(57)【要約】【目的】中間調を含む表示色の再現性にすぐれた時分割カラー液晶表示装置画面の実現。【構成】時分割３原色発光装置の走査タイミングを、液晶の光学的な応答速度の分だけ遅らせる。また、液晶の光学応答時間に相当する非発光期間を設ける。一方、同一信号をスタティックに書き込む場合に比べて画像信号振幅を増大させて中間調における書き込み不足を補う。さらに、前回書き込んだデータと比較することにより最適なγ補正を施す。これらによってすぐれた色再現性が得られる。【選択図】　図１
2004004918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置において、前記時分割３原色発光装置の走査タイミングを前記液晶表示装置の走査タイミングより一定時間遅らせるタイミングコントローラーを有し、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の間の値に設定されていることを特徴とする時分割カラー液晶表示装置。
【請求項２】
前記時分割３原色発光装置の発光面が垂直走査方向にＮ分割されてなり、前記タイミングコントローラは、前記Ｎ分割された発光面を前記液晶表示装置の走査と同期して走査する機能と前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間開始の一定時間後に前記発光面を点灯させる機能とを有し、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の短い方の時間よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項３】
前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間終了から前記発光面を点灯させるまでの時間は、液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の長い方の時間よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１または２記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項４】
前記液晶表示装置は白黒表示のアクティブマトリクス型であることを特徴とする請求項１または２または３記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項５】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置の駆動方法において、前記時分割３原色発光装置は液晶表示装置の走査方向と同一方向に発光領域を走査し、前記時分割３原色発光装置の走査タイミングを前記液晶表示装置の走査タイミングより一定時間遅らせ、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の間の値に設定することを特徴とする時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
前記時分割３原色発光装置の発光面をＮ分割して順次走査し、前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間開始の一定時間後に前記発光面を点灯させ、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の短い方の時間よりも大きく設定することを特徴とする請求項５記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間終了から前記発光面を点灯させるまでの時間を、液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の長い方の時間よりも小さく設定することを特徴とする請求項５または６記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置において、前記時分割３原色発光装置の各色の発光領域と他の色の発光領域の間に非発光領域を有し、前記時分割３原色発光装置の走査タイミングを前記液晶表示装置の走査タイミングより一定時間遅らせるタイミングコントローラーを有し、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の大きい方の値以上に設定されていることを特徴とする時分割カラー液晶表示装置。
【請求項９】
前記時分割３原色発光装置の発光面が垂直走査方向にＮ分割されてなり、前記タイミングコントローラは、前記Ｎ分割された発光面を前記液晶表示装置の走査と同期して走査する機能と前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間終了の一定時間後に前記発光面を点灯させる機能とを有し、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の長い方の時間よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項８記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１０】
前記Ｎ分割された各発光面の非発光期間は、液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の差よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項８または９記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示装置は白黒表示のアクティブマトリクス型であることを特徴とする請求項８または９または１０記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１２】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置の駆動方法において、前記時分割３原色発光装置は液晶表示装置の走査方向と同一方向に発光領域を走査し、発光期間が終了し他の色の発光を開始する前には非発光期間を設け、前記時分割３原色発光装置の走査タイミングを前記液晶表示装置の走査タイミングより一定時間遅らせ、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の大きい方の値よりも長くすることを特徴とする時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１３】
前記時分割３原色発光装置の発光面をＮ分割して順次走査し、前記Ｎ分割された各発光面に対応する前記液晶表示装置の画素アレイ群の選択期間開始の一定時間後に前記発光面を点灯させ、前記一定時間は液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の長い方の時間よりも大きく設定することを特徴とする請求項１２記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記Ｎ分割された各発光面の非発光期間は、液晶の光学応答の立ち上がり時間と立ち下がり時間の差よりも大きくすることを特徴とする請求項１２または１３記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路を有し、前記増幅された映像信号振幅は前記液晶表示装置を同一信号振幅で駆動し続ける場合に必要な信号振幅よりも大きいことを特徴とする時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１６】
前記信号増幅回路は中間調レベルに比べて白レベル側と黒レベル側の信号をより伸長するγ補正機能を備えていることを特徴とする請求項１５記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１７】
前記信号増幅回路で増幅された信号は、黒レベルが黒レベルを常に書き込む場合に必要な電圧と白レベルから黒レベルに書き換えるのに必要な電圧との間にあり、白レベルが白レベルを常に書き込む場合に必要な電圧と黒レベルから白レベルに書き換えるのに必要な電圧との間にあることを特徴とする請求項１５または１６記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項１８】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置の駆動方法において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅し、前記増幅された映像信号振幅を前記液晶表示装置を同一信号振幅で駆動し続ける場合に必要な信号振幅よりも大きくすることを特徴とする時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記増幅された映像信号は、中間調レベルに比べて白レベル側と黒レベル側の信号をより伸長してγ補正することを特徴とする請求項１８記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記信号増幅回路で増幅された信号は、黒レベルが黒レベルを常に書き込む場合に必要な電圧と白レベルから黒レベルに書き換えるのに必要な電圧との間にあり、白レベルが白レベルを常に書き込む場合に必要な電圧と黒レベルから白レベルに書き換えるのに必要な電圧との間にあるようにすることを特徴とする請求項１８または１９記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路と、各画素の映像信号を前回書き込んだ映像信号と比較する信号比較回路と、比較した結果に基づき異なるγ補正を行うγ補正用テーブルとを備えたことを特徴とする時分割カラー液晶表示装置。
【請求項２２】
前記γ補正用テーブルは、前記映像信号が前回書き込んだ信号に比べて変化が大きいほど信号増幅量も大きくなるように設定されていることを特徴とする請求項２１記載の時分割カラー液晶表示装置。
【請求項２３】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置の駆動方法において、各画素の映像信号を前回書き込んだ映像信号と比較した場合の変化量に応じて映像信号振幅増幅量も変化させることを特徴とする時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２４】
前記映像信号が前回書き込んだ信号に比べて変化が大きいほど信号増幅量も大きくすることを特徴とする請求項２３記載の時分割カラー液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせた時分割カラー液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の時分割カラー液晶表示装置の例としては、特開昭５８−１８６７９１や特開昭６２−７５５１４などがある。図５はその構造を示す図である。時分割カラー液晶表示装置は時分割３原色発光装置５９と白黒表示の液晶表示装置５８とから成る。時分割３原色発光装置とは３原色Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光をそれぞれ独立して発光させる光源である。この光源を単色で表示させ、画面の上から下へ順次色を走査させる。この走査と同期して液晶表示装置もその色に対応した画像を順次書き込んでいく。本図はＲからＧへ画面を書き換えている時の状態を示している。緑色画像信号保持領域５３は画像信号が新たに書き換えられた領域であり、赤色画像信号保持領域５４は前回書き込んだ画像信号がまだ保持されている領域である。液晶表示装置５３の１走査線ごとに画像信号が緑に書き換えられていくのと同期して、時分割３原色発光装置５９の赤色発光領域５２と緑色発光領域５１の境界が下に移動する。例えば、ＮＴＳＣのビデオ信号は６０Ｈｚで１フィールドのカラー信号が送られて来るので、３倍の１８０ＨｚでＲ，Ｇ，Ｂの画面を書き込めばちょうど１フィールドのカラー画像を表示したのと同じに見える。この方法ではカラーフィルタを用いた場合に比べて、液晶表示装置の画素数が３分の１で済み、画素ピッチが大きくなるため開口率を大きくすることができるという特徴がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の時分割カラー液晶表示装置では液晶の応答速度が遅いために色再現性があまりよくないという問題点があった。これを図５を用いて説明する。時分割３原色発光装置５９のある部分が赤色発光から緑色発光に変化してから、それに対応する液晶表示装置５８の液晶が応答するのには時間を要する。例えば、高速応答液晶を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置でも１ｍｓｅｃ以下の応答速度を得るのは難しい。１８０Ｈｚで各色の画面を書き換える場合の垂直走査期間は約５．６ｍｓｅｃしかないから、点灯時間に対して無視できない時間である。しかもその応答速度は駆動電圧によって異なる。したがって、同じ走査線上の画素でもある画素では緑色画像信号に対する表示がなされていても、ある画素ではまだ赤色画像信号に対する表示が残っていることになる。このため各３原色の画像データが本来の明るさで表示されず、実際の色と異なってしまうのである。
【０００４】
本発明の時分割カラー液晶表示装置とその駆動方法はこの様な課題を解決するものであり、その目的とするところはすぐれた色再現性を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の時分割カラー液晶表示装置およびその駆動方法は、時分割３原色発光装置の走査タイミングを液晶表示装置の画面の切り替えに比べて液晶の応答速度に相当する時間だけ遅らせる。あるいは、液晶の応答している時間は非点灯期間とし、色のにじみを防ぐ。また、液晶の応答速度が遅いため不足する印加電圧を補うよう入力画像信号を増幅する。さらに、前回書き込んだ信号と比較することによりこの増幅量を調整し、常に最適な画像信号を印加するという機能を有する。
【０００６】
【実施例】
本実施例を以下図面に基づいて説明する。図１は時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図である。時分割カラー液晶表示装置は時分割３原色発光装置９と白黒表示の液晶表示装置８とから成る。時分割３原色発光装置とは３原色Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の光をそれぞれ独立して発光させる光源である。この光源を単色で表示させ、画面の上から下へ順次色を走査させる。この走査と同期して液晶表示装置もその色に対応した画像を順次書き込んでいく。本図はＲからＧへ画面を書き換えている時の状態を示している。緑色画像信号保持領域３は画像信号が新たに書き換えられた領域であり、赤色画像信号保持領域４は前回書き込んだ画像信号がまだ保持されている領域である。液晶表示装置８の１走査線ごとに画像信号が緑に書き換えられていくのと同期して、時分割３原色発光装置９の赤色発光領域２と緑色発光領域１の境界が下に移動する。例えば、ＮＴＳＣのビデオ信号は６０Ｈｚで１フィールドのカラー信号が送られて来るので、３倍の１８０ＨｚでＲ，Ｇ，Ｂの画面を書き込めばちょうど１フィールドのカラー画像を表示したのと同じに見える。この方法ではカラーフィルタを用いた場合に比べて、液晶表示装置の画素数が３分の１で済み、画素ピッチが大きくなるため開口率を大きくすることができるという特徴がある。本実施例においては、液晶の光学応答に必要な時間だけ時分割３原色発光装置９の走査タイミングを液晶表示装置８の走査タイミングに対して遅らせてある。
【０００７】
一般に、電界効果型の液晶を用いた液晶表示装置の応答速度は図３のように表わされる。すなわち、電圧印加時には比較的速く応答するが無電圧あるいは電圧を小さくした場合には応答速度が遅くなる。ここではノーマリー白モードを例にしてあるので、立ち下がり時間Ｔ１は立ち上がり時間Ｔ２より小さくなる。ノーマリー黒モードでは逆になる。また、中間調で振幅が小さくなるとさらに応答時間が遅くなるなど、電圧の条件によっても変化する。そこで本実施例では、実際に使用する駆動電圧における立ち下がり時間Ｔ１と立ち上がり時間Ｔ２を測定した上で、Ｔ１とＴ２の間の一定時間だけ時分割３原色発光装置の走査タイミングを遅らせる。これによって色のずれを最低限に抑えることができる。
【０００８】
次に、本実施例の回路構成について説明する。図２は時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図の例である。タイミングコントローラ２１は時分割カラー液晶表示装置のすべてのタイミングを制御する。まず、画像信号をサンプリング回路２２でサンプリングさせ、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれフィールドメモリ２３に蓄積させる。次に、蓄積された画像信号は１色ずつ信号選択回路２４に送られる。１フィールドの期間で３色の画像信号を１色ずつ送るため、サンプリングの約３倍の速度が必要になる。送られた画像信号は信号増幅回路２５によって液晶表示装置の光学特性に合わせて増幅される。増幅された信号はデータドライバ２６に送られ、液晶表示装置を駆動する。ここでは、比較的応答速度の速いアクティブマトリクス型液晶表示装置２８を用いているが、応答速度が速ければ他の液晶表示装置でもかまわない。アクティブマトリクス型液晶表示装置は、走査ドライバ２７によって１ラインずつ順次選択され、その選択パルスと同期して画像信号がデータドライバによって書き込まれる。一方、時分割３原色発光装置２９もタイミングコントローラによって制御されており、データドライバ２６や走査ドライバ２７と同期して発光色を順次変化させる。ただし、前述のように本実施例ではこのアクティブマトリクス型液晶表示装置８の走査タイミングに対し一定時間遅らせて時分割３原色発光装置９を走査する。
【０００９】
なお、時分割３原色発光装置が複数のブロックに分かれており、１ブロックが液晶表示装置の数本の走査線に対応して同時に発光させるような場合、すなわち発光ブロック数が走査線数の数分の１しかないような場合には、次の条件を満たすのが望ましい。すなわち、各発光ブロックに対応する液晶表示装置の選択時間の開始から発光するまでの時間がＴ１とＴ２の小さい方よりも大きく、各発光ブロックに対応する液晶表示装置の選択時間の終了から発光するまでの時間がＴ１とＴ２の大きい方よりも小さいという条件である。
【００１０】
次に、第２の実施例について説明する。前述の時分割カラー液晶表示装置では光の利用効率を最大にするため各色の発光領域の間に隙間を設けなかったが、より正確な色再現を実現するためには液晶の光学応答が始まってから終了するまでの期間は非発光とするのが理想的である。そこで、図４に示すように時分割３原色発光装置４９の緑色発光領域４１と赤色発光領域４２との間に非発光領域４５を設ける。一方、液晶表示装置４８は画面の上から順次走査され、緑色信号保持領域４３には新たに書き換えられた画像信号が保持されており、赤色画像信号保持領域４４には前回書き込んだ画像信号が保持されている。ここで緑信号保持領域４３のうち、走査直後の部分については非発光領域４５が対応しているから、液晶が応答して所望の透過率になるまでは光が透過しない。具体的には、図３における立ち下がり時間Ｔ１と立ち上がり時間Ｔ２の大きい方以上の期間を非発光とすればよい。
【００１１】
なお、時分割３原色発光装置が複数のブロックに分かれており、１ブロックが液晶表示装置の数本の走査線に対応して同時に発光させるような場合、すなわち発光ブロック数が走査線数の数分の１しかないような場合には、次の条件を満たすのが望ましい。すなわち、各発光ブロックに対応する液晶表示装置の選択時間の開始直後から、そのブロックの選択期間にＴ１とＴ２の大きい方を加えた時間以上を非発光期間とすればよい。
【００１２】
本実施例は時分割３原色発光装置の各色の発光期間の間に所望のブランキング期間を挿入するだけで実現できる。また、回転するカラーフィルタ等を用いて３原色を切り換えるような場合には各色のカラーフィルタの間に黒い遮光領域を挿入するだけでよい。もちろん非選択期間に相当する面積が必要である。
【００１３】
第３の実施例では、液晶に印加する信号を補正して色再現性を向上する方法を説明する。一般に、液晶表示装置を１８０Ｈｚ程度で駆動する場合には図６に示すようなＶ−Ｔカーブ、すなわち透過率の印加電圧依存性を示す。６１はスタティック駆動の場合のＶ−Ｔカーブである。この場合には常に同じ電圧振幅で駆動し続けるから、液晶の光学応答は考慮しなくてもよい。しかし、前回書き込んだ信号が白レベルの場合には６２、黒レベルの場合には６３に示すようなＶ−Ｔカーブを描く。これは液晶が応答をしている期間の遷移的な状態も平均的な透過率に影響を与えるからであり、前回書き込んだ信号との電圧差が大きいほどスタティック駆動のＶ−Ｔカーブからはずれることになる。そこで本実施例ではこのずれ量をなるべく少なくするために、６４に示すようなＶ−Ｔカーブをモデルとして画像信号振幅を変調する。これは平均的な信号振幅における液晶の応答を考慮したものであり、スタティック駆動より白側と黒側の信号を伸長してある。
【００１４】
一般に、液晶のγ特性はＣＲＴの特性と異なるため、専用のγ補正回路を設けることが多い。たとえば図２において信号増幅回路２５にγ補正機能を持たせればよい。図７はそのγ補正回路の入出力特性の例である。ノーマリ白モードの場合には信号レベルを反転した上で、交流信号に変換し本図のような入出力変換を行う。これによって液晶表示装置でもＣＲＴのような中間調表示が可能となる。本実施例ではこの入出力特性を変更すればよい。図８は本実施例におけるγ補正回路の入出力特性の例である。図７の特性はスタティック駆動の場合に相当するから、それより白側と黒側の信号を伸長してある。この伸長された信号を用いれば、平均的な信号の変化がある場合にちょうど本来の透過率が得られ、中間調での色再現性が改善されることになる。
【００１５】
第４の実施例では、液晶に印加する信号を信号の変化量に応じて補正して正確な色再現性を実現する方法を説明する。図６において、前回書き込んだ信号が白の場合にはＶ−Ｔカーブの下側が高電圧側へシフトし、前回書き込んだ信号が黒の場合にはＶ−Ｔカーブの上側が低電圧側へシフトしている。そこで前回書き込んだ信号が白の場合には本来の信号が黒に近い程電圧を伸長してやればよい。同様に前回書き込んだ信号が黒の場合には本来の信号が白に近い程電圧を圧縮してやればよい。そして前回書き込んだ信号が中間調の場合にはその電圧に応じて伸長あるいは圧縮してやることで、すべての信号に対してスタティック駆動の場合と同じ透過率を得ることが可能である。つまり、非常に正確な色再現性を実現することができる。
【００１６】
図９は本実施例におけるγ補正回路の入出力特性の例である。８１は前回書き込んだ信号が白の場合で、黒レベル側の信号を伸長してある。８２は前回書き込んだ信号が黒の場合で、白レベル側の信号を圧縮してある。前回書き込んだ信号が中間調である場合にはこれらの２つのカーブの間に同様のカーブを設定し、必要な量だけ信号を伸長あるいは圧縮する。
【００１７】
次に、本実施例の回路構成について説明する。図１０は時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図の例である。タイミングコントローラ９１は時分割カラー液晶表示装置のすべてのタイミングを制御する。まず、画像信号をサンプリング回路９２でサンプリングさせ、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれフィールドメモリ９３に蓄積させる。次に、蓄積された画像信号は１色ずつ信号選択回路９４に送られる。たとえば、ＮＴＳＣのビデオ信号では６０分の１秒毎に１枚の画面を書き込む必要があるため、１８０分の１秒毎に１色分の画像信号を送ることになる。一方、同じ信号が信号比較回路１００にも送られる。信号比較回路では送られた画像信号を各画素毎に前回書き込んだ信号、すなわち１８０分の１秒前の信号と比較する。たとえば赤から緑に書き換える場合には同じ画素の赤と緑の信号の電圧を比較し、γ補正用テーブル１０１の中から最適な補正量を選び信号増幅回路９５に送る。信号増幅回路９５では、信号選択回路９４から送られた画像信号に、γ補正用テーブル１０１から送られたデータに基づいたγ補正をしてデータドライバ９６に送る。アクティブマトリクス型液晶表示装置９８は、走査ドライバ９７によって１ラインずつ順次選択され、その選択パルスと同期して画像信号がデータドライバによって書き込まれる。一方、時分割３原色発光装置９９もタイミングコントローラによって制御されており、データドライバ９６や走査ドライバ９７と同期して発光色を順次変化させる。この方法はビデオ表示だけでなく様々なデータ表示にも用いることができる。
【００１８】
時分割カラー液晶表示装置に用いる時分割３原色発光装置の例としては、３原色の蛍光体を塗布したアノード電極を短冊状に配置した蛍光表示管や、円板状のカラーフィルタを白色光源上で回転させるものや、白色光源の光を３原色に分離して光学的に走査させるものや、πセルなどの高速応答液晶シャッターと色偏光板を組み合わせたものなど様々な方式があるが、本発明はあらゆる種類の時分割３原色発光装置を用いた時分割カラー液晶表示装置に適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の時分割カラー液晶表示装置およびその駆動方法は、時分割３原色発光装置の発光色を切り換えるタイミングを液晶の光学応答の時間だけ遅らせたから、色のずれを最小に抑えることができる。また、液晶の光学応答の時間だけ非発光とすることによって、常に正確な色再現が実現できる。一方、液晶に印加する信号を一定量補正することで回路構成を変えることなく色再現性を向上できる。これらの装置は従来とほとんど構成が変わっていないため、低コストで高画質の液晶表示装置を実現できる。さらに、信号の変化量に応じて最適な補正を行うことで正確な色再現性を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図２】時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図。
【図３】液晶の光学応答を示す図。
【図４】時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図５】従来の時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図６】液晶表示装置の透過率の印加電圧依存性を示す図。
【図７】従来のγ補正回路の入出力特性を示す図。
【図８】γ補正回路の入出力特性を示す図。
【図９】γ補正回路の入出力特性を示す図。
【図１０】時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図。
【符号の説明】
１、４１、５１　緑色発光領域
２、４２、５２　赤色発光領域
３、４３、５３　緑色画像信号保持領域
４、４４、５４　赤色画像信号保持領域
８、４８、５８　液晶表示装置
９、２９、４９、５９、９９　時分割３原色発光装置
４５　非発光領域
２１、９１　タイミングコントローラ
２２、９２　サンプリング回路
２３、９３　フィールドメモリ
２４、９４　信号選択回路
２５、９５　信号増幅回路
２６、９６　データドライバ
２７、９７　走査ドライバ
２８、９８　アクティブマトリクス型液晶表示装置
１００　信号比較回路
１０１　γ補正用テーブル
【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】
2004004918.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004004918.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月6日(2003.8.6)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置において、
前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路を有し、
前記信号増幅回路は中間調レベルの映像信号に比べて白レベル側及び黒レベル側の映像信号をより伸長するγ補正機能を備えていることを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカラー液晶表示装置において、
前記映像信号増幅回路は、黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅すること特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項３】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置において、
前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路と、
各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較する信号比較回路と、
前記信号比較回路による比較結果に基づき異なるγ補正を行うγ補正用テーブルとを備えたことを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項４】
請求項３記載のカラー液晶表示装置において、
前記γ補正用テーブルは、前記比較結果として得られる変化量が大きいほど信号増幅量も大きくなるように設定されていることを特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項５】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置の駆動方法において、
前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅し、
前記増幅された映像信号は、中間調レベルの映像信号に比べて白レベル側及び黒レベル側の映像信号をより伸長してγ補正されることを特徴とするカラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項６】
請求項５に記載のカラー液晶表示装置の駆動方法において、
黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅すること特徴とするカラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項７】
時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置の駆動方法において、
各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較して得られる変化量に応じて映像信号増幅量を変えることを特徴とするカラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項８】
前記変化量が大きいほど前記映像信号増幅量を大きくすることを特徴とする請求項７記載のカラー液晶表示装置の駆動方法。
【請求項９】
液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路を有し、前記映像信号増幅回路は、黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅すること特徴とするカラー液晶表示装置。
【請求項１０】
液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路と、
各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較する信号比較回路と、
前記信号比較回路による比較結果に基づき異なるγ補正を行うγ補正用テーブルとを備え、
前記γ補正用テーブルは、前記比較結果として得られる変化量が大きいほど信号増幅量も大きくなるように設定されていることを特徴とするカラー液晶表示装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー液晶表示装置は、時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路を有し、前記信号増幅回路は中間調レベルの映像信号に比べて白レベル側及び黒レベル側の映像信号をより伸長するγ補正機能を備えていることを特徴とする。前記映像信号増幅回路は、黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅してもよい。
また、本発明のカラー液晶表示装置は、時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路と、各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較する信号比較回路と、前記信号比較回路による比較結果に基づき異なるγ補正を行うγ補正用テーブルとを備えたことを特徴とする。前記γ補正用テーブルは、前記比較結果として得られる変化量が大きいほど信号増幅量も大きくなるように設定されていてもよい。
また、本発明のカラー液晶表示装置の駆動方法は、時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置の駆動方法において、前記液晶表示装置に入力する映像信号を増幅し、前記増幅された映像信号は、中間調レベルの映像信号に比べて白レベル側及び黒レベル側の映像信号をより伸長してγ補正されることを特徴とする。前記映像信号の増幅は、黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅してもよい。
また、本発明のカラー液晶表示装置の駆動方法は、時分割３原色発光装置と液晶表示装置を組み合わせたカラー液晶表示装置の駆動方法において、各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較して得られる変化量に応じて映像信号増幅量を変えることを特徴とする。前記変化量が大きいほど前記映像信号増幅量を大きくしてもよい。
また、本発明のカラー液晶表示装置は、液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路を有し、前記映像信号増幅回路は、黒レベルを表示するための映像信号の電圧が、黒レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧と、白レベルを表示した状態の画素に黒レベルを表示させるために必要な電圧との間にあり、且つ白レベルを表示するための映像信号の電圧が、白レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧と、黒レベルを表示した状態の画素に白レベルを表示させるために必要な電圧との間にあるように前記映像信号を増幅すること特徴とする。
また、本発明のカラー液晶表示装置は、液晶表示装置に入力する映像信号を増幅する信号増幅回路と、各画素の映像信号を前回入力した映像信号と比較する信号比較回路と、前記信号比較回路による比較結果に基づき異なるγ補正を行うγ補正用テーブルとを備え、前記γ補正用テーブルは、前記比較結果として得られる変化量が大きいほど信号増幅量も大きくなるように設定されていることを特徴とする。
本発明のカラー液晶表示装置およびその駆動方法は、時分割３原色発光装置の走査タイミングを液晶表示装置の画面の切り替えに比べて液晶の応答速度に相当する時間だけ遅らせる。あるいは、液晶の応答している時間は非点灯期間とし、色のにじみを防ぐ。また、液晶の応答速度が遅いため不足する印加電圧を補うよう入力画像信号を増幅する。さらに、前回書き込んだ信号と比較することによりこの増幅量を調整し、常に最適な画像信号を印加するという機能を有する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
一般に、液晶のγ特性はＣＲＴの特性と異なるため、専用のγ補正回路を設けることが多い。たとえば図２において信号増幅回路２５にγ補正機能を持たせればよい。図７はそのγ補正回路の入出力特性の例である。ノーマリ白モードの場合には信号レベルを反転した上で、交流信号に変換し本図のような入出力変換を行う。これによって液晶表示装置でもＣＲＴのような中間調表示が可能となる。本実施例ではこの入出力特性を変更すればよい。図７の特性はスタティック駆動の場合に相当するから、それより白側と黒側の信号を伸長する。この伸長された信号を用いれば、平均的な信号の変化がある場合にちょうど本来の透過率が得られ、中間調での色再現性が改善されることになる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図８は本実施例におけるγ補正回路の入出力特性の例である。８１は前回書き込んだ信号が白の場合で、黒レベル側の信号を伸長してある。８２は前回書き込んだ信号が黒の場合で、白レベル側の信号を圧縮してある。前回書き込んだ信号が中間調である場合にはこれらの２つのカーブの間に同様のカーブを設定し、必要な量だけ信号を伸長あるいは圧縮する。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
次に、本実施例の回路構成について説明する。図９は時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図の例である。タイミングコントローラ９１は時分割カラー液晶表示装置のすべてのタイミングを制御する。まず、画像信号をサンプリング回路９２でサンプリングさせ、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれフィールドメモリ９３に蓄積させる。次に、蓄積された画像信号は１色ずつ信号選択回路９４に送られる。たとえば、ＮＴＳＣのビデオ信号では６０分の１秒毎に１枚の画面を書き込む必要があるため、１８０分の１秒毎に１色分の画像信号を送ることになる。一方、同じ信号が信号比較回路１００にも送られる。信号比較回路では送られた画像信号を各画素毎に前回書き込んだ信号、すなわち１８０分の１秒前の信号と比較する。たとえば赤から緑に書き換える場合には同じ画素の赤と緑の信号の電圧を比較し、γ補正用テーブル１０１の中から最適な補正量を選び信号増幅回路９５に送る。信号増幅回路９５では、信号選択回路９４から送られた画像信号に、γ補正用テーブル１０１から送られたデータに基づいたγ補正をしてデータドライバ９６に送る。アクティブマトリクス型液晶表示装置９８は、走査ドライバ９７によって１ラインずつ順次選択され、その選択パルスと同期して画像信号がデータドライバによって書き込まれる。一方、時分割３原色発光装置９９もタイミングコントローラによって制御されており、データドライバ９６や走査ドライバ９７と同期して発光色を順次変化させる。この方法はビデオ表示だけでなく様々なデータ表示にも用いることができる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図２】時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図。
【図３】液晶の光学応答を示す図。
【図４】時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図５】従来の時分割カラー液晶表示装置の構造を示す図。
【図６】液晶表示装置の透過率の印加電圧依存性を示す図。
【図７】従来のγ補正回路の入出力特性を示す図。
【図８】γ補正回路の入出力特性を示す図。
【図９】時分割カラー液晶表示装置の回路ブロック図。
【符号の説明】
１、４１、５１　緑色発光領域
２、４２、５２　赤色発光領域
３、４３、５３　緑色画像信号保持領域
４、４４、５４　赤色画像信号保持領域
８、４８、５８　液晶表示装置
９、２９、４９、５９、９９　時分割３原色発光装置
４５　非発光領域
２１、９１　タイミングコントローラ
２２、９２　サンプリング回路
２３、９３　フィールドメモリ
２４、９４　信号選択回路
２５、９５　信号増幅回路
２６、９６　データドライバ
２７、９７　走査ドライバ
２８、９８　アクティブマトリクス型液晶表示装置
１００　信号比較回路
１０１　γ補正テーブル


【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004004918.tif 000013
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004004918.tif 000014
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004004918.tif 000015
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2004004918.tif 000016
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2004004918.tif 000017
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2004004918.tif 000018
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004004918.tif 000019
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004004918.tif 000020