JP3535445B2

JP3535445B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP3535445B2
Application number: JP2000088414A
Authority: JP
Inventors: 和樹平; 伊藤　　剛; 雅裕馬場; 治彦奥村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP2001272652A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置、特に液
晶を用いた表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置（ＬＣＤ）は直視型、投射
型を問わず、画素毎に設けられた薄膜トランジスタなど
を介して画素毎に画像に対応する電圧を液晶に印加する
ことにより、所望の画像を表示する２次元透過型ライト
バルブであり、周囲光を照明に用いた反射型ＬＣＤ及び
反射型液晶ライトバルブを用いた一部の投射型ＬＣＤを
除いて、その背後にバックライトを有した構造となって
いる。

【０００３】画像表示の切り換えは、各フレーム毎に各
画素に印加する電圧値を更新することによって行われ
る。液晶へのＤＣ印加による焼き付きを防止するため
に、通常同じ画像データであっても印加電圧極性を反転
して、画素に保持される電圧値を更新する。保持電圧の
更新は通常ライン毎もしくは画素ドット毎に行われ、更
新が行われている以外の画素は前フレームにおいて書き
込まれた（更新された）電圧値を保持している。液晶ラ
イトバルブの背面に設けられたバックライトは、直視平
面型の場合は蛍光管、投射型の場合はメタルハライドラ
ンプ、高圧水銀ランプもしくはハロゲンランプが光源に
用いられ、定常的に点灯され液晶ライトバルブを照射す
る。

【０００４】近年、液晶の応答速度が改善され、従来よ
りも短時間で画面が切り換わるようになり、動画像表示
に適した特性が得られてきている。しかしながら、先に
述べたＬＣＤの画面更新方法では、ＣＲＴ表示に比べて
本質的に動画像表示品位が劣っていることが指摘されて
いる。すなわち、動画像表示品位の劣化原因として、電
子線走査時にのみ発光し、それ以外の期間に黒表示とな
っているＣＲＴの表示方法に比べ、常に画面が表示され
て画像データが順次切り換わっていくＬＣＤの表示方法
に原因があるとされている（石黒ら、電子情報通信学会
技報ＥＩＤ９６−４（１９９６）ｐ１９．）。

【０００５】上記問題を解決する案として、これまでに
ＯＣＢ（ＯｐｔｉｃａｌｌｙＣｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ
Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）などの高速ＬＣＤに高
速点灯可能なＬＥＤバックライトを組み合わせ、ＬＥＤ
バックライトをパルス発光させる方法（Ｔａｉｒａら、
ＡＭ−ＬＣＤ‘９８（１９９８）ｐ１１３．）、ＯＣＢ
セルにおいて１／２フィールドを黒表示期間とする駆動
方法（中村ら、液晶学会誌Ｖｏｌ．３−２（１９９
９）ｐ９９．）などが提案されている。

【０００６】しかしながら、前者の方法は、通常用いら
れている冷陰極蛍光管などの光源では、発光及び残光の
問題からパルス発光させるのが難しいという問題があ
る。また、後者の方法では、１フレーム期間に２度画面
更新を行わなくてはならず、ＳＸＧＡ、ＵＸＧＡなど画
素数が増大した場合、更新しなくてはならないライン数
が増加するため、相対的に１ラインあたりの書込み（更
新）期間が短くなり、駆動が困難になるという問題が生
じる。いずれも、動画における画面のにじみの問題を解
決することはできない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、通常のＬ
ＣＤでは常に画面が表示されていることから、動画像に
おけるにじみの問題が生じ、ＣＲＴに比べて表示品位が
劣っているという問題があった。

【０００８】本発明は、上記従来の課題に対してなされ
たものであり、ＬＣＤ等のライトバルブをバックライト
によって照明する方式の表示装置において、動画像にお
けるにじみの問題を解消し、表示品位等のより一層の向
上をはかることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る表示装置
は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素によっ
て空間加法混色に基づきカラー画像を表示するライトバ
ルブと、前記ライトバルブを照明するライトと、前記ラ
イトバルブと前記ライトとの間に設けられ、前記ライト
からの照明光の透過及び遮断を時間的に切り換えられる
よう構成された複数の独立駆動可能な領域からなるシャ
ッタと、を備えたことを特徴とする。

【００１０】前記発明において、前記ライトバルブは液
晶ライトバルブによって構成され、前記シャッタは液晶
シャッタによって構成されていることが好ましい。

【００１１】前記発明において、前記ライトは前記シャ
ッタの独立駆動可能な複数の領域に対応した複数の光源
で構成され、各光源は前記シャッタの対応する領域にお
ける透過及び遮断動作に対応して点灯及び消灯動作する
ものであることが好ましい。

【００１２】前記発明において、前記シャッタの独立駆
動可能な各領域における透過及び遮断動作は、前記ライ
トバルブの対応する領域における画面更新動作に対応す
るものであることが好ましい。

【００１３】本発明によれば、ライトバルブとバックラ
イト等のライトとの間にシャッタを設け、このシャッタ
を複数の独立駆動可能な領域で構成し、各領域において
ライトからの照明光の透過及び遮断を時間的に切り換え
られるようにしたので、各領域における透過及び遮断の
切り換え動作と、ライトの各光源の点灯及び消灯動作或
いはライトバルブの対応する領域の画面更新動作とを対
応させる（同期させる）ことができる。したがって、透
過及び遮断の切り換え動作とライトの点灯及び消灯動作
とを対応させることにより、表示品質の向上とともに消
費電力の低減をはかることができる。また、透過及び遮
断の切り換え動作とライトバルブの画面更新動作とを対
応させることで、ライトバルブに用いる液晶等の過渡応
答期間ではシャッタの対応する領域を遮断状態にしてお
くことができ、動画像の表示品質の向上を図ることがで
きる。

【００１４】また、本発明に係る表示装置は、偏光板を
備えた対向基板間に液晶層を挟んで構成され、２次元マ
トリクス状に配列された複数の画素によって空間加法混
色に基づきカラー画像を表示する液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブを照明するライトと、偏光板を備
えた対向基板間に液晶層を挟んで構成され、前記液晶ラ
イトバルブと前記ライトとの間に設けられ、前記ライト
からの照明光の透過及び遮断を時間的に切り換えるよう
構成された液晶シャッタと、を備え、前記液晶ライトバ
ルブの前記液晶シャッタ側の偏光板と、前記液晶シャッ
タの前記液晶ライトバルブ側の偏光板とを共用したこと
を特徴とする。

【００１５】本発明によれば、液晶ライトバルブとライ
トとの間に液晶シャッタを設け、液晶ライトバルブと液
晶シャッタの偏光板とを共用することにより、構造の簡
単化や部品点数の削減をはかることができる。

【００１６】なお、ここで述べたライトバルブは、カラ
ー画像を表示するために空間加法混色が行われるもので
ある。すなわち、１絵素を３画素に分割し、各々の画素
にＲＧＢカラーフィルタを設けることにより、所望のカ
ラー画像を表示するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】具体的な実施形態について説明す
る前に、本発明の好ましい態様について以下説明する。

【００１８】本発明のライトバルブは、画像情報を入射
光の透過率制御によって２次元的に実空間上に表示可能
な透過率変調素子であれば良い。薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）を備えたアクティブマトリックス駆動の透過型液
晶表示素子はそのようなライトバルブとして最も望まし
い。

【００１９】また、本発明に用いられる液晶ライトバル
ブは、動画像表示を目的としているため、高速応答かつ
中間調を表示できる液晶モードを使用することが望まし
い。例えば、無閾型反強誘電性液晶、高分子強誘電性液
晶、強誘電性もしくは反強誘電性を有する高分子液晶、
光硬化型ポリマ安定化モード、狭ギャップＴＮ、ＯＣ
Ｂ、垂直配向（ＶＡ）セル、πツイストセル、ホモジニ
アス配向セル、透過散乱型液晶（ＰＤＬＣ）、ＢＴＮ、
２周波駆動のＧＨなど、各種モードが使用可能である。
これらの液晶動作モードに求められる応答時間は、１フ
レーム期間内に応答できる程度の値（１／６０ｓ＝１
６．７ｍｓ）であることが望ましい。

【００２０】本発明のシャッタは、照明光の透過／非透
過状態を時間的に切り換える目的で設けられる。その形
態としては、高速スイッチング可能な液晶シャッタが望
ましく、その液晶動作モードとして、強誘電性液晶、反
強誘電性液晶、強誘電性もしくは反強誘電性を有する高
分子液晶、光硬化型ポリマ安定化モード、狭ギャップＴ
Ｎ、ＯＣＢ、πツイストセル、ホモジニアス配向セル、
ＢＴＮ、２周波駆動ＧＨ、透過散乱型液晶が使用でき
る。これらの液晶モードは２値制御で良く、ヒステリシ
ス特性を有していても構わない。

【００２１】また、液晶ライトバルブ、液晶シャッタ共
に偏光板を使用する液晶モードの場合は、液晶シャッタ
の検光子を液晶ライトバルブの入射側偏光板と共通化す
ることが可能である。

【００２２】また、ＯＣＢやπツイストセルなどのネマ
チック系の液晶によく見られるように、透過から非透過
と非透過から透過への応答時間が異なる場合は、非透過
から透過状態への応答時間が短くなるような動作モード
とすることがより望ましい。例えば、ｐ型液晶によりＯ
ＣＢを構成する場合は、ノーマリホワイトよりもノーマ
リブラックの動作モードの方が望ましいモードとなる。

【００２３】また、液晶シャッタの色付きや視覚特性を
改善するために、位相差フィルムを設けて液晶シャッタ
のリタデーションを補償することで、透過波長特性を均
一化し、斜め視認時のコントラストを増加させることが
より望ましい。

【００２４】さらに、表示装置の軽量化を図るためにフ
ィルム基板を用いることがより望ましく、基板材料とし
てＰＥＳ、ＰＣ、ＴＡＣ等が使用できる。

【００２５】液晶シャッタはセグメント駆動によりスイ
ッチングが行われるが、透過／非透過の切り換えは、液
晶ライトバルブの画像更新に同期して行われる。すなわ
ち、液晶ライトバルブへの画像書込みがライン毎に画面
上部から下部に向けて行われ、その期間は液晶シャッタ
は非透過状態とする。表示が前フレームの表示から新し
い表示に応答した後に液晶シャッタは透過状態となり、
画像が観測者に視認される。これらの動作は画面全体に
一括して行っても構わないが、液晶シャッタを複数領域
に分割して複数本のライン毎に切り換え操作を行う、い
わゆるスクロール動作を行う方が、書込み時間、応答時
間のマージン確保の点で望ましい。

【００２６】また、静止画表示の場合は、液晶シャッタ
を常に透過状態にしておけば光源からの照明効率が向上
するため、バックライトの消費電力を低減することが可
能となる。静止画表示と動画表示の切り換えは、液晶ラ
イトバルブに入力される画像信号もしくは制御信号によ
って区別可能であるので、表示画像による動作の自動切
り換えは容易である。同様な切り換え動作は、消費電力
低減の要求が大きいモバイル用表示装置などにおいて、
外部電源動作時とバッテリ動作時の切り換えに対して行
っても効果的である。

【００２７】バックライトは基本的に時間的に定常照明
であるため、従来の冷陰極管を利用した平面型バックラ
イト、メタルハライドランプさらには高圧水銀ランプな
どが使用可能である。ただし、上記のように静止画表示
と動画表示に応じて液晶シャッタの動作を切り換える場
合は、静止画の表示がデューティ１００％であるのに対
し、動画の表示はデューティ１００％以下（１０〜７０
％程度）となるため、デューティに応じて動画表示時に
おける発光輝度を増加させる必要がある。

【００２８】また、ＬＥＤや冷陰極蛍光管など、再点灯
容易な光源の場合で、照明に光源を複数個（本）設ける
場合は、光源を液晶シャッタの領域分割方向に対応して
配置し、液晶シャッタの動作に同期して点灯／消灯させ
ることで、より一層の低消費電力化が可能となる。この
場合、液晶シャッタを用いずに光源のみで点灯／消灯動
作を行う場合に比べ、光源の発光時間及び残光時間が長
くても、液晶シャッタによって光が遮断されるため妨害
が発生しにくいというメリットがある。

【００２９】以下、本発明の具体的な実施例について図
面を参照して説明する。

【００３０】（実施例１）図１は、第１の実施例に係る
表示装置の構造を横方向から見た状態を示した図であ
る。

【００３１】本実施形態の表示装置は、直視型平面表示
装置であって、バックライト１０１、液晶シャッタ１０
２、液晶ライトバルブであるＴＦＴ−ＬＣＤ１０３の３
部分からなる。

【００３２】バックライト１０１は、通常の平面型サイ
ドライト方式バックライトであって、光源として冷陰極
蛍光管１０４が導光板１０６に隣接して配置され、リフ
レクタ１０５、反射板１０７、集光／拡散シート１０８
を備えている。

【００３３】液晶シャッタ１０２は、偏光板１０９を有
しており、対向する一対のＰＥＳフィルム基板１１１間
に保持された液晶層１１０にＩＴＯ透明電極（図示省
略）を介して電圧を印加することで液晶配向状態を制御
し、偏光変調により透過状態を切り換える。

【００３４】ＴＦＴ−ＬＣＤ１０３は、ＴＮモードなど
と同様な駆動表示に基づく、通常のアクティブマトリク
ス型液晶表示パネルであるが、対向する一対の透明基板
１１４間に保持された液晶層１１３は、ＴＮモードより
も高速応答可能な、例えばＯＣＢモードを用いている。
また、対向する一対の偏光板１１２及び１１５のうち、
ＴＦＴ−ＬＣＤ１０３の入射側偏光板１１２は液晶シャ
ッタ１０２の検光子も兼ねている。

【００３５】図２は、本実施例における液晶シャッタ１
０２の光学配置を説明する図である。液晶シャッタに用
いる液晶は強誘電性高分子液晶であり、正の電圧＋
Ｖ₀、負の電圧−Ｖ₀を印加した場合に、進相軸Ｆが互
いに４５度の角度となるようにスイッチングが行われ
る。偏光板１０９及び１１２の偏光軸（透過軸或いは吸
収軸）Ｐは直交配置（クロスニコル）となっており、一
方の偏光軸が−Ｖ₀電圧印加時における液晶層１１０の
進相軸Ｆに一致している。

【００３６】図３は、本実施例の液晶シャッタにおける
電圧−透過率特性と透過率波長特性を示したものであ
る。

【００３７】図３（ａ）は、液晶シャッタの電圧（Ｖ）
−透過率（Ｔ）特性を示している。本液晶動作モードで
は、０Ｖ付近でヒステリシス特性を有しているが、動作
点である±Ｖ₀においてはヒステリシス特性は見られ
ず、透過特性はほぼ飽和している。図３（ｂ）は、透過
率の波長特性である。先に述べた光学配置を取ることに
よって、白（透過）表示状態では偏光面が９０度回転
し、黒（非透過）表示状態では偏光面は直進する。ここ
で、液晶のリタデーションはその２倍が視感度の最も高
い５５０ｎｍ付近に設定されている。そのため、波長分
散の少ない高コントラストなシャッタ動作が可能であ
る。また、特に図示していないが、本液晶動作モードで
は、Ｖ₀＝２０Ｖ程度の電圧とすることで、応答時間約
１ｍｓと十分に高速なスイッチングが得られる。

【００３８】図４は、本実施例における駆動シーケンス
を示した図である。横軸を時間とし、ＴＦＴ−ＬＣＤ１
０３の駆動シーケンスと液晶の応答波形、液晶シャッタ
１０２の駆動シーケンスと応答波形を表わしている。

【００３９】図４において、ＴＦＴ−ＬＣＤには１フィ
ールド期間内に書込み期間４０１と保持期間４０２が設
けられており、液晶シャッタには正極性と負極性の等し
い電圧値Ｖ₀が、等期間印加される。

【００４０】まず、ＴＦＴ−ＬＣＤでは、１フィールド
期間の５０％以下の期間内に書き込み動作がライン毎に
順次行われ、画面上部の画素では、波形４０３及び４０
４で示すように、書込み期間の前半部分に応答する。一
方、画面下部の画素における応答波形は波形４０５及び
４０６で示す通りであり、書き込み期間４０１終了後
に、液晶は過渡応答期間を経て保持状態となる。

【００４１】液晶シャッタは、書き込み期間４０１と画
面最下部の過渡応答期間を含む１フィールド期間の５０
％の期間では、負極性電圧印加４０７により非表示状態
４０９となり、ＴＦＴ−ＬＣＤにおいて全ての画素が保
持期間に至った後半部において、正極性電圧印加４０８
により表示状態となる。ここで、液晶シャッタの応答時
間は中間調を含む応答を行うＴＦＴ−ＬＣＤよりも短い
ため、速やかに表示状態となる。このような動作モード
を取ることで、ＴＦＴ−ＬＣＤの過渡応答状態を表示せ
ず、擬似的なパルス発光表示が行えることとなり、動画
像表示時における表示品位が向上する。

【００４２】ここで、液晶シャッタの焼き付きを防止す
るため、電圧印加期間４０７と４０８は等分でなくては
ならない。また、前半の１／２フィールド期間内にＴＦ
Ｔ−ＬＣＤの書き込み及び応答が完了していることが必
要であるが、この関係は液晶シャッタへの電圧印加時間
に比較して厳密なものではなく、４０〜５０％程度の過
渡応答状態において非表示から表示状態への切り換えを
行っても十分な表示品位が得られる。また、本実施例で
は表示期間がデューティ５０％となるため、液晶バック
ライトの輝度を従来の２倍に高める必要がある。

【００４３】図５は、本実施例において動画像を表示し
た場合の表示状態を模式的に示した図である。図５
（ａ）において液晶シャッタは透過状態であり、ＴＦＴ
−ＬＣＤに書き込まれた画像が表示されている。その
後、次のフィールド期間の前半部において、図５（ｂ）
に示すように液晶シャッタは非透過状態、すなわち画面
全体が黒表示状態となる。その後、図５（ｃ）におい
て、図５（ｂ）の期間内に書き込まれた画像が表示され
る。このような表示形態にすることで、動画像のにじみ
の発生がなくなり、表示品位を向上させることが可能と
なる。

【００４４】（実施例２）図６は、第２の実施例に係る
表示装置の構造を示した図である。本実施例の特徴は、
液晶シャッタ１０２が複数の画面領域６０１〜６０５に
分割され、各々独立に駆動可能となっていることであ
る。他の基本的な構造は、実施例１と同等である。

【００４５】図７は、本実施例の駆動シーケンスを示し
た図である。ＴＦＴ−ＬＣＤ１０３の駆動シーケンス７
０１〜７０５はそれぞれ、観測者からみて液晶シャッタ
１０２の分割領域６０１〜６０５の各領域にそれぞれ対
応している。ＴＦＴ−ＬＣＤ１０３の駆動シーケンス７
０１〜７０５において、書き込み期間を７０１ａ〜７０
５ａで、過渡応答期間を７０１ｂ〜７０５ｂで、保持期
間を７０１ｃ〜７０５ｃで、それぞれ示している。ま
た、シャッタ１０２の各分割領域６０１〜６０５におけ
る非表示状態を６０１ａ〜６０５ａで、表示状態を６０
１ｂ〜６０５ｂで、それぞれ示している。

【００４６】本実施例では、液晶シャッタが複数の領域
に分割されているため、ＴＦＴ−ＬＣＤの書込みシーケ
ンスは７０１から７０５まで、１フィールド期間内全体
にわたっている。各領域において、ＴＦＴ−ＬＣＤにお
ける書き込み期間（例えば７０１ａ）と過渡応答期間
（例えば７０１ｂ）との合計が、液晶シャッタにおける
対応する領域の非表示期間（例えば６０１ａ）に相当し
ていることになる。

【００４７】このようにすることで、１ラインあたりの
書込み時間を増大することが可能となり、高精度の多画
素表示に適している。また、液晶シャッタの分割数を増
やすことにより、１領域あたりの書き込み期間は短くな
るので、過渡応答期間の割合を増大させることができ、
ＴＦＴ−ＬＣＤに用いられる液晶モードの応答特性への
要求特性を緩和できる。

【００４８】なお、第１及び第２の実施例では、例えば
図８に示したような電圧−透過率特性を示す液晶シャッ
タの動作モード、例えば光重合による高分子安定化強誘
電性液晶を用いた場合にも、同様な効果が得られること
は明らかである。すなわち、動作点±Ｖ₀における応答
特性と透過波長特性が重要であり、光学応答の履歴や液
晶の動作モードは特に問わない。

【００４９】（実施例３）図９は、第３の実施例におけ
る駆動シーケンスを模式的に示した図である。ＴＦＴ−
ＬＣＤ１０３の駆動シーケンスを９０１、９０２（書き
込み期間９０１ａ及び９０２ａ、過渡応答期間９０１ｂ
及び９０２ｂ、保持期間９０１ｃ及び９０２ｃ）で、液
晶シャッタ１０２の駆動波形を９０３、９０４（非表示
状態９０３ａ及び９０４ａ、表示状態９０３ｂ及び９０
４ｂ）で示した。

【００５０】本実施例の構成は図６とほぼ同様であり、
液晶シャッタにネマチック系液晶の動作モードを採用し
たことを特徴とする。ただし、特に図示はしないが、Ｇ
Ｈモードや透過散乱モードなど、ネマチック液晶材料を
使用しながら偏光板を要しない動作モードの場合は、液
晶シャッタの入射側偏光板を必要としない。

【００５１】本駆動シーケンスの基本的な動作は第２の
実施例と同様であるが、ネマチック系液晶モードを使用
しているため、液晶シャッタに印加する具体的な電圧波
形が異なっている。すなわち、液晶シャッタの動作は図
１０（ａ）に示すようにノーマリブラックモードを使用
し、図１０（ｂ）のように電圧無印加（０Ｖ）とＡＣ電
圧印加（±Ｖ₀）により非透過／透過状態が選択され
る。そのため、これらネマチック系液晶動作モードで
は、非表示／表示状態のデューティ比を自由に設定する
ことが可能となる。

【００５２】なお、本実施例では画像の更新が完了した
時点で速やかに表示状態に切り換わるノーマリブラック
モードが好ましいが、例えば静止画／動画表示時、外部
電源動作／バッテリ動作時にこれらのシャッタ動作を切
り換える場合は、静止画表示において透過状態とするの
に電力を特に消費しないノーマリホワイトモードが適し
ている。

【００５３】また、本実施例はネマチック系液晶に適し
た駆動であるが、例えば図１１に示すような電圧−透過
率特性を有する無閾型反強誘電性液晶モードなど一部の
スメクチック系液晶においても、極性反転時の配向状態
のフリッピング特性により同様の駆動シーケンスが使用
できる場合がある。

【００５４】（実施例４）図１２は、本発明の第４の実
施例における駆動シーケンスを模式的に示した図であ
る。本実施例では、図１１に示したような電圧−透過率
特性を有する反強誘電性液晶モードなどに適した駆動シ
ーケンスを示している。

【００５５】図１１に示したような電圧−透過率特性を
有する液晶動作モードでは、±Ｖ₀印加において透過状
態、電圧無印加（０Ｖ）において非透過状態を取る。そ
こで、焼き付きを防止するために、シャッタ１０２に
は、２フィールドにおける電圧時間平均が０Ｖとなるよ
う、第１フィールド１２００ａ（書き込み期間１２０１
ａ、過渡応答期間１２０１ｂ、保持期間１２０１ｃ）に
おける透過状態を正極性電圧印加１２０２ｂとし、第２
フィールド１２００ｂ（書き込み期間１２０１ｄ、過渡
応答期間１２０１ｅ、保持期間１２０１ｆ）における透
過状態を負極性電圧印加１２０２ｄとする。

【００５６】本実施例においても、各フィールドの非表
示状態（１２０３ａ、１２０３ｃ）と表示状態（１２０
３ｂ、１２０３ｄ）のデューティ比を自由に設定できる
という利点がある。

【００５７】（実施例５）図１３は、第５の実施例に係
る表示装置の構造を示した図である。本実施例はバック
ライト１０１として複数のＬＥＤ光源１３０１をアレイ
状に配置し、独立に消灯／点灯可能としたことを特徴と
している。

【００５８】ＬＥＤ光源１３０１は、図１３ではサイド
ライト状に配列しているが、液晶シャッタの下部に直下
型的に２次元的に配列しても構わない（図示省略）。こ
の場合、消灯／点灯動作はライン毎に制御できればよ
い。

【００５９】また、図１４に示すように、直下型バック
ライトとして冷陰極蛍光管１４０１を液晶シャッタの分
割領域方向に複数本配列し、同様に独立に消灯／点灯動
作させても構わない。

【００６０】上述したような構造をとることにより、図
１５に示すように、液晶シャッタ１０２のシャッタ動作
（１５０１ａ、１５０２ｂ）に同期させて消灯／点灯動
作（１５０２ａ、１５０２ｂ）を行うことで、消費電力
の低減を図ることができる。この場合、消灯する光源と
して透過表示に関係の無い光源、時間を選択することは
言うまでもない。また、従来の蛍光管のように発光、消
灯の応答時間が長い場合でも、より応答時間の短い液晶
シャッタのシャッタ動作が支配的となるので問題無く使
用できる。

【００６１】以上、本発明の実施形態を説明したが、本
発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変
形して実施することが可能である。

【００６２】例えば、上述した実施形態では、平面型表
示装置を例にあげて説明しているが、液晶プロジェクタ
ーなど投射型表示装置においても、光源とＴＦＴ−ＬＣ
Ｄとの間に液晶シャッタを配置することで、同様な効果
を得ることができる。また、ＴＦＴ−ＬＣＤの形態は透
過型液晶ライトバルブでも、反射型液晶ライトバルブで
も構わない。また、３板式でも単板式でも、パネル毎に
液晶シャッタを設けて上述した実施形態と同様の形態を
とることで、目的とする効果が得られることは言うまで
もない。

【００６３】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲内において種々変形して実施することが可能である。

【００６４】

【発明の効果】本発明によれば、ライトバルブとバック
ライトとの間にシャッタを配置した基本構造を有する表
示装置において、動画像のにじみの問題が解消され、表
示品質の向上を図ることが可能となる。また、本発明に
よれば、表示装置の部品点数の削減等をはかることも可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の第１の実施例に係る表示装
置の構造を示した図。

【図２】第１の実施例における液晶シャッタの光学配置
について示した図。

【図３】第１の実施例における液晶シャッタの電圧−透
過率特性及び透過率波長特性について示した図。

【図４】第１の実施例における駆動シーケンスを示した
図。

【図５】第１の実施例において動画像を表示した場合の
表示状態の遷移を模式的に示した図。

【図６】本発明の実施形態の第２の実施例に係る表示装
置の構造を示した図。

【図７】第２の実施例における駆動シーケンスを示した
図。

【図８】第２の実施例における液晶シャッタの電圧−透
過率特性について示した図。

【図９】本発明の実施形態の第３の実施例における駆動
シーケンスを示した図。

【図１０】第３の実施例における液晶シャッタの電圧−
透過率特性及び応答特性について示した図。

【図１１】本発明の実施形態の第３の実施例及び第４の
実施例において適用可能な液晶シャッタの電圧−透過率
特性及び応答特性について示した図。

【図１２】第４の実施例における駆動シーケンスを示し
た図。

【図１３】本発明の実施形態の第５の実施例に係る表示
装置の構造の一例を示した図。

【図１４】第５の実施例に係る表示装置の構造の他の例
を示した図。

【図１５】第５の実施例における駆動シーケンスを示し
た図。

【符号の説明】

１０１…バックライト１０２…液晶シャッタ１０３…ＴＦＴ−ＬＣＤ１０４…光源１０５…リフレクタ１０６…導光板１０７…反射板１０８…集光／拡散シート１０９、１１２、１１５…偏光板１１０、１１３…液晶層１１１、１１４…基板４０１、７０１ａ〜７０５ａ、９０１ａ、９０２ａ、１
２０１ａ、１２０１ｄ…書き込み期間４０２、７０１ｃ〜７０５ｃ、９０１ｃ、９０２ｃ、１
２０１ｃ、１２０１ｆ…保持期間４０３〜４０６…ＴＦＴ−ＬＣＤ応答波形４０７、４０８、９０３ａ、９０３ｂ、９０４ａ、９０
４ｂ、１２０２ａ〜１２０２ｄ…液晶シャッタ印加電圧
波形４０９、４１０、６０１ａ〜６０５ａ、６０１ｂ〜６０
５ｂ、１２０３ａ〜１２０３ｄ、１５０１ａ、１５０１
ｂ……液晶シャッタ透過／非透過状態６０１〜６０５…分割領域７０１〜７０５、９０１、９０２…ＴＦＴ−ＬＣＤ駆動
シーケンス７０１ｂ〜７０５ｂ、９０１ｂ、９０２ｂ、１２０１
ｂ、１２０１ｅ…過渡応答期間９０３、９０４…液晶シャッタ駆動シーケンス１２００ａ、１２００ｂ…フィールド期間１３０１…ＬＥＤ光源１４０１…直下型蛍光管方式バックライト１５０２ａ、１５０２ｂ…光源点灯／非点灯状態

フロントページの続き (72)発明者奥村治彦神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献特開平２−205825（ＪＰ，Ａ) 特開平９−244057（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−170888（ＪＰ，Ａ) 特開2001−125067（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/133 535 G02F 1/13357 G09F 9/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向基板間に液晶層を挟んで構成され、２
次元マトリクス状に配列された複数の画素によって空間
加法混色に基づきカラー画像を表示する液晶ライトバル
ブと、前記液晶ライトバルブを照明するライトと、対向基板間に強誘電性又は反強誘電性を有する液晶層を
挟んで構成され、前記液晶ライトバルブと前記ライトと
の間に設けられ、前記ライトからの照明光の透過及び遮
断を時間的に切り換えられるよう構成された複数の独立
駆動可能な領域からなる液晶シャッタと、を備え、前記液晶ライトバルブは前記液晶シャッタの独立駆動可
能な複数の領域に対応した複数の領域を有し、前記液晶
シャッタの各領域は前記液晶ライトバルブの対応する領
域における書き込み・過渡応答期間及び保持期間に対応
して遮断動作及び透過動作を行うものであり、前記ライトは前記液晶シャッタの独立駆動可能な複数の
領域に対応した複数の光源で構成され、各光源は前記液
晶シャッタの対応する領域における透過動作及び遮断動
作に対応して点灯動作及び消灯動作を行うものであり、前記液晶シャッタの独立駆動可能な各領域における遮断
動作及び透過動作は、遮断動作期間と透過動作期間とを
等しくし、遮断動作期間と透過動作期間とで極性が互い
に異なる絶対値の等しい電圧を前記液晶シャッタの液晶
層に印加することによって行われることを特徴とする表
示装置。
【請求項２】前記液晶ライトバルブの前記液晶シャッタ
側の基板と前記液晶シャッタの前記液晶ライトバルブ側
の基板との間に、前記液晶ライトバルブと前記液晶シャ
ッタとで共用する偏光板が設けられていることを特徴と
する請求項１に記載の表示装置。