DE10392172T5

DE10392172T5 - Konstantstromschaltung, Treiberschaltung und Bildanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE10392172T5
Application number: DE10392172T
Authority: DE
Inventors: Youichi Tobita
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2003-07-11
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-07-12
Also published as: KR100616338B1; JPWO2004034369A1; KR20040071713A; WO2004034369A1; US7317441B2; JP4201765B2; US20050156917A1; CN1602513A; TW200410185A; CN100472596C; DE10392172B4; TWI240237B

Abstract

Konstantstromschaltung mit:
einem Transistor (N1, P1), der zwischen einen ersten Knoten (10, 20) und einen zweiten Knoten (8, 16) geschaltet ist, und
einer Spannungshalteschaltung (C1, 4; C2, 14), die eine erste Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des Transistors (N1, P1) festgelegt und zum Einschalten des Transistors (N1, P1) bereitgestellt ist,
wobei der Transistor (N1, P1) an seinem Gate die erste Spannung empfängt und einen konstanten Strom durch den ersten Knoten (10, 20) führt, und
der erste Knoten (10, 20) mit einer Differenzschaltung (30, 30A) verbunden ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Konstantstromschaltung, eine Treiberschaltung und eine Bildanzeigevorrichtung und insbesondere auf eine Konstantstromschaltung, eine Treiberschaltung und eine Bildanzeigevorrichtung, bei der Einflüsse der Eigenschaften von schaltungsbildenden Transistoren beseitigt sind.
Technischer Hintergrund
Eine Konstantstromschaltung, die unabhängig von Schwankungen der Last den Fluss eines konstanten Stroms liefert, ist eine der grundlegenden und wichtigsten Schaltungen in einer integrierten Halbleiterschaltung.
Herkömmlicherweise wurden Konstantstromschaltungen gebildet aus Schaltungen eines Stromspiegeltyps. In der Konstantstromschaltung des Stromspiegeltyps ist einer von zwei Transistoren, deren Gates miteinander verbunden sind, als Diode geschaltet, und ein konstanter Strom, der gleich einem Produkt aus einem konstanten Referenzstrom, der durch diesen einen Transistor fließt, und aus einem im Verhältnis der Leistungsfähigkeit zwischen diesen Transistoren (genauer gesagt, einem Verhältnis der Kanalbreiten) kann durch den anderen Transistor fließen, der mit einer Lastschaltung verbunden ist, die auf einem unabhängigen Potential gehalten ist.
In dieser Konstantstromschaltung vom Stromspiegeltyp hängt die Stromeinstellgenauigkeit davon ab, ob der den Stromspiegel bildende Transistor genau eine entworfene Stromtreibfähigkeit aufweist oder nicht. Im allgemeinen wird ein Treiberstrom Id eines Transistors durch die folgende Formel (1) ausgedrückt: Id = β(Vgs – Vth)2 (1),wobei Vgs eine Gatespannung darstellt, Vth eine Schwellenspannung darstellt und β einen Leitwert darstellt. Genauer gesagt, wird die Einstellgenauigkeit des Treiberstroms von einem Leitwert β beeinflusst, der durch einen Herstellungsprozess des Transistors festgelegt wird, sowie durch eine Gatespannung, d.h. eine Versorgungsspannung, und weiter wird er von der Schwellenspannung Vth des Transistors beeinflusst.

Die Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-191166 hat eine Konstantstromschaltung offenbart zum Ermöglichen des Einstellens eines beabsichtigten Treiberstroms ohne einen Einfluss durch die Schwellenspannungen Vth der Transistoren, die einen Stromspiegel bilden. Diese Konstantstromschaltung enthält einen ersten Transistor, dessen Drain über einen Widerstand R mit einem Gate verbunden ist, und eine zweiten Transistor, dessen Gate mit einem Drain des ersten Transistors verbunden ist und der dasselbe Fähigkeitsverhältnis hat wie der erste Transistor, und eine Stromspiegelschaltung, deren zwei Transistoren ein Fähigkeitsverhältnis von K : 1 bieten. Da das Treiben von der Stromspiegelschaltung durchgeführt wird, kann die in der obigen Druckschrift offenbarte Konstantstromschaltung die Schwankungen des Stroms aufgrund von Herstellungsschwankungen verringern, und sie kann den Strom unabhängig von den Schwellenspannungen des ersten und zweiten Transistors einstellen.

Die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-191166 offenbarte Konstantstromschaltung sowie andere Konstantstromschaltungen, die Stromspiegel verwenden, sind darauf gegründet, dass zwei Transistoren, die einen Stromspiegel bilden, die gleiche Schwellenspannung Vth haben. Die Konstantstromschaltung zum Beispiel, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 5-191166 offenbart ist und den ersten und zweiten Transistor enthält, die einen Stromspiegel bilden, ist darauf gegründet, dass der erste und der zweite Transistor dieselbe Schwellenspannung Vth aufweisen und dass die zwei Transistoren, die die Stromspiegelschaltung bilden, die den ersten und zweiten Transistor treibt, dieselbe Schwellenspannung haben.

Somit sinkt die Einstellgenauigkeit des Treiberstroms, wenn zwei Transistoren, die die Stromspiegelschaltung bilden, verschiedene Schwellenspannungen Vth1 und Vth2 aufweisen, und insbesondere, wenn die Schwellenspannung Vth1 eines Referenztransistors, durch den ein Referenzstrom fließt, verschieden von der Schwellenspannung Vth2 eines Treibertransistors ist, durch den ein Treiberstrom fließt. Wenn die Schwellenspannung Vth2 weiterhin größer ist als die Schwellenspannung Vth1, kann der Treibertransistor auch dann ausgeschaltet sein, wenn der Referenztransistor eingeschaltet ist, in welchem Fall kein Treiberstrom fließt.

Insbesondere weisen Dünnfilmtransistoren aus polykristallinem Silizium, die auf einem Glassubstrat oder einem Harzsubstrat gebildet sind (die im folgenden als "TFTs" oder "TFT-Elemente" bezeichnet sein können) Schwellenspannungen auf, deren Schwankungen größer sind als die von auf Siliziumsubstrat gebildeten Transistoren (die im folgenden als "Bulk-Transistoren" bezeichnet sein können), und die obigen Probleme treten besonders auf, wenn die Konstantstromschaltung aus TFTs gebildet ist.

In den letzten Jahren lagen TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen in dem Hauptstrom von Flachbildschirmen. Auch Elektrolumineszenzanzeigevorrichtungen, die aus TFTs eines Niedrigtemperaturpolykristallinen Siliziumtyps gebildet sind und im folgenden als "EL-Anzeigevorrichtungen" bezeichnet werden können, haben in den letzten paar Jahren Aufmerksamkeit erlangt. In diesen TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und den EL-Anzeigevorrichtungen ist es erwünscht, periphere Schaltungen, die aus LSIs in herkömmlichen Aufbauten gebildet sind, zusammen mit den Bildanzeigeabschnitten in einer integralen Weise auf Glassubstraten zu bilden. Das ist so, weil die Größen der Bildanzeigevorrichtung verringert werden können, wenn der Bildanzeigeabschnitt und die periphere Schaltung, wie oben beschrieben, integral auf dem Glassubstrat gebildet werden können.

Bei diesen Bildanzeigevorrichtungen wird eine Gradationsanzeige durchgeführt durch Ändern einer an Bildpunkte (Pixel) angelegten Spannung. Somit wird bei den Flüssigkristallanzeigevorrichtungen im allgemeinen ein Spannungsmodulationsverfahren angewendet, bei dem eine Durchlässigkeit des Flüssigkristalls durch Ändern der an die Pixel angelegte Spannungen geändert wird. In den EL-Anzeigevorrichtungen wird eine Anzeigehelligkeit einer organischen lichtaussendenden Diode geändert, indem eine an die Pixel angelegte Spannung geändert wird, und dadurch ein Strom geändert wird, der einer organischen, lichtaussendenden Diode zugeführt wird, d.h. einem stromtreiberartigen, lichtaussendenden Element, das für jeden Pixel bereitgestellt ist.

Periphere Schaltungen der oben beschriebenen Bildanzeigevorrichtung enthalten eine Spannungserzeugungsschaltung, die verschiedene Spannungen erzeugt (die im folgenden als "Gradationsspannungen" bezeichnet werden) zum Treiben eines Pixels mit einer Bilddaten entsprechenden Anzeigehelligkeit. Eine hohe Betriebsstabilität ist in der Spannungserzeugungsschaltung erforderlich, die eine Funktion des Gradationsdisplays bereitgestellt. Zum Erzielen des hochstabilen Betriebs ist es wichtig, dass eine in der Spannungserzeugungsschaltung enthaltene Konstantstromschaltung einen stabilen Betrieb durchführt.

Ähnlich zu der Spannungserzeugungsschaltung ist eine hohe Betriebsstabilität auch in einer Treiberschaltung (Analogver stärker) erforderlich, die eine von der Spannungserzeugungsschaltung erzeugte Gradationsspannung empfängt und eine der empfangenen Gradationsspannung entsprechende Anzeigespannung an die mit den Pixeln verbundenen Datenleitungen liefert. Weiterhin ist es in der Treiberschaltung erforderlich, die genaue Anzeigespannung ohne einen Offset zu liefern. Für den stabilen und genauen Betrieb der Treiberschaltung ist es gleicherweise wichtig, den stabilen Betrieb mit der darin enthaltenen Konstantstromschaltung durchzuführen.

Zum Verringern der Größen der Vorrichtung können wie oben beschrieben die Spannungserzeugungsschaltung und die Treiberschaltung, die in den peripheren Schaltungen enthalten sind, zusammen mit dem Bildanzeigeabschnitt auf demselben Glassubstrat in integraler Weise ausgebildet sein, und die Schaltungen können aus TFTs gebildet sein. In diesem Aufbau tritt jedoch das obige Problem in den aus den TFTs gebildeten Konstantstromschaltungen merklich auf, und verringert merklich die Herstellungsausbeute der Bildanzeigevorrichtungen.

Offenbarung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, zum Lösen des obigen Problems eine Konstantstromschaltung bereitzustellen, die durch Schwankungen der Schwellenspannung von schaltungsbildenden Transistoren nicht beeinflusst wird.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Treiberschaltung bereitzustellen, die eine Konstantstromschaltung enthält, die durch Schwankungen der Schwellenspannung von schaltungsbildenden Transistoren nicht beeinflusst wird.

Noch eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bildanzeigevorrichtung bereitzustellen, die eine Konstantstromschaltung enthält, die durch Schwankungen der Schwellenspannung von schaltungsbildenden Transistoren nicht beeinflusst wird, und/oder eine Treiberschaltung, die eine solche Konstantstromschaltung enthält.

Gemäß der Erfindung enthält eine Konstantstromschaltung einen Transistor, der zwischen einen ersten und einen zweiten Knoten geschaltet ist, und eine Spannungshalteschaltung, die eine erste Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des Transistors festgelegt und zum Einschalten des Transistors bereitgestellt ist. Der Transistor empfängt an seinem Gate die erste Spannung und leitet einen Konstantstrom durch den ersten Knoten, und der erste Knoten ist mit einer Differenzschaltung verbunden.

Ebenfalls gemäß der Erfindung enthält eine Bildanzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Bildanzeigeelementen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind; eine Mehrzahl von Abtastleitungen, die jeweils entsprechend den Zeilen der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind und aufeinander folgend in vorbestimmten Zyklen ausgewählt werden; eine Mehrzahl von Datenleitungen, die jeweils entsprechend den Spalten der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind; eine Spannungserzeugungsschaltung, die zumindest einen Spannungspegel entsprechend der Anzeigehelligkeit jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen erzeugt; zumindest eine Pufferschaltung, die den von der Spannungserzeugungsschaltung erzeugten, zumindest einen Spannungspegel hält und einen Strom zur Ausgabe verstärkt, und einen Datenleitungstreiber, der für jedes der Bildanzeigeelemente in der abzutastenden Zeile einen Spannungspegel, der durch die jedem der Bildanzeigeelemente in der abzutastenden Zeile entsprechenden Pixeldaten angegeben wird, aus dem zumindest einem Spannungspegel auswählt und die Mehrzahl von Datenleitungen mit dem ausgewählten Spannungspegel aktiviert. Jede der zumindest einen Pufferschaltungen enthält eine interne Schaltung, die einen der zumindest einen Spannungspegel empfängt und einen Strom zur Ausgabe verstärkt, und eine Konstantstromschaltung, die einen konstanten Strom durch die in terne Schaltung führt. Die Konstantstromschaltung enthält einen Transistor, der zwischen die interne Schaltung und einen ersten Knoten geschaltet ist, und eine Spannungshalteschaltung, die eine erste Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des Transistors festgelegt und zum Einschalten des Transistors bereitgestellt ist. Der Transistor empfängt an seinem Gate die erste Spannung und führt den konstanten Strom durch die interne Schaltung.

Eine Treiberschaltung, die eine Ausgangsspannung entsprechend einer Eingangsspannung liefert, enthält gemäß der Erfindung einen ersten Transistor, der zwischen einen ersten Leistungsversorgungsknoten und einen Ausgangsknoten geschaltet ist, eine Konstantstromschaltung, die zwischen den Ausgangsknoten und einen zweiten Leistungsversorgungsknoten geschaltet ist, und eine Offsetkompensationsschaltung, die eine abhängig von einer Schwellenspannung des ersten Transistors auftretende Offsetspannung kompensiert. Die Offsetkompensationsschaltung hält die Offsetspannung und liefert eine erste Spannung, die durch Verschieben der Eingangsspannung um die gehaltene Offsetspannung erzeugt wird, an eine Gateelektrode des ersten Transistors. Die Konstantstromschaltung enthält einen zweiten Transistor, der zwischen den Ausgangsknoten und den zweiten Leistungsversorgungsknoten geschaltet ist und eine erste Spannungshalteschaltung, die eine zweite Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors bereitgestellt ist. Der zweite Transistor empfängt an seiner Gateelektrode die zweite Spannung und führt einen konstanten Strom durch den ersten Transistor, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist. Der erste Transistor empfängt an seiner Gateelektrode die von der Offsetkompensationsschaltung gelieferte, erste Spannung und liefert eine Ausgangsspannung mit demselben Potential wie die Eingangsspannung an den Ausgangsknoten.

Eine Treiberschaltung, die eine Ausgangsspannung entsprechend einer Eingangsspannung liefert, enthält entsprechend der Erfindung einen ersten Transistor eines ersten Leitungstyps, der zwischen einen ersten Leistungsversorgungsknoten und einen Ausgangsknoten geschaltet ist; eine erste Konstantstromschaltung, die zwischen den Ausgangsknoten und einen zweiten Leistungsversorgungsknoten geschaltet ist; eine Pegelverschiebungsschaltung, die eine erste Spannung empfängt und eine zweite Spannung liefert, die durch Verschieben der ersten Spannung des ersten Leitungstyps um eine vorbestimmte Größe erzeugt wird, und eine Offsetkompensationsschaltung, die eine abhängig von einer Schwellenspannung des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp auftretende Offsetspannung kompensiert. Die Pegelverschiebungsschaltung enthält eine zweite Konstantstromschaltung, die zwischen einen dritten Leistungsversorgungsknoten und eine Gateelektrode des ersten Transistors vom ersten Leistungstyp geschaltet ist, und einen ersten Transistor eines zweiten Leitungstyps, der zwischen die Gateelektrode des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp und einen vierten Leistungsversorgungsknoten geschaltet ist. Die Offsetkompensationsschaltung hält einen Spannungsunterschied zwischen der Schwellenspannung des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp und einer Schwellenspannung des ersten Transistors vom zweiten Leitungstyp und liefert als erste Spannung eine Spannung, die durch Verschieben der Eingangsspannung um den gehaltenen Spannungsunterschied erzeugt wird, an eine Gateelektrode des ersten Transistors vom zweiten Leistungstyp. Die erste Konstantstromschaltung enthält einen zweiten Transistor vom ersten Leitungstyp, der zwischen den Ausgangsknoten und den zweiten Leistungsversorgungsknoten geschaltet ist, und eine erste Spannungshalteschaltung, die eine dritte Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors vom ersten Leitungstyp festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors vom ersten Leitungstyp bereitgestellt ist. Der zweite Transistor vom ersten Leitungstyp empfängt an seiner Gateelektrode die dritte Spannung und führt einen konstan ten Strom durch den ersten Transistor vom ersten Leitungstyp, der mit dem Ausgangsknoten verbunden ist. Die zweite Konstantstromschaltung enthält einen zweiten Transistor vom zweiten Leitungstyp, der zwischen den dritten Leistungsversorgungsknoten und die Gateelektrode des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp geschaltet ist, und eine zweite Spannungshalteschaltung, die eine vierte Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors vom zweiten Leitungstyp festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors vom zweiten Leitungstyp bereitgestellt ist. Der zweite Transistor vom zweiten Leitungstyp empfängt an seiner Gateelektrode die vierte Spannung und führt einen konstanten Strom durch den ersten Transistor vom zweiten Leitungstyp, der mit der Gateelektrode des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp verbunden ist. Der erste Transistor vom zweiten Leitungstyp empfängt an seiner Gateelektrode die von der Offsetkompensationsschaltung gelieferte, erste Spannung und liefert die durch Verschieben der ersten Spannung um die Schwellenspannung des ersten Transistors des zweiten Leitungstyp erzeugte, zweite Spannung an die Gateelektrode des ersten Transistors vom ersten Leitungstyp. Der erste Transistor vom ersten Leitungstyp empfängt an seiner Gateelektrode die von der Pegelverschiebungsschaltung gelieferte, zweite Spannung und liefert eine Ausgangsspannung mit demselben Potential wie die Eingangsspannung an den Ausgangsknoten.

Gemäß der Erfindung enthält eine Bildanzeigevorrichtung eine Mehrzahl von Bildanzeigeelementen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind; eine Mehrzahl von Abtastleitungen, die jeweils entsprechend den Zeilen der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind und aufeinander folgend in vorbestimmten Zyklen ausgewählt werden; eine Mehrzahl von Datenleitungen, die jeweils entsprechend den Spalten der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen angeordnet sind; eine Spannungserzeugungsschaltung, die zumindest eine Spannung entsprechend der Anzeigehelligkeit jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen erzeugt; eine Dekodierschaltung, die für die Bildanzeigeelemente in der abzutastenden Zeile eine Spannung, die durch die jedem der Bildanzeigeelemente in der abzutastenden Zeile entsprechenden Pixeldaten angegeben wird, aus der zumindest einen Spannung auswählt, und die obige Treiberschaltung, die die von der Dekodierschaltung ausgewählte Spannung von der Dekodierschaltung empfängt und die Mehrzahl von Datenleitungen mit der entsprechenden Spannung aktiviert.

Die obige Konstantstromschaltung entsprechend der Erfindung enthält eine Spannungshalteschaltung, die eine Spannung hält, die entsprechend der Schwellenspannung des den Strom führenden Treibertransistors eingestellt wird, und der Treibertransistor empfängt an seinem Gate die Spannung, die von der Spannungshalteschaltung gehalten wird, und führt den Strom hindurch.

Auch wenn herstellungsbedingte Schwankungen in der Schwellenspannung des Treibertransistors auftreten, können daher gemäß der Erfindung Einflüsse durch solche Schwankungen beseitigt werden, und die Konstantstromschaltung kann einen stabilen Betrieb durchführen.

Dank der Betriebsstabilität der Konstantstromschaltung können die Treiberschaltung und die mit der Konstantstromschaltung versehene Bildanzeigevorrichtung einen stabilen Betrieb erzielen.

Kurzbeschreibung der Figuren
1 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau einer Konstantstromschaltung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 zeigt einen Betriebszustand der in 1 gezeigten Konstantstromschaltung während des Stromtreibens.
3 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau einer Konstantstromschaltung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 zeigt einen Betriebszustand der in 3 gezeigten Konstantstromschaltung während des Stromtreibens.
5 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Differenzverstärkers nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
6 zeigt einen Betriebszustand während eines aktiven Zustands des Differenzverstärkers nach der dritten Ausführungsform der Erfindung.
7 ist ein Schaltbild, das eine Abwandlung des in 5 gezeigten Differenzverstärkers zeigt.
8 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Differenzverstärkers nach einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 zeigt einen Betriebszustand während eines aktiven Zustands des Differenzverstärkers nach der vierten Ausführungsform der Erfindung.
10 ist ein Schaltbild, das eine Abwandlung des in 8 gezeigten Differenzverstärkers zeigt.
11 ist ein schematisches Blockschaltbild, das einen Gesamtaufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
12 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines in 11 gezeigten Pixels zeigt.
13 ein Schaltbild, das einen Aufbau einer in 11 gezeigten Spannungserzeugungsschaltung zeigt.
14 ein Schaltbild, das einen Aufbau einer in 13 gezeigten Pufferschaltung zeigt.
15 ein Schaltbild, das einen Aufbau einer in 14 gezeigten, ersten Verstärkerschaltung zeigt.
16 ein Schaltbild, das einen Aufbau einer in 14 gezeigten, zweiten Verstärkerschaltung zeigt.
17 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Pixels einer EL-Anzeigevorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
18 ist ein schematisches Blockschaltbild, das einen Gesamtaufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
19 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines in 18 gezeigten Analogverstärkers zeigt.
20 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer achten Ausführungsform zeigt.
21 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer neunten Ausführungsform zeigt.
22 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer zehnten Ausführungsform zeigt.
23 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer elften Ausführungsform zeigt.
24 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer zwölften Ausführungsform zeigt.
25 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer dreizehnten Ausführungsform zeigt.
26 ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers nach einer vierzehnten Ausführungsform zeigt.
Beste Arten zum Ausführen der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung werden nun detailliert beschrieben mit Bezug auf die Zeichnungen. Gleiche oder entsprechende Abschnitte tragen dieselben Bezugszeichen, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
[Erste Ausführungsform]
1 ist ein Schaltbild eines Aufbaus einer Konstantstromschaltung nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf 1 enthält eine Konstantstromschaltung 1 einen n-Typ-Transistor N1, einen Kondensator C1, Schalter S1 bis S3 und ein Widerstandselement R101. Der n-Typ-Transistor N1 ist ein Treibertransistor, durch den ein konstanter Strom fließt; er ist zwischen einen Knoten 2 und einen Knoten 8 geschaltet, an dem eine konstante Spannung VL anliegt, und er hat ein Gate mit einem Knoten 4 verbunden. Der n-Typ-Transistor N1 kann entweder ein n-Typ-TFT oder ein n-Typ-Bulk-Transistor sein. Der Kondensator C1 ist bereitgestellt, um ei ne Gatespannung des n-Typ-Transistors N1 zu halten, und er ist zwischen die Knoten 4 und 8 geschaltet.
Die Schalter S1 bis S3 ändern ihre Zustände entsprechend einem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen einer Gatespannung des n-Typ-Transistors N1 und einem Stromtreiberbetrieb. Der Schalter S1 ist zwischen das Widerstandselement R101 und den Knoten 2 geschaltet. Der Schalter S2 ist zwischen den Knoten 2 und einen Knoten 10 geschaltet, der mit einer Last verbunden ist, die einen konstanten Strom verlangt, und der Schalter S3 ist zwischen die Knoten 2 und 4 geschaltet. Das Widerstandselement R101 ist bereitgestellt, um dem Knoten 2 beim Einstellen einer Spannung einen vorbestimmten Strom zuzuführen, und es ist zwischen den Schalter S1 und einen Knoten 6 geschaltet, an dem eine vorbestimmte Spannung VH anliegt, die größer ist als die Spannung VL.
Die Konstantstromschaltung 1 kann in zwei Betriebsarten arbeiten, d.h. einem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen der Gatespannung des n-Typ-Transistors N1 und einem Stromtreiberbetrieb für eine ursprüngliche Funktion. 1 zeigt einen Betriebszustand zum Spannungseinstellen, und 2 zeigt einen Betriebszustand zum Stromtreiben, der später beschrieben wird. Der Spannungseinstellbetrieb in der Konstantstromschaltung 1 wird nun beschrieben.
Für den Spannungseinstellbetrieb werden die Schalter S1 und S3 eingeschaltet, und der Schalter S2 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom über das Widerstandselement R101, den Schalter S1 und den n-Typ-Transistor N1 in Diodenschaltung von dem Knoten 6 zu dem Knoten 8, und die Spannung an Knoten 4 erreicht einen Spannungspegel von (Vth1 + ΔV1), der größer ist als die Schwellenspannung Vth1 des n-Typ-Transistor N1. Der Kondensator C1 wird entsprechend dem Spannungspegel des Knotens 4 mit elektrischen Ladungen geladen.
Auch wenn das nicht dargestellt ist, werden die Schalter S1 und S3 ausgeschaltet, wenn das Laden des Kondensators C1 abgeschlossen ist, und der Kondensator C1 hält Knoten 4 auf dem Spannungspegel (Vth1 + ΔV1).
2 zeigt einen Betriebszustand während des Stromtreibens der Konstantstromschaltung 1.
Mit Bezug auf 2 wird der Schalter S2 eingeschaltet, wenn der Kondensator C1 entsprechend dem Spannungspegel (Vth1 + ΔV1) mit elektrischen Ladungen geladen ist und die Schalter S1 und S3 ausgeschaltet werden. Dadurch fließt ein Strom von Knoten 10 über den Schalter S2 und den n-Typ-Transistor N1 zu Knoten 8.
Da der Kondensator C1 die Spannung an Knoten 4, d.h. die Gatespannung des n-Typ-Transistors N1 auf dem konstanten Spannungspegel von (Vth1 + ΔV1) hält, der größer ist als der Schwellenwert Vth1, kann der n-Typ-Transistor N1 den konstanten Strom führen.
Ein Wert des durch den n-Typ-Transistors N1 fließenden Stroms hängt von einem Wert von ΔV1 ab, der durch einen Widerstandswert des Widerstandselements R101 gesteuert werden kann.
In 1 und 2 ist der Kondensator C1 mit Knoten 8 verbunden. Er kann jedoch mit einem anderen Knoten verbunden sein, an dem eine konstante Spannung anliegt.
Die Konstantstromschaltung 1 nach der ersten Ausführungsform kann auf einen Allzweckoperationsverstärker angewendet werden, wenn sie in einer Weise verwendet wird, die Zeitspannen zum Schalten der Schalter S1 – S3 sicherstellen kann. Der Operationsverstärker kann in verschiedenen Arten verwendet werden. Wenn ein Operationsverstärker z.B. in einer Abtast-Halte- Schaltung verwendet wird, können die Zeitspannen zum Schalten der Schalter S1 – S3 vor dem Abtasten der Signale sichergestellt sein. Daher kann die Konstantstromschaltung 1 auf so einen Operationsverstärker angewendet werden.
Wie oben beschrieben, hält die Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform die Gatespannung, die auftritt, wenn durch den Treibertransistor, d.h. den n-Typ-Transistor N1, ein konstanter Strom hindurchfließt, und treibt den n-Typ-Transistor N1 auf der Grundlage der so gehaltenen Spannung. Somit kann der Konstantstrom stabil fließen, auch wenn große Schwankungen in der Schwellenspannung des n-Typ-Transistors N1 auftreten.
[Zweite Ausführungsform]
3 ist ein Schaltbild eines Aufbaus einer Konstantstromschaltung nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Mit Bezug auf 3 enthält eine Konstantstromschaltung 1A einen p-Typ-Transistor P1, einen Kondensator C2, Schalter S4 – S6 und ein Widerstandselement R102. Der p-Typ-Transistor P1 ist ein Treibertransistor, der einen konstanten Strom führt; er ist zwischen einen Knoten 16, an den eine konstante Spannung VH angelegt ist, und einen Knoten 12 geschaltet, und er hat ein Gate mit einem Knoten 14 verbunden. Der p-Typ-Transistor P1 kann entweder ein p-Typ-TFT oder ein p-Typ-Bulk-Transistor sein. Der Kondensator C2 ist bereitgestellt zum Halten einer Gatespannung des p-Typ-Transistors P1, und er ist zwischen die Knoten 16 und 14 geschaltet.
Die Schalter S4 bis S6 ändern ihre Zustände entsprechend einem Zustand zum Einstellen der Gatespannung des p-Typ-Transistors P1 und einem Zustand zum Stromtreiben. Der Schalter S4 ist zwischen den Knoten 12 und das Widerstandselement R101 geschaltet, und der Schalter S5 ist zwischen den Knoten 12 und einen Knoten 20 geschaltet, der mit einer Last verbunden ist, die einen konstanten Strom erfordert. Der Schalter S6 ist zwischen die Knoten 12 und 14 geschaltet. Das Widerstandselement R102 ist bereitgestellt zum Führen eines vorbestimmten Stroms durch Knoten 12 in dem Spannungseinstellbetrieb, und es ist zwischen den Schalter S4 und einen Knoten 18 geschaltet, an den eine vorbestimmte Spannung VL angelegt ist, die kleiner als die Spannung VH ist.
Diese Konstantstromschaltung 1A hat einen Aufbau, der dem der Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform entspricht, außer dass die Polaritäten vertauscht sind. 3 zeigt einen Betriebszustand des Spannungseinstellbetriebs, und 4 zeigt einen Betriebszustand für den Stromtreiberbetrieb, der später beschrieben wird. Ein Spannungseinstellbetrieb der Konstantstromschaltung 1A wird nun beschrieben.
Zum Einstellen der Spannung werden die Schalter S4 und S6 eingeschaltet, und der Schalter S5 wird ausgeschaltet. Dadurch fließt ein Strom vom Knoten 16 durch den p-Typ-Transistor P1 in Diodenschaltung, den Schalter S4 und das Widerstandselement R102 zu Knoten 18, und der Knoten 14 erhält einen Spannungspegel von (VH – |Vth2| – ΔV2) auf der Grundlage einer Schwellenspannung Vth2 des p-Typ-Transistors P1. Der Kondensator C2 wird entsprechend dem Spannungspegel des Knotens 14 mit elektrischen Ladungen geladen.
Auch wenn das nicht dargestellt ist, werden die Schalter S4 und S6 ausgeschaltet, wenn das Laden des Kondensators C2 abgeschlossen ist, und der Kondensator C2 hält die Spannung an Knoten 14 auf dem Pegel (VH – |Vth2| – ΔV2).
4 zeigt den Betriebszustand während des Stromtreibens der Konstantstromschaltung 1A.
Mit Bezug auf 4 wird der Schalter S5 eingeschaltet, wenn der Kondensator C2 entsprechend dem Spannungspegel (VH – |Vth2| – ΔV2) mit elektrischen Ladungen geladen ist und die Schalter S4 und S6 ausgeschaltet werden. Dadurch fließt ein Strom von Knoten 16 durch den p-Typ-Transistor P1 und den Schalter S5 zu dem Knoten 20.
In diesem Zustand hält der Kondensator C2 die Spannung an Knoten 14, d.h. die Gatespannung des p-Typ-Transistors P1 auf dem konstanten Pegel (VH – |Vth2| – ΔV2), so dass der p-Typ-Transistor P1 einen Konstantstrom führen kann.
Ein Wert des durch den p-Typ-Transistors P1 fließenden Stroms hängt von ΔV2 ab, der durch den Widerstandswert des Widerstandselements R102 gesteuert werden kann.
In 3 und 4 ist der Kondensator C2 mit Knoten 16 verbunden. Er kann jedoch mit einem anderen Knoten verbunden sein, an den eine konstante Spannung angelegt ist.
Ähnlich der Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform kann die Konstantstromschaltung 1A nach der zweiten Ausführungsform auf einen Allzweckoperationsverstärker angewendet werden, die Zeitspannen zum Schalten der Schalter S4 – S6 sicherstellen kann.
Wie oben beschrieben, kann die Konstantstromschaltung 1A der zweiten Ausführungsform eine ähnliche Wirkung erzielen wie die durch die Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform.
[Dritte Ausführungsform]
In einer dritten Ausführungsform wird die Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform auf einen Differenzverstärker angewendet.
5 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Differenzverstärkers nach der dritten Ausführungsform zeigt.
Mit Bezug auf 5 enthält der Differenzverstärker nach der dritten Ausführungsform eine Konstantstromschaltung 1 und eine Differenzschaltung 30. Der n-Typ-Transistor N1 der Konstantstromschaltung 1 ist aus einem n-Typ-TFT gebildet. Der Aufbau der Konstantstromschaltung 1 ist bereits beschrieben, und deshalb wird seine Beschreibung nicht wiederholt.
Die Differenzschaltung 30 enthält n-Typ-TFT-Elemente N2 und N3 sowie Widerstandselemente R103 und R104. Das n-Typ-TFT-Element N2 ist zwischen das Widerstandselement R103 und den Knoten 10 geschaltet und empfängt an seinem Gate ein Eingangssignal IN1. Das n-Typ-TFT-Element N3 ist zwischen das Widerstandselement R104 und den Knoten 10 geschaltet und empfängt an seinem Gate ein Eingangssignal IN2. Das Widerstandselement R103 ist zwischen den Knoten 6 und das n-Typ-TFT-Element N2 geschaltet, und das Widerstandselement R104 ist zwischen den Knoten 6 und das n-Typ-TFT-Element N3 geschaltet.
In dem Differenzverstärker nach der dritten Ausführungsform sind die schaltungsbildendenden Transistoren TFTs, und sie sind auf einem Glassubstrat oder einem Harzsubstrat angeordnet.
5 zeigt einen Zustand des Betriebs des Einstellens einer Spannung in der Konstantstromschaltung 1. In dem Spannungseinstellbetrieb ist der Schalter S2 ausgeschaltet, so dass die Differenzschaltung 30 elektrisch von der Konstantstromschaltung 1 getrennt und inaktiv ist. Der Betrieb des Einstellens der Spannung in der Konstantstromschaltung 1 wurde bereits in Verbindung mit der ersten Ausführungsform beschrieben, und deshalb wird seine Beschreibung nicht wiederholt.
6 zeigt einen Betriebszustand während des aktiven Zustands des Differenzverstärkers nach der dritten Ausführungsform.
In dem in 6 dargestellten, aktiven Zustand sind die Schalter S1 und S3 aus, und der Schalter S2 ist ein, so dass die Differenzschaltung 30 aktiv ist. Auch wenn der Differenzverstärker dieser Ausführungsform aus TFTs gebildet ist, verwendet er die Konstantstromschaltung 1 als Konstantstromquelle, so dass der Differenzverstärker stabil arbeiten kann. Wenn ein herkömmlicher Differenzverstärker eines Stromspiegeltyps aus TFTs gebildet würde, würde eine Konstantstromschaltung bedingt durch die Schwankungen in der Schwellenspannung der TFTs nicht arbeiten, und der Differenzverstärker würde schlecht funktionieren. In dem Differenzverstärker nach der dritten Ausführungsform tritt so ein Fehlbetrieb jedoch nicht auf.
In dem Differenzverstärker nach der dritten Ausführungsform gehen die in dem Kondensator C1 gehaltenen, elektrischen Ladungen bedingt durch einen Gateleckstrom des n-Typ-TFT-Elements N1 einen Leckstrom des Kondensators C1 selber oder einen Leckstrom des Schalters S3 verloren. Daher wird ein Auffrischvorgang, d.h. der oben beschriebene Spannungseinstellvorgang, in vorbestimmten Abständen ausgeführt.
Entsprechend dem Differenzverstärker der dritten Ausführungsform wird die Konstantstromschaltung, die den Differenzverstärker aktiviert, wie oben beschrieben aus der Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform gebildet. Daher kann der Betrieb stabil sein, auch wenn der Differenzverstärker aus TFTs gebildet ist.
[Abwandlung der dritten Ausführungsform]
7 ist ein Schaltbild, das eine Abwandlung des in 5 gezeigten Differenzverstärkers zeigt.
Ein Aufbau des in 7 gezeigten Differenzverstärkers entspricht dem des in 5 gezeigten Differenzverstärkers, enthält aber anstelle der Konstantstromschaltung 1 eine Konstantstromschaltung 1B. Die Konstantstromschaltung 1B enthält anstelle des Widerstandselements R101 in der Konstantstromschaltung 1 ein n-Typ-TFT-Element N4. Andere Konfigurationen als die obigen sind dieselben wie die des in 5 gezeigten Differenzverstärkers.
Das n-Typ-TFT-Element N4 bildet einen Transistor von einem Depressionstyp, der eine Source mit einem Gate verbunden hat. Im allgemeinen wird ein Strom Id, der durch den Transistor vom Depressionstyp fließt, durch die folgende Formel (2) ausgedrückt, weil eine Gatespannung Vgs mit Bezug auf eine Source 0 V ist: Id = β (– Vth)2 (2),wobei Vth eine Schwellenspannung darstellt und β einen Leitwert darstellt. Somit hängt der Strom Id, der durch das n-Typ-TFT-Element N4 fließt, nicht von den Spannungen VH und VL ab und ist konstant.
In dem Spannungseinstellbetrieb, der in vorbestimmten Abständen durchgeführt werden muss, setzt das n-Typ-TFT-Element N4, das einen Konstantstrom liefern kann, den Knoten 4 jedes Mal auf eine konstante Spannung, auch wenn die Spannungen VH und VL sich ändern, und die Konstantstromschaltung 1B führt dem Knoten 10 einen Konstantstrom ohne Schwankungen zu, die in dem Stromwert abhängig von den Spannungseinstellvorgängen auftre ten können. Daher wird der Betrieb des Differenzverstärkers noch stabiler.
Wie oben beschrieben, verwendet der Differenzverstärker das n-Typ-TFT-Element N4 vom Depressionstyp, das einen konstanten Strom liefern kann, als Stromzuführschaltung für den Spannungseinstellbetrieb in der Konstantstromschaltung. Daher ist die eingestellte Spannung in der Konstantstromschaltung 1B bei jedem Spannungseinstellbetrieb konstant, so dass der Betrieb des Differenzverstärkers weiter stabil wird.
[Vierte Ausführungsform]
In einer vierten Ausführungsform wird die Konstantstromquelle 1A der zweiten Ausführungsform auf einen Differenzverstärker angewendet.
8 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Differenzverstärkers nach der vierten Ausführungsform zeigt.
Mit Bezug auf 8 enthält der Differenzverstärker nach der vierten Ausführungsform die Konstantstromschaltung 1A und eine Differenzschaltung 30A. Der p-Typ-Transistor P1 der Konstantstromschaltung 1A ist aus einem p-Typ-TFT gebildet. Der Aufbau der Konstantstromschaltung 1A wurde bereits beschrieben, und daher wird seine Beschreibung nicht wiederholt.
Die Differenzschaltung 30A enthält p-Typ-TFT-Elemente P2 und P3 und Widerstandselemente R105 und R106. Das p-Typ-TFT-Element P2 ist zwischen den Knoten 20 und das Widerstandselement R105 geschaltet und empfängt an seinem Gate ein Eingangssignal IN3. Das p-Typ-TFT-Element P3 ist zwischen den Knoten 20 und das Widerstandselement R106 geschaltet und empfängt an seinem Gate ein Eingangssignal IN4. Das Widerstandselement R105 ist zwischen das p-Typ-TFT-Element P2 und Knoten 18 ge schaltet, und das Widerstandselement R106 ist zwischen das p-Typ-TFT-Element P3 und Knoten 18 geschaltet.
In dem Differenzverstärker nach der vierten Ausführungsform sind die schaltungsbildendenden Transistoren TFTs, und sie sind auf einem Glassubstrat oder einem Harzsubstrat angeordnet.
8 zeigt einen Zustand des Betriebs des Einstellens einer Spannung in der Konstantstromschaltung 1A. In dem Spannungseinstellbetrieb ist der Schalter S5 aus, so dass die Differenzschaltung 30A elektrisch von der Konstantstromschaltung 1A getrennt und inaktiv ist. Der Betrieb des Einstellens der Spannung in der Konstantstromschaltung 1A wurde bereits in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform beschrieben, und daher wird seine Beschreibung nicht wiederholt.
9 zeigt einen Betriebszustand während des aktiven Zustands des Differenzverstärkers nach der vierten Ausführungsform. In dem in 9 gezeigten Zustand sind die Schalter S4 und S6 aus, und der Schalter S5 ist ein, so dass die Differenzschaltung 30A aktiv ist. Auch wenn der Differenzverstärker dieser Ausführungsform in gleicher Weise aus TFTs gebildet ist, verwendet er die Konstantstromschaltung 1A als Konstantstromzuführung, so dass der Differenzverstärker stabil arbeiten kann.
In dem Differenzverstärker nach der vierten Ausführungsform gehen die in dem Kondensator C2 gehaltenen, elektrischen Ladungen bedingt durch einen Gateleckstrom des p-Typ-TFT-Elements P1, einen Leckstrom des Kondensators C2 selber oder einen Leckstrom des Schalters S6 verloren. Daher wird der Auffrischvorgang, d.h. der oben beschriebene Spannungseinstellvorgang in vorbestimmten Abständen ausgeführt.
In der obigen Beschreibung ist der Differenzverstärker aus TFTs gebildet. Er kann jedoch aus Bulk-Transistoren gebildet sein.
Nach dem Differenzverstärker der vierten Ausführungsform wird die Konstantstromschaltung, die den Differenzverstärker aktiviert, wie oben beschrieben, aus der Konstantstromschaltung 1A der zweiten Ausführungsform beschrieben. Daher kann der Betrieb auch bei dem aus TFTs gebildeten Differenzverstärker stabil sein.
[Abwandlung der vierten Ausführungsform]
10 ist ein Schaltbild, das eine Abwandlung des in 8 gezeigten Differenzverstärkers zeigt.
Mit Bezug auf 10 hat der Differenzverstärker einen Aufbau, der dem des in 8 gezeigten Differenzverstärkers entspricht, enthält aber anstelle der Konstantstromschaltung 1A eine Konstantstromschaltung 1C. Die Konstantstromschaltung 1C entspricht der Konstantstromschaltung 1A, enthält aber anstelle des Widerstandselements R102 ein n-Typ-TFT-Element N5. Andere Konfigurationen als die obigen sind dieselben wie die des in 8 gezeigten Differenzverstärkers.
Das n-Typ-TFT-Element N5 bildet einen Transistor eines Depressionstyps, der eine Source mit einem Gate verbunden hat. Daher hängt der durch das n-Typ-TFT-Element N5 fließende Strom Id nicht von den Spannungen VH und VL ab und ist konstant, wie bereits in Verbindung mit der Abwandlung der dritten Ausführungsform beschrieben.
In dem Spannungseinstellvorgang, der in vorbestimmten Abständen durchgeführt werden muss, legt das n-Typ-TFT-Element N5, das einen konstanten Strom zuführen kann, den Knoten 14 jedes Mal auf eine konstante Spannung, auch wenn sich die Spannungen VH und VL ändern, und die Konstantstromschaltung 1C liefert über Knoten 20 einen Strom ohne Schwankungen, die abhängig von den Spannungseinstellvorgängen in dem Stromwert auftreten können. Somit wird der Betrieb des Differenzverstärkers weiter stabil.
Der oben beschriebene Differenzverstärker kann eine ähnliche Wirkung erzielen wie die der Abwandlung der dritten Ausführungsform.
[Fünfte Ausführungsform]
In einer fünften Ausführungsform werden die Konstantstromschaltungen der ersten und zweiten Ausführungsform auf Flüssigkristallanzeigevorrichtungen angewendet.
11 ist ein schematisches Blockschaltbild, das einen Gesamtaufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach der fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 11 enthält eine Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100 einen Anzeigeabschnitt 102, eine Horizontalabtastschaltung 104 und eine Vertikalabtastschaltung 106.
Der Anzeigeabschnitt 102 enthält eine Mehrzahl von Pixeln 118, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. Jeder Pixel 118 ist mit einem Farbfilter einer der drei Primärfarben versehen, d.h. R (Rot), G (Grün) und B (Blau). Drei einander in der Spaltenrichtung benachbarte Pixel (R), (G) und (B) bilden eine Anzeigeeinheit 120. Eine Mehrzahl von Abtastleitungen SL sind jeweils entsprechend den Reihen (die im folgenden als "Zeilen" bezeichnet sein können) der Pixel 118 angeordnet, und eine Mehrzahl von Datenleitungen DL sind jeweils entsprechend den Spalten der Pixel 118 angeordnet.
Die Horizontalabtastschaltung 104 enthält ein Schieberegister 108, eine erste und eine zweite Datenverriegelungsschaltung 110 und 112, eine Spannungserzeugungsschaltung 114 und einen Datenleitungstreiber 116.
Das Schieberegister 108 empfängt ein Taktsignal CLK und liefert anschließend synchron zu dem Taktsignal CLK ein Pulssignal an eine Datenverriegelungsschaltung 110.
Die erste Datenverriegelungsschaltung 110 empfängt Pixeldaten DATA von 6 Bit zum Auswählen einer Spannung aus Treiberspannungen auf 64 Pegeln, die von der Spannungserzeugungsschaltung 114 erzeugt werden, die später beschrieben wird, und verriegelt intern die Pixeldaten DATA synchron zu dem von dem Schieberegister 108 empfangenen Pulssignal.
Wenn die erste Datenverriegelungsschaltung 110 die Pixeldaten DATA für eine Zeile aufnimmt, empfängt die zweite Datenverriegelungsschaltung 112 ein Verriegelungssignal LT, nimmt die von der ersten Datenverriegelungsschaltung 110 verriegelten Daten DATA für eine Zeile auf und verriegelt diese.
Die Spannungserzeugungsschaltung 114 erzeugt Treiberspannungen V1 – V64 auf 64 Pegeln, um mit jedem Pixel 118 eine Gradationsanzeige mit 64 Pegeln durchzuführen.
Der Datenleitungstreiber 116 empfängt die von der zweiten Datenverriegelungsschaltung 112 bereitgestellten Pixeldaten für eine Zeile sowie die von der Spannungserzeugungsschaltung 114 bereitgestellten Treiberspannungen V1 – V64, wählt die Treiberspannung für die jeweiligen Pixel in Übereinstimmung mit den Pixeldaten und liefert sie gleichzeitig an die aneinander in der Spaltenrichtung benachbarten Datenleitungen.
Die Vertikalabtastschaltung 106 aktiviert nacheinander die einander in der Zeilenrichtung benachbarten Abtastleitungen SL entsprechend einem vorbestimmten Zeitablauf.
In der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 nimmt die erste Datenverriegelungsschaltung 110 aufeinander folgend Pixeldaten DATA entsprechend dem von dem Schieberegister 108 synchron zu dem Taktsignal CLK gelieferten Pulssignal auf. Als Reaktion auf das entsprechend dem Aufnehmen von Pixeldaten DATA für eine Zeile empfangene Verriegelungssignal LT nimmt die zweite Datenverriegelungsschaltung 112 Pixeldaten DATA für eine Zeile, die in die erste Datenverriegelungsschaltung 110 aufgenommen wurden, von der ersten Datenverriegelungsschaltung 110 auf und verriegelt sie und liefert die Pixeldaten DATA für eine Zeile zu dem Datenleitungstreiber 116.
Auf der Grundlage der von der zweiten Datenverriegelungsschaltung 112 empfangenen Pixeldaten für eine Zeile wählt der Datenleitungstreiber 116 die Treiberspannung für jeden Pixel von den von der Spannungserzeugungsschaltung 114 empfangenen Treiberspannungen V1 – V64 auf 64 Pegeln und liefert die den Pixeln für eine Zeile entsprechenden Treiberspannungen gleichzeitig an die Datenleitungen DL.
Wenn die vertikale Abtastschaltung 106 die der Zielabtastreihe, d.h. der abzutastenden Reihe entsprechende Abtastleitung SL aktiviert, werden somit alle mit der Abtastleitung SL verbundenen Pixel 118, die gleichzeitig aktiviert werden, aktiv, und jedes führt eine Anzeige mit einer der an die entsprechende Datenleitung DL angelegten Treiberspannung entsprechenden Helligkeit durch, so dass die Pixeldaten für eine Zeile angezeigt werden.
Die obigen Vorgänge werden nacheinander für die jeweiligen benachbarten Abtastleitungen in der Zeilenrichtung durchgeführt, so dass der Anzeigeabschnitt 102 Bilder anzeigt.
12 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines in 11 gezeigten Pixels 118 zeigt. Auch wenn 12 das mit der Datenleitung DL(R) und der Abtastleitung SL(n) verbundene Pixel zeigt, haben andere Pixel im Wesentlichen denselben Aufbau.
Mit Bezug auf 12 wird das Pixel 118 gebildet aus einem n-Typ-TFT-Element N11, einem Flüssigkristallanzeigeelement PX und einem Kondensator C11.
Das n-Typ-TFT-Element N11 ist zwischen die Datenleitung DL (R) und das Flüssigkristallanzeigeelement PX geschaltet und hat ein Gate mit der Abtastleitung SL(n) verbunden. Das Flüssigkristallanzeigeelement PX hat eine Pixelelektrode, die mit dem n-Typ-TFT-Element N11 verbunden ist, und eine Gegenelektrode, die ein Gegenelektrodenpotential Vcom hält. Eine Seite des Kondensators C11 ist mit der Pixelelektrode verbunden, und die andere Seite wird fest auf einem gemeinsamen Potential Vss gehalten.
In dem Flüssigkristallanzeigeelement PX ändert sich die Orientierung der Flüssigkristalle entsprechend einem Potentialunterschied zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode, so dass sich die Helligkeit (der Reflexionsgrad) des Flüssigkristallanzeigeelements PX ändert. Dadurch kann das Flüssigkristallanzeigeelement PX die Anzeige mit der Helligkeit (dem Reflexionsgrad) durchführen, der der Treiberspannung entspricht, die über das n-Typ-TFT-Element N11 von der Datenleitung DL (R) angelegt wird.
Nachdem die Abtastleitung SL(n) aktiviert ist und die Datenleitung DL(R) die Treiberspannungen an die Flüssigkristallanzeigeelemente PX anlegt, wird die Abtastleitung SL(n) deaktiviert, und das n-Typ-TFT-Element N11 wird ausgeschaltet, um die Bildanzeige durch die nächste Abtastleitung SL(n + 1) zu beginnen. Auch während des ausgeschalteten Zustands des n-Typ- TFT-Elements N11 hält der Kondensator C11 jedoch das Potential der Pixelelektrode, so dass das Flüssigkristallanzeigeelement PX die den Pixeldaten entsprechende Helligkeit (den Reflexionsgrad) erhalten kann.
13 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau der in 11 gezeigten Spannungserzeugungsschaltung 114 zeigt.
Mit Bezug auf 13 enthält die Spannungserzeugungsschaltung 114 Knoten ND100 und ND200, Widerstandselemente R1 – R65 und Knoten ND1 – ND64, und sie enthält auch vierundsechzig Pufferschaltungen 130, die jeweils entsprechend den Knoten ND1 – ND64 bereitgestellt und intern mit Konstantstromschaltungen versehen sind.
Die Widerstandselemente R1 – R65 sind über die Knoten NDN1 – ND64 in Reihe zwischen die Knoten ND100 und ND200 geschaltet, um eine Leiterwiderstandsschaltung zu bilden. Diese Leiterwiderstandsschaltung teilt die Spannungen über die Knoten ND100 und ND200, um an den Knoten ND1 – ND64 jeweils Treiberspannungen V1 – V64 mit 64 Pegeln zu erzeugen. Jede Pufferschaltung 130 hat eine hinreichende Treiberleistung, um die Datenleitung DL und den Pixel zu treiben, ist mit einem entsprechenden Knoten aus den Knoten ND1 – ND64 verbunden und liefert eine Spannung auf dem selben Pegel wie die Eingangsspannung.
Das Flüssigkristallanzeigeelement PX erfordert AC-Ansteuerung, so dass die an die Knoten ND100 und ND200 angelegten Spannungen sich abwechselnd ändern mit Zyklen, die einer Zeile oder einem Rahmen entsprechen.
14 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau der in 13 gezeigten Pufferschaltung zeigt.
Mit Bezug auf 14 ist die Pufferschaltung 130 gebildet aus einer ersten und einer zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134, von denen jede intern eine Konstantstromschaltung aufweist, einem Widerstandselement R136 und einem Knoten 138. Die erste Verstärkerschaltung 132 ist zwischen einen Knoten NDi und einen Ausgangsknoten 140 geschaltet, und die zweite Verstärkerschaltung 134 ist zwischen den Knoten 138 und den Ausgangsknoten 140 geschaltet. Das Widerstandselement R136 ist zwischen den Knoten NDi und den Knoten 138 geschaltet.
Die erste und die zweite Verstärkerschaltung 132 und 134 bilden einen Verstärker von einem Push-Pull-Typ. Genauer gesagt, lädt die erste Verstärkerschaltung 132 den Ausgangsknoten 140 mit einer geringen Stromtreiberleistung, und sie entlädt den Ausgangsknoten 140 mit einer hinreichenden Stromtreiberleistung, wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 140 den Spannungspegel des Knotens NDi übersteigt. Die zweite Verstärkerschaltung 134 lädt den Ausgangsknoten 140 mit einer hinreichenden Stromtreiberleistung, wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 140 den Spannungspegel des Knotens 138 unterschreitet.
Wenn die erste und die zweite Verstärkerschaltung 132 und 134 gleichzeitig betrieben würden, würde ein großer Strom von der zweiten Verstärkerschaltung 134 zu der ersten Verstärkerschaltung 132 fließen. Daher ist das Widerstandselement R136 bereitgestellt, um einen Potentialunterschied zwischen den Eingangspotentialen der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 zu liefern und dadurch den gleichzeitigen Betrieb der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 zu verhindern. Das Widerstandselement R136 hat einen hinreichend kleinen Wert innerhalb eines Bereiches, der den gleichzeitigen Betrieb der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 verhindern kann, so dass in der an den Ausgangsknoten 140 gelieferten Treiberspannung große Schwankungen nicht auftreten können.
15 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau der in 14 gezeigten, ersten Verstärkerschaltung 132 zeigt.
Mit Bezug auf 15 ist die erste Verstärkerschaltung 132 gebildet aus p-Typ-TFT-Elementen P101 und P102, n-Typ-TFT-Elementen N101, N102 und N103, Konstantstromschaltungen 150a und 150b, einem Leistungsversorgungsknoten Vdd, einem Masseknoten Vss, Knoten 210 – 215 und einem Ausgangsknoten 216. Der Ausgangsknoten 216 ist mit dem in 14 gezeigten Ausgangsknoten 140 verbunden.
Die p-Typ-TFT-Elemente P101 und P102 sowie die n-Typ-TFT-Elemente N101 und N102 bilden eine Differenzschaltung. Das n-Typ-TFT-Element N103 ist zwischen den Ausgangsknoten N216 und den Masseknoten Vss geschaltet und hat ein Gate mit einem Knoten 212 verbunden. Wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 höher ist als der des Knotens NDi, steigt der Spannungspegel des Knotens 212 an, so dass ein durch das n-Typ-TFT-Element N103 fließender Strom ansteigt und eine Menge elektrischer Ladungen, die von dem Ausgangsknoten 216 zu dem Masseknoten Vss abgeleitet werden, ansteigt. Daher sinkt der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216.
Die Konstantstromschaltung 150a ist gebildet aus einem p-Typ-TFT-Element P132a, einem Kondensator C132a, Schaltern S104a, S105a und S106a, einem Widerstandselement R132a und Knoten 202 und 204. Das p-Typ-TFT-Element P132a ist ein Transistor, der einen konstanten Strom führt; er ist zwischen einen Leistungsversorgungsknoten Ndd und einen Knoten 202 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 204 verbunden. Der Kondensator C132a ist ein Spannungshaltekondensator, der eine Gatespannung des p-Typ-TFT-Elements P132a hält, und er ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten Ndd und den Knoten 204 geschaltet.
Die Schalter S104a – S106a ändern ihre Zustände entsprechend dem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen der Gatespannung des p-Typ-TFT-Elements P132a und dem Stromtreiberbetrieb. Der Schalter S104a ist zwischen den Knoten 202 und das Widerstandselement R132a geschaltet, und der Schalter S105a ist zwischen mit der Differenzschaltung verbundenen Knoten 210 und den Knoten 202 geschaltet. Der Schalter S106a ist zwischen die Knoten 202 und 204 geschaltet. Das Widerstandselement R132a ist bereitgestellt, um dem Knoten 202 in dem Spannungseinstellvorgang einen vorbestimmten Strom zuzuführen, und es ist zwischen den Schalter S104a und den Masseknoten Vss geschaltet.
Die Konstantstromschaltung 150a hat einen Aufbau ähnlich dem der bereit beschriebenen Konstantstromschaltung 1A in der zweiten Ausführungsform. Daher kann die Konstantstromschaltung 150a auch dann, wenn der einen konstanten Strom führende Transistor aus dem p-Typ-TFT-Element P132a gebildet ist, dem Differenzverstärker einen konstanten Strom zuführen ohne Einfluss der Schwankungen in der Schwellenspannung des p-Typ-TFT-Elements P132a, so dass die Differenzschaltung nicht versagt.
Die Konstantstromschaltung 150b ist gebildet aus einem p-Typ-TFT-Element 132, einem Kondensator C132b, Schaltern S104b – S106b, einem Widerstandselement R132b und Knoten 206 und 208. Der Aufbau der Konstantstromschaltung 150b ist derselbe wie der der Konstantstromschaltung 150a, und daher wird seine Beschreibung nicht wiederholt.
Die Konstantstromschaltung 150b ist bereitgestellt zum Erhöhen eines Spannungspegels des Ausgangsknotens 216 auf einen Spannungspegel des Knotens NDi. Wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 den Spannungspegel des Knotens NDi übersteigt, wird das n-Typ-TFT-Element N103 aktiv, und der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 sinkt. Wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 kleiner wird als der Spannungspegel des in 14 gezeigten Knotens 138, wird das in der zweiten Verstärkerschaltung 134, die später mit Bezug auf
16 beschrieben wird, enthaltene p-Typ-TFT-Element aktiv zum Erhöhen des Spannungspegels des Ausgangsknotens 216.
Wie oben beschrieben, setzt das Widerstandselement R136 die Eingangsspannung der zweiten Verstärkerschaltung 134 jedoch auf den Spannungspegel, der kleiner ist als der des Knotens NDi, um einen gleichzeitigen Betrieb der ersten und der zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 zu vermeiden. Daher steigt der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 nur zu dem Spannungspegel des Knotens 138. Daher ist die Konstantstromschaltung 150b bereitgestellt, um den Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 auf den Spannungspegel des Knotens NDi anzuheben.
Wenn in der zum Erhöhen des Spannungspegels des Ausgangsknotens 216 auf den Spannungspegel des Knotens NDi bereitgestellten Konstantstromschaltung ein Fehlbetrieb aufträte, würde der Spannungspegel des Ausgangsknotens 216 mit Bezug auf den Spannungspegel des Knotens NDi einen Versatz aufweisen. Demzufolge würde die an den Pixel angelegte Spannung einen Versatz aufweisen. Daher ist die Betriebsstabilität der Konstantstromschaltung wichtig, und die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 nach der fünften Ausführungsform ist mit der bereits beschriebenen Konstantstromschaltung 150b versehen zum Erzielen des stabilen Betriebs der Konstantstromschaltung.
16 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau der in 14 gezeigten, zweiten Verstärkerschaltung zeigt.
Mit Bezug auf 16 ist die zweite Verstärkerschaltung 134 gebildet aus p-Typ-TFT-Elementen P111 – P113, n-Typ-TFT-Elementen N111 und N112, einer Konstantstromschaltung 152, einem Leistungsversorgungsknoten Vdd, einem Masseknoten Vss, Knoten 230 – 235 und einem Ausgangsknoten 236. Der Ausgangsknoten 236 ist mit dem in 14 gezeigten Ausgangsknoten 140 verbunden.
Die p-Typ-TFT-Elemente P111 und P112 sowie die n-Typ-TFT-Elemente N111 und N112 bilden eine Differenzschaltung. Das p-Typ-TFT-Elemente P113 ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten Vdd und den Ausgangsknoten 236 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 232 verbunden. Wenn der Spannungspegel des Ausgangsknotens 236 niedriger ist als der des Knotens 138, sinkt der Spannungspegel des Knotens 232, so dass ein durch das p-Typ-TFT-Element P113 fließender Strom ansteigt, und die Menge elektrischer Ladungen, die von dem Leistungsversorgungsknoten Vdd dem Ausgangsknoten 236 zugeführt werden, steigt. Daher steigt der Spannungspegel des Ausgangsknotens 236.
Die Konstantstromschaltung 152 ist gebildet aus einem n-Typ-TFT-Element N134, einem Kondensator C134, Schaltern S101 – S103, einem Widerstandselement R134 und Knoten 222 und 224. Das n-Typ-TFT-Element N134 ist ein Transistor, der einen konstanten Strom führt; es ist zwischen den Knoten 222 und den Masseknoten Vss geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 224 verbunden. Der Kondensator C134 ist ein Spannungshaltekondensator, der eine Gatespannung des n-Typ-TFT-Elements N134 hält, und er ist zwischen den Knoten 224 und den Masseknoten Vss geschaltet.
Die Schalter S101 – S103 ändern ihre Zustände entsprechend dem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen der Gatespannung des n-Typ-TFT-Elements N134 und dem Stromtreiberbetrieb. Der Schalter S101 ist zwischen das Widerstandselement R134 und den Knoten 222 geschaltet. Der Schalter S102 ist zwischen den mit der Differenzschaltung verbundenen Knoten 230 und den Knoten 222 geschaltet, und der Schalter S103 ist zwischen die Knoten 222 und 224 geschaltet. Das Widerstandselement R134 ist bereitgestellt zum Zuführen eines vorbestimmten Stroms zu dem Knoten 222 in dem Spannungseinstellbetrieb, und er ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten Vdd und den Schalter S101 geschaltet.
Die Konstantstromschaltung 152 hat einen Aufbau ähnlich dem der bereits beschriebenen Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform. Daher kann auch dann, wenn der einen konstanten Strom führende Transistor aus dem n-Typ-TFT-Element N134 gebildet ist, der konstante Strom der Differenzschaltung zugeführt werden ohne einen Einfluss der Schwankungen in der Schwellenspannung des Transistors, so dass die Differenzschaltung nicht versagt. Die Konstantstromschaltungen 150a und 150b in der oben beschriebenen, ersten Verstärkerschaltung sowie die Konstantstromschaltung 152 in der zweiten Verstärkerschaltung 134 verwenden jeweils Widerstandselemente R132a, R132b und R134. Wie bereits in Verbindung mit der dritten Ausführungsform beschrieben, können anstelle der Widerstandselemente R132a, R132b und R134 n-Typ-TFT-Elemente des Depressionstyps verwendet werden. Wie bereits in Verbindung mit der dritten Ausführungsform beschrieben, erreichen solche n-Typ-TFT-Elemente ein weiteres Stabilisieren der Betriebe der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 und somit des Betriebs der sie enthaltenden Spannungserzeugungsschaltung 114.
In der oben beschriebenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 führen alle Pixel die Gradationsanzeige mit 64 Pegeln durch. Die Gradationsanzeigepegel sind jedoch nicht auf 64 eingeschränkt und können mehr oder weniger als 64 sein. Abhängig von der Anzahl von Pegeln des Gradationsanzeige werden die Anzahl von Bits der Pixeldaten DATA sowie die Anzahl der Widerstandselemente der Spannungserzeugungsschaltung 114 und der Pufferschaltungen bestimmt. Der Gesamtaufbau weicht jedoch nicht wesentlich von dem bereits beschriebenen Aufbau ab, und daher wird die Beschreibung der Konfigurationen für eine andere Gradationsanzeige als die obige um der Einfachheit willen nicht wiederholt.
Nach der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der fünften Ausführungsform kann die aus TFTs gebildete Konstantstromschaltung, wie oben beschrieben, den stabilen Betrieb in dem Aufbau mit der Spannungserzeugungsschaltung durchführen, die integral zusammen mit der Bildanzeigeabschnitt auf demselben Glassubstrat ausgebildet ist. Daher ist es möglich, einen Fehlbetrieb des Spannungserzeugungsschaltung aufgrund von Schwankungen der Schwellenspannung der TFTs zu vermeiden.
[Sechste Ausführungsform]
In einer sechsten Ausführungsform werden Konstantstromschaltungen der ersten und zweiten Ausführungsform auf EL-Anzeigevorrichtungen angewendet.
In der EL-Anzeigevorrichtung wird eine an den Pixel angelegte Spannung geändert, und dadurch wird ein einem lichtaussendenden Element eines stromgetriebenen Typs, d.h. einer organischen Leuchtdiode, die für jeden Pixel bereitgestellt ist, zugeführter Strom geändert, so dass sich die Anzeigehelligkeit der organischen Leuchtdiode ändert. Die Spannung auf verschiedenen Pegeln, die der Anzeigehelligkeit auf verschiedenen Pegeln in jedem Pixel entsprechen, wird durch eine Spannungserzeugungsschaltung erzeugt, und periphere Schaltungen, die diese Spannungserzeugungsschaltung enthalten, können ähnliche Aufbauten aufweisen wie die der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
Eine EL-Anzeigevorrichtung 100A nach der sechsten Ausführungsform hat den selben Aufbau wie die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 nach der fünften Ausführungsform, außer dem Aufbau der Pixel. Daher wird die Beschreibung anderer Aufbauten der EL-Anzeigevorrichtung 100A als der Pixel nicht wiederholt.
17 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Pixels 118A der EL-Anzeigevorrichtung 100A nach der sechsten Ausführungsform zeigt. 17 zeigt das mit der Datenleitung DL(R) und der Abtastleitung SL(n) verbundenen Pixel 118A. Andere Pixel haben denselben Aufbau.
Mit Bezug auf 17 enthält das Pixel 118A einen n-Typ-TFT-Element N21, ein p-Typ-TFT-Element P21, eine organische Leuchtdiode OLED, einen Kondensator C21 und einen Knoten 250.
Das n-Typ-TFT-Element N21 ist zwischen die Datenleitung DL (R) und den Knoten 250 geschaltet und hat ein Gate mit der Abtastleitung SL(n) verbunden. Das p-Typ-TFT-Element P21 ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten Vdd und die organische Leuchtdiode OLED geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 250 verbunden. Die organische Leuchtdiode OLED ist zwischen das p-Typ-TFT-Element P21 und die gemeinsame Elektrode Vss geschaltet. Der Kondensator C21 ist zwischen den Knoten 250 und die gemeinsame Elektrode Vss geschaltet.
Die organische Leuchtdiode OLED ist ein lichtaussendendes Element eines stromgetriebenen Typs und ändert ihre Anzeigehelligkeit entsprechend einem ihr zugeführten Strom. In 17 hat die organische Leuchtdiode OLED einen "Gemeinsame-Kathode-Aufbau", bei dem eine Kathode mit der gemeinsamen Elektrode Vss verbunden ist. An die gemeinsame Elektrode Vss ist eine Massespannung oder eine vorbestimmte, negative Spannung angelegt.
In dem Pixel 118A ändert ein p-Typ-TFT-Elemente P21 eine Menge des der organischen Leuchtdiode OLED zugeführten Stroms entsprechend dem Pegel der von der Datenleitung DL (R) über das n-Typ-TFT-Element N21 angelegten Treiberspannung. Daher ändert die organische Leuchtdiode OLED ihre Anzeigehelligkeit entsprechend dem Pegel der von der Datenleitung DL (R) angelegten Treiberspannung.
Die Abtastleitung SL(n) wird aktiviert, und die Datenleitung DL(R) legt die Spannung an das Gate des p-Typ-TFT-Elements P21 an, so dass die organische Leuchtdiode OLED mit Strom versorgt wird. Anschließend wird die Abtastleitung SL(n) aktiviert, und das n-Typ-TFT-Element N21 wird ausgeschaltet zum Starten der Bildanzeige durch die nächste Abtastleitung SL(n + 1). Auch während des ausgeschalteten Zustands des n-Typ-TFT-Elements N21 hält der Kondensator C21 jedoch das Potential an dem Knoten 250, so dass die organische Leuchtdiode OLED die den Pixeldaten entsprechende Helligkeit aufrechterhalten kann.
In der sechsten Ausführungsform können die Widerstandselemente R132a, R132b und R134, die in den Konstantstromquellen 150a und 150b der ersten Verstärkerschaltung 132 und der Konstantstromschaltung 152 der zweiten Verstärkerschaltung 134 verwendet werden, durch n-Typ-TFT-Elemente vom Depressionstyp ersetzt sein, wie bereits in Verbindung mit der fünften Ausführungsform beschrieben, oder sie können durch p-Typ-TFT-Elemente ersetzt sein, die jeweils ein Gate mit einer Source verbunden haben. Dadurch können die Betriebe der ersten und zweiten Verstärkerschaltung 132 und 134 und somit der Betrieb der sie enthaltenden Spannungserzeugungsschaltung 114 weiter stabil sein.
In der oben beschriebenen EL-Anzeigevorrichtung 100A führt jeder Pixel die Gradationsanzeige in 64 Pegeln durch. Ähnlich wie bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der fünften Ausführungsform sind die Gradationsanzeigepegel jedoch nicht auf 64 eingeschränkt und können mehr oder weniger als 64 sein.
Nach der EL-Anzeigevorrichtung 100A der sechsten Ausführungsform kann die aus TFTs gebildete Konstantstromschaltung, wie oben beschrieben, den stabilen Betrieb in dem Aufbau mit der Spannungserzeugungsschaltung durchführen, die integral zusammen mit dem Bildanzeigeabschnitt auf demselben Glassubstrat gebildet ist. Daher ist es möglich, einen Fehlbetrieb der Spannungserzeugungsschaltung aufgrund von Schwankungen in der Schwellenspannung der TFTs zu verhindern.
[Siebte Ausführungsform]
Eine siebte Ausführungsform verwendet einen Aufbau, der der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der fünften Ausführungsform entspricht, und sie verwendet weiter die Konstantstromschaltung der ersten Ausführungsform in einem Analogverstärker, der entsprechend der ausgewählten Gradationsspannung eine Anzeigespannung an die Datenleitung DL liefert.
18 ist ein schematisches Blockschaltbild, das einen Gesamtaufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach der siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Mit Bezug auf 18 entspricht eine Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der in 11 gezeigten Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der fünften Ausführungsform, außer dass anstelle der Horizontalabtastschaltung 104 eine Horizontalabtastschaltung 104A verwendet wird. Die Horizontalabtastschaltung 104a enthält anstelle des in 11 gezeigten Datenleitungstreibers 116 einen Datenleitungstreiber 116A, und der Datenleitungstreiber 116A ist aus einer Dekodierschaltung 122 und einem Analogverstärker 124 gebildet.
Die Dekodierschaltung 122 empfängt Pixeldaten für eine Zeile, die von der zweiten Datenverriegelungsschaltung 112 bereitgestellt werden, und Gradationsspannungen V1 – V64, die von der Spannungserzeugungsschaltung 114 bereitgestellt werden, und wählt für jeden Pixel die Gradationsspannung, die den Pixeldaten entspricht. Die Dekodierschaltung 122 liefert die so für eine Zeile gewählten Gradationsspannungen gleichzeitig an den Analogverstärker 124.
Der Analogverstärker 124 empfängt die von der Dekodierschaltung 122 gelieferten Gradationsspannungen für eine Zeile mit einer hohen Impedanz und liefert die Anzeigespannungen, die dieselben sind wie die empfangenen Gradationsspannungen, mit einer niedrigen Impedanz an die entsprechenden Datenleitungen DL.
Andere Konfigurationen der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B als die obigen sind dieselben wie die der in 11 gezeigten Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100, und daher wird ihre Beschreibung nicht wiederholt.
19 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des in 18 gezeigten Analogverstärkers 124 zeigt. Der Analogverstärker ist für jede Datenleitung DL bereitgestellt und kann betrieben werden zum Empfangen der von der Dekodierschaltung 122 gewählten Gradationsspannung und zum Liefern der entsprechenden Anzeigespannung. 19 zeigt den Analogverstärker 124.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht (j ist eine natürliche Position). Die den anderen Datenleitungen DL entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Aufbauten.
Mit Bezug auf 19 ist der Analogverstärker 124.j gebildet aus einem n-Typ-TFT-Element N200, einer Konstantstromschaltung 300, Schaltern S200 – S206, Kondensatoren C200 und C202, Leistungsversorgungsknoten 380 und 382, an denen jeweils die Leistungsversorgungsspannungen VH2 und L2 anliegen, und Knoten 350 bis 360. Der Knoten 360 ist mit der entsprechenden (in 19 nicht gezeigten) Datenleitung verbunden.
Das n-Typ-TFT-Element N200 ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 380 und den Knoten 356 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 352 verbunden. An den Leistungsversorgungsknoten 380 ist die Leistungsversorgungsspannung VH2 von z.B. 10 V angelegt. Die Konstantstromschaltung 300 ist mit dem mit einer Source des n-Typ-TFT-Elements 200 verbundenen Knoten 356 verbunden. Das n-Typ-TFT-Element N200 führt einen Spannungsfolgerbetrieb durch zum Empfangen einer einer Eingangsspannung Vinj entsprechenden Spannung mit einer hohen Impedanz an sei nem Gate und zum Liefern einer Ausgangsspannung Voutj an Knoten 360 mit einer niedrigen Impedanz.
Die Konstantstromschaltung 300 ist gebildet aus einem n-Typ-TFT-Element N202, einem Kondensator C204, Schaltern S208 – S212, einem Widerstandselement R200, einem Leistungsversorgungsknoten 384 und Knoten 362 – 366. Das n-Typ-TFT-Element N202 ist ein Transistor, der einen konstanten Strom führt; es ist zwischen den Knoten 364 und eine Leistungsversorgungsknoten 382 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 356 verbunden. Der Kondensator C204 ist ein Spannungshaltekondensator, der eine Gatespannung des n-Typ-TFT-Elements N202 hält, und er ist zwischen den Knoten 366 und den Versorgungsknoten 382 geschaltet. An den Versorgungsknoten 384 und 382 liegen jeweils Leistungsversorgungsspannungen VH2 bzw. VL2 z.B. von 10 V bzw. 0 V an.
Die Schalter S208 – S212 ändern ihre Zustände entsprechend dem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen der Gatespannung des n-Typ-TFT-Elements N202 und dem Stromtreiberbetrieb. Der Schalter S208 ist zwischen das Widerstandselement R200 und den Knoten 362 geschaltet. Der Schalter S210 ist zwischen die Knoten 356 und 364 geschaltet, und der Schalter S212 ist zwischen die Knoten 362 und 366 geschaltet. Das Widerstandselement R200 ist bereitgestellt zum Zuführen eines vorbestimmten Stroms zu dem n-Typ-TFT-Element N202 in dem Spannungseinstellvorgang, und es ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 380 und den Schalter S208 geschaltet. Die Konstantstromschaltung 300 hat einen Aufbau ähnlich dem der bereits beschriebenen Konstantstromschaltung 1 der ersten Ausführungsform. Daher kann auch dann, wenn der einen konstanten Strom führende Transistor aus einem n-Typ-TFT-Element N202 gebildet ist, der konstante Strom durch den Treibertransistor, d.h. das n-Typ-TFT-Element N200, fließen ohne einen Einfluss durch Schwankungen in der Schwellenspannung des Transistors, so dass der Analogverstärker 124.j nicht versagt.
Die Schalter S200, S202 und S204 sowie der Kondensator C200 bilden eine Offsetkompensationsschaltung, die einen Offset kompensieren, der bedingt durch eine Schwellenspannung Vthn in dem n-Typ-TFT-Element N200 zwischen der Eingangsspannung Vinj und der Ausgangsspannung Voutj auftritt. Der Schalter S200 ist zwischen den die Eingangsspannung Vinj empfangenden Eingangsknoten 350 und den Knoten 352 geschaltet. Der Schalter S202 ist zwischen die Knoten 354 und 358 geschaltet. Der Schalter S204 ist zwischen den Eingangsknoten 350 und den Knoten 354 geschaltet.
Diese Offsetkompensationsschaltung arbeitet wie folgt: In einem vorbestimmten Einstellbetrieb sind die Schalter S200, S202 und S204 jeweils in die Zustände Ein, Ein und Aus versetzt. Dadurch wird die Eingangsspannung Vinj an das Gate des n-Typ-TFT-Elements N200 gelegt, und die Knoten 356 und 358 erhalten die Potentiale (Vinj – Vthn). Daher wird der Kondensator C200 auf den Pegel des Potentialunterschieds Vthn zwischen der Eingangsspannung Vinj und dem Knoten 358 geladen.
Wenn das Laden abgeschlossen ist, endet der Einstellbetrieb, und die Schalter S200, S202 und S204 werden jeweils in die Zustände Aus, Aus und Ein gebracht.
Dadurch erreicht das Potential an Knoten 354 Vinj, so dass Knoten 352 und somit das Gate des n-Typ-TFT-Elementes N200 das Potential (Vinj + Vthn) erhalten. Dadurch erhalten die Potentiale an den Knoten 356 und 358 Vinj. Somit wird die Ausgangsspannung Voutj gleich der Eingangsspannung Vinj, und die Offsetspannung ist beseitigt.
Da der Analogverstärker 124.j mit der Konstantstromschaltung 300 versehen ist, arbeitet die oben beschriebene Offsetkompensationsschaltung stabil mit hoher Genauigkeit. Somit kann die Konstantstromschaltung 300 ohne Fehlfunktion einen stabilen und konstanten Strom führen. Daher wird der Kondensator C200 in der Offsetkompensationsschaltung stabil und exakt mit elektrischen Ladungen geladen, die der den Offset bewirkenden Schwellenspannung Vthn entsprechen. Dementsprechend hat das n-Typ-TFT-Element N200 die stabile und exakte Gatespannung in dem Arbeitsbetrieb, so dass die genaue Ausgangsspannung Voutj ohne Offset ausgegeben wird.
Der Kondensator C202 stellt eine Kapazität des Knotens 360 dar, der mit der Datenleitung DL verbunden ist, und der Schalter S206 ist bereitgestellt zum Trennen des Kondensators C200 von dem Knoten 360, so dass das Laden des Kondensators C200 in dem Einstellbetrieb schnell enden kann. Wenn der Kapazitätswert des Kondensators C202 klein ist, kann das Schalten S206 weggelassen werden.
Da der Analogverstärker 124 die Konstantstromschaltung 300 enthält, ist es nach der siebten Ausführungsform, wie oben beschrieben, möglich, einen Fehlbetrieb des Analogverstärkers 124 durch Schwankungen in der Schwellenspannung der TFTs zu verhindern. Weiterhin enthält der Analogverstärker 124 eine Offsetkompensationsschaltung, die in der Konstantstromschaltung 300 arbeitet. Daher tritt in der von der Dekodierschaltung 122 empfangenen Gradationsspannung kein Offset auf, und eine genaue Anzeigespannung kann ausgegeben werden.
Dementsprechend kann die Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B stabil und mit hoher Genauigkeit auch in dem Aufbau arbeiten, der mit peripheren Schaltungen versehen ist, die den Analogverstärker 124 enthalten und integral zusammen mit dem Bildanzeigeabschnitt auf dem Glassubstrat gebildet sind.
[Achte Ausführungsform]
Eine Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer achten Ausführungsform hat einen Aufbau entsprechend dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausfüh rungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124A.
20 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des Analogverstärkers 124A der achten Ausführungsform zeigt. In dieser achten Ausführungsform ist der Analogverstärker für jede Datenleitung DL bereitgestellt, und 20 zeigt den Analogverstärker 124A.j, der der Datenleitung DL an der j-ten Stelle entspricht. Die den anderen Datenleitungen DL entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 20 hat der Analogverstärker 124A.j einen Aufbau ähnlich dem des in 19 gezeigten Analogverstärkers 124.j der siebten Ausführungsform, aber er enthält der Stelle der Konstantstromschaltung 300 eine Konstantstromschaltung 300A. Die Konstantstromschaltung 300A ist gebildet aus n-Typ-TFT-Elementen N202 – N210, einem Kondensator C204, Schaltern S208 – S212, Widerstandselementen R202 – R206, einem Leistungsversorgungsknoten 384 und Knoten 362 – 372. An den Leistungsversorgungsknoten 384 ist das Leistungsversorgungspotential VH2 angelegt.
Das n-Typ-TFT-Element N204 ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 384 und den Schalter S208 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 372 verbunden. Die n-Typ-TFT-Elemente N206, N208 und N210 sind in Reihe zwischen das Widerstandselement R202 und den Leistungsversorgungsknoten 382 geschaltet. Jeder der n-Typ-TFT-Elemente N206, N208 und N210 bildet einen Anreicherungstyp von Transistoren, von denen jeder ein Gate mit seinem Drain verbunden hat.
Die Widerstandselemente R204 und R206 sind in Reihe zwischen die Knoten 368 und 370 geschaltet und teilen die Spannung zwischen Drain und Source des n-Typ-TFT-Elements N206 entsprechend dem Widerstandsverhältnis zwischen den Widerstandselementen R204 und R206. Der mit den Widerständen R204 und R206 verbundene Knoten 372 ist mit einem Gate des n-Typ-TFT-Elements N204 verbunden. Andere Schaltungen als die obigen sind bereits mit Bezug auf 19 beschrieben, und daher wird ihre Beschreibung nicht wiederholt.
Die Merkmale der Konstantstromschaltung 300A sind wie folgt: In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass zwischen den Schwellenspannungen Vthn der n-Typ-TFT-Elemente N202 – N210 keine Schwankung auftritt und dass die Schwankungen der Schwellenspannungen, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, Schwankungen im Hinblick auf die Entwurfswerte darstellen.
Es wird angenommen, dass jeder der die Konstantstromschaltung 300A bildenden n-Typ-TFT-Elemente N202 – N210 eine Schwellenspannung Vthn hat, dass die Widerstandselemente R204 und R206 jeweils Widerstandswerte R1 und R2 aufweisen und dass die Leistungsversorgungsspannung VL2 auf dem Massepegel von 0 V liegt. In diesem Fall werden das Potential des Knotens 372 und somit das Gatepotential des n-Typ-TFT-Elements N204 durch die folgende Formel ausgedrückt: Vg = 2 × Vthn + Vthn × R1/(R1 + R2) (3).Die Widerstandswerte R1 und R2 sind hinreichend größer als der Wert des EIN-Widerstands des n-Typ-TFT-Elements N206. Wie in Formel (3) ausgedrückt, hängt die Gatespannung des n-Typ-TFT-Elements N204 von der Schwellenspannung Vthn ab. In dem n-Typ-TFT-Element N204 ändert sich daher die Gatespannung Vg entsprechend Schwankungen der Schwellenspannung Vthn, und daher kann das n-Typ-TFT-Element N204 einen verbesserten Spielraum für stabile Betriebe gegen Schwankungen in der Schwellenspannung Vthn haben.
Wie in Formel (3) ausgedrückt, kann die Gatespannung Vg durch Einstellen der Widerstandswerte R1 und R2 eingestellt bzw. ge steuert werden. Daher kann die Menge des durch das n-Typ-TFT-Element N204 fließenden Stromes, d.h. die Menge des durch die Konstantstromschaltung 300A fließenden Stromes, durch die Widerstandswerte R1 und R2 der Widerstandselemente R204 und R206 gesteuert werden.
Nach der achten Ausführungsform können, wie oben beschrieben, der Betrieb der Konstantstromschaltung sowie der Betrieb des diese enthaltenden Analogverstärkers weiter stabil sein, so dass die Betriebsstabilität der Flüssigkristallanzeigevorrichtung weiter verbessert wird.
Durch geeignetes Steuern der Widerstandswerte R1 und R2 der Widerstandselemente R204 und R206 ist es möglich, die Menge des aus der Konstantstromschaltung 300A fließenden Stromes zu steuern und somit einen geeignete Menge Strom von der Konstantstromschaltung zuzuführen, so dass der Leistungsverbrauch verringert werden kann.
[Neunte Ausführungsform]
Die Analogverstärker 124 und 124A in der siebten und achten Ausführungsform sind vom Push-Typ, bei dem der Treibertransistor, d.h. das n-Typ-TFT-Element N200, zwischen den Leistungsversorgungsknoten 380 und den Ausgangsknoten geschaltet ist. Im Gegensatz dazu stellt eine neunte Ausführungsform einen Analogverstärker vom Pull-Typ bereit.
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach der neunten Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124B.
21 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des Analogverstärkers 124B der neunten Ausführungsform zeigt. In der neun ten Ausführungsform ist der Analogverstärker in gleicher Weise für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 21 zeigt einen Analogverstärker 124B.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 21 ist der Analogverstärker 124B.j gebildet aus einem p-Typ-TFT-Element P200, einer Konstantstromschaltung 302, Schaltern S220 – S226, Kondensatoren C220 und C222, Leistungsversorgungsknoten 380 und 382 und Knoten 400 – 410. Der Knoten 410 ist mit der (in 21 nicht gezeigten) entsprechenden Datenleitung DL verbunden.
Das p-Typ-TFT-Element P200 ist zwischen den Knoten 406 und den Leistungsversorgungsknoten 382 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 402 verbunden. An dem Versorgungsknoten 382 liegt die Leistungsversorgungsspannung VL2 z.B. mit einem Massepotential (0 V) an. Der mit einer Source des p-Typ-TFT-Elements P200 verbundene Knoten 406 ist mit der Konstantstromschaltung 302 verbunden, und das p-Typ-TFT-Element P200 führt einen Spannungsfolgerbetrieb aus, in dem es an seinem Gate eine der Eingangsspannung Vinj entsprechende Spannung mit einer hohen Impedanz empfängt und an Knoten 410 eine Ausgangsspannung Voutj mit einer niedrigen Impedanz liefert.
Die Konstantstromschaltung 302 ist gebildet aus einem p-Typ-TFT-Element P202, einem Kondensator C224, Schaltern S228 – S232, einem Widerstandselement R220, einem Leistungsversorgungsknoten 386 und Knoten 412 – 416. Das p-Typ-TFT-Element P202 ist ein Transistor, der einen konstanten Strom führt; es ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 380 und den Knoten 414 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 416 verbunden. Der Kondensator C224 ist ein Spannungshaltekondensator, der eine Gatespannung des p-Typ-TFT-Elements P202 hält, und er ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 380 und den Knoten 416 geschaltet.
Die Schalter S228 – S232 ändern ihre Zustände entsprechend dem Spannungseinstellbetrieb zum Einstellen der Gatespannung des p-Typ-TFT-Elements P202 und dem Stromtreiberbetrieb. Der Schalter S228 ist zwischen den Knoten 412 und das Widerstandselement R220 geschaltet. Der Schalter S230 ist zwischen die Knoten 414 und 406 geschaltet, und der Schalter S232 ist zwischen die Knoten 416 und 412 geschaltet. Das Widerstandselement R220 ist bereitgestellt zum Führen eines vorbestimmten Stroms durch das p-Typ-TFT-Element P202 in dem Spannungseinstellbetrieb, und es ist zwischen den Schalter S228 und den Leistungsversorgungsknoten 386 geschaltet.
Die Konstantstromschaltung 202 hat einen Aufbau ähnlich dem der bereits beschriebenen Konstantstromschaltung 1A der zweiten Ausführungsform. Daher kann auch dann, wenn der einen konstanten Strom führende Transistor aus dem p-Typ-TFT-Element P202 gebildet ist, der konstante Strom durch den Treibertransistor, d.h. das p-Typ-TFT-Element P200, fließen ohne einen Einfluss durch Schwankungen in der Schwellenspannung des Transistors, so dass der Analogverstärker 124B.j nicht versagt. Die Schalter S220, S222 und S224 sowie der Kondensator C220 bilden eine Offsetkompensationsschaltung, die einen Offset kompensiert, der bedingt durch eine Schwellenspannung Vthp in dem p-Typ-TFT-Element P200 zwischen der Eingangsspannung Vinj und der Ausgangsspannung Voutj auftritt. Der Schalter S220 ist zwischen den die Eingangsspannung Vinj empfangenden Eingangsknoten 400 und den Knoten 402 geschaltet. Der Schalter S222 ist zwischen die Knoten 408 und 404 geschaltet. Der Schalter S224 ist zwischen den Eingangsknoten 400 und den Knoten 404 geschaltet.
Diese Offsetkompensationsschaltung arbeitet wie folgt: In einem vorbestimmten Einstellbetrieb sind die Schalter S220, S222 und S224 jeweils in die Zustände Ein, Ein und Aus versetzt. Dadurch wird die Eingangsspannung Vinj an das Gate des p-Typ- TFT-Elements P200 gelegt, und die Knoten 406 und 408 erhalten die Potentiale (Vinj + |Vthp|). Daher wird der Kondensator C220 auf den Pegel des Potentialunterschieds |Vthp| zwischen dem Eingangspotential Vinj und den Knoten 408 geschaltet.
Wenn das Laden beendet ist, endet der Einstellbetrieb, und die Schalter S220, S222 und S224 werden jeweils in die Zustände Aus, Aus und Ein versetzt. Dadurch erhält das Potential an Knoten 404 Vinj, so dass der Knoten 402 und somit das Gate des p-Typ-TFT-Elements P200 das Potential (Vinj – |Vthp|) erhält. Daher erhalten die Potentiale an den Knoten 406 und 408 Vinj. Somit wird die Ausgangsspannung Voutj gleich groß wie die Eingangsspannung Vinj, und die Offsetspannung ist beseitigt.
Da der Analogverstärker 124B.j mit der Konstantstromschaltung 302 versehen ist, arbeitet die oben beschriebene Offsetkompensationsschaltung stabil mit hoher Genauigkeit. Somit kann die Konstantstromschaltung 302 einen stabilen und konstanten Strom ohne Fehlbetrieb führen. Daher wird der Kondensator C220 in der Offsetkompensationsschaltung stabil und exakt mit elektrischen Ladungen geladen, die der den Offset bewirkenden Schwellenspannung Vthp entsprechen. Dementsprechend hat das p-Typ-TFT-Element P200 in dem Arbeitsbetrieb die stabile und genaue Gatespannung, so dass die genaue Ausgangsspannung Voutj ohne Offset ausgegeben wird.
Der Kondensator C222 stellt eine Kapazität des mit der Datenleitung DL verbundenen Knotens 410 dar, und der Schalter S226 ist bereitgestellt zum Trennen des Kondensators C220 von dem Knoten 410, so dass das Laden des Kondensators C220 in dem Einstellbetrieb schnell enden kann. Wenn die Kapazität des Kondensators C222 klein ist, kann das Schalten S226 weggelassen werden.
Wie oben beschrieben, kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der neunten Ausführungsform, die den Analogverstärker 124B vom Pull-Typ enthält, Wirkungen ähnlich denen der siebten Ausführungsform erzielen.
[Zehnte Ausführungsform]
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer zehnten Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124C.
22 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des Analogverstärkers 124C der zehnten Ausführungsform zeigt. In der zehnten Ausführungsform ist der Analogverstärker gleichermaßen für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 22 zeigt einen Analogverstärker 124C.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 22 hat der Analogverstärker 124C.j einen Aufbau ähnlich dem des in 21 gezeigten Analogverstärkers 124B.j der neunten Ausführungsform, enthält aber anstelle der Konstantstromschaltung 302 eine Konstantstromschaltung 302A. Die Konstantstromschaltung 302A ist gebildet aus p-Typ-TFT-Elementen P202 – P210, einem Kondensator C224, Schaltern S228 – S232, Widerstandselementen R222 – R226, einem Leistungsversorgungsknoten 386 und Knoten 412 – 422. An dem Leistungsversorgungsknoten 386 liegt ein Leistungsversorgungspotential VL2 an.
Das p-Typ-TFT-Element P204 ist zwischen den Schalter S228 und den Leistungsversorgungsknoten 386 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 422 verbunden. Die p-Typ-TFT-Elemente P206, P208 und P210 sind in Reihe zwischen die Leistungsversorgungs knoten 380 und das Widerstandselement R222 geschaltet. Jedes der p-Typ-TFT-Elemente P206, P208 und P210 bildet einen Anreicherungstyp von Transistoren, von denen jeder ein Gate mit seinem Drain verbunden hat.
Widerstandselemente R224 und R226 sind in Reihe zwischen die Knoten 418 und 420 geschaltet und teilen die Spannung zwischen Drain und Source des p-Typ-TFT-Elements P206 entsprechend dem Widerstandsverhältnis zwischen den Widerstandselementen R224 und R226. Der mit den Widerständen R224 und R226 verbundene Knoten 422 ist mit einem Gate des p-Typ-TFT-Elements P204 verbunden.
Andere Schaltungen als die obigen sind bereits mit Bezug auf 21 beschrieben, und daher wird ihre Beschreibung nicht wiederholt.
Die Merkmale der Konstantstromschaltung 302A sind wie folgt: In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass keine Schwankung in der Schwellenspannung Vthp zwischen den p-Typ-TFT-Elementen P202 – P210 auftritt, und die Schwankungen in der Schwellenspannung, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, stellen Schwankungen im Hinblick auf Entwurfswerte dar.
Es sei angenommen, dass jedes der p-Typ-TFT-Elemente P202 – P210, die die Konstantstromschaltung 302A bilden, eine Schwellenspannung Vthp hat und dass die Widerstandselemente R224 und R626 jeweils Widerstandswerte R3 und R4 haben. In diesem Fall werden das Potential des Knotens 422 und somit das Gatepotential des p-Typ-TFT-Elements P204 durch die folgende Formel ausgedrückt: Vg = VH2 – 2 × |Vthp| – |Vthp| × R3/(R3 + R4) (4). Die Widerstandswerte R3 und R4 sind hinreichend größer als der Wert des EIN-Widerstands p-Typ-TFT-Element P206. Wie in Formel (4) ausgedrückt, hängt die Gatespannung des p-Typ-TFT-Elements P204 von der Schwellenspannung Vthp ab. In dem p-Typ-TFT-Element P204 ändert sich daher die Gatespannung Vg entsprechend Schwankungen in der Schwellenspannung Vthp, und daher kann das p-Typ-TFT-Element P204 einen verbesserten Spielraum zum stabilen Betrieb gegen Schwankungen in der Schwellenspannung Vthp haben.
Wie in Formel (4) ausgedrückt, kann die Gatespannung Vg durch Einstellen der Widerstandswerte R3 und R4 eingestellt bzw. gesteuert werden. Daher kann die Menge des durch das p-Typ-TFT-Element P204 fließenden Stromes, d.h. die Menge des durch die Konstantstromschaltung 202A fließenden Stromes durch die Widerstandswerte R3 und R4 der Widerstandselemente R224 und R226 gesteuert werden.
Wie oben beschrieben, kann die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der zehnten Ausführungsform, die den Analogverstärker 124C vom Pull-Typ enthält, Wirkungen ähnlich denen der achten Ausführungsform erzielen.
[Elfte Ausführungsform]
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer elften Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124D.
23 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers 124D der elften Ausführungsform zeigt. In der elften Ausführungsform ist der Analogverstärker gleichermaßen für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 23 zeigt einen Analogverstärker 124D.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 23 hat der Analogverstärker 124D.j einen Aufbau, der dem des in 19 gezeigten Analogverstärkers 124.j der siebten Ausführungsform entspricht, und er enthält weiter eine Pegelverschiebungsschaltung 500, die zwischen einer Gateelektrode des n-Typ-TFT-Elements N202 und dem Knoten 352 angeordnet ist. Die Pegelverschiebungsschaltung 500 enthält ein p-Typ-TFT-Element P250, eine Konstantstromschaltung 302 und Leistungsversorgungsknoten 388 und 390, an denen jeweils Leistungsversorgungsspannungen VH1 bzw. VL1 anliegen.
Das p-Typ-TFT-Element P250 ist zwischen einen Knoten 374 und den Leistungsversorgungsknoten 390 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 352 verbunden. Die Konstantstromschaltung 302 ist dieselbe wie die in 21 dargestellte, und sie ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 388 und den Knoten 374 geschaltet. Der Knoten 374 ist mit einem Gate des n-Typ-TFT-Elements N200 verbunden. Das p-Typ-TFT-Element P250 führt einen Spannungsfolgerbetrieb durch. Andere Aufbauten als die obigen sind dieselben wie die bereits mit Bezug auf 19 beschriebenen.
Der Analogverstärker 124D.j arbeitet wie folgt: Angenommen, dass das p-Typ-TFT-Element P250 ein Gatepotential Vg und eine Schwellenspannung Vthp hat, ist das Potential von Knoten 374 gleich (Vg + |Vthp|). Daher gibt die Pegelverschiebungsschaltung 500 ein Potential aus, das durch Verschieben des der Pegelverschiebungsschaltung 500 zugeführten Signals um |Vthp| erstellt wird. In einem vorbestimmten Einstellbetrieb sind die Schalter S200, S202 und S204 jeweils in die Zustände Ein, Ein und Aus versetzt. Dadurch wird die Eingangsspannung Vinj an das Gate des p-Typ-TFT-Elements P250 gelegt, und der Knoten 374 hat ein Potential (Vinj + |Vthp|), so dass die Knoten 356 und 358 Poten tiale (Vinj + |Vthp| – Vthn) haben. Daher wird der Kondensator 200 geladen, um ein Potential gleich dem Potentialunterschied (Vthn – |Vthp|) zwischen dem Eingangspotential Vinj und dem Potential an dem Knoten 358 zu erzielen.
Wenn das Laden abgeschlossen ist, endet der Einstellbetrieb, und die Schalter S200, S202 und S204 werden jeweils in die Zustände Aus, Aus und Ein versetzt. Dadurch erhält der Knoten 354 das Potential Vinj, so dass das Potential des Knotens 352, d.h. das Gatepotential des p-Typ-TFT-Elements P250, gleich (Vinj + Vthn – |Vthp|) wird. Somit hat der Knoten 374 ein Potential (Vinj + Vthn), und die Knoten 356 und 358 haben die Potentiale Vinj. Somit wird die Ausgangsspannung Voutj gleich groß wie die Eingangsspannung Vinj, und die Offsetspannung ist beseitigt.
Die oben beschriebene Pegelverschiebungsschaltung 500 ist aus den folgenden Gründen bereitgestellt: In dem in 19 gezeigten Analogverstärker 124.j der siebten Ausführungsform kann auch dann, wenn eine Offsetkompensationsschaltung verwendet wird, abhängig von einer Größe einer parasitären Kapazität des Knotens 352, ein nicht ignorierbarer Fehler auftreten. Die durch die Schwellenspannung bedingte Offsetspannung selber kann jedoch verringert werden, wenn die Schwellenspannung des in der Pegelverschiebungsschaltung 500 enthaltenen p-Typ-TFT-Elements 250 entworfen ist zum Erreichen eines Wertes nahe bei der Schwellenspannung des n-Typ-TFT-Elements N200. Daher wird die Pegelverschiebungsschaltung 500 verwendet.
Wie oben beschrieben, kann die elfte Ausführungsform Wirkungen ähnlich denen der siebten Ausführungsform erzielen.
[Zwölfte Ausführungsform]
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer zwölften Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124E.
24 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des Analogverstärkers 124E der zwölften Ausführungsform zeigt. In der zwölften Ausführungsform ist der Analogverstärker gleichermaßen für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 24 zeigt einen Analogverstärker 124E.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen DL entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 24 hat der Analogverstärker 124E.j einen Aufbau, der dem des in 23 gezeigten Analogverstärkers 124D.j entspricht. Der Analogverstärker 124E.j enthält jedoch anstelle der Konstantstromschaltung 300 die in 20 gezeigte Konstantstromschaltung 300A, und er enthält auch anstelle der Pegelverschiebungsschaltung 500 eine Pegelverschiebungsschaltung 500A. Die Pegelverschiebungsschaltung 500A hat einen Aufbau, der dem der Pegelverschiebungsschaltung 500 entspricht, außer dass anstelle der Konstantstromschaltung 302 die in 22 gezeigte Konstantstromschaltung 302A verwendet wird.
Andere Aufbauten des Analogverstärkers 124E.j als die obigen sind dieselben wie die des Analogverstärkers 124D.j der elften Ausführungsform.
Die zwölfte Ausführungsform kann Wirkungen ähnlich denen der elften Ausführungsform und somit der siebten Ausführungsform erzielen. Weiterhin können die Konstantstromschaltungen 300A und 302A den Betrieb des Analogverstärkers stabilisieren, so dass die Betriebsstabilität der Flüssigkristallanzeigevorrichtung weiter verbessert wird.
[Dreizehnte Ausführungsform]
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer dreizehnten Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124F.
25 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau eines Analogverstärkers 124F der dreizehnten Ausführungsform zeigt. In der dreizehnten Ausführungsform ist der Analogverstärker gleichermaßen für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 25 zeigt einen Analogverstärker 124F.j, der der Datenleitung DL an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 25 hat der Analogverstärker 124F.j einen Aufbau, der dem des in 21 gezeigten Analogverstärkers 124B.j der neunten Ausführungsform entspricht, enthält aber weiter eine Pegelverschiebungsschaltung 502, die zwischen der Gateelektrode des p-Typ-TFT-Elements P200 und dem Knoten 402 angeordnet ist. Die Pegelverschiebungsschaltung 502 ist gebildet aus einem n-Typ-TFT-Element N250, einer Konstantstromschaltung 300 und Leistungsversorgungsknoten 388 und 390, an denen jeweils Leistungsversorgungsspannungen VH1 und VL1 anliegen.
Das n-Typ-TFT-Element 250 ist zwischen den Leistungsversorgungsknoten 388 und einen Knoten 424 geschaltet und hat ein Gate mit dem Knoten 402 verbunden. Die Konstantstromschaltung 300 ist dieselbe wie die in 19 gezeigte, und sie ist zwi schen den Knoten 424 und den Leistungsversorgungsknoten 390 geschaltet. Der Knoten 424 ist mit einem Gate des p-Typ-TFT-Elements P200 verbunden. Das n-Typ-TFT-Element N250 führt einen Sourcefolgerbetrieb durch. Andere Aufbauten als die obigen sind dieselben wie die bereits mit Bezug auf 21 beschriebenen.
Der Analogverstärker 124F.j arbeitet wie folgt: Angenommen, dass das n-Typ-TFT-Element N250 ein Gatepotential Vg und eine Schwellenspannung Vthn hat, hat der Knoten 424 ein Potential (Vg – Vthn). Daher gibt die Pegelverschiebungsschaltung 502 ein Potential aus, das durch Verschieben des der Pegelverschiebungsschaltung 502 zugeführten Potentials um – Vthn erstellt wird.
In einem vorbestimmten Einstellbetrieb, wenn die Schalter S220, S222 und S224 jeweils in die Zustände Ein, Ein und Aus gesetzt sind, wird die Eingangsspannung Vinj an das Gate des n-Typ-TFT-Elements N250 gelegt, und der Knoten 424 hat ein Potential (Vinj – Vthp), so dass die Knoten 406 und 408 Potentiale (Vinj – Vthn + |Vthp|) haben. Daher wird der Kondensator C220 geladen, um ein Potential gleich dem Potentialunterschied (Vthn – |Vthp|) zwischen dem Eingangspotential Vinj und dem Potential am Knoten 408 zu erzielen.
Wenn das Laden abgeschlossen ist, endet der Einstellbetrieb, und die Schalter S200, S202 und S204 werden jeweils in die Zustände Aus, Aus und Ein versetzt. Dadurch erhält der Knoten 404 das Potential Vinj, so dass das Potential des Knotens 402, d.h. das Gatepotential des n-Typ-TFT-Elements N250, gleich (Vinj + Vthn – |Vthp|) wird. Dadurch hat der Knoten 424 ein Potential (Vinj – |Vthp|), und die Knoten 406 und 408 haben die Potentiale Vinj. Somit wird die Ausgangsspannung Voutj gleich groß wie die Eingangsspannung Vinj, und die Offsetspannung ist beseitigt.
Die oben beschriebene Pegelverschiebungsschaltung 502 ist aus den selben Gründen bereitgestellt wie die für das Bereitstellen der Pegelverschiebungsschaltung 500 in der elften Ausführungsform, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
Wie oben beschrieben, kann die dreizehnte Ausführungsform Wirkungen ähnlich denen der neunten Ausführungsform erzielen.
[Vierzehnte Ausführungsform]
Ein Aufbau einer Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer vierzehnten Ausführungsform entspricht dem der Farbflüssigkristallanzeigevorrichtung 100B der siebten Ausführungsform, enthält aber anstelle des Analogverstärkers 124 einen Analogverstärker 124G.
26 ist ein Schaltbild, das einen Aufbau des Analogverstärkers 124G der vierzehnten Ausführungsform zeigt. In der vierzehnten Ausführungsform ist der Analogverstärker gleichermaßen für jede Datenleitung DL bereitgestellt. 26 zeigt einen Analogverstärker 124G.j, der der Datenleitung an einer j-ten Stelle entspricht. Die anderen Datenleitungen DL entsprechenden Analogverstärker haben ähnliche Schaltungsaufbauten.
Mit Bezug auf 26 hat der Analogverstärker 124G.j einen Aufbau, der dem des in 25 gezeigten Analogverstärkers 124F.j entspricht. Der Analogverstärker 124G.j enthält jedoch anstelle der Konstantstromschaltung 302 die in 22 gezeigte Konstantstromschaltung 302A, und er enthält auch anstelle der Pegelverschiebungsschaltung 502 eine Pegelverschiebungsschaltung 502A.
Die Pegelverschiebungsschaltung 502A hat einen Aufbau, der dem der Pegelverschiebungsschaltung 502 entspricht, außer dass an stelle der Konstantstromschaltung 300 die in 20 gezeigte Konstantstromschaltung 300A verwendet wird.
Andere Aufbauten des Analogverstärkers 124G.j als die obigen sind dieselben wie die des Analogverstärkers 124S.j der dreizehnten Ausführungsform.
Die vierzehnte Ausführungsform kann Wirkungen ähnlich denen der dreizehnten Ausführungsform und somit der neunten Ausführungsform erzielen. Weiter stabilisieren die Konstantstromschaltungen 302A und 300A den Betrieb des Analogverstärkers, so dass die Betriebsstabilität der Flüssigkristallanzeigevorrichtung weiter verbessert wird.
Die siebte bis vierzehnte Ausführungsform wurden beschrieben in Verbindung mit den Fällen, in denen die Konstantstromschaltungen der ersten und zweiten Ausführungsform auf die Analogverstärker in den Flüssigkristallanzeigevorrichtungen angewendet werden. Die in Verbindung mit der siebten bis vierzehnten Ausführungsform beschriebenen Analogverstärker können ähnlich der Anwendung der fünften Ausführungsform auf die sechste Ausführungsform auf die bereits in Verbindung mit der sechsten Ausführungsform beschriebene EL-Anzeigevorrichtung angewendet werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben und veranschaulicht wurde, ist klar zu verstehen, dass dies nur zur Veranschaulichung und als Beispiel dient und nicht als Einschränkung genommen werden darf, wobei der Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die Ausdrücke der angehängten Ansprüche eingeschränkt sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Konstantstromschaltung gemäß der Erfindung enthält die Spannungshalteschaltung, die die Spannung hält, die eingestellt wird auf der Grundlage der Schwellenspannung des Treibertransistors, der den Strom führt, und der Treibertransistor empfängt die von der Spannungshalteschaltung gehaltene Spannung und führt dadurch den Strom. Auch wenn Herstellungsschwankungen in der Schwellenspannung des Treibertransistors vorhanden sind, wird der Einfluss durch solche Schwankungen daher beseitigt, und die Konstantstromschaltung kann stabil arbeiten.
Durch den stabilen Betrieb der Konstantstromschaltung können die Treiberschaltung mit der Konstantstromschaltung sowie die Bildanzeigevorrichtung stabil arbeiten.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine erste Verstärkerschaltung (132), die in einer Spannungserzeugungsschaltung (114) enthalten ist, enthält eine aus p-Typ-TFT-Elementen (P101, P102) und n-Typ-TFT-Elementen (N101, N102) gebildete Differenzschaltung, eine Konstantstromschaltung (150a, 150b) und ein n-Typ-TFT-Element (N103). Die Konstantstromschaltung (150a, 150b) enthält ein p-Typ-TFT-Element (P132a; P132b), einen Kondensator (C132a; C132b), Schalter (S104a – S106a; S104b – S106b) und ein Widerstandselement (R132a; R132b). Der Kondensator (C132a; C132b) hält eine Spannung an einem Knoten (204; 208) in einem Spannungseinstellbetrieb, und somit, wenn ein Strom dem p-Typ-TFT-Element (P132a; P132b) in Diodenschaltung zugeführt wird.

Claims

Konstantstromschaltung mit: einem Transistor (N1, P1), der zwischen einen ersten Knoten (10, 20) und einen zweiten Knoten (8, 16) geschaltet ist, und einer Spannungshalteschaltung (C1, 4; C2, 14), die eine erste Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des Transistors (N1, P1) festgelegt und zum Einschalten des Transistors (N1, P1) bereitgestellt ist, wobei der Transistor (N1, P1) an seinem Gate die erste Spannung empfängt und einen konstanten Strom durch den ersten Knoten (10, 20) führt, und der erste Knoten (10, 20) mit einer Differenzschaltung (30, 30A) verbunden ist.
Bildanzeigevorrichtung mit: einer Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, einer Mehrzahl von Abtastleitungen (SL), die jeweils entsprechend den Zeilen der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) angeordnet sind und aufeinander folgend in vorbestimmten Zyklen ausgewählt werden, einer Mehrzahl von Datenleitungen (DL), die jeweils entsprechend den Spalten der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) angeordnet sind, einer Spannungserzeugungsschaltung (114), die zumindest einen Spannungspegel entsprechend der Anzeigehelligkeit jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) erzeugt, zumindest einer Pufferschaltung (130), die den von der Spannungserzeugungsschaltung (114) erzeugten, zumindest einen Spannungspegel hält und einen Strom zur Ausgabe verstärkt, und einem Datenleitungstreiber (116), der für jedes der Bildanzeigeelemente (118, 118A) in der abzutastenden Zeile einen Spannungspegel, der durch die jedem der Bildanzeigeelemente (118, 118A) in der abzutastenden Zeile entsprechenden Pixeldaten angegeben ist, aus dem zumindest einen Spannungspegel auswählt und die Mehrzahl von Datenleitungen (DL) mit dem ausgewählten Spannungspegel aktiviert, wobei jeder der zumindest einen Pufferschaltung (130) enthält: eine interne Schaltung, die einen der zumindest einen Spannungspegel empfängt und einen Strom zur Ausgabe verstärkt, und eine Konstantstromschaltung, (150a, 150b, 152), die einen konstanten Strom durch die interne Schaltung führt, wobei die Konstantstromschaltung, (150a, 150b, 152) enthält: einen Transistor (P132a, P132b, N134), der zwischen die interne Schaltung und einen ersten Knoten geschaltet ist, und eine Spannungshalteschaltung (C132a, 204; C132b, 208; C134, 224), die eine erste Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des Transistors (P132a, P132b, N134) festgelegt und zum Einschalten des Transistors (P132a, P132b, N134) bereitgestellt ist, wobei der Transistor (P132a, P132b, N134) an seinem Gate die erste Spannung empfängt und den konstanten Strom durch die interne Schaltung führt.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Spannungshalteschaltung (C132a, 204; C132b, 208; C134, 224) als erste Spannung eine Gatespannung hält, die auftritt, wenn ein Drain des Transistors (P132a, P132b, N134) mit einem Gate verbunden ist und ein Strom durch den Transistor (P132a, P132b, N134) fließt.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Konstantstromschaltung (150a, 150b, 152) weiter enthält: eine Stromzuführschaltung (R132a, R132b, R134), die einen Strom zum Einstellen der ersten Spannung liefert, und ein Schaltglied (S104a – S106a; S104b – S106b; S101 – S103), das die interne Schaltung von dem Transistor (P132a, P132b, N134) trennt und die Spannungshalteschaltung (C132a, 204; C132b, 208; C134, 224) und den Transistor (P132a, P132b, N134) mit der Stromzuführschaltung (R132a, R132b, R134) verbindet, wenn die erste Spannung eingestellt wird.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Spannungshalteschaltung (C132a, 204; C132b, 208; C134, 224) einen Kondensator (C132a, C132b, C134) enthält, dessen eines Ende mit dem Gate des Transistors (P132a, P132b, N134) und dessen anderes Ende mit dem ersten Knoten verbunden ist, das Schaltglied (S104a – S106a; S104b – S106b; S101 – S103) einen ersten, zweiten und dritten Schalter enthält und beim Einstellen der ersten Spannung der erste Schalter (S105a, S105b, S102) die interne Schaltung von dem Transistor (P132a, P132b, N134) trennt, der zweite Schalter (S104a, S104b, S101) die Stromzuführschaltung (R132a, R132b, R134) mit dem Drain des Transistors (P132a, P132b, N134) verbindet und der dritte Schalter (S106a, S106b, S103) das Drain des Transistors (P132a, P132b, N134) mit dem einen Ende des Kondensators (C132a, C132b, C134) verbindet.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die Spannungserzeugungsschaltung (114), die zumindest eine Pufferschaltung (130) und der Datenleitungstreiber (116) Transistoren enthalten, wobei die Transistoren Dünnfilmtransistoren sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die Spannungserzeugungsschaltung (114), die zumindest eine Pufferschaltung (130) und der Datenleitungstreiber (116) integral entweder auf einem Glassubstrat oder auf einem Harzsubstrat aufgebaut sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118) ein Flüssigkristallanzeigeelement (PX) enthält.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118) ein im elektrischen Feld Licht abstrahlendes Element (OLED) enthält.
Treiberschaltung, die eine Ausgangsspannung entsprechend einer Eingangsspannung liefert, mit: einem ersten Transistor (N200, P200), der zwischen einen ersten Leistungsversorgungsknoten (380, 382) und einen Ausgangsknoten (356, 406) geschaltet ist, einer Konstantstromschaltung (300, 302), die zwischen den Ausgangsknoten (356, 406) und einen zweiten Leistungsversorgungsknoten (382, 380) geschaltet ist, und einer Offsetkompensationsschaltung, die eine abhängig von einer Schwellenspannung des ersten Transistors (N200, P200) auftretende Offsetspannung kompensiert, wobei die Offsetkompensationsschaltung die Offsetspannung hält und eine erste Spannung, die durch Verschieben der Eingangsspannung um die gehaltene Offsetspannung erzeugt wird, an eine Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) liefert und die Konstantstromschaltung (300, 302) enthält: einen zweiten Transistor (N202, P202), der zwischen den Ausgangsknoten (356, 406) und den zweiten Leistungsversorgungsknoten (382, 380) geschaltet ist, und eine erste Spannungshalteschaltung (C204, C224), die eine zweite Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors (N202, P202) festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors (N202, P202) bereitgestellt ist, wobei der zweite Transistor (N202, P202) an seiner Gateelektrode die zweite Spannung empfängt und einen konstanten Strom durch den ersten Transistor (N200, P200) führt, der mit dem Ausgangsknoten (356, 406) verbunden ist, und der erste Transistor (N200, P200) an seiner Gateelektrode die von der Offsetkompensationsschaltung gelieferte, erste Spannung empfängt und eine Ausgangsspannung mit demselben Potential wie die Eingangsspannung an den Ausgangsknoten (356, 406) liefert.
Treiberschaltung nach Anspruch 10, bei der die Offsetkompensationsschaltung enthält: eine zweite Spannungshalteschaltung (C200, C220), die in einem Einstellbetrieb geladen wird und die Offsetspannung in einem Arbeitsbetrieb hält, und ein erstes Schaltglied (S200 – S204; S220 – S224), das in dem Einstellbetrieb arbeitet zum Verbinden eines ersten Knotens (352, 402), mit dem ein Ende der zweiten Spannungshalteschaltung (C200, C220) und die Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) verbunden sind, mit einem Eingangsknoten (350, 400) und zum Verbinden des anderen Endes der der zweiten Spannungshalteschaltung (C200, C220) mit dem Ausgangsknoten (358, 408), und das in dem Arbeitsbetrieb arbeitet zum Trennen des ersten Knotens (352, 402) und des anderen Endes der der zweiten Spannungshalteschaltung (C200, C220) jeweils von dem Eingangsknoten (350, 400) bzw. dem Ausgangsknoten (358, 408) und zum Verbinden des anderen Endes mit dem Eingangsknoten (350, 400).
Treiberschaltung nach Anspruch 10, bei der die Konstantstromschaltung (300A, 302A) weiter enthält: eine Stromzuführschaltung, die einen Strom zum Einstellen der zweiten Spannung zuführt, und ein zweites Schaltglied (S208 – S212, S228 – S232), das den zweiten Transistor (N202, P202) von dem Ausgangsknoten (356, 406) trennt und die erste Spannungshalteschaltung (C204, C224) und den zweiten Transistor (N202, P202) mit der Stromzuführschaltung verbindet, wenn die zweite Spannung eingestellt wird, und die Stromzuführschaltung enthält: einen Spannungserzeugungsabschnitt, der eine Gatespannung erzeugt, die die abhängig von einer Schwellenspannung eines die Stromzuführschaltung bildenden Transistors festgelegt ist, und einen dritten Transistor (N204, P204), der zwischen einen dritten Leistungsversorgungsknoten (384, 386) und das zweite Schaltglied (S208 – S212, S228 – S232) geschaltet ist und an seiner Gateelektrode die von dem Spannungserzeugungsabschnitt erzeugte Gatespannung empfängt.
Treiberschaltung nach Anspruch 12, bei der der Spannungserzeugungsabschnitt enthält: eine Mehrzahl von Anreicherungstransistoren (N206 – N210, P206 – P210), die in Reihe zwischen den dritten Leistungsversorgungsknoten (384, 386) und den zweiten Leistungsversorgungsknoten (382, 380) geschaltet sind, und eine Spannungsteilerschaltung, die parallel zu dem mit dem dritten Leistungsversorgungsknoten (384, 386) verbundenen Anreicherungstransistor (N206, P206) geschaltet ist und in Reihe geschaltete erste und zweite Widerstände (R204, R206; R224, R226) aufweist, und die Gateelektrode des dritten Transistors (N204, P204) mit einem Knoten (372, 422) verbunden ist, der den ersten Widerstand (R204, R224) mit dem zweiten Widerstand (R206, R226) verbindet.
Treiberschaltung, die eine Ausgangsspannung entsprechend einer Eingangsspannung liefert, mit: einem ersten Transistor (N200, P200) eines ersten Leitungstyps, der zwischen einen ersten Leistungsversorgungsknoten (380, 382) und einen Ausgangsknoten (356, 406) geschaltet ist, einer ersten Konstantstromschaltung (300, 302), die zwischen den Ausgangsknoten (356, 406) und einen zweiten Leistungsversorgungsknoten (382, 380) geschaltet ist, einer Pegelverschiebungsschaltung (500, 502), die eine erste Spannung empfängt und eine zweite Spannung liefert, die durch Verschieben der empfangenen ersten Spannung um eine vorbestimmte Größe erzeugt wird, und einer Offsetkompensationsschaltung, die eine abhängig von einer Schwellenspannung des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp auftretende Offsetspannung kompensiert; wobei die Pegelverschiebungsschaltung (500, 502) enthält: eine zweite Konstantstromschaltung (302, 300), die zwischen einen dritten Leistungsversorgungsknoten (388, 390) und eine Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp geschaltet ist, und einen ersten Transistor (P250, N250) eines zweiten Leitungstyps, der zwischen die Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp und einen vierten Leistungsversorgungsknoten (390, 388) geschaltet ist, wobei die Offsetkompensationsschaltung einen Spannungsunterschied zwischen der Schwellenspannung des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp und einer Schwellenspannung des ersten Transistors (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp hält und als erste Spannung eine Spannung, die durch Verschieben der Eingangsspannung um den gehaltenen Spannungsunterschied erzeugt wird, an eine Gateelektrode des ersten Transistors (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp liefert; die erste Konstantstromschaltung (300, 302) enthält: einen zweiten Transistor (N202, P202) vom ersten Leitungstyp, der zwischen den Ausgangsknoten (356, 406) und den zweiten Leistungsversorgungsknoten (382, 380) geschaltet ist, und eine erste Spannungshalteschaltung (C204, C224), die eine dritte Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors (N202, P202) vom ersten Leitungstyp festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors (N202, P202) vom ersten Leitungstyp bereitgestellt ist, wobei der zweite Transistor (N202, P202) vom ersten Leitungstyp an seiner Gateelektrode die dritte Spannung empfängt und einen konstanten Strom durch den ersten Transistor (N200, P200) vom ersten Leitungstyp führt, der mit dem Ausgangsknoten (356, 406) verbunden ist; die zweite Konstantstromschaltung (302, 300) enthält: einen zweiten Transistor (P202, N202) vom zweiten Leitungstyp, der zwischen den dritten Leistungsversorgungsknoten (388, 390) und die Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp geschaltet ist, und eine zweite Spannungshalteschaltung (C224, C204), die eine vierte Spannung hält, die abhängig von einer Schwellenspannung des zweiten Transistors (P202, N202) vom zweiten Leitungstyp festgelegt und zum Einschalten des zweiten Transistors (P202, N202) vom zweiten Leitungstyp bereitgestellt ist, wobei der zweite Transistor (P202, N202) vom zweiten Leitungstyp an seiner Gateelektrode die vierte Spannung empfängt und einen konstanten Strom durch den ersten Transistor (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp führt, der mit der Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp verbunden ist, wobei der erste Transistor (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp an seiner Gateelektrode die von der Offsetkompensationsschaltung gelieferte, erste Spannung empfängt und die durch Verschieben der ersten Spannung um die Schwellenspannung des ersten Transistors (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp erzeugte zweite Spannung an die Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp liefert und der erste Transistor (N200, P200) vom ersten Leitungstyp an seiner Gateelektrode die von der Pegelverschiebungsschaltung (500, 502) gelieferte, zweite Spannung empfängt und eine Ausgangsspannung mit demselben Potential wie die Eingangsspannung an den Ausgangsknoten (360, 410) liefert.
Treiberschaltung nach Anspruch 14, bei der die Offsetkompensationsschaltung enthält: eine dritte Spannungshalteschaltung (C200, C220), die in einem Einstellbetrieb geladen wird und den Spannungsunterschied in einem Arbeitsbetrieb hält, und ein erstes Schaltglied (S200 – S204; S220 – S224), das in dem Einstellbetrieb arbeitet zum Verbinden eines ersten Knotens (352, 402), mit dem ein Ende der dritten Spannungshalteschaltung (C200, C220) und die Gateelektrode des ersten Transistors (P250, N250) vom zweiten Leitungstyp verbunden sind, mit einem Eingangsknoten (350, 400) und zum Verbinden des anderen Endes der der dritten Spannungshalteschaltung (C200, C220) mit dem Ausgangsknoten (358, 408), und das in dem Arbeitsbetrieb arbeitet zum Trennen des ersten Knotens (352, 402) und des anderen Endes der dritten Spannungshalteschaltung (C200, C220) jeweils von dem Eingangsknoten (350, 400) bzw. dem Ausgangsknoten (358, 408) und zum Verbinden des anderen Endes mit dem Eingangsknoten (350, 400).
Treiberschaltung nach Anspruch 14, bei der die erste Konstantstromschaltung (300A, 302A) weiter enthält: eine erste Stromzuführschaltung, die einen Strom zum Einstellen der dritten Spannung zuführt, und ein zweites Schaltglied (S208 – S212, S228 – S232), das den zweiten Transistor (N202, P202) vom ersten Leitungstyp von dem Ausgangsknoten (356, 406) trennt und die erste Spannungshalteschaltung (C204, C224) und den zweiten Transistor (N202, P202) vom ersten Leitungstyp mit der ersten Stromzuführschaltung verbindet, wenn die dritte Spannung eingestellt wird; die erste Stromzuführschaltung enthält: einen ersten Spannungserzeugungsabschnitt, der eine Gatespannung erzeugt, die die abhängig von einer Schwellenspannung eines die Stromzuführschaltung bildenden Transistors vom ersten Leitungstyp festgelegt ist, und einen dritten Transistor (N204, P204) vom ersten Leitungstyp, der zwischen einen fünften Leistungsversorgungsknoten (384, 386) und das zweite Schaltglied (S208 – S212, S228 – S232) geschaltet ist und an seiner Gateelektrode die von dem ersten Spannungserzeugungsabschnitt erzeugte Gatespannung empfängt; die zweite Konstantstromschaltung (302A, 300A) weiter enthält: eine zweite Stromzuführschaltung, die einen Strom zum Einstellen der vierten Spannung zuführt, und ein drittes Schaltglied (S228 – S232, S208 – S212), das den zweiten Transistor (P202, N202) vom zweiten Leitungstyp von der Gateelektrode des ersten Transistors (N200, P200) vom ersten Leitungstyp trennt und die zweite Spannungshalteschaltung (C224, C204) und den zweiten Transistor (N202, P202) vom zweiten Leitungstyp mit der zweiten Stromzuführschaltung verbindet, wenn die vierte Spannung eingestellt wird; die zweite Stromzuführschaltung enthält: einen zweiten Spannungserzeugungsabschnitt, der eine Gatespannung erzeugt, die die abhängig von einer Schwellenspannung eines die zweite Stromzuführschaltung bildenden Transistors vom zweiten Leitungstyp festgelegt ist, und einen dritten Transistor (P204, N204) vom zweiten Leitungstyp, der zwischen einen sechsten Leistungsversorgungsknoten (386, 384) und das dritte Schaltglied (S228 – S232, S208 – S212) geschaltet ist und an seiner Gateelektrode die von dem zweiten Spannungserzeugungsabschnitt erzeugte Gatespannung empfängt.
Bildanzeigevorrichtung mit: einer Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, einer Mehrzahl von Abtastleitungen (SL), die jeweils entsprechend den Zeilen der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) angeordnet sind und aufeinander folgend in vorbestimmten Zyklen ausgewählt werden, einer Mehrzahl von Datenleitungen (DL), die jeweils entsprechend den Spalten der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) angeordnet sind, einer Spannungserzeugungsschaltung (114), die zumindest eine Spannung entsprechend der Anzeigehelligkeit jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A) erzeugt, einer Decodierschaltung (122), die für jedes der Bildanzeigeelemente (118, 118A) in der abzutastenden Zeile eine Spannung, die durch die jedem der Bildanzeigeelemente (118, 118A) in der abzutastenden Zeile entsprechenden Pixeldaten angegeben wird, aus der zumindest einen Spannung auswählt, und der Treiberschaltung (124, 124A – 124G) nach Anspruch 10 oder 14, die die von der Decodierschaltung (122) ausgewählte Spannung von der Decodierschaltung (122) empfängt und die Mehrzahl von Datenleitungen (DL) mit den entsprechenden Spannung aktiviert.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 17, bei der jedes der Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die Spannungserzeugungsschaltung (114), die Decodierschaltung (122) und die Treiberschaltung (124, 124A – 124G) Transistoren enthalten, wobei die Transistoren Dünnfilmtransistoren sind.
Bildanzeigevorrichtung nach Anspruch 17, bei der die Mehrzahl von Bildanzeigeelementen (118, 118A), die Spannungserzeugungsschaltung (114), die Decodierschaltung (122) und die Treiberschaltung (124, 124A – 124G) integral entweder auf einem Glassubstrat oder auf einem Harzsubstrat aufgebaut sind.