JP3809258B2 - Lcd駆動電圧発生回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の駆動電圧発生回路に関し、より詳しくは単一のボードに外部から供給される電源電圧と関係なしに、安定した液晶駆動用電圧とディジタル回路駆動用電圧とを発生させることができる、液晶表示装置の駆動電圧発生回路に関する。本発明において、アナログ電圧とは液晶駆動用電圧をいい、ディジタル電圧とはディジタル回路駆動用電圧をいう。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、薄膜トランジスタ(以下' TFT' という)をスイッチング素子に用いるTN(Twisted Nematic) モードの液晶表示装置(以下、' LCD' という)は5Vの電圧幅内において階調を表現するので、主に5Vのアナログ電圧が供給される。しかしながら、TFT LCDの解像度が漸次増加するに従ってTFTパネルにある多くの画素にデータを供給しなければならないので、ドライブICのようなディジタル回路部分においてEMI(Electromagnetic Interference)問題が発生することになる。
【0003】
従って、前記のようなEMI問題を解決するため、高解像度TFT LCDモジュールにおいては前記ディジタル回路を駆動するためのディジタル電圧として3.3Vの低い電圧が必要である。これは前記高解像度TFT LCDモジュールが正常に動作するため、液晶駆動用アナログ電圧5Vと、ディジタル回路駆動用ディジタル電圧3.3Vが同時に必要であることを意味する。
【0004】
図1および図2はそれぞれ前記のようなアナログ電圧5Vとディジタル電圧3.3Vを発生させるための、従来のTFT LCDの駆動電圧発生回路図である。図1に示すように、使用者がTFT LCDモジュールに供給する電源電圧Vccが5Vである場合、前記ディジタル電圧( Vo) 3.3Vはnpn型トランジスタQ1を用いた電圧降下によって得ることができ、前記アナログ電圧( Va) 5VはDC/DCコンバータ10を通じて得ることができる。また、図2に示すように、使用者がTFT LCDモジュールに供給する電源電圧VCCが3.3Vである場合には前記ディジタル電圧( Vo) 3.3Vを直接得ることができ、前記アナログ電圧( Va) 5VもDC/DCコンバータ10を通じて得ることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の方法において、使用者が5Vの電源電圧VCCを供給する場合には図1に示すように、5Vを処理することができる別途のボードを用いなければならないし、使用者が3.3Vの電源電圧VCCを供給する場合には図2に示すように、3.3Vを処理することができる別途のボードを用いなければならないので、TFT LCDモジュールの生産効率が急激に低下するという問題点がある。
【0006】
本発明は前記従来の問題点を解決するためのものであって、その課題は、外部から供給される電源電圧と関係なしに、単一のボードで安定したアナログ電圧とディジタル電圧とを発生させることができるTFT LCD駆動電圧発生回路を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために、本発明は、DC/DCコンバータと分割手段と第1トランジスタと第2トランジスタとを含んでなるLCD駆動電圧発生回路を提供する。
DC/DCコンバータは、電圧値が可変な電源電圧VCCの入力により所望のアナログ電圧Vaを出力する。分割手段は、前記DC/DCコンバータの出力電圧を一定の比率に分割する。第1トランジスタは、前記分割手段により分割された電圧がベースに入力され、電源電圧の入力端子及びディジタル電圧の出力端子がそれぞれコレクタ及びエミッタに連結され、所望のディジタル電圧Vo(但しVo<Va)を設定する。第2トランジスタは、前記DC/DCコンバータの出力電圧Vaがゲートに入力され、前記電源電圧の入力端子及び前記ディジタル電圧の出力端子がそれぞれドレイン及びソースに連結され、前記所望のディジタル電圧Voを出力する。
【0008】
前記第1トランジスタは、応答速度などの面からnpn型トランジスタであることが好ましい。また、npn型第1トランジスタは、供給される電源電圧VCCが前記所望のアナログ電圧値Vaである場合、下記式(1)に示される条件の成立によりターンオンされる。
VCE=VCC−Vo>0 (1)
ここで、VCEはトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧であり、VCCは電源電圧であり、Voはディジタル電圧である。
【0009】
さらに、npn型第1トランジスタは、供給される電源電圧VCCが前記所望のディジタル電圧値Voである場合、下記式(2)に示される条件の成立によりターンオフされる。
VCE=0 (2)
ここで、VCEはトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧である。
【0010】
前記第2トランジスタはnMOSトランジスタであることが好ましい。nMOS第2トランジスタは、供給される電源電圧VCCが前記所望のアナログ電圧値Va又は前記所望のディジタル電圧値Voである場合、下記式(3)に示される条件の成立によりターンオンされる。
VGS=Va−Vo>0 (3)
ここで、VGSはトランジスタのゲート−ソース間電圧であり、Vaはアナログ電圧であり、Voはディジタル電圧である。
【0011】
さらに、nMOSトランジスタはターンオン抵抗が実質的に0ohmのパワーMOSトランジスタであると好適である。
前記のLCD駆動電圧発生回路において、電圧値VCCの可変な電源電圧が、前記所望のアナログ電圧値Vaと前記所望のディジタル電圧値Voとの2値をとるように調整し、分割手段として分圧抵抗を用いるとよい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図3は本発明の実施例に従うTFT LCD駆動電圧発生回路図である。
図3に示すように、本発明の実施例に従うTFT LCD駆動電圧発生回路は、DC/DCコンバータ10と、抵抗R1,R2と、npn型トランジスタQ1とnMOSトランジスタM1とを含んでなる。
【0013】
電源電圧の値VCCは、5Vと3.3Vとの間で切り替わる可変値である。DC/DCコンバータ10は、電圧値Vccが可変な電源電圧を入力されて5Vのアナログ電圧Vaを発生させる。抵抗R1、R2は、前記DC/DCコンバータ10の出力電圧Vaを一定の比率に分割する。
npn型トランジスタQ1は、前記抵抗R2両端に印加された電圧がベースに入力され、電源電圧VCCの入力端子及びディジタル電圧Voの出力端子がそれぞれコレクタ及びエミッタに連結されており、3.3Vのディジタル電圧を設定する機能を有する。
【0014】
nMOSトランジスタM1は、前記DC/DCコンバータ10の出力電圧Vaがゲートに入力され、前記電源電圧VCCの入力端子及びディジタル電圧Voの出力端子がそれぞれドレイン及びソースに連結され、供給される電源電圧VCCとは関係なしに前記設定されたディジタル電圧Voを出力する。
次に、本発明の実施例に従うTFT LCD駆動電圧発生回路の動作について説明する。
【0015】
本発明の実施例に従うTFT LCD駆動電圧発生回路は、外部から供給される電源電圧の値VCCが5Vから3.3Vに、またはその逆に切り替わる場合、すなわち電源電圧の値VCCが可変な場合、出力されるディジタル電圧Voを常に3.3Vに保持することができるが、これの動作原理についてまず説明する。
図3に示すDC/DCコンバータ10の出力電圧(Va=5V)はアナログ電圧であって、前記電源電圧Vccの変動に対し安定した画質を保持することができるようにする役割をする。前記アナログ電圧Vaを抵抗R1、R2により分圧するとnpn型トランジスタQ1のエミッタに印加されるディジタル電圧Voは下記式(4)で表現される。
【0016】
Vo={R2/(R1+R2)}×Va−Vbe (4)
ここで、Vbeはnpn型トランジスタQ1のベース−エミッタ間の電圧である。
従って、前記ディジタルVoは前記抵抗R1、R2の分割比に決定される。ここで、前記電源電圧VCCが5Vである場合、npn型トランジスタQ1については下記式(5)に示す条件が、nMOSトランジスタM1については下記式(6)に示す条件がそれぞれ成立するので、共にターンオンされて前記npn型トランジスタQ1のエミッタと接地端との間に連結されている負荷抵抗RLに電流が供給される。
【0017】
VCE=VCC−Vo>0 (5)
VGS=Va−Vo>0 (6)
ここで、VCEはQ1のコレクタ−エミッタ間の電圧であり、VGSはM1のゲート−ソース間の電圧である。
次に、前記電源電圧VCCが3.3Vである場合、前記npn型トランジスタQ1は下記式(7)に示される条件が成立してターンオフされる。
【0018】
VCE=0 (7)
前記nMOSトランジスタM1においては前記数学式(6)に示される条件が成立するのでターンオンされ、前記負荷抵抗RLに電流を供給するチャンネルが形成される。このとき、前記nMOSトランジスタM1はターンオン抵抗Ronがほぼ0ohm台であるパワーMOSトランジスタである。すなわち、nMOSトランジスタM1は入力される電源電圧にかかわらず常にターンオンされる。トランジスタM1を通じて電圧降下(1.7V)が発生するので、ディジタル電圧Voが5Vになることはなく、前記式(4)により決定される一定のディジタル電圧Voを得ることができる。
【0019】
前記の式(4)に表されるように、目的のディジタル電圧Voは前記アナログ電圧Vaを基準電圧にして得られるので、外部から供給される電源電圧VCCの変動に対し非常に安定した電圧になる。
【0020】
【発明の効果】
以上のように、本発明の実施例に従うTFT LCD駆動電圧発生回路の効果は、単一のボードであってアナログ電圧と安定したディジタル電圧を発生させるので、製品の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動電圧発生回路図である(電源電圧が5Vである場合)。
【図2】従来の薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動電圧発生回路図である(電源電圧が3.3Vである場合)。
【図3】本発明の実施例に従う薄膜トランジスタ液晶表示装置の駆動電圧発生回路図である。
【符号の説明】
10:DC/DCコンバータ
VCC:電源電圧
Vo:ディジタル電圧
Va:アナログ電圧
R1、R2:抵抗
Claims (9)
- 電圧値VCCが可変な電源電圧を入力され、所望のアナログ電圧Vaを出力するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力電圧を一定の比率に分割する分割手段と、
前記分割手段により分割された電圧がベースに入力され、電源電圧の入力端子及びディジタル電圧の出力端子がそれぞれコレクタ及びエミッタに連結され、前記所望のディジタル電圧Vo(但しVo<Va)を設定する第1トランジスタと、
前記DC/DCコンバータの出力電圧Vaがゲートに入力され、前記電源電圧の入力端子及び前記ディジタル電圧の出力端子がそれぞれドレイン及びソースに連結され、所望のディジタル電圧Voを出力する第2トランジスタと、
を含んでなるLCD駆動電圧発生回路。 - 前記第1トランジスタはnpn型トランジスタである請求項1に記載のLCD駆動電圧発生回路。
- 前記npn型第1トランジスタは、供給される電源電圧VCCが前記所望のアナログ電圧値Vaである場合、下記式(1)に示される条件の成立によりターンオンされる請求項2に記載のLCD駆動電圧発生回路。
VCE=VCC−Vo>0 (1)
(上記において、VCEはトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧であり、VCCは電源電圧であり、Voはディジタル電圧である。) - 前記npn型第1トランジスタは、供給される電源電圧Vccが前記所望のディジタル電圧値Voである場合、下記式(2)に示される条件の成立によりターンオフされる請求項2に記載のLCD駆動電圧発生回路。
VCE=0 (2)
(上記において、VCEはトランジスタのコレクタ−エミッタ間電圧である。) - 前記第2トランジスタはnMOSトランジスタである請求項1に記載のLCD駆動電圧発生回路。
- 前記nMOS第2トランジスタは、供給される電源電圧VCCが前記所望のアナログ電圧値Va又は前記所望のディジタル電圧値Voである場合、下記式(3)に示される条件の成立によりターンオンされる請求項5に記載のLCD駆動電圧発生回路。
VGS=Va−Vo>0 (3)
(上記において、VGSはトランジスタのゲート−ソース間電圧であり、Vaはアナログ電圧であり、Voはディジタル電圧である。) - 前記nMOSトランジスタは、ターンオン抵抗が実質的に0ohmのパワーMOSトランジスタである請求項5に記載のLCD駆動電圧発生回路。
- 前記電圧値の可変な電源電圧がとる電圧値は、前記所望のアナログ電圧値Vaと前記所望のディジタル電圧値Voとである請求項1に記載のLCD駆動電圧発生回路。
- 前記分割手段は分圧抵抗である請求項1に記載のLCD駆動電圧発生回路。
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