專利名稱：數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、顯示驅(qū)動器和顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器、包括這種轉(zhuǎn)換器的顯示驅(qū)動器以及包括這種驅(qū)動器的顯示器。例如，在液晶顯示器中可以使用這種轉(zhuǎn)換器來提供γ校正。
(2)背景技術(shù)附圖中的圖1示出有源矩陣液晶顯示器(LCD)1的已知類型的典型例子。該顯示器包括安排成行和列的圖象單元(象素)的有源矩陣。把顯示器1連接到諸如個人計算機圖形卡之類的“主機”3，通過諸如扁平電纜之類的連接23把圖象數(shù)據(jù)提供給顯示器。顯示器包括數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)5，它接收n位數(shù)字字G(0n-1)，并把所述數(shù)字字轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓。通過由定時和邏輯電路21控制的列控制器9把該電壓提供給列電極7。
定時和邏輯電路21還控制行控制器11，它把行選擇信號依次提供給諸如顯示器中的15這樣的行電極。在圖1中詳細地示出矩陣中的象素之一的一個例子，它包括薄膜晶體管(TFT)13，把它的柵極連接到行電極15，并把它的源極連接到列電極7。把晶體管13的漏極連接到液晶象素17，以及連接到任意的附加存儲電容器19，在電氣上可以把所述液晶象素說明為或考慮為電容器。
眾所周知，液晶象素不是線性地響應(yīng)而驅(qū)動電壓幅度的。例如，附圖中的圖2示出液晶象素的亮度和施加到象素上的電壓之間的關(guān)系的一個典型例子。數(shù)/模轉(zhuǎn)換器把輸入數(shù)字字轉(zhuǎn)換成多個平均間隔的電壓中的一個合適的電壓，在圖2中示出相應(yīng)于這種電壓中的8個電壓V0，...，V7的3位字以及相應(yīng)的亮度T0，...，T7。平均間隔的施加電壓的響應(yīng)是高度非線性的。例如，當所施加電壓從V0變化到V1時從T0到T1的亮度變化比當所施加電壓從V2變化到V3時從T2到T3的亮度變化要小得多。圖象數(shù)據(jù)是如此的，打算在所施加電壓相等變化時產(chǎn)生相等變化的亮度，為了考慮液晶象素的非線性響應(yīng)，必須執(zhí)行已知為“γ校正”的一種校正。
US6154121揭示了對于液晶顯示器提供γ校正的一種數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。這是基于標準型的一種轉(zhuǎn)換器，它具有線性傳遞特征以及從多個不均勻間隔的基準電壓選擇提供給轉(zhuǎn)換器的基準電壓的手段。這種技術(shù)基于把非線性亮度/施加電壓特征分割成在非均勻間隔基準電壓之間的多個子分段，并且有效地近似具有多個線性分段的曲線，以致得到對于均勻間隔輸入的間隔更均勻的亮度等級。然而，這種技術(shù)要求產(chǎn)生非均勻間隔的基準電壓。還有，如果不是在顯示器襯底上直接形成或安裝轉(zhuǎn)換器，則必需在轉(zhuǎn)換器和顯示器之間提供載有模擬電壓的外接導線。
US5764216揭示一種技術(shù)，用于使用數(shù)字存儲器提供數(shù)字域中的γ校正。當提供請求特定灰度等級的數(shù)字字時，把它轉(zhuǎn)換成模擬電壓，但是數(shù)字字仍用來詢問提供一個或多個校正位的存儲器。使用校正位來計算對于線性轉(zhuǎn)換器所施加的模擬電壓的校正。存儲器必須具有足夠的容量，以在每個存儲器地址處包括可能的灰度等級數(shù)乘以校正位數(shù)。還有，在轉(zhuǎn)換期間需要處理附加的數(shù)字信號，即，需要n+m位來得到2n個不同的灰度等級，其中m是存儲器提供的位數(shù)。
US5796384揭示數(shù)/模轉(zhuǎn)換器和存儲器的一種組合。這個文件稱為γ校正，但是沒有揭示這種校正是怎樣進行的。
US5889486揭示二進制加權(quán)開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器的一個例子。這種類型的轉(zhuǎn)換器是基于一組電容器的，這些電容器的值具有2∶1的比值，并具有線性傳遞特征，它的模擬輸出電壓是提供給轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入的線性函數(shù)。
(3)發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，它包括n位數(shù)字字的輸入端，其中n是大于2的整數(shù)，n個電容器具有值C0，...，Cn-1，致使對于大于-1和小于(n-1)的每個整數(shù)x，Cx＜Cx+1這些電容器具有連接在一起的第一電極，每個電容器具有第二電極，該第二電極可根據(jù)n位字的每一位的值而連接到第一或第二基準電壓，其特征在于，對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)y，Cy+1不同于2·Cy。
對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)p，和對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)q，Cp+1/Cp可以不同于Cq+1/Cq。
轉(zhuǎn)換器可以包括結(jié)尾電容器，該電容器具有連接到n個電容器的第一電極的第一電極，以及用于接收第一基準電壓的第二電極。作為一種替換，轉(zhuǎn)換器可以包括由寄生電容構(gòu)成的結(jié)尾電容器。
轉(zhuǎn)換器可以包括選擇性地使所有電容器放電的手段。
對于大于-1和小于(n-1)的每個整數(shù)r，值Cr的每個電容器的第二電極可以根據(jù)n位字的第r有效位的值連接到第一或第二基準電壓。
對于大于0和小于n的每個整數(shù)s，Cs可以等于As·C0。
轉(zhuǎn)換器可以包括一個輸出端，把該輸出端安排成可根據(jù)用于轉(zhuǎn)換的至少一個預定數(shù)字字切換到至少又一個基準電壓。至少又一個基準電壓可以包括第一或第二基準電壓。
轉(zhuǎn)換器可以包括一種電路，用于接收用于轉(zhuǎn)換的m位字，以及用于根據(jù)預定的函數(shù)把從m位字得到的n位字提供給輸入端，其中，m是大于1的整數(shù)。例如，m可以等于n或小于n。在轉(zhuǎn)換階段期間，在第一電極處的電壓可以是n位數(shù)字字的非單調(diào)函數(shù)，并且預定函數(shù)可使在第一電極處的電壓為m位字的單調(diào)函數(shù)。該電路可以包括一個組合控制邏輯、包含查找表的一個存儲器、或兩者。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種顯示驅(qū)動器，它包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的至少一個轉(zhuǎn)換器。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種顯示器，它包括根據(jù)本發(fā)明的第二方面的驅(qū)動器。
可以安排至少一個轉(zhuǎn)換器以提供γ校正。
顯示器可以包括液晶顯示器。
可以把每個轉(zhuǎn)換器的電容器的第一電極或每個轉(zhuǎn)換器的第一電極直接連接到顯示器的象素矩陣而無需緩沖。
因此有可能提供實質(zhì)上是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，但是電容器具有如此的值，使之可以提供非線性轉(zhuǎn)換傳遞函數(shù)。這種安排可以有許多應(yīng)用，包括提供顯示器中的γ校正?？梢詧?zhí)行相當簡單的γ校正技術(shù)，不需要處理過多的位或產(chǎn)生另外的基準電壓。
(4)


圖1是一種已知類型的有源矩陣液晶顯示器的方框示意圖；圖2是液晶象素的亮度對施加電壓的曲線圖；圖3是電路圖，示出構(gòu)成本發(fā)明的一個實施例的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器；圖4是方框圖，示出在圖2中所示類型的轉(zhuǎn)換器以及查找表；圖5是液晶象素的亮度對施加電壓的另一曲線圖；圖6示出在圖2中所示類型的轉(zhuǎn)換器以及查找表；圖7示出圖4所示類型的經(jīng)修改的配置；圖8是RGB液晶顯示器的方框示意圖；圖9示出相似于圖6所示類型的另一種配置；圖10是構(gòu)成本發(fā)明的一個實施例的一部分有源矩陣顯示器的電路圖；以及圖11是構(gòu)成本發(fā)明的另一個實施例的一部分有源矩陣顯示器的電路圖。
(5)具體實施方式
在圖3中示出的開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器具有連接到鎖存器31以及邏輯和定時電路32的輸入端30。電路32提供兩相非重疊時鐘信號φ1和φ2，并控制轉(zhuǎn)換器的操作。在電路32的控制下，鎖存器31接收和存儲n位二進制字b(0，n-1)，并在并行輸出端33處提供各個位b0，...，b(n-1)。
轉(zhuǎn)換器包括輸出端34，它提供模擬電壓Vout作為每次數(shù)/模轉(zhuǎn)換的結(jié)果。把輸出端34連接到第一電極或電容器350，351，...，35n-1，的板極，以及結(jié)尾電容器36的第一板極。把第一基準電壓V1提供給電容器36的第二板極以及電子切換開關(guān)370，371，...，37n-1，的第一輸入端，連接電子切換開的第二輸入端以接收第二基準電壓V2，而把它的輸出端分別連接到電容器350，351，...，35n-1，的第二板極。安排開關(guān)38使之根據(jù)第一時鐘信號φ1把輸出端34連接到第一基準電壓V1。
開關(guān)370，371，...，37n-1，受到第二時鐘信號φ2和輸入字各個位b0，...，b(n-1)的值的控制。尤其，在轉(zhuǎn)換階段期間，當?shù)诙r鐘φ2有效時，如果數(shù)字字的相應(yīng)位具有值1，則每個開關(guān)把相關(guān)聯(lián)的電容器的第二板極連接到第二基準電壓V2，否則，把第二板極連接到第一基準電壓V1。
結(jié)尾電容器36的電容量可以等于或不同于最小值電容器350的電容量，這受到到轉(zhuǎn)換器的輸入數(shù)字字的最小有效位b0的控制。從電容器350到電容器35n-1，電容器的電容量的值增加。
在對于提供給輸入端30的每個數(shù)字字的每個轉(zhuǎn)換操作期間，起初通過電路32產(chǎn)生時鐘信號φ1以致開關(guān)38閉合，開關(guān)370，371，...，37n-1把電容器350，351，...，35n-1的第二板極連接到第一基準電壓V1。因此在轉(zhuǎn)換階段之前所有電容器都放電。在轉(zhuǎn)換階段期間，時鐘信號φ1無效，以致開關(guān)38開路。時鐘信號φ2變成有效，根據(jù)輸入字的各個位控制開關(guān)370，371，...，37n-1致使把每個相應(yīng)位處于1電平的電容器的第二板極切換到第二基準電壓V2。給出在轉(zhuǎn)換器輸出端34處的輸出信號Vout為Vout＝V1+(V2-V1)(B0·C0+B1·C1+…+Bn-1·Cn-1)/(C0+C1+…+Cn-1+Cterm)其中，Cterm是結(jié)尾電容器36的電容量，而C0，C1，...，Cn-1分別是電容器350，351，...，35n-1的電容量。
電容量是如此的，致使對于所有的電容器，在連續(xù)值之間不存在公共的比值。尤其，至少兩對電容器滿足下面的關(guān)系式Cp-1/Cp≠Cq+1/Cq其中，p≠q，而且p和q的每一個大于-1和小于(n-1)。
通過舉例，對于3位輸入字(即，n＝3)，以及具有Cterm＝0.1pF、C0＝0.3pF、C1＝0.5pF、C2＝0.7pF、V1＝0以及V2＝1伏，轉(zhuǎn)換器具有如下表所示的非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)
表I
連續(xù)輸出電壓值之間的空間或間隔是不均勻的，以致轉(zhuǎn)換操作是非線性的。還有，輸出電壓是非單調(diào)的，對于增加的輸入字的值，輸出電壓首先增加，然后當輸入字從011增加到100時，輸出電壓從8/16伏減少到7/16伏，然后再增加。
圖4示出轉(zhuǎn)換器配置40，它包括圖3所示類型的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)以及按查找表的形式存儲在存儲器中的函數(shù)產(chǎn)生電路42。電路42具有存儲器地址輸入，這些地址輸入形成配置40的輸入端以及接收用于轉(zhuǎn)換的輸入數(shù)字字G(0n-1)。存儲器的輸出端把數(shù)字字b(0m-1)提供給轉(zhuǎn)換器41。查找表42表示一個函數(shù)，該函數(shù)與轉(zhuǎn)換器41的轉(zhuǎn)換函數(shù)一起提供用于單調(diào)地增加數(shù)字字G(0m-1)的值的單調(diào)地增加的輸出電壓Vout。表II示出用于特定例子的值，其中，n＝3，m＝3，而電容量和電壓與上述特定例子中的相同。
表II
在這個特定例子中，包含在查找表42中的映射有效地反轉(zhuǎn)輸入字011和100的次序以致配置40提供具有不均勻間隔輸出電壓的單調(diào)轉(zhuǎn)換。
可以使用圖4所示類型的轉(zhuǎn)換配置來提供例如圖1所示的液晶顯示器的γ校正?？梢允褂眠@個配置作為DAC5，可以把它和控制器9和11以及電路21一起直接集成在顯示器面板本身上(例如在多晶硅和連續(xù)晶粒硅LCD(液晶顯示器)的情況中)，或可以形成為在面板外部的或結(jié)合在其上的一個或多個分立的“模塊”(例如在無定形硅LCD的情況中)。圖5示出可以使用這個配置校正的由實驗確定的液晶亮度/電壓曲線。在這種情況中，不需要該校正對于均勻間隔的輸入產(chǎn)生正確地均勻間隔的亮度電平，但是，使得到的亮度電平的間隔比把均勻間隔的電壓施加到液晶象素而得到的間隔更均勻就足夠了。在圖5中的曲線是如此的，致使對于1.2伏的施加電壓得到0％的亮度。
典型的6位LCD能夠顯示26或64個不同的灰度等級。對于理想的6位LCD，每個理想灰度等級之間的亮度增量將具有100/63或近似1.59％的固定值。因此，理想的6位LCD能夠顯示約0％，1.59％，3.17％，...，98.41％以及100％亮度的64個灰度等級。理想灰度等級的編號從0到63(＝二進制的111111)，即，0％亮度等于理想灰度等級0，1.59％亮度＝理想灰度等級1，...，100％亮度＝理想灰度等級63。表III列出64個理想灰度等級以及相關(guān)聯(lián)的理想亮度。一般不能夠期望從任何實際系統(tǒng)正確地再現(xiàn)這些理論上的理想灰度等級(即，完美的γ校正)。然而，圖6中所示的配置能實現(xiàn)高度的γ校正。通過檢查在圖5中的曲線可以確定相應(yīng)于表III中的每個理想灰度等級的液晶電壓。例如，如圖所示，相應(yīng)于理想灰度等級20的31.75％相當于約2.48伏的液晶電壓。表III灰度等級 亮度％ 灰度等級 亮度％0 0.000 101000 63.4921 1.587 101001 65.07910 3.175 101010 66.66711 4.762 101011 68.2541006.349 101100 69.8411017.937 101101 71.4291109.524 101110 73.01611111.111 101111 74.6031000 12.698 110000 76.1901001 14.286 110001 77.7781010 15.873 110010 79.3651011 17.460 110011 80.9521100 19.048 110100 82.5401101 20.635 110101 84.1271110 22.222 110110 85.7141111 23.810 110111 87.30210000 25.397 111000 88.88910001 26.984 111001 90.47610010 28.571 111010 92.06310011 30.159 111011 93.65110100 31.746 111100 95.23810101 33.333 111101 96.82510110 34.921 111110 98.41310111 36.508 111111 100.00011000 38.09511001 39.68311010 41.27011011 42.85711100 44.44411101 46.03211110 47.619圖6示出圖4所示類型的一種配置，用于對這種LCD提供γ校正。在這個例子中，通過在查找表42中的映射把6位輸入字G(05)轉(zhuǎn)換成提供給轉(zhuǎn)換器41的6位字b(05)。結(jié)尾電容器36具有58.13pF的電容量，而電容器350，...，355具有的值為C0＝1pF、C1＝17.83pF、C2＝27.26pF、C3＝32.80pF、C4＝36.05pF以及C5＝39.47pF。低基準電壓Vlow是1.2伏，而高基準電壓Vref是4.1伏。表IV示出輸入灰度等級請求G(05)、提供給轉(zhuǎn)換器的表42的輸出字b(05)、從轉(zhuǎn)換器41產(chǎn)生的輸出電壓以及從圖5的曲線得到的相應(yīng)亮度。表IVG(05)b(05) Vout亮度％G(05)b(05) Vout亮度％0 111111 3.307 3.6499101011 1100 2.0195 68.31071 111110 3.2932 3.8192101100 1000111.9955 70.230610 111101 3.0636 7.5952101101 1000101.9819 71.323411 111100 3.0499 7.8713101110 10011 1.9488 73.9637100 111011 2.9349 10.7545 101111 10010 1.9351 74.952101 111010 2.9213 11.0961 110000 1011 1.9045 77.1771110 110111 2.8593 13.1289 110001 1010 1.8908 78.2234111 110110 2.8456 13.6071 110010 111 1.8288 82.58421000 101111 2.815 14.7083 110011 110 1.8152 83.52711001 101110 2.8013 15.219110100 1000011.7522 87.37771010 11111 2.7683 16.5198 110101 1000001.7386 88.26151011 11110 2.7546 17.0853 110110 10001 1.7055 89.95761100 111001 2.6916 19.7687 110111 10000 1.6919 90.58261101 111000 2.678 20.4007 111000 1001 1.6612 92.0051110 110101 2.616 23.5846 111001 1000 1.6476 92.87011111 110100 2.6024 24.335111010 101 1.5856 95.058810000 101101 2.5717 26.0662 111011 100 1.5719 95.492210001 101100 2.5581 26.8272 111100 111.4569 98.099310010 11101 2.525 28.8998 111101 101.4433 98.325610011 11100 2.5113 29.7679 111110 1 1.2136 99.90910100 110011 2.4874 31.2518 111111 0 1.210010101 110010 2.4737 32.084310110 101011 2.4431 34.011310111 101010 2.4294 34.933211000 11011 2.3963 37.192211001 11010 2.3827 38.195411010 100111 2.3674 39.273511011 100110 2.3538 40.311611100 10111 2.3207 42.999411101 10110 2.3071 44.066911110 1111 2.2764 46.4595
通過比較表III和IV，可以清楚在圖6中示出的實施例提供高度γ校正，圖6的實施例產(chǎn)生的量度值近似于等間隔，并相應(yīng)于相當接近理想亮度電平。例如，灰度等級20(＝二進制的10010)具有28.571％的理論亮度，而圖6的實施例產(chǎn)生約28.9％的亮度。
選擇基準電壓和電容值以致相對于圖5中的曲線提供優(yōu)良的γ校正。原則上，通過選擇合適的電容值和基準電壓可以提供任何曲線的γ校正。還有，電容量之間的比值是重要的，只要比值如特定γ校正所要求的那樣，可以任意地或根據(jù)其它要求來選擇實際值。
當在集成電路中實施圖6中所示轉(zhuǎn)換器時，電容器的電容量實質(zhì)上正比于它在集成電路中的面積。為了構(gòu)成具有正確規(guī)定比值的電容器，使所有電容值成為最小電容量的整數(shù)倍是有利的。對于大于0和小于n的每個整數(shù)s，這可以表示為Cs＝As·C0，其中As是大于0的整數(shù)。還有，最好是較小的電容值，以便減少功率損耗。因此，對于參考圖6描述的特定例子，較小的電容量C0可以具有值0.1pF，電容值C1，...，C5可以具有值1.6pF、2.5pF、3pF、3.3pF、3.6pF，而結(jié)尾電容器36可以具有電容值5.3pF。這種配置提供可接受的γ校正，顯示器的觀看者實質(zhì)上難于察覺從“整數(shù)倍”電容量和“理想”電容量之間的差異導致的亮度變化。
在某些實施例中，有可能省略結(jié)尾電容器36。例如，圖7示出一個實施例，其中，可以從轉(zhuǎn)換器41中省略結(jié)尾電容器。在以前描述的實施例中是存在結(jié)尾電容器的，限制最大輸出電壓小于最大基準電壓V2。例如，在以前描述的特定例子中，最大輸出電壓是3.307伏，該電壓小于4.1伏的最大基準電壓。
可能希望得到4.1伏的輸出電壓，以便得到顯示器的最佳的暗狀態(tài)。圖7的配置允許這樣。
圖7的配置和圖6的配置的又一個不同之處在于把輸入字G(0n-1)提供給包括查找表的存儲器42的地址輸入端和包括當輸入字G為0時產(chǎn)生有效輸出的門配置(在圖7中作為或門示出)的組合邏輯電路45兩者。輸出信號控制電子開關(guān)46，并通過反相器47控制電子開關(guān)48。當邏輯電路45的輸出信號無效時電子開關(guān)46把配置的輸出連接到轉(zhuǎn)換器的輸出端，當該信號有效時使輸出從轉(zhuǎn)換器斷開。相反，當電路45的輸出信號有效時電子開關(guān)48把第二基準電壓V2連接到輸出端，并當電路45的輸出信號無效時時鐘從基準電壓斷開。對于所有具有非0值的輸入字，圖7中的配置如上述實施例那樣操作。當輸入字是0時，從轉(zhuǎn)換器41斷開輸出并連接到第二基準電壓，以致在參考圖6描述的特定例子中，“黑”狀態(tài)的輸出電壓是4.1伏。
如果需要的話，有可能安排組合邏輯電路45使之對于輸入字的更多的預定值產(chǎn)生更多的有效輸出，更多的有效輸出導致配置的輸出端連接到一些其它的預定電壓。例如，可以對輸入字的最大值進行解碼使輸出端連接到較低的基準電壓。
圖8示出如圖1所示一般類型相同的彩色液晶顯示器，但是配置成顯示紅、綠和藍色圖象數(shù)據(jù)。接收16位字G(015)的圖象數(shù)據(jù)，開始5位G(04)表示紅色圖象數(shù)據(jù)，接著的6位G(510)表示綠色圖象數(shù)據(jù)，最后5位G(1115)表示藍色圖象數(shù)據(jù)。提供這里上面所描述類型的3個轉(zhuǎn)換器配置，用于把各個彩色分量圖象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的γ校正電壓，通過列電極7r、7g和7b來驅(qū)動各個象素。把紅色象素數(shù)據(jù)提供給查找表42r，它的輸出端把字b_r(04)提供給轉(zhuǎn)換器41r以驅(qū)動紅色象素。相似地，用于綠色和藍色分量的查找表42g和42b把圖象數(shù)據(jù)b_g(05)和b_b(04)提供給轉(zhuǎn)換器41g和41b，分別用于驅(qū)動綠色和藍色象素。轉(zhuǎn)換器41r和41b是非線性開關(guān)電容器5位轉(zhuǎn)換器，而轉(zhuǎn)換器41g是非線性開關(guān)電容器6位轉(zhuǎn)換器。
實際上，對于紅色、綠色和藍色光，液晶象素的亮度/電壓曲線可能稍有不同。因此在圖8中示出的查找表和轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換函數(shù)對于每種彩色可能是不同的，以致對于3種彩色分量提供改進的γ校正。然而，如果兩種或三種彩色分量所要求的γ校正是充分相似的，則這些分量的配置可以是相同的，在圖8中示出的3個分立的轉(zhuǎn)換配置可以用具有合適多路復用的2個配置或1個配置來代替。
圖9示出一種配置，這種配置與圖6中示出的配置的不同之處在于把5位輸入字G(04) 提供給查找表42，查找表產(chǎn)生6位輸出字b(05)，用于控制6位轉(zhuǎn)換器41的開關(guān)。更一般地，可以安排這種配置在查找表42的地址輸入端處接收m位字，并提供n位字，用于驅(qū)動n位字轉(zhuǎn)換器41，其中，n≥m。這種配置可在許多應(yīng)用中得到改進的γ校正。尤其，在圖9所示的例子中，只可以請求32個不同的灰度等級，但是這是從64個可能的灰度等級中選擇的，特別是從64個可能的轉(zhuǎn)換器輸出電壓中選擇的。
在操作這種配置的一個例子中，5位輸入字包括11111，并通過添加0來填充它以形成施加到查找表42的地址輸入端的字111110。然后，在提供給轉(zhuǎn)換器41轉(zhuǎn)換成適合于所要求灰度等級的模擬電壓之前，查找表42把它轉(zhuǎn)換成000001。
在某些實施例中，數(shù)/模轉(zhuǎn)換器是固有地單調(diào)的，不需要在轉(zhuǎn)換器之前提供查找表以便提供γ校正。例如，在3位轉(zhuǎn)換器的情況下，它的電容量比值C0∶C1∶C2∶Cterm是1∶3∶7∶2，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換傳遞函數(shù)是固有地單調(diào)的，如在表V中所示。
表V
為了使輸入字G(02)的值對所要求的灰度等級正確地選址，只需要使輸入字的個別位反相以形成提供給轉(zhuǎn)換器的字b(02)，如在表V中所示。
圖10示出圖3所示類型的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5的一部分以及用于把電壓從轉(zhuǎn)換器提供給顯示有效矩陣的列電極7的配置。轉(zhuǎn)換器5包括結(jié)尾電容器36，并把轉(zhuǎn)換器的輸出端34連接到緩沖—放大器52的輸入端。把緩沖—放大器52的輸出端通過電子開關(guān)62連接到視頻線54。通過諸如56之類的電子開關(guān)把諸如7之類的列電極連接到視頻線54。
例如，在集成電路中，傳統(tǒng)上通過把由絕緣材料分開的兩個矩形導電材料重疊而形成電容器。然而，眾所周知，在電子電路中，某些電容量是與每個單元(諸如導電的互連)相關(guān)聯(lián)的。通常把這種電容量稱為“雜散”或“寄生”電容量，并且一般認為是不希望有的，因為它具有降低數(shù)字信號沿導體傳播的速度的作用。例如，導電列電極7具有電容量。尤其，在液晶材料層的另一側(cè)上提供均勻的相反—電極的實施例中，電極7和相反—電極形成平板電容器。在空間上分開的其它導體，諸如相鄰的列電極，也對電容量起作用。再有，控制器9具有與它的電路元件相關(guān)聯(lián)的一些電容量。
把在圖3和10的實施例中示出的轉(zhuǎn)換器5的電容器實施為由絕緣材料分開的兩個矩形導電材料重疊而形成的電容器。由于緩沖—放大器52的作用，在有效矩陣中的寄生電容對此沒有影響。
圖11示出另一種配置，在該配置中，寄生電容執(zhí)行結(jié)尾電容器36的作用。在該實施例中，把轉(zhuǎn)換器5的輸出端直接連接到有效矩陣而無需任何緩沖，以致省略了圖10中示出的緩沖—放大器52。圖11示出以動態(tài)電容器66的形式表示視頻線54的寄生電容量，而以抽象電容器64的形式表示列電極7的寄生電容量。通過抽象電容器71示出轉(zhuǎn)換器5的輸出端34處的總有效電容量。因此，這個電容量執(zhí)行轉(zhuǎn)換器5的結(jié)尾電容器的功能，以致不需要諸如36之類明確的電容器。通過計算或測量電容器71，可以省略緩沖—放大器52和電容器36，并可以把轉(zhuǎn)換器5設(shè)計成能正確地工作。不但可以節(jié)約襯底上的空間，而且省略諸如52之類的緩沖—放大器的每個數(shù)/模轉(zhuǎn)換器5提供了顯示器功率消耗的實質(zhì)性的節(jié)約。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，它包括n位數(shù)字字的輸入端，其中，n是大于2的一個整數(shù)，n個電容器具有值C0，...，Cn-1，致使對于每個大于-1和小于(n-1)的整數(shù)x，Cx＜Cx+1，以及對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)y，Cy+1不同于2·Cy，所述這些電容器具有連接在一起的第一電極，所述電容器的每一個具有第二電極，所述第二電極可根據(jù)所述n位字的各個位的值而連接到第一和第二基準電壓中之一。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)p，和對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)q，Cp+1/Cp可以不同于Cq+1/Cq。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括一個結(jié)尾電容器，所述電容器具有連接到所述n個電容器的所述第一電極的第一電極以及用于接收所述第一基準電壓的第二電極。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括由寄生電容構(gòu)成的結(jié)尾電容器。
5.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括選擇地使所有所述電容器放電的裝置。
6.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，對于大于-1和小于n的每個整數(shù)r，所述n個值為Cr的電容器中的每一個的所述第二電極可根據(jù)所述n位字的第r有效位的值而連接到所述第一和第二基準電壓中之一。
7.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，對于大于0和小于n的每個整數(shù)s，Cs＝As·C0，其中，每個As是大于0的整數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括一個輸出端，把所述輸出端安排成可根據(jù)用于轉(zhuǎn)換的至少一個預定數(shù)字字切換到至少又一個基準電壓。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述至少又一個基準電壓包括第一和第二基準電壓中之一。
10.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，包括一種電路，用于接收用于轉(zhuǎn)換的m位字，以及用于根據(jù)預定的函數(shù)，把從所述m位字得到的所述n位字提供給所述輸入端，其中，m是大于1的整數(shù)。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，m＝n。
12.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，m小于n。
13.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，在轉(zhuǎn)換階段期間，在所述第一電極處的電壓可以是所述n位數(shù)字字的非單調(diào)函數(shù)，并且所述預定函數(shù)可使在所述第一電極處的電壓為所述m位字的單調(diào)函數(shù)。
14.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電路包括一個組合邏輯電路。
15.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述電路包括包含查找表的一個存儲器。
16.一種顯示驅(qū)動器，其特征在于，它包括至少一個開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括n位數(shù)字字的輸入端，其中，n是大于2的一個整數(shù)，n個電容器具有值C0，...，Cn-1，致使對于每個大于-1和小于(n-1)的整數(shù)x，Cx＜Cx+1，以及對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)y，Cy+1不同于2·Cy，所述這些電容器具有連接在一起的第一電極，所述電容器中的每一個具有第二電極，所述第二電極可根據(jù)所述n位字的各個位的值而連接到第一和第二基準電壓中之一。
17.一種包括顯示驅(qū)動器的顯示器，其特征在于，所述顯示驅(qū)動器包括至少一個開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器包括n位數(shù)字字的輸入端，其中，n是大于2的一個整數(shù)，n個電容器具有值C0，...，Cn-1，致使對于每個大于-1和小于(n-1)的整數(shù)x，Cx＜Cx+1以及對于大于-1和小于(n-1)的至少一個整數(shù)y，Cy+1不同于2·Cy，所述這些電容器具有連接在一起的第一電極，所述電容器中的每一個具有第二電極，所述第二電極可根據(jù)所述n位字的各個位的值而連接到第一和第二基準電壓中之一。
18.如權(quán)利要求17所述的顯示器，其特征在于，安排至少一個轉(zhuǎn)換器以提供γ校正。
19.如權(quán)利要求17所述的顯示器，其特征在于，所述顯示器包括液晶器件。
20.如權(quán)利要求17所述的顯示器，其特征在于，包括象素矩陣，并且其中，所述至少一個轉(zhuǎn)換器包括由寄生電容構(gòu)成的結(jié)尾電容器，把所述至少一個轉(zhuǎn)換器的所述n個電容器的所述第一電極直接連接到所述象素矩陣而無需緩沖。
全文摘要
提供用于執(zhí)行非線性轉(zhuǎn)換的一種開關(guān)電容器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器。輸入端接收用于轉(zhuǎn)換的n位數(shù)字字。輸入字的各個位控制電子開關(guān)，該電子開關(guān)使n個電容器的板極在較高基準電壓和較低基準電壓之間切換。電容器具有值C
文檔編號H03M1/66GK1460986SQ0313671
公開日2003年12月10日 申請日期2003年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月17日
發(fā)明者H·G·沃爾頓, M·J·布朗洛, G·A·凱恩斯 申請人:夏普株式會社