JP3977675B2 - Color sequential liquid crystal display device and driving method thereof - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー表示装置に関する。特に、色順次表示方式のカラー表示装置における、動画表示時に発生する色割れならびに視線を大きくそらした場合に発生するカラーレインボー現象の低減と、低消費電力の両立に好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の映像を表示し、それに連動してそれぞれの色に応じた光源を背面から任意の順序で照射してカラー表示を行う方式を色順次表示方式と呼んでいる。この方式は、フィールドシーケンシャルカラー方式とも呼ばれ、カラーフィルターを必要とせず、また、高精細化容易な表示方式として最近注目されている。しかし、色順次表示方式固有の問題として、Ｒ、Ｇ、Ｂのうちいずれか２色以上が混じった映像を、Ｒ、Ｇ、Ｂの原色サブフィールドの組み合わせで表現するため、前記映像が動いてそれを観測者の視線が追従する際に、Ｒ、Ｇ、Ｂの発光タイミングの時間的ズレが空間的なズレとして知覚されるという色割れの問題があった。また、静止画、動画に依らず、画面から視線をそらすと画面全体にわたって色が分かれて認知されるいわゆるカラーレインボー現象も生じ、視聴者に不快感を与えていた。これらの問題に対し、特開平８−１０１６７２号公報ならびに特開平９−９０９１６号公報では、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号から演算された無彩色信号を生成し、赤、緑、青、白（Ｗ）の４つを４サブフィールドで表示する色割れ防止策を開示している（図８）。ここでサブフィールドとは、１枚の映像を表示するのに必要な最小単位である１フレーム期間を、Ｒ、Ｇ、ＢやＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗに分割した個々の時間幅を示す。また、特開平９−９０９１６号公報では、Ｗの代わりに、中間色を使用する方法をも開示している。また、特開平８−２４８３８１号公報では、図９に示すように、サブフィールド数は３とし、３フレーム単位でサブフィールドの発光順序をＲ→Ｂ→Ｇ、Ｇ→Ｒ→Ｂ、Ｂ→Ｇ→Ｒと設定することで色割れを回避する方法を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−１０１６７２号公報の方法では、完全な無彩色部分に対しては顕著な効果が認められる。しかし、中間色の部分に対してはそれほど効果がない。特開平９−９０９１６号公報で開示されている中間色を使用する方法では、無彩色の部分に限らず、中間色の部分に対しても効果が期待される。しかし、特開平９−９０９１６号公報では、中間色の使用に関し概念的な記述しかなされておらず、技術的に全く不充分であった。これらの方法では、無彩色成分または中間色成分の輝度割合を高く設定すると色割れ防止効果も高くなる。しかし、これらの方法を液晶表示装置に応用すると、Ｒ、Ｇ、Ｂバックライトは点灯しているにもかかわらず、Ｒ、Ｇ、Ｂサブフィールドで実際に取り出される光量が小さくなる。すなわち、画素の透過率が低くなる。従って、有効に活用されない輝度成分が増大してしまう。結果として、消費電力が増大し、環境負荷が大きくなる、さらには、内蔵バッテリーで駆動する表示装置には適用が難しいという問題点があった。特開平８−１０１６７２号公報ならびに特開平９−９０９１６号公報では、モノクロＣＲＴと色フィルターとしての液晶シャッターを使用することを念頭に技術的説明がなされており、液晶表示装置に応用した場合の消費電力の問題に関しては、何らの記述も見られない。
【０００４】
さらに、特開平８−２４８３８１号公報の方法では、３フレーム期間は、観測者の目に像が残る時間より長いので、色割れ低減効果が実際には得られない。
【０００５】
さらに、色順次表示方式に適した高速応答を得るには、ネマティック液晶をベンド配向状態で使用するＯＣＢ（オプティカリー・コンペンセイティド・ベンド）モードが最も好ましいと考えられている。しかし、ベンド配向は、それを維持するために必要な臨界電圧Ｖｃが存在し、Ｖｃ未満の電圧をベンド配向画素に印加し続けると、液晶がスプレイ配向状態に転移してしまい映像表示できない。スプレイ転移を防止するため、１フレームごと、あるいは、１サブフィールドごとに映像信号とは別にベンド配向維持信号を印加する方法が通常用いられる。この方法は、ＣＲ（サイクリック・リセッティング）駆動と呼ばれる。しかし、色割れ防止のため、１フレームを４サブフィールドさらには６サブフィールドに分割し、ＣＲ駆動を実施すると、液晶の時間開口率が低下するので、輝度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を克服するため、本願発明の色順表示方式の液晶表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光源と、複数の画素と、光源制御手段と、映像信号入力手段と、映像信号の記憶手段と、演算手段と、６倍速駆動手段とを具備する色順次表示方式の液晶表示装置とする。ここで、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の光源は、発光ダイオードなどが使用できる。画素は、薄膜トランジスタアレイとそのソース、ゲート電圧を制御するソース、ゲートドライバなどの光の透過率を他の画素と各々独立に制御する透過率制御手段を有し、光源の前面にマトリックス状に配置されている。また、光源制御手段は、透過率制御手段と同期して光源を制御する。記憶手段は、１画面分のデジタル化された映像信号を記憶できる。さらに、演算手段は、記憶された映像信号からそれぞれの画素において無彩色成分を抽出し、かつ、当初の映像信号から無彩色成分が差し引かれた映像信号から、さらにＹ、Ｍ、Ｃ成分を抽出する。そして、６倍速駆動手段は、１フレーム期間が６分割されてなる６サブフィールドに、それぞれＲ、Ｇ、Ｂ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の６色の映像を表示する。この液晶表示装置では、Ｙ、Ｍ、Ｃの中間色の使用により、無彩色成分を各サブフィールドに適切に配分することで、カラーレインボー現象が著しく抑えられるので好ましい。
【０００７】
また、この表示装置に対し、抽出された無彩色成分の輝度の所定の割合をＹ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、残りをＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにそれぞれ割り当てる輝度配分手段が付加されていると、カラーレインボー現象と消費電力のバランスを勘案してこの所定の割合を設定できるので好ましい。
【０００８】
さらに、この表示装置に対し、サブフィールドの発光順序を、２フレーム期間を単位として設定する手段が付加されていると、適切な駆動方法により、色割れ低減が可能であるため、さらに好ましい。
【０００９】
次に、上記の液晶表示装置の駆動方法として、１フレーム期間がＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの６サブフィールドに分割されており、前記光源の相対輝度の輝度配分が、
Ｒサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 ０ ）、
Ｇサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 ０ ）、
Ｂサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０、 １ ）、
Ｙサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０．５、０ ）、
Ｍサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０、 ０．５）、
Ｃサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０．５、０．５）
であると、中間色サブフィールドを使用しても、消費電力の増大が抑えられるので好ましい。また、発明者らは、中間色サブフィールドの輝度を５０％に設定しても、１００％に設定した場合と比較して、カラーレインボー現象に関する表示性能の劣化が、許容限に抑えられることを主観評価により確認している。
【００１０】
また、以下に示すように映像信号から無彩色成分と中間色成分を抽出し、各サブフィールドへ輝度配分することが好ましい。まず、記憶された映像信号からそれぞれの画素において無彩色成分を抽出する。そして、当初の映像信号から無彩色成分が差し引かれた映像信号からＹ、Ｍ、Ｃ成分を抽出する。次に、Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、抽出された無彩色成分の輝度の２／９を割り当て、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、１／９を割り当てる。さらに、Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、抽出されたＹ、Ｍ、Ｃ成分の輝度をそれぞれ割り当て、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、無彩色成分とＹ、Ｍ、Ｃの成分が差し引かれた映像信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分の輝度をそれぞれ割り当てる。この駆動方法により、カラーレインボー現象を抑制しながら色割れも低減できる。
【００１１】
さらに、２フレーム期間を単位としたサブフィールドの発光順序を設定することが好ましい。すなわち、第１のフレームのｋ番目のサブフィールドと第２のフレームのｋ番目のサブフィールドとの混色が、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色全てを含む発光順序とする。これにより、色割れが顕著に抑えられる。ただし、ｋは１以上６以下の任意の整数である。
【００１２】
さらに、１フレーム期間のサブフィールドの発光順序を設定することが好ましい。すなわち、任意のサブフィールドと、その次のサブフィールドとの混色が、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色全てを含む発光順序とする。これにより、カラーレインボー現象と色割れがさらに顕著に抑えられる。
【００１３】
さらに、ＣＲ駆動の実施により液晶の時間開口率が低下し、輝度が低下してしまう問題に対して、６サブフィールドで中間色を使用した上記の駆動方法では、６サブフィールド連続してＶｃ未満の電圧が画素に印加されることを回避でき、それにより、ベンド配向を維持することができる。この方法により、時間開口率の低下が防止でき、従って、輝度の低下あるいは消費電力の増大を防止できるので好ましい。これは、４サブフィールドでＲ、Ｇ、Ｂ、Ｗを使用する場合にも同様である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の実施の形態に関して図面を参照しながら詳細に記述する。
【００１５】
（実施の形態１）
実施の形態１では、本願発明の色順次表示方式の液晶表示装置に関して説明する。図１に、その概略図を示す。映像信号入力端子１より映像信号が入力される。記憶手段２は、それを１画面分記憶できる。そして、演算手段３は、記憶手段２より一つ一つの画素の映像信号を読み出し、無彩色成分を抽出する。そして、抽出された無彩色成分ならびに当初の映像信号から無彩色成分が除去された映像信号は、記憶手段２に再度蓄積される。演算手段３は、無彩色成分が除かれた映像信号から、一つ一つの画素に関し、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）成分を抽出する。抽出されたＹ、Ｍ、Ｃ成分、ならびに、無彩色成分とＹ、Ｍ、Ｃ成分が除去された映像信号が、再度記憶手段２に蓄積される。抽出された無彩色成分、Ｙ、Ｍ、Ｃ成分、最終的に残されたＲ、Ｇ、Ｂ成分が６倍速駆動手段４に渡される。ここで６倍速駆動とは、１フレームを通常６０Ｈｚで駆動するのに対し、１フレームを６サブフィールドに分割し、３６０Ｈｚで駆動する駆動方法である。６倍速駆動手段４は、受け取った映像信号に応じてソースドライバ６、ゲートドライバ７に制御信号を出力し、ソースドライバ６およびゲートドライバ７により画素８を６倍速で駆動する。６倍速駆動手段４は、バックライト制御手段５に対してもバックライトの制御信号を出力する。バックライト制御手段５は、受け取ったバックライトの制御信号に基づいて、バックライト９を制御し、バックライト９がそれぞれのサブフィールドでＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃを発光する。この表示装置では、Ｒ、Ｇ、ＢサブフィールドよりＹ、Ｍ、Ｃサブフィールドに優先して無彩色成分を割り当てる。従って、無彩色成分は、６サブフィールド全てを使用して表示される。発明者らの主観評価による検討では、６サブフィールドに無彩色成分を均等に近く配分すると、カラーレインボー現象は視認されにくくなる。結果として、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色のみを使用する通常の３倍速色順次表示方式の液晶表示装置に比較して、本実施の形態の色順次表示方式の液晶表示装置では、格段にカラーレインボー現象が抑制され好ましい。
【００１６】
また、図２に示すように、無彩色成分の輝度の各サブフィールドに対する配分を設定できる輝度配分手段２１が付加されていると、Ｙ、Ｍ、Ｃサブフィールドへの無彩色成分の配分を調整することでカラーレインボー現象が低減できるので好ましい。
【００１７】
さらに、図３に示すように、サブフィールドの発光順序を２フレーム単位で設定する発光順序制御手段３１が付加されることで、実施の形態２で記述する色割れ防止のための駆動方法が実現可能となるため特に好ましい。
【００１８】
なお、色順次表示方式には、少なくとも１フレームを３つに分割する必要があり、６０Ｈｚの１フレーム期間の１／３でも応答が完全となる高速応答が望ましい。従って、ネマチック相液晶をベンド配向で使用するＯＣＢモード液晶が適している。例えば、画素をノーマリーホワイト型とし、室温での黒表示から白表示への応答が２．２ｍｓ以下となるＯＣＢ液晶と配向膜、セルギャップなどを使用することが好ましい。ＯＣＢモードでは、Δｎｄ積と位相補償板により変調率が決まるので、Δｎｄを０．５μｍ以上１．０μｍ以下に設定することが好ましい。ただし、Δｎは液晶の波長５８９ｎｍの光に対する室温での屈折率異方性であり、ｄはセルギャップである。発明者らの検討によれば、このとき使用される液晶としては、高速応答の観点から、室温でのバルク粘性が６０ｍＰａ・ｓ以下であることが特に好ましい。また、画素の黒表示時の印加電圧が低すぎるとスプレイ配向状態に逆転移しやすく、高すぎると駆動回路に与える負荷が増大するので、４．５Ｖ以上７．５Ｖ以下であることが好ましい。さらには、Δｎが高くてもバルク粘性が６０ｍＰａ・ｓ以下である液晶として、シアノ含有系液晶を使用することが好ましく、低粘性と信頼性を両立するためには、シアノ含有率５％以上２０％以下が特に好ましい。
【００１９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本願発明の色順次表示方式の液晶表示装置の駆動方法に関して記載する。
【００２０】
Ｙ、Ｍ、Ｃの最高輝度は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれか２色の最高輝度における混色であるので、Ｙ、Ｍ、Ｃサブフィールドを、
Ｒサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 ０）、
Ｇサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 ０）、
Ｂサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０、 １）、
Ｙサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 １、 ０）、
Ｍサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 １）、
Ｃサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 １）
と設定することが自然である。しかし、これでは、最高輝度のＹを表示するためにもＹサブフィールドのみで１００％となるので、Ｒ、Ｇ、Ｂサブフィールドの輝度は、光源が光を発しているにも関わらず、全く有効活用されない。従って、消費電力が増大してしまう。
【００２１】
そこで、本願発明では、中間色であるＹ、Ｍ、ＣのサブフィールドにおいてＲ、Ｇ、Ｂの輝度の合計が原色サブフィールドの輝度と等しくなるようにする。すなわち、
Ｒサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 ０ ）、
Ｇサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 ０ ）、
Ｂサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０、 １ ）、
Ｙサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０．５、０ ）、
Ｍサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０、 ０．５）、
Ｃサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０．５、０．５）
とする。図４は、本実施の形態の駆動方法における６サブフィールドのＲ、Ｇ、Ｂ各色バックライト輝度の割合、および、サブフィールドの発光順序の一例を示す。
【００２２】
これにより、例えば、最高輝度のＹを表示するためには、Ｙサブフィールドのみでは５０％輝度にしかならないために、Ｒ、Ｇの原色サブフィールドに残りの５０％の輝度を配分する必要が生じる。従って、単純には、Ｙを表示する場合にカラーレインボー現象と色割れが発生すると思われる。しかし、実際には、発明者らの主観評価による検討では、輝度の５０％を原色サブフィールドに配分しても、Ｙ、Ｍ、Ｃ中間色のカラーレインボー現象は、十分許容限に収まることが確認されている。このように、原色サブフィールドに５０％輝度を配分することにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの輝度がＹ、Ｍ、Ｃを表示する際にも５０％利用されるので消費電力が低減される。従って、本実施の形態の駆動方法により、カラーレインボー現象を抑制し、かつ、消費電力を低減できる。
【００２３】
次に、発光順序に関して記載する。図４に示すように、任意のサブフィールドがその両隣のどちらかのサブフィードとの混色で、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色全てを含むような発光順序とする。例えば、ＳＦ２のＢはＳＦ１のＲ、Ｇとの混色で３原色が揃う。このように隣接したサブフィールドとの混色により３原色が揃うと、無彩色となるので、カラーレインボー現象ならびに色割れが発生しても目立ちにくくなるので好ましい。
【００２４】
次に、記憶された映像信号の各サブフィールドへの輝度配分方法を記述する。配分方法を図５に示す。まず、それぞれの画素において無彩色成分を抽出する。そして、当初の映像信号から無彩色成分が差し引かれた残成分からＹ、Ｍ、Ｃ成分を抽出する。次に、Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、抽出された無彩色成分の輝度の２／９を割り当て、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、１／９を割り当てる。さらに、Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、抽出されたＹ、Ｍ、Ｃ成分の輝度をそれぞれ割り当て、Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、無彩色成分とＹ、Ｍ、Ｃの成分が差し引かれた映像信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分の輝度をそれぞれ割り当てる。この配分方法により、各サブフィールドに輝度が効率よく分配され、消費電力が低減され、また、カラーレインボー現象も抑制できるので好ましい。なお、図５では、最終的に原色サブフィールドが１種類（この場合Ｒ）となるように表記したが、Ｙ、Ｍ、Ｃサブフィールドの輝度は５０％が最大なので、必ずしも最終的に原色サブフィールドが１種類になるとは限らない。
【００２５】
図６は、無彩色成分の配分とサブフィールドの２フレーム期間を単位とした発光順序を示している。これは、発光順序制御手段が付加された色順次表示方式の液晶表示装置（図３）の駆動方法であり、これにより、色割れを回避できることを説明する。まず、無彩色成分の配分方法は、図５に示したように、各Ｙ、Ｍ、Ｃ中間色サブフィールドに２／９、各Ｒ、Ｇ、Ｂ原色サブフィールドに１／９とする。これにより、ＳＦ１とＳＦ２、ＳＦ３とＳＦ４ならびにＳＦ５とＳＦ６の混色は全て完全に無彩色となる。さらに、図６ａと図６ｂに示すように、フレーム１とフレーム２でＳＦ１とＳＦ２、ＳＦ３とＳＦ４ならびにＳＦ５とＳＦ６を相互に入れ替えると、図６ｃに示す混色結果のように、２フレーム期間のサブフレームごとの混色で、ＳＦ１からＳＦ６の全てにおいて完全に無彩色になることが分かる。これにより、図７ａに示すように、無彩色の物体が画面上を移動し、それを視線が追従しても、２フレーム期間で必ず無彩色となるため、図７ｂに示すように色割れは検知されない。なお、図７ｂは、視線の動きを考慮した輝度の積分結果を示している。従来例では、３フレーム期間を使用してＲ、Ｇ、Ｂ３原色を揃える方法であったため実質的には色割れ低減効果が機能しなかったが、本願発明は、２フレーム期間で完全に無彩色とできるので、色割れ防止効果が格段に進歩し、実用的なレベルに十分到達した。
【００２６】
なお、図４ならびに図６では、サブフィールドの２フレームを単位とした発光順序を、フレーム１でＹ→Ｂ→Ｍ→Ｇ→Ｃ→Ｒとし、フレーム２ではそれに対応したＢ→Ｙ→Ｇ→Ｍ→Ｒ→Ｃとした場合に関して記載した。これは、発明者らの検討では、１フレームの最初と最後に色割れが視認されにくい色を使用することが効果的であるためである。発明者らの検討では、ＹとＣの色割れは視認されにくいことが分かっている。他には、２フレーム単位の発光順序として、Ｙ→Ｂ→Ｍ→Ｇ→Ｒ→Ｃ、Ｂ→Ｙ→Ｇ→Ｍ→Ｃ→Ｒとすることで図４および図６の発光順序と同等の効果を奏することが確認されている。しかし、本願発明はこれらに限定されるものではない。すなわち、隣接するサブフィールドとの混色でＲ、Ｇ、Ｂ３色が揃うこと、および、フレーム１とフレーム２の各サブフィールドの混色によりＲ、Ｇ、Ｂ３原色が揃うこと、これらの条件を満たす発光順序であれば図４ならびに図６の発光順序である必要は必ずしもない。
【００２７】
なお、本実施の形態では、サブフィールドでのバックライトの輝度配分に関し、
Ｒサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 ０ ）、
Ｇサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 ０ ）、
Ｂサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０、 １ ）、
Ｙサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０．５、０ ）、
Ｍサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０、 ０．５）、
Ｃサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０．５、０．５）
である場合に関して記述したが、中間色サブフィールドでの輝度配分は厳密に５０％である必要はなく、むしろ、液晶表示装置のガンマ特性に応じて５０％近くで適切に調節することが好ましい。
【００２８】
（実施の形態３）
本実施の形態は、特に、液晶セルにＯＣＢモード液晶を使用した色順次表示方式の液晶表示装置の駆動方法に関するものである。以下に、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４サブフィールドを使用し、ベンド配向を維持するのに必要な臨界電圧Ｖｃ以下の電圧範囲まで入力信号として使用しても、ＣＲ駆動した場合と同様にベンド配向が維持され得ることを説明する。図８ａに示すように、Ｗサブフィールドにおいては、Ｒ、Ｇ、Ｂ３原色サブフィールドでの輝度と同一輝度でＲ、Ｇ、Ｂ全てを発光させる。図８ｂに示すように、最高輝度のＹ表示時には、Ｒ、Ｇサブフィールドで液晶の透過率が最高になる。このとき、画素にかかる電圧を０Ｖにする。Ｖｃは通常２から３Ｖなので、０Ｖを印加し続けるとベンド配向からスプレイ配向に転移してしまい、正常な表示ができなくなってしまう。しかし、図８ｂから分かるように、Ｙ表示時には、ＢとＷのサブフィールドは透過率０であるので、これらのサブフィールドでは黒レベル電圧が画素に印加される。従って、実際には、ＣＲ駆動を実施した場合と同様に、スプレイ転移は発生しない。これは、最高輝度のＭ、Ｃ表示時にも同様である。また、図８ｃに示すように、最高輝度のＷ表示時には、Ｗサブフィールドのみ液晶透過率が最大となり、印加電圧が０Ｖとなる。しかし、Ｒ、Ｇ、Ｂサブフィールドでは、黒レベル電圧となるので、やはり、ＣＲ駆動を実施した場合と同様に、スプレイ転移は発生しない。発明者らは、以上のような考察を詳細に進めたところ、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４サブフィールドを使用した色順次表示方式では、４サブフィールド連続してＶｃ以下の電圧が画素に印加されることは絶対になく、ベンド配向を維持するためのＣＲ駆動は必要がないことを見出した。従って、サブフィールドで映像信号とベンド配向維持信号を別々に印加することなくベンド配向を維持できる。これにより、画素の時間開口率が向上し、かつ、ゲート、ソースドライバに高速動作が要求されないので好ましい。
【００２９】
また、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ４サブフィールドの駆動において、色割れが最も気にならない発光順序は、図８に示すＢ→Ｒ→Ｇ→Ｗの順の繰り返しであることを発明者らは確認している。
【００３０】
なお、実施の形態２で記述した６サブフィールドを使用する駆動方法においても、本実施の形態の場合と同様に、ＣＲ駆動を実施しなくてもベンド配向は維持される。これは、Ｖｃを下回る電圧が６サブフィールド連続して画素に印加されることが絶対にないためである。
【００３１】
【発明の効果】
以上記載したように、発明者らは、中間色を利用した６サブフィールドの色順次表示方式の液晶表示装置とその駆動方法を新たに考案した。これにより、カラーレインボー現象が顕著に抑制される上、中間色部分での色割れをも顕著に抑制できる。また、中間色の利用で消費電力が増大してしまう問題に関して、主観評価による検討により、原色サブフィールドの輝度と、中間色サブフィールドの合計輝度とを同等にし、無彩色成分を適切に各サブフィールドに配分すること、ならびに、ＣＲ駆動を適用せずベンド配向状態を維持し、時間開口率を向上させることで、バックライトの輝度を有効活用しつつカラーレインボー現象と色割れを顕著に抑制できる駆動方法を示した。これにより、内蔵バッテリーで駆動する液晶表示装置にも高画質を維持したまま色順次表示方式の適用が可能となる。
【００３２】
結論として、本願発明により、色順次表示方式でも色割れのない液晶表示装置を得られ、かつ、従来例よりも低消費電力なので、地球環境、宇宙環境に優しいこととなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の実施の形態１に関わる液晶表示装置の概略図
【図２】図１の液晶表示装置に、無彩色成分の輝度配分手段が付加された液晶表示装置の概略図
【図３】図２の液晶表示装置に、サブフィールドの２フレーム単位での発光順序制御手段が付加された液晶表示装置の概略図
【図４】実施の形態２に関わる液晶表示装置の駆動方法における、サブフィールドの発光順序ならびに各サブフィールドにおけるＲ、Ｇ、Ｂバックライトの輝度配分を説明するための図
【図５】実施の形態２に関わる液晶表示装置の駆動方法における、映像信号の各サブフィールドへの輝度配分方法を説明するための図
【図６】実施の形態２に関わる液晶表示装置の駆動方法における、サブフィールドの２フレーム単位での発光順序と、無彩色成分の各サブフィールドへの輝度配分を説明するための図
【図７】図６におけるサブフィールドの発光順序、ならびに、無彩色成分の輝度配分により、色割れが抑制できることを説明するための図
【図８】実施の形態３に関わる液晶表示装置の駆動方法における、各サブフィールドのバックライト輝度配分と黄色ならびに白表示時の相対的な液晶透過率を示す図
【図９】従来例の、Ｂ→Ｇ→Ｗ→Ｒの４サブフィールドを使用した色順次表示方式により、無彩色部分の色割れが低減されることを示す図
【図１０】従来例の、３サブフィールドでその発光順序を３フレーム期間を単位としてＲ→Ｂ→Ｇ、Ｇ→Ｒ→Ｂ、Ｂ→Ｇ→Ｒと設定する色順次表示方式により、無彩色部分の色割れが低減されることを示す図
【符号の説明】
１：映像入力端子
２：映像信号記憶手段
２１：輝度配分手段
３：演算手段
３１：発光順序制御手段
４：６倍速駆動手段
５：バックライト制御手段
６：ソースドライバ
７：ゲートドライバ
８：画素
９：バックライト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color display device. In particular, the present invention relates to a technique suitable for reducing both color breakage and color rainbow phenomenon that occurs when moving a large amount of color breaks and line of sight when moving images are displayed in a color sequential display type color display device.
[0002]
[Prior art]
A color sequential display system that displays red (R), green (G), and blue (B) images, and in conjunction with them, illuminates light sources according to each color from the back in any order. It is called a method. This method is also called a field sequential color method, and does not require a color filter, and has recently attracted attention as a display method that facilitates high definition. However, as a problem specific to the color sequential display method, an image in which any two or more colors of R, G, and B are mixed is expressed by a combination of R, G, and B primary color subfields. When the observer's line of sight follows this, there is a problem of color breakup in which the temporal deviation of the R, G, B emission timing is perceived as a spatial deviation. Also, regardless of whether it is a still image or a moving image, when the line of sight is diverted from the screen, a so-called color rainbow phenomenon occurs in which colors are recognized and recognized over the entire screen, giving viewers an unpleasant feeling. In order to solve these problems, JP-A-8-101672 and JP-A-9-90916 generate achromatic signals calculated from R, G, B signals, and red, green, blue, white (W). The color breakage prevention measure which displays 4 of these by 4 subfields is disclosed (FIG. 8). Here, the subfield indicates individual time widths obtained by dividing one frame period, which is a minimum unit necessary for displaying one image, into R, G, B, R, G, B, and W. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-90916 also discloses a method of using an intermediate color instead of W. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-248381, as shown in FIG. 9, the number of subfields is 3, and the emission order of subfields is R → B → G, G → R → B, and B → G in units of three frames. → A method for avoiding color breakup by setting R is disclosed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the method of JP-A-8-101672, a remarkable effect is recognized for a completely achromatic portion. However, it is not so effective for neutral colors. The method using intermediate colors disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-90916 is expected to be effective not only for achromatic parts but also for intermediate parts. However, Japanese Patent Laid-Open No. 9-90916 only conceptually describes the use of intermediate colors, which is technically insufficient. In these methods, if the luminance ratio of the achromatic color component or the intermediate color component is set high, the effect of preventing color breakup also increases. However, when these methods are applied to a liquid crystal display device, the amount of light actually extracted in the R, G, and B subfields is reduced even though the R, G, and B backlights are lit. That is, the transmittance of the pixel is lowered. Therefore, luminance components that are not effectively used increase. As a result, there is a problem that power consumption increases, environmental load increases, and it is difficult to apply to a display device driven by a built-in battery. In JP-A-8-101672 and JP-A-9-90916, a technical explanation is given with the use of a monochrome CRT and a liquid crystal shutter as a color filter in mind, and consumption when applied to a liquid crystal display device. There is no description of power issues.
[0004]
Furthermore, in the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-248381, the 3-frame period is longer than the time during which an image remains in the observer's eyes, so that the effect of reducing color breakup cannot be actually obtained.
[0005]
Furthermore, in order to obtain a high-speed response suitable for the color sequential display method, the OCB (Optically Compensated Bend) mode in which nematic liquid crystal is used in a bend alignment state is considered most preferable. However, in the bend alignment, there is a critical voltage Vc necessary to maintain the bend alignment, and if a voltage lower than Vc is continuously applied to the bend alignment pixel, the liquid crystal changes to the splay alignment state, so that an image cannot be displayed. In order to prevent splay transition, a method of applying a bend orientation maintaining signal separately from the video signal every frame or every subfield is usually used. This method is called CR (cyclic reset) driving. However, if one frame is divided into 4 subfields or 6 subfields and CR driving is performed to prevent color breakup, the temporal aperture ratio of the liquid crystal is lowered, resulting in a problem that the luminance is lowered. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to overcome the above problems, a liquid crystal display device of the color order display method of the present invention includes a light source of three primary colors of R, G, and B, a plurality of pixels, a light source control means, a video signal input means, a video A color sequential display type liquid crystal display device including a signal storage unit, a calculation unit, and a 6 × speed driving unit is provided. Here, light sources such as light emitting diodes can be used as the light sources of the three primary colors R, G, and B. The pixel has a thin film transistor array and its source, a source for controlling the gate voltage, a gate driver and other light transmittance control means for controlling the light transmittance independently of other pixels, and is arranged in a matrix on the front surface of the light source. Has been. The light source control means controls the light source in synchronization with the transmittance control means. The storage means can store a digitized video signal for one screen. Further, the computing means extracts the achromatic color component at each pixel from the stored video signal, and further extracts Y, M, and C components from the video signal obtained by subtracting the achromatic color component from the original video signal. To do. The 6 × speed driving means displays six colors of R, G, B, yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) in 6 sub-fields in which one frame period is divided into 6 parts. To do. In this liquid crystal display device, the use of intermediate colors of Y, M, and C is preferable because the color rainbow phenomenon can be remarkably suppressed by appropriately distributing the achromatic component to each subfield.
[0007]
Also, luminance distribution means for allocating a predetermined proportion of the luminance of the extracted achromatic component to the Y, M, and C subfields and the rest to the R, G, and B subfields for the display device. If it is added, this predetermined ratio can be set in consideration of the balance between the color rainbow phenomenon and the power consumption, which is preferable.
[0008]
Further, it is more preferable that a means for setting the light emission order of subfields in units of two frame periods is added to this display device, since color breakage can be reduced by an appropriate driving method.
[0009]
Next, as a driving method of the liquid crystal display device, one frame period is divided into six subfields of R, G, B, Y, M, and C, and the luminance distribution of the relative luminance of the light source is
In the R subfield (R, G, B) = (1, 0, 0),
In the G subfield (R, G, B) = (0, 1, 0),
In the B subfield (R, G, B) = (0, 0, 1),
(R, G, B) = (0.5, 0.5, 0) in the Y subfield,
In the M subfield (R, G, B) = (0.5, 0, 0.5),
In the C subfield (R, G, B) = (0, 0.5, 0.5)
It is preferable that an increase in power consumption can be suppressed even when the intermediate color subfield is used. In addition, the inventors subjectively stated that even if the luminance of the intermediate color subfield is set to 50%, the deterioration in display performance related to the color rainbow phenomenon can be suppressed to an allowable limit as compared with the case where the luminance is set to 100%. Confirmed by evaluation.
[0010]
Further, as shown below, it is preferable to extract an achromatic color component and an intermediate color component from the video signal and distribute the luminance to each subfield. First, an achromatic component is extracted from each stored pixel from the stored video signal. Then, Y, M, and C components are extracted from the video signal obtained by subtracting the achromatic component from the original video signal. Next, 2/9 of the luminance of the extracted achromatic component is assigned to each of the Y, M, and C subfields, and 1/9 is assigned to each of the R, G, and B subfields. Furthermore, the brightness of the extracted Y, M, and C components is assigned to each of the Y, M, and C subfields, and the achromatic color component and the Y, M, and C components are assigned to each of the R, G, and B subfields. The luminances of the R, G, and B components of the video signal from which is subtracted are respectively assigned. With this driving method, color breakup can be reduced while suppressing the color rainbow phenomenon.
[0011]
Furthermore, it is preferable to set the light emission order of subfields in units of two frame periods. That is, the color mixture of the kth subfield of the first frame and the kth subfield of the second frame is the light emission order including all R, G, and B3 primary colors. Thereby, color breakup is remarkably suppressed. However, k is an arbitrary integer from 1 to 6.
[0012]
Furthermore, it is preferable to set the light emission order of subfields in one frame period. That is, the color mixture of an arbitrary subfield and the next subfield is a light emission order including all R, G, and B3 primary colors. As a result, the color rainbow phenomenon and the color breakup are further suppressed remarkably.
[0013]
Furthermore, with respect to the problem that the time aperture ratio of the liquid crystal decreases due to the CR driving, and the luminance decreases, the above driving method using intermediate colors in 6 subfields continuously reduces Vc to less than Vc. A voltage can be avoided from being applied to the pixel, thereby maintaining bend orientation. This method is preferable because it can prevent the time aperture ratio from being lowered, and thus can prevent the luminance from being lowered or the power consumption from being increased. The same applies to the case where R, G, B, and W are used in 4 subfields.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
(Embodiment 1)
In Embodiment 1, a color sequential display type liquid crystal display device of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic diagram thereof. A video signal is input from the video signal input terminal 1. The storage means 2 can store it for one screen. Then, the calculation means 3 reads the video signal of each pixel from the storage means 2 and extracts the achromatic color component. Then, the extracted achromatic color component and the video signal from which the achromatic color component has been removed from the original video signal are stored again in the storage means 2. The calculation means 3 further extracts yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) components for each pixel from the video signal from which the achromatic color component is removed. The extracted Y, M, and C components, and the video signal from which the achromatic component and the Y, M, and C components are removed are stored in the storage unit 2 again. The extracted achromatic components, Y, M, and C components, and finally the remaining R, G, and B components are passed to the 6 × speed driving means 4. Here, the 6 × speed driving is a driving method in which one frame is normally driven at 60 Hz, whereas one frame is divided into six subfields and driven at 360 Hz. The 6 × speed driving means 4 outputs a control signal to the source driver 6 and the gate driver 7 according to the received video signal, and drives the pixel 8 at 6 × speed by the source driver 6 and the gate driver 7. The 6 × speed driving means 4 also outputs a backlight control signal to the backlight control means 5. The backlight control means 5 controls the backlight 9 based on the received backlight control signal, and the backlight 9 emits R, G, B, Y, M, and C in each subfield. In this display device, the achromatic color component is assigned in preference to the Y, M, and C subfields over the R, G, and B subfields. Thus, the achromatic component is displayed using all six subfields. According to the inventors' subjective evaluation, if the achromatic component is equally distributed among the 6 sub-fields, the color rainbow phenomenon becomes difficult to be visually recognized. As a result, the color rainbow phenomenon in the color sequential display type liquid crystal display device according to the present embodiment is markedly higher than that in the normal triple speed color sequential display type liquid crystal display device using only the R, G, and B primary colors. Is preferable.
[0016]
Further, as shown in FIG. 2, when the luminance distribution means 21 capable of setting the distribution of the luminance of the achromatic color component to each subfield is added, the distribution of the achromatic color component to the Y, M, and C subfields is adjusted. This is preferable because the color rainbow phenomenon can be reduced.
[0017]
Furthermore, as shown in FIG. 3, the light emission order control means 31 for setting the light emission order of the subfields in units of two frames is added, thereby realizing the driving method for preventing color breakup described in the second embodiment. This is particularly preferable because it becomes possible.
[0018]
In the color sequential display method, it is necessary to divide at least one frame into three, and it is desirable to have a high-speed response that makes the response complete even at 1/3 of one frame period of 60 Hz. Therefore, OCB mode liquid crystal using nematic phase liquid crystal in bend alignment is suitable. For example, it is preferable to use an OCB liquid crystal, an alignment film, a cell gap, or the like in which the pixel is a normally white type and the response from black display to white display at room temperature is 2.2 ms or less. In the OCB mode, since the modulation factor is determined by the Δnd product and the phase compensation plate, Δnd is preferably set to 0.5 μm or more and 1.0 μm or less. Here, Δn is the refractive index anisotropy at room temperature with respect to light having a wavelength of 589 nm of the liquid crystal, and d is the cell gap. According to the studies by the inventors, it is particularly preferable that the liquid crystal used at this time has a bulk viscosity of 60 mPa · s or less at room temperature from the viewpoint of high-speed response. Further, if the applied voltage at the time of black display of the pixel is too low, it is easy to reversely transition to the splay alignment state, and if it is too high, the load applied to the drive circuit increases. Furthermore, it is preferable to use a cyano-containing liquid crystal as the liquid crystal having a bulk viscosity of 60 mPa · s or less even when Δn is high. In order to achieve both low viscosity and reliability, the cyano content is 5% or more and 20%. % Or less is particularly preferable.
[0019]
(Embodiment 2)
In this embodiment mode, a driving method of a color sequential display type liquid crystal display device of the present invention will be described.
[0020]
Since the maximum brightness of Y, M, and C is a mixed color at the maximum brightness of any two colors of R, G, and B, the Y, M, and C subfields are
(R, G, B) = (1, 0, 0) in the R subfield,
(R, G, B) = (0, 1, 0) in the G subfield,
In the B subfield (R, G, B) = (0, 0, 1),
Y subfield (R, G, B) = (1, 1, 0),
(R, G, B) = (1, 0, 1) in the M subfield,
In the C subfield (R, G, B) = (0, 1, 1)
It is natural to set However, since only the Y subfield is 100% for displaying the highest luminance Y, the luminance of the R, G, and B subfields is completely different even though the light source emits light. Not effectively used. Therefore, power consumption increases.
[0021]
Therefore, in the present invention, the sum of the luminances of R, G, and B is made equal to the luminance of the primary color subfield in the Y, M, and C subfields that are intermediate colors. That is,
In the R subfield (R, G, B) = (1, 0, 0),
In the G subfield (R, G, B) = (0, 1, 0),
In the B subfield (R, G, B) = (0, 0, 1),
(R, G, B) = (0.5, 0.5, 0) in the Y subfield,
In the M subfield (R, G, B) = (0.5, 0, 0.5),
In the C subfield (R, G, B) = (0, 0.5, 0.5)
And FIG. 4 shows an example of the ratios of R, G, and B color backlight luminances in six subfields and the light emission order of the subfields in the driving method of the present embodiment.
[0022]
Accordingly, for example, in order to display Y having the highest luminance, since only the Y subfield has only 50% luminance, it is necessary to allocate the remaining 50% luminance to the R and G primary color subfields. . Therefore, simply, when Y is displayed, it seems that a color rainbow phenomenon and color breakup occur. However, in actuality, it has been confirmed by the inventors' subjective evaluation that the color rainbow phenomenon of the Y, M, and C intermediate colors is well within the allowable limit even if 50% of the luminance is allocated to the primary color subfield. Has been. In this way, by allocating 50% luminance to the primary color subfield, the luminance of R, G, and B is also used 50% when displaying Y, M, and C, so that power consumption is reduced. Therefore, the color rainbow phenomenon can be suppressed and the power consumption can be reduced by the driving method of the present embodiment.
[0023]
Next, the light emission order will be described. As shown in FIG. 4, the light emission order is such that an arbitrary subfield is a mixed color with one of the adjacent subfeeds and includes all the R, G, and B3 primary colors. For example, SF2 B is a mixed color of SF1 R and G, and three primary colors are aligned. If the three primary colors are aligned by mixing colors with adjacent subfields in this way, the colors become achromatic, and this is preferable because the color rainbow phenomenon and color breakup are less noticeable.
[0024]
Next, a luminance distribution method for each subfield of the stored video signal will be described. The distribution method is shown in FIG. First, an achromatic color component is extracted from each pixel. Then, Y, M, and C components are extracted from the remaining components obtained by subtracting the achromatic component from the original video signal. Next, 2/9 of the luminance of the extracted achromatic component is assigned to each of the Y, M, and C subfields, and 1/9 is assigned to each of the R, G, and B subfields. Furthermore, the brightness of the extracted Y, M, and C components is assigned to each of the Y, M, and C subfields, and the achromatic color component and the Y, M, and C components are assigned to each of the R, G, and B subfields. The luminances of the R, G, and B components of the video signal from which is subtracted are respectively assigned. This distribution method is preferable because luminance is efficiently distributed to each subfield, power consumption is reduced, and color rainbow phenomenon can be suppressed. In FIG. 5, the primary color subfield is finally expressed as one type (in this case, R). However, since the luminance of the Y, M, and C subfields is 50% at the maximum, the primary color subfield is not necessarily final. The field is not always one type.
[0025]
FIG. 6 shows the light emission order in units of achromatic color component allocation and two subframe periods. This is a driving method of the color sequential display type liquid crystal display device (FIG. 3) to which the light emission order control means is added, and it will be described that color breakup can be avoided. First, as shown in FIG. 5, the achromatic color component allocation method is 2/9 for each Y, M, C intermediate color subfield and 1/9 for each R, G, B primary color subfield. Thus, the mixed colors of SF1 and SF2, SF3 and SF4, and SF5 and SF6 are all completely achromatic. Furthermore, as shown in FIGS. 6a and 6b, when SF1 and SF2, SF3 and SF4, and SF5 and SF6 are interchanged with each other in frames 1 and 2, subframes of two frame periods are obtained as shown in FIG. 6c. It can be seen that the color mixture for each frame is completely achromatic in all of SF1 to SF6. As a result, as shown in FIG. 7a, even if an achromatic object moves on the screen and the line of sight follows it, the achromatic color is always achromatic in two frame periods. Not detected. FIG. 7 b shows the luminance integration result in consideration of the movement of the line of sight. In the conventional example, since the R, G, and B3 primary colors are aligned using three frame periods, the effect of reducing color breakage does not substantially function. However, the present invention is completely achromatic in two frame periods. As a result, the effect of preventing color break-up has advanced significantly and has reached a practical level.
[0026]
4 and 6, the light emission order in units of two subfield frames is Y → B → M → G → C → R in frame 1, and B → Y → G → corresponding to that in frame 2. The case of M → R → C was described. This is because it is effective to use a color in which color breakup is difficult to be visually recognized at the beginning and end of one frame in the study by the inventors. According to the study by the inventors, it is known that the color breakage of Y and C is difficult to be visually recognized. In addition, the light emission order in units of two frames is Y → B → M → G → R → C, and B → Y → G → M → C → R, which is equivalent to the light emission order of FIGS. 4 and 6. It has been confirmed that there is an effect. However, the present invention is not limited to these. That is, R, G, B3 colors are aligned by mixing colors with adjacent subfields, and R, G, B3 primary colors are aligned by mixing colors of each subfield of frame 1 and frame 2, and light emission that satisfies these conditions If it is an order, it does not necessarily need to be the light emission order of FIG.4 and FIG.6.
[0027]
In this embodiment, regarding the luminance distribution of the backlight in the subfield,
In the R subfield (R, G, B) = (1, 0, 0),
In the G subfield (R, G, B) = (0, 1, 0),
In the B subfield (R, G, B) = (0, 0, 1),
(R, G, B) = (0.5, 0.5, 0) in the Y subfield,
In the M subfield (R, G, B) = (0.5, 0, 0.5),
In the C subfield (R, G, B) = (0, 0.5, 0.5)
However, the luminance distribution in the intermediate color subfield does not need to be strictly 50%, but is preferably adjusted appropriately near 50% depending on the gamma characteristic of the liquid crystal display device.
[0028]
(Embodiment 3)
In particular, the present embodiment relates to a driving method of a color sequential display type liquid crystal display device using OCB mode liquid crystal in a liquid crystal cell. Below, four subfields of R, G, B, and W are used, and even if used as an input signal up to a voltage range below the critical voltage Vc necessary for maintaining bend alignment, the same as in the case of CR driving Explain that the bend orientation can be maintained. As shown in FIG. 8a, in the W subfield, all of R, G, and B are caused to emit light with the same luminance as that in the R, G, and B3 primary color subfields. As shown in FIG. 8b, when Y is displayed with the highest luminance, the transmittance of the liquid crystal is highest in the R and G subfields. At this time, the voltage applied to the pixel is set to 0V. Since Vc is normally 2 to 3 V, if 0 V is continuously applied, the bend alignment is changed to the splay alignment, and normal display cannot be performed. However, as can be seen from FIG. 8b, during Y display, the B and W subfields have a transmittance of 0, and in these subfields, a black level voltage is applied to the pixels. Therefore, in practice, the splay transition does not occur as in the case of performing the CR drive. The same applies to M and C display with the highest luminance. Further, as shown in FIG. 8c, at the time of W display with the highest luminance, the liquid crystal transmittance is maximum only in the W subfield, and the applied voltage is 0V. However, in the R, G, and B subfields, since the black level voltage is obtained, the splay transition does not occur as in the case where the CR drive is performed. The inventors have advanced the above consideration in detail, and in the color sequential display method using four subfields of R, G, B, and W, a voltage of Vc or lower is continuously applied to the pixel for four subfields. It was found that no CR drive was required to maintain bend alignment, and never applied. Therefore, the bend alignment can be maintained without separately applying the video signal and the bend alignment maintaining signal in the subfield. This is preferable because the time aperture ratio of the pixel is improved and high speed operation is not required for the gate and source drivers.
[0029]
In addition, the inventors have confirmed that the light emission order in which color breakage is not most noticeable in the driving of the R, G, B, and W4 subfields is the order of B → R → G → W shown in FIG. is doing.
[0030]
In the driving method using the 6 subfields described in the second embodiment, the bend alignment is maintained even if the CR driving is not performed, as in the case of the present embodiment. This is because a voltage lower than Vc is never applied to the pixel continuously for 6 subfields.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, the inventors have newly devised a liquid crystal display device of a 6 sub-field color sequential display method using intermediate colors and a driving method thereof. As a result, the color rainbow phenomenon is remarkably suppressed, and color breakup at the intermediate color portion can be remarkably suppressed. In addition, regarding the problem that power consumption increases due to the use of intermediate colors, the luminance of the primary color subfield and the total luminance of the intermediate color subfield are made equal by examining by subjective evaluation, and the achromatic component is appropriately assigned to each subfield. A drive method that can significantly suppress color rainbow phenomenon and color breakup while effectively utilizing the brightness of the backlight by distributing and maintaining the bend alignment state without applying CR drive and improving the time aperture ratio showed that. As a result, the color sequential display method can be applied to a liquid crystal display device driven by a built-in battery while maintaining high image quality.
[0032]
In conclusion, according to the present invention, a liquid crystal display device free of color breakup can be obtained even in the color sequential display method, and the power consumption is lower than that of the conventional example, so that it is friendly to the global environment and the space environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a liquid crystal display device in which luminance distribution means for achromatic components is added to the liquid crystal display device of FIG. 3 is a schematic view of a liquid crystal display device in which a light emission order control means in subframes of two frames is added to the liquid crystal display device of FIG. 2. FIG. 4 is a diagram showing a driving method of a liquid crystal display device according to a second embodiment. FIG. 5 is a diagram for explaining the light emission order of subfields and the luminance distribution of R, G, and B backlights in each subfield. FIG. 5 shows each subfield of a video signal in the liquid crystal display device driving method according to the second embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining a method for allocating luminance to FIG. 6; FIG. FIG. 7 is a diagram for explaining the luminance distribution to the field. FIG. 7 is a diagram for explaining that the color breakup can be suppressed by the subfield emission sequence in FIG. 6 and the luminance distribution of the achromatic component. FIG. 9 is a diagram showing the backlight luminance distribution of each subfield and the relative liquid crystal transmittance during yellow and white display in the driving method of the liquid crystal display device according to the third embodiment. → Figure showing that color breakup of achromatic parts is reduced by the color sequential display method using 4 subfields of R. [FIG. 10] In the conventional example, the light emission order is 3 frame periods in 3 subfields. A diagram showing that the color breakage of the achromatic color portion is reduced by the color sequential display method set as R → B → G, G → R → B, and B → G → R.
1: Video input terminal 2: Video signal storage means 21: Luminance distribution means 3: Calculation means 31: Light emission order control means 4: 6 × speed drive means 5: Backlight control means 6: Source driver 7: Gate driver 8: Pixel 9 :Backlight

Claims (10)

赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の光源と、光の透過率を他の画素と各々独立に制御する透過率制御手段を有し、前記光源の前面にマトリックス状に配置された複数の画素と、前記光源の発光を制御する光源制御手段と、映像信号を入力する手段と、１画面分の前記映像信号を記憶できる記憶手段とからなる色順次表示方式の液晶表示装置であって、
前記記憶手段にて記憶された映像信号からそれぞれの画素において無彩色成分を抽出し、かつ、前記映像信号から無彩色成分が差し引かれた映像信号からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）成分を抽出する演算手段と、
前記透過率制御手段と前記光源制御手段を同期して動作させることにより１フレーム期間が６分割されてなる６サブフィールドにそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの６色の映像を表示する６倍速駆動手段とを具備し、
前記画素がベンド配向状態で映像表示を行うＯＣＢ液晶モードで、かつ、ノーマリーホワイト型であり、室温での黒表示から白表示への応答時間が２．２ｍｓ以下であることを特徴とする色順次表示方式の液晶表示装置。A light source of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and transmittance control means for controlling the light transmittance independently of other pixels are provided, and a matrix is formed in front of the light source. A color sequential display type liquid crystal comprising: a plurality of pixels arranged in a light source; a light source control means for controlling light emission of the light source; a means for inputting a video signal; and a storage means for storing the video signal for one screen. A display device,
An achromatic component is extracted at each pixel from the video signal stored in the storage means, and yellow (Y), magenta (M), cyan (from the video signal obtained by subtracting the achromatic component from the video signal. C) arithmetic means for extracting the components;
By operating the transmittance control means and the light source control means in synchronism, images of 6 colors of R, G, B, Y, M, and C are displayed in 6 subfields each of which is divided into 6 frames. to to and a 6 speed driving means,
A color characterized in that the pixel is in an OCB liquid crystal mode in which an image is displayed in a bend alignment state and is a normally white type, and the response time from black display to white display at room temperature is 2.2 ms or less. Sequential display type liquid crystal display device. 各サブフィールドへの輝度を配分する輝度配分手段が付加されてなることを特徴とする請求項１に記載の色順次表示方式の液晶表示装置であって、
前記輝度配分手段による配分方法が、
まず、前記無彩色成分の輝度のうち、所定の割合をＹ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに割り当て、
次に、前記無彩色成分の輝度の残りをＲ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドにそれぞれ割り当て、
さらに、前記Ｙ、Ｍ、Ｃ成分の輝度を前記Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドへそれぞれ割り当て、
最後に、前記無彩色成分とＹ、Ｍ、Ｃ成分が差し引かれた映像信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分を前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに割り当てる輝度配分方法であることを特徴とする請求項１に記載の色順次表示方式の液晶表示装置。The color sequential display type liquid crystal display device according to claim 1, further comprising luminance distribution means for distributing luminance to each subfield.
The distribution method by the luminance distribution means is:
First, a predetermined proportion of the luminance of the achromatic color component is assigned to each of the Y, M, and C subfields.
Next, the remaining luminance of the achromatic component is assigned to each of the R, G, and B subfields,
Further, the luminances of the Y, M, and C components are assigned to the Y, M, and C subfields, respectively.
Finally, it is a luminance distribution method in which the R, G, and B components of the video signal obtained by subtracting the achromatic color component and the Y, M, and C components are assigned to the R, G, and B subfields. 2. A color sequential display type liquid crystal display device according to claim 1. サブフィールドの発光順序を２フレーム期間を単位として設定する発光順序制御手段が付加されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の色順次表示方式の液晶表示装置。  3. The color sequential display type liquid crystal display device according to claim 1, further comprising light emission order control means for setting the light emission order of the subfields in units of two frame periods. 赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色の光源と、光の透過率を他の画素と各々独立に制御する透過率制御手段を有し、前記光源の前面にマトリックス状に配置された複数の画素と、前記光源の発光を制御する光源制御手段と、映像信号を入力する手段と、１画面分の前記映像信号を記憶できる記憶手段を具備し、前記記憶手段にて記憶された映像信号からそれぞれの画素において無彩色成分を抽出し、かつ、前記映像信号から無彩色成分が差し引かれた映像信号からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）成分を抽出する演算手段と、前記透過率制御手段と前記光源制御手段を同期して動作させることにより１フレーム期間が６分割されてなる６サブフィールドにそれぞれＲ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの６色の映像を表示する６倍速駆動手段とを具備する色順次表示方式の液晶表示装置の駆動方法であって、
各サブフィールドにおける光源の相対輝度の輝度配分が、前記光源制御手段により、
Ｒサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（１、 ０、 ０ ）、
Ｇサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 １、 ０ ）、
Ｂサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０、 １ ）、
Ｙサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０．５、０ ）、
Ｍサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０．５、０、 ０．５）、
Ｃサブフィールドで（Ｒ、Ｇ、Ｂ）＝（０、 ０．５、０．５）
と構成されていることを特徴とする色順次表示方式の液晶表示装置の駆動方法。A light source of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B), and transmittance control means for controlling the light transmittance independently of other pixels are provided, and a matrix is formed in front of the light source. A plurality of pixels arranged in a light source, a light source control means for controlling light emission of the light source, a means for inputting a video signal, and a storage means capable of storing the video signal for one screen. Extracts achromatic components at each pixel from the stored video signal, and extracts yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) components from the video signal obtained by subtracting the achromatic component from the video signal. 6 for R, G, B, Y, M, and C in 6 sub-fields each of which is divided into 6 frames by operating the calculating means, the transmittance control means, and the light source control means in synchronization. 6x speed display that displays color images The method of driving a liquid crystal display device of a color sequential display method and means,
The luminance distribution of the relative luminance of the light source in each subfield is determined by the light source control means.
In the R subfield (R, G, B) = (1, 0, 0),
In the G subfield (R, G, B) = (0, 1, 0),
In the B subfield (R, G, B) = (0, 0, 1),
(R, G, B) = (0.5, 0.5, 0) in the Y subfield,
In the M subfield (R, G, B) = (0.5, 0, 0.5),
In the C subfield (R, G, B) = (0, 0.5, 0.5)
A method for driving a liquid crystal display device of a color sequential display system, characterized in that: 前記記憶手段にて記憶された映像信号からそれぞれの画素において無彩色成分を抽出し、
前記映像信号から無彩色成分が差し引かれた映像信号からＹ、Ｍ、Ｃ成分を抽出し、
まず、前記Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、前記無彩色成分の輝度の２／９を割り当て、
次に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、前記無彩色成分の輝度の１／９を割り当て、
さらに、前記Ｙ、Ｍ、Ｃの各サブフィールドに、前記Ｙ、Ｍ、Ｃ成分の輝度を割り当て、
最後に、前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各サブフィールドに、前記無彩色成分と前記Ｙ、Ｍ、Ｃ成分が差し引かれた映像信号のＲ、Ｇ、Ｂ成分の輝度を割り当てることを特徴とする請求項４に記載の色順次表示方式の液晶表示装置の駆動方法。Extracting achromatic components in each pixel from the video signal stored in the storage means,
Y, M, and C components are extracted from the video signal obtained by subtracting the achromatic component from the video signal;
First, 2/9 of the luminance of the achromatic component is assigned to each of the Y, M, and C subfields,
Next, 1/9 of the luminance of the achromatic component is assigned to each of the R, G, and B subfields,
Furthermore, the luminance of the Y, M, and C components is assigned to each of the Y, M, and C subfields,
Finally, the luminance of the R, G, and B components of the video signal obtained by subtracting the achromatic component and the Y, M, and C components is assigned to each of the R, G, and B subfields. Item 5. A driving method of a color sequential display type liquid crystal display device according to Item 4 . 前記サブフィールドは２フレーム期間を単位とし、その発光順序は、第１のフレームのｋ番目のサブフィールドと第２のフレームのｋ番目のサブフィールドとの混色がＲ、Ｇ、Ｂ３原色全てを含む発光順序となるよう構成したことを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置の駆動方法。
ただし、ｋは１以上６以下の任意の整数。The subfield has a unit of two frame periods, and the light emission order includes all the R, G, and B3 primary colors in the mixed color of the kth subfield of the first frame and the kth subfield of the second frame. method for driving a liquid crystal display device according to claim 4 or 5, characterized by being configured so as to be a luminescent order.
However, k is an arbitrary integer from 1 to 6. １フレーム期間のサブフィールドの発光順序は、任意のサブフィールドと、その前または次のサブフィールドとの混色がＲ、Ｇ、Ｂの３原色全てを含む発光順序となるよう構成したことを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。The subfield emission sequence in one frame period is configured such that the color mixture of an arbitrary subfield and the previous or next subfield is an emission sequence including all three primary colors of R, G, and B. method for driving a liquid crystal display device according to any one of claims 4 to 6 for. 前記サブフィールドは２フレーム期間を単位とし、その発光順序は、Ｙ→Ｂ→Ｍ→Ｇ→Ｃ→Ｒ、Ｂ→Ｙ→Ｇ→Ｍ→Ｒ→Ｃの順の繰り返しとすることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の駆動方法。The subfield has a unit of two frame periods, and the light emission sequence is repeated in the order of Y → B → M → G → C → R and B → Y → G → M → R → C. The method for driving a liquid crystal display device according to claim 7 . 前記サブフィールドは２フレーム期間を単位とし、その発光順序を、Ｙ→Ｂ→Ｍ→Ｇ→Ｒ→Ｃ、Ｂ→Ｙ→Ｇ→Ｍ→Ｃ→Ｒの順の繰り返しとすることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の駆動方法。The subfield has a unit of two frame periods, and the light emission sequence is repeated in the order of Y → B → M → G → R → C and B → Y → G → M → C → R. The method for driving a liquid crystal display device according to claim 7 . ベンド配向を維持するために必要な臨界電圧がＶｃであり、前記画素にＶｃ未満の電圧を６サブフィールド連続して印加することを回避しベンド配向状態を維持することによって、映像表示することを特徴とする請求項４から９のいずれかに記載の液晶表示装置の駆動方法。The critical voltage necessary to maintain the bend alignment is Vc, and it is possible to avoid applying the voltage less than Vc to the pixel continuously for 6 subfields and maintain the bend alignment state to display an image. method for driving a liquid crystal display device according to any one of claims 4, wherein 9.

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