JPH061308B2 - マトリクス表示装置 - Google Patents

マトリクス表示装置

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JPH061308B2
JPH061308B2 JP59042745A JP4274584A JPH061308B2 JP H061308 B2 JPH061308 B2 JP H061308B2 JP 59042745 A JP59042745 A JP 59042745A JP 4274584 A JP4274584 A JP 4274584A JP H061308 B2 JPH061308 B2 JP H061308B2
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liquid crystal
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electrode
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各画素にスイッチング素子を有する所謂「アク
ティブ・マトリクス表示装置」の改良にかかわり、簡便
な電動回路で安定した表示を得る技術に関する。
〔従来技術と問題点〕
近年、アクティブ・マトリクス型の表示装置の開発が盛
んである。この方法は例えば次の論文(Bernard.J.Lech
ner等;proceedings of the IEEE,59p.1566〜1579(19
71))で公知であり、電苛蓄積型のあるトランジスタや
非線形抵抗素子といったスイッチング素子を各画素の表
示素子と接続して作り込む事により液晶等のように閾値
特性の悪い表示素子でも高分割のマトリクス表示を可能
にし得るものである。駆動方法は点順次法と線順次法に
大別され、いずれも前記B.J.Lechner等の論
文(p.1570)で公知であり、点順次法は詳しくは特開昭49
-748Fig.6等に記載されているが、第1図、第2図、
第3図により従来技術を説明する。
まず第1図、第2図により点順次法を説明すると、第1
図は従来の表示装置のブロック回路図で、1は表示部で
あり、行電極C1、C2、……、CNと列電極R1、R
2、……、RMと、その交点に対応して配置された能動
素子2、表示要素3を有する。8は行駆動部であり行電
極に時分割された走査信号を供給する。9は列駆動部で
あり、列電極にデータ信号を供給する。点順次法の場合
には列駆動部9はサンプリング・パルス発生回路7とス
イッチゲート6、及び蓄積容量5からである。
第2図はそのタイミング・チャートであり、シリアルな
画像信号VDはサンプリング・パルスS1、S2、…
…、SM及び走査信号C1、C2、……、CNにより1
つの画素の表示要素に伝達される。
次に線順次法による駆動方法を第3図により説明する。
第1図との相違点は列駆動部9のうち30で示した部分
である。点順次法ではビデオ信号VDをスイッチゲート
6により直接列電極に伝達したが、線順次法ではまず第
1のアナログ・ラッチ31にサンプリング・パルス発生
器7に基づいてラッチし、タイミング合せのために一括
して第2のアナログ・ラッチ32にラッチする。このラ
ッチされたデータをアンプ33を通じて各列電極に供給
する。
以上のべた従来技術においては、点順次駆動法は回路が
簡単な反面各列電極に対する実質書き込み時間が一定に
ならず、各表示要素に対する書き込み時間も短かい。一
方線順次駆動法では書き込み時間は一定で十分長くとれ
るが回路が複雑となる。これ等の欠点を解消する方法と
して前出願(特願昭58-032169)の駆動法が提案されて
いる。
第4図は非線形抵抗素子を用いた特願昭58−032169の
NLR型アクティブ・マトリクス表示装置のブロック図
である。
113は表示部であり、行電極Y〜Yと列電極X
〜X及び各行列電極に接続された表示素子117及び
NLR素子116よりなる表示要素118を有する。第
5図は非線形抵抗素子の説明図であり、NLR素子12
5としては特願昭58-032169では126、127、12
8等の様なダイオード・リングを用いている。
第6図は非線形抵抗素子の代表的電流−電圧特性図であ
り正負ほぼ対称で、低電圧領域では指数則、それより高
電圧領域では比例則で変化している。
第4図において112は列電極駆動回路、119はビデ
オ変調回路であり、そのブロック図及び電動波形の一例
を第7図、第8図を示す。VDは入力ビデオ信号であ
り、VはVDの最大振巾の約半分の基準電位、CL1
は各行毎の選択タイミングで反転するクロツク信号であ
る。ビデオ信号VDは増巾器146、147及びスイッ
チ141、142によりVD'の如き0を中心に各1H毎
に反転した信号となり、補償回路出力によりゲインコン
トロールされた増巾器143によってVINの如き信号
になる。
144はタイミングパルス発生回路でありクロック信号
CL2に基づいてスイッチ群145を順次選択し、ビデ
オ信号線VINを各列電極X、X、X、……に接
続し各電極容量に信号を蓄積する。第11図は駆動波形
図であり、蓄積されたデータ信号の一例はXであり、
ある行タイミングで−Vが非点灯レベル、Vが点灯
レベルなら、次の行タイミングではVが非点灯レベ
ル、−Vが点灯レベルというように各1H毎に極性の
反転した信号となっている。
第9図、第10図は行電極駆動回路のブロック図及び波
形図である。この回路は行電極に第11図Ya-2
n-1、Y、Yn+1の如き行毎に極性反転した走査信号
を供給する。161はシフトレジスタ又はデコーダ等に
より構成されるシフトパルス発生部であり、クロックA
1、A2に基づきB1、B2、……を発生する。クロッ
クパルスA1、A2、CL1及びB1、B2、……によ
り論理回路162はC(1、1〜4)、C(2、1〜
4)等のパルスを電位選択回路163に供給する。
163には第11図Yn-2の所に示した電位±V、±
あるいはこれに比例した電位が供給され、C(n、
1〜4)により選択される。
164は出力段のバッファアンプであり、Y〜Y
表示部113に印加される。
特願昭58−032169の特徴の一つは走査信号にあ
る。例えばYについてみると選択期間181、182
と非選択期間183、184があり、前者では±V
後者では±Vの電位をとる。選択期間は行電極毎に線
順次で走査されているがそれぞれ割り当てられた1H全
部ではなく水平帰線区間のみのなっている。残りの水平
走査期間ではすべての走査信号ともに選択されておらず
第7図、第8図で述べたように各列電極容量に線順次に
信号が書き込んでいる。この様な構成とすると線順次駆
動でありながら点順次駆動と同様にサンプルホールド回
路が不要であり、点順次駆動の様に実効的書き込み時間
が各列で異なる事による充電電荷量の違いが生じない。
特にNLRマトリクスでは書き込み時間の相違は致命的
な欠点であり、点順次法は無理で回路が複雑であった
が、特願昭58-032169により点順次法と同等の回路で済
み非常に有利となった。
しかし特願昭58−032169にも若干の問題点は残
っていた。すなわち第7図の各列電極X、X、X
はそれぞれ電極容量を持っておりデータ信号を蓄積しう
るが、この電極容量は一般的には駆動回路内に外付けコ
ンデンサーとして設けるか、電極自体の浮遊容量で代用
している。前者は回路が複雑となり、後者は浮遊容量を
形成する隣接電極の電位変化の影響を受けやすく不安定
である。
〔発明の目的〕
本発明は液晶層を挾んだ対向側に基準電極を設け、液晶
に直流電圧が印加されにくい適当な基準信号を与える事
を要旨とし、何ら工程を付加する異なく安定で均一な付
加容量を与えることを目的とするものである。
〔発明の実施例〕
第12図は本発明の表示装置の一実施例のブロック図で
ある。113は表示部であり、ここでは2枚の基板目に
液晶を挾んでなる液晶パネルである。一方の基板には行
電極Y、Y、……、YとNLR素子116が形成
され、他の基板上には列電極X、X、……、X
形成されている。本実施例の特徴は行電極Y、Y
……、Yの形成される基板上で例電極X、X、…
…、Xと対向する部分に基準電極191を設けた点に
ある。192は基準電極191に基準信号を与える手段
である。この様にする事により、各列電極には液晶を誘
電体とした容量が付加されている。
第13図は本発明の表示装置の他の実施例のブロック図
である。前実施例と異なり本実施例では行駆動回路が左
半分111Lと右半分111Rに、列駆動回路が上半分
112Vと下半分112Dにそれぞれ2分され、電極1
本毎に交互に引き出されている。それに伴い基準電極も
191Lと191Rの2つに分けられそれぞれの駆動回
路192L、192Rから基準信号が供給されている。
第14図は第12図の実施例の平面図である。201は
スイッチング素子207、表示電極206、行電極
、Yが形成されたアクティブ基板、202は列電
極X、X、……Xの形成された対向基板、203
はシーリング部であり、液晶はこの内側の部分に封入さ
れている。191は基準電極でありアクティブ基板20
1上に列電極X、X、……Xと液晶層を挾んで対
向する事により容量C、……、Cを形成している。
容量部204はマトリクス部205に比べて十分小さく
てもよく面積的な負荷は大きくない。又均一な液晶層厚
は現状技術で十分達成されており容量のばらつきも十分
小さい。この様に均一な容量が何らの工程増を伴う事な
く実現される。
基準電極電位は一定であればどのような値でも容量とし
て作用させる事ができる。しかし液晶を誘電体層として
用いている関係上、液晶に直流が印加されない様に注意
しなくてはならない。又、容量部の面積を低減するため
には実効誘電率を大きく使いたい。
本発明では以上の要求を満足するために第15図に示し
た如き基準信号φを用いている。即ち、奇フィールドF
1と偶フィールドF2で互いに反転した矩形波信号であ
る。信号レベル±Vとしている。この様な基準信号φ
と列信号、例えば第11図Xの間には直流分のほとん
どない、しかも液晶を励起するのに十分な電圧が印加さ
れる。
第16図は液晶層の誘電率εと実効電圧Vの関係を示す
特性図である。液晶の閾値電圧Vthに対しV<Vth
はεεであるがV<Vthの印加に応じてεは増加し
ε11に近づく。第11図の駆動波形でバイアス電圧V
は液晶の光学変化の中央値に設定するため第16図の如
くまだεは十分大きくないが、Vに書き込み電圧を上
乗せしたVは液晶を励起するのに十分な電圧である。
この様に本発明では基準信号として液晶を励起するのに
十分な実効電圧を有する信号を印加する事により、小さ
い面積で十分な容量を設ける事が可能である。本発明で
は第15図の如く走査信号Y〜Yの選択電位±V
を有する矩形波を用いたが、勿論他の電位でもVthより
大きければ有効である。しかし±Vの使用は電源数を
増す必要がないため便利である。更に本発明では基準信
号として直流分を含まない信号を用いている。この事に
より液晶層の劣化を最小限にする事ができる。
基準信号としては他に例えば第11図の駆動波形に於け
るゼロ電位0を用いてもよい。この場合は誘電率εは大
きくはないが直流分を含まない。
〔発明の効果〕
以上述べた如く、本発明では液晶層を有効的に容量とし
て使用する事により安定した表示が可能であり、何等工
程増を伴う事なく簡素な駆動回路で高密度の表示が可能
となる。
尚、実施例のスイッチング素子として非線形抵抗素子を
用いたがトランジスタを用いても同等の効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の表示装置のブロック図、第2図は第1図
の表示装置の駆動波形図、第3図は従来の線順次法を用
いた表示装置のブロック図、第4図〜第11図は特願昭
58-032169の駆動方法を説明するもので、第4図は非線
形抵抗素子を用いたNLR型アクティブ・マトリクス表
示装置のブロック図、第5図、第6図は非線形抵抗素子
の説明図とその特性図、第7図、第8図はビデオ変調回
路及び列電極駆動回路を示す回路図と使用波形図、第
9、10図は行電極駆動回路と使用波形図、第11図は
駆動波形図、第12図は本発明の表示装置の一実施例の
ブロック図、第13図は本発明の表示装置の他の実施例
のブロック図、第14図は第12図の実施例の平面図、
第15図は本発明に用いる基準信号の波形図、第16図
は液晶の誘電率対実効電圧の特性図である。 X〜X……列電極、Y〜Y……行電極、2、1
16……スイッチング素子、3、117……表示素子、
191……基準電極、φ……基準信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の行電極と複数の列電極と該両電極の
    交点毎に設けられたスイッチング素子と、該スイッチン
    グ素子に接続された液晶表示素子よりなるマトリクス表
    示パネルと、前記行電極に線順次走査信号を供給する行
    駆動回路と、前記列電極にデータ信号を供給する列電極
    駆動回路とを有するマトリクス表示装置に於いて、前記
    液晶表示素子を構成する液晶層を介して前記列電極に対
    向した基準電極を有すると共に、該基準電極と列電極の
    間に、実効電圧値が液晶のしきい値電圧よりも大きい基
    準信号が供給される事を特徴とするマトリクス表示装
    置。
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