JP2004245888A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源からの光を有効に利用できて、ドット反転ドライバの適用を容易とする液晶表示装置を提供することにある。
【解決手段】印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用し、各サブフレーム中に各色の画像データに基づく２回のデータ書込み走査を行い、バックライトの点灯を各サブフレームの後半の半分のみとする。２回のデータ書込み走査において、前半の書込み走査と後半の書込み走査とにおける印加電圧は、実質的に同じ大きさであって極性が逆である。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置またはカラーフィルタ方式の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のいわゆる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 Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等に代表される電子機器が広く使用されるようになっている。このような電子機器の普及によって、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯型の需要が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されている。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。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】
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くて視認性に劣るため、特に、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、カラーフィルタを用いた透過型のカラー液晶表示装置が使用されている。
【０００４】
カラー液晶表示装置は、現在、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型のものが広く使用されている。このＴＦＴ駆動のＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型に比して表示品質は高いが、液晶パネルの光透過率が現状では４％程度しかないので、高い画面輝度を得るためには高輝度のバックライトが必要になる。このため、バックライトによる消費電力が大きくなってしまう。また、カラーフィルタを用いたカラー表示であるため、１画素を３個の副画素で構成しなければならず、高精細化が困難であり、その表示色純度も十分ではない。
【０００５】
このような問題を解決するために、本発明者等はフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を開発している（例えば非特許文献１，２参照）。このフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、副画素を必要としないため、より精度が高い表示が容易に実現可能であり、また、カラーフィルタを使わずに光源の発光色をそのまま表示に利用できるため、表示色純度にも優れる。更に光利用効率も高いので、消費電力が少なくて済むという利点も有している。しかしながら、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を実現するためには、液晶の高速応答性（２ｍｓ以下）が必須である。
【０００６】
そこで、本発明者等は、上述したような優れた利点を有するフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置、または、カラーフィルタ方式の液晶表示装置の高速応答化を図るべく、従来に比べて１００〜１０００倍の高速応答を期待できる自発分極を有する強誘電性液晶等の液晶のＴＦＴ等のスイッチング素子による駆動を研究開発している。強誘電性液晶は、図１９に示すように、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向がチルト角θだけ変化する。強誘電性液晶を挟持した液晶パネルを偏光軸が直交した２枚の偏光板で挾み、液晶分子の長軸方向の変化による複屈折を利用して、透過光強度を変化させる。なお、このような液晶表示装置には、図２０に示すような印加電圧に対してハーフＶ字状の電気光学応答特性を有する強誘電性液晶が液晶材料として一般的に使用されている。
【０００７】
図２１は、従来のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における駆動シーケンスを示しており、図２１（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図２１（ｂ）はバックライトの赤，緑，青各色の点灯タイミングを表している。１フレームを３つのサブフレームに分割し、例えば図２１（ｂ）に示すように第１番目のサブフレームにおいて赤色を発光させ、第２番目のサブフレームにおいて緑色を発光させ、第３番目のサブフレームにおいて青色を発光させる。
【０００８】
一方、図２１（ａ）に示すとおり、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、画像データの書込み走査と消去走査とを行う。但し、書込み走査の開始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、また消去走査の終了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し、書込み走査及び消去走査に要する時間はそれぞれ各サブフレームの半分に設定する。書込み走査，消去走査にあっては、同じ画像データに基づく大きさが等しくて極性が異なる電圧が液晶パネルに印加される（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
このように電圧印加を制御した場合、実際の表示に利用される光量は、バックライトから発せられる光量の半分である。これは、使用する液晶材料の電気光学応答特性がハーフＶ字状を呈するため（図２０参照）、液晶表示素子から光が透過する時間がサブフレームの期間の約半分にしかならないからである。厳密に言えば、消去走査後においても、書込み走査後と同じ画像が、書込み走査後の画像に比べて非常に低い輝度で表示されているが、実質的には”黒表示”と見なせたるため、光が透過する時間はサブフレームの半分の時間になる。
【００１０】
【非特許文献１】
Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ， ｅｔ． ａｌ．：ＡＭ−ＬＣＤ’９９ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，
１８５ （１９９９）
【非特許文献２】
Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ， ｅｔ． ａｌ．：ＳＩＤ’００ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ，
１１７６ （２０００）
【特許文献１】
特開平１１−１１９１８９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、光利用効率が高くて、消費電力の低減化が可能であるという利点を有してはいるが、上述したように光源（バックライト）からの光量の約半分しか表示に利用していないという問題があり、光利用効率の更なる向上が望まれている。
【００１２】
また、各サブフレームでの書込み走査，消去走査それぞれにおいては同一極性の電圧を液晶素子に印加する必要があり、現在主流となっているドット反転ドライバの適用が困難であり、使用するドライバの選択肢が狭い、または、専用のドライバが必要であるという問題がある。
【００１３】
なお上述したような約半分の光量しか利用できないという問題、及び、ドット反転ドライバの適用が困難であるという問題は、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置に関わるだけでなく、図２０に示すようなハーフＶ字状の電気光学応答特性の液晶材料を用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置にも同様に生じている。
【００１４】
図２２は、従来のカラーフィルタ方式の液晶表示装置における駆動シーケンスを示しており、図２２（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図２２（ｂ）はバックライトの点灯タイミングを表している。図２２（ａ）に示すように、各フレーム中に、画像データの書込み走査と消去走査とを行う。但し、書込み走査の開始タイミングが各フレームの開始タイミングと一致するように、また消去走査の終了タイミングが各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し、書込み走査及び消去走査に要する時間はそれぞれ各フレームの半分に設定する。書込み走査，消去走査にあっては、同じ画像データに基づく大きさが等しくて極性が異なる電圧が液晶パネルに印加される。そして、表示時間中はバックライトを常時点灯させる。
【００１５】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光源（バックライト）からの光を有効に利用できる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的は、ドット反転ドライバの適用を容易として、ドライバの問題を解決できる液晶表示装置を提供することにある。
【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、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、液晶表示素子に使用する液晶材料は印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有しており、各サブフレームにおけるデータ書込み走査を複数回行う手段と、各サブフレームでサブフレーム期間の略半分の時間にわたって対応する色の光を発する手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第１発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置にあっては、印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用し、各サブフレームにおいて、対応する色の表示データに基づくデータ書込み走査を複数回行い、対応する色の発光時間をサブフレーム期間の略半分とする。
【００１９】
図１は、本発明の液晶表示装置に使用する液晶材料の電気光学応答特性を示すグラフである。この液晶材料は、＋極性と−極性とにおいて対称な応答を呈するＶ字状の電気光学応答特性を有している。このような特性を有する液晶材料は、例えば、ＩＤＷ’０２（Ｔｈｅ Ｎｉｎｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｓｈｏｐｓ）， Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ４−６， ２００２ ”Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ Ｈａｌｆ−Ｖ−Ｍｏｄｅ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ａｎｄ ｔｈｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ−Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ Ｖ−Ｍｏｄｅ Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙｓ” Ｊｕｎ Ｘｕ ａｎｄ Ｓｈｕｎｓｕｋｅ Ｋｏｂａｙａｓｈｉに開示されている。
【００２０】
また、図２は、第１発明の液晶表示装置における駆動シーケンスを示しており、図２（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図２（ｂ）はバックライトの赤，緑，青各色の点灯タイミングを表している。図２（ａ）に示すように、各サブフレーム中に各色の画像データに基づく２回のデータ書込み走査を行う。この際、前半の書込み走査と後半の書込み走査とでは印加する電圧の極性を逆にする。一方、図２（ｂ）に示すように、各サブフレームおいて、対応する色の発光時間をサブフレーム期間の後半側の略半分（１／３６０ｓ）とする。
【００２１】
このようにすることにより、使用する液晶材料が図１に示すようなＶ字状の電気光学応答特性を有するため、各サブフレーム内での前半の書込み走査における印加電圧と後半の書込み走査における印加電圧とは、極性が異なっていても、同じ画像データに基づいているのでその大きさが略等しくなり、前半の書込み走査における液晶表示素子の透過率と後半の書込み走査における液晶表示素子の透過率とは略等しくなる。従って、液晶表示素子へ入射される各色の光の発光時間を、サブフレームの後半側の略半分としても、画面輝度を維持できる。
【００２２】
図２０に示したようなハーフＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用した場合に、液晶表示素子へ入射される各色の光の発光時間をサブフレームの後半側の略半分としたとすると、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが大きく異なるため、表示画面の上下で輝度ムラが生じることになる。従って、従来では、図２１に示すように、各サブフレームの全期間にわたって各色の光を発光せざるを得なかった。
【００２３】
本発明では、Ｖ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用するため、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが略等しくなり、液晶表示素子へ入射される各サブフレームに対応する色の光の発光時間をサブフレームの後半側の略半分としても、表示画面に輝度ムラが生じない。
【００２４】
よって、液晶表示素子へ入射される光のほとんど全てを表示に利用することが可能となり、画面輝度を維持したまま光源（バックライト）の消費電力を半分にできる。また、発光時間を短くできるので、例えば光源がＬＥＤ（Ｌａｓｅｒ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である場合、ＬＥＤの駆動電流を大きくできて光源の輝度を高められるので、画面輝度の向上を図れる。また、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが略等しくなるので、印加する電圧の極性を考慮する必要がなくなり、現在主流であるドット反転ドライバの適用が容易となって、ドライバの選択肢も広がり、専用ドライバも不要となり、コストの低減化を図れる。
【００２５】
第２発明に係る液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置において、液晶表示素子に使用する液晶材料は印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有しており、各フレームにおけるデータ書込み走査を複数回行う手段と、各フレームでフレーム期間の略半分の時間にわたって白色光を発する手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
第２発明のカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用し、各フレームにおいて、表示データに基づくデータ書込み走査を複数回行い、白色光の発光時間をフレーム期間の略半分とする。
【００２７】
図１に示すような印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用する。図３は、第２発明の液晶表示装置における駆動シーケンスを示しており、図３（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図３（ｂ）はバックライトの点灯タイミングを表している。図３（ａ）に示すように、各フレーム中に画像データに基づく２回のデータ書込み走査を行う。この際、前半の書込み走査と後半の書込み走査とでは印加する電圧の極性を逆にする。一方、図３（ｂ）に示すように、各フレームおいて、白色光の発光時間をフレーム期間の後半側の略半分（１／１２０ｓ）とする。
【００２８】
このようにすることにより、使用する液晶材料が図１に示すようなＶ字状の電気光学応答特性を有するため、各フレーム内での前半の書込み走査における印加電圧と後半の書込み走査における印加電圧とは、極性が異なっていても、同じ画像データに基づいているのでその大きさが略等しくなり、前半の書込み走査における液晶表示素子の透過率と後半の書込み走査における液晶表示素子の透過率とは略等しくなる。従って、液晶表示素子へ入射される白色光の発光時間を、フレームの後半側の略半分としても、画面輝度を維持できる。
【００２９】
図２０に示したようなハーフＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用した場合に、液晶表示素子へ入射される白色光の発光時間をフレームの後半側の略半分としたとすると、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが大きく異なるため、表示画面の上下で輝度ムラが生じることになる。従って、従来では、図２２に示すように、常時バックライトを点灯させて白色光を入射せざるを得なかった。
【００３０】
本発明では、Ｖ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用するため、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが略等しくなり、液晶表示素子へ入射される白色光の発光時間をフレームの後半側の略半分としても、表示画面に輝度ムラが生じない。
【００３１】
よって、液晶表示素子へ入射される光のほとんど全てを表示に利用することが可能となり、画面輝度を維持したまま光源（バックライト）の消費電力を半分にできる。また、発光時間を短くできるので、例えば光源がＬＥＤである場合、ＬＥＤの駆動電流を大きくできて光源の輝度を高められるので、画面輝度の向上を図れる。カラーフィルタを設けて、Ｖ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用しているため、液晶表示素子へ光を常時入射させて表示を行うことも可能ではあるが、動画表示特性を考慮した場合、液晶表示素子へ入射される光をフレームに同期してスイッチングさせる方が好ましい。また、一方の極性の電圧印加後の透過率と他方の極性の電圧印加後の透過率とが略等しくなるので、ドット反転ドライバの適用が容易となって、ドライバの選択肢も広がり、専用ドライバも不要となり、コストの低減を図れる。
【００３２】
第３発明に係る液晶表示装置は、第１または第２発明において、前記複数回のデータ書込み走査での前半の書込み走査と後半の書込み走査とにおける印加電圧の極性が異なることを特徴とする。
【００３３】
第３発明の液晶表示装置にあっては、各サブフレームまたは各フレームにおける複数回のデータ書込み走査において、前半の書込み走査と後半の書込み走査とで印加電圧の極性が異なっている。よって、液晶表示素子に印加される電圧に偏りがなく表示の焼付きを抑制できる。
【００３４】
第４発明に係る液晶表示装置は、第１または第２発明において、前記複数回のデータ書込み走査での前半の書込み走査と後半の書込み走査とにおける走査パターンが時間的に対称であることを特徴とする。
【００３５】
第４発明の液晶表示装置にあっては、各サブフレームまたは各フレームにおける複数回のデータ書込み走査において、前半の書込み走査と後半の書込み走査とで走査パターンが時間的に対称である。よって、液晶表示素子に印加される電圧に偏りがなく表示の焼付きを抑制できる。
【００３６】
第５発明に係る液晶表示装置は、第１〜第４発明のいずれかにおいて、前記液晶材料は自発分極を有することを特徴とする。
【００３７】
第５発明の液晶表示装置にあっては、液晶材料が例えば強誘電性液晶のような自発分極を有する。よって、高速な応答性を実現できて、動画表示特性に優れた液晶表示装置を提供できる。
【００３８】
第６発明に係る液晶表示装置は、第５発明において、前記液晶材料の単位面積あたりの自発分極の大きさをＰｓ、前記液晶表示素子の電極面積をＡ、前記液晶表示素子に蓄えられる電荷をＱとした場合に、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの関係を満たすことを特徴とする。
【００３９】
第６発明の液晶表示装置にあっては、自発分極の大きさＰｓを２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たすようにする。よって、電圧印加により自発分極が完全に反転する。
【００４０】
第７発明に係る液晶表示装置は、第５発明において、前記液晶材料にあって、電圧を印加しない場合の液晶分子の平均分子軸と電圧を印加した場合の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値が３０°以上、より好ましくは３５°以上であることを特徴とする。
【００４１】
第７発明の液晶表示装置にあっては、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値が３０°以上、より好ましくは３５°以上とする。よって、理想的な８割または９割以上の高い透過率を実現できる。なお、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角は、一方の極性の電圧を印加したときの値であり、他方の極性の電圧を印加した場合には、一方の極性の電圧を印加したときと逆の方向に略同じ角度だけチルトする。
【００４２】
第８発明に係る液晶表示装置は、第５発明において、前記液晶材料の自発分極の大きさが１１ｎＣ／ｃｍ^２ 以下であることを特徴とする。
【００４３】
第８発明の液晶表示装置にあっては、液晶材料の自発分極の大きさを１１ｎＣ／ｃｍ^２ 以下とする。よって、既存のＴＦＴを用いて、駆動電圧または蓄積容量（Ｃ_Ｓ ）をあまり大きくすることなく、自発分極の反転スイッチングを行える。自発分極の大きさを１１ｎＣ／ｃｍ ^２より大きくした場合、現在の主流である５〜７Ｖの駆動電圧に対して、１０Ｖ程度の駆動電圧を必要としなければならず、専用のドライバＩＣが必要になるという問題、または、蓄積容量（Ｃ_Ｓ ）の大きさを液晶容量（Ｃ_ＬＣ）に対して大きくしなければならず（Ｃ_Ｓ ／Ｃ_ＬＣ＞１）、開口率の低下に伴う透過率の低下もしくは電流駆動能力が高いＴＦＴ，ドライバＩＣが必要という問題がある。
【００４４】
第９発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、前記液晶表示素子へ入射される複数の色の光は、赤色光，緑色光及び青色光であることを特徴とする。
【００４５】
第９発明の液晶表示装置にあっては、液晶表示素子へ入射される複数の色の光が赤色光，緑色光及び青色光である。よって、フルカラー表示が可能である。
【００４６】
第１０発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、前記液晶表示素子へ入射される複数の色の光は、赤色光，緑色光，青色光及び白色光であることを特徴とする。
【００４７】
第１０発明の液晶表示装置にあっては、液晶表示素子へ入射される複数の色の光が赤色光，緑色光，青色光及び白色光である。よって、フルカラー表示が可能である。赤，緑，青の表示データの階調レベルｒ，ｇ，ｂを、３色の共通部分の白の表示データの階調レベルｗにより、ｒ′＝ｒ−ｗ，ｇ′＝ｇ−ｗ，ｂ′＝ｂ−ｗ，ｗの４色の表示データの階調レベルに変換する。これにより、フィールド・シーケンシャル方式が有する最大の課題であるカラーブレイクを抑制できる。なぜならば、カラーブレイクが最も認識されやすい白表示を１つのサブフレームで表示することが可能になるからである。また、赤，緑，青のサブフレームで通常の表示を行い、白のサブフレームにて、輝度の向上を図るというような表示も可能となり、屋外における表示の見易さを向上できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００４９】
（第１実施の形態）
図４は第１実施の形態による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図、図５は液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、並びに、図６は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【００５０】
図４において、２１，２２は図５に断面構造が示されている液晶パネル，バックライトを示している。バックライト２２は、図５に示されているように、ＬＥＤアレイ７と導光及び光拡散板６とで構成されている。図５及び図６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画素電極４０，４０…が形成されている。
【００５１】
これら共通電極３及び画素電極４０，４０…間にはデータドライバ３２及びスキャンドライバ３３等よりなる駆動部５０が接続されている。データドライバ３２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３３は、走査線４３を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はデータドライバ３２及びスキャンドライバ３３によりオン／オフ制御される。また個々の画素電極４０，４０…は、ＴＦＴ４１に接続されている。そのため、信号線４２及びＴＦＴ４１を介して与えられるデータドライバ３２からの信号により、個々の画素の透過光強度が制御される。
【００５２】
ガラス基板４上の画素電極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がそれぞれ配置され、これらの配向膜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の層厚を保持するためのスペーサである。
【００５３】
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。このＬＥＤアレイ７は、導光及び光拡散板６と対向する面に３原色、即ち赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤ素子を１チップとした１０灯のＬＥＤを有する。そして、赤，緑，青の各サブフレームにおいては赤，緑，青のＬＥＤ素子をそれぞれ点灯させる。導光及び光拡散板６はこのＬＥＤアレイ７の各ＬＥＤからの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。
【００５４】
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とを重ね合わせる。このバックライト２２の点灯タイミング及び発光色は、液晶パネル２１に対する表示データに基づくデータ書込み走査に同期して制御される。
【００５５】
図４において、３１は、パーソナルコンピュータから同期信号ＳＹＮが入力され、表示に必要な各種の制御信号ＣＳを生成する制御信号発生回路である。画像メモリ部３０からは画素データＰＤが、データドライバ３２へ出力される。画素データＰＤ、及び、印加電圧の極性を変えるための制御信号ＣＳに基づき、データドライバ３２を介して液晶パネル２１には、複数回のデータ書込み走査時に電圧が印加される。
【００５６】
また制御信号発生回路３１からは制御信号ＣＳが、基準電圧発生回路３４，データドライバ３２，スキャンドライバ３３及びバックライト制御回路３５へそれぞれ出力される。基準電圧発生回路３４は、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３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。データドライバ３２は、画像メモリ部３０からの画素データＰＤと制御信号発生回路３１からの制御信号ＣＳとに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。この信号の出力に同期して、スキャンドライバ３３は、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。またバックライト制御回路３５は、駆動電圧をバックライト２２に与えて、バックライト２２から赤色光，緑色光，青色光をそれぞれ発光させる。
【００５７】
次に、本発明に係る液晶表示装置の動作について説明する。パーソナルコンピュータから画像メモリ部３０へ表示用の画素データＰＤが入力され、画像メモリ部３０は、この画素データＰＤを一旦記憶した後、制御信号発生回路３１から出力される制御信号ＣＳを受け付けた際に、この画素データＰＤを出力する。制御信号発生回路３１で発生された制御信号ＣＳは、データドライバ３２と、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３５とに与えられる。基準電圧発生回路３４は、制御信号ＣＳを受けた場合に基準電圧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３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。
【００５８】
データドライバ３２は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画像メモリ部３０から出力された画素データＰＤに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。スキャンドライバ３３は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。データドライバ３２からの信号の出力及びスキャンドライバ３３の走査に従ってＴＦＴ４１が駆動し、画素電極４０に電圧が印加され、画素の透過光強度が制御される。
【００５９】
バックライト制御回路３５は、制御信号ＣＳを受けた場合に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が有している赤，緑，青の各色のＬＥＤ素子を時分割して発光させて、経時的に赤色光，緑色光，青色光を順次発光させる。
【００６０】
以下、具体例について説明する。画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，対角３．２インチ）を有する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、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。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、ラビング方向が平行となるようにこれらの２枚の基板を重ね合わせ、両者間に平均粒径１．８μｍ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、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で３０°であった。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で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００６１】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【００６２】
フレーム周波数を６０Ｈｚとして、１つのフレーム（期間：１／６０ｓ）を３つのサブフレーム（期間：１／１８０ｓ）に分割し、図２（ａ）に示すように、例えば１フレーム内の第１番目のサブフレームにおいて赤色の画像データの２回の書込み走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑色の画像データの２回の書込み走査を行い、最後の第３番目のサブフレームにおいて青色の画像データの２回の書込み走査を行う。なお、各サブフレームでの２回のデータ書込み走査において、１回目（前半）の書込み走査時に各画素の液晶に印加される電圧と、２回目（後半）の書込み走査時に各画素の液晶に印加される電圧とは、極性が反対で実質的に等しい大きさとした。この場合における各画素への印加電圧の極性パターンの例を、図７及び図８に示す。図７は、データドライバ３２としてドット反転ドライバを用いた場合の例を示し、図８は、データドライバ３２としてフレーム反転ドライバを用いた場合の例を示している。
【００６３】
一方、図２（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、各サブフレームにあって後半半分のみとした。即ち、１回目（前半）の書込み走査の終了タイミング（２回目（後半）の書込み走査の開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光または青色光の発光を開始し、２回目（後半）の書込み走査の終了タイミング（サブフレームの終了タイミング）に同期してその発光を停止させた。
【００６４】
結果として、バックライト２２単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１１１ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度を実現でき、透過率は１２．０％と高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００６５】
以上において、駆動電圧の最大値が７Ｖ、液晶の誘電率が６、パネルギャップが１．８μｍであったので、液晶セルに蓄えられる最大の電荷量は約２０．６ｎＣ／ｃｍ^２ となり、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たしていた。透過率の数値から、自発分極の十分な反転スイッチングを行えていることが分かる。
【００６６】
（第１比較例）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜間に、図２０に示したようなハーフＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは９ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は３１°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルムで挟んで液晶パネルとし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００６７】
このようにして作製した液晶パネルと、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイを光源としたバックライトとを重ね合わせ、図２１に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【００６８】
各サブフレームでのデータ書込み走査とデータ消去走査とにおいて、各画素の液晶に印加される電圧は、全ての画素における極性が同じであり、書込み走査と消去走査とでは極性が反対で大きさが実質的に等しくした。また、書込み走査において、より高い透過率が得られるように、印加電圧の極性を調整した。この場合における各画素への印加電圧の極性パターンの例は、図８に示すものである。図７に示すような印加電圧の極性パターンでは、良好な表示が得られない。バックライトは常時点灯させた。
【００６９】
結果として、バックライト単体の輝度１８５０ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１１３ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度しか得られず、透過率は６．１％と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は１．０Ｗと高かった。
【００７０】
（第２比較例）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で２５°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルムで挟んで液晶パネルとし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００７１】
このようにして作製した液晶パネルと、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイを光源としたバックライトとを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおける２回のデータ書込み走査及びバックライトの点灯パターンの条件は、第１実施の形態と同様にした。
【００７２】
結果として、バックライト単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、８６ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度しか得られず、透過率は９．３％と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は０．５Ｗと低かった。第１実施の形態と比べて十分な画面輝度が得られなかったことは、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値が片側で２５°しかなかったことに起因している。
【００７３】
（第３比較例）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは１０ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で３２°であった。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルムで挟んで液晶パネルとし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００７４】
このようにして作製した液晶パネルと、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイを光源としたバックライトとを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおける２回のデータ書込み走査及びバックライトの点灯パターンの条件は、第１実施の形態と同様にした。
【００７５】
結果として、バックライト単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、８１ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度しか得られず、透過率は８．８％と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００７６】
以上において、駆動電圧の最大値が７Ｖ、液晶の誘電率が５、パネルギャップが１．８μｍであったので、液晶セルに蓄えられる最大の電荷量は約１７．２ｎＣ／ｃｍ^２ となり、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たしていなかった。透過率の数値から、自発分極の十分な反転スイッチングを行えていないことが分かる。
【００７７】
（第２実施の形態）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは１０ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で３２°であった。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で挟んで液晶パネル２１ととし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００７８】
但し、第３比較例とは異なり、液晶容量（Ｃ_ＬＣ）に対する蓄積容量（Ｃ_Ｓ ）の比（Ｃ_Ｓ ／Ｃ_ＬＣ）を０．５とした。図９は、液晶パネル２１のセル構成例を示す図である。図９に示すように、各画素に注入される電荷量を大きくするべく、液晶セル（容量：Ｃ_ＬＣ）と並列に蓄積付加（容量：Ｃ_Ｓ ）をＴＦＴ４１に接続させて設けている。
【００７９】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおける２回のデータ書込み走査及びバックライト２２の点灯パターンの条件は、第１実施の形態と同様にした。
【００８０】
結果として、バックライト２２単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１２０ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度を実現でき、透過率は１３．０％と高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００８１】
以上において、駆動電圧の最大値が７Ｖ、液晶の誘電率が５、パネルギャップが１．８μｍ、容量比（Ｃ_Ｓ ／Ｃ_ＬＣ）が０．５であったので、液晶セルに蓄えられる最大の電荷量は約２５．８ｎＣ／ｃｍ^２ となり、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たしていた。透過率の数値から、自発分極の十分な反転スイッチングを行えていることが分かる。
【００８２】
（第３実施の形態）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは９ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で３６°であった。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で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００８３】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおける２回のデータ書込み走査及びバックライト２２の点灯パターンの条件は、第１実施の形態と同様にした。
【００８４】
結果として、バックライト２２単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１３４ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度を実現でき、透過率は１４．５％と非常に高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００８５】
以上において、駆動電圧の最大値が７Ｖ、液晶の誘電率が６、パネルギャップが１．８μｍであったので、液晶セルに蓄えられる最大の電荷量は約２０．６ｎＣ／ｃｍ^２ となり、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たしていた。透過率の数値から、自発分極の十分な反転スイッチングを行えていることが分かる。
【００８６】
（第４実施の形態）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で４０°であった。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で挟んで液晶パネルとし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。また、蓄積容量（Ｃ_ＬＣ）に対する蓄積容量（Ｃ_Ｓ ）の比（Ｃ_Ｓ ／Ｃ_ＬＣ）を１とした。
【００８７】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図２に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。各サブフレームにおける２回のデータ書込み走査及びバックライト２２の点灯パターンの条件は、第１実施の形態と同様にした。
【００８８】
結果として、バックライト２２単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１４４ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度を実現でき、透過率は１５．５％と非常に高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００８９】
以上において、駆動電圧の最大値が５Ｖ、液晶の誘電率が６、パネルギャップが１．８μｍ、容量比（Ｃ_Ｓ ／Ｃ_ＬＣ）が１であったので、液晶セルに蓄えられる最大の電荷量は約２９．５ｎＣ／ｃｍ^２ となり、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの条件を満たしていた。透過率の数値から、自発分極の十分な反転スイッチングを行えていることが分かる。
【００９０】
（第５実施の形態）
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で４０°であった。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で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【００９１】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図１０に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【００９２】
図１０（ａ）に示すように、各サブフレーム（期間：１／１８０ｓ）において、対応する各色の表示データに基づくデータ書込み走査を４回等間隔で行う。各サブフレームでの４回の書込み走査において、前半の２回の書込み走査における各画素の液晶に印加される電圧の極性は同じ（例えば＋）であり、後半の２回の書込み走査における各画素の液晶に印加される電圧の極性も同じであるが、前半の２回の書込み走査時とは異なる極性（例えば−）である。この場合における各画素への印加電圧の極性パターンの例を、図１１及び図１２に示す。図１１は、データドライバ３２としてドット反転ドライバを用いた場合の例を示し、図１２は、データドライバ３２としてフレーム反転ドライバを用いた場合の例を示している。
【００９３】
一方、図１０（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、各サブフレームにあって後半半分のみとした。即ち、２回目の書込み走査の終了タイミング（３回目の書込み走査の開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光または青色光の発光を開始し、４回目の書込み走査の終了タイミング（サブフレームの終了タイミング）に同期してその発光を停止させた。
【００９４】
結果として、バックライト２２単体の輝度９２５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１５８ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度を実現でき、透過率は１７．１％と非常に高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．５Ｗと低かった。
【００９５】
以上において、駆動電圧の最大値が５Ｖ、液晶の誘電率が６、パネルギャップが１．８μｍであり、同一の極性による書込み走査を２回ずつ行うので、蓄積容量を設けなくても、実質的に自発分極の反転に必要な電荷量を大きくすることができ、高い画面輝度を実現できた。高い画面輝度が得られた要因としては、蓄積容量がなくなったことによる開口率の拡大による効果が大きい。
【００９６】
図１３は、第５実施の形態における他の駆動シーケンスの例を示す図である。この例では、上述した例（図１０）と比べて、各サブフレームにおける４回のデータ書込み走査は同じであるが、バックライト２２の点灯パターンが異なっている。図１３（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、各サブフレームの中央でサブフレームの半分の時間（１／３６０ｓ）とする。即ち、１回目の書込み走査の終了タイミング（２回目の書込み走査の開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光または青色光の発光を開始し、３回目の書込み走査の終了タイミング（４回目の書込み走査の開始タイミング）に同期してその発光を停止させる。
【００９７】
なお、図１３に示す駆動シーケンスは一例であり、各サブフレームにおいて、バックライト２２の点灯を開始するタイミングは、１回目の書込み走査が終了した後であれば、任意のタイミングであって良い。但し、バックライト２２の点灯時間は、サブフレームの略半分の時間とする。
【００９８】
図１４は、第５実施の形態における更に他の駆動シーケンスの例を示す図である。この例では、上述した例（図１０，図１３）と異なり、図１４（ａ）に示すように、各サブフレームにおける４回のデータ書込み走査を等間隔で行っていない。つまり、２回目の書込み走査の終了タイミングと３回目の書込み走査の開始タイミングとが一致しておらず、両タイミングの間に所定時間を設けている。そして、図１４（ｂ）に示すように、各サブフレームにおいて、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、２回目の書込み走査の終了タイミングから４回目の書込み走査の終了タイミングまでとする。なお、この点灯時間を、１回目の書込み走査の終了タイミング（２回目の書込み走査の開始タイミング）から３回目の書込み走査の終了タイミング（４回目の書込み走査の開始タイミング）までとしても良い。
【００９９】
なお、各サブフレームにおける複数回のデータ書込み走査のパターンとして、種々のものが存在するが、表示の焼付きが発生しないようにするため、一方の極性の電圧による書込み走査と他方の極性の電圧による書込み走査とをサブフレーム内において時間的に対称に行うことが好ましい。
【０１００】
（第６実施の形態）
第６実施の形態では、入力される赤，緑，青の３色の画素データを赤，緑，青，白の４色の画素データに変換し、変換した４色の画素データを用いてフルカラー表示を行う。まず、この変換の手法について説明する。
【０１０１】
図１５（ａ）は各フレームにおける元の赤（ｒ），緑（ｇ），青（ｂ）の階調レベルを示しており、図１５（ｂ）は各フレームにおける変換後の赤（ｒ′），緑（ｇ′），青（ｂ′），白（ｗ）の階調レベルを示している。各フレームにおいて、赤，緑，青の画素データの階調レベルを比較して最低階調レベルを検出する。例えば、図１５（ａ）に示す最初のフレームにおいては、緑表示のデータの階調レベルが最も低い。この場合、赤表示，青表示のサブフレームにおいては、比較前の赤，青の階調レベル（ｒ，ｂ）から緑の階調レベル（ｇ）を差し引いた階調レベル（ｒ′＝ｒ−ｇ，ｂ′＝ｂ−ｇ）に応じた赤表示，青表示を行う。
【０１０２】
赤，緑，青の混合色である白表示のサブフレームにおいては、緑の階調レベル（ｇ）に応じた白表示（ｗ＝ｇ）を行う。なお、緑表示のサブフレームにおいても、比較前の緑の階調レベル（ｇ）から緑の階調レベル（ｇ）を差し引いた階調レベル（ｇ′＝ｇ−ｇ）に応じた緑表示を行うことになるが、その差し引いた階調レベル（ｇ′）は０となるので、これは一般的に”黒”表示となる。
【０１０３】
図１６は、第６実施の形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。図１６において、図４と同一または同様の部材には同一番号を付している。なお、白色のサブフレームにおいては、ＬＥＤアレイ７における赤，緑，青のＬＥＤを同時に点灯させる。
【０１０４】
図１６において、２３は、外部の例えばパーソナルコンピュータから入力される３色の画素データＰＤを、上述した手法に従って表示用の４色の画素データＰＤ′に変換する画素データ変換回路２３であり、画素データ変換回路２３は、変換した画素データＰＤ′を画像メモリ部３０へ出力する。なお、制御信号発生回路３１，データドライバ３２，スキャンドライバ３３，基準電圧発生回路３４等の他の部材の構成及び動作は、画素データＰＤが変換画素データＰＤ′に変わるだけであって、第１実施の形態と基本的に同様であるので、その説明は省略する。
【０１０５】
第１実施の形態と同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、図１に示したようなＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ^２ であった。また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大は片側で４０°であった。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で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにした。
【０１０６】
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、図１７に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
【０１０７】
フレーム周波数を６０Ｈｚとして、１つのフレーム（期間：１／６０ｓ）を４つのサブフレーム（期間：１／２４０ｓ）に分割し、図１７（ａ）に示すように、例えば１フレーム内の第１番目のサブフレームにおいて赤色の画像データの２回の書込み走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑色の画像データの２回の書込み走査を行い、次の第３番目のサブフレームにおいて青色の画像データの２回の書込み走査を行い、最後の第４番目のサブフレームにおいて白色の画像データの２回の書込み走査を行う。なお、各サブフレームでの２回のデータ書込み走査において、１回目（前半）の書込み走査時に各画素の液晶に印加される電圧と、２回目（後半）の書込み走査時に各画素の液晶に印加される電圧とは、極性が反対で実質的に等しい大きさとした。この場合における各画素への印加電圧の極性パターンは、図７または図８のいずれでも良い。
【０１０８】
一方、図１７（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青，白各色の点灯は、各サブフレームにあって後半半分のみとした。即ち、１回目（前半）の書込み走査の終了タイミング（２回目（後半）の書込み走査の開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光，青色光または白色光の発光を開始し、２回目（後半）の書込み走査の終了タイミング（サブフレームの終了タイミング）に同期してその発光を停止させた。
【０１０９】
結果として、フィールド・シーケンシャル方式が有する最大の課題であるカラーブレイクを抑制することができた。これは、カラーブレイクが最も認識されやすい白表示を１つのサブフレームを用いて行ったことに起因する。白表示を白のサブフレームのみで行った場合、バックライト２２単体の輝度１３８５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、１０８ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度（白輝度）を実現でき、透過率は７．８％であった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．８Ｗであった。一方、赤，緑，青のサブフレームで通常の表示を行い、白フレームにて輝度の向上を目的とした表示を行った場合、バックライト２２単体の輝度１３８５ｃｄ／ｃｍ^２ に対して、２１５ｃｄ／ｃｍ^２ の画面輝度（白輝度）を実現でき、透過率は１５．５％と高かった。また、このときのバックライト２２の消費電力は０．８Ｗであった。また、屋外における表示の見易さを向上できた。
【０１１０】
なお、赤，緑，青のサブフレームの後に白のサブフレームを設けたが、色の順序はこれに限るものではなく、また、白のサブフレームの代わりに赤，緑，青のサブフレームを再度設けたり、赤，緑，青の混合色によるサブフレームを設けるようにしても良い。
【０１１１】
上述した各実施の形態では、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を例として説明したが、カラーフィルタを設けたカラーフィルタ方式の液晶表示装置においても同様の効果が得られる。なぜならば、カラーフィルタ方式においては、上述した各実施の形態における赤，緑，青の発光色を白として、液晶パネルにカラーフィルタを設ければ、同様に適用できるからである。
【０１１２】
図１８は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置におけ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１８において、図５と同一部分には、同一番号を付してそれらの説明を省略する。共通電極３には、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ６０，６０…が設けられている。また、バックライト２２は、白色光を出射する白色光源７０と導光及び光拡散板６とから構成されている。このようなカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、白色光源７０からの白色発光を複数色のカラーフィルタ６０で選択的に透過させることにより、カラー表示を行う。
【０１１３】
このようなカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっても、上述したフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置と同様に、図１に示すようなＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を用い、図３に示すように、各フレーム内で表示データに基づくデータ書込み走査を複数回実行し、各フレームでの白色光の発光時間を１フレームの半分とすることにより、同様の効果を奏する。
【０１１４】
なお、使用する光源は、ＬＥＤ光源としたが、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ），冷陰極管等のスイッチング可能な光源であれば特にＬＥＤ光源に限定されることはない。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置またはカラーフィルタ方式の液晶表示装置では、印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有する液晶材料を使用し、各サブフレームまたは各フレームにおいて、表示データに基づくデータ書込み走査を複数回行い、各サブフレームまたは各フレームにおける発光時間を１サブフレーム期間または１フレーム期間の略半分とするようにしたので、光源（バックライト）からの光を有効に利用できて透過率の向上を図れ、消費電力の低減化及び画面表示の高輝度化を図ることができる。また、現在主流となっているドット反転ドライバの適用が容易となり、低コスト化も図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶材料のＶ字状の電気光学応答特性を示すグラフである。
【図２】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第１〜第４実施の形態）における駆動シーケンスを示す図である。
【図３】本発明のカラーフィルタ方式の液晶表示装置における駆動シーケンスを示す図である。
【図４】本発明の液晶表示装置（第１〜第５実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図５】フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図６】液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図７】本発明の液晶表示装置（第１〜第４及び第６実施の形態）における各画素の印加極性の一例を示す図である。
【図８】本発明の液晶表示装置（第１〜第４及び第６実施の形態）における各画素の印加極性の他の例を示す図である。
【図９】液晶パネルのセル構成例を示す図である。
【図１０】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第５実施の形態）における駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）における各画素の印加極性の一例を示す図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）における各画素の印加極性の他の例を示す図である。
【図１３】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第５実施の形態）における駆動シーケンスの他の例を示す図である。
【図１４】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第５実施の形態）における駆動シーケンスの更に他の例を示す図である。
【図１５】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第６実施の形態）における画素データの変換例を示す図である。
【図１６】本発明の液晶表示装置（第６実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置（第６実施の形態）における駆動シーケンスを示す図である。
【図１８】カラーフィルタ方式の液晶表示装置の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図１９】強誘電性液晶パネルにおける液晶分子の配列状態を示す図である。
【図２０】液晶材料のハーフＶ字状の電気光学応答特性を示すグラフである。
【図２１】従来のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における駆動シーケンスを示す図である。
【図２２】従来のカラーフィルタ方式の液晶表示装置における駆動シーケンスを示す図である。
【符号の説明】
３ 共通電極
７ ＬＥＤアレイ
２１ 液晶パネル
２２ バックライト
２３ 画素データ変換回路
３１ 制御信号発生回路
３２ データドライバ
３５ バックライト制御回路
４０ 画素電極
４１ ＴＦＴ
６０ カラーフィルタ
７０ 白色光源

Claims (10)

1. １フレームを複数の色夫々に対応して分割した各サブフレーム毎に、液晶表示素子へ入射される前記複数の色の光の順次的な切換えと各色の表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ書込み走査とを同期させてカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、前記液晶表示素子に使用する液晶材料は印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有しており、各サブフレームにおける前記データ書込み走査を複数回行う手段と、各サブフレームでサブフレーム期間の略半分の時間にわたって対応する色の光を発する手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 各フレーム毎に、複数の色のカラーフィルタを設けた液晶表示素子への白色光の入射と表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ書込み走査とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、前記液晶表示素子に使用する液晶材料は印加電圧に対してＶ字状の電気光学応答特性を有しており、各フレームにおける前記データ書込み走査を複数回行う手段と、各フレームでフレーム期間の略半分の時間にわたって白色光を発する手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
3. 前記複数回のデータ書込み走査での前半の書込み走査と後半の書込み走査とにおける印加電圧の極性が異なることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
4. 前記複数回のデータ書込み走査での前半の書込み走査と後半の書込み走査とにおける走査パターンが時間的に対称であることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
5. 前記液晶材料は自発分極を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記液晶材料の単位面積あたりの自発分極の大きさをＰｓ、前記液晶表示素子の電極面積をＡ、前記液晶表示素子に蓄えられる電荷をＱとした場合に、２Ｐｓ・Ａ≦Ｑの関係を満たすことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶材料にあって、電圧を印加しない場合の液晶分子の平均分子軸と電圧を印加した場合の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値が３０°以上、より好ましくは３５°以上であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶材料の自発分極の大きさが１１ｎＣ／ｃｍ^２ 以下であることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
9. 前記液晶表示素子へ入射される複数の色の光は、赤色光，緑色光及び青色光であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
10. 前記液晶表示素子へ入射される複数の色の光は、赤色光，緑色光，青色光及び白色光であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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