电平转换电路、显示装置和蜂窝终端装置的制作方法
专利名称：电平转换电路、显示装置和蜂窝终端装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电平转换器电路，显示装置和便携式终端装置，特别涉及用于进行将具有第一电压幅值的各种脉冲信号电平变换(电平变换)到具有不同于第一电压幅值的第二电压幅值的脉冲信号的电平转换器电路，安装有该电路的显示装置，和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
背景技术：
通常，作为显示装置，已知一种所谓的驱动电路集成液晶显示装置，其中，例如，用于驱动像素单元的像素的驱动电路被整体形成在形成了该像素单元的单板上(液晶显示板)，该像素单元具有包括以矩阵构成阵列的液晶单元的像素。在该驱动电路集成液晶显示装置中，提供了电平转换器电路，其进行将来自显示板外部的控制IC的、被输入到显示板的具有例如TTL电平的低电压幅值的各种定时脉冲电平变换到具有用于驱动液晶所需要的高电压幅值的定时脉冲，并且将电平变换后的定时脉冲提供给驱动电路。
用于驱动像素单元的驱动电路使用了各种定时脉冲，例如当由行来选择地驱动该像素单元的像素时使用的用于垂直扫描的垂直开始脉冲VST和垂直时钟脉冲VCK，以及用于允许将信号写入到通过垂直扫描所选择的行的像素中的写入使能脉冲(write enable pulse)WE。由于这些定时脉冲具有不同的定时，定时脉冲就通过不同的电平转换器电路进行电平变换。
同时，液晶显示装置适用于通过以有/无电场为基础改变液晶分子排列和因此控制光的传输/截断来显示图像。理论上，低功耗型的显示装置不需要大的电功率来用于驱动。因此，其被广泛地用作为使用电池作为其主要电源的诸如便携式电话单元或者PDA(个人数字助手)的便携式终端装置的输出显示单元。对于该种类型应用的液晶显示装置，基于驱动电压降低和驱动频率降低的功耗降低已经在进行中，目的是使得在电池被一次充电之后能够被使用更长的时间。
在上述驱动电路集成液晶显示装置中，由于用于电平变换各种定时脉冲的分离电平转换器电路被经常地用在通电(power-on)状态，不必要的DC电流被消耗了，其妨碍了整个驱动电路的功耗的降低。因此，特别地，在考虑于诸如便携式电话单元或者PDA的便携式终端装置的应用中，液晶显示装置自身的功耗的降低是要实现的重要任务，目的是进一步降低便携式终端装置的功耗。
例如液晶显示装置的显示装置的驱动系统包括简单矩阵系统和有源(active)矩阵系统。但是，具有优良响应特征和可见度的有源矩阵近来被更频繁地使用。在有源矩阵系统的液晶显示装置中，当驱动液晶显示板时，信号将要被写到的行(线)的扫描线被选中，然后该信号从例如板外部的驱动器IC提供，由此将信号写入到被确定作为矩阵中的驱动目标的像素。
如果液晶显示板的信号线和在显示板外部提供的用于驱动信号线的驱动器IC的输出以一对一的对应关系设置，则一定要准备具有对应于信号线数目的数目的输出的IC驱动器，并且对应数目的布线对于连接驱动器IC和液晶显示板是必需的。鉴于此，近来采用选择器驱动系统，其将液晶显示板信号线的多个信号线作为单元(组)分配到驱动器IC的一个输出上，时分选择该多个信号线，以及将驱动器IC的输出信号时分分配和提供给所选择的信号线。
具体地，在该选择器驱动系统中，驱动器IC的输出和液晶显示板的信号线被以一对N的对应关系(N为等于或者大于2的整数)设置，并且被分配给驱动器IC的一个输出信号的N个信号线是通过N个时分来选择和驱动的。通过采用该选择器驱动系统，有可能将驱动器IC输出的数目和在驱动器IC与液晶显示板之间布线的数目减少为信号线数目的1/N。
如果上述选择器驱动系统被采用在其中像素单元驱动电路被整体形成在形成了像素单元的单板(液晶显示板)上的所谓的驱动电路集成液晶显示装置中，则在液晶显示板上安装用于将驱动器IC的一个输出信号时分分配给N个信号线的选择器电路。该选择器电路是通过从外部提供的选择器脉冲被开关控制(或者选择控制)的。
而且，在液晶显示板上安装电平转换器电路，其用于将来自外部IC的被提供给显示板的具有例如TTL电平的低电压幅值的信号变换到具有用于驱动液晶所需要的高电压幅值的信号。具有TTL电平的低电压幅值(例如为0到3V)的选择器脉冲被输入到电平转换器电路，在这里该选择器脉冲被电平变换到用于驱动液晶所需要的高电压幅值(例如为0到7V)，并被提供给用于时分控制的选择器电路。
通常，在上述选择器驱动系统的液晶显示装置中，由于用于进行将具有外部电路电源电压的选择器脉冲电平变换(电平变换)到内部电路电源电压的电平转换器电路被经常地用在通电状态，不必要的DC电流被消耗了，其损害了整个驱动电路的功耗的降低。因此，特别地，在考虑于诸如便携式电话单元或者PDA的便携式终端装置的应用中，液晶显示装置自身的功耗的降低是要实现的重要任务，目的是进一步降低便携式终端装置的功耗。
发明内容
本发明目的是提供能够降低DC电流消耗和能够降低整个装置功率消耗的电平转换器电路，安装该电平转换器电路的显示装置和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
本发明另一个目的是提供能够降低特别在电平转换器电路中DC电流消耗和能够降低在采用选择器驱动系统情况下整个装置功率消耗的显示装置，和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
为了实现上述目的，根据本发明的电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态和进行将在预定时间周期中变为有效的的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效时间周期期间处于工作状态，和进行将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
该电平转换器电路被安装在驱动电路集成显示装置上和被用来将从板外输入的具有第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值。安装了该电平转换器电路的驱动电路集成显示装置被用作为便携式终端装置的输出显示单元。
在上述电平转换器电路、安装有该电平转换器电路的显示装置、或者使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置中，第一电路经常地处于工作状态，同时第二电路仅仅在第一定时脉冲有效时间周期期间处于工作状态，以进行第二定时脉冲的电平变换。因此，与第一和第二电路两者经常地处于工作状态的情况相比，电平转换器电路中DC电流的消耗能够被减少对应于当第二电路处于非工作状态时的时间周期的量。
为了实现上述另一个目的，根据本发明的显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵构成阵列的像素和具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板(显示板)上和适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并且将经转换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。该显示装置被用作为便携式终端装置的输出显示单元。
在上述结构的显示装置或者安装该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置中，选择装置对于多个信号线不是经常地处于选择状态但却顺序地重复着选择/非选择。信号线的选择/非选择不需要连续地接连进行。其足以在一个水平扫描周期之内进行顺序地选择/非选择，即使在信号线之间的间隔也是如此。所以，电平转换器电路在选择装置处于非选择状态时是无效的。因此，与电平转换器电路经常地为有效的情况相比，电平转换装置中DC电流的消耗能够被减少。
本发明的其它目的和由本发明提供的特定优点将通过下面参考
实施例的说明中被进一步阐明。
图1是表示根据本发明第一实施例液晶显示装置示意性整体结构的方框图。
图2是表示构成根据本发明第一实施例液晶显示装置的像素电路的示例性电路结构的电路图。
图3是表示构成根据第一实施例液晶显示装置的三时分(three-time-division)驱动选择器电路的概念性视图。
图4是表示构成根据第一实施例液晶显示装置的电平转换器电路的特定示例性结构的方框图。
图5是用于解释电平转换器电路工作的定时图(部分1)。
图6是表示采样锁存类型电平变换装置(sampling latch-type levelshifter)的特定示例性电路的电路图。
图7是用于解释电平转换器电路工作的定时图(部分2)。
图8是表示根据本发明第二实施例液晶显示装置示意性整体结构的方框图。
图9是表示构成根据本发明第二实施例液晶显示装置的像素电路的基本电路结构的电路图。
图10是表示构成根据本发明第二实施例液晶显示装置的三时分(three-time-division)驱动选择器电路的概念性视图。
图11是表示用于根据本发明第二实施例液晶显示装置的电平转换器电路的特定示例性结构的方框图。
图12是用于解释电平转换器电路工作的定时图。
图13是用于解释部分显示模式中操作的定时图(部分1)。
图14是用于解释部分显示模式中操作的定时图(部分2)。
图15是表示根据本发明便携式电话单元的示意性结构的外观图。
图16是表示在输出显示单元上示例性显示的视图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参考附图进行详细说明。
图1是表示根据本发明第一实施例显示装置示意性整体结构的方框图，例如是使用液晶元作为像素显示元素的液晶显示装置。
根据本实施例的液晶显示装置具有像素单元11，其具有包括以矩阵形式构成阵列的液晶元部件的像素电路；第一和第二垂直驱动电路12，13，用于按行选择性地驱动像素单元11的像素电路；选择器电路14，用于将图像信号选择地提供给由垂直驱动电路12，13选择驱动、同时根据选择器驱动系统被驱动控制的行的像素电路，其将在后面说明；以及电平转换器电路15，用于进行从显示板外部输入的各种定时脉冲的电平变换。如图1中表示。
根据本实施例的液晶显示装置具有驱动电路集成结构，其中，第一和第二垂直驱动电路12，13，选择器电路14和电平转换器电路15被整体地形成在板(以后称为液晶显示板)16上。液晶显示板16具有通过重叠具有例如在其上形成的用于开关各自像素电路元素的薄膜晶体管(TFT)的TFT板，以及具有在其上形成了滤色器(color filter)和对置电极的对板并且用液晶填充这些板之间的空间而形成的结构。
像素单元11中，n个扫描线17-1到17-n和m个信号线18-1到18-m以相对于n行m列的像素排列的矩阵布线，像素电路被布置在交叉点上。在选择器电路14的选择控制下，交变图像信号通过信号线18-1到18-m被提供给像素单元11的各自像素电路。交变驱动的图像信号是这种图像信号，其具有在以公共电压VCOM为中心(信号中心)的周期中被逆向的极性，目的是防止因相同极性的DC电压连续施加到液晶导致的液晶特定阻抗(特定于物质的阻抗值)等的退化。
基于交变驱动图像信号的驱动被粗略地分类成1F逆向驱动(这里1F是一个半帧周期)和1H逆向驱动(这里1H是一个水平扫描周期)，其依赖于图像信号极性逆向的定时。1F逆向驱动是其中在某个极性的图像信号被写入到所有像素之后图像信号的极性被反向的驱动方法。另一方面，1H逆向驱动是其中图像信号的极性在每一条线(每行)都被反向和在每半帧也被反向的驱动方法。
在根据本实施例的液晶显示装置中，作为交变图像信号，用于标准显示的模拟图像信号和用于静态图像的数字图像数据通过选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC 19中被适当地提供。
图2是表示第i行和第i列的像素电路的示例性结构的电路图。该像素电路具有液晶元21，保持电容(holding capacitance)22，像素选择开关43，数据写入开关24，存储器电路25，数据读出缓冲器26和数据读出开关27。
液晶元21和保持电容22具有被公共连接以形成液晶元部件的它们的一个侧面的端。公共电压VCOM被施加到液晶元21的另一端，具有在每个1H或者1F被逆向极性的电势Cs被施加到保持电容22的另一端。像素选择开关43具有被连接到信号线18-i的一个端和具有连接每一个液晶元21和保持电容22的一个端的其另一个端。像素选择开关43是由通过信号线17-i提供的扫描信号GATE驱动的，由此将模拟图像信号写入到液晶元部件。
数据写入开关24具有被连接到信号线18-i的一个端和具有被连接到存储电路25输入端的其另一个端。数据写入开关24是由通过数据写入控制线28-i提供的写入控制信号dwGATE驱动的，由此将数字图像数据写入到存储电路25。在存储电路25中写入的数字图像数据是通过读出缓冲器26读出的。之后，该数字图像数据可以被简略称为存储数据。
数据读出开关27具有被连接到读出缓冲器26的输出端的一个端和具有被连接到液晶元21和保持电容22中的每一个的一端的其另一个端。数据读出开关27是由通过数据读出控制线29-i提供的数据读出控制信号drGATE驱动的，由此将从存储电路25通过读出缓冲器26读出的数字图像数据写入到液晶元部件。存储电路25通过功率控制线30-i被提供有电源电压VCCMEM。
像素电路不必要局限于具有存储电路的结构，但可以具有由液晶元21、保持电容22和像素晶体管(TFT)构成的基本结构。
用于按列选择驱动像素单元11的像素(像素电路)的垂直驱动系统被分成第一垂直驱动电路12和第二垂直驱动电路13，如图1中可见。每一个这些垂直驱动电路12，13操作驱动图2中表示的像素电路的四个布线即扫描线17-i、数据写入控制线28-i、数据读出控制线29-i和功率控制线30-i中的两个。具体地，第一垂直驱动电路12进行扫描线17-i和数据读出控制线29-I的驱动，第二垂直驱动电路13进行数据写入控制线28-i和功率控制线30-I的驱动。
在根据本实施例的液晶显示器中，选择器驱动系统(时分驱动系统)被用来驱动液晶显示板16的信号线18-1到18-m。在该选择器驱动系统中，信号线18-1到18-m的多个信号线被作为一个单位(组)分配给驱动器IC19的一个输出，并且这些多个信号线被时分选择，使得驱动器IC19的输出信号被时分分配和提供给所选择的信号线。
具体地，驱动器IC19的一个输出和信号线18-1到18-m被设置为1对N对应关系(这里N是等于或者大于2的整数)，并且被分配给驱动器IC19的一个输出的N个信号线是通过N时分选择并因此驱动的。通过采用该选择器驱动系统，有可能将驱动器IC19的输出数目和在驱动器IC19与液晶显示板16之间布线的数目减少为信号线18-1到18-m的线数目m的1/N。
为了采用该选择器驱动系统，信号线18-1到18-m的相邻多个信号线在像素单元11中被分组。例如，在用于彩色显示的液晶显示板16的情况下，其中像素电路以B(蓝)，G(绿)和R(红)重复形式被水平地排列，则每组由信号线18-1到18-m的相邻三个信号线(BGR)构成。即，在这种情况下，进行三时分驱动。
其间，选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC 19中被提供有用于m个信号线18-1到18-m的m/3个信道的彩色图像信号。即，驱动器IC 19以时间序列从每个信道中输出被提供给每个对应组的三个信号线的BRG信号。选择器电路14时分地采样从驱动器IC19输出的每个信道的时间序列信号，并且顺序地将这些信号提供给每组的三个信号线。
图3是三时分驱动选择器电路14的概念性视图。如图3中所示，选择器电路14具有这种结构，其中选择器(SEL)14-1到14-k(这里k＝m/3)对应于驱动器IC19的输出线，每个选择器是由在驱动器IC19的一个输出线和每组三个信号线之间连接、并且适用于时分采样被提供给三个信号线的信号的三个模拟开关SW1，SW2和SW3构成的。
当用于BGR三个像素的图像信号以时间序列被输出到驱动器IC19的一个输出线时，这样一个BGR时间序列的图像信号通过三个模拟开关SW1，SW2和SW3由时分驱动被顺序地分配和提供给该三个信号线。该三个模拟开关SW1，SW2和SW3通过选择器脉冲SELB，SELG和SELR被顺序地开/关驱动。
在上述结构的液晶显示装置中，从在液晶显示板16外部安装的控制IC(没有表示出)中输入了具有例如为TTL电平的低电压幅值(例如为0到3V)的各种定时脉冲，用来控制包括第一和第二垂直驱动电路12，13的驱动电路和选择器电路14。具有低电压幅值的这些各种定时脉冲通过电平转换器电路15被电平变换到具有用于驱动液晶必需的高电压幅值(例如为0到7V)的定时脉冲。本发明是以电平转换器电路15的特定结构为特征的。
图4是表示电平转换器电路15的特定示例性结构的方框图。例如，使能脉冲enb，其逆向使能脉冲xenb，定时控制脉冲reg，选择器控制脉冲cnt，垂直时钟脉冲vck，部分控制脉冲prt，垂直同步脉冲vd，写入使能脉冲we，DC-DC控制脉冲ddc，位脉冲bit，复位脉冲rst，存储器控制脉冲fld等以及它们的逆向脉冲被输入到电平转换器电路15。
根据本例的电平转换器电路15包括第一电平变换电路31，第二电平变换电路32，定时控制电路33，第三电平变换电路34，和第四电平变换电路35。电平变换电路31，32，34和35将上述各种定时脉冲从为外部电路电源的电压幅值的例如为0到3V的低电压幅值电平变换到为内部电路电源的电压幅值的例如为0到7V的高电压幅值(VDD电平)。现在将说明各自电路部分的特定结构。
第一电平变换电路31包括电平变换装置311，其当内部电路电源接通时处于工作状态。电平变换装置311进行将低电压幅值的使能脉冲enb和其逆向使能脉冲xenb电平变换到高电压幅值的使能脉冲ENB和其逆向使能脉冲XENB。使能脉冲ENB在图像信号的水平消隐周期期间是处于低电平的定时脉冲，如在图5的定时图中可见的。使能脉冲ENB提供给定时控制电路33和第一垂直驱动电路12。逆向使能脉冲XENB提供给第二电平变换电路32。
第二电平变换电路32包括具有基于锁存电路的已知电路结构的电平变换装置321。由于仅仅在当逆向使能脉冲XENB从第一电平变换电路31中提供时的周期(使能脉冲ENB的低电平周期)期间内部电路电源提供给电平变换装置321，电平变换装置321仅仅在该周期期间处于工作状态，并进行将低电压幅值的定时控制脉冲reg和其逆向控制脉冲xreg电平变换到高电压幅值的定时控制脉冲REG。该定时控制脉冲REG提供给定时控制电路33和电平变换电路34。
定时控制电路33包括两个定时发生器331和332，其每一个都具有使能脉冲ENB和定时控制脉冲REG的两个输入。正如从图5的定时图中可见的，定时发生器331产生控制脉冲LT1，其在从使能脉冲ENB的下降定时到定时控制脉冲REG的上升定时的周期期间处于高电平，定时发生器332产生控制脉冲LT2，其在从定时控制脉冲REG的下降定时到使能脉冲ENB的上升定时的周期期间处于高电平。这些控制脉冲LT1和LT2提供给第三电平变换电路34。
(第三电平变换电路34)第三电平变换电路34包括例如六个电平变换装置341到346。但是，电平变换装置的数目不局限于六个，当需要是可以设置任意的数目。作为电平变换装置341到346，例如，使用了采样锁存类型的电平变换装置。现在说明采样锁存类型电平变换装置的特定电路结构。
图6是表示采样锁存类型电平变换装置的特定示例性电路结构的电路图。根据本例的采样锁存类型电平变换装置包括第一锁存电路部分41和第二锁存电路部分42，如图6中所示。
第一锁存电路部分41具有CMOS锁存元413，其中CMOS逆向器411和CMOS逆向器412并联连接，CMOS逆向器411包括NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极，CMOS逆向器412包括NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
在CMOS锁存元413中，NMOS晶体管Qn11和Qn12的源极被连接到负电源VSS。PMOS晶体管Qp11和Qp12的源极通过PMOS晶体管Qp13被连接到正电源VDD。NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn13被提供有输入脉冲in。
NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn14被提供有输入脉冲in的逆向输入脉冲xin。上述控制脉冲LT1被施加到PMOS晶体管Qp13和NMOS晶体管Qn13与Qn14的栅极。
在节点(1)获得的VDD电平的锁存脉冲通过CMOS逆向器414被逆向和输出，该CMOS逆向器414包括NMOS晶体管Qn15和PMOS晶体管Qp14，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。在节点(2)获得的VDD电平的锁存脉冲通过NMOS逆向器415被逆向和输出，该NMOS逆向器415包括NMOS晶体管Qn16和PMOS晶体管Qp15，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
另一方面，第二锁存电路部分42具有CMOS锁存元423作为其基本结构，其中CMOS逆向器421和CMOS逆向器422并联连接在正电源VDD和负电源VSS之间，CMOS逆向器421包括NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极，CMOS逆向器422包括NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
在CMOS锁存元423中，NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn19被提供有CMOS锁存元413节点的(2)的逆向脉冲。
NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn20被提供有CMOS锁存元413节点的(1)的逆向脉冲。上述控制脉冲LT2被施加到NMOS晶体管Qn19和NMOS晶体管Qn20的栅极。
在节点(3)的锁存脉冲通过CMOS逆向器424被逆向变成逆向输出脉冲xout，该CMOS逆向器424包括NMOS晶体管Qn21和PMOS晶体管Qp18，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。在节点(4)的锁存脉冲通过CMOS逆向器425被逆向变成输出脉冲out，该CMOS逆向器425包括NMOS晶体管Qn22和PMOS晶体管Qp19，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
现在参考图5的定时图说明上述结构的采样锁存类型电平变换装置的电路操作。
随着在使能脉冲ENB的高电平周期(水平消隐周期)期间高电平的控制脉冲LT1被从定时控制电路33的定时发生器331中输出，第一锁存电路部分41的PMOS晶体管Qn13被关断和提供给CMOS锁存元413的正电源VDD被关断。此时，随着NMOS晶体管Qn13和Qn14通过施加高电平控制脉冲LT1被接通，输入脉冲in和xin被输入到CMOS锁存元413。
当控制脉冲LT1移动到低电平时，即当控制脉冲LT1成为零时，PMOS晶体管Qp13被接通。随着提供给CMOS锁存元413的正电源VDD启动，并且在此时，NMOS晶体管Qn13和Qn14关断，输入脉冲in和xin通过CMOS锁存电路413被锁存。
随后，当高电平的控制脉冲LT2从定时控制电路33的定时发生器332中输出时，第二锁存电路部分42的NMOS晶体管Qn19和Qn20被接通。因此，CMOS锁存元413中的锁存数据通过NMOS晶体管Qn19和Qn20被提供给第二锁存电路部分42并通过CMOS锁存元423锁存。该锁存的数据被作为输出脉冲out和xout输出。
在使用该采样锁存类型电平变换装置作为电平变换装置341到346的第三电平变换电路34中，电平变换装置341进行将低电压幅值的选择器控制脉冲cnt和其逆向控制脉冲xcnt电平变换到高电压幅值的选择器控制脉冲CNT。该选择器控制脉冲CNT提供给选择器电路14(见图1)和用于控制关断选择器电路14。
电平变换装置342进行将低电压幅值的垂直时钟脉冲vck和其逆向时钟脉冲xvck电平变换到高电压幅值的垂直时钟脉冲VCK和其逆向时钟脉冲XVCK。这些相反相位的垂直时钟脉冲VCK和XVCK提供给第一和第二垂直驱动电路12和13并且用作为用于垂直扫描的基准时钟。
电平变换装置342进行将低电压幅值的部分控制脉冲prt和其逆向控制脉冲xprt电平变换到高电压幅值的部分控制脉冲PRT。该部分控制脉冲PRT提供给第一和第二垂直驱动电路12和13并且用于由线(行)以部分显示模式来指定区域。部分显示模式是用于显现部分屏幕的标准显示和剩余部分屏幕的黑或白显示的部分屏幕显示模式。
电平变换装置344进行将低电压幅值的垂直同步脉冲vd和其逆向同步脉冲xvd电平变换到高电压幅值的垂直同步脉冲VD。垂直同步脉冲VD是在1F周期期间处于一个H周期的高电平的脉冲，如图7的定时图中表示的。垂直同步脉冲VD提供给第一和第二垂直驱动电路12和13，并且用作为垂直启动脉冲VST，用于指令构成这些电路的移位寄存器的启动。
电平变换装置345进行将低电压幅值的写入使能脉冲we和其逆向使能脉冲xwe电平变换到高电压幅值的写入使能脉冲WE。写入使能脉冲WE提供给第二垂直驱动电路13，并且用作为将信号写入到像素单元11的每个像素电路的写入控制。
电平变换装置346进行将低电压幅值的DC-DC控制脉冲ddc和其逆向控制脉冲xddc电平变换到高电压幅值的DC-DC控制脉冲DDC。该DC-DC控制脉冲DDC被用于控制DC-DC变换器(没有表示出)。该DC-DC变换器与电平转换器电路15一起被安装在提供了像素单元11的相同板上。DC-DC变换器适用于基于内部电路电源VDD产生例如负电源VSS的DC电压。
在第三电平变换电路34中电平变换的定时脉冲，即选择器控制脉冲CNT、垂直时钟脉冲VCK、部分控制脉冲PRT、垂直同步脉冲VD、写入使能脉冲WE和DC-DC控制脉冲DDC是在一个H周期需要被电平变换一次的定时脉冲。
第四电平变换电路35包括三个例如电平变换装置351，352和353。但是，电平变换装置的数目不局限于三个，需要时可设置为任意数目。至于每一个电平变换装置351，352和353，使用基于锁存电路的已知电路结构的电平变换装置，其类似于构成第二电平变换电路32的电平变换装置321。当上述垂直同步脉冲VD是高电平时，这些电平变换装置351，352和353处于工作状态以进行电平变换操作。
电平变换装置351进行将低电压幅值的位脉冲bit和其逆向脉冲xbit电平变换到高电压幅值的位脉冲BIT。该位脉冲BIT被用于控制像素电路的存储电路25(见图2)。电平变换装置352进行将低电压幅值的复位脉冲rst和其逆向脉冲xrst电平变换到高电压幅值的复位脉冲RST。该复位脉冲RST被用于复位整个驱动电路。电平变换装置353进行将低电压幅值的存储控制脉冲fld和其逆向脉冲xfld电平变换到高电压幅值的存储控制脉冲FLD。该存储控制脉冲FLD被用于控制存储电路25。
由第四电平变换电路35进行了电平变换的定时脉冲，即位脉冲BIT，复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD是在1F周期中需要被电平变换一次的定时脉冲。
在1H周期中通过第三电平变换电路34电平变换一次的定时脉冲不局限于选择器控制脉冲CNT，垂直块脉冲VCK，部分控制脉冲PRT，垂直同步脉冲VD，写入使能脉冲WE和DC-DC控制脉冲DDC。类似地，在1F周期中通过第四电平变换电路35电平变换一次的定时脉冲不局限于位脉冲BIT，复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD。
正如从上面说明可见，上述结构电平转换器电路15的电平变换装置的控制是所谓的层级控制，其中，仅仅在操作必要的周期期间，单独的电平变换装置被控制处于操作状态，如下(1)使用经常处于通电状态的电平变换装置311的输出脉冲，下一个层级电平的电平变换装置321被设置为操作状态；(2)使用电平变换装置311和电平变换装置321的输出脉冲，产生控制脉冲LT1和LT2；(3)使用这些控制脉冲LT1和LT2，下一个层级电平的电平变换装置341到346被设置为操作状态；和(4)使用电平变换装置341到346的输出脉冲中的一个，下一个层级电平的电平变换装置351，352和353被设置为操作状态。
由于采用了这种层级控制结构，能够提供下面的效果。第一，由于提供了经常处于通电状态的电平变换装置311，和在通过电平变换装置311电平变换之后的使能脉冲ENB被用来将下一个电平变换装置321仅仅在使能脉冲ENB的低电平周期(有效周期)期间设置为操作状态，以及电平变换装置321的锁存电路部分的电势在通过电平变换装置321电平变换之后的周期期间被保持，除了使能脉冲ENB的低电平周期之外，电平变换装置321的DC电流消耗能够被降低。因此，电平转换器电路15的功耗能够降低。
而且，由于在使能脉冲ENB有效周期期间的不同定时中变成有效的控制脉冲LT1和LT2是通过定时控制电路33的定时发生器331和332基于电平变换装置311和321的输出脉冲，即使能脉冲ENB和定时控制脉冲REG产生的，并且这些控制脉冲LT1和LT2被用来控制由采样锁存类型电平变换装置构成的电平变换装置341到346，因此能够降低电平变换装置341到346中DC电流的消耗。
具体地，在图6表示的采样锁存类型电平变换装置中，根据使用控制脉冲LT1和LT2的控制，在当接受输入脉冲in和xin时的控制脉冲LT1的有效周期(高电平周期)期间，电源VDD不被提供给CMOS锁存元413，并且因此CMOS锁存元413中的DC电流的消耗能够降低到几乎为零。由于在每一个电平变换装置341到346中DC电流消耗被降低，因此实现了六个电平变换装置中DC电流消耗的减少以及极大地降低了整个电平转换器电路15中的功耗。
而且，相对于例如位脉冲BIT、复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD的在1F中需要被电平变换仅仅一次的定时脉冲，在1F周期期间仅仅在1H周期时处于高电平的垂直同步脉冲VD被用来将电平变换装置351，352和353设置为操作状态以进行电平变换，因此使得能够将这些脉冲的上升定时和下降定时设置为1H周期中的任意位置(时间)。
根据本发明的电平转换器电路不仅仅在驱动电路集成显示装置中具有功耗降低的效果。因此，根据本发明的电平转换器电路不局限于应用到在驱动电路集成显示装置中安装的电平转换器电路，而且能够通常应用到这种电平转换器电路，其具有多个电平变换装置，用来进行将第一电压幅值的各种定时脉冲电平变换到不同于第一电压幅值的第二电压幅值的定时脉冲。
图8是示意性表示根据本发明第二实施例的显示装置例如为液晶显示装置的整体结构的方框图。图8中，等同于图1的元素是由相同的数字表示。
如图8中表示，根据本实施例的液晶显示装置具有像素单元11，其具有包括以矩阵排列的液晶元的像素电路；垂直驱动电路12，用于按行选择地驱动像素单元11的像素电路；选择器电路14，用于将图像信号选择地提供给由垂直驱动电路12选择驱动、同时根据选择器驱动系统被驱动控制的行的像素；以及电平转换器电路15，用于进行用来选择驱动选择器电路14的选择器脉冲的电平转换(电平变换)。
根据本实施例的液晶显示装置具有驱动电路集成结构，其中，垂直驱动电路12，选择器电路14和电平转换器电路15被整体地形成在液晶显示板16上。液晶显示板16具有通过重叠具有诸如其上形成的薄膜晶体管(TFT)的各个像素电路的开关元件的TFT板，以及具有在其上形成了滤色器和对置电极的对板并且用液晶材料填充这些透明绝缘板(例如为玻璃板)之间的空间而形成的结构。
像素单元11中，n个扫描线17-1到17-n和m个信号线18-1到18-m以相对于n行m列的像素排列的矩阵布线，像素电路被布置在交叉点上。像素电路具有用于选择像素的开关元件，例如薄膜晶体管23，其一端被连接到薄膜晶体管23漏极的保持电容(holding capacitance)22，以及其像素电极被连接到薄膜晶体管23漏极的液晶电容(liquid crystalcapacitance)(液晶元)21，例如，如图9中表示的。
液晶电容21是在由薄膜晶体管23形成的像素电极和面对该像素电极形成的对置电极之间产生的电容。薄膜晶体管23具有被连接到信号线18-1到18-m的对应一个上的源极和具有被连接到信号线17-1到17-n的对应一个上的栅极。恒定电势Cs被施加到保持电容22的另一端上。公共电压VCOM被施加到液晶电容21的对置电极上。
尽管像素使用基本电路结构作为例子进行了说明，但像素电路不局限于此。例如，液晶显示装置可以具有对每个像素电路具有存储电路的结构，使得能够处理包括基于模拟图像信号的标准显示和基于保持在存储电路中的数字图像数据的静态图像显示的混合显示，其类似于根据第一实施例的液晶显示装置。
垂直驱动电路12包括例如移动装置寄存器，和通过将扫描脉冲顺序地提供给像素单元11的扫描线17-1到17-n和按行顺序地选择各个像素电路来进行垂直扫描。在本例子中，垂直驱动电路12被配置在像素单元11的一侧。但是，垂直驱动电路可以被配置在像素单元11的两侧，其类似于根据第一实施例的液晶显示装置。通过采用其中垂直驱动电路被配置在两侧的结构，有可能防止通过扫描线17-1到17-n按行传输到各个像素电路的扫描脉冲的延迟。
在根据本实施例的液晶显示器中，选择器驱动系统(时分驱动系统)被用来驱动液晶显示板16的信号线18-1到18-m。因此，在像素单元11中，信号线18-1到18-m的多个相邻信号线被分类为一组。例如，在用于彩色显示的液晶显示板16的情况下，其中像素电路以B(蓝)，G(绿)和R(红)重复形式水平地排列，每组由信号线18-1到18-m的相邻三个信号线(BGR)构成。即，在这种情况下，进行三时分驱动。
同时，选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC19中提供有用于m个信号线18-1到18-m的m/3个信道的彩色图像信号。即，驱动器IC19以时间序列从每个信道中输出被提供给每个对应组的三个信号线的BRG信号。选择器电路14时分地采样从驱动器IC19输出的每个信道的时间序列信号并且顺序地将这些信号提供给每组的三个信号线。
图10是三时分驱动选择器电路14的概念性视图。如图10中所示，选择器电路14具有这种结构，其中选择器14-1到14-k(这里k＝m/3)对应于驱动器IC19的输出线，每个选择器是由在驱动器IC19的一个输出线和每组三个信号线之间连接、并且适用于时分采样被提供给三个信号线的信号的三个模拟开关SW1，SW2和SW3构成的。
当用于BGR三个像素的图像信号以时间序列被输出到驱动器IC19的一个输出线时，这样一个BGR时间序列的图像信号通过三个模拟开关SW1，SW2和SW3由时分驱动被顺序地分配和提供给该三个信号线。该三个模拟开关SW1，SW2和SW3通过选择器脉冲SELB，SELG和SELR被顺序地开/关驱动。随着电平转换器电路15进行将从液晶显示板16外部(以后简单称为“显示板外部”)输入的选择器脉冲selB，selG和selR从外部电路电源电压(例如为3V)电平变换到是驱动液晶必须的高电压的内部电路电源电压(例如为7V)，获得了这些选择器脉冲SELB，SELG和SELR。
本实施例是以电平转换器电路15的特定结构为特征的。现在说明电平转换器电路15的结构和效果。图11是表示电平转换器电路15的特定示例性结构的方框图。
本例的电平转换器电路15具有四个电平变换装置(L/S)51到54，三个定时控制器55到57，和三个电源开关58到60。作为电平变换装置51到54，使用基于已知锁存电路的电路结构，其使用例如内部电路电源电压VDD(以后简单称为电源电压VDD)作为其工作电源电压，并锁存用内部电路电源电压输入的脉冲，进行将输入脉冲电平变换(电平转换)到电源电压VDD电平的脉冲和输出该经电平变换的脉冲。
电平变换装置51经常为有效(处于接通状态)和进行将从显示板外部输入的外部电路电源电压的使能脉冲enb电平变换到电源电压VDD的使能脉冲ENB。电平变换装置52与定时控制器55一起构成了对应于选择器脉冲selB的电路部分。电平变换装置53与定时控制器56一起构成了对应于选择器脉冲selG的电路部分。电平变换装置54与定时控制器57一起构成了对应于选择器脉冲selR的电路部分。
定时控制器55接收已经通过电平变换装置51被电平变换的使能脉冲ENB和已经通过电平变换装置53被电平变换的选择器脉冲SELG作为两个输入，并且以这两个脉冲ENB和SELG为基础进行电源开关58的ON(接通-即闭合)/OFF(关断-即打开)控制。电源开关58在定时控制器55的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置52的供给/断开。
随着通过电源开关58提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置52变成有效的。然后电平变换装置52进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selB电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELB。电平变换之后的选择器脉冲SELB被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW1。随着电源开关58关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置52变成无效的。
定时控制器56接收已经通过电平变换装置52被电平变换的选择器脉冲SELB和已经通过电平变换装置54被电平变换的选择器脉冲SELR作为两个输入，并且以这两个脉冲SELB和SELR为基础进行电源开关59的ON/OFF控制。电源开关59在定时控制器56的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置53的供给/断开。
随着通过电源开关59提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置53变成有效的。然后电平变换装置53进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selG电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELG。电平变换之后的选择器脉冲SELG被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW2。随着电源开关59关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置53变成无效的。
定时控制器57接收已经通过电平变换装置53被电平变换的选择器脉冲SELG和已经通过电平变换装置51被电平变换的使能脉冲ENB作为两个输入，并且以这两个脉冲SELG和ENB为基础进行电源开关60的ON/OFF控制。电源开关60在定时控制器57的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置54的供给/断开。
随着通过电源开关60提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置54变成有效的。然后电平变换装置54进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selR电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELR。电平变换之后的选择器脉冲SELR被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW3。随着电源开关60关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置54变成无效的。
定时控制器55，56和57从外部被提供有公共控制脉冲CNT。控制脉冲CNT是用于选择地控制电平变换装置52，53和54的有效/无效状态的信号。当控制脉冲CNT处于低(L)电平时，电平变换装置52，53和54变成无效，并保持其输出(见图13和14的定时图)。
现在参考图12的定时图说明上述结构电平转换器电路15的电路操作。
首先，当允许将信号写入到信号线18-l到18-m的使能脉冲enb在1H周期(H代表水平扫描周期)中从显示板外部被输入到电平变换装置51时，电平变换装置51进行将外部电路电源电压的使能脉冲enb电平变换到电源电压VDD的使能信号ENB。被电平变换的使能信号ENB输入到定时控制器55和57。
当使能信号ENB输入到定时控制器55时，定时控制器55在使能脉冲ENB的下降定时t1接通电源开关58。这使电源电压VDD通过电源开关58被提供给电平变换装置52，电平变换装置52变成有效。随着选择器脉冲selB在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selB通过电平变换装置52被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELB，其被输入到定时控制器56。
当选择器脉冲SELB输入到定时控制器56时，定时控制器56在选择器脉冲SELB的下降定时t2接通电源开关59。这使电源电压VDD通过电源开关59被提供给电平变换装置53，电平变换装置53变成有效。随着选择器脉冲selG在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selG通过电平变换装置53被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELG，其被输入到定时控制器55和57。
当选择器脉冲SELG输入到定时控制器55时，定时控制器55在选择器脉冲SELG的上升定时t3关断电源开关58。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置52，电平变换装置52变成无效。即电平变换装置52仅仅在电平变换选择器脉冲selB的周期期间是有效的，否则是无效的。
当选择器脉冲SELG输入到定时控制器57时，定时控制器57在选择器脉冲SELG的下降定时t4接通电源开关60。这使电源电压VDD通过电源开关60被提供给电平变换装置54，电平变换装置54变成有效。随着选择器脉冲selR在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selR通过电平变换装置54被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELR，其被输入到定时控制器56。
当选择器脉冲SELR输入到定时控制器56时，定时控制器56在选择器脉冲SELR的上升定时t5关断电源开关59。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置53，电平变换装置53变成无效。即电平变换装置53仅仅在电平变换选择器脉冲selG的周期期间是有效的，否则是无效的。
当使能脉冲enb变换到低电平和使能信号ENB变换到高电平时，定时控制器57在上升定时t6关断电源开关60。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置54，电平变换装置54变成无效。即电平变换装置54仅仅在电平变换选择器脉冲selR的周期期间是有效的，否则是无效的。
从上述操作可见，电平变换装置52，53和54仅仅在分别电平变换选择器脉冲selB，selG和selR的周期期间是有效的，否则是无效的。这意味着包括电平变换装置52，53和54的电平转换器电路15仅仅在选择器电路14的模拟开关SW1，SW2和SW3是接通状态(在选择时刻)时是有效的，并且在模拟开关是断开状态(在非选择时刻)时是无效的。
在用于进行时分驱动的选择器电路14中，模拟开关SW1，SW2和SW3不是经常处于接通的，但是顺序地重复开/关操作。模拟开关SW1，SW2和SW3不需要进行彼此连续的开/关操作，可以在1H周期之内依次进行开/关操作，即使具有在它们各个开/关操作之间的间隔也是如此。
鉴于此，本实施例采用这种结构，其中，在选择器电路14的非选择时刻，停止电源电压VDD提供给电平转换器电路15中的电平变换装置52，53和54，使得电平变换装置变成无效。随着采用该结构，由于在当不需要电平变换选择器脉冲selB，selG和selR时的周期期间，电平变换装置52，53和54在电平转换器电路15中不消耗DC电流，因此能够降低电平转换器电路15的功耗，并且因此可以减少整个驱动电路中的功耗。
在上述结构的电平转换器电路15中，用于电平变换允许信号写入信号线18-1到18-m的使能脉冲enb的电平变换装置51经常是有效的。因此，电平变换后的使能脉冲ENB被不变地从电平变换装置51中输出，并且也能够使用部分显示模式(部分屏幕显示模式)，在部分显示模式中，一部分屏幕提供标准显示，而同时剩余部分的屏幕提供白或者黑显示。
具体地，为了以部分显示模式在剩余部分屏幕中提供白或者黑显示，选择器电路14的选择器14-1到14-k一定要经常处于选择状态。在显示区域中，进行上述电路操作的序列，在非显示区域中，选择器脉冲selB，selG和selR的经电平变换的输出从非显示区域的初始阶段被锁存，如图13定时图中表示，如此将模拟开关SW1，SW2和SW3经常地设置在ON状态。因此，在非显示周期中，能够不变地写入白色或者黑色信号和能够进行传统的部分显示。
在每个像素具有存储器的情况下，由于选择器电路14的选择器14-1到14-k在存储显示部分中不需要经常地处于选择状态，选择器能够被经常地设置在非选择状态。在这种情况下，在有效显示区域中，进行上述电路操作的序列，在存储显示部分中，选择器脉冲selB，selG和selR的经电平变换的输出从非显示区域的初始阶段被锁存，如图14定时图中表示，如此将模拟开关SW1，SW2和SW3经常地设置在OFF状态。因此，在存储显示周期中，能够切断电平变换装置51到54的DC电源，选择器14-1到14-k的充电/放电电源，以及对信号线18-1到18-m的充电/放电电源。
在上述第一和第二实施例中，本发明适用于使用液晶元作为像素显示元素的液晶显示装置。但是，本发明不局限于对液晶显示装置的应用，其通常也能够适用于安装有电平转换器电路的驱动电路集成显示装置，诸如使用EL(液晶显示)元件作为像素显示元件的EL显示装置。
图15是表示根据本发明的便携式终端装置，例如为便携式电话单元，的示意性结构的外形图。
根据本例的便携式电话单元包括扬声器部分62、输出显示部分63、操作部分64和麦克风部分65，它们顺序地从顶部开始被配置在装置外壳61的前侧。在这种结构的便携式电话单元中，例如，液晶显示装置被用作为输出显示部分63。作为该液晶显示装置，使用根据上述第一或者第二实施例的液晶显示装置。
在这种类型便携式电话单元的输出显示部分63中，用于仅仅在屏幕垂直方向的部分区域中实现图像显示的部分显示模式被提供作为待机模式中的显示功能等。例如，在待机模式中，诸如电池剩余电量、接收灵敏度或者时间的信息被经常地显示在屏幕的部分区域中，如图16中表示。在剩余显示区域中，例如进行白色(或者黑色)显示。
在安装了具有例如部分显示功能的输出显示部分63的便携式电话单元中，通过因此将根据第一实施例的上述液晶显示装置用作为输出显示装置63和使用用于控制包括多个电平变换装置的电平转换器电路的上述层级控制，以便电平变换装置仅仅在其必要的周期期间处于工作状态，有可能将功耗降低电平转换器电路中DC功耗的降低量。因此，有可能通过一次充电将电池作为主要电源用于较长的时间。
而且，通过将根据第二实施例的上述液晶显示装置用作为输出显示装置63和在选择器的非选择时刻不激活电平转换器电路(电平变换装置)，有可能把功耗降低DC功耗中的降低量。因此，有可能通过一次充电将电池用于较长的时间。
尽管本发明适用于便携式电话单元的例子，但本发明不局限于此，其通常也能够适用于诸如分机电话或者PDA的二次单元的便携式终端装置。
工业实用性根据本发明，由于层级控制被用于控制包括多个电平变换装置的电平转换器电路，使得电平变换装置仅仅在其必要时的周期期间处于工作状态，与电平变换装置经常地处于工作状态的情况相比，能够降低电平转换器电路中DC电流的消耗。因此，整个装置的功耗能够被减低该量。
而且，在使用用于驱动像素单元的信号线的选择器驱动系统和具有用于对从外部输入的选择器脉冲进行电平变换的电平转换器电路的显示装置中，电平转换器电路在选择器(选择装置)的非选择时刻不被激活。因此，与电平变换装置经常地处于有效的情况相比，能够降低电平变换器中DC电流的消耗，并且整个装置的功耗能够被减低该量。
权利要求
1.一种电平转换器电路，包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在预定周期中变为有效的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
2.根据权利要求1的电平转换器电路，还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
3.根据权利要求2的电平转换器电路，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
4.根据权利要求2的电平转换器电路，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时上变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段上与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
5.根据权利要求2的电平转换器电路，还包括第四电路，其使用由第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
6.根据权利要求5的电平转换器电路，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
7.一种显示装置，包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素；驱动装置，其安装在与像素单元相同的板上并适用于驱动像素单元的像素；以及电平转换器电路，用于将从板外输入的第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值，并且将经电平变换的定时脉冲提供给驱动装置，该电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在图像信号的水平消隐周期期间变为有效的的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
8.根据权利要求7的显示装置，其中电平转换器电路还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，和将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
9.根据权利要求8的显示装置，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
10.根据权利要求8的显示装置，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
11.根据权利要求9的显示装置，其中第三定时脉冲之一是在一个半帧周期中在一个水平扫描周期期间有效的脉冲。
12.根据权利要求11的显示装置，其中电平转换器电路还包括第四电路，其使用通过第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
13.根据权利要求12的显示装置，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
14.根据权利要求7的显示装置，其中像素的显示元件是液晶单元。
15.一种显示装置，包括像素单元，具有在板上以矩阵形式排列的像素，并具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并将经变换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。
16.根据权利要求15的显示装置，其中电平转换装置具有第一电平变换器，响应于允许信号提供给信号线的使能脉冲而变成有效，并进行第一变换脉冲的电平变换；第二电平变换器，其在通过第一电平变换器电平变换的第一变换脉冲消失的定时变成有效，并且进行第二变换脉冲的电平变换；和第三电平变换器，其在通过第二电平变换器电平变换的第二变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第三变换脉冲的电平变换；第一电平变换器在产生第二变换脉冲的定时变成无效，第二电平变换器在产生第三变换脉冲的定时变成无效，和第三电平变换器在使能脉冲消失的定时变成无效。
17.根据权利要求16的显示装置，其中电平转换装置具有经常处于有效状态的使能脉冲电平变换器，其将从板外输入的第一电压电平的使能脉冲电平变换到第二电压电平，并将经电平变换的使能脉冲提供给第一电平变换器。
18.一种便携式电话装置，使用显示装置作为输出显示单元，该显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素；驱动装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于驱动像素单元的像素；以及电平转换器电路，用于将从板外输入的第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值，并将经电平变换的定时脉冲提供给驱动装置，该电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在图像信号的水平消隐周期期间变为有效的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
19.根据权利要求18的便携式电话装置，其中电平转换器电路还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
20.根据权利要求19的便携式电话装置，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
21.根据权利要求19的便携式电话装置，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
22.根据权利要求20的便携式电话装置，其中第三定时脉冲之一是在一个半帧周期中的一个水平扫描周期期间有效的脉冲。
23.根据权利要求22的便携式电话装置，其中电平转换器电路还包括第四电路，其使用通过第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
24.根据权利要求23的便携式电话装置，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
25.根据权利要求18的便携式电话装置，其中显示装置是使用液晶单元元作为像素的显示元件的液晶显示装置。
26.一种便携式电话装置，具有输出显示单元并使用液晶显示装置作为输出显示单元，该液晶显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素，并具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并将经变换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。
27.根据权利要求26的便携式电话装置，其中电平转换装置具有第一电平变换器，其响应于允许信号提供给信号线的使能脉冲而变成有效，并进行第一变换脉冲的电平变换；第二电平变换器，其在通过第一电平变换器电平变换的第一变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第二变换脉冲的电平变换；和第三电平变换器，其在通过第二电平变换器电平变换的第二变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第三变换脉冲的电平变换；第一电平变换器在第二变换脉冲的产生的定时变成无效，第二电平变换器在第三变换脉冲的产生的定时变成无效，和第三电平变换器在使能脉冲的消失的定时变成无效。
28.根据权利要求27的便携式电话装置，其中电平转换装置具有经常处于有效状态的使能脉冲电平变换器，将从板外输入的第一电压电平的使能脉冲电平变换到第二电压电平，并将经电平变换的使能脉冲提供给第一电平变换器。
全文摘要
经常处于通电状态的电平变换器(311)的输出脉冲被用来将下一个层级的电平变换器(321)设置为工作状态。电平变换器(311)和电平变换器(321)的输出脉冲分别被用来产生控制脉冲LT1和LT2。这些控制脉冲LT1和LT2被用来将下一个层级的电平变换器(341到346)设置为工作状态。电平变换器的输出脉冲之一被用来将下一个层级的电平变换器(351，352，353)设置为工作状态。从而，通过进行层级控制，每个电平变换器仅在需要的周期被设置为工作状态，由此降低了电平转换电路中DC电流的消耗。这使能了其中DC电流消耗被降低和整个装置功耗被降低的电平转换电路、使用该装置的显示装置、和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式电话装置的构造。
文档编号G09G3/20GK1478267SQ02803257
公开日2004年2月25日 申请日期2002年10月18日 优先权日2001年10月19日
发明者丰泽升, 仲岛义晴, 晴 申请人:索尼公司
技术领域：
本发明涉及电平转换器电路，显示装置和便携式终端装置，特别涉及用于进行将具有第一电压幅值的各种脉冲信号电平变换(电平变换)到具有不同于第一电压幅值的第二电压幅值的脉冲信号的电平转换器电路，安装有该电路的显示装置，和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
背景技术：
通常，作为显示装置，已知一种所谓的驱动电路集成液晶显示装置，其中，例如，用于驱动像素单元的像素的驱动电路被整体形成在形成了该像素单元的单板上(液晶显示板)，该像素单元具有包括以矩阵构成阵列的液晶单元的像素。在该驱动电路集成液晶显示装置中，提供了电平转换器电路，其进行将来自显示板外部的控制IC的、被输入到显示板的具有例如TTL电平的低电压幅值的各种定时脉冲电平变换到具有用于驱动液晶所需要的高电压幅值的定时脉冲，并且将电平变换后的定时脉冲提供给驱动电路。
用于驱动像素单元的驱动电路使用了各种定时脉冲，例如当由行来选择地驱动该像素单元的像素时使用的用于垂直扫描的垂直开始脉冲VST和垂直时钟脉冲VCK，以及用于允许将信号写入到通过垂直扫描所选择的行的像素中的写入使能脉冲(write enable pulse)WE。由于这些定时脉冲具有不同的定时，定时脉冲就通过不同的电平转换器电路进行电平变换。
同时，液晶显示装置适用于通过以有/无电场为基础改变液晶分子排列和因此控制光的传输/截断来显示图像。理论上，低功耗型的显示装置不需要大的电功率来用于驱动。因此，其被广泛地用作为使用电池作为其主要电源的诸如便携式电话单元或者PDA(个人数字助手)的便携式终端装置的输出显示单元。对于该种类型应用的液晶显示装置，基于驱动电压降低和驱动频率降低的功耗降低已经在进行中，目的是使得在电池被一次充电之后能够被使用更长的时间。
在上述驱动电路集成液晶显示装置中，由于用于电平变换各种定时脉冲的分离电平转换器电路被经常地用在通电(power-on)状态，不必要的DC电流被消耗了，其妨碍了整个驱动电路的功耗的降低。因此，特别地，在考虑于诸如便携式电话单元或者PDA的便携式终端装置的应用中，液晶显示装置自身的功耗的降低是要实现的重要任务，目的是进一步降低便携式终端装置的功耗。
例如液晶显示装置的显示装置的驱动系统包括简单矩阵系统和有源(active)矩阵系统。但是，具有优良响应特征和可见度的有源矩阵近来被更频繁地使用。在有源矩阵系统的液晶显示装置中，当驱动液晶显示板时，信号将要被写到的行(线)的扫描线被选中，然后该信号从例如板外部的驱动器IC提供，由此将信号写入到被确定作为矩阵中的驱动目标的像素。
如果液晶显示板的信号线和在显示板外部提供的用于驱动信号线的驱动器IC的输出以一对一的对应关系设置，则一定要准备具有对应于信号线数目的数目的输出的IC驱动器，并且对应数目的布线对于连接驱动器IC和液晶显示板是必需的。鉴于此，近来采用选择器驱动系统，其将液晶显示板信号线的多个信号线作为单元(组)分配到驱动器IC的一个输出上，时分选择该多个信号线，以及将驱动器IC的输出信号时分分配和提供给所选择的信号线。
具体地，在该选择器驱动系统中，驱动器IC的输出和液晶显示板的信号线被以一对N的对应关系(N为等于或者大于2的整数)设置，并且被分配给驱动器IC的一个输出信号的N个信号线是通过N个时分来选择和驱动的。通过采用该选择器驱动系统，有可能将驱动器IC输出的数目和在驱动器IC与液晶显示板之间布线的数目减少为信号线数目的1/N。
如果上述选择器驱动系统被采用在其中像素单元驱动电路被整体形成在形成了像素单元的单板(液晶显示板)上的所谓的驱动电路集成液晶显示装置中，则在液晶显示板上安装用于将驱动器IC的一个输出信号时分分配给N个信号线的选择器电路。该选择器电路是通过从外部提供的选择器脉冲被开关控制(或者选择控制)的。
而且，在液晶显示板上安装电平转换器电路，其用于将来自外部IC的被提供给显示板的具有例如TTL电平的低电压幅值的信号变换到具有用于驱动液晶所需要的高电压幅值的信号。具有TTL电平的低电压幅值(例如为0到3V)的选择器脉冲被输入到电平转换器电路，在这里该选择器脉冲被电平变换到用于驱动液晶所需要的高电压幅值(例如为0到7V)，并被提供给用于时分控制的选择器电路。
通常，在上述选择器驱动系统的液晶显示装置中，由于用于进行将具有外部电路电源电压的选择器脉冲电平变换(电平变换)到内部电路电源电压的电平转换器电路被经常地用在通电状态，不必要的DC电流被消耗了，其损害了整个驱动电路的功耗的降低。因此，特别地，在考虑于诸如便携式电话单元或者PDA的便携式终端装置的应用中，液晶显示装置自身的功耗的降低是要实现的重要任务，目的是进一步降低便携式终端装置的功耗。
发明内容
本发明目的是提供能够降低DC电流消耗和能够降低整个装置功率消耗的电平转换器电路，安装该电平转换器电路的显示装置和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
本发明另一个目的是提供能够降低特别在电平转换器电路中DC电流消耗和能够降低在采用选择器驱动系统情况下整个装置功率消耗的显示装置，和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置。
为了实现上述目的，根据本发明的电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态和进行将在预定时间周期中变为有效的的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效时间周期期间处于工作状态，和进行将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
该电平转换器电路被安装在驱动电路集成显示装置上和被用来将从板外输入的具有第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值。安装了该电平转换器电路的驱动电路集成显示装置被用作为便携式终端装置的输出显示单元。
在上述电平转换器电路、安装有该电平转换器电路的显示装置、或者使用该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置中，第一电路经常地处于工作状态，同时第二电路仅仅在第一定时脉冲有效时间周期期间处于工作状态，以进行第二定时脉冲的电平变换。因此，与第一和第二电路两者经常地处于工作状态的情况相比，电平转换器电路中DC电流的消耗能够被减少对应于当第二电路处于非工作状态时的时间周期的量。
为了实现上述另一个目的，根据本发明的显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵构成阵列的像素和具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板(显示板)上和适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并且将经转换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。该显示装置被用作为便携式终端装置的输出显示单元。
在上述结构的显示装置或者安装该显示装置作为输出显示单元的便携式终端装置中，选择装置对于多个信号线不是经常地处于选择状态但却顺序地重复着选择/非选择。信号线的选择/非选择不需要连续地接连进行。其足以在一个水平扫描周期之内进行顺序地选择/非选择，即使在信号线之间的间隔也是如此。所以，电平转换器电路在选择装置处于非选择状态时是无效的。因此，与电平转换器电路经常地为有效的情况相比，电平转换装置中DC电流的消耗能够被减少。
本发明的其它目的和由本发明提供的特定优点将通过下面参考
实施例的说明中被进一步阐明。
图1是表示根据本发明第一实施例液晶显示装置示意性整体结构的方框图。
图2是表示构成根据本发明第一实施例液晶显示装置的像素电路的示例性电路结构的电路图。
图3是表示构成根据第一实施例液晶显示装置的三时分(three-time-division)驱动选择器电路的概念性视图。
图4是表示构成根据第一实施例液晶显示装置的电平转换器电路的特定示例性结构的方框图。
图5是用于解释电平转换器电路工作的定时图(部分1)。
图6是表示采样锁存类型电平变换装置(sampling latch-type levelshifter)的特定示例性电路的电路图。
图7是用于解释电平转换器电路工作的定时图(部分2)。
图8是表示根据本发明第二实施例液晶显示装置示意性整体结构的方框图。
图9是表示构成根据本发明第二实施例液晶显示装置的像素电路的基本电路结构的电路图。
图10是表示构成根据本发明第二实施例液晶显示装置的三时分(three-time-division)驱动选择器电路的概念性视图。
图11是表示用于根据本发明第二实施例液晶显示装置的电平转换器电路的特定示例性结构的方框图。
图12是用于解释电平转换器电路工作的定时图。
图13是用于解释部分显示模式中操作的定时图(部分1)。
图14是用于解释部分显示模式中操作的定时图(部分2)。
图15是表示根据本发明便携式电话单元的示意性结构的外观图。
图16是表示在输出显示单元上示例性显示的视图。
具体实施例方式
本发明的实施例将参考附图进行详细说明。
图1是表示根据本发明第一实施例显示装置示意性整体结构的方框图，例如是使用液晶元作为像素显示元素的液晶显示装置。
根据本实施例的液晶显示装置具有像素单元11，其具有包括以矩阵形式构成阵列的液晶元部件的像素电路；第一和第二垂直驱动电路12，13，用于按行选择性地驱动像素单元11的像素电路；选择器电路14，用于将图像信号选择地提供给由垂直驱动电路12，13选择驱动、同时根据选择器驱动系统被驱动控制的行的像素电路，其将在后面说明；以及电平转换器电路15，用于进行从显示板外部输入的各种定时脉冲的电平变换。如图1中表示。
根据本实施例的液晶显示装置具有驱动电路集成结构，其中，第一和第二垂直驱动电路12，13，选择器电路14和电平转换器电路15被整体地形成在板(以后称为液晶显示板)16上。液晶显示板16具有通过重叠具有例如在其上形成的用于开关各自像素电路元素的薄膜晶体管(TFT)的TFT板，以及具有在其上形成了滤色器(color filter)和对置电极的对板并且用液晶填充这些板之间的空间而形成的结构。
像素单元11中，n个扫描线17-1到17-n和m个信号线18-1到18-m以相对于n行m列的像素排列的矩阵布线，像素电路被布置在交叉点上。在选择器电路14的选择控制下，交变图像信号通过信号线18-1到18-m被提供给像素单元11的各自像素电路。交变驱动的图像信号是这种图像信号，其具有在以公共电压VCOM为中心(信号中心)的周期中被逆向的极性，目的是防止因相同极性的DC电压连续施加到液晶导致的液晶特定阻抗(特定于物质的阻抗值)等的退化。
基于交变驱动图像信号的驱动被粗略地分类成1F逆向驱动(这里1F是一个半帧周期)和1H逆向驱动(这里1H是一个水平扫描周期)，其依赖于图像信号极性逆向的定时。1F逆向驱动是其中在某个极性的图像信号被写入到所有像素之后图像信号的极性被反向的驱动方法。另一方面，1H逆向驱动是其中图像信号的极性在每一条线(每行)都被反向和在每半帧也被反向的驱动方法。
在根据本实施例的液晶显示装置中，作为交变图像信号，用于标准显示的模拟图像信号和用于静态图像的数字图像数据通过选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC 19中被适当地提供。
图2是表示第i行和第i列的像素电路的示例性结构的电路图。该像素电路具有液晶元21，保持电容(holding capacitance)22，像素选择开关43，数据写入开关24，存储器电路25，数据读出缓冲器26和数据读出开关27。
液晶元21和保持电容22具有被公共连接以形成液晶元部件的它们的一个侧面的端。公共电压VCOM被施加到液晶元21的另一端，具有在每个1H或者1F被逆向极性的电势Cs被施加到保持电容22的另一端。像素选择开关43具有被连接到信号线18-i的一个端和具有连接每一个液晶元21和保持电容22的一个端的其另一个端。像素选择开关43是由通过信号线17-i提供的扫描信号GATE驱动的，由此将模拟图像信号写入到液晶元部件。
数据写入开关24具有被连接到信号线18-i的一个端和具有被连接到存储电路25输入端的其另一个端。数据写入开关24是由通过数据写入控制线28-i提供的写入控制信号dwGATE驱动的，由此将数字图像数据写入到存储电路25。在存储电路25中写入的数字图像数据是通过读出缓冲器26读出的。之后，该数字图像数据可以被简略称为存储数据。
数据读出开关27具有被连接到读出缓冲器26的输出端的一个端和具有被连接到液晶元21和保持电容22中的每一个的一端的其另一个端。数据读出开关27是由通过数据读出控制线29-i提供的数据读出控制信号drGATE驱动的，由此将从存储电路25通过读出缓冲器26读出的数字图像数据写入到液晶元部件。存储电路25通过功率控制线30-i被提供有电源电压VCCMEM。
像素电路不必要局限于具有存储电路的结构，但可以具有由液晶元21、保持电容22和像素晶体管(TFT)构成的基本结构。
用于按列选择驱动像素单元11的像素(像素电路)的垂直驱动系统被分成第一垂直驱动电路12和第二垂直驱动电路13，如图1中可见。每一个这些垂直驱动电路12，13操作驱动图2中表示的像素电路的四个布线即扫描线17-i、数据写入控制线28-i、数据读出控制线29-i和功率控制线30-i中的两个。具体地，第一垂直驱动电路12进行扫描线17-i和数据读出控制线29-I的驱动，第二垂直驱动电路13进行数据写入控制线28-i和功率控制线30-I的驱动。
在根据本实施例的液晶显示器中，选择器驱动系统(时分驱动系统)被用来驱动液晶显示板16的信号线18-1到18-m。在该选择器驱动系统中，信号线18-1到18-m的多个信号线被作为一个单位(组)分配给驱动器IC19的一个输出，并且这些多个信号线被时分选择，使得驱动器IC19的输出信号被时分分配和提供给所选择的信号线。
具体地，驱动器IC19的一个输出和信号线18-1到18-m被设置为1对N对应关系(这里N是等于或者大于2的整数)，并且被分配给驱动器IC19的一个输出的N个信号线是通过N时分选择并因此驱动的。通过采用该选择器驱动系统，有可能将驱动器IC19的输出数目和在驱动器IC19与液晶显示板16之间布线的数目减少为信号线18-1到18-m的线数目m的1/N。
为了采用该选择器驱动系统，信号线18-1到18-m的相邻多个信号线在像素单元11中被分组。例如，在用于彩色显示的液晶显示板16的情况下，其中像素电路以B(蓝)，G(绿)和R(红)重复形式被水平地排列，则每组由信号线18-1到18-m的相邻三个信号线(BGR)构成。即，在这种情况下，进行三时分驱动。
其间，选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC 19中被提供有用于m个信号线18-1到18-m的m/3个信道的彩色图像信号。即，驱动器IC 19以时间序列从每个信道中输出被提供给每个对应组的三个信号线的BRG信号。选择器电路14时分地采样从驱动器IC19输出的每个信道的时间序列信号，并且顺序地将这些信号提供给每组的三个信号线。
图3是三时分驱动选择器电路14的概念性视图。如图3中所示，选择器电路14具有这种结构，其中选择器(SEL)14-1到14-k(这里k＝m/3)对应于驱动器IC19的输出线，每个选择器是由在驱动器IC19的一个输出线和每组三个信号线之间连接、并且适用于时分采样被提供给三个信号线的信号的三个模拟开关SW1，SW2和SW3构成的。
当用于BGR三个像素的图像信号以时间序列被输出到驱动器IC19的一个输出线时，这样一个BGR时间序列的图像信号通过三个模拟开关SW1，SW2和SW3由时分驱动被顺序地分配和提供给该三个信号线。该三个模拟开关SW1，SW2和SW3通过选择器脉冲SELB，SELG和SELR被顺序地开/关驱动。
在上述结构的液晶显示装置中，从在液晶显示板16外部安装的控制IC(没有表示出)中输入了具有例如为TTL电平的低电压幅值(例如为0到3V)的各种定时脉冲，用来控制包括第一和第二垂直驱动电路12，13的驱动电路和选择器电路14。具有低电压幅值的这些各种定时脉冲通过电平转换器电路15被电平变换到具有用于驱动液晶必需的高电压幅值(例如为0到7V)的定时脉冲。本发明是以电平转换器电路15的特定结构为特征的。
图4是表示电平转换器电路15的特定示例性结构的方框图。例如，使能脉冲enb，其逆向使能脉冲xenb，定时控制脉冲reg，选择器控制脉冲cnt，垂直时钟脉冲vck，部分控制脉冲prt，垂直同步脉冲vd，写入使能脉冲we，DC-DC控制脉冲ddc，位脉冲bit，复位脉冲rst，存储器控制脉冲fld等以及它们的逆向脉冲被输入到电平转换器电路15。
根据本例的电平转换器电路15包括第一电平变换电路31，第二电平变换电路32，定时控制电路33，第三电平变换电路34，和第四电平变换电路35。电平变换电路31，32，34和35将上述各种定时脉冲从为外部电路电源的电压幅值的例如为0到3V的低电压幅值电平变换到为内部电路电源的电压幅值的例如为0到7V的高电压幅值(VDD电平)。现在将说明各自电路部分的特定结构。
第一电平变换电路31包括电平变换装置311，其当内部电路电源接通时处于工作状态。电平变换装置311进行将低电压幅值的使能脉冲enb和其逆向使能脉冲xenb电平变换到高电压幅值的使能脉冲ENB和其逆向使能脉冲XENB。使能脉冲ENB在图像信号的水平消隐周期期间是处于低电平的定时脉冲，如在图5的定时图中可见的。使能脉冲ENB提供给定时控制电路33和第一垂直驱动电路12。逆向使能脉冲XENB提供给第二电平变换电路32。
第二电平变换电路32包括具有基于锁存电路的已知电路结构的电平变换装置321。由于仅仅在当逆向使能脉冲XENB从第一电平变换电路31中提供时的周期(使能脉冲ENB的低电平周期)期间内部电路电源提供给电平变换装置321，电平变换装置321仅仅在该周期期间处于工作状态，并进行将低电压幅值的定时控制脉冲reg和其逆向控制脉冲xreg电平变换到高电压幅值的定时控制脉冲REG。该定时控制脉冲REG提供给定时控制电路33和电平变换电路34。
定时控制电路33包括两个定时发生器331和332，其每一个都具有使能脉冲ENB和定时控制脉冲REG的两个输入。正如从图5的定时图中可见的，定时发生器331产生控制脉冲LT1，其在从使能脉冲ENB的下降定时到定时控制脉冲REG的上升定时的周期期间处于高电平，定时发生器332产生控制脉冲LT2，其在从定时控制脉冲REG的下降定时到使能脉冲ENB的上升定时的周期期间处于高电平。这些控制脉冲LT1和LT2提供给第三电平变换电路34。
(第三电平变换电路34)第三电平变换电路34包括例如六个电平变换装置341到346。但是，电平变换装置的数目不局限于六个，当需要是可以设置任意的数目。作为电平变换装置341到346，例如，使用了采样锁存类型的电平变换装置。现在说明采样锁存类型电平变换装置的特定电路结构。
图6是表示采样锁存类型电平变换装置的特定示例性电路结构的电路图。根据本例的采样锁存类型电平变换装置包括第一锁存电路部分41和第二锁存电路部分42，如图6中所示。
第一锁存电路部分41具有CMOS锁存元413，其中CMOS逆向器411和CMOS逆向器412并联连接，CMOS逆向器411包括NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极，CMOS逆向器412包括NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
在CMOS锁存元413中，NMOS晶体管Qn11和Qn12的源极被连接到负电源VSS。PMOS晶体管Qp11和Qp12的源极通过PMOS晶体管Qp13被连接到正电源VDD。NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn13被提供有输入脉冲in。
NMOS晶体管Qn12和PMOS晶体管Qp12的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn11和PMOS晶体管Qp11的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn14被提供有输入脉冲in的逆向输入脉冲xin。上述控制脉冲LT1被施加到PMOS晶体管Qp13和NMOS晶体管Qn13与Qn14的栅极。
在节点(1)获得的VDD电平的锁存脉冲通过CMOS逆向器414被逆向和输出，该CMOS逆向器414包括NMOS晶体管Qn15和PMOS晶体管Qp14，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。在节点(2)获得的VDD电平的锁存脉冲通过NMOS逆向器415被逆向和输出，该NMOS逆向器415包括NMOS晶体管Qn16和PMOS晶体管Qp15，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
另一方面，第二锁存电路部分42具有CMOS锁存元423作为其基本结构，其中CMOS逆向器421和CMOS逆向器422并联连接在正电源VDD和负电源VSS之间，CMOS逆向器421包括NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极，CMOS逆向器422包括NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
在CMOS锁存元423中，NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn19被提供有CMOS锁存元413节点的(2)的逆向脉冲。
NMOS晶体管Qn18和PMOS晶体管Qp17的栅极的公共连接点与NMOS晶体管Qn17和PMOS晶体管Qp16的漏极的公共连接点相连接，并且通过NMOS晶体管Qn20被提供有CMOS锁存元413节点的(1)的逆向脉冲。上述控制脉冲LT2被施加到NMOS晶体管Qn19和NMOS晶体管Qn20的栅极。
在节点(3)的锁存脉冲通过CMOS逆向器424被逆向变成逆向输出脉冲xout，该CMOS逆向器424包括NMOS晶体管Qn21和PMOS晶体管Qp18，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。在节点(4)的锁存脉冲通过CMOS逆向器425被逆向变成输出脉冲out，该CMOS逆向器425包括NMOS晶体管Qn22和PMOS晶体管Qp19，它们具有公共连接的各自的栅极和漏极。
现在参考图5的定时图说明上述结构的采样锁存类型电平变换装置的电路操作。
随着在使能脉冲ENB的高电平周期(水平消隐周期)期间高电平的控制脉冲LT1被从定时控制电路33的定时发生器331中输出，第一锁存电路部分41的PMOS晶体管Qn13被关断和提供给CMOS锁存元413的正电源VDD被关断。此时，随着NMOS晶体管Qn13和Qn14通过施加高电平控制脉冲LT1被接通，输入脉冲in和xin被输入到CMOS锁存元413。
当控制脉冲LT1移动到低电平时，即当控制脉冲LT1成为零时，PMOS晶体管Qp13被接通。随着提供给CMOS锁存元413的正电源VDD启动，并且在此时，NMOS晶体管Qn13和Qn14关断，输入脉冲in和xin通过CMOS锁存电路413被锁存。
随后，当高电平的控制脉冲LT2从定时控制电路33的定时发生器332中输出时，第二锁存电路部分42的NMOS晶体管Qn19和Qn20被接通。因此，CMOS锁存元413中的锁存数据通过NMOS晶体管Qn19和Qn20被提供给第二锁存电路部分42并通过CMOS锁存元423锁存。该锁存的数据被作为输出脉冲out和xout输出。
在使用该采样锁存类型电平变换装置作为电平变换装置341到346的第三电平变换电路34中，电平变换装置341进行将低电压幅值的选择器控制脉冲cnt和其逆向控制脉冲xcnt电平变换到高电压幅值的选择器控制脉冲CNT。该选择器控制脉冲CNT提供给选择器电路14(见图1)和用于控制关断选择器电路14。
电平变换装置342进行将低电压幅值的垂直时钟脉冲vck和其逆向时钟脉冲xvck电平变换到高电压幅值的垂直时钟脉冲VCK和其逆向时钟脉冲XVCK。这些相反相位的垂直时钟脉冲VCK和XVCK提供给第一和第二垂直驱动电路12和13并且用作为用于垂直扫描的基准时钟。
电平变换装置342进行将低电压幅值的部分控制脉冲prt和其逆向控制脉冲xprt电平变换到高电压幅值的部分控制脉冲PRT。该部分控制脉冲PRT提供给第一和第二垂直驱动电路12和13并且用于由线(行)以部分显示模式来指定区域。部分显示模式是用于显现部分屏幕的标准显示和剩余部分屏幕的黑或白显示的部分屏幕显示模式。
电平变换装置344进行将低电压幅值的垂直同步脉冲vd和其逆向同步脉冲xvd电平变换到高电压幅值的垂直同步脉冲VD。垂直同步脉冲VD是在1F周期期间处于一个H周期的高电平的脉冲，如图7的定时图中表示的。垂直同步脉冲VD提供给第一和第二垂直驱动电路12和13，并且用作为垂直启动脉冲VST，用于指令构成这些电路的移位寄存器的启动。
电平变换装置345进行将低电压幅值的写入使能脉冲we和其逆向使能脉冲xwe电平变换到高电压幅值的写入使能脉冲WE。写入使能脉冲WE提供给第二垂直驱动电路13，并且用作为将信号写入到像素单元11的每个像素电路的写入控制。
电平变换装置346进行将低电压幅值的DC-DC控制脉冲ddc和其逆向控制脉冲xddc电平变换到高电压幅值的DC-DC控制脉冲DDC。该DC-DC控制脉冲DDC被用于控制DC-DC变换器(没有表示出)。该DC-DC变换器与电平转换器电路15一起被安装在提供了像素单元11的相同板上。DC-DC变换器适用于基于内部电路电源VDD产生例如负电源VSS的DC电压。
在第三电平变换电路34中电平变换的定时脉冲，即选择器控制脉冲CNT、垂直时钟脉冲VCK、部分控制脉冲PRT、垂直同步脉冲VD、写入使能脉冲WE和DC-DC控制脉冲DDC是在一个H周期需要被电平变换一次的定时脉冲。
第四电平变换电路35包括三个例如电平变换装置351，352和353。但是，电平变换装置的数目不局限于三个，需要时可设置为任意数目。至于每一个电平变换装置351，352和353，使用基于锁存电路的已知电路结构的电平变换装置，其类似于构成第二电平变换电路32的电平变换装置321。当上述垂直同步脉冲VD是高电平时，这些电平变换装置351，352和353处于工作状态以进行电平变换操作。
电平变换装置351进行将低电压幅值的位脉冲bit和其逆向脉冲xbit电平变换到高电压幅值的位脉冲BIT。该位脉冲BIT被用于控制像素电路的存储电路25(见图2)。电平变换装置352进行将低电压幅值的复位脉冲rst和其逆向脉冲xrst电平变换到高电压幅值的复位脉冲RST。该复位脉冲RST被用于复位整个驱动电路。电平变换装置353进行将低电压幅值的存储控制脉冲fld和其逆向脉冲xfld电平变换到高电压幅值的存储控制脉冲FLD。该存储控制脉冲FLD被用于控制存储电路25。
由第四电平变换电路35进行了电平变换的定时脉冲，即位脉冲BIT，复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD是在1F周期中需要被电平变换一次的定时脉冲。
在1H周期中通过第三电平变换电路34电平变换一次的定时脉冲不局限于选择器控制脉冲CNT，垂直块脉冲VCK，部分控制脉冲PRT，垂直同步脉冲VD，写入使能脉冲WE和DC-DC控制脉冲DDC。类似地，在1F周期中通过第四电平变换电路35电平变换一次的定时脉冲不局限于位脉冲BIT，复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD。
正如从上面说明可见，上述结构电平转换器电路15的电平变换装置的控制是所谓的层级控制，其中，仅仅在操作必要的周期期间，单独的电平变换装置被控制处于操作状态，如下(1)使用经常处于通电状态的电平变换装置311的输出脉冲，下一个层级电平的电平变换装置321被设置为操作状态；(2)使用电平变换装置311和电平变换装置321的输出脉冲，产生控制脉冲LT1和LT2；(3)使用这些控制脉冲LT1和LT2，下一个层级电平的电平变换装置341到346被设置为操作状态；和(4)使用电平变换装置341到346的输出脉冲中的一个，下一个层级电平的电平变换装置351，352和353被设置为操作状态。
由于采用了这种层级控制结构，能够提供下面的效果。第一，由于提供了经常处于通电状态的电平变换装置311，和在通过电平变换装置311电平变换之后的使能脉冲ENB被用来将下一个电平变换装置321仅仅在使能脉冲ENB的低电平周期(有效周期)期间设置为操作状态，以及电平变换装置321的锁存电路部分的电势在通过电平变换装置321电平变换之后的周期期间被保持，除了使能脉冲ENB的低电平周期之外，电平变换装置321的DC电流消耗能够被降低。因此，电平转换器电路15的功耗能够降低。
而且，由于在使能脉冲ENB有效周期期间的不同定时中变成有效的控制脉冲LT1和LT2是通过定时控制电路33的定时发生器331和332基于电平变换装置311和321的输出脉冲，即使能脉冲ENB和定时控制脉冲REG产生的，并且这些控制脉冲LT1和LT2被用来控制由采样锁存类型电平变换装置构成的电平变换装置341到346，因此能够降低电平变换装置341到346中DC电流的消耗。
具体地，在图6表示的采样锁存类型电平变换装置中，根据使用控制脉冲LT1和LT2的控制，在当接受输入脉冲in和xin时的控制脉冲LT1的有效周期(高电平周期)期间，电源VDD不被提供给CMOS锁存元413，并且因此CMOS锁存元413中的DC电流的消耗能够降低到几乎为零。由于在每一个电平变换装置341到346中DC电流消耗被降低，因此实现了六个电平变换装置中DC电流消耗的减少以及极大地降低了整个电平转换器电路15中的功耗。
而且，相对于例如位脉冲BIT、复位脉冲RST和存储控制脉冲FLD的在1F中需要被电平变换仅仅一次的定时脉冲，在1F周期期间仅仅在1H周期时处于高电平的垂直同步脉冲VD被用来将电平变换装置351，352和353设置为操作状态以进行电平变换，因此使得能够将这些脉冲的上升定时和下降定时设置为1H周期中的任意位置(时间)。
根据本发明的电平转换器电路不仅仅在驱动电路集成显示装置中具有功耗降低的效果。因此，根据本发明的电平转换器电路不局限于应用到在驱动电路集成显示装置中安装的电平转换器电路，而且能够通常应用到这种电平转换器电路，其具有多个电平变换装置，用来进行将第一电压幅值的各种定时脉冲电平变换到不同于第一电压幅值的第二电压幅值的定时脉冲。
图8是示意性表示根据本发明第二实施例的显示装置例如为液晶显示装置的整体结构的方框图。图8中，等同于图1的元素是由相同的数字表示。
如图8中表示，根据本实施例的液晶显示装置具有像素单元11，其具有包括以矩阵排列的液晶元的像素电路；垂直驱动电路12，用于按行选择地驱动像素单元11的像素电路；选择器电路14，用于将图像信号选择地提供给由垂直驱动电路12选择驱动、同时根据选择器驱动系统被驱动控制的行的像素；以及电平转换器电路15，用于进行用来选择驱动选择器电路14的选择器脉冲的电平转换(电平变换)。
根据本实施例的液晶显示装置具有驱动电路集成结构，其中，垂直驱动电路12，选择器电路14和电平转换器电路15被整体地形成在液晶显示板16上。液晶显示板16具有通过重叠具有诸如其上形成的薄膜晶体管(TFT)的各个像素电路的开关元件的TFT板，以及具有在其上形成了滤色器和对置电极的对板并且用液晶材料填充这些透明绝缘板(例如为玻璃板)之间的空间而形成的结构。
像素单元11中，n个扫描线17-1到17-n和m个信号线18-1到18-m以相对于n行m列的像素排列的矩阵布线，像素电路被布置在交叉点上。像素电路具有用于选择像素的开关元件，例如薄膜晶体管23，其一端被连接到薄膜晶体管23漏极的保持电容(holding capacitance)22，以及其像素电极被连接到薄膜晶体管23漏极的液晶电容(liquid crystalcapacitance)(液晶元)21，例如，如图9中表示的。
液晶电容21是在由薄膜晶体管23形成的像素电极和面对该像素电极形成的对置电极之间产生的电容。薄膜晶体管23具有被连接到信号线18-1到18-m的对应一个上的源极和具有被连接到信号线17-1到17-n的对应一个上的栅极。恒定电势Cs被施加到保持电容22的另一端上。公共电压VCOM被施加到液晶电容21的对置电极上。
尽管像素使用基本电路结构作为例子进行了说明，但像素电路不局限于此。例如，液晶显示装置可以具有对每个像素电路具有存储电路的结构，使得能够处理包括基于模拟图像信号的标准显示和基于保持在存储电路中的数字图像数据的静态图像显示的混合显示，其类似于根据第一实施例的液晶显示装置。
垂直驱动电路12包括例如移动装置寄存器，和通过将扫描脉冲顺序地提供给像素单元11的扫描线17-1到17-n和按行顺序地选择各个像素电路来进行垂直扫描。在本例子中，垂直驱动电路12被配置在像素单元11的一侧。但是，垂直驱动电路可以被配置在像素单元11的两侧，其类似于根据第一实施例的液晶显示装置。通过采用其中垂直驱动电路被配置在两侧的结构，有可能防止通过扫描线17-1到17-n按行传输到各个像素电路的扫描脉冲的延迟。
在根据本实施例的液晶显示器中，选择器驱动系统(时分驱动系统)被用来驱动液晶显示板16的信号线18-1到18-m。因此，在像素单元11中，信号线18-1到18-m的多个相邻信号线被分类为一组。例如，在用于彩色显示的液晶显示板16的情况下，其中像素电路以B(蓝)，G(绿)和R(红)重复形式水平地排列，每组由信号线18-1到18-m的相邻三个信号线(BGR)构成。即，在这种情况下，进行三时分驱动。
同时，选择器电路14从在液晶显示板16外部安装的驱动器IC19中提供有用于m个信号线18-1到18-m的m/3个信道的彩色图像信号。即，驱动器IC19以时间序列从每个信道中输出被提供给每个对应组的三个信号线的BRG信号。选择器电路14时分地采样从驱动器IC19输出的每个信道的时间序列信号并且顺序地将这些信号提供给每组的三个信号线。
图10是三时分驱动选择器电路14的概念性视图。如图10中所示，选择器电路14具有这种结构，其中选择器14-1到14-k(这里k＝m/3)对应于驱动器IC19的输出线，每个选择器是由在驱动器IC19的一个输出线和每组三个信号线之间连接、并且适用于时分采样被提供给三个信号线的信号的三个模拟开关SW1，SW2和SW3构成的。
当用于BGR三个像素的图像信号以时间序列被输出到驱动器IC19的一个输出线时，这样一个BGR时间序列的图像信号通过三个模拟开关SW1，SW2和SW3由时分驱动被顺序地分配和提供给该三个信号线。该三个模拟开关SW1，SW2和SW3通过选择器脉冲SELB，SELG和SELR被顺序地开/关驱动。随着电平转换器电路15进行将从液晶显示板16外部(以后简单称为“显示板外部”)输入的选择器脉冲selB，selG和selR从外部电路电源电压(例如为3V)电平变换到是驱动液晶必须的高电压的内部电路电源电压(例如为7V)，获得了这些选择器脉冲SELB，SELG和SELR。
本实施例是以电平转换器电路15的特定结构为特征的。现在说明电平转换器电路15的结构和效果。图11是表示电平转换器电路15的特定示例性结构的方框图。
本例的电平转换器电路15具有四个电平变换装置(L/S)51到54，三个定时控制器55到57，和三个电源开关58到60。作为电平变换装置51到54，使用基于已知锁存电路的电路结构，其使用例如内部电路电源电压VDD(以后简单称为电源电压VDD)作为其工作电源电压，并锁存用内部电路电源电压输入的脉冲，进行将输入脉冲电平变换(电平转换)到电源电压VDD电平的脉冲和输出该经电平变换的脉冲。
电平变换装置51经常为有效(处于接通状态)和进行将从显示板外部输入的外部电路电源电压的使能脉冲enb电平变换到电源电压VDD的使能脉冲ENB。电平变换装置52与定时控制器55一起构成了对应于选择器脉冲selB的电路部分。电平变换装置53与定时控制器56一起构成了对应于选择器脉冲selG的电路部分。电平变换装置54与定时控制器57一起构成了对应于选择器脉冲selR的电路部分。
定时控制器55接收已经通过电平变换装置51被电平变换的使能脉冲ENB和已经通过电平变换装置53被电平变换的选择器脉冲SELG作为两个输入，并且以这两个脉冲ENB和SELG为基础进行电源开关58的ON(接通-即闭合)/OFF(关断-即打开)控制。电源开关58在定时控制器55的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置52的供给/断开。
随着通过电源开关58提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置52变成有效的。然后电平变换装置52进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selB电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELB。电平变换之后的选择器脉冲SELB被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW1。随着电源开关58关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置52变成无效的。
定时控制器56接收已经通过电平变换装置52被电平变换的选择器脉冲SELB和已经通过电平变换装置54被电平变换的选择器脉冲SELR作为两个输入，并且以这两个脉冲SELB和SELR为基础进行电源开关59的ON/OFF控制。电源开关59在定时控制器56的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置53的供给/断开。
随着通过电源开关59提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置53变成有效的。然后电平变换装置53进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selG电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELG。电平变换之后的选择器脉冲SELG被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW2。随着电源开关59关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置53变成无效的。
定时控制器57接收已经通过电平变换装置53被电平变换的选择器脉冲SELG和已经通过电平变换装置51被电平变换的使能脉冲ENB作为两个输入，并且以这两个脉冲SELG和ENB为基础进行电源开关60的ON/OFF控制。电源开关60在定时控制器57的ON/OFF控制下控制电源电压VDD给电平变换装置54的供给/断开。
随着通过电源开关60提供了内部电路电源电压VDD，电平变换装置54变成有效的。然后电平变换装置54进行将从外部输入的外部电路电源电压的选择器脉冲selR电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELR。电平变换之后的选择器脉冲SELR被提供给上述选择器14-1到14-k的模拟开关SW3。随着电源开关60关断了电源电压VDD的供给，电平变换装置54变成无效的。
定时控制器55，56和57从外部被提供有公共控制脉冲CNT。控制脉冲CNT是用于选择地控制电平变换装置52，53和54的有效/无效状态的信号。当控制脉冲CNT处于低(L)电平时，电平变换装置52，53和54变成无效，并保持其输出(见图13和14的定时图)。
现在参考图12的定时图说明上述结构电平转换器电路15的电路操作。
首先，当允许将信号写入到信号线18-l到18-m的使能脉冲enb在1H周期(H代表水平扫描周期)中从显示板外部被输入到电平变换装置51时，电平变换装置51进行将外部电路电源电压的使能脉冲enb电平变换到电源电压VDD的使能信号ENB。被电平变换的使能信号ENB输入到定时控制器55和57。
当使能信号ENB输入到定时控制器55时，定时控制器55在使能脉冲ENB的下降定时t1接通电源开关58。这使电源电压VDD通过电源开关58被提供给电平变换装置52，电平变换装置52变成有效。随着选择器脉冲selB在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selB通过电平变换装置52被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELB，其被输入到定时控制器56。
当选择器脉冲SELB输入到定时控制器56时，定时控制器56在选择器脉冲SELB的下降定时t2接通电源开关59。这使电源电压VDD通过电源开关59被提供给电平变换装置53，电平变换装置53变成有效。随着选择器脉冲selG在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selG通过电平变换装置53被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELG，其被输入到定时控制器55和57。
当选择器脉冲SELG输入到定时控制器55时，定时控制器55在选择器脉冲SELG的上升定时t3关断电源开关58。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置52，电平变换装置52变成无效。即电平变换装置52仅仅在电平变换选择器脉冲selB的周期期间是有效的，否则是无效的。
当选择器脉冲SELG输入到定时控制器57时，定时控制器57在选择器脉冲SELG的下降定时t4接通电源开关60。这使电源电压VDD通过电源开关60被提供给电平变换装置54，电平变换装置54变成有效。随着选择器脉冲selR在该有效周期期间被输入，选择器脉冲selR通过电平变换装置54被电平变换到电源电压VDD的选择器脉冲SELR，其被输入到定时控制器56。
当选择器脉冲SELR输入到定时控制器56时，定时控制器56在选择器脉冲SELR的上升定时t5关断电源开关59。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置53，电平变换装置53变成无效。即电平变换装置53仅仅在电平变换选择器脉冲selG的周期期间是有效的，否则是无效的。
当使能脉冲enb变换到低电平和使能信号ENB变换到高电平时，定时控制器57在上升定时t6关断电源开关60。这关断了电源电压VDD提供给电平变换装置54，电平变换装置54变成无效。即电平变换装置54仅仅在电平变换选择器脉冲selR的周期期间是有效的，否则是无效的。
从上述操作可见，电平变换装置52，53和54仅仅在分别电平变换选择器脉冲selB，selG和selR的周期期间是有效的，否则是无效的。这意味着包括电平变换装置52，53和54的电平转换器电路15仅仅在选择器电路14的模拟开关SW1，SW2和SW3是接通状态(在选择时刻)时是有效的，并且在模拟开关是断开状态(在非选择时刻)时是无效的。
在用于进行时分驱动的选择器电路14中，模拟开关SW1，SW2和SW3不是经常处于接通的，但是顺序地重复开/关操作。模拟开关SW1，SW2和SW3不需要进行彼此连续的开/关操作，可以在1H周期之内依次进行开/关操作，即使具有在它们各个开/关操作之间的间隔也是如此。
鉴于此，本实施例采用这种结构，其中，在选择器电路14的非选择时刻，停止电源电压VDD提供给电平转换器电路15中的电平变换装置52，53和54，使得电平变换装置变成无效。随着采用该结构，由于在当不需要电平变换选择器脉冲selB，selG和selR时的周期期间，电平变换装置52，53和54在电平转换器电路15中不消耗DC电流，因此能够降低电平转换器电路15的功耗，并且因此可以减少整个驱动电路中的功耗。
在上述结构的电平转换器电路15中，用于电平变换允许信号写入信号线18-1到18-m的使能脉冲enb的电平变换装置51经常是有效的。因此，电平变换后的使能脉冲ENB被不变地从电平变换装置51中输出，并且也能够使用部分显示模式(部分屏幕显示模式)，在部分显示模式中，一部分屏幕提供标准显示，而同时剩余部分的屏幕提供白或者黑显示。
具体地，为了以部分显示模式在剩余部分屏幕中提供白或者黑显示，选择器电路14的选择器14-1到14-k一定要经常处于选择状态。在显示区域中，进行上述电路操作的序列，在非显示区域中，选择器脉冲selB，selG和selR的经电平变换的输出从非显示区域的初始阶段被锁存，如图13定时图中表示，如此将模拟开关SW1，SW2和SW3经常地设置在ON状态。因此，在非显示周期中，能够不变地写入白色或者黑色信号和能够进行传统的部分显示。
在每个像素具有存储器的情况下，由于选择器电路14的选择器14-1到14-k在存储显示部分中不需要经常地处于选择状态，选择器能够被经常地设置在非选择状态。在这种情况下，在有效显示区域中，进行上述电路操作的序列，在存储显示部分中，选择器脉冲selB，selG和selR的经电平变换的输出从非显示区域的初始阶段被锁存，如图14定时图中表示，如此将模拟开关SW1，SW2和SW3经常地设置在OFF状态。因此，在存储显示周期中，能够切断电平变换装置51到54的DC电源，选择器14-1到14-k的充电/放电电源，以及对信号线18-1到18-m的充电/放电电源。
在上述第一和第二实施例中，本发明适用于使用液晶元作为像素显示元素的液晶显示装置。但是，本发明不局限于对液晶显示装置的应用，其通常也能够适用于安装有电平转换器电路的驱动电路集成显示装置，诸如使用EL(液晶显示)元件作为像素显示元件的EL显示装置。
图15是表示根据本发明的便携式终端装置，例如为便携式电话单元，的示意性结构的外形图。
根据本例的便携式电话单元包括扬声器部分62、输出显示部分63、操作部分64和麦克风部分65，它们顺序地从顶部开始被配置在装置外壳61的前侧。在这种结构的便携式电话单元中，例如，液晶显示装置被用作为输出显示部分63。作为该液晶显示装置，使用根据上述第一或者第二实施例的液晶显示装置。
在这种类型便携式电话单元的输出显示部分63中，用于仅仅在屏幕垂直方向的部分区域中实现图像显示的部分显示模式被提供作为待机模式中的显示功能等。例如，在待机模式中，诸如电池剩余电量、接收灵敏度或者时间的信息被经常地显示在屏幕的部分区域中，如图16中表示。在剩余显示区域中，例如进行白色(或者黑色)显示。
在安装了具有例如部分显示功能的输出显示部分63的便携式电话单元中，通过因此将根据第一实施例的上述液晶显示装置用作为输出显示装置63和使用用于控制包括多个电平变换装置的电平转换器电路的上述层级控制，以便电平变换装置仅仅在其必要的周期期间处于工作状态，有可能将功耗降低电平转换器电路中DC功耗的降低量。因此，有可能通过一次充电将电池作为主要电源用于较长的时间。
而且，通过将根据第二实施例的上述液晶显示装置用作为输出显示装置63和在选择器的非选择时刻不激活电平转换器电路(电平变换装置)，有可能把功耗降低DC功耗中的降低量。因此，有可能通过一次充电将电池用于较长的时间。
尽管本发明适用于便携式电话单元的例子，但本发明不局限于此，其通常也能够适用于诸如分机电话或者PDA的二次单元的便携式终端装置。
工业实用性根据本发明，由于层级控制被用于控制包括多个电平变换装置的电平转换器电路，使得电平变换装置仅仅在其必要时的周期期间处于工作状态，与电平变换装置经常地处于工作状态的情况相比，能够降低电平转换器电路中DC电流的消耗。因此，整个装置的功耗能够被减低该量。
而且，在使用用于驱动像素单元的信号线的选择器驱动系统和具有用于对从外部输入的选择器脉冲进行电平变换的电平转换器电路的显示装置中，电平转换器电路在选择器(选择装置)的非选择时刻不被激活。因此，与电平变换装置经常地处于有效的情况相比，能够降低电平变换器中DC电流的消耗，并且整个装置的功耗能够被减低该量。
权利要求
1.一种电平转换器电路，包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在预定周期中变为有效的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
2.根据权利要求1的电平转换器电路，还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
3.根据权利要求2的电平转换器电路，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
4.根据权利要求2的电平转换器电路，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时上变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段上与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
5.根据权利要求2的电平转换器电路，还包括第四电路，其使用由第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
6.根据权利要求5的电平转换器电路，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
7.一种显示装置，包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素；驱动装置，其安装在与像素单元相同的板上并适用于驱动像素单元的像素；以及电平转换器电路，用于将从板外输入的第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值，并且将经电平变换的定时脉冲提供给驱动装置，该电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在图像信号的水平消隐周期期间变为有效的的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
8.根据权利要求7的显示装置，其中电平转换器电路还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，和将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
9.根据权利要求8的显示装置，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
10.根据权利要求8的显示装置，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
11.根据权利要求9的显示装置，其中第三定时脉冲之一是在一个半帧周期中在一个水平扫描周期期间有效的脉冲。
12.根据权利要求11的显示装置，其中电平转换器电路还包括第四电路，其使用通过第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
13.根据权利要求12的显示装置，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
14.根据权利要求7的显示装置，其中像素的显示元件是液晶单元。
15.一种显示装置，包括像素单元，具有在板上以矩阵形式排列的像素，并具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并将经变换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。
16.根据权利要求15的显示装置，其中电平转换装置具有第一电平变换器，响应于允许信号提供给信号线的使能脉冲而变成有效，并进行第一变换脉冲的电平变换；第二电平变换器，其在通过第一电平变换器电平变换的第一变换脉冲消失的定时变成有效，并且进行第二变换脉冲的电平变换；和第三电平变换器，其在通过第二电平变换器电平变换的第二变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第三变换脉冲的电平变换；第一电平变换器在产生第二变换脉冲的定时变成无效，第二电平变换器在产生第三变换脉冲的定时变成无效，和第三电平变换器在使能脉冲消失的定时变成无效。
17.根据权利要求16的显示装置，其中电平转换装置具有经常处于有效状态的使能脉冲电平变换器，其将从板外输入的第一电压电平的使能脉冲电平变换到第二电压电平，并将经电平变换的使能脉冲提供给第一电平变换器。
18.一种便携式电话装置，使用显示装置作为输出显示单元，该显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素；驱动装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于驱动像素单元的像素；以及电平转换器电路，用于将从板外输入的第一电压幅值的定时脉冲电平变换到第二电压幅值，并将经电平变换的定时脉冲提供给驱动装置，该电平转换器电路包括第一电路，其经常地处于工作状态，并将在图像信号的水平消隐周期期间变为有效的第一定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值；和第二电路，其使用由第一电路电平变换之后的第一定时脉冲，在第一定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第二定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
19.根据权利要求18的便携式电话装置，其中电平转换器电路还包括定时控制电路，用于根据第一和第二电路电平变换之后的第一和第二定时脉冲，产生在第一定时脉冲的有效周期期间变成有效的控制脉冲；和第三电路，其使用控制脉冲，在控制脉冲的有效周期期间处于工作状态，并将第三定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
20.根据权利要求19的便携式电话装置，其中第三电路包括对应于多个所述第三定时脉冲的多个电路部分。
21.根据权利要求19的便携式电话装置，其中定时控制电路产生第一和第二控制脉冲，它们在第一定时脉冲的有效周期期间的不同定时变成有效；和第三电路是采样锁存类型电平变换器，其在第一和第二控制脉冲中被首先产生的一个的有效周期期间处于非工作状态，然后采用其中的第三定时脉冲，并且当控制脉冲无效时其处于工作状态，然后锁存控制脉冲，并且在随后阶段与后来产生的控制脉冲同步地锁存被锁存的数据。
22.根据权利要求20的便携式电话装置，其中第三定时脉冲之一是在一个半帧周期中的一个水平扫描周期期间有效的脉冲。
23.根据权利要求22的便携式电话装置，其中电平转换器电路还包括第四电路，其使用通过第三电路电平变换之后的第三定时脉冲，在第三定时脉冲的有效周期期间处于工作状态，并且将第四定时脉冲从第一电压幅值电平变换到第二电压幅值。
24.根据权利要求23的便携式电话装置，其中第四电路包括对应于多个所述第四定时脉冲的多个电路部分。
25.根据权利要求18的便携式电话装置，其中显示装置是使用液晶单元元作为像素的显示元件的液晶显示装置。
26.一种便携式电话装置，具有输出显示单元并使用液晶显示装置作为输出显示单元，该液晶显示装置包括像素单元，其具有在板上以矩阵形式排列的像素，并具有为像素阵列的每一行配置的信号线；选择装置，其安装在与像素单元相同的板上，并适用于时分选择一组多个信号线并向其提供信号；以及电平转换装置，用于将从板外输入的具有第一电压幅值的选择器脉冲变换到第二电压幅值，并将经变换的选择器脉冲提供给选择装置，该电平转换装置在选择装置处于非选择状态时是无效的。
27.根据权利要求26的便携式电话装置，其中电平转换装置具有第一电平变换器，其响应于允许信号提供给信号线的使能脉冲而变成有效，并进行第一变换脉冲的电平变换；第二电平变换器，其在通过第一电平变换器电平变换的第一变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第二变换脉冲的电平变换；和第三电平变换器，其在通过第二电平变换器电平变换的第二变换脉冲消失的定时变成有效，并进行第三变换脉冲的电平变换；第一电平变换器在第二变换脉冲的产生的定时变成无效，第二电平变换器在第三变换脉冲的产生的定时变成无效，和第三电平变换器在使能脉冲的消失的定时变成无效。
28.根据权利要求27的便携式电话装置，其中电平转换装置具有经常处于有效状态的使能脉冲电平变换器，将从板外输入的第一电压电平的使能脉冲电平变换到第二电压电平，并将经电平变换的使能脉冲提供给第一电平变换器。
全文摘要
经常处于通电状态的电平变换器(311)的输出脉冲被用来将下一个层级的电平变换器(321)设置为工作状态。电平变换器(311)和电平变换器(321)的输出脉冲分别被用来产生控制脉冲LT1和LT2。这些控制脉冲LT1和LT2被用来将下一个层级的电平变换器(341到346)设置为工作状态。电平变换器的输出脉冲之一被用来将下一个层级的电平变换器(351，352，353)设置为工作状态。从而，通过进行层级控制，每个电平变换器仅在需要的周期被设置为工作状态，由此降低了电平转换电路中DC电流的消耗。这使能了其中DC电流消耗被降低和整个装置功耗被降低的电平转换电路、使用该装置的显示装置、和使用该显示装置作为输出显示单元的便携式电话装置的构造。
文档编号G09G3/20GK1478267SQ02803257
公开日2004年2月25日 申请日期2002年10月18日 优先权日2001年10月19日
发明者丰泽升, 仲岛义晴, 晴 申请人:索尼公司
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