JP2020187179A - 表示装置 - Google Patents

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Akihiro Ogawa
耀博 小川
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雅延 池田
晋 木村
Susumu Kimura
晋 木村
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Abstract

【課題】MIP型の表示装置において、色の階調数を増加させる。【解決手段】表示装置1は、反射電極12、反射電極12と対向して設けられる対向電極16、及び、階調表現に応じた電位を保持する保持部を含む複数の分割画素P2と、対向電極16の反射電極12に対向する側とは反対側に設けられ、分割画素P2に向けて光を照射する無機発光体Uと、を備える。【選択図】図6

Description

本発明は、表示装置に関する。
画像を表示する表示装置は、複数の画素を備える。特許文献1には、複数の画素の各々がメモリを含む、いわゆるMIP(Memory In Pixel)型の表示装置が記載されている。MIP型の表示装置は、自然光などの外光を取り込んで反射することで画像を表示する反射型の液晶表示装置として用いられる場合がある。
特開平9−212140号公報
ここで、MIP型の表示装置は、色の階調を面積階調によって表現する場合がある。面積階調とは、同じ色を表示する画素数を調整して色を表示する面積を調整することで、色の階調を表現する技術である。MIP型の表示装置は、画素毎にメモリを搭載しており、配置可能な画素数にも制限がある。従って、MIP型の表示装置においては、色の階調数が不足するおそれがあり、色の階調数を増加させることが望まれている。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、MIP型の表示装置において、色の階調数を増加させることが可能な表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様による表示装置は、反射電極、前記反射電極と対向して設けられる対向電極、及び、階調表現に応じた電位を保持する保持部を含む複数の分割画素と、前記対向電極の前記反射電極に対向する側とは反対側に設けられ、前記分割画素に向けて光を照射する無機発光体と、を備える。
図1は、本実施形態に係る表示装置の模式図である。 図2は、本実施形態に係る画素配列の一例を示す模式図である。 図3は、本実施形態に係る表示装置の回路構成例を示す図である。 図4は、本実施形態に係る分割画素の回路構成の一例を示すブロック図である。 図5は、本実施形態の分割画素の動作説明に供するタイミングチャートである。 図6は、本実施形態に係る表示装置の概略断面図である。 図7は、無機発光体の設けられる位置の一例を示す模式図である。 図8は、本実施形態に係る信号処理回路の構成例を示すブロック図である。 図9は、階調表現の一例を示す模式図である。 図10は、色の階調表現を色空間で説明した図である。 図11は、本実施形態の他の例に係る表示装置の概略断面図である。 図12は、本実施形態の他の例に係る画素配列の一例を示す模式図である。
以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、本実施形態に係る表示装置の模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る表示装置1は、反射型の表示装置である。すなわち、表示装置1は、外光Lを表示領域OAで受光して、受光した外光Lを反射して光L1として出射することで、画像を表示する。さらに、表示装置1は、複数の画素の各々がメモリを含む、いわゆるMIP(Memory In Pixel)型の表示装置である。なお、以下、表示領域OAに平行な一方向を方向Xとし、表示領域に平行な一方向であって方向Xと直交する方向を、方向Yとする。また、表示領域に直交する方向、すなわち方向X及び方向Yに直交する方向を、方向Zとする。
図2は、本実施形態に係る画素配列の一例を示す模式図である。表示装置1は、表示領域OA内において、色を表現する画素Pが設けられている。画素Pは、複数設けられており、方向X及び方向Yにおいてマトリクス状に並んでいる。画素Pは、複数の副画素P1を有する。1つの画素P内における複数の副画素P1は、互いに異なる色を表示する。本実施形態においては、画素Pは、3つの副画素P1として、副画素P1R、P1G、P1Bを有する。副画素P1Rは、本実施形態では原色としての赤色を表示する副画素であり、副画素P1Gは、本実施形態では原色としての緑色を表示する副画素であり、副画素P1Bは、本実施形態では原色としての青色を表示する副画素である。ただし、それぞれの副画素P1が表示する色は、原色としての赤色、緑色、青色に限られない。また、図2の例では、1つの画素P内において、副画素P1R、P1G、P1Bが、方向Xに沿って並んだストライプ状の副画素配列となっている。ただし、副画素配列はストライプ状に限られない。
副画素P1は、複数の分割画素P2を含む。1つの副画素P1に含まれる複数の分割画素P2は、互いに同じ色を表示する。図2の例では、1つの副画素P1に3つの分割画素P2が含まれている。具体的には、副画素P1Rは、それぞれ原色としての赤色を表示する分割画素P2R1、P2R2、P2R3を含む。また、副画素P1Gは、それぞれ原色としての緑色を表示する分割画素P2G1、P2G2、P2G3を含む。また、副画素P1Bは、それぞれ原色としての青色を表示する分割画素P2B1、P2B2、P2B3を含む。ただし、1つの副画素P1に含まれる分割画素P2の数は、3つに限られず任意である。また、それぞれの分割画素P2が表示する色は、原色としての赤色、緑色、青色に限られない。また、図2の例では、1つの副画素P1内において、分割画素P2が、方向Yに沿って並んだ分割画素配列となっているが、分割画素配列は、方向Yに沿って並ぶことに限られない。
表示装置1は、このように複数の分割画素P2を含み、分割画素P2毎に駆動することで、面積階調による画素Pの階調表現を行う。階調とは、色の濃淡を段階的に示す値であり、階調値の数が多いほど、色の濃淡を滑らかに表現することができる。面積階調については、後述する。
次に、本実施形態に係る表示装置1の回路構成について説明する。図3は、本実施形態に係る表示装置の回路構成例を示す図である。図3に示すように、表示装置1は、画素P、すなわち複数の分割画素P2と、複数の無機発光体Uとを備える。無機発光体Uは、無機発光素子LEDを備える。無機発光素子LEDは、平面視で、例えば、3μm以上、300μm以下程度の大きさを有する無機発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)チップであり、マイクロLED(micro LED)と呼ばれる。各画素にマイクロLEDを備える表示装置1は、マイクロLED表示装置とも呼ばれる。なお、マイクロLEDのマイクロは、無機発光素子LEDの大きさを限定するものではない。なお、図3においては、説明の便宜上、無機発光体Uが分割画素P2の方向X側に設けられているように記載されているが、無機発光体Uの実際の位置は図3に示すものに限られない。無機発光体U及び無機発光素子LEDの設けられる位置などについては、後述する。
分割画素P2は、例えば、回路ユニット51と、反射電極12と、対向電極16とを含む。回路ユニット51は、走査線62(62、62、62、・・・)と、信号線61(61、61、61、・・・)とに、電気的に接続されている。回路ユニット51は、少なくとも後述する駆動回路部58を含む。
反射電極12は、分割画素P2毎に設けられ、回路ユニット51に接続されている。対向電極16は、1つ、複数、又は全部の反射電極12に対向して設けられる。液晶容量52は、反射電極12と対向電極16との間で発生する液晶材料の容量成分である。
分割画素P2は、表示領域OA内における信号線61と走査線62との交差位置に設けられている。信号線61(61、61、61、・・・)の各一端は、信号出力回路70の各列に対応した出力端に接続されている。複数の走査線62(62、62、62、・・・)の各一端は、走査回路80の各行に対応した出力端に接続されている。複数の信号線61(61、61、61、・・・)は、分割画素P2を駆動する信号、すなわち、信号出力回路70から出力される映像信号を画素列毎に分割画素P2に伝送する配線である。また、複数の走査線62(62、62、62、・・・)は、分割画素P2を行単位で選択する信号、すなわち、走査回路80から出力される走査信号を画素行毎に伝送する配線である。
表示装置1は、信号出力回路70と、走査回路80と、信号処理回路100と、無機発光体制御回路130とを備える。信号出力回路70及び走査回路80は、分割画素P2を駆動する回路であり、無機発光体制御回路130は、無機発光体Uを駆動する回路である。信号出力回路70、走査回路80、及び無機発光体制御回路130は、信号処理回路100と接続されている。信号処理回路100は、入力された階調値に基づいて、それぞれの画素Pが有する副画素P1のそれぞれの階調値を演算する。信号処理回路100は、階調値の演算結果を、各画素Pの面積階調信号として信号出力回路70に出力し、無機発光体制御回路130の階調信号として無機発光体制御回路130に出力する。信号出力回路70は、面積階調信号を含む映像信号を、それぞれの分割画素P2に出力する。無機発光体制御回路130は、階調信号に基づいた発光制御信号を、それぞれの無機発光体Uに出力する。また、信号処理回路100は、信号出力回路70と走査回路80と無機発光体制御回路130との動作を同期させるクロック信号を、信号出力回路70、走査回路80、及び無機発光体制御回路130に出力する。信号出力回路70と無機発光体制御回路130とは、映像信号と発光制御信号とを同期させて出力し、走査回路80は、信号出力回路70からの映像信号及び無機発光体制御回路130からの発光制御信号とに同期して、分割画素P2を走査する。無機発光体制御回路130は、このように分割画素P2に同期させて無機発光体Uを駆動する。無機発光体制御回路130は、アナログ駆動、PWM(Pulse Width Modulation)駆動、又は、アナログ駆動とPWM駆動との組み合わせにより、無機発光体Uを駆動してよい。
なお、信号出力回路70と信号処理回路100は、一つのICチップ140に含まれる構成であってもよいし、信号出力回路70と信号処理回路100とを個別の回路チップとする構成を採用してもよい。また、ICチップ140に無機発光体制御回路130を搭載してもよい。図3では、ICチップ140等の回路チップが表示装置1の周辺領域SAにChip On Glass(COG)を用いて設けられているが、これは回路チップの実装の一例であってこれに限られるものでない。回路チップは、例えば、表示装置1と接続されているフレキシブルプリント基板(FPC:Flexible Printed Circuits)にChip On Film(COF)を用いて設けられていてもよい。
図4は、本実施形態に係る分割画素の回路構成の一例を示すブロック図である。図5は、本実施形態の分割画素の動作説明に供するタイミングチャートである。図4に示すように、分割画素P2は、液晶容量(液晶セル)52に加えて、回路ユニット51として、3個のスイッチング素子54、55、56及びラッチ部57を有する駆動回路部58を備える。駆動回路部58は、SRAM(Static Random Access Memory)機能を備えている。駆動回路部58を備える分割画素P2は、SRAM機能付きの画素構成となっている。
スイッチング素子54は、信号線61に一端が接続されている。スイッチング素子54は、走査回路80から走査信号φV(図5参照)が与えられることによってオン(閉)状態となり、信号出力回路70から信号線61を介して供給されるデータSIGを取り込む。ラッチ部57は、互いに逆向きに並列接続されたインバータ571、572を有しており、スイッチング素子54によって取り込まれたデータSIGに応じた電位を保持(ラッチ)する。
スイッチング素子55、56の各一方の端子には、コモン電位VCOMとは逆相の制御パルスXFRP及び同相の制御パルスFRP(図5参照)が与えられる。スイッチング素子55,56の各他方の端子は共通に接続され、その共通接続ノードが、出力ノードNoutとなる。スイッチング素子55,56は、ラッチ部57の保持電位の極性に応じていずれか一方がオン状態となる。このような動作により、対向電極16にコモン電位VCOMが印加されている液晶容量52に対して、制御パルスFRP又は制御パルスXFRPが反射電極12に印加される。
ラッチ部57の保持電位が負側極性の場合、液晶容量52の画素電位がコモン電位VCOMと同相になるため、反射電極12と対向電極16との間で電位差が生じない。このため、液晶層18(図6参照)には電界が発生することはない。したがって、この場合、液晶分子は初期配向状態からツイストすることはなく、ノーマリブラックの状態が維持される。この結果、かかる分割画素P2においては、光を透過しない。一方、ラッチ部57の保持電位が正側極性の場合、液晶容量52の画素電位がコモン電位VCOMと逆相になるため、反射電極12と対向電極16との間に電位差が生じ、液晶層18に電界が発生する。かかる電界によって液晶分子は初期配向状態からツイストして向きを変える。これによって、当該分割画素P2では光が透過する(透過状態)。このように、表示装置1は、階調表現に応じた電位を保持する保持部(ラッチ部57)が、複数の分割画素P2の各々に設けられている。
それぞれの分割画素P2は、ラッチ部57の保持電位の極性に応じてスイッチング素子55,56のいずれか一方がオン状態となることで、液晶容量52の反射電極12に対して、制御パルスFRP又は制御パルスXFRPが印加される。これによって、当該分割画素P2の光透過のオン/オフが制御される。
本例では、分割画素P2が内蔵するメモリとしてLatch回路で形成されるSRAMを用いる場合を例に挙げて説明したが、SRAMは一例に過ぎず、他のメモリ、例えば1トランジスタ1キャパシタで形成されるDRAM(Dynamic Random Access Memory)を用いる構成を採るようにしてもよい。
また、本実施形態では、図5に示すように、例えば画素Pが白表示などの所定の階調値を表現する際に、無機発光体制御回路130から無機発光体Uに電位VUを印加して、無機発光体Uの無機発光素子LEDを駆動(発光)させる。
次に、表示装置1の積層構造について説明する。図6は、本実施形態に係る表示装置の概略断面図である。図6に示すように、表示装置1は、方向Zにおいて、基板SUB1と基板SUB2が対向して設けられている。以下、方向Zにおいて、基板SUB1から基板SUB2に向かう方向側を、上側とし、基板SUB2から基板SUB1に向かう方向側を、下側とする。
基板SUB1は、例えばガラス基板である。基板SUB1の上側には、ラッチ部57などを含む駆動回路部58と、絶縁層10と、反射電極12とが設けられている。ラッチ部57などを含む駆動回路部58は、基板SUB1の上側の表面に積層されている。駆動回路部58は、分割画素P2毎に設けられる。基板SUB1の上側の表面には、駆動回路部58以外にも、信号線61等の配線や電極などが設けられていてよい。駆動回路部58の上側には、絶縁層10が積層されている。絶縁層10は、透光性がある絶縁性の部材で構成される層であり、例えば樹脂によって構成される。絶縁層10の上側には、反射電極12が積層されている。すなわち、反射電極12は、絶縁層10の上側の表面に形成された膜状の電極である。反射電極12は、分割画素P2毎に設けられている。反射電極12は、光を反射可能な部材で構成されており、例えば、薄膜の銀(Ag)あるいはアルミニウム(Al)等によるメタル電極である。なお、反射電極12と駆動回路部58とは、絶縁層10内に設けられたスルーホールなどを介して互いに接続されている。
基板SUB2は、例えばガラス基板であり、光を透過させる。基板SUB2の下側には、カラーフィルタ14と、ブラックマトリクスBMと、対向電極16とが設けられている。カラーフィルタ14は、基板SUB2の下側の表面に積層されている。カラーフィルタ14は、可視光のうち所定の波長帯の光を透過するフィルタである。カラーフィルタ14は、分割画素P2毎に設けられている。例えば、分割画素P2R1、P2R2、P2R3のそれぞれには、赤色の波長帯の光を透過するカラーフィルタ14が設けられており、分割画素P2G1、P2G2、P2G3のそれぞれには、緑色の波長帯の光を透過するカラーフィルタ14が設けられており、分割画素P2B1、P2B2、P2B3のそれぞれには、青色の波長帯の光を透過するカラーフィルタ14が設けられている。すなわち、1つの副画素P1に含まれるそれぞれの分割画素P2には、それぞれ同じ波長帯の光を透過するカラーフィルタ14が設けられている。また、複数のカラーフィルタ14同士の間には、ブラックマトリクスBMが設けられている。すなわち、隣り合う分割画素P2のカラーフィルタ14同士の間に、ブラックマトリクスBMが設けられている。
カラーフィルタ14の下側には、対向電極16が設けられている。すなわち、対向電極16は、カラーフィルタ14の下側の表面に形成された膜状の電極である。対向電極16は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等を用いて形成された、光を透過させる電極(透光電極)である。対向電極16は、方向Zにおいて反射電極12と対向する。なお、対向電極16は、分割画素P2毎に、すなわち反射電極12毎に設けられてもよいし、複数の分割画素P2(反射電極12)に対して共通に設けられてもよい。
方向Zにおける対向電極16と反射電極12との間には、液晶層18が設けられる。液晶層18は、図示しないシール材で封止されている。シール材は、基板SUB1と基板SUB2の側方を接着して封止する。また、図示しないスペーサによって対向電極16と反射電極12の間隔が決定されている。液晶層18の液晶分子は、基板SUB1と基板SUB2とに設けられた図示しない配向膜によって初期配向状態が定められている。初期配向状態においては、液晶分子は光を透過させない。なお、このように液晶層18に電界を付与しない初期配向状態で光を透過させない状態をノーマリブラックと称する。
以上のように積層される反射電極12と、液晶層18と、対向電極16と、カラーフィルタ14と、駆動回路部58(ラッチ部57)とで、1つの分割画素P2が構成される。
また、表示装置1は、基板SUB2の上側に、調光層20と基板SUB3とカバー部Gとが設けられる。調光層20は、例えば上側に設けられた偏光板20Aと、偏光板20Aと基板SUB2との間に設けられた散乱層20Bとを有する。偏光板20Aは、特定方向に偏光した光を透過させる。散乱層20Bは、反射電極12に反射された光L1を散乱させる。ただし、調光層20は、例えば基板SUB3の上側の表面に設けられてもよい。また、調光層20は、必須の構成ではなく、設けられていなくてもよい。
基板SUB3は、基板SUB2の上側、ここでは調光層20の上側に設けられる。基板SUB3は、例えばガラス基板であり、光を透過する。基板SUB3は、下側に、無機発光体U及び絶縁層22が設けられる。無機発光体Uは、基板SUB3の下側の表面に設けられる。すなわち、無機発光体Uは、対向電極16よりも上側、すなわち対向電極16よりも画像を表示する表示面側に設けられている。本実施形態において、無機発光体Uは、複数の無機発光素子LEDを有している。図6の例では、無機発光体Uは、3つの無機発光素子LED、LED、LEDを備えている。無機発光素子LEDは、副画素P1Rが表示する色(分割画素P2R1、P2R2、P2R3のカラーフィルタ14が透過する光の色)と同じ色の光を発光するものであり、ここでは赤色の光を発光する。無機発光素子LEDは、副画素P1Gが表示する色(分割画素P2G1、P2G2、P2G3のカラーフィルタ14が透過する光の色)と同じ色の光を発光するものであり、ここでは緑色の光を発光する。無機発光素子LEDは、副画素P1Bが表示する色(分割画素P2B1、P2B2、P2B3のカラーフィルタ14が透過する光の色)と同じ色の光を発光するものであり、ここでは青色の光を発光する。このように、本実施形態に係る無機発光体Uは、1つの画素Pにおける副画素P1(分割画素P2)のそれぞれと同じ色の光を発光する複数の無機発光素子LEDを備える。ただし、無機発光体Uが有する無機発光素子LEDが発光する色は任意であり、また、無機発光体Uが有する無機発光素子LEDの数も任意である。例えば、同じ色を発光する無機発光素子LEDの数が2つ以上であってもよい。
無機発光体Uは、遮蔽膜24の上側に、無機発光素子LEDが設けられる構成となっている。遮蔽膜24は、無機発光素子LEDが発光する光を遮蔽(反射あるいは吸収)する膜である。無機発光素子LEDが発光する光Laは、下側、すなわち反射電極12に向けて照射される。なお、図6では、説明の便宜上、無機発光体U(無機発光素子LED)が、方向Zから見た場合に、分割画素P2と重畳している位置に設けられているが、無機発光体U(無機発光素子LED)は、方向Zから見た場合に、分割画素P2と重畳せず、分割画素P2からずれた位置に設けられていてもよい。例えば、無機発光体U(無機発光素子LED)が、方向Zから見た場合に、ブラックマトリクスBMに重畳した位置に設けられてもよい。
絶縁層22は、無機発光体Uの下側に設けられ、無機発光体Uを覆う。絶縁層22は、透光性がある絶縁性の部材で構成される層であり、例えば樹脂によって構成される。カバー部Gは、基板SUB3の上側に設けられたカバーであり、表示装置1の表示領域OAにおける表面を構成する。カバー部Gは、光を透過する部材で構成されており、例えばガラス製の部材である。
表示装置1は、以上のような積層構造となっている。従って、液晶層18の液晶分子が光を透過させる状態である場合に、外光Lは、カバー部G、基板SUB3、絶縁層22、調光層20、基板SUB2、カラーフィルタ14、対向電極16、液晶層18を通って、反射電極12に照射される。また、無機発光素子LEDが発光した光Laは、絶縁層22、調光層20、基板SUB2、カラーフィルタ14、対向電極16、液晶層18を通って、反射電極12に照射される。反射電極12は、照射された外光Lと光Laとを反射して、外光Lと光Laとの反射光である光L1を、液晶層18、対向電極16、カラーフィルタ14、基板SUB2、調光層20、絶縁層22、基板SUB3、カバー部Gを通って外部に出射する。
なお、図6の例では、液晶層18を介して反射電極12と対向電極16とが対向する縦電界型の積層構造を説明したが、FFS(Fringe Field Switching:フリンジフィールドスイッチング)を含むIPS(In−Plane Switching:インプレーンスイッチング)等の横電界モードの積層構造であってもよい。この場合、対向電極16が基板SUB1側であって反射電極12の上側に設けられる。
図7は、無機発光体の設けられる位置の一例を示す模式図である。図7は、方向Zから見た場合において、無機発光体Uの画素Pに対する位置を示している。無機発光体Uは、複数の画素Pに対して1つ設けられており、言い換えれば、複数の画素Pで構成される画素群P0毎に1つずつ設けられている。画素群P0は、本実施形態では、4行4列で並ぶ16個の画素Pを含む。無機発光素子LEDは、発光する光の広がる角度が例えば80度程度と大きいため、1つの無機発光体Uでこのように複数の画素Pに対し光を照射できる。ただし、画素群P0に含まれる画素Pの数は、これに限られず任意である。また、無機発光体Uは、複数の画素Pに対して1つ設けられることに限られず、例えば1つの画素Pに対して1つ設けられてもよい。
図7では、説明の便宜上、無機発光体Uを大きく描いているため、方向Zから見て無機発光体Uの一部が画素Pに重なるが、実際には、無機発光体Uは、方向Zから見て、画素Pに重ならないことが好ましい。言い換えれば、無機発光体Uは、方向Zから見て、画素Pが設けられる領域よりも外側に設けられることが好ましく、図6に示したブラックマトリクスBMに重畳した位置にあるいはカラーフィルタの色が重なる部分に設けられることが好ましい。言い換えれば、無機発光体Uは、方向Zから見て、画素Pと画素Pとの間に設けられることが好ましい。なお、ここでの画素Pや、画素Pが設けられる領域とは、画素Pが有するカラーフィルタ14を指している。従って、画素Pと画素Pとの間とは、カラーフィルタ14とカラーフィルタ14との間であるといえる。また、無機発光体Uは、例えば、方向Zから見て、画素群P0が占める領域の中央部分に設けられることが好ましい。ただし、無機発光体Uが設けられる位置は、以上の説明に限られず任意であり、例えば方向Zから見て画素Pのカラーフィルタ14に重なってもよい。
表示装置1は、以上のような構成となっている。次に、表示装置1による分割画素P2毎の階調値の制御方法について説明する。図8は、本実施形態に係る信号処理回路の構成例を示すブロック図である。図8に示すように、信号処理回路100は、第1処理部110と、第2処理部120と、第3処理部125と、ルックアップテーブル(LUT:Look Up Table)115とを有する。第1処理部110は、入力されたRGB(本実施形態では赤色、青色、及び緑色)毎の階調値(R、G、B)に基づいて、画素Pが有するそれぞれの副画素P1の階調値(R1、G1、B1)と、を特定する。階調値R1が、副画素P1Rの階調値であり、階調値G1が、副画素P1Gの階調値であり、階調値B1が、副画素P1Bの階調値である。LUT115は、階調値(R、G、B)に対して予め定められた副画素P1の階調値(R1、G1、B1)を示す情報を含むテーブルデータである。第1処理部110は、LUT115を参照して、入力された階調値(R、G、B)に対応する階調値(R1、G1、B1)を特定する。
第2処理部120は、第1処理部110から、副画素P1の階調値(R1、G1、B1)を取得する。第2処理部120は、副画素P1の階調値(R1、G1、B1)に対応した複数の分割画素の各々に対する面積階調信号(R2、G2、B2)を信号出力回路70に出力する。面積階調信号(R2)は、分割画素P2R1、P2R2、P2R3のいずれを駆動するかを示す信号である。面積階調信号(G2)は、分割画素P2G1、P2G2、P2G3のいずれを駆動するかを示す信号である。面積階調信号(B2)は、分割画素P2B1、P2B2、P2B3のいずれを駆動するかを示す信号である。信号出力回路70は、面積階調信号(R2、G2、B2)に基づいた映像信号をそれぞれの分割画素P2に出力して、面積階調を表現させる。なお、分割画素P2を駆動するとは、分割画素P2が光L1を出射可能な状態にすることを意味し、さらに言えば、分割画素P2の反射電極12と対向電極16との間に電位差を生じさせて、液晶層18に電界を発生させることを指す。
また、第3処理部125は、第1処理部110から、副画素P1の階調値(R1、G1、B1)を取得する。第3処理部125は、副画素P1の階調値(R1、G1、B1)に対応した発光制御信号(R3、G3、B3)を、無機発光体制御回路130に出力する。発光制御信号(R3)は、無機発光素子LEDを駆動するか、すなわち無機発光素子LEDに発光させるかを示す信号である。発光制御信号(G3)は、無機発光素子LEDを駆動するか、すなわち無機発光素子LEDに発光させるかを示す信号である。発光制御信号(B3)は、無機発光素子LEDを駆動するか、すなわち無機発光素子LEDに発光させるかを示す信号である。無機発光体制御回路130は、発光制御信号(R3、G3、B3)に基づき、無機発光素子LED、LED、LEDの発光を制御する。これにより、画素Pは、面積階調信号(R2、G2、B2)に基づいた面積階調に、無機発光素子LED、LED、LEDの発光も加えた階調の表現が可能となる。
次に、発光素子LEDも加えた階調表現の一例について説明する。図9は、階調表現の一例を示す模式図である。図9は、一例として、副画素P1Rの階調表現を説明している。図9の例に示すように、副画素P1Rにより赤色の階調を表現する場合、(1)から(7)の7つの階調表現が可能となる。(1)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動しない旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させない旨の信号とする。従って、(1)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動せず、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させない。そのため、(1)の場合、例えば赤色の階調値は、0となる。また、無機発光素子LEDが発光したとしても分割画素P2R1、P2R2、P2R3は駆動せず、つまり液晶層18が動かないため、ノーマリブラックであれば黒は黒のままであり無機発光素子LEDの発光は諧調に寄与しないことになる。
(2)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R1のみを駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させない旨の信号とする。従って、(2)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R1を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させない。そのため、(2)の場合、分割画素P2R1のみから光L1が出射され、例えば赤色の階調値は、(1)より大きい、1となる。また、(3)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R2、P2R3を駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させない旨の信号とする。従って、(3)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R2、P2R3を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させない。そのため、(3)の場合、分割画素P2R2、P2R3から光L1が出射され、例えば赤色の階調値は、(2)より大きい、2となる。また、(4)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させない旨の信号とする。従って、(4)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させない。そのため、(4)の場合、分割画素P2R1、P2R2、P2R3のみから光L1が出射され、例えば赤色の階調値は、(3)より大きい、3となる。
以上のように、駆動させる分割画素P2R1、P2R2、P2R3を選択することで、光L1が出射される面積を変化させて階調値を変える制御が、面積階調による制御である。それに対し、本実施形態においては、無機発光素子LEDの発光と発光停止とを切り替えることで、さらに階調値を多くする。
例えば(5)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R1のみを駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させる旨の信号とする。従って、(5)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R1を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させる。そのため、(5)の場合、無機発光素子LEDから発光された分、(2)の場合よりも階調値が高くなり、例えば赤色の階調値は、4となる。なお、(5)の場合の階調値は、(1)から(4)の場合の階調値と異なればよく、例えば(3)から(4)の場合の階調値に対する大小関係は、任意である。また、(6)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R2、P2R3を駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させる旨の信号とする。従って、(6)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R2、P2R3を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させる。そのため、(6)の場合、無機発光素子LEDから発光された分、(3)の場合よりも階調値が高くなり、例えば赤色の階調値は、5となる。なお、(6)の場合の階調値は、(1)から(5)の場合の階調値と異なればよく、例えば(4)の場合の階調値に対する大小関係は、任意である。また、(7)の場合、信号処理回路100は、面積階調信号(R2)を、副画素P1Rの分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動する旨の信号とし、発光制御信号(R3)を、無機発光素子LEDに発光させる旨の信号とする。従って、(7)の場合、信号出力回路70は、分割画素P2R1、P2R2、P2R3を駆動させ、無機発光体制御回路130は、無機発光素子LEDに発光させる。そのため、(7)の場合、無機発光素子LEDから発光された分、(4)の場合よりも階調値が高くなり、例えば赤色の階調値は、6となる。なお、(7)の場合の階調値は、(1)から(6)の場合の階調値より高くなる。
このように、本実施形態に係る表示装置1は、面積階調信号によって駆動する分割画素P2を制御すると共に、発光制御信号によって無機発光素子LEDの発光を制御する。これにより、表示装置1は、表示する色の階調を切り替える。さらに言えば、表現可能な階調の数を、面積階調信号による階調の数に対し、無機発光素子LEDによって表現可能な階調の数を乗じた数とすることができ、表現可能な階調の数を多くすることができる。
なお、図9の例では、7つの階調値を表現可能としたが、表現可能な階調値の数は、副画素P1に含まれる分割画素P2の数、無機発光素子LEDの数、及び表現する色に応じて、異なる。例えば、図9に対し、副画素P1に含まれる分割画素P2の数が4つになった場合、16つの階調値を表現可能となる。また、図9に対し、駆動可能な無機発光素子LEDの数が2つになった場合、16つの階調値を表現可能となる。また、黄色、シアン、マゼンダなどの補色を表現する場合、2つの原色を組み合わせるものとなるため、16つの階調値を表現可能となる。すなわち、ノーマリブラック(黒表示)における無機発光素子LEDが諧調に寄与しないことも含め、赤色の階調値の数TRは、式(1)のように示され、緑色の階調値の数TGは、式(2)のように示され、青色の階調値の数TBは、式(3)のように示され、黄色の階調値の数TYは、式(4)のように示され、シアンの階調値の数TCは、式(5)のように示され、マゼンダの階調値の数TMは、式(6)のように示される。なお、1つの副画素P1に含まれる分割画素P2の面積階調で表現可能な階調の数をnとし、無機発光素子LEDの発光により表現可能な階調の数をiとし、無機発光素子LEDの発光により表現可能な階調の数をjとし、無機発光素子LEDの発光により表現可能な階調の数をkとしている。n、i、j、kは整数である。
TR=i・n−1 ・・・(1)
TG=j・n−1 ・・・(2)
TB=k・n−1 ・・・(3)
TY=i・j・n−2 ・・・(4)
TC=i・k・n−2 ・・・(5)
TM=j・k・n−2 ・・・(6)
図10は、色の階調表現を色空間で説明した図である。図10は、CIEによるXY色度図を示している。図10においては、面積が大きいほど、表現可能な色の階調が多くなる。図10の領域A1は、分割画素P2の面積階調の制御のみで表現可能な色空間を示している。図10の領域A2は、無機発光素子LEDの発光によって表現可能な色空間を示している。本実施形態に係る表示装置1は、分割画素P2の面積階調の制御と共に、無機発光素子LEDの発光制御も行っているため、表現可能な色空間は、領域Aのようになる。領域Aは、領域A2より狭いが、領域A1より広くなっている。従って、本実施形態によると、無機発光素子LEDを設けることで、分割画素P2の面積階調による制御よりも、表現可能な色空間が広くなり、表現可能な階調を多くすることが出来ることが分かる。
ここで、MIP型であり反射型の表示装置においては、分割画素P2毎にラッチ部57を設けるため、配置可能な分割画素P2の数にも制限がある。従って、MIP型の表示装置においては、色の階調数が不足するおそれがあり、色の階調数を増加させることが望まれている。それに対し、本実施形態に係る表示装置1は、複数の分割画素P2と、無機発光体Uとを備える。分割画素P2は、反射電極12、反射電極12と対向して設けられる対向電極16、及び、階調表現に応じた電位を保持する保持部(ラッチ部57)を含む。無機発光体Uは、対向電極16の反射電極12に対向する側とは反対側、すなわち上側に設けられ、分割画素P2に向けて光を照射する。本実施形態に係る表示装置1は、無機発光体Uによって分割画素P2に向けて光を照射することで、MIP型の表示装置の階調数を増加させることができる。無機発光体Uを設けることで、例えば暖色や黄色などを好適に表示することもできる。
分割画素P2は、対向電極16の反射電極12と対向する側とは反対側、すなわち上側に、カラーフィルタ14が設けられる。無機発光体Uは、カラーフィルタ14の、対向電極16と対向する側とは反対側、すなわち上側に設けられる。本実施形態に係る表示装置1は、カラーフィルタ14の上側に無機発光体Uを設けることで、無機発光体Uがフロントライトとして機能し、MIP型の表示装置の階調数を適切に増加させることができる。
また、同じ色のカラーフィルタ14を含む複数の分割画素P2が、1つの副画素P1を構成する。そして、異なる色のカラーフィルタ14を含む複数の副画素P1が、1つの画素Pを構成する。画素Pは、マトリクス状に並ぶ。本実施形態に係る表示装置1は、このように、画素Pが、異なる色を表示する複数の副画素P1で構成され、副画素P1が、同じ色を表示する複数の分割画素P2で構成される。従って、本実施形態に係る表示装置1は、分割画素P2による面積階調の制御を適切に行う事が可能となり、無機発光体Uの発光制御と組み合わせて、MIP型の表示装置の階調数を適切に増加させることができる。
無機発光体Uは、複数の画素P毎に1つ設けられる。本実施形態に係る表示装置1は、複数の画素P毎に1つの無機発光体Uを設けることで、無機発光体Uの数が多くなり過ぎることを抑制し、無機発光体Uの点灯による電力消費が高くなることを抑制できる。
また、無機発光体Uは、互いに異なる色の光を発光する複数の無機発光素子LEDを備える。このように異なる色の光を発光する複数の無機発光素子LEDを設けることで、それぞれの色の階調を適切に増加させることが可能となる。
また、表示装置1は、無機発光体Uの光の照射を制御する無機発光体制御部(無機発光体制御回路130)を更に備える。無機発光体制御部は、無機発光体Uの発光と発光停止とを切り替えることで、分割画素P2が表現する階調を切り替える。この表示装置1は、分割画素制御部(信号出力回路70)による分割画素P2の駆動切り替えと、無機発光体制御部による無機発光体Uの発光切り替えとにより、MIP型の表示装置の階調数を適切に増加させることができる。
なお、本実施形態では、無機発光体Uが、異なる色の光を発光する複数の無機発光素子LEDを備えたが、無機発光体Uは、1色の光を発光する無機発光素子LEDを備えてもよい。図11は、本実施形態の他の例に係る表示装置の概略断面図である。図11に示すように、無機発光体Uは、1つの無機発光素子LEDを備えて、1つの色の光のみを発光させるものであってよい。この場合、無機発光素子LEDは、例えば白色の光Laを発光する。ただし、1つの色の光のみを発光する場合にける光の色は、白色に限られず任意である。また、無機発光体Uは、同じ色の光を発光する複数の無機発光素子LEDを備えていてもよい。
なお、無機発光体Uが白色の光を発光する場合、表示装置1が表現可能な階調値の数Tは、以下の式(7)となる。なお、lが、無機発光体Uの発光により表現可能な階調値であり、lは整数である。また、この場合の階調値の数は、色毎に同じである。
T=l・n ・・・(7)
また、本実施形態では、1つの画素Pが3つの副画素P1を有していたが、画素Pが有する副画素P1の数は、3つに限られず、例えば4つであってもよい。図12は、本実施形態の他の例に係る画素配列の一例を示す模式図である。図12は、画素Pが有する副画素P1の数が4つの場合の画素配列の例を示している。図12においては、画素Pが、副画素P1G、P1W、P1R、P1Bを有している。副画素P1G、P1W、P1R、P1Bは、2行2列に並んでおり、互いに面積が異なる。副画素P1Wは、副画素P1G、P1R、P1Bとは異なる色を表示するものであり、ここではたとえば白色を表示する。副画素P1Wも、他の副画素P1と同様に、複数の分割画素P2を有しており、ここでは、分割画素P2W1、P2W2、P2W3を有している。分割画素P2W1、P2W2、P2W3は、互いに同じ色、ここでは白色を表示する。ただし、副画素P1W(分割画素P2W1、P2W2、P2W3)が表示する色は白色に限られず任意であり、例えば、青色寄りの緑色などを表示するものであってもよい。また、副画素P1G、P1W、P1R、P1Bの配列順や、面積比も、図12の例に限られず任意である。また、画素Pが有する副画素P1の数は、3つや4つに限られないし、副画素P1が有する分割画素P2の数も、3つに限られない。
また、本実施形態に係る表示装置1は、例えば外光Lの強度に応じて、無機発光体Uに発光させる無機発光体駆動モードと、無機発光体Uを発光させない無機発光体停止モードとを切り替えてもよい。無機発光体駆動モードは、入力された階調に応じて、上述のように、無機発光体Uを発光させるか発光停止させるかの制御を行うモードであり、無機発光体停止モードは、無機発光体Uを常に発光停止としておき、面積階調だけで階調切り替えを行うモードである。例えば、表示装置1は、外光Lの強度が所定値以下である場合に、無機発光体駆動モードとし、外光Lの強度が所定値より大きい場合に、無機発光体停止モードとする。この場合、表示装置1は、無機発光素子LEDの少なくとも一部に逆バイアスの電流を流し、無機発光素子LEDを光センサとして機能させる。光センサとして機能させた無機発光素子LEDは、外光Lに応じた電流を発生させる。表示装置1は、光センサとして機能させた無機発光素子LEDからの電流値が閾値より大きい場合、外光Lの強度が所定値より大きいと判断し、光センサとして機能させた無機発光素子LEDからの電流値が閾値以下の場合、外光Lの強度が所定値以下と判断する。外光Lの強度が十分の場合は、階調を増やさなくても視認性を確保できる場合がある。従って、このように、外光Lの強度が低い場合にのみ無機発光体Uを駆動させることで、消費電力を抑えることができる。
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、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
1 表示装置
12 反射電極
14 カラーフィルタ
16 対向電極
18 液晶層
57 ラッチ部(保持部)
58 駆動回路部
LED 無機発光素子
P 画素
P1 副画素
P2 分割画素
U 無機発光体

Claims (7)

  1. 反射電極、前記反射電極と対向して設けられる対向電極、及び、階調表現に応じた電位を保持する保持部を含む複数の分割画素と、
    前記対向電極の前記反射電極に対向する側とは反対側に設けられ、前記分割画素に向けて光を照射する無機発光体と、
    を備える、表示装置。
  2. 前記分割画素は、前記対向電極の前記反射電極と対向する側とは反対側に設けられるカラーフィルタをさらに含み、
    前記無機発光体は、前記カラーフィルタの前記対向電極と対向する側とは反対側に設けられる、請求項1に記載の表示装置。
  3. 同じ色の前記カラーフィルタを含む複数の前記分割画素が1つの副画素を構成し、異なる色の前記カラーフィルタを含む複数の前記副画素が1つの画素を構成し、前記画素がマトリクス状に並ぶ、請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記無機発光体は、複数の前記画素毎に1つ設けられる、請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記無機発光体は、互いに異なる色の光を発光する複数の無機発光素子を備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 前記無機発光体は、1色の光を発光する無機発光素子を備える、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  7. 前記無機発光体の光の照射を制御する無機発光体制御部を更に備え、
    前記無機発光体制御部は、前記無機発光体の発光と発光停止とを切り替えることで、前記分割画素が表現する階調を切り替える、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の表示装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112764258B (zh) * 2020-12-22 2022-06-28 厦门天马微电子有限公司 一种显示装置及其控制方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3485229B2 (ja) 1995-11-30 2004-01-13 株式会社東芝 表示装置
JP2001249336A (ja) * 2000-03-06 2001-09-14 Canon Inc 液晶素子、該液晶素子を備えた液晶装置、及び該液晶素子の製造方法
US20020135553A1 (en) 2000-03-14 2002-09-26 Haruhiko Nagai Image display and image displaying method
JP2001350441A (ja) * 2000-06-06 2001-12-21 Funai Electric Co Ltd 表示装置、および、携帯型電子機器
JP4032696B2 (ja) * 2001-10-23 2008-01-16 日本電気株式会社 液晶表示装置
EP1758072A3 (en) 2005-08-24 2007-05-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device and driving method thereof
JP2007086762A (ja) * 2005-08-24 2007-04-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置及びその駆動方法
US20110074301A1 (en) * 2009-09-30 2011-03-31 Dimitry Goder Pulse-Width Modulated Signal Generator for Light-Emitting Diode Dimming
JP2013186294A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Japan Display West Co Ltd 表示装置及び電子機器
JP2013218057A (ja) * 2012-04-06 2013-10-24 Sony Corp 表示装置および電子機器
JP2016161763A (ja) 2015-03-02 2016-09-05 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017111386A (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP6560610B2 (ja) * 2015-12-18 2019-08-14 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10490130B2 (en) * 2017-02-10 2019-11-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display system comprising controller which process data

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11561425B2 (en) 2021-06-15 2023-01-24 Japan Display Inc. Display device

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