JP2004029411A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】温度センサで検出された温度データをディジタル値に変換し、このディジタル温度データの変化に応じて表示手段の駆動条件を設定変更する。この際に、旧駆動条件と新駆動条件との間に1つ以上の中間値を設け、旧駆動条件から新駆動条件への設定変更を、中間値をそれぞれ所定の遷移時間をおいて順次遷移させて行う。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子や有機EL表示素子など周囲温度によって表示特性が変わる表示素子を使用した表示装置に関し、特に周囲温度に応じて駆動条件を変更するようにした表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶表示システムや有機EL表示システムなどの表示手段の表現力が上がり、PDAや携帯電話などの小型機器の表示手段でも高解像度、多階調化(例えば、モノクロ階調、カラーの色数)が進んでいる。多階調駆動の際に液晶表示素子や有機EL表示素子(以下代表して、液晶表示素子とする)を常に適切な駆動条件で駆動し続けるためには、温度にしたがって変化する液晶表示素子のスレッショルド電圧や反応時間などに駆動条件を正確に追従させる必要がある。
【0003】
このため、特開平5−273941号公報のように従来から、液晶表示パネルに近接して温度センサを配置し、その温度センサの検出温度に基づいてディジタル処理を行って駆動条件を求めることにより、その検出温度に最適な条件で液晶表示パネルを駆動することが行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の液晶表示装置では、駆動条件を高度に温度補正させるためにディジタル演算処理を必要とするとともに、高精度のA/Dコンバータを必要としていた。そうしなければ、温度センサの出力により補正される駆動条件、即ち駆動電圧値や駆動タイミングが、温度センサの出力をディジタル値に変換するA/Dコンバータの分解能に合わせて大きくステップ状に変化してしまう。そして、このステップ状の駆動条件の変化は、表示画面の明るさなどの変化となって現れるから、人の目視により認知できるレベルになってしまう場合があった。この現象は、高温時や低温時など温度変化当たりの駆動条件変化量が大きな領域では特に顕著になってしまう。
【0005】
また、温度センサで検出される温度が、A/Dコンバータの量子化ビットの切り替わりの付近にあるときには、2値の間を行ったり来たり切り替わる場合があり、これにつれて駆動条件も切り替わることになる。このような駆動条件の変化は、表示品質の点で問題であった。
【0006】
そこで、本発明は、表示パネルの温度を検出する温度センサの出力をディジタル値に変換し、その温度に応じて駆動条件を変更するようにした表示装置において、ディジタル値に変換するA/Dコンバータの分解能を高くすることなく、駆動条件の変化を抑制して、視覚上の違和感を少なくすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1の表示装置は、表示手段と、この表示手段に表示すべき内容を記憶する表示メモリ手段と、前記表示手段に接続された駆動手段と、前記表示手段の温度を検出する温度センサと、該温度センサで検出された温度データの変化に応じて前記表示手段の駆動条件を、その変化前の旧駆動条件設定値から前記温度データに対応した変化後の新駆動条件設定値に設定変更する温度補正手段と、これら各手段と結合され、それらを制御するコントローラ部とを備え、
前記温度補正手段はさらに、前記旧駆動条件設定値と前記新駆動条件設定値との間に1つ以上の中間設定値を設け、前記旧駆動条件設定値から前記新駆動条件設定値への設定変更を前記中間設定値をそれぞれ所定の遷移時間をおいて順次遷移させて行うように構成されていることを特徴としている。
【0008】
この請求項1記載の表示装置によれば、温度センサの出力に応じて補正される駆動条件、即ち駆動電圧値や駆動タイミングが、旧駆動条件から新駆動条件に各中間値を経由して遷移時間の経過毎に順次変化してゆく。したがって、駆動条件の急激な変化は避けられるから、表示画面の明るさなどの変化を抑制することができる。これにより、切り替わりが緩やかになり、視覚的に気がつかない程度の画面の変化に抑えられる。
【0009】
また、温度センサで検出された温度データをディジタル値に変換するA/Dコンバータは、分解能の低いものを使用することが可能になるから、回路規模を縮小することができる。また、A/D変換動作に要する消費電力を低減することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の表示装置の実施の形態について、液晶表示装置を例として、図1〜図4を参照して説明する。
【0011】
図1は本発明による液晶表示装置のための液晶駆動装置の構成を示す図である。この液晶駆動装置はモジュール構成とされており、その主な構成部として、外部I/F回路1、駆動電圧等発生回路2、この発生回路2とともに駆動手段を構成する液晶駆動回路3、表示メモリ4、ドライバコントローラ5,設定レジスタ6、温度センサ11及び温度補正回路10を有している。なお、温度補正回路10は、ドライバコントローラ5に内蔵されることとして記載しているが、この他、駆動電圧等発生回路2に設けてもよいし、或いは、単独で別に設けることとしてもよい。また、図示省略しているが、タイミング発生回路等の必要な構成要素を有している。
【0012】
外部I/F回路1は、このモジュールの外部に設けられているMPUなどの制御装置とインターフェースを行う。液晶駆動回路3は、駆動電圧等発生回路2からの駆動電圧や、例えばRAMで構成される表示メモリ4の表示データを受けて、表示手段としての液晶表示パネル(図示していない)を駆動する。
【0013】
設定レジスタ6は、本液晶駆動装置の各種の設定値を格納するレジスタであり、ドライバの出力電圧値や表示モード、フレーム周波数等の種々の設定値が格納され、この設定値に基づいて各構成要素の動作条件が設定される。
【0014】
温度センサ11は、表示手段である液晶表示パネルに近接して設けられ、その温度を検出するセンサであり、この実施の形態では バンドギャップ型定電圧回路を利用している。このバンドギャップ型定電圧回路は、温度などにほとんど影響されることなく定電圧を発生するものであり、その内部には温度により変化する電圧降下を発生する抵抗やダイオードなどを持っている。その定電圧と温度により変化する電圧降下を利用して、例えば基準となる定電圧と温度に応じて変化する電圧との比をとることにより、正確な温度データを得る。
【0015】
温度補正回路10は、温度センサ11で検出された温度データがディジタル値に変換され、このディジタル温度データの変化に応じて液晶表示パネルの種々の駆動条件を、その変化前の旧駆動条件設定値からディジタル温度データに対応した変化後の新駆動条件設定値に設定変更する。さらに、その設定変更に際して、旧駆動条件設定値と新駆動条件設定値との間に1つ以上(例えば、3つ)の中間設定値を設け、旧駆動条件設定値から新駆動条件設定値への設定変更を各中間設定値をそれぞれ所定の遷移時間をおいて順次遷移させて行うように構成されている。
【0016】
ドライバコントローラ5は、本液晶駆動装置の各構成部を制御するものであり、外部のMPUからの初期設定データを設定レジスタ6に記憶させる等の作用を行う。この例ではさらに前述の温度補正回路10を有している。
【0017】
さらに、図2は、温度補正回路10のブロック構成を示す図である。この図2の温度補正回路10では、種々の駆動条件に応じて複数の温度補正系統が設けられるが、以下、代表して1つの温度補正系統について説明する。
【0018】
A/Dコンバータ12は、温度センサ11からの温度データを複数k(k=6)ビットのディジタル値に変換する。このA/Dコンバータ12の出力をノイズフィルタとして機能する平均化回路13を経由させて、平均化された6ビットのディジタル温度データを得る。なお、これら温度センサ11、A/Dコンバータ12、平均化回路13をまとめて、温度センサ手段として構成することもできる。
【0019】
温度−出力変換回路14は、スロープ設定値により特性の傾きが設定され、入力される6ビットのディジタル温度データに応じて、その温度データに対する前置駆動条件設定値を出力する。この前置駆動条件設定値は複数n(n=8)ビットであり、ディジタル温度データの6ビットより細かい分解能を持たせている。また、スロープ設定値は、温度データに対して任意の傾き(スロープ)、例えば、直線や表示素子の温度特性に応じた曲線などを指定する。この指定された傾きに従って、ディジタル温度データが前置駆動条件設定値に変換される。
【0020】
加算回路15は、温度−出力変換回路14からの前置駆動条件設定値に対して、ボリューム調整により任意の調整値を前置駆動条件設定値に加算或いは減算して、所望のm(m=10)ビットの駆動条件設定値として出力する。これら温度−出力変換回路14及び加算回路15は、温度出力変換手段としてまとめることができる。
【0021】
ディジタルフィルタ16は、遷移出力手段として機能するものである。このディジタルフィルタ16では、加算回路15から駆動条件設定値を受けるが、この駆動条件設定値が変化したときに、その変化前の値を旧駆動条件設定値とし、その変化後の値を新駆動条件設定値と呼称すると、時定数τを含むパラメータにしたがって旧駆動条件設定値から新駆動条件設定値に向けて、中間設定値を時定数τの遷移時間をおいて順次遷移させる。
【0022】
このディジタルフィルタ16の具体構成の例が図3に示されている。周波数ディバイダ16−1は、一定周期のクロックと時定数τ(例えば、2sec)が入力され、時定数τ毎にパルス信号Pを出力する。
【0023】
コンパレータ16−3は、加算回路15から駆動条件設定値を受けるとともに、アップ/ダウンカウンタ16−2の出力を受けて、それらを比較する。加算回路15からの駆動条件設定値が変化すると、その変化後の新駆動条件設定値がそれ以前の旧駆動条件設定値、つまりアップ/ダウンカウンタ16−2の出力から増加(UP)したか減少(DOWN)したかに応じて増加信号UP或いは減少信号DOWNを出力する。
【0024】
アップ/ダウンカウンタ16−2は、周波数ディバイダ16−1のパルス信号Pとコンパレータ16−3の増加信号UP或いは減少信号DOWNを受けて、そのパルス信号Pを受ける度に増加信号UPが入力されているときには1ステップ(例えば、2mV)ずつ駆動条件設定値を新駆動条件設定値に向けて増加させ、また減少信号DOWNが入力されているときには1ステップ(例えば、2mV)ずつ駆動条件設定値を新駆動条件設定値に向けて減少させ、遷移出力手段としての出力を発生する。
【0025】
この遷移は、A/Dコンバータ12が6ビット出力であり、温度−出力変換回路14が8ビット出力であるから、A/Dコンバータ12の出力が1増加(或いは減少)すると、温度−出力変換回路14の出力は、スロープの設定にもよるが例えば4ステップ分増加(或いは減少)することになる。この4ステップをそれぞれ遷移時間τずつかけて変化していくことになる。
【0026】
なお、動作開始時に、アップ/ダウンカウンタ16−2には、初期値として、通常標準温度に対応して決定された初期設定値が入力され、設定されている。
【0027】
D/Aコンバータ17は、駆動条件設定値をアナログ信号に変換して、例えば駆動電圧発生のための指令値として使用される。ディジタル信号の形態のままで利用される場合にはこのD/Aコンバータ17は不要となる。
【0028】
さて、この液晶駆動装置の動作を、変化のタイミングを示す図4も参照して、順序を追って説明する。
【0029】
この液晶駆動装置において、外部のMPUなどの制御装置から設定レジスタ6に設定されている初期設定値に基づいて、各構成要素の動作設定値がセットされる。そして、表示メモリ4に外部のMPUから格納された表示データが駆動電圧等発生回路2や液晶駆動回路3の動作によって読み出され、表示パネルに表示される。この時、表示パネルの温度が一定の状態では、その温度に応じて設定されている、各種の駆動条件設定値が温度補正回路10から出力されており、それぞれの構成要素に供給されている。
【0030】
ここで、表示パネルの温度が変化し、温度センサ11の出力をディジタル変換したA/Dコンバータ12の出力が変動した場合を想定する。温度変化は通常は急激ではないので、6ビット出力データの1LSB分が変化したとする。
【0031】
このA/Dコンバータ12の出力の1LSBが変化すると、所定のスロープが設定されている温度−出力変換回路14の8ビット出力の前置駆動条件設定値も変化する。この前置駆動条件設定値がいくら変化するかは、スロープによって変わるが、仮に4LSB分変化するとする。この変化の状態が図4に、変化前の旧駆動条件設定値v1から変化後の新駆動条件設定値v2として示されている。なお、加算回路15は、所定量を加算(或いは減算)するだけなので、ここでの変化分には関与しない。
【0032】
ディジタルフィルタ16に、この新駆動条件設定値v2が入力信号INとして入力される。ディジタルフィルタ16では、コンパレータ16−3において、新駆動条件設定値v2、即ち入力信号INとアップ/ダウンカウンタ16−2の出力信号OUT(この時点では旧駆動条件設定値v1)とが比較され、この場合増加信号UPが発生される。一方、周波数デバイダ16−1には高周波のクロック信号と時定数τ(例えば、2sec)とが入力されており、時定数τに相当するクロックをカウントする毎に、パルス信号Pが出力される。
【0033】
増加信号UPが出力されている状態で、最初にパルス信号Pが入力されると(時点t1)、アップ/ダウンカウンタ16−2は1カウントアップし、出力される駆動条件設定値はその分だけ増加する。1カウントアップによる駆動条件設定値の増加分Δvは例えば2mVである。この1カウントアップにより、出力信号OUTは増加するが、まだ入力信号IN>出力信号OUTであるので、依然として増加信号UPは発生されている。
【0034】
なお、アップ/ダウンカウンタ16−2の各出力値及び1ステップ幅は、加算回路15から出力される駆動条件設定値のそれらと同じになるように決定されている。また、それらに多少の誤差があっても、コンパレータ16−3の不感帯によりその誤差は吸収されるから、動作上は問題とならない。
【0035】
この状態で引き続いてパルス信号Pが時定数τ毎に入力される度に、同様にカウントアップ動作が行われ、出力信号OUTは旧駆動条件設定値v1から、緩やかに新駆動条件設定値v2に向かって上昇していく。
【0036】
そして、時点t2において、カウントアップしたときに、出力信号OUTは新駆動条件設定値v2に等しくなる。したがって、コンパレータ16−3の入力信号INと出力信号OUTとは等しくなるので、増加信号UPは出力されなくなる。これにより、ディジタルフィルタ16のフィルタリング作用は終了し、出力信号OUTとして、所定の新駆動条件設定値v2が出力される。
【0037】
このように、温度−出力変換回路14によって、A/Dコンバータの6(=k)ビットのディジタル温度データを、より分解能の高い8(=n)ビットの駆動条件設定値に変換している。そして、ディジタルフィルタ16ではその分解能の違いを利用して複数の中間設定値を設け、時定数τ毎に順次遷移させていく。つまり、入力信号INが旧駆動条件設定値v1から新駆動条件設定値v2にステップ状に変化しても、出力信号OUTは複数の中間設定値を時定数τの間隔をおいて順次変化する。したがって、駆動条件設定値に基づく表示パネルの表示状態も緩やかに変化するから、視覚により認識し得ないような変化レベルに抑えることができる。
【0038】
以上の説明では、旧駆動条件設定値v1から新駆動条件設定値v2へ増加する場合について説明したが、逆に旧駆動条件設定値v2から新駆動条件設定値v1へ減少する場合にも、増加信号UPが減少信号DOWNに変わるだけで、同様に緩やかに変化する。その作用は同様であるので、説明は省略する。
【0039】
また、本発明の表示装置において、温度補正回路10は、異なる駆動条件に応じて複数設けられる。図2に、温度−出力変換回路14a、加算回路15a、ディジタルフィルタ16a、D/Aコンバータ17aで示すように、温度データを得るための温度センサ11や、A/Dコンバータ12などは共通に用いて、個別に第2の駆動条件等を同様に構成することができる。これによれば、異なる駆動条件が複数ある場合にも1つの温度センサを共用することができる。
【0040】
また、本発明の表示装置において、駆動条件が、駆動電圧値や駆動タイミングを含む複数の駆動条件である場合に、やはり、それぞれの駆動条件毎に温度補正手段を設ける。この場合、単に旧駆動条件設定値から新駆動条件設定値への設定変更を行うだけではその設定変更の時点が重なってしまい、結果として表示パネル上の表示の変化が重畳して発生してしまうことになる。
【0041】
このような状態に対処するために、旧駆動条件設定値から新駆動条件設定値への設定変更を、まず1つの駆動条件、例えば駆動電圧値について遷移時間をおいて順次遷移させて、その後に他の駆動条件、例えば駆動タイミングについて遷移時間をおいて順次遷移させるように、制御することができる。このように、駆動条件毎に順次行う方法とすることもできるし、或いは、複数の駆動条件について順次1ステップづつ交互に行う方法をとることもできる。これにより、旧設定値と新設定値とを発振(リンギング)のように繰り返すことがなくなり、表示品位が向上する。なお、これらの制御は、ソフトウエア処理により、容易に実施することができる。
【0042】
また、本発明の表示装置において、種々の態様をとることができる。例えば、請求項1において、前記温度センサは、バンドギャップ型定電圧回路を用い、その定電圧と、温度により変化する抵抗やダイオードなどの電圧降下を利用して温度データを得るように構成する。これによれば、基準となる定電圧と温度により変化する電圧との比により、正確な温度データを得ることができる。
【0043】
また、本発明の表示装置において、温度補正手段は、駆動条件に応じて複数設けられ、これら複数の温度補正手段は共通の温度センサからの温度データに基づいて、それぞれ個別の駆動条件を出力するように構成する。これによれば、異なる駆動条件が複数ある場合にも1つの温度センサを共用することができる。
【0044】
また、本発明の表示装置において、駆動条件が、駆動電圧値や駆動タイミングを含む複数の駆動条件である場合に、それぞれの駆動条件毎に温度補正手段を設けるとともに、前記旧駆動条件設定値から前記新駆動条件設定値への設定変更を、まず1つの駆動条件について遷移時間をおいて順次遷移させて、その後に他の駆動条件について遷移時間をおいて順次遷移させるように、駆動条件毎に順次行う、或いは、複数の駆動条件について順次1ステップづつ交互に行う、ように構成する。これにより、複数の駆動条件の種類が駆動電圧値や駆動タイミングなどのように異なる場合でも駆動条件変更が時間的に同時に行われることはなくなるから、表示画面の明るさなどの変化をさらに緩やかにすることができる。
【0045】
また、本発明の表示装置において、温度補正手段は、温度センサからの温度データを複数kビットのディジタル値に変換するA/Dコンバータ手段と、このA/Dコンバータ手段からのディジタル温度データを、傾きを含む設定情報にしたがって複数mビット(m>k)の駆動条件設定値に変換する温度−出力変換手段と、この温度−出力変換手段の駆動条件設定値を受けて、時定数τを含むパラメータにしたがって旧駆動条件設定値から新駆動条件設定値に向けて、中間設定値を時定数τの遷移時間をおいて順次遷移させる遷移出力部とを、備えて構成される。これにより、A/Dコンバータ手段のkビットのディジタル値より大きいmビットの駆動条件設定値に温度−出力変換手段で変換しているから、遷移出力部ではその解像度の違いを利用して複数の中間設定値を設けることができ、時定数τ毎に順次遷移させていくことが容易にできる。
【0046】
さらに、前記温度−出力変換手段は、傾きを含む設定情報にしたがって複数nビット(n>k、かつn<m)の前置駆動条件設定値に変換する温度−出力変換回路と、この温度−出力変換回路の出力に任意の値を調整値として加算し或いは減算して、mビットの駆動条件設定値として出力する加算回路とを有している。これにより、温度−出力変換回路では任意の傾き(スロープ)、例えば、直線や表示素子の温度特性に応じた曲線など、を指定することにより、所定の前置駆動条件設定値を形成できる。また、加算回路ではボリューム調整により任意の調整値を前置駆動条件設定値に加算或いは減算して、所定の駆動条件設定値を出力するように設定することができる。
【0047】
さらに、前記遷移出力部は、ディジタルフィルタとして構成される。その構成は、一定周期のクロックと時定数τが入力され、時定数τ毎にパルス信号を出力する周波数ディバイダと、前記温度−出力変換手段から新駆動条件設定値を受けて、それ以前の旧駆動条件設定値から増加(UP)したか減少(DOWN)したかに応じて増加信号UP或いは減少信号DOWNを出力するコンパレータと、前記周波数ディバイダのパルス信号Pと前記コンパレータの増加信号UP或いは減少信号DOWNを受けて、そのパルス信号Pを受ける度に増加信号UPが入力されているときには1ステップずつ駆動条件設定値を新駆動条件設定値に向けて増加させ、また減少信号DOWNが入力されているときには1ステップずつ駆動条件設定値を新駆動条件設定値に向けて減少させ、遷移出力部としての出力を発生するアップ/ダウンカウンタとを有している。これにより、入力される新駆動条件設定値は、ディジタルフィルタリングされて緩やかに変化して、出力される。
【0048】
【発明の効果】
請求項1記載の表示装置によれば、温度センサの出力に応じて補正される駆動条件、即ち駆動電圧値や駆動タイミングが、旧駆動条件から新駆動条件に各中間値を経由して遷移時間の経過毎に順次変化してゆく。したがって、駆動条件の急激な変化は避けられるから、表示画面の明るさなどの変化を抑制することができる。これにより、切り替わりが緩やかになり、視覚的に気がつかない程度の画面の変化に抑えられる。
【0049】
また、温度センサで検出された温度データをディジタル値に変換するA/Dコンバータは、分解能の低いものを使用することが可能になるから、回路規模を縮小することができる。また、A/D変換動作に要する消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶駆動装置の構成を示す図。
【図2】温度補正回路のブロック構成を示す図。
【図3】ディジタルフィルタの具体構成を示す図。
【図4】液晶駆動装置の動作タイミングを示す図。
【符号の説明】
1 外部I/F回路
2 駆動電圧等発生回路
3 液晶駆動回路
4 表示メモリ
5 ドライバコントローラ
6 設定レジスタ
10 温度補正回路
11 温度センサ
12 A/Dコンバータ
13 平均化回路
14、14a 温度−出力変換回路
15、15a 加算回路
16、16a ディジタルフィルタ
16−1 周波数ディバイダ
16−2 アップ/ダウンカウンタ
16−3 コンパレータ
17、17a D/Aコンバータ
Claims (1)
- 表示手段と、この表示手段に表示すべき内容を記憶する表示メモリ手段と、前記表示手段に接続された駆動手段と、前記表示手段の温度を検出する温度センサと、該温度センサで検出された温度データの変化に応じて前記表示手段の駆動条件を、その変化前の旧駆動条件設定値から前記温度データに対応した変化後の新駆動条件設定値に設定変更する温度補正手段と、これら各手段と結合され、それらを制御するコントローラ部とを備え、
前記温度補正手段はさらに、前記旧駆動条件設定値と前記新駆動条件設定値との間に1つ以上の中間設定値を設け、前記旧駆動条件設定値から前記新駆動条件設定値への設定変更を前記中間設定値をそれぞれ所定の遷移時間をおいて順次遷移させて行うように構成されていることを特徴とする表示装置。
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