專利名稱：電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路、電光學(xué)裝置以及電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路、電光學(xué)裝置以及把電光學(xué)裝置用作顯示裝置的電子設(shè)備。
作為電光學(xué)裝置一例，眾所周知有源矩陣液晶屏。有源矩陣液晶屏是通過在裝置襯底和對置襯底之間封入作為電光學(xué)材料的液晶構(gòu)成。圖10示出作為這種有源矩陣型液晶屏一例的液晶屏1的結(jié)構(gòu)的方框圖。在這圖10上除了該液晶屏1之外還示出作為其周邊電路的定時信號發(fā)生電路2和γ補(bǔ)償電路3。這些周邊電路通過1個或多個半導(dǎo)體集成電路構(gòu)成。
在說明液晶屏1的構(gòu)成之前，先說明這些周邊電路。定時信號發(fā)生電路2是產(chǎn)生用于控制液晶屏1內(nèi)的各部動作的各種定時信號的電路。通過該定時信號發(fā)生電路2產(chǎn)生的定時信號中，主要的定時信號有掃描線選擇脈沖G，數(shù)據(jù)線選擇脈沖DS，選擇信號SELA和SELB。這里，掃描線選擇脈沖G在每一幀時間(或每一垂直掃描周期)從各定時信號發(fā)生電路2輸出。此外，選擇信號SELA和SELB是與水平掃描周期同步、排它地改變電平的信號，即如果在例如每一奇數(shù)水平掃描周期選擇信號SELA的信號電平是高電平，則在每一偶數(shù)水平掃描周期選擇信號SELB的信號電平是高電平。
γ補(bǔ)償電路3是對提供給液晶屏1的模擬圖像信號進(jìn)行γ補(bǔ)償?shù)碾娐?。即在液晶?上的每一像素(后述)具有其顯示色調(diào)按其所加電壓進(jìn)行非線性變化的特性，因此通過該γ補(bǔ)償電路3預(yù)先對模擬圖像信號進(jìn)行以表示每一像素的非線性特性的函數(shù)的反函數(shù)表示的非線性變換(γ補(bǔ)償)，隨后把最終的信號提供給液晶屏1，以便使每一像素的顯示色調(diào)電平根據(jù)模擬圖像信號變化。
其次，對液晶屏1進(jìn)行說明。該液晶屏1如上所述是通過在裝置襯底和對置襯底之間的間隙填充和密封起著電光學(xué)材料的液晶構(gòu)成的。這里在液晶屏1的裝置襯底上，如圖10所示，形成M條平行的掃描線11-i(i=1～M)和N條與其正交的數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)。而且在這些掃描線11-i(i=1～M)和數(shù)據(jù)線12-j(j=1-N)的交點(diǎn)上分別形成M×N對像素Qij(i=1～M,j=1～N)和開關(guān)晶體管Tij(i=1～M,j=1～N)。
每一像素Qij(i=1～M,j=1～N)由在裝置襯底上設(shè)置的一個像素電極在對置電極上2設(shè)置的一個對置電極，和夾持在像素電極和對置電極之間的液晶構(gòu)成。開關(guān)晶體管Tij(i=1～M,j=1～M)是在裝置襯底上形成的TFT(薄膜晶體管)。
每條數(shù)據(jù)線12-j是傳輸一模擬信號的配線，根據(jù)該模擬信號決定像素的灰度線電平，并連接到與列數(shù)相同的M個開關(guān)晶體管的源極。此外每條掃描線11-i是用于傳輸選擇電壓脈沖的配線，根據(jù)該選擇電壓脈沖指令而寫入模擬圖像信號，并分別連接到與行數(shù)相同的N個開關(guān)晶體管Tij(j=1～N)的柵極上。各開關(guān)晶體管Tij(i=1～M,j=1～N)的漏極各自連接到像素Qij(i=1～M,j=1～N)的像素電極上。各開關(guān)晶體管Tij(i=1～M,j=1～N)經(jīng)各自對應(yīng)的掃描線11-i通過把選擇電壓加在柵極上導(dǎo)通，把與各個源極連接的數(shù)據(jù)線12-j上的模擬圖像信號加到像素Qij的像素電極上。
除了上述的各元件之外，在液晶屏1的裝置襯底上形成掃描線驅(qū)動電路13，數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14和N個抽樣電路15-j(j=1～N)。
掃描線驅(qū)動電路13是在定時信號發(fā)生電路2的控制下、在一幀(1次垂直掃描)期間內(nèi)的各水平掃描期間把選擇電壓順次供給掃描線11-i(i=1～M)的電路。該掃描線驅(qū)動電路13可以通過順次移位例如掃描線選擇脈沖G的移位寄存器構(gòu)成。在應(yīng)用該移位寄存器的情況下，該電路13必須如此構(gòu)成，以便從該晶體管的各級得到的脈沖提供給相應(yīng)的掃描線11-i(i=1～M)。
數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14是在選擇電壓輸出到各掃描線期間順次輸出N個抽樣脈沖SPj(j=1～N)的電路。該數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14可以通過順次移位例如數(shù)據(jù)線選擇脈沖DS的移位寄存器構(gòu)成。在應(yīng)用該移位寄存器的情況下，該數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14必須如此構(gòu)成，以便抽樣脈沖SPj(j=1～N)從該移位寄存器的各級取出。
抽樣電路15-j(j=1～N)對應(yīng)數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)分別設(shè)置。在各抽樣電路15-j(j=1～N)上提供選擇信號SELA和SELB。此外在各抽樣電路15-j(j=1～N)上在每一水平掃描周期內(nèi)提供抽樣脈沖SPj(j=1～N)中對應(yīng)的一個脈沖。
各抽樣電路15-j通過與圖所示彼此連接模擬開關(guān)SA-j,SB-j,SC-j,SD-j和SS-j，電壓輸出緩沖器BUFA-j和BUFB-j和電容器CA-j和CB-j構(gòu)成。
各模擬開關(guān)SA-j等是由裝置襯底上的TFT構(gòu)成的模擬開關(guān)。這里模擬開關(guān)SS-j通過加高電平抽樣脈沖SP-j導(dǎo)通。此外模擬開關(guān)SB-j只在選擇信號SELA處于高電平時導(dǎo)通。模擬開關(guān)SC-j只在選擇信號SELB處于低電平時導(dǎo)通。模擬開關(guān)SD-j只在選擇信號SELB處于低電平時導(dǎo)通。
圖11是示出上述液晶屏動作的時序圖。以下參照該時序圖說明傳統(tǒng)的有源矩陣液晶顯示裝置的動作。
如圖11所示，在各幀期間，選擇電壓脈沖G1,G2,…在水平掃描周期順序輸出。此外，選擇信號SELA及SELB與水平掃描周期同步、排他地轉(zhuǎn)換。
在圖11所示例中，在選擇電壓脈沖G1輸出的第1水平掃描周期，選擇信號SELA處于高電平，而選擇信號SELB處于低電平。因此，在抽樣電路15-j(j=1～N)中，模擬開關(guān)SA-j和SD-j導(dǎo)通，而模擬開關(guān)SB-j和SC-j不導(dǎo)通。
在此狀態(tài)，如果抽樣脈沖SPj(j=1～N)從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路12順序輸出，則各抽樣電路15-j(j=1～N)的模擬開關(guān)SS-j(j=1～N)順序?qū)?。而且與從γ補(bǔ)償電路3順序輸出的各像素對應(yīng)的模擬圖像信號經(jīng)模擬開關(guān)SS-j(j=1～N)和SA-j(j=1～N)順序加到電容器CA-j(j=1～N)上，由電容器保持。
在此期間，在緊臨以前的水平掃描周期，寫入各抽樣電路15-j(j=1～N)的電容器CB-j(j=1～N)的電壓信號經(jīng)模擬開關(guān)SD-j(j=1～N)輸出到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)。各數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)上的各輸出電壓在選擇電壓脈沖G1處于高電平期間經(jīng)開關(guān)晶體管T/j(j=1～N)加到第一行像素Q/j(j=1～N)的各像素電極上。在圖11用斜線表示從電容器CB-j(j=1～N)輸出到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)的電壓中加到像素Qij(j=1～N)的各像素電極上的部分。
其次在輸出選擇電壓G2的第2水平的掃描期間，選擇信號SELA處于低電平，而選擇信號SELB處于高電平。因此，在抽樣電路15-j(j=1～N)內(nèi)模擬開關(guān)SB-j和SC-j導(dǎo)通，而模擬開關(guān)SA-j和SD-j不導(dǎo)通。
如果在這種狀態(tài)，抽樣脈沖SPj(j=1～N)從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14順序輸出，則各抽樣電路15-j(j=1～N)的模擬開關(guān)SS-j(j=1～N)順序?qū)?。而且與從γ補(bǔ)償電路3順序輸出的各像素對應(yīng)的模擬圖像信號經(jīng)模擬開關(guān)SS-j(j=1～N)及SB-j(j=1～N)順序加在電容器CB-j(j=1～N)上，由各電容器保持。
其間，在緊臨以前的水平掃描周期內(nèi)寫入抽樣電路15-j(j=1～N)的電容器CA-j(j=1～N)的各電壓經(jīng)模擬開關(guān)SC-j(j=1～N)輸出到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)。該數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)上的各輸出電壓在選擇電壓脈沖G2處于高電平期間經(jīng)開關(guān)晶體管加到第2行像素Q2j(j=1～N)的各像素電極上。在圖11上，用斜線表示從電容器CA-j(j=1～N)輸出到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)的電壓中用斜線表示加到像素Q1j(j=1～N)的各像素電極上的部分。
在以后的各水平掃描期間，重復(fù)同樣的動作，因此，分別與1屏面所有像素對應(yīng)的模擬圖像信號加到液晶屏1的像素Qij(i=1～M,j=1～N)的像素電極上。
在各像素Qij(i=1～M,j=1～N)上，根據(jù)所加電壓使夾持在像素電極和對置電極之間的液晶分子的取向變化，像素的透射率變化。因此各像素以根據(jù)模擬圖像信號電平的色調(diào)電平進(jìn)行顯示。
可是在上述傳統(tǒng)的液晶屏上，從外部輸入的模擬圖像信號作為模擬信號原樣保持在液晶屏內(nèi)，并提供給各像素，因此在其保持和供給過程，容易受抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)的開關(guān)過程產(chǎn)生的噪聲影響，因此模擬圖像信號保持原樣大小加到各像素上是困難的，這成為提高顯示圖像品質(zhì)的一個障礙。
尤其在大型液晶屏的情況下，有極大的寄生電容介于各數(shù)據(jù)線，該電容值也有達(dá)到nF量級的，在這種大型液晶屏，為了驅(qū)動數(shù)據(jù)線必須大的驅(qū)動力。在圖10所示的液晶屏1上為了驅(qū)動具有高寄生電容的各數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)，應(yīng)用了緩沖器BUFA～j(j=1～N)和BUFB-j(j=1～N)。這里為了進(jìn)行高品質(zhì)的圖像顯示，與加到液晶屏1上的模擬圖像信號準(zhǔn)確對應(yīng)的電壓應(yīng)該加到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)上并用于像素的驅(qū)動。
然而，在用TFT的液晶屏的情況下，這些緩沖器由用TFT的運(yùn)算放大器構(gòu)成。這里在制造TFT時，該閾值或所謂K參量(即用晶體管的溝道寬/溝道長除其互導(dǎo)得到的參量)的制造誤差大。因此，在緩沖器BUFA-j(j=1～N)和BUFB-j(j=1～N)內(nèi)產(chǎn)生因TFT的閾值和K參量的制造誤差引起的偏差。因此，與原來的模擬圖像信號對應(yīng)的電壓偏離的電壓加到各數(shù)據(jù)線上，這導(dǎo)至圖像顯示的品質(zhì)變壞。
為了消除這種缺隙，有必要采取對策，在液晶屏上設(shè)置可以消除運(yùn)行放大器失調(diào)的電路或?qū)γ總€液晶屏進(jìn)行微調(diào)，以借此消除運(yùn)算放大器的失調(diào)。然而采取這種措施時，又引起其它問題，如價格上揚(yáng)等。
此外，在傳統(tǒng)的液晶屏1內(nèi)，在某一水平掃描周期內(nèi)，根據(jù)抽樣脈沖SPj(j=1～N)把模擬圖像信號順序?qū)懭腚娙萜鱃A-j(j=1～N)之后，這些各模擬圖像信號在下一水平掃描周期加到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)上。其間，在電容器CA-j(j=1～N)或CB-j(j=1～N)上保持的模擬圖像信號因漏電而衰減，如果其衰減量大，則引起顯示圖像的對比度下降。而且，如圖11所示，例如在與第一列的像素對應(yīng)的電容器CA-1的情況下，因?yàn)樵谒綊呙柚芷陂_始寫入模擬圖像信號直到下一水平掃描周期開始為止，其間模擬圖像信號顯著衰減，與此相反，例如在與第N列的像素對應(yīng)的電容器CA-N的情況下，因?yàn)樵谒綊呙柚芷诮K止寫入模擬圖像信號，直到下一水平掃描周期開始為止，其間圖像信號衰減較小。這樣，如果根據(jù)構(gòu)成1行的各像素的順序模擬圖像信號以不同衰減量衰減，則顯示圖像的對比度按照屏面的左右方向變化。
為了消除這種缺隙，在一個水平掃描周期的所謂長時間內(nèi)電容器CA-j(j=1～N)或CB-j(j=1～N)內(nèi)保持的各模擬圖像信號的大小必須大體上保持一定，為此有必要增大這些各電容器的電容量。然而增大電容器的電容量會導(dǎo)至寫入電容器的模擬圖像信號的運(yùn)行速度降低。因此，傳統(tǒng)的液晶顯示屏還有另一缺點(diǎn)是很難以高速驅(qū)動液晶屏。
鑒于上述事實(shí)，本發(fā)明的目是的提供一種電光學(xué)裝置，它可以不受開關(guān)噪聲和漏電影響，以與模擬圖像信號對應(yīng)的高精度電壓提供給像素，并且可以進(jìn)行模擬圖像信號的高速抽樣；并提供應(yīng)用電光學(xué)裝置作顯示裝置的電子設(shè)備。
本發(fā)明提供電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，該電路的特征是在根據(jù)模擬圖像信號通過驅(qū)動在襯底上形成矩陣的多個像素進(jìn)行圖像顯示的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，在前述襯底上包含把前述模擬圖像信號變換為數(shù)字信號的A/D變換裝置，儲存前述數(shù)字信號的存儲裝置，把儲存在前述存儲裝置內(nèi)的數(shù)字信號變換為模擬信號，并把它提供給前述像素的D/A變換裝置。
如果采用這樣的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，則輸入的模擬信號變換為數(shù)字信號，直到提供給像素前，該模擬圖像信號以數(shù)字信號形式儲存在存儲裝置內(nèi)。因此輸入的模擬圖像信號可以沒畸變地提供給像素。
該電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路還在前述襯底上包含多個抽樣電路，用于在一個水平掃描周期內(nèi)對輸入的前述模擬圖像信號順序抽樣和保持，前述A/D變換裝置包含用于把保持在前述多個抽樣電路內(nèi)的各模擬圖像信號變換為各數(shù)字信號的多個A/D變換器，前述存儲裝置儲存從前述多個A/D變換器得到的多個數(shù)字信號，前述D/A變換裝置也包含把儲存在前述在存儲裝置內(nèi)的多個數(shù)字信號變換成各模擬信號并提供給多個像素的多個D/A變換器。
在這種情況下，前述多個A/D變換器和存儲裝置，也可以把保存在多個抽樣電路內(nèi)的模擬圖像信號分別保持后在比一個水平掃描周期更短的時間內(nèi)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
此外，代替由多個A/D變換器構(gòu)成A/D變換裝置，該驅(qū)動電路可以如此適配，以便在一定周期內(nèi)存儲裝置儲存從A/D變換裝置獲得的多個數(shù)字信號以及D/A變換裝置包含多個變換器，用于把儲存在存儲裝置內(nèi)的多個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并提供給多個像素。
在這種情況下，也可以設(shè)置把從前述A/D變換裝置得到的數(shù)字信號提供給前述存儲裝置的路徑和把來自外部的數(shù)字信號提供給前述存儲裝置的路徑。
如果采用這種電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，則因?yàn)榭梢约冗m用于處理模擬圖像信號的用途和也適用于處理數(shù)字信號的用途，所以在制造需要電光學(xué)裝置的多種電子設(shè)備時，則用作電子設(shè)備部件的電光學(xué)裝置可以在其中共用，因此可以降低其造價。
此外，在上述的各電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路內(nèi)，D/A變換裝置可以由產(chǎn)生模擬信號的D/A變換器構(gòu)成，該模擬信號通過對與儲存在前述存儲裝置內(nèi)的數(shù)字信號對應(yīng)的模擬信號進(jìn)行如γ補(bǔ)償?shù)鹊姆蔷€性變換從數(shù)字信號產(chǎn)生。
采用這種結(jié)構(gòu)，則不必為了γ補(bǔ)償?shù)攘硗庠O(shè)置單獨(dú)的模擬驅(qū)動電路，可以簡化其結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明尤其適用于由在襯底上形成薄膜晶體管結(jié)構(gòu)的TFT有源矩陣型液晶屏。
具有本發(fā)明電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路的電光學(xué)裝置除單獨(dú)制造和銷售外這種電光學(xué)裝置也用于作為各種電子設(shè)備如投射儀和計算機(jī)的顯示裝置。
附圖的簡單說明圖1是示出本發(fā)明第1實(shí)施例的液晶屏構(gòu)成的方框圖。
圖2是示出第1實(shí)施例的定時控制電路構(gòu)成的方框圖。
圖3是示出定時控制電路動作的時序圖。
圖4是示出第1實(shí)施例動作的時序圖。
圖5是示出定時控制電路的其它構(gòu)成例的方框圖。
圖6是示出本發(fā)明第2實(shí)施例液晶屏構(gòu)成的方框圖。
圖7是示出第2實(shí)施例動作的時序圖。
圖8是示出作為本發(fā)明第3實(shí)施例的電子設(shè)備例子的投射儀構(gòu)成圖。
圖9是示出作為第3實(shí)施例的電子設(shè)備其它例的移動計算機(jī)圖。
圖10是示出傳統(tǒng)的有源矩陣液晶屏的構(gòu)成的方框圖。
圖11是示出傳統(tǒng)的液晶屏動作的時序圖。
發(fā)明的實(shí)施例以下參照


本發(fā)明的實(shí)施例。
A．第1實(shí)施例圖1是示出作為本發(fā)明電光學(xué)裝置的第1實(shí)施例的有源矩陣型液晶屏結(jié)構(gòu)的方框圖。在該圖上，與上述圖10對應(yīng)部分采用同一符號并省略其說明。
在該液晶屏1A，對應(yīng)數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)設(shè)置了抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)，電容器C-j(j=1～N),A/D變換器16-j(j=1～N)，第1鎖存器17-j(j=1～N)，第2鎖存器18-j(j=1～N)和D/A變換器19-j(j=1～N)。
構(gòu)成這些電路的元件與像素的像素電極和開關(guān)晶體管等一起在裝置襯底上形成。
A/D變換器16-j(j=1～N)例如是逐次比較型的A/D變換器。這些A/D變換器16-j(j=1～N)的各模擬輸入端各經(jīng)抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)連接到模擬圖像信號的輸入信號線。此外，A/D變換器16-j(j=1～N)的各模擬信號輸入端接到電容器C-j(j=1～N)的電極之一上，而這些電容器的另一電極接地。
A/D變換器16-j(j=1～N)把保持在電容器C-j(j=1～N)上的模擬信號變換為數(shù)字信號并輸出。這里在對應(yīng)的抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)處于導(dǎo)通狀態(tài)而模擬圖像信號寫入相應(yīng)的電容器C-j(j=1～N)后，通過A/D變換器16-j(j=1～N)的各A/D變換在比一次水平掃描周期還短的時間內(nèi)開始。
在通過對應(yīng)的AD變換器16-j(j=1～N)進(jìn)行A/D變換終止后，各鎖存器17-j(j=1～N)立即分別保持從相應(yīng)的A/D變換器16-j(j=1～N)輸出的數(shù)字信號。
雖然用于控制A/D變換器16-j(j=1～N)及第1鎖存器17-j(j=1～N)的動作定時的定時控制電路有各種設(shè)計，但是這樣一種電路可以例如如圖2所示那樣構(gòu)成。
在該圖2例示的定時控制電路包含時鐘脈沖發(fā)生電路20和N個A/D變換定時控制電路21-j(j=1～N)。這里時鐘脈沖發(fā)生電路20，如圖3例示，輸出一定頻率的時鐘脈沖CLK。此外在從抽樣脈沖SPj輸出開始的預(yù)定個數(shù)的時鐘脈沖CLK輸出后，每一A/D變換定時控制電路21-j輸出定時控制信號的一個序列，該序列是為了相應(yīng)的A/D變換器16-j之一進(jìn)行A/D變換并與時鐘脈沖CLK同步輸出一個數(shù)字信號必須的。其后輸出鎖存器脈沖，這是為了把從A/D變換器16-j輸出的數(shù)字信號寫入鎖存器17-j必須的。
因此在本實(shí)施例，通過抽樣脈沖SPj抽樣并保持在電容器C-j內(nèi)的模擬圖像信號，其后在比一個水平掃描周期短的時間內(nèi)變換為數(shù)字信號，并保持在鎖存器17-j內(nèi)。因此每一電容器C-j(j=1～N)可以降低到比傳統(tǒng)的液晶屏1的電容器CA-j(j=1～N)或CB-j(j=1～N)的電容值還小。
第2鎖存器18-j(j=1～N)是保持第1鎖存器17-j(j=1～N)的輸出數(shù)據(jù)的裝置。采用圖1所示的結(jié)構(gòu)，鎖存脈沖Lat是在每一水平掃描周期內(nèi)從定時信號發(fā)生電路2提供給鎖存器18-j(j=1～N)。因此，保持在第1鎖存器17-j(j=1～N)內(nèi)的N個像素的數(shù)字信號傳送到第2鎖存器18-j(j=1～N)。
D/A變換器19-j(j=1～N)對保持在第2鎖存器18-j(j=1～N)內(nèi)的各數(shù)字信號進(jìn)行D/A變換。這里D/A變換器19-j(j=1～N)不單把數(shù)字信號變換為相應(yīng)的模擬信號，并把在D/A變換時進(jìn)行γ補(bǔ)償了的模擬信號分別輸出到數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)。
例如開關(guān)電容器型的D/A變換器可以用作D/A變換器19-j(j=1～N)。
一般這種開關(guān)電容器型的D/A變換器具有與作為變換對象的數(shù)字信號的各比特對應(yīng)的多個電容器和用于對各電容器進(jìn)行充放電的開關(guān)電路。這里各電容器具有與用數(shù)字信號表示的各比特的加權(quán)對應(yīng)的電容值。而且，通過開關(guān)電路的開關(guān)動作從基準(zhǔn)電源來的基準(zhǔn)電壓只提供給與作為變換對象的各比特中其值為1的比特對應(yīng)的電容器，其后，保持在各電容器內(nèi)的電荷相加算，并輸出與該相加后的電荷相當(dāng)?shù)哪M電壓。因?yàn)檫@種開關(guān)電容器型D/A變換器可以只用電容器和開關(guān)TFT而不用運(yùn)算放大器構(gòu)成，因此可以進(jìn)行D/A變換而不會引起偏移。
本實(shí)施例的D/A變換器19-j(j=1～N)是對該開關(guān)電容器型的D/A變換器附加γ補(bǔ)償?shù)淖儞Q器。為簡化說明，通過舉例描述3比特數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D0到D2的D/A變換情況，說明本實(shí)施例的D/A變換器的概要如下。
首先，該D/A變換器具有與3比特數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)D0～D2對應(yīng)的3個電容器。這些3個電容器各自具有與比特D0～D2各自的加權(quán)對應(yīng)的電容值Cdac、2Cdac以及4Cdac。此外，在3個電容器和該D/A變換器輸出端之間插入開關(guān)。這里在D/A變換器的輸出端子上介入電容量為Csln的寄生電容。此外D/A變換器具有直流電源用于把預(yù)定電壓Vdac加到三只電容器上，同時用于把預(yù)定電壓Vsln加到D/A變換器的輸出端上。
采用這種結(jié)構(gòu)，上述開關(guān)處于打開的狀態(tài)，與3只電容器中處于“1”的比特對應(yīng)的電容器上加從直流電源來的電壓Vdac，在D/A變換器的輸出端上加電壓Vsln。其后，上述開關(guān)導(dǎo)通。其結(jié)果在3只電容器和輸子端側(cè)的寄生電容器之間進(jìn)行電荷移動，由下式表示的電壓V從D/A變換器的輸出端輸出。
V=(N·Cdac·Vdac+Csln·Vsln)/(N·Cdac+Csln)其中，N是與低位3比特對應(yīng)的數(shù)值。通過合適選擇上述各電容值和電壓值，根據(jù)與3比特的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)值N使D/A變換器的輸出電壓V呈S形曲線增加。通過對與N對應(yīng)的模擬電壓進(jìn)行γ補(bǔ)償可以得到模擬電壓。
在數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的比特數(shù)大時，上述電壓Vdac和Vsln可以根據(jù)高位比特值改變，以便因此得到廣范圍的模擬電壓。
以上是本實(shí)施例的構(gòu)成。
圖4是示出上述液晶屏1A動作的時序圖。參照該時序圖說明本實(shí)施例的動作如下。
如圖4所示，在各水平掃描周期，從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14順序輸出抽樣脈沖SPj(j=1～N)，抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)順序處于導(dǎo)通狀態(tài)。而且，從外部輸入液晶屏1A的模擬圖像信號SigA經(jīng)處于導(dǎo)通狀態(tài)的抽樣開關(guān)SS-j加到電容器C-j上，通過該抽樣開關(guān)SS-j返回非導(dǎo)通狀態(tài)，被電容器C-j保存。這樣的抽樣動作通過各抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)順序進(jìn)行的結(jié)果，模擬圖像信號的N個抽樣SigAj(j=1～N)順序被電容器C-j(j=1～N)保存。
從模擬抽樣保持在相應(yīng)的電容器開始，在比一個水平掃描周期短的一預(yù)定時間內(nèi)，各A/D變換器16-j(j=1～N)開始進(jìn)行模擬圖像信號的抽樣SigAj，(以后簡單稱為“模擬抽樣”)的A/D變換。隨后與N個模擬抽樣SigAj(j=1～N)對應(yīng)的數(shù)字信號Dj(j=1～N)，從各A/D變換器16-j(j=1～N)順序輸出。在各A/D變換器輸出后數(shù)字信號Dj(j=1～N)立即被第1鎖存器17-j(j=1～N)保持。
而且，通過從定時信號發(fā)生電路2輸出鎖存器脈沖Lat，保持在第1鎖存器17-j(j=1～N)上的數(shù)字信號Dj(j=1～N)一起寫入第2鎖存器18-j(j=1～N)。其后，立即通過D/A變換器18-j(j=1～N)對保存在第2鎖存器18-j(j=1～N)內(nèi)的數(shù)字信號Dj(j=1～N)開始D/A變換。一旦該D/A變換終止，經(jīng)γ補(bǔ)償?shù)哪M信號從D/A變換器18-j(j=1～N)輸出，分別提供給數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)。
在該數(shù)據(jù)線12-j(j=1～N)上的各模擬信號在輸出高電平選擇電壓Gi期間經(jīng)開關(guān)晶體Tij(j=1～N)加到像素Qij(j=1～N)的各像素電極上。
在以后的各水平掃描期間重復(fù)同樣動作。因此，對應(yīng)一屏面所有像素的模擬信號加到液晶屏1的像素Qij(j=1～N)的像素電極上進(jìn)行圖像顯示。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，通過抽樣脈沖SPj保持在電容器C-j上的模擬抽樣SigAj在其保持后只在短時間內(nèi)變換成數(shù)字信號，直到該數(shù)字信號Dj通過D/A變換器18-j開始D/A變換為止，都保持在鎖存器17-j內(nèi)。因此，即使通過被電容器C-j保存的模擬抽樣SigAj因漏電而衰減，加在各一像素上的電壓也幾乎不受漏電影響。因此，根據(jù)本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)高圖像品質(zhì)的圖像顯示。此外，根據(jù)本實(shí)施例，每一電容器C-j(j=1～N)的電容量可以降低到比傳統(tǒng)的液晶屏上電容器CA-j(j=1～N)或CB-j(j=1～N)的電容還小的值，使模擬圖像信號的高速抽樣成為可能，同時可以降低消耗電力。
雖然在上述實(shí)施例根據(jù)各抽樣脈沖SPj的輸出產(chǎn)生用于控制各A/D變換器16-j和鎖存器17-j的動作定時的控制信號，但是N個A/D變換器16-j(j=1～N)及N個鎖存器17-j(j=1～N)可以分組，并且對每組A/D變換器和鎖存器同時進(jìn)行A/D變換的控制和寫入動作的控制。圖5示出這種情況下定時控制電路一例的結(jié)構(gòu)。在這種情況，A/D變換器16-j(j=1～N)和鎖存器17-j(j=1～N)分成組，每組包含K個A/D變換器和K個鎖存器。此外，例如在第1組的情況，當(dāng)一抽樣脈沖SPK+l輸出時，A/D變換定時控制電路21-(2k+1)開始控制每一A/D變換器16-j(j=k+1～2k)和鎖存器17-j(j=k+1～2k)的工作定時。此外，在下一組的情況下，當(dāng)抽樣脈沖SP2K+1輸出時，A/D變換定時控制電路21-(2k+1)開始控制A/D變換器16-j(j=k+1～2k)及鎖存器17-j(j=k+1～2k)的動作定時控制。對以后各組進(jìn)行類似運(yùn)作。
B第2實(shí)施例。
圖6是示出本發(fā)明第2實(shí)施例的液晶屏構(gòu)成的方框圖。在該圖上，與上述圖1對應(yīng)部分用同一符號，并省略其說明。該液晶屏1B沒有與上述第1實(shí)施例中的抽樣開關(guān)SS-j(j=1～N)、電容器C-j(j=1～N)及A/D變換器16-j(j=1～N)相當(dāng)?shù)摹４栽撘壕?B有A/D變換器22。在該A/D變換器22上從液晶屏1B的外部輸入模擬圖像信號。在一次水平掃描周期，A/D變換器22重復(fù)該模擬圖像信號的A/D變換N次，在一次水平掃描周期，通過數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14輸出抽樣脈沖SPj(j=1～N)。在抽樣脈沖SPj輸出前，A/D變換器22進(jìn)行A/D變換。當(dāng)抽樣脈沖SPj輸出時，通過A/D變換獲得的數(shù)字信號加到鎖存器17-j(j=1～N)上。
從數(shù)據(jù)線驅(qū)動電路14來的抽樣脈沖SPj(j=1～N)作為鎖存器脈沖提供鎖存器17-j(j=1～N)。當(dāng)各自相應(yīng)的抽樣脈沖SPj提供給各鎖存器17-j時，在該時間點(diǎn)保持從A/D變換器22輸出的數(shù)字信號。
在本實(shí)施例，除了通過這種模擬形式的圖像信號的輸入路徑之外，還設(shè)置了通過數(shù)字形式的圖像信號的輸入路徑，選擇這些輸入路徑之一是可能的。在選擇數(shù)字形式的圖像信號的輸入路徑時，從外部來的數(shù)字圖像信號SigD與產(chǎn)生抽樣脈沖SPj(j=1～N)定時同步、逐個像素地輸入到該液晶屏1B上，而且通過抽樣脈沖SPj(j=1～N)順序?qū)懭腈i存器17-j(j=1～N)。
其它構(gòu)成與第1實(shí)施例相同。
圖7是示出本實(shí)施例動作的時序圖。
正如時序圖所示，在本實(shí)施例，每當(dāng)輸出抽樣脈沖SPj時，從A/D變換器22輸出與模擬抽樣SigAj相應(yīng)的數(shù)字信號SigDj，它作為數(shù)字信號Dj被鎖存器17-j保存。
其余運(yùn)作與第1實(shí)施例的相應(yīng)部分的運(yùn)作是類似的。
根據(jù)本實(shí)施例，供給液晶屏1B的模擬圖像信號立即變換成數(shù)字信號，直到加到數(shù)據(jù)線上的時刻為止，作為數(shù)字信號被鎖存器17-j(j=1～N)或鎖存器18-j(j=1～N)保存，而在加到數(shù)據(jù)線時，返回成模擬信號。因此，從輸入到液晶屏1B開始到加到數(shù)據(jù)線為止的過程中模擬圖像信號很少變壞，因此可以進(jìn)行高品質(zhì)的圖像顯示。
此外，本實(shí)施例的電光學(xué)裝置除了有用于模擬圖像信號的輸入路徑之外，還有用于數(shù)字圖像信號輸入路徑。因此本實(shí)施例的電光學(xué)裝置既可用于處理模擬圖像信號的情況，也可用于處理數(shù)字信號的情況。因此在制造要求電光學(xué)裝置的多種電子設(shè)備時，作為電子設(shè)備部件用的電光學(xué)裝置可以共用，可以降低造價。
C．第3實(shí)施例其次說明把上述液晶屏1A或1B用于電子設(shè)備的例子。
第1個例子投射儀。
首先說明把液晶屏用作光閥的投射儀。圖8是示出投射儀結(jié)構(gòu)例的平面圖。
正如該圖所示，在投射儀1100內(nèi)設(shè)置了由鹵素?zé)舻劝咨庠礃?gòu)成的燈單元1102。從該燈單元1102射出的投射光通過配置在導(dǎo)光器1104內(nèi)的4面鏡1106和兩面雙色鏡1108分離成R.G.B三原色光。隨后分別對應(yīng)于原色入射到起著先閥作用的液晶屏1110R,1110B,1110G。
液晶屏1110R,1110B,1110G具有與上述液晶屏1A或1B相同的構(gòu)成。此外從未圖示的圖像信號處理電路提供的R.G.B原色信號作為上述模擬圖像信號SigA提供。通過這些液晶屏調(diào)制的光從3個方向入射到雙色棱鏡1112。這雙色鏡使R及B光90度折射，而G光直線通過。因此，各色圖像合成的結(jié)果，經(jīng)投射透鏡114，彩色圖像投射到屏上。
因?yàn)橥ㄟ^雙色鏡1108把應(yīng)R.G.B各原色的光入射到液晶屏1110R,1110B及1110G上，所以沒有必要在對置襯底上設(shè)置濾色鏡。
第2個例子可移動計算機(jī)其次說明該液晶屏適用于可移動的計算機(jī)的例子。圖9是示出該計算機(jī)構(gòu)成的平面圖。在圖上計算機(jī)1200由配備鍵盤1202的主機(jī)和液晶顯示部分1206構(gòu)成。該液晶顯示部分1206通過在后述的液晶屏1A或1B的背面附加背射光構(gòu)成。
除了參照圖8及圖9說明的電子設(shè)備之外，其它例子有液晶電視、錄像監(jiān)視型或直視型磁帶錄像機(jī)，汽車導(dǎo)航儀，尋呼機(jī)，電子筆記本，電子計算器，文字處理器，工作站，便攜式電話機(jī)，電視電話，POS終端和具有觸摸屏的裝置。而且本發(fā)明的液晶屏可以適用于這些各種電子設(shè)備。
雖然舉例說明了應(yīng)用TFT的有源矩陣液晶屏，但本發(fā)明并不限于此。本發(fā)明可以適用于用TFD(薄膜二級管)的裝置和用STN液晶的無源液晶顯示。此外，本發(fā)明也適用于開關(guān)裝置整個地在硅襯底上形成的情況。此外，本發(fā)明不限于液晶顯示裝置也適用于使用了電致發(fā)光等各種電光效應(yīng)進(jìn)行顯示的顯示裝置。
如上所述，在本發(fā)明的電光學(xué)裝置或電子設(shè)備情況下，輸入的模擬圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號，一直到供給像素的時刻，作為數(shù)字信號保存。從而不會受開關(guān)噪聲或裝置內(nèi)的漏電影響變壞，可以把模擬圖像信號供給像素，進(jìn)行高器質(zhì)顯示。此外因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明用于保持模擬圖像信號的電容器不必具有高電容量。因此可實(shí)現(xiàn)高速抽樣。此外可以降低裝置的功耗。
權(quán)利要求
1．一種電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，根據(jù)模擬圖像信號，通過驅(qū)動在襯底上形成矩陣狀的多個像素進(jìn)行圖像顯示其特征為包含把前述模擬圖像信號變換為數(shù)字信號的A/D變換裝置，存儲前述數(shù)字信號的存儲裝置，把存儲在前述存儲裝置內(nèi)的數(shù)字信號變換成模擬信號、并提供給前述像素的D/A變換裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為在前述襯底上還包含用于在一個水平掃描周期內(nèi)輸入的順序抽樣并保持前述模擬圖像信號的多個抽樣電路，其中，前述A/D變換裝置包含多個用于把前述多個抽樣電路內(nèi)保持的各模擬圖像信號變換成各數(shù)字信號的A/D變換器，前述存儲裝置存儲從前述多個A/D變換器得到的多個數(shù)字信號，前述D/A變換裝置包含用于把存儲在前述存儲裝置內(nèi)的多個數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為各模擬信號并提供給多個像素的多個D/A變換器。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為前述多個A/D變換器和前述存儲裝置把保持在前述多個抽樣電路內(nèi)的各模擬圖像信號分別保持后在比前述一個水平掃描周期短的時間內(nèi)變換為數(shù)字信號并且存儲。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為前述存儲裝置儲存從前述A/D變換裝置在一固定周期內(nèi)獲得的多個數(shù)字信號，前述D/A變換裝置包含用于把儲存在存儲裝置內(nèi)的多個數(shù)字信號分別轉(zhuǎn)換為模擬信號并提供給多個像素的多個D/A變換器。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為包含把從前述A/D變換裝置獲得的數(shù)字信號提供給前述存儲裝置的路徑和把來自外部的數(shù)字信號提供給前述存儲裝置的路徑。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為前述D/A變換裝置由從所述數(shù)字信號產(chǎn)生模擬信號的D/A變換器構(gòu)成，該模擬信號是通過對與儲存在前述存儲裝置內(nèi)的數(shù)字信號對應(yīng)的模擬信號進(jìn)行非線性變換獲得。
7．根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路，其特征為它通過在前述襯底上形成薄膜晶體管構(gòu)成。
8．一種電光學(xué)裝置，其特征為它包含根據(jù)權(quán)利要求1到7所述的電光學(xué)裝置的驅(qū)動電路。
9．一種電子設(shè)備，其特征為把權(quán)利要求8所述的電光學(xué)裝置用作顯示裝置。
全文摘要
可以提供把與不受開關(guān)噪聲或漏電影響的模擬圖像信號對應(yīng)的電壓高精度供給像素,并且可以對模擬圖像信號高速抽樣的電光學(xué)裝置。模擬圖像信號SigA首先保持在電容器C－j內(nèi)。之后在比一個水平掃描周期短的時間內(nèi)通過A/D變換器該圖像信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。而且該數(shù)字信號保持在鎖存器17－j內(nèi)。此外當(dāng)模擬圖像信號加到數(shù)據(jù)線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號從鎖存器17－j轉(zhuǎn)送到鎖存器18－j,而且通過D/A變換器19－j進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換。
文檔編號G02F1/133GK1293426SQ0013048
公開日2001年5月2日 申請日期2000年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月15日
發(fā)明者小澤德郎 申請人:精工愛普生株式會社