JPS59113420A - マトリクス表示装置の駆動方法 - Google Patents

マトリクス表示装置の駆動方法

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JPS59113420A
JPS59113420A JP57222925A JP22292582A JPS59113420A JP S59113420 A JPS59113420 A JP S59113420A JP 57222925 A JP57222925 A JP 57222925A JP 22292582 A JP22292582 A JP 22292582A JP S59113420 A JPS59113420 A JP S59113420A
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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】 本発明は表示素子にスイッチング素子を接続した表示要
素よ、りなる所謂アクティブ・マトリクス表示装置の改
良にかかわり、詳しくは信号保持特性の十分でないスイ
ッチング素子を用いても、従来問題となっていたデータ
依存性リークによるりロストークの全（ない優れた表示
の可能な駆動方法に関する。
近年、平面高密度表示に対する開発が盛んになり、中で
も所謂アクティブ・マ）　ＩＪクス型の表示は本命視さ
れている。第１図はそのブロック図であり、表示部６に
は行電極４及び列電極５が配置され、その交点に対応し
てスイッチング素子例えばトランジスタ６と表示素子例
えば液晶、エレクトロクロミズム、エレクトロルミネッ
センス等ヨりなる表示要素８が配置され、行電極を選択
的に駆動するだめの行電極駆動手段１と、列電極にデー
タ信号を印加するための列電極駆動手段２が設けられて
いる。
第２図は液晶表示素子を用いたテレビ表示の場合の従来
の代表的な駆動方法に於げる駆動波形である。
Ｆｌ、Ｆ２は第１及び第２フイールドであり、２６〜２
８は各水平走査期間である。列電極駆動回路に供給され
るビデオ信号■いは予めＦｌとＦ２で基準レベルＶａを
中心に反転させである。
列駆動回路は例えば特開昭５５−９３３７　’９等で公
知であり、列電極には例えばＸｍの如き各水平走査期間
ＩＨの行の表示データに対応したデータ信号が供給され
る。Ｙ　ｎ−１、Ｙ　ｎ　、　Ｙ　ｎ＋＋はそれぞれ列
電極に印加される走査信号であり、各行ｒ対応した水平
走査期間ＩＨで選択電位ｖＧをとっている。例えば走査
信号Ｙ　ｎ−１とデータ信号Ｘｍが供給される行電極及
び列電極の交点に対応する表示要素の表示素子には■ｅ
の如き駆動信号が印加される。
以上はスイッチング素子が理想的に動作した場合である
が、第３図に実際の素子の一例としてアモーンアス・シ
リコン薄膜トランジスタ（ａ−８ｉＴＦＴ）ゲート電圧
Ｖ。対ドレイン電流■Ｄ特性を示す。実際の素子で特に
問題となるのは低電圧領域６６のリーク電流である。リ
ーク電流は光により６２の様に大きく増加する。このリ
ーク電流の存在はスイッチング素子の蓄積特性を低下さ
せる。特に問題となるのはこのリークが所謂「データ依
存性リーク」である点である。
データ信号はその列の一各勾示要素の４表示データに依
存するため一定で−はない。スイッチング素子のリーク
はデータ信号Ｘｍと表示要素駆動信号ｖｅの間で生ずる
ため、Ｖ、は蓄積期間２９．６０ではデータ信号Ｘｍの
影響を受け、実効駆動電圧は増える場合も減る場合も生
じてしまう。
例えば、第４図（１）の如（その列の他の表示。
素子が全部点灯していた場合にはデータ信号と基準レベ
ルＶｄの差は４１の如くなり、本来４６の如き表示要素
駆動信号はリークにより４２の如（データ信号に近づき
増大してしまう。一方他の表示素子が全部非点灯の場合
にはデータ信号と基準レベルＶｄＯ差は４５の如（なり
、実際°の駆動信号は４６の如（減少してしまう。
以上の様なデータ依存性リークは画面の不均一を紹き表
示品質を低下させるが、不規則なデータに依存するため
、駆動電圧等で補償する事は難しく、現在性なわれてい
る対策は、リークの最悪条件に於いても表示品質の低下
が許容できる範囲に入るに十分な蓄積容量を各表示要素
に付加する事である。しかしこの様な対策は当然、製造
てロセスの複雑化とそれによるコスト増、歩留り減少、
容量部のしめる面積が表示に利用しに（いために生ずる
開口率の低下、余分な電荷を必要とする事による消費電
力増、及び周辺回路の駆動能力を増さねばならない点等
々、様々な欠点を伴っている。
本発明は以上の様な従来例に於けるリークのデータ依存
性をほぼ完全に無（せる駆動法である。
この結果、まず第１にリーク効果は画面一様になるため
に、従来の均一性から要求されるリークの許容値は大巾
に緩和される。更に光等によるリークの増加に対しては
、駆動電圧の最適化により補償可能となる。本発明の以
上の様な効果を以下詳細に説明する。
第５図は本発明による表示装置の一実施例のブロック図
である。表示部６、列電極駆動回路２、行電極駆動回路
１は従来例とほぼ同一である。
５４は表示信号源を含む制御回路、５２は同期信号発生
部である。５１．５６は本発明に特徴的な部分で、前者
は例えば第７図の如きビデオ信号変調部、後者はリーク
補償回路である。
第８．９．１０図で本実施例に於ける駆動方法を説明す
る。第７図のビデオ信号変調部は第８図ＶＤの如きビデ
オ信号を各隣接水平走査期間ＩＨ毎に基準レベルｖｄを
中心に反転し、ｖｄからの振巾がリーク補償回路からの
出力Ｇにより最適化された信号■ＩＮに変える機能を有
する。即ち８２．８６は信号Ｇによりゲインが変えられ
る増巾器であり、電位ｖ８を中心に極性がそれぞれ反転
している。８４はその両信号をクロック信号ＣＬ１によ
り各ＩＨ毎に選択するゲート群であり、８５は基準レベ
ルをＶｄに設定するためのレベルシフタである。
第９図は従来例第２図に対応している。走査信号Ｙ　ｎ
−＋　、　Ｙ　ｎ　、　Ｙ　ｎ＋１．”・＋＋は同一で
あるが、ｖｌＮ及びデータ信号の極性が従来例と異なり
各ＩＨ毎に反転している。これは第７図の回路と駆動法
による事は先に述べた通りである。表示要素に印加され
る駆動信号Ｖ、は従来例と同じであるが。
本発明では各隣接行毎に同一フィールドでも極性が反転
している。
第１０図は従来例第４図に対応するものである。
本発明と従来例の差異はまずデータ信号Ｘｍにある。
本発明では表示内容の相関の強い隣接行間で極性反転を
行っているために、平均レベルはほとんど基準レベルＶ
　’ａに一致し、データ内容は１／ＩＨの周波数程度の
高周波成分に含まれているのに対し、従来例ではデータ
内容が低周波成分に含まれている。スイッチング素子の
リーク抵抗ＲＬと表示要素の′容量Ｃ’による時定数は
どんな場合でもＩＨよりは十分に長いため、リーク効果
はデータ信号の低周波成分に依存する。
よって従来例ではデータ依存性リークが生ずるのに対し
、本発明ではリークは基準レベルに対し生じ１．データ
依存性はほぼ完全に除去できる。例えば第１０図の場合
、表示要素の対向電位がｖｄならばＸｄの如きどの様な
データ信号に対しても駆動電圧■ｅはリークによってＯ
に近づき、第４図（１）、（２）の様にデータ内容によ
り増えたり減ったりてる事はない。
本発明を用いるとリーク効果は全画面同一割合での実効
駆動電圧の変動として表われる。よって駆動電圧振巾な
リークに応じて全画面一様に変動させてやればリーク補
償可能となる。従来例がデータ任意性による不規則変動
のため原理的に補償不能であるのに対し、これは本発明
の大きな長所の一つである。
第５図５５はパネル上に設けられた、例えば第６図の如
きリーク検出回路である。スイッチング素子６１のリー
クは蓄積容量６２の電位として増巾器６６として増巾検
出され接続線５７を通じて補償回路５乙に送られる。補
償回路５６は外部のボリューム端子５６等からも動作可
能であり、本実施例では補償出力Ｇによりビデオ信号変
調回路５１内の増巾器ゲインを変化させる事によりデー
タ信号振巾を変動させてリーク補償してい金。
以上の如く本発明ではデータ依存性リークがほぼ完全に
除去され、データ非依存性リークの補償も可能となる。
この結果スイッチング素子のり一り抵抗ＲＬに対する許
容度及び付加する蓄積容量Ｃｓの必要値は大巾に改善さ
れる。τ−ＲＬ−Ｃ６で定義されるリーク時定数を考え
る。１６階調表示で階調誤差を１階調以内に抑える場合
、従来では蓄積時間Ｔに対し時定数τはその１０倍程度
必要であった。しかも本発明の如くリーク補償が原理的
に難しいためＲＬは強光照射下等の最悪条件に於げる値
ＲＬ（ｗｏｒｓｔ　）を考えねばならない。
よって必要な蓄積容量Ｃ８は次の条件を満す必要がある
。
Ｃｓ　’−１０Ｔ／ＲＬ（ｗｏｒｓｔ　）　　　　　　
　（１）それに対し本発明では、データ依存リークによ
るτｈｌＯＴのという条件は不要で、τ〉Ｔ程度で十分
、補償を丁ればτ千’ｌ’／１０でも動作可能である。
更に、リーク補償が可能になった事により、ＲＬは通常
条件の値ＲＬ（ｎｏｒｍａｌ）を用いる事ができる。よ
って、本発明では蓄積容量は次の条件を満せばよい。
Ｃｓ４（０，１〜１　）　Ｔ　／　ＲＬ（ｎｏｒｒｎａ
７）　　（２）ＲＬ（ｎｏｒｍａｌり／　Ｒ、、（ｗｏ
ｒｓｔ　）はａ−８ｉＴＦＴ等では１０〜１０３　程度
あるから、本発明は従来に比べＣ，は１０−２〜１０−
４倍小さくても十分である。液晶、エレクトロクロミズ
ム等の表示素子を用いた場合、表示素子自体が容量性で
あり、この程度の容量ならば特に蓄積容量を付加する必
要がな（なる。
本発明はスイッチング素子としてトランジスタではな（
非線形抵抗素子（以下ＮＬＲ素子と略）を用いた場合に
も有効である。ＮＬＲ素子を用いたアクティブ・マトリ
クスは前出願（特願昭１６７９４３〜１６７９４５　）
で明らかなように、低電圧駆動可、高開口率、簡易な製
造プロセス、高いコントラスト、高分割性等の特徴を有
する。
第１１図は本発明を用いたＮＬＲ型アクティブ・マトリ
クス表示装置のブロック図である。
１１６は表示部であり、行電極Ｙ工〜ＹＮと列電極Ｘ１
〜ＸＭ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。Ｎ
ＬＲ素子１２５としては本実施例では第１２図１２６．
１２７，１２８等の様なダイオード・リングを用いてい
る。
第１３図は代表的電流−電圧特性図であり正負はぼ対称
で、低電圧領域では指数側、それより高電圧領域では比
例則で変化している。
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駆動波形の一例を第１４．１５
図に示す。ｖｐは入力ビデオ信号である。ＶｓはＶＤの
最大振巾の約半分の基準電位、ＣＬＩは各行毎の選択タ
イミン、グで反転するクロック信号である。ビデオ信号
ＶＤは増巾器１４６．１４７及びスイッチ１４１．１４
２によりＶＤ“の如きＯを中心に各ＩＨ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１４６によってｖＩＮの如き信号になる。１４
４はタイミングパルス発生回路でありクロック信号ＣＬ
２に基づいてスイッチ群１４５を順次選択し、ビデオ信
号線ｖｒＮを各列電極Ｘ１、Ｘ２．Ｘ、、、、・・・・
・・に接続し各電極容量に信号を蓄積する。蓄積された
データ信号の一例は第１８図Ｘｍであり、ある行タイミ
ングで−Ｖｄが非点灯レベル、Ｖｄが点灯レベルなら、
次の行タイミングではＶｄが非点灯レベル、−Ｖｄが点
灯レベルというように各ＩＨ毎に極性の反転した信号と
なっている。
第１６．１７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１８図Ｙｎ−２、Ｙ　
ｎ−１、Ｙ　ｎ　−Ｙ　ｎ＋＋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ノくルス発生部であり
、クロックＡｌ、Ａ２に基づきＢ１＝　Ｂ２、・・・・
を発生する。クロックパルスＡ１、Ａ２、ＣＬＩ及びＢ
１、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
１６６に供給する。１６６には第１８図Ｙｎ−２の所に
示した電位±Ｖ　ａ　、±Ｖｂ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、Ｙ０〜Ｙｎが
表示部１１３に印加される。
本発明では偶数行と奇数行で極性が異なるため、それぞ
れまとめて左右から電極を接続し、行電極駆動回路を２
群設けてもよい。
本実施例の特徴の一つは走査信号にある。例えばＹｎに
ついてみると選択期間１８１，１８２と非選択期間１８
６，１８４があり、前者では±Ｖａ、後者では±Ｖｂ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ＩＨ全全部はな（水平帰
線区間のみとなっている。残りの水平走査期間ではすへ
ての走査信号ともに選択されておらず第１４．１５図で
述べたように各列電極容量て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選択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。
本実施例では先の実施例で述べたと同様の効果がある。
一般にＮＬＲ素子は閾値近傍特性が急峻でな（閾値付近
の電圧に対する電荷保持特性は十分でない。よってリー
ク問題はより重要である。
これを解決しないと蓄積電圧のダイナミックレンジが確
保できず実用的でない。本発明を用いればオン電圧■。
Ｎ、オフ電圧Ｖ。、Ｆはいずれも基準レベルＶｂ［向っ
て変化するためにデータ信号の振巾な変化させれば補償
可能で、リーク問題は事実上解決される。
リーク補償は第１１図１８の如く表示部に設けたＮＬＲ
素子あるいはダイオードの電流電圧特性（抵抗）を測定
しそれによってゲイン制御信号Ｇを変えている。
以上の如（、本発明は、データ信号の低周波成分が基準
レベルになる様に設定し、データ内容は高周波成分とす
る事により、リーク効果の不規則性を除去せしむるもの
である。実施例では一行毎に極性反転させていたが、２
行毎あるいは複数行毎でもリーク効果が応答する時間よ
り十分短い範囲内ならかまわない。又’ＩＨよりも短い
間隔で極性を反転してもよい。
以上の如（、本発明は従来懸案であったスイッチング素
子のリーク問題をほぼ解決し得るものであり、多少リー
クのある素子でも特性が一様ならば使用可能となったば
かりでな（、従来必要であった大きな蓄積容量もいらな
いか、或いは小さくて済むようになる等極めて有効な技
術である。
【図面の簡単な説明】
第１図はアクティブ・マトリクス表示装置のブロック図
、第２図は従来の駆動波形図、第３図はトランジスタ特
性図、第４図はリーク効果を説明する波形図、第５図は
本発明によるマ）　ＩＪクス表示装置のブロック図、第
６図はリーク検出回路図、第７．８図はビデオ変調回路
図とその波形図、第９図は表示部駆動波形図、第１０図
は本発明によるリーク効果の改善を示す波形図、第１１
図は非線形抵抗素子を用いた本発明による他の実施例の
ブロック図、第１２．１３図は非線形抵抗素子の一例と
その特性図、第１４．１５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１６．１７図
は行電極駆動回路図と使用波形図、第１８図は駆動波形
図である。 １．１１１・・・・行電極駆動回路、 ２．１１２・・列電極駆動回路、 ３．１１６・・・・・表示部、 ６．１１６　・・スイッチング素子、 ７．１１７・・・表示素子。 第６図 第８図 ＶＤ　　△劇愚−−−−−−ヘハ色−−−−−−６，１
−ロヒ旦−−−−［Ｊコー一一一第１２図　　　　　　
第１３図 −１，十

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）表示素子にスイッチング素子を接続した表示要素
    を複数有するマトリクス表示部と、該マトリクス表示部
    の各行電極を選択的に駆動するための行電極駆動手段と
    、各列電極にデータ信号を印加するための列電極駆動手
    段を有するマトリクス表示装置の駆動方法に於いて、デ
    ータ信号の低周波成分はデータ内容に依存しない基準電
    位信号であり、データ内容は高周波成分に含むべく列電
    極駆動手段を動作せしむろ事を特徴とするマドＩＪクス
    表示装置の駆動方法。
  2. （２）表示素子には１行毎に極性の異なるデータ信号が
    書き込まれるべく行電極及び列電極駆動手段を動作せし
    むる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマｌ−
    ＩＪクス表示装置の駆動方法。
  3. （３）連続するフレイム期間のうちあるフレイム期間で
    正極性のデータ信号が書き込まれた表示素子には次のフ
    レイム期間では負極性のデータ信号が書き込まれる事を
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマトリクス表示
    装置の駆動方法。
  4. （４）表示素子にスイッチング素子を接続した表示要素
    を複数有するマトリクス表示部と、該マトリクス表示部
    の各行電極を選択的に駆動するための行電極駆動手段と
    、各列電極にデータ信号を印加するための列電極駆動手
    段を有するマドＩＪクス表示装置の駆動方法に於いて、
    データ信号の低周波成分はデータ内容に依存しない基準
    電位信号であり、データ内容は高周波成分に含むととも
    に該高周波成分の基準電位に対する振巾をスイッチング
    特性に応じて変化せしむる事を特徴とするマトリクス表
    示装置の駆動方法。
JP57222925A 1982-12-21 1982-12-21 マトリクス表示装置の駆動方法 Granted JPS59113420A (ja)

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