JP2000111875A - 駆動装置及び液晶表示装置 - Google Patents
駆動装置及び液晶表示装置Info
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Abstract
削減し、ワンチップLSI化する。 【解決手段】コントローラー1、メモリー2、演算回路
102、直交関数発生回路7と極性制御回路8とが備え
られた行選択パターン発生回路103、行電圧発生回路
9、列電圧発生回路11を有しマルチラインアドレッシ
ング駆動する。
Description
択駆動法によって駆動される単純マトリックス型液晶表
示素子に使用できる駆動装置及び液晶表示装置に関す
る。
駆動法としては、いわゆる線順次駆動方式を基本とする
駆動法(従来例1)と、行電極を同時に選択する複数ラ
イン同時選択駆動法、又は、マルチラインアドレッシン
グ駆動法(以下、MLA駆動法とも呼ぶ)と呼ばれる駆
動法とがある(従来例2)。
圧を印加するとともに、複数の列電極に対しても、それ
と同時にカラム電圧を印加することで各行電極毎に輝度
制御電圧を印加する駆動法である。そして、表示ドット
は、全ての行電極に対して1度ずつ電圧を印加し終わる
までの時間(以下、1フレーム周期と呼ぶ)における平
均的な実効値電圧に応じた透過率に制御され、この1フ
レーム周期毎に所定の画像を表示できる。
電極を複数本ずつの同時選択グループに分割したうえ
で、当該同時選択グループの行電極毎に走査電圧を同時
に印加する。また、この走査電圧の印加とともに、複数
の列電極に対してもそれと同時にカラム電圧を印加する
ことで、同一のカラム電圧が印加される複数の液晶画素
に対して同時に選択電圧を印加し、これを少なくとも上
記同時選択行電極数と同数回以上繰り返す駆動法であ
る。
が完了するまでの時間(1フレーム周期)当たりに印加
された平均的な実効値電圧に応じた透過率に制御され、
この1フレーム周期毎に1つの表示画像が形成される。
この従来例2では、各列電極に印加されるカラム電圧
は、同時選択される複数の行電極に対応する表示データ
と、当該同時選択の際に印加する走査電圧とを行列演算
し、それにより決定された値を「単位カラム電圧」に乗
じた電圧が印加される。
最大値は、当該行列演算の際に使用する走査電圧の行列
式により制限される。最大でも当該行列式の行数又は列
数のいずれか大きい方の数以下となる。この従来例2の
例としては、特開平6−27907、US526288
1、特開平8−234164などがあげられる。
度情報化社会の発達に伴いマンマシンインタフェース用
の表示デバイスとして利用されている。また、近年にお
いては、デスクトップ型パソコンへの利用にとどまら
ず、その軽量薄型の特徴を活かして、携帯用に適したい
わゆるノート型パソコン、PDA(携帯情報端末)や携
帯電話などにも広く利用されている。その結果、液晶表
示装置の開発においては、大画面化への改良が進む一方
で、軽量化や低消費電力化への改良も進められている。
低消費電力化を図るために各種の工夫が取り入れられて
いる。具体例をあげれば、液晶表示素子を低実効値電圧
にて応答できるようにする工夫や、バックライトを必要
としない反射型液晶表示素子を採用したりする工夫があ
る。
と消費電力との関係を報告した文献「実効値応答液晶表
示装置の汎用アドレッシング技術、1988年、SID
会議報告、80〜85頁」がある。この従来例3が示す
条件は、「L=√M(ただし、Mは表示画面の総行電極
数、Lは同時選択行数)」であって、かつ、オン表示時
の実効値電圧とオフ表示時の実効値電圧との比が最大と
なる最適バイアス比(Bbest=最大カラム電圧/走査電
圧=VC/VR)である。この条件下で、MLA駆動す
れば、線順次駆動法よりも液晶表示装置全体の駆動電圧
を低減できることが報告された。
≠√Mで、最適バイアス比以外の条件でMLA駆動した
場合には、オン表示時の実効値電圧とオフ表示時の実効
値電圧との比は最大にはならない。しかし、供給電圧を
より低く設けることができる。そして、1/80デュー
ティ比程度までのマルチプレックス駆動においては、5
V標準ロジックプロセスで駆動回路の集積化が可能とな
り、低消費電力化だけでなく、コストダウンもできるこ
とが示された(従来例4)。一方、回路構成による低消
費電力化の工夫としては、クロック周波数を低くして、
並列処理を基本とした方法がある。
線順次駆動法を用いた駆動装置の動作を説明する。図7
は「64×132」ドットのマトリックス型液晶表示素
子を駆動するコントローラー付き駆動装置201のブロ
ック図である。
液晶パネルの1ドットに内蔵RAMの1ドットが1:1
に対応している。このメモリー2はコントローラー1か
らの行アドレス信号をデコードし、アドレスに相当する
1行分のデータをクロックに同期させて並列に出力し、
ラインバッファー3でラッチする。
からの表示データ及びコントローラー1から送られる液
晶を交流化するための信号、すなわち極性反転信号をデ
コードし、レベルシフターを通して、「V0、V2、V
3、V5」のレベルの中から適当な列電圧をクロックに
同期して液晶パネル10に出力する。
フトレジスター形式に順次選択行が選択され、極性反転
信号と選択又は非選択を示すレジスターの値をデコード
し、レベルシフターを通して、「V0、V1、V4、V
5」の中から適当な行電圧を液晶パネル10に出力す
る。ここで、行電圧発生回路9がn行目を選択している
とき、列電圧発生回路11は表示RAMのn行目に相当
するデータを列電圧から出力するように同期がとられ
る。
例を図11に示す。極性反転信号変化後、クロックに同
期して行出力、列出力ともに「V2、V3」のレベルの
中央を境にして交流化が行われる。このように、マルチ
プレックス駆動で低デューティ比の条件下では、列信号
データ全てを並列に処理する方法が用いられている。
MLA駆動法を用いた場合の駆動回路の動作を説明す
る。図8は同時行選択数4本としたMLA駆動法を用い
た場合の「64×132」ドットのマトリックス型液晶
表示素子を駆動するコントローラー付き駆動装置202
のブロック図である。
ている。メモリー2は上記の従来例1で示した方法と同
様に、コントローラー1からの行アドレス信号をデコー
ドし、1行分のデータを並列に出力し、クロックCL1
に同期させてラインバッファー3でラッチする。これを
4回繰り返し、4行分のデータをラインバッファー3に
保持する。
が各々1行目、2行目、3行目、4行目の各行のライン
バッファー3にラッチされたデータを示している。4行
分のデータがとどまると同時に行選択パターン発生回路
103から送られた行選択パターン信号との所定の演算
が行われ、クロックCL2に同期して演算結果がラッチ
回路6にラッチされる。
2のタイミング関係は図10に示すとおりである。ここ
で、演算回路は4行分のデータと行選択パターンの排他
的論理和回路及びその出力を加算する加算回路が備えら
れ、132個の列信号に対して並列に演算される。ラッ
チ回路から出力された演算結果は列電圧発生回路11に
送られる。列電圧発生回路11に送られた3ビットのデ
ータはこれに極性反転信号1ビットを加えた4ビットと
なり、デコーダーを通り、列電圧として出力される。こ
こで、演算結果が3ビットとなっているのは4入力加算
回路の出力値は「0、1、2、3、4」の5通りの値し
か取らないためである。
AMからの132個の出力データ全てに排他的論理和回
路を付加する方法もある。行電圧発生回路9は、行選択
パターン発生回路103から出力された行選択信号と極
性反転信号をデコードし、シフトレジスター形式に順次
選択された4本の選択行に行電圧を印加する。行電圧、
列電圧の出力タイミング及び出力の極性変化タイミング
は図10に示すとおりである。
反転する場合を示しており、極性反転信号=HIGHの
ときに負極性を出力し、LOWのときに正極性を出力す
る。MLA駆動法を用いた列信号の並列処理に関して
は、特開平7−281636があげられ、RAM内蔵カ
ラムドライバーについて詳述されている。
LA駆動法を用いた駆動装置は、上述の図8のような回
路ブロックで構成されるため、以下の問題点があった。
すなわち、列信号を並列に処理する場合、線順次駆動法
の駆動装置に比べ、列電圧演算回路、ラインバッファ
ー、及び極性反転信号のデコード等を設けるために回路
規模が増加した。
プICの駆動装置を形成しようとしても、チップ面積の
増加が問題となった。半導体製造プロセスとして、汎用
の5V標準ロジックIC用のプロセスが使用できるにも
かかわらず、結果的にはコストアップになっていた。ま
た、回路規模の増加を抑えるために、クロックスピード
を増加すると、消費電流が増加するため、回路規模と消
費電流がトレードオフの関係にあった。
の回路構成を最適化し、消費電流の増加を抑えたまま
で、集積回路化した場合の回路規模の増加を抑える新し
い回路構成を提案する。
行電極と列電極がマトリックス状に配置された液晶表示
素子を複数行同時選択法で駆動し、行電極駆動手段と、
列電極駆動手段と、表示データを記憶するメモリ手段
と、同時選択される行電極群に対応した列出力データを
生成する処理回路と、行選択パターンを出力する行選択
パターン発生手段とが設けられた駆動装置であって、行
選択パターン発生手段に行選択パターンの極性制御手段
が設けられたことを特徴とする駆動装置である。
される行電極の各行に応じた表示データを出力する制御
回路と、表示データと行選択パターンとを入力して、対
応する列電圧を決定する演算手段とが備えられた請求項
1に記載の駆動装置である。また、請求項3は、演算手
段にはデータ保持機能、比較機能、加算機能とが備えら
れ、表示データを時分割したタイミングで演算する請求
項2に記載の駆動装置である。また、請求項4は、1チ
ップのLSIである請求項1、2又は3に記載の駆動装
置である。また、請求項5は、発振回路及び電源回路が
含まれる請求項4に記載の駆動装置である。また、請求
項6は、 請求項1、2、3、4又は5に記載の駆動装
置と、液晶表示素子とが設けられた液晶表示装置であ
る。
は同時選択される行電極に直交関数に基づく行選択パタ
ーンに応じた列電圧を印加する。また、列電極駆動手段
は同時選択行数に応じたレベル数の電圧値から指定され
た電圧を選択して列電極に印加する。
01を図1に示す。コントローラー1、メモリー2、行
電圧発生回路9、列電圧発生回路11、列電圧の演算回
路102を備えた駆動装置301であって、行選択パタ
ーン発生回路103に直交関数発生回路7と極性制御回
路8が内蔵されている。そして、単純マトリックス型の
液晶パネル10をMLA駆動法で駆動する。以下、実施
例として例1、例2について図面を参照して説明する。
駆動装置の構成を示すブロック図である。本例では同時
に選択される行電極の数が4、液晶パネルのドット数が
「64×132」の場合である。
ーフェース及び内部の各タイミングを制御するコントロ
ーラー1、表示データが書き込まれるメモリー2、列電
極に印加する電圧を決めるための演算回路102、表示
データとの演算により列電圧を決めるためのパターン、
すなわち、行電極に印加する直交関数に基づく行選択パ
ターンを発生する行選択パターン発生回路103、行選
択パターンに従った行電圧を発生する行電圧発生回路
9、演算回路102の出力に応じた列電圧を発生する列
電圧発生回路11を備えている。
る。コントローラー1は80系パラレル、68系パラレ
ル、シリアル系MPUインターフェースに対応し、 イン
ターフェースから送られるデータをメモリー2に格納す
る。メモリー2は表示RAM(64×132ビット)を
内蔵し、液晶パネル10の画素1ドットに内蔵RAMの
1ドットが一対一に対応している。
るラインアドレス信号の値をデコードし、対応する1行
分、132個のデータをCL1に同期してラインバッフ
ァー3に送る。コントローラー1のラインアドレス値は
CL1に同期してインクリメントされる64進カウンタ
ーで決まり、ラインバッファー3には順次1行分のデー
タがCL1に同期して連続行データとして送られる。
をもち、シフトレジスター形式で連続した4行分のデー
タを保持する。一方、行選択パターン発生回路103に
おいて、コントローラー1から送られたCL2に同期し
て直交関数発生回路7が4ビットの行選択パターンを発
生する。CL2は図3に示すようにCL1を4分周した
信号であり、ラインバッファー3の4行分のデータがす
べて更新される毎に、行選択パターンを更新するように
なっている。
行列を使用したが、直交性が保たれる行列であれば他の
関数でもよく、列単位の4ビットが順次CL2に同期さ
せて極性制御回路に送られる。ここで、直交関数の要素
「1」及び「−1」はロジック信号としては各々「1」
「0」に対応する信号となっている。
の排他的論理和回路が備えられる。極性反転信号の極性
により、行選択パターンの論理信号が反転する。極性反
転信号は液晶駆動の交流化のために適当に設定される信
号である。一般にはCL2の整数倍の周期を持ち、CL
2に同期した信号である。図3に、2選択周期毎に極性
を反転した場合のCL2、極性反転信号のタイミングを
示す。
れた4ビットの行選択パターンは、行電圧発生回路9及
びコンパレーター回路4に送られる。行電圧発生回路9
に送られた信号はデコーダーとレベルシフターにより、
行電圧に変換され、CL2に同期させて4行の選択行か
ら出力される。
4行と列電圧発生回路11が演算した4行のデータとの
対応がとれるように、行電圧発生回路9は行選択パター
ンをCL2で1度ラッチし、次のCL2クロックで出力
して、列電圧とのタイミングを合わせている。この動作
のタイミング関係を図3に示す。
位のブロック毎に順次選択され、16ブロック目、すな
わち「61、62、63、64行目」が選択された後、
1ブロック目、すなわち「1、2、3、4行目」の選択
を行うことを繰り返す。
ずつ選択し終えて1フレームとなる。一方、コンパレー
ター回路4に送られた行選択パターンは、先に示したラ
インバッファー3の4行分、「4×132ビット」のデ
ータとの演算が行われる。コンパレーター4は「4×1
32個」の排他的論理和回路からなり、図6に示すよう
に4ビットの行選択パターンと4行のデータの各ビット
毎の排他的論理和を132列のデータに対して並列に処
理する。この演算結果は加算回路5に送られる。
なっており、コンパレーター4の4ビットの出力値を加
算する。加算値は「0、1、2、3、4」の5通りの値
しか取らないため、各加算回路5の出力は3ビットとな
る。加算回路5の出力はラッチ回路6によりCL2に同
期してラッチされる。
に送られ、デコーダーとレベルシフター回路を通して、
先に示した行電圧発生回路9との同期を取ってCL2に
同期して液晶パネル10に出力される。出力の極性が反
転するタイミングは図3に示すとおりである。このタイ
ミングは演算時の極性反転信号の極性によって決まり、
その演算に使われたパターンが出力されるときに同期し
て出力される。ここで極性反転信号=HIGHのときに
負極性を出力し、LOWのときに正極性を出力する。
転手段を持つ場合、 既に極性反転された直交関数とデー
タの演算を行うため、 列電圧発生回路11に入力された
信号を反転させる必要はない。そして、4個の排他的論
理和回路のみで極性反転ができるので、通常の行電圧発
生回路、列電圧発生回路の出力全てに極性反転機能を持
たせる場合よりも回路を簡略化できる。
数の列電圧をとる場合、列電圧発生回路に入力するデー
タは、先の加算回路出力の各ビットの反転ではなく、0
に対しては4、1に対しては3、2に対しては2を入力
する必要があるため、さらに複雑なデコード回路が必要
となり、回路規模は増加する。
列に処理した。しかし、消費電流の増加を一定の範囲で
許せば、クロックスピードをm倍にして、演算回路部の
回路面積はほぼ1/m倍にできる。また、時分割演算処
理が可能となり、 回路削減できる。
成を示すブロック図である。例1との違いは、メモリー
2から出力された信号が、例1ではラインバッファー
3、コンパレーター4、加算回路5の順序で進む(図2
参照)。これに対して、本例ではコンパレーター4、ラ
インバッファー3、加算回路5の順序で進むように構成
されている。演算をコンパレーター部分と加算部分とに
分け、ラッチ機能を持つラインバッファー3により、時
間的に分割して行う点が大きく異なる。
動作の説明を行う。まず、メモリー2から出力された1
行分のデータはコンパレーター4を通ってラインバッフ
ァー3にラッチされる。ここで、データとコンパレート
される直交関数はCL1と同期した1ビットの値であ
り、 直交関数の列の4個の要素をCL1に同期して、1
行目、2行目・・・の順で出力する。
並列に処理する必要はなく1行毎に処理すればよい。こ
のため、「3×132個」のコンパレーター回路が削減
できる。ラインバッファー3はシフトレジスター形式で
4行分のデータが保持され加算器5に送られる。
ているが、タイミングを適当に取れば、ラインバッファ
ー3を3行分にして、最後の1 行分はコンパレーター4
の出力を加算回路5に直接入力すれば、回路規模をさら
に削減できる。その後は、例1と同様に演算できる。
ーンは4行パラレルではなく、1ビット毎にシリアルで
転送されてくるため、4ビット分のシフトレジスターを
設けてシリアルパラレル変換を行えばよい。このよう
に、コンパレーターと加算回路を時間的に分割すること
により、「3×132個」のコンパレーター回路が削減
できる。さらに、タイミングを適当にとれば、ラインバ
ッファー3の1ライン分すなわちラッチ回路132個分
の回路削減ができる。そして、駆動装置の全体としての
回路規模を大幅に削減できる。
回路を用いて、1チップのLSIに集積化することは容
易である。さらに、昇圧回路等を含む電源回路や発振回
路を内蔵した場合でも、上記の回路削減効果により、チ
ップサイズを小型化できるので、一般の半導体デザイン
ルールのように、出力端子のパッドサイズで決まる大き
さ以内に、LSIの面積を抑制できる。この結果、LS
Iの製造コストで評価しても、チップコストの増加はほ
とんどなく、むしろ半導体プロセスとして、5V標準ロ
ジックIC用のプロセスで集積化できるので、製造が容
易になり、低コスト化を達成できる。
駆動法を用いる液晶表示素子の駆動装置であって、行選
択パターン発生手段に行選択パターンの極性を制御する
手段を有するため、行電極駆動手段と列電極駆動手段全
ての出力部に付くデコーダー回路のビット数を削減でき
るか、又は、表示データ1行分の出力部全てに付帯され
ていた排他的論理回路を削減できる。そして、駆動装置
全体の回路規模の削減ができる。
回路を実現できる。また、本発明によれば、列電圧を決
める演算手段の比較機能と加算機能はデータ保持機能を
介して時間的に分けて演算することによって、比較機能
の演算は同時選択数分の演算を並列に計算する必要がな
くなり、行毎の演算を複数回行う直列演算形式にできる
ため、回路規模の削減ができる。
に集積化された構成にすることにより、チップコスト、
実装面積、実装コスト等を削減できる。また、本発明に
よれば、外付けの電源回路、発振回路を削減でき、実装
面積、実装コストを削減できる。
ック図。
の例。
ブロック図。
ブロック図。
図。
動装置 102:列電圧演算回路 103:行選択パターン発生回路
Claims (6)
- 【請求項1】行電極と列電極がマトリックス状に配置さ
れた液晶表示素子を複数行同時選択法で駆動し、行電極
駆動手段と、列電極駆動手段と、表示データを記憶する
メモリ手段と、同時選択される行電極群に対応した列出
力データを生成する処理回路と、行選択パターンを出力
する行選択パターン発生手段とが設けられた駆動装置で
あって、行選択パターン発生手段に行選択パターンの極
性制御手段が設けられたことを特徴とする駆動装置。 - 【請求項2】処理回路に、同時選択される行電極の各行
に応じた表示データを出力する制御回路と、表示データ
と行選択パターンとを入力して、対応する列電圧を決定
する演算手段とが備えられた請求項1に記載の駆動装
置。 - 【請求項3】演算手段にはデータ保持機能、比較機能、
加算機能とが備えられ、表示データを時分割したタイミ
ングで演算する請求項2に記載の駆動装置。 - 【請求項4】1チップのLSIである請求項1、2又は
3に記載の駆動装置。 - 【請求項5】発振回路及び電源回路が含まれる請求項4
に記載の駆動装置。 - 【請求項6】請求項1、2、3、4又は5に記載の駆動
装置と、液晶表示素子とが設けられた液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27850298A JP3863997B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 駆動装置及び液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27850298A JP3863997B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 駆動装置及び液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000111875A true JP2000111875A (ja) | 2000-04-21 |
JP3863997B2 JP3863997B2 (ja) | 2006-12-27 |
Family
ID=17598215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27850298A Expired - Lifetime JP3863997B2 (ja) | 1998-09-30 | 1998-09-30 | 駆動装置及び液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3863997B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002072972A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Kawasaki Microelectronics Kk | Lcdドライバ |
JP2003108082A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Optrex Corp | 液晶表示装置の駆動方法および駆動装置 |
KR100548840B1 (ko) * | 2001-04-26 | 2006-02-02 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정 표시 장치 |
-
1998
- 1998-09-30 JP JP27850298A patent/JP3863997B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002072972A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-12 | Kawasaki Microelectronics Kk | Lcdドライバ |
KR100548840B1 (ko) * | 2001-04-26 | 2006-02-02 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정 표시 장치 |
JP2003108082A (ja) * | 2001-09-27 | 2003-04-11 | Optrex Corp | 液晶表示装置の駆動方法および駆動装置 |
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---|---|
JP3863997B2 (ja) | 2006-12-27 |
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