JPS5823092A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶を用い九画ｇＩＩ表示装置の構造及び駆動
方法に関するものであゐ。

従来の画像表示装置を第１図に示す。第１図はアナログ
信号を含む１惨を表示するものであり、液晶とＭＯ日型
ＦＩＴアレイを組み合わせて構成、されている。第１図
に於て、単位画素を構成するのけＭＯＥＩｆ！ｌＰＥ７
１、信号蓄積用コンデンサ２、液晶セル３である。この
基本的な動作ヲ観明する。

まずＭＯＢ型ＦＩＣＴ１ｉＰチャネルとし、ゲートライ
ンＸシにゲート信号としての負のパルス電圧が印加され
あと、ＦＫ７１はオン状態となり、信号ライン７Ｊに印
加され九アナログのビデオ信号１ｊＦＩｃＴ１を通して
コンデンサ２に充電される。負のパルス電圧が消滅すれ
ばＦＦ１Ｔ　１はオフ状態となるが、通常ＦＩＩＩＴの
リーク電流及び液晶セル３を流れる電流は非常に小さい
ので、コンデンサに充電されたビデオ信号に比例した電
圧は、かなりの時間保持され液晶セル罠印加されつづけ
る。そして、ゲート信号をＸｌからｘ＋＋１　、　ｘｉ
＋ｔ・・・・・・と線順次に走査し、その位置に対応し
たビデオ信号を７３，７Ｊ＋１゜７Ｊ＋２−・・・・・
より印加することにより全体の面憎が表示される。第２
図にｌＦＥＴを含めた一画素の断面図を示す、Ｐチャネ
ルＦ！ｌ！Ｔの場合、４けｎ型θ１基板、５，６けそれ
ぞれＰ＋拡散Ｉ［塚でソース、ドレインであり、ソース
５け第１図の７Ｊ方向に接続さねている。７けゲート酸
化膜、８けゲート電極で、１１方向に接続されているｃ
　９は液晶セＡ・の画素電極として一方の電接を形成し
、かつ薄い酸化ＷＩＩ１１１により基板４との間にコン
デンサを形成している。１２け液晶、１３け対向電極で
透明電極となっており、画面全体共通電極となっている
。

１４け表面のガラス基鈑を示し、１０け絶釘膜を示す。

このような構成では液晶に印加される電圧の極性は一方
向であり１１、駆動となる。従って、液晶の寿命が短い
など渭頼性の点で大傘か欠点があった。そこでこのよう
な欠点を解消するため、第３図に示すように共通１［極
を行方向に分割して、ゲート信号ラインＸ１　、　Ｘｉ
＋ｌ　、　Ｘ１＋２・・・・・・と、共通電極ライン５
！１　、　Ｘ１＋１　、　ｆｆ１１＋２・・・・・・を
同期して線順次走査し、ビデオ信号と共通電極電位を同
時にルー転させて交流駆動するという提案がされている
。（特開昭５５−１２００９５）。しかし、このような
方法では、例えば２４０Ｘ２４０画素の表示を行なう場
合、共通電極を２４０分割して回路を接続する必要があ
り、実装が非常にむずかしいという欠点があった。

そこで、本発明は交流駆動が可能で、しかも実装が容易
な画像表示装置を供することを目的とするものである。

以下図面に従い本発明の説明をしていく。

第４図に本発明の表示製蓋の構成例を示す。

ＭＯ８型ＦＨｉＴ１．信号蓄積用コンデンサ２．液晶セ
ル５は従来と同様であるが、共通を極ラインが蝮数行共
通になっており、第４図ではゲート信号ライン１本に対
して、一本の共通１１極が設けられた例を示しである。

したがって第４図の例ではゲートラインの本数すなわち
、画素の行方向の本数のｉ／ｉの共通電極ラインがある
。

第５図は周辺駆動回路を含めた本発明の一実施例を示す
ブロック図である。

１５は垂直同期信号入力端子、１６は分周回路。

１７ｉｊＴ−タイプフリップフロップ（ＪＪ下Ｔ　−Ｆ
Ｆと略す）、１８＃−ｉ映像信号入力端子、１９は映像
信号反転回路、２０は映伸信号をサンプルして各信号ラ
インに送りめすサンプルホールド回路、２１けクロック
信号入力端子、　２２Ｖｉ行方向（Ｘ方向）シフトレジ
スタ用クロック入力端子であり、実際には水平同期信号
が入力される。２３￥′ｉｘ方向シフトレジスタ、２４
Ｖｉ水平同期信号入力端子、２５け共通電極シフトレジ
スタ用クロック発生口路。

２６Ｖｉ共通Ｗ極用シフトレジスタである。分周回１ｉ
Ｆ１６（Ｄ出力ＶｉＴ−Ｆ　Ｆ１７　、　共通ｔｅｉシ
フトレジスタ用クワクロック発生回路、共通電極用シフ
トレジスタ２６に入力さｆｉ、Ｔ−ＦＦ１）の出力は映
倫信号反転回路１９に入力され、映像信号反転回路１９
の出力はサンプルホールド回路２０に入力される。サン
プルホールド回路２０にはｊ本の信号ライン（ｙ＋〜７
Ｊ）が接続さｔている。Ｘ方向シフトレジスタ２３には
、この例では４１本のゲート信号ライン（ＸＩ〜ｘ４１
）が接続されている。

共通電極シフトレジ玉タ用クロック発生回路、共通電極
シフトレジスタ用クロック発生回路２５には分周回路１
６の出力と水平同期信号が入力され、共通電極シフトレ
ジスタ用クロック発生回路２５の出力は共通電極用シフ
トレジスタ２乙に入力され、その出力は分割された共通
１１枠Ｍ４〜ｚ４に接続される。なお第５図の°例では
共通９Ｌ極の分割数を４としであるが、分割数は２以上
であればいくらでも良い。

第６図は第５図の回路のタイムチャートであり、第５．
第６図に従い動作の荘明をする。ａは垂直同期信号であ
り、その周期（Ｊ−Ｊ、下τＶと略す）は約１６．７　
ｍ５ｅｃである。’ｂ＃′ｉ分周回路１６０川力であり
、第６図の例では１／４分周回路である。したがって垂
直同期信号ａのパルス４個に１個の割で分周出力すのパ
ルスが出力さｒる。念だし、この分周回数は第５図の共
通電極の分割数とけ全く無関係に選ぶことができる。た
とえば第５図の例では共通電極の分割数は４であるが、
分周回数は２．５，４．・・・・・・のいくっでも良い
。ただ共通電極の分割数（以下Ｎと略す）と垂直同期信
号の分周回数（以下Ｘと略す）は画面の鮮明さによって
のみ決定される。これについてｉｊ後に鰭明する。分周
出力すをＴ−ＦＦ１７のＴ端子に入力することによりそ
の出力けＣのように１と０が反転する。

ｄの映像信号は極性が反転していないが、映像信号反転
回路１９を通ると８のように周期的に映像信号が反転す
る。その制御はＴ−Ｆ　Ｆ出力Ｃによって行なわれる。

すなわち第６図中Ｔ−ＦＦ出力Ｃの１．０期間は映像信
号ｄの極性が反転しない期間であり、ｔｓの期間は極性
が反転する期間である。この周期的に反転する映像信号
θがサンプルホールド回路２０に入力され、クロック入
力端子２１の端子から入力されるクロック信号によりサ
ンプルされ、サンプルされた信号は信号ラインｙ１〜７
ｊに送られる。１ｆｉｊ”方向シフトレジスタの動作開
始を与えるパルスであり、周期は垂直同期信号と同一で
ある。ｇｋｉｘ方同シフトレジスタ用のクロック信号で
あり、通常は水平同期信号を使用する。したがってその
周期は約６５５μ冠である。クロック信号ｇによりＸ方
向シフトレジスタ出力は”１ｍｘｌｐ・・・・・・と１
１次パルスを出力する。第６図中”１　＃　”＊　＊・
・・・・・の負のパルスが出ている間だけ、そのＸライ
ンは選択される。ｈＦｉ共通鵠椿シフトレジスタ用クロ
ック発生回路２５によって作られるパルスであり、分周
出力すとクロック信号ｇから作られる。第６図の実施例
では共通電極け４分割され、さらに分周出力ｂｌｌ″ｊ
垂直同期信号を４回分周して得られるので、分周出力す
のパルスが入力された稜の最初の１フイールドの間にク
ロックｈけ４個のパルスを出力し、坩後の５フイールド
の間はパルスを出力しない。したがって期間ｔＨ（ある
いはｔｓ）の間に計４個のパルスｆ７ｒｌｔｌ力する。

分周回数が異なり、共通ｔｒ棒の公害１１回数が同じ場
合についてはクロックｈの波形が異なる。

この例を第７図に示す。第７図は分周回数が２であり、
共通電極の分割数が４の場合である。共通Ｗ極の分割数
４は変わらないが、分周回数が２であるので２フイール
ド毎にクロックｈ　Ｋ　ｌｄ　４つのパルスが出力され
る。さて話を第６図に戻すと、クロックｈが共通ｗ極シ
フトレジスタ２６のクロックとなるので、クロックｈに
パルスが出力される度に共通電極（ｚ１〜Ｚ、）は極性
を反転する。

ここで映像信号の接柱の反転と同期して共通電極の極性
を反転させる理由を第８図に従い欽明する。第８図（ａ
）は既に提案されている交流１動の一方式である。すな
わち共通電極を一定値（ｖ。

レベル）とし、映像信号’ｆ−Ｖｏレベルの両側でプラ
スとマイナスに極性反転する方法である。［７かしなが
ら、この方法ではビデオ信号のダイナミックレンジを電
源ＷＦＥの半分以下しか取れず、充分なコントラストを
得るためには電源電圧をかなり高く取る必要があり消費
電力の点で無駄である。

そこで第８図（ｂ）のように映像信号の極性を反転し、
反転した映像信号を同一のダイナミックレンジを使用し
、同時に共通！橙もＶＯＨとＶＯＬで反転させる方法が
考えられる。これが映像信号の反転と同時に共通電極を
切り換える理由である。

次に共通電極の分割数（Ｎ）と垂直同期信号の分周回数
（Ｋ）との関係について述べ、最低限必要な分割数につ
いて述べる。分割数を決定するのけ画質であり、画質の
肝価値として次のような値を考えることができる。

ここでτＰけ画像がポジ表示されている時間、τＮは画
像がネガ表示されている時間すなわち白黒が反転して見
える時間である。本発明によればゲートライン（ｘｌ）
複数本に対して、共通１１％が１本対応するわけである
が、この方式によれば共通ｔｒｉの反転タイミングと、
複数本のゲートラインのうち何本目のゲートラインがＯ
Ｎになるかのタイミングによって、各ゲートラインのポ
ジ表示とネガ表示の時間の割合が異なってぐる。たとえ
ば第１行目のゲートラインがＯＮするタイミングに合わ
せて共通電極を反転させれば、１本のゲートラインが共
通の場合、第１番目のゲートラインが最もネガ表示の割
合が大きくなる。

本発明の如く共通電極を対向する第一′＃Ｉ極祷数分ま
とめて、共通電極の本数を滅らす方式では一定期間ネガ
表示されるのけさけられないが、ポジ表示期間が充分長
ければ画質上は全く問題ない。

ｇ値は、その画質を定量的に評価する値であるが、ａ＝
−１けτ工＝０、すなわち常にネガ表示、α＝０けτＰ
＝τＮであり、画面は灰色になり、α＝１はτＮ＝０　
で画面が常に正常表示されていることを示す。したがっ
てグけ１に近いほど画質は良好であると言えるが、１で
ある必要はなく、我々はおおむネ、≧・（１９）で♂あ
れ・ば画質としては充分であることを確認している。第
９図は分周回数Ｋをパラメータとして共通電極分割数Ｎ
とαの関係を示している。垂直同期信号の周期け”　７
　ｍ冠（６０Ｈｚ）であるから、Ｋ＝１とけ第６図中分
周出力すの周期が３１４　ｍｎｅｔ（３０Ｈｚ）であり
、Ｋ＝２ｒとｈ分周出力すの周期が６６．８　ｍ５ｅｃ
（１５Ｈｚ　片あることを意味する。すなわちＫが大き
い程映像信号の反転周期が長くなることを意味する。第
９図よりわかるようにａ−≧α９であるためにけＮ＝５
の場合に：４　、Ｎ＝４の場合に＝３．・・・・・・で
あり共通電極の分割数が少ない、程、映像信号の反転周
期が長くても良い（すなわちＫの値が大きい）ことを表
わしている。こｎ’を別の表わし方で示すと肌１０図の
ようになる。第１０図にα≧［１９以上となるＮとＫＯ
量関係示した図であり、図中ハツチングをほどこした部
分がα≧０．９であり、充分な画質が得られる部分であ
る。たとえば実用的な共通電極め分割数の一例であるＮ
＝４についてけに≦３つまり垂直同期信号を１／３に分
周した反転周期ならば良いことを示す。共通電極の分割
数Ｎは実装に大きな影響を与える。共通電極を各ライン
ごとに分割すると画像数にもよるがＮ＝２００ぐらいは
必要であり、実装は非常に困難である。しかし本発明の
ように映像信号の反転を各フィールド毎ではなく、数フ
ィールドに１回の割で反転させることにより、Ｎ−２〜
１０程度でも充分な画質が得られる。１Ｊ＝２〜１０な
らば実装上図ら問題はない。

第９図、第１０図のｉｔ算値は一例であり、共通電極の
反転のタイミングを変えることにより若干ａの値は異な
る。すなわち反転タイミング全１対回する１行の椰−ｆ
ｒ′ＶＩＩの中心あたりにすれば、同一のＮ、に値での
ｇ値はさらに大きくなり、画質は向上する。

以上述べたように本発明は共通電極をいくつかに分割し
、また垂直同期信号を分周して、その分周出力に従って
映像信号の切り換えおよび共通電極の線順次反転を行な
うことにより、共通電極の分割数を極めて少なくしても
充分な画質が得られ、実装が非常に容易になるという大
きな効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像表示装置を示す回路図、第２図は表
示画素の断面図、第５図は共通電極を分割し急従来の画
像表示装置の回路図、第４図は本発明になる画像表示装
置の回路図、第５図は周辺の駆動回路を含めた本発明の
ブロック図、第６図は本発明の一実施例のタイムチャー
ト、第７図は本発明の他の実施例のタイムチャート、第
８図（ａ）は従来の交流駆動の波形図、第８図（ｂ）は
本発明の交流駆動の波形図、第９図は垂直同期信号の分
周回数Ｋ（すなわち映倫信号の反転周期）をパラメータ
とした共通電極とαの関係を示すグラフ、第１０図は良
好な画質が得られるＮおよびＫの値の１凹を示す曲明図
である。 ５・・・・・・表示画素　　４・・・・・・ｎ型８１基
板５．６・・・・・・１°十拡散領域　７・・・・・・
ゲート酸化膜８・・・・・・ゲート電極　９・・・・・
・液晶セルの一万の画素電極１０・・・・・・絶縁膜　
　１１・・・・・・凄い酸化膜１２・・・・・・液晶　
１５・・・・・・共通電極１４・・・・・・ガラス基板 １５・・・・・・垂直同期信号入力端子　１６・・・分
周回路１７・・・・・・Ｔタイプフリップフロップ１８
・・・・・・映像信号入力端子 １９・・・・・・映像信号反転回路 ２０・・・・・・サンプルボールド回路２１・・・・・
・クロック入力端子 ２２・・・・・・クロック入力端子 ２５・・・・・・シフトレジスタ ２４・・・・・・水平同期信号入力端子２５・・・・・
・共通電極用クロック発生回路２６・・・・・・共通電
極用シフトレジスタ以　　　上 出願人　　株式会社　第二精工台 代理人　弁理士　最上　務 ｊＩ３図 ０　　−−−−−−−−−−−−　−一−第８図（Ｉ）
） 第９図 〜−→− 第１０図 −Ｔｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス等の絶縁基板上に形成された半導体層、または半
   導体基板上に行列状に電界効果トランジスタが形成され
   、前記電界効果トランジスタの一方の端子を第一電極と
   し、前記第−電極上忙液晶を介して設置された透光性基
   板上の透明電極を第二電極とし九画倫表示装置に於て、
   前記第二電極は夢数行の前記第一電極と対向する幅で行
   方向に分釧されており、前記第一電極に印加されるビデ
   オ信号の罹件を反転させる手段と、前記第二電極の電圧
   の極性をＭ順次に反転させる手段と、ビデオ信号の垂直
   同期信号を分周する回路とを具備し、前記垂直同期信号
   分周回路の出力によって定まる周期でビデオ信号の極性
   を反転させ、同時に前期第二電極の極性ｔｔＳ順次反転
   させる手段を有していることｔ％命とするｉｉｉ俸表示
   装置。