JP2009186536A - データ線駆動回路、データ線駆動方法、電気光学装置、および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】消費電力を削減する。
【解決手段】データ線駆動回路200は、アナログ形式の入力画像信号Vr,Vg,Vbを伝送するビデオ信号線Lr,Lg,Lbと、入力画像信号を点順次で時系列にサンプリングして出力画像信号を出力するサンプリング回路220と、出力画像信号を増幅してデータ信号としてデータ線に出力する信号供給回路230とを備える。信号供給回路230は、出力画像信号を増幅する電圧増幅回路231Aとバッファ回路232とを備える。
【選択図】図2
【解決手段】データ線駆動回路200は、アナログ形式の入力画像信号Vr,Vg,Vbを伝送するビデオ信号線Lr,Lg,Lbと、入力画像信号を点順次で時系列にサンプリングして出力画像信号を出力するサンプリング回路220と、出力画像信号を増幅してデータ信号としてデータ線に出力する信号供給回路230とを備える。信号供給回路230は、出力画像信号を増幅する電圧増幅回路231Aとバッファ回路232とを備える。
【選択図】図2
Description
本発明は、液晶などの電気光学素子を駆動する技術に関する。
電気エネルギーによって光学特性が変化する電気光学素子を備えた電気光学装置として、液晶装置が知られている。液晶装置では、印加電圧によって透過率が変化する液晶素子を電気光学素子として備える。液晶装置は、複数の走査線と複数のデータ線とを備え、それらの交差に対応して複数の画素が設けられている。各画素は、トランジスタと画素電極とを備え、画素電極と対向電極との間に液晶が挟持されている。液晶素子は、画素電極、対向電極及び液晶で構成される。液晶装置は、複数の走査線を順次選択し、選択されている期間にデータ線を介して、データ信号を画素に書き込むことによって行われる。
データ信号の書込方式には、線順次駆動と点順次駆動とがある。線順次駆動では、走査線が選択されている期間に、複数のデータ線を介して複数の画素に同時にデータ信号を書き込む。一方、点順次駆動では、走査線が選択されている期間に、複数のデータ線に対して順番にデータ信号を供給して複数の画素に順番にデータ信号を書き込む。
特許文献1には、点順次駆動のデータ線駆動回路が開示されている。この回路は、ビデオ信号をビデオ信号線に供給し、複数のデータ線の各々とビデオ信号線との間に設けられた複数のサンプリング用スイッチをシフトレジスタで生成されるサンプリング信号を用いて順次オン状態とすることで、サンプリングしたビデオ信号をデータ線に供給している。
データ信号の書込方式には、線順次駆動と点順次駆動とがある。線順次駆動では、走査線が選択されている期間に、複数のデータ線を介して複数の画素に同時にデータ信号を書き込む。一方、点順次駆動では、走査線が選択されている期間に、複数のデータ線に対して順番にデータ信号を供給して複数の画素に順番にデータ信号を書き込む。
特許文献1には、点順次駆動のデータ線駆動回路が開示されている。この回路は、ビデオ信号をビデオ信号線に供給し、複数のデータ線の各々とビデオ信号線との間に設けられた複数のサンプリング用スイッチをシフトレジスタで生成されるサンプリング信号を用いて順次オン状態とすることで、サンプリングしたビデオ信号をデータ線に供給している。
ところで、上述した従来の点順次方式では、ビデオ信号をサンプリングしてデータ線に供給しているから、ビデオ信号の電圧振幅は、液晶を駆動するための振幅電圧の範囲によって定まる。また、ビデオ信号線には寄生容量が付随するので、ビデオ信号線にビデオ信号を供給する供給回路は、容量性の負荷を駆動する必要があった。
したがって、供給回路は、容量性の負荷を液晶駆動のために必要な振幅電圧で駆動する必要があるため、消費電力が大きいといった問題があった。
また、点順次駆動方式ではビデオ信号のサンプリング期間が短いので、供給回路は高速で容量性の負荷を駆動する必要があり、高い駆動能力が必要とされるといった問題があった。
さらに、サンプリング用スイッチは、大振幅のビデオ信号を確実にスイッチングする必要があるため、大振幅のサンプリング信号をシフトレジスタで生成する必要があり、シフトレジスタの消費電力が大きいといった問題があった。
したがって、供給回路は、容量性の負荷を液晶駆動のために必要な振幅電圧で駆動する必要があるため、消費電力が大きいといった問題があった。
また、点順次駆動方式ではビデオ信号のサンプリング期間が短いので、供給回路は高速で容量性の負荷を駆動する必要があり、高い駆動能力が必要とされるといった問題があった。
さらに、サンプリング用スイッチは、大振幅のビデオ信号を確実にスイッチングする必要があるため、大振幅のサンプリング信号をシフトレジスタで生成する必要があり、シフトレジスタの消費電力が大きいといった問題があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、点順次方式を採用する電気光学装置において、消費電力を削減しつつ高速駆動を実現することを解決課題とする。
上述した課題を解決するために、本発明のデータ線駆動回路は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素回路とを備え、選択された走査線に対応する画素回路に表示すべき階調に応じた大きさのデータ信号を書き込む電気光学装置に用いられるものであって、表示すべき階調に応じた大きさの振幅を有し、アナログ形式の入力画像信号を伝送する画像信号線と、前記信号線と電気的に接続され、前記入力画像信号を時系列にサンプリングして出力画像信号を出力するサンプリング回路と、前記出力画像信号を増幅して前記データ信号として前記データ線に出力する信号供給回路とを備えたことを特徴とする。
この発明によれば、サンプリング回路の後段に設けられた信号供給回路によって、入力画像信号を増幅したデータ信号をデータ線に供給する。ここで、信号供給回路のゲインをGとすれば、データ信号と比較して入力画像信号の振幅は、1/Gとなる。したがって、画像信号線の駆動に要する消費電力を削減することが可能となる。また、入力画像信号の振幅を小さくできるので、画像信号線に寄生容量が付随していても、高速で画像信号線を駆動することが可能となり、サンプリング信号と入力画像信号との間の遅延を抑圧して点順次のサンプリングの誤動作を防止することができる。
この発明によれば、サンプリング回路の後段に設けられた信号供給回路によって、入力画像信号を増幅したデータ信号をデータ線に供給する。ここで、信号供給回路のゲインをGとすれば、データ信号と比較して入力画像信号の振幅は、1/Gとなる。したがって、画像信号線の駆動に要する消費電力を削減することが可能となる。また、入力画像信号の振幅を小さくできるので、画像信号線に寄生容量が付随していても、高速で画像信号線を駆動することが可能となり、サンプリング信号と入力画像信号との間の遅延を抑圧して点順次のサンプリングの誤動作を防止することができる。
信号供給回路の具体的な態様として、基準電圧に対する前記入力画像信号の電圧を増幅して電圧増幅信号として出力する電圧増幅回路と、前記電圧増幅信号を電流増幅して前記データ信号として前記データ線に出力するバッファ回路とを備えることが好ましい。この場合には、電圧増幅回路で電圧増幅をして、バッファ回路で電流増幅をすることができる。ここで、バッファ回路の電圧ゲインは1であってもよいし、あるいは、1以上であってもよい。なお、基準電圧は所定の周期で変動してもよいし、固定であってもよい。
また、上述したデータ線駆動回路は、所定の周期で高電位と低電位とを選択して前記基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備えることが好ましい。例えば、画素回路に電気光学素子の一態様として、印加電圧に応じて透過率が変化する液晶素子を用いる場合には、印加電圧の極性を所定の周期で反転させる必要がある。この基準電圧生成回路を採用することによって、簡易に極性反転を行うことができる。
さらに、前記電圧増幅回路は、前記基準電圧に対する前記出力画像信号の電圧をN(Nは2以上の自然数)倍に昇圧して前記電圧増幅信号を出力することが好ましい。
ここで、前記データ線の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路に対するものとするデータ線駆動回路では、前記電圧増幅回路は、制御クロック信号を供給するクロック信号線と、各々が一単位となるm個のサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成回路と、m個の電圧増幅ユニットとを備え、前記m個の電圧増幅ユニットの各々は、各々が前記出力画像信号を増幅するk個のサブユニットと、前記サンプリング信号と前記制御クロック信号とに基づいて、前記k個のサブユニットの動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路とを備え、前記クロック信号線は、前記m個の電圧増幅ユニットに電気的に接続されることが好ましい。この場合、サブユニットは第1電極と第2電極とを有する容量を備え、制御信号に基づいて、第1電極および第2電極に基準電圧に供給するか出力画像信号を供給するかを制御して、基準電圧に対する出力画像信号の電圧を2倍に増幅して、データ信号を生成することが可能となる。
ここで、前記データ線の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路に対するものとするデータ線駆動回路では、前記電圧増幅回路は、制御クロック信号を供給するクロック信号線と、各々が一単位となるm個のサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成回路と、m個の電圧増幅ユニットとを備え、前記m個の電圧増幅ユニットの各々は、各々が前記出力画像信号を増幅するk個のサブユニットと、前記サンプリング信号と前記制御クロック信号とに基づいて、前記k個のサブユニットの動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路とを備え、前記クロック信号線は、前記m個の電圧増幅ユニットに電気的に接続されることが好ましい。この場合、サブユニットは第1電極と第2電極とを有する容量を備え、制御信号に基づいて、第1電極および第2電極に基準電圧に供給するか出力画像信号を供給するかを制御して、基準電圧に対する出力画像信号の電圧を2倍に増幅して、データ信号を生成することが可能となる。
また、前記データ線の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路に対するものとするデータ線駆動回路では、前記電圧増幅回路は、制御クロック信号を供給するクロック信号線と、各々が一単位となるm個のサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成回路と、m個の電圧増幅ユニットと、前記m個の電圧増幅ユニットの各々に対応して設けられ、各電圧増幅ユニットと前記クロック信号線とを電気的に接続するか分離するかを制御するm個のクロック制御ユニットとを備え、前記m個の電圧増幅ユニットの各々は、各々が前記出力画像信号を増幅するk個のサブユニットと、前記サンプリング信号と前記制御クロック信号とに基づいて、前記k個のサブユニットの動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路とを備えるものであってもよい。
この場合には、クロック制御ユニットによって、電圧増幅ユニットとクロック信号線とが必要に応じて電気的に接続されるので、クロック信号線に付随する電圧増幅ユニットの入力容量を削減することができる。このため、クロック信号線を駆動する回路の消費電力を削減することができ、クロック信号線を介して制御クロック信号を高速で伝送することが可能となる。
この場合には、クロック制御ユニットによって、電圧増幅ユニットとクロック信号線とが必要に応じて電気的に接続されるので、クロック信号線に付随する電圧増幅ユニットの入力容量を削減することができる。このため、クロック信号線を駆動する回路の消費電力を削減することができ、クロック信号線を介して制御クロック信号を高速で伝送することが可能となる。
次に、本発明に係る電気光学装置は、複数のデータ線と、複数の走査線と、前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた複数の画素回路と、上述したデータ線駆動回路と、前記複数の走査線を順次選択する走査線駆動回路とを備える。この電気光学装置によれば消費電力を大幅に削減することができる。
また、上述した電気光学装置において、アナログ入力端子と、デジタル入力端子と、前記アナログ入力端子に供給されるアナログ画像信号の振幅を減衰させ、前記入力画像信号として前記ビデオ信号線に出力する減衰回路と、前記デジタル入力端子に供給されるデジタル画像信号をアナログ信号に変換して、前記入力画像信号として前記ビデオ信号線に出力するDA変換回路とを備えることが好ましい。
アナログ画像信号の電圧振幅は規格によって統一されているので、減衰器によって減衰した後に入力画像信号として取り扱うことによって、電気光学装置の消費電力を低減することができる。また、DA変換回路では、電圧増幅回路のゲインを考慮してアナログ信号に変換することによって、消費電力を削減することができる。
アナログ画像信号の電圧振幅は規格によって統一されているので、減衰器によって減衰した後に入力画像信号として取り扱うことによって、電気光学装置の消費電力を低減することができる。また、DA変換回路では、電圧増幅回路のゲインを考慮してアナログ信号に変換することによって、消費電力を削減することができる。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した電気光学装置を備えることを特徴とする。そのような電子機器としては、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、および携帯情報端末など該当する。
次に、本発明に係るデータ線駆動方法は、複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素回路とを備える電気光学装置に用いられ、選択された走査線に対応する画素回路に表示すべき階調に応じた大きさのデータ信号を書き込むデータ線の駆動方法であって、表示すべき階調に応じた大きさの振幅を有しアナログ形式の入力画像信号を画像信号線に出力し、前記信号線を介して供給される前記入力画像信号を時系列にサンプリングして出力画像信号を生成し、前記出力画像信号を増幅して前記データ信号として前記データ線に出力することを特徴とする。子の発明によれば、データ信号と比較して入力画像信号の振幅を小さくできるから、画像信号線の駆動に要する消費電力を削減することが可能となる。また、画像信号線に寄生容量が付随していても、高速で画像信号線を駆動することが可能となり、サンプリング信号と入力画像信号との間の遅延を抑圧して点順次のサンプリングの誤動作を防止することができる。
<1.第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置1の概略構成を示すブロック図である。電気光学装置1は、表示パネルAAと制御回路600とを備える。
表示パネルAAは、素子基板と、対向電極が形成された対向基板と、これらの基板に挟持される液晶によって構成される。素子基板には、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)と用いて各種の回路等が形成される。より具体的には、素子基板に表示領域A、走査線駆動回路100、およびデータ線駆動回路200が形成される。このうち、画素領域Aには、X方向と平行にn本の走査線101が形成される。また、X方向と直交するY方向と平行に3m本のデータ線103が形成される。そして、走査線101とデータ線103との各交差に対応して画素回路400が各々設けられている。図1において、画素回路400に示す符号[R][G][B]は、R色、G色、およびB色に対応することを示す。R色、G色、およびB色に対応する画素回路400は、サブ画素に各々対応し、これらの組によって1つのメイン画素が構成される。
図1は、本発明の第1実施形態に係る電気光学装置1の概略構成を示すブロック図である。電気光学装置1は、表示パネルAAと制御回路600とを備える。
表示パネルAAは、素子基板と、対向電極が形成された対向基板と、これらの基板に挟持される液晶によって構成される。素子基板には、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)と用いて各種の回路等が形成される。より具体的には、素子基板に表示領域A、走査線駆動回路100、およびデータ線駆動回路200が形成される。このうち、画素領域Aには、X方向と平行にn本の走査線101が形成される。また、X方向と直交するY方向と平行に3m本のデータ線103が形成される。そして、走査線101とデータ線103との各交差に対応して画素回路400が各々設けられている。図1において、画素回路400に示す符号[R][G][B]は、R色、G色、およびB色に対応することを示す。R色、G色、およびB色に対応する画素回路400は、サブ画素に各々対応し、これらの組によって1つのメイン画素が構成される。
画素回路400は、選択トランジスタ50、保持容量51、および画素電極6を備える。画素電極6は対向電極と対向しており、画素電極6、対向電極、およびこれらの間に挟持された液晶によって、電気光学素子たる液晶素子が構成される。液晶素子は対向電極と画素電極6との間に印加される電圧の実効値に応じて光学特性たる透過率が変化する。選択トランジスタ50のオン・オフは走査線101を介して供給される走査信号によって制御される。走査信号が有効になると、データ線103を介して供給されるデータ信号が画素回路400に書き込まれ、液晶容量および保持容量6によって保持される。
制御回路600は各種の制御信号とアナログ形式の入力画像信号Vr、Vg、およびVbを生成する。制御信号は、共通電位VCOMを含む。共通電位VCOMは対向電極に供給され、所定周期で反転する。この例では、1水平走査周期で共通電位VCOMが反転する。制御信号ならび入力画像信号Vr、Vg、およびVbは、表示パネルAAの端部に形成された複数の入力端子を介して表示パネルAAに取り込まれる。
走査線駆動回路100は、複数の走査線101を順次選択するための走査信号Y1、Y2、Y3、…、Ynを生成する。走査信号Y1〜Ynは、Y転送開始パルスSPYをYクロック信号CLKYに同期して順次転送することにより生成される。
走査信号Y1は、1垂直走査期間(1F)の最初のタイミングから、1水平走査期間(1H)に相当する幅のパルスであって、1行目の走査線101に供給される。以降、このパルスを順次シフトして、2、3、…、n行目の走査線101の各々にY2、Y3、…、Ynとして供給する。一般的にi(iは、1≦i≦nを満たす整数)行目の走査線101に供給される走査信号YiがHレベルになると、当該走査線101が選択される。
走査信号Y1は、1垂直走査期間(1F)の最初のタイミングから、1水平走査期間(1H)に相当する幅のパルスであって、1行目の走査線101に供給される。以降、このパルスを順次シフトして、2、3、…、n行目の走査線101の各々にY2、Y3、…、Ynとして供給する。一般的にi(iは、1≦i≦nを満たす整数)行目の走査線101に供給される走査信号YiがHレベルになると、当該走査線101が選択される。
データ線駆動回路200は、3m本のデータ線103にデータ信号を供給する。本実施形態では、メイン画素ごとにデータ信号を書き込む点順次駆動を採用する。つまり、R色、G色、およびB色のサブ画素を同時に書き込む。なお、サブ画素ごとにデータ信号を書き込む点順次駆動を採用してもよいことは勿論である。また、データ線103の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし(この例ではk=3)、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路400に対するものとしてもよい。
図2にデータ線駆動回路200の構成を示す。シフトレジスタ210は、X転送開始パルスSPXをXクロック信号CLKXで順次転送して排他的に有効となるサンプリング信号Smp1、Smp2、…、Smpmを生成する。ビデオ信号線Lr、Lg、およびLbは入力画像信号Vr、Vg、およびVbをサンプリング回路220に供給する配線であり、図1に示すX方向に延存する。その長さは、表示領域Aの横幅と略一致する。このように長い配線には大きな寄生容量が付随している。
サンプリング回路220は3個で1組のサンプリングトランジスタTRr、TRg、およびTRbをm組備える。1組のサンプリングトランジスタTRr、TRg、およびTRbは1個のメイン画素に対応している。サンプリングトランジスタは、サンプリング信号Smp1、Smp2、…、Smpmによってオン・オフが制御され、1つのメイン画素に対応する入力画像信号Vr、Vg、およびVbを順次サンプリングして、出力画像信号Vr1〜Vrm、Vg1〜Vgm、およびVb1〜Vbmを生成する。
信号供給回路230は、出力画像信号Vr1〜Vrm、Vg1〜Vgm、およびVb1〜Vbmを増幅してデータ信号X1r〜Xmr、X1g〜Xmg、およびX1b〜Xmbを生成し、各データ線103に出力する。信号供給回路230は、電圧増幅回路231とバッファ回路232とを備える。この例の電圧増幅回路231は、図3に示すようにn個の電圧増幅ユニットU1〜Unを備える。各電圧増幅ユニットU1は、例えば、入力電圧を2倍に昇圧して出力電圧を生成する電圧ダブラによって構成される。バッファ回路232は電圧ゲインが「1」であり、電流増幅の機能を有する。
ここで、データ信号Xr1に着目すると、信号供給回路230のゲインを「G」としたとき、以下の式が成り立つ。
X1r=Vr1/G=Vr/G
すなわち、入力画像信号Vrの電圧振幅はデータ信号Xr1の電圧振幅の1/Gで足りる。従来の電気光学装置を点順次駆動する場合、入力画像信号とデータ信号との電圧振幅は一致していたので、大きな寄生容量が付随するビデオ信号線Lrを大振幅で駆動する必要があった。これに対して、本実施形態の電気光学装置では、サンプリング回路220からデータ線103までの経路に信号供給回路230を設け、出力画像信号を電圧増幅してデータ信号を生成したので、ビデオ信号線Lrに供給する入力画像信号Vrの電圧振幅を1/Gにすることができる。これによって、制御回路600の出力段の消費電力を削減すると共に、小さい駆動能力でビデオ信号線Lrを駆動することが可能となる。さらに、スイッチングトランジスタTRrの耐圧を下げることができ、サンプリング信号の振幅を庁振幅にできる。このため、シフトレジスタ210の消費電力も削減することができる。
X1r=Vr1/G=Vr/G
すなわち、入力画像信号Vrの電圧振幅はデータ信号Xr1の電圧振幅の1/Gで足りる。従来の電気光学装置を点順次駆動する場合、入力画像信号とデータ信号との電圧振幅は一致していたので、大きな寄生容量が付随するビデオ信号線Lrを大振幅で駆動する必要があった。これに対して、本実施形態の電気光学装置では、サンプリング回路220からデータ線103までの経路に信号供給回路230を設け、出力画像信号を電圧増幅してデータ信号を生成したので、ビデオ信号線Lrに供給する入力画像信号Vrの電圧振幅を1/Gにすることができる。これによって、制御回路600の出力段の消費電力を削減すると共に、小さい駆動能力でビデオ信号線Lrを駆動することが可能となる。さらに、スイッチングトランジスタTRrの耐圧を下げることができ、サンプリング信号の振幅を庁振幅にできる。このため、シフトレジスタ210の消費電力も削減することができる。
図4に電圧増幅ユニットU1は、同一の構成である3個のサブユニットU1r、U1g、およびU1bと、ゲート回路G1およびG2とを備える。ゲート回路G1はサンプリング信号Smp1と制御クロック信号Bckの論理積を演算して第1制御信号Pを生成する一方、ゲート回路G2は制御クロック信号Bckの反転とサンプリング信号Smp1との論理積を演算して第2制御信号Qを生成する。
サブユニットU1rは、5個のスイッチS1〜S5と容量Caを備える。なお、図4に示す容量Cbはバッファ回路232へ至る配線の寄生容量であり、その値は容量Caの容量値と比較して極めて小さい。
サブユニットU1rは、5個のスイッチS1〜S5と容量Caを備える。なお、図4に示す容量Cbはバッファ回路232へ至る配線の寄生容量であり、その値は容量Caの容量値と比較して極めて小さい。
図5は、データ線駆動回路200の動作を説明するためのタイミングチャートである。シフトレジスタ210は、サンプリング信号Smp1、Smp2、…、Smpmを排他的に有効(Hレベル)にする。制御クロック信号Bckの1周期は、サンプリング信号のHレベルの期間と一致する。このため、サンプリング信号Smp1に基づいて生成される第1制御信号Pは期間T2で有効となる一方、第2制御信号Qは期間T1で有効となる。
期間T1においては、第1制御信号Pが無効となり第2制御信号Qが有効となるので、図6(A)に示すようにスイッチS2、S3、およびS5がオン状態となり、スイッチS1およびS4がオフ状態となる。このため、ノードN1の電圧が基準電圧Vrefとなる一方、ノードN2の電圧がV1rとなる。このとき、容量Caには電圧ΔVが印加される。ここで、ノードN1の電位を基準とすれば、電圧ΔVは、ΔV=V1r−Vrefとなる。
期間T1においては、第1制御信号Pが無効となり第2制御信号Qが有効となるので、図6(A)に示すようにスイッチS2、S3、およびS5がオン状態となり、スイッチS1およびS4がオフ状態となる。このため、ノードN1の電圧が基準電圧Vrefとなる一方、ノードN2の電圧がV1rとなる。このとき、容量Caには電圧ΔVが印加される。ここで、ノードN1の電位を基準とすれば、電圧ΔVは、ΔV=V1r−Vrefとなる。
次に、期間T2においては、第1制御信号Pが有効となり第2制御信号Qが無効となるので、図6(A)に示すようにスイッチS1およびS4がオン状態となり、スイッチS2、S3、およびS5がオフ状態となる。このため、ノードN1の電圧がV1rとなる一方、ノードN2の電圧がV1r+ΔVとなる。したがって、データ信号Xr1は、以下の式で与えられる。
Xr1=2V1r−Vref
Xr1=2V1r−Vref
ここで、基準電圧Vrefは、共通電位VCOMと等しく、図7に示すように奇数番目の水平走査期間HaではGNDとなり、偶数番目の水平走査期間HbではVddとなる。このように昇圧の基準となる基準電圧Vrefを共通電位VCOMと一致させることによって、液晶素子へ印加電圧の極性を簡易に反転させることが可能となる。すなわち、この例では、共通電位VCOMを基準として、奇数番目の水平走査期間Haでは画素電極6の電位が正極性となる一方、偶数番目の水平走査期間Hbでは画素電極6の電位が負極性となる。したがって、電圧増幅の過程で液晶素子に対する極性反転が可能となる。また、共通電位VCOMをGNDとVddとの間で変化させているので、共通電位VCOMを一定する場合と比較してデータ信号の振幅を小さくすることができる。この結果、信号供給回路230の消費電力を削減することが可能となる。
<2.変形例>
(1)変形例1
上述した実施形態において、電圧増幅回路231Aでは、各増幅ユニットU1〜Umに対して、常に、制御クロック信号Bckを供給していた。制御クロック信号Bckは、昇圧動作に必要な期間T2を特定する第1制御信号Pと、期間T1を特定する第2制御信号Qを生成するために用いられる。このため、各増幅ユニットU1〜Umからみれば、対応するサンプリング信号Smp1〜Smpmが有効な期間にのみ制御クロック信号Bckを取り込めば足りる。変形例1に関わる電圧増幅回路231Bは、サンプリング信号Smp1〜Smpmが有効な期間にのみ制御クロック信号Bckを取り込むことを可能とする。
(1)変形例1
上述した実施形態において、電圧増幅回路231Aでは、各増幅ユニットU1〜Umに対して、常に、制御クロック信号Bckを供給していた。制御クロック信号Bckは、昇圧動作に必要な期間T2を特定する第1制御信号Pと、期間T1を特定する第2制御信号Qを生成するために用いられる。このため、各増幅ユニットU1〜Umからみれば、対応するサンプリング信号Smp1〜Smpmが有効な期間にのみ制御クロック信号Bckを取り込めば足りる。変形例1に関わる電圧増幅回路231Bは、サンプリング信号Smp1〜Smpmが有効な期間にのみ制御クロック信号Bckを取り込むことを可能とする。
図8に電圧増幅回路231Bの構成を示す。電圧増幅回路231Bは、クロック制御回路250を備える点で、電圧増幅回路231Aと相違する。クロック制御回路250は、各電圧増幅ユニットU1〜Umに対応して設けられたm個のクロック制御ユニットC1〜Cmを備える。
クロック制御ユニットC1は、トランスファーゲートTG1およびTG2を備える。サンプリング信号Smp1がHレベル(有効)のとき、トランスファーゲートTG1がオン状態になる一方、トランスファーゲートTG2がオフ状態となる。逆に、サンプリング信号Smp1がLレベル(無効)のとき、トランスファーゲートTG1がオフ状態になる一方、トランスファーゲートTG2がオン状態となる。すなわち、サンプリング信号Smp1がHレベル(有効)のときにのみ、制御クロック信号Bckを供給するクロック信号線Lと電圧増幅ユニットU1が電気的に接続され、他の期間において電圧増幅ユニットU1とクロック信号線Lは電気的に分離される。
ここで、各電圧増幅ユニットU1〜Umの入力容量値をCcとし、クロック信号線Lの寄生容量値をCfとすると、上述した実施形態におけるクロック信号線Lの等価容量値は、Cf+m・Ccとなる。一方、電圧増幅回路231Bにおける等価容量値はCf+Ccとなる。この変形例1によれば、制御回路600の出力段に設けられた制御クロック信号Bckを供給する供給回路の消費電力を削減することができると共に、出力段の駆動能力を小さくできるので、構成を簡素化することが可能となる。
(2)変形例2
上述した実施形態および変形例1では、電圧増幅回路231Aおよび231Bにおいて、制御クロック信号Bckを必要としたが、電圧増幅ユニットU1〜Umの替わりに
図9に示す電圧増幅ユニットU’を用いることによって省略することができる。オペアンプOPの正入力端子には、基準電圧Vrefが供給される。出力信号Voutは以下の式で与えられる。
Vout=(1+R2/R1)Vref−(R2/R1)Vin
この場合にも、基準電圧Vrefを共通電位VCOMに同期して反転させることによって、液晶に印加する電圧の極性を反転させることができる。
上述した実施形態および変形例1では、電圧増幅回路231Aおよび231Bにおいて、制御クロック信号Bckを必要としたが、電圧増幅ユニットU1〜Umの替わりに
図9に示す電圧増幅ユニットU’を用いることによって省略することができる。オペアンプOPの正入力端子には、基準電圧Vrefが供給される。出力信号Voutは以下の式で与えられる。
Vout=(1+R2/R1)Vref−(R2/R1)Vin
この場合にも、基準電圧Vrefを共通電位VCOMに同期して反転させることによって、液晶に印加する電圧の極性を反転させることができる。
(3)変形例3
上述した実施形態、変形例1および変形例2において、電気光学装置1がアナログ入力とデジタル入力に対応する場合には、図10に示すようにアナログ入力の系統に減衰器を設けてもよい。この場合、電圧増幅回路のゲインをGとした場合、減衰器のゲインは1/Gに設定してもよい。アナログ形式の画像信号の電圧振幅は規格によって統一されているので、減衰器によって減衰した後に入力画像信号として取り扱うことによって、電気光学装置の消費電力を低減することができる。また、DA変換回路では、電圧増幅回路のゲインを考慮してアナログ信号に変換することによって、消費電力を削減することができる。
上述した実施形態、変形例1および変形例2において、電気光学装置1がアナログ入力とデジタル入力に対応する場合には、図10に示すようにアナログ入力の系統に減衰器を設けてもよい。この場合、電圧増幅回路のゲインをGとした場合、減衰器のゲインは1/Gに設定してもよい。アナログ形式の画像信号の電圧振幅は規格によって統一されているので、減衰器によって減衰した後に入力画像信号として取り扱うことによって、電気光学装置の消費電力を低減することができる。また、DA変換回路では、電圧増幅回路のゲインを考慮してアナログ信号に変換することによって、消費電力を削減することができる。
(4)変形例4
上述した実施形態、変形例1〜3において、電気光学装置の一例として、液晶表示装置を取上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気的な作用により光学特性が変化する電気光学素子を用いた装置であれば、いかなるものにも適用することができる。そのような電気光学素子としては、有機エレクトロルミネッセンス素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード(Organic Light Emitting VioVe)素子が含まれる。有機発光ダイオード素子は、低分子、高分子もしくはデンドリマー等の発光有機材料を用いる。さらに、電気光学素子には、無機EL素子や、フィールド・エミッション(FE)素子、表面伝導型エミッション(SE)素子、弾道電子放出(BS)素子、LEVなどの他の自発光素子、さらには、電気泳動素子、エレクトロ・クロミック素子などを用いても良い。
上述した実施形態、変形例1〜3において、電気光学装置の一例として、液晶表示装置を取上げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電気的な作用により光学特性が変化する電気光学素子を用いた装置であれば、いかなるものにも適用することができる。そのような電気光学素子としては、有機エレクトロルミネッセンス素子や発光ポリマー素子などと呼ばれる有機発光ダイオード(Organic Light Emitting VioVe)素子が含まれる。有機発光ダイオード素子は、低分子、高分子もしくはデンドリマー等の発光有機材料を用いる。さらに、電気光学素子には、無機EL素子や、フィールド・エミッション(FE)素子、表面伝導型エミッション(SE)素子、弾道電子放出(BS)素子、LEVなどの他の自発光素子、さらには、電気泳動素子、エレクトロ・クロミック素子などを用いても良い。
<3.応用例>
次に、上述した実施形態及び変形例に係る電気光学装置1を適用した電子機器について説明する。図11に、電気光学装置1を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置1と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。
次に、上述した実施形態及び変形例に係る電気光学装置1を適用した電子機器について説明する。図11に、電気光学装置1を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す。パーソナルコンピュータ2000は、表示ユニットとしての電気光学装置1と本体部2010を備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。
図12に、電気光学装置1を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての電気光学装置1を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、電気光学装置1に表示される画面がスクロールされる。
図13に、電気光学装置1を適用した情報携帯端末(PVA:Personal Vigital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示ユニットとしての電気光学装置1を備える。電源スイッチ4002を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が電気光学装置1に表示される。
なお、電気光学装置1が適用される電子機器としては、図11〜13に示すものの他、デジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器、および電子ペーパー等などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部として、前述した電気光学装置が適用可能である。
1…電気光学装置、100…走査線駆動回路、101…走査線、103…データ線、200…データ線駆動回路、210…シフトレジスタ(サンプリング信号生成回路)、220…サンプリング回路、230…信号供給回路、231A,231B…電圧増幅回路、232…バッファ回路、400…画素回路、Lr,Lg,Lb…ビデオ信号線(画像信号線)、Bck…制御クロック信号、U1〜Um…電圧増幅ユニット、U1r,U1g,U1b…サブユニット、L…クロック信号線。
Claims (10)
- 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素回路とを備え、選択された走査線に対応する画素回路に表示すべき階調に応じた大きさのデータ信号を書き込む電気光学装置に用いられるデータ線駆動回路であって、
表示すべき階調に応じた大きさの振幅を有し、アナログ形式の入力画像信号を伝送する画像信号線と、
前記信号線と電気的に接続され、前記入力画像信号を時系列にサンプリングして出力画像信号を出力するサンプリング回路と、
前記出力画像信号を増幅して前記データ信号として前記データ線に出力する信号供給回路とを、
備えたことを特徴とするデータ線駆動回路。 - 前記信号供給回路は、
基準電圧に対する前記入力画像信号の電圧を増幅して電圧増幅信号として出力する電圧増幅回路と、
前記電圧増幅信号を電流増幅して前記データ信号として前記データ線に出力するバッファ回路とを、
を備えることを特徴とする請求項1に記載のデータ線駆動回路。 - 所定の周期で高電位と低電位とを選択して前記基準電圧を生成する基準電圧生成回路を備えることを特徴とする請求項2に記載のデータ線駆動回路。
- 前記電圧増幅回路は、前記基準電圧に対する前記出力画像信号の電圧をN(Nは2以上の自然数)倍に昇圧して前記電圧増幅信号を出力することを特徴とする請求項2または3に記載のデータ線駆動回路。
- 前記データ線の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路に対するものとするデータ線駆動回路であって、
前記電圧増幅回路は、
制御クロック信号を供給するクロック信号線と、
各々が一単位となるm個のサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成回路と、
m個の電圧増幅ユニットとを備え、
前記m個の電圧増幅ユニットの各々は、
各々が前記出力画像信号を増幅するk個のサブユニットと、
前記サンプリング信号と前記制御クロック信号とに基づいて、前記k個のサブユニットの動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路とを備え、
前記クロック信号線は、前記m個の電圧増幅ユニットに電気的に接続される、
ことを特徴とする請求項4に記載のデータ線駆動回路。 - 前記データ線の本数をk×m(kは自然数、mは2以上の自然数)本とし、点順次のデータ信号の書き込みの一単位をk個の画素回路に対するものとするデータ線駆動回路であって、
前記電圧増幅回路は、
制御クロック信号を供給するクロック信号線と、
各々が一単位となるm個のサンプリング信号を生成するサンプリング信号生成回路と、
m個の電圧増幅ユニットと、
前記m個の電圧増幅ユニットの各々に対応して設けられ、各電圧増幅ユニットと前記クロック信号線とを電気的に接続するか分離するかを制御するm個のクロック制御ユニットとを備え、
前記m個の電圧増幅ユニットの各々は、
各々が前記出力画像信号を増幅するk個のサブユニットと、
前記サンプリング信号と前記制御クロック信号とに基づいて、前記k個のサブユニットの動作を制御する制御信号を生成する制御信号生成回路とを備える、
ことを特徴とする請求項4に記載のデータ線駆動回路。 - 複数のデータ線と、
複数の走査線と、
前記データ線と前記走査線との交差に対応して設けられた複数の画素回路と、
請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載のデータ線駆動回路と、
前記複数の走査線を順次選択する走査線駆動回路と、
を備える電気光学装置。 - アナログ入力端子と、
デジタル入力端子と、
前記アナログ入力端子に供給されるアナログ画像信号の振幅を減衰させ、前記入力画像信号として前記ビデオ信号線に出力する減衰回路と、
前記デジタル入力端子に供給されるデジタル画像信号をアナログ信号に変換して、前記入力画像信号として前記ビデオ信号線に出力するDA変換回路とを備える、
ことを特徴とする電気光学装置。 - 請求項7または8に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
- 複数の走査線と、複数のデータ線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素回路とを備える電気光学装置に用いられ、選択された走査線に対応する画素回路に表示すべき階調に応じた大きさのデータ信号を書き込むデータ線駆動方法であって、
表示すべき階調に応じた大きさの振幅を有しアナログ形式の入力画像信号を画像信号線に出力し、
前記信号線を介して供給される前記入力画像信号を時系列にサンプリングして出力画像信号を生成し、
前記出力画像信号を増幅して前記データ信号として前記データ線に出力する、
ことを特徴とするデータ線駆動方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008023565A JP2009186536A (ja) | 2008-02-04 | 2008-02-04 | データ線駆動回路、データ線駆動方法、電気光学装置、および電子機器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009122672A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Toppoly Optoelectronics Corp | 画像表示システム |
JP2012053322A (ja) * | 2010-09-02 | 2012-03-15 | Chi Mei Electronics Corp | ディスプレイ装置及びこれを有する電子機器 |
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2008
- 2008-02-04 JP JP2008023565A patent/JP2009186536A/ja not_active Withdrawn
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