JP2018085753A - Level shift circuit, electrooptical device, and electronic equipment - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a level shift circuit that has a small circuit occupation area and a low power consumption, and that can operate at a high speed.SOLUTION: A level shift circuit 10 comprises: an input part IN to which a value between a first potential Vand a second potential Vis inputted; a first output part OUT1 from which a value between a third potential Vand a fourth potential Vis outputted; a first capacitive element and a second capacitive element electrically series-connected between the input part IN and a fifth power supply part EP5 supplied with a fifth potential V; and a first inverter circuit INV1 supplied with the third potential Vand the fourth potential V. A connection point between the first capacitive element and the second capacitive element and an input node of the first inverter circuit INV1 are electrically connected with each other. An output node of the first inverter circuit INV1 is the first output part OUT1. Thereby, a level shift circuit that has a small occupation area and a low power consumption, and that can operate at a high speed, can be achieved.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レベルシフト回路、電気光学装置、及び電子機器に関する。   The present invention relates to a level shift circuit, an electro-optical device, and an electronic apparatus.

表示機能が付いた電子機器では、透過型電気光学装置や反射型電気光学装置が使用されている。これらの電気光学装置に光が照射され、電気光学装置により変調された透過光や反射光が表示画像となったり、或いはスクリーンに投影されて投射画像となったりしている。この様な電子機器に使用される電気光学装置としては液晶装置が知られており、これは液晶の誘電異方性と液晶層における光の旋光性とを利用して画像を形成するものである。   In an electronic apparatus having a display function, a transmissive electro-optical device or a reflective electro-optical device is used. Light is irradiated to these electro-optical devices, and transmitted light or reflected light modulated by the electro-optical device becomes a display image, or is projected on a screen to become a projection image. A liquid crystal device is known as an electro-optical device used in such an electronic apparatus, which forms an image using the dielectric anisotropy of liquid crystal and the optical rotation of light in a liquid crystal layer. .

一般に、電気光学装置を駆動する為には、比較的高い電圧が要求される。一方、電気光学装置に、駆動の基準となるクロック信号や制御信号等を供給する外部制御回路は、半導体集積回路にて構成されており、その論理信号の振幅は1.8V程度から5V程度と低い電圧となっている。従って、電気光学装置には半導体集積回路からの低振幅の論理信号を高振幅の論理信号に変換する振幅変換回路(以下、レベルシフト回路と称する)が備えられているのが一般的である。レベルシフト回路の一例は特許文献1に記載されている。特許文献1の図1には容量結合動作によるレベルシフト回路が記載されている。   In general, a relatively high voltage is required to drive an electro-optical device. On the other hand, an external control circuit that supplies a clock signal, a control signal, and the like as a driving reference to the electro-optical device is configured by a semiconductor integrated circuit, and the amplitude of the logic signal is about 1.8V to about 5V. The voltage is low. Therefore, the electro-optical device is generally provided with an amplitude conversion circuit (hereinafter referred to as a level shift circuit) that converts a low-amplitude logic signal from a semiconductor integrated circuit into a high-amplitude logic signal. An example of the level shift circuit is described in Patent Document 1. FIG. 1 of Patent Document 1 describes a level shift circuit based on a capacitive coupling operation.

特開2003−110419号公報JP 2003-110419 A

しかしながら、特許文献1に記載のレベルシフト回路では、信号のフィードバックによる電位制御回路が含まれている為に、回路の占有面積が大きいという課題があった。又、特許文献1に記載のレベルシフト回路にはインバーター回路の入力ノードと出力ノードとを自己接続したオフセット電圧生成回路が用いられているが、オフセット電圧生成回路は、常時、電源間に貫通電流を発生し続けている為に、消費電力が高いという課題があった。更に、液晶装置では、表示画像の高精細化に伴いデータ量が増加している一方で、動画表示特性の改善や三次元表示駆動の面から高速駆動が必要となっている。この為に、レベルシフト回路の高速動作が強く求められているが、特許文献1に記載のレベルシフト回路では、高速駆動が困難であるという課題があった。換言すると、従来のレベルシフト回路では、占有面積が小さい回路(或いは回路規模の小さい回路で)にて、低消費電力の高速動作を実現する事が困難であるという課題があった。   However, the level shift circuit described in Patent Literature 1 includes a potential control circuit based on signal feedback, and thus has a problem that the circuit occupies a large area. The level shift circuit described in Patent Document 1 uses an offset voltage generation circuit in which an input node and an output node of an inverter circuit are self-connected. The offset voltage generation circuit always has a through current between power supplies. Because of the continuous generation of power, there was a problem of high power consumption. Further, in the liquid crystal device, the amount of data is increased with the increase in definition of a display image, but on the other hand, high-speed driving is necessary from the viewpoint of improvement of moving image display characteristics and three-dimensional display driving. For this reason, high-speed operation of the level shift circuit is strongly demanded, but the level shift circuit described in Patent Document 1 has a problem that high-speed driving is difficult. In other words, the conventional level shift circuit has a problem that it is difficult to realize high-speed operation with low power consumption in a circuit having a small occupation area (or a circuit having a small circuit scale).

本発明は、前述の課題の少なくとも一部を解決する為になされたものであり、以下の形態又は適用例として実現する事が可能である。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.

(適用例1) 本適用例に係わるレベルシフト回路は、第1電位と第2電位との間の値となる入力信号が入力される入力部と、第3電位と第4電位との間の値となる出力信号が出力される第一出力部と、入力部と第5電位が供給される第5電源部との間に直列に電気的に接続された第一容量素子と第二容量素子と、第3電位と第4電位とが供給される第一インバーター回路と、を備え、第一容量素子と第二容量素子との接続点と、第一インバーター回路の入力ノードとが電気的に接続されており、第一インバーター回路の出力ノードが第一出力部である事を特徴とする。
この構成によれば、第一容量素子と第二容量素子とが電位変換部を構成し、第一容量素子と第二容量素子との接続点が電位変換部の出力ノード(第一インバーター回路の入力ノード)となる。電位変換部では、第一容量素子と第二容量素子との容量結合にて、第一インバーター回路の入力ノードの電位が定められる。即ち、入力信号に応じて、電位変換部の出力ノード(第一インバーター回路の入力ノード)に於ける電荷が再分布される事で電位変換が行われるので、高速動作が可能なレベルシフト回路を実現する事ができる。又、電位変換部の出力ノードでの電荷は保存されるので、貫通電流などの余分な電流が発生することなく、レベルシフト回路での消費電力を低くする事ができる。更に、レベルシフト回路は回路規模が小さいので、占有面積を小さくする事ができる。換言すると、占有面積が小さく、低消費電力で、高速動作が可能なレベルシフト回路を実現する事ができる。
Application Example 1 A level shift circuit according to this application example includes an input unit to which an input signal having a value between the first potential and the second potential is input, and between the third potential and the fourth potential. A first capacitive element and a second capacitive element that are electrically connected in series between the first output section that outputs the output signal that is a value, and the fifth power supply section that is supplied with the input section and the fifth potential And a first inverter circuit to which a third potential and a fourth potential are supplied, and a connection point between the first capacitor element and the second capacitor element and an input node of the first inverter circuit are electrically connected It is connected, The output node of a 1st inverter circuit is a 1st output part, It is characterized by the above-mentioned.
According to this configuration, the first capacitor element and the second capacitor element form a potential converter, and the connection point between the first capacitor element and the second capacitor element is the output node of the potential converter (the first inverter circuit of the first inverter circuit). Input node). In the potential converter, the potential of the input node of the first inverter circuit is determined by capacitive coupling between the first capacitor element and the second capacitor element. In other words, in accordance with the input signal, the potential conversion is performed by redistributing the charges at the output node of the potential conversion unit (the input node of the first inverter circuit), so that the level shift circuit capable of high-speed operation is provided. Can be realized. In addition, since the electric charge at the output node of the potential converter is stored, it is possible to reduce power consumption in the level shift circuit without generating extra current such as through current. Furthermore, since the level shift circuit has a small circuit scale, the occupied area can be reduced. In other words, a level shift circuit having a small occupation area, low power consumption, and capable of high-speed operation can be realized.

(適用例2) 上記適用例1に係わるレベルシフト回路において、第一容量素子は第一容量第一電極と第一容量第二電極とを有し、第二容量素子は第二容量第一電極と第二容量第二電極とを有し、第一容量第一電極は第5電源部に電気的に接続され、第二容量第二電極は入力部に電気的に接続され、第一容量第二電極と第二容量第一電極とが電気的に接続して接続点となる事が好ましい。
この構成によれば、第一容量素子と第二容量素子とで容量結合型の電位変換部を構成する事ができる。
Application Example 2 In the level shift circuit according to Application Example 1, the first capacitor element includes a first capacitor first electrode and a first capacitor second electrode, and the second capacitor element includes a second capacitor first electrode. And the second capacitor second electrode, the first capacitor first electrode is electrically connected to the fifth power supply unit, the second capacitor second electrode is electrically connected to the input unit, and the first capacitor first electrode The two electrodes and the second capacitor first electrode are preferably electrically connected to form a connection point.
According to this configuration, the first capacitive element and the second capacitive element can constitute a capacitively coupled potential converter.

(適用例3) 上記適用例1又は2に係わるレベルシフト回路において、第二インバーター回路と第二出力部とを備え、第一インバーター回路の出力ノードと第二インバーター回路の入力ノードとが電気的に接続されており、第二インバーター回路の出力ノードが第二出力部である事が好ましい。
第一出力部からは、入力信号の論理が反転した高振幅の信号(第一出力信号)が出力される。これに対して、この構成によれば、第二出力部からは、入力信号と同じ論理の高振幅の信号(第二出力信号)を出力する事ができる。又、第一出力信号の振幅よりも、第二出力信号を、第3電位又は第4電位により近い値とする事ができる。即ち、第一出力信号の振幅よりも第二出力信号の振幅を大きくする事ができる。
Application Example 3 The level shift circuit according to Application Example 1 or 2 includes a second inverter circuit and a second output unit, and the output node of the first inverter circuit and the input node of the second inverter circuit are electrically connected. It is preferable that the output node of the second inverter circuit is the second output unit.
A high-amplitude signal (first output signal) obtained by inverting the logic of the input signal is output from the first output unit. On the other hand, according to this configuration, the second output unit can output a high-amplitude signal (second output signal) having the same logic as the input signal. Further, the second output signal can be made closer to the third potential or the fourth potential than the amplitude of the first output signal. That is, the amplitude of the second output signal can be made larger than the amplitude of the first output signal.

(適用例4) 上記適用例1乃至3のいずれか一項に係わるレベルシフト回路において、第一インバーター回路は、第3電位が供給される第3電源部と第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続されたN型トランジスターとP型トランジスターとを備え、第1電位をV1、第2電位をV2、第3電位をV3、第4電位をV4、第5電位をV5、第一容量素子の容量値をC1、第二容量素子の容量値をC2、N型トランジスターの容量値をCN、P型トランジスターの容量値をCP、第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式1と数式2との関係式を満たす事が好ましい。


電位変換部の出力ノード(第一インバーター回路の入力ノード)における電位を中間電位と称し、入力信号が第1電位V1の際の中間電位を第6電位V6と名付け、入力信号が第2電位V2の際の中間電位を第7電位V7と名付ける。第一インバーター回路は論理閾値電位(V3+VT)を有するが、この構成によれば、入力信号が第1電位V1の際には第6電位V6を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも低くし、入力信号が第2電位V2の際には第7電位V7を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くする事ができる。従って、第一インバーター回路の出力ノードからは、入力信号が第1電位V1の際には論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4との間の電位値となる信号を出力する事ができ、入力信号が第2電位V2の際には第3電位V3と論理閾値電位(V3+VT)との間の電位値となる信号を出力する事ができる。即ち、簡単な回路構成で、低消費電力で高速に正しく入力信号を高振幅の論理信号へと変換する事ができる。
Application Example 4 In the level shift circuit according to any one of Application Examples 1 to 3, the first inverter circuit includes a third power supply unit to which a third potential is supplied and a fourth power source to which a fourth potential is supplied. An N-type transistor and a P-type transistor are connected in series with the power supply unit, and the first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , 5 potential is V 5 , the capacitance value of the first capacitor element is C 1 , the capacitance value of the second capacitor element is C 2 , the capacitance value of the N-type transistor is C N , the capacitance value of the P-type transistor is C P , When the logical threshold voltage of the inverter circuit is represented by V T , it is preferable to satisfy the relational expression of Expression 1 and Expression 2.


The potential at the output node (input node of the first inverter circuit) of the potential converter is referred to as an intermediate potential, the intermediate potential when the input signal is the first potential V 1 is named the sixth potential V 6, and the input signal is the second potential. The intermediate potential at the time of the potential V 2 is named as a seventh potential V 7 . The first inverter circuit has a logical threshold potential (V 3 + V T ). According to this configuration, when the input signal is the first potential V 1 , the sixth potential V 6 is set to the logical threshold potential of the first inverter circuit. (V 3 + V T) lower than the input signal during a second potential V 2 may be higher than the seventh potential V 7 logic threshold potential of the first inverter circuit (V 3 + V T) . Therefore, when the input signal is the first potential V 1 , a signal having a potential value between the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 is output from the output node of the first inverter circuit. When the input signal is the second potential V 2 , a signal having a potential value between the third potential V 3 and the logic threshold potential (V 3 + V T ) can be output. That is, with a simple circuit configuration, it is possible to correctly convert an input signal into a high-amplitude logic signal at high speed with low power consumption.

(適用例5) 上記適用例1乃至3のいずれか一項に係わるレベルシフト回路において、第一インバーター回路は、第3電位が供給される第3電源部と第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続されたN型トランジスターと抵抗素子とを備え、第1電位をV1、第2電位をV2、第3電位をV3、第4電位をV4、第5電位をV5、第一容量素子の容量値をC1、第二容量素子の容量値をC2、N型トランジスターの容量値をCN、第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式3と数式4との関係式を満たす事が好ましい。


電位変換部の出力ノード(第一インバーター回路の入力ノード)における電位を中間電位と称し、入力信号が第1電位V1の際の中間電位を第6電位V6と名付け、入力信号が第2電位V2の際の中間電位を第7電位V7と名付ける。第一インバーター回路は論理閾値電位(V3+VT)を有するが、この構成によれば、入力信号が第1電位V1の際には第6電位V6を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも低くし、入力信号が第2電位V2の際には第7電位V7を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くする事ができる。従って、第一インバーター回路の出力ノードからは、入力信号が第1電位V1の際には論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4との間の電位値となる信号を出力する事ができ、入力信号が第2電位V2の際には第3電位V3と論理閾値電位(V3+VT)との間の電位値となる信号を出力する事ができる。即ち、簡単な回路構成で、低消費電力で高速に正しく入力信号を高振幅の論理信号へと変換する事ができる。
Application Example 5 In the level shift circuit according to any one of Application Examples 1 to 3, the first inverter circuit includes a third power supply unit to which a third potential is supplied and a fourth power source to which a fourth potential is supplied. An N-type transistor and a resistance element are connected in series between the power supply unit, the first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , and the fifth element The potential is V 5 , the capacitance value of the first capacitive element is C 1 , the capacitance value of the second capacitive element is C 2 , the capacitance value of the N-type transistor is C N , and the logical threshold voltage of the first inverter circuit is V T. It is preferable to satisfy the relational expression between Expression 3 and Expression 4.


The potential at the output node (input node of the first inverter circuit) of the potential converter is referred to as an intermediate potential, the intermediate potential when the input signal is the first potential V 1 is named the sixth potential V 6, and the input signal is the second potential. The intermediate potential at the time of the potential V 2 is named as a seventh potential V 7 . The first inverter circuit has a logical threshold potential (V 3 + V T ). According to this configuration, when the input signal is the first potential V 1 , the sixth potential V 6 is set to the logical threshold potential of the first inverter circuit. (V 3 + V T) lower than the input signal during a second potential V 2 may be higher than the seventh potential V 7 logic threshold potential of the first inverter circuit (V 3 + V T) . Therefore, when the input signal is the first potential V 1 , a signal having a potential value between the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 is output from the output node of the first inverter circuit. When the input signal is the second potential V 2 , a signal having a potential value between the third potential V 3 and the logic threshold potential (V 3 + V T ) can be output. That is, with a simple circuit configuration, it is possible to correctly convert an input signal into a high-amplitude logic signal at high speed with low power consumption.

(適用例6) 上記適用例1乃至3のいずれか一項に係わるレベルシフト回路において、第一インバーター回路は、第3電位が供給される第3電源部と第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続された抵抗素子とP型トランジスターとを備え、第1電位をV1、第2電位をV2、第3電位をV3、第4電位をV4、第5電位をV5、第一容量素子の容量値をC1、第二容量素子の容量値をC2、P型トランジスターの容量値をCP、第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式5と数式6との関係式を満たす事が好ましい。


電位変換部の出力ノード(第一インバーター回路の入力ノード)における電位を中間電位と称し、入力信号が第1電位V1の際の中間電位を第6電位V6と名付け、入力信号が第2電位V2の際の中間電位を第7電位V7と名付ける。第一インバーター回路は論理閾値電位(V3+VT)を有するが、この構成によれば、入力信号が第1電位V1の際には第6電位V6を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも低くし、入力信号が第2電位V2の際には第7電位V7を第一インバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くする事ができる。従って、第一インバーター回路の出力ノードからは、入力信号が第1電位V1の際には論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4との間の電位値となる信号を出力する事ができ、入力信号が第2電位V2の際には第3電位V3と論理閾値電位(V3+VT)との間の電位値となる信号を出力する事ができる。即ち、簡単な回路構成で、低消費電力で高速に正しく入力信号を高振幅の論理信号へと変換する事ができる。
Application Example 6 In the level shift circuit according to any one of Application Examples 1 to 3, the first inverter circuit includes a third power supply unit to which a third potential is supplied and a fourth power source to which a fourth potential is supplied. A resistor element and a P-type transistor connected in series with the power supply unit are provided. The first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , The potential is V 5 , the capacitance value of the first capacitance element is C 1 , the capacitance value of the second capacitance element is C 2 , the capacitance value of the P-type transistor is C P , and the logical threshold voltage of the first inverter circuit is V T. It is preferable to satisfy the relational expression between Formula 5 and Formula 6.


The potential at the output node (input node of the first inverter circuit) of the potential converter is referred to as an intermediate potential, the intermediate potential when the input signal is the first potential V 1 is named the sixth potential V 6, and the input signal is the second potential. The intermediate potential at the time of the potential V 2 is named as a seventh potential V 7 . The first inverter circuit has a logical threshold potential (V 3 + V T ). According to this configuration, when the input signal is the first potential V 1 , the sixth potential V 6 is set to the logical threshold potential of the first inverter circuit. (V 3 + V T) lower than the input signal during a second potential V 2 may be higher than the seventh potential V 7 logic threshold potential of the first inverter circuit (V 3 + V T) . Therefore, when the input signal is the first potential V 1 , a signal having a potential value between the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 is output from the output node of the first inverter circuit. When the input signal is the second potential V 2 , a signal having a potential value between the third potential V 3 and the logic threshold potential (V 3 + V T ) can be output. That is, with a simple circuit configuration, it is possible to correctly convert an input signal into a high-amplitude logic signal at high speed with low power consumption.

(適用例7) 上記適用例1乃至6のいずれか一項に係わるレベルシフト回路において、第4電位と第5電位とが等しい事が好ましい。
第3電位V3と第4電位V4と第5電位V5とは、高電圧系の電源であるが、この構成によれば、高電圧系の電源の数を削減する事ができる。
Application Example 7 In the level shift circuit according to any one of Application Examples 1 to 6, it is preferable that the fourth potential and the fifth potential are equal.
The third potential V 3 , the fourth potential V 4, and the fifth potential V 5 are high-voltage power supplies, but according to this configuration, the number of high-voltage power supplies can be reduced.

(適用例8) 本適用例に係わる電気光学装置は、上記適用例1乃至7のいずれか一項に記載のレベルシフト回路を備えた事を特徴とする。
この構成によれば、表示領域の外周に位置する周辺領域を狭め、低消費電力で、高速駆動する電気光学装置を実現する事ができる。即ち、電気光学装置全体に対する表示領域の割合が広いデザイン性に優れた電気光学装置に高品位な表示を行わせる事ができる。
Application Example 8 An electro-optical device according to this application example includes the level shift circuit according to any one of Application Examples 1 to 7.
According to this configuration, it is possible to realize an electro-optical device that can be driven at high speed with low power consumption by narrowing the peripheral region located on the outer periphery of the display region. In other words, a high-quality display can be performed on an electro-optical device that has a wide display area ratio relative to the entire electro-optical device and is excellent in design.

(適用例9) 本適用例に係わる電子機器は、上記適用例8に記載の電気光学装置を備えた事を特徴とする。
この構成によれば、デザイン性に優れ、低消費電力で、高品位表示が可能な電気光学装置を備えた電子機器を実現する事ができる。
Application Example 9 An electronic apparatus according to this application example includes the electro-optical device according to Application Example 8 described above.
According to this configuration, it is possible to realize an electronic apparatus including an electro-optical device that has excellent design, low power consumption, and high-quality display.

レベルシフト回路を説明した図。The figure explaining the level shift circuit. レベルシフト回路に用いられるインバーター回路を説明した図。The figure explaining the inverter circuit used for a level shift circuit. レベルシフト回路の第一ノードに於ける等価回路図。The equivalent circuit diagram in the 1st node of a level shift circuit. レベルシフト回路の動作原理を説明した電位関係図。FIG. 6 is a potential relationship diagram illustrating the operation principle of the level shift circuit. レベルシフト回路の機能を検証した図。The figure which verified the function of the level shift circuit. レベルシフト回路の機能を検証した図。The figure which verified the function of the level shift circuit. 電気光学装置の回路ブロック構成を示す模式平面図。FIG. 2 is a schematic plan view showing a circuit block configuration of an electro-optical device. 液晶装置の模式断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal device. 液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram illustrating an electrical configuration of the liquid crystal device. 電子機器を説明する図。10A and 10B each illustrate an electronic device. 実施形態2に係わるレベルシフト回路を説明した回路構成図。FIG. 6 is a circuit configuration diagram illustrating a level shift circuit according to a second embodiment. 実施形態3に係わるレベルシフト回路を説明した回路構成図。FIG. 5 is a circuit configuration diagram illustrating a level shift circuit according to a third embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。尚、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each layer and each member is made different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized.

(実施形態1)
「回路機能」
図1は、実施形態1に係わるレベルシフト回路を説明した図であり、(a)は回路構成図、(b)は電位関係図である。先ず、実施形態1に係わるレベルシフト回路10の機能を、図1を参照して説明する。
(Embodiment 1)
"Circuit function"
1A and 1B are diagrams illustrating a level shift circuit according to the first embodiment, where FIG. 1A is a circuit configuration diagram and FIG. 1B is a potential relationship diagram. First, the function of the level shift circuit 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図1(a)に示す様に、本実施形態に係わるレベルシフト回路10は、入力信号が入力される入力部INと、電位変換部18と、バッファー部13と、出力信号が出力される出力部と、を備えている。バッファー部13は第一インバーター回路INV1と第二インバーター回路INV2とを備えている。出力部は第一出力部OUT1と第二出力部OUT2とを含んでおり、第一出力部OUT1からは第一出力信号が出力され、第二出力部OUT2からは第二出力信号が出力される。第一出力信号は入力信号の論理が反転した高振幅の信号であり、第二出力信号は入力信号と同じ論理の高振幅の信号である。レベルシフト回路10とは、不図示の低電圧系回路からの論理信号を不図示の高電圧系回路に適する論理信号に変換する回路であり、出力信号としては、第一出力信号又は第二出力信号、或いはこれらの信号を更に他のインバーター回路やバッファー回路にてその駆動能力が向上された信号、となる。   As shown in FIG. 1A, the level shift circuit 10 according to this embodiment includes an input unit IN to which an input signal is input, a potential conversion unit 18, a buffer unit 13, and an output from which an output signal is output. And a section. The buffer unit 13 includes a first inverter circuit INV1 and a second inverter circuit INV2. The output unit includes a first output unit OUT1 and a second output unit OUT2. A first output signal is output from the first output unit OUT1, and a second output signal is output from the second output unit OUT2. . The first output signal is a high-amplitude signal obtained by inverting the logic of the input signal, and the second output signal is a high-amplitude signal having the same logic as the input signal. The level shift circuit 10 is a circuit that converts a logic signal from a low voltage system circuit (not shown) into a logic signal suitable for a high voltage system circuit (not shown). As an output signal, the first output signal or the second output is used. Signals or these signals are further improved in driving capability by other inverter circuits or buffer circuits.

レベルシフト回路10への入力信号は、低電圧系回路(例えば、半導体集積回路にて構成される外部制御回路)にて生成され、図1(b)に示す様に、第1電位V1と第2電位V2との間の値となる。第1電位V1は低電圧系回路で使用される二つの電源電位(正電源電位と負電源電位)の一方であり、第2電位V2は低電圧系回路で使用される二つの電源電位(正電源電位と負電源電位)の他方である。本実施形態では、第1電位V1は低電圧系回路の負電源電位(低電圧系負電源電位VSSと称す)であり、第2電位V2は低電圧系回路の正電源電位(低電圧系正電源電位VDDと称す)である。入力信号は少なくとも論理0と論理1とを有し、本実施形態では、論理0に対応する入力信号は第1電位V1であるか、或いは第1電位V1に近い電位であり、少なくとも第1電位V1と第2電位V2との平均電位よりも第1電位V1側の値となる電位である。同様に、論理1に対応する入力信号は第2電位V2であるか、或いは第2電位V2に近い電位であり、少なくとも第1電位V1と第2電位V2との平均電位よりも第2電位V2側の値となる電位である。低電圧系回路における論理信号の振幅(低振幅の論理信号、第1電位V1と第2電位V2との電位差)は1.8V程度から5V程度で有る事が多い。 Input signal to the level shift circuit 10 includes a low-voltage circuit (e.g., configured the external control circuit in the semiconductor integrated circuit) is produced by, as shown in FIG. 1 (b), the first electric potential V 1 The value is between the second potential V 2 . The first potential V 1 is one of two power supply potentials (positive power supply potential and negative power supply potential) used in the low voltage system circuit, and the second potential V 2 is two power supply potentials used in the low voltage system circuit. The other of (positive power supply potential and negative power supply potential). In the present embodiment, the first potential V 1 is the negative power supply potential of the low voltage system circuit (referred to as the low voltage system negative power supply potential V SS ), and the second potential V 2 is the positive power supply potential (low voltage of the low voltage system circuit). Voltage system positive power supply potential V DD ). The input signal has at least logic 0 and logic 1. In this embodiment, the input signal corresponding to logic 0 is the first potential V 1 or a potential close to the first potential V 1 , and at least the first This is a potential that is a value on the first potential V 1 side of the average potential of the first potential V 1 and the second potential V 2 . Similarly, the input signal corresponding to the logic 1 is the second potential V 2 or a potential close to the second potential V 2 , and is at least more than the average potential of the first potential V 1 and the second potential V 2. This is a potential that is a value on the second potential V 2 side. In many cases, the amplitude of the logic signal in the low-voltage circuit (low-amplitude logic signal, potential difference between the first potential V 1 and the second potential V 2 ) is about 1.8V to about 5V.

電位変換部18は、第1電位V1を第6電位V6に変換すると共に、第2電位V2を第7電位V7に変換して、電位変換部18の出力ノードに出力する。即ち、第1電位V1と第2電位V2との間の値となる入力信号は、第6電位V6と第7電位V7との間の値となる中間信号に変換される。本実施形態では、論理0の入力信号に対応する中間信号が第6電位V6又は第6電位V6に近い電位であり、論理1の入力信号に対応する中間信号が第7電位V7又は第7電位V7に近い電位である。この例では、第6電位V6は電位変換部18の出力ノードでの中間信号の内で低い方の電位(中間低電位VMLと称す)であり、第7電位V7は電位変換部18の出力ノードでの中間信号の内で高い方の電位(中間高電位VMHと称す)である。 The potential converter 18 converts the first potential V 1 to the sixth potential V 6 , converts the second potential V 2 to the seventh potential V 7 , and outputs it to the output node of the potential converter 18. That is, an input signal having a value between the first potential V 1 and the second potential V 2 is converted into an intermediate signal having a value between the sixth potential V 6 and the seventh potential V 7 . In the present embodiment, the intermediate signal corresponding to the logic 0 input signal is the sixth potential V 6 or a potential close to the sixth potential V 6 , and the intermediate signal corresponding to the logic 1 input signal is the seventh potential V 7 or a potential close to the seventh potential V 7. In this example, the sixth potential V 6 is a lower potential (referred to as an intermediate low potential V ML ) among the intermediate signals at the output node of the potential converter 18, and the seventh potential V 7 is the potential converter 18. The higher potential of the intermediate signals at the output node (referred to as intermediate high potential V MH ).

電位変換部18の出力ノードとバッファー部13の入力ノードとは電気的に接続され、電位変換部18からの出力はバッファー部13に入力される。以降、電位変換部18の出力ノードとバッファー部13の入力ノードとを第一ノード(NODE1)と称す。バッファー部13は、バッファー部13に入力された第6電位V6を第3電位V3又は第3電位V3に近い電位に変換すると共に、第7電位V7を第4電位V4又は第4電位V4に近い電位に変換し、バッファー部13の出力ノードから第3電位V3と第4電位V4との間の値となる出力信号を出力する。バッファー部13の出力ノードがレベルシフト回路10の第二出力部OUT2であり、このノードを第三ノード(NODE3)と称する。尚、バッファー部13を構成する第一インバーター回路INV1の出力ノード(第一出力部OUT1)を、レベルシフト回路10の第一出力部OUT1とする事もでき、このノードを第二ノード(NODE2)と称する。レベルシフト回路10の出力部としては、第一出力部OUT1とする事も第二出力部OUT2とする事もいずれも可能である。レベルシフト回路10から高振幅信号が供給される高電圧系回路に応じて、どちらかを適宜選択する事ができる。 The output node of the potential conversion unit 18 and the input node of the buffer unit 13 are electrically connected, and the output from the potential conversion unit 18 is input to the buffer unit 13. Hereinafter, the output node of the potential converter 18 and the input node of the buffer unit 13 are referred to as a first node (NODE1). The buffer unit 13 converts the sixth potential V 6 input to the buffer unit 13 to the third potential V 3 or a potential close to the third potential V 3 , and converts the seventh potential V 7 to the fourth potential V 4 or the fourth potential V 4 . 4 into a potential close to the potential V 4, and outputs the value to become the output signal between the output node of the buffer unit 13 and the third electric potential V 3 and the fourth electric potential V 4. The output node of the buffer unit 13 is the second output unit OUT2 of the level shift circuit 10, and this node is referred to as a third node (NODE3). Note that the output node (first output unit OUT1) of the first inverter circuit INV1 constituting the buffer unit 13 may be the first output unit OUT1 of the level shift circuit 10, and this node is the second node (NODE2). Called. The output section of the level shift circuit 10 can be either the first output section OUT1 or the second output section OUT2. Either one can be selected as appropriate in accordance with a high voltage circuit to which a high amplitude signal is supplied from the level shift circuit 10.

第3電位V3は高電圧系回路で使用される二つの電源電位(正電源電位と負電源電位)の一方であり、第4電位V4は高電圧系回路で使用される二つの電源電位(正電源電位と負電源電位)の他方である。本実施形態では、第3電位V3は高電圧系回路の負電源電位(高電圧系負電源電位VLLと称す)であり、第4電位V4は高電圧系回路の正電源電位(高電圧系正電源電位VHHと称す)である。出力信号は、入力信号と同様に、少なくとも論理0と論理1とを有し、本実施形態では、論理0に対応する出力信号は第3電位V3であるか、或いは第3電位V3に近い電位であり、少なくとも第3電位V3と第4電位V4との平均電位よりも第3電位V3側の値となる電位である。同様に、論理1に対応する出力信号は第4電位V4であるか、或いは第4電位V4に近い電位であり、少なくとも第3電位V3と第4電位V4との平均電位よりも第4電位V4側の値となる電位である。高電圧系回路における論理信号の振幅(第3電位V3と第4電位V4との電位差)は低電圧系回路における論理信号の振幅(第1電位V1と第2電位V2との電位差)よりも大きく、電気光学装置では5V程度から50V程度とされる事もある。本実施形態では、一例として、低電圧系回路における論理信号の振幅(第1電位V1と第2電位V2との電位差)が5V又は3.3Vとされ、高電圧系回路における論理信号の振幅(高振幅の論理信号、第3電位V3と第4電位V4との電位差)が10Vとされている。又、本実施形態では、低電圧系負電源電位VSSと高電圧系負電源電位VLLとが等しく、両者が基準電位とされている(VSS=VLL=0V)。尚、低電圧系負電源電位VSSと高電圧系負電源電位VLLとは異なっていても良いし、基準電位とされていなくても良い。 The third potential V 3 is one of two power supply potentials (positive power supply potential and negative power supply potential) used in the high voltage system circuit, and the fourth potential V 4 is two power supply potentials used in the high voltage system circuit. The other of (positive power supply potential and negative power supply potential). In the present embodiment, the third potential V 3 is a negative power supply potential of the high voltage system circuit (referred to as a high voltage system negative power supply potential V LL ), and the fourth potential V 4 is a positive power supply potential (high voltage system circuit of the high voltage system circuit). Voltage system positive power supply potential V HH ). Like the input signal, the output signal has at least logic 0 and logic 1. In this embodiment, the output signal corresponding to logic 0 is the third potential V 3 or the third potential V 3 . The potential is close, and is a potential that is at least a value on the third potential V 3 side of the average potential of the third potential V 3 and the fourth potential V 4 . Similarly, the output signal corresponding to logic 1 is the fourth potential V 4 or a potential close to the fourth potential V 4 , and is at least higher than the average potential of the third potential V 3 and the fourth potential V 4. This is a potential that is a value on the fourth potential V 4 side. The amplitude of the logic signal in the high voltage system circuit (potential difference between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 ) is the amplitude of the logic signal in the low voltage system circuit (potential difference between the first potential V 1 and the second potential V 2). ) And may be set to about 5 V to 50 V in the electro-optical device. In the present embodiment, as an example, the amplitude of the logic signal in the low voltage system circuit (potential difference between the first potential V 1 and the second potential V 2 ) is 5 V or 3.3 V, and the logic signal in the high voltage system circuit The amplitude (high amplitude logic signal, potential difference between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 ) is 10V. In the present embodiment, the low voltage system negative power supply potential V SS and the high voltage system negative power supply potential V LL are equal, and both are set to the reference potential (V SS = V LL = 0V). Note that the low voltage system negative power supply potential V SS and the high voltage system negative power supply potential V LL may be different from each other or may not be the reference potential.

上述の如く、バッファー部13では、第6電位V6と第7電位V7との間の値となる中間信号が、第3電位V3と第4電位V4の間の値となる第一出力信号又は第二出力信号に変換される。バッファー部13は論理閾値電圧VTを有する。このバッファー部13に負電源電位として第3電位V3が供給され、正電源電位として第4電位V4が供給されている場合、バッファー部13の論理閾値電位は第3電位V3と論理閾値電圧VTとの和(V3+VT)である。第一ノード(NODE1)に於ける第6電位V6は論理閾値電位(V3+VT)と第3電位V3との間の値とされ、第7電位V7は論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4との間の値とされる。この結果、論理閾値電位(V3+VT)よりも第3電位V3側の値であった中間低電位VML(第6電位V6)が、第二ノード(NODE2)では論理閾値電位(V3+VT)よりも第4電位V4側の値とされる共に、論理閾値電位(V3+VT)よりも第4電位V4側の値であった中間高電位VMH(第7電位V7)が、第二ノード(NODE2)では論理閾値電位(V3+VT)よりも第3電位V3側の値とされる。又、第三ノード(NODE3)では、第6電位V6がより第3電位V3に近い値とされる共に、第7電位V7がより第4電位V4に近い値とされる。この様に、バッファー部13の第二出力部OUT2では、論理閾値電位(V3+VT)よりも第3電位V3側の値となる中間信号(第6電位V6)を第3電位V3により近づけると共に、論理閾値電位(V3+VT)よりも第4電位V4側の値となる中間信号(第7電位V7)を第4電位V4により近づける機能を有する回路である。 As described above, in the buffer unit 13, the intermediate signal having a value between the sixth potential V 6 and the seventh potential V 7 has a value between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 . It is converted into an output signal or a second output signal. The buffer unit 13 has a logic threshold voltage V T. When the third potential V 3 is supplied as the negative power supply potential and the fourth potential V 4 is supplied as the positive power supply potential to the buffer unit 13, the logical threshold potential of the buffer unit 13 is the third potential V 3 and the logical threshold value. It is the sum (V 3 + V T ) with the voltage V T. The sixth potential V 6 at the first node (NODE1) is a value between the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the third potential V 3, and the seventh potential V 7 is the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 . As a result, the intermediate low potential V ML (sixth potential V 6 ) that is on the third potential V 3 side of the logic threshold potential (V 3 + V T ) V 3 + V T ) is a value on the fourth potential V 4 side, and the intermediate high potential V MH (seventh) is a value on the fourth potential V 4 side of the logic threshold potential (V 3 + V T ). The potential V 7 ) is set to a value on the third potential V 3 side with respect to the logical threshold potential (V 3 + V T ) at the second node (NODE2). Further, the third node (NODE3), both are close to the sixth potential V 6 Gayori third potential V 3, is a value close to the seventh potential V 7 Gayori fourth potential V 4. As described above, the second output unit OUT2 of the buffer unit 13 applies the intermediate signal (sixth potential V 6 ) having a value closer to the third potential V 3 than the logical threshold potential (V 3 + V T ) to the third potential V. 3 is a circuit having a function of bringing the intermediate signal (seventh potential V 7 ) having a value closer to the fourth potential V 4 than the logical threshold potential (V 3 + V T ) closer to the fourth potential V 4 .

電位変換部18に供給される第5電位V5は、中間低電位VML(第6電位V6)と中間高電位VMH(第7電位V7)とが、論理閾値電位(V3+VT)を挟む様に適宜調整されても良い。こうすると、レベルシフト回路10を確実に動作させる事が可能となる。或いは、第4電位V4と第5電位V5とを等しくしても良い。第3電位V3と第4電位V4と第5電位V5とは、高電圧系の電源であるが、こうする事で、高電圧系の電源の数を削減する事ができる。 The fifth potential V 5 supplied to the potential converter 18 includes an intermediate low potential V ML (sixth potential V 6 ) and an intermediate high potential V MH (seventh potential V 7 ) as a logical threshold potential (V 3 + V T ) may be adjusted as appropriate. In this way, the level shift circuit 10 can be operated reliably. Alternatively, the fourth potential V 4 and the fifth potential V 5 may be made equal. The third potential V 3 , the fourth potential V 4, and the fifth potential V 5 are high-voltage power supplies. By doing so, the number of high-voltage power supplies can be reduced.

こうして、レベルシフト回路10では、第1電位V1と第2電位V2との間の値となる入力信号が第3電位V3と第4電位V4との間の値となる第二出力信号へと正しく振幅変換される。尚、厳密には以上の通りであるが、以降は説明の便宜を図る為、入力信号は、論理0の際に第1電位V1を取り、論理1の際に第2電位V2を取るものとする。同様に、中間信号は、論理0の際に第6電位V6を取り、論理1の際に第7電位V7を取るものとする。又、第二出力信号は、論理0の際に第3電位V3を取り、論理1の際に第4電位V4を取るものとする。尚、論理0と論理1との関係はこれらと反対であっても構わない。具体的には、論理0の際に、入力信号は第2電位V2を取り、中間信号は第7電位V7を取り、出力信号は第4電位V4を取り、論理1の際に、入力信号は第1電位V1を取り、中間信号は第6電位V6を取り、出力信号は第3電位V3を取る構成としても良い。 Thus, in the level shift circuit 10, the second output in which an input signal having a value between the first potential V 1 and the second potential V 2 has a value between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 is used. Proper amplitude conversion to signal. Strictly as described above, for the sake of convenience of explanation, the input signal takes the first potential V 1 when it is logic 0 and takes the second potential V 2 when it is logic 1. Shall. Similarly, it is assumed that the intermediate signal takes the sixth potential V 6 when the logic is 0 and takes the seventh potential V 7 when the logic is 1. The second output signal is assumed to take the third potential V 3 when the logic is 0 and the fourth potential V 4 when the logic is 1. Note that the relationship between logic 0 and logic 1 may be reversed. More specifically, when a logic 0, the input signal takes a second potential V 2, the intermediate signal takes the seventh potential V 7, the output signal takes a fourth potential V 4, when the logic 1, The input signal may take the first potential V 1 , the intermediate signal may take the sixth potential V 6 , and the output signal may take the third potential V 3 .

「回路構成」
図2は、レベルシフト回路に用いられるインバーター回路を説明した図で、(a)はCMOSインバーター回路、(b)はN型インバーター回路、(c)はP型インバーター回路である。次に、レベルシフト回路10の構成を、図1と図2とを参照して説明する。
"Circuit configuration"
2A and 2B are diagrams illustrating an inverter circuit used in the level shift circuit, where FIG. 2A is a CMOS inverter circuit, FIG. 2B is an N-type inverter circuit, and FIG. 2C is a P-type inverter circuit. Next, the configuration of the level shift circuit 10 will be described with reference to FIGS.

図1(a)に示される様に、電位変換部18は第一容量素子と第二容量素子とを含んで構成されている。第一容量素子と第二容量素子とは、第5電位V5(本実施形態では高電圧系第二正電源電位VHH')が供給される第5電源部EP5と入力部INとの間に直列に電気的に接続されており、第一容量素子と第二容量素子との接続点が電位変換部18の出力ノード(第一ノード(NODE1))である。具体的には、第一容量素子は第一容量第一電極11と第一容量第二電極12とこれらに挟まれた誘電体膜とを有し、第二容量素子は第二容量第一電極21と第二容量第二電極22とこれらに挟まれた誘電体膜とを有し、第一容量第一電極11は第5電源部EP5に電気的に接続され、第二容量第二電極22は入力部INに電気的に接続され、第一容量第二電極12と第二容量第一電極21とが電気的に接続して接続点(第一ノード(NODE1))となっている。即ち、第一容量素子と第二容量素子とで容量結合型の電位変換部18が構成されている。電位変換部18の出力ノード(第一ノード(NODE1))は第一インバーター回路INV1の入力ノードに電気的に接続されているので、電位変換部18では、第一容量素子と第二容量素子との容量結合にて、入力信号に応じて、第一インバーター回路INV1の入力ノードの電位を定める事になる。 As shown in FIG. 1A, the potential converter 18 includes a first capacitor element and a second capacitor element. The first capacitive element and the second capacitive element are connected between the fifth power supply unit EP5 to which the fifth potential V 5 (in this embodiment, the high voltage system second positive power supply potential V HH ′ ) is supplied and the input unit IN. Are connected in series, and a connection point between the first capacitor and the second capacitor is an output node of the potential converter 18 (first node (NODE1)). Specifically, the first capacitor element has a first capacitor first electrode 11, a first capacitor second electrode 12, and a dielectric film sandwiched between them, and the second capacitor element is a second capacitor first electrode. 21, a second capacitor second electrode 22, and a dielectric film sandwiched between them, the first capacitor first electrode 11 is electrically connected to the fifth power supply unit EP 5, and the second capacitor second electrode 22 Are electrically connected to the input section IN, and the first capacitor second electrode 12 and the second capacitor first electrode 21 are electrically connected to form a connection point (first node (NODE1)). That is, the first capacitive element and the second capacitive element constitute a capacitively coupled potential converter 18. Since the output node (first node (NODE1)) of the potential converter 18 is electrically connected to the input node of the first inverter circuit INV1, in the potential converter 18, the first capacitor element, the second capacitor element, Thus, the potential of the input node of the first inverter circuit INV1 is determined according to the input signal.

尚、本明細書にて、端子1と端子2とが電気的に接続されているとは、端子1と端子2とが配線により直に接続されている場合の他に、抵抗素子やスイッチング素子を介して接続されている場合を含む。即ち、端子1での電位と端子2での電位とが多少異なっていても、回路上で同じ意味を持たせる場合、端子1と端子2とは電気的に接続されている事になる。従って、例えば、電位変換部18を停止させたり機能させたりする為のスイッチング素子を第一容量第一電極11と第5電源部EP5との間に設けた場合も、そのスイッチング素子がオン状態では、第一容量第一電極11と第5電源部EP5とは導通状態となるので、両者は電気的に接続されている事になる。   In this specification, the term “terminal 1 and terminal 2 are electrically connected” means that a resistor element or a switching element is used in addition to the case where terminal 1 and terminal 2 are directly connected by wiring. Including the case of being connected through That is, even if the potential at the terminal 1 and the potential at the terminal 2 are slightly different, the terminal 1 and the terminal 2 are electrically connected if they have the same meaning on the circuit. Therefore, for example, even when a switching element for stopping or functioning the potential conversion unit 18 is provided between the first capacitor first electrode 11 and the fifth power supply unit EP5, the switching element is in the ON state. Since the first capacitor first electrode 11 and the fifth power supply unit EP5 are in a conductive state, both are electrically connected.

特許文献1に記載されている様な従来の回路では中間電位を生成するのに、トランジスターのコンダクタンスが変えられて、ソースドレイン電流の安定点が探されていた。これに対して、レベルシフト回路10の電位変換部18では、ソースドレイン電流の安定点が探される必要性がなく、入力信号に応じて第一ノード(NODE1)に於ける電荷が再分布される事で電位変換が行われるので、高速動作が可能となる。又、特許文献1に記載されている回路では常に貫通電流が発生しているが、レベルシフト回路10では、第一ノード(NODE1)での電荷が保存されるので、貫通電流などの余分な電流が発生することなく、低消費電力とする事ができる。更に、レベルシフト回路10は回路規模が小さいので、占有面積を小さくする事ができる。換言すると、レベルシフト回路10は、占有面積が小さく、低消費電力で、高速動作が可能なのである。   In the conventional circuit as described in Patent Document 1, in order to generate the intermediate potential, the conductance of the transistor is changed, and a stable point of the source / drain current is searched. On the other hand, in the potential conversion unit 18 of the level shift circuit 10, it is not necessary to find a stable point of the source / drain current, and the charge at the first node (NODE1) is redistributed according to the input signal. In this way, potential conversion is performed, so that high speed operation is possible. Further, in the circuit described in Patent Document 1, a through current is always generated. However, in the level shift circuit 10, since the electric charge at the first node (NODE1) is stored, an extra current such as a through current is stored. Therefore, low power consumption can be achieved. Further, since the level shift circuit 10 has a small circuit scale, the occupied area can be reduced. In other words, the level shift circuit 10 has a small occupation area, low power consumption, and high speed operation.

バッファー部13は、第一インバーター回路INV1と第二インバーター回路INV2とを含み、これらが第一ノード(NODE1)と第三ノード(NODE3)との間に直列に電気的に接続されている。即ち、第一ノード(NODE1)が第一インバーター回路INV1の入力ノードであり、第一インバーター回路INV1の出力ノードと第二インバーター回路INV2の入力ノードとが電気的に接続されて第二ノード(NODE2)をなし、第二インバーター回路INV2の出力ノードが第三ノード(NODE3)である。第一インバーター回路INV1の出力ノード(第二ノード(NODE2))がレベルシフト回路10の第一出力部OUT1であり、第二インバーター回路INV2の出力ノード(第三ノード(NODE3))がレベルシフト回路10の第二出力部OUT2である。第一出力部OUT1から出力される第一出力信号は、入力信号の論理が反転した高振幅の信号となる。一方、第二出力部OUT2から出力される第二出力信号は、入力信号と同じ論理の高振幅の信号となる。   The buffer unit 13 includes a first inverter circuit INV1 and a second inverter circuit INV2, and these are electrically connected in series between the first node (NODE1) and the third node (NODE3). That is, the first node (NODE1) is an input node of the first inverter circuit INV1, and the output node of the first inverter circuit INV1 and the input node of the second inverter circuit INV2 are electrically connected to each other to form the second node (NODE2). ), And the output node of the second inverter circuit INV2 is the third node (NODE3). The output node (second node (NODE2)) of the first inverter circuit INV1 is the first output unit OUT1 of the level shift circuit 10, and the output node (third node (NODE3)) of the second inverter circuit INV2 is the level shift circuit. 10 is the second output unit OUT2. The first output signal output from the first output unit OUT1 is a high-amplitude signal obtained by inverting the logic of the input signal. On the other hand, the second output signal output from the second output unit OUT2 is a high-amplitude signal having the same logic as the input signal.

第一インバーター回路INV1と第二インバーター回路INV2とには、第3電位V3と第4電位V4とが供給される。この様な構成とすると、インバーター回路が二個との簡単な構成でバッファー部13を構成する事ができる。更に、第3電位V3と第4電位V4との中間付近の電位となる第6電位V6と第7電位V7とを、第二出力部OUT2では、ほぼ第3電位V3とほぼ第4電位V4とする事ができる。即ち、第一出力信号の振幅よりも、第二出力信号の振幅を、第3電位V3と第4電位V4との電位差により近付けた値とする事ができる。従って、第一出力信号の振幅よりも第二出力信号の振幅の方が大きくなる。 A third potential V 3 and a fourth potential V 4 are supplied to the first inverter circuit INV1 and the second inverter circuit INV2. With such a configuration, the buffer unit 13 can be configured with a simple configuration of two inverter circuits. Further, the sixth potential V 6 and the seventh potential V 7 , which are potentials near the middle between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 , are substantially equal to the third potential V 3 in the second output unit OUT2. The fourth potential V 4 can be set. That is, the amplitude of the second output signal can be made closer to the potential difference between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 than the amplitude of the first output signal. Therefore, the amplitude of the second output signal is larger than the amplitude of the first output signal.

本実施形態では、第一インバーター回路INV1と第二インバーター回路INV2とにCMOSインバーター回路が用いられている。図2(a)に示す様に、CMOSインバーター回路は、第3電位V3が供給される第3電源部EP3と第4電位V4が供給される第4電源部EP4との間にN型トランジスターTrNとP型トランジスターTrPとが直列接続されている。N型トランジスターTrNとP型トランジスターTrPとのゲートがインバーター回路の入力ノードINV−INで、N型トランジスターTrNのドレインとP型トランジスターTrPのドレインとが電気的に接続されて、インバーター回路の出力ノードINV−OUTとなる。N型トランジスターTrNのソースは第3電源部EP3に電気的に接続され、P型トランジスターTrPのソースは第4電源部EP4に電気的に接続される。 In the present embodiment, CMOS inverter circuits are used for the first inverter circuit INV1 and the second inverter circuit INV2. As shown in FIG. 2 (a), CMOS inverter circuit, N type between the fourth power supply unit EP4 which a third power supply unit EP3 the third potential V 3 is supplied fourth potential V 4 is supplied A transistor TrN and a P-type transistor TrP are connected in series. The gate of the N-type transistor TrN and the P-type transistor TrP is an input node INV-IN of the inverter circuit, and the drain of the N-type transistor TrN and the drain of the P-type transistor TrP are electrically connected, and the output node of the inverter circuit INV-OUT. The source of the N-type transistor TrN is electrically connected to the third power supply unit EP3, and the source of the P-type transistor TrP is electrically connected to the fourth power supply unit EP4.

尚、上述の構成の場合、バッファー部13の論理閾値電位(V3+VT)は第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)となる。一般に、インバーター回路の論理閾値電位とは、インバーター回路が論理1と論理0とを区別する電位である。即ち、インバーター回路への入力が論理閾値電位よりも高電位ならば、インバーター回路からの出力を論理閾値電位よりも低電位とし、インバーター回路への入力が論理閾値電位よりも低電位ならば、インバーター回路からの出力を論理閾値電位よりも高電位とするのがインバーター回路の論理閾値電位である。従って、本実施形態では、第一インバーター回路INV1の入力ノードに論理閾値電位(V3+VT)よりも低い電位の信号が入力されると、第一インバーター回路INV1の出力ノードからは論理閾値電位(V3+VT)よりも高く、且つ、高電圧系正電源電位VHH以下の電位の信号が出力される。同様に、第一インバーター回路INV1の入力ノードに論理閾値電位(V3+VT)よりも高い電位の信号が入力されると、第一インバーター回路INV1の出力ノードからは論理閾値電位(V3+VT)よりも低く、且つ、高電圧系負電源電位VLL以上の電位の信号が出力される。 In the case of the above configuration, the logic threshold voltage (V 3 + V T) of the buffer unit 13 is a logic threshold potential of the first inverter circuit INV1 (V 3 + V T) . In general, the logic threshold potential of an inverter circuit is a potential at which the inverter circuit distinguishes between logic 1 and logic 0. That is, if the input to the inverter circuit is higher than the logical threshold potential, the output from the inverter circuit is lower than the logical threshold potential, and if the input to the inverter circuit is lower than the logical threshold potential, the inverter It is the logical threshold potential of the inverter circuit that makes the output from the circuit higher than the logical threshold potential. Therefore, in this embodiment, when a signal having a potential lower than the logical threshold potential (V 3 + V T ) is input to the input node of the first inverter circuit INV1, the logical threshold potential is output from the output node of the first inverter circuit INV1. A signal having a potential higher than (V 3 + V T ) and lower than the high voltage system positive power supply potential V HH is output. Similarly, when the high potential of the signal than the logic threshold voltage (V 3 + V T) to the input node of the first inverter circuit INV1 is input, the logic threshold potential from the output node of the first inverter circuit INV1 (V 3 + V A signal having a potential lower than T ) and equal to or higher than the high voltage system negative power supply potential VLL is output.

バッファー部13の構成は上述に限られることなく、バッファー部13としての機能を果たす物であれば、いかなる形態であっても良い。又、バッファー部13の後段に更に他のバッファー回路やインバーター回路等を設けてもよい。尚、後述する様に、本実施形態では、レベルシフト回路10の検証には、第二インバーター回路INV2からの出力(第二出力信号)を見ている。   The configuration of the buffer unit 13 is not limited to the above, and any configuration may be used as long as it functions as the buffer unit 13. Further, another buffer circuit, an inverter circuit, or the like may be provided after the buffer unit 13. As will be described later, in the present embodiment, for the verification of the level shift circuit 10, the output (second output signal) from the second inverter circuit INV2 is viewed.

「原理及び検証」
図3は本実施形態に係わるレベルシフト回路の第一ノードに於ける等価回路図である。図4はレベルシフト回路の動作原理を説明した電位関係図で、(a)は論理閾値電位が第3電位と第4電位との中間にある場合、(b)は論理閾値電位が第6電位と第7電位との中間にある場合である。図5は本実施形態に係わるレベルシフト回路の機能を検証した図である。図6は本実施形態に係わるレベルシフト回路の機能を検証した図である。次に、図3乃至6を参照して、本実施形態に係わるレベルシフト回路10の原理を説明すると共に、その機能を検証する。
"Principle and Verification"
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram at the first node of the level shift circuit according to the present embodiment. 4A and 4B are potential relation diagrams illustrating the operation principle of the level shift circuit. FIG. 4A shows a case where the logic threshold potential is between the third potential and the fourth potential, and FIG. 4B shows a case where the logic threshold potential is the sixth potential. And the seventh potential. FIG. 5 is a diagram verifying the function of the level shift circuit according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram in which the function of the level shift circuit according to this embodiment is verified. Next, the principle of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 6 and its function will be verified.

レベルシフト回路10では、第6電位V6(中間低電位VML)が第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも低く、第7電位V7(中間高電位VMH)が第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くなる様に、第一容量素子の容量値C1と、第二容量素子の容量値C2と、第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのトランジスター容量値Cpと、第一インバーター回路INV1を構成するN型トランジスターTrNのトランジスター容量値CNと、第5電位V5とを設定する(以降の説明ではこれらをパラメーター群と略称する)。言い換えると、レベルシフト回路10への入力信号VIN(図3参照)が第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)の際に、第一出力部OUT1からは論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)との間の電位値となる第一出力信号が出力され、レベルシフト回路10への入力信号VINが第2電位V2(低電圧系正電源電位VDD)の際に、第一出力部OUT1からは論理閾値電位(V3+VT)と第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)との間の電位値となる出力信号が出力される様に、パラメーター群が設定される必要がある。以下、これに関して説明する。 In the level shift circuit 10, the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML ) is lower than the logical threshold potential (V 3 + V T ) of the first inverter circuit INV1, and the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH ). Is higher than the logical threshold potential (V 3 + V T ) of the first inverter circuit INV1, the capacitance value C 1 of the first capacitor element, the capacitance value C 2 of the second capacitor element, and the first inverter circuit INV1. The transistor capacitance value C p of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1, the transistor capacitance value C N of the N-type transistor TrN constituting the first inverter circuit INV1, and the fifth potential V 5 are set (in the following description, these are set) Is abbreviated as parameter group). In other words, when the input signal V IN (see FIG. 3) to the level shift circuit 10 is the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ), the first output unit OUT1 receives the logical threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ), the first output signal is output, and the input signal V IN to the level shift circuit 10 is the second potential. At the time of V 2 (low voltage system positive power supply potential V DD ), the first output part OUT1 generates a logic threshold potential (V 3 + V T ) and a third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ). The parameter group needs to be set so that an output signal having a potential value between them is output. This will be described below.

まずは、第一ノード(NODE1)に於ける等価回路を説明する。レベルシフト回路10への入力信号VINが第2電位V2(低電圧系正電源電位VDD)の状態では、中間電位VMは第7電位V7(中間高電位VMH)で、P型トランジスターTrPは概ねオフ状態にあるので、P型トランジスターTrPのチャネル形成領域のポテンシャルはソース電位に一致している。従って、図3に示す様に、P型トランジスターTrPのトランジスター容量値Cpは一端が第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)に接続した容量値と見なせる。一方、N型トランジスターTrNはオン状態にあるので、N型トランジスターTrNのドレイン電位とソース電位とはほぼ一致しており、チャネル形成領域にはN型チャネルが形成されている。従って、図3に示す様に、N型トランジスターTrNのトランジスター容量値CNは一端が第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)に接続した容量値と見なせる。入力信号が第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)の際も同じ原理が働き、その際の第一ノード(NODE 1)における等価回路も図3と同じ等価回路となる。但し、この場合、入力信号VINは第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)で、中間電位VMは第6電位V6(中間低電位VML)となる。尚、トランジスター容量値とは、真空の誘電率とゲート絶縁膜の比誘電率とトランジスターのゲート面積(チャンネル形成領域の長さと幅との積)との積をゲート絶縁膜の厚みで除した値である。 First, an equivalent circuit in the first node (NODE1) will be described. In the state of the input signal V IN is a second potential V 2 (low-voltage positive power supply potential V DD) to the level shift circuit 10, the intermediate voltage V M at the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH), P Since the type transistor TrP is substantially in the off state, the potential of the channel formation region of the P type transistor TrP matches the source potential. Therefore, as shown in FIG. 3, the transistor capacitance value C p of the P-type transistor TrP can be regarded as a capacitance value having one end connected to the fourth potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ). On the other hand, since the N-type transistor TrN is in the ON state, the drain potential and the source potential of the N-type transistor TrN are substantially equal, and an N-type channel is formed in the channel formation region. Therefore, as shown in FIG. 3, the transistor capacitance value C N of the N-type transistor TrN can be regarded as a capacitance value having one end connected to the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ). The same principle works when the input signal is the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ), and the equivalent circuit at the first node (NODE 1) at that time is the same equivalent circuit as FIG. However, in this case, the input signal V IN is at the first potential V 1 (low-voltage negative power supply potential V SS), the intermediate voltage V M is the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML). The transistor capacitance value is a value obtained by dividing the product of the dielectric constant of vacuum, the relative dielectric constant of the gate insulating film, and the gate area of the transistor (the product of the length and width of the channel formation region) by the thickness of the gate insulating film. It is.

図3に示す等価回路では、入力信号VINが第2電位V2(低電圧系正電源電位VDD)の場合、第7電位V7(中間高電位VMH)は数式7にて表される。 In the equivalent circuit shown in FIG. 3, when the input signal V IN is the second potential V 2 (low voltage system positive power supply potential V DD ), the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH ) is expressed by Equation 7. The

同様に、入力信号VINが第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)の場合、第6電位V6(中間低電位VML)は数式8にて表される。 Similarly, when the input signal V IN is the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ), the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML ) is expressed by Equation 8.

従って、入力信号VINが第2電位V2(低電圧系正電源電位VDD)の際に、第7電位V7(中間高電位VMH)が第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くなる条件は数式9にて表される。 Accordingly, when the input signal V IN is the second potential V 2 (low voltage system positive power supply potential V DD ), the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH ) is the logic threshold potential (V) of the first inverter circuit INV1. The condition that becomes higher than 3 + V T ) is expressed by Equation 9.

数式7と数式9とから、パラメーター群が満たさねばならない第一の関係式は数式10となる。   From Equations 7 and 9, the first relational expression that the parameter group must satisfy is Equation 10.

一方、入力信号が第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)の際に、第6電位V6(中間低電位VML)が第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも低くなる条件は数式11にて表される。 On the other hand, when the input signal is the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ), the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML ) is the logic threshold potential (V 3 + V) of the first inverter circuit INV1. The condition that becomes lower than T ) is expressed by Equation 11.

数式8と数式11とから、パラメーター群が満たさねばならない第二の関係式は数式12となる。   From Equation 8 and Equation 11, the second relational expression that the parameter group must satisfy is Equation 12.

パラメーター群(第一容量素子の容量値C1と、第二容量素子の容量値C2と、第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのトランジスター容量値Cpと、第一インバーター回路INV1を構成するN型トランジスターTrNのトランジスター容量値CNと、第5電位V5と、)は数式10と数式12とを満たす様に設定される。数式10は数式13と整理される。 Parameter group (capacitance value C 1 of the first capacitive element, a capacitance value C 2 of the second capacitive element, and the transistor capacitance C p of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1, the first inverter circuit INV1 The transistor capacitance value C N of the N-type transistor TrN and the fifth potential V 5 ) are set so as to satisfy Expressions 10 and 12. Equation 10 is organized as Equation 13.

同様に、数式12は数式14と整理される。   Similarly, Equation 12 is organized as Equation 14.

数式13と数式14とが、レベルシフト回路10のパラメーター群が満たすべき条件である。パラメーター群が数式13と数式14との関係を満たす事で、レベルシフト回路10への入力信号VINが第1電位V1の際には第6電位V6を第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも低くし、入力信号VINが第2電位V2の際には第7電位V7を第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)よりも高くする事ができる。従って、第一インバーター回路INV1の出力ノードからは、入力信号が第1電位V1の際には論理閾値電位(V3+VT)と第4電位V4との間の電位値となる第一出力信号を出力する事ができ、入力信号が第2電位V2の際には第3電位V3と論理閾値電位(V3+VT)との間の電位値となる第一出力信号を出力する事ができる。即ち、簡単な回路構成で、低消費電力で高速に正しく入力信号を高振幅の論理信号へと変換する事ができる様になる。 Equations 13 and 14 are conditions that the parameter group of the level shift circuit 10 should satisfy. When the parameter group satisfies the relationship between Formula 13 and Formula 14, when the input signal V IN to the level shift circuit 10 is the first potential V 1 , the sixth potential V 6 is set to the logical threshold of the first inverter circuit INV1. lower than the potential (V 3 + V T), the input signal V iN is in the second potential V 2 is higher than the logical threshold potential of the seventh potential V 7 first inverter circuit INV1 (V 3 + V T) I can do it. Therefore, from the output node of the first inverter circuit INV1, when the input signal is the first potential V 1 , the first potential that is between the logic threshold potential (V 3 + V T ) and the fourth potential V 4 is obtained. An output signal can be output. When the input signal is the second potential V 2, a first output signal having a potential value between the third potential V 3 and the logical threshold potential (V 3 + V T ) is output. I can do it. That is, with a simple circuit configuration, it is possible to correctly convert an input signal into a high amplitude logic signal at low speed and with low power consumption.

第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)とが等しく、これらを基準電位とする場合(VLL=VSS=0)、数式13は数式15となる。 When the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) is equal to the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ) and these are used as reference potentials (V LL = V SS = 0) ), Equation 13 becomes Equation 15.

同様に、数式14は数式16となる。   Similarly, Expression 14 becomes Expression 16.

図4(a)に示す様に、第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)を第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)との電位差の中心に設定した際には(VT=(V4−V3)/2)、数式13は数式17となる。 As shown in FIG. 4A, the logic threshold potential (V 3 + V T ) of the first inverter circuit INV1 is set to the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) and the fourth potential V 4 (high voltage). When set at the center of the potential difference from the system positive power supply potential V HH ) (V T = (V 4 −V 3 ) / 2), Equation 13 becomes Equation 17.

この際に、同様に、数式14は数式18となる。   At this time, similarly, the mathematical expression 14 becomes the mathematical expression 18.

更に、この際に、第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)とが等しく、これらを基準電位とする場合(VLL=VSS=0)、数式17は数式19となる。 Further, at this time, the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) and the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ) are equal and are used as reference potentials (V LL = V SS = 0), and Equation 17 becomes Equation 19.

同様に、数式18は数式20となる。   Similarly, Expression 18 becomes Expression 20.

一方、図4(b)に示す様に、第7電位V7(中間高電位VMH)と第6電位V6(中間低電位VML)とが第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)を挟んで対称とするには、数式21の関係を満たす必要がある。 On the other hand, as shown in FIG. 4B, the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH ) and the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML ) are the logical threshold potentials (V) of the first inverter circuit INV1. In order to achieve symmetry with 3 + V T ) between them, the relationship of Equation 21 needs to be satisfied.

数式21を整理すると、数式22が得られる。   When formula 21 is rearranged, formula 22 is obtained.

パラメーター群が数式13と数式14と数式22とを満たすと、第7電位V7(中間高電位VMH)と第6電位V6(中間低電位VML)とが第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)を挟んで対称となっているので、レベルシフト回路10は極めて安定的に動作する事になる。 When the parameter group satisfies Formula 13, Formula 14, and Formula 22, the seventh potential V 7 (intermediate high potential V MH ) and the sixth potential V 6 (intermediate low potential V ML ) are the logic of the first inverter circuit INV1. Since the threshold potential (V 3 + V T ) is symmetrical, the level shift circuit 10 operates extremely stably.

第4電位V4と第5電位V5とを等しく設定し、高電圧系電源の数を減らして、簡単な電源構成としたい場合がある。この場合には、数式13と数式14と数式22とで、V4=V5として、これらの関係式を満たす様に、第一容量素子の容量値C1と、第二容量素子の容量値C2と、第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのトランジスター容量値Cpと、第一インバーター回路INV1を構成するN型トランジスターTrNのトランジスター容量値CNとを設定する。ところが、製造誤差により、実際に製造された回路の第一容量素子の容量値C1と、第二容量素子の容量値C2と、第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのトランジスター容量値Cpと、第一インバーター回路INV1を構成するN型トランジスターTrNのトランジスター容量値CNとが、V4=V5の条件下で、V4=V5とした数式13と数式14と数式22とを満たさない場合もあり得る。この様な場合に第5電位V5を第4電位V4からずらして、数式13と数式14と数式22とを満たす様に微調整させると、レベルシフト回路10は正確に動作する様になる。 In some cases, the fourth potential V 4 and the fifth potential V 5 are set equal to each other, the number of high-voltage power supplies is reduced, and a simple power supply configuration is desired. In this case, in Formula 13, Formula 14, and Formula 22, V 4 = V 5 , and the capacitance value C 1 of the first capacitive element and the capacitance value of the second capacitive element are satisfied so as to satisfy these relational expressions. C 2 , the transistor capacitance value C p of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1, and the transistor capacitance value C N of the N-type transistor TrN constituting the first inverter circuit INV1 are set. However, due to manufacturing errors, the capacitance value C 1 of the first capacitive element, the capacitance value C 2 of the second capacitive element of the actually manufactured circuit, and the transistor capacitance of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1 Equation 13 and Equation 14 and Equation 14 in which V 4 = V 5 under the condition that the value C p and the transistor capacitance value C N of the N-type transistor TrN constituting the first inverter circuit INV1 are V 4 = V 5 22 may not be satisfied. In such a case, if the fifth potential V 5 is shifted from the fourth potential V 4 and finely adjusted so as to satisfy Equation 13, Equation 14, and Equation 22, the level shift circuit 10 operates correctly. .

更に、第一インバーター回路INV1の論理閾値電位(V3+VT)を第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)との電位差の中心に設定すると(VT=(VHH−VLL)/2)、数式22は数式23となる。 Further, the logic threshold potential (V 3 + V T ) of the first inverter circuit INV1 is set to the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) and the fourth potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ). Is set to the center of the potential difference (V T = (V HH −V LL ) / 2), Equation 22 becomes Equation 23.


更に、この際に、第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第1電位V1(低電圧系負電源電位VSS)とが等しく、これらを基準電位とする場合(VLL=VSS=0)、数式23は数式24となる。

Further, at this time, the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) and the first potential V 1 (low voltage system negative power supply potential V SS ) are equal and are used as reference potentials (V LL = V SS = 0), and Expression 23 becomes Expression 24.

又、第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)と第5電位V5(VHH')とが等しい場合には、数式22と数式23、数式24は其々数式25、数式26、数式27となる。 Further, when the fourth potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ) and the fifth potential V 5 (V HH ′ ) are equal, Equation 22 and Equation 23, and Equation 24 are Equation 25 and Equation 24, respectively. 26 and Equation 27.

結局、レベルシフト回路10の設計手順は以下となる。
まず、高電圧系回路及びレベルシフト回路10に用いられるインバーター回路の論理閾値電位(V3+VT)が第3電位V3(高電圧系負電源電位VLL)と第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)との電位差の中心となる様に(VT=(V4−V3)/2となる様に)、インバーター回路を構成するN型トランジスターTrNの長さLNと幅WNとの比(WN/LN)、及びインバーター回路を構成するP型トランジスターTrPの長さLPと幅WPとの比(WP/LP)、を定める。これは、N型トランジスターTrNのVgs=Vds=VT−V3=V4/2−3V3/2の際のソースドレイン電流と、P型トランジスターTrPのVgs=Vds=VT−V4=−V4/2−V3/2の際のソースドレイン電流と、が等しくなる様にWN/LNとWP/LPとを定める。
After all, the design procedure of the level shift circuit 10 is as follows.
First, the logic threshold potential (V 3 + V T ) of the inverter circuit used in the high voltage system circuit and the level shift circuit 10 is set to the third potential V 3 (high voltage system negative power supply potential V LL ) and the fourth potential V 4 (high The length L N of the N-type transistor TrN constituting the inverter circuit so as to be the center of the potential difference from the voltage system positive power supply potential V HH (so that V T = (V 4 −V 3 ) / 2). And the ratio of width W N (W N / L N ) and the ratio (W P / L P ) of the length L P and the width W P of the P-type transistor TrP constituting the inverter circuit. This, V of the N-type transistor TrN gs = V ds = V T -V 3 = V 4 / and the source drain current when the 2-3V 3/2, V a P-type transistor TrP gs = V ds = V T -V 4 = -V 4/2- V 3 / source drain current when the 2 and, stipulated and W N / L N as equal and W P / L P.

次に、第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)と第5電位V5(VHH')とが等しい事を前提に、パラメーター群を数式13と数式14と数式26とを満たす様に設定する。 Next, assuming that the fourth potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ) and the fifth potential V 5 (V HH ′ ) are equal, the parameter group is expressed by Equation 13, Equation 14, and Equation 26. Set to meet.

この様に設計されたレベルシフト回路10が、実際に製造された際に、動作マージンが狭かったり、或いは、動作しなかったりした場合には、第5電位V5(VHH')を第4電位V4(高電圧系正電源電位VHH)からずらして、パラメーター群が数式13と数式14と数式22とを満たす様にする。こうする事で多少の製造誤差があっても、レベルシフト回路10は正しく機能する事になる。 When the level shift circuit 10 thus designed is actually manufactured and the operation margin is narrow or does not operate, the fifth potential V 5 (V HH ′ ) is set to the fourth potential. By shifting from the potential V 4 (high voltage system positive power supply potential V HH ), the parameter group satisfies Equation 13, Equation 14, and Equation 22. By doing so, the level shift circuit 10 functions correctly even if there are some manufacturing errors.

<実施例1>
次に、図5を参照して、本実施形態に係わるレベルシフト回路10の機能を検証する。本実施例では、各種電位は、V1=0V、V2=5V、V3=0V、V4=10V、V5=10V、である。第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのゲート絶縁膜の厚みは75nm、長さはLP=5μm、幅はWP=10μm、で、P型トランジスターTrPのトランジスター容量値はCP=0.023pFである。又、N型トランジスターTrNのゲート絶縁膜の厚みは75nm、長さはLN=3μm、幅はWN=5μm、で、N型トランジスターTrNのトランジスター容量値はCN=0.0069pFである。この結果、第一インバーター回路INV1の論理閾値電圧はVT=5Vとなる。第一容量素子の誘電体膜の厚みは75nm、長さはL1=109μm、幅はW1=10μm、であり、第一容量素子の容量値はC1=0.5pFである。又、第二容量素子の誘電体膜の厚みは75nm、長さはL2=217μm、幅はW2=10μm、であり、第二容量素子の容量値はC2=1pFである。尚、N型トランジスターTrNのゲート絶縁膜とP型トランジスターTrPのゲート絶縁膜と第一容量素子の誘電体膜と第二容量素子の誘電体膜とは酸化珪素膜であり、比誘電率は3.9である。
<Example 1>
Next, the function of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be verified with reference to FIG. In this embodiment, the various potentials are V 1 = 0V, V 2 = 5V, V 3 = 0V, V 4 = 10V, V 5 = 10V. The thickness of the gate insulating film of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1 is 75 nm, the length is L P = 5 μm, the width is W P = 10 μm, and the transistor capacitance value of the P -type transistor TrP is C P = 0.023 pF. The gate insulating film of the N-type transistor TrN has a thickness of 75 nm, a length of L N = 3 μm, a width of W N = 5 μm, and a transistor capacitance value of the N -type transistor TrN is C N = 0.0069 pF. As a result, the logical threshold voltage of the first inverter circuit INV1 is V T = 5V. The thickness of the dielectric film of the first capacitive element is 75 nm, the length is L 1 = 109 μm, the width is W 1 = 10 μm, and the capacitance value of the first capacitive element is C 1 = 0.5 pF. The thickness of the dielectric film of the second capacitor element is 75 nm, the length is L 2 = 217 μm, the width is W 2 = 10 μm, and the capacitance value of the second capacitor element is C 2 = 1 pF. The gate insulating film of the N-type transistor TrN, the gate insulating film of the P-type transistor TrP, the dielectric film of the first capacitor element, and the dielectric film of the second capacitor element are silicon oxide films, and the relative dielectric constant is 3 .9.

これらのパラメーター群は数式13と数式14とを満たして、図5に示す様に、レベルシフト回路10は正しく高速に動作する。尚、実施例1のパラメーター群の値を数式7に代入して得られる第7電位はV7=6.69Vであり、図5にNODE1にて示す第一ノードの中間高電位VMHに一致している。又、実施例1のパラメーター群の値を数式8に代入して得られる第6電位はV6=3.42Vであり、図5にNODE1にて示す第一ノードの中間低電位VMLに一致している。尚、図5でNODE1が0Vから開始されているのは、第一容量素子と第二容量素子とによる電荷分配の初期状態を実現する為の措置である。換言すれば電源投入シーケンスを含めたシミュレーションの結果である。 These parameter groups satisfy Expression 13 and Expression 14, and the level shift circuit 10 operates correctly and at high speed as shown in FIG. The seventh potential obtained by substituting the values of the parameter group of Example 1 into Equation 7 is V 7 = 6.69 V, which is equal to the intermediate high potential V MH of the first node indicated by NODE 1 in FIG. I'm doing it. Further, the sixth potential obtained by substituting the values of the parameter group of Example 1 into Equation 8 is V 6 = 3.42 V, which is equal to the intermediate low potential V ML of the first node indicated by NODE 1 in FIG. I'm doing it. In FIG. 5, NODE1 starts from 0V in order to realize an initial state of charge distribution by the first capacitor element and the second capacitor element. In other words, the result of the simulation including the power-on sequence.

<実施例2>
次に、図6を参照して、本実施形態に係わるレベルシフト回路10の機能を検証する。本実施例では、各種電位は、V1=0V、V2=3.3V、V3=0V、V4=10V、V5=10V、である。第一インバーター回路INV1を構成するP型トランジスターTrPのゲート絶縁膜の厚みは75nm、長さはLP=4μm、幅はWP=2.5μm、で、P型トランジスターTrPのトランジスター容量値はCP=0.0046pFである。又、N型トランジスターTrNのゲート絶縁膜の厚みは75nm、長さはLN=3.2μm、幅はWN=2.5μm、で、N型トランジスターTrNのトランジスター容量値はCN=0.00368pFである。この結果、第一インバーター回路INV1の論理閾値電圧はVT=5Vとなる。第一容量素子の誘電体膜の厚みは75nm、長さはL1=125μm、幅はW1=10μm、であり、第一容量素子の容量値はC1=0.575pFである。又、第二容量素子の誘電体膜の厚みは75nm、長さはL2=187μm、幅はW2=10μm、であり、第二容量素子の容量値はC2=0.860pFである。尚、N型トランジスターTrNのゲート絶縁膜とP型トランジスターTrPのゲート絶縁膜と第一容量素子の誘電体膜と第二容量素子の誘電体膜とは酸化珪素膜であり、比誘電率は3.9である。
<Example 2>
Next, the function of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be verified with reference to FIG. In this embodiment, the various potentials are V 1 = 0V, V 2 = 3.3V, V 3 = 0V, V 4 = 10V, V 5 = 10V. The thickness of the gate insulating film of the P-type transistor TrP constituting the first inverter circuit INV1 is 75 nm, the length is L P = 4 μm, the width is W P = 2.5 μm, and the transistor capacitance value of the P-type transistor TrP is C P = 0.0046 pF. The gate insulating film thickness of the N-type transistor TrN is 75 nm, the length is L N = 3.2 μm, the width is W N = 2.5 μm, and the transistor capacitance value of the N -type transistor TrN is C N = 0. 00368 pF. As a result, the logical threshold voltage of the first inverter circuit INV1 is V T = 5V. The thickness of the dielectric film of the first capacitor element is 75 nm, the length is L 1 = 125 μm, the width is W 1 = 10 μm, and the capacitance value of the first capacitor element is C 1 = 0.575 pF. The thickness of the dielectric film of the second capacitor element is 75 nm, the length is L 2 = 187 μm, the width is W 2 = 10 μm, and the capacitance value of the second capacitor element is C 2 = 0.860 pF. The gate insulating film of the N-type transistor TrN, the gate insulating film of the P-type transistor TrP, the dielectric film of the first capacitor element, and the dielectric film of the second capacitor element are silicon oxide films, and the relative dielectric constant is 3 .9.

これらのパラメーター群は数式13と数式14と数式22とを満たして、図6に示す様に、レベルシフト回路10は正しく高速に動作する。尚、実施例2のパラメーター群の値を数式7に代入して得られる第7電位はV7=5.98Vであり、図6にNODE1にて示す第一ノードの中間高電位VMHに一致している。又、実施例2のパラメーター群の値を数式8に代入して得られる第6電位はV6=4.02Vであり、図6にNODE1にて示す第一ノードの中間低電位VMLに一致している。尚、図6でもNODE1が0Vから開始されているのは、第一容量素子と第二容量素子による電荷分配の初期状態を実現するための措置であり、換言すれば、電源投入シーケンスを含めたシミュレーションの結果である。 These parameter groups satisfy Expression 13, Expression 14, and Expression 22, and the level shift circuit 10 operates correctly and at high speed as shown in FIG. The seventh potential obtained by substituting the parameter group values of Example 2 into Equation 7 is V 7 = 5.98 V, which is equal to the intermediate high potential V MH of the first node indicated by NODE 1 in FIG. I'm doing it. Further, the sixth potential obtained by substituting the parameter group values of Example 2 into Equation 8 is V 6 = 4.02 V, which is equal to the intermediate low potential V ML of the first node indicated by NODE 1 in FIG. I'm doing it. In FIG. 6, NODE 1 starts from 0 V in order to realize the initial state of charge distribution by the first capacitor element and the second capacitor element. In other words, the power-on sequence is included. It is a result of simulation.

「電気光学装置」
図7は、実施形態1に係わる電気光学装置の回路ブロック構成を示す模式平面図である。以下、図7を参照して電気光学装置の回路ブロック構成を説明する。
"Electro-optical device"
FIG. 7 is a schematic plan view illustrating a circuit block configuration of the electro-optical device according to the first embodiment. The circuit block configuration of the electro-optical device will be described below with reference to FIG.

上述のレベルシフト回路10は電気光学装置等に使用される。電気光学装置の一例は液晶装置100であり、薄膜トランジスター素子(画素トランジスター)46を画素35(図9参照)のスイッチング素子として用いたアクティブマトリックス方式の電気光学装置である。図7に示す様に、液晶装置100は表示領域34と信号線駆動回路36と走査線駆動回路38と外部接続端子37とレベルシフト回路10とを少なくとも備えている。信号線駆動回路36と走査線駆動回路38と外部接続端子37とレベルシフト回路10とは画素トランジスター46にて構成される。   The level shift circuit 10 described above is used in an electro-optical device or the like. An example of the electro-optical device is the liquid crystal device 100, which is an active matrix electro-optical device using a thin film transistor element (pixel transistor) 46 as a switching element of the pixel 35 (see FIG. 9). As shown in FIG. 7, the liquid crystal device 100 includes at least a display area 34, a signal line driving circuit 36, a scanning line driving circuit 38, an external connection terminal 37, and a level shift circuit 10. The signal line driving circuit 36, the scanning line driving circuit 38, the external connection terminal 37, and the level shift circuit 10 are configured by pixel transistors 46.

表示領域34内には、画素35がマトリックス状に設けられている。画素35は、交差する走査線16(図9参照)と信号線17(図9参照)とによって特定される領域で、一つの画素35は一本の走査線16からその隣の走査線16まで、且つ、一本の信号線17からその隣の信号線17までの領域である。表示領域34の外側の領域には、信号線駆動回路36及び走査線駆動回路38が形成されている。走査線駆動回路38は表示領域34に隣り合う二辺に沿ってそれぞれ形成されている。   In the display area 34, pixels 35 are provided in a matrix. The pixel 35 is an area specified by the intersecting scanning line 16 (see FIG. 9) and the signal line 17 (see FIG. 9), and one pixel 35 extends from one scanning line 16 to the adjacent scanning line 16. And an area from one signal line 17 to the adjacent signal line 17. A signal line driving circuit 36 and a scanning line driving circuit 38 are formed in an area outside the display area 34. The scanning line driving circuit 38 is formed along two sides adjacent to the display area 34.

外部接続端子37には、半導体集積回路を含む不図示の外部制御回路が電気的に接続される。半導体集積回路は低電圧系回路であり、従って、外部接続端子37に供給される論理信号は低振幅信号で、第1電位V1と第2電位V2との間の値となる。一方、信号線駆動回路36や走査線駆動回路38で使用される論理信号は高振幅信号で、第3電位V3と第4電位V4との間の値となる。その為に、電気光学装置では、外部接続端子37とこれらの回路との間に信号毎にレベルシフト回路10を備えている。 An external control circuit (not shown) including a semiconductor integrated circuit is electrically connected to the external connection terminal 37. The semiconductor integrated circuit is a low-voltage circuit, and therefore the logic signal supplied to the external connection terminal 37 is a low-amplitude signal and has a value between the first potential V 1 and the second potential V 2 . On the other hand, the logic signal used in the signal line driving circuit 36 and the scanning line driving circuit 38 is a high-amplitude signal and has a value between the third potential V 3 and the fourth potential V 4 . For this purpose, the electro-optical device includes a level shift circuit 10 for each signal between the external connection terminal 37 and these circuits.

外部接続端子37から信号線駆動回路36には、X側クロック信号CLXや信号線駆動回路用のデータDTX等が供給されている。同様に、外部接続端子37から走査線駆動回路38には、Y側クロック信号CLYや走査線駆動回路用のデータDTY等が供給されている。外部接続端子37と信号線駆動回路36との間、及び外部接続端子37と走査線駆動回路38との間、には信号毎にレベルシフト回路10が配置されており、これにより外部制御回路から供給された低振幅の論理信号が、高振幅の論理信号へと変換される。例えば、低振幅のY側クロック信号CLYはレベルシフト回路10により高振幅Y側クロック信号CLYLSに変換され、低振幅の走査線駆動回路用のデータDTYはレベルシフト回路10により高振幅走査線駆動回路用のデータDTYLSに変換される。又、低振幅のX側クロック信号CLXはレベルシフト回路10により高振幅X側クロック信号CLXLSに変換され、低振幅の信号線駆動回路用のデータDTXはレベルシフト回路10により高振幅信号線駆動回路用のデータDTXLSに変換される。他の信号に関しても同様である。尚、図7では、総ての配線や総ての外部接続端子を描いてある訳ではなく、説明を分かり易くする為に、これらから代表的な配線のみを描いてある。   An X-side clock signal CLX, signal line drive circuit data DTX, and the like are supplied from the external connection terminal 37 to the signal line drive circuit 36. Similarly, the Y-side clock signal CLY, data DTY for the scanning line driving circuit, and the like are supplied from the external connection terminal 37 to the scanning line driving circuit 38. A level shift circuit 10 is arranged for each signal between the external connection terminal 37 and the signal line drive circuit 36 and between the external connection terminal 37 and the scanning line drive circuit 38, and thereby, from the external control circuit. The supplied low amplitude logic signal is converted into a high amplitude logic signal. For example, the low-amplitude Y-side clock signal CLY is converted into a high-amplitude Y-side clock signal CLYLS by the level shift circuit 10, and the data DTY for the low-amplitude scanning line driving circuit is converted by the level shifting circuit 10 to the high-amplitude scanning line driving circuit. Is converted into data DTYLS. The low-amplitude X-side clock signal CLX is converted into a high-amplitude X-side clock signal CLXLS by the level shift circuit 10, and the data DTX for the low-amplitude signal line driving circuit is converted by the level shift circuit 10 to the high-amplitude signal line driving circuit. Is converted into data DTXLS. The same applies to other signals. In FIG. 7, not all the wirings and all the external connection terminals are drawn, but only representative wirings are drawn for easy understanding.

図8は液晶装置の模式断面図である。以下、液晶装置の断面構造を、図8を参照して説明する。尚、以下の形態において、「○○上に」と記載された場合、○○の上に接する様に配置される場合、又は、○○の上に他の構成物を介して配置される場合、又は、○○の上に一部が接する様に配置され一部が他の構成物を介して配置される場合、を表すものとする。   FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal device. Hereinafter, a cross-sectional structure of the liquid crystal device will be described with reference to FIG. In addition, in the following forms, when “on XX” is described, when placed on XX, or placed on XX via other components Or, when a part is arranged on OO and a part is arranged through another component, it represents.

液晶装置100では、一対の基板を構成する素子基板24と対向基板23とが、平面視で略矩形枠状に配置されたシール材14にて貼り合わされている。液晶装置100は、シール材14に囲まれた領域内に液晶層15が封入された構成になっている。液晶層15としては、例えば、正の誘電率異方性を有する液晶材料が用いられる。液晶装置100は、シール材14の内周近傍に沿って遮光性材料からなる平面視矩形枠状の遮光膜33が対向基板23に形成されており、この遮光膜33の内側の領域が表示領域34となっている。遮光膜33は、例えば、遮光性材料であるアルミニウム(Al)で形成されており、対向基板23側の表示領域34の外周を区画する様に、更に、上記した様に、表示領域34内で走査線16と信号線17に対向して設けられている。   In the liquid crystal device 100, an element substrate 24 and a counter substrate 23 constituting a pair of substrates are bonded together by a sealing material 14 arranged in a substantially rectangular frame shape in plan view. The liquid crystal device 100 has a configuration in which a liquid crystal layer 15 is enclosed in a region surrounded by a sealing material 14. As the liquid crystal layer 15, for example, a liquid crystal material having a positive dielectric anisotropy is used. In the liquid crystal device 100, a light-shielding film 33 having a rectangular frame shape made of a light-shielding material is formed on the counter substrate 23 along the vicinity of the inner periphery of the sealing material 14, and an area inside the light-shielding film 33 is a display area. 34. The light shielding film 33 is made of, for example, aluminum (Al), which is a light shielding material. Further, as described above, the light shielding film 33 is formed in the display region 34 so as to partition the outer periphery of the display region 34 on the counter substrate 23 side. The scanning line 16 and the signal line 17 are provided facing each other.

図8に示す様に、素子基板24の液晶層15側には、複数の画素電極42が形成されており、これら画素電極42を覆う様に第1配向膜43が形成されている。画素電極42は、インジウム錫酸化物(ITO)等の透明導電材料からなる導電膜である。一方、対向基板23の液晶層15側には、格子状の遮光膜33が形成され、その上に平面ベタ状の共通電極27が形成されている。そして、共通電極27上には、第2配向膜44が形成されている。共通電極27は、ITO等の透明導電材料からなる導電膜である。   As shown in FIG. 8, a plurality of pixel electrodes 42 are formed on the element substrate 24 on the liquid crystal layer 15 side, and a first alignment film 43 is formed so as to cover the pixel electrodes 42. The pixel electrode 42 is a conductive film made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO). On the other hand, a lattice-shaped light shielding film 33 is formed on the counter substrate 23 on the liquid crystal layer 15 side, and a flat solid common electrode 27 is formed thereon. A second alignment film 44 is formed on the common electrode 27. The common electrode 27 is a conductive film made of a transparent conductive material such as ITO.

液晶装置100は透過型であって、素子基板24及び対向基板23における光の入射側と出射側とにそれぞれ偏光板(図示せず)等が配置されて用いられる。なお、液晶装置100の構成は、これに限定されず、反射型や半透過型の構成であってもよい。   The liquid crystal device 100 is of a transmissive type, and is used with polarizing plates (not shown) or the like arranged on the light incident side and the light emitting side of the element substrate 24 and the counter substrate 23, respectively. The configuration of the liquid crystal device 100 is not limited to this, and may be a reflective type or a transflective type.

図9は、液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図である。以下、液晶装置の電気的な構成を、図9を参照しながら説明する。   FIG. 9 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the liquid crystal device. Hereinafter, the electrical configuration of the liquid crystal device will be described with reference to FIG.

図9に示す様に、液晶装置100は、表示領域34を構成する複数の画素35を有している。各画素35には、それぞれ画素電極42が配置されている。又、画素35には、画素トランジスター46が形成されている。   As shown in FIG. 9, the liquid crystal device 100 includes a plurality of pixels 35 that constitute the display region 34. Each pixel 35 is provided with a pixel electrode 42. Further, a pixel transistor 46 is formed in the pixel 35.

画素トランジスター46は、画素電極42へ通電制御を行うスイッチング素子である。画素トランジスター46のソース側には、信号線17が電気的に接続されている。各信号線17には、例えば、信号線駆動回路36から画像信号S1、S2、…、Snが供給される様になっている。   The pixel transistor 46 is a switching element that controls energization of the pixel electrode 42. The signal line 17 is electrically connected to the source side of the pixel transistor 46. For example, image signals S1, S2,..., Sn are supplied to each signal line 17 from the signal line driving circuit.

又、画素トランジスター46のゲート側には、走査線16が電気的に接続されている。走査線16には、例えば、走査線駆動回路38から所定のタイミングでパルス的に走査信号G1、G2、…、Gmが供給される様になっている。又、画素トランジスター46のドレイン側には、画素電極42が電気的に接続されている。   Further, the scanning line 16 is electrically connected to the gate side of the pixel transistor 46. For example, scanning signals G1, G2,..., Gm are supplied to the scanning lines 16 in a pulsed manner from the scanning line driving circuit 38 at a predetermined timing. Further, the pixel electrode 42 is electrically connected to the drain side of the pixel transistor 46.

走査線16から供給された走査信号G1、G2、…、Gmにより、スイッチング素子である画素トランジスター46が一定期間だけオン状態となることで、信号線17から供給された画像信号S1、S2、…、Snが、画素電極42を介して画素35に所定のタイミングで書き込まれる様になっている。   The image signals S1, S2,... Supplied from the signal line 17 are turned on by the pixel transistors 46 serving as switching elements being turned on for a certain period by the scanning signals G1, G2,. Sn are written into the pixel 35 through the pixel electrode 42 at a predetermined timing.

画素35に書き込まれた所定電位の画像信号S1、S2、…、Snは、画素電極42と共通電極27(図8参照)との間で形成される液晶容量で一定期間保持される。尚、保持された画像信号S1、S2、…、Snの電位が、漏れ電流により、低下する事を抑制すべく、画素電極42と容量線47とで保持容量48が形成されている。   Image signals S1, S2,..., Sn written in the pixel 35 are held for a certain period by a liquid crystal capacitor formed between the pixel electrode 42 and the common electrode 27 (see FIG. 8). Note that a storage capacitor 48 is formed by the pixel electrode 42 and the capacitor line 47 in order to suppress a decrease in the potential of the stored image signals S1, S2,..., Sn due to leakage current.

液晶層15に電圧信号が印加されると、印加された電圧レベルにより、液晶分子の配向状態が変化する。これにより、液晶層15に入射した光が変調されて、画像光が生成される。   When a voltage signal is applied to the liquid crystal layer 15, the alignment state of the liquid crystal molecules changes depending on the applied voltage level. Thereby, the light incident on the liquid crystal layer 15 is modulated to generate image light.

尚、本実施形態では、電気光学装置として液晶装置100を用いて説明したが、この他に電気光学装置としては、電気泳動表示装置や有機EL装置なども対象となる。又、本実施形態では、レベルシフト回路10を薄膜トランジスター素子にて構成したが、レベルシフト回路10は半導体基板に形成された半導体集積回路(IC回路)で構成されても良い。レベルシフト回路10に適した半導体基板としては、シリコン基板の他にシリコンカーバイト基板などが挙げられる。   In the present embodiment, the liquid crystal device 100 has been described as the electro-optical device. However, other electro-optical devices include electrophoretic display devices and organic EL devices. In the present embodiment, the level shift circuit 10 is configured by a thin film transistor element. However, the level shift circuit 10 may be configured by a semiconductor integrated circuit (IC circuit) formed on a semiconductor substrate. Examples of a semiconductor substrate suitable for the level shift circuit 10 include a silicon carbide substrate in addition to a silicon substrate.

「電子機器」
図10は本実施形態に係わる電子機器を説明する図である。次に、本実施形態の電子機器について、図10を参照して説明する。図10(a)乃至(c)は、上記した液晶装置を備えた電子機器の構成を示す斜視図である。
"Electronics"
FIG. 10 is a diagram for explaining an electronic apparatus according to this embodiment. Next, the electronic apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. FIGS. 10A to 10C are perspective views showing the configuration of an electronic apparatus provided with the above-described liquid crystal device.

図10(a)に示す様に、液晶装置100を備えたモバイル型のパーソナルコンピューター2000は、液晶装置100と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001及びキーボード2002が設けられている。   As shown in FIG. 10A, a mobile personal computer 2000 including the liquid crystal device 100 includes the liquid crystal device 100 and a main body 2010. The main body 2010 is provided with a power switch 2001 and a keyboard 2002.

続いて、図10(b)に示す様に、液晶装置100を備えた携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001及びスクロールボタン3002、並びに表示ユニットとしての液晶装置100を備える。スクロールボタン3002を操作する事によって、液晶装置100に表示される画面がスクロールされる。   Subsequently, as shown in FIG. 10B, the cellular phone 3000 including the liquid crystal device 100 includes a plurality of operation buttons 3001, scroll buttons 3002, and the liquid crystal device 100 as a display unit. By operating the scroll button 3002, the screen displayed on the liquid crystal device 100 is scrolled.

続いて、図10(c)に示す様に、液晶装置100を備えた情報携帯端末(PDA:Personal Digital Assistants)4000は、複数の操作ボタン4001及び電源スイッチ4002、並びに表示ユニットとしての液晶装置100を備える。操作ボタン4001を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置100に表示される。   Subsequently, as shown in FIG. 10C, a personal digital assistant (PDA) 4000 having the liquid crystal device 100 includes a plurality of operation buttons 4001, a power switch 4002, and the liquid crystal device 100 as a display unit. Is provided. When the operation button 4001 is operated, various types of information such as an address book and a schedule book are displayed on the liquid crystal device 100.

尚、液晶装置100が搭載される電子機器としては、図10に示す物の他に、ピコプロジェクター、ヘッドアップディスプレイ、スマートフォン、ヘッドマウントディスプレイ、EVF(Electrical View Finder)、小型プロジェクター、モバイルコンピューター、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ディスプレイ、車載機器、オーディオ機器、露光装置や照明機器等、各種電子機器に用いる事ができる。   As electronic devices on which the liquid crystal device 100 is mounted, in addition to the one shown in FIG. 10, a pico projector, a head-up display, a smartphone, a head-mounted display, an EVF (Electrical View Finder), a small projector, a mobile computer, a digital The present invention can be used for various electronic devices such as cameras, digital video cameras, displays, in-vehicle devices, audio devices, exposure apparatuses, and lighting devices.

以上詳述した様に、本実施形態によれば、以下に示す効果が得られる。まず、占有面積が小さく、低消費電力で、高速動作が可能なレベルシフト回路10を実現する事ができる。その結果、表示領域34の外周に位置する周辺領域を狭め、低消費電力で高速駆動する電気光学装置を実現する事ができる。即ち、電気光学装置全体に対する表示領域34の割合が大きい、デザイン性に優れた電気光学装置に高品位な表示を行わせる事ができる。又、デザイン性に優れ、低消費電力で高品位表示が可能な電気光学装置を備えた電子機器を実現する事ができる。さらに高速動作が可能であることから、単位時間あたりの情報量を多く取り扱えることになり、高精細な表示に対応させることが可能となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. First, it is possible to realize the level shift circuit 10 having a small occupation area, low power consumption, and capable of high speed operation. As a result, it is possible to realize an electro-optical device that narrows the peripheral region located on the outer periphery of the display region 34 and that is driven at high speed with low power consumption. That is, a high-quality display can be performed on the electro-optical device having a large design ratio and a high ratio of the display area 34 to the entire electro-optical device. In addition, it is possible to realize an electronic apparatus including an electro-optical device that is excellent in design, low power consumption, and capable of high-quality display. Furthermore, since high-speed operation is possible, a large amount of information per unit time can be handled, and high-definition display can be supported.

(実施形態2)
「リセットトランジスターを備えた形態1」
図11は、実施形態2に係わるレベルシフト回路を説明した回路構成図である。以下、図11を参照して本実施形態に関わるレベルシフト回路10の構成を説明する。尚、実施形態1と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
"Form 1 with reset transistor"
FIG. 11 is a circuit configuration diagram illustrating a level shift circuit according to the second embodiment. Hereinafter, the configuration of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態(図11)は実施形態1(図1(a))と比べて、リセットトランジスター19が設けられている点が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1とほぼ同様である。実施形態1(図1)で述べた様に、第一ノード(NODE1)の電荷は原則として保存されるが、実際にはゲート絶縁膜や誘電体膜を介する漏れ電流により、レベルシフト回路10の動作中に電荷量が徐々に変わって来る恐れがある。第一ノード(NODE1)に於ける電荷量が著しく変化すると、レベルシフト回路10は正しく動作しなくなる事もあり得る。本実施形態のレベルシフト回路10は、この恐れを解消する為に、リセットトランジスター19を設けてある。   This embodiment (FIG. 11) is different from the first embodiment (FIG. 1A) in that a reset transistor 19 is provided. Other configurations are almost the same as those of the first embodiment. As described in the first embodiment (FIG. 1), the electric charge of the first node (NODE1) is stored in principle, but actually, the level shift circuit 10 has a leakage current that flows through the gate insulating film and the dielectric film. There is a risk that the amount of charge gradually changes during operation. If the amount of charge at the first node (NODE1) changes significantly, the level shift circuit 10 may not operate correctly. The level shift circuit 10 of this embodiment is provided with a reset transistor 19 in order to eliminate this fear.

リセットトランジスター19のソースドレインの一方は第一ノード(NODE1)に電気的に接続され、他方は電源に接続されている。本実施形態では、ソースドレインの他方は接地電位VGrdとされている。尚、本実施形態では、低電圧系負電源電位VSSと高電圧系負電源電位VLLと接地電位VGrdとは等しくされている(VSS=VLL=VGrd)。リセットトランジスター19のゲートにはリセット信号Rstが供給される。リセット信号Rstがアクティブならば、リセットトランジスター19はオン状態となり、第一ノード(NODE1)を接地電位にリセットする。一方、リセット信号Rstが非アクティブならば、リセットトランジスター19はオフ状態となり、第一ノード(NODE1)と電源とを遮断する。本実施形態では、リセットトランジスター19はN型トランジスターTrNで、アクティブのリセット信号Rstとして第4電位V4が供給され、非アクティブのリセット信号Rstとして第3電位V3が供給される。尚、リセットトランジスター19をP型トランジスターTrPとし、アクティブのリセット信号Rstとして第3電位V3が供給され、非アクティブのリセット信号Rstとして第4電位V4が供給される構成としても構わない。 One of the source and drain of the reset transistor 19 is electrically connected to the first node (NODE1), and the other is connected to the power source. In the present embodiment, the other of the source and drain is set to the ground potential V Grd . In the present embodiment, the low voltage system negative power supply potential V SS , the high voltage system negative power supply potential V LL, and the ground potential V Grd are equal (V SS = V LL = V Grd ). A reset signal Rst is supplied to the gate of the reset transistor 19. If the reset signal Rst is active, the reset transistor 19 is turned on to reset the first node (NODE1) to the ground potential. On the other hand, if the reset signal Rst is inactive, the reset transistor 19 is turned off to cut off the first node (NODE1) and the power source. In the present embodiment, the reset transistor 19 is an N-type transistor TrN, and the fourth potential V 4 is supplied as the active reset signal Rst, and the third potential V 3 is supplied as the inactive reset signal Rst. The reset transistor 19 may be a P-type transistor TrP, and the third potential V 3 may be supplied as the active reset signal Rst and the fourth potential V 4 may be supplied as the inactive reset signal Rst.

まず第2電位V2や第4電位V4、第5電位V5等の供給と言った電源投入に先立ち、リセット信号Rstをアクティブとして、第一ノード(NODE1)が接地電位にリセットされる。次いでリセット信号Rstを非アクティブとして、第一ノード(NODE1)と電源とを遮断する。その後に第1電位V1から第5電位V5を第1電源部から第5電源部EP5へと其々供給してから、入力部INに入力信号を入力する。 First, prior to power-on such as supply of the second potential V 2 , the fourth potential V 4 , the fifth potential V 5, etc., the reset signal Rst is activated to reset the first node (NODE 1) to the ground potential. Next, the reset signal Rst is deactivated, and the first node (NODE1) and the power source are shut off. Thereafter, the first potential V 1 to the fifth potential V 5 are respectively supplied from the first power supply unit to the fifth power supply unit EP5, and then an input signal is input to the input unit IN.

こうした構成としても、実施形態1と同じ効果が得られ、更に、レベルシフト回路10を正しく動作させる事が可能となる。   Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the level shift circuit 10 can be operated correctly.

(実施形態3)
「リセットトランジスターを備えた形態2」
図12は、実施形態3に係わるレベルシフト回路を説明した回路構成図である。以下、図12を参照して本実施形態に関わるレベルシフト回路10の構成を説明する。尚、実施形態2と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 3)
"Form 2 with reset transistor"
FIG. 12 is a circuit configuration diagram illustrating a level shift circuit according to the third embodiment. Hereinafter, the configuration of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as Embodiment 2, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態(図12)は実施形態2(図11)と比べて、リセットトランジスター19の接続形態が異なっている。それ以外の構成は、実施形態2とほぼ同様である。実施形態2(図11)ではソースドレインの他方には接地電位が供給されていた。これに対して本実施形態では、リセットトランジスター19のソースドレインの他方にはリセット電位VRSTが供給される。それ以外の構成は、実施形態2とほぼ同様である。 This embodiment (FIG. 12) differs from the second embodiment (FIG. 11) in the connection form of the reset transistor 19. Other configurations are almost the same as those of the second embodiment. In the second embodiment (FIG. 11), the ground potential is supplied to the other of the source and drain. In contrast, in this embodiment, the reset potential V RST is supplied to the other of the source and drain of the reset transistor 19. Other configurations are almost the same as those of the second embodiment.

リセットトランジスター19のソースドレインの一方は第一ノード(NODE1)に電気的に接続され、他方はリセット電源部に接続されている。リセット電源部にはリセット電位VRSTが供給される。リセットトランジスター19のゲートにはリセット信号Rstが供給される。リセットトランジスター19がオン状態となるリセット信号Rstをアクティブリセット信号VAと称する。又、リセットトランジスター19がオフ状態となるリセット信号Rstを非アクティブリセット信号VNAと称する。 One of the source and drain of the reset transistor 19 is electrically connected to the first node (NODE1), and the other is connected to the reset power supply unit. A reset potential V RST is supplied to the reset power supply unit. A reset signal Rst is supplied to the gate of the reset transistor 19. The reset signal Rst that turns on the reset transistor 19 is referred to as an active reset signal V A. Also, refer to the reset signal Rst to reset transistor 19 is turned off and the inactive reset signal V NA.

リセット電位VRSTは、入力信号が第2電位V2であるならば、高リセット電位VRSTH(VRST=VRSTH)であり、入力信号が第1電位V1であるならば、低リセット電位VRSTL(VRST=VRSTL)である。高リセット電位VRSTHは数式28と表される。 The reset potential V RST is the high reset potential V RSTH (V RST = V RSTH ) if the input signal is the second potential V 2 , and the low reset potential if the input signal is the first potential V 1. V RSTL (V RST = V RSTL ). The high reset potential V RSTH is expressed by Equation 28.

又、低リセット電位VRSTLは数式29と表される。 Further, the low reset potential V RSTL is expressed by Equation 29.

数式28と数式29とで、CRはリセットトランジスター19のトランジスター容量である。又、本実施形態ではリセットトランジスター19がN型トランジスターTrNであるので、アクティブリセット信号VAを高電圧系正電源電位VHHとし(VA=VHH)、非アクティブリセット信号VNAを高電圧系負電源電位VLLとするのが好ましい(VNA=VLL)。 In the formulas 28 and Equation 29, C R is the transistor capacitance of the reset transistor 19. In this embodiment, since the reset transistor 19 is an N-type transistor TrN, the active reset signal V A is set to the high voltage system positive power supply potential V HH (V A = V HH ), and the inactive reset signal V NA is set to the high voltage. The system negative power supply potential V LL is preferable (V NA = V LL ).

リセット方法は、第1電位V1から第5電位V5を第1電源部から第5電源部EP5へと其々供給する電源投入後で、入力信号が第2電位V2であるならば、リセット電位VRSTを数式28に記載の高リセット電位VRSTH(VRST=VRSTH)とし、リセットトランジスター19のゲートにアクティブリセット信号VAを供給して、第一ノード(NODE1)をVRSTHにリセットする。 If the input signal is the second potential V 2 after turning on the power to supply the first potential V 1 to the fifth potential V 5 from the first power source to the fifth power source EP 5, respectively, The reset potential V RST is set to the high reset potential V RSTH (V RST = V RSTH ) described in Equation 28, the active reset signal V A is supplied to the gate of the reset transistor 19, and the first node ( NODE1 ) is set to V RSTH . Reset.

第1電位V1から第5電位V5を第1電源部から第5電源部EP5へと其々供給する電源投入後で、入力信号が第1電位V1であるならば、リセット電位VRSTを数式29に記載の低リセット電位VRSTL(VRST=VRSTL)とし、リセットトランジスター19のゲートにアクティブリセット信号VAを供給して、第一ノード(NODE1)をVRSTLにリセットする。 If the input signal is the first potential V 1 after the power supply for supplying the first potential V 1 to the fifth potential V 5 from the first power supply unit to the fifth power supply unit EP5, respectively, the reset potential V RST Is set to the low reset potential V RSTL (V RST = V RSTL ) described in Expression 29, the active reset signal V A is supplied to the gate of the reset transistor 19, and the first node (NODE 1) is reset to V RSTL .

その後、リセットトランジスター19のゲートに非アクティブリセット信号VNAを供給して、リセットトランジスター19をオフ状態にする。すると、容量結合により第一ノード(NODE1)は、入力信号が第2電位V2であるならば中間高電位VMHとなり、入力信号が第1電位V1であるならば中間低電位VMLとなる。その後、リセットトランジスター19を閉じたまま(リセットトランジスター19のゲートに非アクティブリセット信号VNAを供給したまま)、レベルシフト回路10を動作させる。レベルシフト回路10の動作中に時々、上述のリセット動作を導入しても良い。 Thereafter, an inactive reset signal VNA is supplied to the gate of the reset transistor 19 to turn off the reset transistor 19. Then, due to capacitive coupling, the first node (NODE1) becomes the intermediate high potential V MH if the input signal is the second potential V 2 , and the intermediate low potential V ML if the input signal is the first potential V 1. Become. Thereafter, the level shift circuit 10 is operated with the reset transistor 19 closed (while the inactive reset signal VNA is supplied to the gate of the reset transistor 19). The reset operation described above may be introduced from time to time during the operation of the level shift circuit 10.

こうした構成としても、実施形態1と同じ効果が得られ、更に、レベルシフト回路10を連続して長時間使用しても、正しく動作させる事が可能となる。   Even with such a configuration, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and further, the level shift circuit 10 can be operated correctly even when continuously used for a long time.

(実施形態4)
「インバーター回路がN型の形態」
図2(b)は、実施形態4に係わるレベルシフト回路で使用されているインバーター回路を説明した図である。以下、図2(b)を参照して本実施形態に関わるレベルシフト回路10の構成を説明する。尚、実施形態1乃至3と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 4)
"Inverter circuit is N-type"
FIG. 2B is a diagram illustrating an inverter circuit used in the level shift circuit according to the fourth embodiment. Hereinafter, the configuration of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as Embodiment 1 thru | or 3, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態(図2(b))は実施形態1(図2(a))と比べて、インバーター回路の構成が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1乃至3とほぼ同様である。実施形態1ではCMOSインバーター回路が使用されていた。これに対して本実施形態では、N型インバーター回路が使用される。それ以外の構成は、実施形態1乃至3とほぼ同様である。   The present embodiment (FIG. 2B) differs from the first embodiment (FIG. 2A) in the configuration of the inverter circuit. Other configurations are almost the same as those of the first to third embodiments. In the first embodiment, a CMOS inverter circuit is used. On the other hand, in this embodiment, an N-type inverter circuit is used. Other configurations are almost the same as those of the first to third embodiments.

本実施形態のレベルシフト回路10においては、第一インバーター回路INV1も第二インバーター回路INV2もN型インバーター回路が使用される。N型インバーター回路では、第3電位V3が供給される第3電源部EP3と第4電位V4が供給される第4電源部EP4との間にN型トランジスターTrNと抵抗素子とが直列接続されている。具体的には、N型トランジスターTrNのゲートがインバーター回路の入力ノードINV−INで、N型トランジスターTrNのドレインと抵抗素子の一方の端子とが電気的に接続されて、インバーター回路の出力ノードINV−OUTとなる。N型トランジスターTrNのソースは第3電源部EP3に電気的に接続され、抵抗素子の他方の端子は第4電源部EP4に電気的に接続される。 In the level shift circuit 10 of the present embodiment, an N-type inverter circuit is used for both the first inverter circuit INV1 and the second inverter circuit INV2. The N-type inverter circuit, is connected in series with N-type transistor TrN and the resistance element between the fourth power supply unit EP4 which a third power supply unit EP3 the third potential V 3 is supplied fourth potential V 4 is supplied Has been. Specifically, the gate of the N-type transistor TrN is the input node INV-IN of the inverter circuit, and the drain of the N-type transistor TrN and one terminal of the resistance element are electrically connected, and the output node INV of the inverter circuit -OUT. The source of the N-type transistor TrN is electrically connected to the third power supply unit EP3, and the other terminal of the resistance element is electrically connected to the fourth power supply unit EP4.

パラメーター群が満たすべき関係は実施形態1と同じで、実施形態1に現れる数式でP型トランジスターTrPのトランジスター容量値をゼロとした(CP=0)関係式である。従って、例えば、数式13は数式30となり、P型トランジスターTrPのトランジスター容量値を除いた他のパラメーター群は数式30の関係式を満たす事が好ましい。 The relationship to be satisfied by the parameter group is the same as that in the first embodiment, and is a relational expression in which the transistor capacitance value of the P-type transistor TrP is zero (C P = 0) in the equation appearing in the first embodiment. Therefore, for example, Expression 13 becomes Expression 30, and it is preferable that the other parameter groups excluding the transistor capacitance value of the P-type transistor TrP satisfy the relational expression of Expression 30.

同様に、例えば、数式14は数式31となり、P型トランジスターTrPのトランジスター容量値を除いた他のパラメーター群は数式31の関係式を満たす事が好ましい。   Similarly, for example, Expression 14 becomes Expression 31, and it is preferable that the other parameter groups excluding the transistor capacitance value of the P-type transistor TrP satisfy the relational expression of Expression 31.

こうした構成としても実施形態1乃至3と同じ効果が得られる。加えて、P型トランジスターTrPを使用せずに、レベルシフト回路10を実現できる。従って、CMOS構成が困難な非晶質シリコン薄膜トランジスターや酸化物薄膜トランジスターなどでレベルシフト回路10を実現できる。酸化物薄膜トランジスターの半導体層には亜鉛又は錫を含む酸化物が使用される。   Even with such a configuration, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained. In addition, the level shift circuit 10 can be realized without using the P-type transistor TrP. Therefore, the level shift circuit 10 can be realized by an amorphous silicon thin film transistor, an oxide thin film transistor, or the like, which has a difficult CMOS structure. An oxide containing zinc or tin is used for a semiconductor layer of the oxide thin film transistor.

(実施形態5)
「インバーター回路がP型の形態」
図2(c)は、実施形態5に係わるレベルシフト回路で使用されているインバーター回路を説明した図である。以下、図2(c)を参照して本実施形態に関わるレベルシフト回路10の構成を説明する。尚、実施形態1乃至3と同一の構成部位については、同一の符号を附し、重複する説明は省略する。
(Embodiment 5)
"Inverter circuit is P type"
FIG. 2C illustrates an inverter circuit used in the level shift circuit according to the fifth embodiment. Hereinafter, the configuration of the level shift circuit 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the component same as Embodiment 1 thru | or 3, the same code | symbol is attached | subjected and the overlapping description is abbreviate | omitted.

本実施形態(図2(c))は実施形態1(図2(a))と比べて、インバーター回路の構成が異なっている。それ以外の構成は、実施形態1乃至3とほぼ同様である。実施形態1ではCMOSインバーター回路が使用されていた。これに対して本実施形態では、P型インバーター回路が使用される。それ以外の構成は、実施形態1乃至3とほぼ同様である。   The present embodiment (FIG. 2C) differs from the first embodiment (FIG. 2A) in the configuration of the inverter circuit. Other configurations are almost the same as those of the first to third embodiments. In the first embodiment, a CMOS inverter circuit is used. In contrast, in this embodiment, a P-type inverter circuit is used. Other configurations are almost the same as those of the first to third embodiments.

本実施形態のレベルシフト回路10においては、第一インバーター回路INV1も第二インバーター回路INV2もP型インバーター回路が使用される。P型インバーター回路では、第3電位V3が供給される第3電源部EP3と第4電位V4が供給される第4電源部EP4との間に抵抗素子とP型トランジスターTrPとが直列接続されている。具体的には、P型トランジスターTrPのゲートがインバーター回路の入力ノードINV−INで、P型トランジスターTrPのドレインと抵抗素子の一方の端子とが電気的に接続されて、インバーター回路の出力ノードINV−OUTとなる。P型トランジスターTrPのソースは第4電源部EP4に電気的に接続され、抵抗素子の他方の端子は第3電源部EP3に電気的に接続される。 In the level shift circuit 10 of the present embodiment, a P-type inverter circuit is used for both the first inverter circuit INV1 and the second inverter circuit INV2. The P-type inverter circuit, a third resistive element and the P-type transistor TrP is serially connected between the power supply portion EP3 and fourth power supply unit EP4 fourth potential V 4 is supplied to the third potential V 3 is supplied Has been. Specifically, the gate of the P-type transistor TrP is an input node INV-IN of the inverter circuit, and the drain of the P-type transistor TrP and one terminal of the resistance element are electrically connected to each other, and the output node INV of the inverter circuit -OUT. The source of the P-type transistor TrP is electrically connected to the fourth power supply unit EP4, and the other terminal of the resistance element is electrically connected to the third power supply unit EP3.

パラメーター群が満たすべき関係は実施形態1と同じで、実施形態1に現れる数式でN型トランジスターTrNのトランジスター容量値をゼロとした(CN=0)関係式である。従って、例えば、数式13は数式32となり、N型トランジスターTrNのトランジスター容量値を除いた他のパラメーター群は数式32の関係式を満たす事が好ましい。 The relationship to be satisfied by the parameter group is the same as that in the first embodiment, and is a relational expression in which the transistor capacitance value of the N-type transistor TrN is zero (C N = 0) in the equation appearing in the first embodiment. Therefore, for example, Expression 13 becomes Expression 32, and it is preferable that the other parameter groups excluding the transistor capacitance value of the N-type transistor TrN satisfy the relational expression of Expression 32.

同様に、例えば、数式14は数式33となり、N型トランジスターTrNのトランジスター容量値を除いた他のパラメーター群は数式33の関係式を満たす事が好ましい。   Similarly, for example, Expression 14 becomes Expression 33, and it is preferable that the other parameter groups excluding the transistor capacitance value of the N-type transistor TrN satisfy the relational expression of Expression 33.

こうした構成としても実施形態1乃至3と同じ効果が得られる。加えて、N型トランジスターTrNを使用せずに、レベルシフト回路10を実現できる。従って、CMOS構成が困難な有機物薄膜トランジスターなどでレベルシフト回路10を実現できる。有機物薄膜トランジスターの半導体層には、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−コージチオフェン)(F8T2)や、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)(P3HT)、ポリ[5,5’−ビス(3−ドデシル−2チニル)−2,2’−ビチオフェン](PQT−12)、PBTTT、ペンタセン等の有機物が使用される。   Even with such a configuration, the same effects as those of the first to third embodiments can be obtained. In addition, the level shift circuit 10 can be realized without using the N-type transistor TrN. Therefore, the level shift circuit 10 can be realized by an organic thin film transistor having a difficult CMOS structure. The semiconductor layer of the organic thin film transistor includes poly (9,9-dioctylfluorene-codithiophene) (F8T2), poly (3-hexylthiophene) (P3HT), poly [5,5′-bis (3-dodecyl- 2tinyl) -2,2′-bithiophene] (PQT-12), PBTTTT, pentacene, and other organic substances are used.

尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes and improvements can be added to the above-described embodiment.

EP3…第3電源部、EP4…第4電源部、EP5…第5電源部、IN…入力部、INV1…第一インバーター回路、INV2…第二インバーター回路、OUT1…第一出力部、OUT2…第二出力部、TrN…N型トランジスター、TrP…P型トランジスター、Rst…リセット信号、V1…第1電位、V2…第2電位、V3…第3電位、V4…第4電位、V5…第5電位、V6…第6電位、V7…第7電位、VT…論理閾値電圧、VA…アクティブリセット信号、VNA…非アクティブリセット信号、VRSTH…高リセット電位、VRSTL…低リセット電位、10…レベルシフト回路、11…第一容量第一電極、12…第一容量第二電極、13…バッファー部、14…シール材、15…液晶層、16…走査線、17…信号線、18…電位変換部、19…リセットトランジスター、21…第二容量第一電極、22…第二容量第二電極、23…対向基板、24…素子基板、27…共通電極、33…遮光膜、34…表示領域、35…画素、36…信号線駆動回路、37…外部接続端子、38…走査線駆動回路、42…画素電極、43…第1配向膜、44…第2配向膜、46…画素トランジスター、47…容量線、48…保持容量、100…液晶装置。 EP3 ... third power supply unit, EP4 ... fourth power supply unit, EP5 ... fifth power supply unit, IN ... input unit, INV1 ... first inverter circuit, INV2 ... second inverter circuit, OUT1 ... first output unit, OUT2 ... first Two outputs, TrN ... N-type transistor, TrP ... P-type transistor, Rst ... Reset signal, V 1 ... first potential, V 2 ... second potential, V 3 ... third potential, V 4 ... fourth potential, V 5 ... 5th potential, V 6 ... 6th potential, V 7 ... 7th potential, V T ... logic threshold voltage, V A ... active reset signal, V NA ... inactive reset signal, V RSTH ... high reset potential, V RSTL : Low reset potential, 10: Level shift circuit, 11: First capacitor first electrode, 12: First capacitor second electrode, 13: Buffer part, 14: Sealing material, 15 ... Liquid crystal layer, 16 ... Scanning line, 17 ... signal line, 18 ... potential conversion 19, a reset transistor, 21, a second capacitor first electrode, 22, a second capacitor second electrode, 23, an opposing substrate, 24, an element substrate, 27, a common electrode, 33, a light shielding film, 34, a display area, 35 ... Pixel, 36 ... Signal line drive circuit, 37 ... External connection terminal, 38 ... Scan line drive circuit, 42 ... Pixel electrode, 43 ... First alignment film, 44 ... Second alignment film, 46 ... Pixel transistor, 47 ... Capacitance line, 48... Holding capacity, 100.

Claims (9)

第1電位と第2電位との間の値となる入力信号が入力される入力部と、
第3電位と第4電位との間の値となる出力信号が出力される第一出力部と、
前記入力部と第5電位が供給される第5電源部との間に直列に電気的に接続された第一容量素子と第二容量素子と、
前記第3電位と前記第4電位とが供給される第一インバーター回路と、を備え、
前記第一容量素子と前記第二容量素子との接続点と、前記第一インバーター回路の入力ノードとが電気的に接続されており、
前記第一インバーター回路の出力ノードが前記第一出力部である事を特徴とするレベルシフト回路。
An input unit to which an input signal having a value between the first potential and the second potential is input;
A first output unit that outputs an output signal having a value between the third potential and the fourth potential;
A first capacitive element and a second capacitive element electrically connected in series between the input part and a fifth power supply part to which a fifth potential is supplied;
A first inverter circuit to which the third potential and the fourth potential are supplied,
A connection point between the first capacitive element and the second capacitive element and an input node of the first inverter circuit are electrically connected,
An output node of the first inverter circuit is the first output unit.
前記第一容量素子は第一容量第一電極と第一容量第二電極とを有し、
前記第二容量素子は第二容量第一電極と第二容量第二電極とを有し、
前記第一容量第一電極は前記第5電源部に電気的に接続され、
前記第二容量第二電極は前記入力部に電気的に接続され、
前記第一容量第二電極と前記第二容量第一電極とが電気的に接続して前記接続点となる事を特徴とする請求項1に記載のレベルシフト回路。
The first capacitor element has a first capacitor first electrode and a first capacitor second electrode,
The second capacitor element has a second capacitor first electrode and a second capacitor second electrode,
The first capacitor first electrode is electrically connected to the fifth power source;
The second capacitor second electrode is electrically connected to the input unit;
2. The level shift circuit according to claim 1, wherein the first capacitor second electrode and the second capacitor first electrode are electrically connected to serve as the connection point.
第二インバーター回路と第二出力部とを備え、
前記第一インバーター回路の出力ノードと前記第二インバーター回路の入力ノードとが電気的に接続されており、
前記第二インバーター回路の出力ノードが前記第二出力部である事を特徴とする請求項1又は2に記載のレベルシフト回路。
A second inverter circuit and a second output unit;
The output node of the first inverter circuit and the input node of the second inverter circuit are electrically connected,
The level shift circuit according to claim 1, wherein an output node of the second inverter circuit is the second output unit.
前記第一インバーター回路は、前記第3電位が供給される第3電源部と前記第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続されたN型トランジスターとP型トランジスターとを備え、
前記第1電位をV1、前記第2電位をV2、前記第3電位をV3、前記第4電位をV4、前記第5電位をV5、前記第一容量素子の容量値をC1、前記第二容量素子の容量値をC2
前記N型トランジスターの容量値をCN、前記P型トランジスターの容量値をCP、前記第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式1と数式2との関係式を満たす事を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレベルシフト回路。

The first inverter circuit includes an N-type transistor and a P-type transistor connected in series between a third power supply unit to which the third potential is supplied and a fourth power supply unit to which the fourth potential is supplied. ,
The first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , the fifth potential is V 5 , and the capacitance value of the first capacitor element is C 1 , the capacitance value of the second capacitor element is C 2 ,
When the capacitance value of the N-type transistor is represented by C N , the capacitance value of the P-type transistor is represented by C P , and the logical threshold voltage of the first inverter circuit is represented by V T , the relationship between Formula 1 and Formula 2 The level shift circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the expression is satisfied.

前記第一インバーター回路は、前記第3電位が供給される第3電源部と前記第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続されたN型トランジスターと抵抗素子とを備え、
前記第1電位をV1、前記第2電位をV2、前記第3電位をV3、前記第4電位をV4、前記第5電位をV5、前記第一容量素子の容量値をC1、前記第二容量素子の容量値をC2
前記N型トランジスターの容量値をCN、前記第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式3と数式4との関係式を満たす事を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレベルシフト回路。

The first inverter circuit includes an N-type transistor and a resistance element connected in series between a third power supply unit to which the third potential is supplied and a fourth power supply unit to which the fourth potential is supplied,
The first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , the fifth potential is V 5 , and the capacitance value of the first capacitor element is C 1 , the capacitance value of the second capacitor element is C 2 ,
2. The relational expression of Formula 3 and Formula 4 is satisfied when the capacitance value of the N-type transistor is represented by C N and the logical threshold voltage of the first inverter circuit is represented by V T. The level shift circuit as described in any one of thru | or 3.

前記第一インバーター回路は、前記第3電位が供給される第3電源部と前記第4電位が供給される第4電源部との間に直列接続された抵抗素子とP型トランジスターとを備え、
前記第1電位をV1、前記第2電位をV2、前記第3電位をV3、前記第4電位をV4、前記第5電位をV5、前記第一容量素子の容量値をC1、前記第二容量素子の容量値をC2
前記P型トランジスターの容量値をCP、前記第一インバーター回路の論理閾値電圧をVT、にて表した際に、数式5と数式6との関係式を満たす事を特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のレベルシフト回路。

The first inverter circuit includes a resistance element and a P-type transistor connected in series between a third power supply unit to which the third potential is supplied and a fourth power supply unit to which the fourth potential is supplied,
The first potential is V 1 , the second potential is V 2 , the third potential is V 3 , the fourth potential is V 4 , the fifth potential is V 5 , and the capacitance value of the first capacitor element is C 1 , the capacitance value of the second capacitor element is C 2 ,
2. The relational expression of Formula 5 and Formula 6 is satisfied when the capacitance value of the P-type transistor is represented by C P and the logical threshold voltage of the first inverter circuit is represented by V T. The level shift circuit as described in any one of thru | or 3.

前記第4電位と前記第5電位とが等しい事を特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のレベルシフト回路。   The level shift circuit according to claim 1, wherein the fourth potential is equal to the fifth potential. 請求項1乃至7のいずれか一項に記載のレベルシフト回路を備えた事を特徴とする電気光学装置。   An electro-optical device comprising the level shift circuit according to claim 1. 請求項8に記載の電気光学装置を備えた事を特徴とする電子機器。   An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 8.
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