JP2002244621A - 表示装置、液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置、液晶表示装置および液晶表示装置の駆動方法

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JP2002244621A
JP2002244621A JP2001030240A JP2001030240A JP2002244621A JP 2002244621 A JP2002244621 A JP 2002244621A JP 2001030240 A JP2001030240 A JP 2001030240A JP 2001030240 A JP2001030240 A JP 2001030240A JP 2002244621 A JP2002244621 A JP 2002244621A
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liquid crystal
frame
pixel
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Yoshiaki Watanabe
佳映 渡辺
Takaaki Sakurai
孝明 桜井
Yasuto Kikuchi
康人 菊地
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示パターンに拘わらずにフリッカを低減す
ることのできる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】 第1フレームにおいては乱数により行単
位で定められた極性の駆動電圧を印加し、続く第2フレ
ームにおいては第1フレームにおける極性を反転した極
性の駆動電圧を印加する。この極性のパターンを交互に
繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フリッカと呼ばれ
る画面のちらつきを低減することのできる表示装置に関
し、特にアクティブ・マトリックス型の液晶表示装置に
おけるフリッカの防止技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置として、薄膜トランジスタ
(Thin Film Transistor:TFT)を用いたアクティブ
・マトリックス方式の液晶表示装置が知られている。こ
のアクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、ゲ
ート線と信号線とをマトリックス状に配置し、その交点
に薄膜トランジスタが配置されたTFTアレイ基板と、
その基板と所定の間隙を隔てて配置される対向基板との
間に光学素子としての液晶材料を封入し、この液晶材料
に与える電圧を薄膜トランジスタにより制御して、液晶
材料の電気光学的効果を利用して表示を可能としてい
る。液晶材料は直流電圧で駆動すると寿命が短くなるこ
とから、交流電圧を印加して駆動している。その場合、
液晶材料にかかる電圧の極性を1フレーム、つまり1画
面の1回の表示が開始されてから終了するまでの期間毎
にコモン電圧を基準として反転するが、全画面を単純
に、かつ、同時に反転する方式では、クロストークが生
じてしまうため、実用的ではない。したがって、このク
ロストークを避けるために、各画素の極性反転の位相を
ずらす駆動法が採用されている。その代表的なものとし
て、1水平線毎に位相をずらすHライン反転駆動制御方
式、1垂直線毎に位相をずらすVライン反転駆動制御方
式および1画素毎に交互に位相をずらすドット反転駆動
制御方式(またはH/Vライン反転駆動制御方式)が知
られている。現在、アクティブ・マトリックス方式の液
晶表示装置ではドット反転駆動制御方式が主流をなして
いる。
【0003】ドット反転駆動制御方式を図8に基づいて
説明する。図8は液晶表示セルを模式化した図である。
図8において、+または−が記載された1つの枠が単一
の画素を示している。そして、図8に示すように、画素
への書き込み極性は、奇数フレームにおいて+極性の画
素は偶数フレームにおいて−極性を示し、逆に奇数フレ
ームにおいて−極性の画素は偶数フレームにおいて+極
性を示す。また、いずれのフレームであっても、対角線
方向で隣接する画素同士は、書き込み電圧が同極性であ
ることがわかる。これを奇数フレーム、偶数フレームで
交互に繰り返す。液晶表示装置において、+極性および
−極性による画像の明るさが一致することが理想的であ
る。ところが、現実には、+極性および−極性における
液晶材料の光学特性には微妙なずれがあるため、+極性
および−極性で明度に差異が生じる。したがって、例え
ばすべての画素について奇数フレームは+極性を、また
偶数フレームは−極性を印加したとすると、1フレーム
毎に明・暗が表示されることになる。これがフリッカと
して認識される。ところが、ドット反転駆動制御方式の
場合、奇数フレームおよび偶数フレームの両者に+極性
および−極性が混在しているため、フリッカの発生を低
減することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ドット反転
駆動制御方式もフリッカ対策に対して万能というわけで
はない。特定のパターンを表示する画像の場合には、や
はりフリッカが発生する。その一例を図9に示す。図9
も図8と同様に液晶表示セルを模式化した図である。図
9に示す例は、画素単位でのチェッカー・パターンと呼
ばれる表示画像である。図9において、白地の画素は、
コモン電圧が書き込まれた暗い画素を示している。つま
り、奇数フレームにおいては+極性の画素とコモン電圧
が書き込まれた画素とが隣接し、偶数フレームにおいて
は−極性の画素とコモン電圧が書き込まれた画素とが隣
接する。前述のように、現実には、+極性および−極性
における液晶材料の光学特性には微妙なずれがあるた
め、+極性および−極性で明度に差異が生じる。したが
って、ドット反転駆動制御方式を採用したとしても、図
9の表示画像では、1フレーム毎に明・暗が繰り返して
表示される。1フレームの期間は、人間の眼の応答性か
ら60Hzの繰り返し周波数を採用している。したがっ
て、図9の場合、30Hz周期での明・暗が人間の眼に
認識できるフリッカとなる。
【0005】フリッカを低減する提案はこれまで種々な
されている。例えば、特開平2−61698号公報、特
開平3−235918号公報および特開平9−1713
71号公報である。ところが、これらの提案は、図9に
示すような表示パターンを意識したものでないため、フ
リッカ対策としては未だ不十分である。図9に示す表示
パターンに対して有効と判断される反転駆動制御方式が
特許第2820160号公報に開示されている。つま
り、従来のドット反転駆動制御方式は極性の反転を1行
単位で行なっていたのに対して、2行単位で極性の反転
を行なおうというものである。図10は2行単位で極性
の反転を行なう例を示している。図10に示すように、
上から第1行、第2行および第5行の画素行は、奇数フ
レームにおいては左から第1列目の画素が+極性で始ま
り、以後−極性および+極性が交互に繰り返し、偶数フ
レームにおいては左から第1列目の画素が−極性で始ま
り以後+極性および−極性が交互に配列される。また、
上から第3行、第4行の画素行は、奇数フレームにおい
ては左から第1列目の画素が−極性で始まり以後+極性
および−極性が交互に繰り返し、偶数フレームにおいて
は左から第1列目の画素が+極性で始まり以後−極性お
よび+極性が交互に配列される。以上のように図10に
示した反転駆動制御方式は2行単位で極性の反転を行な
っている。この反転駆動制御方式で図9に示した画素単
位でのチェッカー・パターンを表示した状態を模式的に
示したのが図11である。図11から明らかなように、
奇数フレームおよび偶数フレームにおいても、+極性お
よび−極性が同1フレーム内に混在している。したがっ
て、フリッカの発生を低減することができるのである。
【0006】ところが、2行単位で極性の反転を行なう
反転駆動制御方式も、図9で示したものとは異なるチェ
ッカー・パターンに対する対応は不十分である。その一
例を図12に示す。図12に示すように、横1列×縦2
列という単位でのチェッカー・パターンの場合には、奇
数フレームにおいて+極性が、また偶数フレームにおい
ては−極性が配列されることになる。したがって、図9
の場合と同様に、30Hz周期での明・暗が人間の眼に
認識できるフリッカとなる。本発明は、以上の状況に鑑
み、表示パターンに拘わらずにフリッカを低減すること
のできる手法の提供を課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来は、図9および図1
0に示したように、駆動電圧の極性を規則的なパターン
で配列していた。しかし、それでは、ある特定のパター
ンの表示画像に対するフリッカ対策とはなるものの、他
のパターンの表示画像に対しては対策とならないことが
あった。そこで、本発明では極性の配列を特定のパター
ンにするのではなく、行単位でランダムに決定すること
を提案する。極性の配列を行単位でランダムに決定する
ので、フリッカが認識されやすい特定の画像表示パター
ンが存在しないことになる。ここで、前述のように、液
晶の焼き付きを防止するために、フレーム毎に各画素に
印加する電圧の極性を反転することが望まれる。そこで
本発明は、極性の配列を行単位でランダムに決定して駆
動されたフレームの直後のフレームにおいて、各画素に
は逆極性の電圧を書き込むことをさらに提案する。した
がって本発明は、表示用光学素子を含むとともに前記表
示用光学素子に印加される駆動電圧によって光の透過を
制御することにより画像を表示する表示セルと、所定の
フレームにおける前記駆動電圧の極性をランダムに決定
するとともに、前記ランダムに決定された極性を反転す
ることにより前記所定のフレームに続く次のフレームに
おける前記駆動電圧の極性を決定する電圧供給回路と、
を備えることを特徴とする表示装置を提供する。
【0008】本発明の表示装置において、前記表示セル
は、複数の画素をドット・マトリックス状に配列した構
成を有し、前記電圧供給回路は、前記ランダムな極性の
決定をドット・マトリックスを構成する行単位で行なう
ことが望ましい。フリッカの見えやすい特定の画面パタ
ーンの存在がなくなるためである。また本発明の表示装
置において、前記電圧供給回路は、同一の行において隣
接する画素同士の極性が異なるように駆動電圧を供給す
ることが望ましい。同一の行、ひいては同一のフレーム
内において+極性と−極性が混在することになり、各フ
レームにおける極性の偏りを低減することができる。本
発明による表示装置は、駆動電圧の極性をランダムに決
定、印加するステップと、その直後のフレームにおいて
は極性を反転することを基本とするが、“ランダム”と
“反転”とを交互に繰り返す態様と、“ランダム”の後
の“反転”を複数回繰り返した後に“ランダム”を行な
う態様とがある。したがって、前者の態様においては、
前記電圧供給回路は、前記ランダムな極性の決定および
前記反転による極性の決定を交互に繰り返すことにな
る。一方、後者の態様において、前記電圧供給回路は、
前記ランダムな極性の決定の後に行なわれる前記反転に
よる極性の決定を複数回繰り返すことになる。
【0009】また本発明は、複数の画素をm行×n列に
配列しかつ各画素に対して走査信号を伝送するための複
数の走査線および表示信号を伝送するための複数の信号
線とが形成された液晶表示セルと、前記複数の走査線に
対して走査信号を供給する走査信号供給回路と、隣接す
る信号線に対して異なる極性の表示信号を供給する表示
信号供給回路と、各画素行における所定の列に位置する
画素に対して乱数に基づく極性指示信号を前記表示信号
供給回路に対して供給する制御部と、を備えることを特
徴とする液晶表示装置を提供する。本発明の液晶表示装
置は、隣接する信号線に対して異なる極性の走査信号を
供給するから、同一の行を構成する画素には+極性の電
圧および−極性の電圧が交互に印加される。一方、前記
表示信号供給回路に対して、各画素行における所定の列
に位置する画素に対して乱数に基づく極性指示信号が供
給されるから、同一の列を構成する画素群は、印加され
る電圧の極性がランダムに配置される。したがって、前
述した特定のパターンの画像を表示する場合でも、各フ
レームにおいて+極性と−極性とが混在することにな
り、種々の画像表示パターンに対するフリッカを低減す
ることができる。
【0010】以上の本発明の液晶表示装置において、前
記走査信号供給回路は、前記乱数に基づく極性指示信号
によって極性が定められた先行フレームの直後のフレー
ムに対して、前記先行フレームにおける極性とは逆の極
性を前記各画素に供給することが望ましい。フレーム単
位での交流駆動を保証することにより、液晶材料の特性
劣化を軽減するためである。本発明による液晶表示装置
は、以上のようにフリッカの発生を軽減することができ
る。ところが、発明の実施の形態の欄でも説明するよう
に、フリッカの発生を低減した液晶表示装置は、製造工
程における駆動電圧の調整作業では望ましくない。そこ
で、この調整作業ではフリッカの認識を容易にするた
め、従来のドット反転駆動モードを備えることが望まし
い。つまり、本発明の液晶表示装置は、隣接する画素の
極性が異なる第1フレームと、前記第1フレームに後続
しかつ各画素の極性が前記第1フレームとは異なる第2
フレームと、を実現するドット反転駆動モードをさらに
備えることができる。
【0011】本発明さらに、液晶材料に対して駆動電圧
を付与するための素子を備えたアクティブ・マトリック
ス型の液晶表示装置であって、複数の画素をドット・マ
トリックス状に配置するとともに液晶材料を封入した液
晶表示セルと、連続的に発生された乱数を送信する制御
部と、前記制御部から受信した乱数に対応する極性を所
定の画素に対して付与するとともに、前記所定の画素の
極性を基準として同一の行に存在する他の画素の極性が
+極性および−極性が交互に配列するよう指示する極性
指示部と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置を提
供する。本発明の液晶表示装置は、乱数を用いることに
より、極性の配列を行単位でランダムに決定することが
できる。しかも、乱数に対応する極性の電圧が印加され
る所定の画素を基準として、同一の行に存在する他の画
素の極性を+極性および−極性が交互に配列することが
できる。したがって、チェッカー・パターンを表示する
場合であっても、各フレームにおいて+極性および−極
性を混在させることができるため、フリッカの発生を軽
減することができる。
【0012】本発明の液晶表示装置が、複数の画素がm
行×n列(m,nは正の整数)に配列されたものである
場合、前記制御部は所定のフレーム毎にm個の乱数を順
次送信し、前記極性指示部は前記m個の乱数を各行ごと
に割り当てることにより前記所定の画素の極性を決定す
ることができる。その場合、前記極性指示部は、前記所
定の画素の極性を決定するとともに、前記所定の画素が
存在する行の他の画素の極性を前記所定の画素の極性を
基準にして決定することができる。画素はm×n個存在
するが、乱数はm個で足りることになる。
【0013】また本発明は、各画素行における表示信号
の極性配列を決定する基準画素を含む複数の画素をm行
×n列(m,nは正の整数)に配列しかつ各画素に対し
て走査信号を伝送するための複数の走査線および表示信
号を伝送するための複数の信号線とが形成された液晶表
示セルと、前記走査線に対して走査信号を供給する走査
信号供給回路と、前記信号線に対して表示信号を供給す
る表示信号供給回路と、を備え、前記表示信号供給回路
は、前記各画素行の前記基準画素に供給する表示信号の
極性を、所定のフレームにおいては乱数に基づいて決定
し、前記所定のフレームに続く次のフレームにおいては
前記所定のフレームの極性を反転することにより決定す
る、ことを特徴とする液晶表示装置が提供される。本発
明の液晶表示装置によれば、前記各画素行の前記基準画
素に供給する表示信号の極性を所定のフレームにおいて
は乱数に基づいて決定するから、当該フレームにおける
駆動電圧の極性は、前述したチェッカー・パターンを表
示する場合であっても、+極性または−極性のいずれか
に偏ることがない。したがって、フリッカ発生の軽減に
対して有効である。しかも、前記所定のフレームに続く
次のフレームにおいては前記所定のフレームの極性を反
転するから、交流駆動が保証され、液晶材料の焼き付き
を防止する上で有利である。
【0014】本発明の液晶表示装置において、前記表示
信号供給回路は、前記基準画素が存在する行について、
前記基準画素を含めて規則的に極性が配列するように他
の画素の極性を決定することができる。規則的な配列と
しての典型例は、+極性および−極性を交互に配列する
ことである。つまり、前記表示信号供給回路は、同一の
行に存在する各画素が、隣接する画素同士が逆極性とな
るように前記他の画素の極性を決定することができる。
しかし、本発明はこの例に限定されることはない。例え
ば、+極,+極,−極,−極…というように規則的な配
列を採用することも可能である。
【0015】以上説明から理解できるように、本発明に
よれば、駆動電圧の極性の配列が新規な液晶表示装置を
提供する。すなわち本発明は、複数の画素がドット・マ
トリックス状に配列された液晶表示セルと、前記複数の
画素に対して、各行を構成する画素の極性が規則的に配
列され、かつ各列を構成する画素の極性が不規則に配列
されるように表示信号を供給する表示信号供給回路と、
前記複数の画素に走査信号を供給するための走査信号供
給回路と、を備えるという新規な液晶表示装置である。
この本発明による液晶表示装置においても、液晶材料の
特性劣化を防止するために、前記表示信号供給回路は、
所定フレームについては乱数に基づいて表示信号を供給
し、前記所定フレームの直後のフレームについては前記
所定フレームにおける極性を反転させた極性の表示信号
を供給することが望ましい。
【0016】本発明は液晶表示装置の駆動方法としても
成立する。つまり本発明の液晶表示装置の駆動方法は、
フレーム毎に各画素に印加する電圧の極性を反転する液
晶表示装置の駆動方法であって、先行する第1フレーム
においては乱数に基づく極性の電圧を印加し、前記第1
フレームの直後の第2フレームにおいては前記第1フレ
ームにおける極性を反転した極性の電圧を印加する、こ
とを特徴とする。そして、前記液晶表示装置が、液晶材
料に対して駆動電圧を印加するための素子を備えたアク
ティブ・マトリックス型の液晶表示装置である場合に
は、前記第1フレームにおいて、走査方向に対しては各
画素に印加する電圧の極性をランダムに、走査方向と直
交する方向に対しては各画素に印加する電圧の極性を規
則的にすることが望ましい。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明に
よる実施の形態を説明する。図1は本実施の形態による
液晶表示装置1の基本構成を示す図である。液晶表示装
置1は、アクティブ・マトリックス型の液晶表示装置で
ある。アクティブ・マトリックス型の液晶表示装置は、
周知のように、TFT(Thin FilmTransistor)等のア
クティブ素子を用いて液晶材料の駆動を制御する。液晶
表示装置1は、液晶セル・コントロール回路2と、液晶
セル3と、バックライト・ユニット4とから構成され
る。液晶セル・コントロール回路2は、外部のシステム
からR、G、B各画像データ信号および同期用の信号を
受け取り、液晶セル3を駆動するために必要なR、G、
Bの各画素12を駆動するための表示データおよび制御
信号を液晶セル3に対して出力する。液晶セル・コント
ロール回路2は、LCDコントローラ5と、表示信号供
給回路7と、走査信号供給回路8と、DC−DCコンバ
ータ9とを備える。LCDコントローラ5は、例えば、
図示しないコンピュータ・システムのグラフィックス・
コントローラLSIから出力されるディジタルのR、
G、B各画像データ信号および同期用の信号を、ビデオ
・インターフェース13を介して受信する。本実施の形
態による液晶表示装置1は、液晶セル・コントロール回
路2に対する電源も、ビデオ・インターフェース13を
介して供給される。LCDコントローラ5は、ビデオ・
インターフェース13から受け取った信号を処理し、表
示信号供給回路7を構成するIC、走査信号供給回路8
を構成するICに出力させる。表示信号供給回路7を構
成するICに供給する信号には、R、G、B画像データ
信号および極性指示信号(図中ではPOL信号と記す)
が含まれる。したがって、表示信号供給回路7は、極性
指示部としても機能する。走査信号供給回路8を構成す
るICに供給する信号には、制御信号が含まれる。LC
Dコントローラ5は、乱数発生器6を含んでいる。乱数
発生器6の具体例を図6に示す。図6に示すように、乱
数発生器6としては、Nビット・シフト・レジスタ61
と帰還用のイクスクルーシブ・オア回路62とからなる
公知の乱数発生回路を用いることができる。この乱数発
生器6は、所定フレーム毎に、液晶セル3の行数に応じ
た数の乱数を連続的に発生する。例えば、ドット・マト
リックスを構成する画素12がm行存在しているとする
と、乱数発生器6は、所定フレーム毎に、m個の乱数を
連続的に発生する。Nビット・シフト・レジスタ61
は、Nに応じた周期からなる擬似乱数を発生することが
できる。この乱数発生器6において、所定フレーム毎あ
るいは所定時間毎にNビット・シフト・レジスタ61を
リセットして、擬似乱数の繰り返し周期を変更すること
もできる。LCDコントローラ5は、また、乱数発生器
6で発生された乱数(列)記憶するメモリ15を備えて
いる。このメモリ15に記憶された乱数(列)を用い
て、逆極性のPOL信号を発生する。また、LCDコン
トローラ5は、従来のドット反転駆動制御を行なうため
のドット反転駆動制御回路14を備えている。ドット反
転駆動制御回路14を備えている理由は、後述する。表
示信号供給回路7は、液晶セル3上にマトリックス状に
配列され各画素12に対して信号線10を介して表示信
号を供給する。このとき表示信号供給回路7は、LCD
コントローラ5から供給されるPOL信号に基づいて、
供給する表示信号の電圧極性を定める。例えば、ドット
・マトリックスを構成する画素12がm行存在し、かつ
m個の乱数からなるPOL信号を受信すると、各行ごと
にPOL信号を割り当てる。また、本実施の形態におい
て、表示信号供給回路7は、ICを構成する出力ピンか
ら、隣接する出力ピンから出力されるデータ信号が逆の
極性となるように表示信号を出力するように構成されて
いる。走査信号供給回路8は、液晶セル3上にマトリッ
クス状に配列され各画素12に対して走査線11を介し
て走査信号を供給する。電源回路部としてのDC−DC
コンバータ9は、ビデオ・インターフェース13を介し
て供給されたDC電源電圧に基づいて、LCDコントロ
ーラ5、表示信号供給回路7および走査信号供給回路8
で必要な電源電圧を供給する。
【0018】液晶セル3は、TFTが配列されたアレイ
基板と称されるガラス基板と、カラーフィルタが形成さ
れたカラーフィルタ基板との間に液晶材料を封止した基
本構造を有している。液晶セル3は、アレイ基板上にマ
トリックス状に配列された複数の信号線10と複数の走
査線11との交点毎に画素12が形成される。この画素
12には、各々、アクティブ素子としてのTFTが配置
される。各TFTは、走査線11に接続されるゲート電
極、信号線10に接続されるソース電極、ドレイン電極
および画素電極とを備えた3端子のスイッチング素子で
ある。各TFTは、走査信号供給回路8からの走査信号
をゲート電極により受けることによりオン(ON)/オフ
(OFF)制御される。また、表示信号供給回路7から
供給されたデータ信号は、ソース電極およびドレイン電
極を介して画素電極に対して印加、画像の表示を行な
う。バックライト・ユニット4は、一般に、光源である
蛍光管、蛍光管を点灯させるためのインバータ回路、お
よび光の伝送経路となる部材とを備えている。
【0019】本実施の形態による液晶表示装置1は、乱
数発生器6により生ずる乱数に基づいてPOL信号が供
給される点に特徴を有している。本発明の極性反転を説
明する前に、従来のドット反転駆動制御方式における極
性反転をPOL信号との関係に基づいて説明する。図7
は従来のドット反転駆動制御方式におけるPOL信号に
よる極性反転を説明するための図である。図7におい
て、前述のように、ドット反転駆動制御方式は、画素へ
の書き込み極性は、奇数フレームにおいて+極性の画素
は偶数フレームにおいて−極性を示し、逆に奇数フレー
ムにおいて−極性の画素は偶数フレームにおいて+極性
を示す。また、いずれのフレームであっても、対角線方
向で隣接する画素同士は、書き込み電圧が同相である。
1つの行内における各画素の極性は、POL信号によっ
て定義付けられている。図7の例では、POL信号は0
(zero)および1の2種類が存在する。図7に示すよう
に、同一行内の画素の極性を+極性と−極性とを交互に
配列することを基本としている。図7には、各行に対す
るPOL信号を対応付けて記載している。つまり、PO
L信号が0の場合には同一行内の左端に位置する画素の
極性を−とし、POL信号が0の場合には同一行内の左
端に位置する画素の極性を−と定義付けしている。ま
た、POL信号は0と1とが交互に配列されていること
がわかる。
【0020】以上に対して本実施の形態では、奇数フレ
ームについてのPOL信号を乱数発生器6により生ずる
乱数に基づき発生させる。この乱数に基づいて定められ
たPOL信号を用いた極性反転駆動制御方式を図2に基
づき説明する。第1(奇数)フレームでは、第1行第1
列の画素についてのPOL信号が「1」、第2行第1列
の画素についてのPOL信号が「1」、第3行第1列の
画素についてのPOL信号が「0」、第4行第1列の画
素についてのPOL信号が「1」、第5行第1列の画素
についてのPOL信号が「0」、第6行第1列の画素に
ついてのPOL信号が「0」である。この「0」,
「1」のPOL信号は、乱数発生器6により生ずる乱数
に基づいている。ここで、各行の第1列目の画素は、当
該行に属する他の画素に印加される極性の基準となる。
つまり、第2列の画素は第1列の画素とは逆極性を、第
3列の画素は第2列の画素と逆極性…となる。これは、
極性指示機能を有する表示信号供給回路7が、隣接する
信号線10には逆極性の電圧を印加することによる。な
お、極性決定の基準となる画素は、本実施の形態では第
1列に配置された画素としてが、他の所定の位置に配置
される画素であってもかまわない。また、第1フレーム
において、表示信号供給回路7は、各行を構成する画素
の極性が規則的に配列され、かつ各列を構成する画素の
極性が不規則に配列されるように表示信号を供給してい
ることが理解できる。第2(偶数)フレームでは、前記
第1(奇数)フレームとは各画素の極性が逆の極性とな
るようなPOL信号が供給される。つまり、第1行第1
列の画素についてのPOL信号が「0」、第2行第1列
の画素についてのPOL信号が「0」、第3行第1列の
画素についてのPOL信号が「1」、第4行第1列の画
素についてのPOL信号が「0」、第5行第1列の画素
についてのPOL信号が「1」、第6行第1列の画素に
ついてのPOL信号が「1」となる。図2では、奇数番
目のフレームとしての第1フレーム、偶数番目のフレー
ムとしての第2フレームの例のみを示したが、以後、後
述する乱数発生器6により生ずる乱数に基づく極性、そ
の逆極性、という極性反転を繰り返す。
【0021】図3は、本実施の形態による駆動制御方式
で図9に示した画素単位でのチェッカー・パターンを表
示した状態を模式的に示した図である。図3の例では、
奇数フレームとしての第1フレームにおけるPOL信号
は乱数発生器6により生ずる。具体的には、第1行第1
列の画素についてのPOL信号が「0」、第2行第1列
の画素についてのPOL信号が「1」、第3行第1列の
画素についてのPOL信号が「1」、第4行第1列の画
素についてのPOL信号が「1」、第5行第1列の画素
についてのPOL信号が「0」、第6行第1列の画素に
ついてのPOL信号が「0」である。また、偶数フレー
ムとしての第2フレームは、各画素の極性を第1フレー
ムとは逆の極性となるようなPOL信号を供給する。具
体的には、第1行第1列の画素についてのPOL信号が
「1」、第2行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第3行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第4行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第5行第1列の画素についてのPOL信号が
「1」、第6行第1列の画素についてのPOL信号が
「1」である。図3に示すように、本実施の形態によれ
ば、表示画像が画素単位でのチェッカー・パターンであ
っても、第1フレームにおいて+極性の画素および−極
性の画素が混在し、かつ第2フレームにおいても+極性
の画素および−極性の画素が混在している。したがっ
て、従来のドット反転駆動制御方式のように、フレーム
毎に明度の差がでることない。なお、図3も、図2と同
様に第1フレームおよび第2フレームと2つのフレーム
のみについて示したが、以後第3フレーム、第4フレー
ム…と乱数による極性、その逆極性という反転駆動制御
を交互に繰り返す。
【0022】図4は、本実施の形態による駆動制御方式
で図12に示した横1列×縦2列という単位でのチェッ
カー・パターンを表示した状態を模式的に示した図であ
る。図4の例では、奇数フレームとしての第1フレーム
におけるPOL信号は乱数発生器6により生ずる。具体
的には、第1行第1列の画素についてのPOL信号が
「1」、第2行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第3行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第4行第1列の画素についてのPOL信号が
「1」、第5行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」、第6行第1列の画素についてのPOL信号が
「0」である。また、偶数フレームとしての第2フレー
ムは、各画素の極性を第1フレームとは逆の極性となる
ようなPOL信号を供給する。具体的には、第1行第1
列の画素についてのPOL信号が「0」、第2行第1列
の画素についてのPOL信号が「1」、第3行第1列の
画素についてのPOL信号が「1」、第4行第1列の画
素についてのPOL信号が「0」、第5行第1列の画素
についてのPOL信号が「1」、第6行第1列の画素に
ついてのPOL信号が「1」である。図4に示すよう
に、本実施の形態によれば、表示画像が横1列×縦2列
という単位でのチェッカー・パターンであっても、第1
および第2フレームにおいて+極性の画素および−極性
の画素が混在している。したがって、従来のドット反転
駆動制御方式に比べて、フレーム毎の明度の差を低減す
ることができる。なお、図4も、図2と同様に第1フレ
ームおよび第2フレームと2つのフレームのみについて
示したが、以後第3フレーム、第4フレーム…と乱数に
よる極性、その逆極性という反転駆動制御を実行するこ
とはいうまでもない。
【0023】図2〜図4に示した本実施の形態による極
性反転駆動制御方法は、各画素の極性を行単位で乱数に
より決定し、その逆極性への反転というセットを繰り返
すことを前提とした。このセットとPOL信号とを対比
して示したのが図5(a)である。なお、図5(a)に
おいて、POL信号とは特定の画素(行)に対するPO
L信号のみを示している。また、図5(a)において、
「乱数」とは乱数発生器6による乱数によって極性が決
定されることを、また「反転」とはと各画素の極性が直
前のフレームと逆極性とすること、を意味している。つ
まり、図5(a)の場合、「乱数」と「反転」とを交互
に繰り返す極性反転駆動制御方式となっている。また、
この反転駆動制御方式は、2フレーム毎に乱数発生器6
により乱数を発生し、発生された乱数に基づき当該フレ
ームの極性を決定することを意味する。ところが、図5
(a)に示すように、2フレーム毎に発生される乱数
が、順に「0」,「1」,「0」,「1」の場合には、
POL信号が「0」,「1」,「1」,「0」,
「0」,「1」,「1」,「0」というパターンを形成
してしまう。このパターンによる極性反転は、交流駆動
周波数を1/2にすることに相当する。一般的な液晶表
示装置の駆動周波数は60Hzであるから、上記パター
ンによる実効交流駆動周波数は30Hzとなる。液晶セ
ル3内に封入されている液晶材料の信頼性の点では、駆
動周波数は30Hzよりも60Hzのほうが望ましい。
そこで、本実施の形態による反転駆動制御方式では、
「乱数」と「反転」とのセットを、1つの「乱数」フレ
ームと1つの「乱数」フレームとをセットにする図5
(a)のケースの他に、図5(b)のような反転駆動制
御方式も提案する。なお、図5(b)の「乱数」、「反
転」等は図5(a)と同義である。図5(b)のケース
は、6つのフレームで1つのセットを構成した例であ
る。つまり、「乱数」の直後のフレームは、図5(a)
と同様に、「反転」である。ところが、図5(b)のケ
ースは、その後の4つのフレームをともに「反転」と
し、その後のフレーム、つまり、7番目のフレームを
「乱数」とする。そして、その直後のフレームを含めた
5つのフレームは「反転」とする。このように、乱数を
発生させる頻度を減らしておけば、図5(a)に示した
ように実効駆動周波数が下がり過ぎることを防止するこ
とができる。もっとも、いくつのフレーム毎に乱数を発
生させるかは、一義的に定まらない。「反転」を繰り返
すことは、特定の画面パターンにとって好ましくないこ
とが想定される。したがって、乱数発生の頻度を選定す
るに際しては、液晶材料の信頼性と画質とのバランスを
考慮する。
【0024】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、行単位での極性反転に乱数を用いてランダムに行な
うため、画素単位あるいは横1列×縦1列といったの特
定のチェッカー・パターンが表示されるときのフリッカ
を低減することができる。ところで、従来、液晶表示装
置の製造工程には、「フリッカ調整」という工程が存在
する。この工程は、目視または専用のツールを用いて、
当該液晶表示装置におけるフリッカを最小にするための
工程である。この「フリッカ調整」工程は、他の側面を
持つ。つまり、フリッカが認識されやすい状態は、液晶
材料に直流(DC)電圧がかかっており、同じ画面を表
示することは液晶材料に焼き付きを生じさせる虞があ
る。そこで、フリッカが最小となるように駆動電圧を調
整することで、液晶材料にDC電圧が付与されるのを防
止する、という側面を「フリッカ調整」工程を持ってい
る。本実施の形態を適用した画像表示装置1は、フリッ
カを認識しにくくするから、その製造工程において、駆
動電圧の調整が困難となることも予測される。そこで、
本実施の形態による液晶表示装置1として、ドット反転
駆動制御回路14を設けている。そして、フリッカ調整
工程においてはドット反転駆動制御回路14を起動させ
た状態でチェッカー・パターン画像を表示しつつ駆動電
圧の調整等を行ない、その後に本実施の形態による反転
駆動制御方式を設定することにすれば、駆動電圧の調整
を従来通り行なうことができる。
【0025】本実施の形態によれば、以下説明するよう
に、従来のドット反転駆動制御方式に比べて、消費電力
の低減効果が期待できる。従来のドット反転駆動制御方
式は、1フレーム単位で必ず極性の反転を行なってい
る。一方、本実施の形態では、乱数により極性を決定す
るため、極性の反転が実行されない場合もあり得る。例
えば、図5(a)において、「反転」から「乱数」に移
行する際に、POL信号が両者ともに「1」である。こ
のことは、当該画素については、連続して同極性の電圧
が印加されること、換言すれば反転の回数が低減するこ
とを意味する。ここで、液晶表示装置1において、表示
信号供給回路7からの出力を+極性から−極性に、−極
性から+極性に反転する際に画素12に書き込む電荷も
さることながら、信号線10をチャージ・ディスチャー
ジするために消費される電力を無視することができな
い。したがって、反転回数が減る可能性のある本実施の
形態による液晶表示装置1は、消費電力の低減効果を望
むこともできる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素単位でのチェッカー・パターン等の特殊な表示画像
に対するフリッカを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態による液晶表示装置の基
本構成を示す図である。
【図2】 本実施の形態におけるPOL信号による極性
反転を説明するための図である。
【図3】 本実施の形態における極性反転を適用した表
示画面の一例を示す図である。
【図4】 本実施の形態における極性反転を適用した表
示画面の他の例を示す図である。
【図5】 本実施の形態による極性反転の具体例を示す
図である。
【図6】 乱数発生器の具体的構成例を示すブロック図
である。
【図7】 従来のドット反転駆動制御方式におけるPO
L信号による極性反転を説明するための図である。
【図8】 従来のドット反転駆動制御方式を説明するた
めの図である。
【図9】 従来のドット反転駆動制御方式による表示画
面の一例を示す図である。
【図10】 改良された従来のドット反転駆動制御方式
を説明するための図である。
【図11】 改良された従来のドット反転駆動制御方式
による表示画面の一例を示す図である。
【図12】 改良された従来のドット反転駆動制御方式
による表示画面の他の例を示す図である。
【符号の説明】
1…液晶表示装置、2…液晶セル・コントロール回路、
3…液晶セル、4…バックライト・ユニット、5…LC
Dコントローラ、6…乱数発生器、7…表示信号供給回
路、8…走査信号供給回路、9…DC−DCコンバー
タ、10…信号線、11…走査線、12…画素、13…
ビデオ・インターフェース、14…ドット反転駆動制御
回路、15…メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 3/20 621 G09G 3/20 621B (72)発明者 渡辺 佳映 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 桜井 孝明 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 (72)発明者 菊地 康人 神奈川県大和市下鶴間1623番地14 日本ア イ・ビー・エム株式会社 大和事業所内 Fターム(参考) 2H093 NA16 NA33 NA34 NC34 ND10 ND39 5C006 AC11 AC26 AF42 AF44 BB15 BC06 BF03 FA23 FA47 5C080 AA10 BB05 DD06 DD26 FF11 JJ02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表示用光学素子を含むとともに前記表示
    用光学素子に印加される駆動電圧によって光の透過を制
    御することにより画像を表示する表示セルと、 所定のフレームにおける前記駆動電圧の極性をランダム
    に決定するとともに、前記ランダムに決定された極性を
    反転することにより前記所定のフレームに続く次のフレ
    ームにおける前記駆動電圧の極性を決定する電圧供給回
    路と、を備えることを特徴とする表示装置。
  2. 【請求項2】 前記表示セルは、複数の画素をドット・
    マトリックス状に配列した構成を有し、 前記電圧供給回路は、前記ランダムな極性の決定をドッ
    ト・マトリックスを構成する行単位で行なうことを特徴
    とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 【請求項3】 前記電圧供給回路は、同一の行において
    隣接する画素同士の極性が異なるように駆動電圧を供給
    することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  4. 【請求項4】 前記電圧供給回路は、前記ランダムな極
    性の決定および前記反転による極性の決定を交互に繰り
    返すことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  5. 【請求項5】 前記電圧供給回路は、前記ランダムな極
    性の決定の後に行なわれる前記反転による極性の決定を
    複数回繰り返すこと特徴とする請求項1に記載の表示装
    置。
  6. 【請求項6】 複数の画素をm行×n列に配列しかつ各
    画素に対して走査信号を伝送するための複数の走査線お
    よび表示信号を伝送するための複数の信号線とが形成さ
    れた液晶表示セルと、 前記複数の走査線に対して走査信号を供給する走査信号
    供給回路と、 隣接する信号線に対して異なる極性の表示信号を供給す
    る表示信号供給回路と、 各画素行における所定の列に位置する画素に対して乱数
    に基づく極性指示信号を前記表示信号供給回路に対して
    供給する制御部と、を備えることを特徴とする液晶表示
    装置。
  7. 【請求項7】 前記走査信号供給回路は、前記乱数に基
    づく極性指示信号によって極性が定められた先行フレー
    ムの直後のフレームに対して、前記先行フレームにおけ
    る極性とは逆の極性を前記各画素に供給することを特徴
    とする請求項6に記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 隣接する画素の極性が異なる第1フレー
    ムと、前記第1フレームに後続しかつ各画素の極性が前
    記第1フレームとは異なる第2フレームと、を実現する
    ドット反転駆動モードをさらに備えていることを特徴と
    する請求項6に記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 液晶材料に対して駆動電圧を付与するた
    めの素子を備えたアクティブ・マトリックス型の液晶表
    示装置であって、 複数の画素をドット・マトリックス状に配置するととも
    に液晶材料を封入した液晶表示セルと、 連続的に発生された乱数を送信する制御部と、 前記制御部から受信した乱数に対応する極性を所定の画
    素に対して付与するとともに、前記所定の画素の極性を
    基準として同一の行に存在する他の画素の極性が+極性
    および−極性が交互に配列するよう指示する極性指示部
    と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 前記複数の画素はm行×n列(m,n
    は正の整数)に配列され、 前記制御部は所定のフレーム毎にm個の乱数を順次発生
    し、 前記極性指示部は前記m個の乱数を各行ごとに割り当て
    ることにより前記所定の画素の極性を決定することを特
    徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項11】 前記極性指示部は、前記所定の画素の
    極性を決定するとともに、前記所定の画素が存在する行
    の他の画素の極性を前記所定の画素の極性を基準にして
    決定することを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装
    置。
  12. 【請求項12】 各画素行における表示信号の極性配列
    を決定する基準画素を含む複数の画素をm行×n列
    (m,nは正の整数)に配列しかつ各画素に対して走査
    信号を伝送するための複数の走査線および表示信号を伝
    送するための複数の信号線とが形成された液晶表示セル
    と、 前記走査線に対して走査信号を供給する走査信号供給回
    路と、 前記信号線に対して表示信号を供給する表示信号供給回
    路と、を備え、 前記表示信号供給回路は、前記各画素行の前記基準画素
    に供給する表示信号の極性を、所定のフレームにおいて
    は乱数に基づいて決定し、前記所定のフレームに続く次
    のフレームにおいては前記所定のフレームの極性を反転
    することにより決定する、ことを特徴とする液晶表示装
    置。
  13. 【請求項13】 前記表示信号供給回路は、前記基準画
    素が存在する行について、前記基準画素を含めて規則的
    に極性が配列するように他の画素の極性を決定すること
    を特徴とする請求項12に記載の液晶表示装置。
  14. 【請求項14】 前記表示信号供給回路は、同一の行に
    存在する各画素が、隣接する画素同士が逆極性となるよ
    うに前記他の画素の極性を決定することを特徴とする請
    求項13に記載の液晶表示装置。
  15. 【請求項15】 複数の画素がドット・マトリックス状
    に配列された液晶表示セルと、 前記複数の画素に対して、各行を構成する画素の極性が
    規則的に配列され、かつ各列を構成する画素の極性が不
    規則に配列されるように表示信号を供給する表示信号供
    給回路と、 前記複数の画素に走査信号を供給するための走査信号供
    給回路と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  16. 【請求項16】 前記表示信号供給回路は、 所定フレームについては乱数に基づいて表示信号を供給
    し、 前記所定フレームの直後のフレームについては前記所定
    フレームにおける極性を反転させた極性の表示信号を供
    給する、ことを特徴とする請求項15に記載の液晶表示
    装置。
  17. 【請求項17】 フレーム毎に各画素に印加する電圧の
    極性を反転する液晶表示装置の駆動方法であって、 先行する第1フレームにおいては乱数に基づく極性の電
    圧を印加し、 前記第1フレームの直後の第2フレームにおいては前記
    第1フレームにおける極性を反転した極性の電圧を印加
    する、ことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
  18. 【請求項18】 前記液晶表示装置は、液晶材料に対し
    て駆動電圧を印加するための素子を備えたアクティブ・
    マトリックス型の液晶表示装置であって、 前記第1フレームにおいて、走査方向に対しては各画素
    に印加する電圧の極性をランダムに配列し、走査方向と
    直交する方向に対しては各画素に印加する電圧の極性を
    規則的に配列することを特徴とする請求項17に記載の
    液晶表示装置の駆動方法。
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