JPS60201327A - 表示パネル - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は２端子型スイツチング素子と液晶等の表示素子
を用いた表示パネルに関し、新規な駆動法により高速応
答が可能で、テレビやプリンタ用光シャッタとしても応
用し得る表示パネルに関する。

〔発明の背景〕

液晶等を用いた平面表示パネルは広く用いられ、特に近
年は各画素にスイッチング素子を用いた所謂アクティブ
・マトリクスの開発が盛んである。

用いられるスイッチング素子としては薄膜トランジスタ
（Ｔ　Ｆ　ｉ’　）等の３端子型とダイオードや非線形
素子等の２端子型がある。２端子型は３端子型と比較し
て構造が簡単なため特に有望である。

１２かし、スイッチング素子の使用は高密度表示を可能
とはするが応答速度の点では全く効果がない。

よって応答速度の改善は液晶材料の改良にのみ依存して
いるのが現状である。従来応答速度の改善の一手段とし
て高周波を印加する方法が提案されている。しかしスイ
ッチング素子を用いたアクティブパネルに応用するには
困難が多い。本発明は２端子型スイツチング素子を用℃
・たアクティブΦマトリクスに新規な駆動法を用いる事
により最も効率的に液晶層へ高周波を印加しうる方法を
提供する。以下図面に基づき説明する。

〔従来技術と問題点〕

第１図は非線形素子を用いたアクティブ・マトリクス型
の表示装置のブロック図である。１は表示パネルであり
複数のデータ電極１］］１−　Ｄｆ２１−・・・・・・
、ｌ］Ｉ）、・・、Ｉ）　ｊＭｌと複数の走査電極Ｓ　
ＦＩＩ、５（２）、・・・・−８（Ｊ）−・・・・・・
、Ｓ　ｆＮ！　ＩＣよりアドレスされる。２はデータ電
極にビデオ処理回路乙からの情報に基づいてデータ信号
を供給するデータ電極ドライバ、ろは走査電極に線順次
選択された走査信号を供給する走査電極ドライバである
。５は各ドライバに各種タイミング信号を供給するクロ
ック回路である。

第２図は各単位画素の一例である。Ｓは走査電極、Ｄは
データ電極＝ＬＣは液晶表示素子−Ｄｒｔはダイオード
・リングによる非線形素子である。

非線形素子と１−ては他にＭＩＭ素子、バリスタ等が公
知であるが閾値特性の制御性が悪く実用化されていない
。ダイオード・リングは閾値電圧Ｖ　ｔ　ｈが低いとい
う弱点があるが、閾値特性が極めて安定である。低Ｖ　
ｌ　ｈという欠点は前出願（特願昭５７−１６７９４３
　’）に示した保持位相イ」駆動法により解決１２、ツ
ィステッド・ネマチック型液晶表示素子とアモーファス
シリコンダイオードリングによる表示パネルを初めて試
作した。試作パネルは１２０本の走査電極と１６０本の
データ電極によりアドレスされる１、　９２００個の画
素からなる対角２インチのものであり、階調性の高品質
なテレビ画像を表示する事に成功している。

第３図は前出願に詳述し７た保持位相付駆動法の波形図
である。フレームＴ、＋　’ｒ２・・・・・・はそれぞ
れの走査信号φ９゜−ｄ”ｎ　＋１・・・・毎に選択位
相１ｏ、ｔｌ及びｔｎ＋’−ｔ　ｎ＋＋を有し残りの位
相ｔ’ｅ１．。

ｔ　、、、ｔ　ｎｍ　ｔ。−５及びｔ、＋Ｉ−ｍ、ｔ７
→、−、−１７＋１５．。

ｔ、→ｌ−ｂ　は保持位相である。選択位相では走査信
号φ；　φ−＋１　・・・・は選択電位上Ｖ、を、保持
位相では保持電位上■、をとって℃・る。データ信号１
、はデータ電位上■。を映像に応じて選択している。本
図はデジタル映像の例であるがアナログ映像の場合はデ
ータ電位上■８の２値ではなく十Ｖ、と−■。間の任意
の値をとる。

以上の如き信号を両電極に与えた場合両電極間に接続さ
牙ｔた単位画素Ｍ　（ｎ＋＋−）、Ｍ（。−６）にはそ
れぞれφ”、＋　Ｉ−Ｆ　：　＋φ＊、、、：の差信号
が印加され一非線形抵抗素子ＮＬ（、、、−菫２、）、
ＮＬ（。

、）の非線形性によって他の走査電極の選択時間におけ
るデータ信号の変化に吸収され表示要素Ｃ（。→ｌ＋ｍ
　）−ｃ＜、　−−）には斜線部の電圧が印加される。

φ−１−＋−ＶＩ”、の斜線部は点灯電圧。

φ”、−Ｗ−の斜線部は非点灯電圧に対応し２ている。

ここで示した保持位相付駆動法の利点は前出願でも詳述
したが、第１に非晶質Ｓ１ダイオードの順方向非線形性
の如き低い閾値電圧Ｖ　ｌｌ＋を持った非線形性抵抗素
子でも使用可能となった点であり、第２に閾値電圧Ｖ　
ｌ　ｈのばらつき、変動に対し強い点にある。保持位相
付駆動法によって初めて従来の最大の欠点であった、バ
リスタ、Ｍ　Ｉ　Ｍ等にみられろ素子自身の不均一性、
不安定性と、それに相乗する。駆動法の余裕度の低さが
解消されるのである。

しかし−以上の例では応答速度は液晶材料に完全に依存
ｆる。特に点灯時の応答時間τ。おば点灯電圧を上げれ
ば改善されるが、消灯時の応答時間τ。２Ｆ　は電圧に
依らず液晶層厚と粘度にのみ依存する。液晶の誘電異方
性は還移周波数ｆ。の前後で極性が逆転ｌ１．「。より
高周波を印加すれば強制的に消灯１〜得ろ事は公知であ
る。よってアクティブ・マトリクスにも高周波印加が可
能となればて。ＦＦを飛躍的に小さくし得るが実用的な
方法は公知でない。公知例としては３端子型スイツチン
グ素子を用いたアクティブ・マトリクスに対する高周波
印加法が特開昭５３−６１２２１に開示されているが次
の欠点を有する。

第１に外部にビデオ信号のフレームメモリーを必要とす
る。第２に全フィールド時間中ゼロ電圧を与えなくては
ならない無駄な時間が３０〜４５％位必要で効率が悪い
。

第４図は特公昭５３−６１２２１の時間割当を整理した
ものである。Ｖ］、−Ｖ２は１垂直走査期間、１゛ｒは
帰線区間であり、データ信号Ｗは■】め信号期間Ｔｗｏ
ではビデオ信号−ＶｌＯ中の１゛ｒと■２では高周波信
号を印加する。走査信号φは線順次に′１゛ｖｌ、では
１１（−’Ｉ”ｎｒでは２１”　ｒ選択されろ。

この結果一画素に対する点灯信号印加時間ｔｖＤ、高周
波信号印加時間’ＩＩＦ及びロス時間ｔ＋、８は次の如
くなる。ＮＴＳＣ規格ではｔｖｎ　：　’ＩＩＦ　：　
Ｌｔｓ　＝４１％：１８％＝４１％と４１％もの時間が
無、駄になる。更に実際は■１、■２の２垂直走査時間
毎に走査したのではフリッカがひどくとても実用となら
ず一少なくともＶ　］、　＋　Ｖ　２を一垂直走査時間
内に圧縮する必要がある。そのためにはビデオ信号を１
画面分記憶するメモリーが必要である。

以上の如〈従来例は欠点が多い。

〔発明の目的］ 本発明は以上の欠点を解消した新規な駆動方法を提供す
る。

〔発明の構成〕

第５図は本発明の駆動法に於ける時間割当を示したもの
である。従来例との第１の相違は高周波信号をデ＝り信
号でなく走査信号として入れている点にある。よってデ
ータ信号Ｗは第３図と同様に通常のビデオ信号をデータ
電極毎にサンプリングして作ればよい。本発明は走査信
号に特徴がある。選択位相ｔ１、ｔ′７、保持位相ｔ５
、ｔ、は第３図と同様存在するが、選択位相の前に冒周
波位相ｔＲＦが存在する。全体としては選択位相ｔ１、
ｔ、と保持位相１．−１．の和が点灯電圧印加時間ｔＶ
　Ｄ　＋　ｔＶ　Ｄとなる。

〔発明の実施例〕

第６図は本発明の走査信号を与える走査電極駆動回路の
一例、第７図はその波形図である。

１０１はシフトレジスタであり初期パルスＤクロックＣ
Ｌ２によりパルス列Ｃ１、Ｃ２−・・・・・を発生ずる
。パルス列Ｃ１、Ｃ１・・・・・・はクロックＣＬ２に
よりアンド回路ｉ、ｏ２で切り出されパルス列ｄｌ−ｄ
２−・・・・・・となる。パルス列ｄ　１−ｄ２、・・
・・は極性パルスＰによりアンド回路１０６でフィール
ド毎に分離されｅｌ−Ｃ２、・・・・・・とＪ】、ｊ２
−・・・・・となる。走査電極Ｓ】に供給される走査信
号φ１に着目すると、ｋ行異なるパルスｅｋ＋ｌ　−Ｊ
　ｋ−１−１を用いランチ回路１０４、ゲート回路１０
５によりタイミングパルスｆＪ、ｇｌｈｌを得る。以上
により得られたｅｌ、−ｆｌ、ｇｌ、ｈｌ、ＪＪｖより
電位十Ｖａ、＋ｖｂ、高周波信号■、ｌＦ、電位−ｖｂ
−−Ｖａを電位選択回路１０６で選択１−て走査信号φ
１を得る。データ信号Ｔは第３図と同様でよい。

第８図は本発明の他の実施例の表示装置のブロック図、
第９図は単位画素構成、第１０図は、駆動波形である。

第８図と第１図の相異はデータ電極１）　Ａ　（Ｉｌ、
Ｉ）　Ａ　＋２Ｌ　・・・・・・、ＤＡ（Ｍ）とＤＢ（
１）、１）Ｂ（２）、・・・・・、Ｉ）　５　（ＩＪが
２系列ありそれに対応してデータ電極ドライバ６．７も
２系列ある点である。これは単位画素が第９図の如くｍ
一つの表示要素ＬＣ（１−Ｊ）と一つのダイオードＲＢ
（Ｉ−Ｊ）。

Ｒ，Ａ（１＝Ｊ）からなりダイオードに対応してデータ
電極も２系列Ｄ　Ａ　（１１とＤＢ（１）必要なためで
ある。第１０図の駆動波形ではやはり前実施例と同様走
査信号φ（。１［は選択位相　、−／、−保持位相ｔｌ
、ｔ／、の前に高周波位相ｔ１０、が設けら」ｔている
。Ｖ／Ａ（Ｉ）−Ｖ／、　（１）ハそれぞれデータ電極
Ｄ　Ａ　（Ｉｌ−１）　Ｂ山に供給するデータ信号であ
る。

〔発明の効果〕

以上で説明した駆動方法を用いた本発明の長所を従来例
と比較しよう。第１に、第５図より明らかな如く本発明
では無駄な時間が全くないため極めて効率的である。第
４図の従来例と同じ＜　１＋＋ｒ二１８％とした時ｔｖ
ｏは８２％となり従来例の倍の時間点灯電圧を印加でき
、Ｊ７倍の実効電圧を印加できる。同一の表示素子を用
（・た場合には３０％程駆動電圧を下げる事ができる。

第２に、データ信号はＮＴＳＣ，ＰＡＬ等の規格のビデ
オ信号をそのままサンプリングずれば得られ、ビデオメ
モリーは全く必要としない。これは従来例のデータ信号
のうち大半のＴ。を高周波信号としなくてはならず、垂
直走査時間の一方■２はビデオ信号を１き込めないのに
対し、本発明では、必要ならば帰線区間ｔｒを省略し、
□全時間ビデオ信号を書き込む事ができるためである。

本発明に用いる高周波信号は液晶の還移周波数１８以上
で且つ１水平走査周期１１］より短かければ有効である
。１１］以内で高周波信号が反転する事により、データ
内容に依存し、た高周波実効電圧の変動を最小限に押え
る事ができる。理想的には中間階調のないオン／オフ表
示でデータ信号の極性を特願昭５７−２２２９２５の如
＜　１．　Ｈ毎成るいは１１−１内で反転［，７、高周
波信号の反転周期をデータ信号の反転周期以内にとれば
変動はゼロにできろ。

しかし中間階調を表示しても実用的にはほとんど問題な
い。

第７図では高周波振巾を±Ｖａとした。±Ｖａの電位は
選択位相用に用意されているので便利である。勿論それ
以外の値にしてもよ℃・。又第７図では非線型素子とし
てダイオードリングを想定したため一保持位相での保持
電位±ｖｂを大きくとったが、非線形素子としてＭＩＭ
素子等Ｖ　ｌ　ｈの大きな素子を用−・る場合はｖｂ＝
ｏに設定してもよい。

本発明によれば消灯応答時間τ。ＦＦを１−ＩＱｍｓｅ
ｃ程度とする事が可能であり、人間の目の時間分解能２
０〜３０　ｍ　ｓｅｃ　ＶＣ対し十分小さくできる。よ
ってポケット型から壁掛は型造の平面表示パネルの高品
位化に効果が太きい。又ライン状に画素を配列１、光バ
ルブとして背面光源をオン／オンする構造のラインプリ
ンター等に応用できる。この方式は低マルチプレクシン
グの駆動では用いられているが、アクティブ・マトリク
スでは応答性の点で実用化されなかった。本発明を用い
れば高々ルチプレクシングが可能であり取り出し配線が
大巾に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２端子型スイツチング素子を用いた表示装置の
ブロック図、第２図は単位画素の一例の構成図、第３図
は駆動波形の一例の波形図、第４図、第５図は従来例及
び本発明の駆動法に於ける時間割当説明図、第６図は本
発明の走査電極ドライバの回路図、第７図はその波形図
、第８図は本発明の他の実施例の表示装置のブロック図
、第９図はその単位画素の構成図−第１０図は駆動波形
図である。 ５−ｓ（１）〜Ｓ　（Ｎ）・・・・・・走査電極、Ｄ−
Ｄ（１１〜ＤｔＮし・・・・データ電極−ＬＣ・・・・
・・液晶、 Ｄ［ＤＡ−ＤＢ・・・・・・２端子型スイツチング素子
。 φ・・・・・・走査信号、γ・・・・・・データ信号、
１、．１．・・・・・・選択位相、 ｔｌ、ｔ、・・・・・・保持位相、 ＬｌｌＦ・・・・・・高周波位相−±Ｖａ・・・・・・
選択電位、±ｖｂ・・・・・・保持電位。 第１図 第２図 Ｌし 第３図 第４図　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の走査電極と複数のデータ電極と該両電極の交点毎
   に設けられた２端子型スイツチング素子と該２端子型ス
   イツチング素子に接続された表示素子よりなる表示パネ
   ルをデータ電極にはデータ信号を、走査電極には走査信
   号を供給して駆動する表示パネルに於いて、走査信号は
   高周波位相と選択位相と保持位相を有し一高周波位相で
   は高周波の交流信号、選択位相では選択電位、保持位相
   では保持電位である事を特徴とする表示パネル。