專利名稱：電光轉換裝置以及電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在每個像素設置由存儲電路和像素驅動器構成的驅動電路，根據存儲電路所保持的信號控制像素顯示的電光轉換裝置，還涉及搭載了該電光轉換裝置的OA設備、便攜設備等電子設備。
背景技術：
近年來，作為便攜電話和便攜信息終端等電子設備的信息顯示設備，使用作為電光轉換裝置一例的液晶裝置。由于顯示的信息內容是字符顯示程度，因此為了顯示眾多的信息使用點陣型的液晶屏，像素數逐漸增多，成為高占空狀態(tài)。
當前，在上述那樣的便攜設備中作為顯示設備雖然使用著單純矩陣型液晶裝置，然而在單純矩陣型液晶裝置中進行多路驅動時作為掃描線的選擇信號需要成為高占空比那樣的高電壓，在強烈要求希望多少減小功耗的進行電池驅動的便攜設備中成為很大的問題。
為了解決這樣的問題，提出了把構成液晶屏的一對基板的一方作成半導體基板，在半導體基板上在每個像素形成圖12所示的存儲電路，根據存儲電路的保持數據進行顯示控制的靜態(tài)驅動型液晶裝置。以下，根據圖12說明現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置的動作。
根據掃描線驅動電路用控制信號418控制掃描線驅動電路410，在被選擇的掃描線409-n(n是表示掃描線數的自然數)上輸出選擇信號(掃描信號)。同樣，根據數據線驅動電路用控制信號419控制數據線驅動電路413，在被選擇的數據線對411-m、412-m(m是表示數據線數的自然數)上供給數據信號使得相互成為相反相位(互補信號)。
在掃描線409-n與數據線對411-m、412-m的交叉點上，連接在各線上的電路構成像素。連接在掃描線409-n與數據線對411-m、412-m上的n溝道MOS構造的開關電路401、402如果選擇掃描線409-n供給選擇信號則成為導通狀態(tài)，把數據線對411-m、412-m的互補數據信號寫入到存儲電路403中。這里，存儲電路403成為把2個反相器反饋連接的結構。接著，通過把掃描線409-n取為非選擇電位，把數據線對411-m、412-m設置為高阻狀態(tài)，開關電路401、402成為非導通狀態(tài)，保持寫入到存儲電路403中的數據信號。
根據存儲電路403內的第1節(jié)點和處于其連接點的電位電平的反轉電平的第2節(jié)點的電位電平，控制由2個傳輸門電路構成的液晶像素驅動器404。第1傳輸門電路連接在第1電壓信號線416上，根據存儲電路403保持的數據信號的電平導通，把第1電壓414加入到像素電極406上。另一方面，第2傳輸門電路連接到第2電壓信號線417上，根據存儲電路403保持的數據信號的電平導通，把第2電壓415加入到像素電極406上。具體地講，在被保持的數據信號是H電平時在標準白顯示時使液晶像素驅動器404的液晶層407成為導通狀態(tài)的第1電壓信號線416成為導通狀態(tài)，經過液晶驅動器404的第1傳輸門電路向像素電極406供給第1電壓414，根據與供給到相對電極408的基準電壓420的電位差液晶像素405成為黑顯示狀態(tài)。同樣，在被保持的數據信號是L電平時，使液晶層407成為關斷狀態(tài)的第2電壓信號線417成為導通狀態(tài)，經過液晶驅動器404的第2傳輸門電路供給第2電壓415，液晶像素405成為白顯示狀態(tài)。
通過采用這樣的構造，電源電壓，第1、第2電壓信號以及基準電平都能夠僅用邏輯電壓驅動，而且在不需要畫面顯示的改寫時由于根據存儲電路的數據保持功能可以保持顯示狀態(tài)，因此除去漏電流以外幾乎不流過電流，能夠降低功耗。
但是，在現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置中，在進行數據寫入時數據線對的數據線必須取為相互反相位的互補信號，在數據保持時必須控制為高阻狀態(tài)，數據線的控制非常麻煩，電路結構也復雜。
發(fā)明的公開本發(fā)明是為解決以上那樣的課題而產生的，目的在于提供功耗少，簡單的控制方法以及簡單的控制電路結構的電光轉換裝置。
本發(fā)明的電光轉換裝置特征在于具有在基板上相互交叉的多條行掃描線以及多條列掃描線，沿著上述列掃描線設置的多條數據線，供給電壓信號的電壓信號線，對應于上述行掃描線與列掃描線的交叉點配置的多個像素驅動電路，上述各像素驅動電路具有在上述行掃描線和列掃描線的選擇時成為導通狀態(tài)，在上述行掃描線和上述列掃描線的至少一方的非選擇時成為非導通狀態(tài)的開關電路，在上述開關電路為導通狀態(tài)時取入上述數據線的數據信號，在上述開關電路為非導通狀態(tài)時保持數據信號的存儲電路，上述存儲器中保持的數據信號為第1電平時從上述電壓信號線在像素上輸出第1上述電壓信號，為第2電平時從上述電壓信號線在像素上輸出第2上述電壓信號的像素驅動器。
如果依據以上本發(fā)明的結構，則電源電壓，第1、第2電壓信號以及基準電壓都能夠用邏輯電壓程度驅動，而且在不需要畫面顯示的改寫時由于根據存儲電路的數據保持功能保持顯示狀態(tài)所以幾乎不流過電流。從而，如果作為液晶裝置進行比較，則與現有的單純矩陣型液晶裝置相比能夠大幅度降低功耗。另外，具有不需要像現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置那樣在數據寫入時把數據線對的數據信號取為相反相位，在數據保持時取為高阻狀態(tài)這樣的繁瑣控制，使電路結構簡單的效果。
另外，在上述本發(fā)明的電光轉換裝置中，特征在于在每條上述數據線上具有在上述列掃描線的選擇時僅在相對應的數據信號線取入數據信號，在非選擇時保持上述數據線的數據信號的鎖存電路。如果依據該結構，則成為僅是選擇了在輸入數據線上寄生的電容的數據線，具有大幅度減少伴隨著輸入信號數據線的信號變化的充放電電流，大幅度降低功耗的效果。
另外，在上述本發(fā)明的電光轉換裝置中，特征在于配置在上述像素的像素電極是光反射型的電極，在上述像素電極下方通過電絕緣膜設置上述像素驅動電路。如果依據該結構，則與根據像素驅動電路在一個像素部分面積上所占有的面積，限制像素孔徑率的現有的在透明基板上形成了TFT(Thin Film Transistor)的靜態(tài)驅動型液晶顯示裝置相比較，具有大幅度提高孔徑率，可以得到明亮而且容易讀取的畫面這樣的效果。
另外，在上述本發(fā)明的電光轉換裝置中，特征在于具有在上述行掃描線與上述列掃描線的選擇時，向上述開關電路輸出導通控制信號，在上述行掃描線與上述列掃描線的至少一方非導通時向上述開關電路輸出非導通控制信號的多個開關控制電路，上述開關控制電路控制多個上述像素驅動電路中的上述開關電路。如果依據該結構，則可以減少開關電路，而且還能夠簡化列掃描線驅動電路的電路結構及其控制。另外，具有能夠在短時間內完成畫面全部的寫入動作，能夠降低功耗的效果。
另外，在上述本發(fā)明的電光轉換裝置中，特征在于具有用于在上述行掃描線上供給行掃描信號的行掃描線驅動電路，用于在上述列掃描線上供給列掃描信號的列掃描線驅動電路，上述行掃描線驅動電路與上述列掃描線驅動電路的至少一方由移位寄存器電路構成。如果依據該結構，則具有能夠簡化行掃描線驅動電路的電路結構以及控制的效果。
另外，在上述本發(fā)明的電光轉換裝置中，特征在于具有用于在上述行掃描線上供給行掃描信號的行掃描線驅動電路，用于在上述列掃描線上供給列掃描信號的列掃描線驅動電路，上述行掃描線驅動電路與上述列掃描線驅動電路的至少一方由按照對應于各個掃描線數的位數的地址信號選擇該掃描線的譯碼電路構成。如果依據該結構，則具有在希望改寫畫面的一部分顯示時，能夠僅控制作為目標像素的像素驅動電路進行數據信號改寫，能夠大幅度降低功耗這樣的效果。
另外，上述本發(fā)明的電光轉換裝置特征在于該電光轉換裝置中的電路元件構造是CMOS構造。如果依據該結構，則具有能夠消除數據保持期間的漏電流，進一步降低功耗這樣的效果。
另外，本發(fā)明的電子設備特征在于具有上述本發(fā)明的電光轉換裝置。如果依據該結構，則具有在進行電池驅動時，與使用了現有的單純矩陣型液晶裝置的電子設備相比較能夠大幅度地延長壽命，而且與現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置相比較能夠實現簡單的控制方法以及控制電路結構這樣的效果。
附圖的簡單說明圖1是示出基于本發(fā)明第1實施形態(tài)的電光轉換裝置的像素以及其驅動電路等主要部分的框圖。
圖2是用CMOS晶體管構成了基于本發(fā)明第1實施形態(tài)的電光轉換裝置的驅動電路的電路圖。
圖3是示出基于本發(fā)明第2實施形態(tài)的電光轉換裝置的像素以及其驅動電路等主要部分的框圖。
圖4是用CMOS晶體管構成了基于本發(fā)明第2實施形態(tài)的電光轉換裝置的驅動電路的電路圖。
圖5是示出基于本發(fā)明第3實施形態(tài)的電光轉換裝置的像素以及其驅動電路等主要部分的框圖。
圖6是用CMOS晶體管構成了基于本發(fā)明第3實施形態(tài)的電光轉換裝置的驅動電路的電路圖。
圖7是示出基于本發(fā)明第4實施形態(tài)的電光轉換裝置的像素以及其驅動電路等主要部分的框圖。
圖8是用CMOS晶體管構成了基于本發(fā)明第4實施形態(tài)的電光轉換裝置的驅動電路的電路圖。
圖9是用CMOS晶體管構成的移位寄存器電路構成了基于本發(fā)明第1～第4實施形態(tài)的電光轉換裝置的行掃描線驅動電路的電路圖。
圖10是用CMOS晶體管構成的譯碼電路構成了基于本發(fā)明第1～第4實施形態(tài)的電光轉換裝置的掃描線驅動電路的電路圖。
圖11是示出基于本發(fā)明第5實施形態(tài)的電子設備。
圖12示出現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置。
圖13是液晶裝置的平面圖。
圖14是圖13的液晶裝置的剖面圖。
標號說明101…液晶像素驅動回路102…開關回路103…存儲回路104…液晶像素驅動器105…液晶像素106…像素電極107…液晶層108…對置電極109…開關控制回路110…行掃描線111…行掃描線驅動回路112…列掃描線113…列掃描線驅動回路114…輸入數據線115…列數據線
116…第1電壓117…第2電壓118…第1電壓信號線119…第2電壓信號線120…行掃描線驅動電路用控制信號121…列掃描線驅動電路用控制信號122…基準電壓201…鎖存回路301…顯示部302…便攜電話用于實施發(fā)明的最佳形態(tài)以下，根據


本發(fā)明的實施形態(tài)第1實施形態(tài)圖1是示出作為本發(fā)明第1實施形態(tài)的電光轉換裝置的液晶裝置中的像素及其驅動電路等主要部分的框圖。圖2是圖1的詳細電路圖。
圖1中，在像素區(qū)矩陣形地配置行掃描線110-n(n是表示行掃描線的行的自然數)和列掃描線112-m(m是表示列掃描線的列的自然數)，在掃描線相互的交叉點上構成各像素的驅動電路。另外，在像素區(qū)還配置沿著列掃描線112-m從輸入數據線114分開的列數據線115-d(d是表示列數據線的列的自然數)。在像素區(qū)的行一側的周圍區(qū)域中配置行掃描線驅動電路111，在像素區(qū)的列一側的周圍區(qū)域配置列掃描線驅動電路113。
由行掃描線驅動電路用控制信號120控制行掃描線驅動電路111，在被選擇的行掃描線110-n上輸出選擇信號(掃描信號)。沒有被選擇的行掃描線被設定為非選擇電位。同樣，由列掃描線驅動電路用控制信號121控制列掃描線驅動電路113，在被選擇的列掃描線112-m上輸出選擇信號，非選擇的列掃描線被設定為非選擇電位。選擇哪一條行掃描線以及哪一條列掃描線由控制信號120、121決定。即，控制信號120、121是指定選擇像素的地址信號。
對應于被選擇的行掃描線110-n與被選擇的列掃描線112-m的交叉點配置在其附近的開關控制電路109接受2條掃描線的選擇信號輸出導通信號(導通控制信號)，如果行掃描線110-n與列掃描線112-m的至少一方成為非選擇則輸出關斷信號(非導通控制信號)。即，僅從位于被選擇的行掃描線與列掃描線的交叉點的像素的開關控制電路109輸出導通信號，從其它的開關控制電路輸出關斷信號。在本實施形態(tài)中，由該開關控制電路109的導通、關斷信號控制液晶像素驅動電路101。
其次，說明液晶像素驅動電路101的結構以及動作。
開關電路102根據開關控制電路109的導通信號成為導通狀態(tài)，根據關斷信號成為非導通狀態(tài)。如果開關電路102成為導通狀態(tài)，則經過開關電路102把與其相連接的列數據線115-d的數據信號寫入到存儲電路103中。另一方面，開關電路102根據開關控制電路109的關斷信號成為非導通狀態(tài)，保持被寫入到存儲電路103中的數據信號。
存儲電路103所保持的數據信號供給到配置在每個像素的液晶像素驅動器104。液晶像素驅動器104根據被供給的數據信號的電平，把在第1電壓信號線118上供給的第1電壓116，或者在第2電壓信號線119上供給的第2電壓117的某一個供給到液晶像素105的像素電極106。本發(fā)明中，所謂像素指的是電氣地完成光調制或發(fā)光等光學作用的電光轉換材料，或者對于該像素提供電作用的每個像素的像素電極。第1電壓116是在液晶裝置為標準白顯示時，把液晶像素105置為黑顯示狀態(tài)的電壓，另一方面，第2電壓117是把液晶像素105置為白顯示狀態(tài)的電壓。
在存儲電路103中保持的數據信號是H電平時，在液晶像素驅動器104中，連接到使標準白顯示時的液晶成為黑顯示的第1電壓信號線118的門電路成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第1電壓116。根據與供給到相對電極108的基準電壓112的電位差液晶像素105成為黑顯示狀態(tài)。同樣，被保持的數據信號是L電平時，在液晶像素驅動器104中連接到第2電壓信號線119的門電路成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第2電壓117，液晶像素105成為白顯示狀態(tài)。
根據以上的結構，電源電壓，第1、第2電壓信號以及基準電壓都能夠用邏輯電壓程度進行驅動，而且在不需要畫面顯示的改寫時根據存儲電路的數據保持功能可以保持顯示狀態(tài)，因此幾乎不留過電流。另外，由于采取根據行與列2條掃描線的選擇信號的邏輯控制對像素的寫入的結構，使得能夠與數據線的電位無關地控制像素，因此不需要像現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置那樣把2條數據線的數據信號在數據寫入時設定為相反相位(互補數據線號)后進行寫入，在數據保持時把數據線取為高阻狀態(tài)把連接到數據線的晶體管置為非導通那樣繁瑣的控制。
另外，液晶像素105在每個像素設置根據所保持的數據信號被選擇供給從液晶像素驅動器104輸出的第1電壓116或者第2電壓117的某一個的像素電極106，在存在于該像素電極106與相對電極108之間的液晶層107上加入2個電極的電位差，對應于根據該電位差的液晶分子的取向變化成為黑顯示狀態(tài)(也稱為導通顯示狀態(tài))或者白顯示狀態(tài)(也稱為關斷顯示狀態(tài))。液晶裝置在半導體基板與玻璃等透光性基板之間封入并夾持液晶，在半導體基板上矩陣形地配置像素電極，而且在其像素電極的下方形成上述液晶像素驅動電路，行掃描線，列掃描線，數據線，行掃描線驅動電路，列掃描線驅動電路等。由于在半導體基板上能夠形成MOS構造的遷移度高的互補型晶體管，而且能夠容易地形成多層布線構造，因此使用該晶體管和多層布線能夠形成上述各種電路。各像素在每個像素上在像素電極106與形成在相對的透光性基板內面的相對電極108之間加入電壓，在存在于其之間的每個像素的液晶層107上進行電壓供給，在每個像素使液晶分子的取向變化。
這時，如果把液晶像素105的像素電極106構成為金屬或電介質多層膜等光反射型的電極，并且在液晶像素電極下的半導體基板上通過電絕緣膜配置液晶像素驅動電路101的結構，則將大幅度提高孔徑率。即，以往，在透明基板上使用TFT構成各液晶像素驅動電路，根據沒有成為透光區(qū)的液晶像素驅動器電路在一個像素面積內所占的面積限制液晶像素的孔徑率，而與其相比較，在本發(fā)明中像素電極與液晶像素驅動電路成為疊層構造，由于在液晶像素驅動電路上能夠配置幾乎接近一個像素全部面積的反射型像素電極，因此將大幅度提高孔徑率，可以得到明亮的易于讀取的畫面。
圖1的列掃描線驅動電路113能夠用圖9所示那樣的移位寄存器電路構成。圖9中，輸入正邏輯(H電平是激活電平)的掃描信號121-1與時鐘信號121-2這2個信號組成的列掃描線驅動電路控制信號121，能夠用負邏輯(L電平時為激活電平)與時鐘信號121-2同步順序地選擇列掃描線112-m。即，時鐘信號121-2成為由CNOS晶體管構成的反相器113翻轉了的信號的同時，用作為移位寄存器電路的控制信號，掃描信號121-1在時鐘信號121-2的上升沿由初級的CMOS晶體管構成的拍頻反相器113-1取入，由CMOS晶體管構成的反相器113-3翻轉，在時鐘信號121-2的下降沿根據2個CMOS晶體管構成的拍頻反相器113-2、113-4，把輸出反饋，進行保持掃描信號的動作和掃描信號向下一級傳送的動作，順序地把掃描信號傳送下去。CMOS晶體管構成的與非門電路113-5取2個相鄰級的輸出的邏輯積，輸出選擇信號。與非門電路113-5設置成使得選擇信號112-m與112-m+1的輸出相位互不重疊。如果依據該結構，則順序地選擇掃描線。
同樣，如果行掃描線驅動電路111也用與圖9相同的移位寄存器電路構成，則能夠簡化2個掃描線驅動電路的電路結構以及控制。
另外，列掃描線驅動電路113能夠用圖10所示那樣的對應于掃描線數的位數(AX0，/AX0，～AX7，/AX7)的譯碼電路構成。采用輸入由地址信號組成的列掃描線驅動電路用控制信號121的譯碼電路結構，由CMOS晶體管構成的與非門電路113-7能夠把控制信號121進行譯碼選擇該列掃描線112-m，輸出選擇信號。如果依據這樣的結構，則能夠對應于地址信號在任意的掃描線上輸出選擇信號，能夠隨機訪問各像素。
同樣，如果行掃描線驅動電路111也用與圖10相同的譯碼電路構成，則在希望僅改寫畫面的一部分顯示時，能夠僅控制作為目標像素的液晶像素驅動電路改寫數據信號。本發(fā)明中，由于在各像素上設置存儲電路103，并且只要開關電路102根據行與列的掃描線的選擇信號沒有導通，就保持在存儲電路103中寫入的數據信號，因此能夠僅訪問希望改寫的像素進行改寫。
另外，如圖2所示在本實施形態(tài)中，開關控制電路109能夠由CMOS晶體管構成的NOR門電路109-1與CMOS晶體管構成的反相器109-2的邏輯電路構成。NOR門電路109-1在2個輸入端都輸入了負邏輯的選擇信號時輸出正邏輯的導通信號，由反相器109-2輸出負邏輯的導通信號。另外，開關電路102能夠由CMOS晶體管構成的傳輸門電路102-1構成。傳輸門電路102-1根據開關控制電路109的導通信號而導通，連接列數據線115與存儲電路103，根據關斷信號成為非導通。存儲電路103能夠采用把CMOS晶體管構成的拍頻反相器103-1與CMOS晶體管構成的反相器103-2反饋連接的結構。數據信號根據開關控制電路109的導通信號從開關電路102取入到存儲電路103中，由反相器103-2翻轉，由根據開關控制電路109的關斷信號動作的拍頻反相器103-1把輸出反饋，保持數據信號。液晶像素驅動器104能夠由2個CMOS晶體管構成的傳輸門電路104-1、104-2構成。在存儲器103中保持的數據信號是H電平時，在液晶像素驅動器104中，連接到在標準白顯示時使液晶成為黑顯示的第1電壓信號線118上的傳輸門電路104-1成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第1電壓，根據與供給到相對電極108的基準電平112的電位差液晶像素105成為黑顯示狀態(tài)。同樣，在被保持的數據信號是L電平時，連接到第2電壓信號線119上的傳輸門電路104-2成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第2電壓117，液晶像素105成為白顯示狀態(tài)。
進而，參照圖13以及圖14說明以上那樣構成的液晶裝置的總體結構。另外，圖13是與在液晶裝置用基板10上形成的各構成要素一起從相對基板20一側觀看該液晶裝置用基板10的平面圖，圖14是包括相對基板20在內示出的圖13的H-H’剖面圖。
圖13中，在例如由半導體基板構成的液晶裝置用基板10的上面，沿著其邊緣設置著密封材料52，在其內側相并行，在像素區(qū)的周邊設置著包圍非像素區(qū)的遮光膜(邊框)53。在密封材料52的外側區(qū)域，沿著液晶裝置用基板10的一條邊設置著列掃描線驅動電路113以及安裝端子102。沿著與該邊相鄰的2條邊設置行掃描線驅動電路111。如果供給到行掃描線110上的行掃描信號的延遲不成問題，則行掃描線驅動電路111也可以僅設置在單側。另外，相對基板20是由玻璃等透明基板構成的，在相對基板20角部的至少一個位置，設置用于在液晶裝置用基板10與相對基板20之間獲得電導通的導通部件106。相對基板20通過密封材料52粘接在液晶裝置用基板10上。而且，在由該一對基板10、20形成的間隙內封入液晶107。液晶107可以使用扭轉向列(TN)型，垂直取向型，無扭轉的水平取向型，強介電型等的雙穩(wěn)定型，高分子分散型等各種液晶。在圖14中，106是在液晶裝置用基板10的像素區(qū)中矩陣形地配置的像素電極，22是形成在相對電極20上的黑底(也可以沒有)，108是形成在相對基板20上的由ITO構成的相對電極。另外，把像素電極106以及相對電極108配置成在液晶裝置用基板20上相對，也可以在液晶107上加入橫向電場。進而，液晶裝置用基板10也可以不用半導體基板，而使用玻璃基板，根據在基板上形成的由硅層構成的薄膜晶體管構成像素驅動電路，也可以構成本發(fā)明的電光轉換裝置。
另外，在以后的各實施形態(tài)中，液晶裝置的結構與圖13以及圖14相同。
第2實施形態(tài)圖3是示出作為本發(fā)明第2實施形態(tài)的電光轉換裝置的液晶裝置中的像素及其驅動電路等主要部分的框圖，圖4是其詳細的電路圖。
本實施形態(tài)如圖3所示，成為在第1實施形態(tài)中示出的圖1的框圖中，加入了配置在列數據線115從輸入數據線114分開的點上的鎖存電路201的結構。本實施形態(tài)中沒有特別說明的結構是與第1實施形態(tài)相同的結構。
鎖存電路201在列掃描線112-m選擇時，從輸入數據線114把數據信號取入到相對應的列數據線115-d，非選擇時，保持列數據線115-d的數據信號。
根據以上的結構，能夠把輸入數據線114上的寄生電容取為僅是與被選擇的鎖存電路201連接的列數據線115的電容，能夠大幅度地降低功耗。
另外，本實施形態(tài)如圖4所示，成為在第1實施形態(tài)中示出的圖2的電路中加入了鎖存電路201的結構。鎖存電路201能夠由CMOS晶體管構成的拍頻反相器201-1，201-2和CMOS晶體管構成的反相器201-3的邏輯電路組成。列掃描線112-m的選擇信號成為用CMOS晶體管構成的反相器202翻轉了的信號的同時，用作為鎖存電路201的控制用信號。從輸入數據線114輸入的數據信號在列掃描線112-m的選擇信號的下降沿被取入到初級的拍頻反相器201-1，由反相器201-3翻轉，在列掃描線112-m的選擇信號的上升沿由拍頻反相器201-2把輸出反饋，進行保持數據信號的動作。
第3實施形態(tài)圖5是示出作為本發(fā)明第3實施形態(tài)的電光轉換裝置的液晶裝置的像素及其驅動電路等主要部分的框圖。圖6是其詳細的電路圖。
本實施形態(tài)如圖5所示，成為把同時輸入數據信號取為2位的結構。在本實施形態(tài)中沒有特別說明的結構是與第1實施形態(tài)相同的結構。
在像素區(qū)，矩陣形地配置行掃描線110-n(n是表示行掃描線的行的自然數)和列掃描線112-m(m是表示列掃描線的列的自然數)，在掃描線的相互交叉點上構成各像素的驅動電路。另外，在像素區(qū)沿著列掃描線112-m，還配置了從同時輸入數據位數的2條輸入數據線114分開的列數據線115-d(d是表示列數據線的列的自然數)。在像素區(qū)的行一側的周邊區(qū)域配置行掃描線驅動電路111，在像素區(qū)的列一側的周邊區(qū)域配置著列掃描線驅動電路113。
根據行掃描線驅動電路用控制信號120控制行掃描線驅動電路111，在被選擇的行掃描線110-n上輸出選擇信號。沒有被選擇的行掃描線被設定為非選擇電位。同樣，根據列掃描線驅動電路用控制信號121控制列掃描線驅動電路113，在被選擇的列掃描線112-m上輸出選擇信號，非選擇的列掃描線被設定為非選擇電位。選擇哪一條行掃描線以及哪一條列掃描線由控制信號120、121決定。即，控制信號120、121是指定選擇像素的地址信號。
配置在被選擇的行掃描線110-n與被選擇的列掃描線112-m的交叉點附近的開關控制電路109接受2條掃描線的選擇信號輸出導通信號，如果行掃描線110-n與列掃描線112-m的至少一方成為非選擇則輸出關斷信號。即，僅從位于被選擇的行掃描線與列掃描線的交叉點的像素的開關控制電路109輸出導通信號，從其它的開關控制電路輸出關斷信號。本實施形態(tài)中，根據1個開關控制電路109的導通、關斷信號控制2個液晶像素驅動電路101。
其次，說明液晶像素驅動電路101的結構以及動作。
開關電路102根據開關控制電路109的導通信號成為導通狀態(tài)，根據關斷信號成為非導通狀態(tài)。如果開關電路102成為導通狀態(tài)，則經過開關電路102把與其連接的列數據線115-d的數據信號寫入到存儲電路103中。另一方面，開關電路102根據開關控制電路109的關斷信號成為非導通狀態(tài)，保持被寫入到存儲電路103中的數據信號。
存儲電路103中保持的數據信號供給到在每個像素配置的液晶像素驅動器104。液晶像素驅動器104根據被供給的數據信號的電平，把供給到第1電壓信號線118的第1電壓116或者供給到第2電壓信號線119的第2電壓117的某一個供給到液晶像素105的像素電極106。該第1電壓116是在液晶裝置為標準白顯示時把液晶像素105置為黑顯示狀態(tài)的電壓，另一方面，第2電壓117是把液晶像素105置為白顯示狀態(tài)的電壓。
在存儲電路103中保持的數據信號是H電平時，在液晶像素驅動器104中，使連接到在標準白顯示時使液晶成為黑顯示的第1電壓信號線118的門電路成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第1電壓116，根據與在相對電極108上供給的基準電壓122的電位差液晶像素105成為黑顯示狀態(tài)。同樣，被保持的數據信號是L電平時，在液晶像素驅動器104中連接到第2電壓信號線119的門電路成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第2電壓117，液晶像素105成為白顯示狀態(tài)。
依據以上的結構，由于電源電壓，第1、第2電壓信號以及基準電壓都能夠用邏輯電壓程度進行驅動，而且，在不需要畫面顯示的改寫時根據存儲電路的數據保持功能可以保持顯示狀態(tài)因此幾乎不流過電流。另外，由于采用根據行與列2條掃描線的選擇信號的邏輯控制對像素的寫入的結構，使得可以與數據線的電位無關控制像素，因此不需要像現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置那樣把2條數據線的數據信號在數據寫入時設定為相反相位(互補數據信號)后寫入，在數據保持時使數據線成為高阻狀態(tài)，把連接到數據線上的晶體管置為非導通狀態(tài)那樣的繁瑣控制。進而，由于采用了用1個開關控制電路109同時控制2個液晶像素驅動電路101的結構，因此能夠把開關控制電路109減少一半，而且還可以簡化列掃描線驅動電路113的電路結構。
另外，液晶像素105在每個像素設置根據所保持的數據信號被選擇供給從液晶像素驅動器104輸出的第1電壓116或者第2電壓117的某一方的像素電極106，在存在于該像素電極106與相對電極108之間的液晶層107上加入2個電極的電位差，根據對應于該電位差的液晶分子的取向變化成為黑顯示狀態(tài)(也稱為導通顯示狀態(tài))或者白顯示狀態(tài)(也稱為關斷顯示狀態(tài))。液晶裝置在半導體基板與玻璃等透光性基板之間封入并夾持液晶，在半導體基板上矩陣形地配置像素電極，在其像素電極的下方形成上述液晶像素驅動電路，行掃描線，列掃描線，數據線，行掃描線驅動電路，列掃描線驅動電路等。由于在半導體基板上可以形成MOS構造的遷移率高的互補型晶體管，而且可以容易地形成多層布線構造，因此使用該晶體管和多層布線能夠構成上述各種電路。各像素在像素電極106與相對的透光性基板的內面所形成的相對電極108之間在每個像素加入電壓，在存在于其之間的每個像素的液晶層107上進行電壓供給，在各個像素使液晶分子的取向變化。
這時，如果液晶像素105的像素電極106構成為金屬或電介質多層膜等光反射型的電極，并且采用在液晶像素電極下的半導體基板上隔開電絕緣膜設置液晶像素驅動電路101的結構，則將大幅度地提高孔徑率。即，以往在透明基板上使用TFT構成各液晶像素驅動電路，根據沒有成為透光區(qū)的液晶像素驅動電路在一個像素面積內所占的面積限制液晶像素的高孔徑率，與其相比較，在本發(fā)明中像素電極與液晶像素驅動電路成為疊層構造，在液晶像素驅動電路的上面可以配置幾乎接近一個像素全部面積的反射型像素電極，因此大幅度地提高孔徑率，可以得到明亮的易于讀取的畫面。
圖5的列掃描線驅動電路113能夠用圖9所示那樣的移位寄存器電路構成。圖9中，輸入正邏輯(H電平是激活電平)的掃描信號121-1與時鐘信號121-2這2個信號構成的列掃描線驅動電路用控制信號121，可以用負邏輯(L電平時為激活電平)與時鐘信號121-2同步順序地選擇列掃描線112-m。即，時鐘信號121-2成為用CMOS晶體管構成的反相器113-6翻轉了的信號的同時，用作為移位寄存器電路的控制信號，掃描信號121-1在時鐘信號121-2的上升沿由初級的CMOS晶體管構成的拍頻反相器113-1取入，由CMOS晶體管構成的反相器113-3翻轉，在時鐘信號121-2的下降沿由2個CMOS晶體管構成的拍頻反相器113-2、113-4，把輸出反饋，進行保持信號的動作和掃描信號向下一級的傳送動作，順序地把掃描信號傳送下去。CMOS晶體管構成的NAND門電路113-5取2個相鄰級的輸出的邏輯積，輸出選擇信號。NAND門電路113-5設置成使得選擇信號112-m與112-m+1的輸出相位互不重疊。如果依據這樣的結構，則順序地選擇掃描線。
同樣，行掃描線驅動電路111也能夠用與圖9相同的移位寄存器電路構成，能夠簡化2個掃描線驅動電路的電路結構以及控制。
另外，列掃描線驅動電路113能夠用圖10所示的對應于掃描線數的位數(AX0，/AX0，～AX7，/AX7)的譯碼電路構成。采用輸入由地址信號組成的列掃描線驅動電路用控制信號121的譯碼電路結構，把控制信號121通過CMOS晶體管構成的與非門電路113-7進行澤碼，選擇該列掃描線112-m，輸出選擇信號。如果依據這樣的結構，則能夠根據地址信號在任意的掃描線上輸出選擇信號，能夠隨機激活各像素。
同樣，如果行掃描線驅動電路111也用與圖10同樣的譯碼電路構成，則在希望只改寫畫面的一部分顯示時，能夠僅控制作為目標像素的液晶像素驅動電路改寫數據信號。本發(fā)明中，在各像素設置存儲電路103，只要開關電路102沒有根據行與列的掃描線的選擇信號導通，就保持被寫入到存儲電路103中的數據信號，因此能夠僅訪問希望改寫的像素進行改寫。
另外，在圖6所示的本實施形態(tài)中，開關控制電路109能夠由CMOS晶體管構成的NOR門電路109-1與CMOS晶體管構成的反相器109-2的邏輯電路組成。NOR門電路109-1在2個輸入端都輸入負邏輯的選擇信號時輸出正邏輯的導通信號，由反相器109-2輸出負邏輯的導通信號。另外，開關電路102能夠由CMOS晶體管構成的傳輸門電路102-1構成。傳輸門電路102-1根據開關控制電路109的導通信號而導通，把列掃描線115與存儲電路103相連接，根據關斷信號成為非導通。存儲電路103能夠采用把CMOS晶體管構成的拍頻反相器103-1與CMOS晶體管構成的反相器103反饋連接的結構。數據信號根據開關控制電路109的導通信號從開關電路102取入到存儲電路103，由反相器103-2翻轉，由根據開關控制電路109的關斷信號動作的拍頻反相器103-1把輸出反饋，保持數據信號。液晶像素驅動器104能夠由2個CMOS晶體管構成的傳輸門電路104-1、104-2構成。存儲電路103中保持的數據信號是H電平時，在液晶像素驅動器104中，連接到在標準白顯示時使液晶成為黑顯示的第1電壓信號線118的傳輸門電路104-1成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第1電壓116，根據與供給到相對電極108的基準電平122的電位差液晶像素105成為黑顯示狀態(tài)。同樣，被保持的數據信號是L電平時，連接到第2電壓信號線119的傳輸門電路104-2成為導通狀態(tài)，在像素電極106上供給第2電壓117，液晶像素105成為白顯示狀態(tài)。
本實施例形態(tài)中，把同時輸入數據信號取為2位，然而并不限定于此。例如，進行彩色顯示時由于同時輸入RGB 3色部分的數據信號，因此也可以把同時輸入數據信號取為3位。
第4實施形態(tài)圖7是示出作為本發(fā)明第4實施形態(tài)的電光轉換裝置的液晶裝置中的像素及其驅動電路等主要部分的框圖。圖8是詳細的電路圖。
本實施形態(tài)如圖7所示，成為在第3實施形態(tài)中示出的圖5的框圖中，加入了配置在列數據線115從輸入數據線114分開的點上的鎖存電路201的結構。本發(fā)明中沒有特別說明的結構是與第3實施形態(tài)相同的結構。
鎖存電路201在列掃描線112-m選擇時把數據信號從輸入數據線114取入到對應的列數據線115-d。非選擇時保持列數據線115-d的數據信號。
依據以上的結構，能夠把輸入數據線114上的寄生電容僅取為與被選擇的鎖存電路201相連接的列數據線115的電容，能夠大幅度地降低功耗。
另外，本實施形態(tài)如圖8所示，成為在第3實施形態(tài)中示出的圖6的電路圖中加入了鎖存電路201的結構。鎖存電路能夠用CMOS晶體管構成的拍頻反相器201-1、201-2與CMOS晶體管構成的反相器201-3的邏輯電路組成。列掃描線112-m的選擇信號成為用CMOS晶體管構成的反相器202翻轉了的信號的同時，用作為鎖存電路201的控制信號。從輸入數據線114輸入的數據信號在列掃描線112-m的選擇信號的下降沿由初級的拍頻反相器201-1取入，由反相器201-3翻轉，在列掃描線112-m的選擇信號的上升沿由拍頻反相器201把輸出反饋，進行保持數據信號的動作。
本實施形態(tài)中把同時輸入數據信號取為2位，然而并不限定于此。例如，在進行彩色顯示時由于同時輸入RGB 3色部分的數據信號，也可以把同時輸入數據信號取為3位。
第5實施形態(tài)圖11示出把以上第1～第4實施形態(tài)的本發(fā)明的電光轉換裝置使用在便攜電話中的例子。作為便攜電話302的顯示部分301使用了本發(fā)明的液晶裝置。
依據以上的結構，在進行電池驅動時與使用了現有的單純矩陣型液晶裝置的電子設備相比較能夠實現大幅度地延長壽命，而且與現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置相比較能夠采用簡單的控制方法以及控制電路結構。
在本實施形態(tài)中以便攜電話為例，然而并不限定于此。例如，本發(fā)明的電光轉換裝置也能夠適用在鐘表，尋呼機，投影儀等各種電子設備中。在投影儀的情況下，把本發(fā)明的電光轉換裝置用作為光調制裝置。
另外，本發(fā)明的電光轉換裝置并不限定于上述的各實施形態(tài)，在不違背從說明書的總體讀出的本發(fā)明的宗旨或者思想的范圍內能夠進行適宜的變形，伴隨著其變形的電光轉換裝置也包括在本發(fā)明的技術范圍內。
例如，在各實施形態(tài)中，作為電光轉換裝置使用液晶裝置進行了說明，然而也能夠適用在代替液晶像素，把像素置換為其它電光轉換部件的電光轉換裝置中。作為液晶裝置以外的電光轉換裝置，本發(fā)明也可以是在各個像素配置了反射鏡，使反射鏡的角度根據圖像信號可變的數字微反射鏡設備(DMD)，或者在各像素具備了等離子顯示屏(PDP)、場致發(fā)光顯示器、電致發(fā)光(EL)等發(fā)光元件的自發(fā)光型顯示裝置。其中，在這樣的電光轉換裝置中，有時僅用形成了像素電路的單一基板構成，或者有時不用半導體基板而使用玻璃基板，即使是這樣的構造也能夠適用本發(fā)明。
權利要求
1.一種電光轉換裝置，其特征在于，具有在基板上相互交叉的多條行掃描線以及多條列掃描線；沿著上述列掃描線設置的多條數據線；供給電壓信號的電壓信號線；與上述行掃描線和列掃描線的交叉相對應設置的多個像素驅動電路，上述各像素驅動電路具備在選擇上述行掃描線和上述列掃描線時成為導通狀態(tài)，在不選擇上述行掃描線和上述列掃描線的至少一方時成為非導通狀態(tài)的開關電路；在上述開關電路為導通狀態(tài)時取入上述數據線的數據信號，在上述開關電路為非導通狀態(tài)時保持數據信號的存儲電路；由上述存儲電路保存的數據信號為第1電平時從上述電壓信號線在像素上輸出第1上述電壓信號，為第2電平時從上述電壓信號線在像素上輸出第2上述電壓信號的像素驅動器。
2.如權利要求1所述的電光轉換裝置，其特征在于在上述每條數據線上具有在選擇上述列掃描線時在對應的數據線取入數據信號，在非選擇時保持上述數據線的數據信號的鎖存電路。
3.如權利要求1～2的任一項中所述的電光轉換裝置，其特征在于在上述像素上配置的像素電極是光反射型的電極，在上述像素電極下方通過電絕緣膜設置上述像素驅動電路。
4.如權利要求1～3的任一項中所述的電光轉換裝置，其特征在于具有在選擇上述行掃描線和上述列掃描線時，把導通控制信號輸出到上述開關電路，在上述行掃描線和上述列掃描線的至少一方非導通時把非導通控制信號輸出到上述開關電路的多個開關控制電路，上述開關控制電路控制多個上述像素驅動電路中的上述開關電路。
5.如權利要求1～4的任一項中所述的電光轉換裝置，其特征在于具有用于在上述行掃描線上供給行掃描信號的行掃描線驅動電路和用于在上述列掃描線上供給列掃描信號的列掃描線驅動電路，上述行掃描線驅動電路和上述列掃描線驅動電路的至少一方由移位寄存器電路構成。
6.如權利要求1～4的任一項中所述的電光轉換裝置，其特征在于具有用于在上述行掃描線上供給行掃描信號的行掃描線驅動電路和用于在上述列掃描線上供給列掃描信號的列掃描線驅動電路，上述行掃描線驅動電路和上述列掃描線驅動電路的至少一方由用對應于掃描線數的位數的地址信號選擇該掃描線的譯碼電路構成。
7.如權利要求1～6的任一項中所述的電光轉換裝置，其特征在于上述電光轉換裝置的電路元件構造是CMOS構造。
8.一種電子設備，其特征在于具有權利要求1～7的任一項中所述的電光轉換裝置。
全文摘要
本發(fā)明根據行掃描線以及列掃描線的選擇、非選擇狀態(tài),控制向像素驅動電路內的存儲電路的數據信號的寫入、保持。根據存儲電路保持的數據信號,像素驅動器向像素導通第1電壓信號線或者第2電壓信號線。在相對基板的相對電極上加入基準電壓,根據與第1電壓信號或者第2電壓信號的電位差進行顯示。由此,提供比現有的靜態(tài)驅動型液晶裝置進一步減小功耗,而且簡單的控制方法以及控制電路結構的電光轉換裝置。
文檔編號G09G3/36GK1274454SQ9980129
公開日2000年11月22日 申請日期1999年8月2日 優(yōu)先權日1998年8月4日
發(fā)明者石井良 申請人:精工愛普生株式會社