JPH0455889A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、能動素子につながる画素電極を形成した基板
と、対向する基板間に挟持される液晶を用いて表示を行
なう画像表示装置に関するものである。

［従来の技術］ 第１１図は画像表示装置の画素の構成図であり、Ｃ１，
Ｊ）〜（１＋１．Ｊ＋１）の４画素を示している。　（
３０１は行電極（２８）にゲート、列電極（２９）にソ
ースが接続されたトランジスター、（３１）は（３０）
のドレインが接続された画素電極、（３３）は（３１）
と対向する共通電極、（３４）は（３１）　、　（３３
）間の液晶、（３２）は容量で、画素電極と■８の共通
な電位を有する電極との間に形成されている。

Ｄ（Ｊ）、Ｄ（Ｊ＋１）は５列、（ＪｕｌＪ列の画像信
号、Ｇ（Ｉｌ、　（Ｉ＋１）は１行、（Ｉ＋１）行のト
ランジスター群をオン、オフさせる行信号であり、ｖｃ
は共通電極の電位である。

第１２図は第１１図の画素構成を有する画像表吊装置の
駆動信号のタイミングチャートであり、画像信号ＤＰと
イネーブル信号Ｗ、１行、（Ｔ＋１）行の行電極信号Ｇ
（Ｉ）、Ｇ（Ｉ＋１）を示している。Ｖ、−ＶＢの電位
範囲の画像信号の一水平走査期間のサンプリング期間に
続いて、■′が。

ｔ’（ｖｏｃ）となる水平帰線期間があり、このＷが゛
】°の期間に画像信号を各列電極に確定する。行電極の
信号は、−水平走査期間■。０の電位となる選択期間を
有し、−フィールド期間の残りはＶＥＥの電位の非選択
期間であり、−水平走査期間毎に順次次行の画素群が選
択されている。画像信号は一フィールド毎に極性が反転
し、対応して共通電極電位■。、容量電極電位■８も一
フィールド毎に電位を反転又は変化させ、各画素の液晶
を交流駆動する。

第１３図は、第１１図の画素構成を有する従来の画素表
示装置の共通電極電位を作る回路図である。共通電極電
位Ｖ。は、Ｖａ、Ｖｂ　（Ｖ、＞　ｖゎ）を周期的にと
り、Ｖ、−Ｖ、間の電圧は、液晶の透過率−電圧特性を
考慮して定電圧に設定されている。画素に入れられる画
像信号の電位範囲Ｖｏ−ＶβのうちＶ。、ｖ６の一方を
基準とし。

て、電源電位Ｖｌ）Ｄ−ＶＢ２間にＶ、、Ｖ、　（Ｖｎ
ｏ＞　ｖ、＞　Ｖ。

＞ＶＩＩＢ）を設定する。図では■βを基準としている
。ＶＢ　　ＶＢ２間を抵抗Ｒ１、可変抵抗Ｒ２で分圧し
、オペアンプ（３５）の電圧フォロワーでＶゎを作る。

分圧した電位をオペアンプ（３６）の電圧フォロワーを
介してレギュレーター（３７）の基ｍ　ＣＯＭとし、Ｖ
ｏｌ）−００Ｍ間をレギュレートし、■８を出力する。

容量ｃ、、ｃ２．ｃ３．ｃ４は各点の電位の安定化用で
ある。第１１図の画素構成で、トランジスターのゲート
のオン（Ｖ、、）からオフ（Ｖ−）への電位の移動に伴
なって、画素電極の電位が変化する場合、その画素電極
の平均的な変化電圧を△Ｖとし、（Ｖ、＋Ｖβ）／２＋
ΔＶ言（ｖ、＋Ｖ、）／　２となる様にＲ２を調整し、
フリッカ−が最小で全画面−様な表示状態となる様にす
る。オペアンプは周波数補償のしであるμＡ７４１、レ
ギュレーターはμＡ７８０５を使用した。

［発明の解決しようとする問題点１ 画素の構成要素、例えば画素サイズ、トランジスター形
状、容量値、基板間のギャップ、液晶材料が変わり、ト
ランジスターのオフ電流、画素の電圧の保持特性、液晶
の透過率−電圧曲線の変化に対して、画像信号の大きさ
Ｖ、−Ｖ、、共通電極の電圧Ｖ、−Ｖ、を最適に設定し
たい場合、トランジスターのゲートのオン、オフ電位が
一定であっても、従来の回路ではＶ、−Ｖ、の大きさを
変える毎に、可変抵抗Ｒ２で画素信号と共通電極のレベ
ルを調整する必要があり煩瑣であった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は共通電極の電圧の大きさが変わっても、基本的
には画像信号と共通電極のレベルを調整する必要が無い
電源構成の、画像表示装置を提供することを目的とする
ものである。その目的を達成するために本発明の画像表
示装置は、能動素子につながる画素電極を形成した基板
と、対向する基板間に挟持される液晶を用いて表示を行
なう画像表示装置において、画像信号が入力される電極
の形成された基板に対向する電極に加えられる電位は、
画像信号の中心電位より定められる電位を基準とした定
電位及び反転電位より選択され、画素に入れられる画像
信号の極性に対応して電位が選ばれ、駆動電位が簡単に
調整されることを要旨としている。

第１図は本発明の画像表示装置の共通電極電位を作る回
路図である。画素に導かれるｖ？ｒｖＩ３の電位範囲の
画像信号の中心電位■２と電源ＶＩＩＢ間を抵抗Ｒ，、
可変抵抗Ｒ２で分げし、オペアンプ（１）の電圧フォロ
ワーで基準電位ｖＩ＋を定める。レギュレーター（２）
の基準ＣＯＭは■３、入力ＩＮは■、６とし、出力ＯＵ
Ｔと制御端子ＣＮＴ間に可変抵抗Ｒ４，ＣＮＴと７８間
に抵抗Ｒ３を接続する。レギュレーターのＣＮＴ−００
Ｍ間の電圧をｖ！ｔトすると、ＯＬＩＴ−００Ｍ間はＬ
ｔ　（１＋ＲＪＲ３）ノミ圧となる。レギュレーターの
出力をオペアンプ（３）の電圧フォロワーを通して定電
位■。とじ、入力抵抗及び帰還抵抗がＲ６で、非反転入
力端子への基準入力が■８である利得１の反転増幅器（
４）を通した反転電位をＶ、とじている。（５）（６）
、（７）は共通電極電位の選択信号Ｙのレベル変換回路
であり、Ｖ　ＤＤ　−Ｖ　Ｓ　Ｓ間から■。ｎ−ｖｉａ
間に変換し、Ｙが０°（ＶＳＩ＋）ではスイッチ（８）
を選んで共通電極の電位ｖｅに■５を出力し、Ｙが’　
１　’　　（Ｖａｎ）ではスイッチ（９）を選んでＶｃ
を■８の電位とする。オペアンプはＶｏｏ　、ＶＢＢを
電源電位とし、Ｃ＋、　ｃ２．ｃ３．ｃ４．ｃｇは電位
の安定化容量である。

［作用］ 本発明においては、画像信号が入力される画素電極の形
成された基板に対向する共通電極に加えられる電位ｖｅ
が、Ｖ、−ＶＢの電位範囲の画像信号の中心電位Ｖｚ”
　（Ｖａ　＋　Ｖａ　）　／　２より定められる電位ｖ
Ｒを基準とした定電位■ゎ、及び反転電位Ｖ、より選択
され、画素に入れられる画像信号の極性に対応した選択
信号Ｙによってその電位が選ばれている。トランジスタ
ーのゲートのオンからオフへの電位の移動に伴なう画素
電極の平均的な変化電圧△■は、画像信号の中心電位ｖ
２と電源電位ｖＩＩＢ間を抵抗Ｒ，，Ｒ２で分圧し、■
２＋△Ｖ”ｌ’ＶＲとなるように可変抵抗Ｒ２で調整し
、レギュレーター（２）と電圧フォロワー（３）、利得
１の反転増幅器（４）を用いて、Ｖ、−ＶＲ＝Ｖ、−Ｖ
ｂとなる様に、基準電位ｖＲを中心として電位Ｖ、、　
Ｖ。を作っている。従って可変抵抗Ｒ４でレギュレータ
ー出力を変えてＶ、−Ｖ、の大きさを変えても、基準電
位ｖＰを画素電極の変化電圧ΔＶに合わせて調整してい
ることから、画像信号と共通電極の中心電位間のオフセ
ット電圧は△■で一定であり、再度レベル調整しないで
、画像表示装置が駆動できる。

［実施例］ 第２図は、液晶表示体の対向する二枚の基板に貼付した
偏光板の偏光軸が平行である場合の透過率−電圧曲線を
示している。表示コントラストと階調が良好に出る様に
、画像信号は透過率が変わり始める黒レベルの変化点Ａ
を基準にして、輝度調整される。

第３図は■。−ＶＢの電位範囲の画像信号ＤＰと、周期
的に反転する電位Ｖ、、　Ｖゎをとる共通電極信号Ｂを
示している。画像信号ＤＰの中心電位（ｖ、＋■β）／
２より、画素電極の変化電圧ΔＶずれた電位を共通電極
の中心電位（■１＋Ｖゎ）／２に調整している。この本
発明の画像表示装置の駆動電位を作る第１図の回路では
、オペアンプはμＡ７４１、レギュレーターはμＡ７９
Ｇを使用している。

第４図は２枚の偏光板の偏光軸が垂直である場合の透過
率−電圧曲線である。偏光板の偏光軸が平行である第２
図と同様にして、黒レベルの変化点Ａを基準にして輝度
調整される。

第５図は画像信号ＤＰの電位範囲と共通電極信号Ｂを示
している。共通電極より見た、正転、反転の画像信号の
、Ｖａ−Ｖ、の電位範囲の丁度中間の電位（Ｖ、＋Ｖβ
）／２と、Ｖ、、Ｖ、の電位の共通電極の中間の電位（
ｖ、＋ｖｂ）　／２は、トランジスターのゲートのオン
からオフへの電位の移動に伴なう画素電極の平均的な変
化電圧△Ｖだけずれるように、第１図の回路で調整され
る。

第６図は、本発明の画像表示装置の第２の実施例の画素
の構成図、第７図は行電極の信号ＢＢ“と列電極の画像
信号Ｄｐの電位を示し、第８図は行電極信号用の電位を
作る回路図である。第６図は（Ｉ、Ｊ）〜（Ｉ＋１．Ｊ
＋１）の４画素を示しており、（１０）、　（１１）は
対となる二本の行電極で、この行電極と画素電極（１４
）との間に互いに逆方向のダイオード（１２）、　（１
３）が形成されている。

（１０）〜（１４）の形成された基板に対向する基板上
の列電極（１５）は、行電極（１０）、（１１，）と画
素電極（１４）に対向し、列電極と画素電極間の液晶（
１６）により表示を行なう。第７図のＢ、Ｂ’が１行の
画素の行電極の信号Ｒ（Ｉ）、ＲＮＩ）に、ｌ）Ｐが列
電極の信号Ｄ　（Ｊ）に対応している。■。−Ｖ、の電
位範囲の画像信号の中心位置（Ｖａ　＋　ＶＢ）／２を
基準として、Ｂで示す一方のダイオード（１２）の選択
電位■ゎと非選択電位Ｖ、、Ｖ、、Ｂ’で示す他方のダ
イオード（１３）の選択電位■、と、非選択電位■ゎ。

■。が定められている。画素の選択期間（１７）（１８
）には、対となる行電極は同電位となり、画像信号に対
応してフィールド毎に■ゎ、■、の電位にしている。Ｖ
、、　Ｖ、の定電位を、（Ｖａ十〜Ｂ）／２を基準とし
て反転した電位がＶ、、Ｖゎである。第８図は、画像信
号の中心電位ｖ２と電源ＶＢＩＩ間を抵抗Ｒ，、可変抵
抗Ｒ２で分圧し、オペアンプ（１９）の電圧フォロワー
で定電位Ｖゎを定め、入力抵抗及び帰還抵抗がＲ３で、
非反転入力端子がＶ２である利得ｌの反転増幅器（２０
）で反転電位Ｖ、を作っている。第１図と同様にオペア
ンプはＶａＤ、Ｖａｎ　’に電源電位トシ、Ｃ＋、Ｃ２
，Ｃ３ハ電位の安定化容量である。Ｖ−１ＶｄはＶ、、
Ｖ、を作る第８図と同様な回路で作られる。

第９図は、本発明の画像表示装置の第３の実施例の画素
の構成図であり、第１０図は行電極の信号Ｂと列電極の
画像信号ＤＰの電位を示している。第９図は（Ｉ、Ｊ）
〜（１＋１．Ｊ＋１）の４画素を示しており、行電極（
２１）と画素電極（２３）間に双方向性の能動素子（２
２）が接続され、（２１）〜（２３）の形成された基板
に対向する基板上の列電極（２４）は、行電極（２Ｊ）
と画素電極（２３）に対向し、列電極と画素電極間の液
晶（２５）で表示をする。

第１０図のＢが工賃の画素の行電極の信号Ｒ（Ｉ’１に
、ＤＰが列電極の信号Ｄ（Ｊ）に対応している。■。−
Ｖｅの電位範囲の画像信号の中心電位（Ｖ、　＋　　Ｖ
（、）　／２を基準として、行電極の信号Ｂは、Ｃ２６
）、　Ｃ２７）の選択期間、画像信号に対応してフィー
ルド毎交互にｖ６．Ｖｅの選択電位となり、残りの期間
は■。に続いて■。、ｖｏに続いて■、の非選択電位と
なっている。■、とｖ６、■。としは第８図と同様な回
路で作られている。

［発明の効果］ 本発明の画像表示装置の駆動回路は、画像信号が入力さ
れる電極の形成された基板に対向する電極に、画像信号
の中心電位より定められる電位を基準とした定電位及び
反転電位を選択して供給して、液晶を交流駆動するよう
にしたものである。画素電極に対向する共通電極の電位
は、その中心電位が、画素電極の信号の中心電位に設定
される様に、画像信号の中心電位より、トランジスター
のゲートのオンからオフへの電位の移動に伴なう画素電
極の平均的な変化電圧ずれた電位を基準として構成して
いるから、画像信号の極性に対応して反転する共通電極
の信号量電圧Ｖ、−Ｖｂの大きさを変えても、画素電極
と共通電極の中心電位は一定に保持されている。従って
逐一レベル調整する必要がなく、駆動電位の設定が簡単
である。本発明の駆動電位を発生する方法は、ダイオー
ド、双方向性の能動素子で画素の液晶が駆動されるアク
ティブマトリクス方式の画像表示装置にも応用されるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像表示装置の共通電極電位を作る回
路図、第２図は偏光板の偏光軸が平行である場合の透過
率−電圧曲線、第３図は画像信号と共通電極信号の電位
図、第４図は偏光板の偏光軸が垂直である場合の透過率
−電圧曲線、第５図は画像信号と共通電極信号の電位図
である。 第６図は本発明の画像表示装置の第２の実施例の画素の
構成図、第７図は行電極の信号と列電極の画像信号の電
位図、第８図は行電極信号用の電位を作る回路図である
。 第９図は本発明の画像表示装置の第３の実施例の画素の
構成図、第１０図は行電極の信号と列電極の画像信号の
電位図である。 第１１図は画像表示装置の画素の構成図、第１２図は第
１１図の画素構成を有する画像表示装置の駆動信号のタ
イミングチャート、第１３図は従来の画像表示装置の共
通電極電位を作る回路図である。 （１）、（３）　　：電圧フォロワー （２）：レギュレーター （４）：利得１の反転増幅器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）能動素子につながる画素電極を形成した基板と、
   対向する基板間に挟持される液晶を用いて表示を行なう
   画像表示装置において、画像信号が入力される電極の形
   成された基板に対向する電極に加えられる電位は、画像
   信号の中心電位より定められる電位を基準とした定電位
   及び反転電位より選択され、画素に入れられる画像信号
   の極性に対応して電位が選ばれることを特徴とする画像
   表示装置。
2. （２）能動素子がトランジスターであり、画像信号の中
   心電位より定められる基準電位は、該トランジスターの
   ゲートのオンからオフへの電位の移動に伴なう画素電極
   の変化電圧に合わせて調整される請求項１記載の画像表
   示装置。