JP6439419B2 - ドライバー及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、ドライバー及び電子機器等に関する。
プロジェクターや情報処理装置、携帯型情報端末等の種々の電子機器において表示装置(例えば液晶表示装置)が用いられている。このような表示装置では高精細化が進んでおり、それに伴ってドライバーが1つの画素を駆動する時間が短くなっている。例えば、電気光学パネル(例えば液晶表示パネル)を駆動する手法として相展開駆動がある。この駆動手法では、例えば1回に8本のソース線を駆動し、それを160回繰り返して1280本のソース線を駆動する。WXGA(1280×768画素)のパネルを駆動する場合、上記160回の駆動(即ち水平走査線1本の駆動)を768回繰り返すことになる。リフレッシュレートを60Hzとすると、単純計算で1画素あたりの駆動時間は約135ナノ秒である。実際には、画素を駆動しない期間(例えばブランキング期間等)があるため、1画素あたりの駆動時間は約70ナノ秒程度と更に短くなる。
特開2000−341125号公報 特開2001−156641号公報
上記のような画素の駆動時間の短縮にともなって、アンプ回路によって時間内にデータ電圧の書き込みを終えることが困難になりつつある。このような課題を解決する駆動手法として、キャパシターの電荷再分配により電気光学パネルを駆動する手法(以下、容量駆動と呼ぶ)が考えられる。例えば、特許文献1、2には、キャパシターの電荷再分配をD/A変換に利用した技術が開示されている。D/A変換回路では、駆動側の容量と負荷側の容量が共にICに内蔵されており、それらの容量の間で電荷再分配が生じる。例えば、このようなD/A変換回路の負荷側の容量をIC外部の電気光学パネルの容量に置き換え、ドライバーとして用いたとする。この場合、ドライバー側の容量と電気光学パネル側の容量との間で電荷再分配が行われる。
しかしながら、電気光学パネルの入力端子の抵抗(例えば静電保護用の抵抗)によって電荷の移動が妨げられるため、一時的にドライバーの出力端子の電圧が所望のデータ電圧よりも上昇(又は下降)するという課題がある。この電圧の上昇(又は下降)が電源電圧を超えた(又は下回った)場合、例えば、ドライバーの静電保護素子(例えば出力端子と電源の間に設けられたダイオード)を介して電源に電荷が抜けてしまい、電荷再分配の電荷が保存しなくなる。そうすると、所望のデータ電圧が得られなくなってしまう。或いは、電圧の上昇(又は下降)がトランジスター等の耐圧を超えてしまい、ドライバーが故障する可能性がある。
本発明の幾つかの態様によれば、容量駆動の出力端子の電圧上昇(又は下降)を抑制できるドライバー及び電子機器等を提供できる。
本発明の一態様は、階調データに対応する第1〜第nのキャパシター駆動電圧(nは2以上の自然数)を第1〜第nのキャパシター駆動用ノードに出力するキャパシター駆動回路と、前記第1〜第nのキャパシター駆動用ノードとデータ電圧出力端子との間に設けられる第1〜第nのキャパシターを有するキャパシター回路と、を含み、前記キャパシター駆動回路は、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧を出力する第1〜第nの駆動部を有し、前記第1〜第nのキャパシターの容量のうちの第nのキャパシターの容量が最大である場合に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第nの駆動部が、前記第nのキャパシター駆動電圧を出力した後に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第n−1の駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第n−1のキャパシター駆動電圧を出力するドライバーに関係する。
本発明の一態様によれば、容量が最大の第nのキャパシターを駆動する第nの駆動部が第nのキャパシター駆動電圧を出力した後に、第n−1のキャパシターを駆動する第n−1の駆動部が第n−1のキャパシター駆動電圧を出力する。このような駆動を行うことで、容量が最大の第nのキャパシターからデータ電圧出力端子への電荷供給が開始された後に、第n−1のキャパシターからデータ電圧出力端子への電荷供給が開始される。これにより、容量駆動の出力端子の電圧上昇(又は下降)を抑制することができる。
また本発明の一態様では、前記第1〜第nのキャパシターの容量のうちの第iのキャパシター(iは1≦i≦nの自然数)の容量が第jのキャパシター(j<i、jは1≦j≦nの自然数)の容量よりも大きい場合に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第iの駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第jの駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第jのキャパシター駆動電圧を出力してもよい。
このようにすれば、第iのキャパシターからデータ電圧出力端子への電荷供給の開始タイミングと第jのキャパシターからデータ電圧出力端子への電荷供給の開始タイミングとがずれるので、データ電圧出力端子の電圧の上昇を抑えることができる。また、より容量が大きい第iのキャパシターを先に駆動することで、容量駆動の高速性を維持できる。
また本発明の一態様では、前記第iの駆動部における信号の遅延時間をtdiとし、前記第jの駆動部における信号の遅延時間をtdjとする場合に、tdi>tdjであり、前記第iの駆動部に入力される第iの入力信号に対する、前記第jの駆動部に入力される第jの入力信号の遅延時間は、tdi−tdjよりも大きくてもよい。
第iの駆動部が出力する第iのキャパシター駆動電圧から、第jの駆動部が出力する第jのキャパシター駆動電圧までの遅延時間は、第iの入力信号から第jの入力信号までの遅延時間から駆動部における遅延時間の差(tdi−tdj)を引いたものとなる。本発明の一態様によれば、第iの入力信号に対する第jの入力信号の遅延時間を駆動部における遅延時間の差(tdi−tdj)よりも大きいので、第iの駆動部が第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に第jの駆動部が第jのキャパシター駆動電圧を出力できる。
また本発明の一態様では、前記第1〜第nの駆動部への第1〜第nの入力信号を出力する信号出力回路を含み、前記信号出力回路は、前記第1〜第nの入力信号のうちの第nの入力信号よりも、前記第1〜第nの入力信号のうちの第n−1の入力信号を遅延させて、前記第1〜第nの入力信号を前記第1〜第nの駆動部に出力してもよい。
このようにすれば、第nの駆動部へ入力される第nの入力信号に対して、第n−1の駆動部へ入力される第n−1の入力信号を遅延させることができる。そして、この第nの入力信号を第nの駆動部がバッファリングし、第n−1の入力信号を第n−1の駆動部がバッファリングすることで、第nの駆動部が第nのキャパシター駆動電圧を出力した後に第n−1の駆動部が第n−1のキャパシター駆動電圧を出力できる。
また本発明の一態様では、前記第1〜第nの駆動部への第1〜第nの入力信号を出力する信号出力回路を含み、前記信号出力回路は、前記第1〜第nの入力信号のうちの第iの入力信号(iは1≦i≦nの自然数)よりも前記第1〜第nの入力信号のうちの第jの入力信号(j<i、jは1≦j≦nの自然数)を遅延させて、前記第1〜第nの入力信号を前記第1〜第nの駆動部に出力してもよい。
このようにすれば、第iの駆動部へ入力される第iの入力信号に対して、第jの駆動部へ入力される第jの入力信号を遅延させることができる。そして、この第iの入力信号を第iの駆動部がバッファリングし、第jの入力信号を第jの駆動部がバッファリングすることで、第iの駆動部が第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に第jの駆動部が第jのキャパシター駆動電圧を出力できる。
また本発明の一態様では、前記第1〜第nの駆動部の駆動能力をD1〜Dnとし、前記第1〜第nのキャパシターの容量をC1〜Cnとした場合に、Dn/Cn<D1/C1となるように前記第nの駆動部の駆動能力Dnが設定されてもよい。
Dn/Cn<D1/C1となるように第nの駆動部の駆動能力Dnを設定することで、データ電圧出力端子に対する電荷供給量が最大の第nのキャパシターを駆動する第nのキャパシター駆動電圧の変化の傾きを、第1のキャパシターを駆動する第1のキャパシター駆動電圧の変化の傾きよりも小さくできる。これにより、容量駆動の出力端子の電圧上昇(又は下降)を抑制することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記第1〜第nの駆動部のうち少なくとも前記第nの駆動部は、駆動能力が可変の駆動部であってもよい。
このようにすれば、第1〜第nのキャパシターのうち容量が最大の第nのキャパシターを駆動する第nの駆動部の駆動能力を可変に調整できる。これにより、最大容量の第nのキャパシターを駆動する第nの駆動部の駆動能力を下げることが可能になり、容量駆動の出力端子の電圧上昇(又は下降)を抑制することが可能になる。
また本発明の一態様では、前記データ電圧出力端子と基準電圧のノードとの間に設けられる可変容量回路を含み、前記可変容量回路の容量と電気光学パネル側容量を加算した容量と、前記キャパシター回路の容量とが、所与の容量比関係になるように、前記可変容量回路の容量が設定されていてもよい。
このようにすれば、電気光学パネル側容量が異なる場合であっても、それに応じて可変容量回路の容量を調整することによって所与の容量比関係が実現され、その容量比関係に対応した所望のデータ電圧の範囲を実現できる。即ち、種々の接続環境(例えば、ドライバーに接続される電気光学パネルの機種や、ドライバーが実装されるプリント基板の設計等)において汎用可能な容量駆動を実現できる。
また本発明の他の態様は、上記のいずれかに記載されたドライバーを含む電子機器に関係する。
ドライバーの第1構成例。 図2(A)、図2(B)は、階調データに対応するデータ電圧の説明図。 ドライバーと電気光学パネルの模式図。 比較例における容量駆動の出力電圧の時間変化のシミュレーション結果。 ドライバーの第2構成例。 本実施形態における容量駆動の出力電圧の時間変化のシミュレーション結果。 信号出力回路の詳細な構成例。 ラッチ部の詳細な構成例。 クロック遅延部の詳細な構成例。 遅延部の詳細な構成例。 信号出力回路の変形構成例。 図12(A)、図12(B)は、キャパシター駆動回路の詳細な構成例。 図13(A)、図13(B)は、本実施形態における駆動部の駆動能力の例。 図14(A)〜図14(C)は、第1構成例におけるデータ電圧の説明図。 ドライバーの第3構成例。 図16(A)〜図16(C)は、第2構成例におけるデータ電圧の説明図。 ドライバーの詳細な構成例。 検出回路の詳細な構成例。 可変容量回路の容量を設定する処理のフローチャート。 図20(A)、図20(B)は、可変容量回路の容量を設定する処理の説明図。 ドライバーの第2の詳細な構成例と、電気光学パネルの詳細な構成例と、ドライバーと電気光学パネルの接続構成例。 ドライバーと電気光学パネルの動作タイミングチャート。 電子機器の構成例。
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.ドライバーの第1構成例
図1に、本実施形態のドライバーの第1構成例を示す。このドライバー100は、キャパシター回路10、キャパシター駆動回路20、データ電圧出力端子TVQを含む。なお以下では、キャパシターの容量値を表す符号として、そのキャパシターの符号と同一の符号を用いる。
ドライバー100は、例えば集積回路装置(IC)により構成される。集積回路装置は、例えばシリコン基板に回路が形成されたICチップ、或はICチップがパッケージに収納された装置に対応する。ドライバー100の端子(データ電圧出力端子TVQ等)は、ICチップのパッド或はパッケージの端子に対応する。
キャパシター回路10は、第1〜第nのキャパシターC1〜Cn(nは2以上の自然数)を含む。またキャパシター駆動回路20は、第1〜第nの駆動部DR1〜DRnを含む。なお以下では、n=10の場合を例にとって説明するが、nは2以上の自然数であればよい。例えばnは、階調データのビット数と同数に設定すればよい。
キャパシターC1〜C10の第iのキャパシター(iはn=10以下の自然数)の一端は、キャパシター駆動ノードNDRiに接続され、第iのキャパシターの他端は、データ電圧出力ノードNVQに接続される。データ電圧出力ノードNVQはデータ電圧出力端子TVQに接続されるノードである。キャパシターC1〜C10は、2の累乗で重み付けされた容量値を有している。具体的には第iのキャパシターCiの容量値は2(i−1)×C1である。
第1〜第10の駆動部DR1〜DR10の第iの駆動部DRiの入力ノードには、階調データGD[10:1]の第iのビットGDiが入力される。第iの駆動部DRiの出力ノードは、第iのキャパシター駆動ノードNDRiである。階調データGD[10:1]は第1〜第10のビットGD1〜GD10(第1〜第nのビット)で構成され、ビットGD1がLSBに対応し、ビットGD10がMSBに対応する。
第iの駆動部DRiは、ビットGDiが第1論理レベルの場合に第1電圧レベルを出力し、ビットGDiが第2論理レベルの場合に第2電圧レベルを出力する。例えば、第1論理レベルは“0”(ローレベル)、第2論理レベルは“1”(ハイレベル)、第1電圧レベルは低電位側電源VSSの電圧(例えば0V)、第2電圧レベルは高電位側電源VDDの電圧(例えば15V)である。例えば、第iの駆動部DRiは、入力された論理レベル(例えばロジック電源の3V)を駆動部DRiの出力電圧レベル(例えば15V)にレベルシフトするレベルシフターや、そのレベルシフターの出力をバッファリングするバッファー回路で構成される。
以上のように、キャパシターC1〜C10の容量値は、階調データGD[10:1]のビットGD1〜GD10の桁に応じた2の累乗で重み付けされている。そして、駆動部DR1〜DR10が、ビットGD1〜GD10に応じて0V又は15Vを出力することで、その電圧によりキャパシターC1〜C10が駆動される。この駆動によってキャパシターC1〜C10と電気光学パネル側容量CPとの間で電荷再分配が生じ、その結果としてデータ電圧出力端子TVQにデータ電圧が出力される。
電気光学パネル側容量CPは、データ電圧出力端子TVQから見える容量の合計である。例えば、電気光学パネル側容量CPは、プリント基板の寄生容量である基板容量CP1と、電気光学パネル200内の寄生容量や画素容量であるパネル容量CP2と、を加算したものである。
具体的には、ドライバー100は集積回路装置としてリジッド基板に実装され、そのリジッド基板にフレキシブル基板が接続され、そのフレキシブル基板に電気光学パネル200が接続される。このリジッド基板やフレキシブル基板には、ドライバー100のデータ電圧出力端子TVQと電気光学パネル200のデータ電圧入力端子TPNとを接続する配線が設けられている。この配線の寄生容量が基板容量CP1である。また図17で後述するように、電気光学パネル200には、データ電圧入力端子TPNに接続されたデータ線と、ソース線と、データ線をソース線に接続するスイッチ素子と、ソース線に接続される画素回路と、が設けられる。スイッチ素子は例えばTFT(Thin Film Transistor)で構成され、ソース・ゲート間に寄生容量がある。データ線には多数のスイッチ素子が接続されるため、データ線には多数のスイッチ素子の寄生容量が付く。また、データ線やソース線とパネル基板との間に寄生容量が存在する。また、液晶表示パネルでは液晶の画素に容量がある。これらを加算したものがパネル容量CP2である。
電気光学パネル側容量CPは、例えば50pF〜120pFである。後述するように、キャパシター回路10の容量CO(キャパシターC1〜C10の容量の合計)と電気光学パネル側容量CPの比を1:2にするため、キャパシター回路10の容量COは25pF〜60pFとなる。集積回路に内蔵する容量としては大きいが、例えばMIM(Metal Insulation Metal)キャパシターを縦に2〜3段積み上げる断面構造にすることで、キャパシター回路10の容量COを実現できる。
2.データ電圧
次に、階調データGD[10:1]に対してドライバー100が出力するデータ電圧について説明する。ここでは、キャパシター回路10の容量CO(=C1+C2+・・・C10)がCP/2に設定されているとする。
図2(A)に示すように、第iのビットGDiが“0”の場合には駆動部DRiは0Vを出力し、第iのビットGDiが“1”の場合には駆動部DRiは15Vを出力する。図2(A)には、GD[10:1]=“1001111111b”(末尾のbは“”内の数が2進数であることを示す)の場合を例に示している。
まず、駆動の前に初期化を行う。即ち、GD[10:1]=“0000000000b”に設定して駆動部DR1〜DR10に0Vを出力させ、電圧VQ=VC=7.5Vを設定する。VC=7.5Vは初期化電圧である。
この初期化においてデータ電圧出力ノードNVQに蓄積された電荷は、以後の駆動時にも保存されるので、電荷保存から図2(A)の式FEが求められる。式FEにおいて符号GDiはビットGDiの値(“0”又は“1”)を表すものとする。式FEの右辺第2項を見ると、階調データGD[10:1]が1024階調のデータ電圧(5V×0/1023、5V×1/1023、5V×2/1023、・・・、5V×1023/1023)に変換されることが分かる。図2(B)には、一例として階調データGD[10:1]の上位3ビットを変化させたときのデータ電圧(出力電圧VQ)を示す。
なお、以上では正極性駆動を例にとって説明したが、本実施形態では負極性駆動を行ってもよい。また正極性駆動と負極性駆動を交互に行う反転駆動を行ってもよい。負極性駆動では、初期化においてキャパシター駆動回路20の駆動部DR1〜DR10の出力を全て15Vに設定し、出力電圧VQ=VC=7.5Vを設定する。そして、階調データGD[10:1]の各ビットの論理レベルを反転(“0”を“1”に、“1”を“0”に)してキャパシター駆動回路20に入力し、容量駆動を行う。この場合、階調データGD[10:1]=“000h”(末尾のhは“”内の数が16進数であることを示す)に対してVQ=7.5Vが出力され、階調データGD[10:1]=“3FFh”に対してVQ=2.5Vが出力され、データ電圧範囲は7.5V〜2.5Vとなる。
以上のようにして、キャパシター回路10の容量COと電気光学パネル側容量CPとの間で電荷再分配させ、容量駆動を行うことで、階調データGD[10:1]に対応するデータ電圧を出力できる。電荷再分配により駆動を行うことで、フィードバック制御により電圧をセトリングさせるアンプ駆動に比べて高速なセトリングが可能となる。
3.容量駆動の出力電圧の過渡的な変化
次に、容量駆動の出力電圧VQの過渡的な変化について説明する。図3に、ドライバー100と電気光学パネル200の模式図を示す。
図3に示すように、電気光学パネル200のデータ電圧入力端子TPNとパネル容量CP2との間には、静電保護用の抵抗素子RPが設けられる。抵抗素子RPの抵抗値は、例えば200Ω〜1kΩである。ドライバー100のデータ電圧出力ノードNVQには、図15で後述するように可変容量回路30が設けられており、その可変容量回路30の容量が容量CAに対応する。キャパシター回路10の容量をCO(=C1+C2+・・・+C10)とした場合、CA+CP=2COとなるように容量CAが設定される。この容量CAと基板容量CP1を加算したものを容量CX(=CA+CP1)とすると、CX+CP2=2COである。
仮に、キャパシター駆動回路20の駆動部DR1〜DR10の出力インピーダンスをゼロと仮定する。この場合、駆動部DR1〜DR10の出力が変化したと同時にキャパシター回路10の容量COと容量CXとの間で電荷再分配が完了する。この時点では、抵抗素子RPがあるためパネル容量CP2には電荷が分配されず、出力電圧VQは容量COと容量CXの比で決まる電圧まで上昇することになる。例えば階調データGD[10:1]が“000h”から“3FFh”に変化したとする。パネル容量CP2を含めて電荷再分配が起こった場合のデータ電圧は7.5Vから12.5Vに変化するが、容量CXは容量CX+CP2よりも小さいので、出力電圧VQは過渡的には12.5Vを超えることになる。上述のようにCX+CP2=2COであるが、例えばCX=(1/2)・CO、CP2=(3/2)・COであったとする。この場合、キャパシター回路10の容量COと容量CXとの間で電荷再分配が起きた時点では、出力電圧VQは7.5V+15V・(CO/(CO+CX))=17.5Vとなる。
図4に、比較例における容量駆動の出力電圧VQの時間変化のシミュレーション結果を示す。図4は、駆動部DR1〜DR10に供給する階調データGD[10:1]のビットGD1〜GD10を同時に“0”から“1”に変化させた場合の、駆動部DR1〜DR10の出力電圧と容量駆動の出力電圧VQの波形図である。
図4に示すように、階調データGD[10:1]が“000h”から“3FFh”に変化した後、ほぼ同時に駆動部DR1〜DR10の出力電圧が上昇を始めている。駆動部DR1〜DR10の出力電圧が上昇するとキャパシターC1〜C10からデータ電圧出力ノードNVQに電荷が供給され、データ電圧出力ノードNVQの電圧VQが上昇する。駆動部DR1〜DR10の出力電圧の上昇がほぼ同時であるため電荷供給が重なり、電圧VQは急激に上昇し、電圧VQは15.5Vとなって電源電圧15Vを超えている。
なお、シミュレーションでは駆動部DR1〜DR10の出力インピーダンスはゼロではないので、瞬時に容量COと容量CXとの間で電荷再分配が完了すると考えた場合よりも、出力電圧VQの立ち上がりは急峻でなくなる。この場合、出力電圧VQの最大値は低下するが、高精細なパネルを駆動するためには高速な容量駆動が必要なので、駆動部DR1〜DR10の出力インピーダンスは低い方が望ましい。そのため、高速な容量駆動を実現しようとするとキャパシターC1〜C10からの電荷供給が速くなり、電荷供給のタイミングが重なることと合わせて電圧VQが電源電圧を超える可能性が高くなる。
出力電圧VQが最大値に達した後は、抵抗素子RPを介して容量CO、CXと容量CP2との間で電荷再分配が起きるので、出力電圧VQが所望のデータ電圧(12.5V)に漸近する。図13(A)等に示すように、キャパシター回路10の容量COは例えば64pFである。電気光学パネル200の抵抗素子RPの抵抗値を例えば500Ωとすると、容量CO、CX、CP2と抵抗素子RPの時定数はおおよそ64pF・500Ω=32nsの程度である。
以上のように、容量駆動では過渡的に出力電圧VQが電源電圧(15V)を超える可能性がある。図3に示すように、ドライバー100のデータ電圧出力端子TVQには静電保護用の回路として例えばダイオードDA1、DA2が設けられているため、出力電圧VQが電源電圧を超えた場合には、データ電圧出力ノードNVQからダイオードDA1を介して電源に電荷が抜ける。図2(A)で説明したように、容量駆動では電荷が保存した状態で電荷再分配が行われることで所望のデータ電圧が出力されるので、電荷が抜けることで所望のデータ電圧が得られなくなってしまう。なお、負極性駆動の場合には過渡的に出力電圧VQが電源電圧(0V)を下回る可能性があり、ダイオードDA2を介して電源に電荷が抜け、所望のデータ電圧が得られなくなる。
また、ダイオードDA1、DA2等による静電保護が十分でなかった場合、出力電圧VQがデータ電圧出力端子TVQの耐圧を超え、静電破壊に至る可能性がある。例えば、図15で後述する可変容量回路30ではスイッチ素子SWA1〜SWA5(例えばトランジスター)がデータ電圧出力ノードNVQに接続されており、このスイッチ素子SWA1〜SWA5が静電破壊に至る可能性がある。
以上のような現象は、電気光学パネル200の静電保護用の抵抗素子が原因となっている。即ち、IC内部に負荷側の容量が存在する(例えば特許文献1等)のではなく、負荷側の容量(パネル容量CP2)がドライバー(IC)の外部に存在することが一因である。
4.ドライバーの第2構成例
図5に、上記のような課題を解決できる本実施形態のドライバーの第2構成例を示す。このドライバー100は、キャパシター回路10、キャパシター駆動回路20、信号出力回路60、データ電圧出力端子TVQを含む。なお、既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その構成要素については適宜説明を省略する。
信号出力回路60は、階調データGD[10:1]に基づいてデータDQ[10:1]のビットDQ1〜DQ10を駆動部DR1〜DR10へ出力する。このとき、上位ビット側よりも下位ビット側の遅延時間を大きくしてビットDQ1〜DQ10を出力する。即ち、上位ビット側の論理レベルの変化のタイミングに対して、下位ビット側の論理レベルの変化のタイミングを遅延させる。ビットDQ1〜DQ10の論理レベルは、階調データGD[10:1]のビットGD1〜GD10と同じ論理レベルである。なお、負極性駆動を行う場合は、ビットDQ1〜DQ10の論理レベルはビットGD1〜GD10の論理レベルを反転したものであってもよい。
図6に、本実施形態における容量駆動の出力電圧VQの時間変化のシミュレーション結果を示す。図6は、階調データGD[10:1]を“000h”から“3FFh”に変化させる場合の波形図であり、図4と同条件で(即ち図5のドライバー100を図3のような回路モデルに適用して)シミュレーションを行った場合の波形図である。
図6に示すように、信号出力回路60は、データDQ[10:1]を“000h”から“200h”、“300h”、“380h”、“3C0h”、“3FFh”の順に変化させる。即ち、最上位のビットDQ10が“0”から“1”に変化し、次にビットDQ9が“0”から“1”に変化し、次にビットDQ8が“0”から“1”に変化し、次にビットDQ7が“0”から“1”に変化し、次にビットDQ1〜DQ6が“0”から“1”に変化する。図6の例では、データDQ[10:1]が“200h”に変化してから“3FFh”になるまで約5ナノ秒である。
こうすることで、電荷供給量が最も大きいキャパシターC10が最初に駆動され、その後、電荷供給量が大きい方から順にキャパシターC9〜C7が駆動され、電荷供給量が小さいキャパシターC6〜C1が最後に駆動される。このように駆動タイミングがずれると、キャパシターC1〜C10からデータ電圧出力ノードNVQに電荷が供給されるタイミングがずれるので、電圧VQの上昇が緩やかとなる。電圧VQが緩やかに上昇する間に静電保護用の抵抗素子RPを介してパネル容量CP2に電荷が移動していくので、電圧VQのピーク値は低くなる。図6の例ではピーク値は14.3Vとなっており、電源電圧15Vより低くなる。
また、容量が大きいキャパシターから先に駆動を開始することで高速な容量駆動を保ちつつ、電圧VQのピーク値を下げることができる。即ち、電荷供給量が大きいキャパシターを先に駆動することで、その電荷が静電保護用の抵抗素子RPを介してパネル容量CP2に再分配される時間を稼ぐことができる。電荷の供給量が大きいほど電圧のセトリングには時間が掛かるので、容量が大きいキャパシターから先に駆動を開始することでセトリング時間の増加を抑制しつつ、電圧VQのピーク値を下げることができる。
5.信号出力回路の詳細構成
図7〜図10に信号出力回路60の詳細な構成例を示す。図7に示すように、信号出力回路60は、ラッチ部62とクロック遅延部64とを含む。
ラッチ部62は階調データGD[10:1]のビットGD1〜GD10をラッチし、そのラッチしたビットGD1〜GD10をデータDQ[10:1]のビットDQ1〜DQ10として出力する。このとき、ラッチするタイミングによってビットDQ1〜DQ10を出力するタイミングを異ならせる。
クロック遅延部64は、ラッチ部62がビットGD1〜GD10をラッチするためのクロック信号を、クロック信号CLK(例えば図17の制御回路40から供給される)に基づいて生成する。このとき、ラッチするタイミングに応じて遅延させたクロック信号を生成する。
図8に、ラッチ部62の詳細な構成例を示す。ラッチ部62はフリップフロップ回路FF1〜FF10を含む。
下位ビット側のフリップフロップ回路FF1〜FF6は共通のクロック信号CLK6に基づいてビットGD1〜GD6をラッチする。上位ビット側のフリップフロップ回路FF7〜FF10は、それぞれ遅延時間が異なるクロック信号CLK7〜CLK10に基づいてビットGD7〜GD10をラッチする。フリップフロップ回路は例えばクロック信号の立ち上がりで入力信号をラッチし、次のクロック信号の立ち上がりで、そのラッチした入力信号を出力する。即ち、ビットDQ1〜DQ10の出力タイミングは、クロック信号CLK6〜CLK10の立ち上がりエッジ(又は立ち下がりエッジ)の遅延時間で決まる。
図9に、クロック遅延部64の詳細な構成例を示す。クロック遅延部64は、クロック信号CLK6〜CLK10を出力する遅延部CKD6〜CKD10を含む。
最上位ビットに対応する遅延部CKD10にはクロック信号CLKが入力される。遅延部CKD10は、そのクロック信号CLKを遅延させてクロック信号CLK10を出力する。遅延部CKD9には、1つ上位のビットに対応するクロック信号CLK10が入力される。遅延部CKD9は、そのクロック信号CLK10を遅延させてクロック信号CLK9を出力する。同様に、遅延部CKD8〜CKD6には、1つ上位のビットに対応するクロック信号CLK9〜CLK7が入力され、遅延部CKD8〜CKD6は、そのクロック信号CLK9〜CLK7を遅延させてクロック信号CLK8〜CLK6を出力する。
遅延部CKD6〜CKD10には、遅延時間を設定する設定値DY6[5:1]〜CL10[5:1]が入力される。遅延部CKD6〜CKD10は、設定値DY6[5:1]〜CL10[5:1]に対応する遅延時間だけクロック信号CLK6〜CLK10を遅延させる。この遅延時間は、1つ上位のビットに対応するクロック信号に対する遅延時間なので、クロック信号CLKに対しての遅延時間は、上位ビット側の遅延時間を累積したものになる。例えば、クロック信号CLKに対するクロック信号CLK9の遅延時間は、クロック信号CLKに対するクロック信号CLK10の遅延時間(設定値DY10[5:1])と、クロック信号CLK10に対するクロック信号CLK9の遅延時間(設定値DY9[5:1])とを加算したものになる。
図10に、遅延部CKD6〜CKD10の詳細な構成例を示す。図10は、1つの遅延部の構成を示しており、遅延部CKD6〜CKD10は共通の構成である。図10に示す遅延部は、ブロックBK1〜BK5を含む。ブロックBK5は論理積回路AC5、AD5と論理和回路OC5とを含む。ブロックBK4は遅延回路DYC4と論理積回路AC4、AD4と論理和回路OC4とを含む。ブロックBK3は遅延回路DYC3と論理積回路AC3、AD3と論理和回路OC3とを含む。ブロックBK2は遅延回路DYC2と論理積回路AC2、AD2と論理和回路OC2とを含む。ブロックBK1は遅延回路DYC1と論理積回路AC1、AD1と論理和回路OC1とを含む。
遅延回路DYC1〜DYC4は、例えば複数の(偶数個の)論理反転回路(インバーター)を直列に接続した回路で構成される。
設定値DY[5:1]のビットDY5が0の場合、ビットDY4〜DY1の値に関係なく、クロック信号CKIがブロックBK5の論理積回路AD5と論理和回路OC5を通過してクロック信号CKQとして出力される。遅延時間は最も短い。
設定値DY[5:1]のビットDY5が1の場合、クロック信号CKIがブロックBK1からブロックBK2、BK3、BK4を通過し、ブロックBK5の論理積回路AC5と論理和回路OC5を通過してクロック信号CKQとして出力される。ビットDY4〜DY1の値に応じてブロックBK4〜BK1の遅延回路DYC4〜DYC1を通過するか否かが選択され、遅延時間が変わる。ブロックBK1を例にとって説明すると、ビットDY1が“0”の場合にはクロック信号CKIが論理積回路AD1と論理和回路OC1を通過し、ビットDY1が“1”の場合にはクロック信号CKIが遅延回路DYC1と論理積回路AC1と論理和回路OC1を通過する。ビットDY1が“1”の場合の方が遅延時間が長い。同様にしてブロックBK2〜BK4での遅延時間が決まり、ブロックBK1〜BK5での遅延時間を累積したものがクロック信号CKIに対するクロック信号CKQの遅延時間となる。
6.信号出力回路の変形構成例
図11に、信号出力回路60の変形構成例を示す。この変形構成例は、遅延素子(バッファー)を用いてビットGD1〜GD10に対するビットDQ1〜DQ10の遅延時間を決める。
具体的には、最上位のビットGD10はバッファーを介さずに、そのままビットDQ10として出力される。ビットGD9は、5個のバッファーを介してビットDQ9として出力される。ビットGD8は、10個のバッファーを介してビットDQ8として出力される。ビットGD7〜GD1は、16個のバッファーを介してビットDQ7〜DQ1として出力される。即ち、最上位のビットDQ10の遅延時間が最小であり、下位側に向かってビットDQ9、DQ8、DQ7の順に遅延時間が大きくなる。ビットDQ6〜DQ1の遅延時間はビットDQ7の遅延時間と同じである。なお、バッファーは、例えば2個の論理反転回路(インバーター)を直列に接続した回路で構成される。
上記ではバッファーの個数で遅延時間を調整する場合を例に説明したが、これに限定されず、例えばバッファーのサイズで遅延時間を調整してもよい。
以上の実施形態によれば、ドライバー100はキャパシター駆動回路20とキャパシター回路10とを含む。キャパシター駆動回路20は、階調データGD[10:1]に対応する第1〜第10のキャパシター駆動電圧(0V又は15V)を第1〜第10のキャパシター駆動用ノードNDR1〜NDR10に出力する。キャパシター回路10は、第1〜第10のキャパシター駆動用ノードNDR1〜NDR10とデータ電圧出力端子TVQとの間に設けられる第1〜第10のキャパシターC1〜C10を有する。キャパシター駆動回路20は、第1〜第10のキャパシター駆動電圧を出力する第1〜第10の駆動部DR1〜DR10を有する。そして、第1〜第10のキャパシターC1〜C10の容量のうちの第10のキャパシターの容量が最大である場合に、第10の駆動部DR10が、第10のキャパシター駆動電圧を出力した後に、第9の駆動部DR9が、第9のキャパシター駆動電圧を出力する。
このようにすれば、容量が最大のキャパシターC10と容量が次に大きいキャパシターC9からデータ電圧出力端子TVQへの電荷供給が異なるタイミングで開始される。容量が大きいキャパシターからの電荷供給が重ならないことで、データ電圧出力端子TVQの電圧VQの上昇が抑えられ、電圧VQのピーク値を下げる(又は負極性駆動の場合には上げる)ことが可能となる。これにより、電圧VQのピーク値が電源電圧15Vを超える(又は負極性駆動の場合には電源電圧0Vを下回る)ことを回避できる。
また、電荷供給量が大きい方が、その電荷がパネル容量CP2に分配されるのに時間が掛かるが、本実施形態では容量がより大きいキャパシターC10を先に駆動するので、電荷分配の時間を確保しやすい。これにより、容量駆動の高速性を維持し、高精細な電気光学パネル200に対応できる。
また本実施形態では、第iのキャパシターCi(iは1≦i≦n=10の自然数)の容量が第jのキャパシターCj(j<i、jは1≦j≦n=10の自然数)の容量よりも大きい。この場合に、第iの駆動部DRiが第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に、第jの駆動部DRjが第jのキャパシター駆動電圧を出力する。例えば図6の例では、C10>C9>C8>C7>C6であり、容量が大きい方から順に駆動部DR10、DR9、DR8、DR7、DR6がキャパシター駆動電圧を出力する。
このようにすれば、キャパシターCi、Cjからデータ電圧出力端子TVQへの電荷供給の開始タイミングがずれるので、データ電圧出力端子TVQの電圧VQの上昇を抑えることができる。また、より容量が大きいキャパシターCiを先に駆動することで、その電荷が静電保護用の抵抗素子RPを介してパネル容量CP2に分配される時間を確保することが可能となり、容量駆動の高速性を維持できる。
また本実施形態では、第iの駆動部DRiにおける信号の遅延時間をtdiとし、第jの駆動部DRjにおける信号の遅延時間をtdjとする場合に、tdi>tdjである。第iの駆動部DRiに入力される第iの入力信号(信号出力回路60からのビットDQi)に対する、第jの駆動部DRjに入力される第jの入力信号(信号出力回路60からのビットDQj)の遅延時間は、tdi−tdjよりも大きい。
第iの駆動部DRiが出力する第iのキャパシター駆動電圧から、第jの駆動部DRjが出力する第jのキャパシター駆動電圧までの遅延時間は、第iの入力信号から第jの入力信号までの遅延時間から駆動部における遅延時間の差(tdi−tdj)を引いたものとなる。本実施形態では、第iの入力信号から第jの入力信号までの遅延時間が駆動部における遅延時間の差(tdi−tdj)よりも大きいので、第iの駆動部DRiが第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に第jの駆動部DRjが第jのキャパシター駆動電圧を出力できる。
ここで、tdi>tdjとなるのは、第iの駆動部DRiを構成するバッファーの最終段(図12(A)のIQA、PQA、NQA、図12(B)のIQB)のトランジスターサイズが、第jの駆動部DRjを構成するバッファーの最終段のサイズよりも大きい(例えば図13(A)、図13(B))からである。或いは、第iの駆動部DRiを構成するバッファーの段数が、第jの駆動部DRjを構成するバッファーの段数よりも多いからである。このような構成にするのは、駆動の負荷であるキャパシターCi、Cjの容量がCi>Cjであり、駆動部DRiの方が駆動部DRjよりも駆動能力を高くする必要があるためである。
また本実施形態では、ドライバー100は、第1〜第10の駆動部DR1〜DR10への第1〜第10の入力信号(ビットDQ1〜DQ10)を出力する信号出力回路60を含む。そして、信号出力回路60は、第10の入力信号よりも第9の入力信号を遅延させて、第1〜第10の入力信号を第1〜第10の駆動部DR1〜DR10に出力する。
このようにすれば、駆動部DR10へ入力される第10の入力信号に対して、駆動部DR9へ入力される第9の入力信号を遅延させることができる。そして、この第10の入力信号を駆動部DR10がバッファリングし、第9の入力信号を駆動部DR9がバッファリングすることで、第10の駆動部DR10が第10のキャパシター駆動電圧を出力した後に第9の駆動部DR9が第9のキャパシター駆動電圧を出力できる。
また本実施形態では、信号出力回路60は、第iの入力信号(ビットDQi)よりも第jの入力信号(ビットDQj)を遅延させて出力する。例えば図7〜図10の構成例では、第10の入力信号(ビットDQ10)よりも第9の入力信号(ビットDQ10)を遅延させ、第9の入力信号(ビットDQ9)よりも第8の入力信号(ビットDQ8)を遅延させ、第8の入力信号(ビットDQ8)よりも第7の入力信号(ビットDQ7)を遅延させ、第7の入力信号(ビットDQ7)よりも第6の入力信号(ビットDQ6)を遅延させて、第1〜第10の入力信号を第1〜第10の駆動部DR1〜DR10に出力する。
このようにすれば、駆動部DRiへ入力される第iの入力信号に対して、駆動部DRjへ入力される第jの入力信号を遅延させることができる。そして、この第iの入力信号を駆動部DRiがバッファリングし、第jの入力信号を駆動部DRjがバッファリングすることで、第iの駆動部DRiが第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に第jの駆動部DRjが第jのキャパシター駆動電圧を出力できる。
7.キャパシター駆動回路
以上の実施形態ではキャパシター駆動回路20の駆動部DR1〜DR10の駆動タイミングを異ならせることで出力電圧VQのピーク値を低減させているが、駆動部DR1〜DR10の駆動能力を調整することによって出力電圧VQのピーク値を低減させることも可能である。この手法について以下に説明する。
図12(A)、図12(B)に、キャパシター駆動回路20の詳細な構成例を示す。図12(A)は、階調データGD[10:1]の上位ビット側に対応する駆動部DR8〜DR10の構成例である。図12(B)は、階調データGD[10:1]の下位ビット側に対応する駆動部DR1〜DR7の構成例である。なお、ここでは上位ビット側と下位ビット側の境界を第7ビットと第8ビットの間にしているが、これに限定されない。例えば、少なくとも最上位ビットに対応する駆動部DR10が図12(A)の構成であればよい。
図12(A)に示すように、上位ビット側の駆動部DR8〜DR10の各駆動部DRiは、論理反転回路IA1〜IA10、IQA(インバーター、バッファー)と、論理積回路AA1と、論理和回路OA1と、P型トランジスターPQAと、N型トランジスターNQAと、を含む。
論理反転回路IA1〜IA3、IQAは直列に接続され、階調データのビットGDiをバッファリングしてキャパシターCiを駆動する。最終段の論理反転回路IQAが最も大きいサイズのトランジスターで構成されており、そのサイズが駆動能力を決める。前段の論理反転回路IA1〜IA3は最終段(IQA)を駆動するプリドライバーである。
論理積回路AA1、論理和回路OA1、論理反転回路IA4〜IA10、P型トランジスターPQA、N型トランジスターNQAは、駆動部DRiの駆動能力を切り換える回路である。即ち、制御信号SNRiがアクティブ(ハイレベル)の場合にはビットGDiをバッファリングしてキャパシターCiを駆動する。制御信号SNRiが非アクティブ(ローレベル)の場合には、P型トランジスターPQA、N型トランジスターNQAがオフになって出力がハイインピーダンス状態になる。この切り替え回路では、P型トランジスターPQAとN型トランジスターNQAが最終段であり、例えば論理反転回路IQAを構成するトランジスターと同じサイズである。この場合、制御信号SNRiを非アクティブにすると駆動能力が半分になる。
図12(B)に示すように、下位ビット側の駆動部DR1〜DR7の各駆動部DRiは、論理反転回路IB1〜IB3、IQB(インバーター、バッファー)と、を含む。
下位ビット側の駆動部DRiは切り替え回路を含まない。論理反転回路IB1〜IB3、IQBは直列に接続され、階調データのビットGDiをバッファリングしてキャパシターCiを駆動する。最終段の論理反転回路IQBが最も大きいサイズのトランジスターで構成されており、そのサイズが駆動能力を決める。
図13(A)、図13(B)に、本実施形態における駆動部DR1〜DR10の駆動能力の例を示す。図13(A)、図13(B)には、キャパシターC1〜C10の容量と、駆動部DR1〜DR10の最終段を構成するP型トランジスター及びN型トランジスターのサイズ(ゲート幅W)を示す。また駆動能力Diをトランジスター(ここではN型)のサイズとした場合の駆動能力DiとキャパシターCiの容量との比Di/Ciを示す。なお、図13(A)において、駆動能力を切り替え可能な駆動部DR8〜DR10のトランジスターサイズは、論理反転回路IQAのトランジスター及びP型トランジスターPQA、N型トランジスターNQAのサイズを合計したものである。
図13(A)は、制御信号SNR8〜SNR10をアクティブにした場合の駆動能力の例である。上位ビット側の駆動部DR5〜DR10の駆動能力は6.25で同一に設定されており、下位ビット側の駆動部DR1〜DR4の駆動能力よりも小さい。具体的には、下位ビット側の駆動部DR1〜DR4の駆動能力は、順に小さくなるように設定されている。そして、下位ビット側の駆動部DR1〜DR4の駆動能力の最小値12よりも、上位ビット側の駆動部DR5〜DR10の駆動能力を小さい値に設定している。
キャパシターC1〜C10からの電荷供給量は上位ビット側の方が大きいので、電圧VQへの寄与も上位ビット側の方が大きい。これは図2(A)の式FEからも明らかである。本実施形態では上位ビット側の駆動能力を下位ビット側の駆動能力よりも小さくすることで、電圧VQへの寄与が大きい上位ビット側の電荷供給を下位ビット側に比べて遅くできる。これにより、上位ビット側のキャパシターからの電荷供給が遅くなる(電荷供給が終わるタイミングが下位ビット側より遅くなる)ので、電荷供給のピークがずれ、電圧VQのピーク値を低くできる。これにより、電源電圧を超える可能性を下げることができる。
より具体的には、駆動部DRiの出力電圧の変化の傾きはdV/dt=(dQ/dt)/Ci=I/Ciであり、駆動部DRiがキャパシターCiに供給する電流Iはトランジスターサイズに比例するので、傾きdV/dtは比Di/Ciにおおよそ比例する。図13(A)では上位ビット側のDi/Ciが小さいので、電荷供給量が大きいキャパシターを駆動する駆動部の出力電圧の傾きdV/dtが小さくなる。これによって、電荷供給量が大きいキャパシターからの電荷供給の速さが遅くなり、電圧VQのピーク値を低くできる。
図13(B)は、制御信号SNR8〜SNR10を非アクティブにした場合の駆動能力の例である。駆動能力を切り替え可能な駆動部DR8〜DR10の駆動能力は、図13(A)の半分の3.125に設定される。駆動部DR5〜DR7の駆動能力は6.25のままである。即ち、駆動部DR8〜DR10と駆動部DR5〜DR7でそれぞれ駆動能力が同一であり、そのうちの上位ビット側である駆動部DR8〜DR10の駆動能力の方が駆動部DR5〜DR7の駆動能力よりも低い。当然、駆動部DR8〜DR10の駆動能力は、下位ビット側の駆動部DR1〜DR4の駆動能力のうちの最小値12よりも小さい。
このように上位ビット側の駆動能力を切り替え可能にすることで、ドライバー100の接続環境(電気光学パネル200の種類、実装基板の設計等)に応じて適切な駆動能力を選択できる。この点について以下に説明する。
本実施形態のドライバー100には、種々の(例えば画素数や液晶の種類等が異なる)電気光学パネル200を接続できる。キャパシター回路10の容量COと負荷側の容量CX+CP2との比は1:2であるが、パネル容量CP2は電気光学パネル200の種類に応じて異なっており、それに対応して容量CXが変動する。容量CXが小さいほど出力電圧VQのピーク値は高くなるので、パネル容量CP2が大きい電気光学パネル200を接続した場合には出力電圧VQのピーク値は高くなりやすい。逆に、パネル容量CP2が小さい電気光学パネル200を接続した場合には出力電圧VQのピーク値は低くなりやすい。
この点、本実施形態によれば、上位ビット側の駆動能力を切り替え可能に構成したことで、電気光学パネル200の種類に応じて最適な駆動能力を選択できる。例えば、駆動能力が高い設定で出力電圧VQのピーク値が電源電圧を超える場合には駆動能力が低い設定を選択できる。或いは、駆動能力が高い設定で出力電圧VQのピーク値が電源電圧を超えない場合には駆動能力が高い設定を選択できる。また、上述したように高速な駆動を実現する点から駆動能力が高い方が望ましいが、本実施形態では出力電圧VQのピーク値が電源電圧を超えない範囲で、できるだけ高い駆動能力を選択できる。
以上の本実施形態によれば、第1〜第10の駆動部DR1〜DR10の駆動能力をD1〜D10とし、第1〜第10のキャパシターC1〜C10の容量をC1〜C10とした場合に、D10/C10<D1/C1となるように第10の駆動部DR10の駆動能力D10が設定される。例えば図13(A)の例ではD10/C10=6.25<96=D1/C1であり、図13(B)の例ではD10/C10=3.125<96=D1/C1である。
上述したように駆動能力DiとキャパシターCiの容量との比Di/Ciは駆動部DRiの出力電圧の変化の傾きを決める。本実施形態ではD10/C10<D1/C1に設定することで、少なくとも最大容量のキャパシターC10を駆動する電圧の変化の傾きを、最小容量のキャパシターC1を駆動する電圧の変化の傾きよりも小さくできる。これにより、最も電荷供給量が大きい(最も出力電圧VQのピーク値を押し上げる)キャパシターC10からの電荷供給のスピード(即ち電流)を小さくできるので、出力電圧VQのピーク値を効果的に低下できる。
なお、本実施形態では駆動能力を2段階に切り換える場合を例に説明したが、駆動能力を可変にする構成はこれに限定されない。例えば、駆動能力を更に多段に切り換える構成としてもよい。
ここで、駆動能力とは、駆動対象であるキャパシターを駆動する能力であり、キャパシターに対して電荷(電流)を供給する能力である。駆動能力は、例えば駆動部を構成するトランジスターのうちキャパシターを駆動するトランジスター(出力段、最終段)のサイズや、そのトランジスターのオン抵抗等によって表される。
また本実施形態では、第1〜第10の駆動部DR1〜DR10のうち少なくとも第10の駆動部DR10は、駆動能力が可変の駆動部である。
このようにキャパシターC1〜C10のうち最大容量を駆動する駆動部DR10を可変の駆動能力にすることで、少なくとも最大容量のキャパシターC10を駆動する駆動部DR10の駆動能力を下げることが可能になる。これにより、容量駆動により出力する電圧VQの過渡的な変化におけるピーク値を下げる(又は負極性駆動の場合には上げる)ことができる。即ち、キャパシターC1〜C10のうち最大容量のキャパシターC10は、データ電圧出力ノードNVQに対する電荷の供給量も最大なので、駆動部DR1〜DR10のうち駆動部DR10の駆動能力を下げることが出力電圧VQのピーク値を下げることに最も貢献する。
また、駆動能力を可変にしたことで、出力電圧VQのピーク値が電源電圧を超えない(又は負極性駆動の場合には下回らない)範囲で、駆動能力を高く設定できる。これにより、ドライバー100の接続環境に応じて最適な駆動能力を設定できる。即ち、容量駆動の高速なセトリングを保ちつつ、出力電圧VQのピーク値を下げる(又は負極性駆動の場合には上げる)ことができる。
8.ドライバーの第3構成例
次に、図1で説明した第1構成例におけるデータ電圧について再考する。図2(A)では、キャパシター回路10の容量COと電気光学パネル側容量CPの比が1:2に設定されていることを前提としていたが、ここでは比が1:2でない場合も含めてデータ電圧の最大値を考える。以下で説明するように、種々の電気光学パネル200に対して汎用のドライバー100を作ろうとすると、比を1:2に保てなくなり、一定のデータ電圧範囲を出力できないという課題がある。
図14(A)に示すように、まずキャパシター回路10の初期化を行う。即ち、階調データGD[10:1]=“000h”(末尾のhは“”内の数が16進数であることを示す)を設定して駆動部DR1〜DR10の全ての出力を0Vに設定する。また図14(A)の式FAに示すように電圧VQ=VC=7.5Vを設定する。この初期化においてキャパシター回路10の容量COと電気光学パネル側容量CPに蓄積された電荷の総量は、以降のデータ電圧出力において保存される。これにより、初期化電圧VC(コモン電圧)を基準としたデータ電圧が出力されることになる。
図14(B)に示すように、データ電圧の最大値が出力されるのは、階調データGD[10:1]=“3FFh”を設定して駆動部DR1〜DR10の全ての出力を15Vに設定した場合である。このときのデータ電圧は電荷保存の法則から求めることができ、図14(B)の式FBに示す値となる。
図14(C)に示すように、所望のデータ電圧範囲が例えば5Vであるとする。初期化電圧VC=7.5Vが基準なので、最大値は12.5Vである。このデータ電圧が実現されるのは、式FBからCO/(CO+CP)=1/3の場合である。即ち、電気光学パネル側容量CPに対して、キャパシター回路10の容量CO=CP/2(即ち、CP=2CO)に設定しておけばよい。ある特定の電気光学パネル200と実装基板に対しては、このようにCO=CP/2に設計することで、5Vのデータ電圧範囲を実現できる。
しかしながら、電気光学パネル側容量CPは電気光学パネル200の種類や実装基板の設計に応じて50pF〜120pF程度の幅をもっている。また同一種類の電気光学パネル200及び実装基板であっても、複数の電気光学パネルを接続する場合には(例えばプロジェクターではR、G、Bの3つの電気光学パネルを接続する)、各電気光学パネルとドライバーの接続配線の長さが異なるため、基板容量CP1が同一になるとは限らない。
例えば、ある電気光学パネル200と実装基板に対してキャパシター回路10の容量COをCP=2COとなるように設計したとする。このキャパシター回路10に対して別種の電気光学パネルや実装基板を接続した場合、CP=CO/2や、CP=5COとなる可能性がある。CP=CO/2の場合、図14(C)に示すように、データ電圧の最大値が17.5Vになり、電源電圧15Vを超えてしまう。この場合、データ電圧の範囲だけでなくドライバー100や電気光学パネル200の耐圧の観点からも問題がある。また、CP=5COの場合、データ電圧の最大値が10Vとなり、十分なデータ電圧範囲が得られない。
このように、キャパシター回路10の容量COを電気光学パネル側容量CPに応じて設定した場合、その電気光学パネル200や実装基板に対してドライバー100が専用設計になってしまうという課題がある。即ち、電気光学パネル200の種類や実装基板の設計が変わるたびに、それ専用のドライバー100を設計し直さなければならない。
図15に、上記のような課題を解決できる本実施形態のドライバーの第3構成例を示す。このドライバー100は、キャパシター回路10、キャパシター駆動回路20、可変容量回路30を含む。なお、既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その構成要素については適宜説明を省略する。
可変容量回路30は、データ電圧出力ノードNVQに接続される容量であり、その容量値を可変に設定できる回路である。具体的には、可変容量回路30は、第1〜第mのスイッチ素子SWA1〜SWAm(mは2以上の自然数)、第1〜第mの調整用キャパシターCA1〜CAmを含む。なお以下ではm=6の場合を例に説明する。
第1〜第6のスイッチ素子SWA1〜SWA6は、例えばP型又はN型のMOSトランジスターや、或はP型MOSトランジスターとN型MOSトランジスターを組み合わせたトランスファーゲートで構成される。スイッチ素子SWA1〜SWA6の第sのスイッチ素子SWAs(sはm=6以下の自然数)の一端は、データ電圧出力ノードNVQに接続される。
第1〜第6の調整用キャパシターCA1〜CA6は、2の累乗で重み付けされた容量値を有している。具体的には調整用キャパシターCA1〜CA6の第sの調整用キャパシターCAsの容量値は2(s−1)×CA1である。第sの調整用キャパシターCAsの一端は、第sのスイッチ素子SWAsの他端に接続される。第sの調整用キャパシターCAsの他端は、低電位側電源(広義には、基準電圧のノード)に接続される。
例えば、CA1=1pFに設定した場合、スイッチ素子SWA1のみがオンした状態では可変容量回路30の容量は1pFであり、スイッチ素子SWA1〜SWA6の全てがオンした状態では可変容量回路30の容量は63pF(=1pF+2pF+・・・+32pF)である。容量値が2の累乗で重み付けされているため、スイッチ素子SWA1〜SWA6のオン・オフ状態に応じて1pF〜63pFの間で1pF(CA1)ステップで、可変容量回路30の容量を設定することができる。
9.第3構成例におけるデータ電圧
本実施形態のドライバー100が出力するデータ電圧について説明する。ここではデータ電圧の範囲(データ電圧の最大値)について説明する。
図16(A)に示すように、まずキャパシター回路10の初期化を行う。即ち、駆動部DR1〜DR10の全ての出力を0Vに設定し、電圧VQ=VC=7.5V(式FC)を設定する。この初期化においてキャパシター回路10の容量COと可変容量回路の容量CAと電気光学パネル側容量CPに蓄積された電荷の総量は、以降のデータ電圧出力において保存される。
図16(B)に示すように、データ電圧の最大値が出力されるのは、駆動部DR1〜DR10の全ての出力を15Vに設定した場合である。このときのデータ電圧は図16(B)の式FDに示す値となる。
図16(C)に示すように、所望のデータ電圧範囲が例えば5Vであるとする。データ電圧の最大値12.5Vが実現されるのは、式FDからCO/(CO+(CA+CP))=1/3、即ちCA+CP=2COの場合である。CAは可変容量回路の容量なので、自在に設定可能であり、与えられたCPに対してCA=2CO−CPに設定することができる。即ち、ドライバー100に接続する電気光学パネル200の種類や、実装基板の設計がどのようなものであっても、データ電圧の範囲をいつも7.5V〜12.5Vに設定することが可能となる。
以上の第3構成例によれば、ドライバー100は可変容量回路30を含む。可変容量回路30は、データ電圧出力端子TVQと基準電圧(低電位側電源の電圧、0V)のノードとの間に設けられる。そして、可変容量回路30の容量CAと電気光学パネル側容量CPを加算した容量CA+CP(以下、被駆動側の容量と呼ぶ)と、キャパシター回路10の容量CO(以下、駆動側の容量と呼ぶ)とが、所与の容量比関係(例えばCO:(CA+CP)=1:2)になるように、可変容量回路30の容量CAが設定されている。
ここで、可変容量回路30の容量CAは、可変容量回路30の可変の容量に対して設定された容量値である。図15の例では、スイッチ素子SWA1〜SWA6のうちオンになっているスイッチ素子に接続された調整用キャパシターの容量を合計したものである。また、電気光学パネル側容量CPは、データ電圧出力端子TVQに対して外部に接続される容量(寄生容量、回路素子の容量)である。図15の例では、基板容量CP1とパネル容量CP2である。また、キャパシター回路10の容量COは、キャパシターC1〜C10の容量を合計したものである。
また、所与の容量比関係とは、駆動側の容量COと被駆動側の容量CA+CPとの比の関係である。これは、各容量の値が測定されている(明確に容量値が決定されている)場合の容量比に限定されない。例えば、所与の階調データGD[10:1]に対する出力電圧VQから推定される容量比であってもよい。電気光学パネル側容量CPは通常、事前に測定値が得られているものではないので、そのままでは可変容量回路30の容量CAを決定できない。そのため、図19で後述するように、例えば階調データGD[10:1]の中央値“200h”に対してVQ=10Vが出力されるように可変容量回路30の容量CAを決定する。この場合、結果的に容量比CO:(CA+CP)=1:2になっていると推定され、この比と容量CAから容量CPを推定できる(推定できるが、容量CPは知らなくてよい)。
さて、図1等で説明した第1構成例では、ドライバー100の接続環境(実装基板の設計や電気光学パネル200の種類)が変わると、その度に設計変更が必要であるという課題があった。
この点、第3構成例によれば、可変容量回路30を設けることで、ドライバー100の接続環境に依存しない汎用のドライバー100を実現できる。即ち、電気光学パネル側容量CPが異なる場合であっても、それに応じて可変容量回路30の容量CAを調整することによって、所与の容量比関係(例えばCO:(CA+CP)=1:2)を実現できる。この容量比関係によってデータ電圧の範囲(図16(A)〜図16(C)の例では7.5V〜12.5V)が決まるので、接続環境に依存しないデータ電圧の範囲を実現できる。
また、本実施形態では、キャパシター駆動回路20は、階調データGD[10:1]の第1〜第10のビットGD1〜GD10に基づいて、前記第1〜第10のキャパシター駆動電圧の各駆動電圧として第1電圧レベル(0V)又は第2電圧レベル(15V)を出力する。そして、所与の容量比関係は、第1電圧レベルと第2電圧レベルの電圧差(15V)と、データ電圧出力端子TVQに出力されるデータ電圧(出力電圧VQ)との間の電圧関係によって決定される。
例えば、図16(A)〜図16(C)の例では、データ電圧出力端子TVQに出力されるデータ電圧の範囲が5V(7.5V〜12.5V)である。この場合、第1電圧レベルと第2電圧レベルの電圧差(15V)とデータ電圧の範囲(5V)との間の電圧関係が実現されるように所与の容量比関係が決定される。即ち、容量COと容量CA+CPによる分圧(電圧分割)によって15Vが5Vに分圧される容量比CO:(CA+CP)=1:2が、所与の容量比関係となる。
このようにすれば、第1電圧レベルと第2電圧レベルの電圧差(15V)と、データ電圧出力端子TVQに出力されるデータ電圧(範囲5V)との間の電圧関係から、所与の容量比関係CO:(CA+CP)=1:2を決定できる。逆に、所与の容量比関係が実現されているか否かは、電圧関係を調べれば判定できることになる。即ち、電気光学パネル側容量CPが分かっていなくても、電圧関係から容量比CO:(CA+CP)=1:2を実現する可変容量回路30の容量CAを決定できることになる(例えば図19のフロー)。
10.ドライバーの詳細な構成例
図17に、本実施形態のドライバーの詳細な構成例を示す。このドライバー100は、データ線駆動回路110、制御回路40を含む。データ線駆動回路110は、キャパシター回路10、キャパシター駆動回路20、可変容量回路30、検出回路50を含む。制御回路40は、データ出力回路42、インターフェース回路44、可変容量制御回路46、レジスター部48(記憶部)を含む。データ出力回路42は信号出力回路60を含む。なお、既に説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、その構成要素については適宜説明を省略する。
データ線駆動回路110は、1つのデータ電圧出力端子TVQに対応して1つ設けられる。ドライバー100は複数のデータ線駆動回路と複数のデータ電圧出力端子を含むが、図17では1つだけ図示している。
インターフェース回路44は、ドライバー100を制御する表示コントローラー300(広義には、処理部)とドライバー100との間のインターフェース処理を行う。例えば、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)等のシリアル通信によるインターフェース処理を行う。この場合、インターフェース回路44は、シリアル信号を入出力するI/O回路と、制御データや画像データをシリアル/パラレル変換するシリアル/パラレル変換回路と、を含む。また、表示コントローラー300から入力されてパラレルデータに変換された画像データをラッチするラインラッチを含む。ラインラッチは、例えば1度に1本の水平走査線に対応する画像データをラッチする。
データ出力回路42は、水平走査線に対応する画像データの中から、キャパシター駆動回路20へ出力する階調データGD[10:1]を取り出し、データDQ[10:1]として出力する。このとき信号出力回路60がデータDQ[10:1]の各ビットの出力を遅延させる。データ出力回路42は、例えば、電気光学パネル200の駆動タイミングを制御するタイミングコントローラーと、水平走査線に対応する画像データから階調データGD[10:1]を選択する選択回路と、選択された階調データGD[10:1]をデータDQ[10:1]としてラッチする出力ラッチ(信号出力回路60のラッチ部62)と、を含む。図21等で後述する相展開駆動を行う場合、出力ラッチは、1度に8画素分(データ線DL1〜DL8の本数分)の階調データGD[10:1]をラッチする(即ち、出力ラッチは8個のラッチ部62を含む)。この場合、タイミングコントローラーは、相展開駆動の駆動タイミングに合わせて選択回路や出力ラッチの動作タイミングを制御する。また、インターフェース回路44によって受信された画像データに基づいて水平同期信号や垂直同期信号を生成してもよい。また、電気光学パネル200のスイッチ素子(SWEP1等)のオン・オフを制御するための信号(ENBX)や、ゲート駆動(電気光学パネル200の水平走査線の選択)を制御する信号を、電気光学パネル200に対して出力してもよい。
検出回路50は、データ電圧出力ノードNVQの電圧VQを検出する。具体的には、所与の検出電圧と電圧VQとを比較し、その結果を検出信号DETとして出力する。例えば、電圧VQが検出電圧以上である場合にはDET=“1”を出力し、電圧VQが検出電圧より小さい場合にはDET=“0”を出力する。
可変容量制御回路46は、検出信号DETに基づいて可変容量回路30の容量を設定する。この設定処理のフローは図19で後述する。可変容量制御回路46は、可変容量回路30の制御信号として設定値CSW[6:1]を出力する。この設定値CSW[6:1]は第1〜第6のビットCSW6〜CSW1(第1〜第mのビット)で構成される。ビットCSWs(sはm=6以下の自然数)は、可変容量回路30のスイッチ素子SWAsに入力される。例えばビットCSWs=“0”の場合にはスイッチ素子SWAsがオフになり、ビットCSWs=“1”の場合にはスイッチ素子SWAsがオンになる。設定処理を行う場合、可変容量制御回路46は検出用データBD[10:1]を出力する。そして、データ出力回路42は検出用データBD[10:1]を出力データDQ[10:1]としてキャパシター駆動回路20へ出力する。
レジスター部48は、設定処理により設定された可変容量回路30の設定値CSW[6:1]と、信号出力回路60の遅延時間を設定する設定値DY6[5:1]〜DY10[10:1]と、キャパシター駆動回路20の上位ビット側の駆動部DR8〜DR10の駆動能力を設定する設定値(制御信号SNR8〜SNR10)と、を記憶する。またレジスター部48はインターフェース回路44を介して表示コントローラー300からアクセス可能に構成される。即ち、表示コントローラー300はレジスター部48から設定値CSW[6:1]、DY6[5:1]〜DY10[10:1]、SNR8〜SNR10の読み出しや書き込みを行うことができる。
図18に、検出回路50の詳細な構成例を示す。検出回路50は、検出電圧Vh2を生成する検出電圧生成回路GCDTと、データ電圧出力ノードNVQの電圧VQと検出電圧Vh2とを比較するコンパレーターOPDTと、を有する。
検出電圧生成回路GCDTは、例えば抵抗素子による電圧分割回路等により予め決められた検出電圧Vh2を出力する。或は、レジスター設定等により可変の検出電圧Vh2を出力してもよい。この場合、検出電圧生成回路GCDTは、レジスター設定値をD/A変換するD/A変換回路であってもよい。
11.可変容量回路の容量を設定する処理
図19に、可変容量回路30の容量を設定する処理のフローチャートを示す。この処理は、例えばドライバー100に電源を投入した際の立ち上げ時(初期化処理)において行う。
図19に示すように、処理を開始すると、設定値CSW[6:1]=“3Fh”を出力し、可変容量回路30のスイッチ素子SWA1〜SWA6を全てオンにする(ステップS1)。次に、検出用データBD[10:1]=“000h”を出力し、キャパシター駆動回路20の駆動部DR1〜DR10の出力を全て0Vに設定する(ステップS2)。次に、出力電圧VQを初期化電圧VC=7.5Vに設定する(ステップS3)。この初期化電圧VCは、例えば外部から端子TVCを介して供給される。
次に、可変容量回路30の容量を仮設定する(ステップS4)。例えば、設定値CSW[6:1]=“1Fh”を設定する。この場合、スイッチ素子SWA6がオフ、スイッチ素子SWA5〜SWA1がオンになるので、容量は最大値の半分になる。次に、出力電圧VQへの初期化電圧VCの供給を解除する(ステップS5)。次に、検出電圧Vh2を所望の電圧に設定する(ステップS6)。例えば、検出電圧Vh2=10Vを設定する。
次に、検出用データBD[10:1]のMSBをBD10=“0”からBD10=“1”に変化させる(ステップS7)。次に、出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以上であるか否かを検出する(ステップS8)。
ステップS8において出力電圧VQが検出電圧Vh2=10Vより小さい場合、ビットBD10=“0”に戻す(ステップS9)。次に、設定値CSW[6:1]=“1Fh”を“−1”して“1Eh”とし、可変容量回路30の容量を1段階小さくする(ステップS10)。次に、ビットBD10=“1”を設定する(ステップS11)。次に、出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以下であるか否かを検出する(ステップS12)。出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以下である場合にはステップS9に戻り、出力電圧VQが検出電圧Vh2=10Vより大きい場合には処理を終了する。
ステップS8において出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以上である場合、ビットBD10=“0”に戻す(ステップS13)。次に、設定値CSW[6:1]=“1Fh”を“+1”して“20h”とし、可変容量回路30の容量を1段階大きくする(ステップS14)。次に、ビットBD10=“1”を設定する(ステップS15)。次に、出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以上であるか否かを検出する(ステップS16)。出力電圧VQが検出電圧Vh2=10V以上である場合にはステップS13に戻り、出力電圧VQが検出電圧Vh2=10Vより小さい場合には処理を終了する。
図20(A)、図20(B)に、上記のステップS8〜S16により設定値CSW[6:1]が決定される様子を模式的に示す。
上記のフローでは検出用データBD[10:1]のMSBをBD10=“1”に設定し、そのときの出力電圧VQと検出電圧Vh2=10Vを比較している。BD[10:1]=“200h”は階調データ範囲“000h”〜“3FFh”の中央値であり、検出電圧Vh2=10Vはデータ電圧範囲7.5V〜12.5Vの中央値である。即ち、BD10=“1”にしたときに出力電圧VQが検出電圧Vh2=10Vに一致していれば、正しい(所望の)データ電圧が得られていることになる。
図20(A)に示すように、仮設定値CSW[6:1]=“1Fh”においてステップS8で“NO”であった場合、VQ<Vh2である。この場合、出力電圧VQを上昇させる必要がある。図16(B)の式FDから可変容量回路30の容量CAを小さくすれば出力電圧VQが上昇することが分かるので、設定値CSW[6:1]を“1”ずつ小さくしていく。そして、最初にVQ≧Vh2となる設定値CSW[6:1]=“1Ah”で停止する。これにより、検出電圧Vh2に直近の出力電圧VQが得られる設定値CSW[6:1]を決定できる。
図20(B)に示すように、仮設定値CSW[6:1]=“1Fh”においてステップS8で“YES”であった場合、VQ≧Vh2である。この場合、出力電圧VQを下降させる必要がある。図16(B)の式FDから可変容量回路30の容量CAを大きくすれば出力電圧VQが上昇することが分かるので、設定値CSW[6:1]を“1”ずつ大きくしていく。そして、最初にVQ<Vh2となる設定値CSW[6:1]=“24h”で停止する。これにより、検出電圧Vh2に直近の出力電圧VQが得られる設定値CSW[6:1]を決定できる。
以上の処理により得られた設定値CSW[6:1]を、最終的な設定値CSW[6:1]として決定し、その設定値CSW[6:1]をレジスター部48に書き込む。容量駆動により電気光学パネル200を駆動する際には、レジスター部48に記憶された設定値CSW[6:1]で可変容量回路30の容量が設定される。
なお、本実施形態では可変容量回路30の設定値CSW[6:1]をレジスター部48に記憶させる場合を例に説明したが、これに限定されるものでない。例えば、設定値CSW[6:1]をRAM等のメモリーに記憶させてもよいし、ヒューズ(例えば、製造時にレーザー等で切断して設定値を設定する)により設定値CSW[6:1]を設定してもよい。
12.相展開駆動の手法
次に、電気光学パネル200の駆動手法について説明する。以下では相展開駆動を例にとって説明するが、本実施形態のドライバー100が行う駆動手法は相展開駆動に限定されない。
図17に、ドライバーの第2の詳細な構成例と、電気光学パネルの詳細な構成例と、ドライバーと電気光学パネルの接続構成例を示す。
ドライバー100は、制御回路40、第1〜第kのデータ線駆動回路DD1〜DDk(kは2以上の自然数)を含む。データ線駆動回路DD1〜DDkは、それぞれ図17のデータ線駆動回路110に対応する。なお以下ではk=8の場合を例に説明する。
制御回路40は、データ線駆動回路DD1〜DD8の各データ線駆動回路に対して、対応する階調データを出力する。また制御回路40は、制御信号(例えば図22のENBX等)を電気光学パネル200に出力する。
データ線駆動回路DD1〜DD8は、階調データをデータ電圧に変換し、そのデータ電圧を出力電圧VQ1〜VQ8として電気光学パネル200のデータ線DL1〜DL8へ出力する。
電気光学パネル200は、データ線DL1〜DL8(第1〜第kのデータ線)、スイッチ素子SWEP1〜SWEP(tk)、ソース線SL1〜SL(tk)を含む。tは2以上の自然数であり、以下ではt=160(即ちtk=160×8=1280(WXGA))の場合を例に説明する。
スイッチ素子SWEP1〜SWEP1280のうちスイッチ素子SWEP((j−1)×k+1)〜SWEP(j×k)の一端は、データ線DL1〜DL8に接続される。jはt=160以下の自然数である。例えばj=1の場合にはスイッチ素子SWEP1〜SWEP8である。
スイッチ素子SWEP1〜SWEP1280は、例えばTFT(Thin Film Transistor)等で構成され、ドライバー100からの制御信号に基づいて制御される。例えば、電気光学パネル200は不図示のスイッチ制御回路を含み、そのスイッチ制御回路がENBX等の制御信号に基づいてスイッチ素子SWEP1〜SWEP1280のオン・オフを制御する。
図22に、図21のドライバー100と電気光学パネル200の動作タイミングチャートを示す。
プリチャージ期間では、信号ENBXがハイレベルになり、スイッチ素子SWEP1〜SWEP1280が全てオンになる。そして、ソース線SL1〜SL1280の全てがプリチャージ電圧VPRに設定される。
初期化期間では、信号ENBXがローレベルになり、スイッチ素子SWEP1〜SWEP1280が全てオフになる。そして、データ線DL1〜DL8が初期化電圧VC=7.5Vに設定される。ソース線SL1〜SL1280はプリチャージ電圧VPRのままである。
データ電圧出力期間の第1の出力期間では、ソース線SL1〜SL8に対応する階調データがデータ線駆動回路DD1〜DD8に入力される。そして、キャパシター回路10とキャパシター駆動回路20による容量駆動と電圧駆動回路80による電圧駆動が行われ、データ線DL1〜DL8がデータ電圧SV1〜SV8で駆動される。容量駆動と電圧駆動の開始後、信号ENBXがハイレベルになり、スイッチ素子SWEP1〜SWEP8がオンになる。そして、ソース線SL1〜SL8がデータ電圧SV1〜SV8で駆動される。このとき、不図示のゲートドライバーにより1本のゲート線(水平走査線)が選択されており、その選択されたゲート線とデータ線DL1〜DL8に接続される画素回路にデータ電圧SV1〜SV8が書き込まれる。なお図18には例としてデータ線DL1、ソース線SL1の電位を示す。
第2出力期間では、ソース線SL9〜SL16に対応する階調データがデータ線駆動回路DD1〜DD8に入力される。そして、キャパシター回路10とキャパシター駆動回路20による容量駆動と電圧駆動回路80による電圧駆動が行われ、データ線DL1〜DL8がデータ電圧SV9〜SV16で駆動される。容量駆動と電圧駆動の開始後、信号ENBXがハイレベルになり、スイッチ素子SWEP9〜SWEP16がオンになる。そして、ソース線SL9〜SL16がデータ電圧SV9〜SV16で駆動される。このとき、選択されたゲート線とデータ線DL9〜DL16に接続される画素回路にデータ電圧SV9〜SV16が書き込まれる。なお図20には例としてデータ線DL1、ソース線SL9の電位を示す。
以降、同様にして第3出力期間、第4出力期間、・・・、第160出力期間においてソース線SL17〜SL24、SL25〜SL32、・・・、SL1263〜SL1280が駆動され、ポストチャージ期間に移行する。
13.電子機器
図23に、本実施形態のドライバー100を適用できる電子機器の構成例を示す。本実施形態の電子機器として、例えばプロジェクターや、テレビション装置、情報処理装置(コンピューター)、携帯型情報端末、カーナビゲーションシステム、携帯型ゲーム端末等の、表示装置を搭載する種々の電子機器を想定できる。
図23に示す電子機器は、ドライバー100、電気光学パネル200、表示コントローラー300(第1処理部)、CPU310(第2処理部)、記憶部320、ユーザーインターフェース部330、データインターフェース部340を含む。
電気光学パネル200は例えばマトリックス型の液晶表示パネルである。或は、電気光学パネル200は自発光素子を用いたEL(Electro-Luminescence)表示パネルであってもよい。ユーザーインターフェース部330は、ユーザーからの種々の操作を受け付けるインターフェース部である。例えば、ボタンやマウス、キーボード、電気光学パネル200に装着されたタッチパネル等で構成される。データインターフェース部340は、画像データや制御データの入出力を行うインターフェース部である。例えばUSB等の有線通信インターフェースや、或は無線LAN等の無線通信インターフェースである。記憶部320は、データインターフェース部340から入力された画像データを記憶する。或は、記憶部320は、CPU310や表示コントローラー300のワーキングメモリーとして機能する。CPU310は、電子機器の各部の制御処理や種々のデータ処理を行う。表示コントローラー300はドライバー100の制御処理を行う。例えば、表示コントローラー300は、データインターフェース部340や記憶部320から転送された画像データを、ドライバー100が受け付け可能な形式に変換し、その変換された画像データをドライバー100へ出力する。ドライバー100は、表示コントローラー300から転送された画像データに基づいて電気光学パネル200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論理レベル、第2論理レベル)と共に記載された用語(ローレベル、ハイレベル)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。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。またキャパシター回路、キャパシター駆動回路、信号出力回路、可変容量回路、検出回路、制御回路、ドライバー、電気光学パネル、電子機器の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
10 キャパシター回路、20 キャパシター駆動回路、30 可変容量回路、
40 制御回路、42 データ出力回路、44 インターフェース回路、
46 可変容量制御回路、48 レジスター部(記憶部)、50 検出回路、
60 信号出力回路、62 ラッチ部、64 クロック遅延部、
100 ドライバー、110 データ線駆動回路、200 電気光学パネル、
300 表示コントローラー、310 CPU、320 記憶部、
330 ユーザーインターフェース部、340 データインターフェース部、
C1 キャパシター、CA 可変容量回路の容量、CA1 調整用キャパシター、
CKD6 遅延部、CO キャパシター回路の容量、CP 電気光学パネル側容量、
DD1、DD2 静電保護用のダイオード、DL1 データ線、
DR1 駆動部、FF1 フリップフロップ回路、GD1 ビット、
GD[10:1] 階調データ、NDR1 キャパシター駆動ノード、
RP 静電保護用の抵抗素子、SL1 ソース線、SWA1 スイッチ素子、
SWEP1 スイッチ素子、TVQ データ電圧出力端子、VC 初期化電圧、
Vh2 検出電圧、VPR プリチャージ電圧

Claims (7)

  1. 階調データに対応する第1〜第nのキャパシター駆動電圧(nは2以上の自然数)を第1〜第nのキャパシター駆動用ノードに出力するキャパシター駆動回路と、
    前記第1〜第nのキャパシター駆動用ノードとデータ電圧出力端子との間に設けられる第1〜第nのキャパシターを有するキャパシター回路と、
    を含み、
    前記キャパシター駆動回路は、
    前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧を出力する第1〜第nの駆動部を有し、
    前記第1〜第nのキャパシターの容量のうちの第nのキャパシターの容量が最大である場合に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第nの駆動部が、前記第nのキャパシター駆動電圧を出力した後に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第n−1の駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第n−1のキャパシター駆動電圧を出力し、
    前記第1〜第nのキャパシターの容量のうちの第iのキャパシター(iは1≦i≦nの自然数)の容量が第jのキャパシター(j<i、jは1≦j≦nの自然数)の容量よりも大きく、前記第1〜第nの駆動部のうちの第iの駆動部における信号の遅延時間をtdiとし、前記第1〜第nの駆動部のうちの第jの駆動部における信号の遅延時間をtdjとする場合に、
    tdi>tdjであり、
    前記第iの駆動部に入力される第iの入力信号に対する、前記第jの駆動部に入力される第jの入力信号の遅延時間は、tdi−tdjよりも大きく、
    前記第iの駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第iのキャパシター駆動電圧を出力した後に、前記第jの駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第jのキャパシター駆動電圧を出力することを特徴とするドライバー。
  2. 請求項において、
    前記第1〜第nの駆動部への第1〜第nの入力信号を出力する信号出力回路を含み、
    前記信号出力回路は、
    前記第1〜第nの入力信号のうちの前記第iの入力信号(iは1≦i≦nの自然数)よりも、前記第1〜第nの入力信号のうちの前記第jの入力信号(j<i、jは1≦j≦nの自然数)を遅延させて、前記第1〜第nの入力信号を前記第1〜第nの駆動部に出力することを特徴とするドライバー。
  3. 階調データに対応する第1〜第nのキャパシター駆動電圧(nは2以上の自然数)を第1〜第nのキャパシター駆動用ノードに出力するキャパシター駆動回路と、
    前記第1〜第nのキャパシター駆動用ノードとデータ電圧出力端子との間に設けられる第1〜第nのキャパシターを有するキャパシター回路と、
    を含み、
    前記キャパシター駆動回路は、
    前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧を出力する第1〜第nの駆動部を有し、
    前記第1〜第nのキャパシターの容量のうちの第nのキャパシターの容量が最大である場合に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第nの駆動部が、前記第nのキャパシター駆動電圧を出力した後に、前記第1〜第nの駆動部のうちの第n−1の駆動部が、前記第1〜第nのキャパシター駆動電圧のうちの第n−1のキャパシター駆動電圧を出力し、
    前記第1〜第nの駆動部のうち少なくとも前記第nの駆動部は、駆動能力が可変の駆動部であることを特徴とするドライバー。
  4. 請求項1又は3において、
    前記第1〜第nの駆動部への第1〜第nの入力信号を出力する信号出力回路を含み、
    前記信号出力回路は、
    前記第1〜第nの入力信号のうちの第nの入力信号よりも、前記第1〜第nの入力信号のうちの第n−1の入力信号を遅延させて、前記第1〜第nの入力信号を前記第1〜第nの駆動部に出力することを特徴とするドライバー。
  5. 請求項1乃至のいずれかにおいて、
    前記第1〜第nの駆動部の駆動能力をD1〜Dnとし、前記第1〜第nのキャパシターの容量をC1〜Cnとした場合に、
    Dn/Cn<D1/C1となるように前記第nの駆動部の駆動能力Dnが設定されることを特徴とするドライバー。
  6. 請求項1乃至のいずれかにおいて、
    前記データ電圧出力端子と基準電圧のノードとの間に設けられる可変容量回路を含み、
    前記可変容量回路の容量と電気光学パネル側容量を加算した容量と、前記キャパシター回路の容量とが、所与の容量比関係になるように、前記可変容量回路の容量が設定されていることを特徴とするドライバー。
  7. 請求項1乃至のいずれかに記載されたドライバーを含むことを特徴とする電子機器。
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