JP2003216106A - 電気光学素子の駆動方法、電気光学素子の駆動回路、電気光学装置および電子機器 - Google Patents

電気光学素子の駆動方法、電気光学素子の駆動回路、電気光学装置および電子機器

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JP2003216106A
JP2003216106A JP2002011927A JP2002011927A JP2003216106A JP 2003216106 A JP2003216106 A JP 2003216106A JP 2002011927 A JP2002011927 A JP 2002011927A JP 2002011927 A JP2002011927 A JP 2002011927A JP 2003216106 A JP2003216106 A JP 2003216106A
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Makoto Ishii
良 石井
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Seiko Epson Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素の書込速度を緩和する。 【解決手段】 電気光学素子を奇数行と偶数行との2グ
ループに分類し、1フレームを、電気光学素子の階調を
指示する4ビットの階調データのうち、最下位ビットの
重みに対応する期間のサブフレームの15個に分割し、
電気光学素子をオンまたはオフさせる期間の単位である
サブフィールドを、奇数行および偶数行グループの各々
に対応させ、かつ、階調データの各ビットに対して割り
当てるとともに、その期間長を、割り当てたビットの重
みに相当するようにサブフレームを単位として規定し、
さらに、奇数行および偶数行グループの各々に割り当て
たサブフィールドの先頭期間同士が、互いに異なるサブ
フレームに属するように配置させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1フレームに占め
る電気光学素子のオンまたはオフ期間を制御することに
よって、当該電気光学素子に階調表示させる電気光学素
子の駆動方法、駆動回路、電気光学装置および電子機器
に関する。
【0002】従来より、行方向および列方向にわたって
マトリクス状に配列する電気光学素子(EL素子、液晶
素子など)に対して階調表示させる方法としては、1フ
レームにつき1回だけ垂直走査して、階調に応じた電圧
を電気光学素子の各々に印加する方法が知られている。
このような方法では、階調に応じたアナログ電圧を取り
扱うこととの関係上、配線容量・抵抗等の影響を受け
て、表示品位が低下する、といった欠点があったので、
近年では、1フレームを、電気光学素子の階調を指示す
る階調データの各ビットに応じたサブフィールドに分割
するとともに、電気光学素子を、各サブフィールドにお
いて対応ビットにしたがってオンまたはオフさせること
によって、1フレームに占めるオン期間またはオフ期間
の割合を段階的に制御する駆動方法(サブフィールド駆
動方法)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
ブフィールド駆動方法では、画素に対してオンまたはオ
フを指示する信号の書き込み回数が、1フレームにおい
て1回だけであった通常の駆動と比較すると、サブフィ
ールドの分割数にまで増えるので、1回の書き込みは、
逆に短時間で済まさせなければならず、このため、書込
動作が高速となって、低消費電力化、多階調化、高解像
度化が困難である、といった問題があった。上記問題を
解決すべく、本発明の目的は、サブフィールド毎に電気
光学素子をオンまたはオフさせる駆動において、高速な
書込動作を必要としない電気光学素子の駆動方法、駆動
回路および電気光学装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る電気光学素子の駆動方法は、行方向お
よび列方向にわたってマトリクス状に配列するととも
に、行が選択されたときのデータ信号にしたがってオン
またはオフして、フレーム期間のうちオンまたはオフ期
間の割合に応じて階調表示する電気光学素子の駆動方法
であって、前記電気光学素子を行毎に2以上のグループ
に分類し、前記フレーム期間を、前記電気光学素子の階
調を指示する階調データの最下位ビットの重みに対応す
る期間のサブフレームに分割し、前記電気光学素子をオ
ンまたはオフさせる期間の単位であるサブフィールド
を、前記2以上のグループの各々に対応させ、かつ、前
記階調データの各ビットに対して割り当てるとともに、
その期間長を、割り当てたビットの重みに相当するよう
に前記サブフレームを単位として規定し、前記2以上の
グループの各々に割り当てたサブフィールドの先頭期間
同士が、互いに異なるサブフレームに属するように配置
させた上で、一のサブフレームが、割り当てられたサブ
フィールドの先頭期間を含むとき、当該サブフレームで
は、当該サブフィールドに対応したグループに属する行
を順番に選択する行選択ステップと、選択された行に位
置する電気光学素子を、当該電気光学素子に対応する階
調データのうち、当該サブフィールドに対応するビット
にしたがってオンまたはオフさせる列選択ステップとを
備えることを特徴とする。この方法によれば、サブフィ
ールドに対応して電気光学素子をオンまたはオフさせる
場合に、すべての走査線を選択する必要はなく、2以上
のグループに分類したいずれか一のグループに属する走
査線だけを選択すれば良いので、高速な書込動作を必要
とさせないで済む。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0006】<第1実施形態>まず、本発明の第1実施
形態に係る電気光学装置について説明する。図1は、こ
の電気光学装置の全体構成を示すブロック図である。こ
の図に示されるように、電気光学装置100は、走査線
1410とデータ線1420との交差に対応して画素1
400がマトリクス状に配列する表示パネル140を含
む。
【0007】この画素1400については、詳細につい
ては後述するが、対応する1本の走査線1410が選択
されたとき、対応するデータ線1420に供給されたデ
ータ信号(ビット)の書き込みに応じてオンまたはオフ
状態となり、その後、当該走査線1410が非選択とな
っても、書き込みによるオンまたはオフ状態が継続する
保持型素子である。このため、画素1400は、瞬間的
にみれば、オンまたはオフのいずれか一方の状態しか取
りえないが、本実施形態では、当該画素1400に対し
て、1フレームの期間のうち、オン状態による点灯期間
(またはオフ状態による消灯期間)の割合を制御するこ
とによって、階調を表示させる。
【0008】このような階調表示のために、画素140
0をオンまたはオフさせる期間の単位としてサブフィー
ルドなる概念を用いる。詳細には、このサブフィールド
は、画素の階調を規定する階調データの各ビットに対応
し、かつ、対応ビットの重みに応じた期間長となるよう
に、1フレームを分割した個々の期間をいう。そして、
最上位ビットに対応するサブフィールドでは、着目画素
1400に対応する階調データの最上位ビットにしたが
ってオン状態またはオフ状態とさせる。同様にして、2
位ビットから最下位ビットまでに対応するサブフィール
ドの各々では、着目画素1400に対応する階調データ
のうち、2位ビットから最下位ビットまでの対応するビ
ットにしたがってオン状態またはオフ状態とさせる。
【0009】例えば、4ビットからなる階調データによ
って16階調を指示する場合、1フレームは、図14に
示されるように、階調データの4ビットに各々に対応す
るサブフィールドsf4、sf3、sf2、sf1に分
割されるとともに、その各期間長が階調データの最上位
ビットD4、2位ビットD3、3位ビットD2、最下位
ビットD1の重みに対応するように、それぞれ8:4:
2:1の割合となるように設定される。そして、サブフ
ィールドsf4、sf3、sf2、sf1の各々では、
着目画素1400に対応する階調データのうち、ビット
D4、D3、D2、D1にしたがって当該画素1400
をオン状態またはオフ状態とさせる。詳細には、対応ビ
ットが「1」であるときにオン状態とさせ、ビットが
「0」であるときにオフ状態とさせる。これによって、
オン状態となる期間は、階調データにしたがって0/1
5から15/15までの16段階にて制御されるので、
1フレームを基本単位として16階調を表示することが
可能となる。
【0010】しかしながら、各サブフィールドを、すべ
ての画素1400について共用させると、1行分の画素
1400が互いに1本の走査線1410によって選択/
非選択が規定される関係上、すべての走査線1410を
順番に選択するとともに、対応するビットを書き込む動
作を、1サブフレームのうちに完了する必要がある。例
えば、上述したように4ビットからなる階調データによ
って16階調を指示する場合に、サブフィールドsf
4、sf3、sf2、sf1を、図15に示されるよう
に割り当てたとき、各サブフィールドの先頭期間が含ま
れるNo.1、9、13、15のサブフレームにおい
て、すべての走査線1410を順番に選択するととも
に、選択した走査線1410に位置する画素1400
に、対応するビットを書き込む動作を完了させる必要が
ある。したがって、仮に、1サブフレームにおいて走査
線1410の選択可能本数の上限が120本であったと
すると、これ以上、高解像化のために走査線数を増加さ
せたり、多階調化のためにサブフィールドsf1の期間
をより短く設定したりすると、書き込み不足が発生し
て、所望の階調表示が不可能となる。
【0011】そこで、本発明では、走査線1410を
(すなわち、行)を2以上のグループに分類して、これ
らグループの各々にサブフィールドを割り当てるととも
に、各グループに割り当てたサブフィールドの先頭期間
同士が互いに重ならないように配列させる。例えば、第
1実施形態では、4ビットからなる階調データによって
16階調を指示する場合に、走査線1410を奇数行お
よび偶数行の2グループに分け、各グループの各々に対
して、図2に示されるように、サブフィールドを割り当
てるとともに、各グループに割り当てたサブフィールド
の先頭期間同士が互いに重ならないように配列させてい
る。ここで、便宜的に、サブフレームという概念を用い
る。詳細には、このサブフレームとは、1フレームを、
最下位ビットに対応するサブフィールドsf1の期間長
で均等に分割した期間をいい、例えば、階調データが4
ビットであれば、1フレームを15個に均等分割した期
間をいう。
【0012】図2では、15個のサブフレームからなる
1フレームにおいて、奇数行には、各先頭期間がサブフ
レームNo.1、9、13、15となるように、それぞ
れサブフィールドsf4、sf3、sf2、sf1が割
り当てられる一方、偶数行には、各先頭期間がサブフレ
ームNo.4、5、7、11となるように、それぞれサ
ブフィールドsf1、sf2、sf3、sf4が割り当
てられているので、奇数行グループに割り当てられたサ
ブフィールドと、偶数行グループに割り当てられたサブ
フィールドとは、互いに先頭期間同士が重ならない。
【0013】このようなサブフィールドの割り当てによ
れば、例えばサブフレームNo.1では、奇数行だけを
選択すれば済み、また、例えばサブフレームNo.4で
は、偶数行だけを選択すれば済む。すなわち、本実施形
態において、No.1、4、5、7、9、11、13、
15の各サブフレームでは、いずれかのグループに割り
当てられたサブフィールドの先頭期間となるので、当該
ビットに対応する書き込みを1サブフレームのうちに完
了する必要があるが、いずれのサブフレームにおいて選
択しなければならない走査線数(行数)は、従来の割り
当て(図15参照)と比較するば半分で済む。このよう
に1サブフレームにおいて選択すべき走査線数が半分に
なると、単純に、駆動周波数(特に列側の周波数)を半
分にできるので、低消費電力化を図ることができる、行
方向の走査線数を2倍化できるので、高解像度化が容易
となる、または、1サブフレームの期間を半分にできる
ので、多階調化が容易となる、という効果のいずれかを
奏することが可能となる。
【0014】次に、奇数行および偶数行の画素1400
を、それぞれ割り当てられたサブフィールドにしたがっ
て駆動するための構成を詳述するために、説明を再び図
1に戻す。図1に示されるように、電気光学装置100
は、表示パネル140のほか、コントローラ110、変
換回路120、スタートパルス出力回路130、奇数行
選択回路152、偶数行選択回路154および列選択回
路160とを備える。
【0015】このうち、コントローラ110は、図示せ
ぬ上位装置から供給される垂直同期信号VS、水平同期
信号HSおよびドットクロック信号DCLKから、クロ
ック信号CLX、ラッチ信号LP、フレーム開始パルス
Fs、サブフレーム開始パルスSs、および、クロック
信号CLYを生成する。変換回路120は、詳細につい
ては後述するが、上位装置から、垂直同期信号VS、水
平同期信号HSおよびドットクロック信号DCLKに同
期して供給され、画素毎に階調を指示する階調データの
4ビットのうち、選択した行に割り当てたサブフィール
ドに対応するビットを抜き出して、データ信号(ビッ
ト)Dsとして出力する。
【0016】スタートパルス出力回路130は、図5に
示されるように、1フレームの最初を規定するフレーム
開始パルスFsと、1サブフレームの最初を規定するサ
ブフレーム開始パルスSsとから、奇数行に割り当てら
れたサブフィールドの開始を規定するスタートパルスD
Y1と、偶数行に割り当てられたサブフィールドの開始
を規定するスタートパルスDY2とを出力する。具体的
には、スタートパルス出力回路130は、フレーム開始
パルスFsでリセットするとともに、サブフレーム開始
パルスSsをアップカウントしたカウント結果が
「0」、「8」、「12」、「14」であれば(すなわ
ち、No.1、9、13、15のサブフレームであれ
ば)、サブフレーム開始パルスSsをそのままスタート
パルスDY1として出力する一方、当該カウント結果が
「3」、「4」、「6」、「10」であれば(すなわ
ち、No.4、5、7、11のサブフレームであれ
ば)、サブフレーム開始パルスSsをそのままスタート
パルスDY2として出力する。
【0017】表示パネル140は、互いに交差するよう
に設けられた120本の走査線1410と160本のデ
ータ線1420との各交差部分に、画素1400がそれ
ぞれ配列する有機EL(Electro Luminescence)装置で
ある。奇数行選択回路152は、120本の走査線のう
ち、奇数行たる1行目、3行目、5行目、…、119行
目の走査線1410の各々に対し、それぞれ順番に、走
査信号Y1、Y3、Y5、…、Y119を供給する。偶
数行選択回路154は、偶数行たる2行目、4行目、6
行目、…、120行目の走査線1410の各々に対し、
それぞれ順番に、走査信号Y2、Y4、Y6、…、Y1
20を供給する。列選択回路160は、変換回路120
によって出力されたデータ信号Dsの1行分を順番にラ
ッチして、1列目から160列目までのデータ線142
0の各々に、データ信号X1、X2、X3、…、X16
0として一斉に供給する。なお、奇数行選択回路15
2、偶数行選択回路154および列選択回路160につ
いては、次に説明する画素1400の後に、詳述する。
【0018】<画素の構成>次に、上述した画素140
0の詳細について説明する。図3は、互いに隣接するi
行目および(i+1)行目の走査線1410と、互いに
隣接するj列目および(j+1)列目のデータ線142
0との交差部分に対応して設けられた計4画素の構成を
示す回路図である。ここで、iは、走査線1410を一
般的に説明するために用いる記号であり、同様に、j
は、データ線1420を一般的に説明するために用いる
記号である。
【0019】図3に示されるように、各画素1400
は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下
「TFT」と省略する)1432、1434とEL素子
1450とをそれぞれ有する。便宜上、i行目の走査線
1410とj列目のデータ線1420との交差対応して
i行j列に位置する画素1400に着目すると、当該画
素1400のTFT1432は、j列目のデータ線14
20とTFT1434のゲートgとの間に介挿されてい
る。TFT1432のゲートは、i行目の走査線141
0に接続されているので、当該TFT1432は、走査
信号YiがHレベルになるとオンするスイッチ、すなわ
ち、データ線1420をTFT1434のゲートgに接
続するスイッチとして機能する。また、TFT1434
のゲートg(TFT1432のドレイン)には、容量1
440が寄生している。なお、本実施形態では、容量1
440として、TFT1434の寄生容量を用いている
が、TFT1434のゲートgと一定電位の給電線(例
えば接地線)との間にコンデンサを別途設けて、該コン
デンサを容量1440として用いても良い。
【0020】EL素子1450は、電源電圧Vddの給
電線とTFT1434のドレインとの間にて順方向に介
挿されている。詳細には、EL素子1450の陽極は電
源電圧Vddの給電線に接続される一方、EL素子14
50の陰極はTFT1434のドレインに接続されてい
る。また、TFT1434のソースは、基準電圧Gnd
に接地されている。ここで、EL素子1450は、共通
電極たる陽極と画素電極たる陰極との間に発光(EL)
層を挟持した構成であるが、詳細については本件と直接
関係しないので、その説明を省略する。
【0021】この構成において、走査信号YiがHレベ
ルになったとき、TFT1432がオンするので、TF
T1434のゲートgは、j列目のデータ線1420に
印加されたデータ信号(ビット)Xjの論理レベルにな
るとともに、当該電圧に応じた電荷が容量1440に蓄
積される。このため、走査信号YiがHレベルになった
ときのデータ信号XjがHレベルであると、さらに、T
FT1434がオンするので、電源電圧Vddが印加さ
れる結果、EL素子1450はオン状態となって当該電
圧に応じた輝度で発光する一方、このときのデータ信号
XjがLレベルであれば、TFT1434はオフするの
で、電圧が印加されない結果、EL素子1450はオフ
状態となって消灯状態となる。次に、走査信号YiがL
レベルになると、TFT1432はオフするが、TFT
1434のゲートgは、容量1440によって、TFT
1432がオフする直前のデータ信号Xjの論理レベル
に保持されている。したがって、走査信号YiがHレベ
ルからLレベルに遷移しても、TFT1434のオンま
たはオフ状態は変化しないので、EL素子1450の点
灯または消灯状態が維持される。
【0022】<奇数行選択回路>次に、上述した奇数行
選択回路152の詳細について説明する。図4は、奇数
行選択回路の構成を示すブロック図である。この図に示
されるように、奇数行選択回路152は、一種のシフト
レジスタであり、走査線1410のうち、奇数行にそれ
ぞれ対応した転送回路1515を備える。詳細には、奇
数i行目の転送回路1515は、入力信号を、クロック
信号CLYの立ち上がり直前のレベルにラッチして、当
該ラッチ信号を、i行目の走査線1410に走査信号Y
iとして供給するとともに、次段たる(i+2)行目の
転送回路1515への入力信号として供給する。ただ
し、先頭1行目の転送回路1515の入力信号はスター
トパルスDY1である。ここで、クロック信号CLY
は、1水平走査期間(1H)の逆数で示される周波数を
有し、後者のスタートパルスDY1は、上述したよう
に、奇数行に割り当てられたサブフィールドの開始を規
定する。
【0023】このような構成において、いずれかのサブ
フィールドの開始時にスタートパルスDY1が供給され
ると、図5に示されるように、当該スタートパルスDY
1は、クロック信号CLYの立ち上がり毎に順次シフト
されるとともに、当該シフトされた信号が、それぞれ
1、3、5、…、119行目の走査線1410の各々
に、それぞれ走査信号Y1、Y3、Y5、…、Y119
として出力される。このため、走査信号Y1、Y3、Y
5、…、Y119は、スタートパルスDY1がHレベル
になって初めてクロック信号CLYが立ち上がったタイ
ミングから、1水平走査期間(1H)だけ順番にHレベ
ルになる。
【0024】なお、偶数行選択回路154についても、
図4の括弧書で示されるように、各転送回路1515が
偶数行に対応するとともに、先頭2行目の転送回路15
15の入力信号がスタートパルスDY2となっている以
外、奇数行選択回路152と同様となっている。したが
って、偶数行選択回路154において、いずれかのサブ
フィールドの開始時にスタートパルスDY2が供給され
ると、図5に示されるように、当該スタートパルスDY
2は、クロック信号CLYの立ち上がり毎に順次シフト
されるとともに、当該シフトされた信号が、それぞれ
2、4、6、…、120行目の走査線1410の各々
に、それぞれ走査信号Y2、Y4、Y6、…、Y120
として出力される。
【0025】<変換回路>次に、変換回路120につい
て説明する。図6は、変換回路120の構成を示すブロ
ック図である。この図に示されるように、変換回路12
0は、フレームメモリ1202、書込回路1204、読
出回路1206およびデコーダ1208を含む。これら
のうち、フレームメモリ1202は、少なくとも表示パ
ネル140の解像度よりも多い記憶容量を有する画面表
示専用メモリであり、その記憶番地は、表示パネル14
0の表示行に相当する行アドレスと、同じく表示列に相
当する列アドレスとによって指定され、各番地では、対
応する画素の階調データが記憶される。
【0026】書込回路1204は、ドットクロック信号
DCLKをアップカウントした結果を、上位装置から供
給されるとともに、ビットD4〜D1の4ビットからな
る階調データの書込アドレスWadとして、フレームメ
モリ1202に供給する。詳細には、書込回路1204
は、書込アドレスWadのうち、行アドレスについて
は、垂直同期信号VSの入力によって「1」にセットす
るとともに、水平同期信号HSの入力毎に「1」だけイ
ンクリメントする一方、列アドレスについては、水平同
期信号HSの入力によって「1」にセットするととも
に、ドットクロック信号DCLKが入力される毎に
「1」だけインクリメントして、フレームメモリ120
2に供給する。これにより、垂直同期信号VS、水平同
期信号HSおよびドットクロック信号DCLKに同期し
て供給される階調データは、これらの信号による当該垂
直走査および水平走査に同期して指定された書込アドレ
スWadの番地に、順番に書き込まれることになる。
【0027】読出回路1206は、フレーム開始パルス
Fsおよびサブフレーム開始パルスSsから現時点にお
けるサブフレームNo.を認識するとともに、ドットク
ロック信号CLXをアップカウントして、当該カウント
結果を、階調データの読出アドレスRadとして、フレ
ームメモリ1202に供給する。詳細には、読出回路1
206は、認識したサブフレームNo.が1、9、1
3、15である場合、読出アドレスRadのうち、行ア
ドレスについては、当該サブフレーム開始パルスSsの
入力によって「1」にセットする一方、サブフレームN
o.が4、5、7、11である場合、読出アドレスRa
dのうち、行アドレスについては、当該サブフレーム開
始パルスSsの入力によって「2」にセットして、それ
ぞれの場合において、ラッチ信号LPの入力毎に「2」
だけインクリメントする一方、列アドレスについては、
ラッチ信号LPの入力毎に「1」にセットするととも
に、ドットクロック信号CLXが入力される毎に「1」
だけインクリメントして、フレームメモリ1202に供
給する。これにより、奇数行に割り当てられたサブフィ
ールドの開始期間であるNo.1、9、13、15の各
サブフレームでは、奇数行の階調データだけが、また、
偶数行に割り当てられたサブフィールドの開始期間であ
るNo.4、5、7、11の各サブフレームでは、偶数
行の階調データだけが、それぞれ表示メモリ110か
ら、上記書き込みとは無関係に、順番に読み出されるこ
ととなる。なお、読出回路1206は、No.1、4、
5、7、9、11、13、15以外のサブフレームで
は、読出アドレスRadを歩進しないので、階調データ
も読み出されない。
【0028】デコーダ1208は、フレーム開始パルス
Fsおよびサブフレーム開始パルスSsから現時点にお
けるサブフレームNo.を認識するとともに、フレーム
メモリ1202から読み出された階調データの4ビット
のうち、サブフレームNo.に必要なビットだけを抜き
出して、データ信号Dsとして出力する。例えば、デコ
ーダ1208は、認識したサブフレームNo.が「7」
であれば、(偶数行の)サブフィールドsf3に対応す
る2位ビットD3だけを抜き出し、また、認識したサブ
フレームNo.が「13」であれば、(奇数行の)サブ
フィールドsf2に対応する3位ビットD2だけを抜き
出す。
【0029】なお、読出回路1206およびデコーダ1
208において、フレーム開始パルスFsおよびサブフ
レーム開始パルスSsから、現時点におけるサブフレー
ムNo.を認識する方法は、上述したスタートパルス出
力回路130と同様に、フレーム開始パルスFsでリセ
ットするとともに、サブフレーム開始パルスSsをアッ
プカウントしたカウント結果を判断することによって可
能である。
【0030】<列選択回路>次に、上述した列選択回路
160の詳細について説明する。図7は、列選択回路1
60の構成を示すブロック図である。この図に示される
ように、列選択回路160は、データ線1420の各列
にそれぞれ対応して、転送回路1615と、レジスタ
(Reg)1620と、ラッチ回路(L)1630とを
有する。
【0031】この列選択回路160には、コントローラ
110によって生成されたクロック信号CLX、ラッチ
信号LPと、変換回路120から供給されたデータ信号
Dsとがそれぞれ供給されている。クロック信号CLX
は、転送回路1615に対して入力信号を転送させるた
めの信号であり、ラッチ信号LPは、1水平走査期間の
開始(終了)を規定するための信号である。
【0032】j列目の転送回路1615は、入力信号
を、クロック信号CLXの立ち上がり直前のレベルにラ
ッチして、当該ラッチ信号を、サンプリング制御信号X
sjとして出力するとともに、次段たる(j+1)列目
の転送回路1615への入力信号として供給する。ただ
し、1列目の転送回路1615の入力信号は、ラッチ信
号LPである。続いて、j列目のレジスタ(Reg)1
620は、変換回路120によるデータ信号(ビット)
Dsを、j列目の転送回路1615から出力されるサン
プリング制御信号Xsjの立ち上がりにてサンプリング
して、保持する。さらに、j列目のラッチ回路(L)1
630は、同じくj列目のレジスタ1620によって保
持されたデータ信号Dsを、ラッチ信号LPの立ち上が
りによってラッチして、j列目のデータ線1420に対
しデータ信号Xjとして出力する。
【0033】図8は、列選択回路160の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。1フレームのう
ち、No.1のサブフレームでは、サブフィールドsf
4に対応する最上位ビットD4を奇数行に書き込むため
に、走査信号Y1、Y3、Y5、…、Y119が順番に
Hレベルとなるが、走査信号Y1がHレベルに遷移する
タイミングに先んじて、ラッチ信号LPがHレベルに立
ち上がる(LP−0)。一方、1行目であって1、2、
3、…、160列目の画素に対応した階調データのう
ち、当該サブフィールドsf4に対応する最上位ビット
D4が変換回路120から順番にデータ信号Dsとして
供給される。
【0034】このうち、1行1列の画素に対応するデー
タ信号Dsが供給されるタイミングにおいて、サンプリ
ング制御信号Xs1がHレベルに立ち上がると、当該デ
ータ信号が、1列目のレジスタ1620(図8において
「1:Reg」と表記)によってサンプリングされる。
次に、1行2列の画素に対応するデータ信号Dsが供給
されるタイミングにおいて、サンプリング制御信号Xs
2がHレベルに立ち上がると、当該データ信号が、2列
目のレジスタ1620(図8において「2:Reg」と
表記)によってサンプリングされる。以下同様にして、
3、4、…、160列目の画素に対応するデータ信号D
sの各々が、それぞれ3、4、…、160列目のレジス
タ1620によってサンプリングされる。
【0035】続いて、ラッチ信号LPが再びHレベルに
立ち上がると(LP−1)、それぞれ各列のレジスタ1
620によってサンプリングされたデータ信号Dsが、
それぞれの列に対応するラッチ回路1630において一
斉にラッチされて、データ信号X1、X2、X3、…、
X160として一斉に出力される。そして、1行分のデ
ータ信号の一斉出力に合わせて、すなわち、ラッチ信号
LPの出力に同期して、走査信号Y1がHレベルになっ
て、1行目の走査線1410が選択される。このため、
1行目の走査線1410に位置する1列目から160列
目までの各画素1400は、それぞれデータ信号X1、
X2、X3、…、X160の論理レベルに応じて、すな
わち、対応する階調データの最上位ビットD4に応じて
点灯状態または消灯状態となる。この状態は、走査信号
Y1がLレベルとなって非選択となっても、上述したよ
うに維持される。
【0036】一方、ラッチ信号LPが再びHレベルに立
ち上がると(LP−1)、次回に選択される3行目であ
って1、2、3、…、160列目の画素に対応したデー
タ信号Dsが変換回路120から順番に供給され、1行
目と同様にして1、2、3、…、160列目のレジスタ
1620にサンプリングされて、次回、ラッチ信号LP
がHレベルに立ち上がったとき(LP−2)のデータ信
号の一斉出力に備える。そして、このような並行動作、
すなわち、選択される走査線1410に位置する画素1
行分のデータ信号を一斉に出力する動作と、次に選択さ
れる走査線1410に位置する画素1行分のデータ信号
を順番にサンプリングする動作とは、最終119行のデ
ータ信号が一斉に出力されるまで、繰り返し実行され
る。これにより、No.1のサブフレームでは、階調デ
ータの最上位ビットD4が、奇数行に対してのみ書き込
まれる。
【0037】なお、次の書込動作は、No.4のサブフ
レームにて実行される。No.4のサブフレームでは、
階調データの最下位ビットD1が偶数行に対して書き込
まれる。以下同様に、No.5、7の各サブフレームで
は、それぞれ3位ビットD2、2位ビットD3が偶数行
に対して書き込まれ、No.9のサブフレームでは、2
位ビットD3が奇数行に対して書き込まれ、No.11
のサブフレームでは、最上位ビットD4が偶数行に対し
て書き込まれ、No.13、15の各サブフレームで
は、それぞれ3位ビットD2、最下位ビットD1が奇数
行に対して書き込まれる。そして、このような書き込み
によって各行に位置する画素1400は、書き込まれた
ビットに応じて点灯または消灯状態を、当該ビットの重
みに相当する期間だけ維持するので、1フレームでみれ
ば、点灯または消灯となる期間がサブフィールド毎に制
御される結果、階調を表示することになる。
【0038】このように第1実施形態によれば、奇数行
のサブフィールドに対応するビットの書き込みは、N
o.1、9、13、15の各サブフレームにおいて、奇
数行だけを順番に選択することで実行され、また、偶数
行のサブフィールドに対応するビットの書き込みは、N
o.4、5、7、11の各サブフレームにおいて、偶数
行だけを順番に選択することで実行される。このため、
奇数行および偶数行のグループに対応させて、先頭期間
同士が互いに重ならないように配列させたサブフィール
ドにおける対応ビットの書き込みを、比較的簡易な構成
によって、実現することが可能となる。また、奇数行選
択回路152または偶数行選択回路154における転送
回路1515の配列間隔は、走査線1410に対して等
間隔ではなく、2倍で済むので、表示パネル140の周
辺回路として一体形成する際に、それだけ有利となる。
【0039】<応用例:その1>上述した第1実施形態
では、様々な応用・変形が可能である。例えば、第1実
施形態では、走査線1410のうち、奇数行を奇数行選
択回路152が選択し、偶数行を偶数行選択回路154
が選択するようにしたが、1つの選択回路によって、各
行をそれぞれ選択する構成としても良い。詳細には、図
1に示されるコントローラ110、変換回路120、奇
数行選択回路152および偶数行選択回路154を、そ
れぞれ図9に示されるように、コントローラ112、変
換回路122、アドレスデコーダ150に置き換えた構
成としても良い。
【0040】この構成において、コントローラ112
は、選択すべき行を示す行アドレスYadを出力し、変
換回路122は、行アドレスYadによって指定された
行に位置する階調データのうち、フレーム開始パルスF
sおよびサブフレーム開始パルスSsから認識されるサ
ブフレームNo.に対応するビットをデータ信号Dsと
して順番に供給し、アドレスデコーダ150は、行アド
レスYadで指定された行に相当する走査信号を、列選
択回路160によるデータ信号の一斉出力に同期するタ
イミングにて、すなわち、ラッチ信号LPの出力周期た
る1水平走査期間だけ遅延させて、Hレベルとする。こ
のような構成によれば、行アドレスYadの指定によっ
て、任意の行に位置する走査線1410を任意の順番に
て選択することが可能となる。
【0041】<応用例:その2>また、上述した第1実
施形態では、走査線1410を奇数行および偶数行とい
うように1行おきにグループ化したが、上半分、下半分
というようにグループ化しても良い。さらに、図10に
示されるように、3グループに分類することも可能であ
る。また、5ビット以上の階調データにより32階調以
上とする場合には、走査線1410を4グループ以上に
分類することも可能である。ただし、3グループ以上に
分類する場合には、各行の走査線1410を、図9にお
けるアドレスデコーダ150によって選択する必要があ
る。
【0042】<第2実施形態>画素1400としては、
EL素子1450のほかに、発光ダイオードや液晶素子
などの電気光学素子を用いることができる。ただし、交
流駆動が原則である液晶素子を画素に用いる場合、画素
電極に印加すべき電圧を、共通(対向)電極の電位を基
準として一定時間(例えば1フレーム)毎に、交互に反
転させなければならない。
【0043】そこで、本発明の第2実施形態として、画
素に液晶素子を用いた電気光学装置について説明する。
図11は、この電気光学装置100の構成を示すブロッ
ク図である。図11に示される構成では、図1における
コントローラ110と、表示パネル140と、列選択回
路160とが、それぞれ、コントローラ114と、表示
パネル142と、列選択回路162とに置き換えられて
いる。このうち、コントローラ114には、画素への書
込極性を指示する極性指示信号Polを出力する機能が
付加されている。極性指示信号Polは、例えば図2に
示されるようにサブフィールドを割り当てるのであれ
ば、奇数フレームのうち、No.1、9、13、15の
サブフレームと、偶数フレームのうち、No.4、5、
7、11のサブフレームとにおいてHレベルとなって正
極性書込を指示する一方、奇数フレームのうち、No.
4、5、7、11のサブフレームと、偶数フレームのう
ち、No.1、9、13、15のサブフレームとにおい
てLレベルとなって負極性書込を指示する。
【0044】表示パネル142については、画素140
2が図12に示されるような構成となっている。すなわ
ち、各画素1402は、TFT1432と、蓄積容量1
460と、液晶素子1470とをそれぞれ有している。
このうち、液晶素子1470は、一端たる矩形状の画素
電極1472と、他端たる対向電極1474と、両電極
の間に挟持された液晶1476とよる一種の容量であ
る。対向電極1474は、各画素1402にわたって共
通であり、その電位は時間的に一定であるLCcomで
ある。このような構成において、液晶素子1470にお
ける液晶分子の配向状態は、当該容量に蓄積される電荷
量に応じて変化する。このため、液晶素子1470を通
過して、偏光子(図示省略)から出射して観察者に視認
される光量も、蓄積された電荷量に応じて変化する。な
お、蓄積容量1460は、液晶容量に蓄積された電荷の
リークを低減するため、TFT1432のドレイン(画
素電極1472)と並列に設けられている。
【0045】列選択回路162については、図13に示
されるような構成となっている。詳細には、図7に示さ
れる列選択回路160に、スイッチ1660、1670
を付加した構成となっている。このうち、スイッチ16
60は、極性指示信号PolがHレベルであるとき、図
において実線で示される位置をとって、電位LCcom
に対して電位差+Vonを有する高位側オン電圧を、選
択する一方、極性指示信号PolがLレベルであると
き、図において破線で示される位置をとって、電位LC
comに対して電位差−Vonの低位側オン電圧を、選
択する。スイッチ1670は、各列に対応して設けられ
る。ここで、j列目のスイッチ1670は、j列列のラ
ッチ回路1630によりラッチされたビットが「1」に
相当するHレベルであるとき、図において実線で示され
る位置をとって、高位側または低位側オン電圧のいずれ
かを選択する一方、ラッチされたビットが「0」に相当
するLレベルであるとき、図において破線で示される位
置をとって、電位LCcomと同一電位のオフ電圧を選
択して、当該選択電圧を、データ信号Xjとしてデータ
線1420に供給する。
【0046】このような第2実施形態では、走査信号Y
iがHレベルとなった場合であって、j列目のラッチ回
路1630によりラッチされたビットが「1」に相当す
るHレベルである場合に、極性指示信号PolがHレベ
ルであったとき、データ信号Xjは高位側オン電圧とな
るので、i行j列の画素1402には正極性のオン電圧
が書き込まれる一方、極性指示信号PolがLレベルで
あったとき、データ信号Xjは低位側オン電圧となるの
で、i行j列の画素1402には負極性のオン電圧が書
き込まれる。なお、走査信号YiがHレベルとなった場
合であって、j列目のラッチ回路1630によりラッチ
されたビットが「0」に相当するLレベルである場合、
極性指示信号Polの論理レベルにかかわらず、データ
信号Xjはオフ電圧となるので、i行j列の画素140
2にはオフ電圧が書き込まれる。
【0047】ここで、極性指示信号Polは、同一行に
着目すれば1フレーム毎に論理反転しているので、オン
状態となる画素の液晶素子1470に直流成分が印加さ
れるのを防止することが可能となる。さらに、同一フレ
ームに着目して奇数行および偶数行同士を比較すると、
同様に論理反転する関係にあるので、いわゆる行反転駆
動によってフリッカを低減することが可能となる。さら
に、図13において、スイッチ1660を奇数列と偶数
列とに対応するように2つ設けて、奇数列のスイッチが
高位側オン電圧を選択するとき、偶数列のスイッチが低
位側オン電圧を選択する構成とすれば、いわゆる画素反
転駆動によってさらにフリッカを低減することも可能と
なる。なお、この第2実施形態に、第1実施形態の説明
で述べた応用例を組み合わせることも可能である。
【0048】なお、上述した第1または第2実施形態に
係る電気光学装置は、各種の電子機器の表示部として用
いることができる。電子機器の例としては、コンピュー
タや、プロジェクタ、携帯電話、ディジタルスチルカメ
ラ、テレビ、ビデオテープレコーダ、カーナビゲーショ
ン装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッ
サ、テレビ電話、POS端末などが挙げられる。電子機
器における表示部の用途としては、表示パネルによる画
像をそのまま直視して用いる直視型と、表示パネルによ
る画像を光学的に拡大投射して用いる投射型とに大別す
ることができるが、実施形態に係る電気光学装置は、い
ずれの型にも適用可能である。
【0049】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
気光学素子を行毎に2以上のグループに分類し、フレー
ム期間を、前記電気光学素子の階調を指示する階調デー
タの最下位ビットの重みに対応する期間のサブフレーム
に分割し、電気光学素子をオンまたはオフさせる期間の
単位であるサブフィールドを、2以上のグループの各々
に対応させ、かつ、階調データの各ビットに対して割り
当てるとともに、その期間長を、割り当てたビットの重
みに相当するように前記サブフレームを単位として規定
し、2以上のグループの各々に割り当てたサブフィール
ドの先頭期間同士が、互いに異なるサブフレームに属す
るように配置させたので、サブフィールドに対応して電
気光学素子をオンまたはオフさせるときに、すべての走
査線を選択する必要はなく、2以上のグループに分類し
たいずれか一のグループに属する走査線だけを選択すれ
ば良い。したがって、高速な書込動作を必要としない結
果、低消費電力化、多階調化、高解像度化が容易にな
る、という効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る電気光学装置の
全体構成を示すブロック図である。
【図2】 同電気光学装置におけるフレーム構成を示す
図である。
【図3】 同電気光学装置における表示パネルの画素構
成を示す回路図である。
【図4】 同電気光学装置における奇数行(偶数行)選
択回路の構成を示すブロック図である。
【図5】 同電気光学装置における行側の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図6】 同電気光学装置におけるデータ変換回路の構
成を示すブロック図である。
【図7】 同電気光学装置における列選択回路の構成を
示すブロック図である。
【図8】 同電気光学装置における列側の動作を説明す
るためのタイミングチャートである。
【図9】 第1実施形態の応用に係る電気光学装置の全
体構成を示すブロック図である。
【図10】 第1実施形態に応用に係る電気光学装置に
おけるフレーム構成を示す図である。
【図11】 第2実施形態の応用に係る電気光学装置の
全体構成を示すブロック図である。
【図12】 同電気光学装置における表示パネルの画素
構成を示す回路図である。
【図13】 同電気光学装置における列選択回路の構成
を示すブロック図である。
【図14】 4ビットの階調データを用いた16階調表
示の場合における画素オンオフ状態を示す図である。
【図15】 従来の電気光学装置におけるフレーム構成
を示す図である。
【符号の説明】
100…電気光学装置 110…コントローラ 120…変換回路 130…スタートパルス出力回路 140…表示パネル 150…アドレスデコーダ 152…奇数行選択回路 154…偶数行選択回路 160…列選択回路 1400…画素 1410…走査線 1420…データ線 1450…EL素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/36 G09G 3/36 Fターム(参考) 2H093 NA16 NA45 NA55 NC09 NC22 NC29 NC34 NC49 ND06 ND20 ND34 ND37 ND39 ND43 5C006 AA14 AF01 AF44 BB14 BB16 BC03 BC12 BF02 BF24 FA47 FA56 5C080 AA06 AA10 BB06 DD07 DD26 EE29 FF11 FF13 JJ02 JJ04

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行方向および列方向にわたってマトリク
    ス状に配列するとともに、行が選択されたときのデータ
    信号にしたがってオンまたはオフして、フレーム期間の
    うちオンまたはオフ期間の割合に応じて階調表示する電
    気光学素子の駆動方法であって、 前記電気光学素子を行毎に2以上のグループに分類し、 前記フレーム期間を、前記電気光学素子の階調を指示す
    る階調データの最下位ビットの重みに対応する期間のサ
    ブフレームに分割し、 前記電気光学素子をオンまたはオフさせる期間の単位で
    あるサブフィールドを、前記2以上のグループの各々に
    対応させ、かつ、前記階調データの各ビットに対して割
    り当てるとともに、その期間長を、割り当てたビットの
    重みに相当するように前記サブフレームを単位として規
    定し、 前記2以上のグループの各々に割り当てたサブフィール
    ドの先頭期間同士が、互いに異なるサブフレームに属す
    るように配置させた上で、 一のサブフレームが、割り当てられたサブフィールドの
    先頭期間を含むとき、当該サブフレームでは、当該サブ
    フィールドに対応したグループに属する行を順番に選択
    する行選択ステップと、 選択された行に位置する電気光学素子を、当該電気光学
    素子に対応する階調データのうち、当該サブフィールド
    に対応するビットにしたがってオンまたはオフさせる列
    選択ステップとを備えることを特徴とする電気光学素子
    の駆動方法。
  2. 【請求項2】 前記電気光学素子を、奇数行に位置する
    グループと、偶数行に位置するグループとに分類するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の電気光学素子の駆動方
    法。
  3. 【請求項3】 行方向および列方向にわたってマトリク
    ス状に配列するとともに、行が選択されたときのデータ
    信号にしたがってオンまたはオフして、フレーム期間の
    うちオンまたはオフ期間の割合に応じて階調表示する電
    気光学素子を駆動する電気光学素子の駆動回路であっ
    て、 前記電気光学素子を行毎に2以上のグループに分類し、 前記フレーム期間を、前記電気光学素子の階調を指示す
    る階調データの最下位ビットの重みに対応する期間のサ
    ブフレームに分割し、 前記電気光学素子をオンまたはオフさせる期間の単位で
    あるサブフィールドを、前記2以上のグループの各々に
    対応させ、かつ、前記階調データの各ビットに対して割
    り当てるとともに、その期間長を、割り当てたビットの
    重みに相当するように前記サブフレームを単位として規
    定し、 前記2以上のグループの各々に割り当てたサブフィール
    ドの先頭期間同士が、互いに異なるサブフレームに属す
    るように配置させた上で、 一のサブフレームが、割り当てられたサブフィールドの
    先頭期間を含むとき、当該サブフレームでは、当該サブ
    フィールドに対応したグループに属する行を順番に選択
    する行選択回路と、 選択された行に位置する電気光学素子を、当該電気光学
    素子に対応する階調データのうち、当該サブフィールド
    に対応するビットにしたがってオンまたはオフさせる列
    選択回路とを具備することを特徴とする電気光学素子の
    駆動回路。
  4. 【請求項4】 前記電気光学素子を、奇数行に位置する
    グループと、偶数行に位置するグループとに分類して、 前記行選択回路は、 奇数行を順番に選択するための奇数行選択回路と、 偶数行を順番に選択するための偶数行選択回路とを含む
    ことを特徴とする請求項3に記載の電気光学素子の駆動
    回路。
  5. 【請求項5】 行方向および列方向にわたってマトリク
    ス状に配列するとともに、行が選択されたときのデータ
    信号にしたがってオンまたはオフして、フレーム期間の
    うちオンまたはオフ期間の割合に応じて階調表示する電
    気光学素子を備える表示パネルと、 前記電気光学素子を行毎に2以上のグループに分類し、 前記フレーム期間を、前記電気光学素子の階調を指示す
    る階調データの最下位ビットの重みに対応する期間のサ
    ブフレームに分割し、 前記電気光学素子をオンまたはオフさせる期間の単位で
    あるサブフィールドを、前記2以上のグループの各々に
    対応させ、かつ、前記階調データの各ビットに対して割
    り当てるとともに、その期間長を、割り当てたビットの
    重みに相当するように前記サブフレームを単位として規
    定し、 前記2以上のグループの各々に割り当てたサブフィール
    ドの先頭期間同士が、互いに異なるサブフレームに属す
    るように配置させた上で、 一のサブフレームが、割り当てられたサブフィールドの
    先頭期間を含むとき、当該サブフレームでは、当該サブ
    フィールドに対応したグループに属する行を順番に選択
    する行選択回路と、 選択された行に位置する電気光学素子を、当該電気光学
    素子に対応する階調データのうち、当該サブフィールド
    に対応するビットにしたがってオンまたはオフさせる列
    選択回路とを具備することを特徴とする電気光学装置。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の電気光学装置を備える
    ことを特徴とする電子機器。
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