(57)【要約】【課題】  独立した基準電圧を与えることができる駆動電圧生成回路及び表示装置を提供することである。【解決手段】  所定のパルス電圧を生成するパルス電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に連結され第１電圧を生成する第１電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に互いに連結され、少なくとも一つのダイオードをそれぞれ備える第１及び第２ダイオード部と、前記第１ダイオード部に連結され第２電圧を生成する第２電圧生成部と、前記第２ダイオード部に連結され第３電圧を生成する第３電圧生成部とを備える。【選択図】            図３
2006106690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパルス電圧を生成するパルス電圧生成部と、
前記パルス電圧生成部に連結され第１電圧を生成する第１電圧生成部と、
前記パルス電圧生成部に共通的に連結され、少なくとも一つのダイオードをそれぞれ備える第１及び第２ダイオード部と、
前記第１ダイオード部に連結され第２電圧を生成する第２電圧生成部と、
前記第２ダイオード部に連結され第３電圧を生成する第３電圧生成部とを備えることを特徴とする駆動電圧生成回路。
【請求項２】
前記第１及び第２ダイオード部は、順方向及び逆方向に互いに並列に連結されている少なくとも一つのダイオードをそれぞれ備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項３】
前記第２及び第３電圧生成部は、少なくとも一つの電荷ポンプ回路を備えることを特徴とする請求項２に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項４】
前記電荷ポンプ回路は、二つのダイオードと二つのキャパシタとを備えることを特徴とする請求項３に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項５】
前記パルス電圧は、ハイレベル及びローレベルを有し、
前記第１電圧生成部は、前記パルス電圧のハイレベルと実質的に同一な電圧を生成することを特徴とする請求項４に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項６】
前記第１ダイオード部は、
前記パルス電圧生成部に連結されている第１ノードと、
前記第２電圧生成部に連結されている第２ノードと、
前記第１ノードと前記第２ノードとの間に第１方向に連結されている第１及び第２ダイオードと、
前記第１及び第２ダイオードと並列に連結され、前記第１方向と逆である第２方向に連結されている第３及び第４ダイオードとを備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項７】
前記第２ダイオード部は、
前記第３電圧生成部に連結されている第３ノードと、
前記第１ノードと前記第３ノードとの間に前記第１方向に連結されている第５ダイオードと、
前記第５ダイオードと並列に連結され、前記第２方向に連結されている第６ダイオードとを備えることを特徴とする請求項６に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項８】
前記第２電圧生成部は、第１及び第２電荷ポンプ回路を備え、
前記第１電荷ポンプ回路は、
第７ダイオードを通じて前記第１電圧に連結されている第４ノードと、
前記第４ノードと前記第２ノードとの間に連結されている第１キャパシタと、
第８ダイオードを通じて前記第４ノードに連結されている第５ノードと、
前記第５ノードと接地電圧との間に連結されている第２キャパシタとを備え、
前記第２電荷ポンプ回路は、
第９ダイオードを通じて前記第５ノードに連結されている第６ノードと、
前記第６ノードと前記第２ノードとの間に連結されている第３キャパシタと、
第１０ダイオードを通じて前記第６ノードに連結され、前記第２電圧を出力する第１出力端と、
前記第１出力端と前記接地電圧との間に連結されている第４キャパシタとを備えることを特徴とする請求項７に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項９】
前記第３電圧生成部は、第３電荷ポンプ回路を備え、
前記第３電荷ポンプ回路は、
第１１ダイオードを通じて接地電圧に連結されている第７ノードと、
前記第３ノードと前記第７ノードとの間に連結されている第５キャパシタと、
第１２ダイオードを通じて前記第７ノードに連結され、前記第３電圧を出力する第２出力端と、
前記第２出力端と接地電圧との間に連結されている第６キャパシタとを備えることを特徴とする請求項８に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項１０】
前記第１電圧生成部は、
第１３ダイオードを通じて前記第１ノードに連結されている前記第１電圧を出力する第３出力端と、
前記第３出力端と接地電圧との間に並列に連結されている第７乃至第９キャパシタとを備えることを特徴とする請求項９に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項１１】
前記第２電圧は、
【数１】
2006106690.tif 000007
（ここで、Ｖ２は前記第２電圧、Ｖｓｗは前記パルス電圧の振幅、Ｎｃｐは前記第２電圧生成部に属する電荷ポンプ回路の数、Ｖｔｈは前記ダイオードのしきい電圧、Ｎｄは前記第１ダイオード部を構成する前記第１方向または第２方向に位置したダイオードの数である）で表される式を満たすことを特徴とする請求項１０に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項１２】
前記第３電圧は、
【数２】
2006106690.tif 000008
（ここで、Ｖ３は第３電圧、Ｖｓｗは前記電圧の振幅、Ｎｃｐは前記第３電圧生成部に属する電荷ポンプ回路の数、Ｖｔｈは前記ダイオードのしきい電圧、Ｎｄは前記第２ダイオード部を構成する前記第１方向または第２方向に位置したダイオードの数である）で表される式を満たすことを特徴とする請求項１１に記載の駆動電圧生成回路。
【請求項１３】
第１乃至第３電圧を生成する駆動電圧生成部と、前記第１電圧に基づいて複数の電圧を生成する階調電圧生成部と、前記第２及び第３電圧に基づいてゲート信号を生成するゲート駆動部とを備える表示装置であって、
前記駆動電圧生成部は、
所定のパルス電圧を生成するパルス電圧生成部と、
前記パルス電圧生成部に連結され前記第１電圧を生成する第１電圧生成部と、
前記パルス電圧生成部に互いに連結され、少なくとも一つのダイオードをそれぞれ備える第１及び第２ダイオード部と、
前記第１ダイオード部に連結され前記第２電圧を生成する第２電圧生成部と、
前記第２ダイオード部に連結され前記第３電圧を生成する第３電圧生成部とを備えることを特徴とする表示装置。
【請求項１４】
前記第１及び第２ダイオード部は、順方向及び逆方向に互いに並列に連結されている少なくとも一つのダイオードをそれぞれ備えることを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記第２及び第３電圧生成部は、少なくとも一つの電荷ポンプ回路を備えることを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記電荷ポンプ回路は、二つのダイオードと二つのキャパシタとを備えることを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記表示装置は、行列形態に配列されスイッチング素子を各々備える複数の画素を更に有し、
前記第２電圧は、前記スイッチング素子を導通させることができる電圧であり、前記第３電圧は、前記スイッチング素子を遮断させることができる電圧であることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電圧生成回路及びそれを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、重くて大きい陰極線管（ＣＲＴ）に代わって有機発光表示装置（ＯＬＥＤ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマ表示装置（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）のような平板表示装置が活発に開発されている。
【０００３】
ＰＤＰは、気体放電によって発生するプラズマを利用して文字や映像を表示する装置であり、有機発光表示装置は、特定有機物または高分子等の電界発光を利用して文字や映像を表示する。液晶表示装置は、二つの表示板の間に入っている液晶層に電場を印加し、この電場の強度を調節して液晶層を通過する光透過率を調節することによって所望の画像を得る。
【０００４】
このような平板表示装置のうち、例えば液晶表示装置及び有機発光表示装置は、スイッチング素子を備える画素と表示信号線が具備された表示板、表示信号線の中でゲート線にゲート信号を送出して画素のスイッチング素子を導通/遮断するゲート駆動部、駆動電圧を生成する駆動電圧生成部、複数の階調電圧を生成する階調電圧生成部、階調電圧の中で映像データに該当する電圧をデータ電圧として選択して表示信号線の中でデータ線にデータ電圧を印加するデータ駆動部、及びこれらを制御する信号制御部を備えている。
【０００５】
このような各駆動部は、駆動電圧生成部から駆動に必要な一定の電圧を受け、これを駆動に必要な種々の電圧に変更する。例えば、ゲート駆動部は、ゲートオン電圧及びゲートオフ電圧を受けてゲート信号として交互にゲート線に印加し、階調電圧生成部は、一定の基準電圧を受けてこれを、抵抗を通じて分圧した後、データ駆動部に提供する。
【０００６】
しかし、駆動電圧生成部がゲートオン電圧及びゲートオフ電圧を生成する時、階調電圧生成部に印加される基準電圧と独立して生成することができないため、必要な正確なゲート信号が提供できないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の目的は、独立した基準電圧を与えられる駆動電圧生成回路及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような技術的課題を解決するための本発明の一実施形態に係る駆動電圧生成回路は、所定のパルス電圧を生成するパルス電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に連結され第１電圧を生成する第１電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に互いに連結され、少なくとも一つのダイオードを各々備える第１及び第２ダイオード部と、前記第１ダイオード部に連結され第２電圧を生成する第２電圧生成部と、前記第２ダイオード部に連結され第３電圧を生成する第３電圧生成部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この時、前記第１及び第２ダイオード部は、順方向及び逆方向に互いに並列に連結されている少なくとも一つのダイオードを各々備えることが好ましい。
【００１０】
また、前記第２及び第３電圧生成部は、少なくとも一つの電荷ポンプ回路を備え、前記電荷ポンプ回路は、二つのダイオードと二つのキャパシタを備えることが好ましい。
【００１１】
前記パルス電圧は、ハイレベル及びローレベルを有し、前記第１電圧生成部は、前記パルス電圧のハイレベルと実質的に同一な電圧を生成することができる。
【００１２】
前記第１ダイオード部は、前記パルス電圧生成部に連結されている第１ノードと、前記第２電圧生成部に連結されている第２ノードと、前記第１ノードと前記第２ノードとの間に第１方向に連結されている第１及び第２ダイオードと、前記第１及び第２ダイオードと並列に連結され、前記第１方向と逆である第２方向に連結されている第３及び第４ダイオードとを備えることができる。
【００１３】
また、前記第２ダイオード部は、前記第３電圧生成部に連結されている第３ノードと、前記第１ノードと前記第３ノードとの間に前記第１方向に連結されている第５ダイオードと、前記第５ダイオードと並列に連結され、前記第２方向に連結されている第６ダイオードとを備えることができる。
【００１４】
前記第２電圧生成部は、第１及び第２電荷ポンプ回路を備えており、前記第１電荷ポンプ回路は、第７ダイオードを通じて前記第１電圧に連結されている第４ノードと、前記第４ノードと前記第２ノードとの間に連結されている第１キャパシタと、第８ダイオードを通じて前記第４ノードに連結されている第５ノードと、前記第５ノードと接地電圧との間に連結されている第２キャパシタとを備え、前記第２電荷ポンプ回路は、第９ダイオードを通じて前記第５ノードに連結されている第６ノードと、前記第６ノードと前記第２ノードの間に連結されている第３キャパシタと、第１０ダイオードを通じて前記第６ノードに連結されている第２電圧出力端と、前記第２電圧出力端と前記接地電圧との間に連結されている第４キャパシタとを備えることができる。
【００１５】
また、前記第３電圧生成部は、第３電荷ポンプ回路を備えており、前記第３電荷ポンプ回路は、第１１ダイオードを通じて接地電圧に連結されている第７ノードと、前記第３ノードと前記第７ノードとの間に連結されている第５キャパシタと、第１２ダイオードを通じて前記第７ノードに連結されている第３電圧出力端と、前記第３電圧出力端と接地電圧との間に連結されている第６キャパシタとを備えることができる。
【００１６】
一方、前記第１電圧生成部は、第１３ダイオードを通じて前記第１ノードに連結されている第１電圧出力端、前記第１電圧出力端と接地電圧との間に並列に連結されている第７乃至第９キャパシタを備えることができる。
【００１７】
この時、前記第２電圧は、
【００１８】
【数１】
2006106690.tif 000003
【００１９】
（ここで、Ｖ２は前記第２電圧、Ｖｓｗは前記パルス電圧の振幅、Ｎｃｐは前記第２電圧生成部に属する電荷ポンプ回路の数、Ｖｔｈは前記ダイオードのしきい電圧、Ｎｄは前記第１ダイオード部を構成する前記第１方向または第２方向に位置したダイオードの数である。）で表される式を満たすことが好ましい。
【００２０】
前記第３電圧は、
【００２１】
【数２】
2006106690.tif 000004
【００２２】
（ここで、Ｖ３は第３電圧、Ｖｓｗは前記電圧の振幅、Ｎｃｐは前記第３電圧生成部に属する電荷ポンプ回路の数、Ｖｔｈは前記ダイオードのしきい電圧、Ｎｄは前記第２ダイオード部を構成する前記第１方向または第２方向に位置したダイオードの数である。）で表される式を満たすことが好ましい。
【００２３】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、第１乃至第３電圧を生成する駆動電圧生成部と、前記第１電圧に基づいて複数の電圧を生成する階調電圧生成部と、前記第２及び第３電圧に基づいてゲート信号を生成するゲート駆動部とを備えており、前記駆動電圧生成部は、所定のパルス電圧を生成するパルス電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に連結され前記第１電圧を生成する第１電圧生成部と、前記パルス電圧生成部に互いに連結され、少なくとも一つのダイオードを各々備える第１及び第２ダイオード部と、前記第１ダイオード部に連結され前記第２電圧を生成する第２電圧生成部と、前記第２ダイオード部に連結され前記第３電圧を生成する第３電圧生成部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
この時、前記第１及び第２ダイオード部は、順方向及び逆方向に互いに並列に連結されている少なくとも一つのダイオードを各々備えることが好ましい。
【００２５】
また、前記第２及び第３電圧生成部は、少なくとも一つの電荷ポンプ回路を備えることが好ましく、前記電荷ポンプ回路は、二つのダイオードと二つのキャパシタを備えることができる。
【００２６】
前記表示装置は、行列形態に配列されスイッチング素子を各々備える複数の画素を更に備え、前記第２電圧は、前記スイッチング素子を導通させることができる電圧であり、前記第３電圧は、前記スイッチング素子を遮断させることができる電圧であることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、基準電圧に依存することなく独立して所望の電圧を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態を本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
【００２９】
図面は、各種層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示している。明細書全体を通じて類似した部分については同一な参照符号を付けている。層、膜、領域、板などの部分が、他の部分の“上に”あるとする時、これは他の部分の“すぐ上に”ある場合に限らず、その中間に更に他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の“すぐ上に”あるとする時、これは中間に他の部分がない場合を意味する。
【００３０】
本発明の実施形態に係る表示装置に対し添付した図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図であり、図２は、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【００３２】
図１に示したように、本発明の一実施形態に係る表示装置は、表示板部３００及びこれに連結されたゲート駆動部４００とデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結された階調電圧生成部８００、駆動電圧生成部７００、並びにこれらを制御する信号制御部６００を備える。
【００３３】
表示板部３００は等価回路によれば、複数の表示信号線Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍと、これに連結されてほぼ行列状に配列された複数の画素Ｐｘとを備える。
【００３４】
表示信号線Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍは、ゲート信号（走査信号とも言う）を伝達する複数のゲート線Ｇ１-Ｇｎと、データ信号を伝達するデータ信号線またはデータ線Ｄ１-Ｄｍを備える。ゲート線Ｇ１-Ｇｎは、ほぼ行方向に延びて互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ１-Ｄｍはほぼ列方向に延びて互いにほぼ平行である。
【００３５】
各画素は、表示信号線Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍに連結されたスイッチング素子Ｑと、これに連結された画素回路ＰＸを備える。
【００３６】
スイッチング素子Ｑは三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は、各々ゲート線Ｇ１-Ｇｎ及びデータ線Ｄ１-Ｄｍに連結されており、出力端子は、画素回路ＰＸに連結されている。また、スイッチング素子Ｑは、薄膜トランジスタであることが好ましく、特に非晶質シリコンを含むのが良い。
【００３７】
平板表示装置を代表する液晶表示装置の場合、図２に示すように、下部表示板１００と上部表示板２００及びその間の液晶層３を備える。表示信号線Ｇ１-Ｇｎ、Ｄ１-Ｄｍとスイッチング素子Ｑは、下部表示板１００に備えられている。液晶表示装置の画素回路ＰＸは、スイッチング素子Ｑに連結された液晶キャパシタＣＬＣ及びストレージキャパシタＣＳＴを備える。ストレージキャパシタＣＳＴは必要に応じて省略することができる。
【００３８】
液晶キャパシタＣＬＣは、下部表示板１００の画素電極１９０と上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子とし、二つの電極１９０、２７０の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９０は、スイッチング素子Ｑに連結され、共通電極２７０は、上部表示板２００の前面に形成され共通電圧Ｖｃｏｍの印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０が下部表示板１００に具備される場合もあり、その場合、二つの電極１９０、２７０が全て線形または棒形に作られる。
【００３９】
ストレージキャパシタＣＳＴは、下部表示板１００に具備された別の信号線（図示せず）と画素電極１９０とが重畳してなり、この別の信号線には、共通電圧Ｖｃｏｍ等の定められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタＣＳＴは、画素電極１９０が絶縁体を媒介としてすぐ上の前段ゲート線と重畳してなることもできる。
【００４０】
一方、色表示を実現するため各画素が色相を表示することが要求されるが、これは画素電極１９０に対応する領域に三原色、例えば赤色、緑色、または青色のカラーフィルタ２３０を備えることによって可能となる。図２で、カラーフィルタ２３０は、上部表示板２００に設けられているが、これとは異なって、下部表示板１００の画素電極１９０の上または下に設けることもできる。
【００４１】
液晶表示装置の表示板部３００の二つの表示板１００、２００のうち少なくとも一つの外側面には、光を偏光する偏光子（図示せず）が付着されている。
【００４２】
再び図１を参照すれば、駆動電圧生成部７００は、基準電圧ＡＶＤＤ、ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを生成し、基準電圧ＡＶＤＤは、階調電圧生成部８００に提供し、ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、ゲート駆動部４００に提供する。
【００４３】
階調電圧生成部８００は、駆動電圧生成部７００からの基準電圧ＡＶＤＤに基づいて画素の輝度と関連する一組若しくは二組の複数階調電圧を生成する。二組ある場合、そのうち一組は、共通電圧Ｖｃｏｍに対しプラスの値を有し、もう一組はマイナスの値を有する。
【００４４】
ゲート駆動部４００は、表示板部３００のゲート線Ｇ１-Ｇｎに連結され、駆動電圧生成部７００からのゲートオン電圧Ｖｏｎとゲートオフ電圧Ｖｏｆｆとの組み合わせからなるゲート信号をゲート線Ｇ１-Ｇｎに印加する。このようなゲート駆動部４００は、実質的にシフトレジスタとして一列に配列された複数のステージ（ｓｔａｇｅ）を備える。
【００４５】
データ駆動部５００は、表示板部３００のデータ線Ｄ１-Ｄｍに連結され、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択してデータ信号として画素に印加する。
【００４６】
信号制御部６００は、ゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００等の動作を制御する。
【００４７】
次に、このような表示装置の表示動作について更に詳細に説明する。
【００４８】
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御部（図示せず）からＲＧＢ映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂ及びその表示を制御する入力制御信号、例えば垂直同期信号Ｖｓｙｎｃと水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、メインクロックＭＣＬＫ、データイネーブル信号ＤＥ等の提供を受ける。信号制御部６００は、入力制御信号及び入力映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに基づいてゲート制御信号ＣＯＮＴ１及びデータ制御信号ＣＯＮＴ２等を生成し、映像信号Ｒ、Ｇ、Ｂを表示板部３００の動作条件に合わせて適切に処理した後、ゲート制御信号ＣＯＮＴ１をゲート駆動部４００に送出し、データ制御信号ＣＯＮＴ２と処理した映像信号ＤＡＴは、データ駆動部５００に送出する。
【００４９】
ゲート制御信号ＣＯＮＴ１は、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力開始を指示する垂直同期開始信号ＳＴＶ、ゲートオン電圧Ｖｏｎの出力時期を制御するゲートクロック信号ＣＰＶ及びゲートオン電圧Ｖｏｎの持続時間を限定する出力イネーブル信号ＯＥ等を備える。
【００５０】
データ制御信号ＣＯＮＴ２は、映像データＤＡＴの入力開始を知らせる水平同期開始信号ＳＴＨとデータ線Ｄ１-Ｄｍに当該データ電圧の印加を指示するロード信号ＬＯＡＤ及びデータクロック信号ＨＣＬＫを備える。図２に示した液晶表示装置等の場合、共通電圧Ｖｃｏｍに対するデータ電圧の極性（以下、“共通電圧に対するデータ電圧の極性”を略して“データ電圧の極性”と言う）を反転する反転信号ＲＶＳも備わることができる。
【００５１】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号ＣＯＮＴ２に従って一行の画素に対応する映像データＤＡＴを順次に受信し、階調電圧生成部８００からの階調電圧のうちの各映像データＤＡＴに対応する階調電圧を選択することによって、映像データＤＡＴを当該データ電圧に変換し、これをデータ線Ｄ１-Ｄｍに印加する。
【００５２】
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号ＣＯＮＴ１に従ってゲートオン電圧Ｖｏｎをゲート線Ｇ１-Ｇｎに印加し、このゲート線Ｇ１-Ｇｎに連結されたスイッチング素子Ｑを導通させる。データ線Ｄ１-Ｄｍに供給されたデータ電圧は、導通したスイッチング素子Ｑを通じて該当する画素に印加される。
【００５３】
図２に示した液晶表示装置の場合、画素に印加されたデータ電圧と共通電圧Ｖｃｏｍとの差は、液晶キャパシタＣＬＣの充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配列が異なる。そのため液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、表示板１００、２００に付着された偏光子（図示せず）によって光透過率の変化として現れる。
【００５４】
１水平周期（または１Ｈ）「水平同期信号Ｈｓｙｎｃ、データイネーブル信号ＤＥ、ゲートクロックＣＰＶの一周期」が経過すると、データ駆動部５００とゲート駆動部４００は、次行の画素に対し同じ動作を繰り返す。このような方法で、１フレーム期間中に全てのゲート線Ｇ１-Ｇｎに対し順次にゲートオン電圧Ｖｏｎを印加し、全ての画素にデータ電圧を印加する。図２に示した液晶表示装置の場合、特に１フレームが終了すれば、次のフレームが開始され、各画素に印加されるデータ電圧の極性が直前フレームでの極性と逆になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号ＲＶＳの状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム期間内でも反転信号ＲＶＳの特性によって一つのデータ線を通じて流れるデータ電圧の極性が変わったり（行反転、ドット反転）、一つの画素行に印加されるデータ電圧の極性も互いに異なったりすることがある（列反転、ドット反転）。
【００５５】
以下、本発明の一実施形態に係る表示装置の駆動電圧生成部について図３乃至図５を参照して詳細に説明する。
【００５６】
図３は、本発明の一実施形態に係る駆動電圧生成部の回路図であり、図４及び図５は、図３に示した各ノード電圧の波形、ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの波形図である。ここで、図４及び図５に示した波形図は、スパイスシミュレーション（ｓｐｉｃｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）によって得たものである。
【００５７】
図３に示したように、本発明の一実施形態に係る駆動電圧生成部７００は、パルス生成部７１０、パルス生成部７１０に並列に連結されている複数のダイオード部ＤＧ１-ＤＧ２と、基準電圧生成部ＲＶＧ、各ダイオード部ＤＧ１、ＤＧ２に連結されている複数の電荷ポンプ回路ＣＰ１-ＣＰ３を備える。
【００５８】
パルス生成部７１０は、通常集積回路ＩＣからなり、一定の電圧ＶＣＣ、例えば３．３Ｖの電圧の印加を受け、図４及び図５に示したような振幅が１０Ｖである周期関数を作る。
【００５９】
ダイオード部ＤＧ１は、ノードＮ１とノードＮ２との間に並列に連結されており、順方向及び逆方向に配置されている二対のダイオードｄ５-ｄ８を備え、ダイオード部ＤＧ２は、互いに並列連結され、順方向及び逆方向に配置されている一対のダイオードｄ１０、ｄ１１を備える。
【００６０】
各電荷ポンプ回路ＣＰ１-ＣＰ３は、二つのダイオードと二つのキャパシタを備える。
【００６１】
即ち、電荷ポンプ回路ＣＰ１は、ダイオードｄ１、ｄ２とキャパシタＣ１、Ｃ２を備え、電荷ポンプ回路ＣＰ２は、ダイオードｄ３、ｄ４とキャパシタＣ３、Ｃ４を備え、電荷ポンプ回路ＣＰ３は、ダイオードｄ１２、ｄ１３とキャパシタＣ８、Ｃ９を備える。
【００６２】
電荷ポンプ回路ＣＰ１のキャパシタＣ１の一端は、二つのダイオードｄ１、ｄ２の接続点に連結され、他端は、ノードＮ２に連結されており、キャパシタＣ２の一端は、二つのダイオードｄ２、ｄ３の接続点に連結され、他端は接地されている。同様に、電荷ポンプ回路ＣＰ２のキャパシタＣ３の一端は、二つのダイオードｄ３、ｄ４間の接続点に、他端は、ノードＮ２に連結されており、キャパシタＣ３の一端は、ゲートオン電圧出力端Ｖｏｎに連結され、他端は、接地されている。また、電荷ポンプ回路ＣＰ３のキャパシタＣ８の一端は、ノードＮ３に、他端は、二つのダイオードｄ１２、ｄ１３の接続点に連結されており、キャパシタＣ９の一端は、ゲートオフ電圧出力端Ｖｏｆｆに連結され、他端は接地されている。
【００６３】
基準電圧生成部ＲＶＧは、ダイオードｄ９を通じてノードＮ１に共通的に連結されている三つのキャパシタＣ５-Ｃ７を備える。
【００６４】
ここで、所定電圧ＶＣＣとノードＮ１との間に連結されているインダクタＬは、電流の急激な変化を防ぐ。
【００６５】
次に、このような駆動電圧生成部７００の動作について説明する。ここで、表示装置、特に液晶表示装置で用いられるゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは、各々２２Ｖ及び−７．５Ｖであり、これに近接する値を例に挙げて説明する。
【００６６】
まず、ゲートオン電圧Ｖｏｎを生成する過程について説明する。
【００６７】
以下、各ダイオードｄ１-ｄ１３が、例えば０．７Ｖのしきい電圧を有するものと仮定する。
【００６８】
パルス生成部７１０が０Ｖの電圧をノードＮ１に印加すれば、基準電圧生成部ＲＶＧは０Ｖの基準電圧ＡＶＤＤを生成し、この基準電圧ＡＶＤＤは、電荷ポンプ回路ＣＰ１のダイオードｄ１のアノード端子に連結されている。
【００６９】
この時、ノードＮ１電圧、つまりノード電圧ＶＮ１が０Ｖであるので、逆方向に二つのダイオードｄ７、ｄ８を経て１．４Ｖの電圧上昇が発生する。従って、ノードＮ２の電圧、つまりノード電圧ＶＮ２は１．４Ｖとなる。
【００７０】
一方、二つのダイオードｄ１、ｄ２間の接続点Ｎ４の電圧は０Ｖであり、キャパシタＣ１の両端電圧は、ノードＮ４を基準に−１．４Ｖとなる。
【００７１】
次に、１０Ｖの電圧がノードＮ１に印加されると、今度は順方向に電流が流れてノード電圧ＶＮ２は８．６Ｖに変化し、そのためノードＮ４電圧は、キャパシタＣ１の両端の電圧とノード電圧ＶＮ２の合計である７．２Ｖとなる。この時、基準電圧生成部ＲＶＧで生成される基準電圧ＡＶＤＤも１０Ｖであり、ダイオードｄ１を経て０．７Ｖが降下した９．３Ｖが７．２Ｖに加えられ、ノードＮ２の最終電圧は１６．５Ｖとなる。ここで、基準電圧ＡＶＤＤは、計算の便宜上、ダイオードｄ９による電圧降下は発生しないものと仮定した。このダイオードｄ９は、他のダイオードｄ１〜ｄ８、ｄ１０〜ｄ１３に比べてしきい電圧が小さいものを使用して、基準電圧ＡＶＤＤがパルス電圧生成部７１０で生成されるパルス電圧と近くする。例えば、ダイオードｄ９のしきい電圧は０．２Ｖ乃至０．３Ｖ程度であって、正確な値は計算された最終値からこの値を引けば求められる。
【００７２】
次に、キャパシタＣ２の電圧は、ダイオードｄ２を経て０．７Ｖが降下した１５．８Ｖとなり、再びダイオードｄ３を経て電圧が降下し、キャパシタＣ３の一端の電圧、つまりノードＮ５電圧は１５．１Ｖとなる。
【００７３】
次に、０Ｖの電圧が印加されると、ノード電圧ＶＮ２は１．４Ｖに変化し、キャパシタＣ３両端の電圧は、ノードＮ５電圧とノード電圧ＶＮ２との差である１３．７Ｖとなる。
【００７４】
次に、ノード電圧ＶＮ２が８．６Ｖに変化すれば、ノードＮ５電圧は、キャパシタＣ３両端の電圧である１３．７Ｖと８．６Ｖを足した２２．３Ｖに変化し、再びダイオードｄ４を経て最終的に２１．６Ｖを出力する。
【００７５】
その後、ダイオードｄ４のアノード端子、つまりノードＮ５電圧がゲートオン電圧出力端Ｖｏｎの電圧に比べて高い場合のみターンオンされ、カソード端子、つまりゲートオン電圧出力端Ｖｏｎの電圧が高い場合には、遮断されてキャパシタＣ４が浮遊状態を維持するので、持続的に２１．６Ｖに該当する電圧を出力する。図４に示すシミュレーションの結果は２１．５Ｖであり、本発明の実施形態と類似する結果を得た。また、前述したように、ダイオードｄ９による電圧降下を考慮すれば、２１．３Ｖ乃至２１．４Ｖである。
【００７６】
以下、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを生成する過程について説明する。
【００７７】
ゲートオン電圧Ｖｏｎを生成する場合と異なって、まず１０Ｖの電圧がノードＮ１に印加されると、電流はダイオードｄ１１、キャパシタＣ８及びダイオードｄ１２を経て接地（ｇｒｏｕｎｄ）方向に流れる。すると、ノードＮ３の電圧、つまりノード電圧ＶＮ３は９．３Ｖとなり、ノードＮ６電圧は０．７Ｖとなる。この時、キャパシタＣ８の両端電圧は、二つのノードＮ３、Ｎ６電圧の差である８．６Ｖになる。
【００７８】
次に、ノード電圧ＶＮ１が０Ｖになると、電流は逆方向に、つまり接地からキャパシタＣ９、ダイオードｄ１３、キャパシタＣ８及びダイオードｄ１０を経て流れる。そのため、ノード電圧ＶＮ３が９．３Ｖから０．７Ｖに変化する。この時、ノード電圧ＶＮ３は、キャパシタＣ８両端の電圧とノードＮ６電圧を足した電圧であるので、ノードＮ６電圧は−７．９Ｖとなる。これで、ゲートオフ電圧出力端Ｖｏｆｆの電圧は、−７．９Ｖにダイオードｄ１３のしきい電圧を足した値である−７．２Ｖになる。
【００７９】
再びノード電圧ＶＮ１が１０Ｖになると、ダイオードｄ１３が遮断されてキャパシタＣ９は浮遊状態になるので、継続して−７．２Ｖを出力し、ノード電圧ＶＮ１が０Ｖになると、前述した動作を繰り返して−７．２Ｖを出力する。図５のシミュレーションの結果は−７．５Ｖであり、本発明の実施形態と類似する結果を得ることが分かる。
【００８０】
このような方法で、ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを生成することによって、基準電圧ＡＶＤＤに依存することなく、所望のゲート信号値を得ることができる。
【００８１】
一方、前述したゲート信号値Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆは、次の式で簡単に求めることができる。
【００８２】
【数３】
2006106690.tif 000005
【００８３】
【数４】
2006106690.tif 000006
【００８４】
ここで、Ｖｓｗはパルス生成部７１０で生成される電圧の振幅であり、Ｎｃｐは電荷ポンプ回路ＣＰ１-ＣＰ３の数であり、Ｖｔｈはダイオードｄ１-ｄ１３のしきい電圧であり、Ｎｄはダイオード部ＤＧ１、ＤＧ２を構成するダイオードの数である。
【００８５】
この時、Ｎｃｐは、例えば図３に示した回路図によれば、ゲートオン電圧Ｖｏｎの場合には２つであり、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆの場合には一つであり、各電荷ポンプ回路を構成するダイオード及びキャパシタは、各々２つずつである。また、Ｎｄは、ダイオード部ＤＧ１、ＤＧ２を構成する全ダイオードの数ではなく、順方向または逆方向ダイオードの数であって、例えばダイオード部ＤＧ１では２つであり、ダイオード部ＤＧ２では一つである。例えば、ゲートオン電圧Ｖｏｎを生成する時、Ｖｓｗが１０Ｖ、Ｎｃｐが２つ、Ｖｔｈは０．７Ｖ、Ｎｄが２であり、これを前記式１に代入すると、
Ｖｏｎ＝[１０×（１＋２）−（２×２×０．７）]−（２×０．７×２×２）＝２１．６Ｖ
であって、以前に求めたものと同じ結果を得ることができ、ゲートオフ電圧Ｖｏｎに対しても同様に求めることができる。
【００８６】
一方、式１及び式２の下線部（ａ）は、ダイオード部ＤＧ１、ＤＧ２をそれぞれノードＮ１とノードＮ２との間と、ノードＮ１とノードＮ３との間に挿入しない従来技術において、ゲートオン電圧Ｖｏｎ及びゲートオフ電圧Ｖｏｆｆを求める式として使われる。この場合、ゲートオン電圧Ｖｏｎは２７．２Ｖであり、ゲートオフ電圧Ｖｏｆｆは−８．６Ｖであり、所望の値と掛け離れていることが分かる。
【００８７】
このような方法で、電荷ポンプ回路ＣＰ１-ＣＰ３とパルス電圧が印加されるノードとの間にダイオード部ＤＧ１、ＤＧ２を配置することによって、基準電圧ＡＶＤＤに依存しない所望の電圧を得ることができる。
【００８８】
更に、電荷ポンプ回路の数及びダイオード部を構成するダイオードの数を調節して、ゲートオン／オフ電圧はもとより所望の電圧を生成することができる。
【００８９】
以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものでなく、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属するものである。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は、独立した基準電圧を与えることができるので、表示装置の制御回路に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態に係る表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る駆動電圧生成回路の回路図である。
【図４】図３に示したノード電圧とゲートオン電圧及びゲートオフ電圧の波形図である。
【図５】図３に示したノード電圧とゲートオン電圧及びゲートオフ電圧の波形図である。
【符号の説明】
【００９２】
３００    表示板部
４００    ゲート駆動部
５００    データ駆動部
６００    信号制御部
７００    駆動電圧生成部
８００    階調電圧生成部
１００、２００    表示板
１９０    画素電極
２３０    カラーフィルタ
２７０    共通電極
【図１】
2006106690.tif 000009
【図２】
2006106690.tif 000010
【図３】
2006106690.tif 000011
【図４】
2006106690.tif 000012
【図５】
2006106690.tif 000013