JPH0748149B2 - 液晶フラット・パネル表示装置 - Google Patents

液晶フラット・パネル表示装置

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JPH0748149B2
JPH0748149B2 JP5085609A JP8560993A JPH0748149B2 JP H0748149 B2 JPH0748149 B2 JP H0748149B2 JP 5085609 A JP5085609 A JP 5085609A JP 8560993 A JP8560993 A JP 8560993A JP H0748149 B2 JPH0748149 B2 JP H0748149B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アレイ状に並べられた
多数のアドレス位置を有する液晶フラット・パネル表示
装置に関し、特にアドレス位置間の副次的なデータ伝搬
の影響、すなわちクロストークを減少する。
【0002】
【従来の技術】電気光学アドレス指定装置は、ビデオ・
カメラ、データ蓄積装置、フラット・パネル液晶表示装
置等を含む多種の装置に用いられる。このようなアドレ
ス指定装置は、通常アレイ状に並べられた非常に多数の
アドレス位置を具えている。例えば、HDTV(高精細
度テレビ)のフォーマットに従って形成されたフラット
・パネル液晶表示装置は、通常は少なくとも200万の
アドレス位置を有する。そのアドレス位置は、約100
0ラインの各々に約2000画素が配列された表示素子
すなわち画素に相当する。
【0003】このような表示装置において隣合った画素
は、約0.5ミリメートルの間隔で互いに離され、その
狭い間隔のために容量性結合を有する。この結合を「左
右結合」と呼ぶ。さらに電気光学アドレス指定装置の動
作では、画素に隣接する共通導体上の行又は列内の全て
の画素に、データ信号を伝搬する。この電気光学アドレ
ス指定装置の電気的特性は、行又は列内の全ての画素間
の容量性結合の結果とて生じる。この結合は「前後結
合」と呼ぶ。これら2つのタイプの容量結合は、指定さ
れた個々の画素に伝搬されるデータ信号が、他の画素に
副次的なデータ信号すなわちクロストークとして伝搬さ
せる。
【0004】クロストークは、画像に依存し、特定の画
素に実際に送られるデータ信号を汚染する。クロストー
ク効果は、実現可能なグレイ・レベルの数を許容できる
映像性能に必要なグレイ・レベルの数以下に制限する予
測できないグレイ・スケールを生じさせる。このような
意味で、グレイ・スケールとは、モノクローム又はカラ
ー表示システムいずれにおいても利用できる光出力レベ
ルの範囲を指す。
【0005】フラット・パネル液晶表示装置内に用いら
れるある形式の電気光学アドレス指定装置は、画素位置
をアドレス指定するのに薄膜トランジスタ(TFT)配
列を使用している。このような表示装置の画像に依存す
るクロストークを減少する方法として、ハワード他によ
って開示された、「薄膜トランジスタ/液晶表示装置の
クロストーク消去(国際表示装置研究会議1988、2
30−35)」がある。ハワード他によって開示された
この方法では、データ入力信号及びその相補信号を、行
アドレス指定期間中に1行のアドレス位置に連続的に供
給する。
【0006】従来のアドレス指定においては、行アドレ
ス指定期間中に、データ信号Viが1行の画素に加えら
れる。ハワード他によるこの方法では、行アドレス指定
期間の半分の間、1行の画素へデータ信号Viを加え、
及び相補データ信号/Viを行アドレス指定期間の残り
の半周期間加えることを必要とする。この相補データ信
号/Viは、固定レベルVmと元のデータ信号Vi1と
の差として生成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、全ての
アドレス指定装置の全てのクロストーク効果、特に左右
結合により生じるクロストーク誤差に比較的敏感である
クロストークを適切に減少させることができない。その
ようなアドレス指定装置の1つが、ブザックその他によ
る「イオン化可能ガスを用いたアドレス指定装置(米国
特許第4,896,149号)」に開示されている。左
右結合によって生じるクロストーク誤差への比較的高い
敏感さは、アドレス位置又は画素を電気的接地面から比
較的遠くに配置した物理的形状に起因すると考えられ
る。電気的接地面との間隔が比較的大きいと、近接する
画素間で付随的な電界、すなわちクロストークが生じ
る。 本発明の目的は、上述のような原因によって引き
起こされたクロストーク効果を減少させた電気光学アド
レス指定装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、例え
ばフラット・パネル表示システム等の電気光学アドレス
指定装置に用いてクロストーク効果を減少する。この様
なシステムは一般的にアドレス指定し、配列状に並べら
れた各々の多数のアドレス位置にデータ信号を伝送する
アドレス指定装置を具えている。各々のアドレス位置
は、表示素子すなわち画素に対応している。画素のグル
ープは、副次的なデータ信号の形式のノイズすなわちク
ロストークを伝える付帯的な容量性結合を有する。画素
をアドレス指定するために、アドレス指定装置は、薄膜
トランジスタ、ダイオード又はイオン化可能なガスを含
む、種々のアドレス指定素子のいずれを用いてもよい。
【0009】本発明の表示システムは、境界周波数より
高い信号周波数に対して、誘電異方性がほぼ零に近い周
波数反応液晶材料を含む。その結果として周波数反応液
晶材料は境界周波数より高い周波数を有している信号成
分に対して反応しない。クロストーク信号が液晶材料の
境界周波数よりも高い周波数成分として生成されるよう
に動作させることにより、表示システムのクロストーク
効果は減少する。
【0010】好適実施例において表示システムは、第1
期間は反転データ信号を伝送し、次の第2期間は非反転
の従来データ信号を各々の画素に伝送するデータ・ドラ
イバを含む。データ・ドライバによって生じるクロスト
ークの全ての周波数成分は実質的に液晶材料の境界周波
数よりも高い。液晶材料は、この様なクロストークの高
い周波数成分には反応せず、影響をされない。それによ
りクロストークの影響を十分に減少できる。クロストー
ク効果は、ブザック他による米国特許第4,896,1
49号に開示されているような液晶フラット・パネル表
示システムを含む全ての表示装置に対して十分に減少で
きる。
【0011】
【実施例】図1は、表示面14を有する表示パネル12
を具えたフラット・パネル表示システム10を示す。同
一のデータ蓄積すなわち表示素子16の方形平面配列
は、縦及び横方向に夫々予め定められた距離18、19
で互いに間隔をあけられる。アドレス指定する表示素子
16は、表示パネル12に薄膜トランジスタ、ダイオー
ド又はイオン化可能ガス等を用いてもよいが、イオン化
可能ガスが好適であり以下に述べる。
【0012】配列内の各々の表示素子16は、縦の列に
沿って配列された薄くて幅の狭い電極20と、水平方向
に配列された細長い溝22との重なった交差部分とな
る。(電極20は以下列電極とする。)各々の行の溝2
2内の表示素子16は、データの1行を表す。
【0013】図1及び図2を参照すると、列電極20及
び溝22の幅は、方形の表示素子16の寸法を限定す
る。列電極20は第1の非導電性光透過基板24の主面
に被着され、溝22は第2の非導電性光透過基板26の
主面に刻まれる。ドイツのE.Merckによって製造
されている2周波数ネマチック液晶(製品番号ZLI−
2461)のような周波数反応電気光学材料の層28
は、第1の非導電性光透過基板24及び第2の非導電性
光透過基板26の間に挟まれている。直視型又は投射型
のいずれかの反射表示器の様な特定のシステムは、2枚
の基板の一方だけが光透過性であればよい。
【0014】列電極20は、データ・ドライバ即ちドラ
イブ手段32の複数の出力増幅器30の夫々によって並
列な出力導体30’上に発生するアナログ電圧のデータ
駆動信号を受ける。溝22は、データストローブ手段即
ち回路36の複数の出力増幅器34夫々によって出力導
体34’から電圧パルス状のデータ・ストローブ信号を
受ける。画像を表示面全体の範囲に合成するために、フ
ラット・パネル表示システム10は、データ・ドライバ
32の機能及びデータ・ストローブの機能を調整する走
査制御回路40を使用して、表示パネルの全ての表示素
子16の列が行走査方式で行ごとにアドレス指定され
る。
【0015】図3は、層28内の周波数反応液晶材料の
誘電異方性△εを示している。誘電異方性は、特性周波
数fthより高い信号周波数に関して、比較的小さく、
好適には零に近いことが望ましい。その結果として、周
波数反応液晶材料は、境界周波数より高い周波数を有す
る信号には実質的に反応しない。
【0016】層20内の液晶材料の周波数応答特性は、
データ・ドライバ32と共に協同し表示システム10の
クロストーク特性で画像が劣化するのを低減する。特に
データ・ドライバ32は、反転されたデータ信号及び従
来の反転されていないデータ信号を含むデータ・ドライ
ブ信号を、夫々連続する第1期間と第2期間の間表示素
子に伝える。第1期間と第2期間は、実質上持続期間に
等しいことが好ましい。
【0017】図3を参照すると、データ・ドライブ信号
及びそれにより生じたクロストークの各々は、異なった
振幅の多数の周波数成分を有し、周波数成分及びそれら
の相対振幅が示されている。データ・ドライブ信号は基
本周波数fd及び複数の周波数成分を有し、それらは液
晶材料の境界周波数fthよりも低い。生じたクロスト
ーク信号は、基本周波数fc及び周波数成分を有し、そ
れらは液晶材料の境界周波数fthよりも高い。
【0018】液晶材料は、クロストークに反応せず、ま
た影響もうけない。なぜなら、実質上、全てのクロスト
ーク周波数成分が液晶材料の境界周波数より高いからで
ある。故に、データドライバ32は、層28内の周波数
反応液晶材料と協同し実質上予測できないグレイスケー
ルのようなクロストーク効果を除去する。
【0019】表示システム10内のクロストーク効果の
実質的除去は、表示パネル12の観測者によってクロス
トーク効果が認識されるかどうかに関係する。液晶材料
は小さな誘電異方性を有し、クロストーク効果が観測者
によって認識されない程度までクロストーク信号に反応
しない。
【0020】データ・ドライバ32によって発生された
クロストークの基本周波数fcは、映像フィールド周波
数及び表示ライン数の積として計算されてもよい。例え
ば、1000ライン表示では、データ・ドライバのクロ
ストーク成分は約60kHzの基本周波数となるであろ
う。どのような方法でもクロストークのスペクトラム分
布は画像に依存している。図3に示すように、境界周波
数fthはクロストーク分布の最低周波数成分より低
く、データ・ドライブ信号分布の最高周波数より高いこ
とが望ましい。しかし、クロストークの小振幅周波数成
分は境界周波数fthより低く、データ・ドライバ信号
分布は境界周波数より高くなる恐れがある。
【0021】図4波形タイミング図は、表示パネル12
の1つの列電極に沿って配置された3つの表示素子に加
えられる反転されたデータ信号62a、62b、及び6
2cと、反転されていないデータ信号64a、64b、
及び64cを示している。データ信号は、最大データ電
圧のパセンテージで表される。
【0022】3つの表示素子は、3つの独立した行アド
レス指定期間t1,t2及びt3の間アドレス指定され
る、3つの別々の行に置かれる。行アドレス指定期間t
1,t2及びt3は、以下詳述するように、反転された
及び反転されないデータ信号を列電極20に与える時間
に相当する。
【0023】図2を参照すると、表示パネル12は、周
波数反応ネマチック液晶材料の層28によって隔てられ
た通常平行な1対の電極構体140及び142を含む。
ガラス、マイカ又はプラスチックのような誘電体材料の
薄い層146は、層28及び電極構体142の間に配置
される。電極構体140は、ガラス絶縁基板を含み、そ
の内面150に酸化インジウム錫による列電極20が被
着されている。列電極20は光学的に透明であり、スト
リップ・パターンを形成している。隣接する対の列電極
は、距離152だけ離されており、この距離で、1行内
の隣接する表示素子16間の水平間隔を規定する。
【0024】電極構体142はガラス製の誘電体基板2
6を具え、その内面156には、断面が台形になった複
数の溝22が刻まれている。溝22の深さ158は、内
側面156から底部160まで測定したものである。溝
22の各々は、底部160に沿って延びている1対の薄
く細い金属電極162a及び162bと、底部160か
ら内面156に向かって末広がりに延びる1対の側面1
64とを具える。
【0025】各々の電極162aは、基準電極162a
として共通基準電位に接続されている。これは、図2に
示すように接地電位に固定できる。溝22の電極162
bは、データ・ストローブ回路36の出力増幅器34
(図2では3個示されている。)の夫々異なる1個に接
続される。(電極162bは、以下行電極と呼ぶ。)ア
ドレス装置が確実に動作するように、基準電極162a
及び行電極162bは表示パネル10の対向する側部
で、基準電位及びデータ・ストローブ回路34の出力3
4’に夫々接続されることが望ましい。
【0026】隣合う溝22間の側壁164により誘電体
材料層146を支持する頂面156を有する多数の支持
講体166が決まる。隣合う溝22の各々は、各々の支
持構体166の頂部の幅168だけ離される。幅168
は、列内の次の隣合う表示素子16間の垂直間隔を決め
る。列電極20及び溝22が重なり合っている領域17
0が、点線で示す表示素子16の大きさを決定する。
【0027】列電極20に加えられる電圧の振幅は、隣
合う列電極20を絶縁するための距離152の条件にな
る。距離152は、典型的には列電極20の幅よりも大
幅に小さい。隣合う溝22間の側壁164の傾きが、距
離168を決める。距離168は、典型的には溝22の
幅より大幅に小さい。列電極20の幅及び溝22の幅
は、典型的には同一であり、表示の使用分野によって決
まる所望の画像解像度の関数である。距離152及び幅
168は、できるだけ小さくしたほうがよい。図示する
表示パネル12では、溝の深さ158は、溝の幅の半分
である。
【0028】各々の溝22は、好適にはヘリウムガスを
含むガスであるイオン化可能なガスが満たされている。
誘電体材料の層146は、溝22に含まれるイオン化可
能なガスと液晶材料の層28との間で分離隔壁として機
能する。絶縁層146が無い場合には、液晶材料が溝2
2に流れ込んでしまったり、イオン化可能なガスが液晶
材料を汚染することが起きる。誘電体層146は、固体
材料又はカプセルに入れられた電気光学材料を採用した
表示装置では除去してよい。
【0029】各々の溝22内に含まれるイオン化可能な
ガスは、データ・ストローブ回路36による電圧印加
で、2つの切替え状態間で変化する電子的スイッチとし
て動作する。それらスイッチは、基準電極162a及び
液晶材料の層28間に接続される。ストローブ・パルス
が無い場合には、溝22内のガスはイオン化されておら
ず、非導通状態あり、故に、イオン化可能なガスは開状
態のスイッチとして動作する。ストローブ・パルスが行
電極162bに印加されている場合は、溝22内のイオ
ン化可能なガスがイオン化して、導通状態となり、故
に、イオン化可能なガスは、閉状態のスイッチとして動
作する。
【0030】さらに詳細には、電極講体140の下の溝
22内に含まれるイオン化可能なガスは、誘電体材料層
46と協同し、誘電体材料層146から基準電極162
aへと導電路を形成する。行電極162bがストローブ
・パルスを受ける溝22内のプラズマは、このプラズマ
に隣接する液晶の部分への接地経路を形成する。上述の
アドレス装置とその技術は、表示素子16の1つ毎に実
質的100%のデューティ・サイクルの信号を与える。
【0031】図5は、表示装置10内の3つの連続した
行即ちラインのアドレス指定を示すタイミング・チャー
トである。同じ働きをする時間区分には、同じ参照番号
が符してある。
【0032】ストローブされている溝22の行電極16
2bがストローブ・パルスを受けた後、データラインn
はプラズマを生成するために、時間170が必要であ
る。好適な実施例においては、ヘリウムガスにおけるプ
ラズマ生成時間は、公称数マイクロ秒である。プラズマ
生成時間170は、前のデータラインn−1のプラズマ
消失時間172中に、予めストローブ・パルスを開始す
ることによって始まる。プラズマ消失時間172は、溝
22内のプラズマが、行電極162bからのストローブ
・パルスの除去した後イオン化していない状態に戻るの
に必要な時間を表している。
【0033】データ・セットアップタイム174は、隣
合う2本のデータ・ラインにあるデータ値の間でデータ
・ドライバ32が状態変化する状態を表し、出力増幅器
30にアナログ電圧信号を発生させ、列電極20に印加
する。データ・セットアップ・タイム174は、データ
・ドライバ32を構成するために用いる電子回路の関数
である。1.0マイクロ秒未満のデータ・セットアップ
時間が達成可能である。
【0034】データ補足時間176は、溝22内のイオ
ン化可能なガスの導電性に依存する。好適な動作点は、
陽極(基準電極162a)から陰極(行電極162b)
への正のイオン電流のために最も短いデータ補足時間を
実現する点である。そのような動作点では、ヘリウムガ
スを40ミリバールの気圧で用い、7.5ミリアンペア
の電流を流すことで、約0.5ミリ秒のデータ補足時間
が達成される。圧力と電流の最適値は、溝22の大きさ
と形状に依存する。
【0035】図4及び図5を共に参照すると、行アドレ
ス期間t1,t2及びt3は、反転された及び反転され
ていないデータ信号が列電極20に与えらる時間を表
す。各々の行アドレス期間の斜線領域は、データ補足時
間176に対応しているのを表している。よって、行ア
ドレス期間t1,t2,及びt3の各々は、データ・セ
ットアップ時間174及びデータ補足時間176を合わ
せたものに対応している。
【0036】図6は、表示システム10に用いられたデ
ータ・ドライバの簡略化した回路図である。データ・ド
ライバ32は、データ信号をサンプルし、そのサンプル
をバッファ・メモリ又はラインストア180に蓄える。
データ信号は、アナログ又はデジタルでもよいが、上述
されたデータドライバ32は、明解にするためにアナロ
グ・データ信号を参照している。
【0037】バッファ・メモリ180は、CCD(チャ
ージ・カップルッド・デバイス)型又はサンプル・ホー
ルド型のどちらでもい。デバイス30は、反転又は非反
転データ信号を供給するために、単一ゲインで、反転又
は非反転動作間で切り替え可能な増幅期である。デバイ
ス30は、列電極へのアナログ並列伝送でも差し支えな
い。
【0038】
【発明の効果】本発明により、液晶フラット・パネル表
示装置のクロストーク効果を減少することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的なフラット・パネル表示装置の概略構成
を示す図である。
【図2】本発明に基づく表示パネルの、部分的に断面と
なった斜視図である。
【図3】本発明に従って生成されるクロストークの周波
数に関連して、周波数反応液晶材料の誘電異方性を示す
グラフである。
【図4】図1の表示パネル内のアドレス位置の1行に反
転データ信号及び非反転データ信号を適用した波形図で
ある。
【図5】信号が加えられている時間のタイムチャート図
である。
【図6】図1の表示パネルに用いられたデータ・ドライ
バの簡略化した回路図である
【符号の説明】
10 液晶フラット・パネル表示装置 16 表示素子 28 周波数反応液晶材料の層 fth 境界周波数 fd データ・ドライブ信号の基本周波数 fc クロストークの基本周波数 62a 反転データ信号 62b 反転データ信号 62c 反転データ信号 64a 非反転データ信号 64b 非反転データ信号 64c 非反転データ信号

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】配列状に並べられた複数の表示素子をアド
    レス指定し、該アドレス指定された表示素子にデータ信
    号を伝えて画像表示を行う液晶フラット・パネル表示装
    置において、 データ信号には反応し、所定の境界周波数以上の信号に
    は反応しない複数の表示素子を有する周波数反応液晶材
    料と、 各々の表示素子のアドレス指定期間内の第1期間には反
    転データ信号を、第2期間には非反転データ信号を上記
    周波数反応液晶材料の複数の表示素子の各々に伝送する
    データ・ドライブ手段とを具えクロストーク効果を低減
    したことを特徴とする液晶フラット・パネル表示装置。
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