驱动电路和电子设备的制作方法

文档序号:15618754发布日期:2018-10-09 21:51阅读:184来源:国知局

本发明涉及对液晶显示面板等电光面板进行驱动的驱动电路以及使用了这样的驱动电路的电子设备等。



背景技术:

例如,对设置于液晶显示面板的多个tft(薄膜晶体管)进行驱动的驱动电路生成具有与图像数据对应的电压的灰度信号而供给到多个数据线,并且生成用于对液晶显示面板的多个行(line)进行扫描的扫描信号而供给到多个扫描线。因此,需要包含如下部件的电源电路:升压电路,其对从电池等供给的电源电压进行升压;以及调节器,其使从升压电路供给的电源电压稳定。

在设置有这样的电源电路的以往的驱动电路中,升压电路和调节器稳定地进行动作,因此电源电路的耗电会变大。为了削减电源电路的耗电,还尝试降低调节器的稳定的工作电流,但要想在不降低驱动液晶显示面板的性能的情况下降低工作电流是有限度的。

作为相关的技术,在专利文献1中公开了使用tft的开关电路以及使用了该开关电路的像素驱动电路。该开关电路具有:至少2个fet,它们串联连接在输入端与输出端之间;以及驱动部,当存在截止指令时,该驱动部交替地对这些fet进行截止驱动,当存在导通指令时,该驱动部同时对这些fet进行导通驱动。

根据专利文献1的开关电路,在将tft维持在截止状态时,能够降低因栅极应力的影响所引起的tft的阈值电压的变动,该栅极应力是对tft的栅源间持续施加恒定的偏置电压而产生的。然而,为了使至少2个tft交替地处于截止状态,需要对多个扫描线进行驱动,因此向驱动部供给电源电压的调节器的耗电会增加。

专利文献1:国际公开第2008/032552号小册子(0001-0008段、图1~图5)



技术实现要素:

因此,鉴于上述情况,本发明的第1目的在于,在设置有使供给的电源电压稳定的调节器的驱动电路中,在不降低驱动电光面板的性能的情况下降低耗电。特别是在为了使像素电路中串联连接的多个晶体管交替地处于截止状态而驱动多个扫描线的驱动电路中,优选降低驱动电路整体的耗电。并且,本发明的第2目的在于,提供使用了这样的驱动电路的电子设备等。

为了解决以上课题的至少一部分,本发明的第1方面的驱动电路对电光面板进行驱动,该电光面板具有:多个扫描线;多个数据线;以及多个像素电路,它们对应于多个扫描线与多个数据线的交叉而设置,分别包含多个像素元件,在该驱动电路中,具有:数据线驱动电路,其向多个数据线供给灰度信号;调节器,其使供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压供给到平滑用电容器和数据线驱动电路;切换电路,其对构成调节器的多个电路元件的连接状态进行切换;以及控制电路,其控制切换电路,在向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制切换电路将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级,在没有向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制切换电路将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。

根据本发明的第1方面,在没有向多个像素元件供给灰度信号时,将向数据线驱动电路供给稳定的电源电压的调节器的电压稳定能力设定为比供给灰度信号时低的等级、或者停止调节器的动作,因此能够在不降低驱动电光面板的性能的情况下降低耗电。

这里,也可以是,在按照规定的帧频来驱动电光面板的第1模式中,当向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制切换电路将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级,在按照比规定的帧频高的帧频来驱动电光面板的第2模式中,当向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制切换电路将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级高的等级。由此,能够在第2模式中,将驱动电光面板的性能维持在较高的等级,在帧频比第2模式低的第1模式中,比第2模式进一步降低驱动电路的耗电。

并且,也可以是,在前沿(frontporch)期间和后沿(backporch)期间中,控制电路控制切换电路将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。由于在前沿期间和后沿期间中,没有向多个像素元件供给灰度信号,因此能够在不降低驱动电光面板的性能的情况下降低耗电。

此外,也可以是,调节器包含:差动放大电路,其用于对参考电压与调节器的输出电压之差进行放大;多个恒流晶体管,它们用于向差动放大电路供给恒定电流;以及多个输出晶体管,它们用于根据差动放大电路的输出信号,生成调节器的输出电压,切换电路包含:第1选择电路,其选择向差动放大电路供给恒定电流的恒流晶体管的数量;以及第2选择电路,其选择生成调节器的输出电压的输出晶体管的数量。由此,能够将调节器的电压稳定能力设定为多个等级中的任意等级、或者停止调节器的动作。

以上,也可以是,驱动电路还具有:第2调节器,其使供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压供给到第2平滑用电容器和电光面板的公共电极;以及第2切换电路,其对构成第2调节器的多个电路元件的连接状态进行切换,在向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制第2切换电路将第2调节器的电压稳定能力设定为规定的等级,在没有向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制第2切换电路将第2调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止第2调节器的动作。

在该情况下,在没有向多个像素元件供给灰度信号时,将向电光面板的公共电极供给稳定的电源电压的第2调节器的电压稳定能力设定为比灰度信号供给时低的等级、或者停止第2调节器的动作,因此能够在不降低驱动电光面板的性能的情况下降低耗电。

并且,也可以是,驱动电路还具有:扫描线驱动电路,其向多个扫描线供给扫描信号;第3调节器,其使供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压供给到第3平滑用电容器和升压电路;以及第3切换电路,其对构成第3调节器的多个电路元件的连接状态进行切换,升压电路使得被第3调节器稳定后的电源电压升压,并将升压后的电源电压供给到第4平滑用电容器和扫描线驱动电路,在按照规定的帧频来驱动电光面板的第1模式中,当向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制第3切换电路将第3调节器的电压稳定能力设定为规定的等级,在按照比规定的帧频高的帧频来驱动电光面板的第2模式中,当向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路控制第3切换电路将第3调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级高的等级。由此,能够在第2模式中,将驱动电光面板的性能维持在较高的等级,在帧频比第2模式低的第1模式中,比第2模式进一步降低驱动电路的耗电。

此外,也可以是,多个像素电路分别包含串联连接在多个数据线中的1个数据线与多个像素元件中的1个像素元件之间的多个晶体管,扫描线驱动电路将依次选择出的像素行的像素电路的多个晶体管同时控制为导通状态,在没有选择任何像素行时,将多个像素行的像素电路的多个晶体管交替地控制为截止状态。由此,缓和像素电路的多个晶体管的栅极应力,因此能够降低这些晶体管的阈值电压的变动。

本发明的第2方面的驱动电路对电光面板进行驱动,该电光面板具有:第1扫描线;第2扫描线;多个数据线;以及多个像素电路,它们对应于第1扫描线和第2扫描线与多个数据线的交叉而设置,多个像素电路分别包含:像素电极;公共电极;第1晶体管,其与多个数据线中的1个数据线电连接,被第1扫描线控制;以及第2晶体管,其电连接在第1晶体管与像素电极之间,被第2扫描线控制,在该驱动电路中,具有:数据线驱动电路,其向多个数据线供给灰度信号;第1电压生成电路,其向数据线驱动电路供给电源电压;扫描线驱动电路,其向第1扫描线和第2扫描线供给扫描信号;以及第2电压生成电路,其向扫描线驱动电路供给电源电压,在使第1晶体管和第2晶体管交替地处于截止状态的第1期间中,使第1电压生成电路停止,使第2电压生成电路进行动作,在使第1晶体管和第2晶体管同时处于导通状态的第2期间中,使第1电压生成电路和第2电压生成电路进行动作。

根据本发明的第2方面,在使第1晶体管和第2晶体管交替地处于截止状态的第1期间中,向数据线驱动电路供给电源电压的第1电压生成电路停止,因此能够在使电光面板显示之前的图像的同时降低耗电。

本发明的第3方面的电子设备具有:上述任意的驱动电路;以及电光面板,其被驱动电路驱动。根据本发明的第3方面,能够使用可在不降低驱动电光面板的性能的情况下降低耗电的驱动电路,提供在维持良好的图像质量的同时降低耗电的电子设备。

附图说明

图1是示出本发明一个实施方式的驱动电路的结构例的框图。

图2是示出图1所示的电压生成电路的结构例的电路图。

图3是示出lcd面板的像素电路的结构例的电路图。

图4是示出图1所示的源极线驱动电路的结构例的电路图。

图5是示出图1所示的栅极线驱动电路的结构例的电路图。

图6是示出图1所示的驱动电路的第1动作例的时序图。

图7是示出图1所示的驱动电路的第2动作例的时序图。

图8是示出本发明一个实施方式的电子设备的结构例的框图。

具体实施方式

以下,参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外,对同一结构要素标注同一参考标号,并省略重复的说明。

<驱动电路>

图1是示出本发明一个实施方式的驱动电路的结构例的框图。驱动电路100从外部被供给高电位侧的电源电位vdd和低电位侧的电源电位vss而进行动作,对lcd(液晶显示)面板或有机el(电致发光)面板等电光面板进行驱动。图1中示出电源电位vss为接地电位(0v)的情况。电源电位vdd例如为3.3v。

如图1所示,驱动电路100包含:源极线驱动电路(也称为数据线驱动电路)10、栅极线驱动电路(也称为扫描线驱动电路)20、多个调节器31~33、升压电路40、多个电压生成电路51~57、接口(i/f)60、控制电路70以及ram(随机存取存储器)80。

图1中示出将驱动电路100内设于1个半导体装置(显示驱动器ic)的例子,但驱动电路100的至少一部分也可以由多个分立部件或者其他ic构成。并且,在驱动电路100与电源电位vss的布线之间连接有升压用电容器c11、c12、···以及平滑用电容器c21~c48。

以下,对电光面板采用设置了多个tft的lcd面板的情况进行说明。驱动电路100对lcd面板进行驱动,该lcd面板具有:多条栅极线(也称为扫描线),其呈多行配置;多条源极线(也称为数据线),其呈多列配置;以及分别包含多个像素元件的多个像素电路,它们对应于多条栅极线与多条源极线的交叉而设置。源极线驱动电路10向与多个像素电路连接的多条源极线供给灰度信号,栅极线驱动电路20向与多个像素电路连接的多条栅极线供给扫描信号。

调节器31~33使电源电压(vdd-vss)稳定,而分别生成稳定的电源电压vddl、vreg和vldo。平滑用电容器c31~c33使电源电压vddl、vreg和vldo分别平滑化。电源电压vddl被供给到驱动电路100中的逻辑电路。电源电压vreg被用作驱动电路100中的基准电压。电源电压vldo被供给到升压电路40,被用作作为升压源的电源电压。

升压电路40包含多个电荷泵电路。这些电荷泵电路根据从控制电路70供给的升压时钟信号而使用升压用电容器c11、c12、···来进行升压动作。例如,升压电路40按照正极性或者反极性对电源电压(vdd-vss)或者从调节器33供给的电源电压vldo进行升压(或者降压),由此生成多个电源电压并分别供给到电压生成电路51~57。

电压生成电路51使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vdh(例如,+5v)供给到平滑用电容器c41和源极线驱动电路10。电压生成电路52使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vdl(例如,-5v)供给到平滑用电容器c42和源极线驱动电路10。

电压生成电路53使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vcom(例如,-0.4v)供给到平滑用电容器c43和lcd面板的公共电极(共用电极)。电压生成电路54使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vgm(例如,+7v)供给到平滑用电容器c44和栅极线驱动电路20。

电压生成电路55使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vonreg供给到平滑用电容器c45和升压电路40。升压电路40通过对从电压生成电路55供给的电源电压vonreg进行升压,而生成升压后的电源电压vgh(例如,+15v)并供给到平滑用电容器c21和栅极线驱动电路20。

电压生成电路56使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vofreg供给到平滑用电容器c46和升压电路40。升压电路40通过对从电压生成电路56供给的电源电压vofreg进行升压而生成电源电压vgl(例如,-10v)并供给到平滑用电容器c22和栅极线驱动电路20。

电压生成电路57使从升压电路40供给的多个电源电压稳定,并将稳定的电源电压vgp供给到平滑用电容器c47和源极线驱动电路10,并且将稳定的电源电压vgn供给到平滑用电容器c48和源极线驱动电路10。

这里,电源电压vgp和vgn表示为了生成具有进行了γ(伽马)校正后的中间灰度的多个灰度信号而使用的多个电源电压vgp1、vgp2、···以及多个电源电压vgn1、vgn2、···。这些电源电压的数量是根据图像数据的比特数而确定的。

因此,平滑用电容器c47表示使多个电源电压vgp1、vgp2、···平滑化的多个平滑用电容器,平滑用电容器c48表示使多个电源电压vgn1、vgn2、···平滑化的多个平滑用电容器。

接口60例如通过与外部的主机控制器之间进行通信,而从主机控制器输入图像数据、定时参数以及各种控制信号等。控制电路70由包含组合电路或者顺序电路的逻辑电路(logiccircuit)构成,包含对从主机控制器供给的定时参数等进行保存的寄存器71。

控制电路70根据保存在寄存器71中的定时参数,设定驱动电路100的动作定时从而对驱动电路100的各部分进行控制。并且,控制电路70对从主机控制器供给的图像数据进行处理而临时地保存在ram80中。

<电压生成电路>

图2是示出图1所示的电压生成电路的结构例的电路图。在图2中,作为一例,示出图1所示的电压生成电路51。电压生成电路51包含:调节器,其使从升压电路40供给到节点n1的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vdh供给到平滑用电容器c41和源极线驱动电路10(图1);以及切换电路,其对构成调节器的多个电路元件的连接状态进行切换。

调节器包含差动放大电路90,该差动放大电路90用于对参考电压vref1与调节器的输出电压(电源电压vdh)之差进行放大。差动放大电路90包含:构成差动对的n沟道mos晶体管qn91和qn92;以及构成电流镜电路的p沟道mos晶体管qp91和qp92。

晶体管qn91和qn92的源极在节点n2处彼此连接。晶体管qp91具有:与节点n1连接的源极;以及与晶体管qn91的漏极连接的漏极和栅极。晶体管qp92具有:与节点n1连接的源极;与晶体管qn92的漏极连接的漏极;以及与晶体管qp91的漏极和栅极连接的栅极。在作为晶体管qn92的漏极与晶体管qp92的漏极的连接点的节点n3处,生成差动放大电路90的输出信号。

并且,调节器包含用于对差动放大电路90供给恒定电流的多个恒流晶体管(在图2中,作为一例,示出n沟道mos晶体管qn93~qn95)。晶体管qn93~qn95分别与n沟道mos晶体管qn96构成电流镜电路。

晶体管qn93~qn95分别具有:与晶体管qn96的漏极和栅极连接的栅极;以及与电源电位vss的布线连接的源极。晶体管qn96具有:经由恒流源ib而与节点n1连接的漏极和栅极;以及与电源电位vss的布线连接的源极。

当恒流源ib使恒定电流流过晶体管qn96时,恒定电流也流过晶体管qn93~qn95。这里,能够根据晶体管qn96与晶体管qn93~qn95的尺寸(沟道宽度或者沟道长度)之比,而设定晶体管qn93~qn95所供给的恒定电流的值。以下,假设存在晶体管qn93的沟道宽度>晶体管qn94的沟道宽度>晶体管qn95的沟道宽度的关系,而晶体管qn93~qn95的沟道长度相同。

此外,调节器包含多个输出晶体管(在图2中,作为一例,示出p沟道mos晶体管qp93~qp95),多个输出晶体管用于根据差动放大电路90的输出信号而生成调节器的输出电压。这里,能够根据晶体管qp93~qp95的尺寸(沟道宽度或者沟道长度),设定晶体管qp93~qp95的电流供给能力。以下,假设存在晶体管qp93的沟道宽度>晶体管qp94的沟道宽度>晶体管qp95的沟道宽度的关系,而晶体管qp93~qp95的沟道长度相同。

晶体管qp93~qp95分别具有:与节点n3连接的栅极;以及与节点n4连接的漏极。在节点n4处生成调节器的输出电压。并且,开关电路sw10和电阻r1串联连接在节点n4与电源电位vss的布线之间。在驱动电路100关闭时,根据从图1所示的控制电路70供给的控制信号而使开关电路sw10处于接通状态,充入到平滑用电容器c41的电荷被放出。

在图2所示的例子中,切换电路包含:第1选择电路91,其选择向差动放大电路90供给恒定电流的恒流晶体管的数量;以及第2选择电路92,其选择生成调节器的输出电压的输出晶体管的数量。由此,能够将调节器的电压稳定能力设定为多个等级中的任意等级、或者停止调节器的动作。

并且,切换电路也可以进一步包含对调节器的输入电压进行暂停(mute)的第3选择电路93。第3选择电路93例如包含由多个模拟开关构成的选择器s31和s32。选择器s31选择参考电压vref1与电源电位vss中的一方而施加给调节器的非反相输入端子(晶体管qn92的栅极)。选择器s32选择调节器的输出电压与电源电位vss中的一方而施加给调节器的反相输入端子(晶体管qn91的栅极)。

在使调节器进行动作时,控制电路70将选择器s31和s32控制成分别选择参考电压vref1和调节器的输出电压。由此,参考电压vref1被供给到调节器的非反相输入端子,并且调节器的输出电压被反馈给反相输入端子。因此,调节器控制输出电压,使得即使负载变动也使输出电压与参考电压vref1大致相等。

第1选择电路91包含分别连接在节点n2与晶体管qn93~qn95的漏极之间的开关电路sw11~sw13。开关电路sw11~sw13分别例如由n沟道mos晶体管或者模拟开关构成。开关电路sw11~sw13根据从图1所示的控制电路70供给的3个控制信号而成为接通状态或者断开状态。

例如,也可以是,控制电路70在将调节器的电压稳定能力设定为第1等级时,仅将开关电路sw11控制为接通状态。由此,晶体管qn93向差动放大电路90供给恒定电流,差动放大电路90对参考电压vref1与调节器的输出电压之差进行放大而生成输出信号。晶体管qn93的沟道宽度最大,因此向差动放大电路90供给较大的恒定电流。由此,差动放大电路90的响应速度、即相对于负载变动的追随性能提高,因此调节器的电压稳定能力提高。

并且,也可以是,控制电路70在将调节器的电压稳定能力设定为比第1等级低的第2等级时,仅将开关电路sw12控制为接通状态,在将调节器的电压稳定能力设定为比第2等级低的第3等级时,仅将开关电路sw13控制为接通状态。

此外,如果控制电路70将开关电路sw11~sw13控制为断开状态,则不会向差动放大电路90供给恒定电流,调节器停止电压控制动作。此时,控制电路70也可以将第3选择电路93的选择器s31和s32控制为选择电源电位vss。由此,差动放大电路90的各部分的电位稳定。

第2选择电路92包含:开关电路sw20,其连接在节点n1与节点n3之间;以及开关电路sw21和sw22,它们分别连接在节点n1与晶体管qp93的源极之间以及节点n1与qp94的源极之间。开关电路sw20~sw22分别例如由p沟道mos晶体管或者模拟开关构成。开关电路sw20~sw22根据从图1所示的控制电路70供给的3个控制信号而成为接通状态或者断开状态。另外,晶体管qp95的源极与节点n1直接连接而不经由开关电路。

例如也可以是,控制电路70在将调节器的电压稳定能力设定为第1等级时,将开关电路sw20控制为断开状态而将开关电路sw21和sw22控制为接通状态。在该情况下,晶体管qp93和qp94的源极与节点n1电连接,晶体管qp93~qp95根据差动放大电路90的输出信号而生成调节器的输出电压。由此,输出级的电流供给能力、即相对于负载变动的追随性能提高,因此调节器的电压稳定能力提高。

并且,也可以是,控制电路70在将调节器的电压稳定能力设定为比第1等级低的第2等级时,仅将开关电路sw22控制为接通状态,在将调节器的电压稳定能力设定为比第2等级低的第3等级时,将开关电路sw20~sw22控制为断开状态。

此外,当将开关电路sw20控制为接通状态时,对晶体管qp93~qp95的栅极施加节点n1的电源电压而将晶体管qp93~qp95截止。由此,调节器的输出动作停止,而使电压生成电路51的输出端子处于高阻抗状态。在该情况下,也将电荷充入到平滑用电容器c41,因此如果电流不流向源极线驱动电路10(图1),则维持电压生成电路51的输出电压。

同样,图1所示的电压生成电路53包含:调节器(第2调节器),其使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vcom供给到平滑用电容器c43(第2平滑用电容器)和lcd面板的公共电极;以及切换电路(第2切换电路),其切换构成该调节器的多个电路元件的连接状态。

并且,图1所示的电压生成电路55和56分别包含:调节器(第3调节器),其使从升压电路40供给的电源电压稳定,并将稳定的电源电压vonreg或者vofreg供给到平滑用电容器c45或者c46(第3平滑用电容器)和升压电路40;以及切换电路(第3切换电路),其切换构成该调节器的多个电路元件的连接状态。

升压电路40对被电压生成电路55的调节器稳定后的电源电压vonreg进行升压,并将升压后的电源电压vgh供给到平滑用电容器c21(第4平滑用电容器)和栅极线驱动电路20。并且,升压电路40对被电压生成电路56的调节器稳定后的电源电压vofreg进行升压,并将升压后的电源电压vgl供给到平滑用电容器c22(第4平滑用电容器)和栅极线驱动电路20。

图1所示的电压生成电路54和55结构可以与图2所示的电压生成电路51的结构相同。另一方面,电压生成电路52、53和56的结构如下:在图2所示的电压生成电路51的结构中,为了替代使正电源电压稳定而使负电源电压稳定,对p沟道mos晶体管和n沟道mos晶体管进行对调。并且,电压生成电路57包含根据图像数据的比特数而使正电源电压稳定的多组调节器和切换电路、以及使负电源电压稳定的多组调节器和切换电路。

<像素电路>

图3是示出lcd面板的像素电路的结构例的电路图。在lcd面板中,有源矩阵方式的多个像素电路101呈二维矩阵状配置。在图3所示的例子中,各个像素电路101包含:像素元件(液晶像素)c0,其被等效地表示为电容器;开关电路102,其连接在多个源极线中的1个源极线s(m)与像素元件c0之间;以及保持电容c1,其与像素元件c0并联连接。

像素元件c0具有:像素电极,其经由开关电路102而与源极线s(m)连接;以及公共电极,其与像素电极对置而被供给电源电压vcom。开关电路102由串联连接在源极线s(m)与像素电极之间的多个薄膜晶体管(在图3中,作为一例,示出第一n沟道mos晶体管qn1和第二n沟道mos晶体管qn2)构成。

作为保持电容c1,也可以使用晶体管或布线的寄生电容。另外,在取代lcd面板而使用有机el面板等的情况下,像素电路101包含:作为像素元件的有机发光二极管等发光元件、以及对发光元件进行驱动的驱动晶体管等。

通常公知有如下的情况:当对薄膜晶体管(tft)的栅源间持续施加恒定的偏置电压时,该偏置电压会成为栅极应力而使tft的阈值电压变动。当在开关电路102中,tft的阈值电压变动时,即使在使开关电路102应该处于断开状态的情况下,也有可能导致流过漏电流、或者开关电路102没有完全处于断开状态。另一方面,还公知有如下的情况:因栅极偏置而变动的阈值电压由于施加与该偏置极性相反极性的偏置电压而恢复到初始特性。

因此,在像素电路101中,开关电路102包含串联连接的多个晶体管qn1和qn2。晶体管qn1与源极线s(m)电连接,具有与第1栅极线g1(n)连接的栅极,被第1栅极线g1(n)控制。晶体管qn2电连接在晶体管qn1与像素元件c0的像素电极之间,具有与第2栅极线g2(n)连接的栅极,被第2栅极线g2(n)控制。

在晶体管qn1和qn2双方处于导通状态时,开关电路102将供给到源极线s(m)的灰度信号向像素元件c0的像素电极传送。并且,在晶体管qn1和qn2中的至少一方处于截止状态时,开关电路102使像素元件c0的像素电极从源极线s(m)电分离。

例如,图1所示的栅极线驱动电路20将依次选择出的行(像素行)的像素电路101的晶体管qn1和qn2同时控制为导通状态。另一方面,在没有选择任何像素行时,栅极线驱动电路20将多个像素行的像素电路101的晶体管qn1和qn2交替地控制为截止状态。

由此,像素电路101的晶体管qn1和qn2的栅极应力被缓和,因此能够降低晶体管qn1和qn2的阈值电压的变动。另外,在将晶体管qn1和qn2交替地控制为截止状态的情况下,也可以在部分期间使晶体管qn1和qn2双方处于截止状态。

<源极线驱动电路>

图4是示出图1所示的源极线驱动电路的结构例的电路图。在图4中,示出用于向lcd面板中的1个源极线s(m)供给灰度信号的结构。源极线驱动电路10包含p沟道mos晶体管qp10~qp13、n沟道mos晶体管qn10~qn13以及解码器11。在源极线驱动电路10中使用的晶体管的数量是根据图像数据的比特数而决定的。

例如,向晶体管qp10的源极供给电源电压vdh,向晶体管qp11的源极供给电源电压vgp1,向晶体管qp12的源极供给电源电压vgp2,向晶体管qp13的源极供给电源电位vss。晶体管qp10~qp13的漏极与源极线s(m)连接。

并且,向晶体管qn10的源极供给电源电压vdl,向晶体管qn11的源极供给电源电压vgn1,向晶体管qn12的源极供给电源电压vgn2,向晶体管qn13的源极供给电源电位vss。晶体管qn10~qn13的漏极与源极线s(m)连接。

解码器11通过对从ram80(图1)依次读出的图像数据进行解码而生成用于选择多个电源电压vdh、vgp1、vgp2、···、vgn2、vgn1和vdl中的1个的多个控制信号,并分别供给到晶体管qp10~qp13和qn10~qn13的栅极。由此,源极线驱动电路10根据图像数据而选择多个电源电压中的1个,并将所选择的电源电压作为灰度信号供给到源极线s(m)。

lcd面板在被持续施加直流电压时特性劣化,因此源极线驱动电路10根据从控制电路70供给的控制信号而使施加给像素元件c0(图3)的电压的极性周期性地反转。例如,使用按照每帧(或者每字段)使电压的极性反转的帧反转方式、按照每行使电压的极性反转的行反转方式以及按照每个像素使电压的极性反转的点反转方式中的任意一种。

<栅极线驱动电路>

图5是示出图1所示的栅极线驱动电路的结构例的电路图。在图5中,示出用于向lcd面板中的第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)供给扫描信号的结构。栅极线驱动电路20包含:p沟道mos晶体管qp21和qp22、n沟道mos晶体管qn21~qn24、选择器s20以及解码器21。选择器s20例如由多个p沟道mos晶体管构成。

在依次选择多个行时,解码器21将选择器s20控制为选择电源电压vgh。由此,向晶体管qp21和qp22的源极供给电源电压vgh。晶体管qp21和qp22的漏极分别与第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)连接。

向晶体管qn21和qn22的源极供给电源电压vgl,晶体管qn21和qn22的漏极分别与第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)连接。并且,向晶体管qn23和qn24的源极供给电源电位vss,晶体管qn23和qn24的漏极分别与第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)连接。

解码器21例如包含移位寄存器,通过与从控制电路70供给的行时钟信号同步地使扫描数据移位,依次选择多个行。对于依次选择出的行,解码器21将晶体管qp21和qp22控制为导通状态,并且将晶体管qn21~qn24控制为截止状态。由此,栅极线驱动电路20向像素电路101的晶体管qn1和qn2(图3)的栅极供给高电平(电源电压vgh)的扫描信号,而使晶体管qn1和qn2同时处于导通状态。

并且,对于没有选择的行,例如解码器21将晶体管qp21控制为截止状态并且将晶体管qn21控制为导通状态、或者将晶体管qp22控制为截止状态并且将晶体管qn22控制为导通状态。由此,栅极线驱动电路20向像素电路101的晶体管qn1或者qn2的栅极供给低电平(电源电压vgl)的扫描信号,而使晶体管qn1或者qn2处于截止状态。或者,栅极线驱动电路20也可以使像素电路101的晶体管qn1和qn2交替地处于截止状态。

另一方面,在没有选择任何行时,解码器21将选择器s20控制为选择比电源电压vgh低的电源电压vgm。由此,向晶体管qp21和qp22的源极供给电源电压vgm。

并且,解码器21在向第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)供给扫描信号之前,将晶体管qn23和qn24临时地控制为导通状态。由此,充入到第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)的电荷向电源电位vss的布线被放出,因此能够防止充入到第1栅极线g1(n)和第2栅极线g2(n)的电荷向电压成电路54(图1)回流。

接着,解码器21交替地重复使qp21和qn22处于导通状态而使qp22和qn21处于截止状态的期间、以及使qp21和qn22处于截止状态而使qp22和qn21处于导通状态的期间。由此,栅极线驱动电路20向像素电路101的晶体管qn1和qn2的栅极分别供给在中间电平(电源电压vgm)与低电平(电源电压vgl)之间反相变化的2个扫描信号,而使晶体管qn1和qn2交替地处于截止状态。这是为了缓和像素电路101的晶体管qn1和qn2的栅极应力。

<第1动作例>

图6是示出图1所示的驱动电路的第1动作例的时序图。在第1动作例中,在帧扫描期间ta中,驱动电路100依次扫描lcd面板的多个行,并将灰度信号供给到多个像素电路101的像素元件c0和保持电容c1(图3)。并且,在规定的期间(去应力期间)tb中,驱动电路100在缓和设置于像素电路101的开关电路102的晶体管qn1和qn2的栅极应力的同时,使多个像素电路101保存灰度信号。

在图6中,帧扫描期间ta与去应力期间tb的总计作为帧单元而示出,作为帧单元(帧周期)的倒数的帧频(帧频率)例如在0.1hz~2hz的范围内。在帧频率为1hz的情况下,也可以将帧扫描期间ta设为50ms,将去应力期间tb设为950ms。定义帧扫描期间ta和去应力期间tb的定时参数被存储在寄存器71中。

在帧扫描期间ta中,在向多个像素元件供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51~53和57中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级(参照图2)。电压生成电路51和52分别向源极线驱动电路10供给电源电压vdh和vdl。电压生成电路53向lcd面板的公共电极供给电源电压vcom。电压生成电路57向源极线驱动电路10供给电源电压vgp和vgn。这里,电压生成电路51、52和57相当于向源极线驱动电路10供给电源电压的第1电压生成电路。

并且,控制电路70控制切换电路在电压生成电路55和56中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。电压生成电路55和56向升压电路40分别供给电源电压vonreg和vofreg。升压电路40对电源电压vonreg和vofreg进行升压,并将升压后的电源电压vgh和vgl供给到栅极线驱动电路20。这里,电压生成电路56相当于向栅极线驱动电路20供给电源电压的第2电压生成电路。

并且,控制电路70控制切换电路在电压生成电路54中将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。即使在电压生成电路54中,调节器的动作停止,电流也不流向负载,因此电源电压vgm由平滑用电容器c44保持。此外,控制电路70也可以使在向电压生成电路54供给升压后的电源电压的升压电路40的电荷泵电路中的升压动作所使用的升压时钟信号的频率比去应力期间tb的频率低。

在帧扫描期间ta中,栅极线驱动电路20依次扫描lcd面板的多个行,并将高电平(电源电压vgh)的扫描信号供给到与依次选择出的行对应的2根栅极线,由此使依次选择出的行的像素电路101的开关电路102处于导通状态。由此,从源极线驱动电路10经由多个源极线而向依次选择出的行的像素电路101的像素元件c0和保持电容c1供给灰度信号。

并且,栅极线驱动电路20通过向与没有被选择的行对应的2根栅极线中的至少一方供给低电平(电源电压vgl)的扫描信号,而使没有选择的行的像素电路101的开关电路102处于断开状态。由此,在没有被选择的行的像素电路101中,保存向像素元件c0和保持电容c1供给的灰度信号。

另一方面,在去应力期间tb中,栅极线驱动电路20将多个像素电路101的开关电路102维持在断开状态,因此在lcd面板上保存原样地显示之前的图像。因此,源极线驱动电路10不向多个像素电路101的像素元件c0供给灰度信号。因此,在不向多个像素元件c0供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51~53、55和57中将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。

即使在电压生成电路51~53、55和57中调节器的动作停止,电流也不流向负载,因此电源电压vdh、vdl、vcom、vonreg、vgp、vgn和vgh分别由平滑用电容器c41~c43、c45、c47、c48和c21保持。

此外,控制电路70也可以使在向电压生成电路51~53、55和57供给升压后的电源电压的升压电路40的电荷泵电路、以及生成电源电压vgh的升压电路40的电荷泵电路中的升压动作所使用的升压时钟信号的频率比帧扫描期间ta中的频率低。

并且,控制电路70控制切换电路在电压生成电路54和56中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。电压生成电路54向栅极线驱动电路20供给电源电压vgm。电压生成电路56向升压电路40供给电源电压vofreg。升压电路40对电源电压vofreg进行升压,并将升压后的电源电压vgl供给到栅极线驱动电路20。

在去应力期间tb中,栅极线驱动电路20向各组栅极线供给在中间电平(电源电压vgm)与低电平(电源电压vgl)之间反相变化的2个扫描信号。由此,多个行的像素电路101中设置的开关电路102处于截止状态。

另外,即使在帧扫描期间ta中,在前沿期间和后沿期间中也不需要对像素电路101的晶体管qn1和qn2的栅极和源极进行驱动,因此不向lcd面板的多个像素电路101的像素元件c0供给灰度信号。

因此,也可以是,在前沿期间和后沿期间中,控制电路70控制切换电路在例如电压生成电路51~53和57中将调节器的电压稳定能力设定为比灰度信号供给时低的等级、或者停止调节器的动作。

此外,控制电路70也可以使在向电压生成电路51~53和57供给升压后的电源电压的升压电路40的电荷泵电路、以及分别生成电源电压vgh和vgl的升压电路40的多个电荷泵电路中的升压动作所使用的升压时钟信号的频率比灰度信号供给时的频率低。

根据第1动作例,在不向多个像素元件c0供给灰度信号时,将向源极线驱动电路10供给稳定的电源电压的调节器的电压稳定能力设定为比灰度信号供给时低的等级、或者停止调节器的动作,因此能够在不降低驱动lcd面板的性能的情况下降低耗电。

并且,在不向多个像素元件c0供给灰度信号时,将向lcd面板的公共电极供给稳定的电源电压的调节器的电压稳定能力设定为比灰度信号供给时低的等级、或者停止调节器的动作,因此能够在不降低驱动lcd面板的性能的情况下降低耗电。

为了增大耗电的降低效果,优选在去应力期间tb开始之后立刻将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。另一方面,为了改善瞬态响应,优选在去应力期间tb结束而帧扫描期间ta开始的定时之前(例如,点时钟信号的1脉冲前),将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。

并且,优选在前沿期间或者后沿期间开始之后立刻将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。另一方面,为了改善瞬态响应,优选在前沿期间或者后沿期间结束而图像的更新开始的定时之前(例如,点时钟信号的1脉冲前),将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。

此外,也可以是,驱动电路100在使像素电路101的晶体管qn1和qn2交替地处于截止状态的第1期间中,停止向源极线驱动电路10供给电源电压的第1电压生成电路,使向栅极线驱动电路20供给电源电压的第2电压生成电路进行动作,在使晶体管qn1和qn2同时处于导通状态的第2期间中,使第1电压生成电路和第2电压生成电路进行动作。由此,在使晶体管qn1和qn2交替地处于截止状态的第1期间中,向源极线驱动电路10供给电源电压的第1电压生成电路停止,因此能够在使lcd面板显示之前的图像的同时降低耗电。

<第2动作例>

图7是示出图1所示的驱动电路的第2动作例的时序图。在第2动作例中,由于没有设置图6所示的去应力期间tb,因此帧扫描期间ta相当于帧单元。

作为帧单元(帧周期)的倒数的帧频(帧频率)例如在40hz~60hz的范围内。定义帧扫描期间ta的定时参数被存储在图1所示的寄存器71中。在帧扫描期间ta中,驱动电路100依次扫描lcd面板的多个行,并将灰度信号供给到多个像素电路101(图3)。

并且,控制电路70也可以切换第1模式(低耗电模式)和第2模式(正常模式),在第1模式(低耗电模式)中,像图6所示那样以规定的帧频驱动lcd面板,在第2模式(正常模式)中,像图7所示那样以比规定的帧频高的帧频驱动lcd面板。例如,在第1模式中,在lcd面板上显示时刻显示等图像,在第2模式中,在lcd面板上显示秒表或智能手表等图像。

在该情况下,在第1模式中,当向多个像素元件c0(图3)供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51~53和57中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。在第2模式中,当向多个像素元件c0供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51~53和57中将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级高的等级。

并且,在第1模式中,当向多个像素元件c0供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路55和56中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。在第2模式中,当向多个像素元件c0供给灰度信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路55和56中将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级高的等级。

通过像这样切换第1模式(低耗电模式)和第2模式(正常模式),能够在第2模式中,将驱动lcd面板的性能维持在较高的等级,在帧频比第2模式低的第1模式中,使驱动电路100的耗电比第2模式低。

<第3动作例>

在上述的第1动作例和第2动作例中,根据驱动电路100的动作定时来变更调节器的电压稳定能力,而在第3动作例中,通过监视电压生成电路的输出电压,变更调节器的电压稳定能力。

例如,在图1所示的驱动电路100中设置第1比较器和第2比较器,该第1比较器将电压生成电路51所生成的电源电压vdh与第1阈值进行比较,该第2比较器将电源电压vdh与第2阈值进行比较。这里,存在第1阈值<第2阈值的关系。当从第1比较器输入表示电源电压vdh比第1阈值小的比较结果信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51中将调节器的电压稳定能力设定为规定的等级。

并且,当从第2比较器输入表示电源电压vdh比第2阈值大的比较结果信号时,控制电路70控制切换电路在电压生成电路51中将调节器的电压稳定能力设定为比规定的等级低的等级、或者停止调节器的动作。由此,电压生成电路51能够生成由第1阈值和第2阈值确定的范围的电源电压vdh。关于电压生成电路52~57也同样如此。

<电子设备>

接着,对本发明一个实施方式的电子设备进行说明。

图8是示出本发明一个实施方式的电子设备的结构例的框图。在图8中,作为电子设备的一例,示出移动电话机的结构。如图8所示,移动电话机包含:本发明一个实施方式的驱动电路100、电光面板(图8中,作为一例示出lcd面板100a)、操作部110、控制部120、存储部130、语音输入输出部140以及通信部150,移动电话机从电池200被供给电源电压而进行动作。另外,可以省略或者变更图8所示的结构要素的一部分,或者也可以在图8所示的结构要素中添加其他结构要素。

驱动电路100与图1所示的升压用电容器c11、c12、···以及平滑用电容器c21~c48一同安装于lcd面板100a。驱动电路100使得从电池200供给的电源电压升压并且稳定而生成多个电源电压,根据从控制部120供给的图像数据等对lcd面板100a进行驱动,而使lcd面板100a显示图像。

操作部110例如是包含按钮开关或者触摸传感器等的输入装置,向控制部120输出与用户的操作对应的操作信号。控制部120例如包含cpu,根据程序而执行各种信号处理或控制处理。例如,控制部120根据从操作部110供给的操作信号而进行图像数据或语音数据的处理,并且为了与外部之间进行通信而控制通信部150。

存储部130例如包含rom(只读存储器)和ram(随机存取存储器)。rom保存用于由cpu用于执行各种信号处理或控制处理的程序或数据等。并且,ram作为cpu的作业区域而使用,临时地保存从rom读出的程序或数据、使用操作部110所输入的数据、或者由cpu根据程序而执行的运算结果等。

语音输入输出部140例如包含麦克风和adc(模拟/数字转换器)、dac(数字/模拟转换器)以及扬声器等。麦克风输出与所施加的声波对应的语音信号,adc将从麦克风输出的模拟语音信号转换成语音数据而供给到控制部120。并且,dac将从控制部120供给的语音数据转换成模拟语音信号而供给到扬声器,扬声器根据从dac供给的语音信号而产生声波。

通信部150例如由模拟电路和数字电路构成。通信部150通过与连接于移动电话线路网的蜂窝基站之间进行无线通信,而向蜂窝基站发送从控制部120供给的语音数据,并向控制部120供给从蜂窝基站接收的语音数据。此时,控制部120对从语音输入输出部140的adc供给的语音数据进行处理并供给到通信部150,并对从通信部150供给的语音数据进行处理并供给到语音输入输出部140。

并且,通信部150通过与连接于互联网的无线接入点之间进行无线通信,将从无线接入点接收的图像数据和语音数据供给到控制部120。此时,控制部120对从通信部150供给的图像数据进行处理并输出到驱动电路100,并且对从通信部150供给的语音数据进行处理并输出到语音输入输出部140。

作为电子设备,除了移动电话机以外,例如符合的有移动信息终端等移动设备、座钟等钟表、计时器、音频设备、数字静态照相机、数字影片播放器、头戴显示器、个人计算机、车载装置(导航装置等)、电子计算器、电子词典、电子游戏机、机器人、测量设备以及医疗设备(例如,电子体温计、血压计、血糖计、心电图测量装置、超声波诊断装置以及电子内窥镜)等。

根据本实施方式,能够使用可在不降低对lcd面板100a进行驱动的性能的情况下降低耗电的驱动电路100,提供在维持良好的图像质量的同时降低耗电的电子设备。

在以上的实施方式中,对在像素电路的开关电路中使用串联连接的2个n沟道mos晶体管的情况进行了说明,但在开关电路中可以使用1个n沟道mos晶体管,也可以取代n沟道mos晶体管而使用p沟道mos晶体管。这样,本发明不限于以上说明的实施方式,对于本领域技术人员来说,能够在本发明的技术思想内进行多种变形。

本申请主张在2017年3月23日申请的日本专利申请第2017-57146号的优先权。在此以引证的方式将所述申请的全部内容并入到本申请中。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1