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1. JP2020091319 - 表示装置

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Description

Title of Invention 表示装置

Technical Field

0001  

Background Art

0002   0003  

Citation List

Patent Literature

0004  

Summary of Invention

Technical Problem

0005  

Technical Solution

0006  

Brief Description of Drawings

0007  

Description of Embodiments

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061  

Reference Signs List

0062  

Claims

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10    

Drawings

1   2   3   4   5   6   7   8    

Description

表示装置

Technical Field

[0001]
本発明の実施形態は、表示装置に関する。

Background Art

[0002]
近年、光源と、画素電極及び共通電極を含む一対の基板と、これら基板の間に配置された高分子分散型の液晶層とを備えた表示装置が知られている。例えば、高分子分散型の液晶層は、筋状のポリマーと、液晶分子とを含む。
[0003]
高分子分散型の液晶層においては、画素電極及び共通電極の間の電界により液晶分子を回転させることで、ポリマーの光軸に対する液晶分子の光軸の傾きを制御することができる。これにより、画素毎に光源からの光の散乱度を制御し、表示装置に任意の映像(画像)を表示させることが可能となる。

Citation List

Patent Literature

[0004]
patcit 1 : 特開2007−183545号公報

Summary of Invention

Technical Problem

[0005]
高分子分散型の液晶層を備える表示装置において、さらなる表示品位の改善が求められている。そこで、本開示は、表示品位を向上させることが可能な表示装置を提供することを目的の一つとする。

Technical Solution

[0006]
一実施形態における表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極と、前記画素毎に設けられた画素電極と、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を含む表示パネルと、前記表示パネルに光を照射する光源と、前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御し、且つ、前記光源の動作を制御するコントローラとを具備し、前記コントローラは、第1期間において、前記光源の反対側に位置する画素から順に、前記共通電極と前記画素電極との間に映像成分に応じた電圧を印加して当該映像成分を書き込み、前記第1期間において、前記光源を点灯させて前記書き込まれた映像成分に応じた映像を前記表示パネルに表示させる。

Brief Description of Drawings

[0007]
[fig. 1] 図1は、一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。
[fig. 2] 図2は、図1に示した表示装置の断面図である。
[fig. 3] 図3は、図1に示した表示装置が備える液晶層の構成を説明するための概略的な断面図である。
[fig. 4] 図4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。
[fig. 5] 図5は、図1に示した表示装置の一般的な表示動作を説明するためのタイミングチャートである。
[fig. 6] 図6は、図1に示した表示装置の本実施形態の表示動作を説明するためのタイミングチャートである。
[fig. 7] 図7は、図5の表示動作に対応した、画素の輝度と、発光素子から画素までの距離との相関関係を示すグラフである。
[fig. 8] 図8は、図6の表示動作に対応した、画素の輝度と、発光素子から画素までの距離との相関関係を示すグラフである。

Description of Embodiments

[0008]
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。
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。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、重複する説明を省略することがある。
[0009]
以下では、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。本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。
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。
[0010]
表示装置DSPは、表示パネルPNL、配線基板F1乃至F5等を備えている。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)等を備えている。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に沿った端部E1及びE2と、第2方向Yに沿った端部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は、幅W2より小さい。また、幅W3及びW4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、ゲートドライバ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、ゲートドライバ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等を備えている。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がゲートドライバGD2に接続され、偶数番目の走査線がゲートドライバGD1に接続されているが、ゲートドライバGD1及びGD2と各走査線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。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1、第2基板SUB2、液晶層LC等を備えている。第1基板SUB1は、透明基板10、画素電極11、配向膜12等を備えている。第2基板SUB2は、透明基板20、共通電極21、配向膜22等を備えている。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)等の透明導電材料によって形成されている。液晶層LC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。第1基板SUB1及び第2基板SUB2は、シールSE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、発光素子LS、配線基板F6等を備えている。発光素子LSは、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、端部E5から入射し、表示パネルPNLを伝播する。
[0014]
図3は、液晶層LCの構成例を説明するための、表示パネルPNLの概略的な断面図である。本実施形態において、液晶層LCは、筋状(ネットワーク状)のポリマー30と、液晶分子31とを有している。一例では、ポリマー30は、液晶性ポリマーである。液晶分子31は、ポリマー30の隙間に分散されている。図3に示すように、ポリマー30に接続されたモノマー32が存在しても良い。
[0015]
このような液晶層LCは、例えば配向膜12と配向膜22との間に液晶モノマーを注入し、これら配向膜12及び22の配向規制力により所定方向に配向された液晶モノマーに対して紫外光を照射することで得られる。すなわち、紫外光により液晶モノマーが高分子化され、筋状のポリマー30が形成される。
[0016]
ポリマー30及び液晶分子31の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。ポリマー30の電界に対する応答性は、液晶分子31の電界に対する応答性より低い。例えば、ポリマー30の配向方向は、画素電極11と共通電極21との間の電界に関わらずほとんど変化しない。一方、液晶分子31の配向方向は、当該電界に応じて変化する。
[0017]
図3において、実線で示す液晶分子31は、画素電極11と共通電極21との間に電位差が無い場合(電界が形成されていない場合)の配向状態を表している。また、破線で示す液晶分子31は、画素電極11と共通電極21との間に電位差がある場合(電界が形成されている場合)の配向状態を表している。
[0018]
液晶層LCに電界が作用していないか、あるいは当該電界が極めて弱い状態においては、ポリマー30及び液晶分子31のそれぞれの光軸は互いに略平行となる。したがって、液晶層LCに入射した光は、液晶層LC内でほとんど散乱されることなく透過する。以下では、このような状態を透明状態と称する。また、透明状態を実現するための画素電極11の電圧を透明電圧と称する。透明電圧は、共通電極21に印加される共通電圧と同じであっても良いし、共通電圧と僅かに異なる電圧であっても良い。
[0019]
一方、液晶層LCに十分な電界が作用している状態では、ポリマー31及び液晶分子32のそれぞれの光軸は互いに交差する。したがって、液晶層LCに入射した光は、液晶層LC内で散乱される。以下では、このような状態を散乱状態と称する。また、散乱状態を実現するための画素電極11の電圧を散乱電圧と称する。散乱電圧は、透明電圧よりも共通電極21との電位差が大きくなるような電圧であり、本実施形態においては、後述する赤色、緑色、青色の映像成分に応じた電圧がこれに相当する。
[0020]
図4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等を含む。
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等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(映像データ)に基づき、所定の信号処理を行って生成した映像成分(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。
[0021]
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。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、複数の画素電極11と対向している。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から映像成分が供給される。共通電極21には、Vcom回路VCから共通電圧が供給される。信号線Sに供給された映像成分は、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に供給される。
[0022]
以下の説明においては、画素電極11に映像成分を供給して画素電極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に映像成分(或いは映像成分に応じた電圧)を書き込むと記載することがある。また、以下の説明においては、上記した散乱状態から上記した透明状態に遷移させるために、画素電極11の電圧を透明電圧とすることを、当該画素電極11を備える画素PXに書き込まれた映像成分を消去すると記載することがある。
[0023]
なお、図4の例では、表示領域DAの全体にわたる共通電極21を示している。しかしながら、少なくとも1つの画素PX毎に区切られた複数の共通電極21が表示領域DAに配置され、各共通電極21が共通線にそれぞれ接続され、当該共通線を介してVcom回路VCから各共通電極21に共通電圧が供給されても良い。
[0024]
光源ユニットLUは、発光素子LSとして、赤色の光を放つ発光素子LSR、緑色の光を放つ発光素子LSG、及び、青色の光を放つ発光素子LSBを備えている。これら発光素子LSR、LSG、LSBとしては、例えば発光ダイオード(LED)を用いることができるが、この例に限定されない。光源ドライバLSDは、タイミングコントローラTCからの制御信号に基づいて、これら発光素子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フィールド(サブフレームと称されても良い)期間を有する駆動方式(フィールドシーケンシャル方式)においては、各フィールドにおいて3つの発光素子LSR、LSG、LSBのいずれか1つが点灯し、フィールド毎に照明光の色が切り替えられる。
[0025]
図5は、表示装置DSPにおける一般的な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、図5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フレーム期間は約16.7msである。
[0026]
フレーム期間Fは、赤色の映像を表示領域DAに表示させる赤色フィールド期間TFRと、緑色の映像を表示領域DAに表示させる緑色フィールド期間TFGと、青色の映像を表示領域DAに表示させる青色フィールド期間TFBとを含む。図5では、これら3つのフィールド期間が、赤色フィールド期間TFR、緑色フィールド期間TFG、青色フィールド期間TFBの順で並んでいる場合を例示しているが、これら3つのフィールド期間は異なる順で並んでも良い。
[0027]
赤色フィールド期間TFRは、走査期間TSRと、保持期間THRとを含む。保持期間THRはブランキング期間と称されても良い。走査期間TSRはn個の水平走査期間THSR1〜THSRnを含む。水平走査期間THSRは水平期間と称されても良い。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が赤色の映像成分に応じた電圧(散乱電圧)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に対応する階調の電圧を一斉に各信号線S1〜Smに供給する動作が繰り返される。
[0028]
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、赤色の映像成分に応じた電圧が書き込まれる。全ての画素PXに赤色の映像成分に応じた電圧が書き込まれるまでにかかる時間、すなわち、走査期間TSRは例えば2.5msである。保持期間THRは、全ての画素PXへの赤色の映像成分の書き込みが完了してから、緑色フィールド期間TFGが到来するまでの期間であり、例えば2.5ms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。保持期間THRと、赤色の発光素子LSRが点灯している期間とは、同一であっても良いし、異なっていても良い。保持期間THRにおいて、赤色の発光素子LSRが点灯することにより、赤色の映像(画像)が表示領域DAに表示される。
[0029]
緑色フィールド期間TFG及び青色フィールド期間TFBにおける動作は、赤色フィールド期間TFRと同様である。すなわち、緑色フィールド期間TFGは走査期間TSGと保持期間THGとを含み、走査期間TSGにおいて各画素PXに緑色の映像成分に応じた電圧(散乱電圧)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、緑色の映像(画像)が表示領域DAに表示される。また、青色フィールド期間TFBは走査期間TSBと保持期間THBとを含み、走査期間TSBにおいて各画素PXに青色の映像成分に応じた電圧(散乱電圧)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、青色の映像(画像)が表示領域DAに表示される。
[0030]
図5のDAR1乃至DAR4は、走査期間TSRに含まれる時間TR1乃至TR4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、赤色の映像成分に応じた電圧が、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれている状態(換言すると、発光素子LSから見て遠くに位置する画素PXから順に書き込まれている状態)を示す。図5のDAR5は、保持期間THRに含まれる時間TR5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、赤色の発光素子LSRが点灯し、赤色の映像(画像)が表示されている状態を示す。図5のDAR6は、赤色フィールド期間TFRから緑色フィールド期間TFGに遷移する時間TR6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、赤色の発光素子LSRが消灯し、各画素PXには赤色の映像成分に応じた電圧が残っている状態を示す。
[0031]
同様に、図5のDAG1乃至DAG4は、走査期間TSGに含まれる時間TG1乃至TG4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、緑色の映像成分に応じた電圧が、赤色の映像成分に応じた電圧に代えて、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれている状態(換言すると、赤色の映像成分に応じた電圧を緑色の映像成分に応じた電圧に書き換えている状態)を示す。なお、緑色の映像成分への書き換え途中で発光素子LSが点灯してしまうと、書き換え前の赤色の映像成分または書き換え後の緑色の映像成分が本来とは異なる色で表示されてしまい、混色が生じてしまうため、図5のDAG1乃至DAG4において発光素子LSは消灯される。図5のDAG5は、保持期間THGに含まれる時間TG5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、緑色の発光素子LSGが点灯し、緑色の映像(画像)が表示されている状態を示す。図5のDAG6は、緑色フィールド期間TFGから青色フィールド期間TFBに遷移する時間TG6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、緑色の発光素子LSGが消灯し、各画素PXには緑色の映像成分に応じた電圧が残っている状態を示す。
[0032]
さらに、図5のDAB1乃至DAB4は、走査期間TSBに含まれる時間TB1乃至TB4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、青色の映像成分に応じた電圧が、緑色の映像成分に応じた電圧に代えて、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれている状態を示す。なお、青色の映像成分への書き換え途中で発光素子LSが点灯してしまうと、書き換え前の緑色の映像成分または書き換え後の青色の映像成分が本来とは異なる色で表示されてしまい、混色が生じてしまうため、図5のDAB1乃至DAB4において発光素子LSは消灯される。図5のDAB5は、保持期間THBに含まれる時間TB5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、青色の発光素子LSBが点灯し、青色の映像(画像)が表示されている状態を示す。図5のDAB6は、青色フィールド期間TFBから次のフレーム期間に含まれる赤色フィールド期間TFRに遷移する時間TB6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、青色の発光素子LSBが消灯し、各画素PXには青色の映像成分に応じた電圧が残っている状態を示す。
フレーム期間Fにおいて時分割で表示された赤色、緑色、青色の映像成分が混合されることで、多色表示の映像としてユーザに視認される。
[0033]
図5を参照して説明したように、表示装置DSPの一般的な表示動作では、各色成分に応じた電圧を各画素PXに書き込んだ後に、対応する色の発光素子LSを点灯させ、対応する色成分の映像を表示領域DAに表示させる。しかしながら、このような表示動作の場合、次のような不都合がある。
[0034]
一般的に、ある光源から出射される光の強度は、当該光源から離れるほど減衰する特性を有している。つまり、発光素子LSから出射される照明光の強度もまた、当該発光素子LSから離れるほど減衰する。発光素子LSは、図4に示したように、表示パネルPNLの下端に設けられ、当該パネル下端から照明光を出射する。このため、発光素子LSから見て遠くの位置には出射時に比べて大きく減衰した光が伝播し、発光素子LSから見て近くの位置には出射時とほぼ同等の強度の光が伝播する。これによれば、図5のDAR5、DAG5、DAB5に示すように、表示領域DAにおいては、上端(換言すると、発光素子LSの反対側)に行くほど暗い映像が表示され、下端(換言すると、発光素子LS側)に行くほど明るい映像が表示される。つまり、同一表示面内で輝度傾斜が生じてしまい、表示品位を損ねてしまうという不都合がある。以下では、この不都合を解消する表示装置の表示動作について説明する。
[0035]
図6は、表示装置DSPにおける本実施形態の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は、図5に示した表示動作同様、垂直同期信号Vsyncが立ち下がる。すなわち、本実施形態の表示動作においても、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期間がフレーム期間Fに相当する点は、図5の表示動作と同様である。
[0036]
フレーム期間Fは、赤色フィールド期間TFRと、緑色フィールド期間TFGと、青色フィールド期間TFBとを含む。なお、図6では、これら3つのフィールド期間が、赤色フィールド期間TFR、緑色フィールド期間TFG、青色フィールド期間TFBの順で並んでいる場合を例示しているが、これら3つのフィールド期間は異なる順で並んでも良い。
[0037]
本実施形態の表示動作においては、赤色フィールド期間TFRは、図5に示した表示動作とは異なり、走査期間TSR及び保持期間THRに加えて、クリア期間TCRを含む。以下、各期間TSR、THR、TCRについて順に説明する。
走査期間TSRはn個の水平走査期間THSR1〜THSRnを含み、例えば2.5msであり、この走査期間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。本実施形態の表示動作において、走査期間TSRは上記した値に限定されず、5ms以下であれば良い。さらに、この走査信号の供給の間、ソースドライバSDが赤色の映像成分に応じた電圧を各信号線S1〜Smに供給する。これによれば、各画素PXの画素電極11と共通電極21との間に、赤色の映像成分に応じた電圧が書き込まれる。
[0038]
図5の表示動作とは異なり、赤色の発光素子LSRは、この走査期間TSRにおいて点灯し始める。これによれば、表示領域DAには、赤色の映像成分が書き込まれた画素PX部分から順に、当該赤色の映像成分に対応した映像が表示され始める。なお、図6の例では、水平走査期間THSR1と同じタイミングで、赤色の発光素子LSRが点灯し始める場合を例示しているが、赤色の発光素子LSRが点灯し始めるタイミングは走査期間TSR内であれば任意のタイミングで良い。但し、詳細については後述するが、赤色の発光素子LSRが点灯し始めるタイミングは、できるだけ早い方が好ましい。
[0039]
保持期間THRは、全ての画素PXへの赤色の映像成分の書き込みが完了してから(換言すると、走査期間TSRが終了してから)、クリア期間TCRが到来するまでの期間であり、例えば2msである。この保持期間THRにおいても、赤色の発光素子LSRは引き続き点灯状態を維持する。
[0040]
クリア期間TCRは、赤色の映像成分に対応した赤色の映像の表示が完了してから(換言すると、保持期間THRが終了してから)、緑色フィールド期間TFGが到来するまでの期間であり、例えば0.5msである。クリア期間TCRにおいては、ゲートドライバGD1及びGD2が各走査線G1〜Gnに走査信号を一斉に供給する。この場合、クリア期間TCRにおいては、各走査線G1〜Gnに走査信号を順次供給する場合に比べて、n倍の電流負荷がかかることになる。このため、クリア期間TCRは、1本の走査線に走査信号を供給するための1水平走査期間よりも長い方が好ましい。但し、図6では、クリア期間TCRにおいて、各走査線G1〜Gnに走査信号が一斉に供給される場合を例示しているが、走査信号は各走査線G1〜Gnに順次供給されても良い。クリア期間TCRにおいては、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、共通電圧と同程度の電圧(透明電圧)を供給する。これによれば、全ての画素PXの画素電極11と共通電極21との間には、透明電圧が書き込まれ、各画素PXに書き込まれた赤色の映像成分は消去される。各画素PXの画素電極11は、各走査線G1〜Gnに走査信号が一斉に供給された後は、次に対応する走査線Gに走査信号が供給されるまでフローティングとなる。したがって、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、透明電圧が保持される。
[0041]
クリア期間TCRにおいては、赤色の発光素子LSRは消灯する。つまり、赤色の発光素子LSRが点灯している期間は、走査期間TSRが開始されてから、保持期間THRが終了するまでの期間、あるいは、走査期間TSRの途中から、保持期間THRが終了するまでの期間に相当する。なお、省電力の観点から、クリア期間TCRにおいては、赤色の発光素子LSRは消灯している方が好ましいが、クリア期間TCRにおいても、赤色の発光素子LSRは点灯していても、表示動作上は問題ない。
[0042]
緑色フィールド期間TFG及び青色フィールド期間TFBにおける動作は、赤色フィールド期間TFRと同様である。すなわち、緑色フィールド期間TFGは走査期間TSG、保持期間THG及びクリア期間TCGを含み、走査期間TSGにおいて各画素PXに緑色の映像成分に応じた電圧(散乱電圧)が書き込まれ、且つ、緑色の発光素子LSGが点灯され、保持期間THGにおいても緑色の発光素子LSGの点灯状態が維持され、クリア期間TCGにおいて各画素PXに共通電圧と同程度の電圧(透明電圧)が書き込まれて緑色の映像成分が消去され、且つ、緑色の発光素子LSGは消灯される。また、青色フィールド期間TFBは走査期間TSB、保持期間THB及びクリア期間TCBを含み、走査期間TSBにおいて各画素PXに青色の映像成分に応じた電圧(散乱電圧)が書き込まれ、且つ、青色の発光素子LSBが点灯され、保持期間THBにおいても青色の発光素子LSBの点灯状態が維持され、クリア期間TCBにおいて各画素PXに共通電圧と同程度の電圧(透明電圧)が書き込まれて青色の映像成分が消去されて、且つ、青色の発光素子LSBは消灯される。
[0043]
なお、本実施形態の表示動作においては、図6に示すように、クリア期間と次のフィールド期間との間に、ごく僅かのブランキング期間がある場合を例示しているが、このブランキング期間は省略されても良い。また、本実施形態の表示動作においては、各フィールド期間TFR、TFG、TFBに含まれる各期間が、走査期間、保持期間、クリア期間の順で並んでいる場合を例示したが、これに限定されず、クリア期間、走査期間、保持期間の順で並んでも良い。要するに、クリア期間は、前後のフィールド期間に対応した色の映像成分とは異なる色の映像成分が画素PXに書き込まれる前に位置していれば良い。
図6のDAR1乃至DAR6、DAG1乃至DAG6、DAB1乃至DAB6については後述にて詳しく説明する。
[0044]
以上説明した本実施形態の表示動作によれば、次のような効果を得ることができる。
図7は、図5に示した一般的な表示動作が行われた場合の各画素PXの輝度と、発光素子LSから各画素PXまでの距離との相関関係を示す図である。図7の縦軸は各画素PXの輝度を示し、横軸は発光素子LSから各画素PXまでの距離を示す。
[0045]
図7の一点鎖線は、発光素子LSから出射される照明光の強度の変化を示しており、既に説明したように、発光素子LSから離れるほど大きく減衰することが示されている。図7の点線は、各画素PXが散乱状態にあり、且つ、発光素子LSが点灯している時間の積分値(換言すると、各画素PXが映像成分に応じた電圧を保持した上で、照明光が各画素PXに入射している時間の積分値)を示している。図5に示す一般的に表示動作においては、全ての画素PXへの映像成分の書き込みが完了してから、発光素子LSが点灯されるため、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値は、発光素子LSからの距離に関係なく一定となる。
[0046]
図7の実線が、各画素PXの輝度と、発光素子LSから各画素PXまでの距離との相関関係を示している。要するに、図7の実線は、各画素PXの観察者への見え方を示している。図7の一点鎖線に示されるように、照明光の強度は発光素子LSから離れるほど減衰するにも関わらず、図7の点線に示されるように、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値は一定であるため、図7の実線に示されるように、発光素子LSから近い位置にある画素PXの輝度は明るくなり、発光素子LSから遠い位置にある画素PXの輝度は暗くなる。つまり、同一表示面内で大きな輝度傾斜が生じてしまうため、観察者は、発光素子LSから近い位置に表示されている映像を明るく認識し、発光素子LSから遠い位置に表示されている映像を暗く認識することになる。
[0047]
一方で、図8は、図6に示した本実施形態の表示動作が行われた場合の各画素PXの輝度と、発光素子LSから各画素PXまでの距離との相関関係を示す図である。図8の縦軸は、図7同様、各画素PXの輝度を示し、横軸は発光素子LSから各画素PXまでの距離を示す。
[0048]
図8の一点鎖線は、発光素子LSから出射される照明光の強度の変化を示しており、図7と同様の変化を示す。図8の点線は、図7同様、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値を示している。本実施形態の表示動作においては、図6を参照して説明したように、走査期間TSが開始し、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に各画素PXへの映像成分の書き込みが開始されると、発光素子LSが点灯されるため、発光素子LSの反対側に位置する画素PXほど散乱状態にある時間が長く、発光素子LS側に位置する画素ほど散乱状態にある時間は短くなる。つまり、発光素子LSから遠い位置にある画素PXほど散乱状態にある時間は長く、発光素子LSから近い位置にある画素PXほど散乱状態にある時間は短いことになる。
[0049]
図8の実線は、図7同様、各画素PXの輝度と、発光素子LSから各画素PXまでの距離との相関関係を示している。図8の一点鎖線に示されるように、照明光の強度は発光素子LSから離れるほど減衰するが、図8の点線に示されるように、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値は、発光素子LSから遠い位置にある画素PXほど長く、発光素子LSから近い位置にある画素PXほど短いため、図8の実線に示されるように、発光素子LSから遠い位置にある画素PXの輝度は、図7の場合に比べて明るくなり、発光素子LSから近い位置にある画素PXの輝度は、図7の場合に比べて若干暗くはなるものの、発光素子LSから近い位置にある画素PXには、出射時からほとんど減衰していない照明光が入射されるため、十分に明るくなる。これによれば、図8に示すように、同一表示面内で生じる輝度傾斜を、図7の場合に比べて小さく(緩やかに)することができるため、観察者は、発光素子LSから近い位置に表示されている映像と、発光素子LSから遠い位置に表示されている映像とを共に明るく認識することが可能となる。
[0050]
また、次のような効果を得ることもできる。
一般的な表示動作の場合、全ての画素PXへの映像成分の書き込みが完了してから、発光素子LSを点灯させるため、発光素子LSから出射される照明光は、光の特性上の減衰に加えて、発光素子LSの近くで散乱状態にある画素PXが障害となり減衰してしまう可能性がある。しかしながら、本実施形態の表示動作の場合、各画素PXへの映像成分の書き込みが開始されると、発光素子LSが点灯されるため、発光素子LSから遠くに位置する画素PXにも、当該画素PXよりも発光素子LSの近くに位置する画素PXに映像成分が書き込まれる前までは、上記した障害による減衰のない照明光を入射させることが可能となる。
さらに、本実施形態の表示動作は、タイミングコントローラTCからゲートドライバGD1及びGD2、ソースドライバSD、Vcom回路VC、光源ドライバLSDにそれぞれ出力される制御信号の出力タイミングを変更すれば実現可能であるため、新規の回路の追加や映像データへの信号処理の追加を行う必要がない。
[0051]
図6のDAR1乃至DAR6、DAG1乃至DAG6、DAB1乃至DAB6は、本実施形態の表示動作による効果を具体的に示している。
図6のDAR1乃至DAR4は、走査期間TSRに含まれる時間TR1乃至TR4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、赤色の映像成分に応じた電圧が、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれ、且つ、赤色の発光素子LSRが点灯している状態を示す。図6のDAR1とDAR4とを比較すると、発光素子LSの反対側に位置する画素PXの輝度が、時間の経過と共に、明るくなっていることが分かる。これが散乱状態の時間が長くなることによって得られる効果である。図6のDAR5は、保持期間THRに含まれる時間TR5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、赤色の発光素子LSRは、走査期間TSRに引き続き点灯している。各画素PXが散乱状態にある時間は、時間TR5と時間TR4との差分だけ等しく長くなっているので、各画素PXの輝度は、図6のDAR5に示されるように、図6のDAR4に比べて明るくなっていることが分かる。図6のDAR6は、クリア期間TCRに含まれる時間TR6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、各画素PXから赤色の映像成分が消去され、且つ、赤色の発光素子LSRが消灯している状態を示す。これによれば、次の緑色フィールド期間TFGに含まれる走査期間TSGにおいて緑色の映像成分が書き込まれると共に緑色の発光素子LSGが点灯されたとしても、各画素PXからは赤色の映像成分は既に消去されているので、上記した混色の発生を抑止することが可能となる。
[0052]
同様に、図6のDAG1乃至DAG4は、走査期間TSGに含まれる時間TG1乃至TG4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、緑色の映像成分に応じた電圧が、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれ、且つ、緑色の発光素子LSGが点灯している状態を示す。図6のDAG5は、保持期間THGに含まれる時間TG5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、緑色の発光素子LSGは、走査期間TSGに引き続き点灯している。図6のDAG6は、クリア期間TCGに含まれる時間TG6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、各画素PXから緑色の映像成分が消去され、且つ、緑色の発光素子LSGが消灯している状態を示す。
[0053]
さらに、図6のDAB1乃至DAB4は、走査期間TSBに含まれる時間TB1乃至TB4における表示領域DAの状態を模式的に示しており、青色の映像成分に応じた電圧が、発光素子LSの反対側に位置する画素PXから順に書き込まれ、且つ、青色の発光素子LSBが点灯している状態を示す。図6のDAB5は、保持期間THBに含まれる時間TB5における表示領域DAの状態を模式的に示しており、青色の発光素子LSBは、走査期間TSBに引き続き点灯している。図6のDAB6は、クリア期間TCBに含まれる時間TB6における表示領域DAの状態を模式的に示しており、各画素PXから青色の映像成分が消去され、且つ、青色の発光素子LSBが消灯している状態を示す。
[0054]
以上説明した一実施形態によれば、高分子分散型の液晶層を備える表示装置の表示品位を向上させることが可能となる。
[0055]
なお、各走査線G1〜Gnに走査信号を順次供給し、各信号線S1〜Smに映像成分に応じた電圧を書き込む時間は、液晶層LCに含まれる液晶分子の応答速度に起因して変化するため、図5の表示動作と図6の表示動作との間で変化することはない。このため、本実施形態の表示動作において、保持期間とクリア期間との間には、保持期間が長くなると、その分クリア期間が短くなり、クリア期間が長くなると、その分保持期間が短くなるという関係がある。
[0056]
クリア期間を長くし、保持期間を短くすると、上記したように、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値を発光素子LSから見て遠くに位置する画素PXほど長くし、発光素子LSから見て近くに位置する画素PXほど短くすることが可能となる。つまり、画素が散乱状態にある時間の積分値の傾斜(図8の点線の傾斜)を大きく(きつく)することができるので、結果的に、輝度傾斜(図8の実線の傾斜)を小さく(緩やか)にすることができる。一方で、保持期間が短いため、走査期間の終わりに近い時間に書き込まれた映像成分に応じた映像が表示される期間は短くなるため、走査期間の終わり近辺に書き込まれた映像成分に応じた映像が適切に表示されない可能性がある。
[0057]
クリア期間を短くし、保持期間を長くすると、走査期間の終わり近辺に書き込まれた映像成分に応じた映像が表示される期間を、クリア期間を長めに設定した場合に比べて長くすることができるので、走査期間の終わり近辺に書き込まれた映像成分に応じた映像も適切に表示することが可能となる。一方で、各画素PXが散乱状態にある時間の積分値の傾斜は、クリア期間を長めに設定した場合に比べて小さくなるので、結果的に、輝度傾斜は、クリア期間を長めに設定した場合に比べて大きくなってしまい、同一平面内の輝度傾斜は若干ではあるものの、不均一になる可能性がある。また、クリア期間が短いと、各画素PXに書き込まれた映像成分を十分に消去することができない可能性もある。
上記した関係を考慮して、保持期間及びクリア期間は好ましい値に設定される。また、これら保持期間及びクリア期間はその値を任意に変更可能であるとしても良い。
[0058]
本実施形態においては、フィールドシーケンシャル方式を一例に挙げて表示動作を説明したが、本実施形態の表示動作は、単一の光源色を用いる場合に対しても当然に適用可能である。
[0059]
以上、本発明の実施形態として説明した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
[0060]
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変形例に想到し得るものであり、それら変形例についても本発明の範囲に属するものと解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
[0061]
また、各実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について、本明細書の記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

Reference Signs List

[0062]
LSR…赤色の発光素子、LSG…緑色の発光素子、LSB…青色の発光素子、TFR…赤色フィールド期間、TFG…緑色フィールド期間、TFB…青色フィールド期間、TSR,TSG,TSB…走査期間、THR,THG,THB…保持期間、TCR,TCG,TCB…クリア期間、G1〜Gn…走査線、S1〜Sm…信号線。

Claims

[1]
マトリクス状に配置された複数の画素と、共通電極と、前記画素毎に設けられた画素電極と、ポリマー及び液晶分子を含む液晶層と、を含む表示パネルと、
前記表示パネルに光を照射する光源と、
前記共通電極と前記画素電極との間の電圧を制御し、且つ、前記光源の動作を制御するコントローラと
を具備し、
前記コントローラは、
第1期間において、前記光源の反対側に位置する画素から順に、前記共通電極と前記画素電極との間に映像成分に応じた電圧を印加して当該映像成分を書き込み、
前記第1期間において、前記光源を点灯させて前記書き込まれた映像成分に応じた映像を前記表示パネルに表示させる、表示装置。
[2]
前記コントローラは、
前記共通電極と前記画素電極との間に映像成分に応じた電圧を印加する前の第2期間において、前記共通電極と前記画素電極との間に、前記画素に書き込まれている映像成分を消去するための透明電圧をそれぞれ印加し、
前記第2期間においては前記光源を消灯させる、請求項1に記載の表示装置。
[3]
前記透明電圧は、
共通電圧である、請求項2に記載の表示装置。
[4]
前記コントローラは、
前記第2期間において、前記共通電極と前記複数の画素電極との間に前記透明電圧を一斉に印加して、前記複数の画素に書き込まれている映像成分を一斉に消去する、請求項2に記載の表示装置。
[5]
前記コントローラは、
前記複数の画素への映像成分の書き込みが完了し、前記第1期間が終了すると、前記第1期間に続く第3期間においても前記光源を点灯させ続け、前記複数の画素に書き込まれた映像成分からなる1つの映像を前記表示パネルに表示させる、請求項2に記載の表示装置。
[6]
前記1つの映像を表示するフレーム期間は、
前記第1乃至前記第3期間を含む、請求項5に記載の表示装置。
[7]
前記フレーム期間は、
前記第1乃至前記第3期間を、前記第1期間、前記第3期間、前記第2期間の順に含む、請求項6に記載の表示装置。
[8]
前記フレーム期間は、
前記第1乃至前記第3期間を、前記第2期間、前記第1期間、前記第3期間の順に含む、請求項6に記載の表示装置。
[9]
前記第2期間は、
前記第1期間において、前記複数の画素のうちの1つの画素に前記映像成分を書き込み時間よりも長い、請求項6に記載の表示装置。
[10]
前記光源は、
第1色の光を放つ第1発光素子と、第2色の光を放つ第2発光素子とを含み、
前記フレーム期間は、
前記第1色に対応した前記第1乃至前記第3期間を有する第1フィールド期間と、前記第2色に対応した前記第1乃至前記第3期間を有し、前記第1フィールド期間に続く第2フィールド期間とを含み、
前記コントローラは、
前記第1フィールド期間に含まれる第1期間において、前記第1色の映像成分に応じた電圧を印加して当該第1色の映像成分を前記複数の画素に書き込み、且つ、前記第1発光素子を点灯させ、
前記第2フィールド期間に含まれる第1期間において、前記第2色の映像成分に応じた電圧を印加して当該第2色の映像成分を前記複数の画素に書き込み、且つ、前記第2発光素子を点灯させ、
前記第2フィールド期間の前記第1期間において前記第2色の映像成分を前記複数の画素に書き込む前には、前記透明電圧を印加して前記複数の画素に書き込まれている前記第1色の映像成分を消去する、請求項6に記載の表示装置。

Drawings

[ Fig. 1]

[ Fig. 2]

[ Fig. 3]

[ Fig. 4]

[ Fig. 5]

[ Fig. 6]

[ Fig. 7]

[ Fig. 8]