特許第6976687号(P6976687)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6976687
(24)【登録日】2021年11月12日
(45)【発行日】2021年12月8日
(54)【発明の名称】表示装置
(51)【国際特許分類】
   G02F 1/133 20060101AFI20211125BHJP
   G02F 1/1334 20060101ALI20211125BHJP
   G02F 1/13357 20060101ALI20211125BHJP
   G09G 3/20 20060101ALI20211125BHJP
   G09G 3/34 20060101ALI20211125BHJP
   G09G 3/36 20060101ALI20211125BHJP
【FI】
   G02F1/133 575
   G02F1/133 510
   G02F1/133 535
   G02F1/133 570
   G02F1/1334
   G02F1/13357
   G09G3/20 612U
   G09G3/20 621A
   G09G3/20 621E
   G09G3/20 621K
   G09G3/20 622P
   G09G3/20 623D
   G09G3/20 624E
   G09G3/20 641E
   G09G3/20 642J
   G09G3/34 J
   G09G3/36
【請求項の数】13
【全頁数】34
(21)【出願番号】特願2017-9535(P2017-9535)
(22)【出願日】2017年1月23日
(65)【公開番号】特開2018-120022(P2018-120022A)
(43)【公開日】2018年8月2日
【審査請求日】2019年8月1日
(73)【特許権者】
【識別番号】502356528
【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】特許業務法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】加藤 博文
【審査官】 岩村 貴
(56)【参考文献】
【文献】 特開2016−085452(JP,A)
【文献】 特開2006−003790(JP,A)
【文献】 特開2016−142988(JP,A)
【文献】 特開2015−069084(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2016/0109740(US,A1)
【文献】 特開2001−285908(JP,A)
【文献】 特開2014−174424(JP,A)
【文献】 中国実用新案第204479885(CN,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02F 1/133
G02F 1/13
G02F 1/1334
G02F 1/13357
G09G 3/20
G09G 3/34
G09G 3/36
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャラクタを表示する第1領域前記キャラクタの周辺領域である第2領域、前記第2領域に隣接する第3領域、及び、前記第2領域に隣接する第4領域を有し、前記第2領域及び前記第4領域が第1方向に並び、前記第2領域及び前記第3領域が前記第1方向と交差する第2方向に並んでいる表示領域と、前記第1領域に位置する第1画素電極と、前記第2領域に位置する第2画素電極と、前記第3領域に位置する第3画素電極と、前記第4領域に位置する第4画素電極と、前記表示領域に位置する共通電極と、前記表示領域に位置する高分子分散液晶を含む液晶層と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルに第1色の光を照射する第1光源と、前記表示パネルに前記第1色とは異なる第2色の光を照射する第2光源と、を備え、前記第1光源及び前記第2光源が前記表示パネルの端部と対向するように配置された光源ユニットと、
前記表示パネル及び前記光源ユニットをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記共通電極と前記第1画素電極との間及び前記共通電極と前記第2画素電極との間にそれぞれ散乱電圧を印加し、前記共通電極と前記第4画素電極との間に前記散乱電圧とは異なる透明電圧として第1透明電圧を印加し、前記共通電極と前記第3画素電極との間に前記透明電圧として前記第1透明電圧より小さい第2透明電圧を印加するとともに、前記光源ユニットを制御し、
キャラクタを表示する1フレーム期間において、前記液晶層は、前記第1領域において第1表示色の光を散乱し、前記第2領域において前記第1表示色とは異なる第2表示色の光を散乱する、表示装置。
【請求項2】
前記第1表示色及び前記第2表示色は、前記第1色、前記第2色、及び、前記第1色及び前記第2色を組み合わせた第3色のいずれかである、請求項1に記載の表示装置。
【請求項3】
前記コントローラは、前記第1表示色及び前記第2表示色の組み合わせを示す第1テーブルを格納している、請求項1または2に記載の表示装置。
【請求項4】
前記コントローラは、画像データに基づいて前記第1領域に表示するキャラクタの第1表示色を判定し、前記第1テーブルを参照して、前記第1表示色及び前記第2表示色を決定する、請求項3に記載の表示装置。
【請求項5】
前記第1画素電極及び前記第2画素電極は第1画素ライン上に位置し、前記第3画素電極は前記第1画素ラインとは異なる第2画素ライン上に位置している、請求項に記載の表示装置。
【請求項6】
前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び、前記第4画素電極は、同一画素ライン上に位置している、請求項に記載の表示装置。
【請求項7】
キャラクタを表示する第1領域、前記キャラクタの周辺領域である第2領域、前記第2領域に隣接する第3領域、及び、前記第2領域に隣接する第4領域を有し、前記第2領域及び前記第4領域が第1方向に並び、前記第2領域及び前記第3領域が前記第1方向と交差する第2方向に並んでいる表示領域と、前記第1領域に位置する第1画素電極と、前記第2領域に位置する第2画素電極と、前記第3領域に位置する第3画素電極と、前記第4領域に位置する第4画素電極と、前記表示領域に位置する共通電極と、前記表示領域に位置する高分子分散液晶を含む液晶層と、を備えた表示パネルと、
前記表示パネルに第1色の光を照射する第1光源と、前記表示パネルに前記第1色とは異なる第2色の光を照射する第2光源と、を備え、前記第1光源及び前記第2光源が前記表示パネルの端部と対向するように配置された光源ユニットと、
前記表示パネル及び前記光源ユニットをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、
前記第1画素電極、前記第2画素電極、及び、前記第4画素電極は、同一画素ライン上に位置し、
前記コントローラは、前記共通電極と前記第1画素電極との間及び前記共通電極と前記第2画素電極との間にそれぞれ散乱電圧を印加し、前記共通電極と前記第3画素電極との間に前記散乱電圧とは異なる透明電圧を印加し、前記共通電極と前記第4画素電極との間に前記透明電圧を印加するとともに、前記光源ユニットを制御し、
キャラクタを表示する1フレーム期間において、前記液晶層は、前記第1領域において第1表示色の光を散乱し、前記第2領域において前記第1表示色とは異なる第2表示色の光を散乱する、
前記液晶層は、前記第3領域及び前記第4領域において透明であり、
前記透明電圧は、第1透明電圧と、前記第1透明電圧より小さい第2透明電圧とを含み、
前記コントローラは、前記共通電極と前記第3画素電極との間に前記第2透明電圧を印加し、前記共通電極と前記第4画素電極との間に前記第1透明電圧を印加する表示装置。
【請求項8】
前記第2領域は、第1部分、前記第1部分に隣接する第2部分、及び、前記第2部分に隣接する第3部分を有し、
前記第1領域及び前記第2部分は、前記第1方向に並び、
前記第1部分、前記第2部分、及び、前記第3部分は、前記第2方向にこの順に並び、
前記コントローラは、前記第1領域及び前記第2部分に含まれる第1画素ライン数と、前記第1部分に含まれる第2画素ライン数と、前記第3部分に含まれる第3画素ライン数との組み合わせを示すテーブルを格納している、請求項1乃至のいずれか1項に記載の表示装置。
【請求項9】
前記コントローラは、画像データに基づいて前記第1領域に表示するキャラクタのサイズを判定し、前記テーブルを参照して、前記第1画素ライン数、前記第2画素ライン数、及び、前記第3画素ライン数を決定する、請求項に記載の表示装置。
【請求項10】
1フレーム期間は、第1期間と、第2期間と、を有し、
前記コントローラは、
前記第1期間において、前記共通電極と前記第1画素電極との間及び前記共通電極と前記第2画素電極との間にそれぞれ前記透明電圧を印加し、
前記第2期間において、前記共通電極と前記第1画素電極との間及び前記共通電極と前記第2画素電極との間にそれぞれ散乱電圧を印加する、請求項乃至のいずれか1項に記載の表示装置。
【請求項11】
前記コントローラは、前記第1期間において前記第1光源及び前記第2光源を消灯し、前記第2期間において前記第1光源及び前記第2光源の少なくとも一方を点灯する、請求項10に記載の表示装置。
【請求項12】
前記第2期間は、前記第1光源が点灯する第1サブフレーム期間と、前記第2光源が点灯する第2サブフレーム期間と、を有する、請求項11に記載の表示装置。
【請求項13】
前記第1表示色は、前記第2表示色の補色である、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、入射した光を拡散する拡散状態と入射した光を透過させる透過状態とを切り替え可能な高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal:以下、『PDLC』と称する場合がある)パネルを含み、画像を表示するとともに背景を透かして視認することが可能な表示装置が提案されている。このような表示装置においては、1フレーム期間が複数のサブフレーム期間を有し、サブフレーム期間毎に表示色を切り替えながら画像を表示することで多色表示が実現される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第2014/017344号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本実施形態の目的は、背景の視認性及び表示品位を向上することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一実施形態によれば、
第1領域及び前記第1領域を囲む第2領域を有する表示領域と、前記第1領域に位置する第1画素電極と、前記第2領域に位置する第2画素電極と、前記表示領域に位置する共通電極と、前記表示領域に位置する高分子分散液晶を含む液晶層と、を備えた表示パネルと、前記表示パネルに第1色の光を照射する第1光源と、前記表示パネルに前記第1色とは異なる第2色の光を照射する第2光源と、を備えた光源ユニットと、前記表示パネル及び前記光源ユニットをそれぞれ制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記共通電極と前記第1画素電極との間及び前記共通電極と前記第2画素電極との間にそれぞれ散乱電圧を印加するとともに、前記光源ユニットを制御し、前記液晶層は、前記第1領域において第1表示色の光を散乱し、前記第2領域において前記第1表示色とは異なる第2表示色の光を散乱する、表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1図1は、第1実施形態における表示装置の構成例を示す平面図である。
図2図2は、図1に示した表示装置の断面図である。
図3図3は、図1に示した表示装置の主要な構成要素を示す図である。
図4A図4Aは、透明状態の液晶層を模式的に示す図である。
図4B図4Bは、散乱状態の液晶層を模式的に示す図である。
図5A図5Aは、液晶層が透明状態である場合の表示パネルを示す断面図である。
図5B図5Bは、液晶層が散乱状態である場合の表示パネルを示す断面図である。
図6図6は、液晶層の散乱特性を示すグラフである。
図7A図7Aは、1ライン反転駆動の概要を表す図である。
図7B図7Bは、2ライン反転駆動の概要を表す図である。
図7C図7Cは、フレーム反転駆動の概要を表す図である。
図8図8は、表示走査におけるコモン電圧と信号線電圧の一例を示す図である。
図9図9は、透明走査におけるコモン電圧と信号線電圧の一例を示す図である。
図10図10は、透明走査におけるコモン電圧と信号線電圧の他の例を示す図である。
図11図11は、図3に示したタイミングコントローラの一構成例を示す図である。
図12図12は、対象領域内にキャラクタを表示している状態を示す表示装置DSPの平面図である。
図13図13は、図12に示した対象領域OAを説明するための図である。
図14図14は、図12の線XIII−XIIIに沿った表示パネルの断面図である。
図15A図15Aは、第1テーブルTB1の一例を示す図である。
図15B図15Bは、HSV色空間の色相(H)と彩度(S)との関係を示す概念図である。
図16図16は、第2テーブルTB2の一例を示す図である。
図17図17は、表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
図18図18は、表示動作の他の例を示すタイミングチャートである。
図19図19は、表示動作の他の例を示すタイミングチャートである。
図20図20は、本実施形態の処理の一例を示すフローチャートである。
図21A図21Aは、第1駆動例を示すタイミングチャートである。
図21B図21Bは、第2駆動例を示すタイミングチャートである。
図21C図21Cは、第3駆動例を示すタイミングチャートである。
図22図22は、変形例を示す表示装置DSPの平面図である。
図23図23は、図22に示した対象領域OAを説明するための図である。
図24図24は、図22に示した表示パネルの断面図である。
図25図25は、第3テーブルTB3の一例を示す図である。
図26図26は、他の対象領域OAを説明するための図である。
図27図27は、第2実施形態に係る表示装置の主要な構成要素を示す図である。
図28図28は、Vcom引き込み回路の一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、いくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【0008】
各実施形態においては、表示装置の一例として、高分子分散型液晶を適用した表示装置について説明する。各実施形態の表示装置は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末等の種々の装置に用いることができる。
【0009】
[第1実施形態]
図1は、本実施形態における表示装置DSPの構成例を示す平面図である。図中において、第1方向X及び第2方向Yは互いに交差する方向であり、第3方向Zは第1方向X及び第2方向Yと交差する方向である。一例では、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交しているが、互いに90度以外の角度で交差していても良い。本明細書において、第3方向Zを示す矢印の先端に向かう方向を上方(あるいは、単に上)と称し、矢印の先端から逆に向かう方向を下方(あるいは、単に下)と称する。
【0010】
表示装置DSPは、表示パネルPNL、配線基板F1乃至F5などを備えている。表示パネルPNLは、画像を表示する表示領域DA、及び、表示領域DAを囲む額縁状の非表示領域NDAを備えている。表示領域DAは、n本の走査線G(G1〜Gn)、m本の信号線S(S1〜Sm)などを備えている。なお、n及びmはいずれも正の整数であり、nがmと等しくても良いし、nがmとは異なっていても良い。複数の走査線Gは、それぞれ第1方向Xに延出し、第2方向Yに間隔をおいて並んでいる。複数の信号線Sは、それぞれ第2方向Yに延出し、第1方向Xに間隔をおいて並んでいる。
【0011】
表示パネルPNLは、第1方向Xに沿って延出した端部E1及びE2と、第2方向Yに沿って延出した端部E3及びE4とを有している。非表示領域NDAの幅について、端部E1と表示領域DAとの第2方向Yに沿った幅W1は、端部E2と表示領域DAとの第2方向Yに沿った幅W2より小さい。また、端部E3と表示領域DAとの第1方向Xに沿った幅W3は、端部E4と表示領域DAとの第1方向Xに沿った幅W4と同等である。また、幅W3及びW4の各々は、幅W2より小さい。また、幅W3及びW4の各々は、幅W1と同等であっても良いし、幅W1とは異なっていても良い。
【0012】
配線基板F1乃至F3は、この順に第1方向Xに並んでいる。配線基板F1は、ゲードドライバGD1を備えている。配線基板F2は、ソースドライバSDを備えている。配線基板F3は、ゲードドライバGD2を備えている。配線基板F1乃至F3は、それぞれ表示パネルPNL及び配線基板F4に接続されている。配線基板F5は、タイミングコントローラTCや電源回路PCなどを備えている。配線基板F4は、配線基板F5のコネクタCTに接続されている。なお、配線基板F1乃至F3は、単一の配線基板に置換されても良い。また、配線基板F1乃至F4は、単一の配線基板に置換されても良い。
図示した例では、端部E1の側から奇数番目の走査線GがゲートドライバGD2に接続され、偶数番目の走査線GがゲートドライバGD1に接続されているが、ゲードドライバGD1及びGD2と各走査線Gとの接続関係は図示した例に限らない。
【0013】
図2は、図1に示した表示装置DSPの断面図である。ここでは、第2方向Y及び第3方向Zによって規定されるY−Z平面における表示装置DSPの断面において、主要部のみを説明する。
【0014】
表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、表示機能層としての液晶層30などを備えている。第1基板SUB1は、透明基板10、画素電極11、配向膜12などを備えている。第2基板SUB2は、透明基板20、共通電極21、配向膜22などを備えている。画素電極11及び共通電極21は、例えばインジウム錫酸化物(ITO)やインジウム亜鉛酸化物(IZO)などの透明導電材料によって形成されている。液晶層30は、少なくとも表示領域DAに位置している。液晶層30は、高分子分散液晶を含み、配向膜12と配向膜22との間に位置している。本実施形態の液晶層30は、リバース型ポリマーディスパーズド液晶(R-PDLC:reverse mode polymer dispersed liquid crystal)を利用している。上記の液晶層30は、印加される電圧が所定の電圧よりも低い場合に入射される光の平行度を維持し、印加される電圧が所定の電圧よりも高い場合に入射される光を散乱させる。第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、シール40によって接着されている。第1基板SUB1は、透明基板20の端部E5よりも第2方向Yに延出した延出部EXを有している。
配線基板F1乃至F3は、第1基板SUB1の延出部EXに接続されている。
光源ユニットLUは、光源としての発光素子LS、配線基板F6などを備えている。発光素子LSは、表示パネルPNLあるいは液晶層30に向けて発光する。配線基板F6に接続され、延出部EXの上に位置している。発光素子LSは、端部E5と対向する発光部EMを有している。発光部EMから出射された照明光は、後述するように、端部E5から入射し、表示パネルPNLを伝播する。
【0015】
図3は、図1に示した表示装置DSPの主要な構成要素を示す図である。
表示装置DSPは、図中に点線で示すコントローラCNTを備えている。コントローラCNTは、タイミングコントローラTC、ゲートドライバGD1及びGD2、ソースドライバSD、Vcom回路VC、光源ドライバLSDなどを含む。
タイミングコントローラTCは、外部から入力された画像データや同期信号などに基づいて各種信号を生成する。一例では、タイミングコントローラTCは、画像データに基づき、所定の信号処理を行って生成した映像信号をソースドライバSDに出力する。また、タイミングコントローラTCは、同期信号に基づいて生成した制御信号を、ゲートドライバGD1及びGD2、ソースドライバSD、Vcom回路VC、光源ドライバLSDにそれぞれ出力する。タイミングコントローラTCの詳細については後述する。
【0016】
図中に一点鎖線で示す表示領域DAは、複数の画素PXを備えている。各画素PXは、スイッチング素子SW及び画素電極11を備えている。スイッチング素子SWは、走査線G及び信号線Sと電気的に接続されている。複数の画素電極11は、表示領域DAに位置し、マトリクス状に設けられている。1本の画素ラインPXLは、第1方向Xに一列に並んだ画素PXあるいは画素電極11によって構成されている。一例では、1本の画素ラインPXLを構成するすべての画素電極11は、同一の走査線Gと電気的に接続されている。画素電極11は、スイッチング素子SWを介して信号線Sに接続されている。共通電極21は、表示領域DAに位置している。共通電極21は、複数の画素電極11と対向している。なお、共通電極21は、少なくとも1つの画素ごとに区切られ、各々共通線に接続され共通の電位(コモン電圧)が印加される構成でもよい。走査線Gの各々には、ゲートドライバGD1またはGD2から走査信号が供給される。信号線Sの各々には、ソースドライバSDから映像信号が供給される。共通電極21には、Vcom回路VCからコモン電圧が供給される。信号線Sに供給された映像信号は、走査線Gに供給された走査信号に基づいてスイッチング素子SWが導通状態となった期間に、当該スイッチング素子SWに接続された画素電極11に印加される。以下の説明においては、画素電極11に映像信号を印加して画素電極11と共通電極21との間に電位差を形成することを、当該画素電極11を備える画素PXに映像信号を書き込む(或いは電圧を印加する)と記載することがある。
【0017】
光源ユニットLUは、少なくとも1つの発光素子LSを備えている。例えば、光源ユニットLUは、第1色の光を出射する発光素子(第1発光素子)LSRと、第2色の光を出射する発光素子(第2発光素子)LSGと、第3色の光を出射する発光素子(第3発光素子)LSBと、を備えている。一例では、第1色は赤色であり、第2色は緑色であり、第3色は青色である。
光源ドライバLSDは、外部からの輝度設定情報、データ変換部からの映像信号、タイミングコントローラからの制御信号などに従い、これらの発光素子LSR、LSG、LSBの点灯期間を制御する。後に詳述するが、1フレーム期間が複数のサブフレーム(フィールド)期間を有する駆動方式においては、各サブフレームにおいて3つの発光素子LSR、LSG、LSBのうちの少なくとも1つが点灯し、サブフレーム毎に照明光の色が切り替えられる。
【0018】
以下に、高分子分散液晶層である液晶層30を備えた表示装置の一構成例について説明する。
図4Aは、透明状態の液晶層30を模式的に示す図である。
液晶層30は、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32を含んでいる。液晶性ポリマー31は、例えば、液晶性モノマーが配向膜12及び22の配向規制力によって所定の方向に配向した状態で高分子化されることによって得られる。液晶性分子32は、液晶性モノマー内に分散されており、液晶性モノマーが高分子化された際に、液晶性モノマーの配向方向に依存して所定の方向に配向される。なお、配向膜12及び22は、第1方向X及び第2方向Yによって規定されるX−Y平面に沿って液晶性モノマー及び液晶性分子32を配向させる水平配向膜であっても良いし、第3方向Zに沿って液晶性モノマー及び液晶性分子32を配向させる垂直配向膜であっても良い。
【0019】
液晶性分子32は、正の誘電率異方性を有するポジ型であっても良いし、負の誘電率異方性を有するネガ型であっても良い。液晶性ポリマー31及び液晶性分子32は、それぞれ同等の光学異方性を有している。あるいは、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32は、それぞれ略同等の屈折率異方性を有している。つまり、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32の各々は、常光屈折率及び異常光屈折率が互いに略同等である。なお、常光屈折率及び異常光屈折率のいずれについても、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32のそれぞれの値が完全に一致していなくても良く、製造誤差などに起因したずれは許容される。また、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32の各々の電界に対する応答性は異なる。すなわち、液晶性ポリマー31の電界に対する応答性は、液晶性分子32の電界に対する応答性より低い。
【0020】
図4Aに示した例は、例えば、液晶層30に電圧が印加されていない状態(画素電極11と共通電極21との間の電位差がゼロである状態)、あるいは、液晶層30に後述する透明電圧が印加された状態に相当する。
【0021】
図4Aに示したように、液晶性ポリマー31の光軸Ax1及び液晶性分子32の光軸Ax2は、互いに平行となる。図示した例では、光軸Ax1及び光軸Ax2は、いずれも第3方向Zに平行である。ここでの光軸とは、偏光方向によらず屈折率が1つの値になるような光線の進行方向と平行な線に相当する。
【0022】
上記の通り、液晶性ポリマー31及び液晶性分子32は略同等の屈折率異方性を有しており、しかも、光軸Ax1及びAx2は互いに平行であるため、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zを含むあらゆる方向において、液晶性ポリマー31と液晶性分子32との間にほとんど屈折率差がない。このため、第3方向Zに沿って液晶層30に入射した光L1は、液晶層30内でほとんど散乱されることなく透過する。液晶層30は、光L1の平行度を維持することができる。同様に、第3方向Zに対して傾斜した斜め方向に入射した光L2及びL3についても、液晶層30内でほとんど散乱されることはない。このため、高い透明性が得られる。図4Aに示した状態を『透明状態』と称する。
【0023】
図4Bは、散乱状態の液晶層30を模式的に示す図である。
上記の通り、液晶性ポリマー31の電界に対する応答性は、液晶性分子32の電界に対する応答性より低い。このため、液晶層30に上記の透明電圧より高い電圧(後述の散乱電圧)が印加された状態では、液晶性ポリマー31の配向方向がほとんど変化しないのに対して、液晶性分子32の配向方向は電界に応じて変化する。つまり、図示したように、光軸Ax1は第3方向Zとほとんど平行であるのに対して、光軸Ax2は第3方向Zに対して傾斜している。このため、光軸Ax1及びAx2は、互いに交差する。したがって、第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zを含むあらゆる方向において、液晶性ポリマー31と液晶性分子32との間に大きな屈折率差が生ずる。これにより、液晶層30に入射した光L1乃至L3は、液晶層30内で散乱される。図4Bに示した状態を『散乱状態』と称する。
【0024】
図5Aは、液晶層30が透明状態である場合の表示パネルPNLを示す断面図である。
発光素子LSから出射された照明光L11は、端部E5から表示パネルPNLに入射し、透明基板20、液晶層30、透明基板10などを伝播する。液晶層30が透明状態である場合、照明光L11は、液晶層30でほとんど散乱されないため、透明基板10の下面10B及び透明基板20の上面20Tからほとんど漏れ出すことはない。
【0025】
表示パネルPNLに入射する外部光L12は、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過される。つまり、下面10Bから表示パネルPNLに入射した外部光は上面20Tから透過され、上面20Tから表示パネルPNLに入射した外部光は下面10Bから透過される。このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することができる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することができる。
【0026】
図5Bは、液晶層30が散乱状態である場合の表示パネルPNLを示す断面図である。
発光素子LSから出射された照明光L21は、端部E5から表示パネルPNLに入射し、透明基板20、液晶層30、透明基板10などを伝播する。図示した例では、画素電極11Aと共通電極21との間の液晶層30は透明状態であるため、照明光L21は、液晶層30のうち画素電極11Aと重なる領域でほとんど散乱されない。一方、画素電極11Bと共通電極21との間の液晶層30は散乱状態であるため、照明光L21は、液晶層30のうち画素電極11Bと重なる領域で散乱される。照明光L21のうち、一部の散乱光L211は上面20Tから透過され、また、一部の散乱光L212は下面10Bから透過される。
【0027】
画素電極11Aと重なる領域では、表示パネルPNLに入射する外部光L22は、図5Aに示した外部光L12と同様に、液晶層30でほとんど散乱されることなく透過される。画素電極11Bと重なる領域では、下面10Bから入射した外部光L23は、その一部の光L231が液晶層30で散乱された後に上面20Tから透過される。また、上面20Tから入射した外部光L24は、その一部の光L241が液晶層30で散乱された後に下面10Bから透過される。
【0028】
このため、ユーザは、表示パネルPNLを上面20T側から観察した場合には、画素電極11Bと重なる領域で照明光L21の色を視認することができる。加えて、一部の外部光L231が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして下面10B側の背景を視認することもできる。同様に、ユーザは、表示パネルPNLを下面10B側から観察した場合には、画素電極11Bと重なる領域で照明光L21の色を視認することができる。加えて、一部の外部光L241が表示パネルPNLを透過するため、ユーザは、表示パネルPNLを透かして上面20T側の背景を視認することもできる。なお、画素電極11Aと重なる領域では、液晶層30が透明状態であるため、照明光L21の色はほとんど視認されず、ユーザは、表示パネルPNLを透かして背景を視認することができる。
【0029】
図6は、液晶層30の散乱特性を示すグラフであり、液晶層30に印加される液晶印加電圧VLCと輝度との関係を表している。ここでの輝度は、例えば図5Bに示したように、発光素子LSから出射された照明光L21が液晶層30にて散乱した際に得られる散乱光L211の輝度に相当する。他の観点から言えば、この輝度は、液晶層30の散乱度を表している。
【0030】
液晶印加電圧VLCを0Vから上昇させていくと、液晶印加電圧VLCが8V程度を超えてから輝度は急峻に上昇し、液晶印加電圧VLCが20V程度を超えると、輝度は飽和する。なお、液晶印加電圧VLCが0Vから8Vの間においても、輝度は僅かに上昇する。本実施形態では、2点鎖線で囲った領域、すなわち8Vから16Vの範囲の電圧を各画素PXの階調表現(例えば256階調)に用いる。以下、8V<VLC≦16Vの液晶印加電圧を『散乱電圧』と呼ぶ。また、本実施形態では、一点鎖線で囲った領域、すなわち0V≦VLC≦8Vの液晶印加電圧を『透明電圧』と呼ぶ。ここでの透明電圧は、第1透明電圧及び第2透明電圧を含んでいる。なお、散乱電圧の下限値及び上限値、及び、透明電圧の下限値及び上限値は、ここで説明した例に限られず、液晶層30の散乱特性に応じて適宜に定め得る。
【0031】
例えば、散乱電圧の上限値である16Vでの輝度を100%とした場合、透明電圧は、輝度が10%未満となる液晶印加電圧VLCの範囲と定義することができる。あるいは、透明電圧は、最低階調に対応する電圧(図6の例では8V)以下の液晶印加電圧VLCと定義することもできる。一例では、第1透明電圧は8Vの液晶印加電圧VLCに相当し、第2透明電圧は0Vの液晶印加電圧VLCに相当する。あるいは、第1透明電圧は8V以下の液晶印加電圧VLCに相当し、第2透明電圧は第1透明電圧より小さい液晶印加電圧に相当する。あるいは、第2透明電圧は、最大散乱輝度を100%とした場合に、輝度が10%未満となる液晶印加電圧に相当し、第1透明電圧は、輝度が50%以下となる液晶印加電圧に相当する。液晶層30に透明電圧が印加された状態は、液晶層30に散乱性がほとんど出現しない状態に相当し、表示パネルPNLを透かして背景を視認できる程度の透明度を有している。
【0032】
一例では、透明電圧のうち、第2透明電圧が印加された場合の液晶層30の透明度は、第1透明電圧が印加された場合の液晶層30の透明度より高い。また、透明電圧が印加された場合の液晶層30の透明度は、散乱電圧が印加された場合の液晶層30の透明度より高い。散乱電圧が印加された場合に液晶層30を透過する光の散乱度は、透明電圧が印加された場合に液晶層30を透過する光の散乱度より高い。また、第1透明電圧が印加された場合に液晶層30を透過する光の散乱度は、第2透明電圧が印加された場合に液晶層30を透過する光の散乱度より高い。液晶層30を透過する光の平行度に着目すると、透明電圧が印加された場合の液晶層30の平行度は、散乱電圧が印加された場合の液晶層30の平行度より高い。また、第2透明電圧が印加された場合の液晶層30の平行度は、第1透明電圧が印加された場合の液晶層30の平行度より高い。
【0033】
なお、液晶層30に電圧を印加する際、液晶印加電圧VLCの極性が正極性(+)の場合と、負極性(−)の場合とがある。図6に示したグラフは、液晶印加電圧VLCの絶対値に相当する。
【0034】
表示装置DSPには、液晶印加電圧の極性を反転する極性反転駆動を適用することができる。図7A図7B、及び、図7Cは、極性反転駆動の概要を示す図である。
図7Aは、1本の走査線Gに接続された一群の画素PX(1画素ライン)ごとに、液晶印加電圧(画素PXに書き込む電圧)を正極性(+)と負極性(−)とで反転する1ライン反転駆動を表している。このような駆動方法においては、例えば、ゲートドライバGD1及びGD2が走査線Gに走査信号を供給する水平期間ごとに、共通電極21に供給されるコモン電圧の極性と、ソースドライバSDから信号線Sに供給される映像信号の極性(信号線電圧の極性)とが反転される。同じ水平期間において、コモン電圧の極性と映像信号の極性は、例えば逆である。
【0035】
図7Bは、2ラインごとに液晶印加電圧を正極性(+)と負極性(−)とで反転する2ライン反転駆動を表している。図7A及び図7Bの例に限られず、3つ以上の画素ラインごとに極性を反転してもよい。
【0036】
図7Cは、1つの画像データに応じた画像を表示する1フレーム期間ごとに液晶印加電圧を正極性(+)と負極性(−)とで反転するフレーム反転駆動を表している。このような駆動方法においては、例えば、1フレーム期間ごとに、コモン電圧の極性と、映像信号の極性とが反転される。同じ1フレーム期間において、コモン電圧の極性と映像信号の極性は、例えば逆である。
【0037】
図8は、図7Aに示した1ライン反転駆動を適用した表示走査において、共通電極21に供給されるコモン電圧Vcomと、信号線S(あるいは画素電極11)に供給される信号線電圧Vsigとの一例を示す図である。
信号線電圧Vsigに関しては、階調の最大値(max)に相当する波形と、階調の最小値(min)に相当する波形とを示している。ここでは、信号線電圧Vsig(min)の波形を実線で示し、基準電圧Vsig−cの波形は一点鎖線で示し、コモン電圧Vcomの波形を二点鎖線で示し、信号線電圧Vsig(max)の波形を破線で示している。この図の例において、コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsig(最大値の波形を参照)は、基準電圧Vsig−cを中心として、一水平期間Hごとに極性反転している。基準電圧Vsig−cは、例えば8Vである。コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsigの各々において、下限値は0Vであり、上限値は16Vである。
【0038】
なお、液晶印加電圧が正極性である場合とは、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの差(Vsig−Vcom)が0V又は正の電圧値となる場合に相当し、この場合の信号線電圧Vsigは基準電圧Vsig−c以上の電圧となる。液晶印加電圧が負極性である場合とは、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの差(Vsig−Vcom)が0V又は負の電圧値となる場合に相当し、この場合の信号線電圧Vsigは基準電圧Vsig−c以下の電圧となる。
【0039】
画素PXに正極性の液晶印加電圧を書き込む期間において、コモン電圧Vcomは0Vとなり、信号線電圧Vsigは8V以上かつ16V以下の範囲で、画像データが示す階調に応じた電圧値となる。一方、画素PXに負極性の電圧を書き込む期間において、コモン電圧Vcomは16Vとなり、信号線電圧Vsigは0V以上かつ8V以下の範囲で、画像データが示す階調に応じた電圧値となる。すなわち、いずれの場合でも、共通電極21と画素電極11との間には、8V以上かつ16V以下の電圧が印加される。
【0040】
図示した例では、信号線電圧Vsig(min)が8Vであり、コモン電圧Vcomが0Vまたは16Vである場合、液晶印加電圧は8Vとなり、この液晶印加電圧が第1透明電圧に相当する。また、8Vを超える液晶印加電圧が散乱電圧に相当する。散乱電圧は、図示したように、正極性の第1散乱電圧と、負極性の第2散乱電圧とを有する。正極性の第1散乱電圧とは、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの差(Vsig−Vcom)が+8Vより大きく+16V以下の電圧である。負極性の第2散乱電圧とは、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの差(Vsig−Vcom)が−8Vより小さく−16V以上の電圧である。
【0041】
図6に示したように、液晶印加電圧VLCが8Vであっても、液晶層30が0%〜10%程度の散乱度を有している。したがって、信号線電圧Vsigを階調の最小値とした場合であっても、表示パネルPNLに入射する光は僅かに散乱される。
本実施形態では、画素電極11と共通電極21との間の電圧を例えば階調の下限値よりも小さくする透明走査(後述する第1期間T1における走査)を画像表示のシーケンスに取り入れることで、表示パネルPNLの背景の視認性を向上させることができる。
【0042】
図9は、透明走査におけるコモン電圧Vcomと信号線電圧Vsigの一例を示す図である。ここでは、信号線電圧Vsigの波形を実線で示し、コモン電圧Vcomの波形を二点鎖線で示している。
【0043】
図8の例と同じく、コモン電圧Vcomは、一水平期間Hごとに0Vと16Vとに交互に切替っている。つまり、コモン電圧Vcomは、基準電圧Vsig−cに対してその極性が一水平期間Hごとに反転している。透明走査においては、信号線電圧Vsigの極性が、コモン電圧Vcomの極性と一致している。これにより、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの電位差が8V未満となり、液晶層30の透明度が増す。図9の例では、信号線電圧Vsigは、各水平期間Hにおいてコモン電圧Vcomと実質一致している(Vsig=Vcom=0V又はVsig=Vcom=16V)。このため、液晶印加電圧は、実質0Vとなり、この液晶印加電圧が第2透明電圧に相当する。なお、図9においては、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomの図示の関係上、両者を僅かにずらして表している。
【0044】
なお、透明走査では、液晶印加電圧が階調の下限値(例えば8V)未満となれば良く、信号線電圧Vsigはコモン電圧Vcomと完全に一致しなくても良い。すなわち、コモン電圧Vcomが実質0Vとなる期間には、透明走査における信号線電圧Vsigは、0V≦Vsig<8Vの範囲で定めることができる。コモン電圧Vcomが16Vとなる期間には、透明走査における信号線電圧Vsigは、8V<Vsig≦16Vの範囲で定めることができる。何れにおいても、透明走査によれば、信号線電圧Vsigとコモン電圧Vcomとの電位差が8V未満となり、上述した透明状態を得ることができる。言い換えると、第2透明電圧は液晶印加電圧が実質0Vの場合に限らず、液晶印加電圧が8V未満であってもよい。
【0045】
図10は、透明走査におけるコモン電圧Vcomと信号線電圧Vsigの他の例を示す図である。ここでは、信号線電圧Vsigの波形を実線で示し、コモン電圧Vcomの波形を二点鎖線で示している。
この図の例では、透明走査において、コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsigの極性反転が停止されている。さらに、コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsigが8V(上述の基準電圧Vsig−c)で一致している。このため、液晶印加電圧は、実質0Vとなり、この液晶印加電圧が第2透明電圧に相当する。なお、コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsigは、実質0Vなど、基準電圧Vsig−c以外の電圧で一致しても良い。また、コモン電圧Vcom及び信号線電圧Vsigが、例えば両者の電位差が0Vより大きくかつ8V未満となる範囲内で互いに異なっても良い。
以上、1ライン反転駆動を例に透明走査を説明したが、2ライン以上のライン反転駆動やフレーム反転駆動にも同様の透明走査を適用できる。
【0046】
続いて、透明走査を取り入れた表示装置DSPの制御例につき、図11乃至図14を参照して説明する。なお、ここでは、1フレーム期間が複数のサブフレーム(フィールド)期間を有する駆動方式を表示装置DSPに適用する。このような駆動方式は、例えばフィールドシーケンシャル方式などと呼ばれる。各サブフレーム期間においては、赤色、緑色、青色の画像がそれぞれ表示される。このように時分割で表示された各色の画像が合わさって、多色表示の画像としてユーザに視認される。
【0047】
図11は、図3に示したタイミングコントローラTCの一構成例を示す図である。
タイミングコントローラTCは、タイミング生成部50、フレームメモリ51、ラインメモリ52R、52G、52B、データ変換部53、光源制御部54、検出部55、メモリ56などを備えている。
【0048】
フレームメモリ51は、外部から入力される1フレーム分の画像データを記憶する。ラインメモリ52R、52G、52Bは、それぞれ赤色、緑色、及び、青色のサブフレームデータを記憶する。各サブフレームデータは、各画素PXに時分割で表示させる赤色、緑色、及び、青色の画像(例えば各画素PXの階調値)を表す。ラインメモリ52R、52G、52Bが記憶する各色のサブフレームデータは、フレームメモリ51が記憶する画像データの1つ前のフレームのデータに相当する。なお、フレームメモリ51が赤色、緑色、及び、青色のサブフレームデータを振り分けて出力可能な構成であれば、ラインメモリを省略してもよい。データ変換部53は、ラインメモリ52R、52G、52Bが記憶する各色のサブフレームデータに対してガンマ補正などの各種のデータ変換処理を施して映像信号を生成し、上述のソースドライバSDに出力する。また、データ変換部53は、透明走査時に、コモン電圧Vcomと信号線電圧Vsigとの電位差が上記の透明電圧の範囲内となるようにデータ変換処理を行う。
【0049】
光源制御部54は、光源制御信号を上述の光源ドライバLSDに出力する。光源ドライバLSDは、光源制御信号に基づいて、発光素子LSR、LSG、LSBを駆動する。発光素子LSR、LSG、LSBは、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御により駆動することができる。すなわち、光源ドライバLSDは、発光素子LSR、LSG、LSBに出力する信号のデューティ比によって、発光素子LSR、LSG、LSBの各々の輝度を調整することができる。
【0050】
タイミング生成部50は、外部から入力される垂直同期信号Vsync及び水平同期信号Hsyncに同期して、フレームメモリ51、ラインメモリ52R、52G、52B、データ変換部53、光源制御部54の動作タイミングを制御する。また、タイミング生成部50は、Vcom制御信号によりVcom回路VCを制御し、ソースドライバ制御信号によりソースドライバSDを制御するとともに、ゲートドライバ制御信号によりゲートドライバGD1及びGD2を制御する。
【0051】
検出部55は、外部から入力される1フレーム分の画像データにキャラクタのデータが含まれているか判断し、キャラクタのデータが含まれている場合、キャラクタのデータのアドレスを検出するように構成されている。なお、ここでのキャラクタとは、例えば、表示面の一部に表示される文字、図、アイコン等である。キャラクタのデータのアドレス情報は、データ変換部53に与えられる。このため、タイミングコントローラTCは、外部から入力される画像データにキャラクタのデータが含まれている場合、キャラクタを表示するキャラクタ表示領域の表示色、及び、キャラクタ表示領域の周辺領域(キャラクタ表示領域の上下数画素ライン)の背景色を調整するため、加工した映像信号を生成し、ソースドライバSDに出力することができる。加工した映像信号を生成する際は、データ変換部53による演算にて行ったり、タイミングコントローラTCのメモリ56に格納されたテーブルを利用して行ったり、することができる。
【0052】
メモリ56は、後述するキャラクタ表示領域の表示色を示す第1表示色と、キャラクタ表示領域の周辺領域の背景色を示す第2表示色との組み合わせを示す第1テーブルTB1や、表示すべきキャラクタのサイズを示す第1画素ライン数と、キャラクタの上段及び下段などに位置する余白を示す第2画素ライン数及び第3画素ライン数との組み合わせを示す第2テーブルTB2などを格納している。
【0053】
ここで、キャラクタとその周辺領域の散乱度(透明度)を調整する例について説明する。
図12に示すように、ユーザは、表示装置DSPの背景の「ABC」の文字列のうち、文字「B」を表示装置DSP越しにみているものとする。この場合、表示領域DAに「BBB」の文字列のキャラクタCH1を単に表示した場合、キャラクタCH1が背景の文字「B」に重なり、ユーザはキャラクタCH1を視認(識別)し難くなる恐れがある。そこで、本実施形態では、キャラクタCH1が背景の文字「B」に重なる場合においても、ユーザがキャラクタCH1を視認し易くなる技術を提供するものである。又は、背景の影響をユーザが受け難くなる技術を提供するものである。
【0054】
ここで、表示領域DAのうち、キャラクタCH1を表示する領域を第1領域A1とする。図示した例では、キャラクタCH1は間隔を置いて並んだ3文字であるため、第1領域A1は不連続な領域である。表示領域DAのうち、少なくとも第1領域A1に位置する画素ラインの全域を含む領域を対象領域OAとする。本実施形態において、対象領域OAは、第1領域A1の位置する画素ラインの全域だけではなく、第1領域A1より端部E1側のいくつかの画素ラインの全域(上段の余白)と、第1領域A1より端部E2側のいくつかの画素ラインの全域(下段の余白)と、を含んでいる。また、対象領域OAは、図示した例では表示領域DAの端部E1側の端に設定されている。対象領域OAのうち第1領域A1以外の領域を第2領域A2とする。表示領域DAのうち対象領域OA以外の領域を非対象領域(第3領域)NOAとする。
【0055】
図13を参照して、対象領域OAについて、より具体的に説明する。
対象領域OAは、キャラクタCH1に相当する第1領域A1、及び、第1領域A1を囲む周辺領域に相当する第2領域A2を備えている。第2領域A2は、図中のドットで示した領域全体に相当し、第1部分A21、第1部分A21に隣接する第2部分A22、及び、第2部分A22に隣接する第3部分A23を備えている。第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23は、この順に第2方向Yに並んでいる。第1領域A1及び第2部分A22は、第1方向Xに並んでいる。第1部分A21は、第1領域A1の上段あるいは第1領域A1の表示領域端部E1側に位置し且つ第1方向Xに延出した帯状の領域に相当する。第3部分A23は、第1領域A1の下段あるいは第1領域A1の表示領域端部E2側に位置し且つ第1方向Xに延出した帯状の領域に相当する。第2部分A22は、第1部分A21及び第3部分A23の間の領域において、第1領域A1以外の領域に相当し、第1方向Xに並んだキャラクタ「B」と「B」との間の領域A221や、キャラクタ「B」で囲まれた領域A222なども第2部分A22に相当する。
【0056】
対象領域OA及び非対象領域NOAは、複数の画素ラインによって構成されている。より具体的には、第1部分A21は、画素ラインPXL1を含む1本以上の画素ラインによって構成される。第1領域A1及び第2部分A22は、画素ライン(第1画素ライン)PXL2を含む1本以上の画素ラインによって構成される。つまり、第1領域A1、及び第2部分A22の少なくとも一部は、同一の画素ラインに位置している。第3部分A23は、画素ラインPXL3を含む1本以上の画素ラインによって構成される。また、非対象領域NOAは、画素ライン(第2画素ライン)PXL4を含む複数本の画素ラインによって構成されている。図示したように、画素ラインPXL1は、第1方向Xに並んだ複数の画素電極11あるいは複数の画素PXによって構成されている。他の画素ラインPXL2乃至PXL4についても画素ラインPXL1と同様に構成されている。
【0057】
第1領域A1の第1表示色は、外部から入力された画像データに含まれるキャラクタCH1の色情報によって決定される。第2領域A2の第2表示色は、後述する第1テーブルTB1に基づき、決定した第1表示色に応じて決定される。
【0058】
また、第1領域A1及び第2部分A22を構成する画素ラインの本数は、画像データに含まれるキャラクタCH1のサイズ情報によって決定される。キャラクタCH1のサイズCSは、キャラクタCH1の第2方向Yの長さに相当し、第2方向Yに並んだm本分の画素ラインの幅に相当する。第1部分A21及び第3部分A23のそれぞれを構成する画素ラインの本数は、後述する第2テーブルTB2に基づき、キャラクタCH1のサイズに応じて必要とされる上段及び下段の余白サイズによって決定される。上段の余白サイズMS1は、第2方向Yに並んだn1本分の画素ラインの幅に相当する。下段の余白サイズMS2は、第2方向Yに並んだn2本分の画素ラインの幅に相当する。
【0059】
図14には、表示パネルPNLのうち説明に必要な部分のみを示している。また、図14には、光路の一例を示している。
【0060】
複数の画素電極11は、第1領域A1に位置する第1画素電極11Cと、第2領域A2に位置する第2画素電極11Dと、非対象領域NOAに位置する第3画素電極11Eと、を含んでいる。例えば、第1画素電極11Cと第2画素電極11Dとは、同一の画素ライン(図13に示した画素ラインPXL2)に含まれ、複数本の走査線Gのうち同一の1本の走査線Gに電気的に接続されている。第3画素電極11Eは、第1画素電極11C及び第2画素電極11Dとは異なる画素ライン(図13に示した画素ラインPXL4)に含まれ、複数本の走査線Gのうち別の1本の走査線Gに電気的に接続されている。
液晶層30(表示機能層)は、第1画素電極11Cと共通電極21との間の電圧が印加される第1液晶層30C(第1表示機能層)と、第2画素電極11Dと共通電極21との間の電圧が印加される第2液晶層30D(第2表示機能層)と、第3画素電極11Eと共通電極21との間の電圧が印加される第3液晶層30E(第3表示機能層)と、を含んでいる。
複数の画素PXは、第1画素PXCと、第2画素PXDと、第3画素PXEとを含んでいる。第1画素PXCは、第1画素電極11C、第1液晶層30C、共通電極21などを含んでいる。第2画素PXDは、第2画素電極11D、第2液晶層30D、共通電極21などを含んでいる。第3画素PXEは、第3画素電極11E、第3液晶層30E、共通電極21などを含んでいる。
【0061】
キャラクタCH1を表示する1フレーム期間に注目すると、コントローラCNTは、光源ユニットLUを駆動して発光素子LSから液晶層30に向けて光を照射させる。また、コントローラCNTは、液晶層30に光が照射される期間に、第1液晶層30C及び第2液晶層30Dにそれぞれ散乱電圧を印加し、第3液晶層30Eに透明電圧を印加する。なお、第3液晶層30Eに印加される透明電圧は、第1透明電圧であっても良いし、第2透明電圧であっても良い。
【0062】
これにより、第1液晶層30C及び第2液晶層30Dはいずれも散乱状態となり、第3液晶層30Eは透明状態となる。第1液晶層30C及び第2液晶層30Dはいずれも光源ユニットLUから照射される光を散乱し、第3液晶層30Eは光源ユニットLUから照射される光をほとんど散乱しない。また、図13に示した画素ラインPXL1及びPXL3を構成する各画素は、第2画素PXDと同様に構成され、第2液晶層30Dと同様に散乱電圧が印加され、光を散乱する。
【0063】
したがって、第1領域A1は、光源ユニットLUからの光のうちの一部の色の光を散乱し、キャラクタCH1が第1表示色C1で表示される。第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23を含む第2領域A2は、光源ユニットLUからの光のうちの一部の色の光を散乱し、キャラクタCH1の周辺領域は、第1表示色C1とは異なる第2表示色C2で表示される。第1表示色C1及び第2表示色C2は、光源ユニットLUから照射される光のうち、単一の発光素子からの光を散乱したり、複数の発光素子からの光を散乱したりすることで表現できる。また、キャラクタCH1を全て同一色で表示したり、キャラクタCH1を部分毎に異なる色で表示したり、することも可能である。一例では、第1表示色C1及び第2表示色C2は、無彩色以外の色であることが望ましい。
なお、光源ユニットLUから光が照射されない場合であっても、散乱電圧が印加された領域では図5Bを参照して説明したように外部光が散乱され、電圧が印加されていない領域あるいは透明電圧が印加された領域では図5Aを参照して説明したように外部光が透過される。
【0064】
また、第1液晶層30C及び第2液晶層30Dの散乱度は、第3液晶層30Eの散乱度より高い。このため、第1領域A1及び第2領域A2において、表示装置DSPの背景の視認性を低下させることができる。つまり、第1領域A1に相当するキャラクタCH1及び第2領域A2に相当する周辺領域の背景は、いずれも表示装置DSPを観察するユーザにとって視認されにくくなる。このため、ユーザに対して、キャラクタCH1を視認させやすくすることができる。しかも、第1領域A1の第1表示色C1は、第2領域A2の第2表示色C2とは異なる色であるため、キャラクタをより視認させやすくすることができる。一方、第3液晶層30Eは透明であるため、非対象領域NOAにおいて、表示装置DSPの背景の視認性が良好となる。
【0065】
図15Aは、第1テーブルTB1の一例を示す図である。
第1表示色C1及び第2表示色C2は、互いに異なる色である。第1表示色C1及び第2表示色C2は、図3に示した光源ユニットLUの発光素子LSR、LSG、LSBによって表現可能な色から選択される。例えば、第1領域(キャラクタ)A1の第1表示色C1は、3つの発光素子LSR、LSG、LSBのうちの少なくとも1つを点灯することによって表現される色から選択可能である。発光素子LSR、LSG、LSBのそれぞれの発光色が赤、緑、青である場合、第1表示色C1は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローのいずれかから選択可能である。第2領域(周辺領域)A2の第2表示色C2は、第1表示色C1と異なる色であればよいが、第1表示色C1のキャラクタが視認しやすい色であることが望ましく、例えば第1表示色C1の補色であることが望ましい。また、PDLCを適用した表示装置は、加色混色によって色再現を実現しているため、第2表示色C2は、赤、緑、青の中からいずれかの単色を選択する方がキャラクタを容易に視認できるようになる。ここでは、第2表示色C2は、図示したように、青または緑である。なお、第1表示色C1及び第2表示色C2の組み合わせについては、図示した例に限らない。
図15Bは、HSV色空間の色相(H)と彩度(S)との関係を示す概念図である。色相Hは、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。図示した例では、角度0°を示す線L0を含む領域が赤となり、角度60°を示す線L60を含む領域が黄色となり、角度120°を示す線L120を含む領域が緑となり、角度180°を示す線L180を含む領域がシアンとなり、角度240°を示す線L240を含む領域が青となり、角度300°を示す線L300を含む領域がマゼンタとなる。上記の補色とは、互いに対向する2色の関係、あるいは、角度の差分が180°±10°となる2色の関係に相当する。
【0066】
図16は、第2テーブルTB2の一例を示す図である。
第1領域A1の第1画素ライン数mは、表示すべきキャラクタのサイズに対応する。第2領域A2のうちの第1部分A21の第2画素ライン数n1は、第1領域A1の上段に位置する余白の第2方向Yの幅に対応する。第2領域A2のうちの第3部分A23の第3画素ライン数n2は、第1領域A1の下段に位置する余白の第2方向Yの幅に対応する。一例では、mはn1及びn2よりも大きな整数である。n1及びn2は、同一の整数でも良いし、異なる整数でも良い。なお、画素ライン数は、図13などに示したように、第2方向Yに並んだ画素ラインの本数である。
【0067】
図17は、表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
1フレームの開始時に、垂直同期信号Vsyncが立ち下がる。すなわち、この例では、垂直同期信号Vsyncが立ち下がってから、再び立ち下がるまでの時間が1フレーム期間Fに相当する。例えば60Hzで表示装置DSPを駆動する場合、1フレーム期間Fは約16.7msである。
【0068】
1フレーム期間Fは、上述の透明走査を実行する第1期間T1と、上述の表示走査を実行する第2期間T2とを含んでいる。この例では、第1期間T1が1フレーム期間Fの先頭の期間であり、第2期間T2が第1期間T1に続いている。なお、第1期間T1が第2期間T2に続いても良い。
【0069】
第1期間T1においては、タイミングコントローラTCの制御の下で透明走査が実行される。すなわち、ゲートドライバGD1及びGD2が各走査線G1〜Gnに走査信号を順次供給する。さらに、この走査信号の供給の間、ソースドライバSDが各信号線S1〜Smに、例えばコモン電圧Vcomと実質的に等しい値の信号線電圧Vsigを供給する。このような動作により、全ての画素PXの画素電極11と共通電極21との間に第2透明電圧が書き込まれる。各画素PXの画素電極11は、対応する走査線Gに走査信号が供給された後は、次に当該走査線Gに走査信号が供給されるまで電気的にフローティング状態となる。したがって、第2透明電圧が書き込まれた画素PXにおいては、対応する走査線Gに対して次の走査信号が供給されるまで、第2透明電圧が保持される。
【0070】
第2透明電圧が書き込まれた画素PXにおいては、液晶層30が良好な透明状態にあるので、表示パネルPNLの背景の視認性が高まる。なお、一例では、第1期間T1においては、発光素子LSR、LSG、LSBはいずれも消灯している。但し、第1期間T1においては、すべての画素に第2透明電圧が書込まれており、すべての画素の液晶層30が透明状態であるため、発光素子LSR、LSG、LSBが点灯していても良い。
第1期間T1において各信号線S1〜Smに供給する信号線電圧Vsigは、各画素PXに書き込まれる電圧が第2透明電圧となる値であれば、コモン電圧Vcomと同じである必要はない。透明走査におけるコモン電圧Vcomと信号線電圧Vsigについては、図9及び図10を用いて説明した種々の態様を適用し得る。なお、第1期間T1に書き込まれる透明電圧は、第1透明電圧であっても良い。
【0071】
第1期間T1において各走査線G1〜Gnに走査信号を順次供給する期間は、図中の走査期間TS1に相当する。図示した例では、この走査期間TS1の直後に第2期間T2が到来するため、T1=TS1である。第1期間T1は、走査期間TS1の後に、第2透明電圧をさらに保持するための保持期間を含んでも良い。
なお、透明走査においては、全ての走査線Gに対して走査信号を同時に供給しても良い。この場合であっても、各画素PXに第2透明電圧を書き込むことができる。
【0072】
第2期間T2は、サブフレーム期間T2R、T2G、T2Bを含んでいる。図示した例では、第1期間T1の後にサブフレーム期間T2R、T2G、T2Bがこの順で並んでいるが、異なる順で並んでも良い。第2期間T2においては、タイミング生成部50がフレームメモリ51、ラインメモリ52R、52G、52B、データ変換部53をデータ同期信号DEにより制御したり、検出部55や、メモリ56の第1テーブルTB1及び第2テーブルTB2などを利用したりして、各色の表示走査を実行させる。
【0073】
サブフレーム期間T2Rは、走査期間TSRと、保持期間THRとを含んでいる。走査期間TSRにおいては、ゲートドライバGD1及びGD2が各走査線G1〜Gnに走査信号を順次供給する。さらに、この走査信号の供給の間、ソースドライバSDがラインメモリ52Rに記憶された赤色のサブフレームデータ(R_DATA)に応じた信号線電圧Vsigを各信号線S1〜Smに供給する。より具体的には、走査信号が供給されたラインの各画素PXに対応する階調の信号線電圧Vsigを一斉に各信号線S1〜Smに供給する動作が繰り返される。
【0074】
このような動作により、各画素PXの画素電極11と共通電極21との間に、赤色のサブフレームデータに応じた電圧が書き込まれる。第2期間T2において、各信号線S1〜Smを介して各画素電極11に供給される信号線電圧Vsigは、共通電極21のコモン電圧Vcomと極性が異なるか、或いは基準電圧Vsig-cである。したがって、各画素PXに書き込まれる電圧は、8V以上かつ16V以下である。保持期間THRは、全ての画素PXへの書き込みが完了してから、サブフレーム期間T2Gが到来するまでの期間である。この保持期間THRにおいて、赤色の発光素子LSRが点灯する。これにより、赤色の画像が表示領域DAに表示される。
【0075】
サブフレーム期間T2G及びT2Bにおける動作は、サブフレーム期間T2Rと同様である。すなわち、サブフレーム期間T2Gは走査期間TSGと保持期間THGを含み、走査期間TSGにおいて各画素PXにラインメモリ52Gが記憶する緑色のサブフレームデータ(G_DATA)に応じた電圧が書き込まれ、保持期間THGにおいて緑色の発光素子LSGが点灯する。これにより、緑色の画像が表示領域DAに表示される。また、サブフレーム期間T2Bは走査期間TSBと保持期間THBを含み、走査期間TSBにおいて各画素PXにラインメモリ52Bが記憶する青色のサブフレームデータ(B_DATA)に応じた電圧が書き込まれ、保持期間THBにおいて青色の発光素子LSBが点灯する。これにより、青色の画像が表示領域DAに表示される。
【0076】
あるフレーム期間Fにおいて、次のフレーム期間Fで表示する画像データがフレームメモリ51に書き込まれる。さらに、画素PXへの書き込みが完了したラインメモリ52R、52G、52Bのサブフレームデータが、フレームメモリ51に書き込まれた画像データに対応するサブフレームデータにそれぞれ書き換えられる。
【0077】
第2期間T2のサブフレーム期間T2R、T2G、T2Bにおいて時分割で表示された赤色、緑色、青色の画像が混合されることで、多色表示の画像としてユーザに視認される。また、第1期間T1においては、各画素PXの画素電極11と共通電極21との間に、階調の最小値に対応する電圧よりも低い第2透明電圧が印加される。このような第1期間T1がフレーム毎に繰り返されることで、表示領域DAの透明性が高まり、表示領域DAの背景の視認性が向上する。
【0078】
フレーム期間Fにおいて第1期間T1が占める割合が大きいほど表示領域DAの透明性が高まるが、画像の視認性が低下し得る。これらを考慮し、第1期間T1の長さは、例えば1フレーム期間Fの長さの1/2以下とすることが好ましい。但し、透明性を重視する場合などには、1フレーム期間Fに占める第1期間T1の割合をより大きくしても良い。サブフレーム期間T2R、T2G、T2Bは、例えば同じ長さとすることができる。サブフレーム期間T2R、T2G、T2Bの比率を異ならせることで、表示画像の色度を調整しても良い。
【0079】
次に、図17の表示動作を利用して図12のようにキャラクタCH1を表示する際の1フレーム期間の表示動作について説明する。
コントローラCNTは、第1期間T1において、第1液晶層30C、第2液晶層30D、及び第3液晶層30Eにそれぞれ第2透明電圧を印加するとともに、光源ユニットLUにおいてはすべての発光素子LSR、LSG、LSBを消灯させる。続いて、コントローラCNTは、第2期間T2において、非対象領域NOAの第3液晶層30Eに第2透明電圧を印加する。また、コントローラCNTは、サブフレーム期間T2R、サブフレーム期間T2G、及び、サブフレーム期間T2Bの一以上のサブフレーム期間において、対象領域OAのうち、キャラクタが表示される第1領域A1の第1液晶層30C及びキャラクタの背景に相当する第2領域A2の第2液晶層30Dに散乱電圧を印加する。コントローラCNTは、サブフレーム期間T2Rの保持期間THRにおいて、発光素子LSRを点灯させ、他の発光素子LSG及びLSBを消灯させる。また、コントローラCNTは、サブフレーム期間T2Gの保持期間THGにおいて、発光素子LSGを点灯させ、他の発光素子LSR及びLSBを消灯させる。また、コントローラCNTは、サブフレーム期間T2Bの保持期間THBにおいて、発光素子LSBを点灯させ、他の発光素子LSR及びLSGを消灯させる。
【0080】
ここで、上記表示動作に極性反転駆動を適用した場合について説明する。
図8に示したように、散乱電圧は、正極性の第1散乱電圧と、負極性の第2散乱電圧と、を有している。第1領域A1にキャラクタCH1を表示する際、コントローラCNTは、1フレーム期間毎に、第1散乱電圧と第2散乱電圧とを第1領域A1の第1液晶層30Cに交互に印加する。また、第1領域A1にキャラクタCH1が表示されるのに伴って第2領域A2に背景色を表示する際に、コントローラCNTは、1フレーム期間毎に、第1散乱電圧と第2散乱電圧とを第2領域A2の第1液晶層30Dに交互に印加する。なお、第1領域A1にキャラクタCH1が表示されるのに伴って非対象領域NOAを透明状態とするために、コントローラCNTは、各フレーム期間に、第2透明電圧を非対象領域NOAの第3液晶層30Eに印加する。
【0081】
なお、複数の第1期間T1が1フレーム期間Fに含まれても良い。図18は、1フレーム期間Fに複数の第1期間T1が含まれる表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
第1期間T1は、1フレーム期間Fの先頭だけでなく、サブフレーム期間T2R及びT2Gの間と、サブフレーム期間T2G及びT2Bの間とにそれぞれ設けられている。この場合、いずれの第1期間T1においても、第2透明電圧が書き込まれるとともに、発光素子LSR、LSG、LSBはいずれも消灯している。但し、第1期間T1においては、すべての画素に第2透明電圧が書込まれており、すべての画素の液晶層30が透明状態であるため、発光素子LSR、LSG、LSBが点灯していても良い。
【0082】
これら3つの第1期間T1の長さは、例えば同じであるが、異なっていても良い。透明性と画像の視認性とを両立させる観点から、3つの第1期間T1の合計長さは、1フレーム期間Fの長さの1/2以下とすることが好ましい。但し、透明性を重視する場合などには、1フレーム期間Fに占める各第1期間T1の割合をより大きくしても良い。
【0083】
表示装置DSPは、フィールドシーケンシャル方式だけでなく、単一の光源色を用いた表示動作を実行することもできる。図19は、単一の光源色を用いた表示動作の一例を示すタイミングチャートである。
図19に示した例は、1フレーム期間Fが第1期間T1と第2期間T2とを含む点で図17に示した例と共通し、第2期間T2がサブフレーム期間T2R、T2G、T2Bを含んでいない点で相違している。第2期間T2は、走査期間TS2と、保持期間TH2とを含んでいる。走査期間TS2においては、画像データに応じた電圧が各画素PXに書き込まれる。保持期間TH2においては、各画素PXに書き込まれた電圧が保持される。
なお、ここでの第1期間や走査期間は、各走査線G1〜Gnの走査に要する期間であり、保持期間は、第1期間または走査期間の後に続き、次の第1期間または走査期間までの期間である。
【0084】
さらに、保持期間TH2においては、表示させる画像の色に応じた発光素子LSが点灯する。発光素子LSの点灯は、図示したように次のフレーム期間Fの第1期間T1における各走査線G1〜Gnの走査が完了するまで継続しても良いし、保持期間TH2の間のみ継続しても良い。つまり、図19に示した例は、上記のフィールドシーケンシャル方式とは異なり、1フレーム期間において異なる色の発光素子が順次点灯するのではなく、1フレーム期間において所望の光源色となるように、発光素子LSR、LSG、LSBのうちの少なくとも1種類の発光素子LSが点灯する。
【0085】
図示した例では、赤色の発光素子LSRと緑色の発光素子LSGとが点灯している。これにより、赤色と緑色を混合した黄色の光源色が得られ、表示領域DAには黄色の画像が表示される。上述のPWM制御により発光素子LSを駆動することで、同時に点灯する発光素子LSの色をそれぞれ調整し、種々の光源色を実現することができる。例えば、1フレーム期間において、緑色の発光素子LSGの点灯期間を、赤色の発光素子LSRの点灯期間より短くすることができる。なお、表示走査において発光素子LSR、LSG、LSBのいずれか1つのみ点灯させても良いし、3つ同時に点灯させても良い。
【0086】
表示装置DSPは、例えば外部から入力される制御信号に基づいて、図17乃至図19に示した表示動作を切り替え可能であっても良い。また、図17乃至図19に示した表示動作のいずれかを実行するように予め設定されていても良い。
【0087】
次に、図3に示したコントローラCNT及び図11に示したタイミングコントローラTCによる処理の一例について図20を参照しながら説明する。
【0088】
画像データがタイミングコントローラTCに入力されると、画像データはフレームメモリ51に記憶されるとともに検出部55に入力される(ステップST1)。検出部55は、画像データのうち、ライン単位で入力されたデータを判定し、1画素ライン分の全てのデータが「0」であるか否かを判定する(ステップST2)。言い換えると、検出部55は、一画素ラインの全ての画素PXに書込む電圧が第2透明電圧であるか否かを判断する。
検出部55は、1画素ライン分の全てのデータが「0」であると判断した場合(ステップST2、YES)、データ変換部53に対して、対応する画素ラインの画像データを第2透明電圧データ(0V透明)に変換させる(ステップST3)。なお、ここでの第2透明電圧データとは、一画素ラインの全ての画素PXに書込む電圧を第2透明電圧(=0Vの液晶印加電圧)に設定するためのデータである。このような第2透明電圧に設定される画素ラインは、例えば、図14に示した非対象領域NOAの画素ラインPXL4である。そして、コントローラCNTは、非対象領域NOAにおいて透明走査を行う(ステップST4)。つまり、非対象領域NOAに含まれる画素ラインの画素PXには第2透明電圧が書込まれる。
【0089】
検出部55は、1画素ライン分の全てのデータが「0」ではないと判断した場合(ステップST2、NO)、画像データを解析する(ステップST5)。検出部55は、この解析処理において、画像データに含まれるキャラクタの色情報及びキャラクタのサイズ情報を取得する。そして、検出部55は、メモリ56に格納した第1テーブルTB1を参照し、取得した色情報に基づいて第1表示色C1を決定するとともに、第1表示色C1に対応した第2表示色C2も決定する(ステップST6)。そして、検出部55は、メモリ56に格納した第2テーブルTB2を参照し、取得したサイズ情報に基づいてキャラクタサイズを決定するとともに、キャラクタの上段及び下段の余白サイズをそれぞれ決定する。換言すると、検出部55は、第1画素ライン数mを決定するとともに、第1画素ライン数mに対応した第2画素ライン数n1及び第3画素ライン数n2を決定する(ステップST7)。これにより、対象領域OAである第1領域A1及び第2領域A2が決定される。ステップST5において決定した第1表示色C1及び第2表示色C2に関する情報と、ステップST6において決定した第1画素ライン数m、第2画素ライン数n1、及び、第3画素ライン数n2に関する情報は、いずれもデータ変換部53において反映される。
【0090】
コントローラCNTは、第1領域A1及び第2領域A2において表示走査を行う。これにより、第1領域A1は第1表示色で表示されるとともに、第2領域A2は第2表示色で表示される(ステップST8)。ここでの表示走査では、図8を参照して説明したように、画素ラインの各画素PXに、散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加される。
なお、第2領域A2のうち、図13に示した第1部分A21及び第3部分A23のそれぞれの画素ラインについては、ステップST2の判定に際して、1画素ライン分の全てのデータが「0」であると判定されるが、ステップST6の余白サイズの決定に際して、当該画素ラインが余白に含まれる場合には、当該画素ラインの各画素PXには、第2透明電圧は書込まれない。つまり、ステップST8において、表示走査が行われる第2領域A2は、1画素ライン分の全てのデータが「0」でありながら、余白として設定された第1部分A21及び第3部分A23を含む。このため、コントローラCNTは、第1部分A21及び第3部分A23において表示走査を行う。
そして、コントローラCNTは、第1領域A1及び第2領域(余白を含む)A2を除いた非対象領域NOAにおいて透明走査を行う(ステップST4)。
【0091】
以上説明した本実施形態によれば、上述の通り、対象領域A1において背景の視認性を高め、非対象領域A2でキャラクタおよびその周辺領域の視認性を低下させ、表示装置DSPを介した背景の視認性を高めることができる。また、表示装置DSPにキャラクタが表示された際に、キャラクタの周辺領域の視認性を低下させ、背景の影響を受けにくくするとともに、周辺領域をキャラクタとは異なる色で表示することで、キャラクタCH1の視認性を向上することができる。したがって、背景の視認性及び表示品位を向上することが可能な表示装置DSPを得ることができる。
【0092】
また、本実施形態の構成であれば、表示装置DSPを低電圧のソースドライバを用いて駆動することができる。この効果につき、図6及び図8を参照しながら説明する。
コモン電圧Vcomを直流電圧とし、当該コモン電圧Vcomを中心に信号線電圧Vsigのみ極性反転させる比較例を想定する。この場合、信号線電圧Vsigをコモン電圧Vcomと実質同じ電圧にすることで、通常の表示走査においても各画素PXに実質0Vの電圧を書き込むことができる。但しこの比較例において、図6の散乱電圧を階調表現に用いるためには、信号線電圧Vsigは、コモン電圧Vcomに対して−16V〜+16Vの範囲で可変でなければならない。すなわち、ソースドライバSD等の回路が32Vの耐圧を有する必要がある。
【0093】
これに対し、本実施形態の構成であれば、図8に示したように信号線電圧Vsig及びコモン電圧Vcomが例えば16Vの範囲で可変であればよい。すなわち基準電圧8Vに対して±8Vで信号線電圧Vsig及びコモン電圧Vcomを可変させればよい。したがって、ソースドライバSD等の回路が16Vの耐圧を有すれば足りる。このように、回路の耐圧を低く抑えることで、回路サイズや製造コストを低減することが可能となる。
以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。
【0094】
次に、本実施形態における駆動例について説明する。ここでは、図13を参照して説明した第1領域A1の第1表示色C1が黄色であり、第2領域A2の第2表示色C2が青色であり、第1領域A1及び第2部分A22を構成する第1画素ライン数mが20本であり、第1部分A21を構成する第2画素ライン数n1が10本であり、第3部分A23を構成する第3画素ライン数n2が10本である場合について説明する。なお、表示領域DAは、n本の走査線G1乃至Gnに対応した画素ラインによって構成されているものとし、第1部分A21を構成する10本の画素ラインは走査線G1乃至G10にそれぞれ接続され、第1領域A1及び第2部分A22を構成する20本の画素ラインは走査線G11乃至G30にそれぞれ接続され、第3部分A23を構成する10本の画素ラインは走査線G31乃至G40にそれぞれ接続されている。なお、走査線G41乃至Gnに対応した画素ラインは、非対象領域NOAを構成している。
【0095】
(第1実施形態の第1駆動例)
図21Aに示すように、1フレーム期間Fは、第1期間T1及び第2期間T2を含む。第1期間T1は、走査期間TS1を含んでいる。第2期間T2は、サブフレーム期間T2R、T2G、T2Bを含んでいる。サブフレーム期間T2Rは走査期間TSR及び保持期間THRを含み、サブフレーム期間T2Gは走査期間TSG及び保持期間THGを含み、サブフレーム期間T2Bは走査期間TSB及び保持期間THBを含んでいる。
【0096】
第1期間T1において、走査線G1乃至Gnにそれぞれ走査信号が供給された期間には、これらの走査線G1乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。
【0097】
走査期間TSRにおいて、走査線G1乃至G10に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加され、走査線G41乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。
保持期間THRにおいて、発光素子LSRが点灯するため、走査線G11乃至G30に接続された画素のうち、散乱電圧が印加された画素つまり第1領域A1に位置する画素において赤色光が散乱される。その他の画素つまり第2領域A2に位置する画素では、透明電圧が印加されたため、赤色光はほとんど散乱されない。
【0098】
走査期間TSGにおいても、走査期間TSRと同様に、走査線G1乃至G10に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加され、走査線G41乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。なお、走査線G31乃至G40に接続された各画素に印加される透明電圧とは、第1透明電圧(8V)、または、第2透明電圧(0V)、または、第1透明電圧と第2透明電圧との間の電圧のいずれの電圧であっても良い。
保持期間THGにおいて、発光素子LSGが点灯するため、走査線G11乃至G30に接続された画素のうち、散乱電圧が印加された画素において緑色光が散乱され、その他の透明電圧が印加された画素においては緑色光がほとんど散乱されない。
【0099】
走査期間TSBにおいては、走査線G1乃至G10に接続された各画素に散乱電圧が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に散乱電圧が印加され、走査線G41乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。
保持期間THBにおいて、発光素子LSBが点灯するため、走査線G1乃至G40に接続された画素のうち、散乱電圧が印加された画素つまり第2領域A2に位置する画素において青色光が散乱される。その他の画素つまり第1領域A1に位置する画素では、透明電圧が印加されたため、青色光はほとんど散乱されない。
【0100】
以上の第1駆動例によれば、第1領域A1は赤色及び緑色を散乱するため、キャラクタは黄色の第1表示色C1で表示される。また、第2領域A2は青色を散乱するため、キャラクタの周辺領域は青色の第2表示色C2で表示される。また、走査線G41乃至Gnには、1フレーム期間Fに亘って第2透明電圧が印加され、保持されるため、対応する非対象領域NOAは、高い透明度を維持することができる。
【0101】
(第1実施形態の第2駆動例)
図21Bに示す第2駆動例は、第1駆動例と比較して、走査期間TSR、TSG、TSBの各々において、第1領域A1及び第2領域A2の画素を駆動する一方で、非対象領域の画素を駆動しない点で相違している。
【0102】
より具体的には、第1期間T1において、走査線G1乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。
走査期間TSR及び走査期間TSGにおいて、走査線G1乃至G10に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に透明電圧(0V〜8V)が印加される。なお、走査線G1乃至G10に接続された各画素、及び、走査線G31乃至G40に接続された各画素に印加される透明電圧とは、第1透明電圧(8V)、または、第2透明電圧(0V)、または、第1透明電圧と第2透明電圧との間の電圧のいずれの電圧であっても良い。走査線G41乃至Gnに接続された各画素は、第1期間T1で印加された第2透明電圧(0V)が保持されている。このため、第1期間T1以降、走査線G41乃至Gnに接続された各画素に対して電圧を印加する動作を省略することができる。
走査期間TSBにおいては、走査線G1乃至G10に接続された各画素に散乱電圧が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に散乱電圧が印加される。走査線G41乃至Gnに接続された各画素は、第1期間T1で印加された第2透明電圧(0V)が保持されている。
【0103】
このような第2駆動例においても第1駆動例と同様の効果が得られる。加えて、一部の画素への電圧印加動作を省略したことにより、表示装置DSPの駆動電力の低減を図ることができる。
【0104】
(第1実施形態の第3駆動例)
図21Cに示す第3駆動例は、第2駆動例と比較して、走査期間TSR及びTSGの各々において、第2領域A2のうちの第1部分A21及び第3部分A23の画素を駆動しない点で相違している。
【0105】
より具体的には、第1期間T1において、走査線G1乃至Gnに接続された各画素に第2透明電圧(0V)が印加される。
走査期間TSR及び走査期間TSGにおいて、走査線G1乃至G10に接続された各画素、走査線G31乃至G40に接続された各画素、及び、走査線G41乃至Gnに接続された各画素は、第1期間T1で印加された第2透明電圧(0V)が保持されている。このため、第1期間T1以降、走査線G1乃至G10に接続された各画素、走査線G31乃至G40に接続された各画素、及び、走査線G41乃至Gnに接続された各画素に対して電圧を印加する動作を省略することができる。一方で、走査線G11乃至G30に接続された各画素には、散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加される。
【0106】
走査期間TSBにおいては、走査線G1乃至G10に接続された各画素に散乱電圧が印加され、走査線G11乃至G30に接続された各画素に散乱電圧または第1透明電圧(8V)が印加され、走査線G31乃至G40に接続された各画素に散乱電圧が印加される。走査線G41乃至Gnに接続された各画素は、第1期間T1で印加された第2透明電圧(0V)が保持されている。
【0107】
このような第3駆動例においても第1駆動例と同様の効果が得られる。加えて、一部の画素への電圧印加動作をさらに省略したことにより、表示装置DSPの駆動電力のさらなる低減を図ることができる。
【0108】
(第1実施形態の変形例)
図22に示す変形例は、図12に示した例と比較して、対象領域OAが第1領域A1の位置する画素ラインの全域を含んでいない点で相違している。図示した例では、対象領域OAは、表示領域DAのうち、第1方向Xに沿って端部E4に近接する側に位置し、且つ、第2方向Yに沿って端部E1に近接する側に位置している。表示領域DAにおいて、ドットで示した領域は第2領域A2に相当し、第2領域A2で囲まれた文字「B」は第1領域A1に相当し、これらの第1領域A1及び第2領域A2が対象領域OAに相当する。表示領域DAにおいて、その他の領域は非対象領域NOAに相当する。
【0109】
図23を参照して、対象領域OAについて、より具体的に説明する。
対象領域OAは、キャラクタCH1に相当する第1領域A1、及び、第1領域A1を囲む周辺領域に相当する第2領域A2を備えている。第2領域A2は、図中のドットで示した領域全体に相当し、第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23を備えている。第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23は、この順に第2方向Yに並んでいる。第1領域A1及び第2部分A22は、第1方向Xに並んでいる。第1部分A21は第1領域A1の上段に位置し、第3部分A23は第1領域A1の下段に位置している。第2部分A22は、第1部分A21及び第3部分A23の間の領域において、第1領域A1以外の領域に相当する。第2部分A22は、第1方向Xに並んだ文字列「BBB」の前方に位置する前方領域A223と、文字列「BBB」の後方に位置する後方領域A224とを備えている。
非対象領域NOAは、第3領域A3及び第4領域A4を備えている。第3領域A3は第3部分A23に隣接し、第3領域A3及び第3部分A23は第2方向Yに並んでいる。第4領域A4は、第2領域A2に隣接している。第2領域A2のうち、第1部分A21、前方領域A223、及び、第3部分A23と、第4領域A4とは、それぞれ第1方向Xに並んでいる。
【0110】
対象領域OA及び非対象領域NOAは、複数の画素ラインによって構成されている。より具体的には、第1部分A21及び第4領域A4は、画素ラインPXL1を含む1本以上の画素ラインによって構成される。第1領域A1、第2部分A22、及び、第4領域A4は、画素ラインPXL2を含む1本以上の画素ラインによって構成される。第3部分A23及び第4領域A4は、画素ラインPXL3を含む1本以上の画素ラインによって構成される。第3領域A3は、画素ラインPXL4を含む複数本の画素ラインによって構成されている。図13を参照して説明したように、画素ラインPXL1乃至PXL4は、第1方向Xに並んだ複数の画素電極11あるいは複数の画素PXによって構成されている。
【0111】
第1領域A1及び第2部分A22を構成する第1画素ライン数mは、キャラクタCH1のサイズCSによって決定される。第1部分A21を構成する第2画素ライン数n1、及び、第3部分A23を構成する第3画素ライン数n2は、後述する第3テーブルTB3に基づき、キャラクタCH1のサイズCSに応じて必要とされる上段の余白サイズMS1及び下段の余白サイズMS2によって決定される。また、前方領域A223を構成する第1画素数n3、及び、後方領域A224を構成する第2画素数n4は、後述する第3テーブルTB3に基づき、キャラクタCH1のサイズCSに応じて必要とされる前方の余白サイズMS3及び後方の余白サイズMS4によって決定される。
【0112】
図24には、表示パネルPNLのうち説明に必要な部分のみを示している。
第1領域A1に位置する第1画素PXCは、第1画素電極11C、第1液晶層30C、共通電極21などを含んでいる。第2領域A2に位置する第2画素PXDは、第2画素電極11D、第2液晶層30D、共通電極21などを含んでいる。第3領域A3に位置する第3画素PXEは、第3画素電極11E、第3液晶層30E、共通電極21などを含んでいる。第4領域A4に位置する第4画素PXFは、第4画素電極11F、第4液晶層30F、共通電極21などを含んでいる。
例えば、第1画素電極11C、第2画素電極11D、及び、第4画素電極11Fは、同一の画素ライン(図13に示した画素ラインPXL2)を構成し、複数本の走査線Gのうち同一の1本の走査線Gに電気的に接続されている。第3画素電極11Eは、第1画素電極11Cなどとは異なる画素ライン(図13に示した画素ラインPXL4)を構成し、複数本の走査線Gのうち別の1本の走査線Gに電気的に接続されている。
【0113】
コントローラCNTは、第1液晶層30C及び第2液晶層30Dにそれぞれ散乱電圧を印加し、第3液晶層30Eに第2透明電圧(0V)を印加し、第4液晶層30Fに第1透明電圧(8V)を印加する。
図23に示した画素ラインPXL1及びPXL3を構成する画素のうち、第1部分A21あるいは第3部分A23に位置する画素PXは、第2画素PXDと同様に構成され、第2液晶層30Dと同様に散乱電圧が印加される。また、画素ラインPXL1及びPXL3を構成する画素のうち、第4領域A4に位置する画素PXは、第4画素PXFと同様に構成され、第4液晶層30Fと同様に第1透明電圧が印加される。
【0114】
これにより、第1領域A1は、光源ユニットLUからの光のうちの一部の色の光を散乱し、キャラクタCH1が第1表示色C1で表示される。第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23を含む第2領域A2は、光源ユニットLUからの光のうちの一部の色の光を散乱し、キャラクタCH1の周辺領域は、第2表示色C2で表示される。一方、第3液晶層30Eは透明である。このため、第3液晶層30Eは、光源ユニットLUから照射される光をほとんど散乱させない。また、第4液晶層30Fもほとんど透明であるが、その透明度は第3液晶層30Eより低い。
【0115】
このような変形例においても、ユーザに対して、キャラクタCH1を視認させやすくすることができる。
【0116】
図25は、第3テーブルTB3の一例を示す図である。
この第3テーブルTB3は、図16に示した第2テーブルTB2と比較して、第1画素ライン数m、第2画素ライン数n1、第3画素ライン数n2に加えて、第1画素数n3及び第2画素数n4を含んでいる。第1画素数n3は、前方領域A223の第1方向Xの幅に対応する。第2画素数n4は、後方領域A224の第1方向Xの幅に対応する。n3及びn4は、同一の整数でも良いし、異なる整数でも良い。
【0117】
なお、上記の本実施形態は、キャラクタCH1として、「B」などの一連の文字の他に、「i」などの第2方向Yに沿って2つの離間した部分からなる文字についても適用可能であり、これらの2つの部分を第1表示色で表示される第1領域とし、これらの2つの部分を取り囲む部分を第2表示色で表示される第2領域とすることができる。
図26を参照して、対象領域OAについて、より具体的に説明する。
対象領域OAは、文字列「iii」のキャラクタCH3に相当する第1領域A1、及び、第1領域A1を囲む周辺領域に相当する第2領域A2を備えている。第1領域A1は、文字「i」のうち、第2方向Yに離間した部分A11及び部分A12を備えている。第2領域A2は、図中のドットで示した領域全体に相当し、第1部分A21、第2部分A22、及び、第3部分A23を備えている。第2部分A22は、第2方向Yに並んだ部分A225乃至A227を備えている。部分A11及び部分A225は第1方向Xに並び、部分A12及び部分A227は第1方向Xに並んでいる。部分A226は、部分A11及びA12の間に位置している。
部分A11及び部分A225は、画素ラインPXL21を含む1本以上の画素ラインによって構成される。部分A226は、画素ラインPXL22を含む1本以上の画素ラインによって構成される。部分A12及び部分A227は、画素ラインPXL23を含む1本以上の画素ラインによって構成される。
【0118】
このような対象領域OAについて、画素ラインPXL21及びPXL23の各画素PXには、散乱電圧または第1透明電圧が印加される。画素ラインPXL22については、図20に示したステップST2の判定に際して、1画素ライン分の全てのデータが「0」であると判定されるが、第2領域A2の画素ラインであると判定され、当該画素ラインの各画素PXには、散乱電圧または第1透明電圧が印加される。
したがって、上記したのと同様の効果が得られる。
【0119】
[第2実施形態]
第2実施形態においては、主に第1実施形態との相違点に着目し、第1実施形態と同一の構成については説明を省略する。
図27は、本実施形態に係る表示装置DSPの主要な構成要素を示す図である。
表示装置DSPは、コントローラCNTがレベル変換回路(L/S回路)LSC及びVcom引き込み回路LICを備える点で、図3に示した構成と相違する。
【0120】
Vcom回路VCから供給されるコモン電圧(Vcom)は、共通電極21に供給されるとともに、Vcom引き込み回路LICにも供給される。Vcom引き込み回路LICは、ソースドライバSDと各信号線Sとの間に介在している。Vcom引き込み回路LICは、ソースドライバSDから出力される映像信号を各信号線Sに供給する。また、Vcom引き込み回路LICは、Vcom回路VCからのコモン電圧を各信号線Sに供給することもできる。
【0121】
図28は、Vcom引き込み回路LICの一構成例を示す図である。
Vcom引き込み回路LICは、スイッチング素子SW1〜SWmを備えている。スイッチング素子SW1〜SWmは、例えば表示パネルPNLの第1基板SUB1に配置されている。スイッチング素子SW1〜SWmの入力端(ソース)には配線LN1が接続され、出力端(ドレイン)には各信号線S1〜Smがそれぞれ接続され、制御端(ゲート)には配線LN2が接続されている。
【0122】
図27に示したVcom回路VCは、配線LN1にコモン電圧Vcomを供給する。また、タイミングコントローラTCは、透明走査を実行する際に、制御信号をレベル変換回路LSCに出力する。レベル変換回路LSCは、この制御信号を所定レベルの電圧に変換して配線LN2に供給する。配線LN2に制御信号が供給されると、スイッチング素子SW1〜SWmが導通状態(オン)となり、配線LN1と各信号線S1〜Smとが導通し、配線LN1のコモン電圧Vcomが各信号線S1〜Smに供給される。なお、スイッチング素子SW1〜SWmが導通状態の期間は、ソースドライバSDの出力は、タイミングコントローラからの信号によってハイインピーダンスに制御される。
【0123】
このようにコモン電圧Vcomが各信号線S1〜Smに供給された状態で、各走査線G1〜Gnに走査信号が供給されると、各画素電極11に各信号線S1〜Smのコモン電圧Vcomが供給される。すなわち、各画素電極11と共通電極21との電位差が0V(第2透明電圧)となる。
【0124】
本実施形態の構成であっても、第1実施形態と同様の透明走査を実行することが可能である。透明走査は、第1実施形態と同様のタイミングで実行することができる。本実施形態の構成であれば、ソースドライバSDに透明走査のための電圧(例えばコモン電圧Vcom)を供給するための回路等を設ける必要が無い。
【0125】
なお、この発明は、上記各実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【0126】
各実施形態において、赤色、緑色、青色は、それぞれ第1色、第2色、第3色の一例である。発光素子LSR、LSG、LSBは、それぞれ第1色の光を放つ第1発光素子、第2色の光を放つ第2発光素子、第3色の光を放つ第3発光素子の一例である。ラインメモリ52R、52G、52Bが記憶する各サブフレームデータは、第1色の画像を表す第1サブフレームデータ、第2色の画像を表す第2サブフレームデータ、第3色の画像を表す第3サブフレームデータの一例である。第2期間T2に含まれるサブフレーム期間T2R、T2G、T2Bは、それぞれ第1サブフレーム期間、第2サブフレーム期間、第3サブフレーム期間の一例である。
第1色、第2色、第3色は、それぞれ赤色、緑色、青色に限られない。また、光源ユニットLUは、2種類以下の色の発光素子LSを備えても良いし、4種類以上の色の発光素子LSを備えても良い。発光素子LSの種類数(色数)に応じて、ラインメモリ、サブフレームデータ、サブフレーム期間の数を増減させれば良い。
液晶層30は、ノーマル型ポリマーディスパーズド液晶を利用してもよい。この液晶層30は、液晶印加電圧がゼロまたは所定の電圧より低い場合に散乱状態となって透明度を減少させることができ、また、液晶印加電圧が所定の電圧より高い場合に透明状態となって表示装置DSPを介した背景に視認性を向上することができる。
【符号の説明】
【0127】
DSP…表示装置
PNL…表示パネル
11…画素電極 21…共通電極
30…液晶層 31…液晶性ポリマー 32…液晶性分子
LSR,LSG,LSB…発光素子
CNT…コントローラ
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図6
図7A
図7B
図7C
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15A
図15B
図16
図17
図18
図19
図20
図21A
図21B
図21C
図22
図23
図24
図25
図26
図27
図28