JP2006058799A - 表示装置駆動用集積回路 - Google Patents

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善弘 重田
Hideto Kobayashi
英登 小林
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Abstract

【課題】 チップ間のスイッチング特性のばらつきを簡単な構成で抑制可能な表示装置駆動用集積回路を提供する。
【解決手段】 遅延時間調整回路10において、入力信号を遅延させる複数の遅延素子11−1、11−2、…、11−mのうち少なくとも1以上をトリミングすることにより、その入力信号に応じて出力されるフラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整する。
【選択図】 図1

Description

本発明は表示装置駆動用集積回路に関し、特に、例えば、プラズマディスプレイパネルのような、フラットパネルディスプレイを駆動する表示装置駆動用集積回路に関する。
近年、プラズマディスプレイパネル(以下PDPと称する)を用いた大画面、薄型の壁掛けテレビが脚光を浴びている。
図5は、PDPを駆動するためのPDP駆動装置の概略の構成例を示す図である。
なお、ここでは簡単のため、2電極のPDPの例を示している。
PDP700の駆動装置は複数のスキャンドライバIC(Integrated Circuit)800−1、800−2、800−3、…、800−kと、データ(アドレス)ドライバIC900−1、900−2、900−3、…、900−lなど(ここでk,lは任意の数である)から構成される。
スキャンドライバIC800−1〜800−kは、それぞれ複数本の走査・維持電極911を駆動し、データ(アドレス)ドライバIC900−1〜900−lは、それぞれ、R、G、Bの各色に対応する複数本のデータ電極912を駆動する。この走査・維持電極911と、データ電極912とは互いに垂直になるように格子状に配置され、その交点に放電セル(図示せず)が配置される。
スキャンドライバIC800−1〜800−kの数は、例えば、それぞれ64本の走査・維持電極911を駆動可能とすると、XGA(eXtended video Graphics Array)の場合、PDP700の画素数は1024×768であるので、k=12個配置されることになる。
画像の表示の際には、これらのスキャンドライバIC800−1〜800−k、データ(アドレス)ドライバIC900−1〜900−lによって、データ電極912からのデータを、放電セルに走査・維持電極911ごとにスキャンして書き込み(アドレス放電期間)、走査・維持電極911に放電維持パルスを数回出力して放電を維持(放電維持期間)し、画像の表示を行う。
図6は、従来の表示装置駆動用集積回路の構成図である。
なお、ここでは、スキャンドライバICの例を示している。
スキャンドライバIC800は、図5で示した走査・維持電極911を制御するシリアル信号を端子DATAより入力し、端子CLKに入力されるクロック信号に同期させてパラレル信号に変換するシフトレジスタ810−1、810−2、810−3、…、810−nと、シフトレジスタ810−1、810−2、810−3、…、810−nからビットごとに転送された信号を、出力段回路830−1、830−2、830−3、…、830−nに送出するデータセレクタ820−1、820−2、820−3、…、820−nを有する。nは任意の数であり、例えば、64ビットのスキャンドライバIC800の場合は、n=64となり、64本の走査・維持電極911を駆動する。
なお、データセレクタ820−1、820−2、820−3、…、820−nに接続される端子SH及び端子SLには、放電維持期間において、端子SHには、全ての走査・維持電極911を、H(High)レベルにする際の全出力Hレベル固定信号が入力され、端子SLには、全ての走査・維持電極911を、L(Low)レベルにする際の全出力Lレベル固定信号が入力される。
また、このほかにも、過熱防止のための温度検出回路を追加集積化したドライバICが、例えば、特許文献1に開示されている。
図7は、従来の表示装置駆動用集積回路の動作を説明するタイミング図である。
この図では、アドレス放電期間において、端子CLKに入力されるクロック信号、出力段回路830−1、830−2、830−3、…、830−nの出力端子Do1〜Donの出力波形(Do1〜Don出力波形)を示している。
アドレス放電期間には、端子DATAからの信号が、クロック信号の立ち上がりに同期して、シフトレジスタ810−1、810−2、810−3、…、810−nによりビットごとに取り込まれる。そして、データセレクタ820−1〜820−nを介して順に出力段回路830−1〜830−nに入力される。これにより、出力段回路830−1〜830−nの出力波形は図のように、クロック信号の立ち上がりに同期して順に立ち下がり、次のクロック信号の立ち上がりで再び立ち上がる波形となる。なお、ここでは、図示を省略しているが、実際には、出力段回路830−1〜830−nにおける伝播遅延によって、クロック信号の立ち上がりから、出力信号が出力されるまでには、所定の伝播遅延時間を有する。
図8は、従来の表示装置駆動用集積回路における出力段回路の回路図である。
出力段回路830は、レベルシフタ回路831と、インバータ832、833と、バッファ回路834と、走査・維持電極911を直接駆動する2つのIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)835、836を有している。なお、インバータ832、833及びバッファ回路834は適当な遅延時間を有しており、スイッチング時の貫通電流防止を図っている。貫通電流を防止する技術は、更に例えば特許文献2に開示されている。
レベルシフタ回路831は、高耐圧のpチャンネル型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)(以下PMOSと称する)831a、831bと、nチャンネル型MOSFET(以下NMOSと称する)831c、831dから構成される回路である。PMOS831aは、ソース端子を0〜100Vの高電圧を供給する高電圧電源端子VDHに、ドレイン端子をNMOS831cのドレイン端子、PMOS831bのゲート端子及びIGBT836のゲート端子に接続している。PMOS831aのゲート端子は、PMOS831bのドレイン端子及びNMOS831dのドレイン端子と接続されている。また、PMOS831bも同様に、ソース端子を高電圧電源端子VDHに接続しており、ドレイン端子はNMOS831dのドレイン端子及びPMOS831aのゲート端子に接続している。PMOS831bのゲート端子は、PMOS831aのドレイン端子と接続されている。また、NMOS831c、831dのソース端子はともに接地される。また、NMOS831cのゲート端子にはインバータ832を介して、NMOS831dのゲート端子にはインバータ832、833を介して、入力端子INからの信号(前述のデータセレクタ820−1〜820−nからの送出された信号)が入力される。
バッファ回路834は、インバータ832、833を介して入力端子INからの信号を入力し、信号のレベルを反転させてIGBT835のゲート端子に入力する。
IGBT836のコレクタ端子は、高電圧電源端子VDHと接続されており、エミッタは出力端子Do及びIGBT835のコレクタと接続されている。また、IGBT835のエミッタは接地されている。
出力端子Doは、図5で示したような走査・維持電極911と接続され、さらには放電セル(容量とみなせる)と接続されている。
このような出力段回路830の動作をタイミング図を用いて説明する。
図9は、従来の出力段回路の動作を説明するタイミング図であり、アドレス放電期間について示している。
この図では、入力端子INに入力される入力信号、IGBT835、836のゲート信号及び、出力端子Doの出力信号の電圧波形を示している。
いま、前述したクロック信号に同期して5V(VDL)の入力信号が入力端子INに入力され、入力端子INがHレベルになると、レベルシフタ回路831のNMOS831cのゲート端子にはLレベルの信号が入力されオフする。またNMOS831dのゲート端子にはHレベルの信号が入力されオンする。これによって、PMOS831aがオンし、IGBT836のゲート端子に入力されるゲート信号は100Vとなる。これによりIGBT836はオンして、出力端子Doに100Vの出力信号を出力する。このときインバータ832の遅延時間とレベルシフタ回路831の伝播遅延時間により、図9に示すtd1のタイミングだけ遅れて立ち上がる。また、IGBT835のゲート端子に入力されるゲート信号はLレベル(図ではGND(0V)としている(以下同様))であるので、IGBT835はオフとなる。
次に、クロック信号に同期して入力信号がLレベルになると、レベルシフタ回路831のNMOS831cのゲート端子にはHレベルの信号が入力されオンし、NMOS831dのゲート端子はLレベルの信号が入力されオフする。これによって、PMOS831aはオフし、PMOS831bがオンする。これによりIGBT836のゲート端子に入力されるゲート信号は、LレベルとなりIGBT836はオフする。また、IGBT835のゲート端子に入力されるゲート信号はHレベルとなるので、IGBT835はオンし、出力端子Doから出力される出力信号は0Vとなる。このときもインバータ833とバッファ回路834の伝播遅延時間で図9に示すtd2のタイミングだけ遅れて立ち下がる。
図10は、従来の出力段回路の動作を説明するタイミング図であり、放電維持期間について示している。
この図では、端子SHに入力される全出力Hレベル固定信号(SH信号)、端子SLに入力される全出力Lレベル固定信号(SL信号)、出力段回路830−1、830−2、830−3、…、830−nの出力端子Do1〜Donの出力波形(Do1〜Don出力波形)を示している。
いま、端子SHがHレベルになると、全ての出力段回路830−1〜830−nにHレベルの信号が入力され、入力端子INがHレベルになった場合と同様に出力端子Do1〜Donに100Vの出力信号を出力する。このときインバータ832の遅延時間とレベルシフタ回路831の伝播遅延時間により、図10に示すtd3のタイミングだけ遅れて立ち上がる。
次に、端子SLがHレベルになると、全ての出力段回路830−1〜830−nにLレベルの信号が入力され、入力端子INがLレベルになった場合と同様に出力端子Do1〜Donに0Vの出力信号を出力する。このときもインバータ833とバッファ回路834の伝播遅延時間で図10に示すtd4のタイミングだけ遅れて立ち下がる。
特開平11−201830号公報 特開2000−164730号公報
しかし、図6に示したような従来の表示装置駆動用集積回路800は、同一チップ内の出力端子Do1、Do2、…、Donのスイッチング特性(伝播遅延時間)は比較的揃うが、チップ間のスイッチング特性は半導体の製造プロセス上ばらつく傾向にある。これは、加工線幅、温度、ガス流量などのばらつきに起因する。
このスイッチング特性がばらつくと、フラットパネルディスプレイの発光輝度のばらつきや、誤動作表示が生じる問題がある。また、ばらつきの規格を厳しくすると歩留まりが悪くなり、コストアップ及び安定して製品を供給できないという問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、チップ間のスイッチング特性のばらつきを簡単な構成で抑制可能な表示装置駆動用集積回路を提供することを目的とする。
本発明では上記問題を解決するために、フラットパネルディスプレイを駆動する表示装置駆動用集積回路において、入力信号に応じて出力される前記フラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整する遅延時間調整回路、を具備することを特徴とする表示装置駆動用集積回路が提供される。
上記の構成によれば、遅延時間調整回路において、入力信号に応じて出力されるフラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整する。
本発明の表示装置駆動用集積回路は、遅延時間調整回路において、入力信号に応じて出力されるフラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整するので、チップごとにばらつきが生じる伝播遅延時間の影響を抑制し、チップ間での伝播遅延時間を一定にすることが簡単な構成で可能になる。これにより、歩留まりを向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は、第1の実施の形態の表示装置駆動用集積回路の回路図である。
なお、以下では表示装置駆動用集積回路を、図5で示したような走査・維持電極911を駆動するスキャンドライバICとして説明する。
第1の実施の形態のスキャンドライバIC1は、遅延時間調整回路10と、シフトレジスタ20−1、20−2、20−3、…、20−nと、データセレクタ30−1、30−2、30−3、…、30−nと、出力段回路40−1、40−2、40−3、…、40−nと、を有する。nは任意の数であり、例えば、64ビットのスキャンドライバIC1の場合は、n=64となり、64本の走査・維持電極911を駆動する。
遅延時間調整回路10は、入力信号を遅延させる複数の遅延素子11−1、11−2、…、11−mを有している。第1の実施の形態のスキャンドライバIC1では、この入力信号はクロック信号であり、これら遅延素子11−1〜11−mにより、クロック信号を遅延させる。また、これら遅延素子11−1〜11−mのうち少なくとも1つ以上をトリミングすることにより、入力信号に応じて出力されるフラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整する。
シフトレジスタ20−1〜20−nは、図5で示した走査・維持電極911を制御する信号(シリアル信号)を端子DATAより入力し、端子CLKに入力され遅延時間調整回路10で遅延されるクロック信号に同期させてビットごとに取り込みパラレル信号に変換する。
データセレクタ30−1〜30−nは、シフトレジスタ20−1〜20−nからビットごとに転送された信号を、出力段回路40−1〜40−nに送出する。なお、データセレクタ30−1〜30−nに接続される端子SHは、全ての走査・維持電極911を、Hレベルにする際の全出力Hレベル固定信号が入力され、端子SLは、全ての走査・維持電極911を、Lレベルにする際の全出力Lレベル固定信号が入力される。
出力段回路40−1〜40−nは、図8で示した出力段回路830と同一の構成であり、入力された信号に応じてフラットパネルディスプレイを駆動する出力信号を出力する。また、前述したようにトランジスタ(図8ではIGBT835、836)のスイッチング時の貫通電流を防止するために、所定(例えば、50ns〜300ns)の伝播遅延時間を有する。
ここで、本実施の形態のスキャンドライバIC1の特徴部分である遅延時間調整回路10の詳細を説明する。遅延時間調整回路10は、例えば、以下の2つのような回路構成である。
図2、図3は、遅延時間調整回路の一例の回路図である。
図2で示す遅延時間調整回路10aは、図1で示したような遅延素子11−1〜11−mとして複数のインバータ11a−1、11a−2、…、11a−mを有しており、クロック信号入力端子CLKとシフトレジスタ20−1間に直列に接続している。これらのうち少なくとも1つ以上をトリミングすることにより伝播遅延時間を調整する。そのために、ツェナーダイオード12−1、12−2、…、12−mを、各インバータ11a−1、〜11a−mに並列に接続させており、いくつかをショートさせることでインバータ11a−1〜11a−mのトリミングを行い、伝播遅延時間を調整する。各インバータ11a−1〜11a−mの伝播遅延時間は、インバータ11a−1〜11a−mを構成するCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)のゲート幅とゲート長比(以下W/Lと称す)で決まり、数ns〜数十ns程度である。
図3で示す遅延時間調整回路10bは、図1で示したような遅延素子11−1〜11−mとして直列に接続された抵抗11b−1、11b−2、…、11b−mと、一方の端子を最終段の抵抗11b−mと接続し、他方を接地したコンデンサ13を有する。さらに、最終段の抵抗11b−m及びコンデンサ13の一方の端子は、インバータ14の入力端子と接続しており、インバータ14の出力が、シフトレジスタ20−1に入力される。この抵抗11b−1〜11b−mと、コンデンサ13による時定数と、インバータ14の閾値電圧で伝播遅延時間は決定される。遅延時間調整回路10bでは、直列に接続された抵抗11b−1〜11b−mの少なくとも1以上をトリミングすることにより時定数を変え、伝播遅延時間を調整する。そのために、ツェナーダイオード15−1、15−2、…、15−mを、各抵抗11b−1〜11b−mに対して並列に接続しており、いくつかをショートさせることで抵抗11b−1〜11b−mのトリミングを行い、伝播遅延時間を調整する。
以下、第1の実施の形態のスキャンドライバIC1の動作を説明する。
なお、ここでは、端子SHまたは端子SLから全出力Hレベル固定信号または全出力Lレベル固定信号が入力されていない場合について説明する。
端子DATAより、シリアル信号が入力されると、シフトレジスタ20−1〜20−nにより、シリアル信号は、端子CLKに入力され遅延時間調整回路10で遅延されるクロック信号に同期させてパラレル信号に変換される。そしてデータセレクタ30−1〜30−nで転送された後、出力段回路40−1〜40−nは、図7で示したような出力信号(Do1〜Don出力波形)を出力する。なお、各出力信号には、図9で示したような伝播遅延時間が生じる。
上記のような、スキャンドライバIC1は、例えば、それぞれ64本の走査・維持電極911を駆動可能とすると、XGAの場合、図5で示したようなPDP700の画素数は1024×768であるので、12個配置されることになる。伝播遅延時間は、出力段回路40−1〜40−nの伝播遅延時間により、チップごとにばらつくので、例えば、出荷特性試験時に、それぞれのスキャンドライバIC1が具備する遅延時間調整回路10により全体のばらつきが少なくなるように調整する。具体的には、試験時に、スイッチング特性の伝播遅延時間を測定し、図2、3で示した各ツェナーダイオードの両端に設けたテストパッドを一時的にショートしながら最適値(ばらつきが最小になる値)を見出して所望のツェナーダイオードに電流を流し遅延素子のトリミングを行う。一般的に、PDPのドライバICの場合、伝播遅延時間は50nsから、300nsであり、チップ間のばらつきは約10%程度である。したがって、トリミングにより調整する伝播遅延時間は、数ns〜数十nsで十分である。
このようにすることで、チップ間のスイッチング特性のばらつきを簡単な構成で抑制することができる。
次に第2の実施の形態の表示装置駆動用集積回路を説明する。
前述した第1の実施の形態のスキャンドライバIC1では、端子SHまたは端子SLから全出力Hレベル固定信号または全出力Lレベル固定信号が入力されていない場合(アドレス放電期間)であり、遅延時間調整回路10により入力信号としてクロック信号を遅延させた場合について説明した。
図10で示したように、端子SHまたは端子SLから全出力Hレベル固定信号または全出力Lレベル固定信号が入力される場合(放電維持期間)では、クロック信号やシリアル信号に係わらず、出力信号が全出力HレベルまたはLレベルになる。このときにも伝播遅延時間が生じ、チップ間でもばらつきが生じる。放電維持期間で伝播遅延時間にばらつきが生じた場合は、出力間の誤放電や、輝度ムラに影響が出る。第2の実施の形態の表示装置駆動用集積回路はこの問題を防止するためのものである。
図4は、第2の実施の形態の表示装置駆動用集積回路の回路図である。
なお、以下でも表示装置駆動用集積回路を、図5で示したような走査・維持電極911を駆動するスキャンドライバICとして説明する。また、第1の実施の形態のスキャンドライバIC1と同じ構成要素については同一符号とし、説明を省略する。
第2の実施の形態のスキャンドライバIC2は、第1の実施の形態のスキャンドライバIC1と異なり、入力信号として端子SHからの全出力Hレベル固定信号を遅延させる遅延時間調整回路10cと、端子SLからの全出力Lレベル固定信号を遅延させる遅延時間調整回路10dを有している。なお、第1の実施の形態のスキャンドライバIC1のように遅延時間調整回路10を端子CLKと、シフトレジスタ20−1の間に更に配置してもよい。
遅延時間調整回路10c、10dの回路構成は、図2または図3と同じである。
遅延時間調整回路10c、10dによって遅延させられた全出力Hレベル固定信号または全出力Lレベル固定信号は、データセレクタ30−1〜30−nを介して出力段回路40−1〜40−nに入力され、出力端子Do1〜Donからは全てHレベルまたはLレベルの出力信号が出力される。このときの出力信号にも伝播遅延時間が生じ、この伝播遅延時間はチップ間でばらつく。そのため、前述したように、例えば、出荷特性試験時に、それぞれのスキャンドライバIC2が具備する遅延時間調整回路10c、10dにより全体のばらつきが少なくなるように調整する。具体的には、試験時に、スイッチング特性の遅延時間を測定し、図2、3で示した各ツェナーダイオードの両端に設けたテストパッドを一時的にショートしながら最適値(ばらつきが最小になる値)を見出して所望のツェナーダイオードに電流を流し遅延素子のトリミングを行う。
このようにすることで、チップ間のスイッチング特性のばらつきを簡単な構成で抑制することができる。
なお、上記では、図2、3のようにツェナーダイオードを用いたトリミングを説明したが、ツェナーダイオードの代わりにポリシリコン抵抗を用いてもよい。
また、上記では、スキャンドライバICを例にして説明したがデータ(アドレス)ドライバICにも適用できることは言うまでもない。
第1の実施の形態の表示装置駆動用集積回路の回路図である。 遅延時間調整回路の一例の回路図である。 遅延時間調整回路の一例の回路図である。 第2の実施の形態の表示装置駆動用集積回路の回路図である。 PDPを駆動するためのPDP駆動装置の概略の構成例を示す図である。 従来の表示装置駆動用集積回路の構成図である。 従来の表示装置駆動用集積回路の動作を説明するタイミング図である。 従来の表示装置駆動用集積回路における出力段回路の回路図である。 従来の出力段回路の動作を説明するタイミング図であり、アドレス放電期間について示している。 従来の出力段回路の動作を説明するタイミング図であり、放電維持期間について示している。
符号の説明
1 表示装置駆動用集積回路(スキャンドライバIC)
10 遅延時間調整回路
11−1、11−2、…、11−m 遅延素子
20−1、20−2、20−3、…、20−n シフトレジスタ
30−1、30−2、30−3、…、30−n データセレクタ
40−1、40−2、40−3、…、40−n 出力段回路

Claims (8)

  1. フラットパネルディスプレイを駆動する表示装置駆動用集積回路において、
    入力信号に応じて出力される前記フラットパネルディスプレイを駆動する出力信号の伝播遅延時間を調整する遅延時間調整回路、を具備することを特徴とする表示装置駆動用集積回路。
  2. 前記遅延時間調整回路は、前記入力信号を遅延させる複数の遅延素子を有し、少なくとも1以上の前記遅延素子をトリミングすることにより、前記出力信号の前記伝播遅延時間を調整するものであることを特徴とする請求項1記載の表示装置駆動用集積回路。
  3. 前記入力信号はクロック信号であり、前記遅延時間調整回路は、前記クロック信号を遅延させることを特徴とする請求項1または2記載の表示装置駆動用集積回路。
  4. 前記入力信号は、前記出力信号をHレベルに固定するHレベル固定信号または前記出力信号をLレベルに固定するLレベル固定信号であり、前記遅延時間調整回路は、前記Hレベル固定信号または前記Lレベル固定信号を遅延させることを特徴とする請求項1または2記載の表示装置駆動用集積回路。
  5. 前記遅延素子はインバータ素子であり、前記インバータ素子は複数直列に接続されており、少なくとも1以上の前記インバータ素子をトリミングすることにより前記伝播遅延時間を調整することを特徴とする請求項2記載の表示装置駆動用集積回路。
  6. 前記遅延素子は抵抗素子及び容量素子であり、複数の前記抵抗素子は直列に接続されており、少なくとも1以上の前記抵抗素子をトリミングすることにより時定数を変化させ、前記伝播遅延時間を調整することを特徴とする請求項2記載の表示装置駆動用集積回路。
  7. 前記遅延時間調整回路は、複数の前記遅延素子に対してそれぞれ並列に接続された複数のツェナーダイオードを用いてトリミングを行うことを特徴とする請求項2記載の表示装置駆動用集積回路。
  8. 前記遅延時間調整回路は、複数の前記遅延素子に対してそれぞれ並列に接続された複数のポリシリコン抵抗を用いてトリミングを行うことを特徴とする請求項2記載の表示装置駆動用集積回路。
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