CN1222979A - 电光装置的驱动电路、电光装置的驱动方法、电光装置及采用该电光装置的电子设备 - Google Patents

电光装置的驱动电路、电光装置的驱动方法、电光装置及采用该电光装置的电子设备 Download PDF

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Abstract

在液晶装置等电光装置的驱动电路中,可以与数字图象信号相适应,并能由比较简单且规模小的电路结构实现DA转换功能及γ校正功能。液晶装置的驱动电路,备有将与表示灰度等级的N位数字图象信号DA对应的电压信号VC输出到液晶装置的信号线的DAC3。DAC3,按照最高有效位的值是“0”还是“1”,根据第1或第2基准电压使其输出驱动电压特性接近于液晶装置的光学特性,从而进行γ校正。

Description

电光装置的驱动电路、电光装置的驱动方法、 电光装置及采用该电光装置的电子设备
技术领域
本发明涉及用于驱动液晶装置等电光装置的驱动电路及驱动方法、该电光装置及采用该电光装置的电子设备的技术领域，尤其是涉及以数字图象信号作为输入并具有DA(数/模)转换功能及对电光装置的γ校正功能的电光装置的驱动电路和驱动方法、该电光装置及采用该电光装置的电子设备的技术领域。
背景技术
以往，作为用于驱动这种电光装置一例的液晶装置的驱动电路，例如，有一种所谓的数字化处理的驱动电路，其构成方式为，输入指示多个灰度等级中的任意灰度等级的数字图象数据，生成具有与该灰度等级对应的驱动电压的模拟图象数据，并供给液晶装置的信号线。这种驱动电路，在结构上一般备有用于将数字图象数据转换为模拟图象数据的数/模转换器(以下，在必要时称作「DA转换器」或「DAC」)，在由锁存电路将通过数字接口输入的数字图象数据锁存后，利用由切换电容器型DA转换器(以下，在必要时称作「SC-DAC(切换电容器型-DAC：开关控制电容型DAC)」)、电阻梯形电路等构成的DAC进行模拟转换。
这里，在液晶装置等中，与驱动电压(或者施加于液晶的电压)的变化对应的光学特性(透射率、光密度、亮度等)的变化，由于液晶等具有的饱和特性或阈值特性，一般是非线性的，并呈现出所谓的γ特性。因此，在这种驱动电路中，在锁存电路的前一级，一般都设有对数字图象数据进行γ校正的γ校正装置。
该γ校正装置，例如，参照存储在RAM或ROM内的表对6位数字图象数据DA进行γ校正，并将其转换为8位的数字图象数据DB(Dγ1、DY2、…、Dγ8)。该γ校正装置的处理，在考虑DAC的输入输出特性、与施加于信号线的电压对应的液晶象素的透射率特性(施加于液晶的电压-透射率特性)后进行。而所谓液晶象素的透射率特性，指的是透过该液晶层(根据需要在基板的外侧配置偏振片，在这种情况下也透过该偏振片)而得到的光透射率相对于施加在被夹持于一对基板之间的该液晶层上的电压的变化特性。
另一方面，上述的SC-DAC，在结构上包含并联配置的多个电容元件。各电容元件，例如具有20C、2C、22C、24C、…这样的二进制比。通过用该各电容元件对一对基准电压进行分压(电荷分配)等，可以输出具有按照图象数据DB的灰度等级的变化而改变的驱动电压的模拟图象数据。此外，结构如上所述的SC-DAC等的DAC，连接于液晶装置的信号线，但为了使输出电压不受信号线寄生电容的影响，在DAC的输出端子与信号线之间设有缓冲电路等。
利用如上所述的驱动电路，对液晶装置的各信号线施加与数字图象数据DB对应的电压。
图21中左侧的曲线图(A)，是表示图象数据DA的十进制值与DAC的输出电压VC间的关系的曲线图，图21中右侧的曲线图(B)，是表示液晶象素透射率SLP与施加于信号线的电压VLP间的关系的曲线图(透射率以log对数为轴)。此外，在图21的中央，在2个曲线图(A)和(B)之间，示出8位数字图象数据DB的二进制值。
在图21中右侧的曲线图(B)内，在从8位输入数据得到的28个8位数据中选出能够有特征地表示液晶象素的透射率特性的26个8位数据并将其表格化，用以进行γ校正。并且，当输入6位数字图象数据DA时，γ校正装置根据该表将其转换为8位数据DB后输出到DAC。即，由于图象数据DA指示64个灰度等级，所以可以由图象数据DA在可以由图象数据DB表示的256个灰度等级中指定64个灰度等级，以便当表示64个灰度等级的图象数据DA改变时使液晶中的透射率的变化比均匀化。
因此，在图21中，表示出6位图象数据DA及8位图象数据DB与DAC的输出电压VC(与VLP等效)间的对应关系。
发明的公开
但是，在上述的现有驱动电路中，为进行γ校正，必须在锁存电路的前一级设置γ校正装置及存储γ校正用转换表的RAM或ROM等。因此，这些都将成为使驱动电路小型化的障碍。此外，虽然也可以考虑不用上述的SC-DAC而采用多个放大器构成DAC，还要考虑到使其具有γ较正功能，因而存在着使电路复杂化等问题，而且，当在玻璃基板上形成运算放大器时，在动作特性上容易产生偏差。
因此，本发明的技术课题是，提供与数字图象信号相适应并由比较简单且规模小的电路结构构成的具有DA转换功能及γ校正功能(或γ校正辅助功能)的电光装置的驱动电路、该电光装置及采用该电光装置的电子设备。
为解决上述技术课题，本发明的电光装置的驱动电路，对光学特性的变化相对于驱动电压变化为非线性的电光装置的信号线供给具有与2N(其中，N为自然数)个灰度等级中的任意灰度等级对应的该驱动电压的模拟图象信号，该电光装置的驱动电路的特征在于，备有：输入接口，对其输入指示上述任意灰度等级的N位数字图象信号；及数/模转换器，当该所输入的数字图象信号指示从第1到第m-1(其中，m为自然数且1＜m≤2N)灰度等级时，根据上述数字图象信号的位值产生在一对第1基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应的第1驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性，当上述数字图象信号指示从第m到第2N灰度等级时，根据上述数字图象信号的位值产生在一对第2基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应同时与上述第1驱动电压范围邻接的第2驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性，并将具有该所生成的驱动电压的上述模拟图象信号供给上述信号线。
另外，本发明的电光装置的驱动方法，备有数/模转换器，用于对光学特性的变化相对于驱动电压变化为非线性的电光装置的信号线供给具有与2N(其中，N为自然数)个灰度等级中的任意灰度等级对应的该驱动电压的模拟图象信号，该电光装置的驱动方法的特征在于，包含以下步骤：对上述数/模转换器输入指示上述任意灰度等级的N位数字图象信号；当该所输入的数字图象信号指示从第1到第m-1(其中，m为自然数且1＜m≤2N)灰度等级时，由上述数/模转换器根据上述数字图象信号的位值产生在一对第1基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应的第1驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性；当所输入的该数字图象信号指示从第m到第2N灰度等级时，由上述数/模转换器根据上述数字图象信号的位值产生在一对第2基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应同时与上述第1驱动电压范围邻接的第2驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性；将具有该所生成的驱动电压的上述模拟图象信号供给上述信号线。
按照本发明的电光装置的驱动电路和驱动方法，首先，通过输入接口输入指示任意灰度等级的N位数字图象信号。然后，当该所输入的数字图象信号指示从第1到第m-1灰度等级时，由数/模转换器根据数字图象信号的位值有选择地产生在一对第1基准电压范围内的电压，并生成在第1驱动电压范围内的驱动电压。另一方面，数字图象信号指示从第m到第2N灰度等级时，由上述数/模转换器根据数字图象信号的位值有选择地产生在一对第2基准电压范围内的电压，并生成在第2驱动电压范围内的上述驱动电压。然后，将具有按上述方式生成的驱动电压的模拟图象信号供给信号线，用以驱动电光装置。这时，与电光装置的驱动电压的变化对应的光学特性的变化是非线性的，而与数/模转换器的数字图象信号的灰度等级的变化对应的驱动电压的变化，也是非线性的。
这里，一般，与对基准电压进行分压的数/模转换器的灰度等级(输入)的变化对应的驱动电压(输出)的变化，如果灰度等级低，则基本上是线性的，但当灰度等级变高时，因位于输出侧的信号线的寄生电容的影响，显示出饱和倾向，例如，呈现出渐近线状的非线性。另一方面，与电光装置的驱动电压(输入)对应的光学特性(输出)的变化，因电光元件一般具有的饱和特性、阈值特性等，所以有时呈现出在中央附近有拐点的S字形的非线性特性。例如，如果是液晶装置，与对液晶象素的施加电压对应的透射率(光学特性的一例)的变化，在分别靠近最大及最小施加电压的区域呈现饱和特性，所以，呈现出在中央电压附近有拐点的S字形的非线性特性。
因此，假如在数/模转换器中对单一的基准电压进行分压时，利用驱动电压的非线性特性(例如，渐近线状的非线性特性)对电光装置的光学特性的非线性特性(例如，在中央附近有拐点的S字形的非线性特性)进行校正，则因两种非线性特性之间的非类似性而很难进行。但是，在本发明中，通过将由产生第1基准电压范围内的电压而得到的第1驱动电压范围的驱动电压的非线性特性与由产生第2基准电压范围内的电压而得到的第2驱动电压范围的驱动电压的非线性特性组合，在一定程度上可以使在第1和第2驱动电压范围的整个范围上的驱动电压的非线性特性与光学特性的非线性特性类似(即，使两种非线性特性在一定程度上具有相同的变化趋势)。特别是，如通过电压设定使一对第1基准电压的极性与一对第2基准电压的极性相对于数/模转换器反相，则也可以使与灰度等级对应的驱动电压在该第1和第2驱动电压范围的边界上形成拐点。
根据以上的结果，可以以数字图象信号作为输入驱动光电装置，并可以利用该数/模转换器的驱动电压的非线性特性根据这些非线性的类似程度对电光装置的光学特性的非线性特性进行校正。即，可以由该数/模转换器对电光装置进行γ校正。
另外，如按照如上所述的本发明，则就不必象以往的情况那样在数/模转换器的前级另外设置γ校正装置，但也可以另外设置上述的γ校正装置，用以进行第1阶段的γ校正，然后由上述本发明的数/模转换器进行第2阶段的γ校正。这时，也可以在该两个阶段的一个阶段中进行精度低的γ校正，在另一阶段中进行精度高的γ校正。
在上述本发明驱动电路的一种形态中，使供给上述数/模转换器的上述一对第1基准电压的电压极性与上述一对第2基准电压的电压极性彼此反相，以便使与灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化在上述第1和第2驱动电压范围之间具有拐点。
按照这种形态，电光装置的光学特性，呈现出在第1和第2驱动电压之间具有拐点的S字形的非线性特性。与此相对地，由于对数/模转换器供给的是基准电压的电压极性彼此相反的第1和第2基准电压，所以，数/模转换器的驱动电压，也呈现在第1和第2驱动电压之间具有拐点的S字形的非线性特性。另外，由于具有与光学特性的S字形非线性变化对应的变化趋势，所以，可以利用在第1和第2驱动电压范围的整个范围上的驱动电压的非线性特性对电光装置的光学特性的非线性特性进行高质量的校正。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，上述m的值等于2N-1，并根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述数/模转换器，上述数/模转换器，当上述低位的N-1个位以原状态输入时，产生上述第1基准电压范围内的电压，当上述低位的N-1个位反相后输入时，产生上述第2基准电压范围内的电压。
按照这种形态，m的值等于2N-1。即，2N个灰度等级的前半部分或后半部分与在第1驱动电压范围内的驱动电压相对应，而另一半则对应于在第2驱动电压范围内的驱动电压。这里，根据数字图象信号的最高有效位的二进制值(即，根据是“0”还是“1”)有选择地将数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述数/模转换器。并且，当低位的N-1个位以原状态输入时，由数/模转换器产生第1基准电压范围内的电压，并生成在第1驱动电压范围内的驱动电压。另一方面，当上述低位的N-1个位反相后输入时，由数/模转换器产生第2基准电压范围内的电压，并生成在第2驱动电压范围内的驱动电压。因此，作为数/模转换器，由于只须用一个N-1位的数/模转换器就能转换N位的数字图象信号，所以在装置结构上是极其有利的。
在这种形态中，在上述接口与上述数/模转换器之间，还可以设置根据上述最高有效位的值有选择地使上述低位的N-1个位反相的选择反相电路。
按照这种结构，当通过输入接口输入数字图象信号时，由选择反相电路根据最高位的值有选择地使低位的N-1个位反相。然后，将该有选择地反相后的低位的N-1个位输入到数/模转换器，从而产生第1或第2基准电压范围内的电压，并生成在第1或第2驱动电压范围内的驱动电压。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，还备有根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述第1和第2基准电压中的任何一个供给上述数/模转换器的选择电压供给电路。
按照这种形态，由选择电压供给电路根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将第1或第2基准电压供给数/模转换器。然后，由数/模转换器产生该有选择地供给的第1或第2基准电压范围内的电压，并生成在第1或第2驱动电压范围内的驱动电压。因此，可以将有选择地产生第1基准电压范围内的电压的数/模转换器部分与有选择地产生第2基准电压范围内的电压的数/模转换器部分通用，所以在装置构成上是有利的。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，上述数/模转换器，备有通过对多个电容器充电而分别产生上述第1和第2基准电压范围内的电压的切换电容器型数/模转换器。
按照这种形态，利用切换电容器型数/模转换器的多个电容器产生第1或第2基准电压范围内的电压。因此，可以采用比较简单的结构通过比较可靠且精度高的电压选择而生成驱动电压。
在这种形态中，上述第1基准电压由能够有选择地产生上述第1驱动电压范围内的电压的一对电压构成，上述第2基准电压由能够有选择地产生上述第2驱动电压范围内的电压的一对电压构成。
按照这种结构，利用切换电容器型数/模转换器的多个电容器产生一对第1基准电压范围内的电压，从而得到在第1驱动电压范围内的离散驱动电压。另一方面，产生一对第2基准电压范围内的电压，从而得到在第2驱动电压范围内的离散驱动电压。因此，可以根据该一对第1基准电压及一对第2基准电压的设定得到所需的第1和第2驱动电压范围，并且还能减小这2个范围的间隔。
在这种情况下，进一步，使上述m的值等于2N-1，并根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述切换电容器型数/模转换器，上述切换电容器型数/模转换器，当上述低位的N-1个位以原状态输入时，产生上述第1基准电压范围内的电压，当上述低位的N-1个位反相后输入时，产生上述第2基准电压范围内的电压。
按照这种结构，m的值等于2N-1。即，2N个灰度等级的前半部分或后半部分与在第1驱动电压范围内的驱动电压相对应，而另一半则对应于在第2驱动电压范围内的驱动电压。这里，根据数字图象信号的最高有效位的值有选择地将数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述切换电容器型数/模转换器，并且，当低位的N-1个位以原状态输入时，由切换电容器型数/模转换器产生第1基准电压范围内的电压，并生成在第1驱动电压范围内的驱动电压。另一方面，当上述低位的N-1个位反相后输入时，由切换电容器型数/模转换器产生第2基准电压范围内的电压，并生成在第2驱动电压范围内的驱动电压。因此，作为SC-DAC，由于只须用一个N-1位的切换电容器型数/模转换器就能转换N位的数字图象信号，所以在装置结构上是极其有利的。
在这种情况下，进一步，上述切换电容器型数/模转换器，备有：第1～第N-1电容元件，分别具有一对对置电极，并根据上述最高有效位的二进制的值有选择地将上述一对第1基准电压中的一个电压或上述一对第2基准电压中的一个电压分别施加于上述一对对置电极的一个电极；电容元件复位电路，用于将该各第1～第N-1电容元件的上述一对对置电极之间短路，以使充电电荷放电；信号线电位复位电路，用于根据上述最高有效位的二进制的值有选择地将上述信号线的电压复位为上述一对第1基准电压中的另一个电压或上述一对第2基准电压中的另一个电压；及选择开关电路，包含由上述电容元件复位电路放电并由上述信号线电位复位电路复位后根据上述低位的N-1个位的值有选择地将上述第1～第N-1电容元件分别与上述信号线连接的第1～第N-1开关。
按照这种结构，在各第1～第N-1电容元件中，根据最高有效位的二进制值有选择地将一对第1基准电压中的一个电压或一对第2基准电压中的一个电压分别施加于一对对置电极的一个电极。这里，首先，利用电容元件复位电路，在各第1～第N-1电容元件中将一对对置电极之间短路，从而使充电电荷放电。另一方面，利用信号线电位复位电路，根据最高有效位的二进制值有选择地将信号线的电压复位为一对第1基准电压中的另一个电压或一对第2基准电压中的另一个电压。然后，利用选择开关电路的第1-第N-1开关，分别根据低位的N-1个位的值有选择地将上述第1～第N-1电容元件分别与上述信号线连接。其结果是，可根据数字图象信号指示的灰度等级将对各电容元件充电的电压(正或负的电压)作为驱动电压施加于信号线。因此，可以采用比较简单的结构并在基准电压内进行比较可靠且精度高的电压选择，从而生成驱动电压。
特别是，在这种情况下，由于将构成切换电容器型数/模转换器的各电容元件与信号线直接连接，并且为向信号线的寄生电容充电所需的最低限度的电荷只须由各电容元件直接供给即可满足，所以在使该数/模转换器和驱动电路的耗电量减低上是非常有利的。尤其是，与象以往那样为了对由信号线寄生电容引起的驱动电压的非线性特性进行校正而在切换电容器型数/模转换器的输出端子与信号线之间设置缓冲电路的情况相比，能使耗电量大幅度地降低。
在这种情况下，还可以将上述第1～第N-1电容元件的电容设定为C×2i-1(C：规定的单位电容值，i=1、2、…、N-1)。
按照这种结构，可以按规定间隔改变通过有选择地产生电压而得到的驱动电压，并能按规定间隔改变电光装置的光学特性。因此，可以在整个灰度等级区域上获得稳定的多灰度等级显示。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，将上述第1和第2基准电压的值设定为使对应于第m-1灰度等级的上述驱动电压与对应于第m灰度等级的上述驱动电压之差小于规定值。
按照这种形态，对应于第m-1灰度等级的驱动电压即在第1驱动电压范围内且最靠近第2驱动电压范围的驱动电压与对应于第m灰度等级的驱动电压即在第2驱动电压范围内且最靠近第1驱动电压范围的驱动电压之差小于规定值。因此，如果将规定值设定为预先试验确定的例如与人们不能识别的灰度等级差对应的值，则能将实用中在第1和第2驱动电压范围之间(即两范围的边界)发生的灰度等级不连续变化的情况防止于未然。
在这种形态中，也可以将上述第1和第2基准电压的值设定为使上述电光装置由对应于第m-1灰度等级的上述驱动电压驱动时与由对应于第m灰度等级的上述驱动电压驱动时的上述光学特性之比等于将上述光学特性的变化范围用(2N-1)等分后的一个灰度等级。
按照这种结构，即使是在第1和第2驱动电压范围的边界的前后，也能使通过有选择地产生电压而得到的驱动电压按规定间隔改变，并能使电光装置的光学特性按规定间隔改变。因此，可以在将与该边界对应的灰度等级区域也包含在内的整个灰度等级区域上获得稳定的多灰度等级显示。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，上述数/模转换器，备有利用多个串联连接的电阻器分别对上述第1和第2基准电压进行分压的电阻梯形电路。
按照这种形态，利用电阻梯形电路的多个电阻器，通过分压而产生第1和第2基准电压范围内的电压。因此，可以采用比较简单的结构通过比较可靠且精度高的分压生成驱动电压。
在这种形态中，还可以备有根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述第1和第2基准电压中的任何一个供给上述数/模转换器的选择电压供给电路，上述数/模转换器备有：译码器，对上述数字图象信号的低位的N-1个位进行译码并从2N-1个输出端子输出译码信号；及2N-1个开关，各开关的一个端子分别连接于从上述多个电阻器之间分别引出的多个抽头，同时，另一个端子分别连接于上述信号线，并分别根据从上述2N-1个输出端子输出的译码信号进行动作。
在这种情况下，由选择电压供给电路根据数字图象信号的最高有效位的二进制值有选择地将第1和第2基准电压中的任何一个供给数/模转换器。然后，在数/模转换器中，由译码器对数字图象信号的低位的N-1个位进行译码并从2N-1个输出端子输出二进制值的译码信号。接着，当分别连接在从多个电阻器之间分别引出的多个抽头与信号线之间的2N-1个开关分别根据从上述2N-1个输出端子输出的译码信号进行动作时，根据数字图象信号指示的灰度等级对第1和第2基准电压进行分压。其结果是，可根据数字图象信号指示的灰度等级将由各电阻器分压后的电压作为驱动电压施加于信号线。因此，可以采用比较简单的结构通过比较可靠且精度高的分压而生成驱动电压。
特别是，如利用上述电阻梯形电路进行分压，则由于可以将通过第1和第2驱动电压范围之间(边界)时驱动电压相对于灰度等级的变化而发生反相变化的可能性消除，因而是有利的。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，对上述信号线附加上述信号线的寄生电容以外的规定电容。
按照这种形态，如上所述，与产生基准电压范围内的电压的数/模转换器的灰度等级(输入)的变化对应的驱动电压(输出)的变化，因位于输出侧的信号线的寄生电容的影响而呈现出例如渐近线状的非线性，所以，通过附加该规定电容，可以使驱动电压的非线性特性变成所需的特性或在一定程度上接近所需的特性。此外，用于获得上述所需非线性特性的规定电容的具体值，可以通过试验、仿真等进行设定。因此，除了根据两种基准电压(即，第1和第2基准电压)进行有选择的电压产生外，还可以通过调整信号线的附加电容使第1和第2驱动电压范围的驱动电压的非线性特性与光学特性的非线性特性更为类似。其结果是，可以利用更为类似的驱动电压的非线性特性对光学特性的非线性特性进行校正。
在上述本发明驱动电路的另一种形态中，上述电光装置，是将液晶夹在一对基板之间构成的液晶装置，该驱动电路在该一对基板中的一个上形成。
按照这种形态，可以直接输入数字图象信号，并能采用比较简单的结构且以较低的耗电量进行液晶装置的灰度等级显示，同时进行液晶装置的γ校正。
在这种形态中，上述第1和第2基准电压，在每个水平扫描周期将其相对于规定基准电位的电压极性反相后分别供给上述数/模转换器。
按照这种结构，通过将第1和第2基准电压各自的电压极性在每个水平扫描周期切换后再行供给，能以在每个扫描线上使驱动电压反相的扫描线反相驱动(所谓的1H反相驱动)方式或象素反相驱动(所谓的点反相驱动)方式驱动该液晶装置，因而能防止显示屏面的闪烁并能防止因施加直流电压而引起的液晶恶化等。在这种情况下用作极性反转基准的规定电位，与施加在隔着中间所夹的液晶层与施加了由驱动电路供给的驱动电压的液晶象素的一个电极相对设置的另一电极上的反相电位近似相等。但是，当在结构上通过晶体管或非线性元件等开关元件对液晶象素施加电压时，考虑到因开关元件的寄生电容等造成的施加电压的下降，应对上述规定电位附加相对于该反相电位的偏置。
为解决上述的技术课题，本发明的电光装置的特征在于：备有上述的本发明的驱动电路。
按照本发明的电光装置，由于备有上述的本发明的驱动电路，所以，可以直接输入数字图象信号，并能采用比较简单的结构且以较低的耗电量实现进行高质量的灰度等级显示的电光装置。
为解决上述的技术课题，本发明的电子设备的特征在于：备有上述的本发明的电光装置。
按照本发明的电子设备，由于备有上述的本发明的电光装置，因而具有比较简单的结构且耗电量较低，并可以实现进行高质量灰度等级显示的各种电子设备。
附图的简单说明
图1是表示本发明的采用了SC-DAC的驱动电路的实施例的电路图。
图2是表示从指示求取方法的液晶象素的透射率特性曲线求取与透射率的最小值和最大值对应的2个电压的方法的图。
图3(A)是表示使基准电压改变时的DAC的输出特性变化状态的图。
图3(B)是表示使电容元件的总电容值改变时的DAC的输出特性变化状态的图。
图4是表示在图1的驱动电路中DAC的输入输出特性变化状态的图，左边的曲线图(A)表示与图象数据对应的DAC的输出电压，右边的曲线图(B)表示与液晶象素的透射率对应的施加于液晶象素电极的电压。
图5是表示在3种情况(情况Ⅰ～Ⅲ)下的液晶象素的透射率与施加于液晶象素电极的电压间的关系的曲线图。
图6是表示第1实施例的详细结构的电路图。
图7是用于说明图6的实施例的动作的时序图。
图8是本发明的采用了电阻梯形电路型DAC的驱动电路的第2实施例的电路图。
图9(A)是本发明的液晶装置的一实施例的俯视图。
图9(B)是图9(A)的液晶装置的横断面图。
图9(C)是图9(A)的液晶装置的纵断面图。
图10是图9的液晶装置的电路图。
图11是图9所示液晶装置的制造工艺的第1工序的说明图。
图12是图9所示液晶装置的制造工艺的第2工序的说明图。
图13是图9所示液晶装置的制造工艺的第3工序的说明图。
图14是图9所示液晶装置的制造工艺的第4工序的说明图。
图15是图9所示液晶装置的制造工艺的第5工序的说明图。
图16是图9所示液晶装置的制造工艺的第6工序的说明图。
图17是图9所示液晶装置的制造工艺的第7工序的说明图。
图18是本发明的液晶装置的另一实施例的分解说明图。
图19是表示本发明的电子设备一实施例(携带式计算机)的说明图。
图20是表示本发明的电子设备另一实施例(投影装置)的说明图。
图21是表示在现有的驱动电路中采用的DAC的输入输出特性的图，左边的曲线图(A)表示与图象数据对应的DAC的输出电压，右边的曲线图(B)表示与液晶象素的透射率对应的施加于液晶象素电极的电压。
用于实施发明的最佳实施形态
以下，根据附图按每个实施例的顺序说明实施本发明的最佳形态。
(第1实施例)
图1是当作为电光装置一例的液晶装置以正常白色模式驱动时本发明的该液晶装置的驱动电路实施例的电路图。在图1中，驱动电路，用于6位的数字图象处理，在结构上备有移位寄存器21、由第1锁存电路221和第2锁存电路222构成的锁存装置22、设置在其后级的数据转换电路23、设置在其后级的DAC3、及选择电路4。
设在驱动电路外部的控制器200，以并行方式将6位图象数据DA(D1、D2、…、D6)发送到驱动电路。图象数据DA是指示26个灰度等级中的任意灰度等级的数字图象数据。锁存装置22构成数字接口的一例，第1锁存电路221，按照来自移位寄存器21的时钟信号CL取入位D1、D2、…、D6，并按定时信号LP传送到第2锁存电路222。第2锁存电路222将所存储的数据传送到数据转换电路23。
在图1中，示出对液晶装置的一条数据信号线供给数据信号电压的驱动电路的单位电路。实际上，所需的移位寄存器21的级数，决定于需对液晶装置供给多少条数据信号线的输出。锁存装置22的级数也与数据信号线的条数相同。从控制器200以并行方式仅发送水平象素部分的6位图象数据，所以按其发送时序从移位寄存器21依次进行输出，与各数据信号线相关的单位驱动电路的第1锁存电路221，在接受该移位寄存器21的各输出后，以并行方式将6位图象数据同时锁存起来。水平象素部分的图象数据由第1锁存电路221锁存后，根据锁存脉冲LP将相当于一行的图象数据从第1锁存电路221同时一并锁存在第2锁存电路内。从第2锁存电路222锁存相当于一行的图象数据的时刻起，开始由DAC3进行DA转换。此外，在将相当于一行的图象数据锁存在第2锁存电路222内时，从控制器200按顺序发送下一行的水平象素部分的图象数据，由第1锁存电路221以与刚才同样的方式接受来自移位寄存器21的输出并按顺序继续锁存。
根据锁存脉冲LP将每1个象素由6位图象数据构成的一个水平象素部分的图象数据锁存在第2锁存电路222内，该图象数据将一个水平象素部分同时传送到各单位驱动电路的数据转换电路23。
在本实施例中，当6位图象数据DA的最高有效位D6的值为“0”时，数据转换电路23将图象数据DA的其余低位的位D1～D5按原状态传送到DAC3，但当最高有效位D6的值为“1时，则将位D1～D5反相后传送到DAC3。此外，在本说明书中，以DB表示数据转换电路23传送到DAC3的图象数据(即，由低位的位D1～D5或其反相位构成的数据)，同时对位D1～D5的反相位标以*号，记为D1*～D5*。
DAC3是所谓的SC-DAC，由多个晶体管开关和电容器构成。第1～第5共5个电容元件311～315并联配置。此外，在DAC3的输出信号线39上寄生着表示为信号线电容310的电容C0。输出信号线39，通过构成位选择开关电路34的各个位选择开关341～345与电容元件311～315连接。另外，DAC3还包含着电容元件复位装置32及信号线电位复位装置33。电容元件复位装置32，由5个开关321～325构成。各开关321～325，分别设在电容元件311～315的端子之间，同时可以通过变成接通状态而使电容元件311～315的充电电荷放电。此外，信号线电位复位装置33，由有选择地使后文所述的选择电路41的连接端子b3与输出信号线39连接或不连接的开关331构成。当开关331变成接通状态时，可以用后文所述的基准电压Vb1、Vb2中的任何一个将输出信号线39的电位复位。
另外，在图1中，信号线电容310是寄生在输出信号线39上的电容，与该信号线相对一侧的端子电位(公用电位)以V0表示。该信号线39，作为液晶装置的数据信号线连接到象素区。如上所述，信号线电容310是寄生在输出信号线39及与其连接的象素区的数据信号线上的电容。这些信号线其本身与将液晶夹在中间的相对的对置基板的电极之间形成电容，同时，在有源阵列型液晶板时的象素区内，由于数据信号线与扫描信号线相互交叉、或象素电极邻接配置，所以在数据信号线与扫描信号线或象素电极之间也形成寄生电容。此外，如后文所述，为了对DAC3的输出特性曲线进行调整，也可以在象素区的周围将输出信号线39的配线宽度加大，并有意图地在将液晶夹在中间的相对的基板的电极之间形成电容。信号线电容C0是上述的总的寄生电容。此外，在图中，将信号线电容310的另一端的电位记载为相对的基板的电极电位(公用电极电位)，但当输出信号线39与相对的公用电极间的电容值达到最大的情况下，这时作为电容的另一端的电位应记载为影响程度最大的电位。该电位并不限于公用电极的电位，只要是在与基准电压Vb1、Vb2的关系中能够对信号线电容C0进行电荷充电的电位，就可以在与其他电位之间形成电容，因而也就可以将该电位作为另一端的电位。
DAC3具有第1和第2基准电压输入端子a和b，将选择电路41的输出端子(连接端子a3)与第1基准电压输入端子a连接，并将选择电路42的输出端子(连接端子b3)与第2基准电压输入端子b连接。
选择电路41、42，作为输入端子分别具有2个端子a1、a2、b1、b2。在选择电路41的输入端子a1、a2上输入电压Va1、Va2，当输入数据DA的最高有效位D6(在图1中，以MSB表示)的值为“0”时，选择电路41的开关420将连接端子a3与a1连接，当最高有效位D6的值为“1”时，将连接端子a3与输入端子a2连接。
另外，在选择电路42的输入端子b1、b2上输入电压Vb1、Vb2，当输入数据DA的最高有效位D6的值为“0”时，开关430将连接端子b3与输入端子b1连接，当最高有效位D6的值为“1”时，将连接端子b3与b2连接。
在如上所述的本实施例中，一对第1基准电压由电压Va1、Vb1构成，一对第2基准电压由电压Va2、Vb2构成。
位选择开关电路34，由有选择地使各电容元件311～315分别与输出信号线39连接或不连接的开关341～345构成，因而可根据来自数据转换电路23的非反相信号D1～D5或反相信号D1*～D5*变成接通、断开状态。电容元件311～315的电容值，按二进制比设定，分别为C、2×C、4×C、8×C、16×C，电容元件311～315的并联连接的总电容值Cr为31×C。电容元件311～315的电容值，如用一般式表示。则为C×2j-1(其中，C为规定的单位电容值，j=1、2、…、N-1)。
下面，说明在本实施例的驱动电路中2组基准电压Va1和Vb1、及Va2和Vb2各值的决定方法。另外，在本实施例中，假定Va1＞Vb1、Va2＜Vb2。
首先，如图2所示，从以施加于象素液晶的电压VLP为横轴、以象素透射率的SLP为纵轴的液晶象素透射率特性Y决定透射率变化范围T，并从液晶象素透射率特性曲线求取与透射率最小值和最大值对应的2个电压。这里，假定该2个电压为Va1、Va2(Va1＞Va2)。
在本实施例中，由于以正常白色模式驱动液晶，所以当透射率变为最大时，图象数据DA为「000000」。这时，在图1所示的DAC3的数据输入端子DT1～DT5上以原状态输入图象数据DA的低位的5个位D1～D5(「00000」)。因此，位选择开关341～345全部为断开状态。此外，因图象数据DA的最高有效位为“0”，所以选择电路42的开关430将连接端子b3与b1连接，在DAC3的基准电压输入端子b上出现Vb1。因此，在输出信号线39上出现Vb1。
另一方面，当透射率变为最小时，图象数据DA为「111111」。这时，在DAC3的数据输入端子上输入反相位D1*～D5*「00000」。因此，在这种情况下，位选择开关341～345也全部为断开状态。此外，因图象数据DA的最高有效位为“1”，所以选择电路42的开关430将b3与b2连接，在DAC3的基准电压输入端子b上出现Vb2。从以上可知，与透射率变化范围T的透射率最大值相当的DAC3的输出为Vb1，与透射率最小值相当的DAC3的输出为Vb2。
另外，当图象数据DA为「011111」时，即当将图象数据DA的值设定为十进制值的2N-1-1时，在图1所示的DAC3的数据输入端子上以原状态输入低位的位D1～D5「11111」。这里，首先，因图象数据DA的最高有效位为“0”，所以选择电路41的开关420将端子a3与端子a1连接，在DAC3的基准电压输入端子a上出现Va1。同时，选择电路42的开关430将端子b3与端子b1连接，在DAC3的基准电压输入端子b上出现Vb1。接着，一方面，将信号线电位复位装置33的开关331暂时接通然后断开，从而将信号线39的电位即信号线电位复位为Vb1。另一方面，将电容元件复位装置32的5个开关321～325暂时全部接通然后全部断开，从而将各电容元件的两个端子的电压复位为Va1。在这种状态下，在有选择地将位选择开关34接通(在这种情况下，因位D1～D5为「11111」，所以位选择开关341～345全部接通)时，在输出信号线39上出现下列电压：
V1=Va1+{(Vb1-Va1)×31C/(CO+31C)}…(1)
进一步，当图象数据DA为「100000」时，即当将图象数据DA的值设定为十进制值的2N-1时，在图1所示的DAC3的数据输入端子上输入反相位D1*～D5*「11111」。这里，首先，因图象数据DA的最高有效位为“1”，所以选择电路41的开关420将端子a3与端子a2连接，在DAC3的基准电压输入端子a上出现Va2。同时，选择电路42的开关430将端子b3与端子b2连接，在DAC3的基准电压输入端子b上出现Vb2。接着，一方面，将信号线电位复位装置33的开关331暂时接通然后断开，从而将信号线39的电位即信号线电位复位为Vb2。另一方面，将电容元件复位装置32的5个开关321～325暂时全部接通然后全部断开，从而将各电容元件的两个端子的电压复位为Va2。在这种状态下，在有选择地将位选择开关34接通(在这种情况下，因位D1～D5为「11111」，所以位选择开关341～345全部接通)时，在输出信号线39上出现下列电压：
V2=Va2+{(Vb2-Va2)×31C/(C0+31C)}…(2)
因此，如图2所示，通过适当选择ΔV=V2-V1的值，可以将由图象数据DA为「011111」时在输出信号线39上出现的电压(DAC3的输出电压)产生的液晶象素透射率与由图象数据DA为「100000」时在输出信号线39上出现的电压产生的液晶象素透射率之差选择为透射率变化范围T的一个灰度等级(log对数轴上的一个灰度等级)。
另外，用于使灰度等级在「011111」～「100000」范围上不反转的条件为ΔV=0，即，
(31C/CT)×(Va1-Va2)＜Vb2-Vb1
而一般式为，
∑Ci/CT×(Va1-Va2)＜Vb2-Vb1
(式中，∑的运算，按i=1～i=N-1进行)在对象素的液晶进行交流驱动时，如从驱动电路向输出信号线39输出正极性电压，则上列的不等式成立。因此，当输出负极性电压时，应注意将上列不等式的全部不等号反过来。
从上列式(1)和式(2)可以看出，只要Vb1-Vb2和Va2-Va1保持恒定，则ΔV的值不变。因此，例如，将Vb1和Vb2设定为固定值，且将Va2-Va1的值设定为恒定值，并使Va2和Va1的值向正或负方向偏移，则可以将与图象数据DA对应的DAC3的输出特性曲线的灰度等级的中心向透射率高的一侧或向低的一侧移动。
在图3(A)中，示出在电压差Vb1-Vb2恒定的条件下当电压差Va2-Va1增大时(G1)及减小时(G2)的DAC3的输出特性(图象数据DA-DAC的输出电压VC)以及用G0表示的变化前的输出特性。
另外，从上列的式(2)还可以看出，通过适当设定电容元件311～315的总电容值CT及信号线电容310的电容值C0的大小，可以改变与图象数据DA对应的DAC3的输出特性曲线的斜率变化。即，如使CT大于C0，则可以使输出特性曲线的斜率变化大，如使CT小于C0，则可以使输出特性曲线接近于直线。
在图3(B)中，示出在Va1、Va2、Vb1、Vb2保持恒定的条件下当使CT大于C0时(G3)及小于C0时(G4)的DAC3的输出特性(图象数据DA-DAC的输出电压VC)以及用G0表示的变化前的输出特性。
另外，当想要使输出特性曲线更接近于直线时，可以在信号线39上并联连接一个规定电容值的电容，以便加大信号线电容310的电容值C0。即，如采用这种结构，则与DAC3的灰度等级变化对应的驱动电压变化因如上所述的信号线39的电容增加而接近于直线，所以，即使γ特性更为接近线性时，也可以用DAC3的输出特性曲线进行处理。
以下，详细说明当按如上所述方式设定2组基准电压Va1、Vb1及Va2、Vb2、同时设定了电容元件311～315的总电容值CT时的DAC3的动作。
首先，将输入到数据转换电路23的图象数据DA最高有效位D6输入到DAC3的数据输入端子DT6。当最高有效位D6的值为“0”时，选择电路41的开关420将连接端子a3与端子a1连接，选择电路42的开关430将连接端子b3与端子b1连接。而当最高有效位D6的值为“1”时，选择电路41的开关420将连接端子a3与端子a2连接，选择电路42的开关430将连接端子b3与端子b2连接。这时，电容元件复位装置32的开关321～325及信号线电位复位装置33的开关331均为接通状态，位选择开关电路34的开关341～345变为断开状态。因此，电容元件311～315被放电，各电容元件的两个端子复位为复位电压Vb1或Vb2，信号线电容310的端子(即输出信号线39)复位为Vb1或Vb2。
在这种状态下，开关321～325及开关331变为断开状态，接着，在此之前变为断开状态的位选择开关电路34的开关341～345，根据上述图象数据DA的第1位D1至第5位D5的值有选择地变为接通状态。这时，如上所述，当输入到数据转换电路23的图象数据DA最高有效位D6的值为“0”时，在DAC3的数据输入端子DT1～DT5上输入低位的5个位的非反相信号D1～D5，当最高有效位D6的值为“1”时，输入低位的5个位的反相信号D1*～D5*。
因此，例如当图象数据DA为「000001」时，在DAC3的数据输入端子DT1～DT5的5个端子上分别输入0、0、0、0、1，因而只有位选择开关电路34的开关中的开关341变为接通状态。而例如当图象数据DA为「111110」时，在DAC3的数据输入端子DT1～DT5的5个端子上分别输入0、0、0、0、1，因而在这种情况下仍然是只有位选择开关电路34的开关中的开关341变为接通状态。
按照这种方式，使连接着开关321～325中变为接通状态的的开关的电容元件311～315与信号线电容310连接，并在输出信号线39上出现基于这种连接的电压。
例如，当图象数据DA为「000001」时，信号线电容310(电容值C0)由两个端子的电压Vb1和Vo充电。而在电容元件复位装置32的所有开关321～325变为断开状态后，通过开关341与信号线39连接的电容元件311(电容值C)，由基准电压Va1和Vb1充电(另一方面，由于开关342～345仍保持原断开状态，所以电容元件312-315不能由基准电压Va1和Vb1充电)。因此，实际上在输出信号线39上出现由电容元件311(电容值C)和信号线电容310(电容值C0)对一对基准电压Va1和Vb1进行分压后的电压(即，Vb1-Va1)。
另外，例如当图象数据DA为「111110」时，信号线电容310(电容值C0)由两个端子的电压Vb2和V0充电。而在电容元件复位装置32的所有开关321～325变为断开状态后，通过开关341与信号线39连接的电容元件311(电容值C)，由基准电压Va2和Vb2充电(另一方面，由于开关342～345仍保持原断开状态，所以电容元件312～315不能由基准电压Va2和Vb2充电)。因此，实际上在输出信号线39上出现由电容元件311(电容C)和信号线电容310(电容C0)对一对基准电压Va2和Vb2进行分压后的电压(即，Vb2-Va2)。
图4中左侧的曲线图(A)，是与图象数据DA(指示64个灰度等级)对应的DAC3的输出电压Vc的曲线图，右侧的曲线图(B)，是举例表示液晶象素的透射率SLP(轴为log对数)与施加于液晶象素电极的电压VLp(对应于DAC3的输出电压VC)间的关系的曲线图，横轴为透射率SLP，纵轴为外加电压VLP。图象数据DA的「111111」～「000000」，是指示64个灰度等级的图象数据的二进制码。与图21中的曲线图(A)和(B)相对照并参照图4中的曲线图(A)和(B)，可以看出，本发明的DAC3，可在进行D/A转换的同时进行γ校正。
另外，如果将基准电压Va1、Va2、Vb1、Vb2全部向高电压侧或低电压侧偏移，则可以使象素的亮度(透射率)全部向低侧或高侧偏移。此外，如预先将电压差Vb1-Vb2设定得较大，则可增大对比度，如设定得较小，则可减小对比度。
在图5中，用曲线图示出在本实施例中实测的在3种情况(以情况Ⅰ～Ⅲ示出)下的液晶象素透射率与施加于液晶象素电极的电压之间的关系。在图5中，分别对各情况Ⅰ～Ⅲ的Va1、Va2、Vb1、Vb2提供正极性和负极性的电压。这样做的原因是，为了对象素的液晶进行交流驱动，有时对数据信号线输出相对于基准电压(在图5的情况下为0V)为正极性的电压，有时输出负极性的电压。当Va1、Va2、Vb1、Vb2为正电压时，对象素液晶施加正极性的电压，当为负电压时，则施加负极性的电压。
因此，在图1的驱动电路中，作为Va1、Va2、Vb1、Vb2，实际上是以周期切换的方式对其提供用于施加正极性电压的基准电压、及用于施加负极性电压的基准电压。
该电压Va1、Va2、Vb1、Vb2的切换周期，当液晶装置的驱动方法为在每个垂直扫描周期(1字段或1帧)使施加于液晶装置的电压的极性反相的驱动方法时，在每个垂直扫描周期进行切换，而当在每个水平扫描周期使极性反相(所谓的行反相驱动)时，在每个水平扫描周期进行切换。此外，当在每个列行使极性反相(所谓的源行反相)时、或当在每个象素上使极性反相(所谓的像点反相驱动)时，作为Va1、Va2、Vb1、Vb2提供的电压相对于基准电压的极性，在邻接的每个单位驱动电路中交替地不同。就是说，在第1数据信号线的单位驱动电路和第2信号线的单位驱动电路中，作为Va1提供的基准电压，是分别用于正极性和负极性的不同电压。该各单位驱动电路的基准电压的切换，如为源行反相，则在每个垂直扫描周期进行，如为像点反相，则在每个水平扫描周期进行。
在第1实施例的说明及以下所述的其他实施例中，是假定「111111」为黑、「000000」为白而进行说明的，但相反也可以将图象数据D1～D6与端子DT1～DT6的对应关系反转，从而使「111111」为白、「000000」为黑。此外，即使是在变更液晶分子的定向方向及偏振轴的设定(改为正常黑色模式)从而当DAC的输出电压低时透射率高而当输出电压高时透射率低的情况下，本实施例当然仍同样可以适用。
以下，参照图6和图7说明第1实施例的驱动电路的更为详细的结构和动作。其中，图6是本实施例驱动电路的详细电路图，图7是其时序图。此外，在图7中，对与图1相同的构成要素标以同样的参照符号，并将其说明适当省略。
在图6中，第1锁存电路221的6个锁存元件211～216，由各移位寄存器7的输出脉冲驱动，在结构上可同时锁存数据线上的与1个象素相当的6位图象数据。第1锁存电路221，仅示出相当于一个单位驱动电路的部分，但在与该锁存电路邻接的单位驱动电路中，也构成同样的第1锁存电路。但是，在每个单位驱动电路中。第1锁存电路221由移位寄存器7的不同输出进行锁存控制。
第2锁存电路222，在结构上根据锁存脉冲LP0将保持在第1锁存电路221内的各个位D1、D2、…、D6一并取入到各锁存元件271～276内，并向数据转换电路23输出。该第2锁存电路222，与第1锁存电路221一样，设置在各单位驱动电路内，但与第1锁存电路221不同之处在于，各单位驱动电路的第2锁存电路222是根据同一个锁存脉冲LP0一并进行锁存。
数据转换电路23，包括由EX-OR门、NAND门、NOT门构成的5组门电路311～315及锁存门316。门电路311～315的各EX-OR门分别输入来自各锁存元件271～276的图象数据DA的各个位的值D1～D5，同时锁存门316输入最高有效位D6的值。各EX-OR门的构成方式是，当最高有效位D6的值为“1”时使低位的位D1～D5的值反相，或当最高有效位D6的值为“0”时不使低位的位D1～D5的值反相，并向下一级的NAND门输出。
电平移位电路81～86，例如是将二进制值电压电平从0V和5V移位到0V和12V的电路，具有非反相输出及反相输出两个输出端子。这两个输出端子用于向下一级的DAC3进行输出。在图6中，用LS1～LS6表示电平移位电路81～86的非反相输出信号。
在本实施例中，各电容元件311～315，通过形成图案而构成。这里，各电容元件312～315，分别通过将下述个数的具有与电容元件311的电容值C相同电容值的电容并联连接构成，其中，电容元件312为2个、电容元件313为4个、电容元件314为8个、电容元件315为16个。此外，由于电压为Va1、Va2、Vb1、Vb2的基准电压是交流电压(例如，电压极性按每条扫描线、每1字段、每1帧等反转)，所以，各开关341～345由具有2个控制端子的CMOS晶体管构成，无论所控制的信号的极性是正还是负都能够动作。即其构成方式是，当电容元件复位电压Va1、Va2及信号线电位复位电压Vb1、Vb2为正时,来自电平移位电路81-86的非反相输出信号LS1～LS5使各开关341～345动作,而当电容元件复位电压Va1、Va2及信号线电位复位电压Vb1、Vb2为负时，来自电平移位电路81～86的反相输出信号LS1～LS5使各开关341～345动作。
下面，参照图7的时序图说明结构如图6所示的驱动电路的动作。
在图7中，首先，在前一个水平扫描周期中，第1锁存电路221在每个单位驱动电路中根据从移位寄存器7依次输出的传送信号依次锁存与水平象素数相当的图象数据。然后，在锁存了一个水平象素的图象数据的情况下，如在水平消隐周期的时刻t1产生锁存脉冲LP0，则第2锁存电路222将保持在第1锁存电路221内的各个位D1、D2、…、D6一并取入到各锁存元件271-276内，并向数据转换电路23输出。
接着，当对数据转换电路23的各NAND门输入复位信号RS1时，在复位信号RS1变为H电平的期间t3～t4(即水平扫描周期)内，EX-OR门的输出，通过NOT门输出到电平移位电路81～85。此外，当输入锁存脉冲LP0时，将最高有效位D6从锁存门316输出到电平移位电路86。
在本实施例中，因最高有效位D6的值是“1”，所以来自电平移位电路86的最高有效位D6的非反相输出LS6，在产生锁存脉冲LP0的定时即时刻t1变为高电平。并且，通过开关420的动作，在时刻t1，在选择端子a3上出现复位电压Va2。同时，通过开关430的动作，在时刻t1，在选择端子b3上出现信号线电位复位电压Vb2。
然后，当在时刻t2产生复位信号RS2或其反相信号(在图6中，该反相信号用RS2*表示)时，电容元件复位装置的开关321～325及信号线电位复位装置的开关331均为接通状态。这时，复位信号RS2变为高电平的期间，比产生锁存脉冲LP0的定时迟，但比复位信号RS1的上升的定时即时刻t3早。
接着，当在信号线电位复位装置的开关331变为断开、信号线电位为Vb2、且电容元件复位装置的开关321～325断开因而使各电容元件311～315变为可充电的状态下在时刻t3产生复位信号RS3时，位选择开关电路的开关341～345，根据电平移位电路81～85的输出值有选择地变为接通状态。在本实施例中，由于电平移位电路81～85的输出LS1～LS5中只有LS1为H电平，所以在输出信号线39上出现通过电容元件311与信号线电容310的连接而产生的电压(DAC3的输出电压VC)，并且该输出电压VC在水平扫描期间施加于该信号线。
按照以上详细说明的第1实施例，可以将与数字式的图象数据DA的位指示的灰度等级对应的输出电压供给液晶装置的各信号线，并且还能进行γ矫正。
(第2实施例)
以下，参照图8说明本发明的液晶装置驱动电路的第2实施例。
图8是表示采用电阻梯形电路型DAC取代图1所示的SC-DAC的第2实施例的图。在图8中，驱动电路12，包括移位寄存器21、由第1锁存电路221和第2锁存电路222构成的锁存装置22、数据转换电路23、及DAC5。移位寄存器21、锁存装置22、数据转换电路23的结构和功能，与第1实施例相同。此外，在图8中，对与图1相同的构成要素标以同样的参照符号，并将其说明适当省略。另外，在第2实施例中，到DAC的前级为止的详细结构(移位寄存器、锁存装置、数据转换电路)也与图6所示的第1实施例相同。
与图1驱动电路的情况一样，当控制器200向驱动电路12发送6位图象数据DA时，锁存装置22将图象数据DA的6位D1～D6传送到数据转换电路23。当最高有效位D6的值为“0”时，数据转换电路23不使低位的位D1～D5反相并将其与最高有效位D6一起传送到DAC5的输入端子。而当最高有效位D6的值为“1”时，则将低位的位D1～D5的值反相后与最高有效位D6一起传送到DAC5的输入端子。
DAC5，由译码器51、25个串联连接的电阻r1～rn(n=25)、n个开关SW1～SWn(n=25)构成。这里，对于电阻r1～rn的值，除了将最后一个电阻rn设定为rn≈rn-1/2外，将各r值设定为使根据由图象数据DA从电阻r1～rn选择的串联电阻所构成的合成电阻值输出的电压VC按图4(A)所示变化。在设定为rn≈rn-1/2的情况下，可以将由DA为「011111」时的DAC5的输出电压VC产生的液晶象素透射率与由DA为「100000」时的DAC5的输出电压VC产生的透射率之差近似地设定为液晶象素的透射率变化范围T的一个灰度等级(log对数的一个灰度等级)。
在电阻r1～rn的串联电路的两端，连接着第1和第2基准输入端子d、e。开关SW1的一端与DAC5的基准电压输入端子d(电阻r1～rn的串联电路的r1侧一端)连接，各开关SW2～SWn的一端与串联电路r1～rn的连接部(抽头)连接，开关SW1～SWn的另一端，连接着DAC5的输出端子VC。
在DAC5的基准电压输入端子d上连接着选择电路61。选择电路61具有两个输入端子d1、d2及一个连接端子d3，在这些端子上输入电压Vb1和Vd2。基准电压输入端子e固定为中间点电位Ve。在本实施例中，Vb1和Ve构成一对第1基准电压，Vb2和Ve构成一对第2基准电压。这里，在Vd1、Vd2、Ve之间，保持Vd1＞Ve＞Vd2的关系。
当输入数据DA的最高有效位D6的值为“0”时，选择电路61将连接端子d3与输入端子d2连接，当最高有效位D6的值为“1”时，将连接端子d3与输入端子d1连接。
在图8的驱动电路12中，例如当图象数据DA为「000001」时，由于最高有效位D6的值为“0”，所以数据转换电路23不使低位的位D1～D5反相而向译码器51输出。同时，选择电路61将连接端子d3与输入端子d2连接。在译码器51的各端子DT1～DT5的5个端子上分别输入0、0、0、0、1(这时的译码值为“1”)，在开关SW1-SWn中，仅与译码值“1”对应的开关SW2接通。因此，在DAC5的输出端子C上出现由下式给出的电压Vc：
Vc=Vd2+(Ve-Vd2)×[r1/(r1+r2+…+rn)]
另外，例如当图象数据DA为「111110」时，由于最高有效位D6的值为“1””，所以数据转换电路23将低位的位D1～D5反相后输出到译码器51同时，选择电路61将连接端子d3与输入端子d1连接。在译码器51的各端子DT1～DT5的5个端子上分别输入0、0、0、0、1(这时的译码值为“1”)，在开关SW1～SWn中，仅与译码值“1”对应的开关SW1接通。因此，在DAC5的输出端子C上出现由下式给出的电压VC：
Vc=Vd1-(Vd1-Ve)×[r1/(r1+r2+…+rn)]
与第1实施例一样，作为Vd1、Vd2、Ve，为能进行扫描线反相驱动而以周期切换的方式分别对其提供对象素施加正极性电压时的基准电压、及对象素施加负极性电压时的基准电压。其切换的时序与在第1实施例的情况下所作的说明相同。
本发明中使用的DAC，并不限定于图1或图8所示的第1或第2实施例的结构，可以采用各种各样的DAC，只要具有在输入数据值小的区域/大的区域从大斜率向小斜率变化而在输入数据值大的区域/小的区域从小斜率向大斜率变化的特性即可。
另外，在上述各实施例中，说明了处理6位数字图象数据的情况，但本发明并不限于此，当然也可以进行4位、5位、7位以上的各种数字图象数据的处理。
再有，在上述各实施例中，当图象数据DA的最高有效位的值为“1”时，将第1～第5位的值反相，但也可以构成当最高有效位的值为“0”时将第1～第5位的值反相(当最高有效位的值为“1”时以原状态输出)的结构。
在本实施例中使用的是正常白色模式，但使用正常黑色模式当然也同样可以实施。
(第3实施例)
以下，参照图9～图17说明作为本发明的电光装置一例的液晶装置的实施例。
上述各实施例中的驱动电路，用于驱动例如在9(A)的俯视图、(B)的横断面图、及(C)的纵断面图中示出的液晶装置701。
在图9中，将液晶705注入有源阵列基板702与对置基板(滤色基板)703之间，并用密封材料704将各基板周围密封。在有源阵列基板702的周围留出周侧部，并形成遮光图案706，在该遮光图案706的内侧，形成由象素电极、输出信号线(数据线)、扫描线等构成的有源阵列部707。在上述周侧部，还设置着形成有与象素阵列的列数相同个数的上述各实施例的驱动电路的驱动器708、及扫描线驱动器709。此外，在上述周侧部的扫描线驱动器709的外侧，设有安装端子构件710。
在图10中示出以上的有源阵列型液晶装置的电路图。
在图10中，在有源阵列部707上按阵列状构成象素。该有源阵列部707，利用在其内部与数据信号线对应地配置有在第1或第2实施例中说明过的单位驱动电路的信号线驱动器708驱动数据信号线902，并由扫描线驱动器709驱动扫描线903。各象素包括：栅极与扫描线903连接、源极与数据信号线902连接、漏极与象素电极(图中未示出)连接的薄膜晶体管(TFT)904；配置在象素电极与公用电极(图中未示出)之间的液晶905；及在象素电极与邻接的扫描线之间形成的电荷蓄存电容906。此外，扫描线驱动器709，在结构上备有：移位寄存器900，在每个水平扫描周期依次进行输出并决定选择扫描线的时序；及电平移动器901，接受移位寄存器900的输出，并输出具有使TFT904与扫描线903接通的电压电平的扫描信号。
另外，如上所述，信号线驱动器708，在结构上备有移位寄存器21、第1锁存电路221、第2锁存电路、数据转换电路23、DAC3等。
这里，参照图11～图15依次说明在如上所述的有源阵列基板702上形成驱动电路(驱动器708)、有源阵列部707等的工艺(采用低温多晶硅技术的工艺)。
工序1：首先，如图11所示，在有源阵列基板800上形成缓冲层801，并在该缓冲层801上形成非晶型硅层802。
工序2：其次，在图11的非晶形硅层802的整个表面上进行激光退火，使非晶形硅层多晶化，并如图12所示，形成多晶硅层803。
工序3：接着，在多晶硅层803上制作布线图案，以形成如图13所示的岛状区域804、805、806。岛状区域804、805，是形成用作实施例中所示的各开关的MOS晶体管的有源区域(源极、漏极)的层。此外，岛状区域806是构成实施例中所示电容元件的薄膜电容的一极的层。
工序4：然后，如图14所示，形成掩模层807，并只在构成电容元件的薄膜电容的一极的岛状区域806内注入磷(P)离子，以使该岛状区域806的电阻变低。
工序5：接着，如图15所示，形成栅极绝缘膜808，并在该栅极绝缘膜808上形成TaN层810、811、812。TaN层810、811是用作各种开关的MOS晶体管的栅极的层，TaN层812是构成薄膜电容的另一极的层。在形成这些TaN层后，形成掩模层813，并通过将栅极TaN层810作为掩模而以自调准方式进行磷(P)离子注入，形成n型源极层815、漏极层816。
工序6：然后，如图16所示，形成掩模层821、822，并通过将栅极TaN层811作为掩模而以自调准方式进行硼(B)离子注入，形成p型源极层821、漏极层822。
工序7：接着，如图17所示，形成层间绝缘膜825，并在该层间绝缘膜上形成接触孔，然后形成由ITO或A1构成的的电极层826、827、828、829。另外，在图17中虽未示出，但电极还通过接触孔与TaN层810、811、812及多晶硅层806连接。由此，即可制作出用作驱动电路各开关的n沟道TFT、p沟道TFT、及用作同一驱动电路的电容元件的S电容。
通过采用如上所述的工序1～7，可以使包含驱动电路的液晶装置的制造容易进行，并且还能降低成本。此外，由于多晶硅的栽流子移动度要比非晶型硅大得多，所以能够高速动作，因而在提高电路性能方面是有利的。
另外，也可以代替上述制造工艺而使用采用非晶型硅的工艺。
以上说明的本实施例的液晶装置的驱动电路，也可以由在石英玻璃或无碱玻璃等玻璃基板上以硅薄膜层或金属层形成的薄膜晶体管及电阻元件、电容元件构成，还可以在玻璃基板以外的基板(例如，合成树脂基板或半导体基板)上形成。在半导体基板的情况下，对象素电极采用金属反射电极，在半导体基板表面或基板表面上形成晶体管元件及电阻元件、电容元件，并对相对设置的基板采用玻璃基板，从而可以制成将液晶夹在半导体基板与玻璃基板之间的反射型液晶装置。当在熔点低的玻璃基板上形成驱动电路时，从提高可靠性的观点考虑，最好利用采用了低温多晶硅技术的制造工艺(TFT工艺)。
另外，在以上说明过的实施例中，液晶装置是有源阵列型，但对液晶装置的型式并没有限制，也可以采用有源阵列型以外的液晶装置。此外，作为DAC，可以采用各种各样的型式，但在玻璃基板上形成电路时，从减小动作特性的偏差、提高可靠性的观点考虑，最好采用SC型的DAC或电阻梯形电路型的DAC。再有，在以上说明过的实施例中，将本发明应用于作为电光装置一例的液晶装置，但只要是与驱动电压对应的光学特性为非线性的电光装置，通过应用本发明都能有望取得同样的或类似的效果。
特别是，当在硅基板上形成各实施例的驱动电路时，由于可以在较小的面积上容易地制作高电阻且能减小偏差，所以最好采用电阻梯形电路型的DAC。此外，当采用硅半导体基板时，最好是按反射型液晶板构成。相反，当在玻璃基板上形成驱动电路时，如采用SC-DAC，则由于能以面积较小的元件构成，所以其优点是能减小整个电路的面积。
另外，尤其是当按照采用低温多晶硅技术的制造工艺在玻璃基板上形成驱动电路时，作为DAC，也能使用SC-DAC或电阻梯形电路型的DAC，所以能够实现该驱动电路的小型化，而不会使电路结构变得复杂。
下面，对用上述有源阵列基板制成的由上述驱动电路驱动的液晶装置、及具有该液晶装置的携带式计算机、液晶投影装置等电子设备的各种实施例进行说明。
(第5实施例)
如图18中的例所示，液晶装置850，通过将背照灯851、偏振片852、TFT基板853、液晶854、对置基板(玻璃-滤色基板)855、及偏振片856按其顺序重叠后构成。在本实施例中，如上所述，在TFT基板853上形成驱动电路878。
(第6实施例)
如图19中的例所示，携带式计算机860，具有：备有键盘861的本体部862及液晶显示屏面863。
(第7实施例)
如图20中的例所示，液晶投影装置870，是将透射型液晶板用作光阀的投影装置，例如采用3板棱镜方式的光学***。在图20的投影装置870中，由白色光源的灯单元871照射的投影光，在导光器872的内部由多个反射镜及2个分色镜874分成R、G、B三原色，并导向用于显示各色图象的3个液晶板875、876、877。然后，由各液晶板875、876、877调制过的光，从3个方向入射到分色棱镜878。R(红)和B(蓝)光折曲90°后入射、而G(绿)光是直接入射，所以在分色棱镜878中将各色图象合成后，通过投影透镜879将彩色图象投影在屏幕上。
此外，作为可以应用本发明的电子设备，还可以举出工程设计工作站、寻呼机或移动电话、字处理器、电视机、取景器型或监视器直观型视频摄象机、电子笔记本、电子台式计算器、汽车导向装置、POS终端、及备有触摸板的各种装置。
按照如上所述的各实施例，可以由比较简单且规模小的电路结构实现与数字图象信号相适应并能提供偏差小的稳定动作特性的具有DA转换功能及γ校正功能(或γ校正的辅助功能)的可靠性高的液晶装置驱动电路、及采用该驱动电路的液晶装置和电子设备。
产业上的利用可能性
本发明的电光装置的驱动电路，可以用作用于驱动透射型或反射型液晶装置的驱动电路，还可以用作驱动光学特性相对于驱动电压的变化为非线性的各种电光装置，同时对该非线性特性进行校正的驱动电路，另外，除采用这种驱动电路构成的各种电光装置外，还可以在采用这种电光装置的各种电子设备等中使用。

Claims (20)

1．一种电光装置的驱动电路，对光学特性的变化相对于驱动电压变化为非线性的电光装置的信号线供给具有与2N(其中，N为自然数)个灰度等级中的任意灰度等级对应的该驱动电压的模拟图象信号，该电光装置的驱动电路的特征在于，备有：输入接口，对其输入指示上述任意灰度等级的N位数字图象信号；及数/模转换器，当该所输入的数字图象信号指示从第1到第m-1(其中，m为自然数且1＜m≤2N)灰度等级时，根据上述数字图象信号的位值产生在一对第1基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应的第1驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性，当上述数字图象信号指示从第m到第2N灰度等级时，根据上述数字图象信号的位值产生在一对第2基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应同时与上述第1驱动电压范围邻接的第2驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性，并将具有该所生成的驱动电压的上述模拟图象信号供给上述信号线。
2．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：使供给上述数/模转换器的上述一对第1基准电压的电压极性与上述一对第2基准电压的电压极性彼此反相，以便使与灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化在上述第1和第2驱动电压范围之间具有拐点。
3．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述m的值等于2N-1；根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述数/模转换器；上述数/模转换器，当上述低位的N-1个位以原状态输入时，产生上述第1基准电压范围内的电压，当上述低位的N-1个位反相后输入时，产生上述第2基准电压范围内的电压。
4．根据权利要求3所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：在上述接口与上述数/模转换器之间还备有根据上述最高有效位的值有选择地使上述低位的N-1个位反相的选择反相电路。
5．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：还备有根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述第1和第2基准电压中的任何一个供给上述数/模转换器的选择电压供给电路。
6．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述数/模转换器，备有通过对多个电容器充电而分别产生上述第1和第2基准电压范围内的电压的切换电容器型数/模转换器。
7．根据权利要求6所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述第1基准电压由能够有选择地产生上述第1驱动电压范围内的电压的一对电压构成，上述第2基准电压由能够有选择地产生上述第2驱动电压范围内的电压的一对电压构成。
8．根据权利要求7所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述m的值等于2N-1；根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述数字图象信号的低位的N-1个位以原状态或反相后输入到上述切换电容器型数/模转换器；上述切换电容器型数/模转换器，当上述低位的N-1个位以原状态输入时，产生上述第1基准电压范围内的电压，当上述低位的N-1个位反相后输入时，产生上述第2基准电压范围内的电压。
9．根据权利要求6所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述切换电容器型数/模转换器，备有：第1～第N-1电容元件，分别具有一对对置电极，并根据上述最高有效位的值有选择地将上述一对第1基准电压中的一个电压或上述一对第2基准电压中的一个电压分别施加于上述对置电极的一个电极；电容元件复位电路，用于将该各第1～第N-1电容元件的上述一对对置电极之间短路，以使充电电荷放电；信号线电位复位电路，用于根据上述最高有效位的值有选择地将上述信号线的电位复位为上述一对第1基准电压中的另一个电压或上述一对第2基准电压中的另一个电压；及选择开关电路，包含由上述电容元件复位电路放电并由上述信号线电位复位电路复位后根据上述低位的N-1个位的值有选择地将上述第1～第N-1电容元件分别与上述信号线连接的第1～第N-1开关。
10．根据权利要求9所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：将上述第1～第N-1电容元件的电容设定为C×2i-1(C：规定的单位电容值，i=1、2、…、N-1)。
11．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：将上述第1和第2基准电压的值设定为使对应于第m-1灰度等级的上述驱动电压与对应于第m灰度等级的上述驱动电压之差小于规定值。
12．根据权利要求11所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：将上述第1和第2基准电压的值设定为使上述电光装置由对应于第m-1灰度等级的上述驱动电压驱动时与由对应于第m灰度等级的上述驱动电压驱动时的上述光学特性之比等于将上述光学特性的变化范围用(2N-1)等分后的一个灰度等级。
13．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述数/模转换器，备有利用多个串联连接的电阻器分别对上述第1和第2基准电压进行分压的电阻梯形电路。
14．根据权利要求13所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：还备有根据上述数字图象信号的最高有效位的值有选择地将上述第1和第2基准电压中的任何一个供给上述数/模转换器的选择电压供给电路，上述数/模转换器还备有：译码器，对上述数字图象信号的低位的N-1个位进行译码并从2N-1个输出端子输出译码信号；及2N-1个开关，各开关的一个端子分别连接于从上述多个电阻器之间分别引出的多个抽头，同时，另一个端子分别连接于上述信号线，并分别根据从上述2N-1个输出端子输出的译码信号进行动作。
15．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：对上述信号线附加上述信号线的寄生电容以外的规定电容。
16．根据权利要求1所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述电光装置是将液晶夹在一对基板之间构成的液晶装置，该驱动电路在该一对基板中的一个上形成。
17．根据权利要求16所述的电光装置的驱动电路，其特征在于：上述第1和第2基准电压，在每个水平扫描周期将其相对于规定基准电位的电压极性反相后分别供给上述数/模转换器。
18．一种电光装置的驱动方法，备有数/模转换器，用于对光学特性的变化相对于驱动电压变化为非线性的电光装置的信号线供给具有与2N(其中，N为自然数)个灰度等级中的任意灰度等级对应的该驱动电压的模拟图象信号，该电光装置的驱动方法的特征在于，包含以下步骤：对上述数/模转换器输入指示上述任意灰度等级的N位数字图象信号；当该所输入的数字图象信号指示从第1到第m-1(其中，m为自然数且1＜m≤2N)灰度等级时，由上述数/模转换器根据上述数字图象信号的位值产生在一对第1基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应的第1驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性；当所输入的该数字图象信号指示从第m到第2N灰度等级时，由上述数/模转换器根据上述数字图象信号的位值产生一对在第2基准电压范围内的电压，并生成在与上述数字图象信号的灰度等级对应同时与上述第1驱动电压范围邻接的第2驱动电压范围内的上述驱动电压，以便使与上述数字图象信号的灰度等级变化对应的上述驱动电压的变化为非线性；将具有该所生成的驱动电压的上述模拟图象信号供给上述信号线。
19．一种电光装置，其特征在于：备有权利要求1所述的驱动电路。
20．一种电子设备，其特征在于：备有权利要求17所述的电光装置。
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