专利名称：一种驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动器，尤其涉及一种具有不可变电平输出，用以实现LCD的可变电压电平驱动的LDC驱动器。
以不同的电平驱动的某些液晶显示器(LCD)一般地会有不同的响应。例如(i)灰度电平—对比度可依输入电压电平变化；(ii)颜色—某些LCD根据输入电压电平显示不同的颜色；(iii)其它特性—如响应时间等。大部分这种给LCD以不同电压电平的驱动器仅输出一个预定的电压电平，使LCD的个别被驱动象素不是处于ON态就是处于OFF态。根据输入的数据需要特定的驱动器，以输出不同的电压电平；这些被公知为具有灰度电平输出的驱动器。
这种不同电路的设备是昂贵的，因为每个电路本身造价很高，并且还必须提供各种电路的选择。
本发明的目的是要减少这种缺点。
根据本发明，提供一种液晶显示器(LCD)用的驱动器，包括固定的预置驱动电压电平和在大量循环中改变ON∶OFF比率的装置，从而有效地提供可变的驱动LCD的驱动电压电平。
利用本发明，可以提供一种没有可变输出电压的LCD驱动器，此种电压从不被用于驱动需要可变驱动电压电平的LCD。
这种装置可包括一个被插入在驱动器的控制器输出端与LCD的列驱动输入端之间的电路。列驱动器适当地包括一系列输入列驱动器。
驱动器可适当地包括一个数据解码器，LCD的帧控制器，适于接收来自解码器和数据控制器的输入并有一个用于向列驱动器输出的多电平程序电路的数据选择器。
数据选择器可包括多达X个等级并适于在N个循环中操作，在此N＝X。
另外，数据选择器可包括X个不同的等级，并适于在响应电平N中操作，此处N小于X。
在驱动器的一个实施例中，一个完整的循环可持续X帧。X的值可以是16。
可以理解，施于LCD象素的有效输出电压可以是p/p+q，在此，p是象素被驱动至ON的次数，q是象素被驱动至OFF的次数。
还可以理解，在另一种情况下本发明引伸到一种包含一个如上文所定义的驱动器的LCD。
驱动多重显示的电压波形通常被先确定为多级波形。在本说明书中，“电压电平”一词意指这种复合波形的有效电压电平，不是多级波形中的电平。有时这也被认为就像均方根值那样，认为LCD响应于驱动电压的RMS值。
可以理解，如果单色LCD的象素能足够快地在ON和OFF之间交替驱动，则象素呈现出居于全ON和全OFF之间的某一状态，准确的响应依赖于所用LCD的性能。它的响应就如同全ON值一半的有效电压已被施加到象素上。因此假定全ON电压是1，全OFF电压是0，例如如果象素以101010……的被驱动，则平均电压为0.25。象素将依次变暗。因此，有固定的预置驱动电平的驱动器可有效地改变ON和OFF的比值循环的次数，提供一个等于全ON驱动电压电平的TON/(TON+TOFF)的驱动电压。
当以不同的有效电压驱动时，如果特定的LCD显示不同的颜色，则上述驱动信号将导致不同的颜色显示。如果存在其它的依赖于电压电平的LCD特性，则也能用本发明的具体驱动器改变它们。
以下将通过举例参考附图描述本发明的具体驱动器。
图1是现有技术中驱动LCD的驱动器方框图；图2是本发明中驱动LCD的驱动器方框图；图3是本发明中电路的放大方框图；图4是驱动64(列)×16(行)点阵显示器的信号对应关系；图5表示控制器的帧信号(FRM)如何使输出信号进入每帧。
参考附图，液晶显示器(LCD)的驱动器1包括固定的预置电压电平2和改变ON∶OFF比值循环次数，从而有效地为驱动LCD(未标出)提供变化的驱动电压电平4的装置3。
图1示出了一个怎样驱动64(列)×16(行)点阵显示器的例子。该装置适用于一切不同分辨率的点阵显示器。控制器既可以是一个指定的LCD的控制器，也可以是一个一般意义上所设计的控制LCD的系统。控制器通过接口总线从主机系统接收指令并显示数据。典型的接口信号是适当宽度的数据总线(D0-D7，8位数据线)，使信号(E)用于向控制器指示它占据该接口总线，读/写(R/W)，重置(RES)，命令或数据输入(A0)。主要的命令是多路的线数，组片数，帧速度，清除全显示等。接收指令的控制器将因此而自成形。它还将所有数据输入到显示器的RAM，准备通过输出数据总线输出给列驱动器。本例中SRAM的最小量是64×16位。为了简化本例，RAM排成16行每行64位，对应于显示象素，并且“1”表示ON，“0”表示OFF。
在图1中，控制器的主要输出信号是输出数据总线，由四位总线(D00-D03)，帧信号的起始(FRM)，行增进信号(CL1)，显示用的有效数据(CL2)和驱动电压相位(M)等组成。最后一个信号对行和列驱动器利用交变的驱动波形正、负相位删除DC成份起很大作用。当显示器的每个象素被驱动一次时，完成一帧。
所有的操作都可以用FRM做为开始。FRM和CL1意味着第一行的开始。行驱动器将给行1输出ON(选择)信号，给其它行输出OFF(非选择)信号。接着的CL1将促使驱动随后各行。例如，第二CL1将使行2被驱动ON，而其它的行为OFF等。
FRM、CL1和CL2将使数据位D00至D03寄存到列驱动器的数据寄存器之头四位。接着的CL2将使数据位D00至D03被寄存到数据寄存器的第二个四位。通常使用移位寄存器，使先存储的数据左移，即移4位，并使最近的数据被寄存到最后4位中。当如本例中的16位这种CL2信号完成之后，显示器一行的所有64位数据都在数据寄存器中的适当位置。接下去的CL1信号将使这行数据被显示寄存器寄存，以驱动被选择显示的行。数据寄存器准备从控制器接收下一行数据，一次接收四位。信号M、FRM、CL1和CL2的时间关系列于图4。由列驱动器移位并寄存的来自控制器的数据不限于四位。实际上，可以是从1至任意位数。图1中的四位是做为举例。
在图1中，16个CL1信号之后，RAM中的全部位数据(16行64位)将被传送给列驱动器，以驱动显示器。操作再由下一组FRM、CL1和CL2信号开始。
现在参照图2，它表示的是一般不用于可变有效电压电平输出的LCD控制器和驱动器，恰如在存在可变有效电压电平驱动的情况下那样，如何被用于驱动LCD产生响应。特别地，控制器和驱动器可以仅输出电压以驱动象素至ON或OFF之一的状态。当象素要以包括ON和OFF之间的有效电压被驱动时，本发明的具体驱动器将适合各种情况。以上描述的现象被采用。电路3被插在控制器输出端和列驱动输入端之间。该电路接收来自控制器的被表示为驱动象素所期望的电压电平的数据，并将这些数据传送到一列输出端。这些输出端接到列驱动器的每一帧，使得在整个(p+q)帧中，象素被驱动p次ON状态和q次OFF状态。所有(p+q)帧象素的响应恰似已将[p/(p+q)]倍ON电压的有效电压施加到象素上。来自控制器的帧信号、FRM用于经过每一帧后产生升级的输出。这些示于图5。
做为例子，四位表示输出电压电平，RAM的大小增加到每行256位的16行。在此，不用显示器RAM中数据的每一位表示象素处于ON或OFF，而根据位的模式，用每4位数据表示在16级电平中从OFF到全ON的状态。因此，模式0000意味着OFF，0001意味着在全ON状态电压电平的1/16时驱动LCD等等。其它编码法或非编码法都是可行的。控制器被编程以期达到16行256个显示格式。在输出每256位数据和16行的FRM信号之后输出一个CL1信号，正被驱动的LCD显示器仍然是16行64位。使用单色LCD，当用不同有效电压驱动时，只有对比度发生变化。驱动器响应于不同的有效电压电平可引发LCD的其它特性。这种情况的一个例子即是彩色LCD，即如果以不同的有效电压驱动，则LCD的颜色发生变化。
电路3插在控制器和列驱动器之间，以产生有效可变驱动电压电平。在每个CL2选通脉冲中，电路3 (CIRC)将截取控制器输出的4位数据。每个这样的4位数据将被理解成表示拟加在LCD象素的电压电平。假如没有编码采用4位数据形式，即象素根据位的模式是“1”还是“0”被驱动到ON或OFF状态。继而CIRC3将在一帧中向列驱动器输出D00，D01，D02或D03。在整个第一帧期间，最初D00被发送给列驱动器4。这可利用通用电路，如4-1乘法器或任何其它信号发送电路来实现。因此，在这一帧期间，RAM中的位00，04，08，…10，14被送入到列驱动器4中。这一直持续到接收到新FRM信号为止。然后，D01将被输出给列驱动器4，即RAM中的01，05，09…，11，16，19位输送给列驱动器4。在每一个FRM信号之后，D02和D03将被顺序采用。然后重复循环。如果对象素的4位(例如对第一象素为00，01，02和03)为0000，则在全部4帧中象素被驱动到OFF。如果是1010位，即是说在两帧中象素将被驱动列ON，另两帧中被驱动到OFF，并且因而将表现一半的ON状态。如果4位是1111，则象素在4帧中被全部驱动到ON状态，并全部表现为ON。循环持续4帧，电平可以是0，1/4，1/2，3/4和1。
本实施例中的列驱动器4是串联输入型，即每个CL2选通脉冲中接收1位数据，取代上述的4位数据。有许多这种类型的列驱动器是适用的。在使用1位输入到列驱动器之后，不需要一个被4除的电路。
当认为4位数据为二进制编码时，可表示总共16级电平，并且在现在的16-1信号发送电路前面插入解码器5。解码器5在每个CL2选通脉冲中将接收4位输入，并对信号发送电路产生16位输出。如果4位输入是0000，则全部16位输出可以都是0。如果4位输入是0001，则仅有一个16位输出是1而其余的是0。如果4位输入是0010，则两个16位输出是1而其余的是0，等等。全部为1的一个4位模式将使所有16位输出是1，并且在象素每帧中被驱动至ON状态。所需的精确解码电路将取决于对4位输入数据的编码。一个完整的循环将持续16帧，这示于图3中。应予说明的是，尽管图3的实例采用把4位数据提供给16-1信号分离器，N位数据可用于供给2N-1信号分离器，这里的N是任意整数。N不限于4位。
可以理解，还可以有很多不同的组合。例如，可有4位表示16级电平并且只能用n级(n＜16)循环仅可持续n帧。这种变化的一种可能(尽管绝不可能仅一种)的应用是当LCD响应为非线性时，则需要16个不同的电平，以进行只有n级响应，此时一些邻近的级将在输出特性如灰度或颜色中产生一个不重要的变化。
以上参考附图描述的驱动器提供了一种没有可变输出电压电平的驱动器可用于驱动需要可变电压电平的LCD。所以，此种驱动器可从固定的输出电压电平驱动一个点阵驱动的布置。从而实现一个相对便宜的并且灵便的驱动器。
权利要求
1.一种用于液晶显示器(LCD)的驱动器，包括固定的预置驱动电压电平和在整个循环次数中改变ON∶OFF比率的装置，从而有效地提供为驱动LCD的可变驱动电压电平。
2.根据权利要求1所述的驱动器，其特征在于所述装置包括一个插在驱动器的控制器输出端和LCD的列驱动器的输入端之间的电路。
3.根据权利要求2所述的驱动器，其特征在于，所述列驱动器包括一个串联输入的列驱动器。
4.根据权利要求2或3所述的驱动器，其特征在于，所述电压包括一个数据解码器，LCD帧控制器和一个适于接收从解码器输入的数据选择器及数据控制器，还有一个对列驱动器输出的多级发送电路。
5.根据权利要求4所述的驱动器，其特征在于，所述数据选择器包括高达X个等级，并适用于进行n次循环，在此，n＝X。
6.根据权利要求4所述的驱动器，其特征在于，所述数据选择器包括X个不同的等级，并被用于n级响应，在此，n小于X。
7.根据权利要求5或6所述的驱动器，其特征在于一个完整的循环持续X帧。
8.根据权利要求2至7任一项所述的驱动器，其特征在于加给LCD象素上的有效输出电压是p/p+q，其中p是角素被驱至ON态的次数，q是象素被驱至OFF态的次数。
9.一种LCD，包括按前述任一项权利要求所述的驱动器。
全文摘要
一种用于液晶显示器的驱动器，具有固定的预置驱动电压电平和在整个循环次数中改变ON∶OFF比率的装置，从而有效地提供为驱动液晶显示器的可变驱动电压电平。
文档编号G02F1/133GK1161467SQ9611896
公开日1997年10月8日 申请日期1996年11月27日 优先权日1996年11月27日
发明者何基培 申请人:航向信标情报有限公司, T·L·约翰逊