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JP5526490B2 - 表示素子の駆動方法 - Google Patents

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JP5526490B2
JP5526490B2 JP2008092040A JP2008092040A JP5526490B2 JP 5526490 B2 JP5526490 B2 JP 5526490B2 JP 2008092040 A JP2008092040 A JP 2008092040A JP 2008092040 A JP2008092040 A JP 2008092040A JP 5526490 B2 JP5526490 B2 JP 5526490B2
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Description

この発明は、赤、緑、青、及び白の4色の画素により1つの絵素を構成する表示素子の駆動方法に関する。
従来、カラー画像を表示する表示素子として、画面を明るくするために、赤、緑、青、及び白の4色の画素により1つの絵素を構成した表示素子が提案されている(特許文献1参照)。
この4色の画素により1つの絵素を構成した表示素子は、供給された赤、緑、青の3色の階調データに基づいて、これらの3色の階調データのうちの最小値の階調データからバイアス値を演算により定めてその値を白色画素の駆動階調データとし、前記入力された赤、緑、青の3色の階調データからそれぞれ前記白色画素の駆動階調データの階調値を減算して赤、緑、青の3色の画素それぞれの駆動階調データを求め、これらの駆動階調データにそれぞれ対応した赤、緑、青、及び白の4色のデータ信号を赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する方法で駆動されている(特許文献2参照)。
しかし、上記従来の駆動方法では、供給された赤、緑、青の3色の階調データの階調値が互いに異なるとき、つまり赤、緑、青の3色の階調データが、赤、緑、青の3色を互いに異なる比率で混色させた中間色を定めたデータであるときに、前記表示素子の表示色に色ずれが生じ、供給された赤、緑、青の3色の階調データに対応した色再現性の良いカラー画像を表示することができない。
この発明は、赤、緑、青、及び白の4色の画素により1つの絵素を構成した液晶表示素子に、供給された赤、緑、青の3色の階調データに対応した色再現性の良いカラー画像を表示させることができる駆動方法を提供することを目的としたものである。
前記課題を解決するため、本発明の表示素子の駆動方法の一態様は、
赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列され、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の各色1つずつの4つの画素により1つの絵素を構成する表示素子を、供給された赤、緑、青の3色の階調データに基づいて駆動する方法において、
1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dの値毎に、
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
ただし、R’,R’,R’,R’は、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度を表示輝度L’,L’,L’,L’とし、赤、緑、青、及び白の4色の画素それぞれの最大階調値の輝度を最大階調輝度LmaxR,LmaxG,LmaxB,LmaxWとし、前記入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度率を表示輝度率R’=L’/LmaxR,R’=L’/LmaxG,R’=L’/LmaxB,R’=L’/LmaxWとし、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ各階調データD,D,Dに対応する電圧を印加したときの輝度である階調データ輝度をL,L,Lとし、この階調データ輝度をL,L,Lの階調データ輝度率をR=L/LmaxR,R=L/LmaxG,R=L/LmaxBとし、これら階調データ輝度率をR,R,Rのうちの最小値をRminとし、tを0よりも大きく、maxW/(Lmax +LmaxG+LmaxB)以下の範囲の予め定めた任意の値とし、
且つ、白色画素の表示輝度率R’は、赤、緑、青、及び白の各色の画素の表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素と、が表示画面上で互いに隣接して配置されている場合には、前記2番目に小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させた値とし、
前記表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素と、が表示画面上で互いに隣接していない場合には、前記最も小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させた値とし、各式を満たすように、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ供給する入力階調値D’,D’,D’を算出し、これらの階調値D’,D’,D’の4色のデータ信号を赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する
ことを特徴とする。
前記課題を解決するため、本発明の表示素子の駆動方法の一態様は、
赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列され、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の各色1つずつの4つの画素により1つの絵素を構成する表示素子を、供給された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに基づいて赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する4つの入力階調値D’,D’,D’,D’を生成して各画素に供給することにより駆動する方法において、
前記赤、緑、青、及び白の4色の画素は、各画素に供給される前記入力階調値と、前記入力階調値に応じた電圧が印加されることによって得られる輝度と、が比例するように形成されており、
供給された階調データに対応する赤、緑、青の3色の画素の階調データ輝度率をそれぞれR=D/D,R=D/D,R=D/D(Dは最大階調の値)で表し、当該階調データ輝度率R ,R ,R のうちの最小値をR min とし、
階調データD,D,Dが全て0のとき、
前記4つの入力階調値D’,D’,D’,D’は、全て0とし、
階調データD,D,Dの少なくとも1つが0以外のとき、
入力階調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
入力階調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
入力階調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
入力階調値D’は、C’を整数化した値に、
ただし、R,R’,R’,R’は、赤、緑、青及び白の各色の画素へ入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度を表示輝度L’,L’,L’,L’とし、赤、緑、青及び白の各色の画素それぞれの最大階調値の輝度を最大階調輝度LmaxR,LmaxG,LmaxB,LmaxWとし、前記入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度率を表示輝度率R’=L’/LmaxR,R’=L’/LmaxG,R’=L’/LmaxB,R’=L’/LmaxWとし、赤、緑、青の各色の画素へ前記各階調データD,D,Dに対応する電圧を印加したときの輝度である階調データ輝度をL,L,Lとし、tを0よりも大きく、maxW/(Lmax +LmaxG+LmaxB)以下の範囲の予め定めた任意の値とし、
ここで、C’は、
第1の階調値係数DfR,DfG,DfBを、
fR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(2LmaxR+LmaxG+LmaxB
fG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+2LmaxG+LmaxB)
fB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+LmaxG+2LmaxB
と定義し、
第2の階調値係数DmR,DmG,D
mR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
mG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
mB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
と定義し、
これらの第2の階調値係数DmR,DmG,D のうちの最も小さい値をD min、これらの第2の階調値係数DmR,DmG,D のうちの最も大きい値をD maxとしたとき、
第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfRまたはDfBで、2番目に小さい値がDfGのときは、
min<DfGの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D>DfGの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
mmin<DfG、且つ max−D>DfG 以外の場合、
C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfRで、2番目に小さい値がDfBのときは、
min<DfBの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D>DfBの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfB、且つ max−D>DfB以外の場合、
C’= DfB(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfBで、2番目に小さい値がDfRのときは、
min<DfRの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D の場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfR、且つ max−D>DfR以外の場合、
C’= DfR(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfGのときは、
min<DfGの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D>DfGの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfG、且つ max−D>DfG以外の場合、
C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
にそれぞれ設定して算出し、算出された前記入力階調値D’,D’,D’,D’の4色のデータ信号を前記赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する
ことを特徴とする。
この発明の駆動方法によれば、赤、緑、青、及び白の4色の画素により1つの絵素を構成した液晶表示素子に、供給された赤、緑、青の3色の階調データに対応した色再現性の良いカラー画像を表示させることができる。
図1は表示装置の構成図であり、この表示装置は、赤、緑、青、及び白の4色の複数の画素13R,13G,13B,13W(図2参照)が予め定められた順序で複数配列され、これらの赤、緑、青、及び白の4色の画素により1つの絵素を構成する表示素子、例えば液晶表示素子1と、外部から供給された赤、緑、青の3色の階調データに基づいて赤、緑、青、及び白の4色の階調データを生成し、前記液晶表示素子1を駆動する駆動手段15とにより構成されている。
図2は前記液晶表示素子1の一部分の断面図であり、この液晶表示素子1は、予め定めた間隙を設けて対向配置された一対の透明基板2,3と、これらの基板2,3間の間隙に封入された液晶層4と、前記一対の基板2,3の一方、例えば観察側(図において上側)とは反対側の基板2の内面に、行方向(画面の左右方向)及び列方向(画面の上下方向)にマトリックス状に配列させて形成された複数の透明な画素電極5と、他方の基板、つまり観察側の基板3の内面に、前記複数の画素電極5の配列領域に対応させて形成された一枚膜状の透明な対向電極6と、前記一対の基板2,3の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板12,13とからなっている。
この液晶表示素子1は、TFT(薄膜トランジスタ)を能動素子としたアクティブマトリックス液晶表示素子であり、図1では省略しているが、前記複数の画素電極5が形成された反対側基板2の内面に、前記複数の画素電極5にそれぞれ対応させて配置され、これらの画素電極5にそれぞれ接続された複数のTFTと、各行のTFTにゲート信号を供給するための複数の走査線と、各列のTFTにデータ信号を供給するための複数のデータ線とが設けられている。
この液晶表示素子1は、その観察側とは反対側に配置された図示しない面光源から照射された光の透過を制御して画像を表示するものであり、前記複数の画素電極5と前記対向電極6とが互いに対向する領域により、前記データ信号の供給、つまり前記電極5,6間への前記データ信号に対応した電圧の印加により前記液晶層4の液晶分子の配向状態を変化させて光の透過を制御する複数の画素13R,13G,13B,13Wが形成されている。
前記複数の画素13R,13G,13B,13Wのうちの1/4の数の画素13Rは、赤色カラーフィルタ7Rを備えた赤色画素、他の1/4の数の画素13Gは、緑色カラーフィルタ7Gを備えた緑色画素、さらに他の1/4の数の画素13Bは、青色カラーフィルタ7Bを備えた青色画素、残りの1/4の数の画素13Wは、カラーフィルタを備えない白色画素であり、前記赤、緑、青、及び白の各色の複数の画素13R,13G,13B,13Wが、交互にマトリックス状に配列させて形成されている。
前記カラーフィルタ7R,7G,7Bは、前記一対の基板2,3のいずれか一方、例えば観察側基板3の内面に形成されており、さらに前記観察側基板3の内面には、前記白色画素13Wにそれぞれ対応させて、この白色画素13Wの液晶層厚を、前記赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの液晶層厚と同程度に調整するための無色の透明膜8が形成されている。
なお、前記対向電極6は、前記カラーフィルタ7R,7G,7B及び前記無色の透明膜8の上に形成されており、また、前記一対の基板2,3の内面にはそれぞれ、前記複数の画素電極5及び対向電極6を覆って配向膜9,10が設けられている。
そして、前記一対の基板2,3は、予め定めた間隙を設けて対向配置され、前記複数の画素13R,13G,13B,13Wがマトリックス状に配列された画面領域を囲む枠状のシール材(図示せず)を介して接合されており、これらの基板2,3間の前記シール材で囲まれた領域に液晶層4が封入されている。
この液晶表示素子1は、前記液晶層4の液晶分子をツイスト配向させたTNまたはSTN型、液晶分子を基板2,3面に対して実質的に垂直に配向させた垂直配向型、液晶分子をツイストさせることなく基板2,3面に対して実質的に平行に配向させた水平配向型、液晶分子をベンド配向させるベンド配向型のいずれか、あるいは強誘電性または反強誘電性液晶表示素子であり、前記一対の偏光板11,12は、それぞれの透過軸の向きを、各画素13R,13G,13B,13Wの電極5,6間に電圧を印加しないときの表示が黒になるように設定して配置されている。
なお、図1に示した液晶表示素子1は、一対の基板2,3の内面それぞれに設けられた電極5,6間に電界を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させるものであるが、それに限らず、一対の基板のいずれか一方の内面に、複数の画素を形成するための例えば櫛状の第1と第2の電極を設け、これらの電極間に横電界(基板面に沿う方向の電界)を生じさせて液晶分子の配向状態を変化させる横電界制御型のものでもよい。
前記液晶表示素子1は、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の各色1つずつの4つの画素13R,13G,13B,13Wにより1つの絵素14を構成したものであり、マトリックス状に配列した複数の絵素14によりカラー画像を表示する。
この液晶表示素子1は、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにより1つの絵素14を構成しているため、白色画素を備えず、赤、緑、青の3色の画素により1つの絵素を構成した3色画素の液晶表示素子に比べて、画面を明るくすることができる。
次に、前記液晶表示素子1の駆動方法を説明すると、前記液晶表示素子1は、図1に示した駆動手段15により、外部から供給された映像信号の赤、緑、青の3色の階調データ(赤、緑、青の3色それぞれの諧調を指定するデータ)D,D,Dに基づいて、前記複数の絵素14毎の赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを駆動するための赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’を生成し、これらの駆動階調データD’,D’,D’,D’にそれぞれ対応した前記4色のデータ信号を前記複数の絵素14の赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給することにより駆動する。
前記駆動手段15は、前記液晶表示素子1の複数の走査線に順次前記TFTをオンさせるためのゲート信号を供給する走査駆動回路16と、前記液晶表示素子1の複数のデータ線にデータ信号を供給するデータ駆動回路17と、前記映像信号の赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに基づいて前記液晶表示素子1の複数の絵素14毎の赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’を生成するための演算部18と、前記ゲート信号に対応した電圧及び前記赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’の階調数に対応した複数の値の電圧を発生する電源部19と、前記走査駆動回路16及びデータ駆動回路17と演算部18を制御するコントローラ20とからなっている。
前記映像信号は、表示する画像に対応した同期信号と、前記複数の絵素14それぞれの表示色を定義するための赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dを含む信号であり、前記コントローラ20に入力される。
前記コントローラ20は、前記映像信号から、前記同期信号等を分離して前記走査駆動回路16とデータ駆動回路17とに供給し、また前記赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dを前記演算部18に供給し、これらの回路の動作を制御する。
前記演算部18は、前記コントローラ20から入力された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに基づいて、予め定めた演算手順に従った演算により、前記液晶表示素子1の複数の絵素14毎の赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’を生成し、これらの駆動階調データD’,D’,D’,D’を前記データ駆動回路17に供給する。
そして、前記走査駆動回路16は、前記電源部19により発生された電圧値のゲート信号を、前記コントローラ20からの同期信号に対応して前記液晶表示素子1の複数の走査線に順次供給する。
前記データ駆動回路17は、前記演算部18からの前記赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’にそれぞれ対応した電圧を前記電源部19から選択し、これらの電圧値の赤、緑、青、及び白の4色のデータ信号を、同期信号に対応させて前記液晶表示素子1の複数のデータ線に供給する。
すなわち、前記駆動手段15は、前記液晶表示素子1の複数の画素行を、前記複数の走査線へのゲート信号の供給により順次選択し、選択行の各画素13R,13G,13B,13Wの画素電極5に、前記演算部18において生成された前記複数の絵素毎の赤、緑、青、及び白の4色の駆動階調データD’,D’,D’,D’にそれぞれ対応した前記4色のデータ信号を前記複数の信号線及びTFTを介して供給する。
この駆動方法は、前記液晶表示素子1の前記複数の絵素14毎に、1つの絵素14の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dにそれぞれ対応した前記1つの絵素14の赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの輝度の合計値に対する、前記各画素13R,13G,13Bの最大輝度の合計値の、前記各画素13R,13G,13Bの輝度のうちの最小の輝度率の割合に基づいて、前記1つの絵素14の赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wへそれぞれ供給する入力諧調値D’,D’,D’を算出し、算出された前記入力諧調値D’,D’,D’,D’の4色のデータ信号を前記各赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給するようにしたものである。
ここで、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wの最大階調輝度は、これらの画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ最大階調値の階調データ(例えば入力された赤、緑、青の3色の階調データがそれぞれ階調値が0〜63の64段階のデータであるときは、階調値が63の階調データ)に対応したデータ信号を供給したときの出射光の強度である。
すなわち、この駆動方法においては、1つの絵素14の表示色を定義する赤、緑、青の3色の諧調データD,D,D毎に、その各諧調データD,D,Dに対応する輝度の合計値(RmaxR+RmaxG+RmaxB)に対する、赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの最大輝度の合計値(LmaxR+LmaxG+LmaxB)の割合と、前記赤、緑、青の3色の画素R,G,Bの輝度のうちの最小の輝度率Rminと、前記赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの最大輝度の合計値(LmaxR+LmaxG+LmaxB)に対する白色画素13Wの最大輝度LmaxWとを乗じた値に、前記赤、緑、青の3色の諧調データD,D,Dに対応する階調データ輝度率をR,R,Rを加算し、これらの値から前記赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの最大輝度の合計値(LmaxR+LmaxG+LmaxB)に対する前記白色画素13Wの輝度R’の割合を差し引くことによって、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wの表示輝度率R’,R’,R’を得る。
このとき、前記白色画素の輝度率R’は、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wの表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素が、表示画面上で互いに隣接して配置されている場合には、前記2番目に小さい値となる画素の輝度がなるべく大きくなるように、また、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wの表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素が、表示画面上で互いに隣接していない場合には、前記最も小さい値となる画素の輝度がなるべく大きくなるように設定する。
そして、この駆動方法では、上記条件を満たすように、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給する入力諧調値D’,D’,D’,D’を算出し、これらの諧調値D’,D’,D’の4色のデータ信号を赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給することにより、前記液晶表示素子1を駆動する。
より具体的には、1つの絵素14の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dの値毎に、白色画素13Wの輝度率R’の最適値を求め、この白色画素の輝度率R’を基に、
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R′ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R′ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R′ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
ただし、R’,R’,R’,R’は、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G.13B,13Wへ入力諧調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度を表示輝度L’,L’,L’,L’とし、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G.13B,13Wそれぞれの最大階調値の輝度を最大階調輝度LmaxR,LmaxG,LmaxB,LmaxW,とし、前記入力諧調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度率を表示輝度率R’=L’/LmaxR,R’=L’/LmaxG,R’=L’/LmaxB,R’=L’/LmaxWとし、赤、緑、青の3色の画素13R,13G13Bへ前記階調データD,D,Dに対応する電圧を印加したときの輝度である階調データ輝度をL,L,Lとし、この階調データ輝度L,L,Lの階調データ輝度率をR=L/LmaxR,R=L/LmaxG,R=L/LmaxBとし、これら階調データ輝度率R ,R,Rのうちの最小値をRminとし、tを0以上、LmaxW/(Lmax +LmaxG+LmaxB)以下の範囲の予め定めた任意の値とする。
の各式を満たすように、赤、緑、青、及び白の各色の画素13R,13G,13B,13Wへ供給する入力諧調値D’,D’,D’を算出する。
ここで、赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dの値毎に、最適値が求められる白色画素13Wの輝度率R’は、前記表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素が、表示画面上で互いに隣接して配置されている場合には、前記2番目に小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させ、また、前記表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素が、表示画面上で互いに隣接していない場合には、前記最も小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させる。
この駆動方法は、このようにして算出された入力諧調値D’,D’,D’,D’ 赤、緑、青、及び白の4色のデータ信号を、前記液晶表示素子1の各絵素14毎に、その絵素14の赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給することにより、前記液晶表示素子1を駆動する。
この駆動方法によれば、同系列の色について諧調値の最も小さい色の諧調値と輝度を一次関数の関係にすることができ、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G13B13Wにより1つの絵素14を構成した液晶表示素子1における画像表示の違和感を低減させ、供給された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに対応した色再現性の良いカラー画像を表示させることができる。
さらに、この駆動方法によれば、色度と輝度が近い色が広い面積にわたって広がる部分が、黒を含む2つの色が交互に表示されているように見える現象が解消され、表示画像の違和感をさらに低減させることができる。
すなわち、前記液晶表示素子1を白色画素13Wの輝度率R’の最適値を求めること無く駆動すると、色度と輝度が近い色がある程度広い面積に亘って広がる部分が、一様な色に見えず、黒を含む2つの色が交互にするパッチワーク状に見えて、視観上、解像度が低下し、表示画像に違和感を生じさせる。
これに対して、上記駆動方法は、赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dの値毎に最適な白色画素13Wの輝度率R’を求めて赤、緑、青、及び白の4色の入力諧調値D’,D’,D’,D’を算出するので、黒を含む2つの色が交互に見えるような現象が解消される。
上記駆動方法は、赤、緑、青の3色の各階調データD,D,D毎に下記の輝度率係数RfR,RfG,RfBを算出し、これらの輝度率係数RfR,RfG,RfBの値の大小関係毎に場合を分け、前記赤、緑、青の3色の各階調データD,D,D毎の白色画素13Wの輝度率R’を簡易的に設定することにより、実際の液晶表示素子1の駆動方法に適用することができる。
すなわち、前記輝度率係数RfR,RfG,RfBを、
fR=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(2LmaxR+LmaxG+LmaxB
fG=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+2LmaxG+LmaxB
fB=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+LmaxG+2LmaxB
と定義し、
(1)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfRであり、その輝度率係数RfRに対応する赤色画素13Rが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfGである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfGに対応する緑色画素13Gの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
(2)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfRであり、その輝度率係数RfRに対応する赤色画素13Rが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfBである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfBに対応する青色画素13Bの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
(3)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfGであり、その輝度率係数RfGに対応する緑色画素13Gが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfBである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfBに対応する青色画素13Bの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
4)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfGであり、その輝度率係数RfGに対応する緑色画素13Gが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfRである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfRに対応する赤色画素13Rの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
5)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfBであり、その輝度率係数RfBに対応する青色画素13Bが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfRである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfRに対応する赤色画素13Rの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
6)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfBであり、その輝度率係数RfBに対応する青色画素13Bが表示画面上で白色画素13Wと隣接し、且つ前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの二番目に小さい値が輝度率係数RfGである場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記二番目に小さい輝度率係数RfGに対応する緑色画素13Gの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
7)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfRであり、その輝度率係数RfRに対応する赤色画素13Rが表示画面上で白色画素13Wと隣接していない場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記赤色画素13Rの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
8)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfGであり、その輝度率係数RfGに対応する緑色画素13Gが表示画面上で白色画素13Wと隣接していない場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記緑色画素13Gの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
9)輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうちの最も小さい値が輝度率係数RfBであり、その輝度率係数RfBに対応する青色画素13Bが表示画面上で白色画素13Wと隣接していない場合、白色画素13Wの表示輝度L’は、前記青色画素13Bの表示輝度L’と実質的に等しい値(L’=L’またはL’に最も近い値)になるように、白色画素13Wの輝度率R’を設定する。
このように、上記(1)〜(9)のいずれの場合でも、白色画素13Wの表示輝度L’は、他の色の画素13R,13G,13Bの表示輝度L’,L’,L’のいずれかと実質的に等しい値に設定される。ここで、前記白色画素13Wの表示輝度L’は、他の色の画素13R,13G,13Bの表示輝度L’,L’,L’のうちの最も大きい値に設定するのが好ましい。
(第1の実施例)
以下、この発明の駆動方法の具体的な実施例を説明する。図3は、第1の実施例における1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素の選択例を示している。
この実施例は、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して、1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを駆動するものである。
すなわち、この実施例では、図3のような画素配列、つまり赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを、各行毎に、同じ順序、例えば赤色画素13R、緑色画素13G、青色画素13B、白色画素13Wの順序で交互に並べて配列し、各行毎に、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wにより複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の4つの画素、すなわち各行毎の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを、1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ24とし、これらの駆動画素グループ24の4つの画素13R,13G,13B,13Wをそれぞれ、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する。
なお、前記赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wは、各画素13R,13G,13B,13Wに供給されるデータ信号の諧調値と、そのデータ信号の諧調値に応じた電圧が印加されることによって得られる輝度とが比例するように形成されている。
この第1の実施例のように、1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを1つの駆動画素グループ24として駆動する場合、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応する赤、緑、青の3色の画素13R,13G,13Bの輝度率は、R=D/D,R=D/D,R=D/D(Dは最大階調の値)で表される。
一方、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給する入力諧調値D’,D’,D’,D’は、供給された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dから次のようにして定められる。
すなわち、
前記3色の階調データD,D,Dが全て0(D=D=D=0)のとき、赤、緑、青、白の4色の画素13R,13G,13B,13Wにそれぞれ供給する4つの入力諧調値D’,D’,D’,D’は、
D’=D’=D’=D’=0
に定められる。
一方、前記3色の階調データD,D,Dが全て0以外のとき、
赤色画素13Rに供給する入力諧調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
緑色画素13Gに供給する入力諧調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
青色画素13Bに供給する入力諧調値D’は、
{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
を整数化した値に、
白色画素13Wに供給する入力諧調値D’は、C’を整数化した値に、
それぞれ定められる。
ここで、整数化とは、少数点以下を取捨五入、切捨て、或いは切り上げ等の処理をすることである。
ただし、C’は、以下のようにして定められる。
第1の諧調値係数DfR,DfG,DfBを、
fR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(2LmaxR+LmaxG+LmaxB
fG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+2LmaxG+LmaxB
fB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+LmaxG+2LmaxB
と定義し、
第2の諧調値係数DmR,DmG,D
mR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
mG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
mB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
定義し、
これらの第2の諧調値係数DmR,DmG,D のうち、最も小さい値をDmminとし、
これらの第2の諧調値係数DmR,DmG,D のうち、最も大きい値をDmmaxとし、
第1の諧調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfR又はDfBで、2番目に小さい値がDfGのとき、
min<DfGの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
mmax−D>DfGの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfG且つ、 max−D>DfG以外の場合
C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の諧調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfRで、2番目に小さい値がDfBのとき、
min<DfBの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D>DfBの場合、
C’=(D max−Df)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfB且つ、 max−D>DfB以外の場合、
C’= DfB(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の諧調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfBで、2番目に小さい値がDfRのとき、
min<DfRの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max<DfRの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfR且つ、 max<DfR以外の場合、
C’=DfR(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
第1の諧調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfGのとき、
min<DfGの場合、
C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
max−D>DfGの場合、
C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
min<DfG且つ、 max−D>DfG以外の場合、
C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
にそれぞれ設定して、赤、緑、青、及び白の各色の画素13R,13G,13B,13Wへ供給する入力諧調値D’,D’,D’を算出し、算出された前記入力諧調値D’,D’,D’,D’の4色のデータ信号を、前記1つの駆動画素グループ24の赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する。
この実施例によれば、図3に示した画素配列の液晶表示素子に、供給された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに対応した色再現性の良いカラー画像を表示させることができる。
図4は、前記図3の画素配列の液晶表示素子を上記第1の実施例により駆動したときの赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wからそれぞれ出射する赤、緑、青、及び白の4色の光の分光特性を示している。
なお、上記第1の実施例において、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素は、液晶表示素子の画素配列に対応して選択する。
図5及び図6はそれぞれ上記第1の実施例における他の画素の選択例を示しており、図5の例では、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを各行毎に同じ順序で交互に並べ、且つ隣合う2つの行のうちの一方の行の画素配列と他方の行の画素配列の同色の画素同士を1.5画素ピッチずらして配列し、各行毎に、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wからなる複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の4つの画素、すなわち各行毎の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを、1絵素分の各階調データDR,DG,DBに対応した駆動画素グループ24としている。
また、図6の例では、隣合う2つの行のうちの一方の行に、赤、緑、青、及び白の4色のうちの2つの色の画素、例えば赤色画素13Rと緑色画素13Gとを交互に並べて配列し、他方の行に、前記赤、緑、青、及び白の4色のうちの他の2つの色の画素、例えば青色画素13Bと白色画素13Wとを交互に並べて配列し、隣合う2つの行毎に、前記2つの行及び2つの列の赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wからなる複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の4つの画素、すなわち隣合う2つの行毎の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを、1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ24としている。
図6のような画素の選択例では、1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した1つの駆動画素グループ24の赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wがそれぞれ、行方向、列方向、及び斜め方向において互いに隣接しているが、これらの各色の画素13R,13G,13B,13Wの形状が列方向に沿った細長の矩形形状であり、各画素13R,13G,13B,13W相互の隣接の度合い(隣接部分の長さ)が互いに異なるため、隣接の度合いが強い画素同士、つまり赤色画素13Rと緑色画素13G、青色画素13Bと白色画素13Wをそれぞれ互いに隣接する画素と見なし、隣接の度合いが弱い画素同士、つまり赤色画素13Rと青色画素13B、緑色画素13Gと白色画素13W、及び赤色画素13Rと白色画素13Wをそれぞれ隣接しない画素と見なすことにより、上記駆動方法を適用することができる。
また、図6のような画素の選択例では、赤色画素13Rと緑色画素13G及び青色画素13Bと白色画素13Wの中心間の距離に比べて、赤色画素13Rと青色画素13B、緑色画素13Gと白色画素13W、及び赤色画素13Rと白色画素13Wの中心間の距離が大きいため、赤と緑の画素13R,13G同士及び青と白の画素13B,13W同士がそれぞれ隣接し、赤と青の画素13R,13B、緑と白の画素13G,13W、及び赤と白の画素13R,13Wが隣接していないと見なして、上記駆動方法を適用してもよい。
(第2の実施例)
なお、上記第1の実施例は、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して、1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wを駆動するものであるが、前記1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素の選択数は、他の数でもよい。
図7は、第2の実施例における、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素の選択例を示しており、この実施例は、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して、1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wのうちの2つの画素を駆動するものである。
すなわち、この実施例では、図7のような画素配列、つまり赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを、各行毎に、同じ順序で交互に並べて配列し、各行毎に、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wにより複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の2つの画素、すなわち各行毎の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wのうちの互いに隣合う赤と緑の2つの画素13R,13Gと、他の互いに隣合う青と白の2つの画素13B,13Wとをそれぞれ1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ25a,25bとし、その一方の駆動画素グループ25aの2つの画素13R,13Gと、他方の駆動画素グループ25bの2つの画素13B,13Wと、をそれぞれ、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する。
この実施例においては、前記一方の駆動画素グループ25aの赤と緑の2つの画素13R,13Gに、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに基づいて上記のように算出された入力諧調値D’,D’,D’,D’のうちの赤と緑の入力諧調値D’,D’の2色のデータ信号をそれぞれ供給し、前記他方の駆動画素グループ25bの青と白の2つの画素13B,13Wに、次の1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに基づいて上記のように算出された入力諧調値D’,D’,D’,D’のうちの青と白の入力諧調値D’,D’Wの2色のデータ信号をそれぞれ供給する。
なお、上記第2の実施例において、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素は、液晶表示素子の画素配列に対応して選択する。
図8及び図9はそれぞれ上記第2の実施例における他の画素の選択例を示しており、図8の例では、赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを各行毎に同じ順序で交互に並べ、且つ隣合う2つの行のうちの一方の行の画素配列と他方の行の画素配列の同色の画素同士を2画素ピッチずらして配列し、各行毎に、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wからなる複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の2つの画素、すなわち各行毎の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wのうちの互いに隣合う赤と緑の2つの画素13R,13Gと、他の互いに隣合う青と白の2つの画素13B,13Wとをそれぞれ1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ25a,25bとしている。
また、図9の例では、隣合う2つの行のうちの一方の行に、赤、緑、青、及び白の4色のうちの2つの色の画素、例えば赤色画素13Rと緑色画素13Gとを交互に並べて配列し、他方の行に、前記赤、緑、青、及び白の4色のうちの他の2つの色の画素、例えば青色画素13Bと白色画素13Wとを交互に並べて配列し、隣合う2つの行毎に、前記2つの行及び2つの列の赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wからなる複数の絵素を構成した画素配列において、図の太い実線で囲った領域の2つの画素、すなわち一方の行の互いに隣合う赤と緑の2つの画素13R,13Gと、他方の行の互いに隣合う青と白の2つの画素13B,13Wとをそれぞれ1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ25a,25bとしている。
(第3の実施例)
図10は、第3の実施例における1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して駆動する画素の選択例を示している。
この実施例は、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dに対応して、絵素2つ分の8つの画素を駆動するものである。
すなわち、この実施例では、図10のような画素配列、つまり赤、緑、青、及び白の4色の画素13R,13G,13B,13Wを、各行毎に、同じ順序で交互に並べて配列し、各行毎に、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wにより複数の絵素を構成した画素配列において、太い実線で囲んだ領域の8つの画素、すなわち隣合う2つの行のうちの一方の行の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wと、他方の行の1つの絵素を構成する赤、緑、青、及び白の4つの画素13R,13G,13B,13Wとの合計8つの画素を、1絵素分の各階調データD,D,Dに対応した駆動画素グループ26とし、これらの駆動画素グループ26の赤、緑、青、及び白の各色の2つずつの画素13R,13R,13G,13G,13B,13B,13W,13Wに、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データDR,DG,DBに基づいて上記のように算出された入力諧調値D’R,D’G,D’B,D’Wのデータ信号をそれぞれ供給する。
この実施例において、前記1つの駆動画素グループ26の2つの赤色画素13R,13Rに供給するデータ信号は、同じ階調データDの信号、2つの緑色画素13G,13Gに供給するデータ信号は、同じ階調データDの信号、2つの青色画素13B,13Bに供給するデータ信号は、同じ階調データDの信号、2つの白色画素13W,13Wに供給するデータ信号は、同じ階調データDの信号である。
(他の実施例)
なお、この発明の駆動方法は、図3及び図5〜図10に示した画素配列の液晶表示素子に限らず、様々な画素配列の液晶表示素子の駆動に適用することができる。
すなわち、赤と緑、赤と青、赤と白、緑と青、緑と白、青と白の画素がいずれも隣接している画素配列においては、隣接の度合いが強い(隣接部が長い)画素同士を隣接する画素と見なし、隣接の度合いが弱い(隣接部が短い)画素同士を隣接しない画素と見なすか、或いは、互いに隣接している画素同士のうちの相互の中心間の距離が短い画素同士を隣接する画素と見なし、相互の中心間の距離が長い画素同士を隣接しない画素と見なすことにより、上記駆動方法を適用することができる。
また、この発明の駆動方法は、赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列された液晶表示素子に限らず、赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列された他の表示素子、例えば有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示素子の駆動にも適用することができる。
表示装置の構成図。 液晶表示素子の一部分の断面図。 この発明の第1の実施例における1つの絵素の表示色を定義するための赤、 緑、青の3色の各階調データに対応して駆動する画素の選択例を示す図。 図3の画素配列の液晶表示素子を第1の実施例により駆動したときの赤、緑、青、及び白の4色の画素からそれぞれ出射する赤、緑、青、及び白の4色の光の分光特性図。 第1の実施例における他の画素選択例を示す図。 第1の実施例における他の画素選択例を示す図。 この発明の第2の実施例における1つの絵素の表示色を定義するための赤、 緑、青の3色の各階調データに対応して駆動する画素の選択例を示す図。 第2の実施例における他の画素選択例を示す図。 第2の実施例における他の画素選択例を示す図。 この発明の第3の実施例を示す、1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データに対応して駆動する画素の区分図。
符号の説明
1…液晶表示素子、13R…赤色画素、13G…緑色画素、13B…青色画素、13W…白色画素、14…絵素、15…駆動手段、24,25a,25b,26…駆動画素グループ。

Claims (3)

  1. 赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列され、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の各色1つずつの4つの画素により1つの絵素を構成する表示素子を、供給された赤、緑、青の3色の階調データに基づいて駆動する方法において、
    1つの絵素の表示色を定義するための赤、緑、青の3色の各階調データD,D,Dの値毎に、
    R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    R’=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−R’ maxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    ただし、R’,R’,R’,R’は、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度を表示輝度L’,L’,L’,L’とし、赤、緑、青、及び白の4色の画素それぞれの最大階調値の輝度を最大階調輝度LmaxR,LmaxG,LmaxB,LmaxWとし、前記入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度率を表示輝度率R’=L’/LmaxR,R’=L’/LmaxG,R’=L’/LmaxB,R’=L’/LmaxWとし、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ各階調データD,D,Dに対応する電圧を印加したときの輝度である階調データ輝度をL,L,Lとし、この階調データ輝度をL,L,Lの階調データ輝度率をR=L/LmaxR,R=L/LmaxG,R=L/LmaxBとし、これら階調データ輝度率をR,R,Rのうちの最小値をRminとし、tを0よりも大きく、maxW/(Lmax +LmaxG+LmaxB)以下の範囲の予め定めた任意の値とし、
    且つ、白色画素の表示輝度率R’は、赤、緑、青、及び白の各色の画素の表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素と、が表示画面上で互いに隣接して配置されている場合には、前記2番目に小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させた値とし、
    前記表示輝度L’,L’,L’,L’のうち、これらの値が最も小さい値となる色の画素と、2番目に小さい値となる色の画素と、が表示画面上で互いに隣接していない場合には、前記最も小さい値となる画素の輝度と実質的に一致させた値とし、各式を満たすように、赤、緑、青、及び白の各色の画素へ供給する入力階調値D’,D’,D’を算出し、これらの階調値D’,D’,D’の4色のデータ信号を赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する
    ことを特徴とする表示素子の駆動方法。
  2. 度率係数RfR,RfG,RfBを、
    fR=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(2LmaxR+LmaxG+LmaxB
    fG=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+2LmaxG+LmaxB
    fB=R{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+LmaxG+2LmaxB
    と定義したとき
    白色画素の表示輝度率R’ は、前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうち、最も小さい値の画素が表示画面上で白画素と隣接しているとき、前記輝度率係数が二番目に小さい値の画素の表示輝度と実質的に等しい値に設定し、
    前記輝度率係数RfR,RfG,RfBの値のうち、最も小さい値の画素が表示画面上で白画素と隣接していないときは、前記最も小さい値の画素の表示輝度と実質的に等しい値設定した
    ことを特徴とする請求項に記載の表示素子の駆動方法。
  3. 赤、緑、青、及び白の4色の画素が予め定められた順序で複数配列され、互いに隣合う赤、緑、青、及び白の各色1つずつの4つの画素により1つの絵素を構成する表示素子を、供給された赤、緑、青の3色の階調データD,D,Dに基づいて赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する4つの入力階調値D’,D’,D’,D’を生成して各画素に供給することにより駆動する方法において、
    前記赤、緑、青、及び白の4色の画素は、各画素に供給される前記入力階調値と、前記入力階調値に応じた電圧が印加されることによって得られる輝度と、が比例するように形成されており、
    供給された階調データに対応する赤、緑、青の3色の画素の階調データ輝度率をそれぞれR=D/D,R=D/D,R=D/D(Dは最大階調の値)で表し、当該階調データ輝度率R ,R ,R のうちの最小値をR min とし、
    階調データD,D,Dが全て0のとき、
    前記4つの入力階調値D’,D’,D’,D’は、全て0とし、
    階調データD,D,Dの少なくとも1つが0以外のとき、
    入力階調値D’は、
    {1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    を整数化した値に、
    入力階調値D’は、
    {1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    を整数化した値に、
    入力階調値D’は、
    {1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}−C’LmaxW/(LmaxR+LmaxG+LmaxB
    を整数化した値に、
    入力階調値D’は、C’を整数化した値に、
    ただし、R,R’,R’,R’は、赤、緑、青及び白の各色の画素へ入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度を表示輝度L’,L’,L’,L’とし、赤、緑、青及び白の各色の画素それぞれの最大階調値の輝度を最大階調輝度LmaxR,LmaxG,LmaxB,LmaxWとし、前記入力階調値D’,D’,D’,D’に対応する電圧を印加したときの輝度率を表示輝度率R’=L’/LmaxR,R’=L’/LmaxG,R’=L’/LmaxB,R’=L’/LmaxWとし、赤、緑、青の各色の画素へ前記各階調データD,D,Dに対応する電圧を印加したときの輝度である階調データ輝度をL,L,Lとし、tを0よりも大きく、maxW/(Lmax +LmaxG+LmaxB)以下の範囲の予め定めた任意の値とし、
    ここで、C’は、
    第1の階調値係数DfR,DfG,DfBを、
    fR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(2LmaxR+LmaxG+LmaxB
    fG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+2LmaxG+LmaxB)
    fB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(LmaxR+LmaxG+2LmaxB
    と定義し、
    第2の階調値係数DmR,DmG,D
    mR=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
    mG=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
    mB=D{1+tRmin(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/(RmaxR+RmaxG+RmaxB)}
    と定義し、
    これらの第2の階調値係数DmR,DmG,D のうちの最も小さい値をD min、これらの第2の階調値係数DmR,DmG,D のうちの最も大きい値をD maxとしたとき、
    第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfRまたはDfBで、2番目に小さい値がDfGのときは、
    min<DfGの場合、
    C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    max−D>DfGの場合、
    C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    mmin<DfG、且つ max−D>DfG 以外の場合、
    C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfRで、2番目に小さい値がDfBのときは、
    min<DfBの場合、
    C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    max−D>DfBの場合、
    C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    min<DfB、且つ max−D>DfB以外の場合、
    C’= DfB(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfBで、2番目に小さい値がDfRのときは、
    min<DfRの場合、
    C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    max−D の場合、
    C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    min<DfR、且つ max−D>DfR以外の場合、
    C’= DfR(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    第1の階調値係数DfR,DfG,DfBのうち、最も小さい値がDfGのときは、
    min<DfGの場合、
    C’=D min(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    max−D>DfGの場合、
    C’=(D max−D)(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    min<DfG、且つ max−D>DfG以外の場合、
    C’=DfG(LmaxR+LmaxG+LmaxB)/LmaxW
    にそれぞれ設定して算出し、算出された前記入力階調値D’,D’,D’,D’の4色のデータ信号を前記赤、緑、青、及び白の4色の画素にそれぞれ供給する
    ことを特徴とする表示素子の駆動方法。
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