(57)【要約】【課題】  従来の電気光学制御部材の例である液晶を用いたフィールド順次カラー方式の表示装置の書き込み不足は、カラーシフトという現象となり画像の品質低下が課題となっている。【解決手段】  上記課題を解決するために本発明による表示装置は、一つのフィールドを複数のサブフィールドで構成し、異なる波長特性を持つ複数の光をサブフィールドの少なくとも一部の期間で異なるように発光する光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素に選択駆動するスイッチング素子を有する表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素素子を順次選択駆動して前記表示パネルに画像を書き込む画像書き込み期間を前記サブフィールド期間中に少なくとも２回設けることを特徴とする表示装置であり、さらに前記画像書き込み期間と前記画像書き込み期間の間に画素応答待期間を設けることを特徴とする表示装置である。【選択図】      図１
2006064894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのフィールドを複数のサブフィールドで構成し、異なる波長特性を持つ複数の光をサブフィールドの少なくとも一部の期間で異なるように発光する光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素に選択駆動するスイッチング素子を有する表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素を順次選択駆動して前記表示パネルに画像を書き込む画像書き込み期間を前記サブフィールド期間中に少なくとも２回設けることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記画像書き込み期間と前記画像書き込み期間の間に画素応答待期間を設けることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素応答待期間は前記画素が完全に応答し透過率または反射率がほぼ安定する時間の３０％以上確保することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項４】
前記画像書き込み期間は前記表示パネルの行方向に順次走査して選択することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項５】
前記画像書き込み期間は前記表示パネルの列方向に順次走査して選択することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記画像書き込み期間は前記表示パネルの行、または列方向にランダムに選択することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項７】
前記サブフィールドの開始から１回目の前記画像書き込み期間に対して、２回目以降の前記画像書き込み期間が短いことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項８】
前記サブフィールドの開始から１回目の前記画像書き込み期間に対して、２回目以降の前記画像書き込み期間は徐々に短くすることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項９】
前記画像書き込み期間の一部は前記サブフィールド期間の前記光源の発光中に設けることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項１０】
前記画像書き込み期間に一つの前記画素に印可する電圧は、サブフィールド期間内のいずれの前記画像書き込み期間においても同一であることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項１１】
前記画像書き込み期間に前記画素に印可する電圧は、該当するサブフィールドにおける前記光源の発光色に対応する画像情報から生成することを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項１２】
異なる波長特性を持つ複数の光を少なくとも一部の期間で異なるように発光できる光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素と前記画素に選択駆動するスイッチング素子からなる表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素を順次選択駆動して前記前記表示パネルに画像を書き込むフレーム期間が連続してなり、前記フレーム期間の複数フレームで同一の色画像を表示し、つづく前記フレーム期間の複数フレームの間前記色画像に対応する発光色の光源を点灯することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関するもので、特にフィールド順次型のカラー表示装置に関するものである。
本発明は、複数のカラー光、例えば３原色である赤、緑、青の光を順次繰り返し発光し、該カラー光に対応した画像を表示してカラー表示を行うＦＳＣ（フィールド・シーケンシャル・カラー）方式カラー表示装置に関する発明である。
このＦＳＣを用いた表示装置としては、複数のカラー光、例えば３原色である赤、緑、青の光を順次繰り返し発光し、該カラー光に対応した画像を液晶表示部に表示してカラー表示を行うＦＳＣ（フィールド・シーケンシャル・カラー）方式カラー液晶表示装置がある。
他の表示装置としては、米国テキサス・インスツルメンツが発明し製品化したＤＬＰ（デジタルライトプロセッシング）と称される表示装置がある。この表示装置としてはプロジェクタ表示装置として市場に出回っている。このＤＬＰの中核技術は、電気光学制御部材の１例であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）という光半導体であり、ＣＭＯＳ半導体上に独立して動くミラーが４８万〜１３１万個敷き詰められている。このＤＭＤにランプの光をあてて、ＤＭＤの鏡で反射した光をレンズを通して投影する構成を為している。
このような技術分野にある本発明の詳細な説明を以下に示すが、表示装置として市場に多く出回っている電気光学制御部材として液晶を用いた液晶表示装置を例として採り上げ本発明の詳細な説明を以下に行うが、前記の如く電気光学制御部材としてＤＭＤを用いたものなどにも本発明は適用できる。
【背景技術】
【０００２】
フィールド順次型の表示装置は、異なる波長特性の光を発光し、それぞれ独立に制御可能な複数のカラー光を発光する光源部と、該光源部から発光する光と外光の通過または反射を制御する画像表示部からなり、一つのフィールドを複数のサブフィールドに分け、前記サブフィールドの一部の期間で特定のカラー光を発光させると共に、前記特定のカラー光に対応した画像を前記画像表示部に表示する方式である。
【０００３】
しかし、フルカラーを実現しようとすると、Ｒ（赤色）Ｇ（緑色）Ｂ（青色）の波長が合わなかったり、高速で点灯できないなど最適な光源がなく、特定の色域のみの表示となり、４色程度のマルチカラーによる単純な案内板などに利用されるにとどまっていた。しかし、昨今の青色ＬＥＤの急激な性能向上により、赤、緑、青の発光色が揃い、フィールド順次型の光源部としてはフルカラー表示の性能に満足できるようになった。さらに、ＬＥＤの赤、青、緑の３色は色度図上での色再現範囲がカラーフィルター方式の表示装置よりも広いなどの利点もあり、フィールド順次方式の表示装置の開発が急速に進んでいる。
【０００４】
文献１は従来のフィールド順次型の液晶表示装置である。図９にこの表示装置の波形図を示す。図９において、横軸は時間軸となり、（ａ）はＬＥＤの発光期間を、（ｂ）は液晶駆動のタイミング図を示す。図９（ｂ）において、１フィールドを書き込み期間Ｔ１、応答待ち期間Ｔ２、発光期間Ｔ３に分割している。書き込み期間Ｔ１では液晶表示パネルの各画素を順次走査し書き込んでいき、書き込んだ各画素の電気光学制御部材の例であるである液晶が応答する応答待ち期間Ｔ２を設け応答がある程度完了した後に図９（ａ）に示すように発光期間Ｔ３でＬＥＤ光源を発光している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１４４３５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来の技術には、書き込み不足による輝度低下やカラーシフトという課題がある。
図１０をもちいて詳細を説明する。図１０は電気光学制御部材の例である液晶素子の画素における画素容量と電圧の関係と透過率と電圧の関係図である。図１０において横軸は液晶素子に印加する電圧Ｖ（Ｖ）、縦軸は左側が透過率Ｔ（％）を右側が画素容量Ｃ（Ｆ）を示している。液晶の透過率は図１０の透過率特性８１のように電圧Ｖにより変化し、ノーマリ白表示であれば電圧Ｖの上昇に従い透過率特性８１のように透過率が減少していく。ここで、液晶パネルの透過率は、画素を駆動するスイッチング素子や配線により遮光される部分や偏光板によるロスなどで実際の透過率は光源の５〜１５％程度であるが、ここでは、この時の最小の透過率をＴ０とし、最大の透過率をＴ１と定義している。一方、画素の容量は液晶に印加する電圧に依存し、図１０に示す容量特性８２の特性を有する。容量特性８２は、電圧Ｖの上昇にしたがい容量が増えていく。この容量変化は非常に大きく透過率が最小となるＴ０の時の容量Ｃ０は最大の時のＴ１の容量Ｃ１にくらべて約３倍以上大きくなる。
【０００７】
この容量の変化は液晶素子への書き込み不足という現象を招いてしまう。この現象について説明する。今、従来のフィールド順次型において画素を緑表示する場合を考える。図９のタイミングチャートにおいて、３色のＲＧＢ光源はＲ、Ｇ、Ｂの順番で各サブフィールドの点灯期間で点灯している。この場合に特定の画素を１００％の緑（Ｇ）表示する場合には、画素の透過率をＲ（赤）とＢ（青）のサブフィールドでは最小のＴ０で駆動し、Ｇは最大のＴ１で駆動すればよい。
【０００８】
このときの画素の電圧と透過率の様子を図９（ｃ）と図１０を用いて説明する。図９（ｃ）において、横軸は時間軸となり、Ｇ１はゲート線Ｇ１への印加電圧、Ｓ１はソース線Ｓ１への印加電圧を示し、Ｐ１は交点の液晶画素における液晶容量の充電電圧を示す。今、緑１００％表示する場合には、画素の透過率をＲとＢのサブフィールドでは最小のＴ０で駆動し、Ｇは最大のＴ１で駆動すればよい。したがって、図９（ｃ）のＧ１が選択された時点の充電電圧Ｐ１は、透過率Ｔ０時の電圧Ｖ０が充電されている。ゲート線Ｇ１が選択されるとソース線Ｓ１の電圧Ｖ１が液晶のコンデンサ成分に充電されはじめ、ゲート線Ｇ１の選択が終わるまでに充電電圧はＶ１に到達する。この充電されたＶ１に反応して液晶が応答するが、この応答に伴い、画素の容量が徐々に小さくなるため、充電電圧はＶ１から徐々に上昇し、Ｇサブフィールドの最後には充電したＶ１はＶ０．６になってしまっている。この現象がどのように透過率に影響するかを図１０を再び参照して説明する。図１０において、Ｇのサブフィールドに先立つＲのサブフィールドでは、Ｇのサブフィールドで表示される画素が透過率最小のＴ０になっているので、図１０のＰＳ点で示される透過率Ｔ０時の電圧Ｖ０が画素に充電されており液晶の容量は容量特性８２からＣ０となる。続くＧのサブフィールドでは最大透過率Ｔ１にするために画像書き込み期間ＴＷの期間に画素にＶ１の電圧を充電する。その後、画素の液晶が応答し始め、透過率が徐々にＴ１に近づいていく。ところがこれに伴い画素の容量も変化してしまう。この点を図１０のＰＥ点に示すと、画素の容量は容量曲線８２にしたがって透過率の上昇とともにＰＥ点まで低下していく。この容量低下に伴い、書き込み期間に充電した電圧Ｖ１は液晶画応答してＬＥＤが発光する時点ではＶ０．６まで上昇してしまっている。つまり、Ｖ１の電圧がサブフィールド期間中に保持されず、最終到達電圧ＨがＶ０．６になってしまう。したがって、画素の透過率もＴ１ではなくＴ０．６となってしまう。透過率Ｔ０．６はＴ１の透過率よりも低いため、Ｇ表示の輝度が減少してしまうことになる。
【０００９】
Ｇサブフィールドに続くＢサブフィールドでも同様の現象が生じる。Ｂサブフィールドでは画素の透過率をＴ０にするために書き込み期間においてＶ０の電圧を充電する。その後、画素の液晶が応答し始め、透過率が徐々にＴ０に近づいていく。ところがこれに伴い画素の容量が上昇するため、書き込み期間に充電したＶ０は減少し、Ｖ０よりも低い電圧Ｖ０．４になる。これにより、画素の緑表示は各サブフレームの透過率がＲサブフレームではＴ０、ＧサブフレームではＴ０．６、ＢサブフレームではＴ０．４となる。これは、理想の緑表示に比べて、緑の輝度が減少し、Ｂサブフレームで青光源の透過量が上昇しているため、彩度が落ちた緑表示になってしまっている。
【００１０】
この現象は赤や青の表示でも同様のことがいえる。さらに、すべてのフレームで同一の電圧を充電する無色表示以外において、この現象が発生してしまう。その現象は、それぞれ直前のサブフレームの表示状態に依存するため、それぞれの色でことなる現象となる。これは、カラーシフトと呼ばれる現象であり、表示画像の色調がずれてしまい表示画像の品質を大きく損なうことになる。
【００１１】
このように従来技術には、画素の液晶の容量変化による書き込み不足による輝度低下、彩度の低下、カラーシフトが発生するという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明による表示装置は、一つのフィールドを複数のサブフィールドで構成し、異なる波長特性を持つ複数の光をサブフィールドの少なくとも一部の期間で異なるように発光する光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素に選択駆動するスイッチング素子を有する表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素素子を順次選択駆動して前記表示パネルに画像を書き込む画像書き込み期間を前記サブフィールド期間中に少なくとも２回設けることを特徴とする。
【００１３】
さらに、前記画像書き込み期間と前記画像書き込み期間の間に画素応答待期間を設けることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記画素応答待期間は前記画素が完全に応答し透過率または反射率がほぼ安定する時間の３０％以上確保することを特徴とする。
【００１５】
さらに、前記画像書き込み期間は前記表示パネルの行方向に順次走査して選択することを特徴とする。
【００１６】
さらに、前記画像書き込み期間は前記表示パネルの列方向に順次走査して選択することを特徴とする。
【００１７】
さらに、前記画像書き込み期間は前記表示パネルの行、または列方向にランダムに選択することを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記サブフィールドの開始から１回目の前記画像書き込み期間に対して、２回目以降の前記画像書き込み期間が短いことを特徴とする。
【００１９】
さらに、前記サブフィールドの開始から１回目の前記画像書き込み期間に対して、２回目以降の前記画像書き込み期間は徐々に短くすることを特徴とする。
【００２０】
さらに、前記画像書き込み期間の一部は前記サブフィールド期間の前記光源の発光中に
設けることを特徴とする。
【００２１】
さらに、前記画像書き込み期間に一つの前記画素に印可する電圧は、サブフィールド期間内のいずれの前記画像書き込み期間においても同一であることを特徴とする。
【００２２】
さらに、前記画像書き込み期間に前記画素に印可する電圧は、該当するサブフィールドにおける前記光源の発光色に対応する画像情報から生成することを特徴とする。
【００２３】
また上記課題を解決するために本発明による表示装置は、異なる波長特性を持つ複数の光を少なくとも一部の期間で異なるように発光できる光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素と前記画素に選択駆動するスイッチング素子からなる表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素を順次選択駆動して前記表示パネルに画像を書き込むフレーム期間が連続してなり、前記フレーム期間の複数フレームで同一の色画像を表示し、つづく前記フレーム期間の複数フレームの間前記色画像に対応する発光色の光源を点灯することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように、本実施の形態によれば、液晶の例のような電気光学制御部材に見られるような電気光学制御部材の応答による書き込み不足を補うことができ、白表示の時と青または緑または赤の単色表示の時の表示パネルの透過率がほぼ等しくなり、カラーシフトを軽減することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明は、一つのフィールドを複数のサブフィールドで構成し、異なる波長特性を持つ複数の光をサブフィールドの少なくとも一部の期間で異なるように発光する光源部と、該光源部から発光する光の反射量または透過量を制御する複数の画素に選択駆動するスイッチング素子を有する表示パネルを有し、前記スイッチング素子により前記画素を順次選択駆動して前記表示パネルに画像を書き込む画像書き込み期間を前記サブフィールド期間中に少なくとも２回設けることを特徴とする表示装置であり、さらに前記画像書き込み期間と前記画像書き込み期間の間に画素応答待期間を設けることを特徴とする請求項１記載の表示装置である。
【００２６】
以下、図面を使用して本発明の実施例である液晶表示装置の説明をする。
【実施例１】
【００２７】
図１から図６は本発明の実施例１に係わる図面である。
本発明のフィールド順次型の表示装置の実施例を図３に示す。本発明では、異なる波長特性の光を発光しそれぞれ独立に制御可能な複数のカラー光源からなる光源部１を有する。本実施例では、フルカラーの表示が可能な形態を示している。そのために、本実施例では、赤ＬＥＤ４、緑ＬＥＤ５、青ＬＥＤ６の３色のカラーＬＥＤを導光板３の側面に配置してなる光源部１を有する。光源部１は光源駆動回路８によって駆動される。
【００２８】
また、本発明では、光源部１が発光する光を制御する画像表示部を有する。本実施例では、薄くて表示性能の良いとのことから、液晶パネル２を用いている。さらに、液晶パネル２はコントラストの高いマトリクス表示が可能なＴＦＴによるアクティブ駆動を用いている。また、液晶パネル２は画像制御回路７により画像データの転送や画素への書き込みなどのタイミングが制御される。
【００２９】
図２に本実施の液晶パネル２を示す。図２の液晶パネル２は２枚の基板の間で液晶分子
を９０度ツイストしてなり、上下の偏光板はノーマリ白モードに設定した。基板上には各画素に一つのＴＦＴ素子２０を配置し、それぞれのゲート線Ｇ１〜Ｇ３とソース線Ｓ１〜Ｓ３を引き出している。ＴＦＴ素子２０のドレイン線には液晶素子２１がそれぞれ接続されている。この液晶素子２１は、ＴＦＴ素子２０のドレイン線と接続される透明電極と、対向する基板の間に狭持する液晶層からなる。ここでは応答速度が３ｍｓの液晶を用いた。一般に液晶分子は配向状態により容量値が変化するが、この液晶素子２１の場合は、液晶への印可電圧が０Ｖのときの１画素当たりの容量が０．３ｐＦで電圧印可して液晶分子が立った状態の時には１画素当たりの０．９ｐＦと変化する。
【００３０】
図１に本実施の形態の各信号の波形を示す。図１の（ａ）には光源部１を構成する各色のＬＥＤの発光タイミングを示している。  図１において、１フィールドは３つのサブフィールドからなり、赤ＬＥＤを点灯するＲサブフィールドｆｒ、緑ＬＥＤを点灯するＧサブフィールドｆｇ、青ＬＥＤを点灯するＢサブフィールドｆｂからなる。人間の目の時間軸方向の積分効果を利用してカラー表示するためにフィールド周波数（図中ｆｉｅｌｄ）は６０Ｈｚに設定している。
【００３１】
本実施例のサブフィールドは第１の画像書き込み期間Ｔｗ１、液晶応答待期間Ｔｒ、第２の画像書き込み期間Ｔｗ２、ＬＥＤ発光期間Ｔｄの４つの期間からなる。第１の画像書き込み期間Ｔｗ１は、サブフィールドの点灯光源色に対応する画像を表示するために画像データに対応して液晶素子２１を書き込む期間である。実際には液晶パネル２のゲート線Ｇ１からＧ３までを第１の画像書き込み期間中に順次選択している。液晶パネル２のソース線Ｓ１の駆動波形は第１の画像書き込み期間で各サブフィールドにおける発光色に対応した画像データにしたがって設定された電圧をゲート線駆動波形に同期して出力している。たとえば、図１（ｃ）は液晶表示装置のＧ１とＳ１の交点の画素２１に緑色を表示し、それ以外の画素は黒表示を行う場合のＧサブフィールドｆｇにおけるゲート線Ｇ１とソース線Ｓ１の波形及び画素２１の電圧波形Ｐ１を示している。ＧサブフィールドｆｇではＧ１の選択タイミングで白レベルの電圧値Ｖ１をソース線に印加し、ＧｎのタイミングではＶ０をソース線に印加している。
【００３２】
第１の画像書き込み期間Ｔｗ１の後の液晶応答待期間Ｔｒは第１の画像書き込み期間Ｔｗ１に書き込まれた液晶素子がある程度応答するまでの時間を確保するために設定している。それにつづく第２の画像書き込み期間Ｔｗ２は第１の画像書き込み期間Ｔｗ１と同様の書き込みを行う。図１（ｃ）のゲート線駆動波形Ｇ１と図１（ｃ）のソース線駆動波形Ｓ１は第１の画像書き込み期間Ｔｗ１と第２の画像書き込み期間Ｔｗ２とで同様の電圧値になっているが電圧値を異ならせても良い。
【００３３】
これら各期間の具体的な設定理由と時間について説明する。ＲＧＢの各サブフィールド期間は既述のように１フィールドが６０Ｈｚであるので１サブフレームの期間は５．５６ｍＳである。Ｇ１からＧｎまでの第１の画像書き込み期間Ｔｗ１は１ｍＳに設定している。この時間はＴＦＴ素子のドレイン電流Ｉｄの性能にしたがって決定する。本実施の形態では、液晶の応答速度３ｍＳを考慮したときの光源の発光期間をできるだけ稼ぐためにＴＦＴ素子のドレイン電流Ｉｄを調整してドレイン電流を増加している。また、液晶応答調整期間Ｔｒは１ｍＳに設定した。この理由は、本実施の形態で用いた液晶の応答時間が３ｍＳであり、この発明の効果を有効に得るために第１の画像書き込み期間Ｔｗ１の１ｍＳとあわせて２ｍＳとして液晶応答時間３ｍＳの６０％以上になるように設定した。なお、第２の画像書き込み期間Ｔｗ２は１ｍＳに設定している。ＬＥＤ点灯期間Ｔｄはそれぞれ２．５６ｍＳとしている。
【００３４】
本発明と従来技術との大きな相違点は、図１（ｂ）において、第１の画像書き込み期間Ｔｗ１の後に、液晶応答調整期間Ｔｒを設け、さらにその後に第２の画像書き込み期間Ｔ
ｗ２を設けているところである。
【００３５】
これにかかわる動作について図１と図４を用いて詳細を説明する。今、図２の液晶パネル２のＧ１とＳ１の交点の画素Ｐ１に注目する。図１（ｃ）はこの画素を駆動するＴＦＴ素子に印加するゲート線とソース線の駆動波形である。
緑を表示するためには、ＲサブフィールドｆｒとＢサブフィールドｆｂでの赤Ｒと青Ｂの光源からの光を透過させるあるいは遮光するための画素の透過率が最小の透過率最小Ｔ０に設定し、Ｇサブフィールドｆｇでは緑Ｇの光源を透過するために透過率最大のＴ１に設定すればよい。図４に液晶素子２１の透過率対電圧特性４１を示す。この図から、透過率最小のＴ０にするには駆動電圧Ｖ０を印加し、透過率最大のＴ１に設定するには透過率の駆動電圧Ｖ１を印加すればよい。これに従い、画素２１を緑表示することを示している図１（ｃ）では、ＲフィールドｆｒとＢフィールドｆｂの第１の書き込み期間Ｔｗ１において駆動電圧Ｖ０を印可し、Ｇフィールドｆｇでは駆動電圧Ｖ１を印加している。続く液晶応答調整期間Ｔｒは液晶が６０％以上応答するのに要する時間だけ液晶素子２１を保持する必要があるため、図２のゲート線駆動電圧Ｇ１〜Ｇｎはオフ電圧を保っている。つづく第２の書き込み期間Ｔｗ２においても第１の書き込み期間Ｔｗ１と同様にＲフィールドｆｒとＢフィールドｆｂでは駆動電圧Ｖ０を印加し、Ｇフィールドｆｇでは駆動電圧Ｖ１を印可している。
【００３６】
このときの画素２１の液晶素子の透過率変化について図４を用いて説明する。図４に液晶素子２１の容量対電圧特性４２と透過率対電圧特性４１を示している。図４において、Ｒサブフィールドｆｒの第１の書き込み期間Ｔｗ１と第２の書き込み期間Ｔｗ２では駆動電圧Ｖ０を印加しているのでＧサブフィールドｆｇに移行する時点では液晶が応答し透過率はＴ０になっている。この時点を図４の開始点Ａで示す。このときの液晶画素容量Ｃ０は０．９ｐｆである。次にＧサブフィールドｆｇでの第１の書き込み期間Ｔｗ１では、透過率をＴ１にするために、駆動電圧Ｖ１を印可する（点Ｂ）。このとき、液晶素子には電圧Ｖ１が液晶の容量成分のコンデンサＣに充電されることになる。
しかし、液晶素子は先に述べたように液晶分子が誘電率異方性を有するため、充電時の液晶容量はＣ０であるが、図４の容量特性４２に示すように電圧Ｖ１が書き込まれた後に徐々に液晶素子２１が応答すると液晶容量はＣ１に向かって徐々に減少していく。そして、第２の書き込み期間Ｔｗ２に達したときの電荷量は次のようになる。ここで、電荷量はＴＦＴ素子により電流経路が遮断されているため保存されている。
Ｖ１を書き込んでも、図４の点Ｃに示すように第２の書き込み期間Ｔｗ２の開始時点ではＶ０．６まで上昇している。
【００３７】
つぎに、第２の書き込み期間Ｔｗ２では、透過率Ｔ１に相当する駆動電圧Ｖ１が再度印加される（点Ｄ）。このとき、液晶素子には電圧Ｖ１が再充電されることになる。
この第２書き込み期間Ｔｗ２でも同様に図４に示すように電圧Ｖ１が書き込まれた後に徐々に液晶素子が応答すると液晶容量は徐々に減少していく。ＬＥＤの点灯期間の開始に到達したときの電荷量は次のようになる。ＴＦＴ素子により電流経路が遮断されているため電荷が保存されているので、
２回目の書き込みでＶ０．６からＶ０．９に電圧が変化し、所望の書き込み電圧であるＶ１にほぼ到達していることがわかる。したがって、図４において、ＬＥＤ点灯開始時の透過率もＴ０．９であり、Ｔ１にほぼ等しくなっている。
【００３８】
このように、２回目の書き込み期間Ｔｗ２で書き込むことで、１回目の書き込み期間Ｔｗ１後の容量変化による書き込み不足を補い、所望の電圧に書き込むことができている。
【００３９】
本発明では、書き込み回数を２回にして液晶応答待期間を設けている。書き込み回数を増やせば、さらに書き込み電圧を所望の書き込み電圧まで近づけることが出来るが、実際
には書き込み期間にある程度の時間がかかるため、多くても３回が限度である。図５に書き込み回数対最終到達輝度のグラフを示す。このグラフは、図１の駆動波形で書き込み回数を増やした場合にＧサブフィールドの終了時点の輝度を示している。書き込み回数が多いほどＶ１に近くなることがわかるが、３回の書き込みでほぼＶ１に到達していることが分かる。
【００４０】
また、本発明では液晶応答待ち期間を設けている。図６は書き込み回数を２回にした場合に液晶応答待期間Ｔｒを変化させたときの最大輝度のグラフである。液晶応答待期間Ｔｒを０ｍｓに設定した場合に輝度は図６のＴ０．７となり、液晶応答待期間Ｔｒを増やしていくと輝度が上昇し約２ｍＳで最大の９０％（Ｔ０．９０）に達し、その後液晶の応答期間Ｔｒを増しても最終到達輝度は減少する。したがって本発明で液晶応答待期間を設定したことで最終到達輝度を高くできていることがわかる。なお、この結果は今回使用した液晶の応答速度３ｍＳの場合の結果であり、使用する液晶の応答速度、書き込み期間、ＬＥＤの発光期間の設定により液晶応答待期間は微調整が必要になる。
【００４１】
このように本発明は、光源と対向する基板の間に電気光学制御部材の実施例である液晶が配設された表示パネルの実施例である液晶パネルを有し前記液晶パネルの液晶を線順次的に電気的な制御をすることで透過光又は反射光を制御する表示装置の実施例である液晶表示装置において、画像を表示するための第１の期間の実施例である１のフィールドの期間が複数の期間に分けられてなる第２の期間の実施例であるサブフィールドの期間の内には光源を点灯する期間と少なくとも光源が点灯する前に前記液晶を制御するための信号を書き込む書き込み期間を有し前記サブフィールドの期間の内に於いて前記信号書き込み期間を複数期間設けた表示装置である。さらに本発明は、前記サブフィールドの期間の内に於ける複数の前記信号書き込み期間の隣り合う前記信号書き込み期間の間には、前記電液晶の応答待ち期間を設けた表示装置である。
【００４２】
また、本実施の形態では光源にＬＥＤを用いたが、冷陰極管や有機ＥＬを用いた場合でも同様に実施することで全く同じ効果が得られる。
【実施例２】
【００４３】
本発明の２番目の実施例について図７を用いて説明する。図７は本実施例のタイミングチャートである。本実施例が実施例１と異なる点は、第２の書き込み期間ＴＷ２が第１の書き込み期間ＴＷ１よりも短い点である。図７において、第１の書き込み期間ＴＷ１は前段のサブフレームの状況により、最大Ｖ０からＶ１までの電圧を書き込む必要がある。したがって、図２の液晶パネル２のＴＦＴ素子２０のＶＤ−ＩＤ特性を考慮してＶ０からＶ１に充電できるに十分な期間を設定する必要がある。しかし、第２の書き込み期間ＴＷ２では、すでに充電されて液晶が応答した後の容量変化による差分のみを再充電できればよいため、ＴＷ１よりは短い期間でも構わない。図７では応答後の電圧Ｖ０．６からＶ１に充電すればよいため、第２の書き込み期間ＴＷ２は第１の書き込み期間ＴＷ１の４０％の期間に設定している。
【００４４】
第２の書き込み期間ＴＷ２が短くなることで、１画面を書き終わるタイミング（第２の書き込み期間ＴＷ２の終了時点）も早くなり、液晶の応答が完了する時点も早くなる。したがって、ＬＥＤ発光期間Ｔｄをより長く設定することが可能になり、より明るい表示が可能となる。
【００４５】
また、本実施例では書き込み回数が２回の場合を示したが、書き込み回数が３回以上の場合には、１回目より２回目の書き込み期間を短く設定し、２回目より３回目を短く設定し、徐々に書き込み期間を短く設定することが出来る。これも上記理由と同様に、書き込み回数に伴い容量による不足電圧が減少していくために徐々に書き込み期間を短く設定す
ることが出来る。
【実施例３】
【００４６】
本発明の２番目の実施例について図８を用いて説明する。図８は本実施例のタイミングチャートである。図８（ａ）において、Ｔｆで表される期間は、図２の液晶パネルのゲート線を順次走査して画像を書き込んで表示するフレーム期間Ｔｆである。このフレーム期間Ｔｆは連続しており、実施例１の液晶応答待期間に相当するような非書き込み期間も存在しない。このようなフレーム期間Ｔｆが連続してなる駆動は、従来のＴＦＴ素子を用いたアクティブ駆動方式でよく用いられており、多くのメーカから駆動ＩＣなどが販売され、入手も容易である。
【００４７】
本実施の形態ではこの駆動ＩＣを用いて、フィールド順次カラー表示を行う。図８（ｂ）にＬＥＤの発光タイミングを示す。ＬＥＤの発光は、フレーム期間Ｔｆの３回分の期間発光し、フレーム期間Ｔｆの３回毎にＲＧＢの発光色を切り替えている。
【００４８】
各フレームでの書き込む画像データのタイミングを図８（ｃ）に示す。ＲＬＥＤが発光する３フレーム前のフレームからＲＬＥＤが発光を終了する時点のフレームまではＲの画像を書き続けている。同様にＧとＢも発光の３フレーム前から発光が終了するまで各色のデータを繰り返し書いている。
【００４９】
このように駆動することでＲＧＢの各ＬＥＤの発光に同期して各色の画像を液晶パネル２に表示できるため、フィールド順次カラー表示が可能となる。
さらに本実施例２では連続するフレームで同一のカラー画像を書き込んでいるため、実施例１と同様に液晶容量の応答による電圧不足を補っている。
【００５０】
一方、液晶パネルの駆動に必要な消費電力は、書き込み期間が２回の実施例１に比べると書き込み回数が連続して６回になっているため比例して多くなってしまう。しかし、実施例１では特殊な駆動のため専用のドライバが必要であったが、本実施例２では多くのメーカから販売されている市販の駆動ＩＣが使用できるため、様々なパネルサイズや画素数に対応でき、コストメリットも大きい。
【実施例４】
【００５１】
本発明は、先に述べた如く反射機能を有するＦＳＣ型液晶表示装置にも適用でき、前記効果を得られる。そこで以下に本発明で用いるＦＳＣ型液晶表示装置であり反射型液晶表示装置でもある表示装置の部分説明図である図１１を用いて、本発明の反射機能を有するＦＳＣ型液晶表示装置の説明を以下にする。
【００５２】
液晶表示パネルとして、高精彩な反射型液晶表示パネルが最近になり注目されている。
これは、ＬＣＯＳ（ＬＣｏｎＳｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれ、シリコン基板に形成されたミラー型の画素電極上に直接液晶層を配置して入射光の偏光面を画素の表示状態に応じて変調して反射させることにより画像を表示するものである。
【００５３】
このような反射型液晶表示パネルを用いてさまざまな画像表示装置が提案されいている。
照明からの照明光束を反射してレンズ越しに直視する直視型のものや照明光束を反射してレンズでスクリーンに拡大投影する投写型のものなどがある。
これらの反射型画像表示装置の光学系としては、照明光束と画像光束（投影光束）の分離方式により２つのタイプに分けられる。その一つは、照明光束と画像光束を偏光ビースプリッターで分離する光学系である。光学系を同軸構成にすることはできるが、光学素子数の増加による装置の大型化、高コスト化を招く。
【００５４】
一方、もう一つの光学系として、本実施例のＦＳＣを用いることにより光学素子数を削減し、ＲＧＢの光源光束に切り替えることにより液晶パネルを一つで構成できるようになる。これにより装置全体の小型化が可能となり、直視型ではデジタスチルカメラやビデオカメラなど携帯機器のビューファインダとしての応用が可能となり、投射型では携帯が可能なプロジェクタ装置が実現できる。
図１１に実施例３の光学系を示す。照明光束５１を反射型液晶表示素子５６に対して斜めに入射させ、反射型液晶表示素子５６からの画像光束５７を斜めに取り出している。
反射型液晶表示素子５６の斜め前方下方には偏光子５３が配置され、反射型液晶表示素子５６の斜め前方上方には検光子５４が配置され、反射型液晶表示素子５６、偏光子５３が配置される光軸上前方に照明ランプ５０が配置され、反射型液晶表示素子５６、検光子５４が配置される光軸上前方に投影レンズ５２が配置され、照明ランプ５０は、時間軸で順次点灯を切り替えるＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光源からなり照明光束５１は偏光子５３を通って所定の直線偏光、例えばＰ偏光にされて反射型液晶表示素子５６に斜めに入射し、その画素の表示状態に応じて偏光状態が変化した画像光束５７が反射型液晶表示素子５６から正反射方向に射出し、検光子５４を通ることにより画素の表示状態に応じた強度変調光束になり、その画像は投影レンズ５４により図示していないところのスクリーン上等に拡大投影表示される。
このような構成を為す実施例４に第１の実施例と同様にＲＧＢの光源（図１１で、赤ＬＥＤ４、緑ＬＥＤ５、青ＬＥＤ６の３色のカラーＬＥＤ）の発光期間を調整することによりＬＣＯＳの反射型液晶表示素子５６の応答時間に影響されることなく適切にホワイトバランスを調整することができる効果を有するのが本実施例４である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施例における液晶表示装置のタイミングチャートである。
【図２】本発明の第１の実施例における液晶パネルの構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例におけるブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例の液晶素子の電圧対透過率と電圧対容量特性である。
【図５】本発明の第１の実施例における書き込み回数対透過率特性である。
【図６】本発明の第１の実施例における液晶応答待期間対透過率特性である。
【図７】本発明の第２の実施例における動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３の実施例における液晶表示装置のタイミングチャートである。
【図９】従来技術における液晶表示装置のタイミングチャートである。
【図１０】従来技術における液晶素子の電圧対透過率と電圧対容量特性である。
【図１１】本発明で用いるＦＳＣ型液晶表示装置であり反射型液晶表示装置でもある表示装置の部分説明図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      光源部
２      液晶パネル
３      導光板
４      赤ＬＥＤ
５      緑ＬＥＤ
６      青ＬＥＤ
７      画像制御回路
８      光源駆動回路
２０    ＴＦＴ素子
２１    液晶素子
４１    透過率対電圧特性
４２    容量対電圧特性
【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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【図１０】
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【図１１】
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