JP4094288B2 - チャージポンプ用位相適応制御装置、ドライバ回路および表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はチャージポンプの位相を制御するための装置に係り、この装置は位相生成器と、複数のステージを備えるチャージポンプと、を含んでいる。この発明はまた、チャージポンプと、位相生成器とを備える表示装置を駆動するドライバ回路に係り、また、ドライバ回路と、チャージポンプと、位相生成器とを備える表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電圧乗算器は、供給電圧よりも高い電圧が必要となる装置内に設けられるよう求められている。このような電圧乗算器は、表示装置用のドライバ装置のために特に用いられている。液晶表示器の駆動のためには、ドライバ回路への供給電圧よりも数倍は高い電圧を供給することが必要である。電圧乗算回路は、複数のポンピングステージを直列接続するという方法により、システム供給電圧を必要な出力電圧にして有用なシステム供給電圧により駆動されているチャージポンプとして通例は構成されている。したがって、ポンピングステージは切換装置および電荷蓄積素子により構成されている。電圧乗算器は、複数のステージを備えるように構成されており；したがって、電荷は第１の位相の第１のステージに蓄積されてから第２の位相の連続するステージへと転送されているので、供給電圧よりも高い電圧が多数のステージに基づいて蓄積されている。
【０００３】
ドイツ特許公報ＤＥ１９６３９７０１号は、出力電圧が監視されているチャージポンプ用の制御回路を開示している。出力電圧に依存する制御信号が、比較器を介してチャージポンプのドライバへと供給されている。これは、出力電圧に基づいてチャージポンプをスイッチオンおよびオフさせている。
【０００４】
複数の位相のそれぞれのエッジ間の過度の遅延は、チャージポンプの性能に影響を及ぼしている。
【０００５】
今までのところは、複数の位相は固定スペーシングで生成されている。この目的を達成するため、位相は論理回路へと供給されるクロック信号の手段によって固定スペーシングで生成されている。この固定の調整を理由として、位相を生成することは特定用途向けの要求を考慮しないことになる。チャージポンプの負荷の電荷や、温度のばらつきまたは製造工程により影響を受けるパラメータなどは位相間の距離における消極的な効果を明らかに有しているので、位相の制御はチャージポンプ、ひいては、装置全体の有効性に影響を及ぼすかもしれないし、チャージポンプの完全な故障を誘発することさえあるかもしれないということになる。チャージポンプの負荷はエッジの傾斜部分で決定的に重要な効果を有しているので、チャージポンプの個別のステージでの正確で効率的な位相制御が可能ではなくなってしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
チャージポンプの個別のステージでの充電動作および切換動作の制御における不正確な位相に起因している重複を避けるために、これまでの個別の位相間の遅延は、上述したチャージポンプにおける効果が動作中に可能な限り小さくなるように、充分に長く選択されている。対応して長くなる遅延は、ステージ１からステージ２への送信の間に実行されており、この遅延は効果を妨げることに対して適切な保護を与えているので、この時間は効果的には用いられておらず；これは対応する高い電圧値の提示の速度における、さらにまた全体的な装置の性能における消極的な（マイナスの）効果を有することになる。
【０００７】
この発明の目的は、妨害に支配されることのないチャージポンプの個別のステージ間の遅延の制御を可能にする装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の第１の構成に係るチャージポンプ用位相適応制御装置は、位相を生成する位相生成部（９）と、複数のステージ（１，２）を有するチャージポンプ（２０）と、を備え、このチャージポンプ（２０）の複数の位相（Ｐ１−Ｐ４）を制御する制御装置であって、前記チャージポンプ（２０）の前記複数のステージ（１，２）の前記複数の位相（Ｐ１−Ｐ４）を適応制御するために、フィードバック信号（１４−１７）を前記チャージポンプ（２０）から前記位相生成部（９）へ供給するように設けられたチャージポンプ用位相適応制御装置において、前記複数のステージ（１，２）の各々は、切換装置（３，６）と電荷保持装置（４，５）を備え、前記位相生成部（９）は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号（１４−１７）を使用し、第１のセットを構成する第１および第３の位相（Ｐ１，Ｐ３）の各々は、個別のドライバ（１０，１２）の各々の駆動により、個別のステージ（１，２）の各々の電荷保持装置（４，５）に供給され、第２のセットを構成する第２および第４の位相（Ｐ２，Ｐ４）の各々は、個別のドライバ（１１，１３）の各々の駆動により、個別のステージ（１，２）の各々の切換装置（３，６）を制御し、前記フィードバック信号（１４−１７）は、各ステージ（１，２）の前記電荷保持装置（４，５）とドライバ（１０，１２）との間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージ（１，２）の切換装置（３，６）の状態を表現するフィードバック信号（１６，１７）と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
チャージポンプは、前置のドライバにより、第１のステージの電荷蓄積装置が供給電圧に依存する電荷を供給されるように、構成されている複数のステージを含んでいる。このステージに組み込まれた切換装置は、この目的のために開放されなくてはならない。その後に、切換装置は閉とされるので、電荷は次のステージへと流れていくことができる。次のステージ前置のドライバによりロードされる。したがって、このステージのスイッチの切換装置もまた導通される。
【００１０】
位相生成器には各時間毎に、電荷蓄積装置とドライバとの間の接続点から抽出された信号が供給されている。さらに、各信号はまた、チャージポンプの関連するステージの切換装置から、位相生成器に供給されるために引き出されている。したがって、チャージポンプにより位相生成器へとフィードバックされた信号は対応するエッジが終了したことを示している。
【００１１】
このようにして、次の位相は正しい条件が存在するときのみ開始されるように実現される。したがって、位相生成器は、チャージポンプの高い負荷に起因する遅延に対応することができるので、それに続く位相はそれに応じて後から開始することができる。
【００１２】
理想の場合、チャージポンプは、個別の位相間の最適な遅延時間で動作することができることと共に、それと同時に妨害する効果はチャージポンプの動作に影響を与えることがないことは、長所である。
【００１３】
この発明に係る装置はまた、それに応じて構成されたときに２つより多数のステージで動作することもできる。追加の回路構成を提供することと機能上の利得を達成することとの間の賢明な妥協案は、この発明に係るチャージポンプの最後の２つのステージを監視することによって実現することができ、その理由は、これらの２つのステージにおいては妨害がとりわけ強い効果を有しているからである。
【００１４】
上記目的を達成するため、この発明の第２の構成に係るドライバ回路は、チャージポンプと位相生成器とを備える表示装置を駆動するドライバ回路であって、複数の位相の適応制御用に前記チャージポンプから前記位相生成器へ複数の信号が供給されるように構成されているドライバ回路において、前記チャージポンプは、複数のステージ（１，２）を有すると共に、前記複数のステージ（１，２）の各々は、切換装置（３，６）と電荷保持装置（４，５）を備え、前記位相生成部（９）は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号（１４−１７）を使用し、第１のセットを構成する第１および第３の位相（Ｐ１，Ｐ３）の各々を、個別のステージ（１，２）の各々の電荷保持装置（４，５）に供給するように、第１および第３の位相（Ｐ１，Ｐ３）の各々を駆動する第１および第２のドライバ（１０，１２）と、第２のセットを構成する第２および第４の位相（Ｐ２，Ｐ４）の各々を、個別のステージ（１，２）の各々の切換装置（３，６）を制御するように、第２および第４の位相（Ｐ２，Ｐ４）の各々を駆動する第３および第４のドライバ（１１，１３）と、を備え、前記フィードバック信号（１４−１７）は、各ステージ（１，２）の前記電荷保持装置（４，５）と第１および第２のドライバ（１０，１２）との間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージ（１，２）の切換装置（３，６）の状態を表現するフィードバック信号（１６，１７）と、を含むことを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る装置は、表示装置上に関連する画像情報を表示するためこれに対応して必要な高電圧を生成するために求められた表示装置用ドライバ回路のために特に用いることができる。
【００１６】
上記目的を達成するため、この発明の第３の構成に係る表示装置は、高電圧を生成するチャージポンプと位相生成器とを備える前記表示装置を駆動するためのドライバ回路を含み、前記チャージポンプからの複数の信号を前記位相生成器に供給するように構成されている表示装置において、前記チャージポンプは、複数のステージ（１，２）を有すると共に、前記複数のステージ（１，２）の各々は、切換装置（３，６）と電荷保持装置（４，５）を備え、前記位相生成部（９）は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号（１４−１７）を使用し、第１のセットを構成する第１および第３の位相（Ｐ１，Ｐ３）の各々を、個別のステージ（１，２）の各々の電荷保持装置（４，５）に供給するように、第１および第３の位相（Ｐ１，Ｐ３）の各々を駆動する第１および第２のドライバ（１０，１２）と、第２のセットを構成する第２および第４の位相（Ｐ２，Ｐ４）の各々を、個別のステージ（１，２）の各々の切換装置（３，６）を制御するように、第２および第４の位相（Ｐ２，Ｐ４）の各々を駆動する第３および第４のドライバ（１１，１３）と、を備え、前記フィードバック信号（１４−１７）は、各ステージ（１，２）の前記電荷保持装置（４，５）と第１および第２のドライバ（１０，１２）との間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージ（１，２）の切換装置（３，６）の状態を表現するフィードバック信号（１６，１７）と、を含むことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
この発明は、添付された図面に示された実施形態を参照しながら、以下に詳細に説明される。
【００１８】
図１は、２つのステージのチャージポンプ２０を示している。ステージ１は、切換装置３と、キャパシタとして構成された電荷蓄積装置４とを含んでいる。同様に、ステージ２は、切換装置６と、キャパシタ５と、を含んでいる。同様の種類の更なるステージがこの回路の入力８に接続されていても良い。出力７は、このようにして生成された高電圧を、接続されたユーザ、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）へと出力している。論理回路を用いることにより、位相生成器９は、図２に詳細に示されている４つの異なる位相Ｐ１からＰ４を生成している。
【００１９】
位相Ｐ１は、ドライバ１０を介してステージ１のキャパシタ４に供給される。位相Ｐ２は、ステージ１の切換装置３を制御するためのドライバ１１へと供給されている。信号１４は、位相Ｐ１の状態を表すと共に、位相生成器９に供給されるためにドライバ１０とキャパシタ４との間から引き出されている。信号１５は、切換装置３の状態を表すと共に、位相生成器９へと供給されている。アナログ的に、位相Ｐ３は、ドライバ１２を介してキャパシタ５へと供給され、その後キャパシタの充電を制御している。
【００２０】
信号１６は、位相Ｐ３の状態を表すと共に、位相生成器９へ供給されるようにドライバ１２とキャパシタ５との間から引き出されている。位相Ｐ４は、切換装置６を制御するためにドライバ１３へと供給されている。信号１７は、切換装置６から引き出されて、位相Ｐ４の状態を表すと共に、位相生成器９へと供給されている。位相生成器はクロック信号１８によりクロックされ（時間を刻まれて動作させられ）ている。
【００２１】
図２は、個々の位相Ｐ１から４の切換状態とクロック信号１８とを示している。表示された遅延（遅延１から８）は、一様に短く示されている。位相Ｐ２は、位相Ｐ１が（完全に）送信された後のみに、（送信を）始められることができるように思われる。同様に、位相Ｐ３の状態は、位相Ｐ２が対応するオン状態へと完全に切り換えられた後のみに、変更することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明に係るチャージポンプ用位相適応制御装置、ドライバ回路および表示装置によれば、他の位相の適切な条件や状態が存在する場合のみ、ある位相が開始されるように構成したので、妨害に支配されることのないチャージポンプの個別のステージ間の遅延の制御を可能にする装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る装置を示す回路構成図である。
【図２】図１に対応する位相を示す位相特性図である。
【符号の説明】
１、２ ステージ
３ 切換ユニット
４ 電荷蓄積装置
９ 位相生成器
１０ ドライバ
１４〜１７ 信号
２０ チャージポンプ
Ｐ１〜Ｐ４ 位相

Claims (6)

1. 位相を生成する位相生成部と、複数のステージを有するチャージポンプと、を備え、このチャージポンプの複数の位相を制御する制御装置であって、前記チャージポンプの前記複数のステージの前記複数の位相を適応制御するために、フィードバック信号を前記チャージポンプから前記位相生成部へ供給するように設けられたチャージポンプ用位相適応制御装置において、
   前記複数のステージの各々は、切換装置と電荷保持装置を備え、
   前記位相生成部は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号を使用し、
   第１のセットを構成する第１および第３の位相の各々は、個別のドライバの各々の駆動により、個別のステージの各々の電荷保持装置に供給され、
   第２のセットを構成する第２および第４の位相の各々は、個別のドライバの各々の駆動により、個別のステージの各々の切換装置を制御し、
   前記フィードバック信号は、各ステージの前記電荷保持装置とドライバとの間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージの切換装置の状態を表現するフィードバック信号と、を含むことを特徴とするチャージポンプ用位相適応制御装置。
2. １つのステージが前記切換装置としてのスイッチと前記電荷保持装置としてのキャパシタとを含むと共に、前記キャパシタの電荷蓄積を駆動するために前記ドライバが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のチャージポンプ用位相適応制御装置。
3. 前記切換装置から前記位相生成部へ個別のフィードバック信号を供給し、前記電荷保持装置と前記ドライバと間の接続点から前記位相生成部へ別のフィードバック信号を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチャージポンプ用位相適応制御装置。
4. 少なくとも２つのステージからそれぞれ少なくとも２つずつの個別のフィードバック信号が前記位相生成器へと供給されていることを特徴とする請求項１に記載のチャージポンプ用位相適応制御装置。
5. チャージポンプと位相生成器とを備える表示装置を駆動するドライバ回路であって、複数の位相の適応制御用に前記チャージポンプから前記位相生成器へ複数の信号が供給されるように構成されているドライバ回路において、
   前記チャージポンプは、複数のステージを有すると共に、前記複数のステージの各々は、切換装置と電荷保持装置を備え、
   前記位相生成部は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号を使用し、
   第１のセットを構成する第１および第３の位相の各々を、個別のステージの各々の電荷保持装置に供給するように、第１および第３の位相の各々を駆動する第１および第２のドライバと、
   第２のセットを構成する第２および第４の位相の各々を、個別のステージの各々の切換装置を制御するように、第２および第４の位相の各々を駆動する第３および第４のドライバと、を備え、
   前記フィードバック信号は、各ステージの前記電荷保持装置と第１および第２のドライバとの間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージの切換装置の状態を表現するフィードバック信号と、を含むことを特徴とするドライバ回路。
6. 表示装置であって、高電圧を生成するチャージポンプと位相生成器とを備える前記表示装置を駆動するためのドライバ回路を含み、前記チャージポンプからの複数の信号を前記位相生成器に供給するように構成されている表示装置において、
   前記チャージポンプは、複数のステージを有すると共に、前記複数のステージの各々は、切換装置と電荷保持装置を備え、
   前記位相生成部は、前記位相を適応制御するために、１つの位相の変化の開始するタイミングを取ることにより、他の位相の変化が前記フィードバック信号に基づいて終了したことを検出した直後の、前記フィードバック信号を使用し、
   第１のセットを構成する第１および第３の位相の各々を、個別のステージの各々の電荷保持装置に供給するように、第１および第３の位相の各々を駆動する第１および第２のドライバと、
   第２のセットを構成する第２および第４の位相の各々を、個別のステージの各々の切換装置を制御するように、第２および第４の位相の各々を駆動する第３および第４のドライバと、を備え、
   前記フィードバック信号は、各ステージの前記電荷保持装置と第１および第２のドライバとの間の接続点から抽出されたフィードバック信号と、各ステージの切換装置の状態を表現するフィードバック信号と、を含むことを特徴とする表示装置。

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