(57)【要約】光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行う。液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が十分に短い場合には、第１駆動方式を用いてカラー表示を行い、光源の発光時間を短くして低消費電力化を図る。一方、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合には、第２駆動方式を用いてカラー表示を行い、液晶の応答性を考慮した光源の消灯タイミングに切り換えてデータ走査の上流から下流にかけての表示ムラを抑制する。よって、表示ムラの抑制及び低消費電力の両立を図る。
2005012985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１フレームを複数の色夫々に対応して分割した各サブフレーム毎に、光源から液晶表示素子へ入射される前記複数の色の光の順次的な切換えと各色の表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間にあるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
１フレームを複数の色夫々に対応して分割した各サブフレーム毎に、光源から液晶表示素子へ入射される前記複数の色の光の順次的な切換えと各色の表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行うようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２駆動方式にあって、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間にあ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】
各フレーム毎に、複数の色のカラーフィルタを設けた液晶表示素子への光源の点灯／消灯制御による白色光の入射と表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間にあるようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
各フレーム毎に、複数の色のカラーフィルタを設けた液晶表示素子への光源の点灯／消灯制御による白色光の入射と表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行うようにしたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２駆動方式にあって、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間にあることを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶表示素子の温度を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に応じて前記第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する手段とを備えることを特徴とする請求項２、３、５または６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記液晶表示素子の応答特性に応じて前記第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する手段を備えることを特徴とする請求項２、３、５または６記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、フィールド・シーケンシャル方式またはカラーフィルタ方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】  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。
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。
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。
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、吉原敏明，他（Ｔ．Ｙｏｓｈｉｈａｒａ，ｅｔ．ａｌ．）：アイエルシーシー９８（ＩＬＣＣ  ９８）Ｐ１−０７４  １９９８年発行、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、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年発行など参照）。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、より精細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。
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、特開平１１−１１９１８９号公報など）。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。なお、このような液晶表示装置には、印加電圧に対してハーフＶ字状の電気光学応答特性を有する強誘電性液晶が液晶材料として一般的に使用されている。
第１図は、従来のフィールド・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を示しており、第１図（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、第１図（ｂ）はバックライトの赤，緑，青各色の点灯タイミングを表している。１フレームを３つのサブフレームに分割し、例えば第１図（ｂ）に示すように第１番目のサブフレームにおいて赤色を発光させ、第２番目のサブフレームにおいて緑色を発光させ、第３番目のサブフレームにおいて青色を発光させる。
一方、第１図（ａ）に示すとおり、液晶パネルに対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム中に、２回の画像データの書込み走査を行う。１回目のデータ書込み走査にあっては、明るい表示を実現できる極性でのデータ書込み走査を行い、２回目のデータ書込み走査では、１回目のデータ書込み走査とは極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧が印加される。これにより、１回目のデータ書込み走査に比べて暗い表示を実現でき、実質的には”黒表示”と見なせる。
なお、このときに、サブフレーム中ずっとバックライト（光源）を点灯させておくのではなく、２回目のデータ走査の終了タイミングに同期してバックライト（光源）を消灯させるようにして、バックライト（光源）の消灯タイミングを２回目のデータ走査の終了タイミングに一致させることが、バックライト（光源）の光利用効率及び消費電力の観点から有効である。
しかしながら、光源の消灯タイミングを２回目のデータ走査の終了タイミングに同期させた場合、応答性に優れる強誘電性液晶または反強誘電性液晶などの自発分極を有する液晶材料を用いた液晶表示装置において、温度低下による応答性の劣化が生じ、データ走査の始めの領域（上流）から最後の領域（下流）にかけて、表示ムラが生じる可能性が高いという問題がある。この表示ムラの問題は、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置だけでなく、カラーフィルタ方式の液晶表示装置についても同様である。
【発明の開示】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示ムラが生じることなく低消費電力化を図ることがきる液晶表示装置を提供することを目的とする。
第１発明に係る液晶表示装置は、１フレームを複数の色夫々に対応して分割した各サブフレーム毎に、光源から液晶表示素子へ入射される前記複数の色の光の順次的な切換えと各色の表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間にあるようにしたことを特徴とする。
第１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あっては、各サブフレーム毎に発光色を順次的に切換える光源の消灯タイミングが、データ走査の終了タイミングと一致しておらず、データ走査の終了タイミングとそのデータ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間に存在する。即ち、データ走査が終了してからしばらく後であって、次のサブフレームにいくまでの間に、光源を消灯する。
第４発明に係る液晶表示装置は、各フレーム毎に、複数の色のカラーフィルタを設けた液晶表示素子への光源の点灯／消灯制御による白色光の入射と表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと一致しておらず、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間にあるようにしたことを特徴とする。
第４発明のカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、各フレームにおける光源の消灯タイミングが、データ走査の終了タイミングと一致しておらず、データ走査の終了タイミングとそのデータ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間に存在する。即ち、データ走査が終了してからしばらく後であって、次のフレームにいくまでの間に、光源を消灯する。
液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合に、光源の消灯タイミングを液晶表示素子へのデータ走査の終了タイミングと同時にすると、データ走査の上流においては、データ走査から光源の消灯まで所定の時間があるため、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間の長時間化に応じた輝度上昇が起こる。一方、データ走査の下流においては、データ走査から光源の消灯までの時間が短いので、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなることによる輝度上昇は生じない。よって、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合に、光源の消灯タイミングと液晶表示素子へのデータ走査の終了タイミングとを同じにしたときには、表示ムラが発生する。液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合に、データ走査の上流と下流とにおける応答時間の長時間化に応じた輝度上昇を同じにすれば、この表示ムラの問題を解決できる。
そこで、第１発明または第４発明にあっては、光源の消灯タイミングをデータ走査の終了タイミングに一致させず、データ走査の終了から光源の消灯まで所定の時間を設けることにより、データ走査の上流から下流にかけての表示ムラを抑制する。また、第１発明にあっては、サブフレームが終了する前に光源を消灯することにより、混色による表示色の劣化は生じない。
第２発明に係る液晶表示装置は、１フレームを複数の色夫々に対応して分割した各サブフレーム毎に、光源から液晶表示素子へ入射される前記複数の色の光の順次的な切換えと各色の表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行うようにしたことを特徴とする。
第２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あっては、各サブフレームにおいて光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、各サブフレームにおいて光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを有しており、これらの両方式を切り換えてカラー表示を行う。
第５発明に係る液晶表示装置は、各フレーム毎に、複数の色のカラーフィルタを設けた液晶表示素子への光源の点灯／消灯制御による白色光の入射と表示データに基づく前記液晶表示素子に対するデータ走査とを同期させてカラー表示を行うカラーフィルタ方式の液晶表示装置において、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、前記光源の消灯タイミングと前記データ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行うことを特徴とする。
第５発明のカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、各フレームにおいて光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、各フレームにおいて光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを有しており、これらの両方式を切り換えてカラー表示を行う。
第２発明または第５発明にあっては、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が十分に短い場合には、第１駆動方式（光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致）を用いてカラー表示を行い、光源の発光時間を短くすることにより、低消費電力化を図る。一方、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合には、第２駆動方式（光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが不一致）を用いてカラー表示を行い、液晶の応答性を考慮した光源の消灯タイミングに切り換えることにより、データ走査の上流から下流にかけての表示ムラを抑制する。
第３発明に係る液晶表示装置は、第２発明において、前記第２駆動方式にあって、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間にあることを特徴とする。
第３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あっては、第２駆動方式における各サブフレームでの光源の消灯タイミングを、データ走査の終了タイミングとデータ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間に設ける。
第６発明に係る液晶表示装置は、第５発明において、前記第２駆動方式にあって、前記光源の消灯タイミングが、前記データ走査の終了タイミングと前記データ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間にあることを特徴とする。
第６発明のカラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、第２駆動方式における各フレームでの光源の消灯タイミングを、データ走査の終了タイミングとデータ走査に対応するフレームの終了タイミングとの間に設ける。
第３発明または第６発明にあっては、データ走査が終了してからしばらく後であって、次のサブフレームまたはフレームにいくまでの間に、光源を消灯するため、データ走査の終了から光源の消灯まで所定の時間を設けることにより、表示ムラを確実に抑制する。また、第３発明にあっては、サブフレームが終了する前に光源を消灯することにより、異なる光源色が同時に点灯することがなくなり、混色による表示色の劣化は生じない。
第７発明に係る液晶表示装置は、第２、第３、第５または第６発明において、前記液晶表示素子の温度を測定する測定手段と、該測定手段の測定結果に応じて前記第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する手段とを備えることを特徴とする。
第７発明の液晶表示装置にあっては、液晶表示素子の温度に応じて、第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する。よって、低温環境によって引き起こされる液晶の応答性の劣化に伴う表示ムラを簡便に抑制する。
第８発明に係る液晶表示装置は、第２、第３、第５または第６発明において、前記液晶表示素子の応答特性に応じて前記第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する手段を備えることを特徴とする。
第８発明の液晶表示装置にあっては、液晶の応答性に応じて、第１駆動方式及び第２駆動方式の切り換えを制御する。よって、液晶の応答性の劣化に伴う表示ムラを確実に抑制する。
【図面の簡単な説明】  第１図は従来の液晶表示装置における駆動シーケンスを示す図、第２図は本発明の液晶表示装置（第１実施の形態）の回路構成の一例を示すブロック図、第３図はフィールド・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、第４図は本発明の液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図、第５図は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（第１駆動方式）を示す図、第６図は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（第２駆動方式）を示す図、第７図は液晶表示素子の透過状態から遮光状態への応答時間の温度依存性を示すグラフ、第８図は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、第９図は本発明の液晶表示装置（第２実施の形態）の回路構成の一例を示すブロック図、第１０図は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、第１１図は本発明のカラーフィルタ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、第１２図は本発明のカラーフィルタ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。
【発明を実施するための最良の形態】  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。
（第１実施の形態）
第２図は第１実施の形態による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図、第３図は液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、並びに、第４図は液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
第２図において、２１，２２は第３図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。バックライト２２は、ＬＥＤアレイ７と導光及び光拡散板６とで構成されている。第３図及び第４図で示されているように、液晶パネル２１は上層（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。
これら共通電極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。
ガラス基板４上の画素電極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。
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１０灯のＬＥＤを有する。そして、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。
この液晶パネル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。このバックライト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。
第２図において、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。
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。
また、３６は液晶パネル２１の温度を測定する温度計であり、温度計３６は、液晶パネル２１の温度測定値をバックライト制御回路３５へ出力する。バックライト制御回路３５は、第１駆動方式と第２駆動方式とを有しており、温度計３６で測定された液晶パネル２１の温度に応じて、第１駆動方式及び第２駆動方式の何れか一方の駆動方式が選択される。具体的には、液晶パネル２１の温度が−５℃より高い場合には第１駆動方式に切り換え、−５℃以下である場合には第２駆動方式に切り換える。
第１駆動方式は、バックライト２２（各色のＬＥＤ素子）の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致している駆動方式である。第５図は、第１駆動方式における駆動シーケンスを示しており、第５図（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、第５図（ｂ）はバックライト２２の赤，緑，青各色の点灯タイミングを表している。１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、第１番目のサブフレームにおいて赤色を発光させ、第２番目のサブフレームにおいて緑色を発光させ、第３番目のサブフレームにおいて青色を発光させる。一方、液晶パネル２１に対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム中に、２回のデータ走査を行う。１回目のデータ走査にあっては、明るい表示を実現できる極性でのデータ書込み走査を行い、２回目のデータ走査では、１回目のデータ走査とは極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧が印加される。これにより、１回目のデータ走査に比べて暗い表示を実現でき、実質的には”黒表示”と見なせる。そして、各サブフレームにおいて、２回目のデータ走査の終了タイミングに同期してバックライト２２を消灯させる。
第２駆動方式は、バックライト２２（各色のＬＥＤ素子）の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致していない駆動方式である。第６図は、第２駆動方式における駆動シーケンスを示しており、第６図（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、第６図（ｂ）はバックライト２２の赤，緑，青各色の点灯タイミングを表している。各サブフレームにおいて、バックライト２２の消灯タイミングは、２回目のデータ走査の終了タイミングに同期しておらず、２回目のデータ走査の終了タイミングより５００μｓだけ後ろにずれている。但し、バックライト２２の消灯タイミングは、サブフレームの終了タイミングよりは前である。この結果、バックライト２２の消灯タイミングは、２回目のデータ走査の終了タイミングとこのデータ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間に設けられることになる。
第７図は、液晶表示素子の透過状態から遮光状態への応答時間の温度依存性を示すグラフである。第７図において、横軸は液晶表示素子の温度（℃）、縦軸は上記応答時間（τｏｆｆ：μｓ）を表している。液晶表示素子の温度が低くなるにしたがって応答時間が長くかかるようになっており、例えば、−５℃の場合には応答時間が２００μｓである。そして、第２駆動方式では、２回目のデータ走査の終了タイミングとバックライト２２の消灯タイミングとの間の時間を、この２００μｓより十分に長い５００μｓとしている。従って、−５℃以下の温度である場合に、第２駆動方式に切り換えることにより、輝度ムラを抑制できる。
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。
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。
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、温度計３６から液晶パネル２１の温度測定値がバックライト制御回路３５に入力され、その温度測定値に応じて、第１駆動方式（第５図参照）または第２駆動方式（第６図参照）の何れかによる駆動シーケンスに従って、バックライト２２（各色のＬＥＤ素子）が消灯される。
以下、具体例について説明する。画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，対角３．２インチ）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として成膜した。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した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、第８図に示すようなＴＦＴ駆動時においてハーフＶ字状の電気光学応答特性を示す強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。封入した強誘電性液晶の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ２であった。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°であった。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した。
このようにして作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、第１駆動方式による第５図に示すような駆動シーケンス、または、第２駆動方式による第６図に示すような駆動シーケンスを液晶パネル２１の温度に応じて切り換えて、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
結果として、２５℃近傍の常温環境にあっては、ムラがない表示を低い消費電力で実現でき、−５℃以下の温度環境にあってもムラがない表示を実現できた。
なお、上述した例では、第２駆動方式におけるバックライト２２の消灯タイミングの遅延時間を５００μｓの１種類としたが、第７図のグラフに示す特性に基づいて複数種類の遅延時間を予め設けておき、液晶パネル２１の温度に応じて切り換えれる何れかの遅延時間による駆動シーケンスに従って、カラー表示を行うようにしても良い。
（第２実施の形態）
第９図は第２実施の形態による液晶表示装置の回路構成を示すブロック図である。第９図において、第２図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。
上述した第１実施の形態では、液晶パネル２１の温度に応じて駆動シーケンスを切り換えるようにしたが、この第２実施の形態では、液晶パネル２１の透過状態から遮光状態への応答時間に応じて駆動シーケンスを切り換える。
第９図にあって、３７は液晶パネル２１に設けられているフォトセンサであり、フォトセンサ３７は、液晶パネル２１の透過状態から遮光状態への応答時間を検出し、その検出結果をバックライト制御回路３５へ出力する。具体的には、所定の間隔（例えば３０ｓ間隔）で、第１図に示すような駆動シーケンス（サブフレーム中は全点灯）を設定し、そのときの液晶パネル２１の透過状態から遮光状態への応答時間をフォトセンサ３７で検出する。そして、検出した応答時間に応じて、バックライト制御回路３５で、データ走査の終了タイミングからバックライト２２の消灯タイミングまでの時間を調整する。
なお、他の構成及び動作は、上述した第１実施の形態と同様であるので、それらの説明は省略する。
以下、具体例について説明する。第１実施の形態と同様の工程で作製した液晶パネル２１と、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイ７を光源としたバックライト２２とを重ね合わせ、フォトセンサ３７による液晶パネル２１の透過状態から遮光状態への応答時間の検出結果に応じて、データ走査の終了タイミングからバックライト２２の消灯タイミングまでの時間を調整しながら、フィールド・シーケンシャル方式によるカラー表示を行った。
結果として、データ走査の終了タイミングからバックライト２２の消灯タイミングまでの時間をきめ細かく調整することができ、動作範囲内において常にムラがないカラー表示を実現できた。
（比較例）
第１実施の形態と同様の工程で作製した液晶パネルと、赤，緑，青の単色面発光スイッチングが可能なＬＥＤアレイを光源としたバックライトとを重ね合わせ、液晶パネルの温度の如何にかかわらず、第５図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った。
結果として、−５℃以下の温度環境にあって、データ走査の上流と下流とにおける表示ムラが顕著であった。
なお、上述した例では、使用する光源を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。また、液晶表示素子においても、透過型の液晶表示素子を用いているが、反射型の液晶表示素子であっても良い。
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、フィールド・シーケンシャル方式におけるサブフレームでの駆動シーケンスを、カラーフィルタ方式におけるフレームに適用することにより、本発明を同様に行えるからである。
第１０図は、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。第１０図において、第３図と同一部分には、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１つまたは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。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。
そして、カラーフィルタ方式の液晶表示装置にあっては、液晶パネルの温度または応答特性（液晶パネルの透過状態から遮光状態への応答時間）を求め、求めた温度または応答特性に応じて、第１１図に示すような駆動シーケンス（バックライト２２（白色光源７０）の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致）と、第１２図に示すような駆動シーケンス（バックライト２２（白色光源７０）の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが不一致）とを切り換えて、カラー表示を行うようにすれば、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、表示ムラの抑制及び低消費電力の両立を図れるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】  以上詳述したように、本発明では、光源の消灯タイミングを、データ走査の終了タイミングに一致させず、データ走査の終了タイミングとそのデータ走査に対応するサブフレームの終了タイミングとの間にあるようにしたので、データ走査の上流から下流にかけての表示ムラを抑制することができる。また、フィールド・シーケンシャル方式にあっては、混色による表示色の劣化を防ぐことができる。
また、本発明では、光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致している第１駆動方式と、光源の消灯タイミングとデータ走査の終了タイミングとが一致していない第２駆動方式とを切り換えてカラー表示を行うようにしたので、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が十分に短い場合には、第１駆動方式を用いてカラー表示を行い、光源の発光時間を短くして低消費電力化を図り、一方、液晶の透過状態から遮光状態への応答時間が長くなった場合には、第２駆動方式を用いてカラー表示を行い、液晶の応答性を考慮した光源の消灯タイミングに切り換えてデータ走査の上流から下流にかけての表示ムラを抑制するため、表示ムラの抑制及び低消費電力の両立を図ることができる。
【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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【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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【国際調査報告】
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