JPH02285391A - アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法 - Google Patents

アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法

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JPH02285391A
JPH02285391A JP10798689A JP10798689A JPH02285391A JP H02285391 A JPH02285391 A JP H02285391A JP 10798689 A JP10798689 A JP 10798689A JP 10798689 A JP10798689 A JP 10798689A JP H02285391 A JPH02285391 A JP H02285391A
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JP10798689A
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Masaru Yasui
勝 安居
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Hosiden Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明はアクティブマトリックス液晶セルの多階調表
示方法の改良に関する。
「従来の技術」 第11図に示すように、映像信号入力端子1よりり、〜
D、の4ビツトの2’=16階調のディジタル映像信号
がソース駆動回路2に入力される。
同回路2において、表示画面の各行のデータが1〜n列
のラッチ回路にラッチされた後対応する各列のデコーダ
に出力されてデコードされる。各列のデコーダの出力に
より対応する各列のレベル選択回路が制御されて、各列
毎に電源電圧V、〜VI5の1つが選択されて液晶セル
3の各列のソースバスYL (1−1〜n)に−斉に出
力される。
ゲート駆動回路4は液晶セル3のゲートバスXI〜X、
を順次繰返し駆動することにより、一画面分のデータが
次々に表示される。
第11図の装置では輝度レベルを16階調とするために
、ソース駆動回路2では各列のソースバス毎に4ビツト
分のラッチ回路及び4ビツトに対応するデコーダが必要
であり、また16種の電圧が得られる電源回路及びそれ
ら16種の内の1つを選択するためのレベル選択回路が
必要テする。
入力データを3ビツトとし、23=8階調の表示にでき
れば、ソース駆動回路2の規模が小さくでき、装置は著
しく経済化できる。しかし階調数が少ないのでこのまま
では画像の表示品位は大幅に低下してしまう、そこで提
案されたのが第12図に示す装置である。同図には第1
1図と対応する部分に同じ符号を付しである。この装置
では入力データをD0〜D、の4ビツト(一般にはm+
1ビツト)とし、この内D1〜D、の上位3ビツト(一
般にはmビット)のデータ又はそのデータを−1した3
ビツト(一般にはmビット)のデータD、′〜D、′が
3ビツト用(一般にはmビット用)の規模の小さなソー
ス駆動回路2に供給され、しかも15階11(一般には
2′″−1階調)の表示が行われる。15階調であれば
第11図の16階調の表示を行う場合に近い高品位の表
示が得られる。ただし1フレームは2フイードに分割さ
れて表示される。
第12図において、入力信号の上位3ピツ)D〜D、は
ゲート5及び補正回路6に供給される。
補正回路6において上位3ビツトD1〜D3は1減算さ
れ、3ビツトのデータD1′〜D3′とされてゲート7
に供給される。端子8よりフィールド信号FRがナント
ゲート9の一方の入力端子に供給され、また入力データ
の下位ビットD0がインバータ11を介してナントゲー
ト9の他方の入力端子に供給される。ナントゲート9の
出力によりゲート5が制御され、一方ナンドゲート9の
出力をインバータ12で反転した出力でゲート7が制御
される。従ってゲート5及び7のいずれか一方がオンと
され、その出力がソース駆動回路2に供給される。
この構成において第1フィールド(FR=O)の場合は
ゲート5が開き、ゲート7が閉じて、入力映像信号中の
上位3ビットD1〜D、がソース駆動回路へ供給される
。第2フィールド(FR=1)においては、最下位ビッ
トD0が“1°゛の場合はゲート5が開かれるが、“0
”の場合はゲート5が閉じ、ゲート7が開き、上位3ビ
ットD1〜D、のデータより1だけ減算した値がソース
駆動回路2に入力されることになる。上位3ビットD1
〜D、が共に“0゛の場合は補正回路6はり。
〜D、を“0”のまま出力する。
従ってソース駆動回路2より各ソースバスに出力される
電圧■。〜■、はその入力映像信号り。
〜D、の値により第13図に示すように選定される。即
ち、第1フィールド(FR−0)ではD1〜D3がその
ままソース駆動回路2に入力され、第2フィールド(F
R−1)では最下位ビットD0が1nか“0”かにより
、D、〜D、か又はこれより1fIi算したD1′〜D
、゛が入力される。
このため1フレームで見ると、見掛上■。+ V**%
*V+ 、Va、s、Va、Va、S、Va、Va、S
、V4゜V4.S、VS、Vs、s、vh、V4.s、
V、(7)15種の電圧(サフィックスの大きさに対応
して電圧が大きくなる)のいずれかをD0〜D4の値に
応じて各ピクセルに供給したことになる。補正回路6は
1減算ではな(、l加算してもよい、第13図で括弧を
付して示した値は1加算した場合である。その場合はり
、〜D、が共に1”の時は、そのままD1〜D、を共に
1°°として出力する。
インバータ11は削除され、第2フィールドにおいては
最下位ビットD0が0′°の場合上位3ビツトの値に等
しい階調で表示され、Doが“ビの場合上位3ビツトの
値に1加算した値の階調で表示される。
ピクセルを電圧■。又は■。、、又は■1.・・・又は
V、で駆動する場合に対応して、それぞれピクセルを第
0.0.5,1.・・・7階調の輝度で表示すると言う
「発明が解決しようとする課題」 1行、1列の画素P五、jに表示すべき入力データをD
i、jとする。1フレーム内では同じ1画面分の映像信
号がフィールド毎に繰返し映像入力端子1に人力される
。第14図に示すように上下左右に隣接する4画素に表
示すべき映像データD!+J+D !+j*l+ D、
+++7. Dt+I+j+1がたまたま全て1010
(Da、Dm、Dt、Doの順とする)であった場合に
は、第13図Cより明らかなように、各画素(ピクセル
)には第1フィールドでV5i第2フィールドで■4の
電圧が印加され、第15図に示す階調表示となる。従っ
て1フレ一ム期間を通じVa、Sの電圧が印加されたの
とほぼ等価である。
隣接する4画素が1フレ一ム期間を通じて等価的に同一
階!18(先の例では4.5階!I)に表示され、この
表示が多数のフレームに亘って連続した場合を考えると
、フレーム周波数が30Hz又はそれ以上では特に問題
にならないが、それ以下の場合にはフリッカが発生し、
表示品位を低下させるので好ましくない、第15図の場
合には第1フィールドの画面と第2フィールドのそれと
の間には、8階調表示の場合の1階調分、つまり輝度の
ダイナミックレンジの100/7=14.3%の変化が
生じている0発明者等の実験によれば、フレーム周波数
が3011z以下で、30〜100フ一トランバート程
度の通常の輝度の場合には、7〜8%以上の輝度変化が
あるとフリッカが発生することが確認されている。
この発明の目的は、上下左右に隣接する4画素を1フレ
ームの間等価的に同一階調に表示し、かつ多数のフレー
ムに亘って同一階調表示を継続させる場合、フレーム周
波数が30Hz以下でもフリッカが発生し難いように、
従来提案された装置の表示方法を改良しようとするもの
である。
「課題を解決するための手段」 多階調ディジタル映像入力信号(m+1ビツト、m≧1
)の上位mビットの値をk (0,1,2・・・、2m
−1のいずれか)とし、最下位ビットが“ビ (又は“
“0”)のとき、1フレーム内の各フィールド共、対応
するピクセルを第に階調の輝度で表示し、 最下位ビットが“0” (又は“1”)のとき、第kP
Ill及び第k−1階副(しかしに=oのときは第01
11114する)の表示をフィールド毎に切換えて表示
するか、または第に階調及び第に+1階!l(しかしに
=2′″−1のときは第に階調とする)の表示をフィー
ルド毎に切換えて表示するアクティブマトリックス液晶
セルの多階調表示方法において、 上記1フレームを第1乃至第4フィールドに分割し、 それらの第1乃至第4フィールドにおけるビクセルの駆
動電圧の極性をフィールド類に+、+。
−;又は+1−1−1 + i又は−1−1+。
+;又は−、 +、 士、−のいずれかに設定し、上下
左右に隣接する4個のビクセルに表示すべきディジタル
映像入力信号の最下位ビットが上記″O″ (又は“ビ
)であるビクセルが少くとも2個あるとき、各フィール
ドにおいて上記少くとも2個のビクセルに対し共通に、
人力信号の上位mビットの値に等しい階調又は1だけ増
減した値の階調の表示を行う。
上述において、入力信号の上位mビットの値に等しい階
調か又は1だけ増減した値の階調かのいずれか一方の階
調で上記少くとも2個のビクセルの内の左側のビクセル
を表示し、他方の階調で右側のビクセルを表示するよう
にしてもよい。
他の方法として入力信号の上位mビットの値に等しい階
調か又は1だけ増減した値の階調かのいずれか一方の階
調で上記少くとも2個のビクセルの内の上段のビクセル
を表示し、他方の階調で下段のビクセルを表示するよう
にしてもよい。
更に他の方法として、入力信号の上位mビットの値に等
しい階調か又は1だけ増減した値の階調かのいずれか一
方の階調で上記少くとも2個のビクセルの内一方の対角
のビクセルを表示し、他方の階調で他方の対角のビクセ
ルを表示するようにしてもよい。
「実施例」 この発明では、1フレームは4フィールドに分割して表
示される。lフレームの入力データDi+j+kJ*l
+ Dム、1+J+ [)!411741がたまたま全
て同一で、例えば1010であった場合に、対応する画
素は第3図に示すように表示される。同図では電圧v、
■4をそれぞれ簡単に“5”、4″と表わしている。各
フィールドにおいて、同図Aは縦及び横に隣接する4画
素が全て同−PJtllに表示される場合で、仮に不変
形階調表示と呼ぶ、同図Bは様に隣接する画素の階調を
変化させる場合で、横変化形階調表示と呼ぶ。同図Cは
縦に隣接する画素の階調を変化させる場合で縦変化形階
調表示と呼ぶ。
同図りは縦及び横に隣接する画素の階調を同時に変化さ
せる場合で、縦横変化形階調表示と呼ぶ。
ところで液晶は寿命の点より交流駆動しなければならな
いので、この発明では第4図に示すように2フィールド
毎に画素に印加する電圧の極性を反転させる。同図A、
B、C,Dは階調表示の場合と同様な意味で、符号配置
がそれぞれ不変形、横変化形、縦変化形、縦横変化形の
場合を示している0階調表示に交流化のための符号配置
を組合せると第5図乃至第8図の表示が得られる。これ
らの図においてフィールド番号は便宜的なものであり、
■→■→■→■→■・・・と番号順に繰返す場合のみで
なく、■→■→■→■→■・・・と逆の順でもよく、ま
たいずれの場合も、任意の番号から始めてよい0例えば
■→■→■→■→■・・・の如くである。1個の画素(
ビクセル)に着目する七、正負の符号は、フィールド類
に、+、 十、 +、 −i+、  −、−、+;−,
+、  士、  十又は−、  士、  士。
−のいずれかとされる。
この発明で、1フィールド毎の交流化を行わないのは、
1階調分の交流化誤差が2フィールド毎に発生し、直流
分が印加されるからである。例えば符号配置を不変形と
したとき、フィールド毎に符号を反転させると第9図の
表示が得られる。同図を見れば上記の問題がよく分る。
第5図乃至第8図においてへの場合は、フレーム周波数
を従来提案されている第12図の場合と同一とすれば、
フィールド周波数は第12図の場合の2倍に高速化され
るので、それだけフリッカが発生し難くなっている。B
乃至りの場合には、フィールド周波数の倍速化について
は同様の効果があるが、更に、隣接する4画素平均での
階調はいずれのフィールドにおいても第4.5階調に相
当し、全て同じであるので、目にはフィールド間での階
調差が感じ難くなり、フリッカが生じない。
そのためフィールド周波数を第12図の場合と同じか又
はそれ以下に下げることもできる。
第3図及び第5図乃至第8図において、A、B。
C及びDの場合はそれぞれ請求項(1)、 (2)、 
(31及び(4)と対応する。
皿1」Jしく社)1作 この発明の階調表示方法を実現する回路の一例を第1図
に、第12図と対応する部分には同じ符号を付して示し
、重複説明を省略する。端子21より水平起動信号ST
H(第2図B)が分周器22に与えられ、周波数が%に
分周され、分周器22よりデユーティ比50%の信号S
c (第2図C)がスイッチ24の接点C及び不一致回
路(排他的論理和回路)23の一方の入力端子に与えら
れる。
第2図Cでは表示画面の奇数行がSCの低レベル期間、
偶数行が高レベル期間に対応する場合を示している。端
子25より画素クロック(水平ドツトクロック)CPH
(第2図A)が分周器26に与えられ、周波数がAに分
周され、分周器26よりデユーティ比50%の信号Sb
  (第2図D)がスイッチ24の接点す及び不一致回
路23の他方の入力端子に与えられる0図では画面の奇
数列及び偶数列と対応して信号S、がそれぞれ低レベル
及び高レベルをとる場合が示されている。これら信号S
、及びSbの不一致が不一致回路23で検出されて、そ
の検出信号S、(第2図E)がスイッチ24の接点dに
与えられる。信号S、は図より明らかなように信号Sc
の立上りにおいて信号S、の極性を反転させて得られる
信号である。スイッチ24の接点aは共通電位点に接続
され、常時低レベルの信号が与えられている。スイッチ
24の可動接点eを接点a−dのいずれかに接続して、
一つの信号が選択されて、不一致回路27の一方の入力
端子に与えられる。一方、端子8よりフィールド信号F
R(第2図F)が不一致回路27の他方の入力端子及び
分周器28に与えられる。不一致回路27によりフィー
ルド信号FRとスイッチ24の出力信号との不一致が検
出され、その検出信号S(ν)がナントゲート9の他方
の入力端子に与えられる。ここでνはa、  b、  
c又はdのいずれかを表わす、スイッチ24の可動接点
eを接点a、b、c又はdに切換えた場合の不一致回路
27の出力信号をそれぞれ5(a)、  5(b)、 
 5(C1゜S (d)とする、これらの信号は第2図
のG−Jに示されている。
入力映像信号が1010であったとすれば、第12図及
び第13図に関して述べたことと同様であるが、ナント
ゲート9の他方の入力端子に与えられる信号S(ν)(
第12図の場合はFR)が低レベルか高レベルかによっ
て、それぞれ電圧■5及び■4が対応する画素に与えら
れる。
いま隣接する4つの画素としてpI、s  (第1行、
第3列の画素) i P l*a  i P i+3 
 i P !+4を選んだ場合につき説明する。
信号S (a)がナントゲート9に与えられた場合には
、第2図Jに矢印で示したように、各フィールドにおい
て、第1行及び第2行の第3列、第4列と対応したタイ
ミングに、データDI+3  : D++4  ;Dx
、s  ;Dx、a  (各データは全て同一で、Da
DtDI−101又は補正回路6の出力データD。
D、’ D、’−100)がソース駆動回路2に入力さ
れ、4画素に対し第3図Aに示した不変形階調表示がな
される。更により一般的に述べれば、請求項(])と対
応し、4画素の入カデーダが等しいか否かにかかわりな
く、上下左右に隣接する4個のビクセルの内少くとも2
個のピクセルに対する最下位ビットDoが“0”である
きき、各フィールドにおいてそれら少くとも2画素に対
し共通に、人力信号の上位mビットの値に等しい階調又
は1だけ増減した値の階調の表示が行われる。
信号S@がナントゲート9に与えられた場合には、第2
図Hに矢印で示したタイミングに第3列及び第4列の画
素と対応して、横方向で変化のあるデータがソース駆動
回路2に入力され、第3図Bに示した横変化形階調表示
がなされる。この場合は請求項(2)と対応し、一般に
隣接する4画素の内少くとも2個のビクセルに対する最
下位ビットD、が“0”であるとき、各フィールドにお
いて入力信号の上位mビットの値に等しい階調か又はl
−だけ増減した値の階調かのいずれか一方の階調でそれ
ら少くとも2個のピクセルの内方側のビクセルが表示さ
れ、他方の階調で右側のピクセルが表示される。勿論該
当ビクセルが左側又は右側に存在する場合の話である。
信号S (C)が与えられた場合には、第2図Gに矢印
で示したタイミングに、第1行及び第2行の画素と対応
して縦方向に変化のあるデータがソース駆動回路2に入
力され、第3図Cに示した縦変化形階調表示がなされる
。より一般的には請求項(3)と対応し、4画素の入力
データが等しいか否かにかかわりなく、隣接する4個の
ピクセルの内少くとも2個のピクセルに対する最下位ビ
ットD0が“0”であるとき、入力信号の上位mビット
の値に等しい階調か又は1だけ増減した値の階調かのい
ずれか一方の階調でそれら少くとも2個のピクセルの内
上段のピクセルが表示され、他方の階調で下段のピクセ
ルが表示される(該当ピクセルが上段又は下段に存在す
る場合)。
信号S(句が与えられた場合には、第2図Iに矢印で示
すように、各フィードにおいて、縦方向及び横方向に変
化のあるデータがソース駆動回路に入力され、第3図り
に示す縦横変化形階調表示がなされる。この場合は請求
項(4)に対応し、−iに隣接する4個のピクセルの内
少(とも2個のピクセルに対する最下位とットD0が′
“0”であるとき、入力信号の上位mビットの値に等し
い階調か又は1だけ増減した値の階調かのいずれか一方
の階調でそれら少くとも2個のピクセルの内の一方の対
角のピクセルが表示され、他方の階調で、他方の対角の
ピクセルが表示される。
上記いずれの場合にも液晶を交流駆動するために、フィ
ールド信号FRの周波数を2に分周した信号FR72が
ソース駆動回路2に入力され、2フィールド毎に電圧の
極性が反転され、第4図に示したいずれかの交流化が行
われる。交流化回路は公知であるので詳しい説明を省略
する。
第1図の実施例では補正回路6で1減算され、画素に表
示すべきデータの最下位ビットD0が“1”のとき、各
フィールド共上位mビットと等しい値の第に階調で表示
し、Doが“0”のとき、第に階調と第k−1階調とを
フィールド毎に切換えて表示する。しかし、従来例で述
べたように、補正回路6で1加算すると共にインバータ
11を削除して、Doが“0”のとき、各フィールド共
上位mビットと等しい値の第に階調で表示し、Doが“
“1”のとき、第に階調と第に+1階調とをフィールド
毎に切換えて表示してもよい。
上述において最下位ビットD0の“ビと0′とを交換し
てもよい。
炎ゑ貰 横変化形及び縦横変化形階調表示を行う場合の変形列を
第10図に、第1図と対応する部分に同じ符号を付して
示し、重複説明を省略する。この場合はソースバスの奇
数列と偶数列はそれぞれソース駆動回路2a及び2bに
より別々に駆動される。アンドゲート9の出力信号がH
のときゲート5a、5bがオンとされ、Lのときゲート
7a。
7bがオンとされる。いずれの場合も横に隣接する画素
相互に1階調の差が与えられる。ナントゲート9に与え
られる信号がS (a)の場合には、第1図の場合と異
なり、横変化形階調表示となり、信号S (C)の場合
には奇数行及び偶数行でそれぞれ5(c)−L及びHと
なるから、上記の場合に更に縦方向の変化が加えられ、
縦横変形化階調表示となる。
分周器28の出力信号FR/2がソース駆動回路2a、
2bに与えられ、第4図に示したいずれかの交流駆動が
行われる。
「発明の効果」 以上述べたように、この発明によれば、フィールド周波
数が従来提案された装置の2倍に高速化されるのでそれ
だけフリッカが発生し難い、またこの発明の横変化形、
縦変化形又は縦横変化形の階調表示を行う場合には更に
、上下左右に隣接する4画素の入力データが同一である
とき、4画素平均の輝度は各フィールド共同じで、階調
差がないので、いっそうフリッカが発生し難い、そのた
め必要によってはフィールド周波数を従来と同じかそれ
以下にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の表示方法を採用した表示装置の構成
例を示すブロック図、第2図は第1図のタイミングチャ
ート、第3図は第1図の液晶セル3において上下左右に
隣接する4画素に対し、1フレームの間等価的に全て第
4.5階調で表示させる場合の種々の階調表示例を示す
図、第4図は第1図の液晶セル3において、上下左右に
隣接する4画素を交流駆動する場合の駆動電圧の符号(
極性)配置を示す図、第5図は第3図の4画素の階調表
示に第4図Aの不変形符号配置をもたせた場合の表示を
示す図、第6図は第3図の4画素の階調表示に第4図B
の横変化形符号配置をもたせた場合の表示を示す図、第
7図は第3図の4画素の階調表示に第4図Cの縦変化形
符号配置をもたせた場合の表示を示す図、第8図は第3
図の4画素の階調表示に第4図りの縦横変化形符号配置
をもたせた場合の表示を示す図、第9図は第3図の4画
素の階調表示に対し、lフィールド毎に極性を反転する
特殊な不変形符号配置をもたせた場合の表示を示す図、
第10図はこの発明の表示方法を採用した表示装置の他
の構成例を示すブロック図、第11図は従来の表示方法
をとる表示装置の構成を示すブロック図、第12図は従
来既に提案されている表示装置のブロック図、第13図
は第12図の入力データとソース駆動回路の出力電圧と
の関係を示す図、第14図は第12図の液晶セル3にお
いて、上下左右に隣接する4画素の1組を示す図、第1
5図は第12図において上下左右に隣接する4画素に対
する階調表示の例を示す図である。 特許出願人 星電器製造株式会社

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多階調ディジタル映像入力信号(m+1ビット、
    m≧1)の上位mビットの値をk(0、1、2、・・・
    、2^m−1のいずれか)とし、最下位ビットが“1”
    (または“0”)のとき、1フレーム内の各フィード共
    、対応するピクセルを第k階調の輝度で表示し、 最下位ビットが“0”(又は“1”)のとき、第に階調
    及び第k−1階調(しかしk=0のときは第0階調とす
    る)の表示をフィールド毎に切換えて表示するか、また
    は第k階調及び第k+1階調(しかしk=2^m−1の
    ときは第k階調とする)の表示をフィールド毎に切換え
    て表示するアクティブマトリックス液晶セルの多階調表
    示方法において、 上記1フレームを第1乃至第4フィールドに分割し、 それらの第1乃至第4フィールドにおけるピクセルの駆
    動電圧の極性をフィールド順に+、+、−、−;又は+
    、−、−、+;又は−、−、+、+;又は−、+、+、
    −のいずれかに設定し、上下左右に隣接する4個のピク
    セルに表示すべきディジタル映像入力信号の最下位ビッ
    トが上記“0”(又は“1”)であるピクセルが少くと
    も2個あるとき、各フィールドにおいて、上記少くとも
    2個のピクセルに対し共通に、入力信号の上位mビット
    の値に等しい階調又は1だけ増減した値の階調の表示を
    行うことを特徴とする、 アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法。
  2. (2)請求項(1)において、入力信号の上位mビット
    の値に等しい階調か又は1だけ増減した値の階調かのい
    ずれか一方の階調で上記少くとも2個のピクセルの内の
    左側のピクセルを表示し、他方の階調で右側のピクセル
    を表示することを特徴とする、 アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法。
  3. (3)請求項(1)において、入力信号の上位mビット
    の値に等しい階調か又は1だけ増減した値の階調かのい
    ずれか一方の階調で上記少くとも2個のピクセルの内の
    上段のピクセルを表示し、他方の階調で下段のピクセル
    を表示することを特徴とする、 アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法。
  4. (4)請求項(1)において、入力信号の上位mビット
    の値に等しい階調か又は1だけ増減した値の階調かのい
    ずれか一方の階調で上記少くとも2個のピクセルの内一
    方の対角のピクセルを表示し、他方の階調で他方の対角
    のピクセルを表示することを特徴とする、 アクティブマトリックス液晶セルの多階調表示方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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