CN1196090C - 矩阵型显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，通过组合基于FRC的灰度表现和基于脉冲宽度调制法或脉冲高度调制法的灰度表现方式，抑制显示灰度数的增加所导致的帧频的上升，耗电低并且能显示多种颜色，对M位的图像信号，使用低位N位，在1帧中进行基于脉冲宽度或脉冲高度调制法的灰度表现，并使用高位M-N位，进而使用2M-N-1帧来进行基于本发明的FRC的灰度显示，通过削减FRC中必要的帧数来使帧频率下降，实现低耗电、闪烁少的灰度显示。

Description

矩阵型显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种具有矩阵状的象素构造的显示装置及其驱动方法等。
背景技术
存在使用多个帧作为灰度显示方式的一种，通过对每个帧控制列电压来进行灰度表现的帧频率控制方式(FRC)。当通过帧频率控制方式进行灰度显示时，使闪烁降低，使通断模式的数量在各帧中不变化。
当通过FRC(Frame Rate Control)进行灰度表现时，如果表示灰度数增加，则因为产生了导通的次数和断开的次数的比变小的灰度，所以容易封闪烁。虽然有使帧频增加来减少闪烁的方法，但是耗电增加。例如在256色表示中，用7帧表示灰度，而在4096色的表示中，在原理上需要15帧，单纯地为了使闪烁水平相同，就必须使帧频变为约2倍。而在以移动电话为首的移动终端中，电源受限，要求降低耗电。另外，基于显示装置的窄框化、成本削减的要求，还需要对应闪烁采取了对策的电路简单化。如果进行更多颜色化，则帧频超过200Hz，就不可能实现基于FRC的低耗电化。
在基于脉冲宽度调制法的多色化中，存在以下所述问题：通过增加在一个水平扫描期间外加的脉冲数，段信号线的充放电次数的增加导致的电力增大，或由于显示装置一般是电容性负载且脉冲宽度变窄，基于布线电阻与电容的积的波形的钝化使灰度性变差。
发明内容
本发明解决所述以往的问题，为了低帧频驱动，在FRC中，在每N行、每帧、每种显示颜色以及偶数行和奇数行采用不同的通断模式。为了实现多色化和低耗电化，提供一种通过组合基于FRC的灰度表现和基于脉冲宽度调制法(Pulse Width Modulation：PWM)或脉冲高度调制法(PHM)的灰度表现方式，来抑制显示灰度数的增加导致的帧频上升，实现低耗电并且能显示多种颜色的显示装置。
为了达成所述的目的，本发明的第一形态的矩阵型显示装置是通过帧频率控制进行灰度显示的表示至少两种不同颜色的矩阵型显示装置，其特征在于：根据控制信号，按每行或每帧对所述灰度寄存器部进行移位处理，并利用显示颜色数-1个的移位处理部，按各显示颜色通过移位处理使所述灰度寄存器的输出变化，其中，所述移位处理部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通，连接每段信号线上设置的灰度选择电路和所述移位处理部或所述寄存器部的输出，所述灰度选择电路使用同一时刻的所述移位处理部或所述寄存器部的输出，对每种显示颜色以不同的显示模式进行灰度显示。
本发明的第二形态的矩阵型显示装置的驱动方法是通过帧频率控制进行灰度显示的矩阵型显示装置的驱动方法，其特征在于：为每个灰度设置的灰度寄存器在每N行或每帧中被移位处理，所述移位部连接在所述灰度寄存器的输出上，对于与N行中的偶数行对应的数据，进一步进行移位处理，对于与奇数行对应的数据，原封不动地输出所述灰度寄存器的输出，其中，所述移位部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散通断模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通，在为各段信号线设置的灰度选择电路中，使用同一时刻的灰度寄存器的输出进行灰度处理，在N行的组中的偶数行和奇数行中表示不同的通断模式。
本发明的第三形态的矩阵型显示装置的驱动方法是通过帧频率控制进行灰度显示的表示至少两种不同颜色的矩阵型显示装置的驱动方法，其特征在于：根据控制信号，对每N行或每帧，灰度寄存器部被移位处理，第一移位部连接在所述灰度寄存器的输出上，对于与N行中的偶数行对应的数据，进一步进行移位处理，对于与奇数行对应的数据，原封不动地输出所述灰度寄存器的输出，对于所述第一移位部，通过显示颜色数-1个的第二移位处理部，对各显示颜色进行移位处理，其中，所述移位处理部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通，为各段信号线设置的灰度选择电路和所述第二移位处理部的输出或第一的输出相连，所述灰度选择电路使用同一时刻的所述移位处理部或所述寄存器部的输出，对各显示颜色，在N行的组中的偶数行和奇数行中，通过不同的显示模式进行灰度显示。
本发明的第四形态的矩阵型显示装置，其特征在于：具有：灰度寄存器；对每N行或每帧，移位处理所述灰度处理部的移位处理控制部，其中，所述移位处理控制部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通；对于所述灰度寄存器的输出，对于N行的组中的偶数行的数据进行移位处理的第一移位部；按照显示颜色(X色)分配了所述第一移位部的输出，对于分配为X个的所述第一移位部的输出，至少对X-1个的输出进行移位处理的第二移位部；连接了所述第二移位部或第一移位部的输出的为各段信号线设置的灰度选择电路；通过灰度选择电路使用同一时刻的所述第一移位部或所述第二移位部的输出进行灰度显示，对于每N行、每帧、每N行的组中的偶数行和奇数行、各显示颜色，使用不同的显示模式，进行灰度显示。
附图说明
下面简要说明附图。
图1是表示本发明的实施例1的灰度控制的结构的框图。
图2是表示图1的灰度寄存器电路的内部结构的框图。
图3是表示图2所示的灰度寄存器部的移位处理和通断形象的说明图。
图4是表示把图2所示的灰度寄存器部的输出连接到各列的结构的图。
图5是表示本发明的实施例1的通断模式的分散配置的图。
图6是表示本发明的实施例1中的象素配置例，(a)是表示条纹配置的图，(b)是表示三角形配置的图。
图7是关于三原色来表示本发明的实施例1中的某一帧中的灰度1/7的通断模式的图。
图8是表示本发明的实施例1中的某一帧中的灰度1/7的通断模式的其他例子的图。
图9是表示进行本发明的实施例1中的5灰度显示时的灰度控制的结构的框图。
图10是表示进行本发明的实施例1中的16灰度显示时使用的灰度寄存器的图。
图11是表示本发明的实施例2的驱动器IC和显示部的配置关系的图。
图12是表示进行基于本发明的实施例2的4行同时选择法的驱动时的正交函数的例子的图。
图13是表示本发明的实施例2的多行同时选择法的输入信号和正交函数的运算动作的图。
图14是表示使用了本发明的实施例2的多行同时选择法时的运算部的插入位置的框图。
图15是表示本发明的实施例2的通断模式的例子的图。
图16是表示用于输出图15所示的通断模式的灰度寄存器电路的结构例的图。
图17是表示图16所示的灰度寄存器电路的控制信号的输入信号波形以及寄存器输出的图。
图18是表示本发明的实施例2的通断模式的其他例子的图。
图19是表示使用了图10所示的灰度寄存器时的各灰度的闪烁变为最少的移位量的图。
图20是表示使用了本发明的实施例2的有源矩阵型显示装置时的显示装置的结构的图。
图21是表示本发明的实施例3的实施例的灰度处理的每帧的通断模式的图。
图22是表示进行图21所示的灰度显示时的灰度寄存器电路的内部结构的图。
图23是表示如图21所示进行图像信号的处理时的灰度寄存器电路和灰度解码部的配置关系的图。
图24是表示本发明的实施例3的灰度寄存器的初始值的图。
图25是表示基于图24所示的灰度寄存器的初始值的通断模式，(a)是表示连续通断时的说明图，(b)是表示交替配置时的说明图。
图26是表示本发明的实施例3的灰度解码部输入输出的关系的图。
图27是表示进行本发明的实施例3的灰度显示时的通断模式的其他例子的图。
图28是表示进行本发明的实施例3的灰度显示时的通断模式的其他例子的图。
图29是表示对于M位输入，分为高位M-N位和低位N位，来进行不同的灰度显示时的灰度寄存器的初始值的图。
图30是表示本发明的实施例3的灰度寄存器部和灰度解码部的配置例的图。
图31是表示本发明的实施例3的灰度解码部的输入输出关系的图。
图32是表示本发明的实施例3的N位输出通过脉冲高度调制输出到段信号线时的段信号线输出部的图。
图33是表示本发明的实施例3的N位输出通过脉冲宽度调制输出到段信号线时的段信号线输出部的图。
图34是表示本发明的实施例3的脉冲宽度调制时的段信号线的波形(b)和其以往例(a)的比较的图。
图35是表示本发明的实施例3的脉冲宽度调制时的段信号线的输入波形(b)和以往例(a)的比较的图。
图36是表示用于实现本发明的实施例3的PWM显示的多行同时选择法的运算部的框图。
图37是表示图36的Adder部的输入输出关系的图。
图38是表示用本发明的实施例3的多行同时选择法进行PWM显示时，段信号线的输出波形(b)与其以往例(a)的比较的图。
图39是表示对于本发明的实施例4的4位输入数据的灰度解码部的输出和能显示灰度数的关系的图。
图40是表示进行本发明的实施例4的灰度显示时的对于各输入灰度的各帧的输出值的关系的图。
图41是表示本发明的实施例4的行选择期间内的PWM的各脉冲的关系的图。
图42是表示本发明的实施例4的灰度解码部的输入输出关系的图。
图43是表示本发明的实施例4的从某1列的图像信号到段信号的结构的框图。
图44是表示本发明的实施例4的灰度处理部的结构例的框图。
图45是表示本发明的实施例4的灰度寄存器电路和灰度解码部、运算部、选择部的配置关系的框图。
图46是表示本发明的实施例4的灰度寄存器电路和灰度解码部、运算部、选择部的配置关系的其他例子的框图。
图47是表示本发明的实施例4的灰度处理部的其他结构例的框图。
图48是表示本发明的实施例4的从某1列的图像信号到段信号的其他结构例的框图。
图49是表示本发明的实施例4的从某1列的图像信号到段信号的其他结构例的框图。
图50是表示本发明的实施例4的从某1列的图像信号到段信号的其他结构例的框图。
图51是表示本发明的实施例4的从某1列的图像信号到段信号的其他结构例的框图。
图52是表示本发明的实施例4的灰度处理部的其他结构例的框图。
图53是表示图52所示的灰度解码部的输入输出关系的图。
图54是表示图52所示的电压输出部的输入输出关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图就本发明的实施方式进行说明。并且，在附图中，针对同样的构成要素使用同一参照符号来表示。
(实施例1)
图1表示了对于图像信号输入13，用于向用于进行基于帧调制(FRC)的灰度显示的段信号线，输出导通或断开的信号的框图。
12是用于输出对应于各灰度的FRC数据的灰度寄存器电路，14是灰度选择部，15是显示数据线。如图2所示，灰度寄存器电路12具有产生灰度模式数据23的灰度寄存器部21(21a、21b、21c)和参照位置变更部22(22a～22f)。即对于各灰度或导通和断开的帧的比不同具有不同的寄存器，该寄存器对于各帧或行，根据帧移位控制信号24或行移位控制信号25，只移位由指示使寄存器移位的量的移位量指示信号26即帧移位或行移位提供的位。在本发明中，用向右移位的量进行说明，但是向左移位也能取得同样的效果。这是因为(左移位的量)＝(所有位数)-(右移位量)，只不过是数字的表现上不同。
图3表示了寄存器被移位的样子。它表示了用图2中的灰度寄存器部21进行的动作。在此，表示了灰度为1/7时，每行的移位量(行移位)为1，帧移位为3时。另外，为了简单，忽略了各显示颜色的移位，用R输出单色进行说明。在同一图中，白圈31表示导通的象素，斜线黑圈表示断开的象素。
因为灰度是1/7，所以是7帧中导通1次的灰度，寄存器具有与帧数相同的位宽度。另外，具有一个表示导通的1(当然，也可以把导通为0，使1和0的数相反)。
当输出第一行后，根据行移位控制信号25，寄存器只以行移位为移位量指示信号26即与灰度对应的行移位的量，向右移位。在图3中，如(a)到(b)所示，向右移动了1位。从第二行到第三行中，如(b)到(c)所示，在第三行中，对于第二行移动了1位。从第一行到最后一行重复该操作。即如果行移位行为L，则第N行的寄存器输出是从N-1行的寄存器输出向右移L位(N为2以上，显示行数以下的自然数)。
而如图3所示，从第一帧的最后一行到第二帧的第一行的寄存器输出的变化是从1帧前的第一行的寄存器输出只变化帧移位量。(从(a)向(d)的变化)。一般，第M帧的第一行的灰度寄存器部21的输出是从第M-1帧的寄存器输出向右移位帧移位F(M为2以上的自然数，M为1时，使用寄存器的初始值)。
这样，从最后一行到第一行的移位与每行的移位不同是因为：着眼于一个象素，用FRC完结的帧数能准确地输出灰度寄存器部21的所有位，通过在每行和每帧中进行不同的移位，使通断模式为随机的，降低闪烁。
为了显示灰度1/7，在7帧中导通一次，所以7位的灰度寄存器在7帧间，以怎样的顺序全部输出7位的输出，就能准确地表现。为了进行它，根据帧移位，进行寄存器的移位处理，把用于进行帧移位的信号即帧移位控制信号24输入到每帧中，进行灰度寄存器部21的移位。
另外，作为用于在空间上分散通断模式的装置，使用了帧移位。如图4所示，灰度寄存器部21的输出最高位的位为第一列，第二高位的位为第二列，当i位寄存器时，连续到第i列。i+1列再为最高位的位，以下同样，按顺序连续到最后的列。并且，这是对各显示颜色进行的。据此，如果观察同一行上的象素，如果显示列数是灰度寄存器的位数的倍数，则分散显示了与显示灰度相同比例的通断模式(此时也可以不从最高位的位连接到第一列，而是从最低位的位连接第一列)。
而且，如果着眼于同一列象素，则通过行移位，能使通断模式分散。通过在每行中输入行移位控制信号25，能实现它。当不进行行移位时，虽然未分散同一列中的通断模式，但是通过进行行移位，如图5所示，当在整个画面中进行同一灰度显示时，在列方向也能以与显示灰度相同的比例显示通断模式。在图5中，51表示行移位(该情形1)、52表示帧移位(该情形3)。
据此，如图5所示能把通断模式在面内和帧间分散。并且，为了在彩色面板中进行三原色显示，本来交替相邻配置了红、绿、蓝的象素或蓝、黄、红的象素，但是为了表现行移位以及帧移位的效果，表示了在单色面板中的象素的通断模式。
另外，因为对于各灰度，灰度寄存器部21的位长度或表示导通的1的数不同，所以为这些不同的灰度准备了不同的寄存器，如图2所示，对于各灰度，输出了不同的模式。
如图1所示，这些各灰度的模式对于各灰度都是一位一位地输入到灰度选择部14中，从图像信号13送来的灰度数据所对应的模式被输出到显示数据线15中，传送到显示部。并且此时，因为灰度0和灰度1为总是断开或导通，所以没有必要在空间、时间上分散，能用灰度选择部14的控制对应，就没必要存储到灰度寄存器电路12中。据此，能削减各灰度选择部14的输入信号线数，能减小电路规模。
到此为此用单色进行了说明，但是在彩色显示装置中，使用三色进行显示。因为此三色多为红、绿、蓝，所以在本发明中，用使用了此三色的显示装置进行说明，但是，在使用了蓝、黄、红三色的显示装置中，也同样有效。并且，即使是红、蓝两色显示，也能适用本发明。
虽然认为在同一色中，通过使相邻的象素的通断定时错开，能降低闪烁，但是在进行彩色显示的显示装置中，如图6所示，相邻象素多为不同的颜色。在图6中，61是表示第一颜色的象素，62是表示第二颜色的象素，63表示第三颜色的象素。即使是6(a)所示的条纹配置和图(b)所示的三角形配置，与同一色象素相比，多与不同色的象素相邻。另外，对于条纹配置，即使是在横向上排列同一颜色的方法也同样。当然，即使是三角形配置也同样。
在不同颜色的象素间使通断定时变化，能更有效地降低闪烁。在此，如图2所示，在同一灰度中，对于各显示颜色(例如，红、绿、蓝)进行不同的寄存器输出。在图2的例子中，对于灰度1的寄存器输出(灰度模式数据)23，在显示红色的象素(以下为R象素)中，原封不动地适用寄存器的值，在显示绿色的象素(以下为G象素)中，通过参照位置变更部22a，把输出的寄存器值只移位用G移位(移位量指示信号26c)指定的位数。在显示蓝色的象素(以下为B象素)中，通过参照位置变更部22b，把寄存器输出(灰度模式数据)23的值只移位用B移位(移位量指示信号26d)指定的位数。
通过对各灰度分别进行了该操作，对于各灰度，G移位和B移位的值取不同的值，能进行闪烁更少的显示。另外，在参照位置变更部22中，对于输入值，因为只进行用G移位或B移位决定的位的移位处理，所以没有必要进行锁定处理，不需要寄存器。对于某灰度，与三色都具有灰度寄存器部21相比，闪烁的发生程度也无变化，因为寄存器数为三分之一，所以缩小电路规模设计IC。
图7表示了通过G移位和B移位，全面表示灰度1/7时的1帧的通断模式。在同一图中，81表示G移位(该情形3)，82表示B移位(该情形4)。与不进行G移位和B移位的图8相比，能使通断模式随机。
对于灰度1/7，说明了用于降低闪烁的方法，但是，对于其他灰度，同样通过使用行移位、帧移位、G移位和B移位，降低了闪烁。一般当进行J/K灰度(在此，J和K是自然数，并且，J＜K)的显示时，灰度寄存器部21位宽度是K，之中表示导通的位述来为J个。关于表示J个导通的位的配置是任意的，但是，为了通过移位处理，降低闪烁，最好在寄存器的初始状态中，连续配置J个导通。
关于帧移位以外的其他移位，虽然移位量可以为0以上(K-1)的任意值，但是对于帧移位，K位寄存器的所有移的顺序是任意的，但是因为到FRC完结(此时，K帧)，对各象素有必要进行一次显示，所以如果帧移位的值为F，则F×X的值(X为自然数)等于K的公倍数时的X的最小值必须在K以上。
如图2所示，为各灰度准备了灰度寄存器部21、移位量指示信号26和参照位置变更部22，输出与各灰度的各显示颜色对应的通断模式。把该输出输出到各段信号线的方法如使用图4，用1/7灰度时说明的那样，灰度寄存器部21的输出最高位的位为第一列，第二高位的位为第二列，当i位寄存器时，连续到第i列。i+1列再为最高位的位，以下同样，按顺序连续到最后的列。
这样一来，把与各灰度对应的寄存器输出一位一位传送到各段信号线中。如图1所示，在各段信号线中设置了灰度选择部14，输出了与图像信号13的灰度对应的通断数据。并且，在该图1中，是进行显示从灰度0到灰度6的7灰度显示时的情形。之所以没有与灰度0和灰度6对应的灰度寄存器的输出，是因为当在灰度选择部14内部，当从图像信号13输入了灰度0时，无论灰度寄存器部21的输出如何，向显示数据线15输出断开的信号，当输入了灰度6时，无论灰度寄存器部21的输出如何，向显示数据线15输出断开的信号就可以了，在灰度选择部14内部就能对应。
图9表示了进行5灰度显示时的灰度寄存器电路12和显示数据线15的关系。并且，5灰度显示的各灰度是0、1/4、1/2、3/4、1。并且，第三灰度可以是2/4，但是因为寄存器的位宽度是4，所以进行移位处理的电路规模的变大使进行FRC的帧数变大，容易发生闪烁，所以最好为1/2。这样，通过独立处理各灰度，对于各灰度不同的帧数可以是必要的FRC的组合。另外，因为灰度3/4是把灰度1/4的通断颠倒后的模式，所以公共使用灰度寄存器电路12，在灰度选择部14决定是否把输出到显示数据线15的通断模式反演。据此，减少了从灰度寄存器电路12到灰度选择部14的信号线数，通过减少灰度寄存器电路12的寄存器数，能减小电路规模。
在灰度寄存器部21的输出中有与灰度1/4的各显示颜色对应的三个4位输出(Kai_R、Kai41_G、Kai41_B)以及与灰度1/2的各显示颜色对应的三个2位输出(Kai21_R、Kai21_G、Kai21_B)。在输出到R象素的信号线中，作为与R象素对应的寄存器输出，在段信号线1中输入了各灰度寄存器的最高位的位，在段信号线2以后，一位一位地输入了低位的位(最低位的位的下一个再回到最高位的位)。对于G象素、B象素也同样。这样，通断数据输入到各信号线中。
图10表示了使用以上的发明，进行各色的16灰度显示即4096色显示时的各灰度寄存器的初始值。为了进行16灰度显示，必要的最低帧数以往是15帧，但是能削减为12帧。另外，在各灰度间，导通比率的增加率不同，但是没有问题。
另外，在16灰度显示时，为了与5灰度显示同样，减少灰度寄存器部21的数量，对于导通和断开的比例颠倒的灰度1和灰度14、2和13、3和12、4和11、7和9，使用公共的灰度寄存器部21，在灰度选择部14中，根据输入数据决定灰度寄存器部21的值为1时，是导通还是断开，减小了电路规模。
据此，就能进行基于FRC的灰度显示。
(实施例2)
在单纯矩阵型液晶显示装置中，为了进行动画显示，如果使用高速响应性的液晶进行驱动，基于帧响应的对比度就会下降。
作为解决它的方法，提出了多行同时选择法(Multi Line SelectionMethod：MLS)。该方法同时选择多行(L行)的公共信号线，外加扫描电压，与此同时，从段信号线外加与对应的数据相应的电压。是进行该操作，直到选择了所有公共信号线，并且对于1帧，从公共信号线至少外加L次选择信号的方法。因为能在1帧中，选择L次信号，所以能防止基于帧响应的对比度的下降。
另外，在以往的线依次驱动中，当使用了导通电压为2.5V的液晶，进行240行显示时，公共信号线电压为26.49V，段信号线电压为1.71V，两个信号线的电压差大。在多行同时选择法中，公共信号线电压为26.49/L1/2(V)，段信号线电压为1.71×L1/2(V)，所以公共信号线和段信号线间的电压差变小，能把公共信号线和段信号线的电路设计在同一芯片上。据此，如图11所示，在绝缘体衬底191上，对于显示部193，只在一边上，在衬底上安装驱动器IC192，在剩下的三边上不搭载IC，对于仪器，有能左右对称地配置显示部的优点。
在本发明中，使用4行同时选择法(MLS4)，进行了灰度显示。根据图12所示的正交函数决定了公共信号线的各行的1帧间的电压值。该正交函数的列的数与公共信号线的数一致，第一列的公共信号线在1帧间从第一行开始按顺序取正交函数的第一列的值，输出与数据对应的电压值。以后的第二列的值表示第二行的公共信号线的电压的变化，列的数表示了公共信号线的数。而对应行方向，表示时间(序列)从第一行到最后一行表示1帧期间。因此，对于一个值外加的时间变为1帧期间/行数。并且，本发明不局限于4行同时选择法(MLS4)。例如，也可以是2行同时选择法(MLS2)。即能适用于同时选择多行的任意方法。
即，列对应于外加在公共信号线上的电压波形的时间的变化，行对应于某一时刻外加在显示装置的公共信号线上的电压波形。
各要素为1时，在公共信号线上外加正的选择脉冲，为-1时，外加负的选择脉冲，为0时，外加不选择脉冲。
而如图13所示，外加在段信号线上的电压由输入信号线的矩阵与图12所示的正交函数的矩阵H相乘的结果提供。
输入信号S121具有1帧的通断数据，-1为导通，1为断开，是使用了-1和1等二值的矩阵。另外，行的数对应于公共信号线的数，列的数对应于段信号线的数。
按照H×S的运算结果，外加5值的电压。列相当于段信号线的数，行相当于各段信号线的时间变化。
这样一来，通过外加的段信号线和公共信号线之间的电压值，进行了象素的通断显示。
为了计算某一时刻外加在段信号线上的电压，需要正交函数H125的某一行和输入信号S121的某一列的各要素。在此，如图12所示，正交函数H125的1行中除了四个，其余为0，利用与对应于0的输入信号S121的要素总是0，对进行了行选择的象素的数据和选择信号的要素进行矩阵计算。据此，削减了运算所需要的电路和时间。因此，进行基于H×S的矩阵运算的段信号输出，从图1和图9表示的灰度选择部14传来4行的数据，按顺序与正交函数矩阵进行了乘法后，输出4行的数据的和。另外，因为大多是从通常显示区域上面的行或下面的行按顺序传来图像信号，所以选择的4行最好时连续的4行。
图14表示了灰度寄存器电路12、灰度选择电路131、用于进行基于MLS驱动的运算部132、用于输出与运算结果对应的段信号线电压的电压选择电路135。为了在显示部上外加交流电压，在此的反演处理电路137用于替换正的选择脉冲1和负的选择脉冲-1。
因为从灰度选择电路131向运算部132传送了4行数据后，从运算部132有输出，所以从灰度选择电路131向运算部132的传送是以4倍的速度进行的，或者同时处理四行并行传送。在本发明中，说明以4倍的速度进行处理的例子。
在灰度选择电路131和灰度寄存器电路12中进行移位处理，通过FRC进行了MLS驱动的灰度显示。
作为结果，段信号线的5值(按从大到小的顺序设电压值V2(＝2×V1)、V1、Vc、-V1、-V2)中，如果显示了V2或Vc或-V2，则闪烁以及沿着段信号线的条状不稳定变得明显。
在4行同时选择法中，如图13所示，通过输入信号S121和正交函数H125的运算决定段信号线5值的电压取哪个值。当运算结果为4时，电压值为V2，为2时，电压值为V1，为0时，电压值为0，为-2时，电压值为-V1，为-4时，电压值为-V2。如果正交函数H125如图12所示，则当运算结果为±4或0时，对于同时选择的四个象素，导通和断开的象素的比例变为3对1或1对3。
如图7所示，当使通断象素分散时，如果着眼于连续的4行(在此，从第一行按顺序扫描)，则导通和断开的象素的比例容易变为1对3或3对1。特别是变为导通(或断开)的灰度寄存器部21中的一个容易变。为了防止它，有在每两行中，在同一列中，使行移位的值为导通(断开)模式的方法。在该方法中，行移位能取的值有限制，并且在灰度1/7等中，即使条帧行移位的值，在每两行中，在同一列中，也不会有导通(断开)模式。
为此，同时选择的4行中，通过使在偶数行的两行中，为同一通断模式，在奇数行的两行中，为同一通断模式，无论移位量如何，导通和断开的象素的比例为2对2或4对0(0对4)，降低了闪烁和沿着段信号线的不稳定。
图15表示了只有R象素的灰度1/7时的通断模式。在该例子中，说明从第一行开始按顺序每次选择4行公共信号线。即首先同时选择了从公共1到公共4，在接着的期间中，选择了公共5到公共8。如果着眼于从公共1到公共4，则在4行同时被选择的列中，导通和断开的象素的比为2对2或0对4，所以外加在段信号线上电压为±V1。在G象素以及B象素中，因为该模式只是全体向右(或相左)移位，所以在G象素以及B象素中，外加在段信号线上的电压为±V1。
使同时选择的4行的组中的偶数行的模式变化的移位为偶数奇数移位53。通过每次改变4行的组执行了行移位。如上所述，帧移位52是每次改变帧时，与前面的帧的模式相比，使模式移位了多少的量。
为了实现这样的通断模式，把灰度寄存器电路12的结构从图2所示的结构变更为图16所示的结构。与图2不同的点在于：用于进行寄存器的移位处理的控制信号的一个即除了行移位控制信号25、帧移位控制信号24，设置了偶数奇数移位控制信号152，在图2中，行移位控制信号25对输入图像信号的每行输出脉冲，进行移位控制时，对同时选择的行的数即每4行输出脉冲，在偶数奇数移位控制信号152中，对每行输出脉冲。
另外，设置了偶数奇数移位处理部151，只当灰度寄存器部21的输出对应于4行的组中的偶数行的数据时，按照偶数奇数移位的值，进行移位处理。
图17表示输入图像信号和各控制信号、寄存器模式。在灰度寄存器部21中，如果输入了帧移位控制信号(FSF)24，就根据帧移位量，对灰度寄存器进行移位处理。另外，当未输入FSF24时，如果输入了行移位控制信号(LSF)25，就根据行移位量，对灰度寄存器进行移位处理。据此，能实现每帧的帧移位、每4行的行移位。
用偶数奇数移位处理部151进行了偶数奇数移位处理，根据LSF25和偶数奇数移位控制信号(ASF)检测同时选择的4行中的偶数行，当输入了对应于偶数行的数据的灰度模式数据23时，按照偶数奇数移位的值，移位处理灰度模式数据23。当为对应于奇数行的数据的灰度模式数据23时，不进行移位处理，输出寄存器。
据此，例如为1/4灰度时，灰度模式R的输出为：行移位为1，帧移位为3，在偶数奇数移位2中，输出如图17所示。
图18表示了三原色都进行了1/7灰度显示时的某帧的通断模式。在同时选择的4行(从公共1到4，从公共5到8)中，通断模式不是1对3或3对1，所以不输出±V2以及Vc，能降低闪烁以及沿着信号线发生的不稳定。
图19表示了使用图10所示的灰度寄存器进行各色16灰度显示(4096色显示)时的各移位量的值。进行这样的移位，通过FRC进行灰度控制时，在帧频率75Hz时，能进行闪烁少的显示。
图18的模式与图8的模式相比，增加了进行移位的参数，所以能使通断模式更加随机，能在低帧频率下，进行闪烁少的显示。
另外，为了实现图18的模式而变更的点如用图16所说明的，只是增加一个控制移位量的信号，设置了偶数奇数移位处理部151，没有必要是多行同时选择法。在以往的线顺序驱动中也能实施。此时，不要图14所示的运算部132、正交函数ROM136，把灰度选择电路131的输出输出到段信号线就可以了。
如图20所示，在使用了薄膜晶体管(TFT)等的有源矩阵型显示装置中，能进行基于本发明的FRC的灰度显示。例如，在源驱动器202中，能按照相对电极209的电位，输出与输出到显示数据线15的通断数据对应的电压值。
而且，作为显示元件，不仅有液晶，如果是有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)、无机场致发光(EL)元件、等离子体显示面板(PDP)、场致发射显示器(FED)等能表现导通和断开的二值状态的显示元件，就能适用于任意的显示元件。当然，如果采用MLS方式等，也能适用于能表现二值以上的状态的显示元件(显示器)。
虽然，就多行同时选择法的4行同时选择法的情形进行了说明，但是一般在L行同时选择中，因为是L行的图像数据同时被传送的结构，所以通过对每L行改变模式，就能取得同样的效果。
如果通过多色化，增加显示灰度数，则在基于FRC的灰度显示中，灰度显示所必要的帧数增加，容易发生闪烁。为了抑制闪烁，有必要增加帧频率。可是，帧频率的增加伴随着耗电的增加，所以最好用低频驱动。
因此，组合基于FRC的灰度显示方法和脉冲宽度调制法(Pulse WidthModulation：PWM)或脉冲高度调制法(Pulse Height Modulation：PHM)，来进行显示。
如果把该方法与只使用PWM进行灰度显示相比，则因为在1水平扫描期间的脉冲数减少，所以能减少信号线的电阻以及寄生电容和负载的寄生电容导致的波形钝化引起的亮度变化的影响。
另外，与只使用PHM进行灰度显示相比，因为减少了段信号线所必要的电压值的数，所以灰度间的宽度变大，能减小输出精度的偏移导致的灰度反演的影响。另外，也可以不用输出的数字-模拟转换器，通过选择必要的电压值中的一个输出的选择器，进行输出。
(实施例3)
图21表示了对于6位信号，使用FRC和PWM(或PHM)进行灰度显示的方法。
如图21(a)所示，如果对于6位输入，对高位2位进行FRC处理，对于低位4位进行PWM或PHM，则因为在2位数据中进行了FRC处理，所以FRC所必要的帧数为3帧。根据2位的数据决定其中为导通的帧的数量，变为图21(b)的211所示的3帧的通断模式。并且，在此不考虑用于降低闪烁的移位处理，只奇数导通和断开的比例。实际上，根据象素，变为导通的帧不同。
接着，使用1帧，原封不动地输出低位的4位数据。(图21(b)的212)。
这样，根据FRC的不同，取4，再分别根据212的帧，取16灰度，所以能进行64灰度显示。
并且，该方法不局限于6位，对于M位数据也能实施，通过在低位进行PWM或PHM，在高位M-N位，进行FRC，因为在FRC中，能进行2M-N的灰度显示，在PWM或PHM中，能进行2N灰度显示，所以能进行2M的灰度显示。
并且，虽然M＞N＞0就可以了，但是如果N减小，FRC的帧数增加，为了防止闪烁，就有必要提高帧频率，帧频率的增加导致水平扫描期间的减少并且一个脉冲宽度减少导致灰度变化，所以最好M-N＜4。此时，因为根据FRC进行16灰度显示，所以在通过使用实施例1以及实施例2中的闪烁处理方法以及灰度寄存器，能在帧频率75Hz下进行显示。
图22和图23表示了在实现图21的模式的方法以及同一帧内根据象素改变通断模式的方法。在此，说明了图像信号13为6位，通过PMW或PHM表现16灰度时的情形。
为了表现所有灰度所必要的帧数如图21(b)所示，是4帧。因此，存储在灰度寄存器部21中的寄存器的位长度为4位。
在图23中，当图像信号13的高位2位的值为0时，4位中只有一位为1，剩下的3位为0。当为1时，把图像信号13的低位4位输出到显示数据线15，为0时，输出表示FRC的断开。当图像信号13的高位2位的值为3时，当为1时，把图像信号13的低位4位输出到显示数据线15，为0时，输出表示FRC的导通。此时使用的灰度寄存器部21为寄存器ka。
当图像信号13的高位2位的值为1或2时，在4帧中，发生了输出导通、断开和图像信号的低位4位等三个模式。因此，为了判别这三个模式，寄存器值有必要为0、1、2等三个值，所以灰度寄存器部21有必要具有加倍的位宽度或参照两个灰度寄存器输出。
如果灰度寄存器部21具有加倍的位宽度，则由于锁定部的增加、移位处理部的增加，导致电路规模增大。另外，从灰度寄存器电路12到灰度解码部231的布线数增加。
因此，为了减小电路规模，当进行三值的FRC时，具有两个灰度寄存器，其中的一个灰度寄存器部21使用寄存器ka，在不同的灰度间公用灰度寄存器的一个。据此，高位2位为1或2时，使用寄存器ka以及寄存器kb，进行处理。因为该方法对于灰度每增加1，只增加一个灰度寄存器，所以有效地削减了电路规模。
为了实现图21(b)所示的模式，寄存器kb为2位为1，2位为0，当高位2位为1时，寄存器ka以及寄存器kb为0时，输出断开，当寄存器ka以及寄存器kb为1时，输出导通，当寄存器ka以及寄存器kb的值不同时，输出图像信号的低位4位。图24表示了寄存器ka以及寄存器kb的初始值。在寄存器kb中，与实施例1和2时不同，交替配置了0和1。这是4位寄存器，所以帧移位能取的值为1或3，如果连续配置1和0，则如图25(a)所示，会产生2次的导通或断开连续的帧。通过交替配置，如图25(b)所示，能使隔1帧产生。据此，如果考虑二值的FRC，则接近完结的FRC，所以能降低帧频率。另外，图26表示了灰度解码部231的输入输出关系。
此时，寄存器ka以及寄存器kb的各移位量有必要相等。这是因为当高位2位为1或2时，参照两个寄存器，所以无法使导通、断开、低位4位的输出的数变化。
图22表了图23所示灰度寄存器部的内部。与图16所示的结构相比，灰度寄存器部21的移位量指示信号26对于所有的寄存器是公共的这一点上不同。
如图24所示，使寄存器kb的初始值为1010与把两个2位寄存器的值10并列起来是一样的。在此，可以把寄存器kb从4位变为2位，它的初始值为10，与寄存器ka相同，移位处理寄存器。关于灰度显示部的布线，如果图23的kb[2]为kb[0]，kb[3]为kb[1]则能把与4位寄存器时同样的值输入到灰度解码部231。
据此，在寄存器kb中，4位灰度处理变为2位灰度处理，所以能减小电路规模。为了使移位量在寄存器ka、寄存器kb中都相同，当ka的移位量为0、1时，kb也为0、1时，当ka的移位量为2时，kb的移位量为0，当ka的移位量为，kb的移位量为1。
虽然使用图25说明了灰度24和灰度40，但是，从参照寄存器kb的值的灰度16到47的所有灰度中，也同样表现了降低闪烁的效果。此时，通过变更寄存器kb的初始值，能使从灰度16到31中存在的2帧的断开和从灰度32到47中存在的2帧导通分散，所以能降低闪烁。
图27表示了使用图22到图24、图26的结构进行灰度显示时的某象素的各灰度中的各帧的通断模式。在从灰度0到15之间，在4帧中的1帧，输出与断开不同的数据。该不同的数据随着灰度上升，越接近导通即15，而如果灰度小，为了输出接近断开的数据，随着灰度上升，闪烁容易变得明显。另外，从灰度48到63之间，灰度越小，闪烁越明显。从灰度16到31，表示为导通、断开即0和15的任意值。伴随着灰度上升，以导通、断开、导通、断开的形式接近2帧完结的FRC，所以闪烁很难变得明显。同样，在从灰度32到47之间，随着灰度下降，闪烁很难变得明显。因此，在所有灰度中，闪烁最明显的灰度是15、16、47、48。这些灰度是两状态的FRC并且在4帧中完结。因此，没有闪烁的帧频率与4帧FRC同样为60Hz。
此时，帧移位的值为1，行移位的值为3，偶数奇数移位的值1，G移位的值为3，B移位的值为1。图28表示了某1帧的通断模式。
当只用脉冲宽度调制进行显示时，由于段信号线电压值，发生串扰，在只有FRC的灰度显示中，180Hz是必要的，所以通过组合能实现低耗电、无串扰的驱动。
另外，当这样把从灰度解码部231输出的4位显示数据线15输出到段信号时，通过脉冲宽度调制进行16灰度显示，通过脉冲高度调制进行显示，也对闪烁的发生不会产生影响。
一般来说，如图29(a)所示，当对于M位的图像信号，分为高位M-N位、低位N位，使用2M-N-1帧，进行基于FRC的灰度显示，在另1帧内，通过PWM或PHM进行灰度显示时，在灰度寄存器电路12中，如图30所示，至少需要2M-N-1-1个寄存器。这些寄存器按0的个数少的顺序为寄存器0、寄存器1、寄存器2。各寄存器的位长度都相同，在寄存器X中，如图29所示，配置了0和1。
图30表示了灰度寄存器电路12和灰度解码部231的关系。在该图30中，因为只表和同一显示颜色的象素，所以只记载了与三原色输出对应的各寄存器的三个输出中的一个输出。
如图31所示，对于M位的图像信号13，在灰度解码部231中，参照高位M-N位的数据，根据与数据对应的各段信号线所对应的灰度寄存器的输出，选择输出全部为0或全部为1或输入低位N位的值。
灰度寄存器电路12与图22为同样的结构，只是寄存器的数和寄存器的输出位宽度不同。所有的移位量指示信号26在寄存器间是同样的值。并且，如果行移位、帧移位、偶数奇数移位、G移位、B移位的值在所有寄存器中都相同，则能分别自由设置。
为了降低闪烁，减少FRC所必要的帧数，能缩短灰度寄存器的位长度，但是此时，对于灰度寄存器X和X-1，一方的寄存器的位长度有必要能用另一方的寄存器的位长度除开，并且，商为整数。关于缩短了位长度的灰度寄存器的移位两，当移位量超过位数时，为从移位量减去位长度的值。如果这样还超过位数，就反复进行减去位长度的计算，直到变为低于位数的值，把它作为灰度寄存器的移位量。
通过根据PWM或PHM，把灰度解码部231的N位输出信号即显示数据线15外加到段信号线上，进行灰度显示。
使用PWM或PHM，发生闪烁的程度没有差距，但是在驱动方法上，构成发生变化。例如，在有源矩阵型显示装置中，如果要进行PWM，则在行选择期间，有必要通过PWM发出的脉冲数预先在各象素中存储数据，1行的扫描时间变短。另外，如果由于布线电容等，波形钝化，则会产生无法在象素中存储所定的信号的问题。另外，为了延长扫描期间，有随机进行行扫描的方法，但是，栅驱动器的结构变得复杂。因此，最好使用PHM方式进行灰度显示。
另外，如图32所示，当根据PHW进行灰度显示时，有以下方法：对于N位的显示数据线15，使用数字/模拟转换器，作为模拟信号输出到段信号线207的方法；例如N＝4时，准备与显示元件的会独特性相应的16值的电压值，根据显示数据线15的值，操作选择器311，把16值的电压值中的一个输出到段信号线207的方法。通过把这些功能导入图20的源驱动器202中，在有源矩阵型显示装置中，能实现基于本发明的灰度显示法。并且，也可以使用低温或高温多晶硅，在与显示部相同的衬底上形成源驱动器202。当然，也可以使用栅驱动器或多晶硅技术形成。该事实也适用于单纯矩阵型显示装置。
当为无源矩阵(单纯)型显示装置时，改变段信号线的电压值，如果根据PHM进行灰度显示，则为了使未选择象素的有效值一定，有必要乘上修正系数，所以电路变得复杂。因此，最好使用PWM方式。
使用PWM方式时，有例如把1水平扫描期间内的段信号线上外加的脉冲分割为2N个，或按照各信号线的加权，按位数分割脉冲，分配导通状态的期间和断开导通状态的期间的方法。据此，对于N位数据，能进行2N灰度显示。
如图33所示，对于N位的显示数据线15，用选择器322检测各位的通断数据，按照位的加权，根据各位的通断信息，使用计数器或切换信号321，输出1位的通断数据。
而且，通过电平移动器323，变换为显示元件所必要的电压值，输出到段信号线，按照与公共信号线之间的电压值，表示了通断。
显示装置一般为电容性负载，如果外加脉冲，在上升和下降时，观测到波形的钝化。另外，重复导通和断开使面板上进行了电荷的充放电，随着重复通断的增加，耗电增大，脉冲数越增加，变得越显著。在此，应该使表示导通的脉冲和表示断开的脉冲相邻，减少基于波形钝化的显示区域的亮度的变化和基于重复通断的对显示装置的充放电次数，提高灰度性，提供耗电少的显示装置，所以考虑了按段5值电压高的顺序或低的顺序外加脉冲的结构。
因此，如图34(b)所示，不是按与各位数据对应的顺序在段信号线上外加脉冲，而是按电压值的顺序外加脉冲，使充电次数减少。在图34(a)中，作为比较例表示了以往的按脉冲宽度的顺序外加脉冲时的情形。
另外，由于段信号线的电压值同时在同一方向上变化，如图35(a)所示，通过电容性电荷(显示元件)，有可能在相对的电极(公共信号线)上外加了段信号线的电压变化即微分波形。由于该微分波形，外加在象素上的电压的有效值变化，亮度变化。
作为防止它的方法，在本实施例中，如图35(b)所示，对于各段信号线，采用不同的脉冲外加顺序，通过使段信号线的电压变化的定时错开，在公共信号线上就不会外加微分波形。
当通过MLS进行显示时，段信号线能取的电压值为同时选择的行的数+1。在4行同时选择时，产生了5值的电压值。因此，按电压值顺序外加脉冲对削减充电次数有效。
当通过MLS进行显示时，当显示数据线17以下时，因为用于运算同时选择的行数的数据的运算器成为必要，所以有必要变更构成。
图36表示了显示数据线15的位宽度为4位时，关于进行4行同时选择时，从运算部到段信号线输出的框图。
另外，显示数据线15把4位数据并列为4行，但是也可以把4行用串行按顺序发送。此时，Ex-NOR351或Adder352中需要锁定。
当通过PWM进行灰度显示时，对于多位的输入信号，对每个相同加权的位，进行MLS运算，按照位的加权，使运算结果的输出期间变化。
MLS所必要的运算即在图13中进行的正交函数H125和输入信号S121的矩阵运算H×S为正交函数的要素为1或-1的要素与对应于该要素的数据1或-1的乘法。为了对各位进行运算，即使输入信号为N位也相同，只是运算部变为N个(或以N倍的速度串行处理)。如果把正交函数的1解码为0，-1解码为1，输入信号的-1(表示导通)解码为0，1(断开)解码为1，则1位信号彼此的乘法与Exclusive-Nor的结果相等。用Ex-NOR351进行它。在4行同时选择法中，因为正交函数为1或-1的数在1行中为四个，所以Exclusive-Nor的结果输出了四个(q1、q2、q3、q4)。接着，把四个Exclusive-Nor的运算结果相加，按照运算结果，输出5值电压中的一个。用Adder352进行该加法。按q1+q2+q3+q4的值小的顺序适用了-V2、-V1、Vc、V1、V2的电压。并且，图14的输入信号S121的要素使用显示数据线15的输出。
按照位的加权，把四个Adder352的输出输出到段信号线就可以了。此时，对于最低位的位的运算结果即Adder352d的输出期间，Adder352c为2倍、Adder352b为4倍、Adder352a为8倍，按顺序输出就可以了。
可是，在该方法中，并不一定按照电压顺序输出到段信号线。为了变更电压顺序，有必要检测Adder352的输出值，选择输出。
从Adder352的输出的检测和检测的结果决定外加各电压值的时间，为了向段信号线输出，设置了Selector354。
以往，输出段信号电压的Selector354采用根据Adder352的值0到4，从-V2到V2的五个电压值中选择一个的方法，但是如果用该方法，按电压顺序在段信号线上外加电压波形，则参照各位的Adder输出(当图36时，为四个Adder输出)的值，重新排列电压值的顺序，配合位的加权，变更对段信号线的输出时间。这是因为对从-V2到V2的每个电压值有必要重复该算法，所以伴随着输入到选择器的位数变大，电路规模也变得相当大。
为了简化Selector部的结构，原来Adder352的输出为能取2位的电压值的数即5位。图37表示了Adder352的输入输出关系。输出5位对应于应该外加的电压值，按照q1+q2+q3+q4的运算结果，只有1位为1，其他的4位为0。Adder352的各输出例如如果着眼于swv2，则从352a到352d的四个Adder部的输出中，使swv2为4位宽度，输入到Selector354中。此时，从运算输入数据的最高位的位的结果按顺序决定swv2[3：0]的路径的各位的值。对于其他四个输出也是同样。图36表示从Adder352到Selector354的连接。
据此，在Selector354中，从swv2或swmv2按顺序参照五个4位信号，按照各信号的值，决定把该电压外加到段信号线上的时间，使Selector354的电路结构变的简单。
图38(b)表示使用了图36的结构时的段信号线的输出电压波形。与以往的结构(图38(a))相比，电压变化的次数减少，能减少段信号线电压的充电导致的耗电。
以上说明了多行同时选择法中的4行同时选择法的情形，但是，因为一般在L行同时选择中，变为同时传送L行的图像数据的结构，所以Ex-NOR351的输入变为L个，并且运算结果也变为从q1到Q1的L个，Adder部的输出信号线也因为段信号电压能取的值为L+1个，所以也变为L+1。即一般即使是L行同时选择，也能同样实现。
并且，作为显示装置，不仅是液晶，如果是有机发光元件(OLED)、等离子体显示面板、无机EL元件等能进行多灰度表现的显示装置，就能在灰度显示部中适用本发明。
(实施例4)
在本发明的灰度显示方法中，例如当6位输入时，如图27所示，在进行不同的FRC处理的边界的两个灰度间变为同一亮度。在图27中，为灰度15和16、31和32、47和48。
即，灰度只减少了边界线的数量。它与进行FRC的帧数一致，一般在M位输入时，如果用PMW或PHM进行N位显示，则用FRC，使用2M-N-1，所以对于2M灰度，减少了2M-N-1灰度。
例如，当6位输入时，如果用4帧进行显示，则从64变为61灰度。此时，即使表示人物画等，也无法从图像确认灰度减少。而4位输入时，如果用4帧进行显示，则从16变为13灰度，在人物画等的观测也能确认灰度数的减少。
作为显示灰度数减少的理由，以64灰度显示时，用4帧进行灰度表现加以说明。图27关于输入的64灰度的各灰度，表示了通断模式。如果着眼于灰度15和16，则灰度15的通断模式为低位4位输出(15)、断开(0)、断开(0)、断开(0)(括弧内为从灰度解码部输出的4位的值)。关于灰度16，变为导通(15)、断开(0)、低位4位输出(0)、断开(0)，对于两个灰度，在4帧间的4位输出值相同，该部分的输出灰度减少。在图27中，在灰度31、32间、灰度47、48间，同样对于不同的输入灰度，输出相等。这样的现象一般在高位M-N位的值变化前后的灰度间发生。结果，对于输入，输出的灰度减少了2M-N-1灰度。
研究了防止这样的灰度数的减少的方法。在此，为了简单，对输入4位，用4帧进行灰度显示时加以说明。图39(a)表示了各输入灰度的灰度解码部231的输出值。在此，帧1到帧4是为了方便而分配的，4帧中，可以依次选择从1到4的各帧，改变顺序也可以。
如果这样进行解码输出，各帧的脉冲宽度的关系如图39(b)所示。在所有的灰度中，在4帧中，3帧为0或3的任意一个，所以只准备了脉冲宽度3的脉冲，在剩下的1帧中，因为取0到3的任意值，所以准备了脉冲宽度为1和2的两个脉冲。因此，根据各脉冲的通断，使用4帧，只能进行从0到12的13灰度表现。这是因为各帧的脉冲宽度的和为3+3+3+2+1＝12。
为了进行16灰度表现，在脉冲宽度3的3帧中，把脉冲宽度3变更为4。剩下的1帧如果是脉冲宽度1和2的脉冲就可以了。可是此时，各帧的长度不同了。为了使各帧的长度相等，在脉冲宽度1和2存在的帧中再追加脉冲宽度1的脉冲。图39(c)表示脉冲宽度的关系。如果这样，变为4+4+4+2+1＝15，就能进行16灰度显示。图40表示了对于此时的输入数据的各帧输出的关系。并且，进行导通、断开、低位4位输出的帧的顺序是任意的。
在脉冲宽度1插入期间中，必须是亮度不上升的输入信号。可用三种方法实施。
(实施例4-1)
在图39(c)中，认为从脉冲宽度4的帧391到393是在脉冲宽度3的脉冲中插入脉冲宽度1的脉冲。如果这样，1帧内，在进行PWM的帧中，如图41所示，由以下三个期间构成：变为脉冲宽度2的a期间411、脉冲宽度1的b期间412、在进行PWM的期间中插入数据0的c期间413。
在进行FRC的帧中，与它对应，设置了三个期间(a、b、c)。在三个期间中，没有数据的变化，当导通时，三个期间都输出表示导通的数据，当断开时，三个期间都输出表示断开的数据。
与实施例3的不同之处在于：在PWM中使用的脉冲宽度是3/4。因为PWM的帧中，输出0到3中的任意值，所以新插入的脉冲宽度1的c期间413的数据输出0就可以了。
为了输出三个期间的数据，增加一位图43所示的灰度解码部426的输出(输出C)。图42表示对于灰度解码部426的输入数据的C的值的关系。C的值与图41的期间c413中输出的数据对应，在用FRC输出断开的帧以及PWM的帧中，输出0，在用FRC输出导通的帧中，输出1。据此，根据灰度解码部426的数据D，进行期间a和期间b的输出，根据C的值，进行期间c的输出。
图43表示当1行1行选择时，对于4位信号，使用高位2位进行FRC，使用低位2位进行PWM时从某一列的图像信号13到段信号线(此时，为第一列)的框图。灰度寄存器电路12与实施例3相同。灰度解码部426按照灰度寄存器电路12的输出，根据图39(a)和图42所示的表进行输出。用Selector422，按照图41的期间，用2∶1∶1选择与期间a对应的信号(D[1])、与期间b对应的信号(D[0])、与期间c对应的信号(C)，输出到段信号线。用电压生成部254生成与段信号线对应的电压，进行电平变换，输出。
据此，对于4位输入，能进行16灰度显示。另外，图44表示了从用6位输入进行三颜色彩色显示时的图像信号，进行4位输出的框图。与实施例3同样，通过使灰度寄存器电路12移位，能在帧频率为60Hz时进行驱动。无论输入位数如何，对于M位输入，能进行2M灰度显示。
在多行选择法中，因为有必要与正交函数的各要素进行运算，所以如图45或图46所示，设置了进行与选择的行数对应的位数的运算的运算部132。
图45表示了在多行同时选择法中，同时选择的4行数据同时被传送，进行FRC以及2位的PWM显示时，当采用了对于不同的输入灰度，不输出同一灰度的输出的结构时的灰度寄存器电路、灰度解码部、运算部、选择器部的关系，图46表示4行的数据被按顺序传送，当进行FRC以及2位的PWM显示时，当采用了对于不同的输入灰度，不输出同一灰度的输出的结构时的灰度寄存器电路、灰度解码部、运算部、选择器部的关系。
在图45中，设置了同时选择数个灰度解码部426，是把4行的数据同时输入运算部132中，进行运算，图45中，用灰度解码部按顺序处理4行的数据，用运算部1行1行按顺序进行运算，锁定运算结果，是输出对应于图41的各期间的数据的方法。无论串行还是并且传送数据都能实现。与实施例3的不同之处在于：运算不仅对输出数据，对用于新插入的脉冲宽度1的期间c413的数据也进行。因此，与实施例4相比，增加了一个运算部132。用Selector422在a∶b∶c＝2∶1∶1的期间选择运算结果中的一个，从电压生成部选择对应的电压，输出到段信号线，就能得到灰度显示。
虽然说明了对于4位输入，用PWM进行2位表现的例子，但是一般对于M位输入，当用PWM进行N位输出时，如图47所示，至少准备2M-N-1-1组从灰度寄存器电路12输出的寄存器组，按照寄存器输出，在灰度解码部426的N位输出中输出输入的低位N位信号、N位都为0、N位都为1中的任意一个，在FRC判定线(信号C)421的输出中，当N位输出N位都为1，输出1，此外输出0。准备N+1个运算部，进行与正交函数的运算，在Selector部，在水平扫描期间中，按顺序全部选择N+1个运算结果。如果选择期间使选择FRC判定线(信号C)421的输出的期间为1，则N位数据运算结果的选择期间最低位为1，倒数第二位为2，以后每上升1位，就使选择期间增加2倍。在通过该操作，对于M位输入，用M-N帧，根据FRC进行灰度显示，再使用1帧，根据PWM进行2N灰度显示的方法中，能实现2M灰度显示。
(实施例4-2)
当图43、图45、图46的结构时，灰度解码部426的输出端子数增多，并且在多行同时选择法中，运算部的数增加了，所以存在电路规模变大的问题。在此，在进行FRC的帧和进行PWM(脉冲高度调制也同样)的帧中，考虑了改变Selector的动作，不要FRC判定线(信号C)421的输出。
具体地说，对于图45所示的1帧内的各期间a、b、c，在图48的框图中，就进行FRC时的情形加以说明。
图48表当1行1行进行选择时，对于4位信号，使用高位2位进行FRC，使用低位2位进行PWM，使用PWM/FRC判别装置，控制选择器时的从某1列的图像信号到段信号的结构。选择度对Selector462的输入a的值，在从a到c的全部期间中进行输出(因为进行FRC时，输入a和b的值相同，所以也可以选择b。也可以不选择FRC判定线(信号C)421的输出)。而当进行PWM时，在期间a选择数据MSB输出即对Selector462的输入a，在期间b选择对Selector462的输入b，在期间c选择数据0输出，输出到段信号线。
为了判定对Selector462的输入信号是基于FRC的信号还是基于PWM的信号，使用灰度寄存器电路12的数据，用PWM/FRC判定装置461进行判定，通过把它的结果送到Selector462，进行判定。
当不进行多行同时选择时，关于0输出，能用输出对应的电压对应，另外，期间c是固定为0，所以没必要从外部得到输入，在不增大电路规模的前提下，就能实现。
图49表示了使用多行同时选择法时的灰度解码部以下的结构。在图49中，表示了当进行4行同时选择时，对于4位信号，使用高位2位进行FRC，使用低位2位进行PWM，使用PWM/FRC判别装置，控制选择器，设置了数据0时的从某1列的图像信号到段信号的结构。
在多行同时选择法中，即使输入数据0时，运算也是必要的。另外，同时选择的行有必要全部是PWM数据或FRC数据。运算中使用的正交函数的矩阵要素例如在4行同时选择法中，1和-1的值为1对3或3对1，所以运算结果有两个。因此，把这两个运算结果保存到Selector462中，能通过输入使正交函数的要素的1的比例变化的信号，选择两个中一个。此时，因为使正交函数的要素变化的信号是极性颠倒信号464，所以把该极性颠倒信号464输入Selector462中。
另外，根据灰度寄存器电路12的输出，进行PWM和FRC的区别，所以根据PWM/FRC判定装置461，使Selector的方法变化。在PWM时，在2/4的期间中输出与a对应的电压，在1/4的期间中输出与b对应的电压，在1/4的期间中输出Selector内部存储的两个电压中与极性颠倒信号对应的值。在FRC时，通过在一帧期间中输出与a对应的电压(或与b对应的电压。一般是运算结果的输出中的任意一个)，能实现。
在无源矩阵型显示装置中，用外加到1帧上的电压的有效值的大小决定灰度。在多行同时选择法中，因为公共一侧信号线的未选择电压和段多值电压中的中心电压(设为Vc)一致，所以在PWM时，在图41所示的期间c中，能在段信号线上外加Vc。在选择的象素中，在该期间c中，有效值为0，对显示灰度无影响。另外，在未显示象素中，对于选择脉冲的波高值VR，Vc的电压值十分小，所以无影响。
图50和图51表示了基于该方法的灰度解码部以下的结构。在图50中，表示了当进行4行同时选择时，对于4位信号，使用高位2位进行FRC，使用低位2位进行PWM，使用PWM/FRC判别装置，控制选择器，当设置了外加在显示部上不外加电压的段电压的期间时的从某1列的图像信号到段信号的结构，在图51中，表示了当用4行同时选择法同时选择的4行数据被按顺序传送时，组合FRC和PWM，进行灰度显示时，使用PWM/FRC判别装置，控制选择器，当设置了外加在显示部上不外加电压的段电压的期间时的从某1列的图像信号到段信号的结构。
即，在图50中，是当同时传来4行数据时，按行数并列配置灰度解码部231，把4行的要素同时传送到运算部132，进行运算的方法，在图51中，按顺序传送4行的数据，在灰度解码部231进行灰度处理。4行的数据按顺序传送到运算部132，在运算部内进行了Exclusiv-Nor后，求出锁定的4行数据的和。即串行传送和并行传送数据是不一样的。
Selector481根据PWM/FRC数据判别装置461的结果，使外加在段信号线上的电压变化，当为FRC时，从电压生成部选择与482的值对应的电压，输出行选择期间。当为PWM时，在1帧的2/4期间外加对应于482的值的电压，1/4的期间外加对应于483的值的电压，1/4的期间外加Vc电压。据此，在4位输入时，能进行16灰度显示。
当N＝2，进行脉冲宽度调制时，在1帧中外加了图41所示的3脉冲。作为控制基于充放电的耗电增加的方法，首先，加入脉冲a，接着，外加与b和c中与脉冲a相等的电压，最好加入剩下的，就能减少基于充放电的耗电增加。
虽然说明了根据PWM显示输出了输入的低位N位的帧时的情形，但是在脉冲高度调制中，使能输出的电压值的数增加1，当FRC时，输出最小电压值或最大电压值，在PWM时，通过选择最大电压值以外的电压的任意值，能实现。例如，如图52所示，除了灰度解码部524的N位输出(显示数据线15)，输出导通判定线(D[N])521，分别以图53所示的关系输出。D[N]在解码处理中，当FRC的导通状态时，输出1，其他期间中输出0。
这样输出D[N]，在电压输出部522中，当输入的低位N位从灰度解码部524输出时，输出对应于各灰度的电压值(在灰度0为电压V0，在灰度1为电压V1)。即是用图21(b)的Δ表示的点亮的模式。另外，当FRC的断开从灰度解码部524输出时，在电压输出部522中，输出与灰度0对应的电压V0。在这些模式中，输出与显示数据线15的值对应的电压值就可以了。
而在FRC的导通期间中，有必要输出能用N位表现的第灰度+1灰度(图39(c)。即此时，与显示数据线15的输出值+1所对应的电压值成为必要。
这样，在两个的情况下，必须在显示数据线15的值和输出值中加上变化。通过用D[N]信号线区别它，进行不同的处理，进行灰度显示。图54表示了电压输出部522的输入输出关系。在FRC中，当变为导通的状态时，通过输出比其他的灰度还多1的灰度所对应的电压值，对于M位输入，使用2M-N-1，进行FRC，用另1帧进行2N灰度显示时，能进行2M的不同灰度显示。
在向段信号线输出时，可以用电压输出部522选择输出电压生成部523的输出的一个，也可以使用数字/模拟转换器代替电压输出部522。
(实施例5)
通过把进行PWM或PHM的帧比其他帧减少1灰度来进行显示，据此，对于M位的输入进行不同的2M的灰度显示。
在本实施例中，使用减少了该1灰度的，来降低驱动电压以及提高灰度性。
如果在进行PWM或PHM的帧中进行2N的灰度显示，则对于M位的输入，能进行2M+1灰度显示。通过从能取得的2M+1个点取得最适于灰度显示的2M个点，能提高灰度性。
另外，当设置具有不同的亮度-信号强度特性的显示元件时，对于特性不同的各显示元件，通过取不同的2M个点，当输入了同一强度的信号时，能使亮度一致。例如，红色的显示元件对于信号强度，当亮度变低时，在绿色、蓝色的显示元件中，取得从1到2M的信号强度，在红色的显示元件中，取得从2到2M+1的信号强度，就能修正显示颜色间的亮度差异。
另外，如果在显示装置全体取得从信号强度2到2M+1的灰度，显示装置整体的亮度上升。利用它，即使在使用了2到2M+1的灰度时，也能取得与使用从1到2M的灰度时同样的效果，所以段信号线和公共信号线的下降。据此，对同一亮度能降低驱动电压。
另外，取了改变灰度的取得方法，在不使用进行PWM或PHM的1帧的1灰度的数据的期间中，通过总是外加一定的电压，使显示部上的电压增加，就能使增加的部分的段和公共信号线的电压下降。据此，在4行同时选择法中，在显示中不使用1灰度的数据的期间中，通过外加与多个选择的公共信号线中多数的公共信号线外加的电压极性相反的极性并且最大振幅的电压，能使公共信号线的电下降约1V，段信号线的电压下降0.2V。
而且，在画面的亮度调整中也能使用。当降低画面亮度时，使用从1到2M的灰度，当提高画面亮度时，使用2到2M+1的灰度，能进行相当于1灰度的亮度变化。
并且，在本发明中，在使用红、绿、蓝三色进行彩色显示的显示装置的例子中，进行了段信号线的配置，但是不局限于红、绿、蓝三色，也可以使用蓝、黄、红三色。此时，G移位、B移位对应于蓝，如果定义黄、红移位的量就可以了。在三色以外也能实施，如果定义对于某一色的其他色的模式移位量，同样能实现G移位、B移位。因此，即使是红绿蓝三原色，绿和蓝也不一定进行移位，对于某一色，使其他两色的模式偏移，进行通断就可以了。
并且，在本发明中，作为有源矩阵型显示装置的例子，说明了使用了薄膜晶体管时的情形，但是MOS晶体管、MIS晶体管、薄膜二极管、MIS等同样能实施。
另外，本发明也能适用于有机EL显示器(OELD)、无机EL显示器、FED、PDD等液晶以外的面板(显示器)。
在产业上利用的可能性
综上所述，当本发明进行基于帧频率控制法的灰度显示时，通过在每帧、每行、各显示颜色以及偶数行、奇数行中，使通断模式不同，就能以低帧频率进行闪烁少的灰度显示。
另外，对于M位的图像信号，使用低位N位，在1帧中进行基于脉冲宽度或脉冲高度调制的灰度表现，使用高位M-N位，进一步使用2M-N-1帧来进行基于本发明的帧频率控制的灰度显示，据此，削减帧频率控制中必要的帧数，从而能使帧频率下降，以低耗电来进行闪烁少的灰度显示。
而且，当组合基于帧频率控制的灰度显示和脉冲宽度或脉冲高度调制法来进行灰度显示时，对于不同的输入信号灰度，因为2M-N-1个灰度与其他的灰度变为同一输出，所以减少了实质上的显示灰度数，而在使用N位信号，进行基于脉冲宽度或脉冲高度调制的灰度显示的帧中，通过使2N+1灰度显示成为可能，对于不同的输入灰度，不输出同一信号输出，从而防止了组合所导致的可显示灰度数的减少。

Claims (4)

1.一种矩阵型显示装置，显示利用帧频率控制来进行灰度显示的至少两种不同的颜色，其特征在于：包括：
灰度寄存器部；
根据控制信号，按每行或每帧对所述灰度寄存器部进行移位处理，并利用显示颜色数-1个的移位处理部，按各显示颜色通过移位处理使所述灰度寄存器的输出变化的移位处理部，其中，所述移位处理部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通；
连接所述移位处理部或所述寄存器部的输出，并设置在每段信号线上的灰度选择电路；
所述灰度选择电路使用同时刻的所述移位处理部或所述寄存器部的输出，利用每个显示颜色不同的显示模式进行灰度显示。
2.一种矩阵型显示装置的驱动方法，是通过帧频率控制进行灰度显示的矩阵型显示装置的驱动方法，其特征在于：
为每个灰度设置的灰度寄存器按每N行或每帧被移位处理；
移位部被连接在所述灰度寄存器的输出上，对与N行中的偶数行对应的数据，进一步进行移位处理，对与奇数行对应的数据，原封不动地输出所述灰度寄存器的输出，其中，所述移位部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散通断模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通；
在为各段信号线设置的灰度选择电路中，使用同一时刻的灰度寄存器的输出来进行灰度处理；
在N行的组中的偶数行和奇数行中表示不同的通断模式。
3.一种矩阵型显示装置的驱动方法，是显示通过帧频率控制进行灰度显示的至少两种不同的颜色的矩阵型显示装置的驱动方法，其特征在于：
根据控制信号，按每N行或每帧对灰度寄存器部进行移位处理；
第一移位部连接在所述灰度寄存器的输出上，对与N行中的偶数行对应的数据，进一步进行移位处理，对与奇数行对应的数据，原封不动地输出所述灰度寄存器的输出；
对于所述第一移位部，通过显示颜色数-1个的第二移位处理部，对各显示颜色进行移位处理，其中，所述移位处理部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通；
为各段信号线设置的灰度选择电路使用同一时刻的所述移位处理部或所述寄存器部的输出，对各显示颜色，进一步在N行的组中的偶数行和奇数行中，通过不同的显示模式进行灰度显示。
4.一种矩阵型显示装置，其特征在于：具有：
灰度寄存器；
按每N行或每帧对所述灰度寄存器部进行移位处理控制的移位处理控制部，其中，所述移位处理控制部用于按每行或每帧处理信号，以及处理包含处理灰度寄存器所定的数据的显示信号，并通过通断控制分散显示模式，防止发生闪烁，以使邻接的象素不能够同时导通；
对于所述灰度寄存器的输出，对N行的组中的偶数行的数据进行移位处理的第一移位部；
按照显示颜色(X色)分配所述第一移位部的输出，对于分配为X个的所述第一移位部的输出，至少对X-1个的输出进行移位处理的第二移位部；
连接了所述第二移位部或第一移位部的输出的为各段信号线设置的灰度选择电路；
所述灰度选择电路使用同一时刻的所述第一移位部或所述第二移位部的输出进行灰度显示，据此，对于每N行、每帧、每N行的组中的偶数行和奇数行、每一显示颜色，使用不同的显示模式来进行灰度显示。
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