JP3589391B2 - Matrix type display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オーディオビジュアル機器、オフィスオートメーション機器、ゲーム機器等に広範に使用されるマトリクス型表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、マトリクス型表示装置は、表示部、電圧生成回路、行電極駆動回路及び列電極駆動回路を備えている。表示部は各々平行に配設された複数の行電極と列電極とを有し、両電極の交差部に形成される画素で表示を行うように構成されている。電圧生成回路は、行電極を駆動するための行電圧、及び列電極を駆動するための列電圧を生成する回路である。そして、行電極駆動回路は行電極に行電圧を印加するための回路であり、列電極駆動回路は列電極に列電圧を印加するための回路である。
【0003】
マトリクス型表示装置の代表的なものとしては、単純マトリクス型液晶表示装置が挙げられる。この単純マトリクス型液晶表示装置における表示部は、行電極を有する行電極基板と列電極を有する列電極基板とで液晶を挟持する構造の液晶パネルである。そして、この液晶パネルに行電圧及び列電圧を印加して液晶の光学特性を変化させることにより表示が行われる。ここでは、画素に印加される実効電圧が低い場合に非点灯状態、高い場合に点灯状態となるノーマリブラック方式について考慮することにする。
【0004】
この単純マトリクス型液晶表示装置においては、通常、電圧平均化法や複数行同時選択駆動法等を用いて行電極及び列電極を駆動する。電圧平均化法は、例えば、「液晶の最新技術」p.106、工業調査会出版に開示されている。また、複数行同時選択駆動法は、例えば、T.N.Ruckmongathan,Conf.Record of 1988 International Display Research Conference,p.80(1988)、T.J.Scheffer and B.Clifton,1992 SID Digest of Technical Papers XXIII,p228(1992)、S Ihara et al.,1992 SID Digest of Technical Papers XXIII,p232(1992)に開示されている。
【0005】
この電圧平均化法及び複数行同時選択駆動法は、以下のような基本原理に基づいている。すなわち、行電圧波形は単位行列やウォルシュ行列等の直交行列で表され、列電圧波形は表示情報を上記直交行列で直交変換して得られる。そして、表示パネル上ではこの列電圧波形が表示情報に逆変換されることで表示が行われる。この基本原理によれば、直交行列の行列要素が0に相当する非選択行の各画素では表示情報によらない一定の実効電圧が印加され、非選択行以外の選択行の画素には表示情報に基づいた実効電圧が印加される。
【0006】
しかし、実際の単純マトリクス型液晶表示装置では、行電極駆動回路及び列電極駆動回路における出力インピーダンス、行電極及び列電極の電極抵抗、液晶等の負荷容量に起因して、行電圧波形及び列電圧波形の変化点において、行電圧波形及び列電圧波形に鈍りや誘導による歪みが生じる。このため、各画素に印加される実効電圧は上記基本原理から外れ、この実効電圧の外れが表示むらとして認識される。
【0007】
この表示むらのうち、ここでは列電圧波形の変化によって行電圧波形に誘導される歪みが原因で発生する表示むらについて説明する。
【0008】
各列電極に印加される列電圧波形は、その列電極の表示情報に応じて変化する。各行電極は画素容量を介して全ての列電極と容量結合しているため、列電圧波形が変化すると行電圧波形に誘導による歪みが発生する。ここで、行電極の電極抵抗を無視すると、行電圧波形における誘導による歪み量は、各列電極に印加される列電圧波形の変化の総和と、その行電極と各列電極との間で形成される画素容量の総和とに比例すると考えられる。例えば、全ての列電圧波形が変化しない場合や、半数の列電圧波形が正方向にある一定電圧だけ変化して、残りの半数の列電圧波形が負方向に同電圧分変化する場合には、誘導による歪みが発生しない。一方、全ての列電圧波形が1方向に最大電圧幅変化した場合には、誘導による歪みが最大になる。
【0009】
各行電極に印加される行電圧レベルは、駆動に用いる直交関数によって異なり、各列電極に印加される列電圧レベルは表示情報に応じて異なる。このため、誘導による歪みが行電圧と列電圧との差で表される画素への印加電圧に及ぼす影響は様々である。よって、各画素への印加電圧がばらついて表示むらが発生してしまう。
【0010】
この表示むらを解消するための方法として、特開平5−34660号公報や特願平10−40777号には、補正容量素子を用いる方法が提案されている。これらの従来法を以下に説明する。
【0011】
特開平5−34660号公報では、列電極駆動手段から列電極に印加される電位レベルは2値であり、その2値の列電圧間のある固定電圧、例えば非選択電圧を補償電極に印加する方法を用いている。そして、補償電極からの電流により、行電圧の変動を抑制している。この方法では、補償電極に2値の列電圧間の固定電圧を印加しているため、表示情報に応じた補償ができない上、十分な補償効果を得るためには表示領域相当の補償電極面積を必要とする。
【0012】
特願平10−40777号では、列電極駆動手段から列電極に印加される電位レベルは第1の電位レベルと第2の電位レベルの2値であり、2つの電位レベルの出力数に応じて、補償電極に逆極性の電圧を印加する方法を用いている。この方法では、各列電極に印加される列電圧波形の変化の総和が行電圧波形に誘導する歪みを、補償電極に印加される補償電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みで打ち消している。従って、特開平5−34660号公報の方法では不可能であった、表示情報に応じた補償が可能となる。
【0013】
ここで、補償電圧として第1の電位レベルと第2の電位レベルを用いて行電圧波形に誘導される歪みを打ち消すためには、行電極と補償電極の間に形成される容量を、行電極と各列電極の間に形成される画素容量の総和に相当する量にする必要がある。従って、補償効果を得るために表示領域相当の補償電極面積が必要となり、現実的ではない。このため、特願平10−40777号の方法では、補償電圧の振幅を第1の電圧レベルや第2の電圧レベルよりも大きくすることで補償電極面積の低減を図っており、特開平5−34660号公報の方法のように表示領域相当の補償電極面積を必要としない。
【0014】
従って、特願平10−40777号の方法によれば、列電極駆動手段から列電極に印加される電位レベルが2値である液晶表示装置において、表示情報に応じて、表示領域相当の補償電極面積を必要とせずに、表示むらを解消することができる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上記特願平10−40777号の方法では、列電極に印加される第1の電位レベルと第2の電位レベルの個数に応じて補償電極に電圧を出力している。具体的には、点灯表示データの個数または非点灯表示データの個数を計数し、この計数結果をオフセットした後、電圧に変換して補償電極に出力している。
【0016】
この方法は、列電極に印加される電位レベルを2値に限定しており、列電極に印加される電位レベル数が3値以上である複数行同時選択駆動法には適用できない。
【0017】
さらに、上記方法では、点灯表示データの個数または非点灯表示データの個数を計数するためのカウンタや、この計数結果を電圧に変換するためのデジタル/アナログコンバータが必要となり、回路の増大を招く。
【0018】
本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、列電圧波形の変化により行電圧波形に誘導される歪みが原因で発生する表示むらを、小さい回路規模で解消し、さらに、複数行同時選択駆動法も適用可能なマトリクス型表示装置を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
本発明のマトリクス型表示装置は、互いに平行な複数の行電極が設けられた行電極基板と、互いに平行な複数の列電極が設けられた列電極基板とが、前記各行電極と各列電極とが交差するように対向配置され、前記行電極基板と前記列電極基板との間に、液晶材料の電気光学特性を利用して表示が行われる表示媒体が挟持され、両電極の交差部にマトリクス状の画素が形成されており、前記各行電極には表示のために行電極を選択する行電圧が印加され、前記各列電極には選択された行電極上の前記各画素の表示情報に応じた列電圧が印加され、前記各画素では印加される行電圧と列電圧の差に基づいて表示が行われるマトリクス型表示装置において、前記行電極基板には、前記各行電極と平行であって前記各列電極と前記表示媒体を介して交差した検出電極が設けられており、該検出電極は、前記表示媒体の容量変化によって前記各列電極に印加される列電圧の波形変化を検出するようになっており、前記列電極基板には、前記各列電極と平行であって前記各行電極と前記表示媒体を介して交差するように補償電極が設けられ、該補償電極に、前記検出電極によって検出された列電圧の波形変化量に応じた補償電圧が印加され、前記行電圧は、表示のために選択される行電極に印加される選択電圧と、表示のために選択されない行電極に印加される非選択電圧とからなり、前記検出電極に非選択電圧レベルの電圧が印加され、前記検出された列電圧波形の変化量が所望の時定数を有する歪み波形に整形されて反転増幅され、非選択電圧レベルに重畳されて非選択電圧として前記行電極に印加されることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【0023】
本発明のマトリクス型表示装置は、前記補償電圧が、検出された列電圧の波形変化と逆方向に変化され、該補償電圧の変化量が、列電圧の波形変化の変化量の増加と共に増加される構成としてもよい。
【0024】
本発明のマトリクス型表示装置は、検出された列電圧波形の変化量が演算増幅器またはトランジスタによって反転増幅され、補償電圧として前記補償電極に印加される構成としてもよい。
【0026】
前記補償電極は、前記行電極との交差部を、該行電極と前記列電極との交差部よりも行電極駆動回路から遠い側に配されている構成としてもよい。
【0027】
本発明のマトリクス型表示装置は、前記補償電極が、前記画素の周囲を囲んで設けられ、画素以外の部分からの光を遮断している構成としてもよい。
【0028】
本発明のマトリクス型表示装置は、前記行電極のうち、表示のために同時に選択される行電極が2本以上であり、列電圧レベルが3値以上である構成としてもよい。
【0029】
以下、本発明の作用について説明する。
【0030】
本発明にあっては、行電極基板または列電極基板に設けられた補償電極に、列電圧の波形変化量に応じた補償電圧が印加されるので、列電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みを、補償電圧波形の変化が補償電極と行電極との間の容量を介して行電圧波形に誘導する歪みによって打ち消すことができる。
【0031】
さらに、列電圧波形の変化が容量を介して検出されるので、列電極に印加される電位レベル数が3値以上の複数行同時選択駆動法にも適用可能であり、点灯表示データの個数や非点灯表示データの個数を計数するためのカウンタが不要で簡素な回路構成とすることができる。
【0032】
行電極基板に検出電極を設けることにより、新たに容量素子を設けることなく、行電極基板と列電極基板との間に挟持された表示媒体の容量を介して列電圧の波形変化を容易に検出することができ、簡素な回路構成で表示むらを解消可能である。
【0033】
列電圧波形の変化が行電極基板と列電極基板間の容量を介して行電圧波形に誘導する歪みの大きさは、両基板間の容量の大きさに依存する。例えば、代表的なマトリクス型表示装置であるマトリクス型液晶表示装置では、行電極基板と列電極基板間の液晶の容量は温度等により変化する。従って、行電極基板に設けられた検出電極を用いて両基板間に挟持された液晶の容量を介して列電圧の波形変化を検出することにより、検出された列電圧波形の変化量は、液晶の容量値に依存した行電圧波形の歪み量に応じたものとなる。よって、液晶容量に応じた補償電圧を補償電極に印加することが可能となる。
【0034】
上記検出電極に非選択電圧レベルの電圧を印加することにより、検出電極と列電極の間の液晶層に直流電圧が印加されるのを避けることができる。よって、直流電圧の印加による液晶分子の分解や検出電極上が点灯することによる表示への悪影響が生じない。
【0035】
補償電圧を、検出された列電圧の波形変化と逆方向に変化させ、その変化量を、列電圧の波形変化の変化量の増加と共に増加させると、列電圧波形の変化が誘導する行電圧波形の歪みを補償電極への補償電圧印加で打ち消すことができる。
【0036】
ここで、行電圧波形に誘導される歪み量は、各列電極に印加される列電圧波形の変化の総和と、その行電極と各列電極との間で形成される画素容量の総和とに比例する。従って、補償電圧を、検出された列電圧の波形変化の総和と逆方向に変化させ、かつ、行電極と補償電極の間の容量と、補償電圧波形の変化量との積を、列電圧波形の変化の総和と、その行電極と各列電極との間で形成される画素容量の総和との積に等しくすることにより、列電圧波形の変化の総和が誘導する行電圧波形の歪みを補償電極への補償電圧印加で打ち消すことができる。
【0037】
演算増幅器またはトランジスタを用いることにより、検出された列電圧波形の変化の総和を容易に反転増幅し、補償電圧として補償電極に印加することができる。従って、容易に補償電圧を、検出された列電圧の波形変化の総和と逆方向に変化させ、かつ、行電極と補償電極の間の容量と、補償電圧波形の変化量との積を、列電圧波形の変化の総和と、その行電極と各列電極との間で形成される画素容量の総和との積に等しくして、列電圧波形の変化の総和が誘導する行電圧波形の歪みを補償電極への補償電圧印加で打ち消すことができる。
【0038】
この場合、演算増幅器やトランジスタの増幅率は大きく設定するのが望ましい。その理由は、補償電圧波形変化量を大きくすると、行電極と補償電極の間の容量をその分だけ小さくすることができ、その結果、補償電極面積を小さくすることができるからである。増幅率を最大に設定するためには、演算増幅器またはトランジスタの電源電圧をそのマトリクス型表示装置で用いる最大電圧とするのが望ましい。反転増幅回路を構成する場合、通常、トランジスタを利用するよりも汎用の演算増幅器を利用する方が部品点数が少なく安価に構成できる。しかし、代表的なマトリクス型表示装置であるマトリクス型液晶表示装置における最大電圧幅は、通常の演算増幅器の最大電圧定格よりも大きい。一方、トランジスタの最大電圧定格はマトリクス型液晶表示装置における最大電圧幅を満足するものも入手しやすく、上記構成を実現可能である。
【0039】
上述のように、補償電圧を補償電極に印加することにより列電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みを打ち消すことができる。しかし、補償電極の大きさが制約されると、補償電極と行電極の間の容量が限定されるため、行電圧波形に誘導される歪みを十分に打ち消すことができない。この場合、検出された列電圧波形の変化量を所望の時定数を有する歪み波形に整形し、反転増幅して非選択電圧レベルに重畳し、非選択電圧として行電極に印加することにより、行電圧波形に誘導される歪みを十分に打ち消すことができる。
【0040】
ここで、歪み成分を反転増幅させたものを非選択電圧に重畳して非選択電圧に誘導される歪みを打ち消す方法は、P.Maltese,Eurodisplay’84 Digest,p.15(1984)に開示されている。
【0041】
検出電極は列電圧波形変化の総和をその変化が誘導する歪み量として検出している。そこで、検出電極が検出した歪み波形を反転増幅して非選択電圧レベルに重畳させて非選択電圧とすると、行電極に誘導される歪みを、反転増幅して重畳させた歪み波形によって打ち消すことができる。しかし、この方法のみでは、行電極に発生する歪みの大きさが、行電極抵抗のために行電極駆動回路からの距離によって異なることに対応できない。そこで、補償電極への補償電圧の印加と併用することにより、行電極に発生する歪み自身を小さくすれば、行電極駆動回路からの距離による差も小さくすることができ、均一な表示を得ることができる。
【0042】
行電極に誘導される歪みは、行電極抵抗のために行電極駆動回路から遠いほど大きくなる。また、補償電圧による歪みの打ち消し効果は、補償電極に近いほど大きくなる。そこで、補償電極と行電極との交差部を、行電極と列電極との交差部よりも行電極駆動回路から遠い側に配することにより、行電極抵抗に起因して行電極駆動回路から遠いほど大きくなる歪みに対して、補償電極による補償効果を大きくすることができる。
【0043】
行電極基板または列電極基板には、画素以外の部分からの光を遮断するために画素の周囲に金属膜を設ける場合もある。この場合、その金属膜と行電極との間には容量層(絶縁膜)が設けられる。そこで、その金属膜を補償電極として用いれば、補償電極を新たに設けなくても補償効果が得られる。さらに、この金属膜と上述のような列電極基板に設けた補償電極とを併用することにより、補償電極と行電極との間の容量を大きくすることもできる。
【0044】
本発明にあっては、行電極のうち、表示のために同時に選択される行電極が1本で列電圧レベルが2値であっても小さい回路構成で表示むらを解消することができるが、表示のために同時に選択される行電極が2本以上で列電圧レベルが3値以上であっても小さい回路構成で表示むらを解消することができる。
【0045】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0046】
(実施形態1)
図1は本実施形態の単純マトリクス型液晶表示装置を示すブロック図である。
【0047】
この液晶表示装置は、液晶パネル1と行電極駆動回路2と列電極駆動回路3とメモリ4と演算回路5と関数発生器6と電圧生成回路7と補償電圧印加手段8とを備えている。
【0048】
液晶パネル1は、図示しない行電極基板と列電極基板とが液晶層を間に挟んで対向配置されている。行電極基板は、行方向に互いに平行に配列された複数の行電極11と検出電極13とを有し、列電極基板は、列方向に互いに平行に配列された複数の列電極12と補償電極14とを有している。行電極11と検出電極13は図示しない液晶層を間に挟んで列電極12と補償電極14に対して直交するように配置されている。行電極11と列電極12との交差部分はマトリクス状の画素を形成しており、この部分で表示が行われる。そして、各行電極11は行電極駆動回路2に接続され、各列電極12は列電極駆動回路3に接続され、検出電極13と補償電極14は補償電圧印加手段8に接続されている。
【0049】
メモリ4は、入力される表示情報を一次的に蓄える記憶装置であり、例えばフレームメモリからなる。このメモリ4は構成によっては省略することも可能である。
【0050】
演算回路5は、メモリ4からの表示情報を関数発生器6で生成された直交関数を用いて直交変換する回路である。
【0051】
関数発生器6は、単位行列、ウォルシュ行列等で表される直交関数を生成し、出力する回路である。
【0052】
電圧生成回路7は、行電極駆動回路2に出力される行電極駆動用の選択電圧と非選択電圧からなる行電圧と、列電極駆動回路3に出力される列電極駆動用の列電圧とを生成する。
【0053】
行電極駆動回路2は、関数発生器6が発生する直交関数に基づいて、表示のために行電極を選択する行電圧として電圧生成回路7から出力される選択電圧及び非選択電圧を行電極11に印加する回路である。
【0054】
列電極駆動回路3は、電圧生成回路7から出力される列電圧を演算回路5の演算出力に基づいて選択して列電極12に印加する回路である。
【0055】
検出電極13は、表示に使用しない電極であり、列電極12や補償電極14との交差部分に形成される液晶容量を介して列電極12や補償電極14に印加される電圧波形の変化量を検出する手段である。ここで検出された電圧波形の変化量は、補償電圧印加手段8に与えられる。
【0056】
補償電極14は、表示に使用しない電極であり、補償電圧を印加することにより列電極12に印加される列電圧の変化が行電極11に誘導する歪みを相殺するための電極である。この実施形態では、列電極基板に設けられた補償電極14を行電極駆動回路2に対して遠い側にのみ配設している。これは、行電極11に誘導される歪みが行電極駆動回路2から遠いほど大きく、補償電圧による歪み相殺効果が補償電極14から近いほど大きいので、大きい歪みに対する打ち消し効果を大きくすることができるからである。なお、この補償電極14を、列電極基板上に行電極駆動回路2から遠い側と近い側の双方に配設してもよい。また、この補償電極14を、行電極基板上に行電極との間に容量層を介して設けてもよい。さらに、この補償電極14を行電極基板上または列電極基板上に、画素の周囲を囲むように配設して、画素以外からの光を遮断するようにしてもよい。
【0057】
図2は、本実施形態における補償電圧印加手段8の構成を示す回路図である。ここでは、演算増幅器20を用いて反転増幅回路を構成している。
【0058】
演算増幅器20の非反転入力端子には非選択電位Vcが付与され、反転入力端子には抵抗21を介して検出電極13が接続され、反転入力端子と出力端子間には抵抗22が接続されている。そして、演算増幅器20の出力は補償電極14に印加される。
【0059】
この回路構成によれば、演算増幅器20の反転入力端子と非反転入力端子との仮想接地を利用して、検出電極13の電位レベルを非選択電位Vcとすることができる。よって、検出電極13上での点灯や直流電圧印加による液晶の分解等の劣化を防ぐことができる。
【0060】
図3は、本実施形態のマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図3(a)は補償電圧を印加しない場合の行電圧波形0、図3(b)は列電圧波形、図3(c)は検出電圧波形、図3(d)は補償電圧波形、図3(e)は補償電圧を印加した場合の行電圧波形1を示している。なお、行電圧波形0及び行電圧波形1は、各列電極12に印加される列電圧波形のうち、図3(b)に示すような列電圧波形の数が支配的な場合を考慮して示している。
【0061】
図3(b)に示すように、支配的な列電圧波形に上向きまたは下向きの変化が生じると、行電圧波形には図3(a)に示すように上向きまたは下向きの誘導による歪みが発生する。
【0062】
このとき、検出電極13で検出される検出電圧波形は、図3(b)に示す非選択電位Vcを中心とした列電圧波形の変化に対して、図3(c)に示すように非選択電位Vcを中心として同方向に変化し、抵抗21によって設定される時定数で非選択電位Vcへと減衰していく波形となる。ここでは、抵抗21の抵抗値を大きな値にして時定数を大きくし、矩形波を発生させている。
【0063】
図3(d)に示す補償電圧波形は、図3(c)に示す検出電圧波形を、非選択電位Vcを中心として(抵抗22/抵抗21)倍だけ反転増幅した波形である。ここで、補償電圧も非選択電位Vcを中心に変化するので、補償電極14が列電極基板に設けられている場合でも、補償電極14と行電極11との間に直流電圧が印加されず、直流電圧印加による液晶の分解等の劣化を防ぐことができる。
【0064】
図3(e)に示す行電圧波形1は、図3(d)に示す補償電圧波形を補償電極14に印加した場合を示しており、図3(a)に示した行電圧波形0に比べて誘導による歪みが減少している。さらに、補償電圧を補償電極14に印加した場合には、誘導による歪みが打ち消される分だけ検出電圧レベルが減少し、その結果、反転増幅された補償電圧レベルも減少する。ここでは、検出電極13が列電極12だけでなく補償電極14とも交差している場合について述べたが、検出電極13が列電極12とは交差し、補償電極14とは交差していない構成も可能である。この場合、補償電極14への補償電圧印加による検出レベルの低下を抑制することができる。
【0065】
このように所望の演算増幅器20、抵抗21、22を用いることにより補償電圧を容易に発生させて、列電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みを補償電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みで打ち消すことができる。
【0066】
(実施形態2)
図4は、本実施形態における補償電圧印加手段8の構成を示す回路図である。
【0067】
ここでは、演算増幅器30がインピーダンス変換用のボルテージフォロワ回路を構成し、演算増幅器31が反転増幅回路を構成している。
【0068】
演算増幅器30の非反転入力端子には検出電極13が接続され、反転入力端子と出力端子とが短絡されている。また、検出電極13及び非反転入力端子には抵抗32を介して非選択電位Vcが付与され、実施形態1と同様に検出電極13の電位レベルを非選択電位Vcとすることができる。そして、図3(b)に示したような非選択電位Vcを中心とした列電圧波形の変化の総和は、検出電極13により図3(c)に示したような検出電圧波形として検出され、非選択電位Vcを中心として同方向に変化し、抵抗32によって設定される時定数で非選択電位Vcへと減衰していく波形となる。ここで、抵抗32を十分に大きな値に設定すると検出電圧波形を矩形波にすることができる。
【0069】
演算増幅器31、抵抗33、34は実施形態1と同様の回路であり、検出電圧波形をインピーダンス変換した演算増幅器30の出力を反転増幅して図3(d)に示したような補償電圧を生成し、補償電極14に印加する。
【0070】
ところで、行電極11に生じる歪みを補償電圧によって相殺するためには、補償電圧波形の変化量が大きいことが望ましい。そのため、補償電圧は振幅が大きく、減衰が小さいことが望ましい。
【0071】
補償電圧の振幅を大きくするためには、図2及び図4の演算増幅器20、31は電源電圧の最大定格が大きいものでなければならない。一方、補償電圧波形の減衰を小さくするためには、抵抗21、32を大きくする必要があり、演算増幅器20、30は低バイアス電流仕様とする必要がある。
【0072】
このため、図2に示した実施形態1の補償電圧印加手段8の構成では、演算増幅器20が低バイアス電流と高耐圧という2つの仕様を満足させる必要があり、汎用品で該当品を探すのが困難である。
【0073】
これに対して、図4に示した本実施形態の補償電圧印加手段8の構成によれば、演算増幅器30、31が低バイアス電流と高耐圧という仕様を各々満足させればよい。従って、本実施形態によれば、より容易な構成によって補償電圧を容易に発生させて、列電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みを補償電圧波形の変化が行電圧波形に誘導する歪みで打ち消すことができる。
【0074】
なお、演算増幅器よりもトランジスタの方が高耐圧品を入手しやすいので、回路構成としては複雑になるが、トランジスタを用いて反転増幅回路を構成してもよい。
【0075】
(実施形態3)
図5は、本実施形態における補償電圧印加手段8の構成を示す回路図である。この図において、演算増幅器30、31と抵抗32〜34は図4と同様の働きをするので、同一の記号で示している。
【0076】
演算増幅器30の出力はコンデンサ43と抵抗41を介して演算増幅器40の反転入力端子にも接続され、演算増幅器の反転入力端子と出力端子間には抵抗42が接続され、演算増幅器40の非反転入力端子には非選択電位Vcが付与されている。
【0077】
図6は、本実施形態のマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。図6(a)は行電圧波形、図6(b)は列電圧波形、図6(c)は検出電圧波形、図6(d)は非選択電圧波形を示している。ここでは、各列電極12に印加される列電圧波形のうち、図6(b)に示すような列電圧波形の数が支配的な場合を考慮して示しており、図6(b)及び図6(c)は各々図3(b)及び図3(c)と同様である。
【0078】
この補償電圧印加手段8において、抵抗41とコンデンサ43は微分回路を構成し、図6(c)に示す検出電圧波形をインピーダンス変換した演算増幅器30の出力を微分する。演算増幅器40はこの微分波形を(抵抗42/抵抗41)倍に反転増幅して非選択電位Vcに重畳し、図6(d)に示す非選択電圧波形を生成する。
【0079】
図6(a)に示す行電圧波形は、図6(d)に示す非選択電圧波形を非選択電圧として行電極11に印加した場合を示しており、図3(a)に示した誘導による歪みを有する行電圧波形0と図6(d)に示した非選択電圧波形とを足し合わせた波形となる。ここでは、演算増幅器40が演算増幅器31よりも高周波数成分を有する波形を生成することを想定しているので、演算増幅器40の前段に微分回路を備えている。
【0080】
このように、図5に示した回路構成によれば、補償電圧印加手段8は、実施形態2と同様に補償電圧を補償電極14に印加することに加え、検出電圧波形を所望の時定数を有する微分波形に成形し、反転増幅して非選択電位Vcに重畳し、非選択電圧として行電極駆動回路2に出力する。
【0081】
従って、補償電圧の大きさや、補償電極14と行電極11間の容量が制約されて、補償電圧のみでは行電圧波形に誘導される歪みを十分に打ち消すことができない場合にも、非選択電位に重畳された歪み波形によって行電圧波形に誘導される歪みを打ち消すことができる。さらに、歪み成分を反転増幅させたものを非選択電位Vcに重畳する方法のみを用いた場合に比べて、補償電圧によって行電極11に発生する歪み自身を小さくできるので、行電極駆動回路2からの距離による歪み量の差も小さくすることができ、より均一な表示を得ることができる。
【0082】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、行電極基板または列電極基板に設けられた補償電極に列電圧の波形変化量に応じた補償電圧を印加して表示むらを解消し、簡単な回路構成により均一な表示を得ることができる。また、列電圧レベル数が3値以上の複数行同時選択駆動法を用いたマトリクス型表示装置に対しても、小さい回路構成で表示むらを解消可能である。さらに、検出された列電圧波形の変化量を所望の時定数を有する歪み波形に整形し、反転増幅して非選択電圧レベルに重畳して非選択電圧として行電極に印加することにより、補償電圧の大きさや補償電極と行電極間の容量が制約されていても、行電極に発生する歪みを十分解消して均一な表示を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる単純マトリクス型液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図2】実施形態1のマトリクス型液晶表示装置に備わった補償電圧印加手段の構成を示す回路図である。
【図3】実施形態1のマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図4】実施形態2のマトリクス型液晶表示装置に備わった補償電圧印加手段の構成を示す回路図である。
【図5】実施形態3のマトリクス型液晶表示装置に備わった補償電圧印加手段の構成を示す回路図である。
【図6】実施形態3のマトリクス型液晶表示装置の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 液晶パネル
2 行電極駆動回路
3 列電極駆動回路
4 メモリ
5 演算回路
6 関数発生器
7 電圧生成回路
8 補償電圧印加手段
11 行電極
12 列電極
13 検出電極
14 補償電極
20、30、31、40 演算増幅器
21、22、32、33、34、41、42 抵抗
43 コンデンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a matrix-type display device widely used in audiovisual equipment, office automation equipment, game equipment, and the like.
[0002]
[Prior art]
Generally, a matrix display device includes a display unit, a voltage generation circuit, a row electrode drive circuit, and a column electrode drive circuit. The display section has a plurality of row electrodes and column electrodes arranged in parallel with each other, and is configured to perform display with pixels formed at the intersection of both electrodes. The voltage generation circuit is a circuit that generates a row voltage for driving a row electrode and a column voltage for driving a column electrode. The row electrode drive circuit is a circuit for applying a row voltage to a row electrode, and the column electrode drive circuit is a circuit for applying a column voltage to a column electrode.
[0003]
A typical matrix type display device is a simple matrix type liquid crystal display device. The display section in this simple matrix type liquid crystal display device is a liquid crystal panel having a structure in which liquid crystal is sandwiched between a row electrode substrate having row electrodes and a column electrode substrate having column electrodes. Then, display is performed by applying a row voltage and a column voltage to the liquid crystal panel to change the optical characteristics of the liquid crystal. Here, a normally black mode in which the pixel is turned off when the effective voltage applied to the pixel is low and turned on when the effective voltage is high is considered.
[0004]
In this simple matrix type liquid crystal display device, the row electrodes and the column electrodes are usually driven by a voltage averaging method, a multiple-row simultaneous selection driving method, or the like. The voltage averaging method is described in, for example, “Latest Technology of Liquid Crystals” p. 106, published by the Industrial Research Institute. Also, the multiple row simultaneous selection driving method is described in, for example, N. Ruckmongathan, Conf. Record of 1988 International Display Research Conference, p. 80 (1988); J. Scheffer and B.S. Lifton, 1992 SID Digest of Technical Papers XXIII, p228 (1992), S Ihara et al. , 1992 SID Digest of Technical Papers XXIII, p232 (1992).
[0005]
The voltage averaging method and the multiple-row simultaneous selection driving method are based on the following basic principle. That is, the row voltage waveform is represented by an orthogonal matrix such as a unit matrix or a Walsh matrix, and the column voltage waveform is obtained by orthogonally transforming display information using the orthogonal matrix. Then, display is performed on the display panel by inversely converting the column voltage waveform into display information. According to this basic principle, a fixed effective voltage not depending on display information is applied to each pixel in a non-selected row where the matrix element of the orthogonal matrix is equal to 0, and display information is applied to pixels in the selected row other than the non-selected row. Is applied.
[0006]
However, in an actual simple matrix liquid crystal display device, the row voltage waveform and the column voltage are caused by the output impedance of the row electrode driving circuit and the column electrode driving circuit, the electrode resistance of the row electrode and the column electrode, and the load capacitance of the liquid crystal and the like. At the change point of the waveform, the row voltage waveform and the column voltage waveform are dull or distorted due to induction. Therefore, the effective voltage applied to each pixel deviates from the basic principle described above, and the deviation of the effective voltage is recognized as display unevenness.
[0007]
Among the display unevenness, the display unevenness caused by the distortion induced in the row voltage waveform due to the change in the column voltage waveform will be described here.
[0008]
The column voltage waveform applied to each column electrode changes according to the display information of the column electrode. Since each row electrode is capacitively coupled to all the column electrodes via the pixel capacitance, when the column voltage waveform changes, the induced distortion occurs in the row voltage waveform. Here, ignoring the electrode resistance of the row electrode, the amount of distortion due to induction in the row voltage waveform is formed between the sum of changes in the column voltage waveform applied to each column electrode and the row electrode and each column electrode. Is considered to be proportional to the total sum of the pixel capacitances. For example, when all the column voltage waveforms do not change, or when half of the column voltage waveforms change by a certain voltage in the positive direction and the remaining half of the column voltage waveforms change by the same voltage in the negative direction, No distortion due to induction occurs. On the other hand, when all the column voltage waveforms change in the maximum voltage width in one direction, the distortion due to induction becomes maximum.
[0009]
The row voltage level applied to each row electrode varies depending on the orthogonal function used for driving, and the column voltage level applied to each column electrode varies according to display information. For this reason, the influence of the induced distortion on the voltage applied to the pixel represented by the difference between the row voltage and the column voltage varies. Therefore, the applied voltage to each pixel varies, and display unevenness occurs.
[0010]
As a method for eliminating the display unevenness, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-34660 and Japanese Patent Application No. 10-40777 propose a method using a correction capacitor. These conventional methods are described below.
[0011]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-34660, the potential level applied from the column electrode driving means to the column electrode is binary, and a fixed voltage between the two column voltages, for example, a non-selection voltage is applied to the compensation electrode. Method. Then, the fluctuation of the row voltage is suppressed by the current from the compensation electrode. In this method, since a fixed voltage between binary column voltages is applied to the compensating electrode, compensation according to display information cannot be performed. In addition, in order to obtain a sufficient compensating effect, the area of the compensating electrode corresponding to the display area is reduced. I need.
[0012]
In Japanese Patent Application No. 10-40777, the potential level applied from the column electrode driving means to the column electrode is a binary value of a first potential level and a second potential level, and the potential level depends on the number of outputs of the two potential levels. And a method of applying a voltage of opposite polarity to the compensation electrode. In this method, the distortion induced by the sum of the changes in the column voltage waveform applied to each column electrode into the row voltage waveform is canceled by the distortion induced by the change in the compensation voltage waveform applied to the compensation electrode into the row voltage waveform. I have. Therefore, compensation according to display information, which is impossible with the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-34660, can be performed.
[0013]
Here, in order to cancel the distortion induced in the row voltage waveform by using the first potential level and the second potential level as the compensation voltage, the capacitance formed between the row electrode and the compensation electrode must be changed to the row electrode. And an amount corresponding to the sum of pixel capacitances formed between the column electrodes. Therefore, a compensation electrode area equivalent to the display area is required to obtain the compensation effect, which is not practical. For this reason, in the method of Japanese Patent Application No. 10-40777, the compensation electrode area is reduced by making the amplitude of the compensation voltage larger than the first voltage level or the second voltage level. Unlike the method disclosed in Japanese Patent No. 34660, a compensation electrode area equivalent to a display area is not required.
[0014]
Therefore, according to the method of Japanese Patent Application No. 10-40777, in a liquid crystal display device in which the potential level applied from the column electrode driving means to the column electrode is binary, a compensation electrode corresponding to a display area is provided according to display information. The display unevenness can be eliminated without requiring an area.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of Japanese Patent Application No. 10-40777, a voltage is output to the compensation electrode according to the number of the first potential level and the second potential level applied to the column electrode. Specifically, the number of lighting display data or the number of non-lighting display data is counted, and the counting result is offset, converted to a voltage, and output to the compensation electrode.
[0016]
This method limits the potential level applied to the column electrode to two values, and cannot be applied to the multiple-row simultaneous selection driving method in which the number of potential levels applied to the column electrode is three or more.
[0017]
Furthermore, the above method requires a counter for counting the number of lighting display data or the number of non-lighting display data, and a digital / analog converter for converting the counting result into a voltage, resulting in an increase in the number of circuits.
[0018]
The present invention has been made to solve such a problem of the related art, and eliminates display unevenness caused by distortion induced in a row voltage waveform due to a change in a column voltage waveform with a small circuit scale. Further, it is another object of the present invention to provide a matrix type display device to which a multiple row simultaneous selection driving method can be applied.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The matrix type display device of the present invention includes a row electrode substrate provided with a plurality of parallel row electrodes, and a column electrode substrate provided with a plurality of parallel column electrodes. Are disposed so as to cross each other, and between the row electrode substrate and the column electrode substrate. Display is performed using the electro-optical properties of liquid crystal materials A display medium is sandwiched, matrix-shaped pixels are formed at the intersections of both electrodes, a row voltage for selecting a row electrode for display is applied to each row electrode, and a row voltage is selected for each column electrode. In a matrix type display device, a column voltage according to display information of each pixel on the row electrode is applied, and display is performed on each pixel based on a difference between the applied row voltage and column voltage. The substrate is provided with detection electrodes that are parallel to the row electrodes and intersect with the column electrodes via the display medium. The detection electrodes are connected to the column electrodes by a change in capacitance of the display medium. It detects the waveform change of the applied column voltage, Said On the column electrode substrate, a compensation electrode is provided so as to be parallel to each of the column electrodes and intersect with each of the row electrodes via the display medium, and the compensation electrode has a column voltage detected by the detection electrode. A compensation voltage according to the amount of waveform change is applied, and the row voltage includes a selection voltage applied to a row electrode selected for display, and a non-selection voltage applied to a row electrode not selected for display. A voltage of a non-selection voltage level is applied to the detection electrode, and the amount of change in the detected column voltage waveform is shaped into a distorted waveform having a desired time constant, inverted and amplified, and superimposed on the non-selection voltage level. Then, it is applied as a non-selection voltage to the row electrode, thereby achieving the above object.
[0023]
In the matrix type display device according to the present invention, the compensation voltage is changed in a direction opposite to a detected waveform change of the column voltage, and the amount of change of the compensation voltage is increased with an increase in the amount of change of the column voltage waveform change. May be adopted.
[0024]
The matrix type display device according to the present invention may be configured such that the detected amount of change in the column voltage waveform is inverted and amplified by an operational amplifier or a transistor and applied to the compensation electrode as a compensation voltage.
[0026]
The compensation electrode is arranged such that an intersection with the row electrode is farther from the row electrode drive circuit than an intersection with the row electrode and the column electrode. Is arranged It may be configured.
[0027]
The matrix type display device of the present invention may be configured such that the compensation electrode is provided so as to surround the pixel, and blocks light from a portion other than the pixel.
[0028]
The matrix type display device according to the present invention may be configured such that, of the row electrodes, two or more row electrodes are simultaneously selected for display, and the column voltage level is three or more.
[0029]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
[0030]
According to the present invention, since a compensation voltage corresponding to the amount of change in the waveform of the column voltage is applied to the compensation electrode provided on the row electrode substrate or the column electrode substrate, the change in the column voltage waveform is induced in the row voltage waveform. This can be counteracted by the distortion that the change in the compensation voltage waveform induces in the row voltage waveform via the capacitance between the compensation electrode and the row electrode.
[0031]
Further, since the change in the column voltage waveform is detected via the capacitor, the present invention can be applied to a multiple row simultaneous selection driving method in which the number of potential levels applied to the column electrodes is three or more, and the number of lighting display data and A counter for counting the number of non-lighting display data is not required, and a simple circuit configuration can be achieved.
[0032]
By providing a detection electrode on the row electrode substrate, it is possible to easily detect a change in the waveform of the column voltage via the capacitance of the display medium sandwiched between the row electrode substrate and the column electrode substrate without providing a new capacitive element. The display unevenness can be eliminated with a simple circuit configuration.
[0033]
The magnitude of the distortion induced by the change in the column voltage waveform into the row voltage waveform via the capacitance between the row electrode substrate and the column electrode substrate depends on the magnitude of the capacitance between the two substrates. For example, in a matrix type liquid crystal display device, which is a typical matrix type display device, the capacitance of liquid crystal between a row electrode substrate and a column electrode substrate changes depending on temperature or the like. Therefore, by detecting the change in the column voltage waveform via the capacitance of the liquid crystal sandwiched between the two substrates using the detection electrodes provided on the row electrode substrate, the amount of change in the detected column voltage waveform is In accordance with the amount of distortion of the row voltage waveform depending on the capacitance value of the row voltage. Therefore, it is possible to apply a compensation voltage corresponding to the liquid crystal capacitance to the compensation electrode.
[0034]
By applying a voltage of the non-selection voltage level to the detection electrodes, it is possible to avoid applying a DC voltage to the liquid crystal layer between the detection electrodes and the column electrodes. Therefore, there is no adverse effect on the display due to the decomposition of the liquid crystal molecules due to the application of the DC voltage and the lighting of the detection electrodes.
[0035]
When the compensation voltage is changed in the opposite direction to the detected column voltage waveform change, and the amount of the change is increased along with the increase in the column voltage waveform change, the row voltage waveform induced by the change in the column voltage waveform Can be canceled by applying a compensation voltage to the compensation electrode.
[0036]
Here, the amount of distortion induced in the row voltage waveform is the sum of changes in the column voltage waveform applied to each column electrode and the sum of pixel capacitances formed between the row electrode and each column electrode. Proportional. Therefore, the compensation voltage is changed in the opposite direction to the sum of the detected column voltage waveform changes, and the product of the capacitance between the row electrode and the compensation electrode and the amount of change in the compensation voltage waveform is defined as the column voltage waveform. Is equal to the product of the sum of the pixel capacitances formed between the row electrode and each column electrode, thereby compensating for the row voltage waveform distortion induced by the sum of the column voltage waveform changes. It can be canceled by applying a compensation voltage to the electrode.
[0037]
By using an operational amplifier or a transistor, it is possible to easily invert and amplify the sum of the detected changes in the column voltage waveform and apply the sum to the compensation electrode as a compensation voltage. Therefore, the compensation voltage is easily changed in the opposite direction to the sum of the detected column voltage waveform changes, and the product of the capacitance between the row electrode and the compensation electrode and the amount of change in the compensation voltage waveform is calculated as the column value. Equal to the product of the sum of the changes in the voltage waveform and the sum of the pixel capacitances formed between the row electrode and each of the column electrodes, thereby distorting the row voltage waveform induced by the sum of the changes in the column voltage waveform. It can be canceled by applying a compensation voltage to the compensation electrode.
[0038]
In this case, it is desirable to set the gain of the operational amplifier and the transistor to be large. The reason is that when the amount of change in the compensation voltage waveform is increased, the capacitance between the row electrode and the compensation electrode can be reduced accordingly, and as a result, the area of the compensation electrode can be reduced. In order to set the amplification factor to the maximum, it is desirable to set the power supply voltage of the operational amplifier or the transistor to the maximum voltage used in the matrix type display device. In the case of configuring an inverting amplifier circuit, a general-purpose operational amplifier can be configured with a smaller number of parts and inexpensive than a transistor. However, the maximum voltage width in a matrix type liquid crystal display device which is a typical matrix type display device is larger than the maximum voltage rating of a normal operational amplifier. On the other hand, a transistor having a maximum voltage rating that satisfies the maximum voltage width in a matrix-type liquid crystal display device is easily available, and the above configuration can be realized.
[0039]
As described above, by applying the compensation voltage to the compensation electrode, it is possible to cancel the distortion induced by the change in the column voltage waveform into the row voltage waveform. However, when the size of the compensation electrode is restricted, the capacitance between the compensation electrode and the row electrode is limited, so that the distortion induced in the row voltage waveform cannot be sufficiently canceled. In this case, the amount of change in the detected column voltage waveform is shaped into a distorted waveform having a desired time constant, inverted and amplified, superimposed on a non-selection voltage level, and applied to the row electrode as a non-selection voltage, thereby obtaining The distortion induced in the voltage waveform can be sufficiently canceled.
[0040]
Here, a method for superimposing a distortion component obtained by inverting and amplifying a distortion component on a non-selection voltage to cancel the distortion induced by the non-selection voltage is described in P.K. Maltese, Eurodisplay '84 Digest, p. 15 (1984).
[0041]
The detection electrode detects the sum of the column voltage waveform changes as the amount of distortion induced by the changes. Therefore, if the distortion waveform detected by the detection electrode is inverted and amplified and superimposed on the non-selection voltage level to be a non-selection voltage, the distortion induced in the row electrode can be canceled by the inversely amplified and superimposed distortion waveform. it can. However, this method alone cannot cope with the fact that the magnitude of the distortion generated in the row electrode varies depending on the distance from the row electrode drive circuit due to the row electrode resistance. Therefore, if the distortion itself generated in the row electrode is reduced by using it together with the application of the compensation voltage to the compensation electrode, the difference due to the distance from the row electrode drive circuit can be reduced, and a uniform display can be obtained. Can be.
[0042]
The strain induced in the row electrodes increases with distance from the row electrode drive circuit due to the row electrode resistance. Further, the effect of canceling the distortion due to the compensation voltage increases as the distance from the compensation electrode increases. Therefore, by arranging the intersection of the compensation electrode and the row electrode farther from the row electrode drive circuit than the intersection of the row electrode and the column electrode, the intersection is farther from the row electrode drive circuit due to the row electrode resistance. The compensation effect by the compensation electrode can be increased with respect to the distortion which becomes larger.
[0043]
In some cases, a metal film is provided around the pixel on the row electrode substrate or the column electrode substrate in order to block light from a portion other than the pixel. In this case, a capacitance layer (insulating film) is provided between the metal film and the row electrode. Therefore, if the metal film is used as a compensation electrode, a compensation effect can be obtained without newly providing a compensation electrode. Further, by using the metal film and the compensation electrode provided on the column electrode substrate as described above, the capacitance between the compensation electrode and the row electrode can be increased.
[0044]
According to the present invention, display unevenness can be eliminated with a small circuit configuration even if one row electrode is simultaneously selected for display among the row electrodes and the column voltage level is binary. Even if two or more row electrodes are simultaneously selected for display and the column voltage level is three or more, display unevenness can be solved with a small circuit configuration.
[0045]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0046]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a simple matrix type liquid crystal display device of the present embodiment.
[0047]
This liquid crystal display device includes a
[0048]
In the
[0049]
The memory 4 is a storage device for temporarily storing input display information, and is, for example, a frame memory. This memory 4 can be omitted depending on the configuration.
[0050]
The arithmetic circuit 5 is a circuit for orthogonally transforming the display information from the memory 4 using the orthogonal function generated by the function generator 6.
[0051]
The function generator 6 is a circuit that generates and outputs an orthogonal function represented by a unit matrix, a Walsh matrix, or the like.
[0052]
The voltage generation circuit 7 converts a row voltage composed of a selection voltage and a non-selection voltage for driving the row electrode output to the row electrode driving circuit 2 and a column voltage for driving the column electrode output to the column electrode driving circuit 3. Generate.
[0053]
The row electrode driving circuit 2 converts a selection voltage and a non-selection voltage output from the voltage generation circuit 7 as row voltages for selecting a row electrode for display based on the orthogonal function generated by the function generator 6 into
[0054]
The column electrode drive circuit 3 is a circuit that selects a column voltage output from the voltage generation circuit 7 based on the operation output of the operation circuit 5 and applies the selected column voltage to the
[0055]
The
[0056]
The
[0057]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of the compensation voltage applying means 8 in the present embodiment. Here, an
[0058]
The non-inverting input terminal of the
[0059]
According to this circuit configuration, the potential level of the
[0060]
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the matrix type liquid crystal display device of the present embodiment. 3A shows a row voltage waveform 0 when no compensation voltage is applied, FIG. 3B shows a column voltage waveform, FIG. 3C shows a detection voltage waveform, FIG. 3D shows a compensation voltage waveform, and FIG. (E) shows the
[0061]
As shown in FIG. 3 (b), when an upward or downward change occurs in the dominant column voltage waveform, distortion occurs in the row voltage waveform due to upward or downward induction as shown in FIG. 3 (a). .
[0062]
At this time, the detection voltage waveform detected by the
[0063]
The compensation voltage waveform shown in FIG. 3D is a waveform obtained by inverting and amplifying the detection voltage waveform shown in FIG. 3C by (
[0064]
A
[0065]
As described above, the compensation voltage is easily generated by using the desired
[0066]
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of the compensation voltage applying means 8 in the present embodiment.
[0067]
Here, the
[0068]
The
[0069]
The
[0070]
Incidentally, in order to offset the distortion generated in the
[0071]
In order to increase the amplitude of the compensation voltage, the
[0072]
Therefore, in the configuration of the compensation voltage applying means 8 of the first embodiment shown in FIG. 2, it is necessary for the
[0073]
On the other hand, according to the configuration of the compensation voltage applying means 8 of the present embodiment shown in FIG. 4, the
[0074]
Note that the transistor configuration is more complicated since a transistor is more readily available than an operational amplifier and a high breakdown voltage product is available. However, an inverting amplifier circuit may be configured using a transistor.
[0075]
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of the compensation voltage applying unit 8 in the present embodiment. In this figure, the
[0076]
The output of the
[0077]
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the matrix type liquid crystal display device of the present embodiment. 6A shows a row voltage waveform, FIG. 6B shows a column voltage waveform, FIG. 6C shows a detection voltage waveform, and FIG. 6D shows a non-selection voltage waveform. Here, among the column voltage waveforms applied to each
[0078]
In the compensation voltage applying means 8, the
[0079]
The row voltage waveform shown in FIG. 6A shows a case where the non-selection voltage waveform shown in FIG. 6D is applied to the
[0080]
As described above, according to the circuit configuration shown in FIG. 5, the compensation voltage applying means 8 applies the compensation voltage to the
[0081]
Therefore, even when the magnitude of the compensation voltage and the capacitance between the
[0082]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, display unevenness is eliminated by applying a compensation voltage corresponding to the waveform change amount of a column voltage to a compensation electrode provided on a row electrode substrate or a column electrode substrate, and A uniform display can be obtained by the circuit configuration. Further, even for a matrix type display device using a multiple-row simultaneous selection driving method in which the number of column voltage levels is three or more, display unevenness can be eliminated with a small circuit configuration. Further, the amount of change in the detected column voltage waveform is shaped into a distorted waveform having a desired time constant, inverted and amplified, superimposed on a non-selection voltage level, and applied to the row electrode as a non-selection voltage, thereby obtaining a compensation voltage. Even if the size and the capacitance between the compensating electrode and the row electrode are restricted, it is possible to sufficiently eliminate distortion generated in the row electrode and obtain a uniform display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a simple matrix type liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a compensation voltage applying unit provided in the matrix type liquid crystal display device of
FIG. 3 is a timing chart for explaining the operation of the matrix type liquid crystal display device of the first embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a compensation voltage applying unit provided in the matrix type liquid crystal display device of Embodiment 2.
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a compensation voltage applying unit provided in a matrix type liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 6 is a timing chart for explaining the operation of the matrix type liquid crystal display device according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 LCD panel
2 row electrode drive circuit
3 row electrode drive circuit
4 memory
5 Operation circuit
6 Function generator
7 Voltage generation circuit
8 Compensation voltage applying means
11 row electrode
12 row electrode
13 Detection electrode
14 Compensation electrode
20, 30, 31, 40 operational amplifier
21, 22, 32, 33, 34, 41, 42 resistance
43 Capacitor
Claims (6)
前記行電極基板には、前記各行電極と平行であって前記各列電極と前記表示媒体を介して交差した検出電極が設けられており、該検出電極は、前記表示媒体の容量変化によって前記各列電極に印加される列電圧の波形変化を検出するようになっており、
前記列電極基板には、前記各列電極と平行であって前記各行電極と前記表示媒体を介して交差するように補償電極が設けられ、
該補償電極に、前記検出電極によって検出された列電圧の波形変化量に応じた補償電圧が印加され、
前記行電圧は、表示のために選択される行電極に印加される選択電圧と、表示のために選択されない行電極に印加される非選択電圧とからなり、前記検出電極に非選択電圧レベルの電圧が印加され、
前記検出された列電圧波形の変化量が所望の時定数を有する歪み波形に整形されて反転増幅され、非選択電圧レベルに重畳されて非選択電圧として前記行電極に印加されることを特徴とするマトリクス型表示装置。A row electrode substrate provided with a plurality of mutually parallel row electrodes, and a column electrode substrate provided with a plurality of mutually parallel column electrodes are disposed so as to face each other such that each row electrode and each column electrode intersect, Between the row electrode substrate and the column electrode substrate, a display medium on which display is performed using electro-optical characteristics of a liquid crystal material is sandwiched, and matrix pixels are formed at intersections of both electrodes, A row voltage for selecting a row electrode for display is applied to each row electrode, and a column voltage according to display information of each pixel on the selected row electrode is applied to each column electrode. In a matrix type display device in which a pixel performs display based on a difference between an applied row voltage and a column voltage,
The row electrode substrate is provided with detection electrodes that are parallel to the row electrodes and intersect with the column electrodes via the display medium. It detects the waveform change of the column voltage applied to the column electrode,
A compensation electrode is provided on the column electrode substrate so as to be parallel to each of the column electrodes and intersect with each of the row electrodes via the display medium.
A compensation voltage corresponding to the waveform change amount of the column voltage detected by the detection electrode is applied to the compensation electrode,
The row voltage includes a selection voltage applied to a row electrode selected for display and a non-selection voltage applied to a row electrode not selected for display, and a non-selection voltage level applied to the detection electrode. Voltage is applied,
The amount of change in the detected column voltage waveform is shaped into a distorted waveform having a desired time constant, inverted and amplified, superimposed on a non-selection voltage level, and applied to the row electrode as a non-selection voltage. Matrix type display device.
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