JP6601477B2 - 表示ドライバー、電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明は、表示ドライバー、電気光学装置及び電子機器等に関する。
電気光学パネルを駆動する表示ドライバーは、複数の電圧を生成するラダー抵抗回路と、その複数の電圧の中から表示データに対応する階調電圧を選択するD/A変換回路と、その階調電圧を増幅又はバッファリング(インピーダンス変換)するアンプ回路と、を含んでいる。このような表示ドライバーの従来技術は、例えば特許文献1〜3に開示されている。
特許文献1では、アンプ回路を正転増幅回路で構成している。即ち、演算増幅器の非反転入力端子(正極端子)に階調電圧が入力され、反転入力端子(負極端子)にフィードバック電圧が入力される。
特許文献2、3では、アンプ回路を反転増幅回路で構成している。反転増幅回路の入力ノードと演算増幅器の反転入力端子との間には第1のキャパシターが設けられ、演算増幅器の反転入力端子と出力端子との間には第2のキャパシターが設けられ、演算増幅器の非反転入力端子には階調電圧が入力される。
特開2005−292856号公報 特開2001−67047号公報 特開平10−260664号公報
表示ドライバーのアンプ回路として、上述の特許文献1のような正転増幅回路、或いはボルテージフォロア回路を採用した場合、階調に応じて演算増幅器の差動対のバイアス点が変動する。一般に、バイアス点が変動すると差動対のゲインが変動するため、バイアス点の変動範囲の全体にわたって高いゲインを実現することは困難である。このような差動対のバイアス点の変動を低減するために、例えば特許文献2、3のような反転増幅回路を用いる手法が考えられる。
例えばプロジェクター等の高性能な表示装置では、多階調数の表示が求められる場合がある。多階調数になると1階調あたりの電圧差が小さくなるため、その小さい電圧差を高精度に出力する必要がある。しかしながら、上述のようにアンプ回路に反転増幅回路を採用した場合に、従来技術では多階調化を実現する工夫がなされていなかった。
本発明の幾つかの態様によれば、アンプ回路として反転増幅回路を採用した場合に多階調化を実現できる表示ドライバー、電気光学装置及び電子機器等を提供できる。
本発明の一態様は、表示データの上位側ビットデータを、前記上位側ビットデータに対応する階調電圧に変換する第1のD/A変換回路と、前記表示データの下位側ビットデータに応じて変化する基準電圧を出力する第2のD/A変換回路と、前記基準電圧を基準に前記階調電圧を増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する反転増幅回路と、を含む表示ドライバーに関係する。
本発明の一態様によれば、表示データの上位側ビットデータが第1のD/A変換回路により階調電圧に変換され、表示データの下位側ビットデータに応じて変化する基準電圧が第2のD/A変換回路により出力され、その基準電圧を基準として反転増幅回路により階調電圧が増幅される。これにより、反転増幅回路の出力電圧を下位側ビットデータに応じて変化させることができる。即ち、上位側ビットデータの各階調を、更に下位側ビットデータで分割し、階調数を拡張することができる。このようにして、反転増幅回路を採用した場合における多階調化を実現できる。
また本発明の一態様では、前記下位側ビットデータがmビット(mは1以上の整数)であり、前記反転増幅回路のゲインがGであり、前記階調電圧の1階調に対応する電圧差がΔVであるとき、前記第2のD/A変換回路は、電圧差がΔV×|G|/(1+|G|)である2つの電圧の間を2分割した2個の電圧のうち、前記下位側ビットデータに対応する電圧を前記基準電圧として出力してもよい。
このようにすれば、第2のD/A変換回路が、表示データの下位側ビットデータに対応した基準電圧を出力することで、表示データの上位側ビットデータの1階調に対応した反転増幅回路の出力電圧の電圧差を2分割できる。これにより、上位側ビットデータに対してmビット分の多階調化を実現できる。
また本発明の一態様では、前記反転増幅回路の入力ノードと高電位側電源電圧のノードとの間に設けられ、前記高電位側電源電圧のノードから前記反転増幅回路の前記入力ノードに第1の補償電流を流す第1の電流補償回路と、前記反転増幅回路の前記入力ノードと低電位側電源電圧のノードとの間に設けられ、前記反転増幅回路の前記入力ノードから前記低電位側電源電圧のノードに第2の補償電流を流す第2の電流補償回路と、を含み、前記反転増幅回路は、非反転入力端子に前記基準電圧が入力される演算増幅器と、前記階調電圧が入力される前記入力ノードと前記演算増幅器の反転入力端子との間に設けられる第1の抵抗と、前記演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられる第2の抵抗と、を有してもよい。
このようにすれば、第1の電流補償回路が第1の補償電流を高電位側電源電圧のノードから反転増幅回路の入力ノードに流し、第2の電流補償回路が第2の補償電流を反転増幅回路の入力ノードから低電位側電源電圧のノードに流すことで、D/A変換回路を介して反転増幅回路の入力ノードとラダー抵抗回路との間に流れる電流を補償(低減又はキャンセル)できる。これにより、入力ノードと出力ノードとの間にフィードバック回路として第1、第2の抵抗が設けられた反転増幅回路を採用しながら、D/A変換回路が出力する階調電圧の誤差を低減(又はキャンセル)できる。
また本発明の他の態様は、表示データの上位側ビットデータを、前記上位側ビットデータに対応する階調電圧に変換するD/A変換回路と、前記階調電圧を増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する反転増幅回路と、前記反転増幅回路の入力ノード、又は出力ノードに対して、前記表示データの下位側ビットデータに対応する電流を供給する電流供給回路と、を含む表示ドライバーに関係する。
本発明の他の態様によれば、表示データの下位側ビットデータに対応する電流が電流供給回路から反転増幅回路の入力ノードに供給されることで、反転増幅回路の入力ノードの電圧が変化する。また、表示データの下位側ビットデータに対応する電流が電流供給回路から反転増幅回路の出力ノードに供給されることで、演算増幅器の反転入力端子の電圧が変化し、反転増幅回路の出力電圧が変化する。これらにより、反転増幅回路が、表示データの下位側ビットデータに対応する出力電圧を出力できるようになる。即ち、上位側ビットデータの各階調を、更に下位側ビットデータで分割し、階調数を拡張することができる。このようにして、反転増幅回路を採用した場合における多階調化を実現できる。
また本発明の他の態様では、複数の電圧を生成するラダー抵抗回路を含み、前記D/A変換回路は、前記複数の電圧から前記上位側ビットデータに対応する電圧を前記階調電圧として選択し、前記階調電圧を前記反転増幅回路の前記入力ノードに出力し、前記電流供給回路は、前記D/A変換回路を介して前記ラダー抵抗回路に前記電流を供給してもよい。
ラダー抵抗回路に電流供給回路から電流を供給すると、ラダー抵抗回路を構成する抵抗に流れる電流が変化するので、階調電圧が変化する。これにより、表示データの上位側ビットデータの1階調あたりの階調電圧の電圧差を、表示データの下位側ビットデータで2分割することが可能となる。
また本発明の他の態様では、前記反転増幅回路は、出力端子が前記反転増幅回路の前記出力ノードに接続される演算増幅器を有し、前記電流供給回路は、前記演算増幅器の前記出力端子に対して前記電流を供給してもよい。
このようにすれば、演算増幅器の出力端子に対して電流供給回路から電流が流れることで、演算増幅器の出力部に電流が流れ、演算増幅器の反転入力端子の電圧が変化する。これにより、電流供給回路からの電流により反転増幅回路の出力電圧を制御できるようになり、上位側ビットデータの1階調あたりの電圧差を、下位側ビットデータで2分割することが可能となる。
また本発明の更に他の態様は、表示データの上位側ビットデータを、前記上位側ビットデータに対応する階調電圧に変換するD/A変換回路と、前記表示データの下位側ビットデータが入力される電圧出力回路と、前記階調電圧を増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する反転増幅回路と、を含み、前記反転増幅回路は、前記階調電圧と前記反転増幅回路の出力電圧との間を分圧した電圧が反転入力端子に入力される演算増幅器を有し、前記演算増幅器は、並列接続された第1〜第pのトランジスター(pは2以上の整数)を、非反転入力端子に対応する差動対のトランジスターとして有し、前記電圧出力回路は、前記下位側ビットデータに基づいて、第1〜第pの出力電圧の各出力電圧として、第1の基準電圧と前記第1の基準電圧とは異なる第2の基準電圧のいずれかを選択し、前記第1〜第pの出力電圧を前記第1〜第pのトランジスターのゲートに出力する表示ドライバーに関係する。
本発明の更に他の態様によれば、演算増幅器の非反転入力端子に対応した第1〜第pのトランジスターに入力される第1〜第pの出力電圧の各々が、下位側ビットデータに基づいて第1、第2の基準電圧から選択される。これにより、演算増幅器の反転入力端子の電圧が変化し、反転増幅回路が、下位側ビットデータに対応する出力電圧を出力できるようになる。これにより、上位側ビットデータの各階調を、更に下位側ビットデータで分割し、階調数を拡張することができる。
また本発明の更に他の態様では、前記下位側ビットデータがmビット(mは1以上の整数)であり、前記反転増幅回路のゲインがGであり、前記階調電圧の1階調に対応する電圧差がΔVであるとき、前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧との電圧差は、ΔV×|G|/(1+|G|)であってもよい。
このようにすれば、電圧出力回路が、下位側ビットデータに基づいて第1〜第pの出力電圧の各出力電圧として第1、第2の基準電圧のいずれかを選択することで、表示データの上位側ビットデータの1階調に対応した反転増幅回路の出力電圧の電圧差を2分割できる。これにより、上位側ビットデータに対してmビット分の多階調化を実現できる。
また本発明の更に他の態様では、前記反転増幅回路は、前記階調電圧が入力される前記反転増幅回路の入力ノードと前記演算増幅器の反転入力端子との間に設けられる第1の抵抗と、前記演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられる第2の抵抗と、を有してもよい。
このようにすれば、入力ノードと出力ノードとの間にフィードバック回路として第1、第2の抵抗が設けられた反転増幅回路を構成できる。本発明の更に他の態様によれば、このような反転増幅回路を採用した場合においても多階調化を実現できる。
また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載の表示ドライバーと、前記表示ドライバーにより駆動される電気光学パネルと、を含む電気光学装置に関係する。
また本発明の更に他の態様は、上記のいずれかに記載の表示ドライバーを含む電子機器に関係する。
本実施形態の表示ドライバーの第1の構成例。 第1の構成例の表示ドライバーの動作を説明する図。 第1の構成例の表示ドライバーの動作を説明する図。 本実施形態の表示ドライバーの第2の構成例。 第2の構成例の表示ドライバーの動作を説明する図。 本実施形態の表示ドライバーの第3の構成例。 電流供給回路が出力する電流を説明するためのモデル図。 本実施形態の表示ドライバーの第4の構成例。 演算増幅器の詳細な構成例。 本実施形態の表示ドライバーの第5の構成例。 電圧出力回路の詳細な構成例。 演算増幅器の差動対を構成するトランジスターのうち非反転入力端子に対応するトランジスターの構成例。 電気光学装置の構成例。 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.表示ドライバーの第1の構成例
図1は、本実施形態の表示ドライバー100の第1の構成例である。表示ドライバー100は、D/A変換回路10(第1のD/A変換回路)と、反転増幅回路20と、D/A変換回路80(第2のD/A変換回路)と、を含む。また表示ドライバー100は、ラダー抵抗回路50(階調電圧生成回路)を含むことができる。なお、本実施形態は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。
表示データはn+mビットのデータである。以下では、MSB側からnビットのデータを上位側ビットデータと呼び、LSB側からmビットのデータを下位側ビットデータと呼ぶ。図1では、表示データGRD[10:0]は11ビットのデータであり、上位側ビットデータGRD[10:4]は7ビットのデータであり、下位側ビットデータGRD[3:0]は4ビットのデータである。但し、これに限定されず、n、mは各々1以上の整数であればよい。
D/A変換回路10は、表示データの上位側ビットデータGRD[10:4]を、その上位側ビットデータGRD[10:4]に対応する階調電圧VDAに変換する。即ち、D/A変換回路10は、複数の電圧VP1〜VP64、VM1〜VM64から上位側ビットデータGRD[10:4]に対応した電圧を選択し、その選択した電圧を階調電圧VDAとして出力する。具体的には、GRD[10:4]=0000000、0000001、・・・、0111111の場合、各々、負極性駆動用の電圧VM64、VM63、・・・、VM1を階調電圧VDAとして出力する。GRD[10:4]=1000000、1000001、・・・、1111111の場合、各々、正極性駆動用の電圧VP1、VP2、・・・、VP64を階調電圧VDAとして出力する。なお、ここではGRD[10:4]を2進数で表した。画素、ライン、又はフレーム毎に駆動極性を反転する極性反転駆動において、正極性駆動のとき正極性駆動用の電圧VP1〜VP64が選択され、負極性駆動のとき負極性駆動用の電圧VM1〜VM64が選択される。
例えば、D/A変換回路10は、上位側ビットデータGRD[10:4]をデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、で構成される。スイッチ回路は、複数のスイッチ(例えばトランジスター)を含み、各スイッチがオン又はオフになることで電圧VM64〜VM1、VP1〜VP64のいずれかを選択し、その選択した電圧を階調電圧VDAとして出力する。デコーダーは、上位側ビットデータGRD[10:4]を、上位側ビットデータGRD[10:4]に対応した電圧を選択する制御信号にデコードする。その制御信号によりスイッチ回路の複数のスイッチがオン又はオフに制御され、上位側ビットデータGRD[10:4]に対応した電圧がスイッチ回路により選択される。
反転増幅回路20は、基準電圧Vrefを基準に階調電圧VDAを増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する。即ち、階調電圧VDAを増幅した電圧(VQ)をデータ電圧として、表示ドライバー100のデータ電圧出力端子から電気光学パネルのデータ線に出力する。反転増幅回路20のゲインをG(<0)とすると、反転増幅回路20は、基準電圧Vrefを基準として階調電圧VDAをゲインGで反転増幅し、出力電圧VQ(データ電圧)を出力する。出力電圧VQは、表示ドライバー100の端子からデータ電圧として出力され、表示ドライバー100に接続される電気光学パネルのデータ線(ソース線)を駆動する。例えば、VP64<VP63<・・・<VP1(≦Vref)<VM1<VM2<・・・<VM64である。負極性駆動用の電圧VM1〜VM64は、反転増幅により基準電圧Vrefより低い負極性のデータ電圧となり、正極性駆動用の電圧VP1〜VP64は、反転増幅により基準電圧Vrefより高い正極性のデータ電圧となる。
具体的には、反転増幅回路20は、演算増幅器OPAと、抵抗R1(第1の抵抗、第1の抵抗素子)と、抵抗R2(第2の抵抗、第2の抵抗素子)と、を有する。演算増幅器OPAの非反転入力端子(正極端子、非反転入力ノードNIP)には、D/A変換回路80から基準電圧Vrefが入力される。抵抗R1は、階調電圧VDAが入力される入力ノードNIAと演算増幅器OPAの反転入力端子(負極端子、反転入力ノードNIM)との間に設けられる。抵抗R2は、演算増幅器OPAの出力端子(反転増幅回路20の出力ノードNQ)と演算増幅器OPAの反転入力端子との間に設けられる。演算増幅器OPAの反転入力端子には、階調電圧VDAと出力電圧VQとの間を分圧した電圧(抵抗R1、R2により分圧した電圧)が入力される。抵抗R1、R2の抵抗値をr1、r2とすると、反転増幅回路20のゲインはG=−r2/r1である。
D/A変換回路80は、演算増幅器OPAの非反転入力端子に対して、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に応じて変化する基準電圧Vrefを出力する。ある上位側ビットデータGRD[10:4]に対して階調電圧VDAが反転増幅回路20の入力ノードNIAに入力される。このとき、基準電圧Vrefを変化させると、反転増幅回路20の出力電圧VQが変化する。出力電圧VQにおける1階調あたりの電圧変化をΔVQとしたとき、このΔVQを2(2)分割したとする。D/A変換回路80は、この出力電圧VQ側における2個の分割電圧に対応した2個の電圧を生成する。そして、その2個の電圧のうち、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電圧を基準電圧Vrefとして出力する。これにより、下位側ビットデータGRD[3:0]を含む表示データGRD[10:0]に対応した出力電圧VQが出力されるようになる。
例えば、D/A変換回路80は、下位側ビットデータGRD[3:0]をデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、2個の電圧を生成するラダー抵抗回路と、で構成される。スイッチ回路は、複数のスイッチ(例えばトランジスター)を含み、各スイッチがオン又はオフになることで2個の電圧のいずれかを基準電圧Vrefとして出力する。例えば、D/A変換回路80のラダー抵抗回路の一端に、ラダー抵抗回路50から電圧VP1が入力され、D/A変換回路80のラダー抵抗回路の他端に、ラダー抵抗回路50から電圧VM1が入力される。D/A変換回路80のラダー抵抗回路は、電圧VP1と所与の電圧の間の2個の電圧を電圧分割により生成する。後述するように、所与の電圧は反転増幅回路20のゲインGに応じて変化する。デコーダーは、下位側ビットデータGRD[3:0]を、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応した電圧を選択する制御信号にデコードする。その制御信号によりスイッチ回路の複数のスイッチがオン又はオフに制御され、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応した電圧がスイッチ回路により選択される。
以上の実施形態によれば、D/A変換回路10が、表示データの上位側ビットデータGRD[10:4]を階調電圧VDAに変換し、その階調電圧VDAを反転増幅回路20が増幅する。そして、D/A変換回路80が、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に応じて変化する基準電圧Vrefを出力することで、反転増幅回路20の出力電圧VQを下位側ビットデータGRD[3:0]に応じて変化させることができる。これにより、上位側ビットデータGRD[10:4]の各階調を、更に下位側ビットデータGRD[3:0]で分割し、階調数を拡張することができる。例えば、ラダー抵抗回路50のみで階調数を増加させようとすると、1階調の電圧差が小さくなっていくため、高精度な階調電圧を得ることが(或いは階調数の増加そのものが)困難になったり、或いはD/A変換回路の回路規模が大きくなる。この点、基準電圧Vrefを変化させて上位側ビットデータGRD[10:4]の各階調を分割することで、D/A変換回路の回路規模を抑制しつつ、多階調化を実現できる。
また、正転増幅回路やボルテージフォロア回路では、演算増幅器の非反転入力端子に入力電圧が入力され、反転入力端子がフィードバックに用いられている。このため、本実施形態のような基準電圧Vrefを変化させる手法を採用できない。即ち、本実施形態の手法は、演算増幅器の非反転入力端子に基準電圧Vrefが入力される反転増幅回路20を採用したときに、多階調化を実現できる手法となっている。
また、反転増幅回路20を採用できることで、演算増幅器OPAの差動対の動作点が基準電圧Vref(基準電圧Vref付近の電圧)に限定される。これにより、広範囲な入力電圧において演算増幅器OPAの感度(ゲイン)を確保する必要がなくなり、演算増幅器OPAを高感度化(高ゲイン化)できるようになる。また、反転増幅回路20を採用できることで、データ電圧の出力にボルテージフォロア回路を用いた場合に比べて周波数応答特性を向上できる(帯域を広くできる)。これは、入力に対して出力の位相が180度回っていることで、位相余裕を確保できる帯域が広がるからである。
図2、図3は、本実施形態の表示ドライバー100の動作を説明する図である。図2、図3では、上位側ビットデータGRD[10:4]の階調値と下位側ビットデータGRD[3:0]の階調値を10進数で表す。また反転増幅回路20のゲインが−1(即ちr1=r2)の場合を例に説明する。なお、反転増幅回路20のゲインは−1に限定されない。
図2には、上位側ビットデータGRD[10:4]を変化させたときの電圧特性を示す。図2では下位側ビットデータをGRD[3:0]=0とする。
図2に示すように、階調電圧VDAはGRD[10:4]の階調値に対して線形に変化し、GRD[10:4]=0のときVDA=VPmaxであり、GRD[10:4]=64のときVDA=VCであり、GRD[10:4]=127のときVDA=VMmax=VP64である。反転増幅後のデータ電圧はGRD[10:4]=0のときVQ=VMmaxとなり、GRD[10:4]=64のときVQ=VCとなり、GRD[10:4]=127のときVQ=VPmaxとなる。従って、負極性の階調(階調値「0」〜「63」)ではVQ<VC<VDAとなり、正極性の階調(階調値「64」〜「127」)ではVQ≧VC≧VDAとなる。なお、VPmaxは正極性の最大階調電圧(VCから最も離れた階調電圧)であり、VMmaxは負極性の最大階調電圧である。また、VCは下位側ビットデータがGRD[3:0]=0のときの基準電圧Vrefであり、VC=(VPmax+VMmax)/2である。図1のラダー抵抗回路50の出力電圧との対応は、VPmax=VM64、VMmax=VP64、VC=VP1である。
図3には、下位側ビットデータGRD[3:0]を変化させたときの電圧特性を示す。ここでは上位側ビットデータがGRD[10:4]=65であり、VDA=VP2である場合を例に説明する。なお、GRD[3:0]は実際には0から15までであるが、説明のために16まで図示している。
GRD[3:0]=0のとき、D/A変換回路80は基準電圧Vref=VC(=VP1)を出力する。反転増幅回路20は、基準電圧Vrefを基準として階調電圧VDA=VP2をゲイン−1で増幅するので、出力電圧はVQ=VM1となる。上位側ビットデータが1階調上のGRD[10:4]=66のとき、反転増幅回路20の出力電圧はVQ=VM2なので、GRD[3:0]=16のとき、Vref=(VP2+VM2)/2=VC+(VM1−VP1)/2となればよい。ΔV=VM1−VP1としたとき、Vref=VC+(1/2)×ΔVである。このVCからVC+(1/2)×ΔVまで線形に変化する電圧を2で等分割すると、GRD[3:0]の各階調における基準電圧Vrefとなる。即ち、GRD[3:0]=i(iは0以上15以下の整数)としたとき、D/A変換回路80は基準電圧Vref=VC+i×{(1/2)×ΔV/2}を出力する。反転増幅回路20の出力電圧は、VQ=VM1+i×(ΔV/2)となり、VM1とVM2の間を2で等分割した電圧となる。
なお、上記は反転増幅回路20のゲインがG=−1の場合であるが、任意のゲインG<0に対して、GRD[3:0]=16のときの基準電圧がVref=VC+ΔV×|G|/(1+|G|)となればよい。即ち、D/A変換回路80は基準電圧Vref=VC+i×{ΔV×|G|/(1+|G|)/2}を出力する。
以上の実施形態によれば、表示データの下位側ビットデータがmビット(mは1以上の整数)であり、反転増幅回路20のゲインがGであり、階調電圧VDAの1階調に対応する電圧差がΔVであるとき、D/A変換回路80は、電圧差がΔV×|G|/(1+|G|)である2つの電圧の間を2分割した2個の電圧のうち、下位側ビットデータに対応する電圧を基準電圧Vrefとして出力する。
例えば図3では、m=4、G=−1である。即ち、2個の電圧VC+i×{(1/2)×ΔV/2}は、電圧差が(1/2)×ΔVである2つの電圧VC、VC+(1/2)×ΔVの間を2分割したものである。D/A変換回路80は、この2個の電圧のうち、下位側ビットデータGRD[3:0]=iに対応する電圧を基準電圧Vrefとして出力する。
このようにすれば、D/A変換回路80が、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に対応した基準電圧Vrefを出力することで、上位側ビットデータGRD[10:4]の1階調を2(2)分割できる。具体的には、反転増幅回路20が、下位側ビットデータGRD[3:0]を含む表示データGRD[10:0]に対応した出力電圧VQ=VM1+i×(ΔV/2)を出力できるようになる。これにより、7(n)ビットの上位側ビットデータに対して4(m)ビット分の多階調化を実現できる。
2.表示ドライバーの第2の構成例
図4は、本実施形態の表示ドライバー100の第2の構成例である。図4の表示ドライバー100は、図1に対して更に電流補償回路30(第1の電流補償回路)と、電流補償回路40(第2の電流補償回路)と、演算回路60とを含む。なお、既に説明した構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の説明を適宜省略する。
電流補償回路30は、反転増幅回路20の入力ノードNIAと高電位側電源電圧のノードNVHとの間に設けられ、高電位側電源電圧のノードNVHから反転増幅回路20の入力ノードNIAに補償電流ICM(第1の補償電流)を流す。電流補償回路40は、反転増幅回路20の入力ノードNIAと低電位側電源電圧のノードNVLとの間に設けられ、反転増幅回路20の入力ノードNIAから低電位側電源電圧のノードNVLに補償電流ICP(第2の補償電流)を流す。
反転増幅回路20の入力ノードNIAと出力ノードNQとの間で抵抗R1、R2を介して電流が流れる。即ち、(VQ−VDA)/(r1+r2)の電流が出力ノードNQから入力ノードNIAへ流れる。補償電流ICM、ICPは、この電流を補償するための電流である。即ち、補償電流ICM、ICPは、D/A変換回路10を介して入力ノードNIAとラダー抵抗回路50(D/A変換回路10により選択されている電圧のノード)との間に流れる電流を低減(又はキャンセル)する電流である。
演算回路60は、上位側ビットデータGRD[10:4]に基づく演算処理を行って、補償電流ICMの電流値を設定する設定データCTM[6:0](第1の設定データ、第1の設定信号)、及び補償電流ICPの電流値を設定する設定データCTP[6:0](第2の設定データ、第2の設定信号)を出力する。具体的には、演算回路60は、上位側ビットデータGRD[10:4]と基準データVCD[6:0]との差分に基づいて設定データCTM[6:0]、CTP[6:0]を出力する。基準データVCD[6:0]は、D/A変換回路10が出力する階調電圧をVDA=VCにするGRD[10:4]と同じデータ0100000(階調値「64」)である。例えば、上位側ビットデータGRD[10:4]と基準データVCD[6:0]との差分の大きさ(絶対値)を、設定データCTM[6:0]、CTP[6:0]として出力する。演算回路60は、ロジック回路により実現される。なお、演算回路60は、複数のデジタル信号処理を時分割に実行するDSP(Digital Signal processor)により実現されてもよい。この場合、演算処理が他のデジタル信号処理と共に時分割に実行される。
電流補償回路30は、設定データCTM[6:0]により設定される電流値の補償電流ICMを出力する。電流補償回路40は、設定データCTP[6:0]により設定される電流値の補償電流ICPを出力する。例えば、電流補償回路30は、設定データCTM[6:0]をデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、複数の電流源と、で構成される。スイッチ回路は、各電流源の出力電流を反転増幅回路20の入力ノードNIAに流すか否かを制御するための複数のスイッチを含む。この複数のスイッチ(例えばトランジスター)の各スイッチがオン又はオフになることで、補償電流ICMの電流値が決まる。デコーダーは、設定データCTM[6:0]を、設定データCTM[6:0]に対応した電流値を設定する制御信号にデコードする。その制御信号によりスイッチ回路の複数のスイッチがオン又はオフに制御され、設定データCTM[6:0]に対応した電流値の補償電流ICMが出力される。同様に、電流補償回路40は、設定データCTP[6:0]をデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、複数の電流源と、で構成される。
図5は、本実施形態の表示ドライバー100の動作を説明する図である。図5では、上位側ビットデータGRD[10:4]の階調値を10進数で表す。また反転増幅回路20のゲインが−1の場合を例に説明する。
図5に示すように、負極性の階調では電流補償回路30が補償電流ICMを高電位側電源電圧のノードNVHから反転増幅回路20の入力ノードNIAに流す。負極性の階調ではVQ<VC<VDAであり、反転増幅回路20の入力ノードNIAから出力ノードNQへ電流が流れるので、この電流の少なくとも一部(全部又は一部)が電流補償回路30から供給(電流補償回路30により吸収)されることになる。例えば、GRD[10:4]=0のときICM=Imaxであり、GRD[10:4]<64においてICMは階調値に対して線形に変化(減少)し、GRD[10:4]≧64のときICM=0である。Imaxは補償電流の最大値であり、例えばImax=|(VMmax−VPmax)/(r1+r2)|、又はImax=|(VC−VPmax)/r1|である。
正極性の階調では電流補償回路40が補償電流ICPを反転増幅回路20の入力ノードNIAから低電位側電源電圧のノードNVLに流す。負極性の階調ではVQ≧VC≧VDAであり、反転増幅回路20の出力ノードNQから入力ノードNIAへ電流が流れるので、この電流の少なくとも一部(全部又は一部)が電流補償回路40により吸収されることになる。例えば、GRD[10:4]≦64のときICP=0であり、GRD[10:4]≧64においてICPは階調値に対して線形に変化(増加)し、GRD[10:4]=127のときICP=Imaxである。
以上の実施形態によれば、電流補償回路30が補償電流ICMを高電位側電源電圧のノードNVHから反転増幅回路20の入力ノードNIAに流し、電流補償回路40が補償電流ICPを反転増幅回路20の入力ノードNIAから低電位側電源電圧のノードNVLに流すことで、D/A変換回路10を介して反転増幅回路20の入力ノードNIAとラダー抵抗回路50との間に流れる電流を補償できる。これにより、入力ノードNIAと出力ノードNQとの間にフィードバック回路として抵抗R1、R2が設けられた反転増幅回路20を採用しながら、D/A変換回路10が出力する階調電圧VDAの誤差を低減(又はキャンセル)できる。
3.表示ドライバーの第3の構成例
図6は、本実施形態の表示ドライバー100の第3の構成例である。表示ドライバー100は、D/A変換回路10と、反転増幅回路20と、電流供給回路90と、を含む。また表示ドライバー100は、ラダー抵抗回路50と演算回路91とを含むことができる。なお、既に説明した構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の説明を適宜省略する。ここで、本実施形態は図6の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。例えば、図6の表示ドライバー100は、図4の電流補償回路30、40、演算回路60を更に含んでもよい。
この構成例では、反転増幅回路20の演算増幅器OPAの非反転入力端子に電圧VCが入力される。電圧VCは、反転増幅における基準電圧であり、固定の電圧(所与の電圧)である。例えばVC=VP1である。
電流供給回路90は、反転増幅回路20の入力ノードNIAに対して、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IAを供給する。電流供給回路90は、反転増幅回路20の入力ノードNIAと低電位側電源電圧のノードNVLとの間に設けられ、入力ノードNIAからノードNVLに電流IAを流す。電流IAは、D/A変換回路10を介してラダー抵抗回路50(D/A変換回路10により選択されている電圧のノード)に流れる。これにより階調電圧VDAが低下し、反転増幅回路20の出力電圧VQが上昇する。下位側ビットデータGRD[3:0]の階調値が大きいほど電流IAが大きくなり、階調電圧VDAが低下する。このため、下位側ビットデータGRD[3:0]の階調値が大きいほど、反転増幅回路20の出力電圧VQが上昇する。
演算回路91は、電流IAの電流値を設定する設定データCTAを上位側ビットデータGRD[10:4]及び下位側ビットデータGRD[3:0]に基づいて演算する。設定データCTAが指示する電流値は、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応した電圧だけ階調電圧VDAを変化させる電流値である。後述するように、電流IAの電流値は、上位側ビットデータGRD[10:4]にも依存する。演算回路91は、ロジック回路により実現される。なお、演算回路91は、複数のデジタル信号処理を時分割に実行するDSP(Digital Signal processor)により実現されてもよい。この場合、演算処理が他のデジタル信号処理と共に時分割に実行される。
電流供給回路90は、設定データCTAにより設定される電流値の電流IAを出力する。例えば、電流供給回路90は、設定データCTAをデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、複数の電流源と、で構成される。スイッチ回路は、各電流源の出力電流を反転増幅回路20の入力ノードNIAに流すか否かを制御するための複数のスイッチを含む。この複数のスイッチ(例えばトランジスター)の各スイッチがオン又はオフになることで、電流IAの電流値が決まる。デコーダーは、設定データCTAを、設定データCTAに対応した電流値を設定する制御信号にデコードする。その制御信号によりスイッチ回路の複数のスイッチがオン又はオフに制御され、設定データCTAに対応した電流値の電流IAが出力される。
図7は、電流供給回路90が出力する電流IAを説明するためのモデル図である。上位側ビットデータがGRD[10:4]=j−1(jは1以上128以下の整数)であるとする。またラダー抵抗回路50を構成する抵抗の抵抗値が、rv=RV1=RV2=・・・=RV129であるとする。なお、RV1、RV129の抵抗値はrvと異なってもよい。また、計算を簡単にするためにVRL=0Vとする。
このとき、抵抗値j×rvの抵抗RAと、抵抗値(129−j)×rvの抵抗RBとの間のノードの電圧が、階調電圧VDAとして出力される。抵抗RAに流れる電流をIRAとし、抵抗RBに流れる電流をIRBとすると、IRA=IRB+IA、VRH−VDA=(j×rv)×IRA、VDA={(129−j)×rv}×IRBである。この連立方程式からIAを求めると、IA={1/(j×rv)}×{VRH−VDA×129/(129−j)}となる。この式から、階調電圧VDAを1階調分のΔV=VM1−VP1だけ変化させる電流IAはΔV×129/{j(129−j)×rv}である。電流供給回路90は、ΔV×129/{j(129−j)×rv}を2分割した電流のうち、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流を電流IAとして出力する。即ち、IA=(i/2)×ΔV×129/{j(129−j)×rv}である。演算回路91は、この電流IAを、上位側ビットデータGRD[10:4]=j、及び下位側ビットデータGRD[3:0]=iから演算し、設定データCTAを生成する。
以上の実施形態によれば、電流供給回路90が、反転増幅回路20の入力ノードNIAに対して、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IAを供給する。
反転増幅回路20の入力ノードNIAに電流IAが供給されると、入力ノードNIAの電圧(VDA)が変化するので、反転増幅回路20の出力電圧VQが変化する。即ち、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IAを入力ノードNIAに供給することで、反転増幅回路20が、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する出力電圧VQを出力できるようになる。これにより、上位側ビットデータGRD[10:4]の各階調を、更に下位側ビットデータGRD[3:0]で分割し、階調数を拡張することができる。
また本実施形態では、ラダー抵抗回路50は複数の電圧VM64〜VM1、VP1〜VP64を生成する。D/A変換回路10は、複数の電圧VM64〜VM1、VP1〜VP64から上位側ビットデータGRD[10:4]に対応する電圧を階調電圧VDAとして選択し、その階調電圧VDAを反転増幅回路20の入力ノードNIAに出力する。電流供給回路90は、D/A変換回路10を介してラダー抵抗回路50に電流IAを供給する。
ラダー抵抗回路50に電流IAを供給すると、ラダー抵抗回路50を構成する抵抗に流れる電流が変化するので、階調電圧VDAが変化する。図7で説明したように、この階調電圧VDAの変化量と、電流IAの電流値との関係は分かっているので、上位側ビットデータGRD[10:4]の1階調あたりの階調電圧VDAの電圧差を、下位側ビットデータGRD[3:0]で2分割することが可能となる。
4.表示ドライバーの第4の構成例
図8は、本実施形態の表示ドライバー100の第4の構成例である。表示ドライバー100は、D/A変換回路10と、反転増幅回路20と、電流供給回路95と、を含む。また表示ドライバー100は、ラダー抵抗回路50と制御回路96とを含むことができる。なお、既に説明した構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の説明を適宜省略する。ここで、本実施形態は図8の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。例えば、図8の表示ドライバー100は、図4の電流補償回路30、40、演算回路60を更に含んでもよい。
電流供給回路95は、反転増幅回路20の出力ノードNQに対して、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IBを供給する。電流供給回路95は、反転増幅回路20の出力ノードNQと高電位側電源電圧のノードNVHとの間に設けられ、ノードNVHから出力ノードNQに電流IBを流す。電流IBは、反転増幅回路20の演算増幅器OPAの出力部に流れる。これにより演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧VIMが上昇し、反転増幅回路20の出力電圧VQが上昇する。下位側ビットデータGRD[3:0]の階調値が大きいほど電流IBが大きくなり、反転入力端子の電圧VIMが上昇する。このため、下位側ビットデータGRD[3:0]の階調値が大きいほど、反転増幅回路20の出力電圧VQが上昇する。
制御回路96は、電流IBの電流値を設定する設定データCTBを下位側ビットデータGRD[3:0]に基づいて演算する。設定データCTBが指示する電流値は、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応した電圧だけ出力電圧VQを変化させる電流値である。電流IBは、演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧VIMを変化させるが、これは非反転入力端子の電圧(基準電圧)を変化させることと等価である。即ち、第1の構成例で説明した基準電圧Vrefと同様に、反転入力端子の電圧VIMを制御すればよい。制御回路96は、そのような電圧VIMを実現するように電流IBを制御する。例えば、制御回路96は、GRD[3:0]と電流値とが対応付けられたルックアップテーブル97(LUT)を参照して、GRD[3:0]に対応した設定データCTBを出力する。制御回路96は、ロジック回路により実現される。また、ルックアップテーブル97は、例えばレジスターやメモリー(例えばRAM、或いは不揮発性メモリー)に記憶される。
電流供給回路95は、設定データCTBにより設定される電流値の電流IBを出力する。例えば、電流供給回路95は、設定データCTBをデコードするデコーダーと、そのデコーダーによって制御されるスイッチ回路と、複数の電流源と、で構成される。スイッチ回路は、各電流源の出力電流を反転増幅回路20の出力ノードNQに流すか否かを制御するための複数のスイッチを含む。この複数のスイッチ(例えばトランジスター)の各スイッチがオン又はオフになることで、電流IBの電流値が決まる。デコーダーは、設定データCTBを、設定データCTBに対応した電流値を設定する制御信号にデコードする。その制御信号によりスイッチ回路の複数のスイッチがオン又はオフに制御され、設定データCTBに対応した電流値の電流IBが出力される。
図9を用いて、電流IBにより演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧VIMが変化することを説明する。図9は、演算増幅器OPAの詳細な構成例である。
演算増幅器OPAは、差動対部DPAと、差動対部DPBと、出力部QSと、を含む。差動対部DPAは、P型トランジスターTPA1〜TPA3と、N型トランジスターTNA1〜TNA4と、を含む。TPA1、TPA2は差動対を構成し、TPA1のゲートは非反転入力端子(ノードNIP)に接続され、TPA2のゲートは反転入力端子(ノードNIM)に接続される。差動対部DPBは、P型トランジスターTPB1〜TPB4と、N型トランジスターTNB1〜TNB3と、を含む。TNB1、TNB2は差動対を構成し、TNB1のゲートは非反転入力端子(NIA)に接続され、TNB2のゲートは反転入力端子(NIM)に接続される。出力部QSは、P型トランジスターTPQと、N型トランジスターTNQと、を含む。TPQのゲートには差動対部DPBのTNB1のドレインが接続される。TNQのゲートには差動対部DPAのTPA1のドレインが接続される。
出力部QSのトランジスターTPQ、TNQに流れる電流をIPQ、INQとする。IB=0であり且つ出力電圧VQの変化がないとき、IPQ=INQである。このとき、演算増幅器OPAの入力端子間にオフセットがないと仮定すると、VIM=VCである。一方、IB>0であり且つ出力電圧VQの変化がないとき、IPQ+IB=INQである。即ち、IB=0のときに比べて、トランジスターTPQの電流IPQが減少する、又はトランジスターTNQの電流INQが増加する方向に変化する。この変化に伴って差動対の入力電圧が変化するが、非反転入力端子(NIP)の電圧VCは固定なので、トランジスターTPA2、TNB2のゲートに入力される反転入力端子(NIM)の電圧VIMが変化する。電流IPQが減少する又は電流INQが増加するので、電圧VIMは増加する方向に変化する。この増加分をΔVIMとすると、VIM=VC+ΔVIMであり、このΔVIMにより反転増幅回路20の出力電圧VQが上昇する。ΔVIMとIBの間のゲインをGVIとすると、ΔVIM=IB/GVIなので、電流IBとΔVIM(即ち、電流IBと出力電圧VQ)を対応付けることができる。
第1の構成例で説明した図3を例にとると、本構成例では図3の基準電圧Vrefの代わりに電圧VIMが変化する。即ち、下位側ビットデータをGRD[3:0]=iとしたとき、VIM=VC+i×{(1/2)×ΔV/2}であり、反転増幅回路20の出力電圧は、VQ=VM1+i×(ΔV/2)となる。例えば、このような電圧変化を生じさせる電流IBを回路シミュレーションで求めてルックアップテーブルを作成し、それを図8のルックアップテーブル97として記憶させておけばよい。
以上の実施形態によれば、電流供給回路95が、反転増幅回路20の出力ノードNQに対して、表示データの下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IBを供給する。
反転増幅回路20の出力ノードNQに電流IBが供給されると、演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧VIMが変化するので、反転増幅回路20の出力電圧VQが変化する。即ち、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する電流IBを出力ノードNQに供給することで、反転増幅回路20が、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する出力電圧VQを出力できるようになる。これにより、上位側ビットデータGRD[10:4]の各階調を、更に下位側ビットデータGRD[3:0]で分割し、階調数を拡張することができる。
また本実施形態では、反転増幅回路20は、出力端子が反転増幅回路20の出力ノードNQに接続される演算増幅器OPAを有する。電流供給回路95は、演算増幅器OPAの出力端子に対して電流IBを供給する。
演算増幅器OPAの出力端子に対して電流IBが流れることで、演算増幅器OPAの出力部QSに電流が流れ、反転入力端子の電圧VIMが変化する。これにより、電流IBにより反転増幅回路20の出力電圧VQを制御できるようになり、上位側ビットデータGRD[10:4]の1階調あたりの電圧差を、下位側ビットデータGRD[3:0]で2分割することが可能となる。
5.表示ドライバーの第5の構成例
図10は、本実施形態の表示ドライバー100の第5の構成例である。表示ドライバー100は、D/A変換回路10と、反転増幅回路20と、電圧出力回路140と、を含む。また表示ドライバー100は、ラダー抵抗回路50を含むことができる。なお、既に説明した構成要素には同一の符号を付し、その構成要素の説明を適宜省略する。ここで、本実施形態は図10の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したりする等の種々の変形実施が可能である。例えば、図10の表示ドライバー100は、図4の電流補償回路30、40、演算回路60を更に含んでもよい。
電圧出力回路140には、下位側ビットデータGRD[3:0]が入力され、電圧出力回路140は、GRD[3:0]に基づいて出力電圧VS1〜VS4を出力する。なお、これに限定されず、電圧出力回路140は第1〜第pの出力電圧(pは2以上の整数)を出力してもよい。具体的には、電圧出力回路140は、GRD[0]=0のとき出力電圧VS1として第1の基準電圧を出力し、GRD[0]=1のとき出力電圧VS1として第2の基準電圧を出力する。同様に、電圧出力回路140は、GRD[1]=0、GRD[2]=0、GRD[3]=0のとき、各々、出力電圧VS2、VS3、VS4として第1の基準電圧を出力する。GRD[1]=1、GRD[2]=1、GRD[3]=1のとき、各々、出力電圧VS2、VS3、VS4として第2の基準電圧を出力する。例えば、電圧出力回路140は、ラダー抵抗回路50からの電圧VP1(VC)、VP2に基づいて第1、第2の基準電圧を生成する。出力電圧VS1〜VS4は、演算増幅器OPAの差動対を構成するトランジスターのうち非反転入力端子に対応するトランジスターに入力される。GRD[3:0]に応じて出力電圧VS1〜VS4が変化することで、反転増幅回路20の基準電圧が変化したことと等価になり、反転増幅回路20の出力電圧VQが変化する。
図11は、電圧出力回路140の詳細な構成例である。電圧出力回路140は、電圧分割回路141とスイッチ回路142とを含む。
電圧分割回路141は、電圧VP1、VM1に基づいて基準電圧VCA(第1の基準電圧)と基準電圧VCB(第2の基準電圧)とを出力する。例えば、電圧分割回路141は、基準電圧VCAとして電圧VP1を出力し、電圧VP1、VM1の間を分割した電圧を基準電圧VCBとして出力する。例えば、電圧分割回路141は、抵抗分割回路である。反転増幅回路20のゲインをGとし、ΔV=VM1−VP1としたとき、VCB=VCA+ΔV×|G|/(1+|G|)である。
スイッチ回路142は、GRD[0]に基づいて基準電圧VCA又は基準電圧VCBを出力電圧VS1として選択するスイッチと、GRD[1]に基づいて基準電圧VCA又は基準電圧VCBを出力電圧VS2として選択するスイッチと、を含む。また、スイッチ回路142は、GRD[2]に基づいて基準電圧VCA又は基準電圧VCBを出力電圧VS3として選択するスイッチと、GRD[3]に基づいて基準電圧VCA又は基準電圧VCBを出力電圧VS4として選択するスイッチと、を含む。
図12は、演算増幅器OPAの差動対を構成するトランジスターのうち非反転入力端子に対応するトランジスターTPA1の構成例である。なお、演算増幅器OPAの構成は基本的に図9と同じであるが、本構成例ではトランジスターTPA1、TNB1の構成が異なっている。図12には、TPA1のみ図示するが、TNB1についても同様な構成である。
トランジスターTPAは、並列接続されたトランジスターTD1〜TD4で構成される。トランジスターTD1〜TD4は互いにサイズが異なり、そのサイズは2の累乗で重み付けされている。例えば、トランジスターTD1は2個のユニットトランジスターで構成され、トランジスターTD2は2個のユニットトランジスターで構成され、トランジスターTD3は2個のユニットトランジスターで構成され、トランジスターTD4は2個のユニットトランジスターで構成される。トランジスターTD1のゲートには出力電圧VS1が入力される。同様に、トランジスターTD2、TD3、TD4のゲートには、各々、出力電圧VS2、VS3、VS4が入力される。
以上のような構成によって、演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧はVIM=VCA+i×{ΔV×|G|/(1+|G|)/2}となる。ここで、i=GRD[3:0]である。これは、反転増幅回路20の基準電圧が実質的にVCA+i×{ΔV×|G|/(1+|G|)/2}になったことと等価である。例えば上位側ビットデータがGRD[10:4]=65のとき、第1の構成例と同様に、反転増幅回路20の出力電圧はVQ=VM1+i×(ΔV/2)となる。
以上の実施形態によれば、演算増幅器OPAは、並列接続されたトランジスターTD1〜TD4(第1〜第pのトランジスター(pは2以上の整数))を、非反転入力端子に対応する差動対のトランジスターとして有する。電圧出力回路140は、下位側ビットデータGRD[3:0]に基づいて、出力電圧VS1〜VS4(第1〜第pの出力電圧)の各出力電圧として、基準電圧VCAと基準電圧VCBのいずれかを選択する。基準電圧VCBは基準電圧VCAとは異なる電圧である。電圧出力回路140は、出力電圧VS1〜VS4をトランジスターTD1〜TD4のゲートに出力する。
このようにすれば、演算増幅器OPAの非反転入力端子に対応したトランジスターTD1〜TD4に入力される出力電圧VS1〜VS4の各々が、下位側ビットデータGRD[3:0]に基づいて基準電圧VCA、VCBから選択される。これにより、演算増幅器OPAの反転入力端子の電圧VIMが変化し、反転増幅回路20が、下位側ビットデータGRD[3:0]に対応する出力電圧VQを出力できるようになる。これにより、上位側ビットデータGRD[10:4]の各階調を、更に下位側ビットデータGRD[3:0]で分割し、階調数を拡張することができる。
また本実施形態では、基準電圧VCAと基準電圧VCBとの電圧差は、ΔV×|G|/(1+|G|)である。
このようにすれば、GRD[3:0]=iに対してVIM=VCA+i×{ΔV×|G|/(1+|G|)/2}となり、反転増幅回路20の出力電圧が例えばVQ=VM1+i×(ΔV/2)となる。即ち、上位側ビットデータGRD[10:4]の1階調あたりの電圧差を、下位側ビットデータGRD[3:0]で2分割することが可能となる。
6.電気光学装置
図13は、本実施形態の表示ドライバー100を含む電気光学装置400の構成例である。電気光学装置400(表示装置)は、表示ドライバー100、電気光学パネル200(表示パネル)を含む。なお以下では表示ドライバー100が相展開駆動を行う場合を例に説明するが、本発明の適用対象はこれに限定されず、例えばマルチプレクス駆動(デマルチプレクス駆動)等にも適用できる。
電気光学パネル200は、画素アレイ210、サンプルホールド回路220(スイッチ回路)を含む。電気光学パネル200は、例えば液晶表示パネルや、EL(Electro Luminescence)表示パネル等である。
画素アレイ210は、複数の画素がアレイ状(マトリックス状)に配置されたものである。相展開駆動では、画素アレイ210のソース線が8本(広義にはk本、kは2以上の整数)ずつ順次に駆動される。具体的には、サンプルホールド回路220は、表示ドライバー100からのデータ電圧VQ1〜VQ8を画素アレイ210のソース線にサンプルホールドする回路である。具体的には、電気光学パネル200の第1〜第8のデータ線にデータ電圧VQ1〜VQ8が入力される。画素アレイ210が例えば第1〜第640のソース線を有するとする。サンプルホールド回路220は、第1の期間において第1〜第8のデータ線と第1〜第8のソース線を接続し、次の第2の期間において第1〜第8のデータ線と第9〜第16のソース線を接続し、以下同様にして、第80の期間において第1〜第8のデータ線と第633〜第640のソース線を接続する。このような動作を各水平走査期間において行う。
表示ドライバー100は、ラダー抵抗回路50、D/A変換部110(D/A変換回路)、駆動部120(駆動回路)、電圧生成回路150、記憶部160(メモリー)、インターフェース回路170、制御回路180(コントローラー)を含む。
インターフェース回路170は、表示ドライバー100と外部の処理装置(例えば図14の処理部310)との間の通信を行う。例えば外部の処理装置からインターフェース回路170を介してクロック信号やタイミング制御信号、表示データが制御回路180に入力される。
制御回路180はインターフェース回路170を介して入力されたクロック信号やタイミング制御信号、表示データに基づいて表示ドライバー100の各部及び電気光学パネル200の各部を制御する。例えば制御回路180は、画素アレイ210の水平走査線の選択や垂直同期制御、相展開駆動の制御(上述の第1〜第80の期間)等の表示タイミングの制御を行い、その表示タイミングに従ってD/A変換部110、サンプルホールド回路220の制御を行う。
電圧生成回路150は、各種電圧を生成して駆動部120やD/A変換部110に出力する。例えば、電圧生成回路150は、D/A変換部110や駆動部120の電源を生成する。電圧生成回路150は、例えばレギュレーター等で構成される。
D/A変換部110は、D/A変換回路11〜18、81〜88を含む。D/A変換回路11〜18の各々は、図1で説明したD/A変換回路10と同じ構成である。D/A変換回路81〜88の各々は、図1で説明したD/A変換回路80と同じ構成である。駆動部120は、反転増幅回路21〜28(駆動回路)を含む。反転増幅回路21〜28の各々は、図1等で説明した反転増幅回路20と同じ構成である。D/A変換回路11〜18は、制御回路180からの表示データの上位側ビットデータをD/A変換し、そのD/A変換された電圧を反転増幅回路21〜28に出力する。D/A変換回路81〜88は、表示データの下位側ビットデータをD/A変換し、そのD/A変換された電圧を基準電圧として反転増幅回路21〜28に出力する。反転増幅回路21〜28は、D/A変換回路11〜18からの電圧をD/A変換回路81〜88からの基準電圧を基準として反転増幅し、データ電圧VQ1〜VQ8を電気光学パネル200に出力する。
記憶部160は、表示ドライバー100の制御に用いる種々のデータ(例えば設定データ)等を記憶する。例えば記憶部160は不揮発性メモリーやRAM(SRAM、DRAM等)で構成される。
なお、上記では図1の表示ドライバーを電気光学装置に適用する例を説明したが、図4、図6、図8、図10の表示ドライバーを電気光学装置に適用してもよい。図4の表示ドライバーを適用する場合、電流補償回路30、40が8個のデータ電圧出力の各々に対応して設けられ、例えば制御回路180が演算回路60を含む。図6の表示ドライバーを適用する場合、電流供給回路90が8個のデータ電圧出力の各々に対応して設けられ、例えば制御回路180が演算回路91を含む。図8の表示ドライバーを適用する場合、電流供給回路95が8個のデータ電圧出力の各々に対応して設けられ、例えば制御回路180が制御回路96を含む。図10の表示ドライバーを適用する場合、電圧出力回路140が8個のデータ電圧出力の各々に対応して設けられる。
7.電子機器
図14は、本実施形態の表示ドライバー100を含む電子機器300の構成例である。電子機器300の具体例としては、例えばプロジェクターやヘッドマウントディスプレイ、携帯情報端末、車載装置(例えばメーターパネル、カーナビゲーションシステム等)、携帯型ゲーム端末、情報処理装置等の、表示装置を搭載する種々の電子機器を想定できる。
電子機器300は、処理部310(例えばCPU等のプロセッサー、或いは表示コントローラー、或いはASIC等)、記憶部320(例えばメモリー、ハードディスク等)、操作部330(操作装置)、インターフェース部340(インターフェース回路、インターフェース装置)、表示ドライバー100、電気光学パネル200を含む。
操作部330は、ユーザーからの種々の操作を受け付けるユーザーインターフェースである。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ある。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データインターフェースである。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、インターフェース部340から入力されたデータを記憶する。或は、記憶部320は、処理部310のワーキングメモリーとして機能する。処理部310は、インターフェース部340から入力された或いは記憶部320に記憶された表示データを処理して表示ドライバー100に転送する。表示ドライバー100は、処理部310から転送された表示データに基づいて電気光学パネル200に画像を表示させる。
例えば電子機器300がプロジェクターである場合、電子機器300は更に光源と光学装置(例えばレンズ、プリズム、ミラー等)とを含む。電気光学パネル200が透過型である場合、光学装置が光源からの光を電気光学パネル200に入射させ、電気光学パネル200を透過した光をスクリーン(表示部)に投影させる。電気光学パネル200が反射型である場合、光学装置が光源からの光を電気光学パネル200に入射させ、電気光学パネル200から反射された光をスクリーン(表示部)に投影させる。
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と共に記載された用語は、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。また表示ドライバー、電気光学パネル、電気光学装置、電子機器の構成及び動作等も、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…D/A変換回路(第1のD/A変換回路)、11〜18…D/A変換回路、20…反転増幅回路、21〜28…反転増幅回路、30…電流補償回路(第1の電流補償回路)、40…電流補償回路(第2の電流補償回路)、50…ラダー抵抗回路、60…演算回路、80…D/A変換回路(第2のD/A変換回路)、81〜88…D/A変換回路、90…電流供給回路、91…演算回路、95…電流供給回路、96…制御回路、97…ルックアップテーブル、100…表示ドライバー、110…D/A変換部、120…駆動部、140…電圧出力回路、141…電圧分割回路、142…スイッチ回路、150…電圧生成回路、160…記憶部、170…インターフェース回路、180…制御回路、200…電気光学パネル、210…画素アレイ、220…サンプルホールド回路、300…電子機器、310…処理部、320…記憶部、330…操作部、340…インターフェース部、400…電気光学装置、GRD[10:4]…上位側ビットデータ、GRD[10:0]…表示データ、GRD[3:0]…下位側ビットデータ、IA…電流、IB…電流、ICM…補償電流、ICP…補償電流、NIA…入力ノード、NQ…出力ノード、NVH…高電位側電源電圧のノード、NVL…低電位側電源電圧のノード、OPA…演算増幅器、QS…出力部、R1…抵抗(第1の抵抗)、R2…抵抗(第2の抵抗)、TD1〜TD4…トランジスター(第1〜第pのトランジスター)、VCA…基準電圧(第1の基準電圧)、VCB…基準電圧(第2の基準電圧)、VDA…階調電圧、VQ…出力電圧、VS1〜VS4…出力電圧(第1〜第pの出力電圧)、Vref…基準電圧

Claims (7)

  1. 表示データの上位側ビットデータを、前記上位側ビットデータに対応する階調電圧に変換する第1のD/A変換回路と、
    前記表示データの下位側ビットデータに応じて変化する基準電圧を出力する第2のD/A変換回路と、
    前記基準電圧を基準に前記階調電圧を増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する反転増幅回路と、
    を含み、
    前記反転増幅回路は、
    非反転入力端子に前記基準電圧が入力される演算増幅器と、
    前記階調電圧が入力される前記反転増幅回路の入力ノードと前記演算増幅器の反転入力端子との間に設けられる第1の抵抗と、
    前記演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられる第2の抵抗と、
    を有し、
    前記下位側ビットデータがmビット(mは1以上の整数)であり、前記反転増幅回路のゲインがGであり、前記階調電圧の1階調に対応する電圧差がΔVであるとき、
    前記第2のD/A変換回路は、
    電圧差がΔV×|G|/(1+|G|)である2つの電圧の間を2 分割した2 個の電圧のうち、前記下位側ビットデータに対応する電圧を前記基準電圧として出力することを特徴とする表示ドライバー。
  2. 請求項1おいて、
    前記反転増幅回路の前記入力ノードと高電位側電源電圧のノードとの間に設けられ、前記高電位側電源電圧のノードから前記反転増幅回路の前記入力ノードに第1の補償電流を流す第1の電流補償回路と、
    前記反転増幅回路の前記入力ノードと低電位側電源電圧のノードとの間に設けられ、前記反転増幅回路の前記入力ノードから前記低電位側電源電圧のノードに第2の補償電流を流す第2の電流補償回路と、
    を含ことを特徴とする表示ドライバー。
  3. 表示データの上位側ビットデータを、前記上位側ビットデータに対応する階調電圧に変換するD/A変換回路と、
    前記表示データの下位側ビットデータが入力される電圧出力回路と、
    前記階調電圧を増幅し、電気光学パネルのデータ線を駆動する反転増幅回路と、
    を含み、
    前記反転増幅回路は、
    前記階調電圧と前記反転増幅回路の出力電圧との間を分圧した電圧が反転入力端子に入力される演算増幅器を有し、
    前記演算増幅器は、
    並列接続された第1〜第pのトランジスター(pは2以上の整数)を、非反転入力端子に対応する差動対のトランジスターとして有し、
    前記電圧出力回路は、
    前記下位側ビットデータに基づいて、第1〜第pの出力電圧の各出力電圧として、第1の基準電圧と前記第1の基準電圧とは異なる第2の基準電圧のいずれかを選択し、前記第1〜第pの出力電圧を前記第1〜第pのトランジスターのゲートに出力することを特徴とする表示ドライバー。
  4. 請求項において、
    前記下位側ビットデータがmビット(mは1以上の整数)であり、前記反転増幅回路のゲインがGであり、前記階調電圧の1階調に対応する電圧差がΔVであるとき、
    前記第1の基準電圧と前記第2の基準電圧との電圧差は、ΔV×|G|/(1+|G|)であることを特徴とする表示ドライバー。
  5. 請求項又はにおいて、
    前記反転増幅回路は、
    前記階調電圧が入力される前記反転増幅回路の入力ノードと前記演算増幅器の前記反転入力端子との間に設けられる第1の抵抗と、
    前記演算増幅器の出力端子と前記反転入力端子との間に設けられる第2の抵抗と、
    を有することを特徴とする表示ドライバー。
  6. 請求項1乃至のいずれかに記載の表示ドライバーと、
    前記表示ドライバーにより駆動される電気光学パネルと、
    を含むことを特徴とする電気光学装置。
  7. 請求項1乃至のいずれかに記載の表示ドライバーを含むことを特徴とする電子機器。
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