JP2003271112A

JP2003271112A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2003271112A
Application number: JP2002076412A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Kondo; 正彦近藤; Nobuaki Yamada; 信明山田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-03-19
Filing date: 2002-03-19
Publication date: 2003-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】通常はカラー表示が可能であり、気温が低い
場所などの使用によって、液晶の応答速度が遅くなっ
て、カラー表示が色再現性の乏しい表示となるときは、
階調表示に変更可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】光源１と、温度センサー２と、ＲＧＢ同
期回路３と、切り替えコントローラ４とを備え、カラー
表示または階調表示のどちらか一方の表示を選択可能に
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、ＰＤＡ
（Personal Digital Assistant：パーソナル・デジタル
・アシスタント）、コンピュータのモニタなど、電子表
示装置一般に多用される液晶表示装置（液晶ディスプレ
イ）、特に、フィールドシーケンシャル方式による反射
型の液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（液晶ディスプレイ：Liqu
id Crystal Display）（以下、適宜ＬＣＤと略記）にお
いて、カラー表示を可能にするための方法の１つに、マ
イクロカラーフィルタを用いる方法がある。マイクロカ
ラーフィルタを用いたＬＣＤにおいては、図７に示すよ
うに、光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の３色に一定の領域を分割したマイクロカラーフィルタ
を、パネル内部に積層する構造となっている。

【０００３】しかし、上記マイクロカラーフィルタを用
いたＬＣＤには、ドライバＩＣが白黒表示の３倍必要な
こと、パネルの張り合わせが困難なことなど、欠点が多
い。

【０００４】上記欠点を解決した、カラー表示が可能な
ＬＣＤとして、フィールドシーケンシャル方式による透
過型のＬＣＤがある。特開平１１−１４９８８号公報
（公開日：平成１１年１月２２日）に開示されているフ
ィールドシーケンシャル方式による透過型のＬＣＤは、
バックライトで赤色光、緑色光、および青色光を高速で
順次点灯させ、それに合わせて液晶パネルでモノクロ画
像表示を行うものである。該構成によれば、マイクロカ
ラーフィルタが不要となるため、単純な構成でカラー表
示が可能となる。

【０００５】しかしながら、上記フィールドシーケンシ
ャル方式による透過型のＬＣＤには、ＬＣＤの表示面側
から見て液晶層の背面側に、光源であるバックライトが
必要である。そのようなバックライトを装置本体に組み
込むと、装置が大きくなる。そのため、上記透過型のＬ
ＣＤにおいては、薄型、軽量の装置を実現することがで
きなかった。

【０００６】また、光源であるバックライトは、液晶表
示装置に比べて消費電力が大きいから、バックライトが
消費する電力を供給するためには、重くて大きい電池を
搭載する必要がある。このような電池の搭載が必要であ
ることは、装置の可搬性、簡便性に対する大きな障害と
なっており、上記透過型のＬＣＤは、モバイルディスプ
レイとして不向きである。

【０００７】上記したように、バックライトに電力を供
給するためには重くて大きい電池が必要であることを考
慮すると、ＬＣＤを薄型化および軽量化するためには、
バックライトを必要としない反射型のＬＣＤが最適であ
る。しかし、反射型のＬＣＤを用いると、暗い場所にお
いて表示が見えないという欠点がある。その欠点のた
め、携帯電話などのモバイルディスプレイには、光を反
射する部分と光を透過する部分とを面積により区別した
半透過型のＬＣＤ、および、フロントライトを設置した
反射型または半透過型のＬＣＤが使用されている。ま
た、反射型および半透過型のＬＣＤにおいて、カラーフ
ィルタを用いることなくカラー表示が可能なものとし
て、フィールドシーケンシャル方式による反射型のＬＣ
Ｄが、特開２０００−１６２５７５号公報（公開日：平
成１２年６月１６日）に開示されている。

【０００８】上記公報に開示されている構成は、フィー
ルドシーケンシャル方式を反射型のＬＣＤに適応させた
ものである。しかし、上記公報に記載の構成は、表示す
る側の面から離れた位置に光源を設置したものであるの
で、装置が大掛かりになるという欠点がある。また、上
記公報に記載の構成では、時分割駆動している光がパネ
ル外の物にも照射してしまう。そのため、時分割駆動し
ている光が動く物体に対しても照射されるから、動く物
体に対してカラーブレークを起こし、ＬＣＤの周囲にい
る人がその動く物体を見ると、その人は目に疲労を感じ
るという欠点もある。つまり、上記公報に開示の構成に
よるＬＣＤを使用することにより生み出される環境は、
決して好ましいものではない。

【０００９】上記欠点を解決する方法として、反射型の
液晶セルの上面に平面型のフロントライトを配置し、平
面液晶表示装置として使用することが、特開２０００−
１６２５８５号公報（公開日：平成１２年６月１６日）
に記載されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のカラー表示
可能なフィールドシーケンシャル方式のＬＣＤは、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を時分割で点灯させ、その
点灯に合わせて液晶パネルの絵素の透過率を変動させ、
一定時間（１フレーム）内に、赤、緑、および青の３色
の画像を得て、得られた３色の画像の残像効果により色
を表現するものである。

【００１１】上記フィールドシーケンシャル方式のＬＣ
Ｄにおいては、時分割で赤、緑、および青の光が点灯さ
れて、点灯された光の色の画像を得た後、液晶は、次に
発光される色の光に対する応答をする必要がある。すな
わち、液晶は、赤、緑、青がそれぞれ点灯された時点に
おいて、その色の画像を得るための応答を完了していな
ければならない。したがって、液晶は、赤、緑、および
青のそれぞれの色の画像に対する応答を、１フレームの
１／３の時間内に行わなければならない。この１フレー
ムの１／３の時間内に、次に発光される色の光に対する
応答ができない場合は、色再現性の乏しい表示となる、
つまり、カラーブレークが発生する。

【００１２】一般に、液晶の応答速度、液晶の回転粘
性、および液晶の温度には以下の関係がある。液晶の回
転粘性が増大すると、液晶の応答速度は遅くなる。ま
た、液晶の温度が低下すると、液晶の回転粘性は増大す
る。つまり、液晶の温度が低下すると、液晶の回転粘性
は増大し、液晶の応答速度は遅くなる。

【００１３】上記カラー表示可能なフィールドシーケン
シャル方式のＬＣＤは、気温が低い場所などで使用する
と、液晶の温度が低下してカラーブレークが発生するた
め、表示装置として十分に機能しないという問題点があ
る。そのようなカラーブレークが発生するのは、液晶の
温度が低下すると液晶の応答速度が低下して、１フレー
ムの１／３の時間内では、次に発光される色の光に対す
る液晶の応答ができないことによる。

【００１４】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、フィールドシーケンシャ
ル方式によるカラー表示および階調表示が可能であっ
て、液晶の温度が低くなり、その応答速度が低下した場
合にカラーブレークの発生を防止することができる液晶
表示装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、上記課題を解決するために、赤色光を発光する赤色
光発光部、緑色光を発光する緑色光発光部、および青色
光を発光する青色光発光部を有する光源と、光源の各発
光部が行う発光を制御する発光制御部と、液晶層を含む
液晶パネルと、赤色光によって液晶パネルに表示される
赤色画像、緑色光によって液晶パネルに表示される緑色
画像、および青色光によって液晶パネルに表示される青
色画像を一定時間内に順次表示するカラー表示、また
は、赤色光発光部、緑色光発光部、および青色光発光部
のうちの少なくとも１つが発光する光によって液晶パネ
ルに表示される階調画像を表示する階調表示のいずれか
を選択する表示選択手段とを備えていることを特徴とし
ている。

【００１６】上記構成によれば、表示選択手段による選
択に応じて、カラー表示および階調表示をすることがで
きる。その結果、液晶の温度が保たれてカラーブレーク
を起こさないときはカラー表示、液晶の温度が低下して
カラーブレークが発生するときは階調表示が可能な液晶
表示装置を提供することができる。

【００１７】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、光源に接続された導光体と、反射板とをさら
に備えた反射型の液晶表示装置であって、反射板と導光
体とは、液晶層を介して対向するように配置されている
ことを特徴としている。

【００１８】上記構成によれば、液晶パネル上に光源お
よび導光体を含むフロントライトが設置されている、反
射型のＬＣＤである。反射型のＬＣＤは、明るい場所で
使用するとき、ＬＣＤ内の光源を使用することを必要と
しない。また、フロントライトが設置された反射型のＬ
ＣＤは、明るい場所ではフロントライトの光を用いず
に、暗い場所でのみフロントライトの光を用いるという
使用が可能である。そのため、常にバックライトの光が
必要な透過型のＬＣＤと比べて、反射型のＬＣＤは、消
費電力を抑えることができるから、容量の小さい電池の
搭載により使用することができる。その結果、上記効果
に加えて、携帯するのに便利な液晶表示装置を提供する
ことができる。

【００１９】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段は、カラー表示または階調表示
の選択を任意に切り替え可能なものであることを特徴と
している。

【００２０】上記構成によれば、表示選択手段によっ
て、液晶表示装置の使用者が表示の選択を任意に切り替
えることができる。その結果、カラーブレークが発生し
ているのを観察して、液晶表示装置の使用者は、ＬＣＤ
の表示をカラー表示から階調表示に切り替えることがで
きる。

【００２１】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段は、切替温度を記憶する温度記
憶部と、温度を測定する温度測定部と、切替温度と測定
された温度とを比較する温度比較部とをさらに備え、測
定された温度が切替温度未満のときには階調表示を選択
し、測定された温度が切替温度以上のときにはカラー表
示を選択するものであることを特徴としている。

【００２２】上記構成によれば、カラーブレークを起こ
さずにカラー表示が可能な下限値である温度を、切替温
度として温度記憶部に記憶させる。その記憶された温度
と、温度測定部が測定した温度、例えば液晶の温度とを
比較した結果、カラー表示または階調表示のいずれか一
方を選択するものである。その結果、上記効果に加え
て、装置が存在する場所の気温などによって液晶の温度
が変化しても、そのときの温度に応じた最適な表示の選
択が可能な液晶表示装置を提供することができる。

【００２３】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段により階調表示が選択されてい
るときに、光源が白色光を発光するように、発光制御部
が各発光部を制御するものであることを特徴としてい
る。

【００２４】上記構成によれば、階調表示のときに、赤
色光発光部、緑色光発光部、および青色光発光部によ
り、白色光を発光することができる。その結果、上記効
果に加えて、階調表示を白黒表示とすることが可能な液
晶表示装置を提供することができる。

【００２５】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段により階調表示が選択されてい
るときに、赤色光発光部、緑色光発光部、および青色光
発光部のうちの１つまたは２つが同時に光を発光するよ
うに、発光制御部が制御するものであることを特徴とし
ている。

【００２６】上記構成によれば、階調表示のときに、少
なくとも１つの発光部は発光しないように、発光制御部
が各発光部を制御する。その結果、３つの発光部を同時
に発光させる白黒表示によって階調表示を行う場合に比
べて、消費電力を節約することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について説
明すれば以下の通りである。なお、本発明は、下記の実
施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で
種々の変更が可能である。例えば、本実施の形態では、
フィールドシーケンシャル方式による反射型のＬＣＤに
ついて記載している。しかし、本発明は、フィールドシ
ーケンシャル方式による反射型のＬＣＤにのみ限定され
るわけではなく、例えば、半透過型のＬＣＤなどにも応
用が可能である。

【００２８】本発明の実施の形態における液晶表示装置
（ＬＣＤ）の基本構成を、図１に基づいて説明する。

【００２９】液晶表示装置２０は、光源１および導光体
１２を含むフロントライト１３と、液晶パネル１６と、
温度測定部である温度センサー２と、液晶表示素子制御
部を含むＲＧＢ同期回路３と、発光制御部、温度記憶
部、および温度比較部を含む切り替えコントローラ４と
で構成されている。また、導光体１２は、光源１に接続
されており、液晶パネル１６の表示面側に設けられてい
る。なお、フロントライト１３は、平面型とするのが好
ましい。

【００３０】液晶パネル１６は、円偏光板１４と液晶表
示素子１５とで構成されている。円偏光板１４は、偏光
板１１と位相差板１０（λ／４板）とで構成されてい
る。液晶表示素子１５は、ガラス基板５と、誘電体層６
と、反射板７と、液晶層８と、透明電極９とで構成され
ている。また、ガラス基板５上には、アクティブ素子
（図１では省略）が形成されている。そのアクティブ素
子上には、誘電体層６を介して反射板７が形成されてい
る。反射板７とカラーフィルタのない透明電極９との間
には、液晶材料が存在する液晶層８が位置するように、
反射板７と透明電極９とが形成されている。

【００３１】なお、液晶パネル１６の上記構成を表示面
側から順に記すと、偏光板１１、位相差板１０、透明電
極９、液晶層８、反射板７、誘電体層６、ガラス基板５
となっている。

【００３２】光源１は、赤色光を発光する赤色光発光部
１７、緑色光を発光する緑色光発光部１８、および青色
光を発光する青色光発光部１９を有している。それら発
光部（赤色光発光部１７、緑色光発光部１８、青色光発
光部１９を区別しない場合には、発光部と記す。以下同
じ。）は、ＬＥＤ（light emitting diode：発光ダイオ
ード）で構成されている。

【００３３】また、液晶表示装置２０は表示選択手段を
備えている。カラー表示または階調表示のいずれか一方
の表示を、表示選択手段によって選択できるように液晶
表示装置２０は構成されている。本実施の形態の表示選
択手段は、発光制御部、温度記憶部、および温度比較部
を含む切り替えコントローラ４と、温度測定部である温
度センサー２とを備えている。また、温度比較部は、温
度記憶部が記憶する切替温度（Ｔａ）と温度センサー２
が測定した温度（Ｔ）とを比較して判定を下すように構
成されている。また、ＴがＴａ未満であると温度比較部
が判定したときは白黒表示（階調表示）を、ＴがＴａ以
上であると温度比較部が判定したときはカラー表示を選
択するように、表示選択手段は構成されている。

【００３４】表示選択手段によりカラー表示が選択され
ると、ＲＧＢ同期回路３にある液晶表示素子制御部は赤
緑青の各色についてのデータを出力し、切り替えコント
ローラ４にある発光制御部は、その各色についてデータ
の出力に合わせて、各色のＬＥＤの点灯を制御する。

【００３５】温度記憶部が記憶する切替温度Ｔａは、カ
ラー表示がカラーブレークを起こさないための下限値と
して記憶させる。しかし、カラーブレークが発生する状
況を液晶表示装置２０の使用者が確認することによっ
て、Ｔａの値を任意に調整できるような構成としてもよ
い。

【００３６】表示選択手段により白黒表示が選択される
と、液晶表示素子制御部はデータを出力し、切り替えコ
ントローラ４にある発光制御部は、各色のＬＥＤを同時
に点灯させるように制御する。

【００３７】なお、ここで言うカラー表示とは、赤色光
によって液晶表示パネルに表示される赤色画像と、緑色
光によって液晶表示パネルに表示される緑色画像と、青
色光によって液晶表示パネルに表示される青色画像と
を、一定時間内、例えば１／６０秒内に順次表示して得
られる表示である。

【００３８】また、ここで言う階調表示とは、赤色光発
光部１７、緑色光発光部１８、および青色光発光部１９
のうちの少なくとも１つにより発光された光によって液
晶パネル上に形成される階調画像を表示するものであ
る。赤色光発光部１７、緑色光発光部１８、および青色
光発光部１９のうちの少なくとも１つを発光させると
き、階調表示は、それらの発光部により発光された色の
明度を変化させることにより形成された画像を表示す
る。また、階調表示とは、どの発光部も発光していない
状態である黒表示、およびすべての発光部が発光する状
態である白表示それぞれを含んで、それら表示の間で階
調を表現するものと言うこともできる。例えば、階調表
示としては、白黒表示、赤色の階調表示、緑色の階調表
示、青色の階調表示などが挙げられる。

【００３９】温度センサー２は、液晶層８の液晶の温度
を測定するためのものである。そのため、温度センサー
２は、液晶層８の近くに設置することが好ましい。本実
施の形態では、図１にあるように、温度センサー２は液
晶パネル１６の近くに設けられている。しかし、液晶表
示装置２０の携帯性を重視するなどの理由により、温度
センサー２は、例えば、液晶表示装置２０の設置場所の
気温を測定できるような場所に設けられてもよい。

【００４０】フロントライト１３の光源１が、赤色光、
緑色光、および青色光をカラー表示するために順次発光
するとき、液晶表示素子１５は、その３色光の照射に同
期して、それぞれの色光の反射輝度を各画素に対応させ
たモノクロ画像として２次元表示することができる。ま
た、その液晶表示素子１５は、フロントライト１３の光
源１が白色光を発光するとき、白色光に対応して、モノ
クロ画像として２次元表示することができる。

【００４１】本実施の形態の液晶表示装置２０は、階調
表示のときに、赤色光発光部１７、緑色光発光部１８、
および青色光発光部１９の３つが同時に光を発光するよ
うに、発光制御部が制御するように構成されている。つ
まり、階調表示を白黒表示とすることが可能な構成であ
る。

【００４２】なお、この階調表示を、白黒表示でない他
の色の階調表示、例えば、赤色の階調表示、緑色の階調
表示、青色の階調表示とするように構成することも可能
である。つまり、赤色の階調表示のときは赤色光発光部
１７だけ、緑色の階調表示のときは緑色光発光部１８だ
け、青色の階調表示のときは青色光発光部１９だけを発
光させるように構成してもよい。また、３つの発光部の
うち、２つを同時に発光させることにより得られる色の
階調表示としてもよい。このように、３つの発光部を同
時に発光させる白黒表示と比較して、１つまたは２つの
発光部を発光させる階調表示は、発光部の消費する電力
が小さい。そのため、３つの発光部を同時に発光させる
白黒表示の代わりに、１つまたは２つの発光部を発光さ
せる階調表示を用いると、消費電力を節約することがで
きる。

【００４３】本実施の形態の液晶表示装置２０は、温度
Ｔａよりも低い温度を温度センサー２が測定したときは
白黒表示を、温度Ｔａ以上の温度を温度センサー２が測
定したときはカラー表示を選択する表示選択手段を備え
ており、表示選択手段によって表示の切り替えが可能に
構成されている。しかし、本発明の液晶表示装置は、こ
のような測定温度により表示を選択するものに限定され
るものではない。例えば、表示選択手段としてスイッチ
などを設けて、カラー表示と階調表示とを任意に切り替
え可能な構成としてもよい。このような構成とすると、
例えば、カラーブレークを起こしているのを表示装置の
使用者が観察したとき、スイッチなどによって、カラー
表示から階調表示に切り替えることが可能である。

【００４４】図１に示すようなフロントライト１３を用
いた液晶表示装置２０では、フロントライト１３の赤
色、緑色、および青色の光に対して、上記液晶表示素子
１５の各絵素の透過率を同期させて駆動させることによ
り、カラー画像を得ることができる。さらに、上記フロ
ントライト１３の赤色、緑色、および青色の光を実効的
に同時に光らせることにより、白黒表示のフロントライ
ト１３として使用することも可能となる。例えば、液晶
の応答速度が遅くなる低温においては、１／３フレーム
内で液晶の応答が終わらなくなる場合がある。この場
合、カラー表示から、白黒表示に切り替えて画像情報の
破綻を防止することができる。

【００４５】本実施の形態の液晶表示装置２０は、カラ
ーフィルタが存在しない、フィールドシーケンシャル方
式による反射型のＬＣＤである。カラーフィルタが存在
しないために、液晶表示装置２０は、明るい表示が可能
なＬＣＤとなる。

【００４６】液晶パネル１６は、偏光板１１と位相差板
１０（λ／４板）とが組み合わされた円偏光板１４を備
えている。このように、反射型のＬＣＤの場合は、偏光
板１１が一枚で済み、コストダウンにつながる。

【００４７】なお、本実施の形態においては、各絵素に
対応するスイッチ素子を基板上に形成したＴＦＴ（薄膜
トランジスタ：thin film transistor）のようなアクテ
ィブ型の液晶表示素子を主体にして説明した。しかし、
ＴＦＴのようなアクティブ型の液晶表示素子の代わり
に、デューティ駆動する液晶駆動方式のもの、例えば強
誘電液晶、反強誘電液晶などを使用してもよい。

【００４８】図２に、フィールドシーケンシャル方式の
動作原理を示す。また、図７に、従来のカラーフィルタ
方式の動作原理を示す。

【００４９】カラーフィルタ方式においては、図７に示
すように、空間的に絵素ごとに色を分離する色材（カラ
ーフィルタ１０１）を配置し、絵素単位で単色の駆動を
行い、赤、緑および青色の１組で、１つの画素を構成し
た。

【００５０】一方、本実施の形態のフィールドシーケン
シャル方式を、図２に従って説明する。「ＲＧＢデー
タ」と表記された右に描かれているチャートは、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）色のデータ信号を示
し、縦軸はデータ信号の出力を、横軸は時間を示す。

【００５１】「ＬＥＤＯＮ」と表記された右にＲ、
Ｇ、Ｂ文字の横に描かれているチャートは、赤（Ｒ）、
緑（Ｇ）、および青（Ｂ）色のＬＥＤの点灯を示し、縦
軸はＬＥＤの点灯を、横軸は時間を示す。

【００５２】なお、図２において、「１／６０ｓ」の表
記は１／６０秒を、「１frame」の表記は１フレーム
を、「１／１８０ｓ」の表記は１／１８０秒を示してい
る。

【００５３】フィールドシーケンシャル方式において
は、赤のデータ信号が出されたときは、そのデータ信号
が出された後に、赤色光発光部１７である赤色のＬＥＤ
を点灯させて赤（Ｒ）の画像２１を得る。赤のデータ信
号が出されてから、該データ信号によって液晶層８の透
過率を変化させて、赤（Ｒ）の画像２１を得るまでは、
１フレーム（１／６０秒）の３分の１の時間（１／１８
０秒）以内とする必要がある。

【００５４】次に、緑のデータ信号が出されたときは、
そのデータ信号が出された後に、緑色光発光部１８であ
る緑色のＬＥＤを点灯させて緑（Ｇ）の画像２２を得
る。次に、青のデータ信号が出されたときは、そのデー
タ信号が出された後に、青色光発光部１９である青色の
ＬＥＤを点灯させて青（Ｂ）の画像２３を得る。なお、
緑のデータ信号が出されて緑（Ｇ）の画像２２を得るま
で、および青のデータ信号が出されて青（Ｇ）の画像２
３を得るまでは、赤色のときと同様、１フレーム（１／
６０秒）の３分の１の時間（１／１８０秒）以内とする
必要がある。

【００５５】上記３つの画像２１・２２・２３を１フレ
ーム（１／６０秒）以内に得ることによって、目の残像
効果で色が合成されて、カラーの表示画像２４が得られ
る。フィールドシーケンシャル方式においては、空間的
な色の分割を時間的な色の分割にしているため、カラー
フィルタを用いたものと比較して、同じ画素数のパネル
の３倍の解像度を得ることができる。

【００５６】上記の動作原理に示したように、フィール
ドシーケンシャル方式においては、赤色画像と緑色画像
と青色画像とを、一定時間内（１フレーム内）に順次表
示してカラー表示を得る。つまり、一定時間内（１フレ
ーム内）に、３つの色の画像を表示することを可能にす
る液晶の応答速度が要求される。さらに、一定時間内
（１フレーム内）の１／３の時間内に、１つの色の画像
を表示することを可能にする液晶の応答速度が要求され
る。

【００５７】上記カラー表示をするフィールドシーケン
シャル方式のＬＣＤは、液晶の温度が低下すると、液晶
の応答速度は遅くなる。液晶の応答速度が遅くなって、
１フレームの１／３の時間内に、次に発光される色の光
に対する応答が終了しないこととなると、カラーブレー
クが発生する。次に、カラーブレークの回避について説
明する。

【００５８】図３は、温度測定部である温度センサーが
測定した温度（Ｔ）と温度記憶部が記憶する切替温度
（Ｔａ）とによって、表示を切り替えるステップを示す
フローチャートである。Ｓ１においては、温度センサー
２が温度（Ｔ）を測定する。測定後、Ｓ２に進む。

【００５９】Ｓ２において、温度比較部は、温度Ｔと温
度記憶部が記憶する切替温度（Ｔａ）とを比較して、Ｔ
がＴａ未満であると判定したとき、Ｓ３に進む。Ｓ３に
おいては、表示選択手段によって液晶表示装置２０の表
示を白黒表示（階調表示）とする。Ｓ３の次は、Ｓ１に
進む。

【００６０】また、Ｓ２において、温度比較部は、パネ
ル温度（Ｔ）と温度記憶部が記憶する切替温度（Ｔａ）
とを比較し、ＴがＴａ以上であると判定したとき、Ｓ４
に進む。Ｓ４においては、表示選択手段によって液晶表
示装置２０の表示をカラー表示とする。Ｓ４の次は、Ｓ
１に進む。

【００６１】図４は、表示選択手段としてスイッチを設
けた場合などにおいて、液晶表示装置２０の使用者がカ
ラーブレークを起こしているのを観察したときのカラー
ブレークの回避を示すフローチャートを示す。

【００６２】Ｓ１１では、液晶表示装置２０の使用者が
パネルの表示を観察する。次に、Ｓ１２に進む。Ｓ１２
においては、表示を白黒表示としたいか否かの選択をす
る。Ｓ１２において白黒表示としたい場合は、Ｓ１３に
進む。Ｓ１３に進むと、表示選択手段のスイッチによっ
て表示を白黒表示にして、その後、Ｓ１１に進む。

【００６３】Ｓ１２において、カラー表示としたい場合
は、Ｓ１４に進む。Ｓ１４に進むと、表示選択手段のス
イッチによって表示をカラー表示にして、その後、Ｓ１
１に進む。

【００６４】図５には、上記カラー表示における、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）色のＬＥＤに与えられ
る電圧と時間との関係が示されている。縦軸に電圧、横
軸に時間を示す。図５に示すように、Ｇ（緑色）に与え
られた選択時間は、点線と点線との間で示される時間で
ある。カラー表示をするためには、このＧに与えられた
選択時間内に、パルスと液晶とを同期させる必要があ
る。

【００６５】図６には、上記白黒表示における、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）色のＬＥＤに与えら
れる電圧と時間との関係が示されている。図６は、光源
１が白色光を発光するように、赤色光発光部１７、緑色
光発光部１８、および青色光発光部１９を発光制御部が
制御する例を示している。このように、図５の点灯波形
から図６の点灯波形へ変化させることによって、白色フ
ロントライトとして使用することができる。その結果、
カラーブレークを回避して白黒表示で画像を楽しむこと
ができるようになる。

【００６６】図６に示した波形は、光源１が白色光を発
光して白黒表示とするために、赤色光発光部１７、緑色
光発光部１８、および青色光発光部１９を同時に点灯さ
せた波形である。しかし、白黒表示とするための波形
を、図６に示した波形だけに限定するものではなく、実
効的に白色が得られるような波形であればよい。例え
ば、波形が、直流的な形状であっても、パルス的な形状
であってもよい。また、そのパルス的な形状は、赤色、
緑色、青色がそれぞれずれたパルス的な形状であっても
よい。さらに、消費電力を低下させる観点から、白黒表
示における白色発光の代わりに、赤色光、緑色光および
青色光の中から１つの光のみを点灯させる１色発光、ま
たは光源の赤色光、緑色光および青色光の中から２つの
光を点灯させる２色発光としてもよい。さらに、ＬＣＤ
の使用者の好みに合わせて、３色または、混色の中から
背景色を選択できる構成としてもよい。

【００６７】次に、液晶の表示モードについて説明す
る。本実施の形態の液晶表示装置においては、液晶の表
示モードを、液晶の応答速度が速いものとするのが好ま
しい。応答速度としては、６０Ｈｚで駆動した場合、本
方式では、赤、緑、および青の各色への割り当ては５ｍ
秒になり、さらに、ＴＦＴ素子のスイッチングに必要な
時間を差し引いて２ｍ秒以下にする必要がある。

【００６８】液晶の応答速度は、液晶の回転粘性、セル
厚、印加電圧、誘電率異方性などによって決定される。
そのうち、液晶の応答速度を大きくするには、セル厚を
調整することが最も効果的である。つまり、セル厚の２
乗に応答速度が比例することを利用して、セル厚を小さ
くすることにより、液晶の応答速度を大きくする。

【００６９】セル厚を小さくするときの注意点は、以下
の点である。透過型の液晶の表示モードでセル厚を下げ
ると、透過率を決めている液晶層のｄ・Δｎ（ｄ：セル
厚、Δｎ：液晶の屈折率の異方性）の値が小さくなり、
Δｎの大きな液晶材料が要求されるようになる。しかし
ながら、Δｎの大きな液晶材料は、一般的に、回転粘性
が大きく、セル厚を薄くする効果を阻害してしまう。

【００７０】ところが、反射型による液晶の表示モード
の場合は、光路が液晶層を２回通過する。そのため、反
射型のものに要求されるΔｎは、透過型のものに要求さ
れるΔｎの１／２でよい。つまり、反射型で要求されて
いるセル厚（ｄ）の値は、透過型で要求されているセル
厚（ｄ）の値の１／２である。透過型で使用する液晶材
料を反射型で使用した場合に、反射型では観察者側から
パネルに入った光がパネル裏面の反射板にあたって観察
者側に戻ってくるため光路が２倍になっている。反射型
のリタデーション（ｄ・Δｎ）値を透過型のリタデーシ
ョン（ｄ・Δｎ）値と同じにするためには、Δｎの値は
一定であるから、反射型のセル厚（ｄ）を透過型のセル
厚の１／２とする必要がある。ツイストネマティック液
晶を使用した場合、２．５μｍ以下のセル厚を使用する
ことができるため、本実施例には、反射型による液晶の
表示モードが好ましい。

【００７１】以上のように、反射型フィールドシーケン
シャル方式に、フロントライトを適応することで、薄
型、軽量の持ち運びに便利な液晶表示装置を実現するこ
とができる。また、３色カラーフィルタを用いないた
め、３分の１の画素数で同じ精細度を得ることができ、
また、カラーフィルタによる入射光の吸収もなくなり、
明るい反射型の表示装置を製造することができる。さら
に、光源であるフロントライトの青色、緑色、および青
色の光を、時分割駆動から連続発光に切り替えることに
よって、表示を白黒表示に切り替えて、フィールドシー
ケンシャル方式で問題であった低温でのカラーブレーク
の回避が可能な液晶表示装置を提供することができる。

【００７２】なお、本発明は、液晶セルの上層に偏光
子、下層に反射板を配置した液晶表示装置において、液
晶パネルの前面に、ＲＧＢの各色光を時間軸に対してパ
ルス状に発光する光源を有した平面型フロントライトを
有し、フロントライトＯＮ時は、ＲＧＢ各色を時分割で
切り替え点灯させカラー表示を行い、フロントライトを
ＯＦＦにしたときは、白黒表示となる反射型フィールド
シーケンシャル方式の液晶表示システムにおいて、パネ
ル温度が、あらかじめ設定された温度を下回った場合、
フロントライトのＲＧＢ点灯を時間軸に対して順次点灯
させる方式から、ＲＧＢを実効的に同時に点灯し白色点
灯として点灯させ、逆にパネル温度があらかじめ設定さ
れた温度を上回った場合、フロントライトを実効的に連
続点灯の白色光源から、ＲＧＢを時間軸に対して順次点
灯させる方式に切り替える液晶表示システムとして構成
することもできる。

【００７３】また、上記液晶表示システムは、前記、フ
ロントライトの切り替えを、温度センサーと連動させて
自動的に行う構成とすることもできる。

【００７４】また、上記液晶表示システムは、前記、フ
ロントライトの切り替えを、液晶表示装置の使用者が、
カラーブレークを起こしているのを観察して、ＲＧＢを
時間分割方式からフロントライト、バックライトの連続
点灯方式へ、切り替えられるスイッチを有する構成とす
ることもできる。

【００７５】また、上記液晶表示システムは、光源のＲ
ＧＢパルス駆動から、ＲＧＢのうち単色または、２色で
点灯させる構成とすることもできる。

【００７６】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、以上のよう
に、赤色光を発光する赤色光発光部、緑色光を発光する
緑色光発光部、および青色光を発光する青色光発光部を
有する光源と、光源の各発光部が行う発光を制御する発
光制御部と、液晶層を含む液晶パネルと、赤色光によっ
て液晶パネルに表示される赤色画像、緑色光によって液
晶パネルに表示される緑色画像、および青色光によって
液晶パネルに表示される青色画像を一定時間内に順次表
示するカラー表示、または、赤色光発光部、緑色光発光
部、および青色光発光部のうちの少なくとも１つが発光
する光によって液晶パネルに表示される階調画像を表示
する階調表示のいずれかを選択する表示選択手段とを備
えているという構成である。

【００７７】それゆえ、液晶の温度が保たれてカラーブ
レークを起こさないときはカラー表示、液晶の温度が低
下してカラーブレークが発生するときは階調表示が可能
な液晶表示装置を提供することができるという効果を奏
する。

【００７８】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、光源に接続された導光体と、反射板とをさら
に備えた反射型の液晶表示装置であって、反射板と導光
体とは、液晶層を介して対向するように配置されている
という構成である。

【００７９】それゆえ、上記効果に加えて、携帯するの
に便利な液晶表示装置を提供することができるという効
果を奏する。

【００８０】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段は、カラー表示または階調表示
の選択を任意に切り替え可能なものであるという構成で
ある。

【００８１】それゆえ、カラーブレークが発生している
のを観察して、液晶表示装置の使用者は、ＬＣＤの表示
をカラー表示から階調表示に切り替えることができると
いう効果を奏する。

【００８２】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段は、切替温度を記憶する温度記
憶部と、温度を測定する温度測定部と、切替温度と測定
された温度とを比較する温度比較部とをさらに備え、測
定された温度が切替温度未満のときには階調表示を選択
し、測定された温度が切替温度以上のときにはカラー表
示を選択するものであるという構成である。

【００８３】それゆえ、上記効果に加えて、装置が存在
する場所の気温などによって液晶の温度が変化しても、
そのときの温度に応じた最適な表示の選択が可能な液晶
表示装置を提供することができるという効果を奏する。

【００８４】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段により階調表示が選択されてい
るときに、光源が白色光を発光するように、発光制御部
が各発光部を制御するものであるという構成である。

【００８５】それゆえ、上記効果に加えて、階調表示を
白黒表示とすることが可能な液晶表示装置を提供するこ
とができるという効果を奏する。

【００８６】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に加えて、表示選択手段により階調表示が選択されてい
るときに、赤色光発光部、緑色光発光部、および青色光
発光部のうちの１つまたは２つが光を発光するように、
発光制御部が各発発光部を制御するものであるという構
成である。

【００８７】それゆえ、上記効果に加えて、３つの発光
部を同時に発光させる白黒表示によって階調表示を行う
場合に比べて、消費電力を節約することができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における、フィールドシーケンシャル方
式による反射型の液晶表示装置を示す模式図である。

【図２】本発明における、液晶パネルの絵素の透過率変
化と、フロントライトの赤色光、緑色光、および青色光
の同期状態とを示す、フィールドシーケンシャル方式の
液晶表示装置の動作原理を説明する図である。

【図３】本発明における、温度測定部である温度センサ
ーが測定した温度（Ｔ）と温度記憶部が記憶する温度
（Ｔａ）とによって表示を切り替えるステップを示すフ
ローチャートである。

【図４】本発明における、スイッチが設けられた表示選
択手段により表示を切り替えるステップを示すフローチ
ャートである。

【図５】本発明のカラー表示における、赤色（Ｒ）、緑
色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤに与えられる電圧と時間
との関係を示すグラフである。

【図６】本発明の白黒表示における、赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）のＬＥＤに与えられる電圧と時間と
の関係を示すグラフである。

【図７】従来のカラーフィルタ方式の液晶表示装置の動
作原理を説明する図である。

【符号の説明】

１光源２温度センサー３ＲＧＢ同期回路４切り替えコントローラ５ガラス基板６誘電体層７反射板８液晶層９透明電極１０位相差板１１偏光板１２導光体１３フロントライト１４円偏光板１５液晶表示素子１６液晶パネル１７赤色光発光部１８緑色光発光部１９青色光発光部２０液晶表示装置２１Ｒ（赤）の画像２２Ｇ（緑）の画像２３Ｂ（青）の画像２４カラーの表示画像

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０２Ｆ 1/13357 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４１Ｃ６４１Ｅ６４２６４２Ｌ６５０６５０Ｍ 3/34 3/34 ＪＦターム(参考） 2H091 FA14Y FA23X FA45X FD24 GA07 GA11 HA07 KA02 LA05 2H093 NA16 NA51 NA65 NC34 NC43 NC57 NC63 ND02 NE06 NF05 5C006 AA01 AA14 AA16 AA17 AA22 AC11 AF23 AF51 AF53 AF62 AF69 AF85 BA12 BA13 BB12 BB16 BB28 BB29 BC16 BF24 BF38 EA01 FA04 FA12 FA19 FA25 FA29 FA43 FA47 FA52 FA56 5C080 AA10 BB05 CC03 DD02 DD05 DD06 DD08 DD22 DD26 DD28 EE19 EE26 EE29 EE30 FF11 FF12 JJ01 JJ02 JJ04 JJ06 JJ07 KK07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】赤色光を発光する赤色光発光部、緑色光を
発光する緑色光発光部、および青色光を発光する青色光
発光部を有する光源と、光源の各発光部が行う発光を制御する発光制御部と、液晶層を含む液晶パネルと、赤色光によって液晶パネルに表示される赤色画像、緑色
光によって液晶パネルに表示される緑色画像、および青
色光によって液晶パネルに表示される青色画像を一定時
間内に順次表示するカラー表示、または、赤色光発光
部、緑色光発光部、および青色光発光部のうちの少なく
とも１つが発光する光によって液晶パネルに表示される
階調画像を表示する階調表示のいずれかを選択する表示
選択手段とを備えていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】光源に接続された導光体と、反射板とをさ
らに備えた反射型の液晶表示装置であって、反射板と導光体とは、液晶層を介して対向するように配
置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表
示装置。
【請求項３】表示選択手段は、カラー表示または階調表
示の選択を任意に切り替え可能なものであることを特徴
とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】表示選択手段は、切替温度を記憶する温度
記憶部と、温度を測定する温度測定部と、切替温度と測定された温度とを比較する温度比較部とを
さらに備え、測定された温度が切替温度未満のときには階調表示を選
択し、測定された温度が切替温度以上のときにはカラー
表示を選択するものであることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】表示選択手段により階調表示が選択されて
いるときに、光源が白色光を発光するように、発光制御
部が各発光部を制御するものであることを特徴とする請
求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】表示選択手段により階調表示が選択されて
いるときに、赤色光発光部、緑色光発光部、および青色
光発光部のうちの１つまたは２つが光を発光するよう
に、発光制御部が各発発光部を制御するものであること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の液
晶表示装置。