图像显示装置的列电极驱动 电路及带有这种电路的图像显示装置 本发明涉及一种用于显示诸如字符和/或(静态的或动态的)图像的图像显示装置地列电极驱动电路，以及一种包括这种列电极驱动电路的图像显示装置。
液晶显示装置是图像显示装置的一种，它包括一个实质上由置于一对玻璃基片之间的液晶层所组成的液晶显示屏。在液晶显示屏的一个玻璃基片上，有多个相互平行排列的数据线(列电极)和多个与各个数据线垂直相交的扫描线(行电极)。用于液晶显示屏的每个像素的电压是根据用于每个数据线的电压来控制的。数据线是由作为列电极驱动电路IC的源驱动装置IC驱动。
图3是说明源驱动装置IC1内部结构的方框图，它的功能是作为用于传统彩色液晶显示屏的列电极驱动电路IC。所说明的源驱动装置IC1(列电极驱动电路IC)有384个输出。源驱动装置IC1包括一个移位寄存器2、一个采样存储器3、一个控制存储器4、一个数/模转换器5、一个输出电路6、以及一个参考电压产生电路7。
移位寄存器2接收由信号控制电路(未示出)所发送的一个时钟信号CK以及一个采样开始信号SP，并向采样存储器3输出数据采样信号。
根据从移位寄存器2所输出的数据采样信号的时限，采样存储器3为从信号控制电路(未示出)所发送的RGB的每个颜色(红，绿，蓝)锁存一个6比特的数据信号，并将6比特的数据信号作为6比特的采样数据存储。在源驱动装置IC1(列电极驱动电路IC)有384个输出的情况下，采样存储器3有128个输出用于RGB的每个颜色(即，总共有384个输出)。384个输出中的每一个都是作为6比特的采样数据存储的。
存储在采样存储器3中的6比特采样数据是根据信号控制电路(未示出)所输出的数据传输信号LS来传输的。控制存储器4存储所传输的6比特采样数据。
来自参考电压产生电路7的64个参考电压线耦合到D/A转换器5。从参考电压产生电路7中输出的64个电压电平(对应6位)分别提供给64个参考电压线。每个参考电压线都有一个数/模转换开关(未示出)。根据所指定的信号电平，D/A转换器5为RGB的每个颜色选取一个6比特的数据信号(即，存储在控制存储器4中的6比特采样数据)，并将所选取的信号转换成模拟信号而输出。具体地说，D/A转换器5根据RGB的每个颜色的6比特数据信号所指定的信号电平，来选取一个参考电压线(通过数/模转换开关)，并向输出电路6输出一个已转换成模拟信号的信号。
输出电路6对由D/A转换器5转换的模拟信号进行阻抗变换，并将变换后的模拟信号作为驱动电压输出到与相应的输出节点相耦合的数据线。
在液晶显示装置的液晶显示屏使用直流电DC来驱动液晶材料的情况下，在电极表面可能发生电解或类似的情况，由此液晶显示屏会很快损坏。因此，液晶显示材料是典型的通过交流电AC驱动的方法来驱动的，在交流电驱动的方法中，用于液晶显示屏的电极的电压极性是在正负之间交替改变的。在这种情况下，应用前面所述的64个参考电压电平(对应6位)之一的64个参考电压线中的每一个都必须由两个线来实现，也就是说，一个用于正电压，一个用于负电压。这样，就需要128个参考电压线。为了简明，下面将只描述用于正或负的64个电平的64个参考电压线。
提供给每个参考电压线的参考电压电平主要通过对从低电压参考电源获得的电压VL与从高电压参考电源获得的VH之间使用分阻技术而产生的。例如，提供给64个参考电压线的相应的64个参考电压电平是通过使用VL和VH之间的63个电阻器产生的。
图4给出了包括一个提供64个参考电压线的参考电压产生电路7的作为列电极驱动电路IC的源驱动装置IC1的芯片布局图。源驱动装置IC1(列电极驱动电路IC)包括：一个D/A转换器5、一个输出电路6。输出电路6实质上是由延长的矩形IC芯片组成，在其纵向的一侧有384个平行连接的数据线。64个参考电压线与位于输出电路6之前的D/A转换器5相耦合。
如图5所示，参考电压线L1至L64可以有选择的分别对应绿色的灰度级1至64。参考电压线L1至L64可以有选择的分别对应红色的灰度级1至64。参考电压线L1至L64可以有选择的分别对应蓝色的灰度级1至64。这样，L1至L64的每一个参考电压线对于所有红、绿、和蓝色等等都与相同的灰度级(1至64中的一个)关联。因此，对于用于在液晶显示屏中引入更多的灰度级的每一个附加灰度级，将需要一个附加的参考电压线。值得注意的是，当引入一个附加的灰度级时，为RGB的每个颜色提供一个附加的参考电压线(这会导致总共有3个附加的参考电压线用于RGB)在现有技术中还没有普遍实施，这是因为需要减少参考电压线在数量上的巨大增加，它们将占据IC芯片上的面积。
然而，在上述结构中，不考虑RGB中颜色的寻址，相同的电压请求使用相同的灰度级，这样就会带来如下的问题。如果给定的任何一种电压驱动类型的显示装置，对于每个红、绿、蓝有不同应用的电压—亮度值特征曲线(或者在液晶显示器的情况下的“应用电压—传输”特征曲线)，那么任何非彩色显示屏的亮度由亮变暗的状态改变都会导致一个变化的色度，否则这将是恒定的色度。
如图6所示的例子，就液晶显示装置来说，当显示屏的亮度从亮变暗时，显示屏的白色色度则趋于转换成蓝色。这种现象可以通过液晶显示装置具有用于红、绿、蓝的不同的灰度级—亮度特征曲线来解释。
图7给出了一个灰度级一亮度特征曲线的例子。横坐标轴代表RGB的每个颜色的6比特数据的灰度级1(暗)至灰度级64(亮)。纵坐标轴代表RGB的每个颜色的亮度。在图7中，亮度级是标准化的(单位：％)，它是以假定的RGB的每个颜色的6比特输入数据的灰度级64(即：最大亮度)具有100％的亮度为基础。从图7中可以看出，与RGB的每个颜色的6比特数据等级相应的亮度值是不等的。为了提高图像显示装置的颜色显示性能，确保各个RGB颜色的亮度值的一致性是必不可少的。
为了提高图像显示装置的颜色显示性能，可能会出现在列电极驱动电路中为每个RGB颜色分别提供一组参考电压线(参考电压电平)，并完成6比特数据的位校正。然而，这样一种为每个RGB颜色提供3个参考电压线的结构就包含192个(与64个相比)参考电压线。由于IC芯片的面积会不可避免的增加，这样就很难以低成本来生产列电极驱动电路。
另外，可以选择包含通过软件方式执行某种适当的运算来将给定的数据转换到更高或更低值的方法。然而，这种方法不能提供一个根本的解决方案，因为它给RGB颜色的总体颜色的再现性带来了破坏。
依据本发明，提供了一种用于图像显示装置的列电极驱动电路，用于从多个参考电压电平中选取分别与输入数据的灰度级相对应的参考电压电平，并向至少一个数据线上输出相应的所选取的电压电平，其中输入数据包括第一颜色数据、第二颜色数据及第三颜色数据，其中：分别选取与第一颜色输入数据、第二颜色输入数据及第三颜色输入数据中的灰度级相对应的参考电压电平；在分别选取的与第一颜色输入数据、第二颜色输入数据和第三颜色输入数据中的给定灰度级相对应的参考电压电平当中，所选取的与至少一种颜色相对应的参考电压电平不同于所选取的对应于其它一个颜色或多个颜色的参考电压电平或多个电平，给定的灰度级在预定的范围之内；并目所选取的与至少一种颜色的输入数据中的给定灰度级相对应的参考电压电平等于所选取的与其它一种颜色或多个颜色的输入数据中的另外一个灰度级相对应的参考电压电平。
在本发明的一个实施例中，在所分别选取的与第一颜色输入数据、第二颜色输入数据和第三颜色输入数据中的给定灰度级相对应的参考电压电平当中，所选取的与第一颜色和第三颜色相对应的参考电压电平相对于所选取的与第二颜色相对应的参考电压电平移动预定数目的灰度级；并且为了添加的目的，列电极驱动电路提供了一定数目的附加参考电压电平，此数目与预定的数目相等。
在本发明的另一个实施例中，当单独显示第一颜色、第二颜色和第三颜色时与每个颜色的灰度级相对应的亮度值，可以通过第一最大值、第二最大值、和第三最大值进行标准化，第一最大值、第二最大值、和第三最大值分别表示当单独显示每个颜色时第一颜色、第二颜色和第三颜色的最大亮度值；并且选取对应于灰度级所选的参考电压电平，以使第一颜色、第二颜色和第三颜色的亮度值符合基于灰度级—亮度的表示标准化亮度值的特征曲线。
在本发明的又一个实施例中，第一颜色、第二颜色和第三颜色分别是红色、绿色和蓝色。
在本发明的另外一个实施例中，第一颜色、第二颜色和第三颜色分别是青色、洋红色和黄色。
依据本发明的另一个方面，提供了一种包含上述任意一种列电极驱动电路的图像显示装置。
根据本发明的具有列电极驱动电路的图像显示装置，在除了黑白以外的灰色级区域内，对于一个给定的灰度级可以有不同的参考电压电平，以便为第一颜色、第二颜色和第三颜色的每一个选取一个不同的参考电压电平，由此使第一颜色、第二颜色和第三颜色的亮度值可以相等。
此外，与第一颜色和第二颜色的灰度级相对应的参考电压电平相对于第三颜色的灰度级产生偏移。在这种情况下，可以使用用于添加两个或多个值的附加参考电压电平，添加的两个或多个值相差的越远则会导致参考电压电平的偏移，由此，可以在这样两个或多个值之间获得一个常量灰度分辨率。
进一步，当单独显示第一颜色、第二颜色和第三颜色时与每个颜色的灰度级相对应的亮度值，可以通过第一最大值、第二最大值、和第三最大值进行标准化，第一最大值、第二最大值、和第三最大值分别表示当单独显示每个颜色时各个颜色的最大亮度值，并且依据本发明可以设定参考电压电平，以便各个颜色的亮度值符合基于灰度级一亮度的表示标准化亮度值的特征曲线。其结果是，可以使与灰度级的变化量相关的不必要的色度变化最小。
因此，这里所描述的本发明带来了以下优点：(1)提供了一种列电极驱动电路，应用此电路可以不用降低包括第一颜色、第二颜色和第三颜色的颜色系统的总体颜色的再现性、以最小的程度增加IC芯片的面积，来实现为了使第一颜色、第二颜色和第三颜色的亮度值相等而进行的位校正；并且(2)提供了具有这样一种列电极驱动电路的图像显示装置。
参照以下结合附图的详细说明，本领域普通技术人员可以很容易读懂和理解本发明的上述和其它优点。
图1是依据本发明的实施例说明作为列电极驱动电路IC的源驱动装置IC的芯片布局的方框图。
图2是依据本发明的实施例说明在列电极驱动电路中为RGB的各个颜色的亮度值执行位校正的示意图。
图3是说明作为传统列电极驱动电路IC的源驱动装置IC的内部结构的方框图。
图4是说明包括一个参考电压产生电路的作为传统列电极驱动电路IC的源驱动装置IC的芯片布局的方框图。
图5是说明源驱动装置IC(一个传统的列电极驱动电路IC)的方框图，其中与RGB的每个颜色的显示数据相对应的参考电压电平对所有的3种颜色都是相同的。
图6是说明RGB颜色系统的X-Y色度图。
图7是说明RGB亮度值相对于灰度级的偏移量的曲线图。
图8是包括本发明的列电极驱动电路的图像显示装置的方框图。
下面参照附图通过实施例来描述本发明。
依据本发明，图2说明了列电极驱动电路的位校正原理，在图2中给出了当液晶显示屏显示图像时，灰度级与RGB的各个颜色的亮度值之间的关系。本发明的位校正原理，注重于任意6比特数据的灰度级(横坐标的值)与相应的红、绿、蓝的亮度值(纵坐标的值)之间的偏移量。从图2所示的典型的例子可以看出，与绿色的亮度值相比，蓝色的亮度值向亮度值暗的方向偏移一个灰度级，而红色的亮度值向亮度值亮的方向偏移两个灰度级。因此，为了使蓝色的亮度值与绿色的亮度值相等，蓝色的亮度值需要相对于绿色的亮度值向暗的方向移动一个灰度级。类似的，为了使红色的亮度值与绿色的亮度值相等，红色的亮度值需要相对于绿色的亮度值向亮的方向移动两个灰度级。
图1依据本发明的实施例说明作为列电极驱动电路IC的源驱动装置IC的芯片布局的方框图。
首先，存储在采样存储器(未示出)的6比特采样数据是基于信号控制电路(未示出)所输出的数据传输信号LS来传输的。控制存储器存储所传输的6比特采样数据。
64个参考电压线L1至L64和3个添加的电压线H1至H3与数/模转换器50相耦合。L1至L64中的每个参考电压线和添加的每一个电压线H1至H3都有一个数/模转换开关。D/A转换器50根据RGB的每个颜色的6比特数据信号(存储在控制存储器40中的6比特采样信号)的灰度级选取一个参考电压电平，并将所选取的参考电压电平转换成模拟信号输出。具体地说，D/A转换器50根据RGB的每一个颜色的6比特数据信号(已经校正)的灰度级来选取(通过数/模转换开关)一个与(64+3)参考电压电平相应的电压线，并且输出一个已转换成模拟信号的信号给输出电路60。
输出电路60对D/A转换器50转换的模拟信号进行阻抗变换，并且将变换后的模拟信号作为驱动电压输出到与相应的输出节点相耦合的数据线。
分别使用参考电压电平的64个参考电压线L1至L64，从高电压VH端到低电压VL端顺序的同参考电压产生电路70相耦合(有点类似于传统的64个参考电压线)。两个添加的电压线H1至H2添加到高电压端的参考电压线L1和L2之间。另外一个电压线H3添加到低电压端的参考电压线L63和L64之间。
通过使用分阻技术所获得的有关L1和L2电压间的电位差的电压被用于高电压端的H1和H2。通过使用分阻技术所获得的有关L63和L64电压间的电位差(即L63和L64间的平均值)的电压被用于低电平端的H3。
现在，依据本发明仍然参考附图1更详细介绍一下列电极驱动电路的位校正原理。
分别选取与绿色灰度级1至64对应的参考电压线L1至L64。
分别选取与红色的灰度级1或64对应的高电压(VH)端的参考电压线L1或低电压(VL)端的参考电压线L64。通过设置模拟开关选择电路，分别选取与亮的一侧的红色灰度级2或3对应的添加电压线H1或H2。通过设置模拟开关选择电路，分别选取与红色灰度级4至63对应的参考电压线L2至L61，以便红色灰度级相对于与参考电压线L2至L61相对应的绿色灰度级2至61，向高电压端(即亮的一侧)上移两个灰度级。
分别选取与蓝色的灰度级1或64相应的高电压(VH)端的参考电压线L1或低电压(VL)端的参考电压线L64。通过设置模拟开关选择电路，分别选取与蓝色灰度级2至62对应的参考电压线L3至L63，以便蓝色灰度级相对于与参考电压线L3至L63相对应的绿色灰度级3至63，向低电压端(即暗的一侧)下移一个灰度级。通过设置模拟开关选择电路，选取与暗的一侧的蓝色灰度级63相对应的添加电压线H3。
因此，如参考电压线L33可以被选取用于绿色的灰度级33、红色的灰度级35、或者蓝色的灰度级31这样，同一个参考电压电平可分别用于红色，绿色，蓝色的不同的灰度级(即35，33和31)。其结果是，液晶显示屏上显示的图像对于所有的RGB颜色有相同的亮度值。此外，添加的电压线H1和H2位于灰度级亮的一侧，是用于将红色的灰度级上移两个灰度级的校正处理的。另外，添加电压线H3位于灰度级暗的一侧，是用于将蓝色的灰度级下移一个灰度级的校正处理的。因此，即使不同的参考电压电平对应同一个灰度级，以便红色和蓝色的灰度级相对于绿色的灰度级而进行移动，却避免了整个液晶显示屏的所有颜色的再现性的降低。
在图1所示的结构中，附加的电压线的数目(附加的参考电压电平数目)等于为了使所有RGB的亮度值相等而将红色和蓝色相对于绿色移动得到的灰度级的数目。换句话说，使用了比将红色和蓝色相对于绿色移动得到的灰度级的数目多的附加电压线。
例如，参考电压线的数目可以从64增加到80，并且可以通过将红色和蓝色的参考电压电平相对于给定的绿色亮度值所对应的参考电压电平，移动任意数目(一个或多个)的灰度级来实现灰度级的校正。其结果是，RGB的各个颜色的亮度值具有更高的分辨率。
根据本发明的上述结构，通过使用比为RGB的每一个颜色的亮度值分别提供参考电压线的结构少的用于参考电压电平的参考电压线，图象显示设备的颜色显示性能得到改善。因此，依据本发明，IC芯片的面积可以充分保持小型化。
参考电压线可以放置在任意一个适当的位置，以便与图像显示装置的其它内部单元的位置相符。
当单独显示红、绿或蓝色时与每个颜色的各个灰度级对应的亮度值，可以通过当单独显示每个颜色时分别代表红、绿或蓝的最大亮度值Rmax、Gmax或Bmax进行标准化，并且依据本发明可以设定参考电压电平，以便RGB的各个颜色的亮度值符合基于灰度级—亮度的特征曲线，此特征曲线表示代表灰度级的标准化亮度值。
图8说明包括本发明的列电极驱动电路10的图像显示装置80。图像显示装置80包括列电极驱动电路10，一个控制电路82，一个行电极驱动电路84，以及一个显示屏86。依据本发明的原理来控制显示屏84的亮度。如上所述，列电极驱动电路10中的输出电路60(图1)，对已被D/A转换器50转换的模拟信号进行阻抗变换，并将变换后的模拟信号结果作为驱动电压输出到与相应的输出节点相耦合的数据线。
尽管在上述实施例中说明了TFT液晶显示装置，本发明适用于具有列电极驱动电路的更宽范围的矩阵型图像显示装置。例如，MIM，单矩阵液晶显示装置，PALC，PDP，EL等等。
尽管在上述实施例中说明了在TFT液晶显示装置中使用红、绿和蓝色的输入数据，这些颜色可以是组成颜色系统的任意三种单色(第一颜色、第二颜色和第三颜色)。例如，本发明的结果也可由使用青色、洋红色和黄色的颜色系统而获得。
因此，依据本发明具有列电极驱动电路的图像显示装置，选取第一颜色、第二颜色以及第三颜色的灰度级，这样第一颜色、第二颜色和第三颜色的灰度级—亮度特征曲线变为一致，并且与所选取的第一颜色、第二颜色和第三颜色的灰度级相对应的参考电压电平供给显示屏的各个数据线。其结果是，在阻止了IC芯片面积实际增加的同时，可以实现这三种颜色很好的总体再现性。
依据本发明具有列电极驱动电路的图像显示装置，与第一颜色和第二颜色的灰度级相对应的参考电压电平相对于第三颜色的灰度级产生偏移。在这种情况下，可以使用为添加两个或多个值的附加参考电压电平，添加的两个或更多值相差的越远则会导致参考电压电平的偏移，由此在这样两个或多个值之间可以获得一个常量灰度分辨率。所使用的附加参考电压线的数目可以减少，这样，IC芯片的面积可以保持足够的小。
此外，依据本发明具有列电极驱动电路的图像显示装置，当单独显示每个颜色时与每个颜色的灰度级相对应的亮度值，可以通过单独显示每个颜色时分别代表每个颜色的最大亮度值进行标准化，并且可以设定参考电压电平，以便各个颜色的亮度值符合基于灰度级—亮度的表示标准化亮度值的特征曲线。其结果是，与灰度级的变化量相关的不必要的色度变化可以减到最小，这样尽管所显示的图像的亮度有变化，也可以保持白色的均衡。
本领域技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以很容易进行各种修改。因此附加的权利要求书的范围并不局限于本说明书所阐述的内容，而是有一个较宽的范围。