JP2002258815A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多色表示と単色表示との切り替えを可能にす
る液晶表示装置の提供。 【解決手段】 切替回路３０は、外部の装置から与えら
れた表示データＤＤがフルカラー表示を行うためのデー
タであるのか又は単色のみで表示可能なデータであるの
かを判定する。そして、その判定した結果に応じて、フ
ルカラー表示から単色表示へ又は単色表示からフルカラ
ー表示へ夫々切り替えるための切替信号ＳＳを発生し、
その発生した切替信号ＳＳを制御信号発生回路３２へ出
力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の色の光を時
分割発光させて多色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】近年の情報化社会の進展に伴って、パー
ソナルコンピュータ，ＰＤＡ（Personal Digital assis
tants ）等に代表される種々の電子機器が広く使用され
るようになっている。特に、屋外でも使用可能な携帯型
の電子機器の需要が高く、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るよ
うになっている。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電子機器の低消
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。反射型液晶表示装置は液晶
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る。近
年では、視認側に光源を備え、その光源から発せられた
光線を同じく反射させるような構成のものも開発されて
いる。また、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液晶表示装置が使用される。

【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-Twi
stedNematic ）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−
ＴＮ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、ＴＦ
Ｔ−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】また、従来の液晶表示装置は、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又はフル
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。さらに、カラーフィルタを用いる
ことによって、液晶パネルの透過率が低下するため、カ
ラーフィルタを用いていない場合に比し、輝度も低下す
る。

【０００６】このような問題を解決すべく、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ってカラー表示を行う液
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、カラー表示を実現する。このようなカラー
表示方式は、一般にフィールド・シーケンシャル・カラ
ー方式と呼ばれている。

【０００８】フィールド・シーケンシャル・カラー方式
の液晶表示装置において、液晶材料として強誘電性液晶
素子または反強誘電性液晶素子を用いた場合、印加電圧
の有無に拘らず液晶分子が基板（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り、実用上
問題とならない。さらに、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。

【０００９】図１０は、従来のフィールド・シーケンシ
ャル・カラー方式の液晶表示装置の構成の一例を示すブ
ロック図である。表示制御手段５１が有する画像メモリ
部５２には、液晶パネル５３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。画像メモリ部５２は、この表示データＤ
Ｄ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という）をデータドライバ５５に対して転送
し、データドライバ５５はこの転送された画素データＰ
Ｄを出力する。また、表示制御手段５１はスキャンドラ
イバ５６に対して制御信号を出力し、スキャンドライバ
５６はこの制御信号に従って液晶パネル５３内に備えら
れた走査線のオン／オフを制御する。さらに、表示制御
手段５１はバックライト５４に駆動電圧を与えてバック
ライト５４が有しているＬＥＤアレイを発光させる。

【００１０】図１１は、このような液晶表示装置におけ
る表示制御の一例を示すタイムチャートであり、図１１
（ａ）はバックライト５４の赤，緑，青各色のＬＥＤの
発光タイミングを、図１１（ｂ）は液晶パネル５３の各
ラインの走査タイミングを夫々示す。

【００１１】図１１（ａ）に示すとおり、バックライト
５４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５３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１１（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ＬＥＤ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。

【００１２】一方、図１１（ｂ）に示すとおり、液晶パ
ネル５３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。

【００１３】データ書込み走査にあっては、液晶パネル
５３の各画素には画素データＰＤ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。また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５３の各画素に供給され、液晶パネル５３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。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、表示データ
が単色（例えば、白／黒，赤／黒，緑／黒，青／黒等）
である場合等においては、赤，緑，青色のすべての色を
発光する必要がないときがある。しかしながら、上述し
た従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液
晶表示装置では、図１１から明らかなように常に赤，
緑，青色のすべての色の発光が順次的に行われるため、
表示データが単色である場合であっても同様にすべての
色が順次的に発光されており、無駄が多く相当な電力を
消費するという問題があった。

【００１５】また、上述した従来のフィールド・シーケ
ンシャル・カラー方式の液晶表示装置は、図１１に示し
たとおり、サブフレーム内で液晶素子の応答が終了しな
ければならないため、カラーフィルタ方式の液晶表示装
置に比して液晶素子の高速応答性が要求される。しかし
ながら、一般に液晶素子は温度が低下するに伴って粘度
が上昇するため、応答性が低下することになる。したが
って、液晶パネルの温度が低下した場合、液晶素子の応
答性が低下することになるため、フィールド・シーケン
シャル・カラー方式での表示を行うことが困難になると
いう問題があった。

【００１６】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、表示データが単色である場合又は液晶パネルの
温度が所定値以下となった場合等に、例えば３色光を時
分割発光する制御から、３色光の発光時間及びタイミン
グを略一致させる又は３色光のうちの何れかの色の光を
発光する制御等へ切り替えることによって、省電力化及
び広い温度範囲での表示を実現することができる液晶表
示装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る液晶表示
装置は、複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に対応し
て設けられたスイッチング素子を有する透過型又は半透
過型の液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置され、
複数の色の光を発光する光源と、表示データに対応して
前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動部とを
備える液晶表示装置において、前記複数の色の光を時分
割発光するように前記光源を制御する第１光源制御部
と、前記複数の色の光の発光時間及びタイミングが略一
致するように前記光源を制御する第２光源制御部と、前
記第１光源制御部による制御と前記第２光源制御部によ
る制御との切り替えを行う切替手段とを備えることを特
徴とする。

【００１８】第１発明による場合、光源の複数の色の光
を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶
パネルにて多色表示を行う制御と、光源の複数の色の光
の発光時間及びタイミングを略一致させることにより前
記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替える。
このようにして多色表示と単色表示とを適宜切り替える
ことにより、状況に応じた適切な表示を行うことが可能
になる。

【００１９】第２発明に係る液晶表示装置は、複数の液
晶画素及び該液晶画素の夫々に対応して設けられたスイ
ッチング素子を有する透過型又は半透過型の液晶パネル
と、該液晶パネルの背面に配置され、複数の色の光を発
光する光源と、表示データに対応して前記液晶画素の光
透過率を変化させるための駆動部とを備える液晶表示装
置において、前記複数の色の光を時分割発光するように
前記光源を制御する第１光源制御部と、前記複数の色の
光のうちの少なくとも１色の光を発光するように前記光
源を制御する第２光源制御部と、前記第１光源制御部に
よる制御と前記第２光源制御部による制御との切り替え
を行う切替手段とを備えることを特徴とする。

【００２０】第２発明による場合、光源の複数の色の光
を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶
パネルにて多色表示を行う制御と、複数の色の光のうち
の少なくとも１色の光を発光することにより前記液晶パ
ネルにて単色表示を行う制御とを切り替える。このよう
にして多色表示と単色表示とを適宜切り替えることによ
り、状況に応じた適切な表示を行うことが可能になる。

【００２１】第３発明に係る液晶表示装置は、複数の液
晶画素及び該液晶画素の夫々に対応して設けられたスイ
ッチング素子を有する反射型又は半透過型の液晶パネル
と、複数の色の光を発光する光源と、表示データに対応
して前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動部
とを備える液晶表示装置において、前記複数の色の光を
時分割発光するように前記光源を制御する第１光源制御
部と、前記複数の色の光を消灯するように前記光源を制
御する第２光源制御部と、前記第１光源制御部による制
御と前記第２光源制御部による制御との切り替えを行う
切替手段とを備えることを特徴とする。

【００２２】第３発明による場合、光源の複数の色の光
を時分割発光することにより反射型又は半透過型の液晶
パネルにて多色表示を行う制御と、光源の複数の色の光
を消灯するすることにより前記液晶パネルにて単色表示
を行う制御とを切り替える切替手段を備えている。この
ようにして多色表示と単色表示とを適宜切り替えること
により、状況に応じた適切な表示を行うことが可能にな
る。

【００２３】第４発明に係る液晶表示装置は、第１発明
又は第２発明に係る液晶表示装置において、前記第２光
源制御部は、前記第１光源制御部による制御の場合と異
なる発光強度で発光するように前記光源を制御すべくな
してあることを特徴とする。

【００２４】第４発明による場合、光源の発光強度は、
複数の色の光の時分割発光による多色表示時と単色表示
時とで異なることになる。これにより、例えば多色表示
及び単色表示の何れにおいても同等な輝度にて表示を行
うこと等が可能になる。

【００２５】第５発明に係る液晶表示装置は、第１発明
乃至第４発明の何れかの液晶表示装置において、複数色
の合成による表示データを単色の表示データへ変換する
データ変換手段を更に備えることを特徴とする。

【００２６】第５発明による場合、複数色の合成による
表示データを単色の表示データへ変換することができる
ため、多色表示から単色表示に切り替わった場合に、良
好な表示を得ることができる。

【００２７】第６発明に係る液晶表示装置は、第１発明
乃至第５発明の何れかの液晶表示装置において、前記切
替手段は、前記表示データに基づいて、前記切り替えを
行うべくなしてあることを特徴とする。

【００２８】第６発明による場合、表示データの内容に
基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行う。これ
により、例えば多色表示時に単色で表示可能な表示デー
タが発生した場合には単色表示に切り替える等の動作が
でき、その結果省電力化を図ることができる。

【００２９】第７発明による場合、第１発明乃至第６発
明の何れかの液晶表示装置において、液晶パネルの温度
を測定する測定手段を更に備え、前記切替手段は、前記
測定手段による測定の結果に基づいて、前記切り替えを
行うべくなしてあることを特徴とする。

【００３０】第７発明による場合、液晶パネルの温度に
基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行う。これ
により、通常は多色表示を行い、液晶素子の応答性が低
下する低温下では単色表示に切り替える等の動作がで
き、その結果広い温度範囲での良好な表示を実現するこ
とができる。

【００３１】第８発明に係る液晶表示装置は、第１発明
乃至第７発明の何れかの液晶表示装置において、前記切
替手段によって前記切り替えが行われたことを示す切替
情報を生成する生成手段を更に備え、該生成手段は、前
記表示データに前記切替情報を含めるべくなしてあるこ
とを特徴とする。

【００３２】第８発明による場合、多色表示と単色表示
との切り替えが行われたことを示す切替情報が液晶パネ
ルに表示されることになるため、例えば多色表示から単
色表示へと切り替わった場合に、装置の故障によるもの
ではないことをユーザが確認することができる。

【００３３】

【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詳述する。 （実施の形態１）図１は、実施の形態１に係る本発明の
液晶表示装置の構成を示すブロック図、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、及び図３は液
晶表示装置の構成例を示す模式図である。

【００３４】図１において、２１，２２は図２に断面構
造が示されている透過型の液晶パネル，バックライトを
夫々示している。バックライト２２は図２に示されてい
るように、赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤアレイ７
と、導光及び光拡散板６とで構成されている。

【００３５】図２及び図３で示されているように、液晶
パネル２１は上層（表面）側から下層（背面）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
に配列された液晶画素電極（ピクセル電極）４０，４０
…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には後述するデータドライバ３３及びスキャンド
ライバ３４等よりなる駆動部５０が接続されている。デ
ータドライバ３３は、信号線４２を介してＴＦＴ４１と
接続されており、スキャンドライバ３４は、走査線４３
を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はス
キャンドライバ３４によりゲートがオン／オフ制御され
る。また個々のピクセル電極４０には、データドライバ
３４とＴＦＴ４１の制御を介して表示データに応じた電
圧が印加され、個々のピクセルの透過光強度が制御され
る。

【００３６】ガラス基板４上のピクセル電極４０，４０
…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、これらの配向膜１１，１２の間
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の層厚を保持するためのスペーサ
である。

【００３７】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及び光
拡散板６の端面に臨ませた状態でＬＥＤアレイ７が備え
られている。導光及び光拡散板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。

【００３８】ここで、本発明に係る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をマトリクス状に配し、画素数が６４
０×４８０で対角３．２インチの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２
００Åのポリイミド膜を配向膜１１，１２として成膜し
た。

【００３９】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。なお、この強誘電
性液晶の自発分極の大きさは６ｎＣ／ｃｍ² であった。
そして、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。

【００４０】この液晶パネル２１と、赤，緑，青の時分
割発光が可能であるバックライト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。

【００４１】図１において、フルカラー表示又は単色表
示の切り替えを行うための切替回路３０には、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
ュータなどから与えられる。切替回路３０は、この表示
データＤＤを画像メモリ部３１へ出力すると共に、その
表示データＤＤがフルカラー又は単色の何れに係るデー
タであるかを判定し、フルカラーであると判定した場合
であって直前に与えられた表示データＤＤが単色である
ときにフルカラー表示から単色表示へ、又は単色である
と判定した場合であって直前に与えられた表示データＤ
Ｄがフルカラーであるときに単色表示からフルカラー表
示へ夫々切り替える旨を示す切替信号ＳＳを発生し、発
生した切替信号ＳＳを制御信号発生回路３２へ出力す
る。制御信号発生回路３２は、切替信号ＳＳに応じて、
異なるタイミングで同期信号ＳＹＮを発生する。

【００４２】画像メモリ部３１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という）を制御信号発生回路３２が発生する同
期信号ＳＹＮに同期して出力する。この画像メモリ部３
１から出力された画素データＰＤは、データ変換回路３
７に与えられる。

【００４３】データ変換回路３７は、制御信号発生回路
３２から出力されるデータ変換制御信号ＤＣＳがＬレベ
ルの場合は画素データＰＤをそのまま通過させ、一方Ｈ
レベルの場合は画素データＰＤにより各画素に与えられ
た電圧をキャンセルするための画素データ＃ＰＤを生成
し出力する。このデータ変換回路３７から出力された画
素データＰＤ又は画素データ＃ＰＤはデータドライバ３
３に与えられる。データドライバ３３は、ピクセル電極
４０の信号線４２のオン／オフをデータ変換回路３７か
ら出力される画素データＰＤ又は画素データ＃ＰＤにし
たがって制御する。

【００４４】制御信号発生回路３２で発生された同期信
号ＳＹＮは、スキャンドライバ３４と、基準電圧発生回
路３５と、バックライト制御回路及び駆動電源３６とに
も与えられる。スキャンドライバ３４は、その同期信号
ＳＹＮに同期してピクセル電極４０の走査線４３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ＶＲ１及びＶＲ２
を生成し、生成した基準電圧ＶＲ１をデータドライバ３
３に、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３４に夫々与
える。バックライト制御回路及び駆動電源３６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。

【００４５】このような実施の形態１に係る本発明の液
晶表示装置による表示動作の一例について、以下に説明
する。実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置は、フ
ルカラー表示を行う場合、図１１を参照して上述した従
来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表
示装置における表示制御のタイムチャートにしたがって
動作する。また、単色表示を行う場合は、以下のように
動作する。

【００４６】図４は、単色表示を行う場合の実施の形態
１に係る本発明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。図４において、（ａ）−１はバック
ライト２２の各色のＬＥＤの発光タイミングの例を、
（ａ）−２はバックライト２２の各色のＬＥＤの（ａ）
−１とは異なる発光タイミングの例を、（ｂ）は液晶パ
ネル２１の各ラインの走査タイミングを夫々示してい
る。

【００４７】表示データＤＤが緑色のみを表示するため
のデータである場合、図４（ａ）−１に示すとおり、第
２番目のサブフレームにおいてバックライト２２の緑の
ＬＥＤを発光させ、それと同期して液晶パネル２１の各
画素をライン単位でスイッチングすることにより緑／黒
表示を行う。この場合、第１番目及び第３番目のサブフ
レームにおいてはバックライト２２の発光を行わない。

【００４８】また、表示データＤＤがマゼンダ色のみを
表示するためのデータである場合、図４（ａ）−２に示
すとおり、第１番目，第３番目のサブフレームにおいて
バックライト２２の赤，緑のＬＥＤを夫々発光させ、そ
れと同期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でス
イッチングすることによりマゼンダ／黒表示を行う。こ
の場合、第２番目のサブフレームにおいてはバックライ
ト２２の発光を行わない。

【００４９】一方、図４（ｂ）に示すとおり、液晶パネ
ル２１に対しては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。

【００５０】データ書込み走査にあっては、液晶パネル
２１の各画素には画素データＰＤに応じた電圧が供給さ
れ、透過率の調整が行われる。また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２１の各画素に供給され、液晶パネル２１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。

【００５１】上述したようにして緑／黒表示を行った場
合の消費電力は０．８Ｗであり、またマゼンダ／黒表示
を行った場合の消費電力は１．３Ｗであった。これらの
結果と比較するために、上述の実施の形態１と同様にし
て作製された液晶パネルを備える従来のフィールド・シ
ーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置を用いて、緑
／黒表示及びマゼンダ／黒表示を行った。その結果、緑
／黒表示を行った場合の消費電力は１．８Ｗであり、ま
たマゼンダ／黒表示を行った場合の消費電力も同じく
１．８Ｗであった。このように、緑／黒表示及びマゼン
ダ／黒表示の何れの場合においても、本発明の液晶表示
装置の方が、従来の液晶表示装置に比して消費電力が低
かった。

【００５２】（実施の形態２）実施の形態２に係る本発
明の液晶表示装置の一例は、液晶パネルの温度に基づい
てフルカラー表示と単色表示とを切り替える。図５は、
実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置の構成を示す
ブロック図である。図５において、４０は液晶パネル２
１の温度を測定する温度センサを示しており、該温度セ
ンサ４０は測定した温度を示す信号ＴＳを切替回路３８
へ出力する。

【００５３】切替回路３８は、温度センサ４０から出力
された信号ＴＳに基づいて、直前の温度と現在の温度と
の比較を行う。そして、直前の温度が０℃より高い場合
であって現在の温度が０℃以下になったときにフルカラ
ー表示から単色表示へ、又は直前の温度が０℃より低い
場合であって現在の温度が０℃以上になったときに単色
表示からフルカラー表示へ夫々切り替える旨を示す切替
信号ＳＳを発生し、発生した切替信号ＳＳを制御信号発
生回路３２へ出力する。

【００５４】また切替回路３８は、外部の例えばパーソ
ナルコンピュータなどから与えられた表示データＤＤ
を、フルカラー表示を行う場合には画像メモリ部３１
へ、単色表示を行う場合には単色データ生成回路３９へ
夫々出力する。

【００５５】単色データ生成回路３９は、切替回路３８
から出力される表示データＤＤに基づいて、白／黒表示
又は緑／黒等の単色カラー表示用の表示データである単
色データＭＤを生成し、生成した単色データＭＤを画像
メモリ部３１へ出力する。

【００５６】なお、その他の構成については実施の形態
１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略
する。

【００５７】このような実施の形態２に係る本発明の液
晶表示装置による表示動作について、以下に説明する。
実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置は、フルカラ
ー表示を行う場合、図１１を参照して上述した従来のフ
ィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置
における表示制御のタイムチャートにしたがって動作す
る。また、単色表示を行う場合は、以下のように動作す
る。

【００５８】図６は、単色表示を行う場合の実施の形態
２に係る本発明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。図６において、（ａ）はバックライ
ト２２の各色のＬＥＤの発光タイミングを、（ｂ）−１
は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミングを、
（ｂ）−２は液晶パネル２１の（ｂ）−１とは異なる走
査タイミングを夫々示している。

【００５９】図６（ａ）に示すとおり、サブフレームを
設けずに、１フレームにおいてバックライト２２の発光
を行う。ここで、白／黒表示を行う場合は、赤，緑，青
のＬＥＤを同時に発光させ、それと同期して液晶パネル
２１の各画素をライン単位でスイッチングする。また例
えば緑／黒表示を行う場合は、緑のＬＥＤのみを発光さ
せ、それと同期して同じくスイッチングを行う。

【００６０】一方、図６（ｂ）−１及び（ｂ）−２に示
すとおり、液晶パネル２１に対しては１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）がフレームの開始タイミングと一致するようにタイ
ミングを調整する。

【００６１】データ書込み走査にあっては、液晶パネル
２１の各画素には画素データＰＤに応じた電圧が供給さ
れ、透過率の調整が行われる。また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２１の各画素に供給され、液晶パネル２１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。

【００６２】このような表示動作を行うことによって、
従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶
表示装置の場合のようにサブフレーム内で液晶素子の応
答が終了しなくても問題なく表示を行うことができるた
め、液晶素子の応答性が低下するような低温下において
も、フルカラー表示はできないものの、良好な表示を得
ることができる。

【００６３】図７は、液晶パネルの透過率の温度依存性
を示すグラフである。図７において、縦軸は液晶パネル
２１の透過率を、横軸は液晶パネル２１の温度を夫々示
しており、また（ａ）は５Ｖの駆動電圧を印加した場合
におけるフルカラー表示時の前記透過率の測定結果を、
（ｂ）は同じく単色表示時の前記透過率の測定結果を夫
々示している。

【００６４】図７の（ａ）に示すとおり、フルカラー表
示時では０乃至６０℃の範囲内では良好な表示を得るた
めに必要な透過率を得ることができたが、０℃以下では
十分な透過率を得ることができなかった。一方、図７の
（ｂ）に示すとおり、単色表示時では０℃以下であって
も−１５℃程度までは十分な透過率を得ることができ
た。その結果、従来のフィールド・シーケンシャル・カ
ラー方式の液晶表示装置に比し、広い温度範囲において
良好な表示を得ることができた。

【００６５】また、実施の形態２に係る本発明の液晶表
示装置は、上述したような表示動作以外にも、図８に示
すようなタイムチャートにしたがって表示動作を行うこ
とができる。図８において、（ａ）はバックライト２２
の各色のＬＥＤの発光タイミングを、（ｂ）は液晶パネ
ル２１の各ラインの走査タイミングを夫々示している。

【００６６】図８（ａ）に示すとおり、サブフレームを
設けずに、１フレーム内において必要な時間だけバック
ライト２２の発光を行う。ここで、白／黒表示を行う場
合は、赤，緑，青のＬＥＤを同時に発光させ、それと同
期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でスイッチ
ングする。また例えば緑／黒表示を行う場合は、緑のＬ
ＥＤのみを発光させ、それと同期して同じくスイッチン
グを行う。

【００６７】一方、図８（ｂ）に示すとおり、液晶パネ
ル２１に対しては１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）の終了タ
イミング（最終のＬラインへのタイミング）がバックラ
イト２２の発光時間の開始時と一致するように、また２
回目の走査（データ消去走査）の開始タイミング（第１
ラインへのタイミング）がバックライト２２の発光時間
の終了時と一致するようにタイミングを調整する。

【００６８】このような表示動作を行う際、従来のフィ
ールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の
場合に比べて１フレームにおけるバックライトの発光時
間及び液晶パネルの光利用効率が異なるため、バックラ
イト２２の発光強度を調整し、白表示における輝度が従
来の場合と略同等（７０ｃｄ／ｍ² ）になるようにし
た。

【００６９】上述したようにして白／黒表示を行った場
合の消費電力は２．１Ｗであった。この結果と比較する
ために、上述の実施の形態１と同様にして作製された液
晶パネルを備える従来のフィールド・シーケンシャル・
カラー方式の液晶表示装置を用いて、白／黒表示を行っ
た。その結果、消費電力は４．８Ｗであった。このよう
に、本発明の液晶表示装置の方が、従来の液晶表示装置
に比して消費電力が低かった。

【００７０】（実施の形態３）実施の形態３に係る本発
明の液晶表示装置の一例は、実施の形態１及び実施の形
態２における液晶パネル２１及びバックライト２２の代
わりに、後述するような液晶パネル及びフロントライト
を備えている。なお、その他の構成は実施の形態１及び
実施の形態２の場合と同様であり、バックライト制御回
路及び駆動電源３６は、フロントライト制御回路及び駆
動電源として機能する。

【００７１】図９は、実施の形態３に係る本発明の液晶
表示装置に使用される液晶パネル及びフロントライトの
模式的断面図である。図９において、６２は公知の技術
により作製された反射型の液晶パネルを示している。こ
の液晶パネル６２の上面（表面）側には、フロントライ
ト６１が配置されており、該フロントライト６１には、
発光領域を構成する導光板８の端面に臨ませた状態で、
赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤアレイ７が備えられ
ている。導光板８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ことによって
発光領域として機能する。

【００７２】このような実施の形態３に係る本発明の液
晶表示装置は、フルカラー表示を行う場合、図１１を参
照して上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カ
ラー方式の液晶表示装置における表示制御のタイムチャ
ートにしたがって動作する。また、単色表示を行う場合
は、フロントライト６１の赤，緑，青各色のＬＥＤをす
べて消灯する。これにより、液晶パネル６２は、自然光
のみを反射させてその反射光で画像を視認させるように
する。

【００７３】このようにフロント６１の発光を制御する
ことによって、従来のフィールド・シーケンシャル・カ
ラー方式の液晶表示装置の場合に比し、大幅な省電力化
を図ることができる。また、液晶パネル６２の温度に基
づいてフルカラー表示と単色表示とを切り替える制御を
行う場合は、従来に比し広い温度範囲において良好な表
示を得ることが可能になる。

【００７４】なお、上述したように、本発明の液晶表示
装置は、実施の形態１及び実施の形態２においては透過
型の液晶パネルを、実施の形態３においては反射型の液
晶パネルを夫々備えているが、これらの液晶パネルの代
わりに、半透過型の液晶パネルを備える構成であっても
よい。また、光源の発光色として赤，緑，青の３色を用
いているが、本発明は光源の発光色数が２色以上でも同
様の効果が得られることは言うまでもない。

【００７５】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１に記載の液
晶表示装置は、光源の複数の色の光を時分割発光するこ
とにより透過型又は半透過型の液晶パネルにて多色表示
を行う制御と、光源の発光時間及びタイミングを略一致
させることにより前記液晶パネルにて単色表示を行う制
御とを切り替えることにより、状況に応じた適切な表示
を行うことが可能になる。

【００７６】請求項２に記載の液晶表示装置は、光源の
複数の色の光を時分割発光することにより透過型又は半
透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、複数の
色の光のうちの少なくとも１色の光を発光することによ
り前記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替え
ることによって、状況に応じた適切な表示を行うことが
可能になる。

【００７７】請求項３に記載の液晶表示装置は、光源の
複数の色の光を時分割発光することにより反射型又は半
透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、光源の
複数の色の光を消灯することにより前記液晶パネルにて
単色表示を行う制御とを切り替えることによって、状況
に応じた適切な表示を行うことができる。

【００７８】請求項４に記載の液晶表示装置は、複数の
色の光を時分割発光することにより多色表示を行う場合
と、単色表示を行う場合とでは異なる発光強度で光源の
発光を行うことによって、例えば多色表示及び単色表示
の何れにおいても同等な輝度にて表示を行うこと等が可
能になる。

【００７９】請求項５に記載の液晶表示装置は、複数色
の合成による表示データを単色の表示データへ変換する
ことにより、多色表示から単色表示に切り替わった場合
に、良好な表示を得ることができる。

【００８０】請求項６に記載の液晶表示装置は、表示デ
ータの内容に基づいて多色表示と単色表示との切り替え
を行うことによって、例えば多色表示時に単色で表示可
能な表示データが発生した場合には単色表示に切り替え
る等の動作を実現することができるため、省電力化を図
ることができる。

【００８１】請求項７に記載の液晶表示装置は、液晶パ
ネルの温度を測定し、その測定結果に基づいて多色表示
と単色表示との切り替えを行うことによって、通常は多
色表示を行い、液晶素子の応答性が低下する低温下では
単色表示に切り替える等の動作を実現することができる
ため、広い温度範囲において良好な表示を実現すること
ができる。

【００８２】請求項８に記載の液晶表示装置は、多色表
示と単色表示との切り替えが行われたことを示す切替情
報を生成し、この切替情報を含む表示データを液晶パネ
ルに表示させることによって、例えば多色表示から単色
表示へと切り替わった場合に、装置の故障によるもので
はないことをユーザが確認することができる等、本発明
は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１に係る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】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置の構
成例を示す模式図である。

【図４】実施の形態１に係る本発明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。

【図５】実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置の構
成を示すブロック図である。

【図６】実施の形態２に係る本発明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。

【図７】液晶パネルの透過率の温度依存性を示すグラフ
である。

【図８】実施の形態２に係る本発明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。

【図９】実施の形態３に係る本発明の液晶表示装置に使
用される液晶パネル及びフロントライトの模式的断面図
である。

【図１０】従来のフィールド・シーケンシャル・カラー
方式の液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図であ
る。

【図１１】従来のフィールド・シーケンシャル・カラー
方式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】

２１ 液晶パネル ２２ バックライト ３０ 切替回路 ３１ 画像メモリ部 ３２ 制御信号発生回路 ３３ データドライバ ３４ スキャンドライバ ３６ バックライト制御回路及び駆動電源 ４０ ピクセル電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/20 ６１１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６１１Ａ ６４２ ６４２Ｊ 3/34 3/34 Ｊ (72)発明者 牧野 哲也 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 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 FA23X FA23Z FA45X FA45Z FD06 GA11 HA12 LA05 LA30 2H093 NA16 NA65 NC43 NC49 NC57 ND39 ND44 NE06 NF19 NF20 5C006 AA21 AB03 AF51 AF54 AF57 AF62 AF69 BB16 BF38 EA01 FA47 5C080 AA10 BB05 CC03 DD26 FF11 JJ02 JJ05 JJ06 KK02 KK04 KK07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に
   対応して設けられたスイッチング素子を有する透過型又
   は半透過型の液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置
   され、複数の色の光を発光する光源と、表示データに対
   応して前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動
   部とを備える液晶表示装置において、 前記複数の色の光を時分割発光するように前記光源を制
   御する第１光源制御部と、前記複数の色の光の発光時間
   及びタイミングが略一致するように前記光源を制御する
   第２光源制御部と、前記第１光源制御部による制御と前
   記第２光源制御部による制御との切り替えを行う切替手
   段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に
   対応して設けられたスイッチング素子を有する透過型又
   は半透過型の液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置
   され、複数の色の光を発光する光源と、表示データに対
   応して前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動
   部とを備える液晶表示装置において、 前記複数の色の光を時分割発光するように前記光源を制
   御する第１光源制御部と、前記複数の色の光のうちの少
   なくとも１色の光を発光するように前記光源を制御する
   第２光源制御部と、前記第１光源制御部による制御と前
   記第２光源制御部による制御との切り替えを行う切替手
   段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
3. 【請求項３】 複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に
   対応して設けられたスイッチング素子を有する反射型又
   は半透過型の液晶パネルと、複数の色の光を発光する光
   源と、表示データに対応して前記液晶画素の光透過率を
   変化させるための駆動部とを備える液晶表示装置におい
   て、 前記複数の色の光を時分割発光するように前記光源を制
   御する第１光源制御部と、前記複数の色の光を消灯する
   ように前記光源を制御する第２光源制御部と、前記第１
   光源制御部による制御と前記第２光源制御部による制御
   との切り替えを行う切替手段とを備えることを特徴とす
   る液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記第２光源制御部は、前記第１光源制
   御部による制御の場合と異なる発光強度で発光するよう
   に前記光源を制御すべくなしてあることを特徴とする請
   求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 複数色の合成による表示データを単色の
   表示データへ変換するデータ変換手段を更に備えること
   を特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の液
   晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記切替手段は、前記表示データに基づ
   いて、前記切り替えを行うべくなしてあることを特徴と
   する請求項１乃至請求項５の何れかに記載の液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】 液晶パネルの温度を測定する測定手段を
   更に備え、前記切替手段は、前記測定手段による測定の
   結果に基づいて、前記切り替えを行うべくなしてあるこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の
   液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記切替手段によって前記切り替えが行
   われたことを示す切替情報を生成する生成手段を更に備
   え、該生成手段は、前記表示データに前記切替情報を含
   めるべくなしてあることを特徴とする請求項１乃至請求
   項７の何れかに記載の液晶表示装置。