JP2002506540A - ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ディスプレイ装置は、画素電圧を監視することにより、直流電圧の存在によるフリッカを検出し、必要に応じ駆動信号を調整する測定回路（１４）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】 ディスプレイ装置 本発明は、第１及び第２の２つの基板間に電気光学材料を有するディスプレイ 装置であって、これら基板のうちの少なくとも１つが透明であり、第１の基板に は画素の位置に少なくとも１つの画像電極が設けられており、各画素は行電極及 び列電極に結合されており、前記ディスプレイ装置は更に、選択信号を前記行電 極に供給する第１駆動手段と、データ信号を前記列電極に供給する第２駆動手段 とを有する制御手段を具えている当該ディスプレイ装置に関するものである。 この種類のディスプレイ装置は例えば、テレビジョン、モニタ、ラップトップ 型コンピュータ等に用いられている。 第２の基板は通常、１つ以上の対向電極を有しているが、このようにすること は、例えば、“インプレーンスイッチング”（ＩＰＳ）の場合のように厳密には 必要でない。 上述した種類のディスプレイ装置は一般に知られており、通常、液晶材料の変 質を回避するように画素の両端間の交流電圧により駆動（交流駆動）される。そ れにもかかわらず、他の原因により、液晶材料の層にまたがって寄生直流成分が 生じるおそれがあることを確かめた。この場合は特に、例えば、（ディスプレイ 装置が反射器を有するか、或いは一方の基板上の画像電極が反射性である）反射 型ディスプレイ装置の場合のように画素が非対称構造を有する場合である。 上述した直流成分は、順次のフレーム時間での逆極性に対し、画素の駆動に異 なるように影響を与える。画素の両端間の絶対値電圧が（同じデータで）順次の フレームで異なる場合、これにより使用フレーム周波数（一般に、５０又は６０ Ｈｚ）の半分の周波数でフリッカを生ぜしめ、このフリッカは画像中で極めて目 立つ。 本発明の目的は、特に、上述した欠点を少なくとも部分的に回避した上述した 種類のディスプレイ装置を提供せんとするにある。 この目的のために、本発明によるディスプレイ装置では、このディスプレイ装 置が測定素子を有し、前記制御手段は、選択期間中この測定素子に電圧を供給し てこの選択期間後のこの測定素子の両端間の電圧の変化を測定しこの測定された 電圧の変化に応じて当該制御手段が発生するディスプレイ装置の制御電圧のうち の少なくとも１つを調整する手段を有していることを特徴とする。 調整すべき制御電圧は例えば、ライン選択信号の電圧、データ信号の電圧、デ ィスプレイ装置の基準電圧（例えば、リセット電圧或いは制御電極の電圧）又は 第２の基板が少なくとも１つの対向電極を有する場合のこの対向電極の信号の電 圧とする。 本発明は、パッシブ及びアクティブ型のディスプレイ装置に適応しうる。 例えば、前記の選択期間として、ディスプレイ装置のライン選択期間を選択す る。 寄生直流成分は、異なる（正及び負の）フレーム期間での（測定）電圧変化を 相違させるおそれがあることを確かめた。画素を駆動すると、この相違により前 述したフリッカを生ぜしめる。２つの順次の選択期間（或いは２つの順次のフレ ーム期間）後の電圧の変化を互いに比較し、この測定結果に応じて制御電圧の一 方を調整することにより、フリッカがかなり減少する。 第１の例（アクティブディスプレイ装置）では、各画素をスイッチング素子を 介して行電極又は列電極に結合する。この場合、測定素子を例えば、画素の行を 以て構成できるが、好ましくはディスプレイ装置に追加の（擬似の）画素の行を 設ける。 測定電圧差は、例えば、ディスプレイ装置を予め調整した際に制御手段に予め 記憶した変化と比較することができる。 しかし、本発明によるディスプレイ装置の好適例では、前記制御手段は、前記 測定素子の両端間の電圧の極性の符号を反転させるとともに前記選択期間の直後 のこの電圧と次の選択期間の直前のこの電圧との間の差を測定する手段と、この 電圧差の絶対値が双方の極性に対しほぼ同じとなるように前記ディスプレイ装置 の制御電圧を調整する手段とを有していることを特徴とする。この場合、少数の 測定で充分である。この場合、測定と補正とが連続的に行なわれる。他の構成例 では、測定と補正とを例えば、ディスプレイ装置をスイッチングオンした際に一 度行なうか、周期的に行なう。 パッシブディスプレイ装置に用いる場合、例えば、制御手段により直接駆動さ れる（実際のディスプレイ区分の外部の）測定素子を用いる。 本発明の上述した観点及びその他の観点は以下の実施例に関する説明から明ら かとなるであろう。図中、 図１は、ディスプレイ装置の一部を示す断面図であり、 図２は、本発明によるディスプレイ装置の一部の等価回路を線図的に示し、 図３〜５は、ディスプレイ装置の駆動信号及び内部信号を示し、 図６は、本発明によるディスプレイ装置の一部の等価回路を線図的に示し、 図７は、図６の詳細回路を示す。 図１は、例えば透明（ＩＴＯ）画像電極６と反射対向電極５とが設けられた、 例えばガラスより成る２つの基板３、４間に存在するねじれネマチック液晶材料 ２を有する液晶セルを具える、例えば数個の画素の寸法とした液晶ディスプレイ 装置１の一部の線図的断面図である。この装置は更に、偏光方向が互いに直角に 交差している２つの偏光子７、８を有する。この装置は更に、液晶材料を配向さ せる配向層９を基板の内壁上に有する。この場合、液晶材料は正の光学的異方性 と、正の誘電的異方性とを有する。電極５、６が電圧により附勢されると、分子 従って、配向ベクトルが磁界の方向に向く。 画像電極間の電圧は駆動モードによって決定される。図２は、能動スイッチン グ素子、本例では薄膜トランジスタにより駆動される画像ディスプレイ装置１を 線図的に示す。この装置は、行電極すなわち選択電極１７と列電極すなわちデー タ電極１１との交点の領域に画素１８のマトリックスを有する。行電極は行ドラ イバ１６により順次に選択され、列電極にはデータレジスタ１０を介してデータ が与えられる。到来するデータ１３は、必要に応じ、まず最初にプロセッサ１５ で処理される。行ドライバ１６とデータレジスタ１０との間の相互同期は駆動ラ イン１２を介して行なわれる。 行ドライバ１６からの駆動信号は、ゲート電極２０が行電極１７に電気的に接 続されソース電極２１が列電極１１に電気的に接続されている薄膜トランジスタ （ＴＦＴ）１９を介して画像電極を選択する。列電極１１に存在する信号はＴＦ Ｔを介して、ドレイン電極２２に結合されている画素１８の画像電極に伝達され る。他方の画像電極は、例えば１つ（又はそれよりも多い）共通の対向電極２４ に接続されている。 本例では、図１のディスプレイ装置が各画素の位置に補助キャパシタ２３も有 する。本例では、補助キャパシタは、所定の画素列におけるドレイン電極２２と 画素との共通点と、その前の画素列の行電極との間に接続されている。他の構成 も可能であり、例えば補助キャパシタを前記の共通点と、後の画素行の１つの行 電極との間に接続することができる。これらの補助キャパシタはＴＦＴに基づく すべてのディスプレイ装置に必要とするものではないことに注意すべきである。 画像のずれを防止するために、図２のディスプレイ装置は追加の行電極１７’ を有する。 ＴＦＴの代りに，ＭＩＭ又はダイオードのような２極素子を用いることもでき る。 図３及び４は、ディスプレイ装置の駆動信号を示す。瞬時t₀で行電極１７が信 号Ｖ_sel（図３）により附勢され、これと同時にデータ信号Ｖ_d（図４）が列電極 １１に現れる。ライン選択時間t_Lが経過した後の瞬時t₁で次の行の電極が選択さ れ、以下同様となる。ある時間、例えばフィールド時間又はフレーム時間、通常 ２０ミリ秒又は１６．７ミリ秒後に、前記行電極１７が信号Ｖ_selにより瞬時t₂ で再び選択され、これと同時に反転データ信号Ｖ_dが列電極１１に現れる(非変化 画像の場合)。ライン選択時間t_Lが経過した後の瞬時t₃で次の行の電極が選択さ れ、以下同様となる。以上のことが瞬時t₄から繰返される。 データ電圧は１回置きの画素の選択毎に反転される為、画素の両端間の電圧は 図５に示すように極性反転する。画素が選択されていない期間中は、この画素電 圧の絶対値が減少する。この電圧の減少は、この極性に、特に、反射型ディスプ レイ装置の場合又は例えば双方の基板上の配向層の材料又は厚さを異ならせた場 合のように非対称構造とした画素の極性にも依存するも、これに限定されるもの ではない。この電圧の減少は、装置の構造にとって固有の直流成分によって決定 される。期間t₀〜t₁中の（正の）選択後、画素電圧Ｖ_p（の絶対値）は、特別な 手段を講じない場合、フレーム時間（t_F）の他の部分t₁〜t₂中、Ｖ₁からＶ₂’に 減少する(図５の破線２５)。同様に、期間t₂〜t₃中の（負の）選択後、画素電圧 Ｖ_p（の絶対値）は、フレーム時間の他の部分t₃〜t₄中、Ｖ₃からＶ₄’に減少す る(図５の破線２５’)。双方の極性に対する電圧減少ΔＶ_a’＝Ｖ₁−Ｖ₂’及び ΔＶ_b’＝Ｖ₄’−Ｖ₃は非対称である為、これはフレーム周波数の半分（２５又 は３０Ｈｚ）でフリッカとして見える。 本発明によれば、１つ以上の画素の両端間の電圧の変化を測定する。好ましく は、この目的のために、（実際の表示には用いられない）擬似画素の行を例えば 中間の灰色に対するデータ電圧により制御し、１つ以上の制御電圧を（本例では ）ΔＶ_a＝ΔＶ_bとなるように調整する。このように調整すべき制御電圧はデータ 又は選択電圧とすることができるも、例えば対向電極の電圧とすることもできる 。この場合、画素の両端間の電圧は、実線２６、２６’（ΔＶ_a＝Ｖ₁−Ｖ₂＝Δ Ｖ_b＝Ｖ₄−Ｖ₃）によって示すように変化する。非選択期間の開始時及び終了時 における電圧間の差を測定する代りに、時間-電圧曲線における数個所で測定す ることもできる(或いは、電圧積分値を決定することができる)。 パッシブディスプレイ装置の場合には、スイッチ１９が存在しない。この場合 には、画素が行及び列電極の重なり部分により規定される。又、測定の目的のた めに、(例えば)プロセッサ１５を介して追加の電極により駆動及び測定される１ つ以上の測定素子を設ける。測定結果に応じて、例えばライン選択電圧が調整さ れる。 図６は、画像領域２７と擬似画素２８の行とを有するディスプレイ装置を線図 的に示し、擬似画素のこの行は測定素子として機能し、選択電極１７”により選 択される。これら画素２８の両端間の信号は、値Ｖ₁、Ｖ₂、Ｖ₂’、Ｖ₃、Ｖ₄、 Ｖ₄’が記憧されているプロセッサ１５の測定区分１４に同時に供給され、且つ 比較される。必要に応じ、駆動信号の１つをΔＶ_a＝Ｖ₁−Ｖ₂＝ΔＶ_b＝Ｖ₄−Ｖ₃ となるまで調整する。測定（及びバイアス電圧の可能な調整）の目的のために、 本例では、共通対向電極２４をも測定電極３７を介して接続する。 画像領域２７に対する対応する信号も同様に調整される。擬似画素の行の代り に、画像領域２７の画素を、例えば（ディスプレイ装置をスイッチオンさせた場 合の）その実際の使用の前に測定素子として用いることもできる。 擬似画素の両端間の信号は、測定区分１４中の測定電極３７を介して、演算増 幅器２９を有する入力区分３０（図７）に供給される。その出力は瞬時t₁、t₂、 t₃、t₄、で順次にスイッチ３５を経てサンプル-ホールド区分３１に供給される ため、電圧Ｖ₁、Ｖ₂、(Ｖ₂’)、Ｖ₃、Ｖ₄、（Ｖ₄’）が演算増幅器２９’を介し て記憶され、次に、演算増幅器２９”及び抵抗３３、３３’より成る差動増幅器 ３２内で処理される。差電圧ΔＶ_a、ΔＶ_bは演算増幅器29'''と抵抗３４、３４ ’とより成る出力増幅器３６内で比較される。１つ以上の制御電圧が、出力増幅 器３６の出力端に生じうる電圧に応じてΔＶ_a＝ΔＶ_bとなるまで、或いは必要に 応じΔＶ_a＝ΔＶ_b＋ｃ（ここにｃは定電圧である）となるまで調整される。 本発明の範囲内で種々の変形が可能であることは、当業者にとって明らかであ る。例えば、測定電極をディスプレイ装置の表面上に広げることもできる。 以上要するに、本発明は、例えば（アクティブ及びパッシブの双方のディスプ レイ装置の場合の）直流オフセットによるフリッカを検出し、必要に応じ制御電 圧を調整する測定回路を有するディスプレイ装置に関するものである。本発明は 各新規な特徴やこれらの特徴の各組合せに基づくものである。

【手続補正書】 【提出日】平成１２年１月１８日（２０００．１．１８） 【補正内容】 １．明細書第５頁第９行の「ΔＶ_a＝ΔＶ_b」を「ΔＶ_a’＝ΔＶ_b’」に補正する 。 【図７】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第１及び第２の２つの基板間に電気光学材料を有するディスプレイ装置であ って、これら基板のうちの少なくとも１つが透明であり、第１の基板には画素 の位置に少なくとも１つの画像電極が設けられており、各画素は行電極及び列 電極に結合されており、前記ディスプレイ装置は更に、選択信号を前記行電極 に供給する第１駆動手段と、データ信号を前記列電極に供給する第２駆動手段 とを有する制御手段を具えている当該ディスプレイ装置において、 このディスプレイ装置が測定素子を有し、前記制御手段は、選択期間中この 測定素子に電圧を供給してこの選択期間後のこの測定素子の両端間の電圧の変 化を測定しこの測定された電圧の変化に応じて当該制御手段が発生するディス プレイ装置の制御電圧のうちの少なくとも１つを調整する手段を有しているこ とを特徴とするディスプレイ装置。 ２．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、各画素がスイッチング素 子を介して行電極又は列電極に結合されるようになっていることを特徴とする ディスプレイ装置。 ３．請求の範囲２に記載のディスプレイ装置において、前記測定素子が画素の行 を有していることを特徴とするディスプレイ装置。 ４．請求の範囲２に記載のディスプレイ装置において、前記制御手段は、前記測 定素子の両端間の電圧の極性の符号を反転させるとともに前記選択期間の直後 のこの電圧と次の選択期間の直前のこの電圧との間の差を測定する手段と、こ の電圧差の絶対値が双方の極性に対しほぼ同じとなるように前記ディスプレイ 装置の制御電圧を調整する手段とを有していることを特徴とするディスプレイ 装置。 ５．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、このディスプレイ装置が 反射器を有するか、或いは一方の基板上の画像電極が反射性となっていること を特徴とするディスプレイ装置。 ６．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、前記制御電圧が選択信号 の電圧を構成するようになっていることを特徴とするディスプレイ装置。 ７．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、前記制御電圧がデータ信 号の電圧を構成するようになっていることを特徴とするディスプレイ装置。 ８．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、前記制御電圧がディスプ レイ装置の基準電圧を構成するようになっていることを特徴とするディスプレ イ装置。 ９．請求の範囲１に記載のディスプレイ装置において、前記第２の基板が少なく とも１つの対向電極を有していることを特徴とするディスプレイ装置。 １０．請求の範囲９に記載のディスプレイ装置において、前記制御電圧が前記対 向電極の信号の電圧を構成するようになっていることを特徴とするディスプレ イ装置。