JP2014215314A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カラーフィルタに対する要求が、従来よりも緩やかな表示装置を提供すること。【解決手段】第１の色の光を発する単色光源と、第２と第３の色の光とを発する２色光源とを備える光源部と、サブ画素各々が出力する、光源部が発した光の光量を制御する表示素子部と、少なくとも第２の色に対応したサブ画素と第３の色に対応したサブ画素各々に対応するカラーフィルタを備えるカラーフィルタアレイと、単色光源と、２色光源とを交互に駆動する光源駆動部と、単色光源が駆動されている期間に応じた第１の期間に、第１の色に対応するサブ画素を、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動し、２色光源が駆動されている期間に応じた第２の期間に、第２の色に対応するサブ画素と、第３の色に対応するサブ画素とを、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動する表示素子駆動部とを備えることを特徴とする表示装置。【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置に関する。

従来、光利用効率および電力効率を高めつつ、カラー表示の際の画質を向上させるために、以下の様な構成の液晶表示装置がある（特許文献１参照）。バックライトは、バックライト点灯期間Ｔ１に、赤色光と青色光を射出し、バックライト点灯期間Ｔ２に、緑色光を射出する。液晶表示パネルは、赤色光と緑色光とが透過可能な黄色のカラーフィルタを有する第１サブ画素と、青色光と緑色光とが透過可能なシアン色のカラーフィルタを有する第２サブ画素とを有する。バックライト点灯期間Ｔ１には、第１サブ画素は、各画素の赤色の輝度に応じて駆動され、第２のサブ画素は、青色の輝度に応じて駆動される。また、バックライト点灯期間Ｔ２には、第１サブ画素、第２サブ画素ともに、緑色の輝度に応じて駆動される。

特開２０１０−１１３１２５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置においては、例えば、第１サブ画素のカラーフィルタは、該サブ画素を用いて表示する赤色と緑色の光については、出来る限り透過率が高いことが要求され、それ以外の光については出来る限り透過率が０に近いことが要求されるというように、カラーフィルタに対する要求が厳しいという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、カラーフィルタに対する要求が、従来よりも緩やかな表示装置を提供する。

（１）この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様は、光の三原色のうちの第１の色の光を発する単色光源と、光の三原色のうち、前記第１の色とは異なる第２の色の光と、第３の色の光とを発する２色光源とを備える光源部と、光の三原色各々に対応したサブ画素各々が出力する、前記光源部が発した光の光量を制御する表示素子部と、前記サブ画素のうち、少なくとも前記第２の色に対応したサブ画素と前記第３の色に対応したサブ画素各々に対応するカラーフィルタを備えるカラーフィルタアレイと、前記表示素子部を駆動する表示素子駆動部と、前記単色光源と、前記２色光源とを交互に駆動する光源駆動部とを具備し、前記表示素子駆動部は、前記単色光源が駆動されている期間に応じた第１の期間に、第１の色に対応するサブ画素を、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動し、前記２色光源が駆動されている期間に応じた第２の期間に、前記第２の色に対応するサブ画素と、前記第３の色に対応するサブ画素とを、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動することを特徴とする表示装置である。

（２）また、本発明の他の態様は、（１）に記載の表示装置であって、前記第２の色に対応したサブ画素のカラーフィルタは、前記第３の色の光を遮断し、前記第３の色に対応したサブ画素のカラーフィルタは、前記第２の色の光を遮断することを特徴とする。

（３）また、本発明の他の態様は、（１）または（２）に記載の表示装置であって、前記表示素子駆動部は、前記第１の期間に、前記第２の色に対応するサブ画素と、前記第３の色に対応するサブ画素とを、光を出力しないように駆動し、前記第２の期間に、前記第１の色に対応するサブ画素を、光を出力しないように駆動することを特徴とする。

（４）また、本発明の他の態様は、（１）から（３）のいずれかに記載の表示装置であって、前記第１の色は、緑色であることを特徴とする。

この発明によれば、カラーフィルタに対する要求を、従来よりも緩やかにすることができる。

この発明の一実施形態による液晶表示装置１０の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における画素の構成を説明する模式図である。 同実施形態におけるバックライト部１３と、液晶パネル部１４との駆動タイミングを示すタイミングチャートである。 同実施形態におけるバックライト部１３と、液晶パネル部１４との駆動タイミングの変形例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、この発明の一実施形態による液晶表示装置１０の構成を示す概略ブロック図である。液晶表示装置１０（表示装置）は、入力された映像信号に従い、映像を表示する装置であり、液晶駆動部１１、バックライト駆動部１２、バックライト部１３、液晶パネル部１４、カラーフィルタアレイ部１５を含んで構成される。また、バックライト部１３（光源部）は、緑色光源１３１と、赤青色光源１３２とを含んで構成される。

液晶駆動部１１（表示素子駆動部）は、入力された映像信号に従い、液晶パネル部１４を駆動する。液晶駆動部１１は、１フレームの表示期間で、液晶パネル部１４を２回駆動し、各駆動に応じた点灯タイミングをバックライト駆動部１２に通知する。なお、液晶駆動部１１は、点灯タイミングとともに、点灯する光源も指定する。本実施形態では、液晶駆動部１１は、１フレームの表示期間のうち、１回目の駆動に応じた点灯タイミングでは、赤青色光源１３２、２回目の駆動に応じた点灯タイミングでは、緑色光源１３１というように、赤青色光源１３２と緑色光源１３１とを交互に指定する。液晶駆動部１１による液晶パネル部１４の駆動方法と、点灯タイミングの詳細については、後述する。バックライト駆動部１２は、液晶駆動部１１からの通知に従い、緑色光源１３１と、赤青色光源１３２とを点灯させる。

緑色光源１３１は、バックライト駆動部１２により駆動される緑色発光ダイオードであり、バックライト駆動部１２により駆動されている間、緑色（第１の色）の光を射出する。緑色光源１３１から射出された光は、図示されていない導光板、拡散板などにより、液晶パネル部１４の各サブ画素に導光される。赤青色光源１３２は、バックライト駆動部１２により駆動される青色発光ダイオードと赤色発光ダイオードとを有する。赤青色光源１３２は、バックライト駆動部１２により駆動されている間、緑色光源１３１が射出する光の色と異なる色、すなわち赤色（第２の色）の光と青色（第３の色）の光を射出する。赤青色光源１３２から射出された光は、緑色光源１３１からの光と同様に、図示されていない導光板、拡散板などにより、液晶パネル部１４の各サブ画素に導光される。

液晶パネル部１４（表示素子部）は、液晶駆動部１１により駆動されることで、サブ画素各々に対応した電極間に印加する電圧を制御し、サブ画素各々の光の透過率を変化させる。これにより、液晶パネル部１４は、サブ画素各々が、バックライト部１３からの光を透過させて、視聴者側に出力する光量を制御している。なお、本実施形態における液晶パネル部１４は、１つの画素に対して、第１から第３までの３つのサブ画素を有している。第１のサブ画素は、光の三原色のうち、緑色の光を出力するためのサブ画素である。第２のサブ画素は、光の三原色のうち、赤色の光を出力するためのサブ画素である。第３のサブ画素は、光の三原色のうち、青色の光を出力するためのサブ画素である。

カラーフィルタアレイ部１５は、液晶パネル部１４を透過した、バックライト部１３からの光をフィルタリングするように、液晶パネル部１４に貼付されており、液晶パネル部１４のサブ画素各々に対応するカラーフィルタを備える。本実施形態では、第１のサブ画素に対応するカラーフィルタは、赤色の光と、緑色の光と、青色の光とを透過させる。第２のサブ画素に対応するカラーフィルタは、赤色の光と、緑色の光とを透過させる。第３のサブ画素に対応するカラーフィルタは、緑色の光と、青色の光とを透過させる。

図２は、本実施形態における画素の構成を説明する模式図である。図２に示すように、画素Ｇは、第１のサブ画素Ｇｇ、第２のサブ画素Ｇｒ、第３のサブ画素Ｇｂを有する。上述したように、第１のサブ画素Ｇｇは、光の三原色のうち、緑色の光を出力するためのサブ画素であるが、そのカラーフィルタは、赤色の光と、緑色の光と、青色の光とを透過させる。

また、第２のサブ画素Ｇｒは、光の三原色のうち、赤色の光を出力するためのサブ画素であるが、そのカラーフィルタは、赤色の光と、緑色の光とを透過させる。第３のサブ画素は、光の三原色のうち、青色の光を出力するためのサブ画素であるが、そのカラーフィルタは、緑色の光と、青色の光とを透過させる。

図３は、本実施形態におけるバックライト部１３と、液晶パネル部１４との駆動タイミングを示すタイミングチャートである。図３において、上段は、バックライト部１３の緑色光源１３１と、赤青色光源１３２の各々が、バックライト駆動部１２に駆動されて、発光する期間を示す。本実施形態では、１フレームの表示期間のうち、期間Ｔ１２では、赤青色光源１３２のみが発光し、期間Ｔ２２では、緑色光源１３１のみが発光している。

また、下段は、液晶パネル部１４の第１サブ画素、第２サブ画素、第３サブ画素の各々が、液晶駆動部１１により駆動される期間を示す。本実施形態では、１フレームの表示期間のうち、期間Ｔ１１と、期間Ｔ２１の２回、液晶パネル部１４の各サブ画素が駆動される。各サブ画素が駆動される期間のうち、白抜きの矩形で表される期間は、液晶駆動部１１に入力された映像信号に基づき、表示する映像に応じた光量を該サブ画素が透過するように駆動される期間を示す。また、網掛けの矩形で表される期間は、該サブ画素が、バックライト部１３の光を透過しないように駆動される期間を示す。

時系列に従って説明すると、１フレームの表示期間のうち、最初の期間Ｔ１１（第２の期間）においては、緑色光源１３１も、赤青色光源１３２も発光しておらず、第１サブ画素は、バックライト部１３の光を透過しないように駆動され、第２サブ画素と、第３サブ画素とは、表示する映像に応じた光量を透過するように駆動される。次に期間Ｔ１２においては、赤青色光源１３２のみが発光する。

すると、緑色の光を出力するためのサブ画素である第１サブ画素は、その直前の期間Ｔ１１に光を透過しないように駆動されているので、この期間Ｔ１２では、赤青色光源１３２からの光を透過しない。また、赤色の光を出力するための第２サブ画素は、その直前の期間Ｔ１１に表示する映像に応じた光量を透過するように駆動されており、この期間Ｔ１２では、赤青色光源１３２からの光のうち、該駆動に応じた光量を透過し、出力する。青色の光を出力するための第３サブ画素も、同様に、その直前の期間Ｔ１１に表示する映像に応じた光量を透過するように駆動されており、この期間Ｔ１２では、赤青色光源１３２からの光のうち、該駆動に応じた光量を透過し、出力する。したがって、期間Ｔ１２では、該フレームの画像のうち、赤色の光と、青色の光のみが出力される。

次に、期間Ｔ２１（第１の期間）においては、緑色光源１３１も、赤青色光源１３２も発光しておらず、第２サブ画素と第３サブ画素は、バックライト部１３の光を透過しないように駆動され、第１サブ画素は、表示する映像に応じた光量を透過するように駆動される。次に期間Ｔ２２においては、緑色光源１３１のみが発光する。

すると、緑色の光を出力するためのサブ画素である第１サブ画素は、その直前の期間Ｔ２１に表示する映像に応じた光量を透過するように駆動されているので、この期間Ｔ２２では、緑色光源１３１からの光のうち、該駆動に応じた光量を透過し、出力する。また、赤色の光を出力するための第２サブ画素と、青色の光を出力するための第３サブ画素とは、その直前の期間Ｔ２１にバックライト部１３の光を透過しないように駆動されているので、この期間Ｔ２２では、緑色光源１３１からの光を透過しない。したがって、期間Ｔ２２では、該フレームの画像のうち、緑色の光のみが出力される。

図４は、本実施形態におけるバックライト部１３と、液晶パネル部１４との駆動タイミングの変形例を示すタイミングチャートである。図３では、１フレームの表示期間のうち、期間Ｔ１１と期間Ｔ２１の２回、第１サブ画素から第３サブ画素までを駆動していたが、１フレームの表示期間のうち、前半と後半とで、それぞれ一部のサブ画素を駆動するようにしてもよい。

図４に示すタイミングチャートでは、１フレームの表示期間のうち、前半である期間Ｔ３１からＴ３３までの間は、赤青色光源１３２が発光し、後半である期間Ｔ４１からＴ４３までの間は、緑色光源１３１が発光している。そして、前半の先頭の期間Ｔ３１において、第２サブ画素および第３サブ画素は、表示する映像に応じた光量を透過するように駆動され、前半の末尾の期間Ｔ３３において、第２サブ画素および第３サブ画素は、バックライト部１３の光を透過しないように駆動される。また、後半の先頭の期間Ｔ４１において、第１サブ画素は、表示する映像に応じた光量を透過するように駆動され、後半の末尾の期間Ｔ４３において、第１サブ画素は、バックライト部１３の光を透過しないように駆動される。

なお、図３および図４のタイミングチャートにおいて、１フレームの表示期間の前半と、後半とは入れ替わっても良い。
また、本実施形態では、表示素子として液晶パネルを用いる場合を説明したが、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）シャッター、ＭＥＭＳミラーなど、他の表示素子であってもよい。
また、本実施形態では、光源として発光ダイオードを用いたが、レーザーを用いるようにしてもよい。

また、本実施形態では、バックライト部１３は、単色光源として、緑色光源１３１を有しているが、単色光源として、光の三原色の他の色、例えば、青色光源を有していても良い。単色光源が青色光源の場合、バックライト部１３は、２色光源として、赤青色光源１３２ではなく、赤色の光と、緑色の光とを射出する赤緑色光源を有する。また、カラーフィルタアレイ部１５は、赤色の光と、緑色の光と、青色の光とを透過させるカラーフィルタと、赤色の光と、緑色の光とを透過させるカラーフィルタと、赤色の光と青色の光とを透過させるカラーフィルタとを有する。

図３あるいは図４のように駆動することにより、第１サブ画素を透過する光は、単色光源（緑色光源１３１）が発光した光のみとなる。また、第２サブ画素、第３サブ画素を透過する光は、２色光源（赤青色光源１３２）が発光した光のみとなる。このため、カラーフィルタに対する要求を、従来よりも緩やかにすることができる。例えば、第１サブ画素に対応するカラーフィルタは、単色光源の光を透過するものであればよい。本実施形態では、第１サブ画素に対応するカラーフィルタは、赤色の光と、単色光源の光である緑色の光と、青色の光とを透過させるが、例えば、単色光源の光である緑色の光と、青色の光とを透過させ、赤色の光を透過させないものであってもよい。あるいは、第１サブ画素に対応するカラーフィルタは、単色光源の光である緑色の光のみを透過させるものや、緑色の光と、赤色または青色の光の一部のみとを透過させるものであってもよい。あるいは、第１サブ画素に対応するカラーフィルタを備えていなくてもよい。すなわち、カラーフィルタアレイ部１５は、少なくとも第２のサブ画素に対応したカラーフィルタと第３のサブ画素に対応したカラーフィルタとを有していればよく、第１のサブ画素に対応したカラーフィルタを有していなくてもよい。

同様に、第２サブ画素に対応するカラーフィルタは、２色光源が射出する光のうちの一方（赤色の光）を透過し、他方（青色の光）を透過しないものであればよく、第３サブ画素に対応するカラーフィルタは、逆に、上述の他方（青色の光）を透過し、上述の一方（赤色の光）を透過しないものであればよい。本実施形態では、第２のサブ画素に対応するカラーフィルタは、赤色の光と、緑色の光とを透過させるが、例えば、赤色の光と、緑色の光の一部の波長域とを透過させるものであってもよい。同様に、本実施形態では、第３のサブ画素に対応するカラーフィルタは、緑色の光と、青色の光とを透過させるが、例えば、緑色の光の一部の波長域と、青色の光とを透過させるものであってもよい。

また、単色光源が発する光の色は、緑色であることが最も望ましい。何故なら、単色光源が発する光の色を緑色とすると、必要なカラーフィルタは、赤色の光を透過し、青色の光を透過しないものと、青色の光を透過し、赤色の光を透過しないものとなる。光の三原色の波長は、赤色、緑色、青色の順に短くなっていく。したがって、単色光源が発する光の色を緑色とすることで、他の色としたときよりも、カラーフィルタが透過する波長と、透過しない波長との間を広くし、カラーフィルタに対する要求を、より緩やかにすることができるからである。

また、上述したように、単色光源が発する光の色は、赤または青であっても構わない。何故なら、その場合でも、第２のサブ画素に対応するカラーフィルタと、第３のサブ画素に対応するカラーフィルタとの特性は、単色光源が発する光の波長域に関して透過してもよいし、遮蔽してもよいので、これらのカラーフィルタに対する要求が、より緩やかになるからである。また、第１のサブ画素に対応するカラーフィルタの特性は、２色光源が発する光の波長域に関して透過してもよいし、遮蔽してもよい、あるいは、カラーフィルタアレイ部１５が、第１のサブ画素に対応するカラーフィルタを有していなくてもよいので、これらのカラーフィルタに対する要求が、より緩やかになるからである。

また、従来、液晶ディスプレイには、表示色の広域化のために、光の三原色各々の光源を有し、これらを１フレームの表示期間の間に順次点灯させるシーケンシャル方式を用いるものがある。このシーケンシャル方式では、液晶パネルは、１フレームの表示期間の間に３回駆動されるため、高速に駆動可能な液晶パネルおよび液晶駆動部が必要となる。このシーケンシャル方式と比較すると、図３のように駆動することにより、単色光源と、２色光源とすることで、表示色を広域化しつつ、１フレームの表示期間の間に、液晶パネル部１４が駆動される回数をシーケンシャル方式よりも少ない２回とすることができる。

また、図１における液晶駆動部１１、バックライト駆動部１２の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより液晶表示装置１０を実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。

また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。

以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１０…液晶表示装置
１１…液晶駆動部
１２…バックライト駆動部
１３…バックライト部
１４…液晶パネル部
１５…カラーフィルタアレイ部
１３１…緑色光源
１３２…赤青色光源

Claims (4)

1. 光の三原色のうちの第１の色の光を発する単色光源と、光の三原色のうち、前記第１の色とは異なる第２の色の光と、第３の色の光とを発する２色光源とを備える光源部と、
   光の三原色各々に対応したサブ画素各々が出力する、前記光源部が発した光の光量を制御する表示素子部と、
   前記サブ画素のうち、少なくとも前記第２の色に対応したサブ画素と前記第３の色に対応したサブ画素各々に対応するカラーフィルタを備えるカラーフィルタアレイと
   前記表示素子部を駆動する表示素子駆動部と、
   前記単色光源と、前記２色光源とを交互に駆動する光源駆動部と
   を具備し、
   前記表示素子駆動部は、前記単色光源が駆動されている期間に応じた第１の期間に、第１の色に対応するサブ画素を、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動し、前記２色光源が駆動されている期間に応じた第２の期間に、前記第２の色に対応するサブ画素と、前記第３の色に対応するサブ画素とを、表示する画像に応じた光量を該サブ画素が出力するように駆動すること
   を特徴とする表示装置。
2. 前記第２の色に対応したサブ画素のカラーフィルタは、前記第３の色の光を遮断し、
   前記第３の色に対応したサブ画素のカラーフィルタは、前記第２の色の光を遮断すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記表示素子駆動部は、前記第１の期間に、前記第２の色に対応するサブ画素と、前記第３の色に対応するサブ画素とを、光を出力しないように駆動し、前記第２の期間に、前記第１の色に対応するサブ画素を、光を出力しないように駆動すること
   を特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記第１の色は、緑色であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

Images