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JPH061306B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

Info

Publication number
JPH061306B2
JPH061306B2 JP24143185A JP24143185A JPH061306B2 JP H061306 B2 JPH061306 B2 JP H061306B2 JP 24143185 A JP24143185 A JP 24143185A JP 24143185 A JP24143185 A JP 24143185A JP H061306 B2 JPH061306 B2 JP H061306B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
capacitor
transistor
crystal display
dummy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP24143185A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62102228A (en
Inventor
智宏 江崎
義注 太田
昭広 浅田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP24143185A priority Critical patent/JPH061306B2/en
Publication of JPS62102228A publication Critical patent/JPS62102228A/en
Publication of JPH061306B2 publication Critical patent/JPH061306B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は液晶表示装置に係り、特に液晶セルをメモリ素
子として利用するに好適な反転リフレツシユ機能をもつ
アクテイブマトリツクス形液晶表示装置に関する。 〔発明の背景〕 近年、大容量表示装置として、低消費電力,平面化,小
型化の点でアクテイブマトリツクス形液晶表示装置が注
目され、これに表示データ読み出し機能,表示データリ
フレツシユ機能を付加し、表示装置そのものをRAMと
して用いるものまで現われた。このような装置としては
例えば、特開昭59-24892号公報に記載されるものがあ
る。 しかしこの装置では液晶物質に対して直流電圧を印加す
るようになつている。 周知のように液晶物質は直流電界によつて電気分解を生
じ、液晶の寿命を著しく短かくする。したがつて先の装
置は寿命の点で実用上問題がある。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、データ読み出し、リフレツシユ機能を
もつアクテイブマトリツクス形液晶表示装置を長寿命化
することにある。 〔発明の概要〕 本発明は、データ読み出し、リフレツシユ機能をもつア
クテイブマトリツクス形液晶装置において、リフレツシ
ユ動作時に現在液晶表示画素に印加されている電圧を読
み出し、該電圧を反転増幅した後に再度画素に印加する
ことにより、液晶画素に印加される電圧を交番化するこ
とを特徴とする。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。本発
明の新規性は液晶画素のリフレツシユ動作にあり、通常
のデータ書込み,表示の動作は周知の液晶表示装置と同
一であるため説明を省く。 第1図において、1は表示電極により定義される表示画
素であり、これがマトリツクス状に配列されて表示部
(図示せず)を構成する。各表示画素1は、トランジス
タ/キャパシタアレイを構成する選択スイッチとしての
MOSトランジスタ2とキャパシタ3、および各キャパ
シタ3に接続される液晶素子4から構成され、それぞれ
がメモリセルとなつている。各行のMOSトランジスタ
2のゲートを共通に接続する走査電極lと各列のMOS
トランジスタのドレインを共通に接続する信号電極mが
各交点において絶縁分離され直交配列されている。 各信号電極mはリフレツシユ回路5に接続されている。 リフレツシユ回路5は、2入力をもつ第1,第2のコン
パレータ6,7と第1,第2のダミーセル8,9と第
1,第2のプリチャージ電圧発生回路10,11とコンパレ
ータの出力により制御され、所定の電圧を発生する3値
変換出力回路12および各信号の流れを選択制御するM
OSトランジスタからなる。 第1のコンパレータ6の1入力には、ダミー線naを接続
し、このダミー線naにMOSトランジスタ13とキャパシ
タ14による第1のダーミセル8を接続している。第2の
コンパレータ7の1入力にも、同様にダミー線nbを接続
し、このダミー線nbにMOSトランジスタ15とキャパ
シタ16による第2のダミーセル9を接続している。各列
のダミーセルのMOSトランジスタのゲートは共通に制
御線bに接続されている。10は第1のダミーセル8に第
1の基準電圧を書き込むための第1のプリチヤージ電圧
発生器であり、11は第2のダミーセル9に第2の基準
電圧を書き込むための第2のプリチヤージ電圧発生器で
ある。 ダミー線naの浮遊容量C'A1は走査信号線mの浮遊容量CA
とほぼ等しくなるように設定しておく。ダミー線nbの浮
遊容量C'A2も同様に浮遊容量CAとほぼ等しくなるように
設定しておく。 リフレツシユ動作は、読み出した情報を新たに書き込め
ば良いのだが“1”レベルでキャパシタ3に電荷が蓄え
られていてもMOSトランジスタ2のリーク等のため時
間とともに電圧は減少してしまう。したがつて、読み出
した電圧が最初に書き込んだ電圧より減少していても、
新たに書き込む場合には、当初の電圧を書き込むように
しなければ十分に表示動作あるいは情報蓄積動作が行な
えなくなる。 また液晶素子4は直流電界を印加しつづけると寿命が短
かくなる欠点がある。本発明は、リフレツシユ動作時に
キャパシタ3に印加される電圧を3種すなわち“1”,
“0”,“−1”レベルとすることにある。これによ
り、液晶素子4に印加される電界も、液晶素子4の共通
電極をある電位にしておけば、リフレツシユ動作毎に交
番する交流電界を印加でき、液晶素子4の長寿命化がは
かれる。 次に第1図に示した実施例のリフレツシユ動作を第2図
に示すタイミングチヤートに従い説明する。 まず、第1のプリチヤージ電圧発生器10により第1のダ
ミーセル8のキャパシタ14をレベル“1”の中間電位に
充電する。同様に第2のプリチヤージ電圧発生器11によ
り、第2のダミーセル9のキヤパシタ16をレベル“−
1”の中間電位に充電する。 リフレツシユ動作の最初の時刻t1において、制御線aが
Hレベルになり、予め、Hレベルであつた制御線cと合
わせてスイツチング素子17,18,19が閉じられ、走査信
号線mとダミーセル8及び9に接続されたダミー線na
nbとが電気的に接続され、上記の走査信号線mと2つの
ダミー線na,nbは等電位になる。時刻t2においてスイツ
チング素子17,18は開かれ、走査信号線mと2つのダミ
ー線na,nbは電気的に切り離される。さらに時刻t3にお
いて、表示画素1内のMOSトランジスタ2及びダミー
セル8,9内のスイツチング素子13,15のゲートに接続
された走査電極l1とbがHレベルとなり、それぞれM
OSトランジスタ2,及びスイツチング素子13,15が閉
じられ、キヤパシーター14及び16にプリチヤージされ
た電位が各々ダミー線na及びnb,浮遊容量C′A1とキヤ
パシター14,浮遊容量C′A2とキヤパシター16とで分圧
される。同様に走査信号線mについても同様にキヤパシ
ター3に充電されていた電位は、キヤパシター3と、浮
遊容量CAとで分圧される。 次に、走査信号線mに表われた電圧を値によつて、第
1,第2のコンパレータ6及び7の出力は、次の3通り
に場合分けされる。第3図にそれを示す。 すなわち第1の場合キヤパシタ3が論理レベル“1”の
電位に充電されていれば走査信号線mには正の電位が表
われ、第1とコンパレータ6における入力信号線e,f
の電圧の大小関係はe>fとなり、出力gはHレベル,
第2のコンパレータ7における入力信号線h,iの電圧
の大小関係はh≦iとなり出力jはLレベルとなる。同
様にして第2の場合、キヤパシタ3が論理レベル“0”
の電位にあれば、第1のコンパレータ6の出力gはL,
第2のコンパレータ7の出力jはLとなる。さらに第3
の場合、キヤパシタ3が論理レベル“−1”の電位にあ
れば、第1のコンパレータ6の出力gはLレベル,第2
のコンパレータ7の出力jはHレベルとなる。 次に、これら第1,第2のコンパレータの出力を入力と
する3値変換出力回路12は、上記第1と場合において
は、論理レベル“−1”,第2の場合においては、論理
レベル“0”,第3の場合においては、論理レベル“1
“を出力すると回路である。この3値変換出力回路12の
出力は、第2図のタイミングチヤートで、時刻t5におい
て、スイッチング素子19が開き、スイッチング素子20が
閉じるため、走査信号電極mと電気的に接続される。従
つてMOSトランジスタ2が閉じて時刻t6までの間、キ
ヤパシター3には、3値変換出力回路12の出力電位でも
つて充電動作が行なわれ、再書き込み、すなわちリフレ
ツシユ動作が行なわれる。 以上で1回のリフレツシユ動作が完了したが次のサイク
ルでは走査電極l2で選択される画素についてリフレツ
シユ動作が行われる。このようにして、次々と画素が選
択され、リフレツシユ動作が行わる。 上記に述べた、1回のリフレツシユ動作が完了すると、
キヤパシター3に充電された電位は論理レベル“0”の
場合を除き、正負が反転している。従つて、本実施例に
おいては、リフレツシユ動作時に、液晶画素に印加され
る電界を反転するために、表示画素内の記憶能力を維持
しつつ、表示画素の長寿命化が計れる。 〔発明の効果〕 本発明によれば、リフレツシユ動作により液晶画素に印
加される電界を交番化できるため、装置の長寿命化がは
かれる効果がある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix type liquid crystal display device having an inversion refresh function suitable for using a liquid crystal cell as a memory element. BACKGROUND OF THE INVENTION In recent years, an active matrix type liquid crystal display device has been attracting attention as a large capacity display device in terms of low power consumption, flatness and miniaturization, and a display data reading function and a display data refresh function are added to it. However, some even use the display device itself as a RAM. An example of such an apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-24892. However, in this device, a DC voltage is applied to the liquid crystal substance. As is well known, the liquid crystal substance is electrolyzed by a direct current electric field, which significantly shortens the life of the liquid crystal. Therefore, the above device has a practical problem in terms of life. [Object of the Invention] An object of the present invention is to prolong the life of an active matrix type liquid crystal display device having a data reading and refreshing function. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, in an active matrix type liquid crystal device having a data reading and refresh function, reads the voltage currently applied to the liquid crystal display pixel at the time of the refresh operation, and after inverting and amplifying the voltage, the pixel is read again. It is characterized in that the voltage applied to the liquid crystal pixels is made alternating by applying the voltage. [Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The novelty of the present invention lies in the refresh operation of the liquid crystal pixel, and the normal data writing and displaying operations are the same as those of the known liquid crystal display device, and therefore the description thereof is omitted. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a display pixel defined by a display electrode, which is arranged in a matrix and constitutes a display section (not shown). Each display pixel 1 is composed of a MOS transistor 2 as a selection switch forming a transistor / capacitor array, a capacitor 3, and a liquid crystal element 4 connected to each capacitor 3, and each is a memory cell. A scan electrode 1 for commonly connecting the gates of the MOS transistors 2 in each row and a MOS in each column
The signal electrodes m commonly connecting the drains of the transistors are insulated and orthogonally arranged at each intersection. Each signal electrode m is connected to the refresh circuit 5. The refresh circuit 5 has two inputs, first and second comparators 6 and 7, first and second dummy cells 8 and 9, first and second precharge voltage generation circuits 10 and 11, and comparator outputs. A three-value conversion output circuit 12 that is controlled to generate a predetermined voltage and M that selectively controls the flow of each signal.
It consists of an OS transistor. The first input of the first comparator 6 connects the dummy line n a, connects the first Damiseru 8 by MOS transistor 13 and the capacitor 14 to the dummy line n a. Similarly, the dummy line n b is connected to the 1 input of the second comparator 7, and the second dummy cell 9 including the MOS transistor 15 and the capacitor 16 is connected to the dummy line n b . The gates of the MOS transistors of the dummy cells in each column are commonly connected to the control line b. Reference numeral 10 is a first precharge voltage generator for writing the first reference voltage in the first dummy cell 8, and 11 is a second precharge voltage generation for writing the second reference voltage in the second dummy cell 9. It is a vessel. Stray capacitance C A of the stray capacitance C 'A1 dummy line n a scanning signal line m
Set to be almost equal to. Similarly, the stray capacitance C ′ A2 of the dummy line n b is set to be substantially equal to the stray capacitance C A. For the refresh operation, it is sufficient to newly write the read information, but even if the charge is stored in the capacitor 3 at the "1" level, the voltage decreases with time due to leakage of the MOS transistor 2 or the like. Therefore, even if the read voltage is lower than the first written voltage,
When newly writing, unless the initial voltage is written, the display operation or the information storage operation cannot be performed sufficiently. Further, the liquid crystal element 4 has a defect that the life is shortened by continuously applying a DC electric field. The present invention provides three types of voltage applied to the capacitor 3 during the refresh operation, that is, "1",
The level is set to "0" or "-1". As a result, if the electric field applied to the liquid crystal element 4 is set to a certain potential in the common electrode of the liquid crystal element 4, an alternating AC electric field can be applied every refresh operation, and the life of the liquid crystal element 4 can be extended. Next, the refresh operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described according to the timing chart shown in FIG. First, the first precharge voltage generator 10 charges the capacitor 14 of the first dummy cell 8 to an intermediate potential of level "1". Similarly, the second precharge voltage generator 11 causes the capacitor 16 of the second dummy cell 9 to change to the level "-".
It is charged to an intermediate potential of 1 ". At the first time t 1 of the refresh operation, the control line a becomes H level, and the switching elements 17, 18, 19 are closed together with the control line c which was previously at H level. And the dummy line n a connected to the scanning signal line m and the dummy cells 8 and 9,
n b is electrically connected to each other, and the scanning signal line m and the two dummy lines n a and n b have the same potential. At time t 2 , the switching elements 17 and 18 are opened, and the scanning signal line m and the two dummy lines n a and n b are electrically disconnected. In still a time t 3, the scanning electrodes l 1 and b connected to the gate of the MOS transistor 2 and switching-element 13, 15 in the dummy cell 8,9 of the display pixel 1 becomes H level, respectively M
The OS transistor 2 and the switching elements 13 and 15 are closed, and the potentials precharged by the capacitors 14 and 16 are dummy lines n a and n b , the stray capacitance C ′ A1 and the capacitor 14, the stray capacitance C ′ A2 and the capacitor 16 respectively. Is divided by and. Similarly, also for the scanning signal line m, the potential charged in the capacitor 3 is divided by the capacitor 3 and the stray capacitance C A. Next, the outputs of the first and second comparators 6 and 7 are classified into the following three cases depending on the value of the voltage appearing on the scanning signal line m. It is shown in FIG. That is, in the first case, if the capacitor 3 is charged to the potential of the logic level "1", a positive potential appears on the scanning signal line m, and the input signal lines e and f in the first and comparator 6 are shown.
The voltage magnitude relationship is e> f, the output g is at H level,
The magnitude relation between the voltages of the input signal lines h and i in the second comparator 7 is h ≦ i, and the output j becomes L level. Similarly, in the second case, the capacitor 3 has the logical level "0".
If it is at the potential of, the output g of the first comparator 6 is L,
The output j of the second comparator 7 becomes L. Furthermore the third
In this case, if the capacitor 3 is at the potential of the logic level "-1", the output g of the first comparator 6 is the L level, the second
The output j of the comparator 7 becomes H level. Next, the ternary conversion output circuit 12 that receives the outputs of these first and second comparators has a logic level "-1" in the first and second cases and a logic level "1" in the second case. 0 ", in the third case, logic level" 1 "
The output of the three-value conversion output circuit 12 is the timing chart of FIG. 2 and the switching element 19 opens and the switching element 20 closes at the time t 5 , so that the scanning signal electrode m is output. Therefore, until the time t 6 after the MOS transistor 2 is closed, the capacitor 3 is charged with the output potential of the ternary conversion output circuit 12, and rewriting, that is, refresh operation is performed. As described above, one refresh operation is completed, but in the next cycle, the refresh operation is performed for the pixels selected by the scan electrode l 2. In this way, pixels are selected one after another and the refresh operation is performed. When one refresh operation described above is completed,
The potential charged in the capacitor 3 is positive and negative, except for the case of the logic level "0". Therefore, in this embodiment, since the electric field applied to the liquid crystal pixel is reversed during the refresh operation, the storage capacity in the display pixel can be maintained and the life of the display pixel can be extended. [Effects of the Invention] According to the present invention, the electric field applied to the liquid crystal pixels can be alternated by the refreshing operation, so that the life of the device can be extended.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図のタイミングチヤート、第3図は第1図における3値
変換出力回路の入出力関係を示す説明図である。 5…リフレツシユ回路 6,7…コンパレータ 8,9…ダミーセル 10,11…プリチヤージ回路 12…3値変換出力回路 13,15,17,18,19,20…スイッチング素子 3,14,16…キヤパシター CA,C′A1,C′A2…浮遊容量
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a timing chart, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing the input / output relation of the ternary conversion output circuit in FIG. 5 ... Refresh circuit 6, 7 ... Comparator 8, 9 ... Dummy cell 10, 11 ... Precharge circuit 12 ... Tri-level conversion output circuit 13, 15, 17, 18, 19, 20 ... Switching element 3, 14, 16 ... Capacitor C A , C'A1 , C'A2 ... stray capacitance

Claims (1)

【特許請求の範囲】 液晶素子とトランジスタ/キャパシタアレイから成るメ
モリセルを画素に対応させてマトリクス状に配置して成
る液晶表示装置において、 前記トランジスタ/キャパシタアレイの各列毎に、トラ
ンジスタとキャパシタからなる第1、第2の各ダミーセ
ルと、 この各ダミーセル中のキャパシタと前記トランジスタ/
キャパシタアレイ中の選択された行のキャパシタの電荷
量を読み出して比較する第1、第2の各コンパレータ
と、 前記第1、第2の各コンパレータの出力値に応じて前記
選択されたキャパシタの電荷の極性を反転、またはゼロ
にする3値変換出力回路と、 前記3値変換出力回路の出力電圧を前記選択された行の
キャパシタに印加する再書き込みを行う複数のスイッチ
ング素子とを具備し、 反転リフレッシュ可能なメモリ表示機能を持たせたこと
を特徴とする液晶表示装置。
Claim: What is claimed is: 1. A liquid crystal display device comprising memory cells each comprising a liquid crystal element and a transistor / capacitor array arranged in a matrix corresponding to pixels, wherein a transistor and a capacitor are provided for each column of the transistor / capacitor array. Each of the first and second dummy cells, the capacitor in each dummy cell and the transistor /
First and second comparators for reading out and comparing the charge amounts of the capacitors of the selected row in the capacitor array, and charges of the selected capacitors according to the output values of the first and second comparators. A three-value conversion output circuit for inverting or reversing the polarity of the three-value conversion output circuit, and a plurality of switching elements for performing rewriting for applying the output voltage of the three-value conversion output circuit to the capacitors of the selected row, A liquid crystal display device having a refreshable memory display function.
JP24143185A 1985-10-30 1985-10-30 Liquid crystal display Expired - Lifetime JPH061306B2 (en)

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JPS62102228A JPS62102228A (en) 1987-05-12
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