JPS6157638B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は比較的小数の駆動信号により多数の表
示要素を制御し得るようにした電気光学表示装置
に関する。また一価関数のグラフを表示するのに
適した電気光学表示装置に関するものである。

従来からパネル上に配置した多数の電気光学表
示要素を比較的小数の駆動信号により制御するの
に、２つのグループの導電体をグループの異なる
もの同志の交点に表示要素を設けたいわゆるマト
リツクス構造の表示板を用い２つの駆動信号の相
互作用により特定の表示要素のみ発光発色せしめ
ている。駆動信号の与え方は表示要素に用いる電
気光学物質の物理的特性に応じて種々のものが提
案されている。例えばプラズマデイスプレイでは
選択された要素の点弧時にその要素にのみ高電圧
を印加し通常は低い電圧で電弧を維持するように
駆動信号を構成する。またLEDを用いた装置で
は要素の整流性を利用し選択された要素にのみ順
方向電圧が加わり非選択要素には逆方向の電圧が
印加されるよう駆動信号を構成する。液晶を用い
た装置では要素が電圧のある閾値以下では動作せ
ず閾値をこえる電圧では発色する性質を利用し、
選択された要素には閾値をこえた電圧が加わり非
選択の要素には閾値より低い電圧が加わるよう駆
動信号を構成する。以上述べたものはいずれもパ
ネル全体にわたる多数の要素を同時に選択するの
ではなく、一方のグループの導電体の一体に着目
しそれに接続した要素のみ選択を行ないこれを時
間的にずらしてグループ内の導電体を走査するよ
うにしていた。したがつて多数の行と列の要素を
もつたパネルを駆動しようとすると一つの要素が
選択活性化される時間が全体に占める割合が非常
に小さくなつてしまうので表示のコントラストが
得られなくなる。非選択状態でも電圧が印加され
るのでクロストークが発生しがちである、駆動波
形が複雑であり複数の電圧源を必要とする。電圧
変動などに弱い、表示要素に用いる電気光学的物
質の物理特性に対する要求がきびしい等の欠点を
有していた。

本発明は、表示信号を伝える二つのグループの
導電体をグループの異なるもの同志を電気光学的
物質を介してマトリツクス状に接続した電気光学
的表示要素を有し、一方のグループに属するｎ個
の導電体にはそのどの２つの導電体間にも２／ｎ
をこえる一定割合の期間異る電圧レベルを持つた
信号を与え他のグループに属する導電体のそれぞ
れには前記グループに属する導電体のいずれか一
つに等しい信号を与えて一つの電気光学的表示要
素を非選択状態とするか或いはいずれとも異なる
信号を与えて全ての電気光学的表示要素を選択状
態とするようにした。非選択の要素には電圧が印
加されることなくパネル全体の選択要素の多数の
要素に同時に電圧を印加することになるので、従
来困難であつた白熱発光や液晶を用いた多数行マ
トリツクス表示板の製作が可能になる上、表示素
子の種類によらず駆動回路が簡単になり電圧源も
一種類で済む、クロストークの心配なしに十分高
い電圧を印加できるので十分なコントラストが得
られるなど従来の欠点を除くことができたので、
安価で見易い表示装置特に一価関数を図形表示す
るのに適した表示装置の製作が可能となる。

次に本発明の一実施例を図面に従つて説明する
と、第１図は本発明の表示装置の構成を示すブロ
ツク図で１は表示パネル２，３は駆動信号を伝え
る導電体で第１のグループ２―１，２―２，…２
―ｎと第２のグループ３―１，３―２，…３―ｍ
からなる。４は表示要素４―１―１，４―１―
２，…４―２―１…４―ｎ―ｍからなる表示面
で、個々の表示要素は第一のグループの導電体２
のうちの一本と第２のグループの導電体３のうち
の一本との間に接続された電気光学物質から構成
される。電気光学物質として例えば液晶物質、エ
レクトロルミネツセンス性物質、PLZTのように
電界により結晶構造を変化する物質、LEDの如
き半導体、電界弾性変形物質、放電気体、白熱抵
抗体、発熱体と感温発色物質、電気泳動物質、コ
イルと磁性体、電気化学的発色物質等が用いられ
る。

５は第一のグループの導電体２に供給する駆動
信号を発生するための第一の駆動回路で、導電体
２―１，２―２…２―ｎにそれぞれ２／ｎをこえ
る一定割合の期間異る電圧レベルをもつ信号を与
える。６は第２のグループの導電体３に供給する
駆動信号を発生するための第二の駆動回路で、表
示情報発生源７からの情報に応じて導電体３―
１，３―２，…３―ｍのそれぞれに駆動信号を与
える。この駆動信号は導電体２―１，２―２，…
２―ｎのどれか一本に与えた信号とほぼ等しいで
あるか、或いはそのいずれかとも２／ｎをこえる
一定割合の期間異る電圧レベルを持つ信号であ
る。８は表示装置を動かすためのクロツク発生装
置で必要に応じ表示情報発生源７のクロツクと兼
ねてもよい。電源は図示を省略した。

次にその動作を説明する。今導電体２―１，２
―２，２―ｎと導電体３―１との間に接続された
表示要素４―１―１，４―１―２，…４―１―ｎ
について考える。表示要素に印加される電圧はそ
れぞれ接続された両方の導電体に供給された駆動
信号の差に等しい。したがつて、もし導電体３―
１の駆動信号が導電体２―１と等しい信号である
とすればそれに接続された表示要素４―１―１に
は導電体３―１，２―１の駆動信号の差の電圧が
印加され両者の駆動信号の電圧が等しければ印加
電圧は０になり表示要素は非選択状態となる。表
示要素４―１―２…４―１―ｎは、導電体２―２
…２―ｎと３―１の駆動信号が互に２／ｎをこえ
る一定割合の期間異る電圧レベルを持つ信号であ
ることから電圧が印加されてすべて選択状態にな
る。導電体３―１の駆動信号を導電体２―１…２
―ｎのいずれとも２／ｎをこえる一定割合の期間
異る電圧レベルをもつものとすれば、表示要素４
―１―１，４―１―２…４―１―ｎにはいずれも
電圧が印加されるので導電体３―１に接続された
一列の表示要素４―１―１，４―１―２…４―１
―ｎがすべて選択状態になる。このようにして導
電体３―１に供給する駆動信号を導電体２―１…
２―ｎのどれかの駆動信号とほぼ等しい信号にす
るかいずれの駆動信号ともほぼ２／ｎをこえる一
定割合の期間異る電圧レベルを持つ信号にするか
により一列の表示要素４―１―１…４―１―ｎの
うちの任意の一つのみを非選択状態とするか或い
はすべてを選択状態にすることができる。導電体
３―２…３―ｍの駆動信号も同様にして一列の表
示要素のうちの任意の一つのみを非選択状態にす
るか或いはすべてを選択状態にすることがきるの
で一価関数を図形表示できる表示装置として動作
する。場合によつては駆動信号を間欠的に加え休
止期間は導電体間を短絡或いは開放しておくこと
により電流の消費を減少させ或いは表示要素の寿
命を改善することができる。また駆動信号を時分
割して表示要素の複数のものを次々と非選択にす
ることもできる。

第２図は第１の駆動回路５と第２の駆動回路６
具体的な一実施例を示し第３図は各部の電圧波形
を示す。１０，１１，１２，１３，１４は縦列に
接続されたＴ型フリツプフロツプで１５はその初
段への入力端である。フリツプフロツプの出力
A₁，A₂，A₄，A₈は第一の駆動回路５のエクスク
ル―シブオアゲート群２０の入力端と第二の駆動
回路６のアンドゲート群２１の入力端に接続され
ている。

フリツプフロツプ出力１６〜１９とエクスクル
―シブゲート群２０の出力はクロツク入力端２３
のパルスによりトリガされるラツチ群２２の入力
側に接続され、その出力側は導電体２のそれぞれ
２―１，２―２…２―ｎに接続されている。ラツ
チ群２２は表示要素駆動のための電力増巾器をも
兼ねている。２４は表示情報を保持している信号
源で情報選択線２５の一本にパルスを入力すると
信号出力線２６に情報が出力される。信号出力線
２６は一方はアンドゲート群２１の入力端に接続
され、一方はフリツプフロツプ１４の出力２７と
共にノアゲート２８の入力端に接続されている。
アンドゲート２１の出力端はエクスクル―シブオ
アゲート群２９を介して、ノアゲート２８の出力
と共にオアゲーート３０の入力端に接続されてい
る。オアゲート３０の出力は情報選択線２５の一
本一本２５―１，２５―２…２５―ｍによつてト
リガされるラツチ３１―１，３１―２…３１―ｍ
の入力端に接続され、その出力はクロツク入力端
３３のパルスによりトリガされるラツチ群３２の
入力側に接続される。ラツチ群の出力側は導電体
３のそれぞれ３―１，３―２…３―ｍに接続され
ている。

次にその動作を説明すると、フリツプフロツプ
１０の入力端１５に第３図イのクロツクパルスを
入力するとフリツプフロツプ１０〜１４の出力
A₁，A₂，A₄，A₈，A₁₆には第３図ロ，ハ，ニ，
ホ，ヘの波形が得られる。エクスクルーシブオア
群２０からなる波形変換回路はA₁，A₂，A₄，A₈
をもとにしてラツチ２２の１番目の入力端に次の
ような波形を作り出す。

ｉを２進数で表わして ｉ＝a₁＋a₂×２＋a₄×2²＋a₈×2⁴とするとき ｉ番目の入力端の波形Xiは Xi＝（a₁・A₁）（a₂・A₂） （a₄・A₄）（a₈・A₈） ただし、はエクスクルーシブオア演算を・は
アンド演算を表わす。

で定められる。一例として15番目の入力信号波形
を第３図トに示す。ラツチのクロツク入力２３に
はフリツプフロツプ入力端１５に加わるパルスイ
と同じ周期で位相の遅れたパルスチが加えられ、
ラツチ２２の出力側に即ち導電体２―１，２―２
…２―ｎにはXiと同じ波形でクロツク入力２３
に同期した駆動信号が出力される。導電体２―１
に出力される波形を第３図リに示す。

次に導電体３に送出する駆動信号の作成につい
て説明する。情報選択線２５の一本にパルスを入
力するとそれに対応する行のどの位置を非選択状
態にするか示す情報が信号源２４から２進数の形
で信号出力線２６に送出される。１位の信号b₁は
２６―１に２位の信号b₂は２６―２に2²位の信号
b₄は２６―４に2²位の信号b₃は２６―８にそれぞ
れ送出されこれがアンドゲート群２１とエクスク
ルーシブオアゲート群２９によつて Ｙ＝b₁×A₁b₂×A₂b₄×A₄b₈×A₈ の演算がなされるので、これは ｊ＝b₁＋b₂・２＋b₄・2²＋b₈・2⁸ で表わされるXjの信号と同一である。ｊ≠０の
ときはエクスクルーシブオアゲートの出力はオア
ゲート３０をそのまま通過してラツチ３１―１，
３１―２…３１―ｍの入力端に加えられ情報選択
線２５で選択された行のラツチがセツトされる。
ｊ＝０のときは非選択状態にする位置をもたない
事にすれば、その時信号出力線２６はいずれも０
になるのでナンドゲート２８の出力に₁₆が現わ
れこれがオアゲート３０を通過してラツチ３１―
１，３１―２…３１―ｍの入力端に加えられる。
フリツプフロツプ入力端１５にパルスが入つてか
らラツチ２２のクロツク入力端２３のパルスにパ
ルスが入るまでの短時間に情報選択線２５のすべ
てを走査してラツチ３１―１，３１―２…３１―
ｍのすべてに信号のレベルを記憶する。ラツチ３
２のクロツク入力端３３にラツチ２２のクロツク
入力端２３と同じタイミングでパルスを加えると
ラツチ３１―１，３１―２…３１―ｍの出力が導
電体３―１，３―２…３―ｍに導電体２と同期し
て送出される。このようにして信号源２４の内容
にしたがつてｊ≠０ならば導電体２のｊ番目の信
号Xjと同じ波形の信号が、ｊ＝０ならば₁₆と同
じ波形の信号がクロツク入力端２３，３３のパル
ス入力と同期して導電体３に送出される。ｊ＝０
のときは波形A₁₆の周期をτとし、駆動信号のハ
イレベルとローレベルの平均値をEoとすれば ∫^ｔｏ＋〓_ｔｐ｛Xi（ｔ）―Eo｝ ｛₁₆―Eo｝dt＝０ となるから、₁₆はXiのいずれとも２／ｎをこえ
る一定割合の期間異る電圧レベルを持つ。オアゲ
ート２８、オアゲート３０はｊ＝０のとき表示要
素４に直流成分が加わるのを避けるために設けて
あるが、白熱発光を利用する場合のように直流成
分があつてもよい場合には、エクスクルーシブオ
アゲート群２９の最終出力を直接ラツチ３１―
１，３１―２…３１―ｍの入力に接続すればよ
い。

第４図に第１の駆動回路５の他の実施例を示
す。５１は乱数発生装置で、クロツク発生装置８
からの信号に同期してｎ個の乱数を発生するよう
に構成され、熱雑音や原子崩壊のようなランダム
な物理現象を利用したものでも、またデイジタル
演算回路を利用した疑乱数発生機構でもよい。特
に本表示装置を計算機の表示装置として用いる場
合には、その計算機の演算機能を兼用することも
できる。乱数発生装置５１のｎ個の出力はラツチ
群２２のｎ個の入力端に接続されていて、クロツ
ク入力端５３に印加される信号に同期して乱数信
号を記憶し、表示装置１の導電体２のそれぞれに
駆動信号として供給する。液晶表示素子を駆動す
る場合のように駆動信号に直流成分が加わるのを
きらうときには、１つのクロツクサイクルの中を
更に前後に２等分し、前半分は乱数信号をそのま
ま駆動信号とし、後半分では前半分とは逆の信号
を駆動信号とするようにすればよい。また乱数発
生装置５１の出力は必ずしもｎ個の信号を同時に
発生する必要はなく少数の乱数信号をシリアルに
出力して、これをラツチ２２のそれぞれに次々と
分配するようなものでもよい。

駆動信号に乱数を用いると、周期的な規則性を
もたないので、クロツクの周期をかなり低くして
も規則的な表示ノイズが発生することがなく導電
体２の本数ｎが多い場合に適している。

第５図に第２の駆動回路６の他の実施例を示
す。これは第１の駆動回路５の内部で作り出した
駆動信号をもとにして第２の駆動信号を作るもの
で、マルチプリクサ６１のデータ入力端６２―
１，６２―２…６２―ｎは第１の駆動回路５の内
部の信号源、例えば第２図のエクスクル―シブオ
アゲート群２０のそれぞれの出力端に接続されて
いて、導電体２―１，２―２…２―ｎに供給すべ
き信号レベルが入力される。マルチプレクサのア
ドレス入力端６３には表示すべき入力情報が入力
され、その入力に対応するアドレスの入力信号が
６２―１，６２―２…６２―ｎの中から選ばれて
出力端６４に送出される。マルチプレクサはトラ
ンスフアゲート６５―１，６５―２…６５―ｎの
組み合わせで構成することができる。マルチプレ
クサ出力端６４はラツチ群３１―１，３１―２…
３１―ｎ及びラツチ群３２に接続され、情報選択
線２５の信号の走査によりマルチプレクサ出力信
号はラツチ３１―１…３１―ｎに次々に読み込ま
れクロツク入力端３３に印加された信号に同期し
て導電体３のそれぞれに駆動信号として送出され
る。

第１の駆動回路５の出力２の端子数が小さいと
きには、第２の駆動回路６の出力３の端子数ｍの
数だけマルチプレクサを備えることも困難ではな
い。その場合駆動回路５及び６の内部にラツチ群
を含まずに構成できる。また駆動信号の電位レベ
ルも高低２値に限ることなく、例えば正弦波のよ
うに任意の電位レベルを含む駆動信号を用いるこ
とも可能となる。

第６図イ、第６図ロに本発明の表示装置をデイ
ジタル表示液晶時計に用いた場合の液晶表示板の
電極配置の一実施例を示す。第６図イは液晶表示
板の第一のガラスに施された透明電極のパタン
で、導電部７１―１，７１―２によつて第一の駆
動回路５の出力端と接続され、互に２／ｎをこえ
る一定割合の期間異る電圧レベルを持つ信号を供
給される。第６図ロは液晶表示板の第２のガラス
に施された透明電極のパタンで、導電部７２―
１，７２―２，７２―３等によつて第２の駆動回
路６の出力端と接続されている。数字は第７図で
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇに示した７セグメン
トで表示されるが、導電部７１―１はセグメント
ｂ，ｃに導電部７１―２はそれ以外のセグメント
に連結されている。導電部７２―１はセグメント
ａ，ｂに導電部７２―３はセグメントｃ，ｇに導
電部７２―２はセグメントｆに連結されている。
第１，第２のガラス板の間にネマテイツク液晶を
はさみ直交した２枚の偏光板の間に置き、いわゆ
るツイストネマテイツク液晶表示板を構成する。
今導電部７２―１に導電部７１―１とほぼ等しい
電圧を印加すると、セグメントａは発色しｂは発
色しない。導電部７２―１に導電部７１―２にほ
ぼ等しい電圧を印加するとセグメントｂは発色し
ａは発色しない。導電部７２―１に導電部７１―
１と７１―２の双方に対して２／ｎをこえる一定
割合の期間異る電圧レベルを持つ電圧を印加する
とセグメントabは同時に発色する。同様にして
導電部７２―３に印加する駆動信号を選ぶことに
よつてセグメントｃ，ｇのいずれか一方を発色さ
せ或いはｃ，ｇを同時に発色させることができ
る。導電部７２―２に導電部７１―２とほぼ等し
い電圧を印加すればセグメントｆは発色せず、導
電部７１―２と独立な電圧を印加するセグメント
ｆは発色する。このようにして数字の０から９ま
でを表示することができる。このようにすると、
従来のスタテイツク駆動方式に比べて１桁当り駆
動信号線が２本づつ少なくなるので、構成が簡単
になる上にマトリツクス駆動方式による場合のよ
うなクロストークの惧れは全くないので駆動電圧
を液晶の発色が十分に行なわれるよう選ぶことが
でき、電圧特性のなだらかな液晶でもはつきりし
た表示が得られる。この実施例では第２のガラス
上の配線をセグメントａとｂ、ｃとｇを結線する
ようにしたが、ｂとｇ，ｂとｄ，ｃとｄ，ｃとｅ
のように同時に消色する状態がないようなセグメ
ントを選んで結線することができる。

本発明の表示装置を用いると分と秒をそれぞれ
60個の点で、時を12個の点で表示する時計を簡単
に構成することができる。即ち合計132個の点を
３個の点を選択して表示できるように12×11のマ
トリツクスに構成し、12本を第１の駆動回路に、
11本を第２の駆動回路に接続する。第８図イ、第
８図ロにこの場合の液晶表示板の電極配置の実施
例の一部分を示す。第１行の電極８１と電極８５
によつて作られる６０個の点が秒を、電極８２と
電極８６によつて作られる60個の点が分を、電極
８３と電極８７に作られる12個の点が時を表示す
る。電極８５，８６，８７はそれぞれ12個に分割
され電導体８８により前記第１の駆動回路に接続
される。電極８１，８２はそれぞれ５分割され、
電極８３はそのまま導電体８４により第２の駆動
回路に接続される。導電体はわずか23本で時分秒
の任意の点を選択できることは明白である。選択
点では電圧が印加されないので発色せず非選択点
では発色する。もちろんツイストネマチツク液晶
の場合偏光板の向きをかえれば選択点のみ発色さ
せることができる。

第９図は本発明の表示装置を電子計算機の表示
に使用した場合の実施例で、計算結果をグラフに
表示するのに使用される。９１は２枚のガラス板
の間にネマチツク液晶をはさんだ液晶表示板で、
２枚の偏光板と裏面の反射板を備えている。グラ
フ表示部９２では一方のガラスに設けた縦に並ん
だ帯状の透明な導電体９３と他方のガラスに設け
た横に並んだ帯状の透明な導電体９４とが液晶物
質をはさんで対向している。導電体９４は前記第
１の駆動回路に接続されそれぞれに互に２／ｎを
こえる一定割合の期間異る電圧レベルを持つ駆動
信号が印加される。導電体９３は前記第２の駆動
回路に接続され、導電体９４の駆動信号のいずれ
とも２／ｎをこえる一定割合の期間異る電圧レベ
ルを持つ駆動信号又はいずれかの一つと同じ駆動
信号が与えられる。導電体９３に与える信号の種
類に応じて、一列の表示要素のうちどれか一つを
選択して表示を消した（又は発色させた）状態に
することができ、任意の一価関数のグラフを表示
することができる。もちろん縦の導電体９３を１
本おきに使つて二価の関数を表示したり、あるい
は１秒おきに違つたグラフを交互に表示するなど
の手段により二価以上の関数を表示することは容
易である。座標軸やグラフの目盛は表示板のガラ
スに印刷してもよいが、液晶表示そのものを利用
して時分割で表示することもできる。

本発明によれば、多数の表示要素をそなえた表
示パネルであつても少数の駆動信号で駆動できる
上に駆動電圧も一種類で済み、クロストークや過
渡応答の時間遅れなどのない、十分なコントラス
トのあるすぐれた表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するためのブロツ
ク図、第２図，第３図は駆動回路の具体的な一実
施例とその波形図、第４図，第５図は駆動回路の
他の実施例を示すブロツク図、第６図イ，ロは本
発明デイジタル表示液晶時計に用いた場合の電極
配置の一例、第７図はセグメントの配置の説明
図、第８図イ，ロは本発明を点表示液晶時計に用
いた場合の電極配置の一例を示す部分図、第９図
は本発明を電子計算機の表示に使用した一例を示
す正面図である。 １…表示パネル、２…第１のグループの導電
体、３…第２のグループの導電体、４…表示要
素、５…第１の駆動回路、６…第２の駆動回路、
７…表示情報発生源、８…クロツク発生装置、２
２…３１―ｍ、３２…ラツチ、２４…表示情報を
保持する信号源、５１…乱数発生源、６１…マル
チプレクサ、６２―ｎ…データ入力源、９２…グ
ラフ表示部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 表示信号を伝える二つのグループの導電体を
   グループの異なるもの同志を電気光学的物質を介
   してマトリツクス状に接続した電気光学的表示要
   素を有し、一方のグループに属するｎ個の導電体
   にはそのどの２つの導電体間にも２／ｎをこえる
   １定割合の期間異なる電圧レベルを持つた信号を
   与え、他のグループに属する導電体のそれぞれに
   は前記グループに属する導電体のいずれか一つに
   等しい信号を与えて一つの電気光学的表示要素を
   非選択状態とするか或いはいずれとも異なる信号
   を与えて全ての電気光学的表示要素を選択状態と
   するようにした電気光学表示装置。