JPH09305149A - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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JPH09305149A
JPH09305149A JP14841196A JP14841196A JPH09305149A JP H09305149 A JPH09305149 A JP H09305149A JP 14841196 A JP14841196 A JP 14841196A JP 14841196 A JP14841196 A JP 14841196A JP H09305149 A JPH09305149 A JP H09305149A
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JP
Japan
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input signal
level side
pixels
voltage
pixel
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JP14841196A
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Akihiro Sato
明洋 佐藤
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクティブマトリクス表示装置の白レベル側
における階調表現を適正化する。 【解決手段】 アクティブマトリクス表示装置は所定の
規則に従って配列した複数の画素を備えている。この画
素は入力信号の電圧に応じて輝度が白レベル、灰レベル
及び黒レベルの間で変化すると共に入力信号の電圧に対
して黒レベル側に比べ白レベル側が飽和する傾向にあ
る。選択手段1は所定の規則に従って配列した複数の画
素を順次選択する一方、駆動手段2は選択された画素に
対して割り当てられた入力信号を供給する。この駆動手
段2は順次選択される一対の画素(例えばR及びR′)
の一方Rには通常の入力信号VRを供給すると共に、他
方R′にはこの入力信号VRの白レベル側から灰レベル
側にかかる電圧を増幅し且つ黒レベル側の電圧をカット
した黒つぶし入力信号VR′を供給する。一対の画素
R,R′の組により1個の合成画素を構成してその実効
輝度が白レベル側で飽和する傾向を軽減化している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は複数の画素を所定の
規則に従って配列したアクティブマトリクス表示装置に
関する。より詳しくは、画素に供給される入力信号の電
圧に対する輝度の非直線性を改善して階調表現の適正化
を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】図13を参照して従来のアクティブマト
リクス表示装置を簡潔に説明する。互いに直交するゲー
トラインXと信号ラインYとの交差部に画素R,G,B
が所定の規則に従って配列されている。各画素R,G,
Bには夫々三原色の赤、緑、青が割り当てられており、
フルカラー表示が可能である。この例では3個1組の画
素R,G,Bがデルタ配列されている。各画素を駆動す
る為トランジスタTRが設けられている。トランジスタ
のドレイン電極は対応する画素に接続され、ソース電極
は対応する信号ラインYに接続され、ゲート電極は対応
するゲートラインXに接続されている。この画素は微細
な液晶セル等によって構成されており、入力信号の電圧
に応じて輝度が白レベル、灰レベル及び黒レベルの間で
変化する。特に、液晶セルの場合入力信号の電圧に対し
て黒レベル側に比較し白レベル側が飽和する傾向にあ
る。所定の規則に従って配列した複数の画素R,G,B
はゲートラインXを介して順次選択される。選択された
画素R,G,Bに対して割り当てられた入力信号VR,
VG,VBが夫々信号ラインYを介して供給される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図14はノーマリーホ
ワイトモードの液晶セルの透過率T/信号電圧V特性を
示すグラフである。縦軸に示された相対透過率Txは%
単位でありその値がxで表されている。例えば、T70
相対透過率70%を表わしている。一方、横軸にとらえ
たVxは相対透過率に対応する信号電圧を表わしてい
る。例えば、V70は液晶セルの透過率がT70となる信号
電圧である。以下、白レベルを与える信号電圧V100
Vwhiteで表わし、70%の灰レベルを与える信号
電圧V70をVgrayで表わし、黒レベルを与える信号
電圧V0 をVblackで表わす事にする。又、透過率
T/信号電圧V特性曲線上の各点A,A′,B,C′,
Cは夫々相対透過率100%,90%,70%,10
%,0%のレベルに対応している。
【0004】図15は図14に示したグラフを両対数に
変換したものである。このグラフから明らかな様に、黒
レベル(C点及びC′点)から灰レベル(中間調レベ
ル,B点)までの透過率は直線で示された信号電圧Vの
γ乗に略比例するが、B点以降は比例せず、特に白レベ
ル側(A′及びA)では飽和状態となっている。この
為、γ補正されたビデオ信号により液晶セルを駆動して
も透過率が例えば70%以上の灰レベル及び白レベル領
域において階調を正しく再現する事ができない。
【0005】図16はCRTの相対輝度/カソード電圧
特性を示すグラフである。この特性に従ってビデオ信号
はγ補正されており、黒レベルから白レベルに向って飽
和する事なく立ち上がっている。通常、γ補正は2点折
れ線近似方式に従って行なわれる。図14と図16を比
較すれば明らかな様に、ノーマリーホワイトモードの液
晶セルの輝度特性は黒レベルから灰レベル付近でCRT
の輝度特性に近いものが得られる。しかしながら、灰レ
ベルから白レベル付近では液晶セルの電気光学特性その
ものによって白レベルが飽和してしまい、白レベル付近
の階調が取りにくい傾向にある。一方、CRTの輝度特
性は白レベル側の階調が適正に取れ、画面上に表われる
時刻表示やテロップの白レベルをかなり明るくする事が
できる。この様に、γ補正されたビデオ信号をそのまま
用いて液晶セルを駆動しても透過率70%以上の領域に
おいて階調を正しく再現する事ができないという課題が
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題を解決する為に以下の手段を講じた。即ち、本発明に
かかるアクティブマトリクス表示装置は基本的な構成と
して所定の規則に従って配列した複数の画素を備えてい
る。この画素は例えば微細な液晶セルからなり、入力信
号の電圧に応じて輝度が白レベル、灰レベル及び黒レベ
ルの間で変化すると共に、入力信号の電圧に対して白レ
ベル側が飽和する傾向にある。本表示装置はさらに選択
手段と駆動手段とを備えている。選択手段は所定の規則
に従って配列した複数の画素を順次選択する。駆動手段
は選択された画素に対して割り当てられた入力信号を供
給する。特徴事項として、前記駆動手段は順次選択され
る一対の画素の一方には通常の入力信号を供給すると共
に、他方には該入力信号の白レベル側から灰レベル側に
かかる電圧を増幅し且つ黒レベル側の電圧をカットした
「黒つぶし入力信号」を供給する。かかる構成により、
該一対の画素の組で1個の合成画素を構成し、その実効
輝度が白レベル側で飽和する傾向を軽減化する事を特徴
とする。好ましくは、前記駆動手段は通常の入力信号と
黒つぶし入力信号とをフィールド毎又はフレーム毎に一
対の画素間で入れ換え供給する。又好ましくは、一対の
画素には赤緑青3色から選択された1色の入力信号を供
給して1色分の合成画素を構成し、該合成画素を3色分
設けて所定の規則に従い配列している。これにより、フ
ルカラー表示が可能である。
【0007】本発明によれば、合成画素を構成する一対
の画素の一方に、例えば2点折れ線近似方式に従ってγ
補正されたビデオ信号を通常の入力信号として供給する
と共に、他方にはビデオ信号の白レベル側から灰レベル
側にかかる電圧を増幅し且つ黒レベル側の電圧をカット
した黒つぶし入力信号を供給している。通常の入力信号
を用いると黒レベル側の階調表現は略適正であるが白レ
ベル側が飽和する為適正な階調が得られない。一方、黒
つぶし入力信号は黒レベル側の情報がかなり犠牲になる
が、白レベル側の情報を強調できる。従って、通常入力
信号と黒つぶし入力信号の両者で1個の合成画素を駆動
する事により、全体として平均的に見ると黒レベル側か
ら白レベル側にかけて略適正化された階調表現を得る事
が可能になる。換言すると、アクティブマトリクス表示
装置のドット(画素)を2分割し、一方のドットには例
えば2点折れ線近似方式でγ補正されたビデオ信号を供
給すると共に、他方のドットには例えば液晶セルのT/
V特性の非線部分を利用した方式で駆動させ、2ドット
合計の光学特性としてより白レベル側の階調を取れる様
にしている。
【0008】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の最良
な実施形態を詳細に説明する。図1は本発明にかかるア
クティブマトリクス表示装置の基本的な構成を示すブロ
ック図である。理解を容易にする為、図13に示した従
来のアクティブマトリクス表示装置と対応する部分には
対応する参照番号を付して理解を容易にしている。本表
示装置は所定の規則に従って配列した複数の画素を備え
ている。この画素は入力信号の電圧に応じて輝度が白レ
ベル、灰レベル及び黒レベルの間で変化すると共に、入
力信号の電圧に対して黒レベル側に比べ白レベル側が飽
和する傾向にある。本装置はさらに選択手段1と駆動手
段2とを備えている。選択手段1はゲートラインXに接
続されており、複数の画素を順次選択する。駆動手段2
は信号ラインYに接続されており、選択された画素に対
して割り当てられた入力信号を供給する。特徴事項とし
て、この駆動手段2は順次選択される一対の画素の一方
(例えば画素R)には通常の入力信号VRを供給すると
共に、他方(例えば画素R′)にはこの入力信号の白レ
ベル側から灰レベル側にかかる電圧を増幅し且つ黒レベ
ル側の電圧をカットした黒つぶし入力信号VR′を供給
する。かかる構成により、一対の画素R及びR′の組で
1個の合成画素を構成してその実効輝度が白レベル側で
飽和する傾向を軽減化している。好ましくは、この駆動
手段2は通常の入力信号と黒つぶし入力信号とをフィー
ルド毎又はフレーム毎に一対の画素間で入れ換え供給す
る。本例では、一対の画素に赤緑青3色から選択された
1色の入力信号を供給して1色分の合成画素を構成し、
この合成画素を3色分設けてデルタ配列している。即
ち、一対の画素R,R′により赤色合成画素が構成さ
れ、夫々赤色が割り当てられた入力信号VR及び黒つぶ
し入力信号VR′が供給される。同様に、一対の画素
G,G′により緑色の合成画素が構成され、各々通常入
力信号VG及び黒つぶし入力信号VG′が供給される。
さらに、一対の画素B,B′により青色合成画素が構成
され、各々通常入力信号VB及び黒つぶし入力信号V
B′が供給される。具体的には、選択手段1によりnラ
イン目の画素B,R′,R,G′が選択された時、駆動
手段2から夫々信号VB,VR′,VR,VG′が供給
される。次に、選択手段1によりn+1ライン目の画素
G′,G,B′,Bが選択された時、駆動手段2から夫
々信号VG′,VG,VB′,VBが供給される。
【0009】図2は本発明にかかるアクティブマトリク
ス表示装置の他の実施形態を示す模式的なブロック図で
ある。図1に示した実施形態と対応する部分には対応す
る参照番号を付して理解を容易にしている。本例では縦
に隣り合って配列した一対の画素によって1個の合成画
素が構成されている。nライン目の画素R,G,Bが選
択された時、夫々信号VR,VG,VBが供給される。
次にn+1ライン目の画素R′,G′,B′が選択され
た時、夫々信号VR′,VG′,VB′が供給される。
さらにn+2ライン目の画素R,G,Bが選択された
時、夫々信号VR,VG,VBが供給される。続いてn
+3ライン目の画素R′,G′,B′が選択された時、
夫々信号VR′,VG′,VB′が供給される。
【0010】図3は、本発明にかかるアクティブマトリ
クス表示装置の具体的な構成例を示すブロック図であ
る。本例では、アクティブマトリクス表示装置は表示パ
ネル3と、これに外部接続された複数のアナログスイッ
チASWと、これらに接続されるアンプ/リミッタ4及
びビデオデコーダ/ドライバ5とを備えている。表示パ
ネル3は図1に示した例と同様に配列された画素R,
R′,G,G′,B,B′を備えている。さらにこの表
示パネル3は駆動部内蔵型であり、信号ラインXに接続
した垂直走査回路(VSR)6と、水平スイッチHSW
を介して各信号ラインYに接続した水平走査回路(HS
R)7とを備えている。但し、本発明は駆動部内蔵型に
限られるものではない。VSR6は図1に示した選択手
段1に対応し、水平スイッチHSW及びHSR7は図1
に示した駆動手段の一部を構成している。本例は6画素
同時駆動方式を採用しており、図示を簡略化する為同時
に駆動される6画素分に対応したHSWのみを表わして
いる。但し、本発明は同時駆動方式に限られるものでは
ない。6個のHSWはHSR7によって一斉に開閉制御
され、信号ラインY1ないしY6を介して夫々対応する
信号が画素側に書き込まれる。6本の信号ラインY1な
いしY6には外部のアナログスイッチASWによって適
宜選択された信号が供給される。具体的には、偶数(2
n)ライン目の画素R,R′,G,G′,B,B′があ
る水平走査タイミングで選択される。これに応じて、各
対をなすASWの何れか一方がONし他方がOFFす
る。これにより、対応する信号が各画素に書き込まれ
る。例えばRにはY1を介してVRが書き込まれ、R′
にはY2を介してVR′が書き込まれ、GにはY3を介
してVGが書き込まれ、G′にはY4を介してVG′が
書き込まれ、BにはY5を介してVBが書き込まれ、
B′にはY6を介してVB′が書き込まれる。次に奇数
(2n+1)ライン目の画素G′,B,B′,R,
R′,Gが選択されると、各対をなすASWのON/O
FF状態が反転し、夫々対応する信号が書き込まれる。
例えば、G′にはY1を介してVG′が書き込まれ、B
にはY2を介してVBが書き込まれる。以下同様であ
る。
【0011】ここで、通常の入力信号VG,VB,VR
はビデオデコーダ/ドライバ5から供給される。このビ
デオデコーダ/ドライバは白レベル側と黒レベル側で分
けた2点折れ線近似方式によりγ補正された各色のビデ
オ信号を通常の入力信号VG,VB,VRとして出力す
る。換言すると、ビデオデコーダ/ドライバは白レベル
側にγ特性を効かせた通常の入力信号を出力する。又、
ビデオデコーダ/ドライバ5から出力されたVG,V
B,VRはアンプ/リミッタ4により処理されて各色の
黒つぶし信号VG′,VB′,VR′が得られる。この
アンプ/リミッタ4はビデオデコーダ/ドライバ5から
供給された原ビデオ信号の白レベル側から灰レベル側に
かかる電圧を増幅すると共に黒レベル側の電圧をカット
した黒つぶしのビデオ信号を出力する。以上の事から理
解される様に、外付けのASW、アンプ/リミッタ4及
びビデオデコーダ/ドライバ5も図1に示した駆動手段
2の一部を構成している。なおアナログスイッチをさら
に1段つけ加える事によって、フィールド周期あるいは
フレーム周期で1個の合成画素を構成する一対の画素の
位置を入れ換える事も可能である。例えば、1フィール
ド毎にRとR′の位置を入れ換え、GとG′の位置を入
れ換え、BとB′の位置を入れ換える様にする。これに
より、表示の均一性が改善できる。
【0012】図4は、通常の入力信号が書き込まれる一
方の画素の透過率T/信号電圧V特性を示すグラフであ
る。通常の入力信号は例えば白レベル側でγ特性を効か
したビデオ信号であり、これが印加される画素のT/V
特性は、図14に示した従来の画素のT/V特性と同様
である。理解を容易にする為、図4と図14で対応する
部分には対応する参照符号をつけてある。図4のグラフ
から明らかな様に、C点を含む黒レベル側で略適正な階
調表現が可能な一方、B点を含む灰レベル側及びA点を
含む白レベル側でT/V特性が飽和しており適正な階調
表現が難しくなっている。
【0013】図5は、通常の入力信号の一例としてγ補
正されたビデオ信号の波形を例示している。このビデオ
信号は中心電圧Vsigcを基準にして交流反転化され
ており、この形で画素側に供給される。実際には、この
ビデオ信号波形が高速でサンプリングされ対応する画素
に順次書き込まれる。ビデオ信号波形上でA点に対応す
る電圧Vsigc±Vwhiteと、B点に対応する電
圧Vsigc±Vgrayと、C点に対応する電圧Vs
igc±Vblackを表わしている。
【0014】図6は黒つぶし入力信号の一例を示してい
る。この黒つぶし入力信号は図5に示した原ビデオ信号
の白レベル側から灰レベル側にかかる電圧を増幅率αで
増幅し且つ黒レベル側の電圧をカットして得られたもの
である。図示する様に、70%灰レベルに対応するVg
rayから0%黒レベルに対応するVblackの範囲
をつぶし、100%白レベルに対応するVwhiteか
ら70%灰レベルに対応するVgrayの範囲を増幅率
αで増幅している。
【0015】図7は、図6に示した黒つぶし入力信号が
印加される他方の画素のT/V特性を示すグラフであ
る。白レベル側のA点では略対応する入力電圧Vwhi
teが印加されるのに対し、黒レベル側のC点ではVg
rayを略α倍した電圧が印加される。100%白レベ
ルに相当する入力信号電圧Vwhiteで画素の透過率
がT100 になる様にし、例えば70%灰レベルに相当す
る入力信号電圧VgrayでT0 となる様にする。従っ
て、白レベル側の情報が相対的に強調される。
【0016】図8は図4に示したT/V特性を有する一
方の画素と図7に示したT/V特性を有する他方の画素
を組み合わせた合成画素のT/V特性を示すグラフであ
る。黒レベル側では通常の入力信号が印加された画素の
透過率の寄与が大きく、白レベル側では黒つぶし入力信
号が印加された画素の透過率の寄与が大きくなる。この
結果、白レベルから黒レベルにかけて全体的に階調表現
が適正化される。
【0017】図9は図8に示したT/V特性を平均化し
たグラフである。理解を容易にする為、図14に示した
従来のアクティブマトリクス表示装置のT/V特性を示
すグラフと対応する部分には対応する参照符号を付して
ある。図14のグラフと比較すれば明らかな様に、T/
V特性曲線の白レベル側が急峻化しており、その分階調
表現が適正化できる。又、本来70%灰レベルを与える
べき信号電圧Vgrayを印加すると、実際には(T70
+T0 )/2の透過率となる。逆に、T70に対応する信
号電圧V′70はVgrayよりも低くなる。
【0018】図10は図9に示したグラフを両対数グラ
フに変換したものである。このグラフから明らかな様
に、10%黒レベルのC″点、70%灰レベルのB′
点、90%白レベルのA″点までを含む範囲でT/V特
性は略γ直線上にある。従って、本発明によれば、0%
黒レベルから略90%白レベルまでの入力信号に対して
適正な階調表現が得られる。なお、上記の70%や90
%の数値は代表的な例であって本発明を限定するもので
はない。
【0019】図11は合成画素を構成する一対の画素に
通常の入力信号のみを供給する参考例を表わしている。
理解を容易にする為、図1に示した実施例と対応する部
分には対応する参照番号を付してある。
【0020】図12は図11に示した一対の画素から構
成される合成画素のT/V特性を示すグラフである。本
発明にかかる合成画素のT/V特性を示す図8と対応す
る部分には対応する参照番号を付してある。図12と図
8を比較すれば明らかな様に、この参考例では白レベル
側の飽和状態が何等改善されていない。図12のグラフ
を平均化したものは略図14に示した従来の画素のT/
V特性と一致する。従って、その両対数グラフは図15
に示したものと同様である。図15の両対数グラフから
明らかな様に、合成画素を構成する一対の画素の両方に
通常の入力信号を印加した場合、70%白レベルを超え
るとT/V特性がγ直線から離れる様になる。即ち、こ
の参考例では70%灰レベルを超えると階調表現が適正
な状態にならないのに対し、本発明では90%白レベル
近辺まで階調表現が適正化できる。なお、上記の70%
や90%の数値は例示であって本発明を限定するもので
はない。
【0021】
【発明の効果】信号回路系での黒レベル側と白レベル側
に分けた折れ線近似方式のみによるγ補正の従来例と比
較して、本発明では1ドットを2分割し一方のドットは
従来例と同様に駆動すると共に他方のドットは透過率/
信号電圧特性の非線部を利用した方式で駆動する事によ
り、2ドット合計の光学出力として白レベル側の階調性
を改良する事が可能になる。従来のγ補正回路と光学γ
補正方式の合成システムが本発明の骨子となるところで
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるアクティブマトリクス表示装置
の実施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明にかかるアクティブマトリクス表示装置
の他の実施形態を示すブロック図である。
【図3】本発明にかかるアクティブマトリクス表示装置
の具体的な実施例を示す回路図である。
【図4】通常の入力信号が印加される一方の画素の透過
率/電圧特性を示すグラフである。
【図5】通常の入力信号の一例を示す波形図である。
【図6】黒つぶし入力信号の一例を示す波形図である。
【図7】黒つぶし入力信号が印加される他方の画素の透
過率/電圧特性を示すグラフである。
【図8】図4に示したグラフと図7に示したグラフを合
成したグラフである。
【図9】図8のグラフを平均化したグラフである。
【図10】図9のグラフを両対数グラフに変換したもの
である。
【図11】アクティブマトリクス表示装置の参考例を示
すブロック図である。
【図12】図11に示した参考例の透過率/電圧特性を
示すグラフである。
【図13】従来のアクティブマトリクス表示装置の一例
を示すブロック図である。
【図14】従来のアクティブマトリクス表示装置の透過
率/電圧特性を示すグラフである。
【図15】図14を両対数グラフに変換して示したもの
である。
【図16】CRTの相対輝度/カソード電圧特性を示す
グラフである。
【符号の説明】
1…選択手段、2…駆動手段、3…表示パネル、4…ア
ンプ/リミッタ、5…ビデオデコーダ/ドライバ、6…
垂直走査回路、7…水平走査回路、R…画素、G…画
素、B…画素、R′…画素、G′…画素、B′…画素

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の電圧に応じて輝度が白レベ
    ル、灰レベル及び黒レベルの間で変化すると共に入力信
    号の電圧に対して黒レベル側に比べ白レベル側が飽和す
    る傾向にある複数の画素と、 所定の規則に従って配列した複数の画素を順次選択する
    選択手段と、 選択された画素に対して割り当てられた入力信号を供給
    する駆動手段とを備えたアクティブマトリクス表示装置
    において、 前記駆動手段は、順次選択される一対の画素の一方には
    通常の入力信号を供給すると共に、他方には該入力信号
    の白レベル側から灰レベル側にかかる電圧を増幅し且つ
    黒レベル側の電圧をカットした黒つぶし入力信号を供給
    するものであり、 該一対の画素の組により一個の合成画素を構成してその
    実効輝度が白レベル側で飽和する傾向を軽減化する事を
    特徴とするアクティブマトリクス表示装置。
  2. 【請求項2】 前記駆動手段は、通常の入力信号と黒つ
    ぶし入力信号とをフィールド毎又はフレーム毎に一対の
    画素間で入れ替え供給する事を特徴とする請求項1記載
    のアクティブマトリクス表示装置。
  3. 【請求項3】 一対の画素には赤緑青三色から選択され
    た一色の入力信号を供給して一色分の合成画素を構成
    し、該合成画素を三色分設けて所定の規則に従い配列し
    た事を特徴とする請求項1記載のアクティブマトリクス
    表示装置。
JP14841196A 1996-05-17 1996-05-17 アクティブマトリクス表示装置 Pending JPH09305149A (ja)

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