JP3796510B2 - DRIVE DEVICE, DRIVE CIRCUIT, AND IMAGE DISPLAY DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、テレビジョン受像機やコンピュータなどのモニタに利用される、マトリクスパネルの駆動装置及び画像表示装置に関し、特にマトリクスの交点に半導体発光素子や電子放出素子などの変調素子が配されたマトリクスパネルの駆動装置及び駆動回路及び画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to a matrix panel driving device and an image display device used for monitors such as television receivers and computers, and in particular, a matrix in which modulation elements such as semiconductor light-emitting elements and electron-emitting elements are arranged at intersections of matrices. The present invention relates to a panel driving device, a driving circuit, and an image display device.
以下、変調素子として、電子放出素子を例に挙げて説明する。図31は表示装置等に用いられるマトリクスパネルを模式的に示している。 Hereinafter, an electron-emitting device will be described as an example of the modulation device. FIG. 31 schematically shows a matrix panel used in a display device or the like.
図31において、1は変調素子としての電子放出素子を模式的に示したもの、2は列配線、3は行配線である。列配線2及び行配線3は、その構成材料の比抵抗や寸法に応じた配線抵抗4、5を有するものである。なお、図示の便宜上、4×4のマトリクスで示しているが、マトリクスの規模はむろんこれに限ったわけではなく、例えば画像表示装置用のマルチ電子ビーム源の場合には、所望の画像表示を行うのに足りるだけの素子を配列し配線するものである。
In FIG. 31, 1 schematically shows an electron-emitting device as a modulation device, 2 is a column wiring, and 3 is a row wiring. The
電子放出素子を単純マトリクス配線したマルチ電子ビーム源においては、所望の電子ビームを出力させるため、行配線及び列配線に適宜の電気信号を印加する。 In a multi-electron beam source in which electron-emitting devices are wired in a simple matrix, appropriate electric signals are applied to row wiring and column wiring in order to output a desired electron beam.
図32にマトリクスパネルに供給される列配線駆動波形と行配線駆動波形を示す。例えば、マトリクス中にある任意の1行の電子放出素子を駆動するには、選択する行の行配線に選択電圧Vsを有する行選択信号を印加すると共に、非選択の行の行配線には非選択電圧Vnsを印加する。これと同期して列配線に電子ビームを出力するための駆動電圧Veを所定の期間中印加する。 FIG. 32 shows column wiring drive waveforms and row wiring drive waveforms supplied to the matrix panel. For example, in order to drive any one row of the electron-emitting devices in the matrix, a row selection signal having the selection voltage Vs is applied to the row wiring of the selected row, and non-selection is applied to the row wiring of the non-selected row. A selection voltage Vns is applied. In synchronization with this, a driving voltage Ve for outputting an electron beam to the column wiring is applied for a predetermined period.
この方法によれば、選択する行の電子放出素子には、Ve−Vsの電圧が印加され、また非選択行の電子放出素子にはVe−Vnsの電圧が印加される。電子放出素子の電子放出閾値に応じて、Ve、Vs、Vnsを適宜の大きさの電圧にすれば選択する行の電子放出素子だけから所望の強度の電子ビームが出力される。また、冷陰極素子の応答速度は高速であるため、駆動電圧Veを印加する時間の長さ、つまり、図32中の矢印で示すように電圧Veのパルス幅を変えれば、電子ビームが出力される時間の長さも変えることができる。 According to this method, a voltage of Ve−Vs is applied to the electron-emitting devices in the selected row, and a voltage of Ve−Vns is applied to the electron-emitting devices in the non-selected rows. If Ve, Vs, and Vns are set to appropriate voltages according to the electron emission threshold value of the electron-emitting device, an electron beam having a desired intensity is output only from the electron-emitting device in the selected row. Further, since the response speed of the cold cathode device is high, an electron beam is output if the length of time for applying the drive voltage Ve, that is, the pulse width of the voltage Ve as shown by the arrow in FIG. 32 is changed. You can also change the length of time.
また、列配線に印加する電圧振幅や電流値を変化させて輝度を制御する変調方式によっても電子ビームを制御することが可能である。 The electron beam can also be controlled by a modulation method that controls the luminance by changing the voltage amplitude or current value applied to the column wiring.
上述の例では4×4のマトリクスについて述べたが、実際にテレビ画像を表示する画像表示装置は、例えばVGA(Video Graphics Array)では水平640×垂直480のマトリクスを必要としており、カラー表示となると、更に3倍の水平1920×垂直480のマトリクスを必要とする。 In the above example, a 4 × 4 matrix is described. However, an image display device that actually displays a television image requires a horizontal 640 × vertical 480 matrix, for example, in a VGA (Video Graphics Array), and color display is performed. Further, a horizontal 1920 × vertical 480 matrix is required.
例えば、電子源へ流れ込む電流が1mAであったとすると、列配線を駆動するのに必要な電流は1mAであるが、行配線を駆動するのに必要な電流は、すべての列配線から電流が流れ込むことから1mA×1920=1.92Aとなる。したがって行配線を駆動する
行配線ドライバーは数Aの電流駆動能力を要求される。
For example, if the current flowing into the electron source is 1 mA, the current necessary for driving the column wiring is 1 mA, but the current necessary for driving the row wiring flows from all the column wirings. Therefore, 1 mA × 1920 = 1.92 A. Therefore, a row wiring driver for driving the row wiring is required to have a current driving capability of several A.
行配線ドライバーは上述のVGAを例にとっても、480出力と出力数が多いため、ディスクリートデバイスで構成するとコストがかかることからIC化されることが多いが、数アンペアの電流を駆動することを考えると、出力バッファには低いオン抵抗が要求される。 Since the row wiring driver is an example of the above-mentioned VGA and has a large number of outputs of 480, it is often implemented as an IC because it is costly to configure with a discrete device, but it is considered to drive a current of several amperes. The output buffer is required to have a low on-resistance.
ICの出力バッファのオン抵抗を下げる方法としては、ICのチップ面積を増やす方法がある。チップ面積を増やす場合、例えば高耐圧MOSの場合は2重拡散構造にする必要があるため、チップの占有面積が大きくなり、仮に100mΩの出力オン抵抗(Ron)を得ようとすると、約1mm2を占有する。 As a method of reducing the on-resistance of the output buffer of the IC, there is a method of increasing the chip area of the IC. When the chip area is increased, for example, in the case of a high breakdown voltage MOS, it is necessary to use a double diffusion structure. Therefore, the occupied area of the chip increases, and if an output on resistance (Ron) of 100 mΩ is obtained, about 1 mm 2. Occupy.
したがって、仮に80チャンネルの出力を持つICの場合、出力バッファのみで80mm2を占有してしまう。更に、出力バッファを駆動するにはプリバッファが必要となるため、実際には出力バッファだけで100mm2近いチップ面積が必要となる。 Therefore, in the case of an IC having an output of 80 channels, 80 mm 2 is occupied only by the output buffer. Furthermore, since a pre-buffer is required to drive the output buffer, a chip area close to 100 mm 2 is actually required only with the output buffer.
上述のように、ICの出力バッファ部の抵抗を下げるためには、チップ面積を大きくする必要があり、その結果、チップ面積が増えると、1ウエハーからのチップの取り数が減り、チップあたりの単価が大きくなる。特に多出力のICにおいてはその影響が大きかった。 As described above, in order to lower the resistance of the output buffer unit of the IC, it is necessary to increase the chip area. As a result, when the chip area increases, the number of chips taken from one wafer decreases, Unit price increases. In particular, the influence is large in a multi-output IC.
本発明者は、このような課題に対応するために、行駆動回路のオン抵抗による電圧の変動を抑制するために、それを補正する補正回路を検討した。しかしながら、この補正回路を用いるだけでは、不十分であることが判明した。 In order to cope with such a problem, the present inventor has studied a correction circuit for correcting the voltage fluctuation due to the on-resistance of the row driving circuit. However, it has been found that using only this correction circuit is insufficient.
例えば、補正回路とともに、列配線を単純なパルス幅変調(PWM)により駆動すると、一行の画素に表示すべき階調情報によっては、一水平走査期間中に行配線への電流が急激に変化するため、補正回路の応答特性による影響が顕在化することがあった。 For example, when the column wiring is driven by simple pulse width modulation (PWM) together with the correction circuit, the current to the row wiring changes abruptly during one horizontal scanning period depending on the gradation information to be displayed on one row of pixels. For this reason, the influence of the response characteristic of the correction circuit may become obvious.
また、変調素子と駆動回路とを電気的に接続する接続部の抵抗によっても、変調素子に実際に印加される実効駆動電圧が許容範囲を越えて低くなることがある。 Also, the effective drive voltage actually applied to the modulation element may be lower than the allowable range due to the resistance of the connection portion that electrically connects the modulation element and the drive circuit.
本発明は上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、行駆動回路のオン抵抗による電圧の変動を抑制することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to suppress voltage fluctuation due to on-resistance of a row driving circuit.
本発明の別の目的は、補正回路の応答特性による影響を抑制することにある。 Another object of the present invention is to suppress the influence of the response characteristic of the correction circuit.
本発明の更に別の目的は、電圧降下の影響を補正可能な行駆動回路と、それに適した列駆動回路とを組み合わせることにより、ローコストで信頼性の高い駆動装置及びそれを備えた画像表示装置を提供することにある。 Still another object of the present invention is to combine a row driving circuit capable of correcting the influence of a voltage drop and a column driving circuit suitable for the same into a low-cost and highly reliable driving device and an image display device including the same. Is to provide.
また、本発明の他の目的は、接続部の構造を複雑にすることなく、駆動回路より外の抵抗における電圧降下分を補正することにある。 Another object of the present invention is to correct a voltage drop in a resistor outside the drive circuit without complicating the structure of the connecting portion.
上記目的を達成するために本発明の駆動装置にあっては、
行配線と複数の列配線とにより形成されたマトリクスの交点に変調素子が配されたマトリクスパネルの駆動装置であって、
前記行配線に行信号を供給するための行駆動回路と、
前記複数の列配線に、階調情報に応じて変調された変調信号を供給するための列駆動回路と、を備え、
前記行駆動回路の出力端子の電位情報を帰還させて前記行信号の電圧を補正するための第1の補正回路と、
前記出力端子と前記マトリクスパネルとの間の接続部材の抵抗とそこに流れる電流による電圧降下を補正するための第2の補正回路と、
を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the driving device of the present invention provides:
A matrix panel driving device in which a modulation element is arranged at an intersection of a matrix formed by row wiring and a plurality of column wirings,
A row driving circuit for supplying a row signal to the row wiring;
A column driving circuit for supplying a modulation signal modulated in accordance with gradation information to the plurality of column wirings;
A first correction circuit for correcting the voltage of the row signal by feeding back potential information of the output terminal of the row driving circuit;
A second correction circuit for correcting a voltage drop caused by a resistance of a connection member between the output terminal and the matrix panel and a current flowing therethrough;
It is characterized by comprising.
発光素子又は電子放出素子に接続部材を介して接続される駆動用出力端子を有する駆動回路において、
前記駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる帰還ループを有することを特徴とする。
In a drive circuit having a drive output terminal connected to a light emitting element or an electron emitting element via a connection member,
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to the driving output terminal side and the reference voltage source side; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; and the driving transistor A detection transistor for detecting a flowing current, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The correction circuit includes a feedback loop that detects a current flowing through the detection transistor and feeds it back to the control circuit.
発光素子又は電子放出素子に接続部材を介して接続される駆動用出力端子を有する駆動回路において、
前記駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記駆動用出力端子の出力電圧を検出して前記制御回路に帰還させる第1の帰還ループと、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる第2の帰還ループとを有することを特徴とする。
In a drive circuit having a drive output terminal connected to a light emitting element or an electron emitting element via a connection member,
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to the driving output terminal side and the reference voltage source side; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; and the driving transistor A detection transistor for detecting a flowing current, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The correction circuit detects a voltage output from the drive output terminal and feeds it back to the control circuit; and a correction circuit detects a current flowing through the detection transistor and feeds back to the control circuit. And a feedback loop.
複数の行配線及び複数の列配線と、前記複数の行配線と前記複数の列配線とにより形成されたマトリクスの交点にそれぞれ配された複数の変調素子と、を有するマトリックスパネルと、
前記マトリックスパネルを駆動する駆動手段と、
前記マトリクスパネルと前記駆動手段とを電気的に接続し、前記変調素子を駆動するための信号を供給するための接続部材と、
を具備する画像表示装置において、
前記駆動手段が、
前記信号を供給する駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる帰還ループを有することを特徴とする。
A matrix panel having a plurality of row wirings and a plurality of column wirings, and a plurality of modulation elements respectively arranged at intersections of a matrix formed by the plurality of row wirings and the plurality of column wirings;
Driving means for driving the matrix panel;
A connection member for electrically connecting the matrix panel and the driving means and supplying a signal for driving the modulation element;
In an image display device comprising:
The drive means
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to a driving output terminal side and a reference voltage source side for supplying the signal; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; A detection transistor for detecting a current flowing through the drive transistor, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The correction circuit includes a feedback loop that detects a current flowing through the detection transistor and feeds it back to the control circuit.
本発明によれば、出力段のオン抵抗による電圧降下を補正する補正回路に組み合わせる変調信号を選択することにより、補正によるエラーが大幅に減少する。その結果、補正回路を含む行駆動回路に要求される性能を緩和でき、更なるコストダウンを図ることが可能となる。 According to the present invention, by selecting a modulation signal to be combined with a correction circuit that corrects a voltage drop due to the on-resistance of the output stage, errors due to correction are greatly reduced. As a result, the performance required for the row drive circuit including the correction circuit can be relaxed, and the cost can be further reduced.
また、別の本発明によれば、駆動用出力端子より先に接続される抵抗とそこを流れる電流により生じる電圧降下分を補正した出力電圧を得ることができる。 According to another aspect of the present invention, it is possible to obtain an output voltage in which a voltage drop caused by a resistor connected before the driving output terminal and a current flowing therethrough is corrected.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。但し、実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
図1は、本願第1発明によるマトリクスパネルの駆動装置を示している。 FIG. 1 shows a matrix panel driving apparatus according to the first aspect of the present invention.
11はマトリクスパネル、12は列配線に変調信号を供給するための列駆動回路、13は選択された行配線に行選択信号を供給するための行駆動回路、14はシフトレジスタ等の行選択回路、15は行駆動回路の出力段としての出力バッファ、16は少なくとも出力バッファ15のオン抵抗による電圧降下を補正するための補正回路である。
11 is a matrix panel, 12 is a column driving circuit for supplying a modulation signal to the column wiring, 13 is a row driving circuit for supplying a row selection signal to the selected row wiring, and 14 is a row selecting circuit such as a shift register. , 15 is an output buffer as an output stage of the row drive circuit, and 16 is a correction circuit for correcting a voltage drop due to at least the on-resistance of the
出力バッファ15が、例えば、CMOSインバータの場合、オン抵抗はnMOS又はpMOSトランジスタ自身のオン時の抵抗となるが、ここでは、便宜上、出力バッファのオン抵抗を図1中に符号17で示している。
When the
補正回路16は、少なくとも行駆動回路13の出力バッファ15のオン抵抗と選択された行配線に階調情報に応じて流れる電流とにより生ずる電圧降下による行選択信号の電圧変動を抑制する回路であり、これにより行選択信号の電圧を補正する。例えば、出力バッファ15の出力端子の電圧(電位情報)を検知して、その電位情報を帰還させれば、出力バッファ15の出力変動を抑制するように、出力バッファ15を制御することができる。
The
ここで、列駆動回路12から列配線に供給される変調信号としては、図2(A)に示すように、4つの列配線すべてに供給される変調信号において、パルス幅変調の基準時刻をt0に揃えると、例えば、時刻t1において、行配線に流れる電流が急激に変動してしまう。これは、時刻t1において同じ階調レベルに対応した3つの変調信号のパルスの立下りが一致してしまうためである。行配線に流れる電流が急激に変動すると、そこに接続される出力バッファ15に流れる電流も急激に変動する。よって、補正回路16があるとはいえ、出力バッファ15の応答特性がそれに追いつかずに、マトリクスパネルの誤動作を生じてしまうことがある。
Here, as the modulation signal supplied from the
そこで、本発明の一実施形態では、図2(B)に示すように、いくつかの変調信号におけるパルス幅変調の基準時刻を変更することにより、同時にパルス電圧が立ち下がる確率を低減して、行配線及びそこに接続される出力バッファに流れる電流の急激に変動を抑制して、誤動作を防止する。 Therefore, in one embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2B, by changing the reference time of the pulse width modulation in several modulation signals, the probability that the pulse voltage falls at the same time is reduced, Abrupt fluctuations in the current flowing in the row wiring and the output buffer connected to the row wiring are suppressed to prevent malfunction.
このように、本発明においては、一水平走査期間に選択された行配線に流れる電流の急激な変化を抑制するように、階調情報に応じて変調された変調信号を用いる。 As described above, in the present invention, the modulation signal modulated according to the gradation information is used so as to suppress a rapid change in the current flowing through the row wiring selected in one horizontal scanning period.
本発明に用いられる補正回路16としては、上述したような負帰還回路である必要はなく、図3に示すような、一行上の画素(表示素子)に表示すべき表示情報(階調情報)DATAに応じて、出力段の出力電圧を制御するフィードフォワード回路であってもよい。
The
本発明の補正回路として、帰還型の補正回路を用いる場合、電位情報の検知点としては、例えば、半導体集積回路チップの出力端子、半導体集積回路チップを実装したパッケージの出力端子、フレキシブル配線の端子やマトリクスパネルの入力端子などであってもよい。検知点が出力バッファの出力端子から遠く、そこまでの配線抵抗成分が無視できない場合には、当該抵抗成分を加味して、供給される行選択信号の電圧設定値を決めればよく
、より精度の高い補正が行える。
When a feedback type correction circuit is used as the correction circuit of the present invention, potential information detection points include, for example, an output terminal of a semiconductor integrated circuit chip, an output terminal of a package on which the semiconductor integrated circuit chip is mounted, and a terminal of a flexible wiring Or an input terminal of a matrix panel. When the detection point is far from the output terminal of the output buffer and the wiring resistance component up to that point cannot be ignored, the voltage setting value of the row selection signal to be supplied can be determined by taking the resistance component into account, and more accurate High correction can be made.
検知点の電位情報と基準値とを比較する比較手段を共通にして、検知点と比較手段とを選択的に接続するスイッチを設けることも好ましいものである。 It is also preferable to provide a switch for selectively connecting the detection point and the comparison means by using a common comparison means for comparing the potential information of the detection point and the reference value.
また、補正回路は、常に動作させる必要はなく、一水平走査期間内の所定の期間のみ補正を行うようにして、誤動作をより一層抑制してもよい。 Further, the correction circuit need not always be operated, and the malfunction may be further suppressed by performing correction only for a predetermined period within one horizontal scanning period.
そして、補正回路は、行駆動回路の出力段を構成するトランジスタのソース電圧又はエミッタ電圧を制御すること、或いは、当該トランジスタのゲート電圧又はゲート電圧を制御することにより簡単に補正を行うことができる。前者の場合には、行選択を行うスイッチングトランジスタの主電極に直列に駆動用トランジスタを設け、その制御電極の電位を制御すればよい。後者は、スイッチングトランジスタと駆動用トランジスタとが1つのトランジスタで兼用されているとみなすことができる。 The correction circuit can easily perform the correction by controlling the source voltage or the emitter voltage of the transistor constituting the output stage of the row driving circuit, or by controlling the gate voltage or the gate voltage of the transistor. . In the former case, a driving transistor may be provided in series with the main electrode of the switching transistor that performs row selection, and the potential of the control electrode may be controlled. The latter can be considered that the switching transistor and the driving transistor are shared by one transistor.
また、後述するように、検知点よりマトリクスパネル側の接続部における電圧降下を補正するための補正回路を設けることも好ましいものである。 Further, as will be described later, it is also preferable to provide a correction circuit for correcting a voltage drop at the connection portion on the matrix panel side from the detection point.
本発明に用いられる変調信号としては、図2(B)に示した形態のように、一水平走査期間内において開始基準時刻が異なる変調信号に限定されることはなく、後述するようにパルス幅変調と電圧振幅変調とを組み合わせた変調信号であってもよい。換言すれば、列駆動回路は、選択された行配線に流れる電流の一水平走査期間内での変化を抑制すべく、変調信号を構成する単位パルス成分を分配させることが好ましいものである。 The modulation signal used in the present invention is not limited to a modulation signal having a different start reference time within one horizontal scanning period as in the form shown in FIG. 2B. The modulation signal may be a combination of modulation and voltage amplitude modulation. In other words, the column drive circuit preferably distributes the unit pulse component constituting the modulation signal in order to suppress a change in the current flowing through the selected row wiring within one horizontal scanning period.
例えば、開始基準時刻を異ならしめるほかに、低階調レベルの範囲内では所定の振幅でパルス幅変調を行い、高階調レベルの範囲内ではより大きな振幅でパルス幅変調を行う変調方式を採用するとよい。つまり、低階調レベルの範囲では、一水平走査期間中の所定の期間内において電圧振幅を一定にしてパルス幅変調を行い、次の中階調レベルの範囲では、電圧振幅を一段階大きくしてパルス幅変調を行い、更に次の高階調レベルの範囲では、電圧振幅を更に一段階大きくしてパルス幅変調を行うといった変調方式を採用することも好ましいものである。そして、この方法と前述した開始基準時刻を異ならしめる方法とを併用することも好ましいものである。 For example, in addition to making the start reference time different, a modulation scheme that performs pulse width modulation with a predetermined amplitude within a low gradation level range and performs pulse width modulation with a larger amplitude within a high gradation level range is adopted. Good. In other words, pulse width modulation is performed with the voltage amplitude kept constant within a predetermined period of one horizontal scanning period in the low gradation level range, and the voltage amplitude is increased by one step in the next intermediate gradation level range. It is also preferable to employ a modulation method in which pulse width modulation is performed and the voltage amplitude is further increased by one step and pulse width modulation is performed in the range of the next high gradation level. It is also preferable to use this method in combination with the above-described method for making the start reference time different.
更には、変調信号の電圧パルスの立ち上がり及び/又は立ち下がりの際の誤動作を抑制するために、階段状に電圧パルスを立ち上げたり、立ち下げたりすることも好ましいものである。 Furthermore, it is also preferable to raise or lower the voltage pulse stepwise in order to suppress a malfunction at the rise and / or fall of the voltage pulse of the modulation signal.
具体的には、変調信号は、スロット幅Δt単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける振幅がA1〜Anのn段階(但し、nは2以上の整数で、0<A1<A2<‥‥<An)で振幅制御され、所定振幅Ak(但し、kは2以上n以下の整数)まで立ち上がる部分を有する駆動波形のすべてが、基準レベルから、振幅A1から振幅Ak−1までの各波高値を順番に少なくとも1スロットずつ経て前記所定振幅Akまで立ち上がる波形である。 Specifically, the modulated signal is pulse-width controlled in units of slot width Δt and has n stages of amplitudes A1 to An in each slot (where n is an integer equal to or greater than 2 and 0 <A1 <A2 <... < An) is controlled in amplitude, and all of the drive waveforms having a portion that rises up to a predetermined amplitude Ak (where k is an integer of 2 or more and n or less) have respective peak values from the reference level to amplitude A1 to amplitude Ak-1. The waveform rises up to the predetermined amplitude Ak through at least one slot in order.
或いは、変調信号は、スロット幅Δt単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける振幅がA1〜Anのn段階(但し、nは2以上の整数で、0<A1<A2<‥‥<An)で振幅制御され、所定振幅Ak(但し、kは2以上n以下の整数)から立ち下がる部分を有する駆動波形のすべてが、前記所定振幅Akから、振幅Ak−1から振幅A1までの各振幅を順番に少なくとも1スロットずつ経て基準レベルまで立ち下がる波形である。 Alternatively, the modulated signal is pulse-width controlled in units of slot width Δt, and the amplitude in each slot is n stages of A1 to An (where n is an integer of 2 or more, and 0 <A1 <A2 <... <An). All of the drive waveforms that are amplitude-controlled and have a portion that falls from a predetermined amplitude Ak (where k is an integer not less than 2 and not more than n) are sequentially switched from the predetermined amplitude Ak to the amplitude Ak-1 to the amplitude A1. The waveform falls to the reference level after at least one slot.
本発明に用いられるマトリクスパネルとしては、有機EL、無機ELなどの半導体発光素子を変調素子として用いた表示パネル、変調素子としての電子放出素子と蛍光体とを用いた蛍光表示パネルなどに代表される自発光型の表示パネル、或いは、蛍光体を用いない電子放出素子アレイからなる電子放出用のパネルなどが好ましく用いられる。特に大画面、高精細になるにつれて、行配線に流れる電流が多くなり易い、半導体発光素子や表面伝導型の電子放出素子のような変調素子において、本発明は顕著な効果を奏する。 The matrix panel used in the present invention is typified by a display panel using a semiconductor light emitting element such as an organic EL or an inorganic EL as a modulation element, a fluorescent display panel using an electron emitting element as a modulation element and a phosphor. A self-luminous display panel or an electron emission panel composed of an electron emitter array not using a phosphor is preferably used. In particular, the present invention has a remarkable effect in a modulation element such as a semiconductor light emitting element or a surface conduction electron-emitting element in which the current flowing through the row wiring tends to increase as the screen becomes larger and the definition becomes higher.
そして、本発明に用いられる電子放出素子としては、熱陰極素子と冷陰極素子の2種類が知られている。このうち冷陰極素子としては、例えば表面伝導型放出素子や、電界放出型素子(以下FE型と記す)や、金属/絶縁層/金属型放出素子(以下MIM型と記す)等が知られている。表面伝導型放出素子は、例えば、M.I.Elinson,Radio Eng.Electron Phys.,10,1290(1965)などに開示されているものであり、基板上に形成された小面積の薄膜に、膜面に平行に電流を流すことにより電子放出が生ずる現象を利用するものである。 As the electron-emitting device used in the present invention, two types, a hot cathode device and a cold cathode device, are known. Among these, as the cold cathode device, for example, a surface conduction type emission device, a field emission type device (hereinafter referred to as FE type), a metal / insulating layer / metal type emission device (hereinafter referred to as MIM type), and the like are known. Yes. The surface conduction electron-emitting device is, for example, M.I. I. Elinson, Radio Eng. Electron Phys. , 10, 1290 (1965), etc., and utilizes a phenomenon in which electron emission occurs when a current flows in parallel to the film surface of a small-area thin film formed on a substrate. .
これらの表面伝導型放出素子の素子構成の典型的な例を図4に示す。図4において、3001は基板であり、3004はスパッタで形成された金属酸化物よりなる導電性薄膜である。導電性薄膜3004は図示のようにH字形の平面形状に形成されている。この導電性薄膜3004に後述の通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより、電子放出部3005が形成される。図中の間隔Lは0.5〜1(mm)、Wは0.1(mm)で設定されている。なお、図示の便宜から、電子放出部3005は導電性薄膜3004の中央に矩形の形状で示したが、これは模式的なものであり、実際の電子放出部の位置や形状を忠実に表現しているわけではない。
A typical example of the device configuration of these surface conduction electron-emitting devices is shown in FIG. In FIG. 4, 3001 is a substrate, and 3004 is a conductive thin film made of metal oxide formed by sputtering. The conductive
M.Hartwellらによる素子をはじめとして、上述の表面伝導型放出素子においては、電子放出を行う前に導電性薄膜3004に通電フォーミングと呼ばれる通電処理を施すことにより電子放出部3005を形成するのが一般的である。
M.M. In the surface conduction electron-emitting devices described above, including the device by Hartwell et al., The
すなわち、通電フォーミングとは、導電性薄膜3004の両端に一定の直流電圧、もしくは、例えば1V/分程度の非常にゆっくりとしたレートで昇圧する直流電圧を印加して通電し、導電性薄膜3004を局所的に破壊、変形もしくは変質せしめ、電気的に高抵抗な状態の電子放出部3005を形成することである。なお、局所的に破壊、変形もしくは変質した導電性薄膜3004の一部には、亀裂が発生する。前記通電フォーミング後に導電性薄膜3004に適宜の電圧を印加した場合には、前記亀裂付近において電子放出が行われる。
That is, energization forming means applying a constant DC voltage or a DC voltage boosted at a very slow rate of about 1 V / min to both ends of the conductive
FE型の例を図5に示す。図5において、3010は基板であり、3011は導電材料よりなるエミッタ配線、3012はエミッタコーン、3013は絶縁層、3014はゲート電極である。本素子は、エミッタコーン3012とゲート電極3014の間に適宜の電圧を印加することにより、エミッタコーン3012の先端部より電界放出を起させるものである。また、FE型の他の素子構成として、図5のような積層構造ではなく、基板上に基板平面とほぼ平行にエミッタとゲート電極を配置した例もある。
An example of the FE type is shown in FIG. In FIG. 5, 3010 is a substrate, 3011 is an emitter wiring made of a conductive material, 3012 is an emitter cone, 3013 is an insulating layer, and 3014 is a gate electrode. This element causes field emission from the tip of the
また、エミッタコーン3012の先端にCNT(カーボンナノチューブ)、GNF(グラファイトナノファイバー)と呼ばれる炭素繊維を付与してもよい。或いは、エミッタコーン3012を炭素繊維で置換したものであってもよい。
Further, a carbon fiber called CNT (carbon nanotube) or GNF (graphite nanofiber) may be provided at the tip of the
MIM型の例を図6に示す。図6において、3020は基板、3021は金属よりなる下電極、3022は厚さ100オングストローム程度の薄い絶縁層、3023は厚さ80
〜300オングストローム程度の金属よりなる上電極である。MIM型においては、上電極3023と下電極3021の間に適宜の電圧を印加することにより、上電極3023の表面より電子放出を起させる。
An example of the MIM type is shown in FIG. In FIG. 6,
It is an upper electrode made of a metal of about ~ 300 angstroms. In the MIM type, electron emission is caused from the surface of the
(第1の実施の形態)
図7〜図22を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る駆動装置及び駆動装置を備えた画像表示装置について説明する。
(First embodiment)
With reference to FIGS. 7-22, the drive device which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and the image display apparatus provided with the drive device are demonstrated.
本実施の形態では冷陰極ディスプレイの列駆動回路に電圧振幅変調とパルス幅変調とを組み合わせた波形を出力する回路を用い、行駆動回路の出力トランジスタのオン抵抗(Ron)によって起こる行選択信号電圧の電圧降下を、フィードバック制御により行駆動回路の電源電圧を制御することにより補正する例を示す。 In this embodiment, a circuit that outputs a waveform combining voltage amplitude modulation and pulse width modulation is used for a column drive circuit of a cold cathode display, and a row selection signal voltage generated by an on-resistance (Ron) of an output transistor of the row drive circuit. An example in which the voltage drop is corrected by controlling the power supply voltage of the row driving circuit by feedback control will be described.
まず、本発明の実施の形態に係る駆動装置及び駆動方法が適用される画像表示装置について図7を参照して説明する。図7は、本発明の第1の実施の形態に係るマルチ電子源の駆動回路のブロック図を示した図である。 First, an image display apparatus to which a driving apparatus and a driving method according to an embodiment of the present invention are applied will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram showing a multi-electron source drive circuit according to the first embodiment of the present invention.
図7において、101は変調素子が配置されたマトリクスパネルとしてのマルチ電子源、102は列駆動回路としての列配線ドライバー(変調回路)、103は補正回路16を備えた行駆動回路としての行配線ドライバー(走査回路)、104はクロック信号やロード信号或いは水平同期信号や垂直同期信号などの各種タイミング信号を発生するタイミング発生回路、105はデータ変換回路、106は複数の基準電圧を供給するためのマルチ電源回路である。
In FIG. 7, 101 is a multi-electron source as a matrix panel in which modulation elements are arranged, 102 is a column wiring driver (modulation circuit) as a column driving circuit, and 103 is a row wiring as a row driving circuit including a
本構成により、マルチ電子源101を駆動する。マルチ電子源101は、図31に示すように列配線2と行配線3の交点に電子源(電子放出素子:表示素子)1が構成されたものである。電子源としては、前述のようにSCE型、FE型及びMIM型の電子放出素子が知られているが、本実施の形態では、SCE型の電子放出素子を用いた。
With this configuration, the
データ変換回路105は、外部からマルチ電子源101を駆動する駆動データを変調回路102に適したフォーマットに変換する回路であり、例えば、ハードウエア演算回路を用い、図8で示すように、入力される10ビットの駆動データより、パルス幅変調の時の基準電圧として、4つの基準電圧V1、V2、V3、V4から選択するためのV1PWMSW〜V4PWMSWの出力と、PWMデータの出力と、V1〜V3のPWMのPWMデータとして内蔵の固定データの使用のオン/オフを決定するフラグV1PWM固定SW〜V3PWM固定SWの各出力を持つ。
The
図9のフローチャートを基にデータ変換回路の動作を更に詳しく説明する。データ変換回路105は、入力された駆動データの値によって出力動作を場合分けしている。
The operation of the data conversion circuit will be described in more detail based on the flowchart of FIG. The
例えば、0〜259の駆動データDATAが入力された場合は(S401)、基準電圧V1でPWMを行うように出力V1PWMSWのみオンにし、出力V2PWMSW、V3PWMSW、V4PWMSW、V1PWM固定SW、V2PWM固定SW、V3PWM固定SWはオフにし(S402)、入力された駆動データDATAの値を用いて、PWMデータを算出し(S403)、列配線ドライバーに対し出力する。 For example, when drive data DATA of 0 to 259 is input (S401), only the output V1PWMSW is turned on so as to perform PWM with the reference voltage V1, and the outputs V2PWMSW, V3PWMSW, V4PWMSW, V1PWM fixed SW, V2PWM fixed SW, V3PWM The fixed SW is turned off (S402), the PWM data is calculated using the value of the input drive data DATA (S403), and is output to the column wiring driver.
また、260〜516の駆動データDATAが入力された場合は(S404)、基準電圧V1での出力は、0で立ち上がって259で立ち下がる固定のパルス幅となるようにV1PWM固定SWをオンにし、基準電圧V2でPWMを行うように出力V2PWMSWをオンにし、出力V3PWMSW、V4PWMSW、V2PWM固定SW、V3PWM固定
SWはオフにする(S405)。そして、入力された駆動データから259を引いた値を用いて、PWMデータを算出し(S406)、列配線ドライバーに対し出力する。
When drive data DATA of 260 to 516 is input (S404), the V1PWM fixed SW is turned on so that the output at the reference voltage V1 has a fixed pulse width that rises at 0 and falls at 259, The output V2PWMSW is turned on so that PWM is performed with the reference voltage V2, and the outputs V3PWMSW, V4PWMSW, V2PWM fixed SW, and V3PWM fixed SW are turned off (S405). Then, PWM data is calculated using a value obtained by subtracting 259 from the input drive data (S406), and is output to the column wiring driver.
また、517〜771の駆動データが入力された場合は(S407)、基準電圧V1での出力は、0で立ち上がって259で立ち下がる固定のパルス幅となるように出力V1PWM固定SWをオンにし、基準電圧V2での出力は、1で立ち上がって258で立ち下がる固定のパルス幅となるように出力V2PWM固定SWをオンにし、基準電圧V3でPWMを行うように出力V3PWMSWをオンにし、出力V4PWMSW、V3PWM固定SWはオフにする(S408)。そして、入力された駆動データから516を引いた値を用いて、PWMデータを算出し(S409)、列配線ドライバーに対し出力する。 When drive data of 517 to 771 is input (S407), the output V1PWM fixed SW is turned on so that the output at the reference voltage V1 has a fixed pulse width that rises at 0 and falls at 259, The output at the reference voltage V2 turns on the output V2PWM fixed SW so as to have a fixed pulse width that rises at 1 and falls at 258, turns on the output V3PWMSW so as to perform PWM at the reference voltage V3, and outputs V4PWMSW. The V3PWM fixed SW is turned off (S408). Then, PWM data is calculated using a value obtained by subtracting 516 from the input drive data (S409), and output to the column wiring driver.
また、772〜1023の駆動データが入力された場合は、基準電圧V1での出力は、0で立ち上がって259で立ち下がる固定のパルス幅となるように出力V1PWM固定SWをオンにし、基準電圧V2での出力は、1で立ち上がって258で立ち下がる固定のパルス幅となるように出力V2PWM固定SWをオンにし、基準電圧V3での出力は、3で立ち上がって257で立ち下がる固定のパルス幅となるように出力V3PWM固定SWをオンにし、基準電圧V4でPWMを行うように出力V4PWMSWをオンにする(S410)。入力された駆動データから771を引いた値を用いて、PWMデータを算出し(S411)、列配線ドライバーに対し出力する。 When drive data of 772 to 1023 is input, the output V1PWM fixed SW is turned on so that the output at the reference voltage V1 has a fixed pulse width that rises at 0 and falls at 259, and the reference voltage V2 The output at 2 is turned on so that the fixed pulse width rises at 1 and falls at 258, the output V2PWM fixed SW is turned on, and the output at the reference voltage V3 has a fixed pulse width that rises at 3 and falls at 257 The output V3PWM fixed SW is turned on so that the output V4PWMSW is turned on so that PWM is performed with the reference voltage V4 (S410). PWM data is calculated using a value obtained by subtracting 771 from the input drive data (S411), and is output to the column wiring driver.
列配線ドライバー102は、マルチ電子源101の列配線に接続されており、データ変換回路105からのデータ変換された駆動データに応じてマルチ電子源101に変調信号を入力する。
The
列配線ドライバー102について図10を用いて詳しく説明する。
The
列配線ドライバー102は、シフトレジスタ107とパルス幅変調(PWM)回路108と出力段回路109とから構成される。
The
シフトレジスタ107は、データ変換回路105からの変調データをマルチ電子源の対応する位置までシフトする。
The
PWM回路108及び出力段回路109は、データ変換回路105からの変調データを基に、以下に述べる電圧振幅変調とパルス幅変調とを組み合わせた駆動波形を出力する。
The
この駆動波形は、更に、表示素子を輝度データに対応する輝度で発光させるために、スロット幅Δt単位でパルス幅制御されかつ各スロットにおける振幅がA1〜Anのn段階(但し、nは2以上の整数で、0<A1<A2<‥‥<An)で振幅制御される駆動波形であって、この駆動波形は、前記表示素子が実質的に駆動されない振幅から、振幅A1から振幅Ak−1までの各振幅を順番に少なくとも1スロットずつ経て所定振幅Ak(但し、kは2以上n以下の整数)まで立ち上がる部分と、前記所定振幅Akから、前記振幅Ak−1から振幅A1までの各振幅を順番に少なくとも1スロットずつ経て前記素子が実質的に駆動されない振幅まで立ち下がる部分とを有することを、特徴としている。 This drive waveform is further subjected to pulse width control in units of slot width Δt in order to cause the display element to emit light with luminance corresponding to luminance data, and n stages of amplitudes A1 to An in each slot (where n is 2 or more) The drive waveform is amplitude-controlled with 0 <A1 <A2 <... <An), and this drive waveform is derived from the amplitude at which the display element is not substantially driven, from the amplitude A1 to the amplitude Ak-1. A portion that rises up to a predetermined amplitude Ak (where k is an integer not less than 2 and not more than n) through at least one slot in order, and each amplitude from the predetermined amplitude Ak to the amplitude Ak-1 to the amplitude A1 And a portion that falls to an amplitude at which the element is not substantially driven through at least one slot in order.
なお、スロット幅Δtは、一水平期間を最大スロット数Sで除した単位時間をいい、振幅が一定ならば、スロット幅に階調情報に応じた係数をかけることで変調信号のパルス幅が決定される。 The slot width Δt is a unit time obtained by dividing one horizontal period by the maximum number of slots S. If the amplitude is constant, the pulse width of the modulation signal is determined by multiplying the slot width by a coefficient corresponding to gradation information. Is done.
更に、振幅差An−An−1、・・・、A2−A1もしくは振幅A1と表示素子の駆動しきい値となる振幅との振幅差及びスロット幅Δtとで定まる単位駆動波形ブロックを、k=1を含む最大振幅Akがより低くかつ最大振幅が連続する位置に優先的に付加することによって、前記駆動波形を形成し、一水平期間内の最大スロット数をSとして最大振幅Akとなっているスロット数がS−2(k−1)になった駆動波形に対し、前記階調情報を更に1階調分増加させる場合、第k+1〜第S−kスロットのうち任意のスロットの振幅をAkからAk+1に変更することを特徴としている。 Further, a unit drive waveform block determined by the amplitude difference An−An−1,..., A2−A1 or the amplitude difference between the amplitude A1 and the amplitude serving as the drive threshold value of the display element and the slot width Δt is k = The drive waveform is formed by preferentially adding to the position where the maximum amplitude Ak including 1 is lower and the maximum amplitude continues, and the maximum amplitude Ak is set with S as the maximum number of slots in one horizontal period. When the gradation information is further increased by one gradation with respect to the drive waveform whose number of slots is S-2 (k-1), the amplitude of an arbitrary slot among the (k + 1) th to (Sk) th slots is set to Ak. It is characterized by changing from to Ak + 1.
図11は、上記駆動波形と駆動データとの関係をより具体的に説明するための図である。 FIG. 11 is a diagram for more specifically explaining the relationship between the drive waveform and the drive data.
この駆動波形を生成する回路は、図11で示すように10ビットの駆動データの場合、低階調レベルの範囲1〜259の駆動データまでは電圧V1でパルス幅変調を行う。その上の階調レベルの範囲260〜516までの駆動データでは、立ち上がり時に階段状になるように電圧V1のPWM開始時刻より少なくとも1スロットずれた時刻から電圧V2でパルス幅変調を行う。更に、上の階調レベルの範囲517〜771の駆動データまでは、電圧V2のPWM開始時刻より少なくとも1スロットずれた時刻から電圧V3でパルス幅変調を行う。そして、高階調レベルの範囲772〜1023の駆動データの場合には、電圧V4で電圧V3のPWM開始時刻より少なくとも1スロットずれた時刻からパルス幅変調を行う。このようにして、最大1023個の単位パルス成分を一水平走査期間内において分配しながらピラミッド状に積み重ねてゆく。
In the case of 10-bit drive data, the circuit that generates this drive waveform performs pulse width modulation with the voltage V1 up to the drive data in the low
次に、PWM回路108、出力段回路109に関して図12を用いて詳しく説明する。図12は、PWM回路108の内部構成を現したブロック図である。
Next, the
データ変換回路105の出力は、シフトレジスタ107によって所定の列までシフトされ、タイミング発生回路104の出力するロード信号のタイミングでPWM回路内のラッチ110に取り込まれる。例えば、駆動データが260〜516の間である500の場合、変調データの中のPWMデータはデータ変換回路105で500−259=241となって出力される。
The output of the
ラッチ110へ取り込まれたデータのうち、出力V1PWMSW、V3PWMSW、V4PWMSWはオフしているので、V4Start回路114、V4End回路118、V3Start回路113、V3End回路117はオフし、出力V1PWM固定SWがオンしているので、V1Start回路111にはラッチ110内にある不図示のテーブルより0を、V1End回路115にはラッチ110内にある不図示のテーブルより259の固定値が入力される。
Among the data fetched into the
また、出力V2PWMSWはオンしているので、V2Start回路112に1、V2End回路116にPWMデータの241が入力される。V4PWM発生回路122、V3PWM発生回路121は0が入力されるので出力が0となり、V1PWM発生回路119はカウンタ値が0で立ち上がり259までカウントした後、立ち下がる。V2PWM発生回路120はカウンタ値が1で立ち上がり、241で立ち下がる。V1PWM発生回路119、V2PWM発生回路120、V3PWM発生回路121、V4PWM発生回路122の各出力TV1,TV2,TV3,TV4は出力段回路109へ入力される。
Since the output V2PWMSW is on, 1 is input to the
出力段回路109の一例を図13に示す。図13に示すように、出力段回路109は、論理ゲートとインバータとFETスイッチから構成されており、出力TV4がHiになると出力端子OUTPUTとV4の入力端子が接続され、出力TV3がHiになると出力端子OUTPUTとV3の入力端子が接続され、出力TV2がHiになるとの出力端子OU
TPUTとV2の入力端子が接続され、TV1がHiになると出力端子OUTPUTとV1の入力端子が接続される。
An example of the
The input terminals of TPUT and V2 are connected. When TV1 becomes Hi, the input terminals of the output terminal OUTPUT and V1 are connected.
4つの入力端子(V1、V2、V3、V4)にはマルチ電源回路106によって発生された4つの基準電圧V1、V2、V3、V4が供給されている。各電圧はV4>V3>V2>V1の関係に調整されている。このようにして図11に示したような駆動波形を得る。
Four reference voltages V1, V2, V3, and V4 generated by the multi
次に、駆動波形の相違による選択された行配線に流れる電流の一水平期間内での変化を図14〜図16を参照して比較する。 Next, a change within one horizontal period of the current flowing through the selected row wiring due to the difference in the drive waveform will be compared with reference to FIGS.
図14は、パルス幅変調の開始基準時刻を揃えた(前揃え駆動)における列駆動波形(X1〜X6)及び選択された行配線に流れる電流波形(Yq)を示す図である。 FIG. 14 is a diagram showing the column drive waveforms (X1 to X6) and the current waveform (Yq) flowing through the selected row wiring when the start reference times of the pulse width modulation are aligned (prealigned drive).
図15は、パルス幅変調と電圧振幅変調とを組み合わせた変調駆動(以下、便宜上、新Vn駆動と呼ぶ)における列駆動波形(X1〜X6)及び選択された行配線に流れる電流波形(Yq)を示す図である。 FIG. 15 shows column driving waveforms (X1 to X6) and current waveforms (Yq) flowing through selected row wirings in modulation driving (hereinafter referred to as new Vn driving for convenience) combining pulse width modulation and voltage amplitude modulation. FIG.
図16は、新Vn駆動のパルス幅変調の開始基準時刻を、列毎に、水平走査期間(1H)の開始時刻又は終了時刻とした(前揃え駆動及び後ろ揃え駆動併用)列駆動波形(X1〜X6)及び選択された行配線に流れる電流波形(Yq)を示す図である。 In FIG. 16, the start reference time of pulse width modulation of the new Vn drive is set to the start time or end time of the horizontal scanning period (1H) for each column (both front alignment driving and rear alignment driving). -X6) and the current waveform (Yq) flowing through the selected row wiring.
一水平走査期間内における行配線へ流れ込む電流の時間変化を比較した場合、図14のパルス幅変調の場合、例えばX1〜X6までの列配線ドライブにより行配線には急激な電流変化を持つYqの電流が流れ込むが、新Vn駆動を採用することにより、図15の場合は、X1〜X6までの列配線ドライブの電圧変化が少ないことから行配線ドライバーに流れ込むピーク電流Yqが減り、電流変化が抑制される。 When comparing the time variation of the current flowing into the row wiring within one horizontal scanning period, in the case of the pulse width modulation of FIG. 14, for example, the column wiring drive from X1 to X6 causes a rapid current variation in the row wiring of Yq. Current flows in, but by adopting the new Vn drive, in the case of FIG. 15, since the voltage change of the column wiring drive from X1 to X6 is small, the peak current Yq flowing into the row wiring driver is reduced and the current change is suppressed. Is done.
更に、図16のようにX1〜X6までのパルス幅変調の開始基準時刻を、一水平走査期間の始めに持ち、階調レベルが増大するにつれて図中左からパルス幅を伸ばす前揃え駆動と、一水平走査期間の後ろに持ち、階調レベルが増大するにつれて図中右からパルス幅を伸ばす後ろ揃え駆動と、を併用した駆動(前後駆動)を行うことにより、行配線電流Yqの電流変化は更に抑制される。 Further, as shown in FIG. 16, the pulse width modulation start reference time from X1 to X6 is held at the beginning of one horizontal scanning period, and pre-alignment driving in which the pulse width is extended from the left in the drawing as the gradation level increases, The current change of the row wiring current Yq is obtained by performing driving (front-rear driving) combined with back-aligned driving that is held behind one horizontal scanning period and increases the pulse width from the right in the drawing as the gradation level increases. It is further suppressed.
また、不図示ではあるが、図14のパルス幅変調と前後駆動を組み合わせるだけでも、電流集中は分散されて、行配線電流Yqの電流変化は抑制される。 Although not shown, the current concentration is dispersed and the change in the row wiring current Yq is suppressed even by combining the pulse width modulation and the front-rear drive shown in FIG.
すなわち、列配線に加える変調信号の電圧振幅を一水平走査期間内で平均化することで、一水平走査期間内に列配線に流れる電流の変化を抑制することができるため、複数の列配線から、選択された一つの行配線へ流れる(又は、選択された行配線から複数の列配線に流れる)電流の変化をも抑制することができる。 That is, by averaging the voltage amplitude of the modulation signal applied to the column wiring within one horizontal scanning period, it is possible to suppress a change in the current flowing through the column wiring within one horizontal scanning period. Further, it is possible to suppress a change in current flowing to one selected row wiring (or flowing from the selected row wiring to a plurality of column wirings).
このように、一水平走査期間内において、連続的に単位パルス成分を分配させたり、列配線毎に一水平走査期間内における単位パルス成分の位置を異ならしめるように分配すると、行配線に流れる急激電流の変化が抑えられる。このように、本発明における「単位パルス成分の分配」とは、前後駆動であったり、電圧振幅変調とパルス幅変調を組み合わせたりした場合においては、電圧振幅を増加させるよりも、優先的にパルス幅を伸ばすように駆動波形を決定することであり、一水平走査期間内に単位パルス成分を離散させて分配する意味に限定されない、広義の意味である。 As described above, if the unit pulse component is continuously distributed within one horizontal scanning period or distributed so that the position of the unit pulse component within one horizontal scanning period is different for each column wiring, the abrupt current flowing in the row wiring is increased. The change in current is suppressed. As described above, the “distribution of unit pulse component” in the present invention means that the pulse is prioritized over the voltage amplitude increase in the case of front-rear driving or when voltage amplitude modulation and pulse width modulation are combined. This is to determine the drive waveform so as to extend the width, and is in a broad sense, not limited to the meaning of discretely distributing the unit pulse components within one horizontal scanning period.
このように選択された行配線に流れる電流変化を抑制した上で、以下に説明する行配線ドライバーの出力電圧補正、換言すればオン抵抗補正(Ron補正)を行う。 After suppressing a change in the current flowing through the selected row wiring in this way, output voltage correction of the row wiring driver described below, in other words, on-resistance correction (Ron correction) is performed.
行選択ドライバー103は、マルチ電子源101の行配線に接続される。行選択ドライバー103について図17を用いて説明する。図17は、本実施の形態に係る行配線ドライバーのRon補正回路16を示すブロック図である。
The
シフトレジスタ201は、入力された行選択信号をシフトクロックのタイミングで上から順にシフトする。シフトレジスタ201の出力は、出力バッファ203で出力電圧補正回路202の出力電圧で規定される電圧に電圧変換されると共に電流変換され、行配線ドライバーの出力端子207を通ってマトリクス電子源の行配線に供給される。
The
204は、出力バッファ203のドライバーのオン抵抗(Ron)を示したもので、オン抵抗による電圧降下を無視するためには、数百mΩ以下の低い値にする必要がある。
出力バッファ203には出力端子207、列配線2、電子源1、行配線3を介してすべての列配線ドライバーから電流が流れ込む。
Current flows from all the column wiring drivers into the
したがって、例えば1チャンネル(1ドット)あたり1mAの電流としても、例えばVGAでは1mA×640ドット×3(RGB)=1920mAの電流が流れ込むこととなる。 Therefore, for example, even if the current is 1 mA per channel (one dot), for example, a current of 1 mA × 640 dots × 3 (RGB) = 1920 mA flows in the VGA.
従来は、出力バッファ203として、ディスクリートのパワーMOSFETを用いるか、シフトレジスタ等とともに集積化する場合には出力オン抵抗の低い大きな出力バッファを採用する必要があった。したがって、行駆動回路が、ハイブリッドICやチップ面積の大きいICの形をとる結果となり、高コストになっていた。
Conventionally, it is necessary to use a discrete power MOSFET as the
本実施の形態では、出力バッファの帰還制御を行うことにより、出力電圧の変動が抑制できる低コストICを提供できる。以下、VGA対応の表示素子をもつマトリクスパネル場合を例に説明する。 In this embodiment, by performing feedback control of the output buffer, it is possible to provide a low-cost IC that can suppress fluctuations in the output voltage. Hereinafter, a case of a matrix panel having a VGA compatible display element will be described as an example.
始めに、480行を6モジュールに分け、それぞれのモジュールに1つの帰還回路を設けて80行の出力バッファ203に対し帰還制御を行う。
First, 480 rows are divided into 6 modules, and one feedback circuit is provided for each module, and feedback control is performed on the
図17で1行目を出力する場合、出力バッファ203はオン抵抗204により電圧降下を生じる。
When outputting the first row in FIG. 17, the
オン抵抗は、例えば高耐圧MOSプロセスのICの場合は、多数の2重拡散構造のトランジスタ(DMOSトランジスタ)を並列接続にする必要があるため、ある程度のチップサイズを必要とする。また、チップサイズをできるだけ抑えようとすると、オン抵抗は約0.5Ω〜数Ωの値となる。したがって、例えば列配線ドライバーが1出力あたり1mAの電流を流した場合、全体では640ドット×3(RGB)=1920出力あるため、2A相当の電流が流れることとなり、オン抵抗が0.5Ωであっても、約1Vの電圧降下を生ずる。 For example, in the case of an IC with a high breakdown voltage MOS process, the on-resistance requires a certain chip size because it is necessary to connect a large number of double-diffused transistors (DMOS transistors) in parallel. Further, when the chip size is to be suppressed as much as possible, the on-resistance becomes a value of about 0.5Ω to several Ω. Therefore, for example, when a column wiring driver passes 1 mA of current per output, there are 640 dots × 3 (RGB) = 1920 outputs as a whole, so that a current equivalent to 2 A flows, and the on-resistance is 0.5Ω. However, a voltage drop of about 1V is generated.
スイッチとしてのマルチプレクサ206は、モニタ出力セレクト信号の行情報(行選択情報)を基に、スイッチングを行い1行目の出力端子207の電位情報を制御回路としての演算増幅器205に出力する。マルチプレクサ206は、出力端子207の検出電位を取得することが目的のため、抵抗値を低くする必要がなく数十キロΩの抵抗値でも十分であることからマルチプレクサ206のスイッチのIC全体に占める割合はごくわずかであ
る。
The
マルチプレクサ206は、例えばCMOSプロセスで製造できる。図18にCMOSプロセスによるマルチプレクサの回路図を示す。
The
PチャンネルFET211とNチャンネルFET213からなるCMOSスイッチを用いる。各入力210に対し、CMOSスイッチ(211,213)が接続されており、どのCMOSスイッチのゲートをオンするかによって入力を選択し、出力端子212へ電位情報を出力する。
A CMOS switch composed of a P-
マルチプレクサ206からの出力は、演算増幅器205により増幅され、出力電圧補正回路202により補正信号としてすべての出力バッファへ入力される。しかしながら、マトリクスを駆動しているのは1行目のみとなるので1行目以外の出力ドライバーはオフしている。このようにして、選択された1行目には帰還がかかり、上述した電圧降下は補正信号により電圧を上げるように補正され出力電流による電圧降下を見かけ上低く抑えることができる。
The output from the
次に、出力バッファ203と出力電圧補正回路202について図19、図20を用いて説明する。図19はCMOSプロセスによる回路構成、図20はバイポーラプロセスによる回路構成である。
Next, the
図19に示すCMOS回路の場合、入力端子220に入力された駆動信号波形は出力バッファのゲート容量が大きいことから、PチャンネルFET221とNチャンネルFET223とによって構成されるCMOSプリバッファにより電流増幅される。電流増幅された駆動信号波形はPチャンネルFET222とNチャンネルFET226とによって構成されるCMOSの出力バッファのゲートに加えられ、出力端子228を駆動する。このときの行選択時の出力電圧は、出力バッファのFET226のソース電圧、つまり、出力電圧補正回路としての、基準電圧源VssとFET227のゲート電位によって決まる。
In the case of the CMOS circuit shown in FIG. 19, the drive signal waveform input to the
ここでは、FET227のVgs(ゲートソース間電圧)はあまり安定ではないため、演算増幅器225を設け、これによって電圧帰還をかけている。したがって、演算増幅器205からの補正信号を演算増幅器225の入力端子224へ加えることにより出力電圧の補正が可能となる。
Here, since Vgs (gate-source voltage) of the
図20のバイポーラ回路の場合、入力端子230へ入力された駆動波形は、PNPトランジスタ231とNPNトランジスタ232とによって構成される出力バッファのベースに入力される。
In the case of the bipolar circuit of FIG. 20, the drive waveform input to the
出力端235の行選択時の出力電圧は、NPNトランジスタ232のエミッタ電圧、すなわち出力電圧補正回路としてのPNPトランジスタ234のベース電位によって決まるため、PNPトランジスタ234のベース(入力端子233)に演算増幅器205からの補正信号を加えることによって出力電圧の補正が可能となる。
Since the output voltage when the row of the
以上のようにパルスが分配される変調方式による列駆動波形、例えば、新Vn駆動とRon補正回路を組み合わせると、Ron補正によるエラーを更に大幅に減少させることができる。 As described above, a combination of a column drive waveform based on a modulation method in which pulses are distributed, for example, a new Vn drive and a Ron correction circuit, can further reduce errors due to Ron correction.
図21は、図14に示した列駆動波形による行駆動回路の出力端子の電圧の変化を示している。一方、図22は、図16に示した列駆動波形による行駆動回路の出力端子の電圧の変化を示している。オン抵抗と行配線を流れる電流により、出力電圧に生じるエラーが
、パルスの時間方向への分配により抑制されていることがわかる。
FIG. 21 shows a change in the voltage at the output terminal of the row drive circuit according to the column drive waveform shown in FIG. On the other hand, FIG. 22 shows a change in the voltage at the output terminal of the row drive circuit due to the column drive waveform shown in FIG. It can be seen that an error occurring in the output voltage due to the on-resistance and the current flowing through the row wiring is suppressed by the distribution of the pulses in the time direction.
一水平走査期間前後で、パルスの立ち上がり、立ち下がりによる、不可避の大きな電圧振幅の変化があるが、この時間はきわめて短いために、輝度変化を感じるほどではないので、表示される画像としては問題にならない。 Before and after one horizontal scanning period, there is an unavoidable large change in voltage amplitude due to the rise and fall of the pulse, but since this time is very short, it does not feel a change in luminance, so it is a problem as an image to be displayed do not become.
この結果、回路に要求される性能を緩和でき、更なるコストダウンを図ることが可能となる。 As a result, the performance required for the circuit can be relaxed, and the cost can be further reduced.
(第2の実施の形態)
また、更に別の実施の形態について以下に説明する。基本的な構成は第1の実施の形態と同様である。
(Second Embodiment)
Still another embodiment will be described below. The basic configuration is the same as that of the first embodiment.
図22のBの範囲での行配線駆動電圧出力のエラーが少ないのに対して、A、Cの範囲では補正エラーが多い。 While there are few errors in the row wiring drive voltage output in the range B in FIG. 22, there are many correction errors in the ranges A and C.
図23に示すように、前述した新Vn駆動は、入力される駆動データによって240の波形から241,242,243と順に列配線の駆動電圧を振幅方向に上げてゆく方法を採用しているが、図23のBの期間では電圧振幅の変化が小さいため、行配線での一水平走査期間内の電流変化はきわめて少ない。 As shown in FIG. 23, the above-described new Vn drive employs a method of increasing the drive voltage of the column wiring in the amplitude direction in the order of 241, 242, and 243 from 240 waveforms according to the input drive data. Since the change in the voltage amplitude is small in the period B in FIG. 23, the current change in one horizontal scanning period in the row wiring is very small.
ウィンドウマスクは、図24に示すように、補正のオン/オフを行うスイッチ300を設けることにより実現できる。スイッチ300は、図23のBの期間のみ補正がかかるように、Bの期間のみオフさせる。このようにしてウィンドウマスクを用いて図25の行配線駆動電圧出力を得られる。
As shown in FIG. 24, the window mask can be realized by providing a
(第3の実施の形態)
以上の各実施の形態では、多出力の行選択ドライバーを共通の比較手段である1つの演算増幅器205でRon補正する例を述べた。本実施の形態は、図26のように各行配線駆動出力毎に演算増幅器503を設け、制御入力端子504に出力バッファの出力端子の電位情報を入力する。こうすれば、出力501が一定になるように直接FET502のゲート電圧を演算増幅器503で駆動することができ、出力に補正がかかる。
(Third embodiment)
In each of the embodiments described above, the example in which the Ron correction is performed on the multi-output row selection driver by the single
(第4の実施の形態)
本実施の形態では、マトリクスパネルとしての冷陰極ディスプレイの列配線駆動に新Vn駆動を用い、行選択ドライバーの出力トランジスタのオン抵抗によって起こる行選択電圧の電圧降下を、フィードフォワード制御により行選択ドライバーの電源電圧を制御することにより補正する例を示す。
(Fourth embodiment)
In this embodiment, a new Vn drive is used for column wiring drive of a cold cathode display as a matrix panel, and a row selection driver reduces the row selection voltage drop caused by the on-resistance of the output transistor of the row selection driver by feedforward control. An example in which correction is performed by controlling the power supply voltage is shown.
先の実施の形態では、行選択ドライバーの出力のオン抵抗204による電圧降下をフィードバックにより補正したが、駆動データは予め決まっているので、演算によりオン抵抗による電圧降下量を予測することが可能であり、応答遅れも無いことから補正エラーも少ない結果となる。
In the previous embodiment, the voltage drop due to the on-
図27に示すように、列配線ドライバーに入力する映像信号のような階調情報としての駆動データを、電流変換器600で電流データに変換する。変換された電流データは加算器601で1行分(VGAの場合640×3(RGB)=1920列)加算し、全列配線に流れる電流を計算する。
As shown in FIG. 27, drive data as gradation information such as a video signal input to the column wiring driver is converted into current data by a
電圧降下量演算器603は、オン抵抗204の値に応じて電圧降下量を算出し、D/A
コンバータ602へ出力する。このとき出力端子207の先の引き出し配線による電圧降下がある場合は、その分の抵抗も電圧降下演算器で演算することにより、引き出し配線での電圧降下の影響も補正できる。
The voltage
Output to the
D/Aコンバータ602の出力は、通常0〜2V程度の電圧出力で、電流駆動能力も無いことから、出力電圧補正回路202で電圧変換及び、電流増幅を行う。電流増幅された出力電圧補正回路202の出力は、出力バッファ203の電源を制御し、オン抵抗204による電圧降下、更には出力端の先の、引き出し配線の抵抗による電圧降下の補正もできる。
Since the output of the D /
(第5の実施の形態)
図28に、本発明の第5の実施の形態を示す。上記第1の実施の形態では、主としてオン抵抗による電圧降下分の補正を行う構成を示したが、本実施の形態では、他の配線抵抗成分による電圧降下に対しても補正ができる。
(Fifth embodiment)
FIG. 28 shows a fifth embodiment of the present invention. In the first embodiment, the configuration for correcting the voltage drop mainly due to the on-resistance has been shown. However, in this embodiment, the voltage drop caused by other wiring resistance components can also be corrected.
その他の構成及び作用については第1の実施の形態他と同一なので、同一の構成部分については、その説明は省略する。 Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description of the same components will be omitted.
より具体的には、本実施の形態では、集積回路となるシリコン基板上のボンディングパッドと、集積回路のパッケージのICリードを繋ぐボンディングワイヤの抵抗によって起こる電圧降下分も含めて出力電圧を補償する冷陰極ディスプレイのドライバーを実現する構成となっている。 More specifically, in this embodiment, the output voltage is compensated including a voltage drop caused by a resistance of a bonding wire connecting a bonding pad on a silicon substrate to be an integrated circuit and an IC lead of the package of the integrated circuit. It is configured to realize a cold cathode display driver.
冷陰極パネルの駆動回路全体に関しては、上記第1の実施の形態と同様であり、ここでは説明を省略し、行駆動回路に関してのみ図28を用いて説明する。 The entire driving circuit of the cold cathode panel is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted here, and only the row driving circuit is described with reference to FIG.
シフトレジスタ700の出力は、出力バッファ704に接続され、ICパッケージの出力端であるICリード709を通ってIC外部のマトリクス配線を駆動する。
The output of the
702は、出力バッファ704のドライバーのオン抵抗(Ron)を示したものである。これは、上述のように出力電流が大きいことから電圧降下の影響を避ける必要がある。
本実施の形態ではマトリックス駆動が1行毎に行われ、同時に2行駆動することが無いことを利用して、1つの外部帰還回路によってIC内の80行の出力バッファに対し帰還制御を行う構成となっている。 In the present embodiment, a matrix drive is performed for each row, and the fact that two rows are not driven at the same time is used to perform feedback control for 80 rows of output buffers in the IC by one external feedback circuit. It has become.
例えば1行目を出力する場合、出力バッファ704はオン抵抗(Ron)702により電圧降下を生じる。
For example, when outputting the first row, the
更に出力バッファ704の出力は不図示のアルミ配線によりシリコン基板上のボンディングパッド703に接続され、ボンディングパッド703からはボンディングワイヤ708を介してパッケージのICリード709へ接続される。
Further, the output of the
本実施の形態ではICリード709における電圧降下、すなわち、出力バッファと、不図示のアルミ配線と、ボンディングワイヤによる電圧降下の総和を検出するために、検出用ボンディングパッド705によりICリード709からボンディングワイヤ708を介して検出した電位をスイッチ706に取り込んでいる。
In this embodiment, in order to detect the voltage drop in the
ICリード709からボンディングワイヤ708、検出用ボンディングパッド705を介してスイッチに入る配線にはほとんど電流が流れないため、ボンディングワイヤ及びア
ルミ配線等は低抵抗である必要が無く、したがってチップ上のサイズは小さくて良い。
Almost no current flows from the
スイッチ706へ入力した信号はパラレル信号線701を介して得られたシフトレジスタ700からの行情報を基に、検出電位の中から現在駆動している行の検出電位を選択するようにスイッチ706を切り替える。
Based on the row information from the
スイッチ706によって選択された検出信号は演算増幅器707によって増幅され、出力電圧補正回路710に入力され、出力電圧補正回路710は出力バッファ704に対して補償信号を出力する。
The detection signal selected by the
このようにしてICリードからの電圧帰還用の検出用ボンディングパッド705並びにボンディングワイヤ708、スイッチ706、帰還回路707、出力電圧補正回路710を設けることにより、出力バッファ704のオン抵抗、アルミ配線抵抗、ボンディングワイヤ抵抗のすべての抵抗によって起こる電圧降下を検出することが可能となる。そして、この電圧降下を補正することによって見かけ上の抵抗値を0Ωに近づけることが可能となるため、チップ面積を小さくでき、ローコストな半導体集積回路を構成できる。
Thus, by providing the
(第6の実施の形態)
図29に、本発明の第6の実施の形態を示す。
(Sixth embodiment)
FIG. 29 shows a sixth embodiment of the present invention.
マトリクスパネルの行配線とICとの接続にしばしばフレキシブル配線を用いる。ここでの抵抗による電圧降下の影響も無視できない。 A flexible wiring is often used to connect the row wiring of the matrix panel and the IC. The influence of the voltage drop due to the resistance here cannot be ignored.
そこで、図29のように接続することによってフレキシブル配線の抵抗の補償も可能となる。 Therefore, the resistance of the flexible wiring can be compensated by connecting as shown in FIG.
図29で717は行駆動回路の出力バッファに接続されるボンディングパッドであり、ボンディングワイヤ711によって対応する出力用ICリード712に接続される。
In FIG. 29,
716は電位情報検出用のボンディングパッドであり、同じくボンディングワイヤ711によってIC外部の電位情報を入力するためのICリード715に接続される。ボンディングパッド716は図28の回路と同様に、ICチップ内でスイッチ手段706に接続される。
出力用ICリード712からの出力電圧はフレキシブル配線713をとおってマトリクスパネルの行配線714に接続される。フレキシブル配線の抵抗は、表示パネルの高解像度化に伴い配線ピッチが狭まるため、ある程度の電圧降下を引き起こす。
The output voltage from the
テープキャリアパッケージ(TCP)のように、フレキシブル配線に行駆動回路チップを実装する場合には、図29のうち、ボンディングワイヤ711、リード715を省略し、フレキシブル配線のインナーリードに直接、パッド716、717をボンディングすればよい。また、COGのように、マトリクスパネルを構成する基板に、直接、行駆動回路チップをフリップチップ実装してもよく、この場合には、出力バッファの出力端子の電位情報をモニタすれば、実質的にマトリクスパネルの入力端子の電位情報をモニタしたものと同じである。
When the row drive circuit chip is mounted on the flexible wiring as in the tape carrier package (TCP), the
(第7の実施の形態)
本実施形態の骨子は、行配線と複数の列配線とにより形成されたマトリクスの交点に変調素子が配されたマトリクスパネルの駆動装置であって、前記行配線に行信号を供給するための行駆動回路(図30)と、前記複数の列配線に、階調情報に応じて変調された変調
信号を供給するための列駆動回路と、を備え、前記行駆動回路の出力端子207の電位情報を帰還させて前記行信号の電圧を補正するための第1の補正回路(206,205,214,203)と、前記出力端子と前記マトリクスパネルとの間の接続部材の抵抗とそこに流れる電流による電圧降下を補正するための第2の補正回路(216,215,205,214,203と、を具備することを特徴とする。ここで、前記第2の補正回路としては、前記接続部材に流れる電流を検出して、前記接続部材の抵抗値に応じて予め設定された抵抗値を有する調整用素子218を用いて検出された電流を基に電圧に変換し、それを基に前記行信号の電圧を補正するとよい。
(Seventh embodiment)
The essence of this embodiment is a matrix panel driving device in which modulation elements are arranged at intersections of matrices formed by row wirings and a plurality of column wirings, and a row for supplying a row signal to the row wirings. A drive circuit (FIG. 30); and a column drive circuit for supplying a modulation signal modulated in accordance with gradation information to the plurality of column wirings, and potential information of the
以下に詳しく述べる。 Details are described below.
図30には、本発明の第7の実施の形態が示されている。上記第5の実施の形態では、ボンディングパッドとICリードを繋ぐボンディングワイヤの抵抗によって起こる電圧降下分も含めて出力電圧を補償するために、電位検知用ボンディングパッド705を介して行駆動回路チップ内に戻す構成を採用した。
FIG. 30 shows a seventh embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, in order to compensate for the output voltage including the voltage drop caused by the resistance of the bonding wire connecting the bonding pad and the IC lead, the potential in the row driving circuit chip is set via the potential
本実施の形態では、行駆動回路チップの出力バッファに流れ込む電流を検出することによってチップ外部の抵抗分による電圧降下の補償を行う構成を示す。 In the present embodiment, a configuration is shown in which a voltage drop due to a resistance component outside the chip is compensated by detecting a current flowing into the output buffer of the row drive circuit chip.
その他の構成及び作用については第1の実施の形態と同一である。 Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.
図30は行駆動回路チップの回路図である。 FIG. 30 is a circuit diagram of the row driving circuit chip.
図30に示す回路構成においては、シフトレジスタ201によって行選択信号を上から順にシフトすることにより1行毎に各行を選択するようになっている。シフトレジスタ201の出力は、出力バッファ203に入力される。出力バッファ203からの行選択信号は、行駆動回路チップの出力端子207を通ってそこに接続されたマトリクスパネルの行配線に供給され、その行配線に接続された表示素子を駆動する。
In the circuit configuration shown in FIG. 30, each row is selected for each row by shifting the row selection signal in order from the top by the
このとき、本実施の形態では、出力バッファ203のオン抵抗204による電圧降下をフィードバックにより補正し、行駆動回路チップとマトリクスパネルとを接続する配線部材の抵抗による電圧降下をフィードフォアードにより補正する。
At this time, in this embodiment, the voltage drop due to the
出力バッファ203のオン抵抗204とそこに流れる電流による電圧降下分をフィードバックにより補正する方法は、上述した実施形態と同じである。つまり、電位情報を検知すべき行をマルチプレクサ206で選択し、制御回路としての演算増幅器205に入力する。演算増幅器205は出力電圧補正回路を構成するトランジスタ214を制御するので、出力バッファ203に供給される電源電圧を変えることができる。こうして、出力バッファ203のトランジスタに流れる電流とそのオン抵抗により、電圧降下が大きくなると、帰還がかかり、行選択信号の電圧(行非選択電圧との差)が大きくなり、オン抵抗による電圧降下分の補正がなされる。
The method of correcting the voltage drop due to the on-
一方、行駆動回路とマトリクスパネルを接続する接続部材の抵抗とそこに流れる電流による電圧降下分は、図30の抵抗217、216、218の値を、接続部材の抵抗値に応じて定めておくこと、すなわち、フィードフォワードにより、補正する。
On the other hand, the resistance of the connecting member connecting the row driving circuit and the matrix panel and the voltage drop due to the current flowing therethrough determine the values of the
演算増幅器205は、pチャンネルの電源制御用トランジスタ214の制御電極(ゲート電極)を制御して、電源制御用トランジスタ214の出力電圧を制御する。電源制御用トランジスタ214の出力電圧が出力バッファ203の電源電圧となっている。
The
電源制御用FET214は、基準電圧VEEと出力電流検出用抵抗217を介して接続されており、抵抗217とFET214と出力バッファのトランジスタとを通って電流が流れるので、レファレンス電圧制御トランジスタ(電流検出用トランジスタ)215の制御電極(ベース電極)の電圧は、行駆動回路チップの選択された各出力バッファ203が流す出力電流に比例して変化する。
The power
出力バッファ203への流入電流が増えると、抵抗217によってレファレンス電圧制御トランジスタ215のベース電圧が上昇する。ベース電圧が上昇するのでNPN型のレファレンス電圧制御トランジスタ215のコレクタ電流が増える。コレクタ電流は、電流制限抵抗216により制限され、抵抗217へ流れる電流のおおよそ(抵抗217の抵抗値)/(制限抵抗216の抵抗値)倍の電流となる。この電流と、レファレンス電圧制限抵抗218により演算増幅器205に入力される参照電圧refを下げる。演算増幅器205の参照電圧refが下がれば、演算増幅器205の出力電圧が下がり、よって出力バッファ203の出力電圧も変化する。
When the current flowing into the
行駆動回路チップとマトリクスパネルを接続する接続部材の抵抗値は予めわかっているので、その抵抗値に応じて出力電流検出抵抗217、電流制限抵抗216、レファレンス電圧制限抵抗218の値を定めておけば、接続部材の抵抗による電圧降下分を加えた電圧を行駆動回路チップの出力端子207に出力することができる。つまり、選択された出力端子207を通して接続部材に流れる電流を検出して、それに対応したトランジスタ214を通して流れる電流を電圧変換して演算増幅器205にフィードバックすることになる。
Since the resistance value of the connection member that connects the row drive circuit chip and the matrix panel is known in advance, the values of the output
換言すれば、接続部材に流れる電流値をフィードバックして、接続部材の抵抗値をフィードフォワードすることにより、接続部材の抵抗による電圧降下分を補正しているとみなすことできる。したがって、出力端子より先であって、分岐していない1つの電流通路における電圧降下は、レファレンス電圧制限抵抗218などの設定により、任意に補正することができる。つまり、補正できる接続部材の定義は、一義的に決まるものではなく、任意に決定できるのである。よって、出力端子207からマトリクスパネルの最も出力端子207に近い素子の電極までを接続部材として定義し、その部分の抵抗値を事前に測定乃至計算しておいて、それに応じてレファレンス電圧制限抵抗218などの設定をすれば、当該部分における電圧降下分を補正することができる。こうして、本実施形態によれば、オン抵抗と配線部材の抵抗と、そこに流れる電流による電圧降下分を補正することができる。
In other words, it can be regarded that the voltage drop due to the resistance of the connecting member is corrected by feeding back the resistance value of the connecting member by feeding back the value of the current flowing through the connecting member. Therefore, the voltage drop in one current path that is not branched from the output terminal can be arbitrarily corrected by setting the reference
(第8の実施の形態)
上述した、補正回路を含む駆動回路の主要部を図33に示す。本実施の形態は、発光素子又は電子放出素子に接続部材を介して接続される駆動用出力端子を有する駆動回路において、前記駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタ(電源制御用トランジスタ)から出力される出力電圧を制御するための制御回路としての演算増幅器と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタ(レファレンス電圧制御トランジスタ)と、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、前記補正回路は、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路としての演算増幅器に帰還させる帰還ループを有する。
(Eighth embodiment)
The main part of the drive circuit including the correction circuit described above is shown in FIG. In this embodiment, in a driving circuit having a driving output terminal connected to a light emitting element or an electron emitting element via a connecting member, a pair of main electrodes are connected to the driving output terminal side and the reference voltage source side Drive transistor, an operational amplifier as a control circuit for controlling an output voltage output from the drive transistor (power supply control transistor), and a detection transistor for detecting a current flowing through the drive transistor A correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal, and the correction circuit detects a current flowing through the detection transistor and performs the control. It has a feedback loop that feeds back to an operational amplifier as a circuit.
図33において、発光素子(レーザーダイオード、発光ダイオード、EL素子)又は電子放出素子のような変調素子800に接続部材801を介して接続される駆動用出力端子207を有する駆動回路は、前記駆動用出力端子207側と基準電圧源804側とに一対の主電極(ソース、ドレイン)が接続された駆動用トランジスタ214と、前記駆動用ト
ランジスタ214から出力される出力電圧を制御するための制御回路としての演算増幅器205と、前記駆動用トランジスタ214に流れる電流を検出するための検出用トランジスタ215と、を有し、前記駆動用出力端子207の出力電圧を検出して前記演算増幅器205に帰還させる第1の帰還ループ802と、前記検出用トランジスタ215に流れる電流を検出して前記演算増幅器205に帰還させる第2の帰還ループ803と、を備え、前記駆動用出力端子207からの出力電圧を補正するための補正回路を具備している。
In FIG. 33, a driving circuit having a driving
正確に云えば、出力電圧としては、駆動用出力端子207の電圧ではなく、検出ノード207’の電圧を検出しているが、これは、設計上、端子207とノード207’との間の抵抗を無視しているためであり、無視できない場合には、検出ノード207’を駆動用出力端子207として考えればよいことは、当業者にとって自明である。
Strictly speaking, the output voltage is not the voltage of the
ここで、簡略化して考えるために、検出用トランジスタ215のベース電流とベース・エミッタ間電圧Vbe電圧を無視して、駆動用トランジスタ214のオン抵抗値をRo,抵抗217の抵抗値をR1、抵抗216の抵抗値をR2、調整用素子としての抵抗218の抵抗値をR3とし、駆動用トランジスタ214に流れる電流をi1,検出用トランジスタ215に流れる電流をi2とし、i1をi2の数百倍程度となるように、R1とR2を
設定する。
Here, for simplification, ignoring the base current of the
第1の帰還ループ802を用いた補正に関しては、先に述べた通りであるので、説明を省略する。
Since the correction using the
駆動電流としてi1が流れると、抵抗217によって、トランジスタ215のベース・エミッタ間に順方向バイアスがかかり、トランジスタ215のコレクタ・エミッタ間に電流i2が流れる。この電流i2は、駆動用トランジスタ214を通して流れる駆動電流に比例した小さな電流であるために、補正用の基準電圧Refと演算増幅器205の非反転入力端子に接続された抵抗218において電圧降下が生じ、非反転入力端子の電位が電流i2と抵抗R3に基づいて変化する。この変化に応じて、演算増幅器205の出力値が変化するために、駆動用トランジスタ214の制御電極(ゲート)の電圧が変化して、より電流を流す方向にトランジスタ214を制御する。
When i1 flows as a drive current, a forward bias is applied between the base and emitter of the
つまり、出力端子207に流れる電流をIo、出力端子207の電位をVo、基準電圧Refの電位をVrefとすると、Vo=Vref−Io・R1/R2・R3となる。こうして、Ioが変化すると、調整用素子としての各抵抗(216,217,218)で決まる電圧に応じて、出力端子207の電位も変化するので、調整用素子の抵抗値を接続部材の抵抗値に応じた値に設定しておけば、出力端子の電位をより下げて、接続部材における電圧降下分を補正することができる。
That is, assuming that the current flowing through the
なお、ノード207’と演算増幅器205との間にマルチプレクサ206のスイッチが、ノード207’とトランジスタ214との間に出力バッファ203のスイッチングトランジスタが、挿入されると、図30の構成の1行分となる。
When a switch of the
(第9の実施の形態)
本実施の形態は、行配線と複数の列配線とにより形成されたマトリクスの交点に変調素子が配されたマトリクスパネルの駆動装置であって、前記行配線に行信号を供給するための行駆動回路と、前記複数の列配線に、階調情報に応じて変調された変調信号を供給するための列駆動回路と、を備え、前記行駆動回路の出力端子の電位情報を帰還させて前記行信号の電圧を補正するための第1の補正回路と、前記出力端子と前記マトリクスパネルとの間の接続部材の抵抗とそこに流れる電流による電圧降下を補正するための第2の補正回
路として、前記階調情報に応じて、前記行信号を補正するためのフィードフォワード回路を備えていることを特徴とする。
(Ninth embodiment)
The present embodiment is a matrix panel driving device in which modulation elements are arranged at intersections of matrices formed by row wirings and a plurality of column wirings, and a row drive for supplying a row signal to the row wirings. A circuit and a column driving circuit for supplying a modulation signal modulated in accordance with gradation information to the plurality of column wirings, and feeding back the potential information of the output terminal of the row driving circuit to return the row As a first correction circuit for correcting a voltage of a signal, and a second correction circuit for correcting a voltage drop due to a resistance of a connection member between the output terminal and the matrix panel and a current flowing therethrough, A feedforward circuit for correcting the row signal according to the gradation information is provided.
即ち、図30の実施の形態のうち、前記第2の補正回路として、列駆動回路側で画像データから前記階調情報を検出して、駆動時に行配線に流れるであろう電流値を求め、それに応じて前記行信号を補正する。このようなフィードフォワード回路は、図27に示した実施の形態と同様の構成を採用し、Ronは第1の補正回路により補正できるので、接続部材の抵抗値を考慮して計算すればよい。 That is, in the embodiment of FIG. 30, as the second correction circuit, the column drive circuit side detects the gradation information from the image data, and obtains a current value that will flow through the row wiring during driving. Accordingly, the row signal is corrected. Such a feedforward circuit employs the same configuration as that of the embodiment shown in FIG. 27, and Ron can be corrected by the first correction circuit. Therefore, the calculation may be performed in consideration of the resistance value of the connecting member.
1 電子源(電子放出素子)
2 列配線
3 行配線
4、5 配線抵抗
101 マルチ電子源
102 変調回路(列配線ドライバー)
103 走査回路(行配線ドライバー)
104 タイミング発生回路
105 データ変換回路
106 マルチ電源回路
107 シフトレジスタ
108 PWM回路
109 出力段回路
110 ラッチ
111 V1スタート回路
112 V2スタート回路
113 V3スタート回路
114 V4スタート回路
115 V1エンド回路
116 V2エンド回路
117 V3エンド回路
118 V4エンド回路
119 V1PWM発生回路
120 V2PWM発生回路
121 V3PWM発生回路
122 V4PWM発生回路
201 シフトレジスタ
202 出力電圧補正回路
203 出力バッファ
204 オン抵抗(Ron)
205 制御回路(演算増幅器)
206 マルチプレクサ
207 出力端子
210 マルチプレクサの入力端子
211 PチェンネルFET
212 マルチプレクサの出力端子
213 NチェンネルFET
214 電源制御用FET
215 レファレンス電圧制御トランジスタ
216 電流制限抵抗
217 出力電流検出抵抗
218 レファレンス電圧制限抵抗
220 入力端子
221 プリバッファのPチェンネルFET
222 最終バッファのPチェンネルFET
223 プリバッファのNチェンネルFET
224 レファレンス入力
225 演算増幅器
226 最終バッファのNチェンネルFET
227 電源電圧制御用PチェンネルFET
228 出力端子
230 行選択信号入力子
231 PNPトランジスタ
232 NPNトランジスタ
233 入力端子
234 PNPトランジスタ
235 出力端子
240 低階調の場合の変調信号波形
241 中階調の場合の変調信号波形
242 中階調の場合の変調信号波形
243 高階調の場合の変調信号波形
300 フィードバックオン/オフスイッチ
500 PチャンネルFET
501 行選択信号出力端子
502 NチャンネルFET
503 演算増幅器
504 NチャンネルFET
505 行選択信号入力端子
600 電流変換器
601 加算器
602 D/Aコンバータ
603 電圧降下演算器
700 シフトレジスタ
701 信号線
703 ボンディングパッド
704 出力バッファ
705 検出用ボンディングパッド
706 スイッチ
707 演算増幅器
708 ボンディングワイヤ
709 リード
710 出力電圧補正回路
711 ボンディングワイヤ
712 リード
713 フレキシブル配線
714 行配線
715 リード
716 ボンディングパッド
717 ボンディングパッド
800 変調素子
801 接続部材
802 第一の帰還ループ
803 第二の帰還ループ
804 基準電圧源
3001 基板
3004 導電性薄膜
3005 電子放出部
3010 基板
3011 エミッタ配線
3012 エミッタコーン
3013 絶縁層
3014 ゲート電極
3020 基板
3021 下電極
3022 絶縁層
3023 上電極
1 Electron source (electron emitter)
2
103 Scanning circuit (row wiring driver)
104
205 Control circuit (operational amplifier)
212 Output terminal of multiplexer 213 N channel FET
214 FET for power supply control
215 Reference
222 P-channel FET with final buffer
223 N-channel FET with pre-buffer
224
227 P-channel FET for power supply voltage control
228
501 Row selection signal output terminal 502 N-channel FET
503 operational amplifier 504 N-channel FET
505 Row selection
Claims (5)
前記行配線に行信号を供給するための行駆動回路と、
前記複数の列配線に、階調情報に応じて変調された変調信号を供給するための列駆動回路と、を備え、
前記行駆動回路の出力端子の電位情報を帰還させて前記行信号の電圧を補正するための第1の補正回路と、
前記出力端子と前記マトリクスパネルとの間の接続部材の抵抗とそこに流れる電流による電圧降下を補正するための第2の補正回路と、
を具備することを特徴とする駆動装置。 A matrix panel driving device in which a modulation element is arranged at an intersection of a matrix formed by row wiring and a plurality of column wirings,
A row driving circuit for supplying a row signal to the row wiring;
A column driving circuit for supplying a modulation signal modulated in accordance with gradation information to the plurality of column wirings;
A first correction circuit for correcting the voltage of the row signal by feeding back potential information of the output terminal of the row driving circuit;
A second correction circuit for correcting a voltage drop caused by a resistance of a connection member between the output terminal and the matrix panel and a current flowing therethrough;
A drive device comprising:
前記駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる帰還ループを有することを特徴とする駆動回路。 In a drive circuit having a drive output terminal connected to a light emitting element or an electron emitting element via a connection member,
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to the driving output terminal side and the reference voltage source side; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; and the driving transistor A detection transistor for detecting a flowing current, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The drive circuit according to claim 1, wherein the correction circuit includes a feedback loop that detects a current flowing through the detection transistor and feeds back the current to the control circuit.
前記駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記駆動用出力端子の出力電圧を検出して前記制御回路に帰還させる第1の帰還ループと、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる第2の帰還ループとを有することを特徴とする駆動回路。 In a drive circuit having a drive output terminal connected to a light emitting element or an electron emitting element via a connection member,
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to the driving output terminal side and the reference voltage source side; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; and the driving transistor A detection transistor for detecting a flowing current, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The correction circuit detects a voltage output from the drive output terminal and feeds it back to the control circuit; and a correction circuit detects a current flowing through the detection transistor and feeds back to the control circuit. A drive circuit comprising a feedback loop.
前記マトリックスパネルを駆動する駆動手段と、
前記マトリクスパネルと前記駆動手段とを電気的に接続し、前記変調素子を駆動するための信号を供給するための接続部材と、
を具備する画像表示装置において、
前記駆動手段が、
前記信号を供給する駆動用出力端子側と基準電圧源側とに一対の主電極が接続された駆動用トランジスタと、前記駆動用トランジスタから出力される出力電圧を制御するための制御回路と、前記駆動用トランジスタに流れる電流を検出するための検出用トランジスタと、を備え、前記駆動用出力端子からの出力電圧を補正するための補正回路を具備し、
前記補正回路は、前記検出用トランジスタに流れる電流を検出して前記制御回路に帰還させる帰還ループを有することを特徴とする画像表示装置。 A matrix panel having a plurality of row wirings and a plurality of column wirings, and a plurality of modulation elements respectively arranged at intersections of a matrix formed by the plurality of row wirings and the plurality of column wirings;
Driving means for driving the matrix panel;
A connection member for electrically connecting the matrix panel and the driving means and supplying a signal for driving the modulation element;
In an image display device comprising:
The drive means
A driving transistor having a pair of main electrodes connected to a driving output terminal side and a reference voltage source side for supplying the signal; a control circuit for controlling an output voltage output from the driving transistor; A detection transistor for detecting a current flowing through the drive transistor, and a correction circuit for correcting an output voltage from the drive output terminal,
The image display apparatus, wherein the correction circuit includes a feedback loop that detects a current flowing through the detection transistor and feeds back the current to the control circuit.
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