灰度电压产生方法、灰度电压产生电路和液晶显示器件技术

一种用于产生灰度电压的方法，它可以通过利用小规模电路实现高质量图像的显示并降低能耗和便于使用。在上述方法中，利用数－模转换器，将各对应正极性或负极性的灰度电压中彼此相邻的两个灰度电压之间的电压差的多个差动电压值数据转换为多个模拟电压，然后利用加法器或减法器执行一个或两个参考电压和多个模拟电压的加法和减法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于产生灰度电压的方法，用于产生灰度电压的电路和一种液晶显示器件；特别涉及一种用于通过向液晶显示器件提供一亮度灰度电平，产生多个灰度电压从而显示图像的方法，以及利用上述方法的灰度产生电路，和具有这种灰度产生电路的液晶显示器件。该液晶显示器1是，例如，一利用薄膜晶体管(TFT)作为开关元件的有源矩阵类型彩色液晶显示器。在该液晶显示器1中，由多个以特定间隔在行方向排列的扫描电极(扫描线)和多个以特定间隔在列方向上排列的数据电极(数据线)包围的区域作为像素。在彩色液晶显示器1中的各像素中，安排有相当于一电容性负载的像素电极、一公共电极、以及一用于驱动对应像素电极的TFT。为了驱动彩色液晶显示器1，当一公共电压Vcom(未示出)被加在公共电极上时，向数据线提供根据均为数字视频数据的红色数据DR、绿色数据DG、和蓝色数据DB分别产生的数据红色信号、数据绿色信号和数据蓝色信号，并向扫描线提供根据水平同步信号SH、垂直同步信号SV等产生的扫描信号。这实现了将在彩色液晶显示器1的显示屏上显示的彩色字符或图像。控制器2将外部输入的具有八个灰度级的红色数据DR、具有八个灰度级的绿色数据DG、和具有八个灰度级的蓝色数据DB分别与外部加入的显示时钟CLK同步地转换为显示数据D00-D07、D10-D17、和D20-D27，并将转换后的数据提供给数据驱动器4。另外，控制器2根据上述外部提供的显示时钟CLK和水平同步信号SH、垂直同步信号SH等产生一扫描时钟SCK和数据时钟DCK，并将产生的扫描时钟SCK提供给扫描驱动器5，将产生的数据时钟DCK提供给数据驱动器4。灰度电压产生电路3产生八种灰度电压V1-V8，根据外部输入的灰度电压设定数据DG改变各灰度电压V1-V8的电压电平。灰度电压设定数据DG由1位用于指示有效数据的开始位置的开始位、3位用于指示地址信息的地址位和用于指示电压值数据的8位数据位组成。地址信息用于选择组成下面将要说明的灰度电压产生电路3的八个数-模转换器(DAC)121-128中的任一个。另外，电压值数据用于改变各灰度电压V1-V8的电压电平。数据驱动器4根据与数据时钟DCK同步获得的一行显示数据D00-D07、D10-D17、和D20-D27，从灰度电压产生电路3输出的灰度电压V1-V8中选择一个灰度电压，并将该选择的灰度电压作为一数据红色信号、数据绿色信号或数据蓝色信号提供给彩色液晶显示器1中的一对应数据线。扫描驱动器5依次产生与扫描时钟SCK同步的扫描信号并将产生的信号依次提供给彩色液晶显示器1中对应的扫描线。下面，将参照附图8说明灰度电压产生电路3的结构。灰度电压产生电路3由包括接口电路11、数-模转换器(DAC)121-128和缓冲放大器131-138的一个LSI(大规模集成电路)芯片组成。接口电路11具有一DAC，该DAC是根据从组成灰度电压设定数据DG的外部锁定电压值数据中输入的、组成灰度电压设定数据DG的地址信息选择的。各DAC121-128将各DAC121-128锁存的电压值数据转换为模拟电压，并输出转换的电压。各DAC121-128输出的模拟电压被保持在相同电平，直到新电压值数据被接口电路11锁存时为止。在该例中，由于各电压值数据由八位组成，因此，各DAC121-128可输出一总计具有256级的模拟电压。但是，模拟电压的最大值被设定为允许输入电平或其以下。各缓冲放大器131-138对各对应DAC121-128转换的模拟电压执行电流放大和阻抗转换，并输出结果电压，作为灰度电压V1-V8。根据上述结构，通过执行一OS(操作系统)或应用程序，从外部向灰度电压产生电路3输入灰度电压设定数据DG，从而可以对由相对于彩色液晶显示器1特定的特性造成的灰度显示特性的失真进行灰度校正，和/或获得适合用户爱好的或可匹配将要显示物体的图像的灰度显示特性。如上所述，在传统的灰度电压产生电路3中，各DAC121-128单独的输出一具有总共256级的模拟电压，各缓冲放大器131-138对各对应DAC121-128转换的模拟电压执行电流放大和阻抗转换，并将产生的电压提供给数据驱动器4。然后，数据驱动器4根据获得的一行显示数据D00-D07、D10-D17和D20-D27，选择灰度电压V1-V8中的一个，并将选择的电压作为数据红色信号、数据绿色信号和数据蓝色信号提供给彩色液晶显示器1中的对应数据线中的一个。就是说，在传统彩色液晶显示器件中，灰度电压产生电路3和数据驱动器4均不对灰度电压执行电平移动或电流放大，因此灰度电压为可被提供给彩色液晶显示器1中的各数据线的电平值(例如，8.5-13V，本文中，可被提供的灰度电压的电平被称为“可用电压电平”)。因此，为了灰度电压产生电路3可产生一处于可用电压电平的电压，需要DAC121-128和缓冲放大器131-138均具有一很宽的动态范围。如果包括具有很宽动态范围的DAC121-128和缓冲放大器131-138的灰度电压产生电路3必须利用一LSI芯片构成时，电路的规模将变得非常大，不能实现，即使它可实现，其成本也会很高。另外，当对灰度电压执行电平移动或电压放大从而使灰度电压是可用电压电平时，由于与电平移动或电压放大相关的错误的出现，不可能产生具有高精度的灰度电压，也不可能实现高质量的图像显示。另外，即使灰度电压产生电路3是利用一个LSI芯片制成的，由于具有很宽动态范围的DAC121-128和缓冲放大器131-138耗能很大，上述例子中的彩色液晶显示器件也不可能被应用在用于由电池驱动的便携式电子装置的显示器中，如笔记本电脑、掌上电脑和便携计算机、PDA(个人数字助理)、便携式蜂窝电话、PHS(个人掌上电话系统)等。另外，一些数据驱动器产生通过分割灰度电压产生电路3输出的灰度电压可产生一系列灰度电压。这里，为了区分灰度电压电路3产生的灰度电压和数据驱动器4产生的灰度电压，将后者称为“应用灰度电压”。当产生了一系列应用灰度电压后，在通常情况下，灰度电压，例如，向由多个电阻级联形成的梯形电阻器的对应接触点提供八个灰度电压V1-V8。因此，灰度电压V1-V8之间的关系如下面表达式(1)所示。GND＜V1＜V2＜V3＜V4＜V5＜V6＜V7＜V8＜VDD... (表达式1)其中，VDD表示电源电压，GND表示地电压。下文中，表达式(1)被称为“数据驱动器的输入条件”。但是，如上所述，由于各DAC121-128必须输出一具有应用电压电平的模拟电压，当灰度电压产生电路3被实际应用时，需要满足数据驱动器的输入条件，且设定灰度电压设定数据DG，从而使灰度电压处于可用电压电平。因此，传统的灰度电压产生电路3使用并不方便。而且，在通常情况下，DAC的位错大约为二进制LSB(最低有效位)的±1位。另一方面，如上所述，各DAC121-128输出一具有可用电压电平的模拟电压。从而，各DAC121-128的位错误变大，这使得产生高精度的灰度电压变得不可能，且很难获得高质量图像。这里，当假设产生最高灰度的白电平电压(下文中称为“最大灰度电压”)和产生最小灰度级的黑电平电压(下文中称为“最小灰度电压”)之间的电位差为4.5V，8位的数字视频数据将被显示在彩色液晶显示器1上时，灰度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过向液晶显示器件提供亮度灰度级、产生多个灰度电压从而显示图像的灰度电压产生方法，该方法包括： 在将对应多个灰度电压中任意两个灰度电压之间的电压差的多个数字数据转换为模拟电压后，对一个模拟电压和参考电压或至少任意两个模拟电压执行可操作计算，从而产生多个灰度电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤正厚，
申请(专利权)人：NEC液晶技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]