D/a轉換器及液晶顯示裝置的製作方法

2023-10-09 15:03:14 2

專利名稱：：D/a轉換器及液晶顯示裝置的製作方法
技術領域：
：本發明有關一種將數位訊號轉換為模擬信號的D/A轉換器及具備該D/A轉換器的液晶顯示裝置。
背景技術：
：在現有的主動矩陣型液晶顯示器中，當來自影像源的影像信號為數位訊號時，將數位訊號以D/A轉換器進行D/A轉換後施加於像素上來進行對應於數位訊號位數的多階調顯示。圖4是顯示現有的D/A轉換器的電路圖。該D/A轉換器將三位的數位訊號Do至D2轉換為模擬信號的電路。設有其各自的一端端子為接地的四個電容器Cl、C2、C3、C4。這些電容器Cl、C2、C3、C4分別具有電容值C、C、2C、4C。S卩，三個電容器C2、C3、C4依據數位訊號Do至D2各位的權重而加權。選擇電路SEL依據數位訊號D0至D2各位的值來選擇第一基準電位VI或第二基準電位V2(V2〉V1)其中一者並予以輸出的電路。四個轉送電晶體TT1至TT4依據轉送脈衝TP而將選擇電路SEL的輸出分別轉送至所對應的電容器C2、C3、C4的另一端的端子，並且將第一基準電位V1轉送至電容器C1的另一端的端子。此外，設有電荷電晶體CT2至CT4與輸出電晶體CT1。該電荷電晶體CT2至CT4依據電荷脈衝CP而將四個電容器Cl、C2、C3、C4的另一端的端子予以短路。該輸出電晶體CTl輸出模擬信號，該模擬信號是由依據電荷脈衝CP而予以短路的四個電容器Cl、C2、C3、C4的另一端的端子中被共有化的電荷而決定。圖5是該D/A轉換器的動作時序圖。當數位訊號Do至D2確定時，通過選擇電路SEL，於每一位選擇第一基準電位VI或第二基準電位V2(V2〉V1)其中一者。接著，當轉送脈衝TP變為高電位時，四個轉送電晶體TT1至TT4便導通，電容器C1、C2、C3、C4便充電。接著，當轉送脈衝TP下降至低電位，電荷脈衝CP上升至高電位時，電容器Cl、C2、C3、C4的另一端的端子因電荷電晶體CT2至CT4而短路，儲存於電容器C1、C2、C3、C4的電荷便共有化，如此，模擬信號Vout的電位便決定，並且該模擬信號Vout經由輸出電晶體CTl而輸出。此處，模擬信號Vout依電荷守恆定律(lawofconservationofcharge)能夠以下面的公式一表示。[公式一]formulaseeoriginaldocumentpage6還有，使用此種D/A轉換器的顯示裝置記載於專利文件1。專利文件l:特開2003-122326號公報
發明內容(發明所欲解決的課題)然而，在前述的D/A轉換器中，於每次數位訊號Do至D2改變時，電容器C2、C3、C4必須充放電至與其對應的基準電位為止，所以有消耗電力大的問題。(解決課題的手段)本發明的D/A轉換器鑑於前述課題而研創，具備多個電容器，對應於數位訊號各位的權重進行電容值的加權，且一端的端子共同連接；選擇電路，依據數位訊號各位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者，並予以施加於所對應的電容器的另一端的端子；以及重置電路，依據重置信號而將第一基準電位施加於電容器的一端與另一端的兩端子；且在通過前述重置電路將第一基準電位施加於前述電容器的兩端子後，將前述選擇電路的輸出施加於所對應的電容器的另一端的端子，由此從共同連接的電容器的一端的端子獲得模擬信號。依據前述構成，由於僅以電容器的耦合而產生的電荷移動來進行D/A轉換，所以D/A轉換動作所伴隨的電荷的充放電變少，能夠減低消耗電力。(發明的效果)依據本發明的D/A轉換器，D/A轉換動作所伴隨的電荷的充放電變少，能夠減低消耗電力。特別是，適用於液晶顯示裝置等顯示裝置的數字影像信號的D/A轉換。圖1是顯示本發明的第一實施方式的D/A轉換器的電路圖。圖2是本發明的第一實施方式的D/A轉換器的動作時序圖。圖3是顯示本發明的第二實施方式的D/A轉換器的電路圖。圖4是顯示現有的D/A轉換器的電路圖。圖5是現有的D/A轉換器的動作時序圖。符號說明10運算放大器30玻璃襯底Cl至C4電容器R0至R9電阻器RAD2第二階梯電阻器RT1至RT4重置電晶體ST1至ST6選擇電晶體SW2第二開關具體實施方式以下，針對本發明的實施方式第一實施方式圖1是第一實施方式的三位D/A轉換器的電路圖。設有，其各自的一端端子共同連接的四個電容器C1、C2、C3、C4。這些電容器C1、C2、C3、C4分別具有電容值C、C、2C、4C。BP，三個電容器C2、C3、C4依據數位訊號Do至D2各位的權重而加權。選擇電路SEL是具備六個選擇電晶體ST1至ST6，依據數位訊號Do至D2各位的值來選擇第一基準電位VI或第二基準電位V2(V2>V1)其中一者並予以輸出的電路。三個轉送電晶體TT1至TT3依據起動脈衝STP而將選擇電路SEL的輸出分別轉送至所對應的電容器C2、C3、C4的另一端的端子。此20顯示面板40液晶顯示裝置CDAC第二D/A轉換器RAD1第一階梯電阻器RDAC第一D/A轉換器SEL、SEL1選擇電路SW1第一開關TT1至TT3轉送電晶體，一邊參照圖示一邊做說明。外，四個重置電晶體RT1至RT4依據重置脈衝RST而將電容器Cl、C2、C3、C4的一端的端子與另一端的端子短路，並且將第一基準電位VI施加於這些電容器的一端的端子及另一端的端子。在本例中，構成選擇電路SEL的六個選擇電晶體ST1至ST6、三個轉送電晶體TT1至TT3、四個重置電晶體RT1至RT4都是N通道型MOS電晶體，但也可是P通道型MOS電晶體。圖2是該D/A轉換器的動作時序圖。當數位訊號Do至D2確定時，通過選擇電路SEL，依每一位選擇第一基準電位VI或第二基準電位V2(V2〉V1)其中一者。接著，當重置脈衝RST變為高電位時，重置電晶體RT1至RT4便導通，而將電容器C1、C2、C3、C4一端的端子與另一端的端子短路，並且將第一基準電位VI施加於這些電容器一端的端子及另一端的端子。接著，在重置脈衝RST下降至低電位，使重置電晶體RT1至RT4關斷後，起動脈衝STP上升至高電位，三個轉送電晶體TT1至TT3導通。於是，選擇電路SEL的選擇輸出便經由轉送電晶體TT1至TT3施加於各自所對應的電容器C2、C3、C4的另一端的端子。如此，共同連接的電容器C1、C2、C3、C4的一端的端子的電位因電容器耦合而變動，而從其共同連接端子獲得對應於數位訊號Do至D2的模擬信號Vout。該模擬信號Vout輸出信號與公式一所表示的值相同。依據本發明，由於僅以電容器C1、C2、C3、C4的耦合而產生的電荷移動來進行D/A轉換，所以D/A轉換動作所伴隨的電荷的充放電變少，與現有例的電路相比，能夠減少消耗電力約50%。舉例而言，如果以V1-4(V)、V2=5(V)、電容器C1、C2、C3、C4的電容值分別為0.5pF、0.5pF、1.0pF、2.0pF，則模擬信號Vout(V)以公式二與第一表表示o[公式二][表-]tableseeoriginaldocumentpage9還有，在本實施方式雖然是顯示三位的D/A轉換器，但以相同原理能夠構成二位的D/A轉換器、四位以上的D/A轉換器。D/A轉換器是可通過利用低溫多晶矽技術將驅動液晶顯示裝置40所不可或缺的電路功能集成於玻璃襯底30上的板上系統(systemonglass;SOG)技術，而形成於與具有像素形成為矩陣狀的顯示面板20相同的玻璃襯底30上。如此，能夠達到半導體零件數目的削減、組裝的簡化，外部電路襯底也能夠縮小，能夠實現整體的小型、輕量化。第二實施方式圖3是顯示第二實施方式的D/A轉換器的電路圖。該D/A轉換器用於液晶顯裝置的影像信號D/A轉換，將6位的數字影像信號Do至D5的高位三位D3至D5以使用階梯(ladder)電阻器的第一D/A轉換器RDAC進行D/A轉換，並將低位三位D。至D2以使用電容器耦合的第二D/A轉換器CDAC(與第一實施方式D/A轉換器相同)進行D/A轉換。這種情況下，第一D/A轉換器RDAC的輸出、即第一基準電位Vl、第二基準電位V2輸入至第二D/A轉換器CDAC。第一D/A轉換器RDAC為了液晶顯示裝置的線反轉(lineinversion)而具備有正極用的第一階梯電阻器RAD1、負極用的第二階梯電阻器RAD2，這些電阻器可各自通過第一開關SW1、第二開關SW2而進行切換。正極用的第一階梯電阻器RAD1有10個電阻器R0至R9串聯連接於電源電位Vdd與接地電位Vss之間，而從這些電阻器的九個連接點取出九個基準電位。負極用的第二階梯電阻器RAD2的構成也相同，但九個基準電位取出的順序相反。選擇電路SEL1依據高位三位D3至D5的數位訊號的值，從九個基準電位中選擇於大小關係中相鄰的兩個基準電位，以這些電位做為第一基準電位VI及第二基準電位V2，並予以輸出至第二D/A轉換器CDAC。選擇電路SEL1具備四十八個選擇電晶體，在本例中皆為N通道型MOS電晶體。並且，在第二D/A轉換器CDAC中，進行低位三位Do至D2的D/A轉換，並輸出模擬信號Vout。模擬信號Vout經由運算放大器10施加於顯示面板20的像素。依據本D/A轉換器，與將數字影像信號Do至Ds全部六位以使用階梯電阻器的第一D/A轉換器RDAC進行D/A轉換的情況相比，能夠大幅地減少組件數目。此外，在第二D/A轉換器CDAC中與第一實施方式相同地能夠減低消耗電力。還有，在本實施方式中，將6位的數字影像Dq至D5的高位三位D3至D5以使用階梯電阻器的第一D/A轉換器RDAC進行D/A轉換，將低位三位DQ至D2以使用電容器耦合的第二D/A轉換器CDAC進行D/A轉換，但並非以此為限，也可例如將數字影像信號D。至Ds的高位二位D4至D5以使用階梯電阻器的第一D/A轉換器RDAC進行D/A轉換，將低位四位DQ至D3以使用電容器耦合的第二D/A轉換器CDAC進行D/A轉換。此外，也可適當地增減數字影像信號Do至D5的位數，構成對應該位數的D/A轉換器。權利要求1.一種D/A轉換器，其特徵在於，具備多個電容器，對應於數位訊號各位的權重進行電容值的加權，且一端的端子共同連接；選擇電路，依據數位訊號各位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者，並予以施加於所對應的電容器的另一端的端子；以及重置電路，依據重置信號而將第一基準電位施加於電容器的一端與另一端的兩端子；且在通過上述重置電路將第一基準電位施加於上述電容器的兩端子後，將上述選擇電路的輸出施加於所對應的電容器的另一端的端子，由此從共同連接的電容器的一端的端子獲得模擬信號。2.—種D/A轉換器，其特徵在於，具備基準電位產生電路，產生對應於n位的數位訊號中的高位的m位的數位訊號而得的(2m+l)個基準電位；第一選擇電路，依據高位位m的數位訊號的值，從(2m+l)個基準電位中選擇於大小關係中相鄰的第一基準電位及第二基準電位；多個電容器，對應於數位訊號的低位的(n-m)位的權重進行電容值的加權，且一端的端子共同連接；第二選擇電路，依據數位訊號的低位的(n-m)位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者，並予以施加於所對應的電容器的另一端的端子；以及重置電路，依據重置信號而將第一基準電位施加於電容器的一端與另一端的兩端子；且在通過上述重置電路將第一基準電位施加於上述電容器的兩端子後，將上述選擇電路的輸出施加於所對應的電容器的另一端的端子，由此從共同連接的電容器的一端的端子獲得模擬信號。3.根據權利要求1所述的D/A轉換器，其特徵在於，具備轉送電晶體，依據起動脈衝而將上述選擇電路的輸出施加於電容器的另一端的端子。4.根據權利要求2所述的D/A轉換器，其特徵在於，具備轉送電晶體，依據起動脈衝而將上述選擇電路的輸出施加於電容器的另一端的端子。5.—種液晶顯示裝置，具備D/A轉換器，其特徵在於，該D/A轉換器具備多個電容器，對應於數位訊號各位的權重進行電容值的加權，且一端的端子共同連接；選擇電路，依據數位訊號各位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者，並予以施加於所對應的電容器的另一端的端子；以及重置電路，依據重置信號而將第一基準電位施加於電容器的一端與另一端的兩端子；且在通過上述重置電路將第一基準電位施加於上述電容器的兩端子後，將上述選擇電路的輸出施加於所對應的電容器的另一端的端子，由此從共同連接的電容器的一端的端子獲得模擬信號。6.—種液晶顯示裝置，具備D/A轉換器，其特徵在於，該D/A轉換器具備基準電位產生電路，產生對應於n位的數位訊號中的高位的m位的數位訊號而得的(2m+l)個基準電位；第一選擇電路，依據高位位m的數位訊號的值，從(21)個基準電位中選擇於大小關係中相鄰的第一基準電位及第二基準電位；多個電容器，對應於數位訊號的低位的(n-m)位的權重進行電容值的加權，且一端的端子共同連接；第二選擇電路，依據數位訊號的低位的(n-m)位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者，並予以施加於所對應的電容器的另一端的端子；以及重置電路，依據重置信號而將第一基準電位施加於電容器的一端與另一端的兩端子；且在通過上述重置電路將第一基準電位施加於上述電容器的兩端子後，將上述選擇電路的輸出施加於所對應的電容器的另一端的端子，由此從共同連接的電容器的一端的端子獲得模擬信號。7.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，具備轉送電晶體，依據起動脈衝而將上述選擇電路的輸出施加於電容器的另一端的端子。8.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，具備轉送電晶體，依據起動脈衝而將上述選擇電路的輸出施加於電容器的另一端的端子。9.根據權利要求5所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中，上述D/A轉換器利用低溫多晶矽技術而形成於具有像素形成為矩陣狀的玻璃襯底上。10.根據權利要求6所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中，上述D/A轉換器利用低溫多晶矽技術而形成於具有像素形成為矩陣狀的玻璃襯底上。11.根據權利要求7所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中，上述D/A轉換器利用低溫多晶矽技術而形成於具有像素形成為矩陣狀的玻璃襯底上。12.根據權利要求8所述的液晶顯示裝置，其特徵在於，其中，上述D/A轉換器利用低溫多晶矽技術而形成於具有像素形成為矩陣狀的玻璃襯底上。全文摘要D/A轉換器及液晶顯示裝置。本發明的目的在於提供一種減少D/A轉換動作所伴隨的電荷的充放電，能夠減低消耗電力的D/A轉換器。本發明的D/A轉換器設有其各自的一端端子共同連接的四個電容器。這些電容器分別具有電容值C、C、2C、4C。選擇電路具備選擇電晶體，並依據數位訊號各位的值來選擇第一基準電位或第二基準電位其中一者並予以輸出。轉送電晶體依據起動脈衝而將選擇電路的輸出分別轉送至所對應的電容器的另一端的端子。重置電晶體依據重置脈衝將電容器的一端的端子與另一端的端子短路，並且將第一基準電位施加於上述電容器的端子。文檔編號H03M1/66GK101154947SQ20071016301公開日2008年4月2日申請日期2007年9月28日優先權日2006年9月29日發明者堀端浩行申請人:愛普生映像元器件有限公司