JP2012247771A - 液晶表示装置及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】緑色の光源の発光スペクトルと赤色のサブピクセルの透過スペクトルとは黄色の波長域において重なり、緑色の光源の発光スペクトルと青色のサブピクセルの透過スペクトルとはシアン色の波長域において重なる。1フレームの表示期間を、青色及び赤色の光源を点灯させることにより青色のサブピクセルから青色の透過光、赤色のサブピクセルから赤色の透過光を得る第1のサブフレーム期間と、緑色の光源を点灯させることにより緑色のサブピクセルから緑色の透過光を得るとともに、青色のサブピクセルからシアン色の透過光を得るか又は赤色のサブピクセルから黄色の透過光を得るかの少なくともいずれかとする第2のサブフレーム期間と、に分割して光源の制御を行う。
【選択図】図1
Description
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第3の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
前記第1の光源、第2の光源、及び第3の光源の発光を独立に制御する光源制御手段と、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画像データに応じて制御する液晶制御手段と、
を備える液晶表示装置であって、
前記光源制御手段は、1フレームの表示期間を、第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第
1の色と第2の色との中間色である第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行う液晶表示装置である。
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第3の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
を備える液晶表示装置の制御方法であって、
前記第1の光源、第2の光源、及び第3の光源の発光を独立に制御する光源制御ステップと、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画像データに応じて制御する液晶制御ステップと、
を有し、
前記光源制御ステップでは、1フレームの表示期間を、第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行う液晶表示装置の制御方法である。
以下、本発明の第1の実施例に係るバックライトに多原色光源を用いた液晶表示装置について説明する。第1の実施例は、動作原理の概念をわかりやすく説明するため、各光源が理想的な分光波長特性をもち、各サブピクセルが理想的な分光波長透過特性をもつことを前提にした実施例である。
したブロック図である。液晶表示処理部100は、映像データ変換部101、カラーマトリックス変換部102、サブフレーム分割部103、光源制御信号生成部104、液晶制御信号生成部105、同期制御部106、光源制御部107、液晶制御部108、光源部109及び液晶部110を有する。
。そのため、サブフレーム分割部103では、5原色映像信号を2つのサブフレームで構成する映像信号に分割し、サブフレーム映像信号を生成する。また、サブフレーム分割部103は、同期制御部106に対し、サブフレームシンク信号を出力する。
なお、液晶表示処理部100の内部処理のより詳しい説明は、後述するフローチャートを用いて説明する。
02、カラーフィルタ207、液晶208、第2の偏光板209及び第2の光拡散板210とで構成する。赤色サブピクセル204(第3のサブピクセル)、緑色サブピクセル205(第2のサブピクセル)、青色サブピクセル206(第1のサブピクセル)を1組として構成されるピクセル203(画素)の集合である。第1の光拡散板201は視野角を補う目的の光拡散板であり、第2の光拡散板210は光源部109からの光を拡散し、液晶部110に入射する光の輝度ムラ、色ムラを抑制する目的の拡散板である。
このように、緑色光源群212及び青色サブピクセル206は、緑色光源群212の発光スペクトルが緑色と青色との中間色であるシアン色を含み、且つ、青色サブピクセル206がシアン色の光を更に透過する、という第1の条件を満たす。また、緑色光源群212及び赤色サブピクセル204は、緑色光源群212の発光スペクトルが緑色と赤色との中間色である黄色を含み、且つ、赤色サブピクセル204が黄色の光を更に透過する、という第2の条件を満たす。
G-B)で示す色域領域は、赤色301、緑色303及び青色305の3原色表示で色再
現できる色域領域を示す。比較結果より、5原色表示にすることで、再現できる色域領域が拡張されることが確認できる。
なお、フローチャート上に記載がないが、同期制御部106は、サブフレーム分割部103からのサブフレームシンク信号をもとに、光源部109の光源点灯と液晶部110の駆動の同期を取るための同期制御信号を生成する。生成された同期制御信号は、光源制御部107及び液晶制御部108に出力される。
ステップS606では、液晶制御信号生成部105がサブフレーム分割部103から入力されるサブフレーム映像信号をもとに、各サブピクセルの透過率を指定の透過率とする液晶配向角を実現するための液晶制御信号を生成する。生成された液晶制御信号は、液晶制御部108に出力される。
の色の光源を追加したり、赤色、緑色、青色のサブピクセルに他の色のサブピクセルを追加したりすることなく、3原色表示と比較して表示可能な色域領域を拡張することができる。
なお、上述した条件を満足する光源及びサブピクセルの組み合わせにより、少なくとも1色の中間色を得ることによって、光源の色数より多い原色数での表示を行う構成を含む液晶表示装置及びその制御方法は本発明の範囲に含まれる。つまり、黄色302及びシアン色304のどちらか一方のみを得る構成であってもよい。例えば、青色を第1の色、青色光源を第1の光源、青色サブピクセルを第1のサブピクセル、緑色を第2の色、緑色光源を第2の光源、緑色サブピクセルを第2のサブピクセル、シアン色を第4の色、赤色を第3の色、赤色光源を第3の光源、赤色サブピクセルを第3のサブピクセルとする。図5(b)に示すように、第1のサブフレーム期間では、青色光源を点灯することにより、青色サブピクセルの透過光として青色の光を得るとともに、赤色光源を点灯することにより、赤色サブピクセルの透過光として赤色の光を得る。第2のサブフレーム期間では、緑色光源を点灯することにより、青色サブピクセルの透過光としてシアン色の光、緑色サブピクセルの透過光として緑色の光を得る。赤色サブピクセルは遮光(透過率最小)とする。これにより、赤色、緑色、及び青色の3色の光源及びサブピクセルにより、赤色、緑色、青色、及びシアン色の4原色表示が可能になる。同様に、第2のサブフレーム期間において赤色サブピクセルを透過制御し青色サブピクセルを遮光することにより、赤色、緑色、青色、及び黄色の4原色表示が可能になる。このような構成の青色、緑色及び赤色の光源及びサブピクセルを含み、1フレームの表示期間を少なくとも第1のサブフレーム期間と第2のサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の発光制御を行う液晶表示装置は本発明に含まれる。なお、このような4原色表示を行う構成の場合、上記第1の条件又は第2の条件のいずれか一方が成立していれば十分である。すなわち、赤色、緑色、青色、及びシアン色の4原色表示は、第1の条件のみが成立していれば十分である。また、赤色、緑色、青色、及び黄色の4原色表示は、第2の条件のみが成立していれば十分である。第1の条件及び第2の条件が共に成立する場合、上述した赤色、緑色、青色、シアン色、及び黄色の5原色表示を必ずしも行う必要はなく、上記の2通りの4原色表示のいずれかを行っても良い。
また、本実施例では、1フレームの表示期間を第1のサブフレーム期間と第2のサブフレーム期間とに分割して時分割表示する場合を例示した。しかし、1フレームの表示期間を第1のサブフレーム期間と第2のサブフレーム期間と第3のサブフレーム期間とに分割して時分割表示してもよい。例えば、第1のサブフレーム期間では、赤色光源213を点灯し、緑色光源群212及び青色光源216を消灯する。そして、サブピクセルは赤色サブピクセル204の透過制御を行い、緑色サブピクセル205と青色サブピクセル206は遮光する(透過率を最小値に制御する)。これにより、赤色301の光を透過させる。第2のサブフレーム期間では、緑色光源群212のみを点灯し、赤色光源213及び青色光源216を消灯する。そして、サブピクセルは全色のサブピクセルの透過制御を行なう。これにより、黄色302、緑色303及びシアン色304の光を透過させる。第3のサブフレーム期間では、青色光源216を点灯し、緑色光源群212及び赤色光源213を消灯する。そして、サブピクセルは青色サブピクセル206の透過制御を行い、緑色サブピクセル205と赤色サブピクセル204は遮光する(透過率を最小値に制御する)。これにより、青色305の光を透過させる。この場合も、赤色301、黄色302、緑色303、シアン色304及び青色305による5原色表示が可能となる。なお、第2のサブフレーム期間において、黄色302及びシアン色304のどちらか一方のみを得る構成であってもよい。
以下、本発明の第2の実施例について説明する。第1の実施例との違いは、緑色光源群212として広演色光源を用いる代わりに、第1の緑色光源214及び第2の緑色光源215に異なる分光波長のピークを持つ光源を組み合わせている点が異なる。液晶表示処理
部100の構成及び内部処理、ならびに液晶モジュールの構造のうち第1の実施例と同等のものについては説明を省略する。
域領域と比較すると、5原色表示にすることで、表現できる色域領域が拡張されることが確認できる。
また、1フレームを2つのサブフレームにより分割して時分割表示を行う際の、光源部109の各光源の点灯関係、及び液晶部110の各サブピクセルの透過制御関係を図8(b)に示す。なお、図8(b)に示すように、第2のサブフレーム期間で、赤色サブピクセルは遮光(透過率最小)としてもよい。これにより、赤色、緑色、青色、及びシアン色の4原色表示が可能になる。同様に、第2のサブフレーム期間において赤色サブピクセルを透過制御し青色サブピクセルを遮光することにより、赤色、緑色、青色、及び黄色の4原色表示が可能になる。
以下、本発明の第3の実施例について図9及び図10を用いて説明する。第3の実施例では、第1及び第2の実施例と同様に、第2のサブフレーム期間において、第1の黄色902及び第1のシアン色904のサブピクセル透過光を得る。そして、さらに第1のサブフレーム期間において、第2のシアン色906のサブピクセル透過光を得ることを特徴としている。
図10(a)をもとに説明すると、第2のサブフレーム期間では、緑色光源群212が赤色サブピクセル204を透過することで第1の黄色902を表示し、緑色光源群212が青色サブピクセル206を透過することで第1のシアン色904を表示している。そのため、赤色サブピクセル204及び青色サブピクセル206の透過率を各々制御することによって、第1の黄色902及び第1のシアン色904の発光輝度を個別に調整することができる。これは、緑色の光源の発光スペクトルと赤色のサブピクセルの透過スペクトルとは第1の黄色の波長域において重なり、緑色の光源の発光スペクトルと青色のサブピクセルの透過スペクトルとは第1のシアン色の波長域において重なることによる。
2の黄色(第7の色)を表示し、青色光源216が緑色サブピクセル205を透過することで第2のシアン色906(第6の色)を表示することになる。つまり、共に緑色サブピクセル205を用いて、第2の黄色及び第2のシアン色906を混色表示することになる。そのため、緑色サブピクセル205の透過率を制御する場合、第2の黄色及び第2のシアン色906の発光輝度を独立して調整することはできない。
9(c)の領域912で示す5原色表示で色再現できる色域領域と比較すると、6原色表示にすることで、再現できる色域領域がさらに拡張されることが確認できる。
源)の発光波長帯域を遮断する透過波長特性の緑色サブピクセルを透過制御する。これにより、第1のサブフレームを用いて緑色903と青色905の中間色である第2のシアン色906を抽出することができる。これによって、赤色901、黄色902、緑色903、第1のシアン色904、第2のシアン色906及び青色905による6原色表示することができる。
以下、本発明の第4の実施例について説明する。第4の実施例の構成は、緑色光源群212に広演色光源や異なる分光波長のピークをもつ光源を用いず、緑色波長帯域にピークを持つ分光波長帯域が狭い光源を用いた場合である。液晶表示処理部100の構成及び内部処理、ならびに液晶モジュールの構造は第1の実施例に準じるものとし、説明を省略する。また、6原色表示する場合については、第3の実施例に準じるものとし、説明を省略する。
)で示す領域となる。なお、赤色1101、黄色1102、緑色1103、第1のシアン色1104及び青色1105による5原色表示によって色再現できる色域領域が、図12
の五角形1202(R-Y-G-C1-B)で示す領域となる。また、赤色1101、緑色1103及び青色1105による3原色表示によって色再現できる色域領域が、図12の三角形1203(R-G-B)で示す領域となる。
Claims (13)
- 第1の色で発光する第1の光源、第2の色で発光する第2の光源、及び第3の色で発光する第3の光源を含むバックライトと、
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第3の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
前記第1の光源、第2の光源、及び第3の光源の発光を独立に制御する光源制御手段と、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画像データに応じて制御する液晶制御手段と、
を備える液晶表示装置であって、
前記光源制御手段は、1フレームの表示期間を、第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行う液晶表示装置。 - 第2の光源、第1のサブピクセル、及び第3のサブピクセルは、
第2の光源の発光スペクトルは第2の色と第1の色との中間色である第4の色を更に含み、且つ、第1のサブピクセルは第4の色の光を更に透過する第1の条件、又は、
第2の光源の発光スペクトルは第2の色と第3の色との中間色である第5の色を更に含み、且つ、第3のサブピクセルは第5の色の光を更に透過する第2の条件、の少なくともいずれかの条件を満たし、
前記サブフレーム期間は、第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、前記第1の条件を満たす場合に第1のサブピクセルから第4の色の光を透過させ、前記第2の条件を満たす場合に第3のサブピクセルから第5の色の光を透過させ、前記第1の条件及び前記第2の条件を共に満たす場合に第1のサブピクセルから第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかと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。 - 前記光源制御手段は、1フレームの表示期間を、
第1の光源及び第3の光源を点灯させることにより、第1のサブピクセルから第1の色の光を透過させるとともに第3のサブピクセルから第3の色の光を透過させる、第1のサブフレーム期間と、
第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとする第2のサブフレーム期間と、
を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶制御手段は、
第1のサブフレーム期間において、画像データの第1の色のデータに応じて第1のサブピクセルの透過率を制御するとともに、画像データの第3の色のデータに応じて第3のサブピクセルの透過率を制御し、
第2のサブフレーム期間において、画像データの第2の色のデータに応じて第2のサブピクセルの透過率を制御するとともに、第1のサブピクセルから第4の色の光を透過させ
る場合には画像データの第4の色のデータに応じて第1のサブピクセルの透過率を制御し、第3のサブピクセルから第5の色の光を透過させる場合には画像データの第5の色のデータに応じて第3のサブピクセルの透過率を制御する請求項3に記載の液晶表示装置。 - 前記液晶制御手段は、第1のサブフレーム期間において、第2のサブピクセルの透過率を最小値に制御する請求項3又は4に記載の液晶表示装置。
- 前記第1の光源の発光スペクトルは第1の色と第2の色の中間色である第6の色を含み、
前記第2のサブピクセルは第6の色の光を更に透過するとともに第3の光源の発光スペクトルに含まれる色の光を透過せず、
前記光源制御手段は、
第1のサブフレーム期間において、第1の光源及び第3の光源を点灯させることにより、第1のサブピクセルから第1の色の光を透過させ、第2のサブピクセルから第6の色の光を透過させ、第3のサブピクセルから第3の色の光を透過させる
請求項3に記載の液晶表示装置。 - 前記第3の光源の発光スペクトルは第3の色と第2の色の中間色である第7の色を含み、
前記第2のサブピクセルは第7の色の光を更に透過するとともに第1の光源の発光スペクトルに含まれる色の光を透過せず、
前記光源制御手段は、
第1のサブフレーム期間において、第1の光源及び第3の光源を点灯させることにより、第1のサブピクセルから第1の色の光を透過させ、第2のサブピクセルから第7の色の光を透過させ、第3のサブピクセルから第3の色の光を透過させる
請求項3に記載の液晶表示装置。 - 第1の色は青色、第2の色は緑色、第3の色は赤色、第4の色はシアン色、第5の色は黄色である請求項1〜7のいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 第1の色で発光する第1の光源、第2の色で発光する第2の光源、第3の色で発光する第3の光源、及び第4の色で発光する第4の光源を含むバックライトと、
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第4の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
前記第1の光源、第2の光源、第3の光源、及び第4の光源の発光を独立に制御する光源制御手段と、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画像データに応じて制御する液晶制御手段と、
を備える液晶表示装置であって、
前記光源制御手段は、1フレームの表示期間を、第2及び第3の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第5の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第6の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第3の色と第4の色との中間色である第7の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行う液晶表示装置。 - 第2の光源、第3の光源、第1のサブピクセル、及び第3のサブピクセルは、
第2の光源の発光スペクトルは第1の色と第2の色との中間色である第6の色を更に含み、且つ、第1のサブピクセルは第6の色の光を更に透過する第1の条件、又は、
第3の光源の発光スペクトルは第3の色と第4の色との中間色である第7の色を更に含み、且つ、第3のサブピクセルは第7の色の光を更に透過する第2の条件、の少なくともいずれかの条件を満たし、
前記サブフレーム期間は、第2の光源及び第3の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第5の色の光を透過させるとともに、前記第1の条件を満たす場合に第1のサブピクセルから第6の色の光を透過させ、前記第2の条件を満たす場合に第3のサブピクセルから第7の色の光を透過させ、前記第1の条件及び前記第2の条件を共に満たす場合に第1のサブピクセルから第6の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第7の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとされることを特徴とする請求項9に記載の液晶表示装置。 - 前記光源制御手段は、1フレームの表示期間を、
第1の光源及び第4の光源を点灯させることにより、第1のサブピクセルから第1の色の光を透過させるとともに第3のサブピクセルから第4の色を透過させる、第1のサブフレーム期間と、
第2の光源及び第3の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第5の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第6の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第3の色と第4の色との中間色である第7の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとする第2のサブフレーム期間と、
を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御を行うことを特徴とする請求項9又は10に記載の液晶表示装置。 - 第1の色で発光する第1の光源、第2の色で発光する第2の光源、及び第3の色で発光する第3の光源を含むバックライトと、
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第3の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
を備える液晶表示装置の制御方法であって、
前記第1の光源、第2の光源、及び第3の光源の発光を独立に制御する光源制御ステップと、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画像データに応じて制御する液晶制御ステップと、
を有し、
前記光源制御ステップでは、1フレームの表示期間を、第2の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第2の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第4の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御が行われる液晶表示装置の制御方法。 - 第1の色で発光する第1の光源、第2の色で発光する第2の光源、第3の色で発光する第3の光源、及び第4の色で発光する第4の光源を含むバックライトと、
第1の色の光を透過する第1のサブピクセル、第2の色と第3の色との中間色である第5の色の光を透過する第2のサブピクセル、及び第4の色の光を透過する第3のサブピクセルを含む画素の集合である液晶パネルと、
を備える液晶表示装置の制御方法であって、
前記第1の光源、第2の光源、第3の光源、及び第4の光源の発光を独立に制御する光源制御ステップと、
前記第1のサブピクセル、第2のサブピクセル、及び第3のサブピクセルの透過率を画
像データに応じて制御する液晶制御ステップと、
を有し、
前記光源制御ステップでは、1フレームの表示期間を、第2及び第3の光源を点灯させることにより、第2のサブピクセルから第5の色の光を透過させるとともに、第1のサブピクセルから第1の色と第2の色との中間色である第6の色の光を透過させるか又は第3のサブピクセルから第3の色と第4の色との中間色である第7の色の光を透過させるかの少なくともいずれかとするサブフレーム期間を含む複数のサブフレーム期間に分割して光源の制御が行われる液晶表示装置の制御方法。
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