刻t1になると、1段目のシフト回路11および制御信号生成回路501にスタートパルス信号STRが与えられ、制御信号S501Aはローレベルからハイレベルになり、論理回路502Aは、表示データ信号DATAをバッファ回路101に通過させる。これにより、バッファ回路101を介して信号配線L1に表示データ信号DATAが伝達される。一方、制御信号S501Bはローレベルのままであるので、論理回路502Bは、インバータ回路102の入力端子における電圧をローレベルに固定し続ける。
時刻t2になると、48段目のシフト回路11からのパルス信号P48が出力され、制御信号S501Bは、ローレベルからハイレベルになり、論理回路502Bは、表示データ信号DATAをインバータ回路102に通過させる。これにより、インバータ回路102を介して信号配線L2にも表示データ信号DATAが伝達される。
時刻t3になると、50段目のシフト回路11がパルス信号P50を出力し、50段目のラッチ回路12による取込処理が行われる。これにより、信号配線L1に接続された50段のラッチ回路12の各々による取込処理が完了する。
次に、時刻t4になると、51段目のシフト回路がパルス信号P51を出力し、51段目のラッチ回路12は、パルス信号P51に同期して、信号配線L2から表示データ信号DATAを取り込む。
時刻t5になると、53段目のシフト回路11からのパルス信号P53が出力され、制御信号S501Aはハイレベルからローレベルになり、論理回路502Aは、バッファ回路101の入力端子をローレベルに固定する。
時刻t6になると、100段目のシフト回路11からパルス信号P100が出力される。これにより、1段目から100段目までのラッチ回路12の各々による表示データ信号DATAの取り込みが完了する。
時刻t7になると、制御信号生成回路501において、リセット信号Q411が立ち上がり、制御信号S501Bがハイレベルからローレベルになる。これにより、論理回路502Bは、インバータ回路102の入力端子における電圧をローレベルに固定する。
次に、時刻t8になると、再び、スタートパルス信号STRが1段目のシフト回路11および制御信号生成回路501に与えられ、時刻t1〜t7における処理が繰り返される。
以上のように、論理回路502Aは、信号配線L1に信号を伝達する必要がない期間にバッファ回路101の入力端子をローレベルに固定し、論理回路502Bは、信号配線L2に信号を伝達する必要がない期間にインバータ回路102の入力端子をローレベルにする。これにより、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々の入力端子をローレベルに固定する期間を長くすることができ、バッファ回路101およびインバータ回路102の各々における消費電流をさらに低減することができる。
なお、1段目から50段目までのラッチ回路12(すなわち、信号配線L1に接続されたラッチ回路12)のいずれもが取込処理を行わない期間(図16では、パルス信号P50の立ち下がりからパルス信号P1の立ち上がりまでの期間)の一部または全部において、論理回路502Aが電圧固定モードになれば良い。但し、1段目のラッチ回路12が取込処理を開始してから50段目のラッチ回路12による取込処理が完了するまでの期間中は、論理回路502Aの動作モードを信号供給モードにする必要がある。
また、51段目から100段目までのラッチ回路12(すなわち、信号配線L2に接続されたラッチ回路12)のいずれもが取込処理を行わない期間(図16では、パルス信号P100の立ち下がりからパルス信号P51の立ち上がりまでの期間)の一部または全部において、論理回路502Bが電圧固定モードになれば良い。但し、51段目のラッチ回路12が取込処理を開始してから100段目のラッチ回路12による取込処理が完了するまでの期間中は、論理回路502Bの動作モードを信号供給モードにする必要がある。
さらに、本実施形態における制御信号生成回路501および論理回路502A,502Bは、図4,図6,図8に示した信号伝達回路にも適用可能である。
(その他の実施形態)
以上の各実施形態において、入力ノードN1に与えられた表示データ信号DATAと同極性の出力信号を出力する入出力回路(図1では、バッファ回路101、図4では、バッファ回路101およびインバータ回路104)が有する電流駆動能力の合計と、入力ノードN1に与えられたデータ信号DATAに対して逆極性の出力信号を出力する入出力回路(図1では、インバータ回路102、図4では、インバータ回路102,103)が有する電流駆動能力の合計とを互いに等しくすることが好ましい。このように構成することにより、充電動作によって電源配線HHHから供給される電流量と放電動作によって電源配線LLLに引き込まれる電流量とを互いに等しくすることができるので、電源配線HHH,LLLにおける電圧変動量を最小にすることができる。
また、各実施形態の説明では、信号伝達回路は表示データ信号DATAを伝達するものとして説明したが、内部クロック信号CLKやセカンドラッチ信号SSSを伝達する回路として使用することも可能である。特に、表示データ信号DATAを伝達するためのデータ信号配線,クロック信号CLKを伝達するためのクロック信号配線の両方に同一構成の信号伝達回路を適用すれば、表示データ信号DATAとクロック信号CLKとの遅延差を小さくすることができ、ラッチ回路12による表示データ信号DATAの取り込みを正確に実行することができる。
また、図17のように、各実施形態の信号伝達回路は、表示パネル駆動回路に限らず、表示パネル駆動装置を備えた表示装置にも適用可能である。図17において、表示装置は、2つの信号伝達回路1および表示パネル駆動装置23A,23Bの他に、電源回路21と、コントローラ22と、走査ドライバ24と、表示パネル25とを備える。電源回路21は、各部に電源電圧を供給する。コントローラ22は、表示データ信号DATAとともに、表示パネル駆動装置を制御するための制御信号CTRL(例えば、セカンドラッチ信号SSS)を出力する。表示パネル駆動装置23A,23Bは、コントローラ22による制御を受け、表示データDATAに応じた電圧値を有する階調電圧を表示パネル25に供給する。ここでは、表示パネル25の駆動を表示パネル駆動装置23A,23Bに分担させている。この表示装置において、信号伝達回路1は、コントローラ22からの表示データ信号DATAを伝達するデータバスや、制御信号CTRLを伝達する制御配線として使用される。また、信号伝達回路1は、インバータ回路102によって反転された信号を元の極性に戻すために、図1に示した構成に加えてインバータ回路102aを備えている(なお、電源配線HHH,LLLの図示は省略している)。
なお、各実施形態では、表示データ信号DATAを元の極性に戻すために、ラッチ回路12,13間にインバータ回路14を設けているが、これに限らず、図18のように、ラッチ回路13をレベルシフト回路15との接続を工夫しても構わない(なお、電源配線HHH,LLLの図示は省略している)。図18において、1段目から50段目までのレベルシフト回路15の各々は、そのレベルシフト回路15に対応するラッチ回路13の正転出力を正極性端子Hに受け、そのラッチ回路13の反転出力を負極性端子Lに受ける。一方、51段目から100段目までのレベルシフト回路15の各々は、そのレベルシフト回路15に対応するラッチ回路13の反転出力を正極性端子Hに受け、そのラッチ回路13の正転出力を負極性端子Lに受ける。レベルシフト回路15は、例えば、図19のような構成である。このように構成することにより、表示データ信号DATAが元の極性に戻されたことになる。
以上説明したように、本発明による信号伝達回路は、電源配線における電圧変動を低減することができ、EMIの改善等を実現することができるため、液晶パネル等を表示パネルを駆動する表示パネル駆動装置やそのような表示パネル駆動装置を備えた表示装置等として特に有用である。
本発明の第1の実施形態による信号伝達回路の構成を説明するための図。 図1に示したバッファ回路およびインバータ回路の構成例を示す図。 図1に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 図1に示した信号伝達回路の変形例を示す図。 図4に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 本発明の第2の実施形態による信号伝達回路の構成を説明するための図。 図6に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 図6に示した信号伝達回路の変形例を示す図。 本発明の第3の実施形態による信号伝達回路の構成を説明するための図。 図9に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 本発明の第4の実施形態による信号伝達回路の構成を説明するための図。 図11に示した制御信号生成回路の構成例を示す図。 図11に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 本発明の第5の実施形態による信号伝達回路の構成を説明するための図。 図14に示した制御信号生成回路の構成例を示す図。 図14に示した信号伝達回路による動作について説明するための信号波形図。 各実施形態による信号伝達回路を表示装置に適用する例について説明するための図。 ラッチ回路とレベルシフト回路との接続をついて説明するための図。 図18に示したレベルシフト回路の構成例を示す図。
符号の説明
1,2,3,4,5 信号伝達回路
11 シフト回路
12 ラッチ回路
13 ラッチ回路
14 インバータ回路
101,201,301 バッファ回路
102,103,104,202,203,302 インバータ回路
L1,L2,L3 信号配線
111,112 インバータ部
HHH ハイレベル電源配線
LLL ローレベル電源配線

Claims (11)

  1. 入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、
    前記入力ノードに各々の入力端子が接続された第1および第2の入出力回路と、
    前記第1の入出力回路の出力端子から延びる第1の信号配線と、
    前記第2の入出力回路の出力端子から延びる第2の信号配線と、
    第1の電圧を供給する第1の電源配線と、
    前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、
    前記第1および第2の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて前記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、当該入力信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性と当該入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有するものであり、互いに異なる特性を有する
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  2. 入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、
    前記入力ノードに各々の入力端子が接続された第1および第2の入出力回路と、
    前記第1の入出力回路の出力端子から延びる第1の信号配線と、
    前記第2の入出力回路の出力端子から延びる第2の信号配線と、
    前記第1の信号配線に設けられた第3の入出力回路と、
    第1の電圧を供給する第1の電源配線と、
    前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、
    前記第1,第2,第3の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて前記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、
    前記第1および第2の入出力回路の各々は、前記入力した信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性と当該入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有するものであり、互いに同一の特性を有し、
    前記第3の入出力回路は、前記第2の特性を有する
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  3. 請求項1または請求項2において、
    P個(Pは自然数)の入出力回路をさらに備え、
    前記P個の入出力回路の各々は、前記第1および第2の特性のいずれか一方を有するものであり、前記第1および第2の信号配線のいずれか一方に設けられる
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  4. 請求項1,2,3のいずれか1項において、
    前記入力ノードと前記第1の入出力回路の入力端子との間に介在し、前記入力ノードに与えられた信号を前記第1の入出力回路の入力端子に通過させる信号供給モードと、前記第1の入出力回路の入力端子における電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な第1の制御回路と、
    前記入力ノードと前記第2の入出力回路の入力端子との間に介在し、前記入力ノードに与えられた信号を前記第2の入出力回路の入力端子に通過させる信号供給モードと、前記第2の入出力回路の入力端子における電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な第2の制御回路とをさらに備える
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  5. 表示パネルを駆動する駆動装置において、表示データ信号を取り込む装置であって、
    請求項4に記載の信号伝達回路と、
    直列に接続された複数のシフト回路と、
    前記複数のシフト回路に対応する複数のラッチ回路とを備え、
    前記入力ノードには、前記表示データ信号が与えられ、
    初段の前記シフト回路は、スタートパルス信号を受け、前記複数のシフト回路の各々は、前段からのパルス信号を後段へ順次転送し、
    前記複数のラッチ回路の各々は、前記第1および第2の信号配線のいずれかに接続され、自己に対応するシフト回路からのパルス信号に同期して、当該信号配線に伝達された表示データ信号を取り込み、
    前記第1の制御回路は、前記第1の信号配線に接続されたラッチ回路のいずれもが取込処理を行わない期間の一部または全部において、前記電圧固定モードになり、
    前記第2の制御回路は、前記第2の信号配線に接続されたラッチ回路のいずれもが取込処理を行わない期間の一部または全部において、前記電圧固定モードになる
    ことを特徴とする表示データ処理装置。
  6. 入力ノードに与えられた信号を伝達する回路であって、
    前記入力ノードに入力端子が接続された第1の入出力回路と、
    前記第1の入出力回路の出力端子から延びる信号配線と、
    前記信号配線に設けられた第2の入出力回路と、
    第1の電圧を供給する第1の電源配線と、
    前記第1の電圧よりも低い第2の電圧を供給する第2の電源配線とを備え、
    前記第1および第2の入出力回路の各々は、入力した信号の極性に応じて前記第1および第2の電源配線のうちいずれか一方を選択して出力信号を出力するものであり、
    前記第1の入出力回路は、前記入力した信号と同極性の出力信号を出力する第1の特性と当該入力信号に対して逆極性の出力信号を出力する第2の特性とのいずれか一方を有し、
    前記第2の入出力回路は、前記第2の特性を有する
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  7. 請求項6において、
    P個(Pは自然数)の入出力回路をさらに備え、
    前記P個の入出力回路の各々は、前記第1および第2の特性のいずれか一方を有するものであり、前記信号配線に設けられる
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  8. 請求項1,2,3,6,7のいずれか1項において、
    前記入力ノードへ信号を供給する信号供給モードと、前記入力ノードにおける電圧を固定する電圧固定モードとを切換可能な制御回路をさらに備える
    ことを特徴とする信号伝達回路。
  9. 表示パネルを駆動する駆動装置において、表示データ信号を取り込む装置であって、
    請求項8に記載の信号伝達回路と、
    直列に接続された複数のシフト回路と、
    前記複数のシフト回路に対応する複数のラッチ回路とを備え、
    前記入力ノードには、前記表示データ信号が与えられ、
    初段の前記シフト回路は、表示データ信号の取得開始を定めるスタートパルス信号を受け、前記複数のシフト回路の各々は、前段からのパルス信号を後段へ順次転送し、
    前記複数のラッチ回路の各々は、前記信号配線に接続されており、対応するシフト回路からのパルス信号に同期して、当該信号配線に伝達された表示データ信号を取り込み、
    前記制御回路は、前記複数のラッチ回路のいずれもが取込処理を行わない期間の一部または全部において、前記電圧固定モードになる
    ことを特徴とする表示データ処理装置。
  10. 請求項5または請求項9に記載の表示データ処理装置を含む表示パネル駆動装置と、
    前記表示パネル駆動装置によって駆動される表示パネルとを備える
    ことを特徴とする表示装置。
  11. 請求項1,2,3,6,7のいずれか1項において、
    前記入力ノードに与えられた信号と同極性の出力信号を出力する入出力回路が有する電流駆動能力の合計は、当該入力ノードに与えられた信号に対して逆極性の出力信号を出力する入出力回路が有する電流駆動能力の合計に等しい
    ことを特徴とする信号伝達回路。
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