JP2008015070A - カラー表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】偶数個の副画素を含む画素を備えた表示装置で発生する横シャドーを防止する。
【解決手段】走査信号線駆動回路12およびデータ信号線駆動回路13は、ドット反転駆動を行うことにより、画素アレイ14を駆動する。画素アレイ14の各行には、4個の副画素を白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置したA型画素と、4個の副画素を赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置したB型画素を交互に配置する。単色表示を行うときには、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、横シャドーの発生を防止することができる。画素が白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含む場合も、同様である。
【選択図】図1
【解決手段】走査信号線駆動回路12およびデータ信号線駆動回路13は、ドット反転駆動を行うことにより、画素アレイ14を駆動する。画素アレイ14の各行には、4個の副画素を白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置したA型画素と、4個の副画素を赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置したB型画素を交互に配置する。単色表示を行うときには、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、横シャドーの発生を防止することができる。画素が白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含む場合も、同様である。
【選択図】図1
Description
本発明は、表示装置に関し、特に、4個以上の副画素(絵素)を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置に関する。
カラー表示を行う多くの液晶表示装置では、1個の画素は、光の3原色に対応した3個の副画素(赤副画素、緑副画素および青副画素)によって構成されている。また、近年では、画面をより明るくするために、各画素に対して白色に対応した白副画素(あるいは、黄色に対応した黄副画素)を追加した液晶表示装置が開発されている。以下、前者を「3副画素構成の液晶表示装置」、後者を「4副画素構成の液晶表示装置」という。4副画素構成の液晶表示装置によれば、バックライトの消費電力を増大させることなく、画面を明るくすることができる。
ところで、液晶表示装置では、画面の焼き付きを防止するために、一定時間ごとに液晶印加電圧の極性を反転させる必要がある。また、液晶表示装置では、フレームごとに液晶印加電圧の極性を反転させただけでは画面にフリッカ(ちらつき)が発生するので、ラインごと、あるいは、副画素ごとに液晶印加電圧の極性を反転させる駆動方法が用いられる。例えば、液晶表示装置では、液晶印加電圧の極性をフレームごと、ラインごと、および、副画素ごとに反転させるドット反転駆動がしばしば用いられる。
なお、4副画素構成の液晶表示装置については、次のような従来技術が知られている。特許文献1には、カラーフィルタが設けられていない白副画素と、白色光を出射するバックライトとを備えた4副画素構成の液晶表示装置が開示されている。特許文献2には、白副画素が他の副画素よりも小さく、屈折部を有する等長のデータ信号線を副画素間に配置した4副画素構成の液晶表示装置が開示されている。特許文献3には、赤副画素、緑副画素および青副画素に加えて、黄色に対応した黄副画素を含む画素を備えた液晶表示装置が開示されている。
特開2004−4822号公報
特開2005−62869号公報
特開2001−209047号公報
3副画素構成の液晶表示装置では、図6(a)に示すように、画素は行方向(走査信号線が伸延する方向)および列方向(データ信号線が伸延する方向)に並べて配置されており、画素内では赤副画素、緑副画素および青副画素は行方向に並べて配置されている。このため、画素アレイの各行には、同じ種類の副画素は3個目ごとに配置される。したがって、ドット反転駆動を行う場合、図6(b)に示すように、同じ行に配置された同じ種類の副画素には、正の電圧と負の電圧が交互に与えられる。
これに対して、従来の4副画素構成の液晶表示装置では、図7(a)に示すように、画素内では白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素は行方向に並べて配置されている。このため、画素アレイの各行には、同じ種類の副画素は4個目ごとに配置される。したがって、ドット反転駆動を行う場合、図7(b)に示すように、同じ行に配置された同じ種類の副画素には、同じ極性の電圧が与えられる。
このため、従来の4副画素構成の液晶表示装置では、ドット反転駆動を行って単色(赤色、緑色または青色)の領域を含む画面を表示すると、画面に横シャドーと呼ばれるノイズが発生する。例えば、黒色の背景画面の中に赤色のウインドウを表示する場合(図8(a)を参照)には、赤色のウインドウの両横に横シャドーSが発生し、横シャドーSが発生した部分は黒色にならなくなる(図8(b)を参照)。
このような横シャドーが発生する理由は、以下のとおりである。赤色のウインドウ内の画素では、赤副画素には絶対値が最大の電圧(正の最大電圧または負の最小電圧)が与えられ、それ以外の副画素には絶対値が最小の電圧(正の最小電圧または負の最大電圧)が与えられる。3副画素構成の液晶表示装置では、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が交互に与えられるので、同じ行に配置された赤副画素には正の最大電圧と負の最大電圧とが交互に与えられる。これに対して、4副画素構成の液晶表示装置では、同じ行に配置された同じ種類の副画素には同極性の電圧が与えられるので、同じ行に配置された赤副画素には、正の最大電圧および負の最小電圧のいずれか一方が連続して与えられる。
液晶表示装置では、副画素の明るさは、副画素に設けられた画素電極と共通電極との間の電位差(液晶印加電圧)によって決定される。ところが、同じ行に配置された副画素に正の電圧と負の電圧とが均等に与えられている場合と、同じ行に配置された副画素に正の電圧および負の電圧のいずれか一方が与えられている場合とを比較すると、前者よりも後者のほうが、外部から副画素に与えた電圧と実際の液晶印加電圧との間に誤差が生じやすい。この誤差が、画面上では横シャドーとして現れる。
横シャドーの発生は、パーソナルコンピュータ用の表示装置など、単色表示を行うことが多い液晶表示装置において特に顕著な問題となる。また、4副画素構成の液晶表示装置に限らず、P(Pは4以上の偶数)副画素構成の液晶表示装置や、液晶表示装置以外の表示装置でも、同様の理由により横シャドーが発生することがある。
それ故に、本発明は、偶数個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置で発生する横シャドーを防止することを目的とする。
第1の発明は、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置であって、
行方向および列方向に配置された複数の表示素子と、同じ行に配置された表示素子に共通して接続される複数の走査信号線と、同じ列に配置された表示素子に共通して接続される複数のデータ信号線とを含む画素アレイと、
前記走査信号線を順に選択的に活性化する走査信号線駆動回路と、
前記データ信号線に対して、映像信号に応じて、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるデータ信号線駆動回路とを備え、
行方向に連続して配置されたP個の表示素子は、それぞれある色の副画素として機能し、前記画素アレイの各行には、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素が配置されていることを特徴とする。
行方向および列方向に配置された複数の表示素子と、同じ行に配置された表示素子に共通して接続される複数の走査信号線と、同じ列に配置された表示素子に共通して接続される複数のデータ信号線とを含む画素アレイと、
前記走査信号線を順に選択的に活性化する走査信号線駆動回路と、
前記データ信号線に対して、映像信号に応じて、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるデータ信号線駆動回路とを備え、
行方向に連続して配置されたP個の表示素子は、それぞれある色の副画素として機能し、前記画素アレイの各行には、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素が配置されていることを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明において、
前記画素アレイの各行には、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする。
前記画素アレイの各行には、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする。
第3の発明は、第1の発明において、
前記データ信号線駆動回路は、ドット反転駆動を行うことを特徴とする。
前記データ信号線駆動回路は、ドット反転駆動を行うことを特徴とする。
第4の発明は、第1の発明において、
各画素では、P個の副画素は、隣り合う副画素の透過率の平均値が最も均等になるように配置されていることを特徴とする。
各画素では、P個の副画素は、隣り合う副画素の透過率の平均値が最も均等になるように配置されていることを特徴とする。
第5の発明は、第1の発明において、
各画素が4個の副画素を含み、前記画素アレイの各行には、4個の副画素が所定の順序で配置されている第1の画素と、前記所定の順序から1番目と2番目を入れ替え、3番目と4番目を入れ替えた順序で4個の副画素が配置されている第2の画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする。
各画素が4個の副画素を含み、前記画素アレイの各行には、4個の副画素が所定の順序で配置されている第1の画素と、前記所定の順序から1番目と2番目を入れ替え、3番目と4番目を入れ替えた順序で4個の副画素が配置されている第2の画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする。
第6の発明は、第5の発明において、
各画素が、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする。
各画素が、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする。
第7の発明は、第6の発明において、
前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする。
前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする。
第8の発明は、第5の発明において、
各画素が、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする。
各画素が、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする。
第9の発明は、第8の発明において、
前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、黄副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする。
前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、黄副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする。
第10の発明は、第5の発明において、
各画素が、白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含むことを特徴とする。
各画素が、白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含むことを特徴とする。
第11の発明は、第10の発明において、
前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、白副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする。
前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、白副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする。
第12の発明は、第5の発明において、
各画素が、シアン副画素、マゼンタ副画素および2個の黄副画素を含むことを特徴とする。
各画素が、シアン副画素、マゼンタ副画素および2個の黄副画素を含むことを特徴とする。
第13の発明は、第12の発明において、
前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、黄副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする。
前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、黄副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする。
上記第1の発明によれば、画素アレイの各行に画素を配置するときに、2種類以上の画素の中から好適な画素を選択して配置することにより、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となるように、画素を配置することができる。このように画素を配置した場合、単色表示を行うときでも、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、外部から副画素に与えた電圧と副画素の内部で保持される電圧との間の誤差は小さくなる。したがって、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第2の発明によれば、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となる。このため、単色表示を行うときでも、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、外部から副画素に与えた電圧と副画素の内部で保持される電圧との間の誤差は小さくなる。したがって、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第3の発明によれば、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、ドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第4の発明によれば、各画素では、P個の副画素は、隣り合う副画素の透過率の平均値が最も均等になるように配置されているので、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
上記第5の発明によれば、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となる。このため、単色表示を行うときでも、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、外部から副画素に与えた電圧と副画素の内部で保持される電圧との間の誤差は小さくなる。したがって、4個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第6の発明によれば、白、赤、緑、青の4個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第7の発明によれば、透過率が最も高い白副画素と2番目に高い緑副画素は、1個の画素内で離れた位置に配置される。これにより、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
上記第8の発明によれば、黄、赤、緑、青の4個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第9の発明によれば、透過率が最も高い黄副画素と2番目に高い緑副画素は、1個の画素内で離れた位置に配置される。これにより、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
上記第10の発明によれば、白、シアン、マゼンタ、黄の4個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第11の発明によれば、透過率が最も高い白副画素と2番目に高い黄副画素は、1個の画素内で離れた位置に配置される。これにより、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
上記第12の発明によれば、シアン、マゼンタ、黄(2個)の4個の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
上記第13の発明によれば、透過率が最も高い2個の黄副画素は、1個の画素内で離れた位置に配置される。これにより、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図1に示す液晶表示装置10は、表示制御回路11、走査信号線駆動回路12、データ信号線駆動回路13、および、画素アレイ14を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置である。以下、m、nは1以上の整数、iは1以上m以下の整数、jは1以上4n以下の整数であるとする。
画素アレイ14は、(m×4n)個の表示素子15と、m本の走査信号線G1〜Gmと、4n本のデータ信号線S1w〜Snw、S1r〜Snr、S1g〜Sng、S1b〜Snbとを含んでいる。(m×4n)個の表示素子15は、同じ形状と同じサイズを有し、行方向(図1では横方向)に4n個ずつ、列方向(図1では縦方向)にm個ずつ並べて配置されている。m本の走査信号線は互いに平行に配置され、4n本のデータ信号線は走査信号線と直交する方向に互いに平行に配置されている。同じ行に配置された4n個の表示素子15は、m本の走査信号線のいずれかに共通に接続されている。同じ列に配置されたm個の表示素子15は、4n本のデータ信号線のいずれかに共通に接続されている。
画素アレイ14内に行方向に連続して配置された4個の表示素子15には、異なる色の光を透過させるカラーフィルタ(図示せず)が設けられる。これにより、これら4個の表示素子15は、それぞれ、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素として機能し、4個で1個の画素を構成する。図1では、W、R、GおよびBと記載した表示素子が、それぞれ、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素として機能する。このように画素アレイ14には、(m×n)個の画素が、行方向にn個ずつ、列方向にm個ずつ並べて配置されている。
表示制御回路11は、液晶表示装置10の動作を制御する。より詳細には、表示制御回路11は、走査信号線駆動回路12に対して制御信号C1を出力すると共に、データ信号線駆動回路13に対して制御信号C2と映像信号Xを出力する。制御信号C1にはゲートスタートパルスやゲートクロックなどが含まれ、制御信号C2にはソーススタートパルスやソースクロックなどが含まれる。映像信号Xは、アナログ信号でもデジタル信号でもよい。
走査信号線駆動回路12は、制御信号C1に基づきm本の走査信号線の中から1本の走査信号線を順に選択し、選択した走査信号線に所定レベルの電圧を与える。これにより、選択された走査信号線は活性化され、画素アレイ14の中から、同じ行に配置された4n個の副画素(n個の画素に相当する)が一括して選択される。
データ信号線駆動回路13は、制御信号C2に基づき4n本のデータ信号線の中から1本のデータ信号線を順に選択し、選択したデータ信号線に対して映像信号Xに応じた電圧を与える(点順次駆動)。あるいは、データ信号線駆動回路13は、制御信号C2に基づき、4n個の映像信号Xを記憶し、記憶した映像信号に応じた4n個の電圧を4n本のデータ信号線に対して同時に与えてもよい(線順次駆動)。ただし、いずれの場合も、データ信号線駆動回路13は、ドット反転駆動を行うために、データ信号線の電圧の極性をフレームごと、走査信号線ごと、および、データ信号線ごとに、正から負、あるいは、負から正に反転させる。
表示素子15は、透明な画素電極(図示せず)を有し、画素電極と画素アレイ14に設けられた透明な共通電極(図示せず)との間に液晶を挟み込んだ構造を有する。i番目の走査信号線とj番目のデータ信号線に接続された表示素子では、i番目の走査信号線が活性化されている間、j番目のデータ信号線と画素電極とが電気的に接続される。その後、i番目の走査信号線が非活性化されたときに、j番目のデータ信号線に与えられた電圧は、画素電極と共通電極とによって形成された容量に記憶される。表示素子15における光の透過率は、表示素子15内の容量に記憶された電圧に応じて変化する。したがって、画素アレイ14に含まれる各表示素子15内の容量に映像信号Xに応じた電圧を記憶させることにより、所望の画面を表示することができる。
図2(a)は、画素アレイ14内の副画素の配置を示す図である。画素アレイ14には、図2(a)に示すように、2種類の画素(以下、A型画素およびB型画素という)が含まれる。A型画素では、4個の副画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されている。これに対して、B型画素では、4個の副画素は、赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されている。画素アレイ14の各行には、A型画素とB型画素が交互に配置されている。また、列方向には、同じ型の画素が配置されている。このように、画素アレイ14は、A型画素とB型画素を行方向に交互に配置したストライプ状の配置を有する。
上述したように、データ信号線駆動回路13は、データ信号線の電圧の極性をフレームごと、走査信号線ごと、および、データ信号線ごとに反転させるドット反転駆動を行う。このため、図2(b)に示すように、ある副画素に与えられる電圧と、当該副画素に行方向または列方向に隣接する4個の副画素に与えられる電圧とは逆極性になる。なお、次のフレームでは、各副画素に対して直前のフレームとは逆極性の電圧が与えられる。
A型画素では、白副画素と緑副画素は画素内で奇数番目に配置され、赤副画素と青副画素は画素内で偶数番目に配置されている。これに対して、B型画素では、白副画素と緑副画素は画素内で偶数番目に配置され、赤副画素と青副画素は画素内で奇数番目に配置されている。このため、画素アレイ14の各行には、同じ種類の副画素は奇数個目ごと(具体的には、3個目ごと、または、5個目ごとに)に配置される。したがって、液晶表示装置10がドット反転駆動を行う場合、同じ行に配置された同じ種類の副画素には、正の電圧と負の電圧が交互に与えられる。
例えば、図2(a)の最も上の行に配置された4個の画素を左から順にPX1〜PX4としたとき、A型画素である画素PX1、PX3では、赤副画素は2番目(左から2番目;以下、同じ)に配置されているが、B型画素である画素PX2、PX4では、赤副画素は1番目に配置されている。このため、画素PX1内の赤副画素に負の電圧が与えられたとき、画素PX2、PX4内の赤副画素には正の電圧、画素PX3内の赤副画素には負の電圧が与えられる。逆に、画素PX1内の赤副画素に正の電圧が与えられたとき、画素PX2、PX4内の赤副画素には負の電圧、画素PX3内の赤副画素には正の電圧が与えられる。白副画素、緑副画素および青副画素に対しても、画素PX1、PX3と画素PX2、PX4とでは逆極性の電圧が与えられる。
以下、本実施形態に係る液晶表示装置10の効果を説明する。図3は、本実施形態に係る液晶表示装置10で赤色を表示するときに副画素に与えられる電圧を示す図である。図4は、従来の液晶表示装置(図7)で赤色を表示するときに副画素に与えられる電圧を示す図である。ここでは、副画素に与えられる正の最大電圧を+VM、正の最小電圧を+Vm、負の最大電圧を−Vm、負の最小電圧を−VMとし、左端に配置された画素内の白副画素には正の電圧を与えるものとする。
従来の液晶表示装置では、いずれの画素でも、4個の副画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されている。このため、左端に配置された画素内の白副画素に正の電圧を与えて赤色を表示するときには、図4に示すように、いずれの画素でも、白副画素と緑副画素には正の最小電圧+Vmが、赤副画素には負の最小電圧−VMが、青副画素には負の最大電圧−Vmが与えられる。
このように、従来の液晶表示装置においてドット反転駆動を行って赤色を表示するときには、同じ行に配置された赤副画素には、正の最大電圧+VMおよび負の最小電圧−VMのいずれか一方(図4では負の最小電圧−VM)が与えられる。同じ行に配置された副画素に正の電圧および負の電圧のいずれか一方を与えると、外部から副画素に与えた電圧と実際の液晶印加電圧との間に誤差が生じ、画面に横シャドーが発生する(図8(b)を参照)。
これに対して、本実施形態に係る液晶表示装置10では、A型画素では4個の副画素は白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、B型画素では4個の副画素は赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されている。このため、左端の画素内の白副画素に正の電圧を与えて赤色を表示するときには、図3に示すように、画素PX1、PX3内の白副画素と緑副画素、および、画素PX2、PX4内の青副画素には正の最小電圧+Vmが、画素PX1、PX3内の青副画素、および、画素PX2、PX4内の白副画素と緑副画素には負の最大電圧−Vmが、画素PX1、PX3内の赤副画素には負の最小電圧−VMが、画素PX2、PX4内の赤副画素には正の最大電圧+VMが与えられる。
このように、本実施形態に係る液晶表示装置10においてドット反転駆動を行って赤色を表示するときには、同じ行に配置された赤副画素には、正の最大電圧+VMと負の最小電圧−VMとが交互に与えられる。同じ行に配置された副画素に正の電圧と負の電圧とを均等に与えると、外部から副画素に与えた電圧と実際の液晶印加電圧との間に誤差が小さくなる。したがって、本実施形態に係る液晶表示装置10によれば、4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。
なお、液晶表示装置10では、A型画素とB型画素における副画素の配置順序は、次の手順で決定されている。まず、A型画素では、4個の副画素を任意の順序で配置する。次に、A型画素における副画素の配置順序から1番目と2番目を入れ替え、3番目と4番目を入れ替えた順序を、B型画素における副画素の配置順序とする。
特に、A型画素における副画素の配置順序を決定するときには、4個の副画素のうちで透過率が最も高い白副画素と2番目に高い緑副画素をいずれも奇数番目、または、いずれも偶数番目に配置することが好ましい。4副画素構成の液晶表示装置では、光の透過率が最も高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置すると、画面に縦方向にスジが発生することがある。白副画素と緑副画素を1個の画素内で離れた位置に配置することにより、このような縦スジの発生を防止することができる。
上記の手順により、A型画素とB型画素における副画素の配置順序として、以下の8とおりの配置順序が得られる。これらの配置順序のいずれを用いても、白、赤、緑、青の4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。なお、図2に示す副画素の配置は、(1)の配置である。
(1)A型画素:白−赤−緑−青、B型画素:赤−白−青−緑
(2)A型画素:白−青−緑−赤、B型画素:青−白−赤−緑
(3)A型画素:緑−赤−白−青、B型画素:赤−緑−青−白
(4)A型画素:緑−青−白−赤、B型画素:青−緑−赤−白
(5)A型画素:赤−白−青−緑、B型画素:白−赤−緑−青
(6)A型画素:赤−緑−青−白、B型画素:緑−赤−白−青
(7)A型画素:青−白−赤−緑、B型画素:白−青−緑−赤
(8)A型画素:青−緑−赤−白、B型画素:緑−青−白−赤
(1)A型画素:白−赤−緑−青、B型画素:赤−白−青−緑
(2)A型画素:白−青−緑−赤、B型画素:青−白−赤−緑
(3)A型画素:緑−赤−白−青、B型画素:赤−緑−青−白
(4)A型画素:緑−青−白−赤、B型画素:青−緑−赤−白
(5)A型画素:赤−白−青−緑、B型画素:白−赤−緑−青
(6)A型画素:赤−緑−青−白、B型画素:緑−赤−白−青
(7)A型画素:青−白−赤−緑、B型画素:白−青−緑−赤
(8)A型画素:青−緑−赤−白、B型画素:緑−青−白−赤
以上に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置10によれば、上記のように副画素を配置することにより、4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。
本実施形態に係る液晶表示装置については、各種の変形例を構成することができる。まず、以上の説明では、各画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むこととしたが、白副画素に代えて黄副画素を含むこととしてもよい。光の透過率が最も高い黄副画素と2番目に高い緑副画素をいずれも奇数番目、または、いずれも偶数番目に配置すると、A型画素とB型画素における副画素の配置順序として、以下の8とおりの配置順序が得られる。
(11)A型画素:黄−赤−緑−青、B型画素:赤−黄−青−緑
(12)A型画素:黄−青−緑−赤、B型画素:青−黄−赤−緑
(13)A型画素:緑−赤−黄−青、B型画素:赤−緑−青−黄
(14)A型画素:緑−青−黄−赤、B型画素:青−緑−赤−黄
(15)A型画素:赤−黄−青−緑、B型画素:黄−赤−緑−青
(16)A型画素:赤−緑−青−黄、B型画素:緑−赤−黄−青
(17)A型画素:青−黄−赤−緑、B型画素:黄−青−緑−赤
(18)A型画素:青−緑−赤−黄、B型画素:緑−青−黄−赤
(11)A型画素:黄−赤−緑−青、B型画素:赤−黄−青−緑
(12)A型画素:黄−青−緑−赤、B型画素:青−黄−赤−緑
(13)A型画素:緑−赤−黄−青、B型画素:赤−緑−青−黄
(14)A型画素:緑−青−黄−赤、B型画素:青−緑−赤−黄
(15)A型画素:赤−黄−青−緑、B型画素:黄−赤−緑−青
(16)A型画素:赤−緑−青−黄、B型画素:緑−赤−黄−青
(17)A型画素:青−黄−赤−緑、B型画素:黄−青−緑−赤
(18)A型画素:青−緑−赤−黄、B型画素:緑−青−黄−赤
これらの配置順序のいずれを用いても、黄、赤、緑、青の4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。なお、(11)の配置を図示すると、図5(a)のようになる。図5(a)では、Yと記載した表示素子は黄副画素を表す。
あるいは、各画素は、白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含むこととしてもよい。光の透過率が最も高い白副画素と2番目に高い黄副画素をいずれも奇数番目、または、いずれも偶数番目に配置する場合、A型画素とB型画素における副画素の配置順序として、以下の8とおりの配置順序が得られる(Mはマゼンタ、Cはシアンを表す)。
(21)A型画素:白−M−黄−C、B型画素:M−白−C−黄
(22)A型画素:白−C−黄−M、B型画素:C−白−M−黄
(23)A型画素:黄−M−白−C、B型画素:M−黄−C−白
(24)A型画素:黄−C−白−M、B型画素:C−黄−M−白
(25)A型画素:M−白−C−黄、B型画素:白−M−黄−C
(26)A型画素:M−黄−C−白、B型画素:黄−M−白−C
(27)A型画素:C−白−M−黄、B型画素:白−C−黄−M
(28)A型画素:C−黄−M−白、B型画素:黄−C−白−M
(21)A型画素:白−M−黄−C、B型画素:M−白−C−黄
(22)A型画素:白−C−黄−M、B型画素:C−白−M−黄
(23)A型画素:黄−M−白−C、B型画素:M−黄−C−白
(24)A型画素:黄−C−白−M、B型画素:C−黄−M−白
(25)A型画素:M−白−C−黄、B型画素:白−M−黄−C
(26)A型画素:M−黄−C−白、B型画素:黄−M−白−C
(27)A型画素:C−白−M−黄、B型画素:白−C−黄−M
(28)A型画素:C−黄−M−白、B型画素:黄−C−白−M
これらの配置順序のいずれを用いても、白、シアン、マゼンタ、黄の4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。なお、(21)の配置を図示すると、図5(b)のようになる。図5(b)では、M、Cと記載した表示素子は、それぞれ、マゼンタ副画素およびシアン副画素を表す。
あるいは、各画素は、シアン副画素、マゼンタ副画素、2個の黄副画素を含むこととしてもよい。光の透過率が最も高い2個の黄副画素をいずれも奇数番目、または、いずれも偶数番目に配置する場合、A型画素とB型画素における副画素の配置順序として、以下の4とおりの配置順序が得られる。
(31)A型画素:黄−M−黄−C、B型画素:M−黄−C−黄
(32)A型画素:黄−C−黄−M、B型画素:C−黄−M−黄
(33)A型画素:M−黄−C−黄、B型画素:黄−M−黄−C
(34)A型画素:C−黄−M−黄、B型画素:黄−C−黄−M
(31)A型画素:黄−M−黄−C、B型画素:M−黄−C−黄
(32)A型画素:黄−C−黄−M、B型画素:C−黄−M−黄
(33)A型画素:M−黄−C−黄、B型画素:黄−M−黄−C
(34)A型画素:C−黄−M−黄、B型画素:黄−C−黄−M
これらの配置順序のいずれを用いても、シアン、マゼンタ、黄(2個)の4副画素構成の液晶表示装置においてドット反転駆動を行うときに発生する横シャドーを防止することができる。なお、(31)の配置を図示すると、図5(c)のようになる。
また、以上の説明では、液晶表示装置は、データ信号線の電圧の極性をフレームごと、走査信号線ごと、および、データ信号線ごとに反転させるドット反転駆動を行うこととしたが、データ信号線の電圧の極性を少なくともデータ信号線ごとに反転させる駆動(例えば、データ信号線の電圧の極性をフレームごと、および、データ信号線ごとに反転させるソースライン反転駆動)を行う液晶表示装置についても、上記のように副画素を配置すればよい。これにより、4副画素構成の液晶表示装置においてデータ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるときに発生する横シャドーを防止することができる。
また、以上の説明では、画素アレイの各行にはA型画素とB型画素が交互に配置されていることとしたが、A型画素とB型画素を1以上の所定数個ずつ交互に配置してもよい。A型画素とB型画素を複数個ずつ交互に配置した場合でも、A型画素とB型画素を1個ずつ交互に配置した場合と同様に、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となる。したがって、A型画素とB型画素を複数個ずつ交互に配置した場合でも、4副画素構成の液晶表示装置においてデータ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるときに発生する横シャドーを防止することができる。
また、以上の説明では、画素アレイには、副画素の配置順序が異なる2種類の画素(A型画素とB型画素)が含まれることとしたが、画素アレイには、副画素の配置順序が異なる3種類以上の画素が含まれていてもよい。例えば、白、赤、緑、青の4副画素構成の液晶表示装置において、4個の副画素を赤−緑−青−白の順に配置した画素をA型画素、4個の副画素を白−赤−緑−青の順に配置した画素をB型画素、4個の副画素を青−白−赤−緑の順に配置した画素をC型画素、4個の副画素を緑−青−白−赤の順に配置した画素をD型画素とし、画素アレイの各行に4種類の画素をA型画素、B型画素、C型画素、D型画素の順に(あるいは、A型画素、D型画素、B型画素、C型画素の順に)配置してもよい。
このように画素を配置した場合、画素アレイの各行には、白副画素が奇数番目に配置されている画素(B型画素とD型画素)と、白副画素が偶数番目に配置されている画素(A型画素とC型画素)とが交互に配置される。赤副画素、緑副画素および青副画素についても、これと同様である。したがって、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となる。したがって、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素を用いても、4副画素構成の液晶表示装置においてデータ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。
また、以上の説明では、画素アレイ内の各画素は4個の副画素を含むこととしたが、画素に含まれる副画素の数が偶数であれば、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素を上記と同様の方法で配置することにより、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるときに発生する横シャドーを防止することができる。例えば、画素に含まれる副画素の数が6個であれば、A型画素では6個の副画素を任意の順序で配置し、A型画素における副画素の配置順序から1番目と2番目を入れ替え、3番目と4番目を入れ替え、5番目と6番目を入れ替えた順序を、B型画素における副画素の配置順序とすればよい。
以上の説明を一般化すると、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う液晶表示装置では、画素アレイの各行には、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素を配置すればよい。特に、画素アレイの各行には、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とを、1以上の所定数個ずつ交互に配置すればよい。
このように構成された液晶表示装置では、画素アレイの各行から複数の画素を取り出した場合に、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とがほぼ同数となる。このため、単色表示を行うときでも、同じ行に配置された同じ種類の副画素には正の電圧と負の電圧が均等に与えられるので、外部から副画素に与えた電圧と副画素の内部で保持される電圧との間の誤差は小さくなる。したがって、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置において、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えたときに発生する横シャドーを防止することができる。また、各画素ではP個の副画素を隣り合う副画素の透過率の平均値が最も均等になるように配置すれば、光の透過率が高い2個の副画素を1個の画素内で隣接して配置したときに発生する縦スジを防止することができる。
また、本発明は、液晶表示装置だけでなく、例えばアクティブマトリクス型の有機EL表示装置など、P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を備え、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与える任意の表示装置にも適用できる。
10…液晶表示装置
11…表示制御回路
12…走査信号線駆動回路
13…データ信号線駆動回路
14…画素アレイ
15…表示素子
11…表示制御回路
12…走査信号線駆動回路
13…データ信号線駆動回路
14…画素アレイ
15…表示素子
Claims (13)
- P個(Pは4以上の偶数)の副画素を含む画素を用いてカラー表示を行う表示装置であって、
行方向および列方向に配置された複数の表示素子と、同じ行に配置された表示素子に共通して接続される複数の走査信号線と、同じ列に配置された表示素子に共通して接続される複数のデータ信号線とを含む画素アレイと、
前記走査信号線を順に選択的に活性化する走査信号線駆動回路と、
前記データ信号線に対して、映像信号に応じて、データ信号線ごとに異なる極性の電圧を与えるデータ信号線駆動回路とを備え、
行方向に連続して配置されたP個の表示素子は、それぞれある色の副画素として機能し、前記画素アレイの各行には、副画素の配置順序が異なる2種類以上の画素が配置されていることを特徴とする、表示装置。 - 前記画素アレイの各行には、各色について、当該色の副画素が奇数番目に配置されている画素と偶数番目に配置されている画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 前記データ信号線駆動回路は、ドット反転駆動を行うことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 各画素では、P個の副画素は、隣り合う副画素の透過率の平均値が最も均等になるように配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 各画素が4個の副画素を含み、前記画素アレイの各行には、4個の副画素が所定の順序で配置されている第1の画素と、前記所定の順序から1番目と2番目を入れ替え、3番目と4番目を入れ替えた順序で4個の副画素が配置されている第2の画素とが、1以上の所定数個ずつ交互に配置されていることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
- 各画素が、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
- 前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、白副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする、請求項6に記載の表示装置。 - 各画素が、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素を含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
- 前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、赤副画素、緑副画素および青副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、赤副画素、黄副画素、青副画素および緑副画素の順に配置されていることを特徴とする、請求項8に記載の表示装置。 - 各画素が、白副画素、シアン副画素、マゼンタ副画素および黄副画素を含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
- 前記第1の画素では、4個の副画素は、白副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、白副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする、請求項10に記載の表示装置。 - 各画素が、シアン副画素、マゼンタ副画素および2個の黄副画素を含むことを特徴とする、請求項5に記載の表示装置。
- 前記第1の画素では、4個の副画素は、黄副画素、マゼンタ副画素、黄副画素およびシアン副画素の順に配置されており、
前記第2の画素では、4個の副画素は、マゼンタ副画素、黄副画素、シアン副画素および黄副画素の順に配置されていることを特徴とする、請求項12に記載の表示装置。
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