(57)【要約】【課題】  電力回収部と出力回路部がＮ型ＭＯＳトランジスタによるトーテムポール型出力回路とその出力回路部を駆動するレベルシフタ回路とを備えた表示駆動装置において、電力回収部で回収した電力を再利用する際に余分な損失を伴わず、ハイ・インピーダンスレベルの出力を実現できるようにする。【解決手段】  レベルシフタ回路部１１とインバータ回路部１２を動作させるための電源ＶＤＨ１は一定の電圧を用い、出力回路部１３の電源回路には電力回収部２を含む電源ＶＤＨ２を用い、かつロジック部制御回路１４の制御信号によりインバータ回路部１２のＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３、出力回路部１３のＮ型ＭＯＳトランジスタＮ５をオフすることにより、出力回路部１３の全ビットをハイ・インピーダンスモードに制御できるようにした。【選択図】  図１
2006343453.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レベルシフタ回路部、インバータ回路部および出力回路部を複数ビット分有するドライバＩＣと電力回収部とを備え、容量性負荷を用いた表示装置を駆動する表示駆動装置において、
前記レベルシフタ回路部および前記インバータ回路部を動作させるための電源に一定の電圧の第１の電源を用い、前記出力回路部の電源には前記電力回収部を含む第２の電源を用いるようにしたことを特徴とする表示駆動装置。
【請求項２】
前記出力回路部は、第１および第２のＮ型ＭＯＳトランジスタによりトーテムポール型出力回路を構成していることを特徴とする請求項１記載の表示駆動装置。
【請求項３】
ロジック部制御回路を備え、前記レベルシフタ回路部、前記インバータ回路部および前記出力回路部が前記ロジック部制御回路の制御信号を受けて前記出力回路部の全ビットをハイ・インピーダンスモードに制御できるようにしたことを特徴とする請求項１記載の表示駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示駆動装置に関し、特にプラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどの容量性負荷を用いた表示装置を駆動する表示駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型の表示装置として知られているたとえばプラズマディスプレイでは、スキャン電極とサステイン電極との間、アドレス電極が形成された面とスキャン電極およびサステイン電極が形成された面との間の放電空間などは、キャパシタを構成しており、スキャン電極、サステイン電極およびアドレス電極を駆動する駆動回路にとっては容量性負荷になっている。このような容量性負荷を用いた表示装置を駆動するものであって、消費電力を削減した表示駆動装置が知られている（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来の表示駆動装置の構成例を示す回路図である。
この表示駆動装置は、プラズマディスプレイパネルのアドレス電極を駆動するアドレスドライバＩＣ１００の例を示しており、その出力には、容量Ｃｏ１０１が接続され、電源には、電力回収部１０１が接続されている。なお、電力回収部１０１を含む電源は、実際には、アドレスドライバＩＣ１００の１〜数チップに１つ設置されていて、各チップの出力は全ビットの回路につながっているが、ここでは１出力のみの回路を描いてある。
【０００４】
アドレスドライバＩＣ１００は、レベルシフタ回路部１０２と、出力回路部１０３と、ロジック部制御回路１０４とを備えている。レベルシフタ回路部１０２および出力回路部１０３を駆動するための電源は共通で、電力回収部１０１を含んでいる。
【０００５】
レベルシフタ回路部１０２は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ１０１，Ｐ１０２とＮ型ＭＯＳトランジスタＮ１０１，Ｎ１０２とで構成され、出力回路部１０３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ１０３，Ｎ１０４とツェナーダイオードＺ１０１とで構成されている。出力回路部１０３は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタとＮ型ＭＯＳトランジスタとによるプッシュプル型出力回路ではなく、Ｎ型ＭＯＳトランジスタによるトーテムポール型出力回路を用いている。これは、電力回収部１０１を有する表示駆動装置では、Ｎ型ＭＯＳトランジスタがＰ型ＭＯＳトランジスタよりもオン抵抗、スレッショルド電圧が低いため、電力のロスが少なく、ＩＣ動作時に電力回収部１０１が回収した電力を再利用する際に損失が少ないからである。
【０００６】
電力回収部１０１は、ＭＯＳトランジスタによるスイッチＳＷ１０１，ＳＷ１０２，ＳＷ１０３，ＳＷ１０４と、コイルＬ１０１と、コンデンサＣ１０１とで構成されている。ここで、コイルＬ１０１は、１μＨ程度、コンデンサＣ１０１は、１μＦ程度である。
【０００７】
次に、プラズマディスプレイパネルを駆動する場合を例にしてこの表示駆動装置の回路動作を以下に述べる。
図３は電力回収部および出力回路部の電圧波形を示す図である。
【０００８】
電力回収部１０１に供給される電源ＶＤＨは７０Ｖ、ロジック部制御回路１０４の電源は５Ｖで、グランドＧＮＤは０Ｖとする。図３では、電力回収部１０１には電荷が蓄えられており、トランジスタＮ１０２，Ｎ１０４がオフとなるようにロジック部制御回路１０４によって制御されているときの電力回収部１０１を用いた出力回路部１０３の電圧波形を示している。
【０００９】
まず、時刻ｔ１において、スイッチＳＷ１０４がオフとなり、スイッチＳＷ１０１がオンすると、レベルシフタ回路部１０２および出力回路部１０３には、電力回収部１０１に蓄えられた電荷が供給される。立ち上がり初期に電力回収部１０１からレベルシフタ回路部１０２（および出力回路部１０３）に５Ｖの電位が供給され、レベルシフタ回路部１０２のトランジスタＰ１０２から電流が流れたとすると、ツェナーダイオードＺ１０１によって出力回路部１０３のトランジスタＮ１０３のゲート−ソース間の電圧は、すぐにツェナーダイオードＺ１０１によってクランプ（ここでは５Ｖ）されて、トランジスタＮ１０３がオンする。トランジスタＮ１０３がオンすると、電力回収部１０１のコンデンサＣ１０１およびコイルＬ１０１と出力回路部１０３に接続されたプラズマディスプレイパネルの容量Ｃｏ１０１との共振回路が形成され、容量Ｃｏ１０１の電位が上昇する。このとき、容量Ｃｏ１０１の電位は、回収電荷のロス等により電源ＶＤＨの７０Ｖまで上がることはできない。これを補うために、電源ＶＤＨと電力回収部１０１との間にスイッチＳＷ１０２が設けられている。すなわち、時刻ｔ２に達すると、電力回収部１０１は、スイッチＳＷ１０１がオフ、スイッチＳＷ１０２がオンして、出力回路部１０３に電源ＶＤＨを供給し、これによって容量Ｃｏ１０１の電位は７０Ｖに達する。
【００１０】
ある一定の期間（プラズマディスプレイパネルではアドレス放電期間）の後、時刻ｔ３に達すると、電力回収部１０１は、スイッチＳＷ１０２がオフし、スイッチＳＷ１０３がオンすることで、容量Ｃｏ１０１に蓄えられた電荷は、トランジスタＮ１０３の寄生ダイオードを通じてコイルＬ１０１およびコンデンサＣ１０１に移動し、これによって容量Ｃｏ１０１の電位が下がる。そして、時刻ｔ４では、電力回収部１０１は、スイッチＳＷ１０３がオフ、スイッチＳＷ１０４がオンして、容量Ｃｏ１０１の電位はグランドＧＮＤに固定される。
【００１１】
ところで、プラズマディスプレイの表示駆動装置に用いるアドレスドライバＩＣ１００ではハイ・インピーダンスレベルの出力（以下、Ｚモードと略）があることが望ましい。その主な理由は２点ある。１点目は、１つのパネルにアドレスドライバＩＣ１００がたとえば２０個程度使用されているが、Ｚモードの出力を用いてパネルを制御するそれらアドレスドライバＩＣ１００の出力のタイミングをＩＣごとにずらすことによって、パネル全体で発生するＥＭＩ（電磁ノイズ）を低減させることができるからであり、２点目は、スキャンドライバＩＣによるサステイン動作時にアドレスドライバＩＣ１００の出力をＺモードにすることで、アドレスドライバＩＣ１００へ電流が流れることを防止し、パネルの誤動作を防ぐことができるからである。
【００１２】
出力をＺモードにするためには、出力回路部１０３を回路から電気的に切り離す必要がある。しかし、図２に示す回路では、出力回路部１０３がツェナーダイオードＺ１０１を通じてレベルシフタ回路部１０２につながっており、しかも、トランジスタＰ１０２およびトランジスタＮ１０２のどちらかがオンしているため、Ｚモードを実現することはできない。
【００１３】
図４はＺモードの出力を有する従来の表示駆動装置の構成例を示す回路図、図５は出力回路部の立ち上がり波形を示す図である。なお、図４において、図２の構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付してある。
【００１４】
この図４に示す表示駆動装置によれば、図２に示す表示駆動装置の出力回路部１０３の前段にインバータ回路部１０５を追加し、出力回路部１０３のツェナーダイオードＺ１０１と並列に抵抗Ｒ１０１を追加したものである。インバータ回路部１０５は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ１０３とＮ型ＭＯＳトランジスタＮ１０５とで構成されている。これにより、ロジック部制御回路１０４がインバータ回路部１０５のトランジスタＰ１０３およびトランジスタＮ１０５と出力回路部１０３のトランジスタＮ１０４とをオフさせることによって、出力回路部１０３のＺモードを実現することができる。
【００１５】
ここで、出力回路部１０３の抵抗Ｒ１０１の値が小さすぎると、トランジスタＮ１０３をオンさせるために高い電圧が必要となってしまい、抵抗Ｒ１０１の値が高すぎると、Ｚモードの際にゲート−ソース間に電位差ができてしまう。このことから、抵抗Ｒ１０１の値は、トランジスタＮ１０３のスレッショルド電圧（以下、Ｖｔｈと略）とトランジスタＰ１０３の電流−電圧特性を考慮して最適化する必要がある。たとえば、出力回路部１０３のトランジスタＮ１０３のＶｔｈが０．５Ｖ、インバータ回路部１０５のトランジスタＰ１０３のゲート−ソース間電圧が１０Ｖで５００μＡの電流が流れるときに、出力回路部１０３のトランジスタＮ１０３をオンさせようとすると、抵抗Ｒ１０１の値は、１ｋΩとなるように設計する。
【特許文献１】特開平５−２４９９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上のことから、インバータ回路部１０５のトランジスタＰ１０３の立ち上がりの初期（トランジスタＰ１０３のソース−ドレイン間およびゲート−ソース間の電圧が低いとき）で、トランジスタＰ１０３のソース−ドレイン間が５Ｖの電圧のときに１００μＡの電流が流れたとしても、抵抗Ｒ１０１（１ｋΩ）があるために、トランジスタＮ１０３は、そのソース−ゲート間に０．１Ｖしか電圧がかからず、オンしない。つまり、トランジスタＮ１０３は、そのソース−ゲート間に１０Ｖまで電圧をかけ、抵抗Ｒ１０１に電流が５００μＡ流れたときに初めてオンすることなる。また、ＭＯＳトランジスタでは、ソース−ドレイン間の電圧が高いほどオン抵抗が上がることから、インバータ回路部１０５を備えた図４に示す表示駆動装置は、インバータ回路部１０５を備えていない図２に示す表示駆動装置に比べて、ＭＯＳトランジスタでの電力ロスが大きくなってしまう。すなわち、出力回路部１０３の立ち上がりは、インバータ回路部１０５のない図２に示す表示駆動装置では、図５に破線で示す波形になっているのに対し、インバータ回路部１０５のある表示駆動装置では、図５に実線で示す波形になり、回収電荷による容量Ｃｏ１０１の電位の上昇が少なくなっている。したがって、その電力ロスの分、電力回収部１０１のスイッチＳＷ１０２をオンして、より多くの電荷を容量Ｃｏ１０１に供給しなければならないため、消費電力が増加してしまい、Ｎ型ＭＯＳトランジスタによるトーテムポール型出力回路の出力回路部を備えたアドレスドライバＩＣ１００において、電力回収部１０１を含む表示駆動装置では回収した電力を再利用する際に余分な損失を伴わず、Ｚモードを実現することは困難であるという問題点があった。
【００１７】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、電力回収部と出力回路部がＮ型ＭＯＳトランジスタによるトーテムポール型出力回路とその出力回路部を駆動するレベルシフタ回路とを備えた表示駆動装置において、電力回収部で回収した電力を再利用する際に余分な損失を伴わず、ハイ・インピーダンスモードを実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明では上記問題を解決するために、レベルシフタ回路部、インバータ回路部および出力回路部を複数ビット分有するドライバＩＣと電力回収部とを備え、容量性負荷を用いた表示装置を駆動する表示駆動装置において、前記レベルシフタ回路部および前記インバータ回路部を動作させるための電源に一定の電圧の第１の電源を用い、前記出力回路部の電源には前記電力回収部を含む第２の電源を用いるようにしたことを特徴とする表示駆動装置が提供される。
【００１９】
このような表示駆動装置によれば、出力回路部を駆動するためのレベルシフタ回路部および出力回路部前段のインバータ回路部の電源と、出力回路部の電源とを切り離し、レベルシフタ回路部およびインバータ回路部の第１の電源は一定の電圧に保ち、出力回路部の第２の電源は電力回収部を含む構成としたことにより、ハイ・インピーダンスモードを実現するためにインバータ回路部を備えた場合においても、出力の立ち上がり動作のときに、一定の電圧に保たれた電源が供給されているインバータ回路部の立ち上がりが良く、インバータ回路部を備えていない場合と同様の消費電力にすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の表示駆動装置は、出力回路部を駆動するためのレベルシフタ回路部および出力回路部前段のインバータ回路部の電源と、出力回路部の電源とを切り離し、レベルシフタ回路部およびインバータ回路部の電源は一定の電圧に保ち、出力回路部の電源は電力回収部を含む構成としただけであるので、従来の回路構成を大幅に変更することなく、消費電力の増加を伴わずに、ハイ・インピーダンスモードの出力を実現することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明による表示駆動装置の構成を示す回路図である。
本発明による表示駆動装置は、アドレスドライバＩＣ１と電力回収部２とから構成されている。アドレスドライバＩＣ１は、レベルシフタ回路部１１と、インバータ回路部１２と、出力回路部１３と、ロジック部制御回路１４とを備えている。レベルシフタ回路部１１は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ１，Ｐ２とＮ型ＭＯＳトランジスタＮ１，Ｎ２とを有し、ロジック部制御回路１４のロジックレベルの制御信号を高圧のレベルにシフトする機能を持っている。インバータ回路部１２は、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ３とＮ型ＭＯＳトランジスタＮ３とを有し、ロジック部制御回路１４の制御信号によりレベルシフタ回路部１１の出力レベルを反転する機能を持つ。出力回路部１３は、トーテムポール型出力回路を構成するＮ型ＭＯＳトランジスタＮ４，Ｎ５と、ツェナーダイオードＺ１と、抵抗Ｒ１とを有し、出力には、プラズマディスプレイパネルのアドレス電極で構成される容量Ｃｏ１が接続されている。電力回収部２は、ＭＯＳトランジスタによるスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と、コイルＬ１と、コンデンサＣ１とを有している。
【００２２】
アドレスドライバＩＣ１のレベルシフタ回路部１１およびインバータ回路部１２の電源は、一定の電圧に保たれた電源ＶＤＨ１に接続され、出力回路部１３の電源は、電力回収部２を介して電源ＶＤＨ２（＝ＶＤＨ１＝７０Ｖ）に接続されている。ここで、電源ＶＤＨ１は、全ビットのレベルシフタ回路部１１およびインバータ回路部１２に共通であり、電力回収部２を含む電源回路は、全ビットの出力回路部１３に共通であるが、ここでは、出力の１ビットのみの回路を描いてある。ハイ・インピーダンスレベルの出力は、ロジック部制御回路１４の制御信号によりＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３，Ｎ５をオフさせ、電力回収部２のすべてのスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４をオフさせることによって実現される。
【００２３】
出力の電位が立ち上がるとき、ロジック部制御回路１４は、その制御信号によりＮ型ＭＯＳトランジスタＮ２をオン、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ３，Ｎ５をオフする。Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ２がオンすることによりＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３がオンする。このときＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３のソース−ゲート間の電位差は７０Ｖで一定であるため、Ｐ型ＭＯＳトランジスタＰ３がオンしてすぐに数十ｍＡ程度の電流が流れ、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ４がオンする。このことから、出力回路部１３は、Ｎ型ＭＯＳトランジスタＮ４がオンしたときのソース−ドレイン電圧が低い時点から、出力に電荷を供給できるため、図５に示すような電力ロスはない。
【００２４】
また、電力回収部２に電荷が蓄えられているとすると、出力回路部１３のＮ型ＭＯＳトランジスタＮ４がオンした後には、電力回収部２のスイッチＳＷ１がオンして、コンデンサＣ１に蓄えられた電荷が出力回路部１３に接続された容量Ｃｏ１に移動し、一定の時間が経った後にスイッチＳＷ２がオンして、容量Ｃｏ１には、電源ＶＤＨ２より電位が供給される。ただし、この回路では、インバータ回路部１２のＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３がオンした後に電力回収部２のスイッチＳＷ１がいつまでもオフのままであると、電源ＶＤＨ１より抵抗Ｒ１を通じて容量Ｃｏ１に電位が供給されるため、電力回収部２のコンデンサＣ１に蓄えられた電荷を有効に活用できないことから、インバータ回路部１２のＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３をオンするタイミングと電力回収部２が回収電荷を供給するタイミング（すなわち、スイッチＳＷ１をオンさせるタイミング）とを調整して電力ロスのないようにする必要がある。
【００２５】
そして、アドレス放電期間とするある一定の期間を経過した立ち下がり時には、ロジック部制御回路１４によりレベルシフタ回路部１１のＮ型ＭＯＳトランジスタＮ２をオフ（Ｎ１をオン）することによりインバータ回路部１２のＰ型ＭＯＳトランジスタＰ３がオフとなる。また、電力回収部２のスイッチＳＷ２をオフし、スイッチＳＷ３をオンすることで、容量Ｃｏ１に蓄えられた電荷は、トランジスタＮ４の寄生ダイオードを通じてコンデンサＣ１に移動して蓄えられ、これによって容量Ｃｏ１の電位が下がる。その後、電力回収部２のスイッチＳＷ３をオフ、スイッチＳＷ４をオンして、容量Ｃｏ１の電位をグランドＧＮＤに固定する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上の実施の形態では、プラズマディスプレイパネルを駆動する表示駆動装置として説明したが、容量性負荷を用いた、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイなどの表示装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による表示駆動装置の構成を示す回路図である。
【図２】従来の表示駆動装置の構成例を示す回路図である。
【図３】電力回収部および出力回路部の電圧波形を示す図である。
【図４】Ｚモードの出力を有する従来の表示駆動装置の構成例を示す回路図である。
【図５】出力回路部の立ち上がり波形を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  アドレスドライバＩＣ
２  電力回収部
１１  レベルシフタ回路部
１２  インバータ回路部
１３  出力回路部
１４  ロジック部制御回路
ＶＤＨ１  電源（一定電圧の電源）
ＶＤＨ２  電源（電力回収部を含む電源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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