JPH1010997A - 表示装置の駆動方法 - Google Patents

表示装置の駆動方法

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JPH1010997A
JPH1010997A JP8167975A JP16797596A JPH1010997A JP H1010997 A JPH1010997 A JP H1010997A JP 8167975 A JP8167975 A JP 8167975A JP 16797596 A JP16797596 A JP 16797596A JP H1010997 A JPH1010997 A JP H1010997A
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liquid crystal
display panel
linear light
light source
color
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JP8167975A
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Katsumi Kurematsu
榑松　　克巳
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Canon Inc
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
    • G02F1/133622—Colour sequential illumination
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/20—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts
    • G09F13/22—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高効率で明るいカラー画像表示を行えるよう
にする。 【解決手段】 時系列に各単色表示をフレーム順次で行
うことでカラー表示を行うタイプの表示装置において、
液晶表示パネル２の水平画素ラインが走査選択される際
に、その駆動ラインに対応したＲＧＢ単色線状光源３を
その色信号に対応した色の光を発するように点灯するこ
とにより、混色を防止する消灯期間を除く十分に長い表
示期間が可能となり、効率が高く明るい表示を行うこと
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表示パネルと、異
なる色の光を照射できる照明手段を有し、時系列に各単
色表示をフレーム順次で行うことでカラー表示を行うタ
イプの表示装置の駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、表示装置の１つに光学変調物
質として液晶を用いたカラーフィルターレス液晶表示パ
ネルをフレーム順次で赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）の各色信号毎に駆動し、それに同期してこの液晶
表示パネルをＲＧＢの各単色光で照明することによって
カラー画像表示を行う表示装置は広く知られている（例
えば、特開昭６２−２５０４２５号公報) 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
液晶表示パネルは水平ライン毎に順次上から下にスキャ
ン駆動していくため、上述した表示装置のように、単純
にフレーム毎に各ＲＧＢ照明光を切り替える場合、全フ
レームの書き込みが終了した後と次のフレームの書き込
みが始まるまでの間の時間のみ各ＲＧＢ照明光を点灯さ
せて、実行表示時間とせざるを得なかった。
【０００４】特に、動画表示を行う場合、例えば一般的
なビデオ信号にて表示を行う場合には、この実行表示時
間はビデオ信号の垂直ブランキング期間に相当するた
め、非常に短く、カラーフィルターが不要となるにもか
かわらず、表示の十分な明るさが得がたいという問題点
があった。
【０００５】そこで、本発明は、効率が高く、明るい表
示が可能な時系列に各ＲＧＢ単色表示をフレーム順次で
行うことでカラー表示を行う表示装置の駆動方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みなされたものであって、一対の基板間に挟持された光
学変調物質を有する走査駆動型の表示パネルと、その背
面側に設けられた走査線方向に延びる複数の線状光源か
らなる照明手段を有し、各色信号に応じて前記表示パネ
ルをフレーム順次で駆動すると共に、前記表示パネルを
前記線状光源により照明してカラー画像表示する表示装
置の駆動方法において、前記表示パネルの各水平画素ラ
インが走査選択される際に、その駆動ラインに対応した
前記線状光源をその色信号に対応した色の光を発するよ
うにすることを特徴としている。また、一対の基板間に
挟持された光学変調物質を有する走査駆動型の表示パネ
ルと、その背面側に設けられた走査線方向に延びる複数
の所定の幅を有する面状光源からなる照明手段を有し、
各色信号に応じて前記表示パネルをフレーム順次で駆動
すると共に、前記表示パネルを前記各面状光源により照
明してカラー画像表示する表示装置の駆動方法におい
て、前記表示パネルの各水平画素ラインが走査選択され
る際に、その駆動ラインに対応した前記面状光源をその
色信号に対応した色の光を発すると共に、前記表示パネ
ルの各水平画素ラインの走査選択に同期して、前記表示
パネルの各色フレーム画像間に、該フレーム画像の走査
選択と共に走査される所定幅の黒表示領域を設けること
を特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明に係
る実施の形態について説明する。
【０００８】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る表示装置を示す概略図、図２は、
その断面図である。この表示装置１は、カラーフィルタ
ーを有していない液晶表示パネル２と、その背面側に複
数のＲＧＢ単色線状光源（ｎ＝１〜Ｎ個）３で構成され
るバックライト装置４を備えている。
【０００９】液晶表示パネル２は、一対の基板５ａ，５
ｂ間に挟持したメモり性を有する強誘電性液晶６を有し
ており、基板５ａ，５ｂにそれぞれ形成した不図示の走
査電極と情報電極は単純マトリックス構造でパッシブ駆
動され、その交差部で多数の画素７が形成されている。
また、液晶表示パネル２は、図１においては上から下方
向（矢印Ｓ１方向）に、図２においては左側から右側方
向（矢印Ｓ１方向））に向かって順次スキャン駆動（走
査選択）される。
【００１０】バックライト装置４は、図３（ａ），
（ｂ）に示すように、アクリル樹脂からなる透明な導光
板８上に複数のＲＧＢ単色線状光源３を、スキャンライ
ン（走査線）方向に延びるように配置して構成されてお
り、ＲＧＢ単色線状光源３の幅は液晶表示パネル２の数
十水平画素ライン分に相当している。
【００１１】ＲＧＢ単色線状光源３は、多数の単色ＬＥ
Ｄ（Light Emitting Diode）９からなり、単色ＬＥＤ９
は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の各単色にてそれぞ
れ発光するＬＥＤ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂで構成され、液晶表
示パネル２のスキャン駆動に同期して、各ＲＧＢ単色線
状光源３は、図１においては上から下方向（矢印Ｓ２方
向）に、図２においては左側から右側（矢印Ｓ２方向）
に向かって順次、駆動中の原色信号に相当した単色光
（Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青））を点灯する。また、
各ＲＧＢ単色線状光源３間には、その長手方向（水平ス
キャンライン（走査線）方向）に沿って平行なスリット
１０がそれぞれ形成され、導光板８の裏側（スリット１
０のない側）には、スリット１０の延びる方向（水平ス
キャンライン方向）に沿って所定の面積分布を持つ不図
示のヘアーライン又は拡散反射層が設けられており、Ｌ
ＥＤ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂから出射して導光板８内を伝搬す
る光が反射して表側（スリット１０がある側）に出射し
てくる際の照明光の水平スキャンライン方向輝度分布を
均一化している。
【００１２】この際、ＬＥＤ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂからの出
射光はスリット１０によるエアー界面によっても反射さ
れながら導光板８内を伝搬していくため、各スリット１
０間の細長い矩形領域がＲＧＢ単色線状光源３の点灯部
分に相当する。また、スリット１０の深いほど各ＲＧＢ
単色線状光源３間での光漏れは少なくなり、ＲＧＢ単色
線状光源３は光発生の上でもより独立した光源となる。
更に、スリット１０は完全に導光板８を厚み方向に分離
するものであってもよい。
【００１３】液晶表示パネル２とバックライト装置４の
駆動系は、図４に示すように液晶表示パネル２の情報ラ
インドライバー１１、水平ラインドライバー１２、ＲＧ
Ｂ単色線状光源３のＬＥＤドライバー１３ａ，１３ｂ、
及びコントローラ１４等で構成されており、コントロー
ラ１４からの制御信号により、液晶表示パネル２の各水
平ライン画素を水平ラインドライバー１２により順次ス
キャン駆動し、これに同期してバックライト装置４の各
ＲＧＢ単色線状光源３をＬＥＤドライバー１３ａ，１３
ｂにより所定の消灯領域を作りながらスキャン点灯する
（詳細は後述する）。また、不図示のＭＣＵ（制御マイ
コン）を中心とした総括制御回路からコントローラ１４
に、画像信号、クロック、制御信号等が入力される。
【００１４】ＬＥＤドライバー１３ａは、図５に示すよ
うにＲＧＢ切り替えマルチプレクサー（ドライブ回路を
含む）１５とスキャニング回路１６を有しており、ＲＧ
Ｂ切り替えマルチプレクサー１５でフレーム毎にＬＥＤ
９Ｒ，９Ｇ，９Ｂを切り替え、スキャニング回路１６で
順次スキャンタイミングを発生する。
【００１５】次に、上述した表示装置１の駆動方法につ
いて説明する。
【００１６】液晶表示パネル２とバックライト装置４
は、情報ラインドライバー１１、水平ラインドライバー
１２、及びＬＥＤドライバー１３ａ，１３ｂにコントロ
ーラ１４から入力される制御信号により、図２に示すよ
うに左側から右側（矢印Ｓ１方向）に向かって画素７を
順次スキャン駆動して、水平画素ライン（水平方向に並
ぶ１画素列）毎に順次書き込みが行われていく（スキャ
ニング）。この際、カラー画像信号は時系列的にフレー
ム順次でＲＧＢの各原色画像信号毎に書き込まれる。
【００１７】そして、このスキャン駆動に同期してＬＥ
Ｄ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂで構成される各ＲＧＢ単色線状光源
３を矢印Ｓ２方向（矢印Ｓ１方向と同じ方向）に順次、
原色信号に相当した単色光で点灯する。図２では、前フ
レームのＲ画像がＧ画像に書き換えられていく様子を表
しており、バックライト装置４の点灯もＬＥＤ９ＲのＲ
光からＬＥＤ９ＧのＧ光に切り替わっている。
【００１８】図６は、この時の液晶表示パネル２の駆動
信号と、各ＲＧＢ単色線状光源（ＢＬ）３の点灯（ｏ
ｎ）・消灯（ｏｆｆ）のタイミングチャートであり、ｎ
＝１〜Ｎ個までの各ＲＧＢ単色線状光源（ｎ＝１は最初
のスキャン位置に相当し、ｎ＝Ｎは最後のスキャン位置
に相当する）３が、順次スキャン駆動されていく様子
と、ＲＧＢのフレーム順次で点灯色が切り替わっていく
様子を示している。
【００１９】ここで、液晶表示パネル２のある水平画素
ラインに注目すると、その部分の画素が駆動され、その
位置に対応するＲＧＢ単色線状光源３が点灯してから、
このＲＧＢ単色線状光源３が消灯するまではこの水平画
素ラインの表示期間となるが、この長さは略フレーム周
期に相当したものとなり、従来の場合よりも長い表示期
間が得られ、より明るい表示が可能となる。
【００２０】また、図６に示すタイミングチャートにお
いて、液晶表示パネル２の各水平画素ラインの駆動タイ
ミングと、この水平画素ラインに位置的に対応するバッ
クライト装置４のＲＧＢ単色線状光源３の点灯・消灯の
タイミングとが完全には一致していないで、各ＲＧＢ単
色線状光源３は、位置的に対応する液晶表示パネル２の
水平画素ラインが駆動開始されるタイミングよりも所定
時間遅れて点灯し、この水平画素ラインが次の原色信号
によって書き込み駆動されるタイミングよりも所定時間
早く消灯する。
【００２１】このため、図２、図７に示すように、バッ
クライト装置４のＲＧＢ単色線状光源３の点灯・消灯に
おいて、前フレームと次フレームに対応した点灯との間
でいずれの原色対応発光も行わない所定の帯状の消灯領
域１７が、ちょうど駆動中の水平画素ライン１８の位置
に発生する。図７において、ＢＢ（Ｌ）はこの帯状消灯
領域１７の幅、ＣＷは隣り合うＲＧＢ単色線状光源３の
照明光（点線矢印）１９が表示面上で重なり合う幅を示
している。本実施の形態でのＣＷは、略１つのＲＧＢ単
色線状光源３の幅分（数十画素ライン分）に相当してい
る。
【００２２】また、前フレームと次フレームとでは表示
色が異なるため、各色画像の混色を避けるためにも、こ
のＢＢ（Ｌ）をＣＷ以上にする必要があり、本実施の形
態では、駆動中の水平画素ライン１８の両側にこの消灯
領域１７が広がるように、各ＲＧＢ単色線状光源３の点
灯・消灯のタイミングを設定しており、混色のない良好
なカラー表示が可能となる。
【００２３】図８は、液晶表示パネル２の強誘電性液晶
６の駆動及び応答動作と、それに対応したＲＧＢ単色線
状光源３の点灯・消灯のタイミングチャートである。
【００２４】本実施の形態では、液晶として強誘電性液
晶６を用いているために、書き込み信号（Ｗ）を印加す
る前にリセット信号（ｒ）により強誘電性液晶６をリセ
ット黒（表示）する必要がある。強誘電性液晶６は一般
に書き込み、黒表示とも数十〜数百μｓレベルの応答時
間がかかる。従って、本実施の形態による駆動方法で液
晶表示パネル２を駆動する場合、理想的には強誘電性液
晶６の応答が終了してからバックライト装置４のＲＧＢ
単色線状光源３で照明して、表示させることが望まし
い。尚、本実施の形態ではＲＧＢ単色線状光源３はＬＥ
Ｄを基本光源としているため、応答は非常に早くその点
灯遅れ等はほとんど無視できる。
【００２５】また、図８に示すタイミングチャートにお
いて、ＢＢ（Ｔ）はバックライト装置４の消灯領域１７
の時間幅を示しているが、このＢＢ（Ｔ）が強誘電性液
晶６のＯＮ・ＯＦＦ応答所要時間よりも大きければ、液
晶応答中での表示が防止されて、より良好な画像再生が
可能となる。このＢＢ（Ｔ）とその相当距離幅ＢＢ
（Ｌ）の関係はフレーム周波数、全水平画素ライン数等
の条件によって決まるが、強誘電性液晶６での場合には
その応答所要時間は、〜数水平画素ライン分に相当する
のが一般的であり、本実施の形態の場合では上述したＣ
Ｗ（隣り合うＲＧＢ単色線状光源３の照明光が表示面上
で重なり合う幅）よりかなり小さなものとなるため、上
述したようにＣＷとの比較でＢＢ（Ｌ）を設定すること
で液晶応答途中の表示をさせないための条件は十分に満
足される。尚、応答の遅い液晶を用いる場合には、ＣＷ
以上となることもあり得るが、その際のＢＢ（Ｌ）及び
ＢＢ（Ｔ）の設定は液晶応答所要時間以上になるように
設定するのが好ましい。
【００２６】ところで、本実施の形態におけるフレーム
周期については、フリッカーが見えないレベルのものが
好ましく、通常はＮＴＳＣ信号等の一般的なビデオ信号
のフレーム周期である３０Ｈｚを３倍（ＲＧＢ順次分）
した９０Ｈｚ相当が実用的である。
【００２７】また、本実施の形態では、液晶表示パネル
２は単純マトリックス構造のパッシブ駆動であったが、
これ以外にも例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）による
アクティブマトリックス構造でアクティブ駆動の液晶パ
ネルについても、少なくともフレーム周期よりも応答の
早い液晶を用いる限り、全く同様に扱うことができる。
【００２８】また、本実施の形態では、バックライト装
置４のＲＧＢ単色線状光源３にＬＥＤを用いたが、これ
以外にも例えばＲＧＢ単色蛍光灯を多数並べて構成し、
上述したように各ＲＧＢ単色蛍光灯毎に順次スキャン駆
動点灯するようにすることもできる。尚、この際には、
蛍光灯の点灯・消灯の応答は一般的に高速タイプのもの
で〜数ｍｓかかるため、そのスキャン駆動に伴う点灯・
消灯のタイミングを設定する必要がある。
【００２９】（第２の実施の形態）図９は、本発明の第
２の実施の形態に係る表示装置を示す概略図、図１０
は、その断面図である。この表示装置２０は、カラーフ
ィルターを有していない液晶表示パネル２１と、その背
面側に複数（本実施の形態では４個）のＲＧＢ短冊状面
光源（ｎ＝１〜４個）２２で構成されるバックライト装
置２３を備えている。液晶表示パネル２１は、一対の基
板（対向電極ガラス基板）２４ａと基板（ＴＦＴガラス
基板）２４ｂ間に挟持したメモり性を有する強誘電性液
晶２５を有しており、基板２４ｂには、情報ライン電極
２６とゲートライン電極２７がアクティブマトリックス
構造で形成され、更にこれらの交差部に設けたＴＦＴ２
８により、多数の画素２９を形成している（図１２参
照）。強誘電性液晶２５は、これらによりアクティブマ
トリックス駆動される。
【００３０】バックライト装置２３は、図１１に示すよ
うに、スキャンライン（走査線）方向に延びるようにし
て並設された４個のＲＧＢ短冊状面光源２２を有してお
り、各ＲＧＢ短冊状面光源２２は、Ｒ（赤），Ｇ
（緑），Ｂ（青）の各単色にてそれぞれ発光するＲＧＢ
単色蛍光灯（冷陰極管）３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備え
ている。各ＲＧＢ短冊状面光源２２は、凹状の各拡散反
射板３１により４つの面状光源として分割されており、
各ＲＧＢ短冊状面光源２２の光出射側には、拡散板３２
が取り付けられている。
【００３１】各ＲＧＢ短冊状面光源２２の各ＲＧＢ単色
蛍光灯３０ａ，３０ｂ，３０ｃには、それぞれインバー
ター３３と高圧スイッチ３４からなるスキャン点灯回路
３５が接続されており、それぞれ入力されるタイミング
制御信号Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 によって、各ＲＧＢ短
冊状面光源２２の各ＲＧＢ単色蛍光灯３０ａ，３０ｂ，
３０ｃを任意に点灯、消灯及びスキャン点灯動作する。
【００３２】液晶表示パネル２１とバックライト装置２
３の駆動系は、図１２に示すように液晶表示パネル２１
の情報ラインドライバー３６、ゲートラインドライバー
３７、液晶駆動信号発生回路３８、バックライト装置２
３のスキャン点灯回路３５、及びタイミングコントロー
ラ（ＡＳＩＣ）３９で構成されており、タイミングコン
トローラ３９からの制御信号によって、液晶表示パネル
２１の各水平ライン画素をゲートラインドライバー３７
によってゲートライン電極２７及び各ＴＥＴ２８を通じ
て順次スキャン駆動し（この際、各水平ライン画素に適
宜画像信号が供給されるように、各情報ライン電極２６
に情報ラインドライバー３６により同時に各画像信号が
供給される）、これに同期してバックライト装置２３の
各ＲＧＢ短冊状面光源２２をスキャン点灯回路３５によ
りスキャン点灯する（詳細は後述する）。
【００３３】また、不図示のＭＣＵ（制御マイコン）を
中心とした総括制御回路から液晶駆動信号発生回路３８
に、デジタルＲＧＢ画像信号（ＲＧＢシリアル）、温度
制御信号等が入力され、タイミングコントローラ３９
に、クロック、制御信号等が入力される。尚、このデジ
タルＲＧＢ画像信号は、パソコン及びビデオ機器等の不
図示のインターフェース回路からのものであり、画像フ
レームメモリからの読み出しをフレーム毎にＲＧＢシリ
アルに行ったシリアル変換後の画像信号である。次に、
上述した表示装置２０の駆動方法について説明する。
【００３４】液晶表示パネル２１とバックライト装置２
３は、情報ラインドライバー３６、ゲートラインドライ
バー３７、液晶駆動信号発生回路３８、液晶駆動信号発
生回路３８、ＴＦＴ２８、バックライト装置２３のスキ
ャン点灯回路３５及びタイミングコントローラ３９から
入力される制御信号により、図９においては上から下方
向（矢印Ｓ１方向）に、図１０においては左側から右側
（矢印Ｓ１方向）に向かって画素２９を順次ダブルスキ
ャン駆動する。
【００３５】即ち、先ず、水平画素ライン（水平方向に
並ぶ１画素列）毎に順次黒リセット（強誘電性液晶特有
の黒書き込みのことであり、詳細は後述する）のスキャ
ンを行い、次に、順次画像信号の書き込みのスキャンを
行う。この書き込みスキャンの際、カラー画像信号は時
系列的にフレーム順次でＲＧＢの各原色画像信号毎に書
き込まれる。
【００３６】そして、このスキャン駆動に同期して各Ｒ
ＧＢ短冊状面光源２２の各ＲＧＢ単色蛍光灯３０ａ，３
０ｂ，３０ｃを矢印Ｓ２方向（矢印Ｓ１方向と同じ方
向）に順次、原色信号に相当した単色光で点灯する。図
１０では、前フレームのＲ画像がＧ画像に書き換えられ
ていく様子を表しており、バックライト装置２３の点灯
もＲ光からＧ光に切り替わっている。
【００３７】図１３は、この時の液晶表示パネル２１の
駆動信号と、バックライト装置２３を構成する各ＲＧＢ
短冊状面光源（ＢＬ）２２の各ＲＧＢ単色蛍光灯３０
ａ，３０ｂ，３０ｃの点灯（ｏｎ）・消灯（ｏｆｆ）の
タイミングチャートであり、ｎ＝１〜４個までの各ＲＧ
Ｂ短冊状面光源（ｎ＝１は最初のスキャン位置に相当
し、ｎ＝４は最後のスキャン位置に相当する）２２が、
順次スキャン駆動されていく様子と、ＲＧＢのフレーム
順次で点灯色が切り替わっていく様子を示している。
尚、本実施の形態では、フレーム周期を１２０Ｈｚ相当
（即ち、１／１２０ｓｅｃ）に設定している。
【００３８】ところで、本実施の形態では、液晶として
強誘電性液晶２５を用いているために、上述したよう
に、書き込み信号を印加する前に黒リセット信号により
強誘電性液晶２５をリセット（液晶分子のホームポジシ
ョンへの戻しであり、黒表示となる）する必要がある。
【００３９】また、本実施の形態では、いわゆる単安定
モードを採用しており アクティブ駆動画素での液晶電
圧波形とそれに対する光学応答の関係は、図１４に示す
ようになる。この図において、Ｖｒは黒リセット印加電
圧、Ｖｗは書き込み印加電圧、時間軸は電圧的には対向
電極（対向電極ガラス基板２４ａ上のベタ電極）電圧を
示しており、液晶電圧ゼロに相当する。尚、Ｔｇはゲー
トライン選択期間を表しており、このＴｇ期間にＶｒ，
Ｖｗの各信号電圧が各画素の強誘電性液晶２５に印加さ
れる。そして、これらの信号が印加された後は、ＴＦＴ
２８がオープン状態になるため、その電圧が次のＶｒ又
はＶｗ印加まで略維持される（厳密には近接信号ライン
による振られや強誘電性液晶２５の自発分極の影響が多
少ある）。
【００４０】更に、この単安定モードでは、Ｖｗの大き
さに応じて光学応答レベル（透過率に相当）が変化し階
調表示が可能となるが、黒リセットについてはＶｒの値
（負極性）がスレッショルド電圧（通常１ｖ程度；絶対
値）以上であれば全黒表示となる。また、１Ｆはフレー
ム周期を表しており、本実施の形態では、１／３Ｆ期間
を黒リセットによる黒表示期間、残りの２／３Ｆ期間を
書き込み画像信号の表示期間としている。そして、更に
Ｖｒの値をＶｗの２倍の逆極性電圧になるように設定し
ている。これにより、強誘電性液晶２５にかかる実効Ｖ
・ｔ積（実効電圧×時間）が黒リセット期間と書き込み
表示期間とでキャンセルされ、強誘電性液晶２５に悪影
響を及ぼす残留ＤＣ電圧成分がなくなる。
【００４１】このように、本実施の形態では、黒リセッ
トと書き込みを順次スキャン駆動する方法を取っている
ので、実効表示期間はフレーム周期の２／３となり、残
りの１／３フレーム期間は黒表示期間となる。従って、
瞬間的な画像表示としては、例えば、図１５に示すよう
な画面縦幅の１／３に相当する幅の黒表示領域Ｗが存在
する。尚、実際にはこの黒表示領域Ｗが、ＶｒとＶｗの
上から下（矢印Ｓ１方向）へのスキャン駆動と共に画面
の上から下に向かって移動していく。この黒表示領域４
０の下端画素ライン（図１０において、黒リセット画素
ライン４１）はＶｒ印加（画像信号書き込み）位置、同
じくこの黒表示領域４０の上端の１つ上の画素ライン
（図１０において、書き込み画素ライン４２）はＶｗ印
加（画像信号書き込み）位置に対応している。
【００４２】そして、上述したように、書き込みはフレ
ーム順次でＲＧＢの各原色画像信号毎に行われるため、
この上下スキャン移動する黒表示領域４０の上下で順次
各単色フレーム画像が切り替わっていき、図１５では、
ちょうどＲ画像がＧ画像に書き換えられていく瞬間を表
している。また、上述したように、このフレーム周期を
１２０Ｈｚ相当に設定しているため、このような黒表示
領域４０が画面内をスキャン移動しても、それはフリッ
カー限界を越えており、ちらつき等の不具合は全く生じ
ない。
【００４３】このように、本実施の形態では、液晶表示
パネル２１の画面の１／３縦横の黒表示領域４０が存在
し、この幅はバックライト装置２３の各ＲＧＢ短冊状面
光源２２の幅（本実施の形態では、ｎ＝４個にて全画面
分が構成されるので、略画面縦横の１／４に相当）より
も広くなる。そこで、本実施の形態では、各ＲＧＢ短冊
状面光源２２の色光の切り替えは、図１０において、黒
表示領域４０にてその下方に位置しているＲＧＢ短冊状
面光源２２が覆われた際に、このＲＧＢ短冊状面光源２
２の点灯色を切り替えている（この場合、Ｒ光の消灯と
Ｇ光の点灯を同時に行っている）。
【００４４】よって、ＲＧＢ各単色フレーム画像間にて
バックライト装置２３の点灯色が切り替えるため各単色
フレーム画像間での混色のない良好なカラー画像が得ら
れると共に、各ＲＧＢ短冊状面光源２２の各ＲＧＢ単色
蛍光灯３０ａ，３０ｂ，３０ｃの駆動法としては、各イ
ンバーター３３は稼働したままで各高圧スイッチ３４を
切り替えるだけでよいので、インバーター３３の負荷変
動も少なく、且つ高速の点灯色切り替えが可能となる。
【００４５】図１６は、液晶表示パネル２１の強誘電性
液晶２５の駆動及び応答動作と、それに対応したバック
ライト装置２３の点灯・消灯のタイミングチャートであ
る。この図では、１つの水平画素ラインに注目したタイ
ミングチャートであり、ＶｒとＶｗのタイミングが異な
る水平画素ライン間でも決して重ならないように設定さ
れている。また、Ｖｒ、Ｖｗ共に同じ情報ライン電極２
６を通じて各画素２９に供給されるため、異なるゲート
ライン選択タイミングでこれらの信号を送ることが必須
となる。これについては、ゲートラインドライバー３７
において、ゲートライン選択スキャンパルスの転送クロ
ック周期に対するデューティー比を５０％以下にし、Ｖ
ｒ用ゲートライン選択スキャンパルス転送とＶｗ用ゲー
トライン選択スキャンパルス転送の位相を１８０°ずら
すことにより、容易に行うことができる。
【００４６】また、Ｖｒ、Ｖｗの各液晶駆動信号は液晶
駆動信号発生回路３８で生成されるが、デジタルＲＧＢ
画像信号に基づき、不図示のＭＣＵからの温度制御信号
による温度補償や液晶特有の階調特性の補正等を盛り込
んだ信号（電圧）となっている。
【００４７】このように、本実施の形態によれば、時系
列的に各ＲＧＢ単色表示をフレーム順次で行うことでカ
ラー表示を行うタイプの表示装置２０において、少なく
ともフレーム周期当たり２／３周期という従来よりも長
い実効表示期間が得られ、より明るい表示が可能とな
る。また、この表示装置２０のＲＧＢ単色スキャン点灯
型のバックライト装置２３についても、スキャン点灯分
割数が少なく（本実施の形態では、４個のＲＧＢ短冊状
面光源２２）、安価で、且つ高効率な光源を用いること
が可能となる。
【００４８】また、本実施の形態では、液晶表示パネル
としてＴＦＴによるアクティブマトリックス構造、且つ
アクィブ駆動によるものを用いたが、例えば単純マトリ
ックス構造、且つパッシブ駆動の液晶表示パネルについ
ても、少なくとも〜１００Ｈｚのフレーム周期駆動が可
能な（実際の液晶の駆動速度は、このフレーム周波数の
走査ライン数倍の速度が必要）、特に高速なタイプ又は
モードの強誘電性液晶等を用いることにより全く同様に
扱うことができる。
【００４９】また、本実施の形態のバックライト装置と
しては、基本的にＲＧＢ単色蛍光灯を多数並べて構成し
ているが、各蛍光灯の蛍光体としてはフレーム間混色防
止のため、消灯立ち下がり特性として、〜１ｍｓ以下の
残光の少ないタイプのものを用いることが好ましい。
【００５０】更に、本実施の形態では、バックライト装
置を構成する面状光源（ＲＧＢ短冊状面光源）の数（ス
キャン点灯分割数）を４個としたが、本発明はこれに限
定されるものではなく任意の数に設定することができ、
それに応じて黒表示領域の幅も可変することができる。
従って、面状光源（ＲＧＢ短冊状面光源）の数（スキャ
ン点灯分割数）を増やすことにより、面状光源の幅が狭
くなり、それに応じて黒表示領域の幅をより狭く設定す
ることが可能となるため、実効表示期間が増し、より明
るい表示画面を得ることができるようになる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、第１の発明に係る
表示装置の駆動方法では、混色を防止する消灯期間を除
く十分に長い表示期間が可能となり、効率が高く明るい
表示を行うことができる。
【００５２】また、第２の発明に係る表示装置の駆動方
法では、黒表示領域を除く十分に長い表示期間が可能と
なり、効率が高く明るい表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置を示
す概略図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の断
面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置のバ
ックライト装置を示す図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は
側面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の駆
動系を示すブロック図。
【図５】バックライト装置のＬＥＤドライバーの構成を
示す図。
【図６】液晶表示パネルの駆動信号とバックライト装置
の点灯（ｏｎ）・消灯（ｏｆｆ）のタイミングチャー
ト。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る表示装置の要
部を示す拡大断面図。
【図８】液晶応答とバックライト装置の点灯（ｏｎ）・
消灯（ｏｆｆ）のタイミングチャート。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置を示
す概略図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の
断面図。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の
バックライト装置を示す概略断面図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る表示装置の
駆動系を示すブロック図。
【図１３】液晶表示パネルの駆動信号とバックライト装
置の点灯（ｏｎ）・消灯（ｏｆｆ）のタイミングチャー
ト。
【図１４】液晶応答とその光学応答波形を示す図。
【図１５】表示画面のある瞬間における表示状態を示す
図。
【図１６】液晶応答とバックライト装置の点灯（ｏｎ）
・消灯（ｏｆｆ）のタイミングチャート。
【符号の説明】
１、２０ 表示装置 ２、２１ 液晶表示パネル（表示パネル） ３ ＲＧＢ単色線状光源（線状光源） ４、２３ バックライト装置（照明手段） ５ａ，５ｂ 基板 ６、２５ 強誘電性液晶（液晶） ７、２９ 画素 ８ 導光板（導光体） ９ 単色ＬＥＤ ９Ｒ，９Ｇ，９Ｂ ＬＥＤ １０ スリット １１、３６ 情報ラインドライバー １２ 水平ラインドライバー １３ａ，１３ｂ ＬＥＤドライバー １４ コントローラ １５ ＲＧＢ切り替えマルチプレクサー １６ スキャニング回路 １７ 消灯領域 １８ 水平画素ライン ２２ ＲＧＢ短冊状面光源（面状光源） ２４ａ 対向電極ガラス基板（基板） ２４ｂ ＴＦＴガラス基板（基板） ２８ ＴＦＴ ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ ＲＧＢ単色蛍光灯（線状
光源） ３１ 拡散反射板（反射板） ３２ 拡散板 ３５ スキャン点灯回路 ３７ ゲートラインドライバー ３８ 液晶駆動信号発生回路 ３９ タイミングコントローラ ４０ 黒表示領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の基板間に挟持された光学変調物質
    を有する走査駆動型の表示パネルと、その背面側に設け
    られた走査線方向に延びる複数の線状光源からなる照明
    手段を有し、各色信号に応じて前記表示パネルをフレー
    ム順次で駆動すると共に、前記表示パネルを前記線状光
    源により照明してカラー画像表示する表示装置の駆動方
    法において、 前記表示パネルの各水平画素ラインが走査選択される際
    に、その駆動ラインに対応した前記線状光源をその色信
    号に対応した色の光を発するようにする、 ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  2. 【請求項２】 前記表示パネルの選択された水平画素ラ
    インに常に重なる位置に、前記線状光源の消灯領域が生
    じるタイミングで前記線状光源を走査する、請求項１記
    載の表示装置の駆動方法。
  3. 【請求項３】 前記消灯領域の幅が、少なくとも走査移
    動方向に隣り合う前記線状光源の照明が重なり合う幅、
    又は前記光学変調物質の応答遅れに相当する幅のいずれ
    かよりも大きくなるようにした、 請求項２記載の表示装置の駆動方法。
  4. 【請求項４】 前記線状光源を、走査線方向に対して平
    行に多数配列し、前記各線状光源間にスリットをそれぞ
    れ設け、且つ前記線状光源の前記表示パネルと反対側に
    導光体を設けた、 請求項１乃至３記載のいずれか１項記載の表示装置の駆
    動方法。
  5. 【請求項５】 前記線状光源は、赤色、緑色、青色をそ
    れぞれ発光する少なくとも３つのＬＥＤを有する、 請求項１乃至４のいずれか１項記載の表示装置の駆動方
    法。
  6. 【請求項６】 前記各色信号に対応した２つのフレーム
    間に、少なくとも１走査線分の水平画素ラインを暗状態
    にする、 請求項１記載の液晶表示装置の駆動方法。
  7. 【請求項７】 前記線状光源は蛍光灯を含む、 請求項１記載の表示装置の駆動方法。
  8. 【請求項８】 前記光学変調物質は液晶である、 請求項１記載の表示装置の駆動方法。
  9. 【請求項９】 前記液晶はメモリ性を有する液晶であ
    る、 請求項８記載の表示装置の駆動方法。
  10. 【請求項１０】 前記液晶は強誘電性液晶である、請求
    項８記載の表示装置の駆動方法。
  11. 【請求項１１】 一対の基板間に挟持された光学変調物
    質を有する走査駆動型の表示パネルと、その背面側に設
    けられた走査線方向に延びる複数の所定の幅を有する面
    状光源からなる照明手段を有し、各色信号に応じて前記
    表示パネルをフレーム順次で駆動すると共に、前記表示
    パネルを前記各面状光源により照明してカラー画像表示
    する表示装置の駆動方法において、 前記表示パネルの各水平画素ラインが走査選択される際
    に、その駆動ラインに対応した前記面状光源をその色信
    号に対応した色の光を発すると共に、前記表示パネルの
    各水平画素ラインの走査選択に同期して、前記表示パネ
    ルの各色フレーム画像間に、該フレーム画像の走査選択
    と共に走査される所定幅の黒表示領域を設ける、 ことを特徴とする表示装置の駆動方法。
  12. 【請求項１２】 前記黒表示領域の幅を、前記各面状光
    源の幅よりも大きくした、 請求項１１記載の表示装置の駆動方法。
  13. 【請求項１３】 前記各面状光源は、走査線方向に対し
    て複数配列した線状光源と、該線状光源の背面側に配置
    した凹面状の反射板と、前記線状光源の前方に配置した
    拡散板からなる、 請求項１１又は１２記載の表示装置の駆動方法。
  14. 【請求項１４】 前記線状光源は、赤色、緑色、青色を
    それぞれ発する少なくとも３つの蛍光灯を有する、 請求項１３記載の表示装置の駆動方法。
  15. 【請求項１５】 前記光学変調物質は液晶である、 請求項１１記載の表示装置の駆動方法。
  16. 【請求項１６】 前記液晶はメモり性を有する液晶であ
    る、 請求項１５記載の表示装置の駆動方法。
  17. 【請求項１７】 前記液晶は強誘電性液晶である、 請求項１６記載の表示装置の駆動方法。
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