(57)【要約】【課題】表示輝度の向上を図れると共に、画面輝度の高精度の調整を容易に行える液晶表示装置を提供する。【解決手段】バックライト２２のＬＥＤアレイ７は、赤，緑，青のＬＥＤ素子が１チップになった複数のＬＥＤチップを有している。これらの複数のＬＥＤチップは、略一様に分布して配置させた態様で複数のグループに分割されている。各グループ毎にＬＥＤ素子の一括点灯／一括消灯を制御し、各グループ毎にＬＥＤ素子の駆動電流を制御して輝度を調整する。【選択図】        図３
2004333583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示用光源を備える液晶表示装置において、前記表示用光源が複数組にグループ化されており、各組毎に表示用光源の一括点灯／一括消灯を制御する手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
各組内おける前記表示用光源が略一様に分布して配置されてい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】
前記表示用光源は、赤，緑及び青の光、または、赤，緑，青及び白の光を発する光源であることを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記表示用光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
自発分極を有する液晶材料を用いていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、複数の表示用光源を用いた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のいわゆる情報化社会の進展に伴って、パーソナルコンピュータ，ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等に代表される電子機器が広く使用されるようになっている。このような電子機器の普及によって、オフィスでも屋外でも使用可能な携帯型の需要が発生しており、それらの小型・軽量化が要望されている。そのような目的を達成するための手段の一つとして液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置は、単に小型・軽量化のみならず、バッテリ駆動される携帯型の電子機器の低消費電力化のためには必要不可欠な技術である。
【０００３】
液晶表示装置は大別すると反射型と透過型とに分類される。反射型は液晶パネルの前面から入射した光線を液晶パネルの背面で反射させてその反射光で画像を視認させる構成であり、透過型は液晶パネルの背面に備えられた光源（バックライト）からの透過光で画像を視認させる構成である。反射型は環境条件によって反射光量が一定しなくて視認性に劣るため、特に、マルチカラーまたはフルカラー表示を行うパーソナルコンピュータ等の表示装置としては一般的に、カラーフィルタを用いた透過型のカラー液晶表示装置が使用されている。
【０００４】
カラー液晶表示装置は、現在、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などのスイッチング素子を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型のものが広く使用されている。このＴＦＴ駆動のＴＮ型液晶表示装置は、ＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型に比して表示品質は高いが、液晶パネルの光透過率が現状では４％程度しかないので、高い画面輝度を得るためには高輝度のバックライトが必要になる。このため、バックライトによる消費電力が大きくなってしまう。また、カラーフィルタを用いたカラー表示であるため、１画素を３個の副画素で構成しなければならず、高精細化が困難であり、その表示色純度も十分ではない。
【０００５】
このような問題を解決するために、本発明者等はフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を開発している（例えば非特許文献１，２，３参照）。このフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、副画素を必要としないため、より精度が高い表示が容易に実現可能であり、また、カラーフィルタを使わずに光源の発光色をそのまま表示に利用できるため、表示色純度にも優れる。更に光利用効率も高いので、消費電力が少なくて済むという利点も有している。しかしながら、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を実現するためには、液晶の高速応答性（２ｍｓ以下）が必須である。
【０００６】
そこで、本発明者等は、上述したような優れた利点を有するフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置、または、カラーフィルタ方式の液晶表示装置の高速応答化を図るべく、従来に比べて１００〜１０００倍の高速応答を期待できる自発分極を有する強誘電性液晶等の液晶のＴＦＴ等のスイッチング素子による駆動を研究開発している（例えば特許文献１参照）。強誘電性液晶は、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向がチルト角だけ変化する。強誘電性液晶を挟持した液晶パネルを偏光軸が直交した２枚の偏光板で挾み、液晶分子の長軸方向の変化による複屈折を利用して、透過光強度を変化させる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１１９１８９号公報
【非特許文献１】
吉原敏明，他（Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ，  ｅｔ．  ａｌ．）：アイエルシーシー９８  （ＩＬ                    ＣＣ  ９８）    Ｐ１−０７４頁  １９９８年発行
【非特許文献２】
吉原敏明，他（Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ，  ｅｔ．  ａｌ．）：エーエム−エルシーディ’９９ダイジェストオブテクニカルペーパーズ  （ＡＭ−ＬＣＤ’９９  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ              Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ，）  １８５頁    １９９９年発行
【非特許文献３】
吉原敏明，他（Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ，  ｅｔ．  ａｌ．）：エスアイディ’００ダイジェストオブテクニカルペーパーズ  （ＳＩＤ’００  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ                      Ｐａｐｅｒｓ，）１１７６頁    ２０００年発行
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置は、光利用効率が高くて、消費電力の低減化が可能であるという利点を有してはいるが、特に携帯機器への適用には消費電力のより一層の低減化が望まれている。また、昼間の屋外での使用を考慮した場合には、視認性の観点から高輝度の表示が要求されるが、夜間の使用を考慮した場合には、輝度を低くすることが要求される。このように、画面輝度の調整が必要とされるが、消費電力の点からも、この画面輝度の調整は重要である。このような画面輝度の調整は、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置だけなく、カラーフィルタ方式の液晶表示装置においても要求されている。
【０００９】
しかしながら、複数の表示用光源を用いた従来の液晶表示装置では、これらの複数の表示用光源が一括的に制御されているため、高輝度での表示、及び、輝度の調整を十分に行えないという問題がある。
【００１０】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示輝度の向上を図れると共に、画面輝度の高精度の調整を容易に行える液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る液晶表示装置は、複数の表示用光源が複数組にグループ化されており、各組毎に表示用光源の一括点灯／一括消灯を制御する手段を備えることを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、液晶表示装置における複数の表示用光源を複数のブロックに分割し、各ブロックを単位として各ブロック内の表示用光源の一括点灯／一括消灯を制御する。
【００１３】
例えば光源を並列に接続し２つのブロックに分割した場合、全ての表示用光源を１ブロックとして点灯／消灯を一括制御する従来例に比べて、ブロックでの駆動電流を約半分にできる。各ブロックでの駆動電流は、ブロック数が増えるに従って減少する。よって、分割するブロック数を多くすることにより、各ブロックに対応する電源への要求電流を低くできる。一方、表示用光源の発光強度は駆動電流に依存するため、駆動電流を大きくすることにより発光強度を高くできる。よって、本発明のように各ブロックを単位として各ブロック毎に点灯／消灯を制御することにより、ブロック毎の駆動電流を低く抑えることが可能となり、１ブロックあたりの電源の電流容量が同じである場合には、従来例に比べて高い表示輝度を実現できる。
【００１４】
また、複数の表示用光源を複数のブロックに分割させ、各ブロックを単位として各ブロック毎に点灯／消灯の制御及び輝度の調整を行えるため、全ての表示用光源を１つのブロックとして駆動させる従来例と比べて、よりきめ細かい輝度調整が可能となる。例えば、１つのブロックにおいてｎ種類の駆動電流を用いる場合、従来例ではｎ種類の輝度しか得られないが、本発明において例えば２つのブロックに分割したときには、（２ｎ−１）種類の輝度に調整できる。一般的に、１つのブロックにおける駆動電流がｎ種類、分割数をｍブロックとした場合、｛ｎ＋（ｍ−１）（ｎ−１）｝種類の輝度を表現できる。以上のように、各ブロックを単位として、表示用光源の輝度を調整するため、画面輝度の高精度な調整を容易に行える。
【００１５】
第２発明に係る液晶表示装置は、第１発明において、各組内おける前記表示用光源が略一様に分布して配置されていることを特徴とする。
【００１６】
第２発明にあっては、複数に分割された各ブロック内の複数の表示用光源が略一様に分布して配置されているため、設置した全ての表示用光源を点灯させなくても、少なくとも一つのブロック内の表示用光源を全て点灯させることにより、均一な面発光の光源として機能でき、一様な高輝度の表示を実現できる。
【００１７】
第３発明に係る液晶表示装置は、第１または第２発明において、前記表示用光源が、赤，緑及び青の光、または、赤，緑，青及び白の光を発する光源であることを特徴とする。
【００１８】
第３発明にあっては、赤，緑及び青の光、または、赤，緑，青及び白の光が、表示用光源から発せられる。よって、フルカラー表示が可能である。
【００１９】
第４発明に係る液晶表示装置は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記表示用光源が発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２０】
第４発明にあっては、表示用光源として発光ダイオードを使用する。よって、各色の発光を容易に行えると共に、発光強度を容易に調整できて、画面輝度の調整も容易である。
【００２１】
第５発明に係る液晶表示装置は、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、自発分極を有する液晶材料を用いていることを特徴とする。
【００２２】
第５発明にあっては、強誘電性液晶材料または反強誘電性液晶材料などの自発分極を有する液晶材料を使用する。よって、高速応答性に優れた表示を実現でき、動画表示特性に優れた液晶表示装置を提供できる。
【００２３】
第６発明に係る液晶表示装置は、第１乃至第５発明のいずれかにおいて、フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うことを特徴とする。
【００２４】
第６発明にあっては、フィールド・シーケンシャル方式にてカラー表示を行うため、高精細、高速応答、高色純度表示、及び、高透過率を実現した表示を行える。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明をその実施の形態を示す図面を参照して具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２６】
図１は本発明による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図、図２は液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、図３は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図、並びに、図５はバックライトの平面図である。
【００２７】
図１において、２１，２２は図２に断面構造が示されている液晶パネル，バックライトを示している。また、３１は、パーソナルコンピュータから同期信号ＳＹＮが入力され、表示に必要な各種の制御信号ＣＳを生成する制御信号発生回路である。画像メモリ部３０からは画素データＰＤが、データドライバ３２へ出力される。画素データＰＤ、及び、印加電圧の極性を変えるための制御信号ＣＳに基づき、データドライバ３２を介して液晶パネル２１には、複数回のデータ書込み走査時に電圧が印加される。
【００２８】
また制御信号発生回路３１からは制御信号ＣＳが、基準電圧発生回路３４，データドライバ３２，スキャンドライバ３３及びバックライト制御回路３５へそれぞれ出力される。基準電圧発生回路３４は、基準電圧ＶＲ１及びＶＲ２を生成し、生成した基準電圧ＶＲ１をデータドライバ３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。データドライバ３２は、画像メモリ部３０からの画素データＰＤと制御信号発生回路３１からの制御信号ＣＳとに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。この信号の出力に同期して、スキャンドライバ３３は、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。またバックライト制御回路３５は、駆動電圧をバックライト２２に与えて、バックライト２２から赤色光，緑色光，青色光をそれぞれ発光させる。
【００２９】
液晶パネル２１は、図２及び図３で示されているように、上層（表面）側から下層（背面）側に、偏光フィルム１，ガラス基板２，共通電極３，ガラス基板４，偏光フィルム５をこの順に積層して構成されており、ガラス基板４の共通電極３側の面にはマトリクス状に配列された画素電極４０，４０…が形成されている。画素電極４０，４０…の上面には配向膜１２が、共通電極３の下面には配向膜１１がそれぞれ配置され、これらの配向膜１１，１２間に液晶物質が充填されて液晶層１３が形成される。なお、１４は液晶層１３の層厚を保持するためのスペーサである。
【００３０】
このような構成の液晶パネル２１は、具体的には次のようにして製造する。画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０）を有するＴＦＴ基板と共通電極３を有するガラス基板２とを洗浄した後、ポリイミドを塗布して２００℃で１時間焼成することにより、約２００Åのポリイミド膜を配向膜１１，１２として成膜する。更に、これらの配向膜１１，１２をレーヨン製の布でラビングし、ラビング方向が平行となるようにこれらの２枚の基板を重ね合わせ、両者間に平均粒径１．８μｍのシリカ製のスペーサ１４でギャップを保持した状態で重ね合わせて空パネルを作製する。この空パネルの配向膜１１，１２間に、ＴＦＴ４１の駆動時に図４に示すようなハーフＶ字状の電気−光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とする。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ２  であり、また、電圧無印加時の液晶分子の平均分子軸と電圧印加時の液晶分子の平均分子軸とのなす角の最大値は片側で３０°である。作製したパネルをクロスニコル状態の２枚の偏光フィルム１，５で挟んで液晶パネル２１とし、電圧を印加しないときに暗状態になるようにする。
【００３１】
図３に示すように、共通電極３及び画素電極４０，４０…間にはデータドライバ３２及びスキャンドライバ３３等よりなる駆動部５０が接続されている。データドライバ３２は、信号線４２を介してＴＦＴ４１と接続されており、スキャンドライバ３３は、走査線４３を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はスキャンドライバ３３によりオン／オフ制御される。また個々の画素電極４０，４０…は、ＴＦＴ４１に接続されている。そのため、信号線４２及びＴＦＴ４１を介して与えられるデータドライバ３２からの信号により、個々の画素の透過光強度が制御される。
【００３２】
バックライト２２は、図２，図５に示されているように、ＬＥＤアレイ７と導光及び光拡散板６とで構成されている。バックライト２２は、液晶パネル２１の下層（背面）側に位置し、発光領域を構成する導光及び光拡散板６の端面に臨ませた状態でＬＥＤアレイ７が備えられている。このＬＥＤアレイ７は、導光及び光拡散板６と対向する面に３原色、即ち赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤ素子を１チップとした複数の表示用光源としての１６灯のＬＥＤチップ１７を有する。
【００３３】
これらの１６灯のＬＥＤチップ１７を８灯ずつの２つのブロック（第１ブロック，第２ブロック）に分割する。具体的には、例えば、図５の上端側から見て奇数番目に配置されている８灯のＬＥＤチップ１７を第１ブロックとし、偶数番目に配置されている８灯のＬＥＤチップ１７を第２ブロックとする。この結果、第１ブロックに属するＬＥＤチップ１７と、第２ブロックに属するＬＥＤチップ１７とが交互に配置されることになり、夫々のブロックにおいて８灯のＬＥＤチップ１７が一様に分布される。そして、各ブロック単位で、８灯のＬＥＤチップ１７の一括点灯／消灯を制御すると共に、８灯のＬＥＤチップ１７の輝度を調整する。
【００３４】
図６は、バックライト２２の光源であるＬＥＤアレイ７の駆動回路を示す図である。図６に示す回路では、各グループでアノードを共通としている。第１アノードと赤色用の第１カソードとの間に第１グループに属して赤色光を発する８個のＬＥＤ素子が並列に設けられ、第１アノードと緑色用の第１カソードとの間に第１グループに属して緑色光を発する８個のＬＥＤ素子が並列に設けられ、第１アノードと青色用の第１カソードとの間に第１グループに属して青色光を発する８個のＬＥＤ素子が並列に設けられている。また、第２アノードと赤色用，緑色用，青色用の第２カソードとの間に、第２グループに属して赤色光，緑色光，青色光を発する夫々８個のＬＥＤ素子が並列に設けられている。
【００３５】
そして、後述する赤，緑，青の各サブフレームにおいては赤，緑，青のＬＥＤ素子をそれぞれ点灯させる。導光及び光拡散板６はこのＬＥＤアレイ７の各ＬＥＤ素子からの光を自身の表面全体に導光すると共に上面へ拡散することにより、発光領域として機能する。液晶パネル２１と、赤，緑，青の時分割発光が可能であるバックライト２２とを重ね合わせる。バックライト２２の点灯タイミング及び発光色は、液晶パネル２１に対する表示データに基づくデータ書込み走査に同期して制御される。
【００３６】
次に、本発明に係る液晶表示装置の動作について説明する。パーソナルコンピュータから画像メモリ部３０へ表示用の画素データＰＤが入力され、画像メモリ部３０は、この画素データＰＤを一旦記憶した後、制御信号発生回路３１から出力される制御信号ＣＳを受け付けた際に、この画素データＰＤを出力する。制御信号発生回路３１で発生された制御信号ＣＳは、データドライバ３２と、スキャンドライバ３３と、基準電圧発生回路３４と、バックライト制御回路３５とに与えられる。基準電圧発生回路３４は、制御信号ＣＳを受けた場合に基準電圧ＶＲ１及びＶＲ２を生成し、生成した基準電圧ＶＲ１をデータドライバ３２へ、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３３へそれぞれ出力する。
【００３７】
データドライバ３２は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画像メモリ部３０から出力された画素データＰＤに基づいて、画素電極４０の信号線４２に対して信号を出力する。スキャンドライバ３３は、制御信号ＣＳを受けた場合に、画素電極４０の走査線４３をライン毎に順次的に走査する。データドライバ３２からの信号の出力及びスキャンドライバ３３の走査に従ってＴＦＴ４１が駆動し、画素電極４０に電圧が印加され、画素の透過光強度が制御される。
【００３８】
バックライト制御回路３５は、制御信号ＣＳを受けた場合に駆動電圧をバックライト２２に与えてバックライト２２のＬＥＤアレイ７（１６灯のＬＥＤチップ１７）が有している赤，緑，青の各色のＬＥＤ素子を時分割して発光させて、経時的に赤色光，緑色光，青色光を順次発光させる。この際、第１ブロック，第２ブロック毎に各色のＬＥＤ素子の点灯／消灯を制御する。但し、第１，第２ブロック内では８個の各色のＬＥＤ素子を一括的に制御しており、各ブロック内の対応する色の全てのＬＥＤ素子を、同時に点灯させ、同時に消灯させる。また、点灯の際に、第１ブロック，第２ブロック毎に各色のＬＥＤ素子の輝度を調整する。但し、各ブロック内にあっては、対応する色の全てのＬＥＤ素子の輝度は同一である。
【００３９】
液晶パネル２１とバックライト２２とを重ね合わせ、図７に示すような駆動シーケンスに従って、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行う。フレーム周波数を６０Ｈｚとして、１つのフレーム（期間：１／６０ｓ）を３つのサブフレーム（期間：１／１８０ｓ）に分割し、図７（ａ）に示すように、例えば１フレーム内の第１番目のサブフレームにおいて赤色の画像データの２回のデータ走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑色の画像データの２回のデータ走査を行い、最後の第３番目のサブフレームにおいて青色の画像データの２回のデータ走査を行う。各サブフレームでの２回のデータ走査において、１回目（前半）のデータ走査時に各画素の液晶に印加される電圧と、２回目（後半）のデータ走査時に各画素の液晶に印加される電圧とは、極性が反対で実質的に等しい大きさとする。そして、１回目のデータ走査による輝度の方が２回目のデータ走査による輝度よりも大きくなるように、液晶に印加される電圧の極性を設定する。
【００４０】
一方、図７（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青各色の点灯は、各サブフレームの一部の期間とする。即ち、１回目（前半）のデータ走査の開始タイミング（サブフレームの開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光または青色光の発光を開始し、２回目（後半）のデータ走査の終了タイミングに同期してその発光を停止させる。
【００４１】
ここで、本発明では、図６に示した回路構成を用いて、赤，緑，青の各色のサブフレームにおいてその色のＬＥＤ素子への駆動電流の大きさを、第１ブロック，第２ブロック毎に独立的に制御する。例えば、第１ブロックに属する８灯全てのＬＥＤチップ１７を消灯し、第２ブロックに属する８灯のＬＥＤチップ１７のみを点灯して、カラー表示することができる。このようにしても、第１ブロックのＬＥＤチップ１７と第２ブロックのＬＥＤチップ１７とを交互に配置させているため、各ブロックでＬＥＤチップ１７が一様に分布しているので、むらが少ない一様な表示が可能である。
【００４２】
また、第１ブロック，第２ブロックで各別にＬＥＤ素子の駆動電流の大きさを制御するため、より細かな輝度の調整が可能となる。０の場合も含めてＬＥＤ素子の駆動電流の大きさを５段階に制御できるとする。図８（ａ），（ｂ）は、このような場合における従来例，本発明での輝度調整の例、即ち、従来例，本発明で実現可能な画面輝度の大きさを示す模式図である。図８（ａ），（ｂ）において、面積が画面輝度の大きさ（レベル）を表している。
【００４３】
各色の全てのＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）を一括して制御する従来例では、図８（ａ）に示すように、駆動電流の種類数と同数の５種類の画面輝度の大きさしか実現できない。これに対して、本発明では、第１ブロック，第２ブロックで各別に各色のＬＥＤ素子（ＬＥＤチップ）の駆動電流の大きさを制御するので、図８（ｂ）に示すように、９種類の画面輝度の大きさを実現できる。
【００４４】
このように、本発明ではきめ細かい画面輝度の調整が可能となる。また、全てのＬＥＤチップを一つのブロックとして一括制御する従来例と比べて、同じ電流容量の駆動電源回路を用いた場合、本発明では第１，第２ブロックの各ブロックに流れる駆動電流を約２倍まで高くすることができるので、高い輝度を実現できる。
【００４５】
本発明の他の実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、入力される赤，緑，青の３色の画素データを赤，緑，青，白の４色の画素データに変換し、変換した４色の画素データを用いてフルカラー表示を行う。まず、この変換の手法について説明する。
【００４６】
図９（ａ）は各フレームにおける元の赤（ｒ），緑（ｇ），青（ｂ）の階調レベルを示しており、図９（ｂ）は各フレームにおける変換後の赤（ｒ′），緑（ｇ′），青（ｂ′），白（ｗ）の階調レベルを示している。各フレームにおいて、赤，緑，青の画素データの階調レベルを比較して最低階調レベルを検出する。例えば、図９（ａ）に示す最初のフレームにおいては、緑表示のデータの階調レベルが最も低い。この場合、赤表示，青表示のサブフレームにおいては、比較前の赤，青の階調レベル（ｒ，ｂ）から緑の階調レベル（ｇ）を差し引いた階調レベル（ｒ′＝ｒ−ｇ，ｂ′＝ｂ−ｇ）に応じた赤表示，青表示を行う。
【００４７】
赤，緑，青の混合色である白表示のサブフレームにおいては、緑の階調レベル（ｇ）に応じた白表示（ｗ＝ｇ）を行う。なお、緑表示のサブフレームにおいても、比較前の緑の階調レベル（ｇ）から緑の階調レベル（ｇ）を差し引いた階調レベル（ｇ′＝ｇ−ｇ）に応じた緑表示を行うことになるが、その差し引いた階調レベル（ｇ′）は０となるので、これは一般的に”黒”表示となる。
【００４８】
図１０は、このような他の実施の形態における液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。図１０において、図１と同一または同様の部材には同一番号を付している。なお、白色のサブフレームにおいては、第１ブロック，第２ブロックを独立的に制御しながら、ＬＥＤチップ１７における赤，緑，青のＬＥＤ素子を同時に点灯させる。
【００４９】
図１０において、２３は、外部の例えばパーソナルコンピュータから入力される３色の画素データＰＤを、上述した手法に従って表示用の４色の画素データＰＤ′に変換する画素データ変換回路であり、画素データ変換回路２３は、変換した画素データＰＤ′を画像メモリ部３０へ出力する。なお、制御信号発生回路３１，データドライバ３２，スキャンドライバ３３，基準電圧発生回路３４等の他の部材の構成及び動作は、画素データＰＤが変換画素データＰＤ′に変わるだけであって、前述した実施の形態（図１）と基本的に同様であるので、その説明は省略する。
【００５０】
図１１は、このような他の実施の形態における駆動シーケンスを示す図である。フレーム周波数を６０Ｈｚとして、１つのフレーム（期間：１／６０ｓ）を４つのサブフレーム（期間：１／２４０ｓ）に分割し、図１１（ａ）に示すように、例えば１フレーム内の第１番目のサブフレームにおいて赤色の画像データの２回のデータ走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑色の画像データの２回のデータ走査を行い、次の第３番目のサブフレームにおいて青色の画像データの２回のデータ走査を行い、最後の第４番目のサブフレームにおいて白色の画像データの２回のデータ走査を行う。なお、各サブフレームでの２回のデータ走査において、１回目（前半）のデータ走査時に各画素の液晶に印加される電圧と、２回目（後半）のデータ走査時に各画素の液晶に印加される電圧とは、極性が反対で実質的に等しい大きさとする。そして、１回目のデータ走査による輝度の方が２回目のデータ走査による輝度よりも大きくなるように、液晶に印加される電圧の極性を設定する。
【００５１】
一方、図１１（ｂ）に示すように、バックライト２２の赤，緑，青，白各色の点灯は、各サブフレームの一部の期間とする。即ち、１回目（前半）のデータ走査の開始タイミング（サブフレームの開始タイミング）に同期して赤色光，緑色光，青色光または白色光の発光を開始し、２回目（後半）のデータ走査の終了タイミングに同期してその発光を停止させる。
【００５２】
この実施の形態では、図５に示した回路構成を用いて、赤，緑，青，白の各色のサブフレームにおいてＬＥＤ素子への駆動電流の大きさを、第１ブロック，第２ブロック毎に独立的に制御するようにするため、赤，緑，青のサブフレームを用いる前述した実施の形態と同様に、表示輝度を向上できると共に、画面輝度の高精度の調整を容易に行えるという効果を奏する。
【００５３】
なお、上述した実施の形態では、ブロックの分割数を２としたが、その分割数が３以上であっても同様に行えることは勿論である。分割するブロックの数が多いほど、より高い表示輝度を実現できると共に、より精度良く画面輝度を調整できるため、ブロックの分割数をＬＥＤチップの個数と同じにすることが、装置構成の大嵩化を問題にしなければ、理想的である。また、本発明においては、各ＬＥＤチップをブロック内で並列に接続したが、直列接続であってもかまわない。
【００５４】
また、液晶材料としてハーフＶ字状の電気−光学応答特性を示す強誘電性液晶材料を用いるようにしたが、Ｖ字状の電気−光学応答特性を示す強誘電性液晶材料、または、ハーフＶ字状若しくはＶ字状の電気−光学応答特性を示す反強誘電性液晶材料を用いても良い。また、使用する光源は、ＬＥＤ光源としたが、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ），冷陰極管等のような光源であれば特にＬＥＤ光源に限定されることはない。
【００５５】
上述した実施の形態では、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置を例として説明したが、カラーフィルタを設けたカラーフィルタ方式の液晶表示装置においても同様の効果が得られる。なぜならば、白色光を出射する複数の白色光源素子を複数のブロックに分けることにより、本発明を同様に適用できるからである。
【００５６】
図１２は、カラーフィルタ方式の液晶表示装置における液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。図１２において、図２と同一部分には、同一番号を付してそれらの説明を省略する。共通電極３には、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ６０，６０…が設けられている。また、バックライト２２は、白色光を出射する複数の白色光源素子を備えた白色光源７０と導光及び光拡散板６とから構成されている。白色光源７０を構成する複数の白色光源素子は複数にブロック化されており、各ブロック単位で独立的に駆動が制御される。このようなカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、白色光源７０からの白色発光を複数色のカラーフィルタ６０で選択的に透過させることにより、カラー表示を行う。
【００５７】
カラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっても、上述したフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置と同様に、複数の白色光源素子を複数のブロックに分け、各ブロック単位で一括点灯／一括消灯の制御及び輝度の調整を行うことにより、表示輝度の向上及び画面輝度の高精度調整を図れるという同様の効果を奏する。
【００５８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明では、複数の表示用光源を複数のブロックに分割し、各ブロックを単位として各ブロック内の表示用光源の一括点灯／一括消灯を制御するようにしたので、表示輝度の向上を図ることができると共に、画面輝度の高精度な調整を容易に行うことができる。
【００５９】
また、本発明では、複数に分割された各ブロック内の複数の表示用光源を略一様に分布して配置するようにしたので、設置した全ての表示用光源を点灯させなくても、少なくとも一つのブロック内の表示用光源を全て点灯させることにより、均一な面発光の光源として機能でき、一様な高輝度の表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図２】フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置に使用する液晶材料の電気−光学応答特性を示すグラフである。
【図５】本発明の液晶表示装置におけるバックライトの平面図である。
【図６】本発明の液晶表示装置におけるＬＥＤアレイの駆動回路を示す図である。
【図７】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における駆動シーケンスの一例を示す図である。
【図８】従来例及び本発明における輝度調整の例を示す図である。
【図９】本発明の液晶表示装置における画素データの変換例を示す図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の回路構成の他の例を示すブロック図である。
【図１１】本発明のフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置における駆動シーケンスの他の例を示す図である。
【図１２】カラーフィルタ方式の液晶表示装置の液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【符号の説明】
３  共通電極
７  ＬＥＤアレイ
１７  ＬＥＤチップ
２１  液晶パネル
２２  バックライト
３１  制御信号発生回路
３２  データドライバ
３５  バックライト制御回路
４０  画素電極
４１  ＴＦＴ
６０  カラーフィルタ
７０  白色光源
【図１】
2004333583.tif 000003
【図２】
2004333583.tif 000004
【図３】
2004333583.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004333583.tif 000008
【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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【図１２】
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