[发明专利]数－模转换电路和半导体器件

说明书

本发明涉及一种数-模(D／A，数字-模拟)转换电路(DAC：数-模转换器)。更具体地讲，本发明涉及用于半导体器件的驱动电路中的DAC，并且还涉及使用这种DAC的半导体器件。

近来，制造半导体器件的技术快速发展，在这种半导体器件中，半导体薄膜形成在一个廉价的玻璃衬底上，这种技术例如制造薄膜晶体管(TFT)的技术。其原因是对半导体(尤其是有源矩阵液晶显示器件和EL显示器件)的需求增加了。

有源矩阵液晶显示器件是按以下方式构成的：在设置成矩阵状态的几千万至几亿象素区域的每一个中，设置有一个TET，这样，流入和流出各象素的电荷由TFT的开关功能控制。

在这种有源矩阵液晶显示器件中，随着显示器件变得越来越精细以及随着其图象质量变得越来越高，数字驱动型有源矩阵液晶显示器件引起了人们的注意。

图15显示出常规的数字驱动型有源矩阵液晶显示器件的简要结构。如图15中所示，这种常规的数字驱动型有源矩阵液晶显示器件包括：源极信号线侧移位寄存器1401、用于从外部输入数字信号的地址线(a-d)1402、闩锁电路1(LAT1)1403、闩锁电路2(LAT2)1404、闩锁脉冲线1405、D／A转换电路1406、灰度(等级)-(gradation)电压线1407、源极信号线(数据线)1408、栅极信号线侧移位寄存器1409、栅极信号线(扫描线)1410和象素TFT 1411。这里以一个4位数字驱动型有源矩阵液晶显示器件为例。为方便起见，闩锁电路1 1403和闩锁电路2 1404(LAT1和LAT2)各自是以这样的状态示出的：其中的四个闩锁电路在一起。

根据来自于源极信号线侧移位寄存器1401的定时信号，从外部馈送至数字信号地址线(a-d)1402的数字信号顺序地写入全部LAT1 1403。在本说明书中，全部AT1将一起被总称为LAT1组。

完成数字信号向LAT1组的写入所需的时间的长度称为一个线(行)周期。即，一个线周期是从第一时间点到第二时间点的时间间隔，第一时间点是从外部输入的数字信号开始写入最左侧的LAT1的时间，第二时间点是从外部输入的数字信号完成向最右侧的LAT1的写入的时间。

在数字信号向LAT1组的写入结束之后，当一个闩锁信号输入闩锁脉冲线1405时，与源极信号线侧移位寄存器1401的工作定时相一致，由此写入LAT1组的数字信号同时发送和写入全部LAT2 1404。在本说明书中，全部LAT2将一起被总称为LAT2组。

在LAT1组完成数字信号向LAT2组的发送后，根据来自于源极信号线侧移位寄存器1401的信号，再次馈送至数字信号地址线(a-d)1402的数字信号顺序地写入LAT1组。

与第二个线周期的开始同步，先期发送至LAT2组的数字信号被输入D／A转换电路1406并且被转换成与数字信号相对应的模拟灰度电压信号，随后被馈送至源极信号线1408。

模拟灰度电压信号在一个线周期内被馈送至相对应的源极信号线1408。通过从栅极信号线侧移位寄存器1409输出的扫描信号，相对应的象素TFT 1411的开关得以实现，并且通过来自于源极信号线1408的模拟灰度电压信号，液晶分子被激励。

通过重复上述工作并且重复次数等于扫描线数目，一幅(一帧)图象就形成了。通常，在有源矩阵液晶显示器件中，在一秒内进行60帧图象的重写。

这里将参照图16对上述的数字驱动电路中采用的公知D／A转换电路进行说明。

一种公知的4位D／A转换电路包括开关(sw0-sw15)和灰度电压线(V0-V15)。这个4位D／A转换电路是按以下方式构成的：通过从图15中所示的数字驱动型有源矩阵液晶显示器件中的LAT2组1404馈送的4位数字信号，开关(sw0-sw15)中的一个被选择，并且从连接至由此选择的开关的灰度电压线，电压被馈送至源极信号线1408。

在现在描述的这种公知的4位D／A换电路的情况下，开关的数目为16，而且灰度电压线的数量为16。在实际的有源矩阵液晶显示器件中，开关本身的面积是大的。另外，图16中所示的D／A转换电路是按照与源极信号线一对一的比率设置的，这样整个驱动电路的面积就变大了。

下面将对公知的4位D／A转换电路的另一例子进行说明。图17中所示的4位D／A转换电路是按以下方式构成的：正如上述的4位D／A转换电路的情况中那样，通过从LAT2组1404馈送的4位数字信号，多个开关(sw0-sw15)中的一个被选择，并且从连接至由此选择的开关的灰度电压线，电压被馈送至源极信号线1408。