电一光器件及其驱动方法技术

对于一种电－光器件的分级显示操作，给出了一种分级显示的方法和一种电－光器件，该方法和器件能用数字信号予以控制。在动作矩阵型电－光器件和方法中，输入的模拟信号被转换成Ｎ－基数计数法中的数值和相应于该数值的具有一定脉冲宽度和高度的脉冲。通过把多个这种脉冲加到每一个象素的电极上，一幅图画的平均电压值对于最后显示中间色调或分级可以是任意数值。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

Electro optical device and driving method thereof

In this paper, a hierarchical display method and a kind of electro optical device are presented, which can be controlled by digital signal. In the active matrix type electro-optical device and method, the input analog signal is converted into value n counting method and a base corresponding to the value of certain pulse width and pulse height. By adding a plurality of such pulses to the electrodes of each pixel, the average voltage value of a picture can be an arbitrary value for the final display of an intermediate tone or gradation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电光显示器件，它是由多个排列成矩阵形式的象素构成，并具有驱动开关元件和一个显示系统，该显示系统用于对液晶显示、等离子体显示、真空微电子显示以及类似显示的图象显示操作实现高分级显示。最近许多办公自动设备的小型化，使得常规的阴极射线管(CRT)被诸如等离子体显示器、液晶显示器以及类似的显示器的薄型显示器(平板显示器)所代替。此外，已研究了一种真空微电子显示器，其中每个包含有场发射阴极和栅极的微真空管被排列在矩阵阵列中，并通过矩阵阵列上所发射的电子束照射到萤光物质上从而显示图象。在所有以上描述的显示器件中，通过控制加到矩阵阵列交叉点的电压来完成图象显示的操作。也就是说，通过液晶材料显示器中的电场，改变了透射光量或散射光量;通过等离子体显示器中的电场使电极之间产生了电子放电;以及通过真空微电子显示器中的场发射效应由阴极发射电子。这些矩阵型显示器中最简单的一种包括一对相互面对的基底和分别在两块基底上纵向和横向排列的金属裸丝，通过向任何交叉的纵向和横向金属丝之间施加电压，在纵向和横向金属丝之间的缝隙中产生了电压。这种型式被称为简单矩阵结构。由于它的简单结构，很容易生产这种类型的显示器且价格低廉。然而，在这种类型的显示器中，经常发生一种被称为色度亮度干扰的现象，即在显示器的驱动操作中，由于无意识的信号流入非所需要的部分中，使得图象变模糊了。为了避免这种色度亮度干扰现象，需要其光学特征随着大于予定阈电压的电压急剧变化的材料。例如，对于这种简单一矩阵系统，等离子体电子放电显示器就是一种理想的显示器，因为它具有以上所描述的明显的阈值。然而，在使用上述这种光学材料时，必须驱动显示器使得对每一个象素(也就是在矩阵丝之间的交叉处)所旋加的电压极靠近阈电压值。因此，在采用简单矩阵系统时，能实现光学开/关-开关操作，但难于得到中间亮度或色调，因为依据所施加的电压在中间变化范围内材料亮度改变的材料，不能作为显示器的光学材料。这个问题是由于把开关功能付予光学材料(液晶或电子放电气体)而引起的。因此，一种把开关元件独立地安装到光学材料的矩阵上的打算被尝试。这种器件的类型称作主动式矩阵显示，且每个象素具有一个或多个形状元件。一个PIN二极管，一个MIM二极管或一种薄膜晶体管或类似的晶体管被用作开关元件。然而，即使采用了主动式矩阵系统，也难于达到在CRT中实现的高分级显示操作。附图说明图1(A)表示了一种常规的分级显示系统。在图1(A)中，纵座标代表加到特定象素上的电压幅度，横座标代表时间，且该图表示加到液晶显示器的象素上的电压变化。所加电压是以周期为2秒的交流脉冲来施加的，因为如果加以长时间的直流，由于电解的作用，将损坏液晶。在该图中，所加电压，在前两个周期使显示亮度“8”，接着一个周期使显示亮度“4”且最后一个周期显示亮度“6”。实际上，在一个特定阈值上，液晶材料的光学特性变化是急剧的，但这里假设光学特性随所加电压线性变化。对于液晶材料，例如弥散型液晶材料，上述近似是非常接近的近似。因此，为了达到例如16步分级的显示操作，就需要以16步控制电压，然后把它加到象素上。在通常的液晶材料中，当施加一个超过5伏的电压时，其光学特性达到饱和，且即使施加电压在5伏以上，其光学特性也几乎不变。例如，为了实现16-步分级显示操作，必须加以5伏被16除所得到的300毫伏精确电压。为了实现更高分级显示操作，要求向象素施加更小的电压是合理的。然而，产生具有300毫伏或更小分辩率的电压是不容易的，而且，这样微小的电压在到达象素之前会受到各种因素的衰减。这些因素包括金属丝的电阻，薄膜晶体管的电阻，由于薄膜晶体管和类似晶体管的寄生电容而产生的象素电位的降低。由于引起电压变化或波动的这些参数，按照每一个象素的动作元是不同的，因此，象素的电压波动，在整个面板上，实际上可压缩在最大±0.2伏的范围。此外，还有通过控制加到每个象素上的电压脉冲的时间长度(滞留时间)，实现分级显示的另一种方法。作为上述方法的例子，引用了日本专利申请中公开的显示方法，例如专利申请号3-169305，3-169306，3-169307，3-169308，3-209869等等，它们是由和本申请相同的专利技术人所专利技术的。图1(B)表示了这种实例，对于亮度“8”，使用了前两个周期，对于亮度“4”，使用了接着的一个周期且对于亮度“6”，使用了最后一个周期，同图1(A)的方法一样。众所周知，液晶材料显示色调和亮度的视觉作用所依据的不是瞬时电压而是平均有效电压。换句话说，假设前两个周期的有效电压为1，紧接着的一个周期考虑为0.5，虽然它具有与前两个周期相同的峰值电压，且最后一个周期认为是0.75。此外，等离子体电子放电的响应速度为1微秒的高速，但人的肉眼不能跟随如此的高速，而只能感知一个平均亮度，结果视觉最终决定于平均有效电压。也就是说，以上描述的分级显示系统，为了实现高分级显示操作，特别需要显著增加开关速度。图2表示了图1(B)的特殊情况，且图2的一个实例能达到64一步(64一级)分级显示操作。左边的数值代表象素的亮度。在此实例中，光学特性依次从“1”到“54”变化。在图2中，(A)和(B)没有实质的不同，只是在它们之间改变了多个脉冲的次序。此实例的细节在日本专利申请号3-209869中已描述，其是由本申请同一专利技术人所专利技术，因此这里不再描述。例如，在标记为“17”的部分中，脉冲宽度是1的脉冲和脉冲宽度是16的脉冲分别在S周期中出现一次，而且其代表平均亮度是“17”。再有，在标记为“37”的部分中，脉冲宽度是1的脉冲，脉冲宽度是4的脉冲和脉冲宽度是32的脉冲在S周期中分别出现一次，而且其代表平均亮度37。由此，可得到从“0”到“64”的64-步分级显示。由图2可知，最小的脉冲宽度要求为电压重复周期S的1/64。在实际上使用薄膜晶体管或类似的晶体管进行开关操作的情况下，依据矩阵线的数目宽度变短了的脉冲被加到薄膜晶体管上。例如，当矩阵具有480条线，宽度是最小脉冲宽度的480分之一的脉冲被加到薄膜晶体管上。由于周期S通常为30毫秒，所以最小脉冲宽度变为500微秒。因此，对于薄膜晶体管或类似的晶体管，驱动信号需要1微秒。此值可认为是一个大值，然而对薄膜晶体管来说，它是非常快的信号。所以，为了得到更高的分级显示操作，必须施加更快速的脉冲，由此，显示器辐射出电磁波。本专利技术的实施解决了在常规分级显示系统中的上述问题，而且本专利技术是一种新型的分级显示系统，其采用了完全取决于图1(A)所示电压的分级显示系统和完全取决于图1(B)所示脉冲宽度的分级显示系统两者所具有的优点。此外，在此系统中，以上所指出的非常小的电压控制和非常快速的脉冲都不需要。为了把本专利技术与常规系统清楚地区分开，本专利技术的一个实施例表示在图1(C)中。对于亮度“8”使用前两个周期，对于亮度“4”使用了紧接着的一个周期，且对于亮度“6”使用了最后一个周期，象图1(A)和图1(B)所示的系统那样。在本专利技术中，与图2所示系统相同，通过使用平均有效电压，也得到了分级显示操作，然而，在本专利技术中，通过不仅改变脉冲宽度而且也改变脉冲高度从而增加一个自由度来解决上述问题。在本专利技术中，一个输入模拟信号，直接地或在变换成数字信号之后，被转换成N-基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动主动式矩阵结构的电－光器件的方法包括的步骤有：将输入模拟信号转换成Ｎ－基数计数法的数值，或其相应的信号，和把基于所说数值或相应于它的所说信号的、具有一定脉冲宽度和脉冲高度的多个电压脉冲，施加到所说的电－光器件的一个象素上，其中所说电压脉冲的平均有效电压接近于一个任意的电压。

【技术特征摘要】
JP 1991-10-8 290721/911.一种驱动主动式矩阵结构的电-光器件的方法包括的步骤有将输入模拟信号转换成N-基数计数法的数值，或其相应的信号，和把基于所说数值或相应于它的所说信号的、具有一定脉冲宽度和脉冲高度的多个电压脉冲，施加到所说的电-光器件的一个象素上，其中所说电压脉冲的平均有效电压接近于一个任意的电压。2.按照权利要求1所述的方法，其中所说的电-光器件是一个显示器，且通过所说的电压脉冲，在所说的显示器上，能显示中间亮度。3.按照权利要求1所述的方法，其中所说的脉冲高度有四种高度。4.按照权利要求3所述的方法，其中所说的脉冲宽度有两种宽度。5.按照权利要求4所述的方法，其中所说的脉冲宽度是一个单位周期的宽度和一个四倍所说单位周期的宽度。6.按照权利要求3所述的方法，其中所说的脉冲宽度有三种宽度。7.按照权利要求6所述的方法，其中所说的脉冲宽度是一个单位周期的宽度和一个四倍所说单位周期的宽度，以及一个十六...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎舜平，广木正明，竹村保彦，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]