JP2009080239A - 駆動方法及び駆動回路、並びに電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶等の電気光学装置において、より明るく、より適切な色調を表示可能とする。
【解決手段】電気光学装置は、色調が互いに異なる複数の光を、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射する照射工程と、複数の画素部の各々に対する複数の光別の入力階調データ（Ｎ_Ｒ、Ｎ_Ｇ、Ｎ_Ｂ）を、フレームの単位で、フレームが複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように分割されてなる複数のフィールド別の出力階調データ（ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４、ｎ５）に、変換する変換工程１２０ａと、変換された出力階調データを、画素部の各々に複数のフィールド毎に順次供給する供給工程とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば液晶表示装置等の表示装置の駆動方法及び駆動回路、並びに電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。

液晶表示装置等の表示装置の駆動方法として、バックライトを赤、緑、青と周期的に発光させることで、フルカラー表示を実現するフィールドシーケンシャル駆動が提案されている。このような駆動方法においては、表示素子の応答が十分でないことなどにより、表示の際の混色が発生し易くなるため、混色の発生を防止或いは低減するための技術が提案されている。

例えば特許文献１では、液晶パネルにリセット期間を設け、書き込み開始時の画面輝度分布を均一にするという技術が開示されている。

特開平１１−２３７６０６号公報

しかしながら、上述したような技術では、リセット期間において、一旦画面上に黒を表示させることになるため、その後の液晶の応答時間が長くなってしまう。これにより、例えばバックライトの発光期間において液晶の応答が十分な状態とならず、結果的に表示の際の明るさが低下してしまうという技術的問題点がある。

本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、液晶表示装置等の表示装置において、明るく適切な色調を表示可能とする駆動方法及び駆動回路、並びに電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。

本発明の表示装置の駆動方法は上記課題を解決するために、色調が互いに異なる複数の光を、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射する照射工程と、前記複数の画素部の各々に対する前記複数の光別の入力階調データを、フレームの単位で、該フレームが前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように分割されてなる複数のフィールド別の出力階調データに、変換する変換工程と、前記変換された出力階調データを、前記画素部の各々に前記複数のフィールド毎に順次供給する供給工程とを備える。

本発明に係る表示装置の駆動方法によれば、先ず色調が互いに異なる複数の光が、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射される。即ち、複数の光は、フィールドシーケンシャル駆動方式により、一つずつ独立して表示領域へと照射される。このような複数の光の照射は、例えば６０Ｈｚ程度の速さで周期的に行われる。複数の光は、例えば色別のＬＥＤなどの、複数の光源から照射されてもよいし、或いは、例えば複数の光を含む白色光源などの、一つの光源から照射されてもよい。複数の光源の場合には、投射用の光源光又はバックライトとして、時々刻々と色が変化する光が、電気光学装置の各画素に入射される。この際、例えば、合成プリズムなどの合成光学系を経ることで、同一光路上で時々刻々と色が変化する光として電気光学装置に入射される。或いは、一つの光源の場合には、例えば、回転するカラーフィルタなどを経ることで、やはり同一光路上で時々刻々と色が変化する光として電気光学装置に入射される。

ここで本発明では特に、画素部の各々に対する複数の光別の入力階調データが、フレームの単位で変換される。変換された入力階調データは、複数のフィールド別の出力階調データとして出力される。ここで「複数のフィールド」とは、フレームを時間軸上で連続するように分割した期間であり、各光の発光期間の数より多くなるように規定されている。即ち、複数の光の数よりフィールド数の方が多くなるように規定されている。複数のフィールドは、発光期間の数より多くなるように予め設定されてもよいし、或いは、リアルタイム的に、発効期間より多くなるように設定されてもよい。更に、リアルタイム的に、表示用データに応じて（即ち、表示品質向上のために利用される一パラメータとして）可変設定されてもよい。複数のフィールドの各々は、例えば発光期間を全て或いは部分的に含むものであってもよいし、発光期間を含まないものであってもよい。言い換えれば、複数のフィールドは、発光期間によらずに期間や開始位置が設定される。

本発明では特に、フィールドの数が発光期間の数（即ち、色調の数）より多いため、色調別の階調データである入力階調データを、複数のフィールド別の階調データである出力階調データとして出力することで、入力階調データを、より細かく発光期間に対応させることが可能となる。ここで典型的には、フィールドの数が多い程、より細かな駆動が行えることとなるが、他方で駆動動作は複雑化してしまう。これに鑑みて、フィールドの数は、上述したような効果と駆動動作の複雑化との兼ね合いを考慮した上で設定されてもよい。

また、複数のフィールドは、各発光期間のいずれかに対応するように設定されているのではない。即ち、一のフィールドにおける変換が全ての発光期間に対して寄与し得る。このため、例えば発光期間とフィールドとが対応して設定されている場合と比較すると、駆動の自由度が増加し、より好適な駆動が可能となる。このように、フィールドが各発光期間と対応していないため、フィールド別の出力階調データも各発光期間とは対応しないが、各発光期間のタイミングが固定されており且つ既知であれば、出力階調データを、各発光期間のタイミングに合わせて画素部に供給することができる。よって、出力階調データを画素部に対して複数のフィールド毎に順次供給することで、画素部はより適切なタイミングで駆動される。これにより、表示領域では、より適切な明るさ及び色調での表示が可能となる。

以上説明したように、本発明に係る表示装置の駆動方法によれば、入力階調データを、複数のフィールド別の出力階調データに変換することで、表示領域での表示をより高品質なものとすることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の一態様では、前記変換工程は、前記出力階調データに応じて前記複数の画素部の各々で表示される際の明るさ及び色調の少なくとも一方が、前記入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方に近付くように設定された所定の変換規則に従って、前記入力階調データを前記出力階調データに変換する。

この態様によれば、入力階調データの変換は、所定の変換規則に従って行われる。ここに「所定の変換規則」とは、表示領域における表示の際の明るさ及び色調の少なくとも一方が、入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方近付くように設定された規則である。所定の変換規則は、例えば表示装置におけるシミュレーションを行うことで予め求められる。より具体的には、実際に表示装置にデータを供給し、表示領域における表示の明るさ及び色調を目視で確認しつつ、所望の明るさ及び色調に近付くように調整を行うことで求められる。このように求められた変換規則は、例えば変換テーブルや変換関数として設定される。

所定の変換規則に従って変換を行うことで、変換工程をより容易且つ効果的なものとすることができる。よって、本態様に係る表示装置の駆動方法によれば、より適切な明るさ及び色調での表示が可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記複数のフィールドを、前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように設定する設定工程を更に含み、前記変換工程は、前記入力階調データを、前記設定された複数のフィールド別の出力階調データに変換する。

この態様によれば、複数のフィールドが、複数の光に係る発光期間の各々に対応するように且つ時間軸上で連続するように設定される。即ち、各発光期間に対応するように、複数のフィールドの各々の期間及び開始時期等が設定される。よって、入力階調データをより好適に出力階調データへと変換することが可能となる。また、出力階調データを画素部に対して、複数のフィールド毎に、順次供給することが可能となる。従って、より確実に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調とすることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記複数のフィールドを、前記表示領域で表示される際の明るさ及び色調の少なくとも一方が前記入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方に近付くように、前記入力階調データに応じて設定する設定工程を更に備え、前記変換工程は、前記入力階調データを、複数のフィールド別の出力階調データに変換する。

この態様によれば、表示の際の明るさ及び色調の少なくとも一方が、入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方に近付くように、複数のフィールドが表示用データに応じて設定される。即ち、複数のフィールドは、入力階調データから出力階調データへの変換がより好適に行えるように、表示用データに応じて設定される。複数のフィールドは、典型的には、複数のフィールドの各々の期間及び開始時期のうち少なくとも一方を、表示用データに応じてリアルタイムで可変設定される。これにより、表示用データの変換は、より好適に行われることとなる。従って、表示領域での表示を、より適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記複数のフィールドは、前記複数の光源の各々に係る発光期間の数の二倍以上となるように規定される。

この態様によれば、複数のフィールドが発光期間の二倍以上となるように規定されるため、単純計算で、１つの発光期間に対して、少なくとも２つのフィールドが存在する。よって、変換によって出力される出力階調データを、より細かく発光期間に対応させることが可能となる。従って、表示領域での表示を、より適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記画素部は液晶を含んでおり、前記複数のフィールドは、前記液晶の応答時間に基づいて規定される。

この態様によれば、表示領域における画素部は液晶を含んでいる。画素部が液晶を含む場合、画素部に表示用のデータが供給されてから、供給された表示用のデータに基づく表示が可能となるまでに、液晶が画像を表示可能な状態へと移動される時間（即ち、応答時間）がかかる。

しかるに本態様では特に、複数のフィールドが、液晶の応答時間に基づいて規定される。即ち、液晶の応答時間によって、フィールドの期間や開始位置等が変化する。このため、液晶の応答時間に応じた、データの変換及び供給が可能となる。尚、液晶の応答時間は、個々の装置に固有の値であり、装置が特定されれば機知となるので、予め設定可能である。

液晶の応答時間に応じた、データの変換及び供給を行えることで、例えば液晶の応答が間に合わずに、十分な明るさを確保できないような状態や、適切な色調を表示することができないような状態が発生してしまうことを防止することができる。従って、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記画素部は液晶を含んでおり、前記変換規則は、前記液晶の応答時間に基づいて設定される。

この態様によれば、表示領域における画素部は液晶を含んでいる。このため、上述したように、表示領域での表示が可能となるためには、液晶の応答時間がかかる。

しかるに本態様では特に、変換規則が液晶の応答時間に基づいて設定される。即ち、液晶の応答時間によって、より好適な変換が行えるように変換規則が設定される。入力階調データから出力階調データへの変換を、液晶の応答時間に応じて行えることで、例えば液晶の応答が間に合わずに、十分な明るさを確保できないような状態や、適切な色調を表示することができないような状態が発生してしまうことを防止することができる。従って、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記画素部は液晶を含んでおり、該液晶は、ツイステッドネマチック液晶である。

この態様によれば、表示領域における画素部はツイステッドネマチック液晶（以下、適宜「ＴＮ液晶」と称する。）を含んでいる。ＴＮ液晶は、例えばＶＡ（Vertical Alignment）液晶やＩＰＳ（In-Place-Switching）液晶等と比較して、液晶の応答時間が長い。

しかるに本態様では特に、上述したように、入力階調データを各フィールドに対応した出力階調データに変換することで、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能である。より具体的には、例えば液晶の応答が間に合わずに、十分な明るさを確保できないような状態や、適切な色調を表示することができないような状態が発生してしまうことを防止することができる。尚、上述したような効果は、液晶の応答時間が長くなる程、より顕著に発揮されることとなる。

従って、本態様に係る表示装置の駆動方法によれば、画素部がＴＮ液晶を含んでおり、液晶の応答時間が比較的長いため、表示領域での表示を所望の明るさ及び色調に近付けるという効果が、極めて顕著に発揮される。

尚、ＶＡ液晶やＩＰＳ液晶を用いて、駆動周波数をより高める際には、これらの液晶をしても相対的には液晶の応答が遅くなることから、本発明は極めて有効となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記複数のフィールドは、前記表示領域における前記画素部の位置毎に規定される。

この態様によれば、複数のフィールドが、表示領域における画素部の位置毎に規定されるため、画素部の位置によって、フィールドの期間や開始位置が変化する。尚、ここでの「画素部の位置毎」とは、画素部毎を含むほか、複数の画素部からなるブロック、行及び列毎などでもよく、いずれの場合にも、このような画素部の位置に適したフィールドの期間或いは時期は、装置が特定されれば機知となるので、予め設定可能である。フィールドの規定され方は、典型的には、表示領域における走査の順番に対応しており、例えば垂直走査の場合は、表示領域の垂直方向でフィールドの期間や開始位置が異なる。

複数のフィールドが画素部の位置毎に規定されることで、例えば画素部を順番に走査して表示を行う場合等に、画素部の位置による階調データの供給の時間的なズレを補正するような変換が可能となる。従って、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記変換規則は、前記表示領域における前記画素部の位置毎に設定される。

この態様によれば、変換規則が、表示領域における画素部の位置毎に設定されるため、画素部の位置によって、入力階調データが異なる変換規則によって変換される。変換規則が画素部の位置毎に規定されることで、例えば画素部を順番に走査して表示を行う場合等に、画素部の位置による出力階調データの供給の時間的なズレを補正するような変換が可能となる。従って、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記複数の光に係る発光期間の各々は、対応する前記複数のフィールドの各々よりも短い。

この態様によれば、複数の光に係る発光期間の各々が、対応する複数のフィールドの各々よりも短いため、複数のフィールドの各々において、発光期間以外の期間（即ち、複数の光が照射されていない期間）が存在する。典型的には、一の発光期間の終了位置と、該一の発光期間に対応するフィールドの終了位置とが揃うようにフィールドが規定される。

発光期間以外の期間は表示に寄与する割合が比較的小さい。即ち、表示の明るさや色調に寄与する割合が小さい。言い換えれば、発光期間以外の期間の状態によらず、発光期間において適切な表示が行えるような状態であれば、全体としての表示が適切に行われる。よって、例えば画素部が液晶を含む場合において、発光期間以外の期間に液晶が駆動されるようにすれば、発光期間の開始までに液晶を十分に応答させることが可能となる。従って、適切な明るさ及び色調に近付けた表示が可能となる。

以上説明したように、本態様に係る表示装置の駆動方法によれば、発光期間以外の期間が存在することで、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

本発明の表示装置の駆動方法の他の態様では、前記出力階調データを、一時的に保存する工程を更に備え、前記供給工程は、前記保存された出力階調データを、前記画素部に順次供給する。

この態様によれば、所定の変換規則を用いて変換された出力階調データは、一時的に保存される。即ち、出力階調データは、例えば一又は複数のフレーム分の出力階調データを格納可能なフレームバッファなどのメモリ装置等に一旦保存された後に画素部へと供給される。尚、変換された表示用データの全てが保存されなくともよく、保存されるものと、直接（即ち、保存されずに）画素部へ供給されるものが混在してもよい。

本態様では特に、出力階調データが一時的に保存されることで、保存された出力階調データを、例えば複数の光の発光期間に対応するタイミングで、順次画素部へと供給することが可能となる。即ち、表示用データを所望のタイミングで画素部に供給することが可能となる。よって、より好適に、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

尚、入力階調データについても、変換工程の前段にて、他のフレームバッファへ一時的に保存してもよく、これにより変換工程を容易に或いは確実に行うことが可能となる。

本発明の表示装置の駆動回路は上記課題を解決するために、色調が互いに異なる複数の光を、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射する照射手段と、前記複数の画素部の各々に対する前記複数の光別の入力階調データを、フレームの単位で、該フレームが前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように分割されてなる複数のフィールド別の出力階調データに、変換する変換手段と、前記変換された出力階調データを、前記画素部の各々に前記複数のフィールド毎に順次供給する供給手段とを備える。

本発明に係る表示装置の駆動回路によれば、上述した本発明の表示装置の駆動方法の場合と同様に、複数の光別の入力階調データを複数のフィールド別の出力階調データへと変換することで、表示領域での表示を適切な明るさ及び色調に近付けることが可能となる。

尚、本発明の表示装置の駆動回路においても、上述した本発明の表示装置の駆動方法における各種態様と同様の各種態様を採ることが可能である。

本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備してなる。

本発明の電気光学装置によれば、上述した本発明に係る表示装置の駆動回路を具備してなるので、適切な明るさ及び色調により近い表示が可能である。

本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置を具備してなる。

本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、適切な明るさ及び色調により近い表示が可能な、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。

以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。

＜駆動方法及び駆動回路＞
本発明の駆動方法及び駆動回路について、図１から図１０を参照して説明する。尚、ここでは、駆動される「表示装置」の一例として、液晶パネルを有する液晶装置を例にとり説明する。

先ず、本実施形態に係る駆動回路の構成について、図１を参照して説明する。ここに図１は、実施形態に係る駆動回路の構成を示すブロック図である。

図１において、本実施形態に係る駆動回路は、本発明の「照射手段」の一例である光源１１０と、本発明の「変換手段」の一例である変換部１２０と、本発明の「供給手段」の一例であるコントローラ１３０と、フレームメモリ１４０とを備えて構成されている。

光源１１０は、例えば複数の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）から構成されており、複数のＬＥＤは夫々、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を出射する。複数のＬＥＤは、発光期間が互いに重ならないように、夫々周期的に光を出射する。出射された光は、例えば合成プリズム等によって合成されて、液晶パネル２００へと照射される。尚、一つの光源から色調が異なる複数の光が出射されるようにしてもよい。

変換部１２０は、例えば演算回路やメモリ等を含んで構成されており、上述したＲ、Ｇ、Ｂの光の各々に対応して入力される入力階調データ（即ち、色調データ）を、所定の変換規則に基づいて変換し、出力階調データ（即ち、図中に示すＦ１からＦ５）として出力する。本実施形態では特に、予め設定された変換規則に基づいて作成された変換テーブル１２０ａを有する。

コントローラ１３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等の論理演算回路を含んで構成されており、入力された出力階調データを一時的にフレームメモリ１４０に保存し、保存したデータを順次読み出して、液晶パネル２００へと供給する。また、出力階調データを出力すると共に、光源１１０に対して、発光タイミング制御信号を出力する。コントローラ１３０は、上述したような動作の他、駆動回路或いは表示装置全体の制御を行うように構成されてもよい。また、コントローラ１３０に、上述した変換部１２０が含まれるように構成してもよい。

次に、本実施形態に係る駆動方法について、図１に加えて、図２から図１０を参照して説明する。ここに図２は、緑色（Ｇ）を表示する際の液晶制御に係る比較例を示すグラフであり、図３は緑色（Ｇ）を表示する際の液晶制御を示すグラフである。図４は、変換部において用いられる変換テーブルの一例を示すテーブル図である。また図５は、変換テーブルによる変換工程を示す工程図であり、図６は、変換テーブルを三次元座標で示す概念図である。図７は、黄色（Ｙ）を表示する際の液晶制御に係る比較例を示すグラフであり、図８は黄色（Ｙ）を表示する際の液晶制御を示すグラフである。図９は、液晶パネルにおける異なる位置での液晶制御に係る比較例を示すグラフであり、図１０は、液晶パネルにおける異なる位置での液晶制御を示すグラフである。尚、以下では本発明の駆動方法が、上述した駆動回路によって実現される場合を例にとり説明する。また、表示用データの供給によって制御される、液晶パネル２００における光の透過率（以下、適宜「パネル透過率」と称する。）は、０〜２５５の値として表されるものとする。

図２において、本実施形態に係る駆動方法の比較例では、単色のＧを表示する場合、色調別の入力階調データが液晶パネル２００に供給されることで、各フィールドにおけるパネル透過率が、Ｒフィールドにおいては‘０’、Ｇフィールドにおいては‘２５５’、Ｂフィールドにおいては‘０’となるように液晶が制御される。即ち、図に鎖線で示すように、Ｇの光が照射されるＧフィールドにおいてパネル透過率が最大となるように液晶が制御される。

しかしながら、液晶装置においては液晶の応答時間がかかるため、Ｇフィールドが開始した時点でパネル透過率が‘２５５’となるように液晶を制御したとしても、実際のパネル透過率は、図に実線で示すように、‘２５５’には到達しない。このような場合、液晶はＧの光を十分に透過することができないため、液晶パネル２００における表示の明るさは低減してしまう。

図３において、本実施形態に係る駆動方法では、色調データ、即ち色調別の階調データである入力階調データが変換部１２０（図１参照）においてフィールド別の階調データである出力階調データへと変換される。即ち、特定の色に対して単純に対応付けられることなく、フィールドに対して対応付けられた階調データへと変換される。ここでの変換は、フレームの単位で、例えば変換テーブル１２０ａを用いることによって行われる。

図４に示すように、変換テーブル１２０ａは、入力される入力階調データが示す色調（即ち、図中のＲ、Ｙ、Ｇ、Ｂ等）に対して、フィールド別の５つの出力階調データを出力するように設定されている。ここで、例えばＲ、Ｇ及びＢを夫々２５５段階で表すとすると、変換テーブル１２０ａは２５５×２５５×２５５列を有することになる。但し、使用しない色調や似通った色調を適宜省略することで、簡単化することも可能である。このような変換テーブル１２０ａは、例えば実際に表示装置にデータを供給し、表示領域における表示の明るさ及び色調を目視で確認しつつ、所望の明るさ及び色調に近付くように、５つのフィールドの夫々における透過率の調整を行うことで求められる。

また、求められる変換テーブル１２０ａは１つでなくともよい。即ち、相異なる変換規則によって同様の色調を表示できるように変換可能な場合には、変換規則毎に複数の変換テーブル１２０ａを設定し、それらを選択的に用いて変換するようにしてもよい。尚、後に詳述するように、液晶パネル２００の位置毎に複数の変換テーブル１２０ａが設定されるようにしてもよい。

図５において、変換テーブル１２０ａによる変換が行われる際には、先ず１フレーム分の入力階調データが変換テーブル１２０ａに入力される。入力階調データは、Ｒに対応するデータＮ_Ｒ、Ｇに対応するデータＮ_Ｇ及びＢに対応するデータＮ_Ｂを含んでいる。Ｎ_Ｒ、Ｎ_Ｇ及びＮ_Ｂは、夫々変換テーブル１２０ａによって変換され、５フィールド分の出力階調データとして出力される。即ち、変換テーブル１２０ａからは、第１フィールドに対応するデータｎ１、第２フィールドに対応するデータｎ２、第３フィールドに対応するデータｎ３、第４フィールドに対応するデータｎ４及び第５フィールドに対応するデータｎ５が出力される。尚、出力階調データは、パネル透過率に対応した値である。

上述したように、変換テーブル１２０ａは、色調別の入力階調データを、フィールド別の出力階調データに変換する。即ち、変換テーブル１２０ａにおける変換を概念的に説明すると、図６に示すように、入力階調データに含まれるＲ、Ｇ及びＢの夫々に対応する値から１つの点が求められ、その点に対応した値が出力階調データとして出力される。変換後におけるフィールド別の出力階調データは夫々、もはや特定の色に対応付けられる性質のものではない。

図４に戻り、例えば上述した比較例と同様にＧを表示させる場合には、先ず変換部１２０に、Ｒの色調に対応するデータＮ_Ｒが‘０’、Ｇに対応するデータＮ_Ｇが‘２５５’、Ｂに対応するデータＮ_Ｂが‘０’としてフレーム単位で入力階調データが入力される。入力階調データは、変換テーブル１２０ａによって、第１フィールドに対応するデータｎ１が‘０’、第２フィールドに対応するデータｎ２が‘１０’、第３フィールドに対応するデータｎ３が‘２５５’、第４フィールドに対応するデータが‘２５５’、第５フィールドに対応するデータｎ５が‘０’である出力階調データに変換される。尚、ここでの第１フィールドから第５フィールドの各フィールドは夫々、上述した比較例におけるＲフィールド、Ｇフィールド及びＢフィールドとは異なる性質を持っている。具体的には、Ｒフィールド、Ｇフィールド及びＢフィールドが、夫々Ｒ、Ｇ及びＢの色を表示するためのフィールドであるのに対し、本実施形態における第１フィールドから第５フィールドは、夫々がＲ、Ｇ及びＢ全ての色の表示に寄与し得る。即ち、例えばＲの発光期間を含む第２フィールドにおける液晶の制御が、Ｇの表示に寄与する場合もある。上述したようなフィールドは、例えば液晶の応答時間等に基づいて、予め期間や開始位置が規定されてもよいし、供給される表示用データ等に応じて、リアルタイムで可変に規定されるようにしてもよい。

図１において、出力階調データは、変換部１２０からコントローラ１３０に送られる。コントローラ１３０は、入力された出力階調データを、例えば一又は複数のフレーム分フレームメモリ１４０に一時的に保存した後、フィールド毎に液晶パネル２００へと順次供給する。液晶パネル２００では、供給された出力階調データに応じて、フィールド毎にパネル透過率が制御される。他方で、コントローラ１３０は、表示用データの供給と共に、発光タイミング制御信号を光源１１０に対して出力している。これにより、光源１１０の発光期間と、出力階調データの液晶パネル２００への供給タイミングとが同期され、適切な表示を行うことが可能となる。

図３に戻り、本実施形態ではＧを表示するために、Ｒの発光期間を含む第２フィールドの段階から、パネル透過率が‘１０’となるように制御される。このように制御することで、続く第３フィールドでは、図に示すようにパネル透過率が効果的に高められる。よって、Ｇの発光期間を含む第４フィールドの開始する時点で、パネル透過率が十分に高められた状態とすることができる。よって、液晶パネル２００はＧの光を十分に透過し、その結果、より明るい表示が可能となる。

尚、本実施形態では、Ｒの発光期間を含む第２フィールドにおいてもパネルの透過率を高めているため、液晶パネル２００はＲの光を多少透過してしまうことになる。即ち、表示すべきＧの光以外の光が液晶パネル２００を透過することにより、混色が発生してしまう。しかしながら、上述したようにＧの光の透過率が大幅に向上するため、Ｒ及びＧの混色による影響は視覚的に殆ど感じられないまでに低減できる。また、変換部１２０において、このような混色の影響を効果的に低減できるような変換テーブル１２０ａを用意しておくことにより、より確実に混色の影響を低減することが可能である。

次に、Ｒ及びＧの中間色であるＹ（黄色）を表示させる場合の制御について説明する。

図７において、本実施形態に係る駆動方法の比較例では、Ｙを表示する場合、各フィールドにおけるパネル透過率が、Ｒフィールドにおいては‘２５５’、Ｇフィールドにおいては‘２５５’、Ｂフィールドにおいては‘０’となるように液晶が制御される。即ち、図に鎖線で示すように、Ｙを表示するためのＲ及びＧフィールドにおいてパネル透過率が最大となるように液晶が制御される。

しかしながら、上述したように液晶装置では液晶の応答時間がかかるため、図に実線で示すように、Ｇの発光期間にはパネルの透過率が‘２５５’近くになるものの、Ｒの発光期間においては、十分なパネル透過率が得られない。このため、上述したＧを表示させる場合と同様に、液晶パネル２００における表示の明るさは低減してしまい、これに加え、表示される色調も変化してしまう。即ち、Ｒフィールドにおけるパネル透過率と、Ｇフィールドにおけるパネル透過率とに大きな差が発生するため、表示されるＹの色調は、Ｒに比べてＧの割合が高いものとなってしまう。

図８において、本実施形態に係る駆動方法でＹを表示させる場合には、先ず変換部１２０に、Ｒの色調に対応するデータＮ_Ｒが‘２５５’、Ｇに対応するデータＮ_Ｇが‘２５５’、Ｂに対応するデータＮ_Ｂが‘０’としてフレーム単位で入力階調データが入力される。入力階調データは、既に図４に示したのと同じ変換テーブル１２０ａによって、第１フィールドに対応するデータｎ１が‘２５５’、第２フィールドに対応するデータｎ２が‘２５５’、第３フィールドに対応するデータｎ３が‘２４０’、第４フィールドに対応するデータが‘２３５’、第５フィールドに対応するデータｎ５が‘１０’である出力階調データに変換される。このような出力階調データでパネル透過率を制御すれば、図に実線で示すように、Ｒの発光期間におけるパネル透過率が‘２５５’近くまで上昇する。これは、第１フィールドの直前に位置する第５フィールドにおいて、パネル透過率を‘０’とせずに‘１０’としたことによる。即ち、第５フィールドにおいても、液晶をある程度応答させた状態に維持することで、続く第１及び第２フィールドにおいてパネル透過率を効果的に高めることを可能としている。よって、Ｒの発光期間におけるパネル透過率は十分に高められることとなり、より明るい表示が可能となる。

第３及び第４フィールドでは、パネル透過率を‘２４０’から‘２３５’へと段階的に下げるように制御している。このように制御することで、Ｒの光の透過率及びＧの光の透過率の割合は近付けられる。よって、表示される色調は、よりＹに近付けられる。

尚、本実施形態では、Ｙの表示には使用されないＢの光が液晶を透過することにより、混色が発生してしまうことになるが、Ｒ及びＧの光の透過率が共に高められているため、混色による影響は視覚的に殆ど感じられないまでに低減できる。このように、本実施形態に係る駆動方法では、液晶パネル２００における表示を、より明るくすることに加えて、より適切な色調に近付けることが可能である。

上述した液晶の制御は、データが発光期間の終了するタイミングで供給されるような場合であるが、例えば液晶パネル２００に対して、垂直走査によってデータを供給する場合においては、液晶パネル２００の上下方向で表示用データの供給されるタイミングが異なる。以下では、垂直走査を行う場合の液晶パネル２００の中心付近における液晶の制御を例にとり、液晶パネル２００の位置による駆動方法の違いを説明する。

垂直走査によって表示用のデータが供給される場合には、液晶パネル２００の上側から順に走査を行うため、液晶パネル２００の下側である程、データの供給されるタイミングが遅くなる。例えば、走査が最も早く行われる最上部において、図２から図８に示すようなタイミングでデータが供給されるとすると、液晶パネル２００の中心付近では、データが、図９及び図１０に示すようなタイミングで供給される。

図９において、本実施形態に係る駆動方法の比較例では、単色のＧを表示する場合、各フィールドにおけるパネル透過率が、Ｒフィールドにおいては‘０’、Ｇフィールドにおいては‘２５５’、Ｂフィールドにおいては‘０’となるように液晶が制御される。ここで特に、表示用データの供給が遅れると、図に示すように、液晶の応答も遅れる。即ち、図２と比較した場合、パネル透過率を示す実線部分は図の右側にシフトする。このように液晶が制御された場合、Ｇの発光期間においては、パネルの透過率は極めて低く、Ｇの光は十分に透過されない。従って、表示の明るさは、図２に示すような場合と比較して、より低減してしまう。

図１０において、本実施形態に係る駆動方法でＧを表示させる場合には、先ず変換部１２０に、Ｒの色調に対応するデータＮ_Ｒが‘０’、Ｇに対応するデータＮ_Ｇが‘２５５’、Ｂに対応するデータＮ_Ｂが‘０’としてフレーム単位で入力階調データが入力される。入力階調データは、既に図４に示したのと同じ変換テーブル１２０ａによって、第１フィールドに対応するデータｎ１が‘１０’、第２フィールドに対応するデータｎ２が‘２５５’、第３フィールドに対応するデータｎ３が‘２５５’、第４フィールドに対応するデータが‘０’、第５フィールドに対応するデータｎ５が‘０’である出力階調データに変換される。ここで仮に、図３に示すように、第１フィールドにおけるパネル透過率を‘０’、第２フィールドにおけるパネル透過率を‘１０’とするように制御したのでは、出力階調データの供給が遅れる分、Ｇの発光期間におけるパネル透過率は低下してしまう。これに対し、ここでは第１フィールドにおけるパネル透過率を‘１０’、第２フィールドにおけるパネル透過率を‘２５５’とすることで、パネル透過率をより早く高めることを可能としている。即ち、液晶パネル２００の位置によって異なる変換規則（即ち、異なる変換テーブル１２０ａ）を用いることで、出力階調データの供給が遅れる場合でも、Ｇの発光期間におけるパネル透過率を十分に高めた状態とすることを可能としている。以上の結果、液晶パネル２００では、より明るい表示が可能となる。

尚、液晶パネル２００の位置によって液晶の制御を変更することで、単色に限らず、上述したＹのような中間色の表示の際にも、本実施形態の効果が得られる。即ち、より明るく、より適切な色調での表示が可能となる。

上述したように、本実施形態では、発光期間に対応した入力階調データを、発光期間より多く規定されるフィールドに対応した出力階調データに変換することで、液晶パネル２００の液晶をより細かく制御することを可能としている。即ち、フレーム単位で入力される色調データを、フィールドの数であるｎ（但し、ｎは自然数）個の階調データに変換して出力することで、より適切な液晶制御を可能としている。尚、本実施形態では５つのフィールドを規定する場合を説明したが、更に多くのフィールドを規定してもよい。即ち、フィールドの数を６以上とすることで、より細かな制御が行えるようにすることも可能である。

また、規定されたフィールドを分割することによっても、効果を高めることが可能である。例えば、規定されたフィールドのうち発光期間を含むフィールドを、発光期間と重ならない第１サブフィールドと、発光期間と重なる第２サブフィールドとに分割し、サブフィールド毎に表示用データを供給することで、より明るさを向上させるような制御を行うことが可能である。より具体的には、第１サブフィールドにおいて、液晶パネル２００の画素部の２行を組として、同時に表示用データを供給し、第２サブフィールドにおいて、２行のうち片方の行に再度表示用データを供給する。この方法によれば、第１サブフィールドでは、複数行の画素部に対して表示用データが供給されるため、一行ずつ供給する場合と比較して、供給時間が半分で済む。またこの時点で解像度は劣っているものの、同一色調の光で照射すべき表示用データが画面全体に供給されているため、光を照射しても混色は起きない。よって第２サブフィールドの間、光を照射し続けられるので、より明るい表示が可能となる。

逆に、フィールド数を減らすことで、制御の高度複雑化を防止することもできる。例えば、フィールドの数を４とすれば、上述したフィールドの数が５つの場合と比較して、制御は簡単化される。

以上説明したように、本実施形態に係る駆動方法によれば、液晶パネル２００における表示をより明るくし、より適切な色調に近付けることが可能である。

＜電気光学装置＞
次に、本実施形態に係る駆動回路が適用される電気光学装置の構成について、図１１及び図１２を参照して説明する。ここに図１１は、本実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図であり、図１２は、図１１のＨ−Ｈ´線断面図である。尚、以下では本発明の電気光学装置の一例として、駆動回路内蔵型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。

図１１及び図１２において、本実施形態に係る液晶装置では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、例えば石英基板、ガラス基板、シリコン基板等の透明基板である。対向基板２０も、ＴＦＴアレイ基板１０と同様に、透明基板である。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が封入されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されている。

シール材５２は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてＴＦＴアレイ基板１０上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔（即ち、基板間ギャップ）を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。

シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。

周辺領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び外部回路接続端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路１０４は、この一辺に隣接する２辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域１０ａの両側に設けられた二つの走査線駆動回路１０４間をつなぐため、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜５３に覆われるようにして複数の配線１０５が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０上には、対向基板２０の４つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材１０７で接続するための上下導通端子１０６が配置されている。これらにより、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な導通をとることができる。

図１２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、配向膜が形成されている。画素電極９ａは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板２０上には、格子状又はストライプ状の遮光膜２３が形成された後に、その全面に亘って対向電極２１が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極２１は、ＩＴＯ膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極９ａと対向電極２１とが対面するように配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には、液晶層５０が形成されている。液晶層５０は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。

尚、図１１及び図１２に示したＴＦＴアレイ基板１０上には、これらのデータ線駆動回路１０１、走査線駆動回路１０４等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。

＜電子機器＞
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図１３は、プロジェクタの構成例を概略的に示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。

図１３に示されるように、プロジェクタ１１００内部には、ＲＧＢの３原色に夫々対応したＬＥＤ１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂが設けられている。ＬＥＤ１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂは、例えば６０Ｈｚの周期で夫々順次に光を投射する。ＬＥＤ１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂから射出された投射光は、夫々合成プリズム３００に入射した後、ライトバルブとしての液晶パネル２００に対して出射される。

液晶パネル２００の構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給される信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、液晶パネル２００によって変調された光は、投射レンズ４００を介して投影される。これにより、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。

本実施形態に係るプロジェクタ１１００では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各原色に対応するＬＥＤ１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂが設けられているため、カラーフィルタを設けなくともよい。よって、コストの削減が可能な他、投射光がカラーフィルタを通過しないため、高輝度が得られる。

尚、図１３を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う表示装置の駆動方法及び駆動回路、並びに電気光学装置及び電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

実施形態に係る駆動回路の構成を示すブロック図である。 緑色を表示する際の液晶制御に係る比較例を示すグラフである。 緑色を表示する際の液晶制御を示すグラフである。 変換部において用いられる変換テーブルの一例を示すテーブル図である。 変換テーブルによる変換工程を示す工程図である。 変換テーブルを三次元座標で示す概念図である。 黄色を表示する際の液晶制御に係る比較例を示すグラフである。 黄色を表示する際の液晶制御を示すグラフである。 液晶パネルにおける異なる位置での液晶制御に係る比較例である。 液晶パネルにおける異なる位置での液晶制御を示すグラフである。 実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 図１１のＨ−Ｈ´線断面図である。 電気光学装置を適用した電子機器の一例たるプロジェクタの構成を示す平面図である。

符号の説明

１０…ＴＦＴアレイ基板、１０ａ…画像表示領域、２０…対向基板、５０…液晶層、１１０…光源、１２０…変換部、１３０…コントローラ、１４０…フレームメモリ、２００…液晶パネル

Claims (15)

1. 色調が互いに異なる複数の光を、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射する照射工程と、
   前記複数の画素部の各々に対する前記複数の光別の入力階調データを、フレームの単位で、該フレームが前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように分割されてなる複数のフィールド別の出力階調データに、変換する変換工程と、
   前記変換された出力階調データを、前記画素部の各々に前記複数のフィールド毎に順次供給する供給工程と
   を備えることを特徴とする表示装置の駆動方法。
2. 前記変換工程は、前記出力階調データに応じて前記複数の画素部の各々で表示される際の明るさ及び色調の少なくとも一方が、前記入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方に近付くように設定された所定の変換規則に従って、前記入力階調データを前記出力階調データに変換することを特徴とする請求項１に記載の表示装置の駆動方法。
3. 前記複数のフィールドを、前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように設定する設定工程を更に含み、
   前記変換工程は、前記入力階調データを、前記設定された複数のフィールド別の出力階調データに変換する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置の駆動方法。
4. 前記複数のフィールドを、前記表示領域で表示される際の明るさ及び色調の少なくとも一方が前記入力階調データにより示される明るさ及び色調の少なくとも一方に近付くように、前記入力階調データに応じて設定する設定工程を更に備え、
   前記変換工程は、前記入力階調データを、複数のフィールド別の出力階調データに変換する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動方法。
5. 前記複数のフィールドは、前記複数の光源の各々に係る発光期間の数の二倍以上となるように規定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
6. 前記画素部は液晶を含んでおり、
   前記複数のフィールドは、前記液晶の応答時間に基づいて規定される
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
7. 前記画素部は液晶を含んでおり、
   前記変換規則は、前記液晶の応答時間に基づいて設定される
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
8. 前記画素部は液晶を含んでおり、
   該液晶は、ツイステッドネマチック液晶である
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
9. 前記複数のフィールドは、前記表示領域における前記画素部の位置毎に規定されることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
10. 前記変換規則は、前記表示領域における前記画素部の位置毎に設定されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
11. 前記複数の光に係る発光期間の各々は、対応する前記複数のフィールドの各々よりも短いことを特徴とする請求項１から１０に記載の表示装置の駆動方法。
12. 前記出力階調データを、一時的に保存する工程を更に備え、
    前記供給工程は、前記保存された出力階調データを、前記画素部に順次供給する
    ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の表示装置の駆動方法。
13. 色調が互いに異なる複数の光を、複数の画素部を有する表示領域に対して時分割で照射する照射手段と、
    前記複数の画素部の各々に対する前記複数の光別の入力階調データを、フレームの単位で、該フレームが前記複数の光に係る発光期間の数より多くなるように且つ時間軸上で連続するように分割されてなる複数のフィールド別の出力階調データに、変換する変換手段と、
    前記変換された出力階調データを、前記画素部の各々に前記複数のフィールド毎に順次供給する供給手段と
    を備えることを特徴とする表示装置の駆動回路。
14. 請求項１３に記載の駆動回路を具備してなることを特徴とする電気光学装置。
15. 請求項１４に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。

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