JP4400403B2 - 電源回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

電源回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、電源回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器に関する。
アクティブマトリックス型の液晶表示装置は、マトリクス状に形成された複数の走査線及び複数のデータ線を有する。そして、各スイッチ素子が各走査線及び各データ線に接続された複数のスイッチ素子と、各画素電極が各スイッチ素子に接続された複数の画素電極とを有する。画素電極は、液晶(広義には電気光学物質)を介して対向電極と対向している。
このような構成の液晶表示装置では、選択された走査線によりオン状態となったスイッチ素子を介して、データ線に供給された電圧が画素電極に印加される。そして、該画素電極と対向電極との間の印加電圧に応じて、画素の透過率が変化するようになっている。
ところで、液晶表示装置では、液晶の劣化を防止するため、該液晶が交流で駆動される必要がある。そのため、液晶表示装置では、1フレーム、或いは1又は複数の水平走査期間毎に、画素電極と対向電極との間の電圧の極性を反転させる極性反転駆動が行われる。例えば極性反転タイミングに同期して対向電極に供給する電圧を変化させることで、極性反転駆動が実現される。
この極性反転駆動を実現するために、例えばオペアンプを用いて、チャージポンプ動作により昇圧した電圧を対向電極に供給している。
特開2002−366114号公報
アクティブマトリックス型の液晶表示装置では、画素電極と対向電極との間に液晶が挿入される。そのため、画素電極と対向電極とが容量成分により結合されている。従って、データ線に供給された電圧を、走査線により選択されたスイッチ素子を介して画素電極に印加する(書き込む)と、その印加時点では画素電極の電圧の変動に伴い対向電極の電圧レベルが変化してしまう。
この場合、オペアンプの出力能力(スルーレート、電流駆動能力)を大きくすることで、画素電極の書き込み時間内にオペアンプが対向電極の電圧レベルを元のレベルに戻すことができる。ところが、オペアンプの出力能力を大きくすると、消費電流が増加してしまうという問題がある。
その一方で、近年、液晶表示(Liquid Crystal Display:LCD)パネルに代表される表示パネル(広義には電気光学装置)を、製造プロセスの一種である低温ポリシリコン(Low Temperature Poly-Silicon:以下LTPSと略す)プロセスにより形成して、表示パネルの小型化、画素の微細化を図ることが検討されている。LTPSプロセスによれば、表示パネルの駆動回路の一部又は全部を、スイッチ素子(例えば、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor:TFT))等を含む画素が形成されるパネル基板(例えばガラス基板)上に、直接形成できる。
例えば、LTPSの電荷の移動度が大きいことを利用して、データ信号(駆動電圧)が供給される1本のデータ信号供給線をR、G、B成分用(1画素を構成する第1〜第3の色成分用)の画素電極に接続可能なR、G、B成分用データ線のいずれかに接続するデマルチプレクサを設ける表示パネルが考えられる。この場合、デマルチプレクサに、R、G、B成分用のデータ信号が時分割された多重化信号が供給される。そして、当該画素の選択期間に、各色成分用のデータ信号が、デマルチプレクサにより順次R、G、B成分用データ線に切り替えられて出力され、各色成分ごとに設けられた画素電極に書き込まれる。このような構成によれば、駆動回路からデータ線にデータ信号を出力するための端子の数を削減することができる。そのため、端子間のピッチに制限されることなく、画素の微細化によるデータ線の増加にも対応することができる。
ところが、このようなデマルチプレクサを設ける表示パネルを駆動する場合には、通常の表示パネルを駆動する場合に比べて、画素電極の書き込み時間がより一層短くなる。従って、上述したように対向電極の電圧レベルが変動した場合に、元のレベルに戻るまでの時間を更に短くしなければならない。そのためには、対向電極を駆動するオペアンプの出力能力をこれまで以上に大きくする必要があり、該オペアンプの消費電力がますます増加してしまうことになる。
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画素電極への書き込み時間が短くなっても、低消費電力で対向電極の電圧レベルの変動を抑えることができる電源回路、表示ドライバ、電気光学装置及び電子機器を提供することにある。
上記課題を解決するために本発明は、
電気光学物質を挟んで電気光学装置の画素電極と対向する対向電極に電圧を供給するための電源回路であって、
前記対向電極を駆動するオペアンプと、
前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御するオペアンプ制御回路とを含み、
前記オペアンプ制御回路が、
前記画素電極への書き込み開始タイミングで開始される制御期間において、前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを大きくし、
前記制御期間を経過後には、前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力を前記制御期間前の状態に戻す電源回路に関係する。
電気光学装置の画素電極と対向電極とが容量成分により結合されている場合に、画素電極への書き込みによって、対向電極の電圧レベルが変動する。この場合に、本発明によれば、画素電極への書き込みが開始される制御期間において、オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つが大きくなるように制御される。従って、変動した対向電極の電圧レベルをいち早く、書き込み前の電圧レベルに戻すことができる。そして、オペアンプの出力能力(スルーレート、電流駆動能力)が必要なときのみ該出力能力を大きくでき、それ以外の期間ではオペアンプの出力能力を小さくできる。そのため、消費電力を最低限に抑えつつ、対向電極の電圧レベルを速やかに元のレベルに戻すことができる電源回路を提供できる。
また本発明に係る電源回路では、
前記オペアンプ制御回路が、
前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第1の設定データが設定される第1のオペアンプ設定レジスタと、
前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第2の設定データが設定される第2のオペアンプ設定レジスタとを含み、
前記制御期間では、前記第1の設定データに基づいて前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御し、
前記制御期間の経過後では、前記第2の設定データに基づいて前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御することができる。
また本発明に係る電源回路では、
前記画素電極への書き込み開始タイミング後にカウントを開始し、1又は複数のカウント値の中から選択された1つのカウント値になるまでの期間を前記制御期間として指定するタイマ回路を含むことができる。
本発明によれば、スルーレート、電流駆動能力、又は制御期間を可変に設定できるため、電気光学装置の製造メーカに応じて、簡素な構成で、低消費電力、且つ最適な出力能力で対向電極を駆動できる電源回路を提供できる。
また本発明に係る電源回路では、
前記電気光学装置の複数のデータ線の各データ線に供給される信号が時分割で多重化された多重化信号から分離された信号が、前記画素電極に供給される場合に、
前記書き込み開始タイミングが、前記多重化信号の時分割タイミングであってもよい。
本発明によれば、いわゆるマルチプレクス駆動により駆動される電気光学装置の対向電極を低消費電力で駆動できる電源回路を提供できる。
また本発明は、
電気光学装置の走査線及びデータ線により特定される画素電極と、電気光学物質を挟んで該画素電極に対向する対向電極とを含む電気光学装置を駆動するための表示ドライバであって、
前記対向電極に電圧を供給する上記のいずれか記載の電源回路と、
前記電気光学装置を駆動する駆動回路とを含む表示ドライバに関係する。
また本発明は、
電気光学装置の走査線及びデータ線により特定される画素電極と、電気光学物質を挟んで該画素電極に対向する対向電極と、各データ線に多重化信号を分離した信号を出力するためのデマルチプレクサとを含む電気光学装置を駆動するための表示ドライバであって、
前記対向電極に電圧を供給する上記記載の電源回路と、
複数のデータ線の各データ線に供給される信号を多重化した多重化信号を生成する多重化回路と、
前記多重化信号に基づいて前記電気光学装置のデータ線を駆動する駆動回路とを含む表示ドライバに関係する。
本発明によれば、画素電極への書き込み時間が短くなっても、低消費電力で対向電極の電圧レベルの変動を抑えることができる電源回路を含む表示ドライバを提供できる。
また本発明は、
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
前記複数の走査線の1つと前記複数のデータ線の1つとにより特定される画素電極と、
電気光学物質を挟んで前記画素電極と対向する対向電極と、
各データ線に多重化信号を分離した信号を出力するためのデマルチプレクサと、
前記複数の走査線を走査する走査ドライバと、
前記複数のデータ線を駆動するデータドライバと、
前記対向電極に電圧を供給する上記記載の電源回路とを含む電気光学装置に関係する。
また本発明は、
複数の走査線と、
複数のデータ線と、
前記複数の走査線の1つと前記複数のデータ線の1つとにより特定される画素電極と、
電気光学物質を挟んで前記画素電極と対向する対向電極と、
前記複数の走査線を走査する走査ドライバと、
前記複数のデータ線を駆動するデータドライバと、
前記対向電極に電圧を供給する上記記載の電源回路とを含む電気光学装置に関係する。
本発明によれば、画素電極への書き込み時間が短くなっても、低消費電力で対向電極の電圧レベルの変動を抑えることができる電源回路を含む電気光学装置を提供できる。
また本発明は、上記のいずれか記載の電源回路を含む電子機器に関係する。
また本発明は、上記記載の表示ドライバを含む電子機器に関係する。
また本発明は、上記記載の電気光学装置を含む電子機器に関係する。
本発明によれば、画素電極への書き込み時間が短くなっても、低消費電力で対向電極の電圧レベルの変動を抑えることができる電源回路等を含む電子機器を提供できる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成のすべてが本発明の必須構成要件であるとは限らない。例えば、以下の実施形態では、LTPSプロセスによりデマルチプレクサが形成された液晶表示パネルについて説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
1. 液晶表示装置
図1に、本実施形態におけるアクティブマトリックス型の液晶表示装置の構成の概要を示す。
液晶表示装置10は、液晶表示パネル(広義には表示パネル、更に広義には電気光学装置)20を含む。液晶表示パネル20は、LTPSプロセスを用いて、例えばガラス基板上に形成される。このガラス基板上には、Y方向に複数配列されそれぞれX方向に伸びる走査線(ゲートライン)GL1〜GLM(Mは2以上の整数)と、X方向に複数配列されそれぞれY方向に伸びるデータ信号供給線(広義にはデータ線)DL1〜DLN(Nは2以上の整数)とが配置されている。またガラス基板上には、1画素を構成する色成分毎に、色成分用データ線が配置されている。図1では、R成分用データ線(広義にはデータ線)R1〜RN、G成分用データ線(広義にはデータ線)G1〜GN、B成分用データ線(広義にはデータ線)B1〜BNが配置されている。R成分用データ線R1〜RN、G成分用データ線G1〜GN、B成分用データ線B1〜BNもまたX方向に複数配列され、それぞれY方向に伸びる。
データ信号供給線DLn(1≦n≦N、nは整数)は、デマルチプレクサDMUXnにより、R成分用データ線Rn、G成分用データ線Gn、及びB成分用データ線Bnのいずれかに電気的に接続される。各デマルチプレクサは、データ信号供給線毎に設けられる。デマルチプレクサDMUX1〜DMUXNは、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselにより、多重化されたデータ信号を分離する。
走査線GLm(1≦m≦M、mは整数)とR成分用データ線Rnとの交差位置に対応して、画素領域(画素)が設けられ、該画素領域にTFT22Rmnが配置されている。走査線GLmとG成分用データ線Gnとの交差位置に対応して、画素領域が設けられ、該画素領域にTFT22Gmnが配置されている。走査線GLmとB成分用データ線Bnとの交差位置に対応して、画素領域が設けられ、該画素領域にTFT22Bmnが配置されている。TFT22Rmn、22Gmn、22Bmnのゲートは、走査線GLnに接続されている。
TFT22Rmnのソースは、R成分用データ線Rnに接続されている。TFT22Rmnのドレインは、画素電極26Rmnに接続されている。画素電極26Rmnと、これに対向する対向電極28Rmnとの間に液晶(広義には電気光学物質)が封入され、液晶容量(広義には液晶素子)24Rmnが形成される。画素電極26Rmnと対向電極28Rmnとの間の印加電圧に応じて画素の透過率が変化するようになっている。対向電極28Rmnには、対向電極電圧VCOMが供給される。
TFT22Gmnのソースは、G成分用データ線Gnに接続されている。TFT22Gmnのドレインは、画素電極26Gmnに接続されている。画素電極26Gmnと、これに対向する対向電極28Gmnとの間に液晶が封入され、液晶容量24Gmnが形成される。画素電極26Gmnと対向電極28Gmnとの間の印加電圧に応じて画素の透過率が変化するようになっている。対向電極28Gmnには、対向電極電圧VCOMが供給される。
TFT22Bmnのソースは、B成分用データ線Bnに接続されている。TFT22Bmnのドレインは、画素電極26Bmnに接続されている。画素電極26Bmnと、これに対向する対向電極28Bmnとの間に液晶が封入され、液晶容量24Bmnが形成される。画素電極26Bmnと対向電極28Bmnとの間の印加電圧に応じて画素の透過率が変化するようになっている。対向電極28Bmnには、対向電極電圧VCOMが供給される。
このような液晶表示パネル20は、例えば画素電極及びTFTが形成された第1の基板と、対向電極が形成された第2の基板とを貼り合わせ、両基板の間に電気光学物質としての液晶を封入させることで形成される。
液晶表示装置10は、データドライバ(広義には表示ドライバ)30を含む。データドライバ30は、表示データに基づいて、液晶表示パネル20のデータ信号供給線DL1〜DLNを駆動する。より具体的には、データドライバ30は、表示データに対応して各色成分用データ線に供給されるデータ信号を時分割で多重化した多重化信号を用いて、液晶表示パネル20のデータ信号供給線DL1〜DLNを駆動する。
液晶表示装置10は、ゲートドライバ(広義には表示ドライバ)32を含むことができる。ゲートドライバ32は、一垂直走査期間内に、液晶表示パネル20の走査線GL1〜GLMを順次駆動(走査)する。
液晶表示装置10は、電源回路100を含む。電源回路100は、データ線(データ信号供給線)の駆動に必要な電圧を生成し、これらをデータドライバ30に対して供給する。電源回路100は、例えばデータドライバ30のデータ線(データ信号供給線)の駆動に必要な電源電圧VDDH、VSSHや、データドライバ30のロジック部の電圧を生成する。また電源回路100は、走査線の走査に必要な電圧を生成し、これをゲートドライバ32に対して供給する。
更に電源回路100は、対向電極電圧VCOMを生成し、対向電極を駆動する。より具体的には、電源回路100は、データドライバ30によって生成された極性反転信号POLに同期して、高電位側電圧VCOMHと低電位側電圧VCOMLとを周期的に繰り返す対向電極電圧VCOMを、液晶表示パネル20の対向電極に出力する。
液晶表示装置10は、表示コントローラ38を含むことができる。表示コントローラ38は、図示しない中央演算処理装置(Central Processing Unit:以下、CPUと略す。)等のホストにより設定された内容に従って、データドライバ30、ゲートドライバ32、電源回路100を制御する。例えば、表示コントローラ38は、データドライバ30及びゲートドライバ32に対し、動作モードの設定、極性反転駆動の設定、極性反転タイミングの設定、内部で生成した垂直同期信号や水平同期信号の供給を行う。
なお図1では、液晶表示装置10に電源回路100又は表示コントローラ38を含めて構成するようにしているが、これらのうち少なくとも1つを液晶表示装置10の外部に設けて構成するようにしてもよい。或いは、液晶表示装置10に、ホストを含めるように構成することも可能である。
また、データドライバ30は、ゲートドライバ32及び電源回路100のうち少なくとも1つを内蔵してもよい。
更にまた、データドライバ30、ゲートドライバ32、表示コントローラ38及び電源回路100の一部又は全部を液晶表示パネル20上に形成してもよい。例えば図2では、液晶表示パネル20上に、データドライバ30、ゲートドライバ32及び電源回路100が形成されている。このように液晶表示パネル20は、複数の走査線と、複数のデータ線と、複数の走査線の1つと複数のデータ線の1つとにより特定される画素電極と、電気光学物質を挟んで画素電極と対向する対向電極と、複数の走査線を走査する走査ドライバと、複数のデータ線(データ信号供給線)を駆動するデータドライバと、データドライバによりデータ信号線に出力された多重化信号を分離した信号を各データ線に出力するためのデマルチプレクサと、対向電極に対向電極電圧を供給する電源回路とを含むように構成することができる。液晶表示パネル20の画素形成領域80に、複数の画素が形成されている。
1.1 極性反転駆動方式
ところで、液晶を表示駆動する場合、液晶の耐久性や、コントラストの観点から、周期的に液晶容量に蓄積される電荷を放電する必要がある。そのため、液晶表示装置10では、極性反転駆動によって、所与の周期で液晶に印加される電圧の極性を反転させることが行われる。この極性反転駆動の方式としては、例えばフレーム反転駆動や、ライン反転駆動がある。
フレーム反転駆動は、フレーム毎に液晶に印加される電圧の極性を反転させる方式である。一方、ライン反転駆動は、ライン毎に液晶に印加される電圧の極性を反転させる方式である。なお、ライン反転駆動の場合も、各ラインに着目すれば、フレーム周期で液晶に印加される電圧の極性も反転される。
図3(A)、図3(B)に、フレーム反転駆動の動作を説明するための図を示す。図3(A)は、フレーム反転駆動によるデータ線の駆動電圧及び対向電極電圧VCOMの波形を模式的に示したものである。図3(B)は、フレーム反転駆動を行った場合に、フレーム毎に、各画素に対応した液晶に印加される電圧の極性を模式的に示したものである。
フレーム反転駆動では、図3(A)に示すようにデータ線に印加される駆動電圧の極性が1フレーム周期毎に反転されている。即ち、データ線に接続されるTFTのソースに供給される電圧Vsは、フレームf1では正極性「+V」、後続のフレームf2では負極性の「−V」となる。一方、TFTのドレイン電極に接続される画素電極に対向する対向電極に供給される対向電極電圧VCOMも、データ線の駆動電圧の極性反転タイミングに同期して反転される。
液晶には、画素電極と対向電極との電圧の差が印加されるため、図3(B)に示すようにフレームf1では正極性、フレーム2では負極性の電圧がそれぞれ印加されることになる。
図4(A)、図4(B)に、ライン反転駆動の動作を説明するための図を示す。図4(A)は、ライン反転駆動によるデータ線の駆動電圧及び対向電極電圧VCOMの波形を模式的に示したものである。図4(B)は、ライン反転駆動を行った場合に、フレーム毎に、各画素に対応した液晶に印加される電圧の極性を模式的に示したものである。
ライン反転駆動では、図4(A)に示すようにデータ線に印加される駆動電圧の極性が、各水平走査周期(1H)毎に、且つ1フレーム周期毎に反転されている。即ち、データ線に接続されるTFTのソースに供給される電圧Vsは、フレームf1の1Hでは正極性「+V」、2Hでは負極性の「−V」となる。なお、当該電圧Vsは、フレームf2の1Hでは負極性「−V」、2Hでは正極性の「+V」となる。
一方、TFTのドレイン電極に接続される画素電極に対向する対向電極に供給される対向電極電圧VCOMも、データ線の駆動電圧の極性反転タイミングに同期して反転される。
液晶には、画素電極と対向電極との電圧の差が印加されるため、例えば走査線毎に極性を反転することで、図4(B)に示すようにフレーム周期で、ライン毎に極性が反転する電圧がそれぞれ印加されることになる。
2. データドライバ
図1のデータドライバ30は、LTPSプロセスを用いて形成された図1又は図2に示す液晶表示パネル20に対し、いわゆるマルチプレクス駆動を行う。
図5に、図1のデータドライバ30の構成例のブロック図を示す。図5では、データドライバ30が、本実施形態における電源回路を含む場合の構成例を示している。
データドライバ30は、データラッチ300、ラインラッチ310、基準電圧発生回路320、DAC(Digital/Analog Converter)(広義には、電圧選択回路)330、多重化回路340、マルチプレクス駆動制御回路350、駆動回路360、電源回路100を含む。
データラッチ300は、画素単位(又は1ドット単位)でシリアルに入力される表示データを、ドットクロックDCLKに同期してシフトすることで、例えば一水平走査分の表示データを取り込む。ドットクロックDCLKは、表示コントローラ38から供給される。1画素が、それぞれ6ビットのR成分、G成分及びB成分により構成される場合、1画素(=3ドット)は18ビットで構成される。
データラッチ300に取り込まれた表示データは、水平同期信号HSYNCの変化タイミングでラインラッチ310にラッチされる。
基準電圧発生回路320は、各基準電圧が各表示データに対応する複数の基準電圧を生成する。より具体的には、基準電圧発生回路320は、高電位側の電源電圧VDDHと、低電位側の電源電圧VSSHとに基づいて、各基準電圧が、6ビット構成の各表示データに対応する複数の基準電圧V0〜V63を生成する。
DAC330は、ラインラッチ310から出力される表示データに対応したアナログの駆動電圧を生成する。より具体的には、DAC330は、基準電圧発生回路320によって生成された複数の基準電圧V0〜V63の中から、ラインラッチ310から出力された1本のデータ線(色成分用データ線)分の表示データに対応した基準電圧を選択し、選択した基準電圧を駆動電圧として出力する。
多重化回路340は、1画素を構成する各色成分用の駆動電圧を時分割で多重化した多重化信号を生成する。この多重化信号は、1出力線ごとに生成される。図5では、多重化回路340が、1出力線毎に、1画素を構成するR成分用、G成分用及びB成分用の駆動電圧を、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselを用いて多重化する。
マルチプレクス駆動制御回路350は、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselを生成する。マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselは、液晶表示パネル20のデマルチプレクサDMUX1〜DMUXNにも供給される。
駆動回路360は、各出力線が液晶表示パネル20の各データ信号供給線に接続される複数の出力線を駆動する。より具体的には、駆動回路360は、多重化回路340によって出力線毎に生成された多重化信号(多重化された駆動電圧)に基づいて、各出力線を駆動する。駆動回路360は、各データ線駆動回路が各出力線に対応した複数のデータ線駆動回路DRV−1〜DRV−Nを含む。データ線駆動回路DRV−1〜DRV−Nのそれぞれは、ボルテージフォロワ接続された演算増幅器により構成される。
電源回路100は、システム電源電圧VDDとシステム接地電源電圧VSSとの間の電圧に基づいて、高電位側の電源電圧VDDHと、低電位側の電源電圧VSSHを生成する。高電位側の電源電圧VDDHと、低電位側の電源電圧VSSHとは、基準電圧発生回路320と、駆動回路360(データ線駆動回路DRV−1〜DRV−N)とに供給される。
また電源回路100は、対向電極に供給される高電位側電圧VCOMH及び低電位側電圧VCOMLを生成する。電源回路100は、極性反転信号POLに基づいて、高電位側電圧VCOMH又は低電位側電圧VCOMLを、対向電極電圧VCOMとして対向電極に供給する。このとき電源回路100は、対向電極電圧VCOMに基づき、オペアンプを用いてインピーダンス変換を行って対向電極を駆動する。
このような構成のデータドライバ30は、データラッチ300で取り込まれた例えば一水平走査分の表示データが、ラインラッチ310でラッチされる。ラインラッチ310でラッチされた表示データを用いて、アナログの駆動電圧が生成され、1出力線毎に多重化される。そして、駆動回路360が、多重化回路340によって時分割で多重化された多重化信号に基づいて各出力線を駆動する。
図6に、図5の基準電圧発生回路320、DAC330、多重化回路340、駆動回路360の構成の概要を示す。ここでは、1つの出力線OL−1を駆動するための構成のみを示すが、他の出力線についても同様である。
基準電圧発生回路320では、高電位側の電源電圧VDDHと、低電位側の電源電圧VSSHとの間に、抵抗回路が接続される。そして、基準電圧発生回路320は、高電位側の電源電圧VDDH及び低電位側の電源電圧VSSHの間の電圧を抵抗回路により分割した複数の分割電圧を、基準電圧V0〜V63として生成する。なお、極性反転駆動の場合、実際には極性が正の場合と負の場合とで電圧が対称とならないため、正極性用の基準電圧と、負極性用の基準電圧とが生成される。図6では、その一方を示している。
図6では、出力線OL−1を駆動するために、DAC330−1−R、330−1−G、330−1−Bによって、R成分、G成分及びB成分用の表示データに対応するアナログの駆動電圧が生成される。DAC330−1−Rは、R成分用表示データに対応するアナログの駆動電圧を生成する。DAC330−1−Gは、G成分用表示データに対応するアナログの駆動電圧を生成する。DAC330−1−Bは、B成分用表示データに対応するアナログの駆動電圧を生成する。
そして、多重化回路340−1が、R成分、G成分及びB成分用の表示データに対応するアナログの駆動電圧を用いて、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselに基づき多重化信号を生成する。この多重化信号が、データ線駆動回路DRV−1の入力信号となる。より具体的には、多重化回路340−1は、マルチプレクス信号RselがHレベルのとき、DAC330−1−Rの出力をデータ線駆動回路DRV−1の入力と電気的に接続する。多重化回路340−1は、マルチプレクス信号GselがHレベルのとき、DAC330−1−Gの出力をデータ線駆動回路DRV−1の入力と電気的に接続する。多重化回路340−1は、マルチプレクス信号BselがHレベルのとき、DAC330−1−Bの出力をデータ線駆動回路DRV−1の入力と電気的に接続する。
DAC330−1−R、330−1−G、330−1−Bは、ROMデコーダ回路により実現することができる。DAC330−1−R、330−1−G、330−1−Bは、6ビットの表示データに基づいて、基準電圧V0〜V63のうちいずれか1つを選択して選択電圧Vsel−R、Vsel−G、Vsel−Bとして多重化回路340−1に出力する。なお、他のデータ線駆動回路DRV−2〜DRV−Nについても、同様に、対応する6ビットの表示データに基づいて選択された電圧が出力される。
DAC330−1−R、330−1−G、330−1−Bは、反転回路332−1−R、332−1−G、332−1−Bを含む。反転回路332−1−R、332−1−G、332−1−Bは、極性反転信号POLに基づいて表示データを反転する。そして、各ROMデコーダ回路には、6ビットの表示データD0〜D5と、6ビットの反転表示データXD0〜XD5とが入力される。反転表示データXD0〜XD5は、表示データD0〜D5をそれぞれビット反転したものである。そして、ROMデコーダ回路において、基準電圧発生回路320により生成された多値の基準電圧V0〜V63のうちのいずれか1つが表示データに基づいて選択される。
例えば極性反転信号POLがHレベルのとき、6ビットの表示データD0〜D5「000010」(=2)に対応して、基準電圧V2が選択される。また例えば極性反転信号POLがLレベルのとき、表示データD0〜D5を反転した反転表示データXD0〜XD5を用いて基準電圧を選択する。即ち、反転表示データXD0〜XD5が「111101」(=61)となり、基準電圧V61が選択される。
このようにしてDAC330−1−R、330−1−G、330−1−Bにより選択された選択電圧Vsel−R、Vsel−G、Vsel−Bは、多重化回路340−1に供給される。
そして、データ線駆動回路DRV−1は、多重化回路340−1によって多重化された多重化信号に基づいて出力線OL−1を駆動する。また、電源回路100は、上述したように、極性反転信号POLに同期して対向電極の電圧を変化させる。これにより、液晶に印加される電圧の極性を反転させて駆動できる。
以上のように、電源回路100をデータドライバ30に内蔵させることで、液晶表示装置10の実装面積を削減し、低消費電力で、且つ画質の劣化を防止するデータドライバを提供できる。
なお図5及び図6ではデータドライバ30に電源回路を内蔵させる場合について説明したが、ゲートドライバ32に電源回路を内蔵させてもよい。
図7に、図5及び図6に示したデータドライバ30によるマルチプレクス駆動の模式的な説明図を示す。
マルチプレクス駆動制御回路350は、水平同期信号HSYNCにより規定される1水平走査期間(1H)において、図7に示すようにマルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselを生成する。マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselのうち2以上の信号が同時にHレベルになることがない。
上述のように多重化回路340−1は、マルチプレクス信号RselがHレベルのとき、R成分用の駆動電圧をデータ線駆動回路DRV−1に供給する。マルチプレクス信号GselがHレベルのとき、G成分用の駆動電圧をデータ線駆動回路DRV−1に供給する。マルチプレクス信号BselがHレベルのとき、B成分用の駆動電圧をデータ線駆動回路DRV−1に供給する。そして、液晶表示パネル20のデマルチプレクサDMUX1によって、このように多重化された信号から各駆動電圧が分離されて、R成分用データ線R1、G成分用データ線G1及びB成分用データ線B1に供給される。
ところで、アクティブマトリックス型の液晶表示装置では、画素電極と対向電極とが容量結合されている。そのため、データ線に供給された電圧を、走査線により選択されたTFTを介して画素電極に書き込むと、その書き込み時に画素電極の電圧レベルが変化してしまう。例えば図7では、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、BselのそれぞれがLレベルからHレベルに変化するタイミング(A1、A2、A3)が、書き込み開始タイミングに相当する。そして、各タイミングにおいて、書き込んだ電圧レベルに応じて、対向電極の電圧レベルが変動する。その後、対向電極を駆動するオペアンプが、変動した対向電極の電圧レベルを元のレベルに戻すように駆動する。
ところが、水平走査方向の画素数が増えて1水平走査期間が短縮化傾向にあって、更にマルチプレクス駆動を行う場合には、画素電極への書き込み時間がより一層短くなる。このとき、対向電極の電圧レベルが元に戻るまでに時間が十分に確保できなくなり、画質の劣化を招くようになる。そのためにはオペアンプの出力能力を大きくする必要が生じ、消費電力の増大を招くことになる。
そこで本実施形態における電源回路100は、以下のように構成することで、消費電力の増大を抑えつつ、対向電極の電圧レベルを速やかに元のレベルに戻すことができる。
3. 電源回路
図8に、本実施形態における電源回路100の構成例のブロック図を示す。
電源回路100は、オペアンプ110と、オペアンプ制御回路120とを含む。オペアンプ110は、対向電極を駆動する。オペアンプ制御回路120は、オペアンプ110のスルーレート(slew rate)及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御する。そして、オペアンプ制御回路120が、画素電極への書き込み開始タイミングで開始される制御期間において、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを大きくする。制御期間を経過後には、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力を制御期間前の状態に戻すことが望ましい。ここで、スルーレートは、単位時間当たりの出力電圧の最大勾配を示す値ということができる。
即ち、画素電極への書き込みによって対向電極の電圧レベルが変動した場合であっても、この書き込みが開始される制御期間において、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つが大きくなるように制御される。従って、変動した対向電極の電圧レベルをいち早く、書き込み前の電圧レベルに戻すことができる。これにより、オペアンプ110の出力能力が必要なときのみ該出力能力を大きくでき、それ以外の期間ではオペアンプ110の出力能力を小さくできる。そのため、消費電力を最低限に抑えることができるようになる。
電源回路100は、選択回路130を含み、オペアンプ110には、選択回路130から出力電圧が入力電圧VCOMinとして供給される。選択回路130は、極性反転信号POLに基づいて、高電位側電圧VCOMH又は低電位側電圧VCOMLのいずれかを、オペアンプ110の入力電圧VCOMinとして出力する。
また電源回路100は、高電位側対向電極電圧生成回路140、低電位側対向電極電圧生成回路150を含むことができる。高電位側対向電極電圧生成回路140は、高電位側電圧VCOMHを生成する。低電位側対向電極電圧生成回路150は、低電位側電圧VCOMLを生成する。高電位側対向電極電圧生成回路140及び低電位側対向電極電圧生成回路150の少なくとも1つは、システム電源電圧VDDとシステム接地電源電圧VSSとの間の電圧を例えばチャージポンプ動作で昇圧することにより生成される。
更に電源回路100は、タイマ回路160を含むことができる。そして図9に示すように、オペアンプ制御回路120は、タイマ回路160からの制御信号SRCNTに基づいて指定される制御期間CTにおいて、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを大きくする制御を行うことができる。このタイマ回路160は、画素電極の書き込み開始タイミング後にカウントを開始して所与のカウント値になるまでの期間を制御期間CTとして指定する制御信号SRCNTを生成する。このとき、画素電極の書き込み開始タイミングは、マルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselの論理和演算結果である書き込み信号SELにより定められる。これにより、画素電極への書き込み開始タイミングを、多重化信号の時分割タイミングとすることができる。
以下、このような電源回路100の要部の構成例について説明する。
図10に、図8のタイマ回路160の構成例の回路図を示す。
図10に示すタイマ回路160には、ドットクロックDCLK、水平同期信号HSYNC及び書き込み信号SELが入力される。そしてタイマ回路160は、1水平走査期間内に、書き込み信号SELをドットクロックDCLKに同期してシフトすることで、書き込み信号SELの変化点を起算点としてドットクロックDCLKのクロック数をカウントしている。
更にタイマ回路160は、所与の1又は複数のカウント値の中から選択された1つのカウント値になるまでの期間を前記制御期間として指定することができる。そのため、図10では、タイマ回路160には、モード信号MODE1、MODE2が入力され、4種類のカウント値の中からモード信号MODE1、MODE2によって1つのカウント値を指定できる。モード信号MODE1、MODE2は、電源回路100(又はデータドライバ30)の図示しないモード設定レジスタの設定内容に応じて出力され、このモード設定レジスタはホスト又は表示コントローラ38によってアクセスされるようになっている。図10では、ドットクロックDCLKのクロック数が「2」、「4」、「8」、「10」の中から選択されることになる。
図11に、図10のタイマ回路160の動作例のタイミング図を示す。図11では、モード信号MODE1、MODE2によりドットクロックDCLKのクロック数「8」が選択された場合の動作例を示している。
垂直同期信号VSYNCがLレベルとなり、水平同期信号HSYNCがLレベルからHレベルに変化すると、1水平走査期間が開始される。そして、当該水平走査期間内に、マルチプレクス信号Rselが変化して書き込み信号SELがHレベルに変化すると、制御信号SRCNTがHレベルに変化する(B1)。
書き込み信号SELがドットクロックDCLKに同期してシフトされて、書き込み信号SELの変化点を起算点としてドットクロックDCLKのクロック数「2」のとき、信号SELd2がHレベルに変化する(B2)。同様にドットクロックDCLKのクロック数「4」のとき、信号SELd4がHレベルに変化する(B3)。ドットクロックDCLKのクロック数「8」のとき、信号SELd8がHレベルに変化する(B4)。ドットクロックDCLKのクロック数「10」のとき、信号SELd10がHレベルに変化する(B5)。
モード信号MODE1、MODE2によりドットクロックDCLKのクロック数「8」が選択されているため、信号SELd8がHレベルに変化したときに、制御信号SRCNTがLレベルに変化する(B6)。そして、制御信号SRCNTがHレベルの期間を制御期間CTとすることができる。
図12に、図8のオペアンプ制御回路120の構成例の回路図を示す。
オペアンプ制御回路120は、第1のp型(第1導電型)差動増幅回路設定レジスタ(広義には第1のオペアンプ設定レジスタ)122−p、第2のp型差動増幅回路設定レジスタ(広義には第2のオペアンプ設定レジスタ)124−pを含む。図12では、第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−p、及び第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−pのそれぞれは、6ビットのD型フリップフロップ(以下、D−FFと略す)により構成される。
第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−pを構成する各D−FFのクロック端子Cには、コマンド設定信号CMDBが入力される。第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−pを構成する各D−FFのデータ入力端子Dには、コマンドデータCMD<0:5>の各ビットの信号が入力される。第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−pを構成する各D−FFのクロック端子Cには、コマンド設定信号CMDAが入力される。第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−pを構成する各D−FFのデータ入力端子Dには、コマンドデータCMD<0:5>の各ビットの信号が入力される。
またオペアンプ制御回路120は、第1のn型(第2導電型)差動増幅回路設定レジスタ(広義には第1のオペアンプ設定レジスタ)122−n、第2のn型差動増幅回路設定レジスタ(広義には第2のオペアンプ設定レジスタ)124−nを含む。図12では、第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−n、及び第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nのそれぞれは、6ビットのD−FFにより構成される。
第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−nを構成する各D−FFのクロック端子Cには、コマンド設定信号CMDDが入力される。第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−nを構成する各D−FFのデータ入力端子Dには、コマンドデータCMD<0:5>の各ビットの信号が入力される。第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nを構成する各D−FFのクロック端子Cには、コマンド設定信号CMDCが入力される。第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nを構成する各D−FFのデータ入力端子Dには、コマンドデータCMD<0:5>の各ビットの信号が入力される。
コマンド設定信号CMDA、CMDB、CMDC、CMDDは、ホスト又は表示コントローラ38から各差動増幅回路設定レジスタに設定データ(第1、第2の設定データ)を設定するための設定コマンドが入力されたときのパルス信号である。コマンドデータCMD<0:5>は、ホスト又は表示コントローラ38から出力されたコマンドデータである。
第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−pには、制御期間CTにおけるオペアンプ110のp型差動増幅回路の電流源の電流値を定める設定データが設定される。第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−pには、制御期間CT以外の期間におけるオペアンプ110のp型差動増幅回路の電流源の電流値を定める設定データが設定される。
第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−nには、制御期間CTにおけるオペアンプ110のn型差動増幅回路の電流源の電流値を定める設定データが設定される。第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nには、制御期間CT以外の期間におけるオペアンプ110のn型差動増幅回路の電流源の電流値を定める設定データが設定される。
このような構成のオペアンプ制御回路120には、制御信号SRCNT及び極性反転信号POLが入力される。そして、極性反転信号POLがHレベルで、且つ制御信号SRCNTがHレベルのとき、第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−pの設定データに対応した信号が、p型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6(広義にはオペアンプ制御信号)として出力される。また極性反転信号POLがHレベルで、且つ制御信号SRCNTがLレベルのとき、第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−pの設定データに対応した信号が、p型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6として出力される。また、極性反転信号POLがLレベルで、且つ制御信号SRCNTがHレベルのとき、第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−nの設定データに対応した信号が、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6として出力される。更に極性反転信号POLがLレベルで、且つ制御信号SRCNTがLレベルのとき、第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nの設定データに対応した信号が、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6として出力される。
更に制御信号SRCNTがそのままブースト信号BOOSTNとして出力され、制御信号SRCNTの反転信号がブースト信号BOOSTPとして出力される。
なお図12では、第1のオペアンプ設定レジスタとして第1のp型差動増幅回路設定レジスタ122−p及び第1のn型差動増幅回路設定レジスタ122−nを設け、第2のオペアンプ設定レジスタとして第2のp型差動増幅回路設定レジスタ124−p及び第2のn型差動増幅回路設定レジスタ124−nを設けている。そして、ブースト信号BOOSTP、BOOSTNが、制御期間CTのみアクティブとなるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、第1のオペアンプ設定レジスタとして、オペアンプ110の電流駆動能力を高めるための設定データ(制御情報)を設定できる設定レジスタと、第2のオペアンプ設定レジスタとして、オペアンプ110の通常状態の電流駆動能力を設定するための設定データを設定できる設定レジスタとを設けるようにしてもよい。この場合、制御期間CTでは、第1のオペアンプ設定レジスタの制御情報に基づいてオペアンプ110の電流駆動能力を高め、制御期間CT以外の期間では、第2のオペアンプ設定レジスタの制御情報に基づいてオペアンプ110の電流駆動能力を設定する。
このように、オペアンプ制御回路120は、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第1の設定データが設定される第1のオペアンプ設定レジスタと、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第2の設定データが設定される第2のオペアンプ設定レジスタとを含むことができる。そして、制御期間では、第1の設定データに基づいてオペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御し、制御期間の経過後では、第2の設定データに基づいてオペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを制御することができる。
図13に、図8のオペアンプ110の構成例の回路図を示す。
このオペアンプ110には、図12のオペアンプ制御回路120からp型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6、ブースト信号BOOSTP、BOOSTNが入力される。
オペアンプ110は、差動部112と、出力部114とを含む。差動部112は、n型差動増幅回路116と、p型差動増幅回路118とを含む。
n型差動増幅回路116は、カレントミラー回路CM1、差動トランジスタ対DT1、電流源CS1を含む。カレントミラー回路CM1は、ソースが高電位側の電源電圧VDDに接続されたp型MOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ(以下p型トランジスタと略す)PT1、PT2を含む。p型トランジスタPT1、PT2のゲートは互いに接続され、p型トランジスタPT1のゲート及びドレインが接続される。
差動トランジスタ対DT1は、n型MOSトランジスタ(以下n型トランジスタと略す)NT1、NT2を含む。n型トランジスタNT1のゲートには、出力部114の出力電圧VCOMが供給される。n型トランジスタNT2のゲートには、オペアンプ110の入力電圧VCOMinが供給される。n型トランジスタNT1のドレインは、p型トランジスタPT1のドレインに接続される。n型トランジスタNT2のドレインは、p型トランジスタPT2のドレインに接続される。
電流源CS1は、n型トランジスタNT1、NT2のソースと低電位側の電源電圧VSSとの間に挿入される。このような電流源CS1では、6個のn型トランジスタNT3〜NT8のそれぞれが並列に接続される。そして、n型トランジスタNT3〜NT8のゲートには、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6が供給される。従って、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6に応じて、電流源CS1の電流値が制御される。
一方、p型差動増幅回路118もまた、カレントミラー回路CM2、差動トランジスタ対DT2、電流源CS2を含む。カレントミラー回路CM2は、ソースが電源電圧VSSに接続されたn型トランジスタNT11、NT12を含む。n型トランジスタNT11、NT12のゲートは互いに接続され、n型トランジスタNT11のゲート及びドレインが接続される。
差動トランジスタ対DT2は、p型トランジスタPT11、PT12を含む。p型トランジスタPT11のゲートには、出力部114の出力電圧VCOMが供給される。p型トランジスタPT12のゲートには、オペアンプ110の入力電圧VCOMinが供給される。p型トランジスタPT11のドレインは、n型トランジスタNT11のドレインに接続される。p型トランジスタPT12のドレインは、n型トランジスタNT12のドレインに接続される。
電流源CS2は、p型トランジスタPT11、PT12のソースと電源電圧VDDとの間に挿入される。このような電流源CS2では、6個のp型トランジスタPT3〜PT8のそれぞれが並列に接続される。そして、p型トランジスタPT3〜PT8のゲートには、p型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6が供給される。従って、p型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6に応じて、電流源CS2の電流値が制御される。
出力部114は、p型駆動トランジスタPDT1と、n型駆動トランジスタNDT1とを含む。p型駆動トランジスタPDT1のソースには、駆動用の高電位側の電源電圧VDD_DRが供給される。n型駆動トランジスタNDT1のソースには、駆動用の低電位側の電源電圧VSS_DRが供給される。p型駆動トランジスタPDT1のゲートには、n型差動増幅回路116のn型トランジスタNT2及びp型トランジスタPT2の接続ノードの電圧が供給される。n型駆動トランジスタNDT1のゲートには、p型差動増幅回路118のp型トランジスタPT12及びn型トランジスタNT12の接続ノードの電圧が供給される。p型駆動トランジスタPDT1のドレインとn型駆動トランジスタNDT1のドレインとが接続され、このドレインの電圧が出力電圧VCOMとなる。
なお図13では、イネーブル信号ENB及びその反転信号XENBによりオペアンプ110の出力をハイインピーダンス状態に設定できるようにするため、ゲート電圧固定用トランジスタPFT1、NFT1が設けられている。ゲート電圧固定用トランジスタPFT1、NFT1のゲートにはイネーブル信号ENB、XENBが供給され、p型駆動トランジスタPDT1のゲート電圧及びn型駆動トランジスタNDT1のゲート電圧を電源電圧VDD_DR、VSS_DRに固定して、出力をハイインピーダンス状態に設定できる。
また出力部114は、p型駆動トランジスタPDT1に並列に、ブースト用p型駆動トランジスタPBT1が設けられる。より具体的には、ブースト用p型駆動トランジスタPBT1は、ブースト信号BOOSTPがLレベルのときに、p型駆動トランジスタPDT1と並列に接続される。これにより、ブースト信号BOOSTPに応じて、出力に電流を流す能力を高めることができる。
同様に、出力部114は、n型駆動トランジスタNDT1に並列に、ブースト用n型駆動トランジスタNBT1が設けられる。より具体的には、ブースト用n型駆動トランジスタNBT1は、ブースト信号BOOSTNがHレベルのときに、n型駆動トランジスタNDT1と並列に接続される。これにより、ブースト信号BOOSTNに応じて、出力から電流を引き込む能力を高めることができる。
このような構成のオペアンプ110について、n型差動増幅回路116に着目して、入力電圧VCOMinが出力電圧VCOMより高い場合を考える。
この場合、n型トランジスタNT1のインピーダンスがn型トランジスタNT2より大きくなるため、p型トランジスタPT1、PT2のゲート電圧が上昇し、p型トランジスタPT2のインピーダンスが大きくなる。そのため、p型駆動トランジスタPDT1のゲート電圧が下降し、p型駆動トランジスタPDT1はオンする方向に向かう。
一方、p型差動増幅回路118に着目すると、入力電圧VCOMinが出力電圧VCOMより高い場合、p型トランジスタPT11のインピーダンスがp型トランジスタPT12のインピーダンスより小さくなるため、n型トランジスタNT11、NT12のゲート電圧が上昇し、n型トランジスタNT12のインピーダンスが小さくなる。そのため、n型駆動トランジスタNDT1のゲート電圧が下降し、n型駆動トランジスタNDT1がオフする方向に向かう。
このように、入力電圧VCOMinが出力電圧VCOMより高い場合は、出力電圧VCOMが高くなる方向にp型駆動トランジスタPDT1、n型駆動トランジスタNDT1が動作する。なお、入力電圧VCOMinが出力電圧VCOMより低い場合は、上述と逆の動作を行う。以上のような動作の結果、オペアンプ110では、入力電圧VCOMinと出力電圧VCOMとがほぼ等しくなる平衡状態に移行していく。
このとき、n型差動増幅回路116では、電流源CS1の電流値を大きくすればするほど、カレントミラー回路CM1及び差動トランジスタ対DT1を構成する各トランジスタの反応速度を速めることができるため、オペアンプ110のスルーレートを高めることができる。同様に、p型差動増幅回路118では、電流源CS2の電流値を大きくすればするほど、カレントミラー回路CM2及び差動トランジスタ対DT2を構成する各トランジスタの反応速度を速めることができるため、オペアンプ110のスルーレートを高めることができる。
また、出力部114において、ブースト用p型駆動トランジスタPBT1又はブースト用n型駆動トランジスタNBT1を動作させることにより、電流駆動能力を高めることができる。
図13に示すオペアンプ110が液晶表示パネル20の対向電極を駆動する場合、対向電極の負荷と極性反転の周波数との関係で、以下のようにオペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力を調整できる。
対向電極の負荷が小さく、極性反転させる周波数が高いとき、オペアンプ110のスルーレートのみを大きくすればよい。これは、液晶表示パネル20の表示画素数が増加しても対向電極の負荷が小さい場合に相当する。例えばQVGAパネルとVGAパネルが同じサイズであっても、極性反転の周波数を2倍にする必要がある。
対向電極の負荷が大きいとき、オペアンプ110の電流駆動能力のみを大きくすればよい。これは、液晶表示パネル20の製造メーカによって対向電極の負荷が異なるが、極性反転の周波数は同じである場合に相当する。
対向電極の負荷が大きく、極性反転させる周波数が高いとき、オペアンプ110のスルーレート及び電流駆動能力を大きくすればよい。これは、液晶表示パネル20の表示画素数が増加した場合に相当する。例えば、QVGAパネルからVGAパネルに変更した場合、対向電極の負荷が大きくなり、且つ極性反転させる周波数を高くする必要がある。
図14に、本実施形態における電源回路100の動作例のタイミング図を示す。
図14では、図10〜図13で説明した構成を有する電源回路100が、極性反転信号POLがHレベルのときに動作したタイミング例を示している。またタイマ回路160では、ドットクロックDCLKのクロック数「2」が選択されているものとする。
水平同期信号HSYNCがLレベルからHレベルに変化して1水平走査期間が開始されると、マルチプレクス駆動制御回路350がマルチプレクス信号Rsel、Gsel、Bselを生成する。従って、図14に示すように、まずマルチプレクス信号Rselの変化に起因して、書き込み信号SELがHレベルに変化する(C1)。この時点から、ドットクロックDCLKの2クロックの間のみHレベルとなり、このHレベルの期間が制御期間CTとなる。
そして、予め設定された制御期間CT用のp型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6、ブースト信号BOOSTP、BOOSTNに応じて、オペアンプ110が制御される。オペアンプ110は、この制御期間CTでは、高いスループット又は高い電流駆動能力で対向電極を駆動できる。
そして、制御期間CTが経過後、p型差動増幅回路制御信号VREFP1〜VREFP6、n型差動増幅回路制御信号VREFN1〜VREFN6、ブースト信号BOOSTP、BOOSTNが元の状態に戻され、オペアンプ110は、より小さいスループット又はより小さい電流駆動能力で対向電極を駆動することになる。
同様にして、マルチプレクス信号Gselが変化すると、再び書き込み信号SELがHレベルに変化する(C2)。この時点から、ドットクロックDCLKの2クロックの間のみHレベルとなり、このHレベルの期間が制御期間CTとなる。
またマルチプレクス信号Bselが変化すると、再び書き込み信号SELがHレベルに変化する(C3)。この時点から、ドットクロックDCLKの2クロックの間のみHレベルとなり、このHレベルの期間が制御期間CTとなる。
なお本実施形態では、制御期間CTの長さが各色成分で共通にしているが、これに限定されるものではなく、色成分毎に制御期間CTの長さを設定できるようにしてもよい。
以上のように、本実施形態によれば、変動した対向電極の電圧レベルを元に戻すときのみ、スルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つが大きくなるように制御され、その後、元のスルーレート及び電流駆動能力でオペアンプが駆動する。こうすることで、オペアンプ110の出力能力が必要なときのみ該出力能力を大きくできるため、それ以外の期間ではオペアンプ110の出力能力を小さくでき、消費電力を最低限に抑えることができるようになる。
4. 電子機器
図15に、本実施形態における電子機器の構成例のブロック図を示す。ここでは、電子機器として、携帯電話機の構成例のブロック図を示す。図15において、図1又は図2と同一部分には同一符号を付し、適宜説明を省略する。
携帯電話機900は、カメラモジュール910を含む。カメラモジュール910は、CCDカメラを含み、CCDカメラで撮像した画像のデータを、YUVフォーマットで表示コントローラ38に供給する。
携帯電話機900は、液晶表示パネル20を含む。液晶表示パネル20は、データドライバ30及びゲートドライバ32によって駆動される。液晶表示パネル20は、複数のゲート線、複数のソース線、複数の画素を含む。
表示コントローラ38は、データドライバ30及びゲートドライバ32に接続され、データドライバ30に対してRGBフォーマットの表示データを供給する。
電源回路100は、データドライバ30及びゲートドライバ32に接続され、各ドライバに対して、駆動用の電源電圧を供給する。また液晶表示パネル20の対向電極に、対向電極電圧VCOMを供給する。
ホスト940は、表示コントローラ38に接続される。ホスト940は、表示コントローラ38を制御する。またホスト940は、アンテナ960を介して受信された表示データを、変復調部950で復調した後、表示コントローラ38に供給できる。表示コントローラ38は、この表示データに基づき、データドライバ30及びゲートドライバ32により液晶表示パネル20に表示させる。
ホスト940は、カメラモジュール910で生成された表示データを変復調部950で変調した後、アンテナ960を介して他の通信装置への送信を指示できる。
ホスト940は、操作入力部970からの操作情報に基づいて表示データの送受信処理、カメラモジュール910の撮像、液晶表示パネル20の表示処理を行う。
なお上述した実施形態では、多重化信号が多重化された時分割タイミングを画素電極への書き込み開始タイミングとしていたが、これに限定されるもではない。多重化信号を用いずにデータドライバが各データ線を駆動する場合には、各データ線の駆動開始タイミングが画素電極への書き込み開始タイミングとなることは言うまでもない。
そして、本実施形態のように多重化信号を用いる場合であっても、本実施形態では1画素を構成する3ドット分の表示データに対応した各駆動電圧を時分割で多重化されるものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、2画素分の6ドット分の表示データに対応した各駆動電圧を時分割で多重化した多重化信号や、3画素分の9ドット分の表示データに対応した各駆動電圧を時分割で多重化した多重化信号にも適用できる。また本発明は、1画素を構成するドット数に限定されるものではなく、多重化信号は、各ドットの表示データを時分割で多重化したものであればよい。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、本発明は上述の液晶表示パネルの駆動に適用されるものに限らず、エレクトロクミネッセンス、プラズマディスプレイ装置の駆動に適用可能である。
また、本発明のうち従属請求項に係る発明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略する構成とすることもできる。また、本発明の1の独立請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させることもできる。
本実施形態における液晶表示装置の構成の概要を示す図。 本実施形態における液晶表示装置の他の構成の概要を示す図。 図3(A)、図3(B)はフレーム反転駆動の動作説明図。 図4(A)、図4(B)はライン反転駆動の動作説明図。 図1のデータドライバの構成例のブロック図。 図5の基準電圧発生回路、DAC、多重化回路、駆動回路の構成の概要を示す図。 図5及び図6に示したデータドライバによるマルチプレクス駆動の模式的な説明図。 本実施形態における電源回路の構成例のブロック図。 図8の電源回路の動作説明図。 図8のタイマ回路の構成例の回路図。 図10のタイマ回路の動作例のタイミング図。 図8のオペアンプ制御回路の構成例の回路図。 図8のオペアンプの構成例の回路図。 本実施形態における電源回路の動作例のタイミング図。 本実施形態における電子機器の構成例のブロック図。
符号の説明
10 液晶表示装置、 20 液晶表示パネル、
22Rmn、22Gmn、22Bmn TFT、
24Rmn、24Gmn、24Bmn 液晶容量、
26Rmn、26Gmn、26Bmn 画素電極、
28Rmn、28Gmn、28Bmn 対向電極、 30 データドライバ、
32 ゲートドライバ、 38 表示コントローラ、 100 電源回路、
110 オペアンプ、 120 オペアンプ制御回路、 130 選択回路、
140 高電位側対向電極電圧生成回路、 150 低電位側対向電極電圧生成回路、
160 タイマ回路、 Bn B成分用データ線、
DL1〜DLN、DLn データ信号供給線、 DMUXn デマルチプレクサ、
GL1〜GLM、GLm 走査線、 Gn G成分用データ線、
POL 極性反転信号、 Rn R成分用データ線、
Rsel、Gsel、Bsel マルチプレクス信号、 VCOM 対向電極電圧、
VCOMH 高電位側電圧、 VCOML 低電位側電圧

Claims (13)

  1. 複数のデータ線と複数の走査線と前記複数のデータ線と前記複数の走査線との交差位置に対応して設けられた複数の画素電極と前記複数の画素電極に対向する対向電極と前記複数の画素電極と前記対向電極との間に配置された電気光学物質とを備えた電気光学装置の前記対向電極に電圧を供給するための電源回路であって、
    前記対向電極を駆動するオペアンプと、
    前記オペアンプを制御するオペアンプ制御回路と、を含み、
    前記複数の走査線のうち1つの走査線を選択する1水平走査期間のうち、前記複数のデータ線のうち第1のデータ線に第1のデータ信号の出力を開始してから終了するまでの第1の駆動電圧印加期間において、前記オペアンプ制御回路は前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを大きくした後に前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始する前に戻すこと、
    を特徴とする電源回路。
  2. 請求項1において、
    前記1水平走査期間のうち、前記複数のデータ線のうち前記第1のデータ線とは異なる第2のデータ線に第2のデータ信号の出力を開始してから終了するまでの第2の駆動電圧印加期間において、前記オペアンプ制御回路は前記オペアンプのスルーレート及び電流駆動能力の少なくとも1つを大きくした後に前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを前記第2のデータ線に前記第2のデータ信号の出力を開始する前に戻すこと、
    を特徴とする電源回路。
  3. 請求項1又は2において、
    前記第の駆動電圧印加期間は、前記第1の駆動電圧印加期間の後に設定されること、
    を特徴とする電源回路。
  4. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
    前記オペアンプ制御回路が、
    前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第1の設定データが設定される第1のオペアンプ設定レジスタと、
    前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを指定するための第2の設定データが設定される第2のオペアンプ設定レジスタとを含み、
    前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始してから、前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始する前に戻す前までは、前記第1の設定データに基づいて前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを制御し、
    前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始する前に戻した後では、前記第2の設定データに基づいて前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを制御することを特徴とする電源回路。
  5. 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
    前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始する後にカウントを開始し、1又は複数のカウント値の中から選択された1つのカウント値になるまでの期間を制御期間として指定するタイマ回路を含み、
    前記制御期間は、前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始してから、前記オペアンプの前記スルーレート及び前記電流駆動能力の少なくとも1つを前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始する前に戻す前までの期間であることを特徴とする電源回路。
  6. 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
    前記電気光学装置の前記複数のデータ線の各データ線に供給されるデータ信号が時分割で多重化された多重化信号から分離されたデータ信号が、前記画素電極に供給される場合に、
    前記第1のデータ線に前記第1のデータ信号の出力を開始するタイミングが、前記多重化信号の時分割タイミングであることを特徴とする電源回路。
  7. 電気光学装置の複数の走査線及び複数のデータ線により特定される複数の画素電極と、電気光学物質を挟んで該複数の画素電極に対向する対向電極とを含む電気光学装置を駆動するための表示ドライバであって、
    前記対向電極に電圧を供給する請求項1乃至6のいずれか記載の電源回路と、
    前記電気光学装置を駆動する駆動回路とを含むことを特徴とする表示ドライバ。
  8. 電気光学装置の複数の走査線及び複数のデータ線により特定される複数の画素電極と、電気光学物質を挟んで該複数の画素電極に対向する対向電極と、各データ線に多重化信号を分離したデータ信号を出力するためのデマルチプレクサとを含む電気光学装置を駆動するための表示ドライバであって、
    前記対向電極に電圧を供給する請求項6記載の電源回路と、
    複数のデータ線の各データ線に供給されるデータ信号を多重化した多重化信号を生成する多重化回路と、
    前記多重化信号に基づいて前記電気光学装置のデータ線を駆動する駆動回路とを含むことを特徴とする表示ドライバ。
  9. 複数の走査線と、
    複数のデータ線と、
    前記複数の走査線の1つと前記複数のデータ線の1つとにより特定される画素電極と、
    電気光学物質を挟んで前記画素電極と対向する対向電極と、
    各データ線に多重化信号を分離したデータ信号を出力するためのデマルチプレクサと、
    前記複数の走査線を走査する走査ドライバと、
    前記複数のデータ線を駆動するデータドライバと、
    前記対向電極に電圧を供給する請求項6記載の電源回路とを含むことを特徴とする電気光学装置。
  10. 複数の走査線と、
    複数のデータ線と、
    前記複数の走査線の1つと前記複数のデータ線の1つとにより特定される画素電極と、
    電気光学物質を挟んで前記画素電極と対向する対向電極と、
    前記複数の走査線を走査する走査ドライバと、
    前記複数のデータ線を駆動するデータドライバと、
    前記対向電極に電圧を供給する請求項6記載の電源回路とを含むことを特徴とする電気光学装置。
  11. 請求項1乃至6のいずれか記載の電源回路を含むことを特徴とする電子機器。
  12. 請求項7又は8記載の表示ドライバを含むことを特徴とする電子機器。
  13. 請求項9又は10記載の電気光学装置を含むことを特徴とする電子機器。
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