WO2016140119A1 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

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宮田 英利
正益 小林
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a driving method thereof, and more particularly to a technique for suppressing the occurrence of color shift in a field sequential type liquid crystal display device.
  • one pixel transmits a red pixel provided with a color filter that transmits red light, a green pixel provided with a color filter that transmits green light, and blue light. It is divided into three sub-pixels of a blue pixel provided with a color filter. Although color display is possible by the color filters provided in these three sub-pixels, about two-thirds of the backlight light irradiated on the liquid crystal panel is absorbed by the color filter. For this reason, the color filter type liquid crystal display device has a problem of low light utilization efficiency. Therefore, a field sequential type liquid crystal display device that performs color display without using a color filter has attracted attention.
  • one frame period which is a display period of one screen is divided into three fields.
  • a field is also called a subframe, but in the following description, the term “field” is used in a unified manner.
  • a field that displays a red screen based on the red component of the input image signal red field
  • a field that displays a green screen based on the green component of the input image signal green field
  • the field is divided into a field (blue field) for displaying a blue screen based on the blue component of the input image signal.
  • a field sequential type liquid crystal display device does not require a color filter.
  • the field sequential type liquid crystal display device has about three times the light utilization efficiency as compared with the color filter type liquid crystal display device. Therefore, the field sequential type liquid crystal display device is suitable for high luminance and low power consumption.
  • a combination of a red component data value, a green component data value, and a blue component data value (when a field for displaying white is provided, the red component data value and the green component data value
  • the color specified by the combination of the component data value, the blue component data value, and the white component data value) and taking the display order of the colors in the frame into account is referred to as “order color” for convenience.
  • colors are displayed in the order of “red, green, blue” in each frame, the red component data value is 128, the green component data value is 32, and the blue component data.
  • the value is 255.
  • the data value is typically a gradation value.
  • image display is performed by controlling the transmittance of each pixel with a voltage (liquid crystal applied voltage). In this regard, it takes several milliseconds as shown in FIG. 44 until the transmittance of the pixel reaches the target transmittance after data writing (voltage application) to the pixel is started. For this reason, in the field sequential type liquid crystal display device, the backlight of the corresponding color is switched from the off state to the on state after the liquid crystal responds to some extent in each field. That is, in the field sequential type liquid crystal display device, the backlight is turned on only in a part of the latter half of each field (for example, a period indicated by reference numeral T9 in FIG. 44).
  • Overdrive driving is a predetermined level corresponding to the data value of the input image signal of the current frame in accordance with the combination of the data value of the input image signal of the previous frame and the data value of the input image signal of the current frame. This is a driving method in which a driving voltage higher than the regulated voltage or a driving voltage lower than a predetermined gradation voltage corresponding to the data value of the input image signal of the current frame is supplied to the liquid crystal panel.
  • overdrive driving correction is performed to emphasize a temporal change (not a spatial change) of a data value with respect to an input image signal.
  • the liquid crystal responds so that the transmittance of the pixels reaches the target transmittance in each frame.
  • the pamphlet of International Publication No. 2010/084619 discloses an invention in which overdrive driving is applied to a field sequential liquid crystal display device.
  • the length of the period for writing data to each pixel is a color filter type liquid crystal. Compared to the display device, it is one third. For this reason, even when overdrive driving is employed, depending on the magnitude of the change in the data value of the input image signal from the previous field, the transmittance of the pixel within one field is as shown in FIG. The target transmittance may not be reached (see the portion indicated by reference numeral 90). This will be further described.
  • a source driver that can output only a voltage corresponding to a gradation value from 0 to 255 is used.
  • a source driver provided in a current general liquid crystal display device cannot output an expanded voltage (a voltage outside the voltage range corresponding to the gradation value from 0 to 255). For this reason, for example, when the gradation value of the previous field is 0 and the gradation value of the current field is 255, the gradation voltage cannot be corrected so as to increase the response speed of the liquid crystal. Therefore, as shown in FIG. 45, the transmittance of the pixel does not reach the target transmittance within one field. If the source driver is to be configured so that an extended voltage can be output, the displayable gradation value must be reduced. If it does so, display brightness will be reduced.
  • the TFT pixel TFT
  • the TFT is turned on / off in the pixel formation portion.
  • the charge accumulated in the pixel electrode is held.
  • the response of the liquid crystal is not completed in a very short time, the liquid crystal continues to respond to the electric field even after the TFT changes from the on state to the off state.
  • the liquid crystal is maintained in a constant state until another image is displayed (liquid crystal). Does not move). For this reason, the influence of the response characteristics of the liquid crystal on the display quality is relatively small.
  • the gradation value changes for each field except when colorless display is performed. For this reason, the state of the liquid crystal usually changes from field to field.
  • the following is performed in each field due to the fact that one frame period is divided into a plurality of fields (for example, three fields) and the liquid crystal step response. In many cases, the transmittance of the pixel does not reach the target transmittance before the transition to this field. From the above, in the field sequential type liquid crystal display device, color shift frequently occurs when color display is performed.
  • a color display as indicated by reference numeral 97 in FIG. 49 is to be performed, a color display as indicated by reference numeral 98 in FIG. 49 is performed.
  • an object of the present invention is to realize a field sequential type liquid crystal display device capable of suppressing the occurrence of color shift.
  • a first aspect of the present invention includes a backlight composed of light sources of a plurality of colors, and performs color display by switching a lighting pattern representing a combination of a lighting state / lighting state for the light sources of the plurality of colors for each field.
  • a field sequential type liquid crystal display device to perform A liquid crystal panel for displaying images; Digital gradation data which is data corresponding to each field obtained by performing color correction processing for changing saturation without changing hue to input pixel data indicating the color of the pixel.
  • a color correction unit to output as A digital gradation data correction unit that performs correction for emphasizing a temporal change in a data value with respect to the digital gradation data output from the color correction unit;
  • a liquid crystal panel driving unit for driving the liquid crystal panel based on the digital gradation data corrected by the digital gradation data correcting unit,
  • the color correction unit performs the color correction process on the input pixel data so that a color based on the pixel data obtained by the color correction process becomes a color that can be displayed on the liquid crystal panel by a field sequential method. It is characterized by giving.
  • the color correction unit A field allocating unit that allocates data of a plurality of colors included in the input pixel data to corresponding fields based on a display order of colors in a frame; A correction calculation unit that performs calculation processing using an arithmetic circuit as the color correction processing, The correction calculation unit performs the calculation process based on data in an order which is data obtained by assigning the data of the plurality of colors to a field by the field allocation unit without considering a color in a frame. It is characterized by.
  • the color correction unit determines that the color based on the pixel data obtained by the color correction process has a displayable range on the color space.
  • the color correction processing is performed on the input pixel data so that a color corresponding to a portion in contact with a region outside the displayable range in the region to be represented is obtained.
  • the color indicated by the input pixel data is represented by a point C
  • the intersection point between the surface including the point C and the achromatic color axis being a normal line and the achromatic color axis is represented by a point P.
  • the color correction unit obtains the coordinates of the point P and one axis forming the color space by projecting it onto a plane whose normal is the achromatic color axis. The distance from the point P to the point D is determined based on the angle between the straight line and the line segment PC.
  • the color indicated by the input pixel data is represented by a point C
  • the intersection point between the surface including the point C and the achromatic color axis being a normal line and the achromatic color axis is represented by a point P.
  • the color correction unit determines the distance from the point P to the point D based on the coordinates of the point P.
  • the color indicated by the input pixel data is represented by a point C
  • the intersection point between the surface including the point C and the achromatic color axis being a normal line and the achromatic color axis is represented by a point P.
  • a point corresponding to the base color is represented by D
  • a distance from a portion in contact with a region outside the displayable range to a point P in a region representing the displayable range is La
  • the point P corresponds to the color indicated by the input pixel data.
  • the color correction unit is configured so that the ratio of the length of the line segment PC to Lmax is equal to the ratio of the length of the line segment PD to La.
  • the distance from P to point D is determined.
  • One frame period is divided into a plurality of fields larger than the number of lighting patterns, A period in which the same lighting pattern appears is shorter than a period in which input pixel data for one frame period is input.
  • One frame period includes a field in which light sources of two or more colors among the light sources of the plurality of colors are turned on.
  • a ninth aspect of the present invention is the eighth aspect of the present invention.
  • the light sources of the plurality of colors include a red light source, a green light source, and a blue light source, In one frame period, a red field in which only the red light source is lit, a green field in which only the green light source is lit, a blue field in which only the blue light source is lit, and the red light source
  • the green light source and the blue light source are divided into four or more fields including at least one white field in which the green light source is turned on.
  • the color correction unit Determines whether the point on the line segment CP from the point C to the point P is a point to be processed one by one to determine whether the point to be processed corresponds to a color within the displayable range. The coordinates of the point corresponding to the color based on the corrected pixel data are determined based on the determination result.
  • An eleventh aspect of the present invention is the tenth aspect of the present invention.
  • the color correction unit assigns data corresponding to each lighting pattern obtained by performing a process of separating a white component to data of a processing target point to the four or more fields, and stores the data of the four or more fields. When all of the responses are possible, it is determined that the processing target point is a point corresponding to a color within the displayable range.
  • an arbitrary field among fields included in each frame period is defined as a target field
  • a data value of digital gradation data corresponding to the target field is defined as a display field value
  • a field immediately before the target field is defined.
  • the digital gradation data correction unit uses the display field value obtained by the color correction unit as the previous field obtained by the color correction unit. The correction is made according to the value.
  • a thirteenth aspect of the present invention is the twelfth aspect of the present invention, It further comprises a field memory capable of holding one screen of digital gradation data corresponding to the last field of each frame period among the digital gradation data obtained by the color correction unit.
  • the liquid crystal panel is Pixel electrodes arranged in a matrix; A common electrode disposed to face the pixel electrode; A liquid crystal sandwiched between the pixel electrode and the common electrode; A scanning signal line; A video signal line to which a video signal corresponding to the digital gradation data after correction by the digital gradation data correction unit is applied; A thin film transistor in which a control terminal is connected to the scanning signal line, a first conduction terminal is connected to the video signal line, a second conduction terminal is connected to the pixel electrode, and a channel layer is formed of an oxide semiconductor. It is characterized by that.
  • a fifteenth aspect of the present invention is the fourteenth aspect of the present invention.
  • the main component of the oxide semiconductor is composed of indium, gallium, zinc, and oxygen.
  • a backlight composed of light sources of a plurality of colors and a liquid crystal panel for displaying an image, and a lighting pattern representing a combination of a lighting state / lighting state for the light sources of the plurality of colors is one field.
  • a method of driving a field sequential type liquid crystal display device that performs color display by switching each time, Digital gradation data which is data corresponding to each field obtained by performing color correction processing for changing saturation without changing hue to input pixel data indicating the color of the pixel.
  • Color correction step to output as A digital gradation data correction step for performing correction for emphasizing a temporal change in the data value for the digital gradation data output in the color correction step;
  • a liquid crystal panel driving step for driving the liquid crystal panel based on the digital gradation data corrected by the digital gradation data correction step,
  • the color correction process is performed on the input pixel data so that a color based on the pixel data obtained by the color correction process becomes a color that can be displayed on the liquid crystal panel by a field sequential method. It is characterized by giving.
  • the hue is changed so that the corrected color becomes a color that can be displayed by the field-sequential method with respect to the input pixel data.
  • Correction processing is performed to change the saturation without causing it to occur. Human impressions of the displayed image change more greatly when the hue changes than when the lightness and saturation change, so color correction is performed without changing the hue in this way. The occurrence of shift is suppressed.
  • a field sequential type liquid crystal display device capable of suppressing the occurrence of color shift is realized.
  • the correction calculation unit calculates calculation processing without considering the color in the frame. Since such a configuration is adopted, the arithmetic circuit in the correction arithmetic unit can be simplified. Thereby, the effect of the cost reduction by circuit scale reduction is acquired.
  • color data that cannot be displayed is corrected so that the hue does not change and the amount of change in saturation is as small as possible. For this reason, occurrence of a large color shift when a color image is displayed is suppressed.
  • occurrence of a large color shift when a color image is displayed is suppressed.
  • the same effect as in the third aspect of the present invention can be obtained with a relatively small memory capacity.
  • the input pixel data is corrected so that all color data become displayable color data and gradation display is also performed for high-saturation colors.
  • This realizes a field sequential type liquid crystal display device that can suppress the occurrence of color shift and can perform gradation display even for highly saturated colors.
  • one frame period is divided into a larger number of fields than the number of prepared lighting patterns.
  • the period in which the same lighting pattern appears is shorter than the period in which the input pixel data for one frame is input.
  • the frequency of the luminance change based on each lighting pattern is increased as compared with the conventional case.
  • the occurrence of flicker is suppressed.
  • a field sequential type liquid crystal display device that can suppress the occurrence of color shift and flicker is realized.
  • one frame period includes a field where the mixed color component is displayed. For this reason, occurrence of color breakup is suppressed.
  • a field sequential type liquid crystal display device that can suppress the occurrence of color breakup and suppress the occurrence of color shift is realized.
  • a field in which the mixed color components of the three primary colors are displayed is included. For this reason, generation
  • a field sequential type liquid crystal display device capable of effectively suppressing occurrence of color breakup and suppressing occurrence of color shift is realized.
  • color data that cannot be displayed is corrected so that the hue does not change and the amount of change in saturation is as small as possible. For this reason, occurrence of a large color shift when a color image is displayed is suppressed.
  • a field sequential type liquid crystal display device capable of effectively suppressing occurrence of color breakup and color shift is realized.
  • the same effect as in the tenth aspect of the present invention can be obtained.
  • the data value correction amount (difference between the data value before correction and the data value after correction) when overdrive driving is performed becomes the data value of the previous field. Therefore, the transmittance of each pixel can reach the target transmittance within each field with higher accuracy. Thereby, generation
  • the thirteenth aspect of the present invention when correction for overdrive driving is performed on the data of the first field of each frame, the data value of the first field of the frame and the last field of one frame before It is possible to compare with the data value. For this reason, when moving image display is performed, overdrive driving correction can be effectively applied to the data in the first field of each frame. Thereby, in the field sequential type liquid crystal display device, occurrence of color shift is suppressed even when moving image display is performed.
  • a thin film transistor in which a channel layer is formed of an oxide semiconductor is used as a thin film transistor provided in a liquid crystal panel. For this reason, in addition to obtaining the effect of high definition and low power consumption, the writing speed can be increased as compared with the prior art. Thereby, generation
  • the same effect as in the fourteenth aspect of the present invention can be reliably achieved.
  • the same effect as in the first aspect of the present invention can be achieved in the driving method of the field sequential type liquid crystal display device.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a data correction circuit of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship between "the state of the liquid crystal in the previous field", “the gradation value of the input data in the display field (current field)", and “the gradation value corresponding to the transmitted transmittance”. It is a schematic diagram showing the order color displayable range in the field sequential type liquid crystal display device. It is a figure which shows the display order color space in case the display order of the color in a flame
  • FIG. 6 is a diagram for describing color correction processing in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing color correction processing in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing color correction processing in the first embodiment. It is a schematic diagram of the displayable range table in the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a digital gradation data correction unit in the first embodiment.
  • the said 1st Embodiment it is a figure which shows an example of the gradation value conversion lookup table. It is a figure for demonstrating the effect in the said 1st Embodiment. It is a figure for demonstrating overdrive drive. It is a block diagram which shows the structure of the data correction circuit in the 1st modification of the said 1st Embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing color correction processing in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing color correction processing in the second embodiment.
  • the said 4th Embodiment it is a figure for demonstrating a white separation process. It is a flowchart which shows the detailed procedure of the color correction process performed in the correction calculating part in the said 4th Embodiment. In the said 4th Embodiment, it is a figure for demonstrating a color correction process. It is a schematic diagram of the response availability table in the said 4th Embodiment. It is a block diagram which shows the whole structure of the liquid crystal display device which concerns on the modification of the said 4th Embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the data correction circuit in the modification of the said 4th Embodiment. It is a figure for demonstrating the structure of the flame
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between “the liquid crystal state in the previous field”, “the gradation value of the input data in the display field (current field)”, and “the gradation value corresponding to the reached transmittance”. Note that the state of the liquid crystal in the previous field is expressed in terms of gradation values.
  • the gradation value associated with the liquid crystal state in the previous field is defined as “previous gradation value” and the gradation value of the input data in the display field is defined as “current gradation value”
  • the transmittance of the pixel cannot reach the target transmittance in one field.
  • a portion indicated by reference numeral 73 and a portion indicated by reference numeral 74 are “combinations of previous gradation value and current gradation value” in which the transmittance of the pixel cannot reach the target transmittance in one field. It represents the corresponding color range.
  • the transmittance of the pixel in one field does not reach the target transmittance.
  • the relationship shown in FIG. 2 is an example, and differs depending on the response characteristics of the liquid crystal panel.
  • gradation values from 0 to 255 can be taken for all of R, G, and B.
  • the field sequential type liquid crystal display device as described above, the pixel transmittance cannot reach the target transmittance in one field as described above. “Combination of previous gradation value and current gradation value” ", There are order colors that cannot be displayed. Therefore, the order colors that can be displayed by the field sequential type liquid crystal display device are typically limited to the order colors in the region indicated by the thick solid line in FIG.
  • a range (region) represented by a set of displayable order colors is referred to as an “order color displayable range” for convenience.
  • first field: R 255
  • FIG. 5 the pixel transmittance does not reach the target transmittance in the red field and the green field.
  • image data data that is a generation source of an image displayed on the display unit of the liquid crystal display device. That is, the image data includes an input image signal, input gradation data, digital gradation data, and the like, which will be described later.
  • the order color displayable range changes depending on the display order of the colors in the frame, the order color displayable range does not change in the color space in which the color is assigned to each field.
  • a color space in consideration of the display order of colors in a frame is referred to as a “display order color space”.
  • the three axes forming the display order color space are referred to as “c1 axis”, “c2 axis”, and “c3 axis”, respectively.
  • the c1 axis is the axis associated with the color displayed in the first field
  • the c2 axis is the axis associated with the color displayed in the second field
  • the c3 axis is displayed in the third field. This is the axis associated with the color.
  • the display order color space is associated with the c1 axis associated with red and green as shown in FIG.
  • the c2 axis and the c3 axis associated with blue are formed.
  • Hue is a hue such as “red-yellow-green-blue-purple”.
  • Lightness is the degree of brightness of a color.
  • Saturation is the degree of color vividness.
  • FIG. 5 the lightness is shown in the vertical direction, and the vertical line represents the achromatic axis. The lightness increases as it goes above the achromatic color axis, and the lightness becomes lower as it goes below the achromatic color axis.
  • FIG. 6 is a view of the three-dimensional space shown in FIG. 5 as viewed from above. It is understood that colors such as “red, yellow, green, blue, and purple” exist around the achromatic color axis.
  • the hue represents the hue as described above, it is considered that the impression that the person receives with respect to the display image changes more greatly when the hue changes than when the brightness or saturation changes. .
  • the image data outside the order color displayable range is corrected to the image data within the order color displayable range so as not to change the hue. (Hereinafter referred to as “color correction processing”).
  • a point denoted by reference numeral 51 is a point representing an order color in which all data values of the first to third fields are 255.
  • a straight line connecting the origin O and a point denoted by reference numeral 51 is a pseudo achromatic color axis (hereinafter referred to as “pseudo achromatic color axis”) 52.
  • pseudo achromatic color axis a pseudo achromatic color axis
  • the saturation is represented by a distance from the pseudo achromatic color axis 52
  • the hue is represented by a circumference around the pseudo achromatic color axis 52. Is done.
  • a point P is an intersection of the surface including the point C and having the pseudo achromatic color axis 52 as a normal line and the pseudo achromatic color axis 52. That is, the point P is an achromatic color point.
  • the intersection of the line connecting point P and point C and the outermost part of the order color displayable range is represented by point K. Again, paying attention to point C, it is assumed that point C is a point representing an order color outside the order color displayable range.
  • the pseudo data toward the achromatic color point P is simulated on the surface having the pseudo achromatic color axis 52 as a normal line so that the corrected data becomes data within the order color displayable range.
  • the points representing the corrected sequential colors in FIGS. 7 and 8 are points on the line segment connecting the point K or the point K and the point P.
  • a combination of the lighting state / light-off state for a plurality of color light sources (LEDs) prepared as a backlight is referred to as a “lighting pattern”.
  • a pattern such as “red LED: lit state, green LED: unlit state, blue LED: unlit state” (only the red LED is lit) is one lighting pattern.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display device includes a preprocessing unit 100, a timing controller 200, a gate driver 310, a source driver 320, an LED driver 330, a liquid crystal panel 400, and a backlight 490.
  • the gate driver 310 and / or the source driver 320 may be provided in the liquid crystal panel 400.
  • the liquid crystal panel 400 includes a display unit 410 for displaying an image.
  • the preprocessing unit 100 includes a signal separation circuit 110, a data correction circuit 120, a first field memory 130 (1), a second field memory 130 (2), and a third field memory 130 (3).
  • an LED (light emitting diode) is used as the light source of the backlight 490.
  • a backlight 490 is constituted by a red LED, a green LED, and a blue LED.
  • a liquid crystal panel driving unit is realized by the timing controller 200, the gate driver 310, and the source driver 320.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of one frame period in the present embodiment.
  • a lighting pattern a first lighting pattern in which only red LEDs are lit, a second lighting pattern in which only green LEDs are lit, and a third lighting pattern in which only blue LEDs are lit.
  • a lighting pattern is provided.
  • the lighting pattern changes repeatedly in the order of “first lighting pattern, second lighting pattern, third lighting pattern”. That is, in one frame period, the first field (red field) in which a red screen is displayed based on the red component of the input image signal DIN and the green screen is displayed based on the green component of the input image signal DIN.
  • the red LED is lit in the second half of the first field
  • the green LED is lit in the second half of the second field
  • the third field is lit in a part of the latter half of the period.
  • the first field, the second field, and the third field are repeated.
  • a red screen, a green screen, and a blue screen are repeatedly displayed, and a desired color image is displayed on the display unit 410.
  • the order of lighting patterns in the frame is not particularly limited.
  • the lighting patterns may appear in the order of “third lighting pattern, second lighting pattern, first lighting pattern” (that is, colors may be displayed in the order of “blue, green, red”).
  • the display unit 410 includes a plurality (n) of source bus lines (video signal lines) SL1 to SLn and a plurality (m) of gate bus lines (scanning signal lines) GL1 to GLm. It is installed.
  • a pixel forming portion 4 for forming pixels is provided corresponding to each intersection of the source bus lines SL1 to SLn and the gate bus lines GL1 to GLm. That is, the display unit 410 includes a plurality (n ⁇ m) of pixel forming units 4.
  • the plurality of pixel forming portions 4 are arranged in a matrix to form a pixel matrix of m rows ⁇ n columns.
  • Each pixel forming portion 4 includes a TFT 40 which is a switching element having a gate terminal connected to a gate bus line GL passing through a corresponding intersection and a source terminal connected to a source bus line SL passing through the intersection.
  • the pixel electrode 41 connected to the drain terminal of the TFT 40, the common electrode 44 and the auxiliary capacitance electrode 45 provided in common to the plurality of pixel forming portions 4, and the pixel electrode 41 and the common electrode 44 are formed.
  • a liquid crystal capacitor 42 and an auxiliary capacitor 43 formed by the pixel electrode 41 and the auxiliary capacitor electrode 45 are included.
  • the liquid crystal capacitor 42 and the auxiliary capacitor 43 constitute a pixel capacitor 46.
  • an oxide TFT (a thin film transistor using an oxide semiconductor for a channel layer) can be employed. More specifically, In—Ga—Zn—O (indium gallium zinc oxide) which is an oxide semiconductor mainly containing indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O) is used.
  • In—Ga—Zn—O—TFT indium gallium zinc oxide
  • a TFT in which a channel layer is formed hereinafter referred to as “In—Ga—Zn—O—TFT”
  • In—Ga—Zn—O—TFT In—Ga—Zn—O—TFT
  • a transistor in which an oxide semiconductor other than In—Ga—Zn—O (indium gallium zinc oxide) is used for a channel layer can be employed.
  • an oxide semiconductor other than In—Ga—Zn—O indium gallium zinc oxide
  • at least one of indium, gallium, zinc, copper (Cu), silicon (Si), tin (Sn), aluminum (Al), calcium (Ca), germanium (Ge), and lead (Pb) is included.
  • the present invention does not exclude the use of TFTs other than oxide TFTs.
  • a signal separation circuit 110 in the preprocessing unit 100 separates an input image signal DIN sent from the outside into red input gradation data R, green input gradation data G, and blue input gradation data B, and outputs them. To do.
  • the data correction circuit 120 in the preprocessing unit 100 includes input gradation data (red input gradation data R, green input gradation data G, and blue input gradation data B) output from the signal separation circuit 110 and a timing controller. Processing for receiving color order signal SC output from 200 and correcting the order color data outside the order color displayable range to the order color data within the order color displayable range so as not to change the hue (color correction processing) )I do.
  • first to third digital gradation data which are digital gradation data for the first to third fields, are generated by this color correction processing.
  • the data correction circuit 120 further performs overdrive driving correction on the first to third digital gradation data.
  • the data correction circuit 120 outputs the data obtained as described above as application gradation data (application gradation data d (1) to d (3) for the first to third fields). A more detailed description of the data correction circuit 120 will be described later.
  • the first to third field memories 130 (1) to 130 (3) store application gradation data d (1) to d (3) for the first to third fields output from the data correction circuit 120, respectively. Is done.
  • the timing controller 200 reads the applied gradation data d (1) to d (3) for the first to third fields from the first to third field memories 130 (1) to (3), respectively, and outputs the digital video signal.
  • DV a gate start pulse signal GSP and a gate clock signal GCK for controlling the operation of the gate driver 310
  • a source start pulse signal SSP for controlling the operation of the source driver 320 LS
  • an LED driver control signal S1 for controlling the operation of the LED driver 330 are output.
  • the gate driver 310 Based on the gate start pulse signal GSP and the gate clock signal GCK sent from the timing controller 200, the gate driver 310 repeats application of the active scanning signal to each gate bus line GL with a period of one vertical scanning period.
  • the source driver 320 receives the digital video signal DV, the source start pulse signal SSP, the source clock signal SCK, and the latch strobe signal LS sent from the timing controller 200, and applies a driving video signal to each source bus line SL. At this time, the source driver 320 sequentially holds the digital video signal DV indicating the voltage to be applied to each source bus line SL at the timing when the pulse of the source clock signal SCK is generated. The held digital video signal DV is converted into an analog voltage at the timing when the pulse of the latch strobe signal LS is generated. The converted analog voltage is applied simultaneously to all the source bus lines SL1 to SLn as drive video signals.
  • the LED driver 330 outputs a light source control signal S2 for controlling the state of each LED constituting the backlight 490 based on the LED driver control signal S1 sent from the timing controller 200.
  • switching of the state of each LED is appropriately performed based on the light source control signal S2.
  • the scanning signals are applied to the gate bus lines GL1 to GLm, the driving video signals are applied to the source bus lines SL1 to SLn, and the state of each LED is appropriately switched, whereby the input image signal DIN is changed.
  • the corresponding image is displayed on the display unit 410 of the liquid crystal panel 400.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the data correction circuit 120 in the present embodiment.
  • This data correction circuit 120 includes a color correction unit 122, a first field digital gradation data correction unit 124 (1), a second field digital gradation data correction unit 124 (2), and a third field digital gradation data.
  • the data correction unit 124 (3) is used.
  • the color correction unit 122 includes a data allocation unit 1222 and a correction calculation unit 1224.
  • the first to third field digital gradation data correction units 124 (1) to 124 (3) are collectively referred to simply as “digital gradation data correction unit”.
  • Reference numeral 124 is attached to the digital gradation data correction unit.
  • the data allocation unit 1222 in the color correction unit 122 includes a color order signal SC output from the timing controller 200 and input gradation data (red input gradation data R, green input gradation data output from the signal separation circuit 110). G and blue input gradation data B) are input.
  • the color order signal SC is a signal indicating the display order of colors within a frame. In the present embodiment, the color order signal SC indicates that the display order of the colors in the frame is “red, green, blue”.
  • the data allocation unit 1222 allocates input gradation data (red input gradation data R, green input gradation data G, and blue input gradation data B) to the three fields according to the color order signal SC.
  • red input gradation data R is assigned to the first field
  • green input gradation data G is assigned to the second field
  • blue input gradation data R is assigned to the third field. That is, from the data allocation unit 1222, the data value of the red input gradation data R is output as the first field value C1, the data value of the green input gradation data G is output as the second field value C2, and the blue input level
  • the data value of the key data B is output as the third field value C3.
  • the correction calculation unit 1224 in the color correction unit 122 includes a calculation circuit, and performs color correction processing (calculation processing using the calculation circuit) on the first to third field values C1 to C3 output from the data allocation unit 1222.
  • the corrected data is output as first to third digital gradation data D1 to D3.
  • the data allocation unit 1222 assigns input gradation data to fields in accordance with the display order of colors in a frame.
  • the correction calculation unit 1224 performs calculation processing based on the data in the order that is data obtained by assigning the input gradation data (data of a plurality of colors) to the field without considering the color in the frame. .
  • the liquid crystal display device corrects image data outside the order color displayable range to image data within the order color displayable range by changing the saturation while maintaining the hue. Is done.
  • data before correction data corresponding to the first to third field values C1 to C3
  • data after correction first to third digital gradation data D1 to D1
  • a method of preparing a conversion table that associates data corresponding to D3) and correcting the data using the conversion table is conceivable (see FIG. 11).
  • the display order is six. Each field value can take 256 values.
  • FIG. 12 is a flowchart showing a detailed procedure of color correction processing performed by the correction calculation unit 1224 in the present embodiment.
  • a point representing the order color of interest is represented by C, and the coordinates of the point C are (C1, C2, C3) (see FIG. 13).
  • a surface including the point C and having the pseudo achromatic color axis 52 as a normal line is assumed, and the coordinates of the point P representing the achromatic color on the surface are obtained (step S110). Since the point P is a point representing an achromatic color, the values of the c1 axis, the c2 axis, and the c3 axis are all equal. That is, the coordinates of the point P are represented by (m, m, m) (in the present embodiment, m is an integer from 0 to 255). Further, the point P is a point having the shortest distance from the point C among the points on the pseudo achromatic color axis 52. From the above, the value of m is calculated by the following equation (1).
  • the distance L between point C and point P is calculated (step S120). Assuming that the distance between the origin O and the point P is M and the distance between the origin O and the point C is N, the following equation (2) is established from the three square theorem. Since the coordinates of the origin O are (0, 0, 0), the distance M between the origin O and the point P is expressed by the following equation (3), and the distance N between the origin O and the point C is expressed by the following equation (3) 4). Based on the above equations (1) to (4), the distance L between the points C and P is expressed by the following equation (5).
  • FIG. 14 is a top view of a plane including the point C and having the pseudo achromatic color axis 52 as a normal line.
  • the origin O is a starting point and a vector parallel to the line segment PC is a vector a
  • a unit vector extending from the origin O in the direction of the c1 axis is a vector b, as can be understood from FIG.
  • the maximum distance (maximum distance from the achromatic color point) La (see FIG. 13) at which the order color becomes a color within the order color displayable range is corresponding to the combination of m and cos ⁇ .
  • the correction calculation unit 1224 holds a table as shown in FIG. 16 (hereinafter referred to as “displayable range table”).
  • the value of La is acquired by referring to the displayable range table based on the value of m calculated in step S110 and the value of cos ⁇ calculated in step S130 (step S1). S140).
  • step S150 it is determined whether or not the value of L is larger than the value of La.
  • step S150 data correction (order color correction) is not performed. That is, the first to third field values C1 to C3 are output as they are as they are and are output from the correction calculation unit 1224 as the first to third digital gradation data D1 to D3.
  • the value of L is larger than the value of La, the color corresponding to the point D located at the distance La from the point P to the point C in the display order color space is set as the corrected order color (step). S160).
  • the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are calculated, and the calculated data values are output from the correction calculation unit 1224 as the first to third digital gradation data D1 to D3.
  • the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are expressed by the following equation (9) using a vector. By assigning a value to the right side of the above equation (9), the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are calculated.
  • the image data within the order color displayable range is corrected so that the hue of the image data outside the order color displayable range is not changed.
  • the first field digital gradation data correction unit 124 (1) receives the third digital gradation data D3 and the first digital gradation data D1, and the data value (gradation value) of the third digital gradation data D3. Accordingly, overdrive drive correction is performed on the first digital gradation data D1.
  • the second field digital gradation data correction unit 124 (2) receives the first digital gradation data D1 and the second digital gradation data D2, and receives the data value (gradation value) of the first digital gradation data D1. Accordingly, overdrive driving correction is performed on the second digital gradation data D2.
  • the third field digital gradation data correction unit 124 (3) receives the second digital gradation data D2 and the third digital gradation data D3, and the data value (gradation value) of the second digital gradation data D2. Accordingly, overdrive driving correction is performed on the third digital gradation data D3.
  • overdrive driving correction will be described in detail, focusing on one arbitrary order color.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the digital gradation data correction unit 124.
  • the digital gradation data correction unit 124 includes a gradation value conversion lookup table 125 described later.
  • the digital gradation data correction unit 124 receives the digital gradation data Qa of the previous field and the digital gradation data Qb of the display field (current field).
  • the data value (gradation value) of the digital gradation data Qa of the previous field is referred to as “previous field value”
  • the data value (gradation value) of the digital gradation data Qb of the display field is “display”. This is called a field value.
  • the digital gradation data correction unit 124 obtains an output value corresponding to the combination of the previous field value and the display field value based on the gradation value conversion lookup table 125.
  • the output value obtained based on the gradation value conversion lookup table 125 is output from the digital gradation data correction unit 124 as digital gradation data Q ′.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of the gradation value conversion lookup table 125.
  • the numerical values indicated in the leftmost column indicate the previous field values
  • the numerical values indicated in the uppermost line indicate the display field values.
  • the numerical value written at the position where each row intersects with each column indicates a gradation value (output value) corresponding to the drive voltage determined based on the combination of the previous field value and the display field value. Yes. For example, when the previous field value is “128” and the display field value is “192”, the output value is “210”. For example, when the previous field value is “128” and the display field value is “32”, the output value is “25”.
  • the output value in the gradation value conversion lookup table 125 is determined so that the digital gradation data is corrected to emphasize the temporal change of the data value.
  • the values stored in the gradation value conversion lookup table 125 correspond to the response characteristics measured in advance for the liquid crystal panel employed.
  • the gradation value conversion lookup table 125 shown in FIG. 18 only nine gradation values of 256 gradation values are stored as the previous field value and the display field value. That is, only values corresponding to a combination of some of the gradation values that can be expressed by the liquid crystal panel 400 are stored in the gradation value conversion lookup table 125 as output values. For this reason, for example, when the previous field value is “48” and the display field value is “140”, the output value cannot be obtained directly from the gradation value conversion lookup table 125. In such a case, an output value when the previous field value is “32” and the display field value is “128”, and an output when the previous field value is “32” and the display field value is “160”.
  • the output value when the previous field value is “48” and the display field value is “140” is determined by the interpolation calculation.
  • all the gradation values that can be expressed by the liquid crystal panel 400 are stored in the gradation value conversion lookup table 125 as the previous field value and the display field value. May be. According to this configuration, although the capacity of the memory to be mounted on the liquid crystal display device increases, no error due to the interpolation calculation occurs, so that the occurrence of color shift is more effectively suppressed.
  • the displayable range is wide as compared with the case where overdrive driving is not performed. Therefore, it is possible to make the color after correction closer to the color before correction.
  • the digital gradation data correction unit 124 performs overdrive driving correction based on the gradation values of two fields included in the same frame. Therefore, for the gradation value of the red field that is the first field of the frame, overdrive driving correction is performed in accordance with the gradation value of the blue field that is the third field of the current frame.
  • the gradation value of each field changes for each frame. Therefore, when the above-described configuration is adopted, a desired effect by overdrive driving cannot be obtained. This is because, as can be understood from FIG.
  • the data correction circuit 120 is configured so that the gradation value of the first field of each frame can be compared with the gradation value of the last field one frame before.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of the data correction circuit 120 in the present modification.
  • the data correction circuit 120 in this modification is provided with a delay field memory 126 in addition to the components in the first embodiment (see FIG. 1).
  • the delay field memory 126 stores the third digital gradation data D3 output from the color correction unit 122.
  • the third digital gradation data D3 stored in the delay field memory 126 is maintained for one frame period. Since such a delay field memory 126 is provided in the data correction circuit 120, the first field digital gradation data correction unit 124 (1) is one previous to the gradation value of the first field of the current frame. It is possible to compare the gradation value of the third field of this frame.
  • the first field digital gradation data correction unit 124 (1) in the present embodiment uses the first field gradation of the third field one frame before the first digital gradation data D1 output from the color correction unit 122. According to the adjustment value, correction for overdrive driving is performed.
  • one frame period is typically divided into three fields. Different colors of video are displayed in the three fields. By superimposing the images of these three fields on the retina of the observer by the afterimage phenomenon, the image for one frame is perceived by the observer.
  • the lighting state of the light source changes every field. In the case of the first embodiment, only the red LED is lit in the first field, only the green LED is lit in the second field, and only the blue LED is lit in the third field. Become.
  • the driving frequency of the entire light source is 180 Hz.
  • the driving frequency of the light source of that color is 60 Hz.
  • the luminance of the light source is constant, but in the field sequential type liquid crystal display device, the luminance changes according to the driving frequency of the light source of each color (monochromatic light source).
  • FIG. 22 is a block diagram showing an overall configuration of a liquid crystal display device according to this modification.
  • a fourth field memory 130 (4) is provided in the preprocessing unit 100.
  • One frame period is divided into four fields (first to fourth fields).
  • the same three lighting patterns (first to third lighting patterns) as those in the first embodiment are prepared. That is, one frame period is divided into a larger number of fields than the number of lighting patterns.
  • a frame count signal Fcnt for changing the output order of color (primary color) data depending on the frame is supplied from the timing controller 200 to the data correction circuit 120 in the preprocessing unit 100.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a configuration of the data correction circuit 120 in the present modification.
  • the data correction circuit 120 is provided with a field allocation unit 129 in addition to the components in the first embodiment (see FIG. 1).
  • the first to third display color digital gradation data correction units 128 are provided instead of the first to third field digital gradation data correction units 124 (1) to 124 (3) in the first embodiment.
  • the first to third display color digital gradation data correction units 128 are provided.
  • (1) to 128 (3) are provided.
  • the first to third display color digital gradation data correction units 128 (1) to 128 (3) are connected to the first to third field digital gradation data correction units 124 (1) to 124 (3), respectively. It operates in the same way.
  • applied gradation data d (1) ′ generated based on the red input gradation data R is output from the first display color digital gradation data correction unit 128 (1), and the second The applied gradation data d (2) ′ generated based on the green input gradation data G is output from the display color digital gradation data correction unit 128 (2), and the third display color digital gradation data correction is performed.
  • the applied gradation data d (3) ′ generated based on the blue input gradation data B is output from the unit 128 (3).
  • the field allocation unit 129 allocates the applied gradation data d (1) ′ to d (3) ′ to the four fields in accordance with the frame count signal Fcnt. It should be noted that “0”, “1”, and “2” are sequentially repeated as the data value of the frame count signal Fcnt. The data value of the frame count signal Fcnt changes at the timing when the frame is switched.
  • the data value of the frame count signal Fcnt is 0 in a frame in which lighting patterns appear in the order of “third lighting pattern, second lighting pattern, first lighting pattern, third lighting pattern”, and “second lighting pattern” ,
  • the first lighting pattern, the third lighting pattern, and the second lighting pattern the data value of the frame count signal Fcnt is 1 in the frame in which the lighting patterns appear in the order of“ first lighting pattern, third lighting pattern, second lighting pattern ”.
  • the data value of the frame count signal Fcnt is 2 in the frame in which the lighting pattern appears in the order of “lighting pattern, first lighting pattern”.
  • the field allocation unit 129 will be further described with reference to FIG.
  • the first to fourth frames are represented by symbols FR1 to FR4, and the first to fourth fields of each frame are represented by symbols F1 to F4.
  • Rj represents data based on the red input gradation data R of the jth frame
  • Gj represents data based on the green input gradation data G of the jth frame
  • Bj represents data based on the blue input gradation data B of the jth frame.
  • the field allocation unit 129 applies applied gradation data d (1) ′ to d (4) to the four fields (first to fourth fields F1 to F4) as follows. 3) Assign '.
  • First field F1 Application gradation data d (3) ′, ie, data based on blue input gradation data B
  • Second field F2 Application gradation data d (2) ′, ie, data based on green input gradation data
  • Fourth field F4 applied gradation data d (3) ′, ie, data based on blue input gradation data B
  • the field allocating unit 129 applies gradation data d (1) ′ to d (4) to the four fields (first to fourth fields F1 to F4) as follows. 3) Assign '.
  • First field F1 Application gradation data d (2) ′, ie, data based on green input gradation data G
  • Second field F2 Application gradation data d (1) ′, ie, data based on red input gradation data
  • Field F3 applied gradation data d (3) ′, ie, data based on blue input gradation data
  • Fourth field F4 applied gradation data d (2) ′, ie, data based on green input gradation data G
  • the field allocator 129 applies gradation data d (1) ′ to d (4) to the four fields (first to fourth fields F1 to F4) as follows. 3) Assign '.
  • First field F1 Application gradation data d (1) ′, ie, data based on red input gradation data
  • Second field F2 Application gradation data d (3) ′, ie, data based on blue input gradation data
  • Fourth field F4 applied gradation data d (1) ′, ie, data based on red input gradation data R
  • the above data allocation is repeated with a period of 3 frames.
  • the frame frequency in this modification is 60 Hz, and one frame period is divided into four fields, so the drive frequency of the entire light source is 240 Hz. Further, although one frame period is divided into four fields, since the data is allocated as described above, the same color screen is displayed every three fields. Therefore, the frequency of luminance change is 80 Hz.
  • Second Embodiment> ⁇ 2.1 Configuration> Since the overall configuration, the configuration of the data correction circuit, and the configuration of one frame period are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted (FIGS. 9, 1, and 10). The contents of the color correction process are different between the present embodiment and the first embodiment. Therefore, color correction processing in the present embodiment will be described below.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating a detailed procedure of color correction processing performed by the correction calculation unit 1224 in the present embodiment.
  • step S210 and step S220 processing similar to that in step S110 and step S120 (see FIG. 12) in the first embodiment is performed.
  • the displayable range table holds the maximum distance La so as to correspond to the combination of m and cos ⁇ (see FIGS. 13 and 16). If 256 cos ⁇ values are held, a memory capacity for holding (256 ⁇ 256) La values is required. Therefore, in this embodiment, in order to reduce the memory capacity, the distance Lm from the achromatic color point P to the point corresponding to the corrected order color is determined only by the value of m without depending on the value of cos ⁇ . Is done. That is, as shown in FIG. 26, the displayable range table in the present embodiment holds the correspondence between m and the distance Lm. Under such a premise, the value of Lm is acquired by referring to the displayable range table based on the value of m calculated in step S210 (step S230).
  • step S240 it is determined whether or not the value of L is larger than the value of Lm (step S240). As a result, if the value of L is less than or equal to the value of Lm, data correction (order color correction) is not performed. That is, the first to third field values C1 to C3 are output as they are as they are and are output from the correction calculation unit 1224 as the first to third digital gradation data D1 to D3. On the other hand, if the value of L is larger than the value of Lm, the color corresponding to the point D located at the distance Lm from the point P to the point C in the display order color space is set as the corrected order color (step). S250) (see FIGS. 27 and 28).
  • the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are calculated, and the calculated data values are output from the correction calculation unit 1224 as the first to third digital gradation data D1 to D3.
  • the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are expressed by the following equation (10) using a vector.
  • the image data within the order color displayable range is corrected so that the hue of the image data outside the order color displayable range is not changed.
  • a field-sequential liquid crystal display device capable of suppressing the occurrence of color shift can be realized with a smaller memory capacity than the first embodiment.
  • a point representing an arbitrary order color of interest is C
  • values of m, L, and cos ⁇ are obtained in the same manner as in the first embodiment.
  • a displayable range table similar to that in the first embodiment is provided, and the value of La is obtained based on the value of m and the value of cos ⁇ .
  • the point corresponding to the order color whose distance from the pseudo achromatic color axis 52 is Lmax in the display order color space is formed by a point on the surface formed by the c1 axis and the c2 axis, and the c2 axis and the c3 axis.
  • FIG. 30 is a flowchart showing a detailed procedure of color correction processing performed by the correction calculation unit 1224 in the present embodiment.
  • step S310 step S320, step S330, and step S340, processing similar to that in step S110, step S120, step S130, and step S140 (see FIG. 12) in the first embodiment is performed.
  • the distance Lo (see FIG. 29) between the points P and D is calculated (step S350).
  • the color corresponding to the point D located at the distance Lo from the point P to the point C in the display order color space is set as the corrected order color (step S360). That is, the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are calculated, and the calculated values are output from the correction calculation unit 1224 as the first to third digital gradation data D1 to D3. Note that the coordinates (D1, D2, D3) of the point D are expressed by the following equation (12) using a vector.
  • gradation display As described above, gradation display (gradation display) is also performed for high-saturation colors so that all the order colors after correction become order colors within the order color displayable range without changing the hue. Correction is performed on the image data.
  • the point corresponding to the order color after correction so that “Lmax: L La: Lo” holds for any order color.
  • the coordinates of D are determined.
  • the image data is corrected so that all color data can be displayed, and gradation display is also performed for high-saturation colors.
  • gradation display is performed in the high saturation portion as indicated by reference numeral 84 in FIG.
  • gradation display is also performed for a highly saturated color as indicated by reference numeral 85 in FIG.
  • the image data is corrected so that the hue does not change.
  • a field-sequential liquid crystal display device that can suppress the occurrence of color shift and can perform gradation display for high-saturation colors is realized.
  • the distance from the achromatic color point P to the point corresponding to the corrected sequence color is obtained based on the value of m and the value of cos ⁇ . It has been. However, instead of this, similarly to the second embodiment, the distance from the achromatic color point P to the point corresponding to the corrected order color is obtained by only the value of m without depending on the value of cos ⁇ . You may do it.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating the principle of occurrence of color breakup. 32, the vertical axis represents time, and the horizontal axis represents the position on the screen. Generally, when an object moves in the display screen, the observer's line of sight follows the object and moves in the moving direction of the object. For example, in the example shown in FIG. 32, when the white object moves from left to right in the display screen, the observer's line of sight moves in the direction of the oblique arrow.
  • FIG. 33 is a diagram showing a configuration of one frame period in the present embodiment.
  • a lighting pattern a first lighting pattern in which only a red LED is lit, a second lighting pattern in which only a green LED is lit, and a third lighting in which only a blue LED is lit
  • a pattern and a “fourth lighting pattern in which a red LED, a green LED, and a blue LED are turned on” are prepared.
  • the lighting pattern is repeatedly changed in the order of “first lighting pattern, second lighting pattern, third lighting pattern, fourth lighting pattern”. That is, in the present embodiment, as shown in FIG.
  • a first field (red field) in which a red screen is displayed and a second color field (in which a green screen is displayed) ( A green field), a third field (blue field) where a blue screen is displayed, and a fourth field (white field) where a white screen is displayed.
  • the red LED, the green LED, and the blue LED are lit in a part of the second half.
  • the first field, the second field, the third field, and the fourth field are repeated. Thereby, a red screen, a green screen, a blue screen, and a white screen are repeatedly displayed, and a desired color image is displayed on the display unit 410 while suppressing occurrence of color breakup.
  • lighting patterns in the frame is not particularly limited.
  • lighting patterns may appear in the order of “fourth lighting pattern, third lighting pattern, second lighting pattern, first lighting pattern” (that is, colors are displayed in the order of “white, blue, green, red”). May be).
  • FIG. 34 is a block diagram showing the overall configuration of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
  • a fourth field memory 130 (4) is provided in the preprocessing unit 100 in addition to the components in the first embodiment (see FIG. 9).
  • the fourth field memory 130 (4) stores the applied gradation data d (4) for the fourth field output from the data correction circuit 120.
  • FIG. 35 is a block diagram showing the configuration of the data correction circuit 120 in the present embodiment.
  • the data correction circuit 120 includes a color correction unit 122, a first field digital gradation data correction unit 124 (1), a second field digital gradation data correction unit 124 (2), and a third field digital gradation data.
  • the correction unit 124 (3), the fourth field digital gradation data correction unit 124 (4), and the delay field memory 126 are configured.
  • the color correction unit 122 includes a correction calculation unit 1224 having a white separation unit 1226 that performs white separation processing described later and a response availability table 1228 that is referred to during color correction processing described later. ing. Since the delay field memory 126 is provided, the occurrence of color shift is also suppressed when moving image display is performed, as in the first modification of the first embodiment.
  • the correction calculation unit 1224 in the color correction unit 122 includes a color order signal SC output from the timing controller 200 and input gradation data (red input gradation data R, green input gradation data output from the signal separation circuit 110). G and blue input gradation data B) are input.
  • the color order signal SC is a signal indicating the display order of colors within a frame. In the present embodiment, the color order signal SC indicates that the display order of the colors in the frame is “red, green, blue, white”.
  • the correction calculation unit 1224 performs color correction processing to be described later on the input gradation data, and outputs the corrected data as first to third digital gradation data D1 to D3.
  • a process of separating white data from RGB data (hereinafter referred to as “white separation process”) is performed during the color correction process.
  • white separation process Data conversion by this white separation process will be described.
  • each color component before conversion is as shown by reference numeral 86 in FIG.
  • the red component is the minimum component among the red component (R), the green component (G), and the blue component (B).
  • the size of the white component (W) is determined to be equal to the size of the red component before conversion.
  • the size of the green component after conversion is determined to the size indicated by reference numeral 861 in FIG.
  • the size of the blue component after conversion is determined to the size indicated by reference numeral 862 in FIG.
  • the size of the red component after conversion is set to zero.
  • the components of each color after conversion are as indicated by reference numeral 87 in FIG.
  • the size of the red component, the size of the green component, and the size of the blue component before white separation processing are represented as R1, G1, and B1, respectively.
  • G2, and B2, respectively, W2, R2, G2, and B2 are expressed by the following equations (13), (14), It is obtained by (15) and (16).
  • W2 Z (13)
  • R2 R1-Z (14)
  • G2 G1-Z (15)
  • B2 B1-Z (16)
  • Z min (R1, G1, B1) in the above equation (13).
  • the calculation formulas for the components of each color are not limited to the above formulas (13) to (16).
  • the white component size W2, the red component size R2, the green color component size G2, and the blue color component size B2 after white separation processing are performed using a separation factor k that is an integer between 0 and 1. May be obtained by the following equations (17), (18), (19), and (20), respectively.
  • W2 kZ (17)
  • R2 R1-kZ (18)
  • G2 G1-kZ (19)
  • B2 B1-kZ (20)
  • the order color displayable range can be estimated from the response characteristics of the liquid crystal in each liquid crystal display device.
  • the order color displayable range is estimated as a four-dimensional space range. Therefore, it is possible to prepare a conversion table in which the data before correction and the data after correction are associated with each other in the display order and correct the data using the conversion table.
  • a huge memory capacity is required. Therefore, in the present embodiment, by performing color correction processing as described below, occurrence of color breakup and color shift is suppressed without providing a huge memory capacity.
  • FIG. 37 is a flowchart showing a detailed procedure of color correction processing performed by the correction calculation unit 1224 in this embodiment.
  • a point (a point on the RGB color space) corresponding to the color of interest (RGB data) is represented by C, and the coordinates of the point C are (C1, C2, C3) (see FIG. 38).
  • the coordinates of the coloring point P are obtained (step S410). For this achromatic point P, the R value, G value, and B value are equal.
  • the coordinates of the point P are represented by (m, m, m).
  • the value of m is calculated by the above equation (1) as in the first embodiment. In this way, the coordinates of the achromatic color point P corresponding to the point C are obtained.
  • the points corresponding to the order colors in the displayable range are identified in the order of “point C (0), point C (1), point C (2),..., Point C (255)”.
  • it is determined whether or not the order color corresponding to each point is within the displayable range (steps S430 to S480).
  • the displayable range for the color having the same hue as the color corresponding to the point C is estimated, and the corrected color data value is determined based on the estimation result.
  • steps S430 to S480 are repeated until “point C (0), point C (1), point C (2), point C (2), ..., Point C (255) ".
  • point C (0) to point C (255) is referred to as a “processing target point.”
  • processing target point the point being processed from point C (0) to point C (255) is referred to as a “processing target point.”
  • the above-described white separation process is performed on the data of the processing target point (step S430).
  • four data values Wa, Ra, Ga, and Ba are calculated.
  • four data values (Wa, Ra, Ga, and Ba) are allocated to the four fields (first to fourth fields) (step S440).
  • step S450 to S480 For each field, is it possible to respond based on the data value (display field value) of the display field (determination target field) and the data value of the previous field of the display field (previous field value)? A determination of whether or not is made (steps S450 to S480).
  • “respondable” means that the liquid crystal responds so that the target transmittance can be obtained within a predetermined time when a voltage corresponding to the data value assigned to each field is applied to the liquid crystal. To do.
  • a response availability table 1228 as shown in FIG. 39 is held in the correction calculation unit 1224 in order to determine whether or not response is possible.
  • the response availability table 1228 stores a value indicating whether or not response is possible, corresponding to the combination of the display field value and the previous field value.
  • FIG. 39 shows only main values as the display field value and the previous field value. In the example shown in FIG. 39, “1” indicates that the response is possible, and “0” indicates that the response is impossible. For example, when the display field value is “32” and the previous field value is “192”, it is determined that a response is possible. For example, when the display field value is “255” and the previous field value is “192”, it is determined that the response is impossible.
  • steps S450 to S480 using this response availability table 1228, it is determined whether or not a response is possible for each field.
  • step S450 based on the data value of the first field and the data value of the fourth field of the previous frame, it is determined whether or not it is possible to respond with respect to the first field (step S450). If it is determined that the response is possible, the process proceeds to step S460. If it is determined that the response is impossible, the process returns to step S430. When the process returns to step S430, the process target point moves to the next point.
  • step S460 it is determined whether or not the second field can be responded based on the data value of the second field and the data value of the first field. If it is determined that the response is possible, the process proceeds to step S470, and if it is determined that the response is impossible, the process returns to step S430.
  • step S470 based on the data value of the third field and the data value of the second field, it is determined whether or not it is possible to respond with respect to the third field. If it is determined that the response is possible, the process proceeds to step S480, and if it is determined that the response is impossible, the process returns to step S430.
  • step S480 based on the data value of the fourth field and the data value of the third field, it is determined whether or not a response can be made with respect to the fourth field. If it is determined that the response is impossible, the process returns to step S430. On the other hand, when it is determined that the response is possible, the data value of the processing target point at that time point and the data value after the allocation to each field in step S440 is the corrected value of the point C. Data value.
  • the data values obtained as described above are output from the correction calculation unit 1224 as the first to fourth digital gradation data D1 to D4.
  • step S480 when it is determined in step S480 that the response is possible when the processing target point is the point C (10), the data value obtained based on the data value of the point C (10) The data value after correction of the color corresponding to C is determined. More specifically, in this case, four data values (Wa, Ra, Ga, and Ba) obtained by performing white separation processing on the data value (RGB value) of the point C (10) are expressed in four fields ( The data value obtained by allocating to the first to fourth fields) is determined as the corrected data value of the color corresponding to the point C.
  • the first field digital gradation data correction unit 124 (1) includes the first digital gradation data D1 and the fourth digital gradation data D4 stored in the delay field memory 126 (that is, the fourth digital gradation data one frame before). Digital gradation data) is received and overdrive driving correction is performed on the first digital gradation data D1 in accordance with the data value (gradation value) of the fourth digital gradation data D4.
  • the second field digital gradation data correction unit 124 (2) receives the first digital gradation data D1 and the second digital gradation data D2, and receives the data value (gradation value) of the first digital gradation data D1.
  • overdrive driving correction is performed on the second digital gradation data D2.
  • the third field digital gradation data correction unit 124 (3) receives the second digital gradation data D2 and the third digital gradation data D3, and the data value (gradation value) of the second digital gradation data D2. Accordingly, overdrive driving correction is performed on the third digital gradation data D3.
  • the fourth field digital gradation data correction unit 124 (4) receives the third digital gradation data D3 and the fourth digital gradation data D4, and the data value (gradation value) of the third digital gradation data D3. Accordingly, overdrive drive correction is performed on the fourth digital gradation data D4.
  • the gradation value correction method in each digital gradation data correction unit 124 is the same as in the first embodiment.
  • the color data that cannot be displayed is displayed by reducing the saturation so that the hue does not change. Correction to possible color data.
  • one frame period is divided into four fields, and the first to fourth lighting patterns appear once for each frame.
  • the present invention is not limited to this, and a configuration in which the number of fields included in one frame period is larger than the number of lighting patterns (configuration in the present modification) can also be adopted.
  • FIG. 40 is a block diagram showing an overall configuration of a liquid crystal display device according to this modification.
  • a fifth field memory 130 (5) is provided in the preprocessing unit 100.
  • One frame period is divided into five fields (first to fifth fields).
  • the same four lighting patterns (first to fourth lighting patterns) as in the fourth embodiment are prepared. That is, one frame period is divided into a larger number of fields than the number of lighting patterns.
  • the fifth field memory 130 (5) stores the applied gradation data d (5) for the fifth field output from the data correction circuit 120.
  • FIG. 41 is a block diagram showing a configuration of the data correction circuit 120 in the present modification.
  • the data correction circuit 120 is provided with a fifth field digital gradation data correction unit 124 (5) in addition to the components in the fourth embodiment (see FIG. 35).
  • the fifth field digital gradation data correction unit 124 (5) receives the fourth digital gradation data D4 and the fifth digital gradation data D5, and the data value (gradation value) of the fourth digital gradation data D4. Accordingly, overdrive driving correction is performed on the fifth digital gradation data D5.
  • FIG. 42 is a diagram for explaining a frame configuration in the present modification.
  • the display order of colors (the order in which lighting patterns appear) in each frame is determined as follows, with the four frames (first frame FR1 to fourth frame FR4 in FIG. 42) as one group. Yes.
  • First field F1 Red (first lighting pattern) Second field F2: green (second lighting pattern) Third field F3: Blue (third lighting pattern) Fourth field F4: white (fourth lighting pattern) Fifth field F5: Red (first lighting pattern) 2nd frame FR2 First field F1: green (second lighting pattern) Second field F2: Blue (third lighting pattern) Third field F3: White (fourth lighting pattern) Fourth field F4: red (first lighting pattern) Fifth field F5: green (second lighting pattern) 3rd frame FR3 First field F1: Blue (third lighting pattern) Second field F2: white (fourth lighting pattern) Third field F3: Red (first lighting pattern) Fourth field F4: green (second lighting pattern) Fifth field F5: Blue (third lighting pattern) 4th frame FR4 First field F1: White (fourth lighting pattern) Second field F2: Red (first lighting pattern) Third field F3: green (second lighting pattern) Fourth field F4: Blue (third lighting pattern) 4th frame FR4 First field F1: White (fourth lighting pattern) Second field F2:
  • the value of the color order signal SC given from the timing controller 200 to the correction calculation unit 1224 changes for each frame.
  • FIG. 43 is a flowchart showing a detailed procedure of color correction processing performed by the correction calculation unit 1224 in this modification.
  • steps S510 to S530 processing similar to that in steps S410 to S430 (see FIG. 37) in the fourth embodiment is performed.
  • step S540 four data values (Wa, Ra, Ga, and Ba) are allocated to five fields (first to fifth fields) in accordance with the display order indicated by the color order signal SC.
  • step S550 based on the data value of the first field and the data value of the fifth field of the previous frame, it is determined whether or not a response is possible for the first field.
  • steps S560 to S580 processing similar to that in steps S460 to S480 (see FIG. 37) in the fourth embodiment is performed.
  • step S590 based on the data value of the fifth field and the data value of the fourth field, it is determined whether or not a response is possible with respect to the fifth field. As described above, the data value of the corrected color (order color) is obtained as in the fourth embodiment.
  • the fourth embodiment in the field sequential type liquid crystal display device, it is possible to suppress the occurrence of color breakup and the occurrence of color shift.
  • the apparent refresh rate (frequency of luminance change) is increased, so that the occurrence of flicker is suppressed.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Pre-processing part 110 ... Signal separation circuit 120 ... Data correction circuit 122 ... Color correction part 124 (1) -124 (5) ... 1st-5th field digital gradation data correction part 125 ... Tone value conversion look Up table 126 ... Delay field memory 128 (1) to 128 (3) ... First to third display color digital gradation data correction units 130 (1) to 130 (5) ... First to fifth field memories 200 ... Timing controller 310 ... Gate driver 320 ... Source driver 330 ... LED driver 400 ... Liquid crystal panel 410 ... Display unit 490 ... Backlight 1222 ... Data allocation unit 1224 ... Correction calculation unit 1226 ... White separation unit 1228 ... Response availability table

Abstract

 色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を実現する。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、画素の色を示す入力階調データに対して色相を変化させることなく彩度を変化させる色補正処理を施して当該色補正処理によって得られる画素データを各フィールドに対応するデータであるデジタル階調データ(D1~D3)として出力する色補正部(122)と、色補正部(122)から出力されたデジタル階調データ(D1~D3)に対してデータ値の時間的変化を強調する補正を行うデジタル階調データ補正部(124)とが設けられる。色補正部(122)は、色補正処理によって得られる画素データに基づく色が液晶パネルにフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、入力階調データに対して色補正処理を施す。

Description

液晶表示装置およびその駆動方法
 本発明は、液晶表示装置およびその駆動方法に関し、更に詳しくは、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において色シフトの発生を抑制する技術に関する。
 一般に、カラー表示を行う液晶表示装置では、1つの画素は、赤色光を透過するカラーフィルタが設けられた赤色画素,緑色光を透過するカラーフィルタが設けられた緑色画素,および青色光を透過するカラーフィルタが設けられた青色画素の3つのサブ画素に分割されている。これら3つのサブ画素に設けられたカラーフィルタによってカラー表示が可能となっているが、液晶パネルに照射されるバックライト光の約3分の2がカラーフィルタで吸収される。このため、カラーフィルタ方式の液晶表示装置は光利用効率が低いという問題を有する。そこで、カラーフィルタを用いずにカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が注目されている。
 フィールドシーケンシャル方式を採用する一般的な液晶表示装置では、1画面の表示期間である1フレーム期間は3つのフィールドに分割されている。なお、フィールドはサブフレームとも呼ばれるが、以下の説明では、統一してフィールドの語を用いる。例えば、1フレーム期間は、入力画像信号の赤色成分に基づいて赤色の画面を表示するフィールド(赤色フィールド)と、入力画像信号の緑色成分に基づいて緑色の画面を表示するフィールド(緑色フィールド)と、入力画像信号の青色成分に基づいて青色の画面を表示するフィールド(青色フィールド)とに分割されている。以上のようにして1つずつ原色を表示することにより、液晶パネルにカラー画像が表示される。このようにしてカラー画像の表示が行われるので、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置ではカラーフィルタが不要となる。これにより、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて光利用効率が約3倍になる。従って、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置は、高輝度化や低消費電力化に適している。
 なお、本明細書においては、赤色成分のデータ値と緑色成分のデータ値と青色成分のデータ値との組合せ(白色を表示するフィールドが設けられている場合には、赤色成分のデータ値と緑色成分のデータ値と青色成分のデータ値と白色成分のデータ値との組合せ)で特定される色であってフレーム内での色の表示順序を考慮したものを便宜上「順序色」という。例えば、「第1フィールド:R=128,第2フィールド:G=32,第3フィールド:B=255」で特定される色が1つの順序色である。この例では、各フレームにおいて「赤色,緑色,青色」の順序で色の表示が行われ、赤色成分のデータ値が128であって、緑色成分のデータ値が32であって、青色成分のデータ値が255である。データ値とは、典型的には階調値である。
 ところで、液晶表示装置においては、各画素の透過率を電圧(液晶印加電圧)で制御することによって画像表示が行われる。これに関し、画素へのデータの書き込み(電圧の印加)が開始されてから画素の透過率が目標透過率に到達するまでには図44に示すように数ミリ秒を要する。このため、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、各フィールドにおいて液晶がある程度応答した後に該当色のバックライトが消灯状態から点灯状態に切り替えられる。すなわち、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、バックライトは、各フィールドにおいて後半の一部の期間(例えば、図44で符号T9で示す期間)のみに点灯状態とされる。
 また、液晶表示装置においては、液晶の応答速度の低さに起因して、例えば動画表示の際に充分な画質が得られないことがある。そこで、液晶の応答速度の低さへの対策として、従来より、オーバードライブ駆動(オーバーシュート駆動)と呼ばれる駆動方式が採用されている。オーバードライブ駆動とは、1フレーム前の入力画像信号のデータ値と現フレームの入力画像信号のデータ値との組み合わせに応じて、現フレームの入力画像信号のデータ値に対応する予め決められた階調電圧よりも高い駆動電圧あるいは現フレームの入力画像信号のデータ値に対応する予め決められた階調電圧よりも低い駆動電圧を液晶パネルに供給する駆動方式である。すなわち、オーバードライブ駆動によれば、入力画像信号に対してデータ値の(空間的変化ではなく)時間的変化を強調する補正が施される。このようなオーバードライブ駆動を採用することにより、カラーフィルタ方式の液晶表示装置では、各フレーム内で画素の透過率が目標透過率に到達するよう液晶が応答している。
 なお、本件発明に関連して、国際公開2010/084619号パンフレットには、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置にオーバードライブ駆動を適用した発明が開示されている。
国際公開2010/084619号パンフレット
 上述したフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、1フレーム期間は典型的には3つのフィールドに分割されているので、各画素へのデータの書き込みのための期間の長さがカラーフィルタ方式の液晶表示装置に比べて3分の1となっている。このため、オーバードライブ駆動が採用されている場合であっても、前フィールドからの入力画像信号のデータ値の変化の大きさによっては、図45に示すように1フィールド内で画素の透過率が目標透過率に到達しないことがある(符号90で示す部分を参照)。これに関して更に説明する。現在の一般的な液晶表示装置においては、例えば0から255までの階調値に対応する電圧のみを出力することができるソースドライバが用いられている。すなわち、現在の一般的な液晶表示装置に設けられているソースドライバは、拡張された電圧(0から255までの階調値に対応する電圧の範囲外の電圧)を出力することができない。このため、例えば前フィールドの階調値が0であって現フィールドの階調値が255である場合には、液晶の応答速度を高めるように階調電圧を補正することができない。従って、図45に示したように、1フィールド内で画素の透過率は目標透過率には到達しない。仮に拡張された電圧の出力が可能となるようにソースドライバを構成しようとすると、表示可能な階調値を少なくせざるを得ない。そうすると、表示輝度を低下させることになる。
 また、「液晶のステップ応答」の観点からも、1フィールド内で画素の透過率が目標透過率に到達することは難しい。ここで、「液晶のステップ応答」について説明する。画素へのデータの書き込みが行われる際、画素形成部においてTFT(画素TFT)のオン/オフが行われる。TFTがオフ状態になると、画素電極に蓄積された電荷は保持される。しかしながら、ごく短時間で液晶の応答が完了するのではないため、TFTがオン状態からオフ状態に変化した後も、電場によって液晶は応答し続ける。ここで、電荷Qと容量Cと電圧Vとの間には、“Q=CV”の関係が成立している。TFTがオフ状態となった後に液晶が応答すると、電極間の容量Cが変化し、“Q=CV”の関係を満たすように電圧Vも変化する。従って、画素への1回だけの書き込みでは、目標透過率が得られる程度にまで液晶は応答しない。このため、カラーフィルタ方式の液晶表示装置では、数フレームかけて液晶が応答するように見える。このように数フレームかけて液晶が応答することを「液晶のステップ応答」という。
 ところで、カラーフィルタ方式の液晶表示装置で静止画表示が行われるときには、一旦画像が表示されると、次に別の画像が表示されるまでの期間を通じて液晶は一定の状態で維持される(液晶は動かない)。このため、液晶の応答特性が表示品位に与える影響は比較的小さい。これに対して、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、無色の表示が行われる場合を除いて、フィールド毎に階調値が変化する。このため、通常、フィールド毎に液晶の状態が変化する。また、上述したように、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、1フレーム期間が複数のフィールド(例えば3つのフィールド)に分割されていることや液晶のステップ応答に起因して、各フィールドにおいて次のフィールドに遷移するまでに画素の透過率が目標透過率に到達しないことが多い。以上のことから、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、カラー表示が行われる際に色シフトが頻繁に発生する。
 ここで、図46~図48を参照しつつ、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で白色,赤色,および黄色の画像を表示したときの現象について説明する。なお、この液晶表示装置では256階調の階調表示が可能であって、1フレーム期間は赤色フィールド,緑色フィールド,および青色フィールドからなるものと仮定する。また、図46~図48において、「MIN」は階調値0に相当する透過率を表し、「MAX」は階調値255に相当する透過率を表している。白色の画像を表示したときには、図46に示すように、液晶は一定の状態で維持される。このため、色シフトは発生することなく、白色の画像が表示される。赤色の画像を表示したときには、液晶の状態は図47に示すように変化する。赤色フィールドに着目すると、前フレームの青色フィールドからの階調値の変化が大きいために、符号91で示すように、画素の透過率は目標透過率には到達していない。このため、赤色は所望の輝度では表示されない。また、緑色フィールドに着目すると、赤色フィールドからの階調値の変化が大きいために、符号92で示すように、画素の透過率は目標透過率には到達していない。このため、緑色は表示されないべきであるにもかかわらず、緑色の表示が行われる。以上より、赤色の画像を表示したときには、色シフトが発生する。黄色の画像を表示したときには、液晶の状態は図48に示すように変化する。赤色フィールドに着目すると、前フレームの青色フィールドからの階調値の変化が大きいために、符号93で示すように、画素の透過率は目標透過率には到達していない。このため、赤色は所望の輝度では表示されない。また、青色フィールドに着目すると、緑色フィールドからの階調値の変化が大きいために、符号94で示すように、画素の透過率は目標透過率には到達していない。このため、青色は表示されないべきであるにもかかわらず、青色の表示が行われる。以上より、黄色の画像を表示したときには、色シフトが発生する。
 以上のように、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、画素の透過率が目標透過率に到達しないようなフィールドを生ずる順序色(例えば、図47に示したような「第1フィールド:R=255,第2フィールド:G=0,第3フィールド:B=0」で特定される色)を含む画像が表示される際に、色シフトが発生する。模式的に示すと、例えば図49で符号97で示すような色の表示が行われるべきときに、図49で符号98で示すような色の表示が行われてしまう。
 そこで本発明は、色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を実現することを目的とする。
 本発明の第1の局面は、複数色の光源からなるバックライトを有し、前記複数色の光源についての点灯状態/消灯状態の組合せを表す点灯パターンを1フィールド毎に切り替えることによってカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、
 画像を表示する液晶パネルと、
 画素の色を示す入力画素データに対して色相を変化させることなく彩度を変化させる色補正処理を施し、前記色補正処理によって得られる画素データを各フィールドに対応するデータであるデジタル階調データとして出力する色補正部と、
 前記色補正部から出力されたデジタル階調データに対してデータ値の時間的変化を強調する補正を行うデジタル階調データ補正部と、
 前記デジタル階調データ補正部による補正後のデジタル階調データに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動部と
を備え、
 前記色補正部は、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が前記液晶パネルにフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする。
 本発明の第2の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記色補正部は、
  前記入力画素データに含まれる複数の色のデータを、フレーム内における色の表示順序に基づいて、それぞれ対応するフィールドに割り当てるフィールド割り振り部と、
  前記色補正処理として演算回路を用いた演算処理を行う補正演算部と
を含み、
 前記補正演算部は、フレーム内における色を考慮することなく、前記フィールド割り振り部による前記複数の色のデータのフィールドへの割り当てによって得られるデータである順番のデータに基づいて前記演算処理を行うことを特徴とする。
 本発明の第3の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記色補正部は、前記入力画素データの示す色がフィールドシーケンシャル方式での表示可能範囲外の色であるときには、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が色空間上において表示可能範囲を表す領域のうち表示可能範囲外の領域と接する部分に対応する色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする。
 本発明の第4の局面は、本発明の第3の局面において、
 色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表したとき、前記色補正部は、点Pの座標と、色空間を形成する1つの軸を前記無彩色軸を法線とする面に射影することによって得られる直線と線分PCとの間の角度とに基づいて、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする。
 本発明の第5の局面は、本発明の第3の局面において、
 色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表したとき、前記色補正部は、点Pの座標に基づいて、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする。
 本発明の第6の局面は、本発明の第1の局面において、
 色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表し、表示可能範囲を表す領域のうち表示可能範囲外の領域と接する部分から点Pまでの距離をLaとし、点Pから入力画素データの示す色に対応する点までの距離として取り得る最大値をLmaxとしたとき、前記色補正部は、Lmaxに対する線分PCの長さの割合とLaに対する線分PDの長さの割合とが等しくなるように、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする。
 本発明の第7の局面は、本発明の第1の局面において、
 1フレーム期間は、点灯パターンの数よりも多い数の複数のフィールドに分割され、
 1フレーム期間分の入力画素データが入力される周期よりも同じ点灯パターンが現れる周期の方が短いことを特徴とする。
 本発明の第8の局面は、本発明の第1の局面において、
 1フレーム期間には、前記複数色の光源のうちの2色以上の光源が点灯状態となるフィールドが含まれていることを特徴とする。
 本発明の第9の局面は、本発明の第8の局面において、
 前記複数色の光源は、赤色の光源,緑色の光源,および青色の光源からなり、
 1フレーム期間は、前記赤色の光源のみが点灯状態となる赤色フィールド,前記緑色の光源のみが点灯状態となる緑色フィールド,前記青色の光源のみが点灯状態となる青色フィールド,および前記赤色の光源と前記緑色の光源と前記青色の光源とが点灯状態となる白色フィールドを少なくとも1フィールドずつ含む4つ以上のフィールドに分割されていることを特徴とする。
 本発明の第10の局面は、本発明の第9の局面において、
 色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表したとき、前記色補正部は、点Cから点Pへと向かって線分CP上の点を1点ずつ処理対象点として当該処理対象点が表示可能範囲内の色に対応する点であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて補正後の画素データに基づく色に対応する点の座標を決定することを特徴とする。
 本発明の第11の局面は、本発明の第10の局面において、
 前記色補正部は、処理対象点のデータに対して白色成分を分離する処理を施すことによって得られる各点灯パターンに対応するデータを前記4つ以上のフィールドに割り当て、前記4つ以上のフィールドの全てにおいて応答可能となる場合に、処理対象点は表示可能範囲内の色に対応する点である旨の判定を行うことを特徴とする。
 本発明の第12の局面は、本発明の第1の局面において、
 各フレーム期間に含まれるフィールドのうちの任意のフィールドを着目フィールドと定義し、前記着目フィールドに対応するデジタル階調データのデータ値を表示フィールド値と定義し、前記着目フィールドの1つ前のフィールドに対応するデジタル階調データのデータ値を前フィールド値と定義したとき、前記デジタル階調データ補正部は、前記色補正部で得られた表示フィールド値を前記色補正部で得られた前フィールド値に応じて補正することを特徴とする。
 本発明の第13の局面は、本発明の第12の局面において、
 前記色補正部で得られたデジタル階調データのうち各フレーム期間の最後のフィールドに対応するデジタル階調データを1画面分保持することのできるフィールドメモリを更に備えることを特徴とする。
 本発明の第14の局面は、本発明の第1の局面において、
 前記液晶パネルは、
  マトリクス状に配置された画素電極と、
  前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、
  前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶と、
  走査信号線と、
  前記デジタル階調データ補正部による補正後のデジタル階調データに応じた映像信号が印加される映像信号線と、
  前記走査信号線に制御端子が接続され、前記映像信号線に第1導通端子が接続され、前記画素電極に第2導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタと
を含むことを特徴とする。
 本発明の第15の局面は、本発明の第14の局面において、
 前記酸化物半導体の主成分は、インジウム,ガリウム,亜鉛,および酸素から成ることを特徴とする。
 本発明の第16の局面は、複数色の光源からなるバックライトと画像を表示する液晶パネルとを有し、前記複数色の光源についての点灯状態/消灯状態の組合せを表す点灯パターンを1フィールド毎に切り替えることによってカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の駆動方法であって、
 画素の色を示す入力画素データに対して色相を変化させることなく彩度を変化させる色補正処理を施し、前記色補正処理によって得られる画素データを各フィールドに対応するデータであるデジタル階調データとして出力する色補正ステップと、
 前記色補正ステップで出力されたデジタル階調データに対してデータ値の時間的変化を強調する補正を行うデジタル階調データ補正ステップと、
 前記デジタル階調データ補正ステップによる補正後のデジタル階調データに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動ステップと
を含み、
 前記色補正ステップでは、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が前記液晶パネルにフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする。
 本発明の第1の局面によれば、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、入力画素データに対して、補正後の色がフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、色相を変化させることなく彩度を変化させる補正処理が施される。表示画像に対して人が受ける印象は明度や彩度が変化したときよりも色相が変化したときの方が大きく変わるので、このように色相を変化させることなく色の補正が行われることによって色シフトの発生が抑制される。以上より、色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第2の局面によれば、色補正処理が行われる前に、フレーム内における色の表示順序に従って、複数の色のデータをフィールドに割り当てる処理が行われる。そして、補正演算部では、この割り当てによって得られた順番のデータに基づいて演算処理が行われる。すなわち、補正演算部では、フレーム内における色を考慮することなく、演算処理が行われる。このような構成が採用されているので、補正演算部内の演算回路の簡素化が可能となる。これにより、回路規模低減によるコスト低減の効果が得られる。
 本発明の第3の局面によれば、表示することのできない色のデータについては、色相が変化しないよう、かつ、できるだけ彩度の変化量が小さくなるように補正が行われる。このため、カラー画像を表示した際に大きな色シフトが発生することが抑制される。
 本発明の第4の局面によれば、本発明の第3の局面と同様、カラー画像を表示した際に大きな色シフトが発生することが抑制される。
 本発明の第5の局面によれば、比較的少ないメモリ容量で、本発明の第3の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第6の局面によれば、全ての色のデータが表示可能な色のデータになるとともに高彩度の色についてもグラデーション表示が行われるよう、入力画素データに対して補正が施される。これにより、色シフトの発生を抑制することができ、かつ、高彩度の色についてもグラデーション表示を行うことができる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第7の局面によれば、1フレーム期間は、用意されている点灯パターンの数よりも多い数のフィールドに分割される。そして、1フレーム分の入力画素データが入力される周期よりも同じ点灯パターンが現れる周期の方が短くされる。これにより、従来よりも、各点灯パターンに基づく輝度変化の周波数が高められる。その結果、フリッカの発生が抑制される。以上より、色シフトの発生およびフリッカの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第8の局面によれば、1フレーム期間には、混色成分の表示が行われるフィールドが含まれている。このため、色割れの発生が抑制される。以上より、色割れの発生を抑制するとともに色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第9の局面によれば、1フレーム期間には、三原色のそれぞれの単色表示が行われる3つのフィールドに加えて、三原色の混色成分の表示が行われるフィールドが含まれている。このため、より効果的に色割れの発生が抑制される。以上より、色割れの発生を効果的に抑制するとともに色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第10の局面によれば、表示することのできない色のデータについては、色相が変化しないよう、かつ、できるだけ彩度の変化量が小さくなるように補正が行われる。このため、カラー画像を表示した際に大きな色シフトが発生することが抑制される。以上より、色割れの発生および色シフトの発生を効果的に抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 本発明の第11の局面によれば、本発明の第10の局面と同様の効果が得られる。
 本発明の第12の局面によれば、オーバードライブ駆動が行われる際のデータ値の補正量(補正前のデータ値と補正後のデータ値との差)が1つ前のフィールドのデータ値に応じて決められるで、より精度良く各画素の透過率を各フィールド内で目標透過率に到達させることが可能となる。これにより、より効果的に色シフトの発生が抑制される。
 本発明の第13の局面によれば、各フレームの最初のフィールドのデータに対してオーバードライブ駆動用の補正が行われる際、当該フレームの最初のフィールドのデータ値と1フレーム前の最後のフィールドのデータ値とを比較することが可能となる。このため、動画表示が行われるときに、各フレームの最初のフィールドのデータに対しても効果的にオーバードライブ駆動用の補正を施すことが可能となる。これにより、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、動画表示が行われる際にも色シフトの発生が抑制される。
 本発明の第14の局面によれば、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、液晶パネル内に設けられる薄膜トランジスタとして、チャネル層が酸化物半導体により形成された薄膜トランジスタが用いられる。このため、高精細化や低消費電力化の効果が得られるのに加えて、従来よりも書き込み速度を高めることができる。これにより、より効果的に色シフトの発生が抑制される。
 本発明の第15の局面によれば、チャネル層を形成する酸化物半導体として酸化インジウムガリウム亜鉛を用いることにより、本発明の第14の局面と同様の効果を確実に達成することができる。
 本発明の第16の局面によれば、本発明の第1の局面と同様の効果をフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の駆動方法において奏することができる。
本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置のデータ補正回路の構成を示すブロック図である。 「前フィールドにおける液晶の状態」と「表示フィールド(現フィールド)における入力データの階調値」と「到達する透過率に対応する階調値」との関係を示す図である。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置における順序色表示可能範囲を表す模式図である。 フレーム内における色の表示順序が「赤色、緑色、青色」となっている場合の表示順序色空間を示す図である。 色の心理的三属性について説明するための図である。 色の心理的三属性について説明するための図である。 表示順序色空間(フレーム内における色の表示順序を考慮した色空間)における心理的三属性について説明するための図である。 表示順序色空間における心理的三属性について説明するための図である。 上記第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態における1フレーム期間の構成を示す図である。 変換テーブルを用いたデータの補正について説明するための図である。 上記第1の実施形態における補正演算部で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 上記第1の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 上記第1の実施形態における表示可能範囲テーブルの模式図である。 上記第1の実施形態において、デジタル階調データ補正部について説明するための図である。 上記第1の実施形態において、階調値変換ルックアップテーブルの一例を示す図である。 上記第1の実施形態における効果について説明するための図である。 オーバードライブ駆動について説明するための図である。 上記第1の実施形態の第1の変形例におけるデータ補正回路の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態の第2の変形例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態の第2の変形例におけるデータ補正回路の構成を示すブロック図である。 上記第1の実施形態の第2の変形例において、フィールド割り振り部の動作について説明するための図である。 本発明の第2の実施形態における補正演算部で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 上記第2の実施形態における表示可能範囲テーブルの模式図である。 上記第2の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 上記第2の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 本発明の第3の実施形態における色補正処理について説明するための図である。 上記第3の実施形態における色補正部で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 上記第3の実施形態における効果について説明するための図である。 色割れの発生原理を示す図である。 本発明の第4の実施形態における1フレーム期間の構成を示す図である。 上記第4の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。。 上記第4の実施形態におけるデータ補正回路の構成を示すブロック図である。 上記第4の実施形態において、白色分離処理について説明するための図である。 上記第4の実施形態における補正演算部で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 上記第4の実施形態において、色補正処理について説明するための図である。 上記第4の実施形態における応答可否テーブルの模式図である。 上記第4の実施形態の変形例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。 上記第4の実施形態の変形例におけるデータ補正回路の構成を示すブロック図である。 上記第4の実施形態の変形例におけるフレームの構成について説明するための図である。 上記第4の実施形態の変形例における補正演算部で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置における液晶の応答について説明するための図である。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関し、1フィールド内で画素の透過率が目標透過率に到達しないことについて説明するための図である。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で白色の画像を表示したときの現象について説明するための図である。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で赤色の画像を表示したときの現象について説明するための図である。 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で黄色の画像を表示したときの現象について説明するための図である。 色シフトの例を模式的に示す図である。
<0.はじめに>
 実施形態について説明する前に、図2~図4を参照しつつ、本発明の概略について説明する。なお、ここでの説明および各実施形態(変形例を含む)の説明では、256階調の階調表示が可能な液晶表示装置を例に挙げている。図2は、「前フィールドにおける液晶の状態」と「表示フィールド(現フィールド)における入力データの階調値」と「到達する透過率に対応する階調値」との関係を示す図である。なお、前フィールドにおける液晶の状態については、階調値に換算して表している。図2において、例えば、符号71の矢印で示す部分に着目すると、「前フィールドにおける液晶の状態が階調値0に相当する状態であるときに階調値255に相当する階調電圧が液晶に印加されると、階調値228に相当する透過率が得られる」ということが把握される。また、図2において、例えば、符号72の矢印で示す部分に着目すると、「前フィールドにおける液晶の状態が階調値255に相当する状態であるときに階調値0に相当する階調電圧が液晶に印加されると、階調値19に相当する透過率が得られる」ということが把握される。ここで、前フィールドにおける液晶の状態に対応付けられている階調値を「前階調値」と定義し、表示フィールドにおける入力データの階調値を「現階調値」と定義すると、前階調値と現階調値との間には、1フィールド内に画素の透過率が目標透過率に到達することのできない組合せが存在する。図2において、符号73で示す部分および符号74で示す部分は、1フィールド内に画素の透過率が目標透過率に到達することのできない「前階調値と現階調値との組合せ」に相当する色の範囲を表している。例えば、前階調値が0であるときに現階調値が235~255の範囲内の値であれば、1フィールド内に画素の透過率は目標透過率には到達しない。なお、図2に示した関係は、一例であって、液晶パネルの応答特性によって異なる。
 カラーフィルタ方式の液晶表示装置においては、R,G,およびBの全てについて、0~255までの階調値を取ることができる。これに対して、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、上述したように1フィールド内に画素の透過率が目標透過率に到達することのできない「前階調値と現階調値との組合せ」があるので、表示することのできない順序色が存在する。従って、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置で表示可能な順序色は、模式的には図3で太実線で表す領域内の順序色に限定される。なお、図3において符号75で示す位置の順序色は「第1フィールド:R=255,第2フィールド:G=255,第3フィールド:B=255」で特定される色である。以下、表示可能な順序色の集合で表される範囲(領域)のことを便宜上「順序色表示可能範囲」という。フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、例えば「第1フィールド:R=255,第2フィールド:G=0,第3フィールド:B=0」で特定される順序色を表示しようとした場合、図47に示したように、赤色フィールドおよび緑色フィールドにおいて画素の透過率は目標透過率に到達しない。その結果、実際には、例えば「R=228,G=16,B=0」で特定される順序色に相当する色が表示される。すなわち、赤色を表示したいにもかかわらず、緑がかった赤色が表示される。
 以上より、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では、カラー画像を表示したときに色シフトが発生し得る。そこで、本発明においては、できるだけ色シフトが発生することのないよう、画像データに対してデータ値の補正が施される。なお、本明細書においては、液晶表示装置の表示部に表示される画像の生成元となるデータを総称して「画像データ」という。すなわち、画像データには、後述する入力画像信号,入力階調データ,デジタル階調データなどが含まれる。
 ところで、順序色表示可能範囲はフレーム内における色の表示順序によって変化するが、各フィールドへの色の割り当てが行われた色空間では、順序色表示可能範囲は変化しない。本明細書では、フレーム内における色の表示順序を考慮した色空間のことを「表示順序色空間」という。また、その表示順序色空間を形成する3つの軸をそれぞれ「c1軸」,「c2軸」,および「c3軸」という。c1軸は1番目のフィールドで表示される色に対応付けられる軸であり、c2軸は2番目のフィールドで表示される色に対応付けられる軸であり、c3軸は3番目のフィールドで表示される色に対応付けられる軸である。例えば、フレーム内における色の表示順序が「赤色、緑色、青色」となっている場合、表示順序色空間は、図4に示すように、赤色に対応付けられたc1軸と緑色に対応付けられたc2軸と青色に対応付けられたc3軸とによって形成される。このような表示順序色空間を用いることによって、色空間上の順序色表示可能範囲は色の表示順序を考慮したものとなる。このため、取り得る表示順序の全てを考慮するという必要性がなくなり、回路規模が低減し、コストが低減する。
 次に、すべての実施形態(変形例を含む)に共通する考え方について説明する。一般に、色には心理的三属性と呼ばれる「色相」,「明度」,および「彩度」という要素があることが知られている。色相は、「赤~黄~緑~青~紫」といった色合いのことである。明度は、色の明るさの度合いのことである。彩度は、色の鮮やかさの度合いのことである。これら心理的三属性は一般に図5のように示される。図5において、明度は垂直方向に示されており、垂直線は無彩色軸を表している。無彩色軸の上方ほど明度が高くなり、無彩色軸の下方ほど明度が低くなる。また、無彩色軸からの距離が大きくなるにつれて彩度が高くなる。色相は、無彩色軸を中心とする円周によって表される。図6は、図5に示す三次元空間を上から見た図である。無彩色軸を中心に「赤~黄~緑~青~紫」といった色が存在していることが把握される。ところで、上述のように色相は色合いを表すものであるため、表示画像に対して人が受ける印象は明度や彩度が変化したときよりも色相が変化したときの方が大きく変わるものと考えられる。そこで、本発明に係る液晶表示装置では、色シフトの発生を抑制するために、順序色表示可能範囲外の画像データを色相を変化させないように順序色表示可能範囲内の画像データに補正する処理(以下、「色補正処理」という。)が行われる。
 ここで、図7および図8を参照しつつ、表示順序色空間における心理的三属性について考える。図7において符号51で示す点は、第1~第3フィールドの全てのデータ値が255である順序色を表す点である。図7において原点Oと符号51で示す点とを結ぶ直線が擬似的な無彩色軸(以下、「疑似無彩色軸」という。)52となる。また、図7において或る点Cに着目すると、点Cを含み疑似無彩色軸52が法線となる面は図8のように表される。図8に示すように、彩度(擬似的な彩度)は疑似無彩色軸52からの距離で表され、色相(擬似的な色相)は疑似無彩色軸52を中心とする円周によって表される。
 図7および図8を参照しつつ、色補正処理によって順序色表示可能範囲外の画像データ(順序色のデータ)がどのように補正されるのかについて説明する。なお、図7および図8において、点Pは、点Cを含み疑似無彩色軸52が法線となる面と、疑似無彩色軸52との交点である。すなわち、点Pは無彩色点である。また、図7および図8では、点Pと点Cとを結ぶ線分と、順序色表示可能範囲の最外郭部分との交点を点Kで表している。ここでも、点Cに着目し、点Cは順序色表示可能範囲外の順序色を表す点であると仮定する。このような点Cのデータについては、補正後のデータが順序色表示可能範囲内のデータとなるよう、疑似無彩色軸52を法線とする面上において、無彩色点Pに向けて擬似的な彩度を変化させる。これにより、図7および図8において補正後の順序色を表す点は、点Kもしくは点Kと点Pとを結ぶ線分上の点となる。このように、本発明においては、色相を維持しつつ彩度を変化させることによって、順序色表示可能範囲外の画像データが順序色表示可能範囲内の画像データに補正される。
 以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、以下においては、バックライトとして用意されている複数色の光源(LED)についての点灯状態/消灯状態の組合せのことを「点灯パターン」という。例えば、「赤色のLED:点灯状態、緑色のLED:消灯状態、青色のLED:消灯状態」(赤色のLEDのみ点灯)というようなパターンが1つの点灯パターンである。
<1.第1の実施形態>
<1.1 全体構成および動作概要>
 図9は、本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。この液晶表示装置は、前処理部100とタイミングコントローラ200とゲートドライバ310とソースドライバ320とLEDドライバ330と液晶パネル400とバックライト490とによって構成されている。なお、ゲートドライバ310あるいはソースドライバ320もしくはその双方が液晶パネル400内に設けられていても良い。液晶パネル400には、画像を表示するための表示部410が含まれている。前処理部100には、信号分離回路110とデータ補正回路120と第1フィールドメモリ130(1)と第2フィールドメモリ130(2)と第3フィールドメモリ130(3)とが含まれている。本実施形態においては、バックライト490の光源には、LED(発光ダイオード)が採用されている。詳しくは、赤色のLED,緑色のLED,および青色のLEDによってバックライト490が構成されている。なお、本実施形態においては、タイミングコントローラ200とゲートドライバ310とソースドライバ320とによって液晶パネル駆動部が実現されている。
 本実施形態に係る液晶表示装置は、フィールドシーケンシャル方式を採用している。図10は、本実施形態における1フレーム期間の構成を示す図である。本実施形態においては、点灯パターンとして、赤色のLEDのみが点灯状態となる第1点灯パターン,緑色のLEDのみが点灯状態となる第2点灯パターン,および青色のLEDのみが点灯状態となる第3点灯パターンが用意されている。そして、点灯パターンは、「第1点灯パターン、第2点灯パターン、第3点灯パターン」の順序で繰り返し変化する。すなわち、1フレーム期間は、入力画像信号DINの赤色成分に基づいて赤色の画面の表示が行われる第1フィールド(赤色フィールド)と、入力画像信号DINの緑色成分に基づいて緑色の画面の表示が行われる第2フィールド(緑色フィールド)と、入力画像信号DINの青色成分に基づいて青色の画面の表示が行われる第3フィールド(青色フィールド)とに分割されている。図10から把握されるように、第1フィールドの後半の一部の期間に赤色のLEDが点灯状態となり、第2フィールドの後半の一部の期間に緑色のLEDが点灯状態となり、第3フィールドの後半の一部の期間に青色のLEDが点灯状態となる。液晶表示装置の動作中、これら第1フィールド,第2フィールド,および第3フィールドが繰り返される。これにより、赤色画面,緑色画面,および青色画面が繰り返して表示され、所望のカラー画像が表示部410に表示される。なお、フレーム内における点灯パターンの順序は特に限定されない。例えば「第3点灯パターン、第2点灯パターン、第1点灯パターン」という順序で点灯パターンが現れても良い(すなわち、「青色、緑色、赤色」という順序で色が表示されても良い)。
 図9に関し、表示部410には、複数本(n本)のソースバスライン(映像信号線)SL1~SLnと複数本(m本)のゲートバスライン(走査信号線)GL1~GLmとが配設されている。ソースバスラインSL1~SLnとゲートバスラインGL1~GLmとの各交差点に対応して、画素を形成する画素形成部4が設けられている。すなわち、表示部410には、複数個(n×m個)の画素形成部4が含まれている。上記複数個の画素形成部4はマトリクス状に配置されてm行×n列の画素マトリクスを構成している。各画素形成部4には、対応する交差点を通過するゲートバスラインGLにゲート端子が接続されると共に当該交差点を通過するソースバスラインSLにソース端子が接続されたスイッチング素子であるTFT40と、そのTFT40のドレイン端子に接続された画素電極41と、上記複数個の画素形成部4に共通的に設けられた共通電極44および補助容量電極45と、画素電極41と共通電極44とによって形成される液晶容量42と、画素電極41と補助容量電極45とによって形成される補助容量43とが含まれている。液晶容量42と補助容量43とによって画素容量46が構成されている。なお、図9における表示部410内には、1つの画素形成部4に対応する構成要素のみを示している。
 ところで、表示部410内のTFT40としては、例えば酸化物TFT(酸化物半導体をチャネル層に用いた薄膜トランジスタ)を採用することができる。より具体的には、インジウム(In),ガリウム(Ga),亜鉛(Zn),および酸素(O)を主成分とする酸化物半導体であるIn-Ga-Zn-O(酸化インジウムガリウム亜鉛)によりチャネル層が形成されたTFT(以下、「In-Ga-Zn-O-TFT」という。)をTFT40として採用することができる。このようなIn-Ga-Zn-O-TFTを採用することにより、高精細化や低消費電力化の効果が得られるのに加えて、従来よりも書き込み速度を高めることができる。また、In-Ga-Zn-O(酸化インジウムガリウム亜鉛)以外の酸化物半導体をチャネル層に用いたトランジスタを採用することもできる。例えば、インジウム,ガリウム,亜鉛,銅(Cu),シリコン(Si),錫(Sn),アルミニウム(Al),カルシウム(Ca),ゲルマニウム(Ge),および鉛(Pb)のうち少なくとも1つを含む酸化物半導体をチャネル層に用いたトランジスタを採用した場合にも同様の効果が得られる。なお、本発明は、酸化物TFT以外のTFTの使用を排除するものではない。
 次に、図9に示す構成要素の動作について説明する。前処理部100内の信号分離回路110は、外部から送られる入力画像信号DINを赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データBに分離して、それらを出力する。
 前処理部100内のデータ補正回路120は、信号分離回路110から出力される入力階調データ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)とタイミングコントローラ200から出力される色順序信号SCとを受け取り、順序色表示可能範囲外の順序色のデータを色相を変化させないように順序色表示可能範囲内の順序色のデータに補正する処理(色補正処理)を行う。データ補正回路120の内部では、この色補正処理によって、第1~第3フィールド用のデジタル階調データである第1~第3デジタル階調データが生成される。データ補正回路120は、更に、第1~第3デジタル階調データに対してオーバードライブ駆動用の補正を施す。そして、データ補正回路120は、以上のようにして得られたデータを印加階調データ(第1~第3フィールド用の印加階調データd(1)~d(3))として出力する。なお、データ補正回路120についての更に詳しい説明は後述する。
 第1~第3フィールドメモリ130(1)~(3)には、データ補正回路120から出力された第1~第3フィールド用の印加階調データd(1)~d(3)がそれぞれ格納される。
 タイミングコントローラ200は、第1~第3フィールドメモリ130(1)~(3)からそれぞれ第1~第3フィールド用の印加階調データd(1)~d(3)を読み出して、デジタル映像信号DVと、ゲートドライバ310の動作を制御するためのゲートスタートパルス信号GSPおよびゲートクロック信号GCKと、ソースドライバ320の動作を制御するためのソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,およびラッチストローブ信号LSと、LEDドライバ330の動作を制御するためのLEDドライバ制御信号S1とを出力する。
 ゲートドライバ310は、タイミングコントローラ200から送られるゲートスタートパルス信号GSPとゲートクロック信号GCKとに基づいて、アクティブな走査信号の各ゲートバスラインGLへの印加を1垂直走査期間を周期として繰り返す。
 ソースドライバ320は、タイミングコントローラ200から送られるデジタル映像信号DV,ソーススタートパルス信号SSP,ソースクロック信号SCK,およびラッチストローブ信号LSを受け取り、各ソースバスラインSLに駆動用映像信号を印加する。このとき、ソースドライバ320では、ソースクロック信号SCKのパルスが発生するタイミングで、各ソースバスラインSLに印加すべき電圧を示すデジタル映像信号DVが順次に保持される。そして、ラッチストローブ信号LSのパルスが発生するタイミングで、上記保持されたデジタル映像信号DVがアナログ電圧に変換される。その変換されたアナログ電圧は、駆動用映像信号として全てのソースバスラインSL1~SLnに一斉に印加される。
 LEDドライバ330は、タイミングコントローラ200から送られるLEDドライバ制御信号S1に基づいて、バックライト490を構成する各LEDの状態を制御するための光源制御信号S2を出力する。バックライト490では、光源制御信号S2に基づいて、各LEDの状態の切り替え(点灯状態と消灯状態との切り替え)が適宜行われる。
 以上のようにして、ゲートバスラインGL1~GLmに走査信号が印加され、ソースバスラインSL1~SLnに駆動用映像信号が印加され、各LEDの状態が適宜切り替えられることにより、入力画像信号DINに応じた画像が液晶パネル400の表示部410に表示される。
<1.2 データ補正回路>
 次に、データ補正回路120の構成および動作について詳しく説明する。図1は、本実施形態におけるデータ補正回路120の構成を示すブロック図である。このデータ補正回路120は、色補正部122,第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1),第2フィールド用デジタル階調データ補正部124(2),および第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(3)によって構成されている。色補正部122には、データ割り振り部1222と補正演算部1224とが含まれている。なお、以下においては、第1~第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)~124(3)を総称して単に「デジタル階調データ補正部」ともいう。デジタル階調データ補正部には符号124を付す。
<1.2.1 色補正部>
 色補正部122内のデータ割り振り部1222には、タイミングコントローラ200から出力される色順序信号SCと信号分離回路110から出力される入力階調データ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)とが入力される。色順序信号SCは、フレーム内における色の表示順序を示す信号である。本実施形態においては、色順序信号SCは、フレーム内における色の表示順序が「赤色、緑色、青色」である旨を示している。データ割り振り部1222は、色順序信号SCに従い、3つのフィールドへの入力階調データ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)の割り振りを行う。本実施形態においては、第1フィールドに赤色入力階調データRが割り当てられ、第2フィールドに緑色入力階調データGが割り当てられ、第3フィールドに青色入力階調データRが割り当てられる。すなわち、データ割り振り部1222からは、赤色入力階調データRのデータ値が第1フィールド値C1として出力され、緑色入力階調データGのデータ値が第2フィールド値C2として出力され、青色入力階調データBのデータ値が第3フィールド値C3として出力される。
 色補正部122内の補正演算部1224は、演算回路を含んでおり、データ割り振り部1222から出力された第1~第3フィールド値C1~C3に色補正処理(演算回路を用いた演算処理)を施し、補正後のデータを第1~第3デジタル階調データD1~D3として出力する。ところで、データ割り振り部1222では、フレーム内における色の表示順序に従って入力階調データのフィールドへの割り当てが行われる。そして、補正演算部1224は、フレーム内における色を考慮することなく、入力階調データ(複数の色のデータ)のフィールドへの割り当てによって得られるデータである順番のデータに基づいて演算処理を行う。
 ここで、本実施形態における色補正処理について詳しく説明する。上述したように、本発明に係る液晶表示装置では、色相を維持しつつ彩度を変化させることによって、順序色表示可能範囲外の画像データを順序色表示可能範囲内の画像データに補正する処理が行われる。このような処理を行う手法として、表示順序毎に補正前のデータ(第1~第3フィールド値C1~C3に相当するデータ)と補正後のデータ(第1~第3デジタル階調データD1~D3に相当するデータ)とを対応付けた変換テーブルを用意しておいて当該変換テーブルを用いてデータを補正する手法が考えられる(図11を参照)。本実施形態のように原色を1色ずつ表示する場合には表示順序は6通りとなる。また、各フィールド値は256個の値を取り得る。従って、変換テーブルを用いた手法によれば、(6×256×256×256)個のアドレスが必要となる。各フィールド値は8bitのデータであるので、補正後の1つのデータを格納するのに24bitを要する。従って、(6×256×256×256)×24bitすなわち約23Gbitのメモリ容量が必要となる。しかしながら、このような膨大なメモリ容量を備えることは現実的ではない。そこで、本実施形態においては、以下に説明するような色補正処理を行うことによって、膨大なメモリ容量を備えることなく色シフトの発生を抑制している。
 図12は、本実施形態における補正演算部1224で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。なお、表示順序色空間において、ここで着目する順序色を表す点をCで表し、点Cの座標が(C1,C2,C3)であるとする(図13を参照)。
 色補正処理の開始後、まず、点Cを含み疑似無彩色軸52が法線となる面が想定され、その面上において無彩色を表す点Pの座標が求められる(ステップS110)。点Pは無彩色を表す点であるので、c1軸,c2軸,およびc3軸の値は全て等しくなる。すなわち、点Pの座標は(m,m,m)で表される(本実施形態では、mは0以上255以下の整数である)。また、点Pは、疑似無彩色軸52上の点のうち点Cからの距離が最も短い点である。以上より、mの値は次式(1)で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 次に、点C-点P間の距離Lの算出が行われる(ステップS120)。原点O-点P間の距離をMとし、原点O-点C間の距離をNとすると、三平方の定理より次式(2)が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
また、原点Oの座標は(0,0,0)であるので、原点O-点P間の距離Mは次式(3)で表され、原点O-点C間の距離Nは次式(4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
上式(1)~(4)に基づき、点C-点P間の距離Lは、次式(5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 次に、c1軸を疑似無彩色軸52を法線とする面に射影することによって得られる直線(図13および図14で符号53で示す直線)と線分PCとの間の角度をθとしたときのcosθの算出が行われる(ステップS130)。なお、図14は、点Cを含み疑似無彩色軸52が法線となる面を上から見た図である。ここで、原点Oを始点とし線分PCに平行なベクトルをベクトルaとし、原点Oからc1軸の方向に伸びる単位ベクトルをベクトルbとすると、図15から把握されるように、上記θは、ベクトルaとベクトルbとのなす角度に等しい。ところで、点Pを始点とし点Cを終点とするベクトルとベクトルaとの外積が0であれば、ベクトルaと線分PCとは平行になる。ベクトルaを(F,S,T)で表すと、(F,S,T)が次式(6)で表されるときに上述の外積が0となってベクトルaと線分PCとは平行になる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
ベクトルbについては(1,0,0)で表される。また、次式(7)が成立するので、cosθは次式(8)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
ステップS130では、以上のようにして、cosθが算出される。
 本実施形態においては、mとcosθとの組み合わせに対応するように、順序色が順序色表示可能範囲内の色となる最大距離(無彩色点からの最大距離)La(図13を参照)が予め保持されている。すなわち、補正演算部1224には、図16に示すようなテーブル(以下、「表示可能範囲テーブル」という。)が保持されている。このような前提の下、ステップS110で算出されたmの値とステップS130で算出されたcosθの値とに基づいて、表示可能範囲テーブルを参照することによって、Laの値が取得される(ステップS140)。
 その後、Lの値がLaの値よりも大きいか否かが判定される(ステップS150)。その結果、Lの値がLaの値以下であれば、データの補正(順序色の補正)は行われない。すなわち、第1~第3フィールド値C1~C3がそのままの値で第1~第3デジタル階調データD1~D3として補正演算部1224から出力される。一方、Lの値がLaの値よりも大きければ、表示順序色空間において点Pから点Cに向かって距離Laの位置にある点Dに対応する色が補正後の順序色とされる(ステップS160)。すなわち、点Dの座標(D1,D2,D3)が算出され、算出されたデータ値が第1~第3デジタル階調データD1~D3として補正演算部1224から出力される。なお、点Dの座標(D1,D2,D3)は、ベクトルを用いれば、次式(9)のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
上式(9)の右辺に値を代入することにより、点Dの座標(D1,D2,D3)が算出される。
 以上のようにして、順序色表示可能範囲外の画像データに対して、色相を変化させないように、順序色表示可能範囲内の画像データへの補正が行われる。
<1.2.2 デジタル階調データ補正部>
 次に、デジタル階調データ補正部について詳しく説明する。第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)は、第3デジタル階調データD3と第1デジタル階調データD1とを受け取り、第3デジタル階調データD3のデータ値(階調値)に応じて、第1デジタル階調データD1に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。第2フィールド用デジタル階調データ補正部124(2)は、第1デジタル階調データD1と第2デジタル階調データD2とを受け取り、第1デジタル階調データD1のデータ値(階調値)に応じて、第2デジタル階調データD2に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(3)は、第2デジタル階調データD2と第3デジタル階調データD3とを受け取り、第2デジタル階調データD2のデータ値(階調値)に応じて、第3デジタル階調データD3に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。以下、任意の1つの順序色に着目して、どのようにオーバードライブ駆動用の補正が行われるかについて詳しく説明する。
 図17は、デジタル階調データ補正部124について説明するための図である。デジタル階調データ補正部124には、後述する階調値変換ルックアップテーブル125が含まれている。デジタル階調データ補正部124には、前フィールドのデジタル階調データQaと表示フィールド(現フィールド)のデジタル階調データQbとが入力される。なお、以下においては、前フィールドのデジタル階調データQaのデータ値(階調値)を「前フィールド値」といい、表示フィールドのデジタル階調データQbのデータ値(階調値)を「表示フィールド値」という。デジタル階調データ補正部124は、階調値変換ルックアップテーブル125に基づいて、前フィールド値と表示フィールド値との組合せに対応する出力値を求める。階調値変換ルックアップテーブル125に基づいて求められた出力値は、デジタル階調データQ’としてデジタル階調データ補正部124から出力される。
 図18は、階調値変換ルックアップテーブル125の一例を示す図である。図18において、最も左の列に記されている数値は前フィールド値を示し、最も上の行に記されている数値は表示フィールド値を示している。また、各行と各列とが交差する位置に記されている数値は、前フィールド値と表示フィールド値との組み合わせに基づいて決定される駆動電圧に対応する階調値(出力値)を示している。例えば、前フィールド値が「128」で表示フィールド値が「192」である場合には、出力値は「210」になる。また、例えば、前フィールド値が「128」で表示フィールド値が「32」である場合には、出力値は「25」になる。このように、デジタル階調データに対してデータ値の時間的変化を強調する補正が行われるように、階調値変換ルックアップテーブル125内の出力値が定められている。なお、階調値変換ルックアップテーブル125に格納される値は、採用されている液晶パネルについての予め測定された応答特性に応じたものとなっている。
 ところで、図18に示す階調値変換ルックアップテーブル125には、前フィールド値および表示フィールド値として、256個の階調値のうちの9個の階調値のみが格納されている。すなわち、液晶パネル400が表現し得る全ての階調値のうちの一部の階調値の組合せに対応する値のみが、階調値変換ルックアップテーブル125に出力値として格納されている。このため、例えば、前フィールド値が「48」で表示フィールド値が「140」であるときには、階調値変換ルックアップテーブル125から直接的に出力値を求めることができない。このような場合には、前フィールド値が「32」で表示フィールド値が「128」であるときの出力値と、前フィールド値が「32」で表示フィールド値が「160」であるときの出力値と、前フィールド値が「64」で表示フィールド値が「128」であるときの出力値と、前フィールド値が「64」で表示フィールド値が「160」であるときの出力値とに基づく補間演算によって、前フィールド値が「48」で表示フィールド値が「140」であるときの出力値が決定される。
 なお、メモリ容量の増大が許容されるのであれば、液晶パネル400が表現し得る階調値の全てが、前フィールド値および表示フィールド値として階調値変換ルックアップテーブル125に格納されるようにしても良い。この構成によれば、液晶表示装置に搭載すべきメモリの容量は増大するが、補間演算による誤差が発生しないので、色シフトの発生がより効果的に抑制される。
<1.3 効果>
 本実施形態によれば、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、表示することのできない色のデータについては、色相が変化しないよう、彩度を低下させることによって表示可能な色のデータに補正される。その際、表示可能な色のうち彩度の変化量が最も小さくなる色が補正後の色とされる。このように、色相が変化しないよう、かつ、できるだけ彩度の変化量が小さくなるように補正が行われるので、カラー画像を表示した際に大きな色シフトが発生することが抑制される。なお、表示部410内のTFT40に酸化物TFTを採用することにより、高精細化や低消費電力化の効果が得られるのに加えて、従来よりも書き込み速度を高めることができる。これにより、より効果的に色シフトの発生が抑制される。また、本実施形態においては、オーバードライブ駆動が行われるので、オーバードライブ駆動が行われない場合と比べて表示可能範囲が広くなっている。従って、補正後の色をより補正前の色に近くすることが可能となる。
 以上より、模式的に示すと、例えば図19で符号80で示すような色の表示が行われるべきときに、従来技術によれば図19で符号81で示すような色の表示が行われていたが、本実施形態によれば図19で符号82で示すような色の表示が行われる。このように、本実施形態によれば、従来技術に比べて、色シフトの発生が大幅に抑制される。すなわち、色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
 また、本実施形態によれば、色補正処理が行われる前に、フレーム内における色の表示順序に従って、3つの色のデータ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)の3つのフィールド(第1~第3フィールド)への割り当てが行われる。そして、補正演算部1224(図1参照)では、この割り当てによって得られた順番のデータに基づいて演算処理が行われる。すなわち、補正演算部1224では、フレーム内における色を考慮することなく、演算処理が行われる。このような構成が採用されているので、補正演算部1224内の演算回路の簡素化が可能となる。これにより、回路規模低減によるコスト低減の効果が得られる。
<1.4 変形例>
<1.4.1 第1の変形例>
 上記第1の実施形態においては、デジタル階調データ補正部124では、同じフレームに含まれる2つのフィールドの階調値に基づいて、オーバードライブ駆動用の補正が行われる。従って、フレームの第1フィールドである赤色フィールドの階調値については、現フレームの第3フィールドである青色フィールドの階調値に応じて、オーバードライブ駆動用の補正が行われる。静止画表示が行われるときには、そのような構成であっても問題は生じない。しかしながら、動画表示が行われるときには、各フィールドの階調値がフレーム毎に変化するので、上述のような構成を採用していると、オーバードライブ駆動による所望の効果が得られない。何故ならば、図20から把握されるように、或るフレーム(図20では第Nフレーム)の第1フィールドの階調値に対してオーバードライブ駆動用の補正を施すためには、当該フレームの第1フィールドの階調値と1つ前のフレーム(図20では第N-1フレーム)の第3フィールドの階調値とが比較されなければならないからである。そこで、本実施形態においては、各フレームの最初のフィールドの階調値と1フレーム前の最後のフィールドの階調値との比較が可能となるようにデータ補正回路120が構成されている。
 図21は、本変形例におけるデータ補正回路120の構成を示すブロック図である。本変形例におけるデータ補正回路120には、上記第1の実施形態における構成要素(図1を参照)に加えて遅延用フィールドメモリ126が設けられている。この遅延用フィールドメモリ126には、色補正部122から出力される第3デジタル階調データD3が格納される。遅延用フィールドメモリ126に格納された第3デジタル階調データD3は1フレーム期間維持される。このような遅延用フィールドメモリ126がデータ補正回路120に設けられているため、第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)は、現フレームの第1フィールドの階調値と1つ前のフレームの第3フィールドの階調値とを比較することが可能となっている。すなわち、本実施形態における第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)は、色補正部122から出力された第1デジタル階調データD1に対して、1フレーム前の第3フィールドの階調値に応じて、オーバードライブ駆動用の補正を行う。
 本変形例によれば、各フレームの最初のフィールドのデータに対してオーバードライブ駆動用の補正が行われる際、当該フレームの最初のフィールドにおける階調値と1フレーム前の最後のフィールドにおける階調値とを比較することが可能である。このため、動画表示が行われるときに、各フレームの最初のフィールドのデータに対しても効果的にオーバードライブ駆動用の補正を施すことが可能となる。これにより、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、動画表示が行われる際にも色シフトの発生が抑制される。
<1.4.2 第2の変形例>
 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、上述のように、1フレーム期間は典型的には3つのフィールドに分割される。そして、3つのフィールドでそれぞれ異なる色の映像が表示される。それら3つのフィールドの映像が観測者の網膜上で残像現象によって重ね合わせられることにより、1フレーム分の映像が当該観測者に知覚される。このようなフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置においては、光源(バックライト)の点灯状態は1フィールド毎に変化する。上記第1の実施形態の場合、第1フィールドには赤色のLEDのみが点灯状態となり、第2フィールドには緑色のLEDのみが点灯状態となり、第3フィールドには青色のLEDのみが点灯状態となる。このように1フィールド毎に光源の点灯状態が変化するので、1フレーム期間が3つのフィールドに分割された液晶表示装置においては、フレーム周波数が60Hzであれば、光源全体での駆動周波数は180Hzとなる。ところが、一つの色の光源のみに着目すると、当該色の光源の駆動周波数は60Hzとなる。一般的には、70Hz未満の駆動周波数で光源の点灯状態を制御した場合に点灯状態の変化が観測者にフリッカとして知覚されることが知られている。カラーフィルタ方式の液晶表示装置では光源の輝度は一定であるが、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置では各色の光源(単色光源)の駆動周波数に応じた輝度変化が生じる。このように各色について60Hzの周波数で輝度変化が生じるので、人の目にフリッカが知覚される。そこで、本変形例に係る液晶表示装置では、後述する構成により輝度変化の周波数を高めることによってフリッカの発生が抑制されている。
 図22は、本変形例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。本変形例においては、上記第1の実施形態における構成要素(図9を参照)に加えて、前処理部100内に第4フィールドメモリ130(4)が設けられている。そして、1フレーム期間は4つのフィールド(第1~第4フィールド)に分割されている。点灯パターンについては、上記第1の実施形態と同様の3つの点灯パターン(第1~第3点灯パターン)が用意されている。すなわち、1フレーム期間は、点灯パターンの数よりも多い数のフィールドに分割されている。また、本変形例においては、色(原色)のデータの出力順序をフレームによって変えるためのフレームカウント信号Fcntがタイミングコントローラ200から前処理部100内のデータ補正回路120に与えられる。
 図23は、本変形例におけるデータ補正回路120の構成を示すブロック図である。このデータ補正回路120には、上記第1の実施形態における構成要素(図1を参照)に加えて、フィールド割り振り部129が設けられている。また、上記第1の実施形態における第1~第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)~124(3)に代えて、第1~第3表示色用デジタル階調データ補正部128(1)~128(3)が設けられている。但し、第1~第3表示色用デジタル階調データ補正部128(1)~128(3)は、第1~第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)~124(3)と同様に動作する。
 本変形例においては、第1表示色用デジタル階調データ補正部128(1)からは赤色入力階調データRに基づいて生成された印加階調データd(1)’が出力され、第2表示色用デジタル階調データ補正部128(2)からは緑色入力階調データGに基づいて生成された印加階調データd(2)’が出力され、第3表示色用デジタル階調データ補正部128(3)からは青色入力階調データBに基づいて生成された印加階調データd(3)’が出力される。
 フィールド割り振り部129は、フレームカウント信号Fcntに従い、4つのフィールドへの印加階調データd(1)’~d(3)’の割り振りを行う。なお、フレームカウント信号Fcntのデータ値は、「0」,「1」,および「2」が順次に繰り返される。フレームカウント信号Fcntのデータ値は、フレームが切り替わるタイミングで変化する。詳しくは、「第3点灯パターン、第2点灯パターン、第1点灯パターン、第3点灯パターン」という順序で点灯パターンが現れるフレームにはフレームカウント信号Fcntのデータ値は0となり、「第2点灯パターン、第1点灯パターン、第3点灯パターン、第2点灯パターン」という順序で点灯パターンが現れるフレームにはフレームカウント信号Fcntのデータ値は1となり、「第1点灯パターン、第3点灯パターン、第2点灯パターン、第1点灯パターン」という順序で点灯パターンが現れるフレームにはフレームカウント信号Fcntのデータ値は2となる。
 図24を参照しつつ、さらにフィールド割り振り部129の動作について説明する。なお、図24では、或るフレームを基準として1フレーム目~4フレーム目を符号FR1~FR4で表し、各フレームの第1~第4フィールドを符号F1~F4で表している。また、出力データの欄に関し、「Rj」はjフレーム目の赤色入力階調データRに基づくデータを表し、「Gj」はjフレーム目の緑色入力階調データGに基づくデータを表し、「Bj」はjフレーム目の青色入力階調データBに基づくデータを表している。
 フレームカウント信号Fcntのデータ値が0のときには、フィールド割り振り部129は、次のように4つのフィールド(第1~第4フィールドF1~F4)への印加階調データd(1)’~d(3)’の割り振りを行う。
 第1フィールドF1:印加階調データd(3)’すなわち青色入力階調データBに基づくデータ
 第2フィールドF2:印加階調データd(2)’すなわち緑色入力階調データGに基づくデータ
 第3フィールドF3:印加階調データd(1)’すなわち赤色入力階調データRに基づくデータ
 第4フィールドF4:印加階調データd(3)’すなわち青色入力階調データBに基づくデータ
 フレームカウント信号Fcntのデータ値が1のときには、フィールド割り振り部129は、次のように4つのフィールド(第1~第4フィールドF1~F4)への印加階調データd(1)’~d(3)’の割り振りを行う。
 第1フィールドF1:印加階調データd(2)’すなわち緑色入力階調データGに基づくデータ
 第2フィールドF2:印加階調データd(1)’すなわち赤色入力階調データRに基づくデータ
 第3フィールドF3:印加階調データd(3)’すなわち青色入力階調データBに基づくデータ
 第4フィールドF4:印加階調データd(2)’すなわち緑色入力階調データGに基づくデータ
 フレームカウント信号Fcntのデータ値が2のときには、フィールド割り振り部129は、次のように4つのフィールド(第1~第4フィールドF1~F4)への印加階調データd(1)’~d(3)’の割り振りを行う。
 第1フィールドF1:印加階調データd(1)’すなわち赤色入力階調データRに基づくデータ
 第2フィールドF2:印加階調データd(3)’すなわち青色入力階調データBに基づくデータ
 第3フィールドF3:印加階調データd(2)’すなわち緑色入力階調データGに基づくデータ
 第4フィールドF4:印加階調データd(1)’すなわち赤色入力階調データRに基づくデータ
 本変形例においては、以上のようなデータの割り振りが3フレームを周期として繰り返される。ここで、本変形例におけるフレーム周波数は60Hzであり、1フレーム期間は4つのフィールドに分割されているので、光源全体での駆動周波数は240Hzとなる。また、1フレーム期間は4つのフィールドに分割されているが、上述のようにデータの割り振りが行われるので、同じ色の画面は3フィールド毎に表示される。従って、輝度変化の周波数は80Hzとなる。
 以上より、本変形例によれば、見かけ上、80Hzのリフレッシュレート(更新周波数)での表示が行われる。その結果、フリッカの発生が抑制される。これにより、色シフトの発生およびフリッカの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
<2.第2の実施形態>
<2.1 構成など>
 全体構成,データ補正回路の構成,および1フレーム期間の構成については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する(図9,図1,および図10)。本実施形態と上記第1の実施形態とでは、色補正処理の内容が異なる。そこで、以下、本実施形態における色補正処理について説明する。
<2.2 色補正処理>
 図25は、本実施形態における補正演算部1224で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。ステップS210およびステップS220では、上記第1の実施形態におけるステップS110およびステップS120(図12を参照)と同様の処理が行われる。
 ところで、上記第1の実施形態においては、表示可能範囲テーブルには、mとcosθとの組み合わせに対応するように最大距離Laが保持されている(図13および図16を参照)。仮にcosθの値を256個保持する場合、(256×256)個のLaの値を保持するメモリ容量が必要となる。そこで、本実施形態においては、そのメモリ容量を小さくするために、cosθの値に依存することなくmの値のみによって無彩色点Pから補正後の順序色に対応する点までの距離Lmが決定される。すなわち、本実施形態における表示可能範囲テーブルには、図26に示すように、mと距離Lmとの対応関係が保持されている。このような前提の下、ステップS210で算出されたmの値に基づいて、表示可能範囲テーブルを参照することによって、Lmの値が取得される(ステップS230)。
 その後、Lの値がLmの値よりも大きいか否かが判定される(ステップS240)。その結果、Lの値がLmの値以下であれば、データの補正(順序色の補正)は行われない。すなわち、第1~第3フィールド値C1~C3がそのままの値で第1~第3デジタル階調データD1~D3として補正演算部1224から出力される。一方、Lの値がLmの値よりも大きければ、表示順序色空間において点Pから点Cに向かって距離Lmの位置にある点Dに対応する色が補正後の順序色とされる(ステップS250)(図27および図28を参照)。すなわち、点Dの座標(D1,D2,D3)が算出され、算出されたデータ値が第1~第3デジタル階調データD1~D3として補正演算部1224から出力される。なお、点Dの座標(D1,D2,D3)は、ベクトルを用いれば、次式(10)のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 以上のようにして、順序色表示可能範囲外の画像データに対して、色相を変化させないように、順序色表示可能範囲内の画像データへの補正が行われる。
<2.3 効果>
 本実施形態によれば、色シフトの発生を抑制することのできるフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を上記第1の実施形態よりも少ないメモリ容量で実現することができる。
<3.第3の実施形態>
<3.1 構成など>
 全体構成,データ補正回路の構成,および1フレーム期間の構成については、上記第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する(図9,図1,および図10)。本実施形態と上記第1の実施形態とでは、色補正処理の内容が異なる。そこで、以下、本実施形態における色補正処理について説明する。
<3.2 色補正処理>
 上記第1の実施形態においては、Lの値がLaの値よりも大きければ、Lの値の大きさに関わらず、表示順序色空間において点Pから点Cに向かって距離Laの位置にある点Dに対応する色が補正後の順序色とされていた(図13を参照)。この場合、mとcosθとの各組み合わせに関し、疑似無彩色軸52からの距離がLa以上である順序色(すなわち、或る彩度以上の順序色)は、全て同じ色に補正される。このため、高彩度の色に関して所望のグラデーション表示(階調表示)が行われない。そこで、本実施形態においては、Lが取り得る最大値LmaxでLの値を規格化することによって得られる値と、上記第1の実施形態と同様の表示可能範囲テーブルからmとcosθとの組み合わせに応じて得られる値(Laの値)とに基づいて、補正後の順序色が求められる。以下、これについて、図29を参照しつつ詳しく説明する。
 着目する任意の順序色を表す点をCとすると、まず、上記第1の実施形態と同様にして、m,L,およびcosθの値が求められる。本実施形態においては上記第1の実施形態と同様の表示可能範囲テーブルが設けられており、mの値とcosθの値とに基づいてLaの値が求められる。表示順序色空間において疑似無彩色軸52からの距離がLmaxである順序色に対応する点は、c1軸とc2軸とによって形成される面上の点,c2軸とc3軸とによって形成される面上の点,およびc3軸とc1軸とによって形成される面上の点のいずれかとなる。ここで、補正後の順序色に対応する点をDとし、点P-点D間の距離をLoとすると、「Lmax:L=La:Lo」が成立するように、点Dの座標が決定される。以上より、本実施形態においては、高彩度の色についてもグラデーション表示(階調表示)が行われるようにするために、順序色表示可能範囲内の順序色のデータにも補正が施される。
 図30は、本実施形態における補正演算部1224で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。ステップS310,ステップS320,ステップS330,およびステップS340では、上記第1の実施形態におけるステップS110,ステップS120,ステップS130,およびステップS140(図12を参照)と同様の処理が行われる。
 次に、点P-点D間の距離Lo(図29を参照)の算出が行われる(ステップS350)。上述したように、本実施形態においては、「Lmax:L=La:Lo」が成立するように、点Dの座標が求められる。すなわち、Loは次式(11)で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
そして、表示順序色空間において点Pから点Cに向かって距離Loの位置にある点Dに対応する色が補正後の順序色とされる(ステップS360)。すなわち、点Dの座標(D1,D2,D3)が算出され、算出された値が第1~第3デジタル階調データD1~D3として補正演算部1224から出力される。なお、点Dの座標(D1,D2,D3)は、ベクトルを用いれば、次式(12)のように表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
 以上のようにして、色相を変化させることなく、補正後の全ての順序色が順序色表示可能範囲内の順序色となるよう、かつ、高彩度の色についてもグラデーション表示(階調表示)が行われるよう、画像データに対する補正が行われる。
<3.3 効果>
 本実施形態によれば、上述した表示順序色空間(図29を参照)において、任意の順序色について、「Lmax:L=La:Lo」が成立するように補正後の順序色に対応する点Dの座標が決定される。これにより、全ての色のデータが表示可能な色のデータになるとともに高彩度の色についてもグラデーション表示が行われるよう、画像データの補正が行われる。模式的に示すと、例えば図31で符号83で示すようなグラデーション表示が行われるべきときに、上記第1の実施形態によれば図31で符号84で示すように高彩度部分でグラデーション表示が行われないが、本実施形態によれば図31で符号85で示すように高彩度の色についてもグラデーション表示が行われる。また、上記第1の実施形態と同様に、画像データの補正は色相が変化しないように行われる。以上より、色シフトの発生を抑制することができ、かつ、高彩度の色についてもグラデーション表示を行うことができる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
<3.4 変形例>
 上記第3の実施形態においては、上記第1の実施形態と同様にして、mの値とcosθの値とに基づいて無彩色点Pから補正後の順序色に対応する点までの距離が求められている。しかしながら、これに代えて、上記第2の実施形態と同様にして、cosθの値に依存することなくmの値のみによって無彩色点Pから補正後の順序色に対応する点までの距離を求めるようにしても良い。
<4.第4の実施形態>
<4.1 概要および全体構成>
 フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関しては、従来より、色割れ(カラーブレーク)が発生するという問題が知られている。図32は、色割れの発生原理を示す図である。図32のA部において、縦軸は時間を表し、横軸は画面上の位置を表す。一般に、表示画面内を物体が移動したとき、観測者の視線は物体を追随して物体の移動方向に移動する。例えば図32に示す例では、白色物体が表示画面内を左から右へ移動したとき、観測者の視線は斜め矢印方向に移動する。一方、R,G,およびBの3個のフィールド画像を同じ瞬間の映像から抽出した場合、各フィールド画像における物体の位置は同じである。このため、図32のB部に示すように、網膜に映る映像には色割れが発生する。このような色割れへの対策として、非3原色の色を表示するためのフィールドすなわち少なくとも2つの色による表示(混色表示)を行うためのフィールドを1フレーム期間内に設けることが提案されている。具体的には、1フレーム期間内に白色の画面を表示する白色フィールドを設けることによって色割れの発生が効果的に抑制される。そこで、本実施形態においては、1フレーム期間内に白色フィールドが設けられている。
 図33は、本実施形態における1フレーム期間の構成を示す図である。本実施形態においては、点灯パターンとして、赤色のLEDのみが点灯状態となる第1点灯パターン,緑色のLEDのみが点灯状態となる第2点灯パターン,青色のLEDのみが点灯状態となる第3点灯パターン,および赤色のLEDと緑色のLEDと青色のLEDとが点灯状態となる第4点灯パターン」が用意されている。そして、点灯パターンは、「第1点灯パターン、第2点灯パターン、第3点灯パターン、第4点灯パターン」の順序で繰り返し変化する。すなわち、本実施形態においては、1フレーム期間は、図33に示すように、赤色の画面の表示が行われる第1フィールド(赤色フィールド)と、緑色の画面の表示が行われる第2色フィールド(緑色フィールド)と、青色の画面の表示が行われる第3フィールド(青色フィールド)と、白色の画面の表示が行われる第4フィールド(白色フィールド)とに分割されている。なお、第4フィールドにおいては、後半の一部の期間に赤色のLED,緑色のLED,および青色のLEDが点灯状態となる。液晶表示装置の動作中、これら第1フィールド,第2フィールド,第3フィールド,および第4フィールドが繰り返される。これにより、赤色画面,緑色画面,青色画面,および白色画面が繰り返して表示され、色割れの発生を抑制しつつ所望のカラー画像が表示部410に表示される。なお、フレーム内における点灯パターンの順序は特に限定されない。例えば「第4点灯パターン、第3点灯パターン、第2点灯パターン、第1点灯パターン」という順序で点灯パターンが現れても良い(すなわち、「白色、青色、緑色、赤色」という順序で色が表示されても良い)。
 図34は、本実施形態に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。本実施形態においては、上記第1の実施形態における構成要素(図9を参照)に加えて、前処理部100内に第4フィールドメモリ130(4)が設けられている。第4フィールドメモリ130(4)には、データ補正回路120から出力された第4フィールド用の印加階調データd(4)が格納される。
<4.2 データ補正回路>
 図35は、本実施形態におけるデータ補正回路120の構成を示すブロック図である。このデータ補正回路120は、色補正部122,第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1),第2フィールド用デジタル階調データ補正部124(2),第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(3),第4フィールド用デジタル階調データ補正部124(4),および遅延用フィールドメモリ126によって構成されている。本実施形態においては、色補正部122には、後述する白色分離処理を行う白色分離部1226と後述する色補正処理の際に参照される応答可否テーブル1228とを有する補正演算部1224が含まれている。なお、遅延用フィールドメモリ126が設けられているので、上記第1の実施形態の第1の変形例と同様、動画表示が行われる際にも色シフトの発生が抑制される。
<4.2.1 色補正部>
 色補正部122内の補正演算部1224には、タイミングコントローラ200から出力される色順序信号SCと信号分離回路110から出力される入力階調データ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)とが入力される。色順序信号SCは、フレーム内における色の表示順序を示す信号である。本実施形態においては、色順序信号SCは、フレーム内における色の表示順序が「赤色、緑色、青色、白色」である旨を示している。補正演算部1224は、入力階調データに対して後述する色補正処理を施し、補正後のデータを第1~第3デジタル階調データD1~D3として出力する。
 本実施形態においては、第4フィールドで白色の画面を表示するために、色補正処理の際にRGBデータから白色のデータを分離する処理(以下、「白色分離処理」という。)が行われる。この白色分離処理によるデータの変換について説明する。例えば、変換前の各色の成分が図36で符号86で示すようなものであったと仮定する。このとき、赤色成分(R),緑色成分(G),および青色成分(B)のうち赤色成分が最小成分である。このような場合、白色成分(W)の大きさは、変換前の赤色成分の大きさと等しい大きさに定められる。そして、変換後の緑色成分の大きさは図36で符号861で示す大きさに定められ、変換後の青色成分の大きさは図36で符号862で示す大きさに定められる。なお、このとき、変換後の赤色成分の大きさはゼロに定められる。その結果、変換後の各色の成分は図36で符号87で示すようなものとなる。
 以上より、白色分離処理前の赤色成分の大きさ,緑色成分の大きさ,および青色成分の大きさをそれぞれR1,G1,およびB1と表し、白色分離処理後の白色成分の大きさ,赤色成分の大きさ,緑色成分の大きさ,および青色成分の大きさをそれぞれW2,R2,G2,およびB2と表すと、W2,R2,G2,およびB2はそれぞれ次式(13),(14),(15),および(16)で求められる。
W2=Z   ・・・(13)
R2=R1-Z   ・・・(14)
G2=G1-Z   ・・・(15)
B2=B1-Z   ・・・(16)
ここで、x,y,およびzのうちの最小値を表す関数をmin(x,y,z)とすると、上式(13)ではZ=min(R1,G1,B1)である。
 なお、各色の成分の算出式は上式(13)~(16)には限定されない。例えば、0以上1以下の整数である分離係数kを用いて、白色分離処理後の白色成分の大きさW2,赤色成分の大きさR2,緑色成分の大きさG2,および青色成分の大きさB2をそれぞれ次式(17),(18),(19),および(20)で求めるようにしても良い。
W2=kZ   ・・・(17)
R2=R1-kZ   ・・・(18)
G2=G1-kZ   ・・・(19)
B2=B1-kZ   ・・・(20)
 次に、本実施形態における色補正処理について詳しく説明する。順序色表示可能範囲は、各液晶表示装置での液晶の応答特性によって見積もることができる。本実施形態のように4つの色を順次に表示する液晶表示装置に関しては、順序色表示可能範囲は4次元空間の範囲として見積もられる。従って、表示順序毎に補正前のデータと補正後のデータとを対応付けた変換テーブルを用意しておいて当該変換テーブルを用いてデータを補正することは可能である。しかしながら、4次元空間のデータを変換テーブルに格納するためには、膨大なメモリ容量が必要となる。そこで、本実施形態においては、以下に説明するような色補正処理を行うことによって、膨大なメモリ容量を備えることなく色割れの発生および色シフトの発生を抑制している。
 図37は、本実施形態における補正演算部1224で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。ここで着目する色(RGBデータ)に対応する点(RGB色空間上の点)をCで表し、点Cの座標が(C1,C2,C3)であるとする(図38を参照)。色補正処理の開始後、まず、入力階調データ(赤色入力階調データR,緑色入力階調データG,および青色入力階調データB)に基づき、RGB色空間上において点Cに対応する無彩色点Pの座標が求められる(ステップS410)。この無彩色点Pについては、R値,G値,およびB値は等しくなる。すなわち、点Pの座標は(m,m,m)で表される。mの値は、上記第1の実施形態と同様、上式(1)で算出される。このようにして、点Cに対応する無彩色点Pの座標が求められる。
 次に、点Cと点Pとを結ぶ線分を例えば255等分する256個の点をC(0)~C(255)で表したときの当該C(0)~C(255)の座標(RGB値)が求められる(ステップS420)。なお、点C(0)は点Cであり、点C(255)は点Pである。
 その後、「点C(0)、点C(1)、点C(2)、...、点C(255)」という順序で、表示可能範囲内の順序色に対応する点が特定されるまで、各点に対応する順序色が表示可能範囲内の色であるか否かの判定が行われる(ステップS430~ステップS480)。これにより、点Cに対応する色と同じ色相を持つ色についての表示可能範囲が見積もられ、その見積り結果に基づいて補正後の色のデータ値が決定される。
 上述したように、ステップS430~ステップS480の処理は、表示可能範囲内の順序色に対応する点が特定されるまで、「点C(0)、点C(1)、点C(2)、...、点C(255)」という順序で1点ずつ順に行われる。ここでは、点C(0)から点C(255のうちの処理中の点のことを「処理対象点」という。以下、ステップS430~ステップS480の処理について説明する。
 まず、処理対象点のデータに対して、上述した白色分離処理が施される(ステップS430)。この白色分離処理により、4つのデータ値Wa,Ra,Ga,およびBaが算出される。そして、4つのフィールド(第1~第4フィールド)への4つのデータ値(Wa,Ra,Ga,およびBa)の割り振りが行われる(ステップS440)。
 次に、各フィールドに関し、表示フィールド(判定対象のフィールド)のデータ値(表示フィールド値)と表示フィールドの1つ前のフィールドのデータ値(前フィールド値)とに基づいて、応答可能であるか否かの判定が行われる(ステップS450~ステップS480)。なお、ここでの「応答可能」とは、各フィールドに割り当てられたデータ値に対応する電圧を液晶に印加したときに所定時間内に目標透過率が得られるように液晶が応答することを意味する。
 ところで、本実施形態においては、応答可能であるか否かの判定を行うために、図39に示すような応答可否テーブル1228が補正演算部1224内に保持されている。応答可否テーブル1228には、表示フィールド値と前フィールド値との組み合わせに対応して、応答可能であるか否かを示す値が格納されている。なお、図39には、表示フィールド値および前フィールド値として主な値のみを示している。図39に示す例では、「1」が応答可能である旨を示し、「0」が応答不可能である旨を示している。例えば、表示フィールド値が「32」であって、前フィールド値が「192」である場合には、応答可能である旨の判定が行われる。また、例えば、表示フィールド値が「255」であって、前フィールド値が「192」である場合には、応答不可能である旨の判定が行われる。以上のように、ステップS450~ステップS480では、この応答可否テーブル1228を用いて、各フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。
 具体的には、まず、第1フィールドのデータ値と前フレームの第4フィールドのデータ値とに基づいて、第1フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる(ステップS450)。判定の結果、応答可能である旨の判定が行われると処理はステップS460に進み、応答不可能である旨の判定が行われると処理はステップS430に戻る。処理がステップS430に戻った場合、処理対象点が次の点に移る。
 ステップS460では、第2フィールドのデータ値と第1フィールドのデータ値とに基づいて、第2フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。判定の結果、応答可能である旨の判定が行われると処理はステップS470に進み、応答不可能である旨の判定が行われると処理はステップS430に戻る。
 ステップS470では、第3フィールドのデータ値と第2フィールドのデータ値とに基づいて、第3フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。判定の結果、応答可能である旨の判定が行われると処理はステップS480に進み、応答不可能である旨の判定が行われると処理はステップS430に戻る。
 ステップS480では、第4フィールドのデータ値と第3フィールドのデータ値とに基づいて、第4フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。判定の結果、応答不可能である旨の判定が行われると処理はステップS430に戻る。一方、応答可能である旨の判定が行われると、その時点における処理対象点のデータ値であってステップS440で各フィールドへの割り振りが行われた後のデータ値が、上記点Cの補正後のデータ値とされる。以上のようにして求められたデータ値が、第1~第4デジタル階調データD1~D4として補正演算部1224から出力される。
 例えば、処理対象点が点C(10)である時に上記ステップS480で応答可能である旨の判定が行われた場合、点C(10)のデータ値に基づいて求められたデータ値が、点Cに対応する色の補正後のデータ値に定められる。より詳しくは、この場合、点C(10)のデータ値(RGB値)に対して白色分離処理を施すことによって求められる4つのデータ値(Wa,Ra,Ga,およびBa)を4つのフィールド(第1~第4フィールド)に割り振ることによって得られるデータ値が、点Cに対応する色の補正後のデータ値に定められる。
<4.2.2 デジタル階調データ補正部>
 次に、デジタル階調データ補正部について説明する。第1フィールド用デジタル階調データ補正部124(1)は、第1デジタル階調データD1と遅延用フィールドメモリ126に格納されている第4デジタル階調データD4(すなわち、1フレーム前の第4デジタル階調データ)とを受け取り、第4デジタル階調データD4のデータ値(階調値)に応じて、第1デジタル階調データD1に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。第2フィールド用デジタル階調データ補正部124(2)は、第1デジタル階調データD1と第2デジタル階調データD2とを受け取り、第1デジタル階調データD1のデータ値(階調値)に応じて、第2デジタル階調データD2に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。第3フィールド用デジタル階調データ補正部124(3)は、第2デジタル階調データD2と第3デジタル階調データD3とを受け取り、第2デジタル階調データD2のデータ値(階調値)に応じて、第3デジタル階調データD3に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。第4フィールド用デジタル階調データ補正部124(4)は、第3デジタル階調データD3と第4デジタル階調データD4とを受け取り、第3デジタル階調データD3のデータ値(階調値)に応じて、第4デジタル階調データD4に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。なお、各デジタル階調データ補正部124における階調値の補正方法については、上記第1の実施形態と同様である。
<4.3 効果>
 本実施形態によれば、上記第1の実施形態と同様、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、表示することのできない色のデータについては、色相が変化しないよう、彩度を低下させることによって表示可能な色のデータに補正される。また、本実施形態においては、1フレーム期間は赤色の画面を表示する第1フィールド,緑色の画面を表示する第2フィールド,青色の画面を表示する第3フィールド,および白色の画面を表示する第4フィールドによって構成されている。すなわち、1フレーム期間には、三原色のそれぞれの単色表示が行われる3つのフィールドに加えて、三原色の混色成分の表示が行われるフィールドが含まれている。このため、色割れの発生が抑制される。以上より、色割れの発生を抑制するとともに色シフトの発生を抑制することのできる、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置が実現される。
<4.4 変形例>
 上記第4の実施形態においては、1フレーム期間は4つのフィールドに分割され、各フレームにおいて第1~第4点灯パターンがそれぞれ1回ずつ現れていた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、点灯パターンの数よりも1フレーム期間に含まれるフィールドの数が多い構成(本変形例における構成)を採用することもできる。
 図40は、本変形例に係る液晶表示装置の全体構成を示すブロック図である。本変形例においては、上記第4の実施形態における構成要素(図34を参照)に加えて、前処理部100内に第5フィールドメモリ130(5)が設けられている。そして、1フレーム期間は5つのフィールド(第1~第5フィールド)に分割されている。点灯パターンについては、上記第4の実施形態と同様の4つの点灯パターン(第1~第4点灯パターン)が用意されている。すなわち、1フレーム期間は、点灯パターンの数よりも多い数のフィールドに分割されている。第5フィールドメモリ130(5)には、データ補正回路120から出力された第5フィールド用の印加階調データd(5)が格納される。
 図41は、本変形例におけるデータ補正回路120の構成を示すブロック図である。このデータ補正回路120には、上記第4の実施形態における構成要素(図35を参照)に加えて、第5フィールド用デジタル階調データ補正部124(5)が設けられている。第5フィールド用デジタル階調データ補正部124(5)は、第4デジタル階調データD4と第5デジタル階調データD5とを受け取り、第4デジタル階調データD4のデータ値(階調値)に応じて、第5デジタル階調データD5に対してオーバードライブ駆動用の補正を行う。
 図42は、本変形例におけるフレームの構成について説明するための図である。本変形例においては、4フレーム(図42における1フレーム目FR1~4フレーム目FR4)を1つのまとまりとして、各フレームにおける色の表示順序(点灯パターンの現れる順序)が以下のように定められている。
1フレーム目FR1
 第1フィールドF1:赤色(第1点灯パターン)
 第2フィールドF2:緑色(第2点灯パターン)
 第3フィールドF3:青色(第3点灯パターン)
 第4フィールドF4:白色(第4点灯パターン)
 第5フィールドF5:赤色(第1点灯パターン)
2フレーム目FR2
 第1フィールドF1:緑色(第2点灯パターン)
 第2フィールドF2:青色(第3点灯パターン)
 第3フィールドF3:白色(第4点灯パターン)
 第4フィールドF4:赤色(第1点灯パターン)
 第5フィールドF5:緑色(第2点灯パターン)
3フレーム目FR3
 第1フィールドF1:青色(第3点灯パターン)
 第2フィールドF2:白色(第4点灯パターン)
 第3フィールドF3:赤色(第1点灯パターン)
 第4フィールドF4:緑色(第2点灯パターン)
 第5フィールドF5:青色(第3点灯パターン)
4フレーム目FR4
 第1フィールドF1:白色(第4点灯パターン)
 第2フィールドF2:赤色(第1点灯パターン)
 第3フィールドF3:緑色(第2点灯パターン)
 第4フィールドF4:青色(第3点灯パターン)
 第5フィールドF5:白色(第4点灯パターン)
 このようにフレームによって色の表示順序(点灯パターンの現れる順序)が異なるため、タイミングコントローラ200から補正演算部1224に与えられる色順序信号SCの値がフレーム毎に変化する。
 図43は、本変形例における補正演算部1224で行われる色補正処理の詳細な手順を示すフローチャートである。ステップS510~ステップS530では、上記第4の実施形態におけるステップS410~ステップS430(図37を参照)と同様の処理が行われる。ステップS540では、色順序信号SCが示す表示順序に従って、5つのフィールド(第1~第5フィールド)への4つのデータ値(Wa,Ra,Ga,およびBa)の割り振りが行われる。ステップS550では、第1フィールドのデータ値と前フレームの第5フィールドのデータ値とに基づいて、第1フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。ステップS560~ステップS580では、上記第4の実施形態におけるステップS460~ステップS480(図37を参照)と同様の処理が行われる。ステップS590では、第5フィールドのデータ値と第4フィールドのデータ値とに基づいて、第5フィールドに関して応答可能であるか否かの判定が行われる。以上のようにして、上記第4の実施形態と同様、補正後の色(順序色)のデータ値が求められる。
 本変形例によれば、上記第4の実施形態と同様、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において、色割れの発生を抑制するとともに色シフトの発生を抑制することが可能となる。また、上記第1の実施形態の第2の変形例と同様、見かけ上のリフレッシュレート(輝度変化の周波数)が高められるので、フリッカの発生が抑制される。
<5.その他>
 本発明は上記各実施形態(変形例を含む)に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて種々の変形を施すことができる。
 100…前処理部
 110…信号分離回路
 120…データ補正回路
 122…色補正部
 124(1)~124(5)…第1~第5フィールド用デジタル階調データ補正部
 125…階調値変換ルックアップテーブル
 126…遅延用フィールドメモリ
 128(1)~128(3)…第1~第3表示色用デジタル階調データ補正部
 130(1)~130(5)…第1~第5フィールドメモリ
 200…タイミングコントローラ
 310…ゲートドライバ
 320…ソースドライバ
 330…LEDドライバ
 400…液晶パネル
 410…表示部
 490…バックライト
 1222…データ割り振り部
 1224…補正演算部
 1226…白色分離部
 1228…応答可否テーブル

Claims (16)

  1.  複数色の光源からなるバックライトを有し、前記複数色の光源についての点灯状態/消灯状態の組合せを表す点灯パターンを1フィールド毎に切り替えることによってカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、
     画像を表示する液晶パネルと、
     画素の色を示す入力画素データに対して色相を変化させることなく彩度を変化させる色補正処理を施し、前記色補正処理によって得られる画素データを各フィールドに対応するデータであるデジタル階調データとして出力する色補正部と、
     前記色補正部から出力されたデジタル階調データに対してデータ値の時間的変化を強調する補正を行うデジタル階調データ補正部と、
     前記デジタル階調データ補正部による補正後のデジタル階調データに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動部と
    を備え、
     前記色補正部は、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が前記液晶パネルにフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする、液晶表示装置。
  2.  前記色補正部は、
      前記入力画素データに含まれる複数の色のデータを、フレーム内における色の表示順序に基づいて、それぞれ対応するフィールドに割り当てるフィールド割り振り部と、
      前記色補正処理として演算回路を用いた演算処理を行う補正演算部と
    を含み、
     前記補正演算部は、フレーム内における色を考慮することなく、前記フィールド割り振り部による前記複数の色のデータのフィールドへの割り当てによって得られるデータである順番のデータに基づいて前記演算処理を行うことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記色補正部は、前記入力画素データの示す色がフィールドシーケンシャル方式での表示可能範囲外の色であるときには、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が色空間上において表示可能範囲を表す領域のうち表示可能範囲外の領域と接する部分に対応する色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  4.  色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表したとき、前記色補正部は、点Pの座標と、色空間を形成する1つの軸を前記無彩色軸を法線とする面に射影することによって得られる直線と線分PCとの間の角度とに基づいて、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。
  5.  色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表したとき、前記色補正部は、点Pの座標に基づいて、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする、請求項3に記載の液晶表示装置。
  6.  色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表し、補正後の画素データに基づく色に対応する点をDで表し、表示可能範囲を表す領域のうち表示可能範囲外の領域と接する部分から点Pまでの距離をLaとし、点Pから入力画素データの示す色に対応する点までの距離として取り得る最大値をLmaxとしたとき、前記色補正部は、Lmaxに対する線分PCの長さの割合とLaに対する線分PDの長さの割合とが等しくなるように、点Pから点Dまでの距離を決定することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  7.  1フレーム期間は、点灯パターンの数よりも多い数の複数のフィールドに分割され、
     1フレーム期間分の入力画素データが入力される周期よりも同じ点灯パターンが現れる周期の方が短いことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  8.  1フレーム期間には、前記複数色の光源のうちの2色以上の光源が点灯状態となるフィールドが含まれていることを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  9.  前記複数色の光源は、赤色の光源,緑色の光源,および青色の光源からなり、
     1フレーム期間は、前記赤色の光源のみが点灯状態となる赤色フィールド,前記緑色の光源のみが点灯状態となる緑色フィールド,前記青色の光源のみが点灯状態となる青色フィールド,および前記赤色の光源と前記緑色の光源と前記青色の光源とが点灯状態となる白色フィールドを少なくとも1フィールドずつ含む4つ以上のフィールドに分割されていることを特徴とする、請求項8に記載の液晶表示装置。
  10.  色空間上において、入力画素データの示す色を点Cで表し、点Cを含み無彩色軸が法線となる面と前記無彩色軸との交点を点Pで表したとき、前記色補正部は、点Cから点Pへと向かって線分CP上の点を1点ずつ処理対象点として当該処理対象点が表示可能範囲内の色に対応する点であるか否かを判定し、その判定結果に基づいて補正後の画素データに基づく色に対応する点の座標を決定することを特徴とする、請求項9に記載の液晶表示装置。
  11.  前記色補正部は、処理対象点のデータに対して白色成分を分離する処理を施すことによって得られる各点灯パターンに対応するデータを前記4つ以上のフィールドに割り当て、前記4つ以上のフィールドの全てにおいて応答可能となる場合に、処理対象点は表示可能範囲内の色に対応する点である旨の判定を行うことを特徴とする、請求項10に記載の液晶表示装置。
  12.  各フレーム期間に含まれるフィールドのうちの任意のフィールドを着目フィールドと定義し、前記着目フィールドに対応するデジタル階調データのデータ値を表示フィールド値と定義し、前記着目フィールドの1つ前のフィールドに対応するデジタル階調データのデータ値を前フィールド値と定義したとき、前記デジタル階調データ補正部は、前記色補正部で得られた表示フィールド値を前記色補正部で得られた前フィールド値に応じて補正することを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  13.  前記色補正部で得られたデジタル階調データのうち各フレーム期間の最後のフィールドに対応するデジタル階調データを1画面分保持することのできるフィールドメモリを更に備えることを特徴とする、請求項12に記載の液晶表示装置。
  14.  前記液晶パネルは、
      マトリクス状に配置された画素電極と、
      前記画素電極と対向するように配置された共通電極と、
      前記画素電極と前記共通電極とに挟持された液晶と、
      走査信号線と、
      前記デジタル階調データ補正部による補正後のデジタル階調データに応じた映像信号が印加される映像信号線と、
      前記走査信号線に制御端子が接続され、前記映像信号線に第1導通端子が接続され、前記画素電極に第2導通端子が接続され、酸化物半導体によりチャネル層が形成された薄膜トランジスタと
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の液晶表示装置。
  15.  前記酸化物半導体の主成分は、インジウム,ガリウム,亜鉛,および酸素から成ることを特徴とする、請求項14に記載の液晶表示装置。
  16.  複数色の光源からなるバックライトと画像を表示する液晶パネルとを有し、前記複数色の光源についての点灯状態/消灯状態の組合せを表す点灯パターンを1フィールド毎に切り替えることによってカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置の駆動方法であって、
     画素の色を示す入力画素データに対して色相を変化させることなく彩度を変化させる色補正処理を施し、前記色補正処理によって得られる画素データを各フィールドに対応するデータであるデジタル階調データとして出力する色補正ステップと、
     前記色補正ステップで出力されたデジタル階調データに対してデータ値の時間的変化を強調する補正を行うデジタル階調データ補正ステップと、
     前記デジタル階調データ補正ステップによる補正後のデジタル階調データに基づいて前記液晶パネルを駆動する液晶パネル駆動ステップと
    を含み、
     前記色補正ステップでは、前記色補正処理によって得られる画素データに基づく色が前記液晶パネルにフィールドシーケンシャル方式で表示することのできる色となるように、前記入力画素データに対して前記色補正処理を施すことを特徴とする、駆動方法。
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