JP2760785B2 - マトリクス画像表示装置 - Google Patents
マトリクス画像表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はマトリクス的に配置した液晶等の表示要素を
画素として有するマトリクス画像表示装置の出力電圧ば
らつき低減手段に関する。 〔従来の技術〕 マトリクス画像表示装置において、１行の画素全てを
同時に駆動するいわゆる線順次走査を行う場合、テレビ
画像信号をサンプリングした後画素を駆動するまでの間
ホールドしておくためのサンプルホールド回路が必要と
なる。このようなサンプルホールド回路を用いて表示パ
ルスの画素を駆動する方法が、テレビジョン学会技術報
告第６巻（IPD75−６）（昭和58年）第29頁から第34頁
において論じられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、水平有効表示期間においてテレビ画
像信号をサンプリングするサンプルホールド回路のサン
プリング直前のホールド電圧は以前の水平有効表示期間
にサンプリングしたテレビ画像信号の電圧となっている
ので、その電圧が異なると同じ信号電圧をサンプリング
した場合でも以後ホールドする電圧が異なってばらつき
が生じてしまう問題があった。 本発明の目的は、サンプルホールド回路が水平有効表
示期間にサンプリングしたテレビ画像信号のサンプリン
グ直後のホールド電圧のばらつきを小さくおさえたマト
リクス画像表示装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、極性が反転した後の画像信号の水平帰線
期間内で第１のサンプリング動作を行った後に、その水
平帰線期間に隣接する水平有効表示期間内で第２のサン
プリング動作を行うように、マトリクス画像表示装置に
おけるサンプルホールド回路を構成することにより達成
される。 〔作用〕 水平有効表示期間に画像信号をサンプリングする各サ
ンプルホールド回路がその水平有効表示期間の直前の水
平帰線期間内の例えば黒レベルの信号電圧をサンプリン
グする。それによって画像信号をサンプリングする直前
のサンプルホールド回路のホールド容量の電圧は常にほ
ぼ黒レベルの電圧となる。黒レベルの電圧をサンプリン
グしない場合には水平有効表示期間において同じ画像信
号をサンプリングしても、ホールドしていた電圧がさま
ざまなので、以後のホールド電圧にばらつきが生じるの
に対し、黒レベルの電圧をサンプリングしておくとホー
ルド電圧が一定であるためばらつきが小さくなる。また
水平走査周期毎に極性反転させたテレビ画像信号を用い
る場合は、水平走査周期毎にテレビ画像信号のサンプリ
ングを行うサンプルホールド回路に、テレビ画像信号を
サンプリングする水平有効表示期間の直前の水平帰線期
間において同じ極性の黒レベルの電圧をあらかじめ同時
にサンプリングさせることで、逆極性のテレビ画像信号
をサンプリングした後、次の水平有効表示期間のテレビ
画像信号をサンプリングする場合に比べ、ホールド容量
の電圧の変化を小さくできるので、印加電圧に対するホ
ールド電圧の誤差を所定の誤差内におさめるために必要
な時間を短くすることができる。または、同一の書き込
み所要時間ではMOSトランジスタ等で構成されるサンプ
ルホールド回路のアナログスイッチのインピーダンスを
上げることができるので、その占有面積を小さくするこ
とができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を図を用いて説明する。以降の説明
ではマトリクス的に配置されたスイッチング素子と液晶
等から成る画素を有する表示パネルを用いたアクティブ
マトリクス方式画像表示装置用駆動回路について述べる
が、その他のマトリクス画像表示装置用駆動回路におい
ても同様な効果を得ることができる。 本発明の一実施例によるアクティブマトリクス方式画
像表示装置用駆動回路を第１図に示す。尚、以降の説明
では表示要素として液晶を用いた例を示すが、他のもの
を用いた場合も動作は同様である。１は水平走査用シフ
トレジスタ、２はオア（OR）回路、３はレベルシフタ、
４は例えばMOSトランジスタ等で構成されるアナログス
イッチ、5,7はホールド容量、６は出力を高インピーダ
ンス状態にすることができる制御端子OEを備えたバッフ
ァアンプ、８は垂直走査用シフトレジスタ、９は列信号
電極、10は行走査電極、11はMOSトランジスタ、12は液
晶セル、13は液晶パネル、破線枠SR部分は、全出力段を
同時に選択状態にできるシフトレジスタ部分である。 以下、第１図の実施例を第２図に示した動作波形例を
用いて説明する。 第１図において水平走査用シフトレジスタ１には、テ
レビ画像信号Ｖ1の水平同期信号に同期し、液晶パネル1
3の水平方向の画素数に相当するクロックパルスφHと、
水平同期信号を遅延して得られる走査開始信号ＤHが印
加される。シフトレジスタの各段の出力Ｑκ（κ＝1,2,
3…）はリセット信号RSと共にオア（OR）回路に印加さ
れ、テレビ画像信号ＶIの水平走査周期中の水平有効表
示期間及び水平帰線期間に各々１回ずつ選択する信号Ｐ
κを形成しレベルシフタ３でアナログスイッチ４を駆動
できる電圧レベルに変換している。アナログスイッチ４
はホールド容量５と共にサンプルホールド回路を形成し
ており、全てのサンプルホールド回路はテレビ画像信号
ＶIの水平帰線期間中にリセット信号RSに応じたタイミ
ングで水平走査周期毎に極性反転したテレビ画像信号Ｖ
Iのほぼ中間の電圧、例えば黒レベルに相当する電圧を
サンプリングする。続く水平有効表示期間にそれぞれサ
ンプルホールド回路は液晶パネル13の画素配置に応じた
タイミングでテレビ画像信号ＶIをサンプリングし、ホ
ールド容量５はそれぞれ駆動を担当する列信号電極９に
見合う信号電圧をホールドする。このホールドした信号
電圧を出力制御付バッファアンプ６に入力し、水平帰線
期間中の出力制御信号OEが“H"レベルになっている期間
に、出力制御付バッファアンプ６を動作させ列信号電極
９を駆動する。 一方、垂直走査用シフトレジスタ８には水平走査周期
のクロックパルスφV（水平走査開始信号とほぼ同一、
もしくはやや位相の進んだパルス）と垂直同期信号を遅
延させて得られる垂直走査開始信号ＤVを印加し、テレ
ビの水平走査線に相当する行走査電極10にゲートが接続
されているMOSトランジスタ11をオンさせて列信号電極
９に与えられた信号電圧を液晶セル12に書き込み画像を
表示するものである。尚、液晶自体やMOSトランジスタ1
1のオフ時のリークが無視できない場合、各画素の液晶
駆動電極に信号保持容量を付加すれば良い。 また、全ての液晶セルの片方の電極は共通に接続さ
れ、液晶を交流駆動するために信号電圧のほぼ中点電位
が与えられる。 第２図において、液晶を交流駆動するためテレビ画像
信号ＶIは水平走査周期毎に極性反転した交流信号とし
ている。サンプルホールド回路がテレビ画像信号ＶIを
サンプリングする水平有効表示期間直前のテレビ画像信
号ＶIが黒レベルの期間に“H"レベルのリセット信号RS
が入力されるとすべてのオア回路２の出力Ｐκが“H"レ
ベルになり、全てのアナログスイッチ４がオン状態とな
る。これによって、全てのホールド容量５には、テレビ
画像信号ＶIの黒レベルの電圧が書き込まれる。続く水
平有効表示期間が始まる直前に“L"レベルのリセット信
号が入力されると水平走査用シフトレジスタ１の全ての
出力Ｑκは“L"レベルになっているので、全てのオア回
路２の出力Ｐκが“L"レベルとなり全てのアナログスイ
ッチ４がオフ状態になってサンプリング、すなわちリセ
ット動作が終了する。続く水平有効表示期間になると、
それぞれのサンプルホールド回路は水平走査用シフトレ
ジスタ１の各段の出力Ｑκによってテレビ画像信号を順
次サンプリングする。次の水平走査周期の水平帰線期間
内の出力制御信号OEが“H"になっている期間にバッファ
アンプ６が、サンプリングした画像信号電圧で列信号電
極９を駆動する。続いて出力制御信号OEが“L"レベルに
なるとバッファアンプ６の出力が高インピーダンス状態
になり、バッファアンプ６が次に出力状態になるまでの
間、列信号電極９に加えられた信号電圧は列信号電極９
に接続されたホールド容量７によってホールドされる。
尚、列信号電極９のリークが少なければ、その浮遊容量
をホールド容量７として代用できる。ホールド容量７が
ホールドしている信号電圧は垂直走査用シフトレジスタ
８の出力によって選択した行走査電極10にゲートが接続
されているMOSトランジスタ11を通して、次にバッファ
アンプ６が出力状態になるまでの間に液晶セル12に書き
込まれる。同時に、各サンプルホールド回路はリセット
動作した後、テレビ画像信号ＶIをサンプリングする。
以後は同様にしてテレビ画像信号ＶIのサンプリングと
書き込み動作を繰り返す。 このように、水平走査周期毎に極性反転する交流化テ
レビ画像信号ＶIの黒レベルに相当する電圧を全てのサ
ンプルホールド回路がサンプリングした後に、水平有効
表示期間内でテレビ画像信号ＶIをサンプリングするの
で１つ前の水平有効表示期間にサンプリングした信号電
圧の影響を受けることなくサンプリングを行うことがで
き、ホールド容量５がホールドする電圧のばらつきを小
さくすることができる。また、黒レベルをサンプリング
した後黒レベルと同じ極性のテレビ画像信号ＶIをサン
プリングするので、逆極性のテレビ画像信号ＶIをサン
プリングする場合に比べてサンプリング時のホールド容
量５のホールド電圧の変化を小さくすることができるた
め、ホールド電圧の印加電圧に対する誤差を所定の誤差
以内におさめるために必要な時間を短くすることができ
る利点がある。または、同一の書き込み所要時間ではMO
Sトランジスタ等で構成されるアナログスイッチ４のイ
ンピーダンスが大きくなっても許容できるので、その占
有面積を小さくできる効果がある。 本発明の他の一実施例を第３図に示す。第３図は第１
図の破線で囲まれた全出力段を同時に選択状態にできる
シフトレジスタ部分の他の構成例である。 14は例えばMOSトランジスタ等で構成されるアナログ
スイッチ、15はアナログスイッチがオフの時にオフにな
る直前の信号電圧をホールドするホールド容量であり、
寄生容量で代用しても良い。16はノンインバーティング
バッファであり、例えばインバータを２個縦続接続した
ものである。17,21はインバータ、18,19,20はオア回
路、22,23はナンド（NAND）回路、24はナンド回路22及
び23によって構成されるRSフリップフロップである。 以下、第３図の実施例を第４図に示した動作波形例を
用いて説明する。（第３図にはテレビ画像信号ＶIを印
加する部分は示していないが、第４図には動作の説明の
ためにテレビ画像信号ＶIの波形を示してある。）ダイ
ナミック型シフトレジスタの出力Ｐκにより制御される
サンプルホールド回路は、水平有効表示期間中にテレビ
画像信号ＶIをサンプリングする。この水平有効表示期
間直前のテレビ画像信号の黒レベル期間にリセット信号
RSが“H"レベルになると、RSフリップフロップ24の出力
（ナンド23の出力）RS−０は“H"レベルとなり、従って
オア回路18及び19を通したアナログスイッチ14の制御電
圧は、“H"レベルとなるので全てのアナログスイッチ14
がオン状態となる。同時に、“H"レベルとなったリセッ
ト信号RSがオア回路20を通してダイナミック形シフトレ
ジスタの初段入力端子に入力される。前述の如く全ての
アナログスイッチ14はオン状態となっているので、ダイ
ナミック形シフトレジスタの全ての出力段には初段入力
の“H"レベルが伝えられ、従ってリセット信号RSが“H"
レベルとなっている期間にダイナミック型シフトレジス
タの出力Ｐκにより制御される全てのサンプルホールド
回路にテレビ画像信号ＶIの黒レベルをサンプリングさ
せることができる。リセット信号RSが“L"レベルになる
と、ダイナミック形シフトレジスタの初段入力端子には
“L"レベルの信号電圧が印加される。この時、ダイナミ
ック形シフトレジスタの最終段は“H"レベルであるた
め、RSフリップフロップ24の出力RS−０は“H"レベルの
ままであり、全てのアナログスイッチ14はオン状態とな
っている。従って初段入力の“L"レベルが最終段まで伝
達される。最終段が“L"レベルになると、RSフリップフ
ロップ24の出力RS−０が“L"レベルになるため、アナロ
グスイッチ14の制御電圧が“L"レベルとなり全てのアナ
ログスイッチ14がオフ状態となる。続く水平有効表示期
間になるとダイナミック型シフトレジスタの出力Ｐκに
より制御されるそれぞれのサンプルホールド回路は新た
にテレビ画像信号ＶIのサンプリングを開始する。 第３図の実施例を用いることにより第１図の実施例と
同様の効果を上げることができる。 本発明の他の一実施例を第５図に示し、その動作波形
例を第６図に示す。 第５図の実施例は例えばNTSC方式テレビ画像表示を考
慮し、垂直方向画素数が480程度の液晶パネルを駆動す
るものである。25はアンド（AND）回路、26はシフトマ
トリクス、27はボルテージフォロワである。第１図の実
施例と大きく異なるのは１列信号電極駆動回路につきサ
ンプルホールド回路を４系統もち、それぞれのサンプル
ホールド回路は２水平走査周期毎にテレビ画像信号ＶI
のサンプリングを行い、ホールドした信号電圧を水平走
査周期の半分の周期毎に順次切り換えて出力する点と、
垂直走査用のシフトレジスタ８′の段数が第１図のシフ
トレジスタ８の２倍あり、水平走査周波数の２倍の周波
数のクロックパルスφVを印加する点である。 lcl＝3j−2;j＝1,2,3…）列目の列信号電極９−ｌの
駆動回路を取り上げ、第５図の実施例の動作を第６図の
波形を用いて説明する。ｌ＋1,l＋２列目の列信号電極
９−ｌ＋1,9−ｌ＋２の駆動回路については、以下の説
明において（Red,Gre,Blu,R,G,B）をそれぞれ（Gre,Bl
u,Red,G,B,R）と（Blu,Red.Gre,B,R,G）に置き換えれば
同様な動作になるので説明は省略する。 ここでアナログスイッチ4Al,4Bl,4Cl,4Dlと各ホール
ド容量５からなるサンプルホールド回路をそれぞれS/H
−A,S/H−B,S/H−C,S/H−Ｄと呼ぶことにし、そのサン
プリング動作期間を“W"、選択スイッチＳAl,SBl,SCl,S
Dｌがそれぞれ選択されてホールドされた信号電圧がバ
ッファアンプ６に送られ、列信号電極９−ｌを駆動する
出力期間を“R"という記号をつけて示している。尚、サ
ンプリング期間“W"の後に続く（ ）内には、各サンプ
ルホールド回路にサンプリングされる３原色信号Red
（赤）,Gre（緑）,Blu（青）及びRS（黒レベルの電圧）
の種類を示しており、また、出力期間“R"の後に続く
（ ）内には、駆動する画素が表示する色Ｒ（赤）,G
（緑）,B（青）とその画素の属する行走査電極の番号を
示す添字が記入されている。 第１フィールドの第１水平走査周期において、信号Ｈ
1は“H"レベル、信号Ｈ2は“L"レベル、該水平走査周期
の水平帰線期間においてリセット信号RSは“H"レベルで
ある。この水平帰線期間中はリセット信号RS及び信号Ｈ
1が入力端子に接続されているアンド回路25の出力が
“H"レベルになる。これによりアナログスイッチ４Aｌ
及び４Bｌがオン状態になる。従って、S/H−Ａ及びＢ
は、例えば黒レベル画像信号のサンプリングすなわちリ
セット動作を行う。これにより全てのS/H−Ａ及びＢの
ホールド容量５の水平有効表示期間の直前のホールド電
圧は黒レベルの電圧となる。 一方、３原色画像信号Red,Gre,Bluを入力とするシフ
トマトリクス回路26は第１水平周期においてはＸR,XG,X
Bの各信号線にそれぞれRed,Gre,Bluの信号を出力してお
り、水平有効表示期間中にS/H−１及びＢがそれぞれRe
d,Bluをサンプリングする。この時ｌの番号が小さいサ
ンプルホールド回路は水平有効表示期間の始め付近でサ
ンプリングし、ｌの番号が大きいサンプルホールド回路
は水平有効表示期間の終り付近でサンプリングすること
になる。このことは第２水平走査周期以降の水平有効表
示期間中の動作でも同様である。 続く第２水平走査周期の前半において第１行走査電極
10−１が選択されると同時に、S/H−Ａから第１行目の
画素に見合う信号Ｒ1が列信号電極９−ｌに加えられ
る。第２水平走査周期の後半では第２行走査電極10−２
が選択されると同時に、S/H−Ｂから第２行目の画素に
見合う信号Ｂ2が列信号電極９−ｌに加えられる。同時
に第２水平走査周期の水平帰線期間にはリセット信号RS
と信号Ｈ2が“H"レベルとなっており、S/H−Ｃ及びＤが
黒レベル画像信号のサンプリング、すなわちリセット動
作を行う。これによって全てのS/H−Ｃ及びＤのホール
ド容量５の水平有効表示期間の直前のホールド電圧は黒
レベルの電圧となっている。一方、第２水平走査周期に
おいてはシフトマトリクス回路26はＸR,XG,XBの各信号
線にそれぞれGre,Blu,Redの信号を出力しその水平有効
表示期間中にS/H−Ｃ及びＤがそれぞれGre,Bluをサンプ
リングする。 第３水平走査周期の前半において、第３行走査電極10
−３が選択されると同時にS/H−Ｃから第３行目の画素
に見合う信号Ｇ3が列信号電極９−ｌに加えられる。後
半では第４行走査電極10−４が選択されると同時に、S/
H−Ｄから第４行目の画素に見合う信号Ｒ4が列信号電極
９−ｌに加えられる。また第３水平走査周期は第１水平
走査周期と同様にS/H−Ａ及びＢが水平帰線期間でリセ
ット動作した後、シフトマトリクス回路26はＸR,XG,XB
の各信号線にそれぞれBlu,Red,Greの信号を出力してい
るので、その水平有効表示期間中にS/H−Ａ及びＢがそ
れぞれBlu,Greをサンプリングする。 以下同様な動作を繰り返し、垂直方向の画素数が例え
ば480画素の場合、240の水平走査周期中に３原色画像信
号をサンプリングし、第241水平走査周期までの間に全
ての画素を１回ずつ選択駆動することになる。 テレビ画像信号として例えばインタレース方式NTSC画
像信号を扱うものとすると、１フィールドは262.5水平
走査周期から構成される。従って、第263水平走査周期
の画像信号による表示は、第１水平走査周期の画像信号
による表示よりも上に位置し、第264水平走査周期の画
像信号による表示は第１水平走査周期の画像信号による
表示よりも下に位置するはずである。この関係を考慮
し、第２フィールドでは第263水平走査周期の画像信号
で第１行の画素のみを駆動し、第264水平走査周期の画
像信号で第２行と第３行の画素を駆動している。従っ
て、第263水平走査周期中にS/H−Ａが画像信号Greをサ
ンプリングして得た信号は画素に印加されないことにな
る。これを第６図ではＲ（Ｘ）と表示している。 このようにして、第1,第２フィールドを通して、第50
4水平走査周期までの間に全ての画素を２回選択駆動す
ることになる。従って、第１フィールドに例えば正極性
の画像信号を与え、第２フィールドに負極性の画素信号
を与えておくことにより、液晶セル12の駆動電圧は２フ
ィールド周期すなわちフレーム周期（30Hz）で交流駆動
されることになる。 以上で説明したように、第５図の実施例において各サ
ンプルホールド回路が水平有効表示期間中にサンプリン
グを開始する直前のホールド容量５のホールド電圧は常
に黒レベルの電圧になっているので、２水平走査周期前
にサンプリングした信号電圧に依存せずホールド容量５
のホールド電圧のばらつきを小さくすることができる。
また、第５図のSRという記号で示した破線枠内の回路を
第３図に示した回路に置き換えても同様の効果を上げる
ことができる。尚、第６図に示したリセット信号RSは水
平帰線期間にわたって“H"レベルになっているが、水平
有効表示期間の直前の、テレビ画像信号ＶIが黒レベル
となっている期間に“H"レベルとなっているようなより
幅の狭いリセット信号を用いてもさしつかえない。この
信号をRS′という記号で第６図に示す。 〔発明の効果〕 以上で説明したように本発明によれば、各サンプルホ
ールド回路は水平有効表示期間にテレビ画像信号をサン
プリングする前に常に同じ一定電圧、例えば黒レベルの
電圧をサンプリングしているので以前にサンプリングし
たテレビ画像信号の信号電圧に影響されることなくサン
プリングすることができ、サンプルホールド回路によっ
てホールドする信号電圧のばらつきを小さくすることが
できる。また液晶に印加される交流化テレビ画像信号と
して水平走査周期毎に極性反転している信号を用い、各
サンプルホールド回路に水平走査周期毎にサンプリング
させる場合は、テレビ画像信号のサンプリングを開始す
る直前の各サンプルホールド回路がホールドしている電
圧は常に交流化テレビ画像信号振幅のほぼ中央の電圧と
しておけばサンプリング時のホールド容量の最大変化電
圧が、交流化テレビ画像信号振幅のほぼ半分と小さくで
きるので、画像信号印加電圧に対してホールド電圧を所
定の誤差内におさめるための書き込み時間をほぼ半減で
きる。または同一の書き込み所要時間ではサンプルホー
ルド回路に用いるアナログスイッチのインピーダンスを
上げることができるため、このアナログスイッチの占有
面積を小さくすることができる。
画素として有するマトリクス画像表示装置の出力電圧ば
らつき低減手段に関する。 〔従来の技術〕 マトリクス画像表示装置において、１行の画素全てを
同時に駆動するいわゆる線順次走査を行う場合、テレビ
画像信号をサンプリングした後画素を駆動するまでの間
ホールドしておくためのサンプルホールド回路が必要と
なる。このようなサンプルホールド回路を用いて表示パ
ルスの画素を駆動する方法が、テレビジョン学会技術報
告第６巻（IPD75−６）（昭和58年）第29頁から第34頁
において論じられている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、水平有効表示期間においてテレビ画
像信号をサンプリングするサンプルホールド回路のサン
プリング直前のホールド電圧は以前の水平有効表示期間
にサンプリングしたテレビ画像信号の電圧となっている
ので、その電圧が異なると同じ信号電圧をサンプリング
した場合でも以後ホールドする電圧が異なってばらつき
が生じてしまう問題があった。 本発明の目的は、サンプルホールド回路が水平有効表
示期間にサンプリングしたテレビ画像信号のサンプリン
グ直後のホールド電圧のばらつきを小さくおさえたマト
リクス画像表示装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、極性が反転した後の画像信号の水平帰線
期間内で第１のサンプリング動作を行った後に、その水
平帰線期間に隣接する水平有効表示期間内で第２のサン
プリング動作を行うように、マトリクス画像表示装置に
おけるサンプルホールド回路を構成することにより達成
される。 〔作用〕 水平有効表示期間に画像信号をサンプリングする各サ
ンプルホールド回路がその水平有効表示期間の直前の水
平帰線期間内の例えば黒レベルの信号電圧をサンプリン
グする。それによって画像信号をサンプリングする直前
のサンプルホールド回路のホールド容量の電圧は常にほ
ぼ黒レベルの電圧となる。黒レベルの電圧をサンプリン
グしない場合には水平有効表示期間において同じ画像信
号をサンプリングしても、ホールドしていた電圧がさま
ざまなので、以後のホールド電圧にばらつきが生じるの
に対し、黒レベルの電圧をサンプリングしておくとホー
ルド電圧が一定であるためばらつきが小さくなる。また
水平走査周期毎に極性反転させたテレビ画像信号を用い
る場合は、水平走査周期毎にテレビ画像信号のサンプリ
ングを行うサンプルホールド回路に、テレビ画像信号を
サンプリングする水平有効表示期間の直前の水平帰線期
間において同じ極性の黒レベルの電圧をあらかじめ同時
にサンプリングさせることで、逆極性のテレビ画像信号
をサンプリングした後、次の水平有効表示期間のテレビ
画像信号をサンプリングする場合に比べ、ホールド容量
の電圧の変化を小さくできるので、印加電圧に対するホ
ールド電圧の誤差を所定の誤差内におさめるために必要
な時間を短くすることができる。または、同一の書き込
み所要時間ではMOSトランジスタ等で構成されるサンプ
ルホールド回路のアナログスイッチのインピーダンスを
上げることができるので、その占有面積を小さくするこ
とができる。 〔実施例〕 本発明の一実施例を図を用いて説明する。以降の説明
ではマトリクス的に配置されたスイッチング素子と液晶
等から成る画素を有する表示パネルを用いたアクティブ
マトリクス方式画像表示装置用駆動回路について述べる
が、その他のマトリクス画像表示装置用駆動回路におい
ても同様な効果を得ることができる。 本発明の一実施例によるアクティブマトリクス方式画
像表示装置用駆動回路を第１図に示す。尚、以降の説明
では表示要素として液晶を用いた例を示すが、他のもの
を用いた場合も動作は同様である。１は水平走査用シフ
トレジスタ、２はオア（OR）回路、３はレベルシフタ、
４は例えばMOSトランジスタ等で構成されるアナログス
イッチ、5,7はホールド容量、６は出力を高インピーダ
ンス状態にすることができる制御端子OEを備えたバッフ
ァアンプ、８は垂直走査用シフトレジスタ、９は列信号
電極、10は行走査電極、11はMOSトランジスタ、12は液
晶セル、13は液晶パネル、破線枠SR部分は、全出力段を
同時に選択状態にできるシフトレジスタ部分である。 以下、第１図の実施例を第２図に示した動作波形例を
用いて説明する。 第１図において水平走査用シフトレジスタ１には、テ
レビ画像信号Ｖ1の水平同期信号に同期し、液晶パネル1
3の水平方向の画素数に相当するクロックパルスφHと、
水平同期信号を遅延して得られる走査開始信号ＤHが印
加される。シフトレジスタの各段の出力Ｑκ（κ＝1,2,
3…）はリセット信号RSと共にオア（OR）回路に印加さ
れ、テレビ画像信号ＶIの水平走査周期中の水平有効表
示期間及び水平帰線期間に各々１回ずつ選択する信号Ｐ
κを形成しレベルシフタ３でアナログスイッチ４を駆動
できる電圧レベルに変換している。アナログスイッチ４
はホールド容量５と共にサンプルホールド回路を形成し
ており、全てのサンプルホールド回路はテレビ画像信号
ＶIの水平帰線期間中にリセット信号RSに応じたタイミ
ングで水平走査周期毎に極性反転したテレビ画像信号Ｖ
Iのほぼ中間の電圧、例えば黒レベルに相当する電圧を
サンプリングする。続く水平有効表示期間にそれぞれサ
ンプルホールド回路は液晶パネル13の画素配置に応じた
タイミングでテレビ画像信号ＶIをサンプリングし、ホ
ールド容量５はそれぞれ駆動を担当する列信号電極９に
見合う信号電圧をホールドする。このホールドした信号
電圧を出力制御付バッファアンプ６に入力し、水平帰線
期間中の出力制御信号OEが“H"レベルになっている期間
に、出力制御付バッファアンプ６を動作させ列信号電極
９を駆動する。 一方、垂直走査用シフトレジスタ８には水平走査周期
のクロックパルスφV（水平走査開始信号とほぼ同一、
もしくはやや位相の進んだパルス）と垂直同期信号を遅
延させて得られる垂直走査開始信号ＤVを印加し、テレ
ビの水平走査線に相当する行走査電極10にゲートが接続
されているMOSトランジスタ11をオンさせて列信号電極
９に与えられた信号電圧を液晶セル12に書き込み画像を
表示するものである。尚、液晶自体やMOSトランジスタ1
1のオフ時のリークが無視できない場合、各画素の液晶
駆動電極に信号保持容量を付加すれば良い。 また、全ての液晶セルの片方の電極は共通に接続さ
れ、液晶を交流駆動するために信号電圧のほぼ中点電位
が与えられる。 第２図において、液晶を交流駆動するためテレビ画像
信号ＶIは水平走査周期毎に極性反転した交流信号とし
ている。サンプルホールド回路がテレビ画像信号ＶIを
サンプリングする水平有効表示期間直前のテレビ画像信
号ＶIが黒レベルの期間に“H"レベルのリセット信号RS
が入力されるとすべてのオア回路２の出力Ｐκが“H"レ
ベルになり、全てのアナログスイッチ４がオン状態とな
る。これによって、全てのホールド容量５には、テレビ
画像信号ＶIの黒レベルの電圧が書き込まれる。続く水
平有効表示期間が始まる直前に“L"レベルのリセット信
号が入力されると水平走査用シフトレジスタ１の全ての
出力Ｑκは“L"レベルになっているので、全てのオア回
路２の出力Ｐκが“L"レベルとなり全てのアナログスイ
ッチ４がオフ状態になってサンプリング、すなわちリセ
ット動作が終了する。続く水平有効表示期間になると、
それぞれのサンプルホールド回路は水平走査用シフトレ
ジスタ１の各段の出力Ｑκによってテレビ画像信号を順
次サンプリングする。次の水平走査周期の水平帰線期間
内の出力制御信号OEが“H"になっている期間にバッファ
アンプ６が、サンプリングした画像信号電圧で列信号電
極９を駆動する。続いて出力制御信号OEが“L"レベルに
なるとバッファアンプ６の出力が高インピーダンス状態
になり、バッファアンプ６が次に出力状態になるまでの
間、列信号電極９に加えられた信号電圧は列信号電極９
に接続されたホールド容量７によってホールドされる。
尚、列信号電極９のリークが少なければ、その浮遊容量
をホールド容量７として代用できる。ホールド容量７が
ホールドしている信号電圧は垂直走査用シフトレジスタ
８の出力によって選択した行走査電極10にゲートが接続
されているMOSトランジスタ11を通して、次にバッファ
アンプ６が出力状態になるまでの間に液晶セル12に書き
込まれる。同時に、各サンプルホールド回路はリセット
動作した後、テレビ画像信号ＶIをサンプリングする。
以後は同様にしてテレビ画像信号ＶIのサンプリングと
書き込み動作を繰り返す。 このように、水平走査周期毎に極性反転する交流化テ
レビ画像信号ＶIの黒レベルに相当する電圧を全てのサ
ンプルホールド回路がサンプリングした後に、水平有効
表示期間内でテレビ画像信号ＶIをサンプリングするの
で１つ前の水平有効表示期間にサンプリングした信号電
圧の影響を受けることなくサンプリングを行うことがで
き、ホールド容量５がホールドする電圧のばらつきを小
さくすることができる。また、黒レベルをサンプリング
した後黒レベルと同じ極性のテレビ画像信号ＶIをサン
プリングするので、逆極性のテレビ画像信号ＶIをサン
プリングする場合に比べてサンプリング時のホールド容
量５のホールド電圧の変化を小さくすることができるた
め、ホールド電圧の印加電圧に対する誤差を所定の誤差
以内におさめるために必要な時間を短くすることができ
る利点がある。または、同一の書き込み所要時間ではMO
Sトランジスタ等で構成されるアナログスイッチ４のイ
ンピーダンスが大きくなっても許容できるので、その占
有面積を小さくできる効果がある。 本発明の他の一実施例を第３図に示す。第３図は第１
図の破線で囲まれた全出力段を同時に選択状態にできる
シフトレジスタ部分の他の構成例である。 14は例えばMOSトランジスタ等で構成されるアナログ
スイッチ、15はアナログスイッチがオフの時にオフにな
る直前の信号電圧をホールドするホールド容量であり、
寄生容量で代用しても良い。16はノンインバーティング
バッファであり、例えばインバータを２個縦続接続した
ものである。17,21はインバータ、18,19,20はオア回
路、22,23はナンド（NAND）回路、24はナンド回路22及
び23によって構成されるRSフリップフロップである。 以下、第３図の実施例を第４図に示した動作波形例を
用いて説明する。（第３図にはテレビ画像信号ＶIを印
加する部分は示していないが、第４図には動作の説明の
ためにテレビ画像信号ＶIの波形を示してある。）ダイ
ナミック型シフトレジスタの出力Ｐκにより制御される
サンプルホールド回路は、水平有効表示期間中にテレビ
画像信号ＶIをサンプリングする。この水平有効表示期
間直前のテレビ画像信号の黒レベル期間にリセット信号
RSが“H"レベルになると、RSフリップフロップ24の出力
（ナンド23の出力）RS−０は“H"レベルとなり、従って
オア回路18及び19を通したアナログスイッチ14の制御電
圧は、“H"レベルとなるので全てのアナログスイッチ14
がオン状態となる。同時に、“H"レベルとなったリセッ
ト信号RSがオア回路20を通してダイナミック形シフトレ
ジスタの初段入力端子に入力される。前述の如く全ての
アナログスイッチ14はオン状態となっているので、ダイ
ナミック形シフトレジスタの全ての出力段には初段入力
の“H"レベルが伝えられ、従ってリセット信号RSが“H"
レベルとなっている期間にダイナミック型シフトレジス
タの出力Ｐκにより制御される全てのサンプルホールド
回路にテレビ画像信号ＶIの黒レベルをサンプリングさ
せることができる。リセット信号RSが“L"レベルになる
と、ダイナミック形シフトレジスタの初段入力端子には
“L"レベルの信号電圧が印加される。この時、ダイナミ
ック形シフトレジスタの最終段は“H"レベルであるた
め、RSフリップフロップ24の出力RS−０は“H"レベルの
ままであり、全てのアナログスイッチ14はオン状態とな
っている。従って初段入力の“L"レベルが最終段まで伝
達される。最終段が“L"レベルになると、RSフリップフ
ロップ24の出力RS−０が“L"レベルになるため、アナロ
グスイッチ14の制御電圧が“L"レベルとなり全てのアナ
ログスイッチ14がオフ状態となる。続く水平有効表示期
間になるとダイナミック型シフトレジスタの出力Ｐκに
より制御されるそれぞれのサンプルホールド回路は新た
にテレビ画像信号ＶIのサンプリングを開始する。 第３図の実施例を用いることにより第１図の実施例と
同様の効果を上げることができる。 本発明の他の一実施例を第５図に示し、その動作波形
例を第６図に示す。 第５図の実施例は例えばNTSC方式テレビ画像表示を考
慮し、垂直方向画素数が480程度の液晶パネルを駆動す
るものである。25はアンド（AND）回路、26はシフトマ
トリクス、27はボルテージフォロワである。第１図の実
施例と大きく異なるのは１列信号電極駆動回路につきサ
ンプルホールド回路を４系統もち、それぞれのサンプル
ホールド回路は２水平走査周期毎にテレビ画像信号ＶI
のサンプリングを行い、ホールドした信号電圧を水平走
査周期の半分の周期毎に順次切り換えて出力する点と、
垂直走査用のシフトレジスタ８′の段数が第１図のシフ
トレジスタ８の２倍あり、水平走査周波数の２倍の周波
数のクロックパルスφVを印加する点である。 lcl＝3j−2;j＝1,2,3…）列目の列信号電極９−ｌの
駆動回路を取り上げ、第５図の実施例の動作を第６図の
波形を用いて説明する。ｌ＋1,l＋２列目の列信号電極
９−ｌ＋1,9−ｌ＋２の駆動回路については、以下の説
明において（Red,Gre,Blu,R,G,B）をそれぞれ（Gre,Bl
u,Red,G,B,R）と（Blu,Red.Gre,B,R,G）に置き換えれば
同様な動作になるので説明は省略する。 ここでアナログスイッチ4Al,4Bl,4Cl,4Dlと各ホール
ド容量５からなるサンプルホールド回路をそれぞれS/H
−A,S/H−B,S/H−C,S/H−Ｄと呼ぶことにし、そのサン
プリング動作期間を“W"、選択スイッチＳAl,SBl,SCl,S
Dｌがそれぞれ選択されてホールドされた信号電圧がバ
ッファアンプ６に送られ、列信号電極９−ｌを駆動する
出力期間を“R"という記号をつけて示している。尚、サ
ンプリング期間“W"の後に続く（ ）内には、各サンプ
ルホールド回路にサンプリングされる３原色信号Red
（赤）,Gre（緑）,Blu（青）及びRS（黒レベルの電圧）
の種類を示しており、また、出力期間“R"の後に続く
（ ）内には、駆動する画素が表示する色Ｒ（赤）,G
（緑）,B（青）とその画素の属する行走査電極の番号を
示す添字が記入されている。 第１フィールドの第１水平走査周期において、信号Ｈ
1は“H"レベル、信号Ｈ2は“L"レベル、該水平走査周期
の水平帰線期間においてリセット信号RSは“H"レベルで
ある。この水平帰線期間中はリセット信号RS及び信号Ｈ
1が入力端子に接続されているアンド回路25の出力が
“H"レベルになる。これによりアナログスイッチ４Aｌ
及び４Bｌがオン状態になる。従って、S/H−Ａ及びＢ
は、例えば黒レベル画像信号のサンプリングすなわちリ
セット動作を行う。これにより全てのS/H−Ａ及びＢの
ホールド容量５の水平有効表示期間の直前のホールド電
圧は黒レベルの電圧となる。 一方、３原色画像信号Red,Gre,Bluを入力とするシフ
トマトリクス回路26は第１水平周期においてはＸR,XG,X
Bの各信号線にそれぞれRed,Gre,Bluの信号を出力してお
り、水平有効表示期間中にS/H−１及びＢがそれぞれRe
d,Bluをサンプリングする。この時ｌの番号が小さいサ
ンプルホールド回路は水平有効表示期間の始め付近でサ
ンプリングし、ｌの番号が大きいサンプルホールド回路
は水平有効表示期間の終り付近でサンプリングすること
になる。このことは第２水平走査周期以降の水平有効表
示期間中の動作でも同様である。 続く第２水平走査周期の前半において第１行走査電極
10−１が選択されると同時に、S/H−Ａから第１行目の
画素に見合う信号Ｒ1が列信号電極９−ｌに加えられ
る。第２水平走査周期の後半では第２行走査電極10−２
が選択されると同時に、S/H−Ｂから第２行目の画素に
見合う信号Ｂ2が列信号電極９−ｌに加えられる。同時
に第２水平走査周期の水平帰線期間にはリセット信号RS
と信号Ｈ2が“H"レベルとなっており、S/H−Ｃ及びＤが
黒レベル画像信号のサンプリング、すなわちリセット動
作を行う。これによって全てのS/H−Ｃ及びＤのホール
ド容量５の水平有効表示期間の直前のホールド電圧は黒
レベルの電圧となっている。一方、第２水平走査周期に
おいてはシフトマトリクス回路26はＸR,XG,XBの各信号
線にそれぞれGre,Blu,Redの信号を出力しその水平有効
表示期間中にS/H−Ｃ及びＤがそれぞれGre,Bluをサンプ
リングする。 第３水平走査周期の前半において、第３行走査電極10
−３が選択されると同時にS/H−Ｃから第３行目の画素
に見合う信号Ｇ3が列信号電極９−ｌに加えられる。後
半では第４行走査電極10−４が選択されると同時に、S/
H−Ｄから第４行目の画素に見合う信号Ｒ4が列信号電極
９−ｌに加えられる。また第３水平走査周期は第１水平
走査周期と同様にS/H−Ａ及びＢが水平帰線期間でリセ
ット動作した後、シフトマトリクス回路26はＸR,XG,XB
の各信号線にそれぞれBlu,Red,Greの信号を出力してい
るので、その水平有効表示期間中にS/H−Ａ及びＢがそ
れぞれBlu,Greをサンプリングする。 以下同様な動作を繰り返し、垂直方向の画素数が例え
ば480画素の場合、240の水平走査周期中に３原色画像信
号をサンプリングし、第241水平走査周期までの間に全
ての画素を１回ずつ選択駆動することになる。 テレビ画像信号として例えばインタレース方式NTSC画
像信号を扱うものとすると、１フィールドは262.5水平
走査周期から構成される。従って、第263水平走査周期
の画像信号による表示は、第１水平走査周期の画像信号
による表示よりも上に位置し、第264水平走査周期の画
像信号による表示は第１水平走査周期の画像信号による
表示よりも下に位置するはずである。この関係を考慮
し、第２フィールドでは第263水平走査周期の画像信号
で第１行の画素のみを駆動し、第264水平走査周期の画
像信号で第２行と第３行の画素を駆動している。従っ
て、第263水平走査周期中にS/H−Ａが画像信号Greをサ
ンプリングして得た信号は画素に印加されないことにな
る。これを第６図ではＲ（Ｘ）と表示している。 このようにして、第1,第２フィールドを通して、第50
4水平走査周期までの間に全ての画素を２回選択駆動す
ることになる。従って、第１フィールドに例えば正極性
の画像信号を与え、第２フィールドに負極性の画素信号
を与えておくことにより、液晶セル12の駆動電圧は２フ
ィールド周期すなわちフレーム周期（30Hz）で交流駆動
されることになる。 以上で説明したように、第５図の実施例において各サ
ンプルホールド回路が水平有効表示期間中にサンプリン
グを開始する直前のホールド容量５のホールド電圧は常
に黒レベルの電圧になっているので、２水平走査周期前
にサンプリングした信号電圧に依存せずホールド容量５
のホールド電圧のばらつきを小さくすることができる。
また、第５図のSRという記号で示した破線枠内の回路を
第３図に示した回路に置き換えても同様の効果を上げる
ことができる。尚、第６図に示したリセット信号RSは水
平帰線期間にわたって“H"レベルになっているが、水平
有効表示期間の直前の、テレビ画像信号ＶIが黒レベル
となっている期間に“H"レベルとなっているようなより
幅の狭いリセット信号を用いてもさしつかえない。この
信号をRS′という記号で第６図に示す。 〔発明の効果〕 以上で説明したように本発明によれば、各サンプルホ
ールド回路は水平有効表示期間にテレビ画像信号をサン
プリングする前に常に同じ一定電圧、例えば黒レベルの
電圧をサンプリングしているので以前にサンプリングし
たテレビ画像信号の信号電圧に影響されることなくサン
プリングすることができ、サンプルホールド回路によっ
てホールドする信号電圧のばらつきを小さくすることが
できる。また液晶に印加される交流化テレビ画像信号と
して水平走査周期毎に極性反転している信号を用い、各
サンプルホールド回路に水平走査周期毎にサンプリング
させる場合は、テレビ画像信号のサンプリングを開始す
る直前の各サンプルホールド回路がホールドしている電
圧は常に交流化テレビ画像信号振幅のほぼ中央の電圧と
しておけばサンプリング時のホールド容量の最大変化電
圧が、交流化テレビ画像信号振幅のほぼ半分と小さくで
きるので、画像信号印加電圧に対してホールド電圧を所
定の誤差内におさめるための書き込み時間をほぼ半減で
きる。または同一の書き込み所要時間ではサンプルホー
ルド回路に用いるアナログスイッチのインピーダンスを
上げることができるため、このアナログスイッチの占有
面積を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるアクティブマトリクス方式画像表
示装置用駆動回路の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の実施例の動作波形図、第３図は本発明の一実施例
による水平走査用シフトレジスタを示す回路図、第４図
は第３図の回路例の動作波形図、第５図は本発明による
アクティブマトリクス方式画像表示装置用駆動回路の他
の一実施例を示す構成図、第６図は第５図の実施例の動
作波形図である。 １……水平走査用シフトレジスタ ２……オア回路、３……レベルシフタ ４……アナログスイッチ、5,7……ホールド容量 ６……出力制御付バッファアンプ ８……垂直走査用シフトレジスタ ９……列信号電極、10……行走査電極 13……液晶パネル 24……RSフリップフロップ
示装置用駆動回路の一実施例を示す構成図、第２図は第
１図の実施例の動作波形図、第３図は本発明の一実施例
による水平走査用シフトレジスタを示す回路図、第４図
は第３図の回路例の動作波形図、第５図は本発明による
アクティブマトリクス方式画像表示装置用駆動回路の他
の一実施例を示す構成図、第６図は第５図の実施例の動
作波形図である。 １……水平走査用シフトレジスタ ２……オア回路、３……レベルシフタ ４……アナログスイッチ、5,7……ホールド容量 ６……出力制御付バッファアンプ ８……垂直走査用シフトレジスタ ９……列信号電極、10……行走査電極 13……液晶パネル 24……RSフリップフロップ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 甲 展明
横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社
日立製作所家電研究所内
(72)発明者 和田 実
茂原市早野3681番地 日立デバイスエン
ジニアリング株式会社内
(56)参考文献 特開 昭61−117599（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−87230（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−153388（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−116393（ＪＰ，Ａ)
実開 昭59−134972（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．マトリクス状に配置されて画面を構成する複数の画
素に対応して設けられ、水平走査周期に同期して極性が
反転する画像信号をサンプリングしてホールドするサン
プルホールド手段を備えたマトリクス画像表示装置にお
いて、 前記サンプルホールド手段は、極性が反転した直後の前
記画像信号の水平帰線期間における黒レベル信号をサン
プリングした後に、その水平帰線期間の直後の水平有効
表示期間の画像信号をサンプリングするように構成され
ていることを特徴とするマトリクス画像表示装置。 ２．マトリクス状に配置されて画面を構成する複数の画
素に対応して設けられ、水平走査周期に同期して極性が
反転する画像信号をサンプリングしてホールドするサン
プルホールド手段と、該サンプルホールド手段にサンプ
リング動作を行わせるためのパルス信号を出力するシフ
トレジスタとを備え、 前記サンプルホールド手段は、サンプリングする前記画
像信号と同一極性の信号電圧を、その画像信号の水平帰
線期間内でサンプリングしてリセット動作を行うように
構成され、 前記シフトレジスタは、前記サンプルホールド手段が前
記リセット動作を行った後の水平有効表示期間に、前記
パルス信号を出力するように構成されていることを特徴
とするマトリクス画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051952A JP2760785B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | マトリクス画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051952A JP2760785B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | マトリクス画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63219280A JPS63219280A (ja) | 1988-09-12 |
| JP2760785B2 true JP2760785B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=12901211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051952A Expired - Lifetime JP2760785B2 (ja) | 1987-03-09 | 1987-03-09 | マトリクス画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2760785B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04208994A (ja) * | 1990-12-05 | 1992-07-30 | Sharp Corp | 液晶表示装置の駆動回路 |
| JP2003323160A (ja) | 2002-04-30 | 2003-11-14 | Sony Corp | 液晶表示装置およびその駆動方法、ならびに携帯端末 |
| JP2005300701A (ja) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Sony Corp | 表示装置及びその駆動方法 |
| JP2006047750A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | ▲ぎょく▼瀚科技股▲ふん▼有限公司 | 駆動回路の駆動方法 |
| JP5250493B2 (ja) | 2008-07-16 | 2013-07-31 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 発光装置 |
| JP2015079173A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | セイコーエプソン株式会社 | 電気光学装置、電気光学装置の駆動方法及び電子機器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS61117599A (ja) * | 1984-11-13 | 1986-06-04 | キヤノン株式会社 | 映像表示装置のスイツチングパルス |
-
1987
- 1987-03-09 JP JP62051952A patent/JP2760785B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63219280A (ja) | 1988-09-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |