JP4014363B2

JP4014363B2 - Liquid crystal display

Info

Publication number: JP4014363B2
Application number: JP2001060991A
Authority: JP
Inventors: 敏明吉原; 進二只木; 哲也牧野; 博紀白戸; 芳則清田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2001-03-05
Filing date: 2001-03-05
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2021-03-05
Also published as: JP2002258815A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の色の光を時分割発光させて多色表示を行うカラー光源型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の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 ）等に代表される種々の電子機器が広く使用されるようになっている。特に、屋外でも使用可能な携帯型の電子機器の需要が高く、それらの小型・軽量化が要望されるようになっている。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るようになっている。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】
ところで、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。反射型液晶表示装置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る。近年では、視認側に光源を備え、その光源から発せられた光線を同じく反射させるような構成のものも開発されている。また、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いため視認性に劣るが安価であることから、電卓，時計等の単一色（例えば白／黒表示等）の表示装置として広く普及しているが、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不向きである。このため、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透過型液晶表示装置が使用される。
【０００４】
一方、現在のカラー液晶表示装置は、使用される液晶物質の面からＳＴＮ（Super Twisted Nematic ）タイプとＴＦＴ−ＴＮ（Thin Film Transistor-TwistedNematic ）タイプとに一般的に分類される。ＳＴＮタイプは製造コストは比較的安価であるが、クロストークが発生し易く、また応答速度が比較的遅いため、動画の表示には適さないという問題がある。一方、ＴＦＴ−ＴＮタイプは、ＳＴＮタイプに比して表示品質は高いが、液晶パネルの透過率が現状では４％程度しかないため高輝度のバックライトが必要になる。このため、ＴＦＴ−ＴＮタイプではバックライトによる消費電力が大きくなってバッテリ電源を携帯する場合の使用には問題がある。また、ＴＦＴ−ＴＮタイプには、応答速度、特に中間調の応答速度が遅い、視野角が狭い、カラーバランスの調整が難しい等の問題もある。
【０００５】
また、従来の液晶表示装置は、白色光のバックライトを使用し、３原色のカラーフィルタで白色光を選択的に透過させることによりマルチカラー又はフルカラー表示を行うように構成されたカラーフィルタ型が一般的であった。しかしこのようなカラーフィルタ型では、隣合う３色のカラーフィルタの範囲を１単位として表示画素を構成するため、実質的には解像度が１／３に低下することになる。さらに、カラーフィルタを用いることによって、液晶パネルの透過率が低下するため、カラーフィルタを用いていない場合に比し、輝度も低下する。
【０００６】
このような問題を解決すべく、液晶素子として印加電界に対する応答速度が高速な強誘電性液晶素子または反強誘電性液晶素子を使用し、同一画素を３原色で時分割発光させることによってカラー表示を行う液晶表示装置が提案されている（特開平７−２８１１５０号公報等）。
【０００７】
この液晶表示装置は、数百〜数μ秒オーダの高速応答が可能な強誘電性液晶素子または反強誘電性液晶素子を用いた液晶パネルと、赤，緑，青色光が時分割で発光可能なバックライトとを組み合わせ、液晶素子のスイッチングとバックライトの発光とを同期させることによって、カラー表示を実現する。このようなカラー表示方式は、一般にフィールド・シーケンシャル・カラー方式と呼ばれている。
【０００８】
フィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置において、液晶材料として強誘電性液晶素子または反強誘電性液晶素子を用いた場合、印加電圧の有無に拘らず液晶分子が基板（ガラス基板）に対して常時平行であるので、視野角が極めて広くなり、実用上問題とならない。さらに、赤，緑，青の発光ダイオード（ＬＥＤ）によるバックライトを用いた場合、各ＬＥＤに流す電流を制御することにより、カラーバランスを調整することが可能になる。
【０００９】
図１０は、従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。表示制御手段５１が有する画像メモリ部５２には、液晶パネル５３により表示されるべき表示データＤＤが外部の例えばパーソナルコンピュータ等から与えられる。画像メモリ部５２は、この表示データＤＤを一旦記憶した後、各画素単位のデータ（以下、画素データＰＤという）をデータドライバ５５に対して転送し、データドライバ５５はこの転送された画素データＰＤを出力する。また、表示制御手段５１はスキャンドライバ５６に対して制御信号を出力し、スキャンドライバ５６はこの制御信号に従って液晶パネル５３内に備えられた走査線のオン／オフを制御する。さらに、表示制御手段５１はバックライト５４に駆動電圧を与えてバックライト５４が有しているＬＥＤアレイを発光させる。
【００１０】
図１１は、このような液晶表示装置における表示制御の一例を示すタイムチャートであり、図１１（ａ）はバックライト５４の赤，緑，青各色のＬＥＤの発光タイミングを、図１１（ｂ）は液晶パネル５３の各ラインの走査タイミングを夫々示す。
【００１１】
図１１（ａ）に示すとおり、バックライト５４のＬＥＤを例えば１／１８０秒毎に赤，緑，青の順で順次発光させ、それと同期して液晶パネル５３の各画素をライン単位でスイッチングすることにより表示を行う。なお、１秒間に６０フレームの表示を行う場合、１フレームの期間は１／６０秒になり、この１フレームの期間を更に１／１８０秒ずつの３サブフレームに分割し、例えば図１１（ａ）に示す例では第１番目のサブフレームにおいて赤のＬＥＤを、第２番目のサブフレームにおいて緑のＬＥＤを、第３番目のサブフレームにおいて青のＬＥＤを夫々発光させる。
【００１２】
一方、図１１（ｂ）に示すとおり、液晶パネル５３に対しては赤，緑，青の各色のサブフレーム中にデータ走査を２度行う。但し、１回目の走査（データ書込み走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイミング）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２回目の走査（データ消去走査）の終了タイミング（最終ラインへのタイミング）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する。
【００１３】
データ書込み走査にあっては、液晶パネル５３の各画素には画素データＰＤに応じた電圧が供給され、透過率の調整が行われる。これによって、フルカラー表示が可能となる。またデータ消去走査にあっては、データ書込み走査時と同電圧で逆極性の電圧が液晶パネル５３の各画素に供給され、液晶パネル５３の各画素の表示が消去され、液晶への直流成分の印加が防止される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、表示データが単色（例えば、白／黒，赤／黒，緑／黒，青／黒等）である場合等においては、赤，緑，青色のすべての色を発光する必要がないときがある。しかしながら、上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置では、図１１から明らかなように常に赤，緑，青色のすべての色の発光が順次的に行われるため、表示データが単色である場合であっても同様にすべての色が順次的に発光されており、無駄が多く相当な電力を消費するという問題があった。
【００１５】
また、上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置は、図１１に示したとおり、サブフレーム内で液晶素子の応答が終了しなければならないため、カラーフィルタ方式の液晶表示装置に比して液晶素子の高速応答性が要求される。しかしながら、一般に液晶素子は温度が低下するに伴って粘度が上昇するため、応答性が低下することになる。したがって、液晶パネルの温度が低下した場合、液晶素子の応答性が低下することになるため、フィールド・シーケンシャル・カラー方式での表示を行うことが困難になるという問題があった。
【００１６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、表示データが単色である場合又は液晶パネルの温度が所定値以下となった場合等に、例えば３色光を時分割発光する制御から、３色光の発光時間及びタイミングを略一致させる又は３色光のうちの何れかの色の光を発光する制御等へ切り替えることによって、省電力化及び広い温度範囲での表示を実現することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係る液晶表示装置は、複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に対応して設けられたスイッチング素子を有する透過型又は半透過型の液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置され、複数の色の光を発光する光源と、表示データに対応して前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動部とを備える液晶表示装置において、前記複数の色の光を時分割発光するように前記光源を制御する第１光源制御部と、前記複数の色の光の発光時間及びタイミングが略一致するように前記光源を制御すると共に、前記第１光源制御部による制御の場合と異なる発光強度で発光するように前記光源を制御する第２光源制御部と、前記第１光源制御部による制御と前記第２光源制御部による制御との切り替えを行う切替手段とを備えることを特徴とする。
【００１８】
第１発明による場合、光源の複数の色の光を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、光源の複数の色の光の発光時間及びタイミングを略一致させることにより前記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替える。単色表示を行う場合、光源の発光強度を多色表示の場合と異ならせる。このようにして多色表示と単色表示とを適宜切り替えることにより、状況に応じた適切な表示を行うことが可能になる。
【００１９】
第２発明に係る液晶表示装置は、複数の液晶画素及び該液晶画素の夫々に対応して設けられたスイッチング素子を有する透過型又は半透過型の液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置され、複数の色の光を発光する光源と、表示データに対応して前記液晶画素の光透過率を変化させるための駆動部とを備える液晶表示装置において、前記複数の色の光を時分割発光するように前記光源を制御する第１光源制御部と、前記複数の色の光のうちの少なくとも１色の光を発光するように前記光源を制御すると共に、前記第１光源制御部による制御の場合と異なる発光強度で発光するように前記光源を制御する第２光源制御部と、前記第１光源制御部による制御と前記第２光源制御部による制御との切り替えを行う切替手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
第２発明による場合、光源の複数の色の光を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、複数の色の光のうちの少なくとも１色の光を発光することにより前記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替える。単色表示を行う場合、光源の発光強度を多色表示の場合と異ならせる。このようにして多色表示と単色表示とを適宜切り替えることにより、状況に応じた適切な表示を行うことが可能になる。
【００２５】
第３発明に係る液晶表示装置は、第１発明又は第２発明の液晶表示装置において、複数色の合成による表示データを単色の表示データへ変換するデータ変換手段を更に備えることを特徴とする。
【００２６】
第３発明による場合、複数色の合成による表示データを単色の表示データへ変換することができるため、多色表示から単色表示に切り替わった場合に、良好な表示を得ることができる。
【００２７】
第４発明に係る液晶表示装置は、第１発明から第３発明の何れかの液晶表示装置において、前記切替手段は、前記表示データに基づいて、前記切り替えを行うべくなしてあることを特徴とする。
【００２８】
第４発明による場合、表示データの内容に基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行う。これにより、例えば多色表示時に単色で表示可能な表示データが発生した場合には単色表示に切り替える等の動作ができ、その結果省電力化を図ることができる。
【００２９】
第５発明による場合、第１発明から第４発明の何れかの液晶表示装置において、液晶パネルの温度を測定する測定手段を更に備え、前記切替手段は、前記測定手段による測定の結果に基づいて、前記切り替えを行うべくなしてあることを特徴とする。
【００３０】
第５発明による場合、液晶パネルの温度に基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行う。これにより、通常は多色表示を行い、液晶素子の応答性が低下する低温下では単色表示に切り替える等の動作ができ、その結果広い温度範囲での良好な表示を実現することができる。
【００３１】
第６発明に係る液晶表示装置は、第１発明から第５発明の何れかの液晶表示装置において、前記切替手段によって前記切り替えが行われたことを示す切替情報を生成する生成手段を更に備え、該生成手段は、前記表示データに前記切替情報を含めるべくなしてあることを特徴とする。
【００３２】
第６発明による場合、多色表示と単色表示との切り替えが行われたことを示す切替情報が液晶パネルに表示されることになるため、例えば多色表示から単色表示へと切り替わった場合に、装置の故障によるものではないことをユーザが確認することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図、図２はその液晶パネル及びバックライトの模式的断面図、及び図３は液晶表示装置の構成例を示す模式図である。
【００３４】
図１において、２１，２２は図２に断面構造が示されている透過型の液晶パネル，バックライトを夫々示している。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。
【００３５】
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液晶画素電極（ピクセル電極）４０，４０…が形成されている。これら共通電極３及びピクセル電極４０には後述するデータドライバ３３及びスキャンドライバ３４等よりなる駆動部５０が接続されている。データドライバ３３は、信号線４２を介してＴＦＴ４１と接続されており、スキャンドライバ３４は、走査線４３を介してＴＦＴ４１と接続されている。ＴＦＴ４１はスキャンドライバ３４によりゲートがオン／オフ制御される。また個々のピクセル電極４０には、データドライバ３４とＴＦＴ４１の制御を介して表示データに応じた電圧が印加され、個々のピクセルの透過光強度が制御される。
【００３６】
ガラス基板４上のピクセル電極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が夫々配置され、これらの配向膜１１，１２の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。
【００３７】
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。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。
【００３８】
ここで、本発明に係る液晶表示装置の具体例について説明する。
まず、図２及び図３に示されている液晶パネル２１を以下のようにして作製した。個々のピクセル電極４０をマトリクス状に配し、画素数が６４０×４８０で対角３．２インチのＴＦＴ基板を作製した。このような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、スピンコータにより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。
【００３９】
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、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する強誘電性液晶を封入して液晶層１３とした。なお、この強誘電性液晶の自発分極の大きさは６ｎＣ／ｃｍ²であった。そして、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、液晶層１３の強誘電性液晶分子が一方に傾いた場合に暗状態になるようにして挟んで液晶パネル２１とした。
【００４０】
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とを重ね合わせた。このバックライト２２の発光タイミング，発光色は、液晶パネル２１のデータ書込み／消去走査に同期して制御される。
【００４１】
図１において、フルカラー表示又は単色表示の切り替えを行うための切替回路３０には、表示されるべき表示データＤＤが外部の例えばパーソナルコンピュータなどから与えられる。切替回路３０は、この表示データＤＤを画像メモリ部３１へ出力すると共に、その表示データＤＤがフルカラー又は単色の何れに係るデータであるかを判定し、フルカラーであると判定した場合であって直前に与えられた表示データＤＤが単色であるときにフルカラー表示から単色表示へ、又は単色であると判定した場合であって直前に与えられた表示データＤＤがフルカラーであるときに単色表示からフルカラー表示へ夫々切り替える旨を示す切替信号ＳＳを発生し、発生した切替信号ＳＳを制御信号発生回路３２へ出力する。制御信号発生回路３２は、切替信号ＳＳに応じて、異なるタイミングで同期信号ＳＹＮを発生する。
【００４２】
画像メモリ部３１は、この表示データＤＤを一旦記憶した後、各画素単位のデータ（以下、画素データＰＤという）を制御信号発生回路３２が発生する同期信号ＳＹＮに同期して出力する。この画像メモリ部３１から出力された画素データＰＤは、データ変換回路３７に与えられる。
【００４３】
データ変換回路３７は、制御信号発生回路３２から出力されるデータ変換制御信号ＤＣＳがＬレベルの場合は画素データＰＤをそのまま通過させ、一方Ｈレベルの場合は画素データＰＤにより各画素に与えられた電圧をキャンセルするための画素データ＃ＰＤを生成し出力する。このデータ変換回路３７から出力された画素データＰＤ又は画素データ＃ＰＤはデータドライバ３３に与えられる。データドライバ３３は、ピクセル電極４０の信号線４２のオン／オフをデータ変換回路３７から出力される画素データＰＤ又は画素データ＃ＰＤにしたがって制御する。
【００４４】
制御信号発生回路３２で発生された同期信号ＳＹＮは、スキャンドライバ３４と、基準電圧発生回路３５と、バックライト制御回路及び駆動電源３６とにも与えられる。スキャンドライバ３４は、その同期信号ＳＹＮに同期してピクセル電極４０の走査線４３のオン／オフを制御する。また、基準電圧発生回路３５は、その同期信号ＳＹＮに同期して基準電圧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３３に、基準電圧ＶＲ２をスキャンドライバ３４に夫々与える。バックライト制御回路及び駆動電源３６は、その同期信号ＳＹＮに同期して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を発光させる。
【００４５】
このような実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置による表示動作の一例について、以下に説明する。実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置は、フルカラー表示を行う場合、図１１を参照して上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートにしたがって動作する。また、単色表示を行う場合は、以下のように動作する。
【００４６】
図４は、単色表示を行う場合の実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。図４において、（ａ）−１はバックライト２２の各色のＬＥＤの発光タイミングの例を、（ａ）−２はバックライト２２の各色のＬＥＤの（ａ）−１とは異なる発光タイミングの例を、（ｂ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミングを夫々示している。
【００４７】
表示データＤＤが緑色のみを表示するためのデータである場合、図４（ａ）−１に示すとおり、第２番目のサブフレームにおいてバックライト２２の緑のＬＥＤを発光させ、それと同期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でスイッチングすることにより緑／黒表示を行う。この場合、第１番目及び第３番目のサブフレームにおいてはバックライト２２の発光を行わない。
【００４８】
また、表示データＤＤがマゼンタ色のみを表示するためのデータである場合、図４（ａ）−２に示すとおり、第１番目，第３番目のサブフレームにおいてバックライト２２の赤，緑のＬＥＤを夫々発光させ、それと同期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でスイッチングすることによりマゼンタ／黒表示を行う。この場合、第２番目のサブフレームにおいてはバックライト２２の発光を行わない。
【００４９】
一方、図４（ｂ）に示すとおり、液晶パネル２１に対しては各色のサブフレーム中にデータ走査を２度行う。但し、１回目の走査（データ書込み走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイミング）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２回目の走査（データ消去走査）の終了タイミング（最終ラインへのタイミング）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する。
【００５０】
データ書込み走査にあっては、液晶パネル２１の各画素には画素データＰＤに応じた電圧が供給され、透過率の調整が行われる。またデータ消去走査にあっては、データ書込み走査時と同電圧で逆極性の電圧が液晶パネル２１の各画素に供給され、液晶パネル２１の各画素の表示が消去され、液晶への直流成分の印加が防止される。
【００５１】
上述したようにして緑／黒表示を行った場合の消費電力は０．８Ｗであり、またマゼンタ／黒表示を行った場合の消費電力は１．３Ｗであった。
これらの結果と比較するために、上述の実施の形態１と同様にして作製された液晶パネルを備える従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置を用いて、緑／黒表示及びマゼンタ／黒表示を行った。その結果、緑／黒表示を行った場合の消費電力は１．８Ｗであり、またマゼンタ／黒表示を行った場合の消費電力も同じく１．８Ｗであった。
このように、緑／黒表示及びマゼンタ／黒表示の何れの場合においても、本発明の液晶表示装置の方が、従来の液晶表示装置に比して消費電力が低かった。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置の一例は、液晶パネルの温度に基づいてフルカラー表示と単色表示とを切り替える。
図５は、実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図５において、４０は液晶パネル２１の温度を測定する温度センサを示しており、該温度センサ４０は測定した温度を示す信号ＴＳを切替回路３８へ出力する。
【００５３】
切替回路３８は、温度センサ４０から出力された信号ＴＳに基づいて、直前の温度と現在の温度との比較を行う。そして、直前の温度が０℃より高い場合であって現在の温度が０℃以下になったときにフルカラー表示から単色表示へ、又は直前の温度が０℃より低い場合であって現在の温度が０℃以上になったときに単色表示からフルカラー表示へ夫々切り替える旨を示す切替信号ＳＳを発生し、発生した切替信号ＳＳを制御信号発生回路３２へ出力する。
【００５４】
また切替回路３８は、外部の例えばパーソナルコンピュータなどから与えられた表示データＤＤを、フルカラー表示を行う場合には画像メモリ部３１へ、単色表示を行う場合には単色データ生成回路３９へ夫々出力する。
【００５５】
単色データ生成回路３９は、切替回路３８から出力される表示データＤＤに基づいて、白／黒表示又は緑／黒等の単色カラー表示用の表示データである単色データＭＤを生成し、生成した単色データＭＤを画像メモリ部３１へ出力する。
【００５６】
なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので同一符号を付して説明を省略する。
【００５７】
このような実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置による表示動作について、以下に説明する。実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置は、フルカラー表示を行う場合、図１１を参照して上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートにしたがって動作する。また、単色表示を行う場合は、以下のように動作する。
【００５８】
図６は、単色表示を行う場合の実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。図６において、（ａ）はバックライト２２の各色のＬＥＤの発光タイミングを、（ｂ）−１は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミングを、（ｂ）−２は液晶パネル２１の（ｂ）−１とは異なる走査タイミングを夫々示している。
【００５９】
図６（ａ）に示すとおり、サブフレームを設けずに、１フレームにおいてバックライト２２の発光を行う。ここで、白／黒表示を行う場合は、赤，緑，青のＬＥＤを同時に発光させ、それと同期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でスイッチングする。また例えば緑／黒表示を行う場合は、緑のＬＥＤのみを発光させ、それと同期して同じくスイッチングを行う。
【００６０】
一方、図６（ｂ）−１及び（ｂ）−２に示すとおり、液晶パネル２１に対しては１フレーム中にデータ走査を２度行う。但し、１回目の走査（データ書込み走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイミング）がフレームの開始タイミングと一致するようにタイミングを調整する。
【００６１】
データ書込み走査にあっては、液晶パネル２１の各画素には画素データＰＤに応じた電圧が供給され、透過率の調整が行われる。またデータ消去走査にあっては、データ書込み走査時と同電圧で逆極性の電圧が液晶パネル２１の各画素に供給され、液晶パネル２１の各画素の表示が消去され、液晶への直流成分の印加が防止される。
【００６２】
このような表示動作を行うことによって、従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の場合のようにサブフレーム内で液晶素子の応答が終了しなくても問題なく表示を行うことができるため、液晶素子の応答性が低下するような低温下においても、フルカラー表示はできないものの、良好な表示を得ることができる。
【００６３】
図７は、液晶パネルの透過率の温度依存性を示すグラフである。図７において、縦軸は液晶パネル２１の透過率を、横軸は液晶パネル２１の温度を夫々示しており、また（ａ）は５Ｖの駆動電圧を印加した場合におけるフルカラー表示時の前記透過率の測定結果を、（ｂ）は同じく単色表示時の前記透過率の測定結果を夫々示している。
【００６４】
図７の（ａ）に示すとおり、フルカラー表示時では０乃至６０℃の範囲内では良好な表示を得るために必要な透過率を得ることができたが、０℃以下では十分な透過率を得ることができなかった。一方、図７の（ｂ）に示すとおり、単色表示時では０℃以下であっても−１５℃程度までは十分な透過率を得ることができた。その結果、従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置に比し、広い温度範囲において良好な表示を得ることができた。
【００６５】
また、実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置は、上述したような表示動作以外にも、図８に示すようなタイムチャートにしたがって表示動作を行うことができる。
図８において、（ａ）はバックライト２２の各色のＬＥＤの発光タイミングを、（ｂ）は液晶パネル２１の各ラインの走査タイミングを夫々示している。
【００６６】
図８（ａ）に示すとおり、サブフレームを設けずに、１フレーム内において必要な時間だけバックライト２２の発光を行う。ここで、白／黒表示を行う場合は、赤，緑，青のＬＥＤを同時に発光させ、それと同期して液晶パネル２１の各画素をライン単位でスイッチングする。また例えば緑／黒表示を行う場合は、緑のＬＥＤのみを発光させ、それと同期して同じくスイッチングを行う。
【００６７】
一方、図８（ｂ）に示すとおり、液晶パネル２１に対しては１フレーム中にデータ走査を２度行う。但し、１回目の走査（データ書込み走査）の終了タイミング（最終のＬラインへのタイミング）がバックライト２２の発光時間の開始時と一致するように、また２回目の走査（データ消去走査）の開始タイミング（第１ラインへのタイミング）がバックライト２２の発光時間の終了時と一致するようにタイミングを調整する。
【００６８】
このような表示動作を行う際、従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の場合に比べて１フレームにおけるバックライトの発光時間及び液晶パネルの光利用効率が異なるため、バックライト２２の発光強度を調整し、白表示における輝度が従来の場合と略同等（７０ｃｄ／ｍ²）になるようにした。
【００６９】
上述したようにして白／黒表示を行った場合の消費電力は２．１Ｗであった。この結果と比較するために、上述の実施の形態１と同様にして作製された液晶パネルを備える従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置を用いて、白／黒表示を行った。その結果、消費電力は４．８Ｗであった。
このように、本発明の液晶表示装置の方が、従来の液晶表示装置に比して消費電力が低かった。
【００７０】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る本発明の液晶表示装置の一例は、実施の形態１及び実施の形態２における液晶パネル２１及びバックライト２２の代わりに、後述するような液晶パネル及びフロントライトを備えている。なお、その他の構成は実施の形態１及び実施の形態２の場合と同様であり、バックライト制御回路及び駆動電源３６は、フロントライト制御回路及び駆動電源として機能する。
【００７１】
図９は、実施の形態３に係る本発明の液晶表示装置に使用される液晶パネル及びフロントライトの模式的断面図である。図９において、６２は公知の技術により作製された反射型の液晶パネルを示している。この液晶パネル６２の上面（表面）側には、フロントライト６１が配置されており、該フロントライト６１には、発光領域を構成する導光板８の端面に臨ませた状態で、赤，緑，青の各色を発光するＬＥＤアレイ７が備えられている。導光板８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ことによって発光領域として機能する。
【００７２】
このような実施の形態３に係る本発明の液晶表示装置は、フルカラー表示を行う場合、図１１を参照して上述した従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートにしたがって動作する。また、単色表示を行う場合は、フロントライト６１の赤，緑，青各色のＬＥＤをすべて消灯する。これにより、液晶パネル６２は、自然光のみを反射させてその反射光で画像を視認させるようにする。
【００７３】
このようにフロントライト６１の発光を制御することによって、従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の場合に比し、大幅な省電力化を図ることができる。また、液晶パネル６２の温度に基づいてフルカラー表示と単色表示とを切り替える制御を行う場合は、従来に比し広い温度範囲において良好な表示を得ることが可能になる。
【００７４】
なお、上述したように、本発明の液晶表示装置は、実施の形態１及び実施の形態２においては透過型の液晶パネルを、実施の形態３においては反射型の液晶パネルを夫々備えているが、これらの液晶パネルの代わりに、半透過型の液晶パネルを備える構成であってもよい。
また、光源の発光色として赤，緑，青の３色を用いているが、本発明は光源の発光色数が２色以上でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳述した如く、請求項１に記載の液晶表示装置は、光源の複数の色の光を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、光源の発光時間及びタイミングを略一致させることにより前記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替えることにより、また単色表示を行う場合は光源の発光強度を多色表示の場合と異ならせることにより、状況に応じた適切な表示を行うことが可能になる。
【００７６】
請求項２に記載の液晶表示装置は、光源の複数の色の光を時分割発光することにより透過型又は半透過型の液晶パネルにて多色表示を行う制御と、複数の色の光のうちの少なくとも１色の光を発光することにより前記液晶パネルにて単色表示を行う制御とを切り替えることにより、また単色表示を行う場合は光源の発光強度を多色表示の場合と異ならせることにより、状況に応じた適切な表示を行うことが可能になる。
【００７９】
請求項３に記載の液晶表示装置は、複数色の合成による表示データを単色の表示データへ変換することにより、多色表示から単色表示に切り替わった場合に、良好な表示を得ることができる。
【００８０】
請求項４に記載の液晶表示装置は、表示データの内容に基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行うことによって、例えば多色表示時に単色で表示可能な表示データが発生した場合には単色表示に切り替える等の動作を実現することができるため、省電力化を図ることができる。
【００８１】
請求項５に記載の液晶表示装置は、液晶パネルの温度を測定し、その測定結果に基づいて多色表示と単色表示との切り替えを行うことによって、通常は多色表示を行い、液晶素子の応答性が低下する低温下では単色表示に切り替える等の動作を実現することができるため、広い温度範囲において良好な表示を実現することができる。
【００８２】
請求項６に記載の液晶表示装置は、多色表示と単色表示との切り替えが行われたことを示す切替情報を生成し、この切替情報を含む表示データを液晶パネルに表示させることによって、例えば多色表示から単色表示へと切り替わった場合に、装置の故障によるものではないことをユーザが確認することができる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置に使用され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３】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置の構成例を示す模式図である。
【図４】実施の形態１に係る本発明の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。
【図５】実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。
【図７】液晶パネルの透過率の温度依存性を示すグラフである。
【図８】実施の形態２に係る本発明の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。
【図９】実施の形態３に係る本発明の液晶表示装置に使用される液晶パネル及びフロントライトの模式的断面図である。
【図１０】従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】従来のフィールド・シーケンシャル・カラー方式の液晶表示装置における表示制御のタイムチャートである。
【符号の説明】
２１液晶パネル
２２バックライト
３０切替回路
３１画像メモリ部
３２制御信号発生回路
３３データドライバ
３４スキャンドライバ
３６バックライト制御回路及び駆動電源
４０ピクセル電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color light source type liquid crystal display device that performs multi-color display by time-dividing light of a plurality of colors.
[0002]
[Prior art]
With the progress of the information society in recent years, various electronic devices represented by personal computers, PDAs (Personal Digital assistants) and the like have been widely used. In particular, there is a high demand for portable electronic devices that can be used outdoors, and there is a demand for reduction in size and weight. As one of means for achieving such an object, a liquid crystal display device has been widely used. A liquid crystal display device is an indispensable technology for reducing power consumption of a battery-driven portable electronic device as well as reducing the size and weight.
[0003]
By the way, liquid crystal display devices are roughly classified into a reflection type and a transmission type. The reflective liquid crystal display device has a configuration in which light incident from the front surface of the liquid crystal panel is reflected by the back surface of the liquid crystal panel and an image is visually recognized by the reflected light. In recent years, a configuration has been developed in which a light source is provided on the viewing side, and light rays emitted from the light source are also reflected. The transmissive type is configured to visually recognize an image with transmitted light from a light source (backlight) provided on the back surface of the liquid crystal panel. The reflective type is inferior in visibility because the amount of reflected light is not constant depending on the environmental conditions, but is inexpensive. Therefore, the reflective type is widely used as a display device of a single color (for example, white / black display) such as a calculator and a clock. It is not suitable as a display device such as a personal computer for performing color or full color display. Therefore, a transmissive liquid crystal display device is generally used as a display device such as a personal computer that performs multi-color or full-color display.
[0004]
On the other hand, current color liquid crystal display devices are generally classified into STN (Super Twisted Nematic) type and TFT-TN (Thin Film Transistor-TwistedNematic) type in terms of the liquid crystal material used. Although the STN type is relatively inexpensive to manufacture, there is a problem that it is not suitable for displaying moving images because crosstalk is likely to occur and the response speed is relatively slow. On the other hand, the TFT-TN type has higher display quality than the STN type. However, since the transmittance of the liquid crystal panel is currently only about 4%, a high-brightness backlight is required. For this reason, the TFT-TN type has a problem in use when carrying a battery power supply due to an increase in power consumption by the backlight. The TFT-TN type also has problems such as a low response speed, particularly a halftone response speed, a narrow viewing angle, and difficulty in adjusting the color balance.
[0005]
In addition, a conventional liquid crystal display device has a color filter type configured to perform multi-color or full-color display by using a white light backlight and selectively transmitting white light with three primary color filters. It was general. However, in such a color filter type, the display pixel is configured with the range of the adjacent three color filters as one unit, so the resolution is substantially reduced to 1/3. Furthermore, since the transmittance of the liquid crystal panel is reduced by using the color filter, the luminance is also reduced as compared with the case where the color filter is not used.
[0006]
In order to solve such a problem, a color display is performed by using a ferroelectric liquid crystal element or an anti-ferroelectric liquid crystal element having a high response speed to an applied electric field as a liquid crystal element, and emitting the same pixel in three primary colors in a time-sharing manner. A liquid crystal display device has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 7-281150, etc.).
[0007]
This liquid crystal display device can emit red, green and blue light in a time-sharing manner with a liquid crystal panel using a ferroelectric liquid crystal element or antiferroelectric liquid crystal element capable of high-speed response on the order of several hundred to several microseconds. In combination with a simple backlight, the color display is realized by synchronizing the switching of the liquid crystal element and the light emission of the backlight. Such a color display system is generally called a field sequential color system.
[0008]
In a field sequential color liquid crystal display device, when a ferroelectric liquid crystal element or an antiferroelectric liquid crystal element is used as the liquid crystal material, the liquid crystal molecules are applied to the substrate (glass substrate) regardless of the applied voltage. Since it is always parallel, the viewing angle becomes extremely wide, and there is no practical problem. Further, when a backlight using red, green, and blue light emitting diodes (LEDs) is used, it is possible to adjust the color balance by controlling the current that flows through each LED.
[0009]
FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional field sequential color liquid crystal display device. Display data DD to be displayed by the liquid crystal panel 53 is given to the image memory unit 52 of the display control means 51 from an external personal computer, for example. The image memory unit 52 temporarily stores the display data DD, and then transfers data in units of pixels (hereinafter referred to as pixel data PD) to the data driver 55. The data driver 55 transfers the transferred pixel data PD. Is output. The display control means 51 outputs a control signal to the scan driver 56, and the scan driver 56 controls on / off of the scanning lines provided in the liquid crystal panel 53 according to the control signal. Further, the display control unit 51 applies a driving voltage to the backlight 54 to cause the LED array included in the backlight 54 to emit light.
[0010]
FIG. 11 is a time chart showing an example of display control in such a liquid crystal display device. FIG. 11A shows the light emission timings of the red, green, and blue LEDs of the backlight 54, and FIG. Indicates the scanning timing of each line of the liquid crystal panel 53, respectively.
[0011]
As shown in FIG. 11A, the LEDs of the backlight 54 are made to emit light sequentially in the order of red, green, and blue every 1/180 seconds, for example, and each pixel of the liquid crystal panel 53 is switched in line units in synchronization therewith. Display. When displaying 60 frames per second, the period of one frame is 1/60 seconds, and this one-frame period is further divided into three subframes of 1/180 seconds each. For example, FIG. In the example shown in FIG. 5B, a red LED is emitted in the first subframe, a green LED is emitted in the second subframe, and a blue LED is emitted in the third subframe.
[0012]
On the other hand, as shown in FIG. 11B, the liquid crystal panel 53 is scanned twice in the red, green, and blue subframes. However, the start timing of the first scan (data write scan) (timing to the first line) coincides with the start timing of each subframe, and the end timing of the second scan (data erase scan) (final) The timing is adjusted so that (timing to line) coincides with the end timing of each subframe.
[0013]
In the data writing scan, a voltage corresponding to the pixel data PD is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 53, and the transmittance is adjusted. This enables full color display. In the data erasure scan, a voltage having the same voltage and reverse polarity as that in the data write scan is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 53, the display of each pixel of the liquid crystal panel 53 is erased, and the direct current component to the liquid crystal is Application is prevented.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the display data is a single color (for example, white / black, red / black, green / black, blue / black, etc.), it may not be necessary to emit all colors of red, green, and blue. is there. However, in the above-described conventional field sequential color liquid crystal display device, as is clear from FIG. 11, all red, green, and blue colors are always emitted sequentially, so that the display data is monochromatic. Even in some cases, all the colors are emitted sequentially in the same manner, and there is a problem that a considerable amount of power is consumed.
[0015]
Further, as shown in FIG. 11, the above-described conventional field sequential color liquid crystal display device has to finish the response of the liquid crystal element within the subframe, so that it is different from the color filter liquid crystal display device. Therefore, high-speed response of the liquid crystal element is required. However, in general, since the viscosity of the liquid crystal element increases as the temperature decreases, the responsiveness decreases. Therefore, when the temperature of the liquid crystal panel is lowered, the responsiveness of the liquid crystal element is lowered. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform display in the field sequential color system.
[0016]
The present invention has been made in view of such circumstances. For example, when the display data is monochromatic or when the temperature of the liquid crystal panel becomes a predetermined value or less, the control is performed so that, for example, three-color light is emitted in a time-sharing manner. Liquid crystal display capable of realizing power saving and display in a wide temperature range by substantially matching the emission time and timing of colored light or switching to control that emits light of any one of the three colors. An object is to provide an apparatus.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention is a transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and a switching element provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and disposed on the back surface of the liquid crystal panel. In a liquid crystal display device comprising: a light source that emits light of a plurality of colors; and a drive unit that changes the light transmittance of the liquid crystal pixels corresponding to display data, the light of the plurality of colors is emitted in a time-sharing manner A first light source control unit that controls the light source to control the light source so that light emission times and timings of the light of the plurality of colors substantially coincide with each other, and a case of control by the first light source control unit A second light source control unit that controls the light source so as to emit light with different light emission intensities, and a switching unit that switches between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit. When That.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, control for performing multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors of a light source, a light emission time of light of a plurality of colors of the light source, and By substantially matching the timing, the control for switching to monochrome display on the liquid crystal panel is switched. When performing monochromatic display, the light emission intensity of the light source is made different from that in multicolor display. By appropriately switching between multicolor display and single color display in this way, it is possible to perform appropriate display according to the situation.
[0019]
A liquid crystal display device according to a second aspect of the present invention is a transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and a switching element provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and disposed on the back surface of the liquid crystal panel. In a liquid crystal display device comprising: a light source that emits light of a plurality of colors; and a drive unit that changes the light transmittance of the liquid crystal pixels corresponding to display data, the light of the plurality of colors is emitted in a time-sharing manner A first light source control unit that controls the light source, and the light source is controlled to emit light of at least one of the light of the plurality of colors, and is controlled by the first light source control unit. A second light source control unit that controls the light source so as to emit light with a light emission intensity different from the case; and a switching unit that switches between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit. With features That.
[0020]
According to the second aspect of the invention, control for performing multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors from a light source, and at least one of the plurality of colors of light Is switched to control to perform monochromatic display on the liquid crystal panel. When performing monochromatic display, the light emission intensity of the light source is made different from that in multicolor display. By appropriately switching between multicolor display and single color display in this way, it is possible to perform appropriate display according to the situation.
[0025]
The liquid crystal display device according to a third aspect of the invention is the liquid crystal display device of the first or second aspect, further comprising data conversion means for converting display data obtained by combining a plurality of colors into single color display data.
[0026]
According to the third aspect of the invention, display data obtained by combining a plurality of colors can be converted into single-color display data. Therefore, a good display can be obtained when switching from multicolor display to single color display.
[0027]
The liquid crystal display device according to a fourth aspect of the present invention is the liquid crystal display device according to any one of the first to third aspects, wherein the switching means is configured to perform the switching based on the display data. To do.
[0028]
According to the fourth aspect of the invention, switching between multicolor display and single color display is performed based on the contents of the display data. Thus, for example, when display data that can be displayed in a single color is generated during multicolor display, an operation such as switching to a single color display can be performed, and as a result, power saving can be achieved.
[0029]
According to the fifth invention, in the liquid crystal display device according to any one of the first to fourth inventions , the liquid crystal display device further includes a measuring means for measuring the temperature of the liquid crystal panel, and the switching means is based on a result of measurement by the measuring means. The switching is performed.
[0030]
According to the fifth aspect of the invention, switching between multicolor display and single color display is performed based on the temperature of the liquid crystal panel. As a result, it is possible to normally perform multicolor display and to perform operation such as switching to monochromatic display at a low temperature where the responsiveness of the liquid crystal element is lowered, and as a result, it is possible to realize good display in a wide temperature range.
[0031]
The liquid crystal display device according to a sixth aspect of the present invention further comprises a generating means for generating switching information indicating that the switching has been performed by the switching means in the liquid crystal display device according to any one of the first to fifth aspects of the invention . The generating means is characterized by including the switching information in the display data.
[0032]
In the case of the sixth invention, since switching information indicating that switching between multicolor display and single color display has been performed is displayed on the liquid crystal panel, for example, when switching from multicolor display to single color display, The user can confirm that the failure is not due to a device failure.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating embodiments thereof.
(Embodiment 1)
1 is a block diagram illustrating a configuration of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal panel and a backlight, and FIG. 3 illustrates a configuration example of the liquid crystal display device. It is a schematic diagram.
[0034]
In FIG. 1, reference numerals 21 and 22 denote a transmissive liquid crystal panel and a backlight whose cross-sectional structure is shown in FIG. As shown in FIG. 2, the backlight 22 includes an LED array 7 that emits red, green, and blue light and a light guide and light diffusion plate 6.
[0035]
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the liquid crystal panel 21 includes a polarizing film 1, a glass substrate 2, a common electrode 3, a glass substrate 4, and a polarizing film 5 from the upper layer (front surface) side to the lower layer (back surface) side. The glass substrate 4 is formed by laminating in this order, and liquid crystal pixel electrodes (pixel electrodes) 40, 40... Arranged in a matrix are formed on the surface of the glass substrate 4 on the common electrode 3 side. The common electrode 3 and the pixel electrode 40 are connected to a driving unit 50 including a data driver 33 and a scan driver 34 described later. The data driver 33 is connected to the TFT 41 via the signal line 42, and the scan driver 34 is connected to the TFT 41 via the scanning line 43. The gate of the TFT 41 is on / off controlled by the scan driver 34. A voltage corresponding to display data is applied to each pixel electrode 40 through control of the data driver 34 and the TFT 41, and the transmitted light intensity of each pixel is controlled.
[0036]
An alignment film 12 is disposed on the upper surface of the pixel electrodes 40, 40... On the glass substrate 4, and an alignment film 11 is disposed on the lower surface of the common electrode 3, and a liquid crystal substance is filled between the alignment films 11 and 12. Thus, the liquid crystal layer 13 is formed. Reference numeral 14 denotes a spacer for maintaining the layer thickness of the liquid crystal layer 13.
[0037]
The backlight 22 is located on the lower layer (rear) side of the liquid crystal panel 21, and the LED array 7 is provided in a state where the backlight 22 faces the end face of the light guide and light diffusion plate 6 constituting the light emitting region. The light guide and light diffusing plate 6 functions as a light emitting region by guiding light emitted from each LED of the LED array 7 to its entire surface and diffusing it to the upper surface.
[0038]
Here, a specific example of the liquid crystal display device according to the present invention will be described.
First, the liquid crystal panel 21 shown in FIGS. 2 and 3 was produced as follows. The individual pixel electrodes 40 were arranged in a matrix, and a TFT substrate having a pixel number of 640 × 480 and a diagonal size of 3.2 inches was manufactured. After such a TFT substrate and the glass substrate 2 having the common electrode 3 are washed, a polyimide is applied by a spin coater and baked at 200 ° C. for 1 hour, whereby a polyimide film of about 200 mm is formed as the alignment films 11 and 12. Filmed.
[0039]
Furthermore, these alignment films 11 and 12 were rubbed with a cloth made of rayon and overlapped with a gap maintained by a silica spacer 14 having an average particle diameter of 1.6 μm between them to produce an empty panel. A ferroelectric liquid crystal mainly composed of naphthalene-based liquid crystal is sealed between the alignment films 11 and 12 of this empty panel to form a liquid crystal layer 13. The spontaneous polarization of this ferroelectric liquid crystal was 6 nC / cm ² . Then, the produced panel is sandwiched between two polarizing films 1 and 5 in a crossed Nicol state so that the ferroelectric liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 13 are in a dark state when tilted to one side to form a liquid crystal panel 21. .
[0040]
This liquid crystal panel 21 and a backlight 22 capable of time-division light emission of red, green, and blue were overlapped. The light emission timing and light emission color of the backlight 22 are controlled in synchronization with the data write / erase scan of the liquid crystal panel 21.
[0041]
In FIG. 1, display data DD to be displayed is supplied from an external personal computer or the like to a switching circuit 30 for switching between full color display or single color display. The switching circuit 30 outputs the display data DD to the image memory unit 31 and determines whether the display data DD is data relating to full color or single color. When the display data DD given to is a single color, the display is changed from the full color display to the single color display, or when the display data DD given immediately before is full color, A switching signal SS indicating that switching is performed is generated, and the generated switching signal SS is output to the control signal generation circuit 32. The control signal generation circuit 32 generates the synchronization signal SYN at different timings according to the switching signal SS.
[0042]
The image memory unit 31 temporarily stores the display data DD, and then outputs data in units of pixels (hereinafter referred to as pixel data PD) in synchronization with a synchronization signal SYN generated by the control signal generation circuit 32. The pixel data PD output from the image memory unit 31 is given to the data conversion circuit 37.
[0043]
The data conversion circuit 37 passes the pixel data PD as it is when the data conversion control signal DCS output from the control signal generation circuit 32 is at L level, and is given to each pixel by the pixel data PD when it is at H level. Generate and output pixel data #PD for canceling the voltage. Pixel data PD or pixel data #PD output from the data conversion circuit 37 is supplied to the data driver 33. The data driver 33 controls on / off of the signal line 42 of the pixel electrode 40 according to the pixel data PD or the pixel data #PD output from the data conversion circuit 37.
[0044]
The synchronization signal SYN generated by the control signal generation circuit 32 is also supplied to the scan driver 34, the reference voltage generation circuit 35, the backlight control circuit and the drive power supply 36. The scan driver 34 controls on / off of the scanning line 43 of the pixel electrode 40 in synchronization with the synchronization signal SYN. The reference voltage generation circuit 35 generates reference voltages VR1 and VR2 in synchronization with the synchronization signal SYN, and supplies the generated reference voltage VR1 to the data driver 33 and the reference voltage VR2 to the scan driver 34, respectively. The backlight control circuit and drive power supply 36 applies a drive voltage to the backlight 22 in synchronization with the synchronization signal SYN to cause the LED array 7 of the backlight 22 to emit light.
[0045]
An example of the display operation by the liquid crystal display device of the present invention according to the first embodiment will be described below. When performing full color display, the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1 operates according to the display control time chart in the conventional field sequential color liquid crystal display device described above with reference to FIG. . In addition, when performing monochromatic display, the operation is as follows.
[0046]
FIG. 4 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1 when performing monochromatic display. 4, (a) -1 is an example of light emission timing of each color LED of the backlight 22, and (a) -2 is an example of light emission timing different from (a) -1 of each color LED of the backlight 22. In FIG. (B) shows the scanning timing of each line of the liquid crystal panel 21, respectively.
[0047]
When the display data DD is data for displaying only green, as shown in FIG. 4A, the green LED of the backlight 22 is caused to emit light in the second subframe and the liquid crystal is synchronized therewith. Green / black display is performed by switching each pixel of the panel 21 in units of lines. In this case, the backlight 22 does not emit light in the first and third subframes.
[0048]
When the display data DD is data for displaying only magenta color, red and green LEDs of the backlight 22 in the first and third subframes as shown in FIG. 4A-2. , And magenta / black display is performed by switching each pixel of the liquid crystal panel 21 in units of lines in synchronization therewith. In this case, the backlight 22 does not emit light in the second subframe.
[0049]
On the other hand, as shown in FIG. 4B, the liquid crystal panel 21 is scanned twice in each color sub-frame. However, the start timing of the first scan (data write scan) (timing to the first line) coincides with the start timing of each subframe, and the end timing of the second scan (data erase scan) (final) The timing is adjusted so that (timing to line) coincides with the end timing of each subframe.
[0050]
In the data writing scan, a voltage corresponding to the pixel data PD is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 21 to adjust the transmittance. In the data erasure scan, a voltage having the same voltage and reverse polarity as that in the data write scan is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 21, and the display of each pixel of the liquid crystal panel 21 is erased. Application is prevented.
[0051]
The power consumption when green / black display is performed as described above is 0.8 W, and the power consumption when magenta / black display is performed is 1.3 W.
In order to compare these results, green / black display and magenta / black display using a conventional field sequential color liquid crystal display device including a liquid crystal panel manufactured in the same manner as in the first embodiment. Displayed. As a result, the power consumption when green / black display was performed was 1.8 W, and the power consumption when magenta / black display was performed was also 1.8 W.
As described above, the power consumption of the liquid crystal display device of the present invention is lower than that of the conventional liquid crystal display device in both cases of green / black display and magenta / black display.
[0052]
(Embodiment 2)
An example of the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2 switches between full color display and single color display based on the temperature of the liquid crystal panel.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 40 denotes a temperature sensor that measures the temperature of the liquid crystal panel 21, and the temperature sensor 40 outputs a signal TS indicating the measured temperature to the switching circuit 38.
[0053]
The switching circuit 38 compares the previous temperature with the current temperature based on the signal TS output from the temperature sensor 40. When the immediately preceding temperature is higher than 0 ° C. and the current temperature falls below 0 ° C., the full color display is changed to the single color display, or when the immediately preceding temperature is lower than 0 ° C., the current temperature is When the temperature becomes 0 ° C. or higher, a switching signal SS indicating that switching from single color display to full color display is generated, and the generated switching signal SS is output to the control signal generation circuit 32.
[0054]
Further, the switching circuit 38 outputs display data DD given from an external personal computer, for example, to the image memory unit 31 when full color display is performed, and to the single color data generation circuit 39 when performing single color display. .
[0055]
The single color data generation circuit 39 generates single color data MD that is display data for single color display such as white / black display or green / black based on the display data DD output from the switching circuit 38, and generates the generated single color. Data MD is output to the image memory unit 31.
[0056]
Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
[0057]
The display operation by the liquid crystal display device of the present invention according to the second embodiment will be described below. When performing full color display, the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2 operates according to the display control time chart in the conventional field sequential color liquid crystal display device described above with reference to FIG. . In addition, when performing monochromatic display, the operation is as follows.
[0058]
FIG. 6 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2 when performing monochromatic display. 6, (a) shows the light emission timing of each color LED of the backlight 22, (b) -1 shows the scanning timing of each line of the liquid crystal panel 21, and (b) -2 shows (b) of the liquid crystal panel 21. Scan timings different from -1 are shown.
[0059]
As shown in FIG. 6A, the backlight 22 emits light in one frame without providing a subframe. Here, when white / black display is performed, red, green, and blue LEDs are caused to emit light at the same time, and each pixel of the liquid crystal panel 21 is switched in line units in synchronization therewith. For example, when green / black display is performed, only the green LED is caused to emit light, and the same switching is performed in synchronization therewith.
[0060]
On the other hand, as shown in FIGS. 6B-1 and 2B-2, the liquid crystal panel 21 is scanned twice in one frame. However, the timing is adjusted so that the start timing (timing to the first line) of the first scan (data writing scan) coincides with the start timing of the frame.
[0061]
In the data writing scan, a voltage corresponding to the pixel data PD is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 21 to adjust the transmittance. In the data erasure scan, a voltage having the same voltage and reverse polarity as that in the data write scan is supplied to each pixel of the liquid crystal panel 21, and the display of each pixel of the liquid crystal panel 21 is erased. Application is prevented.
[0062]
By performing such a display operation, display can be performed without any problem even if the response of the liquid crystal element does not end within the subframe as in the case of a conventional field sequential color liquid crystal display device. Even at a low temperature at which the responsiveness of the liquid crystal element decreases, full color display is not possible, but good display can be obtained.
[0063]
FIG. 7 is a graph showing the temperature dependence of the transmittance of the liquid crystal panel. In FIG. 7, the vertical axis indicates the transmittance of the liquid crystal panel 21, the horizontal axis indicates the temperature of the liquid crystal panel 21, and (a) indicates the transmittance at the time of full-color display when a drive voltage of 5V is applied. Similarly, (b) shows the measurement results of the transmittance during monochromatic display.
[0064]
As shown in FIG. 7A, in the case of full color display, the transmittance required for obtaining a good display was obtained within the range of 0 to 60 ° C., but sufficient transmittance was obtained at 0 ° C. or less. Couldn't get. On the other hand, as shown in FIG. 7B, a sufficient transmittance could be obtained up to about −15 ° C. even at 0 ° C. or lower during monochromatic display. As a result, it was possible to obtain a good display in a wide temperature range as compared with the conventional field sequential color liquid crystal display device.
[0065]
Further, the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2 can perform a display operation according to a time chart as shown in FIG. 8 in addition to the display operation as described above.
8, (a) shows the light emission timing of each color LED of the backlight 22, and (b) shows the scanning timing of each line of the liquid crystal panel 21, respectively.
[0066]
As shown in FIG. 8A, the backlight 22 emits light for a necessary time in one frame without providing a subframe. Here, when white / black display is performed, red, green, and blue LEDs are caused to emit light at the same time, and each pixel of the liquid crystal panel 21 is switched in line units in synchronization therewith. For example, when green / black display is performed, only the green LED is caused to emit light, and the same switching is performed in synchronization therewith.
[0067]
On the other hand, as shown in FIG. 8B, the liquid crystal panel 21 is scanned twice in one frame. However, the end timing of the first scan (data write scan) (timing to the final L line) coincides with the start time of the light emission time of the backlight 22, and the second scan (data erase scan) is performed. The timing is adjusted so that the start timing (timing to the first line) coincides with the end of the light emission time of the backlight 22.
[0068]
When such a display operation is performed, the light emission time of the backlight 22 is different because the light emission time of the backlight in one frame and the light use efficiency of the liquid crystal panel are different from those of the conventional field sequential color liquid crystal display device. The intensity was adjusted so that the luminance in white display was approximately the same as in the conventional case (70 cd / m ² ).
[0069]
When white / black display was performed as described above, power consumption was 2.1 W. For comparison with this result, white / black display was performed using a conventional field-sequential color liquid crystal display device including a liquid crystal panel manufactured in the same manner as in the first embodiment. As a result, the power consumption was 4.8W.
Thus, the power consumption of the liquid crystal display device of the present invention was lower than that of the conventional liquid crystal display device.
[0070]
(Embodiment 3)
An example of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention includes a liquid crystal panel and a front light as described later instead of the liquid crystal panel 21 and the backlight 22 in the first and second embodiments. . Other configurations are the same as those in the first and second embodiments, and the backlight control circuit and the drive power supply 36 function as a frontlight control circuit and a drive power supply.
[0071]
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a front light used in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 3. In FIG. 9, reference numeral 62 denotes a reflective liquid crystal panel manufactured by a known technique. A front light 61 is disposed on the upper surface (front surface) side of the liquid crystal panel 62, and the front light 61 faces red, green, and red, facing the end surface of the light guide plate 8 constituting the light emitting region. An LED array 7 for emitting each color of blue is provided. The light guide plate 8 functions as a light emitting region by guiding light emitted from each LED of the LED array 7 to its entire surface.
[0072]
In the liquid crystal display device of the present invention according to the third embodiment, when performing full color display, the time chart of display control in the conventional field sequential color liquid crystal display device described above with reference to FIG. Therefore it works. Further, when performing monochromatic display, all the LEDs of red, green and blue of the front light 61 are turned off. As a result, the liquid crystal panel 62 reflects only natural light so that an image can be viewed with the reflected light.
[0073]
By controlling the light emission of the front light 61 in this way, a significant power saving can be achieved as compared with a conventional field sequential color liquid crystal display device. Further, when the control for switching between full color display and single color display is performed based on the temperature of the liquid crystal panel 62, it is possible to obtain a good display in a wider temperature range than in the past.
[0074]
As described above, the liquid crystal display device of the present invention includes a transmissive liquid crystal panel in the first and second embodiments and a reflective liquid crystal panel in the third embodiment. Instead of these liquid crystal panels, a transflective liquid crystal panel may be provided.
In addition, although three colors of red, green, and blue are used as the light emission colors of the light source, it goes without saying that the same effect can be obtained even if the number of light emission colors of the light source is two or more.
[0075]
【The invention's effect】
As described above in detail, the liquid crystal display device according to claim 1 is configured to perform multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors of a light source; By switching the control to perform the monochromatic display on the liquid crystal panel by substantially matching the light emission time and timing of the light source, and by making the light emission intensity of the light source different from the case of multicolor display when performing the monochromatic display It is possible to perform appropriate display according to the situation.
[0076]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal display device that performs multicolor display on a transmissive or transflective liquid crystal panel by time-dividing light of a plurality of colors from a light source, by emitting light of at least one color of out more to switch between control for monochrome display in the liquid crystal panel, also in the case of performing monochrome display be different from the case of the emission intensity of the light source of the multi-color display Thus, it is possible to perform appropriate display according to the situation.
[0079]
The liquid crystal display device according to claim 3 can obtain a good display when the display is switched from the multicolor display to the single color display by converting the display data obtained by combining the plurality of colors into the display data of the single color.
[0080]
The liquid crystal display device according to claim 4 switches between multicolor display and single color display based on the content of the display data, for example, when display data that can be displayed in a single color is generated during multicolor display. Since operations such as switching to monochromatic display can be realized, power saving can be achieved.
[0081]
The liquid crystal display device according to claim 5 normally performs multicolor display by measuring the temperature of the liquid crystal panel and switching between multicolor display and single color display based on the measurement result. Since an operation such as switching to a monochromatic display can be realized at a low temperature at which the responsiveness is lowered, a favorable display can be realized in a wide temperature range.
[0082]
The liquid crystal display device according to claim 6 generates switching information indicating that switching between multicolor display and single color display has been performed, and causes display data including the switching information to be displayed on the liquid crystal panel, for example. When the display is switched from the multicolor display to the single color display, the present invention has an excellent effect such that the user can confirm that it is not due to the failure of the apparatus.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1. FIG.
2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a backlight used in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1. FIG.
3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1. FIG.
4 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 1. FIG.
5 is a block diagram showing a configuration of a liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2. FIG.
6 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a graph showing temperature dependence of transmittance of a liquid crystal panel.
8 is a time chart of display control in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 2. FIG.
9 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal panel and a front light used in the liquid crystal display device of the present invention according to Embodiment 3. FIG.
FIG. 10 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a conventional field sequential color liquid crystal display device.
FIG. 11 is a time chart of display control in a conventional field-sequential color liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
21 Liquid crystal panel 22 Backlight 30 Switching circuit 31 Image memory unit 32 Control signal generating circuit 33 Data driver 34 Scan driver 36 Backlight control circuit and drive power supply 40 Pixel electrode

Claims

A transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and switching elements provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and a light source that is disposed on the back surface of the liquid crystal panel and emits light of a plurality of colors And a driving unit for changing the light transmittance of the liquid crystal pixel corresponding to display data,
A first light source control unit that controls the light source to emit light of the plurality of colors in a time-sharing manner;
The second light source is controlled so that the light emission times and timings of the light of the plurality of colors substantially coincide with each other, and the light source is controlled to emit light with a light emission intensity different from the case of control by the first light source control unit A light source controller;
A liquid crystal display device comprising: switching means for switching between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit.

A transmissive or transflective liquid crystal panel having a plurality of liquid crystal pixels and switching elements provided corresponding to each of the liquid crystal pixels, and a light source that is disposed on the back surface of the liquid crystal panel and emits light of a plurality of colors And a driving unit for changing the light transmittance of the liquid crystal pixel corresponding to display data,
A first light source control unit that controls the light source to emit light of the plurality of colors in a time-sharing manner;
The light source is controlled to emit at least one color light of the plurality of colors, and the light source is controlled to emit light with a light emission intensity different from that controlled by the first light source control unit. A second light source control unit;
A liquid crystal display device comprising: switching means for switching between control by the first light source control unit and control by the second light source control unit.

3. The liquid crystal display device according to claim 1 , further comprising data conversion means for converting display data obtained by combining a plurality of colors into single color display data.

4. The liquid crystal display device according to claim 1 , wherein the switching unit is configured to perform the switching based on the display data.

5. The apparatus according to claim 1 , further comprising measuring means for measuring a temperature of the liquid crystal panel, wherein the switching means is configured to perform the switching based on a result of measurement by the measuring means. A liquid crystal display device according to any one of the above.

2. The apparatus according to claim 1 , further comprising a generating unit that generates switching information indicating that the switching has been performed by the switching unit, the generating unit including the switching information in the display data. The liquid crystal display device according to claim 5 .