(57)【要約】ＬＣＯＳチップは、外側サブピクセルおよび内側サブピクセルに分割されたピクセルを有する。ドライバは、独立してサブピクセルを駆動することができる。駆動技法はパルス幅変調でもよい。ピクセルがサブピクセルに分割されているため、分割されていないピクセルを駆動する小さい幅のパルスをより大きいパルス幅に置換することができる。一代替実施形態では、ピクセルはサブピクセルに分割されていない。駆動技法は、パルス幅とパルス高の変調の組合せでもよい。波形は、小さい幅のパルスをより大きい幅およびより低い電圧レベルのパルスに置換することができる。
2005502069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２Nグレースケール・トーンを有するピクセルの輝度制御のためのシステムであって、
２sサブピクセルを有し、最小光出力を備えた２つのサブピクセルの光出力比が約１：１であるピクセルと、
異なるパルス幅の２N−sパルスを有するパルス幅変調波形をサブピクセルに与えるためのドライバとを含むシステム。
【請求項２】
最小パルス幅および２番目に小さいパルス幅がそれぞれ２s／Ｎの幅である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
最小パルス幅を最小光出力を備えた２つのサブピクセルのうちの１つに与えて第１のグレースケール・トーンを得る請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
２番目に小さいパルス幅を最小光出力を備えた２つのサブピクセルに与えて第２のグレースケール・トーンを得る請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
最小パルス幅を最小光出力を備えた２つのサブピクセルのうちの１つに与え、２番目に小さいパルス幅を最小光出力を備えた２つのサブピクセルに与えて、第３のグレースケール・トーンを得る請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
２sサブピクセルが同心である請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
ピクセルの輝度制御のためのシステムであって、
第１のサブピクセルと、
第１のサブピクセルと第２のサブピクセルとの光出力比が約１：１である第２のサブピクセルと、
パルス幅変調波形を第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与え、変調波形が第１のパルスと第２のパルスを有し、第１のパルスを第１のサブピクセルに与え、第２のパルスを第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与えるドライバとを含むシステム。
【請求項８】
第１のパルスと第２のパルスがおおむね同じ幅である請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
第３のパルスを有する変調波形が第１のパルス幅の約２倍であり、第３のパルスを第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与える請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
第１のパルスと第２のパルスの振幅が等しくない請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
第１のサブピクセルと第２のサブピクセルが同心である請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
ピクセルの輝度制御の方法であって、
第１の幅をもつ第１のパルスをピクセルの第１のサブピクセルに与えて、第１のグレースケール・トーンを生成することと、
第１の幅をもつ第２のパルスをピクセルの第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与えて、第２のグレースケール・トーンを生成することとを含む方法。
【請求項１３】
第１のパルスを第１のサブピクセルに、第２のパルスを第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与えて、第３のグレースケール・トーンを生成することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
第１の幅の約２倍の第２の幅をもつ第３のパルスを、第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与えて、第４のグレースケール・トーンを生成することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
第１のパルスを第１のサブピクセルに、第１の幅の約２倍の第２の幅をもつ第３のパルスを第１のサブピクセルと第２のサブピクセルに与えて、第５のグレースケール・トーンを生成することをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
ピクセルの輝度制御のためのシステムであって、
ピクセルと、
パルス幅および振幅の変調波形をピクセルに与え、変調波形が異なるパルス幅の少なくとも２つのパルスを有し、少なくとも２つのパルスの第１のパルスが、第１の幅および第１の振幅であり、少なくとも２つのパルスの第２のパルスが、ほぼ第１の幅および第１の振幅よりも大きい第２の振幅であり、第１のパルスをピクセルに与えて第１のグレースケール・トーンを生成し、第２のパルスをピクセルに与えて第２のグレースケール・トーンを生成するドライバとを含むシステム。
【請求項１７】
第１のパルスと第２のパルスをピクセルに与えて、第３のグレースケール・トーンを生成する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
第３のパルスを有する変調波形が、第１のパルス幅の約２倍、かつ第１のパルスの振幅の約２倍であり、第３のパルスをピクセルに与えて第４のグレースケール・トーンを生成する請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
少なくとも２つのパルスのうちの第２のパルスが、第１の振幅の約２倍の第２の振幅である請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
ピクセルの輝度制御の方法であって、
第１の幅および第１の振幅をもつ第１のパルスをピクセルに与えて、第１のグレースケール・トーンを生成することと、
第１の幅および第１の振幅の約２倍の第２の振幅をもつ第２のパルスをピクセルに与えて第２のグレースケール・トーンを生成することとを含む方法。
【請求項２１】
第１のパルスと第２のパルスをピクセルに与えて、第３のグレースケール・トーンを生成することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第１の幅の約２倍の第２の幅および第２の振幅をもつ第３のパルスをピクセルに与えて、第４のグレースケール・トーンを生成することをさらに含む請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で記載する主題は、一般に表示装置の分野に関し、より詳細には、ピクセルの輝度制御のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
黒と白の間の２５６レベルのグレー・スケールを達成するには、ピクセルを０〜１００％デューティ周期の間の２５６の異なるパルス幅で、または２５６の異なる電圧レベルで駆動する。同様に、カラー・ディスプレイ、たとえばピクセル毎に赤、緑、および青のドットを使用するものは、各ドットを異なる輝度で駆動して、それらの色の混合として知覚される色の範囲を作り出す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
小さいパルス幅や低電圧ステップの解像度は、液晶および回路の制約のために達成するのが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はピクセルの輝度制御のためのシステムおよび方法を開示する。このシステムおよび方法は、液晶オン・セミコンダクタ（liquid-crystal-on-semiconductor:ＬＣＯＳ）ディスプレイのグレースケール解像度を向上させることができる。本明細書で用いるグレー・スケールは、グレー・スケール・システムおよびカラー・システムを指す。本明細書で用いるトーンは、ピクセルの輝度を指す。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１は、ピクセルの輝度制御のための特定のシステムの図である。ＬＣＯＳチップは、外側サブピクセル１０２および内側サブピクセル１０４に分割されたピクセルを有している。サブピクセルのサイズはたとえば１０ミクロン以下である。このサブピクセルは、たとえばサブピクセルが同心である場合のフリンジング効果を補償するように調整される。図１で示した特定の設計では、サブピクセルの光出力比は約１：１である。サブピクセル領域は、通常のパルス幅変調信号を使用する分割されていないピクセルの領域の約半分である。
【０００６】
ドライバ１０６は、サブピクセルを独立して駆動することができる。このドライバ技法にはパルス幅変調を用いる。ピクセルがサブピクセルに分割されているため、駆動パルスとしてより大きいパルスを使用することができる。こうしたパルスは、普通なら分割されていないピクセルを駆動するパルスよりも大きい。こうしたより大きいパルスは、液晶および回路の制約内にあるパルスの形を用いることができる。
【０００７】
図２は、図１で示したピクセルを駆動する波形の一実施形態の図である。この図は、グレー・スケールに８つ（＝２3）のトーンを与える３ビットの例を示す。２つのサブピクセルで、集合的に１つの空間ビット（ｓ＝１）を形成し、波形は２つのパルス幅または電気ビット（ｅ＝２）を提供する。斜線を付けたパルスを内側サブピクセルに与え、斜線を付けていないパルスを内側サブピクセルと外側サブピクセルの両方に与える。
【０００８】
斜線を付けた第１のパルス２０２として示してある最小パルス幅、および２番目に小さいパルス幅２０４はおおむね同じ幅、たとえば８分の２（２／８）である。この幅は、分割されていないピクセルを駆動する通常のパルス幅変調信号の最小パルス幅（１／８）の約２倍である。この例では、最大パルス幅２０６は、他の２つのパルスの幅の約２倍である。
【０００９】
第１のパルス２０２をサブピクセルの１つ、たとえば内側ピクセル１０４に与える。半分（１／２）の領域である内側サブピクセルと第１のパルス幅８分の２（２／８）とで、８分の１（１／８）のグレースケール・トーンを生成する。
【００１０】
第２のパルス２０４を内側サブピクセル１０４と外側サブピクセル１０２に与えて、８分の２（２／８）のグレースケール・トーンを生成することができる。第１のパルス２０２を内側サブピクセルに与え、第２のパルス２０４を内側サブピクセルと外側サブピクセルに与えて、８分の３（３／８）のグレースケール・トーンを生成することができる。８分の４（４／８）の幅をもつ第３のパルス２０６を内側サブピクセルと外側サブピクセルに与えて、８分の４のグレースケール・トーンを生成することができる。残りのグレースケール・トーンの生成は同様であり、図２で示されている。
【００１１】
このシステムを類似の技法を用いて２Nのグレースケール・トーンが生成されるまで拡大する。ただし、Ｎは正の整数である。
【００１２】
図３は、図１で示したピクセルを駆動する波形の代替実施形態の図である。この図は、１６（２4）のグレースケール・トーンを提供する４ビットの例を示す。２つのサブピクセルで１つの空間ビット（ｓ＝１）を形成する。波形は３つのパルス幅（ｅ＝３）を提供する。斜線を付けたパルスを内側サブピクセルに与え、斜線を付けていないパルスを内側ピクセルと外側ピクセルの両方に与える。
【００１３】
斜線を付けた第１のパルス３０２として示した最小パルス幅、および２番目に小さいパルス幅３０４はおおむね同じ幅であり、たとえば８分の１（１／８）である。こうしたパルスを図２を参照して説明したのと同様の方法でサブピクセルに与えて、１／１６、２／１６、および３／１６のグレースケール・トーンを生成することができる。
【００１４】
第３のパルス３０６は、第１のパルス３０２や第２のパルス３０４の幅の約２倍（２／８）である。第３のパルスを内側サブピクセル１０４と外側サブピクセル１０２に与えて、１６分の４（４／１６）のグレースケール・トーンを生成することができる。
【００１５】
第４のパルス３０８は、第１のパルスや第２のパルスの幅の約４倍（４／８）である。この第４のパルスを内側サブピクセル１０４および外側サブピクセル１０２に与えて、１６分の８（８／１６）のグレースケール・トーンを生成することができる。
【００１６】
残りのグレースケール・トーンの生成は同様であり、図３に示されている。
【００１７】
空間ビットの数を増加すると、最小パルス幅の幅が大きくなる。たとえば、４つのサブピクセルは２つの空間ビットを表すことができる。４つのサブピクセルは、光出力比が１：１で、たとえば同心で一方が他方の中にあってもよい。変調波形は、異なる幅の２N−sのパルスを有し、最小パルス幅および２番目に小さいパルス幅がそれぞれ２s／Ｎの幅である。
【００１８】
図４は、２つの空間ビット（ｓ＝２）を有するピクセルを駆動する波形の代替実施形態の図である。この図は、８トーン（２3）のグレー・スケールを形成する３ビットの例を示す。このピクセルは４つのサブピクセルを有する。４つのサブピクセル、ａ、ｂ、ｃ、ｄは、最も内側のサブピクセルとしての「ａ」と同心でもよい。このサブピクセルは、光出力比が約１：１：１：１であり、または分割されていないピクセルの領域の約４分の１（１／４）の領域である。図４で示したパルス内の文字ａ、ｂ、ｃ、ｄは、パルスを与えるサブピクセルを表している。最小パルス幅４０２および２番目に小さいパルス幅４０４は、それぞれ半分（２2／８）の幅を有する。第１の３つのグレースケール・トーンが、図２を参照して説明したのと同様に生成される。
【００１９】
８分の４（４／８）のトーンを、第１のパルス４０２と第２のパルス４０４を最も外側のサブピクセル「ｃ」と「ｄ」に与えることによって生成することができる。残りのトーンの生成は同様であり、図４に示されている。
【００２０】
熟練した技術者なら、サブピクセル「ｃ」と「ｄ」を、最も内側のサブピクセルの２倍の光出力比を有する１つのサブピクセルに組み合わせることができることを理解されるであろう。
【００２１】
図５は、２つの空間ビット（ｓ＝２）を有するピクセルを駆動する波形の他の代替実施形態の図である。３つのパルス幅（ｅ＝２）は、１６のグレースケール・トーンを生成することができる。
【００２２】
斜線を付けた第１のパルス５０２として示した最小パルス幅、および２番目に小さいパルス幅５０４はおおむね同じ幅であり、たとえば４分の１（１／４）である。こうしたパルスを、図４を参照して説明したのと同様の方法でサブピクセルに与えて、１／１６、２／１６、３／１６のグレースケール・トーンを生成することができる。
【００２３】
１６分の４（４／１６）のトーンを、第３のパルス５０６をサブピクセル「ａ」と「ｂ」に与えることによって生成することができる。第３のパルス５０６を４つのサブピクセル全てに与えることによって１６分の８（８／１６）のトーンを生成することができる。残りのトーンの生成は、図５から明らかである。
【００２４】
図６は、ピクセルを駆動する波形の他の代替実施形態の図である。このシステムのピクセルは、サブピクセルに分割されていない。この図は、８トーンのグレー・スケール（２3）を形成する３ビットの例を示す。波形は、２つのパルス幅と２つの電圧レベル（ｅ＝３）からなるパルス幅とパルス高変調の組合せである。波形は、小さい幅のパルスを、より大きい幅およびより低い電圧レベルのパルスに置換することができる。
【００２５】
斜線を付けた第１のパルス６０２として示した最小パルス幅、および２番目に小さいパルス幅６０４はおおむね同じ幅である。このパルス幅は、通常のパルス幅変調信号（１／８）の最小パルス幅の約２倍（２／８）である。しかし、最小パルス幅は、第２のパルスと比較して等しくない振幅、たとえば第２のパルスの振幅の約半分でもよい。最大パルス幅６０６の例は、他の２つのパルスの幅の約２倍であり、第２のパルスとおおむね同じ振幅である。
【００２６】
第１のパルス６０２をピクセルに与えて、第１のグレースケール・トーン（１／８）を生成し、第２のパルス６０４をピクセルに与えて、第２のグレースケール・トーン（２／８）を生成することができる。第１のパルスと第２のパルスをピクセルに与えて、第３のグレースケール・トーン（３／８）を生成することができる。第３のパルス６０６をピクセルに与えて、第４のグレースケール・トーン（４／８）を生成することができる。残りのトーンの生成は同様であり、図６に示されている。
【００２７】
本発明のいくつかの実施形態を記載した。しかし、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることを理解されたい。したがって、他の実施形態は、頭記の特許請求の範囲内にある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ピクセルの輝度制御のための特定のシステムの図である。
【図２】図１で示したピクセルを駆動する波形の一実施形態の図である。
【図３】図１で示したピクセルを駆動する波形の代替実施形態の図である。
【図４】ピクセルを駆動する波形の他の代替実施形態の図である。
【図５】ピクセルを駆動する波形の他の代替実施形態の図である。
【図６】ピクセルを駆動する波形の他の代替実施形態の図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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2005502069.tif 000021
2005502069.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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2005502069.tif 000025
2005502069.tif 000026
2005502069.tif 000027
2005502069.tif 000028
2005502069.tif 000029
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