(57)【要約】【課題】ホワイトバランスの良い表示を行うことができ、観察者が各色同一の視感度で表示を見ることができる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】液晶表示装置１においては、導光板１３の一方の端面近傍には、複数の光源１４が配置されている。導光板１３の液晶表示パネル側の主面には、光拡散板１２が配置されている。光拡散板１２の上方には液晶表示パネル１１が配置されている。液晶表示装置１は、液晶表示パネル１１の表示を制御する駆動制御部１５と、複数の光源１４の発光を制御する光源制御部１６と、液晶表示パネル１１での表示と複数の光源１４の発光との同期をとる同期部１７と、液晶表示パネル１１や複数の光源１４を駆動させるためのパルスを発生するパルス発生部１８と、駆動制御部１５及び光源制御部１６における制御パラメータを補正する補正部１９とを有する。【選択図】図１
2006030783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色を発光する光源と、前記光源からの光を用いて表示を行う液晶表示パネルと、前記光源を選択的に発光させる光源制御手段と、前記液晶表示パネルを光源毎に時分割的に駆動させる駆動制御手段と、前記光源の光学的特性に応じて前記光源制御手段及び／又は前記駆動手段を補正する補正手段と、前記光源の発光と前記液晶表示パネルの表示とを同期させる同期手段と、を具備することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記光源の光学的特性は、前記光源間の輝度比及び／又は前記液晶表示パネルのリターデーションの波長依存性であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記光源間の輝度に応じて前記光源に与える電流値を補正し、前記光源制御手段は、補正された電流値を前記光源に与えることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記補正手段は、前記液晶表示パネルのリターデーションの波長依存性に応じて前記液晶表示パネルに印加する電圧を補正し、前記駆動制御手段は、前記補正した電圧を前記液晶表示パネルに印加することを特徴とする請求項２又は請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記補正手段は、階調表示用の補正テーブルを有し、前記駆動制御手段は、前記補正テーブルに基づいて階調表示用の電圧を前記液晶表示パネルに印加することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示装置に関し、特にフィールドシーケンシャル方式を用いた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカラー液晶表示装置は、光のシャッタ機能を持つ液晶セルと、液晶セルの各画素にそれぞれ設けた赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタとを組み合わせた構成を有する。この構成では、それぞれの画素の透過率を別々に制御して任意の色を表示する。しかしながら、このようなカラーフィルタを用いる構成では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３サブ画素を１セットとするため、それぞれの色の光の利用効率が低く、画素数の３倍のサブ画素分の駆動回路が必要となる。
【０００３】
そこで、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を選択的に発光させて、液晶セル全面をＲ、Ｇ、Ｂに時分割的に変化させ、この発光と液晶セルの表示とを同期させるフィールドシーケンシャル方式が採用されてきている。Ｒ、Ｇ、Ｂの光源としては、例えばＬＥＤや冷陰極管などが用いられる。この方式によれば、カラーフィルタが不要になるために、高輝度化を実現することができると共に、１画素で１ドットが表示できるので、従来の約３倍の高精細化を実現することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平１-１７９９１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｒ、Ｇ、Ｂの光源は、それぞれ発光効率が異なるため、それぞれの光源に同じ電流を流して白表示を行うと、目視上のホワイトバランスが崩れて、緑がかった白色が表示される。したがって、観察者はホワイトバランスの良い表示を見ることができない。
【０００６】
また、液晶表示装置においては、あるセルギャップにおけるリターデーション（Δｎλ・ｄ）の波長依存性により、透過率が最大となる電圧値がＲ、Ｇ、Ｂでそれぞれ異なる。このため、ホワイトバランスをとるため、透過率を落とさざるを得ない。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ホワイトバランスの良い表示を行う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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液晶表示装置は、複数の色を発光する光源と、前記光源からの光を用いて表示を行う液晶表示パネルと、前記光源を選択的に発光させる光源制御手段と、前記液晶表示パネルを光源毎に時分割的に駆動させる駆動制御手段と、前記光源の光学的特性に応じて前記光源制御手段及び／又は前記駆動手段を補正する補正手段と、前記光源の発光と前記液晶表示パネルの表示とを同期させる同期手段と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、液晶表示パネルは、補正した電圧値を用いて駆動を行うので、各色において透過率が最も高い状態で表示が行われる。したがって、観察者が各色同一の視感度で表示を見ることができる。また、光源は、補正した電流値を用いて各領域で発光を行うので、ホワイトバランスの良い状態で発光がなされる。したがって、色づかない白色表示を行うことができる。この結果、フィールドシーケンシャル駆動の液晶表示装置において、ＲＧＢカラー光源及び液晶表示の視感度を向上させることができ、それによりマルチ・フルカラーの色の再現性を向上させることができる。
【００１０】
本発明の液晶表示装置においては、前記光源の光学的特性は、前記光源間の輝度比及び／又は前記液晶表示パネルのリターデーションの波長依存性であることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、光源として使用する発光素子に必ず存在する色ずれや色のばらつきに対応することができる。
【００１２】
本発明の液晶表示装置においては、前記補正手段は、前記光源間の輝度に応じて前記光源に与える電流値を補正し、前記光源制御手段は、補正された電流値を前記光源に与えることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、光源として使用する発光素子に存在する色ずれや色のばらつきを補正することができるので、ホワイトバランスの良い白色の表示を実現することが可能である。
【００１４】
本発明の液晶表示装置においては、前記補正手段は、前記液晶表示パネルのリターデーションの波長依存性に応じて前記液晶表示パネルに印加する電圧を補正し、前記駆動制御手段は、前記補正した電圧を前記液晶表示パネルに印加することが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、透過率が最も高い状態で液晶表示パネルを駆動させることができるので、液晶表示パネルの輝度を向上させることができる。
【００１６】
本発明の液晶表示装置においては、前記補正手段は、階調表示用の補正テーブルを有し、前記駆動制御手段は、前記補正テーブルに基づいて階調表示用の電圧を前記液晶表示パネルに印加することが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、観察者がホワイトバランスの良い表示を見ることができるように電圧値を補正しても階調表示を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源の光学的特性に応じて、光源を選択的に発光させる光源制御手段及び／又は液晶表示パネルを光源毎に時分割的に駆動させる駆動手段を補正する補正手段を設けるので、ホワイトバランスの良い表示を見ることができる液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明者らは、光源として使用する発光素子に必ず存在する色ずれや色のばらつきに着目し、発光素子の色ずれや色のばらつきをなくすように制御パラメータに対して補正を行うことにより、ホワイトバランスや視感度の向上を図ることができることを見出し本発明をするに至った。すなわち、本発明の骨子は、光源の光学的特性に応じて、光源を選択的に発光させる光源制御手段及び／又は液晶表示パネルを光源毎に時分割的に駆動させる駆動手段を補正する補正手段を設けることにより、ホワイトバランスの良い表示を見ることができる液晶表示装置を提供することである。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。液晶表示装置１は、種々の表示を行う液晶表示パネル１１と、複数の光源１４と、複数の光源１４からの光を反射させながら伝搬して液晶表示パネル側に出射する導光板１３と、導光板１３から出射された光を拡散する光拡散板１２と、液晶表示パネル１１の表示を制御する駆動制御部１５と、複数の光源１４の発光を制御する光源制御部１６と、液晶表示パネル１１での表示と複数の光源１４の発光との同期をとる同期部１７と、液晶表示パネル１１や複数の光源１４を駆動させるためのパルスを発生するパルス発生部１８と、駆動制御部１５及び光源制御部１６における制御パラメータを補正する補正部１９と、から主に構成されている。
【００２１】
導光板１３は、一対の主面及び一対の端面を有する平板形状を有しており、一方の主面上には、光源からの光を液晶表示パネル側に向けるためのプリズムや凹凸形状が必要に応じて形成される。この導光板１３は、透光性を有する材料、例えば透明プラスチックやガラスなどで構成されている。
【００２２】
導光板１３の一方の端面近傍には、複数の光源１４が配置されている。複数の光源１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子などのカラー発光可能な素子などを用いることができる。複数の光源１４は、加法混色により種々の色を表現できるような色の組み合わせで用いられる。本実施の形態では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のような組み合わせで用いられる。各光源の個数は特に制限はなく、導光板の大きさ、光源の輝度などに応じて適宜変更することができる。
【００２３】
導光板１３の液晶表示パネル側の主面には、光拡散板１２が配置されている。この光拡散板１２は、例えば透明プラスチックの表面を粗面化してなるものである。導光板１３の液晶表示パネル側と反対側の主面には、反射板（図示せず）が配置される。この反射板により、導光板１３の液晶表示パネル側と反対側の主面から出射した光を液晶表示パネル方向に向けることができる。
【００２４】
光拡散板１２の上方には液晶表示パネル１１が配置されている。液晶表示パネル１１は、複数の光源１４からの光を用いて表示を行う。この液晶表示パネル１１としては、透過型液晶表示パネル、半透過型液晶表示パネルを用いることができる。また、駆動方式としては、アクティブマトリクス駆動方式、パッシブ駆動方式を用いることができる。液晶表示パネル１１は、一対の透明基板間に液晶層を挟持してなるものである。この液晶層に用いられる液晶材料としては、種々の液晶材料を用いることができるが、フィールドシーケンシャル方式で用いることを考慮すると、応答速度の速いＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モード液晶、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などであることが好ましい。
【００２５】
なお、導光板１３と液晶表示パネル１１との間又は液晶表示パネル上には、適宜必要に応じて偏光板やリターデーション板などの光学部材を配置する。また、導光板１３や光拡散板１２は、板状でなくても良く、フィルム状やシート状であっても良い。
【００２６】
駆動制御部１５は、例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス駆動の場合では、信号制御部、電源、走査線駆動回路（垂直駆動回路）、データ線駆動回路（水平駆動回路）から主に構成される。信号制御部は、入力映像信号や入力同期信号から液晶表示パネル１１に表示するために必要な種々の信号を生成する。電源は、駆動回路に必要な種々の電圧値の電源を作る。ゲート線駆動回路は、信号制御部からの信号により液晶表示パネル１１のゲート線を駆動する。データ線駆動回路は、信号制御部からの信号により液晶表示パネルのデータ線を駆動する。このような構成の駆動制御部１５は、液晶表示パネル１１を光源１４毎に時分割的に駆動させる。なお、駆動制御部１５は、この構成に限定されず、駆動方式に応じて適宜変更して構成される。
【００２７】
光源制御部１６は、複数の光源１４を選択的に発光させる。本実施の形態においては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を選択的に発光させて、液晶表示パネル１１全面をＲ、Ｇ、Ｂに時分割的に変化させる。すなわち、光源制御部１６は、一つのカラー画像（フレーム）を時間的に順次Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの画像（フィールド）に分け、それらの画像（フレーム）を高速で順番に切り替えて一つのカラー画像（フレーム）を構成するように複数の光源１４の制御を行う。
【００２８】
同期部１７は、液晶表示パネル１１での表示と複数の光源１４の発光との同期をとる。同期部１７は、例えばＲの表示領域を駆動するときに、液晶表示パネル１１のＲの画素をオンにすると共に、Ｒの光源１４を発光させるように、パルス発生部１８からのパルスを用いて駆動制御部１５及び光源制御部１６を同期させる。
【００２９】
補正部１９は、複数の光源１４の光学的特性に応じて駆動制御部１５及び／又は光源制御部１６を補正する。この複数の光源１４の光学的特性としては、複数の光源１４間の輝度比及び／又は液晶表示パネル１１のリターデーションの波長依存性を挙げることができる。これにより、光源として使用する発光素子（本実施の形態ではＬＥＤ）に必ず存在する色ずれや色のばらつきに対応することができる。
【００３０】
ＬＥＤやＥＬのような発光素子（本実施の形態ではＬＥＤ）を光源１４とする場合、それぞれの光源の発光効率が異なるので、ホワイトバランスが崩れて、白色が色づいて見えるという問題がある。すなわち、ホワイトバランスをとるためには、図２に示すように、Ｒのピーク透過率を最も高く、次にＢのピーク透過率を高く、Ｇのピーク透過率を最も低くすれば良い。したがって、補正部１９では、このような光源間の輝度の違いを補正する。具体的には、補正部１９は、光源間の輝度に応じて光源に与える電流値（制御パラメータ）を補正する。これにより、ＬＥＤに存在する色ずれや色のばらつきを補正することができるので、ホワイトバランスの良い白色の表示を実現することが可能である。
【００３１】
ここで、電流値の補正について説明する。表色系における明るさＬは、Ｂが２．１５、Ｇが１３．８８、Ｒが４．４８である。したがって、ホワイトバランスをとるためのＲ、Ｇ、Ｂの輝度（ｃｄ／ｍ2）比は、Ｂ：Ｇ：Ｒ＝１：６．４６：２．０９である。また、それぞれの色のＬＥＤに同じ電流値を与えたときの光度（ｃｄ）比は、Ｂ：Ｇ：Ｒ＝１：３．３３：１．３３である。これらの比から、ホワイトバランスをとるためにそれぞれのＬＥＤに与える電流値の比は、Ｂ：Ｇ：Ｒ＝１．１．９４：１．５６となる。したがって、この比に対応した電流値で光源を制御する。補正部１９でこのように補正された電流値の情報は、光源制御部１６に与えられ、光源制御部１６は、この補正された電流値をそれぞれの光源１４に与える。なお、補正された電流値又は電流値の比は、補正テーブルとして補正部１９又は液晶表示装置内（例えば光源制御部１６）の格納部に予め格納しておき、光源制御部１６がその補正テーブルを参照して電流値をそれぞれの光源１４に与えるようにしても良い。
【００３２】
補正部１９はまた、液晶表示パネル１１のリターデーションの波長依存性に応じて液晶表示パネルに印加する電圧を補正する。例えば、アクティブマトリクス駆動において、同一の駆動電圧で駆動させると、図３に示すように、液晶材料のリターデーションの波長分散のために各光源１４の透過率が異なる。すなわち、電圧４．０Ｖでの透過率は、Ｒ：０．３５、Ｇ：０．４３、Ｂ：０．４７である。このように各色毎に透過率が異なると、観察者が明るくかつホワイトバランスの良い表示を見ることができない。そこで、補正部１９は、観察者が明るくかつホワイトバランスの良い表示を見ることができるように、すなわち主波長での透過率が等しくなるように駆動電圧（制御パラメータ）を補正する（主波長での電圧に補正する）。図３から分かるように、透過率が最も高いそれぞれの主波長（図中の四角部分）（Ｒ：６３０ｎｍ、Ｇ：５３０ｎｍ、Ｂ：４７０ｎｍ）に対応する電圧は、Ｒが約６．０Ｖ、Ｇが約４．８Ｖ、Ｂが約４．１Ｖである。したがって、それぞれの色についてこれらの主波長での電圧を用いるように補正を行う。これにより、透過率が最も高い状態で液晶表示パネル１１を駆動させることができるので、観察者が明るくかつホワイトバランスの良い表示を見ることができる。
【００３３】
補正部１９でこのように補正された電流値の情報は、駆動制御部１５に与えられ、駆動制御部１５は、この補正された電圧を液晶表示パネル１１に印加する。また、補正部１９は、図４に示すような階調表示用の補正テーブルを有し、駆動制御部１５は、補正テーブルに基づいて階調表示用の電圧を液晶表示パネル１１に印加するようにしても良い。これにより、観察者が明るくかつホワイトバランスの良い表示を見ることができるように電圧値を補正しても階調表示を行うことが可能となる。なお、補正された電圧値又は電圧比は、補正テーブルとして液晶表示装置内（例えば駆動制御部１５）の格納部に予め格納しておき、駆動制御部１５がその補正テーブルを参照して階調表示用の電圧を液晶表示パネル１１に印加するようにしても良い。
【００３４】
上記構成を有する液晶表示装置においては、同期部１７は、パルス発生部１８で発生されたパルスに基づいて図５に示すようなタイミングになるように液晶表示パネル１１での表示と複数の光源１４の発光との同期をとる。同期部１７は、図５に示すようなタイミングで駆動や発光が行われるように、駆動制御部１５及び光源制御部１６に制御信号を送る。
【００３５】
補正部１９では、光源間の輝度に応じて光源に与える電流値（制御パラメータ）を補正すると共に、観察者が明るくかつホワイトバランスの良い表示を見ることができるように、すなわち主波長での透過率が等しくなるように駆動電圧（制御パラメータ）を補正する。そして、補正した電流値の情報を光源制御部１６に送り、補正した電圧値の情報を駆動制御部１５に送る。
【００３６】
駆動制御部１５は、補正された電圧値に基づいて液晶表示パネル１１の駆動を制御する。また、光源制御部１６は、補正された電流値に基づいて光源１４の発光を制御する。液晶表示パネル１１及び光源１４は、図５に示すように、１フレーム（６０Ｈｚ）をＲ領域、Ｇ領域、Ｂ領域に時分割して（それぞれ１８０Ｈｚ）、駆動及び発光が同期して行われる。すなわち、Ｒ領域では、Ｒ表示を行う画素に対して駆動が行われると共にＲの光源が発光され、Ｇ領域では、Ｇ表示を行う画素に対して駆動が行われると共にＧの光源が発光され、Ｂ領域では、Ｂ表示を行う画素に対して駆動が行われると共にＢの光源が発光される。
【００３７】
ここで、光源の発光をそれぞれの領域の後半の期間のみで行うのは、色と色の境目に暗状態の期間を設けて混色を防止して正確なカラー画像を表示するためである。また、ここではＧ領域の電圧が白電圧（０Ｖ）とし、Ｂ領域の電圧をＢ電圧とし、Ｒ領域の電圧をＲ電圧としているので、図５に示すようなパルス波形になっている。
【００３８】
液晶表示パネル１１は、補正した電圧値を用いて駆動がなされているので、各色において透過率が最も高い状態で表示が行われる。したがって、観察者が各色同一の視感度で表示を見ることができる。また、光源１４は、補正した電流値を用いて各領域で発光がなされているので、ホワイトバランスの良い状態で発光がなされる。したがって、色づかない白色表示を行うことができる。この結果、フィールドシーケンシャル駆動の液晶表示装置において、ＲＧＢカラー光源及び液晶表示の視感度を向上させることができ、それによりマルチ・フルカラーの色の再現性を向上させることができる。
【００３９】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で説明した数値や材質については特に制限はなく、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。また、本発明は、バックライトなどのような光源を用いる透過型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す図である。
【図２】各光源の輝度の特性を示す特性図である。
【図３】各光源の透過率と電圧との関係を示す特性図である。
【図４】各光源の階調電圧を示す補正テーブルを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置における駆動及び発光タイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  液晶表示装置
１１  液晶表示パネル
１２  光拡散板
１３  導光板
１４  光源
１５  駆動制御部
１６  光源制御部
１７  同期部
１８  パルス発生部
１９  補正部
【図１】
2006030783.tif 000003
【図２】
2006030783.tif 000004
【図３】
2006030783.tif 000005
【図４】
2006030783.tif 000006
【図５】
2006030783.tif 000007