(57)【要約】      （修正有）【課題】ＬＴＰＳ製造技術を用いて大画面ＬＣＤパネルに内蔵することが容易な、減少された面積を有するＤＣ／ＤＣコンバータを提供する。【解決手段】基板と、基板上に配置された画素電極のマトリックスと、駆動装置とを備えたフラットパネルディスプレイを提供するものであり、この駆動装置は、駆動回路と、少なくとも２つの正極性DC／DCコンバータとを有している。画素電極のマトリックスは、基板上に形成されている。基板上に形成された駆動回路は、画素電極のマトリックスを駆動するための複数のユニットを有している。これらのユニットは、少なくとも２つの電力消費群にグループ分けでき、各群の電流負荷はほぼ同等である。これらの少なくとも２つ電力消費群に電圧を供給するために、少なくとも２つのDC／DCコンバータが基板上に形成されている。さらに、駆動装置は、LTPS製造プロセスによって基板上に形成される。【選択図】図３
2006072305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された画素電極のマトリックスと、
前記基板上に形成された、前記画素電極のマトリックスを駆動するための駆動回路であり、少なくとも第１電力消費群および第２電力消費群にグループ分けされた複数のユニットを有する、前記駆動回路と、
前記基板上に形成された、前記第１電力消費群に電圧を供給するための第１正極性DC／DCコンバータと、
前記基板上に形成された、前記第２電力消費群に電圧を供給するための第２正極性DC／DCコンバータと
を備える、フラットパネルディスプレイ。
【請求項２】
前記第１電力消費群または前記第２電力消費群に選択的に電圧を供給するための、前記基板上に形成された少なくとも１つの負極性DC／DCコンバータを更に備える、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項３】
前記駆動回路が、シフトレジスタ、第１バッファ、サンプルホールド装置、レベルシフタ、第２バッファおよびデジタル／アナログコンバータ（DAC)を備える、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項４】
前記第１電力消費群および前記第２電力消費群の電流負荷がほぼ同等のものである、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項５】
前記第１電力消費群および前記第２電力消費群が、前記駆動回路の各ユニットの２つの半部部分に従って規定され、各ユニットのこれらの２つの半部部分の電流負荷がほぼ相等しいものである、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項６】
前記画素電極、前記駆動回路、前記第１正極性DC／DCコンバータおよび前記第２正極性DC／DCコンバータが、低温ポリシリコン（LPTS）製造プロセスによって前記基板上に形成されている、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項７】
前記少なくとも１つの負極性DC／DCコンバータが、低温ポリシリコン（LPTS）製造プロセスによって前記基板上に形成されている、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項８】
基板と、
前記基板上に配置された画素電極のマトリックスと、
前記基板上に形成された、前記画素電極のマトリックスを駆動するための駆動回路であり、それぞれの電流負荷がほぼ同等のものである少なくとも２つの電力消費群にグループ分けされた複数のユニットを有する、前記駆動回路と、
前記基板上に形成された、前記少なくとも２つの電力消費群にそれぞれ電圧を供給するための少なくとも２つの正極性DC／DCコンバータと
を備える、フラットパネルディスプレイ。
【請求項９】
前記基板上に形成された少なくとも１つの負極性DC／DCコンバータを更に備える、請求項８記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１０】
前記駆動回路が、シフトレジスタ、第１バッファ、サンプルホールド装置、レベルシフタ、第２バッファおよびデジタル／アナログコンバータ（DAC)を備える、請求項１記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１１】
前記少なくとも２つの電力消費群が、前記駆動回路の各ユニットの２つの半部部分に従って規定され、各ユニットのこれらの２つの半部部分の電流負荷がほぼ相等しいものである、請求項８記載のフラットパネルディスプレイ。
【請求項１２】
基板上に形成された画素電極のマトリックスを有するフラットパネルディスプレイのための駆動装置であって、
前記画素電極のマトリックスを駆動するための駆動回路であり、前記基板上に形成された、それぞれの電流負荷がほぼ同等のものである少なくとも２つの電力消費群にグループ分けされた複数のユニットを有する、前記駆動回路と、
前記基板上に形成された、少なくとも２つの電力消費群にそれぞれ電圧を供給するための少なくとも２つの正極性DC／DCコンバータと
を備える、フラットパネルディスプレイ用駆動装置。
【請求項１３】
前記少なくとも２つの電力消費群に選択的に電圧を供給するための、前記基板上に形成された少なくとも１つの負極性DC／DCコンバータを更に備えるる、請求項１２記載のフラットパネルディスプレイ用駆動装置。
【請求項１４】
前記少なくとも２つの電力消費群が、前記駆動回路の各ユニットの２つの半部部分に従って規定され、各ユニットのこれらの２つの半部部分の電流負荷がほぼ相等しいものである、請求項１２記載のフラットパネルディスプレイ用駆動装置。
【請求項１５】
前記駆動回路および前記少なくとも２つの正極性DC／DCコンバータが、低温ポリシリコン（LPTS）製造プロセスによって基板上に形成されている、請求項１２記載のフラットパネルディスプレイ用駆動装置。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの負極性DC／DCコンバータが、低温ポリシリコン（LPTS）製造プロセスによって基板上に形成されている、請求項１３記載のフラットパネルディスプレイ用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００４年８月３１日出願の台湾出願番号第９３１２６２６３号の出願日の利益を享受するものであり、そのすべての内容は参照により本願明細書に援用するものとする。
【０００２】
本発明は、ＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵したフラットパネルディスプレイに関し、より詳しくは、ＤＣ／ＤＣコンバータを内蔵した低温ポリシリコン薄膜トランジスタ液晶ディスプレイ（ＬＴＰＳ ＴＦＴ ＬＣＤ）に関する。
【背景技術】
【０００３】
低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）ＴＦＴの技術は、ＬＣＤに広く適用されている。これは、ＬＴＰＳ  ＴＦＴの移動度が、ａ−Ｓｉ  ＴＦＴより１００倍高い移動度を有することが知られているためである。従って、この技術は、ガラス基板上にＣＭＯＳプロセスを実施することができる。ａ−Ｓｉを凌ぐｐ−Ｓｉの重要な利点は、ガラス基板上に駆動回路を集積化でき、これによって周囲の寸法が小さくなり、かつコストが低くなることである。
【０００４】
ＬＴＰＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤは、駆動回路内のＤＣ／ＤＣコンバータを利用して入力電圧を得て、この電圧を駆動回路向けの出力電圧にするものである。従来のＤＣ／ＤＣコンバータを示す図１を参照すると、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０は所定の電圧を負荷１２０に供給する。負荷１２０の等価回路は、抵抗ＲloadおよびキャパシタCloadを含む。負荷電流は、Iloadである。DC／DCコンバータ１１０は、トランジスタS1，S2，S3，S4およびキャパシタCboostおよびCholdを含んでおり、直流パワーVｄｃを出力電圧V２ｘへ昇圧させるためのものである。他のDC／DCコンバータについては、例えば、米国特許第６，７９８，６７９号を参照してもよい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
LCDの寸法が増大するに従って、大画面LCDパネルの電力要求量もまた増大する。大画面LCDパネルに十分な電源を提供するためには、パネル上にDC／DCコンバータの大面積が必要であり、これによって、コストおよび製造上の困難性が不可避的に増大する。このため、LTPS  TFT  LCDの技術は既に利用可能であるにも拘わらず、大画面LCDパネル内にビルトインされたDC／DCコンバータはまだ一般に見られるものではない。
【０００６】
DC／DCコンバータの出力電圧とその出力電圧に応じたDC／DCコンバータの必要な面積との関係を示す図２の（Ａ）を参照して説明する。図２の（Ａ）に示されているように、要求される負荷電流Iloadが０．５mＡであり出力電圧V２ｘが８Vである場合、参照値ｋは１であり、ここでｋは、DC／DCコンバータ１１０に必要な面積を示す。しかし、要求される負荷電流Ｉloadが２倍の１mＡであり、出力電圧V２ｘが同じで８Vである場合、参照値ｋは４に増大する。すなわち、負荷電流Ｉloadが２倍になると、DC／DCコンバータ１１０に必要な面積は４倍になる。
【０００７】
DC／DCコンバータの必要な面積とその性能との関係を示す図２の（Ｂ）を参照するとよい。図２の（Ｂ）に示されているように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１０から出力される負荷電流Ｉloadが０．５mＡである場合、その効率は９０％に及ぶ。これに対して、負荷電流が１mＡであり参照値ｋが４である場合には、その効率は７０％しかない。従って、従来のDC／DCコンバータは、要求される面積が大きいという欠点を有するのみならず、大画面LCDパネルに内蔵したときに低効率となる。
【０００８】
従って、上述した欠点をもたらすことなくDC／DCコンバータを大画面LCDパネルに内蔵するための効果的な方法を見出すことは、LCD産業において未解決の問題である。
【０００９】
従って、本発明の目的は、LTPS製造技術を用いて大画面LCDパネルに内蔵することが容易な、減少された面積を有するDC／DCコンバータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的は、本発明により提供されるフラットパネルディスプレイによって達成され、該フラットパネルディスプレイは、基板と、基板上に配置された画素電極のマトリックスと、駆動装置とを備えたものであり、この駆動装置は、駆動回路と、少なくとも２つの正極性DC／DCコンバータとを有している。画素電極のマトリックスは、基板上に形成されている。基板上に形成された駆動回路は、画素電極のマトリックスを駆動するための複数のユニットを有している。これらのユニットは、少なくとも２つの電力消費群にグループ分けでき、各群の電流負荷はほぼ同等である。これらの少なくとも２つ電力消費群に電圧を供給するために、少なくとも２つのDC／DCコンバータが基板上に形成されている。さらに、駆動装置は、LTPS製造プロセスによって基板上に形成される。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、以下の好適でかつ非制限的な実施形態の詳細な説明により明らかなものとなる。以下、添付図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図３は、本発明の第１の好適な実施形態のＬＴＰＳ  ＴＦＴ ＬＣＤに内蔵された駆動回路を示す概略図である。図３に示されているように、駆動回路４００は、基板（図示せず）上に構成されている。２つの正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０は、正電圧ＶＤＤを供給し、２つの負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０は、負電圧ＶＳＳを供給する。正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０および負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０は、基板（図示せず）上に構成されている。低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）製造プロセスを利用して、画素電極（図示せず）、駆動回路４００、正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０および負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０を全て基板（図示せず）上に形成することが可能である。
【００１３】
駆動回路４００は、画素電極のマトリックスを駆動するための複数のユニット（シフトレジスタ４５１、バッファ４５３、サンプルホールド装置４５５、レベルシフタ４５７、バッファ４５９およびＤＡＣ（デジタル／アナログコンバータ）４６１）を有している。
【００１４】
本実施形態では、バッファ４５３、サンプルホールド装置４５５およびレベルシフタ４５７は、第１電力消費群にグループ分けされ、シフトレジスタ４５１、バッファ４５９およびＤＡＣ４６１は第２電力消費群にグループ分けされ、各群の電流負荷はほぼ等しくされている。実際の用途では、電力消費群の数は、２つに限らず、駆動回路４００内の各ユニットの電流負荷に応じて決定し、各電力消費群の電流負荷をほぼ同等にすることができる。
【００１５】
本発明の第１実施形態では、従来の単一の正極性DC／DCコンバータおよび従来の単一の負極性DC／DCコンバータがそれぞれ２つの群にグループ分けされるため、これらの各群が、電力消費群のユニットの電流負荷に応じてそれらのユニットに電圧を印加する。
【００１６】
それぞれ異なる電力消費群を規定した後、各正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０の面積を示す参照値ｋは１であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４１０，４２０の各群は、０．５ｍＡの電流負荷を出力する。従って、本実施形態の正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０は、全体で１ｍＡの電流負荷を出力する。図２の（Ａ）の従来の構成と比較して、本発明の第１実施形態の面積は、この従来の構成の領域の２分の１のみであるが、同じ１ｍＡの電流を供給することが可能である。
【００１７】
図２の（Ｂ）を再び参照すると、単一の従来のＤＣ／ＤＣコンバータのみにより１ｍＡの電流を供給した場合にその変換効率は約７０％しかないことが示されている。これに対して、本発明の第１実施形態では、２つの正極性DC／DCコンバータによりそれぞれ０．５ｍＡの電流を供給するため、本発明の第１実施形態による変換効率は、約９０％に達する。
【００１８】
同様に、正極性DC／DCコンバータ４１０，４２０の利点は、２つの負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０にもあてはまる。これらの２つの負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０のそれぞれの面積を示す参照値ｋは１であり、ＤＣ／ＤＣコンバータ４３０，４４０は、それぞれ０．５ｍＡの電流負荷を出力する。従って、本実施形態の負極性DC／DCコンバータ４３０，４４０は、全体で１ｍＡの電流負荷を出力する。負荷電圧ＤＣ／ＤＣコンバータの数は、実際の用途に応じて決定することが可能であり、正極性DC／DCコンバータの数に比例させる必要はない。
【００１９】
図４は、本発明の第２の好適な実施形態によるＬＴＰＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤに内蔵された駆動回路を示す概略図である。第２の好適な実施形態もまたＬＴＰＳ製造プロセスにより作製される。これは、駆動回路４００のユニットを第１電力消費群および第２電力消費群にグループ分けする点でのみ、本発明の第１の好適な実施形態と異なる。駆動回路４００の各ユニットは、２つの半部からなるものとして示されている。図４に示されているように、シフトレジスタ４５１は、第１半部シフトレジスタ４５１ａおよび第２半部シフトレジスタ４５１ｂからなる。バッファ４５３もまた、第１半部バッファ４５３ａおよび第２半部バッファ４５３ｂからなる。サンプルホールド装置４５５は、第１半部サンプルホールド装置４５５ａおよび第２半部サンプルホールド装置４５５ｂからなる。レベルシフタ４５７は、第１半部レベルシフタ４５７ａおよび第２半部レベルシフタ４５７ｂからなる。バッファ４５９は、第１半部バッファ４５９ａおよび第２半部バッファ４５９ｂからなる。ＤＡＣ４６１は、第１半部ＤＡＣ４６１ａおよび第２半部ＤＡＣ４６１ｂからなる。
【００２０】
本発明の第２の好適な実施形態によると、正極性DC／DCコンバータ４２０は、駆動回路４００の各ユニットの第１半部（シフトレジスタ４５１ａ，バッファ４５３ａ、サンプルホールド装置４５５ａ、レベルシフタ４５７ａ、バッファ４５９ａおよびＤＡＣ４６１ａを含む）に電圧を供給する。正極性DC／DCコンバータ４１０は、駆動回路４００の各ユニットの第２半部（シフトレジスタ４５１ｂ，バッファ４５３ｂ、サンプルホールド装置４５５ｂ、レベルシフタ４５７ｂ、バッファ４５９ｂおよびＤＡＣ４６１ｂを含む）に電圧を供給する。
【００２１】
一方、負極性DC／DCコンバータ４３０は、レベルシフタ４５７ｂ、バッファ４５９ｂおよびＤＡＣ４６１ｂに電力を供給する。負極性DC／DCコンバータ４４０は、レベルシフタ４５７ａ、バッファ４５９ａおよびＤＡＣ４６１ａに電力を供給する。負極性DC／DCコンバータの数を、正極性DC／DCコンバータの数に比例させる必要はない。
【００２２】
これらの２つの実施形態のみならず、駆動回路のユニットをこれらの実際の電流負荷に応じて電力消費群にグループ分けするための他の多数の実施形態が存在し得る。各群の電流負荷をほぼ同等にすることが提案される。当業者であれば、実際の用途に応じてグループ分けの規則を自由に変更することが可能である。
【００２３】
上述の利点により、ＬＴＰＳ  ＴＦＴ  ＬＣＤ製造プロセスを利用して、本発明を、ＤＣ／ＤＣコンバータ内蔵形ＬＣＤパネルに適用することが可能である。さらに、例えば、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）ディスプレイパネルのような、回路が内蔵されたディスプレイパネルに本発明を適用することも可能である。結論として、本発明によって、ＤＣ／ＤＣコンバータの面積を効果的に低減させることができ、これによって、パネル、特に大画面ＬＣＤパネルに内蔵されるコンバータを実現することが可能となる。さらに、このような内蔵型ＤＣ／ＤＣコンバータによって、容易にかつ低コストで周辺回路をガラス基板上に集積化することが可能となる。
【００２４】
本発明を好適な実施形態により例示的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されるわけではないことは認識すべきである。逆に、本発明は様々な変形および同様な構成および手順も含み、従って、付随の請求項の範囲は、最も広義に解釈されるべきであり、これによって、このような変形および同様の構成および手順を全て包括する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のDC／DCコンバータを示す回路図である。
【図２】（Ａ）は図１に示す従来のDC／DCコンバータの出力電圧と面積との関係を示すグラフであり、（Ｂ）はDC／DCコンバータの面積とその効率との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の好適な実施形態のLTPS  TFT  LCDに内蔵された駆動回路を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の好適な実施形態のLTPS  TFT  LCDに内蔵された駆動回路を示す概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１０    DC／DCコンバータ１１０
１２０    負荷
４００    駆動回路
４１０    正極性DC／DCコンバータ
４２０    正極性DC／DCコンバータ
４３０    負極性DC／DCコンバータ
４４０    負極性DC／DCコンバータ
４５１    シフトレジスタ
４５１ａ    第１半部シフトレジスタ
４５１ｂ    第２半部シフトレジスタ
４５３    バッファ
４５３ａ    第１半部バッファ
４５３ｂ    第２半部バッファ
４５５    サンプルホールド装置
４５５ａ    第１半部サンプルホールド装置
４５５ｂ    第２半部サンプルホールド装置
４５７    レベルシフタ
４５７ａ    第１半部レベルシフタ
４５７ｂ    第２半部レベルシフタ
４５９  バッファ
４５９ａ    第１半部バッファ
４５９ｂ    第２半部バッファ
４６１    ＤＡＣ（デジタル／アナログコンバータ）
４６１ａ    第１半部ＤＡＣ
４６１ｂ    第２半部ＤＡＣ
【図１】
2006072305.tif 000003
【図２】
2006072305.tif 000004
【図３】
2006072305.tif 000005
【図４】
2006072305.tif 000006