JP6646067B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

近年、表示領域が非矩形である表示装置の開発が行われている。全ての画素が矩形である場合、画素単位で表示制御を行うと、表示領域の最外周部分において、階段状のガタツキ表示が発生する場合がある。一方、ブラックマトリクス等によって、非表示領域を覆うことにより、表示領域の最外周部分を滑らかに表示しようとすると、表示領域と非表示領域の境界に位置する画素は、１画素を構成するサブ画素毎に部分的に覆われる面積が異なり、所望の色が表現できなくなるという問題が生じる。

このような問題に対応するため、特許文献１には、画素の形状を非矩形とすることにより、画像の明るさや視認性や忠実性を損なわずに、滑らかな外周輪郭を有する非矩形の表示領域を実現する技術が開示されている。

特開２０１５−８４１０４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の表示装置では、新たに非矩形の画素を設計する必要がある。

本発明は、矩形の画素が配列され、非矩形の表示領域を有する表示装置において、階段状のガタツキ表示の発生を抑制する技術を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態における表示装置は、表示領域が非矩形である表示装置であって、複数の色にそれぞれ対応する複数のサブ画素から構成されている矩形の画素が前記表示領域及び非表示領域に複数配置されており、画像の表示時に、前記表示領域と前記非表示領域の両方に一部が含まれる境界画素の輝度値を、全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、当該境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値との間となるように調整する、輝度値調整部を備える。

本実施形態の開示によれば、非矩形の表示領域と非表示領域との境界部分を視覚的にぼかして滑らかな表示とすることができるので、矩形の画素を用いた構成であっても、境界部分において階段状のガタツキ表示が生じるのを抑制することができる。

図１は、第１の実施形態における表示装置の外観形状を示す図である。 図２は、表示装置の表示領域の左上隅における角部の拡大図である。 図３は、１画素の構成を示す図である。 図４は、表示装置の表示領域の左上隅における角部の更なる拡大図である。 図５（ａ）は、本実施形態における表示装置による、表示領域の外周部分の表示例を示す図であり、図５（ｂ）は、比較例であって、表示領域の外周部分を画素単位で表示する表示例を示す図である。 図６は、第２の実施形態における表示装置による、表示領域の外周部分の表示例を示す図である。 図７は、円形形状の表示領域を示す図である。 図８は、半円形形状の表示領域を示す図である。

本発明の一実施形態における表示装置は、表示領域が非矩形である表示装置であって、複数の色にそれぞれ対応する複数のサブ画素から構成されている矩形の画素が前記表示領域及び非表示領域に複数配置されており、画像の表示時に、前記表示領域と前記非表示領域の両方に一部が含まれる境界画素の輝度値を、全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、当該境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値との間となるように調整する、輝度値調整部を備える（第１の構成）。

第１の構成によれば、非矩形の表示領域と非表示領域との境界部分を視覚的にぼかして滑らかな表示とすることができるので、矩形の画素を用いた構成であっても、境界部分において階段状のガタツキ表示が生じるのを抑制することができる。また、境界画素について、非表示領域に含まれる部分は、ブラックマトリクス等の遮光膜で覆わないので、所望の色が表現できなくなるという問題が生じることもない。

第１の構成において、前記輝度値調整部は、前記境界画素の面積のうち、前記非表示領域に含まれる面積が多いほど、全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、当該境界画素の輝度値を調整する構成としても良い（第２の構成）。

第２の構成によれば、非表示領域に含まれる面積が多い境界画素については、全てのサブ画素が非表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、輝度値を調整するので、表示領域と非表示領域の境界部分において、より滑らかな表示を実現することができる。

第１または第２の構成において、前記輝度値調整部は、前記境界画素の面積のうち、前記表示領域に含まれる面積が多いほど、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、当該境界画素の輝度値を調整する構成としても良い（第３の構成）。

第３の構成によれば、表示領域に含まれる面積が多い境界画素については、全てのサブ画素が表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、輝度値を調整するので、表示領域と非表示領域の境界部分において、より滑らかな表示を実現することができる。

第１から第３の構成において、前記輝度値調整部は、前記全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、前記境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値とが同じである場合、当該境界画素の輝度値が前記全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と等しくなるように調整する構成としても良い（第４の構成）。

第４の構成によれば、全てのサブ画素が非表示領域にある画素の輝度値と、境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が表示領域にある画素の輝度値とが同じである場合でも、違和感の無い表示を行うことができる。

［実施の形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

以下の説明では、表示装置が液晶ディスプレイであるものとして説明する。ただし、本発明による表示装置が液晶ディスプレイに限定されることはなく、有機ＥＬディスプレイやプラズマディスプレイ等でも良い。

表示装置は、例えばスマートフォンである。ただし、表示装置がスマートフォンに限定されることはなく、タブレット端末、テレビ、パソコンのディスプレイ、車載ディスプレイなど、非矩形の表示装置であれば良い。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態における表示装置１００の外観形状を示す図である。第１の実施形態における表示装置１００は、角部が直角ではなく、滑らかな曲線のＲ形状を有する非矩形の形状である。同様に、画像の表示領域１１も角部がＲ形状である非矩形の形状である。表示領域１１の外側は非表示領域１２である。

図２は、表示装置１００の表示領域１１の左上隅における角部の拡大図である。表示装置１００には、複数の画素２がマトリクス状に配置されている。各画素２は、矩形の形状である。図２において、表示領域の境界線１３の下側が表示領域１１であり、上側が非表示領域１２である。矩形形状の画素２は、表示領域１１だけでなく、非表示領域１２にも配置されている。

図３に示すように、１つの画素２は、３つのサブ画素２１〜２３により構成されている。各サブ画素２１〜２３は、カラー表示を行うために必要な複数の色にそれぞれ対応している。具体的には、各サブ画素２１〜２３の位置にはそれぞれ、赤色（Ｒ）フィルタ、緑色（Ｇ）フィルタ、青色（Ｂ）フィルタが設けられている。

図４は、表示装置１００の表示領域１１の左上隅における角部の更なる拡大図である。図４において、表示領域の境界線１３の下側が表示領域１１であり、上側が非表示領域１２である。表示領域１１が非矩形の場合、表示領域の境界線１３が画素と画素の間ではなく、画素の中を横切っている部分がある。このため、境界線１３が横切っている画素では、表示領域１１内に含まれる部分と、非表示領域１２内に含まれる部分とが存在する。このように、表示領域１１と非表示領域１２の両方に一部が含まれる画素を、本明細書では、境界画素と呼ぶ。

ここで、表示領域１１の外周部分の表示のために、画素単位で表示制御を行うと、画素が矩形であるために、特定の表示パターンにおいて、階段状のガタツキが生じる。

また、ブラックマトリクス等の遮光膜を用いて非表示領域を覆い隠すと、表示領域１１と非表示領域１２の両方に一部が含まれる境界画素については、１画素を構成するサブ画素毎に、部分的に覆われる面積が異なるため、所望の色が表現できなくなる。例えば、白を表示しようとしているのに、赤色フィルタに対応するサブ画素が覆い隠されていると、緑色と青色の混色であるシアン色となってしまう。

このため、本実施形態における表示装置１００では、表示領域１１及び非表示領域１２の両方の領域に一部が含まれる境界画素については、遮光膜で覆わずに、画像の表示時に、輝度値の調整を行うことによって、階段状のガタツキ表示が生じるのを抑制する。具体的には、境界画素の輝度値が、表示領域１１の画素の輝度値と非表示領域１２の画素の輝度値との間となるように、輝度調整を行う。これにより、表示領域１１と非表示領域１２の境界における輪郭を視覚的にぼかして、階段状のガタツキ表示の発生を抑制することができる。また、境界画素において、非表示領域１２に含まれる部分をブラックマトリクス等の遮光膜で覆うこともないので、上述した所望の色が表現できなくなるという問題が生じることもない。

輝度値の調整は、電気的な手法を用いて行う。すなわち、画素毎に設けられている画素電極と、画素電極に対向する対向電極との間の電圧を調整することによって、輝度値を調整する。この電圧の調整は、図示しない表示ドライバにより行われる。表示ドライバは、例えば、内部に駆動回路を有するＬＳＩチップからなる。すなわち、表示ドライバが輝度値の調整を行う輝度調整部として機能する。

輝度値の調整について、図４を参照しながら詳しく説明する。図４に示す画素１−１、１−２、１−３、２−１、２−２のうち、画素１−３は、全てのサブ画素が非表示領域１２内にあり、画素２−１は、全てのサブ画素が表示領域１１内にある。また、画素１−１、１−２、２−２は、境界画素である。

ここでは、非表示領域１２を黒色で表示するものとして説明する。例えば、画素１−３のように、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素は、ブラックマトリクス等の遮光膜で覆う。ただし、遮光膜で覆わずに、当該画素を黒色表示するようにしても良い。

この場合、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度値をＴ１、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値をＴ２、境界画素の輝度値をＴ３とすると、次式（１）の関係が成り立つ。ただし、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値Ｔ２とは、対象とする境界画素と隣接する画素のうち、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値である。例えば、対象とする境界画素が画素２−２の場合、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値Ｔ２は、画素２−１の輝度値、または、境界画素２−２の右隣の画素の輝度値である。
Ｔ１＜Ｔ３＜Ｔ２ …（１）

境界画素の輝度値Ｔ３は、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度値Ｔ１と、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値Ｔ２との中間値となるように調整する。ただし、境界画素の輝度値Ｔ３が、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度値をＴ１と、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値をＴ２との中間値に限定されることはなく、輝度値Ｔ１と輝度値Ｔ２との間の値であれば良い。

ただし、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素も黒色表示する場合には、式（１）の関係が成り立たない。このような場合も考慮して、少なくとも次式（２）の関係が成り立つように、輝度Ｔ３を調整する。
Ｔ１≦Ｔ３≦Ｔ２ …（２）

境界画素の輝度値は、非表示領域１２に含まれる面積が多いほど低くなるように設定する。図４に示す例では、境界画素である画素１−１、１−２、２−２のうち、画素１−２、画素２−２、画素１−１の順に、非表示領域１２に含まれる面積は多くなる。全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素２−１を白表示する場合、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素１−３の輝度値が最も低く、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素２−１の輝度値が最も高くなる。従って、画素１−１、画素１−２、画素１−３、画素２−１、画素２−２の輝度値をそれぞれＴ１−１、Ｔ１−２、Ｔ１−３、Ｔ２−１、Ｔ２−２とすると、次式（３）の関係が成り立つ。
Ｔ１−３＜Ｔ１−２＜Ｔ２−２＜Ｔ１−１＜Ｔ２−１ …（３）

図５（ａ）は、本実施形態における表示装置１００による、表示領域１１の外周部分の表示例を示す図である。また、図５（ｂ）は、比較例であって、表示領域１１の外周部分を画素単位で表示する表示例を示す図である。

図５（ｂ）に示す比較例では、画素単位で表示制御を行うため、表示領域１１の外周部分において、階段状のガタツキが生じている。一方、本実施形態における表示装置１００による表示方法では、図５（ａ）に示すように、非表示領域１２と表示領域１１の境界にある境界画素の輝度値を、非表示領域１２内にある画素の輝度値と表示領域１１内にある画素の輝度値との間の輝度値としている。これにより、非表示領域１２と表示領域１１の境界部分を視覚的にぼかして滑らかな表示とすることができるので、境界部分において階段状のガタツキが生じるのを抑制することができる。また、表示領域１１及び非表示領域１２の両方の領域に一部が含まれる境界画素について、非表示領域１２に含まれる部分は、ブラックマトリクス等の遮光膜で覆わないので、所望の色が表現できなくなるという問題が生じることもない。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、非表示領域１２が黒色であるものとして説明した。第２の実施形態では、非表示領域１２が白色である場合について説明する。この場合、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素は、白色の膜で覆うようにしても良いし、当該画素を白色表示するようにしても良い。

非表示領域１２が白色である場合、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度をＴ１、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度をＴ２、境界画素の輝度をＴ３とすると、次式（４）の関係が成り立つ。ただし、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値Ｔ２とは、対象とする境界画素と隣接する画素のうち、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値である。
Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ１ …（４）

境界画素の輝度値Ｔ３は、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度値をＴ１と、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値をＴ２との中間値となるように調整する。ただし、境界画素の輝度値Ｔ３が、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素の輝度値をＴ１と、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素の輝度値をＴ２との中間値に限定されることはなく、輝度値Ｔ１と輝度値Ｔ２との間の値であれば良い。

ただし、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素も白色表示する場合には、式（４）の関係が成り立たない。このような場合も考慮して、少なくとも次式（５）の関係が成り立つように、輝度Ｔ３を調整する。
Ｔ２≦Ｔ３≦Ｔ１ …（５）

境界画素の輝度値は、非表示領域１２に含まれる面積が多いほど高くなるように設定する。図４に示す例では、境界画素である画素１−１、１−２、２−２のうち、画素１−２、画素２−２、画素１−１の順に、非表示領域１２に含まれる面積は多くなる。全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素２−１を黒表示する場合、全てのサブ画素が表示領域１１内にある画素２−１の輝度値が最も低く、全てのサブ画素が非表示領域１２内にある画素１−３の輝度値が最も高くなる。従って、画素１−１、画素１−２、画素１−３、画素２−１、画素２−２の輝度値をそれぞれＴ１−１、Ｔ１−２、Ｔ１−３、Ｔ２−１、Ｔ２−２とすると、次式（６）の関係が成り立つ。
Ｔ２−１＜Ｔ１−１＜Ｔ２−２＜Ｔ１−２＜Ｔ１−３ …（６）

図６は、本実施形態における表示装置１００による、表示領域１１の外周部分の表示例を示す図である。図６に示すように、非表示領域１２と表示領域１１の境界にある境界画素の輝度値を、非表示領域１２内にある画素の輝度値と表示領域１１内にある画素の輝度値との間の輝度値としている。これにより、非表示領域１２と表示領域１１の境界部分を視覚的にぼかして滑らかな表示とすることができるので、境界部分において階段状のガタツキが生じるのを抑制することができる。また、表示領域１１及び非表示領域１２の両方の領域に一部が含まれる境界画素について、非表示領域１２に含まれる部分は、遮光膜で覆わないので、所望の色が表現できなくなるという問題が生じることもない。

以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

例えば、１画素は３つのサブ画素から構成されているものとして説明したが、２つのサブ画素から構成されていても良いし、４つ以上のサブ画素から構成されていても良い。例えば、１画素が４つのサブ画素から構成されている場合、４つのサブ画素は、赤色、緑色、青色、白色の４色に対応していても良いし、赤色、緑色、青色、黄色の４色に対応していても良い。

表示装置１００の表示領域１１の形状は、非矩形であれば、どのような形状でも良い。例えば、図７に示すような円形形状でも良いし、図８に示すような半円形形状でも良い。

非表示領域１２は、第１の実施形態で説明した黒色、及び第２の実施形態で説明した白色以外の色としても良い。

上述した各実施形態では、境界画素の輝度値を調整するものとして説明したが、全てのサブ画素が表示領域１１に含まれている画素であっても、表示領域１１と非表示領域１２の境界に近い画素については、輝度値を調整するようにしても良い。すなわち、全てのサブ画素が表示領域１１に含まれている画素のうち、表示領域１１と非表示領域１２の境界から近い画素については、全てのサブ画素が非表示領域１２にある画素の輝度値と、境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が表示領域１１にある画素の輝度値との間となるように、輝度値を調整する。

上記実施形態（変形例を含む）で説明した表示装置において、輝度調整部として機能する表示ドライバは、一例としてＬＳＩからなるものとして説明したが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。

また、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。

上記各実施形態で説明した処理の一部または全部は、プログラムにより実現されるものであってもよい。この場合、各処理の一部または全部は、コンピュータにおいて、中央演算装置（ＣＰＵ）、マイクロプロセッサ、プロセッサ等により行われる。それぞれの処理を行うためのプログラムは、ハードディスク、ＲＯＭなどの記憶装置に格納されており、ＲＯＭにおいて、あるいはＲＡＭに読み出されて実行される。記憶装置（記憶媒体）は、一時的でない有形のものであり、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。

上記実施形態で説明した各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。なお、上記実施形態に係る表示装置の表示処理をハードウェアにより実現する場合、各処理を行うためのタイミング調整を行う必要があるのは言うまでもない。上記実施形態においては、説明便宜のため、実際のハードウェア設計で生じる各種信号のタイミング調整の詳細については省略している。

２…画素、１１…表示領域、１２…非表示領域、２１、２２、２３…サブ画素、１００…表示装置

Claims (3)

1. 表示領域が非矩形である表示装置であって、
   複数の色にそれぞれ対応する複数のサブ画素から構成されている矩形の画素が前記表示領域及び非表示領域に複数配置されており、
   画像の表示時に、前記表示領域と前記非表示領域の両方に一部が含まれる境界画素の輝度値を調整する輝度値調整部を備え、
   前記非表示領域にある全てのサブ画素は、画像の表示時に、同一の輝度値を呈し、
   前記輝度値調整部は、
   前記全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、前記境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値とが異なる場合、全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、当該境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値との間となるように調整し、
   前記全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と、前記境界画素に隣接し、かつ、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値とが同じである場合、当該境界画素の輝度値が前記全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値と等しくなるように調整する、輝度値調整部を備える、表示装置。
2. 前記輝度値調整部は、前記境界画素の面積のうち、前記非表示領域に含まれる面積が多いほど、全てのサブ画素が前記非表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、当該境界画素の輝度値を調整する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記輝度値調整部は、前記境界画素の面積のうち、前記表示領域に含まれる面積が多いほど、全てのサブ画素が前記表示領域にある画素の輝度値に近くなるように、当該境界画素の輝度値を調整する、請求項１または２に記載の表示装置。