JP2020126201A - 表示装置および表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示品位を向上させることが可能な表示装置および表示方法を提供すること。【解決手段】 一実施形態における表示装置は、表示パネルと、光源と、コントローラとを備える。コントローラは、１フレーム期間に含まれる複数の第１期間において共通電極と画素電極との間の電圧を制御し、かつ、１フレーム期間に含まれる複数の第２期間において光源の動作を制御する。コントローラは、１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最初の第１期間においては、直前の１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最後の第１期間において、共通電極と画素電極との間に電圧を印加して書き込んだ映像成分と同じ色の映像成分を、直前の１フレーム期間に続けて書き込むよう、共通電極と画素電極との間の電圧を制御する。【選択図】 図５

Description

本発明の実施形態は、表示装置および表示方法に関する。

近年、光源と、画素電極および共通電極を含む一対の基板と、これら基板の間に配置された高分子分散型の液晶層とを備えた表示装置が知られている。例えば、高分子分散型の液晶層は、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む。

高分子分散型の液晶層においては、画素電極および共通電極の間の電界により液晶分子を回転させることで、ポリマーの光軸に対する液晶分子の光軸の傾きを制御することができる。これにより、画素毎に光源からの光の散乱度を制御し、表示装置に任意の映像（画像）を表示させることが可能となる。

特開２００４−３３３５７６号公報 特開２０１２−１４５６８４号公報

高分子分散型の液晶層を備える表示装置において、さらなる表示品位の改善が求められている。そこで、本開示は、表示品位を向上させることが可能な表示装置および表示方法を提供することを目的の一つとする。

一実施形態における表示装置は、表示パネルと、光源と、コントローラとを具備する。前記表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極と、前記画素毎に設けられた画素電極と、液晶層と、を含む。前記光源は、前記表示パネルに光を照射する。前記コントローラは、１フレーム期間に含まれる複数の第１期間において前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御し、かつ、前記１フレーム期間に含まれる複数の第２期間において前記光源の動作を制御する。前記コントローラは、前記１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最初の第１期間においては、直前の１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最後の第１期間において、前記共通電極と前記画素電極との間に電圧を印加して書き込んだ映像成分と同じ色の映像成分を、前記直前の１フレーム期間に続けて書き込むよう、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御する。

図１は、一実施形態における表示装置の構成例を示す平面図である。 図２は、図１に示した表示装置の断面図である。 図３は、図１に示した表示装置が備える液晶層の構成を説明するための概略的な断面図である。 図４は、図１に示した表示装置の主要な構成要素を示す図である。 図５は、図１に示した表示装置の表示動作を説明するためのタイミングチャートである。 図６は、図１に示した表示装置の表示動作を説明するためのタイミングチャートである。 図７は、図５に示した表示動作に対する第１比較例を説明するためのタイミングチャートである。 図８は、図５に示した表示動作に対する第２比較例を説明するためのタイミングチャートである。 図９は、図１に示した表示装置の表示動作を説明するための別のタイミングチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明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、当然に本発明の範囲に含有される。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、本発明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一または類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略することがある。

以下では、表示装置の一例として、高分子分散型液晶を適用した表示装置について説明する。本実施形態の表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末等の種々の装置に用いることができる。

図１は、本実施形態における表示装置ＤＳＰの構成例を示す平面図である。図中において、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙは互いに交差する方向であり、第３方向Ｚは第１方向Ｘおよび第２方向Ｙと交差する方向である。一例では、第１方向Ｘ、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚは、互いに直交しているが、互いに９０度以外の角度で交差していても良い。

表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬ、配線基板Ｆ１乃至Ｆ５等を備えている。表示パネルＰＮＬは、画像を表示する表示領域ＤＡ、および、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡを備えている。表示領域ＤＡは、ｎ本の走査線Ｇ（Ｇ１乃至Ｇｎ）、ｍ本の信号線Ｓ（Ｓ１乃至Ｓｍ）等を備えている。なお、ｎおよびｍはいずれも正の整数であり、ｎがｍと等しくても良いし、ｎがｍとは異なっていても良い。複数の走査線Ｇは、それぞれ第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。複数の信号線Ｓは、それぞれ第２方向Ｙに延出し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。

表示パネルＰＮＬは、第１方向Ｘに沿った端部Ｅ１およびＥ２と、第２方向Ｙに沿った端部Ｅ３およびＥ４とを有している。非表示領域ＮＤＡの幅について、端部Ｅ１と表示領域ＤＡとの第２方向Ｙに沿った幅Ｗ１は、端部Ｅ２と表示領域ＤＡとの第２方向Ｙに沿った幅Ｗ２より小さい。また、端部Ｅ３と表示領域ＤＡとの第１方向Ｘに沿った幅Ｗ３は、端部Ｅ４と表示領域ＤＡとの第１方向Ｘに沿った幅Ｗ４と同等である。また、幅Ｗ３およびＷ４は、幅Ｗ２より小さい。また、幅Ｗ３およびＷ４は、幅Ｗ１と同等であっても良いし、幅Ｗ１とは異なっていても良い。

配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、この順に第１方向Ｘに並んでいる。配線基板Ｆ１は、ゲートドライバＧＤ１を備えている。配線基板Ｆ２は、ソースドライバＳＤを備えている。配線基板Ｆ３は、ゲートドライバＧＤ２を備えている。配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、それぞれ表示パネルＰＮＬおよび配線基板Ｆ４に接続されている。配線基板Ｆ５は、タイミングコントローラＴＣや電源回路ＰＣ等を備えている。配線基板Ｆ４は、配線基板Ｆ５のコネクタＣＴに接続されている。なお、配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、単一の配線基板に置換されても良い。また、配線基板Ｆ１乃至Ｆ４は、単一の配線基板に置換されても良い。さらに、ゲートドライバＧＤやソースドライバＳＤは配線基板Ｆ１乃至Ｆ３に実装されるものに限らず、表示パネルＰＮＬの非表示領域ＮＤＡにて直接表示パネルＰＮＬに実装されるものであっても良い。

図示した例では、端部Ｅ１の側から奇数番目の走査線がゲートドライバＧＤ２に接続され、偶数番目の走査線がゲートドライバＧＤ１に接続されているが、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２と各走査線との接続関係は図示した例に限らない。

図２は、図１に示した表示装置ＤＳＰの断面図である。ここでは、第２方向Ｙおよび第３方向Ｚによって規定されるＹ−Ｚ平面における表示装置ＤＳＰの断面において、主要部のみを説明する。

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、液晶層ＬＣ等を備えている。第１基板ＳＵＢ１は、透明基板１０、画素電極１１、配向膜１２等を備えている。第２基板ＳＵＢ２は、透明基板２０、共通電極２１、配向膜２２等を備えている。画素電極１１および共通電極２１は、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電材料によって形成されている。液晶層ＬＣは、高分子分散液晶を含み、配向膜１２と配向膜２２との間に位置している。第１基板ＳＵＢ１および第２基板ＳＵＢ２は、シールＳＥによって接着されている。第１基板ＳＵＢ１は、透明基板２０の端部Ｅ５よりも第２方向Ｙに延出した延出部ＥＸを有している。
配線基板Ｆ１乃至Ｆ３は、第１基板ＳＵＢ１の延出部ＥＸに接続されている。

光源ユニットＬＵは、発光素子ＬＳ、配線基板Ｆ６等を備えている。発光素子ＬＳは、配線基板Ｆ６に接続され、延出部ＥＸの上に位置している。発光素子ＬＳは、端部Ｅ５と対向する発光部ＥＭを有している。発光部ＥＭから出射された照明光は、端部Ｅ５から入射し、表示パネルＰＮＬを伝播する。

図３は、液晶層ＬＣの構成例を説明するための、表示パネルＰＮＬの概略的な断面図である。本実施形態において、液晶層ＬＣは、筋状（ネットワーク状）のポリマー３０と、液晶分子３１とを有している。一例では、ポリマー３０は、液晶性ポリマーである。液晶分子３１は、ポリマー３０の隙間に分散されている。図３に示すように、ポリマー３０に接続されたモノマー３２が存在しても良い。

このような液晶層ＬＣは、例えば配向膜１２と配向膜２２との間に液晶モノマーを注入し、これら配向膜１２および２２の配向規制力により所定方向に配向された液晶モノマーに対して紫外光を照射することで得られる。すなわち、紫外光により液晶モノマーが高分子化され、筋状のポリマー３０が形成される。

ポリマー３０および液晶分子３１の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。ポリマー３０の電界に対する応答性は、液晶分子３１の電界に対する応答性より低い。例えば、ポリマー３０の配向方向は、画素電極１１と共通電極２１との間の電界に関わらずほとんど変化しない。一方、液晶分子３１の配向方向は、当該電界に応じて変化する。

図３において、実線で示す液晶分子３１は、画素電極１１と共通電極２１との間に電位差が無い場合（電界が形成されていない場合）の配向状態を表している。また、破線で示す液晶分子３１は、画素電極１１と共通電極２１との間に電位差がある場合（電界が形成されている場合）の配向状態を表している。

液晶層ＬＣに電界が作用していないか、あるいは当該電界が極めて弱い状態においては、ポリマー３０および液晶分子３１のそれぞれの光軸は互いに略平行となる。したがって、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内でほとんど散乱されることなく透過する。以下では、このような状態を透明状態と称する。また、透明状態を実現するための画素電極１１の電圧を透明電圧と称する。透明電圧は、共通電極２１に印加される共通電圧と同じであっても良いし、共通電圧と僅かに異なる電圧であっても良い。

一方、液晶層ＬＣに十分な電界が作用している状態では、ポリマー３０および液晶分子３１のそれぞれの光軸は互いに交差する。したがって、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内で散乱される。以下では、このような状態を散乱状態と称する。また、散乱状態を実現するための画素電極１１の電圧を散乱電圧と称する。散乱電圧は、透明電圧よりも共通電極２１との電位差が大きくなるような電圧であり、本実施形態においては、後述する赤色、緑色、青色の映像成分に応じた電圧がこれに相当する。

なお、液晶分子３１が、図３の実線の状態から破線の状態に遷移するまでには、画素電極１１に散乱電圧が印加されてから僅かな時間を要する。つまり、散乱電圧が画素電極１１に印加されたタイミングと、液晶分子３１が実線の状態から破線の状態に遷移するタイミング（要するに、液晶分子３１が散乱電圧に応答するタイミング）とは僅かに異なっている。

図４は、図１に示した表示装置ＤＳＰの主要な構成要素を示す図である。
表示装置ＤＳＰは、図中に点線で示すコントローラＣＮＴを備えている。コントローラＣＮＴは、タイミングコントローラＴＣ、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２、ソースドライバＳＤ、Ｖｃｏｍ回路ＶＣ、光源ドライバＬＳＤ等を含む。

タイミングコントローラＴＣは、外部から入力された画像データや同期信号等に基づいて各種信号を生成する。一例では、タイミングコントローラＴＣは、画像データ（映像データ）に基づき、所定の信号処理を行って生成した映像成分（映像信号）をソースドライバＳＤに出力する。また、タイミングコントローラＴＣは、同期信号に基づいて生成した制御信号を、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２、ソースドライバＳＤ、Ｖｃｏｍ回路ＶＣ、光源ドライバＬＳＤにそれぞれ出力する。

図中に一点鎖線で示す表示領域ＤＡは、複数の画素ＰＸを備えている。各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷおよび画素電極１１を備えている。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇおよび信号線Ｓと電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷは半導体層を備えており、この半導体層は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や酸化物半導体、低温多結晶ポリシリコン（ＬＴＰＳ）等によって形成される。画素電極１１は、スイッチング素子ＳＷを介して信号線Ｓに接続されている。

共通電極２１は、複数の画素電極１１と対向している。走査線Ｇの各々には、ゲートドライバＧＤ１またはＧＤ２から走査信号が供給される。信号線Ｓの各々には、ソースドライバＳＤから映像成分が供給される。共通電極２１には、Ｖｃｏｍ回路ＶＣから共通電圧が供給される。信号線Ｓに供給された映像成分は、走査線Ｇに供給された走査信号に基づいてスイッチング素子ＳＷが導通状態となった期間に、当該スイッチング素子ＳＷに接続された画素電極１１に供給される。

以下の説明においては、画素電極１１に映像成分を供給して画素電極１１と共通電極２１との間に電位差を形成することを、当該画素電極１１を備える画素ＰＸに映像成分（或いは映像成分に応じた電圧）を書き込むと記載することがある。また、以下の説明においては、上記した散乱状態から上記した透明状態に遷移させるために、画素電極１１の電圧を透明電圧とすることを、当該画素電極１１を備える画素ＰＸに書き込まれた映像成分を消去すると記載することがある。

なお、図４の例では、表示領域ＤＡの全体にわたる共通電極２１を示している。しかしながら、少なくとも１つの画素ＰＸ毎に区切られた複数の共通電極２１が表示領域ＤＡに配置され、各共通電極２１が共通線にそれぞれ接続され、当該共通線を介してＶｃｏｍ回路ＶＣから各共通電極２１に共通電圧が供給されても良い。

光源ユニットＬＵは、発光素子ＬＳとして、赤色の光を放つ発光素子ＬＳＲ、緑色の光を放つ発光素子ＬＳＧ、および、青色の光を放つ発光素子ＬＳＢを備えている。これら発光素子ＬＳＲ、ＬＳＧ、ＬＳＢとしては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることができるが、この例に限定されない。光源ドライバＬＳＤは、タイミングコントローラＴＣからの制御信号に基づいて、これら発光素子ＬＳＲ、ＬＳＧ、ＬＳＢの点灯期間を制御する。なお、本実施形態においては、後述する１フレーム期間において、赤色、緑色、青色に対応した映像成分を時分割的に書き込み、書き込んだ映像成分に対応する色の発光素子を時分割的に点灯するフィールドシーケンシャル方式にて、表示装置ＤＳＰは駆動されるものとする。

図５は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰにおける表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
１フレーム期間Ｆの開始時には、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが立ち下がる。すなわち、図５の例では、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが立ち下がってから、再度立ち下がるまでの期間が１フレーム期間Ｆに相当する。例えば６０Ｈｚで表示装置ＤＳＰを駆動する場合、１フレーム期間Ｆは約１６．７ｍｓである。

本実施形態において、１フレーム期間Ｆは、画素ＰＸに映像成分を書き込むための複数の走査期間ＴＳ（第１期間）と、走査期間ＴＳにおいて書き込まれた映像成分を保持するための複数の保持期間ＴＨ（第２期間）とを含む。

より詳しくは、本実施形態における１フレーム期間Ｆは、（１）直前のフレーム期間に含まれる複数の走査期間ＴＳのうちの、最後の走査期間ＴＳと同じ色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための対象走査期間ＴＳＳと、（２）直前のフレーム期間に含まれる最後の走査期間ＴＳにおいて書き込まれた映像成分と、当該対象走査期間ＴＳＳにおいて書き込まれた映像成分とを時分割で保持するための対象保持期間ＴＨＳと、（３）当該対象走査期間ＴＳＳとは異なる色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための第１走査期間ＴＳ１と、（４）当該第１走査期間ＴＳ１において書き込まれた映像成分を保持するための第１保持期間ＴＨ１と、（５）当該対象走査期間ＴＳＳおよび当該第１走査期間ＴＳ１とは異なる色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための第２走査期間ＴＳ２と、を含む。

１フレーム期間Ｆに含まれる対象走査期間ＴＳＳ、第１走査期間ＴＳ１および第２走査期間ＴＳ２は、それぞれ、赤色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための赤色走査期間ＴＳＲ、緑色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための緑色走査期間ＴＳＧ、および、青色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための青色走査期間ＴＳＢのいずれかに該当する。

また、１フレーム期間Ｆに含まれる対象保持期間ＴＨＳおよび第１保持期間ＴＨ１は、それぞれ、赤色走査期間ＴＳＲにおいて書き込まれた赤色の映像成分を保持するための赤色保持期間ＴＨＲ、緑色走査期間ＴＳＧにおいて書き込まれた緑色の映像成分を保持するための緑色保持期間ＴＨＧ、および、青色走査期間ＴＳＢにおいて書き込まれた青色の映像成分を保持するための青色保持期間ＴＨＢのいずれかに該当する。
なお、１フレーム期間Ｆに含まれる各走査期間ＴＳおよび各保持期間ＴＨはサブフレームと称されても良い。また、各保持期間ＴＨはブランキング期間と称されても良い。

図５では、１フレーム期間Ｆが、上記したように、対象走査期間ＴＳＳ、対象保持期間ＴＨＳ、第１走査期間ＴＳ１、第１保持期間ＴＨ１および第２走査期間ＴＳ２を含むとしたが、これに限定されず、１フレーム期間Ｆは、例えば、対象走査期間ＴＳＳの直前にブランキング期間をさらに含むとしても良いし、第２走査期間ＴＳ２の直後にブランキング期間をさらに含むとしても良い。また、１フレーム期間Ｆは、例えば、各保持期間ＴＨの直後に透明電圧を印加して、保持されていた映像成分を消去する期間をさらに含むとしても良い。

以下、図５の第Ｘフレームに着目して、１フレーム期間Ｆについて具体的に説明する。
第Ｘフレームにおいては、まず対象走査期間ＴＳＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ−１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＲ１と同じ赤色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための赤色走査期間ＴＳＲ２が設けられている。

赤色走査期間ＴＳＲ２は、走査線Ｇ１乃至Ｇｎと同数のｎ個の水平走査期間を含む。なお、水平走査期間は水平期間と称されても良い。各水平走査期間においては、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２が各走査線Ｇ１乃至Ｇｎに走査信号を順次供給する。また、この走査信号の供給の間、ソースドライバＳＤが赤色の映像成分に応じた電圧（散乱電圧）を各信号線Ｓ１乃至Ｓｍに供給する。より詳しくは、走査信号が供給されたラインの各画素ＰＸに対応する階調の電圧を一斉に各信号線Ｓ１乃至Ｓｍに供給する動作が繰り返される。

このような動作により、各画素ＰＸの画素電極１１と共通電極２１との間に、赤色の映像成分に応じた電圧が書き込まれる。全ての画素ＰＸに赤色の映像成分に応じた電圧が書き込まれるまでにかかる時間、すなわち、赤色走査期間ＴＳＲ２は、例えば３．３３ｍｓである。

また、第Ｘフレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ−１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＲ１において書き込まれた赤色の映像成分に液晶（液晶分子３１）が応答し始めるタイミングを始点とした赤色保持期間ＴＨＲが設けられている。対象保持期間ＴＨＳは、対象走査期間ＴＳＳと重畳している。

なお、図５においては、説明の便宜上、対象走査期間ＴＳＳと対象保持期間ＴＨＳとが同じタイミングで開始される場合を例示しているが、対象保持期間ＴＨＳが開始されるタイミングは、上記したように、走査期間ＴＳＲ１において書き込まれた赤色の映像成分に液晶が応答し始めるタイミングであり、図５のタイミングに限定されない。

赤色保持期間ＴＨＲにおいては、赤色の発光素子ＬＳＲが点灯される。これによれば、第Ｘ−１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＲ１において書き込まれた赤色の映像成分と、対象走査期間ＴＳＳである赤色走査期間ＴＳＲ２において書き込まれた赤色の映像成分とに応じた赤色の映像（画像）が表示領域ＤＡに表示される。なお、赤色の映像が表示領域ＤＡに表示される時間、すなわち、赤色保持期間ＴＨＲは、例えば６．６６（＝３．３３×２）ｍｓである。

第Ｘフレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳ（この場合、赤色保持期間ＴＨＲ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳである赤色走査期間ＴＳＲ２とは異なる色の映像成分を書き込むための第１走査期間ＴＳ１として、緑色走査期間ＴＳＧが設けられている。

なお、図５においては、第１走査期間ＴＳ１として、緑色走査期間ＴＳＧが設けられている場合を例示したが、これに限定されず、第１走査期間ＴＳ１は、対象走査期間ＴＳＳ（この場合、赤色走査期間ＴＳＲ２）と異なる色の映像成分を書き込むための期間であれば良いので、青色走査期間ＴＳＢが第１走査期間ＴＳ１として設けられても良い。この場合、緑色走査期間ＴＳＧが、後述する第２走査期間ＴＳ２として設けられる。

緑色走査期間ＴＳＧは、赤色走査期間ＴＳＲ２と同様に、走査線Ｇ１乃至Ｇｎと同数のｎ個の水平走査期間を含み、各水平走査期間においては、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２が各走査線Ｇ１乃至Ｇｎに走査信号を順次供給する。また、この走査信号の供給の間、ソースドライバＳＤが緑色の映像成分に応じた電圧を各信号線Ｓ１乃至Ｓｍに供給する。

このような動作により、各画素ＰＸの画素電極１１と共通電極２１との間に、緑色の映像成分に応じた電圧が書き込まれる。全ての画素ＰＸに緑色の映像成分に応じた電圧が書き込まれるまでにかかる時間、すなわち、緑色走査期間ＴＳＧは、赤色走査期間ＴＳＲ２と同様に、例えば３．３３ｍｓである。

なお、第１走査期間ＴＳ１の間、発光素子ＬＳは消灯される。

第Ｘフレームにおいては、第１走査期間ＴＳ１（この場合、緑色走査期間ＴＳＧ）に続いて、当該第１走査期間ＴＳ１において書き込まれた緑色の映像成分を保持するための第１保持期間ＴＨ１として、緑色保持期間ＴＨＧが設けられている。

緑色保持期間ＴＨＧにおいては、緑色の発光素子ＬＳＧが点灯される。これによれば、第１走査期間ＴＳ１である緑色走査期間ＴＳＧにおいて書き込まれた緑色の映像成分に応じた緑色の映像が表示領域ＤＡに表示される。なお、緑色の映像が表示領域ＤＡに表示される時間、すなわち、緑色保持期間ＴＨＧは、例えば３．３３ｍｓである。

第Ｘフレームにおいては、第１保持期間ＴＨ１（この場合、緑色保持期間ＴＨＧ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳおよび第１走査期間ＴＳ１とは異なる色の映像成分を書き込むための第２走査期間ＴＳ２として、また、当該第Ｘフレームに含まれる最後の走査期間ＴＳとして、青色走査期間ＴＳＢが設けられている。

青色走査期間ＴＳＢは、赤色走査期間ＴＳＲ２および緑色走査期間ＴＳＧと同様に、走査線Ｇ１乃至Ｇｎと同数のｎ個の水平走査期間を含み、各水平走査期間においては、ゲートドライバＧＤ１およびＧＤ２が各走査線Ｇ１乃至Ｇｎに走査信号を順次供給する。また、この走査信号の供給の間、ソースドライバＳＤが青色の映像成分に応じた電圧を各信号線Ｓ１乃至Ｓｍに供給する。

このような動作により、各画素ＰＸの画素電極１１と共通電極２１との間に、青色の映像成分に応じた電圧が書き込まれる。全ての画素ＰＸに青色の映像成分に応じた電圧が書き込まれるまでにかかる時間、すなわち、青色走査期間ＴＳＢは、赤色走査期間ＴＳＲ２および緑色走査期間ＴＳＧと同様に、例えば３．３３ｍｓである。

なお、第２走査期間ＴＳ２の間、発光素子ＬＳは消灯される。

第Ｘフレームの次のフレーム期間である第Ｘ＋１フレームの開始時には、当該第Ｘフレームの最後の走査期間ＴＳである青色走査期間ＴＳＢと同じ色の映像成分を書き込むための青色走査期間ＴＳＢが、第Ｘ＋１フレームにおける対象走査期間ＴＳＳとして設けられる。また、第Ｘ＋１フレームにおいては、対象走査期間ＴＳＳである青色走査期間ＴＳＢと重畳する青色保持期間ＴＨＢが対象保持期間ＴＨＳとして設けられる。

図６は、図５に示す表示装置ＤＳＰにおける表示動作が複数フレームに亘って実行された場合のタイミングチャートを示す。
まず、第Ｘフレームにおいては、対象走査期間ＴＳＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ−１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＧ１と同じ緑色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための緑色走査期間ＴＳＧ２が設けられている。

また、第Ｘフレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ−１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＧ１において書き込まれた緑色の映像成分に液晶が応答し始めるタイミングを始点とした緑色保持期間ＴＨＧが設けられている。図５においても示したように、対象保持期間ＴＨＳは、対象走査期間ＴＳＳ（この場合、緑色保持期間ＴＨＧ）と重畳している。

第Ｘフレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳ（この場合、緑色保持期間ＴＨＧ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳである緑色走査期間ＴＳＧ２とは異なる色の映像成分を書き込むための第１走査期間ＴＳ１として、青色走査期間ＴＳＢが設けられている。

第Ｘフレームにおいては、第１走査期間ＴＳ１（この場合、青色走査期間ＴＳＢ）に続いて、当該第１走査期間ＴＳ１において書き込まれた青色の映像成分を保持するための第１保持期間ＴＨ１として、青色保持期間ＴＨＢが設けられている。

第Ｘフレームにおいては、第１保持期間ＴＨ１（この場合、青色保持期間ＴＨＢ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳおよび第１走査期間ＴＳ１とは異なる色の映像成分を書き込むための第２走査期間ＴＳ２として、赤色走査期間ＴＳＲ１が設けられている。この赤色走査期間ＴＳＲ１が、第Ｘフレームにおける最後の走査期間ＴＳに相当する。

次に、第Ｘ＋１フレームにおいては、対象走査期間ＴＳＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘフレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＲ１と同じ赤色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための赤色走査期間ＴＳＲ２が設けられている。

また、第Ｘ＋１フレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘフレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＲ１において書き込まれた赤色の映像成分に液晶が応答し始めるタイミングを始点とした赤色保持期間ＴＨＲが設けられている。第Ｘ＋１フレームにおける対象保持期間ＴＨＳ（この場合、赤色保持期間ＴＨＲ）は、第Ｘフレームと同様に、対象走査期間ＴＳＳ（この場合、赤色走査期間ＴＳＲ２）と重畳している。

第Ｘ＋１フレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳ（この場合、赤色保持期間ＴＨＲ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳである赤色走査期間ＴＳＲ２とは異なる色（かつ、直前のフレーム期間である第Ｘフレームにおける対象走査期間ＴＳＳと同じ色）の映像成分を書き込むための第１走査期間ＴＳ１として、緑色走査期間ＴＳＧが設けられている。

第Ｘ＋１フレームにおいては、第１走査期間ＴＳ１（この場合、緑色走査期間ＴＳＧ）に続いて、当該第１走査期間ＴＳ１において書き込まれた緑色の映像成分を保持するための第１保持期間ＴＨ１として、緑色保持期間ＴＨＧが設けられている。

第Ｘ＋１フレームにおいては、第１保持期間ＴＨ１（この場合、緑色保持期間ＴＨＧ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳおよび第１走査期間ＴＳ１とは異なる色の映像成分を書き込むための第２走査期間ＴＳ２として、青色走査期間ＴＳＢ１が設けられている。この青色走査期間ＴＳＢ１が、第Ｘ＋１フレームにおける最後の走査期間ＴＳに相当する。

次に、第Ｘ＋２フレームにおいては、対象走査期間ＴＳＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ＋１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＢ１と同じ青色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための青色走査期間ＴＳＢ２が設けられている。

また、第Ｘ＋２フレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳとして、直前のフレーム期間である第Ｘ＋１フレームに含まれる最後の走査期間ＴＳＢ１において書き込まれた青色の映像成分に液晶が応答し始めるタイミングを始点とした青色保持期間ＴＨＢが設けられている。第Ｘ＋２フレームにおける対象保持期間ＴＨＳ（この場合、青色保持期間ＴＨＢ）は、第Ｘフレームおよび第Ｘ＋１フレームと同様に、対象走査期間ＴＳＳ（この場合、青色走査期間ＴＳＢ２）と重畳している。

第Ｘ＋２フレームにおいては、対象保持期間ＴＨＳ（この場合、青色保持期間ＴＨＢ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳである青色走査期間ＴＳＢ２とは異なる色（かつ、直前のフレーム期間である第Ｘ＋１フレームにおける対象走査期間ＴＳＳと同じ色）の映像成分を書き込むための第１走査期間ＴＳ１として、赤色走査期間ＴＳＲが設けられている。

第Ｘ＋２フレームにおいては、第１走査期間ＴＳ１（この場合、赤色走査期間ＴＳＲ）に続いて、当該第１走査期間ＴＳ１において書き込まれた赤色の映像成分を保持するための第１保持期間ＴＨ１として、赤色保持期間ＴＨＲが設けられている。

第Ｘ＋２フレームにおいては、第１保持期間ＴＨ１（この場合、赤色保持期間ＴＨＲ）に続いて、対象走査期間ＴＳＳおよび第１走査期間ＴＳ１とは異なる色の映像成分を書き込むための第２走査期間ＴＳ２として、緑色走査期間ＴＳＧ１が設けられている。この緑色走査期間ＴＳＧ１が、第Ｘ＋２フレームにおける最後の走査期間ＴＳに相当する。第Ｘ−１フレームの構成は、当該第Ｘ＋２フレームの構成と同様である。

第Ｘ＋３フレーム以降においても、上記した第Ｘフレーム、第Ｘ＋１フレームおよび第Ｘ＋２フレームにおける表示動作と同様な表示動作が繰り返し実行される。

次に、第１比較例および第２比較例を用いて、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの効果について説明する。なお、第１比較例および第２比較例は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰが奏し得る効果の一部を説明するためのものであって、これら比較例と本実施形態とで共通する構成や効果を本願発明の範囲から除外するものではない。

図７は、第１比較例に係る表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
第１比較例に係る１フレーム期間Ｆは、第Ｘフレームに示されるように、直前のフレーム期間において書き込まれた青色の映像成分に応じた映像を表示するための青色表示期間ＴＤＢと、赤色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための赤色走査期間ＴＳＲと、当該赤色走査期間ＴＳＲにおいて書き込まれた赤色の映像成分に応じた映像を表示するための赤色表示期間ＴＤＲと、緑色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための緑色走査期間ＴＳＧと、当該緑色走査期間ＴＳＧにおいて書き込まれた緑色の映像成分に応じた映像を表示するための緑色表示期間ＴＤＧと、青色の映像成分を画素ＰＸに書き込むための青色走査期間ＴＳＢと、を含む。

青色表示期間ＴＤＢにおいては青色の発光素子ＬＳＢが点灯し、赤色表示期間ＴＤＲにおいては赤色の発光素子ＬＳＲが点灯し、緑色表示期間ＴＤＧにおいては緑色の発光素子ＬＳＧが点灯する。

図７に示されるように、青色表示期間ＴＤＢと赤色走査期間ＴＳＲとは重畳している。赤色表示期間ＴＤＲと緑色走査期間ＴＳＧとは重畳している。緑色表示期間ＴＤＧと青色走査期間ＴＳＢとは重畳している。

図７に示す表示動作の場合、各走査期間ＴＳＲ、ＴＳＧ、ＴＳＢは、例えばそれぞれ５．５５ｍｓである。また、各表示期間ＴＤＲ、ＴＤＧ、ＴＤＢは、例えばそれぞれ２．７８ｍｓである。

第１比較例に係る表示動作の場合、図７に示されるように、直前の走査期間ＴＳにおいて書き込まれた映像成分の色に対応した発光素子ＬＳが点灯している間に、別の色の映像成分が画素ＰＸに書き込まれてしまうため、表示領域ＤＡに表示される映像の色が正しい色とならない色割れという現象が生じてしまう。この色割れという現象は、表示装置ＤＳＰの表示品位を損なう現象であり、好ましい現象ではない。

これに対し、本実施形態に係る表示動作の場合、図５および図６に示されるように、直前の走査期間ＴＳにおいて書き込まれた映像成分の色に対応した発光素子ＬＳが点灯している間は、映像成分が画素ＰＸには書き込まれないか、点灯している発光素子ＬＳと同じ色の映像成分が画素ＰＸに書き込まれるか、のどちらかであるため、点灯している発光素子ＬＳの色と、画素ＰＸに書き込まれている映像成分の色とに違いが生じることがない。これによれば、上記した色割れの発生を抑止することが可能である。

図８は、第２比較例に係る表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
第２比較例に係る１フレーム期間Ｆにおいては、各色に対応した映像成分を画素ＰＸに書き込むための走査期間ＴＳと、画素ＰＸに書き込まれた各色に対応した映像成分を保持するための保持期間ＴＨとが重畳しないように設けられている。具体的には、第２比較例に係る１フレーム期間Ｆは、第Ｘフレームに示されるように、赤色走査期間ＴＳＲ、赤色保持期間ＴＨＲ、緑色走査期間ＴＳＧ、緑色保持期間ＴＨＧ、青色走査期間ＴＳＢおよび青色保持期間ＴＨＢを含み、各色に対応した走査期間ＴＳと保持期間ＴＨとが順に並べて設けられている。

なお、図８では、赤色、緑色、青色の順に、走査期間ＴＳおよび保持期間ＴＨが順に並んだ場合を例示しているが、これに限定されず、各色の順序は任意の順序であって構わない。例えば、緑色、青色、赤色の順に、走査期間ＴＳおよび保持期間ＴＨが順に並ぶとしても良いし、青色、赤色、緑色の順に、走査期間ＴＳおよび保持期間ＴＨが順に並ぶとしても良い。

図８に示す表示動作の場合、各走査期間ＴＳＲ、ＴＳＧ、ＴＳＢおよび各保持期間ＴＨＲ、ＴＨＧ、ＴＨＢは、例えばそれぞれ２．７８ｍｓである。

第２比較例に係る表示動作の場合、図８に示されるように、各色に対応した発光素子ＬＳは、各色に対応した保持期間ＴＨでのみ点灯され、各色に対応した走査期間ＴＳでは消灯されるため、直前の走査期間ＴＳにおいて書き込まれた映像成分の色に対応した発光素子ＬＳが点灯している間に、別の色の映像成分が画素ＰＸに書き込まれてしまうといったことがなく、上記した色割れの発生を抑止することが可能である。

一方で、第２比較例に係る表示動作の場合、各色に対応した走査期間ＴＳおよび保持期間ＴＨを重畳しないように設ける必要がある。このため、表示装置ＤＳＰを６０Ｈｚで駆動する場合、各走査期間ＴＳＲ、ＴＳＧ、ＴＳＢに割り当て可能な時間は、上記したように、１フレーム期間Ｆを６分割した２．７８ｍｓが上限となる。これによれば、例えば、表示装置ＤＳＰに設けられる走査線Ｇの本数が増加し、駆動負荷が増加するような場合に、各色に対応した映像成分を画素ＰＸに書き込むための時間を十分に得ることができないという不都合がある。すなわち、表示装置ＤＳＰに設けられる表示領域ＤＡの大型化や高精細化を実現することができないという不都合がある。

これに対し、本実施形態に係る表示動作の場合、１フレーム期間Ｆの構成を対象走査期間ＴＳＳおよび対象保持期間ＴＨＳを含む構成としたことにより、図８に示す青色保持期間ＴＨＢに相当する期間を省略することが可能である。これによれば、１フレーム期間Ｆを６分割ではなく５分割にすることが可能となるので、表示装置ＤＳＰを６０Ｈｚで駆動する場合、各走査期間ＴＳＲ、ＴＳＧ、ＴＳＢに割り当て可能な時間を２．７８ｍｓから３．３３ｍｓにすることができる。つまり、表示装置ＤＳＰに設けられる走査線Ｇの本数が増加し、駆動負荷が増加したとしても、各色に対応した映像成分を画素ＰＸに書き込むための時間を十分に確保することができ、表示装置ＤＳＰに設けられる表示領域ＤＡの大型化や高精細化を実現することが可能である。

また、本実施形態に係る表示動作の場合、第２比較例に係る表示動作に比べて、各走査期間ＴＳＲ、ＴＳＧ、ＴＳＢだけでなく、各保持期間ＴＨＲ、ＴＨＧ、ＴＨＢもまた長くすることが可能であるので、各色に対応した映像成分が書き込まれた画素ＰＸの輝度をより高めることが可能である。すなわち、第２比較例に係る表示動作を行った場合に比べて、より明るい映像をユーザへ提供することが可能である。

さらに、本実施形態に係る表示動作の場合、上記したように、第２比較例に係る表示動作に比べて、各保持期間ＴＨＲ、ＴＨＧ、ＴＨＢを長くすることが可能であるので、発光素子ＬＳの光量を下げたとしても、第２比較例に係る表示動作の場合と同等の輝度を実現することが可能である。これによれば、発光素子ＬＳの光量を下げた分だけ、省電力化を実現することが可能である。

ここで、図９を参照して、本実施形態に係る表示動作により得られる別の効果についても説明する。図９（ａ）は、第２比較例に係る表示動作を示し、図９（ｂ）は、本実施形態に係る表示動作を示している。図９（ｂ）に示す本実施形態に係る表示動作においては、１フレーム期間Ｆに含まれる走査期間ＴＳの時間を、図５（および図６）に示した３．３３ｍｓではなく、第２比較例に係る表示動作と同様に２．７８ｍｓとしている点で、図５（および図６）に示した場合と相違している。

例えば、表示装置ＤＳＰに設けられる表示領域ＤＡの大きさが第２比較例に係る表示動作で事足りる大きさであった場合、つまり、各色に対応した映像成分を画素ＰＸに書き込むための時間が２．７８ｍｓで十分な場合、本実施形態に係る表示動作によれば、図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）に示す青色保持期間ＴＨＢに相当する期間を省略することが可能であるので、第２比較例に係る表示動作に比べて、１フレーム期間Ｆを短くすることが可能である。すなわち、本実施形態に係る表示動作によれば、第２比較例に係る場合に比べて、およそ１．２倍程度、フレームレートを向上させることが可能であり、ひいては、映像表示性能の向上を期待することが可能である。

以上説明した一実施形態によれば、高分子分散型の液晶層を備える表示装置の表示品位を向上させることが可能である。

以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

また、各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、本明細書の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、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

Ｖｓｙｎｃ…垂直同期信号、Ｇ１乃至Ｇｎ…走査線、Ｆ…１フレーム期間、ＴＳ…走査期間、ＴＳＳ…対象走査期間、ＴＳ１…第１走査期間、ＴＳ２…第２走査期間、ＴＳＲ…赤色走査期間、ＴＳＧ…緑色走査期間、ＴＳＢ…青色走査期間、ＴＨ…保持期間、ＴＨＳ…対象保持期間、ＴＨ１…第１保持期間、ＴＨＲ…赤色保持期間、ＴＨＧ…緑色保持期間、ＴＨＢ…青色保持期間。

Claims (10)

1. マトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極と、前記画素毎に設けられた画素電極と、液晶層と、を含む表示パネルと、
   前記表示パネルに光を照射する光源と、
   １フレーム期間に含まれる複数の第１期間において前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御し、かつ、前記１フレーム期間に含まれる複数の第２期間において前記光源の動作を制御するコントローラと
   を具備し、
   前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最初の第１期間においては、直前の１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最後の第１期間において、前記共通電極と前記画素電極との間に電圧を印加して書き込んだ映像成分と同じ色の映像成分を、前記直前の１フレーム期間に続けて書き込むよう、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御する、
   表示装置。
2. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる複数の第２期間のうちの最初の第２期間においては、前記直前の１フレーム期間に含まれる前記最後の第１期間において書き込まれた映像成分と、前記１フレーム期間に含まれる前記最初の第１期間において書き込まれた映像成分とに対応した色の光源を点灯させるよう、前記光源の動作を制御する、
   請求項１に記載の表示装置。
3. 前記コントローラは、
   前記直前の１フレーム期間に含まれる前記最後の第１期間において書き込まれた映像成分に前記液晶層が応答し始めるタイミングで、前記映像成分に対応した色の光源を点灯させるよう、前記光源の動作を制御し、
   前記最初の第１期間と前記最初の第２期間とは重畳している、
   請求項２に記載の表示装置。
4. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの、前記最初の第１期間の次に位置する次の第１期間においては、前記最初の第１期間とは異なる色の映像成分を書き込むよう、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御する、
   請求項２または請求項３に記載の表示装置。
5. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる前記次の第１期間においては、前記最初の第２期間において点灯された前記光源を消灯させるよう、前記光源の動作を制御する、
   請求項４に記載の表示装置。
6. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる前記次の第１期間が終了すると、前記最初の第２期間の次に位置する次の第２期間において、前記次の第１期間において書き込まれた映像成分に対応した色の光源を点灯させるよう、前記光源の動作を制御する、
   請求項４または請求項５に記載の表示装置。
7. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの、前記次の第１期間の次に位置する第１期間を最後の第１期間とし、前記最後の第１期間においては、前記最初の第１期間および前記次の第１期間とは異なる色の映像成分を書き込むよう、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御する、
   請求項６に記載の表示装置。
8. 前記コントローラは、
   前記１フレーム期間に含まれる前記最後の第１期間においては、前記次の第２期間において点灯された前記光源を消灯させるよう、前記光源の動作を制御する、
   請求項７に記載の表示装置。
9. 前記１フレーム期間は、
   前記最初の第１期間、前記最初の第２期間、前記次の第１期間、前記次の第２期間および前記最後の第１期間の順に各期間を含む、
   請求項８に記載の表示装置。
10. マトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極と、前記画素毎に設けられた画素電極と、ポリマーおよび液晶分子を含む液晶層と、を含む表示パネルと、前記表示パネルに光を照射する光源と、１フレーム期間に含まれる複数の第１期間において前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御し、かつ、前記１フレーム期間に含まれる複数の第２期間において前記光源の動作を制御するコントローラとを備える表示装置に適用される表示方法であって、
    前記１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最初の第１期間においては、直前の１フレーム期間に含まれる複数の第１期間のうちの最後の第１期間において、前記共通電極と前記画素電極との間に電圧を印加して書き込んだ映像成分と同じ色の映像成分を、前記直前の１フレーム期間に続けて書き込むよう、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御すること、
    を具備する表示方法。

Images