JPH02253231A - 液晶表示装置及びその調整方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその調整方法

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JPH02253231A
JPH02253231A JP7391489A JP7391489A JPH02253231A JP H02253231 A JPH02253231 A JP H02253231A JP 7391489 A JP7391489 A JP 7391489A JP 7391489 A JP7391489 A JP 7391489A JP H02253231 A JPH02253231 A JP H02253231A
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pixel
voltage
electrode
liquid crystal
polarity
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Osamu Tomita
修 富田
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、マトリックス型の液晶表示装置に関し、特に
各画素に薄膜トランジスタ等のアクティブ素子を付加し
た液晶表示装置に関する。
(従来の技術) 非線形素子をスイッチング素子として用いたマトリック
ス型液晶表示装置、特に非線形素子に薄膜トランジスタ
を用いたアクティブマトリックス型液晶表示装置は、多
ラインのマルチプレックス駆動を行なった場合でも、ス
タティック駆動と同等に高品位な画像が得られることか
ら、種々の分野で使われている。
このような液晶表示装置を図面を参照して説明する。
この液晶表示装置は第4図に示すように走査電極駆動手
段(21)に接続された複数の走査電極X1(1−1,
2,・・・、n)と、信号電極駆動手段(23)に接続
された複数の信号電極Yj  (j−1,2,・・・、
■)とによってマトリックス配線部が形成され、その各
交点に薄膜トランジスタ(12)が設置されている。
この薄膜トランジスタ(12)は第5図に示すように、
ゲート電極(13)が走査電極X1に、ドレイン電極(
14)が信号電極Yjに接続され、更にソース電極(1
5)が液晶表示装置の画素電極(16)と一体となって
いる。そして各画素電極(llli)に対向する側に各
画素に共通な対向電極(17)が設けられ、各画素電極
(16)と対向電極(17)に液晶(18)が挟持され
画素が梼成されて液晶表示装置となっている。
このようなアクティブマトリックス型液晶表示装置の動
作を第6図を参照して説明する。
走査電極駆動手段(21)には、制御信号発生回路から
時間間隔tで発振するクロック信号XC1ockと駆動
電圧vXが入力される。そして各走査線Xiには走査電
極駆動手段(21)から時間tずれたゲート電圧VGa
teiが順次入力される。例えば時間11で走査線Xi
にゲート電圧V Gatelで入力され、時間t2で走
査線X2にゲート電圧vcate2が入力される。そし
て1フィールド後の時間を層+1に再び走査線Xiにゲ
ート電圧V Gatelが入力される。
信号電極駆動手段(23)には、1フィールド毎に極性
が反転する映像信号SYと制御信号発生回路からのクロ
ック信号YC1oekと駆動電圧vYが入力される。映
像信号SYはクロック信号Y C1ockのタイミング
でサンプリングされ、例えば信号電極Y1には映像信号
電圧SYlが入力される。
また、対向型1(17)には1フィールド毎に中心電圧
に対して極性が反転する対向電極電圧Cvが印加される
例えば、走査電極XIと信号電極ytの交点に形成され
る画素21.1について見ると、ゲート電圧V gat
etが走査電極XIに印加されると、薄膜トランジスタ
(12)のドレイン電極(14)とソース電極(15)
が導通する。すると信号電極Ylを介して印加されてい
た映像信号電圧SY1がドレイン電極(14)、ソース
電極(15)を介して画素電極(1B)に印加される。
この時、対向電極(17)には対向電極電圧Cvが印加
されているため、映像信号電圧SYlと対向電極電圧C
vとの電位差、即ち画素電圧ZV1.lが液晶(1B)
に印加される。この画素電圧ZVI、lにより液晶(1
8)は光学的な差を生じるように変化する。そしてこの
画素電圧ZVI、1は、再びゲート電圧V gatel
が走査電極Xiに印加される時間を−+1までこの電圧
を保持する。
また画素22.1についても同様に、時間t2で画素電
圧ZV2.lが印加され、時iJ を量÷2までこの電
圧を保持する。
上述したような液晶表示装置では、1フィールド毎に各
画素に印加される画素電圧ZV1.jの極性が反転する
ように対向電極電圧Cvあるいは映像信号電圧SYjの
極性を反転させて交流駆動しているため、液晶(I8)
の劣化を防ぐことができる。
しかし、このように1フィールド毎に液晶(18)に印
加する画素電圧ZV1.jの極性を反転させると次のよ
うな問題があった。
各薄膜トランジスイタ(12)のゲート電極(13)と
画素電極(16)間には、寄生容量cgsがあることか
ら、例えば文献(Pro、Japan Display
’83.P412−414)にあるように映像信号電圧
SYjとゲート電圧V Gatelがオフレベルになっ
たときの画素電圧ZVi、j間には、レベルシフト電圧
Vpが生じる。
これは次のような式で表すことができる。
Vp=VGate1. xCgs/ (C1c+Cgs
)ここで、V Gatelはゲート電圧、C1cは液晶
容量である。
このようなレベルシフト電圧Vpは、正極性駆動時には
画素電圧ZV1.jが減少するように、負極性駆動時に
は画素電圧ZVI、jが増加するように作用する。
このため、正極性駆動時と負極性駆動時の画素電圧ZV
i、jにはあらかじめレベルシフト電圧Vpだけレベル
差をもたす調整が必要である。このレベルシフト電圧V
pの調整が適切でない場合、液晶には正極性と負極性に
アンバランスが生じ、直流成分が印加され液晶(18)
の品質が低下するだけでなく、光学応答のアンバランス
により人間の目にはフリッカとして現われてしまう。
(発明が解決しようとする課題) このような課題を解決するものとして、例えば第7図に
示すように1水平走査期間毎に画素電圧ZV!、jの極
性が反転するように対向電極電圧C■あるいは映像信号
電圧SYjの極性を反転させて駆動することが考えられ
た。
このように液晶表示装置を駆動すると、対向電極電圧C
vあるいは映像信号電圧SYj間でレベルシフト電圧V
pの調整が適切でなく光学的なアンバランスが生じたと
しても、隣り合う走査電極間での光学的なアンバランス
は人間の目にはフリッカとして現われることはない。
しかし、逆に調整のズレを人間の目により認識すること
が困難であるため、各画素へ直流成分が印加され、残像
等の原因となっていることがある。
またレベルシフトVpの調整ズレが大きい場合、新たな
光学的な測定器の導入によって調整を行なう必要があり
、従来の目視による調整に比べて非常に工程が繁雑にな
るという問題があった。
そこで本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、その
目的とするところは光学測定器を用いることなく調整が
容易にでき、また長期間にわたって良好な表示が可能な
液晶表示装置とその調整方法を提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の液晶表示装置は、複数7の走査電極と複数の信
号電極からなるマトリックス配線と、このマトリックス
配線の交点に配置されたスイッチング素子と、このスイ
ッチング素子を介して前記マトリックス配線と接続され
た画素電極と、この画素電極に対向する対向電極と、画
素電極と対向電極によって挟持された液晶とを備え、画
素電極と対向電極間に印加される画素電圧の極性を1フ
ィールドもしくはその整数倍フィールド毎に反転させる
第1の手段と、画素電圧の極性を1水平走査期間もしく
はその整数倍の期間毎に反転させる第2の手段と、第1
の手段と第2の手段とを選択する切り替え手段とを具備
したことを特徴とするものである。
また本発明の液晶表示装置の調整方法は、複数の走査電
極と複数の信号電極からなるマトリックス配線と、この
マトリックス配線の交点に配置されたスイッチング素子
と、このスイッチング素子を介してマトリックス配線と
接続された画素電極と、この画素電極に対向する対向電
極と、画素電極と対向電極によって挟持された液晶と、
画素電極と対向電極に印加される画素電圧の極性を1フ
ィールドもしくはその整数倍フィールド毎に反転させる
第1の手段と、画素電圧の極性を1水平走査期間もしく
はその整数倍の期間毎に反転させる第2の手段とを備え
た液晶表示装置の調整方法であって、第1の手段により
画素電圧の極性が1フィールドもしくはその整数倍フィ
ールド毎に反転する第1の状態とし、第1の状態で画素
電圧を調整し、第2の手段により画素電圧の極性が1水
平走査期間もしくはその整数倍水平走査期間毎に反転す
る第2の状態とすることを特徴としたものである。
(作 用) そこで本発明は、まず各画素に印加される画素電圧の極
性を1フィールド毎あるいはこの正数倍のフィールド毎
に反転させて画像の表示を行なう。
この時、寄生容量cgsで生じるレベルシフト電圧Vp
の調整が正しく行なわれていないと、目視でフリッカが
発生していることがわかる。
そこで、例えばフリッカが最小となるように、即ち対向
電極電圧あるいは信号電極電圧をレベルシフト電圧Vp
を解消するように調整し、そしてこの電位関係を保った
ままで各画素に印加される画素電圧の極性を1水平走査
期間毎あるいはこの正数倍の水平走査期間毎に反転させ
て画像の表示を行なう。
このように1水平走査期間あるいはその正数倍毎に画素
電圧の極性を反転させる駆動であっても、1フィールド
毎あるいはこの正数倍のフィールド毎に画素電圧の極性
を反転させる駆動で、例えばレベルシフト電圧Vpをフ
リッカを目視することにより調整することで、新たな測
定器を導入することなく容易にレベルシフト電圧Vpを
制御することができる。
(実 施 例) 以下、本発明の液晶表示装置の一実施例として、テレビ
画像を表示する液晶表示装置を例にとり図面を参照して
説明する。
第1図は、本実施例の液晶表示装置の概略構成図であり
、画像を表示する液晶パネル(11)と、この液晶パネ
ル(11)を駆動する走査電極駆動手段(21)、信号
電極駆動手段(23)及び対向電極駆動手段(51)と
、これら駆動手段を制御する制御信号発生回路(41)
と、外部から入力される映像信号を制御する映像信号制
御回路(31)と、対向電極駆動手段(51)及び映像
信号制御回路(31)に接続され、制御信号発生回路か
ら入力される2種類の信号を選択するために対向電極駆
動手段(51)及び映像信号制御回路(31)に設けら
れたスイッチ回路(図示せず)を動作させる切り換え信
号発生回路(71)によって構成されている。
更に、本実施例を詳述すると、第4図に示すように液晶
パネル(11)は、複数の走査電極XI  (1−1,
2,−、m)と複数の信号電極Yj  (j−1,2,
・、n)がマトリックス配線を構成し、各交点には薄膜
トランジスタ(12)が設置されている。
そして第5図に示すように、走査電極Xiは薄膜トラン
ジスタ(12)のゲート電極(13)に、信号電極Yj
はドレイン電極(14)に接続され、更にソース電極(
15)は画素電極(16)に接続されている。またこの
各画素電極(1B)と、これら画素電極(16)に共通
に対向した対向電極(17)によって液晶(18)が挟
持されて液晶パネル(11)が構成されている。
この液晶パネル(11)は、各画素を駆動するために走
査電極駆動手段(21)が走査電極XIに、信号電極駆
動手段(23)がYjに夫々−接続されている。
この走査電極駆動手段(21)には、走査電極駆動手段
制御回路(43)からの駆動電圧vXとクロック信号X
C1ockが、また信号電極駆動手段(23)には信号
電極駆動手段制御回路(45)からの駆動電圧VYとク
ロック信号YC1ockが入力されるように接続されて
いる。
更に信号電極駆動手段(23)には、映像信号制御回路
(31)からの映像信号SYが入力されるように接続さ
れている。
また対向電極駆動手段(51)からの対向電極電圧CV
が、液晶パネル(11)の対向電極(17)に入力され
るように接続されている。この対向電極駆動手段(51
)には、1フィールド毎の周期を発生する制御信号発生
回路(41)の第1の発生回路(47)からの第1の周
期Ffと、1水平走査期間毎の周期を発生する制御信号
発生回路(41)の第2の発生回路(49)からの第2
の周期Flが入力されるように接続され、更に第1の周
期と第2の周期を切り替えるためのスイッチ回路(55
) (第2図参照)に切り替え信号発生手段(71)が
接続されている。
本実施例で1フイ一ルド期間とは、液晶パネル(11)
のすべての画素を表示する期間とし、1水平走査期間と
は1走査電極の画素を表示する期間を示すものとする。
この他にも1フイ一ルド期間を偶数あるいは奇数走査電
極の画素すべてを表示する期間としても良い。
次に第2図を参照して、この対向電極駆動手段(51)
を詳述する。
制御信号発生回路(41)の第1の発生回路(47)と
第2の発生回路(49)からの第1の周期Ff及び第2
の周期F1が入力される第1の周期入力端子(52)と
第2の周期入力端子(53)が形成され、スイッチ回路
(55)に接続されている。このスイッチ回路(55)
は、切り換え端子(70)を介して切り替え信号発生回
路(71)からの切り替え信号を入力することによって
第1の周期Ff及び第2の周期Flが選択可能な切り替
え手段を構成している。
そしてスイッチ回路(55)により選択された第1の周
期Ff及び第2の周期Flは、伝達端子(56)を介し
て映像信号制御回路(31)へ、他方はトランジスタ(
57)のベースへと接続されている。そしてこのトラン
ジスタ(57)のエミッタは抵抗R2(59)に、コレ
クタは駆動電源(58)と接続された抵抗R1(58)
に接続されており、第1の調整ツマミ(eo)を調整す
ることで増幅調整を行なうことができる。
この増幅された出力はコンデンサC1(67)を介して
、抵抗R3(62)とこの抵抗R3(62)に直列に接
続された抵抗R4(E13)により構成される分圧回路
の出力電圧と加算される。そして抵抗R3(55)の分
圧比の調整可能な第2の調整ツマミ(67)によって、
加算される電圧の調整を行なうことができる。
そして更に差動増幅器(65)、出力端子(6B)を介
して対向電極(17)に入力されるように接続されてい
る。
このような液晶表示装置の動作及び調整方法を第6図、
第7図を参照して説明する。
生ず、1フレ一ム期間毎に反転する第1の周期Ff’が
対向電極駆動手段(51)及び映像信号制御回路(31
)に入力されるように、切り換え信号発生回路(71)
で切り換え端子(70)を介してスイッチ回路(55)
が第1の周期発生回路(47)を選択するように駆動す
る。
この第1の周期Ffは、対向電極駆動手段(51)によ
り所定の電圧が加算され、そして増幅されて対向電極(
17)に対向電極電圧CVとして印加される。
また、この第1の周期Ff’は、対向電極駆動手段(5
1)の伝達端子(56)を介して映像信号制御回路(3
1)には入力され、これに対応して映像信号制御回路(
31)に入力されてきた映像信号は第1の周期Ffで極
性が反転する映像信号SYとして出力される。
走査電極駆動手段(21)には、第6図に示すような制
御信号発生回路(41)の走査電極駆動手段制御回路(
43)からの時間間隔tで発振するクロック信号X C
1ockと駆動電圧vXが入力される。また信号電極駆
動手段(23)には、映像信号制御回路(31)から第
1の周期Ffで反転する映像信号SYと、制御信号発生
回路(41)からのクロック信号YCIockと駆動電
圧VYが入力される。
まず、時間11でゲート電圧v gateiが走査電極
X1に人力され走査電極X1に接続する各ゲート電極(
13)に印加されると、薄膜トランジスタ(12)のド
レイン電t5!(14)とソース電極(15)と導通す
る。
この時、クロック信号YC1ockのタイミングでサン
プリングされた第1の周期Ffで反転する映像信号SY
は、各信号電極Yj毎の映像信号電圧SYjとなり、信
号電極Yjにパラレルに入力される。例えば信号電極Y
1には、映像信号電圧SY1が入力される。
例えば画素21.1では、ドレイン電極(14)とソー
ス電極(15)が導通しているため、この映像信号電圧
SYIは画素電極(16)に入力される。
そして前述の対向電極電圧CVが対向電極駆動手段(5
1)から対向電極(17)に印加されているため、画素
21.1には映像信号電圧SYIと対向電極電圧CVの
電位差、即ち画素電圧ZVI、1が印加される。この画
素電圧ZV1.1によって液晶(18)が光学的な差を
生じるように変化する。そして次に画素21.1が選択
される時間t n++1まで画素電圧zvi、iを保持
している。
そして次の画素Z 1,1が選択される時間t m+1
では、画素Z 1,1に印加される画素電圧ZVI、1
の極性は反転して印加される。
また隣接する画素Z2,1でも同様に時間tlから遅れ
て時間t2で画素Z2,1にも画素Z 1,1と同様の
極性の画素電圧ZV2,1が印加され、次に選択される
時間t■+2までこの画素電圧ZV2,1電位を保持し
ている。
このような状態で対向電極電圧Cvの調整が悪いと、目
視により第1の周期Ff毎に輝度差が生じていることが
確認できる。
この状態で、第2の調節ツマミ<84)を調節し対向電
極電圧Cvに加算される電圧を調整することにより、レ
ベルシフト電圧Vp分の調整を行ない、フリッカ−の発
生を解消する。
まな第1の調節ツマミ(80)を調節することにより、
対向電極電圧Cvの振幅を調節し液晶パネル(11)を
透過してくる透過光量を制御して明るさの調整を行なう
このようにしてフリッカの発生を最少の状態にした後に
、切り換え信号発生回路(71)によりスイッチ回路(
55)を駆動し、第2の周期発生回路(49)と映像信
号制御回路(81)及び対向電極駆動手段(51)を接
続する。第2の周期発生回路(49)からの第2の周期
Flが入力される。
第2の周期発生回路(49)からの第2の周期Flは、
1水平走査期間毎に反転する信号であり、この第2の周
期Flに伴ない第7図に示すように映像信号制御回路(
31)から出力される映像信号SY及び対向電極駆動手
段(51)から出力される対向電極電圧Cvは第2の周
期Fl毎に極性が反転する信号となる。
そこで、液晶パネル<11)の隣接する画素21.1と
画素22.1を例にとって説明すると、前述の1フレー
ム毎に反転する駆動では、隣接する画素21.1と画素
22.1には同極性の画素電圧ZV1.1と画素ZV2
.1が印加されていたが、ここでは極性の異なる画素電
圧Z、、V1.lと画素ZV2,1が印加される。この
ため第2の周期Fl毎に極性を反転させる駆動は第1の
周期Ff毎に極性を反転させる駆動に比べ、表示画像は
より良好なものとなる。
このような状態で液晶表示装置を使用すると、フリッカ
あるいは残像等の全くない表示が可能となる。
以上、詳述してきたように本実施例の液晶表示装置では
、1水平走査期間毎に画素に印加する電圧の極性を反転
させる駆動であっても、光学的な調整装置の必要なく目
視により容易に液晶表示装置を調整することができる。
このため液晶表示装置の調整は非常に容易に行うことが
で、き、生産性の向上にもつながる。
本実施例の対向電極駆動手段はあくまで一実施例であり
、この他にも種々の回路構成が考えられる。ここでは対
向電極電圧Cvの中心電圧を調整することにより、液晶
表示装置のフリッカを抑えたが、映像信号SYを調整す
ることによって行っても良い。
また、信号電極駆動手段(23)内部にインバータを設
け、映像信号SYの極性を反転するものであっても良い
[発明の効果] 以上、説明したように本発明によれば、1水平走査期間
あるいはその整数倍毎に画素電圧の極性を反転させて駆
動する液晶表示装置であっても、調整のズレが検出しや
すい1フールドあるいはその整数倍毎に反転させて駆動
し調整することにより、従来に比べて調整を容易なもの
とすることができる。そしてまた、このような液晶表示
装置とすることにより、残像、焼き付き等の無い高品位
な画像を長期間にわたり得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る液晶表示装置の構成図、
第2図は本実施例の対向電極駆動手段の概略回路図、第
3図は第1の周期及び第2の周期の波形を示す波形図1
、第4図は液晶表示装置の液晶パネルの概略構成図、第
5図はこの液晶パネルの薄膜トランジスタ部分の拡大図
、第6図及び第7図は液晶表示装置の駆動波形を示す図
である。 (11)・・・液晶パネル (12)・・・薄膜トランジスタ (13)・・・ゲート電極 (14)・・・ドレイン電極 (I5)・・・ソース電極 (16)・・・画素電極 (17)・・・対向電極 (18)・・・液晶 (21)・・・走査電極駆動手段 (23)・・・信号電極駆動手段 (31)・・・映像信号制御回路 (41)・・・制御信号発生回路 (51)・・・対向電極駆動手段 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同    竹 花 喜久男 第 図 第 図 V 第5 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の走査電極と複数の信号電極からなるマトリ
    ックス配線と、このマトリックス配線の交点に配置され
    たスイッチング素子と、このスイッチング素子を介して
    前記マトリックス配線と接続された画素電極と、この画
    素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向
    電極によって挟持された液晶とを備え、 前記画素電極と前記対向電極間に印加される画素電圧の
    極性を1フィールドもしくはその整数倍フィールド毎に
    反転させる第1の手段と、 前記画素電圧の極性を1水平走査期間もしくはその整数
    倍の期間毎に反転させる第2の手段と、前記第1の手段
    と前記第2の手段とを選択する切り替え手段とを具備し
    たことを特徴とする液晶表示装置。
  2. (2)複数の走査電極と複数の信号電極からなるマトリ
    ックス配線と、このマトリックス配線の交点に配置され
    たスイッチング素子と、このスイッチング素子を介して
    前記マトリックス配線と接続された画素電極と、この画
    素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向
    電極によって挟持された液晶と、前記画素電極と前記対
    向電極に印加される画素電圧の極性を1フィールドもし
    くはその整数倍フィールド毎に反転させる第1の手段と
    、前記画素電圧の極性を1水平走査期間もしくはその整
    数倍の期間毎に反転させる第2の手段とを備えた液晶表
    示装置の調整方法において、前記第1の手段により前記
    画素電圧の極性が1フィールドもしくはその整数倍フィ
    ールド毎に反転する第1の状態とし、 前記第1の状態で前記画素電圧を調整し、 前記第2の手段により前記画素電圧の極性が1水平走査
    期間もしくはその整数倍水平走査期間毎に反転する第2
    の状態とすることを特徴とした液晶表示装置の調整方法
JP7391489A 1989-03-28 1989-03-28 液晶表示装置及びその調整方法 Pending JPH02253231A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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