(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板、第２の基板、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた液晶、前記第２の基板上にマトリクス状に配置された複数の画素電極、前記第１の基板または第２の基板のいずれか一方の基板に配置された対向電極、及び、該各画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子を有する液晶表示パネルと、
前記各スイッチング素子をそれぞれスイッチングして前記各画素電極に電圧を印加することにより、前記各画素電極と前記対向電極との間に挟まれた液晶を駆動する表示駆動制御手段と、
赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを有し、前記各色光を前記液晶表示パネルに向けて照射する照明手段と、
前記各スイッチング素子のスイッチングに同期して、各色の前記ＬＥＤを時分割発光させる照明駆動制御手段とを備え、
前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有し、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させるものであり、
前記記憶手段に記憶される各色光毎の発光時間は、赤、緑及び青の前記ＬＥＤをそれぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させ、その際の色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定し、この低効率色の発光時間は前記所定時間と定められ、この低効率色以外の２色の発光時間は前記所定時間を低減するようにして定められるものである、液晶表示装置。
【請求項２】
赤の前記発光時間は、緑及び青の前記発光時間のいずれに対しても約１／３以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有し、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させる、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
赤の前記ＬＥＤがＧａＡｌＡｓからなる半導体材料により形成されており、緑及び青の前記ＬＥＤがＧａＮからなる半導体材料により形成されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記フィールド期間を前記各色光の数で分割した各サブフィールド期間において、前記画素電極への書き込み終了後に、各色の前記ＬＥＤのうち少なくとも１色のＬＥＤが発光し始める、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
第１の基板、第２の基板、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた液晶、前記第２の基板上にマトリクス状に配置された複数の画素電極、前記第１の基板または第２の基板のいずれか一方の基板に配置された対向電極、及び、該各画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子を有する液晶表示パネルと、
前記各スイッチング素子をそれぞれスイッチングして前記各画素電極に電圧を印加することにより、前記各画素電極と前記対向電極との間に挟まれた液晶を駆動する表示駆動制御手段と、
赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを有し、前記各色光を前記液晶表示パネルに向けて照射する照明手段と、
前記各スイッチング素子のスイッチングに同期して、各色の前記ＬＥＤを時分割発光させる照明駆動制御手段とを備え、
前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有し、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させ、
赤色を発光するＬＥＤの発光時間が、緑色及び青色を発光するＬＥＤの発光時間のいずれよりも短い時間に設定されている液晶表示装置の製造方法であって、
赤、緑及び青の前記ＬＥＤを、それぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させるステップと、
前記時分割発光による色度を測定するステップと、
前記測定された色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定するステップと、
前記所定時間を前記低効率色の発光時間として定めると共に、前記低効率色以外の２色については前記所定時間を低減するように前記２色の発光時間を定めるステップと、
前記低効率色の発光時間および前記２色の発光時間を前記記憶手段に格納するステップとを備える液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記低効率色を決定するステップは、各色の前記ＬＥＤを単独で発光させた時の各単独色度と、前記時分割発光させた時の合成色度とを比較して、色度図上で前記合成色度の色度点からの距離が最も長い前記単独色度の色度点に対応する色が低効率色であると決定するステップを含む、請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記発光時間を定めるステップは、良好な白表示を得るための標準色度と、前記時分割発光させた時の合成色度とを比較して、色度図上における前記標準色度の色度点と前記合成色度の色度点との位置関係から、前記低効率色以外の２色について前記発光時間を定めるステップを含む、請求項６に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを備えた照明装置の駆動を制御する方法であって、
各色の前記ＬＥＤを、それぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させるステップと、
前記時分割発光による色度を測定するステップと、
前記測定された色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定するステップと、
前記低効率色のＬＥＤについては最大電力で発光させると共に、前記低効率色以外の２色のＬＥＤについては電力を低減して発光させるステップとを備える照明装置の駆動制御方法。
【請求項１０】
前記ＬＥＤを発光させるステップは、前記所定時間を前記低効率色の発光時間として定めると共に、前記低効率色以外の２色については前記所定時間を低減するように当該２色の発光時間を定めるステップと、各色の前記ＬＥＤを１フィールド期間において前記発光時間だけそれぞれ時分割発光させるステップとを含む請求項９に記載の照明装置の駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置およびその製造方法、並びに照明装置の駆動制御方法に関し、より詳しくは、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置およびその製造方法、並びに当該液晶表示装置に使用される照明装置の駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のカラー表示方式として、複数の異なる色を所定の周期で順次発光させ、これに同期して画素電極をオン／オフ制御することによりカラー表示を行うフィールドシーケンシャル方式が知られており、例えば、特開２０００−２８９８４号公報に開示されている。
【０００３】
この公報に記載された液晶表示装置は、図１３に斜投影図で示すように、液晶表示パネル５０と、表示駆動制御装置５７と、バックライト６３と、照明駆動制御装置６４とを備えている。
【０００４】
液晶表示パネル５０は、偏光フィルム５１，第１のガラス基板５２，共通電極５３，画素電極５４，第２のガラス基板５５，偏光フィルム５６がこの順に積層されることにより構成されている。共通電極５３及び画素電極５４の対向面にはそれぞれ配向膜（図示せず）が形成されており、これらの配向膜間に液晶６５が挟持されている。画素電極５４は、複数のゲート線５９と複数のソース線６０との各交点に形成されたスイッチング素子であるＴＦＴ５８に対応して、複数設けられている。
表示駆動制御装置５７は、ゲートドライバ及びソースドライバ等を備えており、ゲートドライバ及びソースドライバから各ゲート線５９及び各ソース線６０に電圧信号を選択的に供給することができる。ゲート線５９に電圧信号を供給することにより、このゲート線５９に接続されたＴＦＴ５８をスイッチングすることができ、オン状態のＴＦＴ５８を介してソース線６０から画素電極５４に電圧を印加することにより、液晶６５を駆動することができる。なお、共通電極５３は第２のガラス基板５４側に形成されるのではなく、第１のガラス基板５２側に形成されているような構成であってもよい。したがって、例えばＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードの液晶表示装置と同様の構成であってもよい。
【０００５】
バックライト６３は、導光及び光拡散板６３１とＬＥＤアレイ６３２とを備えており、偏光フィルム５６の背面側（図の下側）に配置されている。ＬＥＤアレイ６３２は、図１４に斜投影図で示すように、導光及び光拡散板６３１との対向面に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）がこの順で繰り返し配置されており、各ＬＥＤからの光が導光及び光拡散板６３１の上面側に拡散する。ＲＧＢの各ＬＥＤは、照明駆動制御装置６４により所定の周期で時分割発光するように制御される。
【０００６】
このように構成された液晶表示装置は、照明駆動制御装置６４によりバックライト６３の各ＬＥＤを順次発光させ、これと同期して表示駆動制御装置５７によりＴＦＴ５８をスイッチングさせることにより、所望の表示を行うことができる。この動作の一例を、図１５に示すタイミングチャートに基づいて説明する。
【０００７】
図１５（ａ）に示すように、１つのフィールド期間を３つのサブフィールド期間に分割し、各ＴＦＴをそれぞれスイッチングして各画素電極に電圧を印加することにより、各画素電極と対向電極との間に挟まれた液晶を駆動する（以下、このようにして液晶を駆動させることを「書き込み」という）。そして、図１５（ｂ）に示すように、第１のサブフィールド期間の書き込み終了後に赤色ＬＥＤを発光させる。ついで、図１５（ｃ）に示すように、第２のサブフィールド期間の書き込み終了後に緑色ＬＥＤを発光させ、図１５（ｄ）に示すように、第３のサブフィールド期間の書き込み終了後に、青色ＬＥＤを発光させる。こうして、各フィールド期間毎にＲＧＢの発光を繰り返す。これが時分割発光である。フィールド期間は、通常は１６．７ｍｓ（１／６０ｓｅｃ）である。
【０００８】
このようなフィールドシーケンシャル方式によれば、カラーフィルタを使用する従来の方式に比べてバックライトの実効透過率が向上し、バックライトの消費電力を１／３〜１／４に低減することができる。但し、各色ＬＥＤの発光輝度がそれぞれ異なるため、表示色の色度調整が必要となる。そこで、前記公報においては、各色の発光時間を異ならせることにより、表示色の色度調整を行う方法が開示されている。
【０００９】
ところが、従来においては各色の発光時間を調整する方法が明らかでなかったため、専ら経験則や試行錯誤に頼らざるを得ず、良好な白表示を得ることが困難であった。例えば、従来は赤色ＬＥＤの発光輝度が緑色及び青色ＬＥＤの発光輝度に比べて低いと考えられていたので、前記公報には、赤の発光時間（８．３３ｍｓ）を緑及び青の発光時間（４．１７ｍｓ）よりも長くすることにより白表示を行うことが示されている。しかし、実際に各色ＬＥＤをこのような発光時間で発光させても所望の色度調整を行い難く、各色ＬＥＤの発光時間をどのように設定するかについて、更に改良の余地があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、表示色の色度調整を良好に行うことができる液晶表示装置及びその製造方法、並びに照明装置の駆動制御方法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】
本発明の上記目的は、第１の基板、第２の基板、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた液晶、前記第２の基板上にマトリクス状に配置された複数の画素電極、前記第１の基板または第２の基板のいずれか一方の基板に配置された対向電極、及び、該各画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子を有する液晶表示パネルと、前記各スイッチング素子をそれぞれスイッチングして前記各画素電極に電圧を印加することにより、前記各画素電極と前記対向電極との間に挟まれた液晶を駆動する表示駆動制御手段と、赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを有し、前記各色光を前記液晶表示パネルに向けて照射する照明手段と、前記各スイッチング素子のスイッチングに同期して、各色の前記ＬＥＤを時分割発光させる照明駆動制御手段とを備え、前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有し、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させるものであり、前記記憶手段に記憶される各色光毎の発光時間は、赤、緑及び青の前記ＬＥＤをそれぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させ、その際の色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定し、この低効率色の発光時間は前記所定時間と定められ、この低効率色以外の２色の発光時間は前記所定時間を低減するようにして定められるものである、液晶表示装置により達成される。
【００１２】
この液晶表示装置において、赤の前記発光時間は、緑及び青の前記発光時間のいずれに対しても約１／３以下であることが好ましい。
【００１３】
また、前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有することが好ましく、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させることが好ましい。
【００１４】
また、赤の前記ＬＥＤがＧａＡｌＡｓからなる半導体材料により形成されていることが好ましく、緑及び青の前記ＬＥＤがＧａＮからなる半導体材料により形成されていることが好ましい。
【００１５】
また、前記フィールド期間を前記各色光の数で分割した各サブフィールド期間において、前記画素電極への書き込み終了後に、各色の前記ＬＥＤのうち少なくとも１色のＬＥＤが発光し始めることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の前記目的は、第１の基板、第２の基板、前記第１の基板と前記第２の基板との間に挟まれた液晶、前記第２の基板上にマトリクス状に配置された複数の画素電極、前記第１の基板または第２の基板のいずれか一方の基板に配置された対向電極、及び、該各画素電極にそれぞれ接続された複数のスイッチング素子を有する液晶表示パネルと、前記各スイッチング素子をそれぞれスイッチングして前記各画素電極に電圧を印加することにより、前記各画素電極と前記対向電極との間に挟まれた液晶を駆動する表示駆動制御手段と、赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを有し、前記各色光を前記液晶表示パネルに向けて照射する照明手段と、前記各スイッチング素子のスイッチングに同期して、各色の前記ＬＥＤを時分割発光させる照明駆動制御手段とを備え、前記照明駆動制御手段は、１フィールド期間における発光時間を各色光毎に記憶する記憶手段を有し、前記発光時間に基づいて各色の前記ＬＥＤをそれぞれ発光させ、赤色を発光するＬＥＤの発光時間が、緑色及び青色を発光するＬＥＤの発光時間のいずれよりも短い時間に設定されている液晶表示装置の製造方法であって、赤、緑及び青の前記ＬＥＤを、それぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させるステップと、前記時分割発光による色度を測定するステップと、前記測定された色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定するステップと、前記所定時間を前記低効率色の発光時間として定めると共に、前記低効率色以外の２色については前記所定時間を低減するように前記２色の発光時間を定めるステップと、前記低効率色の発光時間および前記２色の発光時間を前記記憶手段に格納するステップとを備える液晶表示装置の製造方法により達成される。
【００１７】
この液晶表示装置の製造方法において、前記低効率色を決定するステップは、各色の前記ＬＥＤを単独で発光させた時の各単独色度と、前記時分割発光させた時の合成色度とを比較して、色度図上で前記合成色度の色度点からの距離が最も長い前記単独色度の色度点に対応する色が低効率色であると決定するステップを含むことができる。
【００１８】
また、前記発光時間を定めるステップは、良好な白表示を得るための標準色度と、前記時分割発光させた時の合成色度とを比較して、色度図上における前記標準色度の色度点と前記合成色度の色度点との位置関係から、前記低効率色以外の２色について前記発光時間を定めるステップを含むことができる。
【００１９】
また、本発明の前記目的は、赤、緑及び青の各色光をそれぞれ発光するＬＥＤを備えた照明装置の駆動を制御する方法であって、各色の前記ＬＥＤを、それぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させるステップと、前記時分割発光による色度を測定するステップと、前記測定された色度に基づいて発光効率が最も低い低効率色を決定するステップと、  前記低効率色のＬＥＤについては最大電力で発光させると共に、前記低効率色以外の２色のＬＥＤについては電力を低減して発光させるステップとを備える照明装置の駆動制御方法により達成される。
【００２０】
この照明装置の駆動制御方法において、前記ＬＥＤを発光させるステップは、前記所定時間を前記低効率色の発光時間として定めると共に、前記低効率色以外の２色については前記所定時間を低減するように当該２色の発光時間を定めるステップと、各色の前記ＬＥＤを１フィールド期間において前記発光時間だけそれぞれ時分割発光させるステップとを含むことが好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を適宜参照しながら説明する。
【００３４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る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照明駆動制御装置の回路図である。本実施形態及び以下の実施形態において、照明駆動制御装置以外の構成については上述した従来の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００３５】
図１に示すように、照明駆動制御装置は、一次側及び二次側にそれぞれ一次巻線及び二次巻線を有するスイッチングトランジスタ１２を備えている。スイッチングトランス１２の一次側には、パルス発生器２，ＡＮＤゲート４，ＯＲゲート６，スイッチングトランジスタ８及び直流電源１０が設けられ、スイッチングトランス１２の二次側には、整流ダイオード１４，ＲＧＢの各色ＬＥＤ１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，発光制御トランジスタ１８ａ，１８ｂ，１８ｃ及び可変抵抗器２０ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられている。
【００３６】
パルス発生器２は、周波数が３０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度のパルス信号ＰsigをＡＮＤゲート４に入力する。このＡＮＤゲート４には、信号供給装置５から供給されるＲＧＢの発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigが、これらのＯＲ論理を取るＯＲゲート６を介して入力される。発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigはパルス信号であり、それぞれのパルス幅（即ち、発光時間）に関する発光時間情報がＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などの記憶装置７に予め格納されている。
【００３７】
スイッチングトランジスタ８は、発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigのいずれかとパルス信号ＰｓとのＡＮＤ論理結果に基づく信号がゲートに入力されることにより、スイッチングを行う。このスイッチングに応じて、直流電源１０によりスイッチングトランス１２の一次側に電流が流れる。
【００３８】
スイッチングトランス１２の二次側における二次巻線の端部には、整流ダイオード１４を介してバックライトのＲＧＢの各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃが並列に接続されている。整流ダイオード１４と各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃのと間には、それぞれ発光制御トランジスタ１８ａ〜１８ｃ及び可変抵抗器２０ａ〜２０ｃが配置されている。発光制御トランジスタ１８ａ〜１８ｃのゲートには、それぞれ対応する発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigが入力される。尚、図１においては、各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃをそれぞれ１つのみ示しているが、実際にはそれぞれ複数個設置される。
【００３９】
このように構成された照明駆動制御装置によれば、信号供給装置５からの発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigの入力に基づいて、対応する各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃが発光する。発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigは、発光制御トランジスタ１８ａ〜１８ｃのゲートだけでなく、ＯＲゲート６を介してＡＮＤゲート４に入力されるので、発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigの入力期間中のみスイッチングトランジスタ８がオン状態になる。したがって、各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃが発光しない画素電極への書き込み期間中は、スイッチングトランス１２の二次側に電流が流れるのを防ぐことができ、省電力化を図ることができる。図２にタイミングチャートで示すように、スイッチングトランジスタ８に入力される信号（Ｔｒ−Ｇａｔｅ）は、本実施形態においてはパルス信号となる。
【００４０】
発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigのパルス幅は、記憶装置７に格納された発光時間情報を変更することにより容易に調整することができ、これによって各色ＬＥＤの発光時間を所望の値に設定することができる。
【００４１】
上述したように、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は、各色の発光時間を異ならせることにより、表示色の色度調整を行うことができる。従来は青色ＬＥＤの発光効率が最も高いと考えられていたため、色度調整を行うために青色ＬＥＤの発光時間を短くする設定が行われていた。
【００４２】
ところが、本発明者らは、バックライトの各色ＬＥＤの発光時間を設定するにあたって、フィールドシーケンシャル方式に特有の問題が生じることを実験により見出した。即ち、バックライトの各色ＬＥＤは常時発光するのではなく、１フィールドを各色ＬＥＤの数で分割したサブフィールド毎に所定のデューティ比でパルス状に発光する。したがって、デューティ比が１００％である状態（常時通電状態）における各色ＬＥＤの絶対輝度だけではなく、デューティ比が各色ＬＥＤの輝度に与える影響を調べる必要がある。
【００４３】
そこで、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色ＬＥＤについて、デューティ比をパラメータとした相対電力と相対輝度との関係を測定した。その結果を図３〜図５に示す。尚、図３は赤色ＬＥＤの測定結果であり、図４は緑色ＬＥＤの測定結果であり、図５は青色ＬＥＤの測定結果である。相対輝度及び相対電力は、デューティ比が１００％である状態を基準としている。また、半導体材料としては、赤色ＬＥＤはＧａＡｌＡｓ（ガリウム・アルミニウム・ヒ素）を使用し、緑色及び青色ＬＥＤはＧａＮ（窒化ガリウム）を使用した。
【００４４】
図３〜図５に示すように、赤色ＬＥＤについては、デューティ比が１００％である場合と比較して、デューティ比が１０％である状態においても相対輝度の低下がほとんど見られない。これに対し、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤについては、デューティ比が低くなると（デューティ比が１００％である状態→デューティ比が１０％である状態）、相対輝度が顕著に低下するという知見を本発明者らは見いだした。
【００４５】
したがって、ＲＧＢの各色ＬＥＤをパルス発光させるフィールドシーケンシャル方式においては、デューティ比が５０％以下であるような低デューティ比においても輝度低下の少ない赤色ＬＥＤの発光時間を最も短くすることにより、高発光効率を得られることが明らかになった。
【００４６】
なお、上記デューティ比は、１０％以上であることが好ましい。なぜなら、デューティ比が１０％未満であると当該ＬＥＤの発光時間が著しく小さくなり、画像を形成することが困難になる場合があるからである。従って、本発明において好適な上記デューティ比は、１０％以上５０％以下である。
【００４７】
図１に示す照明駆動制御装置において、各色ＬＥＤ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの数を同じにして、各ＬＥＤ１個あたりの電流値を１００ｍＡとしたところ、各発光制御信号Ｒsig、Ｇsig、Ｂsigのパルス幅の比（＝発光時間の比）が約１：３：３の場合に色温度が約６５００度となり、良好な白表示を実現することができた。このパルス幅の最適比は、各色ＬＥＤ１６ａ，１６ｂ，１６ｃの輝度や上記電流値によって変化し、より高輝度又は高電流値になると、赤色の発光制御信号Ｒsigのパルス幅に対する緑色及び青色の発光制御信号Ｇsig，Ｂsigのパルス幅の比がより大きくなる傾向にあった。
【００４８】
次に、良好な色度調整を行う上で、ＲＧＢの各色ＬＥＤの発光時間を具体的に決定する方法について説明する。本発明者らの測定によれば、ＬＥＤの輝度は、同一色で同一電流の条件の下においても、±４０％の範囲でばらつきを生じることがあった。このため、各色ＬＥＤの発光時間を画一的に決定することは困難であり、製品毎に効率良く決定する必要がある。この方法を、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００４９】
まず、ＲＧＢの各色ＬＥＤを、それぞれ同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させる（ステップＳ１）。所定時間は、例えば、各サブフィールド期間の書き込み終了後における最大時間とすることができ、これによって、各色ＬＥＤを最大輝度で発光させることができる。
【００５０】
ついで、この時分割発光による色度を色度計（Color Meter）を用いて測定する（ステップＳ２）。そして、この測定結果に基づいて、消費電力に対する発光効率が最も低い低効率色を判別する（ステップＳ３）。即ち、図７に示す色度図において、最大電力で発光させたＲＧＢの各色を合成した合成色度点Ｃと、ＲＧＢの各ＬＥＤをそれぞれ単独で発光させた時の単独色度点Ｒ，Ｇ，Ｂとの間の距離をそれぞれ算出し、これらの距離が最も長い単独色度点に対応する色を低効率色であると決定する。図７においては、合成色度点Ｃと単独色度点Ｂとの間の距離が最も長いので、低効率色は青となる。
【００５１】
次に、低効率色以外の２色の電力を低減する（ステップＳ４）。即ち、図７において、測定した合成色度点Ｃと、色温度が６５００度の標準色度点Ｓとの距離に基づいて、赤及び緑の色度点の移動距離をそれぞれ算出し、予めＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置に格納されている移動距離と発光時間との関係に基づいて、赤及び緑のＬＥＤの発光時間を決定する。一般的には、移動距離が長くなるほど発光時間を短くする必要がある。尚、移動距離と発光時間との関係を定めるにあたっては、上述したように、青又は緑のＬＥＤについては、発光時間が短くなると相対輝度が顕著に低下する場合があることを考慮することが好ましい。なお、標準色度点Ｓについては、色温度が６５００度以外の点とすることも可能である。
【００５２】
こうして決定されたＲＧＢの各発光時間により各色ＬＥＤを再び発光させ、色度を測定する（ステップＳ５）。そして、新たに測定した合成色度点と標準色度点Ｓとのずれが許容範囲内でなければ、上述したステップＳ４以降を繰り返し、各色ＬＥＤの発光時間を最終的に決定して、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置に格納する（ステップＳ６）。このような方法により、ＬＥＤの発光効率にばらつきを生じる場合であっても、各色ＬＥＤを可能な限り高輝度に維持しつつ、良好な色度調整が可能になる。
【００５３】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る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照明駆動制御装置の回路図である。同図に示す照明駆動制御装置は、図１に示す第１の実施形態の照明駆動制御装置において、発光制御トランジスタ１８ａ〜１８ｃ及び可変抵抗器２０ａ〜２０ｃを設ける代わりに、整流ダイオード１４と各色ＬＥＤ１６ａ，１６ｂ，１６ｃとの間にそれぞれ発光制御スイッチ２４ａ，２４ｂ，２４ｃを設けて構成している。その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるため、同じ構成要素に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５４】
発光制御スイッチ２４ａ〜２４ｃの詳細構造を図９に示す。尚、図９は、発光制御スイッチ２４ａについて示しているが、発光制御スイッチ２４ｂ，２４ｃについても同様である。
【００５５】
図９に示すように、発光制御スイッチ２４ａにおいては、抵抗調整素子としての３つのトランジスタ２４１，２４２，２４３が並列に接続されており、オン抵抗の相対値がそれぞれ約４：２：１となるように設定されている。各トランジスタ２４１，２４２，２４３の制御端子Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２には、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置に予め格納された制御コードに基づいて電圧が印加される。
【００５６】
制御コードは、電圧を印加する制御端子Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２を表すコードであり、発光制御スイッチ２４ａ〜２４ｃ毎に個別に決定されている。以下、説明を容易にするため、３つのＬＥＤ１６ａ〜１６ｃのうち、最も発光効率が高いＬＥＤが１６ａであり、ＬＥＤ１６ｂ、１６ｃは、ＬＥＤ１６ａよりも発光効率が低いと仮定する。発光効率が高いＬＥＤ１６ａに接続された発光制御スイッチ２４ａは、制御端子Ｔ０にのみ電圧を印加する制御コードとすることにより、オン抵抗が最も高いトランジスタ２４１のみをオン状態にして、他のトランジスタ２４２，２４３はオフ状態のままにしておく。一方、発光効率が低いＬＥＤ１６ｂ〜１６ｃに接続された発光制御スイッチ２４ｂ〜２４ｃは、全ての制御端子Ｔ０〜Ｔ２に電圧を印加する制御コードとすることにより、全てのトランジスタ２４１〜２４３をオン状態する。
【００５７】
このような制御により、ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃの発光効率に応じて抵抗値を変化させて、各ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃの電流値を調整することができるので、色度調整を良好に行うことができる。
【００５８】
次に、良好な色度調整を行う上で、制御コードを具体的に決定する方法について説明する。基本的な流れは第１の実施形態と同様であるので、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００５９】
まず、ＲＧＢの各色ＬＥＤを同じ所定時間だけ最大電力で時分割発光させる（ステップＳ１）。即ち、全ての発光制御スイッチ２４ａ〜２４ｃについて、制御端子Ｔ０〜Ｔ２の全てに電圧を印加することにより、各トランジスタ２４１〜２４３をオン状態にする。所定時間については、第１の実施形態と同様、各サブフィールド期間の書き込み終了後における最大時間とすることができる。
【００６０】
ついで、この場合の色度を色度計（Color Meter）を用いて測定する（ステップＳ２）。そして、この測定結果に基づいて、消費電力に対する発光効率が最も低い低効率色を判別する（ステップＳ３）。この判別方法は、第１の実施形態と同様であり、図７に示すように青色ＬＥＤ１６ｃの発光効率が最も低い場合には、この青色ＬＥＤ１６ｃに対応する発光制御スイッチ２４ｃについて、全ての制御端子Ｔ０〜Ｔ２に電圧を印加する制御コードとする。
【００６１】
次に、低効率色以外の２色の電力を低減する（ステップＳ４）。即ち、図７において、合成色度点Ｃと、色温度が６５００度の標準色度点Ｓとの距離に基づいて、赤及び緑の色度点の移動距離をそれぞれ算出し、予めＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置に格納されている移動距離と制御コードとの関係に基づいて、赤及び緑についての制御コードを決定する。一般的には、移動距離が長くなるほどＬＥＤの電流値が小さくなるように制御コードを定めれば良い。
【００６２】
こうして決定されたＲＧＢの制御コードに基づいて各色ＬＥＤを再び発光させ、色度を測定する（ステップＳ５）。そして、新たに測定した合成色度点と標準色度点Ｓとのずれが許容範囲内でなければ、上述したステップＳ４以降を繰り返し、制御コードを最終的に決定して、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置に格納する（ステップＳ６）。このような方法により、ＬＥＤの発光効率にばらつきを生じる場合であっても、各色ＬＥＤを可能な限り高輝度に維持しつつ、良好な色度調整が可能になる。
【００６３】
本実施形態においては、制御コードを記憶手段に格納するようにしているが、この代わりに、制御コードに基づいてオフ状態となるトランジスタ２４１〜２４３のドレイン側又はソース側を予めレーザカットなどにより切断して、全ての制御端子Ｔ０〜Ｔ２をオン状態にしても良い。この場合には、制御コードを記憶することなく、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６４】
また、発光制御スイッチ２４ａ〜２４ｃが備えるトランジスタの数は、本実施形態においては３つとしているが、複数であれば特に限定されない。各トランジスタのオン抵抗の相対値はそれぞれ異なる値であることが好ましい。例えば、１：２：４：８：…のように、最も低い抵抗値を基準とする相対比が２のべき乗となるようにトランジスタサイズ（一般にはゲート幅）を定めることで、広範囲の色度調整をきめ細かく行うことができる。
【００６５】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る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照明駆動制御装置の回路図である。図１に示す第１の実施形態においては、スイッチングトランス１２の二次巻線に接続された整流ダイオード１４の下流側を分岐させて各色ＬＥＤ１６ａ，１６ｂ，１６ｃに接続している。これに対し、本実施形態においては、整流ダイオード１４の下流側から分岐させる代わりに、スイッチングトランス１２の二次巻線の途中からタップ１２１を引き出して、発光制御ダイオード１８ａ及び可変抵抗器２０ａを介して赤色ＬＥＤ１６ａに接続している。タップ１２１と発光制御ダイオード１８ａとの間には、新たに整流ダイオード１４１を設けている。その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるため、同じ構成要素に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】
このような制御回路によれば、赤色ＬＥＤ１６ａに印加される電圧が、緑色及び青色ＬＥＤ１６ｂ，１６ｃに印加される電圧に比べて低くなる。第１の実施形態において説明したように、各色ＬＥＤをパルス発光させるフィールドシーケンシャル方式においては、低いデューティ比における赤色ＬＥＤの輝度低下が緑色及び青色ＬＥＤの輝度低下に比べて少ないので、赤色ＬＥＤ１６ａに印加する電圧のみを低電圧とすることにより、良好な白表示を得ることができる。表示色の色度調整を行うための赤色ＬＥＤ１６ａに印加する電圧の調整は、タップ１２１を予め複数設けておき、タップ１２１の位置を適宜変えることにより行うことができるので、可変抵抗器２０ａによる調整は不要である。したがって、可変抵抗器２０ａ〜２０ｃの抵抗値を低くして電力損失を少なくすることができる。
【００６７】
（第４の実施形態）
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る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照明駆動制御装置の回路図である。本実施形態においては、パルス幅を調整可能なパルス発生器２１を直接スイッチングトランジスタ８のゲートに接続している。このパルス発生器２１には、パルス信号のデューティ比を記憶する記憶手段７が接続されている。その他の構成要素については第１の実施形態と同様であるため、同じ構成要素に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６８】
このような構成によれば、パルス発生器２１により発生させるパルス信号のデューティ比をＲＧＢのそれぞれに対して設定して、パルス発生器２１に接続されたＥＥＰＲＯＭなどの記憶装置７に予め格納しておくことにより、各色ＬＥＤ１６ａ〜１６ｃの駆動電圧を調整することができる。例えば、図１２にタイミングチャートで示すように、赤色ＬＥＤ１６ａの発光時は、パルス信号の正側の時間を長くして、スイッチングトランス１２の二次側に発生する正電圧を低くする。一方、緑色ＬＥＤ１６ｂの発光時は、パルス信号の負側の時間を長くして、スイッチングトランス１２の二次側に発生する正電圧を高くする。このような制御により、表示色の色度調整を良好に行うことができる。尚、スイッチングトランス１２の極性が変わると上記パルス信号と発生電圧との関係が逆になることは言うまでもない。
【００６９】
（その他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記各実施形態においては、バックライトの制御回路について説明しているが、反射型の液晶表示装置と組み合わされるフロントライトの制御回路であっても、同様の構成とすることができる。
【００７０】
また、液晶材料としては、強誘電性液晶、反強誘電性液晶などが好ましいが、特に限定されるものではない。これらの液晶材料のうち、特に、ＯＣＢ（Optically self−Compensated Birefringence）モードが好適である。ＯＣＢモードは、液晶分子を上下基板で同方向に配向させておき（スプレイ状態）、ＤＣ電圧を印加することによりパネル中央の液晶分子の配列を曲がった状態にして（ベンド状態）、駆動させる方式であり、高速応答性を有している。
【００７１】
フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置は、液晶の応答速度が速いことが要求される。即ち、図１５（ａ）などに示す書き込み期間は、実際には画像データの実書き込み時間と液晶の応答時間との合計であるため、液晶の応答が遅いと必然的に発光時間が少なくなり、輝度低下を生じることになる。このため、応答速度は１〜２ｍｓ以内が望ましいが、ＯＣＢモードではこのような高速応答を実現することができ、フィールドシーケンシャル方式と極めて相性が良い。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の液晶表示装置及びその製造方法、並びに照明装置の駆動制御方法によれば、表示色の色度調整を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置における照明駆動制御装置の回路図である。
【図２】  図１の照明駆動制御装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図３】  赤色ＬＥＤの相対電力と相対輝度との関係を示す図である。
【図４】  緑色ＬＥＤの相対電力と相対輝度との関係を示す図である。
【図５】  青色ＬＥＤの相対電力と相対輝度との関係を示す図である。
【図６】  各色ＬＥＤの発光時間の決定方法を示すフローチャートである。
【図７】  各色ＬＥＤによる表示色を説明するための色度図である。
【図８】  本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置における照明駆動制御装置の回路図である。
【図９】  図８の照明駆動制御装置における発光制御スイッチの詳細構造を示す図である。
【図１０】  本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置における照明駆動制御装置の回路図である。
【図１１】  本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置における照明駆動制御装置の回路図である。
【図１２】  図１１の照明駆動制御装置の作動を示すタイミングチャートである。
【図１３】  従来の液晶表示装置の構成を示す斜投影図である。
【図１４】  図１３の液晶表示装置におけるＬＥＤアレイの構成を示す斜投影図である。
【図１５】  図１３の照明駆動制御装置の作動を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
２，２１  パルス発生器
４  ＡＮＤゲート
５  信号供給装置
６  ＯＲゲート
７  記憶装置
８  スイッチングトランジスタ
１０  直流電源
１２  スイッチングトランス
１２１  タップ
１４，１４１  整流ダイオード
１６ａ〜１６ｃ  ＬＥＤ
１８ａ〜１８ｃ  発光制御トランジスタ
２０ａ〜２０ｃ  可変抵抗器
２４ａ〜２４ｃ  発光制御スイッチ
２４１，２４２，２４３  トランジスタ
５０  液晶表示パネル
５７  表示駆動制御装置
６３  バックライト
【図１】
0004043848.tif 000002
【図２】
0004043848.tif 000003
【図３】
0004043848.tif 000004
【図４】
0004043848.tif 000005
【図５】
0004043848.tif 000006
【図６】
0004043848.tif 000007
【図７】
0004043848.tif 000008
【図８】
0004043848.tif 000009
【図９】
0004043848.tif 000010
【図１０】
0004043848.tif 000011
【図１１】
0004043848.tif 000012
【図１２】
0004043848.tif 000013
【図１３】
0004043848.tif 000014
【図１４】
0004043848.tif 000015
【図１５】
0004043848.tif 000016