JPH0474716B2 - - Google Patents

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JPH0474716B2
JPH0474716B2 JP56113827A JP11382781A JPH0474716B2 JP H0474716 B2 JPH0474716 B2 JP H0474716B2 JP 56113827 A JP56113827 A JP 56113827A JP 11382781 A JP11382781 A JP 11382781A JP H0474716 B2 JPH0474716 B2 JP H0474716B2
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electrode
nonlinear
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Description

【発明の詳細な説明】 液晶表示装置は近年、電卓や電子時計の表示装
置として著しい普及を見せている。さらに最近で
は、小型のパーソナルコンピユータ等の大情報量
表示装置としてのニーズが生まれている。通常の
液晶パネルもマルチプレクス特性の改良が加えら
れてはいるとはいつても、駆動可能な桁数は高々
30程度である。この様な背景から種々のアドレス
方式が考案され、製作されている。大まかに分類
すると、 非線型素子アドレス方式 (バリスタ、金属−絶縁体−金属素子等) 能動スイツチングアドレス方式 (薄膜トランジスタ、MOSトランジスタ等) 光、熱書き込み方式 三周波アドレス方式 に分けることができる。
本発明はの非線型特性を有する素子を用いた
液晶表示装置の駆動法に関するものである。さら
に詳しくは、該液晶表示装置の表示信号レベル、
もしくは走査信号レベルをシフトし、非線型素子
のV−特性の非対称性を補償するマルチプレツ
クス駆動法に関するものである。
第1図は非線型電流−電圧特性の典型である
MIM素子のカーブを示している。バリスタ、Pn
接合の降伏電圧を利用した逆方向直列接続ダイオ
ードの場合等も第1図と類似した非線形特性を持
つている。バリスタ、MIM素子は公知のように
次式で与えられる非線型特性を有している。
I=KVn K:導電率係数 n:非線型係数 (バリスタ) I=KVexp(β√) K:導電率係数 β:非線型係数 (MIM素子) これらの非線型素子は、第1図に示すように、
低電圧領域で高抵抗、高電圧領域で低抵抗となり
オームの法則に従わない非線型特性を有する。
ここではバリスタ、MIM素子、ダイオードを
例にあげたが、本発明は例示の素子に限定される
ことなく、上述の非線型特性を有する素子ならば
すべてを応用することが可能である。
これらの非線型素子を用いて液晶表示装置を構
成すると一般のマルチプレクス駆動よりも多桁の
マルチプレクス駆動が可能となることが知られて
いる。これは次のように理解される。
第2図は1画素分の等価回路図であり、液晶の
容量CLC、抵抗RLC、非線型素子の等価容量CNL
等価抵抗RNLから構成されている。RNLは非線型
素子に印加される電圧により、高電圧では低抵
抗、低電圧では高抵抗となる。今、該等価回路の
端子に液晶駆動信号を加えることを考える。第3
図は1/50デユーテイ、1/5バイアス法の駆動波形
の例である。走査電極及び走査信号をSCAN、
添数字は走査周期ts内での選択期間(選択レベ
ルをとる走査期間tp)の順序を示している。SIG
は信号電極及び表示信号を示し、添数字によつ
て区別されている。第3図のSIGNは、画素
(M,N)が点燈(ON)し、同SIGN上の他の
画素がOFFの時の表示信号である。M番目の走
査信号SCANMと同期した走査期間で選択レベ
ルをとり、走査周期内の他の走査期間では非選択
レベルをとつていることがわかる。このとき画素
(M,N)にかかる電圧、V(M,N)は、
SCANM−SIGNで与えられる。第4図実線
は、第3図に示すV(M,N)が第2図の非線型
素子−液晶画素に加えられた場合の非線型素子の
電圧波形VNLと液晶層にかかる電圧VLCを示して
いる。なお簡単のために半走査周期についてのみ
描いてある。また、破線は非選択レベルをとつ
たOFFの場合を示している。VNLがに示す低抵
抗領域に入ると、駆動電圧がほとんど液晶層にか
かり液晶層が充電される。この時の時定数は第2
図の等価回路から τ=(CLC+CNL)×RLC・RNL/RLC+RNL で与えられる。VLCの変化は、まずCLCとCNLによ
る容量により分割された電圧となり、次にRLC
RNLにより分割された電圧を極限値とした電圧変
化を行なう。非線型素子の抵抗変化が0と無限大
の間で生じるとして、この様子を模式的に示した
のが第5図である。非線型素子の抵抗が0なら
ば、図のように過渡的に電流iが流れ、CLCを充
電する。このとき電圧はすべて液晶層にかかつて
いる。
次に非選択期間に入り、ON領域からOFF領域
(第4図)に移行すると、RLC≪RNLとなり、過
渡的に流れる電流iのほとんどは、RLCを通して
流れるようになる。近似的に時定数は τ=(CLC+CNL)RLC ……(2) で与えられる。一般に電界効果型の液晶表示パネ
ルに使用されている液晶のRLCは大きく、τを
走査周期程度にとることは十分可能である。
破線で示したOFFの場合はVNLがピーク時で
もON領域に入らないため、液晶層の充電が行な
われず、VLCが低レベルのままである。液晶は実
効値に応答することを考慮すると、ONとOFFの
実効値比は、第4図から理解されるように単なる
電圧平均化法による駆動より大きく、より高い桁
数のマルチプレクス駆動が実現されている。
非線型素子としてバリスタを用いた液晶表示装
置については特開昭55−105285、ドナルド・アー
ル・キヤツスル(ゼネラル・エレクトリツク・カ
ンパニー)、同じくMIM素子を用いたものについ
ては特開昭52−149090野村(諏訪精工舎)、特開
昭55−161273デビツト・ロビン・バラフ(ノーザ
ン・テレコム・リミテツド)を参照されたい。
このように表示の大容量化が可能となる非線型
素子液晶表示装置であるが、非線型素子の電圧−
電流(V−)特性が必ずしも対称的ではなく、
液晶層に印加させる電圧VLCが正負非対称とな
り、直流成分が残存する。この非対称V−特性
によるVLCの変化を示したのが第6図である。図
からもわかるように、非対称V−特性aの場合
には直流成分が残存している。この直流成分は液
晶表示装置に以下のように深刻な影響を与える。
電圧の液晶への実効値が半走査毎に変化するた
めにフリツカーが発生する。
直流成分により液晶が一時的に変性し残像現象
が起きる。
液晶の電気分解が起きるによつて生成した不純
物によつて液晶層の抵抗が低下する。このため消
費電力が大きくなり、また、保持駆動ができなく
なりコントラスト、輝度が小さくなり、さらに電
気分解が進むと気泡を生じたり、廃坑の劣化によ
つて液晶の駆動そのものが不可能になる。
従来、こららの影響を防ぐために、非線形素子
の各々の膜厚を等しくする、金属薄膜に同一金属
を使用する、叉、不純物濃度を一定にする等の改
良が試みられているが、実際製造上において制御
が困難で歩留まりが極めて悪い。これに対して本
発明は非線形素子の等価抵抗、等価容量と、液晶
の等価抵抗、等価容量によつて決定される大きさ
の直流バイアス電圧を印可し、画素電流を通して
印可される液晶の実効電圧が正負でほぼ対称にな
るようにするものである。
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。
実施例 1 実施例1は本発明による走査信号を、通常の対
称交流マルチプレクス駆動の走査信号から電圧シ
フトして得た場合を示している。第7図はで示
された非対称V−特性を有する非線型素子液晶
パネルに、本発明の電圧波形Vdriveが印加され
た時の液晶層印加電圧VLC、非線型素子印加電圧
VNL及び、Vdriveを得るための走査信号SCANと
表示信号SIGの波形の1つを描いたものである。
なお、この場合は同一信号線上の画素が全てON
の状態を例とした。また各波形に破線で示したの
は、従来の対称交流マルチプレクス駆動の波形で
ある。非線型素子のV−特性がのように非対
称であると従来の対称交流マルチプレクス駆動波
形では前述したように明らかにVLCに直流成分が
残つている。そこで、SCAN波形は非線型素子の
非対称性を補償すべく、破線で示されたSCAN波
形からVshiftだけ全体に正側へシフトさせてい
る。V−特性の低抵抗領域の上昇率を正負側で
ほぼ同じと考えると、VLCを対称波形とするため
には、VNLを正側にVshiftだけシフトすればよい
ことがわかる。Vshiftは非線型素子の非線型等価
抵抗と等価容量、RLCとCLCによつて決定される。
しかるに、非線型素子とのマツチングの問題から
CLCの充、放電特性を完全に正負で一致させ、完
全な対称交流駆動とすることは困難であり、本発
明においても、近似的に一致させているにすぎな
い。これを改善するには完全な対称特性となる非
線型素子が必要である。しかるに、このような素
子は製作上の問題点が多く、実際の駆動において
は、本発明の近似的な対称交流VLC波形で十分で
あると考えられる。
実施例 2 実施例2は本発明による、表示信号を通常の対
称交流マルチプレクス駆動の表示信号から電圧シ
フトして得た場合を示している。第8図は第7図
と類似した図であるが、表示信号SIGをVshiftだ
け負側にシフトした点が異なつている。Vdrive
は第7図の場合とまつたく同じ波形が得られ、
VLCに与える効果も同様である。第7図と同様に
各波形中の破線は、従来の対称交流マルチプレク
ス駆動の時の波形であり、他の信号等も第7図と
一致している。
実施例1、2では、電圧シフト量Vshiftを適当
にとつたが、実際には表示信号レベル、走査信号
レベルの数をあまり増やさないためにVshiftを表
示信号レベル、走査信号レベル、1レベル分又は
その整数倍レベルにすると都合が良い。
以上説明したように、本発明は、非線形素子の
等価抵抗、等価容量と、液晶の等価抵抗、等価容
量によつて決定される大きさのバイアス電圧し
て、画素電極を通して液晶に印可される実効電圧
を正負で対称になるようにし、フリツカー、残
像、液晶の駆動不能等を防ぐことができる。その
結果、高信頼性、簡便な素子形成ができる液晶表
示装置が実現される。
このように本発明は、大画面、大容量の液晶表
示装置の分野に画期的な駆動法を提供するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は典型的な非線型V−特性である。第
2図は非線型素子液晶表示装置の等価回路を表わ
している。第3図は通常の電圧平均化法による駆
動波形の1例である。 1……走査電極群、2……信号電極群、3……
画素(M,N)、4……選択期間、5……走査期
間。 第4図は非線型素子液晶表示装置の動作波形を
示すものである。 1……ON波形(例)に対する各波形、2……
OFF波形(例)に対する各波形、3……非線型
素子のON領域、4……非線型素子のOFF領域。 第5図は非線型素子液晶表示装置の動作概念を
表わした図である。 aはON領域、bはOFF領域に非線型素子の特
性が入つた場合である。 第6図は非対称V−特性の液晶印加電圧波形
である。aは非対称の場合、bは対称の場合であ
る。第7図は本発明の走査信号をシフトする場合
の各波形を示している。 1……非対称非線型特性。 第8図は本発明の表示信号をシフトする場合の
各波形を示している。 1……非対称非線型特性。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 対向する一対の基板間に液晶が封入されてな
    り、該基板の一方の基板上には画素電極と、信号
    電極と、該画素電極と該信号電極の間に接続され
    た非線形素子とが形成され、かつ他方の基板上に
    は対向電極を有してなり、該信号電極には走査信
    号叉は表示信号の一方、該対向電極には信号電極
    に供給する信号とは異なる他方の信号を供給して
    なる液晶表示装置において、該非線形素子の等価
    抵抗と等価容量、該液晶の等価抵抗と等価容量に
    よつて決定される大きさの直流バイアス電圧を該
    信号電極叉は該対向電極に印加する手段を設け、
    該直流バイアス電圧は画素電極を通して液晶に加
    わる実効電圧がほぼ正負対称になるような値にし
    たことを特徴とする液晶表示装置。
JP56113827A 1981-07-20 1981-07-20 液晶表示装置の駆動方法 Granted JPS5814891A (ja)

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