專利名稱：顯示設備的驅動電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及顯示設備的驅動電路。本發(fā)明特別涉及根據(jù)數(shù)字圖象信號以多個灰度顯示圖象的有源矩陣型液晶顯示設備的驅動電路。
有源矩陣型液晶顯示設備包括一顯示板以及一驅動該顯示板的驅動電路。顯示板包括一對玻璃基片以及在這對玻璃基片之間形成的液晶層。在這對玻璃基片的一片上面，制作了多根選通線和多根數(shù)據(jù)線。對于顯示板內的每根數(shù)據(jù)線，都配備了驅動電路，而驅動電路把一個驅動電壓加到顯示板的液晶層。驅動電路包括一個門驅動器和一個數(shù)據(jù)驅動器，用門驅動器對于每一根選通線來選擇與選通線和數(shù)據(jù)線相連的多個開關元件，而用數(shù)據(jù)驅動器借助于已選擇開關元件把與圖象相應的圖象信號加至象素電極。
圖21示出了現(xiàn)有技術的驅動電路中數(shù)據(jù)驅動器的一部分的結構。圖21中的電路210把一個圖象信號輸至多根數(shù)據(jù)線中的一根。這樣，數(shù)據(jù)驅動器所需的電路210的個數(shù)與在顯示板中提供的數(shù)據(jù)線的根數(shù)相等。為解釋簡單起見，這里假設圖象數(shù)據(jù)包括三位(D0，D1，D2)。由于作了這樣的假設，圖象數(shù)據(jù)可以具有0至7這8種值，而加至每個象素的信號電壓是V0至V7這八個值中的一個。
電路210包括一個取樣觸發(fā)器MSMP、一個保持觸發(fā)器MH、一個解碼器DEC以及模擬開關ASW0—ASW7。對于模擬開關ASW0—ASW7中每一個，加上與8個各不相同的外源電壓V0—V7值中的一個值相應的電壓。此外，把從解碼器DEC來的控制信號S0—S7也分別地加至模擬開關ASW0—ASW7。用控制信號S0—S7中的每個信號來切換模擬開關的通/斷狀態(tài)。
其次，來描述電路210的工作過程。在相應于第n個象素的取樣脈沖TSMPn的上升沿，取樣觸發(fā)器MSMP得到了圖象數(shù)據(jù)(D0，D1，D2)，并將圖象數(shù)據(jù)保持在其中。在對于一個水平期完成了這樣的圖象數(shù)據(jù)采樣后，把一個輸出脈沖信號OE加至保持觸發(fā)器MH。由于接收到了輸出脈沖信號OE，保持觸發(fā)器MH從取樣觸發(fā)器MSMP得到圖象數(shù)據(jù)(D0，D1，D2)，并把該圖象數(shù)據(jù)傳送給解碼器DEC。
解碼器DEC對圖象數(shù)據(jù)(D0，D1，D2)進行解碼，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)(D0，D1，D2)的相應值(0—7)產(chǎn)生一個控制信號，接通模擬開關ASW0—ASW7中的一個。結果，外源電壓V0—V7中的一個被輸出至數(shù)據(jù)線On。舉例來說，在保持觸發(fā)器MH中保持的圖象數(shù)據(jù)值為3時，解碼器DEC輸出一個控制信號S3，該信號接通模擬開關ASW3。結果，模擬開關ASW3處于“通”狀態(tài)，而把外源電壓V0—V7中的V3輸出至數(shù)據(jù)線On。
這種現(xiàn)有技術的數(shù)據(jù)驅動器包含了這樣一個問題，即當圖象數(shù)據(jù)的位數(shù)增加時，電路結構變得更加復雜，而電路的尺寸也更加增大。這是由于現(xiàn)有技術的數(shù)據(jù)驅動器所需要的灰度電壓的個數(shù)等于被顯示的灰度的個數(shù)。舉例來說，在為了顯示有16個灰度的圖象，圖象數(shù)據(jù)包括4位的情形下，所需的灰度電壓的個數(shù)是24＝16。類似地，在為了顯示有64個灰度的圖象，圖象數(shù)據(jù)包括6位的情形下，所需的灰度電壓的個數(shù)為26＝64。在為了顯示有256個灰度的圖象，圖象數(shù)據(jù)為8位的情形下，所需的灰度電壓的個數(shù)為28＝256。如上面所描述的，當圖象數(shù)據(jù)的位數(shù)增加時，現(xiàn)有技術的數(shù)據(jù)驅動器需要許多個灰度電壓。這就使電路結構變得很復雜，并且增大了電路的尺寸。此外，電壓源電路與模擬開關之間的互連也變得復雜了。
由于上述理由，這種現(xiàn)有技術的數(shù)據(jù)驅動器的實際應用只限于3位圖象數(shù)據(jù)或4位圖象數(shù)據(jù)。
為了解決現(xiàn)有技術中的這些問題，在日本公開特許公報NO.4—136983、NO.4—140787和NO.6—27900中提出了驅動顯示設備的方法和電路。
圖22示出了在日本公開特許公報NO.6—27900中公開的驅動電路的一部分的結構。圖22中的電路220輸出一圖象信號至多根數(shù)據(jù)線中的一根。數(shù)據(jù)驅動器需要的電路220的個數(shù)應等于在顯示板中提供的數(shù)據(jù)線的根數(shù)。這里假設圖象數(shù)據(jù)包括6位(D0，D1，D2，D3，D4，D5)。由于作了這一假設，因此圖象數(shù)據(jù)可以具有0—63的64個值，而加到每個象素的信號電壓是V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64這9個灰度電壓以及由灰度電壓V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64產(chǎn)生的多個內插電壓中的一個。
電路220包括一個取樣觸發(fā)器MSMP、一個保持觸發(fā)器MH、一個選擇控制電路SCOL以及模擬開關ASW0—ASW8。對于模擬開關ASW0—ASW8中的每一個開關，加上電平各不相同的灰度電壓V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64中相應的一個電壓。來自選擇控制電路SCOL的控制信號S0、S8、S16、S24、S40、S48、S56和S64被分別加至模擬開關ASW0—ASW8。每個控制信號用來切換摸擬信號的通/斷狀態(tài)。
把時鐘信號t1、t2、t3和t4加至選擇控制電路SCOL。如圖23所示，時鐘信號t1、t2、t3和t4的占空比各不相同。選擇控制電路SCOL接收6位圖象數(shù)據(jù)d5、d4、d3、d2、d1和d0，并根據(jù)接收到的圖象數(shù)據(jù)，輸出控制信號S0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S64中的一個信號。選擇控制電路SCOL的輸入和輸出之間的關系靠采用一張邏輯表來確定。
表1示出選擇控制電路SCOL的邏輯表。表1的第1列至第6列分別表示圖象數(shù)據(jù)d5、d4、d3、d2、d1和d0的位值。表1的第7列至第15列分別表示S0、S8、S16、S24、S40、S48、S56和S64的控制信號值。表1中第7列至第15列的每個空格表示控制信號的值是0。此外，“ti”表示當時鐘信號ti的值是1時，控制信號值是1，而當時鐘信號ti的值是0時，控制信號值是0。同樣，“ti—bar”表示當時鐘信號ti值是1時，控制信號值是0，而當時鐘信號ti的值是0時，控制信號值是1。這里，i＝1，2，3和4。在本說明書中，在下文規(guī)定符號“X—bar”等價于X上加一水平短劃的符號。注意，“X”是一個任意選擇的符號。
由表1可見，當圖象數(shù)據(jù)值是8的倍數(shù)時，灰度電壓V0，…，V64中的一個電壓被輸出至數(shù)據(jù)線On。當圖象數(shù)據(jù)值不是8的倍數(shù)時，輸至數(shù)據(jù)線On的是一個振動電壓，該電壓按照時鐘信號t1、t2、t3和t4中的一個的占空比，在灰度電壓V0，…，V64的表1 一對電壓之間振動。根據(jù)

圖1的邏輯表，數(shù)據(jù)驅動器在各對相鄰的灰度電壓之間產(chǎn)生出7種不同的振動電壓。這樣，只用9個灰度電壓電平卻可以得到有64個灰度的圖象。
下面的式子是一些邏輯表示式，它們確定了示于圖1的圖象數(shù)據(jù)d5、d4、d32、d2、d1和d0，時鐘信號t1、t2、t3和t4以及控制信號S0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S64之間的關系。S0＝{0}＋{1}t1＋{2}t2＋{3}t3＋{4}t4＋{5}″t3″＋{6}″t2″＋{7}″t1″…(1)S8＝{1}″t1″＋{2}″t2″＋{3}″t3″＋{4}″t4″＋{5}t3＋{6}t2＋{7}t1＋{8}＋{9}t1＋{10}t2＋{11}t3＋{12}t4＋{13}″t3″＋{14}″t2″＋{15}″t1″…(2)S16＝{9}″t1″＋{10}″t2″＋{11}″t3″＋{12}″t4″＋{13}t3＋{14}t2＋{15}t1＋{16}＋{17}t1＋{18}t2＋{19}t3＋{20}t4＋{21}″t3″＋{22}″t2″＋{23}″t1″…(3)類似地，可以確定控制信號S24、S32、S40和S48?？刂菩盘朣56和S64可確定如下S56＝{49}″t1″＋{50}″t2″＋{51}″t3″＋{52}″t4″＋{53}t3＋{54}t2＋{55}t1＋{56}＋{57}t1＋{58}t2＋{59}t3＋{60}t4＋{61}″t3″＋{62}″t2″＋{63}″t1″…(4)S64＝{57}″t1″＋{58}″t2″＋{59}″t3″＋{60}″t4″＋{61}t3＋{62}t2＋{63}t1…(5)
在上面的那些式子中，{i}是把二進制數(shù)據(jù)(d5，d4，d3，d2，d1，d0)以十進制記號表示時的值。舉例來說，{1}＝(d5，d4，d3，d2，d1，d0)＝(0，0，0，0，0，1)。此外，“ti”表示一個從信號ti倒相而來的信號。
根據(jù)上述邏輯表示式，得出如圖24和25所示的邏輯電路。選擇控制電路SCOL由示于圖24和25的邏輯電路構成。
示于圖24的邏輯電路根據(jù)6位圖象數(shù)據(jù)(d5，d4，d3，d2，d1，d0)的值產(chǎn)生出64種灰度選擇數(shù)據(jù){0}—{63}。示于圖25的邏輯電路根據(jù)灰度選擇數(shù)據(jù){0}—{63}以及時鐘信號t1、t2、t3和t4產(chǎn)生出控制信號S0、S8、S16、S24、S32、S40、S48和S64。舉例來說，解釋圖象數(shù)據(jù)(d5，d4，d3，d2，d1，d0)＝(0，0，0，0，0，1)輸入至選擇控制電路SCOL這種情形。在這種情形中，示于圖24的邏輯電路輸出灰度選擇數(shù)據(jù){1}。示于圖25的邏輯電路接收了此灰度選擇數(shù)據(jù){1}并按時鐘信號t1的占空比交替地輸出控制信號S0以及控制信號S8。結果，按照時鐘信號t1的占空比，通過模擬開關ASW0和模擬開關ASW1，交替地把灰度電壓V0和灰度電壓V8輸出至數(shù)據(jù)線On。
實際的數(shù)據(jù)驅動器所需選擇控制電路SCOL的個數(shù)等于數(shù)據(jù)線的根數(shù)。這樣，選擇控制電路SCOL的規(guī)模對于在其上設置數(shù)據(jù)驅動器的集成電路(LSI)的芯片尺寸影響很大。如果選擇控制電路SCOL的電路規(guī)模變大，則集成電路的成本也增加。此外，如果為了要獲得高分辨率的圖象而增加圖象數(shù)據(jù)的位數(shù)，數(shù)據(jù)驅動器的電路規(guī)模要進一度增大。這也將增加集成電路的尺寸和生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的驅動電路用以驅動一顯示設備，該設備包括了象素以及把電壓加至象素的數(shù)據(jù)線，而且這種設備能根據(jù)多位的圖象數(shù)據(jù)以多個灰度來顯示圖象。驅動電路包括振動信號發(fā)生裝置，用以接收多個原振動信號并根據(jù)從多個圖象數(shù)據(jù)位選出的位所表示的值由多個原振動信號產(chǎn)生一個振動信號T；倒相裝置，用以把振動信號T倒相，產(chǎn)生一個振動信號T—bar；灰度電壓指定裝置，用以產(chǎn)生灰度電壓指定信號，該信號從由灰度電壓供給裝置提供的多個灰度電壓中，根據(jù)多個圖象數(shù)據(jù)位中被選位之外的位所表示的值，指定出第一灰度電壓和第二灰度電壓；以及輸出裝置，用以根據(jù)振動電壓T和振動電壓T—bar，把由灰度電壓指定信號所指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓輸出至數(shù)據(jù)線，其中，多個原振動信號中的每一個信號具有一個第一電平值和一個第二電平值，而多個原振動信號在一個周期中具有第一電平值的各個持續(xù)時間是互不相同的，根據(jù)多個圖象數(shù)據(jù)位中的相應位對原振動信號具有第一電平值的各個持續(xù)時間的長度進行加權。
在本發(fā)明的一個實施例中，第一灰度電壓和第二灰度電壓是多個灰度電壓中相鄰的兩個電壓。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個振動信號具有互不相同的各自的占空比。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個振動信號中的至少一個信號是一個倒相信號，由把多個振動信號中的另一個信號倒相而得到它。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個振動信號包括具有占空比分別為8∶0、7∶1、6∶2、5∶3、4∶4、3∶5、2∶6和1∶7的振動信號。
在本發(fā)明的另一個實施例中，圖象數(shù)據(jù)包括(X＋Y)位，這里每個X和Y都是正整數(shù)，灰度電壓指定裝置產(chǎn)生(2X＋1)種灰度電壓指定信號，用以從多個灰度電壓中指定2X對第一灰度電壓和第二灰度電壓，振動信號發(fā)生裝置產(chǎn)生2Y種振動信號T，從而在由灰度電壓指定裝置指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓之間產(chǎn)生(2Y－1)種平均電平各不相同的內插電壓，因此，以2(X＋Y)個灰度顯示圖象。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個原振動信號的個數(shù)等于在圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位的個數(shù)。
按照本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用以驅動顯示設備的驅動電路，該顯示設備包括象素和把電壓加至象素的數(shù)據(jù)線，并且該顯示設備根據(jù)由多位構成的圖象數(shù)據(jù)，以多個灰度來顯示圖象。驅動電路包括控制信號發(fā)生裝置，用以根據(jù)由多位構成的圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生出多種控制信號；以及多個開關裝置，對于多個開關裝置中的每一個開關裝置，加上多種控制信號中的相應的一種控制信號以及由灰度電壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的多個灰度電壓中相應的一個灰度電壓，根據(jù)加至開關裝置的控制信號，經(jīng)由開關裝置把供給開關裝置的灰度電壓輸出至數(shù)據(jù)線，其中控制信號發(fā)生裝置包括振動信號發(fā)生裝置，用以接收多種原振動信號，并根據(jù)由圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位所表示的值，由多種原振動信號產(chǎn)生出一個振動信號T；倒相裝置，用以對振動信號T倒相而產(chǎn)生一個振動信號T—bar；灰度電壓指定裝置，用以產(chǎn)生灰度電壓指定信號，該信號根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位之外的位所表示的值，在由灰度電壓供給裝置供給的多個灰度電壓中指定出第一灰度電壓和第二灰度電壓；以及輸出裝置，用以輸出第一控制信號至開關裝置和輸出第二控制信號至開關裝置，第一控制信號以占空比大體上等于振動信號T的占空比作振動，而在它被送至的開關裝置上加有由灰度電壓指定信號指定的第一灰度電壓，第二控制信號以占空比大體等于振動信號T—bar的占空比作振動，而在它被送至的開關裝置上加有由灰度電壓指定裝置指定的第二灰度電壓，其中，多個原振動信號中的每一個信號有一個第一電平值和一個第二電平值，多個原振動信號的各個信號在一個周期中具有第一電平值的各自的持續(xù)時間互不相同，該持續(xù)時間的長度要根據(jù)圖象數(shù)據(jù)多位中相應的位來加權。
在本發(fā)明的一個實施例中，第一灰度電壓和第二灰度電壓是多個灰度電壓中相鄰的兩個電壓。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個振動信號中的至少一個信號是倒相信號，把多個振動信號中的一個加以倒相而得到它。
在本發(fā)明的另一個實施例中，多個振動信號包括分別具有占空比為8∶0、7∶1、6∶2、5∶3、4∶4、3∶5、2∶6和1∶7的振動信號。
在本發(fā)明的另一個實施例中，圖象數(shù)據(jù)包括(X＋Y)位，這里每個X和Y都是正整數(shù)，灰度電壓指定裝置產(chǎn)生(2X＋1)種灰度電壓指定信號，用以從多個灰度電壓中指定2X對第一灰度電壓和第二灰度電壓，振動信號發(fā)生裝置產(chǎn)生2Y種振動信號T，從而在由灰度電壓指定裝置指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓之間產(chǎn)生(2Y－1)種平均電平各不相同的內插電壓，因此，以2(X＋Y)個灰度來顯示圖象。
在本發(fā)明的另一個實施例中，原振動信號的個數(shù)等于在圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位的個數(shù)。
在本發(fā)明的另一個實施例中，開關裝置是一個模擬開關。
一顯示設備可以根據(jù)包括多位的圖象數(shù)據(jù)，以多個灰度來顯示圖象。該顯示設備包括一個含有多個布置成矩陣的象素的顯示部件，用于向多個象素施加電壓的多根據(jù)數(shù)據(jù)線，以及驅動顯示部件的驅動電路。
按照本發(fā)明的驅動電路包括振動信號指定裝置、灰度電壓指定裝置以及輸出裝置。振動信號指定裝置根據(jù)由圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位所表示的值，從平均值各不相同的多個振動信號中指定一個信號?；叶入妷褐付ㄑb置根據(jù)由上述被選位之外其余的位所表示的值，從多個灰度電壓中指定一對灰度電壓。輸出裝置根據(jù)被指定的振動信號和被指定的一對灰度電壓，把在一對灰度電壓之間振動的振動電壓輸出至數(shù)據(jù)線。這樣，可以在相應于多個給定的灰度電壓的灰度之間獲得多個內插灰度。
換一種辦法，多個振動電壓也可以通過把預定個數(shù)的振動信號加以組合而產(chǎn)生?？繙p少振動信號的個數(shù)可以減小驅動電路的尺寸。
根據(jù)本發(fā)明的驅動電路，通過采用灰度電壓指定裝置和振動信號指定裝置，可以按相同的方式對兩種情形設計邏輯電路，其中一種情形是驅動電路直接輸出多個灰度電壓中的一個電壓，而另一種情形是交替輸出被指定的一對灰度電壓。
這樣，就不必根據(jù)驅動電路是直接輸出多個灰度電壓中的一個電壓還是交替輸出被指定的一對灰度電壓而提供附加的驅動電路。結果，可以簡化驅動電路的結構，并可減小驅動電路的尺寸。這樣，這里描述的發(fā)明在為顯示設備提供驅動電路時可以有這樣的優(yōu)點，它具有簡單和小型的結構，它能根據(jù)多位圖象數(shù)據(jù)以多個灰度來顯示圖象。
本技術領域中的那些熟練人員在結合附圖閱讀和理解下面的詳細描述后，可以明白本發(fā)明的這一優(yōu)點以及其他優(yōu)點。
圖1示出了一種液晶顯示裝置的結構的示意圖。
圖2是表示在一水平期中的輸入數(shù)據(jù)、取樣脈沖和一輸出脈沖之間關系的時序圖。
圖3是表示在一垂直期中的輸入數(shù)據(jù)、一輸出脈沖、一輸出電壓和一選通脈沖之間關系的時序圖。
圖4是表示在一垂直期中的輸入數(shù)據(jù)、一輸出脈沖、一輸出電壓、一選通脈沖以及加至一象素的電壓之間關系的時序圖。
圖5是在一輸出期中振動的輸出電壓的波形圖。
圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的驅動電路內的一數(shù)據(jù)驅動器的一部分結構的略圖。
圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的一部分結構的略圖。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的另一部分結構的略圖。
圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的另一部分結構的略圖。
圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的另一部分結構的略圖。
圖11是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例中的驅動電路內的一數(shù)據(jù)驅動器結構的一部分的略圖。
圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例中的驅動電路內的一振動信號發(fā)生電路的結構的略圖。
圖13是振動信號發(fā)生電路用的振動信號的波形圖。
圖14是由振動信號發(fā)生電路產(chǎn)生的振動信號的波形圖。
圖15是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的一部分結構的略圖。
圖16是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個實施例中的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的另一部分結構的略圖。
圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三個實施例中的驅動電路內的振動信號發(fā)生電路的結構的略圖。
圖18是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于6位的驅動電路內的振動信號發(fā)生電路的結構的略圖。
圖19是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于6位的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的一部分的結構的略圖。
圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于6位的驅動電路內的選擇控制電路SCOL的另一部分結構的略圖。
圖21是示出了通常的驅動電路中的數(shù)據(jù)驅動器的一部分結構的略圖。
圖22是示出了有關技術的驅動電路中的數(shù)據(jù)驅動器的一部分結構的略圖。
圖23是供給一通常的驅動電路中的選擇控制電路SCOL的信號t1—t4的波形圖。
圖24是示出了通常的驅動電路中的一選擇控制電路SCOL的一部分的結構的略圖。
圖25是示出了一通常的驅動電路中的一選擇控制電路的另一部分結構的略圖。
在下文中，將根據(jù)附圖以舉例的方式來描述本發(fā)明。在下面的描述中，采用一種矩陣型液晶顯示設備作為顯示設備的例子?？梢悦靼祝景l(fā)明也可以應用于其他類型的顯示設備。實施例1圖1示出一種矩陣型液晶顯示設備的結構。示于圖1的液晶顯示設備包括一個顯示可視圖象的顯示部件100，以及一個驅動顯示部件100的驅動電路101。驅動電路101包括為顯示部件100提供圖象信號的數(shù)據(jù)驅動器102以及對顯示部件100提供掃描信號的掃描驅動器103。數(shù)據(jù)驅動器可以稱為“源驅動器”或“列驅動器”。掃描驅動器可以稱為“選通驅動器”或“行驅動器”。
顯示部件100包括M×N個象素104的陣列(每列有M個象素，而每行有N個象素；這里M和N是正整數(shù))，顯示部件還包括分別連至象素104的開關元件105。
在圖1中，采用N根數(shù)據(jù)線106來把數(shù)據(jù)驅動器102的各個輸出端S(i)(i＝1，2，…，N)連至相應的開關元件105。類似地，采用M根掃描線107來把掃描驅動器103的各個輸出端G(j)(j＝1，2，…，M)連至相應的開關元件105。薄膜晶體管(TFT)可以用作開關元件105。換一種做法，也可以采用其他型式的開關元件。數(shù)據(jù)線可以稱為“源線”或“列線”。掃描線可以稱為“選通線”或“行線”。
掃描驅動器103從它的輸出端G(j)在一規(guī)定的時間間隔內依次輸出一個保持在高電平的電壓至相應的掃描線107。規(guī)定的時間間隔稱為一個水平期jH(這里j是1至M的一個整數(shù))。由把所有的水平期jH相加(即，1H＋2H＋3H＋…＋MH)而得的時間、一個消隱期以及一個垂直同步期相加而得的總的時間長度稱為一個垂直期。
當從掃描驅動器103的輸出端G(j)輸至掃描線107的電壓為高電平時，連至輸出端G(j)的開關元件105就處于“通”狀態(tài)。當開關元件105處于“通”狀態(tài)時，連至開關元件105的象素104將根據(jù)從數(shù)據(jù)驅動器102的輸出端S(i)輸出至相應數(shù)據(jù)線106的電壓來充電。如此充電的象素104的電壓在大約一個垂直期內保持不變，直至從數(shù)據(jù)驅動器102相繼對它施加電壓而使它再次充電。
圖2示出，在由水平同步信號Hsyn確定的第j個水平期jH內，數(shù)字圖象數(shù)據(jù)DA、取樣脈沖Tsmpi以及一輸出脈沖信號OE之間的關系。從圖2可以看出，當取樣脈沖Tsmp1，Tsmp2，…，Tsmpi，…，以及TsmpN依次加到數(shù)據(jù)驅動器102時，數(shù)字圖象數(shù)據(jù)DA1，DA2，…，DAi，…，以及DAN被相應地饋入數(shù)據(jù)驅動器102。于是把由輸出脈沖OE所確定的第j個輸出脈沖OEj加至數(shù)據(jù)驅動器102。當接收到第j個輸出脈沖OEj后，數(shù)據(jù)驅動器102就從它的輸出端S(i)把電壓輸至相應的數(shù)據(jù)線106。
圖3示出了在由垂直同步信號Vsyn確定的一個垂直期內，水平同步信號Hsyn、數(shù)字圖象數(shù)據(jù)DA、輸出脈沖信號OE以及數(shù)據(jù)驅動器102的輸出定時和掃描驅動器103的輸出定時之間的關系。在圖3中，源(j)表示出了定時如圖2所示，并根據(jù)在水平期jH期間所加的數(shù)字圖象數(shù)據(jù)而由數(shù)據(jù)驅動器102輸出的電壓的電平范圍。源(j)以打斜線的矩形區(qū)域表示從數(shù)據(jù)驅動器102的所有N個輸出端S(1)至S(N)輸出的電壓的電平范圍。當由源(j)指出的電壓被加至數(shù)據(jù)線106時，由掃描驅動器103的第j個輸出端G(j)輸出至第j根掃描線107的電壓變至并保持在高電平，因此把連至第j根掃描線107的所有N個開關元件105接通。結果，分別連至這些N個開關元件105的N個象素104將根據(jù)從數(shù)據(jù)驅動器102加至相應數(shù)據(jù)線106的電壓充電。
上面描述的過程要重復M次(即對于第一條至第M條掃描線107加以重復)，因而顯示了相應于一個垂直期的圖象。在非隔行掃描型顯示設備中，產(chǎn)生的圖象成為在該顯示屏上的一幅完整的圖象。
在本說明書中，把在輸出脈沖信號OE的第j個輸出脈沖OEi和第(j＋1)個輸出脈沖OEj＋1之間的時間間隔定義為“一個輸出期”。這就意味著一個輸出期等于由圖3所示的用源(j)表示的一段時間。如果進行通常的逐行掃描，則一個輸出期就等于一個水平期。關于這一點的理由如下。當數(shù)據(jù)驅動器102對一個水平(掃描)行把對應于數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的電壓輸出至數(shù)據(jù)線106時，它同時對下一個水平行作了數(shù)字圖象數(shù)據(jù)的取樣。能把這些電壓從數(shù)據(jù)驅動器102輸出的最大容許時間間隔等于一個水平期。此外，除特殊情形外，當輸出期越長時，象素的充電也越準確。因此，在本說明書中，假設一個輸出期等于一個水平期。然而，根據(jù)本發(fā)明，一個輸出期無需等于一個水平期。
在圖4中，除了對示于圖2和圖3的各個信號標定時間外，還示出了根據(jù)該定時而加至象素P(j，i)(j＝1，2，…，M)的電壓的電平。
圖5示出在一個輸出期中，由數(shù)據(jù)驅動器102把電壓信號輸出至數(shù)據(jù)線106的典型的波形。在通常的數(shù)據(jù)驅動器情形中，在一個輸出期內，輸出至數(shù)據(jù)線106的電壓信號的電平是不變的。另一方面，按照本發(fā)明，在此實施例中，由數(shù)據(jù)驅動器102輸出至數(shù)據(jù)線106的電壓信號包含了在一個輸出期內振動的振動分量。如圖5所示，電壓信號是一種類似的脈沖信號，如下面的描述那樣來選擇其高電平期對低電平期的比值(即占空比n∶m)。
圖6示出了在驅動電路101中的數(shù)據(jù)驅動器102的一部分的結構。示于圖6的電路60從第n個輸出端S(n)輸出一個圖象信號至一條數(shù)據(jù)線106，數(shù)據(jù)驅動器102包括一些電路60，這些電路的個數(shù)要等于顯示部件100提供的數(shù)據(jù)線106的根數(shù)。這里，假設圖象數(shù)據(jù)包括6位(D0，D1，D2，D3，D4，D5)。由于作了這樣的假設，圖象數(shù)據(jù)有0—63的64種值，而加至每一個象素的電壓是9個灰度電壓V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64，或者是從V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64選得的任何一對灰度電壓產(chǎn)生的內插電壓中的一個。
電路60包括一個進行取樣工作的取樣觸發(fā)器MSMP，一個進行保持工作的保持觸發(fā)器MH，一個選擇控制電路SCOL，以及模擬開關ASW0—ASW8。對于模擬開關ASW0—ASW8中的每一個開關，加上9個灰度電壓V0、V8、V16、V24、V32、V40、V48、V56和V64中的相應的一個電壓?；叶入妷篤0—V64各有互不相同的電平。對選擇控制電路SCOL加上7種振動信號t1—t7。這振動信號t1—t7各自具有互不相同的占空比。
D型觸發(fā)器可以用作取樣觸發(fā)器MSMP和保持觸發(fā)器MH?？梢悦靼祝材苡闷渌愋偷碾娐吩順嫵扇佑|發(fā)器和保持觸發(fā)器。
其次，參看圖6來描述電路60的工作。相應于第n個象素的取樣脈沖TSMPn的上升沿，取樣觸發(fā)器MSMP獲得圖象數(shù)據(jù)(D0，D1，D2，D3，D4，D5)，并將圖象數(shù)據(jù)保持在那里。當對一個水平期完成了這種圖象數(shù)據(jù)的取樣時，就有一個輸出脈沖信號OE加到保持觸發(fā)器MH。當加上輸出脈沖信號OE時，保持在取樣觸發(fā)器MSMP中的圖象數(shù)據(jù)就被送入保持觸發(fā)器MH，并輸出至選擇控制電路SCOL。選擇控制電路SCOL接收圖象數(shù)據(jù)，并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)值產(chǎn)生多個控制信號。這些控制信號用來切換各個模擬開關ASW0—ASW8的通/斷狀態(tài)。輸至選擇控制電路SCOL的圖象數(shù)據(jù)用(d0，d1，d2，d3，d4，d5)來表示，而從選擇控制電路SCOL輸出的控制信號用S0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S60來表示。
表2是6位圖象數(shù)據(jù)的低三位d2、d1和d0的邏輯表。表2的第1列至第3列分別指出圖象數(shù)據(jù)位d2、d1和d0的值。表2的第4列至第11列指出在振動信號t0至t7中指定了哪一個振動信號。在表2的第4列至第11列中，被指定的振動信號用值1來表示。舉例來說，對于(d2，d1，d0)＝(0，0，0)的情形，指定的是振動信號t0。在本實施例中，振動信號分別是具有占空比為8∶0、7∶1、6∶2、5∶3、4∶4、3∶5、2∶6和1∶7的時鐘信號。這里，如果一個振動信號具有的占空比為k∶0或0∶k(k是自然數(shù))，則規(guī)定此振動信號總是在一固定電平上。振動信號t5、t6和t7是將振動信號t3、t2和t1倒相而得的信號。表2<

<p>由表2的邏輯表，可以得出下述邏輯表示式。
T＝(0)t0＋(1)t1＋(2)t2＋(3)t3＋(4)t4＋(5)t5＋(6)t6＋(7)t7…(6)在上式中，(i)是二進制數(shù)據(jù)(d2、d1、d0)用十進制表示的值。即(0)＝(d2，d1，d0)＝(0，0，0)，(1)＝(d2，d1，d0)＝(0，0，1)，(2)＝(d2，d1，d0)＝(0，1，0)，(3)＝(d2，d1，d0)＝(0，1，1)，(4)＝(d2，d1，d0)＝(1，0，0)，(5)＝(d2，d1，d0)＝(1，0，1)，(6)＝(d2，d1，d0)＝(1，1，0)，and(7)＝(d2，d1，d0)＝(1，1，1).
振動信號t0一直處于電平“1”，因此式(6)可以改用下式來表示。
T＝(0)＋(1)t1＋(2)t2＋(3)t3＋(4)t4＋(5)t5＋(6)t6＋(7)t7…(7)表3是表示6位圖象數(shù)據(jù)的高三位d5、d4和d3與控制信號S0、S8、S16、S24、S32、S48、S48、S56和S64之間的關系。在表3中，變量T表示由式(6)或(7)確定的信號T。變量T—bar表示由信號T倒相而得的倒相信號T—bar。
由表3的邏輯表，可以得出下面的邏輯表示式。S0＝
T …(8)S8＝
″T″＋[8]T…(9)S16＝[8]″T″＋[16]T …(10)S24＝[16]″T″＋[24]T…(11)S32＝[24]″T″＋[32]T…(12)S40＝[32]″T″＋[40]T…(13)S48＝[40]″T″＋[48]T…(14)S56＝[48]″T″＋[5 6]T …(15)S64＝[56]″ T″ …(16)表3
在上述這些式中，[i]是邏輯0或邏輯1的值，而j是二進制數(shù)據(jù)(d5，d4，d3)用十進制表示的值。當i＝(8×j)時，[i]＝邏輯1，除此之外，[i]＝邏輯0。舉例來說，[8]＝“d5”·“d4”·d3。此外，“T”表示信號T的倒相信號。
根據(jù)上面描述的各個邏輯表示式，即可得到示于圖7至圖10的邏輯電路70、80、90和95。例如，可以用圖7至圖10的邏輯電路70、80、90和95來構造選擇控制電路SCOL。
示于圖7的邏輯電路70為在多個振動信號t0—t7中指定一個信號，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的低3位d2、d1和d0而有選擇地輸出振動信號指定信號(0)—(7)。更詳細些說，圖象數(shù)據(jù)d2、d1和d0以及用“非”門電路INV0、INV1和INV2把圖象數(shù)據(jù)d2、d1和d0倒相而獲得的倒相信號按構成二進制的0—7這樣的組合方式被送至“與”門電路AG0—AG7。這樣，振動信號指定信號(0)—(7)就作為“與”門電路AG0—AG7的輸出而獲得。
示于圖8的邏輯電路80根據(jù)振動信號指定信號，在多個振動信號t0—t7中指定一個信號，并產(chǎn)生被指定的振動信號T以及它的倒相振動信號T—bar，該倒相信號用一“非”門電路INV3把被指定的振動信號T倒相而得。更詳細些說，如圖8所示，把振動信號指定信號(0)—(7)以及振動信號t1—t7分別輸入到“與”門電路BG1—BG7。“與”門電路BG1—BG7的輸出被加至一“或”門電路CG。振動信號T以及倒相振動信號T—bar可以作為“或”門電路CG的輸出而獲得。
示于圖9的邏輯電路根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的高3位d5、d4和d3有選擇地輸出灰度電壓指定信號
、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[48]以及[56]，用以從多個灰度電壓中指定一對灰度電壓。更詳細些說，把圖象數(shù)據(jù)d5、d4，和d3以及用“非”門電路INV6、INV5和INV4將圖象數(shù)據(jù)d5、d4和d3倒相而分別獲得的倒相信號以構成二進制的0—7的組合方式輸入至“與”門電路DG0—DG7。灰度電壓指定信號
、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[48]和[56]作為“與”門電路DG0—DG7的輸出而獲得。
示于圖10的邏輯電路95根據(jù)灰度電壓指定信號
、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[48]和[56]、振動信號T以及倒相振動信號T—bar，有選擇地輸出控制信號S0—S64。更詳細些說，把灰度電壓指定信號
、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[48]和[56]以及振動信號T分別輸入至“與”門電路EG0、EG2、EG4、EG6、EG8、EG10、EG12和EG14。把灰度電壓指定信號
、[8]、[16]、[24]、[32]、[40]、[48]和[56]以及倒相振動信號T—bar分別輸入至“與”門電路EG1、EG3、EG5、EG7、EG9、EG11、EG13和EG15。把“與”門電路EG1和EG2的輸出端分別耦合至“或”門電路FG1的輸入端。把“與”門電路EG3和EG4的輸出端分別耦合至“或”門電路FG2的輸入端。把“與”門電路EG5和EG6的輸出端分別耦合至“或”門電路FG3的輸入端。把“與”門電路EG7和EG8的輸出端分別耦合至“或”門電路FG4的輸入端。把“與”門電路EG9和EG10的輸出端分別耦合至“或”門電路FG5的輸入端。把“與”門電路EG11和EG12的輸出端分別耦合至“或”門電路FG6的輸入端。把“與”門電路EG13和EG14的輸出端分別耦合至“或”門電路FG7的輸入端?？刂菩盘朣0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S64是作為“與”門電路EG0、“或”門電路FG1—FG7以及“與”門電路EG15的輸出而獲得的。
把控制信號S0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S64加至相應的模擬開關ASW0—ASW8?？刂菩盘朣0、S8、S16、S24、S32、S40、S48、S56和S64中的每一個都具有高電平值或低電平值。舉例來說，如果控制信號處在高電平，則控制相應的模擬開關處于“通”狀態(tài)。如果控制信號處在低電平，則控制相應的模擬開關處于“斷”狀態(tài)。在另一種做法中，可以把控制信號的電平和模擬開關的通/斷狀態(tài)之間的關系設置成相反的方式。
如上面所描述的，在圖象數(shù)據(jù)包括多位的情形中，將根據(jù)從多位中選出至少一位構成的圖象數(shù)據(jù)來指定振動電壓的波形。其次，再根據(jù)由除了上面已選擇的位以外的位構成的圖象數(shù)據(jù)從多個灰度電壓中來指定一對灰度電壓。結果，對于圖象數(shù)據(jù)的每一個值，都可以輸出一個適當電平的電壓信號。振動電壓用來在一對被指定的灰度電壓之間實現(xiàn)多個內插灰度電壓，而這一對灰度電壓是從多個灰度電壓中指定出來的。
在圖象數(shù)據(jù)值是8的倍數(shù)的情形中，只從多個灰度電壓中輸出其中的一個。在這種情形中，振動信號或控制信號的占空比n∶m被理解為k∶0或0∶k(k是一個自然數(shù))。
另一種做法是，不管圖象數(shù)據(jù)的值是否為8的倍數(shù)，總是從多個灰度電壓中交替地輸出一對被指定的灰度電壓。
在把這種振動電壓輸出至顯示設備的數(shù)據(jù)線的情形中，基于在數(shù)據(jù)線和象素之間存在的電阻分量和電容分量的低通濾波器的特性，振動電壓中的交流分量將被遏制。結果，一個大體上等于振動電壓平均值的電壓被加至象素。這樣，可以獲得與把直流電壓輸至顯示設備的數(shù)據(jù)線相同的效果。
如上面所描述的，按照本發(fā)明的由示于圖7至圖1 0的邏輯電路70、80、90和95構成的選擇控制電路SCOL與通常的由示于圖24和25的邏輯電路構成的示于圖22的選擇控制電路SCOL相比，前者的結構比較簡單。按照本發(fā)明，即使采用一個結構更簡單的驅動電路，也可以用多個灰度(諸如64個灰度)來顯示一幅圖象。舉例來說，為實現(xiàn)有64個灰度的顯示只需要9種灰度電壓。
在振動信號t1—t7中，振動信號t5—t7是從振動信號t1—t3倒相而來的信號。因此，靠把振動信號t1—t3倒相，可在選擇控制電路SCOL的內部獲得振動信號t5—t7。在這種情形中，只把振動信號t1—t4提供給選擇控制電路SCOL就足夠了。這樣，可以減少提供振動信號至選擇控制電路SCOL的線的數(shù)目。
實際的數(shù)據(jù)驅動器所需的選擇控制電路SCOL的個數(shù)等于數(shù)據(jù)線的根數(shù)。這樣，選擇控制電路SCOL的電路規(guī)模對于在其上制作數(shù)據(jù)驅動器的集成電路(LSI)的芯片尺寸影響很大。按照本發(fā)明，可以大大地減小包含選擇控制電路SCOL的集成電路的尺寸。結果可以降低集成電路的生產(chǎn)成本。對于要增加圖象數(shù)據(jù)的位數(shù)以顯示高分辨率的圖象時，這種數(shù)據(jù)驅動器電路尺寸的小型化有很大的用處。因此，可以在減小集成電路的尺寸和降低它的成本方面取得進一步的進展。
在上面所描述的實施例1的驅動電路中，根據(jù)6位圖象數(shù)據(jù)D0、D1、D2、D3、D4和D5的高3位D5、D4和D3，從多個灰度電壓中指定出一對灰度電壓。按照與低3位D2、D1和D0相應的占空比來驅動與被指定的一對灰度電壓相應的一對模擬開關。然而，本發(fā)明不限于這種方式。一般，本發(fā)明可以用于按(X＋Y)位來驅動顯示設備的驅動電路。該顯示設備以2(X＋Y)個灰度來顯示圖象。這里，X和Y是所需的正整數(shù)。在按照本發(fā)明的驅動電路中，根據(jù)由高X位表示的值從多個灰度電壓中指定一對灰度電壓。灰度電壓需要的個數(shù)為(2X＋1)，而一對灰度電壓是從2X對灰度電壓中指定的。按與由低Y位表示的值相應的占空比來驅動與被指定的灰度電壓相應的一對模擬開關。結果在被指定的一對灰度電壓之間可以得到(2Y－1)種內插電壓。所以，可以獲得的內插電壓的種數(shù)是2X(2Y－1)。這些內插電壓的平均值是互不相同的。
為了用64個灰度來顯示圖象，可分別把X和Y選為3和3。這與上面描述的實施例相同。在這種情形中，9(＝23＋1)個灰度電壓被加至各個模擬開關。根據(jù)由高3位所表示的值，從8(＝23)對灰度電壓中指定一對灰度電壓。按照與由低3位所表示的值相應的占空比來驅動與所指定的一對灰度電壓相應的一對模擬開關。這種驅動需要7(＝23－1)種平均值各不相同的振動信號。然而，7種振動電壓中的3種是對其他的振動信號倒相而得的。因此，實際需要的振動信號的個數(shù)是4(＝7－3)。因此，在一對被指定的灰度電壓之間可以得到7(＝23－1)種內插電壓。
類似地，為了用256個灰度來顯示圖象，X和Y可以分別取為3和5。在這種情形中，9(＝23＋1)種灰度電壓被加至各個模擬開關。根據(jù)由高3位所表示的值，從8(＝23)對灰度電壓中指定一對灰度電壓。按照與由低5位所表示的值相應的占空比來驅動與被指定的一對灰度電壓相應的一對模擬開關。這種驅動需要31(＝25－1)種具有各不相同的平均值的振動電壓。然而，這31種振動電壓中的15種是對其他振動信號倒相而得的。因此，實際需要的振動電壓的種數(shù)是16(＝31－15)。因此，在一對被指定的灰度電壓之間可以得到31(＝25－1)種內插電壓。實施例2如上面所描述的，當圖象數(shù)據(jù)由6位構成時，必需把7種振動信號t1—t7提供給選擇控制電路SCOL。然而，由于振動信號t5—t7是由把振動信號t1—t3倒相而得，故只需提供4個振動信號t1—t4給選擇控制電路SCOL就夠了。當圖象數(shù)據(jù)的位數(shù)增加時，所需的振動信號的個數(shù)也增加。這將導致增加用來把振動信號提供給選擇控制電路SCOL的線。舉例來說，當圖象數(shù)據(jù)由8位構成時，就需要31種振動信號t1—t31。即使采用了倒相信號，還需要16種振動信號t1—t16。
本實施例的驅動電路的目標在于減少振動信號的種數(shù)。在下文中，將描述本實施例的驅動電路的結構。
圖11示出與8位數(shù)據(jù)驅動器的一個輸出相應的電路結構。該結構類似于圖6所示的電路60的結構，因此省去了對它的詳細描述。把振動信號t0—t4提供給選擇控制電路SCOL。這些振動信號可以在驅動電路中產(chǎn)生，也可以從驅動電路的外部輸入。選擇控制電路SCOL有一個振動信號產(chǎn)生電路，用以基于振動信號t0—t4把所需種數(shù)的振動電壓組合起來。
圖12示出振動信號發(fā)生電路120的結構。振動信號發(fā)生電路120包括“與”門電路FG0—FG4以及一個“或”門電路FG5。“與”門電路FG0—FG4分別接收8位圖象數(shù)據(jù)低5位(d0，d1，d2，d3，d4)。“與”門電路還分別接收振動信號t0—t4。把“與”門電路FG0—FG4的輸出端耦合至“或”門電路FG5的輸入端。采取這種結構，僅當接收到的位是1時，振動信號t0—t4才能通過相應的“與”門電路(FG0—FG4)。通過“與”門電路FG0—FG4的振動信號由“或”門電路FG5來互相作邏輯和。“或”門電路FG5的輸出是一個振動信號T。用倒相器INV5還能得到倒相的振動信號T—bar。
振動信號t0—t4中的每一個處于高電平值或者處于低電平值。振動信號t0—t4需滿足下述條件。
(1)振動信號t0—t4的高電平期在一個周期內不重疊。
(2)振動信號t0—t4在一個周期內的高電平期長度要根據(jù)低5位相應的位來加權。
即使在本領域內具有普通技能的人也容易明白，在條件(1)和(2)中，“高電平”可以用“低電平”來替代。
圖13示出了振動信號t0—t4例示的波形，在本實施例中，振動波形t0—t4分別相應于8位圖象數(shù)據(jù)的低5位d0—d4。低5位d0—d4分別相應于20—24。因此，在一個周期中，振動信號t0—t4的高電平期的長度按20—24來加權。在本例中，如果振動信號t0的高電平期假設為1(＝20)，則在一個周期中，振動信號t1的高電平期為2(＝21)，振動信號t2的高電平期為4(＝22)，振動信號t3的高電平期為8(＝23)，而振動信號t4的高電平期是16(＝24)。結果，在一個周期中，振動信號t0—t4的平均值分別是1/32、2/32、4/32、8/32和16/32，這里假設，如果在一個周期內信號一直保持在高電平，則信號的平均值是1。
通過根據(jù)由低5位d0—d4表示的值把振動信號t0—t4加以組合的做法，振動信號發(fā)生電路產(chǎn)生了其平均值相應于由低5位d0—d4表示的值的振動信號T。如上面所描述的，振動信號t0—t4用作產(chǎn)生多個振動信號T的基礎。在本說明書中，把振動信號t0—t4稱為“原振動信號”。
圖14示出，根據(jù)由低5位d0—d4所表示的值，由振動信號發(fā)生電路產(chǎn)生的振動信號T的波形。如圖14所示，通過把振動信號t0—t4加以組合的做法，在一個周期中，這些振動信號的平均值大體上為0/32、1/32、2/32、…、28/32、29/32、30/3 2、31/32。如果一個信號在一個周期中一直保持在低電平，就把它當作是在一個周期中具有平均值0/32的振動信號。
振動信號發(fā)生電路的結構不限于示于圖12中的那種。振動信號發(fā)生電路可以具有按要求而選擇的電路結構，只要振動信號發(fā)生電路是一個滿足下述邏輯表示式(17)的邏輯電路就行了。
T＝d0t0＋d1t1＋d2t2＋d3t3＋d4t4…(17)表4是一張示出8位圖象數(shù)據(jù)的高3位d7、d6、d5與從選擇控制電路SCOL輸出的控制信號S0、S32、S64、S96、S128、S160、S192、S224以及S256之間關系的邏輯表。在表4中，變量T表示由式(17)定義的信號T。變量T—bar是把信號T倒相而得的倒相信號T—bar。表4 用這種方法，比起通常的情形來，選擇控制電路SCOL的工作可以用一種簡化的邏輯表來表示。
由圖4的邏輯表，可以得出下述的邏輯表示式。S0＝
″T″ …(18)S32＝
T＋[32]″T″ …(19)S64＝[32]T＋[64]″T″ …(20)S96＝[64]T＋[96]″T″ …(21)S128＝[96]T＋[128]″T″ …(22)S160＝[128]T＋[160]″T″ …(23)S192＝[160]T＋[192]″ …(24)S224＝[192]T＋[224]″T″ …(25)S256＝[224]T …(26)在上面的式子中，[i]是邏輯0或邏輯1的值，而j是二進制數(shù)據(jù)(d7，d6，d5)用十進制表示的值。當i＝(32×j)，[i]＝邏輯1，否則，[i]＝邏輯0。例如，[32]＝“d7”·“d6”·d5。此外，“T”表示信號T的倒相信號。
根據(jù)上面所述各個邏輯表示式(18)至(26)，得出了示于圖15和16的邏輯電路150和160。舉例來說，可以用示于圖12、15和16的邏輯電路120、150和160來構造出選擇控制電路SCOL。
示于圖15的邏輯電路150有選擇地輸出灰度電壓指定信號
、[32]、[64]、[96]、[128]、[160]、[192]和[224]，用來根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的高3位d7、d6和d5，從多個灰度電壓中指定出一對灰度電壓。
示于圖16的邏輯電路160根據(jù)灰度電壓指定信號
、[32]、[64]、[96]、[128]、[160]、[192]和[224]、振動信號T以及倒相振動信號T—bar，有選擇地輸出控制信號S0—S255。說得更詳細些，把灰度電壓指定信號
、[32]、[64]、[96]、[128]、[160]、[192]和[224]以及振動信號T分別輸入至“與”門電路HG1、HG3、HG5、HG7、HG9、HG11、HG13、和HG15。把灰度電壓指定信號
、[32]、[64]、[96]、[128]、[160]、[192]和[224]以及倒相振動信號T—bar分別輸入至“與”門電路HG0、HG2、HG4、HG6、HG8、HG10、HG12、和HG14。把“與”門電路HG1和HG2的輸出分別耦合至“或”門電路IG1的輸入端。把“與”門電路HG3和HG4的輸出端分別耦合至“或”門電路IG2的輸入端。把“與”門電路HG5和HG6的輸出端分別耦合至“或”門電路IG3的輸入端。把“與”門電路HG7和HG8的輸出端分別耦合至“或”門電路IG4的輸入端。把“與”門電路HG9和HG10的輸出端分別耦合至“或”門電路IG5的輸入端。把“與”門電路HG11和HG12的輸出端分別耦合至“或”門電路IG6的輸入端。把“與”門電路HG13和HG14的輸出端分別耦合至“或”門電路IG7的輸入端?？刂菩盘朣0、S32、S64、S96、S128、S160、S192、S224和S256是作為“與”門電路HG0、“或”門電路IG1—IG7以及“與”門電路HG15的輸出而被被得到的。
把控制信號S0、S32、S64、S96、S128、S160、S192、S224和S256加至相應的模擬開關ASW0—ASW8?？刂菩盘朣0、S32、S64、S96、S128、S160、S192、S224和S256中的每一個具有高電平值或低電平值。舉例來說，如果控制信號處于高電平，就控制相應的模擬開關在“通”狀態(tài)。如果控制信號處于低電平，就控制相應的模擬開關在“斷”狀態(tài)。在另一種做法中，控制信號的電平和模擬開關的通/斷狀態(tài)之間的關系可以用相反的方式來設置。對于實際的LSI，可以用邏輯電路的設計規(guī)則來優(yōu)化邏輯電路120、150和160的尺寸。
如上面所描述的，假如圖象數(shù)據(jù)包括了多位，則根據(jù)圖象數(shù)據(jù)(該數(shù)據(jù)至少包括從多位中被選出的一位)產(chǎn)生具有規(guī)定波形的振動信號，并根據(jù)包括除去上述被選位的其余位的圖象數(shù)據(jù)從多個灰度電壓中指定一對灰度電壓。這樣，對于每個圖象數(shù)據(jù)值可以輸出一個具有適當電平的電壓信號。振動電壓用來在一對指定的灰度電壓之間產(chǎn)生多種內插灰度電壓，而這一對灰度電壓是從多個灰度電壓中被指定的。
通過以邏輯電路來實現(xiàn)表4的邏輯表，可以得出一個8位數(shù)據(jù)驅動器，該驅動器可以輸出31種振動電壓，而每種振動電壓是在灰度電壓V32n和灰度電壓V32(n＋1)之間作周期振動的。在把這樣一種振動電壓加至顯示設備的數(shù)據(jù)線時，基于在數(shù)據(jù)線和象素之間存在的電阻分量和電容分量產(chǎn)生的低通濾波器特性遏制了振動電壓的交流分量，結果把一個大體上等于振動電壓平均值的電壓加至象素。這樣，就加上了示于表5的電壓，這里n＝1，2，3，4，5，6和7。利用低通濾波器的特性，把平均電壓加至一個象素的方法在日本公開特許公報No.6—27900中有詳細描述。
表5 其中n＝0，1，2，3，……7
如上面所描述的，根據(jù)本實施例的驅動電路，在一對灰度電壓之間可以產(chǎn)生31種內插電壓。因此，9種灰度電壓將導致用256種灰度來顯示圖象。此外，根據(jù)本實施例中的驅動電路，基于種數(shù)較少的振動信號可以產(chǎn)生大量的振動信號，因此可以減少把振動信號供給選擇控制電路的線的根數(shù)。結果，比起通常的驅動電路或實施例1的驅動電路來，本實施例的驅動電路具有簡化的結構。
在本實施例中，假設振動信號t0—t4的個數(shù)等于用來指定8位圖象數(shù)據(jù)的振動信號T的低位的個數(shù)(即5)。然而，本發(fā)明不限于這種具體情形。舉例來說，可以去除振動信號t0—t4中的某些信號，因為被去除的振動信號可以通過重復采用剩下的振動電壓而得到。同樣，振動信號的占空比也不限于上述實施例中的那些。實施例3如上面所描述的，根據(jù)圖象數(shù)據(jù)達到能用8位表示的最大值255，實施例2中的驅動電路將輸出一個振動電壓，它將在灰度電壓V224和灰度電壓V256之間振動。結果，把在灰度電壓V224和灰度電壓V256之間的內插電壓加至象素。
實施例3描述了一種驅動電路，在圖象數(shù)據(jù)達到能用8位表示的最大值255時，該驅動電路就直接輸出灰度電壓V256。
除振動信號發(fā)生電路之外，本實施例中的驅動電路的結構與示于圖11的驅動電路的結構是相同的。振動信號發(fā)生電路滿足下述表達式。
T＝[255]bar(d0t0＋d1t1＋d2t2＋d3t3＋d4t4)＋[255]，…(27)這里[255]＝d7·d6·d5·d4·d3·d2·d1·d0根據(jù)表達式(27)，當圖象數(shù)據(jù)值等于255時，變量T的值為1，因此，根據(jù)表4，只有控制信號S256的值為1。結果，只有模擬開關ASW8被接通，因此只有灰度電壓V256輸出。因此，可以清楚地區(qū)分圖象數(shù)據(jù)值為255時的灰度與圖象數(shù)據(jù)值為254時的灰度。所以，可以增大在顯示設備上顯示的圖象的對比度(最大灰度/最小灰度)。
圖17示出以一個邏輯電路來實現(xiàn)的振動信號發(fā)生電路的例子。然而，振動信號發(fā)生電路的結構并不限于示于圖17的那種。振動信號發(fā)生電路可以具有任何一種所希望的結構，只要該邏輯電路滿足如式(27)表示的邏輯表達式。
根據(jù)本實施例的驅動電路，可以象實施例2中的驅動電路那樣減少振動信號的種數(shù)。因此，可以減少把振動信號供給選擇控制電路的線的根數(shù)。如果把本發(fā)明用于以多個灰度來顯示的驅動電路(諸如8位數(shù)據(jù)驅動器)，則可顯著地獲得這些效果，其理由如下。
根據(jù)通常的設計概念，8位數(shù)據(jù)驅動器必需有16種振動信號。另一方面，實施例2和3的8位數(shù)據(jù)驅動器只需要5種振動信號t0—t4。需要把這些振動信號供給數(shù)據(jù)驅動器中的所有的選擇控制電路，因此用來把振動信號供給選擇控制電路的線將布置在制作數(shù)據(jù)驅動器的整個LSI上。因此，減少把振動信號供給選擇控制電路的線的根數(shù)將對縮小LSI芯片起很大作用。此外，振動信號是經(jīng)常工作的信號，因此減少振動信號的個數(shù)將使功耗減小。
如果把本發(fā)明用于一個6位數(shù)據(jù)驅動器，振動信號所需的個數(shù)從4減至3。
如上面所描述的，實施例2和3的數(shù)據(jù)驅動器至少有這樣二個特點。第一個特點是，借助于對于原振動信號作簡單的邏輯處理，即可產(chǎn)生多個振動信號。多個振動信號是由一個振動信號發(fā)生電路產(chǎn)生的。第二個特點是，產(chǎn)生出的多個振動信號用作確定振動電壓平均值的參數(shù)，該振動電壓在一對灰度電壓之間振動。由于有這些特點，實施例2和3的驅動電路具有使整個選擇控制電路的邏輯電路的尺寸大幅度減小的優(yōu)點。下面將詳細描述這一優(yōu)點。
圖18、19和20示出按照本發(fā)明的6位數(shù)據(jù)驅動器中的一個選擇控制電路。表6示出了用以規(guī)定選擇控制電路工作的邏輯表。當把示于圖12、15和16的8位數(shù)據(jù)驅動器與示于圖18、19和20的6位數(shù)據(jù)驅動器作比較時，可以發(fā)現(xiàn)，除了振動信號發(fā)生電路之外，兩者是相同的。這是由于用于8位的選擇控制電路的邏輯表(表4)與用于6位的選擇控制電路的邏輯表(表6)具有相同格式的緣故。在本實施例中，由邏輯表可以發(fā)現(xiàn)，在用于8位的選擇控制電路中所需的灰度電壓的個數(shù)等于在用于6位的選擇控制電路中所需的灰度電壓的個數(shù)。在本實施例中，灰度電壓的個數(shù)是9。
如上面所描述的，按照本發(fā)明，用于8位的選擇控制電路的尺寸可以做得和用于6位的選擇控制電路的尺寸相同。而根據(jù)通常的技術，用于8位的選擇控制電路的尺寸至少要比用于6位的選擇控制電路的尺寸大幾倍。這樣，由于數(shù)據(jù)驅動器有多個輸出端，而每個輸出端都需要一個選擇控制電路，因此按照本發(fā)明的減小選擇控制電路尺寸的效果是很顯著的。
由于減小了選擇控制電路的尺寸，整個數(shù)據(jù)驅動器的成本也能大大降低。舉例來說，作為通常設計概念的結果，難以用不高的價格提供8位數(shù)據(jù)驅動器。而按照本發(fā)明，能夠以不高的價格提供8位數(shù)據(jù)驅動器。
由于上面所述的原因，如果將本發(fā)明用于數(shù)據(jù)驅動器，要獲得灰度的個數(shù)越多，則根據(jù)本發(fā)明減小選擇控制電路尺寸的作用越大。表6 此外，當把示于圖18、19和20的6位數(shù)據(jù)驅動器中的選擇控制電路的結構與示于圖24和25的通常的6位數(shù)據(jù)驅動器中的選擇控制電路的結構作比較時，可以發(fā)現(xiàn)，前一電路比后一電路更加緊湊。
在上面描述的實施例中，內插起始于灰度0而終止于灰度1。換一種方式，內插也可以按相反的次序來做。舉例來說，內插起始于灰度255而終止于灰度254。對于這種情形，在實施例3的驅動電路中，這樣來規(guī)定變量T，使得在圖象數(shù)據(jù)為0時，直接輸出灰度電壓V0。
根據(jù)本發(fā)明，可以由給定電壓源提供的一些電壓獲得一個或多個內插電壓，與需要大量電壓源的通常的驅動電路來比，用本發(fā)明的做法可大大減少電壓源的個數(shù)。如果電壓源是由驅動電路外部提供的，則可以減少驅動電路輸入端的個數(shù)。如果把驅動電路制成一塊LSI，則LSI的輸入端個數(shù)可以減少。按照本發(fā)明，可以制造出以多個灰度來顯示圖象的驅動用LSI，而由于端點數(shù)目的增加，采用現(xiàn)有技術的實施例是做不成的。在本發(fā)明中，可以獲得下述效果(1)顯示設備和驅動電路的成本大幅度降低；(2)原先由于芯片尺寸問題或者LSI裝配問題而無法實際生產(chǎn)和用于多個灰度顯示的驅電電路如今能容易地生產(chǎn)出來；以及(3)由于不需要大量的電壓源而降低了功耗。
對于本領域的熟練人員來說，不偏離本發(fā)明范圍和精神的各種其他的變更將是顯而易見的，并且很容易由他們來實現(xiàn)。因此，不希望把所附的權利要求的范圍限于這里所作的描述，而要對權利要求作含義更廣的解釋。
權利要求
1.一種用以驅動顯示設備的驅動電路，這種設備包括了象素以及把電壓加至象素的數(shù)據(jù)線，而且這種設備能根據(jù)多位的圖象數(shù)據(jù)以多個灰度來顯示圖象，驅動電路包括振動信號發(fā)生裝置，用以接收多個原振動信號，并用以由多個原振動信號根據(jù)從多個圖象信號位中被選位所表示的值產(chǎn)生一個振動信號T；倒相裝置，用以把振動信號T倒相，產(chǎn)生一個振動信號T—bar；灰度電壓指定裝置，用以產(chǎn)生灰度電壓指定信號，該信號根據(jù)多個圖象數(shù)據(jù)位中被選位之外的位所表示的值，從灰度電壓供給裝置提供的多個灰度電壓中，指定出第一灰度電壓和第二灰度電壓；以及輸出裝置，用以根據(jù)振動信號T和振動信號T—bar，把由灰度電壓指定信號所指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓輸出至數(shù)據(jù)線，其特征在于，多個原振動信號中的每一個信號具有一個第一電平值與一個第二電平值，而多個原振動信號在一個周期中具有第一電平值的各個持續(xù)時間是互不相同的，根據(jù)多個圖象數(shù)據(jù)位的相應位，來對在多個原振動信號具有第一電平值的各個持續(xù)時間的長度進行加權。
2.按權利要求1的一種驅動電路，其特征在于，第一灰度電壓和第二灰度電壓是多個灰度電壓中相鄰的二個電壓。
3.按權利要求1的一種驅動電路，其特征在于，多個振動信號具有各自互不相同的占空比。
4.按權利要求3的一種驅動電路，其特征在于，多種振動信號中至少有一個是倒相信號，由把多種振動信號中的另一個信號倒相而得到它。
5.按權利要求3的一種驅動電路，其特征在于，多種振動信號包括具有占空比分別為8∶0、7∶1、6∶2、5∶3、4∶4、3∶5、2∶6和1∶7的振動信號。
6.按權利要求1的一種驅動電路，其特征在于，圖象數(shù)據(jù)包括(X＋Y)位，這里每個X和Y都是正整數(shù)，灰度電壓指定裝置產(chǎn)生(2X＋1)種灰度電壓指定信號，用以從多個灰度電壓中指定2X對第一灰度電壓和第二灰度電壓，振動信號發(fā)生裝置產(chǎn)生2Y種振動信號T，從而在由灰度電壓指定裝置指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓之間產(chǎn)生(2Y－1)種平均電平各不相同的內插電壓，因此，以2(X＋Y)個灰度來顯示圖象。
7.按權利要求1的一種驅動電路，其特征在于，多種原振動信號的個數(shù)等于在圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位的個數(shù)。
8.一種用以驅動顯示設備的驅動電路，該顯示設備包括象素和把電壓加至象素的數(shù)據(jù)線，并且該顯示設備根據(jù)由多位構成的圖象數(shù)據(jù)，以多個灰度來顯示圖象，該驅動電路包括控制信號發(fā)生裝置，用以根據(jù)由多位構成的圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生出多種控制信號；以及多個開關裝置，對于多個開關裝置中的每一個開關裝置，加上多種控制信號中相應的一種控制信號以及由灰度電壓發(fā)生裝置產(chǎn)生的多個灰度電壓中相應的一個灰度電壓，根據(jù)加至控制裝置的控制信號，經(jīng)由開關裝置把供給開關裝置的灰度電壓輸出至數(shù)據(jù)線，其特征在于，控制信號發(fā)生裝置包括振動信號發(fā)生裝置，用以接收多種原振動信號，并根據(jù)由圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位所表示的值，由多種原振動信號產(chǎn)生出一個振動信號T；倒相裝置，用以對振動信號T倒相而產(chǎn)生一個振動信號T—bar；灰度電壓指定裝置，用以產(chǎn)生灰度電壓指定信號，該信號根據(jù)圖象數(shù)據(jù)多位中被選位之外的位所表示的值，在由灰度電壓供給裝置供給的多個灰度電壓中指定出第一灰度電壓和第二灰度電壓；以及輸出裝置，用以輸出第一控制信號至開關裝置和輸出第二控制信號至開關裝置，第一控制信號以占空比大體上等于振動信號T的占空比作振動，而在它被送至的開關裝置上加有由灰度電壓指定信號指定的第一灰度電壓，第二控制信號以占空比大體上等于振動信號T—bar的占空比作振動，而在它被送至的開關裝置上加有由灰度電壓指定信號指定的第二灰度電壓，其特征在于，多個原振動信號中的每一個信號有一個第一電平值和一個第二電平值，多個原振動信號中的各個信號在一個周期中具有第一電平值的各自的持續(xù)時間互不相同，該持續(xù)時間的長度要根據(jù)圖象數(shù)據(jù)的多位中相應的位來加權。
9.按權利要求8的一種驅動電路，其特征在于，第一灰度電壓和第二灰度電壓是多個灰度電壓中相鄰的二個電壓。
10.按權利要求8的一種驅動電路，其特征在于，多種振動信號中的至少一個信號是倒相信號，由多種振動信號中的另一個加以倒相而得到它。
11.按權利要求8的一種驅動電路，其特征在于，多個振動信號包括分別具有占空比為8∶0、7∶1、6∶2、5∶3、4∶4、3∶5、2∶6和1∶7的振動信號。
12.按權利要求8的一種驅動電路，其特征在于，圖象數(shù)據(jù)包括(X＋Y)位，這里每個X和Y都是正整數(shù)，灰度電壓指定裝置產(chǎn)生(2X＋1)種灰度電壓指定信號，用以從多個灰度電壓中指定2X對第一灰度電壓和第二灰度電壓，振動信號發(fā)生裝置產(chǎn)生2Y種振動信號T，從而在由灰度電壓指定裝置指定的第一灰度電壓和第二灰度電壓之間產(chǎn)生(2Y－1)種平均電平各不相同的內插電壓，因此，以2(X＋Y)個灰度來顯示圖象。
13.按權利要求8的驅動電路，其特征在于，原振動信號的種數(shù)等于在圖象數(shù)據(jù)的多位中被選位的個數(shù)。
14.按權利要求8的驅動電路，其特征在于，開關裝置是一個模擬開關。
全文摘要
一種顯示器驅動電路包括振動信號發(fā)生部件，用以接收原振動信號并根據(jù)圖象數(shù)據(jù)被選位產(chǎn)生振動信號T；倒相部件，用以把T倒相而產(chǎn)生振動信號T-bar；灰度電壓指定部件，用以根據(jù)圖像數(shù)據(jù)被選位之外的位產(chǎn)生指定第一和第二灰度電壓的灰度電壓指定信號；以及輸出部件，用以根據(jù)T和T-bar，把指定的第一和第二灰度電壓輸出至數(shù)據(jù)線。每個原振動信號具有在一周期中持續(xù)時間不同的第一和第二電平值，并根據(jù)圖像數(shù)據(jù)相應的位對各第一電平值的持續(xù)時間進行加權。
文檔編號G09G3/36GK1122934SQ94118510
公開日1996年5月22日 申請日期1994年11月25日 優(yōu)先權日1993年11月26日
發(fā)明者岡田久夫, 山本裕司, 瀨尾光, 田中邦明 申請人:夏普株式會社