JP4692996B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
このフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタが必要ないため、カラーフィルタによる光の吸収がなく、さらに、カラーフィルタ方式のように、液晶表示パネルに、赤、緑、青の画素を作る必要がなく、画素の開口領域が広く取れるので、表示画像の輝度を向上させることが可能である。また、当然の如く、カラーフィルタ分のコストも下げることができる。
このフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置は、例えば、下記特許文献1,特許文献2に記載されている。
しかしながら、1フレーム内で、赤、緑、青の画像を表示する必要があるため駆動周波数が高くなるので、液晶の応答速度が速くなくてはいけない、あるいは、フレーム周波数が遅いと、赤、緑、青のちらつきが見えるなどの短所がある。
特に、液晶の応答速度と、バックライトの点灯タイミングにより色シェーディングが発生するという問題点があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、色シェーディングを低減することが可能なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
(1)複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを駆動する駆動回路と、少なくとも第1の色及び第2の色を含む複数色の光を順次照射するバックライトとを備え、
1フレーム期間が複数のフィールドに分けられ、前記1フレーム期間中の1フィールド毎に、前記複数色の中の一つの色の映像電圧を前記複数の画素の各画素に書き込み、前記バックライトから前記複数色の中の前記一つの色の光を発光させて、前記液晶表示パネルに画像を表示するフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、
前記駆動回路が、前記複数の画素のうちの1つである第1の画素の画素電極に、前記第1の色の映像電圧の次に前記第2の色の映像電圧を書き込む場合に、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の書き込み開始タイミングよりも、前記第1の画素の存在する領域に前記第1の色の光を照射する前記バックライトの光源の発光終了タイミングの方が遅いことを特徴とする。
(2)(1)において、前記駆動回路が前記第1の画素の前記画素電極に前記第1の色の前記映像電圧を書き込んでいる途中の期間内には、前記バックライトは前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射せず、
前記駆動回路が前記第1の画素の前記画素電極に前記第1の色の前記映像電圧を書き込み終わった後に、前記バックライトは前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射することを特徴とする。
前記バックライトは、前記第1の画素が存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記光源の発光タイミングと、前記第2の画素が存在する領域に前記第1の色の光を照射する光源の発光タイミングとが異なることを特徴とする。
(4)(1)または(2)において、前記各画素は、前記各画素の前記画素電極に接続されるストア容量を有し、
前記駆動回路は、前記各画素の前記ストア容量に順次前記映像電圧を書き込んだ後に、前記各画素の前記ストア容量に書き込まれたそれぞれの前記映像電圧を、一括して前記各画素の前記画素電極に書き込むことを特徴とする。
(5)(1)から(4)の何れかにおいて、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとし、前記1フレーム期間をMとするとき、前記期間Tは、T≦M/18を満足することを特徴とする。
(6)(1)から(4)の何れかにおいて、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、T≦1msを満足することを特徴とする。
(7)(1)から(4)の何れかにおいて、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、10μs≦T≦1msを満足することを特徴とする。
(8)(1)から(4)の何れかにおいて、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、100μs≦T≦1msを満足することを特徴とする。
本発明のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置によれば、色シェーディングを低減することが可能となる。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[実施例1]
図1は、本発明の実施例1の液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
本実施例の液晶表示モジュールは、複数の画素を有する液晶表示パネル10と、バックライト(BL)とを有する。液晶表示パネル10は、各画素に映像電圧を供給するソースドライバ(ドレインドライバ、映像線駆動回路と呼ばれる場合もある)20と、走査電圧を供給するゲートドライバ(走査線駆動回路と呼ばれる場合もある)30とを有する。
バックライト(BL)は、点灯制御回路40により駆動される。そして、ソースドライバ20、ゲートドライバ30、および点灯制御回路40は、タイミング制御回路50により制御・駆動される。
図2は、本実施例の液晶表示パネル10の画素部の一例の等価回路を示す回路図である。
液晶表示パネル10には、複数の走査線(またはゲート線)(G1〜Gn)と、複数の映像線(ソース線またはドレイン線)(D1〜Dm)とが各々並列して設けられる。複数の走査線(G)と複数の映像線(D)との交差する部分に対応して画素部が設けられる。
複数の走査線(G1〜Gn)はゲートドライバ30に接続され、複数の映像線(D1〜Dm)は、ソースドライバ20に接続される。
薄膜トランジスタ(TFT)のゲートは、走査線(G)に接続され、ソース(または、ドレイン)は映像線(D)に接続される。
液晶を挟み、各画素電極(ITO1)に対向するように、共通電極(対向電極、または、コモン電極ともいう)(Vcom)が設けられる。そのため、各画素電極(ITO1)と共通電極(Vcom)との間には液晶容量(CLC)が形成される。
液晶表示パネル10は、画素電極(ITO1)、薄膜トランジスタ(TFT)等が設けられたガラス基板(GLAS1)と、共通電極(Vcom)等が形成されるガラス基板(GLAS2)とを、所定の間隙を隔てて重ね合わせ、該両基板間の周縁部近傍に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合わせると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに、両基板の外側に偏光板を貼り付けて構成される。
なお、本発明は、液晶パネルの内部構造とは関係がないので、液晶パネルの内部構造の詳細な説明は省略する。さらに、本発明は、どのような構造の液晶パネルであっても適用可能である。
図4に示すように、従来のフィールドシーケンシャル方式の液晶表示モジュールでは、1フレーム期間が、R,G,Bの各色の画像をそれぞれ表示する3フィールドに分割される。
各フィールド毎の走査期間に、ゲートドライバ30から各走査線(G)に選択電圧を供給し、各走査線(G)を順次選択して、薄膜トランジスタ(TFT)をオンとするとともに、ソースドライバ20から各映像線(D)に各色の映像電圧を供給し、液晶表示パネル10の各画素に、R,G,Bの各色の映像電圧を書き込んだ後に、バックライト(BL)を点灯し、液晶表示パネル10に書き込まれた映像電圧の色と同じ色の光を照射することにより、液晶表示パネル10にカラー画像を表示する。
この時、図4(c)に示すように、バックライト(BL)は、液晶表示パネル10の全画素へ映像電圧の書き込みが終わった後で、液晶の変化を待って点灯させる。
液晶の変化の途中に点灯させると、液晶の変化が見え、これが前述した色シェーディングとなる。これをさけるため、バックライト(BL)の点灯開始タイミングを遅くすると、点灯期間が短くなり、液晶表示パネル10の輝度が低下する。
本実施例では、この問題を解決するため、図3(c)に示すように、バックライト(BL)の点灯期間を、液晶表示パネル10の画素に次の色の映像電圧を書き込む期間と一部オーバーラップさせる。
即ち、図3(c)に示すように、液晶表示パネル10の全画素へ映像電圧の書き込みが終わった後で、液晶の変化を待ってバックライト(BL)を点灯させる。そして、液晶表示パネル10の画素に次の色の映像電圧の書き込みが開始された後に、バックライト(BL)の点灯を終了する。
このように、本実施例では、液晶表示パネル10の画素に対する、次の色の映像電圧の書き込み開始タイミングよりも、バックライト(BL)の発光終了タイミングの方が遅いことを特徴とする。
これは、液晶の変化の速度の特性と、液晶の変化が開始するまでの時間には多少の遅れがあることを利用したものである。すなわち、図3(b)の書き込みの期間と、図示しない液晶の変化期間とは一致していない。したがって、駆動回路が、液晶表示パネル10の画素の画素電極に映像電圧を書き込んでから、液晶が変化するまではタイムギャップがあり、このタイムギャップの期間は、前の色を点灯させていても色シェーディングにはならないからである。
これにより、本実施例では、バックライト(BL)の点灯期間を長くとることができ、パネルの輝度を向上させる事が可能である。
図5に示す回路構成では、タイミング制御回路50から入力されるバックライトパルス(各色の表示タイミングに同期したパルス)を、位相調整回路41により、次の映像電圧の書き込み期間内まで遅延させる。
そして、位相調整回路41で遅延させたバックライトパルスを、バックライト駆動回路42に入力し、赤、緑、青色の光を発光させる。図5では、光源として、赤、緑、青色の各発光ダイオードを点灯させる例を示している。
本実施例において、図3(c)に示すように、液晶表示パネル10の画素の画素電極に対する、次の色の映像電圧の書き込み開始タイミングから、バックライト(BL)の発光終了タイミングまでの期間をT、1フレーム期間をMとするとき、期間Tは、T≦M/18を満足することが望ましい。
あるいは、期間Tは、T≦1ms、好ましくは、期間Tは、10μs≦T≦1ms、より好ましくは、前記期間Tは、100μs≦T≦1msを満足することが望ましい。
本実施例は、液晶表示パネル10を複数のエリアに仮想的に分割し、当該分割したエリア毎に、フィールドシーケンシャル方式で画像を表示する液晶表示モジュールに本発明を適用した実施例である。
図6は、本発明の実施例2の液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
本実施例の液晶表示モジュールは、液晶表示パネル10の画素領域が、E1〜E4に4分割され、それに合わせて、バックライト(BL)も、B1〜B4に4分割され、点灯制御回路40が分割されたバックライト(B1〜B4)を個別に制御する点で、図1に示す液晶表示モジュールと相違する。
図7は、本実施例の液晶表示モジュールの駆動方法を説明するためのタイミングチャートである。図7において、FLMはフレーム期間、FIRはフィールド期間を表す。
A1は、液晶表示パネル10の1番目からN番目までの走査線(G)により選択される画素領域(E1)に対する映像電圧の書き込み期間、A2は、液晶表示パネル10の(N+1)番目から2N番目までの走査線(G)により選択される画素領域(E2)に対する映像電圧の書き込み期間、A3は、液晶表示パネル10の(2N+1)番目から3N番目までの走査線(G)により選択される画素領域(E3)に対する映像電圧の書き込み期間、A4は、液晶表示パネル10の(3N+1)番目から4N番目までの走査線(G)により選択される画素領域(E4)に対する映像電圧の書き込み期間である。なお、ここでは、液晶表示パネル10は、1番目から4N番目までの走査線(G)を有する場合を想定している。また、図7において、A5は帰線期間である。
図7に示すように、期間A1に、画素領域(E1)の画素に映像電圧を書き込んだ後、期間A3の開始タイミングで、バックライト(B1)を点灯する。画素領域(E2〜E4)の画素にも同様にして、映像電圧を書き込んだ後、バックライト(B2〜B4)を点灯することにより、液晶表示パネル10に、カラーの画像を表示する。
これにより、液晶表示パネル10は、第1の画素とは異なる位置に第2の画素を有し、バックライト(BL)は、第1の画素が存在する領域に第1の色の光を照射する光源の発光タイミングと、第2の画素が存在する領域に第1の色の光を照射する光源の発光タイミングとが異なっている。
このように構成することで、例えば画素領域(E3)や画素領域(E4)における画素に映像電圧を書き込んでいる最中であっても、画素領域(E1)の画素ではバックライト(B1)を点灯して表示を開始することができるので、バックライト(B1)を点灯可能な時間を長く確保できるという利点がある。また、応答の遅い液晶を使う場合であっても応答が終わるまで待つ時間を確保できるため、応答の遅い液晶を使うことも可能となる。
図8に、従来の液晶表示モジュールの駆動方法を説明するためのタイミングチャートを示す。
図8と比較により分かるように、本実施例でも、液晶表示パネル10の画素領域(E1〜E4)の画素に対する次の色の映像電圧の書き込み開始タイミングよりも、バックライト(B1〜B4)の発光終了タイミングの方が遅くされる。
本実施例においても、図7に示すように、液晶表示パネル10の画素領域(E1〜E4)の画素の画素電極に対する次の色の映像電圧の書き込み開始タイミングから、バックライト(B1〜B4)の発光終了タイミングまでの期間をT、1フレーム期間をMとするとき、期間Tは、T≦M/18を満足することが望ましい。
あるいは、期間Tは、T≦1ms、好ましくは、期間Tは、10μs≦T≦1ms、より好ましくは、前記期間Tは、100μs≦T≦1msを満足することが望ましい。
本実施例は、液晶表示パネル10の画素に、ストア容量(CST)を設け、ストア容量(CST)に順次映像電圧を書き込んだ後に、一括して、画素電極(ITO1)に映像電圧を転送し、フィールドシーケンシャル方式で画像を表示する液晶表示モジュールに本発明を適用した実施例である。
図9は、本実施例の液晶表示パネル10の画素部の等価回路を示す回路図である。
本実施例では、各画素部は、第1薄膜トランジスタ(TFTa)と、第2薄膜トランジスタ(TFTb)と、ストア容量(CST)と、液晶容量(CLC)とを有する。
第1薄膜トランジスタ(TFTa)のゲートは、走査線(G)に接続され、また、ソース(または、ドレイン)は映像線(D)に接続される。また、第1薄膜トランジスタ(TFTa)のドレイン(または、ソース)は、ストア容量(CST)に接続される。
また、第2薄膜トランジスタ(TFTb)のゲートは、一括駆動線(Gt)に接続されるとともに、ソース(または、ドレイン)はストア容量(CST)に、また、ドレイン(または、ソース)は、画素電極(ITO1)に接続される。そして、画素電極(ITO1)は、液晶容量(CLC)に接続される。
ここで、各映像線(D)はソースドライバ20に接続され、各走査線(G)はゲートドライバ30に接続され、さらに、一括駆動線(Gt)は、例えば、ゲートドライバ30に接続される。
本実施例では、図10(a)に示すように、最初のフィールドでは、ゲートドライバ30から各走査線(G1〜Gn)に選択電圧を印加し、各走査線(G1〜Gn)を順次選択して、第1薄膜トランジスタ(TFTa)をオンするとともに、ソースドライバ20から各映像線(D)に赤(R)の映像電圧を供給し、ストア容量(CST)に、赤(R)の映像電圧を書き込む。
液晶表示パネル10の全画素のストア容量(CST)に、映像電圧を書き込んだ後に、図10(b)に示すように、一括駆動線(Gt)に書き込みパルスを供給して、第2薄膜トランジスタ(TFTb)をオンにして、ストア容量(CST)から、画素電極(ITO1)に赤(R)の映像電圧を転送し、液晶表示パネル10の各画素の画素電極に、赤(R)の映像電圧を一括して書き込む。
その後、図10(c)に示すように、バックライト(BL)を赤(RED)で点灯し、液晶表示パネル10に書き込まれた映像電圧の色と同じ色の光を照射することにより、液晶表示パネル10にカラー画像を表示する。その後、バックライト(BL)を消灯する。
同様の動作を、次のフィールドでは緑(R)、さらに次のフィールドでは青(B)について順次行い、この繰り返しでカラー画像を表示する。
このとき、バックライト(BL)を赤(RED)で点灯している最中に、次の色である緑(G)の映像電圧をストア容量(CST)に書き込むことができるので、バックライト(BL)の点灯可能な時間を長く確保できるという利点がある。本実施例によっても、実施例2の場合と同様に、応答速度の遅い液晶を用いることも可能となる。
本実施例においても、図10(c)に示すように、液晶表示パネル10の各画素の画素電極に対する次の色の映像電圧の一括書き込み開始タイミングから、バックライト(BL)の発光終了タイミングまでの期間をT、1フレーム期間をMとするとき、期間Tは、T≦M/18を満足することが望ましい。
あるいは、期間Tは、T≦1ms、好ましくは、期間Tは、10μs≦T≦1ms、より好ましくは、前記期間Tは、100μs≦T≦1msを満足することが望ましい。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
20 ソースドライバ
30 ゲートドライバ
40 点灯制御回路
41 位相調整回路
42 バックライト駆動回路
50 タイミング制御回路
G 走査線(またはゲート線)
D 映像線(またはソース線またはドレイン線)
Gt 一括駆動線
BL バックライト
TFT,TFTa,TFTb 薄膜トランジスタ
ITO1 画素電極
Vcom 共通電極(対向電極、または、コモン電極)
CLC 液晶容量
CST ストア容量
GLAS1,GLAS2 ガラス基板
E1〜E4 分割された画素領域
B1〜B4 4分割されたバックライト
Claims (6)
- 複数の画素を有する表示パネルと、
前記表示パネルを駆動する駆動回路と、
少なくとも第1の色及び第2の色を含む複数色の光を順次照射するバックライトとを備え、
1フレーム期間が複数のフィールドに分けられ、前記1フレーム期間中の1フィールド毎に、前記複数色の中の一つの色の映像電圧を前記複数の画素の各画素に書き込み、前記バックライトから前記複数色の中の前記一つの色の光を発光させて、前記表示パネルに画像を表示するフィールドシーケンシャル方式の表示装置であって、
前記各画素は、前記各画素の前記画素電極に接続されるストア容量を有し、
前記駆動回路は、前記各画素の前記ストア容量に順次前記映像電圧を書き込んだ後に、前記各画素の前記ストア容量に書き込まれたそれぞれの前記映像電圧を、一括して前記各画素の前記画素電極に書き込み、
前記駆動回路が、前記複数の画素のうちの1つである第1の画素の画素電極に、前記第1の色の映像電圧の次に前記第2の色の映像電圧を書き込む場合に、前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の書き込み開始タイミングよりも、前記第1の画素の存在する領域に前記第1の色の光を照射する前記バックライトの光源の発光終了タイミングの方が遅く、
前記第1の色の映像電圧の書き込み終了タイミングよりも前記第1の色の光を照射する前記バックライトの光源の発光開始タイミングの方が遅いことを特徴とする表示装置。 - 前記駆動回路が前記第1の画素の前記画素電極に前記第1の色の前記映像電圧を書き込んでいる途中の期間内には、前記バックライトは前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射せず、
前記駆動回路が前記第1の画素の前記画素電極に前記第1の色の前記映像電圧を書き込み終わった後に、前記バックライトは前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとし、前記1フレーム期間をMとするとき、前記期間Tは、T≦M/18を満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、T≦1msを満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、10μs≦T≦1msを満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
- 前記第1の画素の前記画素電極への前記第2の色の前記映像電圧の前記書き込み開始タイミングから、前記第1の画素の存在する前記領域に前記第1の色の前記光を照射する前記バックライトの前記光源の前記発光終了タイミングまでの期間をTとするとき、前記期間Tは、100μs≦T≦1msを満足することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
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