JPH0843792A - 薄膜トランジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路 - Google Patents
薄膜トランジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路Info
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Abstract
晶表示装置の電力駆動回路を提供する。 【構成】 反転信号RVSとこれの逆反転信号RVSB
に応じて、薄膜トランジスタ型液晶表示装置の駆動信号
であるVonおよびVoff を出力する。信号RVSおよび
RVSBに応じて、スイッチング手段AS1がターンオ
フ動作し、第1ダーリントン回路3がVon波形のロウレ
ベル電圧Vgh2 を生成する。スイッチング手段AS2
も、上記信号に応じてターンオン動作し、第2ダーリン
トン回路5はVoff 波形のハイレベル電圧VgL1 を生成
する。反転信号RVSに応じて、第1スイッチング手段
4はVon波形を、第2スイッチング手段6はVoff 波形
をそれぞれハイレベル電圧およびロウレベル電圧に切換
える。第3スイッチング手段7は、反転信号RVSに応
じて、ゼロ電位および電源電圧を出力する。
Description
晶表示装置(TFT−LCD:Thin Film Transistor L
iquid Crystal Display )の電力駆動回路に関し、より
詳しくは出力電圧を生成するための演算増幅器をダーリ
ントン回路で対置することにより、液晶表示装置の消費
電力を節減できるようにする薄膜トランジスタ型液晶表
示装置の電力駆動回路に関する。
方法は一般に共通電極一定駆動法と共通電極反転駆動法
に分けられる。前記共通電極反転駆動法は、共通電極一
定駆動法に比べてグレイ電圧幅を1/2にできて、CM
OS(Complementary Metal Oxide Semiconductor )の
工程により製作される小型、低価格のドライバIC(In
teglated Circuit)を使用できる長所がある。
氏らによる文献 JAPAN DISPLAY '92、“An 8.4 in TFT-
LCD system for a note size computer using 3-bit di
sital data drivers”、1992、p.475 〜478 に開示され
ており、東芝および日立製作所による、文献 NIKKEI MI
CRODEVICES、“TFTカラー液晶の低消費電力化のため
の5V駆動法”、1993、8、p.64〜65に開示されてい
る。
共通電力反転駆動法は液晶に印加されるグレイ電圧の電
位と共通電極電圧の電位が所定振幅で変化する。これは
低電圧で液晶の駆動ができるので、駆動回路の消費電力
が低減できる長所がある反面、駆動方法が複雑化して駆
動回路の設計が困難となるという問題点がある。
スタ型液晶表示装置を駆動するためには図1に図示した
ような波形の電力駆動信号が必要である。前記図1
(a)のVonは、薄膜トランジスタを周期的にターンオ
ンさせるゲートドライバで出力される波形であり、図1
の(c)のVoff は、ターンオンされる薄膜トランジス
タを除外したすべてのトランジスタをターンオフさせる
ゲートドライバで出力される波形である。図1の(b)
のVcom は、液晶キャパシタの共通電極に入る入力波形
である。
は、図2に示されるようにアナログスイッチング部
(1、2)と、電圧フォロアとして動作する演算増幅器
(OP1〜OP3)と、電力増幅のためのプッシュプル
増幅器(P1〜P3)とで構成されるような典型的な電
力駆動回路が使用される。
を説明すると次のとおりである。RVS信号は、反転信
号として薄膜トランジスタ型液晶表示装置に入力される
Von、Voff 、Vcom の位相に対するタイミング信号で
ある。RVSB信号は、RVS信号の逆位相信号であ
る。前記RVS、RVSB信号は、タイミングコントロ
ーラ(timing controller )により生成される。
抗(VR11、VR12)および抵抗(R11、R1
2)が連結されて第1アナログスイッチング部(1)が
形成され、アナログスイッチ(AS2)には、可変抵抗
(VR21〜VR24)および抵抗(R21〜R24)
が連結されて第2アナログスイッチング部(2)が形成
される。前記アナログスイッチング部(1、2)はスイ
ッチングコントロール信号であるRVS信号がハイ状態
であるときターンオンされて、ロー状態であるときター
ンオフされる機能を有する。
(OP1、OP2、OP3)は、非反転端子に入力され
る電圧レベルをプッシュプル増幅器(P1、P2、P
3)のベース段に印加し、プッシュプル増幅器(P1、
P2、P3)の付加条件と無関係に、電圧レベルをベー
ス段に印加する動作を行なう。
要がある電源は次のような関係を有している必要があ
る。なお、典型的な電位は括弧の中に記入されていると
おりである。
(+5V)>GND(0V)>VEE(−8V) さて、Von電力波形が作られる順序を説明すると次のと
おりである。
B信号はロー状態であり、このとき、アナログスイッチ
(AS1)は可変抵抗(VR12)により設定される電
圧値を出力し、この電位は演算増幅器(OP1)を経
て、プッシュプル増幅器(P1)のベース段に入力され
る。ベース段に入力される電位は、電圧(VBE)だけ降
下して、この降下した結果の電圧レベルがVgh1 であ
る。
B信号はハイ状態であり、このとき、アナログスイッチ
(AS1)は可変抵抗(VR11)により設定される電
圧値を出力し、この電位も演算増幅器(OP1)を経
て、プッシュプル増幅器(P1)に入力されて、前記プ
ッシュプル増幅器(P1)はVBEだけ降下したVgh2 を
出力する。
とき、VC1レベルは可変抵抗(VR22)により調整さ
れて、VC2レベルは可変抵抗(VR21)により調整さ
れる。Voff 波形は、可変抵抗(VR24)によりV
gL1 レベルが調整されて、可変抵抗(VR23)によ
り、VgL2 レベルが調整される。
電力駆動回路として使用した場合、以下の2つの問題点
がある。
れは、従来技術に関する東芝および日立製作所の論文に
言及されているように、電力駆動波形を生成するために
回路の消費電力が増加するので、この主要因は演算増幅
器の消費電力が大きいことによる。
電圧とプッシュプル増幅器のベース−エミッタ印加電圧
VBEにより、電圧降下が発生し電源電圧レベルが出力で
きないことである。すなわち、VgL2 レベルが電源電圧
VEEレベルに近いほど良いが、従来の技術としては演算
増幅器のオフセット電圧とプッシュプル増幅器のベース
−エミッタ印加電圧分だけ低下した電位を出力しなけれ
ばならない。
D)とVDD間のスイングが理想的であり、この波形を作
るためのVCCとVEEが必要になって、消費電力増加の要
因になった。
明の目的は前記の従来の技術的な問題点を克服するため
に、低消費電力、かつオフセット電圧がほとんどない薄
膜トランジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路を提供す
ることである。
めの手段として、この発明の構成は、反転信号とこれの
逆反転信号から印加される電源信号をターンオンおよび
ターンオフするためのアナログスイッチング手段と、前
記スイッチング手段のターンオフ動作によりV on波形の
ローレベル電圧を生成するための第1ダーリントン回路
と、前記スイッチング手段のターンオン動作によりV
off 波形のハイレベル電圧を生成するための第2ダーリ
ントン回路と、反転信号がハイレベルである場合、電源
信号によりVon波形のハイレベル電圧が出力されるよう
にして、反転信号がローレベルである場合、第1ダーリ
ントン回路のVon波形のローレベル電圧が出力されるよ
うにする第1スイッチング手段と、反転信号がローレベ
ルである場合、電源信号によりVoff 波形のローレベル
電圧が出力されるようにして、反転信号がハイレベルで
ある場合、第2ダーリントン回路のVoff 波形のハイレ
ベル電圧が出力されるようにする第2スイッチング手段
と、反転信号がローレベルである場合、ゼロ電位が出力
されるようにして、反転信号がハイレベルである場合、
電源電圧レベルが出力されるようにする第3スイッチン
グ手段を備える。
野に通常の知識を有する者が、この発明のより詳しい実
施例を、添付される図面を参照して詳細に説明する。
ンジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路の詳細回路図で
ある。
実施例に従う薄膜トランジスタ型液晶表示装置の電力駆
動回路において、Von、Voff 、Vcom 電力駆動波形を
作るための回路の構成は、アナログマルチプレクサのよ
うなスイッチング手段によるアナログスイッチ(AS
1、AS2)と、前記アナログスイッチ(AS1、AS
2)の出力端に入力端が連結されているダーリントン回
路(3、5)と、前記アナログスイッチ(AS1、AS
2)とダーリントン回路(3、5)の出力端に入力端が
連結されているn型MOSトランジスタ(n41、n4
2;n61、n62;n71、n72)からなる。
は出力電圧のレベルを決定する電圧レベルを出力するこ
とに使用されたが、この発明の実施例においては、前記
アナログスイッチ(AS1、AS2)はn型MOSトラ
ンジスタ(n41、n42;n61、n62;n71、
n72)をオン/オフさせる電位を出力することに使用
される。
の出力によりオン/オフされるn型MOSトランジスタ
(n41、n42;n61、n62;n71、n72)
は、p型MOSトランジスタを使用しても構成すること
が可能である。
と調整抵抗(VR3、VR5)を包含するダーリントン
回路(3、5)は、Vgh2 とVgL1 レベルを前記のn型
MOSトランジスタ(n42、n62)を通じて出力す
る動作特性を有する。すなわち、調整抵抗(VR3、V
R5)により決定される電位からダーリントントランジ
スタ(D3、D4)のダーリントン電圧降下分2VBE分
だけ低下した電位を出力する。
よる薄膜トランジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路の
動作は次のとおりである。
下のとおりである。アナログスイッチ(AS1)はRV
S信号がハイ状態であるときターンオンされ、反対にロ
ー状態であるときターンオフされるスイッチング特性を
有する。したがって、RVS信号がハイ状態であると
き、n型MOSトランジスタ(n41)のゲートにVGG
が印加されて、VonはVGG−Vthとなって、このとき、
n型MOSトランジスタ(n42)のゲートにはグラウ
ンドレベルが印加され、前記n型MOSトランジスタ
(n42)はターンオフされる。
き、n型MOSトランジスタ(n42)のゲートにVGG
が印加されて、n型MOSトランジスタ(n42)はタ
ーンオンされて、調整抵抗(VR3)により決定される
Vgh2 レベルが出力される。このとき、n型MOSトラ
ンジスタ(n41)のゲートには、グランドレベルが印
加され、前記n型MOSトランジスタ(n41)はター
ンオフされる。したがって、RVS信号がハイまたはロ
ー状態であるとき、それぞれVgh1 、Vgh2 が出力され
る。
ると次のとおりである。RVS信号がハイ状態であると
き、アナログスイッチ(AS2)はn型MOSトランジ
スタ(n62)のゲートにVCCを印加しターンオンされ
るようにして、n型MOSトランジスタ(n62)のソ
ース端子には、可変抵抗(VR5)により調整される電
位からダーリントン回路の2VBE分だけ降下した電位V
gL1 が出力される。このとき、n型MOSトランジスタ
(n61)のゲートにはVEEが印加され、n型MOSト
ランジスタ(n61)はオフした状態になる。
きは、n型MOSトランジスタ(n61)のゲートにV
CCが印加されn型MOSトランジスタ(n61)はター
ンオンされて、このとき、Voff の出力端としては電源
電圧であるVEEレベルがその値のまま出力される。この
場合に、n型MOSトランジスタ(n62)のゲートに
は、VEEが印加されて、n型MOSトランジスタ(n6
2)はオフ状態になる。したがって、RVS信号がハイ
およびロー状態であるとき、Voff の出力端としてはそ
れぞれVgL1 、VgL2 が出力される。
法を説明すると次のとおりである。Voff 波形を作るた
めのn型MOSトランジスタ(n61、n62)のゲー
ト端はそれぞれn型MOSトランジスタ(n72、n7
1)のゲート端と連結されているので、n型MOSトラ
ンジスタ(n61)がターンオン状態であるとき、n型
MOSトランジスタ(n72)もターンオン状態であ
り、このとき、Vcom波形の出力端としてはゼロ電位レ
ベル(GND)が出力される。
がターンオン状態であるとき、n型MOSトランジスタ
(n71)もターンオン状態になって、Vcom 波形の出
力端としては、電源電圧レベル(VDD)が出力される。
すなわち、RVS信号がハイまたはローレベルであると
き、Vcom 波形はそれぞれVC1(=VDD)、VC2(=G
ND)が出力される。
と、従来の方法による電力駆動回路の消費電力に比べて
0.5ワット程度の消費電力の低減が達成され、VgL2
レベルを電源電圧VEEレベルにでき、薄膜トランジスタ
に十分なVoff 電圧を印加するようになるので、液晶画
面の画質を向上させることができる効果を有する薄膜ト
ランジスタ型液晶表示装置の電力駆動回路を提供でき
る。
めの電力駆動信号の波形図であり、(a)はVonの波形
図を、(b)はVcom の波形図を、(c)はVoff の波
形図をそれぞれ示す。
装置の電力駆動回路に対する詳細回路図である。
晶表示装置の電力駆動回路の詳細回路図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 反転信号(RVS)とこれの逆反転信号
(RVSB)に応じて印加される電源信号(VGG、
VEE、VDD)をターンオンおよびターンオフするための
アナログスイッチング手段(AS1、AS2)と、 前記スイッチング手段(AS1)のターンオフ動作によ
りVon波形のローレベル電圧(Vgh2 )を生成するため
の第1ダーリントン回路(3)と、 前記スイッチング手段(AS2)のターンオン動作によ
りVoff 波形のハイレベル電圧(VgL1 )を生成するた
めの第2ダーリントン回路(5)と、 反転信号(RVS)がハイレベルである場合、電源信号
(VGG)によりVon波形のハイレベル電圧(Vgh1 )が
出力されるようにして、反転信号(RVS)がローレベ
ルである場合、第1ダーリントン回路(3)のVon波形
のローレベル電圧(Vgh2 )が出力されるようにする第
1スイッチング手段(4)と、 反転信号(RVS)がローレベルである場合、電源信号
(VEE)によりVoff波形のローレベル電圧(VgL2 )
が出力されるようにして、反転信号(RVS)がハイレ
ベルである場合、第2ダーリントン回路(5)のVoff
波形のハイレベル電圧(VgL1 )が出力されるようにす
る第2スイッチング手段(6)と、 反転信号(RVS)がローレベルである場合、ゼロ電位
(GND)が出力されるようにして、反転信号(RV
S)がハイレベルである場合、電源電圧レベル(VDD)
が出力されるようにする第3スイッチング手段(7)を
備えることを特徴とする、薄膜トランジスタ型液晶表示
装置の電力駆動回路。 - 【請求項2】 前記アナログスイッチング手段(AS
1、AS2)はアナログマルチプレクサであることを特
徴とする、請求項1記載の薄膜トランジスタ型液晶表示
装置の電力駆動回路。 - 【請求項3】 前記第1〜第3スイッチング手段(4、
6、7)はn型MOSトランジスタ(n41、n42;
n61、n62;n71、n72)であることを特徴と
する、請求項1記載の薄膜トランジスタ型液晶表示装置
の電力駆動回路。 - 【請求項4】 前記第1〜第3スイッチング手段(4,
6,7)はp型MOSトランジスタであることを特徴と
する、請求項1記載の薄膜トランジスタ型液晶表示装置
の電力駆動回路。 - 【請求項5】 前記ダーリントン回路(3、5)は、調
整抵抗(VR3、VR5)により決定される電位からダ
ーリントントランジスタ(D3、D4)のダーリントン
電圧降下分の2VBE低下した電位を出力することを特徴
とする、請求項1記載の薄膜トランジスタ型液晶表示装
置の電力駆動回路。
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