JPWO2007037220A1 - D/a変換回路、有機el駆動回路および有機el表示装置 - Google Patents
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Abstract
カレントミラー回路で構成されるD/A変換回路(電流スイッチング型D/A変換回路)において、nビットの被変換データの上位(n−m)桁についてD/A変換をする第1のカレントミラー回路(110)と、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路(111)とを設け、さらに第1のカレントミラー回路(110)の、出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタ(TNb)の上流あるいは下流に荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路(111)を縦続接続することにより、別の出力側トランジスタ(TNb)に流れる電流を下位m桁の桁重みに対応して荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路(111)に分流電流として流し、この分流電流を下位m桁のアナログ変換電流としてD/A変換回路の出力に取り出すものである。
Description
この発明は、D/A変換回路、有機EL駆動回路および有機EL表示装置に関し、詳しくは、低電圧駆動が可能で、高い変換精度でかつIC化した場合に専有面積を抑えることが可能な、カレントミラー回路を利用したD/A変換回路に関する。さらには、カレントミラー回路を利用したD/A変換回路により表示データに応じた駆動電流を生成してこれを有機ELパネルの端子ピンに出力するカラムライン(有機EL素子の陽極側ドライブライン、以下同じ)あるいはデータ線を駆動する電流駆動回路であって、表示装置の製品毎の輝度ばらつきや表示装置の輝度むらを抑えることでき、表示輝度のγ補正が容易な有機EL駆動回路に関する。
携帯電話機,PHS、DVDプレーヤ、PDA(携帯端末装置)等に搭載される有機EL表示装置の有機EL表示パネルでは、カラムラインの数が396個(132×3)の端子ピン、ローラインが162個の端子ピンを持つものが提案され、カラムライン、ローラインの端子ピンはこれ以上に増加する傾向にある。
このような有機EL表示パネルの駆動回路として、カラムピン対応にD/A変換回路(以下D/A)を設けたこの出願人の特開2003−234655号の出願がある(特許文献1)。これは、カラムピン対応のD/Aが表示データと基準駆動電流とを受けて、基準駆動電流に従って表示データをD/A変換してカラムピン対応にカラム方向の駆動電流あるいはこの駆動電流の元となる電流を生成する。
特開2003−234655号公報
このような有機EL表示パネルの駆動回路として、カラムピン対応にD/A変換回路(以下D/A)を設けたこの出願人の特開2003−234655号の出願がある(特許文献1)。これは、カラムピン対応のD/Aが表示データと基準駆動電流とを受けて、基準駆動電流に従って表示データをD/A変換してカラムピン対応にカラム方向の駆動電流あるいはこの駆動電流の元となる電流を生成する。
特許文献1に記載された有機EL駆動回路は、消費電力を低減するために、前記のD/Aの電源電圧は、例えば、DC3V程度と低く抑えられ、最終段の出力段電流源の電源電圧だけを、例えば、DC15V〜20Vとし、各カラムピン(あるいはドライバICの各出力端子)対応に設けられた各D/Aが、各カラムピン(あるいはドライバICの各出力端子)対応に分配された基準駆動電流を受けて有機EL素子(以下OEL素子)の駆動電流の元となる電流を生成して出力段電流源を駆動する。これにより電流駆動回路全体の消費電力を低く抑えている。
しかし、前記のD/Aは、IC化した場合にピン対応に設ける必要があるので、その占有面積を抑えるために、現在のところ、4ビット〜6ビット程度の変換ビット数となっている。
しかし、前記のD/Aは、IC化した場合にピン対応に設ける必要があるので、その占有面積を抑えるために、現在のところ、4ビット〜6ビット程度の変換ビット数となっている。
特許文献1に記載された有機EL駆動回路のように、変換ビット数4ビット〜6ビット程度のD/Aを使用して出力段電流源を駆動し、OEL素子を電流駆動すると、D/Aの電流変換精度が悪いために、有機EL駆動回路は、カラムピン対応のあるいは各出力端子対応の駆動電流にばらつきを生じる。それが表示装置の製品毎の輝度ばらつきや表示装置の輝度むらとなって現れてくる問題がある。
ところで、有機EL表示パネルの各OEL素子は、ブラウン管の場合と同様に表示データの値に応じて発生する駆動電流に対してその輝度が直線的な関係にはなく、その輝度は、R,G,Bとして使用される有機EL素子の材料の発光特性に応じた曲線になる。また、有機EL表示パネルが高解像度になればなるほど、その表示画面の画質の変化は目立ってくる。そのために表示輝度のγ補正をすることが必要になる。
通常、表示輝度のγ補正をする場合には、ドライバ等の内部でのソフトウエアの処理によりD/A変換回路に設定する表示データを補正することが考えられるが、4ビット〜6ビット程度のD/Aでは、変換ビット数が少ないのでγ補正ができない問題がある。そのためγ補正回路をピン対応に設けることになるが、γ補正回路の増加により電流駆動回路の占有面積が増える問題がある。
ところで、有機EL表示パネルの各OEL素子は、ブラウン管の場合と同様に表示データの値に応じて発生する駆動電流に対してその輝度が直線的な関係にはなく、その輝度は、R,G,Bとして使用される有機EL素子の材料の発光特性に応じた曲線になる。また、有機EL表示パネルが高解像度になればなるほど、その表示画面の画質の変化は目立ってくる。そのために表示輝度のγ補正をすることが必要になる。
通常、表示輝度のγ補正をする場合には、ドライバ等の内部でのソフトウエアの処理によりD/A変換回路に設定する表示データを補正することが考えられるが、4ビット〜6ビット程度のD/Aでは、変換ビット数が少ないのでγ補正ができない問題がある。そのためγ補正回路をピン対応に設けることになるが、γ補正回路の増加により電流駆動回路の占有面積が増える問題がある。
そこで、このような問題を解決する発明を出願人は、国際出願JP2005−5673号「D/A変換回路、有機EL駆動回路および有機EL表示装置」として出願している。 γ補正に限らず、高精細の要求からD/Aの変換ビット数は6ビット以上の桁数の要求があるが、7ビットか、それ以上にするとD/Aの占有面積の増加により1個のICに割当てられるピン数が制限され、走査線1ラインのカラムピン数の増加に対応してドライバICの数を増加させなければならなくなる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、低電圧駆動が可能で、高い変換精度でかつIC化した場合に専有面積を抑えることが可能なD/Aを提供することにある。
この発明の他の目的は、表示装置の輝度ばらつきや輝度むらを抑えることでき、高精細表示に適した有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、表示輝度のγ補正が容易な有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、低電圧駆動が可能で、高い変換精度でかつIC化した場合に専有面積を抑えることが可能なD/Aを提供することにある。
この発明の他の目的は、表示装置の輝度ばらつきや輝度むらを抑えることでき、高精細表示に適した有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
この発明のさらに他の目的は、表示輝度のγ補正が容易な有機EL駆動回路および有機EL表示装置を提供することにある。
このような目的を達成するための第1の発明のD/A、有機EL駆動回路および有機EL表示装置の構成は、被変換データをD/A変換するカレントミラー回路で構成されるD/Aコンバータにおいて、
前記カレントミラー回路が、nビットの被変換データの上位(n−m)桁(nは4か、それ以上の整数,mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)についてD/A変換をする第1のカレントミラー回路と、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックとを有し、
荷重電流回路ブロックが、第1のカレントミラー回路の、D/A変換をするための出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタの1つの上流あるいは下流に従属接続されかつ別の出力側トランジスタに流れる電流を前記下位m桁の各桁重みの電流値に対応する分流電流として流す少なくともm個の分流回路と、このm個の分流回路のそれぞれに流れる各分流電流を第1のカレントミラー回路のアナログ変換電流の出力端子へ選択的に出力する選択回路とを備えるものである。
前記カレントミラー回路が、nビットの被変換データの上位(n−m)桁(nは4か、それ以上の整数,mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)についてD/A変換をする第1のカレントミラー回路と、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックとを有し、
荷重電流回路ブロックが、第1のカレントミラー回路の、D/A変換をするための出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタの1つの上流あるいは下流に従属接続されかつ別の出力側トランジスタに流れる電流を前記下位m桁の各桁重みの電流値に対応する分流電流として流す少なくともm個の分流回路と、このm個の分流回路のそれぞれに流れる各分流電流を第1のカレントミラー回路のアナログ変換電流の出力端子へ選択的に出力する選択回路とを備えるものである。
第2の発明の構成は、前記カレントミラー回路を第1カレントミラー回路として、前記荷重電流回路ブロックを入力側トランジスタがダイオード接続されない第2のカレントミラー回路としたものである。
第1のカレントミラー回路は、nビットの被変換データの上位(n−m)桁(mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)の各桁位置にそれぞれ対応する複数の出力側トランジスタとこれら複数の出力側トランジスタに並列に設けられた別の出力側トランジスタとを有しかつ複数の出力側トランジスタが(n−m)桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生する。
第2のカレントミラー回路は、別の出力側トランジスタの上流側あるいは下流側に従属接続されかつ入力側トランジスタとこれの複数の出力側トランジスタとが共通に接続されたベースが所定の定電圧に設定されて、別の出力側トランジスタに流れた電流あるいはこれに流す電流を第2のカレントミラー回路の入力側トランジスタとこれの複数の出力側トランジスタとに分配することでこの第2のカレントミラー回路の前記複数の出力側トランジスタがm桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生するものである。
第1のカレントミラー回路は、nビットの被変換データの上位(n−m)桁(mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)の各桁位置にそれぞれ対応する複数の出力側トランジスタとこれら複数の出力側トランジスタに並列に設けられた別の出力側トランジスタとを有しかつ複数の出力側トランジスタが(n−m)桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生する。
第2のカレントミラー回路は、別の出力側トランジスタの上流側あるいは下流側に従属接続されかつ入力側トランジスタとこれの複数の出力側トランジスタとが共通に接続されたベースが所定の定電圧に設定されて、別の出力側トランジスタに流れた電流あるいはこれに流す電流を第2のカレントミラー回路の入力側トランジスタとこれの複数の出力側トランジスタとに分配することでこの第2のカレントミラー回路の前記複数の出力側トランジスタがm桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生するものである。
この発明は、カレントミラー回路で構成されるD/A(電流スイッチング型D/A)において、nビットの被変換データの上位(n−m)桁についてD/A変換をする第1のカレントミラー回路と、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路とを設け、さらに第1のカレントミラー回路の、出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタの上流あるいは下流に荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路を従属接続することにより、別の出力側トランジスタに流れる電流を下位m桁の桁重みに対応して荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路に分流電流として流し、この分流電流を下位m桁のアナログ変換電流としてD/A変換回路の出力に取り出す。
カレントミラー回路型のD/A変換回路においては、1の位の桁から最大桁位置までの重み値は、1,2,4,8,16,…と1つ手前の桁に対して2の累乗分で増加する。そのため、桁重みに対応してアナログ変換電流を生成する出力側トランジスタの数も増加するが、前記のようにD/A変換をするカレントミラー回路の出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタに流れる電流を下位m桁の桁重みに対応して分流する回路を設ければ、カレントミラー回路型のD/A変換回路の第1のカレントミラー回路の変換桁数は上位(n−m)桁となり、その分、トランジスタの数を低減することができる。そして、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路を構成するトランジスタ数は、m桁に対応するもので済む。
カレントミラー回路型のD/A変換回路においては、1の位の桁から最大桁位置までの重み値は、1,2,4,8,16,…と1つ手前の桁に対して2の累乗分で増加する。そのため、桁重みに対応してアナログ変換電流を生成する出力側トランジスタの数も増加するが、前記のようにD/A変換をするカレントミラー回路の出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタに流れる電流を下位m桁の桁重みに対応して分流する回路を設ければ、カレントミラー回路型のD/A変換回路の第1のカレントミラー回路の変換桁数は上位(n−m)桁となり、その分、トランジスタの数を低減することができる。そして、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックあるいは第2のカレントミラー回路を構成するトランジスタ数は、m桁に対応するもので済む。
具体的に説明すると、特性が等しいトランジスタセルをパラレルに接続してカレントミラー回路型のD/Aを構成する場合、全体のトランジスタセルの数は、本来ならばΣ2のn乗(n=1〜n)となるところである。しかし、前記のように上流、下流の関係で上位桁と下位桁とに分割して、例えば、mを1の位より下位の桁に採った場合、全体のトランジスタセル数は、Σ2の(n−m)乗(n=1〜(n−m))+Σ2のm乗(m=1〜m)+2となる。これにより、セルトランジスタ数が大きく低減される。
ただし、前記式の最後の項の“+2”は、荷重電流回路ブロックを、入力側トランジスタがダイオード接続されないカレントミラー回路とした場合の第2の発明において、第1のカレントミラー回路に設けられる別の出力側トランジスタと第2のカレントミラー回路の入力トランジスタの和の個数である。
例えば、8桁の場合にはトランジスタセル数は、従来ではΣ2のn乗(n=1〜n)=255個となるが、この発明にあっては、m=4とした場合には、上位桁は32個で済み、下位桁は16個程度となるので、合計でも48個程度で済む。
ただし、前記式の最後の項の“+2”は、荷重電流回路ブロックを、入力側トランジスタがダイオード接続されないカレントミラー回路とした場合の第2の発明において、第1のカレントミラー回路に設けられる別の出力側トランジスタと第2のカレントミラー回路の入力トランジスタの和の個数である。
例えば、8桁の場合にはトランジスタセル数は、従来ではΣ2のn乗(n=1〜n)=255個となるが、この発明にあっては、m=4とした場合には、上位桁は32個で済み、下位桁は16個程度となるので、合計でも48個程度で済む。
mを1の位より上位の桁に割当てた場合も従来よりもトランジスタセルの個数は少なくて済む。1の位より下位の桁重みは、1/2(=0.5),1/4(=0.25),1/8(=0.125),…となるが、mを1の位よりさらに低い桁位置、例えば、1/4(=0.25)の桁位置か、これ以下に割当てた場合でも同様にトランジスタセルの個数は低減される。
以上の場合、この発明のD/Aは、1個のカレントミラー回路のD/A変換ブロックの出力側トランジスタの上に荷重電流回路ブロックあるいは他のカレントミラー回路のD/A変換ブロックが従属接続される。そして、後者の回路に選択回路あるいは複数の切換スイッチ回路等がさらに設けられるだけの回路で済む。そのため、D/Aの電源電圧を高くしなくてもD/A変換が可能となり、低電圧駆動に適した回路になる。
その結果、この発明は、低電圧駆動が可能で、高い変換精度でかつIC化した場合に専有面積を抑えることが可能なD/Aを実現できる。さらに、このD/Aを用いて表示データに応じた駆動電流を生成する電流駆動回路を構成し、有機ELパネルの端子ピンに出力するカラムラインあるいはデータ線を駆動することで、有機ELパネルを用いる表示装置の輝度ばらつきや輝度むらを抑えることができる。そして、この場合のD/Aとして変換ビット数を、例えば、8ビットか、それ以上にすることで、この発明は、表示データをγ補正したデータとすることができる。これにより各出力端子対応にγ補正が容易な電流駆動回路を実現できかつ電流駆動回路の占有面積の増加を抑えることができる。
以上の場合、この発明のD/Aは、1個のカレントミラー回路のD/A変換ブロックの出力側トランジスタの上に荷重電流回路ブロックあるいは他のカレントミラー回路のD/A変換ブロックが従属接続される。そして、後者の回路に選択回路あるいは複数の切換スイッチ回路等がさらに設けられるだけの回路で済む。そのため、D/Aの電源電圧を高くしなくてもD/A変換が可能となり、低電圧駆動に適した回路になる。
その結果、この発明は、低電圧駆動が可能で、高い変換精度でかつIC化した場合に専有面積を抑えることが可能なD/Aを実現できる。さらに、このD/Aを用いて表示データに応じた駆動電流を生成する電流駆動回路を構成し、有機ELパネルの端子ピンに出力するカラムラインあるいはデータ線を駆動することで、有機ELパネルを用いる表示装置の輝度ばらつきや輝度むらを抑えることができる。そして、この場合のD/Aとして変換ビット数を、例えば、8ビットか、それ以上にすることで、この発明は、表示データをγ補正したデータとすることができる。これにより各出力端子対応にγ補正が容易な電流駆動回路を実現できかつ電流駆動回路の占有面積の増加を抑えることができる。
図1は、この発明のD/Aを適用した一実施例の有機EL駆動回路のブロック図、図2は、図1のD/Aの他の具体例の回路図、図3は、アクディブマトリックス形の有機EL駆動回路のブロック図である。
図1において、10は、有機EL駆動回路のカラムドライバであって、11は、そのD/A、12は、基準駆動電流Ipを発生する定電流源、13は、定電圧バイアス回路、14は、ピーク電流生成回路、15は、コントロール回路、そして、16は表示データを記憶するレジスタである。
D/A11は、カレントミラー回路110と、入力側トランジスタがダイオード接続されないカレントミラー回路111とで構成される。定電圧バイアス回路13は、カレントミラー回路111を構成するトランジスタの共通ゲートを定電圧バイアスする。これによりカレントミラー回路111は、入力側トランジスタと複数の出力側トランジスタとが電流分流路を形成する電流分流回路ブロックとなる。
カレントミラー回路110は、NチャネルMOSの入力側トランジスタTNa,TNpとNチャネルMOSの出力側トランジスタTNb〜TNgとによるカレントミラー回路である。入力側トランジスタTNpは、入力側トランジスタTNaに並列に設けられている。
各出力側トランジスタTNc〜TNgは、8ビット表示データのうち上位5ビット(D3〜D7)の各桁位置にそれぞれ対応して設けられていて、それぞれのドレインは、各桁位置に対応するアナログ変換電流を発生し、各ドレインに流れる電流の合計値が上位5ビットのアナログ変換電流になる。
各出力側トランジスタTNc〜TNgのドレインと出力ライン114との間にはスイッチ回路としてNチャネルMOSFETトランジスタTrc〜Trgとがそれぞれ設けられている。そして、トランジスタTrc〜Trgのゲートがそれぞれ上位5ビットの表示データの各入力端子D3〜D7に接続されている。
図1において、10は、有機EL駆動回路のカラムドライバであって、11は、そのD/A、12は、基準駆動電流Ipを発生する定電流源、13は、定電圧バイアス回路、14は、ピーク電流生成回路、15は、コントロール回路、そして、16は表示データを記憶するレジスタである。
D/A11は、カレントミラー回路110と、入力側トランジスタがダイオード接続されないカレントミラー回路111とで構成される。定電圧バイアス回路13は、カレントミラー回路111を構成するトランジスタの共通ゲートを定電圧バイアスする。これによりカレントミラー回路111は、入力側トランジスタと複数の出力側トランジスタとが電流分流路を形成する電流分流回路ブロックとなる。
カレントミラー回路110は、NチャネルMOSの入力側トランジスタTNa,TNpとNチャネルMOSの出力側トランジスタTNb〜TNgとによるカレントミラー回路である。入力側トランジスタTNpは、入力側トランジスタTNaに並列に設けられている。
各出力側トランジスタTNc〜TNgは、8ビット表示データのうち上位5ビット(D3〜D7)の各桁位置にそれぞれ対応して設けられていて、それぞれのドレインは、各桁位置に対応するアナログ変換電流を発生し、各ドレインに流れる電流の合計値が上位5ビットのアナログ変換電流になる。
各出力側トランジスタTNc〜TNgのドレインと出力ライン114との間にはスイッチ回路としてNチャネルMOSFETトランジスタTrc〜Trgとがそれぞれ設けられている。そして、トランジスタTrc〜Trgのゲートがそれぞれ上位5ビットの表示データの各入力端子D3〜D7に接続されている。
ここで、各トランジスタTrc〜Trgは、それぞれスイッチ回路となっていて、レジスタ17からの送出される表示データD3〜D7に応じてこれらトランジスタのON/OFFが決定される。表示データD3〜D7は、これの第1位桁から第5位桁までの1,2,4,8,16の桁重みの上位5桁に対応している。一方、下位桁3ビットの表示データD0〜D2は、カレントミラー回路111のスイッチ回路SW1a 〜SW3a,SW1b 〜SW3bに供給される。
なお、8ビットの表示データD0〜D7は、コントロール回路15のラッチパルスLPに応じてMPU等からレジスタ16にセットされる。
カレントミラー回路111は、NチャンネルMOSの入力側トランジスタQN1とNチャンネルMOSの出力側トランジスタQN2〜QN4とからなり、これらトランジスタQN1〜QN4のソースは、トランジスタTrbのドレイン−ソースを介して出力側トランジスタTNbのドレインに接続されている。これにより、トランジスタQN1〜QN4は、出力側トランジスタTNbの上流に位置する。なお、この出力側トランジスタTNbは、この発明における別の出力側トランジスタの具体例である。
トランジスタTrbは、出力側トランジスタTNc〜TNgの上流に設けられた各トランジスタTrc〜Trgに対応するスイッチ回路の1つであるが、これのゲートが所定のバイアスVaに接続されて常時ON状態にされている。そこで、トランジスタTrbを設けることなく、直接カレントミラー回路111が出力側トランジスタTNbの上流に接続されてもよいが、トランジスタTrbを設けた方がD/Aとしての回路バランスがよい。
なお、各Nチャネルの入力側トランジスタTNa,TNp,出力側トランジスタTNb〜TNg,Trc〜Trgのバックゲートは、グランドGNDに接続されている。
なお、8ビットの表示データD0〜D7は、コントロール回路15のラッチパルスLPに応じてMPU等からレジスタ16にセットされる。
カレントミラー回路111は、NチャンネルMOSの入力側トランジスタQN1とNチャンネルMOSの出力側トランジスタQN2〜QN4とからなり、これらトランジスタQN1〜QN4のソースは、トランジスタTrbのドレイン−ソースを介して出力側トランジスタTNbのドレインに接続されている。これにより、トランジスタQN1〜QN4は、出力側トランジスタTNbの上流に位置する。なお、この出力側トランジスタTNbは、この発明における別の出力側トランジスタの具体例である。
トランジスタTrbは、出力側トランジスタTNc〜TNgの上流に設けられた各トランジスタTrc〜Trgに対応するスイッチ回路の1つであるが、これのゲートが所定のバイアスVaに接続されて常時ON状態にされている。そこで、トランジスタTrbを設けることなく、直接カレントミラー回路111が出力側トランジスタTNbの上流に接続されてもよいが、トランジスタTrbを設けた方がD/Aとしての回路バランスがよい。
なお、各Nチャネルの入力側トランジスタTNa,TNp,出力側トランジスタTNb〜TNg,Trc〜Trgのバックゲートは、グランドGNDに接続されている。
カレントミラー回路110において、その入力側トランジスタTNaのソースは、グランドGNDに接続され、入力側トランジスタTNpのソースは、スイッチ回路SWを介してグランドGNDに接続されている。そして、各トランジスタTNa,TNp,TNb〜TNgのゲートは共通に接続され、さらにトランジスタTNa,TNpのそれぞれのゲートとドレインとがD/A11の入力端子11aに接続されている。このことでトランジスタTNa,TNpは、ダイオード接続され、これら2つのトランジスタがこのカレントミラー回路の入力側トランジスタとなっている。
なお、スイッチ回路SWは、コントロール回路15からインバータ15aを介して制御パルスCONTを受けてON/OFFされる。
ここで、出力側トランジスタTNbとこれの上流に設けられたカレントミラー回路111とは電源電圧ラインとグランドラインとの間において従属接続されているので、カレントミラー回路111の各トランジスタQN1〜QN4に流れた電流の合計電流が出力側トランジスタTNに流れることになる。
なお、スイッチ回路SWは、コントロール回路15からインバータ15aを介して制御パルスCONTを受けてON/OFFされる。
ここで、出力側トランジスタTNbとこれの上流に設けられたカレントミラー回路111とは電源電圧ラインとグランドラインとの間において従属接続されているので、カレントミラー回路111の各トランジスタQN1〜QN4に流れた電流の合計電流が出力側トランジスタTNに流れることになる。
カレントミラー回路111は、これの入力側トランジスタQN1がダイオード接続されることなく、入力側トランジスタN1とこれの複数の出力側トランジスタQN2〜QN4のベースが共通に接続され、この共通接続のベースが定電圧バイアス回路13により所定の定電圧にバイアスされて下流の出力側トランジスタTNbに流れる電流をトランジスタQN1〜QN4に分流する。これにより、この回路は、抵抗回路網の2進荷重の荷重電流回路に換えて同じ値のトランジスタセルの内部インピーダンスで形成される2進荷重の荷重電流回路ブロックになる。
出力側トランジスタQN2〜QN4のドレインは、それぞれ、トランジスタTrc〜Trgと同様なNチャンネルMOSトランジスタで構成されている一対のスイッチ回路SW1aとSW1bの一端が共通接続された端子、一対のスイッチ回路SW2aとSW2bの一端が共通接続された端子、そして一対のスイッチ回路SW3aとSW3bの一端が共通接続された端子にそれぞれに接続されている。
スイッチ回路SW1a、スイッチ回路SW2a、スイッチ回路SW3aの他方の端子は、出力ライン114に接続されている。この出力ライン114は、D/A11の出力端子11bに接続されている。スイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bの他方の端子は、電源ライン113に接続されている。この出力ライン113は、レギュレータ電源112に接続されている。
そこで、レギュレータ電源112の安定化された定電源圧に応じて同じ電流が各トランジスタセル流れる。これにより、選択されたセルトランジスタの数に応じた電流値の電流がレギュレータ電源112から電源ライン113を介してカレントミラー回路111に供給される。また、カレントミラー回路111は、選択されたセルトランジスタの数に応じた電流値の電流を出力端子11bからシンクして出力端子11bに出力する。
トランジスタQN2〜QN4の脇に示す、×1,×2,×4…の数字は、パラレルに接続されたトランジスタセルのセル数(以下セル数)を示している。
出力側トランジスタQN2〜QN4のドレインは、それぞれ、トランジスタTrc〜Trgと同様なNチャンネルMOSトランジスタで構成されている一対のスイッチ回路SW1aとSW1bの一端が共通接続された端子、一対のスイッチ回路SW2aとSW2bの一端が共通接続された端子、そして一対のスイッチ回路SW3aとSW3bの一端が共通接続された端子にそれぞれに接続されている。
スイッチ回路SW1a、スイッチ回路SW2a、スイッチ回路SW3aの他方の端子は、出力ライン114に接続されている。この出力ライン114は、D/A11の出力端子11bに接続されている。スイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bの他方の端子は、電源ライン113に接続されている。この出力ライン113は、レギュレータ電源112に接続されている。
そこで、レギュレータ電源112の安定化された定電源圧に応じて同じ電流が各トランジスタセル流れる。これにより、選択されたセルトランジスタの数に応じた電流値の電流がレギュレータ電源112から電源ライン113を介してカレントミラー回路111に供給される。また、カレントミラー回路111は、選択されたセルトランジスタの数に応じた電流値の電流を出力端子11bからシンクして出力端子11bに出力する。
トランジスタQN2〜QN4の脇に示す、×1,×2,×4…の数字は、パラレルに接続されたトランジスタセルのセル数(以下セル数)を示している。
トランジスタQN1〜QN4は、バイアス回路13から所定の定電圧のバイアスを共通ベースに受けることにより、各トランジスタQN1〜QN4を構成する各トランジスタセルが実質的に同じ所定のインピーダンス(抵抗値)に設定される。そこで、カレントミラー回路111は、各トランジスタQN1〜QN4を構成するトランジスタセル数に応じて所定の比率で下流の出力側トランジスタTNbに流れる電流を分配することができる。各トランジスタセルは実質的にその特性が等しいものとしてICに形成されるからである。
カレントミラー回路111は、ここでは、バイアス回路13から所定の定電圧のバイアスを共通ベースに受けることにより、下位m桁の桁重みに対応してパラレルに同じ値の内部インピーダンスのトランジスタが接続されたm個の分流路を持つ分流回路(ただし最下位桁の桁重みに対応する分流回路はパラレル接続ではない)が出力側トランジスタQN2〜QN4で形成され、これに加えて最下位桁の桁重みに対応する分流回路が入力側トランジスタQN1により形成されて1個追加されて構成された荷重電流回路ブロック(電流分流回路ブロック)になっている。
各出力側トランジスタQN2〜QN4は、表示データ(被変換データ)の下位m桁の各桁位置にそれぞれ対応している。
入力側トランジスタQN1のドレインは、スイッチ回路SWbを介して電源ライン113側に接続され、スイッチ回路SWbは常時ON状態に設定されている。また、入力側トランジスタQN1のドレインは、スイッチ回路SWaを介して出力ライン114に接続され、スイッチ回路SWaは常時OFF状態になっている。その結果、入力側トランジスタQN1のドレインは、出力ライン113を介してレギュレータ電源112に接続され、ここに流れた電流が常時下流の出力側トランジスタTNbに流れることになる。
カレントミラー回路111は、ここでは、バイアス回路13から所定の定電圧のバイアスを共通ベースに受けることにより、下位m桁の桁重みに対応してパラレルに同じ値の内部インピーダンスのトランジスタが接続されたm個の分流路を持つ分流回路(ただし最下位桁の桁重みに対応する分流回路はパラレル接続ではない)が出力側トランジスタQN2〜QN4で形成され、これに加えて最下位桁の桁重みに対応する分流回路が入力側トランジスタQN1により形成されて1個追加されて構成された荷重電流回路ブロック(電流分流回路ブロック)になっている。
各出力側トランジスタQN2〜QN4は、表示データ(被変換データ)の下位m桁の各桁位置にそれぞれ対応している。
入力側トランジスタQN1のドレインは、スイッチ回路SWbを介して電源ライン113側に接続され、スイッチ回路SWbは常時ON状態に設定されている。また、入力側トランジスタQN1のドレインは、スイッチ回路SWaを介して出力ライン114に接続され、スイッチ回路SWaは常時OFF状態になっている。その結果、入力側トランジスタQN1のドレインは、出力ライン113を介してレギュレータ電源112に接続され、ここに流れた電流が常時下流の出力側トランジスタTNbに流れることになる。
スイッチ回路SW1a,SW1bとスイッチ回路SW2aとスイッチ回路SW2b,SW3a,SW3bは、それぞれ表示データD0〜D2を受けてON/OFFされる。表示データD0〜D2は、1の位以下となる下位3桁、すなわち1/8,1/4,1/2の桁重みに対応しているデータである。
スイッチ回路SW1aとSW1b、スイッチ回路SW2aとSW2b、スイッチ回路SW3aとSW3bとは、トランジスタTrc〜Trgと同様なトランジスタで構成されていて、1対のスイッチ回路の一方のトランジスタのゲートは、それぞれインバータ17a,17b,17cを介して表示データD0〜D2をそれぞれが受ける。これにより各スイッチ回路SW1aとSW1b,SW2aとSW2b,SW3aとSW3bはそれぞれON/OFFが相補動作になり、出力側トランジスタQN2〜QN4のドレインは、レギュレータ電源112か、D/A11の出力端子11bのいずれかにその接続が選択される。したがって、これらスイッチ回路SW1a〜SW3aと、スイッチ回路SW1b〜SW3bとは、レギュレータ電源112からの電流とD/A11の出力端子11bからのシンクする電流とを切り換える切換回路になっている。
スイッチ回路SW1aとSW1b、スイッチ回路SW2aとSW2b、スイッチ回路SW3aとSW3bとは、トランジスタTrc〜Trgと同様なトランジスタで構成されていて、1対のスイッチ回路の一方のトランジスタのゲートは、それぞれインバータ17a,17b,17cを介して表示データD0〜D2をそれぞれが受ける。これにより各スイッチ回路SW1aとSW1b,SW2aとSW2b,SW3aとSW3bはそれぞれON/OFFが相補動作になり、出力側トランジスタQN2〜QN4のドレインは、レギュレータ電源112か、D/A11の出力端子11bのいずれかにその接続が選択される。したがって、これらスイッチ回路SW1a〜SW3aと、スイッチ回路SW1b〜SW3bとは、レギュレータ電源112からの電流とD/A11の出力端子11bからのシンクする電流とを切り換える切換回路になっている。
D/A11の出力端子11bは、出力段電流源1の入力に接続され、D/A11が出力段電流源1を電流駆動する。出力段電流源1は、通常、カレントミラー回路で構成される。その入力側トランジスタがD/A11により駆動されてその出力側トランジスタに発生する電流が、パッシブマトリックス型では有機ELパネルの端子ピン2を介してOEL素子3の陽極に接続され、これを電流駆動する。なお、OEL素子3の陰極は、通常、ロー側駆動回路を介して接地されるが、ロー側駆動回路は発明に関係していないので、ここでは図示するように接地されているものとする。
各トランジスタTNa,TNp,TNb〜TNgの脇に示す、×1,×2,×4…の数字もパラレルに接続されたセル数を示している。×1の場合にパラレル接続はない。このセル数に応じて出力側トランジスタTNc〜TNgと、出力側トランジスタQN2〜QN4とは、それぞれの出力電流が表示データD0〜D7の桁重みに対応するアナログ変換電流を発生する。出力側トランジスタTNb,TNcは、×1となっていて、これらに流れる動作電流は等しい。
各トランジスタTNa,TNp,TNb〜TNgの脇に示す、×1,×2,×4…の数字もパラレルに接続されたセル数を示している。×1の場合にパラレル接続はない。このセル数に応じて出力側トランジスタTNc〜TNgと、出力側トランジスタQN2〜QN4とは、それぞれの出力電流が表示データD0〜D7の桁重みに対応するアナログ変換電流を発生する。出力側トランジスタTNb,TNcは、×1となっていて、これらに流れる動作電流は等しい。
出力側トランジスタTNb,TNcは×1であるので、入力側トランジスタTNaと同じ電流値Ipの電流が流れる。そこで、カレントミラー回路111の入力側トランジスタQN1と出力側トランジスタQN2〜QN4には、トランジスタTNbの電流値Ipの電流が分流することになる。
すなわち、レギュレータ電源112からの電流が電源ライン113を介して、出力側トランジスタTNbに流れる電流値Ipの電流が分流して入力側トランジスタQN1と出力側トランジスタQN2〜QN4に流れる。このとき、電流値Ipは、これらトランジスタの動作電流比に応じて分流される。入力側トランジスタQN1は×1であり、出力側トランジスタQN2〜QN4は、それぞれ×4,×2,×1である。セル数の総数が×8となるので、トランジスタQN1には電流値Ip/8、トランジスタQN2には電流値Ip/2、トランジスタQN3には電流値Ip/4、トランジスタQN4には電流値Ip/8の分流電流が流れる。これら電流値は、1以下の下位桁のアナログ変換電流値に対応している。
ここで、追加した分流回路のトランジスタQN1にはレギュレータ電源112から電流値Ip/8が常時流れるので、下流の出力側トランジスタTNbに流れる電流は、各分流電流の合計値として電流値Ipの電流が流れる。その結果、出力側トランジスタTNbに流れる電流の電流値が入力側トランジスタTNaと同じ電流値Ipになるので、D/A変換精度を向上させることができる。
なお、このときの各トランジスタQN1〜QN4の動作電流比は、QN1:QN2:QN2:QN4=1:4:2:1である。
ここで、各トランジスタQN1〜QN4における×4,×2,×1でパラレル接続されるセル数について考えてみると、各セルトランジスタの内部インピーダンスは等しく、それぞれに同じ電流値Ip/8が流れることになる。その結果、このカレントミラー回路111は、電流値Ip/8を分解能とする2進荷重の荷重電流回路によるD/A変換回路となる。
レギュレータ電源112は、電源ライン+VDDから電力供給を受けて1.5V〜2.0V程度の安定化された電圧を発生する。図1に示すような電源電位とグランドGNDとの間に4段程度のMOSトランジスタの積み上げた場合には、D/A11は、電源電圧が1.5V〜2.0V程度あればD/A変換回路として十分な動作が可能である。
すなわち、レギュレータ電源112からの電流が電源ライン113を介して、出力側トランジスタTNbに流れる電流値Ipの電流が分流して入力側トランジスタQN1と出力側トランジスタQN2〜QN4に流れる。このとき、電流値Ipは、これらトランジスタの動作電流比に応じて分流される。入力側トランジスタQN1は×1であり、出力側トランジスタQN2〜QN4は、それぞれ×4,×2,×1である。セル数の総数が×8となるので、トランジスタQN1には電流値Ip/8、トランジスタQN2には電流値Ip/2、トランジスタQN3には電流値Ip/4、トランジスタQN4には電流値Ip/8の分流電流が流れる。これら電流値は、1以下の下位桁のアナログ変換電流値に対応している。
ここで、追加した分流回路のトランジスタQN1にはレギュレータ電源112から電流値Ip/8が常時流れるので、下流の出力側トランジスタTNbに流れる電流は、各分流電流の合計値として電流値Ipの電流が流れる。その結果、出力側トランジスタTNbに流れる電流の電流値が入力側トランジスタTNaと同じ電流値Ipになるので、D/A変換精度を向上させることができる。
なお、このときの各トランジスタQN1〜QN4の動作電流比は、QN1:QN2:QN2:QN4=1:4:2:1である。
ここで、各トランジスタQN1〜QN4における×4,×2,×1でパラレル接続されるセル数について考えてみると、各セルトランジスタの内部インピーダンスは等しく、それぞれに同じ電流値Ip/8が流れることになる。その結果、このカレントミラー回路111は、電流値Ip/8を分解能とする2進荷重の荷重電流回路によるD/A変換回路となる。
レギュレータ電源112は、電源ライン+VDDから電力供給を受けて1.5V〜2.0V程度の安定化された電圧を発生する。図1に示すような電源電位とグランドGNDとの間に4段程度のMOSトランジスタの積み上げた場合には、D/A11は、電源電圧が1.5V〜2.0V程度あればD/A変換回路として十分な動作が可能である。
カレントミラー回路111における各分流電流は、スイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bがすべてONしているときには、レギュレータ電源112から入力側トランジスタQN1と出力側トランジスタQN2〜QN4を介して下流にあるカレントミラー回路110のトランジスタTNbに供給される。このときには、スイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bは、“000”の表示データD0〜D2を受けてそれぞれONになり、スイッチ回路SW1a、スイッチ回路SW2a、スイッチ回路SW3aは逆にOFFになる。
ここで、表示データD0〜D2のうち“1”になっている桁位置では、スイッチ回路SW1a、スイッチ回路SW2a、スイッチ回路SW3aの対応するものがONとなり、出力側トランジスタQN2〜QN4のうち“1”になっている桁位置に対応するものが出力端子11bに接続される。逆に“1”になっている桁位置に対応するスイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bがOFFとなり、出力側トランジスタQN2〜QN4のうち“1”になっている桁位置に対応するものがレギュレータ電源112から切り離される。
例えば、表示データD0〜D2のうち“001”でONとなったスイッチ回路がスイッチ回路SW1aとすると、スイッチ回路SW1aは、出力側トランジスタQN2のドレインを出力端子11bに接続する。これにより出力端子11bから電流値Ip/2(=4×Ip/8)がシンクされる。
すなわち、表示データD0〜D2に応じて、QN2=Ip/2、QN2=Ip/4、QN4=Ip/8のいずれか1つあるいは複数の電流値をアナログ変換電流として選択して出力端子11bに取り出すことができる。
したがって、一対のスイッチ回路SW1aとSW1b、一対のスイッチ回路SW2aとSW2b、一対のスイッチ回路SW3aとSW3bは、分流電流を選択する選択回路になっている。
ここで、表示データD0〜D2のうち“1”になっている桁位置では、スイッチ回路SW1a、スイッチ回路SW2a、スイッチ回路SW3aの対応するものがONとなり、出力側トランジスタQN2〜QN4のうち“1”になっている桁位置に対応するものが出力端子11bに接続される。逆に“1”になっている桁位置に対応するスイッチ回路SW1b、スイッチ回路SW2b、スイッチ回路SW3bがOFFとなり、出力側トランジスタQN2〜QN4のうち“1”になっている桁位置に対応するものがレギュレータ電源112から切り離される。
例えば、表示データD0〜D2のうち“001”でONとなったスイッチ回路がスイッチ回路SW1aとすると、スイッチ回路SW1aは、出力側トランジスタQN2のドレインを出力端子11bに接続する。これにより出力端子11bから電流値Ip/2(=4×Ip/8)がシンクされる。
すなわち、表示データD0〜D2に応じて、QN2=Ip/2、QN2=Ip/4、QN4=Ip/8のいずれか1つあるいは複数の電流値をアナログ変換電流として選択して出力端子11bに取り出すことができる。
したがって、一対のスイッチ回路SW1aとSW1b、一対のスイッチ回路SW2aとSW2b、一対のスイッチ回路SW3aとSW3bは、分流電流を選択する選択回路になっている。
ここで、4桁目(D3)は1の位の桁位置にある。表示データを8ビットとすれば、1の位の桁位置は、8ビットを上位と下位の2つに割ったときの実質的に真ん中に相当する桁位置(表示データをmビットとすれば、mが偶数のときにはm/2の桁位置,mが奇数のときには真ん中の桁位置)とするとよい。そこで、4桁目(D3)が1の位の桁位置になっている。この実質的に真ん中に相当する桁位置を1の位としてこれよりも下位の桁位置に対応する位置に出力側トランジスタTNbを設け、この出力側トランジスタTNbを自己の電流(その電流値は、1の位の桁位置の電流値と同じIp)をカレントミラー回路111に分流するトランジスタに割当てる。
これにより8ビットの最上位桁の桁重み128を、1の位より下位に設けた3桁分だけ下側にシフトして最上位桁の桁重み16とすることができる。通常、8ビットの最大桁位置の重み値128は、1つ手前の桁が64で、1桁増すごとに2倍の値に増加するが、この実施例の桁位置D0〜D2のようにカレントミラー回路を上流に設けてこれにより出力側トランジスタTNbの電流をカレントミラー回路111に分流して1の位より下位の桁重みの電流値の電流をカレントミラー回路111で多数生成するようにすれば、カレントミラー回路110の最大桁のセルトランジスタ数が16個となり、カレントミラー回路111のセルトランジスタ数も16個程度で済む。
すなわち、上流のカレントミラー回路の各出力側トランジスタがそれぞれ1の位より下位の桁重みの電流値を生成するようにすれば、出力側トランジスタの数の増加を抑えることができる。なお、出力側トランジスタTNbのセル数を×2として、その電流を5桁目(D4)電流値2Ipと同じとしてもよい。この場合には、トランジスタQN1には電流値Ip/4、トランジスタQN2には電流値Ip、トランジスタQN3には電流値Ip/2、トランジスタQN4には電流値Ip/4の分流電流が流れる。したがって、トランジスタQN2が1位の桁の分流電流を発生して全体は7ビットになる。カレントミラー回路110の1位の桁は不要になって、上位桁が4ビットになる。
このように、下位の桁重みは、上流側に設けたカレントミラー回路の入力側トランジスタと出力側トランジスタとのチャネル幅比(あるいはゲート幅比)で下流の出力側トランジスタに流れる電流をこれらトランジスタに分配することで容易に生成することができる。そして、上流のカレントミラー回路111がその出力側トランジスタに分配した2の累乗の電流あるいは2の累乗分の1の電流は、D/A11の出力端子11bに出力される。
これにより8ビットの最上位桁の桁重み128を、1の位より下位に設けた3桁分だけ下側にシフトして最上位桁の桁重み16とすることができる。通常、8ビットの最大桁位置の重み値128は、1つ手前の桁が64で、1桁増すごとに2倍の値に増加するが、この実施例の桁位置D0〜D2のようにカレントミラー回路を上流に設けてこれにより出力側トランジスタTNbの電流をカレントミラー回路111に分流して1の位より下位の桁重みの電流値の電流をカレントミラー回路111で多数生成するようにすれば、カレントミラー回路110の最大桁のセルトランジスタ数が16個となり、カレントミラー回路111のセルトランジスタ数も16個程度で済む。
すなわち、上流のカレントミラー回路の各出力側トランジスタがそれぞれ1の位より下位の桁重みの電流値を生成するようにすれば、出力側トランジスタの数の増加を抑えることができる。なお、出力側トランジスタTNbのセル数を×2として、その電流を5桁目(D4)電流値2Ipと同じとしてもよい。この場合には、トランジスタQN1には電流値Ip/4、トランジスタQN2には電流値Ip、トランジスタQN3には電流値Ip/2、トランジスタQN4には電流値Ip/4の分流電流が流れる。したがって、トランジスタQN2が1位の桁の分流電流を発生して全体は7ビットになる。カレントミラー回路110の1位の桁は不要になって、上位桁が4ビットになる。
このように、下位の桁重みは、上流側に設けたカレントミラー回路の入力側トランジスタと出力側トランジスタとのチャネル幅比(あるいはゲート幅比)で下流の出力側トランジスタに流れる電流をこれらトランジスタに分配することで容易に生成することができる。そして、上流のカレントミラー回路111がその出力側トランジスタに分配した2の累乗の電流あるいは2の累乗分の1の電流は、D/A11の出力端子11bに出力される。
前記の実施例では、出力端子11bからシンクする電流の桁重みが1/8,1/4,1/2となっているので、これらの桁重みに対応する電流が1の位以下のそれぞれの桁位置に発生する。このとき、下流のトランジスタTNbに流れる電流は、カレントミラー回路111で分配された電流が合流した電流、すなわち、カレントミラー回路の全体の動作電流である。この動作電流は、4桁目(D3)のトランジスタTNeに流れる電流と同じ電流値Ipである。このようにするためには、トランジスタQN1からなる1個追加された分流回路が必要になる。
このような上流、下流に積み重ねた関係のカレントミラー回路からなるD/Aでは、トランジスタTNb〜TNdのドレイン−ソース間の電圧は、1の位以下の桁の電流を1つのカレントミラー回路構成で直接分流して得るD/Aよりも低くすることができる。しかも、トランジスタTNbの電流は、トランジスタTNaとトランジスタTNpに流れる駆動電流に対応した値となるので、D/A変換して得られるアナログ電流値の精度が高い。
前記の実施例では、トランジスタTNb〜TNcに流れる電流が入力側トランジスタTNaと同じ電流値Ipとなり、実質的に等しくなっているので、4桁目(D3)からその下側の下位桁の変換電流精度が向上する。また、最上位桁もパラレル接続セル数が16個と少ない数で留まるので、その分、変換電流精度が向上する。
このような上流、下流に積み重ねた関係のカレントミラー回路からなるD/Aでは、トランジスタTNb〜TNdのドレイン−ソース間の電圧は、1の位以下の桁の電流を1つのカレントミラー回路構成で直接分流して得るD/Aよりも低くすることができる。しかも、トランジスタTNbの電流は、トランジスタTNaとトランジスタTNpに流れる駆動電流に対応した値となるので、D/A変換して得られるアナログ電流値の精度が高い。
前記の実施例では、トランジスタTNb〜TNcに流れる電流が入力側トランジスタTNaと同じ電流値Ipとなり、実質的に等しくなっているので、4桁目(D3)からその下側の下位桁の変換電流精度が向上する。また、最上位桁もパラレル接続セル数が16個と少ない数で留まるので、その分、変換電流精度が向上する。
ところで、この実施例のD/A11は、出力側トランジスタで発生するアナログ変換電流値が低い位桁位置側にシフトした分だけ小さくなる。しかし、それは、入力側トランジスタの駆動電流をその分大きくすればシフトする前の桁位置のアナログ変換電流をシフトした低い桁位置で得ることができる。その入力側トランジスタの駆動電流を発生するのが定電流源12である。
定電流源12は、例えば、+3V程度の低い電源ライン+VDDに接続されていて、これの下流に設けられたトランジスタTNaとトランジスタTNpに入力端子11aを介して駆動電流Ipを送出する。
この定電流源12は、基準電流分配回路の出力電流源に対応している。基準電流分配回路は、カレントミラー回路で構成される入力側トランジスタが基準電流を受けて、出力端子ピン対応に並列に設けられた多数の出力側トランジスタにミラー電流として基準電流を分配する。このとき分配された基準電流あるいは基準駆動電流(基準電流が増幅された電流)は、OEL素子3の駆動初期にOEL素子3の駆動電流にピーク電流を発生させる。このピーク電流を生成する電流値に対応させた電流値が駆動電流値Ipである。これが基準電流分配回路に設けられたカレントミラー回路の各出力側トランジスタから各D/A11の入力側トランジスタTNaに出力される。なお、電流源12は、通常、1個のPチャネルのMOSトランジスタとされ、そのソースが電源ライン+VDDに接続され、そのドレインが入力端子11aに接続されたものとなる。
定電流源12は、例えば、+3V程度の低い電源ライン+VDDに接続されていて、これの下流に設けられたトランジスタTNaとトランジスタTNpに入力端子11aを介して駆動電流Ipを送出する。
この定電流源12は、基準電流分配回路の出力電流源に対応している。基準電流分配回路は、カレントミラー回路で構成される入力側トランジスタが基準電流を受けて、出力端子ピン対応に並列に設けられた多数の出力側トランジスタにミラー電流として基準電流を分配する。このとき分配された基準電流あるいは基準駆動電流(基準電流が増幅された電流)は、OEL素子3の駆動初期にOEL素子3の駆動電流にピーク電流を発生させる。このピーク電流を生成する電流値に対応させた電流値が駆動電流値Ipである。これが基準電流分配回路に設けられたカレントミラー回路の各出力側トランジスタから各D/A11の入力側トランジスタTNaに出力される。なお、電流源12は、通常、1個のPチャネルのMOSトランジスタとされ、そのソースが電源ライン+VDDに接続され、そのドレインが入力端子11aに接続されたものとなる。
図1に示すように、入力側トランジスタTNaに並列に設けられた入力側トランジスタTNpの下流にはスイッチ回路SWがある。このスイッチ回路SWは、コントロールパルスCONTの反転信号をインバータ15aを介して受ける。コントロール回路15は、OEL素子3の駆動初期に一定期間HIGHレベル(“H”)となるコントロールパルスCONTを発生する。これにより駆動初期はスイッチ回路SWがOFFとなって、D/A11に前記のピーク電流を生成するアナログ変換電流が発生する。その後、コントロールパルスCONTが停止してLOWレベル(“L”)になることでスイッチ回路SWがその反転信号“H”を受けてONになる。これにより駆動電流値Ipは、トランジスタTNpに分流されてトランジスタTNaとトランジスタTNpとに流れ、入力側の駆動電流がIp/10になって、OEL素子3の駆動電流は、駆動初期のピーク電流から定常電流に落ちる。
さて、以上により、D/A11は、変換ビット数が8ビットでありながら最大桁の重みは、×16で済む。これにより、4桁目(D3)を越える上位桁の出力電流のばらつきも抑えることができる。
さて、以上により、D/A11は、変換ビット数が8ビットでありながら最大桁の重みは、×16で済む。これにより、4桁目(D3)を越える上位桁の出力電流のばらつきも抑えることができる。
図2は、さらに他の実施例のD/A21の回路であって、カレントミラー回路111を2段積み上げたD/Aの実施例である。これには、図1のカレントミラー回路111に換えてカレントミラー回路111a,111bがカレントミラー回路110の上流に設けられている。
なお、図2では、図1のトランジスタによる各スイッチ回路を単にスイッチに変更して記述し、D/Aの回路21を回路を簡略化して示してある。また、定電圧バイアス回路13も定電圧バイアス回路13a,13bとし、レギュレーション電源112等も単なる電源として簡略化してある。レギュレーション電源112の電圧は、この実施例では、2.0V〜2.5V程度が好ましい。
図2のカレントミラー回路111a,111bは、説明の都合上、図1で一番右側にあるトランジスタQN1が一番左側に移っている。カレントミラー回路111aのトランジスタQN1は、スイッチ回路SWa,SWbを省略してカレントミラー回路111bのトランジスタQN1に直接接続してある。
なお、図2では、図1のトランジスタによる各スイッチ回路を単にスイッチに変更して記述し、D/Aの回路21を回路を簡略化して示してある。また、定電圧バイアス回路13も定電圧バイアス回路13a,13bとし、レギュレーション電源112等も単なる電源として簡略化してある。レギュレーション電源112の電圧は、この実施例では、2.0V〜2.5V程度が好ましい。
図2のカレントミラー回路111a,111bは、説明の都合上、図1で一番右側にあるトランジスタQN1が一番左側に移っている。カレントミラー回路111aのトランジスタQN1は、スイッチ回路SWa,SWbを省略してカレントミラー回路111bのトランジスタQN1に直接接続してある。
D/A21は、カレントミラー回路111aがトランジスタTNbの上流に設けられている。そして、カレントミラー回路111aの出力側トランジスタQN1の上流にカレントミラー回路111bが設けられている。
カレントミラー回路111bは、カレントミラー回路111と同様な回路であり、カレントミラー回路111aの下流にあるトランジスタTNbに相当するトランジスタがカレントミラー回路111aの出力側トランジスタQN1になっている。
これにより、カレントミラー回路111bの下流にある出力側トランジスタQN1の電流値がIp/8となるので、カレントミラー回路111bの各トランジスタQN1〜QN4の分配電流がQN1=Ip/(8×8)、QN2=Ip/(2×8)、QN3=Ip/(4×8)、QN4=Ip/(8×8)となる。その結果、カレントミラー回路111bのトランジスタQN2,QN3,QN4の桁重みが1/16,1/32,1/64となり、これらに対応する桁重みを持つのアナログ変換電流値がカレントミラー回路111bで発生する。
なお、この実施例では、D/A21は、3ビット分さらに変換ビット数が下位桁側において増加する。変換対象となる表示データは、全体で11ビットとなり、D0〜D10となる。表示データD0〜D10のうち表示データD0〜D2の3ビットがカレントミラー回路111bへ、表示データD3〜D5の3ビットがカレントミラー回路111aへ、表示データD6〜D10の5ビットがカレントミラー回路110へ加えられる。図ではこの点については割愛している。
カレントミラー回路111bは、カレントミラー回路111と同様な回路であり、カレントミラー回路111aの下流にあるトランジスタTNbに相当するトランジスタがカレントミラー回路111aの出力側トランジスタQN1になっている。
これにより、カレントミラー回路111bの下流にある出力側トランジスタQN1の電流値がIp/8となるので、カレントミラー回路111bの各トランジスタQN1〜QN4の分配電流がQN1=Ip/(8×8)、QN2=Ip/(2×8)、QN3=Ip/(4×8)、QN4=Ip/(8×8)となる。その結果、カレントミラー回路111bのトランジスタQN2,QN3,QN4の桁重みが1/16,1/32,1/64となり、これらに対応する桁重みを持つのアナログ変換電流値がカレントミラー回路111bで発生する。
なお、この実施例では、D/A21は、3ビット分さらに変換ビット数が下位桁側において増加する。変換対象となる表示データは、全体で11ビットとなり、D0〜D10となる。表示データD0〜D10のうち表示データD0〜D2の3ビットがカレントミラー回路111bへ、表示データD3〜D5の3ビットがカレントミラー回路111aへ、表示データD6〜D10の5ビットがカレントミラー回路110へ加えられる。図ではこの点については割愛している。
図3は、D/A11の出力端子11bが電流シンクの出力となっているので、出力段電流源1を削除して、D/Aの出力端子11bをアクディブマトリックス形の有機ELパネルの端子ピン2に直接接続した実施例である。D/A11は、有機ELパネル101のピクセル回路4のデータ線X(X1〜Xn)に端子ピン2に出力端子11aが接続され、アクディブマトリックス形の有機ELパネルを駆動する。
100は、D/A11が出力端子ピン2に対応して設けられた電流駆動回路であり、MPU6により制御される。コントロール回路15は、MPU6により制御されてタイミング制御信号T1、T2を書込制御回路5に送出する。
100は、D/A11が出力端子ピン2に対応して設けられた電流駆動回路であり、MPU6により制御される。コントロール回路15は、MPU6により制御されてタイミング制御信号T1、T2を書込制御回路5に送出する。
図3に示すように、ピクセル回路(表示セル)4は、X,Yのマトリックス配線(データ線X1,…Xn,走査線Y1,Y2,…)の交点に対応して設けられている。このピクセル回路4内には各データ線と各走査線Y1との各交点にソース側とゲートが接続されたNチャネルMOSトランジスタTr1が配置されている。OEL素子4aは、ピクセル回路4に設けられたPチャネルMOSの駆動トランジスタTr2により駆動される。トランジスタTr2のソース−ゲート間にはコンデンサCが接続されている。トランジスタTr2のソースは、例えば、+7V程度の+Vcc電源ラインに接続され、そのドレイン側はOEL素子4aの陽極に接続されている。OEL素子4aの陰極は、ロー側走査回路7のスイッチ回路7aに接続され、このスイッチ回路7aを介してグランドGNDに接続されている。
ピクセル回路4において、トランジスタTr1とトランジスタTr2との間にはPチャネルMOSトランジスタTr3とNチャネルMOSトランジスタTr4が設けられている。トランジスタTr3は、トランジスタTr2を出力側トランジスタとしてカレントミラー回路4bを構成する入力側トランジスタとなっている。トランジスタTr3の下流でこれのドレインにトランジスタTr1のドレインが接続されている。トランジスタTr4は、そのソースとドレインを介してトランジスタTr3とトランジスタTr1の接続点とカレントミラー回路4bの共通ゲート(トランジスタTr2のゲート)との間に接続されている。
トランジスタTr1のゲートは、走査線Y1(書込線)を介して書込制御回路5に接続され、トランジスタTr4のゲートは、走査線Y2(イレーズ線)を介して書込制御回路5に接続されている。書込制御回路5は、制御信号T1、T2に応じて走査線Y1(書込線)と走査線Y2(イレーズ線)とを駆動走査し、これら走査線が“H”になることでトランジスタTr1とトランジスタTr4とがともにONとなる。これにより所定の駆動電流でトランジスタTr2が駆動されるとともにコンデンサCに充電されて所定の駆動電圧がコンデンサCに保持される。
その結果、コンデンサCに駆動電流値が書込まれる。このとき、コンデンサCはこれを電圧値として記憶する。なお、コントロール回路15からの制御パルスCONTに応じて、このコンデンサCには充電初期にピーク電流が流される。
MOSトランジスタTr2は、この記憶されたコンデンサCの電圧に応じて電流駆動されることになる。このときコンデンサCに記憶された電圧は、書込時の駆動電流に対応する電圧値となり、OEL素子4aは、書込時の駆動電流に対応した電流値で電流駆動される。トランジスタTr2とトランジスタTr3のチャネル幅が等しいときには、書込み電流と同じ駆動電流を発生させることができる。
トランジスタTr1のゲートは、走査線Y1(書込線)を介して書込制御回路5に接続され、トランジスタTr4のゲートは、走査線Y2(イレーズ線)を介して書込制御回路5に接続されている。書込制御回路5は、制御信号T1、T2に応じて走査線Y1(書込線)と走査線Y2(イレーズ線)とを駆動走査し、これら走査線が“H”になることでトランジスタTr1とトランジスタTr4とがともにONとなる。これにより所定の駆動電流でトランジスタTr2が駆動されるとともにコンデンサCに充電されて所定の駆動電圧がコンデンサCに保持される。
その結果、コンデンサCに駆動電流値が書込まれる。このとき、コンデンサCはこれを電圧値として記憶する。なお、コントロール回路15からの制御パルスCONTに応じて、このコンデンサCには充電初期にピーク電流が流される。
MOSトランジスタTr2は、この記憶されたコンデンサCの電圧に応じて電流駆動されることになる。このときコンデンサCに記憶された電圧は、書込時の駆動電流に対応する電圧値となり、OEL素子4aは、書込時の駆動電流に対応した電流値で電流駆動される。トランジスタTr2とトランジスタTr3のチャネル幅が等しいときには、書込み電流と同じ駆動電流を発生させることができる。
各実施例において、カレントミラー回路111は、D/Aを構成するカレントミラー回路の出力側トランジスタTNb〜TNgに対してスイッチ回路を構成するトランジスタTrb〜Trdがこれら各出力側トランジスタの上流に設けられているが、トランジスタTrb〜Trdは、各出力側トランジスタの下流に設けられていてもよい。
また、実施例のD/Aは、8ビットと11ビットの例を挙げている。しかし、この発明は、9ビット,10ビット、あるいは11ビットを超えるビット数の変換桁数をもつD/Aであっても適用できることはもちろんである。
また、カレントミラー回路110とカレントミラー回路111は、それぞれの各出力側トランジスタに直列にスイッチ回路がそれぞれ設けられているが、これらの各スイッチ回路も各出力側トランジスタの下流側に設けられていてもよい。
また、実施例のD/Aは、8ビットと11ビットの例を挙げている。しかし、この発明は、9ビット,10ビット、あるいは11ビットを超えるビット数の変換桁数をもつD/Aであっても適用できることはもちろんである。
また、カレントミラー回路110とカレントミラー回路111は、それぞれの各出力側トランジスタに直列にスイッチ回路がそれぞれ設けられているが、これらの各スイッチ回路も各出力側トランジスタの下流側に設けられていてもよい。
以上説明してきたが、実施例は、入力側トランジスタがダイオード接続されないカレントミラー回路により2進荷重の荷重電流回路ブロックが形成されているが、この発明の2進荷重の荷重電流回路ブロックは、カレントミラー回路によるものに限定されない。
また、実施例のD/Aは、NチャネルMOSトランジスタを主体としたものであるが、このD/Aは、PチャネルMOSトランジスタあるいはこれとNチャネルMOSトランジスタとを組み合わせた回路であってもよいことはもちろんである。さらに、これらトランジスタは、バイポーラトランジスタであってもよいことはもちろんである。なお、その場合には、ゲートはベースに、ソースはエミッタに、ドレインがコレクタに対応し、トランジスタのチャネル幅(ゲート幅)の比は、エミッタ面積比になる。
また、実施例のD/Aは、NチャネルMOSトランジスタを主体としたものであるが、このD/Aは、PチャネルMOSトランジスタあるいはこれとNチャネルMOSトランジスタとを組み合わせた回路であってもよいことはもちろんである。さらに、これらトランジスタは、バイポーラトランジスタであってもよいことはもちろんである。なお、その場合には、ゲートはベースに、ソースはエミッタに、ドレインがコレクタに対応し、トランジスタのチャネル幅(ゲート幅)の比は、エミッタ面積比になる。
1…出力段電流源、2…端子ピン、
3,4a…OEL素子、4…ピクセル回路、
5…書込制御回路、6…MPU、7…ロー側走査回路、
10…カラムドライバ、11,21…D/A変換回路(D/A)、
12…定電流源、13…定電圧バイアス回路、
13…定電圧バイアス回路、
14…ピーク電流生成回路、
15…コントロール回路、15a…インバータ、
16,17…レジスタ、
110,111,111a,111b…カレントミラー回路、
112…レギュレータ電源、113…電源ライン、114…出力ライン、
TNa〜TNg,QN1〜QN5,Trb〜Trg…NチャネルのMOSトランジスタ、
SW1a,SW1b,SW2a,SW2b,SW3a,SW3b…スイッチ回路。
3,4a…OEL素子、4…ピクセル回路、
5…書込制御回路、6…MPU、7…ロー側走査回路、
10…カラムドライバ、11,21…D/A変換回路(D/A)、
12…定電流源、13…定電圧バイアス回路、
13…定電圧バイアス回路、
14…ピーク電流生成回路、
15…コントロール回路、15a…インバータ、
16,17…レジスタ、
110,111,111a,111b…カレントミラー回路、
112…レギュレータ電源、113…電源ライン、114…出力ライン、
TNa〜TNg,QN1〜QN5,Trb〜Trg…NチャネルのMOSトランジスタ、
SW1a,SW1b,SW2a,SW2b,SW3a,SW3b…スイッチ回路。
Claims (18)
- 被変換データをD/A変換するカレントミラー回路で構成されるD/Aコンバータにおいて、
前記カレントミラー回路は、nビットの前記被変換データの上位(n−m)桁(nは4か、それ以上の整数,mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)についてD/A変換をする前記第1のカレントミラー回路と、下位m桁のD/A変換を行う荷重電流回路ブロックとを有し、
前記荷重電流回路ブロックは、前記第1のカレントミラー回路の、D/A変換をするための出力側トランジスタとは別の出力側トランジスタの1つの上流あるいは下流に従属接続されかつ前記別の出力側トランジスタに流れる電流を前記下位m桁の各桁重みの電流値に対応する分流電流として流す少なくともm個の分流回路と、このm個の分流回路のそれぞれに流れる各前記分流電流を前記第1のカレントミラー回路の前記アナログ変換電流の出力端子へ選択的に出力する選択回路とを備える、D/A変換回路。 - 前記選択回路は、前記下位m桁のデータ値に応じて各前記分流電流の選択をするための複数のスイッチ回路を有し、複数のスイッチ回路は、前記m個の分流回路に対応してそれぞれ設けられている請求項1記載のD/A変換回路。
- 前記選択回路は、前記別の出力側トランジスタに流れた電流あるいはこれに流す電流を一定値にするために、さらに所定の電流源からの電流を受けて前記別の出力側トランジスタに電流を供給する別の分流回路を有し、前記複数のスイッチ回路は、前記所定の電流源からの電流と前記出力端子に出力する分流電流とをそれぞれに切換えて前記m個の分流回路に流す複数の切換回路である請求項2記載のD/A変換回路。
- 前記荷重電流回路ブロックは、ベースが共通に接続され入力側トランジスタがダイオード接続されない第2のカレントミラー回路で構成され、共通に接続された前記ベースが所定の定電圧に設定され、前記第2のカレントミラー回路の出力側トランジスが前記m個の分流回路とされ、前記第2のカレントミラー回路の入側トランジスが前記別の分流回路とされる請求項3記載のD/A変換回路。
- 前記第1のカレントミラー回路は、これの前記複数の出力側トランジスタに直列にスイッチ回路をそれぞれ有し、これらスイッチ回路は、前記上位(n−m)桁のデータに応じてON/OFFされ、前記複数の切換回路は、前記第2のカレントミラー回路のそれぞれ各前記出力側トランジスに直列にそれぞれ接続され、前記下位m桁のデータに応じて切換動作をし、前記下位m桁は、1の位より下位の桁重みに対応するものである請求項4記載のD/A変換回路。
- 前記m個の分流回路は、前記下位m桁の各桁重みに対応する数のトランジスタセルでそれぞれ構成され、前記トランジスタセルの内部インピーダンスが同じ値になる設定される請求項1〜5のうちいずれか1項記載のD/A変換回路。
- nビット(nは4か、それ以上の整数)の被変換データの各桁位置に対応してそれぞれ設けられた複数の出力側トランジスタを有するカレントミラー回路を有し、前記被変換データの桁位置に対応する桁重みに応じた電流を前記被変換データに応じて前記複数の出力側トランジスタの少なくとも1つに得ることでアナログ変換電流を生成するD/A変換回路において、
前記カレントミラー回路は、第1カレントミラー回路と、入力側トランジスタがダイオード接続されない第2のカレントミラー回路で構成され、
前記第1のカレントミラー回路は、前記被変換データの上位(n−m)桁(mは2か、それ以上の整数,(n−m)は2か、それ以上の整数)の各桁位置にそれぞれ対応する前記複数の出力側トランジスタとこれら複数の出力側トランジスタに並列に設けられた別の出力側トランジスタとを有しかつ前記複数の出力側トランジスタが(n−m)桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生し、
前記第2のカレントミラー回路は、前記別の出力側トランジスタの上流側あるいは下流側に従属接続されかつ前記入力側トランジスタとこれの複数の出力側トランジスタとが共通に接続されたベースが所定の定電圧に設定されて前記別の出力側トランジスタに流れた電流あるいはこれに流す電流を第2のカレントミラー回路の前記入力側トランジスタとこれの前記複数の出力側トランジスタとに分配することでこの第2のカレントミラー回路の前記複数の出力側トランジスタがm桁の各桁重みの電流値に対応する各電流をそれぞれ発生し、前記アナログ変換電流の出力端子に出力するD/A変換回路。 - さらに、前記第2のカレントミラー回路の各前記複数の出力側トランジスタに対応して設けられ前記第2のカレントミラー回路の各前記複数の出力側トランジスタのそれぞれに分配された各分流電流をそれぞれ前記アナログ変換電流の出力端子へ出力するための複数の切換スイッチ回路を有し、
前記別の出力側トランジスタに流れた電流あるいはこれに流す電流を一定値にするために、
前記第2のカレントミラー回路の入力側トランジスタは、所定の電力供給ラインから電力供給された電流を前記別の出力側トランジスタに流し、かつ、前記切換スイッチ回路は、前記所定の電力供給ラインから所定の電流を受けてこれとと前記出力端子に出力する分流電流とをそれぞれとを切換えて前記第2のカレントミラー回路の入力側トランジスタと複数の出力側トランジスタに流す請求項7記載のD/A変換回路。 - 前記第1のカレントミラー回路は、これの前記複数の出力側トランジスタに直列にスイッチ回路をそれぞれ有し、これらスイッチ回路は、前記上位(n−m)桁のデータに応じてON/OFFされ、前記複数の切換スイッチ回路は、前記第2のカレントミラー回路のそれぞれ各前記出力側トランジスに直列にそれぞれ接続され、前記下位m桁のデータに応じて切換動作をし、前記下位m桁は、1の位より下位の桁重みに対応するものである請求項8記載のD/A変換回路。
- 前記複数の切換スイッチ回路は、それぞれ第1のスイッチ回路と第2のスイッチ回路とを有し、前記第1のスイッチ回路は前記第2のカレントミラー回路の各前記複数の出力側トランジスタの1つと前記出力端子との間に設けられ、前記第2のスイッチ回路は、前記第2のカレントミラー回路の各前記複数の出力側トランジスタの1つと前記所定の電力供給ラインとの間に設けられている請求項9記載のD/A変換回路。
- 前記nが偶数のときにはn/2を前記1の位の桁とし、nが奇数のときには真ん中の桁を前記1の位の桁とする請求項10記載のD/A変換回路。
- 前記第1および第2のカレントミラー回路の前記入力側トランジスタ、前記出力側トランジスタそして前記別の出力側トランジスタはそれぞれMOSトランジスタであり、前記第2のカレントミラー回路の前記入力側トランジスタと前記複数の出力側トランジスタは、所定の電源から前記所定の電力供給ラインを介して電力供給されて前記別の出力側トランジスタに流れる電流に対してこれの2の累乗の値が1の除数とされる電流値の電流が前記第2のカレントミラー回路の入力側トランジスタと複数の出力側トランジスタにそれぞれ分流される請求項9記載のD/A変換回路。
- 前記nは8ビットか、それ以上である請求項11または12記載のD/A変換回路。
- 前記被変換データの桁数は、8ビットか、それ以上でありかつγ補正された表示データである請求項11または12記載のD/A変換回路。
- 前記m個の分流回路は、前記下位m桁の各桁重みに対応する数のトランジスタセルでそれぞれ構成され、前記トランジスタセルの内部インピーダンスが同じ値になる設定される請求項7〜14のうちいずれか1項記載のD/A変換回路。
- 請求項1〜14のいずれか1項記載の前記D/A変換回路の出力電流により有機EL素子を電流駆動する有機EL駆動回路。
- 請求項1〜14のいずれか1項記の前記D/A変換回路と、このD/A変換回路の出力電流を受けてこれにより駆動されて有機EL素子を電流駆動する電流源とを備える有機EL駆動回路。
- 請求項15または16項記載の有機EL駆動回路を有する有機EL表示装置。
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