JP2007286501A - 液晶表示装置組立体の駆動方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置の表示画像にちらつきが生じ難い液晶表示装置組立体の駆動方法を提供する。
【解決手段】表示領域を有する透過型の液晶表示装置、表示領域を背面から照明する面状光源装置、及び、面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値xの内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御し、且つ、(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御する。
【選択図】 図1
【解決手段】表示領域を有する透過型の液晶表示装置、表示領域を背面から照明する面状光源装置、及び、面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値xの内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御し、且つ、(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、液晶表示装置組立体の駆動方法に関する。
液晶表示装置にあっては、液晶材料それ自体は発光しない。従って、例えば、液晶表示装置の表示領域を照射する直下型の面状光源装置(バックライト)を、表示領域の背面に配置する。尚、カラー液晶表示装置にあっては、1画素は、例えば、赤色発光副画素、緑色発光副画素及び青色発光副画素の3つの副画素から構成されている。そして、各画素あるいは各副画素を構成する液晶セルを、一種の光シャッター(ライト・バルブ)として動作させることによって、即ち、各画素あるいは各副画素の光透過率を制御することによって、面状光源装置から出射された照明光(例えば、白色光)の光透過率を制御し、画像を表示している。
従来、液晶表示装置組立体における面状光源装置は、表示領域全体を、均一、且つ、一定の明るさで照明している。この状態を、面状光源装置の輝度(光源輝度と呼ぶ場合がある)として、模式的に、図12の(A)及び図13の(A)に示す。そして、画素A、画素Bの光透過率を制御することで(図12の(B)及び図13の(B)参照)、画素A、画素Bに対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度と呼ぶ場合がある)を制御することができる(図12の(C)及び図13の(C)参照)。ここで、画素Aは液晶表示装置の上部に位置し、画素Bは液晶表示装置の下部に位置しているとする。
尚、後述する図14の(A)及び図15の(A)は、光源輝度を模式的に示す図であり、図14の(B)及び(C)は、それぞれ、画素Aの光透過率及び表示輝度を模式的に示す図であり、図15の(B)及び(C)は、それぞれ、画素Bの光透過率及び表示輝度を模式的に示す図である。図12〜図15の横軸は、画像表示の時間的経過(フレーム数)を示している。
また、このような面状光源装置とは別の構成、即ち、複数の面状光源ユニットから構成され、カラー液晶表示装置を構成する複数の表示領域ユニットにおける照度の分布を変化させる構成を有する面状光源装置が、例えば、特開2005−17324から周知である。尚、このような複数の面状光源ユニットから構成された面状光源装置を、便宜上、分割駆動の面状光源装置と呼ぶ場合がある。
更には、面状光源装置を以下に説明する方法に基づき制御することが、例えば、特開平11−109317に開示されている。即ち、面状光源装置における最高輝度をYmaxとし、表示領域における画素の光透過率(開口率)の最大値(具体的には、例えば100%)をLtmaxとする。また、面状光源装置が最高輝度Ymaxであるときに、表示領域における表示輝度y0を得るための画素の光透過率(開口率)をLt0とする。すると、この場合にあっては、面状光源装置の光源輝度Y0を、
Y0・Ltmax=Ymax・Lt0
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図16の(A)及び(B)に示す。ここで、光源輝度Y0をフレーム毎に変化させる。
Y0・Ltmax=Ymax・Lt0
を満足するように制御すればよい。尚、このような制御の概念図を図16の(A)及び(B)に示す。ここで、光源輝度Y0をフレーム毎に変化させる。
具体的には、例えば、面状光源装置の光源輝度(Y0)を図14の(A)及び図15の(A)に模式的に示すように制御し、加えて、画素の光透過率Ltを図14の(B)及び図15の(B)に模式的に実線にて示すように制御した場合、図14の(C)及び図15の(C)に模式的に実線にて示すような、画素A、画素Bにおける表示輝度(y)を得ることができる。
ところで、液晶材料は、有限の応答速度を有している。それ故、画素の光透過率Ltは、実際には、図15の(B)に点線で示すように変化する。一方、面状光源装置における光源を発光ダイオード(LED)から構成する場合、光源の輝度変化は、図15の(A)に示すように、画素の光透過率の変化よりも早い。従って、画素を駆動するために液晶表示装置組立体に外部から入力される駆動信号の値が一定である場合、本来ならば、図15の(C)に実線で示したような表示輝度が得られるはずであるが、実際には、図15の(C)に点線で示すような表示輝度しか得られない。そして、このような表示輝度の変化が生じた場合、液晶表示装置の表示画像においてはちらつきとして認識される。
従って、本発明の目的は、液晶表示装置の表示画像にちらつきが生じ難い液晶表示装置組立体の駆動方法を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法は、
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、
(B)表示領域を背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、
(B)表示領域を背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法は、
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
上記の目的を達成するための本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法は、
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)面状光源ユニットのそれぞれにおいて、各表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、該表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
(A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)面状光源ユニットのそれぞれにおいて、各表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、該表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする。
本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法においては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、更に、
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
といった形態とすることができる。
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
といった形態とすることができる。
上記の好ましい形態を含む本発明の第1の態様〜第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成され、各画素を構成する副画素のそれぞれに、副画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給される構成とすることができる。即ち、この場合の液晶表示装置は、カラー液晶表示装置である。そして、この場合、具体的には、各画素は、赤色発光副画素、緑色発光副画素、及び、青色発光副画素の3つの副画素を1組として構成され、あるいは又、これらの3つの副画素に更に1あるいは複数の副画素を加えた1組(例えば、輝度向上のために白色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するために補色を発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエローを発光する副画素を加えた1組、色再現範囲を拡大するためにイエロー及びシアンを発光する副画素を加えた1組)として構成される。
また、上記の好ましい形態を含む本発明の第1の態様〜第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法において、面状光源あるいは面状光源ユニットを構成する光源は、パルス幅変調(PWM)に基づき駆動される発光ダイオードから成り、1フレームにおける発光ダイオードの単位発光期間の数をKとしたとき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比を制御することで、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき面状光源における光源の輝度を制御することが好ましい。但し、このような構成に限定されるものではなく、面状光源あるいは面状光源ユニットを構成する光源として、その他、例えば、冷陰極線型の蛍光ランプや、エレクトロルミネッセンス(EL)を応用した光源を挙げることができる。
尚、本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法、あるいは、本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法の好ましい態様にあっては、各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御するが、この場合、P×Q個(Q行、P列)の面状光源ユニットにおけるQの値とKの値との関係は、Kの値をQの値の整数倍とすることが、即ち、αを正の整数の定数としたとき、
K=α×Q
とすることが、面状光源ユニットにおける発光制御の簡便性といった観点から好ましい。あるいは又、駆動回路において、各面状光源ユニットの配置位置に依存して各面状光源ユニットの発光開示時期を遅延させればよい。ここで、Qの値をパラメータとして遅延時間を予め決定しておき、駆動回路に備えられた記憶装置内に記憶させておけばよい。より具体的には、線順次駆動される透過型の液晶表示装置は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号に基づき画像を表示させ、1画面を構成するが、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される走査電極を含む表示領域ユニットに対応した各面状光源ユニットの発光開示時期を、より一層遅延させればよい。但し、各面状光源ユニットの発光期間は同じである。
K=α×Q
とすることが、面状光源ユニットにおける発光制御の簡便性といった観点から好ましい。あるいは又、駆動回路において、各面状光源ユニットの配置位置に依存して各面状光源ユニットの発光開示時期を遅延させればよい。ここで、Qの値をパラメータとして遅延時間を予め決定しておき、駆動回路に備えられた記憶装置内に記憶させておけばよい。より具体的には、線順次駆動される透過型の液晶表示装置は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号に基づき画像を表示させ、1画面を構成するが、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される走査電極を含む表示領域ユニットに対応した各面状光源ユニットの発光開示時期を、より一層遅延させればよい。但し、各面状光源ユニットの発光期間は同じである。
ここで、画素あるいは副画素の光透過率(開口率とも呼ばれる)Lt、及び、画素あるいは副画素に対応する表示領域の部分の輝度(表示輝度)y、面状光源装置あるいは面状光源ユニットの輝度(光源輝度)Yを、以下のとおり、定義する。
Y1・・・・光源輝度の、例えば最高輝度であり、以下、光源輝度・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt1・・・表示領域あるいは表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であるときに、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxあるいは表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
y2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Y2・・・・フレーム内・駆動信号最大値xF-maxあるいは表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1であると仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための、面状光源装置あるいは面状光源ユニットの光源輝度。
Lt1・・・表示領域あるいは表示領域ユニットにおける画素あるいは副画素の光透過率(開口率)の、例えば最大値であり、以下、光透過率・第1規定値と呼ぶ場合がある。
Lt2・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であるときに、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxあるいは表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定したときの画素あるいは副画素の光透過率(開口率)であり、以下、光透過率・第2規定値と呼ぶ場合がある。尚、0≦Lt2≦Lt1
y2・・・・光源輝度が光源輝度・第1規定値Y1であり、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第2規定値Lt2であると仮定したときに得られる表示輝度であり、以下、表示輝度・第2規定値と呼ぶ場合がある。
Y2・・・・フレーム内・駆動信号最大値xF-maxあるいは表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素あるいは副画素に供給されたと想定し、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)が光透過率・第1規定値Lt1であると仮定したとき、画素あるいは副画素の輝度を表示輝度・第2規定値(y2)とするための、面状光源装置あるいは面状光源ユニットの光源輝度。
以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第1の態様〜第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法(以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある)においては、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxあるいは表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御するが、具体的には、例えば、画素あるいは副画素の光透過率(開口率)を、例えば光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度y2が得られるように、光源輝度Y2を制御すればよい(例えば、減少させればよい)。即ち、例えば、以下の式(1)を満足するように、フレーム毎に光源輝度Y2を制御すればよい。尚、Y2≦Y1の関係にある。
Y2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
本発明において、光源を、赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード、及び、青色発光ダイオードを1組として構成して白色光を得る場合、赤色発光ダイオードは、例えば、波長640nmの赤色を発光し、緑色発光ダイオードは、例えば、波長530nmの緑色を発光し、青色発光ダイオードは、例えば、波長450nmの青色を発光する。尚、赤色、緑色、青色以外の第4番目の色、第5番目の色・・・を発光する発光ダイオードを更に備えていてもよい。あるいは又、白色発光ダイオード(例えば、紫外又は青色発光ダイオードと蛍光体粒子とを組み合わせて白色を発光する発光ダイオード)を備えている形態とすることもできる。
本発明の第1の態様あるいは第2の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源装置あるいは面状光源ユニットの輝度が駆動回路によって制御されるので、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができる。また、本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源ユニットの輝度が駆動回路によって制御されるので、面状光源装置の消費電力の低減を図ることができるばかりか、表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットの輝度(光強度)を増減させるので、高いコントラスト比を得ることができる。
しかも、本発明の第1の態様〜第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置あるいは面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御するので、液晶表示装置組立体に入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、液晶表示装置の表示画像にちらつきが生じることを確実に防止することができる。
更には、本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法、あるいは、本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法の好ましい態様にあっては、各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御するので、より一層正確、精密な液晶表示装置の表示画像の制御を行うことができる。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
実施例1は、本発明の第1の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法に関する。尚、実施例1、あるいは後述する実施例2〜実施例4にあっては、透過型の液晶表示装置を透過型のカラー液晶表示装置とする。
図5に概念図を示すように、実施例1における透過型のカラー液晶表示装置10は、第1の方向に沿ってM0個、第2の方向に沿ってN0個の、合計M0×N0個の画素が2次元マトリクス状に配列された表示領域11を有する。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてHD−TV規格を満たすものであり、2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、例えば、(1920,1080)である。また、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11を、図5においては一点鎖線で示す。ここで、各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成されている。より具体的には、各画素は、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])の3つの副画素(サブピクセル)から構成されている。この透過型のカラー液晶表示装置10は、線順次駆動される。より具体的には、カラー液晶表示装置10は、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有し、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号(制御信号に基づく信号である)に基づき画像を表示させ、1画面を構成する。尚、後述する実施例2〜実施例4における透過型のカラー液晶表示装置10Aも、実質的に同様の構成、構造を有する。
直下型の面状光源装置(バックライト)40は、表示領域11を背面から照明する。尚、カラー液晶表示装置10の下方に面状光源装置40が位置しているが、図5においては、カラー液晶表示装置10と面状光源装置40とを別々に表示した。面状光源装置及びカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図を図7に示す。尚、面状光源装置40を構成する光源は、パルス幅変調に基づき駆動される発光ダイオード41から成る。
面状光源装置40は、外側フレーム53と内側フレーム54とを備えた筐体51から構成されている。そして、透過型のカラー液晶表示装置10の端部は、外側フレーム53と内側フレーム54とによって、スペーサ55A,55Bを介して挟み込まれるように保持されている。また、外側フレーム53と内側フレーム54との間には、ガイド部材56が配置されており、外側フレーム53と内側フレーム54とによって挟み込まれたカラー液晶表示装置10がずれない構造となっている。筐体51の内部であって上部には、拡散板61が、スペーサ55C、ブラケット部材57を介して、内側フレーム54に取り付けられている。また、拡散板61の上には、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群が積層されている。
筐体51の内部であって下部には、反射シート65が備えられている。ここで、この反射シート65は、その反射面が拡散板61と対向するように配置され、筐体51の底面52Aに図示しない取付け用部材を介して取り付けられている。反射シート65は、例えば、シート基材上に、銀反射膜、低屈折率膜、高屈折率膜を順に積層された構造を有する銀増反射膜から構成することができる。反射シート65は、複数の発光ダイオード41から出射された光や、筐体51の側面52Bによって反射された光を反射する。こうして、赤色を発光する複数の赤色発光ダイオード41R、緑色を発光する複数の緑色発光ダイオード41G、及び、青色を発光する複数の青色発光ダイオード41Bから出射された赤色光、緑色光及び青色光が混色され、色純度の高い白色光を照明光として得ることができる。この照明光は、拡散板61、拡散シート62、プリズムシート63、偏光変換シート64といった光学機能シート群を通過し、カラー液晶表示装置10を背面から照射する。筐体51の底面52A近傍には、フォトダイオード44R,44G,44Bが配置されている。尚、フォトダイオード44Rは、赤色光の光強度を測定するために赤色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード44Gは、緑色光の光強度を測定するために緑色フィルターが取り付けられたフォトダイオードであり、フォトダイオード44Bは、青色光の光強度を測定するために青色フィルターが取り付けられたフォトダイオードである。
発光ダイオード41R,41G,41Bの配列状態は、例えば、赤色(例えば、波長640nm)を発光する赤色発光ダイオード41R、緑色(例えば、波長530nm)を発光する緑色発光ダイオード41G、及び、青色(例えば、波長450nm)を発光する青色発光ダイオード41Bを1組とした発光ダイオード・ユニットを水平方向及び垂直方向に複数、並べる配列とすることができる。
面状光源装置40及びカラー液晶表示装置10を駆動するための駆動回路は、パルス幅変調方式に基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41R、緑色発光ダイオード41G及び青色発光ダイオード41Bのオン/オフ制御を行うバックライト制御ユニット70及び面状光源駆動回路80、並びに、液晶表示装置駆動回路90から構成されている。ここで、バックライト制御ユニット70は、演算回路71及び記憶装置(メモリ)72から構成されている。一方、面状光源駆動回路80は、演算回路81、記憶装置(メモリ)82、LED駆動回路83、フォトダイオード制御回路84、FETから成るスイッチング素子85R,85G,85B、発光ダイオード駆動電源(定電流源)86から構成されている。或るフレームにおける発光ダイオード41R,41G,41Bの発光状態は、フォトダイオード44R,44G,44Bによって測定され、フォトダイオード44R,44G,44Bからの出力はフォトダイオード制御回路84に入力され、フォトダイオード制御回路84、演算回路81において、発光ダイオード41R,41G,41Bの例えば輝度や色度としてのデータ(信号)とされ、係るデータがLED駆動回路83に送られ、次のフレームにおける発光ダイオード41R,41G,41Bの発光状態が制御されるといったフィードバック機構が形成される。ここで、図6には、発光ダイオード駆動電源(定電流源)86を1つで描写しているが、実際には、発光ダイオード41R,41G,41Bのそれぞれを駆動するための発光ダイオード駆動電源86が配されている。バックライト制御ユニット70及び面状光源駆動回路80を構成するこれらの回路等は、周知の回路等とすることができる。一方、カラー液晶表示装置10を駆動するための液晶表示装置駆動回路90は、タイミングコントローラ91といった周知の回路から構成されている。また、カラー液晶表示装置10には、液晶セルを構成するTFTから成るスイッチング素子(図示せず)を駆動するための、ゲート・ドライバ、ソース・ドライバ等(これらは図示せず)が備えられている。
尚、後述する実施例2〜実施例4における面状光源装置40、駆動回路70,80A,90も、基本的には、実施例1における面状光源装置40、駆動回路70,80,90と同様の構成、構造を有する。
ここで、赤色発光副画素(副画素[R])、緑色発光副画素(副画素[G])、及び、青色発光副画素(副画素[B])を一括して纏めて『副画素[R,G,B]』と呼ぶ場合があり、赤色発光制御信号、緑色発光制御信号、及び、青色発光制御信号を一括して纏めて『制御信号[R,G,B]』と呼ぶ場合があり、赤色発光副画素駆動信号、緑色発光副画素駆動信号、及び、青色発光副画素駆動信号を一括して纏めて『駆動信号[R,G,B]』と呼ぶ場合がある。
各画素は、副画素[R](赤色発光サブピクセル)、副画素[G](緑色発光サブピクセル)、及び、副画素[B](青色発光サブピクセル)の3つの副画素(サブピクセル)を1組として構成されている。以下の実施例の説明においては、副画素[R,G,B]のそれぞれの輝度の制御(階調制御)を8ビット制御とし、0〜255の28段階にて行うとする。従って、表示領域11を構成する各画素における副画素[R,G,B]のそれぞれを駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとる。また、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41R、緑色発光ダイオード41G及び青色発光ダイオード41Bのそれぞれの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR,SG,SBも、0〜255の28段階の値をとる。但し、これに限定するものではなく、例えば、10ビット制御とし、0〜1023の210段階にて行うこともでき、この場合には、8ビットの数値での表現を、例えば4倍すればよい。
尚、以下の説明においては、便宜上、SR=SG=SB=S0とする。
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が液晶表示装置駆動回路90から供給される。即ち、液晶表示装置駆動回路90においては、入力された駆動信号[R,G,B]から制御信号[R,G,B]が生成され、この制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給(出力)される。尚、面状光源装置40における光源輝度Y2をフレーム毎に変化させるので、制御信号[R,G,B]は、基本的に、駆動信号[R,G,B]の値を2.2乗した値に対して、光源輝度Y2の変化に基づく補正(補償)を行った値を有する。そして、液晶表示装置駆動回路90を構成するタイミングコントローラ91から、カラー液晶表示装置10のゲート・ドライバ及びソース・ドライバに、制御信号[R,G,B]が周知の方法で送出され、制御信号[R,G,B]に基づき各副画素を構成するスイッチング素子(図示せず)が駆動され、液晶セルを構成する透明第1電極及び透明第2電極(これらは図示せず)に所望の電圧が印加されることで、各副画素の光透過率(開口率)Ltが制御される。ここで、制御信号[R,G,B]の値が大きいほど、副画素[R,G,B]の光透過率(副画素の開口率)Ltが高くなり、副画素[R,G,B]の輝度(表示輝度y)の値が高くなる。即ち、副画素[R,G,B]を通過する光によって構成される画像(通常、一種、点状である)は明るい。
表示輝度y及び光源輝度Y2の制御は、カラー液晶表示装置10の画像表示における1フレーム毎に行われる。また、1フレーム内において、あるいは又、2つの連続したフレームを跨って、カラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは同期させられる。
実施例1にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、(a)表示領域11を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路70,80,90に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源装置40の輝度(光源輝度Y2)を駆動回路70,80によって制御し、且つ、(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置40の輝度(光源輝度Y2)を駆動回路70,80によって制御する。
実施例1の液晶表示装置組立体の駆動方法における或る画素(副画素)に関する、面状光源装置の輝度(光源輝度Y2)、画素の光透過率Lt及び輝度(表示輝度y)を、模式的に、図1の(A)、(B)及び(C)、並びに、図3の(A)、(B)及び(C)に示す。尚、図1の(A)、(B)及び(C)は画素Aに関し、図3の(A)、(B)及び(C)は画素Bに関する。ここで、画素Aはカラー液晶表示装置10Aの上部に位置し、画素Bはカラー液晶表示装置10の下部に位置しており、画素Aよりも画素Bの方が、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される。尚、図1及び図3の横軸は、画像表示の時間的経過(フレーム数)を示している。また、実施例1の液晶表示装置組立体の駆動方法において、1つのフレーム(図1の(B)における第(f+3)番目のフレーム)における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比(以下、単に、デューティ比と呼ぶ場合がある)の制御、面状光源装置の輝度(光源輝度Y2)、及び、画素の光透過率Ltを、図2の(A)、(B)及び(C)に模式的に示す。
先に説明したように、液晶材料は、有限の応答速度を有している。それ故、画素の光透過率Ltは、図1の(B)、図2の(C)、及び、図3の(B)に実線で示すように変化する。そして、実施例1の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、図1の(A)及び図3の(A)に示すように、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置40の光源輝度Y2を駆動回路70,80によって制御する。従って、画素を駆動するために液晶表示装置組立体に外部から入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、図15に示した従来の技術とは異なり、図1の(C)に実線で示したような表示輝度yが得られる。その結果、カラー液晶表示装置10の表示画像にちらつきが生じることが無い。また、図3の(C)に実線で示したような表示輝度yが得られるが、このような表示輝度yであっても、カラー液晶表示装置10を見る者に何ら違和感を感じさせない。
以下、実施例1における液晶表示装置組立体の駆動方法を、図2の(A)、(B)及び(C)、図4の(A)及び(B)、図5、並びに、図6を参照して説明する。
[ステップ−100]
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御ユニット70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図5参照)。尚、駆動信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される駆動信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、バックライト制御ユニット70に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御ユニット70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御ユニット70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図5参照)。尚、駆動信号[R,G,B]は、例えば撮像管への入力光量をy’としたとき、撮像管からの出力信号であり、例えば放送局等から出力され、画素の光透過率Ltを制御するために液晶表示装置駆動回路90にも入力される駆動信号であり、入力光量y’の0.45乗の関数で表すことができる。そして、バックライト制御ユニット70に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御ユニット70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
[ステップ−110]
次いで、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された駆動信号[R,G,B]の値を読み出し、表示領域11を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxを、演算回路71において求める。そして、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxを、記憶装置72に記憶する。
次いで、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された駆動信号[R,G,B]の値を読み出し、表示領域11を構成する全ての画素における副画素[R,G,B]を駆動するための駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBの内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxを、演算回路71において求める。そして、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxを、記憶装置72に記憶する。
例えば、或るフレームにおいて、赤色発光副画素駆動信号(駆動信号[R])の値xRの最大値が「110」に相当する値であり、緑色発光副画素駆動信号(駆動信号[G])の値xGの最大値が「150」に相当する値であり、青色発光副画素駆動信号(駆動信号[B])の値xBの最大値が「50」に相当する値である場合、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxは「150」に相当する値である。
そして、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]が副画素[R,G,B]に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が面状光源装置40によって得られるように、面状光源装置40の輝度(光源輝度Y2)を、面状光源駆動回路80の制御下、増減する。即ち、前述したとおり、以下の式(1)を満足するように、フレーム毎に光源輝度Y2を制御すればよい。より具体的には、以下の式(1)を満足するように、光源輝度制御関数g(xnol-max)である式(2)に基づき、光源輝度Y2を制御すればよい。このような制御の概念図を図4の(A)及び(B)に示す。尚、光源輝度Y2の制御に関するこれらの関係、即ち、フレーム内・駆動信号最大値xF-max、この最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値y2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係は、予め求めておけばよい。
但し、画素(あるいは、画素を構成する副画素[R,G,B]のそれぞれ)を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号(駆動信号[R,G,B])の最大値をxmaxとしたとき、
xnol-max≡xF-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」である。
xnol-max≡xF-max/xmax
であり、a1,a0は定数であり、
a1+a0=1
0<a0<1,0<a1<1
で表すことができる。例えば、
a1=0.99
a0=0.01
とすればよい。また、駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBのそれぞれは、28段階の値をとるので、xmaxの値は「255」である。
Y2・Lt1=Y1・Lt2 (1)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max)2.2+a0 (2)
g(xnol-max)=a1・(xnol-max)2.2+a0 (2)
そして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られたg(xnol-max)の値を、記憶装置72に記憶された変換テーブルに基づき、0〜255の範囲内の対応する整数に変換する。こうして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において、面状光源装置40における赤色発光ダイオード41Rの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR、緑色発光ダイオード41Gの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SG、青色発光ダイオード41BBの発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SBを得ることができる。但し、実施例1〜実施例4においては、SR=SG=SB=S0とする。
更には、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置40の輝度Y2を駆動回路70,80によって制御するために、1フレームにおける発光ダイオードの単位発光期間の数をK(例えば、K=10)としたとき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間におけるデューティ比を制御する。
具体的には、1つ前のフレームにおけるフレーム内・駆動信号最大値xprev_F-maxに対応するパルス幅変調出力信号の値をSprevとしたとき、Sprev及び(S0−Sprev)の値に基づき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間におけるデューティ比を制御するために、単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’kを、以下の式(3)から計算で求める。但し、k’は係数であり、f(k)は、予め求められたkを変数とする関数である。尚、Sprev及び(S0−Sprev)の値をパラメータとしたテーブルを記憶装置72に記憶しておき、このテーブルに基づき、単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’k決定してもよい。
s’k=k’{(S0−Sprev)×f(k)+Sprev} (3)
[ステップ−120]
次に、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られた単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’K(但し、k=1,2,3・・・K)の値は、面状光源駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも、面状光源駆動回路80に送出される(図6参照)。
次に、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られた単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’K(但し、k=1,2,3・・・K)の値は、面状光源駆動回路80の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも、面状光源駆動回路80に送出される(図6参照)。
[ステップ−130]
そして、単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’kに基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード41Gのオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード41Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst(単位発光期間)
である。また、或る単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
そして、単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’kに基づき、面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41Rのオン時間tR-ON及びオフ時間tR-OFF、緑色発光ダイオード41Gのオン時間tG-ON及びオフ時間tG-OFF、青色発光ダイオード41Bのオン時間tB-ON及びオフ時間tB-OFFを演算回路81は決定する。尚、
tR-ON+tR-OFF=tG-ON+tG-OFF=tB-ON+tB-OFF=一定値tConst(単位発光期間)
である。また、或る単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比は、
tON/(tON+tOFF)=tON/tConst
で表すことができる。
こうして得られた面状光源装置40を構成する赤色発光ダイオード41R,緑色発光ダイオード41G、青色発光ダイオード41Bのオン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONに相当する信号の値に基づき、スイッチング素子85R,85G,85Bが、オン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源86からのLED駆動電流が、各発光ダイオード41R,41G,41Bに流される(図2の(A)参照)。その結果、各発光ダイオード41R,41G,41Bは、1フレーム時間中のオン時間tR-ON,tG-ON,tB-ONだけ発光する(図2の(B)参照)。このときの画素の光透過率(開口率)Ltの変化状態を模式的に図2の(C)に示す。こうして、表示領域11を、所定の照度において照明することができる。
こうして得られた状態を、図8の(A)及び(B)に実線で示すが、図8の(A)は、副画素を駆動するために液晶表示装置駆動回路90に入力される駆動信号の値を2.2乗した値(x’≡x2.2)とデューティ比(=tON/tConst)との関係を模式的に示す図であり、図8の(B)は、副画素の光透過率Ltを制御するための制御信号の値Xと表示輝度yとの関係を模式的に示す図である。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBはタイミングコントローラ91へ送られ、タイミングコントローラ91にあっては、入力された駆動信号[R,G,B]に相当する制御信号[R,G,B]を、副画素[R,G,B]に供給(出力)する。ここで、光透過率Lt2と駆動信号の値xとの関係について説明すると、光透過率Lt2は、駆動信号の値xの関数F(x)で表すことができる。尚、F(x)は、例えば、
F(x)=b1・x2.2+b0
で表すことができる。そして、関数F(x)の逆関数をG(x)とすると、
x=G(y2/Y2)
に基づき副画素を駆動することで、表示輝度・第2規定値y2を得ることができる。即ち、Y2・Lt1は、F(x)・Y2に基づき得ることができ、F(x)・Y2は、F(G(y2/Y2))・Y2、更には、(y2/Y2)・Y2と表すことができるので、最終的に、y2を得ることができる。
F(x)=b1・x2.2+b0
で表すことができる。そして、関数F(x)の逆関数をG(x)とすると、
x=G(y2/Y2)
に基づき副画素を駆動することで、表示輝度・第2規定値y2を得ることができる。即ち、Y2・Lt1は、F(x)・Y2に基づき得ることができ、F(x)・Y2は、F(G(y2/Y2))・Y2、更には、(y2/Y2)・Y2と表すことができるので、最終的に、y2を得ることができる。
こうして、1フレームの画像表示が行われる。1フレーム内において、カラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは、クロック信号CLKに基づき同期させられる。
実施例1にあっては、カラー液晶表示装置10の画像表示におけるフレーム毎に、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源装置40の輝度(光源輝度Y2)が駆動回路70,80によって制御されるので、即ち、フレーム毎に面状光源装置40の光源輝度Y2が制御されるので、面状光源装置40の消費電力の低減を図ることができる。しかも、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置40の光源輝度Y2を駆動回路70,80によって制御するので、液晶表示装置組立体に入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、カラー液晶表示装置10の表示画像にちらつきが生じることを確実に防止することができる。
実施例2は、本発明の第2の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法に関する。
図10に概念図を示すように、実施例2における線順次駆動の透過型カラー液晶表示装置10Aは、第1の方向に沿ってM0個、第2の方向に沿ってN0個の、合計M0×N0個の画素が2次元マトリクス状に配列された表示領域11を有する。表示領域11を、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に分割したと想定する。各表示領域ユニット12は複数の画素から構成されている。具体的には、例えば、画像表示用解像度としてHD−TV規格を満たすものであり、2次元マトリクス状に配列された画素(ピクセル)の数M0×N0を(M0,N0)で表記したとき、例えば、(1920,1080)である。また、2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域11(図10において、一点鎖線で示す)がP×Q個の仮想の表示領域ユニット12(境界を点線で示す)に分割されている。ここで、(P,Q)の値は、例えば、(19,12)である。但し、図面の簡素化のため、図10における表示領域ユニット12(及び、後述する面状光源ユニット42)の数は、この値と異なる。各表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されており、1つの表示領域ユニット12を構成する画素の数は、例えば、約1万である。各画素は、実施例1と同様に、副画素[R,G,B]の3つの副画素(サブピクセル)から構成されている。
直下型の面状光源装置(バックライト)40Aは、P×Q個の仮想の表示領域ユニット12に対応したP×Q個の面状光源ユニット42から成り、各面状光源ユニット42は、面状光源ユニット42に対応する表示領域ユニット12を背面から照明する。尚、カラー液晶表示装置10Aの下方に面状光源装置40Aが位置しているが、図10においては、カラー液晶表示装置10Aと面状光源装置40Aとを別々に表示した。尚、面状光源装置及びカラー液晶表示装置の模式的な一部断面図は、図7に示したと同様である。また、面状光源装置40Aは、仕切り板(図示せず)を備えている点を除き、実質的に、実施例1において説明した面状光源装置40と同様の構造、構成を有するので、詳細な説明は省略する。
面状光源装置40Aを構成する面状光源ユニット42は、複数の発光ダイオード41を、面状光源ユニット42の照明光(より具体的には、発光ダイオード41の出射光)に対して不透明な仕切り板によって区分けすることで得ることができる。このような構成にあっては、面状光源ユニット42における輝度は、隣接する面状光源ユニット42によって影響を受けない。
面状光源ユニット42及びカラー液晶表示装置10Aを駆動するための駆動回路は、パルス幅変調方式に基づき、面状光源ユニット42を構成する赤色発光ダイオード41R、緑色発光ダイオード41G及び青色発光ダイオード41Bのオン/オフ制御を行うバックライト制御ユニット70及び面状光源ユニット駆動回路80A、並びに、液晶表示装置駆動回路90から構成されている。尚、実施例2におけるバックライト制御ユニット70及び面状光源ユニット駆動回路80A、並びに、液晶表示装置駆動回路90は、それぞれ、実施例1において説明したバックライト制御ユニット70及び面状光源駆動回路80、並びに、液晶表示装置駆動回路90と実質的に同じ構成を有しているので、詳細な説明は省略する。
尚、後述する実施例3あるいは実施例4におけるカラー液晶表示装置10A、面状光源ユニット42、駆動回路70,80A,90も、基本的には、実施例2におけるカラー液晶表示装置10A、面状光源ユニット42、駆動回路70,80A,90と同様の構成、構造を有する。
そして、画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号が駆動回路から供給される。具体的には、副画素[R,G,B]のそれぞれに、副画素[R,G,B]のそれぞれの光透過率Ltを制御する制御信号[R,G,B]が液晶表示装置駆動回路90から供給される。尚、この点に関しては、実施例1と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例2あるいは後述する実施例3〜実施例4における線順次駆動される透過型のカラー液晶表示装置10Aは、実施例1において説明したと同様に、マトリクス状に交差する走査電極(第1の方向に沿って延びている)とデータ電極(第2の方向に沿って延びている)とを有している。そして、走査電極に走査信号を入力して走査電極を選択、走査し、データ電極に入力されたデータ信号(制御信号に基づく信号である)に基づき画像を表示させ、1画面を構成する。
実施例2にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、(a)表示領域11を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路70,80A,90に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)を駆動回路70,80Aによって制御し、且つ、(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)を駆動回路70,80Aによって制御し、且つ、(c)各面状光源ユニット42の配置位置に依存して、各面状光源ユニット42の発光開示時期を駆動回路80Aによって制御する。ここで、実施例2にあっては、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される走査電極を含む表示領域ユニット12に対応した各面状光源ユニット42の発光開示時期を、より一層遅延させる。但し、各面状光源ユニット42の発光期間は同じである。そして、1フレーム内において、あるいは又、2つの連続したフレームを跨って、カラー液晶表示装置10の動作と面状光源装置40の動作とは、クロック信号CLKに基づき同期させられる。
実施例2の液晶表示装置組立体の駆動方法における或る画素(副画素)に関する、面状光源装置の輝度(光源輝度Y2)、画素の光透過率Lt及び輝度(表示輝度y)を模式的に、図9の(A)、(B)及び(C)に示す。ここで、図9の(A)における実線は、画素Aが含まれる表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット42における光源輝度Y2を示し、図9の(A)における点線は、画素Bが含まれる表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット42における光源輝度Y2を示す。また、図9の(B)の実線は、画素Aの光透過率Ltを模式的に示す図であり、図9の(B)の点線は、画素Bの光透過率Ltを模式的に示す図である。更には、図9の(C)は、画素A及び画素Bの表示輝度yを模式的に示す図である。ここで、図9の(A)、(B)、(C)における横軸は、画像表示の時間的経過(フレーム数)を示している。また、画素Aは液晶表示装置の上部に位置し、画素Bは液晶表示装置の下部に位置しており、画素Aよりも画素Bの方が、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される。
先に説明したように、液晶材料は、有限の応答速度を有している。それ故、画素の光透過率Ltは、図9の(B)に実線及び点線で示すように変化する。そして、実施例2の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、図9の(A)に実線及び点線で示すように、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42の光源輝度Y2を駆動回路80Aによって制御する。従って、画素を駆動するために液晶表示装置組立体に外部から入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、図15に示した従来の技術とは異なり、図9の(C)に実線で示したような表示輝度が画素A及び画素Bのいずれにおいても得られるので、カラー液晶表示装置10Aの表示画像にちらつきが生じることが無い。
実施例2の液晶表示装置組立体の駆動方法においては、実施例1の[ステップ−100]〜[ステップ−130]と同様のステップを実行すればよい。但し、実施例1の[ステップ−130]と同様のステップにおいて、第1行目に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間Δtが経過した後、第2行目に属する面状光源ユニット42の発光を開始し、第2行目に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間Δtが経過した後、第3行目に属する面状光源ユニット42の発光を開始し、第q行目に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間ΔT(=q×Δt)が経過した後、第(q+1)行目に属する面状光源ユニット42の発光を開始するといった処理を行えばよい。
実施例2にあっては、実施例1と同様に、カラー液晶表示装置10Aの画像表示におけるフレーム毎に、フレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)が駆動回路70,80Aによって制御されるので、即ち、フレーム毎に面状光源ユニット42の光源輝度Y2が制御されるので、面状光源装置40Aの消費電力の低減を図ることができる。しかも、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42の光源輝度Y2を駆動回路70,80Aによって制御するので、液晶表示装置組立体に入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、カラー液晶表示装置10Aの表示画像にちらつきが生じることを確実に防止することができる。更には、実施例2の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、各面状光源ユニット42の配置位置に依存して、各面状光源ユニット42の発光開示時期を駆動回路80Aによって制御するので、より一層正確、精密な液晶表示装置の表示画像の制御を行うことができる。
実施例3は、本発明の第3の態様に係る液晶表示装置組立体の駆動方法に関する。
2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域がP×Q個の表示領域ユニットに分割されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、Q行×P列の表示領域ユニットに分割されていると云える。また、表示領域ユニット12は複数(M×N)の画素から構成されているが、この状態を、「行」及び「列」で表現すると、N行×M列の画素から構成されていると云える。尚、2次元マトリクス状に配列され、第q行、第p列[但し、q=1,2,・・・,Qであり、p=1,2,・・・,Pである]に位置する表示領域ユニット、面状光源ユニットを、それぞれ、表示領域ユニット12(q,p)、面状光源ユニット42(q,p)と表記し、表示領域ユニット12(q,p)あるいは面状光源ユニット42(q,p)に関連する要素、項目に、添字「(q,p)」あるいは「-(q,p)」を付する場合がある。
実施例1あるいは実施例2にあっては、表示領域11を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路70,80(80A),90に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2)が得られるように、面状光源装置40あるいは面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)を駆動回路70,80(80A)によって制御する。即ち、面状光源装置40は分割駆動されていないし、面状光源ユニット42もユニット単位で分割された駆動(分割駆動)とされていない。云い換えれば、面状光源装置40は表示領域11を均等に照明しているし、面状光源ユニット42は表示領域ユニット12を均等に照明しており、面状光源ユニット42間で光源輝度Y2に実質的に差異は無い。
一方、実施例3の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、面状光源ユニット42は、ユニット単位で分割された駆動(分割駆動)とされている。云い換えれば、面状光源ユニット42は表示領域ユニット12を照明しているが、面状光源ユニット42間で光源輝度Y2に差異が存在し得る。即ち、実施例3にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、(a)面状光源ユニット42(q,p)のそれぞれにおいて、各表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路70,80A(q,p),90に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が得られるように、この表示領域ユニット12(q,p)に対応する面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))を駆動回路70,80A(q,p)によって制御し、且つ、(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))を駆動回路70,80A(q,p)によって制御する。
実施例3の液晶表示装置組立体の駆動方法における或る画素(副画素)に関する、面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))、画素の光透過率Lt及び輝度(表示輝度y2-(q,p))を、模式的に、図1の(A)、(B)及び(C)、並びに、図3の(A)、(B)及び(C)に示したと同様とした。即ち、画素Aを含む表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)と、画素Bを含む表示領域ユニット12に対応する面状光源ユニット42の輝度(光源輝度Y2)の値を、便宜上、同じとした。但し、実施例2と同様に、画素Aはカラー液晶表示装置10Aの上部に位置し、画素Bはカラー液晶表示装置10の下部に位置しており、画素Aよりも画素Bの方が、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される。図11の(A)及び(B)の概念図に、実施例3において、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2-(q,p)が面状光源ユニットによって得られるように、面状光源ユニットの輝度(光源輝度Y2-(q,p))を、面状光源ユニット駆動回路の制御下、増減する状態を示す。
以下、実施例3における面状光源装置の駆動方法を、再び、図10を参照して、説明する。
[ステップ−300]
実施例1の[ステップ−100]と同様にして、スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御ユニット70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図10参照)。そして、バックライト制御ユニット70に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御ユニット70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
実施例1の[ステップ−100]と同様にして、スキャンコンバータ等の周知のディスプレイ回路から送出された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]及びクロック信号CLKは、バックライト制御ユニット70及び液晶表示装置駆動回路90に入力される(図10参照)。そして、バックライト制御ユニット70に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBは、バックライト制御ユニット70を構成する記憶装置(メモリ)72に、一旦、記憶される。また、液晶表示装置駆動回路90に入力された1フレーム分の駆動信号[R,G,B]の値xR,xG,xBも、液晶表示装置駆動回路90を構成する記憶装置(図示せず)に、一旦、記憶される。
[ステップ−310]
次いで、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された駆動信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12(q,p)において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素における副画素[R,G,B](q,p)を駆動するための駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
次いで、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71においては、記憶装置72に記憶された駆動信号[R,G,B]の値を読み出し、第(p,q)番目[但し、先ず、p=1,q=1]の表示領域ユニット12(q,p)において、この第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を構成する全ての画素における副画素[R,G,B](q,p)を駆動するための駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、演算回路71において求める。そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。このステップを、m=1,2,・・・,M、n=1,2,・・・,Nの全てに対して、即ち、M×N個の画素に対して、実行する。
例えば、xR-(q,p)が「110」に相当する値であり、xG-(q,p)が「150」に相当する値であり、xB-(q,p)が「50」に相当する値である場合、xU-max(q,p)は「150」に相当する値である。
この操作を、(p,q)=(1,1)から(P,Q)まで繰り返し、全ての表示領域ユニット12(q,p)における表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)を、記憶装置72に記憶する。
そして、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号[R,G,B](q,p)に相当する制御信号[R,G,B](q,p)が副画素[R,G,B](q,p)に供給されたと想定したときの輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が面状光源ユニット42(q,p)によって得られるように、表示領域ユニット12(q,p)に対応する面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))を、前述した面状光源ユニット駆動回路80A(q,p)の制御下、増減する。即ち、前述したとおり、式(1)を満足するように、フレーム毎に光源輝度Y2-(q,p)を制御すればよい。より具体的には、式(1)を満足するように、光源輝度制御関数g(xnol-max)である式(2)に基づき、光源輝度Y2-(q,p)を制御すればよい。このような制御の概念図は、図4の(A)及び(B)に示したと同様である。尚、光源輝度Y2の制御に関するこれらの関係、即ち、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max、この最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号の値、このような制御信号が画素(副画素)に供給されたと想定したときの表示輝度・第2規定値y2、このときの各副画素の光透過率(開口率)[光透過率・第2規定値Lt2]、各副画素の光透過率(開口率)を光透過率・第1規定値Lt1としたときに表示輝度・第2規定値y2が得られるような面状光源ユニットにおける輝度制御パラメータの関係は、予め求めておけばよい。
そして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られたg(xnol-max)の値を、記憶装置72に記憶されたテーブルに基づき、0〜255の範囲内の対応する整数に変換する。こうして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において、面状光源ユニット42(q,p)における赤色発光ダイオード41R(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SR-(q,p)、緑色発光ダイオード41G(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SG-(q,p)、青色発光ダイオード41B(q,p)の発光時間を制御するためのパルス幅変調出力信号の値SB-(q,p)を得ることができる。但し、SR-(q,p)=SG-(q,p)=SB-(q,p)=S0-(q,p)とする。
そして、実施例1の[ステップ−110]にて説明したと同様に、第k番目の単位発光期間における単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’k-(q,p)を求める。
[ステップ−320]
次に、実施例1の[ステップ−120]と同様にして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られた単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’k-(q,p)は、面状光源ユニット42(q,p)に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80A(q,p)の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80A(q,p)に送出される(図10参照)。
次に、実施例1の[ステップ−120]と同様にして、バックライト制御ユニット70を構成する演算回路71において得られた単位発光期間・パルス幅変調出力信号の補正値s’k-(q,p)は、面状光源ユニット42(q,p)に対応して設けられた面状光源ユニット駆動回路80A(q,p)の記憶装置82に送出され、記憶装置82において記憶される。また、クロック信号CLKも面状光源ユニット駆動回路80A(q,p)に送出される(図10参照)。
[ステップ−330]
その後、実施例1の[ステップ−130]と同様のステップを実行する。そして、面状光源ユニット42(q,p)を構成する赤色発光ダイオード41R(q,p),緑色発光ダイオード41G(q,p)、青色発光ダイオード41B(q,p)のオン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号の値に基づき、スイッチング素子85R(q,p),85G(q,p),85B(q,p)が、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源86からのLED駆動電流が、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)に流される。その結果、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)は、1フレーム時間中のオン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけ発光する。こうして、第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を、所定の照度において照明する。
その後、実施例1の[ステップ−130]と同様のステップを実行する。そして、面状光源ユニット42(q,p)を構成する赤色発光ダイオード41R(q,p),緑色発光ダイオード41G(q,p)、青色発光ダイオード41B(q,p)のオン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号が、LED駆動回路83に送られ、このLED駆動回路83から、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)に相当する信号の値に基づき、スイッチング素子85R(q,p),85G(q,p),85B(q,p)が、オン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけオン状態となり、発光ダイオード駆動電源86からのLED駆動電流が、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)に流される。その結果、各発光ダイオード41R(q,p),41G(q,p),41B(q,p)は、1フレーム時間中のオン時間tR-ON-(q,p),tG-ON-(q,p),tB-ON-(q,p)だけ発光する。こうして、第(p,q)番目の表示領域ユニット12(q,p)を、所定の照度において照明する。
一方、液晶表示装置駆動回路90に入力された駆動信号[R,G,B](q,p)の値xR-(q,p),xG-(q,p),xB-(q,p)は、実施例1と同様にしてタイミングコントローラ91にて処理され、駆動信号[R,G,B](q,p)に相当する制御信号[R,G,B](q,p)を、副画素[R,G,B](q,p)に供給(出力)する。そして、この制御信号[R,G,B](q,p)の値XR-(q,p),XG-(q,p),XB-(q,p)に基づき、副画素[R,G,B](q,p)の光透過率(開口率)Ltが制御される。
実施例3の液晶表示装置組立体の駆動方法においては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が得られるように、面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))が駆動回路70,80A(q,p)によって制御されるので、即ち、フレーム毎に面状光源ユニット42(q,p)の輝度が駆動回路70,80A(q,p)によって制御されるので、面状光源装置40の消費電力の低減を図ることができるばかりか、高いコントラスト比を得ることができる。しかも、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42の光源輝度Y2-(q,p)を駆動回路70,80A(q,p)によって制御するので、液晶表示装置組立体に入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、カラー液晶表示装置10Aの表示画像にちらつきが生じることを確実に防止することができる。
実施例4は実施例3の変形である。実施例4の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、更に、各面状光源ユニット42の配置位置に依存して、各面状光源ユニット42の発光開示時期を駆動回路によって制御する。具体的には、実施例4にあっては、1フレーム内において、より遅く走査信号が入力されて選択される走査電極を含む表示領域ユニット12に対応した各面状光源ユニット42の発光開示時期を、より一層遅延させる。即ち、実質的に、実施例2において説明したと同様の駆動を行う。
具体的には、実施例4の液晶表示装置組立体の駆動方法においては、実施例3の[ステップ−300]〜[ステップ−330]を実行する。但し、実施例3の[ステップ−330]と同様のステップにおいて、実施例2と同様に、第1行目(q=1)に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間Δtが経過した後、第2行目(q=2)に属する面状光源ユニット42の発光を開始し、第2行目(q=2)に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間Δtが経過した後、第3行目(q=3)に属する面状光源ユニット42の発光を開始し、第q’行目に属する面状光源ユニット42の発光開示時期よりも、予め決められた遅延時間ΔT(=q’×Δt)が経過した後、第(q’+1)行目に属する面状光源ユニット42の発光を開始するといった処理を行えばよい。
実施例4にあっては、実施例3と同様に、カラー液晶表示装置10Aの画像表示におけるフレーム毎に、表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-max(q,p)に等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度(光透過率・第1規定値Lt1における表示輝度・第2規定値y2-(q,p))が得られるように、面状光源ユニット42(q,p)の輝度(光源輝度Y2-(q,p))が駆動回路70,80A(q,p)によって制御されるので、即ち、フレーム毎に面状光源ユニット42(q,p)の光源輝度Y2-(q,p)が制御されるので、面状光源装置40Aの消費電力の低減を図ることができる。しかも、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニット42(q,p)の光源輝度Y2-(q,p)を駆動回路70,80A(q,p)によって制御するので、液晶表示装置組立体に入力される駆動信号の値が一定である場合であっても、カラー液晶表示装置10Aの表示画像にちらつきが生じることを確実に防止することができる。更には、実施例4の液晶表示装置組立体の駆動方法にあっては、各面状光源ユニット42(q,p)の配置位置に依存して、各面状光源ユニット42(q,p)の発光開示時期を駆動回路80A(q,p)によって制御するので、より一層正確、精密な液晶表示装置の表示画像の制御を行うことができる。
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した透過型のカラー液晶表示装置や面状光源装置、面状光源ユニット、液晶表示装置組立体の構成、構造は例示であるし、これらを構成する部材、材料等も例示であり、適宜、変更することができる。発光ダイオードの温度を温度センサーで監視し、その結果を、面状光源駆動回路80や面状光源ユニット駆動回路80Aにフィードバックすることで、面状光源装置40や面状光源ユニット42の輝度補償(補正)や温度制御を行ってもよい。実施例においては、液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定して説明を行ったが、場合によっては、透過型の液晶表示装置は、P×Q個の実際の表示領域ユニットに分割された構造を有していてもよい。
10,10A・・・カラー液晶表示装置、11・・・表示領域、12・・・表示領域ユニット、40,40A・・・面状光源装置、41,41R,41G,41B・・・発光ダイオード、42・・・面状光源ユニット、44R,44G,44B・・・フォトダイオード、51・・・筐体、52A・・・筐体の底面、52B・・・筐体の側面、53・・・外側フレーム、54・・・内側フレーム、55A,55B・・・スペーサ、56・・・ガイド部材、57・・・ブラケット部材、61・・・拡散板、62・・・拡散シート、63・・・プリズムシート、64・・・偏光変換シート、65・・・反射シート、70・・・バックライト制御ユニット、71・・・演算回路、72・・・記憶装置(メモリ)、80・・・面状光源駆動回路、80A・・・面状光源ユニット駆動回路、81・・・演算回路、82・・・記憶装置(メモリ)、83・・・LED駆動回路、84・・・フォトダイオード制御回路、85R,85G,85B・・・スイッチング素子、86・・・発光ダイオード駆動電源、90・・・液晶表示装置駆動回路、91・・・タイミングコントローラ
Claims (11)
- (A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有する透過型の液晶表示装置、
(B)表示領域を背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源装置の輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成され、
各画素を構成する副画素のそれぞれに、副画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 面状光源装置を構成する光源は、パルス幅変調に基づき駆動される発光ダイオードから成り、
1フレームにおける発光ダイオードの単位発光期間の数をKとしたとき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比を制御することで、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき面状光源装置の輝度を制御することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - (A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)表示領域を構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値であるフレーム内・駆動信号最大値xF-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成され、
各画素を構成する副画素のそれぞれに、副画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給されることを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 面状光源ユニットを構成する光源は、パルス幅変調に基づき駆動される発光ダイオードから成り、
1フレームにおける発光ダイオードの単位発光期間の数をKとしたとき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比を制御することで、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき面状光源ユニットの輝度を制御することを特徴とする請求項4に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - (A)2次元マトリクス状に配列された画素から構成された表示領域を有し、線順次駆動される透過型の液晶表示装置、
(B)液晶表示装置の表示領域をP×Q個の仮想の表示領域ユニットに分割したと想定したときの該P×Q個の表示領域ユニットに対応したP×Q個の面状光源ユニットから成り、各面状光源ユニットは、該面状光源ユニットに対応する表示領域ユニットを背面から照明する面状光源装置、並びに、
(C)面状光源装置及び液晶表示装置を駆動するための駆動回路、
を備えた液晶表示装置組立体の駆動方法であって、
画素のそれぞれに、画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給され、
液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、
(a)面状光源ユニットのそれぞれにおいて、各表示領域ユニットを構成する全ての画素を駆動するために駆動回路に入力される駆動信号の値の内の最大値である表示領域ユニット内・駆動信号最大値xU-maxに等しい値を有する駆動信号に相当する制御信号が画素に供給されたと想定したときの画素の輝度が得られるように、該表示領域ユニットに対応する面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御し、且つ、
(b)画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき、面状光源ユニットの輝度を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 液晶表示装置の画像表示におけるフレーム毎に、更に、
(c)各面状光源ユニットの配置位置に依存して、各面状光源ユニットの発光開示時期を駆動回路によって制御する、
ことを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 各画素は、それぞれが異なる色を発光する複数の副画素を1組として構成され、
各画素を構成する副画素のそれぞれに、副画素のそれぞれの光透過率を制御する制御信号が駆動回路から供給されることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - 面状光源ユニットを構成する光源は、パルス幅変調に基づき駆動される発光ダイオードから成り、
1フレームにおける発光ダイオードの単位発光期間の数をKとしたとき、第k番目(但し、k=1,2,3・・・K)の単位発光期間における発光ダイオードのパルス幅変調に基づく駆動におけるデューティ比を制御することで、画素を構成する液晶材料の応答速度に基づき面状光源ユニットの輝度を制御することを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。 - Kの値はQの値の整数倍であることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置組立体の駆動方法。
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