驱动电路的制作方法

专利名称：驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动呈矩阵状排列的发光元件的驱动电路，特别涉及一种进行高灰阶显示的SED(Surface Conduction ElectronEmitter Display表面传导电子发射显示器)的驱动电路。
背景技术：
过去，在诸如LED(Light Emitting Diode)、EL(ElectroLuminescence)、FED(Field Emission Diosplay)、SED等的、亮度根据所施加的电压而发生变化的发光元件的驱动电路中，采用电压振幅调制(AM)控制或脉冲宽度调制(PWM)控制，来对发光元件的发光亮度进行控制。
AM控制是根据所希望得到的显示亮度，通过改变施加在发光元件上的驱动信号的电压值，来控制亮度的方法。PWM控制是根据显示亮度来改变具有一定电压振幅的驱动信号的脉冲宽度，从而实施控制的方法。在此情况下，发光时间的长短因人的视觉特性而进行时间性的积累，结果，人就能感知其亮度的差异。
此外，作为通过高灰阶显示来实现高表现力的方法，有人提出了组合AM控制和PWM控制的驱动方法(专利文献1(日本国专利申请公开特开平11-015430号公报，
公开日1999年1月22日)或专利文献2(日本国专利申请公开特开2003-173159号公报，
公开日2003年6月20日，对应的外国专利公报US2002/0195966)等)。通过组合上述两种控制方法，能够防止振幅分辨率和脉冲宽度分辨率因高灰阶化而过度地增加，因此，能够更容易地实现高灰阶显示。
在上述专利文献2中揭示了这样一种方法，即在采用组合了PWM控制和AM控制的脉冲驱动方法对呈矩阵状排列、配线的发光元件进行驱动时，为了防止因振荡(Ringing)和环绕振荡(RoundWaveform)所造成的显示品质的降低而使用具有台阶状的上升形状和下降形状的驱动波形，上述减幅振荡是因连接发光元件的信号线的电感而导致的，上述波形偏差是因阻抗成分和线间电容而导致的。下面，介绍此驱动方法。
在专利文献2中，以组合4灰阶的AM控制和259灰阶的PWM控制来进行1024(10位)灰阶显示的驱动波形为例，公开了其实施方法。图11表示上述驱动波形的一个示例。另外，为了进行简要的介绍，在图11中，并未图示全部灰阶所对应的驱动波形，仅图示了经适当选择后的灰阶所对应的驱动波形，以能够理解波形的特征为宜。
在AM控制中，按照灰阶由低到高的顺序，进行振幅控制，使得成为第1灰阶电压振幅V1、第2灰阶电压振幅V2、第3灰阶电压振幅V3、第4灰阶电压振幅V4的4个电位。在PWM控制中，将脉冲宽度控制在ΔT～ΔT×259的范围内，其中，ΔT是最小的脉冲宽度单位。如图11所示，驱动波形被控制成下述的台阶形状波形上升、下降的部分、即电压振幅发生变化的位置具有与AM控制的一个灰阶对应的电位差。根据发光元件对施加电压的亮度特性，来确定V1～V4的电位，使得V1、V2、V3、V4与亮度0对应的基准电位V0之间的电位差、即V1-V0、V2-V0、V3-V0、V4-V0成为所希望的4阶灰阶所对应的施加电压。
在此，为了便于说明驱动波形，引入图12所示的灰阶块(Grayscale Block)的概念。在图12中，灰阶块是在驱动波形中描绘的由实线所围成的一个一个的四方形。假定4灰阶的AM控制中的一个灰阶的电位差为ΔV1＝V1-V0、ΔV2＝V2-V1、ΔV3＝V3-V2、ΔV4＝V4-V3。即，电位差ΔVk＝Vk-V(k-1)，其中，k为整数且1≤k≤4，Vk为第k灰阶电压振幅。由ΔVk×ΔT来定义上述灰阶块，其中，ΔVk表示在AM控制中的一个灰阶的电位差，ΔT表示最小脉冲宽度。
在引入上述灰阶块的概念的情况下，以ΔV1、ΔV2、ΔV3、ΔV4将纵轴分割为4部分，以ΔT将横轴分割为259部分，从而形成4行×259列的矩阵，在该矩阵中无间隔地排列上述灰阶块，可以由这些灰阶块的轮廓形状来表示任意的驱动波形。一个灰阶块相当于亮度的一个灰阶。亮度每增加一个灰阶，就会增加一个灰阶块。在下一灰阶的驱动波形的形状中，灰阶块的数量增加一个。
将驱动波形设定为台阶状的上升、下降波形，意指对灰阶块进行配置，以使得在最小脉冲宽度ΔT的情况下电压振幅变大或变小时，电压振幅的差对应于一个灰阶块的差。由于驱动波形的上行和下降必定呈台阶状，所以，为了配置1024灰阶(0～1023灰阶块)，最少需要259列的脉冲宽度。
关于以上述规则形成的驱动波形，根据灰阶块的配置方式不同，可以有各种各样的驱动波形。进而，在专利文献2中，公开了如图13所示的、组合AM控制和PWM控制的具有台阶状的上升和下降波形的驱动波形的优选示例。该驱动波形也是通过组合4灰阶的AM控制和259灰阶的PWM控制来进行1024(10位)灰阶的显示的驱动波形的示例。
首先，从第1灰阶开始，随着灰阶的增加，将灰阶块配置到最小的电压振幅V1所在的行。由于该行最多可以配置259个灰阶块，所以，能够在电压振幅V1所在的行配置灰阶块，直到第259灰阶为止。
从第260灰阶开始，在电压振幅V2所在的行中也配置灰阶块。这意味着对驱动波形也实施AM控制。在这种情况下，空出1列(＝ΔT)，在第2列中配置第260个灰阶块，以使得驱动波形的上升波形成为台阶状。从第261灰阶开始，在电压振幅V2所在的行中依次排列灰阶块，直到第258列、第516灰阶为止。在电压振幅V2所在的行中，空出第259列来配置灰阶块，由此，驱动波形的下降波形也成为台阶状。
从第517灰阶开始，在电压振幅V3所在的行中也配置灰阶块。在这种情况下，空出2列(＝ΔT×2)，在第3列中配置第517个灰阶块，以使得驱动波形的上升波形成为台阶状。从第518灰阶开始，在电压振幅V3所在的行中依次排列灰阶块，直到第257列、第771灰阶为止。在电压振幅V3所在的行中，空出第258列、第259列来配置灰阶块，由此，驱动波形的下降波形也成为台阶状。
从第772灰阶开始，在电压振幅V4所在的行中也配置灰阶块。在这种情况下，空出3列(＝ΔT×3)，在第4列中配置第772个灰阶块，以使得驱动波形的上升波形成为台阶状。从第773灰阶开始，在电压振幅V4所在的行中依次排列灰阶块，直到第255列、第1023灰阶为止。
通过如上所述地配置灰阶块，可以实现具有台阶状的上升波形、下降波形的驱动波形。本驱动波形采用了在完全使用脉冲宽度后使电压振幅发生变化的调制方式，其优势在于在脉冲周期的期间内电压振幅的变化较小，能够使驱动电流均匀化。
在专利文献2中，揭示了上述各种驱动波形的示例，而且，还进一步揭示了下述能够有效地产生上述驱动波形的驱动电路，即如图12、图13所示，当在整个驱动波形中分别只存在一个上升波形和下降波形时，其由各电压振幅的左端块101和右端块102的位置来规定，驱动电路充分利用这一点来有效地产生驱动波形。
图14是用于说明所公开的驱动电路的特征的结构图。输出控制电路801是在接收到由亮度信号转换的调制数据802后对AM控制的每一个电压振幅生成脉冲宽度信号的电路。在该输出控制电路801中设置有V1启动电路～V4启动电路820，分别对电压振幅V1、V2、V3、V4生成输出开始定时信号；V1结束电路～V4结束电路830，分别对电压振幅V1、V2、V3、V4生成输出结束定时信号；V1PWM电路～V4PWM电路814，在接收到来自上述启动电路和结束电路的定时信号后，生成脉冲宽度信号。输出电路807构成为接收由输出控制电路801所生成的对应于各电压振幅的脉冲宽度信号，将脉冲宽度信号规定的时间、对应的电位作为驱动信号808来输出。即，输出电路807是生成用于驱动发光元件的最终的驱动波形的电路。
各启动电路820、结束电路830分别由译码电路821、计数器822、以及被输入来自译码电路821和计数器822的输出信号的比较放大器823构成。上述结构在所有的启动电路和结束电路中都是相同的。调制数据802被输入各启动电路820、结束电路830内的译码电路821。各灰阶与驱动波形为一一对应的关系，因此，译码电路821被设定为根据调制数据802中包含的灰阶数据，输出用于规定与要显示的灰阶对应的波形的数据。计数器822与时钟信号805同步地生成升值或降值的数值数据。在输出控制电路801中，与电压振幅V1～V4对应的动作完全相同，所以，下面，以电压振幅V1对应的电路的动作为例进行说明。
V1启动电路820中的译码电路821设定为接收调制数据802，输出V1输出开始的定时，即，如图12所示的驱动波形中，ΔV1行的左端的灰阶块的位置所对应的数据。另外，V1结束电路830中的译码电路821设定为输出V1输出结束的定时，即，ΔV1行的右端的灰阶块的位置所对应的数据。由比较放大器823对各位置数据和各电路内的计数器822的数值进行比较，当数值一致时，就分别输出成为逻辑值“1”V1启动信号和V1结束信号。V1PWM电路814由RS触发电路构成，由V1启动信号置位，由V1结束信号复位，从而，生成下述与电压振幅V1对应的脉冲宽度信号TV1，即在输出开始的定时时，上升至逻辑值“1”，在输出结束的定时时，下降至逻辑值“0”。
输出电路807具有下述功能，即接收如上述那样地生成的与个电压振幅对应的脉冲宽度信号TV1、TV2、TV3、TV4，然后，按照脉冲宽度信号TV1、TV2、TV3、TV4的定时，将电源的输出转换为电位V1、V2、V3、V4。因此，输出电路807能够以脉冲宽度信号所规定的脉冲宽度输出具有4阶电压振幅的驱动波形。
但是，根据专利文献2所揭示的电路，由于要应对各种驱动波形，所以，电路的规模较大。例如，在上述通过组合4灰阶AM控制和259灰阶PWM控制来进行1024(10位)灰阶的显示的电路的情况下，由于要根据4电位的每一个输出振幅所对应的输出开始及输出结束的定时来产生脉冲宽度信号，所以，每一个输出就需要8个译码电路、8个计数器和8个比较放大器。例如，在进行逐线驱动(Line-SequentialDriving)的情况下，会发生下述问题，即由于需要与显示装置的横向的像素数相应的电路，所以，电路规模变得非常大。特别是在大画面、高品质的显示装置中，由于像素数较多，所以，上述问题尤其显著。
这里，在背景技术的说明中，图13所示的驱动波形的特征点在于在AM控制时，各振幅的输出开始位置是确定的，不会发生变化，而且，总是输出比波形的最大振幅小的振幅，直到对每一振幅确定的输出结束位置为止，因此，要根据亮度灰阶来调制脉冲宽度的仅仅是AM的最大振幅。
由于在AM控制中各振幅的输出开始位置和输出结束位置的最大值不会发生变化，因此，要在上述驱动波形中规定与各灰阶对应的单个的波形，只要供给用于表示要输出的驱动波形的最大振幅的脉冲宽度的数据作为每一输出的调制数据即可。基于这个新的发现，通过下述方式实现了电路规模的小型化。

发明内容
为了达到上述目的，本发明的驱动电路是这样一种驱动电路，即，输出驱动波形以根据灰阶信息来驱动显示元件，其中，通过多阶电压振幅调制和脉冲宽度调制来控制上述驱动波形，上述脉冲宽度调制可对上述多阶电压振幅调制的每一电压振幅进行设定，该驱动电路的特征在于，具有输出控制部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示与要输出的最大的电压振幅对应的脉冲宽度的信号，对上述最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，而且，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出可输出的最大脉冲宽度，从而对上述驱动波形进行控制。
在上述驱动电路中，根据包括要输出的电压振幅的最大值和最大的电压振幅的输出结束位置的调制数据来形成驱动波形。根据调制数据对最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，对除上述最大的电压振幅之外的振幅输出最大脉冲宽度。其结果，能够形成表示预定灰阶的驱动波形，从而来驱动显示元件。
另外，本发明的驱动电路是这样一种驱动电路，即，输出驱动波形以根据灰阶信息来驱动显示元件，其中，通过多阶电压振幅调制和脉冲宽度调制来控制上述驱动波形，上述脉冲宽度调制可对上述多阶电压振幅调制的每一电压振幅进行设定，该驱动电路的特征在于，具有电压值数据锁存器部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示要输出的最大的电压振幅的数据；PWM数据锁存器部，锁存表示与上述最大的电压振幅对应的脉冲宽度的数据；可输出范围信号生成部，根据各电压振幅的最大脉冲宽度，生成并输出可输出范围信号；以及至少一个控制部，根据由上述电压值数据锁存器部锁存的数据和由上述PWM数据锁存器部锁存的数据，输出上述最大的电压振幅的脉冲宽度，而且，根据上述可输出范围信号，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出可输出的最大脉冲宽度。
在上述驱动电路中，电压值数据锁存器部锁存根据灰阶信息锁存最大的电压振幅，PWM数据锁存器部锁存最大的电压振幅对应的脉冲宽度。借助于可输出范围信号生成部，能够以最大脉冲宽度来输出除最大的电压振幅之外的各电压振幅。控制部根据最大的电压振幅以及与最大的电压振幅对应的脉冲宽度，输出最大的电压振幅的脉冲宽度，并且，对小于最大的电压振幅的电压振幅输出最大脉冲宽度。其结果，能够形成表示预定灰阶的驱动波形，从而驱动显示元件。
根据本发明的驱动电路，仅需由调制数据生成最大振幅的脉冲宽度信号，就能形成所希望的驱动波形。因此，可将电路的规模控制得较小。
本发明的其他目的、特征和优点在以下的描述中会变得十分明了。此外，以下参照附图来明确本发明的优点。


图1是表示本发明的驱动电路的一实施例的结构的框图。
图2是表示图1的可输出范围信号产生电路的一实施例的电路图。
图3是表示图1的输出控制电路的一实施例的电路图。
图4是表示图1的输出电路的具体示例的电路图。
图5是表示用于说明图2的电路动作的数据值的表。
图6是用于说明图2的电路动作的输出信号波形图。
图7是用于说明图3的电路动作的真值表。
图8是用于说明图3和图4的电路动作的输出信号波形图。
图9是表示本发明的第2实施例的结构的框图。
图10是用于说明图9的电路动作的驱动波形图。
图11是用于说明背景技术的驱动波形图。
图12是用于定义图11的波形的波形说明图。
图13是用于说明背景技术的第2驱动波形图。
图14是表示背景技术的驱动电路的结构的框图。
具体实施例方式图1表示本发明的驱动电路的一个实施例。本实施例是一种用于驱动由呈矩阵状排列的发光元件构成的显示装置的驱动电路，利用图13所示的通过组合4灰阶的AM和259灰阶的PWM所得到的驱动波形，对每一像素进行1024灰阶的控制。
本实施例的驱动电路由下述构成，即可输出范围数据存储器125；可输出范围信号生成电路(可输出范围信号生成部)120；计数器130；多个输出控制电路(输出控制部)101～10X和多个输出电路111～11X，用于同时驱动被排列在根据扫描信号所选择的行中的多个发光元件；以及电源电路140，对输出电路111～11X供给与AM的各振幅对应的电位。
向计数器130输入时钟信号Clk和同步信号Rst，与这些信号同步地生成升值计数(Count Up)的数值数据Cx。另外，同步信号Rst是与扫描信号同步的信号，在将计数器130的值还原为零的定时，使用该同步信号Rst。根据时钟信号Clk的周期来确定升值计数数值数据Cx的周期。在可输出范围数据存储器125中，存储有各AM振幅的可输出的最大脉冲宽度的输出开始位置数据和输出结束位置数据。可输出范围信号生成电路120，根据可输出范围数据存储器125的数据和计数器130的数据Cx，生成与时钟同步的可输出范围信号，并供给到各输出控制电路101～10X。另外，各输出控制电路101～10X和各输出电路111～11X是结构完全相同的电路。下面，以输出控制电路101和输出电路111为例进行说明。
向输出控制电路101输入与要显示的灰阶对应的调制数据161。调制数据161是表示要输出的驱动信号波形的AM的最大振幅值和最大振幅的输出结束位置的数值。为了表示4灰阶(2位)的AM和259灰阶(9位)的PWM，一个像素的调制数据161由11位的数据构成。在本实施例中，将最大振幅值数据(第一数据)分配至上位2位，将最大振幅的输出结束位置数据分配至下位9位。作为调制数据161的最大振幅值数据的上位2位被存储在电压值数据锁存器(电压值数据锁存器部)152中。作为输出结束位置数据的下位9位被存储在PWM数据锁存器(PWM数据锁存器部)151中。比较放大器153比较PWM数据锁存器151中的数据和计数器130中的数据Cx，输出最大振幅的输出结束定时信号。PWM电路(控制部)154，根据由可输出范围信号生成电路120生成的可输出范围信号、作为比较放大器153的输出的最大振幅的输出结束定时信号、电压值数据锁存器152的数据，对每一AM振幅生成被调制为要输出的脉冲宽度的脉冲宽度信号。
输出电路111，接受由PWM电路154生成的每一AM振幅的脉冲宽度信号，输出具有已经AM控制和PWM控制的驱动波形的驱动信号162。输出电路111具有下述功能，即根据各振幅的脉冲宽度信号的定时，输出由电源电路140供给的与各AM振幅对应的电位。
接着，为了更详细地说明实施例，对在图1的电路图中由各块表示的各功能部分的电路示例进行说明。
图2表示本发明的可输出范围信号生成电路120的一个示例。可输出范围信号生成电路120是排列4个范围信号生成部301而构成的，其中，该范围信号生成部301由2个比较放大器302、303和1个AND门304构成。
V1START～V4START表示与各AM振幅(V1～V4)的可输出的最大脉冲宽度对应的输出开始位置数据，V1END～V4END表示与各AM振幅(V1～V4)的可输出的最大脉冲宽度对应的输出结束位置数据。这些数据从图1所示的可输出范围数据存储器125被读出，并用于运算并生成可输出范围信号EN1～EN4。另外，在本实施方式中，如图5所示那样地设定V1START～V4START、V1END～V4END的值。
各范围信号生成部301等效并且进行相同的动作。因此，下面，以被输 V1START和V1END的电路块为例对其动作进行说明。比较放大器302的一个端子被输入计数数据Cx，另一个端子被输入V1START，由比较放大器302对这2个数据进行比较，当计数数据Cx大于V1START时就输出“1”，相反则输出“0”。比较放大器303的一个端子被输入计数数据Cx，另一个端子被输入V1END，由比较放大器303对这2个数据进行比较，当计数数据Cx小于V1END时就输出“1”，相反则输出“0”。2个比较放大器302、303的输出端子与AND门302的输入端子连接，其逻辑积被作为可输出范围信号EN1输出。
通过上述动作，当计数数据Cx大于V1START数据但小于V1END数据时可输出范围信号EN1为“1”，在其他期间内则为“0”。V1START和V1END分别表示与振幅V1的最大脉冲宽度对应的输出开始位置数据和输出结束位置数据。所以，本实施例的电路块具有下述的功能，即在可输出振幅V1的期间内，输出可输出范围信号EN1的逻辑值“1”。
同样地，在可输出振幅V2～V4的期间内，输出可输出范围信号EN2～EN4的逻辑值“1”。图6表示可输出范围信号EN1～EN4的信号波形的示例。如图1所示，通过上述方法生成的可输出范围信号被供给到对每一个同时驱动的像素设置的各输出控制电路101～10X的PWM电路。
图3表示本发明的输出控制电路101的一个示例。输出控制电路101由PWM数据锁存器151、电压值数据锁存器152、比较放大器153和9个逻辑门401～409构成。
EN1～EN4是由可输出范围信号生成电路120生成的、与各AM振幅对应的可输出范围信号。Cx是由计数器130生成的升值计数的数据值。调制数据161是由2位最大振幅值数据和9位输出结束位置数据构成的11位数据。与同步信号Rst同步地将作为最大振幅值数据的上位2位读入电压值数据锁存器152，将作为输出结束位置数据的下位9位读入PWM数据锁存器151。
比较放大器153，比较PWM数据锁存器151所保存的输出结束位置数据和计数器数据Cx，当计数器数据Cx小于或等于输出结束位置数据时就输出“1”，当计数器数据大于输出结束位置数据时则输出“0”。因此，比较放大器153持续输出“1”作为输出信号直到计数器数据Cx超过输出结束位置数据为止，在计数器数据Cx超过输出结束位置数据的时刻，比较放大器153的输出信号变成“0”，输出信号“0”是最大振幅的脉冲输出结束的定时信号。
被保存在电压值数据锁存器152中的最大振幅值数据是2位的数据，即，“00”、“01”、“10”、“11”，每一个2位数据表示4阶电压中的一个。具体而言，“00”表示要输出的驱动信号162的最大振幅为V1，“01”表示为V2，“10”表示为V3，“11”表示为V4。由译码部410对电压值数据锁存器152所保存的数据进行译码，并输出3个控制信号CTL1～CTL3，其中，该译码部410是由AND门405和OR门409构成的。
图7表示电压值数据锁存器152的数据和控制信号CTL1～CTL3的真值表。控制信号CTL1～CTL3被供给到AND门402～404、OR门406～408，以对这些门实施控制。
在OR门406～408中，如果输入端子中的1个端子(第一端子)为“1”时，则其输出固定为“1”，而不考虑其它端子(第二端子)的状态；如果第一端子为“0”，则其输出就会根据第二端子的输入而发生变化。假设第一端子为控制端子，那么，OR门406～408就可以被看作这样的门电路，即当控制端子的输入为“1”时进入关断(OFF)状态，当控制端子的输入为“0”时就进入导通(ON)状态。同样地，在AND门402～404中，如果输入端子中的1个端子(第一端子)为控制端子，其输出被固定为“0”，而不考虑其它端子(第二端子)的状态；如果第一端子为“1”，则其输出就根据第二端子的输出发生变化。假设第一端子是控制端子，AND门402～404可以被看作是这样的门电路，即当控制端子的输入为“0”时就进入关断(OFF)状态，当控制端子的输入为“1”时就进入导通(ON)状态。
控制信号CTL1被输入OR门406和AND门402，因此，当控制信号CTL1为“0”时，OR门406打开(ON)，AND门402关闭(OFF)；当控制信号CTL1为“1”时，OR门406关闭(OFF)，AND门402打开(ON)。控制信号CTL2被输入OR 门407和AND门403，当控制信号CTL2为“0”时，OR门407打开(ON)，AND门403关闭(OFF)；当控制信号CTL2为“1”时，OR门407关闭(OFF)，AND门403打开(ON)。控制信号CTL3被输入OR门408和AND门404，因此，当控制信号CTL3为“0”时，OR门408打开(ON)，AND门404关闭(OFF)；当控制信号CTL3为“1”时，OR门408关闭(OFF)，AND门404打开(ON)。
从图7的真值表可知，当最大振幅为V 1时，控制信号CTL1～CTL3全部为0，因此，AND门402～404全部为关闭(OFF)状态，仅有AND门401能够传送输入信号。此时，OR门406是打开(ON)的状态，所以，比较放大器153的输出信号将被直接传送至AND门401，OR门406的输出和可输出范围信号EN1的逻辑积作为脉冲宽度信号TV1被输出。其结果，在可输出范围信号EN1由“0”上升至“1”的时刻，脉冲宽度信号TV1变成“1”；在比较放大器153的输出信号由“1”变成“0”的时刻、即，由调制数据161的输出结束位置数值决定的时刻，脉冲宽度信号TV1下降为“0”。其它的脉冲宽度信号TV2、TV3保持为“0”。
当最大振幅为V2时，控制信号CTL1变为“1”。此时，由于OR门406的状态为关闭(OFF)，不再对AND门401传送比较放大器153的输出信号，可输出范围信号EN1作为脉冲宽度信号TV1被直接从AND门401输出。另一方面，AND门402成为打开(ON)状态，能够输出脉冲宽度信号TV2。此时，由于控制信号CTL2为“0”，因此，OR门407是打开(ON)的状态，比较放大器153的输出信号将被直接传送至AND门402，OR门407的输出和可输出范围信号EN2的逻辑积作为脉冲宽度信号TV2被输出。因此，在可输出范围信号EN2由“0”上升至“1”的时刻，脉冲宽度信号TV2变成“1”；在比较放大器153的输出信号由“1”变成“0”的时刻、即，由调制数据161的输出结束位置数值决定的时刻，脉冲宽度信号TV2下降为“0”。脉冲宽度信号TV3、TV4保持为“0”。
当最大振幅为V3时，与最大振幅为V2时相比，控制信号CTL2变为“1”。此时，由于OR门407的状态为关闭(OFF)，不再对AND门402传送比较放大器153的输出信号，可输出范围信号EN2作为脉冲宽度信号TV2被直接从AND门402输出。AND门403成为打开(ON)状态，能够输出脉冲宽度信号TV3。此时，由于控制信号CTL3为“0”，因此，OR门408是打开(ON)的状态，比较放大器153的输出信号将被直接传送至AND门403，比较放大器153的输出信号和可输出范围信号EN3的逻辑积作为脉冲宽度信号TV3被输出。因此，在可输出范围信号EN3由“0”上升至“1”的时刻，脉冲宽度信号TV3变成“1”；在比较放大器153的输出信号由“1”变成“0”的时刻、即，由调制数据161的输出结束位置数值决定的时刻，脉冲宽度信号TV3下降为“0”。脉冲宽度信号TV4保持为“0”。
当最大振幅为V4时，与最大振幅为V3时相比，控制信号CTL3变为“1”。此时，由于OR门408的状态为关闭(OFF)，不再对AND门403传送比较放大器153的输出信号，可输出范围信号EN3作为脉冲宽度信号TV3被直接从AND门403输出。AND门404成为打开(ON)状态，能够输出脉冲宽度信号TV4。由于比较放大器153的输出信号被供给到AND门404，因此，比较放大器153的输出信号和可输出范围信号EN4的逻辑积作为脉冲宽度信号TV4被输出。所以，在可输出范围信号EN4由“0”上升至“1”的时刻，脉冲宽度信号TV4变成“1”；在比较放大器153的输出信号由“1”变成“0”的时刻、即，由调制数据161的输出结束位置数值决定的时刻，脉冲宽度信号TV4下降为“0”。
如上所述，输出控制电路101进行下述的动作，即对于由调制数据161的最大振幅值数据所指定的驱动波形的最大振幅，生成由调制数据161的输出结束位置数据所规定的脉冲宽度的信号，对于比上述最大振幅小的振幅，直接将可输出范围信号作为脉冲宽度信号来输出。
图8表示从输出控制电路101输出的脉冲宽度信号TV1～TV4、以及根据脉冲宽度信号TV1～TV4所形成的驱动波形OUT的波形示例。脉冲宽度信号TV1～TV4的上升是由图6所示的可输出范围信号EN1～EN4上升的定时所决定的。另外，脉冲宽度信号TV1～TV3的下降和可输出范围信号EN1～EN3的下降的定时相同。只有与最大振幅V4对应的脉冲宽度信号TV4在由调制数据161的输出结束位置数据所决定的定时下降。
脉冲宽度信号TV1～TV4被输入输出电路111～11X，并最终形成为用于驱动发光元件的驱动波形OUT。输出电路111～11X进行下述动作，即根据脉冲宽度信号的定时，输出与各振幅对应的电位，从而生成已经AM控制和PWM控制的驱动波形。
图4表示现有技术的输出电路111～11X的一个示例。V1～V4是由外部的电源电路140供给的电位，其与驱动信号162的4灰阶的AM的各电压振幅对应。各电位V1～V4分别通过晶体管或配对晶体管Q1～Q4与输出端子OUTPUT连接，当所连接的晶体管导通(ON)时，就向输出端子OUTPUT输出相当的电位。此外，输出端子OUTPUT还通过晶体管Q0与基准电位V0连接，当晶体管Q0导通(ON)时，向输出端子OUTPUT输出基准电位V0。晶体管Q0～Q4由门信号GV0～GV4所控制，其中，该门信号GV0～GV4是在由8个NOT门和4个NAND门500～503构成的逻辑电路中从脉冲宽度信号TV1～TV4生成的信号。
逻辑电路进行下述动作，即从脉冲宽度信号TV1～TV4中选择其值为“1”且振幅最大的脉冲宽度信号，然后，生成仅仅使与相当的输出电位连接的晶体管导通(ON)的门信号。以下说明这一动作。
脉冲宽度信号TV4被输入NOT门504，在反转后成为门信号GV4。向输出门信号GV3的NAND门503的一个输入端子输入脉冲宽度信号TV3，向另一个输入端子输入脉冲宽度信号TV4的反转信号。向输出控制门信号GV2的NAND门502的一个输入端子输入脉冲宽度信号TV2，向另外2个输入端子分别输入脉冲宽度信号TV4的反转信号和脉冲宽度信号TV3的反转信号。向输出门信号GV1的NAND门501的一个输入端子输入脉冲宽度信号TV1，向另外3个输入端子分别输入脉冲宽度信号TV4的反转信号、脉冲宽度信号TV3的反转信号和脉冲宽度信号TV2的反转信号。向输出门信号GV0的NAND门500的4个输入端子分别输入脉冲宽度信号TV4～TV1的反转信号。
门信号GV4是脉冲宽度信号TV4的反转信号，因此，当脉冲宽度信号TV4为“1”时，门信号GV4就为“0”，晶体管Q4导通(ON)。此时，由于脉冲宽度信号TV4的反转信号“0”还被输入4个NAND门500～503的输入端子，所以，各NAND门500～503关闭(OFF)，并且，与脉冲宽度信号TV1～TV3无关地输出“1”。门信号GV0～GV3是脉冲宽度信号TV1～TV3的反转信号，所以为“0”，晶体管Q0～Q3成为截止(OFF)状态。通过上述动作，当脉冲宽度信号TV4为“1”时，仅有晶体管Q4导通(ON)，电位V4被输出到输出端子OUTPUT。
当脉冲宽度信号TV4为“0”时，晶体管Q4截止(OFF)。此时，若脉冲宽度信号TV3为“1”，则门信号GV3就为“1”，晶体管Q3导通(ON)。另一方面，由于脉冲宽度信号TV3的反转信号“0”被输入3个NAND门500～502的输入端子，所以，这些NAND门关闭(OFF)，与脉冲宽度信号TV1～TV2无关地，门信号GV0～GV2变为“0”，结果，晶体管Q0～Q3成为截止(OFF)状态。通过上述动作，当脉冲宽度信号TV4为“0”、脉冲宽度信号TV3为“1”时，只有晶体管Q3导通(ON)。从而，电位V3被输出到输出端子OUTPUT。
借助于同样的动作，当脉冲宽度信号TV4为“0”、脉冲宽度信号TV3为“0”、脉冲宽度信号TV2为“1”时，电源电位V2被输出到输出端子OUTPUT。此外，当脉冲宽度信号TV2～TV4为“0”、TV1为“1”时，电源电位V1将被输出到输出端子OUTPUT。当脉冲宽度信号TV1～TV4全部为“0”时，只有门信号GV0为“1”，这样，基准电位V0被输出。
如上所述，在输出电路111～11X中，向输出端子OUTPUT输出与脉冲宽度信号TV1～TV4中为“1”的信号的最大振幅对应的电位，其中，脉冲宽度信号TV1～TV4作为输入信号而与4阶振幅对应。其结果，如图8所示，根据与各振幅对应的脉冲宽度信号，形成驱动波形OUT并成为驱动信号162，其中，该驱动波形OUT是通过进行4阶AM控制和PWM控制所得到的驱动波形。
通过采用上述结构，能够有效地生成具有台阶状的上升波形和下降波形的、组合了AM控制和PWM控制的驱动波形。由于能够共用地向多个输出控制电路101～10X供给可输出范围信号生成电路120的信号，所以，在驱动电路内有1个或数个可输出范围信号生成电路120即可，其中，该可输出范围信号生成电路120的数量与同时驱动的像素数对应。每一输出所需的电路仅仅是输出控制电路101～10X和输出电路111～11X，其中，输出控制电路101～10X由1个11位的PWM数据锁存器、1个2位的电压值数据锁存器、1个比较放大器和9个AND门或OR门构成，输出电路111～11X是由门电路和晶体管构成的简单的结构。因此，可以电路规模变得非常小，集成电路的配置面积缩小，这样有利于降低成本。另外，每一输出所需要的数据量为9位+2位＝11位即可。因此，无需进行高速通信，能够容易地确保数据的品质。
此外，本发明并不限于本实施例所述的电路。显而易见，使用由NAND门或NOR门构成的电路也可以实现由AND门或OR门构成的电路的功能。
另外，在本实施例中，说明了借助于通过组合4灰阶的AM和259灰阶的PWM所得到的驱动波形对每1像素进行1024灰阶的控制的方法。但是，本发明并不限于上述，可以与灰阶数无关地取得相同的效果。此外，电压振幅中的上升波形和下降波形并不限于本实施例所述的台阶状，例如，通过改变可输出范围数据存储器125的值，上述波形可以被改变为任意的形状。
图9是表示本发明的驱动电路的第2实施例的电路框图。对具有与上述实施例1相同的功能或结构的构件赋予相同的标号，并省略其说明。为了简化说明，未对同步信号Rst进行图示。但与图1所示的电路同样地，同步信号Rst被供给到所需的电路。
本实施例的驱动电路由下述构成，即可输出范围数据存储器125；第1可输出范围信号生成电路(可输出范围信号生成部)120；第2可输出范围信号生成电路(可输出范围信号生成部)121；升值计数的U计数器130；降值计数的D计数器131；多个输出控制电路101～10X和多个输出电路111～11X，用于同时驱动被排列在根据扫描信号所选择的行中的多个发光元件；以及电源电路140，对输出电路111～11X供给与各AM振幅对应的电位。
输出控制电路101～10X和输出电路111～11X具有与图1所述的实施例1的驱动电路相同的结构。与实施例1不同的是具有两个计数器、即升值计数的计数器130和降值计数的计数器131；具有第2可输出范围信号生成电路121。另外，第2可输出范围信号生成电路121的结构与第1可输出范围信号生成电路120相同，这两个电路都是与实施例1所述的电路示例相同的电路。另外，可输出范围数据存储器125向两个可输出范围信号生成电路120、121供给共用的数据。
升值计数的U计数器130向第1可输出范围信号生成电路120和多个输出控制电路101～10X中的第奇数个输出控制电路内的比较放大器153供给数据Cx。进行降值计数的D计数器131向第2可输出范围信号生成电路121和多个输出控制电路101～10X中的第偶数个输出控制电路内的比较放大器153提供数据Cy。第1可输出范围信号生成电路120的输出信号被供给到多个输出控制电路101～10X中的第奇数个输出控制电路内的PWM电路154。第2可输出范围信号生成电路121的输出信号被供给到多个输出控制电路101～10X中的第偶数个输出控制电路内的PWM电路154。
在上述结构中，从第奇数个输出控制电路和输出电路输出的驱动信号162与实施例1相同。即，输出下述驱动波形，即如图13所示，随着灰阶的增加，驱动波形块在时间轴上从较小的一侧开始依次排列从而形成波形。另一方面，根据可输出范围信号和最大振幅的输出结束定时信号来形成要从第偶数个输出控制电路和输出电路输出的驱动信号163，其中，可输出范围信号是由第2可输出范围信号生成电路121根据降值计数的D计数器131的数据Cy所生成的信号，最大振幅的输出结束定时信号是通过由比较放大器153对D计数器131的数据Cy和最大振幅的输出结束位置数据进行比较所生成的信号。其结果，从第偶数个电路输出的驱动波形成为下述的波形，即随着灰阶的增加，驱动波形块在时间轴上从较大的一侧开始依次排列并形成波形。
向同时驱动的位于相同扫描行上的发光元件输出驱动信号，从而使驱动信号交替成为从从时间轴的较小一侧上升的信号和从时间轴的较大一侧上升的信号。整体而言，在时间轴上，驱动电压被平均化。如果采用上述驱动波形，那么，驱动电流的变化比较小，对供给驱动信号的电位的电源电路140的负载稳定，因此，可适用于供给更高精度的驱动波形。
根据本发明，借助于很少的附加电路就能够实现一种生成上述理想的驱动波形的驱动电路。
如上所述，本发明的驱动电路是一种为了根据灰阶信息来驱动显示元件而输出通过电压振幅调制和脉冲宽度调制所得到的驱动波形的驱动电路，其中，该电压振幅调制是多阶的电压振幅调制，该脉冲宽度调制是可对上述多阶的电压振幅调制的每一电压振幅进行设定的脉冲宽度调制，本发明的驱动电路具有下述输出控制部，即在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示与要输出的最大的电压振幅对应的脉冲宽度的信号，对上述最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，而且，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出可输出的最大脉冲宽度，从而对驱动波形进行控制。
在上述驱动电路中，根据包括要输出的电压振幅的最大值和最大的电压振幅的输出结束位置的调制数据来形成驱动波形。根据调制数据对最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，对除上述最大的电压振幅之外的振幅输出最大脉冲宽度。其结果，能够形成表示预定灰阶的驱动波形，从而来驱动显示元件。
进而，本发明的驱动电路是一种为了根据灰阶信息来驱动显示元件而输出通过电压振幅调制和脉冲宽度调制所得到的驱动波形的驱动电路，其中，该电压振幅调制是多阶的电压振幅调制，该脉冲宽度调制是可对上述多阶的电压振幅调制的每一电压振幅进行设定的脉冲宽度调制，本发明的驱动电路具有电压值数据锁存器部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示要输出的最大的电压振幅的数据；PWM数据锁存器部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示与上述最大的电压振幅对应的脉冲宽度的数据；可输出范围信号生成部，在对任意的灰阶信息进行调制时，根据各电压振幅的最大脉冲宽度，生成并输出可输出范围信号；以及至少一个控制部，在对任意的灰阶信息进行调制时，根据由上述电压值数据锁存器部锁存的数据和由上述PWM数据锁存器部锁存的数据，输出上输最大的电压振幅的脉冲宽度，而且，根据上述可输出范围信号，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出可输出的最大脉冲宽度。
在上述驱动电路中，电压值数据锁存器部根据灰阶信息来锁存最大的电压振幅，PWM数据锁存器部锁存最大的电压振幅对应的脉冲宽度。借助于可输出范围信号生成部，能够以最大脉冲宽度来输出除最大的电压振幅之外的各电压振幅。控制部根据最大的电压振幅以及与最大的电压振幅对应的脉冲宽度，输出最大的电压振幅的脉冲宽度，并且，对小于最大的电压振幅的电压振幅输出最大脉冲宽度。其结果，能够形成表示预定灰阶的驱动波形，从而驱动显示元件。
在上述驱动电路中，通过由调制数据生成最大振幅的脉冲宽度信号，来形成所希望的驱动波形。因此，能够缩小电路规模。
另外，可输出范围信号生成部生成可输出范围信号。可输出范围信号能够被共用地供给到多个输出控制电路，该多个输出控制电路对相同扫描线上的多个像素生成驱动信号，因此，在驱动电路中有一个或几个上述输出控制电路即可，从而可以缩小电路的规模。
进而，可输出范围数据存储器，存储与多阶电压振幅的每一者的最大脉冲宽度对应的输出开始位置数据和输出结束位置数据。可输出范围信号生成部，比较可输出范围数据存储器的输出开始位置数据及输出结束位置数据和计数器的值，由此，可生成可输出范围信号。与最大脉冲宽度对应的输出开始位置数据和输出结束位置数据是不变的常数值，只需将其供给到多阶电压振幅的每一者即可，因此，所需的存储器的规模也比较小，与上述可输出信号生成部同样地，在驱动电路内仅需一个或几个该存储器即可。
如上所述，根据本发明的驱动电路，对除最大振幅之外的振幅输出最大脉冲宽度，驱动波形的控制部只需生成最大振幅的脉冲宽度即可。因此，驱动电路可由简单的电路构成，可将电路的规模控制得较小。
另外，每一输出所需的调制数据只是供给最大振幅的脉冲宽度的数据，由于调制数据的数据量较小，不需要高速的通信，因此，可确保数据的质量。
以上，对本发明进行了详细的说明，上述具体实施方式
或实施例仅仅是揭示本发明的技术内容的示例，本发明并不限于上述具体示例，不应对本发明进行狭义的解释，可在本发明的精神和权利要求的范围内进行各种变更来实施之。
权利要求
1.一种驱动电路，输出驱动波形以根据灰阶信息来驱动显示元件，其中，通过多阶电压振幅调制和脉冲宽度调制来控制上述驱动波形，上述脉冲宽度调制可对上述多阶电压振幅调制的每一电压振幅进行设定，该驱动电路的特征在于，具有输出控制部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示与要输出的最大的电压振幅对应的脉冲宽度的信号，对上述最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，而且，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出最大脉冲宽度，从而对上述驱动波形进行控制。
2.一种驱动电路，输出驱动波形以根据灰阶信息来驱动显示元件，其中，通过多阶电压振幅调制和脉冲宽度调制来控制上述驱动波形，上述脉冲宽度调制可对上述多阶电压振幅调制的每一电压振幅进行设定，该驱动电路的特征在于，具有电压值数据锁存器部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示要输出的最大的电压振幅的数据；PWM数据锁存器部，锁存表示与上述最大的电压振幅对应的脉冲宽度的数据；可输出范围信号生成部，根据各电压振幅的最大脉冲宽度，生成并输出可输出范围信号；以及至少一个控制部，根据由上述电压值数据锁存器部锁存的数据和由上述PWM数据锁存器部锁存的数据，输出上述最大的电压振幅的脉冲宽度，而且，根据上述可输出范围信号，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出最大脉冲宽度。
3.根据权利要求2所述的驱动电路，其特征在于上述驱动波形是被进行了电压振幅调制和脉冲宽度调制的驱动波形，在该电压振幅调制中，根据由灰阶信息表示的灰阶数，n阶电位从V1向Vn依次增加；在该脉冲宽度调制中，对于n阶电压振幅的每一者，根据由灰阶信息表示的灰阶数，m阶脉冲宽度在从单位脉冲宽度ΔT至最大脉冲宽度ΔT×m的范围内减小，其中，n和m分别是大于或等于1的整数；由纵向延伸的电压轴和横向延伸的时间轴构成平面，在上述电压轴上电压向上增加，在上述时间轴上时间向右增加，在上述平面中，以电压振幅的一个灰阶单位、即ΔVk＝Vk-V(k-1)将上述电压轴分为n行、即第1行至第n行，其中，k是大于或等于1且小于或等于n的整数，V0是对应于亮度0的基准电位，另外，以脉冲宽度的一个灰阶单位、即上述单位脉冲宽度ΔT将上述时间轴分为m列、即第1列至第m列，由此形成矩阵，在该矩阵中根据灰阶数来排列大小为ΔVk×ΔT的灰阶块，在用上述灰阶块的轮廓形状来表示与灰阶数对应的波形时，上述波形成为按照下述方式所形成的驱动波形，即从上述矩阵的最下面的一行开始，在各行所确定的可配置的范围内，从列的一端开始无间隔地排列上述与灰阶数对应的灰阶块，在下面的一行的可配置范围被完全占满后，就在上面的一行中进行排列；上述电压值数据锁存器部，锁存表示在任意的灰阶信息所对应的驱动波形中被最后配置的灰阶块所在的行的数据；上述PWM数据锁存器部，锁存表示上述被最后配置的灰阶块所在的列的数据。
4.根据权利要求2或3所述的驱动电路，其特征在于上述可输出范围信号生成部向多个控制部共用地供给上述可输出范围信号，其中，该多个控制部生成向显示元件的扫描线上的多个像素输出的驱动波形。
5.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于根据可输出范围数据存储器所存储的输出开始位置数据及输出结束位置数据、升值计数或降值计数的多于或等于2位的数字信号来生成上述可输出范围信号。
6.根据权利要求4所述的驱动电路，其特征在于上述可输出范围信号生成部同时生成第1可输出范围信号和第2可输出范围信号作为上述可输出范围信号，其中，上述第1可输出范围信号是根据可输出范围数据存储器所存储的输出开始位置数据及输出结束位置数据、升值计数的多于或等于2位的数字信号所生成的可输出范围信号，上述第2可输出范围信号是根据上述输出开始位置数据、上述输出结束位置数据、降值计数的多于或等于2位的数字信号所生成的可输出范围信号。
全文摘要
本发明提供一种驱动电路，输出驱动波形以根据灰阶信息来驱动显示元件，其中，通过多阶电压振幅调制和脉冲宽度调制来控制上述驱动波形，上述脉冲宽度调制可对上述多阶电压振幅调制的每一电压振幅进行设定。具有输出控制部，在对任意的灰阶信息进行调制时，锁存表示与要输出的最大的电压振幅对应的脉冲宽度的信号，对上述最大的电压振幅进行脉冲宽度控制，而且，对小于上述最大的电压振幅的电压振幅输出最大脉冲宽度，从而对上述驱动波形进行控制。由此，能够实现这样一种电路规模较小的驱动电路，即，驱动由呈矩阵状排列的发光元件构成的显示装置，生成被进行了电压振幅调制(AM)控制和脉冲宽度调制(PWM)控制的驱动信号的驱动电路。
文档编号G09G3/20GK1885377SQ200610093298
公开日2006年12月27日 申请日期2006年6月23日 优先权日2005年6月24日
发明者石田达也 申请人:夏普株式会社