JP2019070797A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】省電力常灯表示における多色表示を実現しつつ、低電力化が可能な表示装置を提供する。【解決手段】表示装置は、画像表示パネルと、画像表示パネルを駆動する駆動部と、を備え、映像信号の階調数で表示を行う第1表示モードと、映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードと、を有する。駆動部は、第1表示モードにおいて、列方向に並ぶ各画素に供給する信号をそれぞれ増幅する複数の第1増幅器と、第2表示モードにおいて、表示する階調数に応じた複数種の電圧が1水平周期内で時分割された階調信号を増幅する、第1増幅器よりも少ない第2増幅器と、第1増幅器の出力と第2増幅器の出力とを切り換えて、信号線に出力する切換部と、を備える。【選択図】図2

Description

本開示は、表示装置に関する。
スマートフォン端末やウェアラブル端末等のバッテリー駆動の携帯型情報端末装置においては、電力消費を抑制しつつ、時刻、日付、カレンダー、着信状況等の所定の情報を常時表示させる機能(以下、「省電力常灯表示」と称する)が普及している。一方で、このような携帯型情報端末装置では、より低電力駆動が可能な表示装置が望まれている。例えば、下記特許文献1には、低周波数駆動により映像を表示させることが開示されている。
特開2017−40908号公報
省電力常灯表示における低電力化のため、例えば、画像データの各色(赤、緑、青)の最上位ビットを用いて8色表示を行うことが可能であるが、省電力常灯表示においても色表現数の増加が望まれている。
本開示は、省電力常灯表示における多色表示を実現しつつ、低電力化が可能な表示装置を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る表示装置は、それぞれ異なる色を表示する複数の副画素を有し、マトリクス状に配置された複数の画素、行方向に並ぶ前記各副画素に接続される複数の走査線、及び列方向に並ぶ前記各副画素に接続される複数の信号線を備えた画像表示パネルと、所定の階調数の映像信号が供給され、前記画像表示パネルを駆動する駆動部と、を備え、前記映像信号の階調数で表示を行う第1表示モードと、前記映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードと、を有し、前記駆動部は、前記第1表示モードにおいて、列方向に並ぶ前記各画素に供給する信号をそれぞれ増幅する複数の第1増幅器と、前記第2表示モードにおいて、表示する階調数に応じた複数種の電圧が1水平周期内で時分割された階調信号を増幅する、前記第1増幅器よりも少ない第2増幅器と、前記第1増幅器の出力と前記第2増幅器の出力とを切り換えて、前記信号線に出力する切換部と、を備える。
また、本開示の一態様に係る表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素、行方向に並ぶ前記各画素に接続される複数の走査線、及び列方向に並ぶ前記各画素に接続される複数の信号線を備えた画像表示パネルと、所定の階調数の映像信号が供給され、前記画像表示パネルを駆動する駆動部と、を備え、前記映像信号の階調数で表示を行う第1表示モードと、前記映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードと、を有し、前記駆動部は、前記第1表示モードにおいて、列方向に並ぶ前記各画素に第1の諧調の信号を供給し、前記第2表示モードにおいて、前記第1の諧調よりも少ない第2の諧調の信号を供給する。
図1は、実施形態に係る表示装置の一構成例を示す図である。 図2は、実施形態に係る表示装置の信号出力回路の内部ブロック構成の一例を示す図である。 図3は、タイミング制御部の一構成例を示す図である。 図4は、各信号のタイミングチャートである。 図5は、第1表示モードで表示する24bits信号と第2表示モードで表示する6bits信号とを示す図である。 図6は、第2表示モードで表示する際の階調数に応じた複数種の電圧を出力するためのD/A変換部の内部構成の一例を示す図である。 図7は、第1切換部の一例を示す図である。 図8は、第2切換部の一例を示す図である。 図9Aは、第3切換部の一例を示す図である。 図9Bは、第2表示モードにおける第3切換部の出力タイミングチャートの一例を示す図である。 図10は、第4切換部の一例を示す図である。 図11は、第5切換部の一例を示す図である。 図12は、第2表示モードにおいて画像表示が行われる領域の一例を示す図である。 図13は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第1例を示す図である。 図14は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第2例を示す図である。 図15は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第3例を示す図である。 図16は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第4例を示す図である。 図17は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第5例を示す図である。 図18Aは、表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が2、すなわち、1つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。 図18Bは、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が2、すなわち、1つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。 図19は、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が3、すなわち、2つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。 図20Aは、表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が4、すなわち、3つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。 図20Bは、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が4、すなわち、3つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。 図21は、表示装置において、同一の信号線に接続され、アクティブ領域の上部及び下部に位置する2つの副画素における保持電圧の遷移を示す図である。 図22は、実施形態に係る表示装置において、同一の信号線に接続され、アクティブ領域の上部及び下部に位置する2つの副画素における保持電圧の遷移を示す図である。 図23は、副画素の保持電圧が+5Vであり、信号線の電位が+5Vである場合のリーク電流の大きさを示す図である。 図24は、副画素の保持電圧が+5Vであり、信号線の電位が−5Vである場合のリーク電流の大きさを示す図である。 図25は、データ保持部に格納されたデータを読み出す方向を反転させる具体例を示す図である。
以下、開示を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本開示が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、開示の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本開示の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本開示の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
図1は、実施形態に係る表示装置の一構成例を示す図である。
実施形態に係る表示装置100は、例えば表示装置100が搭載される電子機器の電源回路200から各種電源電圧が印加され、例えば電子機器のホストプロセッサである制御回路300から出力された出力信号に基づいて画像表示を行う。表示装置100が搭載される電子機器としては、例えば、スマートフォン等の情報端末機器を含む。
図1に示す例において、表示装置100は、例えば透過型あるいは反射型の液晶表示装置であって、カラー液晶表示パネルである画像表示パネル10と、画像表示パネル駆動部20と、画像表示パネル駆動部20と接続され、この画像表示パネル駆動部20に与える電源電圧を生成する電源回路200と、を備えている。
制御回路300は、本実施形態に係る表示装置100の動作を制御する演算処理部である。制御回路300は、画像表示パネル駆動部20と接続されている。
画像表示パネル10は、複数の画素PXがマトリクス配置されて表示領域11が構成される。図1に示す例では、画像表示パネル10は、m×n個(行方向にm個、列方向にn個)の画素PXが2次元のマトリクス状に配列されている。図1に示す例では、XYの2次元座標系に複数の画素PXがマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、行方向がX方向、列方向がY方向である。以下、X方向(行方向)に並ぶ画素PXを「画素行」、Y方向(列方向)に並ぶ画素PXを「画素列」という。
m×n個の画素PXの各々は、第1副画素Rpixと、第2副画素Gpixと、第3副画素Bpixとを含む。第1副画素Rpixは、第1色(例えば、赤色)を表示する。第2副画素Gpixは、第2色(例えば、緑色)を表示する。第3副画素Bpixは、第3色(例えば、青色)を表示する。第1色、第2色及び第3色は、赤色、緑色及び青色に限られず、補色などでもよく、互いに色が異なっていればよい。以下の説明では、第1副画素Rpixと、第2副画素Gpixと、第3副画素Bpixとをそれぞれ区別する必要がない場合、第1副画素Rpix、第2副画素Gpix、及び第3副画素Bpixを副画素SPixと称する。なお、本実施形態では、画素PXに含まれる複数の副画素SPixは、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3個とするが、本開示はこれに限定されない。画素PXに含まれる複数の副画素SPixは、R(赤)、G(緑)及びB(青)にW(白)を加えた4個であっても良いし、色が異なる5個以上であっても良い。
各副画素SPixは、画素トランジスタ(例えば、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor))TR及び画素容量CSを含む。
本実施形態では、1つの画素PXに含まれる副画素SPixが3個であるので、表示領域11内には、m×n×3個の副画素SPixが配置されていることになる。また、本実施形態では、m×n個の画素PXの各々の3個の副画素SPixがX方向(行方向)に配置されているので、m×n個の画素PXの1つの行には、m×3個の副画素SPixが配置されていることになる。
画像表示パネル駆動部20は、信号出力回路21及び走査駆動回路22を備えている。
画像表示パネル駆動部20は、信号出力回路21によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル10に出力する。信号出力回路21は、信号線DTLによって画像表示パネル10と電気的に接続され、各副画素SPixに書き込む副画素信号SIG(1)R,SIG(1)G,SIG(1)B,SIG(2)R,・・・,SIG(m)Bを伝送する。各副画素信号SIG(1)R,SIG(1)G,SIG(1)B,SIG(2)R,・・・,SIG(m)Bは、それぞれ各画素列の各副画素SPixの画素トランジスタTRのソースに供給される。
なお、本実施形態では、各画素列に対する1つの画素信号を時分割して各副画素信号を伝送する構成としている。
また、本実施形態に係る表示装置100では、各画素PXに供給する信号の極性をフレーム単位で反転させて画像表示パネル10を駆動する反転駆動方式を用いた構成を例示する。なお、以下の説明では、フレーム単位で画素列毎に互い違いに正極と負極とを反転させる構成を例示しているが、反転駆動方式はこれに限るものではなく、例えば、フレーム単位で全画面のサブ画素を一度に同じ極性で反転させる方式であっても良いし、共通電極VCOMには一定の直流電圧である直流共通電圧VcomDCを印加し、所定本数の信号線DTL毎に極性を反転させ、且つ、各信号線DTL毎の極性をフレーム単位で反転させるカラム反転駆動方式であっても良い。反転駆動方式の差異により本開示が限定されるものではない。
画像表示パネル駆動部20は、例えばシフトレジスタ等で構成される走査駆動回路22によって、各画素行を選択し、各副画素SPixの画素トランジスタTRのオン及びオフを制御する。走査駆動回路22は、走査線SCLによって画像表示パネル10と電気的に接続され、走査信号GATE(1),GATE(2),GATE(3),GATE(4),・・・,GATE(n)を伝送する。各走査信号GATE(1),GATE(2),GATE(3),GATE(4),・・・,GATE(n)は、それぞれ各画素行の各副画素SPixの画素トランジスタTRのゲートに供給される。
本実施形態では、上記のように構成された表示装置100において、制御回路300から出力される映像信号(例えば、赤、緑、青の各色8bits×3の24bits信号)の階調数(例えば、赤、緑、青の各色256階調)で多色表示(例えば1677万色)を行う第1表示モードと、この第1表示モードよりも表示する色数を限定した表示を行う第2表示モードとを設け、これら2つの表示モードを動的に切り替え可能とする。本実施形態では、第2表示モードで表示する際には、映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調(例えば、赤、緑、青の各色8bitsの上位2bitsを用いた各色4階調の6bits信号)で表示を行う。
図2は、実施形態に係る表示装置の信号出力回路の内部ブロック構成の一例を示す図である。
信号出力回路21には、制御回路300から映像信号PSIGとモード切替信号MODEが入力され、モード切替信号MODEによって選択された表示モード、すなわち、第1表示モードMODE1又は第2表示モードMODE2で、映像信号PSIGの画像を画像表示パネル10の表示領域11に表示するための処理を行う。
図2に示すように、信号出力回路21は、データ処理部201、エンコード処理部202、書き込み制御部203、データ保持部204、読み出し制御部205、デコード処理部206、マルチプレクサ(MUX)207、出力タイミング制御部208、D/A変換部209、第1切換部210、第1増幅器211、第2増幅器212、第2切換部213、第3切換部214、第4切換部215、第5切換部216、及び電力供給回路220を備えている。電力供給回路220は、電源電圧生成部221、電源スイッチ回路222、及び電源制御部223を備えている。
電源電圧生成部221は、電源回路200から正極性電圧VD及び負極性電圧VSが入力され、信号出力回路21を構成する各構成部に電源電圧を供給する回路である。図2に示す例では、エンコード処理部202に供給する電源電圧Vd1、書き込み制御部203に供給する電源電圧Vd2、デコード処理部206に供給する電源電圧Vd3、第1増幅器211に供給する正極性電源電圧Vd4、及び第1増幅器211に供給する負極性電源電圧Vs4を生成する構成を示したが、他の各構成部に供給する電源電圧を生成する機能も有している。
電源電圧Vd1、電源電圧Vd2、電源電圧Vd3、正極性電源電圧Vd4、負極性電源電圧Vs4は、電源スイッチ回路222を介してそれぞれエンコード処理部202、書き込み制御部203、デコード処理部206、第1増幅器211に供給される。
電源制御部223は、モード切替信号MODEに基づいて電源スイッチ回路222を制御する回路である。本実施形態では、モード切替信号MODEが第2表示モードMODE2であることを示す場合に、電源スイッチ回路222をOFF制御して、エンコード処理部202、書き込み制御部203、デコード処理部206、第1増幅器211への電力供給を停止させる機能を有している。
より具体的に、電源スイッチ回路222は、第2表示モードMODE2においてエンコード処理部202に供給する電源電圧Vd1を停止させるスイッチ2221、第2表示モードMODE2において書き込み制御部203に供給する電源電圧Vd2を停止させるスイッチ2222、第2表示モードMODE2においてデコード処理部206に供給する電源電圧Vd3を停止させるスイッチ2223、及び、第2表示モードMODE2において第1増幅器211に供給する正極性電源電圧Vd4及び負極性電源電圧Vs4をそれぞれ停止させるスイッチ2224,2225を備えている。
なお、電源電圧Vd1、電源電圧Vd2、及び電源電圧Vd3は、同一の電源電圧であっても良いし、それぞれ異なる電源電圧であっても良い。また、電源電圧Vd1、電源電圧Vd2、及び電源電圧Vd3のうちの何れか2つ、又は3つが同一の電源電圧である場合には、これらを共通の電源出力としても良い。
データ処理部201は、画像表示を行う際のタイミング制御を行うタイミング制御部2010を備えている。
図3は、タイミング制御部の一構成例を示す図である。図4は、各信号のタイミングチャートである。図3に示すように、タイミング制御部2010は、基準クロック生成部2011、垂直同期パルス生成部2012、水平同期パルス生成部2013、走査駆動方向制御部2014、極性反転制御部2015、色選択信号生成部2016、及び電圧選択信号生成部2017を備えている。
基準クロック生成部2011は、画像表示を行う際のタイミング制御の基準となるメインクロック信号MCLKを生成する。
垂直同期パルス生成部2012は、メインクロック信号MCLKに基づき、画像表示を行う際の垂直同期パルスVsyncを生成する。
水平同期パルス生成部2013は、メインクロック信号MCLKに基づき、画像表示を行う際の水平同期パルスHsyncを生成する。
走査駆動方向制御部2014は、垂直同期パルスVsyncに基づき、走査駆動回路22による走査線SCLの走査方向を制御する構成部である。走査駆動方向制御部2014は、走査駆動回路22による走査線SCLの走査方向を定義した走査方向信号VSD_SELを出力する。
極性反転制御部2015は、水平同期パルスHsyncに基づき、各画素PXに供給する信号の極性を制御する構成部である。極性反転制御部2015は、各画素PXに供給する信号の極性を定義した第1極性信号POL_SEL1及び第2極性信号POL_SEL2を出力する。
色選択信号生成部2016は、水平同期パルスHsyncに基づき、図4に示すように、水平期間1Hを等間隔で3つの期間に時分割し(1H/3)、各期間においてそれぞれON信号となる色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_Bを生成する。
電圧選択信号生成部2017は、図4に示すように、色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_BのON期間をそれぞれ等間隔で複数(ここでは、4つ)の期間に時分割し((1H/3)/4)、各期間においてそれぞれON信号となる各電圧選択信号CLK_V1,CLK_V2,CLK_V3,CLK_V4を生成する。
データ処理部201は、制御回路300から入力された映像信号PSIGに基づき、第1表示モードMODE1又は第2表示モードMODE2で表示を行うための処理を行う。
具体的には、データ処理部201は、第1表示モードMODE1で表示するための第1の階調の信号である24bits(赤、緑、青の各色8bits×3)信号をエンコード処理部202に出力する。
また、データ処理部201は、第1表示モードMODE1で表示するための24bits信号から、各色の上位2bitsを抽出して、第2表示モードMODE2で表示するための第2の階調の信号である6bits(赤、緑、青の各色2bits×3)信号を生成し、データ保持部204に格納する。
エンコード処理部202は、入力された24bits信号の圧縮処理を行う。書き込み制御部203は、エンコード処理部202によって圧縮された24bits信号をデータ保持部204に格納する。
データ保持部204は、例えばSRAM(Static Random Access Memory)等の半導体メモリである。
データ保持部204は、圧縮された24bits信号又は6bits信号を一時的に保持する(バッファ)機能を有している。24bits信号又は6bits信号は、映像信号PSIGのフレーム単位で格納する。
読み出し制御部205は、データ保持部204に格納された24bits信号又は6bits信号の読み出し制御を行う。読み出し制御部205によって読み出された24bits信号は、デコード処理部206に出力される。
デコード処理部206は、入力された24bits信号の伸張処理を行い、圧縮前の24bits信号を復元する。
マルチプレクサ(MUX)207は、モード切替信号MODEによって第1表示モードMODE1が選択されると、入力Aから入力される24bits信号を選択して出力する。また、モード切替信号MODEによって第2表示モードが選択されると、入力Bから入力される6bits信号を選択して出力する。すなわち、マルチプレクサ(MUX)207は、モード切替信号MODEに応じて、24bits信号又は6bits信号が選択的に出力される。
図5は、第1表示モードで表示する24bits信号と第2表示モードで表示する6bits信号とを示す図である。
本実施形態では、図5に示すように、第1表示モードMODE1で表示するための24bits信号(第1の階調の信号)における赤、緑、青の各色8bitsの上位2bitsを用いて、第2表示モードMODE2で表示するための6bits信号(第2の階調の信号)を生成する。6bits信号では、赤、緑、青の各色4階調となり、第1表示モードMODE1における表示色数1677万色表示よりも表示色数が少ない64色表示となるが、図5に示すように、第1表示モードMODE1で表示するための24bits信号の1/4のデータ量となる。このため、第2表示モードMODE2では、エンコード処理部202における圧縮処理、及びデコード処理部206における伸張処理を省略することができ、第1表示モードMODE1よりもロジック段における低電力化が可能である。
ここで、赤、緑、青の各色2階調で表示する場合には、データ量が6bits信号の半分となるが、この場合には、表示色が6bits信号における表示色数(64色表示)の1/8(8色表示)となり、色表現が著しく劣化する。本実施形態では、赤、緑、青の各色8bitsの上位2bitsを用いて、第2表示モードMODE2で表示するための6bits信号を生成することで、データ量の削減と低電力化とを実現しつつ、2階調表示よりも多彩な色表現が可能となる。
出力タイミング制御部208は、第2表示モードMODE2において、第2表示モードMODE2で表示するための6bits信号に基づき、後段の第3切換部214における各信号の出力タイミングを制御する構成部である。出力タイミング制御部208は、第2表示モードMODE2において各画素列毎の出力タイミングを定義した各出力タイミング切換信号SIG_SEL(p)(pは、1からmまでの整数)を出力する。
D/A変換部209は、第1表示モードMODE1で表示するための24bitsのデジタル信号を、各画素列に供給するアナログ値の各信号SIG1P(p),SIG1N(p+1)に変換して出力する機能を有している。本実施形態では、上述したように、各画素PXに供給する信号の極性をフレーム単位で反転させる反転駆動方式を用いて画像表示パネル10を駆動する。すなわち、信号SIG1P(p),SIG1N(p+1)の数と、行方向に並ぶ画素PXの数とが等しく(具体的には、m個)、且つ、隣り合う画素列に供給される画素信号の極性が異なっている。具体的には、例えば、信号SIG1P(1)の極性と信号SIG1N(2)の極性とは異なり、信号SIG1N(2)の極性と信号SIG1P(3)の極性とは異なっている。
また、D/A変換部209は、第2表示モードMODE2で表示するための6bitsのデジタル信号を、当該デジタル信号の階調数(ここでは、4階調)に応じた複数種の電圧に変換して出力する機能を有している。
図6は、第2表示モードで表示する際の階調数に応じた複数種の電圧を出力するためのD/A変換部の内部構成の一例を示す図である。
図6では、正極性電源VDDと負極性電源VSSとの間に、直列に抵抗Rが接続された抵抗ラダー回路を例示している。本実施形態では、第2表示モードMODE2で表示する際に、赤、緑、青の各色を4階調で表示する必要がある。また、本実施形態では、上述したように、各画素PXに供給する信号の極性をフレーム単位で反転させる反転駆動方式を用いて画像表示パネル10を駆動する。このため、D/A変換部209は、各抵抗R間の結節点から、4つの正極性電圧VP1,VP2,VP3,VP4、及び4つの負極性電圧VN1,VN2,VN3,VN4を出力する。正極性電圧VP1と負極性電圧VN1とは、極性が異なり基準電位(接地電位)からの電位差が略等しい。正極性電圧VP2と負極性電圧VN2とは、極性が異なり基準電位(接地電位)からの電位差が略等しい。正極性電圧VP3と負極性電圧VN3とは、極性が異なり基準電位(接地電位)からの電位差が略等しい。正極性電圧VP4と負極性電圧VN4とは、極性が異なり基準電位(接地電位)からの電位差が略等しい。
なお、第2表示モードで表示する際の階調数に応じた複数種の電圧を出力するためのD/A変換部209の内部構成は、図6に示す抵抗ラダー回路とは異なる構成であっても良い。
D/A変換部209は、第1表示モードMODE1又は第2表示モードMODE2の如何に依らず、各信号SIG1P(p),SIG1N(p+1)と、4つの正極性電圧VP1,VP2,VP3,VP4及び4つの負極性電圧VN1,VN2,VN3,VN4との双方を出力する構成であっても良い。また、D/A変換部209は、第1表示モードMODE1において、各信号SIG1P(p),SIG1N(p+1)を出力し、第2表示モードMODE2において、4つの正極性電圧VP1,VP2,VP3,VP4及び4つの負極性電圧VN1,VN2,VN3,VN4を出力する構成であっても良い。すなわち、D/A変換部209は、第1表示モードMODE1で表示するための24bits信号と、第2表示モードMODE2で表示するための6bits信号とを切り換えて処理する構成であっても良い。
図7は、第1切換部の一例を示す図である。第1切換部210は、4つの正極性電圧VP1,VP2,VP3,VP4、及び4つの負極性電圧VN1,VN2,VN3,VN4が入力され、図4に示すタイミングで各電圧選択信号CLK_V1,CLK_V2,CLK_V3,CLK_V4が入力されて各スイッチが切り換えられることで、図4に示す階調信号SIG2P,SIG2Nが出力される。
第1増幅器211は、第1表示モードMODE1において、各画素列に供給する信号SIG1P(p)およびSIG1N(p+1)をそれぞれ増幅し、第1画素信号SIG_SP(p),SIG_SN(p+1)として出力するアンプ回路である。
第2増幅器212は、第2表示モードMODE2において、階調信号SIG2P,SIG2Nを増幅し、階調信号SIG_DP,SIG_DNとして出力するアンプ回路である。
第1表示モードMODE1で表示を行う際に、各画素列に供給する信号SIG1P(p),SIG_1N(p+1)をそれぞれ増幅する第1増幅器211は、画素列の数、換言すれば、X方向(行方向)の解像度に応じた数の第1増幅器211が必要となるが、第2表示モードMODE2で表示を行う際に用いる第2増幅器212は2つである。すなわち、第2表示モードMODE2で表示を行う際には、画素列の数に相当する第1増幅器211への電力供給を停止することが可能であり、第1表示モードMODE1よりもアナログ段における低電力化が可能である。なお、第1表示モードMODE1で表示を行う際に、第2増幅器212への電力供給を停止することが可能な構成としても良い。このような構成にすれば、第1表示モードMODE1で表示を行う際の低電力化が可能である。
図8は、第2切換部の一例を示す図である。第2切換部213は、モード切替信号MODE(MODE1,MODE2)に応じて、第1増幅器211から入力される第1画素信号SIG_SP(q)(qは、pのうちの奇数)と第2増幅器212から入力される階調信号SIG_DPとを切り換え、第1増幅器211から入力される第1画素信号SIG_SN(r)(rは、pのうちの偶数)と第2増幅器212から入力される階調信号SIG_DNとを切り換える。すなわち、第1表示モードMODE1では、第1画素信号SIG_SP(1),SIG_SN(2),SIG_SP(3),SIG_SN(4),・・・,SIG_SP(m−1),SIG_SN(m)が出力される。第2表示モードMODE2では、第1画素信号SIG_SP(1),SIG_SP(3),・・・,SIG_SP(m−1)に代えて階調信号SIG_DPが出力され、第1画素信号SIG_SN(2),SIG_SN(4),・・・,SIG_SN(m)に代えて階調信号SIG_DNが出力される。図8に示す例では、第1表示モードMODE1における状態を示している。第2表示モードMODE2では、各スイッチのON/OFF制御状態が反転した状態となる。
図9Aは、第3切換部の一例を示す図である。第3切換部214は、第1画素信号SIG_SP(q),SIG_SN(r)又は階調信号SIG_DP,SIG_DNが入力される。第1表示モードMODE1では、モード切替信号MODE(MODE1)に応じて、全てのスイッチがONされて第1画素信号SIG_SP(q),SIG_SN(r)が出力される。また、第2表示モードMODE2では、出力タイミング制御部208から入力された各出力タイミング切換信号SIG_SEL(p)に応じて階調信号SIG_DP,SIG_DNが時分割で切り換えられる。これにより、第2表示モードMODE2において各画素列に印加される電圧が切り換えられ、第2表示モードMODE2で表示する際の画素信号である第2画素信号SIG_DP(q),SIG_DN(r)が生成されて出力される。
図9Bは、第2表示モードにおける第3切換部の出力タイミングチャートの一例を示す図である。
図9Bでは、水平期間1Hの赤選択期間(色選択信号SEL_Rのハイ期間)において出力タイミング切換信号SIG_SEL(1)が入力され、水平期間1Hの緑選択期間(色選択信号SEL_Gのハイ期間)において出力タイミング切換信号SIG_SEL(2)が入力され、水平期間1Hの青選択期間(色選択信号SEL_Bのハイ期間)において出力タイミング切換信号SIG_SEL(3)が入力された例を示している。
図9Bに示すように、本実施形態では、水平期間1Hの各色選択期間において、さらに、この各色選択期間を4つの期間に時分割した期間((1H/3)4)の何れかのタイミングで、出力タイミング制御部208から各出力タイミング切換信号SIG_SEL(p)が出力される。
図9Bに示す例では、赤選択期間(色選択信号SEL_Rのハイ期間)において、階調信号SIG_DPが正極性電圧VHP1となる((1H/3)4)期間に出力タイミング切換信号SIG_SEL(1)がONとなることで、波高値VHP1の第2画素信号SIG_DP(1)が出力される。
また、図9Bに示す例では、緑選択期間(色選択信号SEL_Gのハイ期間)において、階調信号SIG_DNが負極性電圧VLN2となる((1H/3)4)期間に出力タイミング切換信号SIG_SEL(2)がONとなることで、波高値VLN2の第2画素信号SIG_DN(2)が出力される。
また、図9Bに示す例では、青選択期間(色選択信号SEL_Bのハイ期間)において、階調信号SIG_DPが正極性電圧VHP3となる((1H/3)4)期間に出力タイミング切換信号SIG_SEL(3)がONとなることで、波高値VHP3の第2画素信号SIG_DP(3)が出力される。
このように、本実施形態では、水平期間1H毎に、階調信号SIG_DP,SIG_DNを時分割して順次出力することで、第2表示モードMODE2における第3切換部214の出力が制御される。すなわち、本実施形態では、第1増幅器211よりも少ない第2増幅器212から出力される階調信号SIG_DP,SIG_DNを用いて、第2表示モードMODE2を実現することができる。
図10は、第4切換部の一例を示す図である。第4切換部215は、第1表示モードMODE1において第1画素信号SIG_SP(q),SIG_SN(r)が入力され、第2表示モードにおいて第2画素信号SIG_DP(q),SIG_DN(r)が入力される。第4切換部215は、極性反転制御部2015から入力された第1極性信号POL_SEL1及び第2極性信号POL_SEL2に応じて切り換えられる。これにより、第1表示モードMODE1では、正極性の第1画素信号SIG_SP(q)と、負極性の第1画素信号SIG_SN(r)とが、第1極性信号POL_SEL1及び第2極性信号POL_SEL2に応じて適切に切り換えられ、画素信号SIGP(q),SIGN(r)として出力される。また、第2表示モードMODE2では、正極性の第2画素信号SIG_DP(q)と、負極性の第2画素信号SIG_DN(r)とが、第1極性信号POL_SEL1及び第2極性信号POL_SEL2に応じて適切に切り換えられ、画素信号SIGP(q),SIGP(r)として出力される。図10に示す例では、第1極性信号POL_SEL1によって各スイッチがON制御され、第2極性信号POL_SEL2によって各スイッチがOFF制御された状態を示している。
図11は、第5切換部の一例を示す図である。本実施形態では、上述したように、各画素列に対する1つの画素信号SIGP(q)(又は画素信号SIGN(r))を時分割して各副画素信号を伝送する構成としている。すなわち、第5切換部216では、入力された画素信号SIGP(q)(又は画素信号SIGN(r))が色選択信号生成部2016から入力された各色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_Bによって時分割され、各副画素信号SIGP(q)R,SIGP(q)G,SIGP(q)B(又は各副画素信号SIGN(r)R,SIGN(r)G,SIGN(r)B)が出力される。第5切換部216は、例えば画像表示パネル10上に構成される低温ポリシリコン(LTPS)TFTやアモルファスシリコン(a−Si)TFTを用いた構成であっても良い。
第5切換部216から出力された各副画素信号SIGP(q)R,SIGP(q)G,SIGP(q)B(又は各副画素信号SIGN(r)R,SIGN(r)G,SIGN(r)B)は、画像表示パネル10の信号線DTLに供給される。
上述した構成において、第2表示モードMODE2で表示する際には、2階調よりも大きい低階調(例えば、赤、緑、青の各色8bitsの上位2bitsを用いた各色4階調の6bits信号)で表示を行う。これにより、赤、緑、青の各色2階調で表示する場合よりも多彩な色表現が可能となる。また、第2表示モードMODE2では、第1表示モードMODE1で24bits信号を表示する際に必要なエンコード処理部202における圧縮処理、及びデコード処理部206における伸張処理を省略することができる。また、第2表示モードMODE2では、第1表示モードMODE1で表示を行う際に必要な第1増幅器211への電力供給を停止することができる。このため、表示装置100が搭載されるスマートフォン等の情報端末機器において、省電力常灯表示機能を実現する際、上述した第2表示モードMODE2を適用することで、省電力常灯表示における多色表示と低電力化との双方を実現することができる。
なお、上述した例では、第2表示モードMODE2で表示する際には、2階調よりも大きい低階調で表示を行う例を示したが、第2表示モードMODE2で表示する際に、赤、緑、青の各色2階調で表示するようにしても良い。
図12は、第2表示モードにおいて画像表示が行われる領域の一例を示す図である。
本実施形態では、画像表示パネル10の走査方向の所定範囲内の領域を、第2表示モードMODE2において映像信号PSIGの画像を表示するアクティブ領域12とし、アクティブ領域12の外側の領域を、第2表示モードMODE2において全黒画像を表示する非アクティブ領域13とする。図12に示す例では、アクティブ領域12の上の領域を第1非アクティブ領域13aとし、アクティブ領域12の下の領域を第2非アクティブ領域13bとしている。また、図12に示す例では、アクティブ領域12に属する走査線SCLの数をL1、第1非アクティブ領域13a及び第2非アクティブ領域13bに属する走査線の数をL2としている。換言すれば、アクティブ領域12を走査するアクティブ期間は、L1の水平周期を有し、非アクティブ領域13(第1非アクティブ領域13a、第2非アクティブ領域13b)を走査する非アクティブ期間は、L2の水平周期を有する。
第1表示モードMODE1で表示する場合、各副画素SPixに副画素信号を印加する期間は、各色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_BのON期間と略一致する。各色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_BのON期間は、図4に示すように、水平期間1Hの1/3の期間となる(1H/3)。
これに対し、第2表示モードMODE2で表示する場合、各副画素SPixに副画素信号を印加する期間は、各電圧選択信号CLK_V1,CLK_V2,CLK_V3,CLK_V4のON期間と略一致する。各電圧選択信号CLK_V1,CLK_V2,CLK_V3,CLK_V4のON期間は、図4に示すように、各色選択信号SEL_R,SEL_G,SEL_BのON期間(1H/3)の1/4の期間となる((1H/3)/4)。すなわち、第2表示モードMODE2で表示する場合には、各副画素SPixに副画素信号を印加する期間は、第1表示モードMODE1で表示する場合の1/4となり、副画素SPixの画素容量CSをチャージする時間が不十分となる可能性がある。
本実施形態では、図3に示すように、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数よりも遅くする。具体的には、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数の1/2とする。換言すれば、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周期を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周期の2倍とする。これにより、第2表示モードMODE2で表示する場合のアクティブ領域12における画素PXの画素容量CSのチャージ時間は、第1表示モードMODE1で表示する場合の1/2となる。
これに加え、本実施形態では、第2表示モードMODE2で表示する場合には、アクティブ領域12を走査するアクティブ期間の水平周期を、非アクティブ領域13(第1非アクティブ領域13a、第2非アクティブ領域13b)を走査する非アクティブ期間の水平周期よりも長くする。具体的には、第2表示モードMODE2で表示する場合には、アクティブ期間の水平周期を、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の水平周期の2倍とする。このとき、アクティブ期間は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の2倍となる。また、非アクティブ期間の水平周期を、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の水平周期の1/2とする。このとき、非アクティブ期間は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の1/2となる。これにより、第2表示モードMODE2で表示する場合のアクティブ領域12における副画素SPixの画素容量CSのチャージ時間は、第1表示モードMODE1で表示する場合と略一致する。なお、第2表示モードMODE2で表示する場合のアクティブ期間の水平周期は、例えば、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の水平周期の3倍あるいは4倍等であっても良いし、整数倍でなくても良い。第2表示モードMODE2で表示する場合のアクティブ期間の水平周期は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の水平周期の2倍に限定されるものではない。
図13は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第1例を示す図である。図14は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第2例を示す図である。図15は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第3例を示す図である。図16は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第4例を示す図である。図17は、第2表示モードで表示する際の各期間のフレーム単位での割り当ての第5例を示す図である。図13から図17に示す例では、第1非アクティブ領域13aを走査する期間を第1非アクティブ期間とし、第2非アクティブ領域13bを走査する期間を第2非アクティブ期間としている。
図13は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合のアクティブ期間Aを示す。アクティブ期間Aが1フレーム期間Fの1/3以下である場合には(A≦(1/3)*F)、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2との合計期間が1フレーム期間1F以下となる(F≧(NA1/2)+A*2+(NA2/2))。
また、図14は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合のアクティブ期間Aを示す。アクティブ期間Aが1フレーム期間Fの1/3である場合には(A=(1/3)*F)、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2との合計期間が1フレーム期間1Fと略一致する(F=(NA1/2)+A*2+(NA2/2))。
図13に示すように、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2との合計期間が1フレーム期間1F以下となる場合には(F≧(NA1/2)+A*2+(NA2/2))、第2非アクティブ期間の後にブランク期間BLを設けても良い。代わりに、第1非アクティブ期間及び第2非アクティブ期間における水平周期を微調整(長く)して、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2との合計期間を、1フレーム期間1Fと略一致させるようにしても良い。
一方、図15は、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合のアクティブ期間Aを示す。アクティブ期間Aが1フレーム期間Fの1/3よりも大きい場合には((1/3)*F<A≦F)、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2との合計期間が1フレーム期間1Fよりも大きくなる(F<(NA1/2)+A*2+(NA2/2))。
この場合には、図15に示すように、1フレーム分の画像を複数のサブフレームに時分割して表示する。具体的には、1フレーム分の画像を、アクティブ期間A*2を設ける第1サブフレームと、非アクティブ期間(第1非アクティブ期間NA1/2、第2非アクティブ期間NA2/2)を設ける第2サブフレームとに時分割する。以下、第1サブフレームと第2サブフレームとを区別する必要がない場合には、単にサブフレームともいう。
図15に示す例では、画素信号の出力を停止して水平走査を行うダミー期間を設けている。具体的に、第1サブフレームには、第1非アクティブ期間NA1/2と同数の水平期間を有する第1ダミー期間DM1と、アクティブ期間A*2と、第2非アクティブ期間NA2/2と同数の水平期間を有する第2ダミー期間DM2とを設けている。
また、第2サブフレームには、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と同数の水平期間を有する第3ダミー期間DM3と、第2非アクティブ期間NA2/2と、ブランク期間BLとを設けている。
また、図15に示すように、第2非アクティブ期間NA2/2の後にブランク期間BLを設けても良いし、第3ダミー期間DM3における水平周期を調整(長く)して、第2サブフレームを、1フレーム期間1Fと略一致させるようにしても良い。
第1ダミー期間DM1、第2ダミー期間DM2、及び第3ダミー期間DM3における水平周期は、メインクロック信号MCLKの周期で制限される。すなわち、図15に示した第3例は、メインクロック信号MCLKの周期をL2(第1非アクティブ期間NA1/2の水平期間と第2非アクティブ期間NA2/2の水平期間との合計数)倍した期間と、アクティブ期間A*2との合計期間が1フレーム期間1F以下である必要がある(F≧(MCLK周期)*L2+A*2)。
メインクロック信号MCLKの周期をL2(第1非アクティブ期間NA1/2の水平期間と第2非アクティブ期間NA2/2の水平期間との合計数)倍した期間と、アクティブ期間A*2との合計期間が1フレーム期間1Fよりも大きい場合には(F<(MCLK周期)*L2+A*2)、図16に示すように、アクティブ領域12の画像表示を行うアクティブ期間を時分割した複数のサブアクティブ期間を設け、それぞれのサブアクティブ期間を設ける第1サブフレームを複数設ける。
図16に示す例では、アクティブ期間A*2を第1サブアクティブ期間SA1と第2サブアクティブ期間SA2とに時分割している。
第1サブフレーム(1)には、第1ダミー期間DM1と、第1サブアクティブ期間SA1(=A*2−SA2)と、第2ダミー期間DM2と、第1ブランク期間BL1とを設けている。第1ダミー期間DM1は、第1非アクティブ期間NA1/2と同数の水平期間を有する。第2ダミー期間DM2は、第2サブアクティブ期間SA2の水平期間と第2非アクティブ期間NA2/2の水平期間との合計数と同数の水平期間を有する。
また、第1サブフレーム(2)には、第3ダミー期間DM3と、第2サブアクティブ期間SA2(=A*2−SA1)と、第4ダミー期間DM4と、第2ブランク期間BL2とを設けている。第3ダミー期間DM3は、第1非アクティブ期間NA1/2の水平期間と第1サブアクティブ期間SA1の水平期間との合計数と同数の水平期間を有する。第4ダミー期間DM4は、第2非アクティブ期間NA2/2と同数の水平期間を有する。
また、第2サブフレームには、第1非アクティブ期間NA1/2と、アクティブ期間A*2と同数の水平期間を有する第5ダミー期間DM5と、第2非アクティブ期間NA2/2と、第3ブランク期間BL3とを設けている。
また、図16に示すように、第2ダミー期間の後に第1ブランク期間BL1を設けても良いし、第1ダミー期間DM1及び第2ダミー期間DM2における水平周期を調整(長く)して、第1サブアクティブ期間SA1を設ける第1サブフレームを、1フレーム期間1Fと略一致させるようにしても良い。
また、図16に示すように、第4ダミー期間DM4の後に第2ブランク期間BL2を設けても良いし、第3ダミー期間DM3及び第4ダミー期間DM4における水平周期を調整(長く)して、第2サブアクティブ期間SA2を設ける第1サブフレームを、1フレーム期間1Fと略一致させるようにしても良い。
また、図16に示すように、第2非アクティブ期間NA2/2の後に第3ブランク期間BL3を設けても良い。代わりに、第5ダミー期間DM5における水平周期を調整(長く)して、第2サブフレームを、1フレーム期間1Fと略一致させるようにしても良い。
なお、1フレーム分の画像表示を行う際の第1サブフレームの数は、2つに限らず、3つ以上であっても良い。
図17に示す例では、アクティブ期間を第1サブアクティブ期間と第2サブアクティブ期間と第3サブアクティブ期間とに時分割した例を示している。各期間の詳細については、図16に示す例と同様であるので、ここでは説明を省略する。
図18Aは、表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が2、すなわち、1つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。図18Bは、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が2、すなわち、1つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。図19は、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が3、すなわち、2つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。図19に示す例では、1フレーム内に2つの第1サブフレームSF1(1),SF1(2)が含まれる。図20Aは、表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が4、すなわち、3つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。図20Bは、実施形態に係る表示装置において、第1サブフレームと第2サブフレームとの合計数が4、すなわち、3つの第1サブフレームと1つの第2サブフレームとで1フレーム分の画像表示を行う例を示す図である。図20A及び図20Bに示す例では、1フレーム内に3つの第1サブフレームSF1(1),SF1(2),SF1(3)が含まれる。
図18A、図18B、図19、図20A、及び図20Bに示す例では、相対的に各サブフレーム間で各画素の極性が異なる2つの状態を「+」と「−」とで示している。
図19に示すように、1フレーム分(F1,F2,・・・)の表示を行うサブフレームの数が奇数である場合には、各サブフレーム毎に、各画素PXに供給する信号の極性を反転させる。このようにすれば、フレームF1とフレームF2との間で対応する各第1サブフレームSF1間で、各画素PXに供給する信号の極性が反転する。すなわち、フレーム1における第1サブフレームSF1(1)とフレーム2における第1サブフレームSF1(1)との間、及び、フレームF1における第1サブフレームSF1(2)とフレーム2における第1サブフレームSF1(2)との間で、各画素PXに供給する信号の極性が反転する。
一方、図18A及び図20Aに示すように、1フレーム分(F1,F2,・・・)の表示を行うサブフレームの数が偶数である場合に、各サブフレーム毎に、各画素PXに供給する信号の極性を反転させると、フレームF1とフレームF2との間で対応する各第1サブフレームSF1間、すなわち、フレームF1における第1サブフレームSF1(1)とフレームF2における第1サブフレームSF1(1)との間、フレームF1における第1サブフレームSF1(2)とフレームF2における第1サブフレームSF1(2)との間、及び、フレームF1における第1サブフレームSF1(3)とフレームF2における第1サブフレームSF1(3)との間で、各画素PXに供給する信号の極性が変化しないこととなり、アクティブ領域12における各画素PXの保持極性が正極性又は負極性に偏り、焼き付き等の画像表示パネル10の劣化要因となる可能性がある。
従って、本実施形態では、図18B及び図20Bに示すように、1フレーム分(F1,F2,・・・)の表示を行うサブフレームの数が偶数である場合には、第1サブフレーム間の遷移、及び第2サブフレームから第1サブフレームに遷移する際には各画素PXに供給する信号の極性を反転させ、第1サブフレームから第2サブフレームに遷移する際には各画素PXに供給する信号の極性を反転させない。このようにすれば、フレームF1とフレームF2との間で対応する各第1サブフレームSF1間で各画素PXに供給する信号の極性が反転するため、アクティブ領域12における各画素PXの保持極性の偏りを抑制することができる。
図21は、表示装置において、同一の信号線に接続され、アクティブ領域の上部及び下部に位置する2つの副画素における保持電圧の遷移を示す図である。図22は、実施形態に係る表示装置において、同一の信号線に接続され、アクティブ領域の上部及び下部に位置する2つの副画素における保持電圧の遷移を示す図である。図21及び図22に示す例において、上部とは、図12に示す表示領域11において相対的に上側となる位置を示し、下部とは、図12に示す表示領域11において相対的に下側となる位置を示すものとする。
図23は、副画素の保持電圧が+5Vであり、信号線の電位が+5Vである場合のリーク電流の大きさを示す図である。図24は、副画素の保持電圧が+5Vであり、信号線の電位が−5Vである場合のリーク電流の大きさを示す図である。
図23及び図24に示すように、副画素SPixの保持電圧と信号線DTLとの電位差が大きくなる程、画素容量CSから画素トランジスタTRを介して流れるリーク電流ILが大きい。
アクティブ領域12の上部に位置する副画素SPixは、信号線DTLの電位によって書き込みが行われた後も信号線DTLの電位が維持されるため、1フレーム期間における保持電圧の低下ΔVが小さい。一方、アクティブ領域12の下部に位置する副画素SPixは、信号線DTLの電位によって書き込みが行われた後に信号線DTLの電位が反転するまでの時間が短く、副画素SPixの保持電圧と信号線DTLとの電位差が大きい状態が長く維持されるため、1フレーム期間における保持電圧の低下ΔVが大きい(図21参照)。
本実施形態では、上述したように、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数よりも遅くするようにしている。具体的には、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数の1/2とする。このため、第2表示モードMODE2で表示する場合には、第1表示モードMODE1で表示する場合よりも1フレーム期間が長くなる。これに伴い、1フレーム期間における副画素SPixの保持電圧の低下ΔVは、第1表示モードMODE1で表示する場合よりも大きくなる。特に、アクティブ領域12の下部に位置する副画素SPixでは、1フレーム期間における保持電圧の低下ΔVが大きくなる。このため、アクティブ領域12の下部において、フレーム周期で発生するフリッカが視認され易くなる可能性がある。
従って、本実施形態では、第2表示モードMODE2で表示する場合には、2フレーム毎に、走査線DTLの走査方向を反転させる。具体的に、走査駆動回路22は、タイミング制御部2010の走査駆動方向制御部2014から出力される走査方向信号VSD_SELに基づき、走査線SCLの走査方向を反転させる。また、読み出し制御部205は、走査方向信号VSD_SELに基づき、データ保持部204から1フレーム分のデータを読み出す方向を反転させる。
図25は、データ保持部に格納されたデータを読み出す方向を反転させる具体例を示す図である。
読み出し制御部205は、走査方向信号VSD_SEL1が入力されると、DATA(1)、DATA(2)、DATA(3)、DATA(4)、・・・、DATA(n)の順で、データ保持部204に格納されたデータを読み出す。また、読み出し制御部205は、走査方向信号VSD_SEL2が入力されると、DATA(n)、・・・、DATA(4)、DATA(3)、DATA(2)、DATA(1)の順で、データ保持部204に格納されたデータを読み出す(図25参照)。
走査駆動回路22は、走査方向信号VSD_SEL1が入力されると、走査信号GATE(1),GATE(2),GATE(3),GATE(4),・・・,GATE(n)の順で走査線SCLに出力する。また、走査駆動回路22は、走査方向信号VSD_SEL2が入力されると、走査信号GATE(n),・・・,GATE(4),GATE(3),GATE(2),GATE(1)の順で走査線SCLに出力する。
これにより、走査駆動回路22による走査線DTLの走査方向と、読み出し制御部205によるデータの読み出し方向とが同時に切り替わり、第2表示モードMODE2における画像表示が行われる。この結果として、図22に示すように、保持電圧の低下が大きくなる頻度が2フレーム毎にアクティブ領域12の上部と下部とに分散され、フリッカが視認され難くなる。
以上説明したように、実施形態に係る表示装置100は、それぞれ異なる色を表示する複数の副画素SPixを有し、マトリクス状に配置された複数の画素PX、行方向に並ぶ各副画素SPixに接続される複数の走査線SCL、及び列方向に並ぶ各副画素SPixに接続される複数の信号DTL線を備えた画像表示パネル10と、所定の階調数の映像信号PSIGが供給され、画像表示パネル10を駆動する画像表示パネル駆動部20と、を備え、映像信号PSIGの階調数で表示を行う第1表示モードMODE1と、映像信号PSIGの階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードMODE2と、を有する。画像表示パネル駆動部20は、第1表示モードMODE1において、列方向に並ぶ各画素PXに供給する信号をそれぞれ増幅する複数の第1増幅器211と、第2表示モードMODE2において、表示する階調数に応じた複数種の電圧が1水平周期内で時分割された階調信号を増幅する、第1増幅器211よりも少ない第2増幅器212と、第1増幅器211の出力と第2増幅器212の出力とを切り換えて、信号線DTLに出力する第2切換部213と、を備え、第2表示モードMODE2において、映像信号PSIGに応じて、第2増幅器212の出力タイミングを制御する。
すなわち、画像表示パネル駆動部20は、第1表示モードMODE1において、列方向に並ぶ各画素PXに第1の諧調の信号を供給し、第2表示モードMODE2において、第1の諧調よりも少ない第2の諧調の信号を供給する。
上述した構成において、第2表示モードMODE2で表示する際には、2階調よりも大きい低階調(例えば、赤、緑、青の各色8bitsの上位2bitsを用いた各色4階調の6bits信号)で表示を行う。これにより、赤、緑、青の各色2階調で表示する場合よりも多彩な色表現が可能となる。また、第2表示モードMODE2では、データ量が小さくなるので、圧縮処理、及び伸張処理を省略することができる。また、第2表示モードMODE2では、第1表示モードMODE1で表示を行う際に必要な第1増幅器211への電力供給を停止することができる。このため、表示装置100が搭載されるスマートフォン等の情報端末機器において、省電力常灯表示を実現する際、上述した第2表示モードMODE2を適用することで、省電力常灯表示における多色表示と低電力化との双方を実現することができる。
また、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数よりも遅くする。具体的には、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数の1/2とする。
さらに、第2表示モードMODE2で表示する場合には、アクティブ領域12を走査するアクティブ期間の水平周期を、非アクティブ領域13(第1非アクティブ領域13a、第2非アクティブ領域13b)を走査する非アクティブ期間の水平周期よりも長くする。具体的には、第2表示モードMODE2で表示する場合には、アクティブ期間の水平周期を、表示領域11を走査する全期間の水平周期を均等にした場合の水平周期の2倍とする。
これにより、第2表示モードMODE2で表示する場合のアクティブ領域12における副画素SPixの画素容量CSのチャージ時間を確保することができる。
また、第2表示モードMODE2で表示する場合のメインクロック信号MCLK2の周波数を、第1表示モードMODE1で表示する場合のメインクロック信号MCLK1の周波数よりも遅くすることで、第2表示モードMODE2を用いた省電力常灯表示をより低電力化することができる。
本実施形態により、省電力常灯表示における多色表示を実現しつつ、低電力化が可能な表示装置100を提供することができる。
上述した各実施形態は、各構成要素を適宜組み合わせることが可能である。また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本開示によりもたらされるものと解される。
10 画像表示パネル
11 表示領域
12 アクティブ領域
13 非アクティブ領域
13a 第1非アクティブ領域
13b 第2非アクティブ領域
20 画像表示パネル駆動部
21 信号出力回路
22 走査駆動回路
100 表示装置
200 電源回路
201 データ処理部
202 エンコード処理部
203 書き込み制御部
204 データ保持部
205 読み出し制御部
206 デコード処理部
207 マルチプレクサ(MUX)
208 出力タイミング制御部
209 D/A変換部
210 第1切換部
211 第1増幅器
212 第2増幅器
213 第2切換部
214 第3切換部
215 第4切換部
216 第5切換部
220 電力供給回路
221 電源電圧生成部
222 電源スイッチ回路
223 電源制御部
300 制御回路
2010 タイミング制御部
2011 基準クロック生成部
2012 垂直同期パルス生成部
2013 水平同期パルス生成部
2014 走査駆動方向制御部
2015 極性反転部
2016 色選択信号生成部
2017 電圧選択信号生成部
2221,2222,2223,2224,2225 スイッチ
Bpix 第3副画素
CS 画素容量
DTL 信号線
Gpix 第2副画素
PX 画素
Rpix 第1副画素
SCL 走査線
SPix 副画素
TR 画素トランジスタ

Claims (12)

  1. それぞれ異なる色を表示する複数の副画素を有し、マトリクス状に配置された複数の画素、行方向に並ぶ前記各副画素に接続される複数の走査線、及び列方向に並ぶ前記各副画素に接続される複数の信号線を備えた画像表示パネルと、
    所定の階調数の映像信号が供給され、前記画像表示パネルを駆動する駆動部と、
    を備え、
    前記映像信号の階調数で表示を行う第1表示モードと、
    前記映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードと、
    を有し、
    前記駆動部は、
    前記第1表示モードにおいて、列方向に並ぶ前記各画素に供給する信号をそれぞれ増幅する複数の第1増幅器と、
    前記第2表示モードにおいて、表示する階調数に応じた複数種の電圧が1水平周期内で時分割された階調信号を増幅する、前記第1増幅器よりも少ない第2増幅器と、
    前記第1増幅器の出力と前記第2増幅器の出力とを切り換えて、前記信号線に出力する切換部と、
    を備える
    表示装置。
  2. 前記切換部は、
    前記第1表示モードにおいて前記第1増幅器の出力に切り換え、
    前記第2表示モードにおいて前記第2増幅器の出力に切り換え、
    前記駆動部は、
    前記映像信号に応じて、前記第2増幅器の出力タイミングを制御する出力タイミング制御部を備える
    請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記駆動部は、
    少なくとも前記第1増幅器に電力を供給する電力供給回路を備え、
    前記電力供給回路は、
    前記第2表示モードにおいて、前記第1増幅器への電力供給を停止する
    請求項1又は請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記駆動部は、
    画像表示を行う際のタイミング制御の基準となるメインクロック信号を生成する基準クロック生成部を備え、
    前記基準クロック生成部は、
    前記第2表示モードで画像表示を行う場合のメインクロック信号の周波数を、前記第1表示モードで画像表示を行う場合のメインクロック信号の周波数よりも遅くする
    請求項1から請求項3の何れか一項に記載の表示装置。
  5. 前記駆動部は、
    前記画像表示パネルの走査方向の所定範囲内の領域を、前記第2表示モードにおいて前記映像信号の画像を表示するアクティブ領域とし、前記アクティブ領域の外側の領域を、前記第2表示モードにおいて全黒画像を表示する非アクティブ領域とする
    請求項1から請求項4の何れか一項に記載の表示装置。
  6. 前記駆動部は、
    前記アクティブ領域を走査するアクティブ期間の水平周期を、前記非アクティブ領域を走査する非アクティブ期間の水平周期よりも長くする
    請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記駆動部は、
    前記アクティブ期間と前記非アクティブ期間との合計期間が1フレーム期間以上となる場合に、1フレーム分の画像を複数のサブフレームに時分割して表示する
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記駆動部は、
    1フレーム分の画像を複数の前記サブフレームに時分割して表示する際、前記アクティブ期間を設ける少なくとも1つの第1サブフレームと、前記非アクティブ期間を設ける1つの第2サブフレームとに時分割する
    請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記第1サブフレーム及び前記第2サブフレームには、前記第2増幅器の出力を停止して水平走査を行うダミー期間が設けられる
    請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記駆動部は、
    前記第1サブフレームと前記第2サブフレームとの合計数が奇数である場合に、前記各サブフレーム毎に、前記各画素に供給する信号の極性を反転させ、
    前記第1サブフレームと前記第2サブフレームとの合計数が偶数である場合に、前記第1サブフレーム間の遷移、及び前記第2サブフレームから前記第1サブフレームに遷移する際には前記各画素に供給する信号の極性を反転させ、前記第1サブフレームから前記第2サブフレームに遷移する際には前記各画素に供給する信号の極性を反転させない
    請求項8又は請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記各画素に供給する信号の極性をフレーム単位で反転させる表示装置であって、
    前記駆動部は、
    2フレーム毎に、前記走査線の走査方向を反転させる
    請求項1から請求項10の何れか一項に記載の表示装置。
  12. マトリクス状に配置された複数の画素、行方向に並ぶ前記各画素に接続される複数の走査線、及び列方向に並ぶ前記各画素に接続される複数の信号線を備えた画像表示パネルと、
    所定の階調数の映像信号が供給され、前記画像表示パネルを駆動する駆動部と、
    を備え、
    前記映像信号の階調数で表示を行う第1表示モードと、
    前記映像信号の階調数よりも小さく、2階調よりも大きい低階調で表示を行う第2表示モードと、
    を有し、
    前記駆動部は、
    前記第1表示モードにおいて、列方向に並ぶ前記各画素に第1の諧調の信号を供給し、
    前記第2表示モードにおいて、前記第1の諧調よりも少ない第2の諧調の信号を供給する
    表示装置。
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