JP4973482B2 - 集積回路装置、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

集積回路装置、電気光学装置及び電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、集積回路装置、電気光学装置及び電子機器等に関する。
従来より、携帯電話機、テレビ、プロジェクタ(投写型表示装置)などの電子機器に用いられる電気光学パネルとして、単純マトリクス方式の液晶パネルや、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)などのスイッチ素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶パネルなどが知られている。また近年はEL(Electro Luminescence)などの発光素子を用いた電気光学パネルも脚光を浴びている。
そして、近年、電気光学パネルの画面サイズの拡大や画素数の増加により、電気光学パネルのデータ線(ソース線)の本数が増大する一方、各データ線に与える電圧の高精度化が要求されている。更には、電気光学パネルを搭載する電子機器の低消費電力化、軽量小型化の要求により、データ線を駆動するデータドライバ(ソースドライバ)の低消費電力化やチップサイズの縮小化も要求されている。
例えば、特許文献1及び特許文献2には、データドライバのデータ線を駆動する出力回路のレール・ツー・レール(Rail-to-Rail)動作を可能にする一方で、高精度にデータ線に電圧を供給できる構成が開示されている。
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に開示された技術では、各出力回路が補助回路を搭載することにより駆動能力を制御してレール・ツー・レール動作を実現させる。そのため、補助回路を付加回路として搭載する必要があり、データドライバの回路規模が大きくなるという問題があった。また、データ線に与える電圧のばらつきを抑えるためにトランジスタのサイズを大きくする必要があり、チップサイズが増加してしまうという課題があった。
また特許文献3には、データドライバブロックとメモリブロックを集積回路装置の長辺方向に沿って隣接配置することで、チップサイズを縮小化する技術が開示されている。
しかしながら、この特許文献3の技術では、スリムな細長チップは実現できるものの、データドライバブロック自体の回路面積が大きくなったり、データドライバブロックからデータ信号用パッドに対して配線する信号線の配線領域などが原因となって、チップサイズの縮小化という課題の達成が不十分であった。
特開2005−175811号公報 特開2005−175812号公報 特開2007−243125号公報
本発明の幾つかの態様によれば、回路の小規模化を図れ、効率的なレイアウトが可能な集積回路装置、電気光学装置及び電子機器を提供できる。
本発明は、第1の方向に沿って配置され、電気光学装置の複数のデータ線にデータ信号を供給する第1〜第N(Nは2以上の整数)のデータドライバブロックを含み、前記第1〜第Nのデータドライバブロックの各データドライバブロックは、第1〜第M(Mは2以上の整数)のサブドライバブロックを含み、前記第1〜第Mのサブドライバブロックの第Jのサブドライバブロック(Jは1≦J≦Mとなる整数)は、画像データを受け、前記画像データのD/A変換を行うD/A変換回路と、前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、前記D/A変換回路の前記第2の方向において前記第1の方向に沿って配置され、前記D/A変換回路を共用する第1〜第L(Lは2以上の整数)のデータ線駆動回路を含む集積回路装置に関係する。
本発明によれば、D/A変換回路が、第1〜第Lのデータ線駆動回路により共用されるため、D/A変換回路の占有面積を削減でき、集積回路装置の小規模化を図れる。また第1〜第Lのデータ線駆動回路が、D/A変換回路の第2の方向において第1方向に沿って配置されるため、D/A変換回路の出力信号線を各データ線駆動回路にショートパスで接続でき、出力信号線の配線領域を小さくできる。また第1〜第Mのサブドライバブロックを例えば第1の方向に沿って並べて配置するだけで、各データドライバブロックやデータドライバを構成できるため、効率的なレイアウが可能になる。
また本発明では、その各リピータ回路が、前記第1〜第Mのサブドライバブロックのうちの隣り合うサブドライバドライバブロック間に設けられる複数のリピータ回路を含んでもよい。
このようなリピータ回路を設ければ、そのリピータ回路に対応するサブドライバブロックに対して適正な信号を供給することが可能になる。
また本発明では、前記各リピータ回路は、基準バイアス信号を受け、前記基準バイアス信号に基づき生成したバイアス信号を、前記第1〜第Mのサブドライバブロックのうちの対応するサブドライバブロックが有する前記第1〜第Lのデータ線駆動回路に供給するバイアスリピータ回路を含んでもよい。
このようなバイアスリピータ回路を設ければ、バイアス信号の変動を抑制することが可能になり、例えば各データ線駆動回路が演算増幅器を含む場合には、演算増幅器のバイアス電流の安定化を図れる。
また本発明では、前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の各データ線駆動回路は、演算増幅器と、少なくとも1つのキャパシタを含み、前記演算増幅器が配置される演算増幅器領域の前記第2の方向に、前記少なくとも1つのキャパシタが形成されるキャパシタ領域が設けられてもよい。
このようにすれば、第1〜第Lのデータ線駆動回路が含むキャパシタを、キャパシタ領域にまとめて配置できるようになり、高精度なキャパシタの形成やレイアウト効率の向上を図れる。
また本発明では、複数のリピータ回路用信号線が、前記キャパシタ領域において前記第1の方向に沿って配線されてもよい。
このようにすれば、キャパシタ領域を有効活用してリピータ回路用信号線を配線できるため、レイアウト効率を向上できる。
また本発明では、前記第2の方向の反対方向を第4の方向とした場合に、前記第1〜第Nのデータドライバブロックの前記第4の方向において前記第1の方向に沿って配置され、前記画像データを記憶する第1〜第Nのメモリブロックを含み、前記第1〜第Nのメモリブロックのうちの第Jのメモリブロックは、少なくとも1サブピクセル分の画像データであるサブピクセル画像データを点順次で読み出して、前記第1〜第Nのデータドライバブロックのうちの対応する第Jのデータドライバブロックに対して時分割に出力し、前記第Jのデータドライバブロックは、前記第Jのメモリブロックから前記サブピクセル画像データを受け、前記サブピクセル画像データに対応するデータ信号を出力してもよい。
このようにすれば、第1〜第Nのメモリブロックと第1〜第Nのデータドライバブロックの間のレイアウト配置の位置関係の相互の依存性を無くすことが可能になり、レイアウト配置の自由度が高まり、レイアウト効率を向上できる。
また本発明では、前記第Jのメモリブロックと前記第Jのデータドライバブロックは、その中心位置が前記第1の方向においてずれて配置されてもよい。
このようにすれば、ずらしたレイアウト配置を行うことで創出された空き領域に、他の回路やパッド等を配置することが可能になり、レイアウト効率を向上できる。
また本発明では、第1〜第Nのプリラッチ回路と、第1〜第Nのポストラッチ回路を含み、前記第1〜第Nのプリラッチ回路のうちの第Jのプリラッチ回路は、前記第Jのメモリブロックから時分割に出力される前記サブピクセル画像データを順次にラッチし、前記第1〜第Nのポストラッチ回路のうちの第Jのポストラッチ回路は、前記第Jのプリラッチ回路での前記サブピクセル画像データのラッチ後に、ラッチされた前記サブピクセル画像データを前記第Jのプリラッチ回路から線順次で読み出してラッチし、前記第Jのデータドライバブロックに出力してもよい。
このような第1〜第Nのプリラッチ回路、第1〜第Nのポストラッチ回路を設ければ、例えば第Jのメモリブロックから時分割に出力されたサブピクセル画像データをラッチして、ラッチされたサブピクセル画像データを第Jのデータドライバブロックに対して効率良く転送することが可能になる。
また本発明では、前記D/A変換回路は、前記画像データとしてサブピクセル画像データを受け、前記サブピクセル画像データに対応した階調電圧を、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間に時分割に出力し、前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の各データ線駆動回路は、前記第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間において前記D/A変換回路から出力された前記階調電圧をサンプリングしてもよい。
このようにすれば、第1〜第Lのデータ線駆動回路により階調電圧をサンプリングすることで、D/A変換回路の共用が可能になり、レイアウト面積を縮小できる。
また本発明では、前記D/A変換回路は、前記サブピクセル画像データに対応した第1、第2の階調電圧を、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間に時分割に出力し、前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の前記各データ線駆動回路は、前記第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間において前記D/A変換回路から出力された前記第1、第2の階調電圧をサンプリングし、前記第1の階調電圧と前記第2の階調電圧の間の階調電圧を生成する階調生成アンプを含んでもよい。
このようにすれば、D/A変換回路が時分割に第1、第2の階調電圧を出力したとしても、階調生成アンプのサンプリング機能により、第1〜第Lの各サンプリング期間での電圧の適正なサンプリングが可能になる。従って、階調数が増加した場合にも、小規模な回路構成でデータ線に電圧を供給できる集積回路装置を提供できる。
また本発明では、前記階調生成アンプは、フリップアラウンド型サンプルホールド回路により構成されてもよい。
このようなフリップアラウンド型サンプルホールド回路を用いれば、階調生成アンプに電圧のサンプルホールド機能を持たせることができる共に、いわゆるオフセットフリーを実現できるため、バラツキの少ない高精度の電圧をデータ線に供給できる。
また本発明では、前記階調生成アンプは、演算増幅器と、前記演算増幅器の第1の入力端子と前記階調生成アンプの第1の入力ノードとの間に設けられ、サンプリング期間において前記第1の入力ノードの入力電圧に応じた電荷が蓄積される第1のサンプリング用キャパシタと、前記演算増幅器の前記第1の入力端子と前記階調生成アンプの第2の入力ノードとの間に設けられ、前記サンプリング期間において前記第2の入力ノードの入力電圧に応じた電荷が蓄積される第2のサンプリング用キャパシタとを含み、前記サンプリング期間において前記第1、第2のサンプリング用キャパシタに蓄積された電荷に応じた出力電圧を、ホールド期間において出力してもよい。
このようにすれば、サンプリング期間において第1、第2の入力ノードへの入力電圧を第1、第2のサンプリング用キャパシタにサンプリングし、第1、第2のサンプリング用キャパシタのフリップアラウンド動作を行うことで、第1、第2のサンプリング用キャパシタに蓄積された電荷に応じた出力電圧を、ホールド期間において出力できるようになる。
また本発明では、前記階調生成アンプは、その第2の入力端子にアナログ基準電源電圧が供給される演算増幅器と、前記階調生成アンプの第1の入力ノードと前記演算増幅器の第1の入力端子との間に設けられた第1のサンプリング用スイッチ素子及び第1のサンプリング用キャパシタと、前記階調生成アンプの第2の入力ノードと前記演算増幅器の前記第1の入力端子との間に設けられた第2のサンプリング用スイッチ素子及び第2のサンプリング用キャパシタと、前記演算増幅器の出力端子と前記第1の入力端子との間に設けられた帰還用スイッチ素子と、前記第1のサンプリング用スイッチ素子と前記第1のサンプリング用キャパシタとの間の第1の接続ノードと、前記演算増幅器の前記出力端子との間に設けられた第1のフリップアラウンド用スイッチ素子と、前記第2のサンプリング用スイッチ素子と前記第2のサンプリング用キャパシタとの間の第2の接続ノードと、前記演算増幅器の前記出力端子との間に設けられた第2のフリップアラウンド用スイッチ素子を含んでもよい。
このようにすれば、第1、第2のサンプリング用スイッチ素子や帰還用スイッチ素子を用いて第1、第2のサンプリング用キャパシタへの入力電圧のサンプリングを実現し、第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子を用いて、第1、第2のサンプリング用キャパシタのフリップアラウンド動作を実現できる。
また本発明では、前記サンプリング期間においては、前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子及び前記帰還用スイッチ素子がオンになると共に、前記第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子がオフになり、ホールド期間においては、前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子及び前記帰還用スイッチ素子がオフになると共に、前記第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子がオンになってもよい。
このように、サンプリング期間において第1、第2のサンプリング用スイッチ素子及び帰還用スイッチ素子がオンになることで、演算増幅器のイマジナリーショート機能を利用して、第1、第2のサンプリング用キャパシタに入力電圧に応じた電荷を蓄積できる。またホールド期間において第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子をオンにすることで、第1、第2のサンプリング用キャパシタに蓄積された電荷に応じた出力電圧を、階調生成アンプの出力ノードに出力できる。
また本発明では、前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子は、前記帰還用スイッチ素子がオフになった後にオフになってもよい。
このようにすれば、第1、第2のサンプリング用スイッチ素子等からのチャージインジェクションによる悪影響を最小限に抑えることができる。
また本発明は、上記のいずれかに記載の集積回路装置を含む電気光学装置に関係する。
また本発明は、上記に記載の電気光学装置を含む電子機器に関係する。
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
1.集積回路装置の回路構成
図1に本実施形態の集積回路装置10(ドライバ)の回路構成例を示す。なお本実施形態の集積回路装置10は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部(例えば走査ドライバ、階調電圧生成回路、ロジック回路等)を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。
電気光学パネル400(電気光学装置)は、複数のデータ線(例えばソース線)と、複数の走査線(例えばゲート線)と、データ線及び走査線により特定される複数の画素を有する。そして各画素領域における電気光学素子(狭義には液晶素子、EL素子等)の光学特性を変化させることで、表示動作を実現する。この電気光学パネル(狭義には表示パネル)は、例えばTFT、TFDなどのスイッチ素子を用いたアクティブマトリクス方式のパネルにより構成できる。なお電気光学パネルは、アクティブマトリクス方式以外のパネルであってもよいし、液晶パネル以外の例えば有機EL(Electro Luminescence)や無機ELなどの発光素子を用いたパネルであってもよい。
メモリ20(表示データRAM)は画像データを記憶する。メモリセルアレイ22は複数のメモリセルを含み、少なくとも1フレーム(1画面)分の画像データ(表示データ)を記憶する。ローアドレスデコーダ24(MPU/LCDローアドレスデコーダ)はローアドレスについてのデコード処理を行い、メモリセルアレイ22のワード線の選択処理を行う。カラムアドレスデコーダ26(MPUカラムアドレスデコーダ)はカラムアドレスについてのデコード処理を行い、メモリセルアレイ22のビット線の選択処理を行う。ライト/リード回路28(MPUライト/リード回路)はメモリセルアレイ22への画像データのライト処理や、メモリセルアレイ22からの画像データのリード処理を行う。
ロジック回路40(ドライバ用ロジック回路)は、表示タイミングを制御するための制御信号やデータ処理タイミングを制御するための制御信号などを生成する。このロジック回路40は例えばゲートアレイ(G/A)などの自動配置配線により形成できる。
制御回路42は各種制御信号を生成したり、装置全体の制御を行う。具体的には階調電圧生成回路110に対して、階調特性(γ特性)を調整するための階調調整データ(γ補正データ)を出力したり、電源回路90に対して、電源電圧を調整するための電源調整データを出力する。またローアドレスデコーダ24、カラムアドレスデコーダ26、ライト/リード回路28を用いたメモリへのライト/リード処理を制御する。
表示タイミング制御回路44は表示タイミングを制御するための各種の制御信号を生成し、メモリ20から電気光学パネル400側への画像データの読み出しを制御する。ホスト(MPU)インターフェース回路46は、ホストからのアクセス毎に内部パルスを発生してメモリ20にアクセスするホストインターフェースを実現する。RGBインターフェース回路48は、ドットクロックにより動画のRGBデータをメモリ20に書き込むRGBインターフェースを実現する。なおホストインターフェース回路46、RGBインターフェース回路48のいずれか一方のみを設ける構成としてもよい。
データドライバ50は、電気光学パネル400(電気光学装置)のデータ線に供給するデータ信号(電圧、電流)を生成する回路である。具体的にはデータドライバ50は、メモリ20から画像データ(階調データ、表示データ)を受け、階調電圧生成回路110から複数(例えば256段階)の階調電圧(基準電圧)を受ける。そして、これらの複数の階調電圧の中から、画像データ(階調データ)に対応する電圧(データ電圧)を選択して、電気光学パネル400のデータ線に出力する。
走査ドライバ70は電気光学パネル400の走査線を駆動するための走査信号を生成する回路である。具体的には、内蔵するシフトレジスタにおいて信号(イネーブル入出力信号)を順次シフトし、このシフトされた信号をレベル変換した信号を、走査信号(走査電圧)として電気光学パネル400の各走査線に出力する。なお走査ドライバ70に、走査アドレス生成回路やアドレスデコーダを含ませ、走査アドレス生成回路が走査アドレスを生成して出力し、アドレスデコーダが走査アドレスのデコード処理を行うことで、走査信号を生成してもよい。
電源回路90は各種の電源電圧を生成する回路であり、図2(A)にその構成例を示す。昇圧回路92は、入力電源電圧や内部電源電圧を、昇圧用キャパシタや昇圧用トランジスタを用いてチャージポンプ方式で昇圧し、昇圧電圧を生成する回路であり、1次〜4次昇圧回路などを含むことができる。この昇圧回路92により、走査ドライバ70や階調電圧生成回路110が使用する高電圧を生成できる。VCOM生成回路100は、電気光学パネル400の対向電極に供給するVCOM電圧を生成して出力する。制御回路102は電源回路90の制御を行うものであり、各種の制御レジスタなどを含む。出力回路104(レギュレータ回路、電源電圧供給)は、昇圧回路92により生成された昇圧電圧の電圧調整等を行って、各種の電源電圧を出力する。
階調電圧生成回路(γ補正回路)110は階調電圧を生成する回路であり、図2(B)にその構成例を示す。ラダー抵抗回路112(電圧分割回路)は、電源回路90で生成された階調電圧生成用の電源電圧VGMH、VGMLに基づいて、階調電圧V0〜V64を生成して出力する。具体的にはラダー抵抗回路112は、電源電圧VGMH、VGMLの間に直列に接続された複数の抵抗RD0〜RD65を有し、これらの抵抗間のタップに階調電圧V0〜V64を出力する。ここで抵抗RD0〜RD65は可変抵抗になっており、その抵抗値は調整レジスタ114に設定された階調調整データに基づいて設定される。これにより、電気光学パネル400の種類等に応じた最適な階調特性(γ補正特性)の階調電圧を生成できる。
なお極性反転駆動の場合には、正極期間(広義には第1の期間)と負極期間(広義には第2の期間)とで、階調電圧V0〜V64の電圧値を異ならせてもよい。この場合には正極期間用の階調電圧と負極期間用の階調電圧は、ラダー抵抗回路112の抵抗RD0〜RD65の抵抗値の設定を階調調整データに基づき切り替えることで生成できる。
またR(広義には第1の色成分)用、G(広義には第2の色成分)用、B(広義には第3の色成分)用で、階調特性を異ならせてもよい。このようにR、G、B独立の階調特性(γ特性)にする場合には、階調電圧生成回路110は、データドライバ50が有するサンプルホールド回路のR(赤)用のサンプリング期間においてR用の階調電圧を出力し、G(緑)用のサンプリング期間においてG用の階調電圧を出力し、B(青)用のサンプリング期間においてB用の階調電圧を出力すればよい。この場合のR、G、B用の階調電圧は、ラダー抵抗回路112の抵抗RD0〜RD65の抵抗値の設定を階調データに基づき切り替えることで生成できる。
また階調電圧生成回路110の構成は図2(B)に限定されず、階調電圧V0〜V64のインピーダンス変換を行う回路(例えば演算増幅器)を設けたり、正極用、負極用の複数のラダー抵抗回路を設けたり、R用、G用、B用の複数のラダー抵抗回路を設けるなどの変形実施が可能である。
2.集積回路装置のレイアウト配置
図3に本実施形態の集積回路装置10のレイアウト配置例を示す。図3では、集積回路装置10の短辺である第1の辺SD1から対向する第3の辺SD3へと向かう方向を第1の方向D1とし、D1の反対方向を第3の方向D3としている。また集積回路装置10の長辺である第2の辺SD2から対向する第4の辺SD4へと向かう方向を第2の方向D2とし、D2の反対方向を第4の方向D4としている。なお、図3では集積回路装置10の左辺が第1の辺SD1で、右辺が第3の辺SD3になっているが、左辺が第3の辺SD3で、右辺が第1の辺SD1であってもよい。
図3の集積回路装置10は、電気光学パネル400(電気光学装置)の複数のデータ線にデータ信号(データ電圧、データ電流)を供給するデータドライバブロックDB1〜DB6(広義には第1〜第Nのデータドライバブロック。Nは2以上の整数)を含む。これらのデータドライバブロックDB1〜DB6によりデータドライバDRが構成される。
DB1〜DB6の各データドライバブロックは、サブドライバブロックSDB0〜SDB5(広義には第1〜第Mのサブドライバブロック。Mは2以上の整数)を含む。SDB0〜SDB5の各サブドライバブロックは、画像データに基づいて、少なくとも1ピクセル分に対応するデータ信号を出力する。例えばサブドライバブロックSDB0は、画像データID0に基づいて、第1のピクセル(第1のデータ線)に対応(供給)するR用、G用、B用のデータ信号を出力する。サブドライバブロックSDB1は、画像データID1に基づいて、第1のピクセルの隣の第2のピクセル(第1のデータ線の隣の第2のデータ線)に対応(供給)するR用、G用、B用のデータ信号を出力する。サブドライバブロックSDB2〜SDB5も同様である。
なおデータドライバブロックの個数や、各データドライバブロックにおけるサブドライバブロックの個数は、6個に限定されず任意である。また各サブドライバブロックが、2ピクセル以上に対応するデータ信号を出力してもよい。例えばサブドライバブロックSDB0が第1、第2のピクセル(第1、第2のデータ線)に対応(供給)するデータ信号を出力してもよい。また複数のデータ線で、1つのサブドライバブロックを共用する変形実施も可能である。
SDB0〜SDB5の各サブドライバブロック(広義には、第1〜第Mのサブドライバブロックの第Jのサブドライバブロック。Jは1≦J≦Mとなる整数)は、D/A変換回路と、このD/A変換回路を共用する複数のデータ線駆動回路(サブピクセルドライバセル、階調アンプ)を含む。
例えばサブドライバブロックSDB0は、D/A変換回路DAC0と、DAC0を時分割で共用するデータ線駆動回路GR0、GG0、GB0を含む。これらのGR0、GG0、GB0は、各々、R用、G用、B用のデータ線駆動回路であり、R用、G用、B用のデータ信号を出力する。またサブドライバブロックSDB1は、D/A変換回路DAC1と、DAC1を時分割で共用するデータ線駆動回路GR1、GG1、GB1を含む。これらのGR1、GG1、GB1は、各々、R用、G用、B用のデータ線駆動回路であり、R用、G用、B用のデータ信号を出力する。他のサブドライバセルSDB2〜SDB5も同様である。
D/A変換回路DAC0は、画像データID0を受け、画像データID0のD/A変換を行う。例えばD/A変換回路DAC0の前段に設けられた図示しないラッチ回路からの画像データID0のD/A変換を行う。具体的には図1の階調電圧生成回路110から複数の階調電圧(基準電圧)を受け、これらの複数の階調電圧の中から、デジタルの画像データID0に対応する階調電圧を選択して出力する。D/A変換回路DAC1〜DAC5も同様である。
データ線駆動回路GR0は、D/A変換回路DAC0からのR用のデータ信号(階調電圧、データ電圧)を演算増幅器等を用いてバッファリングして、電気光学パネル400のR用のデータ線に出力して、データ線を駆動する。データ線駆動回路GG0は、D/A変換回路DAC0からのG用のデータ信号を演算増幅器等を用いてバッファリングして、G用のデータ線に出力して、データ線を駆動する。データ線駆動回路GB0は、D/A変換回路DAC0からのB用のデータ信号を演算増幅器等を用いてバッファリングして、B用のデータ線に出力する。データ線駆動回路GR1〜GB1、GR2〜GB2、GR3〜GB3、GR4〜GB4、GR5〜GB5も同様である。
更に具体的には、各データ線駆動回路がサンプルホールド回路(階調アンプ、駆動アンプ等)を含む場合には、D/A変換回路DAC0は、画像データとしてサブピクセル画像データを受け、サブピクセル画像データに対応した階調電圧を、第1、第2、第3のサンプリング期間(広義には第1〜第Lのサンプリング期間)の各サンプリング期間に時分割に出力する。そしてGR0、GG0、GB0(広義には第1〜第Lのデータ線駆動回路)の各データ線駆動回路は、第1、第2、第3のサンプリング期間(第1〜第Lのサンプリング期間)の各サンプリング期間においてD/A変換回路DAC0から出力された階調電圧をサンプリングする。例えばデータ線駆動回路GR0は第1のサンプリング期間で出力された階調電圧をサンプリングしてホールドし、R用のデータ線を駆動する。またデータ線駆動回路GG0は第2のサンプリング期間で出力された階調電圧をサンプリングしてホールドし、G用のデータ線を駆動する。またデータ線駆動回路GB0は第3のサンプリング期間で出力された階調電圧をサンプリングしてホールドし、B用のデータ線を駆動する。データ線駆動回路GR1〜GB1、GR2〜GB2、GR3〜GB3、GR4〜GB4、GR5〜GB5も同様である。
そして本実施形態では図3に示すように、データ線駆動回路GR0〜GB0(第1〜第Lのデータ線駆動回路)は、D/A変換回路DAC0のD2方向においてD1方向に沿って配置される。データ線駆動回路GR1〜GB1、GR2〜GB2、GR3〜GB3、GR4〜GB4、GR5〜GB5のレイアウト配置も同様である。
図3の本実施形態によれば、複数のデータ線駆動回路(例えばGR0、GG0、GB0)に対して1つのD/A変換回路(例えばDAC0)が設けられる構成になるため、集積回路装置10内でのD/A変換回路の占有面積を削減でき、集積回路装置10の小規模化を図れる。
また本実施形態では、複数のデータ線駆動回路が、D/A変換回路のD2方向においてD1方向に沿って配置されるため、D/A変換回路の出力信号線を各データ線駆動回路にショートパスで接続できる。また各データ線駆動回路の出力信号線についても、ショートパスでデータ信号のパッドに接続できる。従って、信号の出力信号線の配線領域を小さくでき、レイアウト効率を向上できる。これにより、集積回路装置10の例えばD2方向での幅Wを小さくでき、スリムな細長のチップを実現できる。
また本実施形態では、複数のサブドライバブロックをD1方向に沿って並べて配置するだけで、各データドライバブロックやデータドライバを構成でき、図3に示すようなレイアウト配置の集積回路装置10を実現できる。従って、レイアウト作業や回路設計を効率化できる。例えば電気光学パネル400の画素数の仕様が変わった場合にも、配置するサブドライバブロックの個数を変更するだけで、これに対応できるため、レイアウトの作業効率を大幅に向上できる。
3.リピータ回路
図4にデータドライバブロック、サブドライバブロックの詳細なレイアウト配置例を示す。図4では、複数のリピータ回路RP1、RP2、RP3が設けられている。これらのRP1、RP2、RP3の各リピータ回路は、サブドライバブロックSDB0〜SDB5(第1〜第Mのサブドライバブロック)のうちの隣り合うサブドライバドライバブロック間に設けられる。別の言い方をすれば、複数のサブドライバブロック毎に各リピータ回路が設けられる。例えばリピータ回路REP1はサブドライバブロックSDB1とSDB2の間に設けられ、リピータ回路REP2はサブドライバブロックSDB3とSDB4の間に設けられ、リピータ回路REP3はサブドライバブロックSDB5と、隣のデータドライバブロックのサブドライバブロックの間に設けられる。
なお図4では、サブドライバブロックSDB0は、サブピクセルの画像データID0に基づいて、1ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR0、DSG0、DSB0を出力している。同様にサブドライバブロックSDB1は、1ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR1、DSG1、DSB1を出力している。他のサブドライバブロックSDB2〜SDB5も同様である。
ロジック回路40は各種の制御信号SGLを制御する。サブドライバブロックのデータ線駆動回路やD/A変換回路は、制御信号SGLに基づいてその動作が制御される。例えば制御信号SGLに基づいてデータ線駆動回路のサンプルホールド回路が含むスイッチ素子のオン・オフ制御が行われ、サンプリングやホールドのタイミング等が制御される。また制御信号SGLに基づいて、データ線駆動回路やD/A変換回路のイネーブルやディスエーブルの制御を行ってもよい。
そしてREP1、REP2、REP3の各リピータ回路は、この制御信号SGLを受け、制御信号SGLをバッファリングした信号を、対応するサブドライバブロックに供給する。例えばリピータ回路REP1は、制御信号SGLをバッファリングした信号をサブドライバブロックSDB0、SDB1に供給する。同様に、リピータ回路REP2は、制御信号SGLをバッファリングした信号をサブドライバブロックSDB2、SDB3に供給し、リピータ回路REP3は、サブドライバブロックSDB4、SDB5に供給する。なお制御信号SGLは、各リピータ回路にそのまま供給するようにしてもよいし、各リピータ回路においてバッファリングして後段のリピータ回路に供給するようにしてもよい。
図5では、各リピータ回路REP(REP1、REP2、REP3)は、信号リピータ回路REPSを含む。そしてこの信号リピータ回路REPSが、そのバッファ回路により制御信号SGLをバッファリングした信号SG1、SG2、SG3を、対応するサブドライバブロックSDBの各回路に供給する。具体的には、信号SG1は、サブドライバブロック用のロジック回路LOGに供給され、信号SG2は、D/A変換回路DACに供給され、信号SG3は、データ線駆動回路GR、GG、GBに供給される。なお、信号SG1は、制御信号SGLのうちロジック回路用の制御信号をバッファリングした信号であり、信号SG2は、制御信号SGLのうちD/A変換回路用の制御信号をバッファリングした信号であり、信号SG3は、制御信号SGLのうちデータ線駆動回路用の制御信号をバッファリングした信号である。またレベルシフタLSは、ロジック回路LOGからの出力信号の電圧のレベル変換を行って、D/A変換回路DACに出力する。
図4のバイアス回路120は、基準バイアス信号REFBS(バイアス電圧、バイアス電流)を生成する。バイアス回路120は、例えば基準電圧を生成する基準電圧生成回路や、生成された基準電圧がそのゲートに供給されるトランジスタ等により構成できる。
そしてREP1、REP2、REP3の各リピータ回路は、基準バイアス信号REFBSを受け、基準バイアス信号REFBSに基づき生成したバイアス信号を、対応する各サブドライバブロックが有するデータ線駆動回路(第1〜第Lのデータ線駆動回路)に供給する。例えばリピータ回路REP1は、基準バイアス信号REFBSに基づき生成したバイアス信号を、サブドライバブロックSDB0、SDB1に供給する。同様に、リピータ回路REP2は、基準バイアス信号REFBSに基づき生成したバイアス信号を、サブドライバブロックSDB2、SDB3に供給し、リピータ回路REP3は、基準バイアス信号REFBSに基づき生成したバイアス信号を、サブドライバブロックSDB4、SDB5に供給する。
具体的には図5において、各リピータ回路REPはバイアスリピータ回路REPBを含む。そしてこのバイアスリピータ回路REPBが、基準バイアス信号REFBSを受け、基準バイアス信号REFBSに基づき生成したバイアス信号BSを、対応するサブドライバブロックSDBが有するデータ線駆動回路GR、GG、GBに供給する。
図6にバイアスリピータ回路REPBの構成例を示す。このバイアスリピータ回路REPBは、サブバイアス回路BC1、BC2を含む。
サブバイアス回路BC1は、N型トランジスタTA1〜TA5とP型トランジスタTA6〜TA10を含む。トランジスタTA1のゲートには、図4のバイアス回路120からの第1の基準バイアス信号REFBS1(バイアス電圧)が入力される。そしてトランジスタTA1に流れる電流に対応する電流が、そのゲートが共通接続されるトランジスタTA6及びTA7〜TA10によるカレントミラーにより、トランジスタTA2〜TA5に流れ、これにより第1のバイアス信号BS1(バイアス電圧)が生成される。なお、サブバイアス回路BC2の構成及び動作もサブバイアス回路BC1と同様であり、第2の基準バイアス信号REFBS2をバイアス回路120から受けて、第2のバイアス信号BS2を生成する。
各データ線駆動回路は、例えば図6に示す構成の演算増幅器OPAを含む。なお演算増幅器OPAは図6の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。
演算増幅器OPAは、N型トランジスタTA21、TA22、TA23及びP型トランジスタTA24、TA25により構成される差動部DIFと、N型トランジスタTA26、P型トランジスタTA27により構成される出力部QQを含む。そしてサブバイアス回路BC1からのバイアス信号BS1は、電流源として機能するトランジスタTA21のゲートに入力され、これにより差動部DIFに流れるバイアス電流が設定される。またサブバイアス回路BC2からのバイアス信号BS2は、電流源として機能するトランジスタTA26のゲートに入力され、これにより出力部QQに流れるバイアス電流が設定される。
例えば、多数のデータ線駆動回路に供給するバイアス信号を、図4のバイアス回路120のみによって供給しようとすると、バイアス信号が変動し、演算増幅器OPAの電流源であるトランジスタTA21、TA26に流れるバイアス電流が変動してしまうおそれがある。特に、電気光学パネル400のデータ線の本数分に対応する多数のデータ線駆動回路を設けた場合には、このようなバイアス電流の変動が生じる可能性が高い。
この点、本実施形態のようなバイアスリピータ回路REPBを設ければ、演算増幅器OPAに供給されるバイアス信BS1、BS2は、バイアスリピータ回路REPBに設けられたサブバイアス回路BC1、BC2により個別に供給されるようになる。従って、各バイアス回路が担当する演算増幅器の個数を減らすことができるため、バイアス信号の変動が抑えられ、バイアス電流の変動を低減できる。
特に、後述するようにデータ線駆動回路にサンプルホールド回路を用いた場合には、サンプリングタイミングやホールドタイミングにおける演算増幅器OPAの動作により、短い期間においてバイアス電流が大きく変動するおそれがある。そして、このようなバイアス電流の変動は、サンプリング電圧の誤差の原因となり、データ信号の電圧が変動することで表示特性が悪化する。例えば1つのバイアス回路120のみによってバイアス信号を供給した場合には、バイアス信号線の長さが長大になるため、図3の集積回路装置10の左端部、中央部、右端部でのバイアス信号線のインピーダンスのずれが大きくなる。このため、データ信号の電圧にもバラツキが生じてしまい、表示ムラ等の現象が生じるおそれがある。
この点、本実施形態のようなバイアスリピータ回路REPBを設ければ、バイアス信号BS1、BS2を供給するバイアス信号線の長さを、1つのバイアス回路120のみを用いる場合に比べて格段に短くできる。従って、インピーダンスのずれを小さくできるため、表示ムラ等を低減でき、表示特性を向上できる。
4.サブドライバブロックのレイアウト配置
図7に、サブドライバブロックSDBの詳細なレイアウト配置例を示す。図7において、GR、GG、GBの各データ線駆動回路は、図6で説明した演算増幅器と、少なくとも1つのキャパシタを含む。このキャパシタとしては、例えば後述するサンプルホールド回路に用いられるサンプリング用キャパシタや、演算増幅器の位相補償用キャパシタや、演算増幅器の反転入力端子のノードに接続される補助キャパシタなどを想定できる。
そしてデータ線駆動回路GRの演算増幅器は、演算増幅器領域OPRRに配置され、キャパシタはキャパシタ領域CRRに配置される。この場合に、演算増幅器領域OPRRのD2方向に、キャパシタ領域CRRが設けられる。即ち演算増幅器領域OPRRは、D/A変換回路DACの領域とキャパシタ領域CRRの間に形成される。他のデータ線駆動回路GG、GBの演算増幅器領域OPRG、OPRB、キャパシタ領域CRG、CRBについても同様である。なお、データ線駆動回路がサンプルホールド回路により構成される場合には、サンプルホールド回路に使用されるスイッチ素子(トランスファーゲート)が配置されるスイッチ素子領域を、演算増幅器領域とキャパシタ領域の間に形成するようにしてもよい。
図7のレイアウト配置によれば、キャパシタ領域CRR、CRG、CRBにキャパシタがまとめて配置されるようになる。従って、各キャパシタの例えば四方に他のキャパシタを隣接配置することが可能になる。これにより、キャパシタ間の隙間を、例えばほぼ同じエッチング速度で形成できるため、高精度にキャパシタを形成できるようになる。
また図7のように演算増幅器とキャパシタを場所的に分けて配置することで、レイアウト効率の向上も図れる。更に図7のキャパシタ領域CRR、CRG、CRB上に他の信号線を配線することも可能になり、レイアウト効率を更に向上できる。
図8にサブドライバブロックSDBの更に詳細なレイアウト配置例を示す。図8では、GR、GG、GBの各データ線駆動回路は、後述するようにフリップアラウンド型サンプルホールド回路で構成される階調生成アンプ及び駆動アンプを含む。そして例えばデータ線駆動回路GRの階調生成アンプの演算増幅器、スイッチ素子、キャパシタが、各々、演算増幅器領域OPRR1、スイッチ素子領域SRR1、キャパシタ領域CRR1に形成される。また、データ線駆動回路GRの駆動アンプの演算増幅器、キャパシタが、各々、演算増幅器領域OPRR2、キャパシタ領域CRR2に形成され、駆動アンプのスイッチ素子が演算増幅器領域OPRR2に形成される。そして、これらの領域は、D2方向に沿ってOPRR1、SRR1、CRR1、OPRR2、CRR2の順でレイアウト配置される。他のデータ線駆動回路GG、GBの演算増幅器領域OPRG1、OPRG2、OPRB1、OPRB2、スイッチ素子領域SRG1、SRB1、キャパシタ領域CRG1、CRB1、CRG2、CRB2のレイアウト配置も同様である。
そして図8のH1、H2に示すように、複数のリピータ回路用信号線(他の信号線)が、キャパシタ領域CRR1〜CRB1やCRR2〜CRB2においてD1方向に沿って配線される。このリピータ回路用の信号線は、例えば図4のロジック回路40の制御信号SGLを、リピータ回路REP1〜REP3に伝達するための信号線等である。
このようにすれば、キャパシタ領域CRR1〜CRB1、CRR2〜CRB2のスペースを有効活用してリピータ回路用信号線を配線できるため、レイアウト効率を向上でき、例えば集積回路装置10のD2方向での幅Wを小さくできる。
また、このようなリピータ回路用信号線を、演算増幅領域OPRR1〜OPRB1、OPRR2〜OPRB2やスイッチ素子領域SRR1〜SRB1に配線すると、これらの領域に配置されるトランジスタや配線に対して、リピータ回路用信号線での電圧レベルの変動が寄生容量を介してノイズとして伝達されるおそれがある。そして、このノイズが原因として、回路の動作不良や表示品質の悪化などの事態を招くおそれがある。
この点、図8のようにリピータ回路用信号線をキャパシタ領域に配線すれば、演算増幅器領域やスイッチ素子領域に配置されるトランジスタや配線と、リピータ回路用信号線との間の寄生容量をほぼ無くすことができるため、回路の動作不良や表示品質の悪化などの事態を防止でき、回路の小規模化と表示品質の向上とを両立できる。
5.サンプルホールド回路
図7のGR、GG、GBの各データ線駆動回路は、演算増幅器(OPRR〜OPRB)により構成されるサンプルホールド回路を含むことができる。このようなサンプルホールド回路を用いれば、D/A変換回路DACが、サブピクセル画像データに対応した階調電圧を時分割で出力した場合にも、GR、GG、GBの各データ線駆動回路は、この階調電圧をサンプリングしてホールドできるようになる。具体的には、D/A変換回路DACが、例えばR、G、Bのサブピクセル画像データに対応したR用、G用、B用の階調電圧を、各々、例えば第1〜第3のサンプリング期間(第1〜第Lのサンプリング期間)に時分割に出力したとする。この場合には、GR、GG、GBの各データ線駆動回路のサンプルホールド回路は、第1〜第3の各サンプリング期間において、D/A変換回路DACから出力されたR用、G用、B用の階調電圧をサンプリングする。そしてサンプリングされた階調電圧に対応した出力電圧を、ホールド期間において出力する。これにより、データ線駆動回路GR、GG、GBによるD/A変換回路DACの共用が可能になり、レイアウト面積を縮小できる。
このようなGR、GG、GBの各データ線駆動回路が有するサンプルホールド回路としては、例えばフリップアラウンド型のサンプルホールド回路を採用できる。図9(A)、図9(B)を用いてフリップアラウンド型のサンプルホールド回路について更に詳細に説明する。
例えば図9(A)、図9(B)において、フリップアラウンド型のサンプルホールド回路は、演算増幅器OPAと、サンプリング用キャパシタCSを含む。サンプリング用キャパシタCSは、演算増幅器OPAの反転入力端子(広義には第1の入力端子)とサンプルホールド回路の入力ノードNIとの間に設けられる。そして図9(A)に示すようにキャパシタCSには、サンプリング期間において入力ノードNIの入力電圧VIに応じた電荷が蓄積される。
なお図9(A)に示すようにサンプリング期間では演算増幅器OPAの出力がOPAの反転入力端子のノードNEGに帰還される。また、演算増幅器OPAの非反転入力端子(広義には第2の入力端子)には、アナログ基準電源電圧であるAGNDが供給される。従って演算増幅器OPAのイマジナリーショート機能により、キャパシタCSの一端が接続されるノードNEGは、AGNDに設定される。これによりキャパシタCSには、入力電圧VIに応じた電荷が蓄積されるようになる。
図9(B)に示すようにホールド期間においては、サンプルホールド回路は、サンプリング期間においてサンプリング用キャパシタCSに蓄積された電荷に応じた出力電圧VQを、その出力ノードNQに出力する。具体的には、その一端にノードNEGが接続されるキャパシタCSの他端を、演算増幅器OPAの出力端子に接続するフリップアラウンド動作を行うことで、CSに蓄積された電荷に応じた出力電圧VQを出力する。
以上のようなフリップアラウンド型のサンプルホールド回路を用いれば、後に詳述するように、いわゆるオフセットフリーを実現できる。従って、データ線間での出力電圧のバラツキを最小限に抑えることができ、バラツキの少ない高精度の電圧をデータ線に供給でき、表示品質を向上できる。また、D/A変換回路によりデータ線を直接駆動するDAC駆動が不要になるため、高速駆動や制御の簡素化を実現できる。
図9(C)にフリップアラウンド型のサンプルホールド回路の詳細な構成例を示す。このサンプルホールド回路は、演算増幅器OPAと、サンプリング用スイッチ素子SSと、サンプリング用キャパシタCSと、帰還用スイッチ素子SFと、フリップアラウンド用スイッチ素子SAを含む。なおこれらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。またスイッチ素子SS、SA、SFは、例えばトランスファーゲートなどのCMOSトランジスタにより構成できる。
演算増幅器OPAの非反転入力端子(第2の入力端子)には、アナログ基準電源電圧AGNDが設定される。
サンプリング用スイッチ素子SS及びサンプリング用キャパシタCSは、サンプルホールド回路の入力ノードNIと演算増幅器OPAの反転入力端子(第1の入力端子)との間に設けられる。帰還用スイッチ素子SFは、演算増幅器OPAの出力端子とOPAの反転入力端子との間に設けられる。
フリップアラウンド用スイッチ素子SAは、スイッチ素子SSとキャパシタCSとの間の接続ノードNSと、演算増幅器OPAの出力端子との間に設けられる。
そして図9(A)に示すようにサンプリング期間においては、サンプリング用スイッチ素子SS及び帰還用スイッチ素子SFがオンになると共に、フリップアラウンド用スイッチ素子SAがオフになる。これにより、フリップアラウンド型サンプルホールド回路のサンプリング動作を実現できる。
一方、図9(B)に示すようにホールド期間においては、サンプリング用スイッチ素子SS及び帰還用スイッチ素子SFがオフになると共に、フリップアラウンド用スイッチ素子SAがオンになる。これにより、フリップアラウンド型サンプルホールド回路のホールド動作を実現できる。
この図9(C)のフリップアラウンド型のサンプルホールド回路では、後に詳述するように帰還スイッチ素子SFでのチャージインジェクションの問題が発生する。この点、図9(B)に示すように、演算増幅器OPAの非反転入力端子に、高電位側電源電圧VDDHSと低電位側電源電圧VSSの間の電圧であるAGNDを供給すれば、帰還スイッチ素子SFのトランスファーゲートのN型トランジスタからの電荷量とP型トランジスタからの電荷量のアンバランスを低減できる。従って、スイッチ素子SFがオフになることによるチャージインジェクションの悪影響を最小限に抑えることが可能になる。
6.集積回路装置のレイアウト配置の他の例
図10に集積回路装置10のレイアウト配置の他の例を示す。図10の集積回路装置10は、図3のデータドライバブロックDB1〜DB6に加えて、更に複数のメモリブロックMB1〜MB6(広義には第1〜第Nのメモリブロック)を含む。これらのメモリブロックMB1〜MB6は、画像表示のための画像データを記憶する。またメモリブロックMB1〜MB6は、データドライバブロックDB1〜DB6のD4方向において、D1方向に沿って配置(配列)される。
具体的にはメモリブロックMB1〜MB6は、図1のメモリ20をバンク分割したものである。そしてメモリブロックMB1〜MB6(メモリセルアレイ)の各々は、電気光学パネル400の第1のデータ線群〜第6のデータ線群の各々に供給するデータ信号に対応する画像データを記憶する。なおメモリブロックMB1〜MB6のブロック数は6個に限定されず、任意である。また、メモリセルアレイと共に各メモリブロックに設けられるカラムアドレスデコーダ、ローアドレスデコーダ、センスアンプブロック等は、各メモリブロックに独立に設けてもよいし、その一部又は全部を共有化してもよい。
データドライバブロックDB1〜DB6(第1〜第Nのデータドライバブロック)は、メモリブロックMB1〜MB6のD2方向において、D1方向に沿って配置される。そして電気光学パネル400(電気光学装置)の複数のデータ線にデータ信号を供給する。この場合に、メモリブロックMB1は、データドライバブロックDB1でのデータ信号の生成に必要な画像データを記憶し、メモリブロックMB2は、データドライバブロックDB2でのデータ信号の生成に必要な画像データを記憶する。同様に、メモリブロックMB3〜MB6は、データドライバブロックDB3〜DB6でのデータ信号の生成に必要な画像データを記憶する。
そしてメモリブロックMB1〜MB6(第1〜第Nのメモリブロック)のうちのメモリブロックMB1(広義には第Jのメモリブロック。Jは1≦J≦Nとなる整数)は、少なくとも1サブピクセル分(例えば1〜8サブピクセル分)の画像データであるサブピクセル画像データを、そのメモリセルアレイから点順次で読み出す。そして読み出されたサブピクセル画像データを、データドライバブロックDB1〜DB6のうちの対応するデータドライバブロックDB1(広義には第Jのデータドライバブロック)に対して時分割に出力する。即ち従来は線順次で読み出していた画像データを、メモリブロックMB1のポート(データドライバ側ポート)から点順次で読み出す。
具体的には、メモリブロックMB1とデータドライバブロックDB1との間には、サブピクセル画像データ(R、G、Bの画像データ)を時分割で転送するためのkビット(kは自然数。例えばk=8、16、32等)のデータ転送バスTB1が配線される。そして、このデータ転送バスTB1を介して、kビットのサブピクセル画像データが転送される。
そしてデータドライバブロックDB1は、メモリブロックMB1からサブピクセル画像データを受け、サブピクセル画像データに対応するデータ信号を出力する。
同様にメモリブロックMB2は、対応するデータドライバブロックDB2に対して、サブピクセル画像データを点順次で読み出して時分割に出力する。具体的には、メモリブロックMB2とデータドライバブロックDB2との間には、サブピクセル画像データを時分割で転送するためのkビットのデータ転送バスTB2が配線される。そして、このデータ転送バスTB2を介して、kビットのサブピクセル画像データが転送される。
そしてデータドライバブロックDB2は、メモリブロックMB2からサブピクセル画像データを受け、サブピクセル画像データに対応するデータ信号を出力する。
同様にして、メモリブロックMB3〜MB6と、それに対応するデータドライバブロックDB3〜DB6との間でも、データ転送バスTB3〜TB6を介してサブピクセル画像データが時分割に転送される。
なおメモリブロックMB1〜MB6とデータドライバブロックDB1〜DB6の間でのサブピクセル画像データの転送は、各水平走査期間において並列に同時に行われる。例えば第1の走査線と第1のデータ線群との交差位置に対応するサブピクセルの画像データを、メモリブロックMB1とデータドライバブロックDB1の間で転送している期間において、それと同時に並列に、第1の走査線と第1のデータ線群の隣の第2のデータ線群との交差位置に対応するサブピクセルの画像データが、メモリブロックMB2とデータドライバブロックDB2の間で転送される。メモリブロックMB3〜MB6とデータドライバブロックDB3〜DB6の間のデータ転送も同様である。
このように本実施形態では、これまでは線順次で行われていたメモリ(RAM)からの画像データの読み出しを、点順次で行っている。そして各メモリブロックから点順次で読み出されたサブピクセルの画像データを、そのメモリブロックに対応するデータドライバブロックに対して時分割に転送している。このようにすれば、メモリブロックMB1〜MB6とデータドライバブロックDB1〜DB6の間のレイアウト配置の位置関係の相互の依存性を無くすことが可能になり、メモリブロックMB1〜MB6のレイアウト配置に影響を受けることなく、データドライバブロックDB1〜DB6を配置できる。従って、レイアウト配置の自由度が高まり、レイアウト効率を向上できる。これにより、例えば集積回路装置10のD2方向の幅Wを小さくでき、スリムな細長チップの実現が可能になる。この結果、集積回路装置10のチップ面積の削減や、実装の容易化を図れる。
例えば図11(A)、図11(B)に本実施形態の比較例の集積回路装置を示す。図11(A)の集積回路装置700では、メモリブロックMB1のD2方向側にデータドライバブロックDB1が配置され、メモリブロックMB2のD2方向側にデータドライバブロックDB2が配置される。そしてメモリブロックMB1とMB2の間や、データドライバブロックDB1とDB2の間に他の回路が配置される。
図11(A)では、メモリブロックMB1からの画像データの読み出しは線順次で行われ、メモリブロックMB1の画像データ(1ライン分の画像データ)が所定のタイミングで一斉に読み出されて、データドライバブロックDB1に出力される。同様に、メモリブロックMB2からの画像データの読み出しも線順次で行われ、メモリブロックMB2の画像データが所定のタイミングで一斉に読み出されて、データドライバブロックDB2に出力される。このため、メモリブロックMB1とデータドライバブロックDB1の間は、対応するデータ線の本数と同じ本数(電気光学パネルのデータ線の例えば半分の本数)の信号線で接続され、メモリブロックMB2とデータドライバブロックDB2の間も、対応するデータ線の本数と同じ本数の信号線で接続される。従って、これらの信号線の本数が非常に多いため、メモリブロックMB1、MB2とデータドライバブロックDB1、DB2のレイアウト配置の自由度が低い。例えば、メモリブロックMB1とデータドライバブロックDB1を、その中心位置がD1方向においてずれるように配置しようとすると、その間を接続する信号線の配線領域が原因で、集積回路装置700のD2方向での幅Wが大幅に増えてしまう。このため、幅Wを小さくしてスリムな細長チップを実現することが難しいという課題がある。特に、高精細化のために電気光学パネルのデータ線の本数が増えた場合に、これに対応することが難しいという課題がある。
また図11(B)の集積回路装置710(特開2007−243125号公報)では、メモリブロックMB1とデータドライバブロックDB1がD1方向に沿って隣接配置される。メモリブロックMB2〜MB5とデータドライバブロックDB2〜DB5のレイアウト配置も同様である。
この図11(B)の集積回路装置710によれば、図11(A)の集積回路装置700に比べて、レイアウト配置の自由度が高く、D2方向での幅Wを小さくできるという利点がある。
しかしながら、図11(B)では、各メモリブロックから各データドライバブロックへの信号線はD1(D3)方向に沿って配線されるため、この信号線等が原因となって、各データドライバブロックのレイアウト面積が大きくなってしまうという課題がある。また各データドライバブロックの出力信号線を、データ信号用のパッドに接続するための配線の並び替えが必要になる。従って、この配線の並び替えのためにD2方向での幅Wを今ひとつ小さくできないという課題もある。
この点、図10では、各メモリブロックからは点順次で画像データが読み出される。従って、各メモリブロックと各データドライバブロックを接続するデータ転送バス(TB1〜TB6)の本数はk本であり、図11(A)において各メモリブロックと各データドライバブロックを接続する信号線の本数に比べて格段に少ない。従って、レイアウトの自由度が図11(A)に比べて高い。
例えば図10では複数のメモリブロックのうちの第Jのメモリブロックと、複数のデータドライバブロックのうちの第Jのデータドライバブロックを、その中心位置がD1方向においてずれて配置できる。従って、このようにずらしたレイアウト配置を行うことで形成された空き領域に、メモリブロックやデータドライバブロック以外の他の回路や、パッド(広義には端子)等を配置することができ、レイアウト効率を向上できる。
例えば図10のようにメモリブロックMB1〜MB6とデータドライバブロックDB1〜DB6をずらして配置すれば、メモリブロックMB6(第Nのメモリブロック)のD1方向であって、データドライバブロックDB6(第Nのデータドライバブロック)のD4方向に、空き領域を形成できる。従って、この空き領域に、例えば階調電圧生成回路やロジック回路等の他の回路を配置できる。
また図10のようにMB1〜MB6とDB1〜DB6をずらして配置すれば、メモリブロックMB1(第1のメモリブロック)のD2方向であって、データドライバブロックDB1(第1のデータドライバブロック)のD3方向にも、空き領域を形成できる。従って、この空き領域に、例えば電気光学パネル400(電気光学装置)の複数の走査線に走査信号を供給するための複数の走査信号用パッドを配置できる。これにより、空き領域の有効活用が可能になり、レイアウト効率を向上できる。
また図10では、メモリブロックMB3とデータドライバブロックDB3の間のデータ転送バスTB3の本数は例えばk=8又は16というように少なく、メモリブロックMB4とデータドライバブロックDB4の間のデータ転送バスTB4の本数も例えばk=8又は16というように少ない。従って、例えばメモリブロックMB3をD3方向側にずらして配置すると共に、メモリブロックMB4をD1方向側にずらして配置することで、メモリブロックMB3とMB4の間に空き領域を形成できる。従って、この空き領域に、電源回路PB等の他の回路を配置できるようになる。そしてこのように電源回路PBを配置することで、電源回路PBのAGND出力回路が出力しデータドライバDRに供給されるアナログ基準電源電圧AGNDのインピーダンスを、均一化できる。これにより表示特性の悪化を防止できるため、レイアウト効率の向上と表示特性の向上を両立できる。
また図11(B)の比較例では各データドライバブロック内に各メモリブロックからの多数の信号線を配線する必要があったが、図10ではこのような配線を不要にできる。従って、図11(B)に比べて各データドライバブロックの面積を格段に小さくすることができる。この結果、集積回路装置10のD2方向での幅Wを小さくでき、スリムな細長チップを実現できると共にチップ面積を縮小化できる。また図11(B)では、各データドライバブロックからの出力信号線の配線の並び替えが必要であったが、図10ではこのような配線の並び替えを不要にできる。従って、この並び替え領域を原因とする幅Wの増加を防止でき、集積回路装置10のより一層のスリム化を実現できる。
図12に本実施形態の集積回路装置10の詳細なレイアウト配置例を示す。なお図12はレイアウト配置は一例であり、本実施形態のレイアウト配置は図12に限定されるものではない。
図12ではD1方向に沿ってメモリブロックMB1〜MB10(第1〜第Nのメモリブロック)が配置される。またメモリブロックMB1〜MB10のD2方向においてD1方向に沿ってデータドライバブロックDB1〜DB10が配置される。この場合にメモリブロックMB1〜MB10の各メモリブロックと、データドライバブロックDB1〜DB10の対応するデータドライバブロックは、その中心位置がD1方向においてずれて配置される。即ちメモリブロックMB1〜MB10の右端と、データドライバブロックDB1〜DB10の右端はD1方向においてずれており、メモリブロックMB1〜MB10の左端と、データドライバブロックDB1〜DB10の左端もD1方向においてずれている。
階調電圧生成回路GBは複数の階調電圧を生成し、データドライバブロックDB1〜DB10に供給する。この場合の階調電圧の信号線は例えばメモリブロックMB1〜MB10上に配線される。そして図12では階調電圧生成回路GBは、右端のメモリブロックMB10(第Nのメモリブロック)のD1方向であって、右端のデータドライバブロックDB10(第Nのデータドライバブロック)のD4方向に配置される。このようにすれば、この空き領域を有効活用して階調電圧生成回路GBを配置できる。
集積回路装置10の左端に配置された走査ドライバSB1は走査信号を生成する。そしてこの走査信号は、走査信号用パッド領域PSR1に配置される走査信号用パッドを介して電気光学パネル400の走査線に供給される。同様に、集積回路装置10の右端に配置された走査ドライバSB2は走査信号を生成する。この走査信号は、走査信号用パッド領域PSR2に配置される走査信号用パッドを介して電気光学パネル400の走査線に供給される。
この場合に図12では、走査線に走査信号を供給するための複数の走査信号用パッド(領域PSR1)が、左端のメモリブロックMB1(第1のメモリブロック)のD2方向であって、左端のデータドライバブロックDB1(第1のデータドライバブロック)のD3方向に配置される。このようにすれば、この空き領域を有効活用して領域PSR1の多数の走査信号用パッドを配置できる。
また図12では、メモリブロックMB6(第Mのメモリブロック)とメモリブロックMB7(第M+1のメモリブロック)の間に、AGND出力回路ARが配置される。そしてこのAGND出力回路ARからのAGNDラインが、データドライバブロックDB1〜DB10上をD1方向に沿って配線される。これによりAGNDのインピーダンスの均一化を図れる。
なお図12では、データドライバブロックDB1〜DB10のD2方向には、データ信号用のパッド配置領域PDR(第1のインターフェース領域。出力側I/O領域)が設けられる。また、メモリブロックMB1〜MB10のD4方向側のパッド領域PIOR(第2のインターフェース領域。入力側I/O領域)には、ロジック回路LB用のパッド(入出力パッド)や、電源回路PBの昇圧用のキャパシタを接続するための昇圧用パッドや、電源安定化用のキャパシタを接続するための電源パッドが配置される。またメモリブロックMB1〜MB10と、このパッド領域PIORとの間の細長の領域には、電源回路PBの昇圧トランジスタ(昇圧回路)が配置される。このように配置することで、昇圧トランジスタのドレイン等をショートパスで昇圧用パッドに接続できるようになる。
7.データ転送の詳細
次にデータドライバブロックとメモリブロック間のデータ転送の詳細について説明する。図13では、メモリブロックMB1〜MB6(第1〜第Nのメモリブロック)とデータドライバブロックDB1〜DB6(第1〜第Nのメモリブロック)の間に、ラッチ回路が設けられている。具体的には、プリラッチ回路LTA1〜LTA6(広義には第1〜第Nのプリラッチ回路)と、ポストラッチ回路LTB1〜LTB6(広義には第1〜第Nのポストラッチ回路)が設けられている。
そしてプリラッチ回路LTA1〜LTA6(前段のラッチ回路)のうちのプリラッチ回路LTA1(広義には第Jのプリラッチ回路)は、メモリブロックMB1(第Jのメモリブロック)から時分割に出力されるサブピクセル画像データを順次ラッチする。具体的には、kビットのサブピクセル画像データを、プリラッチ回路LTA1が有する複数のkビットのフリップフロップ回路(レジスタ)のうちの左側のフリップフロップ回路から右側のフリップフロップ回路に、クロックDCKを用いて順次ラッチする。即ちkビットのサブピクセル画像データを、イネーブル信号ENBによりラッチがイネーブルされたフリップフロップ回路に順次ラッチする。なおサブピクセル画像データであるRデータ、Gデータ、Bデータの各々が8ビットのデータであったとすると、1サブピクセル分の画像データが転送される場合にはk=8になり、2サブピクセル分の画像データが転送される場合にはk=16になる。
そしてポストラッチ回路LTB1〜LTB6(後段のラッチ回路)のうちのポストラッチ回路LTB1(広義には第Jのポストラッチ回路)は、プリラッチ回路LTA1(第Jのプリラッチ回路)でのサブピクセル画像データのラッチ後に、ラッチされたサブピクセル画像データをプリラッチ回路LTA1から線順次で読み出してラッチする。そしてラッチされたサブピクセル画像データをデータドライバブロックDB1(第Jのデータドライバブロック)に出力する。具体的にはポストラッチ回路LTB1は、プリラッチ回路LTA1にラッチされた全てのサブピクセル画像データを、ラッチクロックLCKを用いて一斉に読み出してラッチする。そしてラッチされたサブピクセル画像データをデータドライバブロックDB1に出力する。
またプリラッチ回路LTA2は、メモリブロックMB2から時分割に出力されるサブピクセル画像データを順次ラッチする。そしてポストラッチ回路LTB2は、プリラッチ回路LTA2でのサブピクセル画像データのラッチ後に、ラッチされたサブピクセル画像データをプリラッチ回路LTA2から線順次で読み出してラッチする。そしてラッチされたサブピクセル画像データをデータドライバブロックDB2に出力する。その他のプリラッチ回路LTA3〜LTA6、ポストラッチ回路LTB3〜LTB6の動作も同様である。またプリラッチ回路LTA1〜LTA6のラッチ動作は並列に同じタイミングで行われ、ポストラッチ回路LTB1〜LTB6のラッチ動作も並列に同じタイミングで行われる。
図14にプリラッチ回路LTA1、ポストラッチ回路LTB1、データドライバブロックDB1の詳細な構成例を示す。なおプリラッチ回路LTA2〜LTA6、ポストラッチ回路LTB2〜LTB6、データドライバブロックDB2〜DB6の詳細な構成も図14と同様であるため、説明を省略する。
プリラッチ回路LTA1(第Jのプリラッチ回路)は、複数のフリップフロップ回路FFA10〜FFA15を含む。これらのフリップフロップ回路FFA10〜FFA15の各々は、k=8ビットのサブピクセル画像データを保持できる回路(レジスタ)になっている。
またポストラッチ回路LTB1(第Jのポストラッチ回路)も、複数のフリップフロップ回路FFB10〜FFB15を含む。これらのフリップフロップ回路FFB10〜FFB15の各々も、k=8ビットのサブピクセル画像データを保持できる回路(レジスタ)になっている。
データドライバブロックDB1(第Jのデータドライバブロック)は複数のサブドライバブロックSDB0〜SDB5を含む。SDB0〜SDB5の各サブドライバブロックは、メモリブロックMB1(第Jのメモリブロック)からのサブピクセル画像データに基づいて、少なくとも1ピクセル分に対応するデータ信号を出力する。例えばサブドライバブロックSDB0は、サブピクセル画像データに基づいて、1ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR0、DSG0、DSB0を出力する。同様にサブドライバブロックSDB1は、1ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR1、DSG1、DSB1を出力する。他のサブドライバブロックSDB2〜SDB5も同様である。
そして図14では、SDB0〜SDB5の各サブドライバブロックは、D/A変換回路と、このD/A変換回路を共用する複数のデータ線駆動回路(サブピクセルドライバセル、階調アンプ)を含む。
例えばサブドライバブロックSDB0は、D/A変換回路DAC0と、DAC0を時分割で共用するデータ線駆動回路GR0、GG0、GB0を含む。これらのGR0、GG0、GB0は、各々、R用、G用、B用のデータ線駆動回路であり、R用、G用、B用のデータ信号DSR0、DSG0、DSB0を出力する。
またサブドライバブロックSDB1は、D/A変換回路DAC1と、DAC1を時分割で共用するデータ線駆動回路GR1、GG1、GB1を含む。これらのGR1、GG1、GB1は、各々、R用、G用、B用のデータ線駆動回路であり、R用、G用、B用のデータ信号DSR1、DSG1、DSB1を出力する。他のサブドライバセルSDB2〜SDB5も同様である。なおDSR1、DSG1、DSB1は、DSR0、DSG0、DSB0の隣のピクセル用のデータ信号であり、DSR2、DSG2、DSB2は、DSR1、DSG1、DSB1の隣のピクセル用のデータ信号である。
次に図15の信号波形例を用いて図14の動作について説明する。まず図15のF1に示すように、メモリブロックMB1は、k=8ビットのサブピクセル画像データR0〜R5を点順次で読み出して、時分割に出力する。するとF2に示すように、プリラッチ回路LTA1(第Jのプリラッチ回路)は、メモリブロックMB1(第Jのメモリブロック)から時分割に出力されるR(広義には第1の色成分)のサブピクセル画像データR0〜R5を、順次にラッチする。具体的にはF3に示すようにイネーブル信号ENBが「0」を指示すると、図14のフリップフロップ回路FFA10がクロックDCKを用いてサブピクセル画像データR0をラッチする。またF4に示すようにイネーブル信号ENBが「1」を指示すると、隣のフリップフロップ回路FFA11がサブピクセル画像データR1をクロックDCKを用いてラッチする。同様に信号ENBが「2」、「3」、「4」、「5」を指示した場合には、フリップフロップ回路FFA12、FFA13、FFA14、FFA15が、各々、サブピクセル画像データR2、R3、R4、R5をクロックDCKを用いてラッチする。
次にポストラッチ回路LTB1(第Jのポストラッチ回路)は、プリラッチ回路LTA1がR(第1の色成分)のサブピクセル画像データR0〜R5のラッチをF5に示すように完了した後に、F6に示すように、ラッチされたサブピクセル画像データR0〜R5をプリラッチ回路LTA1から線順次で読み出してラッチする。具体的には、プリラッチ回路LTA1のフリップフロップ回路FFA10〜FFA15にラッチされたサブピクセル画像データR0〜R5を、ポストラッチ回路LTB1のフリップフロップ回路FFB11〜FFB15がラッチクロックLCKを用いて一斉にラッチする。
データドライバブロックDB1(第Jのデータドライバブロック)は、F7に示すようにポストラッチ回路LTB1にRのサブピクセル画像データR0〜R5がラッチされると、F8に示すようにラッチされたサブピクセル画像データR0〜R5に対応する信号(電圧)をサンプリングする。そして、サンプリングされた電圧をF9に示すようにホールドする。具体的には、サブドライバブロックSDB0〜SDB5のD/A変換回路DAC0〜DAC5の各々が、サブピクセル画像データR0〜R5の各々をD/A変換する。するとサブドライバブロックSDB0〜SDB5のR用のデータ線駆動回路GR0〜GR5(サンプルホールド回路)の各々が、D/A変換により得られた電圧をサンプリングして、ホールドする。
次にプリラッチ回路LTA1は、F10に示すように、メモリブロックMB1から時分割に出力されるG(広義には第2の色成分)のサブピクセル画像データG0〜G5を、順次にラッチする。
次にポストラッチ回路LTB1は、プリラッチ回路LTA1がサブピクセル画像データG0〜G5のラッチをF11に示すように完了した後に、F12に示すように、ラッチされたサブピクセル画像データG0〜G5をプリラッチ回路LTA1から線順次で読み出してラッチする。
次に、データドライバブロックDB1は、F13に示すようにポストラッチ回路LTB1にサブピクセル画像データG0〜G5がラッチされると、F14に示すようにラッチされたサブピクセル画像データG0〜G5に対応する信号(電圧)をサンプリングする。そして、サンプリングされた電圧をF15に示すようにホールドする。
次にプリラッチ回路LTA1は、F16に示すように、メモリブロックMB1から時分割に出力されるB(広義には第3の色成分)のサブピクセル画像データB0〜B5を、順次にラッチする。
次にポストラッチ回路LTB1は、プリラッチ回路LTA1がサブピクセル画像データB0〜B5のラッチをF17に示すように完了した後に、F18に示すように、ラッチされたサブピクセル画像データB0〜B5をプリラッチ回路LTA1から線順次で読み出してラッチする。
次に、データドライバブロックDB1は、F19に示すようにポストラッチ回路LTB1にサブピクセル画像データB0〜B5がラッチされると、F20に示すようにラッチされたサブピクセル画像データB0〜B5に対応する信号(電圧)をサンプリングする。そして、サンプリングされた電圧をF21に示すようにホールドする。
以上のように図15の手法によれば、Rのサブピクセル画像データ、Gのサブピクセル画像データ、Bのサブピクセル画像データを、R、G、Bの順番で順次ラッチして、データドライバブロックDB1に入力できる。そしてデータドライバブロックDB1は、R、G、Bのサブピクセル画像データに対応する信号(電圧)をサンプリングしてホールドする。
このようにすれば、例えば、R用、G用、B用の階調特性が異なる場合に、図2(B)の階調電圧生成回路110が、R用、G用、B用の階調電圧を時分割で出力することで、いわゆるR、G、B独立のγ補正を実現でき、表示品質を向上できる。
なお、以上では、各メモリブロックが1サブピクセル分の画像データを時分割(点順次)で出力する場合について説明したが、本実施形態ではこれに限定されず、複数サブピクセル分の画像データを時分割で出力してもよい。この場合のプリラッチ回路LTA1、ポストラッチ回路LTB1、データドライバブロックDB1の構成例を図16に示す。図16では、メモリブロックMB1から、2サブピクセル分であるk=16ビットのサブピクセル画像データが出力される。そしてこの16ビットのサブピクセル画像データがフリップフロップ回路FFA10〜FFA15に順次ラッチされる。そして、その後に、次段のフリップフロップ回路FFB10〜FFB15にラッチされる。
また図16ではSDB0〜SDB5の各サブドライバブロックは、メモリブロックMB1からのサブピクセル画像データに基づいて、2ピクセル分に対応するデータ信号を出力する。具体的にはサブドライバブロックSDB0は、2ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR0、DSG0、DSB0、DSR1、DSG1、DSB1を出力する。同様にサブドライバブロックSDB1は、2ピクセル分に対応するR用、G用、B用のデータ信号DSR2、DSG2、DSB2、DSR3、DSG3、DSB3を出力する。他のサブドライバブロックSDB2〜SDB5も同様である。
このような構成にすることで、メモリブロックからプリラッチ回路へのデータ転送を高速化できる。これにより、データドライバブロックでのサンプリング動作やホールド動作に時間的な余裕を持たせることが可能になる。
8.データドライバ
次にデータドライバの詳細な構成例について図17を用いて説明する。図17は、データドライバのうち、図3、図14、図16等で説明したSDB0〜SDB5の各サブドライバブロックの構成例である。具体的には各サブドライバブロックは、D/A変換回路52、データ線駆動回路60-1〜60-Lを含む。そして図17では、1つのD/A変換回路52が、複数のデータ線駆動回路60-1〜60-L(第1〜第Lのデータ線駆動回路)により共用される。なおデータ線駆動回路等を電気光学パネルの各データ線毎に設けてもよいし、データ線駆動回路が複数のデータ線を時分割に駆動するようにしてもよい。またデータドライバ(集積回路装置)の一部又は全部を電気光学パネル上に一体に形成してもよい。
D/A変換回路52(電圧生成回路)は、例えば図1のメモリ20から階調データDG(画像データ、表示データ)を受ける。そして階調データDGに対応した第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。
具体的には、D/A変換回路52は、階調データを受け、階調データに対応した第1、第2の階調電圧VG1、VG2を、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間に時分割に出力する。
データ線駆動回路60-1〜60-Lは階調生成アンプ62-1〜62-L(GA1〜GAL)を含む。これらの階調生成アンプ62-1〜62-Lの各々は、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間においてD/A変換回路52から出力された第1、第2の階調電圧VG1、VG2をサンプリングし、VG1とVG2の間の階調電圧を生成する。
図18にデータドライバ(サブドライバブロック)の第2の構成例を示す。図18では、データ線駆動回路60-1〜60-Lは、階調生成アンプ62-1〜62-Lの後段に設けられた駆動アンプ64-1〜64-L(第1〜第Lの駆動アンプ)を更に含む。
データ線駆動回路60-1〜60-Lが含む駆動アンプ64-1〜64-L(DA1〜DAL)は、第1〜第Lのサンプリング期間の後の駆動アンプ用サンプリング期間において、階調生成アンプ62-1〜62-Lの出力電圧をサンプリングする。そして駆動アンプ用サンプリング期間の後の駆動アンプ用ホールド期間において、サンプリングされた出力電圧を出力する。
例えば図19に、6個のデータ線駆動回路GA1〜GA6によりD/A変換回路52が共用される場合の信号波形例を示す。データ線駆動回路GA1〜GA6はサンプリング期間TS1〜TS6(第1〜第Lのサンプリング期間)においてサンプリング動作を行い、その後のホールド期間TH1〜TH6(第1〜第Lのホールド期間)においてホールド動作を行う。
そして駆動アンプDA1〜DA6は、サンプリング期間TS1〜TS6の後の駆動アンプ用サンプリング期間TDSにおいて、サンプリング動作を行い、その後の駆動アンプ用ホールド期間TDHにおいて、ホールド動作を行う。
図17、図18の構成によれば、データ線駆動回路毎にD/A変換回路を設ける必要はなく、複数のデータ線駆動回路60-1〜60-Lに対して1つのD/A変換回路52を設ければ済む。従って、集積回路装置内でのD/A変換回路52の占有面積を削減でき、集積回路装置の小規模化を図れる。
そしてこのように、D/A変換回路52が時分割に第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力したとしても、階調生成アンプ62-1〜62-Lのサンプリング機能により、第1〜第Lの各サンプリング期間での電圧の適正なサンプリングが可能になる。
また、このようにD/A変換回路52を時分割に使用すると、図19に示すようにサンプリング期間TS1〜TS6の総和時間が長くなってしまう。このため、例えば階調生成アンプGA6のホールド期間TH6が短くなり、データ線の駆動時間に余裕が無くなってしまう。
この点、図18に示すように階調生成アンプGA1〜GA6の後段に駆動アンプDA1〜DA6を設ければ、図19のE15に示すように、サンプリング期間TS1〜TS6の間、駆動アンプDA1〜DA6がホールド動作モードになってデータ線を駆動できる。従って、データ線の駆動時間を長くすることができ、データ線に高精度な電圧を供給できる。
また、これまでのデータドライバでは、データ線に供給する電圧を高精度化するために、例えば駆動期間の後半にD/A変換回路によりデータ線を直接駆動するDAC駆動を行っていた。このために、各データ線毎に同じ構成のD/A変換回路を設ける必要があり、D/A変換回路のレイアウト面積が原因となって集積回路装置の大規模化を招いていた。
この点、階調生成アンプや駆動アンプにサンプルホールド機能を持たせて、例えばフリップアラウンド型サンプルホールド回路により構成すれば、いわゆるオフセットフリーを実現できる。従って、データ線への出力電圧のバラツキを最小限に抑えて、データ線に高精度な電圧を供給できるようになるため、上記のDAC駆動が不要になる。従って、各データ線毎に同じ構成のD/A変換回路を設ける必要がなくなり、図17、図18に示すように、1つのD/A変換回路を複数のデータ線駆動回路で共用できるようになる。従って、データ線の電圧の高精度化とデータドライバの小面積化を両立できる。
また図17、図18の構成によれば、階調電圧線を、R用(赤)、G用(緑)、B用(青)に時分割に共用できるという利点もある。
例えば図1のメモリ20とデータドライバ50とを接続するデータ転送バス(階調データバス)が例えば16ビットのバスであったとする。また、R、G、Bの各サブピクセルのビット数が8ビットであり、R、G、Bのサブピクセルから構成されるピクセルのビット数が8×3=24ビットであったとする。
この場合に図19のE1、E2では、第1の画素の8ビットのサブピクセル画像データR0(階調データ)と、第1の画素の隣の第2の画素の8ビットのサブピクセル画像データR1(階調データ)が、図10で説明した16ビットのデータ転送バス(階調データバス)を介して各メモリブロックから各データドライバブロックに転送される。
そして図19のE3ではD/A変換回路52は、8ビットのサブピクセル画像データR0に対応する第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。するとE4に示すように階調生成アンプGA1は、サンプリング期間TS1においてVG1、VG2のサンプリング動作を行って、VG1とVG2の間の階調電圧を生成する。
またE5ではD/A変換回路52は、8ビットのサブピクセル画像データR1に対応する第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。するとE6に示すように階調生成アンプGA2は、サンプリング期間TS2においてVG1、VG2のサンプリング動作を行って、VG1とVG2の間の階調電圧を生成する。
またE7、E8では、8ビットのサブピクセル画像データG0と、第2の画素の8ビットのサブピクセル画像データG1が、16ビットのデータ転送バス(階調データバス)を介して各メモリブロックから各データドライバブロックに転送される。
そしてE9ではD/A変換回路52は、8ビットのサブピクセル画像データG0に対応する第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。するとE10に示すように階調生成アンプGA3は、サンプリング期間TS3においてVG1、VG2のサンプリング動作を行って、VG1とVG2の間の階調電圧を生成する。
またE11ではD/A変換回路52は、8ビットのサブピクセル画像データG1に対応する第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。するとE12に示すように階調生成アンプGA4は、サンプリング期間TS4においてVG1、VG2のサンプリング動作を行って、VG1とVG2の間の階調電圧を生成する。なおE13、E14ではサブピクセル画像データB0、B1が転送され、上記の同様の処理が行われる。
このようにすれば、R用、G用、B用に別々の階調電圧線を設けなくも済むようになり、1本の階調電圧線をR用、G用、B用の階調電圧の転送に時分割に使用できるようになる。例えば図19のE1、E2では階調電圧線をR用に使用し、E7、E8では階調電圧線をG用に使用し、E13、E14では階調電圧線をB用に使用できる。
例えば、R用、G用、B用に、各々、64本の階調電圧線が必要な場合に、R用、G用、B用に別々の階調電圧線を設ける手法では、64×3=192本の階調電圧線が必要になる。
この点、本実施形態では、1本の階調電圧線をR用、G用、B用に時分割に使用しているため、64本の階調電圧線で済むようになり、階調電圧線の配線領域を大幅に削減でき、集積回路装置の小面積化を図れる。
なお本実施形態では低消費電力化を実現するために、データ線の共通電位設定手法(イコライズ)を採用している。具体的には図19のE16に示すように、駆動アンプ用サンプリング期間TDSにおいて、駆動アンプDA1〜DA6の出力線をコモン電圧VCOM等の共通電位に設定する。例えば共通電位であるコモン電圧VCOMに設定する。なお共通電位はVCOMに限定されず、例えばGNDの電位などであってもよい。
このようにすれば、電気光学パネルに蓄積された電荷を再利用して、電気光学パネルのデータ線への電荷の充放電が行われるようになるため、より一層の低消費電力化を図れる。
9.スイッチ回路
以下、本実施形態のデータドライバの種々の変形例について説明する。なお、以下では説明を簡素化するために、1つのD/A変換回路52を共用するデータ線駆動回路60-1〜60-L、階調生成アンプ62-1〜62-L、駆動アンプ64-1〜64-Lを、各々、代表してデータ線駆動回路60、階調生成アンプ62、駆動アンプ64と記載して、説明を行う。
図20に本実施形態のデータドライバの変形例を示す。この変形例では、スイッチ回路54が新たに追加されている。図20において、D/A変換回路52は、図1の階調電圧生成回路110から階調電圧線を介して複数の階調電圧(例えばV0〜V128、V0〜V64)を受ける。そしてこれらの複数の階調電圧の中から階調データDGに対応した第1、第2の階調電圧VG1、VG2を選択して出力する。この場合に、D/A変換回路52が出力する第1、第2の階調電圧VG1、VG2は、隣り合う階調電圧になる。具体的には、階調電圧線を介してD/A変換回路52に入力される複数の階調電圧(V0〜V128、V0〜V64)において隣り合う階調電圧(例えばV0とV1、V1とV2、V2とV3)になる。
例えば図21において階調データDGはD7〜D0の8ビット(256階調)のデータになっている。またD/A変換回路52には複数の階調電圧V0〜V128が入力される。ここでは、V0〜V128には、V0>V1>V2・・・・V127>V128という単調減少の関係が成り立っている。但しV0<V1<V2・・・・V127<V128という単調増加の関係が成り立つようにしてもよい。
D/A変換回路52は、階調データがDG(D7〜D0)=(00000000)、(00000001)の場合には、VG1=V1、VG2=V0を出力し、(00000010)、(00000011)の場合には、VG1=V1、VG2=V2を出力する。またDG=(00000100)、(00000101)の場合には、VG1=V3、VG2=V2を出力し、(00000110)、(00000111)の場合には、VG1=V3、VG2=V4を出力する。
このようにD/A変換回路52は、階調電圧生成回路110から入力される階調電圧V0〜V128のうち、階調データDGに応じた階調電圧であって、隣り合う第1、第2の階調電圧VG1、VG2を出力する。なお図20、図21はD/A変換回路52が第1、第2の階調電圧VG1、VG2の2種類の階調電圧を生成する例であるが、出力される階調電圧の種類(数)はこれに限定されるものではない。
データ線駆動回路60(データ線駆動回路60-1〜60-L)は電気光学パネル400のデータ線を駆動する回路であり、階調生成アンプ62(階調生成アンプ62-1〜62-L)を含む。この階調生成アンプ62(階調生成サンプルホールド回路)は、第1の階調電圧VG1と第2の階調電圧VG2の間の階調電圧を生成して出力できる。
図21において階調生成アンプ62は、階調データがDG=(00000001)の場合には、VG1=V1とVG2=V0の間の階調電圧VS=V0−(V0−V1)/2を生成(サンプリング)して出力する。なお階調データがDG=(00000000)の場合にはVS=VG2=V0を出力する。また階調データがDG=(00000011)の場合には、VG1=V1とVG2=V2の間の階調電圧VS=V1−(V1−V2)/2を生成して出力する。なお階調データがDG=(00000010)の場合にはVS=VG1=V1を出力する。
スイッチ回路54はD/A変換回路52とデータ線駆動回路60との間に設けられる。なおスイッチ回路54はD/A変換回路52又はデータ線駆動回路60の構成要素であってもよい。
スイッチ回路54は複数のスイッチ素子を含む。例えば図20では第1〜第4のスイッチ素子SW1〜SW4を含む。なおスイッチ素子の個数はこれに限定されず、例えば8個、16個等であってもよい。また各スイッチ素子SW1〜SW4はCMOSのトランジスタにより構成できる。具体的にはP型トランジスタとN型トランジスタとからなるトランスファーゲートにより構成できる。そしてこれらのトランジスタは、図示しないスイッチ制御信号生成回路からのスイッチ制御信号によりオン・オフされる。
スイッチ素子SW1は、D/A変換回路52の第1の階調電圧VG1の出力ノードである第1の電圧出力ノードNG1と、階調生成アンプ62(データ線駆動回路60)の第1の入力ノードNI1との間に設けられる。スイッチ素子SW2は、D/A変換回路52の第2の階調電圧VG2の出力ノードである第2の電圧出力ノードNG2と、階調生成アンプ62の入力ノードNI1との間に設けられる。これらのスイッチ素子SW1とSW2は排他的にオン・オフになる。例えば図21に示すように階調データがDG=(00000000)の場合にはSW1がオフになる一方でSW2がオンになり、DG=(00000001)の場合にはSW1がオンになる一方でSW2がオフになる。
スイッチ素子SW3は、D/A変換回路52の電圧出力ノードNG1と階調生成アンプ62の入力ノードNI2との間に設けられる。スイッチ素子SW4は、D/A変換回路52の電圧出力ノードNG2と階調生成アンプ62の入力ノードNI2との間に設けられる。これらのスイッチ素子SW3とSW4は排他的にオン・オフになる。例えばDG=(00000001)の場合にはSW3がオフになる一方でSW4がオンになり、DG=(00000010)の場合にはSW3がオンになる一方でSW4がオフになる。
図21に示すように、階調データがDG=(00000000)の場合には、D/A変換回路52はVG1=V1、VG2=V0を出力する。またスイッチ回路54のスイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、各々、オフ、オン、オフ、オンになる。従って階調生成アンプ62の入力ノードNI1、NI2には、各々、VI1=VG2=V0、VI2=VG2=V0が入力される。これにより階調生成アンプ62は階調電圧(サンプリング電圧)VS=V0を出力する。
一方、階調データがDG=(00000001)の場合には、スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、各々、オン、オフ、オフ、オンになる。従って階調生成アンプ62は、その入力ノードNI1、NI2にVI1=VG1=V1、VI2=VG2=V0が入力され、階調電圧VS=V0−(V0−V1)/2を出力する。即ち階調データDG=(00000001)に対応する階調電圧を出力する。
階調データがDG=(00000010)の場合には、D/A変換回路52はVG1=V1、VG2=V2を出力する。またスイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、各々、オン、オフ、オン、オフになる。従って階調生成アンプ62は、その入力ノードNI1、NI2にVI1=VG1=V1、VI2=VG1=V1が入力され、階調電圧VS=V1を出力する。
一方、階調データがDG=(00000011)の場合には、スイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、各々、オフ、オン、オン、オフになる。従って階調生成アンプ62は、その入力ノードNI1、NI2にVI1=VG2=V2、VI2=VG1=V1が入力され、階調電圧VS=V1−(V1−V2)/2を出力する。即ち階調データDG=(00000011)に対応する階調電圧を出力する。
そして図21から明らかなように、スイッチ素子SW1〜SW4は、階調データDGの下位ビットに基づいてオン・オフされる。即ち階調データDGの下位ビットに基づき生成されたスイッチ制御信号に基づいて、スイッチ素子SW1〜SW4はオン・オフされる。例えば階調データDGの下位ビットであるD1、D0が(00)の場合には、図21に示すようにスイッチ素子SW1、SW2、SW3、SW4は、各々、オフ、オン、オフ、オンになり、(01)の場合には、各々、オン、オフ、オフ、オンになる。また(10)の場合には、オン、オフ、オン、オフになり、(11)の場合にはオフ、オン、オン、オフになる。
以上に説明したデータドライバによれば、階調生成アンプ62により階調電圧を生成できるため、図1の階調電圧生成回路110が生成する階調電圧の個数(種類)を削減できる。これにより階調電圧線の本数を削減できると共に、D/A変換回路52の回路規模を削減できる。
例えば階調データDGが8ビットであり、階調数が2=256階調である場合に、従来の手法では、階調電圧生成回路110は256個の階調電圧を生成する必要があり、D/A変換回路52には、これらの256個の階調電圧の中から階調データDGに応じた階調電圧を選択するセレクタ群が必要になる。従って、階調電圧生成回路110やD/A変換回路52の大規模化を招く。また階調電圧線の本数も256本になるため、配線領域の占有面積も大きくなる。
この点、図20のデータドライバによれば、階調生成アンプ62により階調電圧が生成されるため、階調電圧生成回路110は例えば128個の階調電圧を生成すればよく、D/A変換回路52には、これらの128個の階調電圧の中から電圧を選択するセレクタ群を設ければ済む。従って、従来の手法に比べて回路規模の大幅な削減が可能になる。また階調電圧線の本数も128本にすることができ、配線領域の面積も大幅に削減できる。なお、実際には、階調生成アンプ62が第1、第2の階調電圧VG1、VG2を分割した電圧を生成するため、上記の場合に階調電圧線は128+1=129本必要になる。
また図20のデータドライバによれば、階調生成アンプ62にサンプルホールド機能を持たせることができる。従って、D/A変換回路52によりデータ線を直接駆動するDAC駆動を行わなくても、バラツキが少ない電圧をデータ線に供給できる。即ち比較的小規模で簡素な回路構成で、精度の高い電圧をデータ線に供給できる。更に階調生成アンプ62にサンプルホールド機能を持たせることで、1つのD/A変換回路52を複数のデータ線駆動回路60で共有する構成が可能になり、更なる回路の小規模化を図れる。
また図20のデータドライバによれば、D/A変換回路52とデータ線駆動回路60の間にスイッチ回路54が設けられる。従って、D/A変換回路52からの第1、第2の階調電圧VG1、VG2に基づいて、例えば図21に示すように(VI1、VI2)=(V0、V0)、(V1、V0)、(V1、V1)、(V2、V1)・・・というような入力電圧を階調生成アンプ62に入力できる。これにより階調生成アンプ62は、例えばVS=V0、V0−(V0−V1)/2、V1、V1−(V1−V2)/2、V2・・・というような単調減少(或いは単調増加)する階調電圧を出力できるようになり、簡素な回路構成で適正な階調電圧出力を実現できる。
10.フリップアラウンド型サンプルホールド回路
階調生成アンプ62は、いわゆるフリップアラウンド型サンプルホールド回路により構成できる。ここでフリップアラウンド型のサンプルホールド回路は、例えば、サンプリング期間において、入力電圧に応じた電荷をサンプリング用キャパシタにサンプリングし、ホールド期間において、このサンプリング用キャパシタのフリップアラウンド動作を行って、蓄積された電荷に対応する電圧をその出力ノードに出力する回路である。
図22(A)、図22(B)を用いてフリップアラウンド型サンプルホールド回路について更に詳細に説明する。
例えば図22(A)、図22(B)において、フリップアラウンド型サンプルホールド回路により構成される階調生成アンプ62は、演算増幅器OP1と、第1、第2のサンプリング用キャパシタCS1、CS2(複数のサンプリング用キャパシタ)を含む。
サンプリング用キャパシタCS1は、演算増幅器OP1の反転入力端子(第1の入力端子)と階調生成アンプ62の入力ノードNI1との間に設けられる。そして図22(A)に示すようにキャパシタCS1には、サンプリング期間において入力ノードNI1の入力電圧VI1に応じた電荷が蓄積される。
サンプリング用キャパシタCS2は、演算増幅器OP1の反転入力端子と階調生成アンプ62の入力ノードNI2との間に設けられる。そしてキャパシタCS2には、サンプリング期間において入力ノードNI2の入力電圧VI2に応じた電荷が蓄積される。
なお図22(A)に示すようにサンプリング期間では演算増幅器OP1の出力がOP1の反転入力端子のノードNEGに帰還される。また、演算増幅器OP1の非反転入力端子(第2の入力端子)は、AGNDに設定される。従って演算増幅器OP1のイマジナリーショート機能により、キャパシタCS1、CS2の一端が接続されるノードNEGは、AGNDに設定される。これによりキャパシタCS1、CS2には、入力電圧VI1、VI2に応じた電荷が蓄積されるようになる。
なおAGNDは、演算増幅器OP1の高電位側電源電圧VDDHSと低電位側電源電圧VSSの間(中間)の電圧に設定(調整)される。具体的には、例えばAGND=VSS+(VDDHS+VSS)/MLに設定される。そしてVSS=0V、ML=2とすると、AGND=(VDDHS+VSS)/2になる。なお、係数MLは必ずしもML=2である必要はなく、表示特性等に応じて適宜調整することができ、少なくともML>1であればよい。
また電源電圧VDDHSは、例えば演算増幅器OP1が有する高電位側のP型トランジスタのソースに供給される電圧であり、電源電圧VSSは、低電位側のN型トランジスタのソースに供給される電圧である。演算増幅器OP1はこれらのVDDHS、VSSを動作電源電圧として動作する。
図22(B)に示すようにホールド期間においては、階調生成アンプ62は、サンプリング期間においてサンプリング用キャパシタCS1、CS2に蓄積された電荷に応じた出力電圧VQG(=VS)を、その出力ノードNQGに出力する。具体的には、その一端にノードNEGが接続されるキャパシタCS1、CS2の他端を、演算増幅器OP1の出力端子に接続するフリップアラウンド動作を行うことで、CS1、CS2に蓄積された電荷に応じた出力電圧VQGを出力する。
以上のようなフリップアラウンド型サンプルホールド回路により階調生成アンプ62を構成すれば、いわゆるオフセットフリーを実現できる。
例えば演算増幅器OP1の反転入力端子と非反転入力端子の間に発生するオフセット電圧をVOFとし、説明を簡素化するためにAGNDを仮に0Vとし、サンプリング期間での入力電圧をVI1=VI2=VIとし、並列接続されるキャパシタCS1、CS2の並列容量値をCSとする。すると、サンプリング期間において蓄積される電荷Qは下式のように表される。
Q=(VI−VOF)×CS (1)
一方、ホールド期間でのノードNEGの電圧をVXとし、出力電圧をVQGとすると、ホールド期間において蓄積される電荷Q’は下式のように表される。
Q’=(VQG−VX)×CS (2)
また演算増幅器OP1の増幅率をAとすると、VQGは下式のように表される。
VQG=−A×(VX−VOF) (3)
すると電荷保存の法則によりQ=Q’となるため、下式が成立する。
(VI−VOF)×CS=(VQG−VX)×CS (4)
従って上式(3)、(4)により、
VQG=VI−VOF+VX=VI−VOF+VOF−VQG/A
が成立する。従って、階調生成アンプ62の出力電圧VQGは下式のように表される。
VQG={1/(1+1/A)}×VI (5)
上式(5)から明らかなように、階調生成アンプ62の出力電圧VQGは、オフセット電圧VOFに依存せず、オフセットをキャンセルできるため、オフセットフリーを実現できる。
図23(A)、図23(B)にフリップアラウンド型サンプルホールド回路を用いた階調生成アンプ62の詳細な構成例を示す。図23(A)、図23(B)の階調生成アンプ62は、演算増幅器OP1と、第1、第2のサンプリング用スイッチ素子SS1、SS2と、第1、第2のサンプリング用キャパシタCS1、CS2と、帰還用スイッチ素子SFGと、第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子SA1、SA2を含む。また出力用スイッチ素子SQGを含む。なおこれらの一部の構成要素を省略したり、他の構成要素を追加するなどの変形実施も可能である。またスイッチ素子SS1、SS2、SA1、SA2、SFG、SQGは、例えばトランスファーゲートなどのCMOSトランジスタにより構成できる。
演算増幅器OP1の非反転入力端子(第2の入力端子)にはAGNDが設定される。サンプリング用スイッチ素子SS1及びサンプリング用キャパシタCS1は、階調生成アンプ62の入力ノードNI1と演算増幅器OP1の反転入力端子(第1の入力端子)との間に設けられる。サンプリング用スイッチ素子SS2及びサンプリング用キャパシタCS2は、階調生成アンプ62の入力ノードNI2と演算増幅器OP1の反転入力端子との間に設けられる。
帰還用スイッチ素子SFGは、演算増幅器OP1の出力端子とOP1の反転入力端子との間に設けられる。
フリップアラウンド用スイッチ素子SA1は、スイッチ素子SS1とキャパシタCS1との間の第1の接続ノードNS1と、演算増幅器OP1の出力端子との間に設けられる。フリップアラウンド用スイッチ素子SA2は、スイッチ素子SS2とキャパシタCS2との間の第2の接続ノードNS2と、演算増幅器OP1の出力端子との間に設けられる。
そして図23(A)に示すようにサンプリング期間においては、サンプリング用スイッチ素子SS1、SS2及び帰還用スイッチ素子SFGがオンになると共に、フリップアラウンド用スイッチ素子SA1、SA2がオフになる。
一方、図23(B)に示すようにホールド期間においては、サンプリング用スイッチ素子SS1、SS2及び帰還用スイッチ素子SFGがオフになると共に、フリップアラウンド用スイッチ素子SA1、SA2がオンになる。
また出力用スイッチ素子SQGは、演算増幅器OP1の出力端子と階調生成アンプ62の出力ノードNQGとの間に設けられる。そして図23(A)に示すようにサンプリング期間においては、出力用スイッチ素子SQGはオフになる。これにより、階調生成アンプ62の出力がハイインピーダンス状態になり、サンプリング期間中の不確定な電圧が後段に伝達されるのを防止できる。
一方、図23(B)に示すように、ホールド期間においては、出力用スイッチ素子SQGはオンになる。これにより、サンプリング期間において生成された階調電圧である電圧VQGを出力できる。
次に図24を用いて、図23(A)、図23(B)の回路動作を説明する。ノードNG1には、D/A変換回路52からの第1の階調電圧VG1が入力され、ノードNG2には、VG1とは電圧レベルが異なる第2の階調電圧VG2が入力される。
スイッチ回路54のスイッチ素子SW1、SW2は、階調データDGに応じていずれか一方が排他的にオンになる。スイッチ素子SW3、SW4も、階調データDGに応じていずれか一方が排他的にオンになる。
サンプリング期間においては、サンプリング用スイッチ素子SS1、SS2、帰還用スイッチ素子SFGに入力されるスイッチ制御信号がアクティブ(Hレベル)になるため、スイッチ素子SS1、SS2、SFGはオンになる。一方、フリップアラウンド用スイッチ素子SA1、SA2、出力用スイッチ素子SQGに入力されるスイッチ制御信号が非アクティブ(Lレベル)になるため、スイッチ素子SA1、SA2、SQGはオフになる。
ホールド期間においては、スイッチ素子SS1、SS2、SFGに入力されるスイッチ制御信号が非アクティブになるため、SS1、SS2、SFGはオフになる。一方、スイッチ素子SA1、SA2、SQGに入力されるスイッチ制御信号がアクティブになるため、SA1、SA2、SQGはオンになる。
なお図24のA1、A2に示すように、サンプリング用スイッチ素子SS1、SS2は、帰還用スイッチ素子SFGがオフになった後にオフになる。このようにすれば、チャージインジェクションの悪影響を最小限に抑えることができる。そしてA3に示すように、フリップアラウンド用スイッチ素子SA1、SA2、出力用スイッチ素子SQGは、サンプリング用スイッチ素子SS1、SS2がオフになった後にオンになる。
例えば図25(A)に、スイッチ素子となるトランスファーゲートTGの例を示す。トランスファーゲートTGを構成するN型トランジスタTN、P型トランジスタTPのゲートにはスイッチ制御信号CNN、CNPが入力されている。そしてトランスファーゲートTGがオフになる時に、ゲート・ドレイン間やゲート・ソース間の寄生容量Cgd、Cgsを原因とするクロックフィードスルーが発生する。またトランスファーゲートTGのオフ時に、チャネルの電荷がドレインやソースに流れ込み、チャージインジェクションが発生する。
この点、本実施形態では、図25(B)に示すように帰還用スイッチ素子SFGがオフになった後に、図25(C)に示すようにサンプリング用スイッチ素子SS1、SS2がオフになるため、チャージインジェクションやクロックフィードスルーによる悪影響を低減できる。
即ち図25(B)のようにスイッチ素子SS1、SS2がオン状態の時にスイッチ素子SFGがオフになると、スイッチ素子SFGでのチャージインジェクションやクロックフィードスルーの影響は受けてしまう。しかしながら、図25(C)に示すようにスイッチ素子SS1、SS2がオフになるタイミングでは、スイッチ素子SFGがオフになっておりノードNEGがハイインピーダンス状態になっている。従って、SS1、SS2でのクロックフィードスルーやチャージインジェクションによる影響は受けないようになるため、チャージインジェクションやフィードスルーによる悪影響を低減できる。
なお図25(A)のトランスファーゲートTGのトランジスタTN、TPのゲートには、VDDHS〜VSSの振幅のスイッチ制御信号CNN、CNPが入力される。従って、トランスファーゲートTGのドレイン又はソースの電位がVSSやVDDHSに設定されると、N型トランジスタTNからの電荷量とP型トランジスタTPからの電荷量にアンバランスが生じ、チャージインジェクションによる電荷が相殺されずに残るようになる。
この点、図25(B)のようにスイッチ素子SFGがオフになる直前では、演算増幅器OP1の非反転入力端子には、VDDHSとVSSの中間電圧となるAGNDが設定され、演算増幅器OP1のイマジナリーショート機能により、ノードNEGの電位はAGND=(VDDHS+VSS)/2に設定される。従って、スイッチ素子SFGがオフになる直前ではSFGのソース及びドレインはAGNDに設定され、入力される階調電圧の依存性がないと共に、トランスファーゲートTGのN型トランジスタからの電荷量とP型トランジスタからの電荷量のアンバランスを低減できるため、スイッチ素子SFGがオフになることによるチャージインジェクションの悪影響を最小限に抑えることができる。
11.電子機器
図26(A)、図26(B)に本実施形態の集積回路装置10を含む電子機器や電気光学装置500の構成例を示す。なお図26(A)、図26(B)の構成要素の一部を省略したり、他の構成要素(例えばカメラ、操作部又は電源等)を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また本実施形態の電子機器は携帯電話機には限定されず、デジタルカメラ、PDA、電子手帳、電子辞書、テレビ、プロジェクタ、或いは携帯型情報端末などであってもよい。
図26(A)、図26(B)においてホストデバイス410は、例えばMPU、ベースバンドエンジンなどである。このホストデバイス410は、表示ドライバである集積回路装置10の制御を行う。或いはアプリケーションエンジンやベースバンドエンジンとしての処理や、圧縮、伸長、サイジングなどのグラフィックエンジンとしての処理を行うこともできる。また図26(B)の画像処理コントローラ420は、ホストデバイス410に代行して、圧縮、伸長、サイジングなどのグラフィックエンジンとしての処理を行う。
図26(A)の場合には、集積回路装置10としてメモリ内蔵のものを用いることができる。即ちこの場合には集積回路装置10は、ホストデバイス410からの画像データを、一旦内蔵メモリに書き込み、書き込まれた画像データを内蔵メモリから読み出して、電気光学パネルを駆動する。一方、図26(B)の場合には、集積回路装置10としてメモリ非内蔵のものを用いることができる。即ちこの場合には、ホストデバイス410からの画像データは、画像処理コントローラ420の内蔵メモリに書き込まれる。そして集積回路装置10は、画像処理コントローラ420の制御の下で、電気光学パネル400を駆動する。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語(第1の入力端子、第2の入力端子等)と共に記載された用語(反転入力端子、非反転入力端子等)は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また集積回路装置、電気光学装置、電子機器等の構成、動作も本実施形態で説明したものに限定に限定されず、種々の変形実施が可能である。
本実施形態の集積回路装置の回路構成例。 図2(A)、図2(B)は電源回路、階調電圧生成回路の構成例。 本実施形態の集積回路装置のレイアウト配置例。 データドライバブロックの詳細なレイアウト配置例。 信号リピータ回路、バイアスリピータ回路の説明図。 バイアスリピータ回路の構成例。 サブドライバブロックの詳細なレイアウト配置例。 サブドライバブロックの更に詳細なレイアウト配置例。 図9(A)〜図9(C)はフリップアラウンド型サンプルホールド回路の説明図。 集積回路装置の他のレイアウト配置例。 図11(A)、図11(B)は比較例の集積回路装置の説明図。 集積回路装置の詳細なレイアウト配置例。 データドライバブロックとメモリブロック間のデータ転送の説明図。 プリラッチ回路、ポストラッチ回路、データドライバブロックの構成例。 図14の構成の動作を説明する信号波形例。 プリラッチ回路、ポストラッチ回路、データドライバブロックの他の構成例。 データドライバの構成例。 データドライバの第2の構成例。 データドライバの動作を説明するための信号波形例。 データドライバの変形例。 D/A変換回路、スイッチ回路、階調生成アンプの動作説明図。 図22(A)、図22(B)はフリップアラウンド型サンプルホールド回路の説明図。 図23(A)、図23(B)はフリップアラウンド型サンプルホールド回路を用いた階調生成アンプの構成例。 階調生成アンプの回路動作の説明図。 図25(A)〜図25(C)は本実施形態のスイッチ制御手法の説明図。 図26(A)、図26(B)は電子機器の構成例。
符号の説明
DR データドライバ、DB1〜DB10 データドライバブロック、
SDB、SDB0〜SDB6 サブドライバブロック、ID0〜ID5 画像データ、
LOG ロジック回路、LS レベルシフタ、
DAC、DAC0〜DAC5 D/A変換回路、
GR、GG、GB、GR0〜GB5 データ線駆動回路、
REP、REP1〜REP3 リピータ回路、REPA 信号リピータ回路、
REPB バイアスリピータ回路、BC1、BC2 サブバイアス回路、
MB1〜MB10 メモリブロック、LTA1〜LTA6 プリラッチ回路、
LTB1〜LTB6 ポストラッチ回路、PB 電源回路、AR AGND出力回路、
10 集積回路装置、20 メモリ、22 メモリセルアレイ、
24 ローアドレスデコーダ、26 カラムアドレスデコーダ、
28 ライト/リード回路、40 ロジック回路、42 制御回路、
44 表示タイミング制御回路、46 ホストインターフェース回路、
48 RGBインターフェース回路、50 データドライバ、
52 D/A変換回路、54 スイッチ回路、
60 60-1〜60-L データ線駆動回路、62、62-1〜62-L 階調生成アンプ、
64 64-1〜64-L 駆動アンプ、70 走査ドライバ、
90 電源回路、92 昇圧回路、100 VCOM生成回路、102 制御回路、
104 出力回路、110 階調電圧生成回路、112 ラダー抵抗回路、
114 調整レジスタ、120 バイアス回路、
400 電気光学パネル、410 ホストデバイス、420 画像処理コントローラ、
500 電気光学装置

Claims (14)

  1. 第1の方向に沿って配置され、電気光学装置の複数のデータ線にデータ信号を供給する第1〜第N(Nは2以上の整数)のデータドライバブロックを含み、
    前記第1〜第Nのデータドライバブロックの各データドライバブロックは、第1〜第M(Mは2以上の整数)のサブドライバブロックと複数のリピータ回路を含み、
    前記第1〜第Mのサブドライバブロックの第Jのサブドライバブロック(Jは1≦J≦Mとなる整数)は、
    画像データを受け、前記画像データのD/A変換を行うD/A変換回路と、
    前記第1の方向に直交する方向を第2の方向とした場合に、前記D/A変換回路の前記第2の方向において前記第1の方向に沿って配置され、前記D/A変換回路を共用する第1〜第L(Lは2以上の整数)のデータ線駆動回路を含み、
    前記複数のリピータ回路の各リピータ回路は、前記第1〜第Mのサブドライバブロックのうちの隣り合うサブドライバドライバブロック間に設けられ、
    前記各リピータ回路はバイアスリピータ回路を含み、
    前記バイアスリピータ回路は、
    基準バイアス信号を受け、前記基準バイアス信号に基づき生成したバイアス信号を、前記第1〜第Mのサブドライバブロックのうちの前記バイアス信号の供給先となるサブドライバブロックが有する前記第1〜第Lのデータ線駆動回路に供給し、
    前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の各データ線駆動回路は、
    差動部と出力部を有し、データ線を駆動するための演算増幅器を含み、
    前記バイアス信号は、前記演算増幅器の前記差動部及び前記出力部に流れるバイアス電流を設定するための信号であり、
    前記基準バイアス信号は、前記バイアス信号を生成するために、基準電圧生成回路を有するバイアス回路が前記各リピータ回路に供給する信号であることを特徴とする集積回路装置。
  2. 請求項1において、
    前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の前記各データ線駆動回路は、
    データ線を駆動し、サンプルホールド回路を構成する前記演算増幅器と、
    少なくとも1つのキャパシタを含み、
    前記少なくとも1つのキャパシタは、前記ンプルホールド回路のンプリング用キャパシタあり、
    前記演算増幅器が配置される演算増幅器領域の前記第2の方向に、前記少なくとも1つのキャパシタが形成されるキャパシタ領域が設けられることを特徴とする集積回路装置。
  3. 請求項2において、
    複数のリピータ回路用信号線が、前記キャパシタ領域において前記第1の方向に沿って配線され、
    前記複数のリピータ回路用信号線は、前記各データ線駆動回路及び前記D/A変換回路を制御するための制御信号を前記各リピータ回路に伝達するための信号線であることを特徴とする集積回路装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
    前記第2の方向の反対方向を第4の方向とした場合に、前記第1〜第Nのデータドライバブロックの前記第4の方向において前記第1の方向に沿って配置され、前記画像データを記憶する第1〜第Nのメモリブロックを含み、
    前記第1〜第Nのメモリブロックのうちの第Jのメモリブロックは、
    少なくとも1サブピクセル分の画像データであるサブピクセル画像データを点順次で読み出して、前記第1〜第Nのデータドライバブロックのうちの対応する第Jのデータドライバブロックに対して時分割に出力し、
    前記第Jのデータドライバブロックは、
    前記第Jのメモリブロックから前記サブピクセル画像データを受け、前記サブピクセル画像データをD/A変換することで得られたデータ信号を前記電気光学装置に出力することを特徴とする集積回路装置。
  5. 請求項4において、
    前記第Jのメモリブロックと前記第Jのデータドライバブロックは、前記第Jのメモリブロックの前記第1の方向での中点に対応する第1の中心位置と、前記第Jのデータドライバブロックの前記第1の方向での中点に対応する第2の中心位置とが、前記第1の方向においてずれて配置されることを特徴とする集積回路装置。
  6. 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
    前記第2の方向の反対方向を第4の方向とした場合に、前記第1〜第Nのデータドライバブロックの前記第4の方向において前記第1の方向に沿って配置され、前記画像データを記憶する第1〜第Nのメモリブロックと、
    第1〜第Nのプリラッチ回路と、
    第1〜第Nのポストラッチ回路を含み、
    前記第1〜第Nのメモリブロックのうちの第Jのメモリブロックは、
    少なくとも1サブピクセル分の画像データであるサブピクセル画像データを点順次で読み出して時分割に出力し、
    前記第1〜第Nのプリラッチ回路のうちの第Jのプリラッチ回路は、
    前記第Jのメモリブロックから時分割に出力される前記サブピクセル画像データを順次にラッチし、
    前記第1〜第Nのポストラッチ回路のうちの第Jのポストラッチ回路は、
    前記第Jのプリラッチ回路での前記サブピクセル画像データのラッチ後に、ラッチされた前記サブピクセル画像データを前記第Jのプリラッチ回路から線順次で読み出してラッチし、前記第Jのデータドライバブロックに出力することを特徴とする集積回路装置。
  7. 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
    前記D/A変換回路は、
    前記画像データとしてサブピクセル画像データを受け、前記サブピクセル画像データに対応した階調電圧を、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間に時分割に出力し、
    前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の各データ線駆動回路は、
    前記第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間において前記D/A変換回路から出力された前記階調電圧をサンプリングすることを特徴とする集積回路装置。
  8. 請求項7において、
    前記D/A変換回路は、
    前記サブピクセル画像データに対応した第1、第2の階調電圧を、第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間に時分割に出力し、
    前記第1〜第Lのデータ線駆動回路の前記各データ線駆動回路は、
    前記第1〜第Lのサンプリング期間の各サンプリング期間において前記D/A変換回路から出力された前記第1、第2の階調電圧をサンプリングし、前記第1の階調電圧と前記第2の階調電圧の間の階調電圧を生成する階調生成アンプを含むことを特徴とする集積回路装置。
  9. 請求項8において、
    前記階調生成アンプは、フリップアラウンド型サンプルホールド回路により構成されることを特徴とする集積回路装置。
  10. 請求項9において、
    前記階調生成アンプは、
    その第2の入力端子にアナログ基準電源電圧が供給される前記演算増幅器と、
    前記階調生成アンプの第1の入力ノードと前記演算増幅器の第1の入力端子との間に設けられた第1のサンプリング用スイッチ素子及び第1のサンプリング用キャパシタと、
    前記階調生成アンプの第2の入力ノードと前記演算増幅器の前記第1の入力端子との間に設けられた第2のサンプリング用スイッチ素子及び第2のサンプリング用キャパシタと、
    前記演算増幅器の出力端子と前記第1の入力端子との間に設けられた帰還用スイッチ素子と、
    前記第1のサンプリング用スイッチ素子と前記第1のサンプリング用キャパシタとの間の第1の接続ノードと、前記演算増幅器の前記出力端子との間に設けられた第1のフリップアラウンド用スイッチ素子と、
    前記第2のサンプリング用スイッチ素子と前記第2のサンプリング用キャパシタとの間の第2の接続ノードと、前記演算増幅器の前記出力端子との間に設けられた第2のフリップアラウンド用スイッチ素子を含むことを特徴とする集積回路装置。
  11. 請求項10において、
    前記サンプリング期間においては、前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子及び前記帰還用スイッチ素子がオンになると共に、前記第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子がオフになり、
    ホールド期間においては、前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子及び前記帰還用スイッチ素子がオフになると共に、前記第1、第2のフリップアラウンド用スイッチ素子がオンになることを特徴とする集積回路装置。
  12. 請求項11において、
    前記第1、第2のサンプリング用スイッチ素子は、前記帰還用スイッチ素子がオフになった後にオフになることを特徴とする集積回路装置。
  13. 請求項1乃至12のいずれかに記載の集積回路装置を含むことを特徴とする電気光学装置。
  14. 請求項13に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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