JP2639764B2 - 電気光学装置の表示方法 - Google Patents

電気光学装置の表示方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状に配列さ
れ、駆動用スイッチング素子を有する複数の画素によっ
て構成された電気光学表示装置、例えば、液晶ディスプ
レーあるいはプラズマディスプレー、真空マイクロエレ
クトロニクスディスプレー等の画像表示に際して、高度
な階調表示を得るための表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の各種ＯＡ機器の小型化に伴い、デ
ィスプレー装置も、従来の陰極線管（ＣＲＴ）から、プ
ラズマディスプレーや液晶ディスプレー等の薄型のディ
スプレー（フラットパネルディスプレー）に置き換えら
れてきた。また、最近では、電界放射陰極とグリッドか
らなる微小な真空管をマトリクスアレイ状に配列せし
め、このマトリクスアレイから放射される電子を蛍光体
に当てて、画像を表示するという真空マイクロエレクト
ロニクスディスプレーも研究されるようになった。これ
らのディスプレー装置はいずれも、マトリクスの交点に
かかる電圧を制御することによって、映像を表示するも
のである。
【０００３】すなわち、液晶材料は、電界によって、そ
の透過光量や散乱光量を変え、プラズマディスプレーで
は、電界によって、電極間に放電が生じ、また、真空マ
イクロエレクトロニクスディスプレーでは、カソードか
ら電界放射によって電子が放射される。
【０００４】このようなマトリクスのうち、最も単純な
ものは、２枚の基板を向い合せ、それぞれの基板に縦と
横にストライプ状の配線をほどこし、、任意の縦線と横
線に電圧を印加することによって、その交点に電圧を発
生させるものである。これは、単純マトリクス構造と称
される。この構造は、単純であるがゆえ、作製が容易
で、安価にディスプレーができる。しかしながら、駆動
の際に、予定していなかった部分にまで信号が流れ、画
像がぼけるというクロストークという現象がしばしば発
生した。クロストークを回避するには、光学特性が、あ
るしきい値以上の電界によって急峻に変化する材料を採
用する必要があった。例えば、プラズマ放電は、このよ
うなしきい値が明確に存在し、単純マトリクス方式には
好ましいディスプレーであった。
【０００５】しかしながら、そのような光学材料を使用
した場合には、各画素（すなわち、マトリクス配線の交
点）での電圧は、しきい値電圧のごく近傍となるように
駆動される必要があった。したがって、単純マトリクス
方式を採用する場合には、光学的なＯＮ／ＯＦＦ表示は
可能であるが、光学材料に、電圧に対して中間的な領域
を伴って明るさの変化する材料を用いることができず、
中間的な明度や色調を得ることが難しかった。
【０００６】これは、光学材料（液晶や放電ガス等）に
スイッチングの機能を持たせたためであった。そこで、
光学材料とは別に、スイッチング素子をマトリクスに組
み込むことがおこなわれた。このような素子は、アクテ
ィブマトリクスディスプレーと呼ばれ、各画素に１つ以
上のスイッチング素子を有している。スイッチング素子
としては、ＰＩＮダイオードやＭＩＭダイオード、ある
いは薄膜トランジスターなどが使用される。
【０００７】しかしながら、アクティブマトリクス方式
を採用したとしてもＣＲＴで実現されたような高度の階
調表示は困難である。従来の階調表示方式を図１（Ａ）
に示す。縦軸はある特定の画素に印加される電圧の大き
さを、横軸は時間を表している。これは、液晶ディスプ
レーの１つの画素にかかる電圧の変化を示している。電
圧が、交流パルス状にかけられているのは、直流を長時
間にわたって液晶に印加すると、液晶が電気分解をおこ
して劣化するためである。
【０００８】この図では、、最初の２周期は“８”の明
るさを、次の１周期は“４”の明るさを、最後の１周期
は“６”の明るさを示すように電圧が印加されている。
実際には、液晶材料は、あるしきい値で急速に光学特性
が変化するのであるが、ここでは、単純に、光学特性は
電圧に対して、線型に変化するものとする。この近似
は、液晶材料でも、例えば、分散型液晶といわれる材料
ではかなりの近い近似となる。したがって、例えば、１
６階調表示を得んとすれば、電圧を１６段階に制御し
て、これを画素にかける必要がある。
【０００９】通常の液晶材料は、５Ｖ以上の電圧を印加
すると、飽和状態となり、それ以上の電圧をかけてもほ
とんど光学特性は変化しない。もし、１６階調を達成し
ようとすれば、５Ｖを１６等分した３００ｍＶの精度の
電圧を印加しなければならない。より高階調を達成せん
とすれば、より微妙な電圧を印加しなければならないこ
とは当然である。実際に、３００ｍＶ以下の精度で電圧
を発生させることは容易なことではなく、また、このよ
うな微妙な電圧が、実際に画素に到達するまでに、さま
ざまな原因によって減衰してしまう。例えば、配線抵
抗、薄膜トランジスタの抵抗、薄膜トランジスタの寄生
容量による画素電位の低下、等である。そして、これら
の電圧変動のパラメータは、各画素のアクティブ素子に
よって、さまざまに違うため、実際には、大きなパネル
全体にわたって、画素電圧の変動を±０．２Ｖ程度に保
つことが精一杯である。
【００１０】これにたいし、画素に印加される電圧パル
スの時間幅を制御することによって、階調表示を得る方
法がある。例えば、本発明者らの発明である特願平３−
１６９３０６、特願平３−１６９３０７、特願平３−１
６９３０７、特願平３−２０９８６９等である。この例
は図１（Ｂ）に示される。図１（Ａ）と同様に、最初の
２周期が“８”、次の１周期が“４”、最後の１周期が
“６”を表示せんとしたものである。
【００１１】液晶材料は、視覚的には、瞬間的な電圧で
はなく、平均実効電圧に応じた色調・明度を示すことが
知られている。すなわち、最初の２周期の実効電圧を１
としたら、次の１周期は、ピーク電圧は最初の２周期と
同じであるが、平均実効電圧は０．５であり、最後の１
周期は０．７５である。
【００１２】また、プラズマ放電の応答速度は１μｓｅ
ｃもの高速であるが、肉眼はそのような速さに追随でき
ず、視覚的には、平均的な明るさを感じ、結局、平均実
効電圧によって、視覚的な明るさが決定される。
【００１３】このような階調表示方式は、特に高階調表
示をおこなうには、スイッチング速度を著しく大きくす
る必要があるということである。図２は、図１（Ｂ）の
特殊なものを表現したものであり、図２の例では、６４
階調が達成できる。左の数字は画素の明るさの程度を示
している。ここでは、“１”から“５４”というように
順に光学特性が変化してゆく。図２において、（Ａ）と
（Ｂ）は本質的には違いがなく、複数のパルスの順番を
入れ換えただけのものである。その詳細は、本発明人等
の発明である特願平３−２０９８６９に述べられている
のでここでは詳細は省略する。
【００１４】例えば、“17" と表示された部分では、パ
ルスは、１の長さのパルスと１６の長さのパルスが、τ
の中に１回ずつ現れ、平均的に“１７”の明るさを示
す。また、“３７”と表示された部分では、パルスは、
１の長さのパルスと４の長さのパルスと３２の長さのパ
ルスが、τの中に１回ずつ現れ、平均的に“３７”の明
るさを示す。このようにして、“０”（全くパルスがな
い）から“６３”まで、６４階調の表示がおこなえる。
【００１５】図２からあきらかなように、最小パルスの
幅は、電圧の繰り返しの周期τの６４分の１である必要
がある。そして、実際に、薄膜トランジスタ等で、スイ
ッチングをおこなう場合には、薄膜トランジスタには、
マトリクスの行数だけ短いパルスが印加される。例え
ば、４８０行のマトリクスであれば、その４８０分の１
のパルスが薄膜トランジスタに印加される。τは、通常
３０ｍｓｅｃであるので、最小パルスの幅は、５００μ
ｓｅｃである。したがって、薄膜トランジスタ等の駆動
信号としては１μｓｅｃが要求される。この数字は十分
に大きいように考えられるかもしれないが、薄膜トラン
ジスタにとっては、極めて早い信号であり、また、より
高階調にする場合には、さらに高速パルスが行き来する
こととなり、ディスプレー面から電磁波が放射されるこ
ととなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の階調
方式における上記のような問題を鑑みてなされたもの
で、図１（Ａ）のような、純然たる電圧による階調表示
方式と、また、図１（Ａ）のような、純然たるパルス幅
による階調表示方式との利点を取り入れた新しい階調表
示方式である。そして、先に指摘したような、極めて微
妙な電圧制御を要求されることも、また、極めて高速な
パルスを要求されることもない。
【００１７】
【問題を解決する方法】本発明と従来の方式との違いを
明確にする目的で、図１（Ｃ）に、本発明の例を示す。
やはり図１（Ａ）および（Ｂ）と同様に、最初の２周期
が“８”、次の１周期が“４”、最後の１周期が“６”
を表示せんとしたものである。
【００１８】本発明も、図２の方法と同様にパルス電圧
の平均実効電圧を利用して階調表示をおこなうものであ
るが、パルス幅に加えて、パルスの高さも変化させるこ
とにより、その分、自由度を上げ、上記の問題を解決す
るのである。
【００１９】まず、図１（Ｃ）で、最初の２周期は、他
のものと同じで、このときの電圧を１とすると、当然の
ことながら、最初の２周期の平均実効電圧は１である。
そして、次の１周期では、パルスの高さが半分になるの
で、このときの平均実効電圧は０．５である。最後の１
周期は複雑なパルスが組み合わされているが、最初は１
の高さのパルスがあり、次は０．５のパルスがあり、こ
の２つのパルスはそれぞれ同じだけ持続するので、平均
実効電圧は０．７５となる。このように、パルスの幅だ
けでなく、パルスの高さも制御することにより、パルス
幅にかかる負担（すなわち高速パルス化）をパルスの高
さで緩和することが出来る。
【００２０】例えば、６４階調を達成しようとした場
合、図２の方法では、パルス幅が１、２、４、８、１
６、３２の計６個のパルスの組み合わせによって、これ
を達成した。しかるに、本発明では、パルスの高さを
０，１，２，３，４の５段階とし、パルスとしては、幅
が１，２，４，８の４つのパルスだけを用いて、６１階
調を達成することができる。当然のことながら、パルス
の種類が少ないということは、それだけ最小パルス幅が
大きいということでもある。
【００２１】図３にはその例を示す。．図３（Ａ）も
（Ｂ）も、パルスの順番が変更されている以外、実質的
には同じである。図３の例では、例えば、“１”は、高
さが１で、長さが１のパルス（最小パルス）で表現でき
る。“２”は高さが１で、長さが２のパルスで表現でき
る。“４”は高さが１で、長さが４のパルスで表現でき
る。“８”は高さが１で、長さが８のパルスで表現でき
る。“１６”は高さが２で、長さが８のパルスで表現で
きる。“３２”は高さが４で、長さが８のパルスで表現
できる。
【００２２】これらのパルスは、他の波高とパルス幅の
組合せでも表現できる。そして、図３に示したように、
“０”、“１”から“６０”までの全ての数字をこれら
の組合せで表現できる。図から明らかなように、最小パ
ルスは従来の方法に比べて長くなり、図３の例では、最
小パルス幅は、図２のものの４倍である。すなわち、高
速動作に伴う消費電力の増加や装置の負担を著しく軽減
できる。
【００２３】例えば、パルスの高さを０、１、２、３、
４の５段階とし、パルス幅を１、２、４の３つのパルス
を用いることによって表現される最大の数は、パルス幅
１のパルスで高さが４のものとパルス幅２のパルスで高
さが４のものとパルス幅４のパルスで高さが４のものと
を足し合わせた、“２８”であるが、これら３つのパル
スを組み合わせて“０”から“２８”までの全ての数が
表現できる。
【００２４】この問題は、結局、表現される数を“Ｎ”
としたとき、 Ｎ ＝ １×Ｋ ＋ ２×Ｌ ＋ ４×Ｍ （Ｋ、Ｌ、Ｍは、０、１、２、３、４のいずれか） となるような、数字の組み合わせ（ＫＬＭ）を求める問
題である。その解を表１に示す。
【表１】
【００２５】この問題をさらに一般的に拡張すれば、 『定理』 式Ｎ ＝ ｎ0 ＋ ２ｎ1 ＋ ２2 ｎ2 ＋・・・＋ ２k ｎk （ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 、・・・、ｎk ∈０、１、２、・・、Ｉ） において、Ｎは、その最大値である Ｎmax ＝ （１＋２＋２2 ＋・・・＋ ２k ）Ｉ までの全ての整数値を取ることができる（表現できるこ
とができる）、という定理の証明であることがわかる。
【００２６】表１に示した例は、この定理のｋ＝２、Ｉ
＝４の場合であり、また、図３に示したのは、ｋ＝３、
Ｉ＝４の一部である。しかしながら、例えば、ｋ＝４、
Ｉ＝４の場合（１２５諧調の場合）やｋ＝５、Ｉ＝４の
場合（２５３諧調の場合）はこの定理が正しいことは未
知であり、より高い諧調表示を行おうとした場合にま
で、この定理が正しいかはわからない。そこで、その証
明が必要とされる。
【００２７】この証明は以下のように成される。まず、
上記の定理においてＩ＝１の場合を考えてみれば、これ
は真である。すなわち、ｋを任意の正整数とするとき、 式Ｎ ＝ ｎ0 ＋ ２ｎ1 ＋ ２2 ｎ2 ＋・・・＋ ２k ｎk （ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 、・・・、ｎk ∈０、１） によって、０から（１＋２＋２2 ＋・・・＋ ２k ）の
間の全ての表現することができる。（サブ定理１）この
証明は容易であるので省略する。
【００２８】次に、Ｉ＝ｉ（ｉは任意の正整数）の場合
に定理が真であると仮定する。（仮定１）そして、Ｉ＝
ｉ＋１の場合に定理が真であるかどうかを検討する。
【００２９】Ｉ＝ｉの場合のＮの最大値をＮmax （式
で表現される）とし、Ｉ＝ｉ＋１の場合のＮの最大値を
Ｎ’max とする。 Ｎ’max ＝ （１＋２＋２2 ＋・・・＋ ２k ）（ｉ＋１） である。さて、Ｉ＝ｉ＋１の場合に、０からＮmax まで
の全ての整数を、級数 Ｎ ＝ ｎ0 ＋ ２ｎ1 ＋ ２2 ｎ2 ＋・・・＋ ２k ｎk （ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 、・・・、ｎk ∈０、１、２、・・、ｉ、ｉ＋１） で表せることは真である。なぜならば、仮定１より、ｎ
0 、ｎ1、ｎ2 、・・・、ｎk ∈０、１、２、・・、ｉ
という数字だけを使用した（ｉ＋１は使用しない）級数
によって、０からＮmax までの全ての整数が表現され
ることが真とされているからである。
【００３０】次に、Ｎmax ＋１からＮ’max までの整数
が表現されるかどうか検討する。この領域に存在する任
意の整数Ｎ’は、 Ｎ’＝ Ｎmax ＋ ｍ ＝（１＋２＋２2 ＋・・・＋ ２k ）ｉ ＋ ｍ と表現される。ここで、ｍは、１から（１＋２＋２2 ＋
・・・＋ ２k ）までの数字であるが、上記サブ定理１
より、ｍは、 式ｍ ＝ ｌ0 ＋ ２ｌ1 ＋ ２2 ｌ2 ＋・・・＋ ２k ｌk （ｌ0 、ｌ1 、ｌ2 、・・・、ｌk ∈０、１） で表現される。したがって、式は、 Ｎ’＝（１＋２＋２2 ＋・・・＋ ２k ）ｉ ＋ ｌ0 ＋ ２ｌ1 ＋ ２2 ｌ2 ＋・・・＋ ２k ｌk （ｌ0 、ｌ1 、ｌ2 、・・・、ｌk ∈０、１） ’ 多項式’を、２の巾乗ごとに整理すると Ｎ’＝ｎ0 ＋ ２ｎ1 ＋ ２2 ｎ2 ＋・・・＋ ２k ｎk （ｎ0 、ｎ1 、ｎ2 、・・・、ｎk ∈ｉ、ｉ＋１） したがって、Ｉ＝ｉ＋１の場合にも、定理は成り立つこ
とが示された。したがって、数学的帰納法より、任意の
正整数ｋ、Ｉについて、上記定理が成立することが証明
された。
【００３１】以上のように、複数のパルス幅が異なり、
波高の異なるパルスを組み合わせることによって極めて
多段階の平均電圧を表現することができた。本発明にお
いては、パルス電圧は、２段階以上、例えば、５段階、
の複数の値を設定しなければならないが、液晶のしきい
値電圧を５Ｖとすれば、それぞれ０Ｖ、１．２５Ｖ、
２．５Ｖ、３．７５Ｖ、５Ｖとすればよいのであって、
これだけで、図３の場合には６１階調が可能である。一
方、従来技術の図１（Ａ）のように、電圧を細かく刻む
方式では、６１階調を達成せんとすれば、８０ｍＶ刻み
である必要があって、実行不可能であった。以上が本発
明の根幹となるべき部分であり、実際には、各表示装置
に入力する信号は、より複雑である。以下に実施例を示
し、具体的な例を説明する。
【００３２】
【実施例】本発明を実施するための装置の概略を図４に
示す。ここで示される装置は本発明を説明するのに最小
限必要なものだけが記述されており、実際に動作させる
には、その他に様々な備品が必要となることがある。本
装置では、２５６階調の階調表示をおこなうものとす
る。
【００３３】まず、映像信号（Video Signal) は、本装
置の入力端から入力される。ここでは、画像の第ｎ行第
ｍ列の画素の信号として、その明るさの最大値を２５６
としたときに、“２１２”で表される信号が入力された
ものとする。もちろん、本装置には、絶えず他の画素の
信号も入力されている。
【００３４】この信号は入力後、Ａ／Ｄコンバータ（Ａ
／Ｄ Convertor)によって、２進法のデジタル信号に変
換される。“２１２”を２進法に変換すると、“１１０
１０１００”となる。しかしながら、本発明では、この
デジタル信号のみを直接利用することはできない。そこ
で、このデジタル信号を次段の信号処理装置（SignalPr
ocessor) によって、本発明を実施するのに適した信号
とする。
【００３５】本装置では、パルス幅として、Ｔ0 、２Ｔ
0 、４Ｔ0 、８Ｔ0 、１６Ｔ0 、３２Ｔ0 の計６種類の
パルスを使用し、その波高は５段階（０、１、２、３、
４）とする。
【００３６】本装置では、デジタル信号“１１０１０１
００”は、“４３４１００”と変換される。この変換作
業は、１つの信号ごとにいちいち計算することは速度の
制約から難があるので、予め信号処理装置内の記憶装置
に入力デジタル信号に対応する出力信号を記憶させてお
き、入力信号に対比して出力させる。このようなデータ
は、例えば表２に示される。表中、Ｎは十進法による表
示であるが、実際の処理段階では、既に二進数に変換さ
れている。この変換過程は１対１であるので何ら問題は
ない。Signalは出力信号を意味する。
【００３７】
【表２】
【００３８】信号処理装置から出力される信号は、“４
３４１００”と連続されるのではない。すなわち、他の
画素のデータも同時に出力される必要があるの
で、“．．４．．３．．４．．１．．０．．０．．”と
いうように、途切れ途切れに出力される。同時にクロッ
クパルスも出力される。
【００３９】このように信号処理装置から出力された信
号は、画面周辺のシフトレジスタ（Shift Resistor) に
送られる。ここで、各信号は、対応する信号線（Ｙ線）
に送られ、キャパシタ等に蓄積されて、出力されるまで
保持される。ドライバーがオンになると信号電圧は各Ｙ
線に放出される。一方、クロックパルスは、ゲイト線
（Ｘ線）のシフトレジスタに送られ、各ゲイト線に順に
信号が流される。
【００４０】本装置では、４とか３とかいった、電圧値
は信号処理装置で発生させられて、それをキャパシタで
保持するという機構を採用したが、信号処理装置から出
力される信号を“４”や“３”といった電圧値に対応す
るデジタル信号（例えば、“１００”や“０１１”）と
し、各Ｙ線にこれらの信号を発生させる回路を接続して
もよい。キャパシタを用いる場合には、キャパシタから
放電されるパルス電圧は矩形波ではなく、時間とともに
大きく変化し、画素に保持される電圧も、スイッチング
のタイミングがわずかにずれただけで、著しく変化す
る。スイッチングのタイミングは薄膜トランジスタの個
々の性能に依存し、現状の技術では個々のトランジスタ
のこのようなアナログ特性まで正確に制御して作製する
ことは困難であり、ひいては歩留りの低下の要因とな
る。
【００４１】従来の純然たるアナログ動作のアクティブ
マトリクス方式に比べると、本発明は、電圧の微妙な制
御が必要とされなくなったとはいえ、１０％の電圧の変
動は階調度を１桁悪化させるに十分である。
【００４２】したがって、かようにキャパシタを使用す
るというアナログ的手法は本発明を実施するにあたって
はあまり好ましくない。その点、直に起電力回路から電
圧パルスが供給される方式を用いた場合には、、Ｙ線に
与えられるパルスはきれいな矩形波であり、したがっ
て、画素に保持される電圧は、どの画素においてもほぼ
一定であり、本発明の目的とするごとき高階調表示（例
えば、６４階調や２５６階調）にとって好ましいもので
ある。
【００４３】さて、このときの第ｎ行第ｍ列の画素Ｚ
n,m の電圧とそこに加えられるゲイト線Ｘn および信号
線（ドレイン線ともいう）Ｙm の電圧を図５に示す。画
素Ｚn,m の電圧の図において、点線は実際の信号であ
り、実線は理想的な信号である。さまざまな理由によっ
て、画素に印加される電圧は、理想的な矩形波とはなら
ない。すなわち、ゲイト電極とソース領域の重なりによ
って生じる、いわゆる飛び込み電圧による電圧降下と、
画素電極からの自然放電による電圧の降下、それと、薄
膜トランジスタのＯＮ／ＯＦＦ動作の遅れが主な要因で
ある。アナログ的な電圧供給法を採用しなくともこのよ
うな、アクティブマトリク内部のアナログ要因に基づく
信号波形の乱れは、先に示したように本発明にとって好
ましくない。したがって、実際の回路の設計にあたって
は、これらの要因を十分考慮しなければならない。
【００４４】図５に示すように、画素では最初は電圧が
最も高い４の段階が、時間３２Ｔ0 だけ保持され、その
後、時間Ｔ0 だけ電圧が０になり、次の時間１６Ｔ0 で
は、３の段階の電圧が保持され、次の時間２Ｔ0 では、
再び電圧は０となり、続く時間８Ｔ0 では電圧は４の段
階であり、最後の時間４Ｔ0 では、電圧は１である。こ
のようにして、時間Ｔ0 あたり、平均２１２／６３の電
圧が得られる。
【００４５】このときの画素Ｚn,m の電圧は、図４の下
部に示すような矩形パルスの集まりとなっている。な
お、１フレームの周期を１７ｍｓｅｃとすれば、Ｔ0 ＝
２７０μｓｅｃであり、例えば、ゲイト電極に印加され
るパルスの幅は、Ｘ線の総数が４８０本であれば、３０
０ｎｓｅｃである。Ｙ線に印加されるパルス信号も最小
幅が６００ｎｓｅｃである。これは、数ＭＨｚの周波数
に対応する。
【００４６】一方、従来の方法（図２）であれば、その
４分の１の７５ｎｓｅｃのゲイトパルスが要求された。
これは、１３ＭＨｚの周波数に対応し、このような高速
の動作をおこなうには、例えば、アクティブ素子をＣＭ
ＯＳ化するようなことが要求された。また、このような
高周波駆動によってディスプレーから放射される電磁波
は問題であった。本発明ではそのような問題は少ない。
もちろん、本発明をＣＭＯＳ化したクティブ素子を用い
ておこなってもかまわない。
【００４７】
【発明の効果】本発明によって、極めて階調度の高い画
像を得ることができるようになった。本発明は、液晶デ
ィスプレーに特に適しているが、他の方法、例えばプラ
ズマディスプレーや真空マイクロエレクトロディスプレ
ー等にも、適用することができる。特に本発明は、光学
材料が電圧に対して、ＯＮ／ＯＦＦだけではなく、中間
的な光学特性を示す材料であることが好ましい。
【００４８】逆に、液晶材料に限らず、電圧によって光
学特性が変化し、特に中間的な状態を示すものであれ
ば、本発明を実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および従来法による階調表示方法を示
す。
【図２】従来法による階調表示例を示す。
【図３】本発明による階調表示例を示す。
【図４】本発明を利用した画像表示装置の例を示す。
【図５】本発明を利用した画像表示装置における印加信
号等を示す。
【表２】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−51693（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−262030（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−35216（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−182695（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−20780（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリクス状に配列され、駆動用スイッ
    チング素子を有する複数の画素によって構成された電気
    光学装置において、 入力のアナログ信号を整数値Ｎ＝ｎ ０ ＋２ｎ １ ＋２ ２ ｎ
    ２ ＋…＋２ ｋ ｎ ｋ （ｎ ０ 、ｎ １ 、ｎ ２ 、…、ｎ ｋ ∈０、
    １、２、…、Ｉ（Ｉ、ｋは任意の正整数））となる数字
    の組み合わせ（ｎ ０ ｎ １ ｎ ２ …ｎ ｋ ）もしくはそれに対
    応する信号に変換し、 光学材料のしきい電圧Ｖ ０ 、最小パルス幅Ｔ ０ に対し
    て、前記数字の組み合わせもしくは前記信号に対応す
    る、波高ｎ ｍ Ｖ ０ ／Ｉおよび幅２ ｍ Ｔ ０ （ｍ＝０、１、
    ２、…、ｋ）を有する複数の電圧パルスを発生させ、 前記複数の電圧パルスによって、Ｖ ０ Ｎ／（１＋２＋２
    ２ ＋…＋２ ｋ ）Ｉで表される平均実効電圧を発生させ、
    前記複数の画素に各々に対応した前記平均実効値電圧を
    供給し、中間的な明るさを表示させる ことを特徴とする
    電気光学装置の画像表示方法。
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2639763B2 (ja) * 1991-10-08 1997-08-13 株式会社半導体エネルギー研究所 電気光学装置およびその表示方法
US6778159B1 (en) * 1991-10-08 2004-08-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Active matrix display and a method of driving the same
US5673061A (en) * 1993-05-14 1997-09-30 Sharp Kabushiki Kaisha Driving circuit for display apparatus
JPH08115060A (ja) * 1994-10-14 1996-05-07 Sharp Corp 表示装置の駆動回路及び液晶表示装置
JP3840746B2 (ja) * 1997-07-02 2006-11-01 ソニー株式会社 画像表示装置及び画像表示方法
JP3644240B2 (ja) 1998-03-24 2005-04-27 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置用のデジタルドライバ回路及びこれを備えた電気光学装置
US6506635B1 (en) 1999-02-12 2003-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, and method of forming the same
JP4637315B2 (ja) 1999-02-24 2011-02-23 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
US7193594B1 (en) * 1999-03-18 2007-03-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US7145536B1 (en) 1999-03-26 2006-12-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US6952194B1 (en) * 1999-03-31 2005-10-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US6753854B1 (en) 1999-04-28 2004-06-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US6587086B1 (en) 1999-10-26 2003-07-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device
JP4014831B2 (ja) * 2000-09-04 2007-11-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Ｅｌ表示装置及びその駆動方法
US6842160B2 (en) 2000-11-21 2005-01-11 Canon Kabushiki Kaisha Display apparatus and display method for minimizing decreases in luminance
KR100516764B1 (ko) * 2000-12-22 2005-09-22 가부시키가이샤 휴네트 액정 구동 장치 및 계조 표시 방법
US7023457B2 (en) 2001-03-13 2006-04-04 Intel Corporation System and method for intensity control of a pixel
TW502234B (en) * 2001-05-21 2002-09-11 Chi Mei Optoelectronics Corp Sub-frame driving method
JP2003114646A (ja) * 2001-08-03 2003-04-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置及びその駆動方法。
JP2003323157A (ja) * 2002-02-28 2003-11-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光装置の駆動方法及び電子機器
JP2004233522A (ja) * 2003-01-29 2004-08-19 Seiko Epson Corp 電気光学装置の駆動方法、電気光学装置および電子機器
KR100559229B1 (ko) * 2003-04-01 2006-03-15 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 액정표시장치의 컨트롤 신호 조절장치
KR100600868B1 (ko) * 2003-11-29 2006-07-14 삼성에스디아이 주식회사 액정표시장치의 구동방법
JP2005275315A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置、その駆動方法及びそれを用いた電子機器
JP4174494B2 (ja) 2004-06-30 2008-10-29 キヤノン株式会社 駆動装置、画像表示装置及びテレビジョン装置
JP2006047997A (ja) * 2004-06-30 2006-02-16 Canon Inc 変調回路、駆動回路および出力方法
US20060066645A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Ng Sunny Y Method and apparatus for providing a pulse width modulation sequence in a liquid crystal display
JP4367318B2 (ja) * 2004-11-08 2009-11-18 セイコーエプソン株式会社 光源制御装置、光源制御方法及び画像表示装置
US7502040B2 (en) * 2004-12-06 2009-03-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, driving method thereof and electronic appliance
US20060139265A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Driving method of display device
FR2880173B1 (fr) * 2004-12-28 2007-05-11 Commissariat Energie Atomique Procede de commande d'un ecran de visualisation matriciel
US20060158399A1 (en) 2005-01-14 2006-07-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Driving method of display device
US7719526B2 (en) 2005-04-14 2010-05-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, and driving method and electronic apparatus of the display device
US8633919B2 (en) * 2005-04-14 2014-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device, driving method of the display device, and electronic device
EP2264690A1 (en) * 2005-05-02 2010-12-22 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Display device and gray scale driving method with subframes thereof
US8339428B2 (en) * 2005-06-16 2012-12-25 Omnivision Technologies, Inc. Asynchronous display driving scheme and display
CN100440303C (zh) * 2005-08-23 2008-12-03 晶荧光学科技有限公司 用于lcos的混合驱动方法和混合驱动装置
KR101404582B1 (ko) * 2006-01-20 2014-06-09 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시장치의 구동방법
US8115785B2 (en) 2007-04-26 2012-02-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for driving liquid crystal display device, liquid crystal display device, and electronic device
US8223179B2 (en) 2007-07-27 2012-07-17 Omnivision Technologies, Inc. Display device and driving method based on the number of pixel rows in the display
US9024964B2 (en) * 2008-06-06 2015-05-05 Omnivision Technologies, Inc. System and method for dithering video data
US8228349B2 (en) * 2008-06-06 2012-07-24 Omnivision Technologies, Inc. Data dependent drive scheme and display
US8228350B2 (en) * 2008-06-06 2012-07-24 Omnivision Technologies, Inc. Data dependent drive scheme and display
JP5884496B2 (ja) * 2012-01-16 2016-03-15 オムロンヘルスケア株式会社 血圧測定装置、および、血圧測定装置の制御方法
KR101407315B1 (ko) 2013-02-28 2014-06-13 엘지디스플레이 주식회사 쉬프트 레지스터
CN115461805A (zh) * 2020-08-05 2022-12-09 华为技术有限公司 用于显示设备的数字模拟乘法驱动方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5640358B2 (ja) * 1973-09-07 1981-09-19
US4227114A (en) * 1977-02-16 1980-10-07 Zenith Radio Corporation Cathodoluminescent gas discharge image display panel
US4427978A (en) * 1981-08-31 1984-01-24 Marshall Williams Multiplexed liquid crystal display having a gray scale image
US4775891A (en) * 1984-08-31 1988-10-04 Casio Computer Co., Ltd. Image display using liquid crystal display panel
DE3686219T2 (de) * 1985-09-06 1993-03-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Verfahren zur ansteuerung eines fluessigkristallrasterbildschirmes.
JPH0772772B2 (ja) * 1986-05-07 1995-08-02 三菱電機株式会社 液晶駆動制御装置
JPH07104662B2 (ja) * 1987-01-23 1995-11-13 ホシデン株式会社 液晶表示装置
US5010328A (en) * 1987-07-21 1991-04-23 Thorn Emi Plc Display device
JPH0789265B2 (ja) * 1989-03-07 1995-09-27 シャープ株式会社 表示装置の駆動方法
JP3103146B2 (ja) * 1991-07-31 2000-10-23 株式会社東芝 液晶表示装置

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