(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過光量を制御することのできる透過型液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に配置され３色の光を個別に時分割発光するバックライトとを備え、液晶パネルにバックライトの３色に応じた３つのデータを順に表示し、表示するデータに応じた期間に対応する色のバックライトが発光するカラー表示液晶表示素子であって、
１表示内容に対応する３色の表示データを平均化して白黒表示データに変換すると同時に表示周期をカラー表示の３倍にし、液晶の応答が完了した表示期間中の後期に３色のバックライトを同時に発光させて白黒表示する回路を備え、切換スイッチにより３色順次表示と白黒表示とを切り替えることができ、３色表示の場合は３色のバックライトが個別発光、白黒表示の場合は３色のバックライトが同時に発光する場合とを切り換え得ることを特徴とする液晶表示素子。 
【請求項２】
温度センサを備えるか、または外部に設置された温度センサより入力された信号によって、３色のバックライトが個別に発光する場合と３色のバックライトが同時に発光する場合とを切り換え得ることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子に関し、とくに赤緑青の３原色を点滅発光するバックライトを用いた液晶表示素子の視認性の改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像を表示する表示素子として液晶表示素子が用いられており、一般的には光のスイッチングを行なう液晶と赤緑青の３原色のカラーフィルタの組み合わせによりカラー表示を行なっている。一方、赤緑青の３原色を点滅発光するバックライトを用い、カラーフィルタを用いない３原色順次点灯方式の液晶表示素子がたとえば特開平５−４０２６０号公報に提案されている。この３原色順次点灯方式による液晶表示素子の構成例を図９に示す。カラーフィルタを用いていない白黒の液晶表示素子と、独立に発光することができる赤、緑、青の３原色のバックライトよりなっている。この液晶表示素子の動作原理を示すタイミングチャートを図８に示す。図８において、１表示期間とは表示するデータの更新周期であり、通常の液晶表示素子では人間の目にちらつきを感じない１６．７ｍｓが一般的に用いられている。バックライトは１表示期間中にたとえば赤緑青の順に１度ずつ点滅発光しており、ある色を１つだけ表示する場合には、その色の光源が発光した期間に液晶素子が表示オンになり、他の色の表示期間中には液晶素子を表示オフにすることによりカラー表示を行なっている。各色の表示期間は１６．７ｍｓの１／３である５．６ｍｓが一般的である。また原色以外の色を表示するためには、その色を再現するために必要な色の期間液晶素子をオンにする。さらには液晶素子にオン・オフだけではなく中間的な階調状態をとらせることにより、３原色を自由な比率で混合することで、自由な色の再現が可能になる。この表示方式は、１表示期間に赤の表示、緑の表示、青の表示の３回データを表示する必要があり、表示周波数が高くなるが、カラーフィルタを用いなくてよく、また１つの画素でカラー表示できるので表示素子の高精細化に有利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の３原色順次点灯方式は、以上のように各色のバックライトが順次時分割で点灯するため、常時点灯型のバックライトに比べ、バックライトの輝度は暗くなってしまい、使用用途によっては輝度上の問題が出る場合がある。たとえば３原色順次点灯方式液晶表示素子を屋外で使用する場合において、日光など外光がバックライトより強いときには表示が見えなくなることがある。また低温などのために液晶の応答速度が遅くなった場合には希望する濃淡で表示が得られないことがあった。
【０００４】
本発明は、３原色順次点灯方式において、バックライトの発光タイミングと液晶表示データ補正有無を必要に応じて切り換えることにより、外光が強い場合や液晶の応答が遅くなった場合にも表示内容が確認できる液晶表示素子を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明の液晶表示装置は、透過光量を制御することのできる透過型液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に配置され３色の光を個別に時分割発光するバックライトとを備え、液晶パネルにバックライトの３色に応じた３つのデータを順に表示し、表示するデータに応じた期間に対応する色のバックライトが発光するカラー表示液晶表示素子であって、
１表示内容に対応する３色の表示データを平均化して白黒表示データに変換すると同時に表示周期をカラー表示の３倍にし、液晶の応答が完了した表示期間中の後期に３色のバックライトを同時に発光させて白黒表示する回路を備え、切換スイッチにより３色順次表示と白黒表示とを切り替えることができ、３色表示の場合は３色のバックライトが個別発光、白黒表示の場合は３色のバックライトが同時に発光する場合とを切り換え得ることを特徴とするものである。
また、温度センサを備えるか、または外部に設置された温度センサより入力された信号によって、３色のバックライトが個別に発光する場合と３色のバックライトが同時に発光する場合とを切り換え得るようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
本発明の液晶表示素子の動作を図を用いて説明する。図１は本発明の３原色同時発光での液晶表示素子の液晶画素での光学応答とバックライト発光タイミングを示したタイミングチャートである。図２は本発明の液晶表示素子の回路の概略を示すブロック図である。図２において、１は液晶表示素子駆動制御回路、２はカラーフィルタを用いていない白黒表示の液晶表示素子、３は３原色を個別に発光することができるバックライト、４はバックライトの発光を制御する回路、５はバックライトの発光タイミングを切り換えるスイッチである。スイッチ５によって図８に示したような通常の３原色順次発光方式と図１に示した３原色同時発光方式を切り換えることができる。図１において１表示期間とは表示する画面の切換期間のことであり、この表示期間のあいだに赤の表示、緑の表示、青の表示の３回のデータが各１回表示されているが、どの色の表示期間でもバックライトは赤、緑、青の３原色とも同時に発光させている。このように３原色同時に発光することにより、表示は混色して白黒表示になってしまうが、通常の３原色順次発光方式に比べて３倍の輝度が得られるため、明るい環境下でも表示を充分に視認することができるようになる。
【０００９】
実施の形態２
本発明の他の実施の形態を図３に示す。図３において６は明るさを検知する光学センサである。実施の形態１では図１のスイッチ５によって３原色順次発行と３原色同時発光を切り換えていたが、本発明ではスイッチの代わりに明るさを検知する光学センサを設けることにより、３原色順次発光と３原色同時発光を外光の強度に応じて自動的に切り換えることができる。
【００１０】
またさらに図４に示すように、スイッチ５とスイッチ７を設けることにより、発光方式を自動で切り換えたり、手動で強制的に切り換えたりすることができる。スイッチ７が手動切換のときはスイッチ５の順次／同時発光の切換に従って表示され、スイッチ７が自動切換のときはスイッチ５の切換は無視されて、光学センサ５によって表示が切換えられる。また図２、図４では機械的なスイッチを図示したが、バックライト発光制御回路が他の制御機器でソフトウェア的に制御されている場合には、プログラムによって制御されるものであってもよい。
【００１１】
実施の形態３
本発明の他の実施の形態を図５〜７を用いて説明する。図５は従来の３原色順次発光方式の液晶表示素子で、液晶表示素子が低温になることにより液晶の応答速度が低下した場合のタイミングチャートである。各色の表示期間中に液晶の応答が充分に追従していないため階調が劣化し、希望する濃淡で表示を行なうことができていない。この場合には液晶の応答が追いついていないため、実施の形態１の３原色同時発光を用いて白黒表示化しても、輝度は改善されるが表示の濃淡比は改善されない。このような場合には赤緑青各色のデータを同一タイミングで平均化して白黒表示データに変換し、３原色のバックライトを表示期間中の後期に同時発光させることにより、表示濃淡の視認性を改善することができる。改善した場合のタイミングチャートを図６に示す。図６では３原色のデータを白黒化したデータの表示しか行なわないため、１表示期間中に更新するデータは１つでよく、１画素あたりでは通常の３原色順次発光方式に比べ３倍の時間を液晶応答にあてることができるため、液晶の応答が完了した時点で３原色を同時発光させることにより、充分な濃淡で表示を得ることができる。この表示方式では液晶の応答が遅い部分はバックライトは発光していないので、液晶応答の遅れによる表示のにじみや濃淡比の低下を抑制することができる。図７は本実施の形態のタイミングチャートによる表示と、通常の３原色順次駆動とを切り換えて表示するための液晶表示素子のブロック図である。図７において、８は白黒化回路であり、スイッチ９により、データの白黒化とバックライト発光タイミングを切り換えることにより、液晶の応答速度が遅くなった場合にでも充分な濃淡で表示を得ることができる。
【００１２】
実施の形態４
実施の形態３では手動スイッチにより表示タイミングを切り換える方式であるが、たとえば実施の形態２と同様に液晶表示素子または外部に温度センサを設置し、液晶の応答速度が遅くなるような温度になった場合に自動的に表示タイミングを切り換えることもできる。
【００１３】
【発明の効果】
外光強度に応じて、バックライト発光を３原色順次発光と３原色同時発光を切換え、輝度の低いカラー表示と輝度の高い白黒表示を切り換えて使用できるようにしたので、外光が明るいときでも輝度の高い白黒表示が得られる。
【００１４】
また、外気温に応じて、３原色の表示データを平均化し、３原色のバックライトを表示期間中の後期に同時発光することにより、低温時にも白黒表示として正しい階調を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図２】本発明の液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の他の実施の形態にかかわる液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の他の実施の形態にかかわる液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図５】従来の液晶表示素子の液晶の応答が遅い場合の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態にかかわる液晶表示素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の他の実施の形態にかかわる液晶表示素子の構成を示すブロック図である。
【図８】従来の３原色順次発光液晶表示素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図９】３原色順次発光液晶表示素子の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１  液晶表示素子駆動制御回路
２  液晶表示素子
３  ３原色発光バックライト
４  バックライト発光制御回路
５  発光タイミングの個別発光／同時発光切換スイッチ
６  明るさ検知センサ
７  自動／手動切換スイッチ
８  白黒化回路
９  データ変換・発光タイミング切換スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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