JPS60186824A - マトリクス表示装置 - 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】 〔産業一Ｈの利用分Ｉ１１ｆ’：１ 本発明は各画素にスイノチング素子を有する所謂「アク
ティブ・マトリクス表示装置」の改良にかかわり、簡便
な駆動回路で安定した表示を得る技術に関する３、 〔従来技術と問題点〕 近年、アクディブ・７１・リクス型の表示装置の開発が
盛んである。この方法は例えば次の論文（Ｂｅｒｎａｒ
ｄ．Ｊ．Ｌｅｃｌｕ＋ｃｒ等；ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ
ｏｆｔｈｅＩＥゞＥｌる，５９、＋１−１５６６〜１５
７９（１９７１’））て公知であり一電荷蓄積型のある
１・ランジスクや非線形抵抗素子といったスイノチング
素子を各画素の表示素子と接続して作り込む事により液
晶等のように閾値特性の悪い表示素子でも高分割の７１
・リクス表示を可能にし得るものである。駆動方法は点
１１１＋ｊ次法と線順次法に大別され、いずれも前記＋
３．Ｊ．Ｌｅｃ＋＋ｎｅｔ等の論文（ｐ．１５７０）で
公知であり、点順次法は詳しくは特開昭４９−７４４３
８１’ｉｇ．６等に記載されているが、第１図、第２図
、第３図により従来技術を説明する。

まず第１図、第２図により点順次法を説明すると、第１
図は従来の表示装置のブロノク回路図で、１は表示部で
あり一行’ｔｌＮ；極Ｃｌ−Ｃ２、．．．−ＣＮと列電
極Ｈ．Ｉ、１｛２、一・一ＩＢＭとーその交点に対応し
て配１４された能動素子２一表示要素３を有ずる、、８
は行駆動部であり行電極に時分割された走査信号を供給
する。、９ぱ列駆動部であり一列電極にデータ信号を供
給する。点順次法の場合には列駆動部９はザンブリング
・パルス発生回路７とスイノチゲ−ト６，及び蓄積答鼠
５からなる。

第２図はそのタイミング拳チャ−１・であり、シリアル
な画像信号ＶＩ）はザンブリング・バルスＳ１、Ｓ２−
・・・一ＳＭ及び走査信号Ｃ１、Ｃ２、一・、ＣＮＩ／
ｉ：．より１つの画素の表示要素に伝道さＪＬる。、 次に線順次法による駆動方法を第３図により説明する。

第１図との相違点は列，駆動部９のうち６ｏで示した部
分である。点順次法てはビデオ信号ＶＤをスイノチゲ−
１・６により直接列電極に伝達したが、線順次法ではま
ず第」のアナログ・ラノチ６１にサンプリング・パルス
発生器７に基づいてラノチし，タイミング合せのために
一括して第２のアナログ・ラノチ３２Ｋラノヂずる。こ
のラノチされたデータをアンプ６３を通じて各列電極に
供給する。

以上のべた従来技術においては一点順次駆動法は回路が
簡単な反而各列電極に対する実質層き込み時間が一定に
ならず、各表示要素に対する肖き込み時間も短かい１，
一方線順次駆動法では１き込み時間は一定で十分長くと
れるが回路が複雑となる。これ等の欠点を作『消する方
法として前出願（特願昭５８−０３２１６９）の，男動
法が提案されている。

第４図は非線形抵抗素子を用いた特１ｔ’Ａ昭５８−０
３２１６９のＮＬｌ−｛型アクティブ・マトリクス表示
装置のブロノク図である。

１１６は表示部であり一行電極Ｙ１〜ＹＮと列電極Ｘ１
〜ＸＭ及び各行列′ｉ＋ｊ，極に接続された表示素イ１
１７及びＮＬ１１素子１１６よりなる表示安素１１８を
イコする。第５図は非線形抵抗素子の説明図であり−Ｎ
Ｌｌｔ素子１２５としては特願昭５８−０３２１６９で
は１２６−１２７．１２８等の様なダイオ＝−ド・リン
グを用℃・て℃・る。

第６図は非線形抵抗素子の代表的電流〜電圧特性図であ
りｉｔＥ負ほぼ対称で一低電圧領域では指数則、それよ
り高電圧領域では比例則で変化して（・る。

第４図において１１２は列電極駆動回路、１１９はビデ
オ変調回路であり、そのブロノク図及び連動波形の一例
を第７図一第８図に示す。

Ｖｌ）は人カビデオ情号でありーｖ６はｖＩ）の最犬振
１１］の約半分の基準電位一ＣＬ１は各行毎の選択タイ
ミングで反転するクロノク信号である。ビデオ信号ＶＩ
）は増「］」器１４６、１４７及びスイノチ１４１、１
４２によりｖＩ）′の如き０を中ｒｌｒＫ各１１−１毎
に反転した括号となり、補償回路出力によりゲインコン
ト１」−ルされた増１１】器１４６によってＶＩＨの如
きイハ号になる。

１４４はタイミングパルス発生回路でありクロソク信号
Ｃ１、２に基づいてスイソチ群１４５を順次選択し、ビ
デオ信号線ＶＩＮを各列電極×１−Ｘ２，Ｘ，＋・・・
・・に接続し各電極容厳に信号を蓄積する。第１１図は
１叱動波形図であり、蓄積されたデータ信号の一例はＸ
．でありーある行タイミングで−＼ｌ６が非点灯レベル
ー■６が点灯レベルなら、次の行タイミングでは■６が
非点月レベル、−■，が点灯レベルというように各ｘｌ
Ｎｕに極性の反転した信号となっている。

第９図一第１０図は行″？ａ：極駆動回路のブロノク図
及び波形図である。この回路は行電極に第１１図Ｙ，，
Ｙ。−１、Ｙ、、）′、→，１の如き行ｆ１ｊに極性反
転（一だ走査信号を供給ずる。１６１ぱシフト１／ジス
ク又ぱデコーダ等により構成される／フ］・パルス発生
部であり、クロノクＡＩ−Ａ２に基づき１３１一Ｂ２−
・・・・・・を発生する。クロノクバルスＡ１、Ａ２、
ＣＬ１及びＢ１、Ｂ２、・・団・により論理回路１６２
はｃ＜ｘ−ｘ〜４）、Ｃ（２、１〜４）等のパルスを電
位選択回路１６３に供給ずる。

１６３には第工】図Ｙ７−２の所に示した電位±ｖ．、
±■．あるいはこれに比例した電位が供給され、Ｃ（ｎ
−１〜４）により選択される。

１６４は出力段のバッファアンプであり、Ｙ１〜Ｙ．が
表示部１１３に印加される。

特願昭５８−０３２］６９の特徴の一つは走査信号にあ
る。例えばＹ．についてみると選択期間１８１，１８２
と非選択期間１８６，１８４があり、前者では士■．、
後者では±Ｖ，の電位をとる。選択期間は行電極毎に線
１ｌＮｉ次で走査されているがそれぞれ割り当てられた
１１１全部ではなく水平帰線区間のみとなっている。残
りの水平走査期間ではすべての走査信号ともに選択され
ておらず第７図、第８図で述べたように各列電極答はＶ
Ｃ線順次に信号がＩき込んでいる。この様な構成とする
と線順次駆動でありながら点順次駆動と同様にサンプル
ホールド回路が不要であり、点順次駆動の様に実効的』
き込み時間が各列で異なる事による充電電荷量の違いが
生じない。４’ｆにＮＬＩｔマトリクスでは１き込み時
間の相違は致命的な欠点であり一点順次法は無理で回路
が複雑であったが、特願昭５８０３２Ｊ．６９により点
順次法と同等の回路で済み非常に有利となった。

しかし特願昭５８−０３２］６９にも若干の問題点は残
っていた５，すなわち第７図の各列電極×１、ｘ２＋Ｘ
３はそ」しぞれ電極容量を持っておりデータ信号を蓄積
しうるが、この電極ＢＦｓ５．’は一″般的には駆動回
路内に外ｆτ］けコンデンザ・−として設けるか、電極
自体の浮遊容量で代用している。前者は回路が複雑とな
り一後者は浮遊容辰を形成する隣接電極の＋４位変化の
影響を受けやすく不安定である。

発明の目的〕 本発明は液晶層を挾んだ対向側に基準電極を設け、液晶
に直流電圧が印加されにくい適当な基準信号を与える事
を要旨とし，何ら工程を｛」加する事なく安定で均一な
ｆ」加容量を与えることを目的とするものである。

〔発明の実施例〕

第１２図は本発明の表示装置の一実施例のブロノク図で
ある。１１６は表示部であり，ここでは２枚の基板間に
液晶を挾Ａ，でなる液晶パネルである。一方の基板には
行電極Ｙ，＋ｙ２，・旧・・，ＹＮとＮＬＩｔ素子１１
６が形成され一他の基板上には列電極ｘ，＋Ｘ２−・・
・・・・、ＸＭが形成されている。本実施例の特徴は行
電極Ｙ，＋ｙ２−・・・゜・・・、ＹＮの形成される基
板上で列電極ｘ，＋Ｘ２＋山・・・、ＸＭと対向する部
分に基準電極１９１を設けた点にある。１９２は基準電
極１９１に基準信号を与える手段である。この様にする
事により、各列電極には液晶を誘電体とした容量が付加
されて（・る。

第１３図は本発明の表示装１道の他の実施例のブ０．７
ク図である。前実施例と異なり本実施例では？″ｉ駆動
回路が左半分１１１Ｌと右半分１１１ｋに，列駆動回路
が上半分１１２ｖと下半分１１２１Ｊにそれぞれ２分さ
れ、電極１本毎に交互に引き出されている。それに伴い
基準電極も１９１Ｌと１９１Ｒの２つに分けられそれぞ
れの駆動回路１９２Ｌ、１９２Ｉｔから基準信号が供給
されている。

第１４図は第１２図の実施例の平面図である。

２０１はスイッチング素子２０７、表示電極２０６，行
電極Ｙ，＋Ｙ２が形成されたア冬．ティプ基板へ２０２
は列電極ＸＩ．Ｘ２・・・・・・ＸＭの形成された対向
基板−２０６はシーリング部であり，液晶はこの内側の
部分に封入されている。１９１は基準電極でありアク．
ティブ基板２０１上に列電極ｘ，＋Ｘ２＋・・・・・・
，ＸＭと液晶層を挾んて対向する事により容０１：．Ｃ
ｌ一・・・・・・−ＣＭを形成している。容量部２０４
はマトリクス部２０５に比べて十分小さくてもよく面積
的な負荷は太き《ない。

又均一な液晶層厚は現状技術で十分達成されて．おり容
量のばらつきも十分小さい。この様に均一な容量が何ら
の工程増を伴う事な《実現される。

基単電極電位は一定であればどのような値でも容Ｍ，と
して作用させる事ができる。しかし液晶を誘電体層とし
て用いている関係上、液晶に直流が印加されな（・様Ｋ
注意しな《ではならない。又、容量部の面積を低減する
ためには実効誘電率を大きく使いた（・。

イぐ発明では以上の犬求を満足するために第１５図に示
した如き基準信号φを月１いて℃・る。即ち、奇フィー
ルドＩ゛１と偶フィールドＦ２で互（・に反転した矩形
波信号である。信号レベルは±Ｖ．とじている。この様
な基準信号φと列信号、例えば第ＩＩ図Ｘ，の間には直
流分のほとんどない、しかも液晶を励起するのに十分な
電圧が印加される第１６図は液晶層の誘電率εと実効電
圧Ｖの関係を示す喝性図である。液晶の閾値電圧Ｖｔｈ
に対しＶ＜Ｖ，，ではと＝ε１であるがν〉■，、の印
加に応じてεは増加しε，１に近づく。第１１図の駆動
波形でバイアス電圧■，は液晶の光学変化の中央値に設
定するため第１６図の如くまだεは十分大きくな（・が
、■，に貴き込み電圧を上乗せした■．は液晶を励起す
るのに十分な電圧である。

この様に本発明では基準信号として液晶を励起するのに
十分な実効電圧を有する信号を印加する事により、小さ
い面積で十分な容量を設ける串が町能である。Ａ−．発
明では第１５図の如く走査信号Ｙ１〜ＹＮの眠択４位十
■．を有する矩形波を用いたが、勿論他の電位でも■，
．より大きければ有効である。しか１．７±Ｖ．の使用
は電源数を増す必要がないため便利である。更に本発明
では基準信号として直流分欠含まない信号を用いていろ
。この事により液晶層の劣化を最小限にする事ができる
。

基準信号としては他にも例えば第１１図の駆動波形に於
けるゼロ電位０を用いてもよい。この場合は誘電率εは
大きくはないが直流分を含まなし・０］発明の効果〕 以上述べた如《一本発明では液晶層を有効的に容量とし
て利用する律により安定した表示が可能であり、何等工
程増を伴う事なく簡素な駆動回路で高密度の表示がｔＸ
ｆ能となる。

尚一実施例のスイノチング素子として非線形抵抗素子を
用いたが１・ランジスタを用いても同等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の表示装置のブロック図、第２図は第１図
の表示装置の駆動波形図、第３図は従来の線順次法を用
いた表示装置のブロノク図、第４図〜第１１図は特願昭
５８−０３２１６９の駆動方法を説明するもので，第４
図は非線形抵抗素子を用いたＮＬＨ型アクティブ・マト
リクス表１７１′．：装置のブロノク図、第５図，第６
図は非線形抵抗素子の説明図とその特性図、第７図一第
８図はビデオ変調回路及び列電極駆動回路を示す回路図
と使用波形図一第９、１０図は行電極駆動回路と使用波
形図，第１１図は駆動波形図一第１２図は本発明の表示
装置の一実施例のブロソク図，第１３図は本発明の表示
装置の他の実施例のブロノク図一第１４図は第１２図の
実施例の３Ｆ而図一第１５図は本発明に用（・る基暴信
号の波形図，第１６図は液晶の誘電率対実効電圧の！祐
性図である。 Ｘ１〜ＸＮ・・・・列電極、Ｙ１〜ＹＭ・・・・・・行
′亀−極一２．１１６・・・・スイノチング素子一１１
１７・・・・表示素子、 １９１・・・・基準電４＠一φ・・・・基準信号。 −１５７− ＝１５８＝ −１５９−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の行電極と複数の列電極と該両電極の交点毎
   に設けられたスイッチング素子と、該スイノチング素子
   に接続された表示素子よりなるマトリクス表示パネルと
   、前記行電極に線順次走査信号を供給する行駆動回路と
   −０１１記列電極にデ−タ信弓を供給ずる列駆動回路と
   を有するマトリクス表示装置に於いて一誘電体層を介し
   て前記列電極に対向した基準電極を設けると共に、該基
   準電極に基準信号を供給する手段を有する事を特徴とす
   るマトリクス表示装置。
2. （２）表示素子は２枚の基板間に液晶が挾持されてなる
   液晶表示素子であり、列電極は一方の基板上に設けられ
   一基暴電極は液晶を誘電体層としてもう一方の基板上に
   前記列電極に対向して設けられる事を特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のマ｝リクス表示装置。
3. （３）基単信号はその実効電圧値が液晶の閾値電圧より
   も大きく、列電極と基準電極間の液晶層は励起されて（
   ・る小を特徴とする６許請求の範囲第２項記載の７１・
   リクス表示装置。