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図面 (20)

課題

消費電力を抑制し、かつ表示装置画質劣化を低減させる表示装置及び電子機器を提供する。

解決手段

画像表示パネルは、第1副画素、第2副画素、第3副画素及び第4副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、第1列の次列に配列する第2副画素を含む第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む。第3列は、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一行において行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素が第3副画素及び第4副画素を交互に配置している。そして、1つの走査線は、選択可能な第3列の副画素が、第3副画素及び第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている。

概要

背景

近年、携帯電話及び電子ペーパー等のモバイル機器向け等の表示装置需要が高くなっている。表示装置では、1つの画素が複数の副画素を備え、当該複数の副画素がそれぞれ異なる色の光を出力し、当該副画素の表示のオン及びオフ切り換えることで、1つの画素で種々の色を表示させている。このような表示装置は、解像度及び輝度といった表示特性も年々向上してきている。しかし、解像度が高くなるにしたがって開口率が低下してくるため、高輝度を達成しようとした場合、バックライトの輝度を高くする必要があり、バックライトの消費電力が増大するという問題がある。これを改善するため、従来の赤、緑、青の副画素に第4の副画素である白副画素を加える技術がある(例えば、特許文献1)。この技術は、白副画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値下げ、消費電力を低減する。

また、画像表示パネル駆動方式として、カラム反転駆動方式、ライン反転駆動方式ドット反転駆動方式フレーム反転駆動方式などの駆動方式が知られている。カラム反転駆動方式は、副画素又は副画素が組み合わされた画素の隣り合う1ライン(列)が互いに基準の電位に対して電位が異なるように、電圧印加し、印加する当該電圧の極性を所定の周期反転する駆動方式である。これにより、ドット反転駆動方式に比較して、カラム反転駆動方式は信号線における充放電が少なく低消費電力になることが知られている。

概要

消費電力を抑制し、かつ表示装置の画質劣化を低減させる表示装置及び電子機器を提供する。画像表示パネルは、第1副画素、第2副画素、第3副画素及び第4副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、第1列の次列に配列する第2副画素を含む第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む。第3列は、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一行において行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素が第3副画素及び第4副画素を交互に配置している。そして、1つの走査線は、選択可能な第3列の副画素が、第3副画素及び第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている。

目的

本開示は、消費電力を抑制し、かつ表示装置の画質劣化を低減させる表示装置及び電子機器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
2件

この技術が所属する分野

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請求項1

複数の副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、前記第1列の次列に配列され、第2副画素を含む第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む画像表示パネルと、前記画像表示パネルに画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、前記第1列、前記第2列及び前記第3列の各列に接続された信号線と、画像信号に基づいて、前記信号線に印加される電圧が隣り合う前記副画素間又は隣り合う前記画素間で異なり、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転するカラム反転駆動方式で前記表示機能を駆動する制御装置と、前記制御装置が前記副画素の各行を順次選択する走査線と、を備え、前記第3列において、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に配置され、かつ前記第3列の同一行において、前記第3副画素及び前記第4副画素が交互に配置され、前記走査線のそれぞれは、前記第3列において、選択する副画素として、隣り合う前記第3副画素及び隣り合う前記第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている、表示装置

請求項2

前記制御装置は、行方向に沿って並んだ1つおきの前記第3列の副画素に伝達する画像信号を同じ行の他の副画素よりも1水平画素分ずらして伝送する、請求項1に記載の表示装置。

請求項3

前記走査線は、隣接した両方の行の第3副画素又は隣接した両方の行の第4副画素に接続されている、請求項1又は2に記載の表示装置。

請求項4

前記同一行にある前記第3列の前記副画素が接続する前記走査線が交互に異なる、請求項1又は2に記載の表示装置。

請求項5

前記同一行にある前記副画素が接続する前記走査線が、画素毎に交互に異なる、請求項1又は2に記載の表示装置。

請求項6

前記画像表示パネルの上に装着又は一体化され、外部から近接する外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置をさらに備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の表示装置。

請求項7

複数の副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、前記第1列の次列に配列され、第2副画素を含む第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む画像表示パネルと、前記画像表示パネルに画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、前記第1列、前記第2列及び前記第3列の各列に設けられた信号線と、画像信号に基づいて、前記信号線に印加される電圧が隣り合う前記副画素間又は隣り合う前記画素間で異なり、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転するカラム反転駆動方式で前記表示機能を駆動する制御装置と、前記制御装置が前記副画素の各行を順次選択する走査線と、を備え、前記第3列において、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に配置され、かつ前記第3列の同一行において、前記第3副画素及び前記第4副画素が交互に配置され、前記走査線のそれぞれは、前記第3列において、選択する副画素として、隣り合う前記第3副画素及び隣り合う前記第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている、表示装置を有する電子機器

技術分野

0001

本開示は、表示装置及びその表示装置を備えた電子機器に関する。

背景技術

0002

近年、携帯電話及び電子ペーパー等のモバイル機器向け等の表示装置の需要が高くなっている。表示装置では、1つの画素が複数の副画素を備え、当該複数の副画素がそれぞれ異なる色の光を出力し、当該副画素の表示のオン及びオフ切り換えることで、1つの画素で種々の色を表示させている。このような表示装置は、解像度及び輝度といった表示特性も年々向上してきている。しかし、解像度が高くなるにしたがって開口率が低下してくるため、高輝度を達成しようとした場合、バックライトの輝度を高くする必要があり、バックライトの消費電力が増大するという問題がある。これを改善するため、従来の赤、緑、青の副画素に第4の副画素である白副画素を加える技術がある(例えば、特許文献1)。この技術は、白副画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値下げ、消費電力を低減する。

0003

また、画像表示パネル駆動方式として、カラム反転駆動方式、ライン反転駆動方式ドット反転駆動方式フレーム反転駆動方式などの駆動方式が知られている。カラム反転駆動方式は、副画素又は副画素が組み合わされた画素の隣り合う1ライン(列)が互いに基準の電位に対して電位が異なるように、電圧印加し、印加する当該電圧の極性を所定の周期反転する駆動方式である。これにより、ドット反転駆動方式に比較して、カラム反転駆動方式は信号線における充放電が少なく低消費電力になることが知られている。

先行技術

0004

特開2010−33014号公報
特公平5−43118号公報

発明が解決しようとする課題

0005

第4の副画素を加えた画像表示パネルは、画素当たりの面積が大きくなるため、より高精細とする要望がある。そこで、液晶表示パネルは、第1副画素、第2副画素及び第3副画素の3列を順に並べる配置とし、第3列は、第3副画素及び第4副画素が行方向に交互に並べるようにした。その結果、第4の副画素を加えても画素面積の増大を抑制でき、高精細にできる。しかし、特許文献2の技術を適用して、より消費電力を抑制しようとする場合、クロストークとよばれる画質の低下(劣化)を招く可能性がある。

0006

本開示は、消費電力を抑制し、かつ表示装置の画質劣化を低減させる表示装置及び電子機器を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本開示の表示装置は、複数の副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、前記第1列の次列に配列され、第2副画素を含む第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む画像表示パネルと、前記画像表示パネルに画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、前記第1列、前記第2列及び前記第3列の各列に接続された信号線と、画像信号に基づいて、前記信号線に印加される電圧が隣り合う前記副画素間又は隣り合う前記画素間で異なり、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転するカラム反転駆動方式で前記表示機能を駆動する制御装置と、前記制御装置が前記副画素の各行を順次選択する走査線と、を備える。前記第3列において、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に配置され、かつ前記第3列の同一行において、前記第3副画素及び前記第4副画素が交互に配置され、前記走査線のそれぞれは、前記第3列において、選択する副画素として、隣り合う前記第3副画素及び隣り合う前記第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている。

0008

本開示の電子機器は、本開示の表示装置を備える。

図面の簡単な説明

0009

図1は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
図2は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。
図3は、本実施形態に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路概念図である。
図4は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現HSV色空間の概念図である。
図5は、再現HSV色空間の色相彩度との関係を示す概念図である。
図6は、本実施形態に係る画像表示パネルの回路パターンを説明するための模式図である。
図7は、図6のVII−VII線断面図である。
図8は、カラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。
図9は、カラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。
図10は、カラム反転駆動方式で駆動した場合の信号線電位と、画素電位との関係を説明するための模式図である。
図11は、比較例に係る画像表示パネルに生じるクロストークを説明するための模式図である。
図12は、比較例に係る画像表示パネルの画素配列を示す模式図である。
図13は、比較例に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の副画素の状態を説明するための模式図である。
図14は、比較例に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の共通電極の信号の波形を説明するための模式図である。
図15は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す模式図である。
図16は、本実施形態に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の副画素の状態を説明するための模式図である。
図17は、本実施形態に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の共通電極の信号の波形を説明するための模式図である。
図18は、本実施形態の第1変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。
図19は、本実施形態の第2変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。
図20は、本実施形態の第3変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。
図21は、本実施形態の第4変形例に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。
図22は、本実施形態の第4変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。
図23は、本実施形態の第5変形例に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。
図24は、本実施形態の第5変形例に係るカラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。
図25は、本実施形態の第5変形例に係るカラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。
図26は、タッチ検出装置が前記画像表示パネルの上に一体化される本実施形態に係る表示装置の概念図である。
図27は、タッチ検出装置が前記画像表示パネルの上に装着される本実施形態に係る表示装置の概念図である。
図28は、図12に示す比較例に係る表示装置がタッチ検出装置に作用するノイズの一例を説明する説明図である。
図29は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図30は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図31は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図32は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図33は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図34は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図35は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図36は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図37は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図38は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図39は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図40は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。
図41は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

実施例

0010

以下、発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は次の順序で行う。
1.表示装置の構成
2.表示装置の処理動作
3.変形例
4.適用例(電子機器)
5.本開示の態様

0011

[1.表示装置の構成]
図1は、本実施形態に係る表示装置の構成の一例を示すブロック図である。図2は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。図3は、本実施形態に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。

0012

図1に示すように、表示装置10は、表示装置10の各部に信号を送り、動作を制御する信号処理部20と、信号処理部20から出力された出力信号に基づいて画像を表示させる画像表示パネル30と、画像表示パネル30の駆動を制御する画像表示パネル駆動回路40と、画像表示パネル30を背面から照明する面状光源装置50と、面状光源装置50の駆動を制御する面状光源装置制御回路60と、を備える。なお、表示装置10は、特許文献の、特開2011−154323号公報に記載されている画像表示装置組立体と同様の構成であり、特開2011−154323号公報に記載されている各種変形例が適用可能である。

0013

信号処理部20は、画像表示パネル30及び面状光源装置50の動作を制御する演算処理部である。信号処理部20は、画像表示パネル30を駆動するための画像表示パネル駆動回路40、及び、面状光源装置50を駆動するための面状光源装置制御回路60と接続されている。信号処理部20は、外部から入力される入力信号を処理して出力信号及び面状光源装置制御信号を生成する。つまり、信号処理部20は、入力信号の入力HSV色空間の入力値(入力信号)を、第1の色、第2の色、第3の色及び第4の色で再現される再現HSV色空間の再現値(出力信号)に変換して生成し、生成した出力信号を画像表示パネル30に出力する。信号処理部20は、生成した出力信号を画像表示パネル駆動回路40に出力し、生成した面状光源装置制御信号を面状光源装置制御回路60に出力する。

0014

図2図3に示すように、画像表示パネル30は、画素48が、P0×Q0個(行方向にP0個、列方向にQ0個)、2次元マトリクス状に配列されている。図2図3に示す例は、XYの2次元座標系に複数の画素48がマトリクス状に配列されている例を示している。この例において、行方向がX方向、列方向はY方向である。

0015

画素48は、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49B又は第4副画素49Wとを有する。第1副画素49Rは、第1原色(例えば、赤色)を表示する。第2副画素49Gは、第2原色(例えば、緑色)を表示する。第3副画素49Bは、第3原色(例えば、青色)を表示する。第4副画素49Wは、第4の色(具体的には白色)を表示する。以下において、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bと、第4副画素49Wとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素49という。

0016

表示装置10は、より具体的には、透過型カラー液晶表示装置である。画像表示パネル30は、カラー液晶表示パネルであり、第1副画素49Rと画像観察者との間に第1原色を通過させる第1カラーフィルタが配置され、第2副画素49Gと画像観察者との間に第2原色を通過させる第2カラーフィルタが配置され、第3副画素49Bと画像観察者との間に第3原色を通過させる第3カラーフィルタが配置されている。また、画像表示パネル30は、第4副画素49Wと画像観察者との間にカラーフィルタが配置されていない。第4副画素49Wには、カラーフィルタの代わりに透明な樹脂層が備えられていてもよい。このように画像表示パネル30は、透明な樹脂層を設けることで、第4副画素49Wにカラーフィルタを設けないことによって第4副画素49Wに大きな段差が生じることを抑制することができる。

0017

画像表示パネル30は、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49B又は第4副画素49Wとを含む副画素を組み合わせた画素48A及び画素48Bがマトリクス状に配置されている。そして、画像表示パネル30は、図2及び図3に示すように、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bを有する画素48Aと、第1副画素49R、第2副画素49G及び第4副画素49Wを有する画素48Bとが行方向及び列方向にそれぞれ交互に配列されている。画像表示パネル30は、第1副画素49Rを並べた第1列と、この第1列の次列に配列する第2副画素49Gを並べた第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が繰り返し配列されている。第3列は、第3副画素49B及び第4副画素49Wが行方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一列において、第3副画素49B及び第4副画素49Wが列方向に交互に配置されている。

0018

一般的には、ストライプ配列に類似した配列は、パーソナルコンピュータ等においてデータや文字列を表示するのに好適である。これに対して、モザイク配列に類似した配列は、ビデオカメラレコーダ又はデジタルスチルカメラ等において自然画を表示するのに好適である。

0019

画像表示パネル駆動回路40は、本実施形態の制御装置であって、信号出力回路41及び走査回路42を備えている。画像表示パネル駆動回路40は、信号出力回路41によって映像信号を保持し、順次、画像表示パネル30に出力する。信号出力回路41は、信号線DTLによって画像表示パネル30と電気的に接続されている。画像表示パネル駆動回路40は、走査回路42によって、画像表示パネル30における副画素を選択し、副画素の動作(光透過率)を制御するためのスイッチング素子(例えば、薄膜トランジスタ(TFT;Thin Film Transistor))のオン及びオフを制御する。走査回路42は、走査線SCLによって画像表示パネル30と電気的に接続されている。

0020

図3に示すように、第1副画素49Rを並べた第1列と、この第1列の次列に配列する第2副画素49Gを並べた第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が繰り返し配列されている。第3列では、第3副画素49B(49B’)及び第4副画素49W(49W’)が行方向に交互に並べられており、第1副画素49R及び第2副画素49Gと比較して人間の視感度の低い、青色の第3副画素49Bの輝度を第4の副画素49Wの輝度で補うことができる。また、第3列の同一行において、行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素49は、第3副画素49B’及び第4副画素49Wを交互に配置している。また、第3列の同一行において、行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素49は、第3副画素49B及び第4副画素49W’を交互に配置している。第3列の同一行にある、第3副画素49B’と、第4副画素49Wとは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。第3列の同一行にある、第3副画素49Bと、第4副画素49W’とは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。その結果、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第3副画素49B及び第3副画素49B’である。又は、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第4副画素49W及び第4副画素49W’である。

0021

面状光源装置50は、画像表示パネル30の背面に配置され、画像表示パネル30に向けて光を照射することで、画像表示パネル30を照明する。面状光源装置50は、画像表示パネル30の全面に光を照射し、画像表示パネル30を明るくする。面状光源装置制御回路60は、面状光源装置50から出力する光の光量等を制御する。具体的には、面状光源装置制御回路60は、信号処理部20から出力される面状光源装置制御信号に基づいて面状光源装置50に供給する電圧又はduty比を調整することで、画像表示パネル30を照射する光の光量(光の強度)を制御する。次に、表示装置10、より具体的には信号処理部20が実行する処理動作について説明する。

0022

[2.表示装置の処理動作]
図4は、本実施形態の表示装置で再現可能な再現HSV色空間の概念図である。図5は、再現HSV色空間の色相と彩度との関係を示す概念図である。信号処理部20は、外部から表示する画像の情報である入力信号が入力される。入力信号は、各画素に対して、その位置で表示する画像(色)の情報を入力信号として含んでいる。具体的には、P0×Q0個の画素48がマトリクス状に配置された画像表示パネル30において、第(p、q)番目の画素48(ただし、1≦p≦P0、1≦q≦Q0)に対して、信号値がx1−(p、q)の第1副画素49Rの入力信号、信号値がx2−(p、q)の第2副画素49Gの入力信号及び信号値がx3−(p、q)の第3副画素49Bの入力信号(図1参照)が含まれる信号が信号処理部20に入力される。

0023

図1に示す信号処理部20は、入力信号を処理することで、第1副画素49Rの表示階調を決定するための第1副画素の出力信号(信号値X1−(p、q))、第2副画素49Gの表示階調を決定するための第2副画素の出力信号(信号値X2−(p、q))、第3副画素49Bの表示階調を決定するための第3副画素の出力信号(信号値X3−(p、q))及び第4副画素49Wの表示階調を決定するための第4副画素の出力信号(信号値X4−(p、q))を生成し、画像表示パネル駆動回路40に出力する。

0024

表示装置10は、画素48に第4の色(白色)を出力する第4副画素49Wを備えることで、図4に示すように、HSV色空間(再現HSV色空間)における明度ダイナミックレンジを広げることができる。つまり、図4に示すように、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bが表示することのできる円柱形状のHSV色空間に、彩度Sが高くなるほど明度Vの最大値が低くなる略台形形状となる立体が載っている形状となる。

0025

信号処理部20は、第4の色(白色)を加えることで、拡大されたHSV色空間における彩度Sを変数とした明度の最大値Vmax(S)が、信号処理部20に記憶されている。つまり、信号処理部20は、図4に示すHSV色空間の立体形状について、彩度及び色相の座標(値)毎に明度の最大値Vmax(S)の値を記憶している。入力信号は、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの入力信号を有するため、入力信号のHSV色空間は、円柱形状、つまり、再現HSV色空間の円柱形状部分と同じ形状となる。

0026

次に、信号処理部20は、少なくとも第1副画素49Rの入力信号(信号値x1−(p、q))及び伸張係数αに基づいて、第1副画素49Rの出力信号(信号値X1−(p、q))を算出し、第1副画素49Rへ出力する。また、信号処理部20は、少なくとも第2副画素49Gの入力信号(信号値x2−(p、q))及び伸張係数αに基づいて第2副画素49Gの出力信号(信号値X2−(p、q))を算出し、第2副画素49Gへ出力する。また、信号処理部20は、少なくとも第3副画素49Bの入力信号(信号値x3−(p、q))及び伸張係数αに基づいて第3副画素49Bの出力信号(信号値X3−(p、q))を算出し、第3副画素49Bへ出力する。さらに、信号処理部20は、第1副画素49Rの入力信号(信号値x1−(p、q))、第2副画素49Gの入力信号(信号値x2−(p、q))及び第3副画素49Bの入力信号(信号値x3−(p、q))に基づいて第4副画素49Wの出力信号(信号値X4−(p、q))を算出し、第4副画素49Wへ出力する。

0027

具体的には、信号処理部20は、第1副画素49Rの伸張係数α及び第4副画素49Wの出力信号に基づいて第1副画素49Rの出力信号を算出し、第2副画素49Gの伸張係数α及び第4副画素49Wの出力信号に基づいて第2副画素49Gの出力信号を算出し、第3副画素49Bの伸張係数α及び第4副画素49Wの出力信号に基づいて第3副画素49Bの出力信号を算出する。

0028

つまり、信号処理部20は、χを表示装置に依存した定数としたとき、第(p、q)番目の画素(又は第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの組)への第1副画素49Rの出力信号である信号値X1−(p、q)、第2副画素49Gの出力信号である信号値X2−(p、q)及び第3副画素49Bの出力信号である信号値X3−(p、q)を、次に示す式(1)〜式(3)から求める。

0029

X1−(p、q)=α・x1−(p、q)−χ・X4−(p、q)・・・(1)

0030

X2−(p、q)=α・x2−(p、q)−χ・X4−(p、q)・・・(2)

0031

X3−(p、q)=α・x3−(p、q)−χ・X4−(p、q)・・・(3)

0032

信号処理部20は、第4の色を加えることで拡大されたHSV色空間における彩度Sを変数とした明度の最大値Vmax(S)を求め、複数の画素48における副画素49の入力信号値に基づき、これらの複数の画素48における彩度S及び明度V(S)を求める。

0033

彩度S及び明度V(S)は、S=(Max−Min)/Max及びV(S)=Maxで表される。彩度Sは0から1までの値をとることができ、明度V(S)は0から(2n−1)までの値をとることができる。nは、表示階調ビット数である。また、Maxは、画素48への第1副画素49Rの入力信号値、第2副画素49Gの入力信号値及び第3副画素49Bの入力信号値のうち、最大値である。Minは、画素48への第1副画素49Rの入力信号値、第2副画素49Gの入力信号値及び第3副画素49Bの入力信号値のうち、最小値である。また、色相Hは、図5に示すように0°から360°で表される。0°から360°に向かって、赤(Red)、黄色(Yellow)、緑(Green)、シアン(Cyan)、青(Blue)、マゼンタ(Magenta)、赤となる。

0034

本実施形態において、信号値X4−(p、q)は、Min(p、q)と伸張係数αとの積に基づき求めることができる。具体的には、下記の式(4)に基づいて信号値X4−(p、q)を求めることができる。式(4)では、Min(p、q)と伸張係数αとの積をχで除しているが、これに限定するものではない。χについては後述する。また、伸張係数αは、1画像表示フレ−ム毎に決定される。

0035

X4−(p、q)=Min(p、q)・α/χ・・・(4)

0036

一般に、第(p、q)番目の画素において、第1副画素49Rの入力信号(信号値x1−(p、q))、第2副画素49Gの入力信号(信号値x2−(p、q))及び第3副画素49Bの入力信号(信号値x3−(p、q))に基づき、円柱のHSV色空間における彩度(Saturation)S(p、q)及び明度(Brightness)V(S)(p、q)は、次の式(5)、式(6)から求めることができる。

0037

S(p、q)=(Max(p、q)−Min(p、q))/Max(p、q)・・・(5)

0038

V(S)(p、q)=Max(p、q)・・・(6)

0039

ここで、Max(p、q)は、(x1−(p、q)、x2−(p、q)、x3−(p、q))の3個の副画素49の入力信号値の最大値であり、Min(p、q)は、(x1−(p、q)、x2−(p、q)、x3−(p、q))の3個の副画素49の入力信号値の最小値である。本実施形態ではn=8とした。すなわち、表示階調ビット数を8ビット(表示階調の値を0から255の256階調)とした。

0040

白色を表示する第4副画素49Wには、カラーフィルタが配置されていない。第1副画素49Rに第1副画素49Rの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第2副画素49Gに第2副画素49Gの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力され、第3副画素49Bに第3副画素49Bの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの、画素48又は画素48の群が備える第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの集合体の輝度をBN1−3とする。また、画素48又は画素48の群が備える第4副画素49Wに、第4副画素49Wの出力信号の最大信号値に相当する値を有する信号が入力されたときの第4副画素49Wの輝度BN4としたときを想定する。すなわち、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの集合体によって最大輝度の白色が表示され、この白色の輝度がBN1−3で表される。すると、χを表示装置に依存した定数としたとき、定数χは、χ=BN4/BN1−3で表される。

0041

具体的には、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの集合体に、次の表示階調の値を有する入力信号として、信号値x1−(p、q)=255、信号値x2−(p、q)=255、信号値x3−(p、q)=255が入力されたときにおける白色の輝度BN1−3に対して、第4副画素49Wに表示階調の値255を有する入力信号が入力されたと仮定したときの輝度BN4は、例えば、1.5倍である。すなわち、本実施形態にあっては、χ=1.5である。

0042

ところで、信号値X4−(p、q)が、上述した式(4)で与えられる場合、Vmax(S)は、次の式(7)、式(8)で表すことができる。

0043

S≦S0の場合、
Vmax(S)=(χ+1)・(2n−1)・・・(7)

0044

S0<S≦1の場合:
Vmax(S)=(2n−1)・(1/S)・・・(8)
ここで、S0=1/(χ+1)である。

0045

このようにして得られた、第4の色を加えることによって拡大されたHSV色空間における彩度Sを変数とした明度の最大値Vmax(S)が、例えば、信号処理部20に一種ルックアップ・テ−ブルとして記憶されている。あるいは、拡大されたHSV色空間における彩度Sを変数とした明度の最大値Vmax(S)は、都度、信号処理部20において求められる。

0046

次に、第(p、q)番目の画素48における出力信号である信号値X1−(p、q)、X2−(p、q)、X3−(p、q)、X4−(p、q)の求め方(伸張処理)を説明する。次の処理は、(第1副画素49R+第4副画素49W)によって表示される第1原色の輝度、(第2副画素49G+第4副画素49W)によって表示される第2原色の輝度、(第3副画素49B+第4副画素49W)によって表示される第3原色の輝度の比を保つように行われる。しかも、色調を保持(維持)するように行われる。さらには、階調−輝度特性ガンマ特性、γ特性)を保持(維持)するように行われる。また、いずれかの画素48又は画素48の群において、入力信号値のすべてが0である場合又は小さい場合、このような画素48又は画素48の群を含めることなく、伸張係数αを求めればよい。

0047

(第1工程)
まず、信号処理部20は、複数の画素48における副画素49の入力信号値に基づき、これらの複数の画素48における彩度S及び明度V(S)を求める。具体的には、第(p、q)番目の画素48への第1副画素49Rの入力信号である信号値x1−(p、q)、第2副画素49Gの入力信号である信号値x2−(p、q)、第3副画素49Bの入力信号である信号値x3−(p、q)に基づき、式(7)及び式(8)からS(p、q)、V(S)(p、q)を求める。信号処理部20は、この処理を、すべての画素48に対して行う。

0048

(第2工程)
次いで、信号処理部20は、複数の画素48において求められたVmax(S)/V(S)に基づき伸張係数α(S)を求める。

0049

α(S)=Vmax(S)/V(S)・・・(9)

0050

(第3工程)
次に、信号処理部20は、第(p、q)番目の画素48における信号値X4−(p、q)を、少なくとも、信号値x1−(p、q)、信号値x2−(p、q)及び信号値x3−(p、q)に基づいて求める。本実施形態にあっては、信号処理部20は、信号値X4−(p、q)を、Min(p、q)、伸張係数α及び定数χに基づいて決定する。より具体的には、信号処理部20は、上述したとおり、信号値X4−(p、q)を、上記の式(4)に基づいて求める。信号処理部20は、P0×Q0個の全画素48において信号値X4−(p、q)を求める。

0051

(第4工程)
その後、信号処理部20は、第(p、q)番目の画素48における信号値X1−(p、q)を、信号値x1−(p、q)、伸張係数α及び信号値X4−(p、q)に基づき求め、第(p、q)番目の画素48における信号値X2−(p、q)を、信号値x2−(p、q)、伸張係数α及び信号値X4−(p、q)に基づき求め、第(p、q)番目の画素48における信号値X3−(p、q)を、信号値x3−(p、q)、伸張係数α及び信号値X4−(p、q)に基づき求める。具体的には、信号処理部20は、第(p、q)番目の画素48における信号値X1−(p、q)、信号値X2−(p、q)及び信号値X3−(p、q)を、上記の式(1)〜(3)に基づいて求める。

0052

信号処理部20は、式(4)に示したとおり、Min(p、q)の値を伸張係数αによって伸張する。このように、Min(p、q)の値が伸張係数αによって伸張されることで、白色表示副画素(第4副画素49W)の輝度が増加するだけでなく、上記式に示すとおり、赤色表示副画素、緑色表示副画素及び青色表示副画素(それぞれ第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bに対応する)の輝度も増加する。このため、色のくすみが発生するといった問題を回避することができる。すなわち、Min(p、q)の値が伸張されていない場合と比較して、Min(p、q)の値が伸張係数αによって伸張されることで、画像全体として輝度はα倍となる。したがって、例えば、静止画等の画像表示を高輝度で行うことができ、好適である。

0053

第(p、q)番目の画素48における信号値X1−(p、q)、信号値X2−(p、q)、信号値X3−(p、q)及び信号値X4−(p、q)は、α倍に伸張されている。このため、表示装置10は、画素48の輝度を、伸張されていない状態の画素48の輝度と同じ輝度とするためには、面状光源装置50の輝度を、伸張係数αに基づき減少させればよい。具体的には、面状光源装置50の輝度を、(1/α)倍とすればよい。信号処理部20は、第(p、q)番目の画素48における信号値X1−(p、q)、信号値X2−(p、q)、信号値X3−(p、q)及び信号値X4−(p、q)を出力するよう、後述するセレクタ信号SELR、SELG、SELB(SELW)を演算する。

0054

横電界モードの液晶表示装置の例>
図6は、本実施形態に係る画像表示パネルの回路パターンを説明するための模式図である。図7は、図6のVII−VII線断面図である。画像表示パネル30は、図7に示すように、画素基板70Aと、この画素基板70Aの表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板70Bと、画素基板70Aと対向基板70Bとの間に挿設された液晶層70Cとを備えている。なお、画素基板70Aの液晶層70Cとは反対側の面には、バックライトとして上述した面状光源装置50(図1参照)が配置されている。

0055

液晶層70Cは、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、FFS(Fringe Field Switching(フリンジフィールドスイッチング))又はIPS(In-Plane Switching:インプレーンスイッチング)等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。液晶層70Cは、例えば、TN(Twisted Nematic:ツイテッドマティック)、VA(Vertical Alignment:垂直配向)、ECB(Electrically Controlled Birefringence:電界制御複屈折)等の各種モードの液晶であってもよい。なお、図7に示す液晶層70Cと画素基板70Aとの間、及び液晶層70Cと対向基板70Bとの間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。

0056

対向基板70Bは、透光性基板75と、当該透光性基板75の一方の面に形成されたカラーフィルタ76を含む。カラーフィルタ76は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の4色に着色された色領域を含む。カラーフィルタ76は、開口部(図示省略)に例えば赤(R)、緑(G)、青(B)、白(W)の4色に着色された色領域を周期的に配列して、各画素にR、G、B、Wの4色の色領域を1組にして画素として対応付けられている。カラーフィルタ76は、TFT基板71と垂直な方向において、液晶層70Cと対向する。なお、カラーフィルタ76は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタ76は、緑(G)の色領域の輝度が、赤(R)の色領域及び青(B)の色領域の輝度よりも高い。なお、ブラックマトリクスが画素の外周を覆うように形成されていてもよい。このブラックマトリクスは、二次元配置された副画素と副画素との境界に配置されることで、格子形状となる。そして、ブラックマトリクスは、光の吸収率が高い材料で形成される。なお本実施の形態では、透光性基板75としてガラス基板を用いるが、これに限定されない。透光性基板75として、ガラス基板に代えて、プラスティック基板等を用いてもよい。

0057

画素基板70Aは、回路基板としてのTFT基板71と、このTFT基板71上にマトリクス状に配設された複数の画素電極72と、TFT基板71及び画素電極72の間に形成された共通電極COMLと、画素電極72と共通電極COMLとを絶縁する絶縁層74と、を含む。共通電極COMLは、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide:ITO)等の透光性導電材料透光性導電酸化物)で形成される透光性電極である。なお本実施の形態では、透光性導電材料の例としてITOを挙げたが、これに限定されない。透光性導電材料として、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:IZO)等の別の組成を有する導電材料を用いてもよい。

0058

TFT基板71には、上述した各副画素の薄膜トランジスタTrが形成された半導体層92、各画素電極72に画素信号を供給する信号線DTL、薄膜トランジスタTrを駆動する走査線SCL等の配線が絶縁層74を介して積層されている。このため、共通電極COMLには、信号線DTLとカップリング容量Cが作用する。なお本実施の形態では、画素電極72のスイッチング素子としてTFTを用いるが、これに限定されない。画素電極72のスイッチング素子として、TFTに代えて、薄膜ダイオード(Thin Film Diode)等の素子を用いてもよい。

0059

信号線DTLは、TFT基板71の表面と平行な平面に延在し、画素に画像を表示するための画素信号を供給する。半導体層92は、一部が信号線DTLと接し、他の一部が信号線DTLと同一の層に形成された台座配線90と接している。本開示において、走査線SCLは、アルミニウム等の金属の配線である第1金属配線であり、信号線DTLは、アルミニウム等の金属の配線である第2金属配線であり、台座配線90は、アルミニウム等の金属の配線である第3金属配線である。絶縁層74は、走査線SCLと半導体層92との接触する部分又は信号線DTLと半導体層92との接触する部分であるコンタクト部25a及びコンタクト部90a(コンタクトホール)を除いて絶縁する。

0060

半導体層92と、信号線DTLと、走査線SCLとは、TFT基板71の表面に垂直な方向(Z方向)の異なる層に形成されている。信号線DTLと、台座配線90とは、TFT基板71の表面に垂直な方向(Z方向)の同じ層に形成されている。

0061

信号線DTLのコンタクト部25aは、半導体層92における、薄膜トランジスタTrのソース電極又はドレイン電極の一方に接続されている。また、半導体層92は、台座配線90を介して画素電極72と接続されている。台座配線90のコンタクト部90aは、半導体層92における、薄膜トランジスタTrのソース電極又はドレイン電極の他方に接続されている。図3に示すように、走査線SCLは、半導体層92における、薄膜トランジスタTrのゲートに接続されている。

0062

ここで、上述したように、走査線SCLと信号線DTLとは、線状の金属配線であり、互いに略直交する向きで立体交差するように配置されている。図6に示すように、台座配線90は、Z方向において、走査線SCLに沿った第1方向(X方向)と信号線DTLに沿った第2方向(Y方向)とに囲まれる領域の縁部に配置されている。

0063

図6に示す、本実施形態に係る画像表示パネル30は、TFT基板71、走査線SCL、半導体層92、信号線DTL、共通電極COML、画素電極72の順に、Z方向に積層されている。また、本実施形態に係る画像表示パネル30は、半導体層92がZ方向において走査線SCLと信号線DTLとの間の平面に配置されているボトムゲート構造である。なお本実施形態の薄膜トランジスタTrは、薄膜トランジスタTrのゲートに接続される走査線SCLが半導体層92の下方に配置されるボトムゲート構造であるが、薄膜トランジスタTrの構造はこれに限定されない。当該薄膜トランジスタTrは、ゲート及び当該ゲートに電気的に接続される走査線SCLが、半導体層92の上方に配置されるトップゲート構造であってもよい。

0064

<カラム反転駆動方式>
液晶表示パネルの駆動方式として、カラム反転駆動方式、ライン反転駆動方式、ドット反転駆動方式、フレーム反転駆動方式などの駆動方式が知られている。カラム反転駆動方式は、副画素又は副画素が組み合わされた画素の隣り合う1ライン(列)が互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転する駆動方式である。これにより、ドット反転駆動方式に比較して、カラム反転駆動方式の駆動方式は信号線における充放電が少なく低消費電力になることが知られている。信号処理部20は、特公平5−43118号公報に記載されている各種回路が適用可能である。

0065

図8及び図9は、カラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。図10は、カラム反転駆動方式で駆動した場合の信号線電位と、画素電位との関係を説明するための模式図である。例えば、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49B(第4副画素49W)とに対応する行方向の副画素毎に、例えば共通電極の電位を基準電位とした場合、基準電位に対して高い電位(以下プラス(+)極性という。)と、基準電位に対して低い電位(以下マイナス(—)極性という。)とで、図8に示す印加状態PCoddと図9に示す印加状態PCevenの状態を交互に繰り返す。本実施形態では、基準電位を共通電極の電位としたが、基準電位は、共通電極の電位に限定されず、所定の電位であればよい。このように、カラム反転駆動方式は、副画素49の隣り合う1ライン(列)が互いに基準の電位に対して電位が異なるように、電圧を印加し、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転する。そして、隣り合う信号線は、互いに異なる電圧(例えば逆極性)が印加され、印加する当該電圧の極性が所定の周期で反転される。

0066

図10に示すように、図8に示す印加状態PCoddの期間Foddと図9に示す印加状態PCevenの状態の期間Fevenとは、書き込み期間Fgを境に交互に繰り返している。図11は、比較例に係る画像表示パネルに生じるクロストークを説明するための模式図である。図12は、比較例に係る画像表示パネルの画素配列を示す模式図である。図13は、比較例に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の副画素の状態を説明するための模式図である。図14は、比較例に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の共通電極の信号の波形を説明するための模式図である。ここで、図11に示すように、画像表示パネル30は、中央に第3副画素49Bのみを点灯したウインドウ画像30Wを表示する。そして、画像表示パネル30は、ウインドウ画像30Wの両側に、例えば、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bを点灯させ、赤(R)、緑(G)及び青(B)のそれぞれの色味数値が同じ数値を持つ色味のニュートラルグレー領域などを表示した中間色表示30Cを表示する。図10に示すように、画素電位の極性反転周期と、信号線電位の極性反転周期とは、期間Fodd又は期間Fevenとほぼ一致する。

0067

図12に示すように、比較例に係る画像表示パネルは、第3列の同一行にある、第3副画素49Bと、第4副画素49Wとは、同じ走査線SCLに接続されている。例えば、図12及び図13に示すように、走査回路42が走査線SCLのうちGateN+1を選択する場合、SigBevenの副画素49Bは、プラス(+)極性の電位を有しており、前回選択された上の段の副画素49Wは、黒表示なので0Vとされ、電圧の変化として増加(プラス)である。SigBoddの副画素49Wは、黒表示なので0Vであり、前回選択された上の段の副画素49Bは、マイナス(−)極性の電位であることから、電圧の変化として増加(プラス)である。

0068

上述したように、共通電極COMLには、信号線DTLとカップリング容量Cが作用している。そうすると、図14に示すように、SigBevenの副画素49B及びSigBoddの副画素49Wの変化、つまり電圧の増加に引きずられて、共通電極COMLは、増加方向に電位の変化が生じることになる。ここで、副画素49Bのセレクタ信号SELBの期間の終了時Toffまでに、クロストーク成分の電圧VcomQが収束しない場合、電圧差GQが、第4副画素49Wの実効電圧を大きくしてしまい、中間色表示30Cに本来生じない画像が発現する可能性がある。なお、第4副画素49Wの輝度の変動は、他の副画素49の輝度の変動よりも大きく影響しやすい傾向にある。

0069

また、隣り合う信号線DTLが互いに逆極性の電圧が印加され、印加される当該電圧の極性が所定の周期で反転する場合、共通電極COMLは、増加方向に電位の変化が生じることになる。なお、画像表示パネル30は、セレクタ信号SELR、SELGに応じて、副画素49R、49Gが副画素49Bと共に点灯し、マゼンタ、シアンといった色をウインドウ画像30Wに表示している場合でも、クロストーク成分の電圧VcomQが収束しない場合、電圧差GQが、第4副画素49Wの実効電圧を大きくしてしまい、中間色表示30Cに本来生じない画像が発現する可能性がある。

0070

図15は、本実施形態に係る画像表示パネルの画素配列を示す模式図である。図16は、本実施形態に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の副画素の状態を説明するための模式図である。図17は、本実施形態に係る画像表示パネルの中央に単色表示をした場合の共通電極の信号の波形を説明するための模式図である。

0071

図15に示すように、本実施形態に係る画像表示パネル30は、第3列の同一行にある、第3副画素49Bと、第4副画素49Wとは、同じ走査線SCLに接続されておらず、例えば、走査線SCLのうちGateNには、第4副画素49W及び第4副画素49W’が接続されている。このように、走査線SCLは、隣接した両方の行の第4副画素49W及び第4副画素49W’が選択可能である。信号処理部20は、走査線SCLのうちGateNで選択されている、第1副画素49R、第2副画素49G、第4副画素49Wよりも、1水平画素ずれている画像信号を第4副画素49W’に送出している。同様に、走査線SCLのうちGateN+1は、第3副画素49B及び第3副画素49B’が接続されている。このように走査線SCLは、隣接した両方の行の第3副画素49B及び第3副画素49B’が選択可能である。信号処理部20は、走査線SCLのうちGateN+1で選択されている、第1副画素49R、第2副画素49G、第3副画素49Bよりも、1水平画素ずれている画像信号を第3副画素49B’に送出している。

0072

例えば、図15及び図16に示すように、走査回路42が走査線SCLのうちGateN+1を選択する場合、SigBevenの第3副画素49Bは、プラス(+)極性の電位を有しており、前回選択された上の段の第4副画素49Wは、黒表示なので0Vとされ、電圧の変化として増加(プラス)である。SigBoddの第3副画素49B’はマイナス(−)極性の電位であり、前回選択された上の段の第4副画素49W’が黒表示なので0Vとされ、電圧の変化として減少(マイナス)である。そうすると、図17に示すように、SigBevenの副画素49B及びSigBoddの副画素49B’の変化がプラスマイナス打ち消し合い、共通電極COMLの電位の変化が抑制される。

0073

以上説明したように、1つの走査線SCLは、選択可能な第3列の副画素49が、第3副画素49B及び第3副画素49B’である。また、次行の1つの走査線SCLは、選択可能な第3列の副画素49が、第4副画素49W及び第4副画素49W’である。この構造により、共通電極COMLには、信号線DTLとカップリング容量Cが作用しても、カップリング容量の増加と減少とが打ち消し合う。その結果、表示装置10は、信号処理部20が信号線DTLをカラム反転駆動しても、共通電極COMLの電位の変化が抑制される。

0074

図17に示すように、副画素49Bの表示選択SELB期間が終了時Toffまでに、クロストーク成分の電圧VcomQが収束しているので、中間色表示30Cに本来生じない画像が発現する可能性を抑制できる。その結果、ウインドウ画像30Wの表示の有無によって画素電位の1フレーム当たり実効電位の変化も小さい。このように、本実施形態に係る表示装置10は、カラム反転駆動方式により駆動する場合に、ウインドウ画像30Wの表示の有無によって画素電位の1フレーム当たりの実効電位の変化を抑制することができる。そして、表示装置10は、ドット反転駆動よりもカラム反転駆動する方が、消費電力を抑制することができる。なお、本実施形態に係る画像表示パネル30は、セレクタ信号SELR、SELGに応じて、副画素49R及び副画素49Gが副画素49Bと共に点灯し、マゼンタ、シアンといった色をウインドウ画像30Wに表示している場合でも、クロストーク成分の電圧VcomQが抑制されており、中間色表示30Cに本来生じない画像が発現する可能性が低減する。

0075

<効果>
以上説明したように、表示装置10は、赤、緑、青の第1副画素49R、第2副画素49G、第3副画素49B及び第3副画素49B’に第4の副画素49W及び第4の副画素49W’である白副画素を加えることができる。このため、白副画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値を下げ、消費電力を低減する。また、表示装置10は、カラム反転駆動方式での駆動を行う。このため、信号線DTL毎の充放電が抑制され、より消費電力が低減する。

0076

画像表示パネル30は、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの3列を順に並べる配置とし、第3列は、第3副画素49B及び第4副画素49Wが行方向に交互に並べるようにした。その結果、第4副画素49Wを加えても画素面積を抑制でき、高精細にできる。また表示装置10では、信号処理部20がカラム反転駆動方式での駆動を行うことにより、隣り合う信号線DTLにおいて互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転される。これにより、消費電力を抑制することができる。そして、表示装置10は、クロストークとよばれる画質の低下(劣化)を抑制することができる。

0077

[3.変形例]
(第1変形例)
図18は、本実施形態の第1変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。本実施形態の第1変形例に係る表示装置は、同じ行にある第3列の画素48A及び画素48Bを挟んで、副画素49R’、副画素49G’、副画素49B’、副画素49R、副画素49G、副画素49Bとが接続する走査線SCLと、副画素49R’、副画素49G’、副画素49W’、副画素49R、副画素49G、副画素49Wとが接続する走査線SCLとが交互配列されている。第3列の同一行において、行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素49は、第3副画素49B’及び第4副画素49Wを交互に配置している。また、第3列の同一行において、行方向に沿う方向に隣り合う第3列同士の副画素49は、第3副画素49B及び第4副画素49W’を交互に配置している。第3列の同一行にある、第3副画素49B’と、第4副画素49Wとは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。第3列の同一行にある、第3副画素49Bと、第4副画素49W’とは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。その結果、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第3副画素49B及び第3副画素49B’である。又は、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第4副画素49W及び第4副画素49W’である。本実施形態の第1変形例に係る、表示装置は、赤、緑、青の第1副画素49R、第1副画素49R’、第2副画素49G、第2副画素49G’、第3副画素49B、第3副画素49B’に白副画素である第4副画素49W、第4副画素49W’を加えることができる。このため、白副画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値を下げ、消費電力を低減する。また、表示装置10は、カラム反転駆動方式での駆動を行う。このため、信号線DTL毎の充放電が抑制され、より消費電力が低減する。

0078

画像表示パネル30は、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの3列、第1副画素49R’、第2副画素49G’及び第3副画素49B’の3列を順に並べる配置とし、第3列は、第3副画素49B及び第4副画素49W’が列方向に沿う方向に交互に並び、第3副画素49B’及び第4副画素49Wが列方向に沿う方向に交互に並ぶようにしている。その結果、第4副画素49W及び第4副画素49W’を加えても画素面積を抑制でき、高精細にできる。また表示装置10では、信号処理部20がカラム反転駆動方式での駆動を行うことにより、隣り合う信号線DTLにおいて互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転される。これにより、消費電力を抑制することができる。そして、表示装置10は、クロストークとよばれる画質の低下(劣化)を抑制することができる。

0079

(第2変形例)
図19は、本実施形態の第2変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。画像表示パネル30の画素48A及び画素48Bは、白色の第1副画素49Wを並べた第1列と、この第1列の次列に配列する緑色の第2副画素49Gを並べた第2列と、前記第1列と前記第2列との間に配列される第3列と、が繰り返し配列されている。第3列は、青色の第3副画素49B及び赤色の第4副画素49Rが行方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一列において、第3副画素49B及び第4副画素49Rが列方向に交互に配置されている。このような配列とすることにより、白色の第1副画素49Wの輝度が高くなり、より明るい画像表示パネルにすることができる。

0080

(第3変形例)
図20は、本実施形態の第3変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。画像表示パネル30の画素48A及び画素48Bは、赤色の第1副画素49Rを並べた第1列と、この第1列の次列に配列する緑色の第2副画素49Gを並べた第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が繰り返し配列されている。第3列は、青色の第3副画素49B及び黄色の第4副画素49Yが行方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一列において、第3副画素49B及び第4副画素49Yが列方向に交互に配置されている。第4副画素49Yは、例えば黄色のカラーフィルタを画像観察者との間に配置している。このような配列とすることにより、より色表現の幅に広い画像表示パネルにすることができる。

0081

(第4変形例)
図21は、本実施形態の第4変形例に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。図22は、本実施形態の第4変形例に係る表示装置の画像表示パネル及び画像表示パネル駆動回路の概念図である。画像表示パネル30の画素48A及び画素48Bは、赤色の第1副画素49Rを含む第1列と、この第1列の次列に配列する第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が繰り返し、周期的に配列されている。第3列は、青色の第3副画素49B及び白色の第4副画素49Wが行方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一列において、第3副画素49B及び第4副画素49Wが列方向に交互に配置されている。第2列は、緑色の第2副画素49G及び黄色の第5副画素49Yが行方向に交互に並べられており、かつ第2列の同一列において、第2副画素49G及び第5副画素49Yが列方向に交互に配置されている。第5副画素49Yは、例えば黄色のカラーフィルタを画像観察者との間に配置している。このような配列とすることにより、より色表現の幅に広い画像表示パネルにすることができる。

0082

本実施形態の第4変形例に係る表示装置において、第3列の同一行にある、第3副画素49B’と、第4副画素49Wとは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。第3列の同一行にある、第3副画素49Bと、第4副画素49W’とは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。その結果、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第3副画素49B及び第3副画素49B’である。又は、1つの走査線SCLが選択する第3列の副画素49は、第4副画素49W及び第4副画素49W’である。第2列の同一行にある、第2副画素49G’と、第5副画素49Yは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。第2列の同一行にある、第2副画素49Gと、第5副画素49Y’とは、交互に異なる走査線SCLに接続されている。その結果、1つの走査線SCLが選択する第2列の副画素49は、第2副画素49G及び第2副画素49G’である。又は、1つの走査線SCLが選択する第2列の副画素49は、第5副画素49Y及び第5副画素49Y’である。本実施形態の第4変形例に係る、表示装置は、赤、緑、青の第1副画素49R、第2副画素49G、第2副画素49G’、第3副画素49B、第3副画素49B’、に白副画素である第4副画素49W、第4副画素49W’を加えることができる。このため、白副画素が輝度を向上させる分、バックライトの電流値を下げ、消費電力を低減する。また、本実施形態の第4変形例に係る、表示装置は、赤、緑、青の第1副画素49R、第2副画素49G、第2副画素49G’、第3副画素49B、第3副画素49B’、に黄色画素である第5副画素49Y、第5副画素49Y’を加えることができる。このような配列とすることにより、より色表現の幅に広い画像表示パネルにすることができる。また、表示装置10は、カラム反転駆動方式での駆動を行う。このため、信号線DTL毎の充放電が抑制され、より消費電力が低減する。

0083

画像表示パネル30は、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの3列、第1副画素49R、第2副画素49G’及び第3副画素49B’の3列を順に周期的に並べる配置としている。その結果、第4副画素49W、第4副画素49W’、第5副画素49Y及び第5副画素49Y’を加えても画素面積を抑制でき、高精細かつ色表現の幅に広い表示パネルにできる。また表示装置10では、信号処理部20がカラム反転駆動方式での駆動を行うことにより、隣り合う信号線DTLにおいて互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転される。これにより、消費電力を抑制することができる。そして、表示装置10は、クロストークとよばれる画質の低下(劣化)を抑制することができる。

0084

(第5変形例)
図23は、本実施形態の第5変形例に係る画像表示パネルの画素配列を示す図である。図24は、本実施形態の第5変形例に係るカラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。図25は、本実施形態の第5変形例に係るカラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。画像表示パネル30の画素48A及び画素48Bは、赤色の第5副画素49Rを含む第4列と、この第4列の次列に配列する緑色の第2副画素49Gを含む第1列と、この第1列の次列に配列する青色の第2副画素49Bを含む第2列と、第2列の次列に配列される第3列と、が繰り返し、周期的に配列されている。第3列は、黄色の第3副画素49Y及び白色の第4副画素49Wが行方向に交互に並べられており、かつ第3列の同一列において、第3副画素49Y及び第4副画素49Wが列方向に交互に配置されている。第3副画素49Yは、例えば黄色のカラーフィルタを画像観察者との間に配置している。このような配列とすることにより、より色表現の幅に広い画像表示パネルにすることができる。

0085

図24及び図25は、本実施形態の第5変形例に係るカラム反転駆動方式で駆動した表示領域を説明するための模式図である。例えば、第1から第4列に対応する行方向の画素48A及び画素48B毎にプラス(+)極性と、マイナス(—)極性となる電位で、図24に示す印加状態PCoddと図25に示す印加状態PCevenの状態を交互に繰り返す。そして、画素48A及び画素48Bが交互に並べられて1列となっており、隣合う画素48の1列は、互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性が所定の周期で反転される。このように、カラム反転駆動方式では、副画素49が組み合わされた画素の隣り合う1ライン(列)が互いに基準の電位に対して電位が異なるように、電圧を印加し、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転する。

0086

画像表示パネル30は、第5副画素49R、第1副画素49G、第2副画素49B及び第3副画素49Yの4列を順に並べる配置とし、第3列は、第3副画素49Y及び第4副画素49Wが行方向に交互に並べるようにした。その結果、第4副画素49Wを加えても画素面積を抑制でき、高精細にできる。また表示装置10では、信号処理部20がカラム反転駆動方式による駆動により、隣り合う画素48Aおよび画素48Bにおいて互いに逆極性の電圧が印加され、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転される。これにより、消費電力を抑制することができる。そして、表示装置10は、クロストークとよばれる画質の低下(劣化)を抑制することができる。

0087

(タッチ検出装置を備える表示装置)
図26は、タッチ検出装置が前記画像表示パネルの上に一体化される本実施形態に係る表示装置の概念図である。図26に示すように、表示装置10は、画素基板2と、この画素基板2の表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板3と、画素基板2と対向基板3との間に挿設された液晶層70Cとを備えている。

0088

液晶層70Cは、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、FFS又はIPS等の横電界モードの液晶を用いた液晶表示デバイスが用いられる。なお、図26に示す液晶層70Cと画素基板2との間、及び液晶層70Cと対向基板3との間には、それぞれ配向膜が配設されてもよい。

0089

また、対向基板3は、透光性基板75と、当該透光性基板75の一方の面に形成されたカラーフィルタ76とを含む。透光性基板75の他方の面には、タッチ検出装置1の検出電極であるタッチ検出電極TDLが形成され、さらに、このタッチ検出電極TDLの上には、偏光板78が配設されている。

0090

画素基板2は、回路基板としてのTFT基板71と、このTFT基板71上にマトリクス状に配設された複数の画素電極72と、TFT基板71及び画素電極72の間に形成された複数の共通電極COMLと、画素電極72と共通電極COMLとを絶縁する絶縁層74と、を含む。共通電極COMLは、TFT基板71の表面に対する垂直方向において、画素電極72に対向している。これにより、タッチ検出デバイスは、対向基板3に設けられた、共通電極COML及びタッチ検出電極TDLにより構成されている。タッチ検出電極TDLは、共通電極COMLの電極パターンの延在方向と交差する方向に延びるストライプ状の電極パターンから構成されている。そして、タッチ検出電極TDLは、TFT基板71の表面に対する垂直な方向において、共通電極COMLと対向している。タッチ検出電極TDLの各電極パターンは、タッチ検出部(図示省略)の入力にそれぞれ接続されている。共通電極COMLとタッチ検出電極TDLにより互いに交差した電極パターンは、その交差部分に静電容量を生じさせている。

0091

この構成により、タッチ検出装置1は、近接する物体を検出するタッチ検出動作を行う際、画像表示パネル駆動回路40が、制御装置として共通電極COMLをブロックごとに時分割的線順次走査するように駆動する。これにより、スキャン方向に共通電極COMLの1検出ブロックは、順次選択される。そして、近接する物体として指が接触(又は近接)した状態(接触状態)では、指によって形成される静電容量C2として共通電極COMLとタッチ検出電極TDLの交差部分に作用する静電容量を変化させる。タッチ検出装置1は、変化した静電容量をタッチ検出電極TDLからタッチ検出信号として出力する。このようにタッチ検出装置1は、1検出ブロック毎のタッチ検出が行われるようになっている。

0092

図27は、タッチ検出装置が前記画像表示パネルの上に装着される本実施形態に係る表示装置の概念図である。上記説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。表示装置10は、共通電極COMLとは別に、駆動電極COMLtを備えている。このため、共通電極COMLは、表示装置10の共通電極としてのみ機能し、駆動電極COMLtは、タッチ検出装置1Aの駆動電極として機能する。表示装置10は、画像表示パネルの上に、静電容量型のタッチ検出装置1Aを装着した装置である。

0093

図28は、図12に示す比較例に係る表示装置がタッチ検出装置に作用するノイズの一例を説明する説明図である。図28に示す縦軸は、画像表示パネルの上に、図27に示す静電容量型のタッチ検出装置1Aを装着した場合に、パネル表面がタッチ検出電極TDLに作用するノイズのピーク間電圧(V)の例を示している。図28に示すBlueは、副画素49Bのみを点灯して、タッチ検出電極TDLに作用する静電容量を示している。同様に、図28に示すRedは、副画素49Rのみを点灯して、タッチ検出電極TDLに作用する静電容量を示している。図28に示すGreenは、副画素49Gのみを点灯して、タッチ検出電極TDLに作用する静電容量を示している。図28に示すWhiteは、副画素49Wのみを点灯して、タッチ検出電極TDLに作用する静電容量を示している。

0094

図28に示すBlue及びWhiteは、Red及びGreenよりもノイズが大きい。これは、共通電極COMLの電位が、例えば上述した図14に示すクロストーク成分の電圧VcomQの影響で揺れることにより、ノイズが増加してしまっていると考えられる。上述したように、本実施形態に係る画像表示パネル30は、共通電極COMLの電位が安定し、タッチ検出電極TDLに作用する静電容量が低減する。その結果、本実施形態に係る表示装置10は、タッチ検出装置1Aに作用するノイズを低減できる。

0095

[4.適用例]
本開示の適用例として、上述した表示装置10を電子機器に適用した例を説明する。

0096

図29乃至図41は、本実施形態に係る表示装置を備えた電子機器の一例を示す図である。表示装置10は、テレビジョン装置ディジタルカメラノート型パーソナルコンピュータ携帯電話機等の携帯端末装置又はビデオカメラ等のあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、表示装置10は、外部から入力された映像信号又は内部で生成した映像信号を、画像又は映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

0097

(適用例1)
図29に示す電子機器は、表示装置10が適用されるテレビジョン装置である。当該テレビジョン装置は、例えば、フロントパネル511及びフィルターガラス512を含む映像表示画面部510を有しており、当該映像表示画面部510に、表示装置10が適用される。すなわち、当該テレビジョン装置の画面は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0098

(適用例2)
図30及び図31に示す電子機器は、表示装置10が適用されるディジタルカメラである。当該ディジタルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部521、表示部522、メニュースイッチ523及びシャッタータン524を有しており、表示部522には、表示装置10が適用されている。したがって、当該ディジタルカメラの表示部522は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0099

(適用例3)
図32に示す電子機器は、表示装置10が適用されるビデオカメラの外観を表すものである。当該ビデオカメラは、例えば、本体部531、当該本体部531の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ532、撮影時のスタートストップスイッチ533及び表示部534を有している。そして、表示部534には、表示装置10が適用されている。したがって、このビデオカメラの表示部534は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0100

(適用例4)
図33に示す電子機器は、表示装置10が適用されるノート型パーソナルコンピュータである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体541、文字等の入力操作のためのキーボード542及び画像を表示する表示部543を有している。表示部543は、表示装置10が適用されている。このため、当該ノート型パーソナルコンピュータの表示部543は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0101

(適用例5)
図34乃至図40に示す電子機器は、表示装置10が適用される携帯電話機である。当該携帯電話機は、例えば、上側筐体551と下側筐体552とを連結部(ヒンジ部)553で連結したものであり、ディスプレイ554、サブディスプレイ555、ピクチャーライト556及びカメラ557を有している。当該ディスプレイ554は、表示装置10が取り付けられている。このため、当該携帯電話機のディスプレイ554は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0102

(適用例6)
図41に示す電子機器は、携帯型コンピュータ多機能な携帯電話、音声通話可能な携帯コンピュータ又は通信可能な携帯コンピュータとして動作し、いわゆるスマートフォンタブレット端末と呼ばれることもある、情報携帯端末である。当該情報携帯端末は、例えば筐体561の表面に表示部562を有している。当該表示部562は、表示装置10が取り付けられている。当該表示部562は、画像を表示する機能の他に、タッチ動作を検出する機能を有していてもよい。

0103

[5.本開示の態様]
本開示は、次のような態様を含むことができる。

0104

(1)複数の副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、前記第1列の次列に配列され、第2副画素を含む第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む画像表示パネルと、
前記画像表示パネルに画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、
前記第1列、前記第2列及び前記第3列の各列に接続された信号線と、
画像信号に基づいて、前記信号線に印加される電圧が隣り合う前記副画素間又は隣り合う前記画素間で異なり、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転するカラム反転駆動方式で前記表示機能を駆動する制御装置と、
前記制御装置が前記副画素の各行を順次選択する走査線と、を備え、
前記第3列において、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に配置され、かつ前記第3列の同一行において、前記第3副画素及び前記第4副画素が交互に配置され、
前記走査線のそれぞれは、前記第3列において、選択する副画素として、隣り合う前記第3副画素及び隣り合う前記第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている、表示装置。

0105

(2)前記制御装置は、行方向に沿って並んだ1つおきの前記第3列の副画素に伝達する画像信号を同じ行の他の副画素よりも1水平画素分ずらして伝送する、前記(1)に記載の表示装置。

0106

(3)前記走査線は、隣接した両方の行の第3副画素又は隣接した両方の行の第4副画素に接続されている、前記(1)又は(2)に記載の表示装置。

0107

(4)前記同一行にある前記第3列の前記副画素が接続する前記走査線が交互に異なる、前記(1)又は(2)に記載の表示装置。

0108

(5)前記同一行にある前記副画素が接続する前記走査線が、画素毎に交互に異なる、前記(1)又は(2)に記載の表示装置。

0109

(6)前記画像表示パネルの上に装着又は一体化され、外部から近接する外部近接物体を検出可能なタッチ検出装置をさらに備える、前記(1)から(5)のいずれか1つに記載の表示装置。

0110

(7)複数の副画素を含む画素の配列であって、第1副画素を含む第1列と、前記第1列の次列に配列され、第2副画素を含む第2列と、前記第2列の次列に配列される第3列と、が周期的に配列された前記画素の配列を含む画像表示パネルと、
前記画像表示パネルに画像を表示する画像表示機能を有する表示機能層と、
前記第1列、前記第2列及び前記第3列の各列に設けられた信号線と、
画像信号に基づいて、前記信号線に印加される電圧が隣り合う前記副画素間又は隣り合う前記画素間で異なり、印加する当該電圧の極性を所定の周期で反転するカラム反転駆動方式で前記表示機能を駆動する制御装置と、
前記制御装置が前記副画素の各行を順次選択する走査線と、を備え、
前記第3列において、第3副画素及び第4副画素が当該第3列に沿う方向に交互に配置され、かつ前記第3列の同一行において、前記第3副画素及び前記第4副画素が交互に配置され、
前記走査線のそれぞれは、前記第3列において、選択する副画素として、隣り合う前記第3副画素及び隣り合う前記第4副画素のうち、どちらか一方に接続されている、表示装置を有する電子機器。

0111

本開示の表示装置は、カラム反転駆動方式で駆動できるので、低消費電力になる。また、本開示の表示装置は、クロストークを作用させる共通電極の信号を抑制できる。このため本開示の表示装置は、画質劣化を低減させ、より高輝度な画像又は映像を提供することができる。また、本開示の電子機器は、本開示の表示装置を備えるので、表示装置の消費電力を抑制し、かつ表示装置の画質劣化を低減させることができる。

0112

本開示によれば、消費電力を抑制し、かつ表示装置の画質劣化を低減させる表示装置及び電子機器を提供することができる。

0113

以上、本開示について説明したが、上述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。

0114

10表示装置
20信号処理部
30画像表示パネル
40 画像表示パネル駆動回路
41信号出力回路
42走査回路
48画素
48A 画素
48B 画素
49 副画素
49R 第1副画素
49G 第2副画素
49B 第3副画素
49W 第4副画素
50面状光源装置
60 面状光源装置制御回路

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