JP2023101535A - 表示装置及び表示システム - Google Patents

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Abstract

【課題】より輝度を高めやすい表示装置等を提供する。【解決手段】表示装置は、対向する２枚の基板の間に高分子分散型液晶が封入された液晶表示パネルと、それぞれ異なる色の光を発する第１光源と、第２光源と、第３光源とを備え、第１光源、第２光源及び第３光源が発光する発光期間は、第１光源の輝度が第２光源の輝度よりも高くなるよう第１光源が発光し、かつ、第２光源が発光する第１発光期間ＢＲ１と、第２光源の輝度が第３光源の輝度よりも高くなるよう第２光源が発光し、かつ、第３光源が発光する第２発光期間ＢＲ２と、第３光源の輝度が第１光源の輝度よりも高くなるよう第３光源が発光し、かつ、第１光源が発光する第３発光期間ＢＲ３とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置及び表示システムに関する。
同一画素から複数色の光をそれぞれ異なるタイミングで透過させるように画素を制御する液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特開２０１０－０９７４２０号公報
特許文献１のような液晶表示装置では、１フレーム時間を光の色の数で分割して各色の光源の発光時間を割り当てる。このため、単色光源の場合に比して各色の光の発光時間が短くなる。これによって画面全体が暗めになることが避けられず、輝度を高めることが困難であった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、より輝度を高めやすい表示装置及び表示システム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、対向する２枚の基板の間に高分子分散型液晶が封入された液晶表示パネルと、それぞれ異なる色の光を発する第１光源と、第２光源と、第３光源とを備え、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源が発光する発光期間は、前記第１光源の輝度が前記第２光源の輝度よりも高くなるよう前記第１光源が発光し、かつ、前記第２光源が発光する第１発光期間と、前記第２光源の輝度が前記第３光源の輝度よりも高くなるよう前記第２光源が発光し、かつ、前記第３光源が発光する第２発光期間と、前記第３光源の輝度が前記第１光源の輝度よりも高くなるよう前記第３光源が発光し、かつ、前記第１光源が発光する第３発光期間とを含む。
本発明の一態様による表示システムは、対向する２枚の基板の間に高分子分散型液晶が封入された液晶表示パネルと、それぞれ異なる色の光を発する第１光源と、第２光源と、第３光源とを備える表示装置と、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の発光の制御に関する信号を出力する制御装置とを備える表示システムであって、前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源が発光する発光期間は、前記第１光源の輝度が前記第２光源の輝度よりも高くなるよう前記第１光源が発光し、かつ、前記第２光源が発光する第１発光期間と、前記第２光源の輝度が前記第３光源の輝度よりも高くなるよう前記第２光源が発光し、かつ、前記第３光源が発光する第２発光期間と、前記第３光源の輝度が前記第１光源の輝度よりも高くなるよう前記第３光源が発光し、かつ、前記第１光源が発光する第３発光期間とを含む。
図１は、表示システムの主要構成を示す模式的な回路図である。 図２は、液晶表示パネルの概略断面図である。 図３は、実施形態１のフィールドシーケンシャル制御の流れの一例を示すタイミングチャートである。 図４は、表示システムが採用可能な色域をＣＩＥｘｙ色度図で模式的に例示する図である。 図５は、実施形態２のフィールドシーケンシャル制御の流れの一例を示すタイミングチャートである。 図６は、変形例で設けられる検出部及び設定部と光源駆動回路との関係を示すブロック図である。 図７Ａは、光源装置の構成例を示す模式図である。 図７Ｂは、光源装置の構成例を示す模式図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、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。
（実施形態１）
図１は、表示システム３００の主要構成を示す模式的な回路図である。表示システム３００は、表示装置１００と、制御装置２００とを備える。表示装置１００は、液晶表示パネルＰと、光源装置Ｌとを備える。液晶表示パネルＰは、表示部７と、信号出力回路８と、走査回路９と、ＶＣＯＭ駆動回路１０と、タイミングコントローラ１３と、電源回路１４とを備える。以下、表示部７が面する液晶表示パネルＰの一面を表示面とし、他面を背面とする。
表示部７には、複数の画素Ｐｉｘがマトリクス状に配置されている。画素Ｐｉｘは、スイッチング素子１と、２つの電極とを含む。図１及び後述する図２では、２つの電極として、画素電極２と、共通電極６とを図示している。
図２は、液晶表示パネルＰの概略断面図である。液晶表示パネルＰは、対向する２枚の基板と、当該２枚の基板の間に封入された液晶３を有する。以下、当該２枚の基板の一方を第１基板３０とし、他方を第２基板２０とする。
第１基板３０は、透光性のガラス基板３５と、ガラス基板３５の第２基板２０側に積層された画素電極２と、画素電極２を覆うように第２基板２０側に積層された絶縁層５５とを含む。画素電極２は、画素Ｐｉｘ毎に個別に設けられる。第２基板２０は、透光性のガラス基板２１と、ガラス基板２１の第１基板３０側に積層された共通電極６と、共通電極６を覆うように第１基板３０側に積層された絶縁層５６とを含む。共通電極６は、複数の画素Ｐｉｘで共有される板状又は膜状の形状を有する。
実施形態１の液晶３は、高分子分散型液晶である。具体的には、液晶３は、バルク５１と、微粒子５２とを含む。微粒子５２は、バルク５１内で画素電極２と共通電極６との電位差に応じて配向が変化する。画素Ｐｉｘ毎に画素電極２の電位が個別に制御されることで、画素Ｐｉｘ毎に少なくとも透光及び分散のいずれかの度合いが制御される。高分子分散型液晶では、透光状態である場合、表示パネルの側面から入射された光は第１基板３０と第２基板２０にて実質的に全反射され、表示装置１００の表面から出射されない。分散状態である場合、表面から出射されて表示が視認できるようになる。液晶３は、誘電率異方性が正の液晶（ポジ型液晶）であってもよいし、負の液晶（ネガ型液晶）であってもよい。
図２を参照して説明した実施形態１では、画素電極２と共通電極６は、液晶３を挟むように対向するが、液晶表示パネルＰは、１つの基板に画素電極２と共通電極６が設けられて画素電極２と共通電極６によって発生する電界によって液晶３の配向が制御される構成であってもよい。また、液晶３は高分子分散型液晶以外の液晶でもよい。液晶３が高分子分散型液晶以外の液晶である場合、光源装置Ｌは、例えばバックライトとして液晶表示パネルＰの背面側に設けられる。
次に、画素電極２及び共通電極６の電位を制御する仕組みについて説明する。図１に示すようにスイッチング素子１は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）等、半導体を用いたスイッチング素子である。スイッチング素子１のソース又はドレインの一方は、２つの電極の一方（画素電極２）と接続される。スイッチング素子１のソース又はドレインの他方が信号線４と接続される。スイッチング素子１のゲートは、走査線５と接続される。走査線５は、走査回路９の制御下で、スイッチング素子１のソース－ドレイン間を開閉するための電位を与える。当該電位の制御は、走査回路９が行う。走査回路９による電位の制御の詳細については後述する。
図１に示す例では、複数の信号線４は、画素Ｐｉｘの並び方向のうち一方（行方向）に沿って並ぶ。信号線４は、画素Ｐｉｘの並び方向のうち他方（列方向）に沿って延出する。信号線４は、列方向に並ぶ複数の画素Ｐｉｘのスイッチング素子１で共有される。複数の走査線５は、列方向に沿って並ぶ。走査線５は、行方向に沿って延出する。走査線５は、行方向に並ぶ複数の画素Ｐｉｘのスイッチング素子１で共有される。
共通電極６は、ＶＣＯＭ駆動回路１０と接続される。ＶＣＯＭ駆動回路１０は、共通電極６に基準電位を与える。走査回路９が走査線５に対して駆動信号として機能する電位（第１電位）を与えるタイミングで、信号出力回路８が信号線４に対して画素信号を出力することで、画素電極２と共通電極６との間に形成された蓄積容量と容量性負荷である液晶（微粒子５２）を充電する。これによって、画素Ｐｉｘの電圧は画素信号に対応した電圧となる。第１電位の印加の完了後、蓄積容量と容量性負荷である液晶（微粒子５２）は画素信号を保持する。液晶（微粒子５２）の配向は、各画素Ｐｉｘの電圧と共通電極６の電圧によって生じる電界に応じて制御される。
実施形態の表示装置１００の側面側には、光源１１が設けられた光源装置Ｌが配置されている。光源１１は、赤色の光を発する第１光源１１Ｒと、緑色の光を発する第２光源１１Ｇと、青色の光を発する第３光源１１Ｂと、を有する。第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ、第３光源１１Ｂはそれぞれ、光源駆動回路１２の制御下で発光する。実施形態１の第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）のような発光素子を用いた光源であるが、これに限られるものでなく、発光タイミングを制御可能な光源であればよい。光源駆動回路１２は、タイミングコントローラ１３の制御下で第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ、第３光源１１Ｂの発光タイミングを制御する。
タイミングコントローラ１３は、信号出力回路８、走査回路９、ＶＣＯＭ駆動回路１０及び光源駆動回路１２の動作タイミングを制御する。実施形態１では、フィールドシーケンシャル制御が行われる。
図３は、実施形態１のフィールドシーケンシャル制御の流れの一例を示すタイミングチャートである。図３では２フレーム期間の概略的なタイミングチャートを例示している。図３のタイミングチャートは、フレーム信号の出力、フィールド信号の出力、駆動信号の切り替わり、共通電位の切り替わり、第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの点灯タイミングを示す情報を含む。駆動信号の切り替わりは、走査線５の電位の切り替わりを示す。共通電位の切り替わりは、共通電極６の電位の切り替わりを示す。
フレーム信号は、各フレーム期間の開始タイミングを示す信号である。図３では、１フレーム目の期間ＦＬ１の開始時と、２フレーム目の期間ＦＬ２の開始時、２フレーム目が終了した後に続く次のフレーム（３フレーム目）の期間の開始時にフレーム信号が出力されることを示している。
フィールド信号は、各フレーム期間に含まれるフィールド期間の開始タイミングを示す信号である。１フレーム期間は、光源１１が発する光の色数に対応する数のフィールド期間を含む。図３では、１フレーム目の期間ＦＬ１に含まれる第１フィールド期間ＦＩ１１、第２フィールド期間ＦＩ１２及び第３フィールド期間ＦＩ１３、２フレーム目の期間ＦＬ２に含まれる第１フィールド期間ＦＩ２１、第２フィールド期間ＦＩ２２及び第３フィールド期間ＦＩ２３ならびに２フレーム目が終了した後に続く次のフレーム（３フレーム目）の期間の第１フィールド期間の開始時にフィールド信号が出力されることを示している。
各フィールド期間は、画素信号の書込期間と、蓄積容量による画素信号の保持期間とを含む。図３における書込（Ｒ＋）は、第１フィールド期間ＦＩ１１の書込期間である。保持（Ｒ＋）は、第１フィールド期間ＦＩ１１の保持期間である。書込（Ｇ＋）は、第２フィールド期間ＦＩ１２の書込期間である。保持（Ｇ＋）は、第２フィールド期間ＦＩ１２の保持期間である。書込（Ｂ＋）は、第３フィールド期間ＦＩ１３の書込期間である。保持（Ｂ＋）は、第３フィールド期間ＦＩ１３の保持期間である。書込（Ｒ－）は、第１フィールド期間ＦＩ２１の書込期間である。保持（Ｒ－）は、第１フィールド期間ＦＩ２１の保持期間である。書込（Ｇ－）は、第２フィールド期間ＦＩ２２の書込期間である。保持（Ｇ－）は、第２フィールド期間ＦＩ２２の保持期間である。書込（Ｂ－）は、第３フィールド期間ＦＩ２３の書込期間である。保持（Ｂ－）は、第３フィールド期間ＦＩ２３の保持期間である。書込期間は、ＴＦＴを行毎に順次オンさせて画素信号を書き込む期間であり、保持期間はＴＦＴが全てオフし、書込期間に書き込まれた電圧が保持される期間である。
１フレームの期間における複数のフィールド期間の各々に含まれる書込期間は、それぞれ異なる色の階調値に対応する画素信号が書き込まれる期間である。例えば、１フレーム目の画素信号をＲＧＢの階調値で表した場合に（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（ｒ１，ｇ１，ｂ１）であるとする。ｒ１は、ＲＧＢの階調値を示す情報を含む入力信号における赤色（Ｒ）の階調値である。ｇ１は、ＲＧＢの階調値を示す情報を含む入力信号における緑色（Ｇ）の階調値である。ｂ１は、ＲＧＢの階調値を示す情報を含む入力信号における青色（Ｂ）の階調値である。この場合、第１フィールド期間ＦＩ１１の書込期間に「ｒ１」の階調値に対応する画素信号が書き込まれる。また、第２フィールド期間ＦＩ１２の書込期間に「ｇ１」の階調値に対応する画素信号が書き込まれる。また、第３フィールド期間ＦＩ１３の書込期間に「ｂ１」の階調値に対応する画素信号が書き込まれる。１フレームの期間における複数のフィールド期間に含まれる保持期間は、それぞれ異なる色の階調値に対応する画素信号が保持される期間である。このような各フィールド期間における画素信号の書き込みが、複数の画素Ｐｉｘの各々で個別に行われる。各画素Ｐｉｘに対する画素信号におけるＲ，Ｇ，Ｂの階調値は、表示出力される画像の内容に応じる。
光源１１が有する複数の色の光源（例えば、第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂ）は、少なくとも対応するフィールド期間の保持期間内に点灯するよう制御される。例えば、第１光源１１Ｒは赤色の光源、第２光源１１Ｇは緑色の光源、第３光源１１Ｂは青色の光源とされる。例えば、１フレーム目の期間ＦＬ１において、第１光源１１Ｒは、第１フィールド期間Ｆ１１の保持期間に対応する第１発光期間ＢＲ１中に点灯する。このように、フィールド期間毎に異なる色の光源を点灯させることで１つの画素Ｐｉｘでカラー表示が行える。
実施形態１では、第１発光期間ＢＲ１中に、第１光源１１Ｒに加えて第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂも点灯する。ここで、第１発光期間ＢＲ１中の第１光源１１Ｒの輝度は、第１発光期間ＢＲ１中の第２光源１１Ｇの輝度及び第１発光期間ＢＲ１中の第３光源１１Ｂの輝度よりも高い。図３に示す例では、第１発光期間ＢＲ１中の第１光源１１Ｒの輝度は、輝度Ｌ１である。また、第１発光期間ＢＲ１中の第２光源１１Ｇの輝度は、輝度Ｌ４である。また、第１発光期間ＢＲ１中の第３光源１１Ｂの輝度は、輝度Ｌ６である。輝度Ｌ１は、輝度Ｌ４及び輝度Ｌ６よりも高輝度である。このため、第１フィールド期間Ｆ１１の書込期間に書き込まれた赤（Ｒ）の階調値（ｒ１）に対応して、赤色に見える散乱光が放出される。また、図３に示す例では、輝度Ｌ４と輝度Ｌ６は等しいが、異なっていてもよい。ただし、輝度Ｌ４と輝度Ｌ６が異なっていても、輝度Ｌ１が輝度Ｌ４及び輝度Ｌ６よりも高輝度であることは変わらない。
また、１フレーム目の期間ＦＬ１において、第２光源１１Ｇは、第２フィールド期間Ｆ１２の保持期間に対応する第２発光期間ＢＲ２中に点灯する。実施形態１では、第２発光期間ＢＲ２中に、第２光源１１Ｇに加えて第１光源１１Ｒ及び第３光源１１Ｂも点灯する。ここで、第２発光期間ＢＲ２中の第２光源１１Ｇの輝度は、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの輝度及び第２発光期間ＢＲ２中の第３光源１１Ｂの輝度よりも高い。図３に示す例では、第２発光期間ＢＲ２中の第２光源１１Ｇの輝度は、輝度Ｌ３である。また、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの輝度は、輝度Ｌ２である。また、第２発光期間ＢＲ２中の第３光源１１Ｂの輝度は、輝度Ｌ６である。輝度Ｌ３は、輝度Ｌ２及び輝度Ｌ６よりも高輝度である。このため、第２フィールド期間Ｆ１２の書込期間に書き込まれた緑（Ｇ）の階調値（ｇ１）に対応して、緑色に見える散乱光が放出される。また、図３に示す例では、輝度Ｌ２と輝度Ｌ６は等しいが、異なっていてもよい。ただし、輝度Ｌ２と輝度Ｌ６が異なっていても、輝度Ｌ３が輝度Ｌ２及び輝度Ｌ６よりも高輝度であることは変わらない。
また、１フレーム目の期間ＦＬ１において、第３光源１１Ｂは、第３フィールド期間Ｆ１３の保持期間に対応する第３発光期間ＢＲ３中に点灯する。実施形態１では、第３発光期間ＢＲ３中に、第３光源１１Ｂに加えて第１光源１１Ｒ及び第２光源１１Ｇも点灯する。ここで、第３発光期間ＢＲ３中の第３光源１１Ｂの輝度は、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの輝度及び第３発光期間ＢＲ３中の第２光源１１Ｇの輝度よりも高い。図３に示す例では、第３発光期間ＢＲ３中の第３光源１１Ｂの輝度は、輝度Ｌ５である。また、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの輝度は、輝度Ｌ２である。また、第３発光期間ＢＲ３中の第２光源１１Ｇの輝度は、輝度Ｌ４である。輝度Ｌ５は、輝度Ｌ２及び輝度Ｌ４よりも高輝度である。このため、第３フィールド期間Ｆ１３の書込期間に書き込まれた青（Ｂ）の階調値（ｂ１）に対応して、青色に見える散乱光が放出される。また、図３に示す例では、輝度Ｌ２と輝度Ｌ４は等しいが、異なっていてもよい。ただし、輝度Ｌ２と輝度Ｌ４が異なっていても、輝度Ｌ５が輝度Ｌ２及び輝度Ｌ４よりも高輝度であることは変わらない。
ここで、第１発光期間ＢＲ１中の主光源（第１光源１１Ｒ）の輝度Ｌ１と第２発光期間ＢＲ２中の主光源（第２光源１１Ｇ）輝度Ｌ３と第３発光期間ＢＲ３中の主光源（第３光源１１Ｇ）輝度Ｌ５の輝度は、同輝度である必要はなく、適宜設定される。
輝度Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６のような、各期間における主光源以外の光源（補助光源）の発光輝度（補助発光輝度）は、当該補助光源が主光源として機能する期間の輝度（例えば、輝度Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５）に対する比（例えば、０．０１～０．５の範囲）で表現可能である。例えば、第１発光期間ＢＲ１中の第２光源１１Ｇの発光量（Ｌ４／Ｌ３）を０．１～０．５とし、第１発光期間ＢＲ１中の第３光源１１Ｂの発光量（Ｌ６／Ｌ５）を０．１～０．４とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０．０２～０．１５とし、第２発光期間ＢＲ２中の第３光源１１Ｂの発光量（Ｌ６／Ｌ５）を０．１～０．３とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０．１～０．５とし、第３発光期間ＢＲ３中の第２光源１１Ｇの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０．１～０．５とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。
また、主光源発光時における補助光源として、少なくとも１つの色の光源を発光させるようにしてもよい。このとき、補助発光輝度は、当該補助光源が主光源として機能する期間の輝度に対する比（例えば、０．０１～０．５の範囲）で表現可能である。例えば、第１発光期間ＢＲ１中の第２光源１１Ｇの発光量（Ｌ４／Ｌ３）を０．１～０．５とし、第１発光期間ＢＲ１中の第３光源１１Ｂの発光量（Ｌ６／Ｌ５）を０とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０とし、第２発光期間ＢＲ２中の第３光源１１Ｂの発光量（Ｌ６／Ｌ５）を０．０５～０．３とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０．１～０．５とし、第３発光期間ＢＲ３中の第２光源１１Ｇの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。
図４は、表示システム３００が採用可能な色域ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３をＣＩＥｘｙ色度図で模式的に例示する図である。例えば、第１発光期間ＢＲ１中に第１光源１１Ｒのみが点灯した場合に再現される第１赤色Ｒ１と、第２発光期間ＢＲ２中に第２光源１１Ｇのみが点灯した場合に再現される第１緑色Ｇ１と、第３発光期間ＢＲ３中に第３光源１１Ｂのみが点灯した場合に再現される第１青色Ｂ１とを結ぶ枠内の色域ＣＳ１がある。言い換えれば、第１光源１１Ｒの光の色は、第１赤色Ｒ１に対応する。また、第２光源１１Ｇの光の色は、第１緑色Ｇ１に対応する。また、第３光源１１Ｂの光の色は、第１青色Ｂ１に対応する。これに対し、実施形態１では、図３を参照して説明したように、第１発光期間ＢＲ１中に第１光源１１Ｒに加えて、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂが点灯することで、第２赤色Ｒ２が再現される。第２赤色Ｒ２は、第１赤色Ｒ１に比して第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの輝度が加わるため高輝度である。一方、第２赤色Ｒ２は、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの輝度が加わることで第１赤色Ｒ１よりも赤色としての彩度が低くなる。また、実施形態１では、第２発光期間ＢＲ２中に第２光源１１Ｇに加えて、第１光源１１Ｒ及び第３光源１１Ｂが点灯することで、第２緑色Ｇ２が再現される。第２緑色Ｇ２は、第１緑色Ｇ１に比して第１光源１１Ｒ及び第３光源１１Ｂの輝度が加わるため高輝度である。一方、第２緑色Ｇ２は、第１光源１１Ｒ及び第３光源１１Ｂの輝度が加わることで第１緑色Ｇ１よりも緑色としての彩度が低くなる。また、実施形態１では、第３発光期間ＢＲ３中に第３光源１１Ｂに加えて、第１光源１１Ｒ及び第２光源１１Ｇが点灯することで、第２青色Ｂ２が再現される。第２青色Ｂ２は、第１青色Ｂ１に比して第１光源１１Ｒ及び第２光源１１Ｇの輝度が加わるため高輝度である。一方、第２青色Ｂ２は、第１光源１１Ｒ及び第２光源１１Ｇの輝度が加わることで第１青色Ｂ１よりも青色としての彩度が低くなる。実施形態１では、このような第２赤色Ｒ２と、第２緑色Ｇ２と、第２青色Ｂ２とを結ぶ枠内の色域ＣＳ２が採用される。色域ＣＳ２が採用されることで、色域ＣＳ１が採用された場合よりも表示装置１００の表示画面の輝度をより高められる。
このように、１フレーム期間内に、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素信号の書込、保持及び対応する色の光源が相対的に高輝度で光る照明が含まれることによって、色域ＣＳ２での色再現が行われる。２フレーム目の期間ＦＬ２以降についても、同様の仕組みで色再現が行われる。
フィールド期間の周波数は、フレーム期間の周波数に光源１１が発する光の色数を乗じたものである。実施形態１では、フレーム期間の周波数は、例えば６０Ｈｚであるが、これに限られるものでなく、１２０Ｈｚであってもよいし、他の周波数であってもよい。また、フレーム期間の周波数が６０Ｈｚである場合、実施形態１のフィールド期間の周波数は１８０Ｈｚであるが、フィールド期間の周波数は、フレーム期間の周波数及び光源１１が発する光の色数に応じて適宜変更可能である。
また、図３では、書込期間と保持期間が見かけ上同じ程度の期間として図示されているが、実際には、保持期間は、書込期間よりも長い期間である。
液晶を利用する液晶表示パネルＰでは、２つの電極の一方の電位と他方の電位との相対的な電位の高低を所定周期で反転させる反転駆動が行われる。図３では、１フレーム目の期間ＦＬ１に共通電位がマイナス（－）の電位とされ、２フレーム目の期間ＦＬ２に共通電位がプラス（＋）の電位とされるようＶＣＯＭ駆動回路１０が共通電極６の電位を制御する。これに対応して、１フレーム目の期間ＦＬ１に画素電極２の電位がプラス（＋）の電位となるよう画素信号が書き込まれ、２フレーム目の期間ＦＬ２に画素電極２の電位がマイナス（－）の電位となるよう画素信号が書き込まれる。図３に示す駆動信号の記載における括弧内の符号は、書き込まれる画素信号に対応するＲＧＢの階調値の色と電位との組み合わせを示している。
実施形態１では、画素Ｐｉｘでは、反転駆動に対応するための画素電極２の電位制御が行われる。具体的には、信号出力回路８が信号線４に対して反転駆動のための画素信号を出力する。すなわち、信号出力回路８は、共通電極６が反転駆動されるタイミングに応じて、画素電極２と共通電極６との間の電圧が振幅を同じくして、極性が異なるよう画素信号を出力する。また、ＶＣＯＭ駆動回路１０が反転駆動のための共通電極６の電位の切替を行う。そして、タイミングコントローラ１３が、フレーム期間周期で、反転駆動回路による画素電極２の電位の切替タイミングとＶＣＯＭ駆動回路１０による共通電極６の電位の切替タイミングとを同期させる。これらが実施形態１の反転駆動部として機能する。
図３に示す例では、１フレーム目の期間ＦＬ１に画素電極２の電位が共通電極６に対して相対的に高くなり、２フレーム目の期間ＦＬ２に画素電極２の電位が共通電極６に対して相対的に低くなるようフレーム期間単位で反転駆動が行われているが、これはあくまで反転駆動方式の具体的な制御例であってこれに限られるものでない。例えば、複数フレーム期間単位で画素電極２と共通電極６の電位の高低を反転するようにしてもよい。
なお、画素信号の元になる画像信号（ＲＧＢデータ）は、制御装置２００が有する入力回路１５を介して液晶表示パネルＰに入力される。入力回路１５は、画像信号に基づいて各画素Ｐｉｘの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各々の色の階調値を示す信号を信号出力回路８に出力する。また、入力回路１５は、信号出力回路８に対する信号入力タイミングに同期した同期信号その他の制御信号をタイミングコントローラ１３に出力する。タイミングコントローラ１３は、入力回路１５から入力される信号に基づいて信号出力回路８、走査回路９、ＶＣＯＭ駆動回路１０等の動作を制御する。
光源駆動回路１２は、タイミングコントローラ１３のタイミング制御下で動作する。ここで、光源駆動回路１２の制御下で点灯する第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの各々の輝度の制御主体は、表示装置１００であってもよいし制御装置２００であってもよい。すなわち、例えば図３を参照して説明したような輝度Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６の関係で第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂを点灯させるための輝度制御パラメータを光源駆動回路１２が保持していてもよい。また、当該輝度制御パラメータを制御装置２００の入力回路１５から表示装置１００に出力するようにしてもよい。制御装置２００の入力回路１５から表示装置１００に輝度制御パラメータを出力する場合、当該輝度制御パラメータはタイミングコントローラ１３を介して光源駆動回路１２に与えられてもよいし、タイミングコントローラ１３を介さず入力回路１５から光源駆動回路１２に直接与えられてもよい。
なお、図１では、入力回路１５が表示装置１００から独立した制御装置２００に設けられているが、入力回路１５は、液晶表示パネルＰに設けられてもよい。また、入力回路１５は、タイミングコントローラ１３等の他の回路を統合するよう設計されたＤＤＩＣ（Display Driver Integrated Circuit）の一機能として設けられてもよい。
実施形態１によれば、第１発光期間ＢＲ１、第２発光期間ＢＲ２及び第３発光期間ＢＲ３の各々の発光期間において、第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂが発光する。また、第１発光期間ＢＲ１中は、第１光源１１Ｒの輝度が第２光源１１Ｇの輝度及び第３光源１１Ｂの輝度よりも高い。また、第２発光期間ＢＲ２中は、第２光源１１Ｇの輝度が第１光源１１Ｒの輝度及び第３光源１１Ｂの輝度よりも高い。また、第３発光期間ＢＲ３中は、第３光源１１Ｂの輝度が第１光源１１Ｒの輝度及び第２光源１１Ｇの輝度よりも高い。これによって、第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの各々の光の色に対応した色再現と輝度の確保との両立を図った色域ＣＳ２を適用した表示出力を行うことができる。従って、各フィールド期間に与えられる画素信号の階調値に対応する色の光源のみを点灯させる場合に比して、より輝度を高めやすくなる。
また、図３で例示するように、第１発光期間ＢＲ１の第２光源１１Ｇの輝度と第３光源１１Ｂの輝度を等しくし、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの輝度と第２光源１１Ｇの輝度を等しくし、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの輝度と第２光源１１Ｇの輝度を等しくすることで、色味を変更させることなく輝度をより高めることができる。
また、第１発光期間ＢＲ１の第２光源１１Ｇの輝度と第３光源１１Ｂの輝度を異ならせ、第２発光期間ＢＲ２中の第１光源１１Ｒの輝度と第２光源１１Ｇの輝度を異ならせ、第３発光期間ＢＲ３中の第１光源１１Ｒの輝度と第２光源１１Ｇの輝度を異ならせることで、色味の調節と輝度の向上との両立を図ることができる。
（実施形態２）
次に、実施形態２の表示装置について、図４及び図５を参照して説明する。特筆する事項を除いて、実施形態２の構成は、実施形態１の構成と同様である。
図５は、実施形態２のフィールドシーケンシャル制御の流れの一例を示すタイミングチャートである。実施形態２では、第１発光期間ＢＲ４中に、第１光源１１Ｒに加えて第２光源１１Ｇ又は第３光源１１Ｂの一方も点灯するが、他方は点灯しない。ここで、第１発光期間ＢＲ４中の第１光源１１Ｒの輝度は、当該一方の輝度よりも高い。図５に示す例では、第１発光期間ＢＲ４中に、第１光源１１Ｒと第２光源１１Ｇが点灯し、第３光源１１Ｂは点灯しない。第１発光期間ＢＲ４中の第１光源１１Ｒの輝度は、輝度Ｌ１である。また、第１発光期間ＢＲ４中の第２光源１１Ｇの輝度は、輝度Ｌ４である。輝度Ｌ１は、輝度Ｌ４よりも高輝度である。
また、実施形態２では、第２発光期間ＢＲ５中に、第２光源１１Ｇに加えて第１光源１１Ｒ又は第３光源１１Ｂの一方も点灯するが、他方は点灯しない。ここで、第２発光期間ＢＲ５中の第２光源１１Ｇの輝度は、当該一方の輝度よりも高い。図５に示す例では、第２発光期間ＢＲ５中に、第２光源１１Ｇと第３光源１１Ｂが点灯し、第１光源１１Ｒは点灯しない。第２発光期間ＢＲ５中の第２光源１１Ｇの輝度は、輝度Ｌ３である。また、第２発光期間ＢＲ５中の第３光源１１Ｂの輝度は、輝度Ｌ６である。輝度Ｌ３は、輝度Ｌ６よりも高輝度である。
また、実施形態２では、第３発光期間ＢＲ６中に、第３光源１１Ｂに加えて第１光源１１Ｒ又は第２光源１１Ｇの一方も点灯するが、他方は点灯しない。ここで、第３発光期間ＢＲ６中の第３光源１１Ｂの輝度は、当該一方の輝度よりも高い。図５に示す例では、第３発光期間ＢＲ６中に、第３光源１１Ｂと第１光源１１Ｒが点灯し、第２光源１１Ｇは点灯しない。第３発光期間ＢＲ６中の第３光源１１Ｂの輝度は、輝度Ｌ５である。また、第３発光期間ＢＲ６中の第１光源１１Ｒの輝度は、輝度Ｌ２である。輝度Ｌ５は、輝度Ｌ２よりも高輝度である。
実施形態２でも、実施形態１と同様、第１発光期間ＢＲ４中の主光源（第１光源１１Ｒ）の輝度Ｌ１と第２発光期間ＢＲ５中の主光源（第２光源１１Ｇ）輝度Ｌ３と第３発光期間ＢＲ６中の主光源（第３光源１１Ｇ）輝度Ｌ５の輝度は、同輝度である必要はなく、適宜設定される。また、輝度Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６のような、各期間における主光源以外の光源（補助光源）の発光輝度（補助発光輝度）は、当該補助光源が主光源として機能する期間の輝度（例えば、輝度Ｌ１，Ｌ３，Ｌ５）に対する比（例えば、０．０１～０．５の範囲）で表現可能である。例えば、第１発光期間ＢＲ４中の第２光源１１Ｇの発光量（Ｌ４／Ｌ３）を０．１～０．５とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第２発光期間ＢＲ５中の第３光源１１Ｂの発光量（Ｌ６／Ｌ５）を０．０５～０．３とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。また、第３発光期間ＢＲ６中の第１光源１１Ｒの発光量（Ｌ２／Ｌ１）を０．１～０．５とすることで画質の低下を許容の範囲に抑えつつ消費電力の削減を行うことができる。
図５を参照した例では、第１発光期間ＢＲ４中に第１光源１１Ｒに加えて、第２光源１１Ｇが点灯することで、第１赤色Ｒ１に比して第１緑色Ｇ１寄りの第３赤色Ｒ３（図４参照）が再現される。また、第２発光期間ＢＲ５中に第２光源１１Ｇに加えて、第３光源１１Ｂが点灯することで、第１緑色Ｇ１に比して第１青色Ｂ１寄りの第３緑色Ｇ３（図４参照）が再現される。また、第３発光期間ＢＲ６中に第３光源１１Ｂに加えて、第１光源１１Ｒが点灯することで、第１青色Ｂ１に比して第１赤色Ｒ１寄りの第３青色Ｂ３（図４参照）が再現される。図５を参照した例が採用された実施形態２では、このような第３赤色Ｒ３と、第３緑色Ｇ３と、第３青色Ｂ３とを結ぶ枠内の色域ＣＳ３（図４参照）が採用され、色域ＣＳ３での色再現が行われる。
なお、上述の図５を参照した説明における一方と他方とは逆であってもよい。すなわち、例えば第１発光期間ＢＲ４中に、第１光源１１Ｒと第３光源１１Ｂが点灯し、第２光源１１Ｇが点灯しないようにしてもよい。第２発光期間ＢＲ５、第３発光期間ＢＲ６についても同様に、一方と他方を入れ替えてもよい。
実施形態２によれば、画素信号の色に対応する色の光源に加えて他の色の光源を点灯させることで、色味を調節することができる。また、画素信号の色に対応する色の光源のみが点灯する場合に比して、表示画面の輝度をより高めることができる。
（変形例）
図６は、変形例で設けられる検出部８１及び設定部８２と光源駆動回路１２との関係を示すブロック図である。図６に示すように、表示システム３００は、検出部８１及び設定部８２をさらに有していてもよい。検出部８１は、表示システム３００の周囲の外光の明るさを検出する光センサである。表示システム３００の周囲は、表示装置１００の周囲及び制御装置２００の周囲の少なくともいずれか一方に該当するが、表示装置１００の周囲であることが望ましい。
設定部８２は、検出部８１によって検出された外光の明るさに基づいて、他の色の光源の点灯量を設定する回路を有する。ここでいう他の色の光源とは、画素信号の色に対応する色の光源に加えて点灯される他の色の光源である。具体的には、設定部８２は、図６に例示する第１設定ＰＳ１、第２設定ＰＳ２のように、複数の設定に対応するパラメータを保持する。第１設定ＰＳ１と第２設定ＰＳ２では、他の色の光源の点灯時の輝度が異なる。
以下、第１設定ＰＳ１の方が、第２設定ＰＳ２よりも他の色の光源の点灯時の輝度が高い場合を例として説明する。例えば、外光が明るい場合、光源装置Ｌからの光によって得られる輝度が低いと表示画面の視認が困難になる。このため、検出部８１によって検出された外光の明るさが所定の閾値以上の明るさである場合、設定部８２は、第１設定ＰＳ１を採用して光源駆動回路１２に他の色の光源の点灯時の輝度を設定する。すなわち、外光の明るさが所定の閾値値以上の明るさである場合、上記の主光源以外に補助光源も点灯させる。光源駆動回路１２は、当該第１設定ＰＳ１に応じて、輝度Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６を決定する。一方、外光が暗い場合、外界に比して表示画面が相対的に明るく見えて視認が容易になる。この場合、輝度よりも彩度を優先してよいことになる。このため、検出部８１によって検出された外光の明るさが所定の閾値未満の明るさである場合、設定部８２は、第２設定ＰＳ２を採用して光源駆動回路１２に他の色の光源の点灯時の輝度を設定する。光源駆動回路１２は、当該第２設定ＰＳ２に応じて、輝度Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６を決定する。なお、第２設定ＰＳ２における輝度Ｌ２，Ｌ４，Ｌ６は、０であってもよい。すなわち、外光の明るさが所定の閾値値未満の明るさであり、輝度よりも彩度を優先してよい場合、上記の補助光源を点灯しないようにしてもよい。所定の閾値は、第２設定ＰＳ２では表示画面の視認が困難になる程度の外光の明るさに対応する明るさの値（例えば、明度）である。所定の閾値は、例えば液晶表示パネルＰの表示特性（色味等）を考慮して事前の測定に基づいて決定される。なお、外光の明るさに基づいた設定は、第１設定ＰＳ１と第２設定ＰＳ２の２段階に限られない。外光の明るさに３段階以上の区分を設け、区分の数に応じた光源装置Ｌの設定のプリセットを設けるようにしてもよい。この場合、外光の明るさが明るい程、補助光源の点灯率をより高くするように設定される。
検出部８１及び設定部８２は、表示装置１００に設けられてもよいし、制御装置２００に設けられてもよい。また、設定部８２が制御装置２００に設けられ、検出部８１が表示装置１００に設けられてもよい。この場合、入力回路１５に設定部８２が統合されていてもよい。すなわち、入力回路１５による制御下で輝度が決定される構成において、入力回路１５の制御に設定部８２が有する第１設定ＰＳ１、第２設定ＰＳ２等のパラメータが利用されてもよい。このように、制御装置２００は、外光の明るさに基づいて、第１発光期間ＢＲ１，ＢＲ４における第２光源１１Ｇの輝度及び第３光源１１Ｂの輝度、第２発光期間ＢＲ２，ＢＲ５における第１光源１１Ｒの輝度及び第３光源１１Ｂの輝度ならびに第３発光期間ＢＲ３，ＢＲ６における第１光源１１Ｒの輝度及び第２光源１１Ｇの輝度を制御するようにしてもよい。
図６では、設定部８２が有するパラメータのうち第１設定ＰＳ１と第２設定ＰＳ２が図示されているが、他の色の光源の点灯時の輝度を設定するためのパラメータは、３種類以上あってもよい。どの設定を採用するかが分岐する外光の明るさの基準は、事前の測定等に基づいて適宜設定可能である。以上、図６を参照して説明した変形例は、実施形態１と実施形態２のいずれにも適用可能である。
なお、光源１１が有する複数の色の光源の組み合わせは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の組み合わせに限られるものでない。例えば、光源１１は、シアン、マゼンタ及びイエローの組み合わせによる３色の各々に対応する光源を有していてもよい。
光源装置Ｌ（又は光源装置ＬＢ）は、液晶表示パネルＰを照明可能であればよく、その具体的な配置については適宜変更可能である。例えば、図１で模式的に示すように、液晶表示パネルＰを照明する光源１１の発光面において、第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ、第３光源１１Ｂのような複数の色の光源が直接配置されていてもよいし、後述する図７Ａのような光源装置ＬＡ、図７Ｂのような光源装置ＬＢであってもよい。
図７Ａは、光源装置の構成例を示す模式図である。図７Ａに示すように、光源装置ＬＡは、液晶表示パネルＰを挟んで対向する位置に設けられた複数の光源１１Ｌを有する。光源１１Ｌは、液晶表示パネルＰの側方から光を発して液晶表示パネルＰを照明する。光源１１Ｌは、それぞれが第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ、第３光源１１Ｂを内包していてもよいし、各々の光源１１Ｌがそれぞれ異なる色の光源であってもよい。各々の光源１１Ｌがそれぞれ異なる色の光源である場合、光源の色として設定された複数の色（例えば赤色、緑色、青色等）の光源が少なくとも１つ以上設けられる。尚、図７では光源１１Ｌは、液晶表示パネルＰを挟んで対向する位置に設けられているが、片方の側面のみに設ける構成としてもよい。
図７Ｂは、光源装置ＬＢの構成例を示す模式図である。図７Ｂに示すように、液晶表示パネルＰの背面に設けられた導光板ＬＧＰに対して多色光源１１Ｍが側方に配置された構成を採用してもよい。多色光源１１Ｍは、例えば上述の第１光源１１Ｒ、第２光源１１Ｇ及び第３光源１１Ｂの組み合わせ又はシアン、マゼンタ及びイエローの組み合わせによる３色の各々に対応する光源を含み、１フレーム期間内の各フィールド期間で異なる色の光を発するよう制御される。
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 スイッチング素子
２ 画素電極
３ 液晶
４ 信号線
５ 走査線
５２ 微粒子
６ 共通電極
７ 表示部
８ 信号出力回路
９ 走査回路
１０ ＶＣＯＭ駆動回路
１１ 光源
１１Ｒ 第１光源
１１Ｇ 第２光源
１１Ｂ 第３光源
１２ 光源駆動回路
１３ タイミングコントローラ
１４ 電源回路
１５ 入力回路
１００ 表示装置
２００ 制御装置
３００ 表示システム
Ｐ 液晶表示パネル
Ｌ，ＬＡ，ＬＢ 光源装置

Claims (6)

  1. 対向する２枚の基板の間に高分子分散型液晶が封入された液晶表示パネルと、
    それぞれ異なる色の光を発する第１光源と、第２光源と、第３光源とを備え、
    前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源が発光する発光期間は、前記第１光源の輝度が前記第２光源の輝度よりも高くなるよう前記第１光源が発光し、かつ、前記第２光源が発光する第１発光期間と、前記第２光源の輝度が前記第３光源の輝度よりも高くなるよう前記第２光源が発光し、かつ、前記第３光源が発光する第２発光期間と、前記第３光源の輝度が前記第１光源の輝度よりも高くなるよう前記第３光源が発光し、かつ、前記第１光源が発光する第３発光期間とを含む
    表示装置。
  2. 前記第１光源は赤色の光を発し、
    前記第２光源は緑色の光を発し、
    前記第３光源は青色の光を発する
    請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記第１光源は、前記第３発光期間に発光する場合、前記第１発光期間の輝度の１％～５０％の輝度で発光し、
    前記第２光源は、前記第１発光期間に発光する場合、前記第２発光期間の輝度の１％～５０％の輝度で発光し、
    前記第３光源は、前記第２発光期間に発光する場合、前記第３発光期間の輝度の１％～５０％の輝度で発光する
    請求項１又は２に記載の表示装置。
  4. 対向する２枚の基板の間に高分子分散型液晶が封入された液晶表示パネルと、
    それぞれ異なる色の光を発する第１光源と、第２光源と、第３光源とを備える表示装置と、
    前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源の発光の制御に関する信号を出力する制御装置とを備える表示システムであって、
    前記第１光源、前記第２光源及び前記第３光源が発光する発光期間は、前記第１光源の輝度が前記第２光源の輝度よりも高くなるよう前記第１光源が発光し、かつ、前記第２光源が発光する第１発光期間と、前記第２光源の輝度が前記第３光源の輝度よりも高くなるよう前記第２光源が発光し、かつ、前記第３光源が発光する第２発光期間と、前記第３光源の輝度が前記第１光源の輝度よりも高くなるよう前記第３光源が発光し、かつ、前記第１光源が発光する第３発光期間とを含む
    表示システム。
  5. 前記制御装置は、前記第１発光期間に前記第２光源の発光を制御し、前記第２発光期間に前記第３光源の発光を制御し、前記第３発光期間に前記第１光源の発光を制御する
    請求項４に記載の表示システム。
  6. 前記第１光源は赤色の光を発し、
    前記第２光源は緑色の光を発し、
    前記第３光源は青色の光を発する
    請求項４又は５に記載の表示システム。
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