(57)【要約】【課題】従来のフィールドシーケンシャル方式では、映像が動いた際にエッジが色づく色割れ課題があった。【解決手段】そこで本発明は入力された表示情報を、４色以上の色要素から任意の３つ以上の色要素の表示比率に分解し、各色要素の表示強度をそれぞれ調整する表示を行うことを特徴とする表示装置である。また表示色要素は赤、緑、青、白であってもよいし、赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタであっても良い。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定表示情報を複数の色要素に分解し、時系列において前記色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行い、前記色要素数が４色以上であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
任意を表示を行う際に、前記色要素の３つ以上の色要素を選択し、前記３つ以上の色要素の発光比率を調整して表示をおこなうことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記４色以上の色要素のうちひとつは白色であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記４色以上の色要素が赤、緑、青、白であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記４色以上の色要素が赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタであることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記４色以上の色要素が赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタ、白であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
時系列において４色以上の色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行う表示装置の駆動方法であり、入力された表示情報を、前記色要素のうち任意の３つ以上の色要素の表示比率に分解し、各色要素の表示強度をそれぞれ調整し、時系列で表示を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項８】
各色に対応する透過率を調整することを特徴とする請求項７記載の表示装置の駆動方法。
【請求項９】
各色に対応する表示期間を調整することを特徴とする請求項７記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１０】
液晶表示パネルと複数色の色を順次点灯させる照明手段を有することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示パネルがそれの有する液晶がベンド配向をなすＯＣＢ型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１０記載の表示装置。
【請求項１２】
表示情報を４色以上の色要素で構成することを特徴とする表示情報形成装置。
【請求項１３】
表示情報を複数色の色要素で構成するとともに、表示情報内の前記色要素ごとの最大値を同時に伝送することを特徴とする表示情報伝送方式。
【請求項１４】
ベンド配向において表示を行う液晶表示装置であり、時系列において４色以上の色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行い、任意の画素の表示において１フィールドに少なくとも1色以上の表示期間が逆転移防止期間であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
前記逆転移防止期間が黒表示電圧または略黒表示電圧を印加する期間であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
ベンド配向に比較してスプレイ配向が安定となる臨界電圧Vｃとするとき、Vｃ以下の電圧を表示に用いることを特徴とする請求項１４記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末や液晶ＴＶに用いられる表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示素子はＴＮ型液晶表示素子が一般的に用いられ、さらに多くの場合、カラーフィルター方式が用いられている。これは表示する映像データに従って赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）独立の画素を形成し、それぞれ特定の色すなわち波長の光を透過するカラーフィルターを形成していた。ここで３色要素が用いられているのは、任意の色を表示するためには、３つの色の合成でほぼ十分多くの色をカバーできることが理由である。
【０００３】
また、一部でカラーフィルターを用いないフィールドシーケンシャル駆動が検討されている。カラーフィルターは光の１／３以上を吸収するため、これをなくしたフィールドシーケンシャル駆動では、基本的には省電力化が期待できる。これは時系列的に点灯する色が順次変化するバックライトまたは光源を有することが特徴である。例えば赤、緑、青、赤、緑、青と点灯する色が時間に対して変化するなどの方式である。液晶パネルはカラーフィルターを有さず、このバックライトの点灯に同期して、同一の画素（あるいは絵素）によって赤の映像、緑の映像、青の映像と順次表示を行うことでカラー化を実現する。ここでも３原色方式が用いられている。
【０００４】
また高速応答を実現する液晶表示素子として、ＯＣＢ型表示素子が検討されている。ＯＣＢ型液晶表示素子は「社団法人電気通信学会  信学技報  EDI98-144 199頁」を参考にされたい。
【０００５】
このＯＣＢ型液晶表示素子は基板間に液晶が挟持されており、この基板上には電圧印加手段として透明電極が形成されている。電源を入れる前の状態ではこの液晶の配向状態はスプレイ配向と呼ばれる状態をなしている。この機器の電源を入れる時などに、この電圧印加手段に比較的大きな電圧を短時間に印加して、液晶の配向をベンド配向状態に転移させる。このベンド配向状態を用いて表示を行うことがＯＣＢ型液晶表示モードの特徴である。この方式ではアクティブマトリクス方式を用いるのが通例である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィールドシーケンシャル型液晶ディスプレイでは、「色割れ」といわれる課題があった。これは画像が動いたときに、画像の輪郭部に虹色の色づきが見える問題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の表示装置は、所定表示情報を複数の色要素に分解し、時系列において前記色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行い、前記色要素数が４色以上であることを特徴とする表示装置である。
【０００８】
また本発明は、任意を表示を行う際に、前記色要素の３つ以上の色要素を選択し、前記３つ以上の色要素の発光比率を調整して表示をおこなうことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、前記４色以上の色要素のうちひとつは白色であることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記４色以上の色要素が赤、緑、青、白であることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記４色以上の色要素が赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタであることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記４色以上の色要素が赤、黄、緑、シアン、青、マジェンタ、白であることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、時系列において４色以上の色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行う表示装置の駆動方法であり、入力された表示情報を、前記色要素のうち任意の３つ以上の色要素の表示比率に分解し、各色要素の表示強度をそれぞれ調整し、時系列で表示を行うことを特徴とする表示装置の駆動方法である。
【００１４】
また本発明は、各色に対応する透過率を調整することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、各色に対応する表示期間を調整することを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、液晶表示パネルと複数色の色を順次点灯させる照明手段を有することを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記液晶表示パネルがそれの有する液晶がベンド配向をなすＯＣＢ型液晶表示パネルであることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、表示情報を４色以上の色要素で構成することを特徴とする表示情報形成装置である。
【００１９】
また本発明は、表示情報を複数色の色要素で構成するとともに、表示情報内の前記色要素ごとの最大値を同時に伝送することを特徴とする表示情報伝送方式である。
【００２０】
また本発明は、ベンド配向において表示を行う液晶表示装置であり、時系列において４色以上の色要素に対応したフィールドシーケンシャル駆動を行い、任意の画素の表示において１フィールドに少なくとも1色以上の表示期間が逆転移防止期間であることを特徴とする。
【００２１】
上記前記逆転移防止期間は黒表示電圧または略黒表示電圧を印加する期間であることが好ましい。
【００２２】
また、ベンド配向に比較してスプレイ配向が安定となる臨界電圧Vｃとするとき、Vｃ以下の電圧を表示に用いることも好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態における表示装置について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明のフィールドシーケンシャル型の液晶表示装置を示したものである。これは赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ、白Ｗの４つの発光ダイオード（１０１、１０２、１０３、１０４）を具備し、これは導光板１０６の側面に設置され、導光板上には液晶パネル１０５がある。このように導光板の側面に発光ダイオード１０１−１０４を配置したバックライトを用いる。
【００２５】
前記発光ダイオードを、図２のように順次点灯させ、これに応じて液晶パネルをオン、オフさせる。すなわちバックライトが赤のときには赤の信号に対応した透過率を液晶パネルで実現させる。ここで、色表示がＲ，Ｇ，Ｂ，Ｗの４色で行われることが本発明の特徴である。
【００２６】
従来は図４、図５のようにＲ、Ｇ、Ｂの３原色によって表示されていた。一般に従来の映像情報は３原色の混色で表現される。たとえばＮＴＳＣのＴＶ情報であり、パソコン画面のデジタル情報も３原色である。これは任意の色を表現するためには３原色の混合で十分であり、４色要素を使用する必要性がなかったためである。図６のようにＲＧＢの色三角形の内部の色は、このＲＧＢの値を任意に調整することで一意に表現できた。
【００２７】
これをフィールドシーケンシャル駆動に用いた場合が図５の表示シーケンスであり、図４の構成である。
【００２８】
ただしフィールドシーケンシャル駆動では、色割れという新しい課題が発生していた。これは、本方式で表示を行っている場合に、映像が動くとその映像パターンのエッジ部分に色づきが発生する問題である。ＤＭＤ表示デバイスでのフィールドシーケンシャル駆動での例が特開平07-030299号公報で開示されている。この発明では、高周波駆動を行うことで色づきの低減を行っている。しかし、このような超高周波駆動を液晶で行うのは極めて困難であり、他の手法が求められていた。これは液晶の応答がＤＭＤに比べて比較的遅いことにある。
【００２９】
色割れの原因は、時分割で色表示を行っていることにある。例えば、白の表示を行っていた部分が移動して黒表示になった場合を想定する。ずっと白が表示されていた場合にはＲＧＢＲＧＢＲＧＢと時系列に表示されているが、これが黒表示になった場合点灯する画素がなくなる（これを便宜上ｎと表記する）。
【００３０】
すると「ＲＧＢＲＧＢＲＧＢｎｎｎｎｎｎｎ」の点灯シーケンスとなる。表示の意図としては、フレームの区切りを／として示すと、「ＲＧＢ／ＲＧＢ／ＲＧＢ／ｎｎｎ／ｎｎｎ／ｎ」のつもりである。しかしフレームの区切りを観察者は意識できない場合が多いので、「ＲＧ／ＢＲＧ／ＢＲＧ／Ｂｎｎ／ｎｎｎ／ｎｎ」白の表示の最終フレームにＢ画面が挿入された後に黒画面になったと解釈されてもおかしくない。観察者の「まばたき」のタイミング等でこのように見える場合がある。
【００３１】
このようなシチュエーションは白の映像がシフト、移動していく場合に発生し、特に映像のエッジ部分で発生する。
【００３２】
これを防止するためには、フレームの切り替わる際に黒画面を挿入する方式も考えられるが、明るさが低下する課題がある。
【００３３】
そこで、我々は原点にもどって原因の解明を行った。そして、この色割れの根本原因が、「Ｒ」「Ｇ」「Ｂ」という大きく異なる色を時系列的に混合することで「白」を表現していることにあるとの考えに至った。大きく異なる色を用いることで色の表現範囲は広がるが、その色割れの程度も広がる。ここで表現したい色に近い色要素の混色で表現できたならばその色割れの程度も少ないはずである。
【００３４】
そこで本発明では、前述した４つの色要素（ＲＧＢＷ）を用いて表示を行った。例えば薄い黄色を表現する画素の場合、図３に示すようにＲＧＷの３原色を用いて表現すれば良い。ここでＢを使用する必要はない。また従来最も色割れが顕著であった白を表示する際にはＷの期間を利用すれば良い。
【００３５】
これを実現するためには、表示情報を解析する手段が必要である。前述したように一般の表示情報はＲＧＢの３原色系で送信される。これを４色要素中の任意の３つで表現するように分解する必要がある。そこで本発明では入力した情報をＲＧＢの３原色系で入力しそれを色度図上で４色要素中のどの３色要素を用いるかを選択し、その新規の３色要素で表現する強度比を算出する手段を設けた。このために、フィールドメモリーを設け、コントローラーチップ中にこのアルゴリズムを導入して実現した。
【００３６】
元来、映像がＲＧＢの３色要素で表記される必然性はない。本発明のディスプレイが標準化されれば、４色要素系の信号でデータ送付されることが一般化される可能性もある。この際には、各色要素に対応して、各画面に各色要素の最大値がどの程度であるかを画面の伝送と同時に補助データとして送付することが理想的である。デジタルＴＶのような伝送方式では十分可能な方式である。このときには、受像機で色を分解し各色の最大値を計算させる必要はない。
【００３７】
例えば、パソコン用の場合には専用ビデオカードをおこせば良く、従来のＲＧＢ３色要素系ではなく、４色要素系を用いて液晶表示装置に信号を送付することも可能である。特にノートパソコンなどのようにひとつの機器のなかで完結している場合には理想的である。もともと表示情報を４色以上の色要素で構成することを特徴とする表示情報形成装置（例えば、上記のような専用ビデオボード）があれば、本発明は映像の変換を行わずに済むため簡易な回路で表示ができる。
【００３８】
本発明のフィールドシーケンシャル駆動を実現するためには、高速液晶が望ましく、これを実現するためにはＯＣＢ型液晶表示素子が望ましかった。また強誘電性液晶表示素子でも良く、また薄セルのＴＮ型液晶でも良い。
【００３９】
また実施の形態のようにサイドライトではなく直下型のバックライトでも良い。またＬＥＤでなくても蛍光管方式でも良い。発光ダイオードでは残光少なく立上り立下りが急峻でフィールドシーケンシャルに適していた。
【００４０】
また本実施の形態ではＷの発光ダイオードを別途用意したが、これは必須ではない。ＲＧＢを全て点灯させると白になるため、ＲＧＢの発光ダイオードと兼用させても良い。
【００４１】
また本実施の形態では、液晶パネルの透過率をアナログ的に変化させたが、これに限るものではない。各色に対応する表示期間を調整することで表示を行っても良い。
【００４２】
（実施の形態２）
本発明は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗからなるフィールドシーケンシャル方式に限るものではない。実施の形態１では４色要素表示法を用いたが、これに限るものではない。図７、８は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ、シアンＣ、マジェンタＭ、イエローＹを用いて６色要素で表示した例である。シアンはＢとＧを、マジェンタはＢとＲを、イエローはＧとＲのＬＥＤを同時に点灯させると実現できる。従って、素子構成は図４の構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの発光ダイオード）で十分である。そして、図７のようにＲＧＢの順序をオーバーラップさせながら切り替えていくことでＲＹＧＣＢＭの順でフィールドシーケンシャル駆動を実現することができる。ＣＭＹの表示データはＲＧＢから容易に生成することができる。例えば、ＲとＧの双方がＯＮのときＹを点灯させるようにしても良い。あえて６色を用いるのはデータ生成のメリットとバックライト発光の容易性にある。
【００４３】
たとえば赤っぽい白を表現する場合には、図８に示すようにＹＭＲの３色で表現すれば良い。ただしこのように色毎に細分化すると明るさが低下する課題が発生するので、それを補うために、他のＢＣＧの発光期間を補助的に使用しても良い。このときには色の表現は６色要素系と複雑になるが、アルゴリズムさえ決めてき再現性が取れれば事実上何ら問題はない。
【００４４】
（実施の形態３）
最も理想的に色割れを低減させるためには、ＲＧＢＣＭＹＷの７色要素系が理想的であった。このとき図９のような時系列で、図１０のように細分化された色三角形で表現した。
【００４５】
なお、これら述べてきた課題は液晶を用いたフィールドシーケンシャルディスプレイに限るものではない。むしろすべてのフィールドシーケンシャルディスプレイに共通課題である。たとえばＤＭＤ型ディスプレイであってもよい。また投射型ディスプレイであっても良い。
【００４６】
（実施の形態４）
また本発明はフィールドシーケンシャル駆動に限るものではない。本発明の基本概念は４色要素以上で映像を表現することである。色割れの課題はフィールドシーケンシャル特有であるが、カラーフィルター方式でも画面のドットの荒さに起因するざらつき感は存在する。これは空間的な色割れ現象である。これを低減する効果がある。具体的にはカラーフィルター構成をＲＧＢＷのような４色要素系にして、さらにそのうちの３色要素分を表示に用いることでなめらかな色表現が実現できる。
【００４７】
（実施の形態５）
本発明は、４色以上の色要素を合成してフィールドシーケンシャル表示を行うものである。元来３色あれば、その色三角形内の任意の色を表示することができる。そこで、たとえば４色中の３色を適当に選ぶことで表示を行い、残りの１色の期間を黒すなわち、表示しない状態にすることができる。
【００４８】
高速液晶表示装置としてOCB型液晶表示装置が検討されている。この表示モードではベンド配向状態を用いているが、静的な電圧が約２V以下ではスプレイ配向状態が安定となり、徐々にスプレイ配向状態に移行する問題が発生する。これを逆転移現象と呼んでいる。この逆転移現象を防止するために、黒または黒以上を表示する電圧を周期的にたとえば１フレームごとに印加する手法を行ってきた。この黒または黒以上を表示する電圧を印加する期間を逆転移防止期間と呼ぶ。例えば特願平2001-027881を参照。
【００４９】
この場合、ベンド配向に比較してスプレイ配向が安定となる臨界電圧Vｃとするとき、Vｃ以下の電圧を表示に用いることが特徴である。この際にベンド配向を維持するためには黒表示に用いられるような高い電圧を瞬間的に印加する必要がある。
【００５０】
本実施の形態では、本発明の４色以上の色要素から任意の色要素を選択してフィールドシーケンシャル表示を行うことで、いずれかの色要素表示期間を逆転移防止期間として用いることを特徴とする。
【００５１】
例えば、RGB（赤、緑、青）のデータがそれぞれ、１００％、５０％、３０％の表示をする画素を考える。これをRGBWの色で表示する場合には、多数の組み合わせが考えられる。その中で、ひとつの表示期間を黒、すなわち表示なしにすることができる。最も強度の弱い色はBであるから、これを０とし、RGBWの強度をそれぞれ７０％、２０％、０％、３０％とした。図１１を参照。すなわち最も強度の弱い色を０％とし、これと同じだけの強度をWで発光させ、他の色はWの点灯分を補正して強度を決定する。すなわち、Ｗの強度が３０％ということは、Ｒの強度に強度が＋３０され、Ｇの強度も＋３０され、Ｂの強度も＋３０されることであるから、RGBWの強度をそれぞれ７０％、２０％、０％、３０％であれば、ＲＧＢの強度としては１００％、５０％、３０％となる。一方、本実施の形態においては、Ｂの強度を０とするには、図１１に示すように、Ｂが点灯した際の液晶の透過率を０にする。透過率が０ということは、黒が表示される。この一瞬の黒表示により、「切れ」のある画像とすることができる。
【００５２】
ここでWはRGBの３色が全て点灯した強度とした。もちろん点灯する色配分を決定する手法はこれに限るものではないが、少なくともひとつの色成分の表示を黒もしくは黒に近い色を表示する電圧に設定し、これを逆転移防止に用いることが特徴である。
【００５３】
この逆転移防止電圧のパルスは表示フレームの１０％以上であれば良く、4色のフィールドシーケンシャル駆動では逆転移防止電圧の期間は２５％となったため、逆転移防止駆動には十分であった。理論的には、１０色のフィールドシーケンシャル駆動でも十分であるが、実際には７色以下であれば実現可能であった。8色以上では高温で逆転移が発生する課題が見られた。
【００５４】
表示する画面によっては、各画素で黒を表示する画素が異なっている場合が往々にある。たとえ、隣接する画素で逆転移防止パルスが挿入される色が異なっていて、挿入されるタイミングが異なっていても逆転移防止の効果は変わらない。
【００５５】
また、本実施の形態ではバックライトの強度は一定にしたが、これを変調しても良い。この場合は、画面全体、すなわち全ての画素でのRGBそれぞれの強度の最小値と最大値を検出してそれに合わせて変調する手段を有する必要があった。
【００５６】
本発明では、RGBWの4色を用いたが、本発明はこれに限るものではない。4色以上のうちの1色を黒期間とし、それ以外の色を用いて任意の色を表示することが骨子である。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、フィールドシーケンシャル型液晶表示装置の色割れの課題を低減させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に関する表示装置を示す概念図
【図２】本発明の実施の形態１に関する表示装置の動作を示す概念図
【図３】本発明の実施の形態１の動作を説明する色度図
【図４】従来例の表示装置を示す概念図
【図５】従来例の表示装置の動作を示す概念図
【図６】従来例の動作を説明する色度図
【図７】本発明の実施の形態２に関する表示装置の動作を示す概念図
【図８】本発明の実施の形態２の動作を説明する色度図
【図９】本発明の実施の形態３に関する表示装置の動作を示す概念図
【図１０】本発明の実施の形態３の動作を説明する色度図
【図１１】本発明の実施の形態５の動作を説明する概念図
【符号の説明】
１０１  赤色発光ダイオード
１０２  緑色発光ダイオード
１０３  青色発光ダイオード
１０４  導光板
１０５  液晶パネル
５０１  白色発光ダイオード
【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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