(57)【要約】【課題】色再現性を高め、ダイナミックコントラストを大きくして高画質表示が可能となる液晶表示装置を実現する。【解決手段】液晶パネル６００と、複数（Ｍ）色の出射光を液晶パネル６００に照射する光源７００ａ〜７００ｆと、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応してＭ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、を具備し、光源駆動部が、入力画像信号に応じてサブフィールド期間内における光源の発光強度、発光期間、１フレーム期間内の光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更する。あるいは、液晶駆動部が、入力画像信号に対するＭ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行う。これによりサブフィールド内の特定色の最大輝度を変更する。【選択図】図１
2007256496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶の配向方向に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルに照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、
前記光源駆動部が、前記入力画像信号に応じて、前記サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、前記１フレーム期間内の前記光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更し、前記サブフィールド内における特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
液晶の配向状態に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルの表示側とは反対側から照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、
前記液晶駆動部が、前記入力画像信号に対する前記Ｍ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、前記Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行い、前記サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
液晶の配向状態に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルに照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、
前記光源駆動部が、前記入力画像信号に応じて、前記サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、前記１フレーム期間内の前記光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更し、
前記液晶駆動部が、前記入力画像信号に対する前記Ｍ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、前記Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行いことにより、前記サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項３記載の液晶表示装置であって、
１フレーム期間内の前記各光源の発光回数を動的に変更する際に、１フレーム期間を（Ｍ＋ｎ）個（ｎは正整数）のサブフィールドに分割し、前記１フレーム期間内に前記Ｍ種の色の光源による発光期間を各１回割当てるとともに、前記Ｍ種の色の光源のうち前記特定色に対応する光源に対して発光期間をさらに追加して割当てる発光回数制御手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４記載の液晶表示装置であって、
前記発光回数制御手段が、
前記光源の駆動に使用される（Ｍ＋ｎ）個（ｎは正整数）のパルスを所定間隔で連続して発生するパルス発生回路と、
前記（Ｍ＋ｎ）個のパルスのうち、１番目〜Ｍ番目のパルスの各々を、Ｍ種の色の駆動用パルスとして各色の光源の駆動回路にそれぞれ供給すると共に、（Ｍ＋ｎ）番目の各パルスを、前記各色の光源の駆動回路のいずれかに選択的に供給するパルス供給回路と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、
前記入力画像信号の前記１フレーム期間における表示画像を構成する各画素それぞれに対し、該各画素の色情報を求め、前記表示画像内で出現頻度の最も多い色を前記特定色に設定することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項２又は請求項３記載の液晶表示装置であって、
前記入力画像信号の１フレーム期間における表示画像に対して前記特定色のゲインを増加させる色強調処理を施す画質調整手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、
前記光源駆動部が、前記表示画像の特定の部位に対して前記特定色に対応する光源の発光状態を変化させることで発光強度分布を形成する色強調処理を施すことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、
前記サブフィールド期間における前記Ｍ種の色の光源の点灯および消灯の各期間は、前記液晶パネルに使用される液晶の電界印加後における立ち上がり及び立下りの少なくとも一方の応答時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のいずれか記載の液晶表示装置であって、
前記液晶パネルに使用される液晶が、ベンド配向をなすＯＣＢ（Optical Compensated Birefringence)液晶を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【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、特に色再現性とダイナミックコントラスト向上する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワードプロセッサやノートパソコン、パソコン用モニターなどのＯＡ機器、携帯端末、テレビなどに用いられる表示装置としては、ＣＲＴ（cathode ray tube）がこれまで主に使用されてきたが、近年、液晶表示装置がＣＲＴの代わりに広く使用されてきている。
上記のような液晶表示素子（液晶表示パネルとも呼ばれる）を用いた表示装置は、ブラウン管（ＣＲＴ：Cathode Ray Tube）のように表示画面の裏側に電子線を２次元的に走査するための空間（真空筐体）を設けることなく画像表示を行える。従って、これらの表示装置は、ブラウン管に比べて、薄く軽量であること、消費電力が低いこと等の特徴を持つ。これらの表示装置は、その外観上の特徴からフラット・パネル・ディスプレイ（Flat Panel Display）と呼ばれることがある。
液晶表示素子を用いた表示装置は、ブラウン管に対する上述の利点から、各種用途においてブラウン管を用いた表示装置に代わり広く普及しつつある。ブラウン管からフラット・パネル・ディスプレイへの置き換えが進んだ背景には、液晶表示素子の画質向上といった技術革新もある。最近はマルチメディアやインターネットの普及により、動画表示への要求が強くなってきている。
液晶表示素子を用いた表示装置においては、動画表示を実現するために液晶材料や駆動方法による改善がなされているが、従来のブラウン管と同等の画像を表示するためには、高輝度化や色再現域の向上も重要な課題となっている。
ブラウン管（ＣＲＴ）と同等の動画表示を得るためには、電子銃から輻射される電子線の各画素に走査し、夫々の画素の蛍光体を発光させるインパルス型発光が必須である。これに対して、液晶表示装置は蛍光灯によるバックライトシステムを用いたホールド型発光のため、完全な動画表示が困難とされてきた。
【０００３】
液晶表示装置に係る上記課題を解決する手法として、液晶セル（基板間に封入された液晶層）の液晶材料あるいは表示モードの改良と、光源に直下型バックライト（液晶表示素子の表示画面に対向させて複数の蛍光灯を配置する光源構造）を用いる方法が報告されている。
図１６は、動画表示向けに提案された直下型バックライトの点灯動作方法の一例を示す図であり、（ａ）は表示画面（破線枠）に対向させて管状ランプ８本が配置された直下型バックライトのレイアウトを示す図、（ｂ）は各々のランプの点灯開始時間のタイミングを駆動波形として示す図である。図１６（ｂ）に示す駆動波形は、所定レベルの電圧が印加されたときに輝度が上昇することを示す。
図１６から各蛍光管の点灯開始時間は、一端側に配置されたものから他端側に配置されたものへと順次ずらされている。この一連の点灯動作は、画像表示信号の走査周期に同期され、１フレームの画像表示期間（表示画面の全画素に映像信号を送る期間）毎に繰り返される。その結果、ＣＲＴと同等のインパルス型発光が得られた（非特許文献１参照）。
【０００４】
上記のようなバックライトを用いる従来の液晶表示装置においては、カラー表示を行うために、例えば３波長冷陰極蛍光灯からなるバックライトとカラーフィルタとを組合せている。しかし、カラーフィルタは光の吸収により色表示を行うため、光透過率が低く、表示光としての利用効率が低かった。そこで、吸収型カラーフィルタを使わない表示方式として、ＲＧＢ光の３原色の発光スペクトルを有するバックライト光源を高速で順次点滅する液晶表示装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、一般的なフィールドシーケンシャル方式について説明する。
液晶表示装置によるフルカラー表示の方式には、空間混合方式と時間差混合方式があり、後者はフィールドシーケンシャル方式と呼ばれている。
空間混合方式は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の波長領域の光を重ねる加法混色を基本原理とし、ＬＣＤにおいて、Ｒ・Ｇ・Ｂにそれぞれ発光する画素を近接して配置するとともに、各画素の輝度を変えることにより、これらの色を任意に混色して、任意の色光を得るものである。また、空間混合方式によるＬＣＤにおいては、一般的にカラーフィルタが用いられている。
【０００６】
フィールドシーケンシャル方式とは、「時分割」による混色を利用したカラー表示方式である。すなわち、二色以上の光を継続的に切り替えて発光させ、かつ、その切り替えの速さを人間の目の時間的分解能を越えた速さとした場合に、人間が上述の二色以上の色を混色して認識することを応用した方式である。フィールドシーケンシャル方式のフルカラーＬＣＤにおいては、動画表示における各フィールド毎に、それぞれ、バックライトをＲ・Ｇ・Ｂ三つの発光色のうち一つの発光色で発光可能とするとともに、フィールド毎に継続的にＲ・Ｇ・Ｂの発光色を切り替えて（時分割して）発光させ、その切り替えの速さを充分に速くすることにより任意の色光を得るようになっている。
【０００７】
図１７は、動画表示向けに提案された直下型バックライトの駆動態様の一例を示す図であり、（ａ）は従来型の白色冷陰極管からなるバックライトの駆動方式の一例を示す図、（ｂ）はＲＧＢの３色光源からなるフィールドシーケンシャルバックライトの駆動方式の一例を示す図である。
図１７（ａ）の従来型バックライトのＬＣＤにおいては、一般的にカラーフィルタが用いられる。１フレーム期間において、バックライトが白色発光しつつ所定画素の液晶を駆動することで、所望のカラーフィルタの光透過・遮光によりフルカラー表示を行っていた。一方、図１７（ｂ）のフィールドシーケンシャル方式のフルカラーＬＣＤにおいては、例えば、カラーの各フィールドを、それぞれ予め、Ｒのサブフィールドと、Ｇのサブフィールドと、Ｂのサブフィールドとに分光した状態に分け、一つのカラーのフィールドを表示する際に、上述のＲＧＢの各サブフィールドを順番に時間差を付けてＬＣＤに表示するとともに、Ｒのサブフィールドを表示する際には、バックライトの発光を赤（Ｒ）とし、Ｂのサブフィールドを表示する際には、バックライトの発光を青（Ｂ）とし、Ｇのサブフィールドを表示する際には、バックライトの発光を緑（Ｇ）としている。そして、上記ＬＣＤでは、上述のように時分割された三色のサブフィールドからなるカラーのフィールドを、三つの発光色を順次切り替えながら連続して表示することにより、カラーの動画を表示できるようにしている。
【０００８】
従来型バックライトのＬＣＤにおいては、カラーフィルタを導入するとバックライトからの光がカラーフィルタで大幅に吸収されてしまうが、カラーフィルタを要しないフィールドシーケンシャル方式では、カラーフィルタに吸収される分の光の損失にかける電力消費を抑えることができ、従来のＬＣＤと比較して低消費電力化が可能である。さらに、カラーフィルタは、カラー液晶表示パネルの部材費の中でも高価であり、カラーフィルタを無くすことで大幅なコストダウンが図れる。
【０００９】
フィールドシーケンシャル方式では、各サブフィールドを、各々Ｒ・Ｇ・Ｂに充分に速く切り替えて発光させる必要があるために、ＬＣＤを構成するバックライトと液晶表示パネルともに、従来のＬＣＤのものと比較して、高速応答可能である必要がある。すなわち、色の切り替えによる画像のちらつき（フリッカ）が生じないようにするためには、フィールドを約１／６０秒以下で切り替える必要があると言われている。従って、１フィールドあたり１色の表示を行うのに、約１／１８０秒以下、すなわち６ミリ秒以下で切り替える必要がある。さらに、このフィールド内で、画像の書き込みと液晶の応答、バックライトの点灯を行う必要があり、液晶表示パネルには、さらに高速に駆動することが要求される。
【非特許文献１】「液晶」誌，Vol. 3,No.2 (1999)，p99-p106
【特許文献１】特開２００１−２９０１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、液晶表示装置は、開発途上の新型の液晶ディスプレイであり、表示画像のさらなる画質向上のためには、バックライト光源の駆動条件の最適化、液晶の駆動信号の改良、素子自体の高速駆動化に適した材料の選定等、解決しなくてはならない課題は多い。特に、表示画像の色再現性を高めつつ、表示可能なコントラストを向上し、ダイナミック表示特性を改善することが急務となっている。
【００１１】
本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、色再現性を高め、ダイナミックコントラストを大きくして高画質表示が可能となる液晶表示装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記構成によって達成される。
（１）液晶の配向方向に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルに照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、前記光源駆動部が、前記入力画像信号に応じて、前記サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、前記１フレーム期間内の前記光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更し、前記サブフィールド内における特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【００１３】
この液晶表示装置によれば、光源駆動部が、入力画像信号に応じて、サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、１フレーム期間内の光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更して、サブフィールド内における特定色の最大輝度を変更することができる。これにより、特定色が強調されてダイナミックコントラストの大きい表示画像が得られ、従来にない高画質化が図られる。
【００１４】
（２）液晶の配向方向に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルに照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、前記液晶駆動部が、前記入力画像信号に対する前記Ｍ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、前記Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行い、前記サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【００１５】
この液晶表示装置によれば、液晶駆動部が、入力画像信号に対するＭ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行うことにより、色毎の表示輝度をきめ細かに設定することができる。そして、サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することができるので、特定色が強調されてダイナミックコントラストの大きい表示画像が得られ、従来にない高画質化が図られる。例えば、入力画像の背景の青空を強調したい場合、光源の強度調整等によって青を強調すると共に、さらに、青の階調特性の傾きや、赤、緑、青の強度比を動的に変化させることによって、例えば、青空の輪郭を強調することもでき、これによって、さらなる画質の向上を図ることができる
【００１６】
（３）液晶の配向方向に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成可能な液晶パネルと、互いに異なる複数（Ｍ：Ｍは３以上の自然数）色の光源からの出射光を前記液晶パネルに照射する光源と、入力画像信号の１フレーム期間がＭ個以上のサブフィールドに分割され、各サブフィールドに対応して前記Ｍ種の色の光源が順次、時分割方式で駆動される光源駆動部と、前記液晶パネルを駆動する液晶駆動部と、を具備した液晶表示装置であって、前記光源駆動部が、前記入力画像信号に応じて、前記サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、前記１フレーム期間内の前記光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更し、前記液晶駆動部が、前記入力画像信号に対する前記Ｍ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、前記Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行いことにより、前記サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することを特徴とする液晶表示装置。
【００１７】
この液晶表示装置によれば、光源駆動部が、入力画像信号に応じて、サブフィールド期間内における前記光源の発光強度、発光期間、１フレーム期間内の光源の発光回数のうち少なくともいずれかを変更して、サブフィールド内における特定色の最大輝度を変更することができる。これにより、特定色が強調されてダイナミックコントラストの大きい表示画像が得られる。また、液晶駆動部が、入力画像信号に対するＭ種の色の光源の発光強度の関係を表す各光源階調特性を、Ｍ種の色毎に独立して変化させる階調制御を行うことにより、色毎の表示輝度をきめ細かに設定することができる。そして、サブフィールド内の特定色の最大輝度を変更することができるので、特定色が強調されてダイナミックコントラストの大きい表示画像が得られる。これらによって、従来にない高画質化が図られる。
【００１８】
（４）  （１）または（３）記載の液晶表示装置であって、１フレーム期間内の前記各光源の発光回数を動的に変更する際に、１フレーム期間を（Ｍ＋ｎ）個（ｎは正整数）のサブフィールドに分割し、前記１フレーム期間内に前記Ｍ種の色の光源による発光期間を各１回割当てるとともに、前記Ｍ種の色の光源のうち前記特定色に対応する光源に対して発光期間をさらに追加して割当てる発光回数制御手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【００１９】
この液晶表示装置によれば、Ｍ種の色の光源下で（Ｍ＋１）のサブフィールド分割を実施し、（原則として、各サブフィールドにおける各光源の点灯ピーク値（最高輝度）ならびに点灯期間はすべて同じとした上で）、１番目〜Ｍ番目のサブフィールドでは所定の順番でＭ色の光源を発光させ、そして、最後の（Ｍ＋１）番目のサブフィールドを、どの色に割り当てるかを動的に変更するものである。この構成によって、最後のサブフィールドの割り当てに応じて、Ｍ色のうちの任意の色の、１フレーム全体からみた点灯期間が他の色の点灯期間に比べて長くなり、したがって、所定の色を簡単な構成により強調することが可能となる。
【００２０】
（５）  （４）記載の液晶表示装置であって、前記発光回数制御手段が、前記光源の駆動に使用される（Ｍ＋ｎ）個（ｎは正整数）のパルスを所定間隔で連続して発生するパルス発生回路と、前記（Ｍ＋ｎ）個のパルスのうち、１番目〜Ｍ番目のパルスの各々を、Ｍ種の色の駆動用パルスとして各色の光源の駆動回路にそれぞれ供給すると共に、（Ｍ＋ｎ）番目の各パルスを、前記各色の光源の駆動回路のいずれかに選択的に供給するパルス供給回路と、を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【００２１】
この液晶表示装置によれば、ピーク値とパルス幅が同じである（Ｍ＋１）個のパルスを連続的に生成し、１番目〜Ｍ番目のパルスは所定の順序で各色の駆動回路に供給し、最後のパルスを強調したい色の駆動回路に振り分けることによって（要するに、パルスの供給先の切り替えによって）所望の色の強調が可能となり、簡単な構成の回路で所定の色を強調した表示が可能となる。
【００２２】
（６）  （１）〜（５）のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、前記入力画像信号の前記１フレーム期間における表示画像を構成する各画素それぞれに対し、該各画素の色情報を求め、前記表示画像内で出現頻度の最も多い色を前記特定色に設定することを特徴とする液晶表示装置。
【００２３】
この液晶表示装置によれば、表示画像内で出現頻度の最も多い色を強調すべき色として特定色に設定して、この特定色を強調処理することで、高画質の画像表示が行える。
【００２４】
（７）  （２）又は（３）記載の液晶表示装置であって、前記入力画像信号の１フレーム期間における表示画像に対して前記特定色のゲインを増加させる色強調処理を施す画質調整手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【００２５】
この液晶表示装置によれば、液晶パネルへの表示画像となる入力画像信号に関し、特定色のトーンカーブにおけるガンマ特性を増加させることにより、特定色を強調することができる。
【００２６】
（８）  （１）〜（７）のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、前記光源駆動部が、前記表示画像の特定の部位に対して前記特定色に対応する光源の発光状態を変化させることで発光強度分布を形成する色強調処理を施すことを特徴とする液晶表示装置。
【００２７】
この液晶表示装置によれば、表示画像領域内で発光強度に分布を持たせることができ、したがって、１枚の画像全体の画質を効果的に向上させることができる。
【００２８】
（９）  （１）〜（８）のいずれか１項記載の液晶表示装置であって、前記サブフィールド期間における前記Ｍ種の色の光源の点灯および消灯の各期間は、前記液晶パネルに使用される液晶の電界印加後における立ち上がり及び立下りの少なくとも一方の応答時間よりも長いことを特徴とする液晶表示装置。
【００２９】
この液晶表示装置によれば、液晶の輝度波形が光源の点灯輝度に完全に追従し、十分なダイナミックコントラストが得られ、また、残像の発生等の不都合が生じず、動画性能に優れた液晶表示装置を実現することができる。
【００３０】
（１０）  （１）〜（９）のいずれか記載の液晶表示装置であって、前記液晶パネルに使用される液晶が、ベンド配向をなすＯＣＢ（Optical Compensated Birefringence)液晶を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【００３１】
この液晶表示装置によれば、高速応答可能なＯＣＢ液晶を用いることによって、上記の動的カラー管理（ダイナミックカラーマネージメント）方式を実現することができ、液晶表示装置の表示画像の画質を、十分に向上させることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、光源の強度、点灯期間、点灯回数のいずれかを動的に制御する動的カラー管理（ダイナミックカラーマネージメント）方式を採用することにより、液晶表示装置の、従来にない高画質化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明に係る液晶表示装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ＣＲＴやＰＤＰなどの自発光型ディスプレイは黒表示には発光そのものがないため、黒表示の黒がより低輝度に感じられ、コントラストが高い印象を与える。そのことを、ここではダイナミック表示特性と呼ぶ。一方ＬＣＤでは、表示画像が白表示でも黒表示でも常に光源は連続的に点灯させている。そのため黒表示時にも光源の光が漏れ、コントラストが低く感じられることがある。ＬＣＤにおけるダイナミックコントラスト特性を改善する方法として、入力画像に応じて光源の明るさを変える方式が提案されている。すなわち、入力信号が暗い画像信号が多い時は光源の明るさを低くし、明るい画像信号が多い時は光源の輝度を高くしてダイナミックコントラストを大きくする。しかし上記方法では、コントラストだけの制御であり、より鮮やかな画像、特に動画表示を得るにはカラマネージメントの制御が必要となり、一層複雑となる。
【００３４】
そこで、本発明に係る液晶表示装置においては、１画素単位で、光源の強度、点灯期間および点灯回数のいずれかを動的に制御する、動的カラー管理（ダイナミックカラーマネージメント）方式を採用し、これによって、従来のフィールドシーケンシャル型液晶表示装置にない高画質化を達成している。
【００３５】
図１は、ダイナミックカラーマネージメント方式を採用した本発明の液晶表示装置の一例としての全体構成を示すブロック図である。
液晶表示装置１は、色データ検出演算回路１００と、画質制御回路２００と、明るさ検出設定回路３００と、光源点灯回路５００と、液晶モジュール（パネルコントローラ４００，ＬＣＤドライバ４１０，４２０，液晶パネル６００，パネル直下に配置された光源としてのＬＥＤ列７００ａ〜７００ｆを含む）と、によって構成されている。
【００３６】
色データ検出演算回路１００は、色データ分離回路１０２と、比較演算回路１０４と、色データ変換回路１０６と、を含んで構成されている。また、画質制御回路２００は、コントラスト制御回路２０２と、ＤＣレベル制御回路２０４と、デジタルγ制御回路２０６と、を含んで構成されている。
【００３７】
また、明るさ検出設定回路３００は、平均値検出回路３０２と、最大値検出回路３０４と、最小値検出回路３０６と、を含んで構成されている。
【００３８】
入力画像信号は、色データ検出演算回路１００および明るさ検出設定回路３００に入力される。
【００３９】
入力画像信号は、アナログ信号、デジタル信号等のさまざまな信号が想定されるが、まず、色データ検出演算回路１００によって、１フレーム期間における各画素のＲＧＢ毎の階調データ分解が行われ、さらに、色毎の出現頻度ヒストグラムを作成して、画面全体の色数の度合い（例えばＲＧＢのどの色の表示が多いか）を検出する。また、データ数の多い階調の算出を行い、強調したい表示色や階調の情報を、画質制御回路２００と明るさ検出設定回路３００に送る。
【００４０】
また、明るさ検出設定回路３００では、１フレームにおける各画素の明るさの最大値，最小値，平均値を算出し、さらに前後のフレームとの比較を行い、それらの分析に基づいて調光信号（最適な表示画像を得られるように光源を発光させるための制御信号）を生成し、この調光信号を、画質制御回路２００と光源点灯回路５００に送る。
【００４１】
画質調整手段としての画質制御回路２００では、送られてきた色データ（色データ検出演算回路１００からの信号）と明るさデータ（明るさ検出設定回路３００からの信号）に基づいて、画面全体および各画素に供給するための画像表示信号を作成し、その画像表示信号を、液晶モジュールのパネルコントローラ４００に与える。
【００４２】
また、発光回数制御手段としての光源点灯回路５００は、明るさ検出設定回路３００からの調光信号（各フレーム毎の色データと明るさデータに基づいて生成される制御信号）に従って動作し、Ｍ色（Ｍは３以上の自然数であり、本実施形態では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色である）色のＬＥＤ列（７００ａ〜７００ｆ）に含まれる各ＬＥＤの駆動信号を生成し、各駆動信号を、各ＬＥＤに供給する。なお、ＬＥＤ列７００ａ〜７００ｆには、Ｗ（白色）のＬＥＤが含まれているが、これは発光輝度を向上させるための構成であり、必ずしも必須のものではない。
【００４３】
このようなダイナミックカラーマネージメント方式の液晶表示装置によれば、例えば、以下のような光源の駆動が可能である。
【００４４】
（ピーク輝度または発光期間を動的に変更する駆動）
前述したように、ＣＲＴやＰＤＰなどの自発光型ディスプレイのダイナミック表示特性が優れている理由の一つにピーク輝度特性がある。自発光型ディスプレイは黒表示の画素は発光せず、白表示の画素のみ発光するため、白表示画素の明るさが特に高く感じられる。また、ＣＲＴでは１フレームの発光輝度を電流値で制御し、白表示の画素数が多いと画素の輝度が低下し、白表示の画素が少ないと発光電流が集中できるため画素の輝度が高くなり、より明るく感じる。この特性をピーク輝度特性と呼ぶ。画面の強調したいエリアに対しては、光源の輝度を高くすることで輝度を高くしたり、表示色を強調したりすることができる。
【００４５】
図２（ａ）〜（ｄ）は、特定の表示色を強調するために光源を動的に変化させて駆動する例を示す説明図である。図２において、（ａ）の入力画像信号レベルに対しては（ｃ）の制御となり、（ｂ）の入力画像信号レベルに対しては（ｄ）の制御となることを示しており、以下に詳述する。
【００４６】
まず、図２（ａ）は、入力画像信号の赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の階調レベルを示している。この階調レベルからみて、青（Ｂ）が強調すべき色であることは明らかである。青（Ｂ）を強調するために、図２（ｃ）では、１フレーム期間を３つのサブフィールドに分割し、各サブフィールドをＲ，Ｇ，Ｂの各色に割り当て、一つのサブフィールドにおいて、一色のＬＥＤを点灯させると共に、青（Ｂ）のＬＥＤの点灯に際し、ピーク輝度値をＬ１からＬ２に変更し、これによって、青（Ｂ）を強調している（ＬＥＤの発光強度を変更する発光強度変調方式）。
【００４７】
図２（ｂ）は図２（ａ）よりも信号レベルが全体的に高く、さらに、青（Ｂ）の階調が高くなっている。図２（ｄ）では、各色のＬＥＤのピーク輝度値は同レベルとしているが、青（Ｂ）のＬＥＤの発光期間を長くして、青（Ｂ）を強調している（ＬＥＤの駆動パルス幅を変更するパルス幅変調方式）。
【００４８】
ここで、上記の発光強度変調方式およびパルス幅変調方式の光源駆動回路の構成例を説明する。
図３は、発光強度変調方式の光源駆動回路の構成の一例を示す回路図である。図３において、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗは、各色のＬＥＤを示しており、各色のＬＥＤは、各色のＬＥＤに対応した駆動回路５０４ａ〜５０４ｄによって駆動される。各駆動回路５０４ａ〜５０４ｄは同様の構成をしており、その動作は、点灯制御回路５０２によって制御される。
【００４９】
各駆動回路５０４ａ〜５０４ｄは、ここでは一例として５０４ａを用いて説明するが、電源電圧（ＶＣＣ）とグランド電位（ＧＮＤ）間に介在するスイッチ（ＳＷ１）と、可変抵抗ＶＲと、オペアンプＯＰ１，ベース抵抗Ｒ１，ＮＰＮバイポーラトランジスタＱ１からなるボルテージフォロワ（インピーダンス変換器）と、電圧／電流変換抵抗Ｒ２と、を含んで構成されている。
【００５０】
可動接点ＶＲ２が可変抵抗ＶＲのどの位置にあるかによって、ボルテージフォロワに入力する電圧が変化し、そのボルテージフォロワの出力電圧を抵抗Ｒ２の抵抗値で除算して決定される電流にて、各色のＬＥＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）が駆動されることになる。
【００５１】
可変抵抗ＶＲから出力される電圧は、点灯制御回路５０２から端子Ｐ２に与えられる制御信号Ｓ２によって適宜、変化させることができ、これによって、各ＬＥＤの発光強度を個別に調整することができる。
【００５２】
また、スイッチＳＷ１の開閉は、点灯制御回路５０２から端子Ｐ１に与えられる制御信号Ｓ１によって個別に制御することができ、これによって、各ＬＥＤのシーケンシャル駆動（ならびに点灯期間の制御）を行うことができる。
【００５３】
図４は、パルス幅変調方式の光源駆動回路の構成の一例を示す回路図である。図４においても図３に示した駆動回路５０４ａ（〜５０４ｄ）を使用するが、強度変調は行わないため、可変抵抗ＶＲを制御する制御信号Ｓ２は一定値に固定されている。その代わりに、図４の回路では制御信号Ｓ１を変化させ、スイッチＳＷ１をオン／オフさせてＬＥＤの駆動パルスのデューティを動的に変更し、特定色の強調を行う。
【００５４】
また、図４においては、制御信号Ｓ１を生成するために、カウンタＫ，レジスタＪ，比較器ＣＭからなるパルス幅変調回路を用いている。カウンタＫをリセットし、レジスタＪにプログラム値をセットした後、カウンタＫに動作クロックＣＫを供給してカウントを開始させる。比較器ＣＭは、カウンタＫのカウント値がレジスタＪのプログラム値より小さいときは、ハイレベルを出力し、カウント値がプログラム値に等しくなるとローレベルを出力する。したがって、プログラム値を適宜、変更することによって、比較器から出力されるパルスのパルス幅を自在に変更することができ、このパルス幅が、結果的に、各色のＬＥＤの点灯期間を制御することになる。このようにして、ダイナミックなＬＥＤの点灯制御を実現することができる。
【００５５】
（１フレーム期間における各色の発光回数を動的に変更する駆動）
上記の例では、発光強度あるいは発光期間を変化させていたが、以下の例では、１フレーム期間における各色の発光回数を動的に変更する。
図５（ａ）〜（ｅ）は、１フレーム期間における各色の発光回数を動的に変更するシーケンシャル駆動方式を示す説明図である。
【００５６】
従来のフィールシーケンシャル方式では、図５（ａ）に示すように、１フレームを光源の色数（例えばＲＧＢの３色）に応じて３分割し、順次光源を発光させる。パネルの輝度は光源輝度とパネル透過率に依存し、ＲＧＢ表示色の強調を行う場合、光源発光輝度のＲＧＢの比率を変えることは可能であるが、輝度の最大値は光源最大輝度が上限となり、明るさの強調ができず、より鮮明な色表示が難しかった。
【００５７】
そこで、図５（ｂ）に示すように、ＲＧＢの３色の後にさらに白色光源を点灯させることにより、パネル輝度をさらに明るくすることができる。このとき画像表示信号は、発光スペクトルに応じた色表示信号に変換されパネルコントローラへ送られ、パネルの表示を行う。
【００５８】
また、表示画像が緑を強調した画像の場合は、同図（ｃ）に示すようにＧの発光をＲ，Ｂより一回多くする。すなわち１画面を表示する期間である１フレームを、光源の色数Ｍ以上のサブフィールドに分割し、入力画像信号に応じて、Ｍ色の表示を行った後、強調したい画像の色に応じて、Ｍ色以降のサブフィールドで特定の光源を発光する。Ｍ色の光源を順次発光させるのではなく，入力画像信号に応じてＭ色の発光順を変えたり，発光回数を変えることにより、画面の色調や最大輝度を制御することが可能となる。また、１色の光源が複数のサブフィールドに分かれて複数回点滅発光するが、画像信号は１フレームに任意のＭ回、書き換えることが可能である。
【００５９】
また、図５（ｄ）のように、青（Ｂ）の階調レベルが高く、青（Ｂ）を強調する場合に、図５（ｅ）に示すように、Ｗ（＝Ｒ+Ｇ＋Ｂ：図５（ｄ）の（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）に相当する）をまず発光させ、その後のサブフィールドにて、青の強調分（図５（ｄ）のＤに相当する）を発光させるようにしてもよい。
【００６０】
上記のような１フレーム期間における発光回数を変更する方式の光源駆動回路の構成例は次のようになる。
図６に１フレーム期間における発光回数を変更する方式の光源駆動回路の構成例としての回路図を示した。
図示されるように、４段のＤ型フリップフロップ５１２，５１４，５１６，５１８（パルス発生回路）がシリアルに接続されてシフトレジスタが構成されている。初段〜３段目のＤ型フリップフロップ５１２，５１４，５１６の各々からは、赤（Ｒ）のＬＥＤの点灯制御用パルスＳＬ−Ｒ、緑（Ｇ）のＬＥＤの点灯制御用パルスＳＬ−Ｇ、青（Ｂ）のＬＥＤの点灯制御用パルスＳＬ−Ｂ、が順次出力され、各点灯制御用パルスは、ＯＲ回路（ＯＲ１〜ＯＲ３）を介して、各色のＬＥＤの駆動回路５０４ａ〜５０４ｃ（内部構成は図３参照）の端子Ｐ１に供給される。
【００６１】
一方、４段目のＤ型フリップフロップ５１８から出力されるパルスＳＬ−Ｘは、パルス振り分け用のスイッチＳＷ２（パルス供給回路）を経由して、各色のＬＥＤの駆動回路５０４ａ〜５０４ｃのいずれかに供給される。このスイッチＳＷ２の切り替えを動的に制御することによって、所望の色の強調が可能となる。
【００６２】
図７は、図６に示される回路の動作を説明するための、主要な信号の波形とタイミングを示す図である。ＳＴは、シフトレジスタに動作を開始させるためのスタートパルスであり、ＣＬＡは、Ｄ型フリップフロップのサンプリングパルスである。図示されるように、時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４において、ＳＬ−Ｒ，ＳＬ−Ｇ，ＳＬ−Ｂ，ＳＬ−Ｘが順次、生成される。
【００６３】
図６の構成の回路によれば、ピーク値とパルス幅が同じである（Ｍ+１）個のパルスを連続的に生成し、１番目〜Ｍ番目のパルスは所定の順序で各色の駆動回路に供給し、最後のパルスを強調したい色の駆動回路に振り分けることにより、換言すると、パルスの供給先の切り替えにより、所望の色の強調が可能となって簡単な構成の回路で所定の色を強調した表示が可能となる。また、パルスの供給先を切り替えるだけで済み、高速動作が可能である。
【００６４】
また、４番目のパルス（Ｍの数に加えて更に２以上のパルスを追加する場合は４番目以降のパルス）について、パルス幅変調を行ったり、ピーク値の変更を行ったりすることによって、表示画像の色管理を、よりきめ細かに行うことができる。
【００６５】
（階調制御を併用した構成）
上記の例では、光源の調整について説明したが、表示画像データ信号の調整を行うこと、あるいは併用することによって、さらに表示画像の画質を向上させることができる。入力画像に応じて出力画像信号の階調特性（トーンカーブ，あるいはガンマ）を変化させる方法は報告されているが、ＲＧＢの各色を独立に階調特性を制御することで、より画質が向上する。
【００６６】
図８（ａ）〜（ｄ）は、表示画像の階調制御を実施する例を示す説明図である。（ａ）は入力画像信号がＲＧＢ各色でほぼ同レベルの場合で、（ｂ）は（ａ）の場合の階調特性Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の一例を示すグラフ、（ｃ）は入力画像信号がＲＧＢ各色のうち、青の入力信号が強い場合で、（ｄ）は（ｃ）の場合の青の出力画像レベルを強調し、かつ階調特性Ｔ１０，Ｔ２０，Ｔ３０も入力信号に応じて傾きやＲＧＢの明るさの強度比も変えた一例を示すグラフである。
【００６７】
入力信号に青表示が多い場合、青の画像信号強度の最大値を緑や赤よりも大きくし、また、階調を細かく刻んで表示できるようなトーンカーブに変更することにより、青の画像を強調することができる。他の表示色に関しても同様に、画質の調整、強調を行うこともできる。このような制御は、図１の画質制御回路２００のデジタルγ制御回路２０６等によって実現される。
【００６８】
このように、各色光源の発光タイミングの動的制御に加えて、液晶パネル上に表示する画像データに関し、各色の階調特性（トーンカーブあるいはガンマ特性）を、色毎に各々独立に変化させることによって、さらなる画質の向上（ダイナミック表示特性の向上）を図ることができる。例えば、入力画像の背景の青空を強調したい場合は、光源の強度調整等によって青を強調する（１）。又は、青の階調特性の傾きや、赤、緑、青の強度比を動的に変化させる（２）。あるいは、（１）、（２）を同時に行う。このような処理によって、例えば、画像中の青空の領域を強調したり、青色領域の輪郭等を明瞭にしたり、画像全体の見栄えを整えることもできる。
【００６９】
次に、液晶セルの応答速度を考慮した光源駆動の最適化方法について説明する。
図９（ａ）〜（ｄ）は、液晶セルの応答速度を考慮した光源駆動の最適化方法を示す説明図である。
図９（ａ）は、光源点灯信号のタイムチャートで、１フレームを３つのサブフィールドに分割し、各サブフィールド内で光源の消灯と点灯を繰り返し行う例である。（ｂ）は光源の発光輝度を表し、（ａ）の光源点灯信号に同期させて点灯・消灯を行う光源の輝度応答波形を示す。ＬＥＤ光源を使う場合、光源の点灯・消灯の際の各発光の応答速度は１ｍｓ以下であり、（ａ）の発光点灯信号にほぼ追随している。（ｃ）はＯＣＢ液晶セルの応答波形を示し、光源の点灯期間は液晶セルが表示輝度が高くなる配向状態にし、消灯期間は液晶セルが光を遮断して表示輝度を低くなるような配向状態にする。（ｄ）は液晶表示装置の表示輝度波形で、光源の点灯・消灯の輝度波形と液晶セルの応答波形の重畳結果として表されている。特に液晶セルの低輝度状態が光源の消灯期間と同期して、より低い低輝度が得られ、ダイナミックコントラストが高くなる。
【００７０】
ダイナミックコントラストを高くするには、液晶セルの応答波形と光源の輝度応答波形とを同期させる必要がある。図９（ｃ）の液晶セルの応答波形において、液晶セルが低輝度状態から高輝度状態に遷移する応答時間が図９（ｂ）に示す光源の点灯期間より遅いと、光源の輝度応答波形に液晶セルの応答が完全に追いつかず、高輝度に達することに至らない。その結果、十分な輝度が得られずにダイナミックコントラストが低下する。同様に、液晶セルが高輝度状態から低輝度状態に遷移する応答時間が光源の消灯期間より遅いと、次の点灯期間に悪影響を及ぼし、残像などの弊害を生じて、動画表示性能を低下させる。
【００７１】
１フレームを複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて複数の発光スペクトルを有する光源を順次点灯させることで、カラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式は前述した通りであるが、１フレーム内で各光源と液晶セルを上記のように点灯と消灯の動作を行うことで、ＣＲＴに近いインパルス表示が得られ、動画表示性能がより向上し、滑らかな動画表示が実現できる。
【００７２】
よって、光源の発光点灯時間及び消灯時間が、液晶セルの立ち上がり、あるいは、立下りの少なくとも一方の応答時間よりも長いことが良好な動画表示に有効となる。さらに、液晶セルの応答時間は液晶層と光学補償セルの組み合せによって決まる複屈折値に依存し、光の波長毎に異なる。そのため、Ｍ種類の色の光源発光スペクトルの最大強度を有する波長において、発光点灯時間及び消灯時間が液晶層の立ち上がり、あるいは立下りの少なくとも一方の応答時間よりも長いことが有効である。
【００７３】
次に、上述した本発明に係る液晶表示装置の具体的な構成例について説明する。まず最初に、用語及び周辺事項の説明を行い、その後、具体的な実施形態の説明を行うこととする。
【００７４】
（レターデーション、Ｒｅ、Ｒｔｈ）
本発明で保護膜、光学異方性層はレターデーション、Ｒｅ、Ｒｔｈを有し、Ｒｅ(λ)は、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨ（王子計測機器（株）製）において波長λｎｍの光をフィルム法線方向に入射させて測定される。Ｒｔｈ(λ)は前記Ｒｅ(λ)、面内の遅相軸（ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨにより判断される）を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して＋４０°傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーション、および面内の遅相軸を傾斜軸（回転軸）としてフィルム法線方向に対して−４０°傾斜した方向から波長λｎｍの光を入射させて測定したレターデーションの計３つの方向で測定したレターデーションと平均屈折率の仮定値および入力された膜厚値を基にＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨが算出する。ここで平均屈折率の仮定値は「ポリマーハンドブック」（ＪＯＨＮ  ＷＩＬＥＹ＆ＳＯＮＳ、ＩＮＣ）、各種光学フィルムのカタログの値を使用することができる。平均屈折率の値が既知でないものについてはアッベ屈折計で測定することができる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する：セルロースアシレート（１．４８）、シクロオレフィンポリマー（１．５２）、ポリカーボネート（１．５９）、ポリメチルメタクリレート（１．４９）、ポリスチレン（１．５９）。これら平均屈折率の仮定値と膜厚を入力することで、ＫＯＢＲＡ  ２１ＡＤＨはｎｘ、ｎｙ、ｎｚを算出する。この算出されたｎｘ、ｎｙ、ｎｚよりＮｚ＝（ｎｘ−ｎｚ）／（ｎｘ−ｎｙ）がさらに算出される。
【００７５】
（分子配向軸）
試料７０ｍｍ×１００ｍｍを、２５℃、６５％ＲＨで２時間調湿し、自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ２１ＤＨ、王子計測（株））にて、垂直入射における入射角を変化させた時の位相差より分子配向軸が算出される。
【００７６】
（軸ズレ）
自動複屈折計（ＫＯＢＲＡ−２１ＡＤＨ、王子計測機器（株））で軸ズレ角度を測定することができる。例えば、試料の幅方向に全幅にわたって等間隔で２０点測定し、絶対値の平均値を求めた値とすることができる。また、遅相軸角度（軸ズレ）のレンジとは、幅方向全域にわたって等間隔に２０点測定し、軸ズレの絶対値の大きい方から４点の平均と小さい方から４点の平均の差をとることで求められる。
【００７７】
（透過率）
試料２０ｍｍ×７０ｍｍを、２５℃、６０％ＲＨで透明度測定器（ＡＫＡ光電管比色計、ＫＯＴＡＫＩ製作所）で可視光（６１５ｎｍ）の透過率を測定することで求める。
【００７８】
（分光特性）
試料１３ｍｍ×４０ｍｍを、２５℃、６０％ＲＨで分光光度計（Ｕ−３２１０、（株）日立製作所）にて、波長３００〜４５０ｎｍにおける透過率を測定する。傾斜幅は７２％の波長−５％の波長で求め、限界波長は、（傾斜幅／２）＋５％の波長で表す。吸収端は、透過率０．４％の波長で表す。
【００７９】
本明細書において、角度について、「＋」は反時計周り方向を意味し、「−」は時計周り方向を意味するものとする。また、液晶表示装置上方向を１２時方向、下方向を６時方向としたときに、角度方向の絶対値０°方向とは３時方向（画面右方向）を意味することとする。また、「遅相軸」は、屈折率が最大となる方向を意味する。また、「可視光領域」とは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍのことをいう。さらに屈折率の測定波長は特別な記述がない限り、可視光域のλ＝５５０ｎｍでの値である。
また、各軸・方向間の角度について、「平行」「垂直」「４５°」等という場合には、「おおよそ平行」「おおよそ垂直」「おおよそ４５°」の意であり、厳密なものではない。それぞれの目的を達成する範囲内での、多少のズレは許容される。例えば「平行」とは、交差角がおおよそ０°ということであり、−１０°〜１０°、好ましくは−５°〜５°、より好ましくは−３°〜３°である。「垂直」とは、交差角がおおよそ９０°ということであり、８０°〜１００°、好ましくは８５°〜９５°、より好ましくは８７°〜９３°である。「４５°」とは、交差角がおおよそ４５°ということであり、３５°〜５５°、好ましくは４０°〜５０°、より好ましくは４２°〜４８°である。
【００８０】
（液晶表示パネル）
本発明では、少なくとも一方に電極を有し対向配置された一対の基板と、該一対の基板の対向面がそれぞれ有する配向軸によって配向制御された液晶性分子を含有する液晶層と、該液晶層を挟んで配置され偏光膜とこの偏光膜の少なくとも一方の面に設けられた保護膜とを有する一対の偏光板と、該液晶層と該一対の偏光膜の少なくとも一方との間に、配向軸によって配向制御されその配向状態に固定された液晶性化合物を含有する少なくとも一層の光学異方性層とを有する液晶表示パネルを使用する。この液晶パネルは、液晶の配向方向に応じて透過状態又は遮光状態を選択的に形成する機能を有する。
【００８１】
（ＯＣＢ液晶セルの基本構造）
図１０に本発明に係る液晶表示装置の一構成例としての模式図を示す。図１０に示すＯＣＢモードの液晶表示装置は、電圧印加時、即ち黒表示時に、液晶が基板面に対してベンド配向する液晶層１０とそれを挟む基板６及び８からなる液晶セルを有する。基板６及び８は液晶面に配向処理が施してあり、そのラビング方向を矢印７と９で示す。液晶セルを挟持して偏光膜３及び１２が配置されている。偏光膜３及び１２それぞれの吸収軸４及び１３を、互いに直交に、且つ液晶セルの液晶層１０のラビング方向７，９と４５度の角度に配置される。偏光膜３及び１２と液晶セルとの間には、保護膜３３Ａ及び３３Ｂと光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂがそれぞれ配置されている。保護膜３３Ａ及び３３Ｂは、その遅相軸５及び１１が、それぞれに隣接する偏光膜３及び１２の吸収軸４及び１３の方向と直交に配置されている。また、光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂは、液晶性化合物の配向によって発現された光学異方性を有する。
【００８２】
図１０中の液晶セルは、上側基板６及び下側基板８と、これらに挟持される液晶層１０から形成される液晶層からなる。基板６及び８の液晶層１０に接触する表面（以下、「内面」という場合がある）には、配向膜（不図示）が形成されていて、電圧無印加状態もしくは低印加状態における液晶層１０の配向がプレチルト角をもった平行方向に制御されている。また、基板６及び８の内面には、液晶層１０からなる液晶層に電圧を印加可能な透明電極（不図示）が形成されている。本発明では、液晶層の厚さｄ（μｍ）と屈折率異方性Δｎとの積Δｎ・ｄは、０．１〜１．５μｍとするのが好ましく、さらに、０．２〜１．５μｍとするのがより好ましく、０．２〜１．２μｍとするのがさらに好ましく、０．６〜０．９μｍとするのがさらにより好ましい。これらの範囲では白電圧印加時における白表示輝度が高いことから、明るくコントラストの高い表示装置が得られる。用いる液晶材料については特に制限されないが、上下基板６及び８間に電界が印加される態様では、電界方向に平行に液晶層１０が応答するような、誘電率異方性が正の液晶材料を使用する。
【００８３】
例えば、液晶セルをＯＣＢモードの液晶セルとする場合は、上下基板６及び８間に、誘電異方性が正で、Δｎ＝０．０８、Δε＝５程度のネマチック液晶材料などを用いることができる。液晶層の厚さｄについては特に制限されないが、前記範囲の特性の液晶を用いる場合、６μｍ程度に設定することができる。厚さｄと、白電圧印加時の屈折率異方性Δｎの積Δｎ・ｄの大きさにより白表示時の明るさが変化するので、白電圧印加時において十分な明るさを得るためには、無印加状態における液晶層のΔｎ・ｄは０．６〜１．５μｍの範囲になるように設定するのが好ましい。
【００８４】
なお、ＯＣＢモードの液晶表示装置では、ＴＮモードの液晶表示装置で一般的に使われているカイラル材の添加は、動的応答特性の劣化させるため用いることは少ないが、配向不良を低減するために添加されることもある。また、マルチドメイン構造とする場合には、各ドメイン間の境界領域の液晶分子の配向を調整するのに有利である。マルチドメイン構造とは、液晶表示装置の一画素を複数の領域に分割した構造をいう。例えば、ＯＣＢモードにおいて、マルチドメイン構造にすると、輝度や色調の視野角特性が改善されるので好ましい。具体的には、画素のそれぞれを液晶分子の初期配向状態が互いに異なる２以上（好ましくは４又は８）の領域で構成して平均化することで、視野角に依存した輝度や色調の偏りを低減することができる。また、それぞれの画素を、電圧印加状態において液晶分子の配向方向が連続的に変化する互いに異なる２以上の領域から構成しても同様の効果が得られる。
【００８５】
保護膜３３Ａ及び３３Ｂは、波長４５０ｎｍにおけるＲｅとＲｔｈの比Ｒｅ／Ｒｔｈ（４５０ｎｍ）が、波長５５０ｎｍにおけるＲｅ／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）の０．４〜０．９５倍であり、波長６５０ｎｍにおけるＲｅ／Ｒｔｈ（６５０ｎｍ）が、Ｒｅ／Ｒｔｈ（５５０ｎｍ）の１．０５〜１．９倍の関係を満たし、且つＲｔｈが７０〜４００ｎｍである。保護膜３３Ａ及び３３Ｂは、光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂの支持体として機能していてもよいし、偏光膜３と偏光膜１２の保護膜としても機能していてもよいし、その双方の機能を有していてもよい。即ち、偏光膜３、保護膜３３Ａ及び光学異方性層３１Ａ、又は偏光膜１２、保護膜３３Ｂ及び光学異方性層３１Ｂは、一体化された積層体として液晶表示装置内部に組み込まれていてもよいし、それぞれ単独の部材として組み込まれていてもよい。
【００８６】
偏光膜３及び１２の吸収軸４及び１３、保護膜３３Ａ及び３３Ｂの遅相軸方向５及び１１、ならびに液晶層１０の配向方向については、各部材に用いられる材料、表示モード、部材の積層構造等に応じて最適な範囲に調整する。すなわち、偏光膜３の吸収軸４及び偏光膜１２の吸収軸１３が、互いに実質的に直交しているように配置する。但し、本発明の液晶表示装置は、この構成に限定されるものではない。
【００８７】
光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂは、保護膜３３Ａ及び３３Ｂと、液晶セルとの間に配置され。光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂは、液晶性化合物、例えば、棒状化合物又は円盤状化合物を含有する組成物から形成された層である。光学異方性層において、液晶性化合物の分子は、所定の配向状態に固定されている。光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂ中の液晶性化合物の分子対称軸の、少なくとも保護膜３３Ａ及び３３Ｂ側の界面における配向平均方向ＲＤ１及びＲＤ４と、保護膜３３Ａ及び３３Ｂの面内の遅相軸５及び１１は、略４５度で交差している。かかる関係で配置すると、光学異方性層５又は９が、法線方向からの入射光に対してレターデーションを生じさせて、光漏れを生じさせることがなく、且つ斜め方向からの入射光に対しては本発明の効果を充分に奏することができる。液晶セル側の界面においても、光学異方性層３１Ａ及び３１Ｂの分子対称軸の配向平均方向は、保護膜３３Ａ及び３３Ｂの面内の遅相軸５及び１１は略４５度であるのが好ましい。
【００８８】
ここで、図１０に示す液晶表示装置について、更に詳細に説明する。
本液晶表示装置では、ベンド配向液晶セル（１０）を、ディスコティック化合物から形成した光学異方性層（３１Ａ、３１Ｂ）と光学異方性を有する透明支持体（３３Ａ、３３Ｂ）とが協調して、光学的に補償する。
【００８９】
光学異方性層（３１Ａ、３１Ｂ）のディスコティック化合物を配向させるためのラビング方向（ＲＤ１、ＲＤ４）を、液晶セルのラビング方向（ＲＤ２、ＲＤ３）とは反平行の関係に設定すると、ベンド配向液晶セル（１０）の液晶分子と光学異方性層（３１Ａ、３１Ｂ）のディスコティック化合物とが対応して、光学的に補償する。そして、ベンド配向液晶セル（１０）中央部の実質的に垂直に配向している液晶分子には、透明支持体（３３Ａ、３３Ｂ）の光学異方性が対応するように設計されている。なお、透明支持体（３３Ａ、３３Ｂ）に記入した楕円は、透明支持体の光学異方性により生じる屈折率楕円である。このように、液晶セルの黒表示状態における液晶の配向に対応して、光学補償シートの光学異方性層と透明支持体との光学特性を調整することにより、液晶セルの光学異方性を高度に補償することができ、広視野角を実現できる。
【００９０】
液晶セルのラビング方向（ＲＤ２、ＲＤ３）は、画面内の任意方向でよいが、画面内の横方向、縦方向、４５°方向、１３５°であることが好ましい。
【００９１】
２枚の偏光膜をクロスニコル配置にした場合、偏光膜の法線方向から見た透過率は非常に低いが、法線方向から２枚の偏光膜の透過軸の中線の方向へ視角を傾けると透過率が大きくなる。これは、ＳＩＤ９８  ＤＩＧＥＳＴ  ｐ．３１５に記載のあるとおり、視角を傾けることにより、入射側偏光膜と出射側偏光膜の透過軸のなす角度がクロスニコル配置（９０°）からずれるためである。この視角を傾けた場合の光漏れは、正のａ−ｐｌａｔｅと正のｃ−ｐｌａｔｅとの組み合わせ、負のａ−ｐｌａｔｅと負のｃ−ｐｌａｔｅとの組み合わせ、または二軸性フィルムを使用することにより大幅に低減できる。ここで、ａ−ｐｌａｔｅとｃ−ｐｌａｔｅの組み合わせの場合には、ａ−ｐｌａｔｅの光学軸を偏光膜の透過軸に平行に、二軸性フィルムの場合には遅相軸を偏光膜の透過軸に平行に配置する。
【００９２】
本発明に用いる光学補償シートでは、透明支持体のＲｅレターデーション値およびＲthレターデーション値を調整することにより、液晶セルの光学異方性の補償機能だけでなく、上記の広視野角偏光板の機能も実現することができる。
【００９３】
（黒表示の色味）
光学補償シートの光学異方性層の波長分散とセルに用いられる液晶の波長分散が一致する場合、黒表示での正面の色味はニュートラルとなる。しかし、光学異方性層と液晶セルの波長分散が異なる場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素の透過率が異なり、ニュートラルからずれて着色が生じる。そこで、次の手段（１）または（２）により黒表示の色味をニュートラルにすることが可能である。
【００９４】
（１）Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の電圧を調整して、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の透過率を最低にする。
（２）Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素のセルギャップを調整して、Ｒ、Ｇ、Ｂ各画素の透過率を最低にする。
【００９５】
黒表示の状態では、ｕ0 の値（液晶表示装置の正面方向から測定したｕｖ色度の値）が０．１７以上であることが好ましい。ｕ0の値の調整は、後述する光学異方性層の波長分散値α１が１．０乃至１．４である場合に特に有効である。黒表示の状態では、ｖ0 の値が０．１８以上であることも好ましい。ｖ0 の値の調整は、後述する光学異方性層の波長分散値α１が１．４乃至２．０である場合に特に有効である。
（波長分散値）
本発明の液晶表示装置では、光学補償シートの光学異方性層および透明支持体が、一定の波長分散値を有することが望ましい。
【００９６】
光学異方性層の下記式（III）で定義される波長分散値であるα１は、１．０乃至２．０であることが好ましく、１．１乃至１．９であることがさらに好ましく、１．２乃至１．８であることが最も好ましい。
α＝Ｒｅ（４００ｎｍ）／Ｒｅ（５５０ｎｍ）
上式において、αは波長分散値であり、Ｒｅ（４００ｎｍ）は、波長４００ｎｍの光で測定したＲｅレターデーション値であり、そして、Ｒｅ（５５０ｎｍ）は、波長５５０ｎｍの光で測定したＲｅレターデーション値である。
【００９７】
透明支持体の上基式（III）で定義される波長分散値であるα２は、下記式（IV)を満足することが好ましく、下記式（IV-２）を満足することがさらに好ましく、下記式（IV-３）を満足することが最も好ましい。
（IV）    （１．４−０．５α１）＜α２＜（２．３−０．５α１）
（IV-２）  （１．５−０．５α１）＜α２＜（２．２−０．５α１）
（IV-３）  （１．６−０．５α１）＜α２＜（２．１−０．５α１）
【００９８】
（支持体）
光学補償シートの透明支持体は、少なくとも一枚のポリマーフィルムからなる。複数のポリマーフィルムで透明支持体を構成して、本発明が定義する光学異方性を達成することもできる。ただし、本発明が定義する光学異方性は、一枚のポリマーフィルムで実現することが可能である。従って、透明支持体は、一枚のポリマーフィルムからなることが特に好ましい。透明支持体の光学異方性とは、具体的には、波長６３２．８ｎｍの光で測定したＲｅレターデーション値を１０乃至７０ｎｍの範囲に有し、かつ波長６３２．８ｎｍの光で測定したＲthレターデーション値を５０乃至４００ｎｍの範囲に有することである。なお、液晶表示装置に二枚の光学異方性ポリマーフィルムを使用する場合、一枚のフィルムのＲthレターデーション値は、５０乃至２００ｎｍであることが好ましい。液晶表示装置に一枚の光学異方性ポリマーフィルムを使用する場合、フィルムのＲthレターデーション値は、７０乃至４００ｎｍであることが好ましい。
【００９９】
ポリマーフィルムの遅相軸角度の平均値は３°以下であることが好ましく、２°以下であることがさらに好ましく、１°以下であることが最も好ましい。遅相軸角度の平均値の方向を遅相軸の平均方向と定義する。また、遅相軸角度の標準偏差は１．５°以下であることが好ましく、０．８°以下であることがにさら好ましく、０．４°以下であることが最も好ましい。ポリマーフィルム面内における遅相軸の角度は、ポリマーフィルムの延伸方向を基準線（０°）とし、遅相軸と基準線のなす角度で定義する。ロール形態のフィルムを幅方向に延伸する時は幅方向を基準線とし、長手方向に延伸する時は長手方向を基準線とする。
【０１００】
ポリマーフィルムは、光透過率が８０％以上であることが好ましい。ポリマーフィルムは、６０×１０-12ｍ2／Ｎ以下の光弾性係数を有することが好ましい。
【０１０１】
光学補償シートを使用した透過型液晶表示装置において、通電後時間が経過すると画面周辺部に「額縁状の表示ムラ」が発生することがある。このムラは、画面周辺部の透過率の上昇によるものであり、特に黒表示時において顕著となる。透過型液晶表示装置では、光源から発熱しており、しかも液晶セル面内で温度分布が生じる。この温度分布により光学補償シートの光学特性（レターデーション値、遅相軸の角度）が変化することが「額縁状の表示ムラ」の発生原因である。光学補償シートの光学特性の変化は、温度上昇による光学補償シートの膨張または収縮が液晶セルまたは偏光板との粘着により抑制されるために、光学補償シートに弾性変形が生じることに起因する。
【０１０２】
透過型液晶表示装置に生じる「額縁状の表示ムラ」を抑制するために、光学補償シートの透明支持体に熱伝導率が高いポリマーフィルムを使用することが好ましい。熱伝導率が高いポリマーの例には、セルロースアセテート（熱伝導率（以下同様）：０．２２Ｗ／（ｍ・Ｋ））のようなセルロース系ポリマー、ポリカーボネート（０．１９Ｗ／（ｍ・Ｋ））のようなポリエステル系ポリマーおよびノルボルネン系ポリマー（０．２０Ｗ／（ｍ・Ｋ））のような環状オレフィンポリマーが含まれる。
【０１０３】
（配向膜）
本発明では、光学異方性層中の液晶性化合物は配向軸によって配向制御され、その状態に固定されている。前記液晶性化合物を配向制御する配向軸としては、光学異方性層と前記ポリマーフィルム（支持体）との間に形成された配向膜のラビング軸が挙げられる。但し、本発明において配向軸はラビング軸に限定されるものではなく、ラビング軸と同様に液晶性化合物を配向制御し得るものであれば、いかなるものであってもよい。
【０１０４】
配向膜は、液晶性分子の配向方向を規定する機能を有する。従って、配向膜は本発明の好ましい態様を実現する上では必須である。しかし、液晶性化合物を配向後にその配向状態を固定してしまえば、配向膜はその役割を果たしているために、本発明の構成要素としては必ずしも必須のものではない。即ち、配向状態が固定された配向膜上の光学異方性層のみを偏光子上に転写して本発明の偏光板を作製することも可能である。
【０１０５】
配向膜は、基本的に、配向膜形成材料である上記ポリマー、架橋剤を含む透明支持体上に塗布した後、加熱乾燥（架橋させ）し、ラビング処理することにより形成することができる。
配向膜は、透明支持体上又は上記下塗層上に設けられる。配向膜は、上記のようにポリマー層を架橋したのち、表面をラビング処理することにより得ることができる。
【０１０６】
（光学異方性層）
次に、液晶性化合物からなる光学異方性層の好ましい態様について詳細を記述する。光学異方性層は、液晶表示装置の黒表示における液晶セル中の液晶化合物を補償するように設計することが好ましい。黒表示における液晶セル中の液晶化合物の配向状態は、液晶表示装置のモードにより異なる。この液晶セル中の液晶化合物の配向状態に関しては、ＩＤＷ’００、ＦＭＣ７−２、Ｐ４１１〜４１４に記載されている。光学異方性層は、ラビング軸等の配向軸によって配向制御され、その配向状態に固定された液晶性化合物を含有する。
【０１０７】
光学異方性層に用いる液晶性分子の例には、棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子が含まれる。棒状液晶性分子および円盤状液晶性分子は、高分子液晶でも低分子液晶でもよく、さらに、低分子液晶が架橋され液晶性を示さなくなったものも含まれる。光学異方性層の作製に棒状液晶性化合物を用いた場合は、棒状液晶性分子は、その長軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が、配向軸に対して平行であるのが好ましい。また、光学異方性層の作製に円盤状液晶性化合物を用いた場合は、円盤状液晶性分子は、その短軸を支持体面へ投影した軸の平均方向が配向軸に対して平行であるのが好ましい。また、円盤面と層平面とのなす角（傾斜角）が深さ方向に変化する、ハイブリッド配向が好ましい。
【０１０８】
光学異方性層の厚さは、０．１〜２０μｍであることが好ましく、０．５〜１５μｍであることがさらに好ましく、１〜１０μｍであることが最も好ましい。
【０１０９】
（楕円偏光板）
本発明では、前記光学異方性層を直線偏光膜と一体化させた楕円偏光板を用いることができる。楕円偏光板は、液晶表示装置にそのまま組み込める様に、液晶セルを構成している一対の基板と略同一な形状に成型されているのが好ましい（例えば、液晶セルが矩形状ならば、楕円偏光板も同一な矩形状に成型されているのが好ましい）。本発明では、液晶セルの基板の配向軸と直線偏光膜の吸収軸、及び／又は光学異方性層の配向軸が特定の角度に調整されている。
【０１１０】
前記楕円偏光板は、前記光学補償シートと直線偏光膜（以下、単に「偏光膜」という場合は「直線偏光膜」をいうものとする）とを積層することによって作製することができる。光学補償シートは、直線偏光膜の保護膜を兼ねていてもよい。
【０１１１】
直線偏光膜は、Ｏｐｔｉｖａ  Ｉｎｃ．に代表される塗布型偏光膜、もしくはバインダーと、ヨウ素または二色性色素からなる偏光膜が好ましい。直線偏光膜におけるヨウ素および二色性色素は、バインダー中で配向することで偏向性能を発現する。ヨウ素および二色性色素は、バインダー分子に沿って配向するか、もしくは二色性色素が液晶のような自己組織化により一方向に配向することが好ましい。現在、市販の偏光子は、延伸したポリマーを、浴槽中のヨウ素もしくは二色性色素の溶液に浸漬し、バインダー中にヨウ素、もしくは二色性色素をバインダー中に浸透させることで作製されるのが一般的である。
直線偏光膜の光学異方性層と反対側の表面には、ポリマーフィルムを配置する（光学異方性層／偏光膜／ポリマーフィルムの配置とする）ことが好ましい。
【０１１２】
ポリマーフィルムは、その最表面が防汚性及び耐擦傷性を有する反射防止膜を設けてなることも好ましい。反射防止膜は、従来公知のいずれのものも用いることが出来る。
【０１１３】
液晶セルは電界により液晶の配向状態を変化させることで表示を行うが、電界無印加状態の配向状態の違いにより表示モードとして分類することができる。液晶分子が基板に垂直な初期配向をとるＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）モード。基板に平行な初期配向をとる平行配向型ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード。片側が垂直配向でもう一方が平行配向であるＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード。基板近傍で液晶分子は平行配向しているが、基板の間の中間層では垂直配向をしているＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）モード、あるいはベンドモード。基板に平行配向しているが上下基板間で配向方向がことなり、ねじれ構造を有するＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、さらに通常のＴＮモードのねじれ角が０〜１００度の範囲であるのに対し、１８０〜２７０°ねじれたＳＴＮ（Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード，２７０°〜のねじれ構造を有するコレステリック液晶モードがある。また基板に平行配向し、かつ基板面に平行ないわゆる横電界により液晶配向が基板面内で変化するＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード。基板面に垂直な電界でＩＰＳモードと同じに面内の配向方向の変化で表示を切り替えるＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）モードのような表示モードがある。
【０１１４】
それぞれの表示モードの特徴は、ＶＡモードはＯＮ−ＯＦＦの白黒応答速度が速く、ラビングプロセスによる配向処理を省略することも可能である。ＩＰＳ、ＦＬＣの各モードは視野角が広い。ＯＣＢモードは応答速度が全ての階調表示で早い。ＦＬＣやコレステリック液晶モードではメモリー性を付与することも可能であり，低消費電力化に有効である。ＴＮモードは透過率が高く、かつ製造プロセスが簡略である。
【０１１５】
ところで、図１０においては、ＯＣＢモードの液晶表示装置の一態様を示したが、本発明の液晶表示装置は、ＴＮモード、ＶＡモード、ベンドモード、ＯＣＢモード、ＥＣＢモード，ＦＬＣモードのいずれの態様であってもよい。特に高速応答性の観点からは、ＯＣＢモードが好ましい。さらに各表示モードの液晶表示装置において、一画素を複数の領域に分割するマルチドメインと呼ばれる構造にすると、上下左右の視野角特性が平均化され、表示品質が向上する。
【０１１６】
また、本発明の液晶表示装置は、図１０に示す構成に限定されず、他の部材を含んでいてもよい。例えば、反射型の液晶表示装置であってもよい。その場合は、偏光板は観察側に１枚配置したのみでよく、液晶セル背面あるいは液晶セルの下側基板の内面に反射膜を設置する。勿論、該光源を用いたフロントライトを液晶セル観察側に設けることも可能である。さらに本発明の液晶表示装置は、透過と反射のモードとの両立を図るため、表示装置の１画素の中で反射部と透過部を設けた半透過型で構成してあってもよい。
【０１１７】
さらに光源の発光効率を高めるために、プリズム状やレンズ状の集光型輝度向上シート（フィルム）を積層したり、偏光板の吸収による光ロスを改善する偏光反射型の輝度向上シート（フィルム）を光源と液晶セルの間に積層してもよい。また、バックライトの光源を均一化させるための拡散シート（フィルム）を積層してもよく、逆に光源に面内分布をもたせるための反射、拡散パターンを印刷などで形成したシート（フィルム）を積層してもよい。
【０１１８】
また、本発明の液晶表示装置には、画像直視型、画像投影型や光変調型が含まれる。本発明は、ＴＦＴやＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal liquid crystal ）のような３端子または２端子反導体素子を用いたアクティブマトリックス液晶表示装置に適用した態様が特に有効である。勿論、時分割駆動と呼ばれるＳＴＮ型に代表されるパッシブマトリックス液晶表示装置に適用した態様も有効である。
【０１１９】
フィールドシーケンシャル方式の光源については、従来のバックライトに使用されている冷陰極管やＬＥＤを用いることができる。冷陰極管については、従来、ちらつきのない白色光を得るために、残光時間の長いものが要求されていたが、フィールドシーケンシャル方式で良好な動画性能に十分に対応可能な高速駆動のためにはむしろ、残光時間が短いものが有利である。
【０１２０】
ＬＥＤ光源は直流駆動であるため、ＬＥＤのみの光源を使用すると、インバータ回路が不要のため、小型軽量化や発熱防止に有効である。またＬＥＤは発光寿命の超寿命化が図れ、信頼性向上に有効である。
【０１２１】
図１１（ａ）〜（ｆ）は各々、バックライト光源としてのＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置例を示す図である。
本発明に係る液晶表示装置においては、図１１（ａ）に示すようにＲＧＢ３色のＬＥＤ光源からなるバックライトや、同図（ｂ）に示すＲＧＢの補色であるＹ（黄色）Ｍ（マゼンタ）Ｃ（シアン）の３色のＬＥＤ光源からなるバックライトが有効である。さらにバックライトの輝度向上のために、さらに白色光源（Ｗ）を加えた同図（ｃ）のＲＧＢＷや（ｄ）のＹＭＣＷの組合せも考えられ、また、同図（ｅ），（ｆ）に示すようなＲＧＢＹＭＣの組合せも色再現域拡大の観点で有効である。
【０１２２】
図１２は、バックライトの構成例を示す図であり、（ａ）は直下型タイプの構成を示し、（ｂ）はサイドエッジ型タイプの構成を示す図である。各光源の配置は、図１１（ａ）から（ｅ）に示すような横１列配置や、図１１（ｆ）に示すボックス配置、デルタ配置等を使用することができる。横一列配置の光源を使ったバックライト構成としては、図１２（ａ）に示す直下型タイプや、図１２（ｂ）に示すサイドエッジ型タイプが考えられる。直下型では滑らかな動画表示が可能であり、サイドエッジ型ではバックライトの薄形化や低消費電力化に有効である。
【０１２３】
図１３は、ボックス型配置光源を使用したバックライトの構成を示す図である。図示されるように、ボックス型に配置されたＬＥＤ郡４０ａ〜４０ｈを液晶パネルの直下に配置することによって、画面の一部を明るく強調することも可能である。
【０１２４】
図１４は、冷陰極管とＬＥＤを組合せたバックライトの構成を示す図である。冷陰極管とＬＥＤの組合せ（あるいはＲＧＢとＹＭＣの各ＬＥＤの組合せ）も、表示色の再現域の拡大という点で有効である。
【０１２５】
（色再現域の拡大）
従来の液晶表示装置では、冷陰極管からなるバックライトの発光スペクトルと、カラーフィルタの透過光スペクトルの組合せで表示色の再現域が決定されていた。図１５はＣＩＥ表色系（色空間）における色再現域の例を示す図であり、（ａ）は冷陰極管を用いた液晶表示装置の色再現域を示す図、（ｂ）は冷陰極管とＹＭＣ光源であるＬＥＤの組合せを用いた液晶表示装置の色再現域を示す図である。
【０１２６】
図１５（ａ）において、冷陰極管は３波長からなる白色である。ＲＧＢ単色の蛍光灯を作ることも可能であるが、点灯の応答速度を考慮すると、ＬＥＤ光源のほうが好ましい。あるいはＬＥＤ光源との組合せのほうが好ましい。ＬＥＤ光源はＲＧＢ各色の発光スペクトルはシャープで、カラーフィルタの色再現域よりも広い。また、図１５（ｂ）に示す色再現域は、冷陰極管とＹＭＣ光源ＬＥＤの組合せの方が、（ａ）に比べて色再現域が大きく広がっている。
【実施例１】
【０１２７】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
（液晶表示装置の作製）
ベンド配向セルを挟むように楕円偏光板を二枚貼り付けた。一方の偏光板透過軸を画面内の９０°方向にし、もう一方の偏光板透過軸を画面内の０°方向に配置した。
楕円偏光板の光学異方性層がセル基板に対面し、液晶セルのラビング方向とそれに対面する光学異方性層のラビング方向とが反平行となるように配置した。
作製した液晶表示装置をＲＧＢＷの４色のＬＥＤ光源からなるフィールドシーケンシャルバックライト上に配置し、液晶セルに白表示電圧２Ｖを印加して輝度計（トプコン社製ＢＭ−５Ａ）を用いて、パネル正面の色座標を測定した。色再現域は従来の市販の冷陰極管バックライトとカラーフィルタの組合せのカラー液晶表示装置（例えばナナオ製，ＥＩＺＯ−ＦＯＲＩＳ２３型）がＮＴＳＣ比７０％であるのに対し、ＮＴＳＣ比９０％を得た。ここではＬＥＤバックライトを１フレーム６０Ｈｚとし、４つのサブフィールドに分割し、１サブフィールド期間中の８０％を点灯するように、任意波形発生装置でＬＥＤの電圧制御を行った。１フレーム内の各サブフィールドでＲＧＢを順次点灯し、その次のサブフィールドで白のＬＥＤを点灯した。これにより白輝度は１２０ｃｄ/ｍ2が得られた。
【０１２８】
また、黒表示電圧６Ｖを印加し、コントラスト比（ＣＲ）を測定したところ１２００：１を得た。
【０１２９】
[実施例２]
実施例１において、黒表示時に最後のサブフィールドのＷ光源の点灯を行わなかった（階調可変）。このとき色再現範囲は同じであったが、コントラスト比は２００：１であった。
【０１３０】
[実施例３]
実施例１において最後のサブフィールドにＢ光源のＬＥＤを点灯させる構成とした。白及び黒表示を行う時にはＲＧＢの３色の光源を点灯させた。青表示を行うときには最後のサブフィールドに青のＬＥＤを点灯させた。青表示輝度と黒表示輝度の比から算出した青コントラスト比（青ＣＲ）は７００対１から１２００対１に向上した。
【０１３１】
［実施例４］
光源のＬＥＤをＲＧＢにさらにＹＭＣを加え６色にして、他の構成は実施例１と同じにした。１フレームは１６．７ｍｓ（６０Ｈｚ）とし、６つのサブフィールドに分割、１サブフィールドは２．７８３ｍｓとした。各サブフィールドで点灯と消灯の期間比率を１対１として各光源を点滅させた。また液晶セルは常に高透過率状態である２Ｖを印加して保持した。これにより色再現域はＮＴＳＣ比１２０％を得た。図１５（ａ）から（ｂ）に色再現域が拡大したことに相当する。コントラスト比は白輝度が高くなったことから１５００：１を得た。
【０１３２】
以上の実施例の光学性能の結果を表１に示す。
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【０１３３】
以上説明したように、本発明は、サブフィールドの各々における各光源の発光強度、発光期間、または、１フレーム期間における各光源の発光回数を動的に変更し、また、液晶表示装置の各部の条件を最適化することによって、シーケンシャル型液晶表示装置の画質を向上させる効果を得ることができ、したがって、動画性能に優れ、かつ広視野角特性、広い色再現性を有する液晶表示装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】ダイナミックカラーマネージメント方式を採用した本発明の液晶表示装置の一例としての全体構成を示すブロック図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｄ）は、特定の表示色を強調するために光源を動的に駆動する例を示す説明図である。
【図３】発光強度変調方式の光源駆動回路の構成の一例を示す回路図である。
【図４】パルス幅変調方式の光源駆動回路の構成の一例を示す回路図である。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は、１フレーム期間における各色の発光回数を動的に変更するシーケンシャル駆動方式を示す説明図である。
【図６】１フレーム期間における発光回数を変更する方式の光源駆動回路の構成例を示す回路図である。
【図７】図６に示される回路の動作を説明するための、主要な信号の波形とタイミングを示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、バックライト光源の制御と表示画像の階調制御とを同時に実施する例を示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、液晶セルの応答速度からみた光源駆動の最適化方法を示す説明図である。
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の一構成例としての模式図である。
【図１１】（ａ）〜（ｆ）は各々、バックライト光源としてのＬＥＤを用いた場合のＬＥＤの配置例を示す図である。
【図１２】バックライトの構成例を示す図であり、（ａ）は直下型タイプの構成を示し、（ｂ）はサイドエッジ型タイプの構成を示す図である。
【図１３】ボックス型配置光源を使用したバックライトの構成を示す図である。
【図１４】冷陰極管とＬＥＤを組合せたバックライトの構成を示す図である。
【図１５】ＣＩＥ表色系（色空間）における色再現域の例を示す図であり、（ａ）は冷陰極管を用いた液晶表示装置の色再現域を示す図、（ｂ）は冷陰極管とＹＭＣ光源であるＬＥＤの組合せを用いた液晶表示装置の色再現域を示す図である。
【図１６】動画表示向けに提案された直下型バックライトの点灯動作方法の一例を示す図であり、（ａ）は表示画面（破線枠）に対向させて管状ランプ８本が配置された直下型バックライトのレイアウトを示す図、（ｂ）は各々のランプの点灯開始時間のタイミングを駆動波形として示す図である。
【図１７】動画表示向けに提案された直下型バックライトの駆動態様の一例を示す図であり、（ａ）は従来型の白色冷陰極管からなるバックライトの駆動方式の一例を示す図、（ｂ）はＲＧＢの３色光源からなるフィールドシーケンシャルバックライトの駆動方式の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１３５】
１００  色データ検出演算回路
１０２  色データ分離回路
１０４  比較演算回路
１０６  色データ変換回路
２００  画質制御回路
２０２  コントラスト制御回路
２０４  ＤＣレベル制御回路
２０６  デジタルγ制御回路
３００  明るさ検出設定回路
３０２  平均値検出回路
３０４  最大値検出回路
３０６  最小値検出回路
５００  バックライト点灯回路
４００  パネルコントローラ
４１０，４２０  ＬＣＤドライバ
６００  液晶パネル
７００ａ〜７００ｆ  パネル直下に配置されたバックライト光源としてのＬＥＤ列
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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