JP3365007B2 - 液晶装置の駆動方法及び表示装置 - Google Patents

液晶装置の駆動方法及び表示装置

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JP3365007B2
JP3365007B2 JP27985593A JP27985593A JP3365007B2 JP 3365007 B2 JP3365007 B2 JP 3365007B2 JP 27985593 A JP27985593 A JP 27985593A JP 27985593 A JP27985593 A JP 27985593A JP 3365007 B2 JP3365007 B2 JP 3365007B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル等の駆
動方法及びそれを用いた表示装置、特にフレーム階調表
示を行うための駆動方法および表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の液晶素子等の駆動方法として、順
次複数本の走査電極を同時に選択して駆動する方法が提
案されている(例えば、A GENERALIZED ADDRESSING TEC
HNIQUEFOR RMS RESUPONDING MATRIX LCDS,1988 INTERNA
TIONAL DISPLAY RESEARCH CONFERENCE P80〜85参照、特
願平4−84007、特開平5−46127)。
【0003】このような駆動方法の1例として4ライン
同時選択する方法によって図13に示すような単純マト
リックス型の液晶表示装置を駆動する場合を説明する。
走査電極を4本ずつ選択し、3レベル(V1かゼロか−
V1)の電圧レベルのうち1つを選択して走査電極に印
加する。走査電極X1からX6に印加される電圧波形を図
14(a)に示す。この時、走査パターンと表示パター
ンを比較し、不一致の数によって各信号電極に印加する
電圧レベルを決定する。走査パターンは、選択電圧がV
1の場合+、選択電圧が−V1の場合−、表示パターン
は、オンの時+、オフの時−と各々定義し、以下に信号
電極に印加する電圧レベルを決定する手順の説明を行
う。
【0004】全画面オン表示を行う場合、図14(a)
の1フィールド目の1Hに選択される4ライン(X1か
らX4)の走査パターンは、++−+で、表示パターン
は、全面オンから++++となる。順番に比較すると同
じ極性でない部分が3番目に1箇所あり、一致していな
い、つまり不一致の数は1である。不一致数1の場合、
5レベル(V3かV2かゼロか−V2か−V3)の電圧レベ
ルのうち、−V2を選択する。
【0005】そのほか不一致数0の場合、−V3を、不
一致数2の場合、ゼロを、不一致数3の場合、V2を、
不一致数4の場合、V3を選択する。各々の電圧比は、
V2:V3=1:2である。
【0006】上記手順に従って全画面オンの場合の信号
電極Y1に印加する電圧レベルを決定すると、図14
(b)に示すようにフレーム期間1Fは、すべて−V2
を選択する電圧波形となる。電圧交流化法によって、次
のフレーム期間の走査電極の極性がすべて反転されるこ
とから、フレーム期間2Fは、すべてV2を選択する電
圧波形となる。
【0007】図14(c)は、X1とY1の交点にある画
素に印加する電圧波形を示している。この電圧波形によ
ってX1とY1の交点にある画素の全画面オンの場合の光
学応答は、図15に示すように各フィールドで規則正し
く透過率が上下を繰り返している。全面オフ表示の場合
のX1とY1の画素の光学応答は、図15に示すように走
査電極に電圧が印加される期間に透過率が少し上昇する
ものの、低透過率を維持し、画素の表示は高コントラス
トを実現する。
【0008】また、階調の表示方法として、FRC(Fla
me Rate Control)方式が知られている。2値の駆動IC
で、階調表示する方法であり、図16に示すようにフレ
ーム単位に表示をオン,オフさせ中間調を表示する。図
16の場合、3フレーム単位で4階調表示ができる。た
だし、このまま全画素に対して適用すると、フリッカが
発生する。このため、通常図17に示すように3×3画
素を1組とする基本パターンを考える。この9画素中の
3画素だけをオンにすれば、1画素が人間の目の分解能
より小さい場合、人間には3/9=1/3階調の表示と
して見える。同様に、9画素中の6画素をオンにする
と、6/9=2/3階調の表示となる。
【0009】以下に、階調表示した場合の印加電圧波形
と、その場合の光学応答について説明する。
【0010】図4に示すように、1/3階調表示を走査
電極X5からXnと信号電極Y2からY5の交点の画素に表
示し、それ以外の画素は、3/3階調(背景の白画素)
の表示をする。FRC階調は、図17の3×3画素を基
本パターンとして表示する。
【0011】この場合の走査電極X1と信号電極Y2の交
点にある画素に印加する電圧波形を、図18(a)に示
す。また、光学応答を図18(b)に示す。
【0012】図18(a)は、信号電極の電圧が−V2
とV2だけでなく、ゼロや−V3、V3の電位も選択する
ことになる。このため図18(b)の光学応答は、−V
2とV2だけを選択しているフィールド期間よりも−V3
やV3の選択がある部分のフィールド期間の透過率は、
下降が緩やかで、ゼロを選択がある部分のフィールド期
間は、透過率の下降が激しくなる。また、−V3やV3を
選択しているフィールド期間は、オフの場合の透過率が
上昇してしまい、通常のオフ表示よりも明るいオフ表示
となってしまう。このため、階調表示している信号電極
上のX1とY2、Y3、Y4・・・Ymの交点の画素は、X1
とY1の交点の画素と違った光学応答を示すためクロス
トークとなって観測される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】このように、FRC方
式によって階調を表示すると、各信号電極の電圧波形が
違うことから、光学応答が異なり、階調表示部分と非階
調表示部分のクロストークが発生する課題を有してい
る。特に高速応答の液晶を駆動する場合に顕著である。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に記載の液晶装置
の駆動方法は、複数の走査電極及び前記複数の走査電極
に交差する複数の信号電極と、前記各走査電極と前記各
信号電極との間に挟持された液晶とを備える液晶装置の
駆動方法において、複数の画素の集合を基本パターンと
して一つの表示ドットを表わし、1フレームごとに前記
複数の画素の表示状態のパターンを変えることによって
階調表示を行い、前記基本パターンに含まれる画素を駆
動する複数の前記走査電極を同時に選択し、前記走査電
極を選択する選択電圧は、第1の選択値と第2の選択値
を有し、表示データ及び前記選択電圧の選択値に基づく
信号電圧を前記信号電極に印加し、前記基本パターン内
の画素の表示状態のパターン及び前記選択値を、前記信
号電極に印加される前記信号電圧の絶対値が一定になる
ように設定してなることを特徴とする。また、本発明に
記載の液晶装置の駆動方法は、上記の液晶装置の駆動方
法において、前記複数の走査電極を同時に選択する走査
期間ごとに前記基本パターン内の画素の表示状態のパタ
ーンを変えることを特徴とする。
【0015】また、本発明に記載の表示装置は、複数の
走査電極及び前記複数の走査電極に交差する複数の信号
電極と、前記各走査電極と前記各信号電極との間に挟持
された液晶とを備える表示装置において、複数の画素の
集合を基本パターンとして一つの表示ドットを表わし、
1フレームごとに前記複数の画素の表示状態のパターン
を変えることによって階調表示を行い、前記基本パター
ンに含まれる画素を駆動する複数の前記走査電極が同時
に選択され、前記走査電極を選択する選択電圧は、第1
の選択値と第2の選択値を有し、表示データ及び前記選
択電圧の選択値に基づく信号電圧が前記信号電極に印加
され、前記基本パターン内の画素の表示状態のパターン
及び前記選択値が、前記信号電極に印加される前記信号
電圧の絶対値が一定になるように設定されてなることを
特徴とする。また、本発明に記載の表示装置は、上記の
表示装置において、前記複数の走査電極が同時に選択さ
れる走査期間ごとに前記基本パターン内の画素の表示状
態のパターンを変えることを特徴とする。
【0016】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明による液晶
素子等の駆動方法および表示方法を具体的に説明する。
【0017】(実施例1)実施例1は、4ラインの走査
電極を同時選択する場合に、背景を表示する画素を駆動
する信号電極が選択する電圧レベルと同じ実効値の電圧
レベルを、階調表示を表示する画素を駆動する信号電極
でも選択するものである。
【0018】図13に示す構成の液晶表示装置を駆動す
るとする。図1(a)は、4ライン同時に駆動する場合
の走査電極X1からX6に印加する電圧波形を、(b)
は、背景表示の画素を駆動する信号電極Y1に印加する
電圧波形を、(c)は、階調を表示する画素を駆動する
信号電極Y2に印加する電圧波形を示している。図2
は、同時選択する4画素のうち2画素が必ず組になって
オンまたは、オフとなるように構成した3×4画素を基
本単位とするFRC階調の基本パターン図である。図3
は、信号電極Y2と走査電極X1の交点の画素の光学応答
を示している。
【0019】図4に示すように、走査電極X5からXnと
信号電極Y2からY5の交点の画素に1/3階調を表示
し、それ以外の画素は、3/3階調(背景の白画素)の
表示をする。走査電極X1からX4に、図1(a)に示し
た電圧波形を印加する。ここで、1F,2Fは、フレー
ム期間を、1f、2f、3f、4fは、1フレーム期間
を4つに分割したフィールド期間、1Hは、走査電極X
1からX4の4ラインを選択する走査期間、2Hは、走査
電極X5からX8の4ラインを選択する走査期間である。
【0020】背景表示の3/3階調の画素を駆動する信
号電極Y1に印加する電圧波形は、従来例でも説明した
ように、図1(b)に示すように1F期間では、−V2
の電圧レベルを選択し、2F期間では、V2を選択する
波形となる。図2の階調パターンを用いて1/3階調を
表示すると、信号電極Y2に印加する電圧波形は、図1
(c)に示すようにV2か−V2のどちらかの電圧レベル
を選択する波形となる。
【0021】1/3階調を表示する場合の信号電極の電
圧波形を表1を用いて詳細に説明する。
【0022】表1は、走査パターンと1/3階調表示す
る表示パターンのすべての組み合わせの不一致数と、選
択電位を示したものである。走査パターンは、走査電極
が選択する電圧V1を+、−V1を−として表示し、表示
パターンは、オンを+、オフを−として表示している。
従来例で説明した手順に従い、走査パターンと表示パタ
ーンの不一致数によって電圧レベルを決定すると、走査
パターンと階調パターンのすべての組み合わせにおいて
V2か−V2しか選択していない。V2と−V2は、極性が
違うだけで、非選択期間では、液晶素子に掛かる実効電
圧は全く同じ働きをする。また、非選択期間に、V3、
−V3とゼロ電圧を選択しないことから、階調表示部分
がある信号電極Y2とX1の交点にある画素の光学応答で
ある図3は背景だけを表示する信号電極Y1とX1の交点
にある画素の光学応答(図15)と全く同じとなり、ク
ロストークを発生しない。
【0023】
【表1】
【0024】表2は、2/3階調表示の場合の走査パタ
ーンと表示パターンのすべての組み合わせの不一致数
と、選択電位を示したものである。すべての組み合わせ
においてV2か−V2しか選択していない。つまり、2/
3階調の場合にも、階調表示部分がある信号電極上の背
景を表示している画素と背景だけを表示する信号電極上
の画素の光学応答は、同じとなり、クロストークを発生
しない。同様に、背景が全面黒表示の場合にも、図2に
示すFRC階調の基本パターンで階調表示を行うこと
で、クロストークの起きない良好な階調表示を行うこと
ができる。
【0025】
【表2】
【0026】さらに、同じ効果を持つ階調表示の基本パ
ターンを図5に示す。同図では、1/3階調の1フレー
ム目に表示するパターンを代表して示している。同時に
選択する4画素の内、2画素を組としてオン、オフする
ことは変わらないが、同図(a)と(b)は、組にする
2画素を隣合わせたものであり、同図(c)と(d)
は、隣合わせの場合と離れた場合を組み合わせたもので
ある。
【0027】(実施例2)実施例1において、1/3階
調や2/3階調の表示をする場合に、1列すべてがオン
またはオフになる場合を含んでいた。このため、階調表
示部分に1列すべてがオンまたはオフになるラインが動
くことでチラツキが目だつ。実施例2では、4ラインの
走査電極を同時選択する場合に、走査期間(1H期間)
ごとに階調表示パターンを変えることによって、このチ
ラツキを解消するものである。
【0028】図6は、3走査期間(3H期間)ごとの周
期で繰り返す1/3階調表示の場合の基本パターンを示
すものである。3×12画素単位のパターン構成とな
る。1走査期間ごとに4画素ずつ表示するが、1走査期
間ごとに違う階調表示パターンを3つ組み合わせたもの
である。具体的には、1フレーム目の1列上の画素表示
は、上から順に(オン、オフ、オン、オフ)、(オフ、
オン、オフ、オン)、(オフ、オフ、オフ、オフ)とな
り、図2で示した1/3階調の1フレーム目の1列、2
列、3列のパターンを順番にならべたものとなってい
る。表1に示したように、走査パターンと階調の表示パ
ターンは、すべての組み合わせにおいてV2か−V2の電
圧レベルしか選択しないことから、図6に示した階調表
示パターンの場合にも、V2か−V2の電圧レベルしか選
択しない。このため、光学応答が異なることによるクロ
ストークが無い表示が可能である。
【0029】そのうえ、図6のような表示を行うと、V
2と−V2の切り替えの数が信号電極毎に同じになり、互
いに切り替わる電位変化の方向が違うため、相殺効果に
よって電圧を補正する効果がある。図13に示す表示装
置の全画面に図6のパターンによって1/3階調を表示
した場合の信号電極Y1、Y2、Y3に印加する電圧波形
を図7に示す。立ち上がりと立ち下りが同じ時に必ず1
組あることがわかる。このため、波形の立ち上がりによ
る歪と立ち下りによる歪が互いに相殺され、液晶に与え
られる実効値電圧を補正する効果により、中間調を高品
位で表示することが可能である。
【0030】(実施例3)実施例3は、6ライン同時選
択とした場合の本発明の1例である。6ライン同時選択
の場合、信号電極に印加する電圧レベルは、全部で7レ
ベル(V2,V3,V4,ゼロ,−V2,−V3,−V4の各
レベル)必要である。電圧比は、V2:V3:V4=1:
2:3である。走査電極X1からX6に印加する電圧波形
を図8(a)に示す。図12の表示装置において、走査
電極X7からXnと信号電極Y2からY5の交点の画素に1
/3階調を表示し、それ以外の画素は、3/3階調(背
景の白画素)の表示をする。全面白(3/3階調)表示
の信号電極Y1に印加する電圧波形は、同図(b)のよ
うに、最高電圧レベル(V4)と最低電圧レベル(−V
4)を選択しない波形となる。図9は、4階調の表示を
行う場合の基本パターンを示している。この基本パター
ンで1/3階調を表示する。1/3階調表示する信号電
極Y2の電圧波形は、図8(c)に示すように、最高電
圧レベル(V4)と最低電圧レベル(−V4)を選択しな
い波形となる。つまり、1/3階調表示も背景の全面白
表示にも、信号電極に印加する電圧波形は、V2、V3、
ゼロ、−V2、−V3の5レベルのセットしか用いない。
このため、実施例1と同様に、光学応答の違いによるク
ロストークが起きない。2/3階調の場合も同様にクロ
ストークは起きない。また、実施例2と同様に、3Hご
とに基本パターンを入れ換えることによって、階調表示
のちらつきを防止し、あわせて波形の歪を補正すること
によって良好な階調表示を行うことができることは明ら
かである。
【0031】(実施例4)実施例4は、5ライン同時選
択とした場合の本発明の1例である。5ライン同時選択
の場合、信号電極に印加する電圧レベルは、全部で6レ
ベル(V2,V3,V4,−V2,−V3,−V4の各レベ
ル)必要である。電圧比は、V2:V3:V4=1:3:
5である。走査電極X1からX5に印加する電圧波形を図
10(a)のようにする。図13の表示装置の走査電極
X6からXnと信号電極Y2からY5の交点の画素に1/3
階調を表示し、それ以外の画素は、3/3階調(背景の
白画素)の表示をする。3/3階調表示の信号電極Y1
に印加する電圧波形は、同図(b)のように、最高電圧
レベル(V4)と最低電圧レベル(−V4)を選択しない
波形となる。図11は、1/3階調表示を行う場合の基
本パターンを示している。この基本パターンで1/3階
調を表示すると、図10(c)に示すように、最高電圧
レベル(V4)と最低電圧レベル(−V4)を選択しない
波形となる。つまり、1/3階調表示も背景の全面白表
示にも、信号電極に印加する電圧波形は、V2、V3、−
V2、−V3の4レベルのセットしか用いない。このた
め、実施例1、実施例3と同様に、光学応答の違いによ
るクロストークが起きない。また、実施例2と同様に、
3Hごとに基本パターンを入れ換えることによって、階
調表示のチラツキを防止し、あわせて波形の歪を補正す
ることによって良好な階調表示を行うことができること
は明らかである。
【0032】以上、説明したように背景を表示する画素
を駆動する信号電極が選択する電圧レベルのセットと同
じ電圧レベルのセットを、階調表示を表示する画素を駆
動する信号電極でも選択することで、光学応答が同じと
なり、クロストークを発生しない。また、階調パターン
を走査期間ごとに変えることにより、信号電極に印加す
る電圧波形の立ち上がりと立ち下がりが同じ位置で、同
数に設定することができる。この相殺効果によって、良
好な階調表示が可能である。
【0033】7ライン選択時の走査パターンと階調表示
パターンを図12に示す。同図(a)は、走査パターン
を+と−の符号によって簡略に表現した図であり、同図
(b)は、1/3階調を表示する3×7画素の基本パタ
ーンを示したものである。5、6ラインの場合と同様な
効果がある。
【0034】上記の実施例では、4ライン、5ライン、
6ライン、7ラインの場合を説明したが、選択ライン
は、これに限定されるものではなく、8ライン以上の同
時選択時でも同様の考え方で駆動できる。
【0035】そして、本発明の駆動方法による表示装置
をパーソナルコンピュータ等の表示装置として使うこと
によって画質の向上した見やすい表示が実現できる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶駆動方
法によって液晶を駆動すると、高速応答の液晶ディスプ
レイの階調表示でも、クロストーク、チラツキの少ない
表示品質の高い階調表示ができる表示装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶素子等の駆動方法の一実施
例を示す駆動波形図。
【図2】 本発明による液晶素子等の駆動方法の階調表
示パターンを示す図。
【図3】 光学応答を示す図。
【図4】 表示パターンの説明図。
【図5】 本発明による液晶素子等の駆動方法の階調表
示パターンの他の例を示す図。
【図6】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の実
施例を示す階調表示パターンを示す図。
【図7】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の実
施例を示す信号電極に印加する電圧波形図。
【図8】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の実
施例を示す駆動波形図。
【図9】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の実
施例を示す階調パターン図。
【図10】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の
実施例を示す駆動波形図。
【図11】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の
実施例を示す階調パターン図。
【図12】 本発明による液晶素子等の駆動方法の他の
実施例を示す走査パターンと階調パターン図。
【図13】 液晶表示装置の構成を示す図。
【図14】 従来の駆動方法を示す駆動波形図。
【図15】 従来の駆動方法による背景表示時の光学応
答を示す図。
【図16】 従来のFRC階調表示の説明図。
【図17】 従来のFRC階調表示の基本パターン図。
【図18】 従来の駆動方法による階調表示時の光学応
答を示す図。
【符号の説明】
X1,X2〜Xn 走査電極 Y1,Y2〜Ym 信号電極 1F,2F フレーム期間 1f,2f フィールド期間 1H,2H,3H 走査期間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09G 3/36 G02F 1/133 575

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の走査電極及び前記複数の走査電極
    に交差する複数の信号電極と、前記各走査電極と前記各
    信号電極との間に挟持された液晶とを備える液晶装置の
    駆動方法において、 複数の画素の集合を基本パターンとして一つの表示ドッ
    トを表わし、1フレームごとに前記複数の画素の表示状
    態のパターンを変えることによって階調表示を行い、 前記基本パターンに含まれる画素を駆動する複数の前記
    走査電極を同時に選択し、 前記走査電極を選択する選択電圧は、第1の選択値と第
    2の選択値を有し、 表示データ及び前記選択電圧の選択値に基づく信号電圧
    を前記信号電極に印加し、 前記基本パターン内の画素の表示状態のパターン及び前
    記選択値を、前記信号電極に印加される前記信号電圧の
    絶対値が一定になるように設定してなることを特徴とす
    る液晶装置の駆動方法。
  2. 【請求項2】 前記複数の走査電極を同時に選択する走
    査期間ごとに前記基本パターン内の画素の表示状態のパ
    ターンを変えることを特徴とする請求項1記載の液晶装
    置の駆動方法。
  3. 【請求項3】 複数の走査電極及び前記複数の走査電極
    に交差する複数の信号電極と、前記各走査電極と前記各
    信号電極との間に挟持された液晶とを備える表示装置に
    おいて、 複数の画素の集合を基本パターンとして一つの表示ドッ
    トを表わし、1フレームごとに前記複数の画素の表示状
    態のパターンを変えることによって階調表示を行い、 前記基本パターンに含まれる画素を駆動する複数の前記
    走査電極が同時に選択され、 前記走査電極を選択する選択電圧は、第1の選択値と第
    2の選択値を有し、 表示データ及び前記選択電圧の選択値に基づく信号電圧
    が前記信号電極に印加され、 前記基本パターン内の画素の表示状態のパターン及び前
    記選択値が、前記信号電極に印加される前記信号電圧の
    絶対値が一定になるように設定されてなることを特徴と
    する表示装置。
  4. 【請求項4】 前記複数の走査電極が同時に選択される
    走査期間ごとに前記基本パターン内の画素の表示状態の
    パターンを変えることを特徴とする請求項3記載の表示
    装置。
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