(57)【要約】  複数の独立調整された出力（Ｖ１、Ｖ２）を有し、前記出力の各々において異なる電圧レベルを提供するチャージポンプ（２０）を備える装置である。前記チャージポンプ（２０）は、低電圧入力（１２）と、オン／オフ調整器（３０）と、カスケード配置された少なくとも２つのチャージステージ（１１、２１）と、を含む。各チャージステージ（１１、２１）は、ステージキャパシタ（１６、２６）と、スイッチ（Ｓ１、Ｓ３）と、前記ステージキャパシタ（１６、２６）の底板をポンピングするバッファ（１５、２５）と、を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の独立調整された出力を有し、前記出力の各々において異なる電圧レベルを提供するチャージポンプを備えた装置であって、前記チャージポンプは、低電圧入力と、オン／オフ調整器と、カスケード配置された少なくとも２つのチャージステージと、を含み、各チャージステージは、
−  ステージキャパシタと、
−  スイッチと、
−  前記ステージキャパシタの底板をポンピングするバッファと、
−  出力ノードと接地との間に配置されるキャパシタと、
を含む、装置。
【請求項２】
追加的なチャージステージが前記チャージステージのうちの第１ステージに並列に配置され、前記追加的なチャージステージが、前記チャージステージのうちの前記第１ステージと異なる段階で動作する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらにカスケード接続されたチャージポンプステージ及び追加的な回路の少なくとも一方によって、追加的な電圧レベルが提供される、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記ステージキャパシタのうちの少なくとも１つが、前記チャージポンプと同じチップ上で統合される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記チャージポンプが低出力抵抗を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記出力の異なる電流負荷毎に駆動することができる、請求項１、２、又は３に記載の装置。
【請求項７】
前記オン／オフ調整器が、論理ゲートと、前記調整された出力において提供される実際の電圧レベルを基準電圧と比較する手段と、を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載された装置を含む、ＬＣＤドライバ。
【請求項９】
パッシブ型グレースケール又はカラー液晶ディスプレイ用の複数行アドレス方式を採用する、請求項８のＬＣＤドライバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチャージポンプと、チャージポンプ方式を採用したＬＣＤドライバ等のシステムと、に関する。
【背景技術】
【０００２】
チャージポンプは、利用できる供給電圧より高い電圧を生成するために使用するものである。例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）ドライバでは、チャージポンプを使用して駆動方式に必要なバイアス電圧が生成される。
【０００３】
昨今、製造業者はＬＣＤ駆動集積回路（ＩＣ）において、携帯端末（携帯電話、ＰＤＡ等）用に、より一層高い解像度及びカラーディスプレイを開発するようになっている。かかるディスプレイには２０Ｖに近い電圧において大電流が必要であるが、この大電流はＬＣＤ駆動ＩＣによって生成しなければならない。この電圧を得るために、オンチップキャパシタ若しくは外部キャパシタと共にチャージポンプを使用する。
【０００４】
パッシブ型液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に対する最近の駆動方式の特徴は、いくつかのＤＣ電圧レベルを切り替えて、画素（コンデンサと同等である）のマトリックスの行及び列に供給することである。かかる駆動方式を実行するＬＣＤ駆動ＩＣは、上記のような切替えを行うことで、無視できない量の電力を消費する。
【０００５】
複数行アドレス（ＭＲＡ）方式（一度に４行を選択する方式）を採用するＬＣＤを駆動するのに必要な電圧レベル（例えば７つの異なる電圧）毎に、電力消費量が異なる。ＬＣＤパネル上に表示されるパターンにより、異なる電圧レベルの負荷が非常にアンバランスになる可能性がある（１０倍となることもある）。このように負荷分布は非常にランダムであるため、最適なバイアスレベル生成手段を開発することは極めて困難である。例えば容量性電圧ブースタを使用した場合、必要な電圧が高いほど、電力消費量が大きくなることがわかっている。
【０００６】
近年の開発で解決法が提案されているが、まだ最適であるとは言えない。この解決法は、第１ステップでポンピングを行って最高電圧の約半分のポンプ出力レベルを生成し、このポンプ出力レベルより低い電圧レベルを供給した後、電圧ダブラを使用して、残りの高電圧レベルを供給することに基づいている。
【０００７】
米国出願公開特許ＵＳ２００２／０１１４１９９Ａ１には、幾つかのチャージステージを直列に配置したチャージポンプが開示されている。多くのステージを起動／停止させることによって、必要な増倍率を調整することができる。
【０００８】
例えば負荷がアンバランス状態となった場合に１セットの電圧レベルを提供する方法が知られているが、これは満足できる方法ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、電流負荷の特性を考慮した解決法を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明の目的は、従来のチャージポンプを改良すると共に、消費電力の少ないチャージポンプを提供することである。
【００１１】
さらに、本発明の目的は、従来のＬＣＤドライバを改良すると共に、その電力消費量を減少させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本明細書及び特許請求の範囲に記載の本発明によって、上記の周知のシステムの欠点を軽減もしくは無くすことができる。
【００１３】
本発明による装置を請求項１において請求する。種々の有利な実施形態を、請求項２から請求項７において請求する。
【００１４】
本発明によるＬＣＤドライバを請求項８において請求する。有利なＬＣＤドライバを請求項９において請求する。
【００１５】
本発明によれば、対応する容量性チャージポンプの個々の出力により、各最大負荷レベルが供給される。
【００１６】
本発明は、いくつかのチャージステージを含む単一のチャージポンプによって、ＬＣＤの駆動に必要な複数の電圧レベルを生成し、各電圧レベルを正確な値に調整する方法について記述する。
【００１７】
本発明の好適な実施形態では、電圧レベルはプログラム可能である。
【００１８】
主に、本発明の開発にあたっては、出力のリップルを最小にするために、チャージポンプ用のオンチップステージキャパシタと外部の大容量バッファキャパシタとを用いたが、本発明はこの実施形態に限定されない。チャージポンプはまた、オンチップステージキャパシタではなく外部のステージキャパシタを使用してもよい。オンチップキャパシタと外部のキャパシタを組み合わせて使用してもよい。
【００１９】
本発明は、入力（供給）電圧より高い又は低い幾つかの電圧レベルを供給し、各電圧レベルを印加して異なる電流を得ることが必要な任意の用途に特によく適している。
【００２０】
本発明のさらなる特徴及び利点については以下に記載するが、以下の記載を読むことでその一部が明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明をより詳細に説明するため、そして本発明のさらなる目的と利点をより明らかにするため、添付の図面と共に以下の説明を参照する。
【００２２】
本発明の実施形態を詳細に説明する前に、ＬＣＤシステム１０の典型的なブロック図について説明する。
【００２３】
図１は、ＬＣＤシステム１０の典型的なブロック図を示す。ホストコンピュータ（図１には示さず）とディスプレイモジュールの間のインタフェースとして、シリアルあるいはパラレルインタフェースを使用する。典型的に、シリアルインタフェース機能１１はディスプレイタイミングコントローラ１２に統合される。ＬＣＤディスプレイ１６の列を駆動する列ドライババンク１４が存在する。列ドライババンク１４は複数の列ドライバを含む。典型的に、列ドライババンク１４の各ソースドライバは、アナログ出力信号（例えばＶ２、Ｖ１、ＶＣ、ＭＶ１、及びＭＶ２の５つのレベル）を提供することによって、ディスプレイパネル１６のｎ個（例えば、ｎ＝２８８＝９６ＲＧＢ、又は３９６＝１３２ＲＧＢ）の列電極を提供する。本例では、各列ドライバは列電極を１つのみ提供することにする。行ドライバのアレイを含む行ドライバアレイ１５が存在する。最新の用途では、４つの連続したタイムスロット中に、ｐ＝４行からなる１グループがＤＣ電圧Ｖ３とＭＶ３で駆動され、残りの行全てはＶＣに接続される。次の４つのタイムスロットでは、前記行に続く連続した４つの行が、電圧レベルＶ３とＭＶ３に対応する。ディスプレイ１６の各画素は、行電極と列電極の間のキャパシタである。ディスプレイ１６は、例えば１３２ＲＧＢの列と１７６の行とを有するパッシブ型マトリクスＬＣＤパネルであり得る。
【００２４】
本例では１セットｍ＋ｎ＝７個の異なる電圧レベルを提供する装置１３が存在する（電圧レベルが７個であるのは、ＶＣが行と列を共用するためである）。図１の実施形態では、３つの電圧（ｍ＝３）を使用してゲートドライバアレイ１５を介して行を駆動し、５つの電圧（ｎ＝５）を使用してソースドライバアレイ１４を介して列を駆動する。
【００２５】
本発明によるチャージポンプは、装置１３内に配置することができる。本発明によれば、このチャージポンプは、ｍ＋ｎ＝７個の個別のバイアスレベルの各々の電流負荷の程度と最も良く適合させるように、調整された出力を複数備えている。
【００２６】
図２は、本発明によるカスケード接続された２つのステージ１１、２１を含むチャージポンプ２０の最も基本的な概略図を示す。図２に示すように、チャージポンプ２０は独立調整された出力ノードＶ１及びＶ２を含む。前記出力の各々において、異なる電圧レベルＶ１、Ｖ２が提供される。チャージポンプ２０は低圧ＤＣ入力Ｖin１２と、オン／オフ調整器３０と、カスケード配列された少なくとも２つのチャージステージ１１、２１と、を含む。各チャージステージ１１、２１は、ステージキャパシタＣstage１６、２６と、好ましくはＭＯＳスイッチである入力スイッチＳ１、Ｓ３と、ステージキャパシタ１６、２６の底板をポンピングするバッファ１５、２５と、を含む。バッファ１５、２５の各々は、オン／オフ調整器３０からクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２を受け取るクロック入力を有する。本実施形態では、入力側の接触抵抗Ｒcon１３及び入力キャパシタ１４のような追加的要素を採用する。入力キャパシタ１４は、接触抵抗Ｒcon１３における電圧降下を補償するために用いられる。
【００２７】
各出力Ｖ１、Ｖ２は、出力抵抗１９、２９と、出力抵抗１９、２９に直列に配置された出力キャパシタ１８、２８と、出力スイッチＳ２、Ｓ４と、を含む。これら出力スイッチＳ２、Ｓ４を使用して、２つの出力電圧Ｖ１、Ｖ２をオフにすることができる。
【００２８】
スイッチＳ１及びＳ３とＳ２及びＳ４はそれぞれ、クロックＣＬＫ１とＣＬＫ２に関連したデジタル信号によって制御される。Ｓ１とＳ２は同時に導電状態とならない（Ｓ３とＳ４についても同様）、即ち、それらは相補的に導電状態となることが条件である。ポンピングステージ（例えばステージ１１）に対するコマンドシーケンスの一例は以下の通りである：ＣＬＫ＝０、Ｓ２が開いておりＳ１が閉じている段階１の後、Ｓ１が開いてＣＬＫ＝１、Ｓ２が導電状態である段階２の状態となる。このステージが無効となれば、クロックは段階１の状態のままで、出力Ｖ１及びキャパシタ１８によるポンピングは行われない。
【００２９】
チャージポンプ２０は以下のように作用する。ＤＣ電圧Ｖinが低圧入力１２に印加される。所望の出力電圧Ｖ１が出力Ｖ１に到達しないうちは、オン／オフ調整器３０は第1ステージ１１のバッファ１５にクロック信号１を送り続け、バッファ１５はステージキャパシタ１６に電荷を送る。所望の電圧Ｖ１に達すると、オン／オフ調整器３０はクロック信号ＣＬＫ１をオフにし、ポンピングを停止する。電圧Ｖ１は、電圧をＶ１に指定された各出力において利用することができる。オン／オフ調整器３０がクロック信号ＣＬＫ２を供給する間、そして入力スイッチＳ３が閉じている場合にも、全く同じ電圧Ｖ１を使用して次のチャージステージ２１のステージキャパシタ２６が充電される。チャージステージ１１、２１はカスケード配置されるため、第１チャージステージ１１は、次のチャージステージ２１に対して入力電圧Ｖ１を提供する。異なる出力電圧Ｖ１及びＶ２は以下のように表すことができる。
Ｖ１＝ａＶin
Ｖ２＝ｂＶin
式中、ａとｂは整数である。これらの式は、これらの出力に負荷がかからず、出力がオン／オフ調整されない場合にのみ成立する。オン／オフ調整が働く場合、ａとｂは必ずしも整数であるとは限らない。
【００３０】
本発明によるチャージポンプ２０の利点は、個々の入力スイッチＳ１、Ｓ３によって各ステージ１１、２１をオン又はオフすることができることである。オン／オフ調整器３０を設けたことによって、ステージキャパシタ１６、２６の充電を制御することができる。それぞれの電圧に影響を及ぼすことなく、各出力Ｖ１、Ｖ２によって高電流を提供できることも、チャージポンプ２０のさらなる利点である。
【００３１】
図３Ａは、本発明によるカスケード接続した２つのステージ１１、２１を含むチャージポンプ２０の別の概略図を示す。図３Ａに示すように、チャージポンプ２０は複数の独立調整された出力Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３’を含む。前記出力の各々において、異なる電圧レベルＶ１、Ｖ２、Ｖ３’が提供される。図２と関連のある部分には同じ参照番号を付して示している。
【００３２】
チャージポンプ２０は、低電圧ＤＣ入力Ｖin１２、オン／オフ調整器３０、カスケード配置される少なくとも２つのチャージステージ１１、２１と、を含む。各チャージステージ１１、２１は、ステージキャパシタ１６、２６と、好ましくはＭＯＳスイッチである入力スイッチＳ１、Ｓ３と、ステージキャパシタ１６、２６の底板をポンピングするバッファ１５、２５と、を含む。バッファ１５、２５の各々は、オン／オフ調整器３０からクロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２を受け取るクロック入力を有する。本実施形態では、入力側の接触抵抗Ｒcon１３及び入力キャパシタ１４といった追加的要素を使用する。各出力Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３’は、出力レジスタ１９、２９、３９と、それらにそれぞれ直列に配置された出力キャパシタ１８、２８、３８とを有する。電圧Ｖ１及びＶ２のほかに、出力Ｖ３’において第３の電圧レベルが提供される。この電圧Ｖ３’は、キャパシタ２６の上板の電位を出力キャパシタ３８及び出力抵抗３９に印加することによって生成される。電圧Ｖ２及びＶ３’の両電圧は、チャージステージ２１という同一ステージによって提供される。
【００３３】
スイッチＳ１及びＳ３とＳ２及びＳ４はそれぞれ、クロック信号ＣＬＫ１及びＣＬＫ２に関連するデジタル信号により制御される。Ｓ１とＳ２は同時に導電状態にならない（Ｓ３とＳ４についても同様である）、即ち、それらは相補的に導電状態となることが条件である。ポンピングステージ（例えばステージ１１）に対するコマンドシーケンスの一例は以下の通りである：ＣＬＫ＝０、Ｓ２が開いておりＳ１が閉じている段階１の後、Ｓ１が開いてＣＬＫ＝１、Ｓ２が導電状態である段階２となる。このステージが無効となれば、クロックは段階１の状態のままで、出力Ｖ１及びキャパシタ１８によるポンピングは行われない。
【００３４】
本実施形態では、第２ステージ２１は２つの電圧Ｖ２及びＶ３’を提供する。即ち、第２チャージステージ２１は、キャパシタ２８、３８という２つのタンクを充電するために使用される。よって入力スイッチＳ３を使用して電圧Ｖ２及びＶ３’の両電圧をオフにすることができる。異なる出力電圧Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３’は、以下のように表すことができる。
Ｖ１＝ａＶin
Ｖ２＝ｂＶin
Ｖ３’＝ｃＶin
式中、ａ、ｂ、ｃは整数である。上記式は、これらの出力に負荷がかからず、出力がオン／オフ調整されない場合にのみ成立する。オン／オフ調整が働けば、ａ、ｂ、ｃは必ずしも整数になるとは限らない。
【００３５】
図３Ｂ、図３Ｃに示すように、図３Ａの装置は回路３１、回路３２の少なくとも一方を追加して変更することができる。最も負荷の大きいレベルＶ１は、単一のチャージステージ１１（ダブラ）を使用して生成する。ＭＯＳトランジスタはスイッチＳ１からＳ５として作用する。Ｖ１の電圧レベルは調整でき、本実施形態では２＊Ｖin未満とする。ただし他の実施形態では、この第１チャージポンプ１１によって入力電圧Ｖinを２倍より大きくすることもある。
【００３６】
さらに、例えば回路３１を使用すれば、バッファキャパシタ１８により安定に保たれる電圧レベルＶ１を使用して、ＬＣＤを駆動するためのより低い電圧レベルＶc及びＭＶ１を生成することができる。電圧Ｖ１はさらに、２つの出力を有するカスケード接続された第２のポンプ２１の入力を形成するが、前記２つの出力は電圧が異なると共に電流負荷も異なるＶ２とＶ３’である。ＬＣＤを駆動するために、Ｖ３’がＶ２に付加されると共に接地されることで、ＭＶ３レベルが形成される。これは、図３Ｃに示すようにボルテージミラー３２を用いて行うことができる。電圧レベルの例として、Ｖ３＝１１Ｖ、Ｖ２＝６Ｖ、Ｖ１＝４．５Ｖ、Ｖc＝３Ｖ、ＭＶ１＝１．５Ｖ、ＭＶ２＝０Ｖ、ＭＶ３＝−５Ｖ、Ｖin＝２．６Ｖ、Ｖ３’＝５Ｖ、が挙げられる。２つの出力スイッチＳ４、Ｓ５をデジタル制御することによるオン／オフ方式を用いて、第２チャージポンプ２１の２つの出力を調整して、バッファキャパシタ２８、３８それぞれに必要な量を充電し終えるまで、バッファキャパシタ２８、３８を充電する。これらのキャパシタ２８、３８は、電圧源としても作用する。
【００３７】
本実施形態の効果は非常に優れたものである。Ｖ１にＶinを付加するステージを１つ設けるだけで、Ｖ１レベルからＶ２及びＶ３’の両方を得ることができる（本実施形態では、Ｖ１＝４．５Ｖ、Ｖ２＝６Ｖ、Ｖ３’＝５Ｖ）。よって、２つのチャージステージ１１、２１を設けるだけで、ＬＣＤを駆動するのに必要なバイアスレベルのすべてを得ることができる。
【００３８】
従来の方法の場合、上記のことを行うにはキャパシタが３つ必要である（１つのダブラと１つの離間されたトリプラ）。これは、本発明が省スペースである（昨今のサブミクロン処理におけるキャパシタ領域は高価である）、又は、同面積に対するキャパシタの大きさが１．５倍となり、出力で得られる最大電流を高めることができることを示している。切替える機会の回数が少ない（チャージステージが少ない）ため、電力効率も改善される。
【００３９】
さらなる実施形態を図４に示す。図４で示すように、第１チャージステージ１１は別のチャージステージ４１を追加したことによって２倍となる。このチャージステージ４１は、チャージステージ１１に並列に配置される。チャージポンプ２０は２つの段階を使用する：第１段階では、ステージキャパシタ１６は入力１２から電荷を充電され、負荷が切断される（バッファキャパシタ１８に電荷が保持される）。第２段階では、キャパシタ１６と入力１２が切断され、底板ドライバ１５を介してＶinの２倍の電圧がキャパシタ１６に送られ、出力スイッチＳ２を介してバッファ１８に電荷が送り込まれる。上述のように、第２ステージ４１は逆位相で並列に配置することができる（プッシュプル方式）。２つのステージキャパシタ１６、４６が、１段階に１つずつＶinから順次充電される。第２のチャージポンプ２１についても同様である。すなわち、図４のようにＶ２及びＶ３’が２つの異なるステージ２１、５１で供給され、第１チャージステージ２１は第１段階で動作し、第２チャージステージ５１は第２段階で動作する。図３Ａに関して上述したように、負荷の状態によりＶ２及びＶ３’が生成され得る。なお、図４では以下のことを条件とすることに留意されたい：ＣＬＫ１はＣＬＫ３と同じでなく、ＣＬＫ２はＣＬＫ４と同じでない。即ち、信号ＣＬＫ１の段階は信号ＣＬＫ３に移行される段階であり、信号ＣＬＫ２は信号ＣＬＫ４に移行される段階である。
【００４０】
図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、図４の装置２０は回路３１又は回路３２の少なくとも一方を追加することによって変更することができる。
【００４１】
さらなる実施形態を図５で示す。装置７０はチャージポンプ６０とオン／オフ調整器８０とを含む。チャージポンプ６０はＤＣ電圧入力６２と３つの出力Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３’を含む。３つの出力における電圧は、図５に示すように基準線６１を介してオン／オフ調整器８０に供給される。オン／オフ調整器８０が３つの出力Ｖ１、Ｖ２、及びＶ３’における実際の電圧レベルを基準電圧と比較できるようにするために、これら基準線６１を使用する。オン／オフ調整器８０は、基準線６１を介して提供された実際の電圧を対応する基準電圧と比較する回路９０を含み得る。例えば回路９０は、基準線６１を介して受け取った電圧を内部の基準電圧と比較するために接地までのレジスタチェーンを含み得る。実際の電圧Ｖ１が対応する基準電圧Ｖ１refに達していないうちは、回路９０はＡＮＤゲート８１の入力に信号（例えば論理「１」）を送る。共通のクロック信号ＣＬＫはＡＮＤゲート８１の他の入力に送られる。ＡＮＤゲート８１は、信号が論理「１」である限りは、共通のクロック信号ＣＬＫに類似した出力信号ＣＬＫ１を発する。電圧Ｖ１が基準電圧Ｖ１refに達したことを回路９０が判断すれば、信号は変更され（例えば論理「０」となる）、ＡＮＤゲート８１が出力を阻止することにより、出力信号ＣＬＫ１は発せられない。このことにより、チャージポンプ６０のそれぞれのチャージステージはポンピングを停止し、電圧レベルＶ１が安定に保たれる。他の電圧の場合も原理は同じである。各電圧は回路９０によって個々に監視され、オン／オフ調整器８０はクロック信号ＣＬＫ２、ＣＬＫ３をオン又はオフに切り替えることにより、対応するチャージステージのポンピングを作動又は停止させる。
【００４２】
なお、本実施形態ではＣＬＫ１、ＣＬＫ２、ＣＬＫ３の３つのクロック信号が共通のクロック信号ＣＬＫに由来するため、それらの周波数は同じであるとしているが、チャージポンプ６０の種々のチャージステージに対して異なるクロック信号を使用してもよい。
【００４３】
本実施形態では、共通のクロック信号ＣＬＫを受信する３つのＡＮＤゲート８１、８２、８３が存在するが、必要に応じて個々のチャージステージのポンピングをオン／オフさせる他の論理素子を使用してもよい。
【００４４】
本発明による構造の別の利点は、単一のソフトウェアにより構成可能なチャージポンプを用いて全ての電圧レベルを生成できることである。電流は同じチャージポンプから異なる電圧で送られるが、ＬＣＤパネルに表示されるパターンによって、或るレベルが他のレベルより多く使用される（より多くロードされる）こともある。
【００４５】
平均すると、Ｖ１とＭＶ１がロードされることが最も多く、次いでＶ３とＭＶ３、その次にＶ２とＭＶ２となる。しかし、Ｖ１とＭＶ１がほとんどロードされず、電流の全てをＶ２、Ｖ３、ＭＶ２、ＭＶ３に送らなければならないパターンもある。このような場合、本発明による単一チャージポンプは、必要とされる場所及び時間に電流を送るように構成することができるため、より一層柔軟に対応することができる。従来の構造では、このような状況ではダブラはほとんど使用されず、トリプラに大量にロードされる。
【００４６】
本発明による構造のまた別の利点は、負荷及び必要な電圧によって、各チャージポンプ部分に複数のチャージステージを備えることができることである（例えば、トリプラによりＶ１を供給し、Ｖ２及びＶ３’については２つの追加的なポンピングステージによって供給することができる）。特定の負荷に対しては、チャージポンプをトリプラとして構成することが、効率の点でより最適な方法となる場合もある。
【００４７】
いずれの図面にも図示されない別の実施形態では、ダブラ回路又はトリプラ回路を使用して、追加的な電圧レベルを得ることができる。かかるダブラ又はトリプラには、本発明によるチャージステージの出力において提供される電圧を供給することができる。このように追加的な回路を使用すれば、さらなる電圧レベルを容易に得ることができる。
【００４８】
上述したように、本発明による装置は、別々に調整されるチャージポンプを構成する、カスケード接続された複数のチャージステージを採用する。この構成にはいくつかの利点がある。最も明らかな利点は、同じ駆動力を得るのにキャパシタの数が少なくて済むということである。図２、図３、図４では、接続抵抗Ｒconとバッファキャパシタ１８、２８、３８以外は、全ての回路が単一チップ上（例えばディスプレイドライバＩＣ）に存在する。これらのバッファキャパシタ１８、２８、３８は、電圧レベルを一定に保ち、理想的な電圧源に近い働きをする十分な大きさの外部キャパシタである。
【００４９】
シミュレーションの結果、本発明が完璧に作用し、従来のダブラ及びトリプラに比べて、本発明の効果は同一の部分値及び典型的な負荷条件に対して全く同じであることが明らかとなった。
【００５０】
当然のことながら、寄生キャパシタを充電及び放電するためにスイッチングを行うたびに幾分かのエネルギーが消費されるため、チャージポンプの効果は動作するチャージステージの数による。出力電圧は、ある程度実際の電流負荷に依存する。電流が高電圧で消費されれば、入力からの電流消費は、出力電流と、チャージステージの数を乗じた切替え電流とを足したものとなる。よって、所与の負荷に対して必要な電圧を達成できるという条件の下、チャージステージの数は最少にするのが好ましい。
【００５１】
結論として、本明細書で提案した、複数の独立調整された出力を備えるチャージポンプを有する構造は、ステージ数（及び内部キャパシタ数）の削減のほかに、切替える機会の発生回数も少ない（そして非励振素子の数も少ない）ため、より一層効果的である。個々のレベルの調整の柔軟性に影響を及ぼすことなく、ステージキャパシタを各電圧レベルのバッファキャパシタより小さくすることができると共に、オン／オフ調整をデジタル領域において最も容易に実行できる。
【００５２】
ここで提案した構造によれば、サブミクロン技術（数が最少であると共に、値が小さい）においても、ステージキャパシタをチップ上で統合することができるという主たる利点がもたらされる。本発明によれば、外部ステージキャパシタの場合にもキャパシタ数を最少にすることができる。
【００５３】
本明細書では、明確さを期すために本発明の種々の特徴をいくつかの別々の実施形態において説明したが、単一の実施形態において本発明の種々の特徴を組み合わせて提供することもできる。それとは逆に、簡潔さを期すために、本発明の種々の特徴を単一の実施形態の中で説明したものもあるが、それらを別個に、あるいは任意に適宜に組み合わせて提供してもよい。
【００５４】
本発明の好適な実施形態を説明した図面及び明細書では特定の用語を使用したが、専門的な用語については総称的且つ説明上使用しているに過ぎず、それらは発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明による装置を含むＬＣＤディスプレイの概略ブロック図である。
【図２】本発明による第１の装置の概略ブロック図である。
【図３Ａ】本発明による第２の装置の概略ブロック図である。
【図３Ｂ】本発明による装置に関連して使用できる回路の概略ブロック図である。
【図３Ｃ】本発明による装置に関連して使用できる別の回路の概略ブロック図である。
【図４】本発明による第３の装置の概略ブロック図である。
【図５】本発明による第４の装置の概略ブロック図である。
【図１】
2008508841.tif 000003
【図２】
2008508841.tif 000004
【図３Ａ】
2008508841.tif 000005
【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
2008508841.tif 000007
【図４】
2008508841.tif 000008
【図５】
2008508841.tif 000009
【国際調査報告】
2008508841.tif 000010
2008508841.tif 000011
2008508841.tif 000012