JP4479492B2

JP4479492B2 - レベルダウンコンバータ及び表示装置

Info

Publication number: JP4479492B2
Application number: JP2004360722A
Authority: JP
Inventors: ウィーラポンジャルプーンポン; 義晴仲島; 芳利木田; 大亮伊藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: JP2006173812A

Description

本発明は、レベルダウンコンバータ及び表示装置に関し、例えば低温ポリシリコンにより駆動回路を形成した液晶表示装置に適用することができる。本発明は、出力に供する正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する正側電圧及び負側電圧により動作するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータを介して出力データを出力するようにして、この正側信号レベルから負側信号レベルより大きく立ち下がる第１の駆動信号と、負側信号レベルから正側信号レベルより大きく立ち上がる第２の駆動信号とによりそれぞれＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタを駆動することにより、従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができるようにする。

従来、集積回路は、例えば特開２００２−２４６８９３号公報に開示されているように、レベルダウンコンバータにより入力データの信号レベルを低減して処理し、これにより低い電圧により動作して消費電力を低減するように形成されている。

また液晶表示装置は、近年、ガラス基板上に画素をマトリックス状に配置して表示部を形成し、このガラス基板上に、水平駆動回路、垂直駆動回路等の表示部の駆動に供する駆動回路を一体に形成したものが提供されている。このような液晶表示装置では、移動度が低く、デザインルールの粗い低温ポリシリコンで半導体素子が作成されることにより、レベルダウンコンバータの出力段を構成するインバータの入力振幅を大きく設定し、これにより十分な動作速度を確保するようになされている。

すなわち図８は、この種のレベルダウンコンバータを示す接続図である。このレベルダウンコンバータ１は、図９（Ａ）及び（Ｃ）に示すように、第１の正側電圧ｖｄｄと第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる入力データｉｎを入力し、この入力データｉｎの信号レベルを抑圧して第１の正側電圧ｖｄｄより電圧の低い第２の正側電圧ｖｄｄ１と第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる出力データｏｕｔを出力する。ここで例えば、第１の正側電圧ｖｄｄは５〔Ｖ〕に、第１の負側電圧ｖｓｓはグランドレベルである０〔Ｖ〕に、第２の正側電圧ｖｄｄ１は３〔Ｖ〕に設定される。

レベルダウンコンバータ１において、インバータ２〜４は、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓにより動作し、入力データｉｎの極性を反転させ、さらに所定時間だけ遅延させてレベルシフト回路（ＬＳ）５に入力する。

レベルシフト回路５は、第１の正側電圧ｖｄｄ、第１の負側電圧ｖｓｓ、この第１の負側電圧ｖｓｓに比して電圧の低い例えば−３〔Ｖ〕による第２の負側電圧ｖｓｓ１により動作して、入力データｉｎの負側信号レベルを第１の負側電圧ｖｓｓより低い第２の負側電圧ｖｓｓ１の電圧にレベルシフトさせて出力する（図９（Ｂ））。これによりこのレベルダウンコンバータ１では、レベルシフト回路５から第１の正側電圧ｖｄｄ及び第２の負側電圧ｖｓｓ１の間で信号レベルが切り換わる出力信号Ｓ１が出力され、これにより出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きく立ち上がり、また出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより大きく立ち下がる駆動信号Ｓ１が生成される。

レベルダウンコンバータ１では、このレベルシフト回路５の出力信号Ｓ１が、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第２の負側電圧ｖｓｓ１により動作するインバータ６、７を介して、出力段のインバータ８に接続される。ここでこの出力段のインバータ８は、第２の正側電圧ｖｄｄ１と第１の負側電圧ｖｓｓにより動作するインバータであり、Ｐチャンネル型ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor ）トランジスタＱ１及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ２により形成される。ここでトランジスタＱ１及びＱ２は、それぞれ第２の正側電圧ｖｄｄ１及び第１の負側電圧ｖｓｓにソースが接続され、ドレイン及びゲートがそれぞれ接続される。これによりインバータ８は、この第１の正側電圧ｖｄｄ及び第２の負側電圧ｖｓｓ１間に直列に接続されたトランジスタＱ１及びＱ２が、インバータ７の出力データにより交互にオン動作し、第２の正側電圧ｖｄｄ１と第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる出力データｏｕｔをドレインから出力する（図９（Ｃ））。

これによりこの例では、電圧５〔Ｖ〕〜−３〔Ｖ〕による振幅の入力信号Ｓ１を電圧３〔Ｖ〕〜０〔Ｖ〕による振幅の出力データｏｕｔにレベルダウンさせて出力するようにして、正側及び負側に十分な振幅を有する駆動信号により最終段のインバータ８を駆動し、これにより出力データｏｕｔの立ち上がり及び立ち下がりにおける波形なまりを防止するようになされている。

具体的に、この例では、出力データｏｕｔの信号レベルが立ち上がる場合には、トランジスタＱ１のゲート電圧が第２の負側電圧ｖｓｓ１に保持されて、トランジスタＱ１のゲートソース間電圧Ｖｇｓが、ｖｄｄ１−ｖｓｓ１＝５−（−３）＝５〔Ｖ〕となり、これにより出力データｏｕｔの立ち上がりにおける波形なまりを十分に防止することができる。

またこれとは逆に、信号レベルの立ち下がりにおいては、トランジスタＱ２のゲート電圧が第１の正側電圧ｖｄｄに保持されて、トランジスタＱ２のゲートソース間電圧Ｖｇｓは、ｖｄｄ−ｖｓｓ＝５−０＝５〔Ｖ〕となり、これにより出力データｏｕｔの立ち下がりにおける波形なまりを十分に防止することができる。

しかしながらレベルダウンコンバータ８においては、十分に大きな振幅により最終段のインバータを駆動して十分な動作速度を確保することができるようにした分、消費電力が増大する問題がある。

特に液晶表示装置では、狭ピッチにより形成された長い配線パターンを介して、このレベルダウンコンバータ１の出力データを駆動対象に供する場合がある。このような場合、インバータ８は、トランジスタＱ１及びＱ２のゲート長を十分に長く設定して、十分に出力インピーダンスを低くする必要がある。このようにトランジスタＱ１及びＱ２のゲート長さを長くする場合にあっては、その分、最終段のインバータ８に係る容量成分も増大することにより消費電力が著しく増大することになる。
特開２００２−２４６８９３号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができるレベルダウンコンバータ及び表示装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、入力データの信号レベルを抑圧して出力するレベルダウンコンバータに適用して、前記入力データにより、出力データの正側信号レベルから前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成回路と、前記入力データにより、前記出力データの負側信号レベルから前記出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成回路と、前記出力データの正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する電源に接続されて、前記第１及び第２の駆動信号をそれぞれ入力するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータとを有するようにする。

また請求項４の発明においては、画素をマトリックス状に配置した表示部と、画像データにより前記表示部を駆動する駆動回路とを一体に絶縁基板上に形成した表示装置に適用して、前記駆動回路は、前記画像データの各ビットに係る信号レベルをそれぞれレベルダウンコンバータにより所定の信号レベルに抑圧した後、前記画像データにより前記表示部を駆動し、前記レベルダウンコンバータは、対応するビットに係る前記画像データによる入力データにより、出力データの正側信号レベルから前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成回路と、前記入力データにより、前記出力データの負側信号レベルから前記出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成回路と、前記出力データの正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する電源に接続されて、前記第１及び第２の駆動信号をそれぞれ入力するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータとを有するようにする。

請求項１の構成により、入力データの信号レベルを抑圧して出力するレベルダウンコンバータに適用して、前記入力データにより、出力データの正側信号レベルから前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成回路と、前記入力データにより、前記出力データの負側信号レベルから前記出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成回路と、前記出力データの正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する電源に接続されて、前記第１及び第２の駆動信号をそれぞれ入力するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータとを有するようにすれば、出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルと、出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルとの間で信号レベルが切り換わる駆動信号によりＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタを駆動する場合に比して、Ｐチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタにおけるゲート電圧の変化を小さくすることができ、その分、消費電力を小さくすることができる。また第１及び第２の駆動信号においては、それぞれ出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がり、また出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がることにより、出力データの立ち上がり及び立ち下がりにおける波形なまりを防止することができ、これらにより従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができる。

これにより請求項４の構成によれば、このように従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができるレベルダウンコンバータを用いて表示装置を構成することができる。

本発明によれば、従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図２は、本発明の実施例に係る液晶表示装置を示すブロック図である。この液晶表示装置１０は、画像データＤ１による画像を表示部１１により表示する。ここで表示部１１は、絶縁基板であるガラス基板上に、液晶セルによる画素をマトリックス状に配置して形成される。また表示部１１は、水平方向に、赤色、緑色、青色のカラーフィルタが順次循環的に各画素に設けられ、これによりカラー画像を表示できるように形成される。この液晶表示装置１０は、水平駆動回路１２Ａ、１２Ｂ、垂直駆動回路１３等の、表示部１１の駆動に供する駆動回路が、低温ポリシリコンの半導体素子によりこのガラス基板上に一体に形成される。

すなわちこの液晶表示装置１０において、レベル調整回路１４は、画像データＤ１の各ビットに対応して複数設けられ、赤色、緑色、青色の色データの順次循環的な繰り返しによる画像データＤ１の各ビットのデータを入力し、この各ビットの信号レベルをそれぞれ補正して出力する。具体的にこの実施例では、３〔Ｖ〕と０〔Ｖ〕との間で信号レベルが切り換わる画像データＤ１が入力され、レベル調整回路１４は、これら各ビットの信号レベルが５〔Ｖ〕と０〔Ｖ〕との間で変化するように、これら各ビットの信号レベルを調整して出力する。

直並列変換回路１５は、画像データＤ１の各ビットに対応して複数設けられ、それぞれ対応するレベル調整回路１４の出力データを直並列変換して出力する。

レベルダウンコンバータ１６は、同様に画像データＤ１の各ビットに対応して複数設けられ、それぞれ対応するこの直並列変換回路１５の出力データｉｎ１、ｉｎ２を入力し、各ビットの信号レベルを抑圧して出力する。

水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂは、これらのレベルダウンコンバータ１６の出力データｏｕｔからの赤色、緑色、青色の色データを取得し、これら各色データにより表示部１１の対応する信号線を駆動する。

すなわち水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂにおいて、水平シフトレジスタ１８Ａ及び１８Ｂは、図示しないタイミングジェネレータから出力されるサンプリングパルスを表示部１１の水平方向に順次転送し、サンプリング＆第１ラッチ１９Ａ及び１９Ｂは、この水平シフトレジスタ１８Ａ及び１８Ｂにより転送されるサンプリングパルスによりレベルダウンコンバータ１６の出力データｏｕｔによる画像データを順次サンプリングして出力する。これにより水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂは、レベルダウンコンバータ１６の出力データから、赤色、緑色、青色の色データを取得し、この取得した色データを表示部１１の対応する信号線に振り分ける。

第２ラッチ２０Ａ及び２０Ｂは、それぞれサンプリング＆第１ラッチ１９Ａ及び１９Ｂの出力データのタイミングを一致させて出力し、ディジタルアナログ変換回路（ＤＡＣ）２１Ａ及び２１Ｂは、第２ラッチ２０Ａ及び２０Ｂの出力データをそれぞれディジタルアナログ変換処理して各信号線に出力する。

垂直駆動回路１３は、水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂによる信号線の駆動に対応するように表示部１１に駆動信号を出力し、これにより表示部１１に設けられた画素をライン単位で選択する。

ここで図１は、この液晶表示装置１０におけるレベルダウンコンバータ１６の構成を詳細に示す接続図である。レベルダウンコンバータ１６は、図３（Ａ）及び（Ｇ）に示すように、第１の正側電圧ｖｄｄと第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる入力データｉｎを入力し、この入力データｉｎの信号レベルを抑圧して第１の正側電圧ｖｄｄより電圧の低い第２の正側電圧ｖｄｄ１と第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる出力データｏｕｔにより出力する。ここで例えば、第１の正側電圧ｖｄｄは５〔Ｖ〕に、第１の負側電圧ｖｓｓはグランドレベルである０〔Ｖ〕に、第２の正側電圧ｖｄｄ１は３〔Ｖ〕に設定される。

レベルダウンコンバータ１６において、インバータ３１〜３３は、入力データｉｎの極性を反転させ、また所定時間だけ遅延させて出力する。ここでインバータ３１〜３３は、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓにより動作してこれらの処理を実行し、これにより入力データｉｎと同様に、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓの間で信号レベルが切り換わる出力信号Ｓ２を出力する（図３（Ｂ））。

レベルシフト回路３４は、第１の正側電圧ｖｄｄ、第１の負側電圧ｖｓｓ、第１の負側電圧ｖｓｓに比して電圧の低い例えば−３〔Ｖ〕による第２の負側電圧ｖｓｓ１により動作して、インバータ３３から出力される出力信号Ｓ２の負側信号レベルを第１の負側電圧ｖｓｓの電圧より第２の負側電圧ｖｓｓ１の電圧にレベルシフトさせて出力する（図３（Ｃ））。

レベルダウンコンバータ１６は、Ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ３及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ４によるインバータ３５、同様のＰチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ５及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ６によるインバータ３６の直列回路に、このレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３を入力する。ここでこれらインバータ３５及び３６のうち、先頭段のインバータ３５は、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第２の負側電圧ｖｓｓ１にそれぞれトランジスタＱ３及びＱ４のソースが接続され、これによりレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３を入力して、入力時の振幅により極性を反転させて出力する。これに対して続くインバータ３６は、第２の正側電圧ｖｄｄ及び第２の負側電圧ｖｓｓ１にそれぞれトランジスタＱ５及びＱ６のソースが接続され、これにより前段のインバータ３５の出力データの極性を反転させると共に、正側信号レベルを第２の正側電圧ｖｄｄ１による信号レベルに抑圧して出力する。

これによりレベルダウンコンバータ１６は、第２の正側電圧ｖｄｄ１と第２の負側電圧ｖｓｓ１との間で信号レベルが切り換わる第１の駆動信号Ｓ５を生成する（図３（Ｅ））。

さらにレベルダウンコンバータ１６は、Ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ７及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ８によるインバータ３７、Ｐチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ９及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ１０によるインバータ３８の直列回路に、インバータ３３の出力信号Ｓ２を入力する。

ここでこれらインバータ３７及び３８のうち、先頭段のインバータ３７は、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓにそれぞれトランジスタＱ７及びＱ８のソースが接続され、またゲートにインバータ３３の出力信号Ｓ２が入力される。またトランジスタＱ７及びＱ８のドレインが、レベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３によりオンオフ動作するＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ１１により接続される。これによりインバータ３７は、インバータ３３の出力信号Ｓ２の極性を反転させて出力するようにして、この極性を反転させた出力データにおける信号レベルの立ち下がりを、レベルシフト回路３４における遅延時間の分、遅延させる（図３（Ｄ））。

これに対して続くインバータ３８は、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓにそれぞれトランジスタＱ９及びＱ１０のソースが接続され、またゲート及びドレインがそれぞれ接続され、これにより前段のインバータ３７の出力データの極性を反転させて出力する。

これによりレベルダウンコンバータ１６は、第１の正側電圧ｖｄｄと第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる第２の駆動信号Ｓ６を生成する（図３（Ｆ））。

レベルダウンコンバータ１６は、第２の正側電源ｖｄｄ１及び第１の負側電源ｖｓｓにより動作するＰチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ１２及びＮチャンネル型ＭＯＳトランジスタＱ１３によるインバータ３９を介して出力データｏｕｔを出力するようにして、これらトランジスタＱ１２及びＱ１３をそれぞれ第１及び第２の駆動信号Ｓ５及びＳ６により駆動する。

これらによりレベルダウンコンバータ１６は、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１及び負側信号レベルｖｓｓに対応する正側電圧ｖｄｄ１及び負側電圧ｖｓｓにより動作するＰチャンネルトランジスタＱ１２及びＮチャンネルトランジスタＱ１３によるインバータ３９を介して出力データｏｕｔを出力するようにして、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１から出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな信号レベルｖｓｓ１に立ち下がる駆動信号Ｓ５と、出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓから出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きな信号レベルｖｄｄに立ち上がる駆動信号Ｓ６とによりそれぞれこれらＰチャンネルトランジスタＱ１２及びＮチャンネルトランジスタＱ１３を駆動するように形成される。

これらによりこの実施例において、インバータ３１〜３３、レベルシフト回路３４、インバータ３５、３６は、入力データｉｎにより、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１から出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな信号レベルｖｓｓ１に立ち下がる第１の駆動信号Ｓ５を生成する第１の駆動信号生成回路を構成し、インバータ３１〜３３、インバータ３７、３８は、入力データｉｎにより、出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓから出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きな信号レベルｖｄｄに立ち上がる第２の駆動信号Ｓ６を生成する第２の駆動信号生成回路を構成する。

またこのように第１及び第２の駆動信号生成回路によりインバータ３９を駆動するようにして、この実施例では、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１が入力データｉｎの正側信号レベルｖｄｄより低い信号レベルであり、出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓが入力データｉｎの負側信号レベルｖｓｓと等しい信号レベルであるように設定して、第２の駆動回路は、複数段のインバータの直列回路に入力データｉｎを入力して第２の駆動信号Ｓ６を生成する。また第１の駆動回路は、入力データｉｎの負側信号レベルｖｓｓを出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな信号レベルｖｓｓ１に立ち下げて出力するレベルシフト回路３４と、このレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３の正側信号レベルｖｄｄを、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１に抑圧して第１の駆動信号Ｓ５を生成するインバータ３６とにより構成されるようになされている。

またトランジスタＱ１１は、第１の駆動信号Ｓ５の信号レベルが立ち下がっている期間の間、第２の駆動信号Ｓ６の立ち上がりを防止するスイッチ回路を構成するようになされている。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この液晶表示装置１０において、赤色、緑色、青色の色データの繰り返しによる画像データＤ１は、レベル調整回路１４により各ビットの信号レベルが補正された後、直並列変換回路１５により直並列変換処理され、続くレベルダウンコンバータ１６により信号レベルが抑圧される。液晶表示装置１０では、このレベルダウンコンバータ１６の出力データｏｕｔによる画像データＤ１が、水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂに入力され、これによりこの画像データＤ１により表示部１１の各信号線が駆動され、またこの信号線の駆動に対応するように垂直駆動回路１３により表示部１１の各画素が選択され、これにより画像データＤ１によるカラー画像が表示部１１により表示される。

これらの処理において、この表示に供する画像データＤ１は、レベルダウンコンバータ１６により信号レベルが抑圧されて水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂに入力されることにより、水平駆動回路１２Ａ及び１２Ｂにおいては、この抑圧された低い信号レベルに対応する低い電圧により動作して表示部１１にカラー画像を形成することができ、これにより液晶表示装置１０における消費電力を低減することができる。

このレベルダウンコンバータ１６において、画像データＤ１の各ビットに係る入力データｉｎは、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓの間で信号レベルが切り換わるようにして入力され、この第１の正側電圧ｖｄｄより低い第２の正側電圧ｖｄｄ１と第１の負側電圧ｖｓｓとの間で信号レベルが切り換わる出力データｏｕｔにより出力される。

このためこのレベルダウンコンバータ１６において、入力データｉｎは、第１の正側電圧ｖｄｄ及び第１の負側電圧ｖｓｓにより動作するインバータ３１、３２、３３、３７、３８による直列回路に入力され、これにより出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓから出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きな信号レベルｖｄｄに立ち上がる第２の駆動信号Ｓ６が生成される。

またインバータ３３の出力信号Ｓ３がレベルシフト回路３４に入力されて処理されることにより、入力データｉｎは、第１の正側電圧ｖｄｄと、第１の負側電圧ｖｓｓより低い第２の負側電圧ｖｓｓ１との間で信号レベルが切り換わる出力信号Ｓ３に変換され、このレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３の極性がインバータ３５により反転された後、第２の正側電圧ｖｄｄ１及び第２の負側電圧ｖｓｓ１により動作するインバータ３６に入力される。これによりレベルダウンコンバータ１６では、入力データｉｎにより、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１から出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな信号レベルｖｓｓ１に立ち下がる第１の駆動信号Ｓ５が生成される。

レベルダウンコンバータ１６では、第２の正側電圧ｖｄｄ１及び第１の負側電圧ｖｓｓにより動作するＰチャンネルトランジスタＱ１２及びＮチャンネルトランジスタＱ１３によるインバータ３９より出力データｏｕｔを出力するようにして、このＰチャンネルトランジスタＱ１２及びＮチャンネルトランジスタＱ１３がそれぞれ第１及び第２の駆動信号Ｓ５及びＳ６により駆動され、これにより従来に比して消費電力を低減して十分な動作速度が確保される。

すなわち出力データｏｕｔを立ち上げる場合、レベルダウンコンバータ１６では、最終段のインバータ３９を構成するトランジスタＱ１２のゲートが、第２の正側電圧ｖｄｄ１から出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな第２の負側電圧ｖｓｓ１による信号レベルに立ち下がり、これにより図８について上述した従来例に係るレベルダウンコンバータ１と同様に波形なまりを十分に防止することができる。

また出力データｏｕｔを立ち下げる場合、レベルダウンコンバータ１６では、最終段のインバータ３９を構成するトランジスタＱ１３のゲートが、第１の負側電圧ｖｓｓから出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きな第２の正側電圧ｖｄｄ１による信号レベルに立ち上がり、これにより図８について上述した従来例に係るレベルダウンコンバータ１と同様に波形なまりを十分に防止することができる。

またこの最終段のインバータ３９を構成するトランジスタＱ１２及びＱ１３においては、図８について上述した従来例に係るレベルダウンコンバータ１のように、出力データｏｕｔの正側信号レベルｖｄｄ１より大きな信号レベルｖｄｄと、出力データｏｕｔの負側信号レベルｖｓｓより小さな信号レベルｖｓｓ１との間で信号レベルが切り換わる駆動信号により駆動する場合に比して、それぞれ小さな振幅による駆動信号により駆動することができ、その分、ゲート電圧の変化を小さくして消費電力を小さくすることができる。すなわちトランジスタＱ１２及びＱ１３における消費電力は、ゲート電圧の振幅の２乗に比例し、これによりトランジスタＱ１２及びＱ１３とで駆動信号を異ならせ、駆動信号の振幅を小さくした分、消費電力を低減することができる。

なおこのように構成すると、結局、第１の駆動信号Ｓ５を生成するトランジスタＱ５及びＱ６は、図８について上述した従来例に係るレベルダウンコンバータ１における最終段のトランジスタＱ１及びＱ２と同様のゲート電圧、電圧により動作することになる。しかしながらこのトランジスタＱ５及びＱ６は、単にトランジスタＱ１２及びＱ１３によるインバータの駆動信号Ｓ５を生成するだけであることにより、図８について上述した従来例に係るレベルダウンコンバータ１におけるトランジスタＱ１及びＱ２に比して短いゲート長により小型に作成することができ、これによりこのトランジスタＱ５及びＱ６による電力消費にあっては、実用上十分に小さくすることができる。

ところでこのようにインバータ３１、３２、３３、３７、３８による直列回路により第２の駆動信号Ｓ６を生成する一方で、インバータ３１、３２、３３、レベルシフト回路３４、インバータ３５、３６により第１の駆動信号Ｓ５を生成する場合、駆動信号Ｓ５及びＳ６で遅延時間が異なり、これら駆動信号Ｓ５及びＳ６で、立ち上がり及び立ち下がりのタイミングが異なるようになる。このためトランジスタＱ１２及びＱ１３が同時のオン状態となり、貫通電流が発生する恐れがある。因みに、貫通電流が発生すると、その分、レベルダウンコンバータ１６における消費電力が著しく増大することになる。

このためこのレベルダウンコンバータ１６では、インバータ３７を構成するＰチャンネルＭＯＳトランジスタＱ７とＮチャンネルＭＯＳトランジスタＱ８との間に、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＱ１１が設けられ、レベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３によりこのトランジスタＱ１１がオンオフ制御される。これによりこのレベルダウンコンバータ１６では、第１の駆動信号Ｓ５の信号レベルが立ち下がっている期間の間、第２の駆動信号Ｓ６の立ち上がりを防止し、トランジスタＱ１２及びＱ１３が同時のオン状態となる状況を有効に回避するようになされている。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、出力に供する正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する正側電圧及び負側電圧により動作するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータを介して出力データを出力するようにして、この正側信号レベルから負側信号レベルより大きく立ち下がる第１の駆動信号と、負側信号レベルから正側信号レベルより大きく立ち上がる第２の駆動信号とによりそれぞれＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタを駆動することにより、従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができる。

また複数段インバータの直列回路により第２の駆動信号を生成し、レベルシフト回路により入力データの負側信号レベルを出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下げた後、インバータにより正側信号レベルを抑圧して第１の駆動信号を生成することにより、入力データｉｎの正側信号レベルを抑圧する構成に適用して、簡易な構成により従来に比して消費電力を低減し、十分な動作速度を確保することができる。

また第１の駆動信号の信号レベルが立ち下がっている期間の間、第２の駆動信号の立ち上がりを防止するスイッチ回路を設けることにより、貫通電流の発生を確実に防止することができる。

図４は、図１との対比により本発明の実施例２に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。この実施例２に係る液晶表示装置は、図１に示すレベルダウンコンバータ１６に代えて、この図４に示すレベルダウンコンバータ４６が適用される点を除いて、実施例１に係る液晶表示装置と同一に構成される。

ここでこのレベルダウンコンバータ４６は、第２の駆動信号Ｓ６に係るインバータ３７に代えて、続くインバータ３８に、貫通電流を防止するスイッチ回路に係るＰチャンネルトランジスタＱ１４が設けられ、このＰチャンネルトランジスタＱ１４のゲートに第１の駆動信号Ｓ５に係るインバータ３５の出力信号が供給される。これによりこの実施例では、最終段のインバータ３９の直前のインバータ３８に設けたスイッチ回路により貫通電流を防止するようになされている。

この実施例のように、最終段のインバータ３９の直前のインバータ３８に設けたスイッチ回路により貫通電流を防止するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図５は、図１との対比により本発明の実施例３に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。この実施例３に係る液晶表示装置は、図１に示すレベルダウンコンバータ１６に代えて、この図５に示すレベルダウンコンバータ５６が適用される点を除いて、実施例１に係る液晶表示装置と同一に構成される。

ここでこのレベルダウンコンバータ５６は、第２の駆動信号Ｓ６に係るインバータ３７の負側電源ｖｓｓ側に、貫通電流を防止するスイッチ回路に係るＮチャンネルトランジスタＱ１１が設けられ、このＮチャンネルトランジスタＱ１１のゲートにレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３が供給される。

この実施例のように、第２の駆動信号Ｓ６に係るインバータ３７の負側電源ｖｓｓ側に、貫通電流を防止するスイッチ回路を設けるようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図６は、図１との対比により本発明の実施例４に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。この実施例４に係る液晶表示装置は、図１に示すレベルダウンコンバータ１６に代えて、この図６に示すレベルダウンコンバータ６６が適用される点を除いて、実施例１に係る液晶表示装置と同一に構成される。

ここでこのレベルダウンコンバータ６６は、レベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３を処理するインバータ３５が、第２の正側電圧ｖｄｄ１及び第２の負側電圧ｖｓｓ１により動作するように設定され、これによりこのインバータ３５で、第１の駆動信号Ｓ５の振幅が設定される。

この実施例のように、レベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３を処理するインバータ３５により第１の駆動信号Ｓ５の振幅を設定するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

図７は、図１との対比により本発明の実施例５に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。この実施例５に係る液晶表示装置は、図１に示すレベルダウンコンバータ１６に代えて、この図７に示すレベルダウンコンバータ７６が適用される点を除いて、実施例１に係る液晶表示装置と同一に構成される。

ここでこのレベルダウンコンバータ７６は、インバータ３５、３６に代えてレベルダウンコンバータ７７が設けられ、このレベルダウンコンバータ７７によりレベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３を処理して第１の駆動信号Ｓ５を生成する。

この実施例のように、レベルシフト回路３４の出力信号Ｓ３をさらにレベルダウンコンバータ回路により処理して第１の駆動信号Ｓ５を生成するようにしても、実施例１と同様の効果を得ることができる。

なお上述の実施例においては、入力データの正側信号レベルを抑圧する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力データの負側信号レベルを抑圧する場合、さらには入力データの正側信号レベル、負側信号レベルの双方を抑圧する場合にも広く適用することができる。なお入力データの負側信号レベルを抑圧する場合にあっては、上述の実施例について上述した第１及び第２の駆動回路に係る構成が入れ替わることにより、貫通電流を防止するスイッチ回路は、第２の駆動信号の信号レベルが立ち上がっている期間の間、第１の駆動信号の立ち下がりを防止するように、第１の駆動信号側の構成に設けることになる。

また上述の実施例においては、低温ポリシリコンにより駆動回路を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、低温ポリシリコン以外により駆動回路を形成する場合にも広く適用することができる。

また上述の実施例においては、液晶表示装置に適用して直並列変換処理した入力データを処理する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、入力データを直接処理する場合等にも広く適用することができる。また液晶表示装置以外の、例えば有機ＥＬ素子等の種々の表示装置、さらには種々の集積回路に広く適用することができる。

本発明は、例えば低温ポリシリコンにより駆動回路を形成した液晶表示装置に適用することができる。

本発明の実施例１に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。本発明の実施例１に係る液晶表示装置を示すブロック図である。図１のレベルダウンコンバータの動作の説明に供する信号波形図である。本発明の実施例２に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。本発明の実施例３に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。本発明の実施例４に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。本発明の実施例５に係る液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。従来の液晶表示装置に適用されるレベルダウンコンバータを示す接続図である。図８のレベルダウンコンバータの動作の説明に供する信号波形図である。

符号の説明

１、１６、４６、５６、６６、７６、７７……レベルダウンコンバータ、２〜４、６、７、３１〜３３、３５〜３８……インバータ、５、３４、７７……レベルシフト回路、Ｑ１〜Ｑ１４……トランジスタ

Claims

入力データの信号レベルを抑圧して出力するレベルダウンコンバータにおいて、
前記入力データにより、出力データの正側信号レベルから前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成回路と、
前記入力データにより、前記出力データの負側信号レベルから前記出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成回路と、
前記出力データの正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する電源に接続されて、前記第１及び第２の駆動信号をそれぞれ入力するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータと
を備えることを特徴とするレベルダウンコンバータ。
前記出力データの正側信号レベルが前記入力データの正側信号レベルより低い信号レベルであり、
前記出力データの負側信号レベルが前記入力データの負側信号レベルと等しい信号レベルであり、
前記第１の駆動回路は、
前記入力データの負側信号レベルを前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下げて出力するレベルシフト回路と、
前記レベルシフト回路の出力信号の正側信号レベルを、前記出力データの正側信号レベルに抑圧して前記第１の駆動信号を生成するインバータとを有し、
前記第２の駆動回路は、
複数段のインバータの直列回路に前記入力データを入力して前記第２の駆動信号を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のレベルダウンコンバータ。
前記第１の駆動信号の信号レベルが立ち下がっている期間の間、前記第２の駆動信号の立ち上がりを防止するスイッチ回路を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のレベルダウンコンバータ。
画素をマトリックス状に配置した表示部と、画像データにより前記表示部を駆動する駆動回路とを一体に絶縁基板上に形成した表示装置において、
前記駆動回路は、
前記画像データの各ビットに係る信号レベルをそれぞれレベルダウンコンバータにより所定の信号レベルに抑圧した後、前記画像データにより前記表示部を駆動し、
前記レベルダウンコンバータは、
対応するビットに係る前記画像データによる入力データにより、出力データの正側信号レベルから前記出力データの負側信号レベルより小さな信号レベルに立ち下がる第１の駆動信号を生成する第１の駆動信号生成回路と、
前記入力データにより、前記出力データの負側信号レベルから前記出力データの正側信号レベルより大きな信号レベルに立ち上がる第２の駆動信号を生成する第２の駆動信号生成回路と、
前記出力データの正側信号レベル及び負側信号レベルに対応する電源に接続されて、前記第１及び第２の駆動信号をそれぞれ入力するＰチャンネルトランジスタ及びＮチャンネルトランジスタによるインバータと
を備えることを特徴とする表示装置。