JP3524778B2 - 表示装置の動作方法 - Google Patents
表示装置の動作方法Info
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Description
態を有する表示装置を動作させる方法において、滑らか
な多階調表示を実現することができる表示装置の動作方
法に関する。
装置としては、例えば双安定性を有する強誘電性液晶を
用いた液晶表示装置が知られている。この液晶表示装置
は、TN液晶やSTN液晶を用いた液晶表示装置に比べ
て応答速度が高速であること、広視野角であること等の
メリットを有している。
は、複数の行電極を有する第1の基板と複数の列電極を
有する第2の基板とを、各々の電極線が直交するように
貼り合わされており、各電極線の交点により画素が規定
されるものである。強誘電性液晶は双安定状態を有して
いるため、半選択状態の画素であっても液晶分子の配向
状態は変化せずメモリー性を有しているため、クロスト
ークによる表示品位の低下は生じない。従って、TFT
等のスイッチング素子を有することなく、高品質の表示
を行うことができる。
に事実上液晶分子の配向状態はON(オン)状態とOF
F(オフ)状態の二つしか存在せず、階調表示を行うと
きにはTN液晶やSTN液晶などの様に実質的な透過率
を制御することは不可能である。
置において階調表示を行う際には、面積階調方式や時間
階調方式、あるいはこれらの組み合わせを用いていた。
の副画素に分割して、各画素における所望の輝度に応じ
て前記副画素のON、OFFを制御するものである。ま
た、上述した時間階調方式とは、一定期間における各画
素のON状態の時間を、各画素における所望の輝度に応
じて制御するものである。
う場合、より多くの階調を表示しようとするとそれだけ
副画素が多数必要となり、配線数の増加、製造歩留の悪
化などのデメリットが発生してしまう。よって、効率的
に階調数を増やすためには時間階調方式あるいは時間階
調方式と面積階調方式との組み合わせを用いることが有
効である。
93号公報(特許登録番号第2728703号)や特開
平1−287600号公報(特許登録番号第27216
86号)に開示されているような時間多重アドレシング
が知られている。以下、時間多重アドレシングによる表
示装置の動作方法について説明する。
倍ずつ異なるM個の時間周期を有しており、これらM個
の時間周期のうち任意の時間周期をON状態とすること
により2M階調の表示を実現することができる。但し、
N、Mは共に2以上の整数である。即ち、前記M個の時
間周期はそれぞれN0、N1、…、NM-1の重み付けが付
与されており、これらの組み合わせによって、各画素の
ON状態となる期間を2M通りにすることができるので
ある。
(NM−1)/(N−1)が最小値であり、全行数はこ
のX倍であることが好ましい。また、時間階調方式のみ
を用いる場合は、前記Nの値は2とすることが望まし
く、K階調を有する面積階調方式と組み合わせる場合
は、前記Nの値はKとすることが望ましい。
8階調の表示を実現する場合の時間多重アドレシングに
よる表示装置の動作方法について説明するためのアドレ
スシーケンスを示したものである。即ち、各フレーム期
間は長さが2倍ずつ異なる3つの時間周期を有してお
り、各ブロックは1つの行電極からなっている。この場
合、フレーム期間は20(=1)、21(=2)、および
22(=4)の重み付けが付与された3つの時間周期を
有することになる。8階調の映像信号は3ビットで表現
できるため、下位ビットは1の重み付けに対応し、中位
ビットは2の重み付けに対応し、上位ビットは4の重み
付けに対応させることによって、全部で8階調の表示を
実現することができる。
ループアドレス期間を有しており、1つのグループアド
レス期間からなる第1の時間周期(1)、2つのグルー
プアドレス期間からなる第2の時間周期(22)、およ
び4つのグループアドレス期間からなる第3の時間周期
(3333)が存在している。そして、前記第1の時間周
期が映像信号の下位ビットに対応し、前記第2の時間周
期が映像信号の中位ビットに対応し、前記第3の時間周
期が映像信号の上位ビットに対応している。
ループアドレス期間から構成されているが、最初のグル
ープアドレス期間中において対応するビットのデータを
書き込み、残りのグループアドレス期間中は書き込まれ
たデータを保持する。即ち、各時間周期における大文字
はデータの書き込みが行われる期間であり、小文字はデ
ータを保持する期間であることを意味している。
初のグループアドレス期間において、ブロック1、3、
及び7において大文字となっているため、このグループ
アドレス期間ではブロック1、3、及び7に対応する行
電極が選択され、列電極からON又はOFFの信号が印
加される。次のグループアドレス期間においては、ブロ
ック2、4、及び1において大文字となっているため、
このグループアドレス期間ではこれらのブロックに対応
する行電極が選択され、列電極からON又はOFFの信
号が印加される。以下、これらの動作を繰り返してい
く。
レス期間において、3つのブロックが大文字となってい
ることが分かる。したがって、各グループアドレス期間
において選択される行の数は一定となっている。
クセス期間を有しており、前記グループアドレス期間内
に選択される行電極は、該アクセス期間毎に順次選択さ
れる。つまり、第1のグループアドレス期間における第
1のアクセス期間においては下位ビットに対応するブロ
ック1に含まれる行電極が選択され、第2のアクセス期
間においては中位ビットに対応するブロック3に含まれ
る行電極が選択され、第3のアクセス期間においては上
位ビットに対応するブロック7に含まれる行電極が選択
される。
数が7行の場合について示しているが、X=L(>1)
とした場合では各ブロックはL個の行電極からなり、各
グループアドレス期間は図10に示した場合のL倍のア
クセス期間を有することとなる。そして、各ブロックに
おけるL個の行電極は、L個のアクセス期間毎に順次選
択される。なお、各グループアドレス期間においては、
下位ビットに対応するブロックから順に上位ビットに対
応するブロックに向かって選択されている。このような
動作方法により、時間階調方式のみを用いて8階調の表
示を実現することが可能となる。
は、4階調を有する面積階調方式と8階調を有する時間
階調方式とを組み合わせて、64階調の表示を行う動作
方法が開示されており、図11に示すようなアドレスシ
ーケンスが開示されている。4階調を有する面積階調方
式としては、例えば各画素に対応する列電極を、幅が
1:2である2本の電極線に分離し、各画素を面積比が
1:2となるような副画素から構成することによって実
現できる。
は、各画素に対する映像信号は、各フレーム期間におい
て上位ビットデータから順に下位ビットデータへ向かっ
て行って書き込まれている。なお、最上位ビット以外の
データから書き込まれるブロックでは、最下位ビットデ
ータが書き込まれた後に最上位ビットデータの書き込み
を行い、以後順に下位ビットのデータを書き込んでい
る。
た特開平2−893号公報や特開平1−287600号
公報に開示された時間多重アドレシングには、以下に示
すような問題点を有していた。
がって各画素を選択していくと、大文字の1に対応する
アドレスのタイミングはグループアドレス期間の第1の
アクセス期間であるのに対し、直後の大文字の3に対応
するアドレスのタイミングはグループアドレス期間の第
3のアクセス期間となっているため、実際には大文字の
1に対応した下位ビットのデータの保持期間は、5個の
アクセス期間分となっている。同様に考えると、上位ビ
ットのデータの保持期間は11個のアクセス期間分、中
位ビットのデータの保持期間は5個のアクセス期間分と
なってしまう。
ルのそれぞれについて、どれだけのアクセス期間分デー
タが保持されるかを調べてみると、図12に示すような
結果となってしまう。この図から分かるように、図10
に示したアドレスシーケンスに従えば、異なるグレース
ケールにおいて、同一のデータ保持時間を有してしま
い、滑らかな多階調表示を行うことができなくなってし
まう。
が一般の場合であっても同様に異なるグレースケールに
おいて同一のデータ保持時間を有する組が存在してしま
う。
にしたがって、64個のグレースケールにおける輝度を
調べたところ、図13に示すような結果となってしまっ
た。なお、ここでは面積階調方式と時間階調方式とを組
み合わせた場合であるため、面積とデータ保持時間との
積によって輝度を定義している。つまり、図13に示し
た輝度は実質的な輝度ではなく、各グレースケールにお
ける実質的な輝度の比を表している。ここでは、実質的
な輝度が、映像信号の各ビットに対する保持時間と、該
ビットのデータを書き込んでいるときの画素のON状態
の面積との積を、映像信号の全ビットに関して総和を取
った値に比例することを用いて、前記各グレースケール
における実質的な輝度の比を求めた。
アドレスシーケンスに従えば、複数個所において階調反
転が生じており、やはり滑らかな多階調表示を行うこと
ができなくなってしまう。
たものであり、滑らかな多階調表示を行うことのできる
表示装置の動作方法を提供することを目的とするもので
ある。
表示装置の動作方法は、マトリクス状に配置された複数
の画素を有し、各画素が複数の安定輝度状態を有する表
示装置の動作方法であって、長さが2倍ずつ異なるM個
(M≧2)の時間周期からなるフレーム期間中に、Mビ
ットのデータと同値に表される映像信号に応じて前記M
個の時間周期のうち任意の時間周期で画素をオン状態と
することにより、1フレーム期間あたりに画素がオン状
態となる時間の制御を行って多階調表示を行う表示装置
の動作方法において、各フレーム期間に配置された前記
M個の時間周期は時系列的に長くなるように配置されて
おり、最も長い時間周期の直後には最も短い時間周期を
配置し、K番目(1≦K≦M)に短い時間周期は、M個
のアクセス期間を有するグループアドレス期間を2 K-1
個有し、前記各映像信号と、これに対する1フレーム期
間あたりの画素のオン状態時間とを1対1に対応させ、
かつ前記画素のオン状態時間の大小関係が各映像信号の
大小関係と等しくなるようにMビットのデータと同値な
表示用データ信号を作成し、該表示用データ信号を用い
て表示装置を動作させることを特徴とするものである。
法は、請求項1記載の表示装置の動作方法において、前
記表示用データ信号における下からK桁目(1≦K≦
M)のデータを前記M個の時間周期のうちK番目に短い
時間周期に割り当てて表示装置を動作させることを特徴
とするものである。
法は、マトリクス状に配置された複数の画素を有し、各
画素はN通り(N≧3)の異なる面積をオン状態とし得
る副画素に分割され、各画素が複数の安定輝度状態を有
する表示装置の動作方法であって、長さがN倍ずつ異な
るM個(M≧2)の時間周期からなるフレーム期間中
に、N進数M桁のデータと同値に表される映像信号に応
じて前記M個の時間周期のうち任意の時間周期で画素に
含まれる任意の副画素をオン状態とすることにより、1
フレーム期間あたりに各画素内の副画素がオン状態とな
る時間及び面積の制御を行って多階調表示を行う表示装
置の動作方法において、各フレーム期間に配置された前
記M個の時間周期は時系列的に長くなるように配置され
ており、最も長い時間周期の直後には最も短い時間周期
を配置し、K番目(1≦K≦M)に短い時間周期は、M
個のアクセス期間を有するグループアドレス期間をN
K-1 個有し、前記各映像信号と、これに対する各時間周
期と該時間周期における画素のオン状態の面積との積の
各時間周期に関する総和とを1対1に対応させ、かつ前
記総和の大小関係が各映像信号の大小関係と等しくなる
ようにN進数M桁のデータと同値な表示用データ信号を
作成し、該表示用データ信号を用いて表示装置を動作さ
せることを特徴とするものである。
法は、請求項3記載の表示装置の動作方法において、前
記表示用データ信号における下からK桁目(1≦K≦
M)のデータを前記M個の時間周期のうちK番目に短い
時間周期に割り当てることにより、前記M個の時間周期
のうち任意の時間周期において画素をオン状態とすると
共に、前記下からK桁目のデータに応じて各画素内の副
画素がオン状態となる面積を制御することにより表示装
置を動作させることを特徴とするものである。
法は、請求項1乃至4記載の表示装置の動作方法におい
て、前記フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割
し、該サブフレーム期間毎に異なる色特性を有する光を
表示装置の背面から照射し、該サブフレーム期間におい
て、前記M個の時間周期を時系列的に長くなるように配
置し、かつ最も長い時間周期の直後には最も短い時間周
期を配置し、各サブフレーム期間において、M桁の映像
信号に対応する表示用データが全て書き込まれた画素
は、少なくともその後全ての画素に対して前記M桁の映
像信号に対応する表示用データが全て書き込まれるまで
の間、OFF状態とすることを特徴とするものである。
法は、請求項5記載の表示装置の動作方法において、前
記各サブフレーム期間は、表示装置を背面から照射する
光の色特性を切り替えるためのリセット期間を更に有し
ており、該リセット期間は、各画素を選択するためのア
クセス期間の整数倍であることを特徴とするものであ
る。
法は、請求項1乃至6記載の表示装置の動作方法におい
て、前記表示装置が強誘電性液晶を用いた液晶表示装置
であることを特徴とするものである。
する。
間階調方式のみを用いて2M階調の表示を行うものであ
る。本請求項のように、異なる映像信号に対しては画素
のON状態となる時間を異ならせることによって、異な
るグレースケールにおいて同一のデータ保持時間を有す
ることが無くなり、かつ画素のON状態時間の大小関係
が各映像信号の大小関係と等しくなるように表示用デー
タ信号を作成し、該表示用データ信号を用いて表示装置
を動作させることによって階調反転を生じることが無く
なるので、滑らかな多階調表示を行うことが可能であ
る。
表示装置を動作させるには、例えば下からK桁目(1≦
K≦M)のデータを前記M個の時間周期のうちK番目に
短い時間周期に割り当てれば良い。
階調の面積階調方式と2M階調の時間階調方式とを組み
合わせてNM階調の表示を行うものである。本請求項の
ように、異なる映像信号に対しては、各時間周期と該時
間周期における画素のON状態の面積との積の各時間周
期に関する総和を異ならせることによって、異なるグレ
ースケールにおいて同一の輝度比を有することが無くな
り、かつ前記総和の大小関係が各映像信号の大小関係と
等しくなるように表示用データ信号を作成し、該表示用
データ信号を用いて表示装置を動作させることによって
階調反転を生じることが無くなるので、滑らかな多階調
表示を行うことが可能である。
表示装置を動作させるには、例えば下からK桁目(1≦
K≦M)のデータを前記M個の時間周期のうちK番目に
短い時間周期に割り当てると共に、前記下からK桁目の
データに応じて各画素内の副画素がオン状態となる面積
を制御すれば良い。
レーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、各サブ
フレーム期間においてそれぞれ異なる色特性を有する背
面照明を用いることにより多色表示をおこなう、いわゆ
るタイムシーケンシャル方式に適用しても良い。このタ
イムシーケンシャル方式に適用する場合、各サブフレー
ム期間において、各画素には一つの表示用データを書き
込む必要があるが、先に該データが書き込まれた画素
は、その後全ての画素に対して表示用データが書き込ま
れるまでの間OFF状態としておけば良い。
に、表示装置を背面から照射する光の色特性を切り替え
るためのリセット期間を更に設けた場合、該リセット期
間を、各画素を選択するためのアクセス期間の整数倍と
することにより、該リセット期間を設定するための新た
なクロックを必要とすることがなく、回路規模及びコス
トの増加を防ぐことがで可能となる。
液晶表示装置とした場合、高開口率、広視野角、低コス
トを実現することが可能となる。
に説明する。なお、以下の説明においては、マトリクス
状に配置された複数の画素を有し、各画素が複数の安定
輝度状態を有する表示装置として、複数の行電極が形成
された第1の基板と、複数の列電極が形成された第2の
基板とを、互いの電極形成面を対向させて貼り合わせ、
基板間に強誘電性液晶を注入封止した液晶表示装置を例
に挙げて説明する。
ついて、図1を用いて以下に説明する。本実施形態は、
時間階調方式のみを用いて2M階調の表示を行う場合を
示したものであり、図1は本実施形態におけるアドレス
シーケンスを示す図である。なお、本実施形態では時間
階調方式のみを用いているため、各フレーム期間は長さ
が2倍ずつ異なるM個の時間周期(1)、(22)、
(3333)、…、(MMMM…M)からなっている。なお、
K番目(1≦K≦M)の時間周期(KKKK…K)は、2
K-1個のグループアドレス期間から構成されている。そ
して、Mビットの映像信号から作成される表示用データ
信号のうち下からK桁目のデータはK番目の時間周期に
割り当てられる。
ては、各画素に対する表示用データ信号の書き込みは、
各フレーム期間において、下位ビットデータから順に上
位ビットデータへ向かって書き込まれている。なお、ブ
ロック2M-1+1〜ブロック2M−1に含まれる画素にお
いては、中位ビットデータ或いは最上位ビットデータか
ら書き込まれているため、これらのブロックにおいては
最上位ビットのデータを書き込んだ後、最下位ビットの
データを書き込み、以後順に上位ビットのデータを書き
込んでいる。
ドレス期間を有し、各グループアドレス期間がM個のア
クセス期間(図示せず)を有している点は従来技術と同
様である。
ループアドレス期間で選択されるブロックは、該グルー
プアドレス期間において大文字が割り当てられたM個の
ブロックのみである。その他のブロックについては、該
フレーム期間で初めて選択されるまでの間は先行フレー
ム期間のデータを保持している。
びこれから作成される表示用データ信号はMビットのデ
ータと同値に表現することができる。そして、本実施形
態のように図1に示したアドレスシーケンスに従えば、
前記Mビットの表示用データ信号のうち最下位ビットの
データの保持時間はM+1個のアクセス期間分となって
おり、下2桁目のビットのデータの保持時間は2M+1
個のアクセス期間分となっている。
のビットのデータの保持時間はM×2K-1+1個のアク
セス期間分となっているが、最上位ビット(下からM桁
目)のデータの保持期間だけは、M×(2M-1−1)+
1個のアクセス期間分となっている。このため、最上位
ビットに対する重み付けは、その他の全てのビットに対
する重み付けの総和よりも小さくなっている。
にしたがって、映像信号をそのまま表示用データ信号と
して用いて表示装置を動作させれば、i番目のグレース
ケールにおけるデータ保持期間をTiとしたとき、殆ど
の場合においてTi<Ti+1となるが、i=2M-1−1の
場合にのみTi>Ti+1となってしまう。なお、ここでは
最も暗いグレースケールを0番目のグレースケールとし
て考えている。例えば、最も明るいグレースケールは2
M−1番目のグレースケールとなる。
示に用いる表示用データ信号を作成する際に、最上位ビ
ットのみ0で残りの全てのビットが1である2M-1−1
番目の映像信号を2M-1番目の表示用データ信号とし、
最上位ビットのみ1で残りの全てのビットが0である2
M-1番目の映像信号を2M-1−1番目の表示用データ信号
とし、他の映像信号はそのまま表示用データ信号とする
ことにより、この表示用データ信号を用いて表示装置を
動作させれば、全てのiに対してTi<Ti+1が成り立
ち、各階調におけるデータ保持時間は1対1に対応し、
かつ階調反転も無いような、滑らかな多階調表示を行う
ことが可能となる。
ついて、図2を用いて以下に説明する。本実施形態は、
N階調を有する面積階調方式と2M階調を有する時間階
調方式とを組み合わせてNM階調の表示を行う場合を示
したものであり、図2は本実施形態におけるアドレスシ
ーケンスを示す図である。N=2の場合は実施形態1と
同様の結果となるので、ここではN≧3として説明す
る。なお、本実施形態ではN階調を有する面積階調方式
と組み合わせて時間階調方式を用いているため、各フレ
ーム期間は長さがN倍ずつ異なるM個の時間周期
(1)、(2222…2)、(3333…3)、…、(M
MMM…M)からなっている。また、K番目(1≦K≦M)
の時間周期(KKKK…K)は、NK-1個のグループアドレ
ス期間から構成されている。そして、N進数M桁と同値
な映像信号から作成される表示用データ信号のうち、下
からK桁目のデータはK番目の時間周期に割り当てられ
る。
ても、各画素に対する表示用データ信号の書き込みは、
各フレーム期間において下位ビットデータから順に上位
ビットデータへ向かって書き込まれている。なお、ブロ
ックNM-1+1〜ブロックA−1(ただし、A=(NM−
1)/(N−1)である)に含まれる画素においては、
中位ビットデータ或いは最上位ビットデータから書き込
まれているため、これらのブロックにおいては最上位ビ
ットのデータを書き込んだ後、最下位ビットのデータを
書き込み、以後順に上位ビットのデータを書き込んでい
る。
ドレス期間を有し、各グループアドレス期間がM個のア
クセス期間(図示せず)を有している点は従来技術と同
様である。
期間における最初のグループアドレス期間で選択されな
いブロックは、該フレーム期間で始めて選択されるまで
の間は先行フレーム期間のデータを保持している。
びこれから作成される表示用データ信号はN進数M桁の
データと同値に表現することができる。N階調の面積階
調を行うためには、各画素はN通りの異なる面積(面積
が0の場合も含む)を表示しうる副画素に分割すれば良
い。このとき、N通りの面積の比は0:1:2:…:N
−1となる。そして、各時間周期において、映像信号の
データに応じた面積だけON状態とすることにより、上
記の面積階調が達成される。
ドレスシーケンスに従えば、前記M桁のN進数データの
うち最下位ビットのデータの保持期間はM+1個のアク
セス期間分となっており、下2桁目のビットのデータの
保持期間はM×N+1個のアクセス期間分となってい
る。
に対する重み付けと、その他の各ビットが飽和したとき
の重み付けの総和とを比較してみる。最上位ビットのデ
ータは、M番目の時間周期(MMMM…M)における最初の
グループアドレス期間のうち、M番目の(つまり最後
の)アクセス期間で選択され、その後NM-1−1個のグ
ループアドレス期間の間保持され、その後のグループア
ドレス期間において次フレームの映像信号の最下位ビッ
トのデータが、該グループアドレス期間のうち最初のア
クセス期間で選択されるまでの間保持される。
々M個のアクセス期間を有するNM-1個のグループアド
レス期間のうち、最初のグループアドレス期間のみ1個
のアクセス期間分だけデータが保持され、その他のN
M-1−1個のグループアドレス期間においてはM個のア
クセス期間分データが保持される。従って、前記最上位
ビットのデータ保持期間は、M×(NM-1−1)+1個
のアクセス期間分となり、これが最上位ビットの繰り上
がり分に対する重み付けとなる。
間について考えてみる。一般に、下からK桁目(1≦K
≦M−1)のビットのデータは、K番目の時間周期(K
KKK…K)(これはNK-1個のグループアドレス期間を有
する)における最初のグループアドレス期間のうち、K
番目のアクセス期間で選択され、その後NK-1−1個の
グループアドレス期間の間保持され、その後のグループ
アドレス期間において下からK+1桁目のビットのデー
タが、該グループアドレス期間のうちK+1番目のアク
セス期間で選択されるまでの間保持される。
タは、各々M個のアクセス期間を有するNK-1個のグル
ープアドレス期間のうち、最初のグループアドレス期間
のみM−K+1個のアクセス期間分だけデータが保持さ
れ、その他のNM-1−1個のグループアドレス期間にお
いてはM個のアクセス期間分データが保持され、その後
のグループアドレス期間においてK個のアクセス期間分
だけデータが保持される。従って、前記下からK桁目の
ビットのデータ保持期間は、M−K+1とM×(NK-1
−1)とKの和であるM×NK-1+1個のアクセス期間
分となる。
持期間は、上記値についてK=1からK=M−1までの
総和を取れば良いので、結局M×(1+N+N2+…+
NM-2)+M−1となる。
は、これらのビットに対する時間周期の間、各画素の面
積の比は最も大きくN−1となっている。つまり、前記
最上位以外のビットの全データの保持期間中は、常に面
積比N−1の分だけ各画素がON状態となるので、結局
最上位以外の各ビットが飽和したときの重み付けの総和
は、M×(NM-1−1)+(M−1)×(N−1)とな
る。
(M−1)×(N−1)>1となり、結局最上位ビット
の繰り上がり分に対する重み付けよりも、その他の各ビ
ットが飽和したときの重み付けの総和のほうが大きくな
っている。つまり、図2に示したアドレスシーケンスに
したがって、映像信号をそのまま表示用データ信号とし
て用いて表示装置を動作させれば、前記映像信号の最上
位ビットが1つ繰り上がる前後において階調が反転して
しまう。
と同値である映像信号から実際に表示に用いる表示用デ
ータ信号を作成する際に、映像信号の最上位ビットが繰
り上がる前後において適宜入れ替えることにより、階調
反転が無く滑らかな多階調表示を行うことが可能とな
る。
れ替える映像信号は1組とは限らず、Nの値に応じて決
まる。
する。なお、説明を簡単にするために、以下の実施例に
おいては、各ブロックに含まれる行電極の数Xは1とし
ているが、X≧2としても本発明の作用・効果は同様に
得ることができる。
調方式のみを用いて8階調の表示を行う場合について説
明する。つまり、実施形態1においてN=2、M=3の
場合の例である。本実施例の場合、映像信号は3ビット
のデータと同値に表現することができる。つまり、0番
目、1番目、…、7番目の8個の各映像信号は、3ビッ
トのデータと表1に示すように対応づけられている。
図3に示すように、各フレーム期間は映像信号から作成
される表示用データ信号の下位ビットに対応する時間周
期(1)、中位ビットに対応する時間周期(22)、及
び上位ビットに対応する時間周期(3333)の3つの時
間周期を有しており、それぞれ1個、2個及び4個のグ
ループアドレス期間を有している。また、各グループア
ドレス期間は3つのアクセス期間を有している。
時間について調べてみる。下位ビットのデータに対する
保持時間は大文字の1に対応するアドレスのタイミング
から大文字の2に対応するアドレスのタイミングまでの
時間であり、この時間は4個のアクセス期間分となって
いる。同様に、中位ビットのデータに対する保持時間は
大文字の2に対応するアドレスのタイミングから大文字
の3に対応するアドレスのタイミングまでの時間であ
り、この時間は7個のアクセス期間分となっている。最
後に、上位ビットのデータに対する保持時間は大文字の
3に対応するアドレスのタイミングから、次フレームの
大文字の1に対応するアドレスのタイミングまでの時間
であり、この時間は10個の選択期間分となっている。
そのまま用いた場合、3番目の映像信号に対するデータ
保持時間のほうが4番目の映像信号に対するデータ保持
時間よりも長くなってしまう。従って、実際に表示に用
いる表示用データ信号は、3番目の映像信号と4番目の
映像信号とが入れ替わり、その他の映像信号はそのまま
表示用データ信号となるように作成すれば良い。表2に
各映像信号と表示用データ信号及びこれらに対応するデ
ータ保持時間の関係を示す。
信号を作成して表示装置を動作させれば、図4に示すよ
うに各映像信号とこれに対するデータ保持時間とは、階
調反転を起こすことなく1対1に対応し、滑らかな階調
表示を行うことが可能となる。
調方式のみを用いて16階調の表示を行う場合について
説明する。つまり、実施形態1においてN=2、M=4
の場合の例である。本実施例の場合、映像信号は4ビッ
トのデータと同値に表現することができる。つまり、0
番目、1番目、…、15番目の16個の各映像信号は、
4ビットのデータと表3に示すように対応づけられてい
る。
図5に示すように、各フレーム期間は映像信号から作成
される表示用データ信号の最下位ビットに対応する時間
周期(1)、下から2桁目のビットに対応する時間周期
(22)、下から3桁目のビットに対応する時間周期
(3333)、及び下から4桁目(最上位)のビットに対
応する時間周期(44444444)の4つの時間周期を有し
ており、それぞれ1個、2個、4個、及び8個のグルー
プアドレス期間を有している。また、各グループアドレ
ス期間は4つのアクセス期間を有している。
時間について調べてみる。最下位ビットのデータに対す
る保持時間は大文字の1に対応するアドレスのタイミン
グから大文字の2に対応するアドレスのタイミングまで
の時間であり、この時間は5個のアクセス期間分となっ
ている。同様に、下から2桁目のビットのデータに対す
る保持時間は大文字の2に対応するアドレスのタイミン
グから大文字の3に対応するアドレスのタイミングまで
の時間であり、この時間は9個のアクセス期間分となっ
ている。また、下から3桁目のビットのデータに対する
保持時間は大文字の3に対応するアドレスのタイミング
から大文字の4に対応するアドレスのタイミングまでの
時間であり、この時間は17個のアクセス期間分となっ
ている。最後に、最上位ビットのデータに対する保持時
間は大文字の4に対応するアドレスのタイミングから、
次フレームの大文字の1に対応するアドレスのタイミン
グまでの時間であり、この時間は29個の選択期間分と
なっている。
信号をそのまま用いた場合、7番目のグレースケールよ
りも8番目のグレースケールの方がデータの保持時間が
短くなってしまう。従って、実際に表示に用いる表示用
データ信号は、7番目の映像信号と8番目の映像信号と
が入れ替わり、その他の映像信号はそのまま表示用デー
タ信号となるように作成すれば良い。表4に各映像信号
と表示用データ信号及びこれらに対応するデータ保持時
間の関係を示す。
信号を作成して表示装置を動作させれば、図6に示すよ
うに各映像信号とこれに対するデータ保持時間とは、階
調反転を起こすことなく1対1に対応し、滑らかな階調
表示を行うことが可能となる。
の面積変調方式と8階調の時間変調方式とを組み合わせ
て64階調の表示を行う場合について説明する。つま
り、実施形態2においてN=4、M=3の場合の例であ
る。本実施例の場合、映像信号は4進数3桁のデータと
同値に表現することができる。つまり、0番目、1番
目、…、63番目の64個の各映像信号は、4進数3桁
のデータと表5に示すように対応づけられている。
図7に示すように、各フレーム期間は映像信号から作成
される表示用データ信号の最下位ビットに対応する時間
周期(1)、下から2桁目のビットに対応する時間周期
(2222)、下から3桁目のビットに対応する時間周期
(3333…3)の3つの時間周期を有しており、それぞれ
1個、4個、及び16個のグループアドレス期間を有し
ている。また、各グループアドレス期間は3つのアクセ
ス期間を有している。
時間について調べてみる。下位ビットのデータに対する
保持時間は大文字の1に対応するアドレスのタイミング
から大文字の2に対応するアドレスのタイミングまでの
時間であり、この時間は4個のアクセス期間分となって
いる。同様に、中位ビットのデータに対する保持時間は
大文字の2に対応するアドレスのタイミングから大文字
の3に対応するアドレスのタイミングまでの時間であ
り、この時間は13個のアクセス期間分となっている。
最後に、上位ビットのデータに対する保持時間は大文字
の3に対応するアドレスのタイミングから、次フレーム
の大文字の1に対応するアドレスのタイミングまでの時
間であり、この時間は46個の選択期間分となってい
る。
素からなっており、共にOFFとする場合、面積比1の
副画素のみONとする場合、面積比2の副画素のみON
とする場合、及び共にONとする場合の4通りの異なる
面積をON状態とすることができるように構成される。
これは、各画素に対応する列電極を、幅が1:2となる
ように2本に分けることによって実現することが可能で
ある。
のまま用いた場合、各映像信号に対応する輝度の比を従
来技術において説明した数式に従って求めてみると、1
4〜17番目の映像信号、30〜33番目の映像信号、
及び46〜49番目の映像信号において、輝度比が単調
に増加しなくなってしまう。つまり、4進数3桁の映像
信号のうち、最上位のビットが繰り上がる16番目の映
像信号、32番目の映像信号、及び48番目の映像信号
の前後において、映像信号の大小関係と輝度比の大小関
係とが等しくなくなってしまう。
信号は、これらの映像信号が適宜入れ替わり、その他の
映像信号はそのまま表示用データ信号となるように作成
すれば良い。表6に各映像信号と表示用データ信号及び
これらに対応する輝度比の関係を示す。
信号を作成して表示装置を動作させれば、図8に示すよ
うに各映像信号とこれに対するデータ保持時間とは、階
調反転を起こすことなく1対1に対応し、滑らかな階調
表示を行うことが可能となる。
調方式のみを用いて8階調の表示を行い、これをタイム
シーケンシャル方式に適用してカラー表示を行う場合に
ついて説明する。前記タイムシーケンシャル方式とは、
各画素のフレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割
し、各サブフレーム期間においてそれぞれ異なる色特性
を有する照明装置を用いて表示するものである。つま
り、複数の色を平面的に並べて多色化を行うのではな
く、時系列に並べて多色化を実現するものである。
素のみを用いて多色化が実現できるため、開口率が高
く、かつ高精細化も容易であるというメリットを有して
いる。その反面、高速応答が要求されるため、この方式
を用いるにはTN液晶やSTN液晶よりも応答速度の早
い強誘電性液晶を用いることが有効である。
ータと同値に表現することができる。この3ビットのデ
ータと各グレースケールとの対応は、表1に示した実施
例1の場合と同様である。
図9に示すように、フレーム期間が赤表示用のサブフレ
ーム、緑表示用のサブフレーム、及び青表示用のサブフ
レームの3つのサブフレームからなっている。また、各
サブフレーム期間は映像信号から作成される表示用デー
タ信号の下位ビットに対応する時間周期(1)、中位ビ
ットに対応する時間周期(22)、及び上位ビットに対
応する時間周期(3333)の3つの時間周期を有してお
り、それぞれ1個、2個及び4個のグループアドレス期
間を有している。また、各グループアドレス期間は3つ
のアクセス期間を有している。
ープアドレス期間を有しており、この点が実施例1と異
なっている。つまり、各サブフレーム期間において、各
画素は1つの表示用データが書き込まれており、先に該
データが書き込まれた画素は、その後全ての画素に対し
て表示用データが書き込まれるまでの間OFF状態とな
っている。これは、例えば赤表示用のサブフレーム期間
で書き込まれたデータを、緑表示用である次のサブフレ
ーム期間中にまたがって保持することが許されないため
である。なお、一般にN階調の面積階調方式と2M階調
の時間階調方式とを組み合わせた場合、前記サブフレー
ム期間はNM-1−1+(NM−1)/(N−1)個のグル
ープアドレス期間からなる。つまり、実施例3に示した
動作方法を本実施例のようにタイムシーケンシャル方式
に適用すれば、前記サブフレーム期間は36個のグルー
プアドレス期間を有することになる。
を切り替える時間だけリセット期間を有している。この
リセット期間はアクセス期間の整数倍、例えば1倍とす
れば、新たなクロック信号を必要としないので有効とな
る。
施例1と同様なので説明を省略する。この場合も、実際
に表示に用いる表示用データ信号は、3番目の映像信号
と4番目の映像信号とが入れ替わり、その他の映像信号
はそのまま表示用データ信号となるように表示用データ
信号作成し、この表示用データ信号を用いて表示装置を
動作させることにより、各映像信号とそれに対応する保
持時間とは階調反転を起こすことなく1対1に対応し、
滑らかな階調表示を行うことが可能となる。
方式を用いて多色表示を行う例を示したが、本発明の動
作方法はこれに限らずカラーフィルタ方式を用いて多色
表示を行っても良いことは言うまでもない。
装置の動作方法に関するものであり、強誘電液晶を用い
た液晶表示装置の動作方法に限定されることなく、プラ
ズマディスプレイやその他の表示装置の動作方法にも適
用することができる。
の動作方法によれば、時間階調方式のみを用いて2M階
調の表示を行う場合、異なる映像信号に対しては画素の
ON状態時間を異ならせることによって異なるグレース
ケールにおいて同一のデータ保持時間を有することが無
くなり、かつ画素のON状態時間の大小関係を各映像信
号の大小関係と等しくなるように表示用データを作成
し、該表示用データを用いて表示装置を動作させること
によって階調反転を生じることが無くなるので、滑らか
な多階調表示を行うことができるという効果を奏する。
時間階調方式とを組み合わせてNM階調の表示を行う場
合でも、異なる映像信号に対しては各時間周期と該時間
周期における画素のON状態の面積との積の各時間周期
に関する総和を異ならせることによって異なるグレース
ケールにおいて同一の輝度比を有することが無くなり、
かつ前記総和の大小関係を各映像信号の大小関係と等し
くなるように表示用データを作成し、該表示用データを
用いて表示装置を動作させることによって階調反転を生
じることが無くなるので、滑らかな多階調表示を行うこ
とができるという効果を奏する。
う場合、異なる映像信号に対しては画素のON状態時間
を異ならせるためには、前記フレーム期間において、前
記時間周期を時系列的に長くなるように配置し、かつ最
も長い時間周期の直後には最も短い時間周期を配置する
ことが有効である。また、時間階調方式と面積階調方式
とを組み合わせて多階調表示を行う場合、上述したよう
に時間周期を配置することによって階調反転が生じる個
所を減少させることができるという効果を奏する。
フレーム期間に分割し、各サブフレーム期間においてそ
れぞれ異なる色特性を有する背面照明を用いることによ
り多色表示をおこなう、いわゆるタイムシーケンシャル
方式に適用すれば、カラーフィルタを用いる事なく多色
表示が可能となるので低コスト化を図ることが可能とな
る。
に、表示装置を背面から照射する光の色特性を切り替え
るためのリセット期間を更に設けた場合、該リセット期
間を、各画素を選択するためのアクセス期間の整数倍と
することにより、該リセット期間を設定するための新た
なクロックを必要とすることがなく、回路規模及びコス
トの増加を防ぐことがで可能となる。
液晶表示装置とした場合、高開口率、広視野角、低コス
トを実現することが可能となる。また、強誘電性液晶の
高速応答性から、前記タイムシーケンシャル方式の適用
が容易となる。
法を説明するためのアドレスシーケンスを示す図であ
る。
法を説明するためのアドレスシーケンスを示す図であ
る。
るためのアドレスシーケンスを示す図である。
動作させた場合の各データの輝度比とグレースケールと
の関係を示した図である。
るためのアドレスシーケンスを示す図である。
動作させた場合の各データの輝度比とグレースケールと
の関係を示した図である。
るためのアドレスシーケンスを示す図である。
動作させた場合の各データの輝度比とグレースケールと
の関係を示した図である。
るためのアドレスシーケンスを示す図である。
の動作方法について説明するためのアドレスシーケンス
図である。
の動作方法について説明するためのアドレスシーケンス
図である。
って動作させた場合の各データの輝度比とグレースケー
ルとの関係を示した図である。
って動作させた場合の各データの輝度比とグレースケー
ルとの関係を示した図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の画素を
有し、各画素が複数の安定輝度状態を有する表示装置の
動作方法であって、長さが2倍ずつ異なるM個(M≧
2)の時間周期からなるフレーム期間中に、Mビットの
データと同値に表される映像信号に応じて前記M個の時
間周期のうち任意の時間周期で画素をオン状態とするこ
とにより、1フレーム期間あたりに画素がオン状態とな
る時間の制御を行って多階調表示を行う表示装置の動作
方法において、各フレーム期間に配置された前記M個の時間周期は時系
列的に長くなるように配置されており、最も長い時間周
期の直後には最も短い時間周期を配置し、 K番目(1≦K≦M)に短い時間周期は、M個のアクセ
ス期間を有するグループアドレス期間を2 K-1 個有し、 前記各映像信号と、これに対する1フレーム期間あたり
の画素のオン状態時間とを1対1に対応させ、かつ前記
画素のオン状態時間の大小関係が各映像信号の大小関係
と等しくなるようにMビットのデータと同値な表示用デ
ータ信号を作成し、 該表示用データ信号を用いて表示装置を動作させること
を特徴とする表示装置の動作方法。 - 【請求項2】 前記表示用データ信号における下からK
桁目(1≦K≦M)のデータを前記M個の時間周期のう
ちK番目に短い時間周期に割り当てて表示装置を動作さ
せることを特徴とする請求項1記載の表示装置の動作方
法。 - 【請求項3】 マトリクス状に配置された複数の画素を
有し、各画素はN通り(N≧3)の異なる面積をオン状
態とし得る副画素に分割され、各画素が複数の安定輝度
状態を有する表示装置の動作方法であって、長さがN倍
ずつ異なるM個(M≧2)の時間周期からなるフレーム
期間中に、N進数M桁のデータと同値に表される映像信
号に応じて前記M個の時間周期のうち任意の時間周期で
画素に含まれる任意の副画素をオン状態とすることによ
り、1フレーム期間あたりに各画素内の副画素がオン状
態となる時間及び面積の制御を行って多階調表示を行う
表示装置の動作方法において、各フレーム期間に配置された前記M個の時間周期は時系
列的に長くなるように配置されており、最も長い時間周
期の直後には最も短い時間周期を配置し、 K番目(1≦K≦M)に短い時間周期は、M個のアクセ
ス期間を有するグループアドレス期間をN K-1 個有し、 前記各映像信号と、これに対する各時間周期と該時間周
期における画素のオン状態の面積との積の各時間周期に
関する総和とを1対1に対応させ、かつ前記総和の大小
関係が各映像信号の大小関係と等しくなるようにN進数
M桁のデータと同値な表示用データ信号を作成し、 該表示用データ信号を用いて表示装置を動作させること
を特徴とする表示装置の動作方法。 - 【請求項4】 前記表示用データ信号における下からK
桁目(1≦K≦M)のデータを前記M個の時間周期のう
ちK番目に短い時間周期に割り当てることにより、前記
M個の時間周期のうち任意の時間周期において画素をオ
ン状態とすると共に、前記下からK桁目のデータに応じ
て各画素内の副画素がオン状態となる面積を制御するこ
とにより表示装置を動作させることを特徴とする請求項
3記載の表示装置の動作方法。 - 【請求項5】 前記フレーム期間を複数のサブフレーム
期間に分割し、該サブフレーム期間毎に異なる色特性を
有する光を表示装置の背面から照射し、該サブフレーム
期間において、前記M個の時間周期を時系列的に長くな
るように配置し、かつ最も長い時間周期の直後には最も
短い時間周期を配置し、各サブフレーム期間において、
M桁の映像信号に対応する表示用データが全て書き込ま
れた画素は、少なくともその後全ての画素に対して前記
M桁の映像信号に対応する表示用データが全て書き込ま
れるまでの間、OFF状態とすることを特徴とする請求
項1乃至4記載の表示装置の動作方法。 - 【請求項6】 前記各サブフレーム期間は、表示装置を
背面から照射する光の色特性を切り替えるためのリセッ
ト期間を更に有しており、該リセット期間は、各画素を
選択するためのアクセス期間の整数倍であることを特徴
とする請求項5記載の表示装置の動作方法。 - 【請求項7】 前記表示装置は、強誘電性液晶を用いた
液晶表示装置であることを特徴とする請求項1乃至6記
載の表示装置の動作方法。
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