JP4696180B2 - 表示装置の駆動回路および表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置などの表示装置、および表示装置を駆動する駆動回路に関するものである。

液晶表示装置などの表示装置においては、通常、表示パネルの対向電極の電位に対して正負の駆動電圧を容量性負荷に印加する交流駆動が行われる。このような駆動電圧を発生する駆動回路としては、例えば特許文献１の図１に示す回路が知られている。

この駆動回路には、同図に示すように、高位側電源８（ＶＤＤ）と中位側電源１０（ＶＤＤ／２）間で直列に接続された出力トランジスタ１１，１２が設けられている。また、中位側電源１０（ＶＤＤ／２）と低位側電源９（ＶＳＳ）間で直列に接続された出力トランジスタ１３，１４が設けられている。

上記出力トランジスタ１１，１２、および出力トランジスタ１３，１４は、スイッチ手段６，７によって切り替えられる差動型入力段回路２，３により制御されて、交互に正負の駆動電圧を容量性負荷に供給するようになっている。

これにより、容量性負荷は、駆動電圧が正負の何れに切り替わるときでも、中位側電源１０によって充放電され、消費電力が低減されるようになっている。

特開２００２−１７５０５２号公報

しかしながら、上記のように差動型入力段回路２，３がスイッチ手段６，７によって切り替えられる場合、駆動電圧の精度の低下を招きがちであるうえ、必要とされるスイッチ回路の数も多くなりがちである。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、表示装置を交流駆動するための消費電力を低減し、しかも、差動型入力段回路の出力を切り替えることによる駆動電圧の精度の低下を招かないようにすることを目的としている。

上記の課題を解決するため、
本発明は、
画像信号に応じた、表示装置における所定の基準電圧に対して正または負の駆動電圧を選択的に出力する表示装置の駆動回路であって、
入力段回路と、
上記入力段回路から出力される１対の出力段制御信号に応じて、
所定の高電圧と第１の中間電圧との間の駆動電圧、または
第２の中間電圧と所定の低電圧との間の駆動電圧を出力する出力段回路と、
を備え、
上記第２の中間電圧が上記第１の中間電圧より高く、
上記出力段回路は、
互いに直列に接続された高電圧側トランジスタおよび低電圧側トランジスタと、
上記高電圧側トランジスタに、上記高電圧または第１の中間電圧を選択的に供給する高電圧側電圧供給回路と、
上記低電圧側トランジスタに、上記第２の中間電圧または低電圧を選択的に供給する低電圧側電圧供給回路と、
を備え、
上記入力段回路は、
互いに並列に接続され、両端がそれぞれ上記高電圧側トランジスタまたは低電圧側トランジスタの制御端子に接続されたＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタと、
上記ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタの制御端子に、上記出力段回路における高電圧側トランジスタおよび低電圧側トランジスタに供給される電圧の選択に対応した所定のバイアス電圧を印加するバイアス供給回路と、
を備えたことを特徴とする。
また、画像信号に応じた、表示装置における所定の基準電圧に対して正または負の駆動電圧を選択的に出力する表示装置の駆動回路であって、
入力段回路と、
上記入力段回路から出力される１対の出力段制御信号に応じて、
所定の高電圧と第１の中間電圧との間の駆動電圧、または
第２の中間電圧と所定の低電圧との間の駆動電圧を出力する出力段回路と、
を備え、
上記第２の中間電圧が上記第１の中間電圧より高く、
上記出力段回路は、
上記所定の高電圧と第１の中間電圧との間で互いに直列に接続された第１および第２のトランジスタと、
上記第２の中間電圧と上記所定の低電圧との間で互いに直列に接続された第３および第４のトランジスタと、
上記第１と第２のトランジスタの接続点、または上記第３と第４のトランジスタの接続点の電圧を選択的に駆動電圧として出力する出力選択スイッチ回路と、
を備えたことを特徴とする。
上記入力段回路は、
互いに並列に接続され、両端がそれぞれ上記第１および第３のトランジスタまたは第２および第４のトランジスタの制御端子に接続されたＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタと、
上記ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタの制御端子に、上記出力段回路における上記接続点の電圧の選択に対応した所定のバイアス電圧を印加するバイアス供給回路と、
を備えてもよい。

これらにより、高電圧側トランジスタおよび低電圧側トランジスタに供給される電源電圧、または第１および第２のトランジスタや、第３および第４のトランジスタに供給される電圧を低く抑えることができ、消費電力を小さく抑えることが容易にできる。また、駆動電圧の精度を高く保つことも容易にできる。

これらにより、駆動信号の過渡応答特性を改善することなどが容易にできる。

本発明によれば、表示装置を交流駆動するための消費電力を低減するとともに、駆動電圧の精度を高く保つことも容易にできる。

実施形態１の表示装置駆動回路１００の要部の構成を示す回路図である。 同、駆動信号（ＯＵＴ）が正の場合の消費電力等を示すグラフである。 同、駆動信号（ＯＵＴ）が負の場合の消費電力等を示すグラフである。 実施形態２の表示装置駆動回路２００の要部の構成を示す回路図である。 実施形態３の表示装置駆動回路３００の要部の構成を示す回路図である。 実施形態４の液晶ディスプレイパネル４００の概略構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、他の実施形態と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付して説明を省略する。

《発明の実施形態１》
図１は、液晶ディスプレイパネルなどの表示装置を駆動する実施形態１の表示装置駆動回路１００の要部の構成を示す回路図である。同図に示すように、表示装置駆動回路１００には、入力段回路１０１と、出力段回路１０４とが設けられている。

上記入力段回路１０１は、差動段回路１０２と、カスコード段回路１０３とを備えている。

差動段回路１０２は、画像信号（ＩＮ＋）と、表示装置駆動回路１００から出力される駆動信号（ＯＵＴ、ＩＮ−）との差に応じた信号を出力するようになっている。

カスコード段回路１０３はトランジスタ１３〜２４を有し、バイアス電圧ＢＮ１〜ＢＮ３，ＢＰ１〜ＢＰ３が供給されて、差動段回路１０２からの出力信号に応じて出力段回路１０４を制御する１対の出力段制御信号を出力するようになっている。

また、出力段回路１０４は、互いに直列に接続されたトランジスタ１１，１２を有し、これらの接続点の電圧が駆動信号（ＯＵＴ）として出力される。そこで、例えば、液晶ディスプレイパネルにおけるソースラインを介して、画素電極と共通電極３０との間に形成される液晶容量ＣＬに対して、充放電電流（Ｉ）により電荷の蓄積放電をするようになっている。上記充放電電流（Ｉ）は、例えばカスコード段回路１０３によって定電流に制御される。

上記出力段回路１０４には、さらに、スイッチ信号ＳＷ３〜ＳＷ６によって制御されるスイッチ３〜６が設けられ、トランジスタ１１には、所定の高電圧（Ｖｄｄ）または第１の中間電圧（Ｖｍｈ）が選択的に供給される一方、トランジスタ１２には、所定の低電圧（Ｖｓｓ）または第２の中間電圧（Ｖｍｌ）が選択的に供給されるようになっている。ここで、上記第１、第２の中間電圧（Ｖｍｈ、Ｖｍｌ）は、その絶対値が、駆動信号（ＯＵＴ）における黒レベルの電圧よりも低い電圧に設定されるが、その範囲内で、できるだけ高く設定する方が消費電力を小さくできる。

上記のように構成された表示装置駆動回路１００の動作について説明する。ここで、以下では説明の簡単化のために、高電圧（Ｖｄｄ）および低電圧（Ｖｓｓ）は、正または負の白レベルに等しい所定の電圧であるとし、共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）、および第１、第２の中間電圧（Ｖｍｈ、Ｖｍｌ）は、互いに等しく、かつ、黒レベルである所定の電圧であり、また、これらは高電圧（Ｖｄｄ）と低電圧（Ｖｓｓ）との平均の電圧に等しいとして説明する。なお、上記電圧の正負は絶対的な電位を意味するのではなく、例えば共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）など、所定の基準の電圧に対する相対関係を意味している。

まず、正極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合には、スイッチ３、６がＯＮになり、トランジスタ１１，１２が高電圧（Ｖｄｄ）と共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）との間で動作する。このとき、例えば、画像信号に応じてトランジスタ１１が低抵抗状態、トランジスタ１２が高抵抗状態であるとすると、駆動信号（ＯＵＴ）は、図２に示すように正の白レベルである高電圧（Ｖｄｄ）になる。

次に、画像信号に応じてトランジスタ１１が高抵抗状態、トランジスタ１２が低抵抗状態になったとすると、液晶容量ＣＬに蓄積されている電荷が、トランジスタ１２を介して流れる充放電電流（Ｉ）によって放電され、駆動信号（ＯＵＴ）は、黒レベルである共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）まで直線的に低下する。このときに消費される電力は、駆動信号（ＯＵＴ）と共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）との差と、充放電電流（Ｉ）との積になる。すなわち、トランジスタ１２のソースが低電圧（Ｖｓｓ）に接続されている場合に比べて、消費電力が低減される。このような消費電力の低減は、液晶容量（ＣＬ）が放電される場合であれば、駆動信号（ＯＵＴ）のレベルが中間調で変化する場合でも同様である。

一方、負極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合には、スイッチ４、５がＯＮになり、トランジスタ１１，１２が共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）と低電圧（Ｖｓｓ）との間で動作する。この場合には、例えば図３に示すように、負の白レベルである低電圧（Ｖｓｓ）から黒レベルである共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）になる場合には、共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）と駆動信号（ＯＵＴ）との差と、充放電電流（Ｉ）との積になり、トランジスタ１１のソースが高電圧（Ｖｄｄ）に接続されている場合に比べて、やはり消費電力が低減される。

上記のように、トランジスタ１１，１２に供給される電源電圧を駆動信号の極性に応じて切り替え、トランジスタ１１，１２の両端の電圧を低く抑えることによって、消費電力を小さく抑えることが容易にできる。また、上記のような高電圧（Ｖｄｄ）や、低電圧（Ｖｓｓ）、中間電圧（Ｖｍｈ、Ｖｍｌ）を切り替えるスイッチ３〜６を構成するトランジスタは、インピーダンスを比較的低くすることが容易なので、これらのトランジスタの面積を小さく抑えることが容易にできる。さらに、極性の切り替えに際して差動段回路１０２の出力を切り替えたりする必要はないので、そのような切り替えによる精度の低下を抑制することが容易にできる。

《発明の実施形態２》
図４は、実施形態２の表示装置駆動回路２００の要部の構成を示す回路図である。この表示装置駆動回路２００は、前記実施形態１の表示装置駆動回路１００に加えて、バイアス供給回路２０５が設けられて構成されている。このバイアス供給回路２０５は、スイッチ信号ＳＷ７〜ＳＷ１０によって制御されるスイッチ７〜１０を備え、カスコード段回路１０３に印加されるバイアス電圧ＢＮ３、ＢＰ３を、駆動信号（ＯＵＴ）の極性に応じて切り替えるようになっている。

具体的には、前記のように出力段回路１０４のスイッチ３、６がＯＮになって正極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合には、バイアス供給回路２０５のスイッチ７、９がＯＮになって、カスコード段回路１０３におけるトランジスタ１４，２０（ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタ）のゲート（制御端子）に、それぞれバイアス電圧ＢＰＨ、またはＢＮＨが供給される。一方、負極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合には、スイッチ８、１０がＯＮになって、トランジスタ１４，２０のゲートに、それぞれバイアス電圧ＢＰＬ、またはＢＮＬが供給される。

上記のようにトランジスタ１４，２０のバイアス電圧が駆動電圧（ＯＵＴ）の極性に応じて切り替えられることにより、例えばこれらのバイアス電圧をＢＮＨ＞ＢＮＬ、ＢＰＨ＞ＢＰＬに設定して、トランジスタ１４，２０の抵抗特性を均一にして駆動信号（ＯＵＴ）の過渡応答特性を改善することなどが容易にできる。

《発明の実施形態３》
図５は、実施形態３の表示装置駆動回路３００の要部の構成を示す回路図である。この表示装置駆動回路３００は、前記実施形態１の表示装置駆動回路１００と比べて、出力段回路１０４に代えて出力段回路３０４を備えている点が異なっている。

上記出力段回路３０４は、出力回路３０４ａ，３０４ｂと、ＳＷ１〜ＳＷ２によって制御されるスイッチ１，２とを備えている。

出力回路３０４ａは、互いに直列に接続されたトランジスタ３１，３２を有し、高電圧（Ｖｄｄ）と第１の中間電圧（Ｖｍｌ）とで駆動されるようになっている。一方、出力回路３０４ｂは、トランジスタ４１，４２を有し、第２の中間電圧（Ｖｍｈ）と低電圧（Ｖｓｓ）とで駆動されるようになっている。すなわち、出力回路３０４ａは、実施形態１の出力段回路１０４においてスイッチ３、６がＯＮになった場合と実質的に同じ状態になる一方、出力回路３０４ｂは、スイッチ４、５がＯＮになった場合と実質的に同じ状態になるようになっている。

スイッチ１は、正極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合にＯＮになる一方、スイッチ２は、負極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合ＯＮになるようになっている。これらのスイッチ１，２としては、例えばＰ、Ｎチャネルトランジスタが並列に接続されたパスゲートなどが用いられ、これらのＯＮ時抵抗はできるだけ低いことが好ましい。

上記のように構成された場合にも、正極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合の消費電力は、駆動信号（ＯＵＴ）と共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）との差と、充放電電流（Ｉ）との積になる一方、負極性の駆動信号（ＯＵＴ）が出力される場合の消費電力は、共通電極電圧（Ｖｃｏｍ）と駆動信号（ＯＵＴ）との差と、充放電電流（Ｉ）との積になる。したがって、やはり、差動段回路１０２の出力の切り替えによる精度の低下を招いたりすることなく、消費電力を小さく抑えることが容易にできる。

なお、本実施形態３のような構成においても、実施形態２で説明したようにバイアス供給回路２０５を設けて、駆動電圧（ＯＵＴ）の極性に応じて、適切なバイアスがカスコード段回路１０３内のトランジスタに与えられるようにしてもよい。

《発明の実施形態４》
上記実施形態１〜３で説明したような表示装置駆動回路は、例えば、図６に示すような液晶ディスプレイパネル４００に用いることができる。この液晶ディスプレイパネル４００には、液晶表示部４０１、ソースドライバ４１１、ゲートドライバ４１２、およびそれぞれ画素数に応じた複数本のソースライン４２１とゲートライン４２２とが設けられている。ソースドライバ４１１は、複数の上記表示装置駆動回路１００等が設けられて構成され、各駆動信号（ＯＵＴ）が、対応するソースライン４２１を介して、ゲートライン４２２によって選択された画素の図示しない画素電極に与えられる。

本発明にかかる表示装置の駆動回路は、表示装置を交流駆動するための消費電力を低減するとともに、駆動電圧の精度を高く保つことも容易にできる効果を有し、液晶表示装置などの表示装置、および表示装置を駆動する駆動回路等として有用である。

１〜１０ スイッチ
１１〜２４ トランジスタ
３０ 共通電極
３１，３２ トランジスタ
４１，４２ トランジスタ
１００ 表示装置駆動回路
１０１ 入力段回路
１０２ 差動段回路
１０３ カスコード段回路
１０４ 出力段回路
２００ 表示装置駆動回路
２０５ バイアス供給回路
３００ 表示装置駆動回路
３０４ 出力段回路
３０４ａ，３０４ｂ 出力回路
４００ 液晶ディスプレイパネル
４０１ 液晶表示部
４１１ ソースドライバ
４１２ ゲートドライバ
４２１ ソースライン
４２２ ゲートライン
ＢＮ１〜ＢＮ３，ＢＰ１〜ＢＰ３ バイアス電圧
ＳＷ１ＳＷ１０ スイッチ信号

Claims (4)

1. 画像信号に応じた、表示装置における所定の基準電圧に対して正または負の駆動電圧を選択的に出力する表示装置の駆動回路であって、
   入力段回路と、
   上記入力段回路から出力される１対の出力段制御信号に応じて、
   所定の高電圧と第１の中間電圧との間の駆動電圧、または
   第２の中間電圧と所定の低電圧との間の駆動電圧を出力する出力段回路と、
   を備え、
   上記第２の中間電圧が上記第１の中間電圧より高く、
   上記出力段回路は、
   互いに直列に接続された高電圧側トランジスタおよび低電圧側トランジスタと、
   上記高電圧側トランジスタに、上記高電圧または第１の中間電圧を選択的に供給する高電圧側電圧供給回路と、
   上記低電圧側トランジスタに、上記第２の中間電圧または低電圧を選択的に供給する低電圧側電圧供給回路と、
   を備え、
   上記入力段回路は、
   互いに並列に接続され、両端がそれぞれ上記高電圧側トランジスタまたは低電圧側トランジスタの制御端子に接続されたＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタと、
   上記ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタの制御端子に、上記出力段回路における高電圧側トランジスタおよび低電圧側トランジスタに供給される電圧の選択に対応した所定のバイアス電圧を印加するバイアス供給回路と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の駆動回路。
2. 画像信号に応じた、表示装置における所定の基準電圧に対して正または負の駆動電圧を選択的に出力する表示装置の駆動回路であって、
   入力段回路と、
   上記入力段回路から出力される１対の出力段制御信号に応じて、
   所定の高電圧と第１の中間電圧との間の駆動電圧、または
   第２の中間電圧と所定の低電圧との間の駆動電圧を出力する出力段回路と、
   を備え、
   上記第２の中間電圧が上記第１の中間電圧より高く、
   上記出力段回路は、
   上記所定の高電圧と第１の中間電圧との間で互いに直列に接続された第１および第２のトランジスタと、
   上記第２の中間電圧と上記所定の低電圧との間で互いに直列に接続された第３および第４のトランジスタと、
   上記第１と第２のトランジスタの接続点、または上記第３と第４のトランジスタの接続点の電圧を選択的に駆動電圧として出力する出力選択スイッチ回路と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の駆動回路。
3. 請求項２の表示装置の駆動回路であって、
   上記入力段回路は、
   互いに並列に接続され、両端がそれぞれ上記第１および第３のトランジスタまたは第２および第４のトランジスタの制御端子に接続されたＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタと、
   上記ＰチャネルトランジスタおよびＮチャネルトランジスタの制御端子に、上記出力段回路における上記接続点の電圧の選択に対応した所定のバイアス電圧を印加するバイアス供給回路と、
   を備えたことを特徴とする表示装置の駆動回路。
4. 請求項１の駆動回路と、
   上記駆動回路から出力される駆動電圧と上記所定の基準電圧とに応じて画像を表示する表示部と、
   を備えたことを特徴とする表示装置。

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