JP2013037367A - 動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】リフレッシュ動作の信頼性が高められ得る動作方法等を提供する。
【解決手段】動作方法は複数のステップを有する。ｎビットメモリを備えたピクセル素子を有するディスプレイパネルが設けられる。ｎは画像データに従う正の整数である。ピクセル素子は、増加順序における絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって駆動される。ｋは２^ｎよりも小さい。ｋが奇数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、概して、動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネルに関し、より具体的には、マルチビットメモリ・イン・ピクセル（memory in pixel）（ＭＩＰ）のための動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネルに関する。

ディスプレイ装置は、例えば、ラップトップ型コンピュータ、携帯電話機、又はパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）等の様々な用途において広範囲に使用されている。ディスプレイ装置に関して、ビットの数、すなわち、ビット深度は、表示される画像の視覚的な品質に関連する。コンピュータグラフィックスにおいて定義されるように、色深度又はビット深度は、ビットマップ画像又はビデオフレームバッファにおける単一ピクセルの色又はグレーレベルを表すために使用されるビットの数である。この概念は、特に、使用されるビットの数とともに特定される場合に、ビット・パー・ピクセル（bits per pixel）（ＢＰＰ）としても知られている。通常、ビットの数が増えると、相異なる色又はグレーレベルの範囲も広がる。

ディスプレイ装置の更なる特徴として、電力消費を低減するために検討されているメモリ・イン・ピクセル（memory in pixel）（ＭＩＰ）は、ソースドライバから新しいデータが供給されることなしにＭＩＰのグレーレベルを保つために使用され得るピクセルメモリを有し、それにより、電力消費が低減され得る。一般的に、中間電圧をピクセルに印加することは、ディスプレイにおいて多数のグレーレベルを発生させる。マルチビットＭＩＰは、一定のグレーレベルを発生させるよう要求される場合に、ピクセルがどのグレーレベルを有するのかを決定する、すなわち、より一般的には、ピクセルがどのような画像データを前もって記憶されたのかを特定する画素電圧を検出することによって、リフレッシュされる。このとき、マルチビットＭＩＰにおいて使用されるスイッチの閾電圧は、それらの中間電圧が間隔をあけられる基本電圧インターバルとなる。記憶されている画像データが正確に特定される場合に、マルチビットＭＩＰはその後に正確にリフレッシュされ得る。例えば、特開２００５−１４８４２５号公報（特許文献１）には、ディスプレイにおいてマルチビットＭＩＰ回路を用いる特徴が開示されている。

しかし、マルチビットＭＩＰのリフレッシュ動作に伴う問題が存在する。マルチビットＭＩＰにおいては、ビットの数は、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差を縮めることによって増大し、それにより、更なる中間電圧が更なるグレーレベルを表現するために割り当てられて、ビットの数が増大しうる。ディスプレイ装置の製造工程に起因して、閾電圧のばらつきはディスプレイ装置ごとに様々である。そのようなものとして、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差が小さくなり過ぎる場合に、ピクセルがどのような画像データを記憶されているのかを特定することが危機的、時々、不可能であるリフレッシュ動作に伴う問題が存在する。従って、リフレッシュ動作の信頼性は低下し、結果として、ビット・パー・ピクセルの数は制限される。

特開２００５−１４８４２５号公報

本発明は、リフレッシュ動作の信頼性が高められ得る動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネルを対象とする。

本発明の態様に従って、動作方法が提供される。当該動作方法は複数のステップを有する。ｎビットメモリを備えたピクセル素子を有するディスプレイパネルが設けられる。ｎは画像データに従う正の整数である。ピクセル素子は、増加順序における絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって駆動される。ｋは２^ｎよりも小さい。ｋが奇数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する。

本発明の他の態様に従って、画像データをリフレッシュする際に使用される動作方法が提供される。当該動作方法は複数のステップを有する。第１の期間において、第１のデータ電圧を有するデータ信号が、ピクセル素子の画像データ保持キャパシタの画像データを選択的にリフレッシュするよう供給される。第２の期間において、第２のデータ電圧を有する前記データ信号が、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データを選択的にリフレッシュするよう供給される。前記第２のデータ電圧の極性は、前記第１のデータ電圧の極性と反対である。前記画像データが第１の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第１の期間の間にリフレッシュされ、前記画像データが、前記第１の画像データと数の上で隣り合った第２の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第２の期間の間にリフレッシュされる。

本発明の他の態様に従って、ディスプレイパネルが提供される。当該ディスプレイパネルは、アクティブマトリクス型ピクセル配列、ソースドライバ、及びゲートドライバを有する。前記アクティブマトリクス型ピクセル配列は、複数のゲートライン、複数のソースライン、及び複数のピクセル素子を有する。前記ソースドライバは前記複数のソースラインを駆動する。前記ゲートドライバは前記複数のゲートラインを駆動する。前記複数のピクセル素子はマトリクス状に配置される。夫々のピクセル素子は対応するゲートライン及び対応するソースラインへ結合される。夫々のピクセル素子はｎビットメモリを有し、ｎは画像データに従う正の整数である。前記ソースドライバは、増加順序における絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって前記ピクセル素子を駆動し、ｋは２^ｎよりも小さい。ｋが奇数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合に、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する。

本発明の上記の及び他の態様は、望ましいが制限されない実施形態の以下の詳細な説明に関して、より良く理解されるであろう。以下の説明は、添付の図面を参照して行われる。

本発明の実施形態によれば、リフレッシュ動作の信頼性が高められ得る動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネルを提供することが可能となる。

本発明の実施形態に従うディスプレイパネルの例を示すブロック図である。 ２ビットＭＩＰで使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係を示す例であるボックスプロット図である。 ２ビットＭＩＰデシようされるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係を示す例であるボックスプロット図である。 本発明の実施形態に従う２ビットＭＩＰで使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係の例を示すボックスプロット図である。 本発明の実施形態に従うｎビットＭＩＰで使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係の例を示す概略図である。 本発明の実施形態に従うｎビットＭＩＰで使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係の例を示す概略図である。 ピクセルの印加電圧と色スペクトルとの間の関係の例を示す概略図である。 印加電圧が同じ極性を有する場合の１つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。 図６Ａにおける表の座標図である。 本発明の実施形態に従う１つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。 図７Ａにおける表の座標図である。 印加電圧が同じ極性を有する場合の２つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。 図８Ａにおける表の座標図である。 本発明の実施形態に従う２つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。 図９Ａにおける表の座標図である。 本発明の実施形態に従う、画像データ記憶において使用される動作方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に従う、図１におけるＡＭＬＣＤのピクセル素子を示すブロック図である。 本発明の実施形態に従う動作を実行するために図１のディスプレイパネルが使用する複数の波形を示すタイミング図である。

動作方法及び該動作方法を用いるディスプレイパネルは、次のように、本発明の多数の実施形態において提供される。実施形態において、グレーレベル又は色を発生させるために使用されるデータ電圧が適切なインターバルで間隔をあけられるために、反対の電圧極性が使用され、それにより、２つの隣接するグレーレベル又は色に対応する電圧差は増大する。このように、ピクセルのリフレッシュ動作は、より高い信頼性において実行可能である。更なる説明は、添付の図面を参照して以下の通りに提供される。

図１は、本発明の実施形態に従うディスプレイパネルの例を示すブロック図である。ディスプレイパネル１００は、少なくとも、アクティブマトリクス型ピクセル配列１１０、ゲートドライバ１２０、及びソースドライバ１３０を有する。アクティブマトリクス型ピクセル配列１１０は、複数のゲートラインＧ１〜Ｇｎと、複数のソースラインＤ１〜Ｄｍとを有する。ゲートドライバ１２０は、走査ラインＧ１〜Ｇｎを駆動する。ソースドライバ１３０は、ソースラインＤ１〜Ｄｍを駆動する。アクティブマトリクス型ピクセル配列１１０は、マトリクス状に配置された複数のピクセル素子を更に有し、夫々のピクセル素子は、対応するゲートラインと対応するソースラインとへ結合されている。例とされているように、ピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）は、画像データ保持キャパシタＣ、ゲートスイッチＴ、及び本発明の実施形態に従うリフレッシュユニット２００を有する。ゲートスイッチＴは、対応するゲートラインＧｙへ結合された制御端子と、対応するソースラインＤｘと画像データ保持キャパシタＣとの間に結合された２つのデータ端子とを有する。リフレッシュユニット２００は、対応するソースラインＤｘと画像データ保持キャパシタＣとの間に結合されている。リフレッシュユニット２００は、画像データ保持キャパシタＣに保持されている画像データをリフレッシュする。

ディスプレイパネル１００は２つのモードにおいて動作可能であり、一方のモードは、例えば、ディスプレイ装置のビデオモードのようなアクティブモードであり、他方のモードは、例えば、ディスプレイパネル１００を含む電子機器のスタンバイモードのようなパッシブ又はリフレッシュモードである。アクティブモードにおいて動作する場合に、ディスプレイパネル１００は、画像データをピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）に記憶する又は書き込む。リフレッシュモードにおいて動作する場合に、ディスプレイパネル１００は、ピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）がその画像データをリフレッシュすること、すなわち、ピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）に前もって記憶されている画像データを保持することを可能にし、長時間にわたって静止画像のような一定出力を発生させる。

図１において、ディスプレイパネル１００のピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）はｎビットメモリ、すなわち、画像データ保持キャパシタＣを有しており、複数のグレーレベル又は色を発生させることができるマルチビットＭＩＰになる。なお、ｎは画像データに従う正の整数である。ピクセルのグレーレベルは、ソースドライバ１３０から供給されるデータ信号ＳＯＵＲＣＥの電圧レベルによって決定されるので、異なるデータ電圧は、ピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）に異なるグレーレベルを発生させるようデータ信号ＳＯＵＲＣＥにおいて搬送され得る。以下の複数の例において、データ信号ＳＯＵＲＣＥのデータ電圧はグレースケール電圧と呼ばれ、グレースケール電圧は、複数の対応するグレーレベルを発生させるようピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）へ供給される。

図２Ａ及び２Ｂは、２ビットＭＩＰで使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係を示す例であるボックスプロット図である。図２Ａを参照すると、２ビットＭＩＰは、４つのグレーレベルを示す数値を有する００、０１、１０及び１１の２進コードのような４種類の画像データの１つを自身に記憶しようとして、０Ｖ、２Ｖ、４Ｖ及び６Ｖといった４つのグレースケール電圧の１つを印加される。ノーマリーブラックのディスプレイパネルが使用される場合に、０Ｖ、２Ｖ、４Ｖ及び６Ｖのグレースケール電圧は夫々、０、１、２及び３の対応するグレーレベルを表現するよう割り当てられる。他方で、他の場合においては、６Ｖ、４Ｖ、２Ｖ及び０Ｖのグレースケール電圧が夫々、破線表記において示されるように、同様に０、１、２及び３の対応するグレーレベルを表現するよう割り当てられる。数の上で互いに隣り合う００及び０１の画像データのような２つの画像データに関して、それらは、０及び１のグレーレベルのような２つの隣接するグレーレベルを示し、０Ｖ及び２Ｖのような対応するグレースケール電圧は夫々、電圧差によって定義されるインターバルで間隔をあけられる。図２Ａから分かるように、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差は２Ｖである。図２Ａにおいて±０．５Ｖの範囲内にあるよう例示されている閾電圧のばらつきＶｔｈのために、検出される画素電極電圧は、夫々のボックスにおいて示されるように１Ｖの範囲内で変化する。従って、図２Ａの例において、それらのグレーレベルの間の電圧マージンＶｍｇは約１Ｖである。

閾電圧のばらつきはディスプレイパネルごとに様々であるから、図２Ｂにおいては、±１Ｖの範囲内のより幅広い閾電圧のばらつきＶｔｈが存在することが例示されている。このとき、それらのグレーレベルの中で、電圧マージンＶｍｇは０Ｖに低減される。０Ｖの電圧マージンＶｍｇは、夫々のグレーレベルの特定が重要になることを意味する。例えば、１Ｖの画素電極電圧が検出される場合に、ジレンマ、すなわち、検出される画素電極電圧が０Ｖ及び２Ｖのグレースケール電圧のどちらに属するのか、すなわち、ピクセルは０及び１のグレーレベルのどちらを有するのかを決定することが困難である状況、が存在する。結果として、リフレッシュ動作が２ビットＭＩＰのグレーレベルを正確に特定することができないことが起こり得る。そして、２ビットＭＩＰは、異なった、誤ったグレーレベルを有するものとしてリフレッシュされ得る。そのような状況は、閾電圧のばらつきが±１Ｖよりも大きい場合に、ますます悪化する。

図２Ａ及び２Ｂの上記の説明から、本出願人は、信頼できないリフレッシュ動作及び限られたビットの数の理由が２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差に関係があると気付いた。図２Ａ及び２Ｂにおいて、２ビットＭＩＰは、０Ｖを除いて全て同じ単一の極性を有する０Ｖ、２Ｖ、４Ｖ及び６Ｖといった複数の電圧を用いることによって実施され、結果として、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差は低減される。それに応じて、本出願人は、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差を増大させるよう試み、液晶の透過率応答が印加される電界又は電圧の極性に関わらない液晶の特性を使用することによって、多数の例となる実施形態を提供する。より具体的には、正及び負の電圧がグレーレベルを表現するために割り当てられる実施形態がある。

例となる実施形態において、単一の極性（例えば、正の極性）を有する電圧に加えて、反対の極性（例えば、負の極性）を有する他の電圧の組がグレーレベルを発生させるよう導入される。更に、隣接するグレーレベルを発生させるために使用される２つの電圧に関して、それらは反対の極性を有するよう割り当てられる。このように、２つのグレーレベルに対応する電圧差は増大され得る。更なる説明のために図３が参照される。

図３は、本発明の実施形態に従う２ビットＭＩＰにおいて使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係の例を示すボックスプロット図である。図２Ｂにおける０Ｖ、２Ｖ、４Ｖ及び６Ｖのグレースケール電圧と比較して、４つのグレーレベル０、１、２及び３の対応するグレースケール電圧は夫々、図３に示されるように、＋０．５、−２Ｖ、＋４Ｖ及び−６Ｖであるよう割り当てられる。例えば、０及び１のグレーレベルに対応する電圧差は２Ｖから２．５Ｖに増大し、１及び２のグレーレベルに対応する電圧差は２Ｖから６Ｖに増大し、２及び３のグレーレベルに対応する電圧差は２Ｖから１０Ｖに増大する。

更に、０Ｖの対応するグレーレベルを示す００の画像データに関して、そのグレースケール電圧は、０Ｖから例えば０．５Ｖの所定電圧にシフトされるように、図３の例においては例示されている。所定電圧は、０及び１のグレーレベルに対応する電圧差が増大することができるように決定され、結果として、１つのグレーレベルを他のグレーレベルと区別することを可能にする０．５Ｖのより高い電圧マージンが得られる。実施例において、所定電圧は、例えば１Ｖから−１Ｖの範囲内にあるが、これに限られない。更に、０Ｖ周辺の液晶の光学特性の変化は、ノーマリーブラックのディスプレイパネルの場合においては、無視できるほど小さいので、０Ｖから０．５Ｖへの電圧シフトはディスプレイに有意な影響をもたらさず、ディスプレイパネル１００の輝度又は反射率等の光学特性は実質的に保たれ得る。

図３を参照されたい。コモン電圧は０Ｖであるとする。コモン電圧は、対応するグレーレベルを発生させるよう画素に印加される画素電圧に付随する電圧である。この仮定の下で、図３におけるグレースケール電圧が、破線表記において示されるように、−０．５Ｖ、＋２Ｖ、−４Ｖ及び＋６Ｖであるよう割り当てられる他の実施形態が存在する。よって、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差は同様に増大することができることが図３から分かる。更に、電圧マージンＶｍｇは、図２と同じ±１Ｖの閾電圧のばらつきＶｔｈが考慮される場合に、０Ｖから０．５Ｖに改善される。

図４Ａ及び４Ｂは、本発明の実施形態に従うｎビットＭＩＰにおいて使用されるグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係の例を示す概略図である。ｎビットＭＩＰは２^ｎのグレーレベルを発生させるために使用されるとする。２^ｎのグレーレベルを発生させるために使用されるグレースケール電圧に関して、それらは、正の相に関しては図４Ａに示され、一方負の相に関しては図４Ｂに示されている。それらの中で、ｋ番目のグレースケール電圧は、ｋ番目のグレーレベルを発生させるために割り当てられ、次のような例となる式の解析から導出され得る：

Ｖ_ｋｐ＝（−１）^ｋ・ｖ（ｋ） （１）

Ｖ_ｋｎ＝（−１）^ｋ＋１・ｖ（ｋ） （２）

ｋは、０から２^ｎ−１の間の整数であり、ｖ（ｋ）は、ｋ番目のグレースケール電圧の大きさであり、Ｖ_ｋｐは、正の相についてのｋ番目のグレースケール電圧であり、Ｖ_ｋｎは、負の相についてのｋ番目のグレースケール電圧である。

式（１）及び（２）において、ｖ（０）からｖ（２^ｎ−１）のグレースケール電圧はそれらの大きさで表される。すなわち、それらは絶対値である。ｖ（０）からｖ（２^ｎ−１）のグレースケール電圧は増加順序にあり、例えば、ｖ（０）＜ｖ（１）＜・・・＜ｖ（２^ｎ−２）＜ｖ（２^ｎ−１）である。実施例において、ｖ（０）からｖ（２^ｎ−１）のグレースケール電圧は等しいインターバルで間隔をあけられてよく、グレーレベルとグレースケール電圧との間に線形関係を確立する。他の実施例では、印加電圧に対する液晶の透過率又は反射率応答が非線形である現象に基づき、ｖ（０）からｖ（２^ｎ−１）のグレースケール電圧は一定でないインターバルで間隔をあけられてもよい。当業者ならば式（１）及び（２）の記述から分かるように、ｖ（０）からｖ（２^ｎ−１）のグレースケール電圧は調整可能であり、異なる要件を満たすために使用され得る。

少なくとも式（１）及び（２）に基づき、ｋ番目のグレーレベル及び（ｋ−１）番目のグレーレベルに関して、それらの対応するグレースケール電圧は、反対の極性を有するよう割り当てられる。他の態様から、ｋが奇数である場合には、ｋ番目のグレースケール電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合には、ｋ番目のグレースケール電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する。例えば、図４Ａから分かるように、ｋが奇数である場合には、ｋ番目のデータ電圧ｖ（ｋ）は負の極性を有し、ｋが偶数である場合には、ｋ番目のデータ電圧ｖ（ｋ）は正の極性を有する。他の例に関し、図４Ｂから分かるように、ｋが奇数である場合には、ｋ番目のデータ電圧ｖ（ｋ）は正の極性を有し、ｋが偶数である場合には、ｋ番目のデータ電圧ｖ（ｋ）は負の極性を有する。このように、２つの隣接するグレーレベルに対応する電圧差は増大可能であり、ピクセルのリフレッシュ動作はより高い信頼性において実行可能である。

図１に示される実施形態において、ディスプレイパネル１００は、例えば、配向液晶がガラス基板の２つの対向するシートの間に満たされており、電極パターンがガラス基板の２つのシートの夫々に形成されている液晶セルにより構成されるように、実施されている。画像表示は、電極の間の液晶層に電圧を印加することによって引き起こされる液晶分子の移動により行われる。かかるディスプレイパネル１００は、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ（ＡＭＬＣＤ）とも呼ばれることがある。

他の実施形態において、ディスプレイパネルは、ピクセル素子の表現色がピクセル素子に対する印加電圧によって制御される複屈折型カラー（birefringence-type color）（ＢＲＣ）液晶ディスプレイパネルとして、実施される。より具体的には、このＢＲＣ液晶ディスプレイパネルにおいて、ピクセル自体の発色状態は、色が液晶セルの複屈折効果により印加電圧に従って連続的に変化することができる現象を用いることによって、変えられる。つまり、ＢＲＣ液晶ディスプレイ装置の単一ピクセルは、異なる電圧を印加される場合に様々な色を表すことができる。例えば、図５を参照されたい。図５は、ピクセルの印加電圧と色スペクトルとの間の関係の例を示す概略図である。この例では、３ビット画像データに応答して、ピクセルに印加される電圧が例えば０．５Ｖから４．７８Ｖに増大する場合に、８つの色が順次生成され得る。

図６Ａは、印加電圧が同じ極性を有する場合のピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。図６Ｂは、図６Ａにおける表の座標図である。図７Ａは、本発明の実施形態に従うピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。図７Ｂは、図７Ａにおける表の座標図である。図６Ａ及び６Ｂにおいて、それらの色を発生させるために使用される電圧は、単一の極性を有するよう割り当てられており、２つの隣接する色に対応する最小電圧差は、０．０９Ｖである。相対的に、図７Ａ及び７Ｂに関する実施形態に従って、２つの隣接する色に対応する電圧は、反対の極性を有するよう割り当てられている。このように、２つの隣接する色に対応する最小電圧差は、約０．３５Ｖに改善され得る。

図８Ａは、印加電圧が同じ極性を有する場合の２つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。図８Ｂは、図８Ａにおける表の座標図である。図９Ａは、本発明の実施形態に従う２つのピクセルの印加電圧と色との間の関係の例を示す表である。図９Ｂは、図９Ａにおける表の座標図である。例において、２つのピクセルは、色を表現するよう新しいピクセルと見なされる。図８Ａ及び８Ｂにおいて、それらの色を発生させるために使用される電圧は、単一の極性を有するよう割り当てられており、２つの隣接する色に対応する最小電圧差は、０．５８Ｖである。相対的に、図９Ａ及び９Ｂに関する実施形態に従って、２つの隣接する色に対応する電圧は、反対の極性を有するよう割り当てられている。このように、２つの隣接する色に対応する最小電圧差は、約１．２１Ｖに改善され得る。

図１０は、本発明の実施形態に従う、画像データ記憶において使用される動作方法を示すフローチャートである。図１０の動作方法は、例えば、図１のディスプレイパネル１００において使用され得る。ステップＳ１１０で、ｎビットメモリを備えたピクセル素子を有するディスプレイパネルが設けられる。ｎは画像データに従う正の整数である。ステップＳ１２０で、ピクセル素子は、増加順序における絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって、駆動される。ｋは２^ｎ以下である。この動作方法において、データ信号ＳＯＵＲＣＥのデータ電圧は、ディスプレイパネル１００のタイプに依存して、例えば、異なるグレーレベルを発生させるために使用される図４Ａ又は４Ｂにおけるグレースケール電圧、又は異なる色を発生させるために使用される図５における電圧である。ｋが奇数である場合には、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合には、ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する。このように、２つの隣接するグレーレベル又は色に対応する最小電圧差は改善され得る。

図１を参照されたい。リフレッシュユニット２００に関して、それは、動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）を備える回路、又は静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）を備える回路によって、実施され得る。リフレッシュユニット２００の例は、図１１における例となるピクセル素子を参照される。このピクセル素子は、ＤＲＡＭに基づく回路である。

図１１は、本発明の実施形態に従う図１のＡＭＬＣＤ装置１００のピクセル素子を示すブロック図である。ピクセル素子Ｐ（ｘ，ｙ）のこの例において、リフレッシュユニット２００は、第１のスイッチ２１１、第２のスイッチ２１２、第３のスイッチ２１３、及び容量素子２２０を有する。第１のスイッチ２１１は、サンプル制御信号ＳＡＭＰＬＥを受ける制御端子を有する。第２のスイッチ２１２は、容量素子２２０の第１の端子（ＣＴとして表される）に結合された制御端子を有する。第３のスイッチ２１３は、リフレッシュ制御信号ＲＥＦＲＥＳＨを受ける制御端子を有する。第３のスイッチ２１３及び第２のスイッチ２１２は、互いに直列に結合されている。第２のスイッチ２１２は、画像データ保持キャパシタＣの画素電極（ＰＥとして表される）に結合された端子を有し、第３のスイッチ２１３は、データ信号ＳＯＵＲＣＥを受ける端子を有する。容量素子２２０は、第１のスイッチ２１１を介して画像データ保持キャパシタＣの画素電極ＰＥに結合された第１の端子ＣＴを有する。容量素子２２０は、イネーブル信号ＣＥを受ける第２の端子を更に有する。第４のスイッチ２１４は、画素電極ＰＥに結合された制御端子と、容量素子２２０の第１の端子ＣＴに結合された端子と、シャント制御信号ＳＨＵＮＴを受ける他の端子とを有する。

よって、図１１におけるピクセル素子の動作は、次のように図１２を参照して例として与えられる。図１２は、本発明の実施形態に従う動作方法を実行するために図１のディスプレイパネル１００が使用する複数の信号波形を示すタイミング図である。

図１２に示されるように、ディスプレイパネル１００は、サンプル動作と、４つのリフレッシュ動作とを実行するよう動作する。これは、２ビットＭＩＰをリフレッシュするための例である。図３に示される２ビットＭＩＰのグレースケール電圧とグレーレベルとの間の関係に基づき、データ信号ＳＯＵＲＣＥは、４つの期間の間に順次４つのデータ電圧を有し、例えば、第１のリフレッシュ動作の間はデータ電圧ＬＶ１（ＬＶ１＝＋４Ｖ）を、第２のリフレッシュ動作の間はデータ電圧ＬＶ２（ＬＶ２＝＋０．５Ｖ）を、第３のリフレッシュ動作の間はデータ電圧ＬＶ３（ＬＶ３＝−２Ｖ）を、そして、第４のリフレッシュ動作の間はデータ電圧ＬＶ４（ＬＶ４＝−６Ｖ）を有する。それらのデータ電圧ＬＶ１乃至ＬＶ４は単調順序（monotonic order）において配置される。シャント制御信号ＳＨＵＮＴは、データ信号ＳＯＵＲＣＥのデータ電圧ＬＶ１〜ＬＶ４と同様に、複数の電圧を有する。そのようなものとして、＋４Ｖ、＋０．０５Ｖ、−２Ｖ及び−６Ｖのグレースケール電圧Ｖｌｇ、Ｖｂ、Ｖｄｇ及びＶｗに対応する“１０”、“００”、“０１”及び“１１”の画像データは、順次リフレッシュされる。“１０”の画像データのリフレッシュ動作は、図１１及び１２を参照して次のように例として詳述される。

実施形態において、“１０”（Ｖｌｇ＝Ｖｐｉｘ−Ｖｃｏｍ＝４Ｖ）の画像データは、その極性を選択的に保持又は反転されてリフレッシュされ得る。図１２の例では、“１０”の画像データは、その極性を保持されたままリフレッシュされることが例示されている。例えば、“Ｖｐｉｘ，Ｖｃｏｍ”＝“４Ｖ，０Ｖ”から“４Ｖ，０Ｖ”へ。

第１に、画素電圧Ｖｐｉｘは最初に４Ｖであり、コモン電圧Ｖｃｏｍは最初に０Ｖであるとすると、これは、画像データ保持キャパシタＣに保持されている画像データが“１０”であること、すなわち、画像データ保持キャパシタＣの両端電圧が４Ｖであることを示す。最初に、サンプル動作が実行される時間ｔ０を参照されたい。サンプル制御信号ＳＡＭＰＬＥは、第１のスイッチ２１１をオンするよう、高レベルで有効にされる。ターンオン状態の第１のスイッチ２１１を介して、容量素子２２０の第１の端子ＣＴは、現在の画素電圧Ｖｐｉｘと略同じレベルでバイアスをかけられる。これは、画素電圧Ｖｐｉｘがサンプル電圧Ｖｓａｍｐｌｅとしてサンプリングされ、容量素子２２０に記憶されることを意味する。すなわち、Ｖｓａｍｐｌｅ＝４Ｖ。イネーブル信号ＣＥは、例えば０Ｖの第１のレベルで無効にされる。

次いで、第１のリフレッシュ動作が実行される時間ｔ１を参照されたい。データ信号ＳＯＵＲＣＥは、時間ｔ１で、例えば４Ｖの第１のデータ電圧ＬＶ１を有する。イネーブル信号ＣＥは、第１のレベルから第２のレベルへ、例えば０Ｖから１．５Ｖへ、遷移する。イネーブル信号ＣＥの第１のレベルと第２のレベルとの間の差は、この例では、第２のスイッチ２１２の閾電圧を補償するように、第２のスイッチ２１２の閾電圧よりも高い１．５Ｖである。イネーブル信号ＣＥは、サンプル電圧Ｖｓａｍｐｌｅを容量素子２２０を介して約５．５Ｖ（＝４Ｖ＋１．５Ｖ）に高める。サンプル電圧Ｖｓａｍｐｌｅと画素電圧Ｖｐｉｘとの間には、第２のスイッチ２１２の１Ｖの閾電圧よりも高い１．５Ｖ（Ｖｓａｍｐｌｅ−Ｖｐｉｘ＝５．５Ｖ−４Ｖ）の電圧差が存在し、それにより、第２のスイッチ２１２はオンする。また、リフレッシュ制御信号ＲＥＦＲＥＳＨは、第３のスイッチ２１３をオンするよう有効にされる。ターンオン状態の第２及び第３のスイッチ２１２及び２１３を介して、データ信号ＳＯＵＲＣＥの第１のデータ電圧ＬＶ１（＝４Ｖ）は、ＴＦＴ漏れ電流により減衰した４Ｖの画素電圧Ｖｐｉｘをリフレッシュするために供給される。その一方で、コモン電圧Ｖｃｏｍは、例えば０Ｖの低レベルのままである。よって、第１のリフレッシュ動作が実行される場合に、時間ｔ１でリフレッシュされた画像データ（“Ｖｐｉｘ，Ｖｃｏｍ”＝“４Ｖ，０Ｖ”）は、時間ｔ０での画像データ（“Ｖｐｉｘ，Ｖｃｏｍ”＝“４Ｖ，０Ｖ”）の極性と同じ極性を有する。

次に、第２のリフレッシュ動作が実行される時間ｔ２を参照されたい。データ信号ＳＯＵＲＣＥは、時間ｔ２で、例えば０．５Ｖの第２のデータ電圧ＬＶ２を有する。同様に、シャント制御信号ＳＨＵＮＴは、０．５Ｖの第２の電圧を有する。第２のデータ電圧ＬＶ２は、他の画像データ保持キャパシタに記憶された０．５Ｖの他の画像データをリフレッシュするために使用される。画素電圧Ｖｐｉｘとシャント制御信号ＳＨＵＮＴの第２の電圧ＬＶ２との間には、第４のスイッチ２１４の１Ｖの閾電圧よりも高い３．５Ｖ（Ｖｐｉｘ−ＬＶ２＝４Ｖ−０．５Ｖ）の電圧差が存在し、それにより、第４のスイッチ２１４はオンする。ターンオン状態の第４のスイッチ２１４を介して、容量素子２２０の第１の端子ＣＴは、シャント制御信号ＳＨＵＮＴの第２の電圧ＬＶ２でバイアスをかけられる。すなわち、Ｖｓａｍｐｌｅ＝０．５Ｖ。このとき、第２のスイッチ２１２は、その間の電圧差が１Ｖの閾電圧よりも低い−３．５Ｖ（Ｖｓａｍｐｌｅ−Ｖｐｉｘ＝０．５Ｖ−４Ｖ）であるから、オフされる。このように、データ信号ＳＯＵＲＣＥの第２のデータ電圧ＬＶ２（＝０．５Ｖ）は、４Ｖの画素電圧Ｖｐｉｘをリフレッシュするために使用されず、データ信号ＳＯＵＲＣＥの第３のデータ電圧ＬＶ３（＝−２Ｖ）及び第４のデータ電圧ＬＶ４（＝−６Ｖ）についても同様である。

よって、“１１”、“０１”及び“００”（Ｖｌｇ＝Ｖｐｉｘ−Ｖｃｏｍ＝−６Ｖ、＋０．５Ｖ及び−２Ｖ）の画像データに関して、それらの動作は、“１０”の画像データに係る上記の説明を参照して同様に説明することができ、簡潔さのために明記されない。

本発明の実施形態において開示される動作方法及びディスプレイパネルに従って、反対の電圧極性が使用され、それにより、２つの隣接するグレーレベル又は色に対応する電圧差は増大する。このように、ピクセルのリフレッシュ動作は、より高い信頼性において実行され得る。従って、ビット・パー・ピクセルの数は増加しうる。

本発明は一例として望ましい実施形態に関して記載されてきたが、当然に、本発明はそれらに制限されない。それどころか、様々な改良並びに同様の配置及びプロシージャをカーバするよう意図され、従って、添付の特許請求の範囲の適用範囲は、そのような改良並びに配置及びプロシージャの全てを包含するように、最も広い解釈を与えられるべきである。

１００ ディスプレイパネル
１１０ アクティブマトリクス型ピクセル配列
１２０ ゲートドライバ
１３０ ソースドライバ
２００ リフレッシュユニット
２１１ 第１のスイッチ
２１２ 第２のスイッチ
２１３ 第３のスイッチ
２１４ 第４のスイッチ
２２０ 容量素子
Ｃ 画像データ保持キャパシタ
ＣＥ イネーブル信号
ＣＴ 第１の端子
Ｄ１〜Ｄｍ ソースライン
Ｇ１〜Ｇｎ ゲートライン（走査ライン）
Ｐ（ｘ，ｙ） ピクセル素子
ＰＥ 画素電極
ＲＥＦＲＥＳＨ リフレッシュ制御信号
ＳＡＭＰＬＥ サンプル制御信号
ＳＨＵＮＴ シャント制御信号
ＳＯＵＲＣＥ データ信号
Ｔ ゲートスイッチ
Ｖｍｇ 電圧マージン
Ｖｔｈ 閾電圧のばらつき

Claims (20)

1. ｎビットメモリを有し、ｎは画像データに従う正の整数であるピクセル素子を有するディスプレイパネルを設けるステップと、
   増加順序における絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって、前記ピクセル素子を駆動するステップと
   を有し、
   ｋが奇数である場合に、前記ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合に、前記ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する、
   動作方法。
2. 前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子のｋ番目のグレーレベルに対応するグレースケール電圧である、
   請求項１に記載の動作方法。
3. 前記ディスプレイパネルは、前記ピクセル素子の表現色が該ピクセル素子に対する印加電圧によって制御される複屈折型カラー液晶ディスプレイパネルであり、前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子の表現色に対応する電圧である、
   請求項１に記載の動作方法。
4. 前記ｋ番目のデータ電圧は、該ｋ番目のデータ電圧と（ｋ＋１）番目のデータ電圧との間の差が増大し、且つ、前記ピクセル素子の光学特性は実質的に保たれるように、零電圧から所定電圧へシフトされる、
   請求項１に記載の動作方法。
5. ｋが零である場合に、前記所定電圧は１Ｖから−１Ｖの範囲内にある、
   請求項４に記載の動作方法。
6. 画像データをリフレッシュする際に使用される動作方法であって、
   第１の期間において、ピクセル素子の画像データ保持キャパシタの画像データを選択的にリフレッシュするよう、第１のデータ電圧を有するデータ信号を供給するステップと、
   第２の期間において、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データを選択的にリフレッシュするよう、前記第１のデータ電圧と極性が反対である第２のデータ電圧を有する前記データ信号を供給するステップと
   を有し、
   前記画像データが第１の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第１の期間の間にリフレッシュされ、前記画像データが、前記第１の画像データと数の上で隣り合った第２の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第２の期間の間にリフレッシュされる、
   動作方法。
7. 前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子のｋ番目のグレーレベルに対応するグレースケール電圧である、
   請求項６に記載の動作方法。
8. 当該動作方法は、前記ピクセル素子の表現色が該ピクセル素子に対する印加電圧によって制御される複屈折型カラー液晶ディスプレイパネルにおいて使用され、前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子の表現色に対応する電圧である、
   請求項６に記載の動作方法。
9. 前記ｋ番目のデータ電圧は、該ｋ番目のデータ電圧と（ｋ＋１）番目のデータ電圧との間の差が増大し、且つ、前記ピクセル素子の光学特性は実質的に保たれるように、零電圧から所定電圧へシフトされる、
   請求項６に記載の動作方法。
10. ｋが零である場合に、前記所定電圧は１Ｖから−１Ｖの範囲内にある、
    請求項９に記載の動作方法。
11. 前記第１の期間及び前記第２の期間の前に前記画像データ保持キャパシタの前記画像データをサンプリングするサンプリングステップを更に有し、
    前記画像データ保持キャパシタにおけるリフレッシュされた画像データは、前記サンプリングステップにおいて前記画像データ保持キャパシタに保持された画像データの極性と同じ極性を有する、
    請求項６に記載の動作方法。
12. 前記第１の期間及び前記第２の期間の前に前記画像データ保持キャパシタの前記画像データをサンプリングするサンプリングステップを更に有し、
    前記画像データ保持キャパシタにおけるリフレッシュされた画像データは、前記サンプリングステップにおいて前記画像データ保持キャパシタに保持された画像データの極性と反対の極性を有する、
    請求項６に記載の動作方法。
13. 複数のゲートラインと、複数のソースラインと、マトリクス状に配置された複数のピクセル素子とを有し、夫々のピクセル素子は対応するゲートライン及び対応するソースラインへ結合され、夫々のピクセル素子はｎビットメモリを有し、ｎは画像データに従う正の整数である、アクティブマトリクス型ピクセル配列と、
    前記複数のゲートラインを駆動するゲートドライバと、
    前記複数のソースラインを駆動するソースドライバと
    を有し、
    前記ソースドライバは、増加順序において絶対値を有する複数のデータ電圧の間にあるｋ番目のデータ電圧を用いることによって、前記ピクセル素子を駆動し、ｋが奇数である場合に、前記ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか一方を有し、ｋが偶数である場合に、前記ｋ番目のデータ電圧は正又は負の極性のいずれか他方を有する、
    ディスプレイパネル。
14. 前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子のｋ番目のグレーレベルに対応するグレースケール電圧である、
    請求項１３に記載のディスプレイパネル。
15. 当該ディスプレイパネルは、前記ピクセル素子の表現色が該ピクセル素子に対する印加電圧によって制御される複屈折型カラー液晶ディスプレイパネルであり、前記ｋ番目のデータ電圧は、前記ピクセル素子の表現色に対応する電圧である、
    請求項１３に記載のディスプレイパネル。
16. 前記ｋ番目のデータ電圧は、該ｋ番目のデータ電圧と（ｋ＋１）番目のデータ電圧との間の差が増大し、且つ、前記ピクセル素子の光学特性は実質的に保たれるように、零電圧から所定電圧へシフトされる、
    請求項１３に記載のディスプレイパネル。
17. ｋが零である場合に、前記所定電圧は１Ｖから−１Ｖの範囲内にある、
    請求項１６に記載のディスプレイパネル。
18. 夫々のピクセル素子は、
    画像データを保持する画像データ保持キャパシタと、
    対応するゲートラインへ結合される制御端子、及び対応するソースラインと前記画像データ保持キャパシタとの間に結合される２つのデータ端子を有するゲートスイッチと、
    対応するソースラインと前記画像データ保持キャパシタとの間に結合され、データ信号に従って前記画像データ保持キャパシタに保持された画像データをリフレッシュするリフレッシュユニットと
    を有し、
    前記リフレッシュユニットは、
    サンプル制御を受ける制御端子を有する第１のスイッチと、
    前記第１のスイッチを介して前記画像データ保持キャパシタの画素電極へ結合される第１の端子を有する容量素子と、
    前記容量素子の前記第１の端子へ結合される制御端子を有する第２のスイッチと、
    リフレッシュ制御信号を受ける制御端子を有する第３のスイッチと、
    前記画素電極へ結合される制御端子、前記第１の端子へ結合されるデータ端子、及びシャント制御信号を受ける他のデータ端子を有する第４のスイッチと
    を有し、
    前記第３のスイッチ及び前記第２のスイッチは互いに直列に結合され、前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチは前記データ信号を受けるよう対応するソースラインと前記画像データ保持キャパシタとの間に結合される、
    請求項１３に記載のディスプレイパネル。
19. 前記リフレッシュユニットは、更に、第１の期間及び第２の期間の前に前記画像データ保持キャパシタの前記画像データをサンプリングし、
    前記第１の期間において、前記リフレッシュユニットは、前記画像データ保持キャパシタの画像データを選択的にリフレッシュするよう第１のデータ電圧を有するデータ信号を供給され、
    前記第２の期間において、前記リフレッシュユニットは、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データを選択的にリフレッシュするよう前記第１のデータ電圧と極性が反対である第２のデータ電圧を有する前記データ信号を供給され、
    前記画像データが第１の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第１の期間の間にリフレッシュされ、前記画像データが、前記第１の画像データと数の上で隣り合った第２の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第２の期間の間にリフレッシュされ、
    前記画像データ保持キャパシタにおけるリフレッシュされた画像データは、前記サンプリングにおいて前記画像データ保持キャパシタに保持された画像データの極性と同じ極性を有する、
    請求項１８に記載のディスプレイパネル。
20. 前記リフレッシュユニットは、更に、第１の期間及び第２の期間の前に前記画像データ保持キャパシタの前記画像データをサンプリングし、
    前記第１の期間において、前記リフレッシュユニットは、前記画像データ保持キャパシタの画像データを選択的にリフレッシュするよう第１のデータ電圧を有するデータ信号を供給され、
    前記第２の期間において、前記リフレッシュユニットは、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データを選択的にリフレッシュするよう前記第１のデータ電圧と極性が反対である第２のデータ電圧を有する前記データ信号を供給され、
    前記画像データが第１の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第１の期間の間にリフレッシュされ、前記画像データが、前記第１の画像データと数の上で隣り合った第２の画像データを有する場合に、前記画像データ保持キャパシタの前記画像データは前記第２の期間の間にリフレッシュされ、
    前記画像データ保持キャパシタにおけるリフレッシュされた画像データは、前記サンプリングにおいて前記画像データ保持キャパシタに保持された画像データの極性と反対の極性を有する、
    請求項１８に記載のディスプレイパネル。

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