JPS62269935A - 液晶表示装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は光の走査による自己発光型の液晶表示装置に関
する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近来、液晶表示装置のひとつである液晶テレビジ冒ン受
像機（以下液晶テレビと略称する。）の開発が活発に行
なわれている。

液晶テレビにおける画像表示方式には、単純マトリクス
アドレス方式やアクティブマトリクスアドレス方式の外
に、元アドレス方式がある。この元アドレス方式の液晶
テレビは、液晶層の背面にＣｄＳのような材料を用いた
光伝導層を設けたもので、液晶層と光伝導１に電圧を印
加し、表示すべき画像を別な手段で光学像として形成し
て光伝導層上に投写し、その明暗の／４’ターンに応じ
て光伝導１台のインピーダンスが変化するのを利用して
、液晶ＮＫ印加されている電圧を変化させ液晶層に光学
像を形成する。そして、液晶層の前面よ、り投耳元を反
射させて、液晶層に形成した画像を別に設けたスクリー
ン上に投影するものである。

しかして、この元アドレス方式の液晶テ、レビけ、別の
手段で形成した画像を曹き込むために高分解能の画像を
得ることができるという特徴がある。

しかしながら、この方式の液晶テレビでは、テレビ画像
を形成して液晶層に入力するための光書込み手段と、液
晶層に書込んだ画像をスクリーン上に投影する手段とを
必要とするために、装置が大型化するという問題点があ
る。また、光伝導層では書込まれた画像の明暗の７４タ
ーンに応じて抵抗値を変化させるが、光伝導層に用いる
ＣｄＳの抵抗値を光で段階的に制御することが難しいの
で、画像における階調表示が難しくスクリーン上に良質
な画像を形成しＶＣ＜いといの問題がある。

〔発明の目的〕 本発明は前記事情に基づいてなされたもので、高速応答
で且つ均一な画像表示が行なえ、しかも小型化を図れて
液晶テレビとして好適な自己発光型の液晶表示装置を提
供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明の液晶表示装置は、一方の基板に、マトリックス
状に配列された多数の画素電極、電圧ラインおよびこの
電圧ラインと前記画素電極とを接続するアモルファスシ
リコン薄膜を用いたスイッチング素子とを形成し、他方
の基板には共通電極を形成し、これら両方の基板を液晶
層を介して７ｊ向配置して液晶素子を構成し、さらに照
明手段によって液晶素子における前記各画素電極および
これに接続されたスイッチング素子毎に順次光を照射す
るとともに、この光の照射に同期して前記電圧ラインに
電圧を供給することにより、前記スイッチング素子を順
次導通させ、その際に電圧ラインから前記画素電極を介
して前記液晶に電圧を印加して液晶層で所望の画像を表
示するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

図面は本発明の液晶表示装置の一実施例を示すもので、
第１図および第２図は液晶素子１を示している。

液晶素子１について説明する。図中２，３は対向配置さ
れた一対の基板で、この基板２．３は透明ガラスなどか
らなる四角形をなすものである。

この基板２，３は周縁部間に枠状のシール材４を介在し
て接着され、このシール材４で囲まれた基板２，３間の
間隙には例えばＴＮ形（ツイストネマチック形）の液晶
ＬＣが封入しである。一方の基板２の内面には、透明導
電材料からなる多数の画素′開極５が基板２の縦方向お
よび横方向に夫々複数列に並べてマトリックス状に配列
形成しである。また、基板２の内面には、透明導電材料
からなる複数の電圧ライン６が例えば画素電極５の縦方
向の列の間においてその列方向に沿って形成してあり、
各電圧ライン６は基板２の側縁に配列形成した端子（図
示せず）に接続しである。さらに基板２の内面には、各
画素電極５の列とこれに対応する電圧ライン６との間に
各画素電極５と電圧ライン６とを接続するスイッチング
素子７が夫々形成してあり、これらスイッチング素子７
はアモルファスシリコンの薄膜によって形成されている
。

なお、各スイッチング素子７の表面には、外部光の影響
を防ぐために遮光マスク８が夫々形成しである。そして
基板２の内面には前記画素電極５、電圧ライン６および
スイッチング素子７の全体を覆って配向膜９が形成しで
ある。前記他方の基板３の内面には、前記基板２におけ
る画素１ｉＬ：ｉｆ５の横方向の各列に対応して透明導
電材料で形成された帯状をなす複数の共通電極１０が配
列形成してあり、これら各共通電極１０は基板３の側縁
部に配列形成した端子に接続しである。！た基板２の内
面には共通電極１０の全体を覆って配向膜１ノが形成し
である。基板２の外面と基板３の外面には夫々偏光板１
２．１３が設けてちゃ、これら偏光板１２．１３は吸収
軸が平行となるように設定しである。このように構成し
た液晶素子１は基板３を前面側、基板２を後面側として
設け、液晶素子１に形成される画像を基板３９Ｉｌｌか
ら見るものとする。

液晶素子１の後方すなわち基板２の後方にけし−ザ発振
器１４が設けである。このレーデ発振器１４け第４図で
示すように、前記基板２に向けてレーデ光を基板２に形
成した画素電極５とこれに接続するスイッチング素子７
に照射するもので、且つレーデ光を基板３の各共通電極
１０に対向する画素電極５の行に沿って走査し、各行毎
に画素電極５およびスイッチング素子７を屓次照射する
ようになっている。

次に前記液晶素子１およびレーザ発振器１４の動作を制
御する制御系を第３図について述べる。

図中１５は映像信号制御回路で、この回路１５は外部か
ら入力された映像信号により、各画素電極の各行に対応
する画素信号を発生し、この画素信号を同期信号発生回
路１６からの同期信号に同期して画素電極駆動回路１７
Ｖｃ出力する。画素電極駆動回路１７ば、映像信号制御
回路１５からの画素信号を画素の各行に対応する信号毎
に同期信号発生回路１６からの信号により、各行の走置
タイミングに同期させて順次前記液晶素子１における基
板２の各電圧ライン６に駆動信号を供給する。

１８け共通電極駆動回路で、この回路１８は同期信号発
生回路１６からの信号に応じて液晶素子、７における基
板３の各共通電極１０に駆動信号を供給するものである
。１９はレーザ走置制御回路で、この回路１９￥ｉ同期
信号発生回路１６からの信号に応じて前記レーザ発振器
１４に対して前記走査を行なうように信号を出力するも
のである。

このように構成した液晶表示装置の作用について説明す
る。液晶素子１では、画素電極５と共通電極１０との間
に電圧が印加されていない時には、液晶ＬＣが基板２，
３の内面に対して平行で光が透過せず、画素電極５に応
じた画素が点灯しない。

しかして、液晶素子１で画像の表示を行なう場合には、
前記レーザ発振器１４が画素の大きさに絞ったレーザ光
を、液晶素子１の後方から偏光板１２および後面側の基
板２全通して基板２の内面に形成した各画素電極５およ
びこれに接続するイツチング素子５に照射する。そして
、レーデ定食制御回路１９からの信号によりレーザ発振
器１４を動作させ、レーザ光を前記共通電極１０に対応
する画素成極５の行方向に沿って移動させて各行毎に画
素電極５およびスイッチング素子７を１順次照射する。

この場合、レーザ光は例えば最上段の画素電極列の一端
から他端へ移動させ、次に最上段から２行目の画素電極
列の他端から一端へというように移動させて走査し、全
ての画素電極５およびスイッチング素子７を照射する。

この様にして、レーザ光が照射されたスイッチング素子
７は、アモルファスシリコン膜に党が照射されるとその
抵抗値が低下するので、順次オン状態（導通可能状態）
となる。

一方、共通電極駆動回路１８は同期信号発生回路１６か
らの信号により前記レーザ光の画素電極５およびスイッ
チング素子７に対する１走査に同期して、液晶素子１に
おける基板３の各共通電極１０ＶＣ駆動信号を与える。

すなわち、すべての画素電極５に１走査周期ごとに電位
が異なる駆動信号を与えている。

そして、映像信号制御回路１５は入力された映像信号を
同期信号発生回路１６からの信号に同期して画素信号を
画素電極駆動回路１７に出力し、この回路１７ｆ′ｉ前
記レ一ザ元の画素ｉｔ極５に対する走査と同期して、画
素信号を各電圧ライン６に与え、点灯すべき画素と対応
する画素電極５に点灯させるための電圧を印加する。

ここで、レーデ光を照射している画素電極５が位置する
行方向に沿う画素電極列に対応する画素信号を各電圧ラ
イン６に電圧を印カロすると、レーザ光が照射される前
記画素′ｇ電極５に接続したスイッチング素子７が前記
したように順次オン状態となり、前記画素電極５と電圧
ライン６とがスイッチング素子７を介して導通状態とな
る。このため、電圧ライン６に供給した画素信号がスイ
ッチング素子７を介して画素電極５に与えられる。従っ
て、画素電極５とこれに対向する共通電極ｌＯとの間に
電圧が印加され、両電極５．１０の間に位置する前記液
晶ＬＣが立上シ（基板２．３に対して垂直になる）光が
透過可能の状態となる。従って、画素電極５を照射して
いるレーデ光がイＶ晶ＬＣを透過し、さらに前面側の基
板２および偏光板１、ノを透過して前記画素電極５に応
じた画素が点灯する。すなわち、画素がレーデ光により
照明される。

・　　また、レーザ光を照射された画素は、その走査期
間中に電圧ライン６に電圧が印加されなければ、液晶Ｌ
Ｃの液晶分子は挙動せず点灯しない。

このようにして液晶素子１全体における画素を選択的に
点灯して所望の画像を表示する。

しかして、前述した液晶表示１での画像表示において、
各画素の階調の表示は次のようにして行なわれる。レー
デ光による各行の走査に同期して各画素に与える画素信
号を、映像信号の振幅に応じた異なる電圧の信号にして
各電圧ライン６に供給する。各画素毎に異なる電圧が印
加された液晶は、その液晶分子の挙動が印加された電圧
に応じて制御され、各画素に照射される光の透過率を、
印加電圧に応じてそれぞれ異ならす。即ち、外部から入
力された映像信号は、映像信号制御回路１５Ｖｃより、
各画素に対応し、且つその映像信号の振幅に応じた電圧
の画素信号として出力し、画素電極駆動回路１７により
各電圧ライン６に供給され、各画素の液晶ＶＣはそれぞ
れ異なる電圧が印加し、各画素はそれぞれ異なる光の透
過率に制御され、明るさが異なることとなる。

こめ様に、各画素に印加する画素信号の電圧を変える等
の印加する電圧の実効値を変えることにより、各画素の
階調を独立して制御することができ、設定及び調整が容
易な印加電圧の実効値に６″シ各調が制御できるので、
各階調間の差が明確になり、且つ安定した階調表示がで
きる。

また、液晶素子１に設けるスイッチング素子７は１／ｉ
＃のノンドープアモルファスシリコン膜で形成するので
、各スイッチ素子７間のオン抵抗のバラツキがなくなり
、均一な表示が得られる。

前述した実施例では照明手段として走査型のレーデ発振
器を用いたが、照明手段としてはこれに限定されず、例
えば液晶素子１に設ける画素電極に対応して多数の発光
ダイオードをマトリックパ状に配置したものを液晶素子
１の後面側に設けるようにしても良い。この場合Ｆｉ液
晶表示装置全体をフラットに構成できる。

また、前述した実施例では、画素電極に与える画素信号
の磁圧を変えることにより階調表示を行なう例を示した
が、これに限ることなく、画素信号の実効値を変えるよ
うにすれば良いのであって、画素信号のパルス幅を変え
ても良い。

〔発明の効果コ 以上説明したように本発明の液晶表示装置によれば、従
来の元アドレス方式のもののように画像光書込み手段と
投影手段を設ける必要がなく、製電自身で画素を発光さ
せて画像を表示するものであるから小型化を図ることが
でき、しかも画素において電極に印加する電圧の実効値
を変えることによｐ各画素の光強度を調節できるので、
各画素における階調表示の各階調が明確になると共に均
一な画像表示を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の液晶表示装置の一実施例を示し、第１図
は液晶素子を示す断面図、第２図は液晶素子を示す分解
斜視図、第３図は制御系を示す回路図、第４図は液晶素
子に対するレーザ光の照射状態を示す説明図である。 １・・・液晶素子、２．３・・・基板、５・・・画素′
ａ極、６・・・電圧ライン、２・・・スイッチング素子
、ｌθ・・・共通電極、１４・・・レーデ発振器、１５
・・・映像信号制御回路、Ｉ７・・・画素電極駆動回路
、１８・・・共通電極駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. マトリックス状に配列された多数の画素電極、この画素
   電極に電圧を印加する電圧ラインおよびこの電圧と前記
   夫々の画素電極とを接続するアモルファスシリコン薄膜
   からなるスイッチング素子が形成された一方の基板と、
   この一方の基板に対向して配置され前記画素電極に対向
   する共通電極が形成された他方の基板と、対向配置され
   た前記一方の基板と他方の基板との間に充填された液晶
   とで液晶素子を構成し、さらに前記各画素電極およびこ
   の画素電極に接続された前記スイッチング素子毎に順次
   光を照射し、前記スイッチング素子を導通させるととも
   に前記各画素電極に応じた各画素を照明する照明手段と
   、この照明手段による前記各画素電極毎の光の照射に応
   じて前記電圧ラインに所望の画像を形成するための電圧
   を供給する電圧供給手段とを設けたことを特徴とする液
   晶表示装置。