JP4252032B2 - テレビジョン映像表示装置 - Google Patents

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Description

この発明は、テレビジョン映像表示装置に関するもので、液晶パネルなどのマトリックスディスプレイに液晶の縦解像度と異なる映像信号を表示する場合に有効である。
従来はPCまたはNTSC信号の水平ライン(または走査線)数準拠の液晶デバイスが主流であり、大型液晶TVにおいてPAL信号の水平ライン数に準拠した液晶デバイスは無かった。そこで、PAL信号に準拠したパネルとして、960x540ドットの液晶パネルが提案される。PCまたはNTSC信号の水平ライン数に準拠した液晶パネルに、PAL信号等のライン数の異なる信号を表示する際に工夫が必要であり、そのための技術が複数知られている。例えば、一つの方法としてNTSCの水平ライン数に準拠した480ラインの液晶パネルにPAL信号576ラインを表示する際、576ラインの一部を間欠的に間引いて表示することにより、簡易的にPAL信号を表示する方法が知られている。ところが逆に、PAL信号の水平ライン数に準拠した液晶パネルにNTSC信号を表示する技術について知られていなかった。
以下に、提案されるPAL信号に準拠した液晶パネルを使用し、通常知られている技術を使った場合のPAL信号及びNTSC信号表示方法を説明する。映像信号はNTSC信号(1フレーム480ライン、1フィールド240ライン)、PAL信号(1フレーム576ライン、1フィールド288ライン)とする。
液晶パネルはPAL信号に準拠した液晶パネルで画素数960x540とする。PAL信号については画面非表示部(オーバースキャン)を6.25%とし、576ライン中540ラインを液晶パネルに表示することとする。
図9にその構成例を示す。1は放送受信アンテナであり、2は放送を受信するチューナであり、放送を映像信号に復調する。3はアナログデジタル変換器(A/Dコンバータ)で480iまたは576iのアナログ信号を入力としアナログ信号をデジタル信号に変換する。10は画像処理IC、11は画像処理IC用のフレームメモリである。
画像処理IC10はPAL信号入力時、ライン数288本のフィールド画面をフレームメモリ11に蓄積し、動き適応処理などを行いながら、576ラインの順次走査信号に変換する働きを備える。画像処理IC10はNTSC信号時、240本ずつのフィールド画面をフレームメモリ11に蓄積し、動き適応処理などを行い、1フレーム480ラインの順次走査信号とし、さらに水平ライン数変換を行い576ラインの順次走査信号に変換する働きを備える。
液晶パネル9はPAL信号に水平ライン数に準拠した液晶パネルで横960画素、縦540画素であり、縦横にマトリクス電極を設けている。5は液晶パネル制御部であり液晶パネルの電圧輝度カーブを補正する目的のガンマ補正回路、液晶を交流駆動するための極性切り換え回路などを備える。6はソースドライバであり、7はゲートドライバであり、共に入力信号の同期に合わせ、液晶パネル9に対して必要な横960画素、縦540画素に合わせたタイミング信号を発生する。
PAL信号を表示する際の信号の流れを説明する。アンテナ1、チューナ2により放送が受信,復調され、PAL信号が生成される。ADコンバータ3でデジタル化される。画像処理IC10にて1フィールド水平ライン288本をフレームメモリ11に蓄積し576ラインの順次走査信号に変換する。液晶パネル制御部5で液晶用交流駆動信号に変換され、水平ライン576本中36本を非表示部(オーバースキャン)としてマスクし、映像表示するライン数を540本とする。
ソースドライバ6、ゲートドライバ7によって液晶パネル9が駆動され、映像信号540本が映像表示される。
次にNTSC信号を表示する際の信号の流れを説明する。アンテナ1、チューナ2、ADコンバータ3により、NTSC放送の受信、復調、信号のデジタル化が行われる。画像処理IC10にて1フィールド水平ライン240本をフレームメモリに蓄積し480ラインの線順次走査信号に変換する。さらに同画像処理IC10にて水平ライン数変換を行い、1フィールド480ラインの順次走査信号を1フィールド576ラインの順次走査信号に変換する。その後、PAL信号表示時と同様に液晶パネル制御部5で液晶用交流駆動信号とされ、水平ライン576本中36本がマスクされ540本が表示させる。ソースドライバ6、ゲートドライバ7によって液晶パネル9が駆動され、映像信号540本が映像表示される。
液晶ドライバ6,7と液晶パネル9の関係を図10に示す。ソースドライバ6はX方向の制御を行う。入力信号RGBはRGBに変換された映像信号である。入力信号CLKは水平画素単位でパネルを駆動するためのパネル駆動クロックである。ゲートドライバ7はY方向の制御を行い、水平ラインを順次アクティブにするシフトレジスタを具備し、ゲートをアクティブにするOE信号と水平ラインを切り換えていくためのYclk信号が入る。
図11にNTSC信号表示時のドライバ信号のタイミングチャートを示す。PAL信号表示時もドライバ信号のタイミングは同一である。RGB信号はY方向1ラインごとに信号極性を+、−と反転する。信号を書込む水平ラインはYclk信号が入るごとに順次切り替わる。OE信号は液晶パネルへのRGB値書込み開始と共にアクティブになり、1フィールド書込み完了までアクティブ状態を保持する。
図12に各ラインとフィールドごとの極性を示す。縦方向がパネルのY方向ライン数、右方向がフィールドである。ラインごとに極性を+、−と極性変更し、フィールドごとに極性反転する。映像信号は前記のように液晶パネル制御部5において576ライン中36ラインがマスクされ540ラインの信号にされている。液晶パネルは540ラインであるので、液晶パネルに1ラインずつ順番に書き込むことで問題なく表示できる。
製品のコストダウンを図る際に、フレームメモリ、IP変換、解像度変換可能なICを廃止できることは大きなメリットとなる。そこで、本発明は、液晶パネルの駆動方法を工夫することにより、PAL信号に準じた液晶パネルにNTSC信号を水平ライン数変換することなしに表示できるようにしたテレビジョン映像表示装置を提供することを目的とするものである。
また、従来使用していたフレームメモリ、高性能画像処理ICを廃止し、回路を簡素化し消費電力を低減することにより、環境に優しい製品とすることを目標とするものである。
の発明は、NTSC映像信号を入力し表示するテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルと、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2ラインへの同時書込みと1水平ラインの未書込みの繰り返しにより前記NTSC映像信号の水平ライン数を9/4に伸張する手段とを備えていることを特徴とする。
の発明は、NTSC映像信号を入力し表示するテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルと、前記NTSC映像信号の1ラインに対し水平ラインの奇数ラインを制御するゲートドライバと水平ラインの偶数ラインを制御するゲートドライバとを備え、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2ラインに同時に映像データの書込みを行い、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの8水平ラインへの映像データの書込み後、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの1水平ラインを未書込みとし、前記8水平ライン書込み、前記1ラインの未書込みを繰り返し、前記未書込みラインをフィールドごとに前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2ライン単位でずらすことを特徴とする。
の発明は、第1または第2の発明に記載のテレビジョン映像表示装置において、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平ライン数は540本であることを特徴とする。
の発明は、第1から第のいずれかの発明に記載のテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号を入力する手段を備え、前記PAL映像信号と前記NTSC映像信号を切替えて前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルに表示することを特徴とする。
本発明は、高価なフレームメモリ、高価な高性能画像処理ICを用いずにNTSC信号をPAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルに均等に書き込むことが可能であり、この発明による部品削減によるコストダウン効果は大である。
また、従来使用していたフレームメモリ、高性能画像処理ICが廃止され、回路が簡素化されるため消費電力が低減され、環境に優しいことになる。
以下、この発明の実施の形態を図1を参照して説明する。以下すべての説明は前述と同じく、NTSC信号480ライン、PAL信号576ライン、液晶パネル画素数960x540の場合で説明する。PAL信号についてはオーバースキャン6.25%とし、576ライン中540ラインを表示することとする。なお、前述で説明した部分と同一部分の説明は省略する。
4は画像処理ICであり、水平ライン変換は行わず、画質調整を行う。7,8はゲートドライバであり、パネル上の偶数ライン、奇数ラインを別個に制御する。信号の流れとしてはチューナ2からのアナログ映像信号がADコンバータ3でデジタル化され、画像処理IC4で画質調整され、液晶パネル制御部5で液晶用交流駆動信号に変換され、ソースドライバ6、ゲートドライバ7,8によって液晶パネル9が駆動され、映像表示される。
液晶ドライバ6,7,8と液晶パネル9の関係を図2に示す。ソースドライバ6はX方向の制御を行い、RGBの映像信号と水平画素単位でパネルを駆動する。ソースドライバ6に入るCLK信号は水平画素単位に映像信号を制御するための液晶駆動クロックである。ゲートドライバ7が液晶パネルY方向奇数ラインに接続され、ゲートドライバ8が液晶パネルY方向偶数ラインに接続される。ゲートドライバ7,8は水平ラインを順次アクティブにするシフトレジスタを具備し、ゲートをアクティブにするOE1,2信号と水平ラインを切り換えていくためのクロック信号としてYclk1,2信号が入る。
PAL信号表示時の液晶パネルへの書込み方法を図3に従って説明する。左側の縦2列のドット列がPAL信号の走査線をあらわす。最も左側の縦1列がm(偶数)フィールド時の映像の水平ラインを表し、次の縦1列がm+1(奇数)フィールド時の映像の水平ラインを表す。図の右側の縦1列が液晶パネル9の水平ラインを示す。m(偶数)フィールド時、映像の水平1ライン目を液晶パネル9の水平1、2ラインに同時に書き込む。映像の水平2ライン目を液晶パネル9の水平3,4ラインに同時に書き込む。このように映像の各水平1ラインを液晶パネル9の2つの水平ラインに同時に書込みを行っていく。m+1(奇数)フィールドについても同様である。
このときのドライバ信号のタイミングチャートを図4に示す。RGB信号は映像1ラインごとに+極性、−極性を反転し、Yclk信号が入るごとにラインを切り換えていく。
上段に、mフィールドでの動作を示す。映像の水平1ライン目開始時にOE1、OE2ともアクティブにし、液晶パネルへのRGB信号を書込み可能状態とする。映像の水平1ライン目でRGB信号を+極性信号とする。RGB信号を書込む水平ラインを下段のラインに変更するクロックが1クロック、Yclk1、Yclk2各々に入る。各フィールドについて1回目のクロックをゲートドライバに入れることにより各々のゲートドライバの1ライン目が指定される。
ゲートドライバ7は液晶パネルの奇数ラインを制御し、ゲートドライバ8が液晶パネルの偶数ラインを制御するため、液晶パネルの水平1、2ライン目が指定されたことになる。ゲートドライバ7により液晶パネル9の水平1ライン目に映像の水平1ライン目が書き込まれ、ゲートドライバ8によって液晶パネル9の水平2ライン目に映像の水平1ライン目が書き込まれる。従って、液晶パネル9の水平1ライン目と2ライン目に同時に映像の水平1ライン目が書き込まれることになる。映像の水平2ライン目でRGB信号が−極性となる。ゲートドライバ7,8のYclk1,Yclk2各々に1クロックが入り、液晶パネルの水平3,4ラインが指定され、映像の水平2ライン目が液晶パネル9の水平3,4ライン目に同時に書き込まれる。以下、同様に書き込まれ、映像の水平270ラインが液晶パネルの水平539、540ラインに書き込まれて1フィールドの書込みが完了する。OE1,2信号は1フィールド書込み完了までアクティブ状態を保持する。
次に下段に、m+1フィールドでの動作を示す。映像の水平1ライン目でRGB信号を−極性信号とする。映像の水平2ライン目でRGB信号を+極性信号とする。他の信号タイミングはmフィールド時と同様であり、映像の水平1ライン目から270ライン目が液晶パネルの1ライン目から540ライン目に書き込まれる。
図5にPAL信号時の液晶パネルに書き込まれるRGB信号の+,−極性を示す。縦方向が液晶パネルの水平ライン、横方向がフィールドによる変化を示す。液晶パネル9の水平2ラインを同時に書き込むため、液晶パネルの水平1,2ラインに同じ極性の信号が書き込まれる。mフィールドの水平1,2ラインには+極性が書き込まれ、水平3,4ラインが−極性が書き込まれる。以下同様に液晶パネルの水平540ラインまで2ラインずつ+,−極性の信号が交互に書き込まれる。
m+1フィールドではmフィールドと逆の極性が書き込まれていく。フィールドごとに極性を反転するのは液晶が交流での動作を前提としているためである。
NTSC信号表示時の液晶への書込み方法を説明する。NTSC信号は1フィールド240ライン、液晶パネルは水平540ラインであるため比率は4:9となる。従って、NTSC信号の水平4ラインに対して液晶パネルの水平9ラインを対応させるように書き込んでいかなければならない。
図6にmフィールド時、m+1フィールド時の書込み手順を示す。左側がmフィールド時、右側がm+1フィールド時の書込み手順である。図では左側のmフィールド時を偶数フィールド、右側のm+1フィールドを奇数フィールドしているが、逆にmフィールドが奇数、m+1フィールドが偶数フィールドであっても問題ない。
mフィールド時映像の水平1ライン目を液晶パネルの水平1,2ライン目に書き込む。PAL信号時と同様である。映像の水平2,3,4ライン目についてもPAL信号時と同様に液晶パネルの3−4,5−6,7−8ラインに書き込む。NTSC信号と液晶パネルの水平ライン数の比率は4:9であるから、液晶パネルの水平9ライン目を飛ばさなければ比率が合わない。そのため、液晶パネルの水平9ライン目を未書込みとする。次の映像信号の水平5ライン目を液晶パネルの水平10、11ラインに書込みを行う。以下液晶パネルの水平8ライン分書込み、1ラインの未書込みを繰り返し、NTSC信号の水平ライン240ラインを液晶パネルの水平540ラインに書き込んでいく。
図6の右図にm+1フィールド時の書込み手順を示す。m+1フィールド時映像の水平1ライン目を液晶パネルの水平1,2ライン目に書き込む。PAL信号時と同様である。映像の水平2,3ライン目についてもPAL信号時と同様に液晶パネルの3−4,5−6ラインに書き込む。つぎの液晶パネルの水平7ライン目を未書込みとする。映像信号の水平4ライン目を液晶パネルの水平8,9ラインに書込みを行う。以下液晶パネルの水平8ライン分書込み、1ラインの未書込みを繰り返し、NTSC信号の水平ライン240ラインを液晶パネルの水平540ラインに書き込んでいく。
未書込み位置を順次ずらしていくのは、未書込み位置を分散することによって未書込みラインの視認性を下げるためと、同じラインに同一極性が1フレーム以上続かないようにするためである。
次にNTSC信号表示時のソースドライバ6、ゲートドライバ7,8の制御信号のタイミングチャートを図7に示す。RGB信号は映像の水平1ラインごとに+極性、−極性を反転し、Yclk1,2信号が入るごとにRGB信号を書き込む水平ラインを切り換えていく。
上段に、mフィールドでの動作を示す。映像1ライン目開始時にOE1、OE2ともアクティブにし、パネルへの書込み状態とする。1ライン目でRGB信号を+極性信号とし、Yclk1、Yclk2各々に1クロックが入り、ゲートドライバ7により液晶パネル9の水平1ライン目に映像の水平1ライン目が書き込まれ、ゲートドライバ8によって液晶パネル9の水平2ライン目に映像の水平1ライン目が書き込まれる。従って、液晶パネル9の水平1ライン目と2ライン目が同時に書き込まれる。
映像の水平2ライン目でRGB信号が−極性となり、Yclk1,Yclk2各々に1クロックが入り、映像の水平2ライン目が液晶パネル9の水平3,4ライン目に同時に書き込まれていく。映像4ライン目を液晶パネル水平7,8ラインに書き込んだ後、Yclk1、Yclk2とも1クロックが入り、次の液晶パネル書込みラインは9,10となるはずであるが、ここでYclk1に新規に1クロックが挿入され、書込みを行う液晶パネルの水平ラインが9ラインから11ライン目に変更される。従って、液晶パネルの水平9ライン目は書き込まれない。このYclk1に新規に1クロックが挿入の際液晶パネル9への書込みを防止するためにOE1を1クロック分ノンアクティブとする。結果、映像の水平5ライン目が液晶パネルの10、11ラインに書き込まれる。以下液晶パネルの水平9ラインごとにYlck1またはYlck2に1パルスの液晶パネルの水平ライン送り用クロックが挿入され、映像の4水平ラインが液晶の9水平ラインに対応する形で液晶パネルに映像が書き込まれていく。
下段に、m+1フィールド時を示す。動作はmフィールドとほぼ同様である。異なる点はRGB信号の+,−極性がmフィールド時と逆である点と、未書込みラインを作るためのYclk1への1クロック挿入が、映像5ライン目ではなく、4ライン目である点である。従って、動作としては液晶パネルの水平7ライン目を未書込みとすることになる。図示はしていないが、m+2フィールドでは液晶パネルの水平5ライン目を未書込みにするために、映像の3ライン目で、Yclk1への1クロック挿入をおこなう。
図8にNTSC表示時の各液晶ラインとフィールドごとの極性を示す。縦方向がパネルのY方向ライン数、右方向がフィールドである。液晶パネル9の2ラインを同時に書き込むため、液晶パネルの水平1,2ラインが+極性、3,4ラインが−極性という様に液晶パネル9の水平2ラインごとに極性が反転する。また、個別のラインに注目した場合フィールドごとに極性反転していく。従って、液晶パネル9の水平1、2ライン目で見るとmフィールド目では+極性で、m+1フィールド目では−極性となり、以降順次+、−を繰り返していく。mフィールドでは液晶パネルの水平9ライン目に未書込みラインをつくる。図のXが未書込みラインである。m+1フィールドでは液晶パネルの水平7ライン目に未書込みラインを作る。1フィールド間の未書込みは、液晶パネル9のキャパシタの放電時間よりも十分短いので表示上問題ない。
以上説明したように、本発明により、水平ライン数240本のNTSC信号を水平ライン数540本の液晶パネルに表示する場合に、両ライン数の比を見ると240:540、単純化すると4:9となる。液晶パネルの水平ラインへの2ライン書き込みと1ラインの未書込みによって、この比率を満足するには以下の式1に従って未書込みラインをつくれば良い。
8n+2b−m+1 …式1
(bは固定値、2b<=8、mはフィールドごとに変化する8未満の2の倍数、nは0以上の整数)
具体的に本実施例の場合の数字を入れると、n=0,1,3,4…、b=4、m=0,−2…となり、液晶パネルの未書込み水平ラインは、1フィールド目が、9,15,23,31…、2フィールド目が、7,13,21,29…となる。この比率で書込みを行うことで、PAL信号準拠の液晶パネルにNTSC信号を均等に表示することができる。
本発明の実施例では、2個のゲートドライバを用いて液晶パネルの水平2ラインに同時書込みを行った。本構成は回路構成及び配置が簡単である利点があるが、ゲートドライバ内の回路を変更することによって1つのゲートドライバで液晶パネルの水平2ラインに書き込むことも可能である。
また、本発明の実施例でPAL信号の表示方法とNTSC信号の表示方法を説明した。切り換えは、入力信号の周波数判別等によりPAL、NTSCを判別し、液晶パネルへの表示方法をPAL、NTSC信号に対応して切り換えることが可能である。
本発明の一実施の形態における全体構成例を示す図である。 本発明の液晶パネルとドライバの関係を示す図である。 本発明においてPAL信号表示時の基本動作を説明するための説明図である。 本発明においてPAL信号表示時の液晶パネルを駆動するタイミングを示す図である。 本発明のPAL信号極性パターンを示す説明図である。 本発明においてNTSC信号m、m+1フィールド表示時の基本動作を説明するための説明図である。 本発明においてNTSC信号表示時の液晶パネルを駆動するタイミングを示す図である。 本発明のNTSC信号極性パターンを示す説明図である。 従来例の全体構成を示す図である。 従来例の液晶パネルとドライバの関係を示す図である。 従来例においてPAL、NTSC信号表示時の液晶パネルを駆動するタイミングを示す図である。 従来時の信号極性パターンを示す説明図である。
符号の説明
1…放送受信アンテナ、2…チューナ、3…アナログデジタル変換器(ADコンバータ)、4,10…画像処理IC、5…液晶パネル制御部、6…ソースドライバ、7,8…ゲートドライバ、9…液晶パネル、11…フレームメモリ。

Claims (4)

  1. NTSC映像信号を入力し表示するテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルと、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2走査線への同時書込みと1水平走査線の未書込みの繰り返しにより前記NTSC映像信号の水平走査線数を9/4に伸張する手段とを備えていることを特徴とするテレビジョン映像表示装置。
  2. NTSC映像信号を入力し表示するテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルと、前記NTSC映像信号の1走査線に対し水平走査線の奇数走査線を制御するゲートドライバと水平走査線の偶数走査線を制御するゲートドライバとを備え、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2走査線に同時に映像データの書込みを行い、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの8水平走査線への映像データの書込み後、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの1水平走査線を未書込みとし、前記8水平走査線書込み、前記1走査線の未書込みを繰り返し、前記未書込み走査線をフィールドごとに前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平2走査線単位でずらすことを特徴とするテレビジョン映像表示装置。
  3. 請求項1または2に記載のテレビジョン映像表示装置において、前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルの水平走査線数は540本であることを特徴とするテレビジョン映像表示装置。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載のテレビジョン映像表示装置において、PAL映像信号を入力する手段を備え、前記PAL映像信号と前記NTSC映像信号を切替えて前記PAL映像信号の水平走査線数に準じた液晶パネルに表示することを特徴とするテレビジョン映像表示装置。
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