JPH05297826A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置の駆動方法

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JPH05297826A
JPH05297826A JP9661692A JP9661692A JPH05297826A JP H05297826 A JPH05297826 A JP H05297826A JP 9661692 A JP9661692 A JP 9661692A JP 9661692 A JP9661692 A JP 9661692A JP H05297826 A JPH05297826 A JP H05297826A
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JP
Japan
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signal
voltage
scanning
gate
switching elements
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JP9661692A
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English (en)
Inventor
Takafumi Kawaguchi
登史 川口
Junji Kawanishi
純次 川西
Manabu Tanaka
学 田中
Katsuya Mizukata
勝哉 水方
Makoto Takeda
信 竹田
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 TFTなどのスイッチング素子を破壊するこ
となく、かつ充分なオフ状態を確保することができる表
示装置の駆動方法を提供する。 【構成】 行列状に配置される複数の絵素電極と、絵素
電極に対向して設けられる対向電極と、前記複数の各絵
素電極にそれぞれ接続される複数のスイッチング素子
と、絵素電極を選択するためにスイッチング素子をオン
状態とする走査信号を印加する走査信号ラインと、スイ
ッチング素子を介して絵素電極に表示信号を印加する表
示信号ラインとを備える液晶表示パネル22に対して、
前記対向電極には1水平走査期間毎にかつ1垂直走査期
間毎に極性が反転する駆動信号Vcを印加し、前記スイ
ッチング素子には、1水平ライン毎に線順次で走査信号
Vgnとして定電圧信号VDDを印加し、走査信号が印
加されていないときは、オフ状態とするために前記駆動
信号Vcの電圧レベル変化に同期し、かつ同位相にて変
化するオフ信号VEEoを印加する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、行列状に配置される複
数の絵素電極と、絵素電極に対向して配置される対向電
極とを備えるいわゆるアクティブマトリクス形液晶表示
装置などに好適に実施される表示装置の駆動方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図10は、従来の表示装置1の基本的構
成を示すブロック図である。表示装置1は、複数の絵素
が行列状に配設されるいわゆるアクティブマトリクス形
液晶表示パネル2を備える。液晶表示パネル2は、複数
の絵素電極と絵素電極に対向して配設される対向電極と
を備え、各絵素電極には、スイッチング素子としてのT
FT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)が接
続される。TFTのドレインは絵素電極に接続され、ソ
ースはソース駆動回路3に接続される信号電極に接続さ
れ、ゲートはゲート駆動回路4に接続される走査電極に
接続される。
【0003】ソース駆動回路3は、アナログ映像信号源
6から与えられる映像信号を、駆動制御回路5から与え
られるサンプリングクロックによってサンプリングして
得られる表示信号Vsを各信号電極に印加する。ゲート
駆動回路4では、シフトレジスタ8が駆動制御回路5か
ら与えられるクロック信号に基づいて、駆動制御回路5
から与えられるゲートオン信号を順次シフトしてレベル
シフタ9に与え、シフトレジスタ9がこのゲートオン信
号に基づいて電源回路7から与えられる電圧VDD,V
EEを各走査電極毎に選択して、出力バッファ10を介
して走査信号Vgnとして出力する。
【0004】前記対向電極には、対向電極駆動信号発生
回路11からの電極駆動信号Vcとして、図11に示す
ように、信号電極の信号振幅を小さくするための交流化
電圧が印加される。
【0005】このときたとえば1行目の水平ラインに相
当する走査電極に印加される電圧Vgnとして、図11
に示すように、表示期間WonではTFTをオン状態と
するために電圧VDDが印加され、前記表示期間Won
以外の期間WoffではTFTをオフ状態とするために
電圧VEEが印加される。
【0006】図12は、表示装置1における各電極への
印加電圧波形を示す波形図である。図12(1)は、T
FTのゲートに印加される走査信号Vgnと、ソースに
印加される表示信号Vsと、対向電極に印加される駆動
信号Vcとの関係を示し、図12(2)はTFTのゲー
トに印加される走査信号Vgnと、ドレインに印加され
る電圧Vdとの関係を示している。
【0007】走査信号Vgnが電圧レベルVDDの期間
にTFTはオンとなり、このときの表示信号Vs−駆動
信号Vc間の電位差が絵素電極部分の液晶層に印加さ
れ、走査信号Vgnが電圧レベルVEEの期間ではTF
Tはオフとなり、前記オフ期間に印加された電圧が保持
される。信号Vc,Vsは1水平期間毎、かつ1垂直期
間毎に極性が反転し、液晶印加電圧の極性もまた、1垂
直期間毎に反転する。
【0008】上述の表示装置1では、TFTのオン/オ
フは走査信号Vgnの2つのレベル、すなわち電圧レベ
ルVDD(オン)と、電圧レベルVEE(オフ)とによ
って決定されている。走査信号Vgnは前記ゲート駆動
回路4から供給されるが、ゲート駆動回路4は駆動制御
回路5から与えられるクロック信号によって定められた
タイミングに従い、TFTのオン・オフのタイミングを
決定し、これに応じて電源回路7から供給される2つの
電圧レベルVDD(オン),VEE(オフ)を選択して
出力する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の表示装置1の駆
動方法における各電極への印加電圧波形は図12に示さ
れているが、このうち図12(2)に示されるように、
TFTがオフの期間のドレイン電圧Vdとゲート電圧
(走査信号)Vgnとの電位差には、4つのレベルVo
ff1,Voff2,Voff3,Voff4が存在す
る。TFTのオフ特性は、ドレイン電圧Vdとゲート電
圧Vgnとの電位差によって決定されるが、この電位差
をある値以上に保たなければ充分なTFTのオフ状態が
得られない。しかしながら、電位差が大きすぎるとドレ
イン・ゲート間の絶縁が破壊し、リーク電流が流れ、絵
素電極が適正に駆動されず、表示品位を著しく損なう原
因となってしまう。
【0010】前述の図12(2)において電位差Vof
f4がTFTをオフする最小の電位差である場合、電位
差Voff1,Voff2などはTFTをオフするため
には充分すぎる値であり、むしろドレイン・ゲート間の
絶縁破壊の原因となり得る。しかしながらゲート電圧V
gnのオフ電圧レベルVEEの電圧レベルを高くし、ド
レイン電圧Vdとゲート電圧Vgnとの電位差を小さく
しようとすると、電位差Voff4も小さくなってしま
い、TFTの充分なオフ状態が得られなくなってしま
う。
【0011】本発明の目的は、TFTなどのスイッチン
グ素子を破壊することなく、かつ充分なオフ状態を確保
することができる表示装置の駆動方法を提供することで
ある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、行列状に配置
される複数の絵素電極と、絵素電極に対向して設けられ
る対向電極と、前記複数の各絵素電極にそれぞれ接続さ
れる複数のスイッチング素子と、スイッチング素子をオ
ン状態またはオフ状態とする走査信号を印加する走査信
号ラインと、スイッチング素子を介して絵素電極に表示
信号を印加する表示信号ラインとを備える表示装置に、
前記対向電極には1水平走査期間毎にかつ1垂直走査期
間毎に極性が反転する極性反転信号を印加し、前記スイ
ッチング素子には、1水平ライン毎に線順次で走査信号
としてオン状態とするためにオン信号を印加し、オン信
号が印加されていないときは、オフ状態とするために前
記極性反転信号の電圧レベル変化に同期し、かつ同位相
にて変化するオフ信号を印加することを特徴とする表示
装置の駆動方法である。
【0013】
【作用】本発明に従えば、スイッチング素子としてのT
FTには1水平ライン毎に線順次で走査信号ラインを介
して走査信号としてオン信号がゲートに印加されてオン
状態となり、表示すべき絵素電極には表示信号ラインを
介してソースに表示信号が印加される。この表示信号
は、ドレインに接続される絵素電極に印加される。この
とき、対向電極には、1水平走査期間毎にかつ1垂直走
査期間毎に極性が反転する極性反転信号が印加される。
したがって、絵素には前記表示信号と極性反転信号との
電位差が印加され、これによって絵素の表示が行われ
る。
【0014】絵素の表示が行われない期間では、スイッ
チング素子にはオフ状態とするためのオフ信号を印加す
る。この期間においてスイッチング素子の絵素電極側、
すなわちドレイン側の電圧は、対向電極に印加される極
性反転信号のレベル変化に同期し、かつ同位相にて変化
している。したがって、前記スイッチング素子のゲート
に印加されるオフ信号も前記極性反転信号のレベル変化
に同期してかつ同位相にて変化させる。これによって、
スイッチング素子の走査信号ライン側(ゲート側)と、
絵素電極側(ドレイン側)との電位差は常に一定とな
る。また、ソース側に印加される表示信号の極性が異な
る場合であっても、前記電位差は2つのレベルとなり、
従来の駆動方法における4つのレベルに比べて減少して
おり、また電位差の最大値はオフ信号の変化分だけ小さ
くなり、最小値は従来と同レベルである。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の駆動方法が実施される表示
装置21の基本的構成を示すブロック図である。表示装
置21は、複数の絵素が行列状に配設されるいわゆるア
クティブマトリクス形の液晶表示パネル22を備える。
液晶表示パネル22は、複数の絵素電極と絵素電極に対
向して配設される対向電極とを備え、絵素電極には、ス
イッチング素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)が
接続される。TFTのドレインは絵素電極に接続され、
ソースはソース駆動回路23に接続される信号電極に接
続され、ゲートはゲート駆動回路24に接続される走査
電極に接続される。
【0016】ソース駆動回路23およびゲート駆動回路
24は、駆動制御回路25によって駆動される。駆動制
御回路25は、アナログ映像信号源26からの複号同期
信号に基づいて動作する。
【0017】ソース駆動回路23は、アナログ映像信号
源26から与えられるアナログ映像信号を、駆動制御回
路25から与えられるサンプリングクロックによってサ
ンプリングし、サンプリング結果である表示信号Vsを
1水平ラインである各信号電極に線順次で印加する。ゲ
ート駆動回路24は、駆動制御回路25から与えられる
制御信号に基づいて、電源回路27から与えられる電圧
信号VDDおよび電圧調整回路28から与えられる電圧
信号VEEoを選択的に各走査電極に与える。
【0018】対向電極には対向電極駆動信号発生回路2
0からの電極駆動信号Vcとして、図2に示すように、
信号電極の信号振幅を小さくするために交流化電圧が印
加される。このときたとえば1行目の水平ラインに相当
する走査電極に印加される走査信号Vgnは、図2に示
すように、表示期間WonではTFTをオン状態とする
ために定電圧信号VDDが印加され、表示期間Won以
外の期間WoffではTFTをオフ状態とするために振
幅ΔVcの電圧信号VEEoが印加される。この電圧信
号VEEoは、電圧調整回路28によって、駆動信号V
cに同期し、かつ同位相にて変化する。
【0019】電圧調整回路28は、電源回路27から与
えられる定電圧信号VEEiを、駆動信号Vcに基づい
てオフ信号である電圧信号VEEoに変換して出力す
る。電圧調整回路28は、入力端子TER1と出力端子
TER2との間に直列に接続される抵抗Rと、抵抗Rの
出力端子側と端子TER3との間に直列に接続されるツ
ェナダイオードDと、ツェナダイオードDに並列に接続
されるコンデンサCとによって構成される。
【0020】ツェナダイオードDは、アノードが接続点
Pに接続され、カソードが端子TER3に接続される。
ツェナダイオードDのツェナ電圧はVzのものを用い
る。したがって、接続点Pと端子TER3との間の電位
差は常にVzとなり、したがって、オフ信号VEEoと
駆動信号Vcとの電位差は常にVzとなる。
【0021】図3は、液晶表示パネル22を模式的に示
す回路図であり、図4は液晶表示パネル22の1絵素に
関連する構成を示す回路図である。液晶表示パネル22
は、行列状に配列された絵素電極31を駆動するための
スイッチング素子としてTFT32を備えている。さら
に液晶表示パネル22は、互いに平行に配設された複数
の走査電極33と、前記走査電極33に直交して互いに
平行に配設された複数の信号電極34とを備えている。
走査電極33と信号電極34との各交点に近接して、絵
素電極31を駆動するためのTFT32が設けられてい
る。絵素電極31に対向して、対向電極35が設けられ
ている。対向電極35は、図3では模式的に示されてい
るが通常は全ての絵素電極31に共通に配設された1つ
の導電層であり、対向電極35には信号電極の信号振幅
を小さくするために交流化電圧が印加される。
【0022】液晶表示パネル22は、ソース駆動回路2
3およびゲート駆動回路24によって駆動される。ソー
ス駆動回路23は、液晶表示パネル22の信号電極34
に接続され、ゲート駆動回路24は走査電極33に接続
されている。ソース駆動回路23は、駆動制御回路25
から与えられるサンプリングパルスをシフトレジスタ3
6によって順次シフトしてサンプルホールド回路37に
与え、1水平ライン分のアナログ映像信号を与えられる
サンプリングパルスに基づいてサンプルホールドし、サ
ンプルホールドされたレベルを出力バッファ38を介し
て各信号電極34に出力する。
【0023】ゲート駆動回路24は、シフトレジスタ3
9によってゲートオン信号を順次シフトしながら出力
し、該ゲートオン信号をレベルシフタ40によって増幅
した後、出力バッファ41を介して各走査電極33に出
力する。
【0024】TFT32の各電極は、図4に示すよう
に、ゲートGが走査電極33に、ソースSが信号電極3
4に、ドレインDが絵素電極31にそれぞれ接続されて
いる。
【0025】図5は、液晶表示パネル22の各電極への
印加電圧波形を示す波形図である。図5(1)は、対向
電極35への印加電圧(駆動信号)VcとTFT32の
ソース電圧(表示信号)Vsとゲート電圧(走査信号)
Vgnとの関係を示し、図5(2)はTFT32のドレ
イン電圧Vdとゲート電圧Vgnとの関係を示してい
る。
【0026】ゲート電圧Vgnが電圧レベルVDDの期
間においてTFT32はオン状態となり、このときのソ
ース電圧Vsと対向電極35に印加される電圧Vcとの
間の電位差が絵素電極部分の液晶層に印加され、絵素の
表示が行われる。ゲート電圧Vgnが電圧レベルVEE
の期間ではTFT32はオフ状態となり、前述のオン状
態の期間において印加された電圧が保持される。電圧V
cおよびソース電圧Vsは、1水平期間(1H)毎にか
つ1垂直期間(1V)毎に極性が反転し、したがって液
晶への印加電圧の極性もまた1垂直期間毎に反転する。
【0027】TFT32のオン/オフは、ゲート電圧V
gnの2つの電圧レベルVDD(オン),VEEo(オ
フ)とによって決定されている。これらのゲート電圧V
gnは、ゲート駆動回路24から供給されるが、ゲート
駆動回路24は駆動制御回路25から与えられるクロッ
ク信号に基づいて定められるタイミングに従い、TFT
32のオン/オフのタイミングを決定し、これに応じて
電源回路27から供給される2つの電圧レベルVDD
(オン),VEEo(オフ)を選択して各走査電極に出
力する。
【0028】本発明の駆動方法では、図5(2)に示す
ように、ドレイン電圧VdがTFT32がオフの期間で
は対向電極35に印加される駆動信号Vcの変化に同期
し、かつ同位相にて変化していることに着目し、ゲート
電圧Vgnのオフ信号VEEoを同様に駆動信号Vcの
変化に同期させ、かつ同位相にて変化させる。
【0029】すなわち、対向電極35に印加される駆動
信号Vcを基準にしてオフ信号VEEoが作成されるた
め、走査電極33に印加される電圧波形は、図5(2)
に示されるゲート電圧Vgnのようになる。図5では、
オフ信号VEEoが常に駆動信号Vcより電圧レベルV
zだけ低くなるように設定されている。
【0030】ドレイン電圧Vdとゲート電圧Vgnとの
電圧波形は図5(2)に示されているが、ドレイン電圧
とゲート電圧との電位差は、2つのレベルVoff2,
Voff4になっている。これは、ドレイン電圧および
ゲート電圧がともにTFT32のオフ状態である期間で
は対向電極35に印加される駆動信号Vcに応じて変化
するため、電極間の電位差が駆動信号Vcの変化の影響
を受けなくなったためである。このとき、前述の電位差
の最小値Voff4は従来例と同レベルであるが、最大
値Voff2は従来例と比べて、駆動信号Vcの振幅分
だけ低減されている。
【0031】以上のように本実施例によれば、TFT3
2のオフ状態を充分に確保することができ、かつドレイ
ン・ゲート間に印加される電圧値を縮小することがで
き、絶縁破壊の発生を抑制することができる。これによ
って、TFT32を正常に駆動することができ、不良絵
素の発生を抑制することができ、表示装置21の表示品
位が向上する。
【0032】図6は、本発明の他の実施例を説明するた
めのブロック図である。本実施例における表示装置21
aでは、対向電極駆動信号発生回路20から与えられる
駆動信号Vcにバイアス振幅変換回路29によってバイ
アス・振幅変換を施して信号VcBとし、該信号VcB
を電圧調整回路28に与えている。
【0033】図7は、図6に示す表示装置21aにおけ
る各信号の電圧波形を示す波形図である。振幅ΔVcで
ある駆動信号Vcは、バイアス振幅変換回路29によっ
て、振幅がΔVcBであり、駆動信号Vcの最小電位が
最大電位である信号VcBに変換される。
【0034】電圧調整回路28は、前記信号VcBに基
づいて、定電圧信号VEEiをオフ信号VEEoに変換
してゲート駆動回路24に与える。したがって、信号V
cBとオフ信号VEEoとの電位差はツェナダイオード
Dによって常にVzとなり、またオフ信号VEEoの振
幅はΔVcBである。本実施例の表示装置21aにおい
ても、前述の実施例と同様の効果がある。
【0035】図8は、本発明における比較例としての駆
動方法が実施される表示装置21bの構成を示すブロッ
ク図であり、図9は表示装置21bにおける動作を説明
する波形図である。表示装置21bにおいては、電源回
路27からの定電圧信号VDD,VEEを、ともに電圧
調整回路30によって駆動信号Vcに応じて変化させて
いる。なお、前述の表示装置21と同一の構成には同一
の参照符号を付す。
【0036】電圧調整回路30は、入力端子TER1と
出力端子TER2との間に直列に接続される抵抗R1
と、抵抗R1の出力端子TER2側と端子TER3との
間に接続されるツェナダイオードD1と、ツェナダイオ
ードD1に並列に接続されるコンデンサC1と、入力端
子TER4と出力端子TER5との間に接続される抵抗
R2と、抵抗R2の出力端子TER5側と端子TER3
との間に接続されるツェナダイオードD2と、ツェナダ
イオードD2に並列に接続されるコンデンサC2とによ
って構成される。
【0037】ツェナダイオードD1は、そのアノードが
抵抗R1側に接続され、そのカソードが端子TER3側
に接続され、そのツェナ電圧はVz1である。したがっ
て、定電圧信号VEEと駆動信号Vcとの電位差は常に
Vz1であり、したがって図9に示すようにTFTのゲ
ートに印加される電圧Vgn(VEEo)は、駆動信号
Vcの振幅ΔVc分だけ変動する。
【0038】またツェナダイオードD2は、そのアノー
ドが端子TER3側に接続され、そのカソードが抵抗R
2側に接続され、ツェナ電圧はVz2である。したがっ
て、定電圧信号VDDと駆動信号Vcとの電位差は常に
Vz2であり、したがって、図9に示すように、TFT
のオン期間においてTFTのゲートに印加される電圧V
gn(VDDo)は、駆動信号Vcの振幅ΔVc分だけ
変動する。
【0039】この比較例のようにゲート駆動回路24に
供給するTFTのオン信号VDDoおよびオフ信号VE
Eoをともに対向電極35に印加される駆動信号Vcの
変化に同期してかつ同位相にて変化させる場合では、T
FT32のオン状態におけるドレイン電圧Vdとゲート
電圧Vgnとの電位差は必要以上に増加する、電圧調整
回路30の構成が複雑となりかつ部品点数が増加するな
どの問題点が生じ、望ましい効果が得られない。これ
は、TFT32のオン状態におけるドレイン電圧Vdが
駆動信号Vcの影響を受けないためである。
【0040】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、絵素の表
示が行われない期間では、スイッチング素子であるたと
えばTFTのゲートに印加されるオフ信号を前記極性反
転信号のレベル変化に同期してかつ同位相にて変化させ
る。これによって、スイッチング素子の走査信号ライン
側(ゲート側)と、絵素電極側(ドレイン側)との電位
差は常に一定となる。また、ソース側に印加される表示
信号の極性が異なる場合であっても、前記電位差は2つ
のレベルとなり、従来の駆動方法における4つのレベル
に比べて減少しており、また電位差の最大値はオフ信号
の変化分だけ小さくなり、最小値は従来と同レベルであ
る。
【0041】したがって、TFTなどのスイッチング素
子のオフ状態を充分に確保し、かつ走査信号ライン側
(ゲート側)と、絵素電極側(ドレイン側)との間に印
加される電圧値を低減し、スイッチング素子の絶縁破壊
の発生を抑制することができる。これによって、スイッ
チング素子の破壊による絵素の表示不良の発生を抑制す
ることができ、表示装置の表示品位を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の駆動方法が実施される表示
装置21の構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す電圧調整回路28の動作を示す波形
図である。
【図3】図1に示す液晶表示パネル22を模式化して示
す回路図である。
【図4】図3に示す液晶表示パネル22の1絵素を模式
化して示す回路図である。
【図5】表示装置21の駆動方法を説明する波形図であ
る。
【図6】本発明の他の実施例を説明するためのブロック
図である。
【図7】本発明の他の実施例を説明するための波形図で
ある。
【図8】本発明における比較例を説明するためのブロッ
ク図である。
【図9】図8に示す比較例における動作を説明する波形
図である。
【図10】従来の駆動方法が実施される表示装置1の構
成を示すブロック図である。
【図11】図10に示すゲート駆動回路4の動作を示す
波形図である。
【図12】表示装置1の駆動方法を示す波形図である。
【符号の説明】
21 表示装置 22 液晶表示パネル 23 ソース駆動回路 24 ゲート駆動回路 27 電源回路 28 電圧調整回路 29 バイアス振幅変換回路 31 絵素電極 32 TFT 33 走査電極 34 信号電極 35 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水方 勝哉 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 竹田 信 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 行列状に配置される複数の絵素電極と、
    絵素電極に対向して設けられる対向電極と、前記複数の
    各絵素電極にそれぞれ接続される複数のスイッチング素
    子と、スイッチング素子をオン状態またはオフ状態とす
    る走査信号を印加する走査信号ラインと、スイッチング
    素子を介して絵素電極に表示信号を印加する表示信号ラ
    インとを備える表示装置に、 前記対向電極には1水平走査期間毎にかつ1垂直走査期
    間毎に極性が反転する極性反転信号を印加し、 前記スイッチング素子には、1水平ライン毎に線順次で
    走査信号としてオン状態とするためにオン信号を印加
    し、オン信号が印加されていないときは、オフ状態とす
    るために前記極性反転信号の電圧レベル変化に同期し、
    かつ同位相にて変化するオフ信号を印加することを特徴
    とする表示装置の駆動方法。
JP9661692A 1992-04-16 1992-04-16 表示装置の駆動方法 Pending JPH05297826A (ja)

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JP9661692A JPH05297826A (ja) 1992-04-16 1992-04-16 表示装置の駆動方法

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