显示设备和驱动相同显示 设备的方法及便携式终端设备 本发明涉及显示设备和驱动相同显示设备的方法及便携式终端设备，并特别涉及矩阵型彩显设备和驱动相同矩阵型彩显设备的方法以及使用相同矩阵型彩显设备作为显示单元的便携式终端设备。
图7示出常规的矩阵型彩显设备。该常规的矩阵型彩显设备具有设置在纵向(垂直)条纹上的彩色滤波器。作为在水平方向上彼此邻接的一组三元素(点)R(红)，G(绿)，和B(蓝)形成单元像素101。既然这样，为了附图的简明，用在垂直方向上具有五个象素(下文简写为垂直像素)和在水平方向上具有八个像素(下文简写为水平像素)的显示设备作为例子。
在纵条纹彩色安排类型显示设备中由以矩阵方式安排的像素101形成的显示区102具有对应于多个扫描线103-1到103-5和与水平像素数×安排的色彩数(一般是三种颜色)对应的多个数据线104-1到104-24，该扫描线和数据线以矩阵方式安排。每个扫描线103-1到103-5的一端连接到垂直驱动电路105的一行的一个输出端。每个数据线104-1到104-24的一端连接到水平驱动电路106的一列的输出端。
这样形成的纵条纹彩色安排类型显示设备中地水平驱动电路106需要驱动对应于水平像素数×安排的色彩数的数据线104-1到104-24。这样，增加了水平驱动电路106的尺寸和水平驱动电路106的输出数。这导致如下诸如水平驱动电路106的成本增加以及在水平驱动电路106和显示区102之间连接导线困难方面的问题。
公知用使用一种所谓的选择器系统的矩阵型彩显设备作为显示设备用于缓解这个问题。另外在在使用选择器系统的矩阵型彩显设备的情况下，如图8所示，以纵条纹安排滤色器。单元像素201形成一组三元素R，G和B，在水平方向上彼此邻接。而且在这种情况下，为了图的简明，采用具有五个垂直像素和八个水平像素的显示设备作为例子。
而且在使用选择器系统的矩阵型彩显设备的情况下，由以矩阵方式安排的像素201形成的显示区202具有与多个垂直像素数对应的多个扫描线203-1到203-5和与水平像素数×安排的色彩数对应的多个数据线204-1到204-24，该扫描线和数据线以矩阵方式安排。每个扫描线203-1到203-5的一端连接到垂直驱动电路205的一行的一个输出端。
数据线204-1到204-24连接到八个选择开关207-1到207-8，每个开关用于一组三色组。每个选择开关207-1到207-8包括三个模拟开关。选择开关207-1到207-8中的三个模拟开关的每个开关的一端连接到数据线204-1到204-24中的一条数据线，而三个模拟开关S1，S2和S3的每个开关的另一端连接到水平驱动电路206的一列的公共输出端。
这样形成的使用选择器系统的矩阵型彩显设备例如从水平驱动电路206的每个输出端顺序输出以R，G和B排列的时间序列中的数据信号。同时，选择开关207-1到207-8中的模拟开关S1，S2和S3转换对于每个时分安排的彩色元素(component)的多个定时(在这种情况下是三个定时)。这样，每个彩色的数据信号顺序提供给数据线204-1到204-24。
使用选择器系统的上述这样形成的矩阵型彩显设备具有优点，能够将水平驱动电路206的输出数减少1/3。另一方面，使用选择器系统的矩阵型显示设备需要选择开关207-1到207-8将数据信号分配到对应其各个彩色的数据线204-1到204-24和一个开关控制电路(未示出)用于产生选择开关207-1到207-8的控制信号SEL1到SEL3。这样，显示设备的电路结构变得复杂。
鉴于前面所述，本发明已经作出，并且本发明的一个目的是提供一个显示设备和驱动显示设备的方法，以及使用同样显示设备作为显示单元的一个便携终端设备，能够利用简单的电路结构使水平驱动电路的输出数减少成为可能。
根据本发明的第一方面，提供一种显示设备，包括由以矩阵方式安排的多个扫描线和多个数据线形成的一个显示区，以矩阵方式安排的单元像素并且每个像素在屏幕的垂直方向上具有顺序的彩色安排，和在一条扫描线和一条数据线的交叉点处安排的一个元素，并且对应每个像素中的每个颜色；垂直驱动装置用于顺序提供选择信号给多个扫描线；和水平驱动装置用于提供数据信号给多个数据线。
根据本发明的第二方面，提供驱动显示设备的方法，该显示设备由以矩阵方式安排的多个扫描线和多个数据线形成，以矩阵方式安排的单元像素并且每个像素在屏幕的垂直方向上具有顺序的彩色安排，和在一条扫描线和一条数据线的交叉点处安排的一个元素，并且对应每个像素中的每个颜色，所述方法包括在水平周期多次提供对于每个颜色的数据信号给数据线，同时在水平周期多次提供选择信号给扫描线的步骤。
根据本发明的第三方面，提供一种具有显示设备的便携式终端设备，该显示设备包括由以矩阵方式安排的多个扫描线和多个数据线形成的一个显示区，以矩阵方式安排的单元像素并且每个像素在屏幕的垂直方向上具有顺序的彩色安排，和在一条扫描线和一条数据线的交叉点处安排的一个元素，并且对应每个像素中的每个颜色；垂直驱动装置用于顺序提供选择信号给多个扫描线；和水平驱动装置用于提供数据信号给多个数据线。
利用这些结构，通过安排单元像素，每个像素具有以矩阵方式在屏幕的垂直方向上的顺序彩色安排和安排一个元素对应矩阵型显示设备中的扫描线和数据线交叉点的每个像素的每个颜色，以横向(水平)条纹安排滤色器。通过采用水平条纹彩色安排，水平驱动装置的输出数变得等于水平像素数，并且垂直驱动装置的输出数变得等于垂直像素数×安排的彩色数。这样，能够利用简单的电路结构减少水平驱动装置的输出数。
图1是表示根据本发明一个实施例的矩阵型设备的基本结构的方框图；
图2是帮助说明根据本发明的该实施例的矩阵型彩显设备的操作的时序图；
图3是根据本发明的该实施例的矩阵型彩显设备的一个具体实例的方框图；
图4是帮助说明该具体实例的矩阵型彩显设备的操作的时序图；
图5是表示有源矩阵型液晶显示设备中显示区的结构的电路图；
图6是采用本发明的便携电话的外部示意图；
图7是表示传统矩阵型显示设备的方框图；和
图8是表示使用选择器系统传统矩阵型显示设备的方框图。
下文，结合附图详细描述本发明的优选实施例。图1是表示根据本发明一个实施例的矩阵型彩显设备的基本结构的方框图。在这种情况下，为了图的简明取具有五个垂直像素和八个水平像素的显示设备作为实例。
根据本实施例的矩阵型彩显设备具有水平条纹的彩色安排，其中在横向(水平)方向以条纹安排例如用于R，G和B的滤色器并且在纵向(垂直)方向上重复该安排。形成单元像素11作为在垂直方向上彼此邻接的一组三元素(点)R，G和B。以矩阵方式安排的单元像素11形成显示区12。建议在这种情况下，由三个点形成的单元像素的区与在纵条纹的彩色安排中的相同。
显示区12具有多个扫描线13-1到13-15对应于垂直像素数×安排的彩色数(在此情况下是三种颜色)并且数据线数对应于水平像素数，以矩阵方式安排扫描线和数据线。对应于单元像素11其各个颜色的元素(在这种情况下是R，G和B点)安排在扫描线13-1到13-15和数据线14-1到14-8的各个交叉点。
每个扫描线13-1到13-15的一端连接到垂直驱动电路15的一行的一个输出端。当在垂直方向上执行扫描时，用于选择行的单元中的单元像素11的每个元素R，G和B的选择脉冲顺序从垂直驱动电路15输出到扫描线13-1到13-15。另一方面，每个数据线14-1到14-8的一端连接到水平驱动电路16的一列的输出端。数据信号对于时间序列的每一列以例如R，G和B的顺序，从水平驱动电路16输出到数据线14-1到14-8。
图2表示例如，在根据有水平条纹彩色安排的上面实施例的矩阵型彩显设备中，R，G和B数据信号和用于第n垂直像素(第n行)和第(n＋1)垂直像素((n＋1)行)的选择脉冲之间的相关定时。
由于从图2的时序图中清楚，与水平同步信号同步，R，G和B数据信号从水平驱动电路16顺序输出，并且同时，R，G和B的选择脉冲从垂直驱动电路15顺序输出到第n垂直像素。因此数据写到第n垂直像素的R，G和B元素。因此，在1H周期期间中(H是水平周期)，水平驱动电路16对于每个彩色提供数据信号多次(在此情况下是三次)，而垂直驱动电路15在1H周期期间，输出一个选择脉冲三次。
图3是根据上面实施例的矩阵型彩显设备中的垂直驱动电路15和水平驱动电路16的具体结构的方框图。在该图中，与图1相同的标号表示同样的或相同的部件。
首先，图3中的垂直驱动电路15基本上由一个移位寄存器151形成。移位寄存器151具有一个垂直启动脉冲VST和一个垂直时钟脉冲VCK。当该移位寄存器151具有垂直启动脉冲VST时，移位寄存器151与垂直时钟脉冲VCK同步执行移位操作，因此顺序输出如上所述的选择脉冲。与同样透明绝缘衬底上的显示区12一起通过同样处理产生垂直驱动电路15。
下面，水平驱动电路16具有移位寄存器161，采样闩锁电路162，闩锁电路163，和DAC(数模变换器)电路164。
在这样形成的水平驱动电路16中的移位寄存器161具有一个水平启动脉冲HST和水平时钟脉冲HCK。当移位寄存器161具有水平启动脉冲HST时，移位寄存器161与水平时钟脉冲HCK同步执行移位操作，因此以水平时钟脉冲HCK的周期顺序产生采样脉冲。
作为串行数据信号输入到采样闩锁电路162。采样闩锁电路162与从移位寄存器161输出的采样脉冲同步顺序采样该数据信号，并且接着锁定该采样数据一行(1H)以便对应显示区12的数据线14-1到14-8的每一条数据线。
闩锁电路163重新锁定与由采样闩锁电路162锁定的显示区12的数据线14-1到14-8的每一条对应的一行数据信号一个水平周期，以响应在1H周期中提供的闩脉冲。DAC电路164将由闩锁电路163锁定的一行数据信号变换成模拟信号，并且接着将该模拟数据信号提供给显示区12的数据线14-1到14-8。
水平驱动电路16例如通过与显示区12和垂直驱动电路15的处理不同的处理，在与安装显示区12和垂直驱动电路15的透明绝缘衬底隔开的衬底上产生。接着水平驱动电路16通过COG(玻璃上集成电路)或TAB(磁带自动连接)连接到数据线14-1到14-8的每一条。
但是，水平驱动电路16并不必要限于在与显示区12和垂直驱动电路15分开的衬底上产生；水平驱动电路16还可以与显示区12和垂直驱动电路15一起在通过同样处理的同样的透明绝缘衬底上产生。
图4示出根据具有水平条纹彩色安排的上面实施例的矩阵型彩显设备中，第n垂直像素(第n行)和第(n＋1)垂直像素(第(n＋1)行)的选择脉冲之间的相关定时，例如，R，G和B数据信号、闩脉冲和数据线数据。
由于从图4的定时图中能够清楚，当第n行R的数据信号与水平同步信号同步输入时，闩锁电路163与闩脉冲同步锁定该数据信号一个周期，该周期相应于一行。此后DAC电路164将该数据信号变换成模拟信号，并且接着提供该模拟信号给显示区12的数据线14-1到14-8的每一条数据线。
当输入第n行的G的下一个数据信号时，例如与输入G的数据信号的定时同步，垂直驱动电路15输出一个R选择脉冲到第n垂直像素。因此该数据信号写入第n垂直像素的元素R。接着，与对应一行的一个周期的闩脉冲同步，闩锁电路163锁定第n行的G的数据信号。DAC电路164将该信号提供给显示区12的数据线14-1到14-8的每一条数据线。
当输入第n行的B的下一个数据信号时，例如与输入B的数据信号的定时同步，垂直驱动电路15输出一个G选择脉冲到第n垂直像素。因此该数据信号写入第n垂直像素的元素R。接着，与对应一行的一个周期的闩脉冲同步，闩锁电路163锁定第n行的B的数据信号。此后，DAC电路164将该信号提供给显示区12的数据线14-1到14-8的每一条数据线。
此后，数据信号以R，G和B的顺序写入每个像素的元素，例如，以第(n+1)行，第(n+2)行...的顺序。注意到数据写入每个像素元素的顺序不限于顺序R，G和B；该顺序可以任意设定。
如上所述，在显示区12的垂直方向上具有顺序的彩色安排的每个单元像素11以矩阵方式安排，并且对应像素的各种彩色的元素R，G和B安排在扫描线13-1到13-5和数据线14-1到14-8的交叉点上。因此能够形成具有简单电路结构和水平驱动电路16的减少的输出数的显示系统。因此，获得下面所述的功能和效果。
首先，减少了显示区12和水平驱动电路16之间连接的导线的数目，并且因此容易在显示区12和水平驱动电路16之间连接导线，即使以较窄的像素间距。这使得能够另外增加水平像素数并且因此实现高分辨率的显示系统。
另外，因为水平驱动电路16具有大约几兆赫的很高的工作频率，水平驱动电路16的电路结构与具有相对低的大约10k赫的工作频率垂直驱动电路15相比结构趋于复杂。但是，减少的水平驱动电路16的输出数使相应减少水平驱动电路16的电路尺寸和电路区成为可能。这样，显示区可以制造得更加紧凑并且减少成本。
虽然根据本实施例的矩阵型彩显设备使垂直驱动电路15的输出数增至三倍，但是如上所述，垂直驱动电路15的工作频率远低于水平驱动电路16的工作频率。这样，即使垂直驱动电路15的工作频率增至三倍也由于通过移位寄存器基本形成的其简单的电路结构而导致其电路尺寸略微增加。另外，垂直驱动电路15可以通过多晶硅晶体管形成，它可以具有很好的特性。
而且，因为不必要提供在选择器系统使用的选择开关，这可以实现相同的输出数，不需要用于控制选择开关的开关控制电路，并且而且在显示区12和水平驱动电路16之间连接的线数可以减少。这样，能够减少成本和显示系统的区并且另外将功耗减少一个由选择开关和其控制电路消耗的数量。
特别是，当例如0V-5V幅值的数据信号，通过选择开关写入数据线，和选择开关由晶体管形成时，在选择器系统中使用的开关控制电路需要将晶体管变换一个低于0V的控制脉冲，使得需要负功率。另一方面，根据本实施例的矩阵型显示设备消除了对开关控制电路的需要和因此对于提供负功率的需要。
而且，当图8的选择器系统用作实例时，只有三个开关S1到S3之一进入打开状态(关闭状态)，而另外两个开关进入关闭状态(打开状态)。连接到两个开关的数据线进入浮动状态。接着，由于转接引起的相邻列的数据线的可能的改变影响数据线进入浮动状态，这导致图象质量的退化。另一方面，根据本实施例矩阵型显示设备排除了对选择开关的需求。这样，数据线进入浮动状态，因此可以提高图象质量。
应该注意到在上面的实施例中，单元像素11的元素的颜色被设置为R，G和B；但是，本发明不限于此，而且单元像素11的元素的颜色可以被设置为例如Ye(黄色)，Cy(青色)，和Mg(洋红)。
而且，矩阵型彩显设备可以是有源的矩阵型彩显设备，其中晶体管形成阵列，并且具有电光效应的材料包含在对应于x-电极和y-电极(例如玻璃衬底)的两个相对的透明绝缘衬底之间。可选地，矩阵型彩显设备可以是简单的矩阵型彩显设备，其中透明导电薄膜(ITO；氧化铟锡)作为电极沉积在透明绝缘衬底上，并且在那里产生电场。
典型的有源矩阵型彩显设备包括液晶显示器(LCD)，液晶显示器使用LC(液晶)单元作为通过使用具有光电效应的材料和使用EL(场致发光)部件的EL显示器(ELD)形成的每个元素(点)的显示部件。
图5示出有源矩阵型液晶显示设备中典型显示区的结构。图5中的单元像素21包括在纵向(垂直方向)上彼此邻接的三个元素22。元素22包括：TFT(薄膜晶体管)23，它是像素晶体管；具有连接到TFT 23的漏极的像素电极的液晶单元24；和具有连接到TFT 23的漏极的极的辅助电容25。
在这种像素结构中，元素22的TFT 23具有分别连接到扫描线...，26m－1，26m，26m＋1，...的门电极。TFT 23具有分别连接到数据线...，27n－1，27n，27n＋1，...的源极。液晶单元24的计数电极和辅助电容25的其他电极连接到提供规定的直流电压作为公共电压公共线28。
根据本实施例的矩阵型液晶显示设备适用于任意的下列液晶显示器：传输型，其中诸如逆光和侧光的光源放置在后面并且光线从后面发出用于显示器；反射型，通过反射自然光、室内光等实现显示；以及传输和反射型，综合了传输型和反射型。但是，当图5所示的公共线28单独提供时，垂直驱动电路15的增加的输出数相应增加了公共线28的数。因此根据本实施例的矩阵型液晶显示设备当应用于反射型的液晶显示器时比传输型的液晶显示器更有利。
由上述的有源矩阵型液晶显示设备代表的根据本发明的矩阵型显示设备不仅适合用作OA设备的显示器例如个人计算机和字处理器，电视接收机等而且特别适合用作便携终端设备的显示单元诸如PDA(个人数字助理)或便携电话，这些设备自身已经减小了其尺寸，成本和功耗。
图6是便携终端设备的示意外部图，例如应用本发明的便携电话。
在这个实施例中的便携电话在设备外壳31的前面从上至下具有扬声器单元32，显示器单元33，控制单元34和话筒单元35。根据本发明的前面的矩阵型显示设备用作这样形成的便携电话的显示单元33。
因此，因为形成根据本发明的矩阵型显示设备以便能够减少其尺寸，成本和功耗，用作便携终端设备例如便携电话的显示单元33的显示设备非常有助于减小便携终端设备的尺寸、成本和功耗。
虽然已经使用特定术语描述了该发明的优选实施例，但是这些描述仅用于说明目的，并且应该理解在不脱离下面权利要求书的精神或范围的情况下可以作出改变和变化。