显示装置的制作方法

专利名称：显示装置的制作方法
本申请是申请日为1995年7月7日，申请号为95109197.2，发明名称为“一种减少薄膜三极管液晶显示板无显示区域的低功率驱动方法”的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及显示装置，尤其是薄膜三极管液晶显示装置。
薄膜三极管液晶显示组件是一种已知的薄膜三极管液晶显示器。
图39是表示现有薄膜三极管液晶显示组件主要构造的框图。
在图39中，液晶显示板(TEF-LCD)有640×4×480个象素，且在液晶显示板(TFT-LCD)的顶部和底部安置有漏极驱动器511。顶和底漏极驱动器511交替地与薄膜三极管TFT的漏极线(D)相连，以为薄膜三极管TFT提供液晶驱动电压。
薄膜三极管TFT的栅极线(G)与液晶显示板(TPT-LCD)边侧处的栅极驱动器506相连接，以在水平运行期间为薄膜三极管TFT提供一个电压。
包括有一个半导体集成电路(LSI)的显示控制器501接收来自计算机的显示数据和显示控制信号，且根据接收到的信号驱动漏极驱动器511和栅极驱动器506。
在此过程中，来自计算机的显示数据被转换成每单位时间一组包含有红(R)，绿(G)和兰(B)的数据，且构成了一个象素。
显示数据可以是12比特，每种颜色4比特；或者是18比特，每色6比特。
由于漏极驱动器511在顶部和底部设置，故要有两套控制信号总线与显示数据总线，以把驱动输出送到漏极驱动器511。
图40是现有的薄膜三极管液晶显示组件漏极驱动器511主要结构框图。
如图40所示，漏极驱动器511由显示数据的数据寄存器单元551和输出电压发生电路552组成。
图40的漏极驱动器511接收6比特的显示数据和9灰度值的参考电压，并产生64个输出电压。
数据寄存器551与数据寄存器时钟信号(CL1)同步地接收与输出线数目相同的显示数据，且输出电压发生电路552从外部提供的灰度参考电压所得的64个灰度级输出电压之中，选出与数据寄存器单元551中出来的显示数据相对应的输出电压，且把选出的电压输出到漏极信号线。
图41表示了现有液晶显示组件漏极驱动器511的输出电压发生电路552的电路结构。该图仅代表了一种输出电压发生电路552，它在数量上等于漏极信号线数。
如图41所示，输出电压发生电路把9个外部灰度级参考电压值之间的每个电压(V0-V8)，分成8个等分段(VO0-VO64)，这些值被解码器553选择并输出。
图42表示了图41灰度级参考电压与输出电压之间的关系。
在图42中全部65个输出电压值被获得，其中等于V8的VO64没有用。
本发明涉及一种液晶显示器件，且更为明确地讲涉及一种用于薄膜三极管(TFT)液晶显示器的技术。
由美国专利US.4,906,984可知，通过采用把加在公共电极上电压转换成交变电压的公共电极交变驱动法，来作为薄膜三极管液晶显示组件的公共电极驱动方法，可以使用低耐压的漏极驱动器。
现有的公共电极交变驱动方法第一个缺点是，用方波作为交变波形在相位改变时会引起一个大的峰值电流，这样公共电极驱动三极管必须要有一个大的电流额定值，从而增加了驱动电路的尺寸。
在薄膜三极管液晶显示驱动电路中，我们可以采用一个微分放大器型的电平变换电路。
在微分放大器型电平变换电路中，当有噪声叠加在正极电源上时，该噪声也会被送到电源输出终端。由于叠加在正极电源线上的噪声具有与传输到输出终端的噪声不同的波形，故也就有了第二个缺点，即连接在电平变换电路之后且对作为参考的正极电源有影响的缓冲电路将不能正常工作。
而且，通过改变施加在象素电极与液晶的相对一侧电极之间的电压，如美国专利US.5,250,937所述，可以调节观察角度。对于现有的薄膜液晶显示组件来讲，通过改变加在漏极信号线上的电压来调节观看角度。
总之，采用公共电极交变驱动的薄膜三极管液晶显示组件中有第三个缺点，即通过改变加在漏极信号线(D)上电压而对观看角度的调节，将导致一种复杂的电路结构。
所加电压与液晶透过率之间的关系一般是非线性的，如图43所表示的典型例子。
如图43所示，所加电压—透过率特性在所采用的电压范围端区表现出明显的非线性，而在其中心区则较接近于线性关系。
通常，所需的线性灰度级显示可以通过在漏极驱动器上加一个响应于此非线性特性的电压值来获得。
对通过把9个外部灰度级参考电压(V0-V8)中的每一个分为8个相等部分而产生电压值(VO0-VO64)，且选择并输出该64级梯度电压之一的漏极驱动器511而言，如图42所示，仅有8个梯度值是在用户可从其中任选设定输出电压的64个电压值之外的。
漏极驱动511内部所产生的梯度电压，可以通过等分每个外部灰度参考电压而获得，以便增加漏极驱动器511的通用性和简化其内部电路。
为此缘故其第四个缺点是漏极驱动器511内部所产生的梯度电压将偏离产生所需灰度级显示所用的线性电压。
尽管上述偏离的效果在呈现相对线性特性的电压范围中心部分不很明显，但在电压范围明显呈非线性特性的端部该偏离则不能忽略，且不能产生好的灰度级显示特性。
在通过增加外部灰度参考电压的数值可以降低这种偏离时，本方法有一个增加漏极驱动器511输入引线数目和驱动漏极驱动器511的外部电路结构复杂化的问题。
图39所示的技术中，还有第五个缺点，由于漏极驱动器511分布在液晶显示板(TFT-LCD)的顶部和底部，所以薄膜三极管液晶显示组件的上部和下部框边要有相等的长度(面积)。
但是，市场上需要框边较小的大显示器。
上述现有技术中，只用来自显示控制器501的时钟信号驱动所有漏极驱动器511。
在这种情况下，当漏极驱动器511的数量增多时还会有第六个缺点，缓冲电路210变得不能驱动漏极驱动器511，从而没有稳定的时钟信号输出。
半导体集成电路输出信号交流成分的功耗一般由下式表示。[公式1]P＝fCV2[W]其中f是工作频率[Hz]，C是输出电容[F]，而V是交流成份的电压[V]。
所以，当薄膜三极管液晶显示组件显示控制器501的端头数增加，或输出端负载电容增加时，其功耗将增大到相应的值。
在薄膜三极管液晶显示组件的显示控制器501中，其接驱动器的输出端头处交流功耗(几百毫瓦)比其内部电路功耗要多(几十毫瓦)。
薄膜三极管液晶显示组件的显示控制器501采用一个塑料外壳表面固定的半导体集成电路，它的功耗容限大约为500mw。
薄膜三极管液晶显示组件的特征在于它的鲜艳颜色和高响应速度(上升时间+下降时间＝约50毫微秒)。由于有这些特征，就可以要求这种组件有更多的色调、更高的分辨率和更好的性能。
当象素数量增加时，色调(颜色)数量的增加或漏极驱动器511和栅极驱动器506数量的增加将导致薄膜三极管液晶显示组件的显示控制器501输出端功耗的增加。
比如，在大量漏极驱动器511被用于每种颜色64个色调(总共262,144种色彩)，且许多数据总线被用于更高分辨率传送的情况下，其功耗会超过半导体集成电路(LSI)组件功耗容限。
结果，半导体集成电路(LSI)组件产生大量的热，致使其被烧坏，这是第七个缺点。
第八个缺点是，薄膜三极管液晶显示组件的I/F连接器仅被用于显示数据和同步信号的输入，这不易进行内部调整和了解组件现行状态。
第九个缺点是，对于在计算机与薄膜三极管液晶显示组件之间把显示数据转换成不同位数的方法而言，比如，计算机输出的每种颜色4比特的显示数据变成用于薄膜三极管液晶显示组件的每种颜色6比特的显示数据，此时不可能显示出100％的白色或黑色。
本发明的第一个目的是，提供一种用于薄膜三极管液晶显示器公共电极交流驱动的技术，它可以抑制流过驱动三极管的峰值电流，进而减小薄膜三极管液晶显示器的内部尺寸。
本发明的第二个目的是，提供一种用于薄膜三极管液晶显示器的技术，它能防止电平变换电路之后由电路噪声所引起的差错。
在实行公共电极交流驱动的薄膜三极管液晶显示器中，本发明的第三个目的是，提供一种易于调节视角的技术。
本发明的第四个目的是，在薄膜三极管液晶显示器中提供一种允许较好灰度级显示的技术。
本发是的第五个目的是，在薄膜三极管液晶显示器中提供一种可以使显示面积相比于液晶显示器件外部尺寸有大的面积的技术。
本发明的第六个目的是，在薄膜三极管液晶显示器中提供一种既使在作为负载的漏极驱动器511数量增多时也能输出稳定的同步信号的技术。
本发明的第七个目的是，在薄膜三极管液晶显示器中提供一种可以减少构成显示控制器的半导体集成电路所产生热量的技术。
本发明的第八个目的是，在薄膜三极管液晶显示器中提供一种可以使用户进行内部调整和了解现行显示状态的技术。
本发明的第九个目的是，在薄膜三极管液晶显示器的显示数据转换方法中提供一种能显示100％白色或黑色且也能进行线性灰度级显示的技术。
本发明的这些及其他目的和新的特征将从下述的说明书和附图中获得。
本说明书所述有代表性的特征主要为如下所述。
为实现本发明的第一个目的，本发明的第一装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行并与成行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；以及一组排列成列并与成列排布的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；及一个从方波交变信号中产生梯形交变驱动电压的梯形波发生电路；其中来自公共驱动电路的梯形波交变驱动电压被加到公共电极上，以交变地驱动该公共电极。
为了实现本发明的第二个目的，本发明的第二装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；以及一个电平变换电路，它包括，其发射极共连在一起的两个三极管，一个三极管的基极加输入信号，而另一个三极管的基极加参考电压，且有一电容器连在该另一个三极管集电极和电源之间，电平变换电路用于从该另一个三极管集电极输出电平变换后的输入信号。
为了实现本发明的第三个目的，本发明的第三个装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；以及一个用于改变公共电极上所加交变驱动电压幅值的视角调整装置。为了实现本发明的第四个目的，本发明的第四装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；以及其中漏极驱动电路在一组灰度级参考电压之间产生插入电压，这些插入电压与该组灰度级参考电压被加到漏极信号线上，以提供许多灰度级的显示；其中灰度级参考电压发生电路产生一组灰度级参考电压，这些灰度级参考电压之间的电位差在液晶的电压—透过率特性为非线性的工作电压范围内的值，小于在液晶电压—透过率特性为相对线性的工作电压范围的灰度级参考电压之间电位差值；其中由漏极驱动电路从液晶电压—透过率特性为非线性的工作电压范围内的灰度级参考电压中产生出的插入电压数量，少于从液晶电压—透过率特性相对线性的工作电压范围内的灰度级参考电压中产生出的插入电压数量。
为了实现本发明第五个目的，本发明的第五个装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有
一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管棚极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个其上装有驱动薄膜三极管液晶显示板该组栅极信号线的栅极驱动电路的栅极驱动器板；一个其上装有驱动薄膜三极管液晶显示板该组漏极信号线的漏极驱动电路的漏极驱动器板；一个其上装有公共驱动电路和电源电路的电源板，该公共驱动电路驱动公共电极；以及一个其上装有响应来自计算机的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器的接口板；栅极驱动器板，漏极驱动器板，电源板，和接口板均设置在薄膜三极管液晶显示板的外部；其中漏极驱动器板仅安装在薄膜三极管液显示板的一侧，该侧垂直于装有栅极驱动器板的那一侧。
为了实现第五个实施例，在采用第五装置的薄膜三极管液显示器之中，显示控制器根据输入的显示数据量，产生等于漏极驱动器板输入数据量的显示数据输出量。
为了实现第六个实施例，在采用第五装置的薄膜三极管液晶显示器(第六装置)中，自显示控制器送至漏极驱动电路的时钟信号被分成多个相同的时钟信号序列，且分出的时钟信号都传输到漏极驱动电路。
为了实现本发明的第七个目的，本发明的第七个装置(a)包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；其中一个缓冲电路被插在显示控制器与至少栅极驱动电路和漏极驱动电路之一之间。
为了实现本发明的第七个目的，本发明的第七装置(b)包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；
一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组栅极信号线的栅极驱动电路；一个用于驱动薄膜三极管液晶显示板一组漏极信号线的漏极驱动电路；一个用于驱动公共电极的公共驱动电路；一个电源电路；一个用于响应来自计算机单元的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器；其中显示控制器由一组半导体集成电路组成。
为了实现本发明的第八目的，本发明的第八装置包括一个薄膜三极管液晶显示板，它具有一个排成矩阵的薄膜三极管阵列；一个公共电极；一个位于薄膜三极管阵列与公共电极之间的液晶；一组排列成行且与按行排列的薄膜三极管栅极相连接的栅极信号线；一组排列成列且与按列排列的薄膜三极管漏极相连接的漏极信号线；
一个其上装有驱动薄膜三极管液晶显示板该组栅极信号线的栅极驱动电路的栅极驱动器板；一个其上装有驱动薄膜三极管液晶显示板该组漏极信号线的漏极驱动电路的漏极驱动器板；一个其上装有公共驱动电路和电源电路的电源板，该公共驱动电路驱动公共电极；以及一个其上装有响应来自计算机的控制信号和显示数据对所述电路进行控制的显示控制器的接口板；栅极驱动器板，漏极驱动器板，电源板，和接口板均设置在薄膜三极管液晶显示板的外部；其中接口板有一个用于从计算机接收控制信号和显示数据的连接器，且连接器的一部分连在薄膜三极管液晶显示器各驱动电路的特定位置上。
为了实现本发明的第九个目的，本发明的第九个装置包括，一个把来自计算机的n-比特显示数据转成用于薄膜三极管液晶显示器的m-比特(n＜m)显示数据的方法，其中来自计算机的n-比特显示数据与薄膜三极管液显示器的高位次n-比特显示数据相对应，而来自计算机的(m-n)比特显示数据与薄膜三极管液晶显示器所剩低位次(m-n)比特显示数据相对应。
对第一装置而言，公共电极由梯形交变驱动电压驱动，于是驱动三极管的峰值电流可被抑制，进而使薄膜三极管液晶显示器驱动电路缩小，使显示器的外部尺寸减小。
对于第二装置而言，一个电容器连在正极电源与电平变换电路输出端之间，以消除叠加在正极电源上的噪声，从而可以防止电平变换电路之后所连电路的误操作，提高抗噪性。
对于第三装置而言，改变加在公共电极上交变驱动电压的幅值，就可用较简单的电路结构完成薄膜三极管液晶显示器的视角调节，进而简化薄膜三极管液晶显示器的驱动电路，减小显示器的外部尺寸。
对于第四装置而言，在薄膜三极管液晶显示器的灰度级参考电压发生电路中，被插在参考电压之间的插入电压数量在液晶电压—透过率特性相对为线性的区域较多，而在液晶的电压—透过率特性为非线性区域内被插在参考电压之间的插入电压数量较少。因此可以产生一个与液晶的电压—透过率特性的细节相适应的伽马补偿电压，而且可以获得较好的灰度级显示，而不必增加外部提供的参考电压数量。
对于第五个装置而言，漏极驱动器只设置在液晶显示板的一侧，上部或下部，因此可以减少液晶显示板框边的面积，使显示面积与液晶显示器件的外部尺寸相比有所增大。
就第六个装置而言，漏极驱动器或装在液晶显示板的上部或装在其下部，且有多个时钟信号系列被送到漏极驱动器。因此，确保了稳定的时钟信号来源。
就第7a个装置而言，缓冲电路插在显示控制器与至少栅极驱动电路和漏极驱动电路之一之间，因此构成显示控制器的半导体集成电路的功率损耗可以被分散开，防止了半导体集成电路的毁坏。
就第7b个设置而言，显示控制器由一组半导体集成电路构成，因此显示控制器的功率损耗被分散开，防止了构成显示控制器的半导体集成电路的毁坏。
就第八个装置而言，连接器有一个特殊的端头，它可以连到薄膜三极管液晶显示器每个驱动电路的特定位置上，因此通过简单地插入连接器可以监视薄膜三极管液晶显示器驱动电路在该特定位置上的各种信号电压，从而简化了制造和最后检验工序中的调整工作，减小了劳动负荷。
借助于简单地插入连接器，把调整电压加在外部施加到薄膜三极管液晶显示器每个驱动电路的特定位置处，因此便于从外部对薄膜三极管液晶显示组件的驱动电路进行测试。
就第九个装置而言，薄膜三极管液晶显示器的高位次n比特显示数据采用计算机中的n比特显示数据，而剩下的薄膜三极管液显示器的低位次(m-n)比特显示数据采用计算机中的高位次(m-n)比特显示数据。因此，可以在全低电平和全高电平之间产生数值稀少的字符串。
这样可以显示100％的白色或黑色，且有线性的灰度级显示。


图1是表示作为本发明液晶显示器件第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中的薄膜三极管液晶显示板和其外部电路的方框图。
图2是图1薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)的等效电路图。
图3是图1薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)中一个象素的等效电路图。
图4是表示连在图1薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)中一个象素等效电路上每个栅极信号线上的电容的示意图。
图5是表示第一实施例薄膜三极管液晶显示组件各驱动器的主要构造和信号流动的框图。
图6是表示图5的公共电压发生单元电路构造及输入/输出波形的示意图。
图7是表示通过用梯形交变驱动电压驱动公共电极，可对驱动三极管的峰值电流进行限制的示意图。
图8是表示导通控制电压发生单元与截止控制电压发生单元电路构造的示意图。
图9是表示加在公共电极上的公共电压、加在漏极上的漏极电压，和加在栅极上的栅极电压的波形与电平的波形图。
图10是表示当第一实施例中省略掉导通控制电压发生单元时，加在公共电极上的公共电压、加在漏极上的漏极电压、和加在栅极上的棚极电压的波形与电平的波形图。
图11是表示作为本发明液晶显示器件第二实施例的薄膜三极管液晶显示组件其电源单元电路构造的示意图。
图12是说明图11中缓冲电路430误操作的示意图。
图13是表示连到端头VA1、VA2、VA3上，以改变图11的电路图中公共电压发生单元所产生的梯形公共电压幅值的电阻电路的示意图。
图14是表示作为本发明第三实施例的薄膜三极管液晶显示组件漏极驱动器的输出电压发生电路构造的示意图。
图15是表示图14中输出电压与灰度级参考电压之间关系的示意图。
图16是图15中解码器输出与解码器输入之间对应关系的示意图。
图17是表示第一实施例薄膜三极管液晶显示组件的漏极驱动器中显示数据和时钟信号的流动情况示意图。
图18是表示图17的显示控制器主要构造的框图。
图19是图18显示控制器的时序图。
图20是表示图18逻辑处理电路的电路结构的示意图。
图21是表示作为本发明液晶显示器件第四实施例的薄膜三极管液晶显示组件，其缓冲电路主要构造的框图。
图22是表示作为本发明液晶显示器件第五实施例的薄膜三极管液晶显示组件，其显示控制器的主要构造框图。
图23是表示作为本发明液晶显示器件第六实施例的薄膜三极管液晶显示组件，其显示控制器主要构造的框图。
图24是表示图23数据处理单元电路构造的示意图。
图25是图23数据处理单元的时序图。
图26是表示作为本发明液晶显示器件第七实施例的薄膜三极管液晶显示组件，其显示控制器主要构造的框图。
图27是图26数据处理单元的时序图。
图28是表示薄膜三极管液晶显示组件的内部驱动电路可通过I/F连接器的特殊端头进行调整的示意图。
图29是解释本发明数字-数字转换方法的示意图。
图30是表示用图29的数字-数字转换方法中从四位字符串转换成六位字符串的字符串表。
图31是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图32是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图33是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图34是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图35是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图36是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图37是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图38是表示本发明第八实施例薄膜三极管液晶显示组件的电路图，表示包含有ICs与I/F连接器之间连接关系的实际液晶驱动电路的电路构造。
图39是表示现有薄膜三极管液晶显示组件概要构造的框图。
图40是表示现有薄膜三极管液晶显示组件漏极驱动器概要构造的框图。
图41是表示现有薄膜三极管液晶显示组件漏极驱动器中输出电压发生电路的电路构造框图。
图42是表示图41中输出电压与灰度级参考电压之间关系的示意图。
图43是表示所用的典型的液晶电压—透过率特性曲线图。
现在将参考附图对本发明的实施例做详细的说明。
在所有表示实施例的附图中，有相同功能的组件规定了相同的标号，并且略去了对它们的重复说明。
图1是表示作为本发明液晶显示器件第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中薄膜三极管液晶显示板及其外部电路的框图。
第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件有一个位于薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)上边的漏极驱动器单元103，且在薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)的边侧还有一个栅极驱动器单元(垂直扫描电路)104，一个控制器单元101和一个电源单元102。
漏极驱动器单元103，栅极驱动器单元104，控制器单元101，和电源单元102都装在它们的专用印刷电路板上。
液晶显示板(TFT-LCD)包括有640×3×480个象素。
图2表示了图1薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)的等效电路。
如图2所示，薄膜三极管TFT设置在两相邻漏极信号线(DiG，DiB……)和两相邻的栅极信号线(G0，G1，……)之间的交叉区域中。
薄膜三极管TFT的漏极和栅极分别与漏极信号线(DiG，DiB……)和栅极信号线(G0，G1……)相连接。
薄膜三极管的源极与象素电极相连，而液晶层设置在象素电极与公共电极之间，致使液晶电容CLC等效地连在液晶层与薄膜三极管TFT源极之间。
当有正偏压加在其栅极时薄膜三极管TFT导通，而当有负偏压加在栅极时薄膜三设管TFT将截止。
存储电容CADD连接在薄膜三极管TFT源极和在前的栅极信号线G之间。
源极和漏极由它们之间偏压的极性而确定。因而该液晶显示器件中它们偏压的极性在工作过程中是相反的。所以可以理解为，在工作过程中源极与漏极相转换。但是，在下述说明部分中，为了方便起见，电极极性被固定，即一个电极为源电极，另一个为漏极。
在该情况下，为了防止第一栅极线的存储电容CADD另一端开路，在栅极信号线(G1)的外侧设置一个空栅极信号线(G0)线，以把第一栅极线存储电容CADD的另一端接在空栅极信号线(G0)上。
在图3薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)一个象素的等效电路中，在薄膜三极管TFT漏极与栅极之间有杂散电容CGD，而在栅极与源极之间有杂散电容CGS。
因此，如图4所示，CADD和CGS的串联电路被连在栅极信号线之间。
但是，在最后的栅极信号线(Gend)的外侧没有栅极信号线，致使与栅极信号线相连的电容在最后栅极信号线(Gend)与其他栅极信号线(G1～Gend-1)的电容不相同。
所以，在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，在最后栅极信号线(Gend)的外侧设置一个空的栅极信号线(Gend+1)，以使连在栅极信号线上的电容近乎相等。
工作栅极信号线(G1～Gend)外两侧的空栅极信号线(G0，Gend+1)还有防止在制作过程中使静电荷进入电路的作用。
如已公知的那样，存储电容CADD有在薄膜三极管TFT被转换时减小栅极电位变化对象素电极电位影响的作用。
而且，存储电容CADD还延长了放电时间，以把视频信号保持到薄膜三极管TFT截止之后。
图5是表示第一实施例薄膜三极管液晶显示组件中驱动器(漏极驱动器，栅极驱动器和公共驱动器)的主要构造及信号流动情况的框图。
在图5中，显示控制器201和缓冲电路210被安装在图1的控制器单元101中，漏极驱动器211在图1驱动器单元103中，栅极驱动器206在图1栅极驱动器单元104中。
漏极驱动器211，与图40的漏极驱动器511一样，包括一个显示数据寄存器单元和一个输出电压发生电路。
图1的电源单元102中有灰度级参考电压发生单元208，多路转换器209，公共电压发生单元202，公共驱动器203，电平变换电路207，导通控制电压发生单元204，截止控制电压发生单元205，和直流-直流转换器212。
如在现有技术说明部分所述的，现有的公共极交流驱动方法有一个缺点，即由于用方波作为交流波形，故在换相时将有一个大的峰值电流通过公共极驱动三极管，还需要有大额定电流的三极管，从而增加了驱动电路的尺寸。
为解决这一问题，第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件把图5公共电压发生单元202中的方波交流信号(M)变换成梯形交流信号，并将梯形交流驱动电压加到公共电极上。
图6(a)表示了电路结构，而图6(b)表示了图5公共电压发生单元202的输入/输出波形。
在图6(a)的公共电压发生电路302中，当图6(b)的方波高电位被加在运算放大器OP1的交流信号输入端时，有一电流通过电阻R1和电容器C1。在电容器C1充电时，运算放大器OP1的输出电压逐渐减小。
当电容器C1上电压超过与其并联的二极管D1的正向电压时，二极管D1导通，使运算放大器OP1的输出电压保持在低电压状态。
当图6(b)的方波低电平被加到运算放大器的交流信号输入端时，电容C1通过电阻R1被充电，运算放大器OP1的输出电压逐渐增大。
当电容C1上电压超过与之并联的二极管D2的正向电压时，二极管D2导通，使运算放大器OP1保持一个高电压。
因此，如图6(b)所示的梯形交流信号可从运算放大器的输出端获得。
二极管D1或D2可用一组串联二极管构成，以改变梯形波的幅值电平。
该梯形交流信号被输入到公共驱动器203，以用梯形交流驱动电压驱动公共电极。这样，抑制了图7所示驱动三极管的峰值电流，进而减小了薄膜三极管液晶显示组件驱动电路的尺寸，并且减小了薄膜三极管液晶显示组件的外部尺寸。
在图3的等效电路中，液晶电容CLC的另一端连接至公共电极COM。
在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，用交流驱动波形驱动公共电极。而且连在存储电容CADD另一端的前级栅极信号线也应该用与公共电极所加交流驱动波形有相同相位和幅值的交流驱动波形来驱动；此外，液晶电容CLC两端的电位差不能保持恒定。
因此，在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，如图5所示，来自于公共驱动器203的交流信号被送到导通控制电压发生单元204和截止控制电压发生单元205，以产生导通控制电压和截止控制电压，两者被迭加在公共电极交流驱动波形上。
图8表示了第一实施例薄膜三极管液晶显示组件中导通控制电压发生单元204和截止电压发生单元205的电路结构。
在图8中，导通控制电压发生电路304包括一个由恒流源I1和一个齐纳二极管ZD1构成的电平变换电路，及一个由运算放大器OP2，NPN三极管TR1和PNP三极管TR2构成的缓冲电路。导通控制电压发生电路304用电平变换电路变换公共驱动器203的输出电压，并用缓冲电路放大变换后的电压。
截止控制电压发生电路305包括一个由恒流源I2和齐纳二极管ZD2构成电平变换电路，和一个由运算放大器OP3，NPN三极管TR3和PNP三极管TR4构成的缓冲电路。截止电压控制电压发生电路305用电平变换电路变换公共驱动器203输出的电压，并用缓冲电路放大变换后的电压。
图9表示加在公共极上的公共电压Vcom，加在漏极上的漏极电压，以及加在栅极上的导通或截止控制电压的电压值与波形。
在图9中，漏极波形代表黑色显示时的一种情况。
比较公共电压Vcom，导通控制电平与截止控制电平，它们的波形相同，仅仅是它们的直流电平不相同(见图9)。
因此，如果公共电压Vcom、导通电平和截止电压之一被产生了，则其他两个可通过电平移动来形成。
在第一实施例中，公共电压Vcom首先被产生，导通与截止电平则通过公共电压Vcom的电平移动而形成。
通常产生公共电压Vcom，导通电平和截止电平的方法是，把公共电压发生单元202产生的输出信号送到公共驱动器203，导通控制电压发生单元204或截止控制电压发生单元205中。
但，在第一实施例中，导通控制电压发生单元204或截止控制电压发生单元205由图8所述的简单电路构成，而且改善了薄膜三极管液晶显示组件的装配密度。
产生公共电压Vcom、导通电平和截止电平的另一种方法是，导通电平或截止电平首先被产生，并通过平移导通电平或截止电平来获得公共电压Vcom。
在上述方法中，公共驱动器203由简单电路构成，并且也可以改善薄膜三极管液晶显示组件的装配密度，尽管在图5的框图中公共电极交流驱动波形被叠加在导通电压和截止电压上，但由于处在工作的薄膜三极管TFT中导通电压可以采用直接电压，故可以省略掉图5中的导通电压发生单元204。
导通电压发生单元204的去除简化了电路结构，使薄膜三极管液晶显示组件的尺寸减小了。
图10表示了加在公共电极上的公共电压，加在漏及上的漏极电压，及加在栅极上的导通或截止电压的电压值和波形，此时导通电压发生单元已被除去。
如在前的图2所示，第一栅极线的存储电容CADD的另一端连在空的栅极信号线(G0)上。
通过把普通的栅极驱动电压(导通电压、截止电压)加到第一空栅极信号线(G0)上，可以使驱动状态等于其它的栅极信号线，从而改善了第一线上象素的对比度。
而且，通过把普通栅极驱动电压(导通电压，截止电压)加到最后的空栅极信号线(Gend+1)上，可以使其驱动状态等于其它的栅极信号线，从而改善了最后一线上象素的对比度。
图11表示了本发明液晶显示器件第二实施例的薄膜三极管液显示组件中电源单元102的电路结构。
此第二实施例除去了导通电压发生单元204。
图11在虚线框内表示了图5的灰度级参考电压发生单元208，多路转换器209，公共电压发生单元202，公共驱动器203，电平变换电路207，截止电压发生单元205和直流-直接转换器212。
在图11中，电流镜面电路CM对应于图8的恒流源I2，且齐纳二极管ZD2和电流镜面电路CM一起构成了电平变换电路。
公共驱动器203的输出电压被电平变换电路平移并取出作为截止电压。
而且，在图11中，帧信号(FLM)和时钟信号(CL3)被电平变换电路(410，420)平移并被送至缓冲电路430中。
然后，帧信号(FLM′)和时钟信号(CL3′)自缓冲电路430输出，被送到栅极驱动器。
但是，如果有噪声叠加在正极电源VDG上，则靠正极电源VDG工作的缓冲电路430将出现差错，而导致薄膜三极管液晶显示组件的错误显示。
为此，在图11的电路中，电容器C2被连在正极电源VDG与电平变换电路的输出端(FLM′或CL3′)之间。
缓冲电路430的误操作将参考图12进行解释。
如图2所示，在薄膜三极管液晶显示板中，大量的棚极线(G1，G2……)和漏极线(DiG，DiB，……)或公共电极(COM)由线杂散电容或液晶电容(CLC)进行交流耦合。
这样，既使在没有扫描脉冲输入栅极驱动器单元104的时间内，其它脉冲(如显示信号和公共电极驱动脉冲)作为噪声通过线杂散电容或液晶电容(CLC)进入栅极驱动器单元104中。电平变换电路的正极电源VDG也连在栅极驱动器单元104的正电源端，致使液晶显示板产生的噪声被叠加到电平变换电路的正极电源VDG上。
在图12(a)所示的不同类型放大器的电平变换电路中，当图12(b)所示噪声产生时且在未连接电容器C2的条件下，则从正电源端叠加到电平变换电路输出端的噪声将通过三极管TR5集电极与基极之间的杂散电容CCB流入地线中。因此，电平变换电路如图12(b)所示在输出电压变化到再次下降倾斜处出现一个噪声的下降边沿。
因此，考虑用有正电源VDG作电平变换电路输出电压作为参考，正电源与电平变换电路输出电压之间的电位差在噪声的下降沿减小，如图12(C)所示，产生一个伪脉冲，因而引起缓冲电路430的误操作。
即在输入到图11电源单元的时钟信号(CL3)为低电平时，伪脉冲代替时钟信号(CL3)进入栅极驱动器，随之进行变换操作，产生误显示。
本实施例有一个连在正极电源VDG与电平变换电路输出端之间的电容器C2。这将引起一个与叠加在正电源VDG的噪声波形相同的噪声通过电容器C2并成为叠加在电平变换电路输出端的噪声，从而消除这样噪声。当考虑用正极电源VDG作为电平变换电路输出电压的参考时，正电源VDG与电平变换电路输出电压之间的电位差变成近于常数，如图12(b)的虚线所示。
所以，如图12(c)所示没有产生伪脉冲，使之可以防止缓冲电路430的误操作，加强了抗噪声性能。
电容器C2的值太大将使电平变换电路失去其功能，而太小又将失去消除噪声的作用。所以，电容器C2的值必须定在20-100PF的范围内。
在现有薄膜三极管液晶显示组件中，视角可通过改变漏极信号线D上所加电压而进行调整。也可以通过改变加在液晶象素电极与相对电极间的电压进行调整。所以，本发明第二实施例改变加在公共电极上的电压，以调节视角。
在图11电源单元102的电路结构中，如图13所示的可变电路被连接在端头VA1，VA2，VA3上，以改变公共电压发生单元202所产生的交流驱动公共电压波形的幅值。
这样，允许用一个较为简单的电路来调节薄膜三极管液晶显示组件的视角，并可简化组件的驱动电路。进而减小了薄膜三极管液晶显示组件的外部尺寸。
下面，在图11的电路结构中，我们将对灰度级参考电压发生单元208，和多路变换器209进行说明。
如图11所示，灰度级参考电压发生单元208包括两个电压分配电路，其输出被提供给多路转换器209。
两电压分配电路有其相互关系，即在一支电路包括RB1，RB2～RB10序列串联电阻的条件下，则另一支电路就包括RB10，RB9～RB1序列组成的串联电阻。
通过响应交流信号(M)的高电平和低电平转换两电压分配电路的输出，多路转换器209输出灰度级参考电压(V0～V8)。
假设灰度级参考电压V7从漏极驱动器211加到漏极之上，低电平公共电压Vcom从公共驱动器203被加到公共电极COM上。则当交流信号(M)倒相时，将有高电平公共电压Vcom从公共驱动器203加到公共极COM。
在此情况下，倒相的显示数据输入到漏极驱动器211中，灰度级参考电压V1被加到漏极上。
有两个串联电阻电路的原因是，加到漏极驱动器211上的灰度级参考电压由于图43所示的液晶伽马特性的缘故必须在反向显示与正向显示之间转换。
微调电阻VR被连在图11公共驱动器203的运算放大器OP4反向输入端上，以调节公共信号电压Vcom的直流电平。
下面描述本发明液晶显示器件第三实施例的薄膜三极管液晶显示组件。
第三实施例的薄膜三极管液晶显示组件的构成可以有较好的灰度级显示。
图14表示第三实施例薄膜三极管液晶显示组件中漏极驱动器211的输出电压发生电路的电路结构。该图仅表示了众多输出电压发生电路中的一个，其数量等于全部漏极信号线(D)数量。
第三实施例薄膜三极管液晶显示组件的漏极驱动器211与图40的漏极驱动器511结构相似，且包含有显示数据寄存器单元和输出电压发生电路。
通常，液晶的所加电压—透过率特性是在工作电压范围的端部为明显的的非线性，而在该范围的中部相对为线性，如图43所示。
所以第三实施例薄膜三极管液晶显示组件中漏极驱动器211的输出电压发生电路采用了下述结构，目的是在工作电压范围的端部产生数量较少的插在每个外部灰度级参考电压之间的电压值，而在中心部产生较多的电压值。即九个外部灰度级参考电压(V0～V8)之间的每个电压间隔都被分成16等份，而最合适的三或七个电压点由解码器从液晶电压—透过率特性表现为非线性的工作电压范围端部处的16个分电压中选出；对于液晶电压—透过率特性表现为近于线性的工作电压范围中部，由解码器253选出16个分电压。
于是，在第三实施例薄膜三极管液晶显示组件的漏极驱动器的输出电压发生电路中，括在灰度级参考电压之间的灰度级电平数目依次为3，3，7，15，15，7，3和3。
如第二实施例一样，第三实施例采用了图11的电源单元。灰度级参考电压发生单元208产生九个灰度级参考电压(V0～V8)，且在液晶的电压—透过率特性为非线性的工作电压范围端部，灰度级参考电压间的电位差(V0-V1，V1-V2，V2-V3，V5-V6，V6-V7，V7-V8)较小，而在液晶的电压—透过率特性为相对线性的工作电压中心部分，灰度级参考电压间的电位差(V3-V4，V4-V5)较大。
图15表示了图14中每个灰度级参考电压与输出电压之间的关系。
图15表示出全部64上输出电压值，其中的VO64等于V8，没有用。
图16是一个表示图15解码器输入与解码器输出间对应关系的表格。
如上所述，用第三实施例的薄膜三极管液晶显示组件中漏极驱动器211的灰度级参考电压发生单元208和输出电压发生单元，对液晶所加电压—透过率特性为明显非线性的工作电压范围端部来讲，可以增加从外部随机设定的灰度级参考电压数目，从而减少原定灰度级电压与漏极驱动器所产生的灰度级电压之间的偏差。
另一方面，在液晶的所加电压—透过率特性呈线性关系的工作电压范围中心部分处，从外部随机设定的灰度级参考电压的数目减少了，而增加了漏极驱动器211所产生的灰度级电压的数目。
但是，在工作电压范围的中部，液晶的所加电压—透过率特性是相对的线性。所以，理想的灰度级电压与漏极驱动器211所产生的灰度级电压之间的差别不能过大，以致造成严重问题。
所以，可以产生一个与液晶的电压—亮度特性相匹配的伽马补偿电压，以改善灰度显示特性。
而且，不必增加外部灰度级参考电压值或外围电路的数量，因此不必增加开支和装配面积。
在第三实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，漏极驱动器211仅安置在图1所示液晶显示板(TFT-LCD)的上边。
图17表示了第一实施例薄膜三极管液晶显示组件中漏极驱动器211的显示数据与时钟信号流动情况。
漏极驱动器211的输出直接连着下一个漏极驱动器211的输入端。
传输信号控制着漏极驱动器211数据寄存器单元551的寄存操作，以防止错误的显示数据被写入数据寄存器单元551中。
显示控制器201与计算机相接、并且根据来自计算机的控制信号、时钟、及显示数据驱动漏极驱动器211和栅极驱动器206。
第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中的显示控制器201把一行来自计算机的显示数据送到漏极驱动器211内。
图18是一个表示图17显示控制器201概要构成的方框图。
图19是图18显示控制器201的时序图。
在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，显示控制器201包括一个数据处理单元221，和一个控制信号处理/发生单元222。控制信号处理/发生单元222接收来自计算机的控制信号(时钟、显示时序信号、同步信号)，并为数据处理单元221和液晶驱动器(漏极驱动器211，栅极驱动器206)产生控制信号。
控制信号处理/发生单元222包括一个漏极驱动器驱动电路224，栅极驱动器驱动电路223，和一个输出时钟发生电路225。输出时钟发生电路225为漏极驱动器211产生一个平移时钟信号(CL2)和一个数据输出时钟信号。
数据处理单元221有一个D型触发器226，一个逻辑处理电路227和一个与之相连的D型触发器228，它接收来自计算机的显示数据，并响应于来自控制信号处理/发生单元222的时钟信号，把显示数据输出到漏极驱动器211。
数据处理单元221的逻辑处理电路227被插入，以使显示数据反向，它可包括图20的多路转换器。
逻辑处理电路227用选择信号SEL控制反向的或未反向的显示数据。
如果显示数据不必反向，则不需要逻辑处理电路227。
显示数据是否需要反向取决于漏极驱动器211的具体类型。
如图19所示，漏极驱动器的平移时钟信号与输出数据具有与计算机输出的时钟信号和显示数据相同的频率。同步于计算机时钟信号同频率的时钟信号输入到D型触发器226中的显示数据，响应于该时钟信号从D型触发器228输出到数据总线上，于是一行显示数据从计算机送到了数据总线。
在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，如上所述，漏极驱动器被安装在液晶显示板的上边或下边。所以可以减小液晶显示板框边的面积，使显示面积相对于液晶显示器件的外尺寸增大了。
而且，在第一实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，在显示控制器201与漏极驱动器211之间安置缓冲电路210，如图5所示。
图21是一个表示作为本发明液晶显示器组件第四实施例的薄膜三极管液晶显示组件中缓冲电路主要构成的框图。
在第一实施例中，所有漏极驱动器211由来自缓冲电路210的一列时钟信号驱动。
在此情况下，当漏极驱动器211的数量增加时，缓冲电路210将不能驱动这些漏极驱动器211，即，不能提供稳定的时钟信号。
为此，第四实施例的薄膜三极管液晶显示组件把时钟信号分成两列，他们分别由两独立的缓冲电路(451，452)提供。
这样，既使作为负载的漏极驱动器211的数目增加了，仍可确保有稳定的时钟信号供给。
在前述的实施例中，实际的液晶驱动电路采用专用的LSI或IC。
图22是一个表示作为本发明液晶显示器件第五实施例的薄膜三极管液晶显示组件显示控制器的概要构成的框图。
图22不同于图39，在其中它包括安置在薄膜三极管液晶显示组件显示控制器201与液晶驱动器(漏极驱动器211)之间的缓冲电路(451，452)。
因此，液晶驱动器(漏极驱动器211)由缓冲电路(451，452)驱动，而在现有技术中则是由显示控制器201驱动的。
缓冲电路(451，452)可以由取决于要被驱动的输出端数目的一组半导体集成电路构成。
这使显示控制器201的功率损耗，如产生的热，分散在缓冲电路(451，452)中。
与显示控制器201至缓冲电路(451，452)的布线电容(约20PF)相比，从缓冲电路(451，452)到液晶驱动器(漏极驱动器211，栅极驱动器206)的布线电容要大一些(大约100PF以上，这取决于所连接的驱动器ICs的数目)。同时，把显示控制器201的功率损耗分散在缓冲电路(451，452)中的优点很显著。
在上述实施例中，缓冲器451，452处于漏极驱动器211与显示控制器201之间的同时，这些缓冲器还可以安装在栅极驱动器206(未画出)与显示控制器201之间。这也可以有效地限制显示控制器201发热。
为了排布印刷电路板，显示控制器201与缓冲电路(451，452)最好尽可能相互靠近地安装，以减小布线电容，并且限制显示控制器201的功率损耗。
在第五实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，缓冲电路(451，452)不必用特别的半导休集成电路，而可以用标准的半导体集成电路。
第五实施例的薄膜三极管液晶显示组件在缓冲电路(451，452)中使用了非倒向电路元件。根据电路的结构，可以采用倒向电路元件(倒向器)或触发电路。
但是，在第五实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，添加缓冲电路(451，452)将导致装配半导体集成电路的总面积增加，并使总功耗显示控制器201所需的量增加到驱动缓冲电路(451，452)所需的量。
在驱动漏极驱动器211的过程中，显示控制器201有比控制信号线数更多的显示数据总线的输出线数。
当灰度级电平数增加时，自显示控制器201的数据输出线数量也增加。
显示控制器201可以被分成数据处理单元221和控制信号处理/发生单元222，以减少功耗。
图23是一个表示作为本发明液晶显示器件第六实施例的薄膜三极管液晶显示组件，其显示控制器主要构成的框图。
在第六实施例中，显示控制器201被分成了数据处理单元221和控制信号处理/发生单元222。
图24表示了图23中数据处理单元的主要构成。
图25表示了图23中数据处理单元的时序。
在图23中，控制信号处理/发生单元230，响应于来自计算机的控制信号(时钟，显示时序信号，同步信号)产生出控制信号，并将其送到数据处理单元(231，232)和液晶驱动器(漏极驱动器211，栅极驱动器206，未图示)。
图24表示了图23的数据处理单元(231，232)，它包括一个多路转换器233与加上了时钟CK1的D型触发器234，及加上了时钟CK2的D型触发器235的串联电路。数据处理单元(231，232)接收来自计算机的显示数据，并响应来自控制信号处理/发生单元230的时钟信号，把显示数据输出到漏极驱动器211。
多路转换器233与图20所示的逻辑处理电路227相同，它通过选择信号SEL控制显示数据倒向或不倒向。
如图25时序所示，加在上部数据处理单元231的时钟信号(CK2)与加在下部数据处理单元232上的时钟信号(CK2′)相差180°的相位。时钟信号(CK2)具有两倍于计算机输出时钟信号周期的周期。
上部和下部数据处理单元(231，232)按下述方式工作。送入D型触发器234中的响应于与计算机输出时钟信号同频率的时钟信号(CK1)的显示数据，被交替地(显示数据a，c，e，…)送至响应于时钟信号(CK2)的上部数据处理单元231的D型触发器235中，并输出到上部数据总线。与此同时，下部数据处理单元232的D型触发器235响应于时钟信号(CK2)得到每个第二显示数据(b，d，f…)，并将它们送至下部数据总线上。
显示数据由18比特构成，每种基色6比特。
在第六实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，数据处理单元(231，232)还用于激活漏极驱动器211，致使显示控制器201的总功耗与现有器件的不同。
由于控制信号处理/发生单元230不需进行数据处理，故第六实施例的薄膜三极管液晶显示组件有一个较小的外壳尺寸。即此实施例的显示控制器201仅有50几个端头，而现有的显示控制器有100到150个端头。
第六实施例的薄膜三极管液晶显示组件，由于需要漏极驱动器211中所用的IC，所以包括多路转换器233，以便与液晶上所加电压交变周期同步地使数据倒向。
当数据不需倒向且可以同时接收数据时，数据处理单元(231，232)可以采用标准半导体集成电路。
图26是表示作为本发明液晶显示器件第七实施例的薄膜三极管液晶显示组件显示控制器主要构成的框图。
第七实施例类似于第六实施例，只是其中来自计算机的两个象素的显示数据被并行地输入到上和下数据处理单元。第七实施例也表示出了一种高分辨率的薄膜三极管液晶显示组件。
图27是图26数据处理单元的时序图。
在第七实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，来自计算机的两个象素的显示数据并行地送至上和下数据处理单元(231，232)中，致使时钟信号(CK1，CK2)具有与来自计算机的时钟信号(clock)相同的频率，如图27的时序图所示。
于是，在上和下数据处理单元(231，232)中，显示数据响应于与计算机输出时钟信号有相同频率的时钟信号(CK1)被送至D型触发器234中，然后，响应于时钟信号(CK2)的显示数据(A，B，C，…)和(a，b，c，…)并行地送至D型触发器235，进行将其输出到上和下数据总线上。
在第六和第七实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，数据处理单元(231，232)可以由一组半导体集成电路构成。而且，控制信号处理/发生单元230可以如此构成，即可提供更多的灰度级电平，比如256个电平，和较高的分辨率。这样不必采用新的控制信号处理/发生单元230，也可实现更多数量的灰度级电平。
由于半导体集成电路产生的热如前所述可以被抑制，所以器件可以采用半导体集成电路小型外壳，比如TSOP(轻薄外壳)。
在前述实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，如上所述，现有薄膜三极管液晶显示组件的显示控制器201由一组半导体集成电路构成或者其功能由一组半导体集成电路完成，致使功耗可以被分散开。
如图28的所示，在前述实施例中的薄膜三极管液晶显示组件中，装有显示控制器201的印刷电路板(接口板)，其I/F连接器可以有一特殊端口，并从薄膜三极管液晶显示组件中电源单元102的各种信号电压之中，如公共信号电压的直流电平，公共信号电压的幅值电平，导通和截止信号电压的直流电平，导通和截止电压的幅值电平，以及灰度级电压，检测出并监视信号电压。
通过使用I/F连接器，可以监视薄膜三极管电源单元102的信号电压，简化制造和最后检验过程中的调节工作，从而减少总工作量。
如图28所示，在前述实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，通过把I/F连接器特殊端口连接到薄膜三极管液晶显示组件驱动电路的特殊位置上，比如，图11所示公共驱动器203的运算放大器OP4的反向输入端，就可以从外部调节公共信号电压的直流电平，且随之可从外部加上一个电压。
通过插入I/F连接器并从外部施加一个调节电压，对薄膜三极管液晶显示组件的驱动电路的检测可以容易地从外部进行，而不必拆开薄膜三极管液晶显示组件。
在前述实施例的薄膜三极管液晶显示组件中，显示数据对每种颜色有6比特，即64个色调。但是也允许有这样的情况，从计算机送出的显示数据每色可少于6比特，如每种颜色4比特。
在此情况下，从计算机输出的每色4比特的显示数据，必须被转换成6比特的显示数据。
所以，本发明提供一个针对上述情况最佳的数字到数字转换方法，如图29(a)所示。
在图29(a)中，四个输出位代表从计算机输出的每色4比特的显示数据，六个输入位代表输入到前述实施例薄膜三极管液晶显示板(TFT-LCD)的漏极驱动器211中的每色6比特的显示数据。
在图29(a)的数字—数字转换方法中，来自计算机的4比特显示数据将作为要被输入到薄膜三极管液晶显示板(LCD)漏极驱动器211的6比特显示数据的高位次四位，来自计算机的4比特数据中高位次两位将被送到漏极驱动器211所要接收的6比特数据中所剩的低位次两位上。
图30表示了用图29(a)的数字—数字转换方法从4比特数据转换成6比特数据的字符串。
如图30所示，图29(a)的数字—数字转换方法产生出其值分散在全低位电平(0，0，0，0，0，0)与全高位电平(1，1，1，1，1，1)之间的字符串。
因此，与把无显示数据的低位固定在高或低电平的现有方法相比，图29(a)的数字—数字转换方法能够显示100％的白色或黑色，且也还能进线性灰度显示。
从四位到六位的转换是图29数字—数字转换方法的一个举例，其他的转换方法也可以使用。
比如，当3比特的计算机输出被转换成6比特输入到液晶组件中时，图29(b)的电路可以用来提供线性的灰度级显示，与2比特的计算机输出被转换成6比特输入到液晶组件中时，可以采用图29(c)。
图31至图38表示本发明第八实施例的薄膜三极管液晶显示组件，并表示出包含着每个IC与I/F(接口)连接器间关系的实际液晶驱动电路的电路结构。
图31和32表示图1的控制器单元101，图33和34表示图1的漏极驱动器单元103，图35和36表示图1的栅极驱动器单元104，而图37和37表示图1的电源单元102。
第八实施例包括了前述实施例的一部分。如在图31和32中，显示控制器201由一个LSI构成，且缓冲电路(IC2，IC3，IC4)安置在显示控制器201与漏极驱动器211之间。
而且，时钟信号(CL2)被分成两列，它们由独立的缓冲电路被送至交替的漏极驱动器IC中。
图31的I/F连接器15-17是用于连接图13所示视角调整电阻的端头。I/F连接器18连在图38运算放大器OP4的正向端头上，以监视公共信号电压的直流电平和幅值电平，或通过加外电压从外部调节公共信号电压的直流电平。
本发明的实施例已被详细地描述了。应注意的是，本发明不局限于这些实施例，可以进行各种不违背本发明构思的改型。
本发明有代表性的优点可以简要归纳如下。
(1)在薄膜三极管液晶显示器中，用梯形交流驱动电压驱动公共电极，这样可以抑制驱动三极管的峰值电流，进而缩小了薄膜三极管液晶显示器的驱动电路，减小显示器的外尺寸。
(2)在薄膜三极管液晶显示器中，用直流导通电压和梯形截止电压驱动栅极，这样可以简化电路结构，减小薄膜三极管液晶显示器的外尺寸。
(3)在薄膜三极管液晶显示器中，在空的栅极信号线上加额定的栅极驱动电压，这样可以改善象素线端部的对比度。
(4)在薄膜三极管液晶显示器中，在正电源与电平变换电路的输出端之间连一个电容，以消除叠加在正电源上的噪声，这样可以防止连在电平变换电路之后的电路产生误操作，改善抗噪性能。
(5)在交流驱动公共电极的薄膜三极管液晶显示器中，加在公共电极上的交流驱动电压的幅值是可变的，这样可以用较为简单的电路结构进行薄膜三极管液晶显示器的视角调节，进而简化薄膜三极管液晶显示的驱动电路，减小显示器的外尺寸。
(6)在薄膜三极管液晶显示器的灰度级参考电压发生电路中，位于参考电压之间的插入电压数目，在液晶的所加电压—透过率特性为相对线性的区域中较多；而位于参考电压之间的插入电压数目，在液晶的所加电压—透过率特性为非线性的区域中较少。因此，可以产生一个适于液晶的特殊电压—透过率特性的伽马补偿电压，且可以产生好的灰度级显示，而不必增加外部参考电压数。
(7)在薄膜三极管液晶显示器中，漏极驱动器仅装在液晶显示板的一侧，上或下，这样可以减小液晶显示板框的面积，使显示面积相对液晶显示器件的外尺寸增大了。
(8)在薄膜三极管液晶显示器中，漏极驱动器仅装在液晶显示板的一侧，上或下，且两列时钟信号被送入漏极驱动器，这样可确保有稳定的时钟信号源。
(9)在薄膜三极管液晶显示器中，缓冲电路被安置在显示控制器与至少栅极驱动电路和漏极驱动电路之一之间，这样可以分散组成显示控制器的半导体集成电路的功耗，防止半导体集成电路的损坏。
(10)在薄膜三极管液晶显示器中，显示控制器由一组半导体集成电路构成，这样可以分散显示控制器的功耗，防止组成显示控制器的半导体集成电路的损坏。
(11)在薄膜三极管液晶显示器中，连接器有一个特殊的端口，它连在薄膜三极管液晶显示器的每个驱动电路的特定位置处。且可以通过简单地插入连接器来监视薄膜三极管液晶显示器驱动电路特定位置处的信号电压变化，可以使制造与最终检验过程中的调节工作简化，进而减少工作量。
通过简单地插入连接器，调节电压可以从外部加到薄膜三极管液晶显示器各驱动电路的特定位置处，这样可以从外部方便地检测薄膜三极管液晶显示组件的驱动电路。
(12)由于用来自计算机的n比特显示数据作为薄膜三极管液晶显示器的高次n比特显示数据，且由于用来自计算机n比特显示数据中高位次的(m-n)比特作为薄膜三极管液晶显示器剩留低位次的(m-n)比特数据，故可以产生出其值分散在各位都高电平和各位都低电平之间的字符串。
这样可以显示出100％黑或白，提供线性灰度级显示。
权利要求
1.一种显示装置，包括显示板，具有按矩阵方式排列的多个像素，各个像素具有薄膜三极管和像素电极，所述薄膜三极管具有栅极和漏极；排列在行方向，并与各个行方向像素的所述薄膜三极管的栅极相连接的多个栅极信号线；排列在列方向，并与各个列方向像素的所述薄膜三极管的漏极相连接的多个漏极信号线；用于驱动所述栅极信号线的栅极驱动电路；以及用于驱动所述漏极信号线的漏极驱动电路；所述漏极驱动电路从外部电路接受多个灰度级参考电压，在各个相邻的灰度级参考电压之间插入多个中间电压，并选择来自所述灰度级参考电压的电压和中间电压，将所选择的电压供给到漏极信号线；V0为对应于最小灰度等级的灰度级参考电压，Vm为对应于最大灰度等级的灰度级参考电压，Vi为与(Vm+V0)/2最接近的灰度级参考电压，V(i-1)和Vi之间所插入的中间电压的数量，比V(i-2)和V(i-1)之间所插入的中间电压的数量多。
2.一种显示装置，包括显示图像的显示板；连接在上述显示板的栅极驱动电路，和漏极驱动电路；V0为对应于最小灰度等级的灰度级参考电压，Vm为对应于最大灰度等级的灰度级参考电压，Vi为与(Vm+V0)/2最接近的灰度级参考电压，基于上述灰度级参考电压，生成上述灰度级参考电压间的中间电压，V(i-1)和Vi之间所插入的中间电压的数量，比V(i-2)和V(i-1)之间所插入的中间电压的数量多。
3.权利要求2所述的显示装置，其特征在于上述漏极驱动电路接受上述灰度级参考电压，生成上述中间电压。
4.一种显示装置，包括显示图像的显示板；连接在上述显示板的栅极驱动电路，和漏极驱动电路；V0为对应于最小灰度等级的灰度级参考电压，Vm为对应于最大灰度等级的灰度级参考电压，Vi为与(Vm+V0)/2最接近的灰度级参考电压，基于上述灰度级参考电压，生成上述灰度级参考电压间的中间电压，V(i-1)和Vi之间所插入的中间电压的数量，与在其他灰度级参考电压之间所插入的中间电压的数量相比是最多的。
5.权利要求4所述的显示装置，其特征在于插入了与在V(i-1)和Vi之间所插入的中间电压的数量相同数量的中间电压的灰度级参考电压区间为1个区间。
6.权利要求4所述的显示装置，其特征在于上述漏极驱动电路接受上述灰度级参考电压，生成上述中间电压。
全文摘要
本发明提供一种显示装置，包括显示图像的显示板；连接在上述显示板的栅极驱动电路，和漏极驱动电路；V0为对应于最小灰度等级的灰度级参考电压，Vm为对应于最大灰度等级的灰度级参考电压，Vi为与(Vm+V0)/2最接近的灰度级参考电压，基于上述灰度级参考电压，生成上述灰度级参考电压间的中间电压，V(i－1)和Vi之间所插入的中间电压的数量，比V(i－2)和V(i－1)之间所插入的中间电压的数量多。
文档编号G09G3/36GK1501128SQ200310118
公开日2004年6月2日 申请日期1995年7月7日 优先权日1994年7月8日
发明者今城由博, 则, 近藤裕则, 薰, 长谷川薰, 五十岚阳一, 阳一 申请人:株式会社日立制作所