JP7509079B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents
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Description
なお、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
図1は、実施形態に係るDA変換回路500の回路図である。この例においてDA変換回路500は、ビットD0~D3の4ビットをアナログの電圧に変換する。なお、ビットD0~D3では、最下位のビットがD0とされ、当該ビットD0から順にD1、D2の重みが増して、最上位のビットがD3とされる。
本説明において「電気的に接続された」とは、2以上の要素間の直接的または間接的な接続または結合を意味し、例えば半導体基板において2以上の要素間が直接的ではなくても、異なる配線層およびコンタクトホールを介して接続されることも含む。
スイッチまたはトランジスターのオン状態とは、スイッチの両端、または、トランジスターにおけるソースノード・ドレインノードの間が電気的に閉じて低インピーダンス状態になることをいう。また、スイッチまたはトランジスターのオフ状態とは、スイッチの両端、または、ソースノード・ドレインノードの間が電気的に開いて高インピーダンス状態になることをいう。
容量素子Cserの他端が、DA変換回路500の出力端Outである。
要は、次の第1期間よりも前に、容量素子Caの一端および容量素子Cbの一端と、中継線14bとが異なる電圧に保たれ、出力端Outが当該電圧または異なる電圧に保たれていればよい。
また、第1期間において信号Cainの電圧は、ビットD2が“0”であれば電圧VLを維持し、ビットD2が“1”であれば電圧VMに変化する。
なお、電圧VL、VMについては、
VL<VM
という関係にある。なお、説明の便宜上、
ΔV=VM-VL
とする。
第1期間ではスイッチCstswがオン状態であるので、容量素子Caの他端および容量素子Cbの他端である中継線14bは、出力端Outと直結した状態になる。
ビットD2が“0”であれば容量素子Caの一端は電圧VLに維持されるので、容量素子Caでは放電が発生しない。このため、容量素子Caは、出力端Outの電圧上昇には寄与しない。ビットD2が“1”であれば容量素子Caの一端は電圧VLから電圧VMに電圧ΔVだけ上昇するので、容量素子Caでは放電が発生し、出力端Outの電圧を上昇させる。
ビットD3が“0”であれば容量素子Cbの一端は電圧VLに維持されるので、容量素子Cbでは放電が発生しない。このため、容量素子Cbは、出力端Outの電圧上昇には寄与しない。ビットD3が“1”であれば容量素子Cbの一端は電圧VLから電圧VMに電圧ΔVだけ上昇するので、容量素子Cbでは放電が発生し、出力端Outの電圧を上昇させる。
逆に、ビットD2が“0”であり、ビットD3が“1”である場合、容量素子Caでは放電が発生せず、容量素子Cbでのみ放電が発生する。容量素子Ca、Cbの容量サイズ比は、1:2であるから、容量素子Cbのみに放電が発生した場合における出力端Outの電圧上昇分は、容量素子Caのみに放電が発生した場合と比較して、倍の「8」になる。
このように、第1期間では、上位のビットD2およびD3に応じて、出力端Outが「0」、「4」、「8」または「12」のいずれかで電圧上昇することになる。
また、第2期間において信号Cainは、ビットD0が“0”である場合に、第1期間でビットD2が“0”であったならば、電圧VLを維持し、ビットD0が“0”である場合に、第1期間でビットD2が“1”であったならば、電圧VMを維持する。また、信号Cainは、ビットD0が“1”である場合に、第1期間でビットD2が“0”であったならば、電圧VLから電圧VMに切り替わり、ビットD0が“1”である場合に、第1期間でビットD2が“1”であったならば、電圧VMから電圧VHに切り替わる。
すなわち、第2期間において信号Cainの電圧は、ビットD0が“0”であれば、第1期間で設定された信号Cainの電圧から変化せず、ビットD0が“1”であれば、第1期間で設定された信号Cainの電圧から電圧ΔVだけ変化する。
なお、電圧VHについては、
VL<VM<VH、
という関係であって、
VH-VM=VM-VL(=ΔV)
という関係にある。
すなわち、信号Cbinの電圧は、第2期間においてビットD1が“0”であれば、第1期間で設定された信号Cbinの電圧から変化せず、第2期間においてビットD0が“1”であれば、第1期間で設定された信号Cbinの電圧から電圧ΔVだけ変化する。
なお、この比を圧縮比と呼ぶ。圧縮比は、この例でいえば、
Cser/(Cser+Ca+Cb)
であり、具体的には1/4(=1/(1+1+2))である。
ビットD0が“1”であれば容量素子Caの一端は電圧ΔVだけ上昇するので、容量素子Caでは放電が発生し、出力端Outの電圧を上昇させる。ただし、第2期間では圧縮比の1/4で圧縮されて、出力端Outの電圧を上昇させる。
このため、第2期間において、容量素子Caの放電のみによる出力端Outの電圧上昇分は「1」になる。また、第2期間において、容量素子Cbの放電のみによる出力端Outの電圧上昇分は「2」になる。
このように、第2期間では、出力端Outが、第1期間における電圧から、下位のビットD0およびD1に応じて、「0」、「1」、「2」または「3」のいずれかで電圧上昇することになる。
したがって、DA変換回路500によれば、第1期間および第2期間を通してみると、出力端Outを、電圧Vrstから、ビットD0~D3の4ビットに応じて「0」~「15」の16段階のいずれかに変化する。
第2期間でスイッチCstswをオン状態にさせる場合には、容量素子Caの一端を、ビットD2が“0”であって、第1期間でビットD0が“0”であったならば電圧VLとし、ビットD2が“0”であって、第1期間でビットD0が“1”であったならば電圧VMとすればよい。また、第2期間で容量素子Caの一端を、ビットD2が“1”であって、第1期間でビットD0が“0”であったならば電圧VMとし、ビットD2が“1”であって、第1期間でビットD0が“1”であったならば電圧VHとすればよい。
第2期間でスイッチCstswをオン状態させる場合には、容量素子Cbの一端を、ビットD3が“0”であって、第1期間でビットD1が“0”であったならば電圧VLとし、ビットD3が“0”であって、第1期間でビットD1が“1”であったならば電圧VMとすればよい。また、第2期間で容量素子Cbの一端を、ビットD3が“1”であって、第1期間でビットD1が“0”であったならば電圧VMとし、ビットD3が“1”であって、第1期間でビットD1が“1”であったならば電圧VHとすればよい。
また、スイッチCstswが第1スイッチの一例であり、スイッチRswが第2スイッチの一例である。ビットD2が第1ビットの一例であり、ビットD3が第2ビットの一例であり、ビットD0が第3ビットの一例であり、ビットD1が第4ビットの一例である。
より具体的には、後述するように例えば10ビットの変換例でいえば、上記特許文献1に記載の技術では、各ビットに応じた10個の容量素子と1個の接合容量との計11個の容量素子が必要になる。これに対し本実施形態に係るDA変換回路500によれば、ビット数の半分の5個の容量素子と1個の容量素子で済むので、必要となる容量素子の個数がほぼ半減する。
表示領域100では、m行の走査線12が図においてX方向に沿って設けられ、n列のデータ線14が、図においてY方向に沿って、かつ、各走査線12と互いに電気的に絶縁を保つように設けられる。なお、m、nは、2以上の整数である。
なお、走査線12を一般化して説明するために、1以上m以下の整数iを用いる。同様に、データ線14を一般化して説明するために、1以上n以下の整数jを用いる。
同期信号Syncには、映像データVidの垂直走査開始を指示する垂直同期信号や、水平走査開始を指示する水平同期信号、および、映像データの1画素分のタイミングを示すドットクロック信号が含まれる。
このため、制御回路30は、映像データVidで指定される階調レベルを、当該階調レベルに対応した輝度でOLEDを発光させるために、映像データVidの8ビットを、例えば10ビットにアップコンバージョンして、OLEDの輝度を指定する映像データVdataとして出力する。
また、制御回路30は、各部を制御するために各種の制御信号を生成するが、詳細については後述する。
なお、走査線駆動回路120は、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)の他にも各種の制御信号を出力するが、詳細については後述する。
詳細には、データ信号出力回路50は、選択回路群52、第1ラッチ回路群54、第2ラッチ回路群56、および、n個のDA変換回路500を含む。選択回路群52は、n列の各々に対応した選択回路520を含み、第1ラッチ回路群54は、n列の各々に対応した第1ラッチ回路L1を含み、第2ラッチ回路群56は、n列の各々に対応した第2ラッチ回路L2を含む。
ここで、j列目の選択回路520は、制御回路30から出力される映像データVdataのうち、j列目の映像データの選択をj列目の第1ラッチ回路L1に指示し、j列目の第1ラッチ回路L1は、当該指示にしたがって映像データVdataをラッチする。
j列目の第2ラッチ回路L2は、j列目の第1ラッチ回路L1によりラッチされた映像データVdataの10ビットを、制御回路30による制御にしたがって2つの期間に分けて時分割にて出力する。
なお、詳細について後述するが、j列目の第2ラッチ回路L2は、j列目の第1ラッチ回路L1によりラッチされた映像データVdataの10ビットのうち、第1書込期間に上位の5ビットを出力し、第2書込期間に下位の5ビットを出力する。
また、i行目の画素回路110には、走査信号/Gwr(i)のほか、制御信号/Gel(i)、/Gcmp(i)、/Gorst(i)が、走査線駆動回路120から供給される。
OLED130において、アノードからカソードに向かって電流が流れると、アノードから注入された正孔とカソードから注入された電子とが発光機能層132で再結合して励起子が生成され、白色光が発生する。
なお、光共振器は図示省略されている。また、電気光学装置10が単に明暗のみの単色画像を表示する場合には、上記カラーフィルターが省略される。
なお、容量素子140の他端は、給電線116以外であっても、電圧がほぼ一定に保たれた他の給電線に接続されてもよい。
i行j列における画素回路110のトランジスター125にあっては、ゲートノードに制御信号/Gorst(i)が供給され、ソースノードが電圧Vorstの給電線に接続される。
j列目のDA変換回路500には、映像データVdataがj列目の第2ラッチ回路L2から供給され、制御信号Enb0~Enb4、制御信号/Cst、/Rst、/Upbが制御回路30から供給されるとともに、電圧Vrst、VL、VM、VHが電源回路15から給電される。
なお、図7では電圧VMが異なる2本の給電線により給電されるが、便宜的なものである。後述する図9においても同様である。
DA変換回路500としての動作としては、上述したように初期化期間、第1期間および第2期間に分けられるが、第1期間については、電気光学装置10の動作として第1書込期間として説明し、第2期間については、電気光学装置10の動作として第2書込期間として説明する。
このような時分割の供給において、ビットD0、D5は、同じ配線を経由する。図において、D0/D5という表記は、第1期間においてビットD5が供給され、第2期間においてビットD0が供給されるので、ビットD0またはD5という意味である。D1/D6、D2/D7、D3/D8、D4/D9という表記についても、D0/D5の表記と同様である。
制御信号Enb0~Enb4は、順にビットD0/D5、D1/D6、D2/D7、D3/D8、D4/D9の取り込みタイミングを指定する信号である。
なお、容量素子C0~C4における容量サイズの比は、容量素子C0の容量サイズを「1」とした場合に、順に1:2:4:8:16である。容量素子Cserの容量サイズは、先の例と同じ「1」である。
他の電圧選択回路511~514についても、入力信号のビットD1/D6、D2/D7、D3/D8、D4/D9と、制御信号Enb1~Enb4とがこの順で異なる以外、電圧選択回路510と同様な構成である。
スイッチRswは、制御信号/Rstの否定信号を出力するNOT回路Lg1と、トランスミッションゲートTg1とで構成されるのが好ましい。当該トランスミッションゲートTg1は、NOT回路Lg1から出力される否定信号がゲートノードに供給されるn型のトランジスターと、制御信号/Rstがゲートノードに供給されるp型のトランジスターと、を組み合わせたアナログスイッチである。
スイッチCstswは、容量素子Cserの両端、すなわち中継線14bおよびデータ線14の間で、制御信号/Cstにしたがってオン状態またはオフ状態になる。詳細には、スイッチCstswは、制御信号/CstがLレベルであればオン状態になり、制御信号/CstがHレベルであればオフ状態になる。スイッチCstswは、制御信号/Cstの否定信号を出力するNOT回路Lg2と、トランスミッションゲートTg2と、で構成されるのが好ましい。
また、電気光学装置10において、DA変換回路500の出力端Outはデータ線14である。
電圧選択回路510は、AND回路DsとレベルシフタLsとセレクタSelとを含む。
このうち、AND回路Dsは、j列目の第2ラッチ回路L2から出力される映像データのうち、ビットD0/D5と、制御信号Enb0との論理積信号を出力する。AND回路Dsは、実際には、ビットD0/D5と制御信号Enb0との否定論理積信号を出力するNAND回路Lg3と、否定論理積信号の否定信号を出力するNOT回路Lg4と、により構成される。
詳細には、第1に、セレクタSelは、初期化期間では、電圧VLを選択する。
第2に、セレクタSelは、第1書込期間においてビットD5が“0”であれば電圧VLを選択し、ビットD5が“1”であれば電圧VMを選択する。
第3に、セレクタSelは、第2書込期間においてビットD0が“0”である場合に、先の第1書込期間におけるビットD5が“0”であったならば、電圧VLを維持し、第2書込期間においてビットD0が“0”である場合に、先の第1書込期間におけるビットD5が“1”であったならば、電圧VMを維持する。また、セレクタSelは、第2書込期間においてビットD0が“1”である場合に、先の第1書込期間におけるビットD5が“0”であったならば、電圧VLから電圧VMに切り替え、第2書込期間においてビットD0が“1”である場合に、先の第1書込期間におけるビットD5が“1”であったならば、電圧VMから電圧VHに切り替える。
なお、ここでは電圧選択回路510におけるセレクタSelについて説明したが、他の電圧選択回路511~514におけるセレクタSelについても、電圧選択回路510におけるセレクタSelと同様な構成である。
なお、電圧選択回路510には、実際にはビットD0/D5と制御信号Enb0とが供給されるが、電圧VL、VM、VHのいずれかの選択に際しては、初期化期間(および補償期間)を除けば、ビットD0/D5を考慮すればよいので、図においては、単にD0/D5に簡略化されて表記される。
図9は、セレクタSelの一例を示す回路図である。セレクタSelには、レベルシフタLsから出力される信号Sel_inと、制御回路30から出力される制御信号/Upbとが入力される。
なお、トランジスターPtr1~Ptr6、Ntr1~Ntr5は、いずれも、ソースノードおよびドレインノードの間において、ゲートノードに供給された制御信号にしたがってオン状態またはオフ状態になるスイッチとして機能する。
また、論理回路Lg11、Lg12およびLg16は、入力端に供給された信号の論理レベルを反転して出力端から出力するNOT回路である。論理回路Lg13は、2つの入力端に供給された信号の否定論理積信号を出力端から出力するNAND回路である。論理回路Lg14およびLg15は、2つの入力端に供給された信号の論理和信号を出力端から出力するOR回路である。論理回路Lg17は、2つの入力端に供給された信号の否定論理和信号を出力端から出力するNOR回路である。
セレクタSelは、第2書込期間においてビットD0に応じた電圧を選択するに際し、先の第1書込期間におけるビットD5を反映させる必要がある。メモリ回路Memは、第1書込期間におけるビットD5を記憶するための回路である。
メモリ回路Memは、制御端に供給される制御信号/UpbがLレベルの場合に、入力端に供給された信号を取り込んで、当該取り込んだ信号における論理レベルの反転信号を出力端から、信号Mem_outとして出力する。
制御信号/Upbは、初期化期間および第1書込期間にLレベルになる。このため、制御信号/Upbが初期化期間にLレベルになることによってメモリ回路Memの記憶内容がリセットされる。また、第1書込期間にLレベルになることによって、メモリ回路MemがビットD5を取り込む構成となっている。
なお、制御信号/UpbがHレベルになっても、メモリ回路Memは、取り込んだ信号を保持して、当該取り込んだ信号における論理レベルの反転信号を引き続き出力端から信号Mem_outとして出力する。
図において、初期化期間では、信号Sel_inがLレベルになり、制御信号/UpbがLレベルになる。
なお、初期化期間では、後述するように制御信号Enb0がLレベルであるので、第2ラッチ回路L2から出力されるビットD0/D5にかかわらず、AND回路Dsの出力信号、すなわち信号Sel_inはLレベルになる。
初期化期間において、ノードN_a、N_b、N_c、N_dが、順にH、H、H、Hレベルになるので、トランジスターPtr3、Ptr4およびPtr6がオフ状態になり、トランジスターNtr5がオン状態になる。したがって、初期化期間では、図表の通り、信号Sel_outが電圧VLになる。
第2に、制御信号/UpbがLレベルであれば、トランジスターPtr1がオン状態になるので、信号Sel_inがLレベルになる。このため、当該Lレベルがメモリ回路Memに取り込まれて、メモリ回路Memから出力される信号Mem_outはHレベルになって、論理回路Lg14における一方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg14における他方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg14の論理和信号によりノードN_bがHレベルになる。
第3に、制御信号/UpbがLレベルであれば、トランジスターPtr5がオン状態になるので、ノードN_cは、電圧VHになる。なお、この電圧VHは、容量素子C0に一端に印加する3種類の電圧の1つであるが、論理レベルのHレベルとしても兼用される。
第4に、論理回路Lg12の出力端がLレベルになるので、論理回路Lg17における一方の入力端がLレベルになる。また、トランジスターNtr2がオン状態になることにより、当該トランジスターNtr2の一端および論理回路Lg17における他方の入力端がLレベルになる。したがって、論理回路Lg17による否定論理和信号、すなわちノードN_dがHレベルになる。
第2に、制御信号/UpbがLレベルであれば、トランジスターPtr1がオン状態になるので、信号Sel_inのHレベルがメモリ回路Memに取り込まれる。このため、信号Mem_outがLレベルになって、論理回路Lg14における一方の入力端に供給される。また、制御信号/UpbがLレベルであれば、論理回路Lg11の出力信号がHレベルになるので、トランジスターNtr2がオン状態になり、論理回路Lg14における他方の入力端がLレベルになる。したがって、論理回路Lg14の論理和信号、すなわちノードN_bがLレベルになる。
第3に、制御信号/UpbがLレベルであれば、トランジスターPtr5がオン状態になるので、ノードN_cは、Hレベルになる。
第4に、信号Mem_outがLレベルになることにより、論理回路Lg12の出力端がHレベルになり、論理回路Lg17における一方の入力端がHレベルになる。したがって、論理回路Lg17における他方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg17による否定論理信号、すなわちノードN_dがLレベルになる。
図10の図表において、第2書込期間でビットD0が“0”である場合に、第1書込期間でビットD5が“0”であったならば、ノードN_a、N_b、N_c、N_dが、順にH、H、H、Hレベルになるので、図表の通り、信号Sel_outが電圧VLに維持される。
第2に、信号Mem_outのHレベルは、論理回路Lg14における一方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg14における他方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg14による論理和信号、すなわちノードN_bは、Hレベルになる。
第3に、信号Sel_inのLレベルが論理回路Lg16における入力端に供給される。このため、論理回路Lg16の出力端がHレベルになって、論理回路Lg15における他方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg15における他方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg15による論理和信号はHレベルになる。制御信号/UpbがHレベルであれば、トランジスターNtr4がオン状態になるので、ノードN_cは、論理回路Lg15による論理和信号のHレベルになる。
第4に、論理回路Lg12の出力端におけるLレベルが論理回路Lg17における一方の入力端に供給される。また、信号Sel_inのLレベルが論理回路Lg17における他方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg17による否定論理和信号が出力されるノードN_dはHレベルになる。
第2に、制御信号/UpbがHレベルであれば、メモリ回路Memでは、第1書込期間で入力端に取り込んだHレベルが保持されるので、信号Mem_outがLレベルである。信号Mem_outがLレベルは、論理回路Lg14における一方の入力端に供給される。また、信号Sel_inのLレベルが論理回路Lg14における他方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg14による論理和信号、すなわちノードN_bはLレベルになる。
第3に、信号Mem_outのLレベルは、論理回路Lg12によってHレベルに反転されて、論理回路Lg15における一方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg15の他方の出力端にかかわらず、当該論理回路Lg15による論理和信号はHレベルになる。制御信号/UpbがHレベルであれば、トランジスターNtr4がオン状態になるので、ノードN_cは、論理回路Lg15から出力されたHレベルになる。
第4に、論理回路Lg12から出力されるHレベルが論理回路Lg17における一方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg17の他方の出力端にかかわらず、当該論理回路Lg17による否定論理和信号、すなわちノードN_dはLレベルになる。
図10の図表において、第2書込期間でビットD0が“1”である場合に、第1書込期間でビットD5が“0”であったならば、ノードN_a、N_b、N_c、N_dが、順にH、H、L、Lレベルになるので、図表の通り、信号Sel_outが電圧VLから電圧VMに変化する。
第2に、メモリ回路Memにおける出力端のHレベルは、論理回路Lg14における一方の入力端に供給される。また、信号Sel_inのHレベルは、論理回路Lg14における他方の入力端に供給される。このため、ノードN_bは、論理回路Lg14の出力端におけるHレベルになる。
第3に、論理回路Lg12の出力端におけるLレベルが、論理回路Lg15における一方の入力端に供給される。また、信号Sel_inのHレベルは、論理回路Lg16の入力端に供給されるので、論理回路Lg15における他方の入力端には、論理回路Lg16による反転信号であるLレベルが供給される。このため、論理回路Lg16の出力端はLレベルになる。制御信号/UpbのHレベルにより、トランジスターNtr4がオン状態になるので、ノードN_cは、論理回路Lg15の出力端におけるLレベルになる。
第4に、信号Sel_inのHレベルが論理回路Lg17における他方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg17における一方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg17による否定論理和信号が出力されるノードN_dはLレベルになる。
第2に、信号Sel_inのHレベルが論理回路Lg14における他方の入力端に供給されるので、当該論理回路Lg14の出力端は、論理回路Lg14における一方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg14による論理和信号、すなわちノードN_bは、Hレベルになる。
第3に、論理回路Lg12における出力端のHレベルが、論理回路Lg15における一方の入力端に供給されるので、論理回路Lg15における他方の入力端にかかわらず、当該論理回路Lg15による論理和信号はHレベルになる。制御信号/UpbがHレベルであれば、トランジスターNtr4がオン状態になるので、ノードN_cはHレベルになる。
第4に、論理回路Lg12における出力端のHレベルが、論理回路Lg17における一方の入力端に供給され、制御信号/UpbのHレベルが、論理回路Lg17における他方の入力端に供給される。このため、論理回路Lg17による否定論理和信号、すなわちノードN_dは、Lレベルになる。
電気光学装置10では、m行の走査線12がフレーム(V)の期間に1、2、3、…、m行目という順番で1行ずつ走査される。詳細には、図に示されるように、走査信号/Gwr(1)、/Gwr(2)、…、/Gwr(m-1)、/Gwr(m)が、走査線駆動回路120によって水平走査期間(H)毎に、順次排他的にLレベルになる。
なお、本実施形態では、走査信号/Gwr(1)~/Gwr(m)のうち、隣り合う走査信号においてLレベルになる期間が時間的に隔絶される。具体的には、走査信号/Gwr(i-1)がLレベルからHレベルに変化した後、次の走査信号/Gwr(i)が期間を置いてLレベルになる。この期間は水平帰線期間に相当する。
なお、制御信号Enbは、制御信号Enb0~Enb4を総称した信号である。制御信号Enb0~Enb4は、後述するように第1書込期間(c-1)および第2書込期間(c-2)において位相が順次シフトするが、それらの期間以外は同波形であるので、このように制御信号Enbで総称される。
書込期間(c)では、制御信号/GiniがHレベルであり、制御信号/RstがLレベルである。書込期間(c)のうち、第1書込期間(c-1)では、制御信号/CstがLレベルであり、制御信号/UpbがLレベルである。
書込期間(c)のうち、第2書込期間(c-2)では、制御信号/CstがHレベルであり、制御信号/UpbがHレベルである。
また、第1書込期間(c-1)において、制御信号Enb0がHレベルとなった後に、制御信号Enb1~Enb4が時間ΔTずつ順次遅延してHレベルになる。また、制御信号Enb0がHレベルからLレベルに変化すると、制御信号Enb1~Enb4が時間ΔTずつ順次遅延してLレベルになる。第2書込期間(c-2)においても、第1書込期間(c-1)と同様に、制御信号Enb0におけるHレベルのパルスに対して、制御信号Enb1~Enb4におけるHレベルのパルスが時間ΔTずつ順次遅延する。
i行目の水平走査期間(H)において、走査信号/Gwr(i)がLレベルになる前に、i行目の初期化期間(a)が開始する。初期化期間(a)は、(i-1)行目の水平走査期間(H)において各部に残存する電圧または電荷をリセットするための期間である。
初期化期間(a)では、制御信号/GiniがLレベルになることによってトランジスター66がオン状態になるので、データ線14および容量素子Cserの他端が電圧Viniに初期化される。
初期化期間(a)では、制御信号/RstがLレベルになることによってスイッチRswがオン状態になるので、容量素子C0~C4の他端および容量素子Cserの一端には電圧Vrstが中継線14bを介して印加される。
また、初期化期間(a)において、DA変換回路500のセレクタSelでは、上述したように電圧VLが選択される。このため、容量素子C0~C4の一端には、電圧VLが印加される。
したがって、初期化期間(a)では、データ線14の初期化とともに、容量素子C0~C4およびCserに蓄積された電荷が初期化される。
なお、この例では、図1に示される例とは異なり、スイッチCstswがオフ状態であるが、代わりにトランジスター66がオン状態になり、容量素子Cserに蓄積された電荷が初期化される。
なお、画素電極131をリセットするのは、OLED130には容量が寄生するので、直前の発光期間に印加された電圧の影響を排除するためである。
補償期間(b)では、制御信号/GiniがHレベルになることによってトランジスター66がオフ状態になり、制御信号/CstがLレベルになることによってスイッチRswがオン状態になる。また、補償期間(b)においてセレクタSelでは、上述したように電圧VLが選択される。このため、容量素子C0~C4の一端は、電圧VLに維持される。
i行目の補償期間(b)では、画素回路110におけるトランジスター122および123がオン状態であり、スイッチCstswがオン状態であるので、容量素子C0~C4の他端についても、データ線14を介してトランジスター121の閾値電圧に相当する電圧に収束する。スイッチCstswがオン状態であるので、容量素子Cserの両端が短絡状態になり、当該容量素子Cserに蓄積された電荷がゼロにリセットされる。
しかしながら、容量素子C0~C4の他端を初期化期間(a)で電圧Vrstに印加しないと、直前の書込状態よる電圧が残存し、補償期間(b)において容量素子C0~C4の他端における電圧が不揃いの状態で、閾値電圧に相当する電圧への収束が開始する。このため、補償期間(b)において、列によっては、閾値電圧に相当する電圧に十分に収束しない、または、水平走査期間毎に収束する電圧が異なる状況が発生し得る。
そこで、電気光学装置10では、初期化期間(a)においてスイッチRswのオン状態によって容量素子C0~C4の他端に電圧Vrstを印加し、容量素子C0~C4の他端における電圧を列毎に揃えた状態としている。この状態で補償期間(b)が開始するので、上記状況の発生が回避される。
したがって、補償期間(b)では、容量素子C0~C4には、両端間における差電圧と容量サイズとの積に応じた電荷が蓄積される。なお、容量素子C0~C4の容量サイズ比は、上述したように順に1:2:4:8:16である。
また、i行目の補償期間(b)において、i行目の画素回路110ではトランジスター124のオフ状態およびトランジスター125のオン状態が初期化期間(a)から継続する。
書込期間(c)のうち、第1書込期間(c-1)は、トランジスター121のゲートノードgにおける電圧を、閾値電圧に相当する電圧から、映像データVdataのうち、上位のビットD5~D9に応じた電圧分だけ変化させるための期間である。書込期間(c)のうち、第2書込期間(c-1)は、トランジスター121のゲートノードgにおける電圧を、第1書込期間(c-1)におけるビットD5~D9に応じた電圧から、下位のビットD0~D4に応じた電圧分だけ変化させるための期間である。
書込期間(c)の動作のうち、第1書込期間(c-1)の動作について説明する。
第1書込期間(c-1)では、制御信号/CstがLレベルであるので、スイッチCstswのオン状態が継続する。また、第1書込期間(c-1)では、j列目の第2ラッチ回路L2が映像データVdataのうち、上位のビットD5~D9を出力する一方で制御信号Enb0~Enb4が順次Hレベルになる。
電圧選択回路510~514のうち、レベルシフタLsに入力されたビットが“0”である電圧選択回路は、電圧VLを維持し、ビットが“1”である電圧選択回路は、電圧VMを選択する。
これに対し、容量素子C0~C4のうち、レベルシフタLsに入力された“1”のビットに対応する容量素子の一端は、第1書込期間(c-1)において電圧VLから電圧VMに電圧ΔVだけ上昇する。このため、容量素子C0~C4のうち“1”のビットに対応する容量素子では放電が発生し、データ線14を、補償期間(b)における閾値電圧に相当する電圧から、当該容量サイズの比、すなわちビットD5~D9の重みに応じた分、上昇させる。
このようにして、第1書込期間(c-1)において、j列目のDA変換回路500は、j列目のデータ線14の電圧を、補償期間(b)における閾値相当電圧から、映像データVdataのうち、上位のビットD5~D9に応じた電圧分だけ、上昇させる。
図において、ゲートノードgの電圧と、トランジスター121におけるソースノードの電圧Velとの差の電圧がVgsと表記され、容量素子140に保持される。
また、図15は、ビットD5~D9が順に“1”、“0”、“1”、“0”、“1”である場合に、容量素子C1、C3の一端が電圧VLに維持され、容量素子C0、C2、C4の一端が電圧VMに変化した例を示す。
次に、書込期間(c)の動作のうち、第2書込期間(c-2)の動作について説明する。
第2書込期間(c-2)では、制御信号/CstがHレベルになることによってスイッチCstswがオフ状態になる。また、第2書込期間(c-2)では、j列目の第2ラッチ回路L2が映像データVdataのうち、下位のビットD0~D4を出力し、制御信号Enb0~Enb4が順次Hレベルになる。
なお、下位のビットに対応する上位のビットとは、下位のビットD0であれば上位のビットD5であり、同様に、下位のビットD1~D4であれば、順に上位のビットD6~D9である。このように、第2書込期間(c-2)において、下位のビットが“0”に対応する容量素子の一端では、第1書込期間(c-1)における電圧から変化しない。
すなわち、第2書込期間(c-2)において、下位のビットが“1”に対応する容量素子の一端では、第1書込期間(c-1)における電圧から電圧ΔVだけ上昇する。
これに対し、容量素子C0~C4のうち、レベルシフタLsに入力された“1”のビットに対応する容量素子の一端は、第1書込期間(c-1)における電圧から電圧ΔVだけ上昇する。このため、容量素子C0~C4のうち“1”のビットに対応する容量素子では放電が発生して、容量素子C0~C4の他端における電圧を上昇させる。
ただし、第2書込期間(c-2)では、第1書込期間(c-1)とは異なり、スイッチCstswがオフで状態である点に留意する必要がある。
これに対して、第2書込期間(c-2)では、スイッチCstswのオフ状態によって容量素子C0~C4の他端がデータ線14とは容量素子Cserを介した状態であるので、容量素子C0~C4の一端における電圧ΔVの各変化は、容量素子と容量素子C0~C4およびCserで定まる圧縮比で圧縮されて、データ線14の電圧を上昇させる。
なお、この構成における圧縮比は、1/32(=1/(1+1++2+4+8+16))である。
したがって、第2書込期間(c-1)の終期では、i行j列の画素回路110におけるトランジスター121のゲートノードgには、閾値電圧に相当する電圧から、映像データVdataのビットD0~D9に応じた電圧分だけ変化した電圧、すなわちi行j列のOLEDの輝度を指定する電圧が印加される。
また、図16は、ビットD0~D4が順に“1”、“0”、“0”、“1”、“1”である場合の例である。詳細には、容量素子C0、C4の一端が電圧VMから電圧VHに変化し、容量素子C1の一端が電圧VLに維持され、容量素子C2の一端が電圧VMに維持され、容量素子C3の一端が電圧VLから電圧VMに変化した例を示す。
このうち、(1)は、ビットD0~D9がすべて“1”である場合の電圧変化を示す。(2)は、上位のビットD5~D9が“1”であり、下位のビットD0~D4が“0”である場合の電圧変化を示す。(3)は、上位のビットD5~D9が“0”であり、下位のビットD0~D4が“1”である場合の電圧変化を示す。
電圧が段階的に上昇する理由は、制御信号Enb0~Enb4がこの順にHレベルになって、ビットD0/D5、D1/D6、D2/D7、D3/D8、D4/D9に応じて上昇するためである。また、段階的な上昇において時間的に遅いほど、上昇幅が大きい理由は、ビットD0/D5、D1/D6、D2/D7、D3/D8、D4/D9の重みが順に増しているためである。
i行目の発光期間(d)の前に、制御信号/Gcmp(i)がHレベルになる。また、i行目の発光期間(d)に至ると、制御信号/Gel(i)がLレベルに反転するので、トランジスター124がオン状態になる。このため、OLED130には、容量素子140によって保持された電圧Vgsに応じた電流Idsがトランジスター121によって流れる。このため、当該OLED130が、当該電流Idsに応じた輝度で発光する。
また、図13乃至図17においては、i行目の水平走査期間(H)について着目し、当該水平走査期間(H)の動作について説明したが、同様な動作は、1、2、3、…、m行目の水平走査期間(H)について順次実行される。
本実施形態によれば、電圧切り替えに伴うスパイクによる電圧変動の影響が小さくなるので、DA変換精度の低下が抑えられることになる。
なお、制御信号Enb0~Enb4がHレベルになる順番は、この例である必要はない。
なお、上述した電気光学装置10は、表示素子の一例としてOLED130を例示して説明したが、他の表示素子を用いてもよい。例えば表示素子としてLEDを用いてもよい。
また、DA変換回路500として、図1の例では4ビットの変換例を示し、図7の例では10ビットの変換例を示したが、ビット数はこれらの例に限られない。
トランジスター66、121~125のチャネル型は、実施形態等に限定されない。また、これらのトランジスター66、121~125は、適宜トランスミッションゲートに置き換えてもよい。その逆にトランスミッションゲートTg1、Tg2については、一方のチャネル型のトランジスターに置き換えてもよい。
次に、図4に示した電気光学装置10を適用した電子機器について説明する。電気光学装置10は、画素が小サイズで高精細な表示な用途に向いている。そこで、電子機器として、ヘッドマウントディスプレイを例に挙げて説明する。
まず、図19に示されるように、ヘッドマウントディスプレイ300は、外観的には、一般的な眼鏡と同様にテンプル310や、ブリッジ320、レンズ301L、301Rを有する。また、ヘッドマウントディスプレイ300は、図19に示されるように、ブリッジ320近傍であってレンズ301L、301Rの奥側(図において下側)には、左眼用の電気光学装置10Lと右眼用の電気光学装置10Rとが設けられる。
電気光学装置10Lの画像表示面は、図19において左になるように配置している。これによって電気光学装置10Lによる表示画像は、光学レンズ302Lを介して図において9時の方向に出射する。ハーフミラー303Lは、電気光学装置10Lによる表示画像を6時の方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。電気光学装置10Rの画像表示面は、電気光学装置10Lとは反対の右になるように配置している。これによって電気光学装置10Rによる表示画像は、光学レンズ302Rを介して図において3時の方向に出射する。ハーフミラー303Rは、電気光学装置10Rによる表示画像を6時方向に反射させる一方で、12時の方向から入射した光を透過させる。
また、このヘッドマウントディスプレイ300において、視差を伴う両眼画像のうち、左眼用画像を電気光学装置10Lが表示し、右眼用画像を電気光学装置10Rが表示すると、装着者に、表示された画像があたかも奥行きや立体感を持つかのように知覚させることができる。
本開示の一態様(態様1)に係るDA変換回路は、第1容量素子と、第2容量素子と、接続容量と、第1スイッチと、中継線と、を含み、前記第1スイッチは、前記接続容量の一端と前記接続容量の他端との間に設けられ、前記中継線は、前記第1容量素子の第1端、前記第2容量素子の第1端、および、前記接続容量の一端に電気的に接続され、第1期間では、前記第1スイッチがオンまたはオフの一方の状態で、前記第1容量素子の第2端に、第1ビットに対応した電圧が印加され、前記第2容量素子の第2端に、第2ビットに対応した電圧が印加され、前記第1期間の後の第2期間では、前記第1スイッチがオンまたはオフの他方の状態で、前記第1容量素子の第2端に、前記第1ビットおよび第3ビットに対応した電圧が印加され、前記第2容量素子の第2端に、前記第2ビットおよび第4ビットに対応した電圧が印加される。
この態様1によれば、ビット数よりも少ない容量素子によって、当該ビットからなるデータをアナログの電圧に変化することができる。このため、DA変換回路における構成の簡略化および省スペース化を図ることが可能になる。
この態様2によれば、重みの大きな第1ビットに応じて第1容量素子の第2端が電圧変化したとき、または、重みの大きな第2ビットに応じて第2容量素子の第2端が電圧変化したとき、当該電圧変化は、第1スイッチのオン状態により、圧縮されずに出力端に伝わる。重みの小さい第3ビットに応じて第1容量素子の第2端が電圧変化したとき、または、重みの小さな第4ビットに応じて第2容量素子の第2端が電圧変化したとき、当該電圧変化は、第1スイッチのオフ状態により、圧縮されて出力端(接続容量の他端)に伝わる。したがって、この態様によれば、出力端をビットの重みに応じて効率良く変化させることができる。
この態様3によれば、第1容量素子の第2端および第2容量素子の第2端に印加される電圧を第1電圧、第2電圧または第3電圧とすることができる。
この態様4によれば、初期化期間における第2スイッチのオン状態により、第1容量素子および第2容量素子における電荷の蓄積状態が初期化される。
この態様6によれば、電圧選択回路により選択された電圧が、第1容量端子の第2端に印加される。なお、同様な電圧選択回路によって選択された電圧が、第2容量端子の第2端に印加される構成としてもよい。
この態様7によれば、第2期間では、メモリ回路に記憶された第1ビット、および、当該第2期間で供給された第3ビットに基づいて、第1電圧、第2電圧または第3電圧のいずれかが選択される。このため、第1期間で第1ビットを、第2期間で第3ビットを、時分割で供給する構成が採用できるので、ビットの供給配線数を減らすことができる。
態様9に係る電子機器は、態様8に係る電気光学装置を有する。この態様7によれば、電子機器の構成の簡略化および省スペース化を図ることが可能になる。
Claims (8)
- 第1容量素子と、第2容量素子と、接続容量と、第1スイッチと、中継線と、を含むDA変換回路と、
電気光学素子と、
前記DA変換回路と前記電気光学素子とを電気的に接続するデータ線と、を備え、
前記第1スイッチは、前記接続容量の一端と前記接続容量の他端との間に設けられ、
前記中継線は、前記第1容量素子の第1端、前記第2容量素子の第1端、および、前記接続容量の一端に電気的に接続され、
第1期間では、
前記第1スイッチがオンまたはオフの一方の状態で、
前記第1容量素子の第2端に、第1ビットに対応した電圧が印加され、
前記第2容量素子の第2端に、第2ビットに対応した電圧が印加され、
前記第1期間に続く第2期間では、
前記第1スイッチがオンまたはオフの他方の状態で、
前記第1容量素子の第2端に、前記第1ビットおよび第3ビットに対応した電圧が印加され、
前記第2容量素子の第2端に、前記第2ビットおよび第4ビットに対応した電圧が印加される、
電気光学装置。
- 前記第1ビットの重みが前記第3ビットの重みよりも大きく、
前記第2ビットの重みが前記第4ビットの重みよりも大きく、
前記第1スイッチは、前記第1期間でオン状態であり、前記第2期間でオフ状態である、
請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記第1期間よりも前の初期化期間では、
前記第1容量素子の第1端および前記第2容量素子の第1端に所定電圧が印加され、
前記第1容量素子の第2端および前記第2容量素子の第2端に第1電圧が印加され、
前記第1期間では、
前記第1容量素子の第2端に、前記第1ビットに基づいて前記第1電圧または第2電圧が印加され、
前記第2容量素子の第2端に、前記第2ビットに基づいて前記第1電圧または前記第2電圧が印加され、
前記第2期間では、
前記第1容量素子の第2端に、前記第1ビットおよび前記第3ビットに基づいて、前記第1電圧、前記第2電圧または第3電圧のいずれかが印加され、
前記第2容量素子の第2端に、前記第2ビットおよび前記第4ビットに基づいて、前記第1電圧、前記第2電圧または前記第3電圧のいずれかが印加される、
請求項2に記載の電気光学装置。
- 前記中継線と前記所定電圧の給電線との間に設けられ、前記初期化期間でオン状態になる第2スイッチを含む、
請求項3に記載の電気光学装置。
- 前記第2容量素子の容量サイズは、前記第1容量素子の容量サイズの2倍である、
請求項1乃至4のいずれかに記載の電気光学装置。
- 前記第1期間では、
前記第1ビットに基づいて前記第1電圧または前記第2電圧を選択し、
前記第2期間では、
前記第1ビットおよび前記第3ビットに基づいて、前記第1電圧、前記第2電圧または前記第3電圧を選択して、前記第1容量素子の第2端に印加する電圧選択回路を含む、
請求項3または4に記載の電気光学装置。
- 前記電圧選択回路は、
前記第1期間で供給された第1ビットを記憶するメモリ回路を有し、
前記第2期間では、
前記メモリ回路に記憶された第1ビット、および、当該第2期間で供給された第3ビットに基づいて、前記第1電圧、前記第2電圧または前記第3電圧を選択する、
請求項6に記載の電気光学装置。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の電気光学装置を有する電子機器。
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