JP5133585B2 - ソースドライバーの消費電力を低減させる方法及び関連装置 - Google Patents

ソースドライバーの消費電力を低減させる方法及び関連装置 Download PDF

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Description

この発明はソースドライバーの消費電力を低減させる方法及び関連装置に関し、特に基準電圧源でソースドライバーの負荷端を基準電圧まで充放電する方法及び装置に関する。
近年、小型で高画質のフラットパネル表示器(FPD)が次第に普及していく。その種類は、プラズマ表示パネル(PDP)、液晶ディスプレイ(LCD)、リアプロジェクション表示器などがある。小型・高画質を特長とするFPDは、従来の陰極線管に取って代わり、ノートブックパソコン、PDA、フラットパネルテレビ、携帯電話などの電子製品に幅広く利用されている。
図1を参照する。図1は電荷共有方式のソースドライバーチップ10を表す説明図である。ソースドライバーチップ10はN本のチャンネルを含むドット反転方式の装置であり、隣接した演算増幅器の極性は互いに異なる。例えば、第1の演算増幅器OP+の極性が正であれば、第2の演算増幅器OP−の極性は負となる。Vref[R:1]はデジタル/アナログ変換器(DAC)に供給するR個の基準電圧を示す。DACはこれらの基準電圧を更に多くの電圧に分け、演算増幅器に出力する。Code[B:1]はFPDに表示するグレイスケールデジタルデータを示す。該データはタイミングコントローラーにより生成され、ソースドライバーに送信され一時保存される。第1と第2のチャンネルを参照する。両演算増幅器の電位が供給電圧AVDDと接地電圧GNDAの間に切り替わるとすれば、電荷共有式の場合では、まず隣接したソースドライバーチップ10の外部負荷Load、Loadを短絡接続する。この場合、第一スイッチΦ1は導通し、ソースドライバーチップ10の外部負荷Load、Loadの電荷は再分配され、平衡後の電圧値は供給電圧AVDDの2分の1となる。その後、第一スイッチΦ1を開回路にし、演算増幅器の出力段を対応するソースドライバーチップ10の外部負荷にそれぞれ接続する(例えば、第1の演算増幅器OP+をソースドライバーチップ10の外部負荷Loadに、第2の演算増幅器OP−をソースドライバーチップ10の外部負荷Loadに接続する)。この場合、第二スイッチΦ2は導通し、演算増幅器はソースドライバーチップ10の外部負荷の電位を目標電位(供給電圧AVDD又は接地電圧GNDA)まで増減する。これにより駆動が完了する。
図2を参照する。図2は図1に示すソースドライバーの出力タイミング図である。図2は、電荷共有・1ラインドット反転方式の場合を示す。そのうちPOLは演算増幅器OPの極性信号を示し、LDは演算増幅器OPの開始信号を示し、OUTはソースドライバーチップ外部負荷の電圧レベルを示す。演算増幅器OPの出力極性は、LDの立ち上がりエッジとともに保存されるPOLの値によって定められる。図2に示すように、LDの立ち上がりエッジとともに一時保存されるPOLが1であれば、演算増幅器OPの出力極性は正であり、LDの立ち上がりエッジとともに一時保存されるPOLが0であれば、演算増幅器OPの出力極性は負である。図に示すように、第一スイッチΦ1が導通する間は、電荷共有方式でソースドライバーチップの外部負荷の電圧を0.5×AVDDまで増減する。第二スイッチΦ2が導通する間は演算増幅器OPがソースドライバーチップの外部負荷を駆動するよう変更され、残りの0.5×AVDDを駆動する。
図3を参照する。図3は図1に示すソースドライバーの別の出力タイミング図である。図3は、電荷共有・2ラインドット反転方式の場合を示す。図3に示す演算増幅器OPの極性変換周期は図2の2倍である。図に示すように、第一スイッチΦ1が1回目に導通する間は、電荷共有方式でソースドライバーチップの外部負荷の電圧を0.5×AVDDまで増減し、第二スイッチΦ2が導通する間は、演算増幅器OPで残りの0.5×AVDDを駆動する。その後、第一スイッチΦ1が2回目に導通するときから第一スイッチΦ1が3回目に導通する前までは極性が変更されない。
現在のFPDに用いられるソースドライバーは、前述のような電荷共有方式で消費電力を低減させることが多い。つまり、極性が互いに異なる隣接した出力端を短絡接続し、電荷を等しく再分配してから、ソースドライバーの出力段を出力端に接続して負荷を充放電することで、消費電力を低減させる。しかし、電荷を等しく再分配したとはいえ、負荷端の電位と目標電圧の間にはまだ大きな差がある。したがって、負荷端を引き続き充放電するため、ソースドライバーの出力端は多大な電力を消費しなければならない。
本発明は前述の問題を解決するため、ソースドライバーの消費電力を低減させる方法及び装置を提供することを課題とする。
本発明はソースドライバーの消費電力を低減させる方法を提供する。該方法は、基準電圧源によりソースドライバーの負荷端を、目標電圧と極性が同じで電圧値が近い基準電圧まで充放電する段階、該ソースドライバーの出力段により負荷端を該目標電圧まで充放電する段階からなる。
本発明によるソースドライバーの消費電力を低減させる別の方法は、第一基準電圧源によりソースドライバーの負荷端を、第一目標電圧と極性が同じで電圧値が近い第一基準電圧まで充電する段階、該ソースドライバーの出力段により負荷端を該第一目標電圧まで充放電する段階、第二基準電圧源によりソースドライバーの負荷端を、第二目標電圧と極性が同じで電圧値が近い第二基準電圧まで放電する段階、該ソースドライバーの出力段により負荷端を該第二目標電圧まで充放電する段階からなる。
本発明によるソースドライバーの消費電力を低減させる別の方法は、開始信号に基づいて第一基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第一電圧信号を生成する段階、該開始信号に基づいて第二基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第二電圧信号を生成する段階、複数の第一電圧信号に基づき対応する複数のソースドライバーの負荷端を、第一目標電圧と極性が同じで電圧値が近い第一基準電圧まで充電する段階、該対応する複数のソースドライバーの出力段により該対応する複数の負荷端を第一目標電圧まで充放電する段階、複数の第二電圧信号に基づき対応する複数のソースドライバーの負荷端を、第二目標電圧と極性が同じで電圧値が近い第二基準電圧まで放電する段階、該対応する複数のソースドライバーの出力段により該負荷端を第二目標電圧まで充放電する段階からなる。
本発明は更に低消費電力のソースドライバーを提供する。該ソースドライバーは、第一基準電圧を入力するための第一ピンと、第二基準電圧を入力するための第二ピンと、第一DACと、第一DACに結合される演算増幅器と、出力段と、第一ピンと出力段の間に結合され、出力段と第一ピン間の電気的接続を制御する第一スイッチと、演算増幅器と出力段の間に結合され、出力段と演算増幅器間の電気的接続を制御する第二スイッチと、第二ピンと出力段の間に結合され、出力段と第二ピン間の電気的接続を制御する第三スイッチとを含む。
本発明による低消費電力ソースドライバーは、第一DACと、第一DACに結合される演算増幅器と、出力段と、第一DACと出力段の間に結合され、出力段と第一DAC間の電気的接続を制御する第一スイッチと、演算増幅器と出力段の間に結合され、出力段と演算増幅器間の電気的接続を制御する第二スイッチとを含む。そのうち第一DACは極性信号とグレイスケールデジタルデータに基づいて、複数の基準電圧から1つ選んで出力する。
本発明による別の低消費電力ソースドライバーは、第一DACと、第一DACに結合される演算増幅器と、出力段と、第一出力端と第二出力端を備える第二DACと、第二DACの第一出力端と上記出力段の間に結合され、上記出力段と第二DACの第一出力端間の電気的接続を制御する第一スイッチと、演算増幅器と上記出力段の間に結合され、上記出力段と演算増幅器間の電気的接続を制御する第二スイッチと、第二DACの第二出力端と上記出力段の間に結合され、上記出力段と第二DACの第二出力端間の電気的接続を制御する第三スイッチとを含む。そのうち第一DACは極性信号とグレイスケールデジタルデータに基づいて複数の基準電圧から1つ選んで出力し、第二DACは上記極性信号とグレイスケールデジタルデータに基づいて複数の変換器基準電圧から1つ選び、これを第一基準電圧として第一出力端から出力し、また第二DACは上記極性信号とグレイスケールデジタルデータに基づいて複数の変換器基準電圧からもう1つを選び、これを第二基準電圧として第二出力端から出力する。
本発明は更に低消費電力のソースドライバー集積回路を提供する。該ソースドライバー集積回路は、開始信号に基づいて第一基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第一電圧信号を生成し、更に該開始信号に基づいて第二基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第二電圧信号を生成するタイミングコントローラーと、複数のチャンネルグループとを含む。各チャンネルグループは、対応する第一電圧信号を受信する第一入力端と、対応する第二電圧信号を受信する第二入力端と、上記開始信号を受信する第三入力端と、複数のソースドライバーとを含む。各ソースドライバーは、DACと、DACに結合される演算増幅器と、出力段と、演算増幅器と上記出力段の間に結合され、上記出力段と演算増幅器間の電気的接続を制御する第一スイッチと、第二入力端と上記出力段の間に結合され、上記出力段と第二入力端間の電気的接続を制御する第二スイッチと、第一入力端と上記出力段の間に結合され、上記出力段と第一入力端間の電気的接続を制御する第三スイッチとを含む。
本発明は、ソースドライバーの負荷端を目標電圧に近い基準電圧まで予め充放電するため、従来の技術より小さなバイアス電流のみで、ソースドライバーの負荷値を所定時間内に所定値まで増減することができる。したがって、ソースドライバーの消費電力は有効に削減され、特に目標電圧が最大電位(AVDD)か最低電位(GNDA)に近い場合では省電力効果が顕著である。フラットパネル表示器の寸法と解像度が向上する中、本発明は省電力効果に大きく役立つ。
かかる方法及び装置の特徴を詳述するために、具体的な実施例を挙げ、図を参照にして以下に説明する。
図4を参照する。図4は本発明の実施例1によるソースドライバーチップ40を表す説明図である。本実施例はまず、集積回路の外部で第一基準電圧Vと第二基準電圧Vを生成し、これらをソースドライバーチップ40の第一ピンと第二ピンを介して集積回路の内部に接続する。次にソースドライバーの出力段の極性に応じて、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧Vまたは第二基準電圧Vに接続し、更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して第一目標電圧VTまたは第二目標電圧VTまで充放電する。第一目標電圧VTが第二目標電圧VTより大きく、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一目標電圧VTまで充電しようとすれば、まずはソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧Vに接続し(第一スイッチSWが導通する)、更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して第一目標電圧VTまで充電する(第二スイッチSWが導通する)。同じく、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第二目標電圧VTまで放電しようとすれば、まずソースドライバーチップの外部負荷Loadを第二基準電圧Vに接続し(第三スイッチSWが導通する)、更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して第二目標電圧VTまで放電する(第二スイッチSWが導通する)。このように第一スイッチSW、第二スイッチSW、第三スイッチSWの導通状態を制御し、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧V、第二基準電圧V、または演算増幅器OPに電気的に接続する。
ある実施例では、第一目標電圧VTは、システム供給電圧(ADVV)であり、第二目標電圧VTは、システム接地電圧(GNDA)である。従って第一目標電圧VTに近い第一基準電圧Vは、システム供給電圧の4分の3((3/4)*ADVV)であり、第二目標電圧VTに近い第二基準電圧Vは、システム供給電圧の4分の1((1/4)*ADVV)である。
図5を参照する。図5は図4に示すソースドライバーの出力タイミング図である。LDが立ち上がるときは、POL信号に基づいてソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧Vに接続するか、または第二基準電圧Vに接続するかを定める。LDが立ち下がるときは、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して充放電を行う。図に示すように、第一スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第一基準電圧Vまで増減し、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第一目標電圧VTまで駆動する。次に第三スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第二基準電圧Vまで増減し、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第二目標電圧VTまで駆動する。第一基準電圧Vが第一目標電圧VTに近く、かつ第二基準電圧Vが第二目標電圧VTに近い場合では、演算増幅器OPは少数の電荷のみで目標電圧まで駆動することができる。そのため、ソースドライバーの消費電力は大幅に低減する。
図6を参照する。図6は本発明の実施例2によるソースドライバーチップを表す説明図である。本実施例による集積回路の内部にあるDACは、極性信号POLとグレイスケールデジタルデータCode[C:1]に基づいて、複数の基準電圧V〜Vから1つ選んで出力する。Code[C:1]はFPDに表示するグレイスケールデジタルデータを示し、該データはタイミングコントローラーにより生成され、ソースドライバーに送信され一時保存される。POLは出力極性を示し、VTは目標電圧を示す。本実施例はまず、ソースドライバーの出力段の極性に応じて、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを前記基準電圧V〜Vのうち選定されたものに接続し、選定電圧まで充放電する。更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して目標電圧VTまで充放電する。すなわち、ソースドライバーチップの外部負荷LoadをまずDACの出力端に接続して、選定された基準電圧まで充電し(第一スイッチSWが導通する)、更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して目標電圧VTまで充電する(第二スイッチSWが導通する)。
図7、図8と図6を参照する。図7は図6に示す制御信号と出力電圧の対応を表す説明図である。Code[C:1]を2ビットにする場合では、Code[2:1]とPOL信号を合わせて計8つの目標電圧V〜Vが得られる。図7に示すように、POL信号=0、Code=00のときは目標電圧VTをVとし、以下も同様に定める。なお、図8のV’〜V’は、目標電圧V〜Vに近い電圧を示す。
図8を参照する。図8は図6に示すソースドライバーの出力タイミング図である。図8に示すように、POL信号=1、Code[2:1]=00のときに対応する目標電圧はVである。そのため、第一スイッチSWを導通させ、ソースドライバーチップの外部負荷LoadをDACの出力端に接続して電圧V’まで充電する。更に第二スイッチSWを導通させ、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して電圧Vまで充電する。後続の動作も同様に行われる。
図9を参照する。図9は本発明の実施例3によるソースドライバーチップを表す説明図である。本実施例では、Code[C:1]はFPDに表示するグレイスケールデジタルデータを示し、Vref[R:1]はR個の基準電圧を示す。Vref2[V:1]は Vref[R:1]の部分集合または全体集合のうちV個の基準電圧(V≦R)を示し、Code2[D:1]は Code[C:1]の部分集合または全体集合のうちD個のビット(D≦C)を示し、VTとVTは正・負極性の目標電圧を示す。まず、集積回路の内部にある第二DAC(DAC)が極性信号POLとグレイスケールデジタルデータCode2[D:1]に基づいて、複数の基準電圧Vref2[V:1]から1つ選んで出力する(第一基準電圧Vまたは第二基準電圧Vを出力)。次にソースドライバーの出力段の極性に応じて、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧Vまたは第二基準電圧Vに接続し、更にソースドライバーチップの外部負荷Loadを演算増幅器OPに接続して目標電圧VTまたはVTまで充放電する。第一スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第一基準電圧Vまで増減し、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第一基準電圧Vまで駆動する。その後、第三スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第二基準電圧Vまで下げ、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を第二目標電圧VTまで駆動する。第一基準電圧Vは第一目標電圧VTに近く、第二基準電圧Vは第二目標電圧VTに近いため、演算増幅器OPは少数の電荷のみで目標電圧まで駆動することができる。そのため、ソースドライバーの消費電力は大幅に低減する。
図10を参照する。図10は本発明の実施例4によるソースドライバーチップを表す説明図である。図9に示す実施例と異なり、第二DAC(DAC)に用いられる基準電圧Vref2[V:1]と、第一DAC(DAC)に用いられる基準電圧Vref[R:1]は互いに独立したものである。本発明は、第二DAC(DAC)で第一基準電圧Vと第二基準電圧Vを出力し、更に第一スイッチSW、第二スイッチSW、第三スイッチSWの導通状態を制御し、ソースドライバーチップの外部負荷Loadを第一基準電圧V、第二基準電圧V、または演算増幅器OPに接続する。
図11を参照する。図11は図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を表す説明図である。前記V=16、D=3にする場合では、図に示すように、異なるCode2[3:1]は異なるVref2に対応する。
図12を参照する。図12は図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を表す別の説明図である。前記V=16、D=3にする場合では、図に示すように、異なるCode2[3:1]は同一のVref2に対応し得る。その対応関係は前記図11に示すものと異なる。
図13を参照する。図13は図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を示す別の説明図である。前記V=16、D=3にする場合では、図に示すように、V、Vの値はCode2[3:1]とは無関係で、各々Vref2[1]とVref2[16]に固定されている。
図14を参照する。図14は図9と図10に示すソースドライバーの出力タイミング図である。ここは図11に示す制御信号と基準電圧の対応関係に基づいて、Code2[3:1]=000、001、010、011の場合を取り上げて説明する。そのうちVT−VTはCode2[3:1]=000〜011のとき、極性が正である目標電圧を示し、VT−VT12はCode2[3:1]=000〜011のとき、極性が負である目標電圧を示す。第一スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を基準電圧Vまで上げ、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を目標電圧VTまで駆動する。その後、第三スイッチSWが導通する間は、ソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を基準電圧Vまで下げ、第二スイッチSWが導通する間は、演算増幅器OPによりソースドライバーチップの外部負荷Loadの電圧を目標電圧VTまで駆動する。後続の動作は同様に行われる。
図15を参照する。図15はこの発明によるソースドライバーチップ内部のチャンネルグループを表す説明図である。ここはソースドライバーチップ内部のチャンネルの総数をN本とし、N本のチャンネルをM個のチャンネルグループに分ける。各チャンネルグループは、対応する第一電圧信号P−Pを受信する第一入力端Input1と、対応する第二電圧信号N−Nを受信する第二入力端Input2と、開始信号LD(図16参照)を受信する第三入力端Input3を備える。各チャンネルグループは更にK個のソースドライバーを含み、複数のソースドライバーはDAC(DAC−DAC)と、演算増幅器OP−OPと、第一スイッチSW11−SWK1と、第二スイッチSW12−SWK2と、第三スイッチSW13−SWK3を1個ずつ備える。ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadと演算増幅器OP−OPの間に結合される第一スイッチSW11−SWK1は、第三入力端Input3から受信される開始信号LDに応じてオン/オフにされ、ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadに対する演算増幅器OP−OPの充放電動作を可能/不能にする。ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadと第二入力端Input2の間に結合される第二スイッチSW12−SWK2は、第二入力端Input2から受信される第二電圧信号N−Nと、ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadとの接続を制御する。ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadと第一入力端Input1の間に結合される電圧制御スイッチSW13−SWK3は、第一入力端Input1から受信される第一電圧信号P−Pと、ソースドライバーチップの外部負荷Load−Loadとの接続を制御する。
図16と図17を参照する。図16はこの発明の実施例5によるソースドライバーチップ60を表す説明図である。ソースドライバーチップ60はタイミングコントローラー62と、M個のチャンネルグループCG−CGを含む。チャンネルグループCG−CGごとにK個のソースドライバーが含まれているため、ソースドライバーチップ60は全部でM×K個のソースドライバーを含み、すなわちM×K個のソースドライバーチップ外部負荷Load−LoadM×Kを含む。タイミングコントローラー62は、第一基準電圧Vを受信する第一入力端622と、第二基準電圧Vを受信する第二入力端624と、開始信号LDを受信する制御端626と、開始信号LDに応じて第一基準電圧Vのタイミングを遅延させ、M個の第一電圧信号P−Pを生成するM個の第一出力端628と、開始信号LDに応じて第二基準電圧Vのタイミングを遅延させ、M個の第二電圧信号N−Nを生成するM個の第二出力端629を備える。各チャンネルグループCG−CGはそれぞれ、対応する第一電圧信号P−Pを受信する第一入力端Input1と、対応する第二電圧信号N−Nを受信する第二入力端Input2と、開始信号LDを受信する第三入力端Input3を備える。
図17と図16を参照する。図17は図16に示すタイミングコントローラー62の構造を表す説明図である。タイミングコントローラー62は位相制御ユニット72と、M個の第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMと、M個の第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMとを含む。位相制御ユニット72は、開始信号LDを受信する入力端と、開始信号LDに応じて複数の第一位相制御信号C−Cを出力し、対応する複数の第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMをオン/オフにする複数の第一位相制御信号出力端と、開始信号LDに応じて複数の第二位相制御信号D−Dを出力し、対応する複数の第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMをオン/オフにする複数の第二位相制御信号出力端を備える。複数の第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMはそれぞれ、第一入力端622とそれに対応する第一出力端628との間(第一基準電圧Vと第一電圧信号P−Pの間)に結合されており、複数の第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMはそれぞれ、第二入力端624とそれに対応する第一出力端629との間(第二基準電圧Vと第二電圧信号N−Nの間)に結合されている。
図18を参照する。図18は図15に示すソースドライバーの出力タイミング図である。1ラインドット反転方式の場合、チャンネルグループCGは4個のソースドライバーを含み、隣接したチャンネルは極性が異なる。そのため、POL=1のとき、電圧制御スイッチSW13、SW22、SW33、SW42は同時に導通し、POL=0のとき、電圧制御スイッチSW12、SW23、SW32、SW43は同時に導通し、以下同様である。一方、電圧制御スイッチSW11、SW21、SW31、SW41は、開始信号LD=0のときに同時に導通する(負荷Load−Loadは、それぞれ演算増幅器OP−OPに結合される)。
図19を参照する。図19は図15に示すソースドライバーの別の出力タイミング図である。1ラインロー反転方式では、チャンネルグループCGは4個のソースドライバーを含み、隣接したチャンネルは極性が同じである。そのため、POL=1のとき、電圧制御スイッチSW13、SW23、SW33、SW43は同時に導通し、POL=0のとき、電圧制御スイッチSW12、SW22、SW32、SW42は同時に導通し、以下同様である。一方、電圧制御スイッチSW11、SW21、SW31、SW41は、開始信号LD=0のときに同時に導通する(負荷Load−Loadは、それぞれ演算増幅器OP−OPに結合される)。
図20を参照する。図20は図17に示すタイミングコントローラーの出力タイミング図である。そのうちT−Tは第一位相制御信号C−Cの立ち上がりエッジから開始信号LDの立ち上がりエッジまでの時間を示し、t−tは第二位相制御信号D−Dの立ち上がりエッジから開始信号LDの立ち上がりエッジまでの時間を示し、T−Tとt−tは互いに独立した実数である。第一位相制御信号C−Cと第二位相制御信号D−Dは開始信号LDが立ち上がった後に次々と立ち上がり、開始信号LDの立ち下りエッジとともに立ち下がる。第一位相制御信号C−Cが高レベルになれば、第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMは導通し、第二位相制御信号D−Dが高レベルになれば、第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMは導通する。
図21を参照する。図21は図17に示すタイミングコントローラーの別の出力タイミング図である。図21は、T−Tとt−tを0にするとき、第一位相制御信号C−Cと第二位相制御信号D−Dのタイミング関係を示す。第一位相制御信号C−Cが高レベルになれば、第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMは導通し、第二位相制御信号D−Dが高レベルになれば、第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMは導通する。
図22を参照する。図22は図17に示すタイミングコントローラーの別の出力タイミング図である。そのうちT−Tは第一位相制御信号C−Cの立ち上がりエッジから開始信号LDの立ち上がりエッジまでの時間を示し、T12−TM2は第一位相制御信号C−Cの立ち下がりエッジから開始信号LDの立ち下がりエッジまでの時間を示し、t−tは第二位相制御信号D−Dの立ち上がりエッジから開始信号LDの立ち上がりエッジまでの時間を示し、t12−tM2は第二位相制御信号D−Dの立ち下がりエッジから開始信号LDの立ち下がりエッジまでの時間を示し、T−TとT12−TM2、及びt−tとt12−tM2はそれぞれ互いに独立した実数である。この場合、第一位相制御信号C−Cと第二位相制御信号D−Dの幅を同じにする(すなわちL−Lの長さを同じにし、W−Wの長さを同じにする)ことができる。第一位相制御信号C−Cが高レベルになれば、第一電圧制御スイッチSWC1−SWCMは導通し、第二位相制御信号D−Dが高レベルになれば、第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMは導通する。
図23を参照する。図23は図16に示すソースドライバーチップにおいて、同じチャンネルグループに属する第1チャンネルと第2チャンネルの出力タイミング図である。1ラインドット反転方式では、第一チャンネルと第二チャンネルの出力極性は互いに異なる。VTとVTは別々の目標電圧を示す。第一電圧信号Pは開始信号LDが1回目に立ち上がった後に、高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる。そうすると電圧制御スイッチSW13は導通し、ソースドライバーの外部負荷LoadはVまで充電される。その後、開始信号LDが立ち下がった後、電圧制御スイッチSW13をオフにし、演算増幅器OPによりソースドライバーの外部負荷Loadを目標電圧VTまで放電する(電圧制御スイッチSW11を導通させる)。開始信号LDが2回目に立ち上がるとき、電圧制御スイッチSW12は導通し、ソースドライバーの外部負荷LoadはVまで放電される。その後、開始信号LDが立ち下がった後、電圧制御スイッチSW12をオフにし、演算増幅器OPによりソースドライバーの外部負荷Loadを目標電圧VTまで放電する(電圧制御スイッチSW11を導通させる)。第一チャンネルと第二チャンネルは出力極性が互いに異なるため、第二電圧信号Nは開始信号LDが1回目に立ち上がった後に、高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる。そうすると電圧制御スイッチSW22は導通し、ソースドライバーの外部負荷LoadはVまで放電される。その後、開始信号LDが立ち下がった後、電圧制御スイッチSW22をオフにし、演算増幅器OPによりソースドライバーの外部負荷Loadを目標電圧VTまで放電する(電圧制御スイッチSW21を導通させる)。開始信号LDが2回目に立ち上がるとき、電圧制御スイッチSW23は導通し、ソースドライバーの外部負荷LoadはVまで充電される。その後、開始信号LDが立ち下がった後、電圧制御スイッチSW23をオフにし、演算増幅器OPでソースドライバーの外部負荷Loadを目標電圧VTまで充電する(電圧制御スイッチSW21を導通させる)。
図24を参照する。図24は図16に示す第1のチャンネルグループと第2のチャンネルグループの出力タイミング図である。そのうちVT、VT、VT、VTは別々の目標電圧を示す。第一電圧信号PとPの高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる時点、及び第二電圧信号NとNの高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる時点は互い違いにされている。これは、すべての負荷を同時に充放電することによって生じうる瞬間電流とシステム雑音を抑えるためである。
図25を参照する。図25は図16に示す第1のチャンネルグループと第2のチャンネルグループの別の出力タイミング図である。図24と異なり、図25では第一電圧信号PとPの高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる時点、及び第二電圧信号NとNの高インピーダンス(Hi−Z)状態からVに変わる時点は同じにされている。
以上は本発明の説明に過ぎず、本発明を限定するものではない。例えば、前記基準電圧V−Vは特定の電圧に限らず、その発生元はチップ外部のピンに限らず、チップ内部のDACで生成しても可能である。なお、タイミングコントローラーで基準電圧を、タイミングが互いに独立した複数の電圧信号として出力するとき、当該信号間のタイミング関係は任意であって前述に限らない。そのほか、第一スイッチSW、SW11−SWK1、第二スイッチSW、SW12−SWK2、第三スイッチSW、SW13−SWK3、第一電圧制御スイッチSWC1−SWCM、及び第二電圧制御スイッチSWD1−SWDMはMOSトランジスターやバイポーラー接合トランジスターに限らず、その他の素子を利用することも可能である。
以上はこの発明に好ましい実施例であって、この発明の実施の範囲を限定するものではない。よって、当業者のなし得る修正、もしくは変更であって、この発明の精神の下においてなされ、この発明に対して均等の効果を有するものは、いずれもこの発明の特許請求の範囲に属するものとする。
本発明の利用する素子はいずれも当業者に周知されているもので、当然実施可能である。
従来の電荷共有方式のソースドライバーチップを表す説明図である。 図1に示すソースドライバーの第一出力タイミング図である。 図1に示すソースドライバーの第二出力タイミング図である。 本発明の実施例1によるソースドライバーチップを表す説明図である。 図4に示すソースドライバーの出力タイミング図である。 本発明の実施例2によるソースドライバーチップを表す説明図である。 図6に示す制御信号と出力電圧の対応を表す説明図である。 図6に示すソースドライバーの出力タイミング図である。 本発明の実施例3によるソースドライバーチップを表す説明図である。 本発明の実施例4によるソースドライバーチップを表す説明図である。 図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を表す第一説明図である。 図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を表す第二説明図である。 図9と図10に示す制御信号と基準電圧の対応を示す第三説明図である。 図9と図10に示すソースドライバーの出力タイミング図である。 本発明によるソースドライバーチップ内部のチャンネルグループを表す説明図である。 本発明の実施例5によるソースドライバーチップを表す説明図である。 図16に示すタイミングコントローラーの構造を表す説明図である。 図15に示すソースドライバーの第一出力タイミング図である。 図15に示すソースドライバーの第二出力タイミング図である。 図17に示すタイミングコントローラーの第一出力タイミング図である。 図17に示すタイミングコントローラーの第二出力タイミング図である。 図17に示すタイミングコントローラーの第三出力タイミング図である。 図16に示すソースドライバーチップにおいて、同じチャンネルグループに属する第一チャンネルと第二チャンネルの出力タイミング図である。 図16に示す第1のチャンネルグループと第2のチャンネルグループの第一出力タイミング図である。 図16に示す第1のチャンネルグループと第2のチャンネルグループの第二出力タイミング図である。
符号の説明
10、40、60 ソースドライバーチップ
62 タイミングコントローラー
72 位相制御ユニット
628 第一出力端
629 第二出力端
AVDD 供給電圧
−C、D−D 位相制御信号
CG−CG チャンネルグループ
Code[B:1]、Code[C:1]、Code[D:1] グレイスケールデジタルデータ
GNDA 接地電圧
DAC、DAC−DAC デジタル/アナログ変換器
DAC 第一デジタル/アナログ変換器
DAC 第二デジタル/アナログ変換器
Input1、622 第一入力端
Input1、624 第二入力端
Input1、626 第三入力端
−N、W−W
LD 開始信号
Load−Load、Load−Load、Load−Load ソースドライバーチップ外部負荷
−N 第二電圧信号
OP+、OP−、OP−OP 演算増幅器
OUT 負荷電圧
−P 第一電圧信号
POL 極性信号
SW、SW13−SWK3 第三スイッチ
SWC1−SWCM 第一電圧制御スイッチ
SWD1−SWDM 第二電圧制御スイッチ
−T、t−t、T12−TM2、t12−tM2 時間
第一基準電圧
第二基準電圧
−V 基準電圧
Vref[R:1]、Vref2[R:1] 基準電圧
VT 目標電圧
VT 第一目標電圧
VT 第二目標電圧
Φ1、SW、SW11−SWK1 第一スイッチ
Φ2、SW、SW12−SWK2 第二スイッチ

Claims (2)

  1. ソースドライバーの消費電力を低減させる方法であって、
    開始信号に基づいて第一基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第一電圧信号を生成する段階、
    前記開始信号に基づいて第二基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第二電圧信号を生成する段階、
    前記複数の第一電圧信号に基づき対応する複数のソースドライバーの負荷端を、第一目標電圧と極性が同じで電圧値が近い前記第一基準電圧まで充電する段階、
    前記対応する複数のソースドライバーの出力段により前記負荷端を前記第一目標電圧まで充放電する段階、
    前記複数の第二電圧信号に基づき対応する複数のソースドライバーの負荷端を、第二目標電圧と極性が同じで電圧値が近い前記第二基準電圧まで放電する段階、及び
    前記対応する複数のソースドライバーの出力段により前記負荷端を前記第二目標電圧まで充放電する段階を含み、
    前記第一目標電圧は、システム供給電圧であり、
    前記第一基準電圧は、前記システム供給電圧の4分の3であり、
    前記第二目標電圧は、システム接地電圧であり、
    前記第二基準電圧は、前記システム供給電圧の4分の1であ
    前記方法は更に、
    前記開始信号を受信する段階、
    前記開始信号に基づいて複数の第一位相制御信号を出力する段階、及び
    前記開始信号に基づいて複数の第二位相制御信号を出力する段階を含み、
    前記複数の第一位相制御信号は、対応する前記複数の第一電圧信号のタイミング遅延を制御し、前記複数の第二位相制御信号は、対応する前記複数の第二電圧信号のタイミング遅延を制御する、
    ソースドライバー消費電力の低減方法。
  2. 低消費電力のソースドライバー集積回路であって、
    開始信号に基づいて第一基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第一電圧信号を生成し、更に前記開始信号に基づいて第二基準電圧のタイミングを遅延させ、複数の第二電圧信号を生成するタイミングコントローラーと、
    複数のチャンネルグループと、を含み、
    前記複数のチャンネルグループの各々は、
    対応する前記第一電圧信号を受信する第一入力端と、
    対応する前記第二電圧信号を受信する第二入力端と、
    前記開始信号を受信する第三入力端と、
    複数のソースドライバーと、を含み、
    前記複数のソースドライバーの各々は、
    DACと、
    前記DACに結合される演算増幅器と、
    出力段と、
    負荷端と、
    前記演算増幅器と前記出力段の間に結合され、前記出力段と前記演算増幅器との間の電気的接続を制御する第一スイッチと、
    前記第二入力端と前記出力段の間に結合され、前記出力段と前記第二入力端との間の電気的接続を制御する第二スイッチと、
    前記第一入力端と前記出力段の間に結合され、前記出力段と前記第一入力端との間の電気的接続を制御する第三スイッチと、を含み、
    前記負荷端を、第一目標電圧と極性が同じで電圧値が近い前記第一基準電圧まで充電し、
    前記出力段により前記負荷端を前記第一目標電圧まで充放電し、
    前記負荷端を、第二目標電圧と極性が同じで電圧値が近い前記第二基準電圧まで放電し、
    前記出力段により前記負荷端を前記第二目標電圧まで充放電し、
    前記第一目標電圧はシステム供給電圧であり、
    前記第一基準電圧は、前記システム供給電圧の4分の3であり、
    前記第二目標電圧はシステム接地電圧であり、
    前記第二基準電圧は、システム供給電圧の4分の1であ
    前記タイミングコントローラーは、
    前記第一基準電圧を受信する第一入力端と、
    前記第二基準電圧を受信する第二入力端と、
    前記開始信号を受信する制御端と、
    前記開始信号に基づいて前記第一基準電圧のタイミングを遅延させ、前記複数の第一電圧信号を生成する複数の第一出力端と、
    前記開始信号に基づいて前記第二基準電圧のタイミングを遅延させ、前記複数の第二電圧信号を生成する複数の第二出力端と、
    前記第一入力端と、対応する前記第一出力端の間に結合される複数の第一電圧制御スイッチと、
    前記第二入力端と、対応する前記第二出力端の間に結合される複数の第二電圧制御スイッチと、
    位相制御ユニットと、を含み、
    前記位相制御ユニットは、
    前記開始信号を受信する入力端と、
    前記開始信号に基づいて複数の第一位相制御信号を出力する複数の第一位相制御信号出力端と、
    前記開始信号に基づいて複数の第二位相制御信号を出力する複数の第二位相制御信号出力端と、を含み、
    前記複数の第一位相制御信号は、対応する前記複数の第一電圧制御スイッチのオン/オフ状態を制御し、前記複数の第二位相制御信号は、対応する前記複数の第二電圧制御スイッチのオン/オフ状態を制御する、
    ソースドライバー集積回路。
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