JPS6283722A - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JPS6283722A
JPS6283722A JP61228496A JP22849686A JPS6283722A JP S6283722 A JPS6283722 A JP S6283722A JP 61228496 A JP61228496 A JP 61228496A JP 22849686 A JP22849686 A JP 22849686A JP S6283722 A JPS6283722 A JP S6283722A
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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、２個の支持板間に保持した電気光学表示媒体
と、該２個の支持板の対向表面上に設けられた各々２個
の対向電極から成る行列配置の画素系列と、これら画素
を駆動するための行及び列電極系とを具え、行電極は一
方の支持板上に、列電極は他方の支持板上に設けて成る
表示装置に関するものである。
本願においては“行電極”と“列電極”は必要に応じ交
換することができ、行電極を列電極にしてもよく、また
列電極を行電極にしてもよい点に注意されたい。
斯かる表示装置は液晶、電気泳動懸濁液及びエレクトロ
クロミック材料のような受動電気光学表示媒体により文
字やビデオ情報を表示するのに好適である。
既知の受動電気光学表示媒体は一般に、印加電圧に対し
十分に急峻でない透過特性を有し、且つ又不十分な固有
記憶特性を有する。これらの特性はマルチプレックスマ
トリックス表示において十分なコントラストを得るには
駆動すべきライン数の制限を生ずる。記憶特性が不足す
るために列電極を経て選択した行電極に供給する情報を
繰り返し書込む必要がある。更に、列電極に供給する電
圧は駆動されている行電極の画素間のみならず池の全て
の行の画素間にも供給される。これがため、これら画素
は駆動されていない時間中も有効電圧を受け、この電圧
はこれら画素をオン状態にしないように十分に小さくす
る必要がある。更に、行電極の数が増加するにつれて、
画素がオン状態及びオフ状態においてそれぞれ受ける有
効電圧の比が小さくなる。また、十分に急峻でない透過
特性のためにオン状態の画素とオフ状態の画素との間の
コントラストが低下する。
各画素毎にスイッチを用いて記憶効果が得られるように
して、駆動中の行に供給された情報が画素間に、他の行
電極が駆動される時間中も十分な程度に維持されるよう
にすることが既知であるが、この場合にもリーク電流の
ために情報が失われ得る。
スイッチとしてダイオードを用いたこの種の表示装置は
米国特許第４２２３３０８号明細書から既知である。
斯る表示装置をテレビジョンシステムに使用する場合に
は問題が生ずる。ＰＡＬ　（ＮＴＳＣ）方式のようなテ
レビジョンシステムに対し一般に使用されている制御シ
ステムでは、１／２５秒（１／３０秒）の各フレーム周
期中に約５７５　（５２５）ラインが約２８８（２６５
）ラインの偶数及び奇数フィールドに分けられて１１５
０　（１／６０）秒ごとに書き込まれる。液晶材料の劣
化を防止するために、液晶材料は負電圧と正電圧で交互
に制御するのが好適である。約２８８　（２６５）ライ
ンの表示スクリーンに対しては画素セルを初めに奇数フ
ィールド周期中１と供給される情報で、次いで偶数フィ
ールド周期中に供給される情報で駆動することができ、
奇数フィールド周期中の画素セル間の電圧は偶数フィー
ルド周期中と異なる極性を有するようにすることができ
る。インターレースは生じず、第２画像ラインが第１画
像ライン上に書き込まれ、第４画像ラインが第３画像ラ
イン上に書き込まれる。この場合、各画像点に供給され
る情報は１７５０秒（１／６０秒）毎にリフレッシュさ
れると共に極性が変化される。実際上スクリーン上の画
像ラインの数は２フイールドの全ライン数の半分になる
。しかし、５７５　（５２５）ラインの完全な画像を書
き込むためには、画像情報をインターレース式に供給す
る必要があるため、この場合には反対極性の情報が１７
５０秒（１／６０秒）後ではなくて１７２５秒（１／３
０秒）後にリフレッシュされ、且つ同じ極性の情報が２
７２５秒（１／１５秒）毎に供給されることになる。こ
の場合画素は長時間に亘って同じ（正又は負）電圧で駆
動されることになるため、この情報がリーク電流のため
に部分的に失われ得る。更に、正及び負情報間の不均等
のために画像中に２５／２　（１５）　Ｈｚの周波数で
フリッカが発生し得る。
本発明の目的は、前記リーク電流やフリッカにより画質
が悪化されることなく　ＰＡＬ（ＮＴＳＣ）方式で制御
し得る上述した種類の表示装置を提供することにある。
この目的のために、本発明表示装置においては、各列電
極と２個の順次の行電極との間の各画素と直列に、非対
称に非線形のスイッチング素子を該画素と該行電極の各
々との間に設け、列電極に接続された各列内の２個の順
次の画素が前記非対称に非線形のスイッチング素子を経
て共通行電極に接続されるようにし、共通行電極から２
個の順次の画素と命運する他の行電極の方向に見たこれ
らスイッチング素子は同一の極性にしてあることを特徴
とする。
上記のパ非対称に非線形の素子”とは本願では上述の表
示装置を製造する技術において慣用されている、例えば
単結晶、多結晶又はアモルファスシリコン、ＣｄＳｅ、
その他の半導体材料から成るｐｎダイオード、ショット
キーダイオード又はＰＩＮダイオードのようなダイオー
ドを意味するが、例えばベース−コレクタ接合を短絡し
たバイポーラトランジスタ又はゲートをドレイン領域に
接続したＭＢ２　　）ランジスタのような非対称に非線
形のスイッチング素子を除外するものではない。
後に説明するように、共通電極により（偶数または奇数
）フィールドの情報を１列内の２個の順次の画素に供給
することができる。次のフィールドにおいて他の共通電
極が選択され、且つ情報が反対極性で列電極に供給され
る場合、２個の順次の偶数及び奇数ラインの平均情報が
各画素間にフィールド周波数で、交互の極性で供給され
る。これがため、表示装置をＰＡＬ　（ＮＴＳＣ）情報
で制御して高画質を維持することができる。これは、画
像情報が高い周波数でリフレッシュされるためにリーク
電流の影響が著しく小さくなると共にラリツカが減少し
、更に全画像ラインを表示することができるためである
。更に、電気光学材料を自由に選択することが可能とな
り、その結果ダイオード特性のバラツキが影響を及ぼさ
ないようにすることもできる。
図面につき本発明を説明する。
第１図は２枚の支持板２及び３間に液晶４を配置して成
る表示装置１の一部分の断面図を示す。
支持板２及び３の内部表面には電気的に且つ化学的に絶
縁性の層５が設けられている。更に行列配置の多数の画
素電極６及び７が支持板２及び３上に設けられている。
対向する画素電極６及び７は表示装置の画素を構成する
。ストリップ状の列電極１１が画素電極の列間に配置し
である。列電極１１と画素電極７は一体化してス）　Ｉ
Ｊツブ状の電極を構成するのが有利である。ストリップ
状の行電極８ａ、　８ｂが画素電極６の行間に配設しで
ある。各画素電極６は第１図には示してないダイオード
９ａ。
９ｂ、　１９ａ、　１９ｂにより２個の行電極に接続し
である。
ダイオード９及び１９は行電極８の電圧によって列電極
１１に供給される電圧に対して十分なしきい値を液晶４
に与えると共に液晶に記憶効果を与えるものである。更
に、液晶配向層１０が支持板２及び３の内面上に設けで
ある。既知のように、液晶分子の異なる配列状態及び従
って異なる光学状態は液晶層４間に電圧を加えることに
より得ることができる。表示装置は透過形としても、反
射形としても実現することができる。
第２図は第１図に示す表示装置内に存在する表示セルの
透過率／電圧特性を示すものである。所定のしきい値電
圧（ｖｌ又はり、□）以下ではセルは実際上すべての光
を透過するが、所定の飽和電圧（Ｖ２又はＶＳＡＴ）以
上ではセルは実際上完全に不透明になる。斯るセルは一
般に交流電圧で駆動されるため、横軸に電圧の絶対値を
プロットしである。
第３図は本発明表示装置の第１実施例の一部分の構成を
線図的に示したものである。
画素１２はその一端を画素電極７を経て、行電極８とマ
トリックス状に配置された列電極１１に接続する。画素
１２はその他端をダイオード９ａ、　９ｂ、　１９ａ。
１９ｂを経て行電極８に接続する。例えば、行電極８ｈ
はダイオード９ｂを経て画素１２ａに接続すると共にダ
イオード１９ａを経て画素１２ｂに接続してこの行電極
８ｂを画素１２ａ及び１２ｂに共通にする。同様に、行
電極８Ｃはそれぞれダイオード１９ｂ及び９ａを経て画
素１２ｂ及び１２ｃに接続してこの行電極をこれら画素
に共通にし、以下同様にする。
本発明表示装置は次のように動作する。奇数フィールド
期間中は、（例えば）ライン（行電極）８ａ。
３ｃ、　３ｅ等が順次選択される（本例では低電圧にさ
れる）。最初に画素１２ａにより構成されるキャパシタ
がダイオード９ａを経て、第１画像ラインの情報に対応
する列電極１１上の情報に応じて充電される。次に列電
極ｌｌ上の情報に応じて画素１２ｂがダイオード１９ｂ
を経て充電されると共に画素１２Ｃがダイオード９ａを
経て充電される゛。（奇数）ライン３ａ、　８ｃ、　３
ｅは選択されてないときは高電圧を受信し、（偶数）ラ
イン（行電極）８ｂ、　８ｄ、　８ｆ　は低電圧を受信
するため、選択された１つの（奇数）行電極に接続され
たダイオ−）９ａ、　１９ｂのみが導通し、他の総ての
ダイオードは遮断する。
偶数フィールド期間中は、行電極８ｂ、　８ｄ、　８ｆ
等が順次選択され（高電圧にされ）、その結果画素１２
を行電極８ｂ、　８６等に接続するダイオード９ｂ及び
１９ａが順次導通すると共に他のライン（すわなち非選
択偶数ライン及び奇数ライン）の電圧が他の全てのダイ
オードが遮断するよう選択しであるために、画素１２ａ
及び１２ｂ、　１２ｃ及び１２ｄ等により構成されるキ
ャパシタが第２画像ライン、第４画像ライン等に対する
列電極１１上の情報に応じてそれぞれ放電される。
これがため、各画素が完全な１フレ一ム期間中に偶数及
び奇数フィールド期間からの情報で駆動される。従って
、第１及び第２画像ラインの平均情報が第１行の画素１
２ａに書込まれ、第２及び第３画像ラインの平均情報が
第２行の画素１２ｂに書込まれ、第３及び第４画像ライ
ンの平均情報が第３行の画１１２ｃに書込まれ、以下同
様になる。
上述の構成によれば、２９ｍ５ｅｃ　（’Ｐ　Ａ　Ｌ方
式）又は１６．７ｍ５ｅｃ　　（ＮＴＳＣ方式）の各フ
ィールド期間中に情報がリフレッシュされると共に極性
が反転され、それにもかかわらずｎ行の画素に対して（
ｎ＋１）個の行電極（接続線）を必要とするのみである
。これがため、ＰＡＬ信号（５７５可視ライン）又はＮ
ＴＳＣ信号（５２５可視ライン）の受信に好適なＬＣＤ
表示装置を得ることができる。
更に非選択行電極の電圧を他の全てのダイオードが遮断
するよう十分に高く又は低く選択することができるため
、任意のしきい値電圧及び飽和電圧を有するＬＣＤ材料
又は他の電気光学材料を選択することができるとともに
、ダイオード９．１９のダイオード特性のバラツキの影
響を無視するこ特に好適である。この方法では、画素１
２間の電圧の絶対値を実際上ＶＴＲとＶＳＡＴの間の範
囲に制限して維持する。この方法はｒ　Ｓ　Ｉ　Ｄ８４
．Ｄｉｇｅｓｔ　Ｊｐ、３２４〜５のニス・トガジノ論
文、”　八ＬＣＴＶ　Ｄｉｓｐｌａｙ　Ｃｏｎｔｒｏｌ
ｌｅｄ　ｂｙ　ａ−Ｓｉ　Ｄｉｏｄｅ　Ｒｉｎｇｓ　”
に詳細に記載されている。
Ｖｃを中心とするこの制御の場合、ダイオード肌１９の
オン及びオフ電圧Ｖ。Ｎ及びＶ。、Ｆに対して接続点１
５が選択時に奇数フィールド中は平均電圧Ｖ　Ｃ”　　
１／２　（ＶＳＡＴ＋ＶＴＨ）　　ニ、（ｊＪＸ　７　
イールド期間中ハＶｃ　＝　１／２　（ＶＳＡＴ　＋　
Ｖｒｏ）　！’：達しなければならない。
この場合、オン電圧Ｖ。Ｎはダイオードを流れる電流が
画素と関連するキャパシタンスを急速に充電するのに十
分な大きさになる電圧にすると共に、オフ電圧Ｖ。、Ｆ
は関連する電流が前記キャパシタンスを実際上放電しな
いような小さな渣になるよう選択する。
画素１２ａにより構成されるキャパシタンスが制御中に
行電極８を経て、列電極１１上の情報に応じて最大電圧
ＶＣ＋ｖＤＭＡＸ　＝　ＶＳＡＴと最小電圧ｖｃ　　Ｖ
［１）ＩＡＸ”　ｖｒｏの間に位置する電圧値に充電又
は放電されるならば、階調（グレースケール）に関し満
足な動作が得られる。Ｖｃを消去すると、 １　Ｖｎ　ｌ　、４ＡＸ　＝　　　（ＶＳＡＴ　−ＶＴ
Ｉ＋）　　（ａ）になる。
他の種々の画素の選択時に列電極１１に−ＶＤＭＡＸと
＋ＶＤＭＡＸとの間の凡ゆる値の電圧が発生し得る。
容量結合により接続点１５の最大及び最小電圧は奇数フ
イールド中は ＶＭ［Ｍ　＝ＶＤＭＡＸ　　ＶＳＡＴ ＶＭＡＸ　＝ＶＤＭＡＸ＋ＶＳＡＴ １５は他の行電極を経て放電し得なｌ、Ｎため、奇数電
極に対し ＶＭＯ）ＩｓＥＬ”ＶＯＦＦ≧Ｖ）ＩＡＸ　＝　ＶＤＸ
ＡＸ＋　ＶＳＡＴｄｄ になると共に、偶数電極に対し ＶＮＯＮＳＥＬ　　ＶＯＦＦ≦ＶＭｒＮ　＝　　ＶＤＭ
ＡＸ　　ＶＳＡ□になる。選択電圧は になる。列電極１１の情報（データ）は各フィールドご
とに符号が変化する。
第４図は２個の順次の行電極８をダイオード９と直列に
逆極性に接続したダイオード１７を経て接続点１６に接
続することによりライン接続の数を半分にした変形例を
示すものである。ダイオード１４の直列接続回路をダイ
オード１９及び直列接続ダイオード９ａ、　９ｂと逆並
列に接続する。このダイオード回路の動作については同
時係属特許出願第号に記載されている。
奇数フィールド期間中、最初に駆動点１６ａが低電圧に
され、他の接続点１Ｇはダイオード９ａ、　１４ａ及び
１７ｂのみが導通するように調整される。換言すれば、
画素１２ａにより構成されるキャパシタが第１画像ライ
ンの情報で充電される。次に、駆動点１６ｂが低電圧に
され、画素１２ｂ及び１２Ｇにより構成されるキャパシ
タがそれぞれダイオード１７ｄ。
１４ｂ、　１９ｂ及び１７ｄ、　１４ｂ、　９ａを経て
第３画像ラインの情報で充電され、以下同様である。
偶数フィールド中はこれら電圧の極性力５逆転する。先
ず最初、駆動点１６ａが十分高い電圧になって画素１２
ａ及び１２ｔｌにより構成ささるキャパシタがそれぞれ
ダイオード１７ａ、　１４ａ、　９ｂ及び１７ａ、　１
４ａ。
１９ａを経て、第２画像ラインの情報に応じて放電され
る。次に、画素１２Ｃ及び１２ｄにより構成されす るキャパシタが第４画像ラインの情報に応じて放電され
、以下同様である。
これがため、２０ｍ５ｅｃ毎に各画素の情報がリフレッ
シュされると共に極性が変化する。また、第１及び第２
画像ラインの平均値が第−行の画素に現われ、第２及び
第３画像ラインの平均値が第２行の画素に現われ、以下
同様である。
ダイオード９，１４及び１７のオン及びオフ電圧に対し
てそれぞれＶＱＮ及びＶＯＦＦＩ　　Ｖ　’　Ｏｗｌ及
びＶ’ＯＦＦ。
Ｖ’０１１及びＶ’ｏｐｐを選択すると、次の条件が有
効であることが見出せる（Ｋ＝ダイオード１４ａ、１４
ｂの数）。
２　ＶＳＡＴ　　≦ＫＶ　’ｏｐｐ　　＋　２　Ｖｏｐ
ｐｌ　Ｖｎ　ｌ　ＭＡＸ＝　　二（ＶＳＡＴ　　ＶＴＨ
）ＶｓｏｘｓＩ：ｔ、≧Ｖ’ＯＮ　　ＶＯＦＰ＋ＶＴＨ
＋　　　（ＶＳＡＴ　　ＶＴＨ）ＶＳＥＬ＝　　Ｖ’Ｑ
Ｎ　　ＫＶ’ｏｓ　　ＶＯＮ　　　　　　（ＶＳＡＴ　
　ＶＴＲ）これは奇数フィールド期間中に適用され、偶
数フィールド期間中はＶＮＯＮＳＥＬ及びＶＳＥＬの電
圧はデータ電圧Ｖｏと同様にその符号が反対になる。
最後に、第５図は本発明表示装置の電極構造の可能な一
例の平面図を示すものであり、画素電極６は例えば酸化
インジウム賜で形成し、行電極８は例えばアルミニウム
又は他の導体で形成する。
各画素電極６は両側に位置する行電極８にダイオード９
．１９を経て接続し、これらダイオードは例えばアモル
ファスシリコン又は他の半導体材料で形成する。ダイオ
ード９ｂ、　１９ａは例えば行電極８の上側面と接触さ
せ（場合によっては中間層を介挿してもよい）且つダイ
オード９ａ、　１９ｂは行電極８の下側面と接触させて
画素電極に対し所望の極性が得られるようにする。信頼
性の向上を得るために、画素電極６を数個のサブ電極に
分割してこれらサブ電極の各々を数個のダイオード９，
１９を経て行電極に接続することもできること勿論であ
る。
本発明は上述した実施例にのみ限定されるものでないこ
と勿論である゛。例えば、第５図にふいて、縦方向ダイ
オードの代わりに横方向ダイオード構造を用いることも
できる。この場合には電極のクロスオーバが生じず、短
絡の慣れが減少し、歩どまりが増大する。
更に、例えば第４図のダイオード１７又は他のダイオー
ドに並列にダイオードを接続して動作の信頼性を向上さ
せることもてきる。斯る並列配置も非対称に非直線のス
イッチング素子の機能を成す。
更に、例えば第４図のダイオード１４の直列回路を二重
構造にすることもできる。また、液晶表示装置の代わり
に、本発明は例えば電気泳動表示媒体及びエフレトロク
ロミック表示媒体のような他の表示媒体に適用すること
もできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明表示装置の一部分の断面図、第２図は斯
る表示装置の表示セルの透過率／電圧特性を示すグラフ
、 第３図は本発明表示装置の制御回路の一部を示す回路図
、 第４図はその変形例の回路図、 第５図は電極構造の一部を示す線図である。 ■・・・表示装置　　　　　２，３・・・支持板４・・
・液晶　　　　　　　５・・・絶縁潤６．７・・・画素
電極　　　８・・・行電極９．１９・・・ダイオード　
　１０・・・液晶配向層１１・・・列電極　　　　　　
１２・・・画素１４．１７・・・ダイオード　　１６・
・・共通接続点ＦＩＧ、１ ｔＶｔｈθ　　　ｆＶ、。ｔ） ＦＩ６．２

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、２個の支持板間に保持した電気光学表示媒体と、該
    ２個の支持板の対向表面上に設けられた各々２個の対向
    電極から成る行列配置の画素系列と、これら画素を駆動
    するための行及び列電極系とを具え、行電極は一方の支
    持板上に、列電極は他方の支持板上に設けて成る表示装
    置において、各列電極と２個の順次の行電極との間の各
    画素と直列に、非対称に非線形のスイッチング素子を該
    画素と該行電極の各々との間に設け、列電極に接続され
    た各列内の２個の順次の画素が前記非対称に非線形のス
    イッチング素子を経て共通行電極に接続されるようにし
    、共通行電極から２個の順次の画素と関連する他の行電
    極の方向に見たこれらスイッチング素子は同一の極性に
    してあることを特徴とする表示装置。 ２、特許請求の範囲１記載の表示装置において２個の順
    次の行電極を、該行電極間に接続された画素と関連する
    非対称非線形スイッチング素子と反対極性に直列に接続
    された非対称非線形スイッチング素子を経て共通点に接
    続すると共に、同一極性の複数個の非対称非線形スイッ
    チング素子の少なくとも１個の直列接続を画素と関連す
    る非対称非線形スイッチング素子及び前記追加の非対称
    非線形スイッチング素子に逆並列に接続してあることを
    特徴とする表示装置。 ３、特許請求の範囲１又は２記載の表示装置において、
    非対称非線形スイッチング素子はダイオードであること
    を特徴とする表示装置。 ４、特許請求の範囲１、２又は３記載の表示装置におい
    て、電気光学表示媒体は液晶であることを特徴とする表
    示装置。 ５、特許請求の範囲１、２又は３記載の表示装置におい
    て、電気光学表示媒体は電気泳動懸濁液であることを特
    徴とする表示装置。 ６、特許請求の範囲１、２又は３記載の表示装置におい
    て、電気光学表示媒体はエレクトロクロミック材料であ
    ることを特徴とする表示装置。
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