JP2005077471A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１つの液晶表示素子により２つの画像情報に応じた２つの画像を重ねて表示する。
【解決手段】外部から供給される２つのカラー画像情報に応じた第１と第２の２つのカラー画像を、フィールドシーケンシャル表示により１フレームＦ毎に交互に表示する。
【選択図】 図２

Description

この発明は、２つの画像情報に応じた２つの画像を重ねて表示する液晶表示装置に関する。

外部から供給される複数の画像情報に応じた複数の画像を重ねて表示する液晶表示装置としては、従来、複数の液晶表示素子を積層して配置したものがある（特許文献１参照）。
特開平１０−０６２７７２号公報

しかし、前記従来の液晶表示装置は、複数の液晶表示素子が必要である。

この発明は、１つの液晶表示素子により２つの画像情報に応じた２つの画像を重ねて表示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したものである。

この発明は、複数の画素を有し、複数の色からなる１つのカラー画像を表示するための１フレームの間に、赤、緑、青の３色の単位色画像データが、前記１フレームを３分割した１フィールド毎に前記複数の画素に順次書込まれ、これらの画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、赤、緑、青の３色の照明光を前記液晶表示素子に向けて選択的に出射する面光源と、
外部から２つの異なる画像を表示するためのそれぞれが赤、緑、青の３色の単位色画像データからなる２つのカラー画像情報が供給され、その一方のカラー画像情報の３色の単位色画像データと、他方のカラー画像情報の３色の単位色画像データとを予め定めた数のフレーム毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを前記１フィールド毎に順次前記液晶表示素子の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源から出射させ、前記液晶表示素子に、前記２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を表示させる表示制御回路とを備えたことを特徴とする。

すなわち、この発明の液晶表示装置は、外部から供給される２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像をフィールドシーケンシャル表示により表示するものであり、前記２つのカラー画像情報の一方の赤、緑、青の３色の単位色画像データと他方のカラー画像情報の赤、緑、青の３色の単位色画像データとを予め定めた数のフレーム毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを１フレームを３分割した３つのフィールド毎に順次前記液晶表示素子の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源から出射させ、前記液晶表示素子に、前記２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を表示させることにより、前記２つのカラー画像を視覚的に重ねた合成画像を表示する。

この発明において、前記表示制御回路は、前記液晶表示素子に、前記２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を１フレーム毎に交互に表示させるのが好ましい。

この発明の液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子により２つの画像情報に応じた２つの画像を重ねて表示することができ、しかもその表示をフルカラー表示とすることができる。

このように、この発明は、外部から供給される２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像をフィールドシーケンシャル表示により交互に表示することにより、１つの液晶表示素子により２つの画像情報に応じた２つの画像を重ねて表示することができ、しかもその表示をフルカラー表示とすることができるようにしたものである。

この発明において、前記表示制御回路は、前記液晶表示素子に、前記２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を１フレーム毎に交互に表示させるのが好ましく、このようにすることにより、前記２つのカラー画像を視覚的に重ねた合成画像を、ちらつきの無い良好な品質で表示することができる。

図１〜図５はこの発明の一実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図である。

この液晶表示装置は、図１のように、複数の画素を有し、複数の色からなる１つのカラー画像を表示するための１フレームの間に、赤、緑、青の３色の単位色画像データが前記１フレームを３分割した１フィールド毎に前記複数の画素に順次書込まれ、これらの画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子１と、前記液晶表示素子１の観察側とは反対側に配置された面光源６と、前記液晶表示素子１に前記赤、緑、青の３色の単位色画像データを書込み、その単位色画像データに対応する色の照明光を前記面光源６から出射させる表示制御回路１２とを備えている。

前記液晶表示素子１は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス液晶表示素子であり、その内部構造は図示しないが、枠状のシール材を介して接合された一対の透明基板２，３のうち、一方の基板、例えば入射側基板２の観察側基板３と対向する面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各行のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴにそれぞれゲート信号を供給する複数のゲート配線とが設けられ、他方の観察側基板３の前記入射側基板２と対向する面に、前記複数の画素電極とそれぞれ対向する領域によりマトリックス状に配列する複数の画素を形成する１枚膜状の透明な対向電極が設けられ、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が設けられた構成となっている。

なお、前記入射側基板２は、その行方向の一端縁と列方向の一端縁とに、観察側基板３の外方に張出すドライバ搭載部２ａ，２ｂを有しており、前記複数のゲート配線は、行方向のドライバ搭載部２ａに搭載されたゲート側ドライバ４に接続され、前記複数のデータ配線は、列方向のドライバ搭載部２ｂに搭載されたデータ側ドライバ５に接続され、前記対向電極は、前記シール材による基板接合部に設けられたクロス接続部と前記ドライバ搭載部２ａ，２ｂの一方または両方に形成された対向電極接続配線を介して前記ゲート側ドライバ４とデータ側ドライバ５の一方または両方の基準電位に接続されている。

また、この液晶表示素子１は、例えば、前記液晶層の液晶分子を一対の基板２，３間において実質的に９０°の捩れ角でツイスト配向させたＴＮ（ツイステッドネマティック）型、あるいは、前記液晶分子を一方の方向に分子長軸を揃えてホモジニアス配向させた非ツイストのホモジニアス配向型のものであり、図では省略しているが、前記一対の基板２，３の外面に、入射側偏光板と表示側偏光板とが、それぞれの透過軸を予め定めた方向に向けて配置されている。

前記面光源６は、前記液晶表示素子１の複数の画素がマトリックス状に配列している表示エリア１ａの全域に対向する面積をもったアクリル系樹脂板等の板状透明部材からなり、この透明部材の一端面に形成され、光が入射される入射端面８と、前記入射端面８から入射し、前記透明部材内を導かれた光を出射する出射面９と、前記入射端面８から透明部材内に入射した光を前記出射面９に向けて反射する反射面１０とを有する導光板７と、前記導光板７の入射端面８に対向させて配置され、前記入射端面８に向けて赤、緑、青の３色の光を選択的に出射する発光素子１１とを備えている。

なお、図１では省略しているが、前記導光板７の反射面１０には、その全域にわたって、前記入射端面８と平行な方向に沿う１０〜３０μｍ程度の幅の複数の溝部が５０〜１００μｍ程度のピッチで形成されており、前記入射端面８から入射した光は、前記出射面９と外気（空気層）との界面及び前記反射面１０の複数の溝部間の平坦面と外気との界面で全反射しながら導光板７内をその長さ方向に導かれ、前記反射面１０の複数の溝部と外気との界面で前記出射面９の法線に対する角度が小さくなる方向に全反射し、前記出射面９の全域から均一な輝度分布で液晶表示素子１に向かって出射する。

また、前記発光素子１１は、その内部構造は図示しないが、赤色光を発する赤色ＬＥＤ（発光ダイオード）と、緑色光を発する緑色ＬＥＤと、青色光を発する青色ＬＥＤとを備えた固体発光素子であり、前記赤、緑、青の３色のＬＥＤを選択的に駆動され、前記導光板７の入射端面８に向けて赤、緑、青の３色の光を選択的に出射する。

すなわち、前記面光源６は、前記発光素子１１から赤、緑、青の３色の照明光を選択的に出射させ、その光を前記導光板７により導いてその出射面９から前記液晶表示素子１に向けて出射する。

なお、この実施例では、前記面光源６の発光素子を、赤、緑、青の３色のＬＥＤを備えた固体発光素子１１としているが、前記導光板７の入射端面８に対向させて配置する発光素子は、赤、緑、青の各色の光をそれぞれ発する３本の冷陰極管でもよい。

また、前記表示制御回路１２は、その具体的な構成は図示しないが、前記液晶表示素子１のゲート側ドライバ４及びデータ側ドライバ５を制御する書込み制御回路と、前記面光源６の発光素子１１からの赤、緑、青の３色の光の出射を制御する照明制御回路とからなっている。

この表示制御回路１２は、図示しない外部回路から２つの異なる画像を表示するためのそれぞれが赤、緑、青の３色の単位色画像データからなる２つのカラー画像情報Ａ，Ｂが供給され、その一方のカラー画像情報Ａの赤、緑、青の３色の単位色画像データと、他方のカラー画像情報Ｂの赤、緑、青の３色の単位色画像データとを予め定めた数のフレーム毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを１フレームを３分割した３つのフィールド毎に順次前記液晶表示素子１の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源６から出射させ、前記液晶表示素子１に、前記２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像を交互に表示させる。

図２は前記２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像の表示例を示す模式図であり、この実施例では、前記表示制御回路１２を、前記一方のカラー画像情報Ａの赤、緑、青の３色の単位色画像データと、他方のカラー画像情報Ｂの赤、緑、青の３色の単位色画像データとを１フレームＦ毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを前記１フレームを３分割した３つのフィールドｆ１，ｆ２，ｆ３毎に順次前記液晶表示素子１の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源６から出射させるように構成し、前記液晶表示素子１に、前記一方のカラー画像情報Ａに応じた第１のカラー画像と、他方のカラー画像情報Ｂに応じた第２のカラー画像とを、１フレームＦ毎に交互に表示させるようにしている。

また、この実施例では、前記表示制御回路１２を、前記１フレームの第１フィールドｆ１に、液晶表示素子１の複数の画素に赤の単位色画像データを書込み、その書込み後に前記面光源６から赤色照明光を出射させ、第２フィールドｆ２に、前記液晶表示素子１の複数の画素に緑の単位色画像データを書込み、その書込み後に前記面光源６から緑色照明光を出射させ、第３フィールドｆ３に、前記液晶表示素子１の複数の画素に青の単位色画像データを書込み、その書込み後に前記面光源６から青色照明光を出射させるように構成することにより、前記１フレームＦの間に前記液晶表示素子１に赤、緑、青の３色の単位色画像を順次表示させ、その各色の視覚的な混合により前記第１及び第２のカラー画像をフルカラー表示させるようにしている。

なお、前記１フレームＦは１／３０秒、１フレームＦ中の３つのフィールドｆ１，ｆ２，ｆ３はそれぞれ１／９０秒であり、したがって、前記赤、緑、青の３色の単位色画像の視覚的な混合により表示される第１と第２のカラー画像は、ちらつきの無い良好な画像である。

すなわち、この液晶表示装置は、外部から供給される２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像をフィールドシーケンシャル表示により交互に表示するものであり、前記２つのカラー画像情報Ａ，Ｂの一方Ａの赤、緑、青の３色の単位色画像データと他方のカラー画像情報Ｂの赤、緑、青の３色の単位色画像データとを１フレームＦ毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを前記１フレームＦを３分割した３つのフィールドｆ１，ｆ２，ｆ３毎に順次前記液晶表示素子１の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源６から出射させ、前記液晶表示素子１に、前記２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた第１と第２の２つのカラー画像を１フレームＦ毎に交互に表示させることにより、これらの２つのカラー画像を視覚的に重ねた合成画像を表示する。

図３は前記一方のカラー画像情報Ａに応じた第１のカラー画像ａの模式図、図４は前記他方のカラー画像情報Ｂに応じた第２のカラー画像ｂの模式図、図５は前記第１と第２の２つのカラー画像ａ，ｂを視覚的に重ねた合成画像ｃの模式図であり、前記合成画像ｃは、前記第１と第２のカラー画像ａ，ｂの同色の表示が重なった部分がその色で表示され、異なる色の表示が重なった部分が前記異なる色の混合色で表示される。

このように、この液晶表示装置は、外部から供給される２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像ａ，ｂをフィールドシーケンシャル表示により交互に表示するようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、１つの液晶表示素子１により２つの画像情報Ａ，Ｂに応じた２つの画像ａ，ｂを重ねて表示してその両方の合成画像ｃを表示することができ、しかもその表示をフルカラー表示とすることができる。

また、この実施例では、上述したように、前記表示制御回路１２を、前記液晶表示素子１に、前記２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像ａ，ｂを１フレームＦ毎に交互に表示させるように構成しているため、前記２つのカラー画像ａ，ｂを視覚的に重ねた合成画像ｃを、ちらつきの無い良好な品質で表示することができる。

なお、上記実施例では、図２に示したように、１フレームＦの第１フィールドｆ１に赤の単位色画像を、第２フィールドｆ２に緑の単位色画像を、第３フィールドｆ３に青の単位色画像を表示しているが、各フレームＦにおける赤、緑、青の３色の単位色画像の表示順は他の順序でもよい。

また、上記実施例では、前記液晶表示素子１に、２つのカラー画像情報Ａ，Ｂに応じた２つのカラー画像ａ，ｂを１フレームＦ毎に交互に表示させるようにしているが、前記２つのカラー画像ａ，ｂを、複数フレーム（好ましくは２〜３フレーム）毎に交互に表示させるようにしてもよい。

この発明の一実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。 ２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像の表示例を示す模式図。 一方のカラー画像情報に応じた第１のカラー画像の模式図。 他方のカラー画像情報に応じた第２のカラー画像の模式図。 第１と第２の２つのカラー画像を視覚的に重ねた合成画像の模式図。

符号の説明

１…液晶表示素子、６…面光源、１２…表示制御回路、ａ…一方のカラー画像情報に応じた第１のカラー画像、ｂ…他方のカラー画像情報に応じた第２のカラー画像、ｃ…合成画像。

Claims (2)

1. 複数の画素を有し、複数の色からなる１つのカラー画像を表示するための１フレームの間に、赤、緑、青の３色の単位色画像データが、前記１フレームを３分割した１フィールド毎に前記複数の画素に順次書込まれ、これらの画像データに応じた画像を表示する液晶表示素子と、
   前記液晶表示素子の観察側とは反対側に配置され、赤、緑、青の３色の照明光を前記液晶表示素子に向けて選択的に出射する面光源と、
   外部から２つの異なる画像を表示するためのそれぞれが赤、緑、青の３色の単位色画像データからなる２つのカラー画像情報が供給され、その一方のカラー画像情報の３色の単位色画像データと、他方のカラー画像情報の３色の単位色画像データとを予め定めた数のフレーム毎に交互に選択してその３色の単位色画像データを前記１フィールド毎に順次前記液晶表示素子の複数の画素に書込み、これらの単位色画像データに対応する色の照明光を前記単位色画像データ書込みに同期させて前記面光源から出射させ、前記液晶表示素子に、前記２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を表示させる表示制御回路とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 表示制御回路は、液晶表示素子に、２つのカラー画像情報に応じた２つのカラー画像を１フレーム毎に交互に表示させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

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