(57)【要約】【課題】静止画像と動画像が混在して表示される場合においても、フリッカの発生と動きぼけの発生とを抑制することができる液晶表示装置を提供する。【解決手段】前回のフレームで表示される表示画像と今回のフレームで表示される表示画像との差分をとり、動画速度を検出する動画速度検出部１５を設ける。そして、光源制御部１６は、線状発光領域毎に、動画速度検出部１５の検出結果に応じて線状発光領域のオンデューティ（１フレーム期間において線状発光領域が発光する割合）を制御する。光源制御部１６は、動画速度が遅い場合にはオンデューティを大きくし、動画速度が早い場合にはオンデューティを小さくする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶パネルと、
前記液晶パネルの背面に設けられたＥＬ素子を備えるバックライトと、
前記液晶パネル及び前記バックライトを制御する制御部とを備える液晶表示装置において、
前記バックライトは、前記液晶パネルの垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域から構成される面状の発光面を有しており、
前記制御部は、前記複数の線状発光領域を、前記液晶パネルの垂直走査に同期して順に発光状態と非発光状態とに切替制御し、
入力画像信号から表示画像の動画速度を検出する動画速度検出部とを備え、
前記制御部は、前記動画速度検出部の検出結果に応じて、前記線状発光領域毎に、前記動画速度が遅い場合には１フレームにおける前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記動画速度が早い場合には前記線状発光領域の発光期間を前記動画速度が遅い場合よりも短くするように、前記バックライトを切替制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記動画速度検出部は、前回のフレームと今回のフレームにおける各表示画像の変化量を差分で求めることにより、前記動画速度を検出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３】
前記動画速度検出部は、前記液晶パネルの垂直走査方向の動画速度を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記線状発光領域毎に、当該線状発光領域に対応する液晶の書き替えが完了した否かを判定し、この判定結果が肯定の場合であって前記書き替えが前記液晶パネルの垂直走査時間の経過時までに完了するときには前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記書き替えが前記垂直走査時間の経過後に完了するときには前記線状発光領域の発光期間を短くするように前記バックライトを切替制御することを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネルの背面にＥＬ素子を備えるバックライトが設けられた液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、コンピュータ、携帯機器などの表示装置として広く用いられている。近年、これらの表示装置では静止画像だけでなく動画像の表示もなされる。しかし、液晶表示装置は、動画像を表示した際に、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に比較して、画質が悪い（残像が見えて動きがぼける）という問題がある。この原因としては、液晶は光を透過させる状態（透過状態）と、光の透過を阻止する状態（非透過状態）とに配列（配向）が変化するのに時間がかかり、バックライトが常時点灯していると、非透過状態に駆動される部分の配列変化が遅れることで残像が見えることが挙げられる。
【０００３】
このような問題を解決するために、特許文献１に記載の発明が提案されている。特許文献１に記載の液晶表示装置では、動き検出手段を設け、その動き検出手段の結果から表示画像が静止画像であるか又は動画像であるかを検出して制御を行うようになっている。
【特許文献１】特開２００２−９１４００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の液晶表示装置は、動き検出手段の検出結果に応じて静止画像表示時の制御又は動画像表示時の制御の何れかを優先して行う構成となっている。例えば、特許文献１に記載の液晶表示装置は、バックライトを全面点灯させることを前提とし、表示画像の動きが所定値未満であるか否かによって点灯方式を連続点灯又は間欠点灯としている。このため、特許文献１に記載の液晶表示装置では、選択された制御方式に合致した画像の表示領域においては想定される効果を得られる可能性が高くなる反面、合致しない画像の表示領域においてはフリッカや動きぼけが発生する虞がある。例えば、静止画像表示時の制御を選択した場合において、静止画像の表示領域ではフリッカの抑制が図られるが、該静止画像と同時に表示された動画像の表示領域では静止画像表示時の制御によって動きぼけが発生する虞がある。したがって、特許文献１に記載の液晶表示装置では、特に、静止画像と動画像とが混在する場合において、その画像種毎に発生し得る課題を解決しているとは言い難い。
【０００５】
この本発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、静止画像と動画像が混在して表示される場合においても、フリッカの発生と動きぼけの発生とを抑制することができる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設けられたＥＬ素子を備えるバックライトと、前記液晶パネル及び前記バックライトを制御する制御部とを備える液晶表示装置であって、前記バックライトは液晶パネルの垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域から構成される面状の発光面を有しており、前記制御部は、前記複数の線状発光領域を、前記液晶パネルの垂直走査に同期して順に発光状態と非発光状態とに切替制御し、入力画像信号から表示画像の動画速度を検出する動画速度検出部とを備え、前記制御部は、前記動画速度検出部の検出結果に応じて、前記線状発光領域毎に、前記動画速度が遅い場合には１フレームにおける前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記動画速度が早い場合には前記線状発光領域の発光期間を前記動画速度が遅い場合よりも短くするように、前記バックライトを切替制御する。
【０００７】
これによれば、バックライトの発光面が複数の線状発光領域に分割され、その線状発光領域毎に動画速度検出部の検出結果に応じて線状発光領域の発光期間（オンデューティ）が調整される。動画速度は、前回のフレームで表示された表示画像に対して今回のフレームで表示される表示画像の動き量を示すものであり、該動き量が大きいほど動画速度は速く、該動き量が小さいほど動画速度は遅くなる。なお、オンデューティは、１フレーム期間において線状発光領域が発光する期間の割合を示す。そして、本発明では、動画速度が早い表示領域においてオンデューティを小さくして線状発光領域の発光時間を短くし、動画速度が遅い表示領域においてオンデューティを大きくして線状発光領域の発光時間を長くしており、分割された線状発光領域に対応する液晶の表示領域毎にオンデューティが調整される。このため、静止画像と動画像が混在して表示される場合であっても、分割された領域毎にオンデューティが調整されるので、画像種に起因して発生するフリッカや動きぼけ（残像現象）が同時に抑制され、画質を向上し得る。
【０００８】
また、前記動画速度検出部は、前回のフレームと今回のフレームにおける各表示画像の変化量を差分で求めることにより、前記動画速度を検出しても良い。
また、前記動画速度検出部は、前記液晶パネルの垂直走査方向の動画速度を検出しても良い。
【０００９】
また、前記制御部は、前記線状発光領域毎に、当該線状発光領域に対応する液晶の書き替えが完了した否かを判定し、この判定結果が肯定の場合であって前記書き替えが前記液晶パネルの垂直走査時間の経過時までに完了するときには前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記書き替えが前記垂直走査時間の経過後に完了するときには前記線状発光領域の発光期間を短くするように前記バックライトを切替制御しても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、静止画像と動画像が混在して表示される場合においても、フリッカの発生と動きぼけの発生とを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１は、本実施形態の液晶表示装置１１の主要部構成を示したブロック図である。本実施形態の液晶表示装置１１は、液晶パネル１２と、該液晶パネル１２を制御する液晶駆動部１３と、バックライト１４と、該バックライト１４を制御する光源制御部１６と、動画速度検出部１５とを備えている。本実施形態では、液晶駆動部１３と光源制御部１６とにより制御部が構成される。
【００１２】
本実施形態の液晶パネル１２は、アクティブマトリックス型とされている。図２に示すように、液晶パネル１２は、一対の透明な基板１７，１８を備え、両基板１７，１８は所定の間隔を保った状態で、図示しないシール材により貼り合わされている。基板１７，１８は、例えば、ガラス製である。両基板１７，１８には、液晶１９が封止されている。バックライト１４側に配置される基板１７には、液晶１９と対向する面に画素電極２０と、画素電極２０に接続された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２１とが多数形成されている。画素電極２０は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されている。本実施形態の液晶パネル１２では、３個の画素電極２０が１組で１個の画素を構成している。また、基板１７には、液晶１９と反対側の面に偏光板２２が配設されている。
【００１３】
基板１８には、液晶１９側の面にカラーフィルタ２３が形成され、カラーフィルタ２３上には全画素共通の透明電極２４が形成されている。透明電極２４もＩＴＯで形成されている。カラーフィルタ２３は、赤色、緑色及び青色の光を透過する領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃがサブ画素を構成する各画素電極２０と対応するように配設されている。各領域２３ａ〜２３ｃは、ブラックマトリックス２５で区画されている。基板１８の液晶１９と反対側の面には、偏光板２６が形成されている。
【００１４】
液晶駆動部１３は、入力した画像信号と同期信号に基づき、液晶パネル１２のゲート電極（走査電極）に走査信号を供給して該ゲート電極を駆動するとともに、液晶パネル１２のソース電極（データ電極）にデータ信号を供給して該ソース電極を駆動する。
【００１５】
バックライト１４は、液晶パネル１２の背面（表示面と反対側の面）側に配置される。本実施形態のバックライト１４は、面状の発光面を有し、当該面状の発光面がＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子で構成されている。図２に示すように、バックライト１４は、透明な基板２７上に形成された有機ＥＬ素子２８を備えている。有機ＥＬ素子２８は、基板２７側から透明電極（第１電極）２９と、有機層３０と、対向電極（第２電極）３１が順に積層されて形成されている。有機ＥＬ素子２８は、有機層３０が水分（水蒸気）及び酸素の悪影響を受けないように、保護膜３２で被覆されている。
【００１６】
本実施形態では、基板２７として透明なガラス基板が使用されている。また、透明電極２９が陽極を構成し、対向電極３１が陰極を構成する。透明電極２９は、公知の有機ＥＬ素子で透明電極として用いられるＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により形成され、光透過性を有する。対向電極３１は、金属（例えば、アルミニウム）で形成され、光を反射する機能を有する。有機層３０は、例えば、透明電極２９側から順に正孔輸送層３３、発光層３４及び電子輸送層３５が積層されて形成されている。有機ＥＬ素子２８は、有機層３０からの光が基板２７側から取り出される（出射される）ボトムエミッションタイプに構成されている。保護膜３２は、例えば窒化ケイ素で形成されている。
【００１７】
有機ＥＬ素子２８は、液晶パネル１２と対向する側に配置される透明電極２９が全ての発光領域に共通のベタ電極で構成され、透明電極２９より抵抗の低い材質で形成されるとともに有機層３０を挟んで透明電極２９と反対側に配置される複数の対向電極３１が線状（帯状）に形成されている。対向電極３１は、液晶パネル１２（液晶１９）の垂直走査方向（図２の左右方向）と直交する方向（図２の紙面と垂直方向）に延びるように形成されている。有機ＥＬ素子２８は、各対向電極３１と対向する領域が発光面となる。そして、有機ＥＬ素子２８の発光面は、図３に示すように、液晶パネル１２（液晶１９）の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域３６で構成されている。本実施形態では、有機ＥＬ素子２８の発光面を７つの線状発光領域３６に分割している。なお、図３は、バックライト１４の発光面を模式的に図示している。そして、各有機層３０及び対向電極３１は絶縁材からなる隔壁３７より線状発光領域３６に区画されている。
【００１８】
図２に示すように、各線状発光領域３６の幅は、１画素分、すなわち、３個の領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃの合計幅ではなく、複数画素分の領域２３ａ，２３ｂ，２３ｃの合計幅に形成されている。すなわち、線状発光領域３６は、複数列分の液晶パネル１２の画素領域を照明するのに必要な幅で形成されている。
【００１９】
動画速度検出部１５は、１フレーム分の画像信号を記憶可能なフレームメモリ（デュアルポートＲＡＭ）と、減算器を備えている。１フレーム期間とは、液晶パネル１２の１画面を構成する画素の全てが走査される期間である。フレームメモリにおいては、書き込みポートから今回のフレームの画像信号を書き込み、同時並行的に読み出しポートから前回のフレーム（１フレーム前）の画像信号を読み出す。減算器は、今回のフレームの画像信号と前回のフレームの画像信号を用いて両画像信号の差分をとる。
【００２０】
本実施形態の動画速度検出部１５では、今回と前回の各画像信号の差分を減算器でとることにより、今回のフレームと前回のフレームで液晶パネル１２に表示される表示画像の変化量を検出する。変化量は、前回のフレームで表示された表示画像に対して今回のフレームで表示される表示画像の動き量が多いほど大きくなり、前記表示画像の動き量が少ないほど小さくなる。すなわち、変化量が大きくなる場合は、１フレーム期間が一定時間に定められているので、変化量が小さい場合に比して表示画像の動く速度（動画速度）が速くなっていることとなる。換言すれば、変化量が小さくなる場合は、変化量が大きい場合に比して表示画像の動く速度が遅くなっていることとなる。変化量が小さい場合の表示画像は、静止画像に近い画像となる。そして、動画速度検出部１５は、減算器の差分結果を光源制御部１６に出力する。なお、本実施形態において動画速度検出部１５は、液晶パネル１２の垂直走査方向の画像変化量を検出する。
【００２１】
光源制御部１６は、バックライト１４を構成する複数の線状発光領域３６を、液晶パネル１２の垂直走査（走査信号の出力）に同期して順に発光状態と非発光状態とに切替制御する（擬似インパルス駆動）。本実施形態のバックライト１４は、液晶表示装置１１の駆動時、つまり、液晶パネル１２に画像を表示している時においては、同時に複数の線状発光領域３６が発光している状態となっている。また、本実施形態において光源制御部１６は、図４に示すように、各線状発光領域３６の発光状態又は非発光状態への切替制御を１フレーム周期で行う。図４において、「Ｔｆ」は液晶表示装置１１の１フレーム期間を、「Ｔｒ」は液晶１９の応答時間を示す。また、「Ｔｆ／Ｎ」は、バックライトの分割数を「Ｎ」としたときの、１つの線状発光領域３６と対応する液晶１９の行（走査ライン）の垂直走査時間を示す。このため、１つの線状発光領域３６と対応する液晶１９について表示データの書き替えを開始した場合、書き替え開始から最終の行が書き替えられて液晶１９が応答し終えるまでに要する時間は、（Ｔｆ／Ｎ）＋Ｔｒとなる。
【００２２】
光源制御部１６は、垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」と応答時間「Ｔｒ」とを考慮し、各線状発光領域３６を非発光状態から発光状態に切替制御する。図４において斜線を付した部分は発光状態を示す。
【００２３】
そして、本実施形態の光源制御部１６は、動画速度検出部１５（減算器）からの差分結果を入力し、その差分結果に基づき、線状発光領域３６毎の発光時間を可変制御する。すなわち、各線状発光領域３６が、１フレーム期間において発光する期間の割合を示すオンデューティを可変（調整）する。
【００２４】
光源制御部１６は、動画速度検出部１５からの差分結果をもとに、各線状発光領域３６に対応する液晶１９について今回のフレームで書き替えられる行（以下、「書替行」と示す）を抽出する。表示データの書き替えは液晶駆動部１３により行われ、液晶駆動部１３は、液晶１９の走査領域を上から下に向かって順に垂直走査する。そして、光源制御部１６は、線状発光領域３６毎に、最後の書替行の書き替えが垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」の経過よりも前に完了するか否かを判定する。
【００２５】
この判定結果が肯定の場合、１つの線状発光領域３６に対応する液晶１９は、垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」の経過前に全ての行の表示データの書き替えが完了していることになる。したがって、光源制御部１６は、対応する１つの線状発光領域３６を、対応する液晶１９の最初の行から書き替えられる最後の行までの垂直走査期間と、当該最後の書替行に対応する液晶１９の応答時間Ｔｒの経過時に、非発光状態から発光状態に切替制御する。
【００２６】
一方、前記判定結果が否定の場合、１つの線状発光領域３６に対応する液晶１９は、垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」の経過後に全ての行の表示データの書き替えが完了することになるので、光源制御部１６は、対応する１つの線状発光領域３６を、時間「（Ｔｆ／Ｎ）＋Ｔｒ」の経過時に非発光状態から発光状態に切替制御する。
【００２７】
前記判定結果が肯定となる場合には、垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」で走査される液晶１９の走査領域において前半の走査領域、すなわち、走査開始となる最初の行に近い領域の書き替えが行われると考えられる。このため、液晶パネル１２には、前回のフレームと今回のフレームとで変化量が小さく、動きの少ない画像が表示されることとなる。したがって、光源制御部１６は、線状発光領域３６の発光タイミングを早めてオンデューティを大きくし、線状発光領域３６の発光時間を長くする。
【００２８】
一方、前記判定結果が否定となる場合は、垂直走査時間「Ｔｆ／Ｎ」で走査される液晶１９の走査領域において後半の走査領域、すなわち、走査終了となる最後の行に近い領域の書き替えが行われると考えられる。このため、液晶パネル１２には、前回のフレームと今回のフレームとで変化量が大きく、動きの多い画像が表示されることとなる。したがって、光源制御部１６は、線状発光領域３６の発光タイミングを変化量が小さい場合よりも遅らせてオンデューティを少なくし、線状発光領域３６の発光時間を前記変化量が小さい場合よりも短くする。
【００２９】
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）バックライト１４の発光領域を複数の線状発光領域３６に分割し、その線状発光領域３６毎に動画速度検出部１５の検出結果に応じて線状発光領域３６のオンデューティを調整するようにした。そして、光源制御部１６は、動画速度が遅い場合にはオンデューティを大きくして線状発光領域３６の発光期間を長くし、動画速度が早い場合にはオンデューティを小さくして、線状発光領域３６の発光期間を動画速度が遅い場合よりも短くする。このため、静止画像と動画像が混在して表示される場合であっても、分割された領域毎に発光デューティが調整されることにより、フリッカや動きぼけ（残像現象）を同時に抑制し、画質を向上させることができる。
【００３０】
（２）動画速度検出部１５は、前回のフレームと今回のフレームにおける各表示画像の変化量を差分で求め、動画速度を検出するようにした。このため、液晶表示装置１１の構成を簡素化できる。
【００３１】
（３）動画速度検出部１５は、液晶パネル１２の垂直走査方向の動画速度を検出し、その動画速度に応じて光源制御部１６が線状発光領域３６の切替制御を行う。このため、液晶パネル１２の垂直走査方向に対する画像の動きに合わせて切替制御を行うことができる。
【００３２】
（４）光源制御部１６は、線状発光領域３６毎に、該線状発光領域３６に対応する液晶１９の表示データの書き替えが完了した否かを判定する。そして、表示データの書き替えが液晶パネル１２の垂直走査時間の経過時までに完了するときには、最後に書き替えられる行までの垂直走査時間と当該最後に書き替えられる行と対応する液晶１９の応答時間の経過とともに線状発光領域３６を発光状態に切り替えて、オンデューティを大きくする。一方、表示データの書き替えが液晶１９の垂直走査時間の経過後に完了するときには、素直走査期間と液晶１９の応答時間（図４に示す時間（Ｔｆ／Ｎ）＋Ｔｒ）を待って線状発光領域３６を発光状態に切り替える。このため、書き替え完了の時期が垂直走査時間よりも前か後かによって線状発光領域３６を発光させるので、書き替え完了と同時に線状発光領域３６を発光させる場合に比して制御を簡素化することができる。
【００３３】
（５）複数の線状発光領域３６を設け、それらの線状発光領域３６を１フレーム期間において順次発光状態と非発光状態とに切替制御しているので、全面発光する場合に比して消費電力を低減させることができる。
【００３４】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  光源制御部１６において、動画速度が遅い場合には図４に示す応答時間Ｔｒの経過後に線状発光領域３６を発光させ、その発光期間を長くしても良い。その逆に、動画速度が早い場合には図４に示す応答時間Ｔｒの経過後に線状発光領域３６を発光させ、その発光期間を短くしても良い。この場合、光源制御部１６は、動画速度検出部１５の差分結果をもとに、例えば、変化量が５０％を超えたときに動画速度が早いと判断し、超えないときに動画速度が遅いと判断しても良い。
【００３５】
○  バックライト１４の発光領域を構成する線状発光領域３６の数は変更しても良い。
○  バックライト１４は、ボトムエミッションタイプに限らず、基板と反対側から光を出射するトップエミッションタイプとしても良い。
【００３６】
○  バックライト１４は、ＥＬ素子として、有機層３０に代えて無機ＥＬ層を使用した無機ＥＬ素子を備えた構成としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態の液晶表示装置の主要構成を示すブロック図。
【図２】液晶パネルとバックライトを示す模式部分断面図。
【図３】線状発光領域を示す模式図。
【図４】線状発光領域の発光態様を説明する説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１１…液晶表示装置、１４…バックライト、１５…動画速度検出部、１６…光源制御部、１９…液晶、２８…ＥＬ素子としての有機ＥＬ素子、３６…線状発光領域。
【図１】
2006323300.tif 000003
【図２】
2006323300.tif 000004
【図３】
2006323300.tif 000005
【図４】
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