CN1274454A - 电光转换装置以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明根据行扫描线以及列扫描线的选择、非选择状态,控制向像素驱动电路内的存储电路的数据信号的写入、保持。根据存储电路保持的数据信号,像素驱动器向像素导通第1电压信号线或者第2电压信号线。在相对基板的相对电极上加入基准电压,根据与第1电压信号或者第2电压信号的电位差进行显示。由此,提供比现有的静态驱动型液晶装置进一步减小功耗,而且简单的控制方法以及控制电路结构的电光转换装置。

Description

电光转换装置以及电子设备
技术领域
本发明涉及在每个像素设置由存储电路和像素驱动器构成的驱动电路，根据存储电路所保持的信号控制像素显示的电光转换装置，还涉及搭载了该电光转换装置的OA设备、便携设备等电子设备。
背景技术
近年来，作为便携电话和便携信息终端等电子设备的信息显示设备，使用作为电光转换装置一例的液晶装置。由于显示的信息内容是字符显示程度，因此为了显示众多的信息使用点阵型的液晶屏，像素数逐渐增多，成为高占空状态。
当前，在上述那样的便携设备中作为显示设备虽然使用着单纯矩阵型液晶装置，然而在单纯矩阵型液晶装置中进行多路驱动时作为扫描线的选择信号需要成为高占空比那样的高电压，在强烈要求希望多少减小功耗的进行电池驱动的便携设备中成为很大的问题。
为了解决这样的问题，提出了把构成液晶屏的一对基板的一方作成半导体基板，在半导体基板上在每个像素形成图12所示的存储电路，根据存储电路的保持数据进行显示控制的静态驱动型液晶装置。以下，根据图12说明现有的静态驱动型液晶装置的动作。
根据扫描线驱动电路用控制信号418控制扫描线驱动电路410，在被选择的扫描线409-n(n是表示扫描线数的自然数)上输出选择信号(扫描信号)。同样，根据数据线驱动电路用控制信号419控制数据线驱动电路413，在被选择的数据线对411-m、412-m(m是表示数据线数的自然数)上供给数据信号使得相互成为相反相位(互补信号)。
在扫描线409-n与数据线对411-m、412-m的交叉点上，连接在各线上的电路构成像素。连接在扫描线409-n与数据线对411-m、412-m上的n沟道MOS构造的开关电路401、402如果选择扫描线409-n供给选择信号则成为导通状态，把数据线对411-m、412-m的互补数据信号写入到存储电路403中。这里，存储电路403成为把2个反相器反馈连接的结构。接着，通过把扫描线409-n取为非选择电位，把数据线对411-m、412-m设置为高阻状态，开关电路401、402成为非导通状态，保持写入到存储电路403中的数据信号。
根据存储电路403内的第1节点和处于其连接点的电位电平的反转电平的第2节点的电位电平，控制由2个传输门电路构成的液晶像素驱动器404。第1传输门电路连接在第1电压信号线416上，根据存储电路403保持的数据信号的电平导通，把第1电压414加入到像素电极406上。另一方面，第2传输门电路连接到第2电压信号线417上，根据存储电路403保持的数据信号的电平导通，把第2电压415加入到像素电极406上。具体地讲，在被保持的数据信号是H电平时在标准白显示时使液晶像素驱动器404的液晶层407成为导通状态的第1电压信号线416成为导通状态，经过液晶驱动器404的第1传输门电路向像素电极406供给第1电压414，根据与供给到相对电极408的基准电压420的电位差液晶像素405成为黑显示状态。同样，在被保持的数据信号是L电平时，使液晶层407成为关断状态的第2电压信号线417成为导通状态，经过液晶驱动器404的第2传输门电路供给第2电压415，液晶像素405成为白显示状态。
通过采用这样的构造，电源电压，第1、第2电压信号以及基准电平都能够仅用逻辑电压驱动，而且在不需要画面显示的改写时由于根据存储电路的数据保持功能可以保持显示状态，因此除去漏电流以外几乎不流过电流，能够降低功耗。
但是，在现有的静态驱动型液晶装置中，在进行数据写入时数据线对的数据线必须取为相互反相位的互补信号，在数据保持时必须控制为高阻状态，数据线的控制非常麻烦，电路结构也复杂。
发明的公开
本发明是为解决以上那样的课题而产生的，目的在于提供功耗少，简单的控制方法以及简单的控制电路结构的电光转换装置。
本发明的电光转换装置特征在于具有在基板上相互交叉的多条行扫描线以及多条列扫描线，沿着上述列扫描线设置的多条数据线，供给电压信号的电压信号线，对应于上述行扫描线与列扫描线的交叉点配置的多个像素驱动电路，上述各像素驱动电路具有在上述行扫描线和列扫描线的选择时成为导通状态，在上述行扫描线和上述列扫描线的至少一方的非选择时成为非导通状态的开关电路，在上述开关电路为导通状态时取入上述数据线的数据信号，在上述开关电路为非导通状态时保持数据信号的存储电路，上述存储器中保持的数据信号为第1电平时从上述电压信号线在像素上输出第1上述电压信号，为第2电平时从上述电压信号线在像素上输出第2上述电压信号的像素驱动器。
如果依据以上本发明的结构，则电源电压，第1、第2电压信号以及基准电压都能够用逻辑电压程度驱动，而且在不需要画面显示的改写时由于根据存储电路的数据保持功能保持显示状态所以几乎不流过电流。从而，如果作为液晶装置进行比较，则与现有的单纯矩阵型液晶装置相比能够大幅度降低功耗。另外，具有不需要像现有的静态驱动型液晶装置那样在数据写入时把数据线对的数据信号取为相反相位，在数据保持时取为高阻状态这样的繁琐控制，使电路结构简单的效果。
另外，在上述本发明的电光转换装置中，特征在于在每条上述数据线上具有在上述列扫描线的选择时仅在相对应的数据信号线取入数据信号，在非选择时保持上述数据线的数据信号的锁存电路。如果依据该结构，则成为仅是选择了在输入数据线上寄生的电容的数据线，具有大幅度减少伴随着输入信号数据线的信号变化的充放电电流，大幅度降低功耗的效果。
另外，在上述本发明的电光转换装置中，特征在于配置在上述像素的像素电极是光反射型的电极，在上述像素电极下方通过电绝缘膜设置上述像素驱动电路。如果依据该结构，则与根据像素驱动电路在一个像素部分面积上所占有的面积，限制像素孔径率的现有的在透明基板上形成了TFT(Thin Film Transistor)的静态驱动型液晶显示装置相比较，具有大幅度提高孔径率，可以得到明亮而且容易读取的画面这样的效果。
另外，在上述本发明的电光转换装置中，特征在于具有在上述行扫描线与上述列扫描线的选择时，向上述开关电路输出导通控制信号，在上述行扫描线与上述列扫描线的至少一方非导通时向上述开关电路输出非导通控制信号的多个开关控制电路，上述开关控制电路控制多个上述像素驱动电路中的上述开关电路。如果依据该结构，则可以减少开关电路，而且还能够简化列扫描线驱动电路的电路结构及其控制。另外，具有能够在短时间内完成画面全部的写入动作，能够降低功耗的效果。
另外，在上述本发明的电光转换装置中，特征在于具有用于在上述行扫描线上供给行扫描信号的行扫描线驱动电路，用于在上述列扫描线上供给列扫描信号的列扫描线驱动电路，上述行扫描线驱动电路与上述列扫描线驱动电路的至少一方由移位寄存器电路构成。如果依据该结构，则具有能够简化行扫描线驱动电路的电路结构以及控制的效果。
另外，在上述本发明的电光转换装置中，特征在于具有用于在上述行扫描线上供给行扫描信号的行扫描线驱动电路，用于在上述列扫描线上供给列扫描信号的列扫描线驱动电路，上述行扫描线驱动电路与上述列扫描线驱动电路的至少一方由按照对应于各个扫描线数的位数的地址信号选择该扫描线的译码电路构成。如果依据该结构，则具有在希望改写画面的一部分显示时，能够仅控制作为目标像素的像素驱动电路进行数据信号改写，能够大幅度降低功耗这样的效果。
另外，上述本发明的电光转换装置特征在于该电光转换装置中的电路元件构造是CMOS构造。如果依据该结构，则具有能够消除数据保持期间的漏电流，进一步降低功耗这样的效果。
另外，本发明的电子设备特征在于具有上述本发明的电光转换装置。如果依据该结构，则具有在进行电池驱动时，与使用了现有的单纯矩阵型液晶装置的电子设备相比较能够大幅度地延长寿命，而且与现有的静态驱动型液晶装置相比较能够实现简单的控制方法以及控制电路结构这样的效果。
附图的简单说明
图1是示出基于本发明第1实施形态的电光转换装置的像素以及其驱动电路等主要部分的框图。
图2是用CMOS晶体管构成了基于本发明第1实施形态的电光转换装置的驱动电路的电路图。
图3是示出基于本发明第2实施形态的电光转换装置的像素以及其驱动电路等主要部分的框图。
图4是用CMOS晶体管构成了基于本发明第2实施形态的电光转换装置的驱动电路的电路图。
图5是示出基于本发明第3实施形态的电光转换装置的像素以及其驱动电路等主要部分的框图。
图6是用CMOS晶体管构成了基于本发明第3实施形态的电光转换装置的驱动电路的电路图。
图7是示出基于本发明第4实施形态的电光转换装置的像素以及其驱动电路等主要部分的框图。
图8是用CMOS晶体管构成了基于本发明第4实施形态的电光转换装置的驱动电路的电路图。
图9是用CMOS晶体管构成的移位寄存器电路构成了基于本发明第1～第4实施形态的电光转换装置的行扫描线驱动电路的电路图。
图10是用CMOS晶体管构成的译码电路构成了基于本发明第1～第4实施形态的电光转换装置的扫描线驱动电路的电路图。
图11是示出基于本发明第5实施形态的电子设备。
图12示出现有的静态驱动型液晶装置。
图13是液晶装置的平面图。
图14是图13的液晶装置的剖面图。
标号说明
101…液晶像素驱动回路
102…开关回路
103…存储回路
104…液晶像素驱动器
105…液晶像素
106…像素电极
107…液晶层
108…对置电极
109…开关控制回路
110…行扫描线
111…行扫描线驱动回路
112…列扫描线
113…列扫描线驱动回路
114…输入数据线
115…列数据线
116…第1电压
117…第2电压
118…第1电压信号线
119…第2电压信号线
120…行扫描线驱动电路用控制信号
121…列扫描线驱动电路用控制信号
122…基准电压
201…锁存回路
301…显示部
302…便携电话
用于实施发明的最佳形态
以下，根据附图说明本发明的实施形态
第1实施形态
图1是示出作为本发明第1实施形态的电光转换装置的液晶装置中的像素及其驱动电路等主要部分的框图。图2是图1的详细电路图。
图1中，在像素区矩阵形地配置行扫描线110-n(n是表示行扫描线的行的自然数)和列扫描线112-m(m是表示列扫描线的列的自然数)，在扫描线相互的交叉点上构成各像素的驱动电路。另外，在像素区还配置沿着列扫描线112-m从输入数据线114分开的列数据线115-d(d是表示列数据线的列的自然数)。在像素区的行一侧的周围区域中配置行扫描线驱动电路111，在像素区的列一侧的周围区域配置列扫描线驱动电路113。
由行扫描线驱动电路用控制信号120控制行扫描线驱动电路111，在被选择的行扫描线110-n上输出选择信号(扫描信号)。没有被选择的行扫描线被设定为非选择电位。同样，由列扫描线驱动电路用控制信号121控制列扫描线驱动电路113，在被选择的列扫描线112-m上输出选择信号，非选择的列扫描线被设定为非选择电位。选择哪一条行扫描线以及哪一条列扫描线由控制信号120、121决定。即，控制信号120、121是指定选择像素的地址信号。
对应于被选择的行扫描线110-n与被选择的列扫描线112-m的交叉点配置在其附近的开关控制电路109接受2条扫描线的选择信号输出导通信号(导通控制信号)，如果行扫描线110-n与列扫描线112-m的至少一方成为非选择则输出关断信号(非导通控制信号)。即，仅从位于被选择的行扫描线与列扫描线的交叉点的像素的开关控制电路109输出导通信号，从其它的开关控制电路输出关断信号。在本实施形态中，由该开关控制电路109的导通、关断信号控制液晶像素驱动电路101。
其次，说明液晶像素驱动电路101的结构以及动作。
开关电路102根据开关控制电路109的导通信号成为导通状态，根据关断信号成为非导通状态。如果开关电路102成为导通状态，则经过开关电路102把与其相连接的列数据线115-d的数据信号写入到存储电路103中。另一方面，开关电路102根据开关控制电路109的关断信号成为非导通状态，保持被写入到存储电路103中的数据信号。
存储电路103所保持的数据信号供给到配置在每个像素的液晶像素驱动器104。液晶像素驱动器104根据被供给的数据信号的电平，把在第1电压信号线118上供给的第1电压116，或者在第2电压信号线119上供给的第2电压117的某一个供给到液晶像素105的像素电极106。本发明中，所谓像素指的是电气地完成光调制或发光等光学作用的电光转换材料，或者对于该像素提供电作用的每个像素的像素电极。第1电压116是在液晶装置为标准白显示时，把液晶像素105置为黑显示状态的电压，另一方面，第2电压117是把液晶像素105置为白显示状态的电压。
在存储电路103中保持的数据信号是H电平时，在液晶像素驱动器104中，连接到使标准白显示时的液晶成为黑显示的第1电压信号线118的门电路成为导通状态，在像素电极106上供给第1电压116。根据与供给到相对电极108的基准电压112的电位差液晶像素105成为黑显示状态。同样，被保持的数据信号是L电平时，在液晶像素驱动器104中连接到第2电压信号线119的门电路成为导通状态，在像素电极106上供给第2电压117，液晶像素105成为白显示状态。
根据以上的结构，电源电压，第1、第2电压信号以及基准电压都能够用逻辑电压程度进行驱动，而且在不需要画面显示的改写时根据存储电路的数据保持功能可以保持显示状态，因此几乎不留过电流。另外，由于采取根据行与列2条扫描线的选择信号的逻辑控制对像素的写入的结构，使得能够与数据线的电位无关地控制像素，因此不需要像现有的静态驱动型液晶装置那样把2条数据线的数据信号在数据写入时设定为相反相位(互补数据线号)后进行写入，在数据保持时把数据线取为高阻状态把连接到数据线的晶体管置为非导通那样繁琐的控制。
另外，液晶像素105在每个像素设置根据所保持的数据信号被选择供给从液晶像素驱动器104输出的第1电压116或者第2电压117的某一个的像素电极106，在存在于该像素电极106与相对电极108之间的液晶层107上加入2个电极的电位差，对应于根据该电位差的液晶分子的取向变化成为黑显示状态(也称为导通显示状态)或者白显示状态(也称为关断显示状态)。液晶装置在半导体基板与玻璃等透光性基板之间封入并夹持液晶，在半导体基板上矩阵形地配置像素电极，而且在其像素电极的下方形成上述液晶像素驱动电路，行扫描线，列扫描线，数据线，行扫描线驱动电路，列扫描线驱动电路等。由于在半导体基板上能够形成MOS构造的迁移度高的互补型晶体管，而且能够容易地形成多层布线构造，因此使用该晶体管和多层布线能够形成上述各种电路。各像素在每个像素上在像素电极106与形成在相对的透光性基板内面的相对电极108之间加入电压，在存在于其之间的每个像素的液晶层107上进行电压供给，在每个像素使液晶分子的取向变化。
这时，如果把液晶像素105的像素电极106构成为金属或电介质多层膜等光反射型的电极，并且在液晶像素电极下的半导体基板上通过电绝缘膜配置液晶像素驱动电路101的结构，则将大幅度提高孔径率。即，以往，在透明基板上使用TFT构成各液晶像素驱动电路，根据没有成为透光区的液晶像素驱动器电路在一个像素面积内所占的面积限制液晶像素的孔径率，而与其相比较，在本发明中像素电极与液晶像素驱动电路成为叠层构造，由于在液晶像素驱动电路上能够配置几乎接近一个像素全部面积的反射型像素电极，因此将大幅度提高孔径率，可以得到明亮的易于读取的画面。
图1的列扫描线驱动电路113能够用图9所示那样的移位寄存器电路构成。图9中，输入正逻辑(H电平是激活电平)的扫描信号121-1与时钟信号121-2这2个信号组成的列扫描线驱动电路控制信号121，能够用负逻辑(L电平时为激活电平)与时钟信号121-2同步顺序地选择列扫描线112-m。即，时钟信号121-2成为由CNOS晶体管构成的反相器113翻转了的信号的同时，用作为移位寄存器电路的控制信号，扫描信号121-1在时钟信号121-2的上升沿由初级的CMOS晶体管构成的拍频反相器113-1取入，由CMOS晶体管构成的反相器113-3翻转，在时钟信号121-2的下降沿根据2个CMOS晶体管构成的拍频反相器113-2、113-4，把输出反馈，进行保持扫描信号的动作和扫描信号向下一级传送的动作，顺序地把扫描信号传送下去。CMOS晶体管构成的与非门电路113-5取2个相邻级的输出的逻辑积，输出选择信号。与非门电路113-5设置成使得选择信号112-m与112-m+1的输出相位互不重叠。如果依据该结构，则顺序地选择扫描线。
同样，如果行扫描线驱动电路111也用与图9相同的移位寄存器电路构成，则能够简化2个扫描线驱动电路的电路结构以及控制。
另外，列扫描线驱动电路113能够用图10所示那样的对应于扫描线数的位数(AX0，/AX0，～AX7，/AX7)的译码电路构成。采用输入由地址信号组成的列扫描线驱动电路用控制信号121的译码电路结构，由CMOS晶体管构成的与非门电路113-7能够把控制信号121进行译码选择该列扫描线112-m，输出选择信号。如果依据这样的结构，则能够对应于地址信号在任意的扫描线上输出选择信号，能够随机访问各像素。
同样，如果行扫描线驱动电路111也用与图10相同的译码电路构成，则在希望仅改写画面的一部分显示时，能够仅控制作为目标像素的液晶像素驱动电路改写数据信号。本发明中，由于在各像素上设置存储电路103，并且只要开关电路102根据行与列的扫描线的选择信号没有导通，就保持在存储电路103中写入的数据信号，因此能够仅访问希望改写的像素进行改写。
另外，如图2所示在本实施形态中，开关控制电路109能够由CMOS晶体管构成的NOR门电路109-1与CMOS晶体管构成的反相器109-2的逻辑电路构成。NOR门电路109-1在2个输入端都输入了负逻辑的选择信号时输出正逻辑的导通信号，由反相器109-2输出负逻辑的导通信号。另外，开关电路102能够由CMOS晶体管构成的传输门电路102-1构成。传输门电路102-1根据开关控制电路109的导通信号而导通，连接列数据线115与存储电路103，根据关断信号成为非导通。存储电路103能够采用把CMOS晶体管构成的拍频反相器103-1与CMOS晶体管构成的反相器103-2反馈连接的结构。数据信号根据开关控制电路109的导通信号从开关电路102取入到存储电路103中，由反相器103-2翻转，由根据开关控制电路109的关断信号动作的拍频反相器103-1把输出反馈，保持数据信号。液晶像素驱动器104能够由2个CMOS晶体管构成的传输门电路104-1、104-2构成。在存储器103中保持的数据信号是H电平时，在液晶像素驱动器104中，连接到在标准白显示时使液晶成为黑显示的第1电压信号线118上的传输门电路104-1成为导通状态，在像素电极106上供给第1电压，根据与供给到相对电极108的基准电平112的电位差液晶像素105成为黑显示状态。同样，在被保持的数据信号是L电平时，连接到第2电压信号线119上的传输门电路104-2成为导通状态，在像素电极106上供给第2电压117，液晶像素105成为白显示状态。
进而，参照图13以及图14说明以上那样构成的液晶装置的总体结构。另外，图13是与在液晶装置用基板10上形成的各构成要素一起从相对基板20一侧观看该液晶装置用基板10的平面图，图14是包括相对基板20在内示出的图13的H-H’剖面图。
图13中，在例如由半导体基板构成的液晶装置用基板10的上面，沿着其边缘设置着密封材料52，在其内侧相并行，在像素区的周边设置着包围非像素区的遮光膜(边框)53。在密封材料52的外侧区域，沿着液晶装置用基板10的一条边设置着列扫描线驱动电路113以及安装端子102。沿着与该边相邻的2条边设置行扫描线驱动电路111。如果供给到行扫描线110上的行扫描信号的延迟不成问题，则行扫描线驱动电路111也可以仅设置在单侧。另外，相对基板20是由玻璃等透明基板构成的，在相对基板20角部的至少一个位置，设置用于在液晶装置用基板10与相对基板20之间获得电导通的导通部件106。相对基板20通过密封材料52粘接在液晶装置用基板10上。而且，在由该一对基板10、20形成的间隙内封入液晶107。液晶107可以使用扭转向列(TN)型，垂直取向型，无扭转的水平取向型，强介电型等的双稳定型，高分子分散型等各种液晶。在图14中，106是在液晶装置用基板10的像素区中矩阵形地配置的像素电极，22是形成在相对电极20上的黑底(也可以没有)，108是形成在相对基板20上的由ITO构成的相对电极。另外，把像素电极106以及相对电极108配置成在液晶装置用基板20上相对，也可以在液晶107上加入横向电场。进而，液晶装置用基板10也可以不用半导体基板，而使用玻璃基板，根据在基板上形成的由硅层构成的薄膜晶体管构成像素驱动电路，也可以构成本发明的电光转换装置。
另外，在以后的各实施形态中，液晶装置的结构与图13以及图14相同。
第2实施形态
图3是示出作为本发明第2实施形态的电光转换装置的液晶装置中的像素及其驱动电路等主要部分的框图，图4是其详细的电路图。
本实施形态如图3所示，成为在第1实施形态中示出的图1的框图中，加入了配置在列数据线115从输入数据线114分开的点上的锁存电路201的结构。本实施形态中没有特别说明的结构是与第1实施形态相同的结构。
锁存电路201在列扫描线112-m选择时，从输入数据线114把数据信号取入到相对应的列数据线115-d，非选择时，保持列数据线115-d的数据信号。
根据以上的结构，能够把输入数据线114上的寄生电容取为仅是与被选择的锁存电路201连接的列数据线115的电容，能够大幅度地降低功耗。
另外，本实施形态如图4所示，成为在第1实施形态中示出的图2的电路中加入了锁存电路201的结构。锁存电路201能够由CMOS晶体管构成的拍频反相器201-1，201-2和CMOS晶体管构成的反相器201-3的逻辑电路组成。列扫描线112-m的选择信号成为用CMOS晶体管构成的反相器202翻转了的信号的同时，用作为锁存电路201的控制用信号。从输入数据线114输入的数据信号在列扫描线112-m的选择信号的下降沿被取入到初级的拍频反相器201-1，由反相器201-3翻转，在列扫描线112-m的选择信号的上升沿由拍频反相器201-2把输出反馈，进行保持数据信号的动作。
第3实施形态
图5是示出作为本发明第3实施形态的电光转换装置的液晶装置的像素及其驱动电路等主要部分的框图。图6是其详细的电路图。
本实施形态如图5所示，成为把同时输入数据信号取为2位的结构。在本实施形态中没有特别说明的结构是与第1实施形态相同的结构。
在像素区，矩阵形地配置行扫描线110-n(n是表示行扫描线的行的自然数)和列扫描线112-m(m是表示列扫描线的列的自然数)，在扫描线的相互交叉点上构成各像素的驱动电路。另外，在像素区沿着列扫描线112-m，还配置了从同时输入数据位数的2条输入数据线114分开的列数据线115-d(d是表示列数据线的列的自然数)。在像素区的行一侧的周边区域配置行扫描线驱动电路111，在像素区的列一侧的周边区域配置着列扫描线驱动电路113。
根据行扫描线驱动电路用控制信号120控制行扫描线驱动电路111，在被选择的行扫描线110-n上输出选择信号。没有被选择的行扫描线被设定为非选择电位。同样，根据列扫描线驱动电路用控制信号121控制列扫描线驱动电路113，在被选择的列扫描线112-m上输出选择信号，非选择的列扫描线被设定为非选择电位。选择哪一条行扫描线以及哪一条列扫描线由控制信号120、121决定。即，控制信号120、121是指定选择像素的地址信号。
配置在被选择的行扫描线110-n与被选择的列扫描线112-m的交叉点附近的开关控制电路109接受2条扫描线的选择信号输出导通信号，如果行扫描线110-n与列扫描线112-m的至少一方成为非选择则输出关断信号。即，仅从位于被选择的行扫描线与列扫描线的交叉点的像素的开关控制电路109输出导通信号，从其它的开关控制电路输出关断信号。本实施形态中，根据1个开关控制电路109的导通、关断信号控制2个液晶像素驱动电路101。
其次，说明液晶像素驱动电路101的结构以及动作。
开关电路102根据开关控制电路109的导通信号成为导通状态，根据关断信号成为非导通状态。如果开关电路102成为导通状态，则经过开关电路102把与其连接的列数据线115-d的数据信号写入到存储电路103中。另一方面，开关电路102根据开关控制电路109的关断信号成为非导通状态，保持被写入到存储电路103中的数据信号。
存储电路103中保持的数据信号供给到在每个像素配置的液晶像素驱动器104。液晶像素驱动器104根据被供给的数据信号的电平，把供给到第1电压信号线118的第1电压116或者供给到第2电压信号线119的第2电压117的某一个供给到液晶像素105的像素电极106。该第1电压116是在液晶装置为标准白显示时把液晶像素105置为黑显示状态的电压，另一方面，第2电压117是把液晶像素105置为白显示状态的电压。
在存储电路103中保持的数据信号是H电平时，在液晶像素驱动器104中，使连接到在标准白显示时使液晶成为黑显示的第1电压信号线118的门电路成为导通状态，在像素电极106上供给第1电压116，根据与在相对电极108上供给的基准电压122的电位差液晶像素105成为黑显示状态。同样，被保持的数据信号是L电平时，在液晶像素驱动器104中连接到第2电压信号线119的门电路成为导通状态，在像素电极106上供给第2电压117，液晶像素105成为白显示状态。
依据以上的结构，由于电源电压，第1、第2电压信号以及基准电压都能够用逻辑电压程度进行驱动，而且，在不需要画面显示的改写时根据存储电路的数据保持功能可以保持显示状态因此几乎不流过电流。另外，由于采用根据行与列2条扫描线的选择信号的逻辑控制对像素的写入的结构，使得可以与数据线的电位无关控制像素，因此不需要像现有的静态驱动型液晶装置那样把2条数据线的数据信号在数据写入时设定为相反相位(互补数据信号)后写入，在数据保持时使数据线成为高阻状态，把连接到数据线上的晶体管置为非导通状态那样的繁琐控制。进而，由于采用了用1个开关控制电路109同时控制2个液晶像素驱动电路101的结构，因此能够把开关控制电路109减少一半，而且还可以简化列扫描线驱动电路113的电路结构。
另外，液晶像素105在每个像素设置根据所保持的数据信号被选择供给从液晶像素驱动器104输出的第1电压116或者第2电压117的某一方的像素电极106，在存在于该像素电极106与相对电极108之间的液晶层107上加入2个电极的电位差，根据对应于该电位差的液晶分子的取向变化成为黑显示状态(也称为导通显示状态)或者白显示状态(也称为关断显示状态)。液晶装置在半导体基板与玻璃等透光性基板之间封入并夹持液晶，在半导体基板上矩阵形地配置像素电极，在其像素电极的下方形成上述液晶像素驱动电路，行扫描线，列扫描线，数据线，行扫描线驱动电路，列扫描线驱动电路等。由于在半导体基板上可以形成MOS构造的迁移率高的互补型晶体管，而且可以容易地形成多层布线构造，因此使用该晶体管和多层布线能够构成上述各种电路。各像素在像素电极106与相对的透光性基板的内面所形成的相对电极108之间在每个像素加入电压，在存在于其之间的每个像素的液晶层107上进行电压供给，在各个像素使液晶分子的取向变化。
这时，如果液晶像素105的像素电极106构成为金属或电介质多层膜等光反射型的电极，并且采用在液晶像素电极下的半导体基板上隔开电绝缘膜设置液晶像素驱动电路101的结构，则将大幅度地提高孔径率。即，以往在透明基板上使用TFT构成各液晶像素驱动电路，根据没有成为透光区的液晶像素驱动电路在一个像素面积内所占的面积限制液晶像素的高孔径率，与其相比较，在本发明中像素电极与液晶像素驱动电路成为叠层构造，在液晶像素驱动电路的上面可以配置几乎接近一个像素全部面积的反射型像素电极，因此大幅度地提高孔径率，可以得到明亮的易于读取的画面。
图5的列扫描线驱动电路113能够用图9所示那样的移位寄存器电路构成。图9中，输入正逻辑(H电平是激活电平)的扫描信号121-1与时钟信号121-2这2个信号构成的列扫描线驱动电路用控制信号121，可以用负逻辑(L电平时为激活电平)与时钟信号121-2同步顺序地选择列扫描线112-m。即，时钟信号121-2成为用CMOS晶体管构成的反相器113-6翻转了的信号的同时，用作为移位寄存器电路的控制信号，扫描信号121-1在时钟信号121-2的上升沿由初级的CMOS晶体管构成的拍频反相器113-1取入，由CMOS晶体管构成的反相器113-3翻转，在时钟信号121-2的下降沿由2个CMOS晶体管构成的拍频反相器113-2、113-4，把输出反馈，进行保持信号的动作和扫描信号向下一级的传送动作，顺序地把扫描信号传送下去。CMOS晶体管构成的NAND门电路113-5取2个相邻级的输出的逻辑积，输出选择信号。NAND门电路113-5设置成使得选择信号112-m与112-m+1的输出相位互不重叠。如果依据这样的结构，则顺序地选择扫描线。
同样，行扫描线驱动电路111也能够用与图9相同的移位寄存器电路构成，能够简化2个扫描线驱动电路的电路结构以及控制。
另外，列扫描线驱动电路113能够用图10所示的对应于扫描线数的位数(AX0，/AX0，～AX7，/AX7)的译码电路构成。采用输入由地址信号组成的列扫描线驱动电路用控制信号121的译码电路结构，把控制信号121通过CMOS晶体管构成的与非门电路113-7进行泽码，选择该列扫描线112-m，输出选择信号。如果依据这样的结构，则能够根据地址信号在任意的扫描线上输出选择信号，能够随机激活各像素。
同样，如果行扫描线驱动电路111也用与图10同样的译码电路构成，则在希望只改写画面的一部分显示时，能够仅控制作为目标像素的液晶像素驱动电路改写数据信号。本发明中，在各像素设置存储电路103，只要开关电路102没有根据行与列的扫描线的选择信号导通，就保持被写入到存储电路103中的数据信号，因此能够仅访问希望改写的像素进行改写。
另外，在图6所示的本实施形态中，开关控制电路109能够由CMOS晶体管构成的NOR门电路109-1与CMOS晶体管构成的反相器109-2的逻辑电路组成。NOR门电路109-1在2个输入端都输入负逻辑的选择信号时输出正逻辑的导通信号，由反相器109-2输出负逻辑的导通信号。另外，开关电路102能够由CMOS晶体管构成的传输门电路102-1构成。传输门电路102-1根据开关控制电路109的导通信号而导通，把列扫描线115与存储电路103相连接，根据关断信号成为非导通。存储电路103能够采用把CMOS晶体管构成的拍频反相器103-1与CMOS晶体管构成的反相器103反馈连接的结构。数据信号根据开关控制电路109的导通信号从开关电路102取入到存储电路103，由反相器103-2翻转，由根据开关控制电路109的关断信号动作的拍频反相器103-1把输出反馈，保持数据信号。液晶像素驱动器104能够由2个CMOS晶体管构成的传输门电路104-1、104-2构成。存储电路103中保持的数据信号是H电平时，在液晶像素驱动器104中，连接到在标准白显示时使液晶成为黑显示的第1电压信号线118的传输门电路104-1成为导通状态，在像素电极106上供给第1电压116，根据与供给到相对电极108的基准电平122的电位差液晶像素105成为黑显示状态。同样，被保持的数据信号是L电平时，连接到第2电压信号线119的传输门电路104-2成为导通状态，在像素电极106上供给第2电压117，液晶像素105成为白显示状态。
本实施例形态中，把同时输入数据信号取为2位，然而并不限定于此。例如，进行彩色显示时由于同时输入RGB 3色部分的数据信号，因此也可以把同时输入数据信号取为3位。
第4实施形态
图7是示出作为本发明第4实施形态的电光转换装置的液晶装置中的像素及其驱动电路等主要部分的框图。图8是详细的电路图。
本实施形态如图7所示，成为在第3实施形态中示出的图5的框图中，加入了配置在列数据线115从输入数据线114分开的点上的锁存电路201的结构。本发明中没有特别说明的结构是与第3实施形态相同的结构。
锁存电路201在列扫描线112-m选择时把数据信号从输入数据线114取入到对应的列数据线115-d。非选择时保持列数据线115-d的数据信号。
依据以上的结构，能够把输入数据线114上的寄生电容仅取为与被选择的锁存电路201相连接的列数据线115的电容，能够大幅度地降低功耗。
另外，本实施形态如图8所示，成为在第3实施形态中示出的图6的电路图中加入了锁存电路201的结构。锁存电路能够用CMOS晶体管构成的拍频反相器201-1、201-2与CMOS晶体管构成的反相器201-3的逻辑电路组成。列扫描线112-m的选择信号成为用CMOS晶体管构成的反相器202翻转了的信号的同时，用作为锁存电路201的控制信号。从输入数据线114输入的数据信号在列扫描线112-m的选择信号的下降沿由初级的拍频反相器201-1取入，由反相器201-3翻转，在列扫描线112-m的选择信号的上升沿由拍频反相器201把输出反馈，进行保持数据信号的动作。
本实施形态中把同时输入数据信号取为2位，然而并不限定于此。例如，在进行彩色显示时由于同时输入RGB 3色部分的数据信号，也可以把同时输入数据信号取为3位。
第5实施形态
图11示出把以上第1～第4实施形态的本发明的电光转换装置使用在便携电话中的例子。作为便携电话302的显示部分301使用了本发明的液晶装置。
依据以上的结构，在进行电池驱动时与使用了现有的单纯矩阵型液晶装置的电子设备相比较能够实现大幅度地延长寿命，而且与现有的静态驱动型液晶装置相比较能够采用简单的控制方法以及控制电路结构。
在本实施形态中以便携电话为例，然而并不限定于此。例如，本发明的电光转换装置也能够适用在钟表，寻呼机，投影仪等各种电子设备中。在投影仪的情况下，把本发明的电光转换装置用作为光调制装置。
另外，本发明的电光转换装置并不限定于上述的各实施形态，在不违背从说明书的总体读出的本发明的宗旨或者思想的范围内能够进行适宜的变形，伴随着其变形的电光转换装置也包括在本发明的技术范围内。
例如，在各实施形态中，作为电光转换装置使用液晶装置进行了说明，然而也能够适用在代替液晶像素，把像素置换为其它电光转换部件的电光转换装置中。作为液晶装置以外的电光转换装置，本发明也可以是在各个像素配置了反射镜，使反射镜的角度根据图像信号可变的数字微反射镜设备(DMD)，或者在各像素具备了等离子显示屏(PDP)、场致发光显示器、电致发光(EL)等发光元件的自发光型显示装置。其中，在这样的电光转换装置中，有时仅用形成了像素电路的单一基板构成，或者有时不用半导体基板而使用玻璃基板，即使是这样的构造也能够适用本发明。

Claims (8)

1.一种电光转换装置，其特征在于，具有
在基板上相互交叉的多条行扫描线以及多条列扫描线；沿着上述列扫描线设置的多条数据线；供给电压信号的电压信号线；与上述行扫描线和列扫描线的交叉相对应设置的多个像素驱动电路，
上述各像素驱动电路具备
在选择上述行扫描线和上述列扫描线时成为导通状态，在不选择上述行扫描线和上述列扫描线的至少一方时成为非导通状态的开关电路；在上述开关电路为导通状态时取入上述数据线的数据信号，在上述开关电路为非导通状态时保持数据信号的存储电路；由上述存储电路保存的数据信号为第1电平时从上述电压信号线在像素上输出第1上述电压信号，为第2电平时从上述电压信号线在像素上输出第2上述电压信号的像素驱动器。
2.如权利要求1所述的电光转换装置，其特征在于：
在上述每条数据线上具有在选择上述列扫描线时在对应的数据线取入数据信号，在非选择时保持上述数据线的数据信号的锁存电路。
3.如权利要求1～2的任一项中所述的电光转换装置，其特征在于：
在上述像素上配置的像素电极是光反射型的电极，在上述像素电极下方通过电绝缘膜设置上述像素驱动电路。
4.如权利要求1～3的任一项中所述的电光转换装置，其特征在于：
具有在选择上述行扫描线和上述列扫描线时，把导通控制信号输出到上述开关电路，在上述行扫描线和上述列扫描线的至少一方非导通时把非导通控制信号输出到上述开关电路的多个开关控制电路，上述开关控制电路控制多个上述像素驱动电路中的上述开关电路。
5.如权利要求1～4的任一项中所述的电光转换装置，其特征在于：
具有用于在上述行扫描线上供给行扫描信号的行扫描线驱动电路和用于在上述列扫描线上供给列扫描信号的列扫描线驱动电路，上述行扫描线驱动电路和上述列扫描线驱动电路的至少一方由移位寄存器电路构成。
6.如权利要求1～4的任一项中所述的电光转换装置，其特征在于：
具有用于在上述行扫描线上供给行扫描信号的行扫描线驱动电路和用于在上述列扫描线上供给列扫描信号的列扫描线驱动电路，上述行扫描线驱动电路和上述列扫描线驱动电路的至少一方由用对应于扫描线数的位数的地址信号选择该扫描线的译码电路构成。
7.如权利要求1～6的任一项中所述的电光转换装置，其特征在于：
上述电光转换装置的电路元件构造是CMOS构造。
8.一种电子设备，其特征在于：
具有权利要求1～7的任一项中所述的电光转换装置。
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