JP4103977B2 - D / A conversion circuit, semiconductor device and electronic apparatus - Google Patents

D / A conversion circuit, semiconductor device and electronic apparatus Download PDF

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Description

【0001】
【発明が属する技術分野】
【0002】
本発明は、デジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換回路に関する。特に、半導体表示装置の駆動回路に用いられるD/A変換回路に関する。
【0003】
【従来の技術】
【0004】
最近安価なガラス基板上に半導体薄膜を形成した半導体装置、例えば薄膜トランジスタ(TFT)を作製する技術が急速に発達してきている。その理由は、アクティブマトリクス型半導体表示装置(特にアクティブマトリクス型液晶表示装置)の需要が高まってきたことによる。
【0005】
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状に配置された数十〜数百万個もの画素領域にそれぞれTFTが配置され、各画素電極に出入りする電荷をTFTのスイッチング機能により制御するものである。
【0006】
その中でも、表示装置の高精細化、高画質化に伴い、高速駆動が可能なデジタル駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置が注目されてきている。
【0007】
従来のデジタル駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を図7に示す。従来のデジタル駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、図7に示すようにソース信号線側シフトレジスタ701、デジタルデコーダのアドレス線702、ラッチ回路703(LAT1)、ラッチ回路704(LAT2)、ラッチパルス線705、D/A変換回路(デジタル/アナログ変換回路)706、ソース信号線707、ゲイト信号線側シフトレジスタ708、ゲイト信号線(走査線)709、および画素TFT710などによって構成されている。ここでは、2ビットのデジタル駆動方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとっている。なお、ラッチ回路(LAT1およびLAT2)は、2個のラッチ回路が便宜上一まとめに示されている。
【0008】
デジタルデコーダ702のアドレス線1、2に供給されるデジタル階調信号が、ソース信号線側シフトレジスタからのタイミング信号によりLAT1群に書き込まれる。
【0009】
LAT1群に対するデジタル階調信号の書き込みが一通り終了するまでの時間は、1ライン期間と呼ばれる。すなわち、一番左側のLAT1に対してデジタルデコーダからの階調信号の書き込みが開始される時点から、一番右側のLAT1に対してデジタルデコーダからの階調信号の書き込みが終了する時点までの時間間隔が1ライン期間である。
【0010】
LAT1群に対する階調信号の書き込みが終了した後、ラッチ1群に書き込まれた階調信号は、シフトレジスタの動作タイミングに合わせて、ラッチパルス線にラッチパルスが流れた時にLAT2群に一斉に送出され、書き込まれる。
【0011】
階調信号をLAT2群に送出し終えたLAT1群には、ソース信号線側シフトレジスタからの信号により、再びデジタルデコーダに供給されるデジタル階調信号の書き込みが順次行なわれる。
【0012】
この2順目の1ライン期間中には、2順目の1ライン期間の開始に合わせてLAT2群に送出された階調信号に応じて、D/A変換回路によって4本の階調電圧のうちの一つが選択される。
【0013】
選択された階調電圧は、1ライン期間の間対応するソース信号線に供給される。
【0014】
上述した動作を繰り返すことによって、液晶表示装置の画素部全体に映像が提供される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
【0016】
ここで、上述した駆動回路に用いられている従来のD/A変換回路を説明する。図8を参照する。
【0017】
図8には、上述したアクティブマトリクス型液晶表示装置のD/A変換回路706が示されている。図8に示されるように、D/A変換回路706は、4つのNAND回路802,1〜4と、4本の階調電圧線(V0〜V3)803と、4つのPチャネルTFT804,1〜4と、によって構成されている。
【0018】
LAT2群からの信号線801のa、bに供給される信号およびa、bの反転信号に応じて4つのPチャネルTFT804,1〜4のうちいずれか一つが選択されるような構成となっている。そして、選択されたTFTに接続されている階調電圧線からソース信号線707に電圧が印加される。
【0019】
上記のD/A変換回路のNAND回路802の回路パターン図および回路図を図9に示す。図9(A)において、同じ模様の配線は、同じ配線層を示すものとする。903、904、および908はゲイト電極配線層であり、905〜907は絶縁層を介したて形成された第2配線層である。
【0020】
901はPチャネル型TFTの半導体活性層であり、902はNチャネル型TFTの半導体活性層である。903および904はゲイト電極配線であり、それぞれTr1およびTr4、Tr2およびTr3を形成する。また、904には入力信号Vin1が入力され、903には入力信号Vin2が入力される。905はVddからの電圧を供給する配線であり、Tr1およびTr2のソース領域に接続されている。906はTr1および2のドレイン領域、ならびにTr3のドレイン領域に接続されており、出力信号を908Voutに供給する。907はGND配線であり、Tr4のソース領域に接続されている。なお、909で示される黒く塗りつぶされている部分は、半導体活性層と第2配線層との接続をとっている部分、あるいはゲイト電極配線層と第2配線層との接続をとっている部分を示す。
【0021】
図9(B)には、図9(A)に示されるD/A変換回路のNAND回路の回路パターンの等価回路が示される。
【0022】
図9によると、NAND回路では、半導体活性層あるいはゲイト電極配線層との接続をとっている部分(代表的に910で示されている)が数多く存在する(5箇所)。これらの接続部分では、上記接続をとるためのコンタクトホールを開孔する時に生じるずれを補償するために、半導体活性層を必要以上に大きくしなければならない。よって、回路全体の面積が大きくなってしまうという欠点がある。
【0023】
このようなNAND回路が、上述した2ビットのD/A変換回路では4個必要である。また、駆動回路全体ではソース信号線の数だけD/A変換回路が必要であり、結果として駆動回路に占めるD/A変換回路(NAND回路)の面積の割合が大きくなってしまっている。このことが、半導体表示装置の小型化の妨げの原因の一つとなっている。
【0024】
半導体表示装置の高精細化のためには、画素数の増加、つまりはソース信号線信号線の増加が必要となってくる、しかし、上述したように、ソース信号線1本に対して1つのD/A変換回路が必要であり、このことが高精細化への妨げの原因の一つとなっている。
【0025】
そこで、本発明は上述した問題を鑑みてなされたものであり、面積の小さいD/A変換回路を提供するものである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
【0027】
本発明のある実施形態によると、
入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給されるD/A変換回路において、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型TFTと、前記n個のNチャネル型TFTのスイッチングを行うD/A変換回路が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0028】
前記n個のPチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されており、かつ前記n個のNチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されているようにしてもよい。
【0029】
前記D/A変換回路は、絶縁基板上に形成されるようにしてもよい。
【0030】
また、本発明のある実施形態によると、
入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給されるD/A変換回路において、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型TFTのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型TFTのゲイト電極に接続されているD/A変換回路が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0031】
前記n個のPチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されており、かつ前記n個のNチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されているようにしてもよい。
【0032】
前記D/A変換回路は、絶縁基板上に形成されるようにしてもよい。
【0033】
また、本発明のある実施形態によると、
入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給されるD/A変換回路において、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記2n本の階調電圧線は、第1〜第2nの階調電圧線に向かってより高い電圧が供給されており、第x(1≦x≦2n;xは整数)の階調電圧線と第(2n +1−x)番目の階調電圧線とは、対になって隣接し、かつ前記第1の回路と前記第2の回路との配置が逆であり、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型トランジスタのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型トランジスタのゲイト電極に接続されているD/A変換回路が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0034】
前記n個のPチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されており、かつ前記n個のNチャネル型TFTは半導体層によってのみ接続されているようにしてもよい。
【0035】
前記D/A変換回路は、絶縁基板上に形成されるようにしてもよい。
【0036】
また、本発明のある実施形態によると、
複数の画素TFTと、
前記複数の画素TFTを駆動するソース信号線側駆動回路とゲイト信号線側駆動回路とを有する半導体装置であって、
前記ソース信号線側駆動回路はD/A変換回路を有しており、
前記D/A変換回路は入力される前記nビットのデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給され、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型TFTと、前記n個のNチャネル型TFTのスイッチングを行う半導体装置が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0037】
また、本発明のある実施形態によると、
複数の画素TFTと、
前記複数の画素TFTを駆動するソース信号線側駆動回路とゲイト信号線側駆動回路とを有する半導体装置であって、
前記ソース信号線側駆動回路はD/A変換回路を有しており、
前記D/A変換回路は入力される前記nビットのデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給され、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型TFTのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型TFTのゲイト電極に接続されている半導体装置が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0038】
また、本発明のある実施形態によると、
複数の画素TFTと、
前記複数の画素TFTを駆動するソース信号線側駆動回路とゲイト信号線側駆動回路とを有する半導体装置であって、
前記ソース信号線側駆動回路はD/A変換回路を有しており、
前記D/A変換回路は前記D/A変換回路は入力される前記nビットのデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給され、
入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給されるD/A変換回路において、
前記2n本の階調電圧線のそれぞれには、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されており、
前記2n本の階調電圧線は、第1〜第2nの階調電圧線に向かってより高い電圧が供給されており、第x(1≦x≦2n;xは整数)の階調電圧線と第(2n+1−x)番目の階調電圧線とは、対になって隣接し、かつ前記第1の回路と前記第2の回路との配置が逆であり、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号は、前記2n本の階調電圧線のそれぞれに接続された、前記n個のPチャネル型トランジスタのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型トランジスタのゲイト電極に接続されている半導体装置が提供される。このことによって上記目的が達成される。
【0039】
前記半導体装置のBM層は、前記ソース信号線側駆動回路または前記ゲイト信号線側駆動回路の第3配線として用いられても良い。
【0040】
前記半導体装置のBM層には、Al膜あるいはAlおよびTiの積層膜が用いられても良い。
【0041】
【発明の実施の形態】
【0042】
本発明のD/A変換回路は、nビット(n>2;nは自然数)のデジタル信号をアナログ信号に変換することができる抵抗分圧型のD/A変換回路である。本発明のD/A変換回路は、デジタルデコーダから供給されるnビットのデジタ信号によって、2nの電圧線のうちいずれか一つを選択し、特定の信号線にその電圧を供給する。
【0043】
全ての電圧線のそれぞれには、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された回路と、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された回路とが直列に接続された回路が並列に接続されている。各回路を構成するTFTのゲイト電極には、デジタルデコーダからのアドレス線(あるいはその反転信号を供給する線)が接続されており、アドレス線に供給されるデジタル信号によって、各TFTのスイッチングが制御される。また、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された回路と、n個のPチャネル型TFTが直列に接続された回路との接続部は、ソース信号線に接続されている。
【0044】
以下の実施例をもって本発明のD/A変換回路の詳細を説明する。ただし、本発明のD/A変換回路は以下の実施例に限定されるわけではない。
【0045】
【実施例】
【0046】
(実施例1)
【0047】
本実施例では、本発明のD/A変換回路の一実施形態について説明する。なお、本実施例では2ビットのD/A変換回路を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるわけではなく、2ビット以上の信号を扱うD/A変換回路が実現される。
【0048】
また、本実施例では、画素数が、横1920×縦1080である液晶表示装置の駆動回路に備えられたD/A変換回路を例にとって説明する。なお、本実施例で説明する液晶表示装置の駆動回路は、1本のソース信号線あたりに1つのD/A変換回路を有している。つまり、本実施例で説明する液晶表示装置の駆動回路は、1920個のD/A変換回路を有していることになる。
【0049】
図1を参照する。図1には本実施例の1つのD/A変換回路が示されている。信号線a、b、反転a、および反転bには、ラッチ回路などからのデジタル信号が供給される。
【0050】
図1に示されるように、本実施例のD/A変換回路は8個のNチャネル型TFT(Tr3,1、Tr3,2、Tr2,1、Tr2,2、Tr1,1、Tr1,2、Tr0,1、およびTr0,2 )と8個のPチャネルTFT(Tr3,3、Tr3,4、Tr2,3、Tr2,4、Tr1,3、Tr1,4、Tr0,3、およびTr0,4)と4本の階調電圧線(V0〜V3)とを含んでいる。4本の階調電圧線V3〜V0には、V3〜V0間に印加される電圧を抵抗分割することによって、所望の電圧が供給され、出力線に供給される最も高い電圧がV3に印加され、最も低い電圧がV0に印加されるようになっている。
【0051】
また、4本の階調電圧線V3〜V0には、独立して電圧が供給されても良い。ただし、この場合においても、出力線に供給される最も高い電圧がV3に印加され、最も低い電圧がV0に印加されるようにする必要がある。
【0052】
階調電圧線V3に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr3,1およびTr3,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr3,3およびTr3,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V3に接続されている構成をとる。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr3,1、Tr3,2、Tr3,3、Tr3,4のゲイト電極に接続されている。これらの信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr3,1、Tr3,2、Tr3,3、Tr3,4のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V3に供給される電圧がソース信号線につながる出力線103に供給される。
【0053】
次に、階調電圧線V2に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr2,1およびTr2,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr2,3およびTr2,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V2に接続されている構成をとる。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr2,1、Tr2,4、Tr2,3、Tr2,2のゲイト電極に接続されている。信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr2,1、Tr2,4、Tr2,3、Tr2,2 のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V2に供給される電圧がソース信号線につながる出力線103に供給される。
【0054】
次に、階調電圧線V1に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr1,1およびTr1,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr1,3およびTr1,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V1に接続されている構成をとる。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr1,3、Tr1,2、Tr1,1、Tr1,4のゲイト電極に接続されている。信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr1,3、Tr1,2、Tr1,1、Tr1,4 のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V1に供給される電圧がソース信号線につながる出力線103に供給される。
【0055】
また、階調電圧線V0に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr0,1およびTr0,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr0,3およびTr0,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V0に接続されている構成をとる。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr0,3、Tr0,4、Tr0,1、Tr0,2のゲイト電極に接続されている。信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr0,3、Tr0,4、Tr0,1、Tr0,2 のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V0に供給される電圧がソース信号線103につながる出力線に供給される。
【0056】
以下の表1に、信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって選択される階調電圧線を示す。
【0057】
【表1】

Figure 0004103977
【0058】
信号線a、b、反転a、および反転bに入力されるデジタル信号によって一本の階調電圧線が選択され、ソース信号線に電圧が供給されることが表1に示されている。
【0059】
本実施例では、上記のD/A変換回路が、ソース信号線1本に対して1つ設けられている。ただし、ラッチ回路からD/A変換回路へデジタル信号を供給する部分、および/あるいはD/A変換回路からソース信号線に電圧を供給する部分に選択回路を設けることによって、D/A変換回路の数を少なくすることも可能である。具体的な方法としては、特願平9−286098号に詳しく記載されている。
【0060】
なお、本実施例では、駆動回路に備えられた複数のD/A変換回路のうち1つについて説明した。実際は、複数のD/A変換回路が存在し(本実施では1920個)、全てのD/A変換回路が階調電圧線を共有している。
【0061】
なお、本実施例のD/A変換回路は、液晶表示装置の他の駆動回路、他の周辺装置と共に、石英基板やガラス基板などの絶縁基板上に一体形成され得る。また、本実施例のD/A変換回路のそれぞれの階調電圧線に接続される2個のPチャネル型TFTと2個のNチャネル型TFTとは、同一半導体層上に形成されても良い。あるいは、2個の独立したPチャネル型TFTと2個の独立したNチャネル型TFTとがコンタクトを介して金属配線などによって接続されるようにしても良い。しかし、前者の場合の方がよりD/A変換回路の小面積化が図れるので好ましい。
【0062】
(実施例2)
【0063】
本実施例では、本発明のD/A変換回路の別の実施形態について説明する。なお、本実施例では2ビットのD/A変換回路を例にとって説明するが、本発明はこれに限定されるわけではなく、2ビット以上の信号を扱うD/A変換回路が実現される。
【0064】
また、本実施例においても、画素数が、横1920×縦1080である液晶表示装置の駆動回路に備えられたD/A変換回路を例にとって説明する。
【0065】
図2を参照する。図2には本実施例の1つのD/A変換回路が示されている。信号線201のa、b、反転a、および反転bには、ラッチ回路などからのデジタル信号が供給される。
【0066】
図2に示されるように、本実施例のD/A変換回路は8個のNチャネル型TFT(Tr3,1、Tr3,2、Tr2,3、Tr2,4、Tr1,1、Tr1,2、Tr0,3、およびTr0,4 )と8個のPチャネルTFT(Tr3,3、Tr3,4、Tr2,1、Tr2,2、Tr1,3、Tr1,4、Tr0,1、およびTr0,2)と4本の階調電圧線(V0〜V3)とを含んでいる。
【0067】
また、上から3段目および4段目の電圧階調線を選択するための回路の位置が右にシフトしていることが理解される。さらに、4本の階調電圧線V3〜V0は、V3、V0、V1、V2といった順序で配置されているが、階調電圧線一段おきに、Nチャネル型TFTによって構成される回路とPチャネル型TFTによって構成される回路との配置が逆になっていることが分かる。
【0068】
4本の階調電圧線V3〜V0には、V3〜V0間に印加される電圧を抵抗分割することによって、所望の電圧が供給され、ソース信号線に供給される最も高い電圧がV3に印加され、最も低い電圧がV0に印加されるようになっている。
【0069】
つまり、V0〜V3の電圧階調線には、V0〜V3に向かうに従ってより高い電圧が供給されている。ここで、最も低い階調電圧線V0を第1の階調電圧線とし、V1を第2の階調電圧線、V2を第3の階調電圧線、V3を第4の階調電圧線とすると、第4の階調電圧線V3と第1の階調電圧線V0とが隣接して(対になって)配置されており、かつそれぞれの電圧階調線に接続される2つのPチャネル型TFTから成る回路と、2つのNチャネル型TFTから成る回路との配置が逆である。また、第2の電圧階調線V1と第3の電圧階調線V2とが隣接(対になって)して配置されており、かつそれぞれの電圧階調線に接続される2つのPチャネル型TFTから成る回路と、2つのNチャネル型TFTから成る回路との配置が逆であることが分かる。
【0070】
これらの電圧階調線の配列順序は、一見不規則に見えるが、ある規則に従っている。つまり、隣接している2つの電圧階調線が第何番と第何番であるかというところに注目すると、第4と第1(4+1=5)、第2と第3(2+3=5)と、両者の第何番という番号を加えると5になっている。この5という数字は、22+1(2は2ビットのD/A変換回路であること)の意である。
【0071】
ここで、nビットのD/A変換回路を考えてみると、電圧階調線の数は2n本あり、最も低い電圧が供給される第1の電圧階調線を始めとして、最も高い電圧が供給される第2nの電圧階調線が存在する。この場合、隣接する(対になる)2つの電圧階調線は、第x(1≦x≦2n;xは整数)の電圧階調線と第(2n +1−x)の電圧階調線である。また、これらの隣接する(対になる)2つの電圧階調線は、接続されるn個のPチャネル型TFTから成る回路とn個のNチャネル型TFTから成る回路との配置が互いに逆になる。
【0072】
また、4本の階調電圧線V3〜V0には、独立して所望の電圧が供給されるようにしても良い。ただし、この場合においても、ソース信号線に供給される最も高い電圧がV3に供給され、最も低い電圧がV0に供給されるようにする必要がある。
【0073】
以下に本実施例のD/A変換回路の回路構成の詳細について説明する。
【0074】
階調電圧線V3に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr3,1およびTr3,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr3,3およびTr3,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V3に接続されている構成をとる。前記2つの回路の接続部(Tr3,2とTr3,3との接続部)にソース信号線へつながる出力線203が接続されている。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr3,1、Tr3,2、Tr3,3、Tr3,4のゲイト電極に接続されている。これらの信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr3,1、Tr3,2、Tr3,3、Tr3,4のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V3に供給される電圧が出力線203に供給される。
【0075】
次に、階調電圧線V0に注目すると、2個のPチャネル型TFT(Tr0,1およびTr0,2)が直列に接続された回路と、2個のNチャネル型TFT(Tr0,3およびTr0,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V0に接続されている構成をとる。前記2つの回路の接続部(Tr0,2とTr0,3との接続部)に出力線203が接続されている。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr0,1、Tr0,2、Tr0,3、Tr0,4のゲイト電極に接続されている。これらの信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr0,1、Tr0,2、Tr0,3、Tr0,4のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V0に供給される電圧が出力線203に供給される。
【0076】
次に、階調電圧線V1に注目すると、2個のNチャネル型TFT(Tr1,1およびTr1,2)が直列に接続された回路と、2個のPチャネル型TFT(Tr1,3およびTr1,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V1に接続されている構成をとる。前記2つの回路の接続部(Tr1,2とTr1,3との接続部)に出力線203が接続されている。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr1,4、Tr1,1、Tr1,2、Tr1,3のゲイト電極に接続されている。これらの信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr1,4、Tr1,1、Tr1,2、Tr1,3のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V1に供給される電圧が出力線203に供給される。
【0077】
次に、階調電圧線V2に注目すると、2個のPチャネル型TFT(Tr2,1およびTr2,2)が直列に接続された回路と、2個のNチャネル型TFT(Tr2,3およびTr2,4)が直列に接続された回路とが接続され、前記2つの回路が接続された回路の両端が階調電圧線V2に接続されている構成をとる。前記2つの回路の接続部(Tr2,2とTr2,3との接続部)に出力線203が接続されている。また、ラッチ回路等からの信号線a、b、反転a、および反転bは、それぞれTr2,4、Tr2,1、Tr2,2、Tr2,3のゲイト電極に接続されている。これらの信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって、TFTTr2,4、Tr2,1、Tr2,2、Tr2,3のスイッチングが制御され、これら全てのTFTがONとなった時、階調電圧線V2に供給される電圧が出力線203に供給される。
【0078】
以下の表2に、信号線a、b、反転a、および反転bに供給されるデジタル信号によって選択される階調電圧線を示す。
【0079】
【表2】
Figure 0004103977
【0080】
信号線a、b、反転a、および反転bに入力されるデジタル信号によって一本の階調電圧線が選択され、ソース信号線に電圧が供給されることが表2に示されている。
【0081】
また、上記のような回路構成をとることによって、階調電圧線V0からV1に信号線a、b、反転a、および反転bの配線の引き回しを行なう際、1本の配線のみが他の配線と交差する以外は、他の配線の交差をなくすことができる。
【0082】
ここで図3を参照する。図3において、301、302、および303は第1の配線(ゲイト電極配線)であり、304は第2の配線である。305および306第1の配線と第2の配線との接続(コンタクト)をとっている部分である。
【0083】
図3に示すように、通常、配線が交差する場合は、交差する配線を絶縁膜を介して配線し、接続をとる部分にだけコンタクトホールを開孔し、その部分で接続をとる。この場合、コンタクトホールのずれを考慮して配線301の307で示される部分の面積を大きくしなければならない。また、配線301と配線303との短絡(ショート)、あるいは配線302と303との短絡を防ぐために、X1、X2で示されるようなマージンを十分にとらなくてはならない。従って、配線の交差の数が多くなるにつれて回路全体の面積が大きくなってしまう。
【0084】
しかし、本実施例のD/A変換回路は、交差する配線の数が少ないので、回路の面積を大幅に小さくすることができる。しかも、コンタクト不良などによる歩留まりの低下についても防ぐことができる。
【0085】
本実施例では、上記のD/A変換回路が、ソース信号線1本に対して1つ設けられている。ただし、ラッチ回路からD/A変換回路へデジタル信号を供給する部分、および/あるいはD/A変換回路からソース信号線に電圧を供給する部分に選択回路を設けることによって、D/A変換回路の数を少なくすることも可能である。具体的な方法としては、特願平9−286098号に詳しく記載されている。
【0086】
なお、本実施例のD/A変換回路は、液晶表示装置の他の駆動回路、他の周辺装置と共に、石英基板やガラス基板などの絶縁基板上に一体形成され得る。また、本実施例のD/A変換回路のそれぞれの階調電圧線に接続される2個のPチャネル型TFTと2個のNチャネル型TFTとは、同一半導体層上に形成されても良い。あるいは、2個の独立したPチャネル型TFTと2個の独立したNチャネル型TFTとがコンタクトを介して金属配線などによって接続されるようにしても良い。しかし、前者の場合の方がよりD/A変換回路の小面積化が図れるので好ましい。
【0087】
(実施例3)
【0088】
本実施例では、実施例2で説明した本発明のD/A変換回路において、4ビットの信号を扱うように具体化した場合について説明する。
【0089】
図4を参照する。図4には、本実施例のD/A変換回路が示されている。なお、本実施例においても、液晶表示装置に用いられる駆動回路の複数のD/A変換回路のうち一つだけを例にとって説明する。
【0090】
図4に示されるように、本実施例のD/A変換回路は、64個のNチャネル型TFTと64個のPチャネル型TFTと16本の階調電圧線402(V0〜V15)とを含んでいる。信号線401のa、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dには、ラッチ回路などからのデジタル信号が供給される。
【0091】
全ての電圧階調線402(V0〜V15)のそれぞれには、4個のPチャネル型TFTが直列に接続された回路と、4個のNチャネル型TFTが直列に接続された回路と、が直列に接続された回路が並列に接続されている。また、上記2つの回路の接続部分は、ソース信号線につながる出力線403に接続されている。
【0092】
本実施例のD/A変換回路も、信号線a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dに供給されるデジタル信号によって階調電圧線V0〜V15のうち、いずれか一つの階調電圧線が選択され、出力線403に選択された階調電圧が供給される。
【0093】
以下の表3に、信号線a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dに入力されるデジタル信号によって選択される階調電圧線を示す。
【0094】
【表3】
Figure 0004103977
【0095】
信号線a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dに入力されるデジタル信号によって一本の階調電圧線が選択され、ソース信号線に電圧が供給されることが示されている。
【0096】
ここで、階調電圧線V0〜V15が、実施例2で説明したある一定の規則に従って配置されていることを説明する。
【0097】
例えば、第4の階調電圧線V3を例にとる。本実施例のD/A変換回路は4ビットのD/A変換回路であるので、第4の電圧階調線と隣接する(対になる)電圧階調線は、24+1−4=13となり、第13の電圧階調線である。第13の電圧階調線は、V12であり、図4に示されるように本実施例のD/A変換回路も実施例2で述べた規則に従って電圧階調線が配置されていることが分かる。
【0098】
また、第4の電圧階調線V3と第13の電圧階調線V12とに接続されている4つのPチャネル型TFTから成る回路と4つのNチャネル型TFTから成る回路とは、それぞれ配置が逆になっていることも理解される。
【0099】
本実施例のD/A変換回路において、404で示される部分は、配線の交差が他の部分よりも多くなっている。これは、本発明を4ビットのD/A変換回路に適応させる場合は1箇所このような交差する配線が多い部分が必要となる。
【0100】
図5を参照する。図5(A)には、本実施例のD/A変換回路の一部の回路パターンが示されている。図5(B)には、本実施例のD/A変換回路の一部が示されており、図5(A)の回路パターンの等価回路である。図5(A)において、501および502は半導体活性層である。503および504はゲイト電極配線であり、本実施例ではAl(アルミニウム)が用いられている。505および506は第2配線であり、本実施例ではAlが用いられている。507は第3配線である。508は第2配線と半導体活性層との接続をとっている部分を示す。なお、図中で同じ模様の配線は、それぞれ同じ配線層にあるものとする。また、黒く塗りつぶしてある部分は、半導体活性層と配線、あるいは異なる層の配線の接続をとっている部分を示している。また、図中で破線によって示されている部分は、上部の配線によって隠れている下部の配線を示す。
【0101】
この第3配線は、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板側のBM(ブラックマスク)層を形成する時に同時に形成されても良い。その場合、用いられる材料(Al、Ti等)によってその線幅や膜厚を帰ることが望ましい。例えば、第3配線の材料にTiを用いた場合、TiはAlと比較して抵抗率が高いので、線幅を太くしたり、膜厚を厚くしたりすることが望ましい。また、第3配線に、例えばAlとTiといったような2種類以上の金属の積層構造を用いても良い。
【0102】
本実施例では、上記のD/A変換回路が、ソース信号線1本に対して1つ設けられている。ただし、ラッチ回路からD/A変換回路へデジタル信号を供給する部分、および/あるいはD/A変換回路からソース信号線に電圧を供給する部分に選択回路を設けることによって、D/A変換回路の数を少なくすることも可能である。具体的な方法としては、特願平9−286098号に詳しく記載されている。
【0103】
なお、本実施例のD/A変換回路は、液晶表示装置の他の駆動回路、他の周辺装置と共に、石英基板やガラス基板などの絶縁基板上に一体形成され得る。また、本実施例のD/A変換回路のそれぞれの階調電圧線に接続される4個のPチャネル型TFTと4個のNチャネル型TFTとは、同一半導体層上に形成されているが、4個の独立したPチャネル型TFTと4個の独立したNチャネル型TFTとがコンタクトを介して金属配線などによって接続されるようにしても良い。しかし、前者の場合の方がよりD/A変換回路の小面積化が図れるので好ましい。
【0104】
(実施例4)
【0105】
本実施例では、実施例3で説明した本発明の4ビットD/A変換回路の別の実施形態について説明する。
【0106】
図6及び図10を参照する。図6及び図10には、本実施例の4ビットD/A変換回路が示されている。本実施例のD/A変換回路は、上記実施例3のD/A変換回路と比較して、ラッチ回路などからのデジタル信号を供給する信号線601(a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転d)の順序が異なっている。
【0107】
本実施例のD/A変換回路における階調電圧線の配置、ならびに4つのPチャネル型TFTから成る回路および4つのNチャネル型TFTから成る回路の配置も、実施例2で述べた規則に従っていることが理解される。
【0108】
以下の表4に、信号線a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dに入力されるデジタル信号によって選択される階調電圧線を示す。
【0109】
【表4】
Figure 0004103977
【0110】
信号線a、b、c、d、反転a、反転b、反転c、および反転dに入力されるデジタル信号によって一本の階調電圧線が選択され、ソース信号線に電圧が供給されることが示されている。
【0111】
本実施例のD/A変換回路において、604で示される部分は、配線の交差が他の部分よりも多くなっている。これは、本発明を4ビットのD/A変換回路に適応させる場合は1箇所このような交差する配線が多い部分が必要となる。
【0112】
本実施例では、上記のD/A変換回路が、ソース信号線1本に対して1つ設けられている。ただし、ラッチ回路からD/A変換回路へデジタル信号を供給する部分、および/あるいはD/A変換回路からソース信号線に電圧を供給する部分に選択回路を設けることによって、D/A変換回路の数を少なくすることも可能である。具体的な方法としては、特願平9−286098号に詳しく記載されている。
【0113】
なお、本実施例のD/A変換回路は、液晶表示装置の他の駆動回路、他の周辺装置と共に、石英基板やガラス基板などの絶縁基板上に一体形成され得る。また、本実施例のD/A変換回路のそれぞれの階調電圧線に接続される4個のPチャネル型TFTと4個のNチャネル型TFTとは、同一半導体層上に形成されているが、4個の独立したPチャネル型TFTと4個の独立したNチャネル型TFTとがコンタクトを介して金属配線などによって接続されるようにしても良い。しかし、前者の場合の方がよりD/A変換回路の小面積化が図れるので好ましい。
【0114】
(実施例5)
【0115】
上記実施例では、本発明のD/A変換回路を液晶表示装置の駆動回路に用いる例を説明した。この場合、液晶表示装置に用いられる表示方法としては、ネマチック液晶を用いたTNモードや電界制御複屈折を利用したモード、液晶と高分子との混合層、いわゆる高分子分散モードなどにも用いることができる。また、本発明のD/A変換回路を、印加電圧に応答して光学的特性が変調され得るその他のいかなる表示媒体を備えた表示装置の駆動回路に用いてもよい。例えば、エレクトロルミネセンス素子などを用いた表示装置の駆動回路に用いても良い。
【0116】
(実施例6)
本実施例では、本発明を用いた様々な電子機器について説明する。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、本発明のD/A変換回路を搭載した製品と定義する。
【0117】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクションTV、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ(ノート型を含む)、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが挙げられる。それらの一例を図11に示す。これらの電子機器には、上述の実施例1〜3の本発明のD/A変換回路を用いた表示装置を用いることができる。
【0118】
図11(A)は携帯電話であり、本体2001、音声出力部2002、音声入力部2003、表示装置2004、操作スイッチ2005、アンテナ2006で構成される。本発明のD/A変換回路は音声出力部2002、音声入力部2003、表示装置2004等に適用することができる。
【0119】
図11(B)はビデオカメラであり、本体2101、表示装置2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106、で構成される。本発明のD/A変換回路は表示装置2102、音声入力部2103、受像部2106に適用することができる。
【0120】
図11(C)はモバイルコンピューター(モービルコンピューター)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示装置2205で構成される。本発明のD/A変換回路は受像部2203、表示装置2205等に適用できる。
【0121】
図11(D)はヘッドマウントディスプレイであり、本体2301、表示装置2302、バンド部2303で構成される。本発明のD/A変換回路は表示装置2302に適用することができる。
【0122】
図11(E)はリア型プロジェクターであり、本体2401、光源2402、表示装置2403、偏光ビームスプリッター2404、リフレクター2405、2406、スクリーン2407、で構成される。本発明のD/A変換回路は表示装置2403に適用することができる。
【0123】
図11(F)はフロンと型プロジェクターであり、本体2501、光源2502、表示装置2503、光学系2504、スクリーン2505で構成される。本発明のD/A変換回路は表示装置2503に適用することができる。
【0124】
以上の様に、本発明のD/A変換回路の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、他にも電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【0125】
【発明の効果】
本発明によると、配線の交差の少ないD/A変換回路が実現できる。よって、大画面、高精細な半導体表示装置における、大きなビット数のデジタル信号を扱うD/A変換回路でさえも、小面積で実現できる。また、本発明のD/A変換回路はある一定の規則に従って設計され得るので、設計時間の大幅な節約にもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のD/A変換回路のある実施形態を示す図である。
【図2】 本発明のD/A変換回路の別の実施形態を示す図である。
【図3】 2つ以上の配線の交差を示した図である。
【図4】 本発明のD/A変換回路の別の実施形態を示す図である。
【図5】 本発明のD/A変換回路の回路パターン図および等価回路図である。
【図6】 本発明のD/A変換回路の別の実施形態を示す図である。
【図7】 液晶表示装置の概略構成図である。
【図8】 従来のD/A変換回路の回路図である。
【図9】 NAND回路の回路パターン図および等価回路図である。
【図10】本発明のD/A変換回路の別の実施形態を示す図である。
【図11】本発明を用いた電子機器である。
【符号の説明】
101、201 アドレス線
102、202 階調電圧線
103、203 出力線[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
[0002]
The present invention relates to a D / A conversion circuit that converts a digital signal into an analog signal. In particular, the present invention relates to a D / A conversion circuit used for a drive circuit of a semiconductor display device.
[0003]
[Prior art]
[0004]
Recently, a technique for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor thin film is formed on an inexpensive glass substrate, for example, a thin film transistor (TFT) has been rapidly developed. This is because the demand for active matrix semiconductor display devices (particularly active matrix liquid crystal display devices) has increased.
[0005]
In an active matrix liquid crystal display device, TFTs are arranged in several tens to several millions of pixel regions arranged in a matrix, and charges entering and exiting each pixel electrode are controlled by a switching function of the TFTs.
[0006]
Among them, as the display device becomes higher in definition and higher in image quality, a digital drive type active matrix liquid crystal display device capable of high-speed driving has been attracting attention.
[0007]
A conventional digital drive type active matrix liquid crystal display device is shown in FIG. As shown in FIG. 7, a conventional digital drive type active matrix liquid crystal display device includes a source signal line side shift register 701, an address line 702 of a digital decoder, a latch circuit 703 (LAT1), a latch circuit 704 (LAT2), and a latch. A pulse line 705, a D / A conversion circuit (digital / analog conversion circuit) 706, a source signal line 707, a gate signal line side shift register 708, a gate signal line (scanning line) 709, a pixel TFT 710, and the like. Here, a 2-bit digital drive type active matrix liquid crystal display device is taken as an example. Note that the latch circuits (LAT1 and LAT2) are shown with two latch circuits together for convenience.
[0008]
Digital gradation signals supplied to the address lines 1 and 2 of the digital decoder 702 are written into the LAT1 group by a timing signal from the source signal line side shift register.
[0009]
The time until the writing of the digital gradation signals to the LAT1 group is completed is called one line period. That is, the time from when the writing of the gradation signal from the digital decoder to the leftmost LAT1 is started until the time when the writing of the gradation signal from the digital decoder to the rightmost LAT1 is completed. The interval is one line period.
[0010]
After the writing of the grayscale signal to the LAT1 group is completed, the grayscale signal written to the latch 1 group is sent to the LAT2 group all together when the latch pulse flows through the latch pulse line in accordance with the operation timing of the shift register. And written.
[0011]
In the LAT1 group that has finished sending the gradation signal to the LAT2 group, the digital gradation signal supplied to the digital decoder is sequentially written again by the signal from the source signal line side shift register.
[0012]
During the second-order one-line period, four gradation voltages of the four gradation voltages are output by the D / A conversion circuit in accordance with the gradation signals sent to the LAT2 group at the start of the second-order one-line period. One of them is selected.
[0013]
The selected gradation voltage is supplied to the corresponding source signal line for one line period.
[0014]
By repeating the above-described operation, an image is provided to the entire pixel portion of the liquid crystal display device.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
[0016]
Here, a conventional D / A conversion circuit used in the drive circuit described above will be described. Please refer to FIG.
[0017]
FIG. 8 shows a D / A conversion circuit 706 of the above-described active matrix liquid crystal display device. As shown in FIG. 8, the D / A conversion circuit 706 includes four NAND circuits 802,1 to 4, four gradation voltage lines (V0 to V3) 803, and four P-channel TFTs 804,1 to 804. 4.
[0018]
The configuration is such that one of the four P-channel TFTs 804, 1 to 4 is selected in accordance with the signal supplied to the signal lines 801a and b of the LAT2 group and the inverted signals of a and b. Yes. Then, a voltage is applied to the source signal line 707 from the gradation voltage line connected to the selected TFT.
[0019]
FIG. 9 shows a circuit pattern diagram and a circuit diagram of the NAND circuit 802 of the D / A conversion circuit. In FIG. 9A, wirings with the same pattern indicate the same wiring layer. 903, 904, and 908 are gate electrode wiring layers, and 905 to 907 are second wiring layers formed through an insulating layer.
[0020]
Reference numeral 901 denotes a semiconductor active layer of a P-channel TFT, and reference numeral 902 denotes a semiconductor active layer of an N-channel TFT. Reference numerals 903 and 904 denote gate electrode wirings, which form Tr1 and Tr4, Tr2 and Tr3, respectively. An input signal Vin1 is input to 904, and an input signal Vin2 is input to 903. Reference numeral 905 denotes a wiring for supplying a voltage from Vdd, and is connected to the source regions of Tr1 and Tr2. 906 is connected to the drain regions of Tr1 and Tr2 and the drain region of Tr3, and supplies an output signal to 908Vout. Reference numeral 907 denotes a GND wiring, which is connected to the source region of Tr4. Note that the blacked portion 909 indicates a portion where the semiconductor active layer and the second wiring layer are connected, or a portion where the gate electrode wiring layer and the second wiring layer are connected. Show.
[0021]
FIG. 9B shows an equivalent circuit of the circuit pattern of the NAND circuit of the D / A conversion circuit shown in FIG.
[0022]
According to FIG. 9, in the NAND circuit, there are many portions (typically indicated by 910) that are connected to the semiconductor active layer or the gate electrode wiring layer (five locations). In these connection portions, the semiconductor active layer must be made larger than necessary in order to compensate for the deviation that occurs when the contact hole for making the above connection is opened. Therefore, there is a drawback that the area of the entire circuit becomes large.
[0023]
Four such NAND circuits are required in the above-described 2-bit D / A conversion circuit. Further, the entire drive circuit requires D / A conversion circuits as many as the number of source signal lines, and as a result, the ratio of the area of the D / A conversion circuit (NAND circuit) in the drive circuit has increased. This is one of the causes of hindering miniaturization of the semiconductor display device.
[0024]
In order to increase the definition of a semiconductor display device, it is necessary to increase the number of pixels, that is, increase the number of source signal line signal lines. However, as described above, one source signal line is provided for each source signal line. A D / A conversion circuit is necessary, and this is one of the causes of hindering high definition.
[0025]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a D / A conversion circuit having a small area.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
[0027]
According to an embodiment of the invention,
2 corresponding to the input digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more) n In the D / A conversion circuit in which one of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n A D / A conversion circuit for switching between the n P-channel TFTs and the n N-channel TFTs connected to each of the gradation voltage lines is provided. This achieves the above object.
[0028]
The n P-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer, and the n N-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer.
[0029]
The D / A conversion circuit may be formed on an insulating substrate.
[0030]
Also, according to an embodiment of the present invention,
2 corresponding to the input digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more) n In the D / A conversion circuit in which one of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n A gate electrode of the n P-channel TFTs connected to each of the grayscale voltage lines and a D / A conversion circuit connected to the gate electrode of the n N-channel TFTs are provided. The This achieves the above object.
[0031]
The n P-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer, and the n N-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer.
[0032]
The D / A conversion circuit may be formed on an insulating substrate.
[0033]
Also, according to an embodiment of the present invention,
2 corresponding to the input digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more) n In the D / A conversion circuit in which one of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
2 above n The gray scale voltage lines are first to second. n The higher voltage is supplied toward the grayscale voltage line, and the xth (1 ≦ x ≦ 2) is supplied. n ; X is an integer) gradation voltage line and the second (2 n The (+ 1-x) -th gradation voltage line is adjacent in a pair, and the arrangement of the first circuit and the second circuit is opposite;
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n A gate electrode of the n P-channel transistors connected to each of the grayscale voltage lines and a D / A converter circuit connected to the gate electrodes of the n N-channel transistors are provided. The This achieves the above object.
[0034]
The n P-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer, and the n N-channel TFTs may be connected only by a semiconductor layer.
[0035]
The D / A conversion circuit may be formed on an insulating substrate.
[0036]
Also, according to an embodiment of the present invention,
A plurality of pixel TFTs;
A semiconductor device having a source signal line side drive circuit and a gate signal line side drive circuit for driving the plurality of pixel TFTs;
The source signal line side drive circuit has a D / A conversion circuit,
The D / A conversion circuit 2 corresponds to the input n-bit digital signal. n One of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n There is provided a semiconductor device for switching between the n P-channel TFTs and the n N-channel TFTs connected to each of the gradation voltage lines. This achieves the above object.
[0037]
Also, according to an embodiment of the present invention,
A plurality of pixel TFTs;
A semiconductor device having a source signal line side drive circuit and a gate signal line side drive circuit for driving the plurality of pixel TFTs;
The source signal line side drive circuit has a D / A conversion circuit,
The D / A conversion circuit 2 corresponds to the input n-bit digital signal. n One of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n There is provided a semiconductor device connected to the gate electrode of the n P-channel TFTs and the gate electrode of the n N-channel TFTs connected to each of the gradation voltage lines. This achieves the above object.
[0038]
Also, according to an embodiment of the present invention,
A plurality of pixel TFTs;
A semiconductor device having a source signal line side drive circuit and a gate signal line side drive circuit for driving the plurality of pixel TFTs;
The source signal line side drive circuit has a D / A conversion circuit,
The D / A conversion circuit corresponds to the n-bit digital signal inputted to the D / A conversion circuit, and 2 n One of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 corresponding to the input digital signal of n bits (n is an integer of 2 or more) n In the D / A conversion circuit in which one of the gradation voltage lines is selected, and the gradation voltage is supplied from the selected gradation voltage line to the output line,
2 above n Each of the grayscale voltage lines includes a first circuit in which n P-channel TFTs are connected in series, and a second circuit in which n N-channel TFTs are connected in series. The circuit connected in series is connected in parallel,
2 above n The gray scale voltage lines are first to second. n The higher voltage is supplied toward the grayscale voltage line, and the xth (1 ≦ x ≦ 2) is supplied. n ; X is an integer) gradation voltage line and the second (2 n The (+ 1-x) -th gradation voltage line is adjacent in a pair, and the arrangement of the first circuit and the second circuit is opposite;
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is the 2 n There is provided a semiconductor device connected to the gate electrodes of the n P-channel transistors and the gate electrodes of the n N-channel transistors connected to each of the gradation voltage lines. This achieves the above object.
[0039]
The BM layer of the semiconductor device may be used as a third wiring of the source signal line side driving circuit or the gate signal line side driving circuit.
[0040]
For the BM layer of the semiconductor device, an Al film or a laminated film of Al and Ti may be used.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0042]
The D / A conversion circuit of the present invention is a resistance voltage dividing type D / A conversion circuit capable of converting an n-bit (n>2; n is a natural number) digital signal into an analog signal. The D / A conversion circuit according to the present invention has 2 bits by an n-bit digital signal supplied from a digital decoder. n One of the voltage lines is selected and the voltage is supplied to a specific signal line.
[0043]
In each voltage line, a circuit in which n N-channel TFTs are connected in series and a circuit in which n P-channel TFTs are connected in series are connected in parallel. It is connected. The gate electrode of each TFT constituting each circuit is connected to an address line from the digital decoder (or a line for supplying an inverted signal thereof), and the switching of each TFT is controlled by the digital signal supplied to the address line. Is done. A connection portion between a circuit in which n N-channel TFTs are connected in series and a circuit in which n P-channel TFTs are connected in series is connected to a source signal line.
[0044]
Details of the D / A conversion circuit of the present invention will be described with the following embodiments. However, the D / A conversion circuit of the present invention is not limited to the following embodiments.
[0045]
【Example】
[0046]
(Example 1)
[0047]
In this example, an embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention will be described. In this embodiment, a 2-bit D / A conversion circuit will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a D / A conversion circuit that handles signals of 2 bits or more is realized.
[0048]
In this embodiment, a D / A conversion circuit provided in a driving circuit of a liquid crystal display device having a pixel number of 1920 × 1080 is described as an example. Note that the driving circuit of the liquid crystal display device described in this embodiment includes one D / A conversion circuit per source signal line. In other words, the driving circuit of the liquid crystal display device described in this embodiment includes 1920 D / A conversion circuits.
[0049]
Please refer to FIG. FIG. 1 shows one D / A conversion circuit of this embodiment. A digital signal from a latch circuit or the like is supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b.
[0050]
As shown in FIG. 1, the D / A converter circuit of this embodiment has eight N-channel TFTs (Tr3,1, Tr3,2, Tr2,1, Tr2,2, Tr1,1, Tr1,2, Tr0,1 and Tr0,2) and eight P-channel TFTs (Tr3,3, Tr3,4, Tr2,3, Tr2,4, Tr1,3, Tr1,4, Tr0,3, and Tr0,4) And four gradation voltage lines (V0 to V3). A desired voltage is supplied to the four gradation voltage lines V3 to V0 by dividing the voltage applied between V3 and V0, and the highest voltage supplied to the output line is applied to V3. The lowest voltage is applied to V0.
[0051]
In addition, voltages may be independently supplied to the four gradation voltage lines V3 to V0. However, even in this case, it is necessary that the highest voltage supplied to the output line is applied to V3 and the lowest voltage is applied to V0.
[0052]
Focusing on the gradation voltage line V3, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr3,1 and Tr3,2) are connected in series and two P-channel TFTs (Tr3,3 and Tr3,4) Are connected in series, and both ends of the circuit to which the two circuits are connected are connected to the gradation voltage line V3. Further, signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit and the like are connected to gate electrodes of Tr3, 1, Tr3, 2, Tr3, 3, Tr3,4, respectively. Switching of the TFTs Tr3, 1, Tr3, 2, Tr3, 3, Tr3,4 is controlled by digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. When this happens, the voltage supplied to the gradation voltage line V3 is supplied to the output line 103 connected to the source signal line.
[0053]
Next, paying attention to the gradation voltage line V2, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr2,1 and Tr2,2) are connected in series, and two P-channel TFTs (Tr2,3 and Tr2). , 4) are connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V2. Further, the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to the gate electrodes of Tr2,1, Tr2,4, Tr2,3, Tr2,2, respectively. Switching of TFTs Tr2,1, Tr2,4, Tr2,3, Tr2,2 is controlled by digital signals supplied to signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. At this time, the voltage supplied to the gradation voltage line V2 is supplied to the output line 103 connected to the source signal line.
[0054]
Next, paying attention to the gradation voltage line V1, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr1,1 and Tr1,2) are connected in series, and two P-channel TFTs (Tr1,3 and Tr1) , 4) are connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V1. Further, the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to the gate electrodes of Tr1,3, Tr1,2, Tr1,1, Tr1,4, respectively. Switching of the TFTs Tr1,3, Tr1,2, Tr1,1, Tr1,4 is controlled by the digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. At this time, the voltage supplied to the gradation voltage line V1 is supplied to the output line 103 connected to the source signal line.
[0055]
Further, paying attention to the gradation voltage line V0, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr0,1 and Tr0,2) are connected in series, and two P-channel TFTs (Tr0,3 and Tr0, 4) is connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V0. Further, the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to the gate electrodes of Tr0, 3, Tr0, 4, Tr0, 1, Tr0, 2, respectively. The switching of the TFTs Tr0,3, Tr0,4, Tr0,1, Tr0,2 is controlled by the digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. At this time, the voltage supplied to the gradation voltage line V 0 is supplied to the output line connected to the source signal line 103.
[0056]
Table 1 below shows the gradation voltage lines selected by the digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b.
[0057]
[Table 1]
Figure 0004103977
[0058]
Table 1 shows that one gradation voltage line is selected by a digital signal input to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and a voltage is supplied to the source signal line.
[0059]
In this embodiment, one D / A conversion circuit is provided for one source signal line. However, by providing a selection circuit in a portion that supplies a digital signal from the latch circuit to the D / A conversion circuit and / or a portion that supplies a voltage from the D / A conversion circuit to the source signal line, the D / A conversion circuit It is also possible to reduce the number. A specific method is described in detail in Japanese Patent Application No. 9-286098.
[0060]
In this embodiment, one of the plurality of D / A conversion circuits provided in the drive circuit has been described. Actually, there are a plurality of D / A conversion circuits (1920 in this embodiment), and all the D / A conversion circuits share the gradation voltage line.
[0061]
The D / A conversion circuit of this embodiment can be integrally formed on an insulating substrate such as a quartz substrate or a glass substrate together with other driving circuits of the liquid crystal display device and other peripheral devices. Further, the two P-channel TFTs and the two N-channel TFTs connected to the respective gradation voltage lines of the D / A conversion circuit of this embodiment may be formed on the same semiconductor layer. . Alternatively, two independent P-channel TFTs and two independent N-channel TFTs may be connected by metal wiring or the like through contacts. However, the former case is preferable because the area of the D / A conversion circuit can be further reduced.
[0062]
(Example 2)
[0063]
In this example, another embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention will be described. In this embodiment, a 2-bit D / A conversion circuit will be described as an example. However, the present invention is not limited to this, and a D / A conversion circuit that handles signals of 2 bits or more is realized.
[0064]
Also in this embodiment, a D / A conversion circuit provided in a driving circuit of a liquid crystal display device having a number of pixels of 1920 × 1080 is described as an example.
[0065]
Please refer to FIG. FIG. 2 shows one D / A conversion circuit of this embodiment. A digital signal from a latch circuit or the like is supplied to a, b, inversion a, and inversion b of the signal line 201.
[0066]
As shown in FIG. 2, the D / A converter circuit of this embodiment has eight N-channel TFTs (Tr3,1, Tr3,2, Tr2,3, Tr2,4, Tr1,1, Tr1,2, Tr0,3, and Tr0,4) and eight P-channel TFTs (Tr3,3, Tr3,4, Tr2,1, Tr2,2, Tr1,3, Tr1,4, Tr0,1, and Tr0,2) And four gradation voltage lines (V0 to V3).
[0067]
It is also understood that the position of the circuit for selecting the third and fourth voltage gradation lines from the top is shifted to the right. Further, the four gradation voltage lines V3 to V0 are arranged in the order of V3, V0, V1, and V2, but a circuit constituted by an N-channel TFT and a P channel are provided every other gradation voltage line. It can be seen that the arrangement with the circuit constituted by the type TFT is reversed.
[0068]
A desired voltage is supplied to the four gradation voltage lines V3 to V0 by dividing the voltage applied between V3 and V0, and the highest voltage supplied to the source signal line is applied to V3. The lowest voltage is applied to V0.
[0069]
That is, a higher voltage is supplied to the voltage gradation lines V0 to V3 toward V0 to V3. Here, the lowest gradation voltage line V0 is the first gradation voltage line, V1 is the second gradation voltage line, V2 is the third gradation voltage line, and V3 is the fourth gradation voltage line. Then, the fourth gradation voltage line V3 and the first gradation voltage line V0 are arranged adjacent to each other (in pairs), and two P channels connected to the respective voltage gradation lines. The arrangement of the circuit composed of the type TFT and the circuit composed of the two N-channel type TFTs is reversed. In addition, the second voltage gradation line V1 and the third voltage gradation line V2 are arranged adjacent to each other (in pairs), and two P channels connected to the respective voltage gradation lines It can be seen that the arrangement of the circuit composed of the TFTs and the circuit composed of the two N-channel TFTs is reversed.
[0070]
The arrangement order of these voltage gradation lines looks irregular, but follows a certain rule. That is, paying attention to what number and what number the two adjacent voltage gradation lines are, the fourth and first (4 + 1 = 5), the second and third (2 + 3 = 5). And if you add the number of both numbers, it is 5. The number 5 is 2 2 +1 (2 is a 2-bit D / A conversion circuit).
[0071]
Here, when considering an n-bit D / A conversion circuit, the number of voltage gradation lines is 2. n There is a book, the first voltage gradation line to which the lowest voltage is supplied, and the second to which the highest voltage is supplied. n Voltage gradation lines exist. In this case, two voltage gradation lines adjacent to each other (a pair) are represented by the xth (1 ≦ x ≦ 2). n X is an integer) voltage gradation line and the second (2 n + 1−x) voltage gradation line. Further, these two adjacent (paired) voltage gradation lines are arranged so that the arrangement of the circuit composed of n P-channel TFTs and the circuit composed of n N-channel TFTs is reversed. Become.
[0072]
Further, a desired voltage may be independently supplied to the four gradation voltage lines V3 to V0. However, even in this case, it is necessary to supply the highest voltage supplied to the source signal line to V3 and supply the lowest voltage to V0.
[0073]
Details of the circuit configuration of the D / A conversion circuit of this embodiment will be described below.
[0074]
Focusing on the gradation voltage line V3, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr3,1 and Tr3,2) are connected in series and two P-channel TFTs (Tr3,3 and Tr3,4) Are connected in series, and both ends of the circuit to which the two circuits are connected are connected to the gradation voltage line V3. An output line 203 connected to the source signal line is connected to a connection portion (a connection portion between Tr3,2 and Tr3,3) of the two circuits. Further, signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit and the like are connected to gate electrodes of Tr3, 1, Tr3, 2, Tr3, 3, Tr3,4, respectively. Switching of the TFTs Tr3, 1, Tr3, 2, Tr3, 3, Tr3,4 is controlled by digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. When this happens, the voltage supplied to the gradation voltage line V 3 is supplied to the output line 203.
[0075]
Next, paying attention to the gradation voltage line V0, a circuit in which two P-channel TFTs (Tr0,1 and Tr0,2) are connected in series and two N-channel TFTs (Tr0,3 and Tr0). , 4) are connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V0. An output line 203 is connected to a connection portion (a connection portion between Tr0,2 and Tr0,3) of the two circuits. Further, signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to gate electrodes of Tr0, 1, Tr0, 2, Tr0, 3, Tr0, 4, respectively. Switching of the TFTs Tr0, 1, Tr0, 2, Tr0, 3, Tr0, 4 is controlled by digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. When this happens, the voltage supplied to the gradation voltage line V 0 is supplied to the output line 203.
[0076]
Next, paying attention to the gradation voltage line V1, a circuit in which two N-channel TFTs (Tr1,1 and Tr1,2) are connected in series, and two P-channel TFTs (Tr1,3 and Tr1) , 4) are connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V1. An output line 203 is connected to a connection portion (a connection portion between Tr1,2 and Tr1,3) of the two circuits. Further, the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to the gate electrodes of Tr1, 4, Tr1, 1, Tr1, 2, Tr1, 3, respectively. Switching of the TFTs Tr1,4, Tr1,1, Tr1,2, Tr1,3 is controlled by digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. When this happens, the voltage supplied to the gradation voltage line V 1 is supplied to the output line 203.
[0077]
Next, paying attention to the gradation voltage line V2, a circuit in which two P-channel TFTs (Tr2,1 and Tr2,2) are connected in series and two N-channel TFTs (Tr2,3 and Tr2). , 4) are connected to a circuit connected in series, and both ends of the circuit connected to the two circuits are connected to the gradation voltage line V2. An output line 203 is connected to a connection portion (a connection portion between Tr2,2 and Tr2,3) of the two circuits. Further, the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the latch circuit or the like are connected to gate electrodes of Tr2, 4, Tr2, 1, Tr2, 2, Tr2, 3, respectively. Switching of the TFTs Tr2,4, Tr2,1, Tr2,2, Tr2,3 is controlled by digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and all these TFTs are turned on. When this happens, the voltage supplied to the gradation voltage line V 2 is supplied to the output line 203.
[0078]
Table 2 below shows the gradation voltage lines selected by the digital signals supplied to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b.
[0079]
[Table 2]
Figure 0004103977
[0080]
Table 2 shows that one gradation voltage line is selected by a digital signal input to the signal lines a, b, inversion a, and inversion b, and a voltage is supplied to the source signal line.
[0081]
Further, by adopting the circuit configuration as described above, when wiring the signal lines a, b, inversion a, and inversion b from the gradation voltage lines V0 to V1, only one wiring is connected to the other wiring. Except for crossing, it is possible to eliminate crossing of other wirings.
[0082]
Reference is now made to FIG. In FIG. 3, 301, 302, and 303 are first wirings (gate electrode wirings), and 304 is a second wiring. 305 and 306 are portions where the first wiring and the second wiring are connected (contacted).
[0083]
As shown in FIG. 3, normally, when wiring intersects, the intersecting wiring is wired through an insulating film, a contact hole is opened only at a portion to be connected, and connection is established at that portion. In this case, it is necessary to increase the area of the portion indicated by 307 of the wiring 301 in consideration of the displacement of the contact hole. In order to prevent a short circuit between the wirings 301 and 303 or a short circuit between the wirings 302 and 303, X 1 , X 2 A sufficient margin as shown in (1) must be taken. Therefore, the area of the entire circuit increases as the number of wiring intersections increases.
[0084]
However, since the D / A conversion circuit of this embodiment has a small number of intersecting wires, the circuit area can be greatly reduced. In addition, it is possible to prevent a decrease in yield due to contact failure.
[0085]
In this embodiment, one D / A conversion circuit is provided for one source signal line. However, by providing a selection circuit in a portion that supplies a digital signal from the latch circuit to the D / A conversion circuit and / or a portion that supplies a voltage from the D / A conversion circuit to the source signal line, the D / A conversion circuit It is also possible to reduce the number. A specific method is described in detail in Japanese Patent Application No. 9-286098.
[0086]
The D / A conversion circuit of this embodiment can be integrally formed on an insulating substrate such as a quartz substrate or a glass substrate together with other driving circuits of the liquid crystal display device and other peripheral devices. Further, the two P-channel TFTs and the two N-channel TFTs connected to the respective gradation voltage lines of the D / A conversion circuit of this embodiment may be formed on the same semiconductor layer. . Alternatively, two independent P-channel TFTs and two independent N-channel TFTs may be connected by metal wiring or the like through contacts. However, the former case is preferable because the area of the D / A conversion circuit can be further reduced.
[0087]
(Example 3)
[0088]
In this embodiment, a case where the D / A conversion circuit of the present invention described in Embodiment 2 is embodied so as to handle a 4-bit signal will be described.
[0089]
Please refer to FIG. FIG. 4 shows the D / A conversion circuit of this embodiment. In the present embodiment, only one of the plurality of D / A conversion circuits of the drive circuit used in the liquid crystal display device will be described as an example.
[0090]
As shown in FIG. 4, the D / A conversion circuit of this embodiment includes 64 N-channel TFTs, 64 P-channel TFTs, and 16 gradation voltage lines 402 (V0 to V15). Contains. A digital signal from a latch circuit or the like is supplied to a, b, c, d, inversion a, inversion b, inversion c, and inversion d of the signal line 401.
[0091]
Each of the voltage gradation lines 402 (V0 to V15) includes a circuit in which four P-channel TFTs are connected in series and a circuit in which four N-channel TFTs are connected in series. Circuits connected in series are connected in parallel. Further, the connection portion of the two circuits is connected to an output line 403 connected to the source signal line.
[0092]
The D / A converter circuit of this embodiment also includes the gradation voltage lines V0 to V15 by digital signals supplied to the signal lines a, b, c, d, inverted a, inverted b, inverted c, and inverted d. Any one of the gradation voltage lines is selected, and the selected gradation voltage is supplied to the output line 403.
[0093]
Table 3 below shows gradation voltage lines selected by digital signals input to the signal lines a, b, c, d, inversion a, inversion b, inversion c, and inversion d.
[0094]
[Table 3]
Figure 0004103977
[0095]
One gradation voltage line is selected by a digital signal input to the signal lines a, b, c, d, inversion a, inversion b, inversion c, and inversion d, and a voltage is supplied to the source signal line. It is shown.
[0096]
Here, it will be described that the gradation voltage lines V0 to V15 are arranged according to a certain rule described in the second embodiment.
[0097]
For example, the fourth gradation voltage line V3 is taken as an example. Since the D / A conversion circuit of this embodiment is a 4-bit D / A conversion circuit, the voltage gradation line adjacent to (pairing with) the fourth voltage gradation line is 2 Four + 1−4 = 13, which is the thirteenth voltage gradation line. The thirteenth voltage gradation line is V12, and it can be seen that the voltage gradation lines are also arranged according to the rules described in the second embodiment in the D / A conversion circuit of this embodiment as shown in FIG. .
[0098]
Further, a circuit composed of four P-channel TFTs and a circuit composed of four N-channel TFTs connected to the fourth voltage gradation line V3 and the thirteenth voltage gradation line V12 are arranged in each case. It is understood that the reverse is also true.
[0099]
In the D / A conversion circuit of this embodiment, the portion indicated by 404 has more wiring intersections than the other portions. This is because, when the present invention is applied to a 4-bit D / A conversion circuit, a portion having such many intersecting wires is required.
[0100]
Please refer to FIG. FIG. 5A shows a partial circuit pattern of the D / A conversion circuit of this embodiment. FIG. 5B shows a part of the D / A conversion circuit of this embodiment, which is an equivalent circuit of the circuit pattern of FIG. In FIG. 5A, reference numerals 501 and 502 denote semiconductor active layers. Reference numerals 503 and 504 denote gate electrode wirings, and Al (aluminum) is used in this embodiment. Reference numerals 505 and 506 denote second wirings, and Al is used in this embodiment. Reference numeral 507 denotes a third wiring. Reference numeral 508 denotes a portion where the second wiring and the semiconductor active layer are connected. In the figure, wirings having the same pattern are assumed to be in the same wiring layer. Also, the blacked out portion shows a portion where the semiconductor active layer and the wiring or the wiring of a different layer are connected. Moreover, the part shown with the broken line in a figure shows the lower wiring hidden by the upper wiring.
[0101]
The third wiring may be formed simultaneously with the formation of the BM (black mask) layer on the active matrix substrate side of the liquid crystal display device. In that case, it is desirable to return the line width and film thickness depending on the material (Al, Ti, etc.) used. For example, when Ti is used as the material for the third wiring, Ti has a higher resistivity than Al, so it is desirable to increase the line width or increase the film thickness. Further, a laminated structure of two or more kinds of metals such as Al and Ti may be used for the third wiring.
[0102]
In this embodiment, one D / A conversion circuit is provided for one source signal line. However, by providing a selection circuit in a portion that supplies a digital signal from the latch circuit to the D / A conversion circuit and / or a portion that supplies a voltage from the D / A conversion circuit to the source signal line, the D / A conversion circuit It is also possible to reduce the number. A specific method is described in detail in Japanese Patent Application No. 9-286098.
[0103]
The D / A conversion circuit of this embodiment can be integrally formed on an insulating substrate such as a quartz substrate or a glass substrate together with other driving circuits of the liquid crystal display device and other peripheral devices. Further, the four P-channel TFTs and the four N-channel TFTs connected to the respective gradation voltage lines of the D / A conversion circuit of this embodiment are formed on the same semiconductor layer. Four independent P-channel TFTs and four independent N-channel TFTs may be connected by metal wiring or the like through contacts. However, the former case is preferable because the area of the D / A conversion circuit can be further reduced.
[0104]
Example 4
[0105]
In this embodiment, another embodiment of the 4-bit D / A conversion circuit of the present invention described in Embodiment 3 will be described.
[0106]
Please refer to FIG. 6 and FIG. 6 and 10 show the 4-bit D / A conversion circuit of this embodiment. Compared with the D / A conversion circuit of the third embodiment, the D / A conversion circuit of the present embodiment is a signal line 601 (a, b, c, d, inversion a) for supplying a digital signal from a latch circuit or the like. , Inversion b, inversion c, and inversion d) are different in order.
[0107]
The arrangement of the gradation voltage lines in the D / A conversion circuit of this embodiment, and the arrangement of the circuit consisting of four P-channel TFTs and the circuit consisting of four N-channel TFTs also follow the rules described in the second embodiment. It is understood.
[0108]
Table 4 below shows the gradation voltage lines selected by the digital signals input to the signal lines a, b, c, d, inversion a, inversion b, inversion c, and inversion d.
[0109]
[Table 4]
Figure 0004103977
[0110]
One gradation voltage line is selected by a digital signal input to the signal lines a, b, c, d, inversion a, inversion b, inversion c, and inversion d, and a voltage is supplied to the source signal line. It is shown.
[0111]
In the D / A conversion circuit of this embodiment, the portion indicated by 604 has more wiring intersections than the other portions. This is because, when the present invention is applied to a 4-bit D / A conversion circuit, a portion having such many intersecting wires is required.
[0112]
In this embodiment, one D / A conversion circuit is provided for one source signal line. However, by providing a selection circuit in a portion that supplies a digital signal from the latch circuit to the D / A conversion circuit and / or a portion that supplies a voltage from the D / A conversion circuit to the source signal line, the D / A conversion circuit It is also possible to reduce the number. A specific method is described in detail in Japanese Patent Application No. 9-286098.
[0113]
The D / A conversion circuit of this embodiment can be integrally formed on an insulating substrate such as a quartz substrate or a glass substrate together with other driving circuits of the liquid crystal display device and other peripheral devices. Further, the four P-channel TFTs and the four N-channel TFTs connected to the respective gradation voltage lines of the D / A conversion circuit of this embodiment are formed on the same semiconductor layer. Four independent P-channel TFTs and four independent N-channel TFTs may be connected by metal wiring or the like through contacts. However, the former case is preferable because the area of the D / A conversion circuit can be further reduced.
[0114]
(Example 5)
[0115]
In the above embodiment, the example in which the D / A conversion circuit of the present invention is used for the driving circuit of the liquid crystal display device has been described. In this case, as a display method used in the liquid crystal display device, a TN mode using nematic liquid crystal, a mode using electric field control birefringence, a mixed layer of liquid crystal and polymer, a so-called polymer dispersion mode, or the like is used. Can do. Further, the D / A conversion circuit of the present invention may be used in a drive circuit of a display device including any other display medium whose optical characteristics can be modulated in response to an applied voltage. For example, you may use for the drive circuit of the display apparatus using an electroluminescent element etc.
[0116]
(Example 6)
In this embodiment, various electronic devices using the present invention will be described. Note that the electronic device described in this embodiment is defined as a product on which the D / A conversion circuit of the present invention is mounted.
[0117]
Examples of such electronic devices include a video camera, a still camera, a projector, a projection TV, a head mounted display, a car navigation, a personal computer (including a notebook type), a portable information terminal (a mobile computer, a mobile phone, etc.). . An example of them is shown in FIG. For these electronic devices, display devices using the D / A conversion circuit of the present invention of the above-described first to third embodiments can be used.
[0118]
FIG. 11A illustrates a mobile phone, which includes a main body 2001, an audio output unit 2002, an audio input unit 2003, a display device 2004, operation switches 2005, and an antenna 2006. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the audio output unit 2002, the audio input unit 2003, the display device 2004, and the like.
[0119]
FIG. 11B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display device 2102, an audio input portion 2103, operation switches 2104, a battery 2105, and an image receiving portion 2106. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the display device 2102, the audio input unit 2103, and the image receiving unit 2106.
[0120]
FIG. 11C illustrates a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 2201, a camera unit 2202, an image receiving unit 2203, operation switches 2204, and a display device 2205. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the image receiving unit 2203, the display device 2205, and the like.
[0121]
FIG. 11D illustrates a head mounted display which includes a main body 2301, a display device 2302, and a band portion 2303. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the display device 2302.
[0122]
FIG. 11E shows a rear projector, which includes a main body 2401, a light source 2402, a display device 2403, a polarizing beam splitter 2404, reflectors 2405 and 2406, and a screen 2407. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the display device 2403.
[0123]
FIG. 11F shows a fluorocarbon and type projector, which includes a main body 2501, a light source 2502, a display device 2503, an optical system 2504, and a screen 2505. The D / A conversion circuit of the present invention can be applied to the display device 2503.
[0124]
As described above, the application range of the D / A conversion circuit of the present invention is extremely wide, and can be applied to electronic devices in various fields. In addition, it can also be used for electronic bulletin boards, advertising displays, and the like.
[0125]
【The invention's effect】
According to the present invention, a D / A conversion circuit with few wiring intersections can be realized. Therefore, even a D / A conversion circuit that handles a digital signal having a large number of bits in a large-screen, high-definition semiconductor display device can be realized with a small area. Further, since the D / A conversion circuit of the present invention can be designed according to a certain rule, it leads to a great saving of design time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a D / A conversion circuit according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an intersection of two or more wirings.
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention.
FIG. 5 is a circuit pattern diagram and an equivalent circuit diagram of a D / A conversion circuit of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device.
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional D / A conversion circuit.
FIG. 9 is a circuit pattern diagram and an equivalent circuit diagram of a NAND circuit.
FIG. 10 is a diagram showing another embodiment of the D / A conversion circuit of the present invention.
FIG. 11 shows an electronic device using the present invention.
[Explanation of symbols]
101, 201 Address line
102, 202 gradation voltage line
103, 203 Output line

Claims (6)

入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n 本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧が供給されるD/A変換回路であって、
個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が、前記2 n 本の階調電圧線のそれぞれに並列に接続されており、
前記2n 本の階調電圧線は、第1番目の階調電圧線から第2n 番目の階調電圧線に向かってより高い電圧が供給されており、第x(1≦x≦2n ;xは整数)番目の階調電圧線と第(2n +1−x)番目の階調電圧線とは、対になって隣接しかつ前記第1の回路と前記第2の回路との配置が逆であり、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号が、前記n個のPチャネル型トランジスタのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型トランジスタのゲイト電極と、に入力されることによってスイッチングを行うことを特徴とするD/A変換回路。
Corresponding to an input n-bit (n is an integer of 2 or more) digital signal, one gradation voltage line is selected from 2 n gradation voltage lines, and the selected gradation voltage is selected. A D / A conversion circuit in which a gradation voltage is supplied from a line to an output line,
a first circuit the n P-channel type TFT are connected in series, a second circuit the n N-channel type TFT are connected in series, a circuit but connected in series, the 2 n Are connected in parallel to each of the gradation voltage lines ,
The 2 n the gradation voltage lines from the 1st gradation voltage lines is supplied with a higher voltage toward the first 2 n-th gradation voltage lines, the x (1 ≦ x ≦ 2 n ; x is an integer) -th gradation voltage line and the Part (2 n + 1-x) th gradation voltage lines, disposed between the and the one only adjacent the first circuit second circuit paired Is the opposite,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is pre-SL and the gate electrodes of the n P-channel transistors, the n N-channel transistor and the gate electrode, and performs switching by being input to the D / A converter circuit.
前記n個のPチャネル型TFTと前記n個のNチャネル型TFTは同一の半導体層によって形成されることを特徴とする請求項1に記載のD/A変換回路。  2. The D / A conversion circuit according to claim 1, wherein the n P-channel TFTs and the n N-channel TFTs are formed of the same semiconductor layer. 前記D/A変換回路は、絶縁基板上に形成されることを特徴とする請求項1または請求項に記載のD/A変換回路。The D / A conversion circuit, D / A conversion circuit according to claim 1 or claim 2, characterized in that it is formed on an insulating substrate. 前記第1の回路と前記第2の回路とが直列に接続された回路の両端に、前記2n 本の階調電圧線のうち一本が接続されていることを特徴とする請求項1乃至請求項のいずれか一に記載のD/A変換回路。At both ends of the circuit and the first circuit and the second circuit are connected in series, claim 1 to one of the 2 n the gradation voltage line, characterized in that it is connected D / a conversion circuit according to any one of claims 3. 複数の画素TFTと、
前記複数の画素TFTを駆動するソース信号線側駆動回路とゲイト信号線側駆動回路とを有する半導体装置であって、
前記ソース信号線側駆動回路はD/A変換回路を有しており、
前記D/A変換回路は入力されるnビット(nは2以上の整数)のデジタル信号に対応して、2n 本の階調電圧線のうち一本の前記階調電圧線が選択され、選択された前記階調電圧線から出力線に階調電圧供給
個のPチャネル型TFTが直列に接続された第1の回路と、n個のNチャネル型TFTが直列に接続された第2の回路と、が直列に接続された回路が、前記2 n 本の階調電圧線のそれぞれに並列に接続されており、前記2n 本の階調電圧線は、第1番目の階調電圧線から第2n 番目の階調電圧線に向かってより高い電圧が供給されており、第x(1≦x≦2n ;xは整数)番目の階調電圧線と第(2n +1−x)番目の階調電圧線とは、対になって隣接しかつ前記第1の回路と前記第2の回路との配置が逆であり、
前記第1の回路と前記第2の回路との接続部は、前記出力線に接続されており、
前記デジタル信号が、前記n個のPチャネル型トランジスタのゲイト電極と、前記n個のNチャネル型トランジスタのゲイト電極と、に入力されることによってスイッチングを行うことを特徴とする半導体装置。
A plurality of pixel TFTs;
A semiconductor device having a source signal line side drive circuit and a gate signal line side drive circuit for driving the plurality of pixel TFTs;
The source signal line side drive circuit has a D / A conversion circuit,
The D / A conversion circuit, n-bit are entered (n is an integer of 2 or more) in response to digital signals, one of the gradation voltage lines of the 2 n the gradation voltage line is selected , the gray scale voltage is supplied to the output line from the gradation voltage line is selected,
a first circuit the n P-channel type TFT are connected in series, a second circuit the n N-channel type TFT are connected in series, a circuit but connected in series, the 2 n Are connected in parallel to each of the gradation voltage lines, the 2 n the gradation voltage lines is higher and more towards from the first gradation voltage line to the 2 n th gradation voltage lines The voltage is supplied, and the x-th (1 ≦ x ≦ 2 n ; x is an integer) -th gradation voltage line and the (2 n + 1−x) -th gradation voltage line are adjacent to each other in pairs. arrangement of the vital said first circuit and the second circuit is reversed,
A connection portion between the first circuit and the second circuit is connected to the output line,
The digital signal is pre-SL and the gate electrodes of the n P-channel transistors, the n semiconductor device which is characterized in that the switching by the gate electrode of the N-channel transistor, is inputted to.
請求項5に記載の半導体装置を有することを特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the semiconductor device according to claim 5 .
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