JP2002311922A - 液晶表示装置、画像表示応用機器、液晶表示方法、およびプログラム - Google Patents

液晶表示装置、画像表示応用機器、液晶表示方法、およびプログラム

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JP2002311922A
JP2002311922A JP2001120988A JP2001120988A JP2002311922A JP 2002311922 A JP2002311922 A JP 2002311922A JP 2001120988 A JP2001120988 A JP 2001120988A JP 2001120988 A JP2001120988 A JP 2001120988A JP 2002311922 A JP2002311922 A JP 2002311922A
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image data
crystal display
signal
potential
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Application number
JP2001120988A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Kawamura
哲也 川村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置における部品点数をより削減す
る必要があった。 【解決手段】 マトリクス状に配置された、走査信号線
1(n)と画像データを表示するための画像データ信号
を供給する画像データ線2(m)との交差部に対応して
設けられた画素電極3(m、n)に対して、画素電極3
(m、n)と対向電極117との間に狭持された液晶1
16を駆動するための液晶駆動信号を供給するための液
晶信号発生回路119を備えた液晶表示装置であって、
画像データ信号は、液晶116に対する走査期間におい
て、画素電極3(m、n)の電位を表示すべき画像デー
タに関わらない基準電位にするためのレベルを有する液
晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえばポリシリ
コン薄膜トランジスタを用いた周辺駆動回路を内蔵する
液晶表示装置、画像表示応用機器、液晶表示方法、およ
びプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】はじめに、従来の液晶表示装置の構成図
である図6を参照しながら、ポリシリコン薄膜トランジ
スタを用いた周辺駆動回路を内蔵する従来の液晶表示装
置の構成について説明する。
【0003】画面部4には、走査線1と画像データ線2
とマトリクス状に画素電極3が配置されている。走査線
1は、走査信号回路6(回路の内部構成、回路図は図示
していない)に接続されている。また、画像データ線2
には、画像信号回路5(回路の内部構成、回路図は図示
していない)から画像データ信号が書き込まれる構成に
なっている。
【0004】この液晶表示装置は、画素電極を有する薄
膜トランジスタ回路基板8と対向電極を有する対向基板
(図示省略)との間に配向処理をした液晶を封じ込め、
実装電極7を介して外部回路と接続される。そして、バ
ックライトや偏光板といった周辺部材、入力信号を整形
する外部回路やその結線部材などで構成されている。
【0005】なお、この液晶表示装置は、液晶を駆動す
るための所定電位の信号を画像データ信号として直接画
素電極に送るタイプではなく、各画素にメモリーと駆動
信号発生回路を有するタイプである。よって、後述され
るように、画像データ信号は、H(高電位)またはL
(低電位)の2値のデジタル信号である。
【0006】さて、液晶表示装置は、CRTやPDPな
どに比べると各段に消費電力の低い表示装置であり、小
容量のバッテリーでも長時間の表示が可能であるため、
ノートパソコン、携帯端末、携帯電話、デジタルスチル
カメラ、カメラ一体型VTRなどで幅広く活用されてい
る。具体的には、たとえば携帯電話において単純なキャ
ラクタ(文字など)の表示を行う場合には、数mW(光
源除く)の消費電力で表示が行われている。
【0007】このように表示内容などを考慮しつつ、消
費電力をより低く押さえようと試みることは、極めて重
要である。
【0008】しかし、これからは携帯電話や携帯端末で
あっても動画表示や高密度表示が要求されるようになる
と予想されるが、動画表示可能なアクティブマトリクス
タイプの液晶表示装置では、消費電力がどうしても大き
くなってしまう。一方、待機状態などにおいては動画表
示はもとより不要であるし、使用ソフト(ワープロや静
止画情報表示アプリケーション)によっては静止画表示
やコマ落ち表示で十分である。
【0009】よって、フル動画表示とコマ落ち表示を使
い分けて、トータルの消費電力を削減することが重要と
なるわけである。
【0010】たとえば、動画表示可能なアクティブマト
リクスタイプの液晶表示装置に対しては、通常の動画表
示だけでなく、画像データ信号更新の書き込み回数を落
とした間引き表示(コマ落ち表示)を効率よく行える構
成にすることにより、消費電力を低減する試みがなされ
てきた。
【0011】そこで、図7、8(a)〜(e)を主とし
て参照しながら、このような間引きによる低消費電力駆
動について説明する。
【0012】従来の液晶表示装置の画素部の構成図であ
る図7において、画像データ線(データ信号線)2、走
査線1には、薄膜トランジスタ10が接続されている。
そして、H(高電位)またはL(低電位)の画像データ
信号が信号保持用の容量11に保持され、この部分がメ
モリー回路(ラッチ回路)18を構成している。
【0013】画像データ信号は、nチャンネル薄膜トラ
ンジスタ12、pチャンネル薄膜トランジスタ13に接
続される。画像データ信号がHの場合には制御信号線1
4の信号が画素電極3に伝達され、画像データ信号がL
の場合には制御信号線15の信号が画素電極3に伝達さ
れる。
【0014】19は、画素電極3と対向電極17の間に
挟まれた液晶16を駆動するための駆動信号発生回路で
ある。
【0015】つぎに、図8(a)〜(e)を参照しなが
ら、間引き表示を行うときの駆動波形について説明す
る。なお、図8(a)は制御信号線14に印加される信
号20および制御信号線15に印加される信号21の波
形の説明図であり、図8(b)は画像データ線2に印加
される画像データ信号22および走査線1に印加される
走査信号23の波形の説明図であり、図8(c)はメモ
リ回路部の信号保持用の容量11に保持される画像信号
データ24の波形の説明図であり、図8(d)は画素電
極3に伝達される信号25および対向電極電位26の波
形の説明図であり、図8(e)は画像を更新する期間2
7の説明図である(これらにおける横軸は共通な時間軸
であり、図8(a)〜(d)においては、縦軸のスケー
ルも共通である)。
【0016】信号21の電位は極性反転される対向電極
電位26と一致しており、画素電極には、メモリー回路
部にH信号があるときには信号20が伝達され、L信号
があるときには信号21が伝達される。たとえば、H信
号のとき、液晶はVsigの電圧で駆動されることにな
る(電圧無印加時に白表示となるノーマリーホワイト表
示では、H信号の時に黒表示、L信号の時に白表示とな
る)。
【0017】20と21の極性が反転する周期が1枚の
画像を書き込む周期(たとえば60枚画像/秒レートで
あれば16.6ms)であり、図8(a)〜(e)に示
されている場合の間引き表示では、期間27は、画面内
のメモリー回路部に画像信号データを書き込み画像を更
新する期間である。また、期間28では、メモリー回路
18には新たなデータを書き込まず、メモリー回路18
(図7参照)に保存されたデータに基づき各画素毎に液
晶駆動用の信号を画素電極に伝達することになる。
【0018】よって、期間28では周辺回路あるいは外
部回路の動作を低周波の動作20と21と26で行うこ
とになり、消費電力が少なくてすむ。
【0019】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の液晶表示装置においては、1つの画素電
極3あたり、走査線とデータ信号線の他に3つの薄膜ト
ランジスタ10、12、13および1つの容量11が設
置され、2本の制御信号線14、15が画素領域を横断
することになる。
【0020】作りこむ構成要素が増えるほど生産歩留は
悪くなるから、従来の構成では、歩留に関して不利であ
った。なお、このように素子数の多い構成は、高精細表
示を行うための高密度化の阻害要因にもなっていた。
【0021】本発明は、上記従来のこのような課題を考
慮し、部品点数の削減を実現する液晶表示装置、画像表
示応用機器、液晶表示方法、およびプログラムを提供す
ることを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】第一の本発明(請求項1
に対応)は、マトリクス状に配置された、走査信号線と
画像データを表示するための画像データ信号を供給する
画像データ信号線との交差部に対応して設けられた画素
電極に対して、前記画素電極と対向電極との間に狭持さ
れた液晶を駆動するための液晶駆動信号を供給するため
の液晶駆動手段を備えた液晶表示装置であって、前記画
像データ信号は、前記液晶に対する走査期間において、
前記画素電極の電位を前記表示すべき画像データに関わ
らない基準電位にするためのレベルを有する液晶表示装
置である。
【0023】第二の本発明(請求項2に対応)は、前記
走査期間は、前記画像データ信号が前記画素電極の電位
を、(a)前記表示すべき画像データに関わらない基準
電位にするためのレベルを有する部分期間a、および
(b)前記表示すべき画像データに応じた電位にするた
めのレベルを有する、前記部分期間aの後に設けられた
部分期間bを有する第一の本発明の液晶表示装置であ
る。
【0024】第三の本発明(請求項3に対応)は、前記
基準電位は、前記対向電極の電位と実質上等しい電位で
ある第二の本発明の液晶表示装置である。
【0025】第四の本発明(請求項4に対応)は、前記
液晶駆動手段は、前記画素電極に対して前記液晶駆動信
号を供給するか否かを切り換えるためのトランジスタを
有し、前記画像データ信号が前記画素電極の電位を前記
表示すべき画像データに応じた電位にするためのレベル
を保持するための、前記トランジスタのゲート電極に接
続された容量を備えた第三の本発明の液晶表示装置であ
る。
【0026】第五の本発明(請求項5に対応)は、前記
画像データ信号が前記画素電極の電位を前記表示すべき
画像データに関わらない基準電位にするためのレベルと
は、前記トランジスタをオン状態にするためのレベルで
あり、前記画像データ信号が前記画素電極の電位を前記
表示すべき画像データに応じた電位にするためのレベル
とは、前記表示すべき画像データに応じた電位が前記液
晶を、(1)電圧印加状態とするための電位である場合
には、前記トランジスタをオン状態にするためのレベル
であり、(2)電圧無印加状態とするための電位である
場合には、前記トランジスタをオフ状態にするためのレ
ベルである第四の本発明の液晶表示装置である。
【0027】第六の本発明(請求項6に対応)は、前記
画素電極を複数個利用して構成された画素を備えた第五
の本発明の液晶表示装置である。
【0028】第七の本発明(請求項7に対応)は、前記
トランジスタは、基板温度650℃以下の低温プロセス
で作成されたポリシリコン薄膜トランジスタである第五
の本発明の液晶表示装置である。
【0029】第八の本発明(請求項8に対応)は、複数
の表示エリアを有する第五の本発明の液晶表示装置であ
る。
【0030】第九の本発明(請求項9に対応)は、表示
方式が反射型である第五の本発明の液晶表示装置であ
る。
【0031】第十の本発明(請求項10に対応)は、第
一から第九の何れかの本発明の液晶表示装置を用いた画
像表示応用機器である。
【0032】第十一の本発明(請求項11に対応)は、
マトリクス状に配置された、走査信号線と画像データを
表示するための画像データ信号を供給する画像データ信
号線との交差部に対応して設けられた画素電極に対し
て、前記画素電極と対向電極との間に狭持された液晶を
駆動するための液晶駆動信号を供給するための液晶表示
方法であって、前記画像データ信号は、前記液晶に対す
る走査期間において、前記画素電極の電位を前記表示す
べき画像データに関わらない基準電位にするためのレベ
ルを有する液晶表示方法である。
【0033】第十二の本発明(請求項12に対応)は、
第一の本発明の液晶表示装置の、マトリクス状に配置さ
れた、走査信号線と画像データを表示するための画像デ
ータ信号を供給する画像データ信号線との交差部に対応
して設けられた画素電極に対して、前記画素電極と対向
電極との間に狭持された液晶を駆動するための液晶駆動
信号を供給するための液晶駆動手段としてコンピュータ
を機能させるためのプログラムである。
【0034】第十三の本発明(請求項13に対応)は、
第十一の本発明の液晶表示方法の、マトリクス状に配置
された、走査信号線と画像データを表示するための画像
データ信号を供給する画像データ信号線との交差部に対
応して設けられた画素電極に対して、前記画素電極と対
向電極との間に狭持された液晶を駆動するための液晶駆
動信号を供給するステップをコンピュータに実行させる
ためのプログラムである。
【0035】
【発明の実施の形態】以下では、本発明にかかる実施の
形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【0036】(実施の形態1)はじめに、主として図1
を参照しながら、本実施の形態の液晶表示装置の構成に
ついて説明する。なお、図1は、本実施の形態における
液晶表示装置の画素部の構成図である。
【0037】本実施の形態の液晶表示装置の全体的な構
成は、従来の場合(図6参照)とほぼ同様である。すな
わち、本実施の形態の液晶表示装置も、走査信号線と画
像データ線とをマトリクス状に配置した画素電極や周辺
駆動回路を内蔵したものである。
【0038】そこで、本実施の形態の液晶表示装置の特
徴を明らかにするために、その画素部の構成について詳
しく説明する。
【0039】図1において、2(m)は画像データ線
(データ信号線)、1(n)、1(n+1)は走査(信
号)線、3(m、n)、3(m、n+1)は縦に並ぶ2
つ分の画素電極を示している(たとえば、2(m)は複
数本の画像データ線2の内の第m番目の画像データ線を
示し、3(m、n)は複数個の画素電極3の内の第m番
目の画像データ線2および第n番目の走査線3に接続さ
れた画素電極を示す)。
【0040】破線で囲まれた部分である118は画像デ
ータ信号を記憶するメモリー回路であり、破線で囲まれ
た部分である119はメモリー回路に記憶された画像デ
ータ信号に基づいて液晶を駆動する駆動信号を発生する
駆動信号発生回路である。
【0041】メモリー回路118は、信号保持用の容量
111(n)、111(n+1)と第1の薄膜トランジ
スタ110(n)、110(n+1)とからなる。な
お、第1の薄膜トランジスタ110(n)、110(n
+1)は、それぞれ走査信号線1(n)、1(n+1)
にゲート電極が接続され、画像データ線2(m)の信号
を信号保持用の容量111(n)、111(n+1)に
伝達する構成となっている。
【0042】駆動信号発生回路119は、液晶駆動用信
号線114(n)、114(n+1)と第2の薄膜トラ
ンジスタ112(n)、112(n+1)とからなる。
なお、信号保持用の容量111(n)、111(n+
1)は、それぞれ第2の薄膜トランジスタ112
(n)、112(n+1)のゲート電極に接続され、第
2の薄膜トランジスタ112(n)(112(n+
1))がON状態のとき、液晶駆動用信号線114
(n)(114(n+1))の液晶駆動用の信号が、画
素電極3(m、n)(3(m、n+1))に伝達される
構成となっている。
【0043】117は対向電極であって、116は画素
電極3(m、n)(または3(m、n+1))と対向電
極117とに挟まれた液晶である。
【0044】なお、本発明の液晶駆動手段は駆動信号発
生回路119を含む手段に対応し、本発明のトランジス
タは第2の薄膜トランジスタ112(n)に対応する。
また、本発明の走査信号線は走査信号線1(n)に対応
し、本発明の画像データ信号線は画像データ線2(m)
に対応する。また、本発明の液晶は液晶116に対応
し、本発明の画素電極は画素電極3(m、n)に対応
し、本発明の対向電極は対向電極117に対応する。ま
た、本発明の容量は、容量111(n)に対応する。
【0045】つぎに、主として図2(a)〜(f)を参
照しながら、本実施の形態の液晶表示装置の動作につい
て説明する(本実施の形態の液晶表示装置の動作につい
て説明しながら、本発明の液晶表示方法の一実施の形態
についても説明する)。なお、図2(a)は制御信号線
114(n)に印加される信号120(n)の波形の説
明図であり、図2(b)は制御信号線114(n+1)
に印加される信号120(n+1)の波形の説明図であ
り、図2(c)は画像データ線2(m)に印加される画
像データ信号122(m)および走査線1(n)に印加
される走査信号123(n)の波形の説明図であり、図
2(d)はメモリ回路部の信号保持用の容量111
(n)に保持される画像信号データ124(m、n)の
波形の説明図であり、図2(e)は画素電極3(m、
n)に伝達される信号125(m、n)および対向電極
電位126の波形の説明図であり、図2(f)は画像を
更新する期間127の説明図である(これらにおける横
軸は共通な時間軸であり、図2(a)〜(e)において
は、縦軸のスケールも共通である)。
【0046】図2(a)〜(f)は、第1と第2の薄膜
トランジスタがn型の場合の液晶表示装置の駆動方法を
示しており、通常の動画から画像データ信号更新の書き
込み回数を落とした間引き表示を行うときのものであ
る。
【0047】期間127は画面データをメモリー回路に
書き込み画像データを更新する期間であり、期間128
は画面データの更新を行っていない期間(省電力駆動を
行っている期間)である。なお、期間127における画
像データ信号122(m)の詳細な波形などについては
後述される(図4(a)など参照)。
【0048】120(n)は、液晶駆動用信号線114
(n)に印加される液晶駆動用信号であり、NTSCの
場合、(1)期間128では、16.6ms毎に一定の
対向電極電位126を中心に極性が反転し(厳密には若
干のオフセット電位が加えられる)、(2)期間127
では、期間128における挙動とほとんど同じである
が、走査線1(n)に加えられる走査信号123(n)
の選択時(パルス出力)と同期した部分で対向電極電位
に近い電位が印加されるように設定されている(後に詳
述されるように、パルス出力と同期した部分でこのよう
に略対向電極電位が印加されることは、重要である)。
120(n+1)は、1つ下の画素電極3(m、n+
1)への液晶駆動用信号線114(n+1)に加えられ
る液晶駆動用信号であり、120(n)とは極性が反転
させられている。なお、これらの極性反転は、走査線1
本ごとに、フリッカを認識させないために行われてい
る。
【0049】122(m)は、画像データ線2(m)に
印加される画像データ信号であり、期間127の間だけ
動作し、H(高電位)またはL(低電位)を有するデジ
タル信号である。もちろん、H(高電位)は第2の薄膜
トランジスタ112(n)、112(n+1)をON状
態にするための電位であり、L(低電位)は同薄膜トラ
ンジスタをOFF状態にするための電位である。
【0050】124(m、n)は、画素電極3(m、
n)の信号保持用容量111(n)に記憶される信号
(の一例)であって、期間αではH信号、期間βではL
信号である。ここでは、後に詳述されるように、期間α
で第2の薄膜トランジスタ112(n)がON状態とな
るので、画素電極3(m、n)には信号125(m、
n)が伝達され続け、対向電極電位126との間の電位
差Vsigで液晶が駆動される。よって、ノ−マリ−ホ
ワイトの場合(すなわち、電圧無印加時に白(明)/印
加時に黒(暗)表示に偏光板をセットした場合)、画素
電極3(m、n)に接続された画素116は、期間αで
は黒表示、期間βでは白表示となる(後述)。
【0051】なお 本実施の形態の液晶表示装置では、
作成工程における基板加熱最高温度が約600℃のレー
ザーアニ−ル法で作成した低温ポリシリコン薄膜トラン
ジスタ(なお、通常、基板加熱最高温度650℃程度ま
でで作られるポリシリコン薄膜トランジスタを低温ポリ
シリコン薄膜トランジスタと称する)を用いており、液
晶駆動用信号線114(n)に印加される液晶駆動用信
号120(n)、120(n+1)を内蔵駆動回路(図
示せず)で生成している(制御信号線114(n)から
の信号120(n)は走査信号と同期させて波形を変え
る必要があり、低温ポリシリコン薄膜トランジスタの内
蔵回路から発生させるのが好都合である。これに対し、
アモルファスシリコン薄膜トランジスタの液晶パネルで
は、走査系の外部ICの出力がほぼ二倍も必要にな
る)。
【0052】ここで、図3および図4(a)〜(f)を
参照しながら、本実施の形態の液晶表示装置の期間12
7における動作についてさらに詳細に説明する。なお、
図3は本実施の形態における液晶表示装置が表示しよう
とする画像イメージの説明図である。また、図4(a)
は期間127での画像パターンおよび信号122(m)
の説明図であり、図4(b)は期間127での信号12
0(n)の説明図であり、図4(c)は期間127での
信号120(n+1)の説明図であり、図4(d)は期
間127での信号123(n)および信号124(m、
n)の説明図であり、図4(e)は期間127での信号
123(n+1)および信号124(m、n+1)の説
明図であり、図4(f)は期間127での信号125
(m、n)の説明図であり、図4(g)は期間127で
の信号125(m、n+1)の説明図である。
【0053】図3においては、表示しようとする画像イ
メージの画素がマトリクス状に並んでいる様子の一部が
示されており、たとえばm列n行の画素(以下では
(m、n)画素ともいう)は白(明)表示である。この
図においてm列に着目すると、上から白・白・黒・白・
黒・・・・白・白・白・黒・黒・白と並んでいる。
【0054】図4(a)〜(f)においては、この時の
(m、n)画素周辺の信号の様子が示されており、期間
127(図2参照)での信号の波形が明らかにされてい
る。
【0055】画像データ線2(m)に対しては、1枚の
画像が16.6msの間に書き込まれる際、表示容量に
も依るが、走査線が250本程度であれば約60μs単
位で各画素のデータが順に割り当てられ、前述したよう
な白・白・黒・白・黒・・・・白・白・白・黒・黒・白
の順に画像データが送りこまれる。前述したように、こ
こではノーマリーホワイト表示を採用しているので、黒
表示のときにH信号、白表示の時にL信号が割り当てら
れている。
【0056】図4(a)には、このようなデータ線2
(m)に印加される画像データ信号122(m)が示さ
れており、各画素に割り当てられる約60μsの(走
査)期間は、前半の(部分)期間aと後半の(部分)期
間bとに分割されている。期間aでの画像データ信号1
22(m)は、全ての画素データに対してHレベル(高
電位)になる。また、期間bでの画像データ信号122
(m)は、白黒の表示パターンに合わせて、白表示のと
きはLレベル(低電位)、黒表示のときにはHレベル
(高電位)となる。
【0057】図4(b)には、液晶駆動用信号線114
(n)に印加される信号120(n)が示されている。
【0058】同様に、図4(c)には、1画素下の液晶
駆動信号線114(n+1)に印加される信号120
(n+1)が示されている。
【0059】図4(d)には、走査線1(n)に印加さ
れる信号123(n)が示されている。走査信号123
(n)がVddのときには第1の薄膜トランジスタ11
0(n)がON状態となるため、信号保持用の容量11
1(n)には124(m、n)のデータが信号122
(m)にしたがって書き込まれる。なお、走査信号12
3(n)がVssになると第1の薄膜トランジスタ11
0(n)はOFF状態となるが、信号保持用の容量11
1(n)にはHレベルの信号が記憶される。
【0060】同様に、図4(e)には、走査線1(n+
1)に印加される信号123(n+1)が示されてい
る。走査信号123(n+1)がVddのときには第1
の薄膜トランジスタ110(n+1)がON状態となる
ため、信号保持用の容量111(n+1)には124
(m、n+1)のデータが信号122(m)にしたがっ
て書き込まれる。なお、走査信号123(n+1)がV
ssになると第1の薄膜トランジスタ110(n+1)
はOFF状態となるが、信号保持用の容量111(n+
1)にはLレベルの信号が記憶される。
【0061】つぎに、図4(f)を参照しながら、黒表
示を行うべき画素電極3(m、n)の電位について説明
する。
【0062】期間a(図4(f)参照)では、第2の薄
膜トランジスタ112(n)がON状態となり、液晶駆
動信号線114(n)の信号120(n)が画素電極3
(m、n)に伝達される。したがって、画素電極3
(m、n)の電位は、いったん対向電極電位126と同
じになる。
【0063】期間b(図4(f)参照)以降では、信号
124(m、n)にしたがって、第2の薄膜トランジス
タ112(n)がON状態に保たれるので、つぎに画面
のデータを書き込むべきときまで画素電極3(m、n)
には信号120(n)が伝達され続け、画素電極3
(m、n)の電位は125(m、n)となる。
【0064】つぎに、図4(g)を参照しながら、白表
示を行うべき画素電極3(m、n+1)の電位について
説明する。
【0065】期間a(図4(g)参照)では、第2の薄
膜トランジスタ112(n+1)がON状態となり、液
晶駆動信号線114(n+1)の信号120(n+1)
が画素電極3(m、n+1)に伝達される。したがっ
て、画素電極3(m、n+1)の電位は、対向電極電位
126と同じになる。
【0066】期間b(図4(g)参照)以降では、信号
124(m、n+1)にしたがって、第2の薄膜トラン
ジスタ112(n+1)がOFF状態に保たれるので、
つぎに画面のデータを書き込むべきときまで画素電極3
(m、n+1)の電位は対向電極電位126とほぼ同電
位に保たれ続け、画素電極3(m、n+1)の電位は1
25(m、n)となる。
【0067】かくして、次に画像データの更新があるま
で、画素(m、n)は黒(暗表示)、画素(m、n+
1)は白(明表示)となり続ける。
【0068】よって、間引き表示を行うときには、
(1)期間127でのみ画面内のメモリー回路部118
に画像信号データを書き込み、(2)期間128ではメ
モリー回路部118に新たなデータを書き込まないで、
ここに保存されたデータに基づき各画素毎に液晶駆動用
の信号を画素電極に伝達することになるため、消費電力
が少なくてすむ。さらに、従来の場合(図7参照)に比
べて、1画素ごとに必要な構成要素が少なくなってい
る。
【0069】なお、本発明の液晶駆動信号は、前述され
た本実施の形態においては、次に画像データの更新があ
るまで白(明表示)を確実に継続するため、(部分)期
間bにおいても白表示を行うための電位(対向電極電位
126とほぼ同電位の基準電位)を有していた。しか
し、これに限らず、本発明の液晶駆動信号は、たとえば
期間bの後半においては黒表示を行うための電位を有し
ていてもよい。
【0070】また、液晶材料の応答性が悪い場合には、
画面書き込みを複数画面連続して行えばよい(期間12
7を連続して数回くりかえす)。
【0071】また、上述した本実施の形態では、1/8
のレートで間引きを実施したが(図2参照)、必要とさ
れる表示内容に応じて間引きの割合を変えてもよい(全
ての期間において期間127におけるような駆動を行え
ば、フル動画の表示となる)。
【0072】また、上述した本実施の形態では、白黒表
示で説明したがカラーフィルターを用いればカラー表示
となる。
【0073】また、表示方式は、透過型であっても反射
型であってもかまわない。
【0074】(実施の形態2)つぎに、図5(a)〜
(b)を参照しながら、本実施の形態の液晶表示装置の
構成について説明する。なお、図5(a)は本実施の形
態における液晶表示装置の画素部の構成図であり、図5
(b)は本実施の形態における画素電極203a、20
3bの説明図である。
【0075】本実施の形態の液晶表示装置にもレーザー
アニ−ル法で作成した低温ポリシリコン薄膜トランジス
タが利用されており、その全体的な構成は前述した本実
施の形態1の場合(図1参照)とほぼ同様である。ただ
し、前述した本実施の形態1では白か黒の2値表示を行
う画素構成であったが、本実施の形態では階調表示が行
える画素構成にしている。
【0076】より具体的には、1つの画素を複数個の画
素電極で構成し、この複数個の画素電極の大きさを概ね
2のべき乗2、22、24、…の比率でビット表示に対応
させて変えることにより階調表示を行う。ここでは、画
素電極203aのサイズが画素電極203bの2倍に設
定されている(図5(b)参照)。
【0077】これにより、画像データ線2a、2b(図
5(a)参照)からは(H、H)(H、L)(L、H)
(L、L)の4種類の信号の書き込みが可能となり、こ
の順で画素の明るさを4段階に変えれるようになる。
【0078】なお、上述した本実施の形態では画素電極
を2個としたが、画素電極数を増やせばより多くの階調
表示が可能となる。
【0079】また、画素電極の増設による階調表示以上
に微細な表現が要求される場合には、さらにフレームレ
ートコントロールなどの駆動方法を併せて実施してもよ
い。
【0080】(実施の形態3)つぎに、図9(a)〜
(b)を参照しながら、本実施の形態の動画対応携帯電
話(画像表示応用機器)用の液晶表示装置の構成につい
て説明する。なお、図9(a)は本実施の形態における
液晶表示装置の表示エリア301〜303の説明図であ
り、図9(b)は表示エリア302の画素部の構成図で
ある。
【0081】図9(a)に示されているように、本実施
の形態における液晶表示装置の表示画面は、301〜3
03の3つの表示エリアに分かれているが、これら3つ
の表示エリアには1枚の薄膜トランジスタを作りこんだ
基板が用いられている。
【0082】3つの表示エリア301〜303の内で、
(1)表示エリア301、303は、携帯電話の使用状
態などを表示するための、待ちうけ時の低消費電力が要
求される常時表示が必要なエリアであり、(2)表示エ
リア302は、動画対応のエリアである。なお、図9
(a)においては、表示エリア303に着信有のメッセ
ージが表示され、表示エリア301が斜体表示となって
いる。
【0083】そこで、表示エリア301、303には、
前述した本実施の形態1における液晶表示装置(図1参
照)を利用し、表示方式を反射型として消費電力を極力
抑えた。このようにすると、表示エリア301、303
のデータ更新は、時計の秒表示を行っても1秒に高々1
〜2回ですませることができる。
【0084】これに対し、表示エリア302には、最も
標準的な画素構成を有する液晶表示装置(図9(b)参
照)を利用し、表示方式も透過型とした。このようにす
ると、必要なときに表示エリア302および透過型表示
を行うためのバックライトを駆動することにより、消費
電力を抑えつつ動画表示を綺麗に行うことができる。
【0085】以上においては、本実施の形態1〜3の説
明を詳細に行った。
【0086】なお、本発明は、上述した本発明の液晶表
示装置、および画像表示応用機器の全部または一部の手
段(または、装置、素子、回路、部など)の機能をコン
ピュータにより実行させるためのプログラムであって、
コンピュータと協働して動作するプログラムである。も
ちろん、本発明のコンピュータは、CPUなどの純然た
るハードウェアに限らず、ファームウェアやOS、さら
に周辺機器を含むものであっても良い。
【0087】また、本発明は、上述した本発明の液晶表
示方法の全部または一部のステップ(または、工程、動
作、作用など)の動作をコンピュータにより実行させる
ためのプログラムであって、コンピュータと協働して動
作するプログラムである。
【0088】なお、本発明の一部の手段(または、装
置、素子、回路、部など)、本発明の一部のステップ
(または、工程、動作、作用など)は、それらの複数の
手段またはステップの内の幾つかの手段またはステップ
を意味する、あるいは一つの手段またはステップの内の
一部の機能または一部の動作を意味するものである。
【0089】また、本発明の一部の装置(または、素
子、回路、部など)は、それら複数の装置の内の幾つか
の装置を意味する、あるいは一つの装置の内の一部の手
段(または、素子、回路、部など)を意味する、あるい
は一つの手段の内の一部の機能を意味するものである。
【0090】また、本発明のプログラムを記録した、コ
ンピュータに読みとり可能な記録媒体も本発明に含まれ
る。また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピ
ュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コン
ピュータと協働して動作する態様であっても良い。ま
た、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を
伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータ
と協働して動作する態様であっても良い。また、記録媒
体としては、ROM等が含まれ、伝送媒体としては、イ
ンターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれ
る。
【0091】なお、本発明の構成は、ソフトウェア的に
実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【0092】このように、本発明は、たとえば、走査信
号線と画像データ線とマトリクス状に配置した画素電極
を有し、前記画素電極に対応して画像データ信号を記憶
するメモリー回路と、そのメモリー回路に記憶された画
像データ信号に基づいて液晶を駆動する駆動信号を発生
する駆動信号発生回路とを各画素毎に備えた液晶表示装
置において、前記メモリー回路は信号保持用の容量と前
記走査信号線にゲート電極が接続され前記画像データ線
と前記信号保持用の容量を接続する第1の薄膜トランジ
スタとからなり、前記駆動信号発生回路は液晶駆動用信
号線と前記画素電極と前記信号保持用の容量にゲート電
極が接続され前記液晶駆動用信号線と前記画素電極を接
続する第2の薄膜トランジスタからなる構成である液晶
表示装置である。
【0093】また、本発明は、たとえば、1つの画素を
複数個の前記画素電極で構成し、前記1つの画素を構成
する複数個の画素電極を概ね2の倍数の比率で大きさを
変えることにより階調表示を行うことを特徴とする上述
の液晶表示装置である。
【0094】また、本発明は、たとえば、前記第1と第
2の薄膜トランジスタが基板温度650℃以下の低温プ
ロセスで作成されたポリシリコン薄膜トランジスタであ
ることを特徴とする上述の液晶表示装置である。
【0095】また、本発明は、たとえば、上述の液晶表
示装置を用いて、通常の動画から画像データ信号更新の
書き込み回数を落とした間引き表示を行うさい、画像デ
ータ更新直前に、一旦前記液晶駆動用信号線に対向電極
電位とほぼ同電位の信号を印加し、かつ前記第1と前記
第2の薄膜トランジスタをON状態とし画素電極に対向
電極とほぼ同電位の信号を書き込み、この後、前記信号
保持用の容量に前記第2の薄膜トランジスタをON状態
もしくはOFF状態にできる電位でH(高電位)または
L(低電位)の2値の画像データ信号を書き込み、この
画像データ信号に基づくいて第2の薄膜トランジスタを
ON状態またはOFF状態とし、前記第2の薄膜トラン
ジスタがON状態の場合には前記液晶駆動用信号線に印
加された液晶駆動信号が画素電極に伝達され、あるいは
前記第2の薄膜トランジスタがOFF状態の場合には画
素電極が対向電極とほぼ同電位のままに保たれることに
より、その画素電極部が明または暗の状態になる液晶表
示装置の駆動方法である。
【0096】また、本発明は、たとえば、2つ以上の表
示アリアをもち、少なくともそのうちの1つは上述の液
晶表示装置の駆動方法を行う構成の表示エリアであるこ
とを特徴とする液晶表示装置である。
【0097】また、本発明は、たとえば、表示方式が反
射型であることを特徴とする上述の液晶表示装置であ
る。
【0098】また、本発明は、たとえば、走査信号線と
画像データ線とマトリクス状に配置した画素電極を有
し、前記画素電極に対応して画像データ信号を記憶する
メモリー回路と、そのメモリー回路に記憶された画像デ
ータ信号に基づいて液晶を駆動する駆動信号を発生する
駆動信号発生回路とを各画素毎に備えた液晶表示装置に
おいて、前記メモリー回路は信号保持用の容量と前記走
査信号線にゲート電極が接続され前記画像データ線と前
記信号保持用の容量を接続する第1の薄膜トランジスタ
とからなり、前記駆動信号発生回路は液晶駆動用信号線
と前記画素電極と前記信号保持用の容量にゲート電極が
接続され前記液晶駆動用信号線と前記画素電極を接続す
る第2の薄膜トランジスタからなる構成である液晶表示
装置とすることである。そして、この構成の液晶表示装
置用いて、通常の動画から画像データ信号更新の書き込
み回数を落とした間引き表示を行うさい、画像データ更
新直前に、一旦前記液晶駆動用信号線に対向電極電位と
ほぼ同電位の信号を印加し、かつ前記第1と前記第2の
薄膜トランジスタをON状態とし画素電極に対向電極と
ほぼ同電位の信号を書き込み、この後、前記信号保持用
の容量に前記第2の薄膜トランジスタをON状態もしく
はOFF状態にできる電位でH(高電位)またはL(低
電位)の2値の画像データ信号を書き込み、この画像デ
ータ信号に基づくいて第2の薄膜トランジスタをON状
態またはOFF状態とし、前記第2の薄膜トランジスタ
がON状態の場合には前記液晶駆動用信号線に印加され
た液晶駆動信号が画素電極に伝達され、あるいは前記第
2の薄膜トランジスタがOFF状態の場合には画素電極
が対向電極とほぼ同電位のままに保たれることにより、
その画素電極部が明または暗の状態になる液晶表示装置
の駆動方法である。
【0099】要するに、本発明は、マトリクス状に配置
された、走査信号線と画像データを表示するための画像
データ信号を供給する画像データ信号線との交差部に対
応して設けられた画素電極に対して、前記画素電極と対
向電極との間に狭持された液晶を駆動するための液晶駆
動信号を供給するための液晶駆動手段を備えた液晶表示
装置であって、前記画像データ信号は、前記液晶に対す
る走査期間において、前記画素電極の電位を前記表示す
べき画像データに関わらない基準電位にするためのレベ
ルを有する液晶表示装置である。
【0100】かくして、構成要素を減らすことにより、
歩留改善と高密度化を容易にすることができる。さらに
は、素子数の削減に伴い、同じ表示内容であればさらに
消費電力の削減を目論むことができる。
【0101】つまり、本発明では、間引き表示を行える
低電力化タイプでありながら、従来より構成要素を減ら
すことにより(1画素あたり2薄膜トランジスタ、1容
量、1制御線で構成)、歩留改善と高密度化が容易にな
った。さらには素子数の削減に伴い同じ表示容量であれ
ば消費電力をさらに削減を目論むことができた。
【0102】なお、従来の構成(図7参照)では、薄膜
トランジスタ12、13のいずれかがOFF状態である
ものの、薄膜トランジスタのソースドレイン間電流は完
全にはゼロ電流ではないために、14、15の2本の制
御信号線の間に電流が流れてしまう(画素数が多くなる
と無視できない値となる)。このため、薄膜トランジス
タのOFF状態の電流が作成工程のばらつき変動などで
悪化すると、消費電力オーバーして歩留が落ちてしまう
ことがある。
【0103】これに対して本発明の構成では、画素内の
薄膜トランジスタのソースドレイン電極に繋がる電流経
路の終端は、TFTのゲート入力か容量もしくは画素電
極だけであり、従来のように信号線間を繋ぐ電流経路は
ないので、従来よりさらに消費電力を小さくでき、歩留
向上も図れる。
【0104】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、液晶表示装置における部品点数の削減を実現
することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における液晶表示装置の
画素部の構成図
【図2】本発明の実施の形態1における液晶表示装置
の、制御信号線114(n)に印加される信号120
(n)の波形の説明図(図2(a))、制御信号線11
4(n+1)に印加される信号120(n+1)の波形
の説明図(図2(b))、画像データ線2(m)に印加
される画像データ信号122(m)および走査線1
(n)に印加される走査信号123(n)の波形の説明
図(図2(c))、メモリ回路部の信号保持用の容量1
11(n)に保持される画像信号データ124(m、
n)の波形の説明図(図2(d))、画素電極3(m、
n)に伝達される信号125(m、n)および対向電極
電位126の波形の説明図(図2(e))、および画像
を更新する期間127の説明図(図2(f))
【図3】本発明の実施の形態1における液晶表示装置が
表示しようとする画像イメージの説明図
【図4】本発明の実施の形態1における期間127で
の、画像パターンおよび信号122(m)の説明図(図
4(a))、信号120(n)の説明図(図4
(b))、信号120(n+1)の説明図(図4
(c))、信号123(n)および信号124(m、
n)の説明図(図4(d))、信号123(n+1)お
よび信号124(m、n+1)の説明図(図4
(e))、信号125(m、n)の説明図(図4
(f))、および信号125(m、n+1)の説明図
(図4(g))
【図5】本発明の実施の形態2における液晶表示装置
の、画素部の構成図(図5(a))、および画素電極2
03a、203bの説明図(図5(b))
【図6】従来の液晶表示装置の構成図
【図7】従来の液晶表示装置の画素部の構成図
【図8】制御信号線14に印加される信号20および制
御信号線15に印加される信号21の波形の説明図(図
8(a))、画像データ線2に印加される画像データ信
号22および走査線1に印加される走査信号23の波形
の説明図(図8(b))、メモリ回路部の信号保持用の
容量11に保持される画像信号データ24の波形の説明
図(図8(c))、画素電極3に伝達される信号25お
よび対向電極電位26の波形の説明図(図8(d))、
および画像を更新する期間27の説明図(図8(e))
【図9】本発明の実施の形態3における液晶表示装置
の、表示エリア301〜303の説明図(図9
(a))、および表示エリア302の画素部の構成図
(図9(b))
【符号の説明】
1、1(n)、1(n+1) 走査線 2、2(m)、2a、2b 画像データ線 3、3(m、n)、3(m、n+1)、203a、20
3b 画素電極 4 画面 5 画像信号回路 6 走査信号回路 7 実装電極 8 薄膜トランジスタ回路基板 10、110(n)、110(n+1) 第1の薄膜ト
ランジスタ 11、111(n)、111(n+1) 信号保持用の
容量 12、13 薄膜トランジスタ 112(n)、112(n+1) 第2の薄膜トランジ
スタ 14、15 制御信号線 16、116 液晶 17、117 対向電極 18、118 メモリー回路 19、119 駆動信号発生回路 20、21、120(n)、120(n+1) 駆動信
号 22、122(m) 画像信号データ 23、123(n)、123(n+1) 走査信号 24、124(m、n)、124(m、n+1) 信号
保持用の容量に保持される画像信号データ 25、125(m、n)、125(m、n+1) 画素
電極に伝達される信号 27、127 画像信号データを書き込む期間 301、302、303 表示エリア
───────────────────────────────────────────────────── 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 3/20 611 G09G 3/20 611A 623 623Y 624 624B H01L 29/786 H01L 29/78 612B Fターム(参考) 2H092 JA28 JA37 JB63 KA04 NA27 2H093 NA53 NA54 NC03 NC09 NC11 NC50 NC59 ND06 ND49 5C006 AC02 AC21 AC27 AF69 BB16 BC03 BC06 BC13 EC05 EC13 FA43 FA47 5C080 AA10 BB05 DD22 DD26 GG12 JJ01 JJ02 JJ03 JJ04 KK02 KK07 KK43 KK52 5F110 AA09 BB02 BB05 GG02 GG13 NN72 PP03 PP10

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マトリクス状に配置された、走査信号線
    と画像データを表示するための画像データ信号を供給す
    る画像データ信号線との交差部に対応して設けられた画
    素電極に対して、前記画素電極と対向電極との間に狭持
    された液晶を駆動するための液晶駆動信号を供給するた
    めの液晶駆動手段を備えた液晶表示装置であって、 前記画像データ信号は、前記液晶に対する走査期間にお
    いて、前記画素電極の電位を前記表示すべき画像データ
    に関わらない基準電位にするためのレベルを有する液晶
    表示装置。
  2. 【請求項2】 前記走査期間は、前記画像データ信号が
    前記画素電極の電位を、(a)前記表示すべき画像デー
    タに関わらない基準電位にするためのレベルを有する部
    分期間a、および(b)前記表示すべき画像データに応
    じた電位にするためのレベルを有する、前記部分期間a
    の後に設けられた部分期間bを有する請求項1記載の液
    晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記基準電位は、前記対向電極の電位と
    実質上等しい電位である請求項2記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記液晶駆動手段は、前記画素電極に対
    して前記液晶駆動信号を供給するか否かを切り換えるた
    めのトランジスタを有し、前記画像データ信号が前記画
    素電極の電位を前記表示すべき画像データに応じた電位
    にするためのレベルを保持するための、前記トランジス
    タのゲート電極に接続された容量を備えた請求項3記載
    の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 前記画像データ信号が前記画素電極の電
    位を前記表示すべき画像データに関わらない基準電位に
    するためのレベルとは、前記トランジスタをオン状態に
    するためのレベルであり、 前記画像データ信号が前記画素電極の電位を前記表示す
    べき画像データに応じた電位にするためのレベルとは、
    前記表示すべき画像データに応じた電位が前記液晶を、
    (1)電圧印加状態とするための電位である場合には、
    前記トランジスタをオン状態にするためのレベルであ
    り、(2)電圧無印加状態とするための電位である場合
    には、前記トランジスタをオフ状態にするためのレベル
    である請求項4記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 前記画素電極を複数個利用して構成され
    た画素を備えた請求項5記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 前記トランジスタは、基板温度650℃
    以下の低温プロセスで作成されたポリシリコン薄膜トラ
    ンジスタである請求項5記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項8】 複数の表示エリアを有する請求項5記載
    の液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 表示方式が反射型である請求項5記載の
    液晶表示装置。
  10. 【請求項10】 請求項1から9の何れかに記載の液晶
    表示装置を用いた画像表示応用機器。
  11. 【請求項11】 マトリクス状に配置された、走査信号
    線と画像データを表示するための画像データ信号を供給
    する画像データ信号線との交差部に対応して設けられた
    画素電極に対して、前記画素電極と対向電極との間に狭
    持された液晶を駆動するための液晶駆動信号を供給する
    ための液晶表示方法であって、 前記画像データ信号は、前記液晶に対する走査期間にお
    いて、前記画素電極の電位を前記表示すべき画像データ
    に関わらない基準電位にするためのレベルを有する液晶
    表示方法。
  12. 【請求項12】 請求項1記載の液晶表示装置の、マト
    リクス状に配置された、走査信号線と画像データを表示
    するための画像データ信号を供給する画像データ信号線
    との交差部に対応して設けられた画素電極に対して、前
    記画素電極と対向電極との間に狭持された液晶を駆動す
    るための液晶駆動信号を供給するための液晶駆動手段と
    してコンピュータを機能させるためのプログラム。
  13. 【請求項13】 請求項11記載の液晶表示方法の、マ
    トリクス状に配置された、走査信号線と画像データを表
    示するための画像データ信号を供給する画像データ信号
    線との交差部に対応して設けられた画素電極に対して、
    前記画素電極と対向電極との間に狭持された液晶を駆動
    するための液晶駆動信号を供給するステップをコンピュ
    ータに実行させるためのプログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008176330A (ja) * 2003-09-25 2008-07-31 Hitachi Ltd 表示装置及びその駆動方法
WO2013063788A1 (zh) * 2011-11-03 2013-05-10 深圳市华星光电技术有限公司 显示面板的像素结构及其制造方法

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