JP2009294632A

JP2009294632A - ディスプレイ・パネル・ドライバー

Info

Publication number: JP2009294632A
Application number: JP2008234409A
Authority: JP
Inventors: Yuh-Diahn Wang; ▲ゆう▼鈿王; Gengai Ko; 彦凱黄
Original assignee: Holtek Semiconductor Inc
Current assignee: Holtek Semiconductor Inc
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-12-17
Also published as: TW200951907A; US20090303095A1; US7728750B2; TWI391891B

Abstract

【課題】ディスプレイ・パネル・ドライバーを提供することを目的とする。
【解決手段】該ディスプレイ・パネル・ドライバーは、ｎ個の入力信号を受信し、（２ⁿ−１）倍の基準電流に基づきＤ/Ａ出力電圧信号を送信する２進重み（ｂｉｎａｒｙ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）電流型Ｄ/Ａ変換器と、前記Ｄ/Ａ出力電圧信号を受信し、電流ミラー効果を利用し（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を出力端に伝導することにより、ディスプレイ・パネルをドライブできる出力電圧を発生させる電流ミラー型ソースフォロアと、を備えて成ることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明はドライバーに関し、特にディスプレイ・パネルに適用するドライバーに関する。

図１は、従来のディスプレイ・パネル・ドライバーの回路を示す図である。図１において、ディスプレイ・パネル・ドライバー１はＤ/Ａ変換器とゲーンステージとを備えて成る。該Ｄ/Ａ変換器は６進Ｄ/Ａ変換器１０であり、該ゲーンステージはＯＰアンプ１１である。６進Ｄ/Ａ変換器１０から出力されたＤ/Ａ出力信号は、ＯＰアンプ１１に増幅され、ディスプレイ・パネル１２をドライブできる出力電圧信号となる。

図１に示した構成のようなディスプレイ・パネル・ドライバーは少なくとも下記二つの欠点を有する。

（１）線性度(Linearity)が低下する：
系統の電源電圧ＶＤＤは一般に３．３〜５Ｖである。Ｄ/Ａ変換器１０は低圧の素子であり、ＯＰアンプ１１は高圧の素子である。Ｄ/Ａ変換器１０には一個の最下位ビット（ＬＳＢ）がＶＤＤ/２⁶ので、最大のＬＳＢは７８．１２５ｍＶである。しかしながら、ＯＰアンプ１１の最小同相入力電圧は一般に１Ｖ以上である。この差が同相入力電圧の範囲を狭くする可能があるので、ＯＰアンプ１１内のトランジスタが飽和モードで動作するように、やや高い電圧を入力する必要がある。図２は、入力コードに対し、図１におけるＤ/Ａ変換器の出力とゲーンステージの出力との総合を示す曲線図である。図２において、縦座標はＤ/Ａ変換器の出力とゲーンステージの出力との総合（単位：Ｖ）であり、横座標は入力コード（単位：ＬＳＢ）である。図２に示したように、だいたい四分の一の入力コードは線性度が低下する。特に、小電圧の範囲内の入力コードはそうになる。

（２）チップの寸法が大きくなる
ＯＰアンプ１１は高圧の素子で、規格(rule)が大きくなり、その内それぞれのチャネルにとって一つのＤ/Ａ変換器及び一つのバッファが必要なものなので、チップの寸法が大きくなる傾向がある。

上記の欠点のため、従来のディスプレイ・パネル・ドライバーの表現はユーザーに満足できないと言える。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のディスプレイ・パネル・ドライバーを改善し、チップの寸法を小さくするために、良い線性度、やや少ない高圧の素子を有するディスプレイ・パネル・ドライバーを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、ディスプレイ・パネル・ドライバーを提供することで上記課題を快適に解決する。該ディスプレイ・パネル・ドライバーは、ｎ個の入力信号を受信し、（２ⁿ−１）倍の基準電流に基づきＤ/Ａ出力電圧信号を出力する２進重み（ｂｉｎａｒｙ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）電流型Ｄ/Ａ変換器と、前記Ｄ/Ａ出力電圧信号を受信し、電流ミラー効果を利用し（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を出力端に伝導することにより、ディスプレイ・パネルをドライブできる出力電圧を発生させる電流ミラー型ソースフォロアと、を備えて成る。

前記２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器は、前記ｎ個の入力信号に制御されるｎ個のＮＭＯＳトランジスタと、２⁰倍の前記基準電流、２¹倍の前記基準電流、〜２^(n-1)倍の前記基準電流をそれぞれ発生させるｎ個の基準電流源と、を備える入力段と、前記入力段内の前記ｎ個の基準電流源からの全ての電流を総合し（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を発生させるＰＭＯＳトランジスタを備える総合段と、前記総合段が発生させた（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を転送するＰＭＯＳトランジスタを備える転送段と、前記転送段からの（２ⁿ−１）倍の前記基準電流に基づき前記Ｄ/Ａ出力電圧信号を出力する出力段と、を備えて成ることを特徴とする。

前記電流ミラー型ソースフォロアは、高圧ＮＭＯＳトランジスタと、前記高圧ＮＭＯＳトランジスタと直列に接続された第１高圧ＰＭＯＳトランジスタとを備え、前記高圧ＮＭＯＳトランジスタは、前記２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器が出力した前記Ｄ/Ａ出力電圧信号に制御され、（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を前記第１高圧ＰＭＯＳトランジスタを通して流す変換段と、第２高圧ＰＭＯＳトランジスタと、前記第２高圧ＰＭＯＳトランジスタと直列に接続された第１抵抗とを備え、前記第２高圧ＰＭＯＳトランジスタは前記変換段からの（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を転送し、前記第１抵抗に初期電圧を発生させる転送段と、前記転送段からの前記初期電圧をバッファし、前記出力電圧を発生させるバッファ段と、を備えて成ることを特徴とする。

本発明による利点は、有効にチップの寸法を小さくすることができ、良い線性度、やや少ない高圧の素子を有するディスプレイ・パネル・ドライバーを提供する。このディスプレイ・パネル・ドライバーは、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示管ディスプレイ（ＶＦＤ）、又は有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）に適用することができる。

本願発明のその他の利点及び特徴については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。下記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

図３は、本発明による実施形態のディスプレイ・パネル・ドライバーを示すブロック図である。図１の従来のディスプレイ・パネル・ドライバーと異なったものとして、図３に示したディスプレイ・パネル・ドライバー３は、２進重み（ｂｉｎａｒｙ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）電流型Ｄ/Ａ変換器３０及び電流ミラー型ソースフォロア３１を用いてディスプレイ・パネル３２をドライブするのである。２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器３０から出力されたＤ/Ａ出力電圧信号は、電流ミラー型ソースフォロア３１を通して、ディスプレイ・パネル３２をドライブできる出力電圧をなる。

本発明において、２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器３０は高圧の素子を用いて電流を電圧に変換する動作を行うので、その最下位ビット（ＬＳＢ）が基準電流を基本単位とする。その後、電流ミラー型ソースフォロア３１を用いて２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器３０からの総電流を電流ミラー型ソースフォロア３１の抵抗に転送する際に、電流ミラー型ソースフォロア３１の抵抗が高圧のパスにあるので、その最下位ビットは該基準電流及び該抵抗の積である。したがって、電流ミラー型ソースフォロア３１の電源が６０〜７０Ｖである場合、最下位ビットは１Ｖぐらいに向上することができる。

図４は、本発明による実施形態の２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器を示す回路図である。２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器４は、入力段４０、総合段４１、転送段４２、及び出力段４３を備えて成る。説明の便利のため、本実施形態において、６進入力段４０及び六つの入力信号Ｄ０〜Ｄ５を用いた。この発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は容易に同じ原理に基づいてそれをｎ進重み電流型Ｄ/Ａ変換器に推論することができる。

２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器４は、六つのＰＭＯＳトランジスタ（Ｍ０〜Ｍ５）及び六つの基準電流源から構成される。六つの基準電流源は、それぞれ2⁰Iref、2¹Iref、2²Iref、2³Iref、2⁴Iref、2⁵Irefの基準電流を提供し、ＰＭＯＳトランジスタＰ１から構成された総合段４１へ転送された総合電流は(2⁶-1)Irefである。

総合電流(2⁶-1)Irefは、ＰＭＯＳトランジスタＰ２から構成された転送段４２によって出力段４３へ転送された後、遂に出力段４３を構成した高圧ＮＭＯＳトランジスタＮ６のソースに、２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器４によって出力されるＤ/Ａ出力電圧信号Ｄ/ＡＯｕｔを発生させる。

図５は、本発明による実施形態の電流ミラー型ソースフォロアを示す回路図である。電流ミラー型ソースフォロア５は、変換段５０、転送段５１、及びバッファ段５２を備えて成る。変換段５０は、高圧ＮＭＯＳトランジスタＭ７と、高圧ＮＭＯＳトランジスタＭ７と直列に接続された高圧ＰＭＯＳトランジスタＰ３とを備える。高圧ＮＭＯＳトランジスタＭ７は、２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器４から出力されたＤ/Ａ出力電圧信号Ｄ/ＡＯｕｔに制御され、電流(2⁶-1)Irefを高圧ＰＭＯＳトランジスタＰ３を通して流す。その後、電流(2⁶-1)Irefは、高圧ＰＭＯＳトランジスタＰ４及び抵抗Ｒによって構成された転送段５１による電流ミラー効果を通して、遂に抵抗Ｒに初期電圧Ｖ’を発生させる。

バッファ段５２は、電流源Ｉ、二つのＰＭＯＳトランジスタＰ５とＰ６、及び二つの抵抗Ｒ₀₁とＲ₀₂を備えて成る。電流ミラー型ソースフォロア５からの初期電圧Ｖ’は、バッファ段５２によってバッファされて、出力電圧Ｖ_outになり、図２のディスプレイ・パネル３２をドライブするようにする。

上記実施形態によれば、本発明のディスプレイ・パネル・ドライバーは、２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器を用いたため、高速なＤ/Ａ変換に適用する。一方、電流ミラー型ソースフォロアを採用したため、ＬＳＢが向上し、ソースフォロアを構成したトランジスタが飽和モードで動作することができる。したがって、バッファ段の線性度が上がり、やや少ない高圧素子を用いて有効にチップの寸法を減少することができる。

図６は、入力コードに対し、図３における２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器の出力と電流ミラー型ソースフォロアの出力との総合を示す曲線図である。図６において、縦座標は２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器の出力と電流ミラー型ソースフォロアの出力との総合（単位：Ｖ）であり、横座標は入力コード（単位：ＬＳＢ）である。図６に示したように、全ての入力コードは線性区域になる。たとえ図２の低電圧区域でもそうなる。

上記実施の形態は本発明の技術的手段をより具体的に詳述するためのもので、当然本発明はそれに限定されず、添付クレームの範囲を逸脱しない限り、当業者による単純な設計変更、付加、修飾、及び置換はいずれも本発明の技術的範囲に属する。

従来のディスプレイ・パネル・ドライバーの回路を示す図。入力コードに対し、図１におけるＤ/Ａ変換器の出力とゲーンステージの出力との総合を示す曲線図。本発明による実施形態のディスプレイ・パネル・ドライバーを示すブロック図。本発明による実施形態の２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器を示す回路図。本発明による実施形態の電流ミラー型ソースフォロアを示す回路図。入力コードに対し、図３における２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器の出力と電流ミラー型ソースフォロアの出力との総合を示す曲線図。

符号の説明

１，３…ディスプレイ・パネル・ドライバー、１０…Ｄ/Ａ変換器、１１…ＯＰアンプ、１２…ディスプレイ・パネル、４，３０…２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器、５，３１…電流ミラー型ソースフォロア、３２…ディスプレイ・パネル、４０…入力段、４１…総合段、４２…転送段、４３…出力段、５０…変換段、５１…転送段、５２…バッファ段、Ｄ０〜Ｄ５…入力信号、Ｄ/ＡＯｕｔ…Ｄ/Ａ出力電圧信号、Ｉ…電源、Ｉ_ref…基準電流、Ｍ０〜Ｍ７…ＮＭＯＳトランジスタ、Ｐ１〜Ｐ６…ＰＭＯＳトランジスタ、Ｒ，Ｒ₀₁、Ｒ₀₂…抵抗、Ｖ’…初期電圧、Ｖ_out …出力電圧

Claims

ｎ個の入力信号を受信し、（２ⁿ−１）倍の基準電流に基づきＤ/Ａ出力電圧信号を出力する２進重み（ｂｉｎａｒｙ−ｗｅｉｇｈｔｅｄ）電流型Ｄ/Ａ変換器と、
前記Ｄ/Ａ出力電圧信号を受信し、電流ミラー効果を利用し（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を出力端に伝導することにより、ディスプレイ・パネルをドライブできる出力電圧を発生させる電流ミラー型ソースフォロアと、
を備えて成るディスプレイ・パネル・ドライバー。
前記ディスプレイ・パネルは、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）、蛍光表示管ディスプレイ（ＶＦＤ）、及び有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）よりなる群から選ばれる一つであることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・パネル・ドライバー。
前記２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器は、
前記ｎ個の入力信号に制御されるｎ個のＮＭＯＳトランジスタと、２⁰倍の前記基準電流、２¹倍の前記基準電流、〜２^(n-1)倍の前記基準電流をそれぞれ発生させるｎ個の基準電流源と、を備える入力段と、
前記入力段内の前記ｎ個の基準電流源からの全ての電流を総合し（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を発生させるＰＭＯＳトランジスタを備える総合段と、
前記総合段が発生させた（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を転送するＰＭＯＳトランジスタを備える転送段と、
前記転送段からの（２ⁿ−１）倍の前記基準電流に基づき前記Ｄ/Ａ出力電圧信号を出力する出力段と、
を備えて成ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・パネル・ドライバー。
前記電流ミラー型ソースフォロアは、
高圧ＮＭＯＳトランジスタと、前記高圧ＮＭＯＳトランジスタと直列に接続された第１高圧ＰＭＯＳトランジスタとを備え、前記高圧ＮＭＯＳトランジスタは、前記２進重み電流型Ｄ/Ａ変換器が出力した前記Ｄ/Ａ出力電圧信号に制御され、（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を前記第１高圧ＰＭＯＳトランジスタを通して流す変換段と、
第２高圧ＰＭＯＳトランジスタと、前記第２高圧ＰＭＯＳトランジスタと直列に接続された第１抵抗とを備え、前記第２高圧ＰＭＯＳトランジスタは前記変換段からの（２ⁿ−１）倍の前記基準電流を転送し、前記第１抵抗に初期電圧を発生させる転送段と、
前記転送段からの前記初期電圧をバッファし、前記出力電圧を発生させるバッファ段と、
を備えて成ることを特徴とする請求項１記載のディスプレイ・パネル・ドライバー。
前記バッファ段は、
電流源と、
前記電流源の出力端と接続されたドレインと、前記初期電圧を受信するゲートと、を備える第１ＰＭＯＳトランジスタと、
前記第１ＰＭＯＳトランジスタのソースと接続された一端と、グラウンドと接続された他端と、を備える第２抵抗と、
前記電流源の出力端と接続されたドレインと、自らのソースと接続され前記出力電圧を発生させるゲートと、を備える第２ＰＭＯＳトランジスタと、
前記第２ＰＭＯＳトランジスタのソースと接続された一端と、グラウンドと接続された他端と、を備える第３抵抗と、
を備えて成ることを特徴とする請求項４記載のディスプレイ・パネル・ドライバー。