JPH0667620A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPH0667620A
JPH0667620A JP20987091A JP20987091A JPH0667620A JP H0667620 A JPH0667620 A JP H0667620A JP 20987091 A JP20987091 A JP 20987091A JP 20987091 A JP20987091 A JP 20987091A JP H0667620 A JPH0667620 A JP H0667620A
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signal
voltage
liquid crystal
display device
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JP20987091A
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Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Masaaki Hiroki
正明 廣木
Yasuhiko Takemura
保彦 竹村
Eiji Sato
英司 佐藤
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Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調表示の可能な画像表示装置で、精密で素
子間のばらつきによる影響の少ない階調表示装置を提供
する。 【構成】 アクティブマトリクス型電気光学装置で、外
部から供給されるアナログの映像信号を二進法表示によ
ってデジタル化し、このデジタル信号を各画素ごとの特
性データをもとに補正し、アクティブマトリクス型電気
光学装置に出力することによって、画素の特性によるば
らつきを相殺し、均質な画像を得る画像表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の利用分野】本発明は、駆動用スイッチング素子
として薄膜トランジスタ(以下TFTという)を使用し
た液晶電気光学装置に関する。特に本発明は、中間的な
色調や濃淡の表現に優れた表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶組成物はその物質特性から、分子軸
に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外
部の電界に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配
列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置
は、この誘電率の異方性を利用して、光の透過光量また
は散乱量を制御することでON/OFF、すなわち明暗
の表示をおこなっている。液晶材料としては、TN(ツ
インステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー
・ツインステッド・ネマティック)液晶、強誘電性液
晶、反強誘電性液晶、ポリマー液晶あるいは分散型液晶
とよばれる材料が知られている。
【0003】液晶を利用した電気光学装置のうちでもっ
とも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリク
ス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリ
クス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として
薄膜トランジスタ(TFT)を用い、TFTにはアモル
ファスまたは多結晶型の半導体を用い、1つの画素にP
型またはN型のいずれか一方のみのタイプのTFTを用
いたものであった。即ち、一般にはNチャネル型TFT
(NTFTという)を画素に直列に連結している。そし
て、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの
信号線の直交する箇所に設けられたTFTに双方から信
号が印加されるとTFTがON状態となることを利用し
て液晶画素のON/OFFを個別に制御するものであっ
た。このような方法によって画素の制御をおこなうこと
によって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実
現することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といっ
た、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従
来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大
きさによって変わることを利用する方式が検討されてい
た。これは、例えば、マトリクス中のTFTのソース・
ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その
状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、
液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであ
った。
【0005】しかしながら、このような方法では、例え
ば、TFTの不均質性やマトリクス配線の不均質性のた
めに、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によっ
て、最低でも数%も異なってしまった。これに対し、例
えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性
が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するた
め、たとえ数%の違いでも、光透過性が著しく異なって
しまうことがあった。そのため、実際には16階調を達
成することが限界であった。例えば、TN液晶材料にお
いては、ON状態からOFF状態へ光透過性が変化す
る、いわゆる遷移領域は、1.2Vの幅しかなく、16
階調を達成せんとする場合には、1.2Vという狭い電
圧幅を16分割した75mVという小さな電圧の制御が
できる必要があり、そのため、製造歩留りは著しく低く
なった。
【0006】このように階調表示が困難であるというこ
とは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置
であるCRT(陰極線管)と競争してゆく上で極めて不
利であった。本発明は従来、困難であった階調表示を実
現させるための全く新しい方法を提案することを目的と
するものである。
【0007】
【問題を解決するための手段】本発明では、予め各画素
の特性を記憶した記憶装置を表示装置に組み込み、この
記憶装置に蓄えられた画素特性情報で入力映像信号を補
正し、適切な映像信号として、画素を駆動することを特
徴とする。例えば、Aという画素は、100という出力
を得るためには、50という入力でよく、また、Bとい
う画素では、同じ100を得るためには150という入
力を必要とする。このとき、例えば、AにもBにも10
0を入力すれば、Aは、例えば200の出力となり、B
は70の出力になってしまう。一般に、表示装置に供給
される映像信号は、各画素の特性に応じて補正がされて
いるわけではないので、、画素の特性がこのようにばら
ついていると、一様な明るさを得るつもりでも、極めて
むらの多い画面となってしまう。本発明は、このような
表示装置において、各画素ごとに補正した信号を入力
し、よって、むらの少ない画像を得るものである。
【0008】しかしながら、従来のように、アナログ的
な映像信号をそのまま用いる場合には、このような各画
素ごとの補正は極めて難しく、また、精度も高いものが
得られなかった。
【0009】例えば、ある画素に加えられる電圧は、入
力信号電圧の92%が最適である場合、入力信号が2.
52Vであったとすると、この演算をアナログ的におこ
なえば、演算回路の特性の誤差によって精度が決まり、
実際に画素に印加する電圧は、2.2Vから2.4Vと
いう広い帯域の中のもので、このような曖昧な電圧で
は、先に述べたように16階調という階調を達成するこ
とは不可能であった。
【0010】本発明はこの困難を解決するために、アナ
ログの映像信号をデジタル映像信号に変換し、そのデジ
タル映像信号を、各画素の特性によって補正し、得られ
た補正デジタル映像信号を画素に印加するという中間階
調表示に優れた表示装置を提案する。すなわち、各画素
の特性は、予めデジタル化された数値として、記憶装置
に記憶されており、デジタル映像信号とこの記憶された
特性とを演算させて、補正されたデジタル信号を得るこ
とを特徴とするものである。また、予め、各階調ごとの
各画素のデータを記憶装置に記憶させておき、画素と階
調とを指定することによって、記憶装置から、適切な信
号を読み出すことによっても同様な効果を得ることがで
きる。この場合にも、記憶装置に記憶されているデータ
はデジタル化された数値である。このように、全ての処
理をデジタル化することによって、むらの少ない高品質
な画像を得ることができる。
【0011】本発明の表示装置の例を図1および図2に
示す。例えば、図1のルックアップ・テーブルや図2の
補正データ・テーブルおよび補正演算回路が本発明の特
徴とするものである。以下、本発明を用いた装置での映
像信号の処理の過程を説明する。
【0012】図1、図2に示されているようにアナログ
映像信号は、アナログ輝度信号と同期信号に分離された
後、アナログ輝度信号はアナログ・デジタル・コンバー
タ(図では、A/D 8 bitで示される)に入力さ
れる。ここで、デジタル信号、例えば8ビットのデジタ
ル信号に変換される。このデジタル信号は、明るさ(階
調度数)の情報を含んでいる。一方、同期分離された同
期信号はシーケンス・コントロラーに送られ、ここから
各装置、例えば、ルックアップテーブルや補正データテ
ーブル、あるいは補正演算回路等、に分配されるが、こ
の信号には画素の位置(アドレス)の情報が含まれてい
る。図1の場合には、このデジタル輝度信号と同期信号
をもとに、対応する画素の、対応する明るさの場合に画
素に出力する信号がルックアップテーブルから引き出さ
れ、次段に送られる。また、図2の場合には、デジタル
輝度信号は補正演算回路に導かれるが、このとき、この
デジタル輝度信号に対応する画素の特性情報が同期信号
によって補正データテーブルから補正演算回路に送ら
れ、この補正データをもとに、デジタル輝度信号は補正
される。そして、次段に出力され、最終的には図6に示
すような回路を通じて、表示画面に送られる。
【0013】図2で示した補正方法を図3でより詳細に
説明する。図に示されているように表示画面データがデ
ジタル化されて補正演算回路に導入されると同時に各画
素(ピクセル)ごとの補正データが補正演算回路に導入
される。補正データは補正データテーブルに記憶されて
いるが、各データは、例えば、256階調の場合には8
ビットの容量を必要とし、この例では、画面は8行8列
の小規模なものであるから、8×8×8=512ビット
の小規模なものでよい。もっと大規模な、例えば、64
0×480ドットというマトリクスでも、4メガビット
の容量があれば十分である。補正テーブル用のメモリー
としては、DRAMやSRAM等のRAMやEPRO
M、EEPROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メ
モリーを使用すればよい。
【0014】図において、例えば、第4行第2列の画素
に注目すると、この画素は、100の出力を得るために
は80の入力でよいことが予め測定されて知られている
ので、補正データテーブルにはその情報が入力されてい
る。そして、補正演算回路では、入力信号100に80
〔%〕がかけられて、信号として80が得られ、図6に
示すような回路を通じて画素に入力される。
【0015】同様に第7行第7列に注目すると、この画
素では100の出力を得るには、50の入力でよいの
で、入力信号60に50〔%〕がかけられ、信号として
30が得られ、画素に入力される。以上のように、各画
素ごとの補正データをもとに、画素に入力する信号が補
正される。
【0016】図4は、図1に示したルックアップテーブ
ルの原理を説明するものである。例えば、8行8列のマ
トリクスで、256階調の階調表示機能がある場合に
は、ルックアップテーブルには8×8×256=163
84のデータが記憶されてあり、各データには、8ビッ
トの容量が必要であるので、131072ビット、約1
28キロビットの記憶容量が必要である。マトリクス
が、より大規模な、例えば、一般的に使用される640
×480ドットの場合には、1ギガビットの記憶容量が
必要である。
【0017】図では、256階調の場合が示されてい
る。例えば、最も明るい状態(100)を実現しようと
すれば、テーブルの階調度数#256を見ればよい。こ
のテーブルの中の出力しようとする画素の値を、画素に
入力すれば、画素は100の出力をする。例えば、第4
行第4列の画素から100の出力を得るには、80を入
力すればよいことがわかる。
【0018】また、半分の明るさ(50)を同じ第4行
第4列の画素から出力するには、ルックアップテーブル
の階調度数#128を探し、そのテーブルの4行4列を
見て、画素に30を入力すればよいことがわかる。ここ
で、注目すべきことは画素によって、明るさの入力と出
力の関係が非線型ある場合にも、本方式の1正であれ
ば、問題なく補正できるということである。すなわち、
図2および図3の方法では、単純な演算処理、あるいは
一義的な演算処理しかできないため、ある画素は線型で
あっても、他の画素では非線型である場合には、それら
を補正することは困難であった。この場合には、画素の
平均的な演算をおこなうことになるので、個々の画素に
ついては補正が正しくできない場合があるが、ルックア
ップテーブルによる方式では、これらの違いまで細かく
補正できる。ルックアップテーブル用のメモリーとして
は、DRAMやSRAM等のRAMやEPROM、EE
PROM、フラッシュメモリー等の不揮発性メモリーを
使用すればよい。
【0019】図5には、図1の方式のデータの流れを示
している。補正前の輝度信号は、先に述べたように、明
るさ(階調度数)が含まれ、同期信号には画素の位置の
情報が含まれているので、この情報をもとにルックアッ
プテーブルから適切な補正された信号が送り出され、図
6に示すような回路を通じて画素に入力される。
【0020】本発明では、画素に入力される信号はデジ
タル信号であり、デジタル信号を印加することによって
階調表示を得るものである。ここで、このデジタル信号
による階調方法、すなわちデジタル階調方式について簡
単に説明する。
【0021】デジタル階調方式の特徴は、画素に電圧が
印加される時間を制御することによって、階調表示を得
ようとするものである。例えば、代表的な液晶材料であ
るTN液晶によって作られたノーマリー・ブラック(電
圧を印加しない状態で、画素の光透過性が無く、黒色を
呈するモード)の液晶画素に図7で示されるような波形
電圧を画素に印加することによって、明るさを変化させ
ることが可能である。すなわち、図7の“1”、
“2”、・・・“15”という順番で段階的に明るくす
ることができる。つまり、図7の例では16階調の表示
が可能である。当然のことながら、ノーマリー・ブラッ
クの逆のモードである、ノーマリー・ホワイト(電圧が
印加されていない状態で光透過性を示す)では、“1”
が最も明るく、“15”が最も暗い。
【0022】このとき、“1”では、1単位の長さのパ
ルスが印加される。また、“2”では、2単位の長さの
パルスが印加される。“3”では、1単位のパルスと2
単位のパルスが印加され、結果として3単位の長さのパ
ルスが印加される。“4”では、4単位の長さのパルス
が印加される。“5”では、1単位のパルスと4単位の
パルスが印加され、“6”では、2単位のパルスと4単
位のパルスが印加される。さらに、8単位の長さのパル
スを用意することによって、15単位の長さのパルスを
結果として得ることができる。
【0023】すなわち、1単位、2単位、4単位、8単
位という4種類のパルスを適切に組み合わせることによ
って、24 =16階調の表示が可能となる。さらに、1
6単位、32単位、64単位、128単位というよう
に、多くのパルスを用意することによって、それぞれ、
32階調、64階調、128階調、256階調という高
度階調表示が可能となる。例えば、256階調表示を得
るには、8種類のパルスを用意すればよい。
【0024】また、図7の例では、画素に印加される電
圧の持続時間は、最初T1 、次が2T1 、その次が4T
1 というように等比数列的に増大するように配列した例
を示したが、これは、例えば、図8のように、最初にT
1 、次に8T1 、その次が2T1 、最後に4T1 として
もよい。このように配列せしめることにより、表示装置
にデータを伝送する装置の負担を減らすことができる。
【0025】このようなデジタル階調方式を実施せんと
すれば、液晶材料としては、TN液晶やSTN液晶、強
誘電性液晶、反強誘電性液晶、分散型(ポリマー)液晶
が適してる。また、1単位のパルス幅は、どの液晶材料
を選択するかによって微妙に異なるが、TN液晶材料の
場合には、10nsec以上100msec以下が適し
ていることが明らかになった。
【0026】このようなデジタル階調方式を実施するに
は、例えば、図10に示すような、薄膜トランジスタを
使用したマトリクス回路を組めばよい。図10に示した
回路は従来のTFTを利用したアクティブマトリクス型
表示装置に用いられた回路と同じである。
【0027】このような回路において、各薄膜トランジ
スタのゲイト電圧やソース・ドレイン間電圧をコントロ
ールすることによって、画素に印加される電圧のON/
OFFを制御することが可能である。この例では、マト
リクスは640×480ドットであるが、煩雑さをさけ
るため、n行m列近傍のみを示した。これとおなじもの
を上下左右に展開すれば、完全なものが得られる。この
回路を用いた動作例を図9に示す。
【0028】信号線X1,2,..n,n+1,..480 (以
下、X線と総称する)は、各TFTのゲイト電極に接続
されている。そして、図9に示すように、順番に矩形パ
ルス信号が印加されてゆく。一方、信号線Y1,2,..
m,m+1,..640 (以下、Y線と総称する)は、各TF
Tのソース(あるいはドレイン電極)に接続されている
が、これには、やはり、複数のパルスからなる信号が印
加されてゆく。このパルス列には、1単位の時間T1
に、640個の情報が含まれている。
【0029】以下では、4つの画素Zn,m 、Zn+1,m
n,m+1 、Zn+1,m+1 に注目するが、ゲイト電極とソー
ス電極の双方に信号が来ないかぎり、画素の電圧は変化
しないので、この4つの画素に関しては、信号線Xn,
n+1 およびYm,m+1 に注目すればよい。
【0030】図に示すように、矩形パルスがXn に印加
された場合を考える。今、4つの画素Zn,m
n,m+1 、Zn+1,m 、Zn+1,m+1 に注目しているとすれ
ば、Ym およびYm+1 のそのときの状態に注目すればよ
い。このとき、Ym には信号があり、Ym+1 には信号が
ないので、結局、画素Zn,m は電圧状態、Zn,m+1 は非
電圧状態になる。そして、Y線に加える電圧よりも早
く、X線のパルスを切ることにより、画素の電圧状態
は、画素のキャパシタによって維持されるので、画素Z
n,mは電圧状態を維持する。以後、次にXn に信号が印
加されるまで、基本的にはそれぞれの画素の状態が持続
する。
【0031】ついで、Xn+1 にパルスが印加される。図
に示されているように、そのときにはYm は非電圧状
態、Ym+1 は電圧状態であるため、画素Zn+1,m は非電
圧状態、画素Zn+1,m+1 は電圧状態となり、先に述べた
のと同様にそれぞれの状態を維持し続ける。
【0032】次に、先にXn にパルスが印加されてか
ら、時間T1 後に信号線Xn に2回目のパルスが印加さ
れたときには、Ym およびYm+1 は、それぞれ、非電圧
状態、電圧状態であるので、画素Zn,m は非電圧状態
に、画素Zn,m+1 は電圧状態に、それぞれ、状態が変化
する。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。図に示さ
れているように、そのときにはYm もYm+1 も電圧状態
であるため、画素Zn+1,mもZn+1,m+1 は電圧状態とな
る。このとき、画素Zn+1,m+1 は電圧状態を継続するこ
とになる。
【0033】その後、時間4T1 後に、3回目の信号が
n に印加される。そのときには、Ym もYm+1 も電圧
状態であるため、画素Zn,m は非電圧状態から電圧状態
に変化し、画素Zn,m+1 は電圧状態を継続することとな
る。さらに、Xn+1 にパルスが印加される。そのときに
はYm もYm+1 も非電圧状態であるため、画素Zn+1,m
もZn+1,m+1 は非電圧状態となり、いずれも電圧状態が
終了する。
【0034】その後、時間2T1 後に、4回目の信号が
n に印加される。そのときには、Ym もYm+1 も非電
圧状態であるため、画素Zn,m も画素Zn,m+1 も電圧状
態から非電圧状態へ変化する。さらに、Xn+1 にパルス
が印加されるが、やはりYmもYm+1 も非電圧状態であ
るため、画素Zn+1,m もZn+1,m+1 は非電圧状態のまま
である。
【0035】このようにして、1周期が完了する。この
間、各X線には3個のパルスが印加され、各Y線には、
3×480=1440の情報信号が印加されている。ま
た、この1周期の時間は1T1 +2T1 +4T1 =7T
1 であり、T1 としては、例えば、10nsec〜10
msecが適当である。そして、各画素に注目してみれ
ば、画素Zn,m には時間T1 のパルスと2T1 のパルス
が印加され、視覚的には3T1 のパルスが印加されたも
のと同じ効果が得られる。すなわち、“3”の明るさが
得られる。同様に、画素Zn,m+1 、画素Zn+1,m 、Z
n+1,m+1 には、結局、“4”、“6”、“5”の明るさ
が得られる。
【0036】以上の例では、8階調の表示が可能である
が、さらに多くのパルス信号を加えることによって、よ
り高階調が可能である。例えば、1周期(1画面)中
に、さらに各X線に5回のパルスを加え、計8パルスと
し、各Y線には8×480=3840の情報信号を印加
することにより、256階調もの高階調表示を達成する
ことができる。
【0037】このような階調表示をおこなう場合には、
画素に印加される信号は、ON/OFFのいずれかであ
り、すなわち、本発明によって補正されたデジタル信号
が、そのまま、あるいは適当に配列を換えて印加するこ
とによって階調表示をおこなうことができる。
【0038】以上の説明から明らかなように、高階調表
示では、時間分割を細かくおこなう必要があるので、ア
クティブ素子(TFT)やその周辺回路は、極めて高速
のスイッチングが必要とされる。例えば、256階調を
実現するには、動画は、毎秒30枚以上繰り出される必
要があるので、256T1 <30msec、すなわち、
1 <100μsecである。したがって、例えば、X
線(ゲイト電極に接続している)には、480列の場合
には、各Y線には100μsecの間に480個の信号
が出力され、また、各X線もその速度に追従してTFT
を駆動する必要があるので、結局、200nsec以下
のパルスが印加され、TFTもそのようなパルスに応答
できることが必要である。図10の例では、NMOSの
TFTのみを用いたが、動作速度を上げる目的で、CM
OS回路を有する回路を画素に接続してもよい。例え
ば、CMOSインバータ回路、CMOS変形インバータ
回路、CMOS変形バッファー回路、あるいはCMOS
変形トランスファーゲイト回路等を用いても構わない。
【0039】さらに、以上の説明では、1画面ごとに、
あるいは数画面ごとに周期的に液晶にかかる電圧の向き
を反転させ、液晶に直流電圧が長時間印加されることに
よって電気分解等による液晶の劣化を防止する、いわゆ
る交流化については、何ら記述しなかったが、本発明と
矛盾するものではないので、交流化をおこなって本発明
を実施しても構わないことは明らかである。
【0040】以上の説明では、説明をわかりやすくする
ために、信号を非電圧状態と電圧状態というように明確
に区別したが、これは、液晶やTFTのしきい値電圧以
下であるか、あるいは以上であるかという問題だけであ
るので、絶対にゼロである必要はない。また、パルスの
幅や高さ、極性等は装置の動作条件によって選択される
ものであることは言うまでもない。
【0041】また、画素の対向電極に適切なバイアス電
圧を印加することによって、画素材料にかかる実質的な
電圧を変化させることは可能である。例えば、画素の対
向電極に、適切な電圧を印加することにより、画素材料
に印加される電圧の向きを、正負両方取りうるようにす
ることもできる。このような操作は、例えば、強誘電性
液晶においては必要である。
【0042】また、以上の説明では、画面は1行づつ順
に走査されていったが、1行あるいは複数行おきに走査
する、いわゆる飛び越し走査法を採用することも可能で
あることは言うまでもない。
【0043】
【実施例】本発明を用いて、実際のモノクロ・テレビジ
ョン(NTSC)を駆動した場合の装置を図11〜図1
3に示す。
【0044】図11は、テレビジョンの画面部分および
その周辺回路を示しており、画面のマトリクスの大きさ
は720×480である。ここで、信号の処理速度の安
定化のために、データ(Y線)側のドライバーの外側に
容量720×480×3ビットのファースト・イン・フ
ァースト・アウト・メモリー(FIFO)を設けた。
【0045】また、X線のドライバーおよびシフトレジ
スターは480ドット、Y線のドライバーおよびシフト
レジスターは720ドットである。さらに、Y線のデー
タシフトレジスターは16ビット×45のものを用い
た。これらのタイミングはLCD階調駆動シーケンス・
コントローラによって制御した。
【0046】画面のマトリクスは、ポリシリコンTFT
を用いて、CMOS(相捕型電界効果素子)トランスフ
ァー・ゲイト回路を用いた。その4つの画素に関する回
路図を図13に示す。作製については通常の低温熱アニ
ール結晶化法を採用した。その詳細については省略す
る。
【0047】図12は、テレビジョンの信号処理部分の
ブロック図を示す。通常のアナログ映像信号が、同期分
離されたのち、アナログ・デジタル・コンバータ(A/
D8bit)によって、8ビットのデジタル映像信号に
変換され、この信号は補正演算回路に送られ、ここで、
補正データテーブルのデータをもとに補正演算がなされ
た。補正データテーブルの容量は4Mビットであり、高
速動作が可能な完全CMOS型SRAMを用いた。SR
AMのかわりにEPROM、EEPROM、フラッシュ
ROM等の不揮発性メモリーを用いてもよい。その後、
次段の階調表示用階調別データメモリーとして機能す
る、720dot×480dot×8bitのデュアル
ポートメモリーに一時蓄積された後、次段のFIFO
(マトリクスの周辺のFIFOとは異なる)に送り出さ
れ、このFIFOからデータセットシフトレジスターを
経由して図11のData入力端子に出力される。これ
らの周辺回路について、全てモノリシックICを用い、
ドライバーの端子をX線およびY線に公知のTAB法に
よって接続した。
【0048】しかしながら、マトリクスの周辺回路、特
にドライバー、FIFO、シフトレジスターをマトリク
スと同時にポリシリコンで作製することも可能である。
その場合には、多数のX線、Y線の接続という工程が必
要でないので、製品の歩留りを向上せしめ、価格を低下
させることができる。
【0049】以上のようにして、液晶テレビジョン装置
を作製し、基準信号を補正しないで入力して各画素の特
性を測定して、補正データテーブルに書込んだ。そし
て、映像信号を入力して、極めてむら、および欠陥の少
ない256階調のモノクロ映像を得ることができた。
【0050】
【発明の効果】本発明では、従来のアナログ方式の階調
表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴
としている。その効果として、例えば640×400ド
ットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあ
い、合計256,000個のTFTすべての特性をばら
つき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的に
は量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と
考えられているのに対し、本発明のように、全くアナロ
グ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで
階調表示し、さらに入力デジタル信号を、各画素ごとの
データをもとに補正することにより、256階調表示以
上の階調表示が可能となった。したがって、TFTのば
らつきが少々あっても、極めて均質な階調表示が可能で
あった。従来はばらつきの少ないTFTを得るために極
めて歩留りが悪かったのに対し、本発明によって、TF
Tの特性のばらつきが極めて精度よく補正できるように
なったため、作製コストも著しく抑えることができた。
【0051】本発明の技術思想を説明するたえに、主と
して液晶を用いた電気光学装置、特に表示装置を例とし
て説明を加えたが、本発明の思想を適用するには、なに
も直視型の表示装置である必要はなく、いわゆるプロジ
ェクション型テレビやその他の光スイッチ、光シャッタ
ーであってもよい。さらに、電気光学材料も液晶に限ら
ず、電界、電圧等の電気的な影響を受けて光学的な特性
の変わるものであれば、本発明が適用できることは明ら
かであろう。さらに、液晶の動作形態についても、以上
の説明で用いた動作以外に、他のモードでの使用、例え
ば、ゲストホストモードでの使用であっても、本発明が
適用できることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による映像信号処理装置のブロック図
の例を示す。
【図2】 本発明による映像信号処理装置のブロック図
の例を示す。
【図3】 本発明による映像の補正方法の例を示す。
【図4】 本発明によるルックアップメモリーの概念図
を示す。
【図5】 本発明による映像の補正方法の例を示す。
【図6】 本発明による画像表示装置とその周辺回路の
例を示す。
【図7】 本発明による駆動信号の例を示す。
【図8】 本発明による駆動信号の例を示す。
【図9】 本発明による駆動信号の例を示す。
【図10】本発明におけるマトリクス構成の例を示す。
【図11】実施例における液晶表示装置のブロック図を
示す。
【図12】実施例における液晶表示装置のブロック図を
示す。
【図13】実施例におけるマトリクス構成の例を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 英司 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクティブマトリクスを有する表示装置
    と、画素の特性情報を有する記憶装置と、アナログ映像
    信号をデジタル映像信号に変換する装置と、前記記憶装
    置の情報によって前記デジタル信号を補正する演算装置
    とを有することを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】請求項2において、記憶装置は不揮発性記
    憶装置であることを特徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】アクティブマトリクスを有する表示装置
    と、ルックアップ・テーブル記憶装置と、アナログ映像
    信号をデジタル映像信号に変換する装置とを有すること
    を特徴とする表示装置。
  4. 【請求項4】請求項3において、記憶装置は不揮発性記
    憶装置であることを特徴とする表示装置。
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KR1019920012947A KR0128723B1 (ko) 1991-07-27 1992-07-21 액티브 매트릭스 전기광학장치 및 그것을 이용한 프로젝터
US07/916,620 US5699078A (en) 1991-07-27 1992-07-22 Electro-optical device and method of driving the same to compensate for variations in electrical characteristics of pixels of the device and/or to provide accurate gradation control
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TW (1) TW405728U (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162728A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Seiko Epson Corp 画像表示装置、画像信号変換装置、画像信号変換方法、画像信号変換プログラム、およびそのプログラムを記憶した記憶媒体
JP2007122008A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Lg Phillips Lcd Co Ltd 平板表示装置及びその画質制御方法
JP2011039477A (ja) * 2009-08-13 2011-02-24 Renei Kagi Kofun Yugenkoshi 輝度均一性を改善する制御方法、輝度校正コントローラ及び表示装置

Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3672586B2 (ja) * 1994-03-24 2005-07-20 株式会社半導体エネルギー研究所 補正システムおよびその動作方法
US6078304A (en) * 1994-10-24 2000-06-20 Miyazawa; Kuniaki Panel type color display device and system for processing image information
GB2317089B (en) * 1996-09-06 2001-05-16 Quantel Ltd An electronic graphic system
JPH118765A (ja) * 1997-06-16 1999-01-12 Mitsubishi Electric Corp 低階調化処理方法、低階調化処理装置、低階調化処理用集積回路および低階調化プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP3611433B2 (ja) * 1997-10-08 2005-01-19 シャープ株式会社 画像表示装置及び画像表示方法
FR2810415B1 (fr) * 2000-06-16 2002-12-06 France Telecom Aiguilleur optique a cristaux liquides a commande fiabilisee
JP3769463B2 (ja) * 2000-07-06 2006-04-26 株式会社日立製作所 表示装置、表示装置を備えた画像再生装置及びその駆動方法
JP2002040983A (ja) * 2000-07-27 2002-02-08 Sony Corp 表示制御装置および表示制御方法
US6992652B2 (en) * 2000-08-08 2006-01-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and driving method thereof
TW522374B (en) * 2000-08-08 2003-03-01 Semiconductor Energy Lab Electro-optical device and driving method of the same
US7180496B2 (en) * 2000-08-18 2007-02-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of driving the same
US6987496B2 (en) * 2000-08-18 2006-01-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device and method of driving the same
TW518552B (en) 2000-08-18 2003-01-21 Semiconductor Energy Lab Liquid crystal display device, method of driving the same, and method of driving a portable information device having the liquid crystal display device
TW514854B (en) 2000-08-23 2002-12-21 Semiconductor Energy Lab Portable information apparatus and method of driving the same
US7184014B2 (en) 2000-10-05 2007-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US6747623B2 (en) * 2001-02-09 2004-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device and method of driving the same
JP4066662B2 (ja) * 2001-03-09 2008-03-26 セイコーエプソン株式会社 電気光学素子の駆動方法、駆動装置及び電子機器
EP1402724A1 (en) * 2001-06-14 2004-03-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Lcd projection device
JP2003084711A (ja) * 2001-09-06 2003-03-19 Samsung Sdi Co Ltd 色調補正回路
KR100431000B1 (ko) * 2001-10-23 2004-05-12 삼성전자주식회사 영상블록화현상 보상장치 및 방법
TWI273539B (en) 2001-11-29 2007-02-11 Semiconductor Energy Lab Display device and display system using the same
JP3913534B2 (ja) * 2001-11-30 2007-05-09 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置及びこれを用いた表示システム
KR100878231B1 (ko) * 2002-02-08 2009-01-13 삼성전자주식회사 액정 표시 장치 및 그 구동 방법과 프레임 메모리
JP3974451B2 (ja) 2002-05-15 2007-09-12 株式会社 日立ディスプレイズ 液晶表示装置
JP3659250B2 (ja) * 2002-07-11 2005-06-15 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置、電気光学装置の駆動装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器
US6982727B2 (en) * 2002-07-23 2006-01-03 Broadcom Corporation System and method for providing graphics using graphical engine
JP2005017566A (ja) * 2003-06-25 2005-01-20 Sanyo Electric Co Ltd 表示装置およびその制御方法
US7375733B2 (en) * 2004-01-28 2008-05-20 Canon Kabushiki Kaisha Method for driving image display apparatus
EP1758075A1 (en) * 2004-06-18 2007-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Video display device and video display device luminance characteristic correction method
TWI284870B (en) * 2004-11-18 2007-08-01 Au Optronics Corp System and method of brightness correction for flat panel displays
US9595354B2 (en) * 2014-12-15 2017-03-14 Infineon Technologies Ag Nonvolatile memory refresh

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61137194A (ja) * 1984-12-10 1986-06-24 キヤノン株式会社 液晶表示パネルの補正駆動方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61219023A (ja) * 1985-03-23 1986-09-29 Sharp Corp 液晶表示装置
DE3529571A1 (de) * 1985-08-17 1987-02-19 Telefunken Electronic Gmbh Verfahren zur periodischen ansteuerung von mehreren strahlungsaussendenden elementen und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
JPS63270167A (ja) * 1987-04-30 1988-11-08 Fuji Photo Film Co Ltd 画像形成方法
JPH02144591A (ja) * 1988-11-25 1990-06-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd フラットディスプレイの駆動方法
US5128782A (en) * 1989-08-22 1992-07-07 Wood Lawson A Liquid crystal display unit which is back-lit with colored lights

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61137194A (ja) * 1984-12-10 1986-06-24 キヤノン株式会社 液晶表示パネルの補正駆動方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006162728A (ja) * 2004-12-03 2006-06-22 Seiko Epson Corp 画像表示装置、画像信号変換装置、画像信号変換方法、画像信号変換プログラム、およびそのプログラムを記憶した記憶媒体
JP2007122008A (ja) * 2005-10-25 2007-05-17 Lg Phillips Lcd Co Ltd 平板表示装置及びその画質制御方法
US7839395B2 (en) 2005-10-25 2010-11-23 Lg. Display Co., Ltd. Flat display apparatus and picture quality controlling method based on panel defects
JP2011039477A (ja) * 2009-08-13 2011-02-24 Renei Kagi Kofun Yugenkoshi 輝度均一性を改善する制御方法、輝度校正コントローラ及び表示装置
US8373719B2 (en) 2009-08-13 2013-02-12 Novatek Microelectronics Corp. Control method for improving luminous uniformity and related luminosity calibrating controller and display device

Also Published As

Publication number Publication date
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