TW436751B - Liquid crystal display device having a level converting circuit - Google Patents

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Hideo Sato
Yoshiaki Mikami
Hiroshi Kageyama
Tatsuya Okubo
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Hitachi Ltd
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Description

436751 經濟部智慧时產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（1 ) 本發明係有關於一種具有可以將信號從低的電S振中13 轉換成高的電壓振幅之位準轉換電路的液晶顯示裝置’持 別是有關於一種利用薄膜電晶體之液晶顯示裝置的時脏以 及資料介面中的位準轉換電路° 在液晶顯示裝置的時脈以及資料介面上所使用的位準 轉換電路，則被記載於P — A — 6 - 2 1 6 7 5 3， j P _ A _ 6 — 2 8 3 9 7 9等。在該些習知技術所記載 的位準轉換電路，則使用多晶矽的薄膜電晶體（T F τ :
Thin-Film Transistor )或是在單晶矽上的~1〇5(?^〖£11- 0 X 1 d e S e m 1 c ο n d u c t 〇 r )電晶體。該位準轉換電路則是一爲 了要將低的電壓振幅的輸入信號使用在液晶顯示裝置的驅 動電路上，而將其轉換成高的電壓振幅的輸出信號者。該 輸Λ、（H號則例如是在一般L S I中所使兩之5 \或是 3 . 3 V的電壓振幅=又，該輸出信號則例如是與內藏電 路之電源電壓呈對應的1 2 Y或是1 5 V的電壓振幅。 該位準轉換電路則有輸入彼此爲逆相之信號的差動輸 人型與輸入獨立之信號的單相輸入型。差動輸入型被應用 "—· », 在比較高速動作的時脈介面上，而單相輸入型則應用在資 料介面上= 第9圖係表被記載在J P-A — 2 1 6 7 5 3中之差 動輸入型的位準轉換電路的一例。在該習知技術中所記載 的位準轉換電路8 0 0係由：1對的輸入電晶體8 1 1、 8 1 2 ，1對的負載電晶體8 1 3、8 1 4，1對的定電 流源8 1 5、8 1 6 ，1對的移位電晶體8 1 7、 8 1 8 本紙張尺度適用中國S家標準（CNTS)A4規格（210x 297公发> II__It!___ y ϋ s n n n n I ,i請先M讀背面之注t事項再填骂本頁) 訂---------線 -4- A7 436751 ___B7__ 五、發明說明（2 ) 所構成=輸入電晶體8 1 1、 8 1 2與移位電晶體8 1 7 、818爲N型的TFT。各負載電晶體813、8 1 4 爲P型的T F T =移位電晶體8 1 7、8 1 8，則將汲極 與閘極肢此連接，且將各自的源極連接到輸入端子 Y I N 1、V I N 2 =更者，在汲極與閘極的連接點，則 連接有定電流源8 1 5、8 1 6與輸入電晶體8 1 1、 8 1 2的閘極"輸入電晶體8 1 1、 8 1 2的各源極則接 地，各汲極則分別連接到輸出端子V 0 U T 1、 \_〇U T 2 :各閘極分別連接到輸出端子V 0 U T 2、 Y〇U T 1 ，而各源極則被連接到電源V D D。 如此般，在所連接的位準轉換電路8 0 0，則被供給 彼此爲逆相的信號V I N 1、Y I N 2。在此，位準轉換 電路的動作狀態•則假設被輸入到輸入端子V I N 1、 Y I X 2的電壓分別設爲3 . 3 V、〇 V，電源Y D D的 電壓設爲1 5 Y，各N型電晶體的閾値設爲2 V來加以說 明。由於移位電晶體8 1 7、8 1 8是在使輸入信號 λ* I X 1 , V I Ν 2分別高約一閩値電壓之情況下而動作 -因此分別在輸入電晶體8 1 1、8 1 2的閘極施加 5 . 3 Υ、2 V的電壓。結果，輸入電晶體8 1 1、 8 1 2分別成爲導通、非導通的狀態，而輸出端子 Y 0 U Τ 1成爲0 V。由於該輸出端子V〇U Τ 1被連接 到負載電晶體8 1 4的閘極，因此，負載電晶體8 1 4成 爲導通狀態’而輸出端子V 0 U Τ 2的電壓成爲1 5 V。 更者' 由於閘極連接到該輸出端子V ο υ Τ 2的負載電晶 本紙張又度適用中囷固家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） 1 n / * ^1 ϋ emmw aamw * n κν I n n n ftt I Λ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5- 4367 5 1 A7 B7 五、發明說明（3 ) 體8 1 4成爲非導通狀態，因此，輸出端子Y 〇 U T 1辊 持在0 Y : (請先闇讀背面之注帝？事項再填寫本頁) - 接著，則說明輸入端子V I N 1、Y I X 2的電壓’ 從二述的狀態分別變爲0V、 3.3V時的動作。當輸入 端子V I X 1、Y I ΐ\· 2的電壓分別變化成Ο Y、 3.3 Υ時·則輸入電晶體8 1 1、 8 1 2分別成爲非導通、導 通的狀態。此時 '由於連接到處於導通狀態之輸入電晶體 8 1 2之汲極的負載電晶體8 1 4成爲導通狀態，因此， 當分別將輸入電晶體8 1 2與負載電晶體8 1 4之導通狀 態的電阻設爲R Ο Ν 2、R Ο Ν 4時，則在輸入端子的電 壓發生變化時刻之輸出端子Υ 0 U Τ 2的電壓Υ〇U Τ 2 可以以下式來表示。 \'0l'T2 = R0N2/(R0N2-R0N4) X A'DD ...... ( 1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印？衣 由該公式可知，在輸入端子之電壓發生變化時刻之 V 0 U T 2的電壓係根據R ◦ N 2與R Ο N 4的分壓比來 決定.負載電晶體8 1 3 ·根據該電壓成爲導通狀態，而 輸出端子Y 0 U T 1變化到1 5 \·。藉著該輸出端子 V〇U T 1變化到1 5 V ，負載電晶體8 1 4的電阻會增 加，而最後成爲非導通狀態。結果，輸出端子V 0 U T 2 的電壓成爲Ο V。在此，由於輸入電晶體8 1 2成爲導通 狀態，因此，爲了要縮短輸出端子V 0 U T 2到成爲0 V 爲止的時間’則必須要減小公式（1 )的R 〇 N 2 ，而使 得Y 0 U T 2儘可能地接近於ο 。 另一方面，單相輸入型的位準轉換電路，則採取利用 本紙張又度適用中囤國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -6- 4 3 6 7 § 1 a? B7 五、發明說明（4 ) 上述之差動輸人型的位準轉換電路·將單相信號輸Λ到其 中一個輸入端子，而將單相輸入振幅之1 / 2的電塑供給 到另一個輸入端子的方法’或是將單相信號予以反轉而供 铪到另一個輸入端子的方法^ 當將::及極.源極之間的電壓設爲一定時，則T F 丁或 Μ ◦ S電晶體的汲極電流會與以閘極電壓和閾値電壓 V t h的差所表示之實效閘極電壓V Ε的2次方呈正比而 變化：上述導通狀態的電阻R 〇 N，由於與該汲極電流呈 反比，因此，閘極電流會在閔値電壓的附近急劇地增加。 當爲上述之位準轉換電路時，輸入電晶體8 1 1、 8 1 2之閘極電壓的驅動條件’閘極•源極間電壓v 1 相當於2 Y g 2相當於5 . 3 v ;爲了要得到在該 5 . 3 V下必要的導通狀態的電阻-則必須要加大輸入電 晶體的R寸：當加大輸入電晶體的尺寸時，則不只輸入端 子的電容增加，連在閘極•汲極間的電容也會增加。更者 由於由第9圖所示之位準轉換電路的輸入電晶體8 1 1 ,8 1 2構@源極接地型的放大電路，因此，在閘極•汲 ~ 極間的電容會因爲鏡子效果而等效地放大相當於增幅率的 倍率·該等效的負載電容的增加，會成爲高速動作的大阻 礙。 又，以往的單相輸入型的位準轉換電路，則較差動輸 入型的位準轉換電路更加複雜《而此，當例如將單相輸入 型的位準轉換電路應用在根據數位信號的影像信號而動作 的數位型的液晶顯示裝置時，會成爲一個大障礙。當以數 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公《 ) 請先閱^背面之注意事項再填寫本頁) ^'1丨|!--訂. 經浯部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 4367 5 五、發明說明（5 ) 位信號來傳送該影像時，其資料數則與影像信號的灰階數 、液晶顯示裝置的畫素數、圖框頻率、位準轉換電路的動 作頻荽有關=例如當將灰階數設爲8位元、畫素數設爲 1280^1024、圖框頻率設爲60Hz、動作頻率 設爲2 0 Μ Η z時，則輸入資料數大約成爲3 2個。 本發明的課題，即有鑑於上述點，而提供一種可以高 速動作，且電晶體電容小之位準轉換電路的液晶顯示裝置 上述課題，則藉由在液晶顯示裝置中，在用於驅動顯 示部之畫素的信號電路與掃描電路設置位準轉換電路，而 £準轉換電路係由將閘極連接到第1偏壓電壓源的第1、 第2電晶體，以及將閘極連接到第2偏壓電壓源，且將源 極連接到電源之第3、第4電晶體而構成，第1、第2電 晶體的汲極與第3、第4電晶體的汲極乃彼此連接，而在 第1 .第2電晶體的源極輸入極性彼此不同之低振幅的信 號，且從第1 .第2電晶體的汲極取出極性彼此不同之高 振幅的信號\ 在本發明中，係根據藉由第1偏壓電壓源使閘極偏壓 .的第1、第2電晶體，與藉由第2偏壓電壓源使閘極偏壓 之第3、第4電晶體之汲極•源極間的電阻的比例來決定 輸出電壓：在此，第3、第4電阻，在動作速度可允許的 範圍內可以加大。又，由於第1、第2電晶體的閘極係被 偏壓（bias )成固定電位，因此，汲極•源極間的電容與 第1、第2的增幅率無關=藉此，除了可以使本發明之位 本紙張尺度適用中國囤家標準（CNS)A4規格（2KU 297公釐） — — — —— — — III—— ^ '[11111 « — — — — — I — · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- 4367S1 A7 _________B7__ 五、發明說明（6 ) 準轉換電路高速地動作外，也能夠減低電晶體的R寸.. 以下請參照圖面來說明本發明的實施形態， 第1圖係表本發明之液晶顯示裝置中之位準轉換電路 的第1實施例。本實施例之位準轉換電路係一具有位準轉 換部1 0 0與波形整形部2 0 .0的搆成。 位準轉換部1 0 〇具有輸入電晶體1 1 1、 112. 負載電晶體1 2 1、 1 2 2 *以及偏壓（b i a s )用電晶體 13 1、 1 3 2 =輸入電晶體1 1 1、 1 1 2將各電晶體 的閘極連接到偏壓電源Y B I A S *將各源極連接到輸入 端子Y Ϊ X 1、V I X 2 ，將各汲極連接到輸出V 〇 1、 Y υ 2 :負載電晶體1 2 1、 1 2 2則共同地將閘極連接 到偏壓闬電晶體1 3 2 ，將源極連接到電源V D D，將各 汲極連接到輸出Υ 〇 1 . Υ 〇 2。偏壓用電晶體1 3 1 ， 則將閘極連接到偏壓電源Υ Β I A S ，將源極連接到接地 點，將汲極連接到偏壓用電晶體1 3 2的閘極與汲極。在 此，偏壓弔電晶體1 3 2與負載電晶體1 2 1、 1 2 2則 構成所謂的電流鏡（c u n· e n t m 1 r r 〇 r )電路1 另一方面，波形整形部則具有輸入電晶體2 1 3、 2 1 4與負載電晶體2 1 1、 2 1 2 。輸入電晶體2 1 3 ' 2 1 4使用P型，而負載電晶體使用N型的電晶體。該 構成，則與習知例所示之位準轉換電路8 0 〇 ’除了電晶 體的導電型相反與輸入爲高的電壓振幅等點不同外’爲一 等效的電路： ' 在如此被連接之位準轉換部1 〇 〇之1對的輸入電晶 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4规格（210x 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^!| 訂---1!線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 經湣部智慧財產局員工消費合作社印製 43 67 5 ί Α7 _；_Β7 五、發明說明（7 ) 體1 1 1、 1 1 2的閘極，則被供給有相位胺此相反的信 號 Υ I X 1、Υ I Ν 2。該信號 Υ I Ν 1、V I X 2 ΒΪ 信 號位準是一例如爲Ο Υ、 3 . 3 Υ的低振幅的電壓’電源
Y D D的電壓爲1 5 V，偏壓電源V Β I A S的電壓是一 超過Y I X 1、Y I X 2之最大電壓的電壓=在本實施例 中，則將該偏壓電源V B I A S的電壓例如設成5 · 3 Y 請參照第2圖來說明在該條件下之動作。在此，則表 示輸出Y 〇 1相對於輸入信號V I Ν' 1的響應情形。當輸 入信號Υ I X 1爲Ο Υ與3 . 3 V時，則輸入電晶體 1 1 1的閘極•源極之間的電壓Υ g s L、 V g s Η分別 成爲5.3 V、2 V=與該些電堅,呈對應之輸入電晶體 1 1 1之汲極·源極間的電阻値R d s L、 R d s Η ’由 於成爲Rd sL<Rd sH，因此，輸入電壓\’〇 1成爲 與輸入信號V I N 1同相位的關係。此時之輸出電壓 Y ο 1的高位準的輸出電壓V Ο Η (輸入電晶體1 1 1處 於非導通狀態）與低位準之輸出電壓Υ ◦ L (輸入電晶體 1 1 1處於導通狀態），由於成爲負載電晶體1 2 1之源 極·；5極間的電阻値R L 1與輸入電晶體1 1 1之汲極· 源極間的電阻値R d s L或R d s Η的分壓，因此，如第 2圖所示，乃從電源電壓Υ D D或〇 V稍微地偏移。 雖然未表示V 〇 2相對於輸入信號V I Ν 2的關係， 但是成爲與Υ I Ν 1之響應呈相反相位的關係。亦即，位 準轉換部1 0 0之輸入Υ I Κ 1、V I Ν 2與輸出V 〇 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '衣--- 訂---------線 -10- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*'1^ A7 B7 五、發明說明（8 ) 、Y 〇 2 Θ彳關係乃晈爲相同相位，而其輸出電壓則從電；® 電壓Y D D或是Ο Y稍微地偏移= 其次，波形整形部2 0 0 ，如上所述，具有輸入電晶 體2 1 3、 2 1 4與負載電晶體2 1 1、 2 1 2 :輸人電 晶體2 1 3、 2 1 4爲P型的T F T，負載電晶體2 1 1 、2 1 2爲1\-型的T F 丁。輸入電晶體2 1 3、 2 1 4的 各閘極則分別連接到位準轉換部1 0 〇的輸出端子Y 〇 1 、v 0 2，而各汲極分別連接到輸出端子V 〇 U T 1、 Y 0 U T 2 ，各源極分別連接到電源V D D。又，負載電 晶體2 1 1、2 1 2之各汲極分別連接到輸出端子 Y 0 L' T 1、V 0 U T 2，各閘極分別連接到輸出端子 Y 0 U T 2、Y 0 U T 1 ’各源捶分別連接到接地點= 如此所連接的波形整形部2 0 0 '則與由第9圖所不 之習知例的輸入電晶體8 1 1 ' 8 1 2以及負載電晶體 8 13、 8 1 4所構成的電路，除了電晶體之導電型不同 外，是一等效的電路^ 本實施例與第9圖所示之習知例的不同點’則在於輸 :'、信號係被位準轉換部1 〇 〇所放大，而成爲大約與電源 電壓相等的振幅。因此’在習知例中成爲問題所在之輸入 電晶體的大小，則不需要加大，而能夠進行高速動作。 更詳細地說’本實施例之位準轉換電路’則藉由偏壓 電源Y B I A S的電壓來控制施加在輸入電晶體1 1 1、 1 1 2上的閘極電壓：由於藉由偏壓電壓V B 1 A S ，將 輸入電晶體1 1 1、1 1 2以及負載電晶體1 2 1、 本纸張尺度1¾用帽固家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） — — — — — — — — — — ——^*llli!ll』6J« — — — — — — I— -請先閱讀背面之注意事瑣再瑱筠本頁) -11 - A7 436751 _______B7__ 五、發明說明（9 ) 1 1 2的汲極電流動作點設爲高電流因此可以進行高速 動作：又，由於輸入與輸出之關係成爲相同的相位·因此 可以防止因爲鏡子（mirror )效果而導致電容增加。而連 該點佐可以使高速的動作成爲可能= 更者，在本實施例中，由於只是由電晶體來構成位準 轉換電路·因此具有在製造上容易製作的優點。又’在本 實施例中1偏壓用電晶體1 3 1與輸入電晶體1 1 1、 1 1 2均是由N型電晶體所構成，藉著以偏壓用電晶體 1 3 2來控制負載電晶體1 2 1、 1 2 2的電流，可以由 該電流與輸入電晶體1 1 1、 1 1 2的電阻產生輸出電壓 。因此·藉由此一構造，可以抑制輸出電壓相對於電晶體 之特性變動所產生的變動，而在製造上可以提高良品率e 第3圖係表本發明之第2實施例。本實施例係一波形 整形部2 0 0的構成，而與上述第1實施例（第1圖）之 構成不同。本實施例之波形整形部2 0 0。本實施例之波 形整形部2 0 0具有X型的負載電晶體2 2 1、 2 2 2與 P型的輸入電晶體2 2 3、2 2 4 : N型電晶體2 2 1、 2 2 2將;'原極接地，將各閘極連接到輸入端子V I N 1、 V I _\ 2，而各汲極則分別連接到P型電晶體2 2 3、 2 2 4的S極。P型電晶體2 2 3、 2 2 4 ，則將源極連 接到電源Y D D ·將閘極連接到位準轉換部1 〇 〇之輸出 ο 1 . Y 〇 2。 以下說明該波形整形部2 0 0的動作。動作條件的一 例，則是將輸入端子V I N 1、v I N 2的電壓分別設爲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣-------- 訂·--— — II! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -12- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 43 67 5 1 at _；___B7_ 五、發明說明（10 ) 3 . 3 \ ' 0 ' ’電源Y D D設爲1 5 Y，偏堅電源的.電 壓設爲5 . 3 Y。此時，在N型電晶體2 2 1、 2 2 2的 閘極分別施加3 . 3 V、〇 V 各電晶體分別成爲導通與 非導通的狀態。另一方面，在被輸入有位準轉換部i 〇 〇 之輸出的P型電晶if 2 2 3、 2 2 4的閘極則分別被輸人 有大約1 5'的電壓與大約〇γ的電壓。因此，各電晶體 分別成爲非導通與導通的狀態。結果，輸出端子 Υ 〇 u 丁 1、V 0 U 丁 2 分別成爲 0 Υ、 1 5 V，將 3 3 Υ、0 Υ之低振幅的電壓信號轉換成ο γ、 ! 5 λ- 之大振幅的電壓信號=
在本實施例中，由於波形整形部2 0 0之Ντ型的負載 電晶體與Ρ型的輸入電晶體的閘極分別是以〇 γ、 2 5 V 作驾基準而獨立地控制，因此，即使是對於電源電壓 V D D的變動也可以安定地變動^ 第4圖係表本發明之第3實施例。本實施例，其中波 形整形部2 0 0的構成乃與第1實施例（第1圖）不同 本實施例之波形整形部2 0 0係一具有Ν型的負載電晶體 2 3 1、 2 3 2與Ρ型的輸入電晶體2 3 3、2 3 4的構 而由Κ—型的負載電晶體2 3 1與Ρ型的輸入電晶體 3以及Ν型的負載電晶體2 3 2與Ρ型的輸入電晶體 2 3 4來構成反相（i η ν e ι_ t e 1·)電路。 以下說明該波形整形部2 0 〇的動作。動作條件的一 岡郎是將輸入端子Y I Ν 1、Y I N 2的電壓分別設爲 3 · 3 Y、〇 Y，將電源V D D設爲1 5 V ’將偏壓電源 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） 請 先 Μ 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 I衣 頁 1 ^ I I I I I I 訂 線 -13- 43 67 5 1 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五'發明說明（n) 白勺電.堅設爲5 · 3 Y =此時，由於輸入電晶體1 1 1、 1 1 2分別成爲非導通狀態、導通狀態，因此，位準轉換 $ 1 〇 0的輸出V ο 1、Y ◦ 2分別大約成爲1 5 \'、0 v f該些電壓則由於在反相電路中被波形整形且被放大， 因此’輸出端子Y 0 U T 1、Y 0 U T 2分別成爲〇 Y、 1 5 \-, 在本實施例中，也可以將被供給到輸入端子之3 . 3 γY的低振幅的電壓信號轉換成Ο Y、 1 5 Υ之大振 的電壓信號= 第5圖係表本發明之第4實施例。本實施例*其中之 準轉換部1 0 0之構成乃與第1實施例C第1圖）不同 本：實施例之位準轉換部1 0 .0與第1圖所示之第1實施 之位準轉換部的構成的不同點，則在於第1圖的負載電 體1 2 1、 1 2 2係由電阻體1 4 1、 1 4 2所構成= 以下說明該位準轉換部1 0 0的動作。動作條件的一 即是將輸入端子V I Ν 1、Υ I Ν 2的電壓分別設爲 3 _ 3 Υ、〇 Υ，將電源V D D設爲1 5 ，將偏壓電源 的電壓設爲5 . 3 Υ。此時，由於輸入電晶體1 1 1、 1 1 2分別成爲非導通狀態、導通狀態，因此，位準轉換 部1 0 0的輸出V ◦ 1、V 0 2分別大約成爲1 5 V , 〇 Υ ·該些電壓則由於在反相電路中被波形整形且被放大， 因此’輸出端子V Ο U Τ 1、λτ Ο U Τ 2分別成爲ο ν、 1 5 Υ : 在本實施例中，也可以將被供給到輸入端子之3 . 3 幅 請 先 A3 '讀 背 £ 之 注 意 事 項 再 填I衣 頁I 一 I I I I I 酵訂 例 曰曰 例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 線 -14- 436751 A7 __B7____ 五、發明說明（12 ) ''、Ο Y之低振幅的電壓信號轉換成Ο Y、 1 5 γ .亡大抟 幅的電壓信號= {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第6圖係表本發明之第5實施例，係表多輸入型之位 準轉換電路=本實施例係一將第3圖之位準轉換部設成多 輸入型式的構成。本實施例之位準轉換電路5 0 0係由X 個的輸入電晶體5 1 1〜5 1 N，N個的負載電晶體 5 2 1、 5 2 N，偏壓用電晶體5 3 1、 5 4 1所構成= 輸人電晶體5 1 1〜5 1 Ντ的各源極則被連接到N個的輸 入端子V I 1〜V I ( N )。又，該輸入電晶體的各汲極 '則技連接到X個的負載電晶體5 2 1〜5 2 N的各汲極 與N個的輸出端子Y ο 1〜Y 〇 ( N ) c 在本實施例中，藉著追加輸入電晶體與負載電晶體等 2個電晶體，可以增加輸入數目。 第7圖係表應闬本發明之位準轉換電路的邏輯輸入電 路的一實施例。本實施例係表一具有差動輸入型的位準轉 換電路1 0 0、多輸入型的位準轉換電路5 0 0、N個的 鎖存電路6 1_ 1〜6 1 N的鎖存電路部6 0 0。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印®!； 路 電 存 鎖 到 出 輸 號 言 的信Mi 型脈 _ 入時動 輸動Μ 動差的 差的(>1 , 幅振 此振®ί 在壓電 )ρ-& 的高 ο 2 1 Κ 路 C 電 、 換 1 轉 Κ 準 C 位號 低成 入換 俞專 E | 乃將 » πτ| οκ 5 C 路 D 電、 換 1 轉D 準號 位信 的料 型資 入的 輸幅 多振 」 壓 X 電 1 的 6 低 之高 個成 Ν換 入轉 輸將 乃且 Ν 幅 1 振 6 壓 一 電 1 的 1 高 6 入 路輸 電則 存， 鎖路 各電 到存 出鎖 輸各 號的 信 ο 料 ο 資 6 的部 幅路 振電 壓存 電鎖 的 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 43675 1 at B7 五、發明說明（13 ) 的時脈信號與資料信號而動作，且輸出N個的鎖存資料 0 1-0 ( X ); 第8圖係表本發明之液晶顯示裝置之一實施例的系統 構成例=該系統具有影像信號產生裝置8 0、影像信號處 理電路6 0、時序控制電路7 0、以及液晶顯示面板1 0 -在此，液晶顯示面板1 0具有由呈矩陣狀配置的多個畫 素所構成的顯示部2 0、用來驅動該些畫素之信號電路 3 0與掃描電路4 0、差動輸入型位準轉換電路7 0 ◦、 多輸人型位準轉換電路5 0 0 a、 5 0 0 b、以及資料鎖 存電路6 0 0。其中，差動型位準轉換電路7 0 0係由第 1〜第4實施例中所說明之位準轉換部1 0 0與波形整形 部2 0 0旰構成，多輸入型位準轉換電路5 0 0 a、 5 0 0 b對應於第5實施形態之多輸入型位準轉換電路 5 0 0，資料鎖存電路6 0 0則對應於第7圖所示的鎖存 電路部6 0 0。 以下說明該系統的動作=影像信號產生裝置8 0，將 影像信號8 1輸出到影像信號處理電路6 0，而將時脈信 號8 5、水平同步信號8 6、垂直同步信號8 7輸出到時 序控制電路7 0。影像信號處理電路6 0 ，會針對所輸入 之影像信號8 1 ’根據串列-並列轉換處理而降低信號頻 率，而當作η並列的影像信號D 1〜D η被輸出到液晶顯 示面枝1 0之多輸入型位準轉換電路5 0 0 a 。該影像信 號D 1〜D η ，除了藉由多輸入型位準轉換電路5 0 0 a 被轉換爲高振幅的信號外，也被儲存在資料鎖存電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公餐） 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣— II訂！丨-線 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 -16- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*J衣 436751 Α_ A/ _________ _______ _ B7 五 '發明說明（14) 6 0 0 =資料鎖存電路6 0 0會將該被II存之高振幅的影 像信號H D 1〜H D η輸出到信號電路3 〇。 另一方面’時序控制電路7 〇，會根據所輸入之時脈 信號8 5、水平同步信號8 6'垂直同步信號8 了 .將用 於讀入影像信號D 1〜D η的時脈信號7 1輸出到液晶顯 示面板1 0的差動輸入型位準轉換電路7 0 0 ，且將用於 驅動信號電路3 0與掃描電路4 0之控制信號7 2〜7 5 輸出到液晶顯示面板的多輸入型位準轉換電路5 0 0 b ^ 差動輸入型轉換電路7 0 0 ，則將時脈信號7 1轉換晈高 振幅的時脈信號，且輸出到資料鎖存電路6 0 0。多輸；、 型位準轉換電路5 0 0 b ，會將控制信號7 2〜7 5轉換 或高拫幅的信號，而輸出甩來控制信號電路3 0之時脈f言 號H C K .開始信號H S T、用於控制掃描電路4 0的時 脈信號V C Κ、開始信號Υ S Τ。顯示部2 0則根據信號 電路2 0與掃描電路4 0的輸出被控制，而顯示與影像f言 號D 1〜D η呈對應的影像。 該液晶示裝置，藉著使用具有第1〜第4實施例戶斤 示之位準轉換部1 〇 〇與波形整形部2 0 0的位準轉換電 路，以及第5實施例之多輸入型位準轉換電路5 0 0 ，由 於可以將液晶顯示面板的輸入設成低振幅，因此，可以_ 單地構成影像信號處理電路6 0以及時序控制電路7 〇的 輸出電路； 此外，本發明的實施例，雖然是表示利用T F 丁的例 子，但是即使是使用單晶矽的Μ 0 S電晶體’也可以得到 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） - -----— — — — — — 衣.— — I — It— — 11 — — —— — . (，請先閱讀背面之注意事項再填莴本頁) -17- 43675 1 at B7 五、發明說明（15 ) 同樣的效果： C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 又.本發明之電晶體，即使是將N、 P的導電型式逆 轉’也可以得到相同之效果5 又，由於根據位準轉換電路的偏壓電源’可以將輸人 電晶體以及負載電晶體的汲極電流動作點設成高電流’除 了可以使得高速動作成爲可能外’也能夠減小電晶體的R 寸 1 更者，由於只由電晶體來構成位準轉換電路’因此在 製造上容易製作’又由於藉著偏壓用電晶體來控制負載電 晶體的電流’而由該電流與輸入電晶體的電阻來產生輸出 電壓·因此可以抑制輸出電壓相對於電晶體之特性變動所 產生的變動，因此在製造上能夠提尚良品率。 本發明之位準轉換電路係被使用在用於驅動液晶顯示 裝置之顯示部之畫素的信號電路與掃描電路上。但是當然 也可以使用於信號電路與掃描電路的其中一者。 圖面之簡單說明： 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 第1圖係表本發明之液晶顯不裝置中之位準轉換電路 的第1實施形態的圖、第2圖係表本發明之位準轉換電路 之動作的說明圖、第3圖係表本發明之液晶顯示裝置之位 準轉換電路之第2實施形態的圖、第4圖係表本發明之液 晶顯示裝置之位準轉換電路之第3貫施形態的圖、第5圖 係表本發明之液晶顯示裝置之位準轉換電路之第4實施形 熊的圖、第6圖係表本發明之多輸入型之位準轉換電路之 本紙張尺度適用中國囿家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -18- 43675 1 A/ B7 五、發明說明（16 ) 第5實施形態的圔、第7圔係表應电本發明之G準轉換m 路之邏輯輸入電路之一實施形態的圖、第8圖係表本發明 之液晶顯示裝置之一實施形態的圖.第9圖係表習知例之 差動輸入型之位準轉換電路的電路構成圖。 主要元件對照表 1 0 0 位準轉換部 111, 112 輸入電晶體 12 1, 12 2 負載電晶體 13 1、 1 3 2 偏壓用電晶體 2 0 0 洩形整形部 2 11. 2 12 負載電晶體 2 13.214 輸Λ電晶體 2 2 1, 2 2 2 負載電晶體 2 2 3、 2 2 4 輸入電晶體 2 3 1, 2 3 2 負載電晶體 2 3 3, 2 3^ 4 輸入電晶體 500 位準轉換電路 5 1 1〜5 1 Ν 輸入電晶體 521〜52Ν 負載電晶體 5 3 1. 5 4 1 偏壓用電晶體 8 0 0 位準轉換電路 811.812 輸入電晶體 8 13, 814 負載電晶體 本紙張尺度適用中國S家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 請 先 閱 背 之 注 意 事 項 再 填 本. 頁 I I 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -19- 436751 A7 B7 五、發明說明（17 ) 8 〇 4 8 16 8 1814 2 定電流源 移位電晶體 電阻體
請 先 讀 背 之 注 t 事 項 再 填 頁I 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公笼） -20-

Claims (1)

  1. 436751 Ί 08 8 If AS B8 C8 D8 申請專利範圍 1 . 一種液晶顯示裝置，其主要係針對一備有：具有 呈矩陣狀配置之多個畫素的顯示部、闬於驅動該些畫素的 信號電路與掃描電路的液晶顯示裝置，其特徵在於： 上述信號電路以及上述掃描電路具有將閘極連 1偏壓電壓源的第1、第2電晶體以及配置在該第 體之各汲極與電源之間的第1、第2電阻 經濟郜智慧財產局員工消費合作社印製 將極性彼此不同之低振幅的畫素驅動信號輸入到上 .第2信號，且從上述第1、第2電晶體的汲極輸 彼此不同之高振幅的畫素驅動信號的位準轉換電路。 2 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置· 1或第2電阻係一位在將閘極偏壓（b!as )成固定 第3、第4電晶體的源極與汲極間之電阻。 3 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置， 準轉換電路·具有將閘極連接到上述第1、第2電 各汲極的第5、第6電晶體、配置在該第5、第6 之各汲極與接地之間的第7、第8電晶體，而該第 8電晶體具有各汲極彼此連接到各閘極之構成的波 4 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置， 準轉換電路，具有將閘極連接到上述第1、第2電 各汲極的第5、第6電晶體、配置在該第5、第6 之各汲極與接地之間的第7、第8電晶體，而該第 8電晶體之各閘極連接到上述第1、第2電晶體之 之構成的波形整形部。 接到第 1、第 且具有 述第1 出極性 上述第 電壓之 上述位 晶體之 電晶體 7、第 形整形 上述位 晶體之 電晶體 (-7 >rir I 、 弟 各源極 請 先 _閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填f裝 本 · 頁 I I訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） -21 - 43 67 5 1 韻 C8 D8 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，上述e 準轉換電路，具有將閘極連接到上碑第1、第2電晶體之 各汲極的第5 .第6電晶體、配置在該第5、第6電晶體 之各汲極與接地之間的第了、第8電晶體，而該第了、第 8電晶體之各閘極連接到上述第1、第2電晶體之各閘極 之構成的波形整形部。 6 .如申請專利範圍第1項之液晶顯示裝置，將上述 偏壓電源的電壓設定爲相當於上述低振幅之畫素驅動信號 的峰値電壓與構成上述位準轉換電路之電晶體之閾値電壓 的和的電壓 種液晶顯不裝置，其主要係針對一由具有呈矩 陣狀配置之多個畫素的顯示部、用於驅動該些畫素的信號 電路與掃描電路所構成之液晶顯示裝置，其特徵在於： 經濟卽智慧財產局員工消費合作社印- Ns 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 ί裝 頁 I ^ I I I I I ] 訂 上述信號電路以及上述掃描電路係由將閘極連接到偏 壓電壓源的多個電晶體與連接到多個電晶體之各汲極和電 源之間的多個電阻所構成，而具有將低振幅的多個畫素驅 動信號輸人到上述多個電晶體的源極，且從上述多個電晶 極輸出高振幅之多個畫素驅動信號的位準轉換電路 8 .如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，上述多 個電阻係一位在將閘極偏壓成固定電壓的多個電晶體的源 極與汲極間的電阻= 9 .如申請專利範圍第7項之液晶顯示裝置，將上述 偏壓電源的電壓設定爲相當於上述低振幅之畫素驅動信號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- A8B8C8D8 436751 六、申請專利範圍 的峰値電壓與構成上述位準轉換電路之電晶體的間値電壓 的和的電壓。 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁》 1 0 ·—種液晶顯示裝置，其主要係針對一備有：具 有多個畫素的顯示部、用於驅動該顯示部之信號電路以及 掃描電路的液晶顯示裝置，其特徵在於： 上述信號電路、上述掃描電路之至少其中一者，備有 一具有將閘極連接到第1偏壓電壓源，而在源極輸入彼此 極性不同之振幅之畫素驅動信號而構成的第1、第2電晶 體、與配置在該第1、第2電晶體之各汲極和電源之間的 第1、第2電阻而構成的位準轉換電路。 1 1 .如申請專利範圍第1 〇項之液晶顯示裝置，上 述位準轉換電路之上述第1、第2電晶體會從各汲極輸出 極性忮此不同，而振幅分別至少較上述所輸入之振幅爲高 之畫素驅動信號。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之液晶顯示裝置，上 述位進轉換電路具有可以接受上述所輸出之振幅的畫素驅 動信號，而對波形實施整形的波形整形部。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Γ 3 .如申請專利範圍第1 2項之液晶顯示裝置，上 述波形整形部’包含將與上述所輸出之振幅的畫素電極信 號的信號線連接的閘極連接到第1、第2電晶體之各汲極 的第3、第4電晶體、配置在該第3、第4電晶體之各汲 極與接地之間的第5、第6電晶體，而該第5、第6電晶 體則是一各閘極彼此連接到各汲極的構成。 1 4 . 一種液晶顯示裝置，其主要係針對一備有：亘 本紙張尺度適用中國画家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -23- S008S AKCD 436751 六、申請專利範圍 有多個畫素的顯示部、用來驅動該顯示部之信號電路以尺 掃描電路的液晶顯示裝置，其特徵在於：. 上述ί言號電路、上述掃描電路之至少一者具有以下之 構成的位準轉換電路，具有將閘極連接到偏壓電壓源’而 在源極輸入某個振幅之多個畫素驅動信號，而從汲極輸出 振幅較被輸入到上述源極之多個畫素驅動信號的振幅爲高 的多個畫素驅動信號而構成的多個電晶體、以及配置在該 多個電晶體之各上述汲極與電源之間的多個電阻= 1 〇 如申請專利範圍第1 4項之液晶顯示裝置.上 述多個電阻係一位在將閘極偏壓成固定電壓之多個電晶體 的源極與汲極間的電阻； --------I----- - - ---^ i I I I --- (請先w.讀背面之注t事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用十國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） '24-
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