(57)【要約】【課題】消費電力を低減できる液晶表示装置を提供する。【解決手段】液晶パネル11は、マトリクス状に配列する複数の画素15を有する。各画素15は、赤色用、緑色用、青色用、白色用の各画素電極16R，16G，16B，16Wを有するとともに、各画素電極16R，16G，16B，16Wに信号を書き込む回路ブロック17を有する。回路ブロック17は、入力される赤色用、緑色用、青色用の各信号の強度を比較する。最小強度に対応した強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込む。白色用の画素電極16Wに書き込む信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用、青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込む。赤色、緑色および青色の光の成分を含む白色の光出力により、赤色、緑色、青色の各光出力を削減して消費電力を低減する。【選択図】図１
2007206230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の三原色に対応した第１の色用、第２の色用、第３の色用の各画素電極および白色用の画素電極を有する複数の画素と、
これら各画素それぞれの駆動用として第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を入力し、所定の強度の信号を白色用の画素電極に書き込むとともに、白色用の画素電極に書き込む信号の強度分を差し引いた強度の第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を対応する各画素電極に書き込む駆動回路と
を具備していることを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
駆動回路は、入力される第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号の強度を比較し、最小強度に対応した強度の信号を白色用の画素電極に書き込むとともに、白色用の画素電極に書き込む信号の強度分を差し引いた第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を対応する各画素電極に書き込む
ことを特徴とする請求項１記載の平面表示装置。
【請求項３】
駆動回路は、入力される第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を対応する各画素電極に書き込むとともに、第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号の平均値の信号を白色用の画素電極に書き込むモードを有し、このモードを切り換え可能とする
ことを特徴とする請求項１または２記載の平面表示装置。
【請求項４】
駆動回路は、各画素に１つずつ設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の平面表示装置。
【請求項５】
白色用の画素電極は、第１の色用、第２の色用および第３の色用の各画素電極に対応して１つずつ設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか記載の平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の画素を有する平面表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の平面表示装置である液晶表示装置は、低消費電力を特徴の１つとしてノート型パソコンなどに広く用いられ、さらに、モニタ用途やテレビ用途などにも用いられるようになってきている。
【０００３】
ノート型パソコンに代表される可搬型の機器においては、バッテリ動作が必要であり、バッテリ寿命が長いことが重要とされている。近年、機能の高度化に伴い機器を構成する部品の消費電力は増大する方向にあり、その中でも比較的消費電力の大きな液晶表示装置に対する低消費電力化の要求は増大する傾向にある。
【０００４】
この液晶表示装置の消費電力を低減するために、液晶の開口率の向上、バックライトの光利用率の向上、液晶のドライバの低消費電力化などが試みられている。
【０００５】
また、液晶表示装置では、ガラス基板上に複数の画素がマトリクス状に設けられ、一般的に各画素は赤色用、緑色用および青色用の各副画素を有している。ところで、赤色用、緑色用および青色用の各副画素は、実際にはカラーフィルタを設けることによってバックライトの光でそれぞれの色の光を出力している。しかし、カラーフィルタは１００％の透過率を持つのではなく、かつ赤の光を出力する場合は緑、青の成分の光を吸収するから、良くて３０％、実際には２３％程度の光しか透過してこない。そのため、特に液晶テレビやモニタ用途では、輝度が低く、画質のめりはりが低い問題がある。
【０００６】
そこで、各画素にカラーフィルタを用いない白色用の副画素を１つずつ加え、赤色用、緑色用、青色用および白色用の各副画素を同時にオンすることにより、輝度を向上させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−６２８６９号公報（第６−７頁、図１−３b）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述したように、液晶表示装置の消費電力を低減するために液晶の開口率の向上、バックライトの光利用率の向上、液晶のドライバの低消費電力化などの方法が試みられているが、さらなる消費電力の低減が求められている。
【０００８】
また、各画素にカラーフィルタを用いない白色用の副画素を１つずつ加え、赤色用、緑色用、青色用および白色用の各副画素を同時にオンすることにより、輝度を向上させることができるものの、消費電力の低減は図れず、白色用の副画素を同時に駆動する分は消費電力が増加する問題を有している。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、消費電力を低減できる平面表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、光の三原色に対応した第１の色用、第２の色用、第３の色用の各画素電極および白色用の画素電極を有する複数の画素と、これら各画素それぞれの駆動用として第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を入力し、所定の強度の信号を白色用の画素電極に書き込むとともに、白色用の画素電極に書き込む信号の強度分を差し引いた強度の第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を対応する各画素電極に書き込む駆動回路とを具備しているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動回路に第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を入力し、所定の強度信号を白色用の画素電極に書き込むとともに、白色用の画素電極に書き込む信号の強度分を差し引いた第１の色用、第２の色用および第３の色用の各信号を対応する各画素電極に書き込むため、光の三原色に対応した第１の色、第２の色および第３の色の成分を含む白色の光出力により、第１の色、第２の色および第３の色の各光出力を削減できて消費電力を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
図１において、11は平面表示装置としての液晶パネルで、この液晶パネル11は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置（Liquid Crystal Display:ＬＣＤ）である。
【００１４】
液晶パネル11は、アクティブマトリクス基板である略矩形平板状のアレイ基板12を備えている。このアレイ基板12は、略透明な矩形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板13を有している。
【００１５】
ガラス基板13の一主面である表面上の中央部には、画像表示領域としての画面部14が形成されている。そして、このガラス基板13上の画面部14には、複数の画素15がマトリクス状に設けられて配置されている。これら複数の画素15のそれぞれには画素電極16が配置されている。これら各画素15の画素電極16は、光の三原色に対応した第１の色用であって赤色副画素である赤色用、第２の色用であって緑色副画素である緑色用、第３の色用であって青色副画素である青色用の各画素電極16R，16G，16Bを１つずつ有しているとともに、各画素電極16R，16G，16Bに対応して白色副画素である白色用の画素電極16Wを１つずつ計３つ有している。各画素電極16R，16G，16Bは平面視で縦長の長方形状で幅方向に所定の間隔をあけて並設され、各画素電極16Wは各画素電極16R，16G，16Bに比べて面積が小さく各画素電極16R，16G，16Bの長手方向の一端側に近い位置に並設されている。
【００１６】
各画素15には、各画素電極16R，16G，16B，16Wが電気的に接続されてこれら各画素電極16R，16G，16B，16Wに対する信号の書き込みを制御する駆動回路としての回路ブロック17がそれぞれ１つずつ配置されている。これら回路ブロック17は、画素15の駆動用として赤色用、緑色用および青色用の各信号を入力し、所定の強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込むとともに、白色用の画素電極16Wに書き込む信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込む機能を有している。具体的には、入力される赤色用、緑色用および青色用の各信号の強度を比較し、最小強度に対応した強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込むとともに、白色用の画素電極16Wに書き込む信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込む機能を有している。この最小強度に対応した強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込む際には、白色用の画素電極16Wが３つであるので、最小強度に対応した強度を３等分した信号を白色用の各画素電極16Wに書き込む。また、最小強度に相当する強度で３等分した信号を白色用の各画素電極16Wに書き込む場合には、画素電極16R，16G，16Bのうち、最小強度の信号に対応するものには信号を書き込まず、最小強度以外の信号に対応するもののみに信号を書き込むようにしてもよい。
【００１７】
また、ガラス基板13の表面には、電極配線としてのゲート電極配線である複数の走査線21が、ガラス基板13の幅方向に沿って配設されている。これら走査線21は、ガラス基板13の縦方向に等間隔に平行に離間されて縦方向の各画素15間に配置されている。さらに、ガラス基板13の表面には、電極配線としての画像信号配線である複数の信号線22が、ガラス基板13の縦方向に沿って配設されている。これら信号線22は、縦方向の各画素15に対応して、第１の信号線としての赤信号線22R、第２の信号線としての緑信号線22G、および第３の信号線としての青信号線22Bを１つずつ有し、ガラス基板13の横方向に等間隔に平行に離間されて各画素15の各画素電極16R，16G，16Bの一側の間隙域に配置されている。したがって、これら走査線21および信号線22は、ガラス基板13上に直交して交差して格子状であるマトリクス状に配線されている。
【００１８】
各画素15の回路ブロック17は、走査線21と信号線22つまり各信号線22R，22G，22Bとにそれぞれに電気的に接続されている。
【００１９】
また、ガラス基板13の周縁には、各走査線21のそれぞれの一端部と電気的に接続されている走査線駆動回路としての図示しないＹドライバ回路が配設されているとともに、各信号線22のそれぞれの一端部と電気的に接続されている信号線駆動回路としての図示しないＸドライバ回路が配設されている。
【００２０】
一方、アレイ基板12の表面には、矩形平板状の図示しない対向基板が対向して配設されている。この対向基板は、略透明な矩形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板を備えている。このガラス基板におけるアレイ基板12に対向した側の一主面である表面には、着色層としてのカラーフィルタ層が積層されて設けられている。このカラーフィルタ層は、赤色の赤色層と、緑色の緑色層と、青色の青色層の３つのドットが対向基板の縦方向および横方向のそれぞれに向けて繰り返し配置されて構成されている。そして、カラーフィルタ層は、アレイ基板12に対向基板を対向させた際に、このアレイ基板12の各画素15の各画素電極16R，16G，16Bに対応して対向するように設けられ、また、このアレイ基板12の各画素15の白色用の各画素電極16Wには対向しないように設けられている。
【００２１】
さらに、対向基板のカラーフィルタ層の表面には、共通電極としてのコモン電極である矩形平板状の対向電極が積層されている。この対向電極は、透明電極としてのＩＴＯ膜で形成されている。また、この対向電極は、対向基板の表面とアレイ基板12の表面とを対向させた際に、このアレイ基板12のガラス基板13の画面部14全体に亘って対向する矩形状の大きな電極である。さらに、これらアレイ基板12と対向基板との間に所定の間隔である液晶封止領域が形成されており、この液晶封止領域に、液晶材料としての誘電異方性が正である液晶組成物が注入されて挟持されて光変調層としての液晶層が形成されている。
【００２２】
また、液晶パネル11のアレイ基板12側である裏面側から面状の光を照射して照明する面状光源体としての図示しないバックライトが配置されている。このバックライトは、例えばアクリル製の略矩形平板状の導光板を有し、この導光板の辺の入射面に対向して光を入射させる例えば冷陰極ランプや発光ダイオードなどの図示しない光源が配置されている。導光板の液晶パネル11に対向する面には、光源から導光板内に入射した光が出射する発光面が形成されている。
【００２３】
次に、液晶表示装置の作用について説明する。
【００２４】
Ｙドライバ回路およびＸドライバ回路にて各画素15の回路ブロック17を駆動する。
【００２５】
各回路ブロック17には、Ｘドライバ回路から各信号線22つまり各信号線22R，22G，22Bを通じて赤色用、緑色用および青色用の各信号が入力される。
【００２６】
各回路ブロック17では、入力される赤色用、緑色用および青色用の各信号の強度を比較し、強度の最も小さい信号を検出する。最小強度に対応した強度の信号であってその強度の３等分した信号を白色用の各画素電極16Wに書き込むとともに、白色用の画素電極16Wに書き込む最小強度の信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込む。これら白色用の各画素電極16Wおよび各画素電極16R，16G，16Bのうち、信号が書き込まれたものが信号の強度に応じたオン状態となる。
【００２７】
そして、図２には１つの画素15における各色の光出力を示す。図２（a）には、白色表示しない場合の光出力であって、従来の場合の光出力を示しており、赤色副画素、緑色副画素および青色副画素である各画素電極16R，16G，16Bに信号が書き込まれ、赤色、緑色、青色の光出力がそれぞれ出力される。
【００２８】
図２（a）で赤の光出力が最も低く、つまり赤色副画素に加えられる信号の強度が最も小さいので、この最小強度の信号に相当する強度の信号を白色副画素である画素電極16Wに書き込み、最小強度の信号に相当する強度分を差し引いた強度の各信号を赤色副画素、緑色副画素および青色副画素である各画素電極16R，16G，16Bに書き込むことにより、図２（b）のような光出力が得られる。
【００２９】
白色副画素は赤色、緑色、青色の全ての光の成分を含むので、図２（b）に破線で示すように、白色の光出力のみで赤色、緑色、青色の各成分の光出力を等価に有することになり、図２（b）に実線で示す緑色、青色の光出力が加わることにより、実質的には図２（a）と同じ光出力が得られる。
【００３０】
このように、回路ブロック17に入力される赤色用、緑色用および青色用の各信号の強度を比較し、最小強度に対応した強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込むとともに、白色用の画素電極16Wに書き込む信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込むため、赤色、緑色および青色の光の成分を含む白色表示により、複数の画素15の赤色用、緑色用および青色用の各画素電極16R，16G，16Bに書き込む信号を削減できて消費電力を低減できる。そのうえで、所望の表示色が得られ、輝度も向上でき、めりはりのある画面を得ることができる。
【００３１】
ところで、赤色、緑色、青色の各副画素は、実際にはカラーフィルタを設けることによってそれぞれの色の光を出力しているが、カラーフィルタは１００％の透過率を持つのではなく、かつ赤色の光を出力する場合は緑色、青色の成分の光を吸収するのであるから、良くて３０％、実際には２３％程度の光しか透過してこない。ところが、白色副画素では、このようなカラーフィルタを用いていないので、１００％の光を利用できる。そのため、例えば、従来と同じ輝度を得るためには、より低輝度のバックライトで十分であり、バックライトの光源の消費電力を低減できる。
【００３２】
したがって、複数の画素15の各画素電極16R，16G，16Bに書き込む信号を削減して消費電力を低減できること、およびバックライトの光源の消費電力を低減できることにより、液晶表示装置全体して消費電力を十分に低減できる。すなわち、赤色、緑色および青色の光の成分を含む白色の光出力により、赤色、緑色、青色の各光出力を削減できて、液晶表示装置の消費電力を低減できる。
【００３３】
また、回路ブロック17は各画素15内に設けているため、外部で複雑な画像変換をすることなく、今までと同じ信号を各画素15に対して加えるだけで対応できる。
【００３４】
また、白色用の画素電極16Wは、赤色用、緑色用および青色用の各画素電極16R，16G，16Bに対応して１つずつ設けているため、白色副画素を画素15内で分散配置できて輝度の集中や偏りを防止でき、さらに、各画素電極16R，16G，16Bに書き込む信号の強度を削減することにより赤色、緑色、青色の各副画素からの光出力が低くなっても対応する白色副画素からの光出力で補うことができる。
【００３５】
なお、回路ブロック17は、上述した赤色用、緑色用および青色用の各信号を入力し、所定の強度の信号を白色用の画素電極16Wに書き込むとともに、白色用の画素電極16Wに書き込む信号の強度分を差し引いた赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込むことを第１のモードとした場合、入力される赤色用、緑色用および青色用の各信号を対応する各画素電極16R，16G，16Bに書き込むとともに、赤色用、緑色用および青色用の各信号の平均値の信号を白色用の画素電極16Wに書き込むモードを第２のモードとして有し、これら第１のモードと第２のモードとを切り換え可能としてもよい。
【００３６】
この場合、アレイ基板12に、第４の信号線としてモード切換用の信号線を設け、Ｘドライバ回路からモード切換用の信号線を通じて信号を回路ブロック17に入力する。この回路ブロック17では、信号の入力により、第１のモードと第２のモードとを切り換え制御する。
【００３７】
この第２のモードは、従来と同じように赤色、緑色、青色の各副画素を表示し、それに加え赤色、緑色、青色の信号の平均値に基づき白色副画素をさらに表示することにより、より白色の輝度を上げることができる。このようにすることにより、画面の一部が白色の場合、この第２のモードに切り換えることにより、ピーク輝度を画面の一部のみ上げることが可能である。したがって、バックライトの消費電力を上げることなく、輝度が高く、めりはりのある画面を実現できる。
【００３８】
また、上記各実施の形態では、白色用の画素電極16Wに書き込む所定の強度の信号は、入力される赤色用、緑色用および青色用の各信号の強度を比較し、最小強度に対応した強度の信号としているが、最小強度と同一でも、最小強度より小さくても、あるいは最小強度より大きくてもよく、所望の光出力を得るのに応じて適宜設定することができる。
【００３９】
また、白色用の画素電極16Wは各画素電極16R，16G，16Bに対応して１つずつ設けたが、１つの画素15に１つでもよく、あるいは２つや４つ以上を用いてもよい。
【００４０】
また、光の三原色として赤色、緑色、青色を用いたが、例えば、シアン、マゼンダ、イエローなど、他の光の三原色についても同様に用いることができる。
【００４１】
また、液晶パネル11について説明したが、この液晶パネル11以外のＳＥＤ（Surface-conduction Electron-emitter Display:表面電界ディスプレイ）や、ＰＤＰ（Plasma Display Panel:プラズマディスプレイ）などのフラットパネルディスプレイ表示装置などの平面表示装置であっても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態を示す平面表示装置の一部の説明図である。
【図２】同上平面表示装置の１つの画素における各色の光出力の説明図を示し、（a）は白色表示しない場合の説明図、（b）は白色表示した場合の説明図ある。
【符号の説明】
【００４３】
11    平面表示装置としての液晶パネル
15    画素
16R，16G，16B，16W    画素電極
17    駆動回路としての回路ブロック
【図１】
2007206230.tif 000003
【図２】
2007206230.tif 000004