TWI237227B - Display driving method and display apparatus - Google Patents

Description

Ϊ237227 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關驅動顯示元件之顯示驅動方法及顯示裳置 ,尤其疋有關依據子場之概念，藉由pwM(脈寬調制）輸出 1應於各子場之》料之顯不驅動方法及顯示裝置。 【先前技術】 顯示元件已熟知係利用各種光調似件者。而使用此種 調制元件作為顯示㈣之顯示|置中，光調制用之顯示驅 動方^已知一種PWM (脈寬調制）方式。該PWM方式係如在 光源知度一定情況下，可藉由開啟/關閉（發光/不發光）改變 兩值之顯示狀態的時間寬而進行灰階顯示者。 pWM方 < 中，還知一種利用子場（亦稱位元平面（… Plane))的驅動方式。該驅動方式係上述之開啟/關閉（發光 (白V不發光（黑））的兩值顯示狀態，並藉由資料位元之重疊 而形成设定時間寬之位元平面的組合。而後藉由此等數個 位兀平面（子場）之組合驅動顯示元件來顯示灰階者。 “而進行上述之PWM方式之顯示驅動時，需要以時間寬加 權。而此時之最下階位元之時間寬可以如下方式表示。 【數式1】

Tim :最小位元時間寬 t/ :幀頻 η :位元數 1237227 依據上述（數式1)顯示之數式，如 ，而時，數個子場中之示 ^取M白位兀的時間 見（取小位元時間寬）為8 IUS。 1 資係作為—般子場方式之驅動動作，顯示子場 的時間變化。另外，此種情況下幻位元顯示灰階 此外：精由子場0，1，2之三個子場進行1場的重寫。 圖中係表示場η與次場n+1，縱軸方向表示垂直 知描方向（列（RAW)方向），橫軸方向表示經過時間。 二卜首：顯示元件為液晶的情況下，如所熟知的，為求 ^口直&驅動造成液晶惡化，而進行交流驅動，不過， 。=^各場_使子場f料的難反轉來進行交流驅動 障况下之子場資料於場n中係輸出 η+1中係輸出負極性。 而於琢 於先前之場_間’首先藉由料加權之時間寬 ==出對應於子場〇之正極性之子場資料〇來寫入。於 7個旦面進行子場資料G的寫入，形成作為子場0之書面 續藉由特定加權之時間半寬，同樣地逐線寫入對應 、、Wl士之正極性的子場資料1〇藉此形成作為子場0之畫面 。並繼續逐線寫入對應於子場2之正 形成作為子場2之晝面。 卞琢貝付 如上所述，於1場期間依序形成作為子場〇,卜2之畫面 ，先完成場η之資料的重寫。 曰^續，進行場n+1之資料的重寫，此時，首先於防止液 用的反轉驅動上係使子場資料反轉成負極性。而後 -6 · 1237227 與上述同樣地，進行子場資料 小2之畫面。 Η寫入依序形成作為子場〇 【發明所欲解決之問題】 再者，從上述圖46之說明可知，各子 的重寫係逐線進行。因此，！個 之曰之子場資料 求於最小位元時間寬的時間内執行二重:=^ 顯不裝置傳送資料之資料傳送速度亦對應於此J二之 ^為具體例’她㈣之灰階顯示，_,出時 。匕種情況下’亦如上述，依(數式υ最小 :而在該條件下’具備顯示元件之顯示裝置係依具像辛： 夏1280 x 768之WXGA (寬延伸圖形陣列）的規格。對岸於 此種構造’即使資料匯流排寬為32位元’資料傳送速度仍 為3.8 GHz。如在該程度下提高資料傳送速度時，考慮目前 電路能力等並無法實現。因此’即使於依據子場概念之顯 不驅動中，仍要求能儘量降低資料傳送速度。 此外，即使於依據前述說明之子場概念的顯示驅動時， 於顯示元件為液晶的情況下，需要交流驅動。因而於圖Μ 斤示之&子場方式之顯示驅動的情況下，係以與液晶顯 不7G件之像素電極相對之方式，須施加於可良好形成整個 顯示畫面之共用電極的共用電位須保持一定。而後以該共 用電位作為基準，於像素電極上施加正極/負極之資料來進 行交流驅動者。 但是，此種交流驅動的情況下，各極性之液晶驅動最大 電壓電平之絕對值為Vmax時·，形成各像素之像素開關上需 1237227 μ -Vmax之電壓寬的财壓。如像素開關之耐壓提高， f τ k成像素開關之尺寸擴大，因此每單位面積之像素數 …、而有礙’夜0曰顯示裝置之高度精細化及小型化的促 進。 發明内容】 下 口而，考慮上述問題，本發明之顯示驅動方法構成如 〇 β =即，係構成藉由脈寬調制輸出對應於各數個子場之子 場貧料來驅動顯示元件，以即使於1場期間之任何時間，數 =場資料仍可同時輸出之方式，執行驅動顯示元件的驅 動控制順序。 此外’驅動光調制元件進行圖像顯示之顯示褒置， 由脈寬調制輸出對庫於特 θ 曰 ㈣m、 特數1子場之子場資料來驅動光 料並具備以即使於1場期間之任何時間，各子場資 乂同時輸出之方式，驅動光調制元件的驅動機構。 場二斗：述各構造，可以即使於1場期間之任何時間，各子 :二：時輸出之方式進行顯示驅動。而藉由此種顯 速产盘子：…小時間寬係受列數支配。因而資料傳送 度與子场之時間寬無關。 【實施方式】 =」、說明本發明實施形態之顯示元件的驅動方法。 下5兄明係按照下列順序進行。 L液晶之有效值反應 2 ·本貫知开> 態之顯示驅動概念 1237227 3 ·顯示裝置之構造例 4 ·系統構造例（第一例） 5 ·系統構造例（第二例） 1 ·液晶之有效值反應 本實施形態之顯示元件（光調制元件）係使用液晶顯示元 件。因而於說日林實施㈣之構料，先說日讀晶 值反應的概念。 1 一種考慮液晶之驅動上的概念係所謂「有效值反應」。如 於STN _丑向列）等#記憶體型_示裝置的驅動（單純矩 陣驅動）上即使用該有效值反應的概念。 將苑加於液晶之電壓視為有效值。有效值係瞬間值的2 次方平均值。因而對應於該有效值之透過率變化係以時間 平均表示。此時之有效值一平均透過率之特性，於反應速 度對驅動頻率非常慢的情況下，與靜態驅動之電壓一透過 率特性大致一致。以下將反應速度非常慢時稱為「有效值 反應」。因而有效值反應顯示如下。 【數式2】 = [f {y{t)}2dt

Teff = ^ T^)dt 1 / 7Y〇 :透過率 y⑴：施加電壓波形 V:幀周期 1237227 、此夺對PWM方式可適用上述有效值反應之概念時，如 代表液晶等之調制元件的反應速度無須在最小位元時間寬 以下'亦gp ’即使求對調制元件之輸入脈衝的有效值與對 應於其之平均透過率時，仍應可進行灰階顯㈣的調制。 此亦表示，藉由PWM方式之驅動係使用一般之高速反應 的調制元件時，係利用人體視覺系統對各子場之光輸出的 時間性積分效果，而使用有效值反應之調制元件的情況下 ’利用對調制元件之輸人電壓的積分效果日夺，可進行同樣 的灰階顯示。 但是，對PWM方式適用有效值反應之概念時，就實際之 液晶的光學反應，有時無法藉由子場之並列者（子場圖案） 進行連續的灰階顯示。就這一點，如先前由本專利申請人 申叫之特願2001-162776中所記載之如下内容。 如調制元件之反應速度達到某種程度以上快速的情況下 ，作為PWM方式之位元輸出圖案（子場圖案），於丨場中存在 視為2個以上獨立之光輸出的情況下，無法保持連續的灰階 顯不。此因調制元件之反應速度愈快，在丨場内之數個獨立 位TL輸出期間反應，作為調制元件本身之反應狀態，而未 輸出光之黑電平期間愈顯著。 因而，可說子場圖案須因應液晶之光學反應速度而構成 。另外，後述之本實施形態之系統具體例中所示之子場圖 案亦係考慮液晶之光學反應速度而設定者。 此外’同樣如特願2001-1 62776中所記載，液晶為正常白 、正常黑時，自有效值反應結果之光學輸出所獲得之r特 Ϊ237227 性不同。 就正常白與正常黑，以適用於PWM方式為前提進行比較 時’正常白所需之位元數（子場數）較少，因此正常白較佳 。但是，就灰階連續性而言，正常白若不縮短最小位元時 間寬即無法保持灰階連續性，因此可說以正常黑較佳。 此外，已知驅動液晶顯示元件用之驅動電壓電平係依液 晶動作模式而不同。此外，液晶動作模式係須考慮構成液 曰曰顯示裝置之系統上之資料傳送速度、記憶體容量及像素 輸出緩衝器的耐壓來決定者。 〃 2 ·本貫施形態之顯示驅動概念 圖1概念性顯示本實施形態之顯示驅動方法。 該圖中之絲方向為掃料方向，橫财向表示經過時 間。另外’本說明書中之掃描線係形成顯示晝面中之列 (RAW)，因此有時僅記職「列」。此外，該圖中係以藉由 3位7C進行灰階顯示時為例。亦即m兄下， 3,並藉由子場資料〇，卜2進行場書面的重寫。 為 依1 虞圖本實施形態之顯示驅動之子場資料的重寫狀態 ’ I先就1列可說如下。如陆铖 如1^經過時間觀察場η之列R1的情 況下，係按照子場資料2—〇〜 们清 2的順序輸出。此種情況 二:場資料2之輸出期間雖被分割為二，但是藉由合計被 :政各輸㈣⑽，而具有作為子場〗的輸出 ::見。亦即，該列R1於1場期間内，滿足場重寫上所需 之子場資料〇, 1，2之各輸出 μ 所而 亦同，此外場⑽之各列亦同。1見。就此，場K其他列 1237227 因此，即使就㈣列觀察，不論子 圖案的差異，場重寫上所需之子科〇，卜2之輸出 間寬須滿足各1場期間。此意指如=、〇,卜2之各輸出時 亦即，全部子場之重寫需要丨場的期 點，與如圖46所示之先前的子場方式 丁㈣。就這- 觀察的情況下，此等子尸孫币φ D但疋’各子場 ΓΤ兄下此專子智係f要1#_ Γ子場方式則亦如圖46所示，於1場期間内，各子= 重寫者。 加振之時間見（子場期間）依序進行 此外’就％ η而言，如_疚日丰鬥】一 ^ b 銳备時間U所不時間之子場資料之 輸出狀態㈣況下，—定存在輸好場資料 之列、及輸出子讀2之列。這_點於場n = 時間亦同。此外，後續之場n+1亦同。 亦即，即使於i場期間之任何時間，對應於場重寫用之數 :子場的各子場資料（位元）一定為可獲得同時輸出的狀雖 者0 〜 此外，該圖所示之場n，n+1係構成時間性連續之場，伸 是為了交流驅動’場n與場n+1彼此子場資料形成反轉的極 性:此時㈣η中係進行藉由正極性資料的驅動，而場州 中係進行藉由負極性資料的驅動。 而藉由上述態樣於各子場期間輸出子場資料之方式進行 顯示像素之驅動時’亦可說是需要1場期間的時間來進行: 子場資料的重寫。 反之，先前之子場方式亦如圖46所示，1個子場資料的重 -12- 1237227 寫係於1場期間内 間寬的時間來執行者。μ㉛貝料對應之子場輸出時 另外，本說明書中稱「1#期1 _ 何一方之全部子場資料完成1個畫面(1場圖傻曰、：正/負任 時，傳送該正/負任何一 Β )邛分的重寫 如本實施形h P子％ f料時所需的時間。 如本只苑形悲之子場資料的輸出 __之任何時間’均歧場重寫時·即使於 料（位元）同時輸出的=子場資 子場資料之輸出狀態之對於列㈣為求獲得此種 子實:_之對應於列掃描之因應經過時間之 子场貝科的輸出狀態。另外，此 、夺:’之 晶顯示裝置之列數為8列。此外，子=5兄明^成液 資料0，卜2進行場的重寫。此 …並精由子場 續之場η，n+卜豆縱軸方 ，圖2中亦顯示時間性連 過時間。…縱轴方向表示列編號，橫軸方向表示經 場資科】，於下，_二=:= 此種列掃描可說係所謂跳越 列編號依序進行掃描的所謂 、’非如自列1〜8按照 越掃描具有如下的規則性。、·“ °而本實施形態之跳 就此’以圖2之①―②〜③之各時間之掃指線數之跳越狀 -13- 1237227 態為例作說明。 广①之時間’係以列8寫入子場資料2後，以列4寫入 因此此時之跳越掃描數為「4」。此外，繼續於②之 ^ ’係以列4寫入子場資料〇後，以列3寫入 因=越掃描㈣％。再者，於③之時間，仙列3寫入 子場 > 料1後，以列1寫人子場資 「2」。 气入子场貝枓2,因此跳越掃描數為 而此種跳越掃㈣㈣於場内重複必要的次數者。 $外’圖2所示之顯示驅動，對！列寫入子場資料 子場貧料之輸出時，該子場資 ° 持續至寫入與之前不同選擇該列:並 寫入有子場資料〇,不過該子場次料〇 :列1時’I先 寫入次J 、<子％貝枓0之輸出係持續至重新 寫入子场資料!之前之4條線部分之列的 ： 料輸出的持續動作可藉由 ^ 種貝 構造來實規τ ㈣如於各像素内具備記憶體之 心1貫現’不過此種像素構造於後述。 與描同時輸出子場資料結果，於列 。亦即，係、進-如岡^于圖2所不之子場資料的輸出狀態 另外，_ 料的輸出。 ，有時不同場η，η+1之場資料依系統構造，有時相同 ^成對應於此時之子場資料0，1，2之子妒〇 時間加權分別如下。 之子场〇, i，2之 1+1/3 2+1/3 -14- 1237227 3+ 1/3 分別形成[1][2][4]。 藉此，本實施形態中，各子場資料〇 加權比率係對應於跳越列數的比率。 ，2，3之5兆越歹數 ，2之輸出時間的 據此，於列數為η， 元數）為m，1場期間之 Tmin係以 對應於子場資料所形成之子場數（位 時間長為tf時，可實現之最小時間寬

Tmin=tf X (l + l/m)/n · · ·(公式玉） 來表不。依據上述公式！，最小時間寬係受列數支配，藉此 ’導出資料傳送速度與子場之時間寬無關的結論。此外， 子場之加權僅與跳越列數相關來決定。

此外，顯示元件採用液晶的情況下，係以交流驅動為前 提，因此本實施形態亦如圖丨中之說明，如場n與其後續之 場n+1係以於像素電極上施加彼此反極性之子場資料的方 式進行驅動。亦即，係進行所謂位元反轉驅動。此外與此 合併，本實施形態亦組合使須施加於共用電極之共用電位 反轉的所謂共用反轉驅動。 圖3顯示此種作為本實施形態之位元反轉驅動及共用反 轉驅動的時間。 圖3(a)顯示有因應經過時間之場η，n+1之子場資料的輸 出狀態。而該圖3(a)所示之列A、列B之因應像素電位Vpix 及共用電位Vcom之經過時間的電平變化則分別顯示於圖 -15- 1237227 3(b)(c)。此等圖中之像素電位vpix係以實線表示，共用電 位Vcom以虛線表示。 像素電位Vpix係藉由對像素電極所施加之子場資料而獲 得的電位，不過此時為求容易瞭解說明而僅顯示最大位元 (MSB)的輸出波形。此外’共用電位v_係對共用電極而 施加的電位。 ^ 如圖3(b)(c)所示之共用電位Vc〇m的波形，可知共用電位 破

Vcom在對應於場n之期間tl〜t5為負極電位，在對應於場 n+1的期間t5〜t9反轉成正極電位。此外，共用電位係須對 · 全部像素共通地施加者。 此外，圖3(b)所示之列A之像素電位νρίχ首先於場n之期 間，輸出正極性資料作為子場資料。因而於場η之期間，於 最大位70之子場資料輸出期間之期間u〜t3輸出有η電平。 並藉由此時之共用電位Vc〇m與像素電位Vpix之電位差VI 驅動液晶層。而後於後續期間t3〜t5#止最大位元之子場資 料的輸出’而形成最大位元更下階之位元的子場資料輸出 期間，並於該期間t3〜t5輸出L電平。另外，此時之共用電 · 位Vcom與像素電位vpix之電位差為V2。 而後’經過時間t5開始場n+1的期.間時，再度於期間丨5〜口 進行最大位元之子場資料的輸出。此外，於對應於該㈣ · t5之時間，進行使子場資料反轉的位元反轉。 B ► 此日寸’須自時間t5輸出之最大位元之子場資料經位元反 轉結果，與時間t5以前相同，繼續輸出L電平。亦即，此 不以負極性之電平輸出子場資料。此因，於場州期間 -16- 1237227 :用電位Vc°m反轉成正極性，在l電平之狀態可 ::=。而後，繼續於最大位元之子場資料停止輸 出的期間t7〜t9輸出Η電平。 此外，圖3⑷所示之列Β之子場f料的輸出時間如下。 亦即，列B之場n於期間t2〜t4|^ ψ Μ輸出取大位兀之子場資料， 此正個期間t2〜t4，像素電位u中丁 Η电位Vpix形成H電平，而獲得與 二用電位Vc〇m的電位㈣。並於知之其他期間㈣及 t4〜t5輸出L電平。

繼續於場州之期間t5〜t9，就像素電位Vpix，使上述場r =期間U〜t5輸出之波形反轉輸出。藉此，於場州之輸出 取大位元之子場資料的期間t6〜t8輸出L電平，而獲得與共 用電位V⑶m的電位差νΐβ此外，於須輸出最大位元更下階 位，之各子場資料之各期間t5〜t6, t8〜t9係輪出η電平，因 此最大位元之子場資料的輸出停止。

亦即，列A、列Β均係於須輸出正極性資料之場η，在共 用電位Vcom形成L電平後，於子場資料輸出期μ輸出” 平，並於以外的停止輪出期間輸出電平。此外，於須輸出 負極性資料之場η+卜使共用電位反轉成Η電平後，'於子場 資料輪出期間輸出L電平’並於以外之停止輸出期間輸出Η 電平。 因而本實施形態係以組合使共用電位Vc〇m反轉之共用 反轉與使作為像素電位Vpix之子場資料反轉之位元反轉的 方式形成。藉此，像素電位Vpix無須以某特定值之共用電 位Vcom為中心’藉由正/負之振幅進行反轉驅動。 -17- 1237227 因而，像素電極之驅動電壓以Vmax-Vth表示，可大幅降 低驅動電壓。同時亦可降低像素開關的耐壓。另外Vmax 係液晶驅動最大電壓，Vth係光電特性的臨限值電壓。 另外，圖3之說明係整個晝面同時進行位元反轉，亦即於 各場期間進行。但是，實際上位元反轉時，可能因寄生電 容等因素而於元件内流入大電流，可能造成元件破損。因 而在此種情況下，係分割畫面，藉由遠比場期間短的時間 隔開位元反轉的時間即可解決。

3 ·顯示裝置之構造例 繼續，參照圖4說明為求實現上述圖丨〜圖3說明之本實施 形態之顯示驅動用之顯示裝置的構造例。 如該圖所示，本實施形態之顯示裝置的構造大致具備： 格式器部1、顯示面板2、及Vcom控制器3。而袼式器部i 包含：子場資料生成邏輯部11、第一場緩衝器12、第二場 緩衝器13、及輸入輸出控制器14。

格式器部1中’對子場資料生成邏輯部u輸人某特定灰R 之資料作為輸入資料。另外，該輸入資料依需要進行" 正。此外，該輸人資料如灰階顯示上所需之位讀的資半 係並列地輸人。因此，輸人子場資料生成邏輯部u之資半 用的匯流排寬須因應該灰階顯示用的位元㈣切變更。' 子場資料生成邏輯部u之構造具備邏輯電路，並自輸/ :身料生成子場資料。所生成之子場資料藉由輸入輸出控弟 器14之控制’如以1場部分之場資料為單位，於因應場均 間之特定時間’對[1.二場緩衝器12，13之任何: -18- 1237227 個交互地寫入。 再者’係藉由子場資料生忐 藉由序列資料輸出子場資料，^ °ρ 11内之邏輯電路，並 中，係藉由㈣具備之㈣=場#料生成邏輯部η 之子場資料轉換成對應於第—J第轉換將作為序列資料 流排寬的並列資料而輪出此二二場緩衝器12,13之匯 元的匯流排寬。 此種情況下，須轉換成16位 分::::ί二器θ 1:及第二場緩衝1113分別設置保持i場部 子％-貝料（场貧料）用的記憶區域。 二等广場緩衝器12，13具體而言，如分_

Mb的办罝，使用匯流排一 述地形成兩個記憶庫。、70 —般sdram，亦如上 輸’13 ’如上所述’藉由輸入 外，#V/a之控制’以16位元寬交互地寫入場資料。此 。m各^緩衝器之寫入係以各1條水平線_為單位進行 之資料如為叢發長8 (128b) X 10的資料。 一：場資料之讀取係自第一、第二場緩衝器⑴"中未進 Γ二料寫入之场緩衝器進行。自該場緩衝器之讀取亦係藉 、别入^出控制器14之控制’並藉由32位元寬之並列資料

的早位進行。因此，f料之讀取於各線掃描期間以1H B之場資料傳送完成之方式執行。因而所讀取之場資料 依序對顯示面板2輸出。 如圖所示，對輸入輸出控制器14輸入水平同步信號 ㈣⑽、垂直同步信號及時脈clk。並依據此等同 -19- 1237227 步信號及時脈，按照内部產生之時間，控制對上述第— 第二場緩衝器n’ 13之資料的寫入/讀取。並同樣地，:昭 内部產生之時間’以所需之時間輸出列位址與極性切換信 號S p ’而供給至顯示面板2。 此外，輸入輸出控制器14產生之如對應於場時間之時間 脈衝輸入至Vcom控制器3。Vc〇m控制器3因應所輸入之時 間脈衝，力圖3(b)(c)所示，賴示面板2輸出於各場期間之 時間反轉之共用電位。另夕卜’須對該Vc〇m控制器消 出之時間脈衝如為與後述之極性切換信號Sp相同的時間， 因此亦可作為該極性切換信號Sp。 另外，本實施形態可依對第—、第二場緩衝器12,此 資料讀取方式進行所謂倍速轉換。具體而言，如顯示裝置 之幀頻為120 Hz，而輸入圖像信號為60 Hz的情況下，可連 、’兩人#取相同6己憶庫的資料。並交互的於各記憶庫内進 :丁此種連續兩次讀取。此外，輸入圖像信號之場頻與顯示 裝置之場頻相同的情況下，只須自兩個記憶庫資料交互地 逐次讀取資料即可。 ”、、頁示面板2具備液晶作為顯示元件（光調制元件）後，其基 本構造具有藉由所謂主動矩陣方式進行圖像顯示的構造。 此外，如先前圖2所示，係採用對列跳越掃描與於各列中可 保持所需之子場期間用的硬體構造。 圖5概略顯示本貫施形態之顯示面板2的構造例。如該圖 斤示頌示面板2具備：像素區域2 1、列解碼器22、列驅動 器23、移位暫存器24、及鎖存電路25。 1237227 顯示面板2中，像素區域21係對應於主動矩陣方式，如以 像素對半導體基板配置成矩陣狀的方式形成。亦即，沿著 水平（列·· RAW)方向配置數條掃描線，並且沿著垂直（行） 方向配置數條資料線。並在對應於此等掃描線與資料線之 父叉點的位置上形成像素（像素單元）。另外，本實施形態 之像素（像素單元驅動電路）的構造，為求於各列中保持所 需之子場期間，而具備丨位元之記憶功能，有關這一點於後 述。 而後，將此種像素形成於矽（Si)基板上，其上形成與後 述之輸出緩衝器33連接之反射型像素電極、配向層。並藉 由配向層與共用電極（透明電極）形成透明基板。而後以使 液晶層介於期間，使上述矽基板與透明基板相對之方式配 置，而獲得像素區域21的整體構造。 而後，於顯示面板2中，為求驅動水平線（RAW)而設置列 解碼器2 2及列驅動器2 3。 首先對列解碼器22，對應於所需之各線掃描期間依序輸 入自輸入輸出控制器14所輸出之列位址。列位址係須藉由 圖2所示之跳越掃描進行掃描之列的位址。 列解碼器22就所輸入之列位址進行解碼，並將該解碼資 料供給至列驅動器23。於列驅動器23中，依據所供給之解 碼資料’對須進行掃描之列施加驅動電壓。而該動作係於 每次列位址輸入時重複進行。藉此，列位址指定之列被掃 描，而實現如圖2中說明之跳越掃描。 此外’各水平線之掃描係藉由移位暫存器24及鎖存電路 •21- 1237227 2 5進行。 移位暫存器24内，以32位元寬，自第一、第二場緩衝器 12，13輸入以1H單位所讀取之場資料。而後，移位暫存器 24依序使上述輸入之場資料移位，並輸入鎖存電路μ。而 後’鎖存電路25鎖存所輸入之場資料，並輸出至對應之資 料線。此時輸出至各資料線之資料即子場資料。 此外’對該顯示面板2，除上述列位址及場資料之外，如 圖所示，亦輸入邏輯電源Vss、液晶驅動電源Vd、共用電 位Vcom、及極性切換信號Sp。 邏輯電源Vss係供給至如列解碼器22、列驅動器23、移位 暫存器24、鎖存電路25等之邏輯電路部作為動作電源。液 晶驅動電源V d係供給至後述構造之像素（像素單元驅動電 路）之輸出緩衝器33作為驅動用電源，並設定輸出至各像素 之子場資料的電平。 極性切換信號Sp亦如後述，輸出至像素（像素單元驅動電 路）之極性選擇器3 2，就輸出至各像素之子場資料，如於各 場期間進行正/負的反轉。 共用電位Vcom如前所述，係自Vcom控制器3如於各場期 間以H/L切換之方式輸出者，並施加於共用電極。藉此， 實際之共用電極之共用電位Vcom如圖3(b)(c)所示，於各場 期間以L電平與Η電平反轉。 而本實施形態之像素（像素單元驅動電路）單位之構造亦 如前述，係採用於進行跳越掃描下，各列令保持所需之子 場期間之方式用的構造。 1237227 此種用法之構造’舉出第一例與第二例的兩個例子如下。 圖6α示第例之像素（像素單元驅動電路）的構造例。 如該圖所示，第一例之像素具備：SRAM型記憶體單元 31、極性選擇器32、輸出緩衝器33、及液晶層34。其中液 曰曰層34於此處並未顯不，其係以夾在與輸出緩衝器η連接 之像素電極與知加共用電位Vc〇m之共用電極之間的方 S己置。 如圖所示，對SRAM型記憶體單元3 1於相同時間輸入正 極性貝料與使其反轉之負極性資料之兩個資料成對的子場 貝料。另外，為求如此同時輸入正極性與負極性之資料， 係自鎖存電路25對各像素弓I出兩條資料線來配置。因而， =於鎖存電路25中利用所輸人之資料產生將其予以反轉之 資料，將此等極性不同之資料作為正極性與負極性資料， 而分別對上述兩條資料線輸出。 而後SRAJV[型纪憶體單元3 1如於施加有自列驅動器 所輸出之列驅動信號（RAW)的時間，同時保持施加於資料 線之正極性資料與負極性資料。該資料藉由以下之該列的 掃為，新的子場資料施加於資料線，並於進行重寫前持續 保持。 .....、 SRAM型§己憶體單元3 1之輸出係輸入極性選擇器Μ。極 性選擇器32因應作為極性切換信號⑪之脈衝時間，對輸出 緩衝器33輸出正極性與負極性資料的任何一方。 輸出緩衝器33如係構成反向器的部位，此時連接於圖上 並未顯示之像素電極。因應自極性選擇器32所輸出之正極 -23- 1237227 性或負極性資料之電平的電壓施加於上述像素電極。此時 ’輸出緩衝器33係輸人液晶驅動電源Vd作為動作電源，因 此如圖3(b)所示’正極性資料與貞極性資料係以可獲得對 應於該液晶驅動電源Vd之電位差的方式設定電平並輸出 。藉此，驅動作為液晶層34之像素單元。 因而’具備SRAM之記憶體單元，並且採用進行極性切 換的構造’並如圖2所示’於各列中以保持對應於各子場資 料之子場期間的方式，可持續輸出子場㈣。此外，進行 圖3所示之子場資料的位元反轉。 又，根據此一構成，由於記憶體單元為SRAM構造，因 此有可將正/負各資料安定地保持之優點。 繼續，圖7顯示第二例之像素（像素單元驅動電路）的構造 例。而該圖中與圖6相同的部分註記相同符號並省略說明。 第二例之像素構造具備DRAM型記憶體單元4丨及極性選 擇器42，來取代圖6所示之SRAM型記憶體單元3丨及極性選 擇器32。 DRAM型記憶體單元41採用如於1個m〇S型電晶體上連 接有靜電電容的構造。該DRAM型記憶體單元41内僅輸入 正極性資料。因而於施加有自列驅動器23所輸出之列驅動 h號（RAW)的時間保持施加於資料線之上述正極性資料。 此時DRAM型記憶體單元41中，亦藉由以下之該列的掃描 ’新的子場資料施加於資料線，並於進行重寫前持續保 持。 … 此時之極性選擇器42係採用如圖所示之電路構造，並形 1237227 成如因應作為極性切換信號Sp之脈衝的H/L變化，可切換 此種情況下輸出寫入上述DRAM型記憶體單元41而保持之 正極性資料之動作及反轉輸出負極性資料之動作的構造。 一因而如以上述，自極性選擇器42輸出之資料經由輸出緩 衝器33而施加於液晶層34側之像素電極，來驅動作為液曰 層34的像素單元。 ' 即使係此種構造，各列中仍可以保持對應於各子場資料 之子場期間的方式持續輸出子場資料。亦具有子場資料的 位元反轉功能。亦即，可獲得與圖6所示之像素單元驅動電 路相同的動作。另外’比較該圖7所示之構造與圖6所示之 構造時，可獲得以更少的資料線數即可完成的優點。 4·系統構造例（第一例） 繼續，依據上述之本實施形態的驅動概念，列舉第一例 及第二例說明顯示系統的具體構造例。另外，有關以後說 月之系、、’充之基本硬體構造，係以採用圖4〜圖7說明之構造作 前提。 第一例之系統中，就顯示面板2 ,係採用WXGA (丨28〇 X 768)之解像度者。此外，場頻為12〇 ，子場數為12。此 時 1Η的時間係 1/:120/768/12=904 ns。 此外，该顯不面板2之驅動條件係採用正常黑垂直配向模 式時，使用Δη為〇·15，Δε為6，旋轉黏度為3〇〇mPa*sec2n 型向列液晶。並設定成預傾角為2。，單元厚度為14pm。 此外’像素電極電位（Vpix)為Hi=l.8 v，l〇=0 v，共用 電位（Vc0m)進行正/負之3·4 νΜ·6 v的切換。藉此，液晶 -25- 1237227 層之電壓於黑電平為±1.6V，白電平為±34v。 而此時之各子場的時間性加權，因子場數為㈣此形成 圖8所示者。亦即係如下所示。

子場 0 = 1 + 1 /12 子場 1 = 2 + 1 /12 子场 2=4 + 1/12 子場 3=8 + 1/12 子場 4 = 16 + 1/12 子場 5= 32+ 1/12 子場 6 = 64 + 1/12 子场 7=128+1/12 子場 8 = 128 + 1/12 子場 9= 128+ 1/12 子場 10= 128+ 1/12 子場 11= 128+ 1/12 此時，形成上述圖8所示之 蜱予跳夫 < 4間性加權者，顯示

列數為 子場0— 1 : (1條） 子場1—2 : (2條） 子場2—3 : (4條） 子場3->4 : (8條） 子場4—5 : (16條） 子場5—6 : (32條） 子場6—>7 : (64條） 26, 1237227 子場7— 8 : (128條） 子場 9— 10 : (128 條） 子場 10— 11 : (128條） 子場 11— 0 : (128條） 的規則性。 顯示於圖9〜圖32。此 示各子場資料的時間 而該第一例之子場資料的輸出圖案 等圖中之縱方向表示灰階，橫方向表 寬。 就此種子場資料，依據上述之_賴進行跳越掃描時 ，取小時間寬Tmin藉由前面顯示之公式丨，係以 Tmin= 1/120 x (1+ l/12)/768s 表示。 -此外’該第-例之系統構造係如下述地作成圖9〜圖似斤 示的子場圖案。 該第-例以i 0位元進行r修正，作成7 6 8灰階的資料。而 後將該r修正後之10位元之下階7位元分配至子場〇〜6。而 後就剩餘之上階5位元，藉由邏輯電路作成自上階位元經 128之相等加權的子場資料，並分別分配成子場資料7〜η。 上述之子場圖案的作成係由前面圖4所示之子場資料生 成，輯部11執行者。因A，對應於該第_例之系統構造， 子場資料生成邏輯部11之輸入匯流排寬為1〇位元，子場資 料生成邏輯部11内並列地輸入丨〇位元之γ修正後的資料。、 再者，藉由前面圖8所示之時間加權，因各子場加權值上 產生丨/12的偏差，因此嚴格而言，對於輸入信號之輸出時 -27- 1237227 間寬自線形偏移。但是該偏差量從整體觀察時，小達可以 忽略的程度，因此並不妨礙實際的灰階重現性。 圖33顯示第一例之系統特性之輪出時間寬與輸入信號 (灰階）的關係。從該圖可知輸出時間寬對輸入信號（灰階） 形成大致線形。 此外，圖34顯示前述第一例之系統驅動條件之灰階特性 。另外，該特性係自對輸入時間寬之反射率求照度指數 者。 該特性為線形時，對於768灰階之輸入仍可重現768灰階 。但是’實際上因中間灰階的反射率變化大，因此如該圖 34所不，在低域側，對輸入增加率之照度指數的增加率變 大。亦即，可知低域側之灰階表現趨於粗糙，768灰階並未 良好地重現。 但是’瞭解人體可辨識之灰階數至多為256灰階。因此就 輸入信號進行r修正，只要係256灰階即可重現。 圖3 5對7修正後之灰階特性放大顯示低域部分。從該圖 可知實施r修正時，可獲得對灰階之輸入形成大致線形的 特性。亦即因應灰階之輸出可獲得小於1/256之變化量的變 化量’如上述，係顯示可重現256灰階者。 而此種第一例之系統構造，在圖4所示，其格式器部1與 顯不面板2間之資料傳送速度，以匯流排寬32位元而為44 MHz。因而本實施形態可促使資料傳送速度大幅降低。 5 ·系統構造例（第二例） 繼續說明本實施形態之顯示系統的第二例。 -28- 1237227 第二例之系統中，亦就顯示面板2採用WXGA (1280 x 768) 之解像度者。此外，場頻為12 〇 Hz，子場數為12。因此， 此時1H的時間亦係1/120/768/12 = 904 ns。 此外’該顯示面板2之驅動條件設定如下。 亦即採用正常白54。SCTN模式，使用Δι^0·15，&為9 ’旋轉黏度為70mPa*sec之ρ型向列液晶。並設定成預傾角 為3°，單元厚度為1.9 μπι。 此外’像素電極電位（Vpix)為Hi二1.7 V，Lo=0 V，共用 電位（Vc〇m)進行正/負之3·〇 v/丄6 v的切換。藉此，液晶 層之電壓於黑電平為±1.3V，白電平為土 3.0V。 而該第二例中，就各子場之時間性加權係如圖36所示來 設定。亦即係如下所示。 子場 0=1x3+1/12 子場 1 = 2 X 3 + 1/12 子場 2=4 X 3 + 1/12 子場 3 = 8 X 3 + 1/12 子場 4=16x3+1/12 子場 5 = 32 X 3 + 1/12 子場 6= 64 X 3 + 1/12 子場 7 = 128 X 3 + 1/12 子場 8 = 128 X 3 + 1/12 子場 9= 128 X 3 + 1/12 子場 10= 128 X 3 + 1/12 子場 11=128x3+1/12 -29- 1237227 此時’係於上述圖36所示之各子場時間寬之加權公式中 ’對於對應於子場之加權值的各項分別_]。這表干以3 =為！組進行跳越掃描。第二例中，亦可從以下顯示之子 二：瞭解，係藉由256灰階資料表現256灰階，因此就768 = 256灰階’依據細56=3的關係成立，作為_ 作為1組之跳越掃描者。 β而此¥之子場圖案形成如圖37〜圖44所示。此等圖中亦 :縱方向表示灰階，橫方向表示各子場資料的時間寬。此 時形成256灰階。 此時與第一例之子場圖案（圖9〜圖32)比較時，可知各 :之時間加權方式與該第二例不同。且子場圖案亦不同。 的二間寬之加權而言，可知第二例之子場6〜〗。形成更短 ^曰動作依種類而異，而時間寬之加權須藉由該液晶之 常白。Γ例係採用正常黑，反之第二例係採用正 出時門Γ知子場方式中採用正常白時，設置縮短子場之輸 出夺間寬之子場少於正當g g主.y 、 …可，…法獲得良好的灰階重現 弟 例之子場圖牵盘-f ,+l ^ / . 理由。 麥圃茶，、上述之第-例不同即係基於此種 但是’亦如前述’就灰階顯示上所需之位元數 小於正常黑即可。 形成上述圖37〜圖44所示之子場圖案時，係使用 ==表現256灰階的資料。另外，此時子場資料亦表 火匕’因此該8位元之256灰階資料不進行^修正。 -30- 1237227 而後將該8位元資料之下階4位元分配至子場〇〜3。此外 8位το資料之MSB分配至子場u。而後藉由邏輯電路作成 自剩餘之3位TL經1 6之相等加權的子場資料，並分別分配成 子場資料4〜1〇。 此時，子場資料生成邏輯部丨丨如上述以可作成子場圖案 的方式構成電路。此時子場資料生成邏輯部u之輸入匯流 排寬形成8位元，並經由該輸入匯流排，並列地傳送未經^ 修正之8位元之256灰階資料。 圖46顯不珂述第二例之系統驅動條件之灰階特性。該特 性：係自對輸入時間寬之反射率求照度指數者。 曰可去 第一例大致對256灰階之輸入可重現25ό ~而糟由此種第二例之系統構造，亦可大幅降低格式器部1 與顯示面板2間之資料傳送速度。 本^月為求形成圖1所示之子場資料的輸出狀態， 二圖2之說明逐條掃描線依序進行跳越掃描 用如下之構造亦可實現。 木 對各列、高歹化為方式係同時掃描全部列或特定的數列，並 萨此，g、:刀S’需之子場資料，來取代依序跳越掃描。 si對庫二IS仔圖2所示之子場資料的輸出狀態。但是，此 :導：顯L素列需要並列地配置因應子場數之資料線組 說明，實際之子場數往…糸、·先之第—例、第二例之 配置連接達1Q多條之資料線㈣困難。像素J ! 1237227 從這一點而言，以前述說明之跳越掃描作為前提之系統 構造，其對應於各像素列之資料線只須丨條（圖7所示之像素 構造時）或2條（圖6所示之像素構造）即可，因而係較為簡單 的顯示基板構造，且目前亦容易形成。 此外’上述第一例及第二例之系統’可發揮與光源、照 明裝置、投射透鏡組合之投影機用反射型燈泡的功能，或 是發揮虛像顯示ϋ紐泡的功能^是，本發明並不限定 於此種用途，亦可適用於如透過型及直視型的顯示哭。 如上述實施形態係切基板上形成主動矩陣，不過亦可 在玻璃基板上構成同樣之像素構造的丁FT主動矩陣。而此 種情況下’可應用於與背照光組合之透過型顯示器或是於 基板上设置反射電極之反射型顯示器等各種構造。 【發明功效】 工U U㈣㈣ά脈寬調制輸出分別對應於各數 I場之子場資料來驅動顯示料。而該顯示元件驅動時 輸出:m1場期間的任何時間，數個子場資料均可同時 的方式進行顯示驅動者。 因形成此種子場資料之給屮At PWM柝岳…、， 輸想’以子場方式為基礎之 子場二你J θ亚非如先則係、於1場期間内依序重寫數個 須對庳於：/:期間結束才完成各子場的重寫。如此可使 寬傳送資料的傳送速度大幅低於先前之 的設計。越動。因而容易實現如顯示壤動系統 此外，因資料傳送速度降低 則就如場記憶體等保持子 -32- 1237227 場資料用之記憶體，可採用SDRAM。目前各種RAM中 SDRAM的製造成本仍低，因此亦有助於降低顯示裝置的成

此外’本發明之像素驅動用的電路構造係賦予位元反轉 功能，藉此可進行使共用電位反轉的共用反轉驅動。而由 於此種共用反轉驅動有助於降低像素驅動電壓，因此可降 低形成驅動像素之驅動電路之電晶體元件等的耐壓。藉此 ，可促進液晶顯示裝置的高度精密化及小型化。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示本發明之實施形態之顯示驅動概念的說明圖。 圖2係概念性顯示本貫施形態之顯示驅動之列掃描的說 明圖。 圖3(a)，（b) ’（c)係顯示本實施形態之交流驅動時間的說 明圖。 圖4係顯示本實施形態之顯示裝置構造例的區塊圖。

圖5係顯示本實施形態之顯示面板之構造例的區塊圖。 圖6係顯示本實施形態之像素構造例（第一例）的電路圖。 圖7係顯示本實施形態之像素構造例(第二例)的電路圖。 圖8係顯示本實施形態系統構造（第一例）之各子場時間 加權的說明圖。 。、圖9係顯示本實施形態系統構造(第—例)之子場圖案的 一例）之子場圖案的 圖1 〇係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 -33- 1237227 圖11係顯示.本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖12係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖13係顯示本實施形態系統構造（第 吞兄明圖。 圖14係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖15係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖16係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖17係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖18係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖19係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖2 0係顯示本實施形態糸統構造（第 說明圖。 圖21係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 圖22係顯示本實施形態系統構造（第 說明圖。 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 1237227 圖2 3係顯示本實施形恶糸統構造（第 5兄明圖。 圖24係顯示本實施形態系統構造（第， 說明圖。 圖25係顯示本實施形態系統構造（第_ 吞兄明圖。 圖26係顯示本實施形態系統構造（第_ 說明圖。 圖27係顯示本實施形態系統構造（第一 說明圖。 圖28係顯示本實施形態系統構造（第一 說明圖。 圖29係顯示本實施形態系統構造（第-s兄明圖。 圖30係顯示本實施形態系統構造（第-說明圖。 圖31係顯示本實施形態糸統構造（第_ 說明圖。 圖3 2係顯示本實施形態糸統構造（第_ 說明圖。 圖33係顯示本實施形態系統構造（第-時間寬之關係圖。 圖3 4係顯示本實施形態糸統構造（第 τ修正前）圖。 一例）之子場圖案的 -例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 ‘例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 例）之子場圖案的 •例）之子場圖案的 •例）之輸入信號與 一例）之灰階特性（ -35- 1237227 圖35係顯示本實施形態系統構 τ修正後）圖。 1弟一例）之灰階特性（ 圖36係顯示本實施形態系統構造 加權的說明圖。 一例）之各子場時間 圖37係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 乐一例）之子場圖案的 圖38係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 乐一例）之子場圖案的 圖39係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 呆一例）之子場圖案的 圖40係顯示本實施形態系統構 說明圖。 一例）之子場圖案的 圖41係顯示本實施形態系統構 說明圖。 一例）之子場圖案的 圖42係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 第二例）之子場圖案的 ❿ 圖43係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 —例）之子場圖案的 圖44係顯示本實施形態系統構造（第二 說明圖。 一】）之子場圖案的 圖45係顯示本實施形態系統構造 說明圖。 苒第一例）之灰階特性的 圖46係藉由列掃描與經過時間 式之gg - 開1π〜貝不先刖之子場方 八 < 顯不驅動的說明圖。 -36 - 1237227 【圖式代表符號說明】 1 格式器部， 2 顯示面板， 3 Vcom控制器， 11 子場資料生成邏輯部 12 第一場緩衝器， 13 第二場緩衝器， 14 輸入輸出控制器， 21 像素區域， 22 列解碼器， 23 列驅動器， 24 移位暫存器， 25 鎖存電路， 31 SRAM型記憶體單元， 32 極性選擇器， 33 輸出緩衝器， 34 液晶層， 41 DRAM型記憶體單元， 42 極性選擇器

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Claims (1)

1237227 拾、申請專利範圍： 1. 藉由脈寬調制輪出對應於各數個子場之子場資料來 ，動顯示元件，以於,場期間之任何時間，以上述數個子 場資料各者均可同時被輪出 的驅動控麵。 …，執⑽顯示元件 2·如申請專利範圍第1項之顯示驅動方法， 其中上述驅動控制順序係構成為於掃描顯示裝置之 # 4田線:卩具有特疋規則性跳越掃描線之方式來婦描 所需之掃描線而進行跳越掃描。 3. 如申請專利範圍第2項之顯示驅動方法， 其中上述驅動控制順序係構成為於進行上述跳越 描時’以跳越因應各子場之時間寬之加權比率之所需掃 描線數之方式而掃描掃描線。 4. 如申請專利範圍第2項之顯示驅動方法， 其中上述驅動控制順序係以自保持子場資料之特定 記憶區域讀取子場資料，並對顯示裝置之資料線設為可 輸出後’因應掃描上述掃描線之時間，自上述記憶區域 讀取須寫人對應於該經掃描之掃描線之像素内的子場資 料’並使其輸出至資料線的方式構成。 種顯示裝置，其係驅動光調制元件而進行圖像顯示， 其特徵為具備驅動機構，其係藉由脈寬調制輸出對應 於各特定數個子場之子場資料來驅動上述光調制元件^ 以於1場期間之任何時間，以可同時輸出各子場資料的方 1237227 式驅動上述光調制元件。 6. 如申凊專利範圍第5項之顯示裝置， 其中上述驅動機構係構成為於掃描顯示裝置之掃描 線時，以具有特定規則性跳越掃财之方式來掃描所需 之掃描線而進行跳越掃描。 7. 如申請專利範圍第6項之顯示裝置， 其中上述驅動機構係構成為於進行上述跳越掃描時 ，以跳越因應各子場之時間寬之加權比率之所需掃描線 數之方式而掃描掃描線。 8. 如申請專利範圍第6項之顯示裝置，其中設置保持子場資 料之§己憶機構， 上述驅動機構係構成為因應掃描上述掃描線之時間 ，自上述記憶機構讀取被設為須寫人對應於該經掃描之 掃描線之像素内的子場資料，並輸出至顯示裝置之資料 線。 9·如申請專利範圍第5項之顯示裝置， 其中上述驅動機構具有： 像素驅動機構，其係構成為相對上述光調制元件之像 素加加輸出至資料線之子場資料時，關應依特定時間 交互設;t之正極性㈣與負極性期間的所需時間，於上 述正極性期間施加正極性之子場資料，於上述負極性期 間施加負極性之子場資料；及 共用電位反轉機構，其係可因應上述正極性期間與負 極性期間，使_加於上述光調制元件之共用電位的極 1237227 性反轉。 ίο. 月專利I巳圍第9項之顯示裝置，其中上述像素驅動機 構具備： °己隐體單元’其係以1位元單位經輸入子場資料； 位元反轉機構，其係可因應上述正極性期間與負極性 期間，將保持於上述記憶體單元之子場資料切換成正極 性或負極性而輸出；及 輸出缓衝器，其係將自上述位元反轉機構輪出之資料 施加於像素驅動用的像素電極上。