JP5272659B2 - 液晶表示装置の画素値補正方法 - Google Patents
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Description
このような液晶表示装置において、液晶パネルを複数の領域Sに分割して各分割領域別にバックライトの光源Lの発光量を調節する、いわゆるローカルディミングと呼ばれるバックライト駆動方式が知られている。このバックライト駆動方式では、画面に明るく表示される部分に対応するバックライトのLED(Light Emitting Diode)を点灯させ、画面のその他の部分に対応するLEDは点灯させない、又は低発光量で点灯させるなど、LEDを部分的に駆動させることができるため、明るい部分をさらに明るく、暗い部分はさらに暗くしてより鮮明な映像を実現することができる。
図8に示すように、光源Lは、光量の低い領域と高い領域が緩やかな勾配を有した光分布となるため、上記したバックライト駆動方式においては、各光源Lに対応する画素の画素値が正確な映像を表現可能な画素値となるよう補正が行われている。
上記した画素値の補正は、液晶パネルとバックライトとが完全に重なった場合を想定して行われるものであるため、液晶パネルとバックライトとの相対位置がずれると適正な補正とならず、映像にムラが発生するという問題があった。
複数のサブ表示領域に分割された液晶パネルと、当該サブ表示領域の各々に対応する複数の光源から成るバックライトと、を備える液晶表示装置の前記液晶パネルと前記バックライトとの相対位置ずれに関する誤差値に応じて画素値を補正する液晶表示装置の画素値補正方法において、
前記誤差値をユーザ操作に従って検出する誤差値検出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素に対応する光源を特定し、前記光源毎に、対応する画素の画素値から当該光源の必要とする発光量を算出する算出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素の画素位置を特定し、特定した画素位置において、各画素の画素値を、光源の光分布により生じる光量の過不足分を補填するように補正する補正工程と、
を備えることを特徴とする。
前記誤差値検出工程は、
前記液晶パネルにより、互いに直交する水平線と垂直線が表示された補正画面を表示するとともに、設計上の前記水平線と前記垂直線の交点位置に対応する光源を点灯させ、ユーザ操作により、交点位置が前記光源による発光エリアの中心に位置するように前記水平線と前記垂直線を移動させ、そのときの前記水平線と前記垂直線の移動量を前記誤差値として検出することを特徴とする。
前記バックライトは、LEDバックライトであることを特徴とする。
複数のサブ表示領域に分割された液晶パネルと、当該サブ表示領域の各々に対応する複数の光源から成るバックライトと、を備える液晶表示装置の前記液晶パネルと前記バックライトとの相対位置ずれに関する誤差値に応じて画素値を補正する液晶表示装置の画素値補正方法において、
前記バックライトは、LEDバックライトであり、
前記光源の各々は、複数のLEDを備え、
前記光源内における各LEDの配置位置を記憶する記憶手段を備え、
前記誤差値をユーザ操作に従って検出する誤差値検出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素に対応する光源を特定し、前記光源毎に、対応する画素の画素値から当該光源の必要とする発光量を算出する算出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素の画素位置を特定し、特定した画素位置において、各画素の輝度を、前記記憶手段に記憶されたLEDの配置位置に基づいて、発光する複数のLEDが生成する光分布により生じる光量の過不足分を補填するように補正する補正工程と、
を備え、
前記誤差値検出工程は、
前記液晶パネルにより、互いに直交する水平線と垂直線が表示された補正画面を表示するとともに、設計上の前記水平線と前記垂直線の交点位置に対応する光源を点灯させ、ユーザ操作により、交点位置が前記光源による発光エリアの中心に位置するように前記水平線と前記垂直線を移動させ、そのときの前記水平線と前記垂直線の移動量を前記誤差値として検出することを特徴とする。
従って、液晶パネルとバックライトとの組み立て時の取り付け誤差により発生する映像ムラを防止することができる。
図1は、本実施形態の液晶表示装置の要部構成を示すブロック図である。また、図2(a)は、本実施形態の液晶パネル15の表示領域を構成するサブ表示領域Sを説明するための図であり、図2(b)は、本実施形態のバックライト18を構成する光源Lを説明するための図である。
図1に示すように、本体部10は、例えば、信号入力部11、映像処理部12、タイミング制御部13、フレームメモリ14、液晶パネル15、走査線駆動部16、信号線駆動部17、バックライト18、バックライト制御部19、制御部20、発光量算出部21、補正部22、等を備えている。
基板の上面には、p行の走査線X(X1〜Xp)及びq列の信号線Y(Y1〜Yq)が互いに直交するように配列されている。この液晶パネル15は、例えば、アクティブマトリクス駆動方式を採用しており、走査線Xと信号線Yの各交点の画素に、アクティブ素子としての薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Transistor)が配設されている。各画素には画素電極が形成され、画素電極に対向して、対向する基板に対向電極が形成されている。また、画素電極と対向電極との対向面にはそれぞれ配向膜が形成されている。
具体的には、バックライト18は、液晶パネル15の各サブ表示領域S・・・に対応する複数の光源L・・・から構成されている。光源Lの各々は、基板上の所定の位置に配置された複数のLEDを備えており、光源L内における各LEDの配置位置は、後述する配置位置記憶部203に記憶されている。各光源Lにおいては、複数のLEDのうち制御部20により指定されたLEDのみが発光されるようになっている。
また、光源Lに備わる各LEDは、出力可能な最大発光量が予め定められており、予め定められた最大発光量を示すデータが図示しない記憶領域に記憶されている。
すなわち、各光源Lは、LEDがバックライト制御部19による駆動に応じて個別に発光可能となっており、対応するサブ表示領域S内の画素の画素値から算出された発光量で発光するようになっている。
具体的には、液晶パネル15の表示領域が、縦n個×横m個のサブ表示領域S・・・にマトリクス状に等分割されている場合、バックライト18は、液晶パネル15における縦n個×横m個のサブ表示領域S・・・に1対1で対応する縦n個×横m個の光源Lから構成されている。
例えば、液晶パネル15が、768行(p行)×1024列(q列)の画素から成る場合に、64行×64列の画素を含む領域を一つのサブ表示領域Sとして表示領域を分割すると、液晶パネル15の表示領域全体が、縦12個(n個)×横16個(m個)のサブ表示領域Sから構成されることとなる。このとき、バックライト18も同様に、縦12個(n個)×横16個(m個)の光源Lから構成されることとなる。
図3(a)は、配置位置記憶部203の一例である。
例えば、各光源L(m、n)が、光源L内の4つの端部領域にそれぞれLEDa〜dを分散して備える場合(図3(b)参照。)、配置位置記憶部203には、図3(a)に示すように、光源L(1、1)〜光源L(m、n)について、各LEDa〜dの配置位置を、例えば、「左上端部」「右上端部」「左下端部」「右下端部」のように記憶する。
なお、LEDの配置位置は、バックライト18/光源Lにおける何らかの数値データにより記憶されていても良い。
図4は、液晶パネル15とバックライト18とが、相対的に位置ずれした状態を示す図である。図4においては、実線は、液晶パネル15を示しており、破線は、液晶パネル15から横X、縦Yだけ位置ずれしたバックライト18を示している。
この誤差値(x、y)は、製造段階の取り付け誤差などにより発生する誤差値(以下、第1誤差値という。)と、第1誤差値の測定後設置までの間に発生する第1誤差値から更にずれた誤差値(以下、第2誤差値という。)と、がある。
図5(a)(b)は、ユーザ操作により画素値の補正が実行される場合に液晶パネル15上に表示される補正画面Gの一例を示す。
また、図6(a)は、補正画面Gに対応するバックライト18の点灯状態の一例を示す図であり、図6(b)は、図6(a)のバックライト18に対応する液晶パネル15の一例を示す図である。
具体的には、液晶パネル15に補正画面Gが表示された際、バックライト18は、図6(a)に示すように、設計上のX軸とY軸の交点位置に対応する光源L(α、β)を100%点灯させ、光源L(α、β)周辺を10%点灯させ、その他の領域を100%点灯させるようになっている。なお、光源L(α、β)の周辺を10%点灯させるのは、X軸及びY軸が視認不可となるのを防ぐためである。
また、このとき液晶パネル15は、図6(b)に示すように、光源L(α、β)とその周辺の10%点灯したエリア対応する領域を白100%とし、その他の領域は黒色となるようになっている。なお、X軸及びY軸は例えば黄色などとすることにより視認可能となっている。さらに、白100%領域においては、X軸及びY軸を、その他の領域とは異なる例えば赤色などとすることにより、白100%エリアが視覚的に分かりやすいようになっている。
この位置ずれの補正処理において、ユーザは、例えば、リモコン装置30の操作部の上下左右キーを用いて、液晶パネル15上のX軸とY軸を移動させ、図5(b)に示すように、交点位置が光源による発光エリアの中心に位置するように操作する。また、このとき、X軸とY軸のそれぞれの移動量は、X、Yの値として表示されることとなる。
ユーザが、交点位置が光源による発光エリアの中心に位置した状態で、リモコン装置30の操作部の決定キーを操作すると、移動量X、Yは第2誤差値として誤差値記憶部204に上書きされる。
なお、図5(a)(b)では、初期段階の第1誤差値が(10、5)であって、ユーザにより交点位置がX方向に+2、Y方向に−3補正されたため、第2誤差値が(12、2)となった場合を示している。
具体的には、CPU201は、ユーザによる画素値補正処理の実行指示の入力に応じて液晶パネル15上に補正画面Gを表示させ、ユーザにより液晶パネル15上のX軸とY軸とが移動され、その交点位置が決定されると、交点位置の移動量を第2誤差値として検出し、誤差値記憶部204に記憶された第1誤差値をこの第2誤差値により上書きする。
具体的には、CPU201は、各画素ごとに対向する位置にある光源Lを特定し、フレームメモリ14から取り込んだ画素値に基づいて、光源L毎に各光源Lに必要な発光量を算出する。
なお、サブ表示領域Sの各画素の位置と、各画素に対応する光源との関係は予め設定されるものである。例えば、サブ表示領域S(1、1)と光源L(1、1)とが重なるように設定されており、サブ表示領域S(1、1)の各画素と、これに対応する光源L(1、1)のLEDとは予め決められている。このため、一の画素の画素位置に上記誤差値を足すことにより実際の画素の位置を演算することができ、各画素に対応する光源を変更することができる。
CPU201は、かかる算出プログラム205bを実行することにより、発光量算出部21とともに算出手段として機能する。
具体的には、CPU201は、算出プログラム205bの実行において、光源L(1、1)について、例えば、LED「L(1、1)a」と、LED「L(1、1)b」とが、発光させるLEDとして決定されると、バックライト制御部19により、これら2つのLEDのみを発光させ、発光量算出部21により算出された必要な発光量で光源L(1、1)を発光させる。
このとき、CPU201は、LED「L(1、1)b」、LED「L(1、1)a」を、必要な発光量をLEDの数で等分割した同じ輝度で発光させても良い。或いは、LEDの発光順序に所定の優先順位をつけておき、優先順位が高いLEDを、そのLEDが出力可能な最大発光量で発光させ、必要な発光量に達しない分の発光量を、優先順位の低いLEDで補うように発光させても良い。
さらに、補正プログラム205dは、例えば、CPU201に、上記のように特定した画素位置において、各画素の画素値を、各光源LのLEDの配置位置に基づいて、発光するLEDからの距離により生じる光量の過不足分を補填するように補正する機能を実現させるためのプログラムである。
具体的には、CPU201は、上述したように、各光源LにおけるLEDを誤差値記憶部204に記憶された誤差値(x、y)だけずれた画素に対応したものとして、各画素の光分布を調整する。
また、このとき、CPU201は、各光源Lに備わる全てのLEDを発光させない場合において、発光させるLEDの配置位置に起因するサブ表示領域Sの画像の輝度ムラを補填するように、サブ表示領域S内の画素の輝度を調整する。
このような場合、CPU201は、補正部22に、サブ表示領域S(1、1)の画素値に対して、左上端部の領域から離れるほど画素値の輝度を高くする補正を行わせる。また、サブ表示領域Sの画像において目標の光量よりも光量が高くなる領域がある場合には、CPU201は、補正部22に、その領域における画素値の輝度を低くする補正を行わせる。
これにより、設置時の相対位置ずれがあった場合でも、輝度ムラを抑制して各画素の必要な光量に即した適切な表示を行うことができる。また、光源L内のLEDをどのように配置しても、また、どのLEDを発光させても、輝度ムラを抑制して各画素の必要な輝度に即した適切な表示を行うことができる。
CPU201は、かかる補正プログラム205dを実行することにより、補正手段として機能する。
具体的には、発光量算出部21は、各画素ごとに対向する位置にある光源Lを特定し、フレームメモリ14から取り込んだ画像信号に基づいて、光源L毎に各光源Lに必要な発光量を算出し、算出した発光量を制御部20に出力する。
また、このとき補正部22は、特定した画素位置において、各画素の画素値を、各光源LのLEDの配置位置に基づいて、発光するLEDからの距離により生じる光量の過不足分を補填するように補正する。
すなわち、補正部22は、誤差値(x、y)に基づいて各画素の画素位置を特定し、この画素位置と光源からの位置関係に基づいて光量の過不足分を補填することで、各画素の輝度を調整する。
例えば、図4に示すように位置ずれした場合、補正部22は、光源L(1、1)を、サブ表示領域S(1、1)、S(2、1)、S(1、2)、S(2、2)のそれぞれ対向する領域(図4の斜線領域)と対応させており、サブ表示領域S(1、1)、S(2、1)、S(1、2)、S(2、2)の各画素の画素値について、目標の光量に達していない領域については、その領域内の画素値の輝度を高くする補正を行うことで光量の不足分を補填する。一方、目標の光量を超える領域については、その領域内の画素値の輝度を低くする補正を行うことで光量の過多分を補填する。
このとき、光源Lにて発光するLEDと各画素との距離によって光量の過不足が生じた場合、この過不足分も補填するようになっている。
図1に示すように、リモコン装置30には、例えば、信号送信部31と、リモコン制御部32とが備えられている。
例えば、リモコン制御部32は、ユーザ操作に応じて、ROM内に格納されている処理プログラムに従って、指示信号を本体部1に送信させる。
具体的には、ユーザがリモコン装置30の所定の操作部(図示せず)を操作した場合、リモコン制御部32は信号送信部31を制御して本体部1に対して指示信号を送信する。
なお、本実施形態においては、この処理を実行するにあたり、誤差値記憶部204には、上記した液晶パネル15とバックライト18との第1誤差値(x、y)が記憶されている。また、配置位置記憶部203には、光源内における各LEDの配置位置が記憶されている。
次に、ステップS3において、ユーザ操作により補正画面G上での交点位置の調整が行われると、続くステップS4において、CPU201は、交点位置の移動量を誤差値(x、y)として検出し、誤差値記憶部204に記憶された第1誤差値(x、y)を、検出された第2誤差値(x、y)にて上書きする。
次に、ステップS5において、CPU201は、発光量算出部21により、サブ表示領域Sの画素毎に対向する位置にある光源Lを特定し、サブ表示領域S内の画素の画素値から、光源L毎に必要な発光量を算出する。
次に、ステップS6において、CPU201は、発光量算出部21により算出された発光量に基づいて、光源L毎の発光させるLEDを決定する。
次いで、ステップS7において、CPU201は、補正部22により、サブ表示領域S内の各画素の画素値を補正する。
次いで、ステップS8において、CPU201は、液晶パネル15の走査と同期して、バックライト制御部19によりLEDを発光させ、各サブ表示領域S内の画素の画素値から算出された発光量で各光源Lを発光させ、本処理を終了する。
従って、液晶パネルとバックライトとの相対位置ずれにより発生する映像ムラが防止され、ローカルディミング駆動方式による、鮮やかな画質、生動感のある映像等の効果を十分得ることができる。
例えば、サブ表示領域S及び光源Lの分割数及び分割方法は任意であり、少なくとも2つ以上の領域に分割されればよく、また、等分割でなくとも良い。また、光源Lに備わるLEDの数及び配置位置は、上記実施形態の例に限られない。
また、上記実施形態においては、画素値補正処理を実行させる指示信号をリモコン装置30により出力する構成であるが、指示信号を出力する操作部は、本体部1に設けても良い。
また、上記実施形態においては、画素値補正処理にあたり、ユーザ操作に応じて第1誤差値(x、y)が第2誤差値(x、y)により上書きさせる構成であるが、第1誤差値(x、y)は記憶されていなくても良い。
15 液晶パネル
18 バックライト
21 発光量算出部
22 補正部
20 制御部
201 CPU
202 RAM
203 配置位置記憶部
204 誤差値記憶部
205 ROM
205a 算出プログラム
205b 発光制御プログラム
205c 補正プログラム
G 補正画面
Claims (4)
- 複数のサブ表示領域に分割された液晶パネルと、当該サブ表示領域の各々に対応する複数の光源から成るバックライトと、を備える液晶表示装置の前記液晶パネルと前記バックライトとの相対位置ずれに関する誤差値に応じて画素値を補正する液晶表示装置の画素値補正方法において、
前記誤差値をユーザ操作に従って検出する誤差値検出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素に対応する光源を特定し、前記光源毎に、対応する画素の画素値から当該光源の必要とする発光量を算出する算出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素の画素位置を特定し、特定した画素位置において、各画素の画素値を、光源の光分布により生じる光量の過不足分を補填するように補正する補正工程と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置の画素値補正方法。 - 前記誤差値検出工程は、
前記液晶パネルにより、互いに直交する水平線と垂直線が表示された補正画面を表示するとともに、設計上の前記水平線と前記垂直線の交点位置に対応する光源を点灯させ、ユーザ操作により、交点位置が前記光源による発光エリアの中心に位置するように前記水平線と前記垂直線を移動させ、そのときの前記水平線と前記垂直線の移動量を前記誤差値として検出することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置の画素値補正方法。 - 前記バックライトは、LEDバックライトであることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置の画素値補正方法。
- 複数のサブ表示領域に分割された液晶パネルと、当該サブ表示領域の各々に対応する複数の光源から成るバックライトと、を備える液晶表示装置の前記液晶パネルと前記バックライトとの相対位置ずれに関する誤差値に応じて画素値を補正する液晶表示装置の画素値補正方法において、
前記バックライトは、LEDバックライトであり、
前記光源の各々は、複数のLEDを備え、
前記光源内における各LEDの配置位置を記憶する記憶手段を備え、
前記誤差値をユーザ操作に従って検出する誤差値検出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素に対応する光源を特定し、前記光源毎に、対応する画素の画素値から当該光源の必要とする発光量を算出する算出工程と、
前記誤差値検出工程により検出された誤差値に基づいて、各画素の画素位置を特定し、特定した画素位置において、各画素の輝度を、前記記憶手段に記憶されたLEDの配置位置に基づいて、発光する複数のLEDが生成する光分布により生じる光量の過不足分を補填するように補正する補正工程と、
を備え、
前記誤差値検出工程は、
前記液晶パネルにより、互いに直交する水平線と垂直線が表示された補正画面を表示するとともに、設計上の前記水平線と前記垂直線の交点位置に対応する光源を点灯させ、ユーザ操作により、交点位置が前記光源による発光エリアの中心に位置するように前記水平線と前記垂直線を移動させ、そのときの前記水平線と前記垂直線の移動量を前記誤差値として検出することを特徴とする液晶表示装置の画素値補正方法。
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