JP2008191686A - Display device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光スイッチング素子へ入射する各色の光の切換えと表示画像に応じた各色の表示データの光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置及び表示方法、並びに、カラーフィルタを設けた光スイッチング素子への白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの光スイッチング素子への入力とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の表示装置及び表示方法に関する。 The present invention relates to a field sequential display device and a display method for performing display by synchronizing switching of light of each color incident on an optical switching element and input of display data of each color corresponding to a display image to the optical switching element. And a color filter type display device for performing color display by synchronizing the incidence of white light to the optical switching element provided with the color filter and the input of display data of each color corresponding to the display image to the optical switching element, and It relates to the display method.
近年のいわゆる情報化社会の進展に伴って、パーソナルコンピュータ,PDA(Personal Digital Assistants)等に代表される電子機器が広く使用されるようになっている。このような電子機器の普及によって、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯型の需要が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されている。そのような目的を達成するための手段の一つとして液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置は、単に小型・軽量化のみならず、バッテリ駆動される携帯型の電子機器の低消費電力化のためには必要不可欠な技術である。 With the progress of the so-called information society in recent years, electronic devices represented by personal computers, PDAs (Personal Digital Assistants) and the like have been widely used. With the spread of such electronic devices, there is a demand for portable devices that can be used both in the office and outdoors, and there is a demand for reduction in size and weight. Liquid crystal display devices are widely used as one of means for achieving such an object. A liquid crystal display device is an indispensable technology for reducing power consumption of a battery-driven portable electronic device as well as reducing the size and weight.
液晶表示装置は大別すると反射型と透過型とに分類される。反射型は液晶パネルの前面から入射した光線を液晶パネルの背面で反射させてその反射光で画像を視認させる構成であり、透過型は液晶パネルの背面に備えられた光源(バックライト)からの透過光で画像を視認させる構成である。反射型は環境条件によって反射光量が一定しなくて視認性に劣るため、特に、マルチカラーまたはフルカラー表示を行うパーソナルコンピュータ等の表示装置としては一般的に、カラーフィルタを用いた透過型のカラー液晶表示装置が使用されている。 Liquid crystal display devices are roughly classified into a reflection type and a transmission type. The reflective type is a configuration in which light incident from the front of the liquid crystal panel is reflected on the back of the liquid crystal panel and the image is visually recognized by the reflected light. The transmissive type is from a light source (backlight) provided on the back of the liquid crystal panel. In this configuration, an image is visually recognized with transmitted light. Since the reflective type does not have a constant amount of reflected light depending on environmental conditions and is inferior in visibility, in particular, as a display device such as a personal computer for performing multi-color or full-color display, a transmissive color liquid crystal using a color filter is generally used. A display device is in use.
カラー液晶表示装置は、現在、TFT(Thin Film Transistor)などのスイッチング素子を用いたTN(Twisted Nematic)型のものが広く使用されている。このTFT駆動のTN型液晶表示装置は、STN(Super Twisted Nematic)型に比して表示品質は高いが、液晶パネルの光透過率が現状では4%程度しかないので、高い画面輝度を得るためには高輝度のバックライトが必要になる。このため、バックライトによる消費電力が大きくなってしまう。また、カラーフィルタを用いたカラー表示であるため、1画素を3個の副画素で構成しなければならず、高精細化が困難であり、その表示色純度も十分ではない。 Currently, color liquid crystal display devices of a TN (Twisted Nematic) type using a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor) are widely used. This TFT-driven TN type liquid crystal display device has a higher display quality than an STN (Super Twisted Nematic) type, but the light transmittance of the liquid crystal panel is currently only about 4%, so that a high screen brightness can be obtained. Requires a high-brightness backlight. For this reason, the power consumption by a backlight will become large. In addition, since color display using a color filter is used, one pixel must be composed of three sub-pixels, and it is difficult to achieve high definition, and the display color purity is not sufficient.
このような問題を解決するために、本発明者等はフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を開発している(例えば非特許文献1,2参照)。このフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、副画素を必要としないため、より精度が高い表示が容易に実現可能であり、また、カラーフィルタを使わずに光源の発光色をそのまま表示に利用できるため、表示色純度にも優れる。更に光利用効率も高いので、消費電力が少なくて済むという利点も有している。しかしながら、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を実現するためには、液晶の高速応答性(2ms以下)が必須である。
In order to solve such a problem, the present inventors have developed a field sequential type liquid crystal display device (see, for example, Non-Patent
そこで、本発明者等は、上述したような優れた利点を有するフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置、または、カラーフィルタ方式の液晶表示装置の高速応答化を図るべく、従来に比べて100〜1000倍の高速応答を期待できる自発分極を有する強誘電性液晶等の液晶のTFT等のスイッチング素子による駆動を研究開発している。強誘電性液晶は、図15に示すように、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向がチルト角θだ
け変化する。強誘電性液晶を挟持した液晶パネルを偏光軸が直交した2枚の偏光板で挾み、液晶分子の長軸方向の変化による複屈折を利用して、透過光強度を変化させる。
Therefore, the present inventors have established a field-sequential type liquid crystal display device or a color filter type liquid crystal display device having excellent advantages as described above in order to increase the response speed by 100 to 1000 as compared with the prior art. We are researching and developing driving of switching devices such as TFTs for liquid crystals such as ferroelectric liquid crystals having spontaneous polarization that can be expected to achieve double the speed response. As shown in FIG. 15, in the ferroelectric liquid crystal, the major axis direction of the liquid crystal molecules changes by a tilt angle θ by applying a voltage. A liquid crystal panel sandwiching a ferroelectric liquid crystal is sandwiched between two polarizing plates whose polarization axes are orthogonal to each other, and the transmitted light intensity is changed using birefringence due to a change in the major axis direction of liquid crystal molecules.
図16は、従来のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における表示制御を示すタイムチャートの一例であり、図16(a)は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図16(b)はバックライトの赤,緑,青各色の点灯タイミングを示す。1フレームを3つのサブフレームに分割し、例えば図16(b)に示すように第1番目のサブフレームにおいて赤色を発光させ、第2番目のサブフレームにおいて緑色を発光させ、第3番目のサブフレームにおいて青色を発光させる。 FIG. 16 is an example of a time chart showing display control in a conventional field-sequential liquid crystal display device. FIG. 16A is a scanning timing of each line of the liquid crystal panel, and FIG. Indicates the lighting timing of red, green, and blue colors. One frame is divided into three subframes. For example, as shown in FIG. 16B, red is emitted in the first subframe, green is emitted in the second subframe, and the third subframe is emitted. Blue light is emitted in the frame.
一方、図16(a)に示すとおり、液晶パネルに対しては赤,緑,青の各色のサブフレーム中に,画像データの書込み走査と消去走査とを行う。但し、書込み走査の開始タイミングが各サブフレームの開始タイミングと一致するように、また消去走査の終了タイミングが各サブフレームの終了タイミングと一致するようにタイミングを調整し、書込み走査及び消去走査に要する時間はそれぞれ各サブフレームの半分に設定する。書込み走査,消去走査にあっては、同じ画像データに基づく大きさが等しくて極性が異なる電圧が液晶パネルに印加される。また各色の発光時間は、サブフレームの時間に等しい(例えば特許文献1参照)。 On the other hand, as shown in FIG. 16A, image data writing scanning and erasing scanning are performed on the liquid crystal panel in sub-frames of red, green and blue colors. However, the timing is adjusted so that the start timing of the write scan coincides with the start timing of each subframe, and the end timing of the erase scan coincides with the end timing of each subframe, and is required for the write scan and the erase scan. Each time is set to half of each subframe. In writing scanning and erasing scanning, voltages having the same magnitude and different polarities based on the same image data are applied to the liquid crystal panel. The light emission time of each color is equal to the time of the subframe (see, for example, Patent Document 1).
従って、実際に表示に利用される光の量は、発光量の約半分である。これは、光スイッチング素子である液晶パネルから光が透過される時間がサブフレームの約半分の時間しかないことに起因する。厳密に言えば、消去走査後においても、書込み走査後と同じ画像が、書込み走査後の画像に比べて非常に低い輝度で表示されてはいるが、実質的には”黒表示”と見なせるため、光が液晶パネルを透過する時間はサブフレームの約半分の時間である。 Therefore, the amount of light actually used for display is about half of the amount of emitted light. This is because the time during which light is transmitted from the liquid crystal panel, which is an optical switching element, is only about half the time of the subframe. Strictly speaking, even after the erasure scan, the same image as that after the write scan is displayed with a much lower luminance than the image after the write scan, but it can be regarded as a “black display” substantially. The time for light to pass through the liquid crystal panel is about half the time of the subframe.
なお、本明細書においては、輝度が大きい表示画像が得られる走査を”書込み走査”と呼び、輝度が小さい画像または黒画像が得られる走査を”消去走査”と呼ぶ。
フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、光利用効率が高くて、消費電力の低減化が可能であるという利点を有してはいるが、上述したように光源からの光の約半分しか表示に利用しておらず、より一層の光利用効率の向上が望まれている。また、同様に、強誘電性液晶材料を用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置においても、書込み走査と消去走査とが各フレームにおいて半分ずつの時間を用いて行われるため、光源の発光量の約半分しか表示に利用されていないという問題がある。 The field-sequential liquid crystal display device has the advantages of higher light utilization efficiency and lower power consumption than the color filter liquid crystal display device, but as described above. In addition, only about half of the light from the light source is used for display, and further improvement in light utilization efficiency is desired. Similarly, in a color filter type liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal material, write scanning and erasing scanning are performed in half each time, so that the amount of light emitted from the light source is about There is a problem that only half is used for display.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示画質の劣化、特に輝度の低下を招くことなく、光利用効率の向上を図れる表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device and a display method capable of improving light utilization efficiency without causing deterioration of display image quality, particularly luminance.
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えており、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けるようにしたことを特徴とする。 The display device disclosed in the present application synchronizes sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In a field-sequential display device that performs display, means for injecting light of a corresponding color from the light source into the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color And means for blocking light of the corresponding color from the light source from entering the optical switching element in synchronization with the end timing of erasure scanning of display data on the optical switching element in each color, Start of the next color light entering the optical switching element from the timing of blocking the incident light of the next color to the optical switching element Characterized in that so as to provide a predetermined time until timing.
本願に開示する表示方法は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてフィールド・シーケンシャル方式の表示を行う表示方法において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射し、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする。 The display method disclosed in the present application synchronizes sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In the display method for performing field sequential display, the light of the corresponding color from the light source is incident on the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, In synchronization with the end timing of erasure scanning of display data on the optical switching element in each color, the light of the corresponding color from the light source is blocked from entering the optical switching element, and the optical switching of light of one color is performed. A predetermined period of time between the incident blocking timing on the element and the timing of starting the incident on the optical switching element of the next color And wherein the providing.
本願に開示する表示装置及び表示方法にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して対応する色の光が光スイッチング素子へ入射され、各色における光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して対応する色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されるようになっており、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間に所定時間を設けている。光源からの光が光スイッチング素子を透過する時間を従来と同等以上に保った状態で、即ち、表示画質を劣化させることなく、光源の発光時間を短縮できる。この結果、光利用効率の向上が可能となる。 In the display device and the display method disclosed in the present application, light of a corresponding color is incident on the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, and the optical switching in each color is performed. The light of the corresponding color is blocked from entering the optical switching element in synchronization with the end timing of the erasure scanning of the display data on the element, and the incident of the light of one color to the optical switching element is blocked. A predetermined time is provided after the light is blocked until the next color light enters the optical switching element. The light emission time of the light source can be shortened in a state where the time for the light from the light source to pass through the optical switching element is kept equal to or longer than that in the conventional case, that is, without degrading the display image quality. As a result, the light use efficiency can be improved.
本願に開示する表示装置は、前述の表示装置において、前記所定時間は、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しいことを特徴とする。 In the display device disclosed in the present application, in the above-described display device, the predetermined time is from an end timing of writing scanning of display data to the optical switching element to a start timing of erasing scanning of display data to the optical switching element. It is characterized by being equal to time.
本願に開示する表示装置にあっては、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間の所定時間を、光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しくする。よって、表示素子として液晶表示素子を用いた場合に、液晶材料に印加される+極性と−極性との電圧の偏りを抑制することが容易となり、表示の焼付きを防止できる。 In the display device disclosed in the present application, a predetermined period of time from when light of one color is blocked from entering the optical switching element to when light of the next color is incident on the optical switching element, The time is equal to the time from the end timing of writing scanning of display data to the switching element to the start timing of erasing scanning of display data to the optical switching element. Therefore, when a liquid crystal display element is used as the display element, it becomes easy to suppress a voltage deviation between + polarity and −polarity applied to the liquid crystal material, and display burn-in can be prevented.
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが不一致であり、書込み走査に要する時間をTA 、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間をTB 、消去走査に要する時間をTC 、消去走査の終了タイミングから次の色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間を
TD とした場合に、TB +TC =TA +TD の関係を満たすようにしたことを特徴とする。
The display device disclosed in the present application synchronizes sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In the field sequential type display device that performs display, the end timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color is inconsistent with the start timing of erasing scanning of display data to the optical switching element. The time required for scanning is T A , the time from the end timing of writing scan to the start timing of erasing scan is T B , the time required for erasing scan is T C , and the time from the end timing of erasing scan to the optical switching element in the next color. the time until the start timing of writing scanning in the case of a T D of the display data, T B + T C Characterized in that so as to satisfy a relation of T A + T D.
本願に開示する表示装置にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが一致しておらず、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間(TB )と消去走査に要する時間(TC )との和を、書込み走査に要する時間(TA )と消去走査の終了タイミングから次の色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間(TD )との和に等しくする。よって、表示素子として液晶表示素子を用いた場合に、液晶材料に+極性の電圧が印加される時間と−極性の電圧が印加される時間とが等しくなり、表示の焼付きを抑制できる。 In the display device disclosed in the present application, the end timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color does not match the start timing of erasing scanning of display data to the optical switching element. The sum of the time (T B ) from the end timing of the erase scan to the start timing of the erase scan and the time required for the erase scan (T C ) is the next color from the time required for the write scan (T A ) and the end timing of the erase scan. Is equal to the sum of the time (T D ) until the write scanning start timing of display data to the optical switching element. Therefore, when a liquid crystal display element is used as the display element, the time during which the + polarity voltage is applied to the liquid crystal material is equal to the time during which the −polarity voltage is applied, and display burn-in can be suppressed.
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えることを特徴とする。 The display device disclosed in the present application synchronizes sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In a field sequential display device that performs display, means for causing light of a corresponding color from the light source to enter the optical switching element before the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color And means for blocking the incident of light of the corresponding color from the light source to the optical switching element after the end timing of erasure scanning of display data on the optical switching element in each color.
本願に開示する表示装置にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に対応する色の光が光スイッチング素子へ入射され、各色における光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に対応する色の光の光スイッチング素子への入射が遮断される。このようにすることにより、各色の表示データの書込み走査を開始する際に対応する色の光が光スイッチング素子へ確実に入射され、また、各色の表示データの消去走査が終了した後に確実に対応する色の光の入射が遮断される。よって、光源の応答性を考慮した発光シーケンス、または、光スイッチング素子と光源との発光における駆動上の同期におけるマージンを大きくできる。 In the display device disclosed in the present application, light of a corresponding color is incident on the optical switching element before the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, and display on the optical switching element in each color Incident light to the optical switching element is blocked after the end timing of the data erasing scan. By doing so, the light of the corresponding color is surely incident on the optical switching element when the writing scan of the display data of each color is started, and it is reliably handled after the erasing scan of the display data of each color is completed. Incident light is blocked. Therefore, it is possible to increase a margin in the light emission sequence considering the response of the light source or in the driving synchronization in the light emission of the optical switching element and the light source.
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光及び青色光であることを特徴とする。 The display device disclosed in the present application is characterized in that, in any of the display devices described above, the light of a plurality of colors incident on the optical switching element is red light, green light, and blue light.
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される複数の色の光が赤色光、緑色光及び青色光であるため、フルカラー表示が可能である。また、赤,緑,青の単色表示の場合には、光源を非点灯にしておく時間が長くなり、消費電力の大幅な低減を図れる。 In the display device disclosed in the present application, since the light of a plurality of colors incident on the optical switching element is red light, green light, and blue light, full-color display is possible. In the case of monochromatic display of red, green, and blue, it takes a long time to turn off the light source, and power consumption can be greatly reduced.
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光、青色光及び白色光であることを特徴とする。 The display device disclosed in the present application is characterized in that, in any one of the display devices described above, light of a plurality of colors incident on the optical switching element is red light, green light, blue light, and white light. .
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される複数の色の光が赤色光、緑色光、青色光及び白色光であるため、フルカラー表示が可能である。また、赤,緑,青の表示データの階調数r,g,bを、3色の共通部分の白の表示データの階調数wにより、r′=r−w,g′=g−w,b′=b−w,wの4色の表示データの階調数に変換する場合、白の階調数wは赤,緑,青の階調数r,g,bの中の最低階調数となることが一般的であり、変換後の階調数r′,g′,b′の少なくとも1つは0となる。従って、光源を非点灯とできる確率が増加する。特に、白黒表示の場合には、白のサブフレームのみで点灯され、赤,緑,青のサブフレームでは非点灯となるため、大幅な消費電力
の低減が可能となる。なお、赤,緑,青の単色表示の場合に消費電力の大幅な低減を図れる点は、前述の表示装置と同様である。
In the display device disclosed in the present application, since the light of a plurality of colors incident on the optical switching element is red light, green light, blue light, and white light, full color display is possible. Further, the gradation numbers r, g, and b of the display data of red, green, and blue are set to r ′ = r−w, g ′ = g−, depending on the gradation number w of the display data of white that is the common part of the three colors. When converting to the number of gradations of display data of four colors w, b '= b-w, w, the number of gradations of white w is the lowest of the gradations r, g, b of red, green, and blue. Generally, the number of gradations is used, and at least one of the converted gradation numbers r ′, g ′, and b ′ is zero. Therefore, the probability that the light source can be turned off increases. In particular, in the case of black-and-white display, the light is lit only in the white sub-frame and is not lit in the red, green, and blue sub-frames, so that power consumption can be greatly reduced. Note that the power consumption can be significantly reduced in the case of red, green, and blue monochromatic display, similar to the display device described above.
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯/消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。 The display device disclosed in the present application further includes control means for controlling on / off of the light source that emits light of a color corresponding to display data based on display data in any of the display devices described above. Features.
本願に開示する表示装置にあっては、各色における表示データの階調数に応じて光源の点灯/非点灯を制御する。よって、不必要な場合に光源を非点灯として、消費電力の低減化を図れる。 In the display device disclosed in the present application, lighting / non-lighting of the light source is controlled according to the number of gradations of display data in each color. Therefore, the power consumption can be reduced by turning off the light source when unnecessary.
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される光の照射領域が分割されており、分割された領域の表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯/消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。 In the display device disclosed in the present application, in any of the display devices described above, the irradiation region of the light incident on the optical switching element is divided, and the display data corresponds to the display data based on the display data of the divided region. The apparatus further comprises control means for controlling turning on / off of the light source that emits light of a desired color.
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される光の分割された各照射領域毎に、各色における表示データの階調数に応じて光源の点灯/非点灯を制御する。よって、より細かい制御を行えるため、光源を非点灯とする割合が増加して、更なる消費電力の低減化を図れる。 In the display device disclosed in the present application, lighting / non-lighting of the light source is controlled in accordance with the number of gradations of display data for each color for each divided irradiation region of light incident on the optical switching element. Accordingly, since finer control can be performed, the ratio of turning off the light source is increased, and the power consumption can be further reduced.
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、表示データに対応する色の光を出射する前記光源を非点灯としている場合に、前記光スイッチング素子への走査処理を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする。 The display device disclosed in the present application, in any of the display devices described above, stops the scanning process to the optical switching element when the light source that emits light of a color corresponding to display data is not lit. The apparatus further comprises means.
本願に開示する表示装置にあっては、光源を非点灯としている場合に、光スイッチング素子の駆動制御を停止させる。光源を非点灯としている際の表示画面はその色にとって”黒”表示となるので、”黒”表示を行うためには不必要な光スイッチング素子の駆動制御を抑制できて、消費電力の低減化を図れる。 In the display device disclosed in the present application, when the light source is not turned on, the drive control of the optical switching element is stopped. When the light source is not lit, the display screen is “black” for that color, so driving control of the optical switching element that is not necessary to perform “black” display can be suppressed, reducing power consumption. Can be planned.
本願に開示する表示方法は、複数の色のカラーフィルタを設けた光スイッチング素子への光源からの白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてカラー表示を行う表示方法において、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの光を前記光スイッチング素子へ入射し、前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一のフレームでの前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次のフレームでの前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする。 The display method disclosed in the present application synchronizes the incidence of white light from a light source to an optical switching element provided with a plurality of color filters and the input of display data of each color corresponding to a display image to the optical switching element. In the display method in which color display is performed, the light from the light source is incident on the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of the display data to the optical switching element, and the display data to the optical switching element The light from the light source is blocked from being incident on the optical switching element in synchronization with the end timing of the erasing scan, and the light in the next frame is determined from the timing at which the light switching element is incident on the first frame. A predetermined time is provided until the incident start timing to the switching element.
上述した表示装置及び表示方法における特徴は、フィールド・シーケンシャル方式の表示装置及び表示方法に限るものではなく、光スイッチング素子(液晶パネル)に複数色(赤,緑,青)のカラーフィルタを設け、光スイッチング素子(液晶パネル)へ光源から白色光を入射して、カラー表示を行うカラーフィルタ方式の表示装置及び表示方法にも適用され得る。 The characteristics of the display device and the display method described above are not limited to the field sequential display device and display method, and a plurality of colors (red, green, blue) color filters are provided on the optical switching element (liquid crystal panel). The present invention can also be applied to a color filter type display device and display method in which white light is incident on a light switching element (liquid crystal panel) from a light source to perform color display.
本発明において、光スイッチング素子が液晶パネルであって、液晶表示装置における光源での電力消費を抑える。液晶表示装置の場合に、全消費電力に占める光源の消費電力は8,9割程度であるため、光源の電力消費を抑えられる本発明の効果は、液晶表示装置での消費電力の低減化に大いに寄与する。また、液晶材料として強誘電性液晶材料を用いる
ことにより、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置に必要な2ms以下の高速応答を実現して、安定した表示を行う。また、消去走査における液晶パネルへの印加電圧が、書込み走査における液晶パネルへの印加電圧と、大きさが等しく極性が反転している。よって、液晶パネルへの電圧印加による電圧の偏りが抑制されて、表示の焼付きを防止できる。
In the present invention, the optical switching element is a liquid crystal panel, and power consumption at the light source in the liquid crystal display device is suppressed. In the case of a liquid crystal display device, the power consumption of the light source in the total power consumption is about 80%, so the effect of the present invention that can suppress the power consumption of the light source is to reduce the power consumption in the liquid crystal display device. Greatly contribute. In addition, by using a ferroelectric liquid crystal material as a liquid crystal material, a high-speed response of 2 ms or less necessary for a field-sequential liquid crystal display device is realized, and stable display is performed. In addition, the voltage applied to the liquid crystal panel in the erase scan is equal in magnitude to the voltage applied to the liquid crystal panel in the write scan, and the polarity is inverted. Therefore, voltage deviation due to voltage application to the liquid crystal panel is suppressed, and display burn-in can be prevented.
本発明では、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから光源からの次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間に所定時間を設けるようにしたので、光源から光が光スイッチング素子を透過する時間を従来と同等以上に保った状態で、即ち、表示画質を劣化せることなく、特に輝度の低下を招くことなく、光源の発光時間を短縮できて、フィールド・シーケンシャル方式の表示装置での光利用効率の向上を図ることができる。また、同様に、カラーフィルタ方式の表示装置においても光利用効率の向上を図れる。 In the present invention, since a predetermined time is provided between the time when the light of one color is blocked from being incident on the optical switching element until the light of the next color from the light source is incident on the optical switching element, In a state in which the time for the light from the light source to pass through the optical switching element is kept equal to or higher than that in the past, that is, the display image quality is not deteriorated, and particularly the luminance is not reduced, the light emission time of the light source can be shortened It is possible to improve light utilization efficiency in a field sequential display device. Similarly, in the color filter type display device, the light use efficiency can be improved.
本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、以下では、光スイッチング素子が液晶パネルである液晶表示装置を例として説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 The present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. In the following, a liquid crystal display device in which the optical switching element is a liquid crystal panel will be described as an example. However, the present invention is not limited to the following embodiment.
(第1実施の形態)
図1は第1実施の形態による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図、図2は液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、図3は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図、並びに、図4はバックライトの光源であるLEDアレイの構成例を示す図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a circuit configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment, FIG. 2 is a schematic sectional view of a liquid crystal panel and a backlight, and FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of the liquid crystal display device. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an LED array that is a light source of a backlight.
図1において、21,22は図2に断面構造が示されている液晶パネル,バックライトを示している。バックライト22は、図2に示されているように、赤,緑,青の各色を発光するLEDアレイ7と導光及び光拡散板6とで構成されている。
In FIG. 1,
図2及び図3で示されているように、液晶パネル21は上層(表面)側から下層(背面)側に、偏光フィルム1,ガラス基板2,共通電極3,ガラス基板4,偏光フィルム5をこの順に積層して構成されており、ガラス基板4の共通電極3側の面にはマトリクス状に配列された画素電極(ピクセル電極)40,40…が形成されている。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
これら共通電極3及び画素電極40,40…間にはデータドライバ32及びスキャンドライバ33等よりなる駆動部50が接続されている。データドライバ32は、信号線42を介してTFT(Thin Film Transistor)41と接続されており、スキャンドライバ33は、走査線43を介してTFT41と接続されている。TFT41はデータドライバ32及びスキャンドライバ33によりオン/オフ制御される。また個々の画素電極40,40…は、TFT41に接続されている。そのため、信号線42及びTFT41を介して与えられるデータドライバ32からの信号により、個々の画素の透過光強度が制御される。
A driving
ガラス基板4上の画素電極40,40…の上面には配向膜12が、共通電極3の下面には配向膜11がそれぞれ配置され、これらの配向膜11,12間に液晶物質が充填されて液晶層13が形成される。なお、14は液晶層13の層厚を保持するためのスペーサである。
An alignment film 12 is disposed on the upper surface of the
バックライト22は、液晶パネル21の下層(背面)側に位置し、発光領域を構成する導光及び光拡散板6の端面に臨ませた状態でLEDアレイ7が備えられている。このLEDアレイ7は図4に示されているように、導光及び光拡散板6と対向する面に3原色、即
ち赤(R),緑(G),青(B)の各色を発光するLEDが順次的且つ反復して配列されている。そして、赤,緑,青の各サブフレームにおいては赤,緑,青のLEDをそれぞれ点灯させ、白のサブフレームにおいては赤,緑,青のLEDを同時に点灯させる。導光及び光拡散板6はこのLEDアレイ7の各LEDから発光される光を自身の表面全体に導光すると共に上面へ拡散することにより、発光領域として機能する。
The
この液晶パネル21と、赤,緑,青の時分割発光が可能であるバックライト22とを重ね合わせる。このバックライト22の点灯タイミング及び発光色は、液晶パネル21の画像データの書込み走査/消去走査に同期して制御される。
The
図1において、31は、パーソナルコンピュータから同期信号SYNが入力され、表示に必要な各種の制御信号CSを生成する制御信号発生回路である。画像メモリ部30からは画素データPDが、データドライバ32へ出力される。画素データPD、及び印加電圧の極性を変えるための制御信号CSに基づき、データドライバ32を介して液晶パネル21には、極性が異なり大きさが略等しい電圧が、データ書込み走査時とデータ消去走査時とにそれぞれ印加される。
In FIG. 1,
また制御信号発生回路31からは制御信号CSが、基準電圧発生回路34,データドライバ32,スキャンドライバ33及びバックライト制御回路35へそれぞれ出力される。基準電圧発生回路34は、基準電圧VR1及びVR2を生成し、生成した基準電圧VR1をデータドライバ32へ、基準電圧VR2をスキャンドライバ33へそれぞれ出力する。データドライバ32は、画像メモリ部30からの画素データPDと制御信号発生回路31からの制御信号CSとに基づいて、画素電極40の信号線42に対して信号を出力する。この信号の出力に同期して、スキャンドライバ33は、画素電極40の走査線43をライン毎に順次的に走査する。またバックライト制御回路35は、駆動電圧をバックライト22に与えバックライト22のLEDアレイ7が有している赤,緑,青の各色のLEDを時分割してそれぞれ発光させる。
A control signal CS is output from the control
次に、本発明に係る液晶表示装置の動作について説明する。パーソナルコンピュータから画像メモリ部30へ表示用の画素データPDが入力され、画像メモリ部30は、この画素データPDを一旦記憶した後、制御信号発生回路31から出力される制御信号CSを受け付けた際に、この画素データPDを出力する。制御信号発生回路31で発生された制御信号CSは、データドライバ32と、スキャンドライバ33と、基準電圧発生回路34と、バックライト制御回路35とに与えられる。基準電圧発生回路34は、制御信号CSを受けた場合に基準電圧VR1及びVR2を生成し、生成した基準電圧VR1をデータドライバ32へ、基準電圧VR2をスキャンドライバ33へそれぞれ出力する。
Next, the operation of the liquid crystal display device according to the present invention will be described. When pixel data PD for display is input from the personal computer to the
データドライバ32は、制御信号CSを受けた場合に、画像メモリ部30から出力された画素データPDに基づいて、画素電極40の信号線42に対して信号を出力する。スキャンドライバ33は、制御信号CSを受けた場合に、画素電極40の走査線43をライン毎に順次的に走査する。データドライバ32からの信号の出力及びスキャンドライバ33の走査に従ってTFT41が駆動し、画素電極40に電圧が印加され、画素の透過光強度が制御される。
When receiving the control signal CS, the
バックライト制御回路35は、制御信号CSを受けた場合に駆動電圧をバックライト22に与えてバックライト22のLEDアレイ7が有している赤,緑,青の各色のLEDを時分割して発光させて、経時的に赤色光,緑色光,青色光を順次発光させる。
When receiving the control signal CS, the
以下、具体例について説明する。画素電極40,40…(画素数640×480,電極面積6×10-5cm2 ,対角3.2インチ)を有するTFT基板と共通電極3を有するガ
ラス基板2とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して200℃で1時間焼成することにより、約200Åのポリイミド膜を配向膜11,12として成膜した。更に、これらの配向膜11,12をレーヨン製の布でラビングし、ラビング方向が平行となるようにこれらの2枚の基板を重ね合わせ、両者間に平均粒径1.6μmのシリカ製のスペーサ14でギャップを保持した状態で重ね合わせて空パネルを作製した。この空パネルの配向膜11,12間に、ナフタレン系液晶を主成分として、双安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層13とした。封入した液晶材料の自発分極の大きさは8nC/cm2 であった。作製したパネルをクロスニコル状態の2枚の偏光フィルム1,5で挟んで液晶パネル21とし、一方の極性の電圧を印加したときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
Hereinafter, specific examples will be described. After the TFT substrate having the
このようにして作製した液晶パネル21と、赤,緑,青の単色面発光スイッチングが可能なLEDアレイ7を光源としたバックライト22とを重ね合わせ、後述するような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
The
図5は、第1実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図5(a)は液晶パネル21の各ラインの走査タイミング、図5(b)はバックライト22(LED)の赤,緑,青各色の点灯/非点灯タイミングを示す。1フレームを3つのサブフレームに分割し、例えば1フレーム内の第1番目のサブフレームにおいて赤のLEDを点灯させて赤色の画像データの書込み/消去走査を行い、次の第2番目のサブフレームにおいて緑のLEDを点灯させて緑色の画像データの書込み/消去走査を行い、最後の第3番目のサブフレームにおいて青のLEDを点灯させて青色の画像データの書込み/消去走査を行う。
FIG. 5 is a time chart showing display control in the first embodiment. FIG. 5 (a) shows the scanning timing of each line of the
各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間(TA )及び消去走査に要する時間(TC )が何れもサブフレームの25%であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間(TB )がサブフレームの25%であり、消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの時間(TD )がサブフレームの25%である。よって、TB +TC =TA +TD 及びTB =TD の関係を満たす。 In each subframe, the time required for the write scan (T A ) and the time required for the erase scan (T C ) are both 25% of the subframe, and the time from the end timing of the write scan to the start timing of the erase scan ( T B ) is 25% of the subframe, and the time (T D ) from the end timing of the erasure scan to the start timing of the write scan in the next color (next subframe) is 25% of the subframe. Therefore, the relationship of T B + T C = T A + T D and T B = T D is satisfied.
そして、バックライト22(LED)は、書込み走査の開始タイミングから消去走査の終了タイミングまでの間に点灯させ、消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの間には消灯する。この結果、バックライト22の点灯時間(=TA +TB +TC )はサブフレームの75%である。
The backlight 22 (LED) is turned on between the write scan start timing and the erase scan end timing, and the write scan start timing for the next color (next subframe) from the erase scan end timing. Turns off until As a result, the lighting time (= T A + T B + T C ) of the
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は60Hzとした。 Note that the voltage applied to the liquid crystal of each pixel in the writing scan and the erasing scan is a voltage of opposite polarity and substantially equal in magnitude so that a higher light transmittance can be obtained in the writing scan. The polarity of the applied voltage was adjusted. The frame frequency was 60 Hz.
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度1850cd/m2 に対して176cd/m2 の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は9.5%と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、1.1Wであった。 As a result of displaying in this way, a screen luminance of 176 cd / m 2 was realized with respect to the luminance of 1850 cd / m 2 of the backlight alone. Therefore, the light use efficiency was as high as 9.5%. Further, the power consumption of the backlight at this time was 1.1 W.
第1実施の形態と同様の液晶パネル及びバックライトを使用して、図16に示すような従来の駆動シーケンス(各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間(TA )及び消去走査に要する時間(TC )が何れもサブフレームの50%であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間(TB )及び消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの時間(TD )が何れも0%)に従って、カラー表示を行った。バックライト単体の輝度2465cd/m2 に対して174cd/m2 の画面輝度であり、光利用効率は7.1%と低かった。
また、このときのバックライトの消費電力は、1.5Wと大きかった。
Using a similar liquid crystal panel and the backlight in the first embodiment, in the conventional driving sequence (each subframe as shown in FIG. 16, the time required for writing scanning (T A) and erasing scanning time required ( T C ) is 50% of the sub-frame, and the time from the write scan end timing to the erase scan start timing (T B ) and the erase scan end timing in the next color (next sub-frame) Color display was performed according to the time (T D ) until the start timing of the writing scan was 0%. A screen luminance of 174cd / m 2 to the backlight single luminance 2465cd / m 2, the light utilization efficiency was as low as 7.1%.
In addition, the power consumption of the backlight at this time was as large as 1.5 W.
このような図5に基づく第1実施の形態と図16に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第1実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約1.3倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。 When the image quality in display between the first embodiment based on FIG. 5 and the conventional example based on FIG. 16 was compared, no difference was felt between the two. On the contrary, in the first embodiment having the time when the backlight is turned off, the black luminance is lowered and the contrast ratio is improved by about 1.3 times as compared with the conventional example. In addition, the color mixture was suppressed by improving the contrast ratio, and the display color purity was improved.
(第2実施の形態)
第1実施の形態とは、使用する液晶材料及び上記TA ,TB ,TC ,TD を異ならせた第2実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、第1実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, a liquid crystal material to be used and a second embodiment in which T A , T B , T C , and T D are different will be described. Since the circuit configuration and operation of the liquid crystal display device are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
まず、第1実施の形態と全く同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜11,12間に、高温側から等方相−コレステリック相−カイラルスメクチックC相の相転移系列を示し、単安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層13とし、コレステリック相からカイラルスメクチックC相への転移温度±3℃(100〜94℃)にて、液晶層13に直流10Vを印加することで配向処理を行った。配向処理は、液晶を等方相(120℃)まで一旦昇温させ、その後の冷却速度を−1℃/分に固定し、室温(25℃)まで冷却することとした。このような配向処理により、一様な液晶配向を得ることができた。封入した液晶材料の自発分極の大きさは11nC/cm2 であった。作製したパネルをクロスニコル状態の2枚の偏光フィルム1,5で挟んで液晶パネル21とし、電圧を印加しないときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
First, an empty panel was produced exactly as in the first embodiment. A ferroelectric liquid crystal material showing an isotropic phase-cholesteric phase-chiral smectic C phase transition sequence from the high temperature side and showing a monostable electro-optic response is enclosed between the alignment films 11 and 12 of this empty panel. The liquid crystal layer 13 was used, and alignment treatment was performed by applying DC 10 V to the liquid crystal layer 13 at a transition temperature of ± 3 ° C. (100 to 94 ° C.) from the cholesteric phase to the chiral smectic C phase. In the alignment treatment, the temperature of the liquid crystal was once raised to the isotropic phase (120 ° C.), the subsequent cooling rate was fixed at −1 ° C./min, and the solution was cooled to room temperature (25 ° C.). Uniform liquid crystal alignment could be obtained by such alignment treatment. The spontaneous polarization of the sealed liquid crystal material was 11 nC / cm 2 . The produced panel is sandwiched between two
このようにして作製した液晶パネル21と、赤,緑,青の単色面発光スイッチングが可能なLEDアレイ7を光源としたバックライト22とを重ね合わせ、後述するような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
The
図6は、第2実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図6(a)は液晶パネル21の各ラインの走査タイミング、図6(b)はバックライト22(LED)の赤,緑,青各色の点灯/非点灯タイミングを示す。
FIG. 6 is a time chart showing display control in the second embodiment. FIG. 6A shows scanning timing of each line of the
1フレームが3分割された各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間(TA )及び消去走査に要する時間(TC )が何れもサブフレームの20%であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間(TB )がサブフレームの30%であり、消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの時間(TD )がサブフレームの30%である。よって、TB +TC =TA +TD 及びTB =TD の関係を満たす。
In each subframe obtained by dividing one frame into three, the time required for the write scan (T A ) and the time required for the erase scan (T C ) are both 20% of the subframe. The time to start timing (T B ) is 30% of the subframe, and the time (T D ) from the end timing of erasing scan to the start timing of write scan in the next color (next subframe) is
そして、バックライト22(LED)は、第1実施の形態と同様、書込み走査の開始タイミングから消去走査の終了タイミングまでの間に点灯させ、消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの間には消灯する。この結果、バックライト22の点灯時間(=TA +TB +TC )はサブフレームの70%である。
Similarly to the first embodiment, the backlight 22 (LED) is lit between the write scan start timing and the erase scan end timing, and the next color (next subframe) from the erase scan end timing. The light is turned off until the start timing of the writing scan at (1). As a result, the lighting time (= T A + T B + T C ) of the
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は60Hzとした。 Note that the voltage applied to the liquid crystal of each pixel in the writing scan and the erasing scan is a voltage of opposite polarity and substantially equal in magnitude so that a higher light transmittance can be obtained in the writing scan. The polarity of the applied voltage was adjusted. The frame frequency was 60 Hz.
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度1725cd/m2 に対して183cd/m2 の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は10.6%と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、1.0Wと小さかった。 As a result of displaying in this manner, a screen luminance of 183 cd / m 2 was realized with respect to the luminance of the backlight alone, 1725 cd / m 2 . Therefore, the light utilization efficiency was as high as 10.6%. In addition, the power consumption of the backlight at this time was as small as 1.0 W.
第2実施の形態と同様の液晶パネル及びバックライトを使用して、図16に示すような駆動シーケンスに従って、カラー表示を行った。バックライト単体の輝度2465cd/m2 に対して179cd/m2 の画面輝度であり、光利用効率は7.3%と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は、1.5Wと大きかった。 Using the same liquid crystal panel and backlight as in the second embodiment, color display was performed according to the driving sequence as shown in FIG. A screen luminance of 179cd / m 2 to the backlight single luminance 2465cd / m 2, the light utilization efficiency was as low as 7.3%. In addition, the power consumption of the backlight at this time was as large as 1.5 W.
このような図6に基づく第2実施の形態と図16に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第2実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約1.4倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。 When the image quality in display between the second embodiment based on FIG. 6 and the conventional example based on FIG. 16 was compared, no difference was felt between the two. On the contrary, in the second embodiment having a time during which the backlight is turned off, the black luminance is lowered and the contrast ratio is improved by about 1.4 times compared to the conventional example. In addition, the color mixture was suppressed by improving the contrast ratio, and the display color purity was improved.
(第3実施の形態)
第1実施の形態とは、上記TA ,TB ,TC ,TD の値が同じであるが、バックライトの点灯時間を異ならせた第3実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、第1実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。また、使用する液晶材料も含めて液晶パネルの構成は、第1実施の形態のものと同一である。
(Third embodiment)
A description will be given of a third embodiment in which the values of T A , T B , T C , and T D are the same as in the first embodiment, but the backlight lighting time is different. Since the circuit configuration and operation of the liquid crystal display device are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted. The configuration of the liquid crystal panel including the liquid crystal material to be used is the same as that of the first embodiment.
図7は、第3実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図7(a)は液晶パネル21の各ラインの走査タイミング、図7(b)はバックライト22(LED)の赤,緑,青各色の点灯/非点灯タイミングを示す。
FIG. 7 is a time chart showing display control in the third embodiment. FIG. 7A shows scanning timing of each line of the
1フレームが3分割された各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間(TA )、消去走査に要する時間(TC )、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間(TB )、及び、消去走査の終了タイミングから次の色(次のサブフレーム)での書込み走査の開始タイミングまでの時間(TD )は、第1実施の形態と同様、何れもサブフレームの25%である。 In each sub-frame obtained by dividing one frame into three, the time required for the write scan (T A ), the time required for the erase scan (T C ), and the time from the end timing of the write scan to the start timing of the erase scan (T B ) The time (T D ) from the end timing of the erase scan to the start timing of the write scan in the next color (next subframe) is 25% of the subframe, as in the first embodiment. is there.
しかしながら、バックライト22(LED)の点灯/消灯のタイミングが、第1実施の形態とは異なる。第1実施の形態では、バックライト22の点灯の開始タイミングと書込み走査の開始タイミングとを一致させ、バックライト22の消灯の開始タイミングと消去走査の終了タイミングとを一致させたが、第3実施の形態では、バックライト22の点灯の開始タイミングを書込み走査の開始タイミングより所定時間(TE )だけ早くすると共に、バックライト22の消灯の開始タイミングを消去走査の終了タイミングより所定時間(TF )だけ遅くしている。
However, the timing of turning on / off the backlight 22 (LED) is different from that of the first embodiment. In the first embodiment, the lighting start timing of the
図7に示す例では、これらの所定時間(TE ,TF )を何れもサブフレームの5%としている。従って、バックライト22の点灯時間(=TE +TA +TB +TC +TF )はサブフレームの85%である。 In the example shown in FIG. 7, these predetermined times (T E , T F ) are all 5% of the subframe. Therefore, the lighting time of the backlight 22 (= T E + T A + T B + T C + T F ) is 85% of the subframe.
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は60Hzとした。 Note that the voltage applied to the liquid crystal of each pixel in the writing scan and the erasing scan is a voltage of opposite polarity and substantially equal in magnitude so that a higher light transmittance can be obtained in the writing scan. The polarity of the applied voltage was adjusted. The frame frequency was 60 Hz.
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度2096cd/m2 に対して177cd/m2 の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は8.4%と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、1.2Wであった。 As a result of displaying in this manner, a screen luminance of 177 cd / m 2 was realized with respect to the luminance of the backlight alone, 2096 cd / m 2 . Therefore, the light utilization efficiency was as high as 8.4%. In addition, the power consumption of the backlight at this time was 1.2 W.
このような図7に基づく第3実施の形態と前述した図16に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第1実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約1.2倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。 When the image quality in the display of the third embodiment based on FIG. 7 and the conventional example based on FIG. 16 was compared, no difference was felt between the two. On the contrary, in the first embodiment having a time when the backlight is turned off, the black luminance is lowered and the contrast ratio is improved by about 1.2 times as compared with the conventional example. In addition, the color mixture was suppressed by improving the contrast ratio, and the display color purity was improved.
(第4実施の形態)
赤,緑,青の表示データを検出して、それぞれの色における表示データ全てが黒である(表示データ全ての階調数が略0である)サブフレームについては、対応する色の光源(LED)を非点灯にすると共に、液晶パネルに対するデータ走査を行わないようにした第4実施の形態について説明する。なお、本発明例では、画素データの階調数が大きくなるに従って表示が明るくなるとしており、その階調数が略0である場合、その表示は”黒”表示となる。
(Fourth embodiment)
Red, green, and blue display data is detected, and for each subframe in which all display data in each color is black (the number of gradations of all display data is approximately 0), a corresponding color light source (LED ) Is not lit, and the fourth embodiment in which data scanning with respect to the liquid crystal panel is not performed will be described. In the example of the present invention, the display becomes brighter as the number of gradations of the pixel data increases. When the number of gradations is approximately 0, the display is “black” display.
図8は第4実施の形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。図8において、図1と同一または同様の部材には同一番号を付している。なお、第4実施の形態における液晶パネルは、使用する液晶材料も含めて、第2実施の形態のものと同一である。 FIG. 8 is a block diagram showing a circuit configuration of the liquid crystal display device according to the fourth embodiment. In FIG. 8, the same or similar members as those in FIG. The liquid crystal panel in the fourth embodiment is the same as that in the second embodiment, including the liquid crystal material used.
図8において、23は外部の例えばパーソナルコンピュータから表示用の画素データPDを入力し、各色(赤,緑,青)毎にその階調数を検出する階調数検出回路、24は検出された階調数に基づいて各色(赤,緑,青)に対応するLEDの点灯/非点灯を制御する点灯/非点灯制御部である。
In FIG. 8,
点灯/非点灯制御部24は、階調数検出回路23で検出された各サブフレームに対応するそれぞれの色(赤,緑,青)の全ての画素データPDの階調数が略0である場合に、非点灯信号をバックライト制御回路35及び制御信号発生回路31へ出力する。バックライト制御回路35は、この非点灯信号を入力した場合に、その色に対応するサブフレームでLEDを非点灯とする。また、制御信号発生回路31は、この非点灯信号を入力した場合に、制御信号CSを送出せず、液晶パネル21の駆動を停止させる。
The lighting /
図9は、第4実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図9(a)は液晶パネル21の各ラインの走査タイミング、図9(b)はバックライト22(LED)の赤,緑,青各色の点灯/非点灯タイミングを示す。
FIG. 9 is a time chart showing display control in the fourth embodiment. FIG. 9A shows scanning timing of each line of the
第4実施の形態における液晶パネルに対する駆動シーケンスは、第2実施の形態での駆動シーケンス(図6)と基本的には同じである。但し、階調数検出回路23にて、表示データにおける各色(赤,緑,青)の階調数を検出し、サブフレーム内における全ての画素データの検出した階調数が略0である場合に、点灯/非点灯制御部24からバックライト制御回路35へ非点灯信号を送って、各色において全ての画素データの階調数が略0であるサブフレーム、言い換えると各色において全ての画素データが”黒”となるサブフレームにおいては、その色に対応するLEDを点灯させないと共に、点灯/非点灯制御部24から制御信号発生回路31へ非点灯信号を送って、液晶パネル21の駆動を停止させる。
The drive sequence for the liquid crystal panel in the fourth embodiment is basically the same as the drive sequence in the second embodiment (FIG. 6). However, when the gradation
第4実施の形態における表示では、バックライト単体の輝度1725cd/m2 に対して183cd/m2 の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は10.6%と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、1.0Wと小さかった。 In the display according to the fourth embodiment, a screen luminance of 183 cd / m 2 can be realized with respect to the luminance of the backlight alone, 1725 cd / m 2 . Therefore, the light utilization efficiency was as high as 10.6%. In addition, the power consumption of the backlight at this time was as small as 1.0 W.
なお、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示においてはバックライトの消費電力が1
.0Wであったが、単色カラー表示(赤黒,緑黒,青黒表示など)においては、表示データの検出結果に基づいてバックライトを点灯させないようにしたことにより、一層の低消費電力化を図れて、緑黒表示においては消費電力が0.28Wと僅かであった。
It should be noted that the power consumption of the backlight is 1 for full color display such as natural images and monochrome display.
. Although it was 0W, in single color display (red black, green black, blue black display, etc.), it was possible to further reduce power consumption by not turning on the backlight based on the detection result of the display data. In the green-black display, the power consumption was as low as 0.28W.
第4実施の形態のように赤,緑,青の表示データの階調数を検出することなく、赤,緑,青の各サブフレームにおいて常にLEDを点灯させる従来例の駆動シーケンスに従って表示した場合、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示のみならず、単色カラー表示(赤黒,緑黒,青黒表示)においても、1.0Wの消費電力を要した。なお、第4実施の形態と従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。 When the display is performed according to the conventional driving sequence in which the LEDs are always lit in each of the red, green, and blue subframes without detecting the number of gradations of the display data of red, green, and blue as in the fourth embodiment In addition to full color display and black and white display of natural images, etc., power consumption of 1.0 W was required not only for single color display (red black, green black, and blue black display). In addition, when the image quality in the display of 4th Embodiment and a prior art example was compared, difference was not felt in both.
(第5実施の形態)
第5実施の形態では、入力される赤,緑,青の3色の画素データを赤,緑,青,白の4色の画素データに変換し、変換した4色の画素データを用いてフルカラー表示を行う。まず、この変換の手法について説明する。
(Fifth embodiment)
In the fifth embodiment, input red, green, and blue pixel data is converted into red, green, blue, and white pixel data, and the converted four-color pixel data is used for full color. Display. First, this conversion method will be described.
図10(a)は各フレームにおける元の赤(r),緑(g),青(b)の階調数を示しており、図10(b)は各フレームにおける変換後の赤(r′),緑(g′),青(b′),白(w)の階調数を示している。各フレームにおいて、赤,緑,青の画素データの階調数を比較して最低階調数を検出する。例えば、図10(a)に示す最初のフレームにおいては、緑表示のデータの階調数が最も低い。この場合、赤表示,青表示のサブフレームにおいては、比較前の赤,青の階調数(r,b)から緑の階調数(g)を差し引いた階調数(r′=r−g,b′=b−g)に応じた赤表示,青表示を行う。 FIG. 10A shows the original number of gradations of red (r), green (g), and blue (b) in each frame, and FIG. 10 (b) shows the converted red (r ′) in each frame. ), Green (g ′), blue (b ′), and white (w). In each frame, the minimum number of gradations is detected by comparing the number of gradations of red, green, and blue pixel data. For example, in the first frame shown in FIG. 10A, the number of gray levels of green display data is the lowest. In this case, in the red and blue display sub-frames, the number of gradations (r ′ = r−−) obtained by subtracting the number of gradations of green (g) from the number of gradations of red and blue (r, b) before comparison. g, b ′ = b−g), red display and blue display are performed.
赤,緑,青の混合色である白表示のサブフレームにおいては、緑の階調数(g)に応じた白表示(w=g)を行う。なお、緑表示のサブフレームにおいても、比較前の緑の階調数(g)から緑の階調数(g)を差し引いた階調数(g′=g−g)に応じた緑表示を行うことになるが、その差し引いた階調数(g′)は0となるので、これは一般的に”黒”表示となる。 In the white display subframe, which is a mixed color of red, green, and blue, white display (w = g) corresponding to the number of green gradations (g) is performed. In the green display sub-frame, the green display corresponding to the gradation number (g ′ = g−g) obtained by subtracting the green gradation number (g) from the green gradation number (g) before the comparison is performed. However, since the subtracted number of gradations (g ′) is 0, this is generally “black” display.
そして、第5実施の形態では、この”黒”表示となる緑のサブフレームにおいて、緑のLEDを非点灯にする。このような変換処理にあっては、少なくとも1色の変換後の階調数が0となるので、光源を非点灯にできる確率が第4実施の形態よりも大きくなり、消費電力の更なる低減化を図れる。 In the fifth embodiment, the green LED is turned off in the green sub-frame displaying “black”. In such a conversion process, since the number of gradations after conversion of at least one color is 0, the probability that the light source can be turned off is greater than in the fourth embodiment, and the power consumption is further reduced. Can be realized.
更に、第5実施の形態では、液晶パネルへ入射される光の照射領域を複数の領域に分割し、分割した各領域毎に、各色の画素データの階調数に応じて各色に対応する光源(LED)の点灯/非点灯を制御する。 Furthermore, in the fifth embodiment, the irradiation area of light incident on the liquid crystal panel is divided into a plurality of areas, and a light source corresponding to each color according to the number of gradations of pixel data of each color for each divided area. Controls lighting / non-lighting of (LED).
バックライト22の領域を、図11に示すように、5個の小領域22a〜22eに分割することにより、液晶パネル21への光照射領域を5個の小照射領域に分割する。そして、液晶パネル21の走査と同期させて各色のLEDの点灯/非点灯を制御することに加えて、各小照射領域毎に、赤,緑,青,白の画素データの階調数を検出し、それぞれの色において小照射領域内における全ての画素データの階調数が略0である場合に、その小照射領域においてその色に対応するLEDを非点灯とする。
As shown in FIG. 11, the region of the
図12は、第5実施の形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。図12において、図1,図8と同一または同様の部材には同一番号を付している。なお、液晶パネル,バックライトの構成は、第1実施の形態と同様である。白色のサブフレームにおいては、LEDアレイ7における赤,緑,青のLEDを同時に点灯させる。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration of the liquid crystal display device according to the fifth embodiment. 12, the same or similar members as those in FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals. The configurations of the liquid crystal panel and the backlight are the same as those in the first embodiment. In the white subframe, the red, green, and blue LEDs in the
図12において、25は、外部の例えばパーソナルコンピュータから入力される表示用の3色の画素データPDを、上述した手法に従って表示用の4色の画素データPD′に変換する画素データ変換回路25であり、画素データ変換回路25は、変換した画素データPD′を階調数検出回路23及び画像メモリ部30へ出力する。階調数検出回路23は、液晶パネル21の5個の小照射領域毎に、各色(赤,緑,青,白)の階調数を検出し、検出結果を点灯/非点灯制御部24へ送る。点灯/非点灯制御部24は、階調数検出回路23で検出された各サブフレームに対応するそれぞれの色(赤,緑,青,白)の全ての変換画素データPD′の階調数が略0である場合に、非点灯信号をバックライト制御回路35及び制御信号発生回路31へ出力する。バックライト制御回路35は、各小照射領域において赤,緑,青,白の各発色光をバックライト22から出射させるが、この非点灯信号を入力した場合に、その色に対応する各小照射領域でLEDを非点灯とする。また、制御信号発生回路31は、この非点灯信号を入力した場合に、制御信号CSを送出せず、液晶パネル21の駆動を停止させる。
In FIG. 12,
なお、制御信号発生回路31,データドライバ32,スキャンドライバ33,基準電圧発生回路34等の他の部材の構成及び動作は、画素データPDが変換画素データPD′に変わるだけであって、第1,第4実施の形態と基本的に同様であるので、その説明は省略する。
Note that the configuration and operation of other members such as the control
図13は、第5実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図13(a)は液晶パネル21の各ラインの走査タイミング、図13(b)はバックライト22(LED)の赤,緑,青,白各色の点灯/非点灯タイミングを示す。周波数60Hzである1フレームが4分割された各サブフレームにおいて、液晶パネル21に対するデータの書込み走査/消去走査のタイミングは、第3実施の形態と同様である。但し、図13(b)に示すように、1つのサブフレーム内において5個の小照射領域毎にバックライト22の点灯/非点灯を制御しており、点灯/非点灯制御部24から、ある色のある小照射領域について非点灯信号が入力された場合には、その色のその小照射領域においてLEDを非点灯として、その色を発光させない。各小照射領域におけるバックライト22の点灯時間は、サブフレームの70%より短くなる。
FIG. 13 is a time chart showing display control in the fifth embodiment. FIG. 13A shows scanning timing of each line of the
前述した第2実施の形態と全く同様に、液晶パネル21を作製し、その作製した液晶パネル21と、赤,緑,青の単色面発光スイッチングが可能なLEDアレイ7を光源としたバックライト22とを重ね合わせ、図13に示す駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。なお、白のサブフレームにおいては、赤,緑,青のLEDを同時点灯させた。
In exactly the same manner as in the second embodiment described above, a
階調数検出回路23にて、変換後の表示データにおける各色(赤,緑,青,白)の階調数を各小照射領域毎に検出し、各小照射領域内において検出した全ての変換画素データの階調数が略0である場合に、点灯/非点灯制御部24からバックライト制御回路35へ非点灯信号を送って、各色において全ての変換画素データの階調数が略0である小照射領域、言い換えると各色において全ての変換画素データが”黒”となる小照射領域においては、その色に対応するLEDを点灯させない。また、各小照射領域内において検出した全ての変換画素データの階調数が略0である場合に、点灯/非点灯制御部24から制御信号発生回路31へ非点灯信号を送って、液晶パネル21の駆動を停止させる。
The number of
このような表示の結果、自然画等のフルカラー表示におけるバックライトの消費電力は1.7Wであったが、白黒表示においては消費電力が0.9W、単色カラー表示(赤黒,緑黒,青黒表示)においては消費電力がより低くなり、緑黒表示においては0.26Wと極めて低かった。白黒表示におけるバックライト単体の輝度1190cd/m2 に対して180cd/m2 の画面輝度を実現でき、光利用効率は15.1%と高かった。 As a result of such display, the power consumption of the backlight in a full color display such as a natural image was 1.7 W, but in the monochrome display, the power consumption was 0.9 W, and the monochrome color display (red black, green black, blue black display) ), The power consumption was lower, and the green-black display was extremely low at 0.26 W. A screen luminance of 180 cd / m 2 was realized with respect to a luminance of 1190 cd / m 2 of the backlight alone in monochrome display, and the light use efficiency was high at 15.1%.
第5実施の形態と同じくバックライトを5個の小領域には分割するが、赤,緑,青,白の表示データの階調数を検出せずに赤,緑,青,白の各サブフレームにおいて常にLEDを点灯させる従来例の駆動シーケンスに従って表示した場合、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示のみならず、単色カラー表示(赤黒,緑黒,青黒表示)においても、1.7Wの消費電力を要した。 As in the fifth embodiment, the backlight is divided into five small areas, but each of the red, green, blue, and white sub-data is detected without detecting the number of gradations of the display data of red, green, blue, and white. When displayed according to the conventional driving sequence in which the LED is always lit in the frame, 1.7 W is consumed not only in full color display and monochrome display of natural images etc., but also in single color display (red black, green black, blue black display). It took power.
このような第5実施の形態と従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられず、第5実施の形態での表示画質が従来例に比べて劣化することはなかった。 When the image quality in the display of the fifth embodiment and the conventional example was compared, there was no difference between them, and the display image quality in the fifth embodiment was not deteriorated compared to the conventional example. .
なお、上述した各実施の形態では、光スイッチング素子として液晶パネルを用いるフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を例として説明したが、他の光スイッチング素子、例えばディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)等を用いた他の表示装置であっても、本発明を同様に適用できることは勿論である。また、使用する光源は、LED光源としたが、EL等のスイッチング可能な光源であれば特にLED光源に限定されることはない。 In each of the above-described embodiments, a field sequential type liquid crystal display device using a liquid crystal panel as an optical switching element has been described as an example. However, other optical switching elements such as a digital micromirror device (DMD) are used. Of course, the present invention can be similarly applied to other display devices. Further, although the light source used is an LED light source, it is not particularly limited to an LED light source as long as it is a switchable light source such as an EL.
更に、カラーフィルタを用いたカラー表示装置、特に強誘電性液晶材料を用いたカラー液晶表示装置においても同様の効果が得られることは言うまでもない。なぜならば、カラーフィルタ方式においては、上述した各実施の形態における赤,緑,青の発光色を白として、液晶パネルにカラーフィルタを設ければ、本発明を同様に適用できるからである。 Further, it goes without saying that the same effect can be obtained in a color display device using a color filter, particularly a color liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal material. This is because in the color filter system, the present invention can be similarly applied if the liquid crystal panel is provided with the red, green, and blue emission colors in the above-described embodiments as white.
図14は、カラーフィルタを用いる液晶表示装置における液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。図14において、図2と同一部分には、同一番号を付してそれらの説明を省略する。各画素電極(ピクセル電極)40,40…の下部には、3原色(R,G,B)のカラーフィルタ60,60…が設けられている。あるいは、各画素電極(ピクセル電極)40,40…に対向する共通電極3とガラス基板2との間にカラーフィルタが設けられている。また、バックライト22は、白色光を出射する白色光源70と導光及び光拡散板6とから構成されている。
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a backlight in a liquid crystal display device using a color filter. 14, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Three color filters 60, 60,... Of three primary colors (R, G, B) are provided below the respective pixel electrodes (pixel electrodes) 40, 40,. Alternatively, a color filter is provided between the
このようなカラーフィルタ方式の表示装置にあっては、各フレームにおけるデータの書込み走査及び消去走査に要する時間をフレームの50%よりも小さくして、一のフレームでの液晶パネルへの光の入射遮断タイミングから次のフレームでの液晶パネルへの光の入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることにより、具体的には、上述したフィールド・シーケンシャル方式の各サブフレームにおける制御と同様の制御を各フレームにおいて実行することにより、表示画質(輝度)の劣化を招くことなく、光利用効率を向上できる。 In such a color filter type display device, the time required for data writing scanning and erasing scanning in each frame is made smaller than 50% of the frame, and light is incident on the liquid crystal panel in one frame. Specifically, by providing a predetermined time between the shut-off timing and the start timing of light incident on the liquid crystal panel in the next frame, specifically, the same control as the control in each subframe of the field sequential method described above is performed. By executing it in each frame, the light use efficiency can be improved without causing deterioration of the display image quality (brightness).
上述した実施形態1〜5に関し、更に以下の付記を開示する。 The following additional notes are disclosed with respect to the first to fifth embodiments described above.
(付記1)光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えており、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けるようにしたことを特徴とする表示装置
。
(Supplementary Note 1) A field for performing display by synchronizing sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In the sequential display device, means for injecting light of the corresponding color from the light source into the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, Means for blocking incident light of the corresponding color from the light source to the optical switching element in synchronization with the end timing of the erasing scan of the display data to the optical switching element. From the incident blocking timing to the optical switching element to the incident start timing of the next color to the optical switching element Display device is characterized in that so as to provide a predetermined time.
(付記2)前記所定時間は、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しいことを特徴とする付記1記載の表示装置。 (Additional remark 2) The said predetermined time is equal to the time from the completion | finish timing of the write scanning of the display data to the said optical switching element to the start timing of the erasing scanning of the display data to the said optical switching element, It is characterized by the above-mentioned. The display device described.
(付記3)光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが不一致であり、書込み走査に要する時間をTA 、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間をTB 、消去走査に要する時間をTC 、消去走査の終了タイミングから次の色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間をTD とした場合に、TB +TC =TA +TD の関係を満たすようにしたことを特徴とする表示装置。 (Supplementary Note 3) A field that displays in synchronization with sequential switching of light of a plurality of colors incident on the optical switching element from the light source and input of display data of each color corresponding to the display image to the optical switching element. In the sequential type display device, the time required for writing scanning is different because the end timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color and the start timing of erasing scanning of display data to the optical switching element are inconsistent. T A , T B is the time from the end timing of the write scan to the start timing of the erase scan, T C is the time required for the erase scan, and the display data to the optical switching element in the next color from the end timing of the erase scan The relationship of T B + T C = T A + T D , where T D is the time until the write scan start timing A display device characterized by satisfying the above.
(付記4)光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えることを特徴とする表示装置。 (Supplementary Note 4) A field for performing display by synchronizing sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element. In the sequential type display device, means for injecting light of the corresponding color from the light source into the optical switching element before the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, and the color in each color A display device comprising: means for blocking incident light of the corresponding color from the light source to the optical switching element after the end timing of the erasure scanning of the display data to the optical switching element.
(付記5)前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光及び青色光であることを特徴とする付記1〜4のいずれかに記載の表示装置。
(Supplementary note 5) The display device according to any one of
(付記6)前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光、青色光及び白色光であることを特徴とする付記1〜4のいずれかに記載の表示装置。
(Appendix 6) The display device according to any one of
(付記7)表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯/消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載の表示装置。
(Supplementary note 7) The control unit according to any one of
(付記8)前記光スイッチング素子へ入射される光の照射領域が分割されており、分割された領域の表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯/消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする付記1〜6のいずれかに記載の表示装置。
(Additional remark 8) The irradiation area | region of the light which injects into the said optical switching element is divided | segmented, Based on the display data of the divided | segmented area | region, the lighting / extinction of the said light source which radiate | emits the light of the color corresponding to display data The display device according to any one of
(付記9)表示データに対応する色の光を出射する前記光源を非点灯としている場合に、前記光スイッチング素子への走査処理を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする付記1〜8のいずれかに記載の表示装置。 (Additional remark 9) When the said light source which radiate | emits the light of the color corresponding to display data is made into non-lighting, the stop means which stops the scanning process to the said optical switching element is further provided, Additional remarks 1-8 characterized by the above-mentioned. The display apparatus in any one of.
(付記10)前記光スイッチング素子は、液晶パネルであることを特徴とする付記1〜9のいずれかに記載の表示装置。
(Supplementary note 10) The display device according to any one of
(付記11)前記液晶パネルで使用される液晶材料は、強誘電性液晶材料であることを特徴とする付記10記載の表示装置。 (Supplementary note 11) The display device according to supplementary note 10, wherein the liquid crystal material used in the liquid crystal panel is a ferroelectric liquid crystal material.
(付記12)前記液晶パネルに対する表示データの書込み走査時の印加電圧と、前記液晶パネルに対する表示データの消去走査時の印加電圧とは、大きさが等しく極性が反対である付記10または11記載の表示装置。 (Additional remark 12) The applied voltage at the time of writing scanning of the display data with respect to the said liquid crystal panel and the applied voltage at the time of erasing scanning of the display data with respect to the said liquid crystal panel are magnitude | sizes, and polarity is opposite. Display device.
(付記13)光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてフィールド・シーケンシャル方式の表示を行う表示方法において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射し、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする表示方法。 (Supplementary Note 13) A field sequential system in which sequential switching of light of a plurality of colors incident on a light switching element from a light source is synchronized with input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element In the display method for performing the display, the light of the corresponding color from the light source is incident on the optical switching element in synchronization with the start timing of writing scanning of display data to the optical switching element in each color, and the light in each color The light of the corresponding color from the light source is blocked from entering the optical switching element in synchronization with the end timing of the erasure scanning of the display data on the switching element, and the light of one color is incident on the optical switching element. Providing a predetermined time between the shut-off timing and the start timing of the next color to the optical switching element Display method and butterflies.
(付記14)複数の色のカラーフィルタを設けた光スイッチング素子への光源からの白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてカラー表示を行う表示方法において、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの光を前記光スイッチング素子へ入射し、前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一のフレームでの前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次のフレームでの前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする表示方法。 (Supplementary Note 14) Color display by synchronizing incidence of white light from a light source to a light switching element provided with a plurality of color filters and input of display data of each color corresponding to a display image to the light switching element In the display method, the light from the light source is incident on the optical switching element in synchronization with the start timing of writing the display data to the optical switching element, and the display data is erased and scanned on the optical switching element. The light from the light source is blocked from entering the optical switching element in synchronization with the end timing, and from the incident blocking timing to the optical switching element in one frame to the optical switching element in the next frame. A display method characterized by providing a predetermined time before the incident start timing.
3 共通電極
7 LEDアレイ
21 液晶パネル
22 バックライト
23 階調数検出回路
24 点灯/非点灯制御部
25 画素データ変換回路
31 制御信号発生回路
35 バックライト制御回路
60 カラーフィルタ
70 白色光源
3
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