JPS62223728A - アクテイブマトリツクス型液晶デイスプレイの駆動方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は、スイッチングトランジスタを用いたアクティ
ブマトリックス型液晶ディスプレイの駆動方法に関する
。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年薄型表示装置をスイッチングトランジスタをマトリ
ックスアレーに構成して実現する方法が注目されている
。この方法は、基板上に設けられたスイッチングトラン
ジスタマトリックスの各ドツトに画像情報を蓄積してお
き、これら画像情報をマトリックスアレー上に設けられ
た液晶層、ＥＬ層又はＥＣ層の各ドツトに対応した位置
に表示を行ない１画面を得ようとするものであり、従来
の表示装置の主流であったＣＲＴを用いた方法に比べ、
原理的にはるかに薄型の表示装置が実現できる。又、Ｃ
ＲＴの表示原理がけい光物質に高エネルギーの電子を衝
突させ発光させるため発光時間がミリ秒オーダーである
ことから、全画面が常に表示されているわけでなく１人
間の視覚の残像現象を利用したものとなっており、フリ
ッカ−雑音等があり見易さに問題があった。これに対し
、トランジスタマトリックスを用いた表示装置は以下に
述べるように、略全時間表示しており、ＣＲＴよりも自
然な画面を得ることができる。更に。

ＣＲＴに比べ平坦な画面が得られること、高圧電源を必
要としないこと、真空領域が必要でなく全固体装置であ
るため小型軽量で十分な強度が得られるなどの特徴を有
する。

第４図は、トランジスタマトリックスアレーの動作原理
を示す概略図である６表示画面はたてｍ本、横ｎ本のマ
トリックス状に分割され全部でｍ・ｎ個の単位側索に分
割されている。各マトリックスの交点Ｃ，□、Ｃ１２・
・・ＣＬ　＋　Ｊ・・・Ｃ１，。はスイッチングトラン
ジスタによるメモリー回路が構成されており、各画素の
画像情報が蓄えられ、この情報に従い、マトリックス回
路上に用けられたＬＣ層の各画素に対応した領域で表示
が実現されるようになっている。

具体的なメモリー回路は第５図に示されるような単純な
構成のものが使用されている。これは、高精細な表示画
面を得るためには、マトリックスの大きさｍ　’　ｎは
非常に大孝くなるため、高歩留でマトリックス回路を作
成するためには、より単純な回路が望まれるためである
。第５図において、２１はスイッチングトランジスタ、
２２は液晶層、２３は画像信号を蓄積する容量である。

トランジスタ２１のゲートは第１番目のＸアドレスライ
ンに接続され、ソース電極は第ｊ番目のＹアドレスライ
ンに接続されているｅＸ１アドレスライン及びＹｊアド
レスラインはそれぞれＶ（Ｘ、）、　ｖ（Ｙｊ）の電源
が接続されている。　Ｘ１ラインにトランジスタをＯＮ
状態にする信号が入ったとき、トランジスタＴ　１Ｊ２
１のチャンネルが導通し、　このときＹｊラインに用意
された画像信号が、容量Ｃ，２３に蓄積され、ゲート電
圧Ｖ（ＸＬ）が零の間その信号はＣ８に記憶される。こ
の蓄積された画像信号に対応して液晶２２が駆動される
。　なお、Ｘ、ライン上のトランジスタＴ　Ｌｘ　ｒ　
Ｔ　ｉ□・・・、Ｔ、、は同時にＯＮ状態となり、それ
ぞれ、そのときのＹアドレスライン上に用いられた信号
ｖ（ｙｌ）、ｖ（ｙ、）−ｖ（ｙｎ）が各画素回路Ｃｉ
ｌ　＋　ＣＬ□・・・ｃｔｎに蓄積される。同様にして
Ｘ、＋１．　ｘｉ、、、・・・というふうに各Ｘライン
上の画像信号が次々に蓄積されていき、全画面の信号が
書き込まれることになる。

第６図は、Ｎ素Ｃ１，Ｊ、　Ｃ，÷ｘｙｊにおける画像
信号Ｖ、、、ｖ、、十□が蓄積容量に書き込まれるタイ
ミングを模式的に示したものである。第６図の画像信号
Ｃ１Ｊｙ　Ｐ　Ｌ＋ｘｅＪにおいて、実線が理想的な動
作時におけるタイミングチャートを示している。

すなわち、画素ＣｔＪの画像信号は時間’１−ｉ１から
書き込みが開始され、ｔ１□＋ΔＴにおいて、書き込み
が終了、同時間にゲート電圧Ｖ（Ｘｚ）は零となり、次
に時間ｔＬ２で再びＣｔＪに画像信号書き込みが行なわ
れるまでは、φｌＪは画像信号ｖ、１に保持されること
になる。

以上が第４図に示すトランジスタマトリックスアレーを
用いた平面表示装置の動作原理である。

トランジスタの半導体材料としては、結晶、多結晶及び
アモルファス状態のＳ　ｘ　ｙ　Ｃｄ　Ｓ　ｅ　ｇ　Ｔ
　ｅ　＋ＣｄＳ等の多結晶材料等が用いられる。特に近
年では、上記マトリックスアレーの大面積化、低コスト
化を実現する上で、低温プロセスで作成可能な多結晶半
導体材料及びアモルファスＳｉ等が注目されている。

アクティブ型液晶ディスプレイパネルの大型化に伴ない
、Ｘ及びＹ方向ラインの増加による高精細化も進んでい
る。しかし、高精細化に伴ない、テレビ信号表示時にフ
リッカ−がみられるという問題も生じてきた。この様子
を模式的に示したのが第７図である。通常テレビの映像
信号４１は、１６．７ｍ秒（６０Ｈｚ）毎に垂直同期信
号が送られてくるが、全画面映像信号は、３３．３ｍ秒
Ｔｆｒａｍｓ（３０Ｈｚ）で送られ、最初のフレーム（
フィールドＡ１６．７ｍ秒）と次のフレームフィールド
Ｂではインターレース操作により、信号が送られてくる
。この２つのフレームの映像信号は走査線数にして約５
００本捏度ある。　Ｘアドレス線が２５０本程本程下の
小型アクティブマトリックス型液晶ディスプレイでは、
フレームＡ及びフレームＢの信号を、同一のＸアドレス
ラインに書き込むことにより映像を表示することができ
る。更に、液晶の信頼性のため、液晶層は通常交流駆動
で動作させることが望まれており、前記小型ＬＣＤでは
フレームＡとフレームＢでＬＣ層に印加される電界の向
きを変えることにより、３０Ｈｚの交流駆動を実現して
いる４２．４４゜一方、Ｘアドレスラインが、このよう
な駆動法ができない程多い場合、すなわち、４００本あ
るいは５００本といった数になった場合、　フレームＡ
とフレームＢの映像信号は全く異なっｆ、Ｘアドレスラ
イン、（実際には１本おきにフレームＡとフレームＢの
信号が印加される。）に書かなくてはならない。更に、
ＬＣに上記交流駆動を行なうと、この周波数は１５Ｈｚ
（６６，７ｍ５ｅｃ）となる４３．４５．一般に。

液晶層のリークにより、液晶層に印加されている電圧は
少しずつ減少しく４４．４５のｄａｃａｙ）、コントラ
ストが変化する。　この変化は、上記１５Ｈｚ（６６，
７ｍ５ｅｃ）に対しては無視できないものであり、又、
周波数１５　Ｈｚは人間の視感でも十分応答できること
から、このような大型パネルにおいては、フリッカ−が
見られるという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の点に鑑み、フリッカ−が感じられないよ
うに表示信号のフレーム周波数あるいは、それ以上の周
波数で実質的に駆動されるアクティブマトリックス型液
晶ディスプレイの駆動法を提供するものである。

〔発明の概要〕

映像信号が複数のフレームにわたって送られて、かつこ
の映像信号をそれぞれ独立したＸアドレスライン上の表
示電極に書き込むアクティブマトリックス型液晶ディス
プレイにおいて、受信中の映像信号を順次アクティブマ
トリックス型液晶ディスプレイに表示すると同時に、ア
ナログあるいはディジタルメモリーに記憶させる。更に
、このフレームにおいて、既にメモリーに記憶しておい
て、別のフレームの映像信号も液晶ディスプレイに表示
する。このようにして、−フレーム内で全てのマトリッ
クスセルが表示駆動されるようにする。

次のフレームにおいても同様に全セルの表示駆動を行な
うが、フレーム毎に液晶層に印加される電圧の極性を逆
転させることにより、液晶層の交流駆動を行ない、実質
的なフレーム周波数を従来法よりも低下させ、フリッカ
−を感じさせない良好な液晶表示特性を実現させている
。

〔発明の効果〕

本発明によれば、外部メモリーを用けることにより従来
の液晶ディスプレイパネルに何ら猜造的な改良を加える
ことなく、表示品位の優れた画像を得ることができる。

〔発明の実施例） 第１図に本発明による実施例を示す。第６図において、
液晶ディスプレイのＸアドレスラインは２つのシフトレ
ジスタＡ及びＢに接続され、又。

Ｙデータラインはサンプルホールド１及び２次元ＣＣＤ
からなるアナログメモリーのバッファ出力に接続されて
いる。サンプルホールド１は表示用電圧に調整された映
像信号が直接入力する。一方。

アナログメモリーのデータはサンプルホールド２から入
力され、サンプルホールド２へは反転された映像信号が
送られる。映像信号は通常のテレビ信号を用いており、
企画面分のデータは垂直同期信号で分離されたフレーム
が２フレームで送られる。液晶ディスプレイのＸアドレ
スライン数は４８０本有り、奇数アドレスライン２４０
本はシフトレジスタＡに、又、偶数アドレスライン２４
０本はシフトレジスタＢに接続される。映像信号の半分
はフレームＡに送られ、これらの走査線位置は奇数アド
レスラインに、又、フレーム已に送られる残り半分の映
像信号は偶数アドレスラインに対応したデータである。

第１図に示す駆動回路系は第２図に示す方法にて、動作
させる。先ず、フレームＡにおいて、アドレスラインｘ
３に対応したデータが送られてくる走査期間の前半分の
期間シフトレジスタＡからＸ□に選択信号が送られると
同時に、　その前の走差期間中にサンプルホールドされ
た映像信号がＹ□〜Ｙｎに出力され、　Ｘエアドレスラ
イン上のスイッチングトランジスタ動作により、これら
映像信号がこのＸ１アドレスライン上の表示電極に書き
込まれる。次に、この走査期間の後半はアナログメモリ
ーのバッファがアクティブになり、ここからｘ４に対応
した映像データがＹ工〜Ｙｎに出力されると同時に、シ
フトレジスタＢがらアドレスラインＸ４に選択信号が出
方され、アドレスラインｘ４上の表示電極にそれぞれ映
像信号が蓄えられる。又、この走査期間内において、外
部から送られてくるアドレスラインＸ３　に対応した映
像信号はサンプルホールド１及び反転された映像信号と
して、サンプルホールド２にセットされる。

図中のΦ、θは液晶対向電極電位に対する極性を示す。

サンプルホールド２にセットされた映像信号はＣＯＤの
２次元アナログメモリー内に取り込まれると同時に内部
にメモリーされた信号も水平同期信号に同期して、転送
される。メモリー内には、１フレ一ム分（フレームＡあ
るいはフレームＢと同じ分量）に対応した映像信号がメ
モリーされているため、バッファ段には次に出力すべき
信号がセットされる。

な・お、１つの表示電極に着目すると、フレームＡでサ
ンプルホールド１（正極性）から書き込まれたセルは１
次のフレームＢではアナログメモリー（負極性）から書
き込まれることになり、液晶層の対向電極電位を両方の
極性の信号に対し、実効的に平均Ｏｖとなるようにして
おけば、フレームＡでは負バイアス、フレームＢでは正
バイアスとなる交流駆動が実現できる。この交流駆動は
全画素について実行される。又、この交流駆動の周波数
は２フレーム（フレームＡ＋フレームＢ）分の周期と等
しく、これは、従来の２４０本のＸアドレスラインをも
つ小型のアクディプマトリックス型液晶ディスプレイと
等しく、実効的に交流駆動の周波数を従来法の半分に減
することができる。

第３図は本発明による別の実施例で、先のアナログメモ
リーの変わりに、ディジタルメモリーを用い、映像信号
はＡＤ変換器を通して、２値化され、メモリーに転送さ
れる。又、所望の映像データはメモリーからＤＡ変換器
を通じて、サンプルホールド２にセットされる。基本的
駆動方法は第２図と同じであり、やはり液晶の交流駆動
周波数を従来の半分に減することが可能である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない９
例えば、−水平同期期間内に３本以上のＸアドレスライ
ンに書き込むことも可能でこの場合各表示電極電位の極
性を常に反転させることにより実効的に液晶の交流駆動
周波数をフレーム周波数よりも高くでき、液晶層を通じ
ての表示電極電圧の低下の影響を実質的に改善でき、コ
ントラストの高い鮮明な表示画面が得られる。この場合
、ＣＯＤアナログメモリーは転送りロック周波数を水平
同期周波数よりも高くすれば良い、この方法は、小型の
アクディプマトリックス型液晶ディスプレイにも応用で
きる。そして、より表示品位の高い画像を得ることがで
きる。又、ビデオ信号にＲＧＢ三色の合成された信号を
与えれば、カラーフィルター等の使用によりカラー表示
も可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の詳細な説明するための図、
第４図乃至第７図は従来例を説明するための図である。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　竹花富久男 第　　１　図 第　　３　図 第　　４　図 Ｖ（Ｘン） 第５図 鴫号　　　　　　　　　　Ｎ門ｒシ４／第　　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数本のアドレスライン及びデータラインを線順
   次駆動させる際に、一アドレスラインに対応した画像デ
   ータが転送されてくる一走査期間内に、複数本のアドレ
   スラインを線順次駆動させることを特徴とするアクティ
   ブマトリックス型液晶ディスプレイの駆動方法。