JP2000180825A

JP2000180825A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2000180825A
Application number: JP10356494A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Makino; 哲也牧野; Toshiaki Yoshihara; 敏明吉原; Hironori Shirato; 博紀白戸; Yoshinori Kiyota; 芳則清田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2000-06-30
Anticipated expiration: 2018-12-15
Also published as: JP3559922B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画質劣化を低減した時分割型のカラー液晶表
示装置を提供する。【解決手段】複数の液晶画素及び各画素に対応して設
けられた複数のスイッチング素子を有する液晶パネル21
と、液晶パネル21の背面に配置され、赤, 緑,青色光を
時分割発光するバックライト22と、各スイッチング素子
を各画素の赤,緑, 青のデータに対応してスイッチング
するためのデータドライバ32及びスキャンドライバ33と
を備え、バックライト22の発光領域が複数の発光領域22
1, 222,223 に分割されており、バックライト制御回路
及び駆動電源35により各発光領域221, 222, 223 におけ
る発光色を異ならせて赤, 緑, 青を同時に発光させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、３色光のバックラ
イトを時分割発光させてフルカラー表示を行うカラー光
源型の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のいわゆるオフィスオートメーショ
ン（ＯＡ）の進展に伴って、ワードプロセッサ，パーソ
ナルコンピュータ等に代表されるＯＡ機器が広く使用さ
れるようになっている。更にこのようなオフィスでのＯ
Ａ機器の普及は、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯
型のＯＡ機器の需要を発生しており、それらの小型・軽
量化が要望されるようになっている。そのような目的を
達成するための手段の一つとして液晶表示装置が広く使
用されている。特に、液晶表示装置は単に小型・軽量化
のみならず、バッテリ駆動される携帯型のＯＡ機器の低
消費電力化のためには必要不可欠な技術である。

【０００３】ところで、液晶表示装置は大別すると反射
型と透過型とに分類される。反射型は液晶パネルの前面
から入射した光線を液晶パネルの背面で反射させてその
反射光で画像を視認させる構成であり、透過型は液晶パ
ネルの背面に備えられた光源(バックライト) からの透
過光で画像を視認させる構成である。反射型は環境条件
によって反射光量が一定しないため視認性に劣るが安価
であることから、電卓，時計等の単一色（例えば白／黒
表示等）の表示装置として広く普及しているが、マルチ
カラーまたはフルカラー表示を行うパーソナルコンピュ
ータ等の表示装置としては不向きである。このため、マ
ルチカラーまたはフルカラー表示を行うパーソナルコン
ピュータ等の表示装置としては一般的に透過型が使用さ
れる。

【０００４】一方、現在のカラー液晶表示装置は、使用
される液晶物質の面からＳＴＮ（Super Twisted Nemati
c)タイプとＴＦＴ−ＴＮ（Thin Film Transistor-Twist
ed Nematic）タイプとに一般的に分類される。ＳＴＮタ
イプは製造コストは比較的安価であるが、クロストーク
が発生し易く、また応答速度が比較的遅いため、動画の
表示には適さないという問題がある。一方、ＴＦＴ−Ｔ
Ｎタイプは、ＳＴＮタイプに比して表示品質は高いが、
液晶パネルの透過率が現状では４％程度しかないため高
輝度のバックライトが必要になる。このため、ＴＦＴ−
ＴＮタイプではバックライトによる消費電力が大きくな
ってバッテリ電源を携帯する場合の使用には問題があ
る。また、ＴＦＴ−ＴＮタイプには、応答速度、特に中
間調の応答速度が遅い、視野角が狭い、カラーバランス
の調整が難しい等の問題もある。

【０００５】更に、従来の透過型液晶表示装置は、白色
光のバックライトを使用し、３原色のカラーフィルタで
白色光を選択的に透過させることによりマルチカラーま
たはフルカラー表示を行うように構成されたカラーフィ
ルタ型が一般的であった。しかしこのようなカラーフィ
ルタ型では、隣合う３色のカラーフィルタの範囲を１単
位として表示画素を構成するため、実質的には解像度が
１／３に低下することになる。

【０００６】以上のような観点から、液晶素子として印
加電界に対する応答速度が高速な強誘電性液晶素子また
は反強誘電性液晶素子を使用し、同一画素を３原色で時
分割発光させることにより実質的な解像度の低下を招く
ことがないカラー液晶表示装置が提案されている（特開
平７−281150号公報等）。

【０００７】このカラー液晶表示装置は、数百〜数μ秒
オーダの高速応答が可能な強誘電性液晶素子または反強
誘電性液晶素子を用いた液晶パネルと、赤，緑，青色光
が時分割で発光可能なバックライトとを組み合わせ、液
晶素子のスイッチングとバックライトの発光とを同期さ
せることによって、カラー表示が可能である。液晶材料
として、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いる
と、液晶分子が印加電圧の有無には拘らず基板 (ガラス
基板) に対して常時平行であるので、視野角が極めて広
くなって、実用上問題はない。更に、赤, 緑, 青の発光
ダイオード（ＬＥＤ）によるバックライトを用いた場
合、各ＬＥＤに流す電流を制御することにより、カラー
バランスを調整することが可能になる。

【０００８】図10は、このようなカラー液晶表示装置に
おける従来の表示制御の一例を示すタイムチャートであ
り、図10（ａ）はバックライトの各色のＬＥＤの発光タ
イミング、図10（ｂ）は液晶パネルの各ラインの走査タ
イミング、図10（ｃ）は液晶パネルの発色状態を夫々示
す。

【０００９】図10（ａ）に示されているように、バック
ライトのＬＥＤを例えば1/180 秒毎に赤，緑，青の順で
順次発光させ、それと同期して液晶パネルの各画素をラ
イン単位でスイッチングすることにより表示を行う。な
お、１秒間に60フレームの表示を行う場合、１フレーム
の期間は1/60秒になり、この１フレームの期間を更に1/
180 秒ずつの３サブフレームに分割し、例えば図10
（ａ）に示す例では第１番目のサブフレームにおいて赤
のＬＥＤを、第２番目のサブフレームにおいて緑のＬＥ
Ｄを、第３番目のサブフレームにおいて青のＬＥＤを夫
々発光させる。

【００１０】一方、図10（ｂ) に示されているように、
液晶パネルに対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム
中にデータ走査を２度行う。但し、１回目の走査（デー
タ書込み走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイ
ミング）が各サブフレームの開始タイミングと一致する
ように、また２回目の走査（データ消去走査）の終了タ
イミング（最終ラインへのタイミング）が各サブフレー
ムの終了タイミングと一致するようにタイミングを調整
する。

【００１１】データ書込み走査にあっては、液晶パネル
の各画素には画素データに応じた電圧が供給され、透過
率の調整が行われる。これによって、フルカラー表示が
可能となる。データ消去走査にあっては、データ書込み
走査時と同電圧で逆極性の電圧が液晶パネルの各画素に
供給され、液晶パネルの各画素の表示が消去され、液晶
への直流成分の印加が防止される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
時分割型カラー液晶表示装置では、各サブフレームの期
間にあってバックライトの発光が全面単色であるので、
観察者が瞬きをした瞬間または視界が遮られた直後のよ
うに、液晶パネルと観察者の眼球との間でシャッタリン
グがなされた場合には、表示画像でなくバックライトの
発色光のみを観察することになって、あたかも虹模様の
ように観察され、画質が低下するという問題がある。

【００１３】観察者にとっては気になるこのような画質
劣化をなくす方法として、フレーム周波数を増加させる
方法が考えられる。この方法は、現状60Ｈｚであるフレ
ーム周波数を制御回路で制御し易い120 Ｈｚ，180 Ｈｚ
のような60Ｈｚの整数倍に増加させて、バックライトの
単色発光時間を短くして、観察者が瞬きをした瞬間でも
複数の発光色を観察できるようにする方法である。

【００１４】制御回路がソースドライバへデータを転送
する時間ｔは、下記（１）式で示される。ｔ＝（ｂ×ｐ×ａ）／（ｆ×ｃ×ｎ×Ｌ×ｍ） …（１）但し、ｆ：フレーム周波数ｃ：１フレーム中の発光色数ｎ：単色発光中に液晶パネルにデータを書き込む回数Ｌ：液晶パネルのライン数ｍ：１ライン当たりの画素数ｂ：ソースドライバに入力するデータ数（通常の場合は
ＲＧＢデータの入力端子数でありｂ＝３）ｐ：ソースドライバのポート数ａ：ＴＦＴパネルの上下分割数この（１）式に基づいて、データ転送時間を求めると、
表１のようになる。

【００１５】

【表１】

【００１６】一般的に、論理回路は10ｎｓ以上の時間が
あれば動作するが、ソースドライバには動作クロックの
上限がある。現在製品化されているドライバのクロック
周波数は、55ＭＨｚ（ｔ＝18.1ｎｓ），65ＭＨｚ（ｔ＝
15.3ｎｓ），75ＭＨｚ（ｔ＝13.3ｎｓ）である。従っ
て、ドライバの能力を考慮すると、表２〜表４に示すよ
うに表示サイズによって駆動できるフレーム周波数が決
定される。表２〜表４において、太線で囲まれた表示サ
イズパネルは、画質が改善されないことを示す。この表
２〜表４から、表示サイズを小さくし、高速で動作する
データ入力端子数が多い（２ポート以上）ドライバを用
いない限り、画質改善は望めないことは明らかである。

【００１７】

【表２】

【００１８】

【表３】

【００１９】

【表４】

【００２０】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、観察者の瞬き等によって発生する画質劣化を低
減できる液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る液晶表示
装置は、複数の液晶画素及び前記液晶画素の夫々に対応
して設けられた複数のスイッチング素子を有する強誘電
性または反強誘電性の液晶パネルと、該液晶パネルの背
面に配置され、３色光を時分割発光するバックライトと
を備え、前記各液晶画素に与えられる３色のデータに対
応して前記スイッチング素子をオン／オフ駆動し、その
オン／オフ駆動に同期して前記バックライトを時分割発
光させ、時分割発光する間に前記各液晶画素に対する走
査を行ってカラー表示を行う液晶表示装置において、前
記バックライトの発光領域が複数の領域に分割されてお
り、分割された少なくとも隣合う両発光領域の発光色が
異なっていることを特徴とする。

【００２２】画質劣化の原因は、瞬き等によって観察者
がバックライトの全面単色光を観察できてしまう点にあ
る。よって、請求項１の液晶表示装置にあっては、３色
光を各別に発光可能なバックライトの発光領域が、少な
くとも２つ以上の領域に分割されており、各領域におけ
る発光色を同一でないようにしている。バックライトの
発光領域を分割し、分割された各発光領域で異なる色の
光を同時に発光している場合には、瞬きの間にバックラ
イトの発光を観察したときに空間的に各色の光が混じり
あうので、各発光色が観察されても夫々の発光色として
認識されにくく、その結果、単色発光時に観察されるよ
うな画質劣化は発生しない。

【００２３】請求項２に係る液晶表示装置は、請求項１
において、前記各液晶画素に対する走査に同期して、前
記バックライトの分割された各発光領域における発光，
消灯を切り換える切換回路を備えることを特徴とする。

【００２４】請求項２の液晶表示装置にあっては、液晶
パネルに対する走査に同期して、バックライトの各発光
領域における発光タイミングを制御する。よって、各発
光領域にあって必要な期間においてのみ発光させること
により、バックライトの利用効率を向上できる。

【００２５】請求項３に係る液晶表示装置は、請求項１
または２において、分割された各発光領域の発光強度が
異なっていることを特徴とする。

【００２６】請求項３の液晶表示装置にあっては、分割
された各発光領域における発光強度を同一でないように
している。液晶パネルの走査に伴って、液晶パネルの表
示領域における光透過率は一定でない。よって、光透過
率が低い表示領域に対応する領域ではバックライトの発
光強度を大きくし、光透過率が高い表示領域に対応する
領域ではその発光強度を小さくする。よって、光透過率
が異なっていても、輝度ムラは発生せず、表示輝度が全
域で均一となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に
係る液晶表示装置の一全体例のブロック図、図２はその
液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、図３は液
晶パネル及びバックライトの構成例を示す模式図、図４
はバックライトの光源であるＬＥＤアレイの構成例を示
す模式図である。

【００２８】図１において、21, 22は図２に断面構造が
示されている液晶パネル及びバックライトを夫々示して
いる。なお、バックライト22は図２に示されているよう
に、ＬＥＤアレイ７及び導光板＋光拡散板６で構成され
ている。

【００２９】液晶パネル21は図２及び図３に示されてい
るように、２枚の偏光フィルム１，５間の構造として構
成されている。具体的には、液晶パネル21は上側から下
側に、偏光フィルム１，ガラス基板２，共通電極３，ガ
ラス基板４，偏光フィルム５をこの順に積層して構成さ
れており、ガラス基板４の共通電極３側の面にはマトリ
クス状に配列された個々の表示画素に対応したピクセル
電極40が形成されている。これら共通電極３及びピクセ
ル電極40間には後述するデータドライバ32及びスキャン
ドライバ33等よりなる液晶駆動制御手段50が接続されて
いる。なお、個々のピクセル電極40はＴＦＴ（Thin Fil
m Transistor) 41によりオン／オフ制御され、個々のＴ
ＦＴ41はデータドライバ32により信号線42を、スキャン
ドライバ33により走査線43を夫々選択的にオン／オフす
ることにより駆動される。そして、信号線42からの信号
により、個々のピクセルの透過光強度が制御される。

【００３０】ガラス基板４上のピクセル電極40の上面に
は配向膜12が、共通電極３の下面には配向膜11が夫々配
置され、これらの両配向膜11，12間に液晶物質が充填さ
れて液晶層13が形成される。なお、14は液晶層13の層厚
を適宜に保持するためのスペーサである。

【００３１】バックライト22は、液晶パネル21の下層
（背面）側に位置し、発光領域を構成する導光板＋光拡
散板６の一辺から突出した状態でＬＥＤアレイ７が備え
られている。このＬＥＤアレイ７は図４にその模式図が
示されているように、導光板＋光拡散板６と対向する面
に３原色、即ち赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色を
発光するＬＥＤが順次的且つ反復して配列されている。
導光板＋光拡散板６はこのＬＥＤアレイ７の各ＬＥＤか
ら発光される光を自身の表面全体に導光すると共に上面
へ拡散することにより、発光領域として機能する。

【００３２】図１において、画像メモリ30には液晶パネ
ル21により表示されるべき表示データＤＤが外部の例え
ばパーソナルコンピュータ等から与えられる。画像メモ
リ30は、この表示データＤＤを一旦記憶した後、各画素
単位のデータ（以下、画素データＰＤと言う) を制御信
号発生回路31が発生する同期信号ＳＹＮに同期して出力
する。この画像メモリ30から出力された画素データＰＤ
は、そのままセレクタ37に入力されると共に、逆データ
生成回路36にも与えられる。

【００３３】逆データ生成回路36は、画像メモリ30から
出力された画素データＰＤの逆データを生成する回路で
あり、その出力信号は逆画素データ＃ＰＤとしてセレク
タ37に与えられる。従って、セレクタ37には画像メモリ
30から出力された画素データＰＤと逆データ生成回路36
から出力された逆画素データ＃ＰＤとが入力され、セレ
クタ37は、制御信号発生回路31から与えられる制御信号
ＣＳに従って何れかをデータドライバ32へ出力する。デ
ータドライバ32は、ピクセル電極40の信号線のオン／オ
フをセレクタ37から出力される画素データＰＤまたは逆
画素データ＃ＰＤに従って制御する。

【００３４】制御信号発生回路31で発生された同期信号
ＳＹＮは、スキャンドライバ33と、基準電圧発生回路34
と、バックライト制御回路及び駆動電源35とにも与えら
れる。スキャンドライバ33は、その同期信号ＳＹＮに同
期してピクセル電極40の走査線のオン／オフを制御す
る。また、基準電圧発生回路34は、その同期信号ＳＹＮ
に同期して基準電圧ＶＲを発生し、データドライバ32及
びスキャンドライバ33に与える。バックライト制御回路
及び駆動電源35は、その同期信号ＳＹＮに同期して駆動
電圧をバックライト22に与えてバックライト22のＬＥＤ
アレイ７を発光させる。

【００３５】本発明では、液晶パネル21のライン方向に
応じてバックライト22の発光領域が３つの発光領域221,
222, 223 に分割されており、これらの各発光領域221,
222, 223 は、バックライト制御回路及び駆動電源35に
よって、夫々独立的に、その発光タイミング，発光色が
制御されるようになっている。

【００３６】このようなバックライト22の発光領域の３
分割に応じて、ＬＥＤアレイ７も３分割されており、更
に、液晶パネル21の表示領域も仮想的に３分割される。
図５は、これらの分割の関係を示す模式図である。バッ
クライト22の発光領域が第１発光領域221 〜第３発光領
域223 に３分割され、それに対応して、ＬＥＤアレイ７
が第１ＬＥＤアレイブロック71〜第３ＬＥＤアレイブロ
ック73に３分割されており、液晶パネル21の表示領域が
第１表示領域211 〜第３発光領域213 に３分割される。
第１発光領域221 は第１ＬＥＤアレイブロック71により
発光制御されて第１表示領域211 を照らす。また、第２
発光領域222 は第２ＬＥＤアレイブロック72により発光
制御されて第２表示領域212 を照らす。更に、第３発光
領域223は第３ＬＥＤアレイブロック73により発光制御
されて第３表示領域213 を照らす。本発明では、各発光
領域221, 222, 223 における発光色が異なっており、第
１発光領域221 〜第３発光領域223 の中の何れか１つの
発光領域が赤を発光している期間において、他の２つの
発光領域は緑，青を夫々発光する。

【００３７】ここで、本発明の液晶表示装置の具体例に
ついて説明する。まず、図２及び図３に示されている液
晶パネル21を以下のようにして作製した。個々のピクセ
ル電極40をピッチ0.24ｍｍ×0.24ｍｍで画素数を1024×
768 のマトリクス状の対角12.1インチとしてＴＦＴ基板
を作製した。このようなＴＦＴ基板と共通電極３を有す
るガラス基板２とを洗浄した後、スピンコータによりポ
リイミドを塗布して 200℃で１時間焼成することによ
り、約 200Åのポリイミド膜を配向膜11, 12として成膜
した。

【００３８】更に、これらの配向膜11, 12をレーヨン製
の布でラビングし、両者間に平均粒径 1.6μｍのシリカ
製のスペーサ14でギャップを保持した状態で重ね合わせ
て空パネルを作製した。この空パネルの配向膜11, 12間
にナフタレン系液晶を主成分とする強誘電性液晶を封入
して液晶層13とした。作製したパネルをクロスニコル状
態の２枚の偏光フィルム１，５で、液晶層13の強誘電性
液晶分子が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして
挟んで液晶パネル21とした。

【００３９】この液晶パネル21と、赤，緑，青の時分割
発光が可能であって、しかもその発光領域が４つの領域
に分割されているバックライト22とを重ね合わせた。こ
のバックライト22の発光タイミング，発光色は、液晶パ
ネル21のデータ書込み／消去走査に同期して制御され
る。

【００４０】本発明における液晶表示装置の表示制御の
一例について、図６のタイムチャートを参照して説明す
る。図６（ａ）はバックライト22の各色のＬＥＤの発光
タイミング、図６（ｂ）は液晶パネル21の各ラインの走
査タイミング、図６（ｃ）は液晶パネル22の発色状態を
夫々示す。

【００４１】図６（ａ）に示すように、例えば１秒間に
60フレームの表示を行う場合、即ち、１フレームの期間
が１／60秒である場合には、この１フレームの期間を更
に１／180 秒ずつの３個のサブフレームに分割する。そ
して、あるサブフレーム（第ｎサブフレーム）期間中
は、分割されている３つの各発光領域221, 222, 223 で
赤，緑，青を同時に発光させ、次のサブフレーム（第ｎ
＋１サブフレーム）期間中は、各発光領域221, 222, 22
3 で緑，青，赤を同時に発光させ、更に次のサブフレー
ム（第ｎ＋２サブフレーム）期間中は、各発光領域221,
222, 223 で青，赤，緑を同時に発光させる一連の処理
を、１／60秒を周期として繰り返す。

【００４２】図６（ｂ）に示されているように、データ
ドライバ32及びスキャンドライバ33により、液晶パネル
21に対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム中にデー
タの書込み走査を２度行う。但し、１回目の走査（デー
タ書込み走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイ
ミング）が各サブフレームの開始タイミングと一致する
ように、また２回目の走査（データ消去走査）の終了タ
イミング（最終の第Ｌラインへのタイミング）が各サブ
フレームの終了タイミングと一致するようにタイミング
を調整する。よって、データ書込み／消去走査時間は各
１／360 秒となる。

【００４３】１回目の書込み走査（データ書込み走査）
においては、制御信号発生回路31の制御信号ＣＳにより
画像メモリ30から画素データＰＤが出力され、セレクタ
37を経由してデータドライバ32へ入力される。画像メモ
リ30から出力された画素データＰＤに応じた電圧の信号
がデータドライバ32から液晶パネル21の各画素に供給さ
れる。これにより、電界が印加されて透過率が調整さ
れ、画素データＰＤに対応した画像が表示される。その
結果、フルカラー表示が行われる。

【００４４】そして、２回目の書込み走査（データ消去
走査）においては、制御信号発生回路31の制御信号ＣＳ
により画像メモリ30から出力された画素データＰＤが、
逆データ生成回路36に入力される。逆データ生成回路36
から逆画素データ＃ＰＤが出力され、セレクタ37におい
て制御信号ＣＳによりこの逆画素データ＃ＰＤが選択さ
れる。このセレクタ37から出力された逆画素データ＃Ｐ
Ｄに対応した電圧の信号がデータドライバ32から液晶パ
ネル21の各画素に供給される。これにより、液晶パネル
21の各画素には、１回目の書込み走査時に各画素に印加
された電界と同一強度で逆極性の電界が印加される。こ
れにより、液晶パネル21の各画素の表示が消去される。

【００４５】図７は、上述の例とは異なる手法のデータ
書込み走査，データ消去走査を行う本発明の液晶表示装
置の一構成例のブロック図である。図７において、図１
と同一番号を付した部分は、同一または同様な部分を示
す。このような構成におけるデータ書込み／消去動作に
ついて以下に説明する。

【００４６】１回目の書込み走査（データ書込み走査）
においては、制御信号発生回路31の制御信号ＳＹＮによ
り画像メモリ30から画素データＰＤが出力され、データ
ドライバ32へ入力される。画像メモリ30から出力された
画素データＰＤに応じた、図８のＡに示すような電圧の
信号がデータドライバ32から液晶パネル21の各画素に供
給される。これにより、電界が印加されて透過率が調整
され、画素データＰＤに対応した画像が表示される。そ
の結果、フルカラー表示が行われる。

【００４７】そして、２回目の書込み走査（データ消去
走査）においては、制御信号発生回路31の制御信号ＳＹ
Ｎにより画像メモリ30から画素データＰＤが出力され、
データドライバ32へ入力される。画像メモリ30から出力
された画素データＰＤに応じた、図８のＢに示すような
電圧の信号がデータドライバ32から液晶パネル21の各画
素に供給される。これにより、液晶パネル21の各画素に
は、１回目の書込み走査時に各画素に印加された電界と
同一強度で逆極性の電界が印加される。これにより、液
晶パネル21の各画素の表示が消去される。

【００４８】なお、図８に示すような電圧は、制御信号
ＳＹＮによって、基準電圧発生回路34で作成される。

【００４９】１回目の走査（データ書込み走査）と２回
目の走査（データ消去走査）とで、液晶パネル21の各画
素に供給される信号の電圧は、同じ大きさで極性のみが
異なるので、液晶への直流成分の印加が防止される。

【００５０】本発明では、赤が発光している発光領域に
対応する表示領域には赤の画素データに応じた電圧信号
が供給され、緑が発光している発光領域に対応する表示
領域には緑の画素データに応じた電圧信号が供給され、
青が発光している発光領域に対応する表示領域には青の
画素データに応じた電圧信号が供給される。第ｎサブフ
レームの期間中では、第１表示領域211 （第１ラインか
ら第Ｌ／３ラインまで）には赤の画素データに応じた電
圧信号が供給されて赤色の画像データが表示され、第２
表示領域212 （第Ｌ／３＋１ラインから第２Ｌ／３ライ
ンまで）には緑の画素データに応じた電圧信号が供給さ
れて緑色の画像データが表示され、第３表示領域213
（第２Ｌ／３＋１ラインから第Ｌラインまで）には青の
画素データに応じた電圧信号が供給されて青色の画像デ
ータが表示される。次の第ｎ＋１サブフレームの期間中
では、第１表示領域211 には緑の画素データに応じた電
圧信号が供給されて緑色の画像データが表示され、第２
表示領域212 には青の画素データに応じた電圧信号が供
給されて青色の画像データが表示され、第３表示領域21
3 には赤の画素データに応じた電圧信号が供給されて赤
色の画像データが表示される。更に次の第ｎ＋２サブフ
レームの期間中では、第１表示領域211 には青の画素デ
ータに応じた電圧信号が供給されて青色の画像データが
表示され、第２表示領域212 には赤の画素データに応じ
た電圧信号が供給されて赤色の画像データが表示され、
第３表示領域213 には緑の画素データに応じた電圧信号
が供給されて緑色の画像データが表示される。以上のよ
うな一連の処理が、１／60秒を周期として繰り返され
る。

【００５１】従来の液晶表示装置では、各サブフレーム
の期間中において液晶パネル21の全表示領域が単色発光
されているので、瞬き等によって観察者がバックライト
22の発光色を観察して画質劣化を感じることがあった
が、本発明では、瞬きした瞬間に赤，緑，青の表示デー
タを観察できるので、このような画質劣化を感じること
はない。

【００５２】本発明の液晶表示装置の表示制御の他の例
について、図９のタイムチャートを参照して説明する。
図９（ａ）はバックライト22の各色のＬＥＤの発光タイ
ミング、図９（ｂ）は液晶パネル21の各ラインの走査タ
イミング、図９（ｃ）は液晶パネル22の発色状態を夫々
示す。

【００５３】この表示制御例では、液晶パネル21の走査
と同期させてバックライト22を発光，消灯させる。即
ち、バックライト22の３つの発光領域221, 222, 223 の
発光タイミングをずらせる。具体的には、図９（ａ）に
示すように、バックライト22の第１発光領域221 に対応
する液晶パネル21の第１表示領域211 の各ラインが走査
されている期間においては第１ＬＥＤアレイブロック71
を発光させ、第２発光領域222 に対応する第２表示領域
212 の各ラインが走査されている期間においては第２Ｌ
ＥＤアレイブロック72を発光させ、第３発光領域223 に
対応する第３表示領域213 の各ラインが走査されている
期間においては第３ＬＥＤアレイブロック73を発光させ
る。

【００５４】従って、例えば赤，緑，青の各サブフレー
ムの期間を１／180 秒、液晶パネル21へのデータの書込
み／消去走査時間を各１／360 秒とした場合に、各発光
領域221 〜223 のサブフレーム内における発光時間は上
記制御例（１／180 秒）に比して短くでき、バックライ
ト22の利用効率の向上を図れて、消費電力が少なくて済
む。この際、液晶パネル21の各画素が表示状態（データ
書込み状態）になる時間は、上記制御例と同様に１／36
0 秒となり、表示輝度に影響を与えることはない。逆
に、液晶パネル21の各画素が非表示状態である期間にお
いて、バックライト22が消灯している期間が長くなるの
で、コントラスト比の向上を図れる。

【００５５】本発明の液晶表示装置の表示制御の更に他
の例について説明する。この例では、分割されている３
つの発光領域221, 222, 223 は、バックライト制御回路
及び駆動電源35によって、夫々独立的に、その発光タイ
ミング及び発光色に加えて、その発光強度も制御される
ようになっていて、各発光領域221, 222, 223 における
発光強度が異なっている。よって、各表示領域211, 21
2, 213 における光透過率に応じて、対応する各発光領
域221, 222, 223 の発光強度を制御して、液晶パネル21
の表示領域での輝度ムラをなくすことができる。また、
各発光領域221, 222, 223 の何れか１つの発光領域にお
ける発光強度を他の発光領域における発光強度よりも大
きくして、それに対応する表示領域のみの輝度を選択的
に他の表示領域の輝度より大きくすることができる。

【００５６】なお、各発光領域221, 222, 223 における
発光強度を異ならせるためには、各発光領域221, 222,
223 に対応するＬＥＤアレイブロック71，72，73自体の
発光強度を異ならせても良いし、導光板＋光拡散板６の
制御によってその発光強度の相違を実現しても良い。

【００５７】なお、上記実施例では、液晶材料として、
強誘電性液晶を用いたが、強誘電性液晶以外の液晶、例
えば、反強誘電性液晶，ネマティック液晶等を用いるよ
うにしても、同様の効果が得られる。

【００５８】また、バックライトの発光領域の分割数を
３としたが、これは例示であり、その分割数は任意で良
いことは言うまでもない。但し、制御動作の容易さを考
慮すれば、３以外では、６，９等３の倍数であることが
好ましい。この分割数を多くすればするほど、問題とな
っていた画質劣化はより改善される。

【００５９】上述した実施の形態では、複数の発光領域
に対応してバックライトの光源が分割されているので、
各光源の発光色を調整することにより、発光色の制御を
容易に行える。また、液晶パネルに対する走査に同期し
て、バックライトの各発光領域における発光色を制御す
るので、色データに応じた正しい色発光を行える。ま
た、バックライトの各発光領域で異なる単色光を発光さ
せるので、常にそれらの異なる単色光が混じり合って、
画質劣化は抑制される。また、バックライトが３色
（赤, 緑, 青）の各色のＬＥＤと、これらのＬＥＤが発
光した光を拡散する拡散板と、ＬＥＤが発光した光を液
晶パネルの一面に導く導光板とで構成されているので、
バックライトからの透過光が一様になる。また、液晶パ
ネルの液晶物質が強誘電性液晶物質または反強誘電性液
晶物質であるので、高速なオン／オフ制御が可能であ
り、バックライトの発光制御に十分対応可能である。

【００６０】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置で
は、バックライトの発光領域を分割し、各発光領域にお
ける発光色を異ならせるようにしたので、観察者の瞬き
等で発生する画質劣化を低減することが可能となる。ま
た、液晶パネルの書込み／消去走査に合わせて各発光領
域の発光／消灯タイミングを制御するようにしたので、
バックライトの利用効率を高くすることができる。更
に、液晶パネルの光透過率に応じて、各発光領域におけ
る発光強度を制御するようにしたので、表示領域におけ
る輝度ムラを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の一全体例のブロック図
である。

【図２】本発明の液晶表示装置に使用される液晶パネル
及びバックライトの模式的断面図である。

【図３】本発明の液晶表示装置の全体の構成例を示す模
式図である。

【図４】ＬＥＤアレイの構成例を示す模式図である。

【図５】バックライトの発光領域，ＬＥＤアレイ及び液
晶パネルの表示領域の分割状態を示す模式図である。

【図６】本発明の液晶表示装置における表示制御の一例
のタイムチャートである。

【図７】本発明の液晶表示装置の他の全体例のブロック
図である。

【図８】液晶パネルの駆動電圧と階調数との関係を示す
グラフである。

【図９】本発明の液晶表示装置における表示制御の他の
例のタイムチャートである。

【図１０】従来の液晶表示装置における表示制御のタイ
ムチャートである。

【符号の説明】

６導光板＋光拡散板７ＬＥＤアレイ 13 液晶層 21 液晶パネル 22 バックライト 30 画像メモリ 31 制御信号発生回路 32 データドライバ 33 スキャンドライバ 35 バックライト制御回路及び駆動電源 36 逆データ生成回路 37 セレクタ 40 ピクセル電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者白戸博紀神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者清田芳則神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内Ｆターム(参考） 2H091 FA08X FA08Z FA23Z FA41Z FA45Z FD22 GA11 GA13 HA12 LA15 LA17 LA18 2H093 NA65 NC03 NC34 NC43 NC66 ND04 ND08 ND09 ND58 NE06 NF17 NF20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の液晶画素及び前記液晶画素の夫々
に対応して設けられた複数のスイッチング素子を有する
強誘電性または反強誘電性の液晶パネルと、該液晶パネ
ルの背面に配置され、３色光を時分割発光するバックラ
イトとを備え、前記各液晶画素に与えられる３色のデー
タに対応して前記スイッチング素子をオン／オフ駆動
し、そのオン／オフ駆動に同期して前記バックライトを
時分割発光させ、時分割発光する間に前記各液晶画素に
対する走査を行ってカラー表示を行う液晶表示装置にお
いて、前記バックライトの発光領域が複数の領域に分割
されており、分割された少なくとも隣合う両発光領域の
発光色が異なっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記各液晶画素に対する走査に同期し
て、前記バックライトの分割された各発光領域における
発光，消灯を切り換える切換回路を備える請求項１記載
の液晶表示装置。
【請求項３】分割された各発光領域の発光強度が異な
っている請求項１または２記載の液晶表示装置。