JP4429335B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
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。 The present invention relates to a color light source type liquid crystal display device that performs multi-color display by time-dividing light of a plurality of colors.
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 assistants)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。 With the progress of the information society in recent years, various electronic devices typified by personal computers, PDAs (Personal Digital assistants) and the like have been widely used. In particular, there is a high demand for portable electronic devices that can be used outdoors, and there is a demand for reduction in size and weight. As one of means for achieving such an object, a liquid crystal display device has been widely used. A liquid crystal display device is an indispensable technology for reducing power consumption of a battery-driven portable electronic device as well as reducing the size and weight.
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。 By the way, liquid crystal display devices are roughly classified into a reflection type and a transmission type. The reflective liquid crystal display device has a configuration in which light incident from the front surface of the liquid crystal panel is reflected by the back surface of the liquid crystal panel and an image is visually recognized by the reflected light. In recent years, a configuration has been developed in which a light source is provided on the viewing side, and light rays emitted from the light source are also reflected. The transmissive type is configured to visually recognize an image with transmitted light from a light source (backlight) provided on the back surface of the liquid crystal panel. The reflective type is inferior in visibility because the amount of reflected light is not constant depending on the environmental conditions, but is inexpensive, so it is widely used as a display device of a single color (for example, white / black display) such as a calculator, a clock, It is not suitable as a display device such as a personal computer for performing multi-color or full-color display. Therefore, a transmissive liquid crystal display device is generally used as a display device such as a personal computer that performs multi-color or full-color display.
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 Nematic)タイプとTFT−TN(Thin Film Transistor-Twisted 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−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、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るので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。 On the other hand, current color liquid crystal display devices are generally classified into STN (Super Twisted Nematic) type and TFT-TN (Thin Film Transistor-Twisted Nematic) type in terms of the liquid crystal material used. Although the STN type is relatively inexpensive to manufacture, there is a problem that it is not suitable for displaying moving images because crosstalk is likely to occur and the response speed is relatively slow. On the other hand, the TFT-TN type has higher display quality than the STN type. However, since the transmittance of the liquid crystal panel is currently only about 4%, a high-brightness backlight is required. For this reason, the TFT-TN type has a problem in use when carrying a battery power supply because power consumption by the backlight increases. The TFT-TN type also has problems such as a slow response speed, particularly a halftone response speed, a narrow viewing angle, and a difficulty in adjusting the color balance.
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。 In addition, a conventional liquid crystal display device has a color filter type configured to perform multi-color or full-color display by using a white light backlight and selectively transmitting white light with three primary color filters. It was general. However, in such a color filter type, the display pixel is configured with the range of the adjacent three color filters as one unit, so the resolution is substantially reduced to 1/3. Furthermore, since the transmittance of the liquid crystal panel is reduced by using the color filter, the luminance is also reduced as compared with the case where the color filter is not used.
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(特許文献1等参照)。
In order to solve such a problem, a color display is performed by using a ferroelectric liquid crystal element or an anti-ferroelectric liquid crystal element having a high response speed to an applied electric field as a liquid crystal element, and emitting the same pixel in three primary colors in a time-sharing manner. A liquid crystal display device has been proposed (see
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。 This liquid crystal display device can emit red, green and blue light in a time-sharing manner with a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal element or antiferroelectric liquid crystal element capable of high-speed response on the order of several hundred to several microseconds. In combination with a simple backlight, the color display is realized by synchronizing the switching of the liquid crystal element and the light emission of the backlight. Such a color display system is generally called a field sequential color system.
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。 In a field sequential color liquid crystal display device, when a ferroelectric liquid crystal element or an antiferroelectric liquid crystal element is used as the liquid crystal material, the liquid crystal molecules are applied to the substrate (glass substrate) regardless of the applied voltage. Since it is always parallel, the viewing angle becomes extremely wide, and there is no practical problem. Further, when a backlight using red, green, and blue light emitting diodes (LEDs) is used, it is possible to adjust the color balance by controlling the current that flows through each LED.
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PD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。
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional field sequential color liquid crystal display device. Display data DD to be displayed by the
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。
FIG. 11 is a time chart showing an example of display control in such a liquid crystal display device. FIG. 11A shows the light emission timings of the red, green, and blue LEDs of the
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。
As shown in FIG. 11A, the LEDs of the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 11B, the
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。
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。 By the way, when the display data is a single color (for example, white / black, red / black, green / black, blue / black, etc.), it may not be necessary to emit all colors of red, green, and blue. is there. However, in the above-described conventional field sequential color liquid crystal display device, as is clear from FIG. 11, all red, green, and blue colors are always emitted sequentially, so that the display data is monochromatic. Even in some cases, all the colors are emitted sequentially in the same manner, and there is a problem that a considerable amount of power is consumed.
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。 Further, as shown in FIG. 11, the above-described conventional field sequential color liquid crystal display device has to finish the response of the liquid crystal element within the subframe, so that it is different from the color filter liquid crystal display device. Therefore, high-speed response of the liquid crystal element is required. However, in general, since the viscosity of the liquid crystal element increases as the temperature decreases, the responsiveness decreases. Therefore, when the temperature of the liquid crystal panel is lowered, the responsiveness of the liquid crystal element is lowered. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform display in the field sequential color system.
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には省電力化を実現し、また液晶パネルの温度が所定値以下となった場合等にも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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and realizes power saving when the display data is monochromatic, and also has a wide temperature range when the temperature of the liquid crystal panel becomes a predetermined value or less. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of realizing display in the above.
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、前記駆動部は、表示データを表示するための所定の時間の1フレームの期間を更に分割したサブフレームそれぞれの期間内にデータ書込み走査とデータ消去走査との2回の走査を行う第1の駆動状態と、1フレームそれぞれの期間内にデータ書込み走査とデータ消去走査との2回の走査を有し、前記データ消去走査の終了タイミングが次のフレーム開始タイミングよりも前になるように走査を行う第2の駆動状態とのいずれかの駆動状態をとることが可能に構成されており、前記駆動部が第1の駆動状態にある場合に、各サブフレームの期間において前記複数の色のうちのいずれか一色の光を発光するように前記光源を制御する第1光源制御部と、前記駆動部が第2の駆動状態にある場合に、1フレームの期間内のデータ書込み走査の終了タイミングからデータ消去走査の開始タイミングまでの間を発光期間とすると共に残りの期間を無発光期間として、前記複数の色の光のうちの同一の一色以上の光を発光期間において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。 A liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention is a transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and a switching element provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and disposed on the back surface of the liquid crystal panel. In a liquid crystal display device comprising: a light source that emits light of a plurality of colors; and a drive unit for changing the light transmittance of the liquid crystal pixels corresponding to display data, the drive unit displays display data In the first driving state in which data scanning and data erasing scanning are performed twice in each sub-frame period obtained by further dividing one frame period of a predetermined time for each period, and in each frame period A second drive that has two scans, a data write scan and a data erase scan, and performs the scan so that the end timing of the data erase scan comes before the next frame start timing Any one of the plurality of colors in the period of each subframe when the driving unit is in the first driving state. When the first light source control unit that controls the light source to emit light and the drive unit are in the second drive state, the start of the data erasure scan starts from the end timing of the data write scan within the period of one frame. second light source for controlling the light source to emit the remainder of the non-emitting period, in the same one or more colors of the light emission period of light of said plurality of colors of light as well as between the up timing and light emission period A control unit, and switching means for switching between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit are provided.
第1発明に係る液晶表示装置では、第1光源制御部により光源の複数の色のうちのいずれか一色の光を各サブフレームにおいて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、第2光源制御部により各1フレームの期間内にデータ書込み走査の終了タイミングからデータ消去走査の開始タイミングまでの間を発光期間とすると共に残りの期間を無発光期間として、光源の複数の色のうちの同一の一色以上の光を発光期間において発光することにより液晶パネルにて単色表示を行う制御とが切り替えられる。 In the liquid crystal display device according to the first aspect of the invention, the first light source control unit emits light of any one of a plurality of colors of the light source in each subframe, so that a transmissive or transflective liquid crystal panel is used. The control for performing the color display and the second light source control unit as the light emission period from the end timing of the data write scan to the start timing of the data erasure scan within the period of one frame, and the remaining period as the non-light emission period , it is switched and controlled to perform a monochromatic display by O Ri liquid crystal panel to emit light in a plurality of same one or more colors of the light emission period of light of the color of the light source.
第2発明に係る液晶表示装置は、第1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より小さな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。 The liquid crystal display device according to the second invention, Oite the liquid crystal display equipment according to the first shot bright, the second light source control unit to emit a small light emission intensity than that of the control by the first light source controller And the light source is controlled.
第2発明に係る液晶表示装置では、第1発明に係る液晶表示装置において、第1光源制御部による制御の際の多色表示の場合より第2光源制御部による制御の際の単色表示の場合の光源の発光強度を低くする。 The liquid crystal display device according to the second invention, a liquid crystal Oite the display equipment, the time of control by the second light source controller than in the case of multicolor display during the control by the first light source control unit according to the first shot bright The light emission intensity of the light source in the case of monochromatic display is lowered .
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。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to
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。
In FIG. 1,
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。
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the
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。
An alignment film 12 is disposed on the upper surface of the
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。
The
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640×480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200Åのポリイミド膜を配向膜11,12として成膜した。
Here, a specific example of the liquid crystal display device according to the present invention will be described.
First, the
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。
Furthermore, these alignment films 11 and 12 were rubbed with a cloth made of rayon and overlapped with a gap maintained by a
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。
This
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DD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。
In FIG. 1, display data DD to be displayed is supplied from an external personal computer or the like to a
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31から出力された画素データPDは、データ変換回路37に与えられる。
The
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33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に従って制御する。
The
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35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33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。
The synchronization signal SYN generated by the control
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従って動作する。また、単色表示を行う場合は、以下のように動作する。
An example of the display operation by the liquid crystal display device of the present invention according to the first embodiment will be described below. When performing full-color display, the liquid crystal display device of the present invention according to
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。
FIG. 4 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to
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。
When the display data DD is data for displaying only green, as shown in FIG. 4A, the green LED of the
また、表示データDDがマゼンタ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タ/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。
When the display data DD is data for displaying only magenta color, red and green LEDs of the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the
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。
In the data writing scan, a voltage corresponding to the pixel data PD is supplied to each pixel of the
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、またマゼンタ/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/黒表示及びマゼンタ/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、またマゼンタ/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/黒表示及びマゼンタ/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。
The power consumption when green / black display is performed as described above is 0.8 W, and the power consumption when magenta / black display is performed is 1.3 W.
For comparison with these results, green / black display and magenta / black display using a conventional field sequential color liquid crystal display device including a liquid crystal panel manufactured in the same manner as in the first embodiment. Displayed. As a result, the power consumption when green / black display was performed was 1.8 W, and the power consumption when magenta / black display was performed was also 1.8 W.
As described above, the power consumption of the liquid crystal display device of the present invention is lower than that of the conventional liquid crystal display device in both cases of green / black display and magenta / black display.
(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21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。
(Embodiment 2)
An example of the liquid crystal display device of the present invention according to
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5,
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。
The switching
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。
The switching
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。
The single color
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。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
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従って動作する。また、単色表示を行う場合は、以下のように動作する。
The display operation by the liquid crystal display device of the present invention according to the second embodiment will be described below. When performing full color display, the liquid crystal display device of the present invention according to
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。
FIG. 6 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to
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。
As shown in FIG. 6A, the
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。
On the other hand, as shown in FIGS. 6B-1 and 2B-2, the
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。
In the data writing scan, a voltage corresponding to the pixel data PD is supplied to each pixel of the
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。 By performing such a display operation, display can be performed without any problem even if the response of the liquid crystal element does not end within the subframe as in the case of a conventional field sequential color liquid crystal display device. Even at a low temperature at which the responsiveness of the liquid crystal element decreases, full color display is not possible, but good display can be obtained.
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。
FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of the transmittance of the liquid crystal panel. In FIG. 7, the vertical axis indicates the transmittance of the
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。 As shown in FIG. 7A, in the case of full color display, the transmittance required for obtaining a good display was obtained within the range of 0 to 60 ° C., but sufficient transmittance was obtained at 0 ° C. or less. Couldn't get. On the other hand, as shown in FIG. 7B, a sufficient transmittance could be obtained up to about −15 ° C. even at 0 ° C. or lower during monochromatic display. As a result, it was possible to obtain a good display in a wide temperature range as compared with the conventional field sequential color liquid crystal display device.
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従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。
In addition to the display operation as described above, the liquid crystal display device of the present invention according to
8, (a) shows the light emission timing of each color LED of the
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。
As shown in FIG. 8A, the
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。
On the other hand, as shown in FIG. 8B, the
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。
When such a display operation is performed, the light emission time of the
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。
When white / black display was performed as described above, power consumption was 2.1 W. For comparison with this result, white / black display was performed using a conventional field-sequential color liquid crystal display device including a liquid crystal panel manufactured in the same manner as in the first embodiment. As a result, the power consumption was 4.8W.
Thus, the power consumption of the liquid crystal display device of the present invention was lower than that of the conventional liquid crystal display device.
(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。
(Embodiment 3)
An example of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel and a front light as described later instead of the
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。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a front light used in the liquid crystal display device of the present invention according to
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従って動作する。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。
In the liquid crystal display device of the present invention according to the third embodiment, when performing full color display, according to the display control time chart in the conventional field sequential color liquid crystal display device described above with reference to FIG. Operate. Further, when performing monochromatic display, all the LEDs of red, green and blue of the
このようにフロントライト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。
By controlling the light emission of the front light 61 in this way, a significant power saving can be achieved as compared with a conventional field sequential color liquid crystal display device. Further, when the control for switching between full color display and single color display is performed based on the temperature of the
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。
As described above, the liquid crystal display device of the present invention includes a transmissive liquid crystal panel in the first and second embodiments and a reflective liquid crystal panel in the third embodiment. Instead of these liquid crystal panels, a transflective liquid crystal panel may be provided.
In addition, although three colors of red, green, and blue are used as the light emission colors of the light source, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the number of light emission colors of the light source is two or more.
以上詳述した如く、本実施例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。 As described above in detail, the liquid crystal display device described in the present embodiment is configured to perform multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors of a light source, By making the light emission time and timing of the light source substantially coincide with each other and switching the control to perform monochromatic display on the liquid crystal panel, it is possible to perform appropriate display according to the situation.
更に、本実施例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。 In addition, the liquid crystal display device described in this embodiment is capable of performing multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors from a light source, and a plurality of colors. By switching to control for performing monochromatic display on the liquid crystal panel by emitting light of at least one color of light, it is possible to perform appropriate display according to the situation.
更に、本実施例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。 Further, the liquid crystal display device described in this embodiment includes a control for performing multicolor display on a reflective or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors of the light source, and a plurality of light sources of the light source. By switching off the color light and switching the control to perform the monochromatic display on the liquid crystal panel, it is possible to perform an appropriate display according to the situation.
更に、本実施例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。 Furthermore, the liquid crystal display device described in this embodiment emits light from the light source at different emission intensities when performing multicolor display by time-dividing light of a plurality of colors and when performing monochromatic display. Thus, for example, it is possible to perform display with the same luminance in both multicolor display and single color display.
更に、本実施例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。 Furthermore, the liquid crystal display device described in this embodiment can obtain a good display when switching from multicolor display to single color display by converting display data by combining a plurality of colors into single color display data. it can.
更に、本実施例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。 Furthermore, the liquid crystal display device described in the present embodiment switches between multicolor display and single color display based on the content of the display data, for example, when display data that can be displayed in a single color is generated during multicolor display. Since an operation such as switching to monochromatic display can be realized, power saving can be achieved.
更に、本実施例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。 Further, the liquid crystal display device described in the present embodiment usually performs multicolor display by measuring the temperature of the liquid crystal panel and switching between multicolor display and single color display based on the measurement result. Since an operation such as switching to a monochromatic display can be realized at a low temperature at which the responsiveness of the element is lowered, a favorable display can be realized in a wide temperature range.
更に、本実施例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。 Furthermore, the liquid crystal display device described in the present embodiment generates switching information indicating that switching between multicolor display and single color display has been performed, and displays display data including this switching information on the liquid crystal panel. For example, when the display is switched from the multicolor display to the single color display, the present invention has an excellent effect such that the user can confirm that it is not due to the failure of the apparatus.
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
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記駆動部は、表示データを表示するための所定の時間の1フレームの期間を更に分割したサブフレームそれぞれの期間内にデータ書込み走査とデータ消去走査との2回の走査を行う第1の駆動状態と、1フレームそれぞれの期間内にデータ書込み走査とデータ消去走査との2回の走査を有し、前記データ消去走査の終了タイミングが次のフレーム開始タイミングよりも前になるように走査を行う第2の駆動状態とのいずれかの駆動状態をとることが可能に構成されており、
前記駆動部が第1の駆動状態にある場合に、各サブフレームの期間において前記複数の色のうちのいずれか一色の光を発光するように前記光源を制御する第1光源制御部と、
前記駆動部が第2の駆動状態にある場合に、1フレームの期間内のデータ書込み走査の終了タイミングからデータ消去走査の開始タイミングまでの間を発光期間とすると共に残りの期間を無発光期間として、前記複数の色の光のうちの同一の一色以上の光を発光期間において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。 A transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and switching elements provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and a light source that is disposed on the back surface of the liquid crystal panel and emits light of a plurality of colors And a driving unit for changing the light transmittance of the liquid crystal pixel corresponding to display data,
The driving unit performs a first driving for performing two scans of a data writing scan and a data erasing scan within each subframe obtained by further dividing one frame period of a predetermined time for displaying display data. Scanning is performed so that the end timing of the data erasure scan is before the start timing of the next frame. It is configured to be able to take one of the driving states of the second driving state,
A first light source control unit configured to control the light source to emit light of any one of the plurality of colors in a period of each subframe when the driving unit is in a first driving state;
When the driving unit is in the second driving state, the period from the end timing of the data writing scan to the start timing of the data erasing scan within the period of one frame is set as the light emission period and the remaining period is set as the non-light emission period. A second light source control unit that controls the light source so as to emit light of the same one or more of the plurality of colors in a light emission period ;
A liquid crystal display device comprising: switching means for switching between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit.
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