JPH08511357A

JPH08511357A - 表示装置

Info

Publication number: JPH08511357A
Application number: JP7525064A
Authority: JP
Inventors: シエベジェルスマ; カレルエルバートクエイク
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスネムローゼフェンノートシャップ
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1995-03-02
Publication date: 1996-11-26
Also published as: US5648794A; WO1995026544A1; EP0700560A1; KR960702657A

Abstract

(57)【要約】特に非線形２極スイッチング素子（８）を介して駆動される画素（１４）を用いた画像の焼き付けを防止するため、本表示装置は、上記２極素子を経る電荷移動がグレイレベルとは略無関係となるように制御される。画素電圧の変化による容量変化は、画素（１４）の両端間の電圧変化を付加的リセット信号及び／又は補償信号により調整することにより補償される。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の名称］表示装置［技術分野］本発明は２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置が前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行電極又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行及び列電極に各々選択及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記と同一の非線形スイッチング素子を用いて当該画素を前記第１補助電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ前記所定の光透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置に関する。本出願において、非線形スイッチング素子とは電流−電圧特性が非線形な電流増加又は電流減少を呈するようなスイッチング素子を意味するものと理解されたい。該スイッチング素子は、その電流−電圧動作が、例えばＭＩＭ（Metal-Isol ator-Metal）素子、背中合わせ（back-to-back）ダイオード又は例えばダイオードリングのように原点に対して略対称であってもよく；又該スイッチング素子は、その電流−電圧特性が、例えばツェナーダイオードのように原点に対して非対称であってもよい。また、該スイッチング素子は例えば冗長度を持たせるために複数の副素子を有していてもよい。当該表示装置は液晶表示装置であってもよく、又例えばテレビジョン用途又はデータグラフィック表示装置に用いられてもよい。［背景技術］冒頭で述べたような表示装置は米国特許第5159325号から既知である。この特許は、非線形スイッチング素子の順方向電圧の変化を補償することにより一様な画面が得られるように構成された駆動手段を備える表示装置を記載している。特に、前記電気光学表示媒体がツイステッドネマチック液晶媒体であり、且つ、前記非線形スイッチング素子としてＭＩＭ（Metal-Isolator-Metal）が選択された場合は、焼き付け現象（残像）が発生する。このような場合、データグラフィック用途における明るい背景上の暗い文字は、他の文字が選択された後でも残って見える。［発明の目的］本発明の目的は、とりわけ、焼き付け現象が抑圧されるような表示装置を提供することにある。［発明の開示］上記目的のため、本発明による表示装置は、前記駆動手段が、全駆動サイクルの間における任意の光透過度を持つ画素に対する電荷移動と極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動との間の最大比を、Ｃ_pmax／Ｃ_pminより小さな値に制限する手段を備え、上記Ｃ_pmax及びＣ_pminは当該画素に関わる容量の値が動作中に変化する最大値及び最小値であることを特徴とする。本出願において、全駆動サイクルとは、画素が第１の期間では所定の（正又は負の）方向に、第２の期間ではこれとは反対の方向に順次充電されるような２つの（又は多数対の）連続した期間を意味するものと理解されたい。テレビジョン用途においては、このことは連続した（偶数及び奇数の）フィールドの順次のラインの情報を、行単位で、連続して書き込むことを意味する。本発明は、異なる輝度の画素に対する電荷移動の差が焼き付け現象の原因であると考えられるとの認識に基づいている。前記駆動手段を、異なる光透過度の画素に対する電荷移動の相違が全駆動サイクルの間で既知の装置におけるよりも少なくなるように調整することにより、焼き付け現象が低減される。前記スイッチング素子を経る電流は選択の間は常に同一方向に流れるので、これらスイッチング素子の順方向電圧の変化は補償され、一様な画像が得られる。前記比は、通常、最小の容量を持つ画素に関して決定される；正の比誘電率を持つツイステッドネマチック液晶材料の場合、これは通常無電圧状態に対応し；交差偏光子の場合、これは白い画素に相当する。全駆動サイクルの間の、第２の極端な光透過度（例えば、白）を持つ画素に関わる電荷移動の、前述した極端な光透過度（例えば、黒）を持つ画素に関わる電荷移動に対する最大比は０.７と１.５との間の値に制限される。前記電荷移動は例えば第２補助電圧を用いること等の種々の方法で等しくすることができる。従って、本発明による表示装置の好ましい第１実施例は、前記駆動手段が当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第２補助電圧まで充電する手段を備えることを特徴としている。上記第２補助電圧を利用することにより、特に白及び黒の両画素に関する電荷移動が略同一となり、これにより前記比が約１なる値を持つようにすることができる。前記駆動回路は、好ましくは、当該画素を前記第１補助電圧の符号と同一の符号を持つ第２補助電圧まで充電し、次いで該画素を反対の符号を持ち且つ前記所定の透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段を備えることを特徴としている。特に、２つの補助電圧が同一の値を持つ場合は、これら補助電圧を供給する制御回路は簡単に実現することができる。（白と黒との間の）中間の透過値の場合、前記電荷移動の差は、該中間透過値における電荷移動の前記極端な透過値における電荷移動に対する比が１とは異なる（特に、１より大きい）ようなものとなってもよい。これを満たす実施例は、前記駆動手段が、行選択期間より短い期間にわたり前記リセット電圧を供給している間に前記列電極に補償電圧を供給する手段を備えていることを特徴とする。上記リセット電圧は前記補助電圧を対応する画素に印加するように行電極に供給される。本発明による表示装置の好ましい他の実施例は、前記画素を第１補助電圧まで充電する手段が、行選択期間より短い期間の間リセット電圧を供給する行選択回路と、前記リセット電圧の供給の間に前記列電極に補償電圧を供給する手段とを有していることを特徴としている。供給されるデータ信号に依存して、対応する補償電圧は、異なるグレイレベルの画素の両端間の電圧変化が、対応する電荷移動の比ができる限り１なる値に近づくようなものとなるように選定することができる。［図面の簡単な説明］本発明の上記及び他の特徴は以下に説明する実施例から明らかになるであろう。尚、図面において：図１は、本発明による表示装置の一部の概念的断面図、図２は、本発明による表示装置の一部を概念的に示し、図３は、対応するスイッチング素子を備える単一の画素の代替え図、図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、既知の装置の行選択、データ信号及び電圧−透過特性を示し、図５ａ、図５ｂ及び図５ｃは、本発明による装置の行選択、データ信号及び電圧−透過特性を示し、図６は、図４及び図５の装置における電荷の移動を画素電圧の関数として示し、図７ａ、図７ｂ及び図７ｃは、図５の装置の変形例の行選択、データ信号及び電圧−透過特性を示し、図８ａ、図８ｂ及び図８ｃは、図７の装置の変形例の行選択、データ信号及び電圧−透過特性を示し、図９は、図７の装置における補償電圧を画素電圧の関数として示し、図１０は、電荷の移動を画素電圧の関数として示し、図１１ａ、図１１ｂ及び図１１ｃは、本発明による他の装置の行選択、データ信号及び電圧−透過特性を示している。尚、これら図は概念的なものであって寸法通りではない。また、対応する各構成要素には概ね同様の符号を付してある。［実施例の詳細な説明］図１は表示装置１の一部の概念的断面図であり、該装置には２つの支持板２及び３が設けられ、これら支持板の間には本例では液晶材料である電気光学表示媒体４が介在する。上記支持板２及び３の各内側表面には画像電極５及び６が設けられ、これら電極は中間の上記液晶材料と共に行と列とに配列された多数の画素を規定している。帯状の行電極７が画像電極５の各列の間に配置され、これら行電極は本例ではＭＩＭである非線形スイッチング素子８を介して各画像電極５に接続されている。上記ＭＩＭは金属層９と、例えば（化学量論的）窒化珪素又は酸化タンタル等の誘電体１０と、金属層１１とからなる。接続部は図の面からは外にあり、実線１２により概念的に示してある。本例においては、画像電極６は列電極１３と一体となっている。更に、配向層（図示略）が支持板２及び３の各内側表面上に設けられている。当該表示装置は更に偏光子を備えてもよく、又透過型及び反射型の装置の何れであってもよい。図２は上記のような表示装置の一部を概念的に示している。ここでは、画素１４は画像電極６を介して列電極１３に接続され、これら列電極は本例では行電極７と共にマトリクスの形に配置されている。画素１４は、画像電極５及び非線形スイッチング素子（ＭＩＭ８）を介して、行電極即ち選択電極７に接続されている。入力される信号１５は処理／制御ユニット１６を介してデータレジスタ１７に記憶され、該レジスタはデータ信号又は電圧（必要なら調整された）を以下に述べるような形で列電極１３に提供する。これらデータ信号は各画素１４が実現すべき光透過度を決定する。この目的のため、制御ユニット１８は行電極に選択信号を供給する。前記制御ユニット１６は制御ユニット１８とデータレジスタ１７との動作を線１９及び２０を介して同期させる。図３は、対応するＭＩＭ８、行電極７及び列電極１３を伴う単一の画素１４を概念的に示している。通常、選択電圧及びデータ電圧の変化は、画素の両端間の電圧が液晶材料の劣化現象を防止すべく規則的に符号を変化するように、選択される。ツイストネマチック表示装置においては、画素の両端間の電圧の変化は（交差した偏光子を用いた場合）閾電圧Ｖ_thr（当該画素は光透過状態で容量Ｃ_pmi _n を持つ）と飽和電圧Ｖ_sat（当該画素は光不透過状態で容量Ｃ_pmaxを持つ）との間に選定することができる。前記変化が、１つの選択電圧と１つの非選択電圧とを用いる駆動系に対して発生されるなら、画素の両端間の電荷は＋Ｃ_p・Ｖと− Ｃ_p・Ｖとの間で変化する（Ｃ_pは画素容量、Ｖは画素の両端間の電圧である）。従って、このような変化において非線形２極素子を介してなされる全体の電荷移動はΔＶ＝２Ｃ_p・Ｖである。不透過画素と透過画素との間の電荷移動の比は（２Ｃ_pmax・Ｖ_sat／２Ｃ_pmin・Ｖ_thr）、即ちＣ_pmax・Ｖ_sat／Ｃ_pmin・Ｖ_thrである。通常の（例えば、Merck社の液晶材料ZLI84460の場合の）比においては、Ｃ_p _max ＝１.８・Ｃ_pmin、Ｖ_thr＝１.５ボルト及びＶ_sat＝４.５ボルトが成り立つ。この場合、光不透過（黒）画素と光透過（白）画素との間の上記電荷移動比ΔＱ_B ／ΔＱ_Wは約５.４なる値を持つ。この電荷移動の差は通常焼き付け現象、即ち特に静止画において画像内容の変化後の幾らかの時間の間前の画像内容が残存して見える現象、の原因と考えられる。図４ａ及び図４ｂは２つの連続する行電極７と一つの列電極１３とにおける行信号を示し、図４ｃは当該画素１４の透過−電圧特性を示している。零ボルトにおいては透過度は最大であり、画像電極５、６の間の電圧の値が正又は負の方向に増加するにつれて、透過度は±Ｖ_thから減少し始め、±Ｖ_satにおいて略無視できるようになる。当該表示装置が米国特許第5159325号に記載されているような態様で駆動される場合、時刻ｔ₁においてリセット電圧Ｖ_resが行電極に付与され、該リセット電圧は画素１４に関わる容量Ｃ_pを、当該画素を極端な透過状態にするに充分な程低い値−（Ｖ_sat＋ΔＶ）（図４ｃ参照）に充電する。次いで、時刻ｔ₂からｔ₃の間選択電圧Ｖ_s2が付与され、その際電圧−Ｖ_d（反転されたデータ信号）が列電極に付与される。時刻ｔ₃からは行電極は最早選択されない。何故なら、非選択電圧（保持電圧）Ｖ_ns2が付与されるからである。次のフレーム期間ｔ_fにおいては、選択時（ｔ₄からの）に選択信号Ｖ_s1が行電極に付与され、その際データ信号＋Ｖ_dが列電極に付与される。当該画素の両端間の電圧Ｖ_p は反転され、これに対応するＭＩＭを経る電荷の移動はΔＱ＝２・Ｃ_p・Ｖ_pである。ｔ₅からは行は最早選択されず、電荷移動はない（非選択電圧（保持電圧）Ｖ_ns1が行電極７に付与される）。次のサイクルにおいては、ｔ₁においてリセット電圧Ｖ_resが再び行電極７に付与される。（列電極における最大データ電圧Ｖ_dmaxにおける）極端な場合に、画素１４に関わる容量Ｃ_pを少なくとも（Ｖ_sat＋ΔＶ）なる電圧に充電することができるよう、リセット電圧に関しては以下が成り立たねばならない：Ｖ_res≧（Ｖ_sat＋ΔＶ）＋Ｖ_on＋Ｖ_dmax （１）ここで、Ｖ_onは充電の間のＭＩＭの順方向電圧、ΔＶは良好なリセットを実現するための付加的な電圧差である。米国特許第5159325号においては、データ電圧及び選択電圧に関して下記が得られる： −1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）≦Ｖ_d≦＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）（２）Ｖ_s1＝−Ｖ_on−1/2（Ｖ_sat＋Ｖ_th）（３）Ｖ_s2＝−Ｖ_on＋1/2（Ｖ_sat＋Ｖ_th）（４）上記の場合、リセット電圧に関しては（Ｖ_d最大）：Ｖ_res＝1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）＋（Ｖ_sat＋ΔＶ）＋Ｖ_on （５）また、Ｑ点の電圧に関しては：Ｖ_Q＝1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）＋（Ｖ_sat＋ΔＶ）（６）が成り立つ。前のラインの選択の間には、正の画素電圧Ｖ_p（行反転を用いて）が書き込まれる（略等しいグレイ色のフィールドが書き込まれると仮定する）。Ｖ_d ⁺は対応するデータ電圧であり、次の選択時における画素を書き込むのに必要とされるデータ電圧Ｖ_d ^-の反転である。この場合、Ｖ_d ⁺＝−Ｖ_d ^-が成り立つ。任意の正の画素に関しては、以下が成り立つ（米国特許第5159325号参照）：Ｖ_p＝Ｖ_d ⁺＋1/2（Ｖ_sat＋Ｖ_th）（７）又は、Ｖ_d ⁺＝Ｖ_p−1/2（Ｖ_sat＋Ｖ_th）（８）リセット（時刻ｔ₁における）の間には、当該画素に関わる容量Ｃ_pの両端間の電圧Ｖ_cは：Ｖ_c＝Ｖ_d ⁺−Ｖ_Q＝Ｖ_d ⁺−1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−（Ｖ_sat＋ΔＶ）（９）となる。前記（８）式を（９）式に代入すると：Ｖ_c＝Ｖ_p−２Ｖ_sat−ΔＶ（10）が得られる。リセットに関してはＶ_c＝Ｖ_pが適用されるから、リセットの間には負の方向の電荷移動が発生する： ΔＱ^-＝Ｃ_p（Ｖ_c−Ｖ_p）＝−Ｃ_p（２Ｖ_sat＋ΔＶ）（11）続く選択（時刻ｔ₂からの）の間には、画素の両端間の電圧は電圧−Ｖ_p（光透過度は＋Ｖ_p及び−Ｖ_pにおいては同じである）に変化する。これには、正の方向の電荷移動：ΔＱ₂ ⁺＝Ｃ_p（−Ｖ_p−Ｖ_c）＝Ｃ_p（２Ｖ_sat＋ΔＶ−２Ｖ_p）が伴う。全電荷移動は零でなければならないから、ΔＱ^-＝ΔＱ₁ ⁺＋ΔＱ₂ ⁺が成り立つ。これは、先に述べた時刻ｔ₄における正方向の電荷の変化ΔＱ⁺＝２Ｃ_pＶ_pにより満たされる。暗い（Ｖ_p＝Ｖ_sat）画素及び明るい（Ｖ_p＝Ｖ_th）画素に関し、上記のことが図４ｃに示されている。時刻ｔ₁において当該画素に関わる容量は、値Ｖ_sat又は値Ｖ_thから（各々、矢印２１又は矢印２１'）、値−（Ｖ_sat＋ΔＶ）又は値−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋Ｖ_sat−Ｖ_th）にリセットされる。書き込み（時刻ｔ₂）の後、当該画素は値−Ｖ_sat又は−Ｖ_th（各々、矢印２２又は矢印２２'）を得、該ピクセルの両端間の電圧が反転さると（時刻ｔ₄の後）、値Ｖ_sat又はＶ_th（各々、矢印２３又は矢印２３'）を得る。図４ｃから明らかなように、明るい及び暗い画素に対する全電圧変化は同一である。しかしながら、画素の容量は電圧に依存する。黒い及び白い画素における電荷移動の比に関しては、（11）を用いると以下が成り立つ： ΔＱ_white／ΔＱ_black＝（−２Ｃ_pmin・（Ｖ_sat＋ΔＶ））／（−２Ｃ_pmax・（Ｖ_sat＋ΔＶ））＝Ｃ_pmin／Ｃ_pmax この場合、最大電荷移動と最小電荷移動との間の比は、使用される液晶材料の型に依存する最大画素容量と最小画素容量との間の比により決まり、２程度である。このような比では前記焼き付け現象は依然として発生する。即ち、長い期間にわたり大きな電荷移動を行ったＭＩＭは、小さな電荷移動を行ったＭＩＭよりも動作が速く変化する。結果として、残留画像が見える。本発明によれば、前記制御ユニット１８は例えば行信号を図５ａに示すように供給するように変更される。リセットパルス２４に先行する選択期間において、時刻ｔ₀において第２のリセットパルス２５が付与され、該パルスが当該画素に関わる容量を正方向に電圧Ｖ_sat＋ΔＶ₁まで充電する。本例では、このことが選択期間ｔ₂〜ｔ₃の２選択期間前に実施される。言い換えると、最小ではＶ_dmin＝ −1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）となるような信号Ｖ_d ^-が共通電極に付与される。この場合、図３の点Ｑにおける電圧は：Ｖ_Q1＝−1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−（Ｖ_sat＋ΔＶ₁）（12）となる。画素１４に関わる容量Ｃ_pは時刻ｔ₀からの該付加的リセットの間下記の電圧まで更に正に充電される：Ｖ_c1＝Ｖ_d ^-−Ｖ_Q1＝−Ｖ_d ⁺＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）＋（Ｖ_sat＋ΔＶ₁）（13）（８）式を（13）式に代入すると：Ｖ_c1＝−Ｖ_p＋２Ｖ_sat＋ΔＶ₁ （14）となる。時刻ｔ₁からの２番目の（通常の）リセットの間、上記電圧は再び（図１０参照）：Ｖ_c＝Ｖ_p−２Ｖ_sat−ΔＶ（15）となる。この場合、負方向の全電荷移動は： ΔＱ^-＝Ｃ_p（Ｖ_c2−Ｖ_c1）＝−Ｃ_p（４Ｖ_sat−２Ｖ_p＋ΔＶ₁＋ΔＶ）（16）である。ある輝度の画素に対する時刻ｔ₁における算出された負の電荷移動は、時刻ｔ₀ 、ｔ₂及びｔ₄における正の電荷移動により補償される。このことが図５ｃに更に示されている。実際のリセット動作が実行される前に、当該画素に関わる容量は時刻ｔ₀における第２リセットパルスにより（Ｖ_sat＋ΔＶ₁）又は（Ｖ_sat＋ΔＶ₁ ＋Ｖ_sat−Ｖ_th）に充電される（矢印２６、２６'）。時刻ｔ₁においては、当該画素に関わる容量は値（Ｖ_sat＋ΔＶ₁）から値−（Ｖ_sat＋ΔＶ）へ（矢印２１）又は（２Ｖ_sat＋ΔＶ₁−Ｖ_th）から−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋Ｖ_sat−Ｖ_th）へ（矢印２１'）リセットされる。書き込み（時刻ｔ₂）の後、当該画素は値−Ｖ_sat又は −Ｖ_thを得る（各々、矢印２２又は矢印２２'）。そして、画素の両端間の電圧が（時刻ｔ₄の後に）反転されると、該画素は再び値Ｖ_sat又は値Ｖ_thを得る（各々、矢印２３又は矢印２３'）。図５ｃから明らかなように、この場合、明るい画素に対する電圧変化は暗い画素に対するよりも大きくなり、その際明るい画素に対する容量は小さい。この結果、容量の変化が補償される。任意の例に関し、例えばΔＶ＝１ボルト及びΔＶ₁＝０ボルト（前記の付加リセット動作は正確には実施する必要はない）が成り立つ。任意の液晶材料（メルク社のZLI84460）に関しては、例えば、Ｖ_th＝１.５ボルト及びＶ_sat＝４.５ボルトが成り立ち、その際Ｃ_p _max ／Ｃ_pminは各々１.８及び２.２である。Ｃ'_pmax／Ｃ_pmin＝２.２と、画素容量に関する下記の式とによれば：Ｃ_p＝Ｃ'_pmax−（Ｃ'_pmax−Ｃ_pmin）（Ｖ_th／Ｖ_sat）（17）電荷の移動は画素電圧の関数として決定することができる。（Ｃ'_pmax：Ｖ_p Ｖ_sat の場合の画素容量。）このことが、図６に示されている（実線ａ；実線ｂは同一の関数を図４の装置に関して示している）。これより、比ΔＱ_white／ΔＱ_b _lack は依然として０.９に過ぎないことが判る。この場合、約１.１５の大きな比 ΔＱ_white／ΔＱ_blackがＶ_p＝２.８ボルトのグレイレベルに対して発生する。図７ａは前記制御ユニット１８により供給することができる行信号の他の変形例を示す。ここでも、図７ｂは略同様な光透過度を持つ画素のためのデータ信号を示している。この場合、第２リセット信号は実際のリセット信号と同一の極性及び（少なくとも本例においては）同一の電圧値を有している。この付加リセットパルスの間、画素１４に関わる容量Ｃ_pの両端間の電圧は−（Ｖ_sat＋ΔＶ）に充電される。前記式（５）ないし（10）と同様に、期間ｔ₆〜ｔ₇の終了時には：Ｖ_c＝Ｖ_p−２Ｖ_sat−ΔＶ（18）が成り立つ。上記付加リセットパルス２５以前では、画素電圧はＶ_p ^-＝−Ｖ_pであった。このことは、負方向の電荷移動が： ΔＱ₁ ^-＝Ｃ_p（Ｖ_c−Ｖ_p ^-）＝−Ｃ_p（２Ｖ_sat＋ΔＶ−２Ｖ_p）（19）なる値でなされることを意味する。時刻ｔ₁においては、先の例におけるのと同様（式（11））に： ΔＱ₂ ^-＝−Ｃ_p（２Ｖ_sat＋ΔＶ）（20）なる値の負方向の電荷移動がある。従って、負方向の全電荷移動は： ΔＱ^- _tot＝ΔＱ₁ ^-＋ΔＱ₂ ^-＝−Ｃ_p（４Ｖ_sat＋２ΔＶ−２Ｖ_p）（21）となる。この表現は式（16）と略同一である。ΔＶ＝０.５ボルトの場合は、図６と同様の特性が見られる。本実施例の利点は、リセット電圧に関して余分な電圧レベルが必要とされない点にある。ある輝度を持っ画素に対する時点ｔ₁及びｔ₆での算出された負の電荷移動は、時点ｔ₀、ｔ₂及びｔ₄での正の電荷移動により補償される。このことが図７ｃに更に示されている。時点ｔ₁においては、当該画素に関わる容量はＶ_sat又はＶ_th なる値（各々、矢印２１又は２１'）から−（Ｖ_sat＋ΔＶ）又は−（Ｖ_sat＋Δ Ｖ＋Ｖ_sat−Ｖ_th）なる値にリセットされる。書き込み（時点ｔ₂）後、当該画素は−Ｖ_sat又は−Ｖ_thなる値を得る（各々、矢印２２又は２２'）。当該画素の両端間の電圧を（時点ｔ₄後に）反転するために、該画素に関わる容量は−Ｖ_sat又は−Ｖ_thなる値（各々、矢印２７又は２７'）から−（Ｖ_sat＋ΔＶ）又は−（Ｖ_sat ＋ΔＶ＋Ｖ_sat−Ｖ_th）なる値にリセットされる。そして時点ｔ₄の後、当該画素はＶ_sat又はＶ_thなる値を得る（各々、矢印２３又は２３'）。図７ｃにおいて、明るい及び暗い画素に対する全電圧変化は、正方向の矢印２２、２２'及び２３、２３'に対応する電圧変化、又は負方向の矢印２１、２１'及び２７、２７ 'に対応する電圧変化により決まる電荷移動の和に等しい。上述したように、この場合も、容量の差は（小さな容量を持つ）白い画素の両端間の電圧変化の増加による対応する電荷の移動の比により補償される。第２リセットパルス２５は選択のため直ちに供給されねばならないということはない。液晶材料の慣性により、画素容量の両端間の変化が光透過度の変化として即座に現れることはないであろう。この事実が、制御ユニット１８により供給される行選択信号が図８ａに示されているような表示装置において利用される。この場合、制御ユニット１６は、選択された行に対するリセット信号と同時にデータレジスタ１７が補償信号２８（図８ｂ）を供給するように（例えば、入力信号を処理し且つ、必要なら、それらを一時的に記憶する図示せぬ前置プロセッサを用いて）変更される。これらの補償信号に関しては、本例では：｜Ｖ_comp｜≦｜Ｖ_dmax｜が成り立つ（この場合、供給すべき補償信号はデータ信号の範囲内となる）。リセットパルス以前では、画素電圧はＶ_p ⁺である。時点ｔ₁におけるリセットの間（及び時点ｔ₆における付加リセットの間）、当該画素に関わる容量Ｃ_pの両端間の電圧Ｖ_cは：Ｖ_c＝Ｖ^- _comp−1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−（Ｖ_sat＋ΔＶ）（22）である。リセットパルス（時点ｔ₁）以前では、画素電圧はＶ_p ⁺である。この場合、負方向の電荷の移動は： ΔＱ^- ₁＝−Ｃ_p（Ｖ⁺ _p−Ｖ^- _comp＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）＋（Ｖ_sat＋ΔＶ））（23）である。付加リセットパルス（時点ｔ₆）以前では、画素電圧はＶ_p ^-である。この場合、負方向の電荷移動は： ΔＱ^- ₂＝−Ｃ_p（−Ｖ⁺ _p−Ｖ^- _comp＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）＋（Ｖ_sat＋ΔＶ））（24）である。従って、負方向の全電荷移動に関しては： ΔＱ^- _tot＝ΔＱ^- ₁＋ΔＱ^- ₂＝−Ｃ_p（−２Ｖ^- _comp＋３Ｖ_sat−Ｖ_th＋２ΔＶ）（25）が成り立つ。この場合、ある電気光学媒体に関する補償電圧は式（17）を用いて算出することができる。例えばＶ_th＝１.５ボルト、Ｖ_sat＝４.５ボルト及びＣ'_pmax ／Ｃ_pmin＝２.２であるような液晶材料に対しては、図９の曲線２９が補償電圧に関して得られ、該電圧が、ΔＱ^- _totを透過度の値即ち画素電圧とは無関係に一定に維持するために、画素電圧の関数として必要となる。これを図示するため、図１０では電荷移動が画素電圧の関数として示されている。これから、比Δ Ｑ_white／ΔＱ_black＝１であることが判る。補償電圧は｜Ｖ_comp｜≦｜Ｖ_dmax｜なる条件により制限されるので、１.５ボルトと１.７ボルトとの間の画素電圧においては例外がある。この条件が課されない場合、１.５ボルトと１.７ボルトの間の範囲においては図９及び図１０では実線が適用される；もし上記条件が課される場合は破線（図９では破線２９'）が適用される。補償パルス２８（付加リセットパルス２５に対応）は、時刻ｔ₇と時刻ｔ₄とが一致するように選択パルス３０の直前に供給することができる。本例においては、クロストークを低減するために反転補償パルス３１と反転データパルス３２とが中間の期間において供給されるようになっている。ある輝度を持つ画素に対する時点ｔ₁及びｔ₆における算出された負の電荷移動は、時点ｔ₂及びｔ₄における正の電荷移動により補償される。このことが図８ｃに更に示されている。時点ｔ₁において、当該画素に関わる容量はＶ_sat又はＶ_th なる値（各々、矢印２１又は２１'）から、−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th ）−Ｖ^- _comp1）又は−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−Ｖ^- _comp2）なる値へリセットされ、ここでＶ^- _comp1＝1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）である。書き込み（時点ｔ₂）の後、当該画素は−Ｖ_sat又は−Ｖ_thなる値（各々、矢印２２又は２２'）を得る。当該画素の両端間の電圧を（時点ｔ₄後に）反転するために、該画素に関わる容量は−Ｖ_sat又は−Ｖ_thなる値（各々、矢印２７又は２７'）から−Ｖ_sa _t −ΔＶ−Ｖ^- _comp1又は−Ｖ_sat−ΔＶ−Ｖ^- _comp2なる値へリセットされる。時点ｔ₄の後、当該画素はＶ_sat又はＶ_thなる値（各々、矢印２３又は２３'）を得る。この場合、明るい及び暗い画素に対する上記電圧変化が容量の差を、正方向の矢印２２、２２'及び２３、２３'に対応する電圧変化又は負方向の矢印２１、２１'及び２７、２７'に対応する電圧変化により決まる電荷移動の和が零となるように、補償する。本例においては、付加電圧（前記補償電圧）は列電極に供給され、これら電圧は供給されるべきデータ信号に依存する。もし行選択期間ｔ_w1、ｔ_w2がテレビジョン用途におけるライン期間（ＰＡＬシステムの場合は６４μ秒）に相当する場合は、当該行の画素は図５及び７の例では前の行の選択の間にリセットされ；リセット電圧及びデータ電圧はリセット動作が後続する選択に如何なる直接的影響も及ぼさないような良好なリセットが保証されるように選定される。米国特許第 5159325号において図４の例に関して述べられているように、上記リセット電圧及びデータ電圧はテレビジョン用途におけるライン期間に対応する１つの行選択期間ｔ_w内で供給することもできる。もし行選択期間ｔ_w1、ｔ_w2がテレビジョン用途においてライン期間に相当する場合は、図８の例における補償信号２８、３１は前の行の選択の際及び１行の画素をリセットする間に列電極に供給される。これらの補償信号は供給されるべきデータ信号に必ずしも対応する必要はないから、選択パルス３０及び３３は、補償パルス２８がリセットパルス２４に一致するように、また選択期間ｔ_wの最初の部分の間の反転された補償パルス３１が非選択電圧Ｖ_ns2と同時に供給されるように、各選択期間ｔ_wの最終部分の間に供給される。この場合、行電極は選択されないから、画素の両端間の電圧は上記の反転された補償パルスによっては影響されない。上記と同様なことが、第２リセットパルスが行電極に供給されないような表示装置の他の実施例にも当てはまる。この場合、行信号は駆動サイクル全体にわたって（図１１ａ）図４ａに示したものと同様の変化を有している。時刻ｔ₁から行選択期間ｔ_wの一部の間、画素１４に関わる容量Cpが任意の画素電圧Ｖ_pに対して−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−Ｖ_comp）なる値に充電されるように、リセット電圧Ｖ_resが行電極に供給されると共に補償電圧Ｖ_compが列電極に供給される。もしＶ_p＝Ｖ_satであれば上記補償電圧はＶ_compsat＝1/2（Ｖ_sat−Ｖ_t _h ）となり、該電圧は当該画素を極端な透過状態にさせるに充分な程低い。前記行選択期間ｔ_wの残りの期間の間には、次いで選択電圧Ｖ_s1が時刻ｔ₂から時刻ｔ₃ まで供給され、その間−Ｖ_dなる電圧（図１１ｂ）が同時に列電極に供給される。ｔ₃からは行電極は最早選択されない。何故なら、非選択電圧（保持電圧）Ｖ_n _s2 が供給されるからである。次のフレーム期間においては、選択信号Ｖ_s2が（ｔ₄ からの）選択の間に行電極に供給され、その際反転されたデータ信号＋Ｖ_dが列電極に供給される。画素の両端間の電圧Ｖ_pは反転され、その後非選択電圧（保持電圧）Ｖ_ns1が行電極７に供給される。画素の両端間の電圧がＶ_satから−（Ｖ_sat＋ΔＶ）（図１１ｃの矢印２１に対応）へ、又はＶ_thから−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋1/2（Ｖ_sat−Ｖ_th）−Ｖ_compth）へ変化する場合に極端な電圧変化（従って極端な電荷の移動）が発生する。時刻ｔ₁ においては、当該画素に関わる容量はＶ_sat又はＶ_pなる値（各々、矢印２１又は２１'）から−（Ｖ_sat＋ΔＶ）又は−（Ｖ_sat＋ΔＶ＋1/2（Ｖ_sat＋Ｖ_th）−Ｖ_p ）なる値へリセットされる。任意のデータ電圧において、前記補償電圧Ｖ_comp（該電圧は例えばデータレジスタ１７に結合された前置プロセッサ又はルックアップテーブルを介して算出される）が時刻ｔ₁において、全電圧変化が容量変化を補償するように、供給される。書き込み（時刻ｔ₂）の後、当該画素は−Ｖ_sat又は−Ｖ_pなる値を得（各々、矢印２２又は２２'）、該画素の両端間の電圧が反転されると（ｔ₄の後に）Ｖ_sat又はＶ_pなる値を再び得る（各々、矢印２３又は２３'）。

Claims

【特許請求の範囲】１．２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置は前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行電極及び列電極に各々選択電圧及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記非線形スイッチング素子と同一の素子を用いて当該画素を前記第１補助電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ任意の光透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置において、前記駆動手段が、全駆動サイクルの間における任意の光透過度を持つ画素に対する電荷移動と極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動との間の最大比をＣ_pmax／Ｃ_pminより小さな値に制限する手段を備え、上記Ｃ_pmax及びＣ_pminは当該画素に関わる容量の値が動作中に変化する最大値及び最小値であることを特徴とする表示装置。２．２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置は前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行電極及び列電極に各々選択電圧及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記非線形スイッチング素子と同一の素子を用いて当該画素を前記第１補助電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ任意の光透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置において、前記駆動手段は、全駆動サイクルの間における任意の光透過度を持つ画素に対する電荷移動と極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動との間の最大比を、０.７と１.５との間の値に制限する手段を備えることを特徴とする表示装置。３．請求項１に記載の表示装置において、前記最大比が０.９と１.１との間にあることを特徴とする表示装置。４．請求項１、請求項２又は請求項３に記載の表示装置において、前記電気光学表示媒体がツイステッドネマチック液晶を有していることを特徴とする表示装置。５．請求項１ないし請求項４の何れか一項に記載の表示装置において、前記駆動手段が駆動サイクルを通しての第２の極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動と前記極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動との間の比を０.７５と１. ３との間の値に制限する手段を有していることを特徴とする表示装置。６．請求項５に記載の表示装置において、前記駆動手段が駆動サイクルを通しての第２の極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動と前記極端な光透過度を持つ画素に対する電荷移動との間の最大比を約１なる値に制限する手段を有していることを特徴とする表示装置。７．請求項１ないし請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、前記駆動手段が当護画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第２補助電圧まで充電する手段を備えることを特徴とする表示装置。８．請求項７に記載の表示装置において、前記駆動手段が、先ず当該画素を前記第１補助電圧の符号とは反対の符号を持つ第２補助電圧まで充電し、次いで該画素を前記第１補助電圧まで充電する手段を備えることを特徴とする表示装置。９．２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置は前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行電極及び列電極に各々選択電圧及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記非線形スイッチング素子と同一の素子を用いて当該画素を前記第１補助電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ前記所定の光透過状態に対応するより小さな振幅を持っ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置において、前記駆動手段が、先ず当該画素を前記第１補肋電圧の符号とは反対の符号を持つ第２補助電圧まで充電し、次いで該画素を前記第１補助電圧まで充電する手段を備えることを特徴とする表示装置。１０．請求項８又は請求項９に記載の表示装置において、前記第１補肋電圧及び第２補助電圧を供給する手段が２つの連続した選択期間の間に前記行電極に反対の符号の第１及び第２リセット電圧を供給する行選択回路を有していることを特徴とする表示装置。１１．請求項７に記載の表示装置において、前記駆動手段が、先ず当該画素を前記第１補助電圧と同一の符号を持つ第２補助電圧まで充電し、次いで該画素を反対の符号を持ち且つ前記所定の光透過度に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段を備えることを特徴とする表示装置。１２．２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置は前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行電極及び列電極に各々選択電圧及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記非線形スイッチング素子と同一の素子を用いて当該画素を前記第１補肋電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ前記所定の光透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置において、前記駆動手段が、当該画素を前記第１補肋電圧と同一の符号を持つ第２補肋電圧まで充電し、次いで該画素を反対の符号を持ち且つ前記所定の光透過度に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段を備えることを特徴とする表示装置。１３．請求項１１又は請求項１２に記載の表示装置において、前記第１補肋電圧及び第２補助電圧を供給する手段が、時間的に離れた２つの行選択期間の間であって且つ行選択期間の少なくとも一部の間に前記行電極に同一の符号の第１及び第２リセット電圧を供給するような行選択回路を有していることを特徴とする表示装置。１４．請求項１３に記載の表示装置において、前記第１リセット電圧と前記第２リセット電圧とが略同一の振幅を持つことを特徴とする表示装置。１５．請求項１０ないし請求項１４の何れか一項に記載の表示装置において、前記駆動手段が、行選択期間より短い期間にわたり前記リセット電圧を供給している間に前記列電極に補償電圧を供給する手段を備えていることを特徴とする表示装置。１６．請求項１ないし請求項６の何れか一項に記載の表示装置において、前記画素を第１補助電圧に充電する手段が、行選択期間よりも短い期間の間リセット電圧を供給する行選択回路と、前記リセット電圧の供給の間に前記列電極に補償電圧を供給する手段とを有していることを特徴とする表示装置。１７．２つの支持板の間に電気光学表示媒体を有すると共に行電極及び列電極を備える表示装置であって、当該装置は前記支持板上に位置すると共に前記電気光学表示媒体中に画素を規定する複数の対向する第１及び第２の画像電極を有し、各画素が非線形２極素子を介して行又は列電極に接続され、当該装置は更に前記行電極及び列電極に各々選択電圧及びデータ電圧を印加して、選択された画素を所定の光透過状態にする駆動手段を備え、各画素に対して該駆動手段が非線形スイッチング素子を用いて当該画素を画像表示に使用される電圧範囲を超える又は該範囲の限界上の第１補助電圧まで充電する手段と、上記非線形スイッチング素子と同一の素子を用いて当該画素を前記第１補助電圧から該電圧と同一の符号を持ち且つ前記所定の光透過状態に対応するより小さな振幅を持つ電圧まで充電する手段とを備えるような表示装置において、前記画素を第１補肋電圧まで充電する手段が、行選択期間より短い期間の間リセット電圧を供給する行選択回路と、前記リセット電圧の供給の間に前記列電極に補償電圧を供給する手段とを有していることを特徴とする表示装置。