JPH11271709A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 色割れが少なく表示品質の高い表示装置を提
供する。 【解決手段】 連続した表示領域を構成するようにマト
リクス状に配列された、フレーム周波数を独立して制御
可能な複数のＣＲＴ１からなる画像表示部２と、表示領
域上に配設され、表示領域に表示される画像のフレーム
周波数と同期可能なスイッチング周波数で透過光の波長
をスイッチングする液晶カラーシャッター３０とを備え
る。動作温度条件などによる液晶カラーシャッター３０
の電気−光学応答の特性に応じて表示周波数を選択する
ことにより、駆動開始後から安定した表示特性を得るこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フィールドシーケ
ンシャル型カラー画像表示装置に関するものであり、特
に液晶カラー光シャッター群と平面に配置された複数の
白黒画像表示装置により構成されるカラー画像表示装置
の駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶を用いた表示装置は、軽量、薄型、
低消費電力などの特徴を有するために、ＯＡ機器、情報
端末、時計、テレビ等さまざまな分野に応用されてい
る。特にスイッチング素子として薄膜トランジスタ素子
等を用いた液晶表示素子は、その応答性から携帯テレビ
やコンピュータなど多くの情報を含むデータの表示用モ
ニターに用いられている。

【０００３】情報量の増加に伴い表示色の増加が必要と
されることから、一般的には液晶表示素子にＲＧＢの３
色を透過するカラーフィルターを付与することにより、
多くの色表示を可能としている。このカラーフィルター
は、ＲＧＢの３色を面内に平置分割して配置するためＲ
ＧＢ（赤、緑、青）、ＲＧＢＢ（赤、緑、青、黒）、Ｒ
ＧＢＷ（赤、緑、青、白）などの数絵素で単位画素を構
成することになり、解像度や輝度の低下を生じる原因と
なっている。また、微細な画素毎に異なる色を配置する
高度な技術が必要とされるために、製造単価が高くなり
液晶表示装置全体の価格上昇を招いているという問題が
ある。

【０００４】一方、白色光源の発光による画像の信号に
合わせて時間分割した色表示を行い人間の目にカラー画
像として認識させる面順次操作型カラーシャッター表示
方式（フィールドシーケンシャル方式）による多色情報
表示装置がある。この表示装置は、白黒表示の高精細Ｃ
ＲＴやＬＣＤの前にＲＢＧやＹＣＭなどの３原色光透過
制御を行うシャッターを設け、面順次操作によりカラー
画像を時分割合成するものであり、解像度は背面に設け
られた白黒表示デバイスのみに依存させる新しい表示方
式である。この方法では、３原色の透過、非透過を制御
するカラーシャッターとして液晶素子が用いられる。こ
の液晶カラーシャッターは、一般的には、カラー偏光素
子数枚と２枚の液晶素子およびニュートラル偏光素子が
組み合わされており、液晶層を通過する光の直線偏光振
動方向を９０°変化させることにより３原色の光透過制
御を行っている。

【０００５】白色光源の画像表示装置が高精細ＣＲＴの
場合には、大型化に伴いＣＲＴの厚みが増加して画像表
示装置全体の厚みが大きくなることが危惧されるが、小
型のＣＲＴを平面状に配置して大型化することにより画
像表示装置全体の厚みを押さえる方式（マルチＣＲＴア
レイ方式）も検討されている。

【０００６】また、複屈折効果による透過波長の選択を
行う液晶カラーシャッター方式も提案されている（特開
平６−８９０８３、カシオ計算機株式会社）。これは、
２枚の偏光素子間に１枚の液晶素子を挿入し印加電圧に
よる透過波長の選沢を行うカラーシャッター方式であ
り、一般的にはＥＣＢ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｃ
ｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ：電
圧制御型複屈折モード）と呼ばれる方式である。このよ
うな方法を用いることによりカラー偏光板等の部材が不
要となることから安価なシャッター構成が可能となる。

【０００７】しかしながら、このＥＣＢモードでは電圧
を印加している状態において、つまり液晶分子が電圧に
よりある角度を持って基板表面から立ち上がった状態に
おける透過波長の選択を行うため、駆動電圧のマージン
が狭いという問題がある。また駆動温度の影響が大き
く、これを制御するためのフィードバック回路やセンサ
ーを設ける必要が生じる。さらに、シャッター素子とし
ては高速な応答が必要であることからネマチック液晶の
なかでもＰｉ配列構造という比較的高速応答を示す表示
方式を用いることが一般的であるが、この方式は外部か
ら印加される力であるところの電圧印加時の応答は数百
μｓｅｃと高速であるが、電圧を切った時の応答は液晶
分子配向と液晶分子配列状態により決定されるエネルギ
ー安定状態から一義的に決定されるため１ｍｓｅｃ〜数
ｍｓｅｃと応答が遅くなってしまう。より高速な応答を
示す液晶方式としてＦＬＣやＡＦＬＣ素子によるシャッ
ター化も試みられているが、配向安定性、温度依存性、
製造プロセスの観点から大型のシャッター素子を構成す
るには至っていない。特に湿度変化による液晶カラーシ
ャッターの動作速度依存性と動画表示時の色割れ現象に
関しては表示品位を劣化させる重要な問題である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来、ＦＬＣやＡＦＬ
Ｃなどの高速液晶を用いたカラーシャッターにより構成
されるフィールドシーケンシャル方式のディスプレイで
は、ＦＬＣ材料等の高速応答性の点から駆動周波数を通
常の３倍から６〜９倍に変更して動画表示や被験者の動
きによる色割れを軽減する試みが行われているが、一方
で温度変化による液晶シャッターの応答速度変化による
表示品位の品低下等が問題となっている。また、大型化
に伴うシャッター素子の画素電極面積の拡大による配線
抵抗と書き込みの容量の増加とこれらによる時定数の増
加の影響も無視することができない問題である。

【０００９】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものである。すなわち本発明は、液晶カラー
シャッターと平面状に配置された白黒表示装置という構
成により、白黒表示装置とカラーシャッター素子のフレ
ーム周波数およびスイッチング時間を制御することで表
示品位の最適化された画像表示装置を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の表示装置は以下のような構成を備えて
いる。

【００１１】本発明の表示素子の第１のアスペクトは、
マトリクス状に配列された、フレーム周波数を独立して
制御可能な複数の表示素子と、前記表示領域上に配設さ
れ、前記表示領域に表示される画像のフレーム周波数と
同期可能なスイッチング周波数で透過光の波長をスイッ
チングする液晶カラーシャッターと、前記液晶カラーシ
ャッターの応答速度を検出する手段と、検出した前記応
答速度に応じて前記表示素子のフレーム周波数または前
記液晶カラーシャッターのスイッチング周波数を調節す
る手段、とを具備したことを特徴とする。この表示装置
は、液晶カラーシャッターの動作状態を検出し、検出し
た動作状態に応じて表示素子のフレーム周波数、あるい
は液晶カラーシャッターの駆動周波数を調節することに
より、表示品位を向上するものである。

【００１２】前記複数の表示素子は表示領域が連続する
ように配列するようにしてもよい。また、前記表示素子
の前記表示領域は第１の領域と第２の領域を有し、前記
液晶カラーシャッターは前記第１の領域と前記第２の領
域とで独立に前記スイッチング周波数を制御可能である
ことを特徴とする。

【００１３】本発明の表示素子の第２のアスペクトは、
第１の領域と第２の領域とからなる表示領域を構成する
ようにマトリクス状に配列され、フレーム周波数を独立
して制御可能な複数の表示素子と、前記表示領域上配設
され、透過光の波長を、前記第１の領域と前記第２の領
域とで独立したスイッチング周波数でスイッチング可能
な液晶カラーシャッター、とを具備したことを特徴とす
る。

【００１４】また本発明の表示装置は、複数の独立した
表示素子がマトリクス状に平面配置され、複数の表示素
子が構成する表示画面上に配置された液晶カラーシャッ
ターにより構成されるフィールドシーケンシャル型の表
示装置において、前記表示素子のフレーム周波数とこれ
に同期する液晶カラーシャッターのスイッチング周波数
（時間）が共に可変であることを特徴とする。

【００１５】また連続した表示領域を構成するように配
設された複数の表示素子と、前記表示領域に配設された
液晶カラーシャッターとを具備し、これら表示素子およ
び液晶カラーシャッターの駆動周波数が表示領域の全面
あるいは部分で可変であることを特徴とする。

【００１６】また、マトリクス状に配置された前記表示
素子および液晶カラーシャッターのうち、所定領域の駆
動周波数が任意に変更可能であることを特徴とする。

【００１７】また、液晶カラーシャッターの電極構造
が、一方は前記表示素子のフレームスキャン方向に同期
が可能な形状に分割するようにしてもよい。

【００１８】また前記液晶カラーシャッターに設けられ
た温度センサーにより、前記液晶カラーシャッターの応
答速度を検出し、検出した応答速度に応じて前記表示素
子の駆動フレーム周波数を調節することが可能なように
してもよい。

【００１９】例えば、前記表示素子により表示される画
像の情報が数フレームまたは毎フレームごとに変化する
ような動画表示では、液晶カラーシャッターを通常のフ
レーム周波数のｎ倍で駆動し、文字情報を固定画像とし
て表示するような静止画表示では液晶カラーシャッター
を通常のフレーム周波数の３ないし６倍で駆動するよう
にしてもよい。

【００２０】表示素子としては、例えば小型のＣＲＴが
連続した表示領域を構成するように平面状に配置したマ
ルチＣＲＴアレイ構造を持つ薄型ＣＲＴをあげることが
できる。各ＣＲＴはそれぞれの独立した電子銃により画
像表示を行う。したがって、それぞれの独立した各ＣＲ
Ｔの表示画面におけるフレーム周波数は各電子銃のスキ
ャン速度により独立して制御することができる。

【００２１】一方前記液晶カラーシャッターは、応答速
度（電圧応答時間τ_riseと応答回復時間τ_decay がとも
に０．３ｍｓｅｃ以下）が高度なＡＦＬＣ、ＦＬＣおよ
び積層型Ｐｉセルなどが用いられる。

【００２２】液晶材料を挟持する基板には、例えば可視
光が透過可能な硝子基阪やプラスチックフィルム基板
（ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＳ、ＰＥＮ、ポリ
カーボネート等）を用いることができる。必要に応じ
て、これら硝子基板とプラスチック基板の複合型ハイブ
リッド基板を用いるようにしてもよい。

【００２３】基板の液晶層挟持面に設けられる電極の構
成材料としては、例えば可視光が透過可能なＩＴＯ（Ｉ
ｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）や導電性ポリアニリ
ン、ポリピロールなどを用いることができるが、好まし
くは可視光に吸収の少ないＩＴＯを用いて構成すること
が好ましい。電極のパターニングにはＩＴＯではウェッ
トエッチングが可能であるが、有機系のポリアニリンや
ポリピロールでは酸素プラズマアッシャー等が用いられ
る。

【００２４】液晶材料に電圧を印加する電極構造として
は前記ＣＲＴのスキャン方向に平行な方向に複数分割さ
れたＸ電極群と対向基板に配設されたＹ電極により構成
される。

【００２５】Ｘ電極の分割数は平面配置された個々のＣ
ＲＴ画面内で少なくとも３分割されていることが好まし
く（ＲＧＢ、ＣＭＹ等の３原色に対応するため）、さら
に分割数を多くすることがフレーム周波数を高速化すす
る場合にはより好ましい。

【００２６】液晶カラーシャッターには、温度変化等に
起因する応答速度の変化をモニターするためのセンサー
が配置され、テスト信号の印加による応答速度測定結果
をフィードバックすることで、表示領域に白黒（グレイ
スケール）表示を行うＣＲＴのフレーム周波数を最適化
するようにしてもよい。特に動作環境温度が０℃付近で
はフレーム周波数を３倍（１８０Ｈｚ）程度で駆動する
ことが好ましいが、使用する液晶材料によっては設定の
変更も可能である。

【００２７】一方、表示素子が構成する表示領域に表示
される画像情報は、予めフレームメモリ内に数フレーム
保持され前後メモリー内の情報と比較することにより表
示情報が動きの速い動画情報か動きの少ない静止画像か
を判断し、ＣＲＴのフレーム周波数とこれに同期するカ
ラーシャッター素子のスイッチング時間を最適化するこ
とが好ましい。

【００２８】表示情報により駆動周波数は自動制御され
るが、手動操作により駆動周波数を一定に固定すること
も使用状況によっては可能である。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の表示装置について
さらに詳細に説明する。

【００３０】（実施形態１）図１は本発明の表示装置の
構成の例を概略的に示す図である。この表示装置は、カ
ラー画像を表示可能なフィールドシーケンシャルタイプ
の表示装置であり、連続した表示領域を構成するように
マトリクス状に配列された、フレーム周波数を独立して
制御可能な複数の表示素子１からなる画像表示部２と、
表示領域上に配設され、表示領域に表示される画像のフ
レーム周波数と同期可能なスイッチング周波数で透過光
の波長をスイッチングする液晶カラーシャッター３０と
を備えている。画像表示部２は、個々に独立した画像表
示が可能な小型のＣＲＴ１を、連続した表示領域を構成
するようにマトリクス状に平面配置して構成している。
また液晶カラーシャッター３０は、液晶層をライトバル
ブとしたシャッター素子３、４と、ニュートラル偏光板
５および色偏光板７、８より構成されている。例えば色
偏向板７はＣ，Ｒを、色偏向板８はＭ，Ｙの光を制御す
るようにしてもよい。

【００３１】図２は画像表示部の走査方向を説明するた
めの図である。マトリクス状に配置されたＣＲＴ１はそ
れぞれ図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、上から下
に順次走査されるパターン９とカラーシャッター電極分
割領域に対応した領域毎にスキャン方向を変更するパタ
ーン１０により走査される。個々のＣＲＴはそれぞれ電
子銃を持つため、独立したスキャン速度により画像を表
示することが可能となっている。

【００３２】図３は液晶カラーシャッター３０を構成す
るシャッター素子３、４の構成を説明するための図であ
る。シャッター素子３、４は２枚の透光性を有する基板
の間に液晶層を挟持したものである。基板の液晶層挟持
面には液晶層に電界を印加して電気−光学応答を得るた
めの電極が配設されている。そして、この電極は、マト
リクス状に配置したＣＲＴ１の行１ａ、１ｂ、１ｃに対
応するように透明電極群１１がＸ軸方向に分割形成され
ている。さらにＣＲＴ画面に対応して分割された透明電
極１１はスキャン方向と平行に３分割された電極１２に
より構成されている。

【００３３】また、電極１１、１２を表示素子アレイの
１行内で分割して配設することにより、表示領域の異な
る部分で、液晶カラーシャッターのスイッチング周波数
を独立に調節して駆動することができる。

【００３４】一方これら電極群１１、１２と対向する基
板面には電極群１１、１２を全面カバーする領域を有す
るべたパターンの共通電極１３が形成されておりこれら
の電極を用いて、所定領域に駆動周波数の異なる波型が
印加される。図４は本発明の表示装置の構成の例を概略
的に示す図である。画像表示部２を駆動するＣＲＴ駆動
信号制御回路１４は液晶カラーシャッター３０を構成す
るシャッター素子３、４に取り付けられた応答速度測定
センサー１５からの信号を検出し、検出した応答速度に
応じて画像表示部２のフレーム周波数を最適化して表示
信号を供給する。なおセンサー１５ａは液晶カラーシャ
ッター３０を構成するシャッター素子３、４のうち、応
答速度が最も遅い部分、例えば長辺の中央部近傍に配設
することが好ましい。図５、図６は本発明の表示装置の
動作を説明するための図である。

【００３５】一般的に電源投入時には表示素子１、シャ
ッター素子３、４の特性が不安定であるため、図５に示
すように情報の変化が少ない文字情報は安定に表示する
ことができるが、情報の変化が大きな動画ではシャッタ
ーのスイッチング速度とＣＲＴのフレーム周波数がずれ
ることによる画像の割れが生じ易い。本発明では、シャ
ッター素子３、４の応答速度を検出し、検出した応答速
度に応じて液晶カラーシャッター３０のスイッチング周
波数を調節することにより、例えば、電源投入時には標
準フレーム周波数である３倍速度でのシャッター駆動を
行って画像品位の低下を防止することができる。そして
図６に示すようにＣＲＴ動作により液晶層を有するシャ
ッター素子の温度が安定化し応答速度測定センサーによ
り得られる応答速度変化が少なくなった場合、あるい
は、フレームメモリーなどにより表示情報の変化の大小
を検出し動画情報が多い場合には、フレーム周波数を６
〜９倍速に切り替えるとともに液晶カラーシャッター３
０のスイッチング速度を高速化（例えば６倍速、９倍
速）することにより動画表示の品位を向上することがで
きる。

【００３６】図７は本発明の表示装置の構成の別の例を
概略的に示す図である。図７に示すように、表示装置の
表示領域内において、情報変化の少ない文字情報などの
静止面像と情報変化の大きな動画像が混在する場合に
は、ＣＲＴ駆動信号回路１４により通常の３倍速フレー
ム周波数領域１８と、動画対応の６〜９倍速フレーム周
波数領域２０が独立に制御され、これに同期したシャッ
ターの通常スイッチング速度領域１９と高速スイッチン
グ領域２１が液晶カラーシャッター駆動回路及び走査電
極側駆動周波数変換回路１７によりそれぞれ制御され
る。じれにより文字情報領域での消費電力の低減と動画
表示領域での表示品位を向上することができる。

【００３７】このように本発明によると、動作温度条件
などによる液晶カラーシャッターの電気−光学応答の特
性に応じて表示周波数を選択することにより、駆動開始
後から安定した表示特性を得ることができる。また、部
分的に表示画像情報に応じた駆動周波数を選沢すること
により動画表示の品位を向上することとともに、駆動周
波数の増加に伴う消費電力の増加を領域分割した駆動を
行うことで削減することができる。

【００３８】（実施形態２）実施形態１に説明した本発
明の表示装置を実際に作成した。

【００３９】画像表示部２としては、小型ＣＲＴ１をマ
トリクス状に平面に配置したマルチＣＲＴアレイを用い
た。この画像表示部２の表示領域は対角３２インチであ
り、小型ＣＲＴを縦×３、横×８個行列状に並べたもの
を用いた。

【００４０】液晶カラーシャッター３０の構成は以下の
ようである。対角３２インチのガラス基板面にマルチＣ
ＲＴアレイの個々のＣＲＴ表示面の区切れとシャッター
電極の分割位置とが一致するように、約１ｃｍ幅でＸ軸
方向にパターニングしたＩＴＯからなる短冊状の電極を
配設した基板と、これと対向して張り合わせるための対
角３２インチ表示サイズを持つガラス基板面に、べたパ
ターンのＩＴＯからなる電極を配設した。

【００４１】それぞれの基板面の液晶材料と接する面に
は、液晶配向膜用ポリイミド（日本合成ゴム株式会社：
オプトマーＡＬ−１０５１）を厚さ約４０ｎｍでオフセ
ット印刷により形成した。形成したポリイミド膜を約１
８０℃で約１時間にわたって焼成、乾燥した後、液晶の
配向方向を制御する目的で常法によりラビング処理を施
した。この時互いの基板面においてラビング方句が１８
０°±１０゜の角度をなすようにラビング処理を行っ
た。

【００４２】表示領域の周囲の非表示領域に、ディスペ
ンサーを用いてシール剤を形成する一方で、対向する基
板面に直径２μｍのシリカスペーサー（真絲球：２μ
ｍ）を例えば静電散布法などにより分散し、互いの基板
を所定の間隙を保持して密着させた。

【００４３】この間隙に真空注入法により強誘電性液晶
材料（ＦＥＬＩＸ０１８：ｈｏｅｃｈｓｔジャパン製）
を注入することでシャッター素子３、４となる液晶セル
を構成した。同様に作製した２枚めのシャッター素子と
シアンとレッドとの偏光板７と、マゼンタとイエロとー
の偏光板８およびニュートラル偏光板５を組み合わせる
ことでＲＧＢの３色の色シャッター動作が可能な液晶カ
ラーシャッター３０を構成した。そして、画像表示部で
あるマルチＣＲＴアレイの表示領域と、液晶カラーシャ
ッターの表示領域とが互いに重なるように配置する構成
により、フィールドシーケンシャル方式カラー画像表示
装置を得た。

【００４４】ＣＲＴ１の駆動回路と液晶カラーシャッタ
ー３０の駆動回路は互いに同期が取れるように設計され
た回路構成になっており、シャッター素子３、４に設け
られた応答速度測定センサー１５からの動作状況を随時
検出する。応答速度センサー１５のセンサー部１５ａは
一般的なフォトダイオードと高速オペアンプを組み合わ
せた光電流−電圧変換回路により構成され、液晶カラー
シャッターのスイッチング時の光変化速度により応答速
度を概算しＣＲＴの駆動回路と液晶カラーシャッター駆
動回路へのフィードバックをかけることで表示品位の最
適化を行うように制御することができた。

【００４５】（比較例１）小型ＣＲＴをマトリクス状に
平面に配置したマルチＣＲＴアレイを白黒表示素子とし
て用いた。表示領域は対角３２インチであり小型ＣＲＴ
を縦×３、横×８個並べたものを用いた。カラーシャッ
ター素子の構成は以下のようである。対角３２インチの
ガラス基板面にマルチＣＲＴアレイの個々のＣＲＴ表示
画の区切れとシャッター電極の分割位置とが一致するよ
うに１ｃｍ幅でＸ軸方向にパターニングしたＩＴＯを施
した基板とこれと対向して張り合わせるための対角３２
インチ表示サイズを持つガラス基板面にべたＩＴＯ電極
を施した。それぞれの基板面の液晶材料と接する面に液
晶配向膜用ポリイミド（日本合成ゴム株式会社：オプト
マーＡＬ−１０５１）を厚さ４０ｎｍでオフセット印刷
により付与した。１８０℃にて１時間焼成乾燥した後に
液晶の配向方向を制御する目的で常法によりラビング処
理を施した。この時互いの基板面においてラビング方向
が１８０゜±１０゜の角度をなすようにラビング処理を
行った。非表示領域にディスペンサーを用いてシール剤
を付与する一方で対向する基板面に直径２μｍのシリカ
スペーサー（真絲球：２μｍ）を分散し互いの基板を所
定位置にて密着することでセルを構成した。その後、真
空注入法により強誘電性液晶材料（ＦＥＬＩＸ０１８：
ｈｏｅｃｈｓｔジャパン製）を注入することでシャッタ
ー素子を構成した。同様に作製した２枚めのシャッター
素子とシアン、マゼンタ、イエロー、レッドの偏光板お
よびニュートラル偏光板を組み合わせることでＲＧＢの
３色の色シャッター動作が可能な液晶カラーシャッター
素子を構成した。

【００４６】マルチＣＲＴアレイとカラーシャッター素
子の領域が互いに重なるように配置する構成によりフィ
ールドシーケンシャル方式カラー画像表示装置を得た。

【００４７】ＣＲＴの駆動回路と液晶カラーシャッター
駆動回路は互いに同期が取れるように設計された回路構
成になっており随侍６ないし９倍速フレーム周波数で駆
動される。

【００４８】（実施形態３）小型ＣＲＴをマトリクス状
に平面に配置したマルチＣＲＴアレイを白黒表示素子と
して用いた。対角３２インチの表示領域を有する画像表
示部２を、小型ＣＲＴ１を縦×３、横×８個マトリクス
状に並べて構成した。液晶カラーシャッター３０の構成
は以下のようである。対角３２インチのガラス基板面に
マルチＣＲＴアレイの個々のＣＲＴ表示画の区切れとシ
ャッター電極の分割位置とが一致するように１ｃｍ幅で
Ｘ軸方向にパターニングしたＩＴＯを施した基板とこれ
と対向して張り合わせるための対角３２インチ表示サイ
ズを持つガラス基板面にべたＩＴＯ電極を施した。それ
ぞれの基板面の液晶材料と接する面に液晶配向膜用ポリ
イミド（日本合成ゴム株式会社：オプトマーＡＬ−１０
５１）を厚さ４０ｎｍでオフセット印刷により付与し
た。１８０℃にて１時間焼成乾燥した後に液晶の配向方
向を制御する目的で常法によりラビング処理を施した。
この時互いの基板面においてラビング方向が１８０゜±
１０゜の角度をなすようにラビング処理を行った。非表
示領域にディスペンサーを用いてシール剤を付与する一
方で対向する基板面に直径２μｍのシリカスペーサー
（真絲球：２μｍ）を分散し互いの基板を所定位置にて
密着することでセルを構成した。

【００４９】その後、真空注入法により強誘電性液晶材
料（ＦＥＬＩＸ０１８：ｈｏｅｃｈｓｔジャパン製）を
注入することでシャッター素子を構成した。同様に作製
した２枚めのシャッター素子とシアン、マゼンタ、イエ
ロー、レッドの偏光板およびニュートラル偏光板を組み
合わせることでＲＧＢの３色の色シャッター動作が可能
な液晶カラーシャッターを構成した。

【００５０】マルチＣＲＴアレイの表示領域と液晶カラ
ーシャッターの表示領域とが互いに重なるように配置す
る構成によりフィールドシーケンシャル方式カラー画像
表示装置を得た。

【００５１】ＣＲＴの駆動回路と液晶カラーシャッター
駆動回路は互いに同期が取れるように設計された回路構
成になっており、シャッター素子３、４に設けられた応
答速度測定センサーからの動作状況を随時検出する。

【００５２】応答速度センサーは一般的なフォトダイオ
ードと高速オペアンプを組み合わせた光電流−電圧変換
回路により構成され液晶スイッチング時の光変化速度に
より応答速度を概算しＣＲＴの駆動回路と液晶カラーシ
ャッター駆動回路へのフィードバックを掛けることで表
示品位の最適化を行うように制御されている。

【００５３】図８は本発明の表示装置の構成の例を概略
的に示す図である。図８（ａ）にはセンサー部１５ａの
取り付け位置の例を、図８（ｂ）にセンサー部１５ｂの
構成の例を概略的に示す。このセンサー部１５ａは、フ
ォトダイオードと高速オペアンプとを組み合わせた光電
流−電圧変換回路により構成され、液晶スイッチング時
の光速度変化により液晶カラーシャッター３０を構成す
るシャッター素子３、４の応答速度を算出し、算出した
応答速度を画像表示部を構成するＣＲＴ１の駆動回路１
４と液晶カラーシャッターの駆動回路とへフィードバッ
クする。このような構成を採用することにより、画像表
示部に表示する画像のフレーム周波数、あるいは液晶カ
ラーシャッターのスイッチング周波数（例えば３倍速、
６倍速、９倍速等）を、液晶カラーシャッターの応答速
度に応じて調節することができる。また特に、９倍速で
液晶カラーシャッターを駆動する場合には、液晶の電気
光学応答が１０％から９０％まで変化する時間を約３０
０μｓｅｃ以下に設定する必要がある。このため、比較
的波形が緩慢な６００ｎｍ以上の波長を有する光源を用
いてセンサー部１５ａを構成することが好ましい。

【００５４】また、ＣＲＴ駆動回路からの信号により液
晶カラーシャッターの走査側電極への駆動信号が独立に
変換可能なシフト回路を走査電極に設けることによりＣ
ＲＴ横列単位に対応する液晶カラーシャッター領域のス
イッチング周波数を制御した。 （比較例２）小型ＣＲ
Ｔをマトリクス状に平面に配置したマルチＣＲＴアレイ
を白黒表示素子として用いた。表示領域は対角３２イン
チであり小型ＣＲＴを縦×３、横×８個並べたものを用
いた。カラーシャッター素子の構成は以下のようであ
る。対角３２インチのガラス基板面にマルチＣＲＴアレ
イの個々のＣＲＴ表示画の区切れとシャッター電極の分
割位置とが一致するように１ｃｍ幅でＸ軸方向にパター
ニングしたＩＴＯを施した基板とこれと対向して張り合
わせるための対角３２インチ表示サイズを持つガラス基
板面にべたＩＴＯ電極を施した。それぞれの基板面の液
晶材料と接する面に液晶配向膜用ポリイミド（日本合成
ゴム株式会社：オプトマーＡＬ−１０５１）を厚さ４０
ｎｍでオフセット印刷により付与した。１８０℃にて１
時間焼成乾燥した後に液晶の配向方向を制御する目的で
常法によりラビング処理を施した。この時互いの基板面
においてラビング方向が１８０゜±１０゜の角度をなす
ようにラビング処理を行った。非表示領域にディスペン
サーを用いてシール剤を付与する一方で対向する基板面
に直径２μｍのシリカスペーサー（真絲球：２μｍ）を
分散し互いの基板を所定位置にて密着することでセルを
構成した。真空注入法により強誘電性液晶材料（ＦＥＬ
ＩＸ０１８：ｈｏｅｃｈｓｔジャパン製）を注入するこ
とでシャッター素子を構成した。同様に作製した２枚め
のシャッター素子とシアン、マゼンタ、イエロー、レッ
ドの偏光板およびニュートラル偏光板を組み合わせるこ
とでＲＧＢの３色の色シャッター動作が可能な液晶カラ
ーシャッター素子を構成した。マルチＣＲＴアレイとカ
ラーシャッター素子の領域が互いに重なるように配置す
る構成によりフィールドシーケンシャル方式カラー画像
表示装置を得た。

【００５５】ＣＲＴの駆動回路と液晶カラーシャッター
駆動回路は互いに同期が取れるように設計された回路構
成になっておりシャッター素子に設けられた応答速度測
定センサーからの動作状況を随時検出する。応答速度セ
ンサーは一般的なフォトダイオードと高速オペアンプを
組み合わせた光電流−電圧変換回路により構成され液晶
スイッチング時の光変化速度により応答速度を概算しＣ
ＲＴの駆動回路と液晶カラーシャッター駆動回路へのフ
ィードバックを掛けることで表示品位の最適化を行うよ
うに制御されている。走査側電極は全てこの液晶カラー
シャッター駆動回路により一括して同じスイッチング周
波数で駆動されるように設定した。

【００５６】（実施形態４）実施形態２、実施形態３、
比較例１、比較例２のような表示素子を実際に作成し、
それぞれの特性を比較した。

【００５７】比較例１の素子では駆動直後の表示におい
て色割れが生じ、非常に表示品位の悪い動画像の再生が
目立った。一方、実施形態２、実施形態３の本発明の表
示装置では、初期駆動時においては通常３倍速駆動を行
うために色割れは見られず、安定した動画像を得ること
ができた。さらに動作安定後には液晶カラーシャッター
のスイッチング周波数を通常の６〜９倍速に調節して駆
動することができた。この結果、速い動きの動画像にお
いても色割れの認識が少なく表示品位も良好であった。

【００５８】また、実施形態２の表示装置では、ＣＲＴ
駆動回路及びシャッター素子駆動回路の消費電力が比較
例２の表示装置に比べておおよそ２０％程度の低減する
ことができた。

【００５９】（実施形態５）図９は本発明の表示装置の
構成の別の例を概略的に示す図である。小型ＣＲＴをマ
トリクス状に平面に配置したマルチＣＲＴアレイを白黒
表示素子として用いた。表示領域は対角３２インチであ
り小型ＣＲＴを縦×３、横×８個並べたものを用いた。

【００６０】液晶カラーシャッター３０の構成は以下の
ようである。対角３２インチのガラス基板面にマルチＣ
ＲＴアレイの個々のＣＲＴ表示画の区切れとシャッター
電極の分割位置とが一致するように約１ｃｍ幅でＸ軸方
向にパターニングしたＩＴＯを施した基板と、これと対
向して張り合わせるための対角３２インチ表示サイズを
持つガラス基板面に左右に分割したべたＩＴＯ電極を施
した。

【００６１】それぞれの基板面の液晶材料と接する面に
液晶配向膜用ポリイミド（日本合成ゴム株式会社：オプ
トマーＡＬ−１０５１）を厚さ４０ｎｍでオフセット印
刷により付与した。

【００６２】その後、約１８０℃にて１時間焼成乾燥し
た後に液晶の配向方向を制御する目的で常法によりラビ
ング処理を施した。この時互いの基板面においてラビン
グ方向が１８０゜±１０゜の角度をなすようにラビング
処理を行った。

【００６３】そして、表示領域の周囲の非表示領域にデ
ィスペンサーを用いてシール剤を付与し、対向する基板
面に直径２μｍのシリカスペーサー（真絲球：２μｍ）
を分散し互いの基板を所定位置にて密着することでセル
を構成した。

【００６４】スペーサーにより保持された基板間隙に真
空注入法により強誘電性液晶材料（ＦＥＬＩＸ０１８：
ｈｏｅｃｈｓｔジャパン製）を注入することでシャッタ
ー素子３、４を構成した。同様に作製した２枚めのシャ
ッター素子とシアン、マゼンタ、イエロー、レッドの偏
光板およびニュートラル偏光板を組み合わせることでＲ
ＧＢの３色の色シャッター動作が可能な液晶カラーシャ
ッター素子を構成した。マルチＣＲＴアレイとカラーシ
ャッター素子の領域が互いに重なるように配置する構成
によりフィールドシーケンシャル方式カラー画像表示装
置を得た。

【００６５】ＣＲＴの駆動回路１４と液晶カラーシャッ
ター駆動回路１６とは互いに同期が取れるような回路構
成になっており、シャッター素子３、４、に設けられた
応答速度測定センサー１５からの動作状況を随時検出す
る。

【００６６】この例では、画像表示部２は、独立した表
示信号により表示が行われる表示領域２ａ、２ｂを有し
ている。そして、液晶カラーシャッター３０は、表示領
域２ａ、２ｂに対応した領域１１ａ、１１ｂを独立した
スイッチング周波数で駆動することができる。すなわち
ＣＲＴ駆動回路１４からの信号により液晶カラーシャッ
ター３０の走査側電極への駆動信号が独立に制御できる
ように別々に配設されたＲＸ−Ｄｒｉｖｅｒ回路３１
と、ＬＸ−Ｄｒｉｖｅｒ回路３２及びＲＬそれぞれの駆
動周波数に対応した対向電極側のＹ−Ｄｒｉｖｅｒ３３
により、画像表示部２の左右に分割した表示領域に対応
する液晶カラーシャッター３０のスイッチング周波数を
独立に制御することができる（図９（ａ）、図９
（ｂ））。

【００６７】このような構成を採用することにより、本
発明の表示装置においては例えば表示領域２ａに動画を
表示し、表示領域２ｂには文字データなどを表示するよ
うな場合においても、液晶カラーシャッター３０はそれ
ぞれの領域を独立したスイッチング周波数で駆動するこ
とができる。したがって、色割れ等を防止し表示品質を
向上することができる。また表示に応じてスイッチング
周波数を調節することができるので、消費電力を低減す
ることができる。

【００６８】なお、本発明は、以上説明した実施形態に
限ることなく、その要旨の範囲内で種々変更して用いる
ことができることは言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示装置に
よれば、画像表示部の表示領域に表示される画像のフレ
ーム周波数と、液晶カラーシャッターのスイッチング周
波数を同期して任意に調節することができる。したがっ
て例えば動作環境等に応じて高品位のカラー画像表示を
行うことができる。また表示画像の形態（画像、テキス
ト等）に応じてフレーム周波数を設定し、これに同期し
て液晶カラーシャッターのスイッチング周波数を制御す
ることにより高品位な動画表示と安定した静止画表示を
行うことができる。さらに必要な領域のみフレーム周波
数、スイッチング周波数を高速にすることにより消費電
力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示装置の構成の例を概略的に示す
図。

【図２】画像表示部の走査方向を説明するための図。

【図３】液晶カラーシャッターを構成するシャッター素
子の構成を説明するための図。

【図４】本発明の表示装置の構成の例を概略的に示す
図。

【図５】本発明の表示装置の動作を説明するための図。

【図６】本発明の表示装置の動作を説明するための図。

【図７】本発明の表示装置の構成の別の例を概略的に示
す図。

【図８】本発明の表示装置の構成の例を概略的に示す
図。

【図９】図９は本発明の表示装置の構成の別の例を概略
的に示す図。

【符号の説明】

１…………ＣＲＴ ２…………画像表示部 ２ａ………表示領域 ２ｂ………表示領域 ３、４………………液晶セル ６、７、８……偏光板 ９、１０……………ＣＲＴ走査パターン １１、１２…………透明電極 １３…………対向基板電極パターン １４…………ＣＲＴ駆動信号回路 １５…………応答速度測定センサー １５ａ………センサー部 １６…………液晶カラーシャッター １７…………シャッター分割駆動信号周波数変換回路 １８…………３倍速駆動文字情報領域 １９…………３倍速駆動シャッター領域 ２０…………９倍速駆動動画表示領域 ２１…………９倍速駆動シャッター領域 ３０…………液晶カラーシャッター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０２Ｆ 1/1343 Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１１ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３１１Ｚ ３２１ ３２１Ｅ ３２２ ３２２Ａ Ｇ０９Ｇ 3/18 Ｇ０９Ｇ 3/18 3/20 ６８０ 3/20 ６８０Ｅ Ｈ０４Ｎ 9/30 Ｈ０４Ｎ 9/30 (72)発明者 最首 達夫 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 廣保 直純 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式会 社東芝生産技術研究所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マトリクス状に配列された、フレーム周
   波数を独立して制御可能な複数の表示素子と、 前記表示領域上に配設され、前記表示領域に表示される
   画像のフレーム周波数と同期可能なスイッチング周波数
   で透過光の波長をスイッチングする液晶カラーシャッタ
   ーと、 前記液晶カラーシャッターの応答速度を検出する手段
   と、 検出した前記応答速度に応じて前記表示素子のフレーム
   周波数または前記液晶カラーシャッターのスイッチング
   周波数を調節する手段とを具備したことを特徴とする表
   示装置。
2. 【請求項２】 第１の領域と第２の領域とからなる表示
   領域を構成するようにマトリクス状に配列され、フレー
   ム周波数を独立して制御可能な複数の表示素子と、 前記表示領域上配設され、透過光の波長を、前記第１の
   領域と前記第２の領域とで独立したスイッチング周波数
   でスイッチング可能な液晶カラーシャッターとを具備し
   たことを特徴とする表示装置。