CN1573452A - 显示装置 - Google Patents

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CN1573452A
CN1573452A CNA200410048756XA CN200410048756A CN1573452A CN 1573452 A CN1573452 A CN 1573452A CN A200410048756X A CNA200410048756X A CN A200410048756XA CN 200410048756 A CN200410048756 A CN 200410048756A CN 1573452 A CN1573452 A CN 1573452A
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佐野景一
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Abstract

本发明的显示装置，其课题在于简化配置于像素区域周边的驱动器电路的构成、减低显示面板的框体面积、及谋求低消耗电力化。其解决手段在于：像素GS内的TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)系串联连接，其中TFT(T1)连接在漏极信号线DL1上。TFT(T3)连接在液晶LC的像素电极1上。在第1电容器C1及第2电容器C2的一方端子上施加接地电位(0V)。第1电容器C1的另一方端子系连接在TFT(T1)、TFT(T2)的连接点N1。第2电容器C2的另一方端子系连接在TFT(T2)、TFT(T3)的连接点N2。在TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)的栅极，分别施加控制该等TFT的导通与切断(on and off)用的控制脉冲信号A、B、C。

Description

显示装置
技术领域
本发明系关于一种显示装置，尤其是关于一种具备将数字显示信号转换成模拟显示信号的DA(Digital-to-analog：数字对模拟)转换器的显示装置。
背景技术
近年来，因市场需求而要求一种可携式显示装置，例如可携式电视、移动电话等。依该要求而盛行着对应显示装置的小型化、轻量化、省消耗电力化的研究开发。
第9图系现有例的液晶显示装置的一像素的电路图。液晶显示装置中该像素系配置成多个呈列及行的矩阵而构成像素区域。在绝缘性基板(未图标)上，交叉形成有栅极信号线10、漏极信号线11，且于其交叉部近旁设有连接两信号线10、11的像素选择薄膜晶体管12。薄膜晶体管系具有MOS(metal oxide semiconductor：金氧半导体)晶体管构造，以下简称为TFT。像素选择TFT12的源极12s系连接在液晶13的像素电极14。
又，设有在1图场期间保持像素电极14的电压用的辅助电容器15，该辅助电容器15的一方端子16系连接在像素选择TFT12的源极12s，而在相对电极17上施加各像素共通的共通电位Vcom。
在此，当在栅极信号线11上施加扫描信号(H电平)时，像素选择TFT12就会呈导通状态，且自漏极信号线11供给模拟显示信号至像素电极14，同时由辅助电容器15保持。扫描信号、模拟显示信号系由配置于像素区域的周边的驱动器电路所供给。
施加在像素电极14的模拟显示信号系施加在液晶13上，藉由液晶13依该电压而配向即可获得液晶显示。
输入至漏极信号线11的模拟显示信号，系将自外部机器输入的数字显示信号利用DA转换器进行数字、模拟转换所得。以往，DA转换器系配置于像素区域的周边的驱动器电路内。
第10图系DA转换器的一例的电路图。4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3系分别通过开关SW1、SW2、SW3、SW4，而各自供至经加权后的4个电容器C、C/2、C/4、C8上。在此，D3为最上阶位数据，D0为最下阶位数据，各位数据为0或1。
然后，通过开关SW5、SW6、SW7、SW8，并相加储存在各电容器中的电荷，即可获得作为模拟显示信号的16个阶调电压＝V0(D3+D2/2+D1/4+D0/8)/C。在此，V0为数字显示信号的振幅电压。该模拟显示信号系在经放大器50放大之后，输出至漏极信号线11。
第11图系DA转换器的另一例的电路图。在该DA转换器上输入有参考电压Vref1至Vref5，按照数字显示信号D0、D1、D2、D3，并根据来自控制器51的控制信号，即可切换开关SW1至SW8。如此，就可选择参考电压Vref1至Vref5中的任2个的参考电压，并可当作串联电阻R1、R2、R3、R4的两端电压VH、VL来供给。
然后，进而通过开关SW9至SW12，并选择由串联电阻R1、R2、R3、R4所电阻分压的电压，即可获得16个阶调电压。该阶调电压被当作模拟显示信号而输出至漏极信号线11上。另外，该等的开关SW1至SW12系由TFT所构成。
作为先前技术文献有专利文献1。(专利文献1)日本专利特开平10-848317号公报
发明内容
发明所欲解决的问题
第10图的DA转换器中因为需要放大器50，所以有消耗电力变大的问题。又，当使用低温多晶硅TFT来构成放大器50时因特性不均会变大，而会在显示面板间发生输出差。
又，第11图的DA转换器中，为了要充分地充电漏极信号线11，而需要增大构成开关SW1至SW12的TFT的尺寸。如此一来，驱动器电路的面积就会变大，而有很难实现近年来要求显示面板窄框的问题。
解决问题的手段
因此，本发明系提供一种框边面积窄小，且实现低消耗电力的显示装置。本发明的显示装置，其系具备有多个像素的显示装置，其中各像素包含有：DA转换器，系将具有串行传输(serial transmission)的多个位的数字显示信号转换成模拟显示信号；以及被供给有该模拟显示信号的像素电极。
而且，DA转换器包含有：第1及第2电容器，在各自的一方端子上施加有共通的电压；第1开关，系切换是否将数字显示信号施加在上述第1电容器的另一方端子上；以及第2开关，系切换是否将第1及第2电容器的另一方端子互相连接；且自第2电容器的另一方端子输出上述模拟显示信号。
本发明亦为具备有多个像素的显示装置，其中各像素包含有：DA转换器，系将具有串行传输的多个位的数字显示信号转换成模拟显示信号；以及被供给有模拟显示信号的像素电极。
而且，DA转换器包含有：第1电容器，在其一方端子上施加有上述数字显示信号；第1开关，系切换是否使第1电容器的一方端子与另一方端子短路；第2电容器，在其一方端子上施加一定的电压；以及第2开关，系切换是否连接第1电容器的另一方端子与第2电容器的另一方端子；且自第2电容器的另一方端子输出上述模拟显示信号。
发明的效果
依据本发明的显示装置，由于在各像素上设置将数字视频信号转换成模拟视频信号的DA转换器，所以配置于像素区域周边的驱动器电路的构成变得简单，并可减低该部分周边的框体边缘的面积。
附图说明
第1图系显示本发明第1实施形态的液晶显示装置的等效电路图。
第2图系说明本发明第1实施形态的液晶显示装置的动作的时序图。
第3图系说明本发明第1实施形态的液晶显示装置的动作的时序图。
第4图(a)至(e)系说明本发明第1实施形态的液晶显示装置的动作的DA转换器的等效电路图。
第5图系显示本发明第2实施形态的液晶显示装置的等效电路图。
第6图系说明本发明第2实施形态的液晶显示装置的动作的时序图。
第7图系说明本发明第2实施形态的液晶显示装置的动作的时序图。
第8图(a)至(e)系说明本发明第2实施形态的液晶显示装置的动作的DA转换器的等效电路图。
第9图系现有例的液晶显示装置的一像素的电路图。
第10图系现有例的DA转换器的电路图。
第11图系现有例的其它DA转换器的电路图。
(组件符号说明)
1、14  像素电极                    2、17    相对电极
10     栅极信号线
12     像素选择薄膜晶体管(像素选择TFT)
12s    源极                        15       辅助电容
16     一方端子                    A、B、C  控制脉冲信号
BF1、BF2缓冲器                     C1       第1电容器
C2    第2电容器    CG              控制信号产生电路
D0至D3数字显示信号                 DL1、DL2、11  漏极信号线
GND  接地电位                      GS1、GS2像素
LA1、LA2                           闩锁电路LC、13  液晶
N1、N2连接点                       SW1至SW8开关
T1、T2、T3  薄膜晶体管(TFT)        Vcom  共通电位
具体实施方式
其次，一面参照图式而一面说明本发明第1实施形态的显示装置。第1图系显示该液晶显示装置的等效电路图。像素虽系配置成m列n行的矩阵并构成像素区域，但在第1图中为了简单起见只有显示1个像素GS1及与的连接的像素GS2。
自液晶显示装置的外部输入的4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3系与闩锁时脉同步，并利用驱动器电路内的闩锁电路LA1来闩锁，转换成串行的位数据并从闩锁电路LA1输出。从闩锁电路LA1输出作为串行信号的数字显示信号D0、D1、D2、D3系通过缓冲器BF1而输出至漏极信号线DL1，并以后述的指定时序输入至像素GS1。
数字显示信号D0、D1、D2、D3，系与下一个闩锁时脉同步并利用闩锁电路(latch circuit)LA2来闩锁，转换成串行的位数据并从闩锁电路LA2输出。从闩锁电路LA2输出作为串行信号的数字显示信号D0、D1、D2、D3系通过缓冲器BF2而输出至漏极信号线DL2，并以指定的时序输入至像素GS2。
另外，当自液晶显示装置的外部输入的4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3为串行信号的情况，不用进行并列-串行转换(parallel-serialconversion)，而只要供至各像素GS1、GS2、…即可。
其次虽系就像素GS1的构成加以说明，但是此就其它的像素而言亦为同样构成。3个TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)系串联连接，TFT(T1)的漏极系连接在漏极信号线DL1上。TFT(T3)的源极系连接在液晶LC的像素电极1。在此，3个的TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)虽系均以作为N信道型加以说明，但是并非限定于此，亦可为P信道型。
在液晶LC的相对电极2上施加有各像素共通的共通电位Vcom。又，在第1电容器C1及第2电容器C2的一方端子上施加有共通的电位，例如接地电位(0V)。第1电容器C1的另一方端子，系连接在TFT(T1)、TFT(T2)的连接点N1上。第2电容器C2的另一方端子，系连接在TFT(T2)、TFT(T3)的连接点N2。
TFT(T1)系将数字显示信号D0、D1、D2、D3选择性地供至第1电容器C1的另一方端子上的开关，TFT(T2)系选择性地连接第1电容器C1的另一方端子与第2电容器C2的另一方端子的开关。
在TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)的栅极，分别施加有控制该等TFT的导通切断用的控制脉冲信号A、B、C。该等的控制脉冲信号A、B、C，系自驱动器电路内的控制信号产生电路CG产生。
第2图系第1图的液晶显示装置的动作时序图。控制脉冲信号A为低电平的期间，TFT(T3)切断(off)，在该期间与控制脉冲信号C同步并使数字显示信号D0、D1、D2、D3依此顺序依次取入像素GS1内，并按照控制脉冲信号B、C的变化而施予后述的运算处理，即可在TFT(T2)与TFT(T3)的连接点N2上，获得经DA转换后的电压V＝V0(D3/2+D2/4+D1/8+D0/16)。在此，V0为数字显示信号的电压振幅。
然后，当控制脉冲信号A上升至高电平时TFT(T3)会导通，而连接点N2的经DA转换后的电压会通过TFT(T3)而施加在液晶LC的像素电极1上。如此可由像素GS1内的TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)、第1电容器C1、第2电容器C2而构成DA转换器。
其次，一面参照第3图及第4图，而一面进一步详细说明该DA转换器的动作。第3图系放大第2图的动作时序图，第4图系DA转换器的等效电路图，以开关等效地表示TFT(T1)、TFT(T2)。
将T1与T2的连接点的电压设为Va，将第2电容器C2的端子电压设为Vb。又，将对应数字显示信号D0、D1、D2、D3的位数据电压设为Vbit1、Vbit2、Vbit3、Vbit4。如此，Vbit1＝V0×D0、Vbit2＝V0×D1、Vbit3＝V0×D2、Vbit4＝V0×D3。V0为数字显示信号D0、D1、D2、D3的振幅电压，数字显示信号D0、D1、D2、D3系在0V与V0之间摆动。更且，第1电容器C1与第2电容器C2所具有的电容值相等。
在时刻t1，当控制脉冲信号B、C上升至高电平时，T1、T2就会导通。此时，当数字显示信号为0V(数据0)时，Va＝Vb＝0V。第4图(a)系显示该状态。
其次，在时刻t2当控制脉冲信号B下降至低电平时T2会切断，在下一个时刻t3相应于第1个位的数字显示信号D0的位数据电压Vbit1会通过T1而施加在第1电容器C1的端子上。如此，成为Va＝Vbit1、Vb＝0V。第4图(b)系显示该状态。
其次，在时刻t4当控制脉冲信号C下降至低电平时T1会切断，在下一个时刻t5当控制脉冲信号B上升至高电平时T2会导通。藉此，由于第1电容器C1与第2电容器C2会互相连接，所以储存于第1电容器C1的电荷的一半会分配至第2电容器C2，变成Va＝Vb＝Vbit1/2。亦即，可进行将位数据电压设为1/2倍的运算。第4图(c)系显示该状态。
之后，进行上述的重复动作，在时刻t6当控制脉冲信号B下降至低电平时T2会切断，在下一个时刻t7当控制脉冲信号C上升至高电平时T1会导通。之后，在时刻t8相应于第2个位的数字显示信号D1的位数据电压Vbit2会通过T1而施加在第1电容器C1的端子上。如此，变成Va＝Vbit2、Vb＝Vbit1/2。第4图(d)系显示该状态。
其次，在时刻t9当控制脉冲信号C下降至低电平时T1切断(off)，在下一个时刻t10当控制脉冲信号B上升至高电平时T2会导通。藉此，由于第1电容器C1与第2电容器C2会互相连接，所以与上述同样，可进行Va与Vb的和的1/2倍的运算，变成Va＝Vb＝Vbit2/2+Vit1/4。亦即可进行将电压设为1/2倍的运算。第4图(e)系显示该状态。
藉由重复该动作，即可进行数字显示信号D0、D1、D2、D3的DA转换，结果变成V＝Vbit4/2+Vbit3/4+Vbit2/8+Vbit1/16。亦即，4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3，系分别转换成相应的16个阶调电压。
其次，一面参照图式一面说明本发明第2实施形态的显示装置。第5图系该液晶显示装置的等效电路图。像素虽配置成m列n行的矩阵，但是第5图中为了简单起见，只有显示1个像素GS1及与的邻接的像素GS2。
有关像素的周边电路与第1实施形态同样，所以在本实施形态中系就像素GS1的构成加以说明。有关其它的像素亦为同样的构成。3个的TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)系串联连接，TFT(T1)的漏极系连接在漏极信号线DL1上。TFT(T3)的源极系连接在液晶LC的像素电极1上。在此，3个的TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)虽均以作为N信道型加以说明，但是并非限定于此，亦可为P信道型。在液晶LC的相对电极2上施加有各像素共通的共通电位Vcom。
第1电容器C1系在TFT(T1)的漏极与TFT(T1)、TFT(T2)的连接点N1上，分别连接有其一方及另一方的端子。在第2电容器C2的一方端子上施加有共通的电位，例如接地电位(0V)，其另一方端子系连接在TFT(T2)、TFT(T3)的连接点N2。
TFT(T1)系选择性地将第1电容器C1的两端子短路的开关，TFT(T2)系选择性地连接第1电容器C1的另一方端子与第2电容器的另一方端子的开关。
在TFT(T1)、TFT(T2)、TFT(T3)的栅极，分别施加有控制该等TFT的导通切断用的控制脉冲信号A、B、C。该等的控制脉冲信号A、B、C系自驱动器电路内的控制信号产生电路CG产生。
第6图系第5图的液晶显示装置的动作时序图。在控制脉冲信号A为低电平的期间，TFT(T3)切断，在该期间与控制脉冲信号C同步并使数字显示信号D0、D1、D2、D3依此顺序依次取入像素GS1内，并按照控制脉冲信号B、C的变化而施予后述的运算处理，即可在TFT(T2)与TFT(T3)的连接点N2，获得经DA转换后的电压V＝V0(D3/2+D2/4+D1/8+D0/16)。在此，V0为数字显示信号的电压振幅。
其次，一面参照第7图及第8图，一面更详细说明该DA转换器的动作。第7图系放大第6图的动作时序图，第8图系DA转换器的等效电路图，并以开关等效表示TFT(T1)、TFT(T2)。
将第2电容器C2的端子电压设为Vc。又，将对应数字显示信号D0、D1、D2、D3的位数据电压与第1实施形态同样地，设为Vbit1、Vbit2、Vbit3、Vbit4。则Vbit1＝V0×D0、Vbit2＝V0×D1、Vbit3＝V0×D2、Vbit4＝V0×D3。V0为数字显示信号D0、D1、D2、D3的振幅电压，数字显示信号D0、D1、D2、D3系在0V与V0之间摆动。更且，第1电容器C1与第2电容器C2所具有的电容值相等。
在时刻t1当控制脉冲信号B、C上升至高电平时，T1、T2就会导通。藉由T1的导通就可使第1电容器C1的一方端子与另一方端子短路。此时，当数字显示信号为0V(数据0)时，Vc＝0V。第8图(a)系显示该状态。
其次，在时刻t2当控制脉冲信号C下降至低电平时T1会切断，而短路会被解除。在下一个时刻t3相应于第1个位的数字显示信号D0的位数据电压Vbit1，施加在第1电容器C1的一方端子。如此，成为Vc＝Vbit1/2。第8图(b)系显示该状态。
其次，在时刻t4当控制脉冲信号B下降至低电平时T2切断(off)，在下一个时刻t5当控制脉冲信号C上升至高电平时T1导通。第1电容器C1的一方端子与另一方端子就会再次短路。进而在下一个时刻t6数字显示信号D0的输出期间结束，并下降至0V。藉此，充电于第1电容器C1内的电荷就会放电，而其两端子电压会变成0V。由于T2切断，所以维持在Vc＝Vbit1/2。第8图(c)系显示该状态。
其次，在时刻t7当控制脉冲信号C下降至低电平时T1切断，而端子间的短路会被解除。在下一个时刻t8当控制脉冲信号B上升至高电平时T2导通，而第1电容器C1与第2电容器C2会连接，由于储存在第2电容器C2的电荷的1/2被分配至第1电容器C1，所以会变成Vc＝Vbit1/4。亦即进行将电压设为1/2倍的运算。第8图(d)系显示该状态。
之后，进行上述的重复动作，相应于第2个位的数字显示信号D1的位数据电压Vbit2会施加在第1电容器C1的一方端子。如此，成为Vc＝Vbit2/2+Vbit1/4。第8图(e)系显示该状态。
藉由重复该动作，即可进行数字显示信号D0、D1、D2、D3的DA转换，结果与第1实施形态同样，变成V＝Vbit4/2+Vbit3/4+Vbit2/8+Vbit1/16。亦即，4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3，系分别转换成相对应的16个阶调电压。
另外，在第1及第2实施形态中虽系举4位的数字显示信号D0、D1、D2、D3的DA转换为例加以说明，但是本发明亦可将任意位的数字显示信号进行DA转换。又，第1及第2实施形态中虽系举液晶显示装置为例加以说明，但是本发明亦可适用于将数字显示信号转换成模拟显示信号以进行显示的其它显示装置，例如电场发光显示装置中。

Claims (6)

1.一种显示装置，其具备有多个像素，其特征在于：
各像素包含有：
DA转换器，系将具有串行传输的多个位的数字显示信号转换成模拟显示信号；以及
被供给有该模拟显示信号的像素电极；而
上述DA转换器包含有：
第1及第2电容器，在各自的一方端子被施加有共通的电位；
第1开关，系切换是否将上述数字显示信号施加在上述第1电容器的另一方端子；以及
第2开关，系切换是否将上述第1及第2电容器的另一方端子互相连接；且自上述第2电容器的另一方端子输出上述模拟显示信号。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置还具有控制信号产生电路，系以使上述第1开关导通而使上述第2开关切断以将上述数字显示信号的某位电压施加在上述第1电容器的另一方端子，其次使上述第1开关切断而使上述第2开关导通以连接上述第1及第2电容器的方式，来输出用以控制上述第1及第2开关的导通切断的第1及第2开关控制信号。
3.一种显示装置，其具备有多个像素，其特征在于：
各像素包含有：
DA转换器，系将具有串行传输的多个位的数字显示信号转换成模拟显示信号；以及
被供给有该模拟显示信号的像素电极；而
上述DA转换器包含有：
第1电容器，在其一方端子施加有上述数字显示信号；
第1开关，系切换是否使上述第1电容器的一方端子与另一方端子短路；
第2电容器，在其一方端子上施加有一定电压；以及
第2开关，系切换是否连接上述第1电容器的另一方端子与上述第2电容器的另一方端子；且自上述第2电容器的另一方端子输出上述模拟显示信号。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置还具有控制信号产生电路，系以使上述第1开关切断而使第2开关导通以在连接上述第1及第2电容器的状态将上述数字显示信号的某位电压施加在上述第1电容器的一方端子，之后以使上述第1开关导通而使上述第2开关切断的状态将上述一定电压施加在上述第1电容器的一方端子，之后再使上述第1开关切断而使第2开关导通以连接上述第1及第2电容器的方式，来输出用以控制上述第1及第2开关的导通切断的第1及第2开关控制信号。
5.如权利要求1或3所述的显示装置，其特征在于：所述显示装置还具有第3开关用以将上述模拟显示信号以指定的时序供至上述像素电极上。
6.如权利要求1项至第5项中任一所述的显示装置，其特征在于上述第1开关系将上述第1开关控制信号施加至栅极上的第1MOS晶体管，而上述第2开关系将上述第2开关控制信号施加至栅极的第2MOS晶体管。
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