JPS58143389A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPS58143389A
JPS58143389A JP2556582A JP2556582A JPS58143389A JP S58143389 A JPS58143389 A JP S58143389A JP 2556582 A JP2556582 A JP 2556582A JP 2556582 A JP2556582 A JP 2556582A JP S58143389 A JPS58143389 A JP S58143389A
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JP
Japan
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image display
display device
signal
output
memory cell
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JP2556582A
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English (en)
Inventor
英男 星
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0857Static memory circuit, e.g. flip-flop
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

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】
本発明は、液晶を用いた微細ドツト画像表示装置の改良
に関するものである。 従来の画像表示装置を第1図に示す。液晶をMO8型F
’ET了レイを組み合わせて構成さnている。第1図に
於て、単位画素を構成するのけ、半導体層に形成さnた
MO8型FKTI、信号蓄積用コンデンサ2、及び液晶
セル3である。この基本的な動作を説明する。筐ずM’
O8型FITをPチャンネルとし、ゲートラインxiに
ゲート信号としての負のパルス電圧を印加すると、77
!tTlはオン状態となり、信号ライン11iに印加し
た画像信号は’FET1を通してコンデンサ2に充電さ
【る。負のパルスが消滅すれば、FET1はオフ状態と
なり、コンデンサ2に充電さnた電圧は、液晶セル及び
FETのオフ抵抗を通じて放電さnながら保持さn1液
晶に印加さ扛つづける。そして、ゲート信号をxiから
xi+l、xi+宜、。、と線順次に走査し、その位置
に対応した画像信号を信号ラインY ’ s Y ’十
t。1.に印加することによ9− り全体の画像が表示さnる。このとき対同電極はガラス
等に全面に付けら2″Lfr、共通透明電極で、第1図
の4が共通電極端子である。そして、共通電極は常にあ
る電位に保たnている。さて、このような画像表示装置
は、中間調を含む画像や動画を表示する場合すなわち、
テレビ画像の表示などには最適であるが、中間調を必要
としない画像や、静止画の表示などにはきわめて不適当
であった。 なぜならば、Ail述したようにコンデンサ2に充電さ
−nた信号は液晶セル3を通じて放電していくので、常
に書込み動作を行なわないとコンデンサの両端の電圧が
どんどん下がってしまい、液晶にかかる電圧が変化して
し〜まう。従って、静止画像を表示する場合でも常に書
込み動作を行なう必要があり、常に回路全体を動かして
おくための電力が必要である。例えば、200x200
画素の画面を毎秒60枚書き込むためには、最大周波数
として約2゜5MHzが必要となりかなり大きな電力を
消費してしまう。尚、毎秒60枚の画像を書き込むとい
うのQゴ、液晶を交流駆動してフリッカを生じさせない
ために必要な値である。さらに、コンデンサへの充電の
ため信号ラインに電流を流す必要があり、このための消
費電力の増大もさけらfないという欠点があった。 そこで本発明は、中間調を必要としない画像、静止画像
を表示するのに適した、消費電力が少ない画像表示装置
を供することを目的とする。 以下図面とともに本発明の説明をしていく。 第2図に本発明の画像表示装置を示す。単位画素を構成
するのは、半纏体層に形成さnたスイッチングトランジ
スタ5,6、メモリーセルフ、信号選択回路8、液晶セ
ル9である。そして、液晶を交流駆動するためのクロッ
ク源10を具備している。ここで、スイッチングトラン
ジスタ5.6はMOS)ランジスタで構成さnる。また
、メモリセルフはフリップフロップで構成さ扛、高い電
圧レベルの信号をulsm、低い電圧レベルの信号を“
0“とすると、1″′の信号が入力さ扛ると出力が”1
’  (’iたは“0”)にセ゛ソトさlLz次に10
″の信号が入力さnるまでずっと671の状態を保持し
、パ0”の信号が入力さγLると出力が1“0″(また
は”1”〕にセセラさし、その状態が保持さnる。さら
に、メモリセルフは、入力が1″のとき出力が1′にな
る正入力禅子7αと、入力が“0“のとき出力が“1″
にセットさrる負入力端子7bの二つの入力端子を具備
している。 さらに信号選択回路8の入力にはクロック源10の信号
が入力さn1メモリーセルフの出力を制御信号として、
入力信号と同相の信号及び逆相の信号を選択的に出力す
るというものであり、信号選択回路8の出力は画素電極
9cLと接続される。そして、スイッチングトランジス
タ5,6のソースは、そnぞn極性が逆の信号線yiお
よびysに接続さnl ドレインばそnぞnメモリセル
フの正入力端子7αおよび負入力端子7bに接続さしる
。 いまクロック源10の出力を共通電極端子11に接続し
、メモリセルフの出力が1#のとき信号選択回路8の入
力と出力が逆相となりメモリセルフの出力が1゛0“の
とき(ij号選択回路8の入力と出力が同相となる場合
を[>11にとって動作を説明する。 5− まず、ゲートラインxiにゲート信号として負のパルス
を印加すると、スイッチングトランジスタ〔以下S、T
rと略す〕5,6はオン状態となり信号ラインyip’
lliに印加さnた画像情報Hs、 T r 5 p 
6 k通してメモリセルフの正入力端子7αと負入力端
子7bに入力さn1メモリセルフの出力は画像情報に応
じて1”または′0″にセットさnる。ゲート信号が消
滅すnば、S、Tr5,61dオフ状態となυ、メモリ
セルは次に新らたな画像情報が入力さrるまで、ずつと
′1”または0″の画像情報を保持しつづける。従って
、全ての画素は新らたな情報が書込ま牡るまでは、どん
なに長い期間であっても、現在保持している画像情報を
保持しつづける。そし1、メモリセルの出力が1”の画
素は、信号選択゛回路8の入力と出力が逆相になるので
、クロック源の波形つまり共通電極電位と、信号選択回
路の出力つまシ画素電極の波形は、電源電圧をVとする
と、そ扛ぞn第3図Aの■2α12bに示すように逆相
のクロックとなシ、液晶9には±Vの交流電圧13α6
一 が印刀口さn1選択画素となる。一方、メモリセルの出
力が0”の画素は同様に、第3図Bの12α、12Gの
ように同相のクロックとなるので、液晶9には13 b
のごとぐ全く電圧が印加さnず、非選択画素となる。従
って、中間調がない画像及びその静止画像を非常に少な
い電力で表示することが可能となるのである。なぜなら
ば、静止画像の場合、信号ラインuie1/1ey6+
1m11t+*・・・とゲートラインzj、zz+1.
。、の駆動回路を全て停止してクロック源10のみ動か
しておけば良いからであり、通常クロック源10の周波
数は?、□ Hz程度であるので、消費電力はほとんど
ゼロになる。また、コンデンサに信号を充電するという
方式でなく、基本的に電流を流さずにメモリセルの出力
を制御するので、信号ラインに電流を流す必要は全くな
く、やはり消費電力は大幅に減る。さらに、共通電極側
にもクロックを印加する方式であるので、電源電圧をV
とすると士■、つまクビークからピークまで2■の交流
波形を液晶に印加することができ、液晶にかかる電圧に
比して、電源電圧を低くすることができるので、やはり
消費電力の低減を達成できる。また、中間調のない表示
であるから、川辺駆動回路と画像情報処理回路を全て0
MO8で構成することによりシステム全体としても大幅
な消費電力の低減をはかることができる。一方面像信号
は、信号ライン?/iおよびS、Tr5、または信号ラ
インyiおよびS、Tr6の二つの経路を通ってメモリ
セルに入力さするので、信号経路の冗長度が2倍になり
信号ライン’/ L t u ’の断線や、El、Tr
5,6の不良による画像の不良率は非常に小さくなり、
表示装置の歩留りを大幅に同上させることが出来る。 第4図に本発明の画像表示装置の具体例を示す。すなわ
ち、メモリセル用のフリップフロップとして、インバー
タ14 、15を用いて、インバータ14.15の人、
出力端子を互いに接続し、インバータ14の入力をメモ
リセルの正入力として日。Tr5と接続し、インバータ
15の入力をメモリセルの負入力としてS、Tr6と接
続し、さらにインバータ15の出力をメモリセルの出力
とする。そして、信号選択回路として排他的論理和(以
下FiORと略す〕16を用い、前述のインバータ15
の出力、つtrメモリセルの出力をFiOR回路16の
一方の入力とし、クロック源】0の出力をEOR回1烙
16の他方の入力とする。さらにBOR回路16の出力
を画素電極9αと接続するというものである。このよう
な構成にすることによシメモリセルに1#がセットさt
た場合は、液晶に士■の交流電圧が印刀口さ扛、メモリ
セルに0″がセ゛ソトさtた場合は液晶に全く電圧がか
からなくなり第2図で説明したのと全く同じ動作をさせ
ることができる。ここで、インバータ14 、15は消
費電力を低減するということから0M0Sインバータを
用いるのが望ましい。第5図に本発明の画像表示装置の
他の実施例を示す。信号選択回路として2つのトランス
ミッションゲー)(1!下TGと略す) 17 、18
を用いたものである。インバータ14 、15によるメ
モリセルの構成は第4図の例と同様であるが、メモリセ
ルの出力つIpインバータ15の出力をT e 17の
nチャンネル側ゲート及び、TG18のPチャンネ9− ル仰1ゲート及び、TG18のPチャンネル側ゲートに
接続し、インバータ15の入力端子をT G 17のP
チャンえルイ則ゲート及び、T018のnチャンネル側
ゲートに接続する。そして、TG17.18の出力を互
いに接続して画素電極9αと接続し、T018の入力端
子は全画素共通に共通′α極と接続して、クロック源1
0と接続する。さらにT G 17の入力端子は全画素
共通にして、インバータ19を介してクロック源10と
接続する。このように構成することにより、メモリセル
の出力が1″のときは、Tr417がオン状態、TG1
8がメツ状態になるため、液晶セルには第3図Aのごと
く±■の交流電圧が印加さn1同様にメモリセルの出力
が0”のときは、液晶セルには′電圧が印711]さn
ない。第6図に本発明の画像表示装置のさらに他の実姉
例を示す。S、TrとしてT G 20 、21を用い
たものである。S 、T rとしてTGを用いることに
より、電源電圧を低くしても1′″とuO″の信号を確
実に通すので、電源電圧を低くしても信号経路の冗長度
を2倍にして、表示装置の歩留りを上げることが可能と
なる。 第4図、第5図、第6図の例では信号選択回路として、
lICOR回路または、702個を用いているが、要す
るにメモリセルの出力が1″のときと0”のとき、画素
電極に印加さnる交流波形の位相を反転させることが出
来扛ば良いのでアク、AND回路の組み合わせ、OR回
路の組み合わせによっても全く同様の動作をさせること
ができるのであるから、とわらも本発明の範噴に入るこ
とはもちろんである。また、メモリセルの出力がuO″
のときに士■の交流電圧が印加さnる回路横取も全く同
様であり、説明は省略する。 μ上のような本発明の画像表示装置を用いることにより
、中間調を必要としない画像及びその静止画像を表示す
るのに適した、消費電力が少なくてすむ画像表示装置を
得るという当初の目的は完全に達成できる。すなわち、
回路構成を全てデジタル的にすることと、静止画像表示
時には30 Hz程度のクロック源を除いて同辺回路を
全て停止させることで、大幅な消費電力の低下が達成で
きる。捷た、静止画、動画を問わず交流駆動が可能とな
るので、寿命。信頼性の点でも優nた表示装置が得ら牡
る。さらに、信号経路を2木蓮列にすることにより表示
装置の歩留りを大幅に同上させることが出来る。従って
、微細ドツトによるギャラクタや、グラフィックディス
プレイ装置に本発明を適用することにより、微細ドツト
による美しい表示と低消費電力化と長寿命。高信頼性、
そして高歩留りを同時に達成することが出来本発明の工
業的価値は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の画像表示装置を示す回路図、第2図は不
発明の画像表示装置を示す回路図、第3図(ハ))ノ)
は本発明の画像表示装置に於ける液晶駆動電圧を示す説
明図、第4図は本発明の画像表示装置の具体例を示す回
路図、第5図は本発明の画像表示装置の他の具体例を示
す回路図、第6図は本発明の画像表示装置のさらに他の
具体例を示す回路図である。 5.6゜。スイッチングトランジスタ、7゜。 メモリーセル、8゜、信号選択回路、90.液晶セル、
10゜、クロック源、11o。共通電極端子、12(Z
 、12b、1.2C,、クロック波形、13 a、1
36.。液晶駆動電圧波形、14 、15 、。インバ
ータ、16゜、排他的論理和、17 、18 、20 
、21゜。トランスミッションゲート、190.インバ
ータ。 以上 13− 〉 0   〉 0     0 〉Q >050〉

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ガラス等の絶縁基板上に形成さした半導体層、ま
    たは、半導体基板上に、行列状に画素電極が形成さし1
    前記画素電極上に液晶を介して設置さ扛た透光性基板上
    の透明電極を対向電極とした画像表示装置に於て、前記
    画素電極−個に対して、少なくとも二個のスイッチング
    素子と一ビットのメモリーセルを有していることを特徴
    とする画像表示装置。
  2. (2)前記二個のスイッチング素子の入力端子は、各々
    極性が逆の信号が印加さnた二本の信号ラインと一対一
    に接続さ扛ていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の画像表示装置t。
  3. (3)前記メモリセルの出力に応じて、交流電圧波形印
    加と、電圧無印別状態を選択する手段を具備したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項記載の画像表
    示装置。 1−
JP2556582A 1982-02-19 1982-02-19 画像表示装置 Pending JPS58143389A (ja)

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