CN1239276A - 电光装置用的数字驱动电路和具备该电路的电光装置 - Google Patents

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Abstract

在驱动TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置等的数字驱动电路中，在谋求降低功耗的同时提高驱动能力。输入数字图象信号并生成模拟驱动信号的数字驱动电路具备：根据数字图象信号的低位比特的值选择电压随时间推移分别呈阶梯状变化的多个系列的基准多重锯齿波中的一个系列的系列选择装置；以及根据高位比特的值在时间轴上选择至少被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压的时间选择装置。

Description

电光装置用的数字驱动电路和具备该电路的电光装置
本发明属于适合用于驱动TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置等的电光装置的数字驱动电路和具备该数字驱动电路的电光装置，以及具备该电光装置的电子装置的技术领域，特别是属于将数字图象信号作为输入、使用多重锯齿波来生成模拟的驱动信号的数字驱动电路等的技术领域。
以往，作为将数字图象信号作为输入并以可进行灰度显示的方式驱动液晶屏等的显示屏的数字驱动电路的一例，有具备由开关元件根据数字图象信号有选择地对电容量不同的多个电容器中蓄积的电荷进行电荷共享(charge share)或电荷抽运(charge pumping)以生成多种电压的SC-DAC(Switched Capacitor-Digital to Analog Converter：开关控制电容器型DA变换器)电路的形式的数字驱动电路。在该形式中，SC-DAC电路将多种电压作为与各灰度对应的驱动信号输出到显示屏的信号线上，由此能实现灰度显示。这样，具备SC-DAC电路的形式的数字驱动电路主要作为外接于显示屏上的数字驱动电路来使用。
此外，作为以可进行灰度显示的方式驱动显示屏的数字驱动电路的另一例，有在特开平9-54309号公报中公开的具备串联分压电阻电路的形式的数字驱动电路。在该形式中，串联分压电阻电路根据数字图象信号对多个基准电压进行分压，生成多种电压，作为与各灰度对应的驱动信号输出到显示屏的信号线上，由此能实现灰度显示。
再者，作为以可进行灰度显示的方式驱动显示屏的数字驱动电路的又一例，有在特开平9-244588号公报中公开的具备PWM(脉冲宽度调制)电路并使用锯齿状波电压的形式的数字驱动电路。在该形式中，利用PWM电路对数字图象信号进行脉冲宽度调制，生成具有与各数字图象信号对应的脉冲宽度的脉冲信号。而且，通过根据该脉冲宽度在时间轴上选择锯齿波，生成多种电压，作为与各灰度对应的驱动信号输出到显示屏的信号线上，由此能实现灰度显示。
对于在这种数字驱动电路，简化电路结构及降低功耗这样的一般的要求是很强的，同时，提高驱动能力以便能适应显示屏的大型化这样的要求也是很强的。此外，特别是象液晶屏等的显示屏那样，还有必要利用尽可能简单的电路结构和控制高精度地来进行γ校正，该γ校正根据对于显示屏中的驱动信号电压的非线性灰度特性是必要的。
但是，按照上述现有的具备SC-DAC电路的形式的数字驱动电路，为了提高驱动能力，必须有电容量大的电容器，故例如驱动对角线长度约为5”的尺寸的液晶屏这一点是实用上的极限。即，要驱动比该尺寸大的液晶屏，用该形式的数字驱动电路来实现是困难的。特别是在内置数字驱动电路的显示屏的情况下，必须在基板上形成大的电容器的这种形式，从电路面积及象素间距的观点来看是不适当的。
此外，按照上述现有的具备串联分压电阻电路的形式的数字驱动电路，为了提高驱动能力，与电流增加相伴随的各电阻器上的功耗必然增大，要适应低功耗这样的一般的要求，从根本上说，是困难的。同时为了提高驱动能力，必须增大对各电阻器进行开关控制用的薄膜晶体管等的开关元件的尺寸，这样电路整体的面积就增加了。特别是在内置数字驱动电路的显示屏的情况下，在这种形式中，必须在基板上在形成多个电阻器的同时形成这样大型的薄膜晶体管等，从电路面积及象素间距的观点来看是不适当的。
再者，按照上述现有的具备PWM电路的形式的数字驱动电路，为了准确地实现灰度显示，必须以极高的精度进行对于时间的锯齿波的电压的控制。因而，对于供给锯齿波用的放大器，要求以对应于脉冲信号的准确的定时相对于信号线使电压高速地饱和的高的能力，再有，关于该锯齿波的波形本身，也要求高的精度。其结果，要实现该形式的电路，从实践的意义上说，是极为困难的。此外，为了提高驱动能力，必须以低输出阻抗输入大功率的锯齿波，故存在该数字驱动电路中的功耗变得极大的问题。特别是在对于数字图象信号必须进行γ校正的情况下，还存在以下的问题。即，在作为γ校正的方式采用下述的方式的某一种的情况下，这些方式是：(ⅰ)根据显示屏的特性相对于灰度电平改变PWM基本时钟的占空比的方式，(ⅱ)根据显示屏的特性将相对于时间轴的锯齿波形改变为S字型的方式，(ⅲ)利用窄的阶梯状变化的电压来生成对应于显示屏的特性的模拟S字型的锯齿波形的方式，与不进行上述的γ校正的情况相比，必须以更高的精度来控制电压。因而，利用该形式的数字驱动电路来保证驱动多条信号线用的电压在实践上几乎是不可能的。根据以上所述，该形式的数字驱动电路没有实现实用化。
本发明是鉴于上述的问题而进行的，其课题是提供一种功耗较低且驱动能力较高的数字驱动电路和具备该数字驱动电路的电光装置以及具备该电光装置的电子装置。
本发明的第1方面所述的数字驱动电路是为了解决上述课题而输入n(n是2以上的自然数)比特的数字图象信号、生成与该数字图象信号对应的模拟驱动信号并输出到电光装置的信号线上用的数字驱动电路，其特征在于：具备系列选择装置和时间选择装置，该系列选择装置根据上述n比特中的y(y是自然数)比特的值，从电压随时间推移分别呈阶梯状变化的多个系列的基准多重锯齿波中选择用于生成上述驱动信号的一个系列，该时间选择装置根据n比特中与y比特相比位于高位的x(x是自然数)比特的值，在时间轴上选择至少上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压，根据上述被选择的一个系列中的被选择的电压来输出上述驱动信号。
按照本发明的第1方面所述的数字驱动电路，一方面，利用系列选择装置，根据n比特(例如，6比特、8比特、16比特等)中的y比特(例如，中位或最低位的3比特、4比特等)的值，在多个系列的基准多重锯齿波中选择用于生成驱动信号的一个系列。另一方面，利用时间选择装置，根据上述n比特中的与上述y比特相比位于高位的x(例如，最高位的3比特、4比特等)比特的值，在时间轴上选择至少上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压。可以同时进行该系列的选择和电压的选择，也可先进行该系列的选择或电压的选择。由于通过以这种方式使系列的选择和电压的选择组合在一起来生成与各数字图象信号的值对应的电压(即，驱动信号)，故各系列的基准多重锯齿波的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中成为较大的变化，且在每一段中成为经过较长时间的变化。因而，对于各系列的基准多重锯齿波的每一个所要求的时间的精度显著地降低，再有，即使供给基准多重锯齿波用的放大器的能力较低，也能确保在使信号线随驱动信号的电压而饱和方面足够的时间的裕量。即，如果不使用各锯齿波的上升沿部分的电压、而是使用上升之后到达的恒定电压(饱和电压)来生成驱动信号，则不需要关于该各锯齿波的陡峭的上升沿特性。以上所述的结果，按照本发明的数字驱动电路，可使用通过速率(through rate)较小的电路来降低功耗并提高驱动能力，温度补偿等也变得容易。再有，这样的电路可作为电路面积较小且较单纯的电路来构成。因而，本发明适合于作为驱动特大型的显示屏等的电光装置的驱动能力高的数字驱动电路，或作为能内置于电光装置中的小型且低功耗的数字驱动电路。
本发明的第2方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1方面所述的数字驱动电路中，上述时间选择装置具备：根据上述x比特的值来生成脉冲宽度不同的脉冲信号的PWM电路以及根据该脉冲宽度在时间轴上选择上述电压的第1开关电路，上述系列选择装置具备：对上述y比特的值进行译码的译码器以及根据该被译码的值来选择上述一个系列的第2开关电路。
按照本发明的第2方面所述的数字驱动电路，在时间选择装置中，首先根据x比特的值利用PWM电路来生成脉冲宽度不同的脉冲信号，其次根据该脉冲宽度利用例如由薄膜晶体管构成的第1开关电路在时间轴上选择基准多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压。另一方面，在系列选择装置中，首先由译码器对y比特的值进行译码，其次根据该被译码的值利用例如由薄膜晶体管构成的第2开关电路选择一个系列的基准多重锯齿波。因而，通过将PWM电路、译码器和开关电路组合在一起来使用，能可靠地且以高可靠性来进行基准多重锯齿波的系列的选择和电压的选择，而且，如果采用这样的结构，也可在降低功耗的同时实现高的驱动能力。
本发明的第3方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1或第2方面所述的数字驱动电路中，将上述被选择的一个系列中的被选择的电压作为上述驱动信号来输出。
按照本发明的第3方面所述的数字驱动电路，将被选择的系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压按原样作为驱动信号来输出。因而，在例如数字图象信号的比特数(n)少到约6比特的情况下，例如在根据高位3比特在时间轴上选择电压的同时根据低位3比特选择基准多重锯齿波的系列等，从电路结构和选择方式比较单纯即可的观点来看，该数字驱动电路是特别有效的。
本发明的第4方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1或第2方面所述的数字驱动电路中，还具备根据上述n比特中的与上述y比特相比位于低位的z(z是自然数)比特的值来使上述被选择的一个系列中的被选择的电压发生变化的电压变化装置，将该被变化的电压作为上述驱动信号来输出。
按照本发明的第4方面所述的数字驱动电路，根据与y比特相比位于低位的z比特(例如，最低位的3比特、4比特等)的值，利用电压变化装置使被选择的系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压发生变化。而且，将该被变化的电压作为驱动信号来输出。因而，例如在数字图象信号的比特数(n)多达约8比特的情况下，根据高位3比特在时间轴上选择电压的同时根据中位2比特选择基准多重锯齿波的系列，再使根据最低位3比特被选择的电压变化得较细等，从以低功耗且以高的驱动能力来实现多灰度的观点来看，该数字驱动电路是有效的。
本发明的第5方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第4方面所述的数字驱动电路中，上述电压变化装置具备根据上述z比特的值对上述被选择的一个系列中的被选择的电压进行增减的SC-DAC电路，上述系列选择装置根据上述y比特的值再选择由上述SC-DAC电路进行增减用的多个系列的参照用多重锯齿波中的一个系列，上述时间选择装置根据上述x比特的值在时间轴上再选择至少上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压。
按照本发明的第5方面所述的数字驱动电路，在系列选择装置中，根据y比特的值再选择利用SC-DAC电路进行增减用的多个系列的参照用多重锯齿波中的一个系列。另一方面，在时间选择装置中，根据上述x比特的值在时间轴上再选择至少上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压。可以同时进行该系列的选择和电压的选择，也可先进行该系列的选择或电压的选择。而且，在电压变化装置中，根据z比特的值，利用SC-DAC电路对被选择的系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压进行增减。因而，例如在数字图象信号的比特数(n)多达约8比特的情况下，也利用SC-DAC电路使根据最低位3比特被选择的电压变化得较细等，从以低功耗且以高的驱动能力来实现多灰度的观点来看，该数字驱动电路是有效的。特别是本发明利用SC-DAC电路只进行驱动信号的电压的精细的调整，与利用SC-DAC电路实现全部灰度的现有的技术相比，可显著地提高驱动能力的极限。因而，本发明适合于作为具有一般地被限定的尺寸但缺乏制成较大的电容器的空间的显示屏中内置的数字驱动电路。
本发明的第6方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第5方面所述的数字驱动电路中，上述SC-DAC电路基于上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据上述z比特的值进行使用了多个电容器的电荷共享。
按照本发明的第6方面所述的数字驱动电路，基于被选择的系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和被选择的系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据z比特的值由SC-DAC电路进行使用了多个电容器的电荷共享。因而，可利用电荷共享来输出处于基准多重锯齿波的电压与对应于该基准多重锯齿波的参照用多重锯齿波电压之间的电压。
本发明的第7方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第6方面所述的数字驱动电路中，上述电压变化装置还具备将上述z比特的值反转后输入到上述SC-DAC电路中的反转装置，上述SC-DAC电路根据上述被反转的z比特的值进行由上述电荷共享引起的电压相减运算。
按照本发明的第7方面所述的数字驱动电路，在电压变化装置，首先利用反转装置将z比特的值反转，并将该被反转的z比特的值输入到SC-DAC电路中。于是，在SC-DAC电路中根据该被反转的z比特的值，进行由电荷共享引起的电压相减运算。因而，利用电压相减运算可输出处于基准多重锯齿波的电压与参照用多重锯齿波的电压之间的电压，该参照用多重锯齿波与该基准多重锯齿波对应，并在同一时刻其电压比该基准多重锯齿波的电压低。这样，如果使参照用多重锯齿波的电压比基准多重锯齿波的电压低，则该数字驱动电路内的参照用多重锯齿波的处理变得容易，同时由于生成参照用多重锯齿波的放大器的能力较低也没有关系，故是有利的。
本发明的第8方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第5方面所述的数字驱动电路中，上述SC-DAC电路基于上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据上述z比特的值进行使用了多个电容器的电荷抽运。
按照本发明的第8方面所述的数字驱动电路，基于被选择的系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和被选择的系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据z比特的值由SC-DAC电路进行使用了多个电容器的电荷抽运。更具体地说，例如，使用被选择的电容器将被选择的系列的参照用多重锯齿波的电位与中心电位的差分加到被选择的系列的基准多重锯齿波的电位上。因而，可利用电荷抽运以小的电容量来施加大的电压。因此，可使各电容器实现小型化，可减小电路整体的占有面积。
本发明的第9方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1至第8方面所述的数字驱动电路中，在呈阶梯状单调地增加或减少的一个期间内，在每预定的时间单位中，上述多个系列的基准多重锯齿波的电压增加或减少，上述多个系列的基准多重锯齿波的电压在同一时间单位中的大小关系在上述一个期间内的全部时间单位内是恒定的，而且在上述一个期间内，将一个时间单位内的多个系列的基准多重锯齿波的电压的最高值设定得比与该一个时间单位相继的另一时间单位内的基准多重锯齿波的电压的最低值小。
按照本发明的第9方面所述的数字驱动电路，由于在多个系列的基准多重锯齿波中以预定间隔采取离散值的电压在某个系列的基准多重锯齿波的某个时间单位中适当地呈现出来，故通过选择基准多重锯齿波的系列并在时间轴上选择该电压，可高效率地得到采取离散值的电压，将该电压原封不动地作为驱动信号，或可根据该电压输出多灰度的驱动信号。
本发明的第10方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1至第9方面所述的数字驱动电路中，还具备生成上述多个系列的基准多重锯齿波的多重锯齿波生成装置。
按照本发明的第10方面所述的数字驱动电路，由在该数字驱动电路中具备的多重锯齿波生成装置来生成多个系列的基准多重锯齿波。因而，由于没有必要特别地从外部供给基准多重锯齿波，故是方便的。此外，在具备上述的SC-DAC电路的形式的数字驱动电路的情况下，也可还具备生成多个系列的参照用多重锯齿波的参照用多重锯齿波生成装置。或者，也可这样来构成：从数字驱动电路的外部供给这样的基准多重锯齿波及参照用多重锯齿波之一或两者。
本发明的第11方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第10方面所述的数字驱动电路中，上述多重锯齿波生成装置通过分别调整上述多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于上述电光装置的上述数字图象信号的γ校正。
按照本发明的第11方面所述的数字驱动电路，由多重锯齿波生成装置分别调整多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于显示屏等的电光装置的数字图象信号的γ校正。此时，由于各系列的基准多重锯齿波的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中较大，而且在每一段中经过较长时间，故在进行该γ校正的情况下，关于基准多重锯齿波的时间所要求的精度较低也没有关系。因此，可使用通过速率较小的多重锯齿波生成装置，在降低功耗并提高驱动能力的同时，能以高精度进行γ校正。
本发明的第12方面所述的数字驱动电路的特征在于：在上述的本发明的第1至第9方面的任一方面所述的数字驱动电路中，通过分别调整上述多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于上述电光装置的上述数字图象信号的γ校正。
按照本发明的第12方面所述的数字驱动电路，分别调整上述多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于显示屏等的电光装置的数字图象信号的γ校正。此时，由于各系列的基准多重锯齿波的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中较大，且在每一段中经过较长时间，故在进行该γ校正的情况下，关于基准多重锯齿波的时间所要求的精度较低也没有关系。因此，可使用通过速率较小的多重锯齿波生成装置，在降低功耗并提高驱动能力的同时，能以高精度进行γ校正。
本发明的第13方面所述的电光装置的特征在于：具备上述的本发明的第1至第12方面的任一方面所述的数字驱动电路。
按照本发明的第13方面所述的电光装置，由于具备上述本发明的数字驱动电路，故能以低功耗来实现大型的电光装置。
本发明的第14方面所述的电光装置的特征在于：在上述的本发明的第13方面所述的电光装置中，该电光装置由具备作为各象素中的开关元件的薄膜晶体管的TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置构成，上述系列选择装置和上述时间选择装置分别包含薄膜晶体管而构成。
按照本发明的第14方面所述的电光装置，由于驱动TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置的数字驱动电路中的系列选择装置和时间选择装置也分别包含薄膜晶体管而构成，故作为装置整体，可使用薄膜晶体管构成各种元件及装置。因此，在制造上是有利的。特别是，这样的数字驱动电路可在TFT矩阵基板上使用薄膜晶体管作为电路面积较小且比较单纯的电路来构成，故能实现大画面且低功耗的TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置。再有，通过在数字驱动电路中采取调整基准多重锯齿波的电压来进行γ校正的结构，故可在进行高精度的γ校正的同时，进行多灰度的高品位的显示工作。
本发明的第15方面所述的电子装置的特征在于：具备上述的本发明的第13或第14方面所述的电光装置。
按照本发明的第15方面所述的电子装置，由于具备上述本发明的电光装置，故可实现大型且低功耗的、并且能进行多灰度的高品位的显示工作的电视、车辆导航装置、电子笔记本、携带电话等的电子装置。
图1是示出本发明的第1实施例的数字驱动电路的结构的框图。
图2是第1实施例的数字驱动电路的电路图。
图3是在第1实施例的数字驱动电路中使用的多个系列的基准多重锯齿波的波形图。
图4是第1实施例的数字驱动电路中的各种信号的时序图。
图5是比较例中的一个系列的多重锯齿波的基本的波形图(图5(A))和进行γ校正用的比较例中的一个系列的多重锯齿波的基本的波形图(图5(B))。
图6是示出本发明的第2实施例的数字驱动电路的结构的框图。
图7是第2实施例的数字驱动电路的电路图。
图8是在第2实施例的数字驱动电路中使用的多个系列的基准多重锯齿波的波形图(图8(A))和参照用多重锯齿波的波形图(图8(B))。
图9是第2实施例的数字驱动电路中的各种信号的时序图。
图10是本发明的第3实施例的数字驱动电路的电路图。
图11是第3实施例的数字驱动电路中的各种信号的时序图。
图12是本发明的第4实施例的数字驱动电路的电路图。
图13是第4实施例的数字驱动电路中的各种信号的时序图。
图14是各实施例中生成基准多重锯齿波的多重锯齿波生成电路的框图。
图15是本发明的液晶装置的一个实施例的框图。
图16是本发明的液晶装置的另一实施例的框图。
图17是本发明的液晶装置的又一个实施例的框图。
图18是示出本发明的电子装置的实施例的概略结构的框图。
图19是示出作为电子装置的一例的液晶投影仪的剖面图。
图20是示出作为电子装置的另一例的个人计算机的正视图。
图21是示出作为电子装置的一例的寻呼机的分解斜视图。
图22是示出作为电子装置的一例的使用了TCP的液晶装置的斜视图。
本发明的这样的作用和其它优点由以下说明的实施例将变得明显。
以下根据附图说明本发明的实施例。
(第1实施例)
参照图1至图5说明本发明的第1实施例的数字驱动电路。图1是示出第1实施例的数字驱动电路的概念的框图。图2是示出其较详细的结构的电路图。图3是示出在第1实施例中使用的基准多重锯齿波的的一例的波形图，图4是第1实施例的中的各种信号的时序图。此外，图5是示出比较例中的基准多重锯齿波的波形图。
以下说明的第1实施例是输入6比特的数字图象信号、生成与其对应的模拟驱动信号并输出到作为电光装置的一例的液晶装置中的液晶屏部分的信号线上用的数字驱动电路。特别是在第1实施例中，根据数字图象信号的低位3比特来选择8系列的基准多重锯齿波中的一个系列，同时根据高位3比特在时间轴上选择该被选择的基准多重锯齿波的电压。
在图1中，第1实施例的数字驱动电路的结构包括：锁存电路A11，它利用来自具有与多个数字驱动电路对应的级数的移位寄存器电路10的对应级的传送信号锁存6比特的数字图象信号；锁存电路B12，它在锁存脉冲信号LP的定时处每6比特锁存被锁存电路A11锁存的数字图象信号；译码器电路16，它对被锁存电路B12锁存的低位3比特进行译码；PWM电路18，它根据被锁存电路B12锁存的高位3比特进行脉冲宽度调制；电平移动电路19，它提高来自译码器电路16的译码器输出信号和来自PWM电路18的PWM信号的电压电平；第1开关电路21，它根据由译码器电路16通过电平移动电路19输入的译码器输出信号，选择电压随时间推移分别呈阶梯状变化的8个系列的基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8中的一个；以及第2开关电路22，它根据由PWM电路18通过电平移动电路19输入的PWM信号的脉冲宽度，在时间轴上选择由第1开关电路21有选择地被输出的基准多重锯齿波的呈阶梯状变化的电压，并作为驱动信号输出到液晶屏的信号线上。
在图2中，由外部的图象信号源将6比特的数字图象信号D0～D5(其中，假定D0是低位比特，D5是高位比特)输入到数字驱动电路中。由外接在该数字驱动电路上或内置于该数字驱动电路中的时钟生成电路输入了PWM基本时钟PCL20、PCL21和PCL22，用于PWM电路18中的脉冲宽度调制。此外，由外接在该数字驱动电路上或内置于该数字驱动电路中的多重锯齿波生成电路输入了8个系列的基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8。
锁存电路A11具备与各比特的数字图象信号D0～D5对应并分别包含传输门和倒相器而构成的多个锁存单元A0～A5，将来自移位寄存器电路10的对应级的传送信号输入到各锁存单元A0～A5中。而且，锁存电路A11在该传送信号的定时处锁存数字图象信号D0～D5。
锁存电路B12具备与各比特的数字图象信号D0～D5对应并分别包含传输门和倒相器而构成的多个锁存单元B0～B5，将锁存脉冲LP输入到各锁存单元B0～B5中。而且，锁存电路B12在该锁存脉冲LP的定时处一举锁存来自锁存电路A11的数字图象信号D0～D5。
3比特的译码器电路16对数字图象信号D0～D5的低位3比特(D0～D2)进行译码。由多个薄膜晶体管构成的第1开关电路21根据该3比特的译码器输出信号，有选择地将基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8中的一个供给第2开关电路22的输入端子。即，由译码器电路16和第1开关电路21来构成系列选择装置的一例。
3比特的PWM电路18根据高位x比特(D3～D5)的值，基于PWM基本时钟PCL20、PCL21和PCL22，生成脉冲宽度不同的3比特的PWM信号。由多个薄膜晶体管构成的第2开关电路22根据3比特的PWM信号的脉冲宽度，将通过第1开关电路21供给的基准多重锯齿波的电压有选择地供给信号线。即，由PWM电路18和第2开关电路22构成了时间选择装置的一例。此外，如果从图中未示出的控制电路输入复位信号RS1，则PWM电路18被复位。此外，与第2开关电路22的输出连接的C0示出了由液晶屏中的信号线、象素电极构成的电容。
此外，电平移动电路19例如将以5V作为电源电压的PWM信号及译码器输出信号的电压电平提高到12V。但是，这样的电源电压的值并非限于5V或12V，再者，如果用5V足以能进行开关电路21及22中的开关工作，则也可省略该电平移动电路19。
在此，在图3中示出基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的具体的波形的一例。图3是示出对于包含时间单位T0～T7的时间轴的多个系列的多重锯齿波RAMP1～RAMP8的各电压值的图，图中，(0)、(1)、(2)、…、(63)示出了与各电压对应的数字图象信号的值(十进制数的值)。
如图3中所示，基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的电压在呈阶梯状单调地增加或减少的一个期间(T0～T7)内，每预定的时间单位Ti(i＝0、1、…、7)增加或减少(在图3中示出的一个周期中是增加的)。而且，基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的电压在同一时间单位Ti中的大小关系在一个期间(T0～T7)内的全部时间单位Ti中是恒定的。即，如果将多重锯齿波RAMPj(j＝1、2、…、8)的时间单位Ti中的电压定为V(j，i)，则在任一个时间单位Ti中，V(1，i)(V(2，i)(…(V(8，i)都成立。再有，在一个期间(T0～T7)内，将在一个时间单位Ti中的多个系列的基准多重锯齿波的电压的最高值、即作为多重锯齿波RAMP8的电压的V(8，i)设定得比与该一个时间单位相继的另一时间单位中的基准多重锯齿波的电压的最低值、即作为多重锯齿波RAMP1的电压的V(1，i＋1)低。即，对于任一个时间单位Ti，V(8，i)(V(1，i＋1)都成立。
由于以这样的规则来规定基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的波形，故以预定间隔采取离散值的电压在某个基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的某个时间单位Ti中适当地呈现出来。因此，通过选择基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8并在时间轴上选择该电压，可高效率地得到采取离散值的电压。
其次，参照图4的时序图来说明如以上所述那样构成的本实施例的工作。在图4的例中，假定数字图象信号的6比特的值在前半的一个期间(左半部分)内是(101000)，在后半的一个期间(右半部分)内是(010000)。
在图4中，在前半的一个期间内，一方面，利用译码器电路16对低位比特(000)的值进行译码，根据该译码器输出信号由第1开关电路21来选择基准多重锯齿波RAMP1。然后，将该基准多重锯齿波RAMP1供给第2开关电路22的输入端子。另一方面，利用PWM电路18，基于PWM基本时钟PCL20、PCL21和PCL22，与高位3比特(101)的值“5”相对应，生成直到T4(即，第5个时间单位)为止成为高电平的3比特的PWM信号(PWM out)，供给第2开关电路22的控制端子(即，各薄膜晶体管的栅电极)。然后，将供给输入端子的基准多重锯齿波RAMP1的时间单位T4中的电压作为驱动信号电压由第2开关电路22输出到信号线上。
在与其相继的时间单位T blank(消隐)中，利用锁存脉冲LP，由锁存电路B12锁存下一个数字图象信号，再有，利用复位信号RS1，将PWM电路18复位。
此外，在后半的一个期间中，一方面，利用译码器电路16对低位比特(000)的值进行译码，根据该译码器输出信号由第1开关电路21来选择基准多重锯齿波RAMP1。然后，将该基准多重锯齿波RAMP1供给第2开关电路22的输入端子。另一方面，利用PWM电路18，基于PWM基本时钟PCL20、PCL21和PCL22，与高位3比特(010)的值“2”相对应，生成直到T1(即，第2个时间单位)为止成为高电平的3比特的PWM信号，供给第2开关电路22的控制端子。然后，将供给输入端子的基准多重锯齿波RAMP1的时间单位T2中的电压作为驱动信号电压由第2开关电路22输出到信号线上。
在与其相继的时间单位T blank中，利用锁存脉冲LP，由锁存电路B12锁存下一个数字图象信号，再有，利用复位信号RS1，将PWM电路18复位。
在本实施例中，将以这种方式被输出的驱动信号供给TFT有源矩阵驱动方式的液晶屏的信号线。此时，使供给驱动第n行的象素行用的扫描信号Yn的一个水平扫描期间与上述的一个期间(T0～T7)相对应。而且，在图4中，位于前半的一个期间内的时间单位T7与后半的一个期间内的时间单位T0之间的T blank与水平回扫线期间相对应，一个水平扫描期间＝T0＋T1＋…＋T7＋T blank的关系成立。此外，如图3和图4中所示，基准多重锯齿波之所以在一个期间(T0～T7)中极性反转，是为了在液晶屏的驱动中实施每1条扫描线使驱动电压极性反转的扫描线反转驱动方式。
如以上所说明的那样，按照本实施例，由于通过将基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的选择和时间轴上的电压的选择(即，时间单位T0～T7的选择)组合在一起来生成与各数字图象信号D0～D5的值对应的驱动信号，故各基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中成为较大的变化，而且在每一段中成为经过较长时间的变化。
在此，在图5中将上述现有的使用了PWM和锯齿波的形式的数字驱动电路中可进行灰度显示的一个系列的基准多重锯齿波作为比较例示出。在图5(A)的比较例中，每1个时间单位Ti’(I＝0～63)电压频繁地变化，而且各电压变化也是很微小的。在图5(B)的比较例中是再利用电压变化能进行γ校正的一个系列的多重锯齿波的情况，在该比较例中，每1个时间单位Ti’(I＝0～63)电压频繁地变化，特别是在中央电压附近的各电压变化是非常微小的。
如果将图3(本实施例)与图5(比较例)进行比较，则可看得很清楚，如果将本实施例中的基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的每一个中的阶梯状的电压变化与比较例的基准多重锯齿波比较，则要得到同一灰度数的驱动信号，在每一段中成为较大的变化，而且在每一段中成为经过较长时间的变化。例如，如果将系列数设为M(M：自然数)，将一个系列的基准多重锯齿波(比较例)的情况的每一段的电压变化设为ΔV，则在本实施例中，为了实现相同的微细程度的灰度变化所需要的每一段的电压变化增大到ΔV×M。再者，如果将一个系列的基准多重锯齿波(比较例)的情况的每一段的时间设为ΔT，则在本实施例中，为了实现相同的微细程度的灰度变化所需要的每一段的时间延长到ΔT×M。
再有，在本实施例中，在利用多重锯齿波的电压变化进行γ校正的情况下，只是图3中示出的多个系列的多重锯齿波RAMP1～RAMP8的间隔及角度少量地变化，与图5(B)中示出的比较例相比，如果要得到同一灰度数的驱动信号，则可增大每一段的电压变化，而且也可延长每一段的时间。
因而，按照本实施例，对于基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的每一个所要求的时间的精度显著地降低，再有，即使供给基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8用的放大器的能力较低，也可确保在使由显示屏的信号线等构成的电容C0随驱动信号的电压而饱和的方面足够的时间的裕量。即，由于不使用基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8的每一个中包含的各锯齿波的上升沿部分的电压，而是使用使用在上升了之后达到的恒定电压(饱和电压)来生成驱动信号，故不需要关于该各锯齿波的陡峭的上升沿特性。这一点，特别是在同时驱动多条或全部在显示屏的每一象素列中设置的信号线的情况下是极为有利的。
以上所述的结果，按照本实施例的数字驱动电路，可使用通过速率较小的电路来降低功耗并提高驱动能力，温度补偿等也变得容易。再有，这样的电路可作为电路面积较小且较单纯的电路来构成。因而，本实施例适合于作为驱动特大型的液晶屏的驱动能力高的数字驱动电路，或作为能内置于液晶屏中的小型且低功耗的数字驱动电路。
在第1实施例中，特别是将被选择的基准多重锯齿波中的被选择的电压作为驱动信号按原样输出。因此，例如在数字图象信号的比特数少到约6比特的情况下，从电路结构和选择方式比较单纯即可的观点来看，该数字驱动电路是特别有效的。再有，不仅是利用电压信号、即驱动信号来驱动液晶屏等的电压驱动型的电光装置，通过提高与基准多重锯齿波有关的电流供给能力，也可驱动EL(场致发光)屏等的电流驱动型的电光装置。
(第2实施例)
参照图6至图9说明本发明的第2实施例的数字驱动电路。图6是示出本发明的第2实施例的数字驱动电路的概念的框图，图7是示出其较详细的结构的电路图。图8是示出在第2实施例中使用的基准多重锯齿波和参照用多重锯齿波的波形图，图9是第2实施例中的各种信号的时序图。此外，在图6至图9中，对于与图1、图2和图4中示出的第1实施例中的结构要素及信号相同的结构要素及信号附以相同的参照符号，省略其说明。
以下说明的第2实施例是输入8比特的数字图象信号、生成与其对应的模拟驱动信号并输出到作为电光装置的一例的液晶屏的信号线上用的数字驱动电路。特别是在第2实施例中，根据数字图象信号的中位2比特来选择4系列的基准多重锯齿波中的一个系列，同时通过根据高位3比特在时间轴上选择该被选择的基准多重锯齿波的电压得到粗的灰度的电压之后，基于该粗的灰度的电压利用SC-DAC电路得到较细的灰度的电压。
在图6中，第2实施例的数字驱动电路的结构包括：锁存电路A11’，它利用来自具有与多个数字驱动电路对应的级数的移位寄存器电路10’的对应级的传送信号来锁存8比特的数字图象信号；锁存电路B12’，它在锁存脉冲信号LP的定时处每8比特锁存被锁存电路A11’锁存的数字图象信号；译码器电路16’，它对被锁存电路B12’锁存的中位2比特进行译码；PWM电路18，它根据被锁存电路B12’锁存的高位3比特进行脉冲宽度调制；电平移动电路19’，它提高来自译码器电路16’的译码器输出信号和来自PWM电路18的PWM信号以及低位3比特的电压电平；第1开关电路A21a，它根据由译码器电路16’通过电平移动电路19’输入的译码器输出信号，选择电压随时间推移分别呈阶梯状变化的4个系列的基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4中的一个；以及第2开关电路A22a，它根据由PWM电路18通过电平移动电路19’输入的PWM信号的脉冲宽度，在时间轴上选择由第1开关电路A21a有选择地被输出的基准多重锯齿波的呈阶梯状变化的电压。第2实施例的数字驱动电路的结构还包括SC-DAC电路25，它根据通过电平移动电路19’输入的低位3比特的值，对被第2开关电路A22a选择的电压进行增减，作为驱动信号输出到信号线上。将在进行由SC-DAC电路25引起的电压的增减时作为参照用的、分别与多重锯齿波RAMP1～RAMP4对应的多个系列的参照用多重锯齿波REF1～REF4输入到该数字驱动电路中。而且，数字驱动电路还包括：第1开关电路B21b，它根据从译码器电路16’通过电平移动电路19’输入的译码器输出信号，有选择地输出参照用多重锯齿波REF1～REF4中的一个；以及第2开关电路B22b，它根据从PWM电路18通过电平移动电路19’输入的PWM信号的脉冲宽度，在时间轴上选择从第1开关电路B21b有选择地输出的参照用多重锯齿波的呈阶梯状变化的电压。这样，在第2实施例中，由SC-DAC电路25构成了根据低位3比特的值使被第2开关电路A22a选择的电压变化的电压变化装置的一例。
在图7中，将8比特的数字图象信号D0～D7(其中，将D0设为低位比特，将D7设为高位比特)、PWM基本时钟PCL20、PCL21和PCL22、4系列的基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4、以及4系列的参照用多重锯齿波REF1～REF4输入到数字驱动电路中。
锁存电路A11’具备与各比特的数字图象信号D0～D7对应并分别包含传输门和倒相器而构成的多个锁存单元A0～A7，将来自移位寄存器电路10’的传送信号依次输入到各锁存单元A0～A7中。而且，锁存电路A11’在该传送信号的定时处锁存数字图象信号D0～D5。
锁存电路B12’具备与各比特的数字图象信号D0～D7对应并分别包含传输门和倒相器而构成的多个锁存单元B0～B7，将锁存脉冲LP输入到各锁存单元B0～B7中。而且，锁存电路B12’在该锁存脉冲LP的定时处一举锁存来自锁存电路A11’的数字图象信号D0～D7。
2比特的译码器电路16’对数字图象信号D0～D7的中位2比特(D3、D4)进行译码。由多个薄膜晶体管构成的第1开关电路A21a根据该2比特的译码器输出信号，有选择地将基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4中的一个供给第2开关电路A22a的输入端子。即，由译码器电路16’和第1开关电路A21a来构成系列选择装置的一例。与第1开关电路A21a的结构相同的第1开关电路B21b根据该2比特的译码器输出信号，有选择地将参照用多重锯齿波REF1～REF4中的一个供给第2开关电路B22b的输入端子。
由多个薄膜晶体管构成的第2开关电路A22a是这样来构成的：根据3比特的PWM信号的脉冲宽度，将通过第1开关电路A21a供给的基准多重锯齿波的电压有选择地供给SC-DAC电路的基准电压端子。即，由PWM电路18和第2开关电路A22a构成了时间选择装置的一例。与第2开关电路A22a的结构相同的第2开关电路B22b是这样来构成的：根据3比特的PWM信号的脉冲宽度，将通过第1开关电路B21b供给的参照用多重锯齿波的电压供给SC-DAC电路的参照电压端子。
SC-DAC电路25具备电容比为4C∶2C∶1C的3个电容器。根据复位信号RS3及其反转信号使复位TFT25a成为导通状态这一点，各电容器被复位。而且，如果复位信号RS3成为低电平，则复位TFT25a成为非导通状态，由第2开关电路B22b有选择地供给的参照用多重锯齿波的电压被蓄积在各电容器中。此时，根据通过电平移动电路19’输入的低位3比特的值，使开关TFT25b成为导通状态，将各电容器中蓄积的电压加到由第2开关电路A22a有选择地供给的基准多重锯齿波上。
此外，电平移动电路19’例如将以5V作为电源电压的PWM信号及译码器输出信号的电压电平提高到12V。
在此，在图8中示出基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4和与其对应的参照用多重锯齿波REF1～REF4的具体的波形的一例。图8是为了说明的方便起见示出对于时间单位T0～T3的各自的多重锯齿波的各电压值的图。
在图8的例中，将各参照用多重锯齿波设定得分别比对应的基准多重锯齿波的电压高，以便能够利用SC-DAC电路25中的上述的电压相加型的电荷共享来提高对应的基准多重锯齿波的电压。
其次，参照图9的时序图来说明如以上所述那样构成的本实施例的工作。
在图9中，关于高位6比特，与参照图4已说明的第1实施例相同，在前半的一个期间内，由第2开关电路A22a输出基准多重锯齿波RAMP1的时间单位T4中的电压，在后半的一个期间内，由第2开关电路A22a输出基准多重锯齿波RAMP1的时间单位T2中的电压。与其相并行，在前半的一个期间内，由第2开关电路B22b输出参照用多重锯齿波REF1的时间单位T4中的电压，在后半的一个期间内，由第2开关电路B22b输出参照用多重锯齿波REF1的时间单位T2中的电压。
在第2实施例中，特别是在复位信号RS2的定时处，通过电平移动电路19’将低位3比特输入到SC-DAC电路25中，在复位信号RS3成为低电平的期间内，根据低位3比特的值将SC-DAC电路25的各电容器中蓄积的电压，利用电荷共享对由第2开关电路A22a输出的基准多重锯齿波进行电压相加。即，在电荷共享的情况下，在构成SC-DAC电路25的各电容器中，对置电极一侧通过进行开关(TFT)引起的连接并移动“Vref-Vcenter(其中，Vref：被选择的参照用多重锯齿波REF的电压)”这样的大小，进行对于基准多重锯齿波RAMP的电压的电压相加。
如以上所述，在第2实施例中，由于对于8比特的数字图象信号，根据高位3比特在时间轴上选择电压，同时根据中位2比特选择基准多重锯齿波的系列，再根据低位3比特使被选择的电压较细地变化，故从以低功耗且高驱动能力来实现多灰度的观点来看，是有效的。
在本实施例中，由于使用SC-DAC电路25只进行驱动信号的电压的精细的调整，故与使用SC-DAC电路来实现全部灰度的现有的技术相比，可显著地提高驱动能力的极限。因而，本发明适合于作为具有一般地被限定的尺寸但缺乏制成较大的电容器的空间的液晶屏中内置的数字驱动电路。
在本实施例中，特别是基于被选择的基准多重锯齿波中的被选择的电压和被选择的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，根据低位3比特的值，利用SC-DAC电路进行使用了多个电容器的电荷共享。因而，可利用电荷共享输出处于基准多重锯齿波的电压与对应于该基准多重锯齿波的参照用多重锯齿波的电压之间的电压。
(第3实施例)
参照图10和图11说明本发明的第3实施例的数字驱动电路。图10是第3实施例的数字驱动电路的电路图。图11是第3实施例中的各种信号的时序图。此外，在图10和图11中，对于与图7和图9中示出的第2实施例中的结构要素及信号相同的结构要素及信号附以相同的参照符号，省略其说明。
在图10中，第3实施例的数字驱动电路，与第2实施例相比，在具备作为分别将从锁存电路B12’输出的低位3比特反转的反转装置的一例的反转电路26这一点上不同，其它结构相同。
而且，SC-DAC电路25根据被反转的低位3比特的值，使用参照用多重锯齿波进行由电荷共享引起的电压相减运算。如图11中所示，关于其它的工作，与第2实施例的情况相同。
因而，在同一时刻，可利用电压相减运算来输出处于基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4的电压与分别比其电压低的参照用多重锯齿波REF1～REF4的电压之间的电压。这样，由于在本实施例中参照用多重锯齿波REF1～REF4的电压比基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4的电压低，故在数字驱动电路内的参照用多重锯齿波的处理变得容易，同时由于生成参照用多重锯齿波REF1～REF4的放大器的能力较低也没有关系，故是有利的。
(第4实施例)
参照图12和图13说明本发明的第4实施例的数字驱动电路。图12是第4实施例的数字驱动电路的电路图。图13是第4实施例中的各种信号的时序图。此外，在图12和图13中，对于与图7和图9中示出的第2实施例中的结构要素及信号相同的结构要素及信号附以相同的参照符号，省略其说明。
在图12中，第4实施例的数字驱动电路，与第2实施例相比，在下述方面不同。即，SC-DAC电路25’具备：电源Vcenter25c；开关电路25d，它利用复位信号RS3及其反转信号RS3’将电源Vcenter25c有选择地供给3个电容器；以及开关电路25e，它利用复位信号RS3及其反转信号RS3’将被选择的参照用多重锯齿波有选择地供给3个电容器，使用被选择的电容器将被选择的参照用多重锯齿波REF的电位与电位Vcenter的差加到被选择的基准用多重锯齿波RAMP的电位上，即进行电荷抽运。
在以这种方式进行电荷抽运的情况下，如图13中所示，参照用多重锯齿波REF的波形在灰度电压的差大处具有大的电压，但与由电荷共享引起的驱动的情况相比，电压振幅较小也没有关系。这是因为，在SC-DAC电路25’中，利用电荷抽运，能以小的电容来施加大的电压。因此，在SC-DAC电路25’的情况下，虽然TFT等元件数有所增加，但电容器能实现小型化，故能减小电路整体的占有面积。
而且，SC-DAC电路25’如图12和图13中所示，根据低位3比特的值，进行上述的电荷抽运，但关于其它的工作，与第2实施例的情况相同。
在此，参照图14，说明对以上已说明的各实施例中的数字驱动电路供给基准多重锯齿波的多重锯齿波生成电路。
在图14中，多重锯齿波生成电路50具备：多个存储器51；多个10比特DAC(数字/模拟变换器)电路52；以及多个输出放大器电路53。存储器51存储规定各系列的RAMP波形用的离散的电压值。10比特DAC电路52分别按照存储器51中存储的电压值输出模拟数据。输出放大器电路53对由10比特DAC电路52输出的模拟数据进行放大，但作为其输入电压变化的结果，生成各多重锯齿波。这样，在多重锯齿波生成电路50中，通过速率依赖于输出放大器电路53的性能，10比特DAC电路52只对输出放大器电路53供给电压值即可。
如以上所述，由于没有必要进行复杂的控制，即使输出放大器电路53的通过速率及输出功率较低也没有关系，故作为整体可用非常简单的电路来构成该多重锯齿波生成电路50，这在实用上是非常有利的。此时，特别是由于如果设置了在多重锯齿波中包含的每一个锯齿波中所达到的恒定电压(饱和电压)的精度，则可使用任意形状的多重锯齿波，故在能得到该恒定电压的范围内，尽可能将通过速率设定得小，由此也可将功耗降低到最小。
按照本实施例，如以上所述，各系列的基准多重锯齿波的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中较大而且经过较长时间，另一方面，在驱动信号的生成中，不使用上升沿时的电压，而是使用在上升之后所达到的恒定电压。因此，即使是平缓的上升沿，如果所达到的恒定电压的精度高，即使输出放大器电路53的通过速率小、或通过速率的精度低，使用由该输出放大器电路53输出的基准多重锯齿波也能以低功耗实现高的驱动能力。
如以上所述那样构成的多重锯齿波生成电路，可以外接到数字驱动电路上，也可以内置于数字驱动电路中。此外，生成参照用多重锯齿波的多重锯齿波生成电路也同样地被构成，通过改变在存储器中存储的参数，可生成比基准多重锯齿波的电压高或低的参照用多重锯齿波。
此外，在以这种方式构成的多重锯齿波生成电路中，也可这样来构成：通过分别调整多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于液晶屏的数字图象信号的γ校正。在这种情况下，由于各系列的基准多重锯齿波的每一个中的阶梯状的电压变化在每一段中较大而且经过较长时间，故对于基准多重锯齿波的时间所要求的精度较低也没有关系，在本实施例中，不使用基准多重锯齿波中包含的各锯齿波的上升沿部分的电压，而是使用在上升之后所达到的恒定电压来生成驱动信号，故对各锯齿波不需要陡峭的上升沿特性。因此，使用通过速率较小或通过速率的精度低的多重锯齿波生成电路，在降低功耗并提高驱动能力的同时，能以高精度进行γ校正。
在以上已说明的各实施例中，根据高位的多个比特进行时间轴上的选择，根据中位或低位的多个比特选择基准多重锯齿波的系列，或者，除此以外，根据低位的多个比特，利用SC-DAC使电压发生变化，但这些位的比特数不限于各实施例中的数，是任意的，可根据装置的规格进行适当的变更。
在此，试将在以上已说明的本发明的实施例、上述现有的特开平9-54309号公报中公开的具备串联分压电阻电路的形式的数字驱动电路(以下称为“比较例1”)及上述现有的用SC-DAC电路来得到全部灰度电压的形式的数字驱动电路(以下称为“比较例2”)关于作为数字驱动电路的各种重要的项目进行比较。
首先，关于在除了锁存电路之外的部分中所需要的大型的TFT的数目，本实施例的情况下，约16个就足够了，而在比较例1中，需要约48个。这是因为，在比较例1中，必须降低连接到电阻上的TFT中的源和漏间的电阻。因而，由于这样的大型的TFT的个数增加，故电路面积就增大。此外，在比较例2中，不需要这样的大型的TFT。
其次，在比较例1中，必须设置由多晶硅等构成的电阻器。在本实施例及比较例2的情况下，不需要这样的电阻器，另一方面，在比较例2中，需要分别对多个电容器进行充电或复位的布线，导致电路面积的增大。此外，如果为了提高驱动能力而设置大电容的电容器，则更导致电路面积的增大。因此，在比较例2的情况下，驱动对角线长度约为5”的尺寸的液晶屏是极限。与此不同，在本实施例及比较例1的情况下，可驱动大尺寸的液晶屏等。
其次，如果对于垂直尺寸进行考察，则在电路间距为0.15mm的情况下，在本实施例中，可进行达到约3mm的微细化。与此不同，在比较例1中，约为6～7mm。另一方面，在比较例2中，可进行达到约4.2mm的微细化。
最后，如果考察功耗，则在发挥相同驱动能力的情况下，在比较例1中，由于电阻中的功耗大，故作为整体的功耗也大。与此不同，在本实施例及比较例2中，由于没有采用如比较例1那样的大量电流流过电阻的结构，故功耗小。
如上所述，可判定，本实施例的数字驱动电路从驱动能力的观点、功耗的观点、电路面积的观点等综合地看，显然优点很多。
(液晶装置的实施例)
参照图15、图16和图17，说明作为内置了以上已说明的各实施例的数字驱动电路的电光装置的一例的液晶装置的各实施例。
图15中示出的液晶装置的一个实施例具备被夹在一对基板间的液晶，在作为一个基板的TFT阵列基板100上设置了将电压施加到矩阵状的各象素中的液晶上用的象素电极40。通过在各象素中设置的TFT30的源和漏，将来自信号线41的驱动信号作为数据信号供给象素电极40。由扫描线41将扫描信号供给TFT30的栅上。
在图15的实施例中，特别是信号线驱动电路101是这样来构成的：它具有1个移位寄存器电路10，同时具有多个与上述的第1实施例的数字驱动电路(参照图2)相等的数字驱动电路200，其数目与信号线41的数目相对应，以驱动各信号线41。基准多重锯齿波RAMP1～RAMP8用的布线共同连接到全部的数字驱动电路200上。因此，输出这些多重锯齿波的放大器最终必须有使多条信号线41的电压饱和的电压供给能力，但如上所述，由于使用多个系列的阶梯状的多重锯齿波，故利用各多重锯齿波，在使信号线41达到电饱和方面具有足够的时间的裕量。
信号线驱动电路101在TFT阵列基板100上形成。如上所述，各数字驱动电路200即使在例如象素间距为0.15mm的情况下，也可进行使垂直尺寸达到约3m的微细化。
在图16中示出的液晶装置的另一实施例具有多个与从第2至第4实施例的数字驱动电路(参照图7、图10和图12)中的某一个相等的数字驱动电路200’，其数目与信号线41的数目相对应。基准多重锯齿波RAMP1～RAMP4和参照用多重锯齿波REF1～REF4用的布线共同连接到全部的数字驱动电路200’上。关于图16的液晶装置中的其它结构，与图15的例子相同。
在图17中示出的液晶装置的又一实施例的结构具有将与上述的第1实施例的数字驱动电路(参照图2)相等的数字驱动电路200进行了上下2分割的数字驱动电路200A(下侧)和200B(上侧)。更具体地说，下侧的信号线驱动电路101A具有1个移位寄存器电路10A，同时具有其数目与第偶数条(号码X2、X4、…、X2n)信号线41对应的多个以这种方式被分割的数字驱动电路200A，以驱动各第偶数条信号线41，上侧的信号线驱动电路101B具有1个移位寄存器电路10B，同时具有其数目与第奇数条(号码X1、X3、…、X2n－1)信号线41对应的多个以这种方式被分割的数字驱动电路200B，以驱动各第奇数条信号线41。因此，数字驱动电路200A和200B的比特数分别为第1实施例的数字驱动电路200的比特数(即，m比特)的1/2(即，m/2比特)。
再有，在本实施例的液晶装置中，对于在其制造过程中或制造后进行的预定种类的电特性检查用的检查电路，也进行上下2分割，在下侧作为检查电路210B来设置，在上侧作为检查电路210A来设置.检查电路210A和210B分别具备：由TFT等分别构成的多个模拟开关211；以及分别控制其开闭的多个开关开闭控制电路212。而且，在通过第偶数条信号线41检查信号线的开路(断线)、短路等时，在连接到上侧的检查电路210A的检查用的端子ANGoutT、ToutT、TinT中，或是施加预定电压、或是进行电流检测。另一方面，在通过第奇数条信号线41进行检查时，在连接到下侧的检查电路210B的检查用的端子ANGoutB、ToutB、TinB中，或是施加预定电压、或是进行电流检测。
此外，在图17中示出了，沿扫描线42在各个象素行中设置了对于各象素中的液晶电容附加蓄积电容用的电容线43，但在图15和图16中示出的液晶装置的各实施例中，也同样设置了图中未示出的电容线。
本实施例的液晶装置通过以这种方式交替地配置分割成上下2部分的各电路，作为整体成为紧凑的结构。即，通过分割数字驱动电路及检查电路，构成各电路的元件的数目为原来的1/2，与集中为一个整体分别形成这些电路的情况相比，可分别减少各电路的占有面积，可进行对于各电路具有裕量的元件的配置及布线。
特别是对于在中央具有图象显示区并在其上下具有周边区的液晶屏等的电光屏，可进行在该上下的周边区中具有平衡良好的裕量的元件的配置及布线。
此外，以这种方式进行分割，就能实现电路的均衡配置，可谋求有效地利用在装置基板上的死区(dead space)。例如，在液晶屏的情况下，可有效地利用处于将一对基板互相粘接以在两基板间封入液晶用的密封材料正下方的死区。即，由于设置成在基板周围以相等的宽度来粘接，以免对基板施加多余的应力，故对电路进行分割以降低各电路的元件数，使各电路与密封材料正下方的区域的形状相一致地进行均衡配置即可。
而且，如这种电光屏那样，在由于象素间距的缘故、沿扫描线的一个方向上的电路元件的间距尤其受到制约的情况下，本实施例是有效的。
此外，由于检查电路的尺寸比数字驱动电路的元件尺寸小，故利用检查电路的分割，可谋求空间的进一步节省，在布局设计上是有利的。
再有，由于移位寄存器10A和10B的级数与第1实施例的情况相比为原来的一半，故工作频率也为原来的1/2，这在电路设计上是有利的。
再者，在图17中，通过使上侧的多重锯齿波RAMP1T～8T的相位与下侧的多重锯齿波RAMP1B～8B的相位错开180度，可进行点(dot)反转驱动，由此也可谋求防止显示图象的闪烁等及防止因施加直流电压引起的液晶的性能变坏。
如上所述，按照图15至图17中示出的液晶装置的各实施例，即使图象显示区变大，也能充分地进行驱动，可增大图象显示区对于装置本体的所占比例，而且可降低功耗。再有，通过调整多重锯齿波的各电压值，也能高精度地进行γ校正。
此外，在图15至图17中示出的液晶装置的各实施例中，作为具备TFT30作为各象素中的开关元件的TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置来构成，但关于构成数字驱动电路200的各种开关及逻辑电路等(参照图2、图7、图10和图12)，希望也由TFT来构成。即，如果这样来构成，由于作为装置整体能利用薄膜形成技术来构成各种元件，故在制造上是有利的。
(电子装置)
其次，参照图18至图22说明具备以上已说明的液晶装置的电子装置的实施例。
首先，在图18中示出以这种方式具备液晶装置的电子装置的概略结构。
在图18中，电子装置的构成包括：显示信息输出源1000；显示信息处理电路1002；驱动电路1004；液晶屏1006；时钟发生电路1008；以及电源电路1010。显示信息输出源1000包含：ROM(只读存储器)；RAM(随机存取存储器)；光盘装置等的存储器；以及对电视信号进行调谐并输出的调谐电路等，它基于来自时钟发生电路1008的时钟信号，将预定格式的图象信号等显示信息输出到显示信息处理电路1002中。显示信息处理电路1002的构成包括：放大·极性反转电路；相展开电路；旋转电路；图象灰度(γ)校正电路；以及箝位电路等众所周知的各种处理电路，它基于时钟信号输入的显示信息依次生成数字信号，与时钟信号CLK一起输出到驱动电路1004中。驱动电路1004与上述的各实施例中的数字驱动电路相对应，驱动液晶屏1006。电源电路1010将预定电源供给上述的各电路。此外，可在构成液晶屏1006的TFT阵列基板上安装驱动电路1004，除此以外也可安装显示信息处理电路1002。
其次，在图19至图22中分别示出以这种方式构成的电子装置的具体例。
在图19中，作为电子装置的一例的液晶投影仪1100被构成为这样的投影仪：其中准备了3个包含将上述的驱动电路1004安装在TFT阵列基板上的液晶屏1006的液晶模块，分别作为RGB用的光阀100R、100G、100B来使用。在液晶投影仪1100中，如果由金属卤素灯等白色光源的灯单元1102发射投射光，则利用3片反射镜1106和2片分色镜1108，分成与RGB的3基色对应的光分量R、G、B，分别被引导到与各色对应的光阀100R、100G、100B中。此时，特别是为了防止B光中因长的光路引起的光损耗，故通过由入射透镜1122、中继透镜1123和射出透镜1124构成的中继透镜系统1121对其进行引导。然后，与被光阀100R、100G、100B分别调制的3基色对应的光分量，在利用分色棱镜1112再度被合成之后，通过投射透镜1114作为彩色图象投射到屏幕1120上。
在本实施例中，特别是如果在TFT的下侧也设置了遮光层，则即使由基于来自该液晶屏1006的入射光的液晶投影仪内的投射光学系统引起的反射光、入射光通过时的来自TFT阵列基板的表面的反射光、在由其它液晶屏射出后穿过分色棱镜1112来的入射光的一部分(R光和G光的一部分)等，作为返回光从TFT阵列基板一侧入射，也能充分地进行对于象素电极的开关用的TFT等的沟道的遮光。此时，即使将适合于小型化的棱镜用于投射光学系统，也不需要在各液晶屏的TFT阵列基板与棱镜之间粘贴防止返回光用的AR膜，或对偏振片进行覆盖膜的处理，故在使结构小型化并对其进行简化方面是很有利的。
在图20中，作为电子装置的另一例的适应多媒体的膝上(laptop)型的个人计算机(PC)1200在顶盖机壳内具备上述的液晶屏1006，再者，具备在容纳CPU、存储器、调制解调器等的同时组装了键盘板1202的本体1204。
在图21中，在作为电子装置的另一例的寻呼机1300中，将上述的驱动电路1004安装在TFT阵列基板上以构成液晶模块的液晶屏1006，与包含背照光源1306a的光导向器1306、电路基板1308、第1和第2屏蔽板1310和1312、二个弹性导电体1314和1316、以及膜载带1318一起被容纳在金属框1302内。在该例的情况下，可将上述的显示信息处理电路1002(参照图18)安装在电路基板1308上，也可安装在液晶屏1006的TFT阵列基板上。再有，也可将上述的驱动电路1004安装在电路基板1308上。
此外，由于图21中示出的例是寻呼机，故设置了电路基板1308。但是，在安装驱动电路1004及还安装显示信息处理电路1002以构成液晶模块的液晶屏1006的情况下，也可把将液晶屏1006固定在金属框1302内的装置作为液晶装置，或者除此以外作为组装了光导向器1306的背照光源式的液晶装置，进行生产、销售、使用等。
此外，如图22中所示，在不安装驱动电路1004及显示信息处理电路1002的液晶屏1006的情况下，也可通过在TFT阵列基板100的周边部设置的各向异性导电膜，将其以物理的方式及电的方式，连接到包含驱动电路1004及显示信息处理电路1002的IC1324被安装在聚酰亚胺带1322上的TCP(载带封装体)1320上，作为液晶装置进行生产、销售、使用等。
除了以上参照图19至图22已说明的电子装置之外，作为图18中示出的电子装置的例子，还可举出具备液晶电视、寻象器型或监视器直接观察型的磁带摄录像机、车辆导航装置、电子笔记本、计算器、文字处理器、工程工作站(EWS)、携带电话、可视电话、POS终端、触摸屏的装置等。
如以上所说明的那样，按照本实施例，可实现各种具备大型且低功耗的液晶装置的电子装置。
按照本发明的数字驱动电路，由于通过将基准多重锯齿波的系列的选择和电压的选择组合在一起，来生成与各数字图象信号的值对应的驱动信号，故关于基准多重锯齿波的每一个所要求的时间的精度显著地降低，再有，即使供给基准多重锯齿波用的放大器的能力较低，也能确保在使信号线随驱动信号的电压而饱和的方面有足够的时间的裕量。以上所述的结果，按照本发明的数字驱动电路，可使用通过速率较小的电路来降低功耗并提高驱动能力，也可比较简单地且高精度地进行温度补偿及γ校正。
按照本发明的电光装置，可实现大型且低功耗的、比较廉价的液晶装置等的装置。
此外，按照本发明的电子装置，可实现各种具备大型且低功耗的、比较廉价的液晶装置的电子装置。

Claims (15)

1.一种数字驱动电路，该数字驱动电路是输入n(n是2以上的自然数)比特的数字图象信号、生成与该数字图象信号对应的模拟驱动信号并输出到电光装置的信号线上用的数字驱动电路，其特征在于：
具备：
系列选择装置，该系列选择装置根据上述n比特中的y(y是自然数)比特的值，从电压随时间推移分别呈阶梯状变化的多个系列的基准多重锯齿波中选择用于生成上述驱动信号的一个系列；以及
时间选择装置，该时间选择装置根据上述n比特中与上述y比特相比处于高位的x(x是自然数)比特的值，在时间轴上选择至少上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压，
根据上述被选择的一个系列中的被选择的电压来输出上述驱动信号。
2.如权利要求1中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述时间选择装置具备：
根据上述x比特的值来生成脉冲宽度不同的脉冲信号的PWM电路；以及
根据该脉冲宽度在时间轴上选择上述电压的第1开关电路，
上述系列选择装置具备：
对上述y比特的值进行译码的译码器；以及
根据该被译码的值来选择上述一个系列的第2开关电路。
3.如权利要求1或2中所述的数字驱动电路，其特征在于：
将上述被选择的一个系列中的被选择的电压作为上述驱动信号来输出。
4.如权利要求1或2中所述的数字驱动电路，其特征在于：
还具备根据上述n比特中的与上述y比特相比处于低位的z(z是自然数)比特的值来使上述被选择的一个系列中的被选择的电压发生变化的电压变化装置，
将该被变化的电压作为上述驱动信号来输出。
5.如权利要求4中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述电压变化装置具备根据上述z比特的值对上述被选择的一个系列中的被选择的电压进行增减的SC-DAC(开关控制电容器型DA变换器)电路，
上述系列选择装置根据上述y比特的值再选择由上述SC-DAC电路进行增减用的多个系列的参照用多重锯齿波中的一个系列，
上述时间选择装置根据上述x比特的值在时间轴上再选择至少上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的呈阶梯状变化的电压。
6.如权利要求5中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述SC-DAC电路基于上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据上述z比特的值进行使用了多个电容器的电荷共享。
7.如权利要求6中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述电压变化装置还具备将上述z比特的值反转后输入到上述SC-DAC电路中的反转装置，
上述SC-DAC电路根据上述被反转的z比特的值进行由上述电荷共享引起的电压相减运算。
8.如权利要求5中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述SC-DAC电路基于上述被选择的一个系列的基准多重锯齿波中的被选择的电压和上述被选择的一个系列的参照用多重锯齿波中的被选择的电压，并根据上述z比特的值进行使用了多个电容器的电荷抽运。
9.如权利要求1至8的任一项中所述的数字驱动电路，其特征在于：
在呈阶梯状单调地增加或减少的一个期间内，在每预定的时间单位中，上述多个系列的基准多重锯齿波的电压增加或减少，
上述多个系列的基准多重锯齿波的电压在同一时间单位中的大小关系在上述一个期间内的全部时间单位内是恒定的，而且在上述一个期间内，将一个时间单位内的多个系列的基准多重锯齿波的电压的最高值设定得比与该一个时间单位相继的另一时间单位内的基准多重锯齿波的电压的最低值小。
10.如权利要求1至9的任一项中所述的数字驱动电路，其特征在于：
还具备生成上述多个系列的基准多重锯齿波的多重锯齿波生成装置。
11.如权利要求10中所述的数字驱动电路，其特征在于：
上述多重锯齿波生成装置通过分别调整上述多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于上述电光装置的上述数字图象信号的γ校正。
12.如权利要求1至9的任一项中所述的数字驱动电路，其特征在于：
通过分别调整上述多个系列的基准多重锯齿波的电压，进行对于上述电光装置的上述数字图象信号的γ校正。
13.一种电光装置，其特征在于：
具备如权利要求1至12的任一项中所述的数字驱动电路。
14.如权利要求13中所述的电光装置，其特征在于：
该电光装置由具备作为各象素中的开关元件的薄膜晶体管的TFT有源矩阵驱动方式的液晶装置来构成，
上述系列选择装置和上述时间选择装置分别包含薄膜晶体管而被构成。
15.一种电子装置，其特征在于：
具备如权利要求13或14中所述的电光装置。
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