JP2007264295A - 液晶平面表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走査する走査行のライン数が多い高解像度の液晶表示パネルにも、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示できる省電力型の液晶平面表示装置を提供する。
【解決手段】カラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との間には、走査行方向に延びる隔壁を設けて、電界放射電子源と対向する蛍光体とを前記隔壁で隔てて複数のブロックを形成し、ブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを阻止し、飛翔電子によって隣接ブロックの蛍光体が発光してしまうことを防止してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式を適用でき、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示できる省電力型の液晶平面表示装置に関する。

大型液晶テレビや各種の薄型画像情報表示装置には、TFT型（薄膜トランジスタ）やFET型などの液晶表示パネルが多く使用されている。このような液晶表示パネルを具備した液晶平面表示装置には、カラーフィルタを用いてカラー表示を行う方式と、カラーフィルタを不要とした方式とが知られている。
後者のカラーフィルタを不要とした液晶平面表示装置は、液晶表示パネルの駆動手段と同期させて、発光色の異なる複数の蛍光体を備えたカラーバックライトを色順に点灯させるカラー表示方式である。この方式は、フィールド・シーケンシャル・カラー表示方式と称され、カラーフィルタが不要である分だけ、カラーフィルタ方式に比べ、明るい画像を表示できるといわれている。

そこで、アレイ状の電界放射エミッタと蛍光パネルで構成したカラーバックライト（A.I.Akinwande et al.,Thin-Film-Edge Emitter Vacuum Microelectonics Device for Lamp/Backlight Applications,IVMC）95pp.418-4221995)、あるいは、カラーバックライトとして、画素単位に３原色（赤：R、緑：G、青：B）の発光部を持つ電界放射パネルを使用した表示装置（N. Kumar,Highly Efficient Field Emission Backlights for Liquid Crystal Displays，IDW’96,pp.527-528,1996.）が提案された。

その後、図１２に示すように、電界放射電子源４を形成した裏面基板１と、電界放射電子源４からの電子によって３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に発光する蛍光体５を形成した透明基板２とでカラーバックライトパネル３を構成し、またTFE型アレイ液晶基板６と透明板である対向電極基板７とで液晶画素９を構成した液晶表示パネル８が提案された（特許文献１）。

この「液晶平面表示装置」には、図１２（ａ）に示したように、液晶表示パネル８の前面側および後面側に偏光方向が互いに９０度ずれた２枚の偏光子１１Ａ、１１Ｂが配置され、光拡散板１２（光拡散パネル）が偏光子１１Ａとカラーバックライトパネル３の間に配置されている。また「液晶平面表示装置」は、図１２（ｂ）に示したような信号処理回路２３に接続された水平駆動回路２４、垂直駆動回路２５を具備している。

また、特許文献１の「液晶平面表示装置」は、液晶画面２２の画像情報切り替え位置２６の前後において、蛍光体が発光しないガードバンド２７をバックライト画面２１に形成することを好適とし、さらには電界放射電子源４とそれに対向する蛍光体５をストライプ状に形成することを好適としてなる。
特開平11-64820号公報

特許文献１の「液晶平面表示装置」に、一般的なフィールド・シーケンシャル・カラー表示方式を適用した場合の問題点について以下に説明する。
先ず、一般的なフィールド・シーケンシャル・カラー表示方式について図９〜図１０を用いて説明する。
一般的なフィールド・シーケンシャル・カラー表示方式では、３原色である赤、緑、青の画像を所定の時間、時間順に液晶表示画面上に表示することが基本である。このため、図９に示すように、１枚のカラー画像を表示する１フレームの時間がＲ領域、Ｇ領域、Ｂ領域の３つに分割される。各色の領域の時間内で、情報書き込みと液晶の応答とそれに続いてカラーバックライトの点灯が行われる。なお、情報書き込みと、液晶の応答に要する時間は、液晶表示パネルの特性によって決まる。

その際、人間の視覚では1秒間に６０枚の静止画像が連結することでちらつきの無い動画と認識する。そこで、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示するには、Ｒ、Ｇ、Ｂの領域を含む１フレームの時間を、１／６０秒以内（＝１６．７ms以内）で切り替える必要がある。このためには、各色の領域の時間を１６．７ms／３≒５．５６ms以内にしなければならないが、このような高速で透過光を制御できる液晶は限られ、特に通常の液晶の中間調間の応答速度は数百msecである。

したがって、一般的なフィールド・シーケンシャル・カラー表示方式によって、液晶表示画面上に品位が良好で鮮明なカラー動画を表示することは困難である。
また、従来のTFT型やFET型などの液晶表示パネルを具備した液晶平面表示装置では、カラーバックライトパネル３が走査行方向に対して直角な方向に一つのブロックとされ、一つのブロック内で特定色の蛍光体を全部発光させる一括点灯方式とされている。

すなわち、従来のTFT型やFET型などの液晶表示パネルを具備した液晶平面表示装置の動作は次のようなものである。図１０中、１３は、走査行電極線１５を順次選択する駆動手段のゲートドライバを示し、１４は、選択された走査行電極線にソース電極線１６を介してデータ電圧を印加する駆動手段のソースドライバを示す。
第１ラインから最終ラインまでのゲート電極線１５（以下、走査行電極線ともいう）を順次選択し、次いで選択された走査行のラインにデータ電圧をソース電極線１６を介して印加することで各液晶画素にデータ信号が書き込まれる。そして、最終ラインの液晶画素に対してデータ書き込みが終了し、最終ラインの液晶画素が応答する時点まで待ってからカラーバックライトが点灯される。

このようにして、全ラインの液晶画素にデータ書き込みが終了し、最終ラインの液晶画素が応答するまで待った時点でカラーバックライトを点灯する一括点灯方式では、走査する走査行のライン数が多いほど、カラーバックライトを点灯するまでの待ち時間が長くなる。一方、フィールド・シーケンシャル・カラー表示方式では、Ｒ、Ｇ、Ｂの領域を含む１フレームの時間を、1／６０秒以内（＝１６．７ｍｓ以内）で切り替える必要があるから、カラーバックライトを点灯する点灯時間を十分確保することができないことが生じる。

かといって、従来の液晶平面表示装置は、カラーバックライトパネルが走査行方向に対して直角な方向に一つのブロックとされ、一括点灯方式を採用することを前提とした構造とされているから、走査する走査行のライン数が多い高解像度の液晶平面表示装置ほど、１フレームの切り替え時間と、カラーバックライトの点灯時間の確保との両立が困難となる。

このため、走査する走査行のライン数が多い高解像度の液晶表示パネルに、フィールド・シーケンシャル・一括点灯方式を適用した場合、液晶表示画面に表示されるカラー動画の品位が極めて低くなる。
また、特許文献１の「液晶平面表示装置」では液晶の瞬時応答を仮定しているが、この駆動方式を実際に用いると色分離が十分に行われず、色ズレや輝度低下など著しい画質の劣化が生じてしまう。そのため液晶の応答を考慮した駆動方法が必要である。

さらに、従来の液晶平面表示装置では、カラーバックライトパネルに走査方向と直角な方向に延びる隔壁が設けてないため、電界放射電子源である電界放射エミッタで効果的な発光ができないことや機械的強度が低いという問題もある。また、液晶表示パネルのゲート電極線と同じような配線構造をカラーバックライトパネルに採用したのでは、回路が複雑になってしまう欠点がある。

本発明は、上記従来技術の問題点を解消し、走査する走査行のライン数が多い高解像度の液晶表示パネルにも、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示できる省電力型の液晶平面表示装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討し、カラーバックライトパネルの構造を以下に説明するフィールド・シーケンシャル・分割点灯方式を適用できる構造とすることによって上記課題を解決した。
本発明は、以下のとおりである。
１．透過率が制御される液晶表示パネルと、
該液晶表示パネルの前後に置かれた光学補償フィルムと、
その前後に置かれた偏光方向が互いに平行あるいは直交する２枚で一対の偏光子と、
発光色の異なる複数の蛍光体を備えた透明基板と電界放射電子源を備えた裏面基板とを真空外囲器としたカラーバックライトパネルとを有し、液晶表示パネルの駆動手段と同期させて、カラーバックライトを色順に点灯させるカラー表示方式によって液晶表示画面にカラー表示を行う液晶平面表示装置において、
該カラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との間に、走査行方向に延びる隔壁を設けて電界放射電子源と対向する蛍光体とを前記隔壁で隔てて複数のブロックを形成し、前記隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを阻止し、飛翔電子によって隣接ブロックの蛍光体が発光してしまうことを防止してなることを特徴とする液晶平面表示装置。

２．前記隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、カラーバックライトパネルから出る特定色の光を拡散させて前記表示パネルの後方側に配置される偏光子に入光させる光拡散板を配置してなることを特徴とする上記１．に記載の液晶平面表示装置。
３．前記液晶表示パネルに充填する液晶はTN(Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、IPS(Inplane-Switching)、VA(Vartically Alighned)、OCB(Optically Compensated Bend)モード等ライトバルブとしての機能を有することを特徴とする上記１．又は２．に記載の液晶平面表示装置。

４．前記隔壁を設けたカラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との面が前記液晶表示画面に対して平行となっていることを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載の液晶平面表示装置。
５．前記隔壁を設けたカラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との面が前記液晶表示画面に対して直交していることを特徴とする上記１．〜３．のいずれかに記載の液晶平面表示装置。

６．前記隔壁で隔てた電界放射電子源と、対向する蛍光体が共にストライプ状とされ、その長手方向を走査行方向として形成されてなることを特徴とする上記４．又は５．に記載の液晶平面表示装置。
７．前記カラー表示方式が、前記隔壁で隔てたブロック間でカラーバックライトの点灯タイミングを所定時間だけずらした分割点灯方式であることを特徴とする上記１．〜６．のいずれかに記載の液晶平面表示装置。

８．前記カラー表示方式が、液晶表示画面に表示するカラー動画像のうちＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体の発光時間比率（単色のバックライトの点灯時間／１フレームの時間）を２０％以下となるようにしてなる分割点灯方式であることを特徴とする上記１．〜７．のいずれかに記載の液晶平面表示装置。

本発明の液晶平面表示装置によれば、カラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との間に、走査行方向に延びる隔壁を設けて電界放射電子源と対向する蛍光体とを隔壁で隔てて複数のブロックを形成したので、真空状態を効果的に保持できるとともに、隔壁で隔てたブロック毎に、特定色の蛍光体を発光させる電界放射電子源を作動させたとき、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを効果的に阻止できる。

これによって、飛翔電子によって隣接ブロックの蛍光体が発光してしまうことを防止できるから、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式が適用でき、この結果、走査する走査行のライン数が多い高解像度の液晶表示パネルにも、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示可能である。また、カラーバックライトパネルの点灯を簡単な構造で行うことができる。

また、隔壁はカラーバックライトパネル３を補強する効果もあるため、カラーバックライトパネルの透明基板を薄くして、色光を効率良く利用できる利点やカラーバックライトパネルのギャップを一定とする制御も容易になる利点がある。このような液晶平面表示装置は、薄型のテレビディスプレイや、マン・マシン・インターフェイスとしての携帯用機器、情報端末などの薄型画像情報表示器に適用できる。

以下、本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置について詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置は、図１に示すように、裏面基板１と透明基板２とでカラーバックライトパネル３を構成し、その真空外囲器となる裏面基板１の真空空間側には電界放射電子源４を形成し、透明基板２の真空空間側には３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に発光する蛍光体５を形成している。

また、ＴＦＴ型アレイ液晶基板６と透明板である対向電極基板７で液晶表示パネル８を構成している。液晶表示パネル８上には液晶画素９を形成している。液晶表示パネル８の前後には光学補償フィルム１０Ａ、１０Ｂが配置され、さらに偏光方向が互いに平行あるいは直交する2枚で一対の偏光子１１Ａ、１１Ｂを有している。
光学補償フィルム１０Ａ、１０Ｂは、液晶表示画面の角度依存性および波長依存性を向上させるため、液晶表示パネル８の前後に配置する必要があり、偏光方向が互いに平行あるいは直交する2枚で一対の偏光子１１Ａ、１１Ｂも、液晶表示パネル８に配置する必要がある。このような構成の液晶平面表示装置は公知である。

本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置は、カラーバックライトパネル３の構造を、点灯時間を十分確保可能な分割点灯方式を適用できる構造とするため、カラーバックライトパネル３の裏面基板１と透明基板２との間に、走査行方向に延びる隔壁３ａを設け、この隔壁３ａによって電界放射電子源４と、対向する蛍光体５とを隔てて複数のブロックを形成したことが特徴である。

この隔壁３ａは、隔壁で隔てたブロック毎に、ブロック内の電界放射電子源４を作動させてカラーバックライトを点灯したときに、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを阻止し、それによって隣接ブロックの蛍光体５が発光してしまうことで生じる光漏れを防止している。隔壁３ａの材料は、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコン（Ｚｉｒｃｏｎ）、シリカ（ＳｉＯ_２）などとすることができ、その厚みは、隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを阻止できる程度にすればよい。

この場合、カラーバックライトパネル３から出る３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の色光を拡散させて液晶表示パネル８の後方側の偏光子１１Ａに入光させる光拡散板１２を配置して液晶平面表示装置としてなる。
このようなパネル構成の液晶平面表示装置とした場合には、フィールド・シーケンシャルに、カラーバックライトを点灯したときに、カラーバックライトパネル３から出る特定色の光を拡散させて液晶表示パネル８の後方側の偏光子１１Ａに入光させることができ、隔壁３aを設けたことによって、その部分の電界放射電子源４と対向する蛍光体５がなくなることの影響を効果的に小さくできるので好ましい。

また、液晶表示パネル８に充填する液晶はTN(Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、IPS(Inplane-Switching)、VA(Vartically Alighned)、OCB(Optically Compensated Bend)モード等ライトバルブとしての機能を有するものとするのが応答性に優れるので好ましい。より好ましくは中間調間でも高速性を保つことができるOCBモード液晶を用いる。

このような応答性に優れた液晶を用いることによってカラーバックライトの点灯時間を長くすることができ、十分な明るさの液晶表示画面とすることができる。OCBモード液晶を用いれば、中間調の階調表示を行え、またOCBモードは、電圧無印加時に白か黒を選択することができる。前者のノーマリ・ホワイト、後者をノーマリ・ブラックと呼ぶ。ノーマリ・ホワイトとするか、ノーマリ・ブラックとするかは、一対の偏光子１１Ａ、１１Ｂの偏光方向を互いに平行あるいは直交させて配置することで選択できる。

図２（ａ）には、図１に示したカラーバックライトパネル３の隔壁３ａで隔てた一つのブロックを示した。この隔壁３ａで隔てたブロック内の電界放射電子源４と、対向する蛍光体５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとは、共にストライプ状とされ、その長手方向を走査行方向として形成されてなる。
なお、ストライプ状の電界放射電子源４は、対向する蛍光体５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対して、一対一に対応させて形成され、また、ストライプ状の蛍光体５Ｒ，５Ｇ，５Ｂと、それと一対一に対応させたストライプ状の電界放射電子源４とは、３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を一組として走査行方向と直角な上下方向に複数、形成されている。

そして、カラーバックライトの点灯を、隔壁３ａで隔てたブロック毎に、色順に特定色の蛍光体を発光させることができるよう、ストライプ状の蛍光体５Ｒ，５Ｇ，５Ｂに対し、一対一に対応させたストライプ状の電界放射電子源４が電源に接続されている。
このように、隔壁３ａで隔てた電界放射電子源４と、対向する蛍光体とが共にストライプ状とされ、その長手方向を走査行方向として形成されて成るのが、構造が簡単となるので好ましい。

この実施形態１に係る液晶平面表示装置は、隔壁３ａを設けたカラーバックライトパネルの裏面基板１と透明基板２との面が共に液晶表示画面に対して平行となっている。
このようにするのが、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式によって、カラーバックライトを点灯したとき、透明基板２の真空空間側に形成した蛍光体５が発光して生じた色光を、当該透明基板２を通って、液晶表示パネル８へ効率的に送ることができるので好ましい。

この実施形態１に係る液晶平面表示装置のカラーバックライトパネルに代わり、図２（ｂ）に示すような実施形態２に係る液晶平面表示装置とすることもできる。ここで、図２（ｂ）中、２Ａは、電圧が印加されない導光板２Ａを示す。
実施形態２に係る液晶平面表示装置は、隔壁３ａを設けたカラーバックライトパネルの裏面基板１と透明基板２との面が液晶表示画面に対して直交している。すなわち、図２（ｂ）において、隔壁３ａの側面に設けた真空外囲器がカラーバックライトとされ、この側面がカラーバックライトとされた真空外囲器は、ブロック内を真空空間とするため、導光板２Ａと裏面基板１とで前面と後面を形成してなる。

この場合、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式によって、カラーバックライトを点灯したとき、透明基板２の真空空間側に形成された蛍光体５が発光して生じた色光は、当該透明基板２を通り、導光板２Ａで均一化され、光路が変更されて、液晶表示パネル８へ送られる。
このようにして、液晶表示パネル８へ送られる色光は、大きな立体角の範囲に進行するが、図２（ａ）に示した実施形態１に係る液晶平面表示装置の導光板２Ａを用いない色光に比べ、導光板２Ａの分、長い光路を通ることから光の分布を均一にすることができる。

上記実施の形態に係る液晶表示パネルに具備した駆動手段について、図３を用い説明する。図３中、ブロック１〜１０は、隔壁３ａを設けたカラーバックライトパネルのブロックに対応させて、液晶表示画面１７を複数の走査行ラインを含むように区分したブロックを示す。
隔壁３ａで隔てた電界放射電子源４は、液晶表示パネルの駆動手段であるゲートドライバ１３、ソースドライバ１４と同期して電圧が印加される。その際、区分したブロック１からブロック１０の順に、カラーバックライトの点灯タイミングをブロック間で所定時間Δｔだけずらせ、かつブロック内では色順に特定色の蛍光体５を一斉に点灯できるようになっている。このような駆動手段を液晶表示パネルに具備したことによって、液晶平面表示装置に分割点灯方式を適用することができ、液晶表示画面１７にカラー表示を行うことができる。

ここで、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式とは、隔壁を設けたカラーバックライトパネルのブロックに対応させて、液晶表示画面を複数の走査ラインを含むように区分し、区分内の複数の走査ラインに情報書き込みを行い、区分内の液晶が応答した時点で当該区分に応じたブロック内のカラーバックライトを点灯させ、続いて当該区分の次の区分に情報書き込みを行う際には、所定時間Δｔだけずらせ、隔壁で隔てた次のブロックのカラーバックライトの点灯タイミングをΔｔだけずらせてカラーバックライトを点灯させる方式である。なお、ブロック間の所定のずらし時間Δｔは、１ブロック当りの走査する走査行のゲート本数とゲートパルス時間の積Δτで与えるのが、カラーバックライトの点灯時間を長くできる等の点で好ましい。

フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式の場合の駆動条件は次式となる。
「１フィールド時間」≧「全ゲートラインの走査時間」／「ブロックの数：複数」
＋「液晶の応答時間」
＋「カラーバックライトの点灯時間」・・・・（１）
フィールド・シーケンシャル・一括点灯方式の場合の駆動条件は次式となる。

「１フィールド時間」≧「全ゲートラインの走査時間」／「ブロックの数：１」
＋「液晶の応答時間」
＋「カラーバックライトの点灯時間」・・・・（２）
ただし、（１）、（２）式は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各領域で成立させる必要がある。
上記の分割点灯方式で成立させる必要がある（１）式と、一括点灯方式で成立させる必要がある（２）式とを比較した場合、右辺第一項の分子の「全ゲートラインの走査時間」を同じとした場合には、右辺第一項の分母の「ブロックの数」が複数である（１）式の右辺第一項が（２）式のそれに比べて小さくなる。そこで、それぞれの点灯方式のＲ、Ｇ、Ｂの各領域で成立させる必要がある「１フィールド時間」を同じとした駆動条件下では、分割点灯方式の駆動条件で成立させる必要がある（１）式の右辺第２項：「液晶の応答時間」及び／又は（１）式の右辺第３項：「カラーバックライトの点灯時間」を、（１）式の右辺第一項が（２）式のそれに比べて小さくなった時間分だけ、長くすることができる。

あるいは、それぞれの点灯方式のＲ、Ｇ、Ｂの各領域で成立させる必要がある「１フィールド時間」を同じとした駆動条件下で、上記の分割点灯方式で成立させる必要がある（１）式の右辺第一項の分子の「全ゲートラインの走査時間」を、分母の「ブロックの数：複数」で除した商の値が一括点灯方式で成立させる必要がある（２）式の右辺第一項の商の値を超えない範囲で、長くすることも可能である。
（ａ）：分割点灯方式で成立させる必要がある（１）式の右辺第一項の分子の「全ゲートラインの走査時間」を、一括点灯方式の場合に比べて長くした駆動条件では、液晶への書き込みを十分に行うことができる。
（ｂ）：分割点灯方式で成立させる必要がある（１）式の右辺第２項：「液晶の応答時間」を、一括点灯方式の場合に比べて長くした駆動条件では、液晶の十分な応答を確保することができる。
（ｃ）：分割点灯方式で成立させる必要がある（１）式の右辺第３項：「カラーバックライトの点灯時間」を、一括点灯方式の場合に比べて長くした駆動条件では、バックライトの輝度を向上させることができる。
（ｄ）：上記（ａ）〜（ｃ）を組み合わせることもできる。

次いで本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置に、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式を適用した場合の動作について具体的に説明する。ここで、分割点灯方式の場合と、一括点灯方式の場合との比較は、上記（ｃ）の駆動条件で行うものとする。
図４は、カラーバックライトパネルのブロック数を１０、それに対応して、透過率が制御される液晶表示パネルも１０ブロックとし、ブロック間でカラーバックライトの点灯タイミングを所定のずらし時間Δｔ（＝１０・Δτ、Δτ：ゲートパルス時間）だけずらしたときの特性図である。また図５は、その内の第ｎブロック内での点灯タイミングを示した特性図である。なお、ゲートドライバによって順次選択する液晶表示パネルのゲート電極線のゲートライン数をブロック当たり１０本と仮定し、従来の液晶平面表示装置にフィールド・シーケンシャル・一括点灯方式を適用した場合と比較した（図１１参照）。

分割点灯方式を適用した場合には、第ｎブロックと第（ｎ＋１）ブロックとの間の所定のずらし時間Δｔ（＝１０・Δτ、Δτ：ゲートパルス時間）の間に、図５に示したように、第ｎブロックの１０本の走査ラインに情報書き込みを行うことができる。
第ｎブロック区分内の最後に選択されたゲートラインの液晶が応答した時点で第ｎブロックのカラーバックライトを点灯させることができ、続く第（ｎ＋１）ブロックでは、第ｎブロックに引き続いて行われるゲート走査に応じて同様なプロセスを経る。また隣接するブロック間でカラーバックライトの点灯時間が重なっても問題がない（図４参照）。

ここで、上記（ａ）の駆動条件下でかつブロックの数が１０、ブロック当たりのゲートライン数が１０本、ゲートパルス時間Δτを５μｓとしたときの分割点灯方式の場合と、ブロックの数が１、ゲートライン数が１００本で、ゲートパルス時間Δτを同じとしたときの一括点灯方式の場合とを、上記（１）、（２）式を用いて比較する。
上記（１）、（２）式の右辺第一項の分子：「全ゲートラインの走査時間」＝１０×Δｔ＝１０×１０×Δτ＝５００μｓである。したがって、
上記（１）式の右辺第一項：「全ゲートラインの走査時間」／「ブロックの数：１０」
＝５００μｓ／１０＝５０μｓ、
上記（２）式の右辺第一項：「全ゲートラインの走査時間」／「ブロックの数：１」
＝５００μｓ／１＝５００μｓとなる。

すなわち、分割点灯方式の駆動方式は、一括点灯方式の駆動方式に比べて、それぞれの点灯方式のＲ、Ｇ、Ｂの各領域で成立させる必要がある「１フィールド時間」を同じとした駆動条件下で、ゲートパルス時間Δτを５μｓとしたときには、図４中、Ｒ領域、Ｇ領域、Ｂ領域の点灯範囲をそれぞれ４５０μｓだけ長くできることを示している。
したがって、本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置に、フィールド・シーケンシャル・分割点灯方式を適用した場合には、従来の液晶平面表示装置に比べて、色順に特定色の蛍光体を発光させるカラーバックライトの点灯時間を長くすることができる。その際、隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯させたとき、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを効果的に阻止し、飛翔電子によって隣接ブロックの蛍光体が発光してしまうことを防止できる。これによって、品位が良好で鮮明なカラー動画を表示可能である省電力型の液晶平面表示装置が実現できる。

なお、隔壁３ａを設ける走査行方向と直角な方向の間隔は、走査するゲート電極線のライン数を勘案し、カラーバックライトの点灯時間を十分長くすることができ、これによって十分な明るさの液晶表示画面とすることができるように決定する。また、本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置には、光拡散板１２を配置した方が好適であるが、隣接したブロックまで光を漏らすことにより、ブロックの境界を見えなくすることができる。その場合にも、カラーバックライトの点灯時間を長くすることが可能な分割点灯方式を適用することができる。図６には、光拡散板１２によって拡散された色光を液晶表示パネル８で利用した場合のブロック間の特性図を示した。また図７には、その内の第ｎブロック内での点灯タイミングを示した。液晶表示画面を複数の走査行ラインを含むように区分し、区分内の複数の走査行ラインに情報書き込みを行い、区分内の液晶が応答した時点で当該ブロック内のカラーバックライトを点灯させる。このようにすれば、隣接ブロックに続くそれ以降のブロックではカラーバックライトの点灯を待つ必要がなく、また隣接するブロック間でカラーバックライトの点灯時間が重なっても問題がない（図６参照、Δτ：ゲートパルス時間）。図６、図７には、光拡散板１２を配置した場合、光拡散板１２を介して点灯状態のブロックに対して隣接する両方のブロックから色光が液晶表示パネルへ拡散されるので、前記した光拡散板１２を配置しない場合（図４、図５）よりも、ブロック内での点灯時間を短くすることができることを示した。

ただし、第１ブロックと第１０ブロックのカラーバックライトの点灯時間は、片側に蛍光体を形成したブロックがなく、その分だけ入光する色光が少ないため、図６に示したように、αおよびβの時間だけ、それ以外のブロックの点灯時間よりも長くなるようにしてある。αおよびβは隣接ブロックへの光の漏れと同じ光量になる発光時間を設定する。
また、液晶表示パネルの駆動手段は、ゲート電極線１５を上下に分割し、上下のゲートドライバ１３Ａ、１３Ｂによって上下同時にゲート電極線１５の走査行のラインを選択し、かつ上下のソースドライバ１４Ａ、１４Ｂで選択された走査行のラインに信号電圧を印下して駆動することもできる（図８参照）。

その際、液晶表示パネルの駆動手段に同期させて、区分したブロック１からブロック１０の順に、カラーバックライトの点灯タイミングをブロック間で所定時間Δｔだけずらせ、かつブロック内では色順に特定色の蛍光体５を一斉に点灯できるように構成する。このようにすれば、図３に示した液晶表示パネルの駆動方式に比べて、走査行のラインに情報書き込みするに要する時間を半分とすることができるから、それよりもカラーバックライトの点灯時間を長くすることができ、より一層明るい液晶表示画面とすることができる。

また、連続したカラー動画は前後の画像を重ねて視覚で知覚するため、バックライトを消灯させた黒画像を挿入した方が鮮明なカラー動画を表示できる。このため、カラー表示方式が、液晶表示画面に表示するカラー画像のうちＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体の発光時間比率（単色のバックライトの点灯時間／１フレームの時間）が２０％以下となるようにしてなる分割点灯方式であることが好ましい。

本発明の実施の形態に係る液晶平面表示装置のパネル構成を示す斜視図である。 （ａ）は実施形態１に係るカラーバックライトパネルの一つのブロックの構成を点灯手段とともに示す分解図であり、（ｂ）は実施形態２に係るカラーバックライトパネルの一つのブロックの構成を点灯手段とともに示す分解図である。 図１に示した液晶平面表示装置の駆動方法を説明する正面図である。 図１に示した液晶平面表示装置の動作を説明するブロック間の特性図である。 図１に示した液晶平面表示装置の動作を説明するブロック内の特性図である。 図１に示した液晶平面表示装置の他の動作を説明するブロック間の特性図である。 図１に示した液晶平面表示装置の他の動作を説明するブロック内の特性図である。 図１に示した液晶平面表示装置の他の駆動方法を説明する正面図である。 フィールド・シーケンシャル・カラー表示方式を説明する特性図である。 従来の液晶平面表示装置における問題点を説明する正面図である。 従来の液晶平面表示装置における問題点を説明する特性図である。 （ａ）は特許文献１に記載の「液晶平面表示装置」のパネル構成を示す斜視図であり、（ｂ）はその駆動回路図である。

符号の説明

１ 裏面基板
２ 透明基板
２Ａ 導光板
３ カラーバックライトパネル
４ 電界放射電子源
５ 蛍光体
５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ ストライプ状の蛍光体
６ ＴＦＴ型アレイ液晶基板
７ 対向電極基板（ガラス基板）
８ａ 液晶層
８ 液晶表示パネル
９ 液晶画素
１０Ａ、１０Ｂ 光学補償板（光学補償フィルム）
１１Ａ、１１Ｂ 偏光子
１２ 光拡散板
１３、１３Ａ、１３Ｂ ゲートドライバ
１４、１４Ａ、１４Ｂ ソースドライバ
１５ ゲート電極線
１６ ソース電極線
１７ 液晶表示画面
２１ バックライト画面
２２ 液晶表示画面
２３ 信号処理回路
２４ 水平駆動回路
２５ 垂直駆動回路
２６ 画面切り替え位置
２７ ガードバンド

Claims (8)

1. 透過率が制御される液晶表示パネルと、
   該液晶表示パネルの前後に置かれた光学補償フィルムと、
   その前後に置かれた偏光方向が互いに平行あるいは直交する2枚で一対の偏光子と、
   発光色の異なる複数の蛍光体を備えた透明基板と電界放射電子源を備えた裏面基板とを真空外囲器としたカラーバックライトパネルとを有し、液晶表示パネルの駆動手段と同期させて、カラーバックライトを色順に点灯させるカラー表示方式によって液晶表示画面にカラー表示を行う液晶平面表示装置において、
   該カラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との間には、走査行方向に延びる隔壁を設けて、電界放射電子源と対向する蛍光体とを前記隔壁で隔てて複数のブロックを形成し、前記隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、隣接ブロック領域へ電子が飛翔するのを阻止し、飛翔電子によって隣接ブロックの蛍光体が発光してしまうことを防止してなることを特徴とする液晶平面表示装置。
2. 前記隔壁で隔てたブロック毎に、カラーバックライトを点灯したときに、カラーバックライトパネルから出る特定色の光を拡散させて前記表示パネルの後方側に配置される偏光子に入光させる光拡散板を配置してなることを特徴とする請求項１に記載の液晶平面表示装置。
3. 前記液晶表示パネルに充填する液晶はTN(Twisted Nematic)、ECB(Electrically Controlled Birefringence)、IPS(Inplane-Switching)、VA(Vartically Alighned)、OCB(Optically Compensated Bend)モード等ライトバルブとしての機能を有するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶平面表示装置。
4. 前記隔壁を設けたカラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との面が前記液晶表示画面に対して平行となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶平面表示装置。
5. 前記隔壁を設けたカラーバックライトパネルの裏面基板と透明基板との面が前記液晶表示画面に対して直交していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶平面表示装置。
6. 前記隔壁で隔てた電界放射電子源と、対向する蛍光体とが共にストライプ状とされ、その長手方向を走査行方向として形成されてなることを特徴とする請求項４又は５に記載の液晶平面表示装置。
7. 前記カラー表示方式が、前記隔壁で隔てたブロック間でバックライトの点灯タイミングを所定時間だけずらした分割点灯方式であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶平面表示装置。
8. 前記カラー表示方式が、液晶表示画面に表示するカラー画像のうちＲ、Ｇ、Ｂの蛍光体の発光時間比率（単色のバックライトの点灯時間／１フレームの時間）を２０％以下となるようにしてなる分割点灯方式であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶平面表示装置。

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