液晶表示装置
【課題】液晶の応答を高速化したフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示パネルと、液晶パネルを駆動する駆動回路と、複数色の光を順次出射するバックライトを備え、１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割されたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えた。
【解決手段】液晶表示パネルと、液晶パネルを駆動する駆動回路と、複数色の光を順次出射するバックライトを備え、１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割されたフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に光源として冷陰極管蛍光ランプ（以下、「ＣＣＦＬ」とする）の様な蛍光ランプを用いて、液晶表示パネルを背面から直接照明する構成が用いられている。その場合、液晶表示パネルとして、個々の画素が赤、青、緑のカラーフィルタからなるサブピクセルで構成されたパネルを用いるのが一般的であるが、ＣＣＦＬから出射された光の内、例えば赤色光は赤のサブピクセルを透過することが出来るが、青、緑のサブピクセルにおいては各カラーフィルタにて吸収され、画像形成に寄与せずロスとなる。同様のことは青色光、緑色光に関しても言えるため、ＣＣＦＬから出射した光の内、２／３は液晶表示パネルのサブピクセルにおいて吸収されてロスすることになる。
【０００３】
一方近年、環境問題への配慮から、テレビ等の電気製品においても低消費電力化の要請が強く、活発な低消費電力化開発が続けられている。その中で、液晶表示装置における低消費電力化の方式として、フィールドシーケンシャル方式がある。この方式は、上述のＣＣＦＬの様な赤色光、青色光、緑色光を同時に出射する白色光源ではなく、赤色用光源、青色用光源、緑色用光源を別々に用意し、液晶パネルに各色に対応する画像を時分割で順次表示し、その表示タイミングにあわせて各色光を順次点灯させることで、眼球の残像現象を利用して画像を形成する方式である。この方式では、先に述べたような液晶表示パネルのカラーフィルタにおける光の吸収が原理的に存在しないため、光の利用効率を単純には３倍高めることが可能になる。また、液晶表示パネルは上述の様な赤、青、緑のサブ画素を含む必要はなく、モノクロの液晶表示パネルを用いることができるため、開口率が高く高効率、かつカラーフィルタが不要になるため安価に構成できるといった利点もある。
【０００４】
一方、このフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において画像１フレームを赤、青、緑の３つのフィールドで順次表示させる場合、液晶を従来の３倍の速度で駆動する必要がある。その場合、液晶自体の応答速度が追随せず、所望の画像を形成することが困難であるという課題があった。また、画像１フレームを３つのフィールドで表示させるだけでは、眼球の移動等により、視認している画像のエッジが虹色に分かれて見える（カラーブレーキング）といった課題があり、さらなる高速駆動が求められていた。
【０００５】
それに対して、特許文献１においては、液晶の駆動電圧と透過率の関係を求め、応答速度の遅い中間階調での透過率を補正することで、液晶の応答速度が各フィールドの時間よりも長い場合であっても、正確な階調を表現できるとしている。
【０００６】
また、特許文献２においては、液晶の駆動時間を確保するために、液晶への画像データの入力走査の位置に応じて、バックライトを上から順に順次点灯させることが提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献３においては、フィールドを赤、青、緑の３つだけでなく、白色のフィールドを加えることで、カラーブレーキングを抑制することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７０４９８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８００号公報
【特許文献３】特開２００５−２３３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記で説明した従来の技術において、例えば特許文献１においては、各サブフレーム内で液晶をＯＮ−ＯＦＦすることが前提であり、仮に隣接するフィールドの値が同じであったとしても一旦液晶をＯＦＦする必要があり、その分液晶の駆動時間が短くなるという課題を有している。
【００１０】
また、特許文献２においては、光源を順次発光させ、さらに光源の境界部分の輝度の低下を無くす様に、隣接する照明領域の境界部分をオーバラップさせているが、この場合、光源を発光させるタイミングによっては隣接する領域からの照明により、階調が正確に表現されない場合が生じるという課題を有している。
【００１１】
さらに、特許文献３においては、白色フィールドを付加することで、カラーブレーキングは抑制できるが、１サブフレームに与えられる時間は短くなるため、液晶の応答速度の観点からさらに困難になるという課題を有している。
【００１２】
本発明は、主に上記従来の課題を解決するものであり、フィールドシーケンシャル方式において、応答速度の長い液晶においても正確な階調を表現し、さらに液晶の応答速度が速くカラーブレーキングが抑制された、光利用効率の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、複数色の光を順次出射するバックライトを備え、１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割され、前記各フィールドにおいて、所望の画像データを前記液晶表示装置に入力し、該当する色の光を前記バックライトから前記液晶表示パネルに対して照明することで画像を形成する、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えた。
【００１４】
さらに、前記該当する色の光を点灯、消灯させるタイミングを調整可能にしても構わない。
【００１５】
さらに、前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、周囲照度により発光する幅とタイミングを変更することで調整しても構わない。
【００１６】
さらに、前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、前記液晶表示パネルの温度により、発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしても構わない。
【００１７】
さらに、前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルの前記各画素に入力される画像データは、前記各画素の直下にあるブロックに隣接するブロックからの距離に応じて補正しても構わない。
【００１８】
さらに、前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルに入力される画像データの内少なくとも一つの画素において、前記フィールドの１つ後のフィールドの画像データに応じて補正しても構わない。
【００１９】
さらに、前記各サブフレームを構成する各フィールドに対して与えられる画像データは、同じ色のフィールドに対してサブフレーム間で異なるようにしても構わない。
【００２０】
さらに、前記各サブフレームを構成する各フィールドに与えられる、少なくとも一つの色に該当する画像データに関し、ある画素における偶数サブフレームの画像データと奇数フレームの画像データの大小関係を、隣接する画素で逆転させても構わない。
【００２１】
さらに、前記液晶表示パネルを固定する保持体に対して、前記複数色の光を出射する光源の放熱部を接続しても構わない。
【００２２】
さらに、前記液晶表示パネルに液晶の駆動に寄与しないヒータを配設しても構わない。
【００２３】
さらに、前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記透明電極が前記各色の光を２０％以上吸収させても構わない。
【００２４】
さらに、前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記バックライトから出射される前記複数色の光は、赤外光もしくは紫外光を含んでも構わない。
【００２５】
さらに、前記複数色の光の内少なくとも一つの光を出射する光源は、赤外光もしくは紫外光を波長変換することで得られた光とし、波長変換されずに残った光が前記バックライトから出射するようにしても構わない。
【００２６】
さらに、前記液晶表示パネルは内部に液晶層を有し、前記液晶層内には前記液晶層の厚みを均一にするスペーサを有し、前記スペーサは前記各色の光を２０％以上吸収するようにしても構わない。
【００２７】
さらに、前記バックライトから出射される光は、フィールドのタイミングに依らず常に出射させても構わない。
【００２８】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するレーザ光源を含んでも構わない。
【００２９】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでも構わない。
【００３０】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）を含んでも構わない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液晶表示装置により、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせずに次のフィールドを駆動するため、液晶の配向に掛けることの出来る時間を長く確保することができ、各フィールド終端部近傍での液晶の透過率を所望の値に近づけることが出来る。これに伴い、各光源の点灯タイミングも各フィールドの終端部近傍で点灯させることにより、所望の透過率に近い状態で光源を点灯することが可能になるため、光の利用効率が高く、所望の輝度を表示するための消費電力を低くすることが出来るという効果を有する。
【００３２】
また、各フィールドにおける画像データを、直後のフィールドにおける画像データを用いて補正しておくことで、各画素から透過する光量を所望の光量になる様に出来ため、スクロール照明においても、隣接する照明ブロックの発光タイミングの相違による階調を補正し、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。
【００３３】
また、同じ色の各サブフィールドの値を異なる値に分解し、中間階調を取らなくすることで、高速に駆動することが可能になるため、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。また、こうすることで、サブフレーム間で同じ色の階調が異なるため、視認上カラーブレーキングを抑制する効果も有する。また、隣接する画素において、高階調のサブフレームと低階調のサブフレームの順序を入れ替えることで、隣接する画素において同じ色の階調が異なるため、視認上さらにカラーブレーキングを抑制する効果も有する。
【００３４】
また、レーザ光源やＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）を用いることで、液晶表示パネル上のある一点を照明している時間が非常に短くなるため、液晶の応答速度を緩和することができるため、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る、さらにカラーブレーキングを視認しにくくする効果も有する。
【００３５】
また、種々方法により液晶表示パネルを加温することで、液晶の応答を高速化することが出来るため、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１にかかる液晶表示装置１０の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置１０の平面図、（ｂ）液晶表示装置１０の１０Ａ−1０Ａ断面での断面図
【図２】実施の形態１にかかる液晶表示パネルの回路構成図
【図３】実施の形態１にかかる液晶表示パネル１１の走査タイミングと光源点灯タイミングの説明図で、（ａ）一画面の走査が完了してから光源を点灯させる場合の図、（ｂ）スクロール照明の場合の図
【図４】実施の形態１にかかる液晶応答波形と光源点灯タイミングの説明図で、（ａ）各フィールドの終端でゼロにする場合の図、（ｂ）各フィールドの終端でゼロにせず連続的に駆動する場合の図
【図５】実施の形態１にかかる一般的なスクロール照明の説明図で、（ａ）液晶表示装置の断面図、（ｂ）液晶の駆動タイミングと光源点灯タイミングを示す図
【図６】実施の形態１にかかる、隣接照明ブロックとの光源点灯タイミングの説明図
【図７】実施の形態１にかかる、同一画像フレーム内の異なるサブフレームにおいて、与える階調の差異に関する説明図
【図８】実施の形態１にかかる、別の液晶表示装置２１の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置２１の平面図、（ｂ）液晶表示装置２１の矢印２１Ａ方向から見た側面図
【図９】実施の形態１の液晶表示装置を三次元表示に応用した場合の図で、（ａ）概略構成図、（ｂ）右目画像と左目画像の表示タイミングの説明図
【図１０】実施の形態１にかかる液晶表示装置２１の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置２１の平面図、（ｂ）液晶表示装置２１の矢印２１Ａの方向から見た側面図
【図１１】実施の形態２にかかる液晶表示装置３０の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置３１の実施の形態１の図１（ｂ）に対応する断面図、（ｂ）液晶表示パネル１１に金属配線３４を施したことを説明する断面図
【図１２】実施の形態２にかかる、液晶表示パネル１１を図１０（ａ）の矢印３０Ａの方向から見た拡大図
【図１３】実施の形態２にかかる、液晶表示パネル１１の図１１の３０Ｂ―３０Ｂ断面での断面図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面は、理解しやすくするために模式的に示している。
【００３８】
（実施の形態１）
図１はフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置１０の概略構成図である。図１（ａ）は液晶表示装置１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の液晶表示装置の１０Ａ−１０Ａ断面における断面図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１の視認側とは逆側に複数個配列された光源１２、反射部１３、制御部１４からなり、光源１２は赤色光源１２ｒ、緑色光源１２ｇ、青色光源１２ｂからなり、反射部１３と共に液晶表示パネル１１に対してバックライトとして機能する。光源１２はＬＥＤを用いることができる。また、図２は液晶表示パネルの回路構成図である。
【００３９】
まず、図１と図２を用いて、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関して説明する。光源１２を構成する赤色光源１２ｒ、緑色光源１２ｇ、青色光源１２ｂは、液晶表示パネル１１と反射部１３との間に、例えば図１（ａ）の様に混色により均一白色になる様に交互に配置する。各光源１２は制御部１４に接続されており、点灯、消灯タイミング、光量を制御される。各光源１２から出射して液晶表示パネル１１とは逆向きに出射した光も、反射部１３で反射されて無駄なく均一に液晶表示パネル１１を照射するように配置されている。液晶表示パネル１１も制御部１４に接続されており、液晶表示パネル１１を構成する各画素の液晶を駆動することにより透過率を制御する。
【００４０】
また、図２に示す様に、液晶表示パネル１１内では、信号線（ＤＬ１、ＤＬ２、・・・、ＤＬｍ）と走査線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｎ）を、各ＴＦＴのドレイン電極、ゲート電極に接続することでサブピクセルを形成する。さらにソース電極は透明電極に接続され、共通電極Ｖｃｏｍとの間で容量Ｃｌcの液晶に対して電圧を印加する。信号線はソースドライバ１５に、走査線はゲートドライバ１６に接続されており、所望の走査線にＯＮ信号が印加されたタイミングに同期して、各信号線に接続されているサブピクセルの液晶が所望の透過率になる様に、個々の信号線の電圧が液晶の両端に印加される。一般には走査線は上から順（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｎ、の順）に順次ＯＮ信号を印加し、それに同期して信号線に所望の電圧を印加するため、液晶表示パネル１１の上から下にむけて表示する画像が更新されることになる。
【００４１】
図３は、液晶表示パネルの走査タイミングと光源点灯タイミングの説明図である。図３（ａ）に示す様に、液晶表示パネル１１の上から下まで個々の液晶に信号を印加し、液晶が配向されるのを所定の時間待ってから該当する色の光源を全面同時に点灯させることで、その色の画像を表示することができる。この場合、１フィールドに要する時間Ｔｆ内で、液晶表示パネル１１を上から下まで走査してデータを各画素に画像データをセットし（Ｔｓ）、液晶を配向させ（Ｔｄ）、光源を点灯させる（Ｔｌ）必要があることになる。これに対して、図３（ｂ）に示す様に、上から下まで液晶に信号を印加し終えるのを待たずに、所望の走査線がＯＮされて所定の時間待った後に、その領域を該当する色の光で同期して照明する方式（スクロール照明）がある。こうすることにより、液晶表示パネル１１の各画素を上から下まで走査する時間Ｔｓによる待ち時間の発生が基本的になくなるため、１フィールドあたりの時間Ｔｆを、液晶の配向（Ｔｄ）と光源の点灯（Ｔｌ）のみに割くことができ、光源の点灯時間（Ｔｌ）が同じであるとすると、液晶の配向に要する時間（Ｔｄ）はより長くても良いことになる。すなわち、スクロール照明を行うことにより、液晶に求められる応答速度は緩和されることになることが分かる。
【００４２】
一方、１秒あたり６０フレームの画像において１フレームを２つのサブフレームに分割する場合、１サブフレームあたりの秒数Ｔｓｆは８．３ミリ秒となり、赤色、緑色、青色等３色でフィールドシーケンシャル表示する場合１フィールドあたりの時間Ｔｆは２．８ミリ秒となる。しかし、液晶の応答速度はＶＡモードやＩＰＳモードでは速くても４ミリ秒程度が限界であり、上記の様に、例えばカラーブレーキングを緩和するために２つのサブフレームに分割して、赤、緑、青の３フィールドで駆動する場合、図４（ａ）に示す様に、１フィールドあたりの時間Ｔｆよりも液晶の応答速度の方が長くなるため、液晶が所望の透過率まで到達せずにオフされることになり、光源を液晶が所望の透過率に到達する前に点灯、消灯することになる。また、液晶の透過率が最高に達する前に液晶をＯＦＦすることになるため透過率が低く、光の利用効率が低下するため、所望の輝度を表示するための消費電力も高くなってしまう。ここで図４はある位置の画素における液晶の応答波形と光源の点灯タイミングの関係を表す図であり、液晶の応答波形は、透過率の時間変化に該当する。
【００４３】
これに対し、本実施の形態で示す液晶表示装置１０においては、図４（ｂ）に示す様に、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせず、次のフィールドの値に向けて液晶を駆動している。こうすることで、液晶の配向に掛けることの出来る時間を長く確保することができ、各フィールド終端部近傍での液晶の透過率を所望の値に近づけることが出来る。これに伴い、各光源の点灯タイミングも各フィールドの終端部近傍で点灯させており、こうすることで連続的に液晶を駆動しても所望の透過率に近い状態で光源を点灯することが可能になるため、光の利用効率が高く、所望の輝度を表示するための消費電力を低くすることが出来るという効果を有する。
【００４４】
またこの時、各フィールドでの光源をＯＮするタイミングに関して図４（ｂ）を用いて説明する。本実施の形態で示す液晶表示装置１０においては、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせず、次のフィールドの値に向けて液晶を連続的に駆動している。よって光源は各フィールド内の所定のタイミングＴｏｎにおいて点灯させ、各フィールドの終端まで点灯させることになる。ここにおいて、Ｔｏｎを短くして各光源を長く点灯させると、点灯時間が長いために明るい画像を表示することが可能になる。一方で、Ｔｏｎを長くして各光源の点灯時間を相対的に短くすると、所望の透過率の時のみ光源を点灯することになるため、色再現範囲が広い高画質画像を提供することが可能になる。例えば、周囲が明るい環境下（例えば日中や高照度の照明下）では高輝度画像が望まれるため、Ｔｏｎを短くして輝度を高くすることで、視認性に優れた画像を提供することが出来る。一方で、周囲が暗い環境下（例えば夜間や低照度の照明下）で例えば映画等を視聴する際は、Ｔｏｎを長くすることで輝度を抑えて高画質な画像を提供することが出来る。これらの切り替えは、例えばテレビに内蔵されている時計で切り替えることが考えられる。即ち、日中の時間帯（例えば９時から１５時等）はＴｏｎを短くすることで、高輝度の画像を提供し、１５時を過ぎると徐々にＴｏｎを所定の値に近づけてゆくことで、視聴上違和感無く切り替えることが可能になる。また、ユーザが選択できる画像モード等で切り替えても構わない。例えばシネマモードであれば、Ｔｏｎを長くして輝度を抑えつつ色再現範囲の広い高画質な画像を提供し、バラエティやニュース等を視聴するモート゛では、Ｔｏｎを短くして高輝度な画像を提供することが出来る。他にも、例えばテレビに明るさセンサーを付けておき、測定された周囲の明るさに応じて、Ｔｏｎを調整しても構わない。その他、例えばテレビに周囲温度を測定するための温度計を付けておき、測定された温度によって、点灯タイミングＴｏｎを切り替えても構わない。一般に、低温下では液晶の駆動速度が遅くなるが、Ｔｏｎを長くすることで、色再現範囲を維持した画像を提供することが可能になる。温度が高くなると、徐々にＴｏｎを短くすることで、色再現範囲を維持したまま高輝度な画像を提供することが可能になる。もちろん測定された温度に応じて点灯する光源の光量を調整することで、温度に関わらず色再現範囲が高く高輝度な画像を提供することが可能である。もちろん、日付等の情報やユーザーによる設定等、上記例以外の手段にてＴｏｎや光源の光量を調整、切り替えても構わない。
【００４５】
次に図５を用いて、一般的なスクロール照明の方法に関して説明する。図５（ａ）は図１（ｂ）と同じく液晶表示装置１０の１０Ａ―１０Ａ断面における断面図であり、照明タイミング別に４つの照明ブロック２０ａ〜２０ｄに分割してあり、各照明ブロックは赤色光源１２ｒ、青色光源１２ｂ、緑色光源１２ｇを含んでいる。図５（ｂ）の縦軸は液晶表示パネル１１の垂直方向の画素位置を示しており、この図は液晶パネルの各画素の液晶を垂直方向に走査してＯＮするタイミングと光源を点灯させるタイミングを示している。そして液晶表示パネル１１上の各照明ブロックに該当する位置の最下行をＯＮしてＴｏｎ秒後に該当する照明ブロックの光源１２を点灯し、液晶表示パネル１１上の各照明ブロックに該当する位置の、次のフィールドの最上行がＯＮされる直前に該当する照明ブロックの光源１２を消灯する。これを赤色フィールド、緑色フィールド、青色フィールドと３色繰り返すことで１サブフレームを成し、これをさらに所定回数行うことで１フレームを成す。
【００４６】
このスクロール照明において、例えば液晶表示パネル１１上の照明ブロック２０ａ内に存在する所定の行Ｌ１内のある画素において、液晶の応答波形と照明ブロック２０ａの点灯タイミングと照明ブロック２０ｂの点灯タイミングを図６に示す。この図からわかる様に、赤色画像用のデータがセットされている時間Ｔｆの間で、照明ブロック２０ａの赤色光源が時刻ｔ１〜ｔ２で点灯されている以外に、照明ブロック２０ｂの赤色光源も時刻ｔ３〜ｔ４で点灯されていることが分かる。照明ブロック２０ａ、２０ｂは光源としては分割しているが、液晶表示パネル１１は照明ブロック２０ａの直上であっても、照明ブロック２０ｂからの光の一部が到達する。特に照明ブロック２０ａと２０ｂの境界近傍の領域は、両側の照明ブロックからの光を受けることになる。よって、この画素を透過する赤色光量は、照明ブロック２０ａから出射される赤色光の内、本画素に到達する光量に各時刻の液晶の透過率（即ち液晶応答波形）を掛けて時刻ｔ１〜ｔ２まで積分した光量と、照明ブロック２０ｂから出射される赤色光の内、本画素に到達する光量に各時刻の透過率を掛けて時刻ｔ３〜ｔ４まで積分した光量の和になる。この光量の和が所望の光量になる様にするためには、隣接する照明ブロック２０ｂから本画素までの距離から、本画素に到達する隣接する照明ブロック２０ｂからの光量を割り出し、本画素から透過する光量が所望の光量になる様に、事前に本画素の画像データを補正しておくことで、達成することが出来る。また、図６の様に、隣接する照明ブロック２０ｂからの赤色光が、行Ｌ１において次のフィールド（図６においては緑色フィールド）にずれ込む場合、時刻ｔ４の液晶応答波形は次のフィールドである緑色フィールドにおける画像データに依存する。よって、赤色フィールドにおける画像データを、直後のフィールドである緑色フィールドにおける画像データを用いて、本画素に到達する隣接する照明ブロック２０ｂからの光量を割り出し、本画素から透過する光量が所望の光量になる様に、事前に本画素の画像データを補正しておくことで、本画素から透過する赤色光の光量を所望の光量になる様に補正することが出来る。この様にすることで、スクロール照明においても、隣接する照明ブロックの発光タイミングの相違による階調を補正し、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。
【００４７】
次に、画像１フレームを複数のサブフレームに分割した場合の色割れ対策に関して、例えば画像１フレームを２つのサブフレームに分割する場合について、図７を用いて説明する。図７において、画像ひとフレームをＦＰ、２つに分割したサブフレームの内前側サブフレームをＳＦ１、後側サブフレームをＳＦ２とする。さらに各サブフレームを構成するフィールドを赤、緑、青の順とし、ＳＦ１の赤色フィールドをＦＲ１、同緑色フィールド、青色フィールドをＦｇ１、Ｆｂ２とし、ＳＦ２の赤色、緑色、青色各フィールドをＦｒ２、Ｆｇ２、Ｆｂ２とする。通常、複数のサブフレームに分割する場合、その画像データは各サブフレームに等しく与える。例えば、ある画像１フレームの８ビットで赤、緑、青にそれぞれ２５６、１３０、２０の画像データが与えられた場合、図７（ａ）の様にＦｒ１、Ｆｒ２に２５６、Ｆｇ１、Ｆｇ２に１３０、Ｆｂ１、Ｆｂ２に２０の画像データがあたえられ、それに応じた電圧が液晶に印加され液晶が駆動される。しかしながら、一般に液晶は中間階調（例えば８ビットでは１２８近傍）において応答速度が遅くなることが分かっている。よって図７（ａ）においては、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２の応答速度が遅くなり、入力された画像に忠実な画像を再現できないことになる。それに対して、図７（ｂ）の様に、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２において、本来与えられる１３０という値に対し、Ｆｇ１において２５６を、Ｆｇ２において４（＝１３０×２−２５６）を与える。１フレーム内の所定の色に関し、各サブフレーム内での値の和が同じであれば、人間の目には同じ明るさとして認識されるため、このように、Ｆｇ１とＦｇ２の合計が２６０になれば、任意の値に分解しても問題ない。よって、上述の様にＦｇ１を２５６に、Ｆｇ２を４に分解した場合、合計２６０（＝１３０×２）を維持しつつ、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２において中間階調ではなく設定することができるため、高速に駆動することが可能になる。また、こうすることで、サブフレーム間で同じ色の階調が異なるため、視認上カラーブレーキングを抑制する効果も有する。尚、上では、画像データが１３０の場合に関して説明したが、もちろんそれ以外の値でも構わない。ただし、赤色フィールドや青色フィールドの様に元々の画像データが２５６や２０といった８ビットにおける上限もしくは下限に近いデータであれば、上述の様にサブフィールド間で異なる値に分割する必要はなく、８ビットにおいて特に８５〜１７０といった中間階調に対して効果を有する。また、図７（ｂ）においては、前側のサブフレームＳＦ１の緑色フィールドＦｇ１に２５６を配置したが、もちろん図７（ｃ）の様に後側のサブフレームＳＦ２の緑色フィールドＦｇ２に２５６を配置しても構わない。また、上記はある画素においての振る舞いに関して説明したが、例えば所定の画素に図７（ｂ）の様に前側サブフレームＳＦ１に２５６に近い高階調を配置し、後側サブフレームＳＦ２に０に近い低階調を配置し、さらに上記所定の画素に隣接する画素において、図７（ｃ）の様に前側サブフレームＳＦ１に０に近い低階調を配置し、後側サブフレームＳＦ２に２５６に近い高階調を配置しても構わない。こうすることで、隣接する画素において同じ色の階調が異なるため、視認上さらにカラーブレーキングを抑制する効果も有する。
【００４８】
また、液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１をパネル背面に光源を配置して直接液晶パネル１１を照明する形態（直下型）を用いたが、図８に示す様に、液晶表示パネル１１の背面に導光板２２ａ〜２２ｄを配置し、光源１２を各導光板の側面に配置する形態をとることが出来る。図８（ａ）は本液晶表示装置２１の正面図で、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢印２１Ａ方向から見た側面図である。
【００４９】
本液晶表示装置２１は図５（ａ）と同様に、照明領域が２０ａ〜２０ｄの照明ブロックに分割されており、各ブロックに各導光板２２ａ〜２２ｄが割り当てられており、さらに各導光板の左右に赤光源１２ｒ、緑光源１２ｇ、青光源１２ｂが配置されている。各光源１２ｒ、１２ｇ、１２ｂはＬＥＤを用いることが出来る。図８（ｂ）に示す様に、各光源は各導光板の側面近傍に配列されているため、例えば照明ブロック２０ａにおいて、各光源から出射した光は直接導光板２２ａに入射することになる。また、各光源は図８（ｂ）の通り周囲を側面反射体２４に覆われており、直接導光板２２ａに入射しなかった光も側面反射体２４で反射することで、導光板２２ａに入射する。各導光板２２ａ〜２２ｄは、例えば内部に微小な拡散粒子を有しており、各導光板に入射した光は導光板内の微小な拡散粒子により散乱され、導光板から出射して液晶表示パネル１１を照明することで画像形成に寄与する。各導光板から液晶表示パネル１１とは逆向きに出射した光は、底面反射体２３で反射して、再度導光板内で散乱されながら、最終的には液晶表示パネル１１の照明に寄与する。また、導光板内部の拡散粒子の密度を例えば中央部の密度を上げる等、場所によって調整することで、導光板の左右方向の輝度を均一にすることが出来る。この様にすることで、図５（ａ）に示した液晶表示装置１０と同様に、各照明ブロックの左右に配置した光源が、液晶表示パネル１１の各照明ブロック直上の領域を照明することになる。
【００５０】
本液晶表示装置２１においても、図５（ａ）の液晶表示パネル１０と同様に、図５（ｂ）に示すタイミングで、各照明ブロックの両端に配置された光源を時分割で点灯させることで、フィールドシーケンシャル方式で画像を形成することが出来る。
【００５１】
また、本液晶表示装置２１において、例えば図７の（ａ）に示す様に、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合、例えばＳＦ１の照明は、各導光板の左側に配置された光源を点灯させて、ＳＦ２の照明は各導光板右側に配置された光源を点灯させても構わない。もちろんＳＦ１において右側の光源、ＳＦ２において左側の光源を点灯させても構わない。さらに、ＳＦ１において、照明ブロック２０ａは左側の光源を、照明ブロック２０ｂは右側の光源を、照明ブロック２０ｃは左側の光源を、照明ブロック２０ｄは右側の光源を点灯させ、さらにＳＦ２において、照明ブロック２０ａは右側の光源を、照明ブロック２０ｂは左側の光源を、照明ブロック２０ｃは右側の光源を、照明ブロック２０ｄは左側の光源を点灯させるという様に、照明ブロック毎に交互に点灯させても構わない。こうすることで、さらにカラーブレーキングを抑制する効果を有する。
【００５２】
次に本液晶表示装置１０を三次元表示可能な液晶表示装置とする場合に関して、図９を用いて説明する。三次元表示装置は、原理的には視聴する人の目に対して、視差を設けて撮影された右目画像と左目画像を表示し、右目画像を右目のみに見せ、左目画像を左目のみに見せる必要がある。一例としては、図９（ａ）に示す様に、右目、左目それぞれにシャッターを設け、制御装置に接続されたシャッター眼鏡を用意し、さらに制御装置を液晶表示装置１０に接続する。液晶表示装置１０が右目画像を表示するタイミングで、シャッター眼鏡の左目シャッターを閉じ、さらに液晶表示装置１０が左目画像を表示するタイミングで、シャッター眼鏡の右目シャッターを閉じることで、表示された画像を人は三次元画像として認識する。この時、図９（ｂ）に示す様に、画像ひとフレームを二つのサブフレームＳＦ１、ＳＦ２に分割した場合、例えばＳＦ１に右目画像を、ＳＦ２に左目画像を表示することで、三次元表示が可能になる。本実施の形態の液晶表示装置１０の様に、液晶を各フィールドの終端においてゼロにすることなく駆動することで高速な応答をさせることが可能になり、図９に示すような三次元表示にも使用することが出来る。
【００５３】
最後に図１０において、光源としてレーザを用いた場合の一例として液晶表示装置３０の構成図を示す。液晶表示装置３０は、赤色レーザ光３４ｒを出射する赤色レーザ光源３２ｒ、緑色レーザ光３４ｇを出射する緑色レーザ光源３２ｇ、青色レーザ光３４ｂを出射する青色レーザ光源３２ｂ、コリメータレンズ３３、回転多面鏡３５、フレネルレンズ３６、３７、導光板３８からなる。図１０（ａ）は液晶表示装置３０の上面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）を矢印３０Ａの方向から見た側面図である。赤色レーザ光源３２ｒから出射された赤色レーザ光３４ｒは、光軸上のコリメータレンズ３３で略平行光に変換された後、回転多面鏡３５に入射する。回転多面鏡３５は矢印の方向に回転するため、赤色レーザ光３４ｒは回転多面鏡３５で反射されながら図中矢印３０Ｂの方向に偏向走査される。フレネルレンズ３６は導光板３８の幅方向（図１０（ａ）の上下方向）に曲率を持ち、フレネルレンズ３７は導光板３８の厚み方向（図１０（ｂ）の上下方向）に曲率を持っており、フレネルレンズ３６に入射した赤色レーザ光３４ｒは、フレネルレンズ３６を透過後に光線の進行方向が略水平になる様に変換され、さらにフレネルレンズ３７により導光板３８の厚み方向に広げられながら、導光板３８の入射面３８ａから導光板３８に入射する。導光板３８はアクリル等の光学樹脂で成型されており、導光板３８内で全反射を繰り返しながら伝播する。また、導光板の底面３８ｂは図１０（ｂ）に示す様に、導光板３８の主面３８ｃに平行な平面を、三角プリズムで周期的に接続した形状をしており、三角プリズムに入射した赤色レーザ光３４ｒは三角プリズムでロス無く全反射して、導光板主面３８ｃより液晶表示パネル１１に向けて均一に出射する。また、赤色レーザ光３４ｒは、導光板３８内を図１０（ａ）の上側から下側に向けて走査され、導光板３８に入射した赤色レーザ光３４ｒは導光板３８内部では幅方向（図１０（ａ）で上下方向）には拡散しないため、導光板３８内を図１０（ａ）において上から下に線状に走査することになるため、液晶表示パネル１１も赤色レーザ光３４ｒにより図１０（ａ）の上から下に線状に走査されることになる。液晶表示パネル１１内での画像データの走査タイミングに同期して、赤色レーザ光３４ｒが液晶表示パネル１１を照明することにより、本液晶表示装置３０は、例えば図５（ａ）において、非常に多数の照明ブロックが存在し、かつ各照明ブロックからの光が略垂直に液晶表示パネルを照明している様にみなすことができる。よって、他の照明ブロックからの照明の影響を受けにくく、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。また、液晶表示パネル上のある一点を照明している時間が非常に短くなるため、カラーブレーキングを視認しにくくする効果も有し、さらに液晶の配向に掛ける時間を長くすることができるため、所望の階調に忠実な高画質な画像を提供することが可能になる。次に、赤色レーザ光３４ｒが検出器３９に入射すると、赤色レーザ光３４ｒの走査が終了したことになり、順次緑色レーザ光３４ｇ、青色レーザ光３４ｂが出射され、赤色レーザ光３４と同じ様にコリメータレンズ３３で略平行光に変換された後、回転多面鏡３５で偏向走査され、導光板３８で立ち上げられて液晶表示パネル１１を照明する。赤色レーザ光３４ｒ、緑色レーザ光３４ｇ、青色レーザ光３４ｂは回転多面鏡３５に対して入射角度がそれぞれ異なるが、入射位置を違わせることで、導光板３８の入射面３８ａの同じ領域を走査させることが出来る。この様にして、レーザ光源を用いても、フィールドシーケンシャル方式の照明を行うことが出来る。
【００５４】
尚、本液晶表示装置３０においては、回転多面鏡３５を用いて走査したが、もちろんこれに限定するものではなく、他の走査手段でも構わない。また本液晶表示装置３０の光学系もあくまで一例であり、液晶表示パネル１１を均一に走査照明できるのであれば、本液晶表示装置３０の光学系に限定するものではなく、どのような形態でも構わない。
【００５５】
また、本液晶表示装置３０においては、光源にレーザ光源を用いたが、同様な性能を有する光源であればこれに限定するものではなく、例えばＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）等を用いても構わない。ＳＬＤを用いることで、さらにスペックルが視認されにくい、高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【００５６】
（実施の形態２）
本実施の形態２の液晶表示装置４０に関して、図１１（ａ）を用いて説明する。本実施の形態２の液晶表示装置４０は、実施の形態１の液晶表示装置１０と類似であるが、放熱に関して異なる。図１１（ａ）は実施の形態１の図１（ｂ）に対応する断面図である。図１１（ａ）に示す様に、液晶表示装置４０は、各光源１２が熱伝導体４１に接続されており、さらに各熱伝導体４１が液晶パネル１１を保持するパネル保持体４２に接続されている。こうすることにより、各光源１２から発した熱は、熱伝導体４１を経由してパネル保持体４２に伝わり、最終的に液晶表示パネル１１につながる。一般に、液晶の応答速度は、温度が高くなるほど高速になることが知られている。よって、液晶を加熱することにより応答速度が高速になり、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。本実施の形態の液晶表示装置４０においては、光源１２で発生した熱を用いることで、本来熱損失としてロスになるエネルギーをロス無く用いている。もちろん、図１１（ａ）に示す様に、各光源１２だけでなく、熱損失の発生する制御部１４や電源４３もパネル保持体４２に接触させて、各光源１２から発生した熱と同様に、制御部１４や電源４３で発生した熱も液晶表示パネルに伝えても構わない。そうすることで、液晶表示パネル１１をさらに加温することができ、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【００５７】
また、光源１２が例えばＬＥＤであった場合、発光した光量の倍程度が熱エネルギーとして発生することが知られており、仮に液晶表示装置４０の画面サイズ（対角線長さ）が３７インチで、定格電力が１２０Ｗで、仮に定格電力の半分に相当する６０Ｗが熱損失として発生している場合、液晶表示パネル１１が厚み１．２ｍｍであれば、３分程度で１０℃上昇することになる。よって、液晶表示装置４０が内部に温度計を備えておき、電源をＯＮしたときの温度が所定の温度より低ければ、各光源１２を各フィールドにおいて出来るだけ長く明るく点灯させることで、早期に液晶表示パネル１１を加温することができ、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。もちろん、各光源１２の廃熱を用いる以外にも、図１１（ｂ）に示す様に、液晶表示パネル１１に制御装置１４から直接金属配線４４を這い回して、必要に応じて金属配線４４に電流を流して金属配線４４を発熱させることで、液晶表示パネル１１を加温しても構わない。この場合金属配線４４は、各信号線ＤＬｍや走査線ＧＬｎの近傍等、各液晶画素の開口以外の場所を這い回すことで、透過する光を遮ることなく加温することが可能である。ここで、金属配線４４は、ヒータとして機能すれば、その素材は金属に限定せず、さらに形状も線状か否かは問わない。
【００５８】
次に、液晶を加温する他の方法に関して、図１２を用いて説明する。図１２は液晶表示パネル１１を図１１（ａ）の矢印４０Ａの方向から見た拡大図であり、走査線（ＧＬｎ−２〜ＧＬｎ）と信号線（ＤＬｍ−２〜ＤＬｍ）で囲まれた領域が個々の画素に該当する。画素４５においては、走査線ＧＬｎ−２と信号線ＤＬｍ−２の交点近傍にＴＦＴを配置し、ＴＦＴのゲート電極に走査線ＧＬｎ−２が、ドレイン電極に信号線ＤＬｍ−２が接続されている。さらにＴＦＴのソース電極には、図１２に示す様に透明電極４６が接続されており、信号印加時には図示しない共通電極との間で電位差を生じさせ、液晶に電圧を印加して液晶を駆動する。この透明電極は通常はワイドギャップ半導体膜が使われ、例えば酸化インジウムに５〜１０％の酸化スズを添加したＩＴＯ膜をスパッタ等の方法で製作されることが多い。ここで液晶を加温するためには、透明電極において各光源１２から出射された光が吸収されると良い。一般に、ＩＴＯ等のワイドギャップ半導体は、電磁波の吸収端を４００ｎｍ近傍の紫外線領域に有するため、約４００ｎｍ以下に該当する紫外線はほとんどが吸収される。よって、光源１２のひとつとして、紫外線を発光する光源を含み、この紫外線を発光する光源から出射された紫外線を透明電極が吸収することにより、透明電極が発熱し液晶を加温することが出来る。例えば、液晶表示装置３０内に温度計を設けておき、測定された温度が低い時は、内蔵されている紫外線光源を駆動し、出射した紫外線を透明電極に吸収させることで、液晶を加温し、液晶の応答速度を加速することが出来る。この様にすることで、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。尚、本紫外線光源は、画像形成に寄与しないため、各フィールドの周期には関係せず、常時点灯させても構わない。
【００５９】
また、光源１２のひとつとして、紫外線で蛍光体を励起して赤、青、緑色等の可視光をそれぞれ発光させたようなＬＥＤ光源を用いても構わない。例えば、紫外線で励起して緑色を発光するＬＥＤを用いた場合、励起に用いた紫外線の内、蛍光体に吸収されて緑色に変換された紫外線の残りは、蛍光体を透過して液晶表示パネル１１を照射することになる。よって透明電極３６は残りの紫外線を吸収することで発熱し、液晶を加温することに加担する。こうすることで、紫外線光源を専用に設けることなく液晶表示装置４０を構成することが出来るため、上に述べた様なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を安価に構成することが可能になる。また、一般に波長４００ｎｍ近傍のＬＥＤの変換効率は、外部量子効率で５０％を越えているものもあるが、緑色のＬＥＤの外部量子効率は２０％以下と低い。よって、緑色光を外部量子効率の高い紫外線ＬＥＤから得ることは、変換効率的にも有利であるというメリットを有する。
【００６０】
また、例えば光源１２のひとつに緑色光源として赤外レーザ光を波長変換することで得られる緑色レーザ光源を用いた場合、波長変換されずに残った赤外レーザ光を吸収させることでも、液晶を加温することが出来る。例えば、赤外レーザ光を発する赤外レーザ光源として、ＹＡＧレーザの１０６４ｎｍのレーザ光源を用い、出射された赤外レーザ光源を基本波としてＬｉＮｂＯ３等の波長変換素子に入射させることで、倍波に相当する５３２ｎｍの緑色レーザ光を得ることができる。一方で波長変換されずに残った１０６４ｎｍの基本波を透明電極４６に吸収させる。ＩＴＯ等の透明電極は、吸収端は４００ｎｍ程度に存在するが、酸素欠陥やチタンやクロム、鉄等の着色性の遷移金属イオンを導入することで、可視域や赤外域でも吸収帯を生成することが可能になる。透明電極４６に例えば鉄イオンを導入することで、赤外域においても光を吸収させることが出来るため、波長変換されずに残った１０６４ｎｍの基本波を、画像形成に寄与する他の可視域の光と同様に出射させることで、透明電極４６に１０６４ｎｍの基本波を吸収させることができるため、光源を専用に設けることなく液晶を加温することができる。よってフィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を安価に構成することが可能になる。
【００６１】
尚、ここでは１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ光を波長変換した時の例を示したが、本実施の形態はこれに限定するものではなく、赤外の光を波長変換して画像形成に寄与する光源であれば同様に用いることが出来る。また、画像形成に寄与する可視域の光源とは別に、赤外光源を加温専用に用意しても勿論構わない。
【００６２】
また、透明電極に吸収させる光を発する光源を専用に設けない液晶表示装置４０としては、他に例えば、画像形成に用いる可視域の光を、透明電極４６に吸収させることも可能である。例えば上で鉄イオンを導入することで赤外光を吸収させた場合と同様に、チタニウムイオンを導入することで、青色に着色させることが可能となる。即ち、青色の補色である黄色領域に吸収を有するため、緑色と赤色の光を吸収することになる。この様にして、画像形成に用いる光の内の一部を透明電極に吸収させることにより、透明電極に吸収させる光を発する光源を専用に設けることなく、液晶表示装置４０を構成することができ、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を安価に提供できるという効果を有する。例えば、出射された光の２０％程度を吸収させることができれば、上記で述べた画面サイズ（対角線長さ）が３７インチの液晶表示装置であれば、２０分程度で液晶パネルを１０℃程度加温することができ、望ましい。
【００６３】
さらに、図１３に示す様に他の方法においても、液晶を加温することが可能である。図１３は液晶表示パネル１１における、図１２の４０Ｂ―４０Ｂ断面での断面図である。液晶表示パネル１１は、下側ガラス板４８の上に信号線（ＤＬｍ−２〜ＤＬｍ）を配置し、上側ガラス板４９の下に共通電極４７を設け、その間に厚さ数マイクロメートルの液晶層５０を挟みこむ構造を取っている。さらに、液晶層５０の数マイクロメートルの厚みを維持する様に、スペーサ５１を液晶層内に導入している。一般に、スペーサ５１はシリカ（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）が用いられており、通常画像形成に用いられる可視域においては透明で吸収が無い。このスペーサ５１に染料で着色された着色シリカを用いた場合、上で述べた着色された透明電極と同様に、各光源１２から出射された画像形成に寄与する可視域の光の一部を吸収させることができる。この様にすることで、スペーサ５１が光を吸収することで発熱するため、液晶を加温することができ液晶の応答速度を高速化することが可能であり、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。また、シリカは紫外域を含めて透明であるが、アクリルは可視域においては透明であるが紫外域に吸収を持つため、スペーサ５１としてシリカではなくアクリルを用いると、上述のＩＴＯ等の透明電極と同様に、光源１２のひとつに紫外線を出射する光源を用いた場合や、紫外線を蛍光体等で可視域の光に変換した場合において、スペーサ５１で紫外線を吸収させることでスペーサ５１を発熱させ、液晶を加温することができる。この様にスペーサ５１としてアクリルの様な紫外域に吸収を持つ材料を用いることでも、液晶を加温することができ液晶の応答速度を高速化することが可能であるため、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。もちろん、アクリル以外でも紫外域に吸収を持ち、可視域が透明である材料であれば、同様の効果を持つことは言うまでも無い。また、透明電極の場合と同様に、出射された光の２０％程度を吸収させることができれば、上記で述べた画面サイズ（対角線長さ）が３７インチの液晶表示装置であれば、２０分程度で液晶パネルを１０℃程度加温することができ、望ましい。
【００６４】
尚、本実施の形態２において、赤色光源、青色光源、緑色光源等から出射される光を順次駆動するが、本来光源を消灯するタイミングにおいてもわずかに点灯させることで、透明電極やスペーサでの光の吸収量を増やすことで液晶の加温を促進できるため、さらに応答速度が速く、高画質な液晶表示装置を提供することが出来る。例えば、光源として波長４５５ｎｍ、５３２ｎｍ、６３５ｎｍのレーザ光源を用いて、常時１０％ずつ光量を点灯させた場合でも、各フィールドにおいて所望の色を最大出力で発光させることで、表示可能な色範囲としてＮＴＳＣ比で８４％を満たす。こうすることで、実用上何ら問題の無い色再現範囲を確保しながら、一方で液晶表示パネルを加温して液晶の応答速度を高速化することが可能であるため、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。
【００６５】
尚、本実施の形態においては、透明電極やスペーサにおける光の吸収を例として示したが、本実施の形態はそれに限定するものではなく、同様な効果を有するものであれば他の構成でも構わない。例えば液晶自体に光を吸収させても構わないし、ガラス板等に吸収させても構わない。
【００６６】
また、前述した各実施例は、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関して説明したが、それ以外の方式においても、液晶を高速で駆動する場合には同様に有効である。例えば従来の液晶表示パネルの様に各画素を赤色、緑色、青色の三色のサブピクセルで構成された液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であっても、動画応答性改善のために画像ひとフレームを複数のサブフレームに分割する２倍速以上の高速駆動の液晶表示装置においても有効である。
【００６７】
なお、前述した各実施例は考えられる一例であり、その適用範囲を限定するものではなく、本発明の真意および範囲を逸脱することなしに種々変形、組合せを行うことは、容易に理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の液晶表示装置は、簡便な構成で液晶を高速に応答させることが可能であり、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０，２１，３０，４０，６０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２ 光源
１２ｒ 赤色光源
１２ｇ 緑色光源
１２ｂ 青色光源
１３ 反射部
１４ 制御部
１５ ソースドライバ
１６ ゲートドライバ
２０ａ，ｂ，ｃ，ｄ 照明ブロック
２２ａ，ｂ，ｃ，ｄ 導光板
２３ 底面反射体
２４ 側面反射体
２５ シャッター眼鏡
２６ 制御装置
３２ｒ 赤色レーザ光源
３２ｇ 緑色レーザ光源
３２ｂ 青色レーザ光源
３３ コリメータレンズ
３４ｒ 赤色レーザ光
３４ｇ 緑色レーザ光
３４ｂ 青色レーザ光
３５ 回転多面鏡
３６，３７ フレネルレンズ
３８ 導光板
３９ 検出器
４１ 熱伝導体
４２ パネル保持体
４３ 電源
４４ 金属配線
４５ 画素
４６ 透明電極
４７ 共通電極
４８ 下側ガラス板
４９ 上側ガラス板
５０ 液晶層
５１ スペーサ
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
Ｃｌｃ 容量
Ｖｃｏｍ 共通電極
ＤＬ 信号線
ＧＬ 走査線
ＦＰ 画像ひとフレーム
ＳＦ１ 前側サブフレーム
ＳＦ２ 後側サブフレーム
Ｆｒ１，Ｆｒ２ 赤色フィールド
Ｆｇ１，Ｆｇ２ 緑色フィールド
Ｆｂ１，Ｆｂ２ 青色フィールド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一般に光源として冷陰極管蛍光ランプ（以下、「ＣＣＦＬ」とする）の様な蛍光ランプを用いて、液晶表示パネルを背面から直接照明する構成が用いられている。その場合、液晶表示パネルとして、個々の画素が赤、青、緑のカラーフィルタからなるサブピクセルで構成されたパネルを用いるのが一般的であるが、ＣＣＦＬから出射された光の内、例えば赤色光は赤のサブピクセルを透過することが出来るが、青、緑のサブピクセルにおいては各カラーフィルタにて吸収され、画像形成に寄与せずロスとなる。同様のことは青色光、緑色光に関しても言えるため、ＣＣＦＬから出射した光の内、２／３は液晶表示パネルのサブピクセルにおいて吸収されてロスすることになる。
【０００３】
一方近年、環境問題への配慮から、テレビ等の電気製品においても低消費電力化の要請が強く、活発な低消費電力化開発が続けられている。その中で、液晶表示装置における低消費電力化の方式として、フィールドシーケンシャル方式がある。この方式は、上述のＣＣＦＬの様な赤色光、青色光、緑色光を同時に出射する白色光源ではなく、赤色用光源、青色用光源、緑色用光源を別々に用意し、液晶パネルに各色に対応する画像を時分割で順次表示し、その表示タイミングにあわせて各色光を順次点灯させることで、眼球の残像現象を利用して画像を形成する方式である。この方式では、先に述べたような液晶表示パネルのカラーフィルタにおける光の吸収が原理的に存在しないため、光の利用効率を単純には３倍高めることが可能になる。また、液晶表示パネルは上述の様な赤、青、緑のサブ画素を含む必要はなく、モノクロの液晶表示パネルを用いることができるため、開口率が高く高効率、かつカラーフィルタが不要になるため安価に構成できるといった利点もある。
【０００４】
一方、このフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置において画像１フレームを赤、青、緑の３つのフィールドで順次表示させる場合、液晶を従来の３倍の速度で駆動する必要がある。その場合、液晶自体の応答速度が追随せず、所望の画像を形成することが困難であるという課題があった。また、画像１フレームを３つのフィールドで表示させるだけでは、眼球の移動等により、視認している画像のエッジが虹色に分かれて見える（カラーブレーキング）といった課題があり、さらなる高速駆動が求められていた。
【０００５】
それに対して、特許文献１においては、液晶の駆動電圧と透過率の関係を求め、応答速度の遅い中間階調での透過率を補正することで、液晶の応答速度が各フィールドの時間よりも長い場合であっても、正確な階調を表現できるとしている。
【０００６】
また、特許文献２においては、液晶の駆動時間を確保するために、液晶への画像データの入力走査の位置に応じて、バックライトを上から順に順次点灯させることが提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献３においては、フィールドを赤、青、緑の３つだけでなく、白色のフィールドを加えることで、カラーブレーキングを抑制することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３７０４９８４号公報
【特許文献２】特開２００５−１０８００号公報
【特許文献３】特開２００５−２３３９８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記で説明した従来の技術において、例えば特許文献１においては、各サブフレーム内で液晶をＯＮ−ＯＦＦすることが前提であり、仮に隣接するフィールドの値が同じであったとしても一旦液晶をＯＦＦする必要があり、その分液晶の駆動時間が短くなるという課題を有している。
【００１０】
また、特許文献２においては、光源を順次発光させ、さらに光源の境界部分の輝度の低下を無くす様に、隣接する照明領域の境界部分をオーバラップさせているが、この場合、光源を発光させるタイミングによっては隣接する領域からの照明により、階調が正確に表現されない場合が生じるという課題を有している。
【００１１】
さらに、特許文献３においては、白色フィールドを付加することで、カラーブレーキングは抑制できるが、１サブフレームに与えられる時間は短くなるため、液晶の応答速度の観点からさらに困難になるという課題を有している。
【００１２】
本発明は、主に上記従来の課題を解決するものであり、フィールドシーケンシャル方式において、応答速度の長い液晶においても正確な階調を表現し、さらに液晶の応答速度が速くカラーブレーキングが抑制された、光利用効率の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶表示パネルと、前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、複数色の光を順次出射するバックライトを備え、１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割され、前記各フィールドにおいて、所望の画像データを前記液晶表示装置に入力し、該当する色の光を前記バックライトから前記液晶表示パネルに対して照明することで画像を形成する、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えた。
【００１４】
さらに、前記該当する色の光を点灯、消灯させるタイミングを調整可能にしても構わない。
【００１５】
さらに、前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、周囲照度により発光する幅とタイミングを変更することで調整しても構わない。
【００１６】
さらに、前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、前記液晶表示パネルの温度により、発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしても構わない。
【００１７】
さらに、前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルの前記各画素に入力される画像データは、前記各画素の直下にあるブロックに隣接するブロックからの距離に応じて補正しても構わない。
【００１８】
さらに、前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルに入力される画像データの内少なくとも一つの画素において、前記フィールドの１つ後のフィールドの画像データに応じて補正しても構わない。
【００１９】
さらに、前記各サブフレームを構成する各フィールドに対して与えられる画像データは、同じ色のフィールドに対してサブフレーム間で異なるようにしても構わない。
【００２０】
さらに、前記各サブフレームを構成する各フィールドに与えられる、少なくとも一つの色に該当する画像データに関し、ある画素における偶数サブフレームの画像データと奇数フレームの画像データの大小関係を、隣接する画素で逆転させても構わない。
【００２１】
さらに、前記液晶表示パネルを固定する保持体に対して、前記複数色の光を出射する光源の放熱部を接続しても構わない。
【００２２】
さらに、前記液晶表示パネルに液晶の駆動に寄与しないヒータを配設しても構わない。
【００２３】
さらに、前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記透明電極が前記各色の光を２０％以上吸収させても構わない。
【００２４】
さらに、前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記バックライトから出射される前記複数色の光は、赤外光もしくは紫外光を含んでも構わない。
【００２５】
さらに、前記複数色の光の内少なくとも一つの光を出射する光源は、赤外光もしくは紫外光を波長変換することで得られた光とし、波長変換されずに残った光が前記バックライトから出射するようにしても構わない。
【００２６】
さらに、前記液晶表示パネルは内部に液晶層を有し、前記液晶層内には前記液晶層の厚みを均一にするスペーサを有し、前記スペーサは前記各色の光を２０％以上吸収するようにしても構わない。
【００２７】
さらに、前記バックライトから出射される光は、フィールドのタイミングに依らず常に出射させても構わない。
【００２８】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するレーザ光源を含んでも構わない。
【００２９】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を含んでも構わない。
【００３０】
さらに、前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）を含んでも構わない。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の液晶表示装置により、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせずに次のフィールドを駆動するため、液晶の配向に掛けることの出来る時間を長く確保することができ、各フィールド終端部近傍での液晶の透過率を所望の値に近づけることが出来る。これに伴い、各光源の点灯タイミングも各フィールドの終端部近傍で点灯させることにより、所望の透過率に近い状態で光源を点灯することが可能になるため、光の利用効率が高く、所望の輝度を表示するための消費電力を低くすることが出来るという効果を有する。
【００３２】
また、各フィールドにおける画像データを、直後のフィールドにおける画像データを用いて補正しておくことで、各画素から透過する光量を所望の光量になる様に出来ため、スクロール照明においても、隣接する照明ブロックの発光タイミングの相違による階調を補正し、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。
【００３３】
また、同じ色の各サブフィールドの値を異なる値に分解し、中間階調を取らなくすることで、高速に駆動することが可能になるため、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。また、こうすることで、サブフレーム間で同じ色の階調が異なるため、視認上カラーブレーキングを抑制する効果も有する。また、隣接する画素において、高階調のサブフレームと低階調のサブフレームの順序を入れ替えることで、隣接する画素において同じ色の階調が異なるため、視認上さらにカラーブレーキングを抑制する効果も有する。
【００３４】
また、レーザ光源やＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）を用いることで、液晶表示パネル上のある一点を照明している時間が非常に短くなるため、液晶の応答速度を緩和することができるため、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る、さらにカラーブレーキングを視認しにくくする効果も有する。
【００３５】
また、種々方法により液晶表示パネルを加温することで、液晶の応答を高速化することが出来るため、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施の形態１にかかる液晶表示装置１０の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置１０の平面図、（ｂ）液晶表示装置１０の１０Ａ−1０Ａ断面での断面図
【図２】実施の形態１にかかる液晶表示パネルの回路構成図
【図３】実施の形態１にかかる液晶表示パネル１１の走査タイミングと光源点灯タイミングの説明図で、（ａ）一画面の走査が完了してから光源を点灯させる場合の図、（ｂ）スクロール照明の場合の図
【図４】実施の形態１にかかる液晶応答波形と光源点灯タイミングの説明図で、（ａ）各フィールドの終端でゼロにする場合の図、（ｂ）各フィールドの終端でゼロにせず連続的に駆動する場合の図
【図５】実施の形態１にかかる一般的なスクロール照明の説明図で、（ａ）液晶表示装置の断面図、（ｂ）液晶の駆動タイミングと光源点灯タイミングを示す図
【図６】実施の形態１にかかる、隣接照明ブロックとの光源点灯タイミングの説明図
【図７】実施の形態１にかかる、同一画像フレーム内の異なるサブフレームにおいて、与える階調の差異に関する説明図
【図８】実施の形態１にかかる、別の液晶表示装置２１の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置２１の平面図、（ｂ）液晶表示装置２１の矢印２１Ａ方向から見た側面図
【図９】実施の形態１の液晶表示装置を三次元表示に応用した場合の図で、（ａ）概略構成図、（ｂ）右目画像と左目画像の表示タイミングの説明図
【図１０】実施の形態１にかかる液晶表示装置２１の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置２１の平面図、（ｂ）液晶表示装置２１の矢印２１Ａの方向から見た側面図
【図１１】実施の形態２にかかる液晶表示装置３０の概略構成図で、（ａ）液晶表示装置３１の実施の形態１の図１（ｂ）に対応する断面図、（ｂ）液晶表示パネル１１に金属配線３４を施したことを説明する断面図
【図１２】実施の形態２にかかる、液晶表示パネル１１を図１０（ａ）の矢印３０Ａの方向から見た拡大図
【図１３】実施の形態２にかかる、液晶表示パネル１１の図１１の３０Ｂ―３０Ｂ断面での断面図
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面は、理解しやすくするために模式的に示している。
【００３８】
（実施の形態１）
図１はフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置１０の概略構成図である。図１（ａ）は液晶表示装置１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の液晶表示装置の１０Ａ−１０Ａ断面における断面図である。液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１と、液晶表示パネル１１の視認側とは逆側に複数個配列された光源１２、反射部１３、制御部１４からなり、光源１２は赤色光源１２ｒ、緑色光源１２ｇ、青色光源１２ｂからなり、反射部１３と共に液晶表示パネル１１に対してバックライトとして機能する。光源１２はＬＥＤを用いることができる。また、図２は液晶表示パネルの回路構成図である。
【００３９】
まず、図１と図２を用いて、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関して説明する。光源１２を構成する赤色光源１２ｒ、緑色光源１２ｇ、青色光源１２ｂは、液晶表示パネル１１と反射部１３との間に、例えば図１（ａ）の様に混色により均一白色になる様に交互に配置する。各光源１２は制御部１４に接続されており、点灯、消灯タイミング、光量を制御される。各光源１２から出射して液晶表示パネル１１とは逆向きに出射した光も、反射部１３で反射されて無駄なく均一に液晶表示パネル１１を照射するように配置されている。液晶表示パネル１１も制御部１４に接続されており、液晶表示パネル１１を構成する各画素の液晶を駆動することにより透過率を制御する。
【００４０】
また、図２に示す様に、液晶表示パネル１１内では、信号線（ＤＬ１、ＤＬ２、・・・、ＤＬｍ）と走査線（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｎ）を、各ＴＦＴのドレイン電極、ゲート電極に接続することでサブピクセルを形成する。さらにソース電極は透明電極に接続され、共通電極Ｖｃｏｍとの間で容量Ｃｌcの液晶に対して電圧を印加する。信号線はソースドライバ１５に、走査線はゲートドライバ１６に接続されており、所望の走査線にＯＮ信号が印加されたタイミングに同期して、各信号線に接続されているサブピクセルの液晶が所望の透過率になる様に、個々の信号線の電圧が液晶の両端に印加される。一般には走査線は上から順（ＧＬ１、ＧＬ２、・・・、ＧＬｎ、の順）に順次ＯＮ信号を印加し、それに同期して信号線に所望の電圧を印加するため、液晶表示パネル１１の上から下にむけて表示する画像が更新されることになる。
【００４１】
図３は、液晶表示パネルの走査タイミングと光源点灯タイミングの説明図である。図３（ａ）に示す様に、液晶表示パネル１１の上から下まで個々の液晶に信号を印加し、液晶が配向されるのを所定の時間待ってから該当する色の光源を全面同時に点灯させることで、その色の画像を表示することができる。この場合、１フィールドに要する時間Ｔｆ内で、液晶表示パネル１１を上から下まで走査してデータを各画素に画像データをセットし（Ｔｓ）、液晶を配向させ（Ｔｄ）、光源を点灯させる（Ｔｌ）必要があることになる。これに対して、図３（ｂ）に示す様に、上から下まで液晶に信号を印加し終えるのを待たずに、所望の走査線がＯＮされて所定の時間待った後に、その領域を該当する色の光で同期して照明する方式（スクロール照明）がある。こうすることにより、液晶表示パネル１１の各画素を上から下まで走査する時間Ｔｓによる待ち時間の発生が基本的になくなるため、１フィールドあたりの時間Ｔｆを、液晶の配向（Ｔｄ）と光源の点灯（Ｔｌ）のみに割くことができ、光源の点灯時間（Ｔｌ）が同じであるとすると、液晶の配向に要する時間（Ｔｄ）はより長くても良いことになる。すなわち、スクロール照明を行うことにより、液晶に求められる応答速度は緩和されることになることが分かる。
【００４２】
一方、１秒あたり６０フレームの画像において１フレームを２つのサブフレームに分割する場合、１サブフレームあたりの秒数Ｔｓｆは８．３ミリ秒となり、赤色、緑色、青色等３色でフィールドシーケンシャル表示する場合１フィールドあたりの時間Ｔｆは２．８ミリ秒となる。しかし、液晶の応答速度はＶＡモードやＩＰＳモードでは速くても４ミリ秒程度が限界であり、上記の様に、例えばカラーブレーキングを緩和するために２つのサブフレームに分割して、赤、緑、青の３フィールドで駆動する場合、図４（ａ）に示す様に、１フィールドあたりの時間Ｔｆよりも液晶の応答速度の方が長くなるため、液晶が所望の透過率まで到達せずにオフされることになり、光源を液晶が所望の透過率に到達する前に点灯、消灯することになる。また、液晶の透過率が最高に達する前に液晶をＯＦＦすることになるため透過率が低く、光の利用効率が低下するため、所望の輝度を表示するための消費電力も高くなってしまう。ここで図４はある位置の画素における液晶の応答波形と光源の点灯タイミングの関係を表す図であり、液晶の応答波形は、透過率の時間変化に該当する。
【００４３】
これに対し、本実施の形態で示す液晶表示装置１０においては、図４（ｂ）に示す様に、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせず、次のフィールドの値に向けて液晶を駆動している。こうすることで、液晶の配向に掛けることの出来る時間を長く確保することができ、各フィールド終端部近傍での液晶の透過率を所望の値に近づけることが出来る。これに伴い、各光源の点灯タイミングも各フィールドの終端部近傍で点灯させており、こうすることで連続的に液晶を駆動しても所望の透過率に近い状態で光源を点灯することが可能になるため、光の利用効率が高く、所望の輝度を表示するための消費電力を低くすることが出来るという効果を有する。
【００４４】
またこの時、各フィールドでの光源をＯＮするタイミングに関して図４（ｂ）を用いて説明する。本実施の形態で示す液晶表示装置１０においては、各フィールドの終端において液晶をゼロにリセットせず、次のフィールドの値に向けて液晶を連続的に駆動している。よって光源は各フィールド内の所定のタイミングＴｏｎにおいて点灯させ、各フィールドの終端まで点灯させることになる。ここにおいて、Ｔｏｎを短くして各光源を長く点灯させると、点灯時間が長いために明るい画像を表示することが可能になる。一方で、Ｔｏｎを長くして各光源の点灯時間を相対的に短くすると、所望の透過率の時のみ光源を点灯することになるため、色再現範囲が広い高画質画像を提供することが可能になる。例えば、周囲が明るい環境下（例えば日中や高照度の照明下）では高輝度画像が望まれるため、Ｔｏｎを短くして輝度を高くすることで、視認性に優れた画像を提供することが出来る。一方で、周囲が暗い環境下（例えば夜間や低照度の照明下）で例えば映画等を視聴する際は、Ｔｏｎを長くすることで輝度を抑えて高画質な画像を提供することが出来る。これらの切り替えは、例えばテレビに内蔵されている時計で切り替えることが考えられる。即ち、日中の時間帯（例えば９時から１５時等）はＴｏｎを短くすることで、高輝度の画像を提供し、１５時を過ぎると徐々にＴｏｎを所定の値に近づけてゆくことで、視聴上違和感無く切り替えることが可能になる。また、ユーザが選択できる画像モード等で切り替えても構わない。例えばシネマモードであれば、Ｔｏｎを長くして輝度を抑えつつ色再現範囲の広い高画質な画像を提供し、バラエティやニュース等を視聴するモート゛では、Ｔｏｎを短くして高輝度な画像を提供することが出来る。他にも、例えばテレビに明るさセンサーを付けておき、測定された周囲の明るさに応じて、Ｔｏｎを調整しても構わない。その他、例えばテレビに周囲温度を測定するための温度計を付けておき、測定された温度によって、点灯タイミングＴｏｎを切り替えても構わない。一般に、低温下では液晶の駆動速度が遅くなるが、Ｔｏｎを長くすることで、色再現範囲を維持した画像を提供することが可能になる。温度が高くなると、徐々にＴｏｎを短くすることで、色再現範囲を維持したまま高輝度な画像を提供することが可能になる。もちろん測定された温度に応じて点灯する光源の光量を調整することで、温度に関わらず色再現範囲が高く高輝度な画像を提供することが可能である。もちろん、日付等の情報やユーザーによる設定等、上記例以外の手段にてＴｏｎや光源の光量を調整、切り替えても構わない。
【００４５】
次に図５を用いて、一般的なスクロール照明の方法に関して説明する。図５（ａ）は図１（ｂ）と同じく液晶表示装置１０の１０Ａ―１０Ａ断面における断面図であり、照明タイミング別に４つの照明ブロック２０ａ〜２０ｄに分割してあり、各照明ブロックは赤色光源１２ｒ、青色光源１２ｂ、緑色光源１２ｇを含んでいる。図５（ｂ）の縦軸は液晶表示パネル１１の垂直方向の画素位置を示しており、この図は液晶パネルの各画素の液晶を垂直方向に走査してＯＮするタイミングと光源を点灯させるタイミングを示している。そして液晶表示パネル１１上の各照明ブロックに該当する位置の最下行をＯＮしてＴｏｎ秒後に該当する照明ブロックの光源１２を点灯し、液晶表示パネル１１上の各照明ブロックに該当する位置の、次のフィールドの最上行がＯＮされる直前に該当する照明ブロックの光源１２を消灯する。これを赤色フィールド、緑色フィールド、青色フィールドと３色繰り返すことで１サブフレームを成し、これをさらに所定回数行うことで１フレームを成す。
【００４６】
このスクロール照明において、例えば液晶表示パネル１１上の照明ブロック２０ａ内に存在する所定の行Ｌ１内のある画素において、液晶の応答波形と照明ブロック２０ａの点灯タイミングと照明ブロック２０ｂの点灯タイミングを図６に示す。この図からわかる様に、赤色画像用のデータがセットされている時間Ｔｆの間で、照明ブロック２０ａの赤色光源が時刻ｔ１〜ｔ２で点灯されている以外に、照明ブロック２０ｂの赤色光源も時刻ｔ３〜ｔ４で点灯されていることが分かる。照明ブロック２０ａ、２０ｂは光源としては分割しているが、液晶表示パネル１１は照明ブロック２０ａの直上であっても、照明ブロック２０ｂからの光の一部が到達する。特に照明ブロック２０ａと２０ｂの境界近傍の領域は、両側の照明ブロックからの光を受けることになる。よって、この画素を透過する赤色光量は、照明ブロック２０ａから出射される赤色光の内、本画素に到達する光量に各時刻の液晶の透過率（即ち液晶応答波形）を掛けて時刻ｔ１〜ｔ２まで積分した光量と、照明ブロック２０ｂから出射される赤色光の内、本画素に到達する光量に各時刻の透過率を掛けて時刻ｔ３〜ｔ４まで積分した光量の和になる。この光量の和が所望の光量になる様にするためには、隣接する照明ブロック２０ｂから本画素までの距離から、本画素に到達する隣接する照明ブロック２０ｂからの光量を割り出し、本画素から透過する光量が所望の光量になる様に、事前に本画素の画像データを補正しておくことで、達成することが出来る。また、図６の様に、隣接する照明ブロック２０ｂからの赤色光が、行Ｌ１において次のフィールド（図６においては緑色フィールド）にずれ込む場合、時刻ｔ４の液晶応答波形は次のフィールドである緑色フィールドにおける画像データに依存する。よって、赤色フィールドにおける画像データを、直後のフィールドである緑色フィールドにおける画像データを用いて、本画素に到達する隣接する照明ブロック２０ｂからの光量を割り出し、本画素から透過する光量が所望の光量になる様に、事前に本画素の画像データを補正しておくことで、本画素から透過する赤色光の光量を所望の光量になる様に補正することが出来る。この様にすることで、スクロール照明においても、隣接する照明ブロックの発光タイミングの相違による階調を補正し、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。
【００４７】
次に、画像１フレームを複数のサブフレームに分割した場合の色割れ対策に関して、例えば画像１フレームを２つのサブフレームに分割する場合について、図７を用いて説明する。図７において、画像ひとフレームをＦＰ、２つに分割したサブフレームの内前側サブフレームをＳＦ１、後側サブフレームをＳＦ２とする。さらに各サブフレームを構成するフィールドを赤、緑、青の順とし、ＳＦ１の赤色フィールドをＦＲ１、同緑色フィールド、青色フィールドをＦｇ１、Ｆｂ２とし、ＳＦ２の赤色、緑色、青色各フィールドをＦｒ２、Ｆｇ２、Ｆｂ２とする。通常、複数のサブフレームに分割する場合、その画像データは各サブフレームに等しく与える。例えば、ある画像１フレームの８ビットで赤、緑、青にそれぞれ２５６、１３０、２０の画像データが与えられた場合、図７（ａ）の様にＦｒ１、Ｆｒ２に２５６、Ｆｇ１、Ｆｇ２に１３０、Ｆｂ１、Ｆｂ２に２０の画像データがあたえられ、それに応じた電圧が液晶に印加され液晶が駆動される。しかしながら、一般に液晶は中間階調（例えば８ビットでは１２８近傍）において応答速度が遅くなることが分かっている。よって図７（ａ）においては、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２の応答速度が遅くなり、入力された画像に忠実な画像を再現できないことになる。それに対して、図７（ｂ）の様に、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２において、本来与えられる１３０という値に対し、Ｆｇ１において２５６を、Ｆｇ２において４（＝１３０×２−２５６）を与える。１フレーム内の所定の色に関し、各サブフレーム内での値の和が同じであれば、人間の目には同じ明るさとして認識されるため、このように、Ｆｇ１とＦｇ２の合計が２６０になれば、任意の値に分解しても問題ない。よって、上述の様にＦｇ１を２５６に、Ｆｇ２を４に分解した場合、合計２６０（＝１３０×２）を維持しつつ、緑のフィールドであるＦｇ１、Ｆｇ２において中間階調ではなく設定することができるため、高速に駆動することが可能になる。また、こうすることで、サブフレーム間で同じ色の階調が異なるため、視認上カラーブレーキングを抑制する効果も有する。尚、上では、画像データが１３０の場合に関して説明したが、もちろんそれ以外の値でも構わない。ただし、赤色フィールドや青色フィールドの様に元々の画像データが２５６や２０といった８ビットにおける上限もしくは下限に近いデータであれば、上述の様にサブフィールド間で異なる値に分割する必要はなく、８ビットにおいて特に８５〜１７０といった中間階調に対して効果を有する。また、図７（ｂ）においては、前側のサブフレームＳＦ１の緑色フィールドＦｇ１に２５６を配置したが、もちろん図７（ｃ）の様に後側のサブフレームＳＦ２の緑色フィールドＦｇ２に２５６を配置しても構わない。また、上記はある画素においての振る舞いに関して説明したが、例えば所定の画素に図７（ｂ）の様に前側サブフレームＳＦ１に２５６に近い高階調を配置し、後側サブフレームＳＦ２に０に近い低階調を配置し、さらに上記所定の画素に隣接する画素において、図７（ｃ）の様に前側サブフレームＳＦ１に０に近い低階調を配置し、後側サブフレームＳＦ２に２５６に近い高階調を配置しても構わない。こうすることで、隣接する画素において同じ色の階調が異なるため、視認上さらにカラーブレーキングを抑制する効果も有する。
【００４８】
また、液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１をパネル背面に光源を配置して直接液晶パネル１１を照明する形態（直下型）を用いたが、図８に示す様に、液晶表示パネル１１の背面に導光板２２ａ〜２２ｄを配置し、光源１２を各導光板の側面に配置する形態をとることが出来る。図８（ａ）は本液晶表示装置２１の正面図で、図８（ｂ）は図８（ａ）の矢印２１Ａ方向から見た側面図である。
【００４９】
本液晶表示装置２１は図５（ａ）と同様に、照明領域が２０ａ〜２０ｄの照明ブロックに分割されており、各ブロックに各導光板２２ａ〜２２ｄが割り当てられており、さらに各導光板の左右に赤光源１２ｒ、緑光源１２ｇ、青光源１２ｂが配置されている。各光源１２ｒ、１２ｇ、１２ｂはＬＥＤを用いることが出来る。図８（ｂ）に示す様に、各光源は各導光板の側面近傍に配列されているため、例えば照明ブロック２０ａにおいて、各光源から出射した光は直接導光板２２ａに入射することになる。また、各光源は図８（ｂ）の通り周囲を側面反射体２４に覆われており、直接導光板２２ａに入射しなかった光も側面反射体２４で反射することで、導光板２２ａに入射する。各導光板２２ａ〜２２ｄは、例えば内部に微小な拡散粒子を有しており、各導光板に入射した光は導光板内の微小な拡散粒子により散乱され、導光板から出射して液晶表示パネル１１を照明することで画像形成に寄与する。各導光板から液晶表示パネル１１とは逆向きに出射した光は、底面反射体２３で反射して、再度導光板内で散乱されながら、最終的には液晶表示パネル１１の照明に寄与する。また、導光板内部の拡散粒子の密度を例えば中央部の密度を上げる等、場所によって調整することで、導光板の左右方向の輝度を均一にすることが出来る。この様にすることで、図５（ａ）に示した液晶表示装置１０と同様に、各照明ブロックの左右に配置した光源が、液晶表示パネル１１の各照明ブロック直上の領域を照明することになる。
【００５０】
本液晶表示装置２１においても、図５（ａ）の液晶表示パネル１０と同様に、図５（ｂ）に示すタイミングで、各照明ブロックの両端に配置された光源を時分割で点灯させることで、フィールドシーケンシャル方式で画像を形成することが出来る。
【００５１】
また、本液晶表示装置２１において、例えば図７の（ａ）に示す様に、１フレームを２つのサブフレームに分割した場合、例えばＳＦ１の照明は、各導光板の左側に配置された光源を点灯させて、ＳＦ２の照明は各導光板右側に配置された光源を点灯させても構わない。もちろんＳＦ１において右側の光源、ＳＦ２において左側の光源を点灯させても構わない。さらに、ＳＦ１において、照明ブロック２０ａは左側の光源を、照明ブロック２０ｂは右側の光源を、照明ブロック２０ｃは左側の光源を、照明ブロック２０ｄは右側の光源を点灯させ、さらにＳＦ２において、照明ブロック２０ａは右側の光源を、照明ブロック２０ｂは左側の光源を、照明ブロック２０ｃは右側の光源を、照明ブロック２０ｄは左側の光源を点灯させるという様に、照明ブロック毎に交互に点灯させても構わない。こうすることで、さらにカラーブレーキングを抑制する効果を有する。
【００５２】
次に本液晶表示装置１０を三次元表示可能な液晶表示装置とする場合に関して、図９を用いて説明する。三次元表示装置は、原理的には視聴する人の目に対して、視差を設けて撮影された右目画像と左目画像を表示し、右目画像を右目のみに見せ、左目画像を左目のみに見せる必要がある。一例としては、図９（ａ）に示す様に、右目、左目それぞれにシャッターを設け、制御装置に接続されたシャッター眼鏡を用意し、さらに制御装置を液晶表示装置１０に接続する。液晶表示装置１０が右目画像を表示するタイミングで、シャッター眼鏡の左目シャッターを閉じ、さらに液晶表示装置１０が左目画像を表示するタイミングで、シャッター眼鏡の右目シャッターを閉じることで、表示された画像を人は三次元画像として認識する。この時、図９（ｂ）に示す様に、画像ひとフレームを二つのサブフレームＳＦ１、ＳＦ２に分割した場合、例えばＳＦ１に右目画像を、ＳＦ２に左目画像を表示することで、三次元表示が可能になる。本実施の形態の液晶表示装置１０の様に、液晶を各フィールドの終端においてゼロにすることなく駆動することで高速な応答をさせることが可能になり、図９に示すような三次元表示にも使用することが出来る。
【００５３】
最後に図１０において、光源としてレーザを用いた場合の一例として液晶表示装置３０の構成図を示す。液晶表示装置３０は、赤色レーザ光３４ｒを出射する赤色レーザ光源３２ｒ、緑色レーザ光３４ｇを出射する緑色レーザ光源３２ｇ、青色レーザ光３４ｂを出射する青色レーザ光源３２ｂ、コリメータレンズ３３、回転多面鏡３５、フレネルレンズ３６、３７、導光板３８からなる。図１０（ａ）は液晶表示装置３０の上面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）を矢印３０Ａの方向から見た側面図である。赤色レーザ光源３２ｒから出射された赤色レーザ光３４ｒは、光軸上のコリメータレンズ３３で略平行光に変換された後、回転多面鏡３５に入射する。回転多面鏡３５は矢印の方向に回転するため、赤色レーザ光３４ｒは回転多面鏡３５で反射されながら図中矢印３０Ｂの方向に偏向走査される。フレネルレンズ３６は導光板３８の幅方向（図１０（ａ）の上下方向）に曲率を持ち、フレネルレンズ３７は導光板３８の厚み方向（図１０（ｂ）の上下方向）に曲率を持っており、フレネルレンズ３６に入射した赤色レーザ光３４ｒは、フレネルレンズ３６を透過後に光線の進行方向が略水平になる様に変換され、さらにフレネルレンズ３７により導光板３８の厚み方向に広げられながら、導光板３８の入射面３８ａから導光板３８に入射する。導光板３８はアクリル等の光学樹脂で成型されており、導光板３８内で全反射を繰り返しながら伝播する。また、導光板の底面３８ｂは図１０（ｂ）に示す様に、導光板３８の主面３８ｃに平行な平面を、三角プリズムで周期的に接続した形状をしており、三角プリズムに入射した赤色レーザ光３４ｒは三角プリズムでロス無く全反射して、導光板主面３８ｃより液晶表示パネル１１に向けて均一に出射する。また、赤色レーザ光３４ｒは、導光板３８内を図１０（ａ）の上側から下側に向けて走査され、導光板３８に入射した赤色レーザ光３４ｒは導光板３８内部では幅方向（図１０（ａ）で上下方向）には拡散しないため、導光板３８内を図１０（ａ）において上から下に線状に走査することになるため、液晶表示パネル１１も赤色レーザ光３４ｒにより図１０（ａ）の上から下に線状に走査されることになる。液晶表示パネル１１内での画像データの走査タイミングに同期して、赤色レーザ光３４ｒが液晶表示パネル１１を照明することにより、本液晶表示装置３０は、例えば図５（ａ）において、非常に多数の照明ブロックが存在し、かつ各照明ブロックからの光が略垂直に液晶表示パネルを照明している様にみなすことができる。よって、他の照明ブロックからの照明の影響を受けにくく、元画像に忠実な高画質な画像を提供することが出来る。また、液晶表示パネル上のある一点を照明している時間が非常に短くなるため、カラーブレーキングを視認しにくくする効果も有し、さらに液晶の配向に掛ける時間を長くすることができるため、所望の階調に忠実な高画質な画像を提供することが可能になる。次に、赤色レーザ光３４ｒが検出器３９に入射すると、赤色レーザ光３４ｒの走査が終了したことになり、順次緑色レーザ光３４ｇ、青色レーザ光３４ｂが出射され、赤色レーザ光３４と同じ様にコリメータレンズ３３で略平行光に変換された後、回転多面鏡３５で偏向走査され、導光板３８で立ち上げられて液晶表示パネル１１を照明する。赤色レーザ光３４ｒ、緑色レーザ光３４ｇ、青色レーザ光３４ｂは回転多面鏡３５に対して入射角度がそれぞれ異なるが、入射位置を違わせることで、導光板３８の入射面３８ａの同じ領域を走査させることが出来る。この様にして、レーザ光源を用いても、フィールドシーケンシャル方式の照明を行うことが出来る。
【００５４】
尚、本液晶表示装置３０においては、回転多面鏡３５を用いて走査したが、もちろんこれに限定するものではなく、他の走査手段でも構わない。また本液晶表示装置３０の光学系もあくまで一例であり、液晶表示パネル１１を均一に走査照明できるのであれば、本液晶表示装置３０の光学系に限定するものではなく、どのような形態でも構わない。
【００５５】
また、本液晶表示装置３０においては、光源にレーザ光源を用いたが、同様な性能を有する光源であればこれに限定するものではなく、例えばＳＬＤ（スーパールミネッセントダイオード）等を用いても構わない。ＳＬＤを用いることで、さらにスペックルが視認されにくい、高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【００５６】
（実施の形態２）
本実施の形態２の液晶表示装置４０に関して、図１１（ａ）を用いて説明する。本実施の形態２の液晶表示装置４０は、実施の形態１の液晶表示装置１０と類似であるが、放熱に関して異なる。図１１（ａ）は実施の形態１の図１（ｂ）に対応する断面図である。図１１（ａ）に示す様に、液晶表示装置４０は、各光源１２が熱伝導体４１に接続されており、さらに各熱伝導体４１が液晶パネル１１を保持するパネル保持体４２に接続されている。こうすることにより、各光源１２から発した熱は、熱伝導体４１を経由してパネル保持体４２に伝わり、最終的に液晶表示パネル１１につながる。一般に、液晶の応答速度は、温度が高くなるほど高速になることが知られている。よって、液晶を加熱することにより応答速度が高速になり、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。本実施の形態の液晶表示装置４０においては、光源１２で発生した熱を用いることで、本来熱損失としてロスになるエネルギーをロス無く用いている。もちろん、図１１（ａ）に示す様に、各光源１２だけでなく、熱損失の発生する制御部１４や電源４３もパネル保持体４２に接触させて、各光源１２から発生した熱と同様に、制御部１４や電源４３で発生した熱も液晶表示パネルに伝えても構わない。そうすることで、液晶表示パネル１１をさらに加温することができ、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。
【００５７】
また、光源１２が例えばＬＥＤであった場合、発光した光量の倍程度が熱エネルギーとして発生することが知られており、仮に液晶表示装置４０の画面サイズ（対角線長さ）が３７インチで、定格電力が１２０Ｗで、仮に定格電力の半分に相当する６０Ｗが熱損失として発生している場合、液晶表示パネル１１が厚み１．２ｍｍであれば、３分程度で１０℃上昇することになる。よって、液晶表示装置４０が内部に温度計を備えておき、電源をＯＮしたときの温度が所定の温度より低ければ、各光源１２を各フィールドにおいて出来るだけ長く明るく点灯させることで、早期に液晶表示パネル１１を加温することができ、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。もちろん、各光源１２の廃熱を用いる以外にも、図１１（ｂ）に示す様に、液晶表示パネル１１に制御装置１４から直接金属配線４４を這い回して、必要に応じて金属配線４４に電流を流して金属配線４４を発熱させることで、液晶表示パネル１１を加温しても構わない。この場合金属配線４４は、各信号線ＤＬｍや走査線ＧＬｎの近傍等、各液晶画素の開口以外の場所を這い回すことで、透過する光を遮ることなく加温することが可能である。ここで、金属配線４４は、ヒータとして機能すれば、その素材は金属に限定せず、さらに形状も線状か否かは問わない。
【００５８】
次に、液晶を加温する他の方法に関して、図１２を用いて説明する。図１２は液晶表示パネル１１を図１１（ａ）の矢印４０Ａの方向から見た拡大図であり、走査線（ＧＬｎ−２〜ＧＬｎ）と信号線（ＤＬｍ−２〜ＤＬｍ）で囲まれた領域が個々の画素に該当する。画素４５においては、走査線ＧＬｎ−２と信号線ＤＬｍ−２の交点近傍にＴＦＴを配置し、ＴＦＴのゲート電極に走査線ＧＬｎ−２が、ドレイン電極に信号線ＤＬｍ−２が接続されている。さらにＴＦＴのソース電極には、図１２に示す様に透明電極４６が接続されており、信号印加時には図示しない共通電極との間で電位差を生じさせ、液晶に電圧を印加して液晶を駆動する。この透明電極は通常はワイドギャップ半導体膜が使われ、例えば酸化インジウムに５〜１０％の酸化スズを添加したＩＴＯ膜をスパッタ等の方法で製作されることが多い。ここで液晶を加温するためには、透明電極において各光源１２から出射された光が吸収されると良い。一般に、ＩＴＯ等のワイドギャップ半導体は、電磁波の吸収端を４００ｎｍ近傍の紫外線領域に有するため、約４００ｎｍ以下に該当する紫外線はほとんどが吸収される。よって、光源１２のひとつとして、紫外線を発光する光源を含み、この紫外線を発光する光源から出射された紫外線を透明電極が吸収することにより、透明電極が発熱し液晶を加温することが出来る。例えば、液晶表示装置３０内に温度計を設けておき、測定された温度が低い時は、内蔵されている紫外線光源を駆動し、出射した紫外線を透明電極に吸収させることで、液晶を加温し、液晶の応答速度を加速することが出来る。この様にすることで、フィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を構成することが可能になる。尚、本紫外線光源は、画像形成に寄与しないため、各フィールドの周期には関係せず、常時点灯させても構わない。
【００５９】
また、光源１２のひとつとして、紫外線で蛍光体を励起して赤、青、緑色等の可視光をそれぞれ発光させたようなＬＥＤ光源を用いても構わない。例えば、紫外線で励起して緑色を発光するＬＥＤを用いた場合、励起に用いた紫外線の内、蛍光体に吸収されて緑色に変換された紫外線の残りは、蛍光体を透過して液晶表示パネル１１を照射することになる。よって透明電極３６は残りの紫外線を吸収することで発熱し、液晶を加温することに加担する。こうすることで、紫外線光源を専用に設けることなく液晶表示装置４０を構成することが出来るため、上に述べた様なフィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置を安価に構成することが可能になる。また、一般に波長４００ｎｍ近傍のＬＥＤの変換効率は、外部量子効率で５０％を越えているものもあるが、緑色のＬＥＤの外部量子効率は２０％以下と低い。よって、緑色光を外部量子効率の高い紫外線ＬＥＤから得ることは、変換効率的にも有利であるというメリットを有する。
【００６０】
また、例えば光源１２のひとつに緑色光源として赤外レーザ光を波長変換することで得られる緑色レーザ光源を用いた場合、波長変換されずに残った赤外レーザ光を吸収させることでも、液晶を加温することが出来る。例えば、赤外レーザ光を発する赤外レーザ光源として、ＹＡＧレーザの１０６４ｎｍのレーザ光源を用い、出射された赤外レーザ光源を基本波としてＬｉＮｂＯ３等の波長変換素子に入射させることで、倍波に相当する５３２ｎｍの緑色レーザ光を得ることができる。一方で波長変換されずに残った１０６４ｎｍの基本波を透明電極４６に吸収させる。ＩＴＯ等の透明電極は、吸収端は４００ｎｍ程度に存在するが、酸素欠陥やチタンやクロム、鉄等の着色性の遷移金属イオンを導入することで、可視域や赤外域でも吸収帯を生成することが可能になる。透明電極４６に例えば鉄イオンを導入することで、赤外域においても光を吸収させることが出来るため、波長変換されずに残った１０６４ｎｍの基本波を、画像形成に寄与する他の可視域の光と同様に出射させることで、透明電極４６に１０６４ｎｍの基本波を吸収させることができるため、光源を専用に設けることなく液晶を加温することができる。よってフィールドシーケンシャル方式の様に液晶の応答速度に数ミリ秒程度の高速な応答が要求される液晶表示装置においても、明るく、入力された画像データに忠実な高画質な液晶表示装置を安価に構成することが可能になる。
【００６１】
尚、ここでは１０６４ｎｍのＹＡＧレーザ光を波長変換した時の例を示したが、本実施の形態はこれに限定するものではなく、赤外の光を波長変換して画像形成に寄与する光源であれば同様に用いることが出来る。また、画像形成に寄与する可視域の光源とは別に、赤外光源を加温専用に用意しても勿論構わない。
【００６２】
また、透明電極に吸収させる光を発する光源を専用に設けない液晶表示装置４０としては、他に例えば、画像形成に用いる可視域の光を、透明電極４６に吸収させることも可能である。例えば上で鉄イオンを導入することで赤外光を吸収させた場合と同様に、チタニウムイオンを導入することで、青色に着色させることが可能となる。即ち、青色の補色である黄色領域に吸収を有するため、緑色と赤色の光を吸収することになる。この様にして、画像形成に用いる光の内の一部を透明電極に吸収させることにより、透明電極に吸収させる光を発する光源を専用に設けることなく、液晶表示装置４０を構成することができ、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を安価に提供できるという効果を有する。例えば、出射された光の２０％程度を吸収させることができれば、上記で述べた画面サイズ（対角線長さ）が３７インチの液晶表示装置であれば、２０分程度で液晶パネルを１０℃程度加温することができ、望ましい。
【００６３】
さらに、図１３に示す様に他の方法においても、液晶を加温することが可能である。図１３は液晶表示パネル１１における、図１２の４０Ｂ―４０Ｂ断面での断面図である。液晶表示パネル１１は、下側ガラス板４８の上に信号線（ＤＬｍ−２〜ＤＬｍ）を配置し、上側ガラス板４９の下に共通電極４７を設け、その間に厚さ数マイクロメートルの液晶層５０を挟みこむ構造を取っている。さらに、液晶層５０の数マイクロメートルの厚みを維持する様に、スペーサ５１を液晶層内に導入している。一般に、スペーサ５１はシリカ（二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）が用いられており、通常画像形成に用いられる可視域においては透明で吸収が無い。このスペーサ５１に染料で着色された着色シリカを用いた場合、上で述べた着色された透明電極と同様に、各光源１２から出射された画像形成に寄与する可視域の光の一部を吸収させることができる。この様にすることで、スペーサ５１が光を吸収することで発熱するため、液晶を加温することができ液晶の応答速度を高速化することが可能であり、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。また、シリカは紫外域を含めて透明であるが、アクリルは可視域においては透明であるが紫外域に吸収を持つため、スペーサ５１としてシリカではなくアクリルを用いると、上述のＩＴＯ等の透明電極と同様に、光源１２のひとつに紫外線を出射する光源を用いた場合や、紫外線を蛍光体等で可視域の光に変換した場合において、スペーサ５１で紫外線を吸収させることでスペーサ５１を発熱させ、液晶を加温することができる。この様にスペーサ５１としてアクリルの様な紫外域に吸収を持つ材料を用いることでも、液晶を加温することができ液晶の応答速度を高速化することが可能であるため、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。もちろん、アクリル以外でも紫外域に吸収を持ち、可視域が透明である材料であれば、同様の効果を持つことは言うまでも無い。また、透明電極の場合と同様に、出射された光の２０％程度を吸収させることができれば、上記で述べた画面サイズ（対角線長さ）が３７インチの液晶表示装置であれば、２０分程度で液晶パネルを１０℃程度加温することができ、望ましい。
【００６４】
尚、本実施の形態２において、赤色光源、青色光源、緑色光源等から出射される光を順次駆動するが、本来光源を消灯するタイミングにおいてもわずかに点灯させることで、透明電極やスペーサでの光の吸収量を増やすことで液晶の加温を促進できるため、さらに応答速度が速く、高画質な液晶表示装置を提供することが出来る。例えば、光源として波長４５５ｎｍ、５３２ｎｍ、６３５ｎｍのレーザ光源を用いて、常時１０％ずつ光量を点灯させた場合でも、各フィールドにおいて所望の色を最大出力で発光させることで、表示可能な色範囲としてＮＴＳＣ比で８４％を満たす。こうすることで、実用上何ら問題の無い色再現範囲を確保しながら、一方で液晶表示パネルを加温して液晶の応答速度を高速化することが可能であるため、応答速度が速く高画質な液晶表示装置を提供できるという効果を有する。
【００６５】
尚、本実施の形態においては、透明電極やスペーサにおける光の吸収を例として示したが、本実施の形態はそれに限定するものではなく、同様な効果を有するものであれば他の構成でも構わない。例えば液晶自体に光を吸収させても構わないし、ガラス板等に吸収させても構わない。
【００６６】
また、前述した各実施例は、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置に関して説明したが、それ以外の方式においても、液晶を高速で駆動する場合には同様に有効である。例えば従来の液晶表示パネルの様に各画素を赤色、緑色、青色の三色のサブピクセルで構成された液晶表示パネルを用いた液晶表示装置であっても、動画応答性改善のために画像ひとフレームを複数のサブフレームに分割する２倍速以上の高速駆動の液晶表示装置においても有効である。
【００６７】
なお、前述した各実施例は考えられる一例であり、その適用範囲を限定するものではなく、本発明の真意および範囲を逸脱することなしに種々変形、組合せを行うことは、容易に理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の液晶表示装置は、簡便な構成で液晶を高速に応答させることが可能であり、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１０，２１，３０，４０，６０ 液晶表示装置
１１ 液晶表示パネル
１２ 光源
１２ｒ 赤色光源
１２ｇ 緑色光源
１２ｂ 青色光源
１３ 反射部
１４ 制御部
１５ ソースドライバ
１６ ゲートドライバ
２０ａ，ｂ，ｃ，ｄ 照明ブロック
２２ａ，ｂ，ｃ，ｄ 導光板
２３ 底面反射体
２４ 側面反射体
２５ シャッター眼鏡
２６ 制御装置
３２ｒ 赤色レーザ光源
３２ｇ 緑色レーザ光源
３２ｂ 青色レーザ光源
３３ コリメータレンズ
３４ｒ 赤色レーザ光
３４ｇ 緑色レーザ光
３４ｂ 青色レーザ光
３５ 回転多面鏡
３６，３７ フレネルレンズ
３８ 導光板
３９ 検出器
４１ 熱伝導体
４２ パネル保持体
４３ 電源
４４ 金属配線
４５ 画素
４６ 透明電極
４７ 共通電極
４８ 下側ガラス板
４９ 上側ガラス板
５０ 液晶層
５１ スペーサ
ＴＦＴ 薄膜トランジスタ
Ｃｌｃ 容量
Ｖｃｏｍ 共通電極
ＤＬ 信号線
ＧＬ 走査線
ＦＰ 画像ひとフレーム
ＳＦ１ 前側サブフレーム
ＳＦ２ 後側サブフレーム
Ｆｒ１，Ｆｒ２ 赤色フィールド
Ｆｇ１，Ｆｇ２ 緑色フィールド
Ｆｂ１，Ｆｂ２ 青色フィールド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、
複数色の光を順次出射するバックライトを備え、
１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割され、前記各フィールドにおいて、所望の画像データを前記液晶表示装置に入力し、該当する色の光を前記バックライトから前記液晶表示パネルに対して照明することで画像を形成する、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、
前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えられることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記該当する色の光の発光時間幅と発光タイミングを調整可能にしたことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、周囲照度により発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしたことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、前記液晶表示パネルの温度により、発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしたことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルの前記各画素に入力される画像データは、前記各画素の直下にあるブロックに隣接するブロックからの距離に応じて補正す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６】
前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルに入力される画像データの内少なくとも一つの画素において、前記フィールドの１つ後のフィールドの画像データに応じて補正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７】
前記各サブフレームを構成する各フィールドに対して与えられる画像データは、同じ色のフィールドに対してサブフレーム間で異な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８】
前記各サブフレームを構成する各フィールドに与えられる、少なくとも一つの色に該当する画像データに関し、ある画素における偶数サブフレームの画像データと奇数フレームの画像データの大小関係を、隣接する画素で逆転させたことを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示パネルを固定する保持体に対して、前記複数色の光を出射する光源の放熱部を接続したことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示パネルに液晶の駆動に寄与しないヒータを配設したことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記透明電極が前記各色の光を２０％以上吸収す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１２】
前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記バックライトから出射される前記複数色の光は、赤外光もしくは紫外光を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数色の光の内少なくとも一つの光を出射する光源は、赤外光もしくは紫外光を波長変換することで得られた光であり、波長変換されずに残った光が前記バックライトから出射していることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記液晶表示パネルは内部に液晶層を有し、前記液晶層内には前記液晶層の厚みを均一にするスペーサを有し、前記スペーサは前記各色の光を２０％以上吸収す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１５】
前記バックライトから出射される光は、フィールドのタイミングに依らず常に出射されていることを特徴とする、請求項１１から１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するレーザ光源を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
複数の画素を有する液晶表示パネルと、
前記液晶パネルを駆動する駆動回路と、
複数色の光を順次出射するバックライトを備え、
１フレーム期間が複数のサブフレームからなり、さらに各サブフレームは複数のフィールドに分割され、前記各フィールドにおいて、所望の画像データを前記液晶表示装置に入力し、該当する色の光を前記バックライトから前記液晶表示パネルに対して照明することで画像を形成する、フィールドシーケンシャル方式の液晶表示装置であって、
前記各フィールドにおいて液晶に印加される電圧を、前記各フィールド終端近傍にてゼロにすることなく、前記液晶表示パネルに対して連続的に与えられることを特徴とする、液晶表示装置。
【請求項２】
前記該当する色の光の発光時間幅と発光タイミングを調整可能にしたことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、周囲照度により発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしたことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記該当する色の光の点灯、消灯タイミングは、前記液晶表示パネルの温度により、発光する幅とタイミングを変更することで調整可能にしたことを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルの前記各画素に入力される画像データは、前記各画素の直下にあるブロックに隣接するブロックからの距離に応じて補正す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６】
前記バックライトは、前記複数色の光源を前記液晶表示パネルの背面に面状に複数個配列し、さらに上下方向に複数ブロックに分割して各ブロックに順次照明するバックライトであり、前記各フィールドにおける前記液晶表示パネルに入力される画像データの内少なくとも一つの画素において、前記フィールドの１つ後のフィールドの画像データに応じて補正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７】
前記各サブフレームを構成する各フィールドに対して与えられる画像データは、同じ色のフィールドに対してサブフレーム間で異な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８】
前記各サブフレームを構成する各フィールドに与えられる、少なくとも一つの色に該当する画像データに関し、ある画素における偶数サブフレームの画像データと奇数フレームの画像データの大小関係を、隣接する画素で逆転させたことを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記液晶表示パネルを固定する保持体に対して、前記複数色の光を出射する光源の放熱部を接続したことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記液晶表示パネルに液晶の駆動に寄与しないヒータを配設したことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記透明電極が前記各色の光を２０％以上吸収す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１２】
前記液晶表示パネルは、内部に液晶層と、前記液晶層に電圧を印加する透明電極を有し、前記バックライトから出射される前記複数色の光は、赤外光もしくは紫外光を含むことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
前記複数色の光の内少なくとも一つの光を出射する光源は、赤外光もしくは紫外光を波長変換することで得られた光であり、波長変換されずに残った光が前記バックライトから出射していることを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
前記液晶表示パネルは内部に液晶層を有し、前記液晶層内には前記液晶層の厚みを均一にするスペーサを有し、前記スペーサは前記各色の光を２０％以上吸収す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１５】
前記バックライトから出射される光は、フィールドのタイミングに依らず常に出射されていることを特徴とする、請求項１１から１４に記載の液晶表示装置。
【請求項１６】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するレーザ光源を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１７】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【請求項１８】
前記バックライトから複数色の光を出射する光源は、赤、青、緑色光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）を含むことを特徴とする、請求項１から１５に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−１９９２１（Ｐ２０１３−１９９２１Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５６７３３（Ｐ２００９−２５６７３３）
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１０日（２００９．１１．１０）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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