JP2010139795A - 電源回路装置、集積回路装置及び電子機器 - Google Patents

電源回路装置、集積回路装置及び電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】階調電圧のばらつきを低減できる電源回路装置、集積回路装置及び電子機器を提供すること。
【解決手段】電源回路装置10は、電源出力端子PTと、電源出力端子PTに対応するフィードバック端子FTと、フィードバック端子FTを介して外部の集積回路装置40の階調電圧生成回路50からのフィードバック電圧VFを受けて階調電圧生成回路50に供給する電源電圧VPを電源出力端子PTに出力する電圧調整回路30とを含み、電圧調整回路30は、フィードバック電圧VFが一定になるように電源電圧VPを調整して電源出力端子PTに出力する。
【選択図】図1

Description

本発明は、電源回路装置、集積回路装置及び電子機器等に関する。
近年ではハイビジョン映像等の高精細な映像技術が普及しており、それに伴って液晶プロジェクタ等の表示機器(電子機器)の多階調化が進んでいる。このような多階調の表示機器では、液晶パネル(電気光学パネル)などのデータ線を駆動するドライバに精度の高い階調電圧を供給することが要求されている。
具体的には、階調数が多いほど1階調当たりの電圧が小さくなるために、隣接する2つのドライバ間で階調電圧にわずかな差が生じるだけで、表示画面上に線として認識されてしまう。このように多階調の表示機器で複数のドライバを用いる場合には、ドライバ間の階調電圧のばらつきを低減するという課題があった。
この課題に対して例えば特許文献1には、ドライバ内にバッファを設けて外部から見た入力インピーダンスを上げることにより直流電流による影響を低減する手法が開示されている。また例えば特許文献2には、液晶パネルを駆動するタイミングを複数のドライバ間でずらすことにより、電圧変動を低減する手法が開示されている。また例えば特許文献3には、ダミー電源線により電圧降下をシミュレートし演算することによりガンマ補正電圧の精度を高める手法が開示されている。
しかしながらこれらの手法では、ドライバ内に特別の回路を設ける必要があったり、表示機器内に多くの配線を設ける必要があるという課題があった。
特開2002−99264号公報 特開2003−15613号公報 特開2004−258643号公報
本発明の幾つかの態様によれば、階調電圧のばらつきを低減できる電源回路装置、集積回路装置及び電子機器を提供できる。
本発明の一態様は、電源出力端子と、前記電源出力端子に対応するフィードバック端子と、前記フィードバック端子を介して、外部の集積回路装置の階調電圧生成回路からのフィードバック電圧を受けて、前記階調電圧生成回路に供給する電源電圧を前記電源出力端子に出力する電圧調整回路とを含み、前記電圧調整回路は、前記フィードバック電圧が一定になるように前記電源電圧を調整して前記電源出力端子に出力することを特徴とする電源回路装置に関係する。
本発明の一態様によれば、電源回路装置と集積回路装置(ドライバ)を接続する接続線の寄生抵抗等の影響を最小限に抑えて、階調電圧生成回路へ電源電圧を供給することができる。これにより、接続線の寄生抵抗等に起因する階調電圧のばらつきを抑えることができる。
また本発明の一態様では、前記電圧調整回路に対して前記フィードバック電圧を設定するための入力電圧を生成して出力する電圧生成回路を含み、前記電圧調整回路は前記入力電圧と前記フィードバック電圧とが等しくなるように前記電源電圧を調整して出力してもよい。
このようにすれば、入力電圧の設定によりフィードバック電圧を所望の電圧に制御することができる。
また本発明の一態様では、前記電圧生成回路は、前記入力電圧を生成するためのD/A変換器と、前記入力電圧に対応するデジタルデータを記憶するレジスタとを含んでもよい。
このようにすれば、レジスタに記憶されるデジタルデータを書き換えるだけで所望の入力電圧を設定することができる。
また本発明の一態様では、前記電圧生成回路は、前記電圧調整回路が含む電圧調整用のオペアンプのオフセット電圧をキャンセルするための調整データを記憶する調整データ記憶部を含み、前記D/A変換器は、前記調整データと前記デジタルデータとにより得られるデジタルデータをD/A変換して前記入力電圧を生成してもよい。
このようにすれば、オペアンプのオフセット電圧のばらつきの影響を低減することができる。
また本発明の一態様では、前記フィードバック端子と前記電圧調整回路を接続する第1の接続線と第1の電源との間に、前記フィードバック電圧を安定化するための安定化キャパシタが設けられてもよい。
このようにすれば、接続線が拾うノイズによるフィードバック電圧の変動を低減することができる。
また本発明の一態様では、前記第1の接続線と前記安定化キャパシタの一端との間に設けられる第1のスイッチ素子と、前記電源出力端子と前記電圧調整回路を接続する第2の接続線と前記安定化キャパシタの一端との間に設けられる第2のスイッチ素子とを含み、電源投入後には前記第1のスイッチ素子がオフ状態で、前記第2のスイッチ素子がオン状態であり、その後に前記第1のスイッチ素子がオン状態となり、前記第2のスイッチ素子がオフ状態となってもよい。
このようにすれば、安定化キャパシタの充電時間を短縮し、電源投入後電子機器が立ち上がるまでの時間を短縮することができる。
本発明の他の態様は、電気光学パネルを駆動する集積回路装置であって、前記電気光学パネルのデータ線を駆動するデータドライバと、前記データドライバに対して複数の階調電圧を供給する階調電圧生成回路と、前記階調電圧生成回路の電源電圧を外部の電源回路装置から入力するための電源端子と、前記電源電圧に対応するフィードバック電圧を前記電源回路装置に出力するためのフィードバック端子とを含むことを特徴とする集積回路装置に関係する。
本発明の他の態様によれば、電源回路装置と集積回路装置を接続する接続線の寄生抵抗の影響を最小限に抑えて、階調電圧生成回路へ電源電圧を供給することができる。
また本発明の他の態様では、前記階調電圧生成回路の階調電圧用電源端子から前記電源端子に配線される第1の配線と、前記階調電圧用電源端子又は前記階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから前記フィードバック端子に配線される第2の配線を含み、前記第1の配線を介して前記電源電圧が前記階調電圧用電源端子に供給され、前記第2の配線を介して前記電源電圧に対応するフィードバック電圧が前記フィードバック端子に供給されてもよい。
このようにすれば、フィードバック電圧を電源回路装置にフィードバックすることができ、接続線の寄生抵抗による電源電圧のばらつきを抑えることができる。
また本発明の他の態様では、前記第1の配線の配線幅は、前記第2の配線の配線幅よりも広くてもよい。
このようにすれば、配線の寄生抵抗による電圧降下を低減することができる。
また本発明の他の態様では、前記第1の電源端子と前記第1のフィードバック端子は隣接して配置されてもよい。
このようにすれば、配線の長さを短くして寄生抵抗を小さくすることができる。
また本発明の他の態様では、前記階調電圧生成回路の第2の階調電圧用電源端子から第2の電源端子に配線される第3の配線と、前記第2の階調電圧用電源端子又は前記第2の階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから第2のフィードバック端子に配線される第4の配線を含み、前記第3の配線を介して第2の電源電圧が前記第2の階調電圧用電源端子に供給され、前記第4の配線を介して前記第2の電源電圧に対応する第2のフィードバック電圧が前記第2のフィードバック端子に供給されてもよい。
このようにすれば、接続線の寄生抵抗による第2の電源電圧のばらつきを抑えることができ、より正確なガンマ補正を実現することができる。
また本発明の他の態様では、前記第3の配線の配線幅は、前記第4の配線の配線幅よりも広くてもよい。
このようにすれば、配線の寄生抵抗による電圧降下を低減することができる。
また本発明の他の態様では、前記第2の電源端子と前記第2のフィードバック端子は隣接して配置されてもよい。
このようにすれば、配線の長さを短くして寄生抵抗を小さくすることができる。
また本発明の他の態様では、前記階調電圧生成回路の第3の階調電圧用電源端子から第3の電源端子に配線される第5の配線と、前記第3の階調電圧用電源端子又は前記第3の階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから第3のフィードバック端子に配線される第6の配線を含み、前記第5の配線を介して前記第1の電源電圧と前記第2の電源電圧の中間の第3の電源電圧が前記第3の階調電圧用電源端子に供給され、前記第6の配線を介して前記第3の電源電圧に対応する第3のフィードバック電圧が前記第3のフィードバック端子に供給されてもよい。
このようにすれば、接続線の寄生抵抗による第3の電源電圧のばらつきを抑えることができ、より正確なガンマ補正を実現することができる。
また本発明の他の態様では、前記第5の配線の配線幅は、前記第6の配線の配線幅よりも広くてもよい。
このようにすれば、配線の寄生抵抗による電圧降下を低減することができる。
また本発明の他の態様では、前記第3の電源端子と前記第3のフィードバック端子は隣接して配置されてもよい。
このようにすれば、配線の長さを短くして寄生抵抗を小さくすることができる。
本発明の他の態様は、上記記載の電源回路装置を含む電子機器に関係する。
本発明の他の態様は、上記記載の集積回路装置を含む電子機器に関係する。
本発明の他の態様は、電源回路装置と、前記電源回路装置から電源が供給されて電気光学パネルを駆動する集積回路装置とを含み、前記集積回路装置は、前記電気光学パネルのデータ線を駆動するデータドライバと、前記データドライバに対して複数の階調電圧を供給する階調電圧生成回路と、前記階調電圧生成回路の電源電圧を前記電源回路装置から入力するための電源端子とを含み、前記電源回路装置は、電源出力端子と、前記電源出力端子に対応するフィードバック端子と、前記フィードバック端子を介して、前記集積回路装置の前記階調電圧生成回路からのフィードバック電圧を受けて、前記階調電圧生成回路に供給する前記電源電圧を前記電源出力端子に出力する電圧調整回路とを含み、前記電圧調整回路は、前記フィードバック電圧が一定になるように前記電源電圧を調整して前記電源出力端子に出力することを特徴とする電子機器に関係する。
また本発明の他の態様では、フィードバック電圧を集積回路装置に設けたフィードバック端子から得てもよいし、電源回路装置と集積回路装置とを接続する接続線の途中に設けた分岐ノードから得てもよい。
このようにすれば、集積回路装置にフィードバック用の配線及び端子を設けることなく、接続線の寄生抵抗による階調電圧のばらつきを抑えることができる。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
1.電源回路装置の基本的な構成例
図1に本実施形態の電源回路装置の基本的な構成例を示す。本構成例における電源回路装置10は、電源出力端子PT、フィードバック端子FT、電圧生成回路20及び電圧調整回路30を含む。なお、本実施形態の電源回路装置は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
電圧調整回路30は、フィードバック端子FTを介して、外部の集積回路装置40(例えばドライバ)の階調電圧生成回路50からのフィードバック電圧VFを受けて、階調電圧生成回路50に供給する電源電圧VPを電源出力端子PTに出力する。ここで電圧調整回路30は、フィードバック電圧VFが一定になるように電源電圧VPを調整して電源出力端子PTに出力する。例えば図1の構成例では、電圧調整回路30はオペアンプOPAを含み、入力電圧VINがOPAの非反転入力端子(広義には第1の入力端子)に入力され、フィードバック電圧VFがOPAの反転入力端子(広義には第2の入力端子)に入力される。電圧調整回路30は入力電圧VINとフィードバック電圧VFとが等しくなるように電源電圧VPを調整して出力する。
電圧生成回路20は、電圧調整回路30に対してフィードバック電圧VFを設定するための入力電圧VINを生成して出力する。
電気光学パネル(例えば液晶パネル等)の多階調化に伴って、1階調に相当する電圧が小さくなり(例えば1mV程度)、高精度の階調電圧を生成することが必要になっている。また、電気光学パネルの高精細化に伴って、1つの電気光学パネルのデータ線を駆動するために複数のドライバが用いられるようになっている。
実際の電子機器(例えばプロジェクタ等)では、電源回路装置からドライバまでの接続線の長さを全て等しくすることは困難である。各接続線の長さが異なれば各接続線の寄生抵抗が異なるから、その寄生抵抗による電圧降下も異なる。結果として各ドライバの階調電圧生成回路に供給される電源電圧が異なってくる。隣接する2つのドライバ間で上記の電源電圧に1階調相当以上の差があると、目視によって電気光学パネル上で線として認識されるおそれがある。
図2を用いて上記接続線の寄生抵抗の影響を説明する。図2において、2つの階調電圧生成回路50a、50bに対して、それぞれ接続線LA、LBを介して電源電圧を供給する。階調電圧生成回路50aはラダー抵抗回路を含み、そのラダー抵抗回路の複数のノードから所望の階調電圧VA1、VA2、VA3等を出力する。もう1つの階調電圧生成回路50bについても、同様にして階調電圧VB1、VB2、VB3等を出力する。接続線LAの抵抗値をRAとし、電源回路装置の出力電圧をVAとし、接続線LAを流れる電流値をIAとした場合に、階調電圧生成回路50aに実際に供給される電圧はVA−IA×RAとなる。また同様に、接続線LBの抵抗値をRBとし、電源回路装置の出力電圧をVBとし、接続線LBを流れる電流値をIBとした場合に、階調電圧生成回路50bに実際に供給される電圧はVB−IB×RBとなる。
接続線LAとLBの長さが異なるときは、抵抗値RAとRBも異なるから、出力電圧VAとVBを等しくしたとしても2つの階調電圧生成回路に供給される電圧は異なってしまう。例えばIA及びIBが2mAとすると、RAとRBの差が1Ω程度であっても2つの階調電圧生成回路に供給される電圧には2mV程度の差が生じることになる。上述したように、電気光学パネルの多階調化に伴って1階調に相当する電圧が小さくなっているから、2mV程度の差であっても目視によって電気光学パネル上で線として認識されるおそれがある。
図1の構成例では、電圧調整回路30のオペアンプOPAは接続線LPを介して階調電圧生成回路50に電源電圧を供給する。この電源電圧は階調電圧生成回路50に含まれるラダー抵抗回路の一端の階調電圧用電源端子N1に印加される。また、N1から接続線LFを介して、N1での電圧がオペアンプOPAの反転入力端子(広義には第2の入力端子)にフィードバックされる。
上述したように、接続線LPの寄生抵抗RPによる電圧降下が生じて、N1に印加される電圧はOPAの出力電圧VPより低くなる。一方、N1からのフィードバック電圧VFは、接続線LFの寄生抵抗RFによる電圧降下がなく、N1での電圧に等しい。これはオペアンプOPAの入力インピーダンスが十分に高い(例えば1MΩ)ために接続線LFを流れる電流が無視できるからである。
オペアンプOPAは、電圧生成回路20から出力される入力電圧VINとN1からのフィードバック電圧VFが等しくなるように電源電圧VPを調整する。この結果、N1での電圧は、接続線LPの寄生抵抗RPによる電圧降下の影響を受けることなく、入力電圧VINに等しい電圧に調整される。このようにして図1の構成例における電源回路装置によれば、接続線の寄生抵抗による電圧降下の影響を最小限に抑えることができ、階調電圧生成回路に供給する電圧のばらつきを低減することができる。
以上説明したように、図1に示した本実施形態の電源回路装置の基本的な構成例によれば、電源回路装置と集積回路装置(ドライバ)を接続する接続線の寄生抵抗の影響を最小限に抑えて、階調電圧生成回路へ電源電圧を供給することができる。これにより接続線の長さの違いによる電源電圧のばらつきを抑えることができる。このようにして、実装形態の違いによる製品間の電源電圧のばらつきや、複数の集積回路装置(ドライバ)を用いる場合のドライバ間での電源電圧のばらつきを低減することができる。また、本構成例によれば、集積回路装置(ドライバ)内に特別の回路を設けたり、表示機器内に多くの配線を設ける必要がなくなるという利点がある。
2.電源回路装置の詳細な構成例
図3に本実施形態における電源回路装置の詳細な構成例を示す。本構成例では、電圧生成回路20は、入力電圧VINを生成するためのD/A変換器21と、入力電圧VINに対応するデジタルデータRDを記憶するレジスタ23とを含む。
本構成例によれば、レジスタ23に記憶されるデジタルデータRDを書き換えるだけで所望の入力電圧VINを設定することができる。
さらに電圧生成回路20は調整データ記憶部24と加算器22とを含む。調整データ記憶部24は、電圧調整回路30が含む電圧調整用のオペアンプOPAのオフセット電圧をキャンセルするための調整データCDを記憶する。加算器22はレジスタ23に記憶されたデジタルデータRDと調整データCDとを加算し、加算して得られたデジタルデータADをD/A変換器21に出力する。D/A変換器21は、調整データCDとデジタルデータRDとにより得られるデジタルデータADをD/A変換して入力電圧VINを生成する。
一般的にオペアンプにはオフセット電圧があり、この電圧は例えば10mV程度である。このために入力電圧VINとフィードバック電圧VFが正確に等しくならずに、オフセット電圧分の差が生じる。オフセット電圧は個々のオペアンプでばらつきがあるから、結果的にドライバ間で階調電圧のばらつきが生じることになる。上述したように、電気光学パネルの多階調化に伴って1階調に相当する電圧が小さくなると、オフセット電圧のばらつきの影響を無視できなくなる。
図3の構成例の電源回路装置10では、オペアンプOPAのオフセット電圧をキャンセルするための調整データCDを調整データ記憶部24に記憶する。所望の入力電圧VINに対応するデジタルデータRDに調整データCDを加算することによって、オフセット電圧分を補正したデジタルデータADを生成し、D/A変換器21により補正された入力電圧VINを出力する。このようにして、個々のオペアンプOPAに対応して調整データCDを記憶することができるから、上記のオフセット電圧のばらつきの影響を低減することができる。
さらに図3の構成例の電源回路装置10では、フィードバック電圧VFを安定化するための安定化キャパシタCSを含む。安定化キャパシタCSはフィードバック端子FTと電圧調整回路30を接続する第1の接続線L1と第1の電源VSSとの間に設けられる。
第1の接続線L1を介してフィードバック端子FTとオペアンプOPAの反転入力端子(広義には第2の入力端子)とが接続され、第2の接続線L2を介して電源出力端子PTとオペアンプOPAの出力端子が接続される。
図1を用いて説明したように、本構成例の電源回路装置が接続線の寄生抵抗による電圧降下の影響を受けることなく電圧を供給するためには、オペアンプOPAの入力インピーダンスが十分に高いことが必要である。しかしその反面、入力インピーダンスが高くなると、接続線LFが拾うノイズによってフィードバック電圧VFが変動し、そのためにオペアンプOPAの動作が不安定になるおそれがある。図3の構成例では、第1の接続線L1と第1の電源VSSとの間に安定化キャパシタCS(例えば容量値は1〜10μF)を設けることにより、上記ノイズによるフィードバック電圧VFの変動を低減することができる。
図4に本実施形態における電源回路装置の変形例を示す。本変形例では、図3の構成例における電圧生成回路20、電圧調整回路30及び安定化キャパシタCSに加えて、第1のスイッチ素子SW1及び第2のスイッチ素子SW2を含む。第1のスイッチ素子SW1はフィードバック端子FTと電圧調整回路30を接続する第1の接続線L1と安定化キャパシタCSの一端との間に設けられ、第2のスイッチ素子SW2は電源出力端子PTと電圧調整回路30を接続する第2の接続線L2と安定化キャパシタCSの一端との間に設けられる。電源投入後には第1のスイッチ素子SW1がオフ状態で、第2のスイッチ素子SW2がオン状態であり、その後に第1のスイッチ素子SW1がオン状態となり、第2のスイッチ素子SW2がオフ状態となる。
図3の構成例では、電源投入後にフィードバック電圧VFが入力電圧VINまで上昇するまでの時間が長くなるという欠点がある。これは安定化キャパシタCSを充電するための電流が、オペアンプOPAから2本の接続線LP及びLF(図1)を経てCSに到達するために、2本の接続線の寄生抵抗RP及びRFによって充電時間が長くなるためである。
図4の変形例によれば、電源投入後にはSW1がオフ状態、SW2がオン状態となるから、オペアンプOPAからSW2を介してCSを充電することができる。このときは接続線LP及びLFを通らずに充電電流が流れるから、図3の構成例の場合よりもCSの充電時間が短縮できる。CSの充電が完了した後にはSW1がオン状態、SW2がオフ状態となるから、CSは第1の接続線L1に接続される。SW1及びSW2は、例えばRC回路の時定数により設定された所定期間の経過後に切り換えてもよいし、例えばクロック信号をカウントして所定期間の経過後に切り換えるようにしてもよい。
以上説明したように、図3に示した本実施形態における電源回路装置の詳細な構成例によれば、接続線の寄生抵抗による階調電圧のばらつきを抑えると共に、オペアンプのオフセット電圧のばらつきの影響も低減することができる。さらにノイズによるフィードバック電圧の変動を低減し、階調電圧生成回路に供給される電源電圧を安定化することができる。さらに図4の変形例によれば、安定化キャパシタの充電時間を短縮し、電源投入後電子機器が立ち上がるまでの時間を短縮することができる。
3.オペアンプの詳細な構成例
図5に本実施形態の電圧調整回路30に含まれるオペアンプOPAの詳細な構成例を示す。本構成例におけるオペアンプOPAは、第1及び第2の差動増幅部と出力部とを含む。第1の差動増幅部はP型トランジスタTP1、TP2及びN型トランジスタTN1〜TN3で構成されるカレントミラー型差動増幅器である。また、第2の差動増幅部はP型トランジスタTP3〜TP5及びN型トランジスタTN4、TN5で構成されるカレントミラー型差動増幅器である。出力部はP型トランジスタTP6及びN型トランジスタTN6で構成される。なお、本実施形態のオペアンプOPAは図5の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
電圧生成回路20から出力された入力電圧VINは非反転入力端子IN+(広義には第1の入力端子)に入力され、フィードバック電圧VFは反転入力端子IN−(広義には第2の入力端子)に入力される。入力電圧VINとフィードバック電圧VFとが等しくなるように電源電圧VPを調整して出力端子OUTから出力する。
4.調整データ記憶部の詳細な構成例
図6に本実施形態の調整データ記憶部24の詳細な構成例を示す。本構成例では、調整データ記憶部24はヒューズ素子FS1〜FS4と、インバータINV1〜INV4と、NAND回路ND1〜ND4と、抵抗素子RFSとを含む。ヒューズ素子FS1〜FS4は例えばアルミ配線で形成され、必要に応じてレーザー照射により切断することができる。
インバータINV1及びNAND回路ND1は1組のラッチ回路を構成し、ヒューズ素子FS1が切断状態か、非切断状態かによって、“0”又は“1”のデータ(1bitのデータ)を保持する。具体的には以下のようになる。まず、SET信号をLレベル(低電位電源レベル、広義には第1の電源レベル)に設定すると、NAND回路ND1はHレベル(高電位電源レベル、広義には第2の電源レベル)を出力しようとする。しかし、ヒューズ素子FS1が非切断状態のときは、ノードNF1が抵抗素子RFSを介して第1の電源VSSに接続されているから、ノードNF1の電位はLレベルに設定される。ここで抵抗素子RFSの抵抗値は例えば100Ω程度の低い値に設定されていればよい。一方、ヒューズ素子FS1が切断状態のときは、VSSに接続されていないからノードNF1の電位はHレベルに設定される。
次に、SET信号をHレベルに設定すると、インバータINV1及びNAND回路ND1がラッチ回路として動作するから、ノードNF1のレベルがそのまま保持される。このようにして、ヒューズ素子FS1が切断状態のときはLレベルが、非切断状態のときはHレベルが出力ノードNC1から出力される。以上ヒューズ素子FS1について説明したが、他のヒューズ素子FS2〜FS4についても同様である。
以上説明したように、本構成例の調整データ記憶部24は4bitの調整データCDを記憶する。予めレジスタ23に記憶された所望の入力電圧VINに対応する8bitのデジタルデータRDと下位4bit分の調整データCDを加算器22によって加算することにより、オペアンプOPAのオフセット電圧分を補正したデジタルデータADを生成し、D/A変換器21により補正された入力電圧VINを出力することができる。
具体的には、例えば以下のようにして調整データCDを記憶させる。動作試験時にオペアンプOPAの出力端子OUTと反転入力端子IN−をショート接続させ、いわゆるボルテージフォロワとして動作させる。この状態でレジスタ23のデジタルデータRDを変更しながらオペアンプOPAの出力電圧を測定して、出力電圧が所望の入力電圧VINに等しくなるデジタルデータRDを決定する。この決定されたRDから本来のRD(オフセット電圧が0Vの場合に所望のVINに対応するRD)を減算した値が調整データCDの値になる。この調整データCDによりヒューズ素子FS1〜FS4のうち必要なものをレーザー照射で切断する。
このようにして、図6に示した本実施形態の調整データ記憶部の詳細な構成例によれば、オペアンプOPAのオフセット電圧のばらつきの影響を低減して、階調電圧のばらつきを抑えることができる。
なお、本実施形態の調整データ記憶部の構成は図6に示したものに限定されず、例えばアンチヒューズを用いてもよいし、不揮発性メモリであってもよい。また、CPU等からのコマンド(命令)によってセットされるレジスタ(広義には記憶回路)であってもよい。
5.集積回路装置の構成例
図7に本実施形態の集積回路装置の構成例を示す。本構成例の集積回路装置40は、電気光学パネルを駆動する集積回路装置であって、階調電圧生成回路50、データドライバ60、電源端子HT、CT、LT及びフィードバック端子HFT、CFT、LFTを含む。なお、本実施形態の集積回路装置40は図7の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素に置き換えたり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
階調電圧生成回路50はデータドライバ60に対して複数の階調電圧V1〜Vnを供給する。データドライバ60は電気光学パネルのデータ線S1〜Smを駆動する。電源端子HT、CT、LTは階調電圧生成回路50の電源電圧VH、VC、VLを外部の電源回路装置10から入力するためのものである。フィードバック端子HFT、CFT、LFTは電源電圧VH、VC、VLに対応するフィードバック電圧VHF、VCF、VLFを電源回路装置10に出力するためのものである。
具体的には、階調電圧生成回路50は、第1、第2の階調電圧用電源端子N1、Nnと、N1とNnとの間に直列に順次接続されたn−1個の抵抗素子R1〜Rn−1と、i(iは1<i<nとなる整数)番目の抵抗素子Riとi+1番目の抵抗素子Ri+1との間に設けられる第3の階調電圧用電源端子Niとを含む。さらに階調電圧生成回路50は、R1とR2の間の電圧分割ノードN2、R2とR3の間の電圧分割ノードN3及びその他の電圧分割ノードN4〜Ni−1、Ni+1〜Nn−1を含む。
第1の電源電圧VHが第1の階調電圧用電源端子N1に供給され、第2の電源電圧VLが第2の階調電圧用電源端子Nnに供給され、第3の電源電圧VCが第3の階調電圧用電源端子Niに供給される。第1、第2の電源電圧VH、VLは例えばVH=13V、VL=3Vであり、第3の電源電圧VCはVHとVLの中間の電圧、例えばVC=8Vである。階調電圧用電源端子及び電圧分割ノードN1〜Nnから所望の階調電圧V1〜Vnがデータドライバ60に供給される。
より具体的には、集積回路装置40は、階調電圧生成回路50の第1の階調電圧用電源端子(階調電圧用電源端子)N1から第1の電源端子(電源端子)HTに配線される第1の配線LH1と、第1の階調電圧用電源端子N1から第1のフィードバック端子(フィードバック端子)HFTに配線される第2の配線LH2とを含む。第1の配線LH1を介して第1の電源電圧(電源電圧)VHが第1の階調電圧用電源端子N1に供給され、第2の配線LH2を介して第1の電源電圧VHに対応する第1のフィードバック電圧(フィードバック電圧)VHFが第1のフィードバック端子HFTに供給される。ここで第1の配線LH1の配線幅は、第2の配線LH2の配線幅よりも広く形成される。第1の電源端子HTと第1のフィードバック端子HFTは隣接して配置される。
さらに集積回路装置40は、階調電圧生成回路50の第2の階調電圧用電源端子Nnから第2の電源端子LTに配線される第3の配線LL1と、第2の階調電圧用電源端子Nnから第2のフィードバック端子LFTに配線される第4の配線LL2とを含む。第3の配線LL1を介して第1の電源電圧VHよりも低電位又は高電位の第2の電源電圧VLが第2の階調電圧用電源端子Nnに供給され、第4の配線LL2を介して第2の電源電圧VLに対応する第2のフィードバック電圧VLFが第2のフィードバック端子LFTに供給される。ここで第3の配線LL1の配線幅は、第4の配線LL2の配線幅よりも広く形成される。第2の電源端子LTと第2のフィードバック端子LFTは隣接して配置される。
さらに集積回路装置40は、階調電圧生成回路50の第3の階調電圧用電源端子Niから第3の電源端子CTに配線される第5の配線LC1と、第3の階調電圧用電源端子Niから第3のフィードバック端子LCTに配線される第6の配線LC2とを含む。第5の配線LC1を介して第1の電源電圧VHと第2の電源電圧VLの中間の第3の電源電圧VCが第3の電源端子CTに供給され、第6の配線LC2を介して第3の電源電圧VCに対応する第3のフィードバック電圧VCFが第3のフィードバック端子CFTに供給される。ここで第5の配線LC1の配線幅は、第6の配線LC2の配線幅よりも広く形成される。電源端子CTとフィードバック端子CFTは隣接して配置される。
第1の電源電圧VHは外部の電源回路装置10から以下のように供給される。第1の電源電圧VHは、電源回路装置10の電源出力端子PTから出力され、接続線LPを介して第1の電源端子HTに入力され、さらに第1の配線LH1を介して第1の階調電圧用電源端子N1に供給される。一方、第1のフィードバック電圧VHFは第1の階調電圧用電源端子N1から第2の配線LH2を介して第1のフィードバック端子HFTから出力され、接続線LFを介して電源回路装置10のフィードバック端子FTに入力される。
第1の配線LH1は電源回路装置10から階調電圧生成回路50へ供給される電流が流れる配線であるから、その寄生抵抗はなるべく小さいことが望ましい。一方、第2の配線LH2は第1のフィードバック電圧VHFを電源回路装置10のオペアンプへ供給するための配線であり、オペアンプの入力インピーダンスが高いために流れる電流は十分に小さく、寄生抵抗の影響は無視できる。したがって、第1の配線LH1の配線幅は第2の配線LH2の配線幅よりも広く形成することが望ましい。さらに第1の電源端子HTと第1のフィードバック端子HFTを隣接して配置することにより、配線の長さを短くすることができ、寄生抵抗の影響をさらに低減することができる。
図1で説明したように、電源回路装置10の電圧調整回路30は入力電圧VINと第1のフィードバック電圧VHFとが等しくなるように第1の電源電圧VHを調整して出力する。この結果、第1の階調電圧用電源端子N1での電圧は、接続線LPの寄生抵抗による電圧降下の影響を受けることなく、入力電圧VINに等しい電圧に調整される。これにより接続線の寄生抵抗による電圧降下の影響を最小限に抑えることができ、第1の電源電圧VHのばらつきを低減することができる。
以上は第1の電源電圧VHについて説明したものであるが、第2及び第3の電源電圧VL、VCについても同様である。各接続線の寄生抵抗による電圧降下の影響を最小限に抑えることができ、第2、第3の電源電圧VL、VCのばらつきを低減することができる。
液晶素子に印加される電圧と液晶の透過率とは比例せず、液晶固有の非線形特性をもっている。そのため適正な階調表現を実現するために階調電圧生成回路でガンマ補正をしている。すなわち上記非線形特性を補正するように各階調に対応する電圧を発生させている。各階調電圧は階調電圧生成回路に供給される2つの電源電圧VHとVLの差(VH−VL)をラダー抵抗回路で抵抗分割して得ている。したがってVH及びVLのばらつきを低減することによって、より正確なガンマ補正を実現することができる。
さらにコモン電圧(VCOM)を固定して反転駆動する液晶駆動方式では、第3の電源電圧VC(=(VH−VL)/2)を中心として正極側又は負極側に液晶素子が駆動される。すなわち液晶素子が正極側に駆動されるときはVH及びVCから階調電圧が生成され、液晶素子が負極側に駆動されるときはVC及びVLから階調電圧が生成される。したがって、この駆動方式ではVH及びVLだけでなくVCのばらつきも低減することによって、より正確なガンマ補正を実現することができる。
以上説明したように図7に示す集積回路装置40の構成例によれば、階調電圧生成回路50に供給される第1、第2、第3の電源電圧VH、VL、VCについて、電源回路装置10と集積回路装置40とを接続する接続線の寄生抵抗による電圧のばらつきを抑えることができる。さらにより正確なガンマ補正を実現することができる。また、集積回路装置40内に特別の回路や多くの配線を設ける必要がなくなるという利点がある。
図8に本実施形態の階調電圧生成回路の変形例を示す。本変形例の階調電圧生成回路は、例えば第1の階調電圧用電源端子(階調電圧用電源端子)N1から第1の電源端子(電源端子)HTに配線される第1の配線LH1及び電圧分割ノードN2(広義にはN1に対応する電圧分割ノード)から第1のフィードバック端子(フィードバック端子)HFTに配線される第2の配線LH2を含む。第1の配線LH1を介して第1の電源電圧VHが第1の階調電圧用電源端子N1に供給され、第2の配線LH2を介して第1の電源電圧VHに対応する第1のフィードバック電圧VHFが第1のフィードバック端子HFTに供給される。
図8の変形例では、第1のフィードバック電圧VHFとしてN1での電圧ではなく、電圧分割ノードN2での電圧をフィードバックする。この場合には電圧調整回路30の入力電圧VINを電圧分割ノードN2での所望の電圧に設定すればよい。こうすれば接続線の寄生抵抗による電圧分割ノードN2での電圧のばらつきを抑えることができる。なお、本変形例では電圧分割ノードとしてN2を用いたが、N1の近くにある他の電圧分割ノード(例えばN3、N4等)でもよい。
以上は第1の電源電圧VHについて説明したものであるが、第2、第3の電源電圧VL、VCについても同様に、対応する電圧分割ノードから第2、第3のフィードバック電圧VLF、VCFを得ることができる。
6.電子機器の構成例
図9に本実施形態の電源回路装置及び集積回路装置を含む電子機器の構成例を示す。本構成例の電子機器(例えばプロジェクタ等)は電源回路装置(電源回路装置用集積回路装置)10、集積回路装置40、ゲートドライバ110、電気光学パネル120、コントローラ130を含む。なお、ゲートドライバ110は集積回路装置40に含めることもできる。
本構成例では、2つの集積回路装置40(例えばドライバ)によって電気光学パネル120のデータ線を駆動する。電源回路装置10から第1、第2、第3の電源電圧VH、VL、VCが2つの集積回路装置40に供給される。ここで電気光学パネル120は、液晶パネルであってもよいし、例えば有機EL(Electro Luminescence)や無機ELなどの発光素子を用いたパネルであってもよい。
上述したように、電源回路装置10は接続線の寄生抵抗に起因する電圧のばらつき及びオペアンプのオフセット電圧による電圧のばらつきを低減することができる。なお、本構成例では2つの集積回路装置を用いているが、必要に応じて3つ以上の集積回路装置を用いてもよい。
以上説明したように、本構成例の電子機器によれば、電気光学パネルを駆動するデータ線の階調電圧のばらつきを低減することができるから、電子機器の高精細化及び多階調化を実現することができる。
図10に本実施形態の電子機器の変形例を示す。本変形例の電子機器は、電源回路装置10と、電源回路装置10から電源が供給されて電気光学パネル120を駆動する集積回路装置40と、ゲートドライバ110及びコントローラ130を含む。なお、ゲートドライバ110は集積回路装置40に含めることもできる。図10では1つの集積回路装置(ドライバ)40を用いているが、複数の集積回路装置を用いてもよい。
集積回路装置40は、電気光学パネル120のデータ線を駆動するデータドライバ60と、データドライバ60に対して複数の階調電圧を供給する階調電圧生成回路50と、階調電圧生成回路50の第1の電源電圧(電源電圧)VHを電源回路装置10から入力するための第1の電源端子(電源端子)HTとを含む。
電源回路装置10は、電源出力端子PTと、電源出力端子PTに対応するフィードバック端子FTと、フィードバック端子FTを介して集積回路装置40の階調電圧生成回路50からの第1のフィードバック電圧(フィードバック電圧)VHFを受けて、階調電圧生成回路50に供給する第1の電源電圧VHを電源出力端子PTに出力する電圧調整回路30とを含む。
電圧調整回路30は、第1のフィードバック電圧VHFが一定になるように第1の電源電圧VHを調整して電源出力端子PTに出力する
本変形例では、フィードバック電圧を集積回路装置40に設けたフィードバック端子から得てもよいし、電源回路装置10と集積回路装置40とを接続する接続線の途中に設けた分岐ノードから得てもよい。
例えば図10に示すように、第1のフィードバック電圧VHFを集積回路装置40に設けた第1のフィードバック端子HFTから得る代わりに、第1の接続線JH1の途中に設けた分岐ノードNHから得ることができる。分岐ノードNHを第1の電源端子HTの近くに設けることにより、図9に示した電子機器とほぼ同程度に階調電圧のばらつきを低減することができる。同様に第2、第3の電源電圧VL、VCについても、接続線JL1、JC1の途中に設けた分岐ノードNL、NCからフィードバック電圧VLF、VCFを得ることができる。
以上説明したように、図10に示す本変形例の電子機器によれば、電気光学パネルを駆動するデータ線の階調電圧のばらつきを低減することができるから、電子機器の高精細化及び多階調化を実現することができる。さらに接続線の途中に設けた分岐ノードからフィードバック電圧を得ることにより、集積回路装置40にフィードバック用の配線及び端子を設ける必要がなくなるという利点がある。
なお、以上のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また電源回路装置、集積回路装置及び電子機器の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
電源回路装置の基本的な構成例。 接続線の寄生抵抗の説明図。 電源回路装置の詳細な構成例。 電源回路装置の変形例。 オペアンプの詳細な構成例。 調整データ記憶部の詳細な構成例。 集積回路装置の構成例。 階調電圧生成回路の変形例。 電子機器の構成例。 電子機器の変形例。
符号の説明
PT 電源出力端子、FT フィードバック端子、LP、LF 接続線、
RP、RF 接続線の寄生抵抗、N1 階調電圧用電源端子、VIN 入力電圧、
VP 電源電圧、VF フィードバック電圧、
10 電源回路装置、20 電圧生成回路、21 D/A変換器、
22 加算器、23 レジスタ、24 調整データ記憶部、30 電圧調整回路、
40 集積回路装置、50、50a、50b 階調電圧生成回路、
60 データドライバ、110 ゲートドライバ、120 電気光学パネル、
130 コントローラ

Claims (19)

  1. 電源出力端子と、
    前記電源出力端子に対応するフィードバック端子と、
    前記フィードバック端子を介して、外部の集積回路装置の階調電圧生成回路からのフィードバック電圧を受けて、前記階調電圧生成回路に供給する電源電圧を前記電源出力端子に出力する電圧調整回路とを含み、
    前記電圧調整回路は、
    前記フィードバック電圧が一定になるように前記電源電圧を調整して前記電源出力端子に出力することを特徴とする電源回路装置。
  2. 請求項1において、
    前記電圧調整回路に対して前記フィードバック電圧を設定するための入力電圧を生成して出力する電圧生成回路を含み、
    前記電圧調整回路は前記入力電圧と前記フィードバック電圧とが等しくなるように前記電源電圧を調整して出力することを特徴とする電源回路装置。
  3. 請求項2において、
    前記電圧生成回路は、
    前記入力電圧を生成するためのD/A変換器と、
    前記入力電圧に対応するデジタルデータを記憶するレジスタとを含むことを特徴とする電源回路装置。
  4. 請求項3において、
    前記電圧生成回路は、
    前記電圧調整回路が含む電圧調整用のオペアンプのオフセット電圧をキャンセルするための調整データを記憶する調整データ記憶部を含み、
    前記D/A変換器は、
    前記調整データと前記デジタルデータとにより得られるデジタルデータをD/A変換して前記入力電圧を生成することを特徴とする電源回路装置。
  5. 請求項4において、
    前記フィードバック端子と前記電圧調整回路を接続する第1の接続線と第1の電源との間に、前記フィードバック電圧を安定化するための安定化キャパシタが設けられることを特徴とする電源回路装置。
  6. 請求項5において、
    前記第1の接続線と前記安定化キャパシタの一端との間に設けられる第1のスイッチ素子と、
    前記電源出力端子と前記電圧調整回路を接続する第2の接続線と、前記安定化キャパシタの一端との間に設けられる第2のスイッチ素子とを含み、
    電源投入後には前記第1のスイッチ素子がオフ状態で、前記第2のスイッチ素子がオン状態であり、
    その後に前記第1のスイッチ素子がオン状態となり、前記第2のスイッチ素子がオフ状態となることを特徴とする電源回路装置。
  7. 電気光学パネルを駆動する集積回路装置であって、
    前記電気光学パネルのデータ線を駆動するデータドライバと、
    前記データドライバに対して複数の階調電圧を供給する階調電圧生成回路と、
    前記階調電圧生成回路の電源電圧を外部の電源回路装置から入力するための電源端子と、
    前記電源電圧に対応するフィードバック電圧を前記電源回路装置に出力するためのフィードバック端子とを含むことを特徴とする集積回路装置。
  8. 請求項7において、
    前記階調電圧生成回路の階調電圧用電源端子から前記電源端子に配線される第1の配線と、
    前記階調電圧用電源端子又は前記階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから前記フィードバック端子に配線される第2の配線を含み、
    前記第1の配線を介して前記電源電圧が前記階調電圧用電源端子に供給され、
    前記第2の配線を介して前記電源電圧に対応するフィードバック電圧が前記フィードバック端子に供給されることを特徴とする集積回路装置。
  9. 請求項8において、
    前記第1の配線の配線幅は、
    前記第2の配線の配線幅よりも広いことを特徴とする集積回路装置。
  10. 請求項8又は9において、
    前記電源端子と前記フィードバック端子は隣接して配置されることを特徴とする集積回路装置。
  11. 請求項8乃至10のいずれかにおいて、
    前記階調電圧生成回路の第2の階調電圧用電源端子から第2の電源端子に配線される第3の配線と、
    前記第2の階調電圧用電源端子又は前記第2の階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから第2のフィードバック端子に配線される第4の配線を含み、
    前記第3の配線を介して前記電源電圧よりも低電位又は高電位の第2の電源電圧が前記第2の階調電圧用電源端子に供給され、
    前記第4の配線を介して前記第2の電源電圧に対応する第2のフィードバック電圧が前記第2のフィードバック端子に供給されることを特徴とする集積回路装置。
  12. 請求項11において、
    前記第3の配線の配線幅は、
    前記第4の配線の配線幅よりも広いことを特徴とする集積回路装置。
  13. 請求項11又は12において、
    前記第2の電源端子と前記第2のフィードバック端子は隣接して配置されることを特徴とする集積回路装置。
  14. 請求項11乃至13のいずれかにおいて、
    前記階調電圧生成回路の第3の階調電圧用電源端子から第3の電源端子に配線される第5の配線と、
    前記第3の階調電圧用電源端子又は前記第3の階調電圧用電源端子に対応する電圧分割ノードから第3のフィードバック端子に配線される第6の配線を含み、
    前記第5の配線を介して前記電源電圧と前記第2の電源電圧の中間の第3の電源電圧が前記第3の階調電圧用電源端子に供給され、
    前記第6の配線を介して前記第3の電源電圧に対応する第3のフィードバック電圧が前記第3のフィードバック端子に供給されることを特徴とする集積回路装置。
  15. 請求項14において、
    前記第5の配線の配線幅は、
    前記第6の配線の配線幅よりも広いことを特徴とする集積回路装置。
  16. 請求項14又は15において、
    前記第3の電源端子と前記第3のフィードバック端子は隣接して配置されることを特徴とする集積回路装置。
  17. 請求項1乃至6のいずれかに記載された電源回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
  18. 請求項7乃至16のいずれかに記載された集積回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
  19. 電源回路装置と、
    前記電源回路装置から電源が供給されて電気光学パネルを駆動する集積回路装置とを含み、
    前記集積回路装置は、
    前記電気光学パネルのデータ線を駆動するデータドライバと、
    前記データドライバに対して複数の階調電圧を供給する階調電圧生成回路と、
    前記階調電圧生成回路の電源電圧を前記電源回路装置から入力するための電源端子とを含み、
    前記電源回路装置は、
    電源出力端子と、
    前記電源出力端子に対応するフィードバック端子と、
    前記フィードバック端子を介して、前記集積回路装置の前記階調電圧生成回路からのフィードバック電圧を受けて、前記階調電圧生成回路に供給する前記電源電圧を前記電源出力端子に出力する電圧調整回路とを含み、
    前記電圧調整回路は、
    前記フィードバック電圧が一定になるように前記電源電圧を調整して前記電源出力端子に出力することを特徴とする電子機器。
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