(57)【要約】【課題】外光の反射による表示状態においても色の視感度に応じたグレイスケール表示が可能となり外光下でも視認性に優れた表示装置を得ること。【解決手段】複数のカラー光を発光する光源部１と、光源部１から発光されたカラー光の通過を制御する液晶パネル２とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドｆｒ、ｆｇ、ｆｂに分け、各サブフィールドの少なくとも一部の期間において複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、特定のカラー光に対応した画像を液晶パネル２に表示する際、各サブフィールドの期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールドの期間の長さと同一にならないように設定する、すなわちｆｒとｆｇとｆｂの長さが互いに同一とならないように設定し、設定されたサブフィールドの期間の組み合わせによって反射階調表示を行う。【選択図】　　　図４
2004046140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカラー光を発光する光源部と、当該光源部から発光されたカラー光の通過または外光の反射を制御する画像表示部とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、前記複数のサブフィールドの少なくとも一部の期間において前記複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を前記画像表示部に表示して透過カラー表示を行う表示装置であって、
前記複数のサブフィールド期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間の異なる長さの組み合わせによって前記外光による反射階調表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記複数のカラー光に対して、視感度の高いカラー光のサブフィールドの期間を視感度の低いカラー光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記複数のカラー光は緑色発光と赤色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を赤色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記複数のカラー光は緑色発光と青色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を青色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記複数のカラー光は赤色発光と緑色発光と青色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を赤色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定し、かつ、前記赤色発光のサブフィールドの期間を青色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項６】
前記赤色発光のサブフィールドの期間と、緑色発光のサブフィールドの期間と、青色発光のサブフィールドの期間と、のそれぞれの長さは、各発光色の視感度の比率に基づいて設定したことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記視感度の比率は、２進法の比率によって設定することを特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】
前記視感度の比率は、ほぼ４：２：１の比率であることを特徴とする請求項６または７に記載の表示装置。
【請求項９】
複数のカラー光を発光する光源部と、当該光源部から発光されたカラー光の通過または外光の反射を制御する画像表示部とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において前記複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を前記画像表示部に表示してカラー表示する表示装置であって、
前記サブフィールドの期間は、前記画像表示部に画像データの書き込みを行う書き込み期間と、書き込まれたデータにより画像表示を行う画像表示期間とを有し、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間における画像表示期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の異なる長さの組み合わせによって前記外光の反射階調表示を行うことを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記画像表示期間には、前記カラー光が発光する発光期間と、前記カラー光が発光しない非発光期間とを備え、前記各サブフィールド期間の画像表示期間における非発光期間の長さが同一とならないように設定することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光量を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光時間を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記調整手段は、各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光輝度を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記光源部はＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項１５】
前記画像表示部は液晶パネルであることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項１６】
前記液晶パネルは、外光を反射して表示する反射型機能と、前記光源部の光により表示する透過型機能を有することを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記光源部は、前記画像表示部の表示側とは反対側に配置するバックライトであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項１８】
前記光源部は、前記画像表示部の表示側の上面に配置するフロントライトであることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一つに記載の表示装置。
【請求項１９】
一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を表示するカラー表示方法であって、
前記複数のサブフィールド期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間の異なる長さの組み合わせによって反射階調表示を行うことを特徴とするカラー表示方法。
【請求項２０】
一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を表示するカラー表示方法であって、
前記サブフィールドの期間は、前記画像データの書き込みを行う書き込み期間と、書き込まれたデータにより画像表示を行う画像表示期間とからなり、各前記サブフィールドの期間における画像表示期間の長さを、他のサブフィールドの期間における画像表示期間の長さと同一とならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の異なる長さの組み合わせによって反射階調表示を行うことを特徴とするカラー表示方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、表示サブフィールドごとに異なるカラーの画像を表示し、人間の目の時間軸方向の積分作用を用いて混色させ多色表示を得るフィールド順次型表示装置およびその表示装置を用いたカラー表示方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィールド順次型の表示装置において多色表示する方法として、表示装置を、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、該光源部から発光する光と外光の通過または反射を制御する画像表示部とによって構成し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、このサブフィールドの一部の期間で特定のカラー光を発光させるとともに、特定のカラー光に対応した画像を画像表示部に表示する方法が一般的に知られている。
【０００３】
このフィールド順次型の表示装置でフルカラーを実現しようとすると、高速で点灯消灯が可能なＲＧＢの３色光源が必要になる。しかし、以前は最適な光源がなく４色程度のマルチカラーによる単純な案内板など、特定の色域のみの表示として利用されるにとどまっていた。しかし、昨今の青色ＬＥＤの急激な性能向上と緑色ＬＥＤの高輝度化により、赤、緑、青の発光色が高輝度で揃い、フィールド順次型の光源部として、フルカラー表示の性能に満足できるようになった。
【０００４】
さらに、ＬＥＤの赤、青、緑の３色は色度図上での色再現範囲がカラーフィルタ方式の表示装置よりも広いため、従来表現できなかった色が表現できるようになり、より忠実で美しい画像表示が可能となる。また、カラーフィルタを用いないため、透過率が高くバックライトの消費電力を削減できることから低消費電力化の効果もある。このような点からフィールド順次型の表示装置の開発が急速に進んでいる（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００５】
次に、従来技術におけるフィールド順次型の表示装置の基本的な動作を説明する。図１０は従来のフィールド順次型表示装置における表示タイミングの説明図（タイムチャート）であり、表示装置は、ＬＥＤを発光素子に用いて、また画像表示部には液晶パネルを用いている。図１０のａは液晶パネルの裏面に配置するバックライトであるＬＥＤにおける各色の発光タイミングを示しており、図１０のｂは、液晶パネルの各ラインの走査タイミングと画像表示期間を示している。
【０００６】
図１０において、人間の目の時間軸方向の積分効果を利用してカラー表示するためにフィールド周波数（図１０のｆｉｅｌｄ）は１００Ｈｚに設定している。１フィールド（ｆｉｅｌｄ）は３つのサブフィールドに分割し、赤色ＬＥＤを点灯するＲサブフィールドｆｒと、緑色ＬＥＤを点灯するＧサブフィールドｆｇと、青色ＬＥＤを点灯するＢサブフィールドｆｂとからなる。図１０のａに示すように、各サブフィールドの後半の期間で、各サブフィールドに対応しているカラー光のＬＥＤは、一定期間の発光期間Ｔｂで発光している。
【０００７】
一方、図１０のｂに示すように、液晶パネルの各サブフィールドは書き込み期間Ｔｗと、応答期間Ｔｒと、画像表示期間Ｔｄとからなる。書き込み期間Ｔｗは液晶パネルの各画素を順次走査しながら画素データに応じた電圧を供給する期間であり、透過率の調整が行われる。続く応答期間Ｔｒは液晶パネルの書き込み期間Ｔｗが終了してから液晶が応答して所望の画像が全画面に得られるまでの期間を示しており、書き込み期間Ｔｗより短く設定する。したがって、残りの期間は所望の画像が表示されている画像表示期間Ｔｄとなる。
【０００８】
ここで、図１０のａにおいては、ＬＥＤの発光期間Ｔｂは画像表示期間と長さを等しく設定し、画像表示期間Ｔｄ中だけに点灯している場合を示している。これには、画像表示が確定した期間のみにＬＥＤを発光することによって、色の混色を防止するという効果がある。たとえば、書き込み期間Ｔｗの間でＬＥＤの発光を開始してしまうと、各ラインの走査が終了していない部分や液晶が応答していない部分は前サブフィールドの画像が残っているため、画像と発光色が一致しない期間が発生してしまい混色の原因となってしまう。
【０００９】
このように、従来技術ではバックライトの各色のＬＥＤの発光タイミングを赤色、緑色、青色の順で順次発光し、それと同期して液晶パネルにそれぞれの発光色に対応した画像を表示することによりカラー表示を実現している。さらに、液晶パネルに多階調表示が可能なものを用いればフルカラーの表示が実現できる。
【００１０】
また、液晶表示装置を用いた２種類のカラー表示装置である、カラーフィルタ型の表示装置とフィールド順次型の表示装置を比べると、液晶表示装置の透過率が大きく異なることがわかる。すなわちカラーフィルタ型の表示装置ではカラーフィルタを組み込んだ液晶パネルの透過率が１０％と低いのに対し、フィールド順次型の表示装置では単純な白黒表示の液晶パネルであるため、その透過率は３５％以上と高くなっている。
【００１１】
したがって、両者をバックライトによる透過型表示装置として用いる場合でも、カラーフィルタ型の表示装置に比べてフィールド順次型の表示装置は明るいカラー表示ができるし、さらに両者を強い外光による反射型表示装置として用いようとすると、カラーフィルタ型の表示装置ではコントラストが低くて、表示ができないのに対し、フィールド順次型の表示装置では十分な表示が可能となるメリットがあり、このメリットを生かしてフィールド順次型の表示装置を透過、反射兼用の表示装置として用いることが提案されている（たとえば、特許文献２参照。）。
【００１２】
次に、前記フィールド順次型の表示装置を透過、反射兼用の表示装置として用いることを説明する。図１１はフィールド順次型の表示装置を携帯電話器などの携帯端末装置に使用した場合を示す。図１１に示すような携帯端末装置１２００はその性質上、野外など外光の明るい環境で使用する場合も多く、屋内、屋外を問わず表示装置を良好に視認できる必要がある。
【００１３】
屋内などの比較的光量の少ない場合にはバックライトの光量により透過型表示装置として十分な視認性が得られるが、屋外などの使用時には屋内の１００倍近い光量の太陽光１２０５が液晶画面１２０１に入射するために屋内の視認性とは大きく異なる。この対策として一方の手で携帯端末装置１２００を覆って太陽光１２０５を遮ることもできるが、実際には太陽光１２０５は散乱光であるため入射光量を極端に減らすことは期待できず、透過型表示装置として十分な視認性を得ることができない。
【００１４】
次に、図１２を用いて、フィールド順次型の表示装置における反射型表示動作を説明する。太陽光１２０５が液晶画面１２０１上に入射すると液晶画面１２０１上に配置する風防１２０２と空気層の界面と、さらに液晶画面１２０１の表面と空気層の界面のそれぞれで屈折率差による反射光があり、液晶画面１２０１に入射する以前に太陽光１２０５の約１０％の反射光１２０７が視認者に到達する。
【００１５】
先に述べたようにカラーフィルタがないために液晶画面１２０１の透過率は非常に高く約３５％である。したがって液晶画面１２０１に入射する９０％のうちの３５％が入射し、バックライト１２０３で反射して再び液晶画面１２０１に入射する。このときに偏光が解消しないとするとカラーフィルタでの吸収がないのでそのまま１００％が透過する。
【００１６】
したがって、視認側に戻る反射光量１２１１は太陽光１２０５の約３２％となる。この結果コントラストは、
コントラスト＝（Ｌ×４２％）／（Ｌ×１０％）＝４．３
となり、これはカラーフィルタ型表示装置の約４倍となる。コントラストが４．３であれば文字はもちろんのこと画像表示なども十分に認識することができる。また、白表示の明るさ（Ｌ×４２％）もカラーフィルタ型表示装置の３倍以上となり視認性のよい表示が可能である。このようにフィールド順次型表示装置ではカラーフィルタ型表示装置では不可能であった外光による良好な反射表示が可能となり、屋内／屋外のいずれの環境においても良好な視認性を得ることができる透過、反射兼用の表示装置として用いることができる。
【００１７】
【特許文献１】
特開平１１−５２３５４号公報
【特許文献２】
特開２００２―２０３４１１号公報
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術は基本的にはバックライトを光源とした透過型の画像表示部を用いた場合を前提として機能するものであるため、以下に示す問題点があった。
【００１９】
すなわち、従来技術におけるフィールド順次型表示装置では特許文献１の図５および特許文献２の図６に示すごとく、１フィールドを分割するＲ，Ｇ，Ｂの３つのサブフィールド期間を同じ長さとしている。以下このように同じ長さのサブフィールド期間を有するフィールド順次型表示装置における、透過型表示および反射型表示動作について図１３および図１４を用いて説明する。なお、図１３および図１４は透過型表示と反射型表示との差異を明確にするため、画像表示ではなく、カラーバー表示の例を示している。
【００２０】
図１３はさまざまな光環境における表示状態を説明するための模式図である。図１３の矢印は光環境を相対的に示しており、矢印１３は外光を示し、０が暗室などで光量がない場合、１００が晴天時の屋外で光量が最大の場合を示している。通常のオフィスなどの屋内では光量は３０程度に相当する。
【００２１】
一方、矢印１４はバックライトの光量を示しており、これは環境に関わらず一定であるので常に１０になる。図１３（ａ）は、フィールド順次型表示装置によりカラーバーを表示した場合における外光が０の場合の表示状態を示す図である。外光が０の場合には外光による反射成分がないので、フィールド順次駆動によるカラー光の発光がそのまま透過型表示として視認され、カラーバー表示が高彩度で表示される。
【００２２】
次に外光が晴天時の屋外に相当する１００の場合の表示状態を図１３（ｂ）に示す。バックライトの光量１０に比較して外光が強い場合にはバックライトによる透過型表示であるカラー表示はほとんど視認されず、外光による反射型表示が支配的になってしまう。
【００２３】
このときのカラーバーの表示状態について図１４も参照しながら説明する。図１３（ａ）のカラーバー表示の左端に表示される黒色はそのまま黒色（Ｂｌａｃｋ）として視認される。次に青色表示部は図１０におけるサブフィールドｆｂのみ透過表示であり、それ以外のサブフィールドｆｒ、ｆｇは非透過表示となるので外光はサブフィールドｆｂの期間のみ反射しｆｒ、ｆｇの期間では反射されない。この様子を各色についてまとめたものを図１４に示す。
【００２４】
図１４において各サブフィールドにおける液晶パネルの透過／非透過を白と黒の四角で示している。表示色欄１７は図１３（ａ）のカラーバー表示に対応し、外光が０の場合のバックライトによる透過型表示色を示し、階調表示欄１８は各表示色に対して、３つのサブフィールド中に黒色（非透過）が出現する割合を示している。各フィールドはこの繰り返しであり、人間の目が１フィールドの間では十分に積分されて見えるとすると、非透過の出現回数がそのまま階調表示として視認できる。つまり、３つのサブフィールドにより０／３、１／３、２／３、３／３の４階調表示となる。
【００２５】
ここで、外光が１００でバックライトよりも明るいときには、外光による反射型白黒表示として人間の目には視認され、階調表示欄１８で示すように、青、赤、緑の３色はいずれも１／３の白黒階調表示に見え、マゼンタ、シアン、黄色の３色はいずれも２／３の白黒階調表示に見える。このように、たとえばカラーバーを表示した場合には図１３（ａ）のＢｌｕｅからＹｅｌｌｏｗまでの６種類のカラー表示が、図１３（ｂ）のように２／３階調表示と１／３階調表示の２階調のみの表示となってしまう。この結果、透過型表示のカラー表示における６種類の色表示内容が反射型表示においては６階調ではなく２階調しか表示されないため、カラーバーとしての内容が識別できなくなってしまうという問題点があった。
【００２６】
また、前記カラーバー表示以外に、文字表示等を行った場合でも、たとえば、青色の背景に赤色で文字を表示している場合に、外光が次第に強くなり反射成分が多くなると、青色と赤色とは図１４により同じ２／３階調表示に近くなり、外光が強くなるにつれて、徐々に識別しづらくなり、いずれ完全に識別不能となってしまう。他の色の組み合わせにおいても同様で、図１４の階調表示欄１８で同じ階調を取り得る色に関しては識別不能となる。
【００２７】
また、外光が０から１００に変化する中間にあたる環境で使用する場合に、色味が不自然になるという問題があった。外光の反射を考慮したフィールド順次型表示では、バックライトによるカラー表示がテレビ装置のカラー調整端子に相当すると考えるのが自然である。つまり、外光が強い場合にはカラー調整端子で色味を絞っていく状態にあたる。
【００２８】
この場合には、外光が１００の場合には、色味が０（バックライトが見えなくなる）となって図１３（ａ）に示す透過型カラー表示ができなくなるが、このカラーバー表示に代わって図１３（ｂ）に示す白黒バー表示となる。この白黒バー表示は黒色から白色まで人間の目の視感度順に７／７、６／７、５／７、・・・１／７、０／７の８階調の白黒表示になるのが自然である。たとえば、緑色（Ｇｒｅｅｎ）とマゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）を比較した場合に、外光が１００の場合にはマゼンタよりも緑色が明るいはずであるにもかかわらず、図１３（ｂ）および図１４の階調表示欄１８に示すように、緑色が２／３階調表示、マゼンタが１／３階調表示となり、緑色の方が暗くなってしまっている。
【００２９】
すなわち、表示状態において外光が変化していくと、前記外光による反射型表示とバックライトによる透過型表示とによる色成分が重畳される。この結果、緑色とマゼンタとの明暗が反転して、暗い緑色と明るいマゼンタの表示となり、カラーバー表示としては視感度的に不自然となる。これは各色表示の輝度成分と色成分の関係が一致していないために起こる問題である。
【００３０】
このように従来技術には、外光の強い環境において反射型表示を行わせた場合、特定色において表示画像の認識が不能になるという問題があり、さらに各色の色成分と輝度成分の関係が一致していないため、透過型表示と反射型表示とで視感度的に不自然な表示状態となる問題がある。
【００３１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、外光の強い環境における反射型表示においても表示画像の認識が可能で、しかも優れた視認性有する透過、反射表示兼用のフィールド順次型表示装置およびその表示装置を用いたカラー表示方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
これらの課題を解決し、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明にかかる表示装置は、複数のカラー光を発光する光源部と、当該光源部から発光されたカラー光の通過または外光の反射を制御する画像表示部とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、前記複数のサブフィールドの少なくとも一部の期間において前記複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を前記画像表示部に表示して透過カラー表示を行う表示装置であって、前記複数のサブフィールド期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間の異なる長さの組み合わせによって前記外光による反射階調表示を行うことを特徴とする。
【００３３】
また、請求項２に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１に記載の発明において、前記複数のカラー光に対して、視感度の高いカラー光のサブフィールドの期間を視感度の低いカラー光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする。
【００３４】
また、請求項３に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記複数のカラー光は緑色発光と赤色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を赤色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする。
【００３５】
また、請求項４に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記複数のカラー光は緑色発光と青色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を青色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする。
【００３６】
また、請求項５に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１または２に記載の発明において、前記複数のカラー光は赤色発光と緑色発光と青色発光とを有し、前記緑色発光のサブフィールドの期間を赤色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定し、かつ、前記赤色発光のサブフィールドの期間を青色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定することを特徴とする。
【００３７】
また、請求項６に記載の発明にかかる表示装置は、請求項５に記載の発明において、前記赤色発光のサブフィールドの期間と、緑色発光のサブフィールドの期間と、青色発光のサブフィールドの期間と、のそれぞれの長さは、各発光色の視感度の比率に基づいて設定したことを特徴とする。
【００３８】
また、請求項７に記載の発明にかかる表示装置は、請求項６に記載の発明において、前記視感度の比率が、２進法の比率によって設定することを特徴とする。
【００３９】
また、請求項８に記載の発明にかかる表示装置は、請求項６または７に記載の発明において、前記視感度の比率は、ほぼ４：２：１の比率であることを特徴とする。
【００４０】
また、請求項９に記載の発明にかかる表示装置は、複数のカラー光を発光する光源部と、当該光源部から発光されたカラー光の通過または外光の反射を制御する画像表示部とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において前記複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を前記画像表示部に表示してカラー表示する表示装置であって、前記サブフィールドの期間は、前記画像表示部に画像データの書き込みを行う書き込み期間と、書き込まれたデータにより画像表示を行う画像表示期間とからなり、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間における画像表示期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の異なる長さの組み合わせによって外光による反射階調表示を行うことを特徴とする。
【００４１】
また、請求項１０に記載の発明にかかる表示装置は、請求項９に記載の発明において、前記画像表示期間に、前記カラー光が発光する発光期間と、前記カラー光が発光しない非発光期間とを備え、前記各サブフィールドの期間の画像表示期間における非発光期間の長さが同一とならないように設定することを特徴とする。
【００４２】
また、請求項１１に記載の発明にかかる表示装置は、請求項９に記載の発明において、各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光量を調整する調整手段を備えたことを特徴とする。
【００４３】
また、請求項１２に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１１に記載の発明において、前記調整手段が、各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光時間を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することを特徴とする。
【００４４】
また、請求項１３に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１１に記載の発明において、前記調整手段が、各前記サブフィールドの期間の画像表示期間における、前記光源部からの各前記カラー光の発光輝度を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することを特徴とする。
【００４５】
また、請求項１４に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の発明において、前記光源部がＬＥＤ素子であることを特徴とする。
【００４６】
また、請求項１５に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の発明において、前記画像表示部が液晶パネルであることを特徴とする。
【００４７】
また、請求項１６に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１５に記載の発明において、前記液晶パネルが、外光を反射して表示する反射型機能と、前記光源部の光により表示する透過型機能を有することを特徴とする。
【００４８】
また、請求項１７に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１６のいずれか一つに記載の発明において、前記光源部が、前記画像表示部の表示側とは反対側に配置するバックライトであることを特徴とする。
【００４９】
また、請求項１８に記載の発明にかかる表示装置は、請求項１〜１７のいずれか一つに記載の発明において、前記光源部が、前記画像表示部の表示側の上面に配置するフロントライトであることを特徴とする。
【００５０】
また、請求項１９に記載の発明にかかるカラー表示方法は、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を表示するカラー表示方法であって、前記複数のサブフィールド期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールド期間の長さと同一にならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間の異なる長さの組み合わせによって反射階調表示を行うことを特徴とする。
【００５１】
また、請求項２０に記載の発明にかかるカラー表示方法は、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、各前記サブフィールドの少なくとも一部の期間において特定のカラー光を発光させるとともに、前記特定のカラー光に対応した画像を表示するカラー表示方法であって、前記サブフィールドの期間は、前記画像データの書き込みを行う書き込み期間と、書き込まれたデータにより画像表示を行う画像表示期間とからなり、各前記サブフィールドの期間における画像表示期間の長さを、他のサブフィールドの期間における画像表示期間の長さと同一とならないように設定し、前記複数のサブフィールド期間における画像表示期間の異なる長さの組み合わせによって反射階調表示を行うことを特徴とする。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を使用して本発明の表示装置の実施の形態を説明する。本発明の第１の実施の形態にかかるフィールド順次型の表示装置を図１に示す。図２には図１に示した表示装置の断面図を示す。図１において、本発明の表示装置は異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光源からなる光源部１を有する。また、フルカラーの表示を実現するために、光源部１として、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６の３色のカラーＬＥＤを導光板３の側面に配置したものを採用した。光源部１は光源駆動回路８によって駆動される。
【００５３】
また、本発明では、光源部１が発光する光の透過を制御する画像表示部を有する。本実施の形態では、薄くて表示性能がよいことから、液晶パネル２を用いた。さらに、この液晶パネル２では、高速応答液晶を使用してもコントラストの高いマトリクス表示が可能なＴＦＴによるアクティブ駆動を用いている。また、液晶パネル２は画像表示制御回路７により画像データの転送や画素への書き込みなどのタイミングが制御される。
【００５４】
液晶パネル２は、２枚の基板の間で液晶分子を９０度ツイストしてなり、図２に示すごとく、上下の偏光板２０、２１はノーマリ白モードに設定した。液晶パネル２を構成する一方の透明基板上には各画素には一つのＴＦＴ素子を配置し、それぞれのゲート線とソース線（図示せず）を引き出して液晶パネル２に接続する画像表示制御回路７に接続している。さらに本実施の形態の液晶パネル２には、光源部１を構成する導光板３との下偏光板２１の間に、半透過反射機能を有する半透過反射板９を配設している。晴天時の屋外で外光が反射してしまい、視認性が悪化していた従来とは逆に、外光が明るい場合には、光源部１を消灯しても半透過反射板９で外光を反射させることにより、白黒表示による反射型表示装置として十分視認できるようにしている。
【００５５】
次に、本実施の形態の表示装置において、光源部１からの光がどのようにして視認されるか、また外光がどのように視認されるかを、図３に基づいて説明する。最初に光源部１からの光の透過／非透過制御を説明する。本実施の形態の表示装置は、画像表示制御回路７からの信号により液晶パネル２が制御され、各画素の透過／非透過／半透過状態が制御される。そして次に光源部１を構成する赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６のいずれか一つがカラー光を発光し、そのカラー光は導光板３を介して全体に広がり、半透過反射板９側へ出射する。
【００５６】
たとえば緑色ＬＥＤ５が点灯した場合、半透過反射板９を通過した緑カラー光Ｌ１、Ｌ２は次に下偏光板９に到達し、緑カラー光Ｌ１、Ｌ２それぞれの一方の偏光成分は吸収されるが、他方の偏光成分は透過して液晶パネル２に到達する。ここで液晶パネル２の各画素のうち、透過状態に制御された画素に到達した緑カラー光Ｌ１は液晶パネル２を透過し、さらに上偏光板２０を透過して視認される。一方、緑カラー光Ｌ２は非透過状態に制御された画素に到達したため、カラー光は視認されず、この部分の画素は黒い表示として視認される。そして所定時間だけ緑色ＬＥＤ５を点灯した後、緑色ＬＥＤ５を消灯するとともに、液晶パネル２の各画素は、画像表示制御回路７からの信号により次に点灯するＬＥＤの色に対応する透過／非透過／半透過状態に制御され、同様の動作を繰り返すことになる。この動作を高速で制御することにより、人間の目には、赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６から出射された３色のカラー光が混合された色が認識され、カラー表示として視認することができる。
【００５７】
上述の表示動作において、液晶パネル２の透過／非透過／半透過状態に制御する動作は、従来技術に記載したサブフィールドにおける書き込み期間と応答期間に相当するものであり、また液晶パネル２を制御してから一つのＬＥＤを点灯して消灯するまでの動作は、サブフィールドにおける画像表示期間に相当するものである。
【００５８】
次に外光が表示装置に入射して反射／非反射制御される状態、すなわち反射表示装置として視認される状態を説明する。液晶パネル２における各画素の制御と、各ＬＥＤの点灯制御は前述の通りであり、何ら変わりはないが、大きく異なるのは、緑カラー光Ｌ１を透過または半透過状態に制御している画素において、外光Ｌ３が上偏光板２０、液晶パネル２、下偏光板２１を透過し、半透過反射板９で反射して再び逆の経路をたどって出射して視認される点である。
【００５９】
この場合、この画素における光は、緑カラー光Ｌ１と外光Ｌ３の反射光との混合色となるが、外光の照度が高いほど緑カラー光Ｌ１の色は薄くなり、ほぼ外光だけの色（白色光）として視認されることになる。一方、液晶パネル２の画素のうち、非透過状態に制御されている部分では外光Ｌ４が液晶パネル２の表面で非透過となり、非反射状態の黒い表示として視認される。このように本実施の形態のフィールド順次型表示装置は、外光強度が高いほど反射型表示装置として視認されることになる。
【００６０】
次に、本実施の形態の表示装置における各信号の波形を示す。図４のａは、光源部１を構成する各色のＬＥＤ素子の発光タイミングを示している。また図４のｂは、液晶パネル２の画像表示タイミングを示し、走査タイミングと画像表示期間を示している。
【００６１】
図４において、一つのフィールドは３つのサブフィールドからなり、赤色ＬＥＤを点灯するＲサブフィールドｆｒと、緑色ＬＥＤを点灯するＧサブフィールドｆｇと、青色ＬＥＤを点灯するＢサブフィールドｆｂとからなる。人間の目の時間軸方向の積分効果を利用してカラー表示するために、フィールド周波数（図４中のｆｉｅｌｄ）は１００Ｈｚに設定している。
【００６２】
本発明の最大の特徴は、図４にも示したように、各サブフィールド（ｆｒ、ｆｇ、ｆｂ）の期間がそれぞれ異なる点である。また各サブフィールド期間は、それぞれのサブフィールドで発光するカラー光の視感度に応じて、視感度の高い順に長くする点である。
【００６３】
図５に、人間の目の比視感度特性を示す。図５において縦軸は人間の目の比視感度を示し、横軸は波長を示す。本実施の形態では、光源に赤色、緑色、青色の３色のカラー光源を用いており、各カラー光源の中心波長は赤色が４７０ｎｍ、緑色が５４０ｎｍ、青色が６３０ｎｍである。緑色の視感度を１とすると、図４から緑色、赤色、青色の順に人間の目の比視感度が高くなる。つまり、同じ条件下で各色を人間が見ると、緑色が一番明るく見え、次に赤色、次に青色の順番で明るく見える度合いが低くなる。
【００６４】
図４では、図５の各カラー光における比視感度の比に近くなるように緑色、赤色、青色の順にサブフィールド期間を長く設定している。つまり、緑色のサブフィールドの期間を赤色のサブフィールドの期間より長く設定し、赤色のサブフィールドの期間を青色のサブフィールドの期間より長く設定している。
【００６５】
また、本実施の形態では、各サブフィールドの期間の長さを所定の比率によって設定している点に特徴がある。図４では緑色サブフィールドｆｇ、赤色サブフィールドｆｒ、青色サブフィールドｆｂの比は、
ｆｇ：ｆｒ：ｆｂ　＝　４：２：１　　　・・・・・・・・式（１）
に設定した。この比は、図５の比視感度特性と完全には一致している必要はなく、ほぼ合っていればよい。本実施の形態では、回路の簡単化を考慮して、デジタル信号として設定しやすい式（１）のような２進法の比率に設定している。
【００６６】
次に、画像表示タイミングについて説明する。図４のｂにおいて、各サブフィールドは、書き込み期間Ｔｗと、応答期間Ｔｒと、画像表示期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂとからなる。ここで、書き込み期間Ｔｗは液晶パネルの各画素を順次走査しながら画素データに応じた電圧を供給する期間である。それぞれの走査線上に配置される各画素へ、電圧が順次供給されることによって、透過率の調整が行われる。書き込み期間Ｔｗは、本実施の形態では０．８ｍｓに設定している。それに続く画像表示期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂは、画素に書き込まれた電圧に応じて調整された透過率を維持する期間であり、所望の画像が表示されている期間である。
【００６７】
サブフィールドｆｒではＴｄｒ＝２．２ｍｓに、ｆｇではＴｄｇ＝４．８ｍｓに、ｆｂではＴｄｂ＝０．８ｍｓにそれぞれ設定している。これによって、各サブフィールドの期間は、それぞれ、ｆｒ＝３．０ｍｓ、ｆｇ＝５．６ｍｓ、ｆｂ＝１．６ｍｓとなり、各フィールドの比は式（１）を満たすことになる。
【００６８】
ここで、図４のａにおいてＬＥＤの点灯期間Ｔｂは画像表示期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂの期間中の後半に設定している。すなわち、画像表示期間Ｔｄよりも点灯期間Ｔｂの方が短い場合には、画像表示期間の終了する直前の期間、つまり画像表示期間であってもＬＥＤを消灯している期間のあとにＬＥＤの点灯期間を設定する。これには色の混色を防止するという効果がある。たとえば、走査期間ＴｗからＬＥＤを発光すると、走査が終了していない部分や液晶が応答していない部分は前のサブフィールドの画像が残っている。そのため、画像と発光色が一致しない期間が生じ、それによって、混色が発生してしまう。したがって、この混色を防止する必要がある。
【００６９】
次に、本実施の形態における動作について図７を参照して説明する。図７は各フィールドにおける液晶パネル２での光の反射（透過）／非反射（非透過）をそれぞれ図中の白四角／黒四角で模式的に表したタイミング図である。発光タイミングａは図４における各ＬＥＤの発光色と発光期間Ｔｂを示している。表示色欄１１は光源部１に比べて外光が少ない場合に視認できる透過／非透過の各パターンにおける表示色を示し、階調表示欄１２は光の反射／非反射の各パターンにおける表示階調を示している。
【００７０】
なお、図７では各サブフィールド間に隙間を設けて記載してあるが、これはサブフィールドを区別して理解しやすいように示すために入れたものであり、実際の表示制御ではこの隙間は存在しない。実際の表示装置では、この隙間の部分はサブフィールドが切り替る遷移期間であり、表示としてはほとんど視認されず、無視できるものである。
【００７１】
動作説明としては、本実施の形態の表示装置でカラーバー表示を行った場合を説明する。図７において、最初のパターン（Ｂｌａｃｋ）は、各サブフィールドをすべて非透過にした場合であり光源部１による表示色は黒色になる。次に光源部１を消灯した場合、または外光が光源部１に比べて少ない場合には、階調表示欄１２に示すように７／７の階調になる。分母は、１フィールドの長さであり各サブフィールドの比であるＲ：Ｇ：Ｂ＝２：４：１を合計した値で示しており常に７である。分子は１フィールド中に非透過にする長さを示し、すべて非透過であるので７になる。つまり、フィールド期間の７／７の時間だけ黒色を表示していることを示し、黒色の階調に相当する。
【００７２】
２番目のパターン（Ｂｌｕｅ）は、青色サブフィールドｆｂのみを透過し、そのほかは非透過にした場合である。表示色欄１１に示すように表示色は青色になる。光源部１を消灯した場合、または外光が光源部１に比べて少ない場合は、青色フィールドｆｂ以外は非透過であるので非透過期間の分子は６（＝２＋４）になり階調表示欄１２に示すように６／７の階調として視認される。
【００７３】
３番目のパターン（Ｒｅｄ）に示すように、赤色サブフィールドｆｒのみを点灯した場合も同様に考えられ、表示色欄１１に示すように、赤色の表示色になる。光源部１を消灯、または外光に比べて少ない場合は、階調表示欄１２に示すように５（＝４＋１）／７の階調として視認される。
【００７４】
５番目のパターン（Ｇｒｅｅｎ）に示すように、緑色サブフィールドｆｇのみを点灯した場合も同様に考えられ、それぞれ表示色欄１１に示すように、緑色の表示色になる。光源部１を消灯、または外光に比べて少ない場合は、階調表示欄１２に示すように３（＝２＋１）／７の階調として視認される。
【００７５】
緑色、赤色、青色の各サブフィールドのいずれか一つのみを非点灯しその他を点灯した場合は、以下のようになる。すなわち、４番目のパターン（Ｍａｇｅｎｔａ）に示すように、緑色サブフィールドｆｇのみを非点灯にした場合に、表示色欄１１はマゼンタの表示色になり、階調表示欄１２は４／７になる。また６番目のパターン（Ｃｙａｎ）に示すように、赤色サブフィールドｆｒのみを非点灯にした場合に、表示色欄１１はシアンの表示色になり、階調表示欄１２は２／７になる。また７番目のパターン（Ｙｅｌｌｏｗ）に示すように、青色サブフィールドｆｂのみを非点灯にした場合に、表示色欄１１は黄色の表示色になり、階調表示欄１２は１／７になる。また、すべて点灯した場合は、表示色欄１１は白色の表示色となり、階調表示欄１２は０／７になる。
【００７６】
ここで、階調表示欄１２のような階調に視認できる条件としては、フィールド周波数が人間の目の応答よりも早いことが必要である。つまり、人間の目が輝度の変化を感じずに時間軸方向に積分できるような早さで各サブフィールドを駆動する必要がある。本実施の形態ではもともとがフィールド順次駆動によるカラー表示装置を前提としているのでフィールド周波数も１００Ｈｚと十分に高速であり、そのままの駆動周波数で階調表示欄１２に示す階調を視認することができる。
【００７７】
図８は本実施の形態におけるカラーバー表示の視認状態が外光の光量でどのように変化するかを示した説明図である。矢印１３は外光の光量を示し、０から１００まで変化している。０が外光のない暗室状態に相当し、１００が晴天時の屋外に相当する。矢印１４は光源部１の光量を示し、常に１０に設定している。図８の（ａ）は外光が０の場合の表示状態を示し、図７の表示色欄１１に示したように光源部１によるカラー表示となり、８色のカラーバーが表示される。
【００７８】
次に、外光が１００で光源部１が無視できる程度に明るい場合には、図８の（ｃ）に示すように、図７の階調表示欄１２に示すように黒色から白色までそれぞれが階調表示され、８階調のグレイスケール表示となる。つまり、カラーバーの輝度成分のみを正確に表示していることになる。
【００７９】
次に外光が適度に明るく光源部１も視認できる環境における表示状態を示したのが図８の（ｂ）である。この場合には、図８（ａ）と図８（ｃ）の中間の表示状態として視認され、すべての色が薄い色として視認される。このときにカラーバーの輝度成分を正確に表示しているので自然な薄色表示となる。この図８（ｂ）の状態は外光が０〜１００の間の一点の状態であり、実際には完全なカラーバー表示からグレイスケールまで色の彩度を変えながら徐々に移行していく。
【００８０】
したがって、輝度成分を正確に表示しながら彩度が変化する自然なカラー表示を実現できる。ＴＶ装置でいえば、外光の光量がカラー調整ボリュームにあたることは先に述べたが、本実施の形態によれば外光が多い場合にはカラーを絞ったグレイスケール表示状態になり、反対に外光が少ない場合にはカラーバー表示となる。
【００８１】
また、青色背景に赤色文字を表示した状態に外光が強くなってきても、それぞれのグレイスケールが異なる階調で表示されるために、字が消えてしまうことがなく視認できる。
【００８２】
さらに、図７と図８では各サブフィールドにおける透過と非透過の２値を取り出してカラーバーの表示色についてだけを説明したが、本実施の形態で用いた液晶パネル２はそれぞれの画素を階調表示できるので、写真画などを表示する場合にもフルカラー表示が可能である。この場合では外光が強い場合には多階調のグレイスケールによる表示となる。この場合の外光の光量変化による彩度の増減も輝度成分を正確に表示しながら彩度が変化していくため、自然な色味で表示することができる。
【００８３】
なお、上記の実施の形態では、各サブフィールドの期間をそれぞれ異ならせて設定するが、図４のａにおいて各ＬＥＤの発光期間Ｔｂは、視感度とは無関係に従来と同様にいずれも同じ長さに設定している。実際にはＬＥＤの発光強度が色によって異なるために白バランス調整などが必要になるが、本実施の形態では各ＬＥＤを駆動する光源駆動回路８からの電流値を図１に示す発光バランス調整回路１０で調整することで白バランスを調整できる。
【００８４】
白バランス調整の他の方法としては、各サブフィールド期間内の画像表示期間の範囲で各ＬＥＤの発光期間Ｔｂを可変して調整することも可能である。いずれ、ＬＥＤの発光期間Ｔｂと画像表示期間Ｔｄとは、連動するのではなく、独立に制御できるものである。そして、発光バランス調整回路１０は、各色の光源の発光輝度を調整するための回路であり、赤色、青色、緑色の各色をフィールド順次に発光した場合に最適な白色を発光させたい場合などに用いる。この発光バランス調整回路１０は、ＬＥＤの駆動電流を調整する駆動電流調整回路によって構成されていてもよく、またはＬＥＤの点灯期間を調整する点灯期間調整回路で構成されていてもよい。さらには、駆動電流調整回路および点灯期間調整回路の両方によって構成されていてもよい。
【００８５】
さらに、上記第１の実施の形態では、半透過反射板９を用いて外光を反射させていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、液晶パネル２内に半透過反射膜を採用することによって、半透過膜で外光を反射するようにしてもよい。また、半透過反射板９や液晶パネル２内の半透過反射膜のいずれも用いないで、導光板３の表面で外光を反射させてもよい。どの形態で外光を反射させるかは任意に決定できるものである。なお、本発明において、外光とは、屋外での自然光以外に、屋内での照明光など周囲光全般を示すものである。
【００８６】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態を説明するための表示タイミングチャートである。第２の実施の形態の表示タイミングチャートを示した前述の図４では、視感度特性に合わせて画面表示期間Ｔｄを可変し、ＬＥＤ発光期間Ｔｂは画像表示期間Ｔｄよりも短かく、かつ３つのＬＥＤとも同じ発光期間Ｔｂに設定していたが、第２の実施の形態を示す図６では、ＬＥＤ発光期間Ｔｂは画像表示期間Ｔｄと同時間だけ発光する。図６において、各サブフィールドの期間の設定は図４と同様である。すなわち、緑サブフィールドｆｇ、赤サブフィールドｆｒ、青サブフィールドｆｂの比は式（１）の比となるように設定している。
【００８７】
次に、画像タイミングについて説明する。ここで、図６においてそれぞれのＬＥＤの点灯期間Ｔｂｒ、Ｔｂｇ、Ｔｂｂは画像表示期間Ｔｄｒ、Ｔｄｇ、Ｔｄｂの期間と同じ時間に設定している。本実施の形態に使用する赤色・青色・緑色のＬＥＤは同じ電流を流した場合に白バランスが合うように選ばれているため、それぞれのＬＥＤの点灯期間Ｔｂが式（１）の比になってしまうと、緑色の点灯期間が最も長く、赤色、青色の順に短くなってしまい、白色表示時に緑赤青の色バランスが崩れて、良好な白色表示ができなくなる。具体的には、たとえば緑色が極端に強くなり緑寄りの白色になってしまう。
【００８８】
そこで、本実施の形態では、発光バランス調整回路１０で駆動電流を調整して白バランスを調整した。図３に発光バランス調整回路１０の一例を示す。図３において、ＦＥＴ１１０は電流調整用のＦＥＴであり、ＶＬＥＤから抵抗１１２と抵抗１１３により分割される電圧によってＦＥＴ１１０のゲート電圧が変わり、ＶＬＥＤから流れる電流量を可変にすることができる。ＦＥＴ１１１はスイッチ用のＦＥＴであり、ＦＥＴ１１０に比べてオン抵抗が１／２０以下であり、光源駆動回路８から供給される制御信号によってＬＥＤの発光のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００８９】
一方、点灯期間調整回路は、図３の回路と同様で、抵抗１１２と抵抗１１３を発光輝度に関わらず一定に調整し、光源駆動回路８で各色ごとに点灯期間を異ならせた制御信号を図３の回路スイッチ用ＦＥＴ１１１のゲート信号に接続している。これ以外でも電流制御はＦＥＴまたはバイポーラトランジスタを組み合わせたカレントミラー構成にしてもよいし、ＦＥＴのかわりに可変抵抗を用いてもよい。また、抵抗分割による方法以外にも外部からの直流電圧を直接にＦＥＴ１１０に接続して、外部からの電圧を制御して駆動電流を調整するようにしてもよい。さらにまた、スイッチＦＥＴ１１１もＦＥＴ以外にバイポーラトランジスタやリレー、フォトトランジスタなどを用いるようにしてもよい。
【００９０】
この発光バランス調整回路１０によって、各色の光源にさまざまな輝度−電流特性のものを用いても、その電流や点灯期間、または電流および点灯時間の両方を制御することによってフィールド順次駆動で組み合わせた色を所望の色に調整することができる。
【００９１】
本実施の形態では上記のごとく、緑色・青色・赤色ＬＥＤのそれぞれの駆動電流を、発光バランス調整回路１０内の抵抗１１２と抵抗１１３により調整して青色、赤色、緑色の順に電流量が多くなるように設定する。これにより、点灯期間の一番短い青色ＬＥＤの電流量が多くなり青色の発光輝度が上昇し、点灯期間の一番長い緑色ＬＥＤの電流量は少なくなり緑色の発光輝度が低下し、白バランスが最適になる。この電流調整手段により、用いた同電流で白バランスが合うような組み合わせのＬＥＤ以外のＬＥＤにおいても白バランスを調整することができる。また、第１の実施の形態に比べて、ＬＥＤの点灯期間が長いために十分な輝度を得ることができ、緑色などに発光効率が悪いが低コストのＬＥＤを用いることもできる。
【００９２】
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。図９は第３の実施の形態である表示装置の構成を示す構造図であり、光源部１の位置として、バックライトではなくフロントライトを用いた場合の構造図を示す。図９において第１の実施の形態である図１と異なるのは、光源部１の構造であり、液晶パネル２の視認側にフロントライト１５が配置されており、液晶パネル２の下側には、反射板２２が配置されている点である。フロントライト１５は赤色ＬＥＤ４、緑色ＬＥＤ５、青色ＬＥＤ６と導光板１６で構成される。導光板１６は視認側にプリズムを有し、各ＬＥＤ光は導光板内を導光しプリズムで全反射して液晶パネル２に出射する。この各ＬＥＤを光源駆動回路８で制御する。
【００９３】
図９のようにフロントライト１５を配置した場合には、図１のバックライト方式に比較して、反射型の機能を優先した構造である。もちろん外光が弱い場合にはフロントライト１５によるフィールド順次駆動によるカラー表示が可能となる。反射型優先であるので外光がある程度照射すれば反射型のグレイスケール表示が同様に視認される。
【００９４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、複数のカラー光を発光する光源部１と、光源部１から発光されたカラー光の通過を制御する液晶パネル２とを有し、一つのフィールドを複数のサブフィールドｆｒ、ｆｇ、ｆｂに分け、各サブフィールドの少なくとも一部の期間において複数のカラー光のうちの特定のカラー光を発光させるとともに、特定のカラー光に対応した画像を液晶パネル２に表示する際、各サブフィールドの期間の長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールドの期間の長さと同一にならないように設定する、すなわち、ｆｒとｆｇとｆｂの長さが互いに同一とならないように設定し、設定されたサブフィールドの期間の組み合わせによって反射階調表示を行うため、外光の反射による表示状態においても色の視感度に応じたグレイスケール表示が可能となる。
【００９５】
その際、視感度の高いカラー光のサブフィールドの期間を視感度の低いカラー光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定するのがよい。より具体的には、緑色発光のサブフィールドの期間を赤色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定し、かつ、赤色発光のサブフィールドの期間を青色発光のサブフィールドの期間よりも長くなるように設定するとよい。さらに、赤色発光のサブフィールドの期間と、緑色発光のサブフィールドの期間と、青色発光のサブフィールドの期間と、のそれぞれの長さは、２進法の比率、より具体的には、４：２：１の比率によって設定するとよい。
【００９６】
また、本実施の形態によれば、サブフィールドの期間は、液晶パネル２に画像データの書き込みを行う書き込み期間Ｔｗと、書き込まれたデータにより画像表示を行う画像表示期間Ｔｄとからなり、各サブフィールドの期間における画像表示期間Ｔｄの長さを、一つのフィールドを構成する他のサブフィールドの期間における画像表示期間Ｔｄの長さと同一とならないように設定するため、カラー表示における白バランスを保ちつつ、グレイスケール表示を行うことができる。
【００９７】
その際、画像表示期間Ｔｄに、カラー光が発光する発光期間Ｔｂと、カラー光が発光しない非発光期間とを備え、各サブフィールドの期間の画像表示期間における非発光期間の長さが同一とならないように設定するとよい。それによって、画像表示期間Ｔｄは、各サブフィールドによって異なるが、画像表示期間Ｔｄは各サブフィールドによって同じ表示期間とすることができる。したがって、３つの色の合成によって表示される白色の白バランスのばらつきを容易に抑えることができる。
【００９８】
また、各サブフィールドの期間の画像表示期間における、光源部１からの各カラー光の発光量を調整する発光バランス調整回路１０を備え、発光バランス調整回路１０が、各サブフィールドの期間の画像表示期間における、光源部１からの各カラー光の発光時間を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することができる。また、発光バランス調整回路１０は、各サブフィールドの期間の画像表示期間における、光源部１からの各カラー光の発光輝度を調整することによって当該カラー光の発光量を調整することもできる。このようにして、白バランスのばらつきを容易に抑えることができ、かつグレイスケール表示を行うことができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、外光の反射による表示状態においても色の視感度に応じたグレイスケール表示が可能となり外光下でも視認性に優れた表示装置が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態（第１の実施の形態）における表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態（第１の実施の形態）における表示装置の断面を示す図である。
【図３】発光バランス調整回路１０の構成の一例を示す回路構成図である。
【図４】本発明の実施の形態（第１の実施の形態）における表示装置の表示タイミングを示す説明図である。
【図５】各カラー光における比視感度を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態（第２の実施の形態）における表示装置の表示タイミングを示す説明図である。
【図７】本発明の実施の形態における動作を説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施の形態における表示状態を説明するための説明図である。
【図９】本発明の実施の形態（第３の実施の形態）における表示装置の構成を示す図である。
【図１０】従来の技術における表示装置の表示タイミングを示す説明図である。
【図１１】従来の技術における表示装置を携帯端末装置に使用した場合の問題点を示す説明図である。
【図１２】従来技術におけるフィールド順次駆動方式のカラー表示装置の構成を示す説明図である。
【図１３】従来の技術における表示状態を説明するための説明図である。
【図１４】従来の技術における動作を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１　光源部
２　液晶パネル
３　導光板
４　赤色ＬＥＤ
５　緑色ＬＥＤ
６　青色ＬＥＤ
７　画像表示制御回路
８　光源駆動回路
９　半透過反射板
１０　発光バランス調整回路
２２　反射板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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