(57)【要約】【課題】残像が生じることを効果的に抑制することができるようにすること。【解決手段】液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置されてなる液晶パネル１１と、液晶パネル１１の各画素のラインを複数の走査線により順次選択して走査し、選択したラインの画素にデータ信号線からデータ信号を供給することで液晶パネル１１に映像を表示させる液晶駆動部１３と、液晶パネル１１を照明するバックライト１２の点灯を制御するバックライト制御部１４とを有する表示装置１０において、液晶駆動部１３が、１画面分の走査を開始してからつぎの１画面分の走査を開始するまでの期間の１／２の期間内に１画面分の走査を行い、バックライト制御部１４が、液晶の透過率が十分安定した後に、バックライト１２を点灯させる。【選択図】図１
2014010416.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置されてなる液晶パネルと、該液晶パネルの各画素のラインを複数の走査線により順次選択して走査し、選択したラインの画素にデータ信号線からデータ信号を供給することで前記液晶パネルに映像を表示させる液晶駆動部と、前記液晶パネルを照明するバックライトの点灯を制御するバックライト制御部とを有する表示装置であって、
前記液晶駆動部は、１画面分の走査を開始してからつぎの１画面分の走査を開始するまでの期間の１／２の期間内に前記１画面分の走査を行い、前記バックライト制御部は、前記液晶の透過率が十分安定した後に、前記バックライトを点灯させること、
を特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記バックライトは複数の領域に分割されており、前記バックライト制御部は、前記液晶パネルにおいて前記液晶の透過率が十分安定した領域に対応する前記バックライトの領域を領域ごとに点灯させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記バックライト制御部は、前記バックライトの各領域を同じタイミングで点灯させることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記１画面分の走査は、立体視用の右目用画像または左目用画像の表示における１画面分の走査であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記液晶パネルの各画素の液晶変調素子は、各画素に対する画像信号の書き込みを制御するトランジスタを有し、該トランジスタの半導体層は、インジウム−ガリウム−亜鉛の酸化物により形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置に関し、詳しくは、液晶変調素子からなる画素のラインを複数の走査線により順次選択して走査し、選択したラインの画素にデータ信号を供給することで液晶パネルに映像を表示させ、液晶パネルを照明するバックライトの点灯を制御する表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シャッターメガネを用いて立体視を可能とする液晶表示システムが普及してきている。この表示システムでは、液晶表示装置が左目用画像、右目用画像を交互に表示し、それらの表示に合わせてシャッターメガネが右目、左目の視界を遮ることにより、立体視を可能とする。また、そのような液晶表示装置に用いる液晶パネル、および、バックライトの開発が進められている。
【０００３】
図６は、液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミング１とバックライトの点灯タイミング２の一例について説明する図である。この例では、バックライトの点灯は、４つの領域に分けられた画面の領域ごとに行われる。また、走査線の走査がなされていない期間は、ブランキング期間３と呼ばれる。
【０００４】
図６（Ａ）は、画面の書き換え周波数が６０Ｈｚである通常駆動の例、図６（Ｂ）は、画面の書き換え周波数が１２０Ｈｚである倍速駆動の例、図６（Ｃ）は、画像の書き換え周波数が２４０Ｈｚである４倍速駆動の例、図６（Ｄ）は、立体視用の左目用画像ＡＬ、ＢＬおよび右目用画像ＡＲ、ＢＲを表示するための４倍速駆動の例である。
【０００５】
図６（Ａ）に示す通常駆動では、１６.７ｍｓｅｃの周期で画像Ａ、Ｂを表示するための走査がなされ、走査開始後にバックライトの点灯がなされる。また、図６（Ｂ）に示す倍速駆動では、８.３ｍｓｅｃの周期で画像Ａ、Ａ１、Ｂ、Ｂ１を表示するための走査がなされ、図６（Ｃ）に示す４倍速駆動では、４.２ｍｓｅｃの周期で画像Ａ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３を表示するための走査がなされ、走査開始後にバックライトの点灯がなされる。
【０００６】
図６（Ｄ）に示す４倍速駆動でも、４.２ｍｓｅｃの周期で走査がなされるが、図６（Ｄ）の場合は、左目用画像ＡＬ、ＢＬ、または、右目用画像ＡＲ、ＢＲの１つを表示するための走査がそれぞれ２度ずつ行われる。
【０００７】
走査を２度ずつ行うのは、液晶の透過率を目標の値に早く精度よく到達させるためである。特許文献１には、左目用画像または右目用画像の１つを表示するため、２度の走査を行う立体表示装置が開示されている。しかし、この液晶パネルでは、２度走査をするため、消費電力が大きくなるという問題がある。
【０００８】
特許文献２には、１つの画像を表示する際の走査を１度だけ行う液晶表示装置が開示されている。この液晶表示装置では、フレーム期間全体にわたって走査を行い、走査周波数を低くして、走査に伴う消費電力の増加を抑制する。ここで、フレーム期間とは、フレームレートの逆数である。また、特許文献３には、左目用画像および右目用画像を表示するための１画面分の走査を４.１７ｍｓという短時間に行う表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１１２７４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７５７９７号公報
【特許文献３】特開２０１０−２２４５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２の従来技術では、フレーム期間全体にわたって走査線の走査を行うため、バックライトの点灯タイミングが走査線の走査直後となり、液晶の透過率が十分安定する前にバックライトが点灯するので、前のフレーム期間における画像が残像として残ってしまうという問題がある。また、特許文献３には、バックライトの点灯についての具体的な記載はなく、上述したような問題は解決されない。
【００１１】
本発明は、上記実情に鑑み、残像が生じることを効果的に抑制することが可能な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】
【００１２】
上記課題を解決する為に、本発明の第１の技術手段は、液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置されてなる液晶パネルと、該液晶パネルの各画素のラインを複数の走査線により順次選択して走査し、選択したラインの画素に信号線からデータ信号を供給することで前記液晶パネルに映像を表示させる液晶駆動部と、前記液晶パネルを照明するバックライトの点灯を制御するバックライト制御部とを有する表示装置であって、前記液晶駆動部は、１画面分の走査を開始してからつぎの１画面分の走査を開始するまでの期間の１／２の期間内に前記１画面分の走査を行い、前記バックライト制御部は、前記液晶の透過率が十分安定した後に、前記バックライトを点灯させること、を特徴とする。
【００１３】
本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記バックライトは複数の領域に分割されており、前記バックライト制御部は、前記液晶パネルにおいて前記液晶の透過率が十分安定した領域に対応する前記バックライトの領域を領域ごとに点灯させることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記バックライト制御部は、前記バックライトの各領域を同じタイミングで点灯させることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第４の技術手段は、第１〜第３のいずれかの技術手段において、前記１画面分の走査は、立体視用の右目用画像または左目用画像の表示における１画面分の走査であることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第５の技術手段は、第１〜第４のいずれかの技術手段において、前記液晶パネルの各画素の液晶変調素子は、各画素に対する画像信号の書き込みを制御するトランジスタを有し、該トランジスタの半導体層は、インジウム−ガリウム−亜鉛の酸化物により形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、液晶駆動部が、１画面分の走査を開始してからつぎの１画面分の走査を開始するまでの期間の１／２の期間内に１画面分の走査を行い、バックライト制御部が、液晶の透過率が十分安定した後に、バックライトを点灯させることとしたので、残像が生じることを効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る表示装置の構成の一例を示す図である。
【図２】アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いたＴＦＴ、及び、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴの特性の一例を示す図である。
【図３】液晶の駆動能力について説明する図である。
【図４】液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミングとバックライトの点灯タイミングの一例について説明する図である。
【図５】液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミングとバックライトの点灯タイミングの別の例について説明する図である。
【図６】液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミングとバックライトの点灯タイミングの一例について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る表示装置１０の構成の一例を示す図である。例えば、表示装置１０は、立体視用の右目用画像や左目用画像を交互に表示する。表示装置１０は、液晶パネル１１、バックライト１２、液晶駆動部１３、バックライト制御部１４、シャッターメガネ制御部１５、タイミング制御部１６を備える。
【００２０】
液晶パネル１１は、液晶変調素子からなる画素がマトリクス状に配置された画面と、上記画面の各画素のラインを順次選択して走査するための複数の走査線と、選択されたラインの画素に画像のデータ信号を書き込むための複数の信号線とを備えている。走査線と信号線とは直交している。
【００２１】
例えば、液晶パネル１１のＴＦＴ（Thin Film Transistor）を構成する薄膜トランジスタの半導体層として、酸化物を含むものが用いられる。また、酸化物としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）の酸化物が用いられる。
【００２２】
図２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を用いたＴＦＴ、及び、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ（インジウム−ガリウム−亜鉛）から構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴの特性の一例を示す図である。
【００２３】
Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴのドレイン電流−ゲート電圧のスイッチング特性では、ＴＦＴのスイッチングのオフ時に流れるリーク電流（オフ電流）は、一般的に使用されているアモルファスシリコンによるリーク電流の１０００分の１以下であり、ＴＦＴのスイッチング時のオン時に流れるオン電流は、アモルファスシリコンにおけるオン電流の２０倍以上となる。
【００２４】
つまり、オン電流が従来のアモルファスシリコン等よりも非常に大きいため、画素への電圧の印加が高速化される。このようなＴＦＴのスイッチング時のオン電流の特性に応じて、駆動周波数をどこまで高めるか、走査期間をどこまで短くするかを定めることができる。
【００２５】
図３は、液晶の駆動能力について説明する図である。図３（Ａ）には、図６（Ｄ）の場合における液晶セルの電圧の変化の例が示されている。図６（Ｄ）の場合、２度の走査がなされ、液晶セルに電圧が印加されるが、２度の走査で所定の電圧が得られる駆動電流を流した場合、１回の走査では印加可能な最大電圧の９６.４％までしか電圧が高くならなず、２回の走査によって、図３（Ａ）に示すように、電圧が十分に高められる。
【００２６】
しかし、この場合、２回目の走査がなされるまでは電圧が十分高くならないので、液晶の透過率が十分安定するまでに、より長い時間がかかってしまう。そのため、１回の走査で画素の電圧を十分に高くすることができれば、それがより望ましい。
【００２７】
図３（Ｂ）は、液晶セルの駆動電流を２倍にし、１回の走査で画素の電圧を十分に高くする場合について説明する図である。図３（Ｂ）の実線の曲線は、２回の走査で電圧を印加する場合の例であり、図３（Ｂ）の破線の曲線は、液晶セルの駆動電流を２倍にし、１回の走査で電圧を印加する場合の例である。
【００２８】
液晶セルの駆動電流を２倍にすると、実線の曲線の場合に比べて、同じ電圧に半分の時間で到達することができる。すなわち、駆動電流を大きくすることにより、１回の走査で、かつ、短時間で十分な値まで電圧を高めることができる。
【００２９】
また、従来のアモルファスシリコンを用いたＴＦＴの場合、リーク電流が大きいので、休止期間に画素の電荷が抜けて輝度が変化するため、休止期間を長くすると表示画面上でフリッカが発生する。
【００３０】
これに対して、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎから構成される酸化物の半導体を用いたＴＦＴでは、リーク電流が小さいので、休止期間でも画素の電荷が抜けず、フリッカが生じることがなく、画質を維持することができる。従って、例えば表示装置１０が静止画などを表示しているときには、画質品位を低下させることなく休止期間を長くとることができ、低消費電力の効果を高めることができる。
【００３１】
また、休止期間では液晶の駆動が休止されるため、駆動ノイズが生じない。例えば、表示装置１０がタッチパネルから構成される場合、ＴＦＴからのノイズを受けにくくなるため、タッチパネルの感度を大きく向上させることができる。
【００３２】
本発明に係る実施形態では、上記のような酸化物半導体を薄膜トランジスタに使用することができるが、酸化物半導体に限定されるものではなく、他の半導体を用いることとしてもよい。また、アモルファスシリコンを用いることとしてもよい。
【００３３】
図１の説明に戻ると、バックライト１２は、例えば複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）により構成される。バックライト１２の発光を液晶パネル１１で変調することで、画像データに応じた画像を液晶パネル１１に表示させる。また、バックライト１２は、複数の領域１２ａ〜１２ｄに分割され、領域１２ａ〜１２ｄごとに発光する。
【００３４】
液晶駆動部１３は、液晶パネル１１の液晶を駆動させるものである。液晶駆動部１３は、ゲートドライバ１３ａとソースドライバ１３ｂとを備える。ゲートドライバ１３ａは、走査線ドライバであり、タイミング制御部１６から受信する制御信号に基づいて、液晶パネル１１の各走査線に電圧を印加し、液晶セルにデータ信号に応じた電圧を加えるためのスイッチをオンにする。ソースドライバ１３ｂは、信号線ドライバであり、液晶パネル１１の各信号線にデータ信号に応じた電圧を加えることにより、液晶を駆動する。
【００３５】
バックライト制御部１４は、バックライト１２の発光を制御する。バックライト制御部１４は、タイミング制御部１６からの制御信号に基づいて、各領域１２ａ〜１２ｄの発光を制御する。
【００３６】
シャッターメガネ制御部１５は、立体視用のシャッターメガネの制御を行う。具体的には、シャッターメガネ制御部１５は、交互に表示される左目用画像と右目用画像の表示タイミングに同期させて、シャッターメガネがユーザの右目、左目の視界を遮る処理を制御する。
【００３７】
タイミング制御部１６は、ゲートドライバ１３ａによる走査のタイミング、ソースドライバ１３ｂによるデータ信号に応じた電圧の印加のタイミング、バックライト１２の各領域１２ａ〜１２ｄの点灯のタイミングを制御する。
【００３８】
タイミング制御部１６は、液晶駆動部１３に制御信号を出力し、液晶駆動部１３を制御して、１画面分の走査の開始からつぎの１画面分の走査を開始するまでの期間の１／２の期間内に１画面分の走査を行わせる。
【００３９】
また、タイミング制御部１６は、バックライト制御部１４に制御信号を出力し、バックライト制御部１４を制御して、液晶パネル１１における液晶の透過率が十分安定した後に、バックライト１２の各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。
【００４０】
図４は、液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミングとバックライトの点灯タイミングの一例について説明する図である。図４には、説明の都合上、走査線の数が２０本（図４のＳＣＬ１〜２０）である場合について示してある。また、右目用画像を表示するための走査を開始してからつぎに右目用画像を表示するための走査を開始するまでの期間を１フレーム期間としている。１フレーム期間とは、例えば、１６.７ｍｓｅｃの期間である。
【００４１】
また、バックライト１２は４つの領域１２ａ〜１２ｄに分割されており、第１の領域１２ａ（図４のＢＣＬ１）は、走査線ＳＣＬ１〜ＳＣＬ５に対応する画面の領域を照射し、第２の領域１２ｂ（図４のＢＣＬ２）は、走査線ＳＣＬ６〜ＳＣＬ１０に対応する画面の領域を照射し、第３の領域１２ｃ（図４のＢＣＬ３）は、走査線ＳＣＬ１１〜ＳＣＬ１５に対応する画面の領域を照射し、第４の領域１２ｄ（図４のＢＣＬ４）は、走査線ＳＣＬ１６〜ＳＣＬ２０に対応する画面の領域を照射する。
【００４２】
図４に示すように、タイミング制御部１６は、ゲートドライバ１３ａに制御信号を送信し、ゲートドライバ１３ａを制御して、１画面分の走査を１／４フレーム期間内（図４の例では、Ｔ＝１〜２０、４１〜６０）に行わせる。１／４フレーム期間とは、例えば、４.２ｍｓｅｃの期間である。
【００４３】
また、タイミング制御部１６は、バックライト制御部１４に制御信号を出力し、バックライト制御部１４を制御して、液晶透過率が十分安定した後にバックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。図４には、走査線ＳＣＬ５に対応する画面部分の液晶透過率の変化（液晶透過率５）と、走査線ＳＣＬ２０に対応する画面部分の液晶透過率の変化（液晶透過率２０）が示されている。
【００４４】
液晶透過率を十分安定させるため、バックライト制御部１４は、例えば、各領域１２ａ〜１２ｄに対応する画面領域に含まれるすべての走査線の走査がなされてから少なくとも１／４フレーム期間（図４の例では、各領域１２ａ〜１２ｄについてそれぞれ、Ｔ＝６〜３５、１１〜４０、１６〜４５、２１〜５０の期間。例えば、４.２ｍｓｅｃの期間。）が経過するまで待機し、その後バックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。この１／４フレーム期間が、液晶の透過率が十分安定する期間である。
【００４５】
すなわち、バックライト制御部１４は、図４における黒表示期間（図４の例では、Ｔ＝１６〜３５）を１／４フレーム期間以上設け、その後バックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。
【００４６】
この例では、液晶透過率が十分安定してからバックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させるため、残像が生じることを効果的に抑制することができる。なお、液晶透過率の安定をさらに速めるため、液晶を通常モードよりも高い電圧で駆動するＱＳ（Quick Shoot）駆動を行うこととしてもよい。
【００４７】
図５は、液晶パネルに画像を表示するための走査線の走査タイミングとバックライトの点灯タイミングの別の例について説明する図である。図５の場合も、右目用画像を表示するための走査を開始してからつぎに右目用画像を表示するための走査を開始するまでの期間を１フレーム期間としている。
【００４８】
図５の場合、タイミング制御部１６は、ゲートドライバ１３ａに制御信号を送信し、ゲートドライバ１３ａを制御して、１画面分の走査を１／４フレーム期間内（図５の例では、Ｔ＝１〜１５、４１〜５５）に行わせる。
【００４９】
また、タイミング制御部１６は、バックライト制御部１４に制御信号を出力し、バックライト制御部１４を制御して、液晶透過率が十分安定した後にバックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。図５には、走査線ＳＣＬ２０に対応する画面部分の液晶透過率の変化（液晶透過率２０）が示されている。
【００５０】
液晶透過率を十分安定させるため、バックライト制御部１４は、例えば、各領域１２ａ〜１２ｄに対応する画面領域に含まれるすべての走査線の走査がなされてから少なくとも１／４フレーム期間（図５の例では、各領域１２ａ〜１２ｄについてそれぞれ、Ｔ＝４〜３５、８〜３５、１２〜３５、１６〜３５の期間。例えば、４.２ｍｓｅｃの期間。）が経過するまで待機し、その後バックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。この１／４フレーム期間が、液晶の透過率が十分安定する期間である。
【００５１】
すなわち、バックライト制御部１４は、図５における黒表示期間（図５の例では、Ｔ＝１〜３５、の期間）を１／４フレーム期間以上設け、その後バックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させる。
【００５２】
この例でも、液晶透過率が十分安定してからバックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを点灯させるため、残像が生じることを効果的に抑制することができる。また、バックライトの各領域１２ａ〜１２ｄを同時に点灯させるため、バックライト１２の点灯制御が容易になる。この場合も、液晶透過率の安定をさらに速めるため、液晶を通常モードよりも高い電圧で駆動するＱＳ（Quick Shoot）駆動を行うこととしてもよい。
【００５３】
以上本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で各種の変形、修正が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…表示装置、１１…液晶パネル、１２…バックライト、１２ａ〜１２ｄ…バックライトの分割領域、１３…液晶駆動部、１３ａ…ゲートドライバ、１３ｂ…ソースドライバ、１４…バックライト制御部、１５…シャッターメガネ制御部、１６…タイミング制御部。
【図１】
2014010416.tif 000003
【図２】
2014010416.tif 000004
【図３】
2014010416.tif 000005
【図４】
2014010416.tif 000006
【図５】
2014010416.tif 000007
【図６】
2014010416.tif 000008