(57)【要約】【課題】  スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの隣り合う分割駆動エリア間の境界での混色発現を防止でき、さらに液晶の応答時間を確保しながらバックライトの点灯時間を最大にして、色ムラを押さえながら輝度を向上させうる同ディスプレイの駆動方法および装置を提供する。【解決手段】  フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイを画面分割して駆動するにあたり、分割エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらすこととした。バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分すなわちバックライトの各列に対応するエリア部分の少なくとも１つ分ずらすことが好ましく、さらに、同じブロックに該当する液晶画素を上下二段等複数に分けて扱い、タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理してずらすことがより好ましい。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイを画面分割して駆動するにあたり、分割エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらすことを特徴とする、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項２】
バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間以上に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分すなわちバックライトの各列に対応するエリアの少なくとも１つ分ずらすことを特徴とする、請求項１記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項３】
同じブロックに該当する液晶画素をさらに上下二段等複数に分けて扱い、前記書込タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理することを特徴とする、請求項２記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
【請求項４】
フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイを画面分割して駆動する装置に、分割エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらす手段を設けたことを特徴とする、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。
【請求項５】
前記手段は、バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間以上に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分すなわちバックライトの各列に対応するエリアの少なくとも１つ分ずらすものであることを特徴とする、請求項４記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。
【請求項６】
前記駆動装置は、同じブロックに該当する液晶画素をさらに上下二段等複数に分けて扱い可能であり、前記手段は、書込タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理可能であることを特徴とする、請求項５記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（略号：ＬＣＤ）は画面平坦性および低消費電力性のゆえに、種々の情報を表示するモニタとして汎用されている。近年、情報の高品質化、高密度化に伴い、ＬＣＤには高密度表示画素が要求されている。しかし、通常のカラーフィルタ型ＴＦＴ−ＬＣＤでは、一表示画素がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ(青)の各カラーフィルタにそれぞれ対応させた計３サブ画素で構成されるので、高密度表示画素とするのは難しい。これに対し、フィールドシーケンシャルカラーＬＣＤでは、カラーフィルタは用いず、１フレームをＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応させた３フィールドに時分割し、１画素にＲ、Ｇ、Ｂの各色を順次表示するので、高密度化が可能である。さらに、カラーフィルタによる光吸収がない分、明るく表示できる長所もある（非特許文献１）。また、データドライバの個数はカラーフィルタ型の３分の１で済むから製造コストは低い。また、バックライトをＬＥＤで構成すればホワイトバランス調節が容易で色純度にも優れる（非特許文献２）。
【０００３】
アクティブマトリクスフィールドシーケンシャルカラーＬＣＤを駆動するためには、データ書込、液晶応答およびバックライト点灯時間の駆動スケジュールが重要である。式（１）に示されるように、１フィールド時間１/（３ｆ）以内に全画面のデータ書込、液晶応答およびバックライト点灯を終える必要がある。
１/（３ｆ）＝ｔTFT＋ｔLC＋ｔBL  ‥‥（１）
ここで、ｆ：フレーム周波数（１秒間当たりのフルカラー表示画像枚数）、ｔTFT：全画面スキャン時間、ｔLC：液晶応答時間、ｔBL：バックライト点灯時間である。式（１）より、ｔTFTが短ければそれだけｔLCは長くとれる。しかし、アモルファスＳｉ（ａ‐Ｓｉ）  ＴＦＴではｔTFTをあまり小さくはできないので、ｔLCに十分な時間がとれず、上から順にデータ書込がなされる画面の上部では液晶応答が完了していても下部では液晶応答の途中の段階でのバックライト点灯となり、その結果、画面の上部と下部で不均一が生じる。
【０００４】
このような難点の解決法として、ｔLCの短縮としてはＯＣＢ（光学補償ベンド）液晶セル等の応答の速い液晶で対応できることが知られている。ｔTFTの短縮としては、ａ‐Ｓｉ  ＴＦＴの代わりに低温ポリＳｉ（ｐ‐Ｓｉ）  ＴＦＴを用いて駆動する手段も知られているが、大画面への適用は難しい。そこで実効的にｔTFTを短縮する手段として、バックライトを縦方向にＮ分割し、上から順にデータ書込の終わった画素領域に対応する分割バックライト領域を点滅させるスキャンバックライトと呼ばれる方式が知られている。スキャンバックライトを用いたフィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイ方法では、駆動スケジュールが満たすべき条件は、式（２）に示されるようになり、ｔTFTがＮ分の１に短縮するから、前記ｔLCの短縮と併せればｔBLに十分な時間を取ることができるようになる（非特許文献１）。
１/（３ｆ）＝ｔTFT/Ｎ＋ｔLC＋ｔBL  ‥‥（２）
このスキャンバックライト方式では、分割されたバックライトの各ブロックが、対応する画素領域以外を照らさないようにしなければならない。そのためにはブロック間に光を通さない境界を設ける必要があるが、液晶セル透過後前面から見た場合見る角度によってはこの境界が暗線あるいは輝線として見えてしまうため、現実的には隣接するブロックへ光をにじませてこの境界を見えなくする手法が取られている。すなわちバックライトはＮ個に分割されているが、各ブロックは隣接するブロックに対応する画素も若干照らすことになる。なお、フィールドシーケンシャルカラー方式におけるスキャンバックライト方式では、この隣接ブロックへの横漏れは、厳密に制御されなければならない。なぜならば、もしこの横漏れが隣接ブロックにだけ留まるのではなく、画面最下部ブロックから最上部ブロックへ達する程であった場合、フィールドシーケンシャルカラー方式では画面の下の方でＲを光らせている時に、画面上部では次のフィールドであるＧを光らせるようなタイミングが存在するので、Ｒであるべき画素がＧでも、Ｇであるべき画素がＲでも照らされてしまうという、好ましくないフィールド間混色が起きてしまうからである。
【０００５】
一方、カラーフィルタ型ＬＣＤでは、画面が大きくて、その上から下までデータを書込むためには時間がかかりすぎる場合、画面を上下に二分割し、上画面と下画面とを同時に駆動することで書込時間を短縮する方法が採用される。この画面分割駆動方式において、フレームメモリから読み出した表示データとそれに対応する他方の画面の表示データをビデオ入力部より入力し、二分割された画面のそれぞれの表示データとして液晶画面に出力するようにし、一方、データを読み出したアドレスには、その入力した表示データを書き込むようにすることで、一画面の画素数に対応する記憶容量の１/２の容量のメモリで液晶画面表示することができる（特許文献１）。
【非特許文献１】Ｎ．Ｋｏｍａ，Ｔ．Ｍｉｙａｓｈｉｔａ，Ｔ．Ｕｃｈｉｄａ，Ｎ．Ｍｉｔａｎｉ：ＳＩＤ  ００  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ６３２−６３５（２０００）
【非特許文献２】Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ，Ｔ．Ｍａｋｉｎｏ，Ｈ．Ｉｎｏｕｅ：ＳＩＤ  ００  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐ１１７６−１１７９（２０００）
【特許文献１】特開平５−３５２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フィールドシーケンシャルカラーＬＣＤにおいても、画面を大きくする場合、画面分割駆動方式を採用することで応答の遅れを補うことができる。すなわち画面を縦方向に複数のエリア、例えば上下二エリアに分割し、それぞれ同時に駆動することにより、１フィールド当たりの書込時間を短縮できる。また、バックライトには縦方向にＮブロックに分けたスキャンバックライトを用い、エリアごとに上から順に書込済みの画素領域に対応するブロックのバックライトを点灯することで、書込時期が後になる画素領域の液晶応答に余裕をもたせて、不均一を解消することができる。
【０００７】
しかし、スキャンバックライトを用いたフィールドシーケンシャルカラーＬＣＤに、単に画面分割駆動方式を導入するだけでは、隣り合う分割駆動エリア間の境界において混色が起る場合があるという問題がある。この問題は、バックライトのブロック境界の厚みをＴＦＴの画素境界の幅よりも薄く作り、液晶パネルとバックライトとの画素単位以下に及ぶ精密な位置合わせを行うことができれば解決可能であるといえるが、そのような精密な位置合わせは実際の製造プロセス上ではほとんど不可能である。また、実際は、隣り合うブロック間で若干光を横漏れさせることで、ブロック境界が見えてしまうのを緩和しているため、位置合せだけでは完全には解決できない。
【０００８】
そこで、本発明は、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの隣り合う分割駆動エリア間の境界での混色発現を防止でき、さらに液晶の応答時間を確保しながらバックライトの点灯時間を最大にして、色ムラを押さえながら輝度を向上させうる同ディスプレイの駆動方法および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】
【０００９】
本発明者らは、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイにおいて、ＲＧＢ点灯順番を分割駆動エリア間で同じくした場合、エリア境界で混色が生じることを見出し、この混色を回避する駆動方法を案出した。また、この混色あるいはさらに液晶が応答する前に点灯することによる色ムラを回避するため、液晶の応答時間を考慮しながら輝度向上のためバックライトの点灯時間を最大にする駆動方法を案出した。
【００１０】
すなわち、本発明は、次のとおりである。
（１）フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイを画面分割して駆動するにあたり、分割エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらすことを特徴とする、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
【００１１】
（２）バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間以上に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分すなわちバックライトの各列に対応するエリアの少なくとも１つ分ずらすことを特徴とする、（１）記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
【００１２】
（３）同じブロックに該当する液晶画素をさらに上下二段等複数に分けて扱い、前記書込タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理することを特徴とする、（２）に記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動方法。
また、本発明は、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の駆動方法の実施に好ましく用いうる、次の駆動装置である。
【００１３】
（４）フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイを画面分割して駆動する装置に、分割エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらす手段を設けたことを特徴とする、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。
（５）前記手段は、バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間以上に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分すなわちバックライトの各列に対応するエリアの少なくとも１つ分ずらすものであることを特徴とする、（４）記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。
【００１４】
（６）前記駆動装置は、同じブロックに該当する液晶画素をさらに上下二段等複数に分けて扱い可能であり、前記手段は、書込タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理可能であることを特徴とする、（５）記載のスキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイの駆動装置。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画面分割駆動エリア間でＴＦＴ液晶画素のＲＧＢ書込順番およびバックライトのＲＧＢ点灯順番をずらすことにより、エリア境界での不適な混色をなくすことができる。さらに、バックライトの各ブロックの点灯タイミングに対し該当する液晶画素への書込タイミングを、書込スキャン位置に関して液晶応答時間以上に相当するブロック分、少なくとも１ブロック分ずらすことにより、液晶が応答している途中でバックライトが点灯してしまうことに起因する色ムラをなくすことができる。また、これに加えて、点灯タイミングと液晶画素書込タイミングのずらし量をブロック単位以下の時間でも管理することにより、液晶の応答時間を確保しながらバックライトの点灯時間を最大にして、色ムラを押さえながらディスプレイとしての輝度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔比較例〕
まず、スキャンバックライトを用いた分割駆動フィールドシーケンシャルカラー液晶ディスプレイにおいて、ＲＧＢ点灯順番を分割エリア間で同じくした場合、エリア境界で混色が生じることを、比較例に基づいて説明する。比較例では、説明のため液晶パネルの画面分割駆動は上下二分割駆動を想定し、バックライトは上下とも５ブロックずつ計１０ブロックあるものとする。バックライトの駆動条件は、周波数６０Ｈｚで、ＲＧＢ３色として、１フィールドの時間は５．６ｍｓであり、バックライトを縦方向に１０ブロック（左右方向を長手として１エリアあたり５段）配置されるものとする。また、ブランキングの時間を含めてデューティ比（＝点灯時間/１フィールド時間×１００（％））が４０％であると仮定すると、各ブロックの１フィールド時間内の点灯時間は２．２ｍｓであり、各エリア５ブロックあるので、これは同時に２個のブロックが点灯していることに相当する。
【００１７】
図１は、比較例の駆動方法を示すダイアグラムである。図１において、縦軸は、バックライトの各ブロックに対応する画面上の位置を示す空間軸であり、第１〜５ブロックが上エリア、第６〜１０ブロックが下エリアをなす。横軸は、ブロックの点滅のタイミングに合わせて等間隔に分割した時間軸であり、このような分割単位をスロットと称する。この例の場合、１スロット＝１/１８０/５≒１．１ｍｓである。図中の各時空領域（ブロック番号とスロット番号とで特定される領域）内のＲＧＢの各符号はその時空領域を同号データが占めていることを表し、符号右側の「＊」はその時空領域に同号データが書き込まれつつあることを表し、白黒反転表示はその時空領域にバックライトが点灯されていることを表す。デューティ比＝４０％としているから、１エリア、１スロットあたり２個のバックライトが点灯する。
【００１８】
図１のように上下のエリアでＲＧＢ点灯順番を同じくした場合、画面上下分割駆動のエリア境界（第５，６ブロック間の境界）に着目すると、フィールド内のある期間（第０，５，１０，１５スロット）において隣り合うブロックで異なる色のバックライトが同時に点灯することがある。既に前提として述べたように、ブロック境界を見えなくするために隣接ブロックへ光が漏れ込むので、そのため不適な混色が発生し、ＲＧＢの純色以外のシアン（Ｇ×Ｂ）、マゼンタ（Ｂ×Ｒ）、イエロー（Ｒ×Ｇ）といった色が見えてしまう。
【００１９】
また、境界上下の片側のみでバックライトが点灯している場合でも、もう片方の液晶に違う色データを書込んでいると、前記光の横漏れやバックライトと液晶セルの組立て合わせずれによって、不適な混色が生じてしまう。
【実施例１】
【００２０】
図２は、実施例１の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、比較例において下エリアの点灯順番をＲ⇒Ｇ⇒ＢからＢ⇒Ｇ⇒Ｒに変更し、上下エリア間でバックライトの点灯順番にずれをもたせたものである。このような実施形態により、図示のように、境界上下の同時点灯時には同色点灯となり、混色は起らなくなる。
もっとも、このような実施形態では、境界上下の片側点灯がもう片側の異色データ書込と同期する機会は残存している（第１，６，１１スロット）ので、前記光の横漏れやバックライトと液晶セルの組立て合わせずれによって不適な混色および色ムラが生じてしまう問題は解消されない。
【実施例２】
【００２１】
図３は、実施例２の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、実施例１において同じスロット内の上下エリアでそれぞれ、バックライトの点灯タイミングに対し液晶への書込タイミングを少なくとも１ブロック分ずらしたものである。例えば第０スロットでは、上エリア第５ブロックのＢ点灯に対し１ブロック（第４ブロック）ずれた第３ブロックへのＲ書込が応じ、かつ下エリア第１０ブロックのＧ点灯に対し１ブロック（第９ブロック）ずれた第８ブロックへのＢ書込が応じている。このような実施形態によれば、図示のように、境界上下の同時点灯時に同色点灯となり、混色は起らなくなることに加え、境界上下の片側点灯がもう片側の異色データ書込と同期する機会が排除され、前記光の横漏れやバックライトと液晶セルの組立て合わせずれがあっても、不適な混色および色ムラは生じなくなる。
【００２２】
もっとも、このような実施形態では、バックライト点灯タイミングが１スロット早まることになるため、応答が比較的遅い液晶では、透過率遷移期間中に点灯し、色ムラの生じる虞がある。あるいはバックライトの点灯時間を短くしてディスプレイとしての輝度を下げるしかない。この問題がより深刻になる例を実施例３として示す。
【実施例３】
【００２３】
図４は、実施例３の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、実施例２においてバックライトの列数を５列から４列に変えたものである。図示のように書込直後にバックライトが点灯するため上記のような色ムラは避け難いものとなる。これを避けるために、液晶への書込タイミングとバックライトの点灯タイミングとの間には少なくとも１スロットの余裕をとることが望ましい。
【００２４】
このような余裕をとるためには、同じブロックに該当する液晶画面をさらに上下二段等に分けて、ブロック単位よりもさらに細かく液晶の駆動タイミングをずらすのが好適である。この方法によれば、デューティ比を大きくしてバックライト点灯時間を延ばそうとしたとき、前記余裕がとりやすくなるので、ディスプレイとしての輝度を上げるのが容易となる。
【実施例４】
【００２５】
図５は、実施例４の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、実施例２において同じブロック内の上半分に対し下半分の書込タイミングを０．５スロット未来側にずらしたものである。このとき、点灯タイミングも０．５スロット単位で制御できる。もっとも液晶の応答立上り時間が１スロット（この場合約１．１ｍｓ）以内である場合、実施例２との間に効果の差はない。しかし、液晶の応答立上り時間が１スロットを超える場合、実施例４では、点灯期間を０．５スロット未来側にシフトして書込から点灯までの時間を延ばすことができる。そのようにしても境界上下の片側点灯にもう片側の同色書込が同期するから、色ムラは生じない。これに対し、実施例２では書込と点灯のシフト量が１スロット単位であり、図３で点灯期間を１スロット未来側にシフトすると境界上下の片側点灯ともう片側の異色書込とが同期し、色ムラが生じてしまう。この点で実施例４の方が有利である。
【実施例５】
【００２６】
図６は、実施例５の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、実施例４においてデューティ比を４０％から５０％に（１フィールド期間内のバックライト点灯時間を２．２ｍｓから２．８ｍｓに）変更したものである。この方が画面がより明るくて現実的である。もっともバックライト消灯から次色書込までの時間を実施例４と同じとし、点灯時間の増分０．５スロットを過去側に足したため、書込終了から点灯までの時間は０．５スロットに短縮し、したがって、液晶の応答立上り時間が０．５スロット超の場合、色ムラが生じるのは否めない。
【実施例６】
【００２７】
図７は、実施例６の駆動方法を示すダイアグラムである。これは、実施例５において、バックライト消灯から次色書込までの時間を実施例４と同じとし、点灯時間の増分０．５スロットを過去側に足していたことに代えて、書込からバックライト点灯までの時間を実施例４と同じとし、点灯時間の増分０．５スロットを未来側に足すようにしたものである。これにより、液晶に厳しい応答特性（例えば応答時間０．５６ｍｓ以内といった）要求を課すことなく、実施例４よりもデューティ比を大きくして画面を明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】比較例の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図２】実施例１の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図３】実施例２の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図４】実施例３の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図５】実施例４の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図６】実施例５の駆動方法を示すダイアグラムである。
【図７】実施例６の駆動方法を示すダイアグラムである。
【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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