JP2009157094A - データ線駆動回路、ドライバic、表示装置 - Google Patents

データ線駆動回路、ドライバic、表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】出力数の切り替えを、適切に行うことができる構成を備えたデータ線駆動回路を構成する。
【解決手段】バイアス信号に応答して電流を流す電流源(33)を有する出力回路(21)に対し、そのバイアス信号を遮断する構成を備えたデータ線駆動回路を構成する。そのデータ線駆動回路は、バイアス信号を生成し、バイアス配線(23)を介してバイアス信号を出力回路(21)に供給するバイアス回路(22)と、バイアス回路(22)と出力回路(21)との間に設けられ、制御信号(TEST1、TEST1B)に応答してバイアス配線(23)を遮断するスイッチを具備する。
【選択図】図4

Description

本発明は、データ線駆動回路、そのデータ線駆動回路を備えるドライバIC、そのドライバICで動作する表示装置に関する。
液晶表示装置や、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイなどのフラットパネルディスプレイが広く普及している。液晶表示装置は、テレビ、パーソナルコンピュータの表示装置、デジタルカメラの表示装置および携帯電話の表示装置など、様々な分野における表示装置として使用されている。また、有機ELディスプレイは、次世代表示装置として有望視されており、携帯電話の表示装置や車載用ディスプレイなどに使用されている。これらのフラットパネルディスプレイは、ドライバICを備えている。そのドライバICは、表示素子を駆動し、画像表示を制御する回路として使用されている。
フラットパネルディスプレイは、一般に、マトリックス状に配置された複数の画素を有数する表示領域を備えている。ドライバICは、各画素からの光を制御することによって表示領域に画像表示を行う。各画素は、液晶材料や有機EL素子などの表示素子を備えている。各表示素子は、ドライバICからの信号によって制御される。
例えば、パーソナルコンピュータの表示装置は、パーソナルコンピュータ本体から供給される画像信号を、画像表示装置に実装されたコントローラLSIで受け取る。そのコントローラLSIは、画像信号に応じたデジタル信号をドライバICに供給する。ドライバICは、取得したデジタル信号に基づいてアナログ信号を生成し、マトリックス上に配列された各画素に出力する。これによって、各画素の表示素子が制御され、画像が表示領域内に表示される。
一般に、ドライバICの出力数は固定されている。このため、画素列数(ドット列数)がドライバICの出力数の整数倍でない場合、従来は、異なる出力数のドライバICを数種類併用することで対応していた。しかし、異なる出力数のドライバICを数種類併用する場合、それらのドライバIC間において、駆動能力その他の電気的特性に差が生じる。そのため、異なるドライバIC間の表示品質にばらつきが発生することがあった。表示品質の低下を抑制するために、ドライバICの出力数を変更する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
図1は、特許文献1に記載のソース・ドライバIC120と、その出力配線を示すブロック図である。図1において、点線で囲まれた領域(表示領域301)は、複数の画素から構成され、画像表示を行う表示領域である。特許文献1に記載の技術において、表示領域301は、454dot×RGB(1362画素列)の表示を行う。具体的には、3つのソース・ドライバIC120の内、中央のソース・ドライバIC120bの出力数が402であり、他の両端の2つのソース・ドライバIC120a、ソース・ドライバIC120cの出力数は480である例が示されている(454×3=480+402+480)。
図1を参照して説明すると、ソース・ドライバIC120(ソース・ドライバIC120a〜ソース・ドライバIC120c)は、複数の表示信号出力端子310の他、出力数制御端子311を備えている。出力数制御端子311には、制御回路105(図示されず)からの制御信号(TEST1、TEST1B)350が入力される。本例において、各出力数制御端子311への入力である制御信号(TEST1、TEST1B)350は、一定に維持され、出力数は一定数に維持される。例えば、中央のソース・ドライバIC120bにLレベルの制御信号(TEST1、TEST1B)350を入力することによって、出力数を402に設定し、両端のソース・ドライバIC120a、ソース・ドライバIC120cにHレベルの制御信号(TEST1、TEST1B)350を入力することによって、出力数を480に設定することができる。
こうして、各ソース・ドライバIC120は、出力数制御端子311へ入力される制御信号(TEST1、TEST1B)350に応じて、480出力あるいは402出力を切替ている。
特開2005−215007号公報
特許文献1には、ドライバICが、出力数の切り替えるための具体的な構成が記載されていない。また、特許文献1に記載のドライバICは、出力数の切り替えを行ったときに、不要になった出力部に流れる電流を停止することができなかった。不要になった出力部への電流をカットすることは、消費電流削減につながり、ドライバICに常に求められる重要な電気的特性のひとつである。
本発明が解決しようとする課題は、出力数の切り替えを、適切に行うことができる構成を備えたデータ線駆動回路(ドライバ回路)を提供することにある。
以下に、[発明を実施するための最良の形態]で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための最良の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
上記課題を解決するために、バイアス信号に応答して電流を流す電流源(33)を有し、表示パネル(1)に配置される複数のデータ線(7)の各々にデータ電圧を供給する出力回路(21)と、前記バイアス信号を生成し、バイアス配線(23)を介して前記バイアス信号を前記出力回路(21)に供給するバイアス回路(22)と、前記バイアス回路(22)と前記出力回路(21)との間に設けられ、制御信号(TEST1、TEST1B)に応答して前記バイアス配線(23)を遮断するスイッチを具備する表示パネル(1)のデータ線駆動回路を構成する。
これにより、制御信号に応答して動作するスイッチのON/OFFで、データ線駆動回路の出力数を切り換えて使用できるようにする。
また、表示パネル(1)のデータ線駆動回路は、前記バイアス信号の供給を停止するバイアス制御回路を備えていることが好ましい。ここにおいて、前記バイアス制御回路は、前記スイッチに前記制御信号(TEST1、TEST1B)が供給されるとき、前記制御信号(TEST1、TEST1B)に応答して、電流停止信号(VDD)を出力する。そして、前記電流源(33)は、前記電流停止信号(VDD)に応答して、前記出力回路(21)に対する電流の供給を停止する。
これにより、動作を停止した出力バッファ21(AMP)の出力段のトランジスタをHi−Z状態にするとともに、出力バッファ21(AMP)の定電流源を制御しているバイアス信号でその電流をカットする。
本発明によると、出力数の切り替えを適切に行うことができる構成を備えたドライバ回路を提供することが可能となる。
また、本発明によると、出力数の切り替えによって動作を停止した出力部への電流の供給を適切に停止する技術を提供することにある。
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態について説明を行う。図2は、本実施形態の液晶表示装置10の構成を例示するブロック図である。液晶表示装置10は、液晶表示パネル1と、データ線駆動回路2と、走査線駆動回路3と、電源回路4と、制御回路5とを含んでいる。
液晶表示パネル1は、図面の横方向に配列されて縦方向に延びるデータ線6と、図面の縦方向に配列されて横方向に延びる走査線7とを含んでいる。また、マトリクス状に配置された複数の各画素8を備えている。複数の画素8の各々は、複数のデータ線6と複数の走査線7との交点付近に配置されている。複数の画素8は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11と、画素容量12と、液晶素子13とを含んでいる。TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11のゲート端子は、走査線7に接続されている。TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11のソース(ドレイン)端子は、データ線6に接続されている。また、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11のドレイン(ソース)端子には、画素容量12と液晶素子13が接続されている。画素容量12と液晶素子13とは、ノード14を介して共通電極(図示されず)に接続されている。
データ線駆動回路2は、表示データに基づいた信号電圧を出力してデータ線6を駆動する。走査線駆動回路3は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)11の選択/非選択電圧を出力して走査線7を駆動する。制御回路5は、走査線駆動回路3およびデータ線駆動回路2による駆動のタイミングをコントロールする。電源回路4は、データ線駆動回路2が出力する信号電圧や、走査線駆動回路3が出力する選択/非選択電圧を生成して各駆動回路に供給する。
以下に、データ線駆動回路2の構成について説明を行う。図3は、データ線駆動回路2の構成を示すブロック図である。本実施形態では、データ線駆動回路2が処理する表示信号が、6ビット・デジタル表示信号である場合に対応して説明を行う。データ線駆動回路2は、外部より表示信号R、G、Bを取り込むデータレジスタ15と、ストローブ信号STに同期して6ビットディジタル信号をラッチするラッチ回路16と、並列N段のデジタル/アナログ変換器よりなるD/Aコンバータ18と、液晶の特性に合わされたガンマ変換特性をもつ階調電圧発生回路17と、出力アンプ部19とを備えている。その出力アンプ部19には、D/Aコンバータ18からの電圧を、データ線6に供給するN個の出力バッファ21(ボルテージフォロア)が備えられている。出力アンプ部19に備えられた複数の出力バッファ21は、バイアス配線23を介してバイアス回路22に接続されている。
図4は、本実施形態のバイアス回路22とバイアス配線23の詳細な構成を例示するブロック図である。バイアス回路22から出力バッファ21への経路において、複数のスイッチ(第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6)が備えられている。その複数のスイッチは、トランスファーゲートなどで構成されていることが好ましい。以下に述べる実施形態においては、データ線駆動回路2が、4種の出力数を可変的に設定する機能を備えている場合を例示する。なお、この構成は、本実施形態におけるデータ線駆動回路2の出力数を制限するものではない。バイアス回路22は、データ線駆動回路2チップの中央付近に備えられ、出力列の中央付近の出力バッファ21の動作を停止する機能をそなえていることが好ましい。
図5は、第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6の状態と、その時の出力数との対応を例示するテーブルである。図5のテーブルに示されているように、複数のスイッチ(第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6)のON/OFFを切り換えることによって、各種の出力数を実現できる。
図4に戻り、本実施形態のバイアス配線23は、4種の切り替えの一番少ない出力数のところの左右の境界までレイアウトされている。具体的には、バイアス配線23は、出力342と出力463までは、直接的にバイアス回路22に接続されている。本実施形態のデータ線駆動回路2においては、その境界部から先(IC外側に向かって)の出力が、固定であるように構成されている。従って、そのバイアス配線23は、各出力バッファ21に接続される。
上記境界から内側の出力バッファ21の場合、各種切り替えの境界のところにバイアス配線23の接続を制御するスイッチ(第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6)を備えている。第1スイッチSW1は、第1非反転信号TEST1と第1反転信号TEST1Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。第2スイッチSW2は、第2非反転信号TEST2と第2反転信号TEST2Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。第3スイッチSW3は、第3非反転信号TEST3と第3反転信号TEST3Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。第4スイッチSW4は、第4非反転信号TEST4と第4反転信号TEST4Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。第5スイッチSW5は、第5非反転信号TEST5と第5反転信号TEST5Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。第6スイッチSW6は、第6非反転信号TEST6と第6反転信号TEST6Bに応じて、ON/OFFの切り替えが行われる。
出力バッファ21に接続されるバイアス配線23は、最大の出力の端まで配線されている。そして、その内側の出力のバイアス配線23は、スイッチを介して配線され、制御回路5から供給される制御信号に応じて、出力数を変更する。また、バイアス回路22は、出力数を変更する場合に、動作を停止したデータ線駆動回路21に接続されるバイアス配線23の電圧を固定にすることで、該当の出力バッファ21への電流の供給を停止する。ここにおいて、各出力バッファ21の電流カットは、複数のスイッチ(第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6)をコントロールする信号を利用することが好ましい。
図6は、本実施形態の出力バッファ21の構成を例示する回路図である。出力バッファ21は、増幅段31と出力段32とを含んでいる。なお、本実施形態では、増幅段31の、入力信号(Vin+、Vin-)を受けるトランジスタが、Pチャネルトランジスタである場合を例示する。なお、図6に示す回路構成は、本実施形態における出力バッファ21の構成を制限するものではない。また図6に示す出力バッファ21は、第1スイッチSW1の状態に応じて、動作を停止する回路を例示している。
図6を参照すると、出力バッファ21の増幅段31は、電流源33を含んでいる。電流源33は、ゲート電極に印加されるバイアス信号BIASに応答して、所定の電流を、入力段とカレントミラー回路に供給している。本実施形態において、動作を停止している出力バッファ21には、バイアス信号BIASとして電源線圧VDDが供給される。これによって、スイッチを切ったとき、これと同時にそのバイアス配線に接続される出力バッファ21の電流源33は、出力バッファ21の定常電流をカットするように作用する。
また、図6を参照すると、出力段32は、第1出力制御回路34と第2出力制御回路35とを含んでいる。第1出力制御回路34のゲート電極には、第1反転信号TEST1Bが供給され、第2出力制御回路35のゲート電極には、第1非反転信号TEST1が供給されている。第1非反転信号TEST1および第1反転信号TEST1Bは、第1スイッチSW1をコントロールする信号である。第1非反転信号TEST1をHighレベルにし、第1反転信号TEST1BをLowレベルとすることにより、出力バッファ21の「Vout」がHi−Z(ハイインピーダンス)になる。
図7は、バイアス信号制御回路の構成を例示する回路図である。「36」は、出力バッファ21の前段に設けられ、バイアス信号BIASを電源電圧もしくはグランド(接地電圧)にする。バイアス信号制御回路36は、バイアス配線23を、ドライバの電源電圧もしくはグランド(接地電圧)にすることで、そのバイアス配線23に接続されている出力バッファ21の電流源33の動作を停止させる。
制御回路5が第1非反転信号TEST1をHighレベルにし、第1反転信号TEST1BをLowレベルとすることにより、バイアス信号制御回路36の第1トランジスタ37が非活性化される。このとき、バイアス信号制御回路36の第1トランジスタ37が活性化され、バイアス配線23はVDDに接続される。
図8は、バイアス信号BIASを制御する回路の他の構成を例示する回路図である。図8のバイアス信号制御回路41は、出力バッファ21の増幅段31において、入力信号(Vin+、Vin-)を受けるトランジスタが、Nチャネルトランジスタである場合に適している。制御回路5が第1非反転信号TEST1をHighレベルにし、第1反転信号TEST1BをLowレベルとしたとき、バイアス信号制御回路41の第3トランジスタ42が非活性化され、バイアス信号制御回路41の第4トランジスタ43が活性化される。これによって、バイアス配線23がVSSに接続され、出力バッファ21に電流が流れなくなる。
上述のように、本実施形態のデータ線駆動回路2は、動作を停止した出力バッファ21(AMP)の出力段のトランジスタをHi−Z状態にするとともに、出力バッファ21(AMP)の定電流源を制御しているバイアス信号でその電流をカットする。これによって、データ線駆動回路2は、出力アンプ部19の出力バッファ21のうち、動作を停止した出力バッファ21への電流をカットする。このように、本実施形態のデータ線駆動回路2は、複雑な回路を構成することなく、スイッチによってバイアス配線の切り替えが可能である。そして、そのときに不要になった出力部の電流をカットすることにより消費電流削減を達成することができる。
この構成によって、バイアス配線23のレイアウト上の面積を増加させることなく、出力切り替えによって、動作を停止している出力バッファ21の電流消費を抑制することができる。
図1は、従来のソース・ドライバIC120と、その出力配線を示すブロック図である。 図2は、本実施形態の液晶表示装置10の構成を例示するブロック図である。 図3は、データ線駆動回路2の構成を示すブロック図である。 図4は、本実施形態のバイアス回路22とバイアス配線23の詳細な構成を例示するブロック図である。 図5は、第1スイッチSW1〜第6スイッチSW6の状態と、その時の出力数との対応を例示するテーブルである。 図6は、本実施形態の出力バッファ21の構成を例示する回路図である。 図7は、バイアス信号制御回路の構成を例示する回路図である。 図8は、バイアス信号制御回路の構成を例示する回路図である。
符号の説明
10…液晶表示装置
1…液晶表示パネル
2…データ線駆動回路
3…走査線駆動回路
4…電源回路
5…制御回路
6…データ線
7…走査線
8…画素
11…TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)
12…画素容量
13…液晶素子
14…ノード
15…データレジスタ
16…ラッチ回路
17…階調電圧発生回路
18…D/Aコンバータ
19…出力アンプ部
21…出力バッファ
22…バイアス回路
23…バイアス配線
31…増幅段
32…出力段
33…電流源
34…第1出力制御回路
35…第2出力制御回路
36…バイアス信号制御回路
37…第1トランジスタ
38…第2トランジスタ
41…バイアス信号制御回路
42…第3トランジスタ
43…第4トランジスタ
SW1…第1スイッチ
SW2…第2スイッチ
SW3…第3スイッチ
SW4…第4スイッチ
SW5…第5スイッチ
SW6…第6スイッチ
TEST1…第1非反転信号
TEST1B…第1反転信号
TEST2…第2非反転信号
TEST2B…第2反転信号
TEST3…第3非反転信号
TEST3B…第3反転信号
TEST4…第4非反転信号
TEST4B…第4反転信号
TEST5…第5非反転信号
TEST5B…第5反転信号
TEST6…第6非反転信号
TEST6B…第6反転信号
BIAS…バイアス信号
105…制御回路
120…ソース・ドライバIC
120a…ソース・ドライバIC
120b…ソース・ドライバIC
120c…ソース・ドライバIC
301…表示領域
310…表示信号出力端子
311…出力数制御端子
350…制御信号(TEST1、TEST1B)

Claims (18)

  1. バイアス信号に応答して電流を流す電流源を有し、表示パネルに配置される複数のデータ線の各々にデータ電圧を供給する出力回路と、
    前記バイアス信号を生成し、バイアス配線を介して前記バイアス信号を前記出力回路に供給するバイアス回路と、
    前記バイアス回路と前記出力回路との間に設けられ、制御信号に応答して前記バイアス配線を遮断するスイッチと
    を具備する
    表示パネルのデータ線駆動回路。
  2. 請求項1に記載の表示パネルのデータ線駆動回路において、さらに、
    バイアス制御回路を具備し、
    前記バイアス制御回路は、
    前記スイッチに前記制御信号が供給されるとき、前記制御信号に応答して、前電流停止信号を出力し、
    前記電流源は、
    前記電流停止信号に応答して、前記出力回路に対する電流の供給を停止する
    表示パネルのデータ線駆動回路。
  3. 請求項2に記載の表示パネルのデータ線駆動回路において、
    前記スイッチは、前記制御信号に応答して開閉するトランスファーゲートで構成される
    表示パネルのデータ線駆動回路。
  4. 請求項3に記載の表示パネルのデータ線駆動回路において、
    前記バイアス配線は、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置され、
    前記スイッチは、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置される
    表示パネルのデータ線駆動回路。
  5. 表示パネルに配置される複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路を具備するドライバ回路であって、
    前記データ線駆動回路は、
    バイアス信号に応答して動作する電流源を有し、前記複数のデータ線の各々にデータ電圧を供給する出力回路と、
    前記バイアス信号を生成し、バイアス配線を介して前記バイアス信号を前記出力回路に供給するバイアス回路と、
    前記バイアス回路と前記出力回路との間に設けられ、制御信号に応答して前記バイアス配線を遮断するバイアス電圧切断スイッチと
    を備える
    ドライバ回路。
  6. 請求項5に記載のドライバ回路において、
    前記データ線駆動回路は、
    外部からの設定信号に応じて出力数を可変にすることができ、
    前記バイアス電圧切断スイッチは、
    出力数選択により使用しなくなる出力回路と使用する出力回路との境目に配置される
    ドライバ回路。
  7. 請求項6に記載のドライバ回路において、
    前記バイアス電圧切断スイッチは、
    出力数選択により使用しなくなる出力回路に、前記バイアス電圧が供給されないようにする
    ドライバ回路。
  8. 請求項7に記載のドライバ回路において、
    前記バイアス電圧を切断した出力回路は、静電流が流れないような別の電圧が供給される
    ドライバ回路。
  9. 請求項8に記載のドライバ回路において、
    前記バイアス配線は、
    チップレイアウト上配線一本分でレイアウトされている
    ドライバ回路。
  10. 請求項5に記載のドライバ回路において、
    前記出力回路は、
    前記データ線に接続される出力端と、
    前記制御信号に応じて、前記出力端をハイインピーダンスにする出力制御回路と
    を備える
    ドライバ回路。
  11. 請求項10に記載のドライバ回路において、さらに、
    前記バイアス信号の供給を停止するバイアス制御回路を備え、
    前記バイアス制御回路は、
    前記制御信号に応答して、前記バイアス配線に接続される電流源に、電流停止信号を供給し、
    前記電流源は、
    前記電流停止信号に応答して、前記出力回路に対する電流の供給を停止する
    ドライバ回路。
  12. 請求項11に記載のドライバ回路において、
    前記スイッチは、前記制御信号に応答して開閉するトランスファーゲートで構成される
    ドライバ回路。
  13. 請求項12に記載のドライバ回路において、
    前記バイアス配線は、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置され、
    前記スイッチは、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置される
    ドライバ回路。
  14. 行列上に配置される複数の画素を有する表示パネルと、
    前記表示パネルに配置される複数のデータ線を駆動するデータ線駆動回路と
    を具備し、
    前記データ線駆動回路は、
    バイアス信号に応答して動作する電流源を有し、前記複数のデータ線の各々にデータ電圧を供給する出力回路と、
    前記バイアス信号を生成し、バイアス配線を介して前記バイアス信号を前記出力回路に供給するバイアス回路と、
    前記バイアス回路と前記出力回路との間に設けられ、制御信号に応答して前記バイアス配線を遮断するスイッチと
    を備える
    表示装置。
  15. 請求項14に記載の表示装置において、
    前記出力回路は、
    前記データ線に接続される出力端と、
    前記制御信号に応じて、前記出力端をハイインピーダンスにする出力制御回路と
    を備える
    表示装置。
  16. 請求項15に記載の表示装置において、
    前記バイアス回路は、
    前記バイアス信号の供給を禁止するバイアス制御回路を備え、
    前記バイアス制御回路は、前記制御信号に応答して、前記バイアス配線に接続される電流源の動作を停止する
    表示装置。
  17. 請求項16に記載の表示装置において、
    前記制御信号は、前記データ線の駆動タイミングを制御する制御回路から出力され、
    前記スイッチは、前記制御信号に応答して開閉するトランスファーゲートで構成される
    表示装置。
  18. 請求項17に記載の表示装置において、
    前記バイアス配線は、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置され、
    前記スイッチは、
    前記バイアス回路を基準に線対称に配置される
    表示装置。
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