JP4538003B2 - D/a変換回路、表示パネル駆動回路および表示装置 - Google Patents
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Description
このような有機EL表示パネルの駆動回路として、カラムピン対応にD/Aを設けたこの出願人の出願が公知である(特許文献1,2)。特許文献2にあっては、カラムピン対応に設けたD/Aが表示データと基準電流とを受けて、基準電流に従って表示データを有機ELパネルのカラムピン対応に各D/AがD/A変換することでカラム方向の駆動電流あるいはこの駆動電流の元となる電流を生成する。
なお、液晶表示パネルでは、カラムライン,ローラインの端子ピン数は前記よりももっと多数になる。
この場合には、図6に示すように、D/A10は、基準電流発生回路1と選択回路2とバッファアンプ(ボルテージフォロア)3とからなる。
基準電流発生回路1は、16個の抵抗R1〜R16直列接続の抵抗分圧回路を用いたものであり、D/A10は、この基準電流発生回路1の抵抗分圧回路の各抵抗の間に発生する分圧電圧を選択回路2が受ける。そして、選択回路2に対して4ビットD0〜D3の表示データが加えられ選択回路2のE/D−MOSの多数のスイッチ回路からなるトランジスタ群が選択的にON/OFF駆動されて、基準電圧発生回路1の分圧電圧の1つが選択されてバッファアンプ3に送り出され、D/A変換出力電圧Voがバッファアンプ3の出力端子3aに発生する。
なお、図中、白丸(○)がE−MOSのスイッチトランジスタTrEであり、黒丸(●)がD−MOSのスイッチトランジスタTrDである。
Vinは、基準電圧発生回路1に加えられる外部からの基準入力電圧である。
選択回路2に入力される4ビットD0〜D3の表示データの“H”(=Highレベル),“L”(=Lowレベル)の信号は、制御信号線8a〜8hを介してこれらトランジスタのゲートに選択的に供給される。
なお、制御信号線8a〜8hが選択的に接続されることになるこれらトランジスタのゲート領域の下側には、それぞれソース領域とドレイン領域が所定の間隔を置いて形成されている(図7参照,後述)。9a〜9dは、インバータであり、それぞれ制御信号線8a,8c,8e,8gに接続され、4ビットD0〜D3を反転して制御信号線8a,8c,8e,8gが接続されているゲート領域にそれぞれ加える。
この抵抗分割型のD/A10は、4ビットD0〜D3の表示データの“H”,“L”に従って制御信号線8a〜8hに接続された抵抗の分圧点の1つについて横方向に配列されたスイッチトランジスタTrEとスイッチトランジスタTrDとの一列分を選択してこれらトランジスタが同時にONにし、各抵抗の分圧点の電圧の1つを4ビットD0〜D3の表示データの値に対応して選択する。選択された分圧点の電圧は、バッファアンプ3の(+)入力に加えられる。これにより、D/A変換が行われ、出力端子3aにアナログ電圧Voが発生する。
図7は、図6のD/Aの選択回路2を構成するスイッチトランジスタを形成した1ユニットの領域(セル)Cのレイアウト説明図である。
図7において、4は、ソース・ドレイン形成領域であり、ここには、両端のコンタクトパッド6の間にそれぞれゲート間隔に相当する所定の間隔をおいて各トランジスタのソースあるいはドレインあるいはこれら両者が形成される。
すなわち、エンハンスメントMOSTrE(以下E−MOSTrE)とデプレッションMOSTrD(以下D−MOSTrD)とは、ソース−ゲート−ドレインが順に配置され、E−MOSTrEのソースと次のD−MOSTrDのドレインとは共通の領域として形成されている。あるいはE−MOSTrEのドレインと次のD−MOSTrDのソースとは共通の領域として形成されている。
5eがスイッチトランジスタTrEのゲート領域、5dがスイッチトランジスタTrDのゲート領域であり、ゲート領域5e,5dが前記のソース・ドレイン領域を形成する所定の間隔に亙って短冊型に形成されている。各トランジスタは、スイッチMOSであるので、各ゲート領域は、ゲート長は短く、これに対してゲート幅が長い形になっている。
ソース・ドレイン形成領域4は、両端に設けられたコンタクトパッド6の間に所定の間隔で設けた領域のソース・ドレインの集合として形成されている。7は、IC内部に設けられている縦長矩形のガードリングであり、これの内側にコンタクトパッド6と前記の各スイッチトランジスタが形成されて1個のユニット領域(セル)Cとなる。
なお、コンタクトパッド6と、ガードリング7、そしてゲート領域5e,5dにそれぞれ設けられた四角点は、コンタクトである。
そこで、D/Aの占有面積を低減するために、耐圧の点からE−MOS1個でスイッチ回路を構成することが考えられる。しかし、図7に示すように、1ユニット領域において、通常、コンタクトパッド6は、D/Aにおいてはスイッチトランジスタ4個程度のエリアを占める。そのため、1個のICにおいて、スイッチトランジスタの数に対してコンタクトパッド6やガードリング7が占める割合も比較的大きい。したがって、MOSトランジスタの数の低減は、1個のICにおけるD/Aの占有面積について大きな占有面積の低減にはならない。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、IC化した場合にその占有面積を大きく低減できるD/Aを提供することにある。
また、他の目的は、表示パネルに対して駆動ピン数の多いドライバを容易に実現できる表示パネル駆動回路および表示装置を提供することにある。
矩形のガードリングの領域にコンタクトパッドを両端と中央にそれぞれ設け、これらコンタクトパッドの間にMOSのスイッチトランジスタをそれぞれ複数個配列して形成することでIC内に回路要素となるユニット領域を形成し、このユニット領域の両端のそれぞれのコンタクトパッドがそれぞれに複数のアナログ電圧のうちの1つをそれぞれ受け、中央のコンタクトパッドが所定の出力に接続され、ユニット領域の各スイッチトランジスタをそれぞれスイッチ回路とするものであって、データに応じてユニット領域の複数のスイッチトランジスタのON/OFFを選択することによりアナログ変換電圧を得るものである。
増加した1個のコンタクトパッドは、D/Aにおいてはスイッチトランジスタ4個程度のエリアを占める程度であり、D/A変換回路では、変換ビット数に応じて複数のユニット領域が使用されるので、変換ビット数が大きくなるほどこの発明は占有エリアの大きな低減が可能になる。
その結果、この発明は、IC化した場合にD/Aの占有面積を低減でき、特に、表示パネルに対して駆動ピン数の多いドライバのD/Aの占有面積の低減効果には大きいものがある。
図1において、20は、D/Aであり、基準電流発生回路1と選択回路11とバッファアンプ3とからなる。
選択回路11は、E−MOSによる上下2段のスイッチ回路群からなるユニットの領域CEで構成され、4ビットD0〜D3の表示データを受けてスイッチ動作のE−MOSTrEを選択的にON/OFFする。IC内に回路要素の1つとして形成される1つのユニットの領域(セル)CEには、コンタクトパッド6が3個設けられている(図2参照)。
制御信号線8a〜8hは、4ビットD0〜D3の表示データの“H”,“L”に従って、抵抗の分圧点の1つの横方向に配列されたスイッチ動作のE−MOSTrEの一列が選択的にONになるように、図示するように、それぞれE−MOSTrEの各ゲート領域にクロス接続点(・)において選択的に接続されている。これにより、各抵抗の分圧点のうちの1つの電圧が選択されてバッファアンプ3の(+)入力に加えられ、出力端子3aにアナログ変換電圧Voを得る。
図2に示すように、3つのコンタクトパッド6が上下の端部と中央部に設けられている。そして、これらコンタクトパッド6の間には、すなわち両端のうちの一方のコンタクトパッド6と中央のコンタクトパッド6、そして両端のうちの他方のコンタクトパッド6と中央のコンタクトパッド6とのそれぞれの間にはそれぞれ4つの短冊形のゲート領域12がスイッチ動作のE−MOSTrEの各ゲート領域として設けられている。そのゲートの長さは短く、これに対して幅が長いものである。ソース・ドレイン形成領域は、両端と中央に設けられたコンタクトパッド6の間にそれぞれ4a,4bとして設けられ、E−MOSTrEと次のE−MOSTrEのソース−ゲート−ドレインが順に配置され、E−MOSTrEのソースと次のE−MOSTrのドレインとは共通の領域として形成されている。そして、前記の所定の間隔でこれらのソースとトレインとの間にこれらに渡って各E−MOSTrEのゲート領域12がそれぞれに形成されている。これにより、ソース・ドレイン形成領域4aとソース・ドレイン形成領域4bとにそれぞれ4個のスイッチ動作のE−MOSTrEのソースとドレインの領域、そしてゲート領域とがそれぞれ形成される。
各ゲート領域12とコンタクトパッド6には、コンタクト13がそれぞれ設けられている。コンタクト13は、上層のアルミ配線層において1本のアルミ配線に接続される。
上層のアルミ配線14は、短冊形の各ゲート領域12の長さ方向(縦の方向)にそれぞれ2本配置されるように割当てられている。
ゲート領域12の幅は、例えば、長さL=1.5μmであり、幅W=3.2μmであり、ゲート間隔は、D=0.5μmである。
図示するように、各ゲート領域12における2本のアルミ配線14は、それぞれ4ビットの表示データ(D0〜D3)のうち同じ桁位置の信号を受けるものであって、図1に示すように、2本のアルミ配線14のうち1本が表示データのある桁位置の信号(D0〜D3の1つ)を受けると、残りの1本は、インバータを介して同じある桁位置の信号(D0〜D3の1つ)を受ける。そのために、ここでは、各ゲート領域12に2本のアルミ配線14が設けられている。
なお、図示するように、コンタクト13は、各ゲート領域12において2本のアルミ配線14の間に配置されるので、アルミ配線14の上下いずれの配線ラインでもコンタクト13の位置での面積をコンタクト13の上まで拡げて延ばすことで簡単に選択的にいずれか1本のアルミ配線14に接続できるようになっている。もちろん、あるゲート領域12には接続されなくてもよい。
また、アルミ配線14との接続は、コンタクト13の一部を2本のアルミ配線14のそれぞれの一部とオーバラップする大きさにしておき、配線する側のアルミ配線14のオーバラップの下には絶縁層を設けることなく、オーバラップ部分でいずれか一方のアルミ配線14にコンタクトするようにすることもできる。図では隣接するユニットの領域CEのE−MOSTrEのゲート領域に接続するので、これらのアルミ配線14とコンタクト13とは接続されない。そのため接続部分は示されていない。
コンタクトパッド6を4個分のトランジスタとして、スイッチトランジスタ数で従来のものと比較すると、図6の1個のユニットの領域(セル)Cがトランジスタ16個分の大きさであるとすると、1ユニットの領域(セル)CEは、トランジスタ数16×2=32個分の大きさとなるものが、20個分の大きさとなり、38%程度、ICにおける占有エリアが低減される。さらに、1個のユニットの領域(セル)CEが従来の2個分の役割を果たすので、2個分のガードリング等の形成エリア等も含めれば、ユニットの領域(セル)がより高い密度で隣接配置されたことと等価になり、さらに占有エリアが低減される。
1個のD/Aでは、変換データの桁数に応じてこの1ユニットの領域(セル)CEが“2”の変換ビット数の累積倍必要になるので、大きな占有エリアの低減になる。しかも、液晶表示パネル等の表示パネル駆動回路はもちろんのこと、特に、有機EL駆動回路では、それが有機ELパネルの端子ピン数倍となるので、さらに占有エリアの低減効果は大きい。
21は、D/Aであり、基準電流発生回路1と選択回路15とバッファアンプ3とからなる。基準電流発生回路1は、64個の抵抗R1〜R64の直列接続の抵抗分圧回路を用いた回路になっている。そして選択回路15に入力される表示データは、D0〜D5の6ビットとなっている。
なお、図2に対応するこれのレイアウト図は、4ビットから6ビットになった関係で上下のコンタクトパッド6の間のE−MOSTrE数がそれぞれ2個増加するだけであるので、これについての説明は割愛する。
図中、16は、液晶表示パネルを駆動するドライバICであり、17は、その出力端子ピン、18は、アクティブマトリックス型液晶表示パネルにおけるピクセル回路、18aは、D/A21の出力電圧を受ける液晶表示パネル18の端子ピンである。
ピクセル回路18は、ゲートドライバ(図示せず)からの信号(Yライン側入力)でNチャネルMOSトランジスタTMがON/OFFされて、このトランジスタがONしたときにソースドライバとしてのドライバIC16の出力端子ピン17に発生する電圧が端子ピン18a(Xライン側入力)を介して負荷としての液晶セルCLに加えられる。
図5は、6ビットにした場合の図1に対応する説明図であり、アクティブマトリックス型有機ELパネルを駆動す電圧駆動回路についてのものである。
図4のアクティブマトリックス型液晶表示パネル18をアクティブ型有機ELパネル180に換えたものである。
そこで、図中、16は、有機ELパネルを駆動するドライバICとなり、17は、その出力端子ピン、180は、アクティブ型有機ELパネルにおけるピクセル回路、18aは、D/A21の出力電圧を受けるアクティブ型有機ELパネル18の端子ピンである。そして、19は、ピクセル回路に設けられた有機EL素子である。
これの駆動動作は、液晶パネルか、有機ELパネルかの対象の差はあるが、電圧駆動としての動作は実質的に相違がないのでその説明を割愛する。
また、実施例のD/Aは、電圧出力となっているが、例えば、出力側に電圧−電流変換回路を設けることなどにより、変換出力電圧を電流に変換することで、電流出力のD/Aとしてもよいことはもちろんである。これにより有機ELパネルを駆動することも可能である。
なお、この発明のD/Aは、有機EL駆動回路や有機EL表示装置に適用するものに限定されるものではない。
3…バッファアンプ(ボルテージフォロア)、
4…ソース・ドレイン形成領域、
5e…エンハンスメントMOSトランジスタ(E−MOS)のゲート領域、
5d…デプレッションMOSトランジスタのゲート領域、
6…コ ンタクトパッド、7…ガードリング、
8a,8h…制御信号線、9…インバータ、
10,20,21…D/A変換回路(D/A)
12…ゲート領域、
13…コンタクト、14…アルミ配線、
16…ドライバIC、17…出力端子ピン、18,180…ピクセル回路、
19…有機EL素子、C,CE…ユニット領域(セル)。
Claims (12)
- D/A変換のための複数の各アナログ電圧を複数の各端子のそれぞれに発生する基準電圧発生回路を有し、この基準電圧発生回路のそれぞれの前記アナログ電圧をそれぞれに複数のスイッチ回路を介して所定の出力に接続し、前記複数のスイッチ回路をデータに応じて選択的にON/OFFすることで前記複数のアナログ電圧の1つをアナログ変換電圧として前記所定の出力に得るD/A変換回路において、
矩形のガードリングの領域にコンタクトパッドを両端と中央にそれぞれ設け、これらコンタクトパッドの間にMOSのスイッチトランジスタをそれぞれ複数個配列して形成することでIC内に回路要素となるユニット領域を形成し、このユニット領域の前記両端のそれぞれの前記コンタクトパッドがそれぞれに前記複数のアナログ電圧のうちの1つをそれぞれ受け、前記中央のコンタクトパッドが前記所定の出力に接続され、前記ユニット領域の各前記スイッチトランジスタをそれぞれ前記スイッチ回路とするものであって、前記データに応じて前記ユニット領域の複数の前記スイッチトランジスタのON/OFFを選択することにより前記アナログ変換電圧を得るD/A変換回路。 - 前記基準電圧発生回路は、前記IC内設けられ、複数の抵抗を直列に接続した抵抗分圧回路を有し、複数の各分圧点の電圧に応じて各前記アナログ電圧が生成され、前記ユニット領域は、前記IC内において複数個隣接して配列されている請求項1記載のD/A変換回路。
- さらに、前記所定の出力に接続されるバッファアンプを有し、このバッファアンプの出力が前記D/A変換回路の出力とされ、前記バッファアンプが前記IC内に設けられている請求項2記載のD/A変換回路。
- 前記ユニット領域は、前記ガードリングを有するセルとして形成され、MOSトランジスタは、エンハンスメントMOSトランジスタである請求項3記載のD/A変換回路。
- 複数の抵抗を直列に接続した抵抗分圧回路の複数の分圧点の電圧をそれぞれに複数のスイッチ回路を介して所定の出力に接続し、前記複数のスイッチ回路をデータに応じて選択的にON/OFFすることで前記複数の分圧点の電圧の1つをアナログ変換電圧として前記所定の出力に得るD/A変換回路において、
矩形のガードリングの領域にコンタクトパッドを両端と中央にそれぞれ設け、これらコンタクトパッドの間にMOSのスイッチトランジスタをそれぞれ複数個配列して形成することでIC内に回路要素となるユニット領域を形成し、このユニット領域の前記両端のそれぞれの前記コンタクトパッドがそれぞれに前記分圧点のうちの1つの電圧をそれぞれ受け、前記中央のコンタクトパッドが前記所定の出力に接続され、前記ユニット領域の各前記スイッチトランジスタをそれぞれ前記スイッチ回路とするものであって、前記データに応じて前記ユニット領域の複数の前記スイッチトランジスタのON/OFFを選択することにより前記アナログ変換電圧を得るD/A変換回路。 - 前記ユニット領域は、前記IC内において複数個隣接して配列されている請求項5記載のD/A変換回路。
- 前記スイッチトランジスタのON/OFFの選択は、複数個隣接して配列されている前記ユニット領域の1つにおける前記両端のうちの1つの前記コンタクトパッドと前記中央のコンタクトパッドの間にある前記複数のスイッチトランジスタが前記データに応じてすべてONにされ、残りの他の前記スイッチトランジスタがすべてOFFにされる請求項6記載のD/A変換回路。
- 前記ユニット領域は、前記ガードリングを有するセルとして形成され、MOSトランジスタは、エンハンスメントMOSトランジスタである請求項7記載のD/A変換回路。
- 前記複数のスイッチトランジスタは、この各トランジスタのソースの形成領域、ドレインの形成領域あるいはこれら両者の形成領域が前記両端のうちの一方の前記コンタクトパッドと前記中央のコンタクトパッド、そして前記両端のうちの他方の前記コンタクトパッドと前記中央のコンタクトパッドとのそれぞれの間にそれぞれ所定の間隔で複数形成され、各前記トランジスタのゲート領域が前記所定の間隔で前記ソースの領域と前記ドレインの領域に渡って短冊型に形成され、各前記トランジスタのゲート領域のそれぞれの上層に複数の配線ラインが設けられ、前記複数の配線ラインは、前記ゲート領域あるいは他の前記ユニット領域における前記スイッチトランジスタに対応するトランジスタのゲート領域に選択的に接続される請求項8記載のD/A変換回路。
- さらに、前記所定の出力に接続されるバッファアンプを有し、このバッファアンプの出力が前記D/A変換回路の出力とされ、前記バッファアンプが前記IC内に設けられ、前記複数の配線ラインは2本であり、前記配線ラインのうち1本が前記データにおけるある桁位置の信号を受け、残りの1本がインバータを介して前記ある桁位置の信号を受ける請求項9記載のD/A変換回路。
- 請求項1〜10記載のうちのいずれかのD/A変換回路を表示パネルの端子ピン対応に有し、前記D/A変換回路の所定の出力が前記表示パネルの駆動に提供される表示パネル駆動回路。
- 請求項11記載の表示パネル駆動回路と前記表示パネルとを有する表示装置。
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