JPS6327894A - 表示装置 - Google Patents

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JPS6327894A
JPS6327894A JP62168905A JP16890587A JPS6327894A JP S6327894 A JPS6327894 A JP S6327894A JP 62168905 A JP62168905 A JP 62168905A JP 16890587 A JP16890587 A JP 16890587A JP S6327894 A JPS6327894 A JP S6327894A
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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、これら支持板の対向表面上に設けられた画像電
極により構成された行列配置の画素の系列と行及び列電
極の系列とを具える表示装置を、1行の画素を選択期間
中に画素と直列に配置された非線形スイッチング素子に
より行電極を経て選択すると共にデータ信号を列電極に
供給して駆動する方法に関するものである。
本発明は斯かる方法を使用し得る表示装置にも関するも
のである。
本願においては行電極及び列電極なる語は必要に応じ交
換可能であって、行電極について言及していることは列
電極に置き換えることができると共に列電極について言
及していることは行電極に置き換えることができる点に
留意されたい。
このタイプの表示装置は液晶や電気泳動懸濁液やエレク
トロクロミック材料のような受動電気−光学表示媒体を
用いて文字−数字及びビデオ情報を表示するのに好適で
ある。
バック・ツー・バック接続(逆並列接続)ダイオードを
スイッチング素子として用いた上述の表示装置が米国特
許第4223308号明細書から既知である。スイッチ
ング素子を用いて記憶作用を得て、駆動された行に供給
された情報が画素間に、他の行電極が駆動される期間中
も十分な程度に存在したままになるようにする。しかし
、非線形スイッチング素子のキャパシタンスにより生ず
る容量性クロストークのためにこの情報の値が変化し得
る。
その理由は、異なる画素行の選択中にデータ信号の供給
に同じ列が使用されるためである。
この場合画素の両端間電圧が変化して透過レベルが一層
高い透過率又は低い透過率(グレーレベル)にシフトす
る。グレーレベルを透過率曲線により固定する必要があ
る場合には、グレーレベルの数が最大信号レベルに関連
する前記のクロストークのために大きく制限される。
信号変化によるクロストークは第1に非線形スイッチン
グ素子のキャパシタンスに依存する。
グレーレベルを実現する別の可能な方法として、画素を
複数個のサブ区分に分割し、選択されたサブ区分の数に
よりグレーレベルを決定する方法がある。これは余分の
列電極と余分の駆動部を必要とする。
斯かる画素分割は余分の駆動部を設けないで冗長性を与
えるのに利用することもできる。これは接続線が断線す
る可能性があるためである。この画素分割は小さなサブ
画素を生じ、これらサブ画素は小さな画像電極から成る
。しかし、これは画素のキャパシタンスを非線形スイッ
チング素子のキャパシタンスに対しく相対的に)減少す
ることになる。この結果前記クロストークが大きくなる
本発明の目的は上述の欠点を略々除去した上述のタイプ
の駆動方法を提供することにある。
この目的のために、本発明においては1行の選択後であ
って次の行の選択前にデータ信号の符号を第1フィール
ドにおける最小データ電圧と第2フィールドにおける最
大データ電圧の平均値により決まる基準電圧に対し反転
させ、且つ基準電圧に対し正符号を有するサブ信号のエ
ネルギー量を基準電圧に対し負符号を有するサブ信号の
エネルギー量に略々等しくすることを特徴とする。
前記基準電圧′としてはOボルトの値を選択するのが好
ましい。
本発明は、いわば、クロストークを略々等しいエネルギ
ー量を有する反対符号のクロストークを発生させること
により補償する。
これは、実際上原点に対し対称なT−V特性を有する非
線形スイッチング素子に対し達成できるのみであり、斯
るスイッチング素子は実際上例えば逆並列接続ダイオー
ド、金属−絶縁物−金属(M I M)スイッチ、又は
NIN、PIP形の半導体スイッチ、又はr I E 
E E VoI!、、 59. N(LIIJ1971
年11月、1566〜1579頁(特に1572頁)の
B、J、Lechner等の論文″Liquid Cr
ystal MatrixDisplays”に提案さ
れているような回路となみすことができる。
データ信号は略々等しい電圧値(絶対値)と選択期間の
略々半分の持続時間を有する2個のサブ信号から成るも
のとするのが好ましい。この場合互に反対符号の信号を
簡単なインバータ回路で得ることができる。
特に、例えばダイオードリングのような高速非線形スイ
ッチング素子を用いるときは、64μsecのライン周
期に対し2〜32μsecの選択時間を使用し得るよう
な速度でスイッチングを行なうことができる。
これは本発明方法を2倍のライン数を有するカラーテレ
ビジョンC高解像度TV)に使用するのに魅力的にする
前記クロストークが略々無視し得るようになるため、画
素を複数個の小画素に分割することができる。本発明方
法を用いる第1の装置においては、2個の支持板間に保
持した電気−光学表示媒体と、これら支持板の対向表面
上に設けられた画像電極から成る行列配置の画素系列と
、非線形スイッチグ素子を介して画像電極を駆動する行
及び列電極系とを具える表示装置において、画像電極を
複数個のサブ電極に分割し、各サブ電極を少なくとも1
個の非線形スイッチング素子を経て駆動するようにする
本発明の他の表示装置においては列電極を相補動作スイ
ッチを肴する2個の枝路の並列接続であって一方の枝路
にはスイッチと直列にインバータ回路を含めてある並列
枝路を経て表示すべき信号の入力点に接続する。
相補動作スイッチとは一方のスイッチが開くとき他方の
スイッチが閉じ及びその逆に動作するものを意味する。
この表示装置は相補スイッチの制御回路も具えるのが好
ましい。
図面につき本発明を説明する。
第1図は2個の支持板2及び3間に液晶4を具える表示
装置1の一部の断面図を示す。支持板2及び3の内面に
電気的及び化学的に絶縁性の層5を設ける。更に、支持
板2及び3の内面に行列配置の多数の画像電極6及び7
をそれぞれ配列する。
対向する画像電極6および7が表示装置の画素を構成す
る。画像電極7の列間に細条状の列電極11を設ける。
列電極11と画像電極7は一体化して細条状電極に形成
することができる。細条状行電極8を画像電極6の行間
に設ける。各画像電極6を非線形スイッチング素子(図
示せず)を経て、例えば行電極8に接続する。この非線
形スイッチング素子は行電極8における電圧により液晶
4に列電極11に供給される電圧に対し十分なしきい値
を与えると共に液晶4に記憶効果を与えるものである。
更に、液晶配向層10を支持板2及び3の内面に設ける
。既知のように、液晶層4間に電圧を印加することによ
り液晶分子の異なる配向状態及び従って異なる光学状態
を得ることができる。表示装置は透過形装置としても、
反射形装置としも実現することができると共に、偏光子
を設けることもできる。
第2図は第1図の表示装置に生ずるような表示セルの透
過率/電圧特性曲線を示す。所定のしきい電圧(VZ又
はVth)以下ではセルは光を殆んど透過しないが、所
定の飽和電圧(V、またはV satl以上ではセルは
略々完全に光透過性になる。
第3図は斯かる表示装置の一部を線図的に示すものであ
る。画素12はその一端が画像電極7を経て、本例では
行電極とマトリクス状に配置された列電極11に接続さ
れる。画素12の他端は非線形スイッチング素子9を経
て行電極8に接続される。
第4図は、列電極11の信号変化によるクロストークを
計算するために、関連するキャパシタンスCLCで表わ
した画素12と、関連する非線形スイッチング素子(高
オーム状態)CNLとを示すものである。固定電圧に接
続された非線形素子は以下の説明(重ね合わせ原理を用
いる)のために大地に接続されているものとみなす。こ
の非線形素子は逆並列接続ダイオードとすることができ
るが、ダイオードリング、MIMスイッチ、PIFスイ
ッチ、NINスイッチ又はその他の2端子デバイスから
成るものとすることもでき、また素子CNLを、例えば
特願昭61−228496号(特開昭62−83722
号)に記載されているように、画像電極6を例えば複数
個のダイオードを経て隣接行電極に接続するものとする
こともできる。
例えば画像表示(TV)用装置において信号変化AVが
列電極に生ずると点13に の信号変化が生ずる。列電極又はデータ線11の最大信
号変化はこれが−V dwraXから+V am@xへ
又はその逆に変化するときに生ずるため(■6=データ
電圧)、点13の最大変化Δ■、は になる。例えばTV用の場合には偶数及び奇数フィール
ドのデータ電圧は大きさが等しく反対極性であるものと
考えられる。
この電圧変化の値はグレーレベル変化になってはならな
いため、%(Vい+V−t)の点を中心とするNグレー
レベル(即ち第2図の■いと■□。
との間の水平軸のN分割)の制御においてはが成り立た
なければならない。
代表的な液晶画素(サイズ300 X 300μ112
、厚さ6μ0、εrz6)及びS、−NINスイッチ(
サイズ約10 X 10μm2.1層の厚さ約400ナ
ノメートル)の場合、CLc;600fF及びCNtZ
30fFであるため、N≧21になる。前記特願昭61
−228496号の一例では画像電極の両側にダイオー
ドを設けるためCMLの値が2倍になる。この場合には
Nullになる。
前述したように冗長性を与えるのが望ましい場合には、
1画素を各々専用の駆動素子を具えたr個のサブ素子に
分割することができる。これを第5及び6図に線図的に
示してあり、ここでは駆動スイッチング素子9を具えた
画像電極6を各々専用の駆動素子9”、9b、9’を具
えた3個のサブ電極6”、6’、6eに分割しである。
画像電極6に対向する電極7は分割しない。
画像電極をサブ電極に分割すると、キャパシタンスCt
Cも小さくなる。画素をr個の区分に分割すると大ざっ
ばに言ってクロストークのためにグレーレベルの数がN
からN’ =N/rに減少するものと仮定することがで
きる。これがため、上述の2つの例では画像電極を3個
のサブ電極(r=3)に分割すると、使用可能なグレー
レベル数はそれぞれ約7個及び約4個になる。特に、後
者のレベル数は満足な表示のためには一般に少なすぎる
。画像電極をもつと多数のサブ電極に分割する場合には
事態はもっと好ましくなくなる。
上に示したように、本例における最大クコストークは である。
本発明では選択電圧■、を選択期間T、の一部分(Tゎ
)中行電極に供給して行を選択すると共に列電極をこの
期間中データ信号V0で駆動して画像情報を画素に書込
み、次に行電極の電圧をその行が最早選択されない値に
変化させ(値VNSに接続する)、その結果として画素
が最早書込まれないようにする。斯かる後に、列電極を
時間(Ts−’rn)中、反対極性のデータ信号v10
=−v、で駆動する。T、は最大で有効ライン周期(P
AL方式では64μ5ec)に等しい。クロストークを
できるだけ完全に補償するために、本発明ではを選択す
る。
所望の電圧VPOを有する選択画素の実効電圧について
は t’s 又は が成り立つ。
これは近似的に と書ける。好ましくはTD=十T、であり、このの場合
v−=−vDが成り立つ。この場合データ信号と補償信
号は絶対値で同一の値になるため補償信号をデータ信号
から簡単に得ることができる。
Toは選択期間より小さいため、スイッチング素子9は
全選択期間(テレビジョン用では例えば64μ5ec)
中は導通しない。この場合画素は完全に充電されないが
斯かるスイッチング素子の急傾斜特性のためにこの問題
は無視し得る。更に、この電圧の損失は全てのスイッチ
ング素子に対して略々同一であるため、この損失は必要
に応じ選択電圧で補償することができる。
第7図は第3図の装置が慣例の方法で動作する場合にお
ける選択信号T3、データ信号VD及びクロストーク信
号ΔVを示し、第8図は本発明による上述のクロ沃トー
ク補償方法を用いる場合におけるデータ信号vD+ V
S及びクロストーク信号4■8.Δv2を示すものであ
る。
補償信号v′。は信号■。をホロワ回路15とインバー
タ回路16の共通入力端子14に供給し、これら回路の
出力端子を相補スイッチ17.18を経て列電極11に
接続することにより信号■。から簡単に得ることかでき
る(第9図)。スイッチ17をTD=+Ts中閉じ、次
にスイッチ18を+T、中閉じることにより所望の信号
■。およびV / が列電極11に得られる。
特願昭61−2284’18号に使用されているような
駆動モードに対しては、 Vd、Iax< Va< Va−X、  Va−x= 
   (V−at  Vth)である。
これから、式(1)を用いると になる。この式の項 2N”      V、。
はV、。=Vいに対し最大である。■、。−■いを弐(
5)に代入すると、 になる。
これは、補償を行なわない場合のN個のグレーレベルが
、 個のグレーレベルに増大することに相当する。これがた
め、グレーレベルの数が 倍だけ増大する。
液晶(ZLI 844JliO,Merck)の場合、
代表的には■い=2.1ボルト、■1□=3.6ボルト
であり、換言すればクレーレベルの数が2.8N倍だけ
増大する。3個のサブ電極に分割する第6図示の前述の
2例の場合にはグレーレベル数が4及び7から2.8N
倍の45及び140に増大する。
本発明は図示の実施例にのみ制限されるものでなく、種
々の変更が可能であること勿論である。
例えば、非線形スイッチング素子に対してはスイッチン
グ速度が十分大きければダイオードリング、逆並列接続
ダイオード、MIMスイッチ、PIP又はPINIPス
イッチを選択することができる。
第9図の駆動回路の実現にもいくつかの変形が可能であ
る。
また、例えば電気泳動懸濁液又はエレクトロクコミック
材料のような異なる電気−光学媒体を選択することもで
きる。
実施例は、データ電圧が零ボルトを中心に、VLet 
 vthに制限された電圧スィーブ2Vd□、をスイッ
チするスイッチングモードに基づいている。他の選択の
データ電圧及び基準レベルに対しても本発明方法は上述
の利点をもたらす。T−V曲線の指数曲線からのあり得
るずれはグレーレベル値に割当てるデータ電圧を適当に
選択することにより実際上簡単に補償することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を使用する表示装置の部分断面図、 第2図は斯かる表示装置の表示セルの透過率−電圧特性
曲線を示す図、 第3図は斯かる表示装置の制御回路の一部を示す回路図
、 第4図は斯かる表示装置の画素の等価回路図、第5図は
表示セルの平面図、 第6図は第5図の表示セルの変形例の平面図、第7図は
第3図の装置を慣例の方法で動作する場合に生ずる信号
を示す波形図、 第8図は本発明方法を用いる場合に生ずる同様の波形図
、 第9図は斯かる信号を実現する回路を示す回路図である
。 1・・・表示装置     2.3・・・支持板4・・
・液晶       5・・・絶8i層6 (6”、6
b、6C)、7・・・画像電極8・・・行電極 9 (9”、  9b、  9c)・・・非線形スイ・
ンチング素子10・・・配向層      11・・・
列電極T、・・・選択期間    V、・・・選択電圧
■、、!・・・非選択電圧   ■。・・・データ信号
  、■;・・・補償信号 /■、AV++ Δ■2・・・クロストーク信号14・
・・共通入力端子 15・・・ホロワ回路 16・・・インバータ回路 17、18・・・相補スイッチ FlG、1 (Vthr)    (Vsat) IG2 tN LL

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、
    これら支持板の対向表面上に設けられた画像電極により
    構成された行列配置の画素の系列と行及び列電極の系列
    とを具える表示装置を、1行の画素を選択期間中に画素
    と直列に配置された非線形スイッチング素子により行電
    極を経て選択すると共にデータ信号を列電極に供給して
    駆動する方法において、1行の選択後であって次の行の
    選択前にデータ信号の符号を第1フィールドの最小デー
    タ電圧と第2フィールドの最大データ電圧の平均値によ
    り決まる基準電圧に対し反転させ、且つ基準電圧に対し
    正符号を有するサブ信号のエネルギー量を基準電圧に対
    し負符号を有するザブ信号のエネルギー量に略々等しく
    することを特徴とする表示装置の駆動方法。 2、基準電圧は略々0ボルトであることを特徴とする特
    許請求の範囲1記載の方法。 3、データ信号は略々等しい電圧値(絶対値)と行選択
    期間の略々1/2の持続時間を有する2個のサブ信号か
    ら成ることを特徴とする特許請求の範囲2記載の方法。 4、サブ信号の持続時間は2〜32μsecであること
    を特徴とする特許請求の範囲1、2又は3記載の方法。 5、2個の支持板間に保持した電気−光学表示媒体と、
    これら支持板の対向表面上に設けられた画像電極により
    構成された行列配置の画素の系列と、非線形スイッチン
    グ素子を経て画像電極を駆動する行および列電極の系列
    とを具える表示装置において、列電極を、相補動作スイ
    ッチを有する2個の枝路の並列接続であって一方の枝路
    には前記スイッチと直列にインバータ回路を含めてある
    並列枝路を経て表示すべき信号の入力点に接続してある
    ことを特徴とする表示装置。 6、前記相補スイッチを、表示すべき信号又は表示すべ
    き信号の反転信号の何れか一方が列電極に供給されるよ
    う制御する制御回路を具えていることを特徴とする特許
    請求の範囲5記載の装置。 7、列電極に供給される信号は互に絶対値が略々等しく
    、それぞれ行電極の選択期間の略々1/2の時間中供給
    されるようにしてあることを特徴とする特許請求の範囲
    6記載の装置。 8、電気−光学媒体は液晶、又は電気泳動懸濁液、又は
    エレクトロクロミック材料であることを特徴とする特許
    請求の範囲5〜7記載の何れかに記載の装置。 9、2個の支持板間に保持した電気−光学表示媒体と、
    これら支持板の対向表面上に設けられた画像電極により
    構成された行列配置の画素の系列と、非線形スイッチン
    グ素子を経て画像電極を駆動する行および列電極の系列
    とを具える表示装置において、画像電極を複数個のサブ
    電極に分割し、各サブ電極は少なくとも1個の非線形ス
    イッチング素子により駆動されるようにしてあることを
    特徴とする表示装置。
JP62168905A 1986-07-10 1987-07-08 表示装置 Expired - Fee Related JP2529696B2 (ja)

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