JP2013254149A - 表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことのできるフィールドシーケンシャル方式の表示装置およびその駆動方法を提供する。
【解決手段】フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、バックライト制御回路は、各色のＬＥＤの点灯開始タイミングをサブフレーム期間の開始タイミングから点灯開始遅延時間だけ遅延させ、各色のＬＥＤの消灯開始タイミングをサブフレーム期間の終了タイミングから消灯開始遅延時間だけ遅延させる。各ＬＥＤの点灯期間は点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とによって定まるところ、検出照度Ｚが大きくなるに従いＬＥＤの点灯期間が長くなるように点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とが決定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関し、特に、フィールドシーケンシャル方式でカラー表示を行う表示装置およびその駆動方法に関する。

カラー表示を行う液晶表示装置の多くは、１つの画素を３分割したサブ画素に対応してそれぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、および青色（Ｂ）の光を透過させるカラーフィルタを備えている。しかし、液晶表示パネルに照射されるバックライト光の約２／３がカラーフィルタで吸収されるために、カラーフィルタ方式の液晶表示装置は光利用効率が低いという問題を有する。そこで、カラーフィルタを用いずにカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が注目されている。

フィールドシーケンシャル方式では、１画面の表示期間である１フレーム期間は３つのサブフレーム期間に分割される。第１のサブフレーム期間には、入力信号の赤色成分を入力しつつ赤色の光源を発光させることによって、赤色の画面が表示される。第２のサブフレーム期間には、入力信号の緑色成分を入力しつつ緑色の光源を発光させることによって、緑色の画面が表示される。第３のサブフレーム期間には、入力信号の青色成分を入力しつつ青色の光源を発光させることによって、青色の画面が表示される。このようにして、液晶パネルにカラー画像が表示される。このようにフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラーフィルタが不要になるので、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて光利用効率が約３倍になる。また、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて画素数を例えば１／３にすることができるので、開口率を高めることができる。

ところで、液晶の光学応答速度は比較的遅い。このため、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、サブフレーム期間が切り替わった後しばらくの間は、その直前のサブフレーム期間終了時の液晶の透過率（光透過率）がある程度継続している。本明細書では、切り替わり前のサブフレーム期間のことを「先行サブフレーム期間」といい、切り替わり後のサブフレーム期間、すなわち先行サブフレーム期間の直後のサブフレーム期間のことを「後続サブフレーム期間」という。後続サブフレーム期間の開始時に当該後続サブフレーム期間に対応する色の光源の点灯を開始すると、先行サブフレーム期間の透過率が継続しているので、所望の輝度が得られない。このような現象は一般に「混色」と呼ばれる。

そこで、例えば図１５に示すように、各サブフレーム期間に対応した光源の消灯開始タイミングはそのままとし、点灯開始タイミングを、例えば液晶が十分に応答できる時間だけ遅延させる方法が知られている。この方法によれば、後続サブフレーム期間開始直後の、先行サブフレーム期間の透過率が継続している期間には、当該後続サブフレーム期間に対応する色の光源が点灯されない。このため、混色が抑制される。図１５に示すような方法は、例えば特開２００７−２０６６９８号公報や特開平１０−６３２２５号公報などに開示されている。

また、例えば図１６に示すように、各サブフレーム期間に対応した光源の点灯開始タイミングおよび消灯開始タイミングの双方を、例えば液晶が十分に応答できる期間だけ遅延させる方法が知られている。この方法によれば、後続サブフレーム期間開始直後の、先行サブフレーム期間の透過率が継続している期間には、先行サブフレーム期間に対応する色の光源が引き続き点灯される。このため、得られる輝度を所望の値に近づけることができる。ここで輝度は、各色の光源の点灯期間と当該点灯期間における透過率との時間積分に相当する。図１６に示すような方法は、例えば特開平１０−６３２２５号公報などに開示されている。

特開２００７−２０６６９８号公報 特開平１０−６３２２５号公報

ところが、上述した従来の方法によると、装置の周囲の明るさとは無関係に表示輝度の制御が行われている。このため、例えば、明るい環境下で装置が使用されているときに、ユーザ（装置の使用者）にとって画面が眩しく感じられることがある。また、例えば、暗い環境下で装置が使用されているときに、ユーザにとって画面が暗く感じられることがある。このように、フィールドシーケンシャル方式の表示装置においては、必ずしもユーザの要求を満たすような輝度表示が行われていない。

そこで、本発明は、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことのできるフィールドシーケンシャル方式の表示装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。

第１の発明は、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に応じて異なる色の画面を表示する表示装置であって、
マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と、
前記表示部に光を照射するための、色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源を含む光源部と、
前記複数色の光源の状態を制御する光源制御部と、
外部の照度を検出する照度検出部とを備え、
前記光源制御部は、
各色の光源の点灯状態を開始するタイミングを、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の開始タイミングから第１の遅延時間だけ遅延させ、
各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを、前記検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の終了タイミングから第２の遅延時間だけ遅延させ、
前記検出照度が大きいほど前記第１の遅延時間および前記第２の遅延時間により決定される前記光源の点灯期間が長くなるよう前記第１の遅延時間と前記第２の遅延時間とを定めるように構成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、
前記光源制御部は、前記第１の遅延時間を光源の色毎に異ならせること、および、前記第２の遅延時間を光源の色毎に異ならせることを可能とするように構成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、
前記光源制御部は、全ての色の光源についての前記第１の遅延時間を等しくし、かつ、全ての色の光源についての前記第２の遅延時間を等しくするように構成されていることを特徴とする。

第４の発明は、第１の発明において、
前記光源制御部は、前記検出照度が予め定められた閾値以下の場合には前記検出照度に関わらず前記第１の遅延時間を一定の時間に定めるとともに前記第２の遅延時間を一定の時間に定めるように構成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、
前記光源制御部は、各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを遅延させるための第２の遅延時間を、当該色の光源が消灯状態となった後に点灯状態となるべき後続の色の光源の点灯状態を開始するタイミングを遅延させるための第１の遅延時間よりも短くするように構成されていることを特徴とする。

第６の発明は、マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを備え、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に応じて異なる色の画面を表示する表示装置の駆動方法であって、
前記複数色の光源の状態を制御する光源制御ステップと、
外部の照度を検出する照度検出ステップとを備え、
前記光源制御ステップは、
各色の光源の点灯状態を開始するタイミングを、前記照度検出ステップで検出された照度である検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の開始タイミングから第１の遅延時間だけ遅延させるステップと、
各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを、前記検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の終了タイミングから第２の遅延時間だけ遅延させるステップとを含み、
前記光源制御ステップでは、前記検出照度が大きいほど前記第１の遅延時間および前記第２の遅延時間により決定される前記光源の点灯期間が長くなるよう前記第１の遅延時間と前記第２の遅延時間とが定められることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、表示装置の外部の照度（検出照度）に基づいて、光源の点灯開始タイミングを決める第１の遅延時間と光源の消灯タイミングを決める第２の遅延時間が定められる。その際、検出照度が大きいほど光源の点灯期間が長くなるように、第１の遅延時間および第２の遅延時間が決定される。従って、暗い環境下においては点灯期間が短くなるよう第１の遅延時間および第２の遅延時間が定められ、かつ、明るい環境下においては点灯期間が長くなるよう第１の遅延時間および第２の遅延時間が定められる。これにより、暗い環境下において必要以上に輝度が高められることが抑制されるとともに、明るい環境下における輝度不足の発生が抑制される。このように、フィールドシーケンシャル方式の表示装置において、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことが可能となる。

上記第２の発明によれば、複数色の光源で点灯期間を互いに異ならせることができるので、各色の輝度の強弱を調整できる。このため、例えば色バランスを改善できる。

上記第３の発明によれば、複数色の光源で同じ第１の遅延時間を用い、かつ、複数色の光源で同じ第２の遅延時間を用いることにより、比較的簡易な処理で上記第１の発明と同様の効果が得られる。

上記第４の発明によれば、検出照度が小さいときでも最低限定められた時間、光源を点灯させることが可能となる。このため、フィールドシーケンシャル方式の表示装置において、輝度不足を生ずることなく、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことが可能となる。

上記第５の発明によれば、先行サブフレーム期間で消灯状態が開始される光源に関する第２の遅延時間が後続サブフレーム期間で点灯状態が開始される光源に関する第１の遅延時間よりも短く設定されるので、すべての色の光源が消灯状態である期間（全消灯期間）が設けられる。これにより、透過率が変化しているときに光源が点灯する期間が短くなる。言い換えると、透過率が変化しないとき、あるいは透過率の変化が小さいときに光源が点灯する期間の割合が大きくなる。このとき、サブフレーム期間の切れ目にとらわれることなく光源の点灯期間の設定が可能である。このようにして、透過率とは対応していない色の光源が点灯状態となる期間が短縮されるので、混色の発生が抑制される。

上記第６の発明によれば、上記第１の発明と同様の効果を表示装置の駆動方法の発明において奏することができる。

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置において、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間がどのように決定されるかについて説明するための図である。 上記第１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。 上記第１の実施形態において、明るさセンサについて説明するための図である。 上記第１の実施形態における液晶表示パネルおよびＬＥＤユニットのそれぞれを３つの領域に分けた図である。 上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。 上記第１の実施形態において、点灯期間について説明するための図である。 上記第１の実施形態において、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間をテーブルを用いて決定する方法について説明するための図である。 上記第１の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。 上記第１の実施形態において、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間をテーブルを用いて決定する方法について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。 上記第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。 上記第２の実施形態における各ＬＥＤの点灯期間について説明するための図である。 上記各実施形態の変形例における点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の設定ついて説明するための図である。 上記各実施形態の変形例における点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の設定ついて説明するための図である。 従来の方法を用いた場合の液晶表示装置の動作を説明するための図である。 従来の別の方法を用いた場合の液晶表示装置の動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１ 全体構成および動作概要＞
図２は、本発明の第１の実施形態に係るフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る液晶表示装置は、１フレーム期間を３個のサブフレーム期間に分割するフィールドシーケンシャル方式によってカラー表示を行う。この液晶表示装置は、図２に示すように、液晶表示パネル１０、タイミング制御回路２０、サブフレーム映像信号生成回路３０、ソースドライバ４０、ゲートドライバ５０、バックライトユニット６０、および明るさセンサ７０によって構成されている。

以下では、例えば１フレーム期間を１／６０秒とし、各サブフレーム期間をそれぞれ１／１８０秒とする。また、外部から液晶表示装置に入力される入力画像信号ＤＩＡの赤色成分（Ｒ成分）、緑色成分（Ｇ成分）、および青色成分（Ｂ成分）はそれぞれ８ビットのデータであるとする。この場合、液晶表示装置は、赤色、緑色、および青色の各色をそれぞれ２５６階調で表現できるので、約１６７８万色（正確には２５６×２５６×２５６色）の色を液晶表示パネル１０に表示することができる。

液晶表示パネル１０には、表示部１１が含まれている。表示部１１には、複数本（ｍ本）のソースラインＳＬ１〜ＳＬｍと、複数本（ｎ本）のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎと、これらｍ本のソースラインＳＬ１〜ＳＬｍとｎ本のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎとの交差点に対応して設けられた複数個（ｍ×ｎ個）の画素形成部１２が形成されている。以下、ｍ本のソースラインＳＬ１〜ＳＬｍを区別しない場合にはこれらを「ソースラインＳＬ」という。同様に、ｎ本のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎを区別しない場合にはこれらを「ゲートラインＧＬ」という。図２では、便宜上１つの画素形成部１２のみを示している。各画素形成部１２は、対応する交差点を通過するゲートラインＧＬにゲート端子が接続されると共に、当該交差点を通過するソースラインＳＬにソース端子が接続されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）１３と、そのＴＦＴ１３のドレイン端子に接続された画素電極１４と、複数個の画素形成部１２に共通的に設けられた共通電極１５と、複数個の画素形成部１２に共通的に設けられ画素電極１４と共通電極１５との間に挟持された液晶層とによって構成される。そして、画素電極１４および共通電極１５により形成される液晶容量により、画素容量Ｃｐが構成される。なお、典型的には、画素容量Ｃｐに確実に電圧を保持すべく、液晶容量に並列に補助容量が設けられる。

明るさセンサ７０は、典型的には、図３に示すように表示部１１の近傍に設けられる。明るさセンサ７０は、外部の照度を検出する照度検出部として機能する。すなわち、明るさセンサ７０は、この液晶表示装置の周囲の明るさを検出し、その明るさの程度を検出照度Ｚとしてタイミング制御回路２０内の後述のバックライト制御回路２１に与える。

タイミング制御回路２０は、外部から液晶表示装置に入力される入力タイミング信号ＤＩＢと明るさセンサ７０から与えられる検出照度Ｚとに基づいて、液晶表示装置内の各種構成要素の制御を行う。タイミング制御回路２０には、光源制御部としてのバックライト制御回路２１が含まれている。なお、バックライト制御回路２１については後述する。タイミング制御回路２０は、サブフレーム映像信号生成回路３０内の後述のサンプリング回路３１および信号選択回路３３の制御を行う。また、タイミング制御回路２０は、ソースドライバ４０、ゲートドライバ５０、およびバックライトユニット６０にそれぞれソース制御信号ＳＣＴ、ゲート制御信号ＧＣＴ、およびバックライト制御信号ＢＣＴを送信することによりこれらの制御を行う。

サブフレーム映像信号生成回路３０には、サンプリング回路３１、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のサブフレームメモリ３２ｒ，３２ｇ，３２ｂ、信号選択回路３３、および信号出力回路３４が含まれている。以下では、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のサブフレームメモリ３２ｒ，３２ｇ，３２ｂのことをそれぞれ「Ｒサブフレームメモリ」、「Ｇサブフレームメモリ」、および「Ｂサブフレームメモリ」という。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のサブフレームメモリ３２ｒ，３２ｇ，３２ｂを区別しない場合には、これらを単に「サブフレームメモリ３２」という。サンプリング回路３１は、タイミング制御回路２０による制御に基づいて入力画像信号ＤＩＡをサンプリングし、入力画像信号ＤＩＡのＲ成分をＲサブフレームメモリ３２ｒに書き込み、入力画像信号ＤＩＡのＧ成分をＧサブフレームメモリ３２ｇに書き込み、入力画像信号ＤＩＡのＢ成分をＢサブフレームメモリ３２ｂに書き込む。各サブフレームメモリ３２は、１サブフレーム期間分の色成分を保持する。信号選択回路３３は、タイミング制御回路２０による制御に基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂ用のサブフレームメモリ３２ｒ，３２ｇ，３２ｂから順次に１サブフレーム期間分のデータを読み出し、それを信号出力回路３４に与える。その際、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の順で信号出力回路３４にデータが与えられる。信号出力回路３４は、与えられた１サブフレーム期間分の色成分に対して、所定の処理（例えば、当該色成分を、液晶表示パネル１０の光学特性に応じて増幅する処理など）を施し、映像信号ＤＶとしてソースドライバ４０に与える。なお、映像信号ＤＶはデジタル信号およびアナログ信号のいずれであっても良い。このようにして、サブフレーム映像信号生成回路３０により、サブフレーム単位で映像信号ＤＶが生成される。

ソースドライバ４０は、タイミング制御回路２０から送られたソース制御信号ＳＣＴに基づいて、サブフレーム映像信号生成回路３０の信号出力回路３４から送られた映像信号ＤＶより駆動用映像信号Ｓ１〜Ｓｍを生成し、これらをｍ本のソースラインＳＬ１〜ＳＬｍにそれぞれ印加する。なお、ソースドライバ４０は表示部１１と一体的に形成されていても良い。

ゲートドライバ５０は、タイミング制御回路２０から送られたゲート制御信号ＧＣＴに基づいて、アクティブな走査信号Ｇ１〜Ｇｎのｍ本のゲートラインＧＬ１〜ＧＬｎへの印加を、例えば１サブフレーム期間を周期として繰り返す。なお、ゲートドライバ５０は表示部１１と一体的に形成されていても良い。

バックライトユニット６０には、バックライト駆動回路６１、および光源部としてのＬＥＤ（Light Emitting Diode）ユニット６２が含まれている。ＬＥＤユニット６２は、光源としての赤色ＬＥＤ６３ｒ、緑色ＬＥＤ６３ｇ、および青色ＬＥＤ６３ｂ（以下、これらを区別しない場合には「ＬＥＤ６３」という。）を２次元状に配置することにより構成されている。なお、ＬＥＤ６３に代えて、ＣＣＦＬ（Cold Cathode Fluorescent Lamp）を使用しても良い。バックライト駆動回路６１は、上述のバックライト制御回路２１からバックライト制御信号ＢＣＴを受け取る。バックライト制御信号ＢＣＴには、例えば、各色のＬＥＤ６３の点灯開始遅延時間（第１の遅延時間）、各色のＬＥＤ６３の消灯開始遅延時間（第２の遅延時間）、および各色のＬＥＤ６３の発光輝度を制御するための駆動電流値などを示す信号が含まれている。点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間は、検出照度Ｚに応じて変化する。これについての詳しい説明は後述する。バックライト駆動回路６１は、タイミング制御回路２０から送られたバックライト制御信号ＢＣＴに基づいて、ＬＥＤ６３を点灯または消灯させる。なお、ＬＥＤ６３の電源電流は、図示しない電源回路から供給される。

以上のようにして、ソースラインＳＬに駆動用映像信号が印加され、ゲートラインＧＬに走査信号が印加され、バックライトユニット６０から液晶表示パネル１０への光照射が制御されることにより、入力画像信号ＤＩＡに応じた画面が液晶表示パネル１０の表示部１１に表示される。

＜１．２ 動作＞
図４は、本実施形態における液晶表示パネル１０およびＬＥＤユニット６２のそれぞれを例示的に３つの領域に分けた図である。なお、ここで示す領域数は単なる例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。液晶表示パネル１０は、３つの領域１０Ａ〜１０Ｃに分けられる。ＬＥＤユニット６２は、３つの領域６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃに分けられる。液晶表示パネル１０の３つの領域１０Ａ〜１０Ｃはそれぞれ、ＬＥＤユニット６２の３つの領域６３Ａ〜６３Ｃに対応している。以下、領域６３Ａに含まれるＬＥＤを符号６３ｒＡ，６３ｇＡ，６３ｂＡで表し、領域６３Ｂに含まれるＬＥＤを符号６３ｒＢ，６３ｇＢ，６３ｂＣで表し、領域６３Ｃに含まれるＬＥＤを符号６３ｒＣ，６３ｇＣ，６３ｂＣで表す。なお、１フレーム期間において色はＲ、Ｇ、Ｂの順に切り替わるものとする。

例えば赤色の表示を行う場合について説明する。液晶表示パネル１０の領域１０Ａに含まれるすべての画素形成部１２にＲ成分の駆動用映像信号が与えられてから所定時間（液晶の光学応答に必要な時間）の経過後、ＬＥＤユニット６２の領域６３Ａに含まれるすべての赤色ＬＥＤ６３ｒＡが点灯する。次に、液晶表示パネル１０の領域１０Ｂに含まれるすべての画素形成部１２にＲ成分の駆動用映像信号が与えられてから所定時間の経過後、ＬＥＤユニット６２の領域６３Ｂに含まれるすべての赤色ＬＥＤ６３ｒＢが点灯する。次に、液晶表示パネル１０の領域１０Ｃに含まれるすべての画素形成部１２にＲ成分の駆動用映像信号が与えられてから所定時間の経過後、ＬＥＤユニット６２の領域６３Ｃに含まれるすべての赤色ＬＥＤ６３ｒＣが点灯する。このように、赤色ＬＥＤ６３ｒＡ〜６３ｒＣが液晶表示パネル１０の駆動タイミングに合わせて順に点灯を開始する。その後、赤色ＬＥＤ６３ｒＡ〜６３ｒＣの点灯開始から所定時間の経過後、赤色ＬＥＤ６３ｒＡ〜６３ｒＣが順に消灯する。緑色の表示を行う場合および青色の表示を行う場合については赤色の表示を行う場合と同様であるので、その説明を省略する。なお、以下の説明において、液晶表示パネル１０の領域１０ＡおよびＬＥＤユニット６２の領域６３Ａのことをまとめて「第１の領域」といい、液晶表示パネル１０の領域１０ＢおよびＬＥＤユニット６２の領域６３Ｂのことをまとめて「第２の領域」といい、液晶表示パネル１０の領域１０ＣおよびＬＥＤユニット６２の領域６３Ｃのことをまとめて「第３の領域」という。

次に、図５を参照しつつ、各色に関する点灯開始タイミングおよび消灯開始タイミングについて詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。図５において、横軸は時間を表し、縦軸は透過率を表している。ここで輝度は、各色の光源の点灯期間と当該点灯期間における透過率との時間積分に相当する。本明細書では、赤色、緑色、および青色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間のことをそれぞれ「Ｒサブフレーム期間」、「Ｇサブフレーム期間」、および「Ｂサブフレーム期間」という。図５に示す各色のサブフレーム期間の開始タイミングは、第１〜第３の領域のそれぞれにおいて、当該色成分の駆動用映像信号についての画素形成部１２（より詳細には画素容量Ｃｐ）への供給が開始するタイミングである。また、各色のサブフレーム期間の終了タイミングは、第１〜第３の領域のそれぞれにおいて、当該色成分の駆動用映像信号についての画素形成部１２への供給が終了するタイミングである。このように、サブフレーム期間の開始タイミングおよび終了タイミングは、第１〜第３の領域の間で厳密には異なる（すなわち、１フレーム期間の開始タイミングおよび終了タイミングも第１〜第３の領域の間で厳密には異なる。）。しかし、以下では説明の便宜上、第１〜第３の領域のいずれにおける液晶の光学応答に基づく説明であるかは特に区別しないものとする。

まず、赤色の表示について説明する。一般的に、液晶の応答速度は比較的遅いので、Ｒサブフレーム期間の開始から所望の透過率が得られるまでにはある程度の時間を要する。すなわち、Ｒサブフレーム期間開始後しばらくの間は、先行サブフレーム期間であるＢサブフレーム期間終了時の透過率が継続している。このため、液晶の応答性を考慮して決められる点灯開始遅延時間だけ、赤色ＬＥＤ６３ｒの点灯開始タイミングがＲサブフレーム期間の開始タイミングから遅延させられる。以下では、赤色ＬＥＤ６３ｒに関する点灯開始遅延時間のことを「Ｒ点灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＮｒ」で表す。その後、赤色ＬＥＤ６３ｒは、Ｒサブフレーム期間の終了タイミングを超えて点灯状態を継続する。そして、赤色ＬＥＤ６３ｒは、Ｒサブフレーム期間の後続サブフレーム期間であるＧサブフレーム期間の開始タイミングから消灯開始遅延時間の経過後に消灯状態に切り替わる。このようにして、赤色の表示が行われる。以下では、赤色ＬＥＤ６３ｒに関する消灯開始遅延時間のことを「Ｒ消灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＦＦｒ」で表す。

次に、緑色の表示について説明する。Ｇサブフレーム期間開始後しばらくの間は、先行サブフレーム期間であるＲサブフレーム期間終了時の透過率が継続している。このため、液晶の応答性を考慮して決められる点灯開始遅延時間だけ、緑色ＬＥＤ６３ｇの点灯開始タイミングがＧサブフレーム期間の開始タイミングから遅延させられる。以下では、緑色ＬＥＤ６３ｇに関する点灯開始遅延時間のことを「Ｇ点灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＮｇ」で表す。その後、緑色ＬＥＤ６３ｇは、Ｇサブフレーム期間の終了タイミングを超えて点灯状態を継続する。そして、緑色ＬＥＤ６３ｇは、Ｇサブフレーム期間の後続サブフレーム期間であるＢサブフレーム期間の開始タイミングから消灯開始遅延時間の経過後に消灯状態に切り替わる。このようにして、緑色の表示が行われる。以下では、緑色ＬＥＤ６３ｇに関する消灯開始遅延時間のことを「Ｇ消灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＦＦｇ」で表す。

続いて、青色の表示について説明する。Ｂサブフレーム期間開始後しばらくの間は、先行サブフレーム期間であるＧサブフレーム期間終了時の透過率が継続している。このため、液晶の応答性を考慮して決められる点灯開始遅延時間だけ、青色ＬＥＤ６３ｂの点灯開始タイミングがＢサブフレーム期間の開始タイミングから遅延させられる。以下では、青色ＬＥＤ６３ｂに関する点灯開始遅延時間のことを「Ｂ点灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＮｂ」で表す。その後、青色ＬＥＤ６３ｂは、Ｂサブフレーム期間の終了タイミングを超えて点灯状態を継続する。そして、青色ＬＥＤ６３ｂは、Ｂサブフレーム期間の後続サブフレーム期間であるＲサブフレーム期間の開始タイミングから消灯開始遅延時間の経過後に消灯状態に切り替わる。このようにして、青色の表示が行われる。以下では、青色ＬＥＤ６３ｂに関する消灯開始遅延時間のことを「Ｂ消灯開始遅延時間」といい、符号「ＤＯＦＦｂ」で表す。

以上に示した赤色の表示、緑色の表示、青色の表示が順に行われることにより、１フレーム期間分のカラー表示が行われる。本実施形態では、各色の表示において、サブフレーム期間の終了タイミングから消灯開始遅延時間が経過するまで当該色の光源の点灯が継続する期間（以下「追加点灯期間」という。）が設けられる。この追加点灯期間では、後続サブフレーム期間の色成分の駆動用映像信号についての画素形成部１２への供給が開始されているが、液晶の応答が遅いために、先行サブフレーム期間における透過率が継続している。すなわち、追加点灯期間が設けられることによって、所望の透過率に近い状態で表示が行われる期間をより長く確保することができる。言い換えると、各色に関して、所望の値により近い輝度が得られる。

また、先行サブフレーム期間で消灯状態が開始されるＬＥＤ６３に関する消灯開始遅延時間は、後続サブフレーム期間で点灯状態が開始されるＬＥＤ６３に関する点灯開始遅延時間よりも短くされる又は等しくされる。但し、先行サブフレーム期間で消灯状態が開始されるＬＥＤ６３に関する消灯開始遅延時間は、後続サブフレーム期間で点灯状態が開始されるＬＥＤ６３に関する点灯開始遅延時間よりも短くされることが好ましい。具体的には、Ｒ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｒはＧ点灯開始遅延時間ＤＯＮｇよりも短くされ、かつ、Ｇ消灯開始遅延期間ＤＯＦＦｇはＢ点灯開始遅延時間ＤＯＮｂよりも短くされ、かつ、Ｂ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｂはＲ点灯開始遅延時間ＤＯＮｒよりも短くされることが好ましい。このようにすることによって、赤色ＬＥＤ６３ｒが点灯状態である期間（以下「Ｒ点灯期間」という。）と緑色ＬＥＤ６３ｇが点灯状態である期間（以下「Ｇ点灯期間」という。）との間に、すべての色のＬＥＤ６３が消灯状態である期間（以下「全消灯期間」という。）が設けられ、Ｇ点灯期間と青色ＬＥＤ６３ｂが点灯状態である期間（以下「Ｂ点灯期間」という。）との間に全消灯期間が設けられ、Ｂ点灯期間とＲ点灯期間との間に全消灯期間が設けられる。これにより、透過率が変化しているときにＬＥＤ６３が点灯する期間が短くなる。言い換えると、透過率が変化しないとき、あるいは透過率の変化が小さいときにＬＥＤ６３が点灯する期間の割合が大きくなる。このとき、サブフレーム期間の切れ目にとらわれることなくＬＥＤ６３の点灯期間の設定が可能である。このようにして、透過率とは対応していない色のＬＥＤ６３が点灯状態となる期間が短縮されるので、混色が抑制される。なお、Ｒ点灯期間の長さは、Ｒ点灯開始遅延時間ＤＯＮｒおよびＲ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｒにより決定され、Ｇ点灯期間の長さは、Ｇ点灯開始遅延時間ＤＯＮｇおよびＧ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｇにより決定され、Ｂ点灯期間の長さは、Ｂ点灯開始遅延時間ＤＯＮｂおよびＢ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｂにより決定される。

＜１．３ 点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の決定方法＞
次に、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間がどのように決定されるかについて説明する。任意の連続する２つのサブフレーム期間（先行サブフレーム期間および後続サブフレーム期間）に着目すると、先行サブフレーム期間に対応する色のＬＥＤ（光源）の点灯期間は、図６において符号Ｐで示す期間（以下、「期間Ｐ」という。）と符号Ｑで示す期間（以下、「期間Ｑ」という。）とからなる。期間Ｐの長さは、１サブフレーム期間の長さと点灯開始遅延時間の長さとの差に相当する。期間Ｑの長さは、消灯開始遅延時間の長さに相当する。

点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間は、検出照度Ｚに応じて決定される。詳しくは、各ＬＥＤの点灯期間は点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とによって定まるところ、検出照度Ｚが大きくなるに従いＬＥＤの点灯期間が長くなるように点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とが決定される。本実施形態においては、図１に示すように、検出照度Ｚが所定の閾値Ｋよりも大きい場合に検出照度Ｚが大きくなるに従い期間Ｐおよび期間Ｑの双方が長くなるように、点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とが決定される。

また、本実施形態においては、Ｒ点灯開始遅延時間とＧ点灯開始遅延時間とＢ点灯開始遅延時間とが同じ長さになっており、かつ、Ｒ消灯開始遅延時間とＧ消灯開始遅延時間とＢ消灯開始遅延時間とが同じ長さになっている。すなわち、全ての色についての点灯開始遅延時間が等しく、かつ、全ての色についての消灯開始遅延時間が等しくなっている。

以下、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の具体的な決定方法について説明する。ここでは、テーブルを用いた方法と数式を用いた方法とを説明するが、これ以外の方法で点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間が決定されても良い。

＜１．３．１ テーブルを用いた方法＞
まず、テーブル（以下、「点灯期間決定用テーブル」という。）を用いた方法について、最も簡単な例を説明する。図７は、点灯期間決定用テーブルの一例を模式的に示す図である。この点灯期間決定用テーブルでは、検出照度Ｚと期間Ｐおよび期間Ｑとが対応付けられている。図７に示す例では、検出照度ＺがＫ（予め設定される閾値）以下であれば、期間Ｐの長さはＴｐかつ期間Ｑの長さはＴｑと決定され、検出照度ＺがＫよりも大きければ、期間Ｐの長さはＴｐ＋Ｔａかつ期間Ｑの長さはＴｑ＋Ｔｂと決定される。なお、Ｔｐは期間Ｐとして最低限必要な時間であり、Ｔｑは期間Ｑとして最低限必要な時間である。また、ＴａおよびＴｂは予め設定される正の値である。期間Ｐおよび期間Ｑの長さが決定されると、１サブフレーム期間の長さと期間Ｐの長さに基づいて点灯開始遅延時間が決定され、期間Ｑの長さに基づいて消灯開始遅延時間が決定される。詳しくは、１サブフレーム期間の長さと期間Ｐの長さとの差が点灯開始遅延時間となり、期間Ｑの長さが消灯開始遅延時間となる。以上のようにして、比較的暗い環境下では各ＬＥＤ６３の点灯開始タイミングおよび消灯開始タイミングが図５に示すようなものとなり、比較的明るい環境下では各ＬＥＤ６３の点灯開始タイミングおよび消灯開始タイミングが図８に示すようなものとなる。

ところで、図７に示した例では、検出照度Ｚと比較するための閾値が１つだけ設けられているが、図９に示すようにＫ以外の閾値（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，・・・）を設けることによって、装置の周囲の明るさに応じてより細かくＬＥＤ６３の点灯期間の長さを調整することが可能となる。

なお、図７や図９に示した点灯期間決定用テーブルでは、サブフレーム期間の長さと点灯開始遅延時間の長さとの差である期間Ｐが検出照度Ｚと対応付けられているが、点灯開始遅延時間が直接に検出照度Ｚと対応付けられるようにしても良い。

＜１．３．２ 数式を用いた方法＞
次に、数式を用いて点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間を決定する方法について説明する。この方法では、点灯開始遅延時間は、検出照度Ｚが予め定められた閾値Ｋ以下であるか否かによって、異なる２つの式で求められる。消灯開始遅延時間についても同様である。

検出照度ＺがＫ以下であれば、期間Ｐの長さおよび期間Ｑの長さはそれぞれ以下の式（１），（２）で求められ、検出照度ＺがＫよりも大きければ、期間Ｐの長さおよび期間Ｑの長さはそれぞれ以下の式（３），（４）で求められる。
Ｐ＝Ｔｐ ・・・（１）
Ｑ＝Ｔｑ ・・・（２）
Ｐ＝Ｔｐ＋Ｆａ（Ｚ） ・・・（３）
Ｑ＝Ｔｑ＋Ｆｂ（Ｚ） ・・・（４）
ここで、Ｔｐは期間Ｐとして最低限必要な時間であり、Ｔｑは期間Ｑとして最低限必要な時間である。また、Ｆａ（Ｚ）およびＦｂ（Ｚ）は、引数をＺとする予め定められた関数である。

上式（１）〜（４）に基づいて期間Ｐおよび期間Ｑの長さが求められると、テーブルを用いた方法と同様に、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間が決定される。なお、上式（３），（４）において、Ｆａ（Ｚ），Ｆｂ（Ｚ）は、検出照度Ｚが大きくなるに従い点灯期間（Ｐ＋Ｑ）が長くなるように定められる。

＜１．４ 効果＞
本実施形態によれば、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、各色の表示に関して点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間が設定される。各色のＬＥＤ６３の点灯期間の長さは点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とに基づいて定まるところ、点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とは、明るさセンサ７０が検出した照度（検出照度）Ｚに基づいて決定される。その際、検出照度Ｚが大きくなるに従い点灯期間も長くなるように、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間が決定される。このため、暗い環境下において必要以上に輝度が高められることが抑制されるとともに、明るい環境下における輝度不足の発生が抑制される。以上のように、本実施形態によれば、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことのできるフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。

また、本実施形態によれば、Ｒ点灯期間、Ｇ点灯期間、およびＢ点灯期間は互いに同じ長さとなる。すなわち、各フレーム期間に関し、点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とをそれぞれ１つずつ求めれば足りる。このため、処理を複雑化させることなく、使用環境に応じた好適な輝度で画像表示が行われる。

＜２．第２の実施形態＞
＜２．１ 動作＞
図１０は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の動作を説明するための図である。なお、本実施形態は、点灯期間の長さの設定を除き、上記第１の実施形態と同様であるので、共通する部分については説明を省略する。上記第１の実施形態においては、Ｒ点灯期間、Ｇ点灯期間、およびＢ点灯期間は、互いに同じ長さになるように一律に設定されていた。これに対して、本実施形態においては、Ｒ点灯期間、Ｇ点灯期間、およびＢ点灯期間の長さを互いに異ならせることが可能となっている。詳しくは、Ｒ点灯開始遅延時間ＤＯＮｒ，Ｇ点灯開始遅延時間ＤＯＮｇ，およびＢ点灯開始遅延時間ＤＯＮｂを互いに異なる長さに設定することができ、かつ、Ｒ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｒ，Ｇ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｇ，およびＢ消灯開始遅延時間ＤＯＦＦｂを互いに異なる長さに設定することができる。

例えば、或る大きさの検出照度Ｚが得られたときに、各ＬＥＤ６３の点灯開始タイミングおよび消灯開始タイミングを例えば図１１に示すようなものにすることができる。このとき、３色のＬＥＤの点灯期間を比較すると、図１２に示すように、Ｂ点灯期間が最も長く、Ｇ点灯期間が最も短くなっている。このように、本実施形態においては、Ｒ点灯期間、Ｇ点灯期間、およびＢ点灯期間の長さは、互いに異なる長さに設定され得る。

点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間については、色毎に、上記第１の実施形態と同様にして決定される。すなわち、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の決定方法としてテーブルを用いた方法が採用される場合には、図７や図９に示したような点灯期間決定用テーブルが色毎に用意され、検出照度Ｚに基づいて色毎に点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とが定められる。また、点灯開始遅延時間および消灯開始遅延時間の決定方法として数式を用いた方法が採用される場合には、上式（１）〜（４）に示したような数式が色毎に用意され、検出照度Ｚに基づいて色毎に点灯開始遅延時間と消灯開始遅延時間とが定められる。

＜２．２ 効果＞
本実施形態によれば、Ｒ点灯期間、Ｇ点灯期間、およびＢ点灯期間を互いに異ならせることが可能となるので、ＲＧＢ各色の輝度の強弱を調整できる。このため、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことが可能となるのみならず、例えば色バランスをも改善することが可能となる。

＜３．変形例＞
上記各実施形態では、検出照度Ｚが大きくなると点灯期間のうちの期間Ｐおよび期間Ｑの双方が長くなるが、本発明はこれに限定されない。図１３に示すように、期間Ｑを一定の長さにして、検出照度Ｚが大きくなるに従い期間Ｐが長くなるように点灯開始遅延時間が設定されるようにしても良い。また、図１４に示すように、期間Ｐを一定の長さにして、検出照度Ｚが大きくなるに従い期間Ｑが長くなるように消灯開始遅延時間が設定されるようにしても良い。

＜４．その他＞
上記各実施形態では、３色のＬＥＤ６３がＬＥＤユニット６２に採用された例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、４色以上のＬＥＤ６３がＬＥＤユニット６２に採用されていても良い。

また、上記各実施形態では、液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の光源を含む光源部を有し、点灯状態となる光源の色をサブフレーム期間に応じて切り替える方式を採用するものであれば、液晶表示装置以外の表示装置にも本発明を適用することができる。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記各実施形態を種々変形して実施することができる。

以上により、本発明によれば、使用環境に応じて好適な輝度で画像表示を行うことのできるフィールドシーケンシャル方式の表示装置およびその駆動方法を提供することができる。

１０…液晶表示パネル
１１…表示部
１２…画素形成部
２０…タイミング制御回路
２１…バックライト制御回路（光源制御部）
３０…サブフレーム映像信号生成回路
４０…ソースドライバ
５０…ゲートドライバ
６０…バックライトユニット（光源部）
６１…バックライト駆動回路
６２…ＬＥＤユニット
６３…ＬＥＤ（光源）
７０…明るさセンサ
ＤＯＮ…点灯開始遅延時間（第１の遅延時間）
ＤＯＦＦ…消灯開始遅延時間（第２の遅延時間）
ＳＬ…ソースライン
ＧＬ…ゲートライン

Claims (6)

1. １フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に応じて異なる色の画面を表示する表示装置であって、
   マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と、
   前記表示部に光を照射するための、色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源を含む光源部と、
   前記複数色の光源の状態を制御する光源制御部と、
   外部の照度を検出する照度検出部とを備え、
   前記光源制御部は、
   各色の光源の点灯状態を開始するタイミングを、前記照度検出部によって検出された照度である検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の開始タイミングから第１の遅延時間だけ遅延させ、
   各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを、前記検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の終了タイミングから第２の遅延時間だけ遅延させ、
   前記検出照度が大きいほど前記第１の遅延時間および前記第２の遅延時間により決定される前記光源の点灯期間が長くなるよう前記第１の遅延時間と前記第２の遅延時間とを定めるように構成されていることを特徴とする、表示装置。
2. 前記光源制御部は、前記第１の遅延時間を光源の色毎に異ならせること、および、前記第２の遅延時間を光源の色毎に異ならせることを可能とするように構成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。
3. 前記光源制御部は、全ての色の光源についての前記第１の遅延時間を等しくし、かつ、全ての色の光源についての前記第２の遅延時間を等しくするように構成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。
4. 前記光源制御部は、前記検出照度が予め定められた閾値以下の場合には前記検出照度に関わらず前記第１の遅延時間を一定の時間に定めるとともに前記第２の遅延時間を一定の時間に定めるように構成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。
5. 前記光源制御部は、各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを遅延させるための第２の遅延時間を、当該色の光源が消灯状態となった後に点灯状態となるべき後続の色の光源の点灯状態を開始するタイミングを遅延させるための第１の遅延時間よりも短くするように構成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。
6. マトリクス状に配置された複数の画素形成部を含む表示部と、前記表示部に光を照射するための色毎に点灯状態／消灯状態の制御が可能な複数色の光源からなる光源部とを備え、１フレーム期間を複数のサブフレーム期間に分割し、サブフレーム期間に応じて異なる色の画面を表示する表示装置の駆動方法であって、
   前記複数色の光源の状態を制御する光源制御ステップと、
   外部の照度を検出する照度検出ステップとを備え、
   前記光源制御ステップは、
   各色の光源の点灯状態を開始するタイミングを、前記照度検出ステップで検出された照度である検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の開始タイミングから第１の遅延時間だけ遅延させるステップと、
   各色の光源の消灯状態を開始するタイミングを、前記検出照度に基づいて、当該色に関する光の透過率の制御により画面を表示すべきサブフレーム期間の終了タイミングから第２の遅延時間だけ遅延させるステップとを含み、
   前記光源制御ステップでは、前記検出照度が大きいほど前記第１の遅延時間および前記第２の遅延時間により決定される前記光源の点灯期間が長くなるよう前記第１の遅延時間と前記第２の遅延時間とが定められることを特徴とする、駆動方法。

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