JP2004266849A - Selection circuit, and semiconductor device, d/a conversion circuit and liquid crystal display provided with the selection circuit - Google Patents

Selection circuit, and semiconductor device, d/a conversion circuit and liquid crystal display provided with the selection circuit Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the area exclusively possessed by transistors in a selection circuit. <P>SOLUTION: The selection circuit is provided with: four 2-input selection circuits 50 to 53 for selecting either of two inputs in response to complementary high-order 1-bit selection signals D2, *D2 among 3-bit selection signals; and a 4-input selection circuit 24X for selecting outputs of the 2-input selection circuits 50 to 53 in response to complementary low-order 2-bit selection signals D1, *D1, D0, and *D0. In each of the 2-input selection circuits 50 to 53, one-side ends of two switching transistors are connected in common and both the switching transistors are deposited on the same row and adjacently to each other. The 4-input selection circuit 24X has four analog switch circuits wherein two switching transistors deposited on the same row are connected in series, the analog switch circuits are located in parallel and deposited on the same row on which the corresponding 2-input selection circuit is deposited. The 4-input selection circuit can be provided with three 2-input selection circuits deposited in a tree form and can select its input by a tournament method. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、選択回路並びにこれを備えた半導体装置、D/A変換回路及び液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a selection circuit, a semiconductor device including the selection circuit, a D / A conversion circuit, and a liquid crystal display device.

図7は、従来の多階調活性マトリックス液晶表示装置の概略構成を示す。説明の簡単化のために、図7では液晶表示パネル10が4×4画素のモノクロ表示の場合を示している。   FIG. 7 shows a schematic configuration of a conventional multi-tone active matrix liquid crystal display device. For simplicity of description, FIG. 7 shows a case where the liquid crystal display panel 10 performs a monochrome display of 4 × 4 pixels.

液晶表示パネル10のデータラインX1〜X4には、データドライバ20の出力端から1行分の表示電位が同時に供給される。液晶表示パネル10の走査ラインY1〜Y4には、走査ドライバ30の出力端から走査パルスが線順次に供給される。データドライバ20は、この走査パルス毎にデータラインX1〜X4上の表示電位を更新する。データドライバ20及び走査ドライバ30は制御回路40により制御され、制御回路40は、外部からの水平同期信号HS、垂直同期信号VS及びクロックCKに基づいて、各種制御信号を生成する。   Display potentials for one row are simultaneously supplied to the data lines X1 to X4 of the liquid crystal display panel 10 from the output terminal of the data driver 20. Scan pulses are supplied line-sequentially to the scan lines Y1 to Y4 of the liquid crystal display panel 10 from the output end of the scan driver 30. The data driver 20 updates the display potential on the data lines X1 to X4 every scan pulse. The data driver 20 and the scanning driver 30 are controlled by a control circuit 40, and the control circuit 40 generates various control signals based on external horizontal synchronization signals HS, vertical synchronization signals VS, and clocks CK.

データドライバ20は、点順次にラッチパルスLCH1〜LCH4を生成するシフトレジスタ21と、2段のバッファ用レジスタ221〜224及び231〜234と、レジスタ231〜234の内容をアナログ電圧に変換するD/A変換回路とを備え、このD/A変換回路は、選択回路241〜244と、出力バッファ回路251〜254と、階調電位生成回路26とを備えている。   The data driver 20 includes a shift register 21 for generating latch pulses LCH1 to LCH4 in a dot-sequential manner, two-stage buffer registers 221 to 224 and 231 to 234, and a D / D for converting the contents of the registers 231 to 234 into analog voltages. The D / A conversion circuit includes selection circuits 241 to 244, output buffer circuits 251 to 254, and a gradation potential generation circuit 26.

シフトレジスタ21は、水平同期信号HSと同一周期のスタートパルスSP1を、シリアルデータ入力端で受け取り、これを、クロックCKをバッファゲートに通したクロックCK1でシフトさせ、並列出力端からラッチパルスLCH1〜LCH4を順に出力する。   The shift register 21 receives a start pulse SP1 having the same cycle as the horizontal synchronizing signal HS at a serial data input terminal, shifts the same with a clock CK1 that has passed a clock CK through a buffer gate, and outputs latch pulses LCH1 to LCH1 from a parallel output terminal. LCH4 is sequentially output.

並列Nビットのデジタル映像信号Dは、レジスタ221〜224に共通に供給され、ラッチパルスLCH1〜LCH4のタイミングでそれぞれレジスタ221〜224に保持される。レジスタ221〜224に1ライン分の表示データが保持された後に、水平同期信号HSと同一周期のラッチパルスLCH5のタイミングで、レジスタ221〜224の内容がそれぞれレジスタ231〜234に書き込まれ、1水平周期(水平同期信号HSの1周期)の間保持される。この間、レジスタ221〜224に次の表示ライン用のデータが上記同様にして保持される。   The parallel N-bit digital video signal D is commonly supplied to the registers 221 to 224, and is held in the registers 221 to 224 at the timing of the latch pulses LCH1 to LCH4, respectively. After the display data for one line is held in the registers 221 to 224, the contents of the registers 221 to 224 are written into the registers 231 to 234 at the timing of the latch pulse LCH5 having the same cycle as the horizontal synchronization signal HS, and the data for one horizontal line is written. It is held for a period (one period of the horizontal synchronization signal HS). During this time, the data for the next display line is held in the registers 221 to 224 in the same manner as described above.

走査ドライバ30は、バッファゲート31〜34とシフトレジスタ35とを備えており、シフトレジスタ35の各ビットの出力端にバッファゲート31〜34の入力端が接続されている。バッファゲート31〜34の出力端はそれぞれ、液晶表示パネル10の走査ラインY1〜Y4に接続されている。シフトレジスタ35は、そのシリアルデータ入力端に供給される、垂直同期信号VSと同一周期のスタートパルスSP2を、水平同期信号HSと同一周期のクロックCK2でシフトさせる。   The scanning driver 30 includes buffer gates 31 to 34 and a shift register 35, and the input terminal of the buffer gates 31 to 34 is connected to the output terminal of each bit of the shift register 35. Output terminals of the buffer gates 31 to 34 are connected to scanning lines Y1 to Y4 of the liquid crystal display panel 10, respectively. The shift register 35 shifts the start pulse SP2 supplied to the serial data input terminal and having the same cycle as the vertical synchronization signal VS by the clock CK2 having the same cycle as the horizontal synchronization signal HS.

図8は、上記D/A変換回路の構成例を示す。図8では説明の簡単化のために、入力が3ビットである場合を示している。   FIG. 8 shows a configuration example of the D / A conversion circuit. FIG. 8 shows a case where the input is 3 bits for simplification of description.

階調電位生成回路26は、電源電位V7とV0との間の電圧を抵抗R6〜R0で分圧した階調電位(基準電位)V7〜V0を出力し、選択回路241は入力データに応答してこれらの1つを選択し出力する。入力データの各ビットは、1対の相補信号からなり、一般にビットDの相補信号を*Dで表す。選択回路241は、i=0〜7の各々について、スイッチングトランジスタQi0〜Qi2が直列接続されたアナログスイッチ回路を備え、その一端に階調電位生成回路26からの階調電位Viが供給され、他端が共通に接続されて出力バッファ回路251の入力端に接続されている。j=0〜2の各々について、スイッチングトランジスタQijのゲートには1ビット選択信号Djと*Djとの一方が供給される。   The gradation potential generation circuit 26 outputs gradation potentials (reference potentials) V7 to V0 obtained by dividing the voltage between the power supply potentials V7 and V0 by the resistors R6 to R0, and the selection circuit 241 responds to input data. To select and output one of them. Each bit of the input data is composed of a pair of complementary signals, and the complementary signal of bit D is generally represented by * D. The selection circuit 241 includes, for each of i = 0 to 7, an analog switch circuit in which switching transistors Qi0 to Qi2 are connected in series. One end of the selection circuit 241 is supplied with the gradation potential Vi from the gradation potential generation circuit 26. The terminals are connected in common and connected to the input terminal of the output buffer circuit 251. For each of j = 0 to 2, one of the one-bit selection signals Dj and * Dj is supplied to the gate of the switching transistor Qij.

例えば入力データが‘101’の場合には、スイッチングトランジスタQ42、Q52、Q62、Q72、Q01、Q11、Q41、Q51、Q10、Q30、Q50及びQ70がオンになり、その他のスイッチングトランジスタがオフになる。これにより、スイッチングトランジスタQ52、Q51及びQ50のアナログスイッチ回路のみがオンになって、階調電位V5が選択され出力バッファ回路251に供給される。   For example, when the input data is '101', the switching transistors Q42, Q52, Q62, Q72, Q01, Q11, Q41, Q51, Q10, Q30, Q50 and Q70 are turned on, and the other switching transistors are turned off. . As a result, only the analog switch circuits of the switching transistors Q52, Q51 and Q50 are turned on, and the gradation potential V5 is selected and supplied to the output buffer circuit 251.

図9(A)は、選択回路241のレイアウトパターンを示しており、ハッチングを施した部分はN型領域、一点鎖線はゲートラインである。図9(B)は、図9(A)中の9B−9B線に沿った、絶縁膜を図示省略した断面図である。   FIG. 9A shows a layout pattern of the selection circuit 241. The hatched portion is an N-type region, and the chain line is a gate line. FIG. 9B is a cross-sectional view along the line 9B-9B in FIG. 9A with the insulating film omitted.

図7の液晶表示パネル10は、実際には例えば、1024×768カラー画素であり、各カラー画素はR(赤)、G(緑)及びB(青)の3画素からなる。各画素の階調数を64(6ビット)とすると、1つのセレクタで64×6個のスイッチングトランジスタを必要とするので、D/A変換回路の全セレクタのスイッチングトランジスタ数は1024×3×64×6= 1,179,648個となり、チップ面積又はLCDパネル周辺部面積増大の原因となる。この問題は、この種のセレクタを用いた他用途の半導体装置においても生ずる。   The liquid crystal display panel 10 of FIG. 7 is actually, for example, 1024 × 768 color pixels, and each color pixel is composed of three pixels of R (red), G (green), and B (blue). If the number of gradations of each pixel is 64 (6 bits), one selector requires 64 × 6 switching transistors. Therefore, the number of switching transistors of all selectors of the D / A conversion circuit is 1024 × 3 × 64. × 6 = 1,179,648, which causes an increase in chip area or LCD panel peripheral area. This problem also occurs in semiconductor devices for other uses using this type of selector.

本発明の目的は、このような問題点に鑑み、トランジスタ専有面積を低減することができる選択回路並びにこれを備えた半導体装置、D/A変換回路及び液晶表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a selection circuit capable of reducing the area occupied by a transistor, a semiconductor device including the selection circuit, a D / A conversion circuit, and a liquid crystal display device in view of the above problems.

本発明の一態様では、nビット選択信号に応答して、2n個の入力信号の1つを選択し出力する選択回路において、
前記nビット選択信号のうちの第1のビット選択信号に応答して、前記入力信号のうちの2入力の一方を選択する2n-1個の第1の入力選択回路と、
前記nビット選択信号のうちの前記第1のビット選択信号を除く第2のビット選択信号に応答して、前記2n-1個の第1の入力選択回路の各々で選択された信号の1つを選択する第2の入力選択回路と
を備えることを特徴としている。
According to one embodiment of the present invention, in a selection circuit that selects and outputs one of 2 n input signals in response to an n-bit selection signal,
2 n-1 first input selection circuits for selecting one of two inputs of the input signal in response to a first bit selection signal of the n bit selection signals;
One of the signals selected by each of the 2 n -1 first input selection circuits in response to a second bit selection signal excluding the first bit selection signal of the n bit selection signals. And a second input selection circuit for selecting one.

この選択回路によれば、2n-1個の第1の2入力選択回路により選択すべき信号数が半減するので、半減したその信号の1つを第2の入力選択回路で選択すればよく、選択回路の素子数及びその占有面積を従来よりも低減することができる。 According to this selection circuit, the number of signals to be selected by the 2 n-1 first two-input selection circuits is halved, and one of the halved signals may be selected by the second input selection circuit. In addition, the number of elements of the selection circuit and the occupied area thereof can be reduced as compared with the conventional case.

本発明の他の構成、作用及び効果は、以下の説明から明らかになる。   Other configurations, operations, and effects of the present invention will be apparent from the following description.

以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図面において、同一又は類似の要素には、同一又は類似の符号を付している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals.

図1は、図8に対応した本発明の実施例1のD/A変換回路を示す。   FIG. 1 shows a D / A conversion circuit according to a first embodiment of the present invention corresponding to FIG.

階調電位生成回路26は、階調電位V7とV0との間の電圧を抵抗R6〜R0で分圧した階調電位V7〜V0を出力し、選択回路24Aは入力力データ(3ビット選択信号)に応答してこれらの1つを選択し出力する。   The gradation potential generation circuit 26 outputs gradation potentials V7 to V0 obtained by dividing the voltage between the gradation potentials V7 and V0 by the resistors R6 to R0, and the selection circuit 24A outputs the input force data (the 3-bit selection signal). ) Is selected and output.

選択回路24Aは、例えば図7中の選択回路241の替わりに用いられ、図7中の選択回路242〜244についても同様である。   The selection circuit 24A is used, for example, instead of the selection circuit 241 in FIG. 7, and the same applies to the selection circuits 242 to 244 in FIG.

選択回路24Aは、入力データの上位1ビットの相補データ(1ビット選択信号)D2及び*D2に応答して階調電位V0〜V3とV4〜V7との一方を選択する2入力選択回路50〜53からなる回路と、入力データの下位2ビットの相補データD1、*D1、D0及びD0に応答してこの回路の出力の1つを選択する4入力選択回路24Xとからなる。   The selection circuit 24A selects one of the grayscale potentials V0 to V3 and V4 to V7 in response to the upper 1-bit complementary data (one-bit selection signal) D2 and * D2 of the input data. 53, and a 4-input selection circuit 24X for selecting one of the outputs of this circuit in response to complementary data D1, * D1, D0 and D0 of the lower 2 bits of the input data.

選択回路24Aは、図8中の選択回路241と次のような関係になっている。   The selection circuit 24A has the following relationship with the selection circuit 241 in FIG.

図8中の選択回路241のスイッチングトランジスタアレイの第4及び第8行について、スイッチングトランジスタQ40及びQ00は共に、ゲートライン*G0に供給される信号*D0によりオン/オフ制御され、スイッチングトランジスタQ41及びQ01は共に、ゲートライン*G1に供給される信号*D1によりオン/オフ制御される。これに対し、スイッチングトランジスタQ42及びQ02はそれぞれゲートラインG2及び*G2に供給される信号D2及び*D2によりオン/オフ制御される。そこで、図1の選択回路24Aでは、スイッチングトランジスタQ41とQ42の間のノードにスイッチングトランジスタQ02の一端が接続され、これにより図8のスイッチングトランジスタQ00及びQ01が省略されている。スイッチングトランジスタQ42とQ02とで、階調電位V4とV0との一方を選択する2入力選択回路50が構成されている。   Regarding the fourth and eighth rows of the switching transistor array of the selection circuit 241 in FIG. 8, both the switching transistors Q40 and Q00 are on / off controlled by the signal * D0 supplied to the gate line * G0, and the switching transistors Q41 and Both Q01 are on / off controlled by a signal * D1 supplied to a gate line * G1. On the other hand, the switching transistors Q42 and Q02 are on / off controlled by signals D2 and * D2 supplied to the gate lines G2 and * G2, respectively. Therefore, in the selection circuit 24A of FIG. 1, one end of the switching transistor Q02 is connected to a node between the switching transistors Q41 and Q42, thereby omitting the switching transistors Q00 and Q01 of FIG. The switching transistors Q42 and Q02 form a two-input selection circuit 50 that selects one of the gradation potentials V4 and V0.

同様に図1では、スイッチングトランジスタQ51とQ52との間のノードにスイッチングトランジスタQ12の一端が接続され、これにより図8のスイッチングトランジスタQ10及びQ11が省略され、スイッチングトランジスタQ61とQ62との間のノードにスイッチングトランジスタQ22の一端が接続され、これにより図8のスイッチングトランジスタQ20及びQ21が省略され、スイッチングトランジスタQ71とQ72との間のノードにスイッチングトランジスタQ32の一端が接続され、これにより図8のスイッチングトランジスタQ30及びQ31が省略されている。スイッチングトランジスタQ52とQ12とで、階調電位V5とV1との一方を選択する2入力選択回路51が構成され、スイッチングトランジスタQ62とQ22とで、階調電位V6とV2との一方を選択する2入力選択回路52が構成され、スイッチングトランジスタQ72とQ32とで、階調電位V6とV3との一方を選択する2入力選択回路53が構成されている。   Similarly, in FIG. 1, one end of the switching transistor Q12 is connected to a node between the switching transistors Q51 and Q52, whereby the switching transistors Q10 and Q11 in FIG. 8 are omitted, and the node between the switching transistors Q61 and Q62 is omitted. One end of a switching transistor Q22 is connected to the switching transistor Q22, thereby omitting the switching transistors Q20 and Q21 of FIG. 8, and connecting one end of a switching transistor Q32 to a node between the switching transistors Q71 and Q72, thereby connecting the switching transistor Q22 of FIG. The transistors Q30 and Q31 are omitted. Switching transistors Q52 and Q12 constitute a two-input selection circuit 51 for selecting one of gradation potentials V5 and V1, and switching transistors Q62 and Q22 for selecting one of gradation potentials V6 and V2. The input selection circuit 52 is formed, and the switching transistors Q72 and Q32 form a two-input selection circuit 53 for selecting one of the gradation potentials V6 and V3.

信号*D0が供給されるゲートライン*G0は、スイッチングトランジスタQ60及びQ40に共通であり、信号D0が供給されるゲートラインG0は、スイッチングトランジスタQ70及びQ50に共通であり、信号*D1が供給されるゲートライン*G1は、スイッチングトランジスタQ51及びQ41に共通であり、信号D1が供給されるゲートラインG1は、スイッチングトランジスタQ71及びQ61に共通であり、信号*D2が供給されるゲートライン*G2は、スイッチングトランジスタQ32、Q22、Q12及びQ02に共通であり、信号D2が供給されるゲートラインG2は、スイッチングトランジスタQ72、Q62、Q52及びQ42に共通である。   The gate line * G0 to which the signal * D0 is supplied is common to the switching transistors Q60 and Q40, the gate line G0 to which the signal D0 is supplied is common to the switching transistors Q70 and Q50, and the signal * D1 is supplied. The gate line * G1 is common to the switching transistors Q51 and Q41, the gate line G1 to which the signal D1 is supplied is common to the switching transistors Q71 and Q61, and the gate line * G2 to which the signal * D2 is supplied is The gate line G2 to which the signal D2 is supplied is common to the switching transistors Q32, Q22, Q12, and Q02, and is common to the switching transistors Q72, Q62, Q52, and Q42.

選択回路24Aで選択された基準電位は、電位VD1として出力バッファ回路251に供給される。出力バッファ回路251は例えば、ボルテージホロア又はソースホロア回路であり、出力バッファ回路251の出力端に接続されたデータラインX1の電位VX1は、電位VD1とほぼ同一又は電位VD1を所定電圧シフトさせたものである。   The reference potential selected by the selection circuit 24A is supplied to the output buffer circuit 251 as the potential VD1. The output buffer circuit 251 is, for example, a voltage follower or a source follower circuit, and the potential VX1 of the data line X1 connected to the output terminal of the output buffer circuit 251 is substantially the same as the potential VD1 or the potential VD1 is shifted by a predetermined voltage. It is.

上記構成において、信号D1及びD0が高レベルの場合、スイッチングトランジスタQ71及びQ70がオンになり、さらに信号D2が高レベルの場合にはスイッチングトランジスタQ72がオンになって階調電位V7が選択され、逆に信号D2が低レベルの場合にはスイッチングトランジスタQ32がオンになって階調電位V3が選択される。すなわち、(D1,D0)=(1,1)の場合には、D2=‘1’のとき階調電位V7が選択され、D2=‘0’のとき階調電位V3が選択される。同様に、(D1,D0)=(1,0)の場合には、D2=‘1’のとき階調電位V6が選択され、D2=‘0’のとき階調電位V2が選択される。(D1,D0)=(0,1)の場合には、D2=‘1’のとき階調電位V5が選択され、D2=‘0’のとき階調電位V1が選択される。(D1,D0)=(0,0)の場合には、D2=‘1’のとき階調電位V4が選択され、D2=‘0’のとき階調電位V0が選択される。   In the above configuration, when the signals D1 and D0 are at a high level, the switching transistors Q71 and Q70 are turned on. When the signal D2 is at a high level, the switching transistor Q72 is turned on to select the gradation potential V7. Conversely, when the signal D2 is at a low level, the switching transistor Q32 is turned on, and the gradation potential V3 is selected. That is, when (D1, D0) = (1, 1), the gradation potential V7 is selected when D2 = ‘1’, and the gradation potential V3 is selected when D2 = ‘0’. Similarly, when (D1, D0) = (1, 0), the gradation potential V6 is selected when D2 = ‘1’, and the gradation potential V2 is selected when D2 = 20 ’. When (D1, D0) = (0, 1), the gradation potential V5 is selected when D2 = ‘1’, and the gradation potential V1 is selected when D2 = ‘0’. When (D1, D0) = (0, 0), the gradation potential V4 is selected when D2 = “1”, and the gradation potential V0 is selected when D2 = “0”.

選択回路24Aのチップ上面積をできるだけ狭くするために、スイッチングトランジスタQ02は、スイッチングトランジスタQ40、Q41及びQ42と同一行に配置され、かつ、スイッチングトランジスタQ42の隣に配置されている。他のトランジスタ行についても同様である。   In order to make the area on the chip of the selection circuit 24A as small as possible, the switching transistor Q02 is arranged on the same row as the switching transistors Q40, Q41 and Q42, and is arranged next to the switching transistor Q42. The same applies to other transistor rows.

図2(A)は、スイッチングトランジスタをNMOSトランジスタで構成した場合の選択回路24Aのチップ上レイアウトパターンを示している。ハッチングが施された部分はN型領域、一点鎖線はゲートラインを示している。図2(A)では、N型領域間を接続するメタル配線を太線で示している。図2(B)は、図2(A)中の2B−2B線に沿った、絶縁層を図示省略した断面図である。   FIG. 2A shows an on-chip layout pattern of the selection circuit 24A in a case where the switching transistor is configured by an NMOS transistor. The hatched portion indicates an N-type region, and the chain line indicates a gate line. In FIG. 2A, metal wires connecting between the N-type regions are indicated by thick lines. FIG. 2B is a cross-sectional view along the line 2B-2B in FIG. 2A in which an insulating layer is not shown.

図2(B)中、61〜66は、P型基板60上に形成されたN型領域である。例えばスイッチングトランジスタQ70は、N型領域61と、N型領域62と、N型領域61と62の間のP型領域と、その上方のゲート酸化膜及びゲートライン*G0とで構成されている。配線67は、スイッチングトランジスタQ72の一端のN型領域65と、スイッチングトランジスタQ32の一端のN型領域63との間を接続するためのメタル第1層配線である。   In FIG. 2B, 61 to 66 are N-type regions formed on the P-type substrate 60. For example, the switching transistor Q70 includes an N-type region 61, an N-type region 62, a P-type region between the N-type regions 61 and 62, and a gate oxide film and a gate line * G0 thereabove. The wiring 67 is a metal first-layer wiring for connecting between the N-type region 65 at one end of the switching transistor Q72 and the N-type region 63 at one end of the switching transistor Q32.

配線面積を狭くするために、同一行のN型領域64及び66にそれぞれ供給される階調電位V3とV7の配線はそれぞれ、メタル第3層及びメタル第2層に形成されている。階調電位V3とV7の配線は、上下に隣り合っており、かつ、選択回路24Aと並設された他の不図示の選択回路に向けて延びている。   In order to reduce the wiring area, the wirings of the gradation potentials V3 and V7 supplied to the N-type regions 64 and 66 in the same row are formed in the third metal layer and the second metal layer, respectively. The wirings of the gradation potentials V3 and V7 are vertically adjacent to each other and extend toward another selection circuit (not shown) arranged in parallel with the selection circuit 24A.

図8の選択回路241のスイッチングトランジスタ数が3×8=24であるのに対し、図1のそれは(3+1)×(8/2)=16である。このような選択回路を64階調表示の液晶表示パネルのデータドライバに適用した場合、スイッチングトランジスタ数は従来の((64/2)×(6+1))/(64×6)= 7/12となる。このように、実施例1によれば、選択回路のスイッチングトランジスタ数が従来よりも大幅に低減される。   The number of switching transistors in the selection circuit 241 in FIG. 8 is 3 × 8 = 24, whereas that in FIG. 1 is (3 + 1) × (8/2) = 16. When such a selection circuit is applied to a data driver of a liquid crystal display panel of 64 gradation display, the number of switching transistors is ((64/2) × (6 + 1)) / (64 × 6) = 7/12. Become. As described above, according to the first embodiment, the number of switching transistors of the selection circuit is significantly reduced as compared with the related art.

また、この低減と、2入力選択回路50〜53がいずれも1行となっていることから、図2(A)に示す選択回路24Aのトランジスタ専有面積が、図9(A)のそれよりも大幅に低減され、これにより、選択回路24Aを用いた半導体装置のチップ面積及び液晶表示パネル周囲の非表示部面積が低減される。   Further, since this reduction and the 2-input selection circuits 50 to 53 are all in one row, the transistor occupation area of the selection circuit 24A shown in FIG. 2A is larger than that of FIG. 9A. This significantly reduces the chip area of the semiconductor device using the selection circuit 24A and the non-display area around the liquid crystal display panel.

液晶表示パネルのデータドライバでは、図2(A)の選択回路24Aが1チップ上に例えば300個並設されるので、共通部分を形成して全体の面積をさらに低減したほうが好ましい。   In a data driver for a liquid crystal display panel, for example, 300 selection circuits 24A shown in FIG. 2A are arranged in parallel on one chip. Therefore, it is preferable to form a common portion to further reduce the entire area.

図3は、本発明の実施例2の、2個並設された選択回路を示す。   FIG. 3 shows two selection circuits arranged in parallel according to the second embodiment of the present invention.

図4(A)は、スイッチングトランジスタをNMOSトランジスタで構成した場合の図3の回路のチップ上レイアウトパターンを示す。ハッチングが施された部分はN型領域、一点鎖線はゲートラインを示している。図4(B)は、図4(A)中の4B−4B線に沿った、絶縁層を図示省略した断面図である。   FIG. 4A shows an on-chip layout pattern of the circuit of FIG. 3 in the case where the switching transistor is constituted by an NMOS transistor. The hatched portion indicates an N-type region, and the chain line indicates a gate line. FIG. 4B is a cross-sectional view along the line 4B-4B in FIG. 4A, in which an insulating layer is not shown.

図3の回路では、選択回路24Bのスイッチングトランジスタが選択回路24Aのそれと対称的に配置され、かつ、選択回路24A及び24Bに対する階調電位V0〜V7の入力部が選択回路24Aと24Bとで共通になっている。これにより、チップ上面積が、選択回路24Aを単に2つ並設した場合よりも低減される。   In the circuit of FIG. 3, the switching transistor of the selection circuit 24B is arranged symmetrically to that of the selection circuit 24A, and the input portions of the gradation potentials V0 to V7 to the selection circuits 24A and 24B are common to the selection circuits 24A and 24B. It has become. Thereby, the area on the chip is reduced as compared with the case where only two selection circuits 24A are arranged in parallel.

図5は、本発明の実施例3の選択回路を示す。   FIG. 5 shows a selection circuit according to the third embodiment of the present invention.

図1において、選択回路24AのスイッチングトランジスタQ50とQ70とはゲートラインG0が共通であり。スイッチングトランジスタQ40とQ60とはゲートライン*G0が共通である。そこで、スイッチングトランジスタアレイの第2行と第3行とを入れ換えることにより、スイッチングトランジスタQ50とQ70とを隣合わせ、かつ、スイッチングトランジスタQ60とQ40とを隣り合わせる。図5の選択回路24Cは、この状態で、図1のスイッチングトランジスタQ70とQ50とを共通のスイッチングトランジスタQ70Aで置き換え、スイッチングトランジスタQ40とQ60とを共通のスイッチングトランジスタQ40Aで置き換えた構成になっている。   In FIG. 1, the switching transistors Q50 and Q70 of the selection circuit 24A have a common gate line G0. The switching transistors Q40 and Q60 have a common gate line * G0. Therefore, by switching the second and third rows of the switching transistor array, the switching transistors Q50 and Q70 are adjacent to each other, and the switching transistors Q60 and Q40 are adjacent to each other. In this state, the selection circuit 24C in FIG. 5 has a configuration in which the switching transistors Q70 and Q50 in FIG. 1 are replaced with a common switching transistor Q70A, and the switching transistors Q40 and Q60 are replaced with a common switching transistor Q40A. .

この構成では、結果として、2入力選択回路50〜57がツリー状に配置され、トーナメント方式により最終的に階調電位V0〜V7の1つのみ選択される。2入力選択回路50〜53は、図1のそれと同一である。2入力選択回路50と52の出力の一方が、スイッチングトランジスタQ41とQ61とで構成された2入力選択回路54により選択され、2入力選択回路51と53の出力の一方が、スイッチングトランジスタQ51とQ71とで構成された2入力選択回路55により選択され、2入力選択回路54と55の出力の一方が、スイッチングトランジスタQ40AとQ70Aとで構成された2入力選択回路56により選択される。   In this configuration, as a result, the two-input selection circuits 50 to 57 are arranged in a tree shape, and only one of the gradation potentials V0 to V7 is finally selected by the tournament method. The two-input selection circuits 50 to 53 are the same as those in FIG. One of the outputs of the two-input selection circuits 50 and 52 is selected by a two-input selection circuit 54 composed of switching transistors Q41 and Q61, and one of the outputs of the two-input selection circuits 51 and 53 is connected to the switching transistors Q51 and Q71. And one of the outputs of the two-input selection circuits 54 and 55 is selected by a two-input selection circuit 56 including switching transistors Q40A and Q70A.

図6は、スイッチングトランジスタをNMOSトランジスタで構成した場合の選択回路24Cのチップ上レイアウトパターンを示す。ハッチングが施された部分はN型領域、一点鎖線はゲートラインを示している。   FIG. 6 shows an on-chip layout pattern of the selection circuit 24C in a case where the switching transistor is configured by an NMOS transistor. The hatched portion indicates an N-type region, and the chain line indicates a gate line.

この選択回路24Cによれば、スイッチングトランジスタQ40AとQ70Aの面積を他のスイッチングトランジスタのそれよりも広くすることができるので、これにより選択回路24Cのオン抵抗が図2(A)の場合よりも小さくなって、動作がより高速になる。   According to this selection circuit 24C, the areas of the switching transistors Q40A and Q70A can be made larger than those of the other switching transistors, so that the ON resistance of the selection circuit 24C is smaller than that in the case of FIG. Operation speeds up.

なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。   The present invention also includes various modified examples.

例えば、選択回路により選択される信号はデジタルであってもよい。   For example, the signal selected by the selection circuit may be digital.

また、スイッチングトランジスタは、Pチャンネル型FETや薄膜トランジスタ(TFT)などであってもよい。例えば図1において、信号*D2、*D1及び*D0で駆動されるスイッチングトランジスタをPMOSトランジスタとし、その他のスイッチングトランジスタをNMOSトランジスタとしてもよく、この場合、同一型のMOSトランジスタを用いた場合よりもチップ上面積が増加するものの、信号*D2、*D1及び*D0の替わりにそれぞれ信号D2、D1及びD0を用いることができるので、選択信号線数が半分となる。   Further, the switching transistor may be a P-channel type FET, a thin film transistor (TFT), or the like. For example, in FIG. 1, the switching transistors driven by the signals * D2, * D1 and * D0 may be PMOS transistors, and the other switching transistors may be NMOS transistors. In this case, compared to the case where the same type of MOS transistor is used. Although the area on the chip increases, signals D2, D1 and D0 can be used instead of signals * D2, * D1 and * D0, respectively, so that the number of selected signal lines is halved.

さらに、例えば図1において、ゲートラインG2の列のスイッチングトランジスタと、ゲートライン*G2の列のスイッチングトランジスタとを入れ替えた構成であってもよい。同様に、ゲートラインG1、*G1、G0及び*G0の任意の2つの列のスイッチングトランジスタを互いに入れ替え、又は、任意の2つの行のスイッチングトランジスタを互いに入れ替えた構成であってもよい。階調電位供給線に供給される電位は、この入れ替えに応じて変えられる。   Further, for example, in FIG. 1, the switching transistor in the column of the gate line G2 may be replaced with the switching transistor in the column of the gate line * G2. Similarly, the configuration may be such that the switching transistors in any two columns of the gate lines G1, * G1, G0, and * G0 are exchanged with each other, or the switching transistors in any two rows are exchanged with each other. The potential supplied to the gradation potential supply line is changed in accordance with the replacement.

本発明の実施例1のD/A変換回路を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a D / A conversion circuit according to the first embodiment of the present invention. 図1中の選択回路のチップ上レイアウトパターンを示す図であり、(B)は(A)中の2B−2B線に沿った、絶縁層を図示省略した断面図である。FIG. 2B is a diagram illustrating an on-chip layout pattern of the selection circuit in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view along the line 2B-2B in FIG. 本発明の実施例2の、2個並設された選択回路を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating two selection circuits arranged in parallel according to the second embodiment of the present invention. (A)は、図3の回路のチップ上レイアウトパターンを示す図であり、(B)は(A)中の4B−4B線に沿った、絶縁層を図示省略した断面図である。4A is a diagram illustrating a layout pattern on a chip of the circuit in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view along the line 4B-4B in FIG. 本発明の実施例3のD/A変換回路を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a D / A conversion circuit according to a third embodiment of the present invention. 図5中の選択回路のチップ上レイアウトパターンを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an on-chip layout pattern of a selection circuit in FIG. 5. 従来の多階調活性マトリックス液晶表示装置の概略構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional multi-tone active matrix liquid crystal display device. 従来の、図7中のD/A変換回路の構成例を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional D / A conversion circuit in FIG. 7. (A)は従来の、図8中の選択回路のレイアウトパターンを示す図であり、(B)は(A)中の9B−9B線に沿った、絶縁層を図示省略した断面図である。9A is a diagram showing a layout pattern of a conventional selection circuit in FIG. 8, and FIG. 9B is a cross-sectional view along the line 9B-9B in FIG.

符号の説明Explanation of reference numerals

24A〜24C 選択回路
24X 4入力選択回路
251 出力バッファ回路
26 階調電位生成回路
50〜57 2入力選択回路
60 P型基板
61〜66 N型領域
V0〜V7 階調電位
Q00〜Q02、Q10〜Q12、Q20〜Q22、Q30〜Q32、Q40〜Q42、Q50〜Q52、Q60〜Q62、Q70〜Q72 スイッチングトランジスタ
G0〜G2、*G0〜*G2 ゲートライン
R0〜R6 抵抗
X1 データライン
24A-24C selection circuit 24X 4-input selection circuit 251 output buffer circuit 26 gradation potential generation circuit 50-57 2-input selection circuit 60 P-type substrate 61-66 N-type region V0-V7 gradation potential Q00-Q02, Q10-Q12 , Q20 to Q22, Q30 to Q32, Q40 to Q42, Q50 to Q52, Q60 to Q62, Q70 to Q72 Switching transistors G0 to G2, * G0 to * G2 Gate line R0 to R6 Resistance X1 Data line

Claims (27)

nビット選択信号に応答して、2n個の入力信号の1つを選択し出力する選択回路において、
前記nビット選択信号のうちの第1のビット選択信号に応答して、前記入力信号のうちの2入力の一方を選択する2n-1個の第1の入力選択回路と、
前記nビット選択信号のうちの前記第1のビット選択信号を除く第2のビット選択信号に応答して、前記2n-1個の第1の入力選択回路の各々で選択された信号の1つを選択する第2の入力選択回路と
を備えることを特徴とする選択回路。
a selection circuit for selecting and outputting one of 2 n input signals in response to the n-bit selection signal;
2 n-1 first input selection circuits for selecting one of two inputs of the input signal in response to a first bit selection signal of the n bit selection signals;
One of the signals selected by each of the 2 n -1 first input selection circuits in response to a second bit selection signal excluding the first bit selection signal of the n bit selection signals. And a second input selection circuit for selecting one of the two.
前記第1の入力選択回路は、
一端に前記2入力の一方が供給される第1スイッチ回路と、
一端に前記2入力の他方が供給される第2スイッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の選択回路。
The first input selection circuit includes:
A first switch circuit having one end to which one of the two inputs is supplied;
A second switch circuit having one end supplied with the other of the two inputs;
The selection circuit according to claim 1, further comprising:
前記第1の入力選択回路は、
前記第1のビット選択信号に基づいてオン/オフ制御される第1スイッチングトランジスタと、
前記第2のビット選択信号に基づいて前記第1スイッチングトランジスタとオン/オフ状態が逆になるようにオン/オフ制御される第2スイッチングトランジスタと、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の選択回路。
The first input selection circuit includes:
A first switching transistor that is turned on / off based on the first bit selection signal;
A second switching transistor that is on / off controlled based on the second bit selection signal so that the on / off state of the first switching transistor is reversed;
The selection circuit according to claim 1, further comprising:
nビット選択信号に応答して、2n個の入力信号の1つを選択し出力する選択回路において、
前記nビット選択信号のうちの第1のビット選択信号に応答して、前記入力信号のうちの2入力の一方を選択する2n-1個の第1の入力選択回路を
備え、
前記第1の入力選択回路は、
前記第1のビット選択信号に基づいて制御され、一端に前記2入力の一方が供給される第1スイッチ回路と、
前記第1のビット選択信号に基づいて制御され、一端に前記2入力の他方が供給される第2スイッチ回路と、
を備えることを特徴とする選択回路。
a selection circuit for selecting and outputting one of 2 n input signals in response to the n-bit selection signal;
2 n-1 first input selection circuits for selecting one of two inputs of the input signal in response to a first bit selection signal of the n bit selection signals,
The first input selection circuit includes:
A first switch circuit controlled based on the first bit selection signal and having one end supplied with one of the two inputs;
A second switch circuit controlled based on the first bit selection signal and having one end supplied with the other of the two inputs;
A selection circuit, comprising:
前記第1スイッチ回路は、前記第1のビット選択信号でオン/オフ制御される第1のスイッチングトランジスタを含み、
前記第2スイッチ回路は、前記第1のビット選択信号で前記第1スイッチングトランジスタとオン/オフ状態が逆になるように制御される第2スイッチングトランジスタを含むこと
を特徴とする請求項4に記載の選択回路。
The first switch circuit includes a first switching transistor that is turned on / off by the first bit selection signal,
5. The second switching circuit according to claim 4, wherein the second switching circuit includes a second switching transistor that is controlled by the first bit selection signal so that an on / off state of the first switching transistor is reversed. 6. Selection circuit.
前記2n-1個の第1の入力選択回路で選択された信号の1つを選択する第2の入力選択回路を備えること
を特徴とする請求項4に記載の選択回路。
The selection circuit according to claim 4, further comprising a second input selection circuit that selects one of the signals selected by the 2 n-1 first input selection circuits.
前記第1スイッチングトランジスタと前記第2スイッチングトランジスタとが同一行に配置されていること
を特徴とする請求項3、5又は6に記載の選択回路。
The selection circuit according to claim 3, wherein the first switching transistor and the second switching transistor are arranged on a same row.
前記2n-1個の第1入力選択回路は、並列に配置されていること
を特徴とする請求項1〜7の何れか1つに記載の選択回路。
The selection circuit according to claim 1, wherein the 2 n−1 first input selection circuits are arranged in parallel.
前記第1のビット選択信号は、
非反転2値信号と反転2値信号とからなること
を特徴とする請求項1〜8の何れか1つに記載の選択回路。
The first bit selection signal is
The selection circuit according to any one of claims 1 to 8, comprising a non-inverted binary signal and an inverted binary signal.
前記第1スイッチングトランジスタと前記第2スイッチングトランジスタとは同じ導電型トランジスタであること
を特徴とする請求項3又は5〜9の何れか1つに記載の選択回路。
The selection circuit according to any one of claims 3 to 5, wherein the first switching transistor and the second switching transistor are transistors of the same conductivity type.
前記第2の入力選択回路は、
同一行に配置されたスイッチ回路が直列接続されたアナログスイッチ回路を2n-1個含み、
前記2n-1個のアナログスイッチ回路が並置されていること
を特徴とする請求項1、2又は4〜10のいずれか1つに記載の選択回路。
The second input selection circuit includes:
2 n-1 analog switch circuits in which switch circuits arranged in the same row are connected in series;
The selection circuit according to claim 1, wherein the 2 n−1 analog switch circuits are juxtaposed.
前記2n-1個のアナログスイッチ回路の少なくとも一部がそれぞれ前記2n-1個の第1の入力選択回路のそれぞれと同一行に配置され、
前記アナログスイッチ回路の一端に前記第1の入力選択回路の出力端が接続されていること
を特徴とする請求項11に記載の選択回路。
At least a part of the 2 n-1 analog switch circuits are arranged on the same row as each of the 2 n-1 first input selection circuits,
The selection circuit according to claim 11, wherein an output terminal of the first input selection circuit is connected to one end of the analog switch circuit.
n個のノードの各々から互いに異なる入力信号を出力する入力信号発生回路と、
前記2n個のノードのうちの2つのノードと接続され、前記2つのノードのうちの何れか1つのノードと同一行に配置される2n-1個の入力選択回路と
を備えることを特徴とする選択回路。
An input signal generation circuit that outputs different input signals from each of the 2 n nodes;
2 n -1 input selection circuits connected to two of the 2 n nodes and arranged on the same row as any one of the two nodes. Selection circuit.
前記入力選択回路は、
前記2つのノードの一方にその一端が接続される第1スイッチ回路と、
前記2つのノードの他方にその一端が接続される第2スイッチ回路と、
を備えることを特徴とする請求項13に記載の選択回路。
The input selection circuit,
A first switch circuit having one end connected to one of the two nodes;
A second switch circuit having one end connected to the other of the two nodes;
14. The selection circuit according to claim 13, further comprising:
前記第1スイッチ回路の他端と前記第2スイッチ回路の他端とに接続される第3スイッチ回路を備えること
を特徴とする請求項14に記載の選択回路。
The selection circuit according to claim 14, further comprising a third switch circuit connected to the other end of the first switch circuit and the other end of the second switch circuit.
前記第3スイッチ回路は出力回路に接続されること
を特徴とする請求項15に記載の選択回路。
The selection circuit according to claim 15, wherein the third switch circuit is connected to an output circuit.
前記入力選択回路は、
nビット選択信号に応じて、前記異なる入力信号のうちの1つを選択すること
を特徴とする請求項13〜16の何れか1つに記載の選択回路。
The input selection circuit,
The selection circuit according to any one of claims 13 to 16, wherein one of the different input signals is selected according to an n-bit selection signal.
前記入力選択回路は、
前記2つのノードから出力される入力信号のうちの1つを選択する第1スイッチ回路と、
前記選択された入力信号を出力する第2スイッチ回路と
を備えることを特徴とする請求項13〜17の何れか1つに記載の選択回路。
The input selection circuit,
A first switch circuit for selecting one of the input signals output from the two nodes;
The selection circuit according to any one of claims 13 to 17, further comprising: a second switch circuit that outputs the selected input signal.
前記入力信号発生回路は、
電源電圧を分圧して出力する基準電位発生回路であること
を特徴とする請求項13〜17の何れか1つ記載の選択回路。
The input signal generation circuit,
18. The selection circuit according to claim 13, wherein the selection circuit is a reference potential generation circuit that divides a power supply voltage and outputs the divided voltage.
請求項1乃至19の何れか1つに記載の選択回路を備えたことを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device comprising the selection circuit according to claim 1. 請求項1乃至19の何れか1つに記載の選択回路を備えたことを特徴とするD/A変換回路。   A D / A conversion circuit comprising the selection circuit according to any one of claims 1 to 19. 請求項1乃至19の何れか1つに記載の選択回路を備えたことを特徴とするデータドライバ。   A data driver comprising the selection circuit according to claim 1. 走査ラインによって選択された液晶表示画素の行の表示電極にデータラインからの電位が印加される液晶表示パネルと、
前記データラインに前記電位を印加して画像の所定期間毎に前記電位を更新するデータドライバと、
前記走査ラインに対し走査パルスを供給する走査ドライバと、
を有する液晶表示装置において、
前記データドライバの出力段に請求項19に記載のD/A変換回路を有すること
を特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display panel in which a potential from a data line is applied to display electrodes in a row of liquid crystal display pixels selected by a scan line;
A data driver for applying the potential to the data line and updating the potential every predetermined period of an image;
A scan driver for supplying a scan pulse to the scan line,
In a liquid crystal display device having
A liquid crystal display device comprising the D / A conversion circuit according to claim 19 in an output stage of the data driver.
前記D/A変換回路の前記選択回路が複数並設され、
隣り合う前記D/A変換回路が境界線に関し互いに対称的に配置されていること
特徴とする請求項23に記載の液晶表示装置。
A plurality of the selection circuits of the D / A conversion circuit are arranged in parallel,
The liquid crystal display device according to claim 23, wherein the adjacent D / A conversion circuits are symmetrically arranged with respect to a boundary line.
前記境界線の部分が前記D/A変換回路に対する共通の基準電位供給部であることを
特徴とする請求項24に記載の液晶表示装置。
25. The liquid crystal display device according to claim 24, wherein the boundary portion is a common reference potential supply unit for the D / A conversion circuit.
前記2n-1個の第1の入力選択回路の各々に供給される2入力は、
それぞれ、異なるメタル層に形成された基準電位供給線から供給されること
を特徴とする請求項23〜25の何れか1つに記載の液晶表示装置。
The two inputs supplied to each of the 2 n-1 first input selection circuits are:
The liquid crystal display device according to any one of claims 23 to 25, wherein the liquid crystal display devices are supplied from reference potential supply lines formed in different metal layers, respectively.
請求項22に記載のデータドライバを備えたことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示パネル。   An active matrix type liquid crystal display panel comprising the data driver according to claim 22.
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