JP3396448B2 - ドライバ回路 - Google Patents

ドライバ回路

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JP3396448B2
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  • Logic Circuits (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ(以
下、LCDという)装置等に設けられ、駆動電圧をスイ
ッチングによって選択して出力するドライバ回路に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】LCD装置には、集積回路(以下、IC
という)化されたLCDドライバICが設けられてい
る。LCDドライバICは、セグメント方向やこれに垂
直のコモン方向に駆動電圧を与えて液晶素子を駆動する
役割を果たすものである。従来のLCDドライバIC
は、内部ロジック用電源電圧VDD及び液晶出力用電源
電圧VUOの2種類の電源電圧を持っている。液晶素子
を駆動する電圧は、6〜50[V]と様々で、液晶の種
類により異なる。そのため、液晶素子を駆動するために
用いる電源電圧VUOをそのままIC内部のロジック回
路に使用できず、ロジック回路には電源電圧VDDを用
いている。よって、液晶を駆動する電圧は、ロジック回
路で生成されたロジック信号を、電源電圧VUOを用い
た信号に変換して出力するようになっている。その具体
例を、次の図2に示す。
【0003】図2は、従来のドライバ回路を示す回路図
である。このドライバ回路は、ドライバICの出力段に
設けられた回路であり、図示しないロジック回路で生成
されたロジック信号Sinをインバータ1と該インバータ
1に直列のインバータ2とを介して入力するレベルシフ
タ10と、2つのスイッチ回路21,22とを備えてい
る。インバータ1,2は、電源電圧VDDから電圧供給
を受けるVDD系の回路である。レベルシフタ10は、
電源電圧VUOとグランドGNDとの間に直列に接続さ
れたPチャネル型M0Sトランジスタ(以下、PMOS
という)11及びNチャネル型M0Sトランジスタ(以
下、NM0Sという)12と、該電源電圧VUOとグラ
ンドGNDとの間に、PMOS11及びNM0S12と
は並列に接続されたPM0S13及びNM0S14とを
有している。PM0S11とNM0S12の間の接続ノ
ードN1が、PM0S13のゲートに接続されると共
に、該PM0S13とNM0S14の間の接続ノードN
2が、PMOS11のゲートに接続されている。接続ノ
ードN1が電源電圧VUOでレベルシフトした変換電圧
を示すようになっている。電源電圧VUOは外部から与
えられることもあるが、最近の傾向では電源電圧VDD
の電圧レベルをドライバIC内の昇圧回路で2倍或いは
3倍にして作成することが多い。
【0004】スイッチ回路21は、PM0S21aとN
M0S21bとからなるトランスファゲートで構成さ
れ、電源電圧VUOと出力ノードNoutとの間に接続
されている。PM0S21aのゲートには、レベルシフ
タ10の接続ノードN1の電圧がインバータ23で反転
されて与えられ、NM0S21bのゲートには、該イン
バータ23の出力信号がインバータ24で反転されて与
えられる接続になっている。一方、スイッチ回路22
は、PM0S22aとNM0S22bとからなるトラン
スファゲートで構成され、グランドGNDと出力ノード
Noutとの間に接続されている。NM0S22bのゲ
ートには、レベルシフタ10の接続ノードN1の電圧が
インバータ23を介して与えられ、PM0S22aのゲ
ートには、該インバータ23の出力信号がインバータ2
4を介して与えられる接続になっている。
【0005】このドライバ回路は、PM0SとNM0S
とで構成され、インバータ1,2,23,24も、PM
0SとNM0Sとでそれぞれ構成されている。図2中の
()内には、ドライバ回路内のトランジスタサイズが示
されている。後述する図1及び図7中の()内も、トラ
ンジスタサイズを示すものである。各インバータ1,2
を構成するPM0Sでは、近傍の()内に示すように、
ゲート長が例えば1μm及びゲート幅は10μm(P1
0/1)に形成されている。NM0Sのゲート長は1μ
m、及びゲート幅は10μm(N10/1)に形成され
ている。これに対し、インバータ23,24は、電源
VUOから電圧供給を受けたVUO系の回路であり、
インバータ23のPM0Sのゲート長は1μm、及びゲ
ート幅は3μm(P3/1)に形成され、該インバータ
23のNM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅は3
μm(N3/1)に形成されている。インバータ24の
PM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅は10μm
(P10/1)に形成され、該インバータ24のNM0
Sのゲート長は1μm、及びゲート幅は5μm(N5/
1)に形成されている。レベルシフタ10内の各PM0
S11,13のゲート長は30μm、及びゲート幅は3
μm(3/30)にそれぞれ形成されている。各NM0
S12,14のゲート長は1μm、及びゲート幅は30
μm(30/1)で形成されている。スイッチ21のP
M0S21aのゲート長は1μm、ゲート幅は50μm
(50/1)に形成され、NM0S21bのゲート長は
1μm、及びゲート幅は30μm(30/1)で形成さ
れている。スイッチ22のPM0S22aのゲート長は
1μm、及びゲート幅は50μm(50/1)に形成さ
れ、NM0S22bのゲート長は1μm、ゲート幅は3
0μm(30/1)に形成されている。
【0006】図3(i)〜(iii)は、図2のシミュレー
ション結果(その1)を示す波形図であり、同図(i)
は図2中のロジック信号SinとノードN1の波形、同図
(ii)は同図(i)のA部拡大図、及び同図(iii)は同
図(i)のB部拡大図をそれぞれ示している。この図3
(i)〜(iii)を参照しつつ、図2のドライバ回路の動
作を説明する。図示しないロジック回路が生成したロジ
ック信号Sinは、インバータ1を介してレベルシフタ1
0のMM0S12のゲートに与えられると共にインバー
タ1及びインバータ2を介してNM0S14のゲートに
与えられる。ロジック信号Sinが図3(i)のように
“H”,“L”を繰り返す、各NMOS12,14の導
通状態がロジック信号Sinのレベルに応じて変化し、ノ
ードN1,N2の電圧もそれぞれ変化する。これによ
り、各PM0S11,13の導通状態も変化し、ノード
N1の電圧が、電源電圧VUOとPM0S11及びNM
0S12の導通状態とで設定され、ロジック信号Sin
りも大きな振幅を示す。同様に、ノードN2の電圧も電
源電圧VUOとPM0S13及びNM0S14の導通状
態で設定される。レベルシフタ10は、ノードN1の電
圧をインバータ23に与え、各スイッチ回路21,22
のスイッチングを行う。つまり、インバータ23は接続
ノードN1の電圧レベルを反転して出力信号S23を出
力し、インバータ24は、該出力信号S23の電圧レベ
ルを反転して出力信号S24を出力する。これらの出力
信号S23,S24がスイッチ回路21,22に与えら
れる。例えば、接続ノードN1の電圧が高い場合には、
スイッチ回路21がオンして電源電圧VUOと出力ノー
ドNoutとの間を閉じる。スイッチ22がオフして出
力ノードNoutとグランドGNDとの間を遮断する。
このときには、電源電圧VUOが出力端子OUTを介し
て液晶素子に与えられる。接続ノードN1の電圧が低い
場合には、スイッチ22がオンしてグランドGNDと出
力ノードNoutとを閉じ、スイッチ21がオフする。
このときには、グランドGNDの電圧が出力端子OUT
を介して液晶素子に与えられる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
LCDドライバIC中に設けられたドライバ回路におい
ては、次のような課題があった。図4(i)〜(iii)
は、図2のシミュレーション結果(その2)を示す図で
あり、同図(i)は図2中の信号S23,S24の波
形、、同図(ii)は同図(i)のC部拡大図、及び同図
(iii)は同図(i)のD部拡大図をそれぞれ示してい
る。この図4(i)〜(iii)を参照しつつ、図2のドラ
イバ回路の課題を説明する。ロジック回路から入力され
たロジック信号Sinの論理レベルが切り替わると、図4
(i)のように、インバータ23,24の出力信号S2
3,S24のレベルは同時に遷移する。これにより、ス
イッチ回路21,22のオン、オフも同じタイミングで
切り替わる。このとき、図4(ii),(iii)のように、
一瞬ではあるが、スイッチ回路21,22の両方がオン
する区間(同時ON)が存在し、電源電圧VUOからグ
ランドGNDに貫通電流が流れる。これにより、消費電
力も多くなる。
【0008】前述したように、電源電圧VUOを昇圧回
路で作成している場合には、特にその電源電圧VUOは
負荷特性に弱い性質を持つので、貫通電流が流れること
によって電源電圧VUOがレベルダウンする。レベルダ
ウンすれば、当然液晶表示に影響がでてくる。この貫通
流を防止するためには、スイッチ回路21,22の両
方がオフする区間(以下、OFF−OFF区間という)
を作ることが必要になってくる。ところが、新たに多く
のゲートを追加することにより、OFF−OFF区間を
作る回路を実現できたとしても、ドライバICでは、例
えばセグメント方向の液晶素子の数分、図2のドライバ
回路が必要になるので、レイアウト的に課題が残る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、ドライバ回路において、入力されたロジ
ック信号に対応する電圧を第1の接続ノードに出力する
レベルシフタと、PMOS及びNNMOSで構成され、
前記第1の接続ノードの電圧を検出し第1の選択信号を
出力する第1のインバータと、前記第1のインバータを
構成する前記PMOS及び前記NNMOSとはサイズの
異なるPMOS及びNNMOSで構成され、前記第1の
接続ノードの電圧を検出し第2の選択信号を出力する第
2のインバータとを有している。さらに、第1の電源電
圧または第2の電源電圧が出力される出力ノードと、前
記第1の電源電圧と前記出力ノードとの間に接続され、
前記第1の選択信号によりオン状態またはオフ状態とな
る第1のスイッチ回路と、前記第2の電源電圧と前記出
力ノードとの間に接続され、前記第2の選択信号に より
オン状態またはオフ状態となる第2のスイッチ回路とを
有している。 このような構成を採用したことにより、レ
ベルシフタの第1の接続ノードに出力された電圧に基づ
き、第1のインバータ及び第2のインバータによってタ
イミングの異なる第1の選択信号と第2の選択信号が発
生する。この第1の選択信号及び第2の選択信号によ
り、第1のスイッチ回路及び第2のスイッチ回路が同時
にオン状態になることなく、これらの第1のスイッチ回
路と第2のスイッチ回路とがオン、オフ動作する。
【0010】前記ドライバ回路において、例えば、前記
第1のインバータを構成する前記PMOSのゲート長と
前記第2のインバータを構成する前記PMOSのゲート
長とが異なり、前記第1のインバータを構成する前記N
NMOSのゲート長と前記第2のインバータを構成する
前記NNMOSのゲート長とが異なる。
【0011】前記ドライバ回路において、例えば、前記
レベルシフタは、前記第1の接続ノードと、第2の接続
ノードと、前記第1の電源電圧と前記第1の接続ノード
との間に接続され、制御電極が前記第2の接続ノードに
接続された第1導電型の第1のトランジスタと、前記第
1の接続ノードとグランドとの間に接続され、制御電極
には前記ロジック信号が入力される前記第1導電型に相
補的な第2導電型の第2のトランジスタと、前記第1の
電源電圧と前記第2の接続ノードとの間に接続され、制
御電極が前記第1の接続ノードに接続された前記第1導
電型の第3のトランジスタと、前記第2の接続ノードと
前記グランドとの間に接続され、制御電極には前記ロジ
ック信号の逆相信号が入力される前記第2導電型の第4
のトランジスタとで構成される。
【0012】
【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示すドライバ回路の
構成図である。このドライバ回路は、ドライバICの出
力段に設けられ、第1の電源電圧VUOまたは第2の電
源電圧であるグランドGNDの電圧を駆動電圧として出
力する回路であり、図示しないロジック回路で生成され
たロジック信号Sinを、従来の図2と同様のインバータ
1とそれに直列のインバータ2とを介して入力し、該電
源電圧VUOで電圧変換するレベルシフタ30と、第1
のスイッチ回路41と、第2のスイッチ回路42とを、
備えている。インバータ1,2は、第3の電源電圧VD
Dから電圧供給を受けて動作するVDD系の回路であ
る。レベルシフタ30は、電源電圧VUOとグランドG
NDとの間に直列に接続された第1及び第2のトランジ
スタであるPMOS31及びNM0S32と、該電源電
圧VUOとグランドGNDとの間に該PMOS31及び
NM0S32とは並列に接続された第3及び第4のトラ
ンジスタであるPM0S33及びNM0S34とを有し
ている。PM0S31とNM0S32の間の第1の接続
ノードN1がPM0S33の制御電極であるゲートに接
続され、該PM0S33とNM0S34の間の第2の接
続ノードN2がPMOS31のゲートに接続されてい
る。接続ノードN1及びN2から電源電圧VUOでレベ
ルシフトした電圧を出力するようになっている。
【0013】スイッチ回路41は、PM0S41aとN
M0S41bとからなるトランスファゲートで構成さ
れ、電源電圧VUOと出力ノードNoutとの間に接続
されている。出力ノードNoutが出力端子OUTに接
続されている。PM0S41aのゲートには、レベルシ
フタ10の接続ノードN1の電圧を入力電圧とするイン
バータ43の出力信号S43が与えられる接続になって
いる。出力信号S43は、スイッチ回路41を選択する
第1の選択信号である。NM0S41bのゲートには、
インバータ43の出力信号S43を入力電圧とするイン
バータ44の出力信号S44が与えられる接続になって
いる。一方、スイッチ回路42は、PM0S42aとN
M0S42bとからなるトランスファゲートで構成さ
れ、グランドGNDと出力ノードNoutとの間に接続
されている。PM0S42aのゲートには、レベルシフ
タ10の接続ノードN2の電圧を入力電圧とするインバ
ータ45の出力信号S45が与えられる接続になってい
る。出力信号S45は、スイッチ回路42を選択する第
2の選択信号である。NM0S42bのゲートには、イ
ンバータ45の出力信号S45を入力電圧とするインバ
ータ44の出力信号S46が与えられる接続になってい
る。つまり、インバータ43〜46は、レベルシフタ3
0と相俟ってスイッチ回路41,42を相補的にオン、
オフ状態にする選択手段を構成している。このドライバ
回路は、従来の回路を示す図2と同様に、PM0SとN
M0Sとで構成され、インバータ1,2,43〜46
も、PM0S及びNM0Sでそれぞれ構成されている。
【0014】図1中の()内に示したように、VDD系
の各インバータ1,2は、PM0Sのゲート長例えば
1μm、及びゲート幅10μm(P10/1)にそれ
ぞれ形成されている。NM0Sのゲート長は1μm、及
びゲート幅は10μm(N10/1)にそれぞれ形成さ
れている。これに対し、インバータ43〜46は、電源
電圧VUOから電圧供給を受けるVUO系の回路であ
る。インバータ43のPM0Sのゲート長は1μm、及
びゲート幅は3μm(P3/1)に形成され、該インバ
ータ43のNM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅
は3μm(N3/1)に形成されている。インバータ4
5もインバータ43と同様であり、PM0Sのゲート長
は1μm及びゲート幅は3μm(P3/1)に形成さ
れ、該インバータ45のNM0Sのゲート長は1μm及
びゲート幅は3μm(N3/1)に形成されている。
【0015】インバータ44のPM0Sのゲート長は1
μm、及びゲート幅は10μm(P10/1)に形成さ
れ、該インバータ44のNM0Sのゲート長は1μm、
及びゲート幅は5μm(N5/1)に形成されている。
同様に、インバータ46のPM0Sのゲート長は1μ
m、及びゲート幅は10μm(P10/1)に形成さ
れ、該インバータ46のNM0Sのゲート長は1μm、
及びゲート幅は5μm(N5/1)に形成されている。
レベルシフタ30内の各PM0S31,33のゲート長
は30μm、及びゲート幅は3μm(3/30)にそれ
ぞれ形成されている。各NM0S32,34のゲート長
は1μm、及びゲート幅は30μm(30/1)にそれ
ぞれ形成されている。スイッチ回路41のPM0S41
aのゲート長は1μm、及びゲート幅は50μm(50
/1)で形成され、NM0S41bのゲート長は1μ
m、及びゲート幅は30μm(30/1)に形成されて
いる。スイッチ回路42のPM0S42aのゲート長は
1μm、及びゲート幅は50μm(50/1)に形成さ
れ、NM0S42bのゲート長は1μm、及びゲート幅
は30μm(30/1)に形成されている。
【0016】図5(i)〜(iii)は、図1のシミュレー
ション結果(その1)を示す波形図であり、同図(i)
は図1中のロジック信号SinとノードN1,N2の波
形、同図(ii)は同図(i)のE部拡大図、及び同図
(iii)は同図(i)のF部拡大図をそれぞれ示してい
る。図6(i)〜(iii)は、図1のシミュレーション結
果(その2)を示す波形図であり、同図(i)は図1中
の信号S43〜S46の波形、同図(ii)は同図(i)
のG部拡大図、及び同図(iii)は同図(i)のH部拡大
図をそれぞれ示している。これらの図5(i)〜(iii)
及び図6(i)〜(iii)を参照しつつ、図1のドライバ
回路の動作を説明する。図示しないロジック回路が生成
したロジック信号Sinは、インバータ1で反転されてレ
ベルシフタ30のMM0S32のゲートに与えられると
共にインバータ1及びインバータ2を介してNM0S3
4のゲートに与えられる。図5(i)のように“H”と
“L”を繰り返すロジック信号Sinが、図5(iii)のよ
うに0[V]から2[V]に立ち上がると、各NMOS
32,34の導通状態がロジック信号Sinのレベルに応
じて変化し、接続ノードN1,N2の電圧もそれぞれ逆
方向に変化する。これにより、各PM0S31,33の
導通状態も変化し、接続ノードN1の電圧が5[V]、
接続ノードN2の電圧が0[V]になる。図5(ii)の
ように、ロジック信号Sinが2[V]から0[V]に立
ち下がると、各NMOS32,34の導通状態が信号S
inのレベルに応じて変化し、接続ノードN1,N2の電
圧もそれぞれ逆方向に変化する。これにより、各PM0
S31,33の導通状態も変化し、接続ノードN1の電
圧が0[V]、接続ノードN2の電圧が5[V]にな
る。つまり、電源電圧VUOとPM0S31及びNM0
S32の導通状態とで接続ノードN1の電圧が設定さ
れ、該電源電圧VUOとPM0S33及びNM0S34
の導通状態とで接続ノードN2の電圧が設定され、それ
ぞれ0〜5[V]でスイングする電圧となる。
【0017】接続ノードN1,N2の電圧がインバータ
43及びインバータ45に与えられる。各接続ノードN
1及びN2の電圧波形は、図5(ii),(iii)のよう
に、立ち上がる場合と立ち下がる場合とでタイミングが
ずれる。このタイミングずれにより、インバータ43の
出力信号S43のレベルが反転するタイミングと、イン
バータ45の出力信号S45の出力信号S45のレベル
が反転するタイミングとが、図6(ii),(iii)のよう
にずれる。例えば、接続ノードN1の電圧が5[V]で
接続ノードN2の電圧が0[V]の状態のときには、出
力信号S43が0[V]、出力信号S44が5[V]、
出力信号S45が5[V]、及び出力信号S46が0
[V]になっており、スイッチ回路41がオンし、スイ
ッチ回路42がオフしている。ここで、ロジック信号S
inの変化が起きると、まず接続ノードN1の電圧が遷移
を開始し、出力信号S43が降下すると共に出力信号S
44が上昇する。これにより、スイッチ回路41がオフ
になる。その後、接続ノードN2の電圧が、接続ノード
N1に遅れて遷移を開始する。この遷移により、出力信
号S45が降下すると共に出力信号S46が上昇し、ス
イッチ回路42がオンする。つまり、両方のスイッチ回
路41,42が共にオフするOFF−OFF区間が生じ
る。
【0018】接続ノードN1の電圧が0[V]で接続ノ
ードN2の電圧が5[V]の状態のときには、出力信号
S43が5[V]、出力信号S44が0[V]、出力信
号S45が0[V]、及び出力信号S46が5[V]に
なっており、スイッチ回路41がオフし、スイッチ回路
42がオンしている。ここで、ロジック信号Sinの変化
が起きると、まず接続ノードN2の電圧が遷移を開始
し、出力信号S46が降下すると共に出力信号S45が
上昇する。これにより、スイッチ回路42がオフにな
る。その後、接続ノードN1の電圧が、接続ノードN2
に遅れて遷移を開始する。この遷移により、出力信号S
43が降下すると共に出力信号S44が上昇し、スイッ
チ回路41がオンする。つまり、両方のスイッチ回路4
1,42が共にオフするOFF−OFF区間が生じる。
スイッチ回路41がオンした場合には出力ノードNou
tが電源電圧VUOに接続され、出力端子OUTを介し
て電源電圧VUOが出力される。スイッチ回路42がオ
ンした場合には出力ノードNoutがグランドGNDに
接続され、出力端子OUTを介してグランドGNDの電
圧が出力される。
【0019】以上のように、この第1の実施形態では、
接続ノードN2に接続されたインバータ45,46を設
け、該インバータ45,46の出力信号S45,S46
でスイッチ回路42のスイッチングを行うようにしてい
る。そのため、ロジック信号Sinのレベル遷移したと
きに、接続ノードN1,N2の電圧波形の異なりによる
タイミングずれから、スイッチ回路41,42が共にオ
フするOFF−OFF区間が設定できるようになり、貫
通電流が防止できる。しかも、従来回路を示す図2の回
路に対して追加されるのは、2個のインバータ45,4
6だけなので、レイアウト上の問題にまで発展しない。
【0020】第2の実施形態 図7は、本発明の第2の実施形態を示すドライバ回路の
構成図である。このドライバ回路は、ドライバICの出
力段に設けられ、電源電圧VUOとグランドGNDの電
圧を駆動電圧として出力する回路であり、図示しないロ
ジック回路で生成されたロジック信号Sinを、インバー
タ1とそれに直列のインバータ2とを介して入力し、電
源電圧VUOで電圧変換するレベルシフタ50と、スイ
ッチ回路61とスイッチ回路62とを備えている。イン
バータ1,2は、第1の実施形態と同様に、電源電圧V
DDから電圧供給を受けて動作するVDD系の回路であ
る。レベルシフタ50は、第1の実施形態のレベルシフ
タ30と同様であり、電源電圧VUOとグランドGND
との間に直列に接続されたPMOS51及びNM0S5
2と、該電源電圧VUOとグランドGNDとの間に該P
MOS51及びNM0S52とは並列に接続されたPM
0S53及びNM0S54とを有している。PM0S5
1とNM0S52の間の第1の接続ノードN1がPM0
S53のゲートに接続され、該PM0S53とNM0S
54の間の第2の接続ノードN2がPMOS51のゲー
トに接続されている。スイッチ回路61は、PM0S6
1aとNM0S61bとからなるトランスファゲートで
構成され、電源電圧VUOと出力ノードNoutとの間
に接続されている。出力ノードNoutが出力端子OU
Tに接続されている。PM0S61aのゲートには、第
1のインバータ63の出力端子が接続されている。NM
0S61bのゲートには、インバータ63の出力端子に
接続されたインバータ64の出力端子接続されてい
る。
【0021】一方、スイッチ回路62は、PM0S62
aとNM0S62bとからなるトランスファゲートで構
成され、グランドGNDと出力ノードNoutとの間に
接続されている。NM0S62bのゲートには、第2の
インバータ65の出力端子が接続され、PMOS62a
のゲートには、インバータ65の出力端子に接続された
インバータ66の出力端子が接続されている。インバー
タ63,64,65,66から、それぞれ出力信号S6
3,S64,S65,S66が出力される。インバータ
63,65は、レベルシフタ50と相俟ってスイッチ回
路61,62を選択する選択手段を構成するものであ
り、該各インバータ63,65の出力信号S63,S6
5は、スイッチ回路61,62を選択する第1及び第2
の選択信号となる。インバータ63,65の入力端子
は、第1の実施形態とは異なり、両方とも接続ノードN
1に接続されている。
【0022】ここで、ドライバ回路内のトランジスタの
形成例を説明する。図7に示したように、VDD系の各
インバータ1,2を構成するPM0Sのゲート長は1μ
m及びゲート幅は10μm(P10/1)であり、NM
0Sのゲート長は1μm及びゲート幅は10μm(N1
0/1)である。これに対し、インバータ63〜66
は、電源電圧VUOから電圧供給を受けるVUO系の回
路である。インバータ63のPM0Sのゲート長は3μ
及びゲート幅は3μm(P3/3)に形成され、該
インバータ63のNM0Sのゲート長は1μm、及びゲ
ート幅は3μm(N3/1)に形成されている。インバ
ータ64のPM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅
は10μm(P10/1)に形成され、該インバータ6
4のNM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅は5μ
m(N5/1)に形成されている。インバータ65は、
第1の実施形態とは異なり、インバータ63と同様では
なく、PM0Sのゲート長は1μm、及びゲート幅は3
μm(P3/1)に形成され、該インバータ65のNM
0Sのゲート長は3μm、及びゲート幅は3μm(N3
/3)に形成されている。インバータ66のPM0Sの
ゲート長は1μm、及びゲート幅は10μm(P10/
1)に形成され、該インバータ66のNM0Sのゲート
長は1μm、及びゲート幅は5μm(N5/1)に形成
されている。
【0023】レベルシフタ50内の各PM0S51,5
3のゲート長は、第1の実施形態と同様に30μm、及
びゲート幅は3μm(3/30)にそれぞれ形成されて
いる。各NM0S52,54のゲート長は1μm、及び
ゲート幅は30μm(30/1)にそれぞれ形成されて
いる。スイッチ回路51のPM0S51aのゲート長は
1μm、及びゲート幅は50μm(50/1)に形成さ
れ、NM0S51bのゲート長は1μm、及びゲート幅
は30μm(30/1)に形成されている。スイッチ
52のPM0S52aのゲート長は1μm、及びゲー
ト幅は50μm(50/1)に形成され、NM0S52
bのゲート長は1μm、及びゲート幅は30μm(30
/1)に形成されている。
【0024】図8(i)〜(iii)は、図7のシミュレー
ション結果(その1)を示す波形図であり、同図(i)
は図7中のロジック信号SinとノードN1の波形、同図
(ii)は同図(i)のJ部拡大図、及び同図(iii)は同
図(i)のK部拡大図をそれぞれ示している。図9
(i)〜(iii)は、図7のシミュレーション結果(その
2)を示す波形図であり、同図(i)は図7中の信号S
63〜S66の波形、同図(ii)は同図(i)のL部拡
大図、及び同図(iii)は同図(i)のM部拡大図をそれ
ぞれ示している。これらの図8(i)〜(iii)及び図9
(i)〜(iii)を参照しつつ、図7のドライバ回路の動
作を説明する。図示しないロジック回路が生成したロジ
ック信号Sinは、インバータ1で反転されてレベルシフ
タ50のMM0S52のゲートに与えられると共にイン
バータ1及びインバータ2を介してNM0S54のゲー
トに与えられる。ロジック信号Sinが図8(ii)のよう
に0[V]から2[V]に立ち上がると、各NMOS5
2,54の導通状態がロジック信号Sinのレベルに応じ
て変化し、接続ノードN1,N2の電圧もそれぞれ逆方
向に遷移する。これにより、各PM0S51,53の導
通状態も変化し、接続ノードN1の電圧が5[V]、接
続ノードN2の電圧が0[V]になる。ロジック信号S
inが2[V]から0[V]に立ち下がると、各NMOS
52,54の導通状態が信号Sinのレベルに応じて遷移
し、接続ノードN1,N2の電圧もそれぞれ逆方向に遷
移する。これにより、各PM0S51,53の導通状態
も変化し、接続ノードN1の電圧が0[V]、接続ノー
ド2の電圧が5[V]になる。つまり、電源電圧VUO
とPM0S51及びNM0S52の導通状態とで接続ノ
ードN1の電圧が設定され、接続ノードN1の電圧は0
〜5[V]でスイングする電圧となる。
【0025】接続ノードN1の電圧がインバータ63及
びインバータ65に与えられる。接続ノードN1の電圧
は、図8(ii),(iii)の波形のように、立ち上がった
り立ち下がったりする。例えば、接続ノードN1の電圧
が5[V]で接続ノードN2の電圧が0[V]の状態の
ときには、出力信号S63が0[V]、出力信号S64
が5[V]、出力信号S65が0[V]、及び出力信号
S66が5[V]になっており、スイッチ回路61がオ
ンし、スイッチ回路62がオフしている。このとき、ロ
ジック信号Sinが遷移すると、まず接続ノードN1の電
圧が0[V]に向けて遷移を開始する。インバータ63
とインバータ65とは、これらを構成するPM0S及び
NM0Sのサイズが異なる、つまり、ゲート幅とゲート
長が異なる。そのため、インバータ63は、接続ノード
N1の電圧の立ち下がりをインバータ65よも速く検出
して“H”に遷移した信号S63を出力する。これによ
りインバータ64の出力信号S64も“L”になり、ス
イッチ61がオフ状態になる。その後、インバータ65
が接続ノードN1の立ち下がりを検出し、“H”に遷移
した出力信号S65を出力する。これによりインバータ
66の出力信号S66も“L”になり、スイッチ回路
2がオフ状態になる。よって、両方のスイッチ回路6
1,62が共にオフするOFF−OFF区間が生じる。
【0026】接続ノードN1の電圧が0[V]で接続
ードN2の電圧が5[V]の状態のときには、出力信号
S63が5[V]、出力信号S64が0[V]、出力信
号S65が5[V]、及び出力信号S66が0[V]に
なっており、スイッチ回路61がオフし、スイッチ回路
62がオンしている。このとき、ロジック信号Sinが遷
移すると、接続ノードN1の電圧が5[V]に向けて遷
移を開始する。インバータ63とインバータ65とは、
これらを構成するPM0S及びNM0Sのサイズが異な
のでインバータ65は接続ノードN1の電圧の立ち
上がりをインバータ63よも速く検出して“L”に遷移
した信号S65を出力する。これによりインバータ66
の出力信号S66も“H”になり、スイッチ62がオフ
状態になる。その後、インバータ63が接続ノードN1
の立ち上がりを検出し、“L”に遷移した出力信号S6
3を出力する。これによりインバータ64の出力信号S
64も“H”になり、スイッチ回路61がオフ状態にな
る。よって、両方のスイッチ回路61,62が共にオフ
するOFF−OFF区間が生じる。スイッチ回路61が
オンした場合には出力ノードNoutが電源電圧VUO
に接続され、出力端子OUTを介して電源電圧VUOが
出力される。スイッチ回路62がオンした場合には出力
ノードNoutがグランドGNDに接続され、出力端子
OUTを介してグランドGNDの電圧が出力される。
【0027】以上のように、この第2の実施形態では、
レベルシフタ50の接続ノードN1にインバータ63,
65を接続してスイッチ回路61,62に出力信号S6
S65を与えるようすると共に、該インバータ6
3,65を構成するPMOS及びNM0Sのサイズを変
えているので、スイッチ回路61,62をOFF−OF
F区間が生じようにオン、オフさせることができる。よ
って、有害な貫通電流防止できると共に、該貫通電流
の流れないドライバ回路を従来の回路に2つのインバー
タを追加するだけでき、レイアウトの問題がない。
【0028】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
ず種々の変形が可能である。その変形例としては、例え
ば次のようなものがある。 (1) 各スイッチ回路41,42,61,62は、P
M0S41a,42a,61a,62aとNM0S41
b,42b,61b,62bとからなるトランスファゲ
ートで構成したが、1つのスイッチング素子のみで構成
することも可能であり、例えばNM0S41b,42
b,61bやPM0S62aを省略してよい。この場
合、インバータ44,46,64,66は不要になる。 (2) 第2の実施形態では、レベルシフタ50とイン
バータ63〜66で選択手段を構成したが、第1の実施
形態のように2つの接続ノードN1,N2の電圧の遷移
のずれに基づいてOFF−OFF区間を設定しないの
で、レベルシフタ50の代わりに、ロジック信号Sin
対応する電圧を接続ノードN1から発生する他の電圧出
力手段に変更できる。例えば、レベルシフタ50の変わ
りに、電源電圧VUOでロジック信号Sinの波形整形を
行うような電圧出力手段でもよい。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、PMOS及びNMOSで構成された第1のインバ
ータと、前記PMOS及びNMOSとはサイズの異なる
PMOS及びNMOSで構成された第2のインバータと
を有するので、第1のスイッチ回路及び第2のスイッチ
回路をOFF−OFF区間が生じるようにオン、オフさ
せることができ、第1の電源電圧、出力ノード、及び第
2の電源電圧間の貫通電流を防止することができる。こ
れにより、従来に比べて素子の増加数を抑制しつつ、有
害な電源電圧の変動を防止できる。その上、ドライバ回
路を構成するレベルシフタにおける不要な貫通電流を低
減でき、ドライバ回路全体、さらには本発明のドライバ
回路を備えた表示装置等の全体の消費電力を低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示すドライバ回路の
構成図である。
【図2】従来のドライバ回路を示す回路図である。
【図3】図2のシミュレーション結果(その1)を示す
波形図である。
【図4】図2のシミュレーション結果(その2)を示す
波形図である。
【図5】図1のシミュレーション結果(その1)を示す
波形図である。
【図6】図1のシミュレーション結果(その2)を示す
波形図である。
【図7】本発明の第2の実施形態を示すドライバ回路の
構成図である。
【図8】図7のシミュレーション結果(その1)を示す
波形図である。
【図9】図7のシミュレーション結果(その2)を示す
波形図である。
【符号の説明】
30,50 レベルシフタ 31,33,51,53 PM0S 32,34,52,54 NM0S 41,42,61,62 スイッチ回路 43〜46,63〜66 インバータ Sin ロジック信号 VUO 電源電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 H03K 19/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたロジック信号に対応する電圧
    を第1の接続ノードに出力するレベルシフタと、 Pチャネル型MOSトランジスタ及びNチャネル型NM
    OSトランジスタで構成され、前記第1の接続ノードの
    電圧を検出し第1の選択信号を出力する第1のインバー
    タと、 前記第1のインバータを構成する前記Pチャネル型MO
    Sトランジスタ及び前記Nチャネル型NMOSトランジ
    スタとはサイズの異なるPチャネル型MOSトランジス
    タ及びNチャネル型NMOSトランジスタで構成され、
    前記第1の接続ノードの電圧を検出し第2の選択信号を
    出力する第2のインバータと、 第1の電源電圧または第2の電源電圧が出力される出力
    ノードと、 前記第1の電源電圧と前記出力ノードとの間に接続さ
    れ、前記第1の選択信号によりオン状態またはオフ状態
    となる第1のスイッチ回路と、 前記第2の電源電圧と前記出力ノードとの間に接続さ
    れ、前記第2の選択信号によりオン状態またはオフ状態
    となる第2のスイッチ回路とを有することを特徴とする
    ドライバ回路。
  2. 【請求項2】 前記第1のインバータを構成する前記P
    チャネル型MOSトランジスタのゲート長と前記第2の
    インバータを構成する前記Pチャネル型MOSトランジ
    スタのゲート長とが異なり、 前記第1のインバータを構成する前記Nチャネル型NM
    OSトランジスタのゲート長と前記第2のインバータを
    構成する前記Nチャネル型NMOSトランジスタのゲー
    ト長とが異なることを特徴とする請求項1記載のドライ
    バ回路。
  3. 【請求項3】 前記レベルシフタは、 前記第1の接続ノードと、 第2の接続ノードと、 前記第1の電源電圧と前記第1の接続ノードとの間に接
    続され、制御電極が前記第2の接続ノードに接続された
    第1導電型の第1のトランジスタと、 前記第1の接続ノードとグランドとの間に接続され、制
    御電極には前記ロジック信号が入力される前記第1導電
    型に相補的な第2導電型の第2のトランジスタと、 前記第1の電源電圧と前記第2の接続ノードとの間に接
    続され、制御電極が前記第1の接続ノードに接続された
    前記第1導電型の第3のトランジスタと、 前記第2の接続ノードと前記グランドとの間に接続さ
    れ、制御電極には前記ロジック信号の逆相信号が入力さ
    れる前記第2導電型の第4のトランジスタとで構成され
    ることを特徴とする請求項1記載のドライバ回路。
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