專利名稱：圖象顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及圖象顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法，特別是涉及適用于根據(jù)多灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)顯示圖象的圖象顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
以前，作為圖象顯示裝置，在用于圖象顯示的顯示區(qū)域中，矩陣狀地配置多條信號(hào)線和多條掃描線，同時(shí)在各條信號(hào)線和各條掃描線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的各區(qū)域中，配置通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與各條信號(hào)線和各條掃描線連接的象素，在非顯示區(qū)域中，配置用于驅(qū)動(dòng)掃描線的掃描電路和用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的驅(qū)動(dòng)電路，這是眾所周知的。作為驅(qū)動(dòng)電路，例如，在Extended Abstracts of the 1997 International Conference on SolidState Devices and Materials pp.348-349中，如在它的圖2n上記載的那樣，具有輸入6比特64灰度等級(jí)的數(shù)字信號(hào)，根據(jù)這個(gè)數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生64灰度等級(jí)的電壓那樣的構(gòu)成。
具體地，這個(gè)驅(qū)動(dòng)電路是由備有移位寄存器，數(shù)據(jù)總線，2個(gè)鎖存器和DA變換電路那樣地構(gòu)成的，在移位寄存器和一個(gè)鎖存器之間配置用于傳輸6比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)總線，另一個(gè)鎖存器與各條數(shù)據(jù)總線連接。這時(shí)，將用于驅(qū)動(dòng)1條信號(hào)線的鎖存器分成6個(gè)系統(tǒng)，各系統(tǒng)的輸入側(cè)分別與數(shù)據(jù)總線連接。即數(shù)據(jù)總線和一個(gè)鎖存器通過(guò)6條線連接起來(lái)。通過(guò)從移位寄存器輸出的鎖存器脈沖將在6條線數(shù)據(jù)總線上輸入的6比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)鎖存器中，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在全部鎖存器中后，通過(guò)鎖存器脈沖將存儲(chǔ)在一個(gè)鎖存器中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)鎖存器并存儲(chǔ)起來(lái)。存儲(chǔ)在另一個(gè)鎖存器中的數(shù)據(jù)一直保持到再次進(jìn)行鎖存為止，存儲(chǔ)在另一個(gè)鎖存器中的數(shù)據(jù)通過(guò)DA變換電路變換成64種灰度等級(jí)電壓中的1個(gè)灰度等級(jí)電壓，將經(jīng)變換后的1個(gè)灰度等級(jí)電壓輸出到信號(hào)線。
在圖象顯示裝置中內(nèi)置驅(qū)動(dòng)電路的情形中，當(dāng)圖象顯示裝置的顯示灰度等級(jí)數(shù)(即數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù))增多時(shí)，伴隨著數(shù)據(jù)線的增加，驅(qū)動(dòng)電路的制作范圍增大。但是，因?yàn)殡S著顯示灰度等級(jí)數(shù)的增加，驅(qū)動(dòng)電路的制作范圍增大，所以非顯示區(qū)域增大，從而需要對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的制作范圍進(jìn)行限制。例如為了用彩色縱帶的象素實(shí)現(xiàn)200象素/英寸的精細(xì)度的圖象顯示裝置，信號(hào)線的間隔為2.54mm÷200÷3色≌約42μm，在該間隔中，必須配置用于驅(qū)動(dòng)1條信號(hào)線的電路。
然而，為了實(shí)現(xiàn)200象素/英寸的精細(xì)度的圖象顯示裝置，采用已有的構(gòu)成時(shí)，因?yàn)榻泳€數(shù)很多，所以不能將信號(hào)線間隔做到要求的尺度。
即，在已有技術(shù)中，形成用6條線連接數(shù)據(jù)總線和一個(gè)鎖存器，用6條線連接該鎖存器和另一個(gè)鎖存器，用6條線連接另一個(gè)鎖存器和DA變換電路，將6比特的二進(jìn)制數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻A變換電路的構(gòu)成。而且，用2種金屬作為將用于薄膜晶體管(以下稱為T(mén)FT)柵極的柵極金屬，TFT的源極，漏極連接起來(lái)的接線，使用3種以上的金屬時(shí)使工序數(shù)增加，成本提高，一般是不適合的。因此，將連接在2個(gè)鎖存器之間的數(shù)據(jù)總線和DA變換電路的6條接線(縱向接線)，和配置在DA變換電路上與這個(gè)縱向接線交叉的方向上的橫向的多灰度電壓線組分別用一層的接線層，并且縱向的6條接線不能重疊，不得不并列地進(jìn)行接線。所以，作為布局規(guī)則當(dāng)空隙4μm，接線4μm時(shí)，為了有6條接線，需要(4+4)×6條＝48μm的寬度，超過(guò)了要求的42μm的線寬度。
又，灰度等級(jí)數(shù)的增大對(duì)TFT的個(gè)數(shù)也有很大的影響，當(dāng)數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)為k比特時(shí)，僅在DA變換電路中，就需要配置k×2k個(gè)(6比特時(shí)為384個(gè))TFT。進(jìn)一步，因?yàn)?個(gè)電路一組地配置k比特的鎖存電路，所以只要不能以1μm以下的布局規(guī)則形成，上述情況在現(xiàn)實(shí)中是不可能的。
又，內(nèi)置在圖象顯示裝置中的驅(qū)動(dòng)電路必須盡可能地抑制電力消耗。即，圖象顯示裝置的電力消耗與適用的制成品的由電池決定的工作時(shí)間等有很大的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)電路消耗的電力中的一部分是數(shù)據(jù)總線消耗的電力。數(shù)據(jù)總線起著將來(lái)自外部的輸入數(shù)據(jù)傳輸?shù)芥i存器的功能。數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)傳輸速度很高，是一種電力消耗最大的接線。因?yàn)檫@個(gè)數(shù)據(jù)總線消耗的電力與接線電容，數(shù)據(jù)變化次數(shù)和信號(hào)電壓的二次方成正比，所以為了減少數(shù)據(jù)總線的電力，削減接線電容，數(shù)據(jù)變化次數(shù)和信號(hào)電壓是有效的。在數(shù)據(jù)總線的接線電容中，接線交叉電容顯示出大的電容量。
這里，數(shù)據(jù)總線的接線數(shù)為k時(shí)，如已有技術(shù)那樣，在從數(shù)據(jù)總線取出數(shù)據(jù)到一個(gè)鎖存器的地方，對(duì)每一條信號(hào)線，需要由于數(shù)據(jù)總線之間的交叉成為接線交叉部分的k-1個(gè)地方(6比特中有5個(gè)地方)的交叉。又，數(shù)據(jù)變化次數(shù)(“0”的數(shù)據(jù)變化到“1”的數(shù)據(jù)或“1”的數(shù)據(jù)變化到“0”的數(shù)據(jù)的次數(shù))，當(dāng)數(shù)據(jù)總線的接線條數(shù)為k時(shí)，每一個(gè)數(shù)據(jù)的平均的數(shù)據(jù)變化為k/2(在6比特時(shí)為3)，最大的數(shù)據(jù)變化次數(shù)為k(在6比特時(shí)為6)。
本發(fā)明的目的是提供相對(duì)于用于高精細(xì)地顯示多灰度等級(jí)的圖象的顯示區(qū)域，能夠?qū)⒎秋@示區(qū)域的占有面積減到更小的圖象顯示裝置及其驅(qū)動(dòng)方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明構(gòu)成備有將多條信號(hào)線和多條掃描線配置成矩陣狀，同時(shí)有在各條信號(hào)線和各條掃描線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的各區(qū)域中通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與上述各條信號(hào)線和上述各條掃描線連接的象素的圖象顯示裝置，與顯示灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)地加上由模擬值表示的灰度等級(jí)電壓的灰度等級(jí)電壓線組，輸出用于根據(jù)由數(shù)字值表示的高灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)選擇上述任何一條灰度等級(jí)電壓線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的解碼器，根據(jù)上述圖象數(shù)據(jù)順次地輸出觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)信號(hào)輸出裝置，和以上述觸發(fā)信號(hào)的輸入為條件，響應(yīng)上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，選擇指定的灰度等級(jí)電壓線，將來(lái)自上述指定的灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓輸出到指定的信號(hào)線的多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置的圖象顯示裝置。
當(dāng)構(gòu)成上述圖象顯示裝置時(shí)，能夠附加下列要素。
(1)將上述解碼器分割成多個(gè)，使各分割后的解碼器向?qū)Φ嘏渲谩?br> (2)傳輸上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線與上述解碼器連接，傳輸上述觸發(fā)信號(hào)的多條觸發(fā)線與上述多個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸出裝置連接，將各指定的灰度等級(jí)電壓傳輸給指定的信號(hào)線的輸出線與上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置連接。
(3)與上述多條觸發(fā)線和上述各條輸出線分別交叉地配置上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和上述灰度等級(jí)電壓線組。
(4)上述灰度等級(jí)電壓線組分別沿上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線并列地配置。
(5)對(duì)于上述灰度等級(jí)電壓線組中的1條灰度等級(jí)電壓線，并列地配置1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線。
(6)對(duì)于上述灰度等級(jí)電壓線組中的1條灰度等級(jí)電壓線，將上述1條灰度等級(jí)電壓線作為空隙并列地配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線。
(7)使上述灰度等級(jí)電壓線組與上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線形成在同一個(gè)接線層上。
(8)使上述多條觸發(fā)線與上述各條輸出線形成在同一個(gè)接線層上。
(9)在上述各條輸出線和上述多條信號(hào)線之間，配置將來(lái)自上述各條輸出線的輸出電壓分配給多條信號(hào)線的分配裝置。
(10)上述灰度等級(jí)電壓線組與上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線是由Al或銅制成的接線材料形成的。
(11)當(dāng)顯示灰度等級(jí)數(shù)為n時(shí)，上述灰度等級(jí)電壓線組的接線條數(shù)在n以上2n以下。
(12)使上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置形成在同一塊基片上。
(13)使上述解碼器與上述基片的表面接合或配置在上述基片的周圍。
(14)使上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，上述解碼器和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置形成在同一塊基片上。
(15)上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置是用移位寄存器電路形成的。
(16)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有由于輸入上述觸發(fā)信號(hào)而導(dǎo)通，傳輸上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第1薄膜晶體管和由上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而導(dǎo)通，將灰度等級(jí)電壓傳輸給上述輸出線的第2薄膜晶體管。
(17)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有保持由上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電容器。
(18)上述電容器是使上述灰度等級(jí)電壓線組中的任何一條灰度等級(jí)電壓線和形成在與上述灰度等級(jí)電壓線組不同的接線層上的電極重疊起來(lái)形成的靜電電容。
(19)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有將由上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為至少1比特的信息存儲(chǔ)起來(lái)的存儲(chǔ)裝置。
(20)將上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別配置在各條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和各條觸發(fā)線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的每個(gè)區(qū)域中。
(21)當(dāng)上述灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓對(duì)于上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電壓相對(duì)地低時(shí)，用n型溝道薄膜晶體管形成上述第1薄膜晶體管和上述第2薄膜晶體管，當(dāng)上述灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓對(duì)于上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電壓相對(duì)地高時(shí)，用p型溝道薄膜晶體管形成上述第1薄膜晶體管和上述第2薄膜晶體管。
(22)上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有放大上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平變換裝置。
(23)與各上述灰度等級(jí)電壓線組并列地配置向上述電壓電平變換裝置供給特定的電壓和共通的信號(hào)的接線。
(24)備有分別在上述灰度等級(jí)電壓線組上加上不同電壓的電壓發(fā)生裝置。
(25)上述電壓發(fā)生裝置是由與電壓源串聯(lián)連接的多個(gè)階梯電阻構(gòu)成的。
(26)使上述電壓發(fā)生裝置與上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置一起形成在同一塊基片上。
(27)上述象素備有夾持在包含透明的絕緣基片的一對(duì)基片之間的液晶，對(duì)應(yīng)于來(lái)自與上述象素連接的開(kāi)關(guān)元件的電壓，上述液晶的光透過(guò)率發(fā)生變化。
(28)上述象素備有形成在絕緣基片上的發(fā)光膜，對(duì)應(yīng)于來(lái)自與上述象素連接的開(kāi)關(guān)元件的電壓，上述發(fā)光膜的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化。
(29)備有向上述多條掃描線順次地輸出掃描脈沖信號(hào)的掃描裝置。
(30)將上述解碼器向上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定在上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置輸出上述觸發(fā)信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率的2倍以上。
(31)與輸入上述解碼器的灰度等級(jí)數(shù)據(jù)有關(guān)同時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)切換在2個(gè)以下，上述解碼器根據(jù)上述灰度等級(jí)數(shù)據(jù)順次地輸出用于選擇單條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
如果用上述裝置，則使解碼器具有用于將灰度等級(jí)數(shù)據(jù)變換成模擬信號(hào)的數(shù)字/模擬變換功能和用于選擇信號(hào)線的功能，根據(jù)由解碼器輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)和由觸發(fā)信號(hào)輸出裝置輸出的觸發(fā)信號(hào)選擇指定的灰度等級(jí)電壓線，因?yàn)閷?lái)自選出的灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓輸出到指定的信號(hào)線，所以與用于高精細(xì)地顯示多灰度等級(jí)圖象的顯示區(qū)域比較，能夠使用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)線的配置在非顯示區(qū)域的驅(qū)動(dòng)電路的占有面積更小。
又，因?yàn)槲覀冇媒獯a器選擇單條灰度等級(jí)電壓線，所以開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中數(shù)據(jù)變化的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線最多為2條，數(shù)據(jù)的變化次數(shù)減少，即便每次數(shù)據(jù)變化時(shí)接線間的電容發(fā)生充放電，由于變化次數(shù)減少也能夠減少電力消耗。
進(jìn)一步，當(dāng)顯示多灰度等級(jí)的圖象時(shí)，因?yàn)槟軌驕p少交叉接線，即交叉接線電容，所以能夠減少傳輸高速信號(hào)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中的電力消耗。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置的主要部件構(gòu)成圖。
圖2是用于說(shuō)明由多個(gè)電壓源產(chǎn)生灰度等級(jí)電壓的方法的圖。
圖3是用于說(shuō)明用階梯電阻產(chǎn)生灰度等級(jí)電壓的方法的圖。
圖4是表示用于本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的開(kāi)關(guān)電路的其它實(shí)施形態(tài)的電路圖。
圖5是用與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的解碼器的方框構(gòu)成圖。
圖6是用于說(shuō)明圖5所示的解碼器的邏輯值的圖。
圖7是將圖1所示的解碼器用作外部IC時(shí)的方框構(gòu)成圖。
圖8是與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的移位寄存器的電路構(gòu)成圖。
圖9A～9C是用于說(shuō)明圖8所示的移位寄存器的構(gòu)成要素的圖。
圖10是用于說(shuō)明圖8所示的移位寄存器的工作的定時(shí)圖。
圖11是表示用于本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的開(kāi)關(guān)電路的其它實(shí)施形態(tài)的電路構(gòu)成圖。
圖12是將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的象素構(gòu)成圖。
圖13是將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作自發(fā)光顯示裝置時(shí)的象素構(gòu)成圖。
圖14是用于說(shuō)明與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的工作的定時(shí)圖。
圖15是用于說(shuō)明將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的交流化方法的圖。
圖16是用于說(shuō)明將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的解碼器的邏輯值的圖。
圖17是用于說(shuō)明將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的其它交流化方法的圖。
圖18是用于說(shuō)明將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的灰度等級(jí)與電壓之間關(guān)系的圖。
圖19是用于說(shuō)明將與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)的解碼器的邏輯值的圖。
圖20是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的DA變換裝置的電路布局的圖。
圖21是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的第2實(shí)施形態(tài)的主要部件構(gòu)成圖。
圖22是用于說(shuō)明用于圖21所示裝置的開(kāi)關(guān)電路的電平變換工作的圖。
圖23是用于說(shuō)明圖21所示裝置的工作的定時(shí)圖。
圖24是用于說(shuō)明圖21所示裝置的DA變換裝置的電路布局的圖。
圖25是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的第3實(shí)施形態(tài)的主要部件構(gòu)成圖。
圖26是用于說(shuō)明圖25所示裝置的工作的定時(shí)圖。
圖27是表示與本發(fā)明有關(guān)的圖象顯示裝置的分配電路的電路構(gòu)成圖。

發(fā)明內(nèi)容
下面，我們根據(jù)諸圖說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置的主要部件構(gòu)成圖。在圖1中，在絕緣基片1上，形成移位寄存器2，解碼器3，DA變換裝置4，掃描電路5和顯示區(qū)域6。顯示區(qū)域6形成用于高精細(xì)地顯示多灰度等級(jí)圖象的區(qū)域。在這個(gè)顯示區(qū)域6上，矩陣狀地配置多條信號(hào)線S1～S6，多條掃描線G1～G2，在各條信號(hào)線和各條掃描線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的各區(qū)域中形成作為開(kāi)關(guān)元件的象素TFT7和象素8。分別地，象素TFT7的柵極與掃描線G1～G2連接，源極與各條信號(hào)線S1～S6連接，漏極與象素8連接。
此外，在本實(shí)施形態(tài)中，為了使說(shuō)明簡(jiǎn)單起見(jiàn)，表示了信號(hào)線6條，掃描線2條，象素TFT7和象素8有6×2個(gè)的情形，但是這些數(shù)目實(shí)際上是由象素8的數(shù)目決定的。例如，圖象顯示裝置的顯示信息量為彩色VGA時(shí)，因?yàn)橄笏?和象素TFT7的個(gè)數(shù)為640×480×3(紅，綠，藍(lán))，所以信號(hào)線為640×3條(紅，綠，藍(lán))，掃描線為480條。
相對(duì)于顯示區(qū)域6，在非顯示區(qū)域上，設(shè)置順次地向各條掃描線G1，G2輸出掃描脈沖的掃描電路5，同時(shí)形成作為用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)線S1～S6的驅(qū)動(dòng)電路的移位寄存器2，解碼器3，DA變換裝置4。
DA變換裝置4有，為了將多灰度等級(jí)的灰度等級(jí)數(shù)據(jù)變換成由模擬值表示的灰度等級(jí)電壓，備有作為灰度等級(jí)電壓線組的n條灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn，2×n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1，D1-2～Dn-2，觸發(fā)線Q1～Q3，和輸出線X1～X6的構(gòu)成。分別地，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1，D1-2～Dn-2與解碼器3的輸出裝置連接，觸發(fā)線Q1～Q3與移位寄存器2的輸出裝置連接，輸出線X1～X6與信號(hào)線S1～S6連接。
開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和灰度等級(jí)電壓線的配置關(guān)系，對(duì)于任意自然數(shù)i≤n，將開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線Di-1和Di-2并行地配置在第i條灰度等級(jí)電壓線Lvi的兩側(cè)。即，對(duì)于1條灰度等級(jí)電壓線在它的兩側(cè)配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，從而能夠有效地活用各開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線之間的區(qū)域。
進(jìn)一步將各開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線配置在與觸發(fā)線Q1～Qn交叉的方向上，同時(shí)對(duì)于1條觸發(fā)線并行地配置2條輸出線，在觸發(fā)線Q1～Q3，輸出線X1～X6和各開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線或灰度等級(jí)電壓線交叉的交叉點(diǎn)近旁的區(qū)域上分別設(shè)置開(kāi)關(guān)電路SW。
在灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn上加上作為與顯示灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓的不同的電壓V1～Vn。各灰度等級(jí)電壓線，例如，是用Al或銅的低電阻率的接線材料構(gòu)成的，各灰度等級(jí)電壓線的終端與電壓發(fā)生裝置連接。
作為這個(gè)電壓發(fā)生裝置，例如，如圖2所示，能夠用由與灰度等級(jí)數(shù)相等的n個(gè)電壓源產(chǎn)生電壓的裝置。又，如圖3所示，能夠在產(chǎn)生電壓V1，Vn的電壓源之間串聯(lián)地連接多個(gè)階梯電阻21，由多個(gè)階梯電阻21對(duì)電壓進(jìn)行分壓，將電壓V1，Vn和經(jīng)過(guò)分壓的電壓分別作為各灰度等級(jí)電壓V1～Vn，順次地加到灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn上。此外，對(duì)并列灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn的順序和供給電壓V1～Vn的順序沒(méi)有特別的限定。
開(kāi)關(guān)電路SW有備有n型構(gòu)道的TFT tr1，n型構(gòu)道的TFT tr2和電容(靜電電容)Cm的構(gòu)成。TFT tr1作為第1薄膜晶體管有，柵極與觸發(fā)線Q1連接，源極與灰度等級(jí)電壓線VL1連接，漏極與電容Cm的一端連接，與觸發(fā)線Q1傳輸?shù)挠|發(fā)信號(hào)同步地導(dǎo)通，在電容Cm上對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1的數(shù)據(jù)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))進(jìn)行取樣的構(gòu)成。電容Cm作為存儲(chǔ)1比特?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置，它的另一個(gè)端子與灰度等級(jí)電壓線VL1連接，形成與交流接地接近的狀態(tài)。
此外，當(dāng)不能得到與交流接地接近的條件時(shí)，如圖4所示，能夠采用電容Cm一個(gè)端子除了與灰度等級(jí)電壓線VL1連接外，還與接地接線22連接的構(gòu)成。
TFT tr1的漏極與作為第2薄膜晶體管的TFT tr2的柵極連接。TFT tr2的源極和漏極分別與灰度等級(jí)電壓線VL1和輸出線X1連接，根據(jù)在電容Cm上進(jìn)行取樣得到的數(shù)據(jù)構(gòu)成ON/OFF(接通/斷開(kāi))控制開(kāi)關(guān)。即，TFT tr2，當(dāng)在電容Cm上加上高電壓時(shí)接通(導(dǎo)通)，加上低電壓時(shí)斷開(kāi)(非導(dǎo)通)。
開(kāi)關(guān)電路SW由以觸發(fā)信號(hào)的輸入為條件對(duì)來(lái)自開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的數(shù)據(jù)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))作出響應(yīng)來(lái)選擇指定的灰度等級(jí)電壓線VL1作為通過(guò)輸出線X1將來(lái)自指定的灰度等級(jí)電壓線VL1的灰度等級(jí)電壓V1輸出到信號(hào)線S1的開(kāi)關(guān)裝置構(gòu)成。此外，矩陣狀地配置在輸出線X1～X6，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1，D1-2～Dn-2的所有交點(diǎn)上的開(kāi)關(guān)電路也有相同的構(gòu)成。
解碼器3有，作為按照由數(shù)字值表示的多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)(n比特的圖象數(shù)據(jù)，例如，6比特64灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù))輸出用于選擇任意灰度等級(jí)電壓線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的解碼器裝置的構(gòu)成。在本實(shí)施形態(tài)中的解碼器3，為了按照多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)，將“1”的數(shù)據(jù)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))輸出到2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，輸入來(lái)自2個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)線Data-1，Data-2的圖象數(shù)據(jù)。
即，如圖5所示，解碼器3備有2個(gè)解碼器11，12。各解碼器11，12，在輸入端子A-1，A-2上分別輸入來(lái)自數(shù)據(jù)線Data-1，Data-2的高灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)時(shí)，按照?qǐng)D6所示的邏輯值，在2個(gè)系統(tǒng)的輸出端子Y1-1～Yn-1，Y1-2～Yn-2中，只在每個(gè)系統(tǒng)的單個(gè)輸出端子上輸出“1”信號(hào)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))，在其它的輸出端子上輸出“0”信號(hào)。
此外，“1”意味著高電壓，“0”意味著低電壓。又，輸入in是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。又為了容易說(shuō)明輸入到in的數(shù)據(jù)起見(jiàn)，表示出從1到n，但是如果有n類符號(hào)則無(wú)論哪個(gè)符號(hào)，例如也能夠用0到(n-1)的數(shù)字。又，關(guān)于解碼器3的輸入是作為輸入端子的A-1和A-2的2個(gè)系統(tǒng)，但是在解碼器11，12的輸入端子前設(shè)置隔離器也能夠成為1個(gè)系統(tǒng)。
又，使解碼器3集中地配置在1個(gè)地方，但是也可以將DA變換裝置4作為間隙使解碼器11，12配置在它的兩側(cè)。又，作為解碼器3，如圖7所示，也可以采用作為外部IC23，配置在絕緣基片1的外部，通過(guò)柔韌的電纜(FPC)24將絕緣基片1和外部IC23連接起來(lái)的構(gòu)成。
移位寄存器2，作為與圖象數(shù)據(jù)同步順次地輸出觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)信號(hào)輸出裝置，例如，如圖8所示，用倒相器，時(shí)鐘倒相器，AND門(mén)電路構(gòu)成。倒相器，時(shí)鐘倒相器，AND門(mén)電路，如圖9A～9C所示，能夠由用TFT的電路構(gòu)成。這個(gè)移位寄存器2，如圖10所示，對(duì)時(shí)鐘CK，反相時(shí)鐘CKN和開(kāi)始脈沖ST作出響應(yīng)，從AND門(mén)電路順次地產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(觸發(fā)脈沖)q1，q2，q3。此外，在移位寄存器2的電路中，順次地輸出觸發(fā)脈沖q1～q3，但是這個(gè)順序是由輸入數(shù)據(jù)和信號(hào)線之間的關(guān)系決定的，對(duì)這個(gè)順序沒(méi)有特別的限定。
掃描電路5，例如，由與移位寄存器2相同的電路構(gòu)成，有作為將掃描脈沖信號(hào)順次地輸出到掃描線G1～G2的掃描裝置的構(gòu)成。
我們描述用n型溝道TFT作為用于DA變換裝置4的開(kāi)關(guān)電路SW的TFT的情形，但是，如圖11所示，能夠采用將n型溝道TFT用于DA變換裝置4的開(kāi)關(guān)電路SW和用p型溝道TFT的開(kāi)關(guān)電路SWp混合在一起的構(gòu)成。即，灰度等級(jí)電壓線LVi的灰度等級(jí)電壓比開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線Di的信號(hào)電壓低時(shí)，用n型溝道TFT tr2，灰度等級(jí)電壓線LVj的灰度等級(jí)電壓比開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線Dj的信號(hào)電壓高時(shí)，用p型溝道TFT tr2p，能夠降低開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電源的電壓。這時(shí)，當(dāng)用p型溝道TFT的開(kāi)關(guān)電路SWp與解碼器3連接時(shí)，為了反轉(zhuǎn)解碼器3的輸出邏輯值，能夠采用在解碼器3和開(kāi)關(guān)電路SWp之間設(shè)置倒相器25，或在解碼器3內(nèi)部反轉(zhuǎn)邏輯值的構(gòu)成。
其次，將圖象顯示裝置用作液晶圖象顯示裝置時(shí)，配置在顯示區(qū)域6上的象素8，如圖12所示，能夠由在保持在象素TFT7上取樣得到的電壓的電容27，和向?qū)^緣基片1配置的基片(透明基片)之間夾持的液晶層29構(gòu)成。電容27，一端與接地線28連接，能夠在1個(gè)幀期間穩(wěn)定地保持在象素TFT7上取樣得到的電壓。液晶層29的一端與公用電極30連接，通過(guò)將在電容27上保持的電壓和加在公用電極30上的電壓Vc之間的電壓差加到液晶層29，使液晶層(液晶)29的光透過(guò)率變化，能夠顯示出圖象。
另一方面，將圖象顯示裝置用作自發(fā)光圖象顯示裝置時(shí)，象素8，如圖13所示，能夠由保持在象素TFT7上取樣得到的電壓的電容31，將在象素TFT7上取樣得到的電壓變換成電流的電壓電流變換電路32，和發(fā)光層32構(gòu)成。電容31和發(fā)光層32的一端分別與接地線34連接，將來(lái)自電源線35的電壓加到電壓電流變換電路32。在電源線35和接地線34之間從外部加上電壓時(shí)，將取樣得到的電壓保持在電容31上，與保持的電壓相對(duì)應(yīng)，發(fā)光層33的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化，能夠顯示出圖象。
在顯示區(qū)域6上顯示圖象時(shí)，圖象顯示裝置的各電路如圖14所示地進(jìn)行工作。首先，在解碼器3上將奇數(shù)號(hào)碼的圖象數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)線Data-1和將偶數(shù)號(hào)碼的圖象數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)線Data-2，作為多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)。例如，要在顯示區(qū)域6上顯示的橫1行的圖象數(shù)據(jù)#1～#6從左到右的順序?yàn)閇2，3，4，2，1，n]時(shí)，將圖象數(shù)據(jù)以[2，4，1]的順序輸入到數(shù)據(jù)線Data-1上，以[3，2，n]的順序輸入到數(shù)據(jù)線Data-2。在解碼器3上對(duì)圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼時(shí)，作為根據(jù)圖象數(shù)據(jù)選出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線成為“1”，同時(shí)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-2～Dn-2中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線成為“1”。與這個(gè)圖象數(shù)據(jù)的輸入同步，從移位寄存器2，順次地輸出觸發(fā)脈沖到觸發(fā)線Q1～Q3。順次地輸出觸發(fā)脈沖時(shí)，與觸發(fā)線Q1～Q3連接的n型溝道TFT tr1處于接通狀態(tài)，順次地對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的數(shù)據(jù)進(jìn)行取樣，在與觸發(fā)線Q1～Q3連接的開(kāi)關(guān)電路SW中，將與圖象數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的“1”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在將“1”的數(shù)據(jù)輸出到開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的開(kāi)關(guān)電路SW中，將與圖象數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的“0”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在將“0”的數(shù)據(jù)輸出到開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的開(kāi)關(guān)電路SW中，并直到對(duì)這些數(shù)據(jù)再次進(jìn)行取樣前都保持著這些數(shù)據(jù)。這期間，存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SW的TFT tr2處于接通狀態(tài)，將在灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn中，與存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SW連接的灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓輸出到輸出線。
即，根據(jù)從時(shí)間t0開(kāi)始的觸發(fā)脈沖，順次地將灰度等級(jí)電壓輸出到輸出線X1～X6，將各灰度等級(jí)電壓供給信號(hào)線S1～S6。在最初的觸發(fā)脈沖從觸發(fā)線Q3產(chǎn)生的時(shí)間t1，將分別與圖象數(shù)據(jù)[2，3，4，2，1，n]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，V3，V4，V2，V1，Vn]供給所有信號(hào)線S1～S6。
在各條信號(hào)線S1～S6上加上灰度等級(jí)電壓的過(guò)程中，在每1條線期間從掃描電路5向各掃描線G1，G2順次輸出掃描脈沖。1條線期間是時(shí)間t0～t1和t2～t4的各期間，時(shí)間t0～t1的1條線期間中，掃描線G1成為“1”，時(shí)間t2～t4的1條線期間中，掃描線G2成為“1”，掃描線G1為“1”時(shí)，在與掃描線G1連接的第1行的象素TFT7上源極-漏極之間處于導(dǎo)通狀態(tài)，最遲在時(shí)間t1～t2之間將來(lái)自信號(hào)線S1～S6的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第1行的象素8。
同樣地，在時(shí)間t2～t4之間，直到時(shí)間t3將分別與圖象數(shù)據(jù)[2，1，n，4，3，1]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，V1，Vn，V4，V3，V1]供給所有信號(hào)線S1～S6，至遲在時(shí)間t3～t4之間將來(lái)自信號(hào)線S1～S6的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第2行的象素8。重復(fù)進(jìn)行上述的工作，在所有的顯示區(qū)域6的象素8上加上所定的電壓，能夠在整個(gè)顯示區(qū)域6上顯示出圖象。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)圖象顯示裝置時(shí)，解碼器3的驅(qū)動(dòng)頻率與從數(shù)據(jù)線Data-1和Data-2輸入的圖象數(shù)據(jù)的頻率相同。另一方面，開(kāi)關(guān)電路SW在1條線期間1次地受到觸發(fā)線的觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)。這時(shí)，在1條線期間，因?yàn)橹辽佥斎?個(gè)數(shù)據(jù)，所以解碼器3的驅(qū)動(dòng)頻率為開(kāi)關(guān)電路SW的驅(qū)動(dòng)頻率的2倍以上。
這里，將圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)，供給象素8的電壓對(duì)每一半幀都需要用極性反轉(zhuǎn)的交流電壓，需要將這個(gè)交流電壓加到液晶上用它的有效值電壓使光透過(guò)率變化。當(dāng)在每個(gè)幀期間將極性反轉(zhuǎn)的交流電壓加到象素上時(shí)，能夠采用下列2種方法中的任何一種。
交流化的第1方法是，如圖15所示，固定加在公用電極30(圖12的公用電極30)上的電壓Vc，在每個(gè)半幀期間反轉(zhuǎn)象素8的電壓的方法。V1是最高電壓，Vn是最低電壓。當(dāng)象素8上加上高的交流電壓值Vmax時(shí)，如(1)線那樣，在每個(gè)半幀期間分別輸出電壓V1和電壓Vn。另一方面，當(dāng)象素8上加上低的交流電壓值Vmin時(shí)，如(2)線那樣，在每個(gè)半幀期間分別輸出電壓V(n/2)和電壓V[(n/2)+1]。
這時(shí)，解碼器11，12按照?qǐng)D16的邏輯值進(jìn)行工作。即，在奇數(shù)號(hào)碼的半幀期間和偶數(shù)號(hào)碼的半幀期間的輸出交替地為out-1～out-(n/2)和out-((n/2)+1)～out-n的輸出。又，這時(shí)，n是圖象顯示裝置可以顯示的灰度等級(jí)數(shù)的2倍。例如，當(dāng)灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為6比特時(shí)，因?yàn)榛叶鹊燃?jí)數(shù)為64，所以n＝128。又這是在每個(gè)幀期間向灰度等級(jí)電壓線交互地供給2個(gè)值的電壓實(shí)現(xiàn)交流化的方法。這時(shí)，n與圖象顯示裝置可以顯示的灰度等級(jí)數(shù)相同。例如，當(dāng)灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為6比特時(shí)，因?yàn)榛叶鹊燃?jí)數(shù)為64，所以n＝64。
交流化的第2方法是，如圖17所示，使公用電壓(加在圖12的公用電極30上的電壓)Vc交流化的方法。這時(shí)，灰度等級(jí)電壓線的電壓范圍變窄，適合于電路的低電壓化和低電力消耗化。V1表示最高電壓，Vn表示最低電壓。當(dāng)象素8上加上高的交流電壓值Vmax時(shí)，如(1)線那樣，分別在公用電壓Vc是低電壓的每個(gè)幀期間輸出電壓V1，和在公用電壓Vc是高低電壓的每個(gè)幀期間輸出電壓Vn。當(dāng)象素8上加上接近交流電壓值Vmax的電壓時(shí)，如(2)線那樣，輸出與(1)線相反地組合的電壓。
當(dāng)灰度等級(jí)數(shù)為8對(duì)于輸入數(shù)據(jù)灰度等級(jí)電壓不作為對(duì)象時(shí)，能夠用有如圖18所示特性的灰度等級(jí)電壓。在圖18中，因?yàn)樵谂紨?shù)號(hào)碼的半幀期間有8個(gè)左右的輸出電壓，在奇數(shù)號(hào)碼的半幀期間有8個(gè)左右的輸出電壓，其中取得4個(gè)相同的電壓，所以在奇數(shù)號(hào)碼的半幀期間和在偶數(shù)號(hào)碼的半幀期間共用4個(gè)電壓。即，與當(dāng)在各半幀期間不共用電壓時(shí)需要18個(gè)左右的電壓相比較，通過(guò)在各半幀期間共用電壓V1，V5，V8，V12，用12個(gè)左右的灰度等級(jí)電壓，就能夠產(chǎn)生灰度等級(jí)電壓，灰度等級(jí)電壓數(shù)成為n＝12。這時(shí)，解碼器11，12按照?qǐng)D19所示的邏輯值進(jìn)行工作。例如，在奇數(shù)號(hào)碼的半幀期間對(duì)于灰度等級(jí)1輸出用于選擇電壓V1的信號(hào)，對(duì)于灰度等級(jí)2輸出用于輸出電壓V5的信號(hào)，同樣地，對(duì)于灰度等級(jí)3，5，6，7，8，輸出用于順次地選擇電壓V7，V8，V9，V10，V11，V12的信號(hào)。
此外，灰度等級(jí)數(shù)也可以是任意的數(shù)，由在奇數(shù)號(hào)碼和偶數(shù)號(hào)碼的半幀期間能夠共用的電壓數(shù)，決定需要的電壓數(shù)(即灰度等級(jí)電壓線數(shù)n)，最大為灰度等級(jí)數(shù)的2倍，最小為灰度等級(jí)數(shù)的1倍。
其次，DA變換裝置4的電路布局例如圖20所示。這個(gè)電路布局例只記述了包含在紙面橫方向有2個(gè)開(kāi)關(guān)電路SW，在紙面縱方向有4個(gè)開(kāi)關(guān)電路SW的區(qū)域。用由在同一層上形成的金屬接線沿紙面橫方向配置灰度等級(jí)電壓線LV1，LV2和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1，D1-2，D2-1，D2-2。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線傳輸高速信號(hào)，灰度等級(jí)電壓線交流地接地，但是因?yàn)樾枰菇泳€長(zhǎng)度在紙面橫方向較長(zhǎng)那樣地進(jìn)行接線，所以作為紙面橫方向的接線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和灰度等級(jí)電壓線最好用Al或銅形成有低的電組。觸發(fā)線Q1，Q2和輸出線X1～X4用與形成TFT的柵極部分的金屬接線在同一層的金屬接線，配置在灰度等級(jí)電壓線和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線交叉的紙面縱方向。又，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1和灰度等級(jí)電壓線LV1之間，灰度等級(jí)電壓線LV1和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-2之間，灰度等級(jí)電壓線D2-1和灰度等級(jí)電壓線LV2之間，灰度等級(jí)電壓線LV2和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D2-2之間分別形成開(kāi)關(guān)電路SW。在各開(kāi)關(guān)電路SW上，形成2個(gè)n型溝道TFT tr1和tr2，用金屬接線，柵極金屬膜，按照?qǐng)D4所示的電路圖進(jìn)行接線。TFT tr1和tr2形成在多晶硅膜和柵極金屬膜的交叉部分。在多晶硅膜和柵極金屬膜的交叉部分近旁以外的區(qū)域進(jìn)行磷摻雜，形成n型溝道TFT。電容Cm是在灰度等級(jí)電壓線的金屬接線和柵極金屬膜(在與灰度等級(jí)電壓線不同的接線層上形成的電極)重疊的區(qū)域上形成的。
金屬接線的布局規(guī)則是空隙4μm，線寬4μm。在紙面橫方向的開(kāi)關(guān)電路SW的間距為84μm。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)電路SW的1個(gè)間距有2個(gè)象素大小，所以象素間距成為它的一半42μm，圖象顯示裝置的間距可以達(dá)到超過(guò)200象素/英寸的高精細(xì)度。即，當(dāng)增加灰度等級(jí)數(shù)時(shí)，開(kāi)關(guān)電路SW和灰度等級(jí)電壓線，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線增加，但是如果根據(jù)本實(shí)施例，即便由于灰度等級(jí)數(shù)增加，因?yàn)檩敵鼍€，觸發(fā)線不增加，所以這個(gè)間距不受灰度等級(jí)比特?cái)?shù)增加的影響。
又在本實(shí)施形態(tài)中，即便是多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示裝置，因?yàn)榕c灰度等級(jí)數(shù)無(wú)關(guān)，在紙面縱方向的接線對(duì)每條信號(hào)線是1.5條線(對(duì)于2條信號(hào)線S1，S2，紙面縱方向的接線為輸出線X1，X2，觸發(fā)線Q1這樣3條線，紙面縱方向的接線對(duì)每條信號(hào)線是1.5條線)是不變的，所以接線所需要的空隙，例如，布局規(guī)則是空隙4μm，線寬4μm時(shí)，有(4+4)×1.5條＝12μm的寬度就行，從而即便在200象素/英寸的圖象顯示裝置中，也能夠具有每條線30μm的電路制作空隙。所以，圖象顯示裝置能夠充分地實(shí)現(xiàn)在彩色縱帶象素中有超過(guò)200象素/英寸的高精細(xì)化。
又，即便當(dāng)多灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為6比特時(shí)，每列信號(hào)線的DA變換裝置4的晶體管數(shù)為2×64＝125個(gè)，也能夠減少。DA變換裝置4的紙面縱方向的寬度為52μm×64＝3.584mm，能夠使圖象顯示裝置的非顯示區(qū)域的面積減到更小。
又，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的交叉接線數(shù)，每2條信號(hào)線，如圖20的交叉部分41～43所示，有三個(gè)地方，換算到每條信號(hào)線為1.5條。即，交叉的接線只有2條輸出接線和1條觸發(fā)線。進(jìn)一步因?yàn)樵诟骰叶鹊燃?jí)電壓線的兩側(cè)并行地配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，所以開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線相互之間不交叉。所以即便增加灰度等級(jí)數(shù)n這個(gè)交叉接線數(shù)也不改變。所以，即便在多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示裝置中，也能夠減少交叉接線，即交叉接線電容，能夠減少傳輸高速信號(hào)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中的電力消耗。
又，在本實(shí)施形態(tài)中，在分別與解碼器11，12連接的n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線上的狀態(tài)變化數(shù)最大為2，平均值為2×(1-(1/n))。此外，1/n表示同一個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)生的概率。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，將變化數(shù)減少到最大值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為2比特以上，平均值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為4比特以上。即，因?yàn)橥ㄟ^(guò)解碼器11，12分別只輸出單條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線上的“1”的信號(hào)，所以能夠減少數(shù)據(jù)的變化次數(shù)。
所以，與通過(guò)數(shù)據(jù)總線輸入多灰度等級(jí)數(shù)據(jù)作為二進(jìn)制數(shù)據(jù)的已有方法比較，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則電力消耗最大值在2比特以上，平均值在4比特以上，即便顯示多灰度等級(jí)的圖象時(shí)，也能夠減少電力消耗。
又如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則如圖7所示，作為外部IC23構(gòu)成解碼器3時(shí)，同樣地也能夠減少驅(qū)動(dòng)連接在外部IC23和圖象顯示裝置之間的柔韌電纜的寄生電容的電力消耗，也能夠減少在柔韌電纜24等的外部接線中的高速信號(hào)的電力消耗。
其次，我們按照?qǐng)D21說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)是在絕緣基片51的非顯示區(qū)域中，代替DA變換裝置4，設(shè)置DA變換裝置54，代替解碼器3，設(shè)置解碼器53，而其它構(gòu)成與圖1相同。此外，在圖21中，只畫(huà)出與信號(hào)線S1～S3有關(guān)的部分。
解碼器53是當(dāng)將多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)線Data時(shí)，向n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1～Dn中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“1”的數(shù)據(jù)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))，向其它的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“0”的數(shù)據(jù)那樣地構(gòu)成的。
DA變換裝置54備有n條灰度等級(jí)電壓線VL1～VLn，n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1～Dn，觸發(fā)線Q1～Q3，輸出線X1～X3，接地線GND，和脈沖線LP，與各條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線并行地配置接地線GND，脈沖線LP，和灰度等級(jí)電壓線VL1～VLn，在與這些接線交叉的方向上分別并行地配置觸發(fā)線Q1～Q3和輸出線X1～X3，分別在各條線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的區(qū)域中形成開(kāi)關(guān)電路SL。
分別地，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1～Dn與解碼器53的輸出裝置連接，觸發(fā)線Q1～Q3與移位寄存器2的輸出裝置連接，輸出線X1～X3與信號(hào)線S1～S3連接。
各條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線與各條灰度等級(jí)電壓線的配置關(guān)系，對(duì)于任意的自然數(shù)i≤n，與第i條灰度等級(jí)電壓線LVi并行地配置開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線Di。在各條灰度等級(jí)電壓線VL1～VLn上，與上述實(shí)施形態(tài)相同，加上不同的電壓V1～Vn作為與顯示灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓。在接地線GND上加上與數(shù)據(jù)“0”對(duì)應(yīng)的低電壓，將在開(kāi)關(guān)電路SL進(jìn)行電平移動(dòng)工作所需的脈沖供給脈沖線LP。
開(kāi)關(guān)電路SL由n型構(gòu)道的TFT tr3～tr6和電容(靜電電容)C1構(gòu)成。這個(gè)開(kāi)關(guān)電路SL具有備有作為響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)和來(lái)自開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的數(shù)據(jù)(開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào))，選擇指定的灰度等級(jí)電壓線的開(kāi)關(guān)裝置的功能，同時(shí)備有作為放大開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線電壓的電平移動(dòng)器(電壓電平變換裝置)的功能的構(gòu)成。具有TFT tr3和TFT tr5的柵極與觸發(fā)線Q1連接，輸入來(lái)自觸發(fā)線Q1的觸發(fā)脈沖(觸發(fā)信號(hào))時(shí)，與這個(gè)觸發(fā)脈沖同步地，在電容C1的一端a上對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1的電壓進(jìn)行取樣，在電容C1的另一端b上對(duì)接地線GND的電壓進(jìn)行取樣的構(gòu)成。具有電容C1的兩端分別與TFT tr4的柵極和漏極連接，由于脈沖線LP的脈沖使b點(diǎn)電壓發(fā)生電平移動(dòng)的構(gòu)成。
另一方面，構(gòu)成TFT tr6的源極和漏極分別與灰度等級(jí)電壓線VL1和輸出線X1連接，由b點(diǎn)的電壓對(duì)灰度等級(jí)電壓線VL1和輸出線X1之間的接通/斷開(kāi)進(jìn)行控制的開(kāi)關(guān)。即，TFT tr6，當(dāng)在b點(diǎn)加上高電壓時(shí)接通(導(dǎo)通)，當(dāng)在b點(diǎn)加上低電壓時(shí)斷開(kāi)(不導(dǎo)通)。此外，矩陣狀地配置在各條輸出線X1～X3，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1～Dn的所有交點(diǎn)上的開(kāi)關(guān)電路SL也有相同的構(gòu)成。
其次，我們按照?qǐng)D22說(shuō)明在開(kāi)關(guān)電路SL上的電平移動(dòng)工作。首先，將電路電壓VDD的脈沖輸入到與開(kāi)關(guān)電路SL連接的觸發(fā)線Q1時(shí)，如前所述，在a點(diǎn)發(fā)生對(duì)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1進(jìn)行取樣的電壓，而在b點(diǎn)發(fā)生的對(duì)接地線GND進(jìn)行取樣的電壓為0V。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的邏輯值為“1”或“0”，“1”的電壓是比VDD小，比最低的TFT tr3的閾值電壓大的電壓Vsig，通常是比3V小的電壓。因此，當(dāng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的電壓為“1”時(shí)，對(duì)這個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的電壓進(jìn)行取樣時(shí)，a點(diǎn)的電壓成為Vsig，當(dāng)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的電壓為“0”時(shí)，對(duì)這個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的電壓進(jìn)行取樣時(shí)，a點(diǎn)的電壓成為0V。取樣結(jié)束后將電壓VDD的脈沖輸入到脈沖線LP。這時(shí)，當(dāng)a點(diǎn)的電壓為Vsig時(shí)，因?yàn)門(mén)FT tr4接通，b點(diǎn)的電壓上升，由于電容C1，a點(diǎn)的電壓也上升，b點(diǎn)的電壓進(jìn)一步加速上升。而且，最終，穩(wěn)定在b點(diǎn)的電壓為VDD，a點(diǎn)的電壓為Vsig+VDD上。當(dāng)a點(diǎn)的電壓為0V時(shí)，因?yàn)門(mén)FT tr4斷開(kāi)，所以b點(diǎn)的電壓仍然為0V。
通過(guò)上述工作，開(kāi)關(guān)電路SL能夠?qū)⒄穹鶠閂sig的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線電壓變換成振幅VDD的信號(hào)。因此，當(dāng)VDD的電壓高時(shí)，在TFT tr6上，能夠?qū)Ω鼜V大范圍的灰度等級(jí)電壓進(jìn)行接通/斷開(kāi)的控制。
其次，當(dāng)顯示圖象時(shí)，圖象顯示裝置的各電路如圖23那樣地進(jìn)行工作。首先，當(dāng)在解碼器53的輸入端子上將多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)線Data時(shí)，例如，要顯示的橫1行的圖象數(shù)據(jù)#1～#3從左到右的順序?yàn)閇2，4，1]時(shí)，用解碼器53對(duì)從數(shù)據(jù)線Data輸入的圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，按照解碼時(shí)的邏輯值，向開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1～Dn中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“1”的信號(hào)，向其它開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“0”的信號(hào)。與這個(gè)圖象數(shù)據(jù)的輸入同步，從移位寄存器2向觸發(fā)線Q1～Q3順次地輸出觸發(fā)脈沖時(shí)，與觸發(fā)線Q1～Q4連接的TFT tr3，TFT tr5接通，在開(kāi)關(guān)電路SL中，將“1”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與輸出“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線連接的開(kāi)關(guān)電路SL中，將“0”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在其它的開(kāi)關(guān)電路SL中，并直到對(duì)這些數(shù)據(jù)再次進(jìn)行取樣前都保持著這些數(shù)據(jù)。這期間，存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SL的TFT tr6處于接通狀態(tài)，將在灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn中，來(lái)自與存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SL連接的1條灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓輸出到輸出線。
在結(jié)束產(chǎn)生輸出到各條觸發(fā)線Q1～Q3的觸發(fā)脈沖的t1后，在脈沖線LP上輸入脈沖時(shí)，在存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SL中，如上所述，進(jìn)行電平移動(dòng)工作，在所有的輸出線X1～X3上都產(chǎn)生灰度等級(jí)電壓。所以，分別將與圖象數(shù)據(jù)[2，4，1]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，V4，V1]供給所有信號(hào)線S1～S3。
在將灰度等級(jí)電壓供給各條信號(hào)線S1～S3的過(guò)程中，在每1條線期間從掃描電路5向各條掃描線G1，G2順次地輸出掃描脈沖。1條線期間是t0～t2和t2～t4的各期間，在時(shí)間t0～t2的1條線期間中，掃描線G1成為“1”，在時(shí)間t2～t4的1條線期間中，掃描線G2成為“1”。而且，掃描線G1為“1”時(shí)，在與掃描線G1連接的象素TFT7上源極-漏極之間處于導(dǎo)通狀態(tài)，至遲在時(shí)間t2前將來(lái)自信號(hào)線S1～S3的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第1行的象素8。
同樣地，在時(shí)間t2～t4的1條線期間，在t3～t4之間將分別與圖象數(shù)據(jù)[2，n，3]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，Vn，V3]供給所有信號(hào)線S1～S3，至遲在時(shí)間t4前將來(lái)自信號(hào)線S1～S3的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第2行的象素8。重復(fù)進(jìn)行上述工作，在整個(gè)顯示區(qū)域6的象素8全體上加上所定的電壓，能夠顯示出圖象。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)本實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置時(shí)，解碼器53的驅(qū)動(dòng)頻率與從數(shù)據(jù)線Data輸入的圖象數(shù)據(jù)的頻率相同。另一方面，開(kāi)關(guān)電路SL，1條線期間1次地受到觸發(fā)線的觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)。又在1條線期間，因?yàn)橹辽佥斎?個(gè)數(shù)據(jù)，所以解碼器53的驅(qū)動(dòng)頻率為開(kāi)關(guān)電路SL的驅(qū)動(dòng)頻率的2倍以上。
又將本實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)，在每個(gè)半幀期間都需要用極性反轉(zhuǎn)的交流電壓作為供給各象素8的電壓，通過(guò)將來(lái)自這個(gè)交流電壓的有效值電壓加到液晶上，能夠使液晶的光透過(guò)率變化。而且當(dāng)進(jìn)行交流化時(shí)，能夠采用與上述實(shí)施形態(tài)相同的方法。
其次，本實(shí)施形態(tài)的DA變換裝置54的電路布局例如圖24所示。這個(gè)電路布局例只記述了包含在紙面橫方向有2個(gè)開(kāi)關(guān)電路SL，在紙面縱方向有2個(gè)開(kāi)關(guān)電路SL的區(qū)域?；叶鹊燃?jí)電壓線LV1，LV2，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1，D2，接地線GND，脈沖線LP用在同一層上形成的金屬接線沿紙面橫方向配置。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線傳輸高速信號(hào)，灰度等級(jí)電壓線交流地接地，但是因?yàn)樵诩埫鏅M方向需要配置接線長(zhǎng)度較長(zhǎng)的接線，紙面橫方向的接線最好用Al或銅形成，有低的電阻。觸發(fā)線Q1，Q2和輸出線X1，X2用與形成TFT柵極部分的金屬接線在同一層的金屬接線，使灰度等級(jí)電壓線和開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線分別交叉那樣地配置在紙面縱方向。分別在開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1和灰度等級(jí)電壓線LV1之間，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D2和灰度等級(jí)電壓線LV2之間，形成開(kāi)關(guān)電路SL。
在開(kāi)關(guān)電路SL上，形成4個(gè)n型溝道TFT tr3～tr6，用金屬接線，柵極金屬膜，按照?qǐng)D21所示的電路圖進(jìn)行接線。TFT tr1和tr2形成在多晶硅膜和柵極金屬膜的交叉部分。在多晶硅膜和柵極金屬膜的交叉點(diǎn)近旁的區(qū)域外進(jìn)行磷摻雜，形成n型溝道TFT。電容C1是在金屬接線和柵極金屬膜重疊的區(qū)域上形成的。
金屬接線的布局規(guī)則是設(shè)定空隙4μm，線寬4μm。在紙面橫方向的開(kāi)關(guān)電路SL的間距為64μm。所以，在電路布局例中，可以使圖象顯示裝置可以在彩色縱帶象素中達(dá)到130象素/英寸的高精細(xì)度。這時(shí)，隨著增加灰度等級(jí)數(shù)，開(kāi)關(guān)電路SL和灰度等級(jí)電壓線，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線增加，但是因?yàn)檩敵鼋泳€，觸發(fā)線不增加，所以這個(gè)間距不受灰度等級(jí)比特?cái)?shù)增加的影響。
即，即便是多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示，與灰度等級(jí)數(shù)無(wú)關(guān)，在紙面縱方向的接線對(duì)每條信號(hào)線為2條是固定不變的。因此接線所需要的空隙，例如，布局規(guī)則是空隙4μm，線寬4μm時(shí)，有(4+4)×2條＝16μm的寬度就行，比42μm減少了。所以在圖24的布局例中，約有130象素/英寸的精細(xì)度，但是也可以實(shí)現(xiàn)超過(guò)200象素/英寸的高精細(xì)度。
又在本實(shí)施形態(tài)中的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的交叉接線數(shù)，對(duì)每1條信號(hào)線，如圖24的交叉部分41，45所示，有2個(gè)地方。交叉的接線為2條輸出接線和1條觸發(fā)線。進(jìn)一步因?yàn)樵诟骰叶鹊燃?jí)電壓線的兩側(cè)并行地設(shè)置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，所以開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線相互之間不交叉。
進(jìn)一步，當(dāng)增加接地線GND，脈沖線LP等的電源接線和共通的信號(hào)線時(shí)，因?yàn)榭梢耘c開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線并行地配置，所以不會(huì)增加開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的交叉接線數(shù)。因此，即便增加灰度等級(jí)數(shù)n，交叉接線數(shù)也不改變。所以，即便在多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示裝置中，也能夠減少交叉接線，即交叉接線電容，能夠減少傳輸高速信號(hào)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中的電力消耗。
又，在本實(shí)施形態(tài)中，在與一個(gè)解碼器53連接的n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線上的數(shù)據(jù)變化次數(shù)最大為2，平均值為2×(1-(1/n))。即，在本實(shí)施形態(tài)中，變化次數(shù)減少，最大值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為2比特以上，平均值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為4比特以上。
所以，與通過(guò)數(shù)據(jù)總線輸入多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)作為二進(jìn)制數(shù)據(jù)的已有方式比較，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則電力消耗最大值在2比特以上，平均值在4比特以上，即便顯示多灰度等級(jí)的圖象時(shí)，也能夠減少電力消耗。
進(jìn)一步，作為外部IC23構(gòu)成解碼器53時(shí)，也能夠減少驅(qū)動(dòng)連接外部IC23和圖象顯示裝置的柔韌電纜中的寄生電容的電力消耗，也能夠減少在柔韌電纜等的外部接線中的高速信號(hào)的電力消耗。
又，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則因?yàn)槟軌驅(qū)㈤_(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的“1”的邏輯電壓降低到TFT tr3的閾值電壓，所以能夠減小開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電壓振幅，將開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的電力消耗減到更小。
其次，我們按照?qǐng)D25說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)是在絕緣基片61的非顯示區(qū)域中，代替移位寄存器2形成移位寄存器62，63，代替解碼器3形成解碼器64，65，代替DA變換裝置4，形成DA變換裝置66，而其它構(gòu)成與圖1相同。此外，在本實(shí)施形態(tài)中，只畫(huà)出與信號(hào)線S1～S4有關(guān)的部分。
移位寄存器62，63，與第1實(shí)施形態(tài)相同，是用倒相器，時(shí)鐘倒相器，AND門(mén)電路構(gòu)成的，具有與圖象數(shù)據(jù)的輸入同步地順次地將觸發(fā)脈沖輸出到觸發(fā)線Q1，Q2，Q3，Q4那樣的構(gòu)成。
解碼器64是用與圖5所示的解碼器11相同的部件構(gòu)成的，解碼器65是用與圖5所示的解碼器12相同的部件構(gòu)成的，對(duì)多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)作出響應(yīng)，將“1”的數(shù)據(jù)輸出到開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1或D1-2～Dn-2中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，并向其它的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“0”的數(shù)據(jù)。而且將DA變換裝置66作為間隔，向?qū)Φ嘏渲酶鹘獯a器64，65。又如圖7所示，能夠構(gòu)成各解碼器64，65，作為外部IC 23。
DA變換裝置66具有備有n條灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn，2×n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1，D1-2～Dn-2，觸發(fā)線Q1～Q4，和輸出線X1～X4的構(gòu)成。分別地，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1與解碼器64的輸出裝置連接，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-2～Dn-2與解碼器65的輸出裝置連接，觸發(fā)線Q1～Q4與移位寄存器62，63的輸出裝置連接，輸出線X1～X4與信號(hào)線S1～S4連接。
開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1或D1-2～Dn-2與各條灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn并行地配置，在與這些接線交叉的方向上配置觸發(fā)線Q1～Q4和輸出線X1～X4。而且分別在各條接線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的區(qū)域中形成開(kāi)關(guān)電路SW。在灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn上加上不同的電壓V1～Vn作為與顯示灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓。
開(kāi)關(guān)電路SW，與第1實(shí)施形態(tài)相同，由n型構(gòu)道的TFT tr1，TFT tr2，和電容Cm構(gòu)成。但是，與輸出線X1，X2連接的開(kāi)關(guān)電路SW與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1連接，與輸出線X3，X4連接的開(kāi)關(guān)電路SW與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-2～Dn-2連接。
在本實(shí)施形態(tài)中，將開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線分成2個(gè)區(qū)域，但是灰度等級(jí)電壓線是共通的。因此能夠防止由于灰度等級(jí)電壓的微小差異引起的圖象模糊。此外，也能夠?qū)㈤_(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線分成2個(gè)以上的區(qū)域。
其次，在顯示區(qū)域6上顯示圖象時(shí)，圖象顯示裝置的各電路如圖26所示地進(jìn)行工作。首先，在解碼器64，65的輸入端子上輸入來(lái)自數(shù)據(jù)線Data-1的圖象左半部分的圖象數(shù)據(jù)，輸入來(lái)自數(shù)據(jù)線Data-2的圖象右半部分的圖象數(shù)據(jù)作為多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)時(shí)，例如，要顯示的橫1行的圖象數(shù)據(jù)#1～#4從左到右的順序?yàn)閇2，4，3，2]時(shí)，以[2，4]的順序從數(shù)據(jù)線Data-1，以[3，2]的順序從數(shù)據(jù)線Data-2輸入圖象數(shù)據(jù)。分別在解碼器65，66上對(duì)這些圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，按照解碼時(shí)的邏輯值，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-1～Dn-1中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線成為“1”，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1-2～Dn-2中的1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線成為“1”，而其它的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線成為“0”。
這時(shí)，與圖象數(shù)據(jù)的輸入同步，從移位寄存器62，63順次地輸出觸發(fā)脈沖到觸發(fā)線Q1，Q2和觸發(fā)線Q3，Q4。順次地輸出觸發(fā)脈沖到各觸發(fā)線時(shí)，在輸入觸發(fā)脈沖的開(kāi)關(guān)電路SW中，將“1”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與“1”的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線連接的開(kāi)關(guān)電路SW中，將“0”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與“0”的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線連接的其它的所有開(kāi)關(guān)電路SW中，并直到對(duì)這些數(shù)據(jù)再次進(jìn)行取樣前都保持著這些數(shù)據(jù)。這期間，存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SW的TFT tr2處于接通狀態(tài)，分別將在灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn中，與存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路SW連接的1條灰度等級(jí)電壓線對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓輸出到輸出線。
即，按照從時(shí)間t0開(kāi)始的觸發(fā)脈沖，順次地將灰度等級(jí)電壓輸出到輸出線X1～X4，將這個(gè)灰度等級(jí)電壓供給信號(hào)線S1～S4。而且在將最終的觸發(fā)脈沖輸出到觸發(fā)線Q2，結(jié)束產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的時(shí)間t1，將與各圖象數(shù)據(jù)[2，4，3，2]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，V4，V3，V2]供給所有信號(hào)線S1～S4。
將灰度等級(jí)電壓供給各條信號(hào)線的過(guò)程中，在每1條線期間從掃描電路5向各掃描線G1，G2順次地輸出掃描脈沖。1條線期間是時(shí)間t0～t2和時(shí)間t2～t4的各期間，在時(shí)間t0～t2的1條線期間中，掃描線G1成為“1”，在時(shí)間t2～t4的1條線期間中，掃描線G2成為“1”。掃描線G1為“1”時(shí)，在與掃描線G1連接的第1行的象素TFT7上源極-漏極之間處于導(dǎo)通狀態(tài)，至遲在時(shí)間t1～t2之間將來(lái)自信號(hào)線S1～S4的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第1行的象素8。
同樣地，在時(shí)間t2～t4之間，直到時(shí)間t3將與各圖象數(shù)據(jù)[2，n，1，4]對(duì)應(yīng)的灰度等級(jí)電壓[V2，Vn，V1，V4]供給所有信號(hào)線S1～S6，至遲在時(shí)間t3～t4之間將來(lái)自信號(hào)線S1～S4的灰度等級(jí)電壓寫(xiě)入第2行的象素8。重復(fù)進(jìn)行上述工作，在整個(gè)顯示區(qū)域6的象素8上加上所定的電壓，能夠顯示出圖象。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)本實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置時(shí)，解碼器64，65的頻率與從數(shù)據(jù)線Data-1和Data-2輸入的圖象數(shù)據(jù)的頻率相同。另一方面，開(kāi)關(guān)電路SW在1條線期間1次地受到觸發(fā)線的觸發(fā)脈沖的驅(qū)動(dòng)。因此，因?yàn)樵?條線期間至少輸入2個(gè)數(shù)據(jù)，所以解碼器64，65的驅(qū)動(dòng)頻率為開(kāi)關(guān)電路SW的驅(qū)動(dòng)頻率的2倍以上。
又將本實(shí)施形態(tài)的圖象顯示裝置用作液晶顯示裝置時(shí)，在每一半幀期間都需要加上極性反轉(zhuǎn)的交流電壓作為供給各象素8的電壓，通過(guò)用交流電壓的有效值電壓驅(qū)動(dòng)液晶，使液晶的光透過(guò)率變化。這時(shí)的交流化方法能夠用與上述第1實(shí)施形態(tài)相同的方法。
又，在本實(shí)施形態(tài)中，輸出接線X1與信號(hào)線S1相互直接耦合，但是，如圖27所示，能夠配置作為將來(lái)自1條輸出線的電壓分配給2條信號(hào)線S1-1，S1-2的分配裝置的分配電路36。此外，對(duì)于輸出線X2也是一樣的。通過(guò)采用這樣的電路構(gòu)成，能夠削減DA變換裝置66的電路元件。但是，在1條線期間，因?yàn)樾枰趫D26的1條線期間進(jìn)行2次工作，所以電路以2倍速度進(jìn)行工作。又也可以分配給2條以上的信號(hào)線。
如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則即便是多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示裝置，與灰度等級(jí)數(shù)無(wú)關(guān)，在紙面縱方向的接線對(duì)每條信號(hào)線為2條也是固定不變的。因此，接線所需要的間隙，例如，布局規(guī)則是間隙4μm，線寬4μm時(shí)，有(4+4)×2條＝16μm的寬度就行，比42μm減少了。從而，即便在本實(shí)施形態(tài)中，也能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)200象素/英寸的高精細(xì)度的圖象。
又，本實(shí)施形態(tài)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的交叉接線數(shù)，與第2實(shí)施形態(tài)相同，對(duì)于每1條信號(hào)線有2個(gè)地方。交叉的接線只有2條輸出接線和1條觸發(fā)線。又因?yàn)樵诨叶鹊燃?jí)電壓線的兩側(cè)并行地配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線，所以開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線相互之間不交叉。所以，即便增加灰度等級(jí)數(shù)n，交叉接線數(shù)也不改變。因此，即便在多灰度等級(jí)顯示的圖象顯示裝置中，也能夠減少交叉接線，即交叉接線電容，能夠減少傳輸高速信號(hào)的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中的電力消耗。
又，在本實(shí)施形態(tài)中，在分別與1個(gè)解碼器64，65連接的n條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線中的數(shù)據(jù)變化數(shù)(狀態(tài)變化數(shù))最大為2，平均值為2×(1-(1/n))。即，在本實(shí)施形態(tài)中，能夠減少變化數(shù)，最大值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為2比特以上，平均值在灰度等級(jí)比特?cái)?shù)為4比特以上。
所以，與通過(guò)數(shù)據(jù)總線輸入多灰度等級(jí)的數(shù)據(jù)作為二進(jìn)制數(shù)據(jù)的已有方式比較，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則電力消耗最大值在2比特以上，平均值在4比特以上，即便在顯示多灰度等級(jí)的圖象的圖象顯示裝置中，也能夠減少電力消耗。
進(jìn)一步，作為外部IC23構(gòu)成解碼器64，65時(shí)，也同樣能夠減少驅(qū)動(dòng)連接外部IC23和圖象顯示裝置的柔韌電纜的寄生電容的電力消耗，也能夠減少在柔韌電纜等的外部接線中的高速信號(hào)的電力消耗。
權(quán)利要求
1.圖象顯示裝置，它備有將多條信號(hào)線和多條掃描線配置成矩陣狀，同時(shí)有在各條信號(hào)線和各條掃描線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的各區(qū)域中通過(guò)開(kāi)關(guān)元件與上述各條信號(hào)線和上述各條掃描線連接的象素的圖象顯示裝置，與顯示灰度等級(jí)對(duì)應(yīng)地加上由模擬值表示的灰度等級(jí)電壓的灰度等級(jí)電壓線組，輸出用于根據(jù)由數(shù)字值表示的高灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)選擇上述任何一條灰度等級(jí)電壓線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的解碼器，根據(jù)上述圖象數(shù)據(jù)順次地輸出觸發(fā)信號(hào)的觸發(fā)信號(hào)輸出裝置，和以上述觸發(fā)信號(hào)的輸入為條件，響應(yīng)上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，選擇指定的灰度等級(jí)電壓線，將來(lái)自上述指定的灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓輸出到指定的信號(hào)線的多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。
2.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中將上述解碼器分割成多個(gè)，和使各分割后的解碼器向?qū)Φ嘏渲谩?br> 3.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中傳輸上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線與上述解碼器連接，傳輸上述觸發(fā)信號(hào)的多條觸發(fā)線與上述多個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸出裝置連接，和將各指定的灰度等級(jí)電壓傳輸給指定的信號(hào)線的輸出線與上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置連接。
4.權(quán)利要求項(xiàng)3記載的圖象顯示裝置，其中與上述多條觸發(fā)線和上述各條輸出線分別交叉地配置上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和上述灰度等級(jí)電壓線組。
5.權(quán)利要求項(xiàng)4記載的圖象顯示裝置，其中上述灰度等級(jí)電壓線組分別沿上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線并列地配置。
6.權(quán)利要求項(xiàng)4記載的圖象顯示裝置，其中對(duì)于上述灰度等級(jí)電壓線組中的1條灰度等級(jí)電壓線并列地配置1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線。
7.權(quán)利要求項(xiàng)4記載的圖象顯示裝置，其中對(duì)于上述灰度等級(jí)電壓線組中的1條灰度等級(jí)電壓線，將上述1條灰度等級(jí)電壓線作為間隙并列地配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線。
8.權(quán)利要求項(xiàng)3記載的圖象顯示裝置，其中使上述灰度等級(jí)電壓線組與上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線形成在同一個(gè)接線層上。
9.權(quán)利要求項(xiàng)3記載的圖象顯示裝置，其中使上述多條觸發(fā)線與上述各條輸出線形成在同一個(gè)接線層上。
10.權(quán)利要求項(xiàng)3記載的圖象顯示裝置，其中在上述各條輸出線和上述多條信號(hào)線之間，配置將來(lái)自上述各條輸出線的輸出電壓分配給多條信號(hào)線的分配裝置。
11.權(quán)利要求項(xiàng)8記載的圖象顯示裝置，其中上述灰度等級(jí)電壓線組與上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線是由Al或銅制成的接線材料形成的。
12.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中當(dāng)顯示灰度等級(jí)數(shù)為n時(shí)，上述灰度等級(jí)電壓線組的接線條數(shù)在n以上2n以下。
13.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中使上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置形成在同一塊基片上。
14.權(quán)利要求項(xiàng)13記載的圖象顯示裝置，其中使上述解碼器與上述基片的表面接合或配置在上述基片的周圍。
15.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中使上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，上述解碼器和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置形成在同一塊基片上。
16.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置是用移位寄存器電路形成的。
17.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有由于輸入上述觸發(fā)信號(hào)而導(dǎo)通，傳輸上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第1薄膜晶體管和由于上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)而導(dǎo)通，將灰度等級(jí)電壓傳輸給上述輸出線的第2薄膜晶體管。
18.權(quán)利要求項(xiàng)17記載的圖象顯示裝置，其中上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有保持由上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電容器。
19.權(quán)利要求項(xiàng)18記載的圖象顯示裝置，其中上述電容器是使上述灰度等級(jí)電壓線組中的任何一條灰度等級(jí)電壓線和形成在與上述灰度等級(jí)電壓線組不同的接線層上的電極重疊起來(lái)形成的靜電電容。
20.權(quán)利要求項(xiàng)17記載的圖象顯示裝置，其中上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有將由上述第1薄膜晶體管的輸出產(chǎn)生的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為至少1比特的信息存儲(chǔ)起來(lái)的存儲(chǔ)裝置。
21.權(quán)利要求項(xiàng)17記載的圖象顯示裝置，其中將上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別配置在各條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線和各條觸發(fā)線相互交叉的交叉點(diǎn)近旁的每個(gè)區(qū)域中。
22.權(quán)利要求項(xiàng)17記載的圖象顯示裝置，其中當(dāng)上述灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓對(duì)于上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電壓相對(duì)地低時(shí)，用n型溝道薄膜晶體管形成上述第1薄膜晶體管和上述第2薄膜晶體管，當(dāng)上述灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓對(duì)于上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的信號(hào)電壓相對(duì)地高時(shí)，用p型溝道薄膜晶體管形成上述第1薄膜晶體管和上述第2薄膜晶體管。
23.權(quán)利要求項(xiàng)17記載的圖象顯示裝置，其中上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置分別備有放大上述開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓電平變換裝置。
24.權(quán)利要求項(xiàng)23記載的圖象顯示裝置，其中與各上述灰度等級(jí)電壓線組并列地配置向上述電壓電平變換裝置供給特定的電壓和共通的信號(hào)的接線。
25.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中備有分別在上述灰度等級(jí)電壓線組上加上不同電壓的電壓發(fā)生裝置。
26.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中上述電壓發(fā)生裝置是由與電壓源串聯(lián)連接的多個(gè)階梯電阻構(gòu)成的。
27.權(quán)利要求項(xiàng)25記載的圖象顯示裝置，其中使上述電壓發(fā)生裝置與上述圖象顯示裝置，上述灰度等級(jí)電壓線組，上述多個(gè)開(kāi)關(guān)裝置，和上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置一起形成在同一塊基片上。
28.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中上述象素備有夾持在包含透明的絕緣基片的一對(duì)基片之間的液晶，對(duì)應(yīng)于來(lái)自與上述象素連接的開(kāi)關(guān)元件的電壓，上述液晶的光透過(guò)率發(fā)生變化。
29.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中上述象素備有形成在絕緣基片上的發(fā)光膜，對(duì)應(yīng)于來(lái)自與上述象素連接的開(kāi)關(guān)元件的電壓，上述發(fā)光膜的發(fā)光強(qiáng)度發(fā)生變化。
30.權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置，其中備有向上述多條掃描線順次地輸出掃描脈沖信號(hào)的掃描裝置。
31.圖象顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中當(dāng)驅(qū)動(dòng)權(quán)利要求項(xiàng)1記載的圖象顯示裝置時(shí)，將上述解碼器向上述多條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率設(shè)定在上述觸發(fā)信號(hào)輸出裝置輸出上述觸發(fā)信號(hào)時(shí)的驅(qū)動(dòng)頻率的2倍以上。
32.權(quán)利要求項(xiàng)31記載的圖象顯示裝置的驅(qū)動(dòng)方法，其中與由輸入上述解碼器的灰度等級(jí)數(shù)據(jù)有關(guān)同時(shí)進(jìn)行的數(shù)據(jù)切換在2個(gè)以下，上述解碼器根據(jù)上述灰度等級(jí)數(shù)據(jù)順次地輸出用于選擇單條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
使輸出線X1～X6與信號(hào)線S1～S6連接，在與各條輸出線X1～X6交叉的方向上配置灰度等級(jí)電壓線LV1～LVn。對(duì)于1條灰度等級(jí)電壓線，配置2條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線D1－1，D1－2。與輸出線X1～X6并行地配置觸發(fā)線Q1～Q3。在各條接線交叉的交叉點(diǎn)近旁設(shè)置開(kāi)關(guān)電路SW。從輸入多灰度等級(jí)的圖象數(shù)據(jù)的解碼器3只向1條開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“1”的數(shù)據(jù)，而向其他的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線輸出“0”的數(shù)據(jù)。順次地輸出觸發(fā)脈沖到觸發(fā)線Q1～Q3。在開(kāi)關(guān)電路SW中，將“1”的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在與“1”的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)線連接的開(kāi)關(guān)電路中。通過(guò)輸出線將來(lái)自與存儲(chǔ)“1”的數(shù)據(jù)的開(kāi)關(guān)電路連接的灰度等級(jí)電壓線的灰度等級(jí)電壓順次地輸出到輸出線S1～S6。
文檔編號(hào)G09G3/32GK1392531SQ011251
公開(kāi)日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者景山寬, 秋元肇, 三上佳朗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所