特開 2024-125101 ドライバ回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125101

(43)【公開日】2024-09-13

(54)【発明の名称】ドライバ回路

(51)【国際特許分類】

   G09G 3/36 20060101AFI20240906BHJP

   G09G 3/20 20060101ALI20240906BHJP

   G02F 1/133 20060101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

G09G3/36

G09G3/20 623B

G09G3/20 623R

G09G3/20 642B

G02F1/133 505

G09G3/20 623V

G09G3/20 621F

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033214

(22)【出願日】2023-03-03

(71)【出願人】

【識別番号】320012037

【氏名又は名称】ラピステクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白崎 聖

【テーマコード（参考）】

2H193

5C006

5C080

【Ｆターム（参考）】

2H193ZC23

5C006AC21

5C006AF50

5C006AF51

5C006AF52

5C006AF64

5C006BC12

5C006BC24

5C006BF04

5C006BF08

5C006BF14

5C006BF22

5C006BF24

5C006BF25

5C006BF34

5C006EA03

5C006FA20

5C006FA22

5C006FA26

5C080AA10

5C080BB06

5C080DD05

5C080JJ02

5C080JJ04

(57)【要約】

【課題】バイアス電流を一律に増加させてスルーレートを高くすることなく、複数のドライバ回路間のスルーレートのばらつきを一定の範囲内に抑制する。
【解決手段】バイアス電圧生成回路１２は、出力アンプ１１のバイアス電流を決定するためのバイアス電圧を生成して出力する。メモリ１３は、出力アンプ１１により出力される出力電圧のスルーレートが予め設定された目標範囲内となるように調整されたトリミングコードを記憶する。スルーレート調整回路２０は、スルーレートの調整を行う調整モードでは、出荷検査装置６０から入力されたトリミングコードに基づいて出力アンプ１１のスルーレートを調整する。そして、スルーレート調整回路２０は、通常動作モードでは、メモリ１３に記憶されているトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることによりバイアス電圧生成回路１２のバイアスレベルを変化させて、出力アンプ１１のスルーレートを調整する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液晶表示パネルを駆動するための出力信号を出力する出力アンプと、
前記出力アンプのバイアスレベルを設定するバイアス設定回路と、
前記出力アンプにより出力される出力信号のスルーレートが予め設定された目標範囲内となるように調整されたトリミングコードを記憶するメモリと、
通常動作モードにおいて、前記メモリに記憶されているトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることにより前記バイアス設定回路のバイアスレベルを変化させて、前記出力アンプのスルーレートを調整する調整回路と、
を備えたドライバ回路。

【請求項2】

前記調整回路は、スルーレートの調整を行う調整モードでは、外部から入力されたトリミングコードに基づいて前記出力アンプのスルーレートを調整する請求項１記載のドライバ回路。

【請求項3】

前記調整回路は、互いに抵抗値が異なり前記バイアス設定回路に一端が接続された複数の抵抗素子と、前記複数の抵抗素子の他端とグランドの間に接続された複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子の各々のオン又はオフを制御するセレクタを備える請求項１又は２記載のドライバ回路。

【請求項4】

液晶表示パネルを駆動するための出力信号を出力する出力アンプと、
前記出力アンプのバイアスレベルを設定するバイアス設定回路と、
入力されたトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることにより前記バイアス設定回路のバイアスレベルを変化させて、前記出力アンプのスルーレートを調整する調整回路と、
調整モードにおいて前記調整回路に出力するトリミングコードを順次変化させて、前記出力アンプに入力信号が入力されてから予め設定された時間経過後の出力信号の電圧値が、予め設定された目標電圧となったトリミングコードを記憶して、通常動作モードでは、記憶したトリミングコードを前記調整回路に出力する自動設定回路と、
を備えたドライバ回路。

【請求項5】

前記自動設定回路は、前記出力アンプに入力信号が入力されてから予め設定された時間経過後の出力信号の電圧値と、予め設定された目標電圧の電圧値とを比較する比較器を備え、前記比較器の出力が２つの電圧値が一致したことを示す論理となった際のトリミングコードを記憶する請求項４記載のドライバ回路。

【請求項6】

前記自動設定回路は、液晶表示パネルを駆動するための出力信号における垂直帰線区間において調整モードとなって、記憶しているトリミングコードをスルーレートが予め設定された目標範囲内となるようなトリミングコードとなるように更新する請求項４又は５記載のドライバ回路。

【請求項7】

前記調整回路は、互いに抵抗値が異なり前記バイアス設定回路に一端が接続された複数の抵抗素子と、前記複数の抵抗素子の他端とグランドの間に接続された複数のスイッチ素子と、前記複数のスイッチ素子の各々のオン又はオフを制御するセレクタを備える請求項４又は５記載のドライバ回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドライバ回路に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、表示用の液晶表示パネルの高解像度化に伴い、カスケード配置した複数のドライバＩＣにより液晶表示パネルをブロック単位で分割して駆動することが行われる。

【0003】

そして、液晶表示パネルの書き込みスピードの高速化が求められるようになっており、液晶表示パネルに対する書き込み時間が短くなってきている。その結果、複数のドライバＩＣ間において出力アンプのスルーレートのばらつきが大きいと、液晶表示パネルのブロック間において輝度差が発生してしまい表示品質が悪化してしまうという問題が発生する場合がある。

【0004】

ドライバＩＣの出力アンプのスルーレートを高くする方法として、例えば、特許文献１には、バイアス電流を大きくすることによりスルーレートを高くする方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－１３７５７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、ドライバＩＣの出力アンプのバイアス電流を大きくすると、ドライバＩＣの消費電力が増加して発熱の問題等が発生する。そのため、複数のドライバＩＣのバイアス電流を一律に増加させてスルーレートを高くしたのでは、数多くのドライバＩＣを用いて液晶表示パネルを駆動することが難しくなってしまう。

【0007】

本発明の目的は、バイアス電流を一律に増加させてスルーレートを高くすることなく、複数のドライバ回路間のスルーレートのばらつきを一定の範囲内に抑制することが可能なドライバ回路を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明のドライバ回路は、液晶表示パネルを駆動するための出力信号を出力する出力アンプと、
前記出力アンプのバイアスレベルを設定するバイアス設定回路と、
前記出力アンプにより出力される出力信号のスルーレートが予め設定された目標範囲内となるように調整されたトリミングコードを記憶するメモリと、
通常動作モードにおいて、前記メモリに記憶されているトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることにより前記バイアス設定回路のバイアスレベルを変化させて、前記出力アンプのスルーレートを調整する調整回路とを備えている。

【0009】

また、上記課題を解決するために、本発明の他のドライバ回路は、液晶表示パネルを駆動するための出力信号を出力する出力アンプと、
前記出力アンプのバイアスレベルを設定するバイアス設定回路と、
入力されたトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることにより前記バイアス設定回路のバイアスレベルを変化させて、前記出力アンプのスルーレートを調整する調整回路と、
調整モードにおいて前記調整回路に出力するトリミングコードを順次変化させて、前記出力アンプに入力信号が入力されてから予め設定された時間経過後の出力信号の電圧値が、予め設定された目標電圧となったトリミングコードを記憶して、通常動作モードでは、記憶したトリミングコードを前記調整回路に出力する自動設定回路とを備えている。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、バイアス電流を一律に増加させてスルーレートを高くすることなく、複数のドライバ回路間のスルーレートのばらつきを一定の範囲内に抑制することが可能なドライバ回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】カスケードに配置された５つのドライバＩＣ１１１～１１５により、液晶表示パネル１００をブロックに分割してそれぞれ駆動する様子を示す図である。

【図2】書き込み期間が十分に長い場合に、ドライバＩＣにより液晶表示パネルへの書き込みが行われる際の様子を説明するための図である。

【図3】書き込み期間が短い場合に、ドライバＩＣにより液晶表示パネルへの書き込みが行われる際の様子を説明するための図である。

【図4】スルーレートの異なる２つのドライバＩＣ１１１、１１２により液晶表示パネルへの書き込みが行われる際の様子を説明するための図である。

【図5】複数のドライバＩＣ１１１～１１５を用いて液晶表示パネル１００をブロック毎に駆動する場合に、ブロック間において輝度差が発生してしまう様子を説明するための図である。

【図6】本発明の第１の実施形態のドライバＩＣ１０のブロック図である。

【図7】スルーレート調整間の出力波形例を示す図である。

【図8】図７の入力電圧の立ち上がり時刻周辺の拡大図である。

【図9】スルーレート調整後のドライバＩＣ１０の動作を説明するための図である。

【図10】本発明の第２の実施形態のドライバＩＣ１０Ａのブロック図である。

【図11】図１０中のスルーレート自動設定回路３０の構成を示すブロック図である。

【図12】ドライバＩＣが液晶表示パネルの表示駆動する際の１フレーム分の信号の構造を示す図である。

【図13】スルーレート調整１が実行される様子を説明するための図である。

【図14】スルーレート調整２が実行される様子を説明するための図である。

【図15】スルーレート調整３が実行される様子を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

まず、本実施形態のドライバＩＣ（ドライバ回路）について説明する前に、複数のドライバＩＣを用いて液晶表示パネルを駆動する様子を図１に示す。

【0014】

図１では、カスケードに配置された５つのドライバＩＣ１１１～１１５により、液晶表示パネル１００をブロックに分割してそれぞれ駆動する様子が示されている。

【0015】

このようなドライバＩＣから液晶表示パネルに対する画像の書き込みを行う場合、書き込みを行うための書き込み期間は書き込みタイミング信号により制御されている。具体的には、書き込みタイミング信号がロウレベル（以下、Ｌレベルと略す。）である書き込み期間内でドライバＩＣから液晶表示パネルへの書き込みを行う必要がある。そして、書き込み期間の終了時点におけるドライバＩＣの出力電圧が液晶表示パネルに書き込まれることになる。

【0016】

ここで、書き込み期間が十分に長い場合には、図２に示すように、ドライバＩＣの出力電圧は書き込みを行いたいある目標値に収束するため、目標値とする電圧に基づいて液晶表示パネルへの書き込みが行われる。

【0017】

しかし、液晶表示パネルの書き込みスピードが高速化すると、この書き込み期間が短くなってしまう。そして、書き込み期間が短くなると、図３に示すように、ドライバＩＣの出力電圧が目標値に収束する前に書き込み期間が終了してしまう場合がある。その結果、目標値とする電圧とは異なる電圧に基づいて液晶表示パネルへの書き込みが行われてしまうことになる。

【0018】

そして、複数のドライバＩＣのスルーレートは、製造ばらつき等に起因してそれぞれ異なる。そして、複数のドライバＩＣ間のスルーレートのばらつきが大きくなると、液晶表示パネルに表示する画像に問題が発生する場合がある。

【0019】

例えば、図４に示すように、ドライバＩＣ１１１のスルーレートは高く、ドライバＩＣ１１２のスルーレートは低い場合を用いて説明する。

【0020】

ドライバＩＣ１１１のスルーレートとドライバＩＣ１１２のスルーレートとが異なることにより、出力電圧の立ち上がりに差が生じ、出力電圧が目標値とする電圧に収束するまでの時間にも差が生じる。その結果、図４に示すように書き込み期間が短いと、出力電圧の目標値が同じ場合でも、書き込み期間が終了した時点の電圧値はそれぞれ異なってしまう。

【0021】

その結果、図５に示すように、複数のドライバＩＣ１１１～１１５を用いて液晶表示パネル１００をブロック毎に駆動する場合、全てのブロックの輝度を同一にするような表示を行おうとしても、ブロック間において輝度差が発生してしまい表示品質が悪化してしまうという問題が発生することになる。

【0022】

（第１の実施形態）
次に、本発明の第１の実施形態のドライバＩＣ１０のブロック図を図６に示す。

【0023】

本実施形態のドライバＩＣ１０は、図６に示されるように、液晶表示パネルを駆動するための出力信号を出力する出力アンプ１１と、バイアス電圧生成回路１２と、メモリ１３と、スルーレート調整回路２０とを備えている。

【0024】

バイアス電圧生成回路１２は、出力アンプ１１のバイアスレベルを設定するバイアス設定回路として機能する。具体的には、バイアス電圧生成回路１２は、出力アンプ１１のバイアス電流を決定するためのバイアス電圧を生成して出力する。出力アンプ１１のバイアス電流は、バイアス電圧生成回路１２からのバイアス電圧に基づいて決定される。

【0025】

メモリ１３は、例えば、ヒューズ素子やＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性の記憶素子により構成されている。そして、メモリ１３は、出力アンプ１１により出力される出力電圧のスルーレートが予め設定された目標範囲内となるように調整されたトリミングコードを記憶する。

【0026】

本実施形態では、ドライバＩＣ１０の出荷検査時に、出荷検査装置６０によりドライバＩＣ１０のスルーレートを調整するものである。

【0027】

スルーレート調整回路２０は、スルーレートの調整を行う調整モードでは、ドライバＩＣ１０の外部の出荷検査装置６０から入力されたトリミングコードに基づいて出力アンプ１１のスルーレートを調整する。

【0028】

なお、スルーレート調整回路２０は、通常動作モードにおいては、メモリ１３に記憶されているトリミングコードに基づいて抵抗値を変化させることによりバイアス電圧生成回路１２のバイアス電圧を変化させて、出力アンプ１１のスルーレートを調整する。

【0029】

そして、スルーレート調整回路２０は、セレクタ２１と、可変抵抗回路２２とにより構成されている。

【0030】

可変抵抗回路２２は、例えば、互いに抵抗値が異なりバイアス電圧生成回路１２に一端が接続された複数の抵抗素子と、この複数の抵抗素子の他端とグランドの間に接続された複数のスイッチ素子とから構成されている。そして、可変抵抗回路２２は、セレクタ２１からの選択信号に基づいて、複数のスイッチ素子のいずれかがオンするように構成されている。

【0031】

セレクタ２１は、可変抵抗回路２２に出力する選択信号を切り替えることにより、可変抵抗回路２２における複数のスイッチ素子の各々のオン又はオフを制御するよう構成されている。そして、セレクタ２１は、調整モードの場合には、出荷検査装置６０からのトリミングコードに基づいて、可変抵抗回路２２に出力する選択信号を切り替えている。また、セレクタ２１は、通常動作モードの場合には、メモリ１３読み出したトリミングコードに基づいて、可変抵抗回路２２に出力する選択信号を切り替えている。

【0032】

そして、可変抵抗回路２２は、バイアス電圧生成回路１２内のＦＥＴのドレイン端子とグランドとの間に接続されている。そのため、可変抵抗回路２２の抵抗値が変化することによりバイアス電圧生成回路１２により生成されるバイアス電圧も変化する。

【0033】

次に、ドライバＩＣ１０の出荷検査の際に出荷検査装置６０によりドライバＩＣ１０のスルーレートを調整する際の動作について説明する。

【0034】

まず、出荷検査装置６０は、図７に示すような入力波形を出力アンプ１１の入力電圧として入力する。すると、出力アンプ１１は、図７に示すように、出力アンプ１１のスルーレートに応じて波形が変化した出力電圧が出力されることになる。

【0035】

この図７の入力電圧の立ち上がり時刻周辺の拡大図を図８に示す。

【0036】

図８（Ａ）は、出力アンプ１１の入力電圧の波形を示したものである。ここで、スルーレートを調整する際に目標とする出力電圧のターゲット波形を図８（Ｂ）に示すものとしてスルーレート調整を行う。具体的には、入力電圧の立ち上がりから時間Ｔ経過後の電圧が、予め設定された範囲内、例えば、目標電圧の０．９倍から目標電圧の範囲内に収まるような波形をターゲット波形とする。

【0037】

ここで、出力アンプ１１の出力電圧の波形が図８（Ｃ）に示すような波形であったものとして説明する。図８（Ｃ）に示す波形では、時間Ｔ経過後の電圧が、目標電圧の０．９倍から目標電圧の範囲内に収まっていない。そのため、出荷検査装置６０は、セレクタ２１に出力するトリミングコードをスルーレートが高くなるように変化させて、時間Ｔ経過後の電圧が目標電圧の０．９倍から目標電圧の範囲内に収まるようにスルーレート調整を行う。

【0038】

そして、このようなスルーレート調整が完了すると、出荷検査装置６０は、スルーレートが目標の範囲内に収まった際のトリミングコードをメモリ１３に書き込んで出荷検査を終了する。

【0039】

なお、出荷後のドライバＩＣ１０では、メモリ１３に書き込まれたトリミングコードに基づいて、出力アンプ１１のスルーレートが設定される。スルーレート調整後のドライバＩＣ１０の動作について図９を参照して説明する。

【0040】

出荷後のドライバＩＣ１０では、図９に示すように、セレクタ２１は、メモリ１３から読み出されたトリミングコードに基づいて可変抵抗回路２２の切り替えを行う。その結果、出力アンプ１１のスルーレートは、出荷検査時に調整された所定範囲のスルーレートとなる。

【0041】

このようにしてドライバＩＣの出荷検査の際に各ドライバＩＣのスルーレート調整をそれぞれ行うことにより、出荷される全てのドライバＩＣ間のスルーレートのばらつきは一定の範囲内に抑制されることになる。

【0042】

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のドライバＩＣ１０Ａのブロック図を図１０に示す。

【0043】

上記で説明した第１の実施形態のドライバＩＣ１０では、出荷検査時にスルーレートを所定の範囲内となるように調整するものであった。しかし、ドライバＩＣ１０を出荷後にスルーレートが変化した場合には、スルーレートが変化したままの状態となってしまう。

【0044】

そこで、本実施形態のドライバＩＣ１０Ａでは、出荷後の通常動作状態においてもスルーレートの調整が行われるようにしたものである。

【0045】

本実施形態のドライバＩＣ１０Ａは、図１０に示されるように、メモリ１３がスルーレート自動設定回路３０に置き換えられた構成となっている。

【0046】

スルーレート自動設定回路３０は、調整モードにおいて、スルーレート調整回路２０に出力するトリミングコードを順次変化させて、出力アンプ１１に入力信号が入力されてから予め設定された時間経過後の出力信号の電圧値が、予め設定された目標電圧となったトリミングコードを記憶する。そして、スルーレート自動設定回路３０は、通常動作モードでは、記憶したトリミングコードをスルーレート調整回路２０に出力するような動作を行う。

【0047】

図１０中のスルーレート自動設定回路３０の構成を図１１のブロック図に示す。

【0048】

スルーレート自動設定回路３０は、図１１に示されるように、コンパレータ（比較器）３１と、カウンタ回路３２と、トリミングコード生成回路３３と、コードラッチ部３４とを備えている。

【0049】

カウンタ回路３２は、クロック信号ＣＬＫを入力すると、予め設定された期間経過後にスタンバイ信号ＳＴＢを出力する。

【0050】

コンパレータ３１は、出力アンプ１１の出力電圧と目標電圧（ターゲット電圧）との比較を行っている。そして、コンパレータ３１は、カウンタ回路３２からのスタンバイ信号ＳＴＢを入力した時点において、出力アンプ１１の出力電圧と目標電圧とが一致すると、出力しているラッチ信号４０の論理をＨレベルからＬレベルに変更する。つまり、コンパレータ３１は、出力アンプ１１に入力信号が入力されてから予め設定された時間経過後の出力信号の電圧値と、予め設定された目標電圧の電圧値とを比較するように構成されている。

【0051】

トリミングコード生成回路３３は、スルーレートの調整を行う調整モードにおいて、トリミングコードを変化させて順次生成している。

【0052】

コードラッチ部３４は、調整モードでは、トリミングコード生成回路３３により生成されたトリミングコードをセレクタ２１に出力し、ラッチ信号４０がＨレベルからＬレベルになった際のトリミングコードをラッチする。

【0053】

つまり、コードラッチ部３４は、コンパレータ３１の出力であるラッチ信号４０が２つの電圧値が一致したことを示す論理であるＬレベルとなった際のトリミングコードをラッチして記憶する。そして、コードラッチ部３４は、通常動作モードでは、ラッチしたトリミングコードをセレクタ２１に出力する。

【0054】

なお、スルーレート自動設定回路３０は、液晶表示パネルを駆動するための出力信号におけるＶブランク期間（垂直帰線区間）において調整モードとなって、コードラッチ部３４において記憶されているトリミングコードをスルーレートが予め設定された目標範囲内となるようなトリミングコードとなるように更新する。

【0055】

ドライバＩＣが液晶表示パネルの表示駆動する際の１フレーム分の信号の構造を図１２に示す。１フレーム分の信号には、イニシャル期間、表示期間、Ｖブランク期間が存在する。

【0056】

スルーレート自動設定回路３０は、複数ラインからなるＶブランク期間において、ライン毎にスルーレート調整を行う。具体的には、スルーレート自動設定回路３０は、１ライン毎にあるトリミングコードを変化させてスルーレート調整を行い、調整後のスルーレートが目標とした所定範囲内になるとその時のトリミングコードを新たにコードラッチ部３４において保持するようにする。

【0057】

このようにしてＶブランク期間において、スルーレート調整１、２、３、・・が順次実行される様子を図１３～図１５に示す。

【0058】

まず、図１３では、スルーレート調整１が実行される様子が示されている。このスルーレート調整１では、スタンバイ信号ＳＴＢが出力された時点における出力アンプ１１の出力電圧は目標電圧に達していないため、コンパレータ３１から出力されるラッチ信号４０はＨレベルのままとなっている。

【0059】

そして、次に実行されるスルーレート調整２の様子を図１４に示す。このスルーレート調整２では、トリミングコードが変化することにより、変化後のスルーレートは、スルーレート調整１の場合よりも高くなっている。しかし、スタンバイ信号ＳＴＢが出力された時点における出力アンプ１１の出力電圧はまだ目標電圧に達していないため、コンパレータ３１から出力されるラッチ信号４０はＨレベルのままとなっている。

【0060】

そして、次に実行されるスルーレート調整３の様子を図１５に示す。このスルーレート調整３では、トリミングコードが変化することにより、変化後のスルーレートは、スルーレート調整２の場合よりもさらに高くなっている。そのため、スタンバイ信号ＳＴＢが出力された時点における出力アンプ１１の出力電圧は目標電圧よりも大きくなっているため、コンパレータ３１から出力されるラッチ信号４０がＨレベルからＬレベルに変化している。

【0061】

その結果、スルーレート調整３の際のトリミングコードが新たにコードラッチ部３４に保持されることになる。

【0062】

このように本実施形態のドライバＩＣ１０Ａでは、通常動作時のＶブランク期間においてスルーレート調整が定期的に行わられる。そのため、本実施形態のドライバＩＣ１０Ａによれば、経年変化等により出力アンプ１１の特性等が変化した場合でも、永続的にスルーレート調整が行われ、スルーレートは所定の範囲内に収まることになる。

【符号の説明】

【0063】

１０ ドライバＩＣ（ドライバ回路）
１１ 出力アンプ
１２ バイアス電圧生成回路（バイアス設定回路）
１３ メモリ
２０ スルーレート調整回路
２１ セレクタ
２２ 可変抵抗回路
３０ スルーレート自動設定回路
３１ コンパレータ（比較器）
３２ カウンタ回路
３３ トリミングコード生成回路
３４ コードラッチ部
６０ 出荷検査装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】