JPS63242085A - マトリクス駆動表示装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は液晶カラーテレビジョン受像機のように、マ
トリクス状に配列された複数の画素を列方向と行方向の
複数の電極を介して駆動することにより、画像表示する
マトリクス駆動表示装置に関する。

（従来の技術） 近年、テレビジョン受像機においては、小型・低消費電
力であることから、受像管の代りに液晶パネルが画像表
示部に用いられるようになってきている。そして、この
ように画像表示部として液晶パネルを用いるテレビジョ
ン受像機においては、各種部品の小型化技術の進歩に伴
なって、いわゆるポケットサイズの受像機が実用化され
ている。なお、このような小型液晶テレビジョン受像機
においては、階調表示可能なツィステッドネマティック
（以下、ＴＮと記す）モードの液晶パネルが多く用いら
れている。

以下、ＴＮモードの液晶パネルを用いたカラーテレビジ
ョン受像機のマトリクス駆動装置を第９図乃至第１１図
を参照しながら説明する。

第９図において、ＩＡは液晶パネル、１１Ａは各画素、
１２Ａはマトリクス透明電極における行電極、１３Ａは
列電極、２Ａは行電極１２Ａに信号を与える行ドライバ
（以下、Ｙドライバと記す）、２１Ａは水平走査同期信
号（Ｈ５ｙｎｃ　）に同期したクロックＨＣＫが入る毎
に、Ｙｌ、Ｙ２゜Ｙ３．・・・と１本ずつ順番に行電極
１２Ａをオンさせるシフトレジスタ、３Ａは列電極１３
Ａに各画素１１Ａの輝度に合わせた電圧を与える列ドラ
イバ（以下、Ｘドライバと記す）、３１Ａは水平走査期
間中の画像表示期間を１行の画素数で等分した周期のク
ロックＳＣＫを入力とし、Ｓｌ、Ｓ２゜３３、・・・の
順でクロックを出力するシフトレジスタ、３２Ａはシフ
トレジスタ３１Ａからのパルスが与えられている期間の
み、３本の映像信号線ａ。

ｂ、ｃのいずれかを出力するバッファ、３３Ａはバッフ
ァ３２Ａから与えられた信号電圧を保持するために容量
で構成されるアナログラインメモリ、３４Ａは水平同期
信号Ｈ５ｙｎｃに同期してブランキング期間中に発生す
るクロックＯＥによりラインメモリ３３Ａに保持された
信号電圧を列電極１３Ａに与えるバッファ、４１Ａ、４
２Ａは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの入力映像
信号を正極性又は負極性で増幅することにより、液晶の
劣化を防ぐために必要な交流駆動を可能とするための両
極性信号を発生するバッファアンプ、５Ａは垂直同期信
号ｖ　５ｙｎａに同期してバッファアンプ４１Ａ又はバ
ッファアンプ４２Ａの出力のいずれか一方を選択し、出
力することで、交流信号を発生する極性切換え回路、６
Ａは１行おきにＲＧＢＲＧＢ・・・、ＢＲＧＢＲＧ・・
・と配列されている各画素に合わせて３原色を切換える
色切換え回路、７Ａは各種タイミングクロックを発生す
るタイミングコントローラである。第１０図において、
１１１Ａは上記画素１１の薄膜トランジスタ（以下、Ｔ
ＰＴと記す）、１１２Ａは同じく液晶、１４Ａは液晶パ
ネルＩＡにおいて、薄膜トランジスタ１１１Ａが形成さ
れている面と反対側の面に形成される透明共通電極であ
る。

ここで、上述したマトリクス表示駆動装置の動作を第１
１図のタイミングチャートを参照しながら説明する。

シフトレジスタ３１Ａには、サンプリング基本クロック
ＳＣＫが加わり、その立ち上がり毎に、５１、Ｓ２，８
３．・・・の順で各画素１１Ａに対応するサンプリング
クロックが発生する。クロックＨＰが０”で、色切換え
回路６が信号線ａ、ｂ。

ＣにＲ，Ｇ、Ｂを出力している場合には、Ｓｌ。

８２．８３．Ｓ４．Ｓ５．Ｓ６のサンプリングクロック
でＲ，Ｇ、Ｂ、Ｒ，Ｇ、Ｂ・・・の順でサンプリングさ
れ、ラインメモリ３３Ａに保持される。

１ライン分（１水平操作期間分）のサンプリングが終了
すると、ラインメモリ３３Ａからの出力許可パルスＯＥ
が出力バッファ３４Ａに加わり、各列電極１３Ａに出力
される（Ｘｉ〜Ｘ４８０）。

Ｙドライバ２ＡにゲートパルスＧＥが加わると、シフト
レジスタ２１ＡからＹ１〜Ｙ２４０のいずれか１つに、
クロックが出力され、行電極１２Ａに加わる。第１１図
は一例としてＹｌに出力された場合を示す。これにより
、第１行目の４８０個の薄膜トランジスタ１１１はオン
となり、１行分の液晶１１２Ａに信号を書込み、保持さ
せる。１行分の書込みが終了すると、クロックＨＣＫが
シフトレジスタ２１Ａに入力され、選択ラインＹ１から
Ｙ２へ１本下へシフトする。同時に、クロックＨＰが“
１“になり、色切換え回路６Ａの接続状態が切換わるの
で、信号線ａ、ｂ、ｃにはそれぞれれＢ、Ｒ，Ｇの映像
信号が出力される。以下この動作を繰り返し、２４０ラ
イン分の書込みが終了したところで、１フイルドの書込
みが終了する。

ところで、画面サイズが４インチ以下程度の小型の液晶
カラーテレビジョン受像機においては、上述したマトリ
クス駆動表示装置のように、２４０本程・度の行しか持
たず、奇数フィルドも偶数フィルドも同じラインに書込
み、これにより１フレームの表示を行なっている。なお
、ＮＴＳＣ方式のテレビジョン放送システムでは、１フ
イルドは２６２．５本で構成されているので、２４０行
の液晶パネルでは、オー　バースキャン率８．６％とな
る。

これに対し、画面サイズが６インチ以上ぐらいになると
縦方向の解像度を上げる必要があるので、ライン数も例
えば、４８０本ぐらい必要となる。

そして、このようにライン数が多くなると、駆動速度の
都合上、通常のテレビジョン受像機と同じくフィルド毎
の飛び越した走査（インクレース方式の操作）を行なう
必要がててくる。

しかし、このインタレース走査を必要とする装置に上述
したような装置を適用しようとすると、極性切換え回路
５Ａによるフィルド毎の極性切換えのために、偶数行、
奇数行それぞれに正、負いずれか一方の電圧のみが加わ
ってしまう。その結果、液晶１１２Ａを交流駆動できな
くなり、液晶の劣化を招いてしまう。

この問題は、２フイルド毎（１フレーム毎）に極性を切
り換えるようにすれば解決することができる。しかし、
このようにすると、液晶１１２Ａは正側バイアス時と負
側バイアス時に透過率が多少違うために、実用上無視で
きないような１５Ｈ２のフリッカが現われてしまう。ま
た、液晶１１２は２フイルドの期間、同じ透過率を保つ
ことが難しいので、ライン毎のフリッカも実用上の問題
となってしまう。

また、画素を第９図のように配列すると、画質は向上す
るが、色切換え回路６Ａが必要な分だけ回路が複雑にな
る。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように従来のマトリクス駆動装置は、インタ
ーレース方式の走査を必要とするようなライン数の多い
装置に適用しようとすると、１フイルド毎の極性切換え
による液晶の劣化が生じ、これを解決するために、２フ
イルド毎の極性切換えを行なう、と１５Ｈｚやライン周
期のフリッカが生じるという問題があった。

そこでこの発明は、ライン数の多い装置に適用する場合
であっても、液晶の劣化、フリッカの発生のいずれも防
止することができかっ色切換え回路が不要なるマトリク
ス駆動表示装置を適用することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、奇数行と偶数行
との間で同一色の画素が１画素半ずれるように、赤、緑
、青の３つの画素が所定の順序で行方向に繰り返し配置
されたマトリクス駆動表示装置において、 列方向の電極を１行おきに同一色の画素に接続し、かつ
行方向の駆動電極を介して信号書込み行を選択する際に
隣接する２つの行を順次同時に選択していくようにした
ものである。

（作用） 上記構成によれば、ノンインターレース方式の走査を行
なうことができるので１フイールド毎の極性切換えを行
なっても偶数行と奇数行それぞれに正、負いずれか一方
の電圧が加わってしまうのを防ぐことができ、液晶の劣
化を防止できる。

また、このように１フイルド毎の極性切換えが可能なこ
とにより、２フイルド毎の極性切換えに伴なうフリッカ
の発生も防止することができる。

また、列方向の駆動電極が同一色の画素にのみ接続され
ているので、色切換え処理が不要となる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図である。図
において、１ｂは液晶パネル、１１Ｂはこの液晶パネル
ＩＢ上に配列された画素である。

この画素１１ＢはＲ，Ｇ、Ｂの３色分あり、奇最行では
、ＲＧＢの順序で繰り返し配列され、偶数行では、ＢＲ
Ｇの順序で繰返し配列されている。

また、奇数行と偶数行とでは、同一色の画素は１画素半
分ずれている。さらに、この画素１１Ｂは縦横ともに４
８０ずつ配列されている。

１２Ｂはマトリクス電極における行方向駆動電極（以下
、アドレス線と記す）であり、Ｙｌ〜Ｙ４８０までの４
８０個ある。１３Ｂはマトリクス電極における列方向駆
動電極（以下、データ線と記す）であり、Ｘ１〜Ｘ９６
０までの９６０個ある。

２Ｂは４８０個のアドレス線１２Ｂのいずれが１つに選
択的に信号を供給するＹドライバである２１Ｂは奇数フ
ィルドに加わるクロックＯＣＫによりシフトアップし、
先のアドレス線１２Ｂのうち、奇数番目のもののみを選
択するシフトレジスタである。２２Ｂは同じく、偶数フ
ィルードに加わるクロックＥＣＫによりシフトアップし
、先のアドレス線のうち、奇数番目のもののみを選択す
るシフトレジストである。

３Ｂは液晶パネルＩＢのデータ線１３Ｂに１水平走査期
間分のデータを保持しておき、水平走査帰線期間中にデ
ータを出力するＸドライバである。

３１Ｂは１水平走査期間の画面表示期間を液晶パネルの
横方向の画素数で割った周期を持つサンプリングクロッ
クＳＣＫが加わる毎に１段ずつシフトアップし、８１〜
５９６０へ１本ずつサンプリングパルスを発生するシフ
トレジスタである。

３２Ｂはシフトレジスタ３１Ｂからサンプリングパルス
が与えられると、入力のＲ”、Ｇ’、Ｂ”の映像信号を
極性切換えした信号のいずれか１つを出力する３ステー
トバツフアである。この３スクテートバツフア３２Ｂに
は左から順にＲ−、Ｂ”。

Ｇ゛・・・の順で映像信号が与えられる。３３Ｂは３ス
テートバツフア３２Ｂからの１画素分の映像信号を保持
し、液晶パネルＩＢへの書込み時に出力する１水平走査
分のアナログラインメモリである。

このアナログラインメ宅り３３Ｂはコンデンサで形成さ
れている。３４Ｂはアナログラインメモリ３３Ｂの出力
を入力とじ、これを１水平走査帰線期間に加わる出方制
御パルスＯＥによって液晶パルスＩＢへ出力する３ステ
ートバツフアである。

４１ＢはＲ，Ｇ、Ｂの入力影像信号を増幅して出力する
バッファアンプである。４２ＢＧｔｌＱＬ：＜Ｒ，Ｇ、
　Ｂの入力映像信号を反転増幅して出方するバッファア
ンプである。

５Ｂは正側、負側の映像信号をフィルド毎に切換えて選
択出方し、液晶パネルＩＢが交流駆動可能となるような
映像信号を出力する極性切換え回路である。

次に、この発明の特徴を成す液晶パネルＩＢの各画素１
１Ｂの駆動について第２図を用いて説明する。

液晶パネルにおいては、各画素に３原色のカラフィルタ
−を組み合わせることで、カラー表示を可能としでいる
。この場合、縦線、斜線が目立ちにくいようにするため
に、１ライン毎に、１画素半ずつ横にずらして配置した
デルタ配列がよく用°いられてりるが、この実施例でも
上記の如くＲ１１とＧ工２の中間の下に８１２を配置す
るといったようにデルタ配列を用いている。そして、デ
ータ線１３Ｂは各画素駆動用の薄膜トランジスタ回路（
以下、ＴＰＴ回路と記す）１４Ｂに接続されているが、
データ線Ｘ１はＲ１□、Ｒ３□。

Ｒ５１・・・、データ線Ｘ２はＢ２□、Ｂ４ビ・・、Ｘ
３はｃ、２　＊　Ｂ３２　ｖ　Ｇ５２・・・といったよ
うに、１ラインおきに同じ色の画素のＴＰＴ回路１４Ｂ
に接続されている。また、アドレスｔｌ１２Ｂは１ライ
ン毎に配置され、最上ラインと最下ラインを除き、上下
の画素のＴＰＴ回路１４Ｂに接続されている。例えば、
Ｙ２はＲ１□、Ｂ２□、Ｇ□２゜Ｒ２２１Ｂｌ　ｓ　＊
　Ｇ２　ｓ　＊　Ｒｔ　ａ　＋　Ｂ２　ａ　＋Ｇ□５・
・・といったように接続されている。この接続により各
画素１１ＢのＴＦＴ回路１４Ｂにはすべて２本のアドレ
ス線が接続されていることになる。

次に、各ＴＰＴ回路１゛４Ｂの構造を第３図を用いて説
明する。図において、１１１Ｂは各画素１１Ｂの液晶で
あり、１５ＢはＴＰＴ１４１８側の面とは反対側の面に
透明電極で構成された共通電極で、ＴＰＴ１４１Ｂ側の
共通電極間とに満たしであるネマティク液晶により各画
素１１Ｂが構成される。ＴＰＴ１４１Ｂのドレインはデ
ータ線１３Ｂと接続されている。１４２Ｂ、１４３Ｂは
ダイオードであり、そのカソードは互いにＴＰＴ１４１
Ｂのゲートに接続されている。ダイオード１４２Ｂ、１
４３Ｂのカソードはそれぞれ隣接するアドレス線１２Ｂ
と接続されている。

上記構成によれば、ダイオード１４２Ｂ側のアドレス線
１２ＢにＹドライバ２Ｂからゲート電圧が加わると、Ｔ
ＰＴｌ　４１　Ｂがオンし、ダイオード１４３Ｂ側のア
ドレス線にゲート電圧が加わってもＴＰＴ１４１Ｂがオ
ンする。このように１本のアドレス線１２ＢにＹドライ
バ２Ｂよりゲート電圧が出力されると、そのアドレス線
１２Ｂの上下のＴＰＴ１４Ｂがオンし、各液晶１１１Ｂ
にデータが書込まれる。

第４図、第５図は実際のテレビジョン信号を表示する場
合の動作状態を示す。ここで、第４図は奇数フィルドの
動作を示す。この奇数フィルドではまず、アドレス線Ｙ
１にゲート電圧が加わり、Ｒ１１＋　Ｇ１２＋　Ｂ１３
ｔ　Ｒ１４＋　ｃｔ＊’す１が動作する。続く水平走査
期間の信号は、水平帰線期間中にアドレス線Ｙ３にゲー
ト電圧が加わり、Ｒ３１・　８２１・Ｇ３２　＊　Ｒ２
２・　Ｂ３３゜Ｇ２３・・・が動作し、次の水平走査帰
線期間にはアドレス線Ｙ５によりＲう１＋　　Ｂ４１＋
　　ｃｓ２゜Ｒ４２＊　Ｂ５３　＋　Ｇ４３　＊　Ｒ５
４・・・が動作する。

このように奇数フィルドの書込みが行われる。

第５図は偶数フィルドの動作を示す。このフィルドでは
、アドレス線Ｙ２によりＲ１□１Ｂ２１１’１２　＋　
Ｒ２２＋　Ｂｌ　３　＊　Ｇ２３・・・が動作し、アド
レス線Ｙ４によりＲ３１＋　　Ｂ４１．　＋　ｃ、　２
　＋Ｒ４２＊　　ａ、　３　ｒ　ｃ、　３　”−が動作
する。なお、第４図、第５図におけるＱ印、Δ印は同じ
水平走査帰線期間に書き込みが行なわれることを示して
いる。

以上述べたようにこの実施例では、縦が４８０ラインあ
る液晶パネルＩＢを、通常のテレビジョン受像機のよう
に飛び越し走査（インターレース）で駆動するのではな
く、２ラインを用いて１水平走査期間の表示を行なうよ
うに駆動するものである。

これにより、１フイルド毎の極性切換えを行なっても偶
数行と奇数行それぞれに正、負いずれか一方の電圧が加
わってしまうのを防ぐことができ、液晶の劣化を防止で
きる。また、このように１フイルド毎の極性切換えが可
能なことにより、２フイルド毎の極性切換えに伴なう１
５Ｈｚやライン周期のフリッカの発生も防止することが
できる。

また、データ線１３Ｂを同じ色の画素１１Ｂのみに接続
しているので、色切換えが不用となり、駆動回路を簡単
にし、コストの低減１部品点数の減少による小型化に寄
与することができる。

また、通常のブラウン管を用いたテレビジョン受像機で
よく行われる１水平走査期間信号を次のラインにも表示
する２度振走査のノーインターレースをそのまま液晶パ
ネルに適用した場合と比較すると以下の点で優れている
。

まず、２度振ノーインターレースでは、本液晶パネルＩ
Ｂのようなカラーフィルタ配列の場合、同じラインメモ
リから書込むことができないので、２ライン分のライン
メモリが必要となる。また、この実施例と同じ画素であ
る場合は、この実施例は３角形の頂点に位置する３画素
で１まとめとして用いることができるが、２度振ノーイ
ンターレースでは横方向の３画素とその下の３画素で１
つのまとまりとして用いるため、水平解像度が３７２倍
高くなり、垂直解像度は同じとなる。そこで、この実施
例のように横の画素数を４８０画素とし、でも７２０画
素のパネルとほぼ同じ水平解像度を実現できるので、画
素数を少なくできるといった利点がある。

次にこの発明の他の実施例を第６図乃至第８図を参照し
ながら説明する。

この実施例は第６図に示すように、横方向のアドレス線
１２Ｂを例えば上側に配設され：ＴＰＴ回路１４Ｂのみ
に接続するようにしたのである。

このような構成においても、先の実施例と同じようにし
て画素書込みを行なうことができる。すなわち、この場
合は、先の第１図に示すＹドライバ２Ｂ内のシフトレジ
スタ２１Ｂ、２２Ｂの動作タイミングを以下のように変
更すればよい。まず、奇数フィルドでは、シフトレジス
タ２１Ｂと２２Ｂに加えるシフトアップクロックＯＣＫ
とＥＣＫをまったく同じタイミングとし、Ｙ□。

Ｙ２　＋　Ｙ　３とｙ４．Ｙ、とＹ６−・−Ｙ２　ｍｌ
とＹ２　ｍ　（ｍ−１，２，３＝・）のアドレス線２本
が同時にオンするようにし、第７図のＱ印の部分に同時
に書込む。

偶数フィルドでは、まず、シフトレジスタ２１Ｂにシフ
トアップクロックＯＣＫを加え、出力端子０２が選択さ
れるようにしておき、それ以降、シフトレジスタ２１Ｂ
、２２Ｂへ同時にシフトアップクロックＯＣＫ、ＥＣＫ
を加える。これによって、Ｙ　１　＊　Ｙ　２とＹ　３
　＊　Ｙ　４とＹ５・・・Ｙ２　ｍとＹ２　ｍ　　ｌ　
　（ｍ−１，２，３”・）のアドレス線２本が同時にオ
ンし、第８図のΔ印の部分に同時にデータが書込まれる
。

このような構成によれば、先の実施例と同様の効果を得
ることができることは勿論、さらに、先の実施例で各Ｔ
ＰＴ１４１Ｂに設けていたダイオード１４２Ｂ、１４３
Ｂを設ける必要がなく、配線に関してもアドレス線１２
Ｂは上側のＴＰＴ１４１Ｂとのみ接続すればよいので、
先の実施例に比べ構成が簡単になる。

以上この発明の２つの実施例を説明したが、この発明は
このような実施例に限定されるものではない。

例えば、先の実施例では、縦４８０画素、′横４８０画
素の液晶パネルＩＢを使ったマトリクス駆動表示装置に
この発明を適用する場合を説明したが、この発明はこれ
以外の画素数の液晶パネルを使ったマトリクス表示装置
にも適用可能なことは勿論である。

この他にも発明の要旨を逸脱しない範囲で種々様々変形
実施可能なことは勿論である。

［発明の効果］ 以上述べたようにこの発明によれば、ライン数の多い装
置に適用する場合であっても、液晶の劣化、′フリッカ
の発生のいずれも防止することができ、かっ色切換え回
路も不要とすることができるので、回路構成の簡易化も
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す図、第２図は
第１′図に示す装置のマトリクス電極の構成を説明する
ために示す図、第３図は第１図に示す装置のＴＰＴ回路
の構成を示す図、第４図及び第５図は第１図に示す装置
の動作を説明するために示す図、第６図はこの発明の他
の実施例の構成を示す図、第７図及び第８図は第６図に
示す装置の動作を説明するために示す図、第９図は従来
の装置の構成を示す図、第１０図は第９図に示す装置の
液晶パネルの等価回路を示す図、第１１図は第９図に示
す装置の動作を説明するために示すタイミングチャート
である。　　・ １Ｂ・・・液晶パネル、２Ｂ・・・Ｙドライバ、３Ｂ・
・・Ｘドライバ、５Ｂ・・・極性切換え回路、ＩＩＢ・
・・画素、１２Ｂ・・・アドレス線、１３Ｂ・・・デー
タ線、２１Ｂ、２２Ｂ、３１Ｂ・・・シフトレジスタ、
３２Ｂ、３４Ｂ・・・３ステートバツフア、３３Ｂ・・
・アナログラインメモリ、４１Ｂ、４２Ｂ・・・バッフ
ァアンプ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）奇数行と偶数行との間で同一色の画素が１画素半
   分ずれるように、赤、緑、青の３つの画素が所定の順序
   で行方向に繰り返し配置された表示部と、 １行おきに同一色の画素に接続される駆動電極を列方向
   に複数有し、この駆動電極を介して各画素に信号を供給
   する列方向駆動手段と、 信号の書込み行を選択するために、行方向に複数配列さ
   れた行方向の駆動電極を介して隣接する２つの行を信号
   書込み行として同時に選択する行方向駆動手段と、 を具備したことを特徴とするマトリクス駆動表示装置。
2. （２）上記行方向駆動手段は、 上記行方向の駆動電極を隣接する２つの行の画素にとも
   に接続することにより、この２つの行を信号書込み行と
   して同時に選択するように構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のマトリクス駆動表示装
   置。
3. （３）上記行方向駆動手段は、 上記行方向の駆動電極を各行の画素毎に接続し、隣接す
   る２つの駆動電極を同時に選択することにより２つの行
   を信号書込み行として同時に選択するように構成されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のマト
   リクス駆動表示装置。