JP2006293095A - 液晶表示装置、および液晶表示装置の表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フィールドシーケンシャルカラー方式における色割れの問題を改善するために白のフレームを挿入すると、ガンマが崩れてしまって正常に表示できなかった。
【解決手段】フィールドシーケンシャルカラー方式で表示する液晶表示装置において、信号処理部１０は、入力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（ｂ）の階調から、赤、緑、青、白の４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の白の階調を決定し、入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、白の輝度に基づいて、４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度を決定し、決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度に対応する階調を、４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置およびその表示方法に関する。例えば、ＯＣＢモード液晶を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置およびその表示方法に関する。

液晶表示装置は、デスクトップＰＣ用のモニタやＴＶ表示用途のもの以外に、携帯電話、ＰＤＡといった小型・携帯用途のものがある。これまでは携帯用途のディスプレイには反射型のモノクロ液晶が多く用いられてきたが、携帯電話の用途の広がりからカラー化が進んでいる。また、従来のＳＴＮ方式ＬＣＤから、最近では、より映像品位の高い表示が可能なＴＦＴを用いたアクティブマトリクス方式のものが多く用いられるようになってきた。

液晶表示装置で一般的に色表示を行う際には、カラーフィルターを用いるのが通常である。カラーフィルターは、選択的な波長を通過させる特性を有する樹脂を複数種形成した基板である。

最近では、さらにパソコンと同じような画像品位が携帯用途にも求められるようになってきており、フィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置の開発が進められている。

フィールドシーケンシャルカラー方式は、各画素にカラーフィルターを付けずに、１画素で３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の画像を順次表示する方式であり、従来の駆動方式の液晶に比べ、高透過率、高解像度化が図れる等の利点を有している。

図７は、フィールドシーケンシャルカラー方式で、１フレームを表示させる際の、表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングの一例を示す図である。この場合には、ＲＧＢ３色のＬＥＤ光源を用いたバックライトを利用して高速の色切替えを実現している。

図７（ａ）は、データの書き込みタイミングおよびデータの保持タイミングを示している。図７（ｂ）、図７（ｃ）、図７（ｄ）は、それぞれ、赤（Ｒ）のＬＥＤ、緑（Ｇ）のＬＥＤ、青（Ｂ）のＬＥＤの発光タイミングを示している。図７（ｂ）〜（ｄ）において、ＬＯＷ期間はＬＥＤが発光していないタイミングを、ＨＩＧＨ期間はＬＥＤが発光しているタイミングを、それぞれ示している。

図７（ａ）に示すＲ順次は、赤（Ｒ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ赤のデータを保持しているタイミングを示している。同様に、Ｇ順次は、緑（Ｇ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ緑のデータを保持しているタイミングを示している。また同様に、Ｂ順次は、青（Ｂ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ青のデータを保持しているタイミングを示している。

図７に示すように、赤の階調のデータを書き込み保持させているタイミングに、赤のＬＥＤを発光させることにより赤色を表示させる。同様に、緑の階調のデータを書き込み保持させているタイミングに、緑のＬＥＤを発光させることにより緑色を表示させ、青の階調のデータを書き込み保持させているタイミングに、青のＬＥＤを発光させることにより青色を表示させる。

このように、赤、緑、青の各色に対する階調に応じて液晶状態を制御し、バックライトを時間的に赤、緑、青と切り替えながら点灯させることで、赤、緑、青の映像を順次表示させて時間的に混合することでフルカラー表示が得られる。１フレーム期間（１６．６ｍｓ）に、赤、緑、青のバックライトを切り替えて点灯させることにより、１フレームの画像を表示させる。

フレーム周波数は通常６０Ｈｚなので、フィールドシーケンシャルカラー方式における色切替え周波数は、その３倍の１８０Ｈｚとなる。したがって、液晶パネルに高速応答性が要求されるため、例えばＯＣＢモードの液晶を用いる。

しかし、フィールドシーケンシャルカラー方式では、急速に動くものがあるシーンや、人間の視線が急速に移動した場合（サッケード）、網膜上のＲ、Ｇ、Ｂ信号の残色の位置ずれを色がついたように知覚されてしまうという色割れの問題が生じる。

この色割れ対策として、駆動方式を工夫したさまざまな方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図８（ｂ）および（ｃ）は、特許文献１に開示された表示パネルにおける液晶シャッタ光学系の２つの液晶セルのオン／オフ駆動タイミングを示しており、図８（ａ）は、これらの液晶セルによって１フレーム内で選択されたＢ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）、Ｗ（白）各色の画像の順序を示す図である。

この表示装置は、ＲＧＢの３原色に加え、少なくとも１つ以上のフィールドによる面順次方式により１フレームを形成してカラー画像を表示することができるように構成されている。１フレームは、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色のフィールドおよび、例えば白色、または３原色の中間色のフィールド（Ｗ）で形成されている。

蛍光面からの光が、液晶セルＡと液晶セルＢを通過して表示面に照射されて表示されるようになっている。液晶セルＡと液晶セルＢの、それぞれのオン／オフ状態の組み合わせにより、Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗから選択されたいずれかの色の光のみが透過されるようになっている。

液晶セルＡがオフ、液晶セルＢがオンの状態ではＢの光のみが透過され、液晶セルＡがオン、液晶セルＢがオフの状態ではＧの光のみが透過され、液晶セルＡがオフ、液晶セルＢがオフの状態ではＲの光のみが透過される。また、液晶セルＡと液晶セルＢが共にオンの状態では、ＲＧＢの全ての光が透過される。

Ｂ、Ｇ、Ｒ、Ｗの各信号で蛍光面を光らせ、各色のタイミングに応じて、液晶セルＡおよび液晶セルＢのオン／オフを切り替えることにより、１フレーム内でＢ、Ｇ、Ｒ、Ｗを切り替えて表示させる。

このような構成により、各フィールドの表示時間が短時間になるとともに、時間ずれによって生じる前フィールドの色信号を加算した部分が白っぽく表示される。また、前後にわずかに付加される色信号ＢおよびＲは非常に目立たない色である。したがって、ほとんど色割れのない表示をすることが可能となる。

また、ＯＣＢモード液晶を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式で、同様に白のフレームを挿入することにより色割れの問題を改善する液晶表示装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

図９は、特許文献２の液晶表示装置の構成を示すブロック図を示している。

この液晶表示装置は、フィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置であり、ベンド配向液晶の前面に位相補償板を配設したＯＣＢモードの液晶表示パネル１１６を備えている。そして、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色のＬＥＤ素子から構成されるＬＥＤバックライト１１７を備え、これらの色を経時的に混色することによりカラー表示を可能としている。

そして、入力される映像信号をＲＧＢの３原色に分ける信号処理部１１０を備えている。また、液晶表示パネル１１６を駆動するソースドライバ１１３およびゲートドライバ１１４を制御する液晶制御部１１１を備えている。また、ＬＥＤバックライト１１７を駆動するＬＥＤドライバ１１５を制御するＬＥＤ制御部１２を備えている。

信号処理部１１０が、入力される映像信号からＲＧＢの３原色のデータを作成するとともに、３原色のフィールド間に挿入する白色（Ｗ）のデータを生成する。そして、１フィールド間に、液晶表示パネル１１６に、これらのＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗのデータを順次書き込む。これらの各色を液晶表示パネル１１６に書き込むタイミングに合わせて、ＬＥＤバックライト１１７の発光を、Ｒ、Ｇ、Ｂ、３色同時、と切り替えることにより、１フィールド間に、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗを順次表示させる。

このように、１フィールド間にＷ（白色）を挿入して表示させることにより、色割れの問題を改善している。
特開平９−９０９１６号公報 特開２００３−２４１１６５号公報

しかしながら、従来の白のフレームを挿入する方法では、ガンマが崩れてしまうために正常に表示させることができなかった。

つまり、単に白のフレームを挿入しただけでは、白っぽい画像となってしまう。また、階調と輝度とは線形の関係では無いため、階調による制御だけでは、白のフレームを挿入した後のガンマ特性が、元の映像データのガンマ特性とは異なってしまうために、正常なガンマで表示させることができない。

本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、フィールドシーケンシャルカラー方式における色割れの現象を改善し、正常なガンマで表示できる液晶表示装置およびその表示方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光源と、入力される映像データから表示用データを作成する信号処理部と、前記光源の色を時間順次で切り替え、それと同期して前記液晶パネルの透過あるいは反射状態を制御する駆動手段とを備え、時間的な加法混色でカラー表示を行う液晶表示装置であって、
前記信号処理部は、
入力される赤、緑、青の階調から、赤、緑、青、白の４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の白の階調を決定し、
前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
白の輝度に基づいて、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度を決定し、
前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度に対応する階調を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調とする、液晶表示装置である。

また、第２の本発明は、
前記信号処理部は、
階調と輝度との対応を示す変換テーブルを有しており、
前記変換テーブルに基づいて、前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
前記変換テーブルに基づいて、前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度から、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調を求める、第１の本発明の液晶表示装置である。

また、第３の本発明は、
前記信号処理部は、
前記入力される赤、緑、青のそれぞれの階調のうち最小の階調を白の階調とし、
白成分中の赤、緑、青のそれぞれの輝度を求め、
前記入力される赤、緑、青の階調に対応するそれぞれの輝度から、前記白成分中の赤、緑、青のそれぞれの輝度を減じた値を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度とする、第１の本発明の液晶表示装置である。

また、第４の本発明は、
前記駆動手段は、前記各色のフィールドのそれぞれの間に黒のフィールドを挿入する、第１の本発明の液晶表示装置である。

また、第５の本発明は、
前記光源は、赤、緑、青のＬＥＤ素子である、第１の本発明の液晶表示装置である。

また、第６の本発明は、
液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光源と、入力される映像データから表示用データを作成する信号処理部と、前記光源の色を時間順次で切り替え、それと同期して前記液晶パネルの透過あるいは反射状態を制御する駆動手段とを備えた、時間的な加法混色でカラー表示を行う液晶表示装置の表示方法であって、
前記信号処理部によって、
入力される赤、緑、青の階調から、赤、緑、青、白の４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の白の階調を決定し、
前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
白の輝度に基づいて、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度を決定し、
前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度に対応する階調を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調とする、液晶表示装置の表示方法である。

本発明により、フィールドシーケンシャルカラー方式における色割れの現象を改善し、正常なガンマで表示できる液晶表示装置およびその表示方法を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の、液晶表示装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態１の液晶表示装置は、ＯＣＢモード液晶を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置である。

本実施の形態１の液晶表示装置は、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示パネル１６と、ＲＧＢ３色の光源を持つＬＥＤバックライト１７を備えている。

そして、映像信号の入力データを、色割れの無いデータに変換する信号処理部１０を備えている。また、液晶表示パネル１６を駆動するソースドライバ１３およびゲートドライバ１４を制御する液晶制御部１１を備えている。また、ＬＥＤバックライト１７を駆動するＬＥＤドライバ１５を制御するＬＥＤ制御部１２を備えている。

なお、液晶表示パネル１６が、本発明の液晶パネルとしての一例にあたる。また、液晶制御部１１、ＬＥＤ制御部１２、ソースドライバ１３、ゲートドライバ１４、ＬＥＤドライバ１５を組み合わせたものが、本発明の駆動手段の一例にあたる。

また、信号処理部１０が参照するための、階調と輝度の対応を示す階調−輝度変換テーブル１８を備えている。

図２のグラフは、ＯＣＢ液晶における階調と輝度との関係の一例を示したものである。液晶の特性等によって階調と輝度との関係は異なるが、どのような液晶においても、このように、階調と輝度とは線形関係には無い。階調−輝度変換テーブル１８は、階調と輝度とを対応づけるテーブルであり、階調−輝度変換テーブル１８を用いることにより、階調から輝度値への変換、輝度値から階調への変換が行える。

次に、本実施の形態１の液晶表示装置の動作について説明する。

本実施の形態１の液晶表示装置は、表示用の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、白（Ｗ）のデータを入力される映像信号から作成し、これらのデータを順次切り替えて表示させることにより、時間的に加法混色させて１フレームを表示させるものである。

最初に、信号処理部１０における、表示用の赤、緑、青、白のデータの作成方法について説明する。

図３は、入力される映像信号から、表示用の赤のデータを作成する方法を示すブロック図である。

まず、入力される映像信号の、赤の階調（Ｒ階調）、緑の階調（Ｇ階調）、青の階調（Ｂ階調）から、白の階調（Ｗ階調）を決定する。ここで、Ｗ階調は、Ｒ階調、Ｇ階調、Ｂ階調の中で、最小の階調と同一の階調とする。

次に、上記で階調を決定した白成分中の赤の階調を求め、その白成分中の赤の階調から、階調−輝度変換テーブル１８を参照して、白成分中の赤の輝度（Ｗ成分中のＲ輝度）を求める。それとともに、階調−輝度変換テーブル１８を参照して、入力される映像信号のＲ階調に対応する輝度（Ｒ輝度）を求める。

そして、階調−輝度変換テーブル１８を参照して、上記で求めたＲ輝度からＷ成分中のＲ輝度を減じた輝度値（Ｒ輝度−Ｗ成分中のＲ輝度）に対応する階調を求め、その階調の値を、表示用の赤の階調（Ｒ−Ｗｒ階調）とする。

同様にして、表示用の、緑の階調（Ｇ−Ｗｇ階調）および青の階調（Ｂ−Ｗｂ階調）を決定する。すなわち、入力される映像信号のＧ階調に対応する輝度（Ｇ輝度）から、白成分中の緑の輝度（Ｗ成分中のＧ輝度）を減じた輝度値（Ｇ輝度−Ｗ成分中のＧ輝度）に対応する階調をＧ−Ｗｇ階調とし、入力される映像信号のＢ階調に対応する輝度（Ｂ輝度）から、白成分中の青の輝度（Ｗ成分中のＢ輝度）を減じた輝度値（Ｂ輝度−Ｗ成分中のＢ輝度）に対応する階調をＢ−Ｗｂ階調とする。

次に、本実施の形態１の液晶表示装置の表示方法について説明する。

図４は、本実施の形態１の液晶表示装置が１フレームを表示する際の、表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示している。

図４（ａ）は、データの書き込みタイミングおよび保持タイミングを示している。図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は、それぞれ、赤（Ｒ）のＬＥＤ、緑（Ｇ）のＬＥＤ、青（Ｂ）のＬＥＤの発光タイミングを示している。図４（ｂ）〜（ｄ）において、ＬＯＷ期間はＬＥＤが発光していないタイミングを、ＨＩＧＨ期間はＬＥＤが発光しているタイミングを、それぞれ示している。

図４（ａ）に示すＲ−Ｗｒは、表示用の赤（Ｒ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ赤のデータを保持しているタイミングを示し、それに続く黒は、黒の階調のデータを各込むタイミングを示している。同様に、Ｇ−Ｗｇは、表示用の緑（Ｇ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ緑のデータを保持しているタイミングを示し、それに続く黒は、黒の階調のデータを各込むタイミングを示している。また同様に、Ｂ−Ｗｂは、表示用の青（Ｂ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ青のデータを保持しているタイミングを示し、それに続く黒は、黒の階調のデータを各込むタイミングを示している。また同様に、Ｗは、白（Ｗ）の階調のデータを液晶に書き込んでいるタイミングを示し、それに続くＨＯＬＤは、液晶に書き込んだ白のデータを保持しているタイミングを示し、それに続く黒は、黒の階調のデータを各込むタイミングを示している。

図４に示すように、赤の階調のデータを書き込むタイミングに赤のＬＥＤを発光させることにより赤色を表示させる。同様に、緑の階調のデータを書き込むタイミングに緑のＬＥＤを発光させることにより緑色を表示させ、青の階調のデータを書き込むタイミングに青のＬＥＤを発光させることにより青色を表示させる。また同様に、白の階調のデータを書き込むタイミングに、赤、緑、青のＬＥＤを同時に発光させることにより白色を表示させる。

１フレームの期間（１６．６ｍｓ）内で、ＬＥＤバックライト１７を、赤のＬＥＤのみの発光、緑のＬＥＤのみの発光、青のＬＥＤのみの発光、赤と緑と青のＬＥＤの同時発光、と切り替えることにより、赤、緑、青、白を順に表示させる。

図４にも示したように、本実施の形態１の液晶表示装置では、赤、緑、青、白の各フィールドの間に、黒の階調データを液晶に書き込んで黒のフィールドを挿入している。

これは、赤、緑、青、白の各色を切り替えて表示させる際に、混色が生じないようにするためであり、その理由について以下に説明する。

ここでは、白のフィールドを挿入しない、赤、緑、青の３色を面順次で表示させる場合を例に説明する。なお、色割れの現象を改善するための白のフィールドを挿入する場合も同様である。

図５は、各色のフィールドの間に黒のフィールドを挿入しない場合の、図６は、各色のフィールドの間に黒のフィールドを挿入した場合の、それぞれ、１フレームを表示する際の表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示した図である。

図５（ａ）は、データの書き込みタイミングおよび保持タイミングを示している。図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）は、それぞれ、赤（Ｒ）のＬＥＤ、緑（Ｇ）のＬＥＤ、青（Ｂ）のＬＥＤの発光タイミングを示している。図５（ｂ）〜（ｄ）において、ＬＯＷ期間はＬＥＤが発光していないタイミングを、ＨＩＧＨ期間はＬＥＤが発光しているタイミングを、それぞれ示している。

図５（ｅ）は、液晶パネルの各ラインの液晶応答のタイミングを示している。ここでは、１ライン目の液晶の応答タイミングと、最終ラインの液晶の応答タイミングを示している。液晶応答の電圧は階調によって異なるが、図５に示す１フレームでは、赤の階調が最も大きく、青、緑の順に階調が小さくなっているものとしている。

図６（ａ）は、各色のフィールド間に黒のフィールドを書き込む場合の、データの書き込みタイミングおよび保持タイミングを示している。図６（ｂ）、図６（ｃ）、図６（ｄ）は、それぞれ、赤（Ｒ）のＬＥＤ、緑（Ｇ）のＬＥＤ、青（Ｂ）のＬＥＤの発光タイミングを示しており、これらの発光タイミングは、図５（ｂ）〜（ｄ）と同様である。

図６（ｅ）は、液晶パネルの各ラインの液晶応答のタイミングを示している。ここで、図６に示すフレームにおける赤、緑、青の各階調は、それぞれ図５の場合と同じ階調とした。

通常、液晶表示装置では、１ライン目の液晶から最終ライン目の液晶まで、順にライン毎にデータを書き込んでいく。したがって、液晶への書き込みタイミングは、ライン毎に少しずつずれていくことになる。図５（ｅ）および図６（ｅ）では、１ライン目と最終ライン目の液晶応答タイミングのみを示しているが、これらのラインの間のラインも、順次応答タイミングが、ずれていっている。その中で、１ライン目と最終ライン目の液晶応答タイミングのずれが最も大きくなる。フィールドシーケンシャルカラー方式では、色切替えの間隔が短いために、この液晶への書き込みタイミングのずれの影響を受け易い。

黒のフィールドを挿入しない図５の場合には、１ライン目の液晶応答は速く問題は無いが、最終ライン目の液晶応答は遅くなってタイミングのずれが生じて混色の問題が発生してしまう。

例えば、赤の表示について見ると、１ライン目については赤のＬＥＤが発光している期間に赤の階調に対する液晶の保持期間が終了しているが、最終ライン目については赤のＬＥＤが発光している期間を過ぎても赤の階調に対する液晶の保持期間が継続している。この最終ライン目の赤の階調に対する液晶の保持期間が継続している間に緑のＬＥＤが発光してしまうので、最終ラインでは、赤の階調で緑を表示してしまうことになる。

緑のＬＥＤが発光している期間および青のＬＥＤが発光している期間においても、同様にタイミングのずれが発生し、最終ラインでは、緑の階調で青が表示され、青の階調で赤が表示されることになる。

これに対して、図６のように、各色の書き込みの間に黒の階調を書き込むようにすると、各色の保持期間を短くすることができる。

例えば、赤の表示について見ると、最終ライン目については液晶応答が遅れてタイミングのずれが生じるが、黒を書き込んだことにより赤の階調の保持期間が短くなっているため、緑のＬＥＤが発光する期間まで赤の階調の保持期間が継続することは無くなっている。したがって、赤の階調で緑が表示されることが無く、混色の問題は発生しない。他の各色間にも黒を挿入することにより、同様に他の各色間でも混色の問題は発生しなくなる。

なお、本実施の形態１では、白の階調（Ｗ階調）を、Ｒ階調、Ｇ階調、Ｂ階調の中で最小の階調と同一の階調としたが、それ以外の階調、例えば、Ｒ階調、Ｇ階調、Ｂ階調の中の最小の階調よりも小さく、Ｒ階調、Ｇ階調、Ｂ階調から決まる所定の階調としてもよい。この場合においても、本実施の形態１で説明した表示用データの作成方法を適用できる。

また、階調と輝度との相関関係は温度によって変化するので、階調−輝度変換テーブル１８を、温度毎の階調と輝度との関係を示す複数の異なるテーブルを持たせるようにし、信号処理部１０は、そのときの液晶表示パネル１６の温度に応じた階調−輝度変換テーブル１８を用いて、階調から輝度への変換、および輝度から階調への変換を行うようにしてもよい。このようにすることにより、周囲の温度変化の影響を受けず、常に正常なガンマで表示させることができる。

また、本実施の形態１では、階調から輝度への変換および輝度から階調への変換を、階調−輝度変換テーブル１８を用いて求めることとしたが、このようなテーブルを用いずに階調と輝度との相関を示す関数を用いて算出するようにしてもよい。

また、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色のフィールド間に白色（Ｗ）を混色させて表示させる他に、３原色の中間色を３原色に混色させて表示させても、色割れの問題を改善することができる。つまり、本実施の形態１では、３原色のフィールド間にＷを混色させて表示させる例で説明したが、Ｗの代わりに３原色の中間色であるシアン（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、黄色（Ｙ）を混色させて表示させてもよい。また、Ｗを混色させる代わりに、Ｗと中間色との複数の色の組み合わせを３原色に混色させて表示させても、色割れの問題を改善することができる。すなわち、１フレームを、ＲＧＢＹ、ＲＧＢＭ、ＲＧＢＣ、ＲＧＢＹＭＣ、ＲＧＢＷＹＭＣ、…、などの色の組み合わせによって表示させることにより、色割れの問題を改善できる。

このように、３原色の中間色や、Ｗと３原色の中間色の組み合わせを混色させて表示させる場合にも、本発明を適用して、混色させる色の階調を決定し、一旦輝度に変換して各色の輝度を決定し、それらを階調に変換して表示させることにより、正常なガンマで表示させることができる。

例えば、ＲとＧの中間色であるＹを混色させる場合には、元のＲとＧの階調の小さい方の階調をＹの階調とし、元のＲの輝度値からＹ成分中のＲの輝度値を減じた値から表示させるＲの階調を決め、元のＧの輝度値からＹ成分中のＧの輝度値を減じた値から表示させるＧの階調を決め、Ｂについては元の階調をそのまま使用して、ＲＧＢＹと切り替えて表示させればよい。

上記に説明したように、本発明の液晶表示装置およびその表示方法では、赤、緑、青の階調から白の階調を決定し、各色の階調をそれぞれ輝度に変換して表示用の各色の輝度を求め、その求められた各色の輝度から表示用の各色の階調を決定しているので、色割れを改善すると共に正常なガンマで表示を行うことができる。図２に示したように階調と輝度とは線形関係に無いので、このように一旦輝度に変換して各色の輝度を求めることにより、正常なガンマの表示用データが得られる。

また、本発明の液晶表示装置およびその表示方法では、赤、緑、青、白の各色の間に黒のフィールドを挿入したことにより、混色することなく正常に表示することができる。

本発明にかかる液晶表示装置およびその表示方法は、フィールドシーケンシャルカラー方式における色割れの現象を改善し、正常なガンマで表示できるので、ＯＣＢモード液晶を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置等に有用である。

本発明の実施の形態１の液晶表示装置の構成を示すブロック図 ＯＣＢ液晶における階調と輝度との関係の一例を示す図 本発明の実施の形態１の液晶表示装置において、表示用の赤、緑、青、白のデータを作成する方法を示すブロック図 本発明の実施の形態１の液晶表示装置の１フレームを表示する際の、表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示す図 各色のフィールドの間に黒のフィールドを挿入しない場合の、１フレームを表示する際の表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示す図 各色のフィールドの間に黒のフィールドを挿入した場合の、１フレームを表示する際の表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示す図 従来のフィールドシーケンシャルカラー方式で、１フレームを表示させる際の、表示用データ書き込みタイミングおよびＬＥＤ発光タイミングを示す図 従来の色割れ対策方法の、液晶シャッタ光学系の液晶セルのオン／オフ駆動と、この液晶セルによって１フレーム内で選択されたＢ、Ｇ、Ｒ、Ｗ各色の画像の順序を示す図 従来のＯＣＢモード液晶を用いたフィールドシーケンシャルカラー方式の液晶表示装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１０ 信号処理部
１１ 液晶制御部
１２ ＬＥＤ制御部
１３ ソースドライバ
１４ ゲートドライバ
１５ ＬＥＤドライバ
１６ 液晶表示パネル
１７ ＬＥＤバックライト
１８ 階調−輝度変換テーブル

Claims (6)

1. 液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光源と、入力される映像データから表示用データを作成する信号処理部と、前記光源の色を時間順次で切り替え、それと同期して前記液晶パネルの透過あるいは反射状態を制御する駆動手段とを備え、時間的な加法混色でカラー表示を行う液晶表示装置であって、
   前記信号処理部は、
   入力される赤、緑、青の階調から、赤、緑、青、白の４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の白の階調を決定し、
   前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
   白の輝度に基づいて、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度を決定し、
   前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度に対応する階調を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調とする、液晶表示装置。
2. 前記信号処理部は、
   階調と輝度との対応を示す変換テーブルを有しており、
   前記変換テーブルに基づいて、前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
   前記変換テーブルに基づいて、前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度から、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調を求める、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記信号処理部は、
   前記入力される赤、緑、青のそれぞれの階調のうち最小の階調を白の階調とし、
   白成分中の赤、緑、青のそれぞれの輝度を求め、
   前記入力される赤、緑、青の階調に対応するそれぞれの輝度から、前記白成分中の赤、緑、青のそれぞれの輝度を減じた値を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記駆動手段は、前記各色のフィールドのそれぞれの間に黒のフィールドを挿入する、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記光源は、赤、緑、青のＬＥＤ素子である、請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 液晶パネルと、前記液晶パネルに照射する光源と、入力される映像データから表示用データを作成する信号処理部と、前記光源の色を時間順次で切り替え、それと同期して前記液晶パネルの透過あるいは反射状態を制御する駆動手段とを備えた、時間的な加法混色でカラー表示を行う液晶表示装置の表示方法であって、
   前記信号処理部によって、
   入力される赤、緑、青の階調から、赤、緑、青、白の４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の白の階調を決定し、
   前記入力される赤、緑、青の階調および前記白の階調からそれぞれの輝度を求め、
   白の輝度に基づいて、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の赤、緑、青のそれぞれの輝度を決定し、
   前記決定された赤、緑、青のそれぞれの輝度に対応する階調を、前記４つのフィールドを面順次で切り換えて１フレームを形成させる場合の、赤、緑、青のそれぞれの階調とする、液晶表示装置の表示方法。

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