JP4169589B2

JP4169589B2 - 表示装置及び表示方法

Info

Publication number: JP4169589B2
Application number: JP2002362345A
Authority: JP
Inventors: 敏明吉原; 哲也牧野; 圭一別井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2008-10-22
Anticipated expiration: 2022-12-13
Also published as: JP2004191836A; KR20040053786A; US7176879B1; KR100922118B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光スイッチング素子へ入射する各色の光の切換えと表示画像に応じた各色の表示データの光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置及び表示方法、並びに、カラーフィルタを設けた光スイッチング素子への白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの光スイッチング素子への入力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表示装置及び表示方法に関する。
【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。強誘電性液晶は、図１５に示すように、電圧印加によってその液晶分子の長軸方向がチルト角θ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】
図１６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表示制御を示すタイムチャートの一例であり、図１６（ａ）は液晶パネルの各ラインの走査タイミング、図１６（ｂ）はバックライトの赤，緑，青各色の点灯タイミングを示す。１フレームを３つのサブフレームに分割し、例えば図１６（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。
【０００８】
一方、図１６（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，画像データの書込み走査と消去走査とを行う。但し、書込み走査の開始タイミングが各サブフレームの開始タイミングと一致するように、また消去走査の終了タイミングが各サブフレームの終了タイミングと一致するようにタイミングを調整し、書込み走査及び消去走査に要する時間はそれぞれ各サブフレームの半分に設定する。書込み走査，消去走査にあっては、同じ画像データに基づく大きさが等しくて極性が異なる電圧が液晶パネルに印加される。また各色の発光時間は、サブフレームの時間に等しい（例えば特許文献１参照）。
【０００９】
従って、実際に表示に利用される光の量は、発光量の約半分である。これは、光スイッチング素子である液晶パネルから光が透過される時間がサブフレームの約半分の時間しかないことに起因する。厳密に言えば、消去走査後においても、書込み走査後と同じ画像が、書込み走査後の画像に比べて非常に低い輝度で表示されてはいるが、実質的には”黒表示”と見なせるため、光が液晶パネルを透過する時間はサブフレームの約半分の時間である。
【００１０】
なお、本明細書においては、輝度が大きい表示画像が得られる走査を”書込み走査”と呼び、輝度が小さい画像または黒画像が得られる走査を”消去走査”と呼ぶ。
【００１１】
【非特許文献１】
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２】
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
【特許文献１】
特開平１１−１１９１８９号公報
【００１２】
【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、カラーフィルタ方式の液晶表示装置と比べて、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、上述したように光源からの光の約半分しか表示に利用しておらず、より一層の光利用効率の向上が望まれている。また、同様に、強誘電性液晶材料を用いたカラーフィルタ方式の液晶表示装置においても、書込み走査と消去走査とが各フレームにおいて半分ずつの時間を用いて行われるため、光源の発光量の約半分しか表示に利用されていないという問題がある。
【００１３】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示画質の劣化、特に輝度の低下を招くことなく、光利用効率の向上を図れる表示装置及び表示方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えており、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
本願に開示する表示方法は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてフィールド・シーケンシャル方式の表示を行う表示方法において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射し、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする。
【００１６】
本願に開示する表示装置及び表示方法にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して対応する色の光が光スイッチング素子へ入射され、各色における光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して対応する色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されるようになっており、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間に所定時間を設けている。光源からの光が光スイッチング素子を透過する時間を従来と同等以上に保った状態で、即ち、表示画質を劣化させることなく、光源の発光時間を短縮できる。この結果、光利用効率の向上が可能となる。
【００１７】
本願に開示する表示装置は、前述の表示装置において、前記所定時間は、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しいことを特徴とする。
【００１８】
本願に開示する表示装置にあっては、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間の所定時間を、光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しくする。よって、表示素子として液晶表示素子を用いた場合に、液晶材料に印加される＋極性と−極性との電圧の偏りを抑制することが容易となり、表示の焼付きを防止できる。
【００１９】
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが不一致であり、書込み走査に要する時間をＴ_A、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間をＴ_B、消去走査に要する時間をＴ_C、消去走査の終了タイミングから次の色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間をＴ_Dとした場合に、Ｔ_B＋Ｔ_C＝Ｔ_A＋Ｔ_Dの関係を満たすようにしたことを特徴とする。
【００２０】
本願に開示する表示装置にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが一致しておらず、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_B）と消去走査に要する時間（Ｔ_C）との和を、書込み走査に要する時間（Ｔ_A）と消去走査の終了タイミングから次の色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_D）との和に等しくする。よって、表示素子として液晶表示素子を用いた場合に、液晶材料に＋極性の電圧が印加される時間と−極性の電圧が印加される時間とが等しくなり、表示の焼付きを抑制できる。
【００２１】
本願に開示する表示装置は、光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本願に開示する表示装置にあっては、各色における光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に対応する色の光が光スイッチング素子へ入射され、各色における光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に対応する色の光の光スイッチング素子への入射が遮断される。このようにすることにより、各色の表示データの書込み走査を開始する際に対応する色の光が光スイッチング素子へ確実に入射され、また、各色の表示データの消去走査が終了した後に確実に対応する色の光の入射が遮断される。よって、光源の応答性を考慮した発光シーケンス、または、光スイッチング素子と光源との発光における駆動上の同期におけるマージンを大きくできる。
【００２３】
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光及び青色光であることを特徴とする。
【００２４】
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される複数の色の光が赤色光、緑色光及び青色光であるため、フルカラー表示が可能である。また、赤，緑，青の単色表示の場合には、光源を非点灯にしておく時間が長くなり、消費電力の大幅な低減を図れる。
【００２５】
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光、青色光及び白色光であることを特徴とする。
【００２６】
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される複数の色の光が赤色光、緑色光、青色光及び白色光であるため、フルカラー表示が可能である。また、赤，緑，青の表示データの階調数ｒ，ｇ，ｂを、３色の共通部分の白の表示データの階調数ｗにより、ｒ′＝ｒ−ｗ，ｇ′＝ｇ−ｗ，ｂ′＝ｂ−ｗ，ｗの４色の表示データの階調数に変換する場合、白の階調数ｗは赤，緑，青の階調数ｒ，ｇ，ｂの中の最低階調数となることが一般的であり、変換後の階調数ｒ′，ｇ′，ｂ′の少なくとも１つは０となる。従って、光源を非点灯とできる確率が増加する。特に、白黒表示の場合には、白のサブフレームのみで点灯され、赤，緑，青のサブフレームでは非点灯となるため、大幅な消費電力の低減が可能となる。なお、赤，緑，青の単色表示の場合に消費電力の大幅な低減を図れる点は、前述の表示装置と同様である。
【００２７】
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００２８】
本願に開示する表示装置にあっては、各色における表示データの階調数に応じて光源の点灯／非点灯を制御する。よって、不必要な場合に光源を非点灯として、消費電力の低減化を図れる。
【００２９】
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、前記光スイッチング素子へ入射される光の照射領域が分割されており、分割された領域の表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする。
【００３０】
本願に開示する表示装置にあっては、光スイッチング素子へ入射される光の分割された各照射領域毎に、各色における表示データの階調数に応じて光源の点灯／非点灯を制御する。よって、より細かい制御を行えるため、光源を非点灯とする割合が増加して、更なる消費電力の低減化を図れる。
【００３１】
本願に開示する表示装置は、前述のいずれかの表示装置において、表示データに対応する色の光を出射する前記光源を非点灯としている場合に、前記光スイッチング素子への走査処理を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする。
【００３２】
本願に開示する表示装置にあっては、光源を非点灯としている場合に、光スイッチング素子の駆動制御を停止させる。光源を非点灯としている際の表示画面はその色にとって”黒”表示となるので、”黒”表示を行うためには不必要な光スイッチング素子の駆動制御を抑制できて、消費電力の低減化を図れる。
【００３３】
本願に開示する表示方法は、複数の色のカラーフィルタを設けた光スイッチング素子への光源からの白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてカラー表示を行う表示方法において、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの光を前記光スイッチング素子へ入射し、前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一のフレームでの前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次のフレームでの前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする。
【００３４】
上述した表示装置及び表示方法における特徴は、フィールド・シーケンシャル方式の表示装置及び表示方法に限るものではなく、光スイッチング素子（液晶パネル）に複数色（赤，緑，青）のカラーフィルタを設け、光スイッチング素子（液晶パネル）へ光源から白色光を入射して、カラー表示を行うカラーフィルタ方式の表示装置及び表示方法にも適用され得る。
【００３５】
本発明において、光スイッチング素子が液晶パネルであって、液晶表示装置における光源での電力消費を抑える。液晶表示装置の場合に、全消費電力に占める光源の消費電力は８，９割程度であるため、光源の電力消費を抑えられる本発明の効果は、液晶表示装置での消費電力の低減化に大いに寄与する。また、液晶材料として強誘電性液晶材料を用いることにより、フィールド・シーケンシャル方式の液晶表示装置に必要な２ｍｓ以下の高速応答を実現して、安定した表示を行う。また、消去走査における液晶パネルへの印加電圧が、書込み走査における液晶パネルへの印加電圧と、大きさが等しく極性が反転している。よって、液晶パネルへの電圧印加による電圧の偏りが抑制されて、表示の焼付きを防止できる。
【００３６】
【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、以下では、光スイッチング素子が液晶パネルである液晶表示装置を例として説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００３７】
（第１実施の形態）
図１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、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４はバックライトの光源であるＬＥＤアレイの構成例を示す図である。
【００３８】
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。バックライト２２は、図２に示されているように、赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤアレイ７と導光及び光拡散板６とで構成されている。
【００３９】
図２及び図３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（ピクセル電極）４０，４０…が形成されている。
【００４０】
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ＴＦＴ（Thin Film Transistor）４１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はデータドライバ３２及びスキャンドライバ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。
【００４１】
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。
【００４２】
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は図４に示されているように、導光及び光拡散板６と対向する面に３原色、即ち赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色を発光するＬＥＤが順次的且つ反復して配列されている。そして、赤，緑，青の各サブフレームにおいては赤，緑，青のＬＥＤをそれぞれ点灯させ、白のサブフレームにおいては赤，緑，青のＬＥＤを同時に点灯させる。導光及び光拡散板６はこのＬＥＤアレイ７の各ＬＥＤから発光される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。
【００４３】
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の画像データの書込み走査／消去走査に同期して制御される。
【００４４】
図１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、極性が異なり大きさが略等しい電圧が、データ書込み走査時とデータ消去走査時とにそれぞれ印加される。
【００４５】
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を時分割してそれぞれ発光させる。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
以下、具体例について説明する。画素電極４０，４０…（画素数６４０×４８０，電極面積６×１０^-5ｃｍ²，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１．６μｍ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、ナフタレン系液晶を主成分として、双安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層１３とした。封入した液晶材料の自発分極の大きさは８ｎＣ／ｃｍ²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、一方の極性の電圧を印加したときの液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
【００５０】
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、後述する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。
【００５１】
図５は、第１実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図５（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図５（ｂ）はバックライト２２（ＬＥＤ）の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。１フレームを３つのサブフレームに分割し、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のＬＥＤを点灯させて赤色の画像データの書込み／消去走査を行い、次の第２番目のサブフレームにおいて緑のＬＥＤを点灯させて緑色の画像データの書込み／消去走査を行い、最後の第３番目のサブフレームにおいて青のＬＥＤを点灯させて青色の画像データの書込み／消去走査を行う。
【００５２】
各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間（Ｔ_A）及び消去走査に要する時間（Ｔ_C）が何れもサブフレームの２５％であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_B）がサブフレームの２５％であり、消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_D）がサブフレームの２５％である。よって、Ｔ_B＋Ｔ_C＝Ｔ_A＋Ｔ_D及びＴ_B＝Ｔ_Dの関係を満たす。
【００５３】
そして、バックライト２２（ＬＥＤ）は、書込み走査の開始タイミングから消去走査の終了タイミングまでの間に点灯させ、消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの間には消灯する。この結果、バックライト２２の点灯時間（＝Ｔ_A＋Ｔ_B＋Ｔ_C）はサブフレームの７５％である。
【００５４】
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は６０Ｈｚとした。
【００５５】
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度１８５０ｃｄ／ｍ²に対して１７６ｃｄ／ｍ²の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は９．５％と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．１Ｗであった。
【００５６】
第１実施の形態と同様の液晶パネル及びバックライトを使用して、図１６に示すような従来の駆動シーケンス（各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間（Ｔ_A）及び消去走査に要する時間（Ｔ_C）が何れもサブフレームの５０％であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_B）及び消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_D）が何れも０％）に従って、カラー表示を行った。バックライト単体の輝度２４６５ｃｄ／ｍ²に対して１７４ｃｄ／ｍ²の画面輝度であり、光利用効率は７．１％と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．５Ｗと大きかった。
【００５７】
このような図５に基づく第１実施の形態と図１６に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第１実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約１．３倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。
【００５８】
（第２実施の形態）
第１実施の形態とは、使用する液晶材料及び上記Ｔ_A，Ｔ_B，Ｔ_C，Ｔ_Dを異ならせた第２実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、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。
【００５９】
まず、第１実施の形態と全く同様に、空パネルを作製した。この空パネルの配向膜１１，１２間に、高温側から等方相−コレステリック相−カイラルスメクチックＣ相の相転移系列を示し、単安定型の電気光学応答を示す強誘電性液晶材料を封入して液晶層１３とし、コレステリック相からカイラルスメクチックＣ相への転移温度±３℃（１００〜９４℃）にて、液晶層１３に直流１０Ｖを印加することで配向処理を行った。配向処理は、液晶を等方相（１２０℃）まで一旦昇温させ、その後の冷却速度を−１℃／分に固定し、室温（２５℃）まで冷却することとした。このような配向処理により、一様な液晶配向を得ることができた。封入した液晶材料の自発分極の大きさは１１ｎＣ／ｃｍ²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の液晶分子ダイレクタの平均分子軸と一方の偏光フィルムの偏光軸とを略一致させて暗状態になるようにした。
【００６０】
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、後述する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。
【００６１】
図６は、第２実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図６（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図６（ｂ）はバックライト２２（ＬＥＤ）の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。
【００６２】
１フレームが３分割された各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間（Ｔ_A）及び消去走査に要する時間（Ｔ_C）が何れもサブフレームの２０％であり、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_B）がサブフレームの３０％であり、消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_D）がサブフレームの３０％である。よって、Ｔ_B＋Ｔ_C＝Ｔ_A＋Ｔ_D及びＴ_B＝Ｔ_Dの関係を満たす。
【００６３】
そして、バックライト２２（ＬＥＤ）は、第１実施の形態と同様、書込み走査の開始タイミングから消去走査の終了タイミングまでの間に点灯させ、消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの間には消灯する。この結果、バックライト２２の点灯時間（＝Ｔ_A＋Ｔ_B＋Ｔ_C）はサブフレームの７０％である。
【００６４】
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は６０Ｈｚとした。
【００６５】
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度１７２５ｃｄ／ｍ²に対して１８３ｃｄ／ｍ²の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は１０．６％と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．０Ｗと小さかった。
【００６６】
第２実施の形態と同様の液晶パネル及びバックライトを使用して、図１６に示すような駆動シーケンスに従って、カラー表示を行った。バックライト単体の輝度２４６５ｃｄ／ｍ²に対して１７９ｃｄ／ｍ²の画面輝度であり、光利用効率は７．３％と低かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．５Ｗと大きかった。
【００６７】
このような図６に基づく第２実施の形態と図１６に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第２実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約１．４倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。
【００６８】
（第３実施の形態）
第１実施の形態とは、上記Ｔ_A，Ｔ_B，Ｔ_C，Ｔ_Dの値が同じであるが、バックライトの点灯時間を異ならせた第３実施の形態について説明する。なお、液晶表示装置の回路構成及びその動作は、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。また、使用する液晶材料も含めて液晶パネルの構成は、第１実施の形態のものと同一である。
【００６９】
図７は、第３実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図７（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図７（ｂ）はバックライト２２（ＬＥＤ）の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。
【００７０】
１フレームが３分割された各サブフレームにおいて、書込み走査に要する時間（Ｔ_A）、消去走査に要する時間（Ｔ_C）、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_B）、及び、消去走査の終了タイミングから次の色（次のサブフレーム）での書込み走査の開始タイミングまでの時間（Ｔ_D）は、第１実施の形態と同様、何れもサブフレームの２５％である。
【００７１】
しかしながら、バックライト２２（ＬＥＤ）の点灯／消灯のタイミングが、第１実施の形態とは異なる。第１実施の形態では、バックライト２２の点灯の開始タイミングと書込み走査の開始タイミングとを一致させ、バックライト２２の消灯の開始タイミングと消去走査の終了タイミングとを一致させたが、第３実施の形態では、バックライト２２の点灯の開始タイミングを書込み走査の開始タイミングより所定時間（Ｔ_E）だけ早くすると共に、バックライト２２の消灯の開始タイミングを消去走査の終了タイミングより所定時間（Ｔ_F）だけ遅くしている。
【００７２】
図７に示す例では、これらの所定時間（Ｔ_E，Ｔ_F）を何れもサブフレームの５％としている。従って、バックライト２２の点灯時間（＝Ｔ_E＋Ｔ_A＋Ｔ_B＋Ｔ_C＋Ｔ_F）はサブフレームの８５％である。
【００７３】
なお、書込み走査と消去走査とにおいて各画素の液晶に印加される電圧は、極性が反対であって大きさが実質的に等しい電圧とし、書込み走査において、より高い光透過率が得られるように印加電圧の極性を調整した。また、フレーム周波数は６０Ｈｚとした。
【００７４】
このようにして表示を行った結果、バックライト単体の輝度２０９６ｃｄ／ｍ²に対して１７７ｃｄ／ｍ²の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は８．４％と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．２Ｗであった。
【００７５】
このような図７に基づく第３実施の形態と前述した図１６に基づく従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。逆に、バックライトが消灯している時間を有する第１実施の形態では、従来例と比べて、黒輝度が低くなって、コントラスト比が約１．２倍向上した。また、コントラスト比の向上によって混色が抑えられ、表示色純度も向上した。
【００７６】
（第４実施の形態）
赤，緑，青の表示データを検出して、それぞれの色における表示データ全てが黒である（表示データ全ての階調数が略０である）サブフレームについては、対応する色の光源（ＬＥＤ）を非点灯にすると共に、液晶パネルに対するデータ走査を行わないようにした第４実施の形態について説明する。なお、本発明例では、画素データの階調数が大きくなるに従って表示が明るくなるとしており、その階調数が略０である場合、その表示は”黒”表示となる。
【００７７】
図８は第４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８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、第４実施の形態における液晶パネルは、使用する液晶材料も含めて、第２実施の形態のものと同一である。
【００７８】
図８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表示用の画素データＰＤを入力し、各色（赤，緑，青）毎にその階調数を検出する階調数検出回路、２４は検出された階調数に基づいて各色（赤，緑，青）に対応するＬＥＤの点灯／非点灯を制御する点灯／非点灯制御部である。
【００７９】
点灯／非点灯制御部２４は、階調数検出回路２３で検出された各サブフレームに対応するそれぞれの色（赤，緑，青）の全ての画素データＰＤの階調数が略０である場合に、非点灯信号をバックライト制御回路３５及び制御信号発生回路３１へ出力する。バックライト制御回路３５は、この非点灯信号を入力した場合に、その色に対応するサブフレームでＬＥＤを非点灯とする。また、制御信号発生回路３１は、この非点灯信号を入力した場合に、制御信号ＣＳを送出せず、液晶パネル２１の駆動を停止させる。
【００８０】
図９は、第４実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図９（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図９（ｂ）はバックライト２２（ＬＥＤ）の赤，緑，青各色の点灯／非点灯タイミングを示す。
【００８１】
第４実施の形態における液晶パネルに対する駆動シーケンスは、第２実施の形態での駆動シーケンス（図６）と基本的には同じである。但し、階調数検出回路２３にて、表示データにおける各色（赤，緑，青）の階調数を検出し、サブフレーム内における全ての画素データの検出した階調数が略０である場合に、点灯／非点灯制御部２４からバックライト制御回路３５へ非点灯信号を送って、各色において全ての画素データの階調数が略０であるサブフレーム、言い換えると各色において全ての画素データが”黒”となるサブフレームにおいては、その色に対応するＬＥＤを点灯させないと共に、点灯／非点灯制御部２４から制御信号発生回路３１へ非点灯信号を送って、液晶パネル２１の駆動を停止させる。
【００８２】
第４実施の形態における表示では、バックライト単体の輝度１７２５ｃｄ／ｍ²に対して１８３ｃｄ／ｍ²の画面輝度を実現できた。よって、光利用効率は１０．６％と高かった。また、このときのバックライトの消費電力は、１．０Ｗと小さかった。
【００８３】
なお、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示においてはバックライトの消費電力が１．０Ｗであったが、単色カラー表示（赤黒，緑黒，青黒表示など）においては、表示データの検出結果に基づいてバックライトを点灯させないようにしたことにより、一層の低消費電力化を図れて、緑黒表示においては消費電力が０．２８Ｗと僅かであった。
【００８４】
第４実施の形態のように赤，緑，青の表示データの階調数を検出することなく、赤，緑，青の各サブフレームにおいて常にＬＥＤを点灯させる従来例の駆動シーケンスに従って表示した場合、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示のみならず、単色カラー表示（赤黒，緑黒，青黒表示）においても、１．０Ｗの消費電力を要した。なお、第４実施の形態と従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられなかった。
【００８５】
（第５実施の形態）
第５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。
【００８６】
図１０（ａ）は各フレームにおける元の赤（ｒ），緑（ｇ），青（ｂ）の階調数を示しており、図１０（ｂ）は各フレームにおける変換後の赤（ｒ′），緑（ｇ′），青（ｂ′），白（ｗ）の階調数を示している。各フレームにおいて、赤，緑，青の画素データの階調数を比較して最低階調数を検出する。例えば、図１０（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数が最も低い。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，青の階調数（ｒ，ｂ）から緑の階調数（ｇ）を差し引いた階調数（ｒ′＝ｒ−ｇ，ｂ′＝ｂ−ｇ）に応じた赤表示，青表示を行う。
【００８７】
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、緑の階調数（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、比較前の緑の階調数（ｇ）から緑の階調数（ｇ）を差し引いた階調数（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数（ｇ′）は０となるので、これは一般的に”黒”表示となる。
【００８８】
そして、第５実施の形態では、この”黒”表示となる緑のサブフレームにおいて、緑のＬＥＤを非点灯にする。このような変換処理にあっては、少なくとも１色の変換後の階調数が０となるので、光源を非点灯にできる確率が第４実施の形態よりも大きくなり、消費電力の更なる低減化を図れる。
【００８９】
更に、第５実施の形態では、液晶パネルへ入射される光の照射領域を複数の領域に分割し、分割した各領域毎に、各色の画素データの階調数に応じて各色に対応する光源（ＬＥＤ）の点灯／非点灯を制御する。
【００９０】
バックライト２２の領域を、図１１に示すように、５個の小領域２２ａ〜２２ｅに分割することにより、液晶パネル２１への光照射領域を５個の小照射領域に分割する。そして、液晶パネル２１の走査と同期させて各色のＬＥＤの点灯／非点灯を制御することに加えて、各小照射領域毎に、赤，緑，青，白の画素データの階調数を検出し、それぞれの色において小照射領域内における全ての画素データの階調数が略０である場合に、その小照射領域においてその色に対応するＬＥＤを非点灯とする。
【００９１】
図１２は、第５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１２において、図１，図８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、液晶パネル，バックライトの構成は、第１実施の形態と同様である。白色のサブフレームにおいては、ＬＥＤアレイ７における赤，緑，青のＬＥＤを同時に点灯させる。
【００９２】
図１２において、２５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表示用の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２５であり、画素データ変換回路２５は、変換した画素データＰＤ′を階調数検出回路２３及び画像メモリ部３０へ出力する。階調数検出回路２３は、液晶パネル２１の５個の小照射領域毎に、各色（赤，緑，青，白）の階調数を検出し、検出結果を点灯／非点灯制御部２４へ送る。点灯／非点灯制御部２４は、階調数検出回路２３で検出された各サブフレームに対応するそれぞれの色（赤，緑，青，白）の全ての変換画素データＰＤ′の階調数が略０である場合に、非点灯信号をバックライト制御回路３５及び制御信号発生回路３１へ出力する。バックライト制御回路３５は、各小照射領域において赤，緑，青，白の各発色光をバックライト２２から出射させるが、この非点灯信号を入力した場合に、その色に対応する各小照射領域でＬＥＤを非点灯とする。また、制御信号発生回路３１は、この非点灯信号を入力した場合に、制御信号ＣＳを送出せず、液晶パネル２１の駆動を停止させる。
【００９３】
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、第１，第４実施の形態と基本的に同様であるので、その説明は省略する。
【００９４】
図１３は、第５実施の形態における表示制御を示すタイムチャートであり、図１３（ａ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミング、図１３（ｂ）はバックライト２２（ＬＥＤ）の赤，緑，青，白各色の点灯／非点灯タイミングを示す。周波数６０Ｈｚである１フレームが４分割された各サブフレームにおいて、液晶パネル２１に対するデータの書込み走査／消去走査のタイミングは、第３実施の形態と同様である。但し、図１３（ｂ）に示すように、１つのサブフレーム内において５個の小照射領域毎にバックライト２２の点灯／非点灯を制御しており、点灯／非点灯制御部２４から、ある色のある小照射領域について非点灯信号が入力された場合には、その色のその小照射領域においてＬＥＤを非点灯として、その色を発光させない。各小照射領域におけるバックライト２２の点灯時間は、サブフレームの７０％より短くなる。
【００９５】
前述した第２実施の形態と全く同様に、液晶パネル２１を作製し、その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、図１３に示す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。なお、白のサブフレームにおいては、赤，緑，青のＬＥＤを同時点灯させた。
【００９６】
階調数検出回路２３にて、変換後の表示データにおける各色（赤，緑，青，白）の階調数を各小照射領域毎に検出し、各小照射領域内において検出した全ての変換画素データの階調数が略０である場合に、点灯／非点灯制御部２４からバックライト制御回路３５へ非点灯信号を送って、各色において全ての変換画素データの階調数が略０である小照射領域、言い換えると各色において全ての変換画素データが”黒”となる小照射領域においては、その色に対応するＬＥＤを点灯させない。また、各小照射領域内において検出した全ての変換画素データの階調数が略０である場合に、点灯／非点灯制御部２４から制御信号発生回路３１へ非点灯信号を送って、液晶パネル２１の駆動を停止させる。
【００９７】
このような表示の結果、自然画等のフルカラー表示におけるバックライトの消費電力は１．７Ｗであったが、白黒表示においては消費電力が０．９Ｗ、単色カラー表示（赤黒，緑黒，青黒表示）においては消費電力がより低くなり、緑黒表示においては０．２６Ｗと極めて低かった。白黒表示におけるバックライト単体の輝度１１９０ｃｄ／ｍ²に対して１８０ｃｄ／ｍ²の画面輝度を実現でき、光利用効率は１５．１％と高かった。
【００９８】
第５実施の形態と同じくバックライトを５個の小領域には分割するが、赤，緑，青，白の表示データの階調数を検出せずに赤，緑，青，白の各サブフレームにおいて常にＬＥＤを点灯させる従来例の駆動シーケンスに従って表示した場合、自然画等のフルカラー表示及び白黒表示のみならず、単色カラー表示（赤黒，緑黒，青黒表示）においても、１．７Ｗの消費電力を要した。
【００９９】
このような第５実施の形態と従来例との表示における画質を比較したところ、両者に差異は感じられず、第５実施の形態での表示画質が従来例に比べて劣化することはなかった。
【０１００】
なお、上述した各実施の形態では、光スイッチング素子として液晶パネルを用いるフィールド・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、他の光スイッチング素子、例えばディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等を用いた他の表示装置であっても、本発明を同様に適用できることは勿論である。また、使用する光源は、ＬＥＤ光源としたが、ＥＬ等のスイッチング可能な光源であれば特にＬＥＤ光源に限定されることはない。
【０１０１】
更に、カラーフィルタを用いたカラー表示装置、特に強誘電性液晶材料を用いたカラー液晶表示装置においても同様の効果が得られることは言うまでもない。なぜならば、カラーフィルタ方式においては、上述した各実施の形態における赤，緑，青の発光色を白として、液晶パネルにカラーフィルタを設ければ、本発明を同様に適用できるからである。
【０１０２】
図１４は、カラーフィルタを用いる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１４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。各画素電極（ピクセル電極）４０，４０…の下部には、３原色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のカラーフィルタ６０，６０…が設けられている。あるいは、各画素電極（ピクセル電極）４０，４０…に対向する共通電極３とガラス基板２との間にカラーフィルタが設けられている。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。
【０１０３】
このようなカラーフィルタ方式の表示装置にあっては、各フレームにおけるデータの書込み走査及び消去走査に要する時間をフレームの５０％よりも小さくして、一のフレームでの液晶パネルへの光の入射遮断タイミングから次のフレームでの液晶パネルへの光の入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることにより、具体的には、上述したフィールド・シーケンシャル方式の各サブフレームにおける制御と同様の制御を各フレームにおいて実行することにより、表示画質（輝度）の劣化を招くことなく、光利用効率を向上できる。
【０１０４】
（付記１）光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えており、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けるようにしたことを特徴とする表示装置。
（付記２）前記所定時間は、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しいことを特徴とする付記１記載の表示装置。
（付記３）光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングと前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングとが不一致であり、書込み走査に要する時間をＴ_A、書込み走査の終了タイミングから消去走査の開始タイミングまでの時間をＴ_B、消去走査に要する時間をＴ_C、消去走査の終了タイミングから次の色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングまでの時間をＴ_Dとした場合に、Ｔ_B＋Ｔ_C＝Ｔ_A＋Ｔ_Dの関係を満たすようにしたことを特徴とする表示装置。
（付記４）光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングより前に前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングより後に前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えることを特徴とする表示装置。
（付記５）前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光及び青色光であることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の表示装置。
（付記６）前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光、青色光及び白色光であることを特徴とする付記１〜４のいずれかに記載の表示装置。
（付記７）表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の表示装置。
（付記８）前記光スイッチング素子へ入射される光の照射領域が分割されており、分割された領域の表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の表示装置。
（付記９）表示データに対応する色の光を出射する前記光源を非点灯としている場合に、前記光スイッチング素子への走査処理を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の表示装置。
（付記１０）前記光スイッチング素子は、液晶パネルであることを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載の表示装置。
（付記１１）前記液晶パネルで使用される液晶材料は、強誘電性液晶材料であることを特徴とする付記１０記載の表示装置。
（付記１２）前記液晶パネルに対する表示データの書込み走査時の印加電圧と、前記液晶パネルに対する表示データの消去走査時の印加電圧とは、大きさが等しく極性が反対である付記１０または１１記載の表示装置。
（付記１３）光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてフィールド・シーケンシャル方式の表示を行う表示方法において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射し、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする表示方法。
（付記１４）複数の色のカラーフィルタを設けた光スイッチング素子への光源からの白色光の入射と表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてカラー表示を行う表示方法において、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの光を前記光スイッチング素子へ入射し、前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一のフレームでの前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次のフレームでの前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に所定時間を設けることを特徴とする表示方法。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、一の色の光の光スイッチング素子への入射が遮断されてから光源からの次の色の光が光スイッチング素子へ入射されるまでの間に所定時間を設けるようにしたので、光源から光が光スイッチング素子を透過する時間を従来と同等以上に保った状態で、即ち、表示画質を劣化せることなく、特に輝度の低下を招くことなく、光源の発光時間を短縮できて、フィールド・シーケンシャル方式の表示装置での光利用効率の向上を図ることができる。また、同様に、カラーフィルタ方式の表示装置においても光利用効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置（第１，第２，第３実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図２】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】液晶表示装置の全体の構成例を示す模式図である。
【図４】ＬＥＤアレイの構成例を示す図である。
【図５】本発明の液晶表示装置（第１実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の液晶表示装置（第２実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の液晶表示装置（第３実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の液晶表示装置（第４実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の液晶表示装置（第４実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図１０】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）における画素データの変換例を示す図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）におけるバックライトの分割例を示す図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）の回路構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置（第５実施の形態）における表示制御を示すタイムチャートである。
【図１４】液晶パネル及びバックライトの模式的断面図である。
【図１５】強誘電性液晶パネルにおける液晶分子の配列状態を示す図である。
【図１６】従来の液晶表示装置における表示制御を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
３共通電極
７ＬＥＤアレイ
２１液晶パネル
２２バックライト
２３階調数検出回路
２４点灯／非点灯制御部
２５画素データ変換回路
３１制御信号発生回路
３５バックライト制御回路
６０カラーフィルタ
７０白色光源

Claims

光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させて表示を行うフィールド・シーケンシャル方式の表示装置において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射する手段と、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断する手段とを備えており、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しい時間を設けるようにしたことを特徴とする表示装置。
前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光及び青色光であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
前記光スイッチング素子へ入射される複数の色の光は、赤色光、緑色光、青色光及び白色光であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
前記光スイッチング素子へ入射される光の照射領域が分割されており、分割された領域の表示データに基づいて、表示データに対応する色の光を出射する前記光源の点灯／消灯を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表示装置。
表示データに対応する色の光を出射する前記光源を非点灯としている場合に、前記光スイッチング素子への走査処理を停止させる停止手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の表示装置。
光源から光スイッチング素子へ入射される複数の色の光の順次的な切換えと表示画像に応じた各色の表示データの前記光スイッチング素子への入力とを同期させてフィールド・シーケンシャル方式の表示を行う表示方法において、各色における前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の開始タイミングに同期して前記光源か
らの対応する色の光を前記光スイッチング素子へ入射し、各色における前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の終了タイミングに同期して前記光源からの対応する色の光の前記光スイッチング素子への入射を遮断し、一の色の光の前記光スイッチング素子への入射遮断タイミングから、次の色の前記光スイッチング素子への入射開始タイミングまでの間に、前記光スイッチング素子への表示データの書込み走査の終了タイミングから前記光スイッチング素子への表示データの消去走査の開始タイミングまでの時間に等しい時間を設けることを特徴とする表示方法。