(57)【要約】【課題】液晶表示パネルを照明するバックライトのブリンキング駆動において表示品質の低下を抑えてバックライトを短時間で安定に動作する状態にする。【解決手段】バックライト駆動回路は液晶表示パネルを照明するバックライトＢＬの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定する設定部２０，２１，ＰＣ１〜ＰＣｋと、この設定部２０，２１，ＰＣ１〜ＰＣｋにより設定されたデューティ比でバックライトを点滅させる駆動部ＬＤとを備える。さらに、制御部２２，２３がバックライトが安定に動作しない状態においてバックライトＢＬの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するように設定部２０，２１，ＰＣ１〜ＰＣｋを制御するために設けられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルを照明するバックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定する設定部と、前記設定部により設定されたデューティ比でバックライトを点滅させる駆動部と、前記バックライトが安定に動作しない状態において前記バックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するように前記設定部を制御する制御部とを備えることを特徴とするバックライト駆動回路。
【請求項２】
前記制御部は前記表示パネルの表示開始タイミングからの経過時間に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト駆動回路。
【請求項３】
前記制御部は前記バックライトの温度に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト駆動回路。
【請求項４】
前記制御部は前記バックライトの輝度に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のバックライト駆動回路。
【請求項５】
液晶表示パネルを照明するバックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定し、このデューティ比で前記バックライトを点滅させ、前記バックライトが安定に動作しない状態において前記バックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定することを特徴とするバックライト駆動方法。
【請求項６】
前記バックライトが安定に動作しない状態にあることが前記表示パネルの表示開始タイミングからの経過時間に基づいてを検出されることを特徴とする請求項５に記載のバックライト駆動方法。
【請求項７】
前記バックライトが安定に動作しない状態にあることが前記バックライトの温度に基づいて検出されることを特徴とする請求項５に記載のバックライト駆動方法。
【請求項８】
前記バックライトが安定に動作しない状態にあることが前記バックライトの輝度に基づいて検出されることを特徴とする請求項５に記載のバックライト駆動方法。
【請求項９】
液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明するバックライトと、前記バックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定する設定部と、前記設定部によって設定されるデューティ比で前記バックライトを点滅させる駆動部と、前記バックライトが安定に動作しない状態において前記バックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するように前記設定部を制御する制御部とを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１０】
前記制御部は前記表示パネルの表示開始タイミングからの経過時間に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記制御部は前記バックライトの温度を測定した結果に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記制御部は前記バックライトの輝度に基づいて前記バックライトが安定に動作しない状態にあることを検出するように構成されることを特徴とする請求項９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、液晶表示パネルを照明するバックライトを周期的に点滅させるバックライト駆動回路、バックライト駆動方法、および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等の表示装置として広く利用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む液晶表示パネル、この液晶表示パネルを照明するバックライト、並びにこれら表示パネルおよびバックライトを制御する表示制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。
【０００４】
アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなり、１ゲート線が駆動されたときに導通して１ソース線の電位を１画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。一対の画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部である画素領域と共に画素を構成し、画素領域において液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。表示制御回路は複数のゲート線を駆動するゲートドライバ、複数のソース線を駆動するソースドライバ、並びにこれらゲートドライバ、ソースドライバ、およびバックライトを制御するコントローラ回路等を含む。
【０００５】
液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、液晶分子が良好な応答性を示すＯＣＢモードの液晶表示パネルを用いることが検討されている（特許文献１を参照）。この液晶表示パネルでは、ＯＣＢ液晶が画素電極および共通電極上で互いに平行にラビングされた配向膜によって電源投入前においてほとんど寝ているスプレー配向になる。液晶表示パネルは、電源投入に伴う初期化処理で印加する比較的強い電界によりこれらＯＣＢ液晶をスプレー配向からベンド配向に転移させてから表示動作を行う。
【０００６】
ＯＣＢ液晶が電源投入前にスプレー配向となる理由は、スプレー配向が液晶駆動電圧の無印加状態でエネルギー的にベンド配向よりも安定であるためである。このようなＯＣＢ液晶は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。スプレー配向では、視野角特性がベンド配向に対して大きく異なることから表示異常となる。
【０００７】
従来、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム期間の一部で大きな電圧をＯＣＢ液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧が黒表示となる画素電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
【０００８】
ところで、液晶表示パネルは画像データの更新まで表示状態を保持するホールド型表示デバイスであることから、動画表示において観察者の視覚に生じる網膜残像の影響から物体の動きを滑らかに見せることが難しい。上述の黒挿入駆動は画素輝度を擬似的に離散的な疑似インパルス応答の波形にして網膜残像をクリアすることになるため、観察者の視覚によって低下する動画視認性の改善に有効である。しかし、黒挿入駆動によって得られる黒表示状態は、バックライトを消灯させたときに得られるような完全な黒ではない。このため、バックライトを点滅させるブリンキング駆動を利用してより良好な動画視認性を得ることが検討されている。また、このブリンキング駆動は、バックライトを常時点灯させる場合よりも消費電力を低減することにもなる。
【特許文献１】特開２００２−２０２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、バックライトの点滅が例えばＯＣＢモードの液晶表示パネルの階調表示期間および黒挿入期間に関係なく行われるとすれば、コントラストの低下および不適切な色づきが生じてしまう。このため、バックライトを例えば複数の冷陰極管で構成し、これら冷陰極管の各々を適切なタイミングで点滅させることが必要である。点滅タイミングは安定に動作する状態で得られる輝度を基準にして最適化される。しかし、液晶表示パネルの表示開始直後のように周囲の環境温度が低い場合においては、バックライトが十分に暖まっておらず、所望の輝度で表示パネルを照明することができない。従って、最適化された点滅タイミングをこのような状態のバックライトに適用すると、これが表示品質を低下させると共にこの状態を長びかせる原因となる。
【００１０】
本発明の目的は、液晶表示パネルを照明するバックライトのブリンキング駆動において表示品質の低下を抑えてバックライトを短時間で安定に動作する状態にすることができるバックライト駆動回路、バックライト駆動方法、および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】
【００１１】
本発明の第１観点によれば、液晶表示パネルを照明するバックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定する設定部と、この設定部により設定されたデューティ比でバックライトを点滅させる駆動部と、バックライトが安定に動作しない状態においてバックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するように設定部を制御する制御部とを備えるバックライト駆動回路が提供される。
【００１２】
本発明の第２観点によれば、液晶表示パネルを照明するバックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定し、このデューティ比でバックライトを点滅させ、バックライトが安定に動作しない状態においてバックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するバックライト駆動方法が提供される。
【００１３】
本発明の第３観点によれば、液晶表示パネルと、この液晶表示パネルを照明するバックライトと、このバックライトの消灯時間に対する点灯時間の比率としてデューティ比を設定する設定部と、この設定部によって設定されるデューティ比でバックライトを点滅させる駆動部と、バックライトが安定に動作しない状態においてバックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比を設定するように設定部を制御する制御部とを備える液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
これらバックライト駆動装置、バックライト駆動方法、および液晶表示装置では、バックライトが安定に動作しない状態においてバックライトの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比が設定される。バックライトの輝度は安定に動作しない状態で不足する傾向にあるが、バックライトの点灯時間の増大がこの輝度の不足を緩和し、バックライト自身の温度上昇率を高めるように作用する。従って、表示品質の低下を抑えてバックライトを短時間で安定に動作する状態にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。図１はこの液晶表示装置の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置は液晶表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する表示制御回路ＣＮＴを備える。液晶表示パネルＤＰは一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３は例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレー配向からベンド配向に転移されベンド配向からスプレー配向への逆転移が周期的に印加され黒表示となる電圧により阻止される液晶を液晶材料として含む。表示制御回路ＣＮＴはアレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＤＰの透過率を制御する。スプレー配向からベンド配向への転移は電源投入時に行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界を液晶に印加することにより得られる。
【００１６】
アレイ基板１は、例えばガラス等の透明絶縁基板上に略マトリクス状に配置される複数の画素電極ＰＥ、複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置される複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）、複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）、並びにこれらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍に配置され各々対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通して複数の画素スイッチング素子Ｗを有する。各画素スイッチング素子Ｗは例えば薄膜トランジスタからなり、薄膜トランジスタのゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される。
【００１７】
対向基板２は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置される赤，緑，青の着色層からなるカラーフィルタ、および複数の画素電極ＰＥに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極ＣＥ等を含む。各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、互いに平行にラビング処理される配向膜でそれぞれ覆われ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共にＯＣＢ液晶画素ＰＸを構成する。
【００１８】
複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有する。複数の補助容量線Ｃ１〜Ｃｍは各々対応行の液晶画素ＰＸの画素電極ＰＥに容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。補助容量Ｃｓは画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。
【００１９】
表示制御回路ＣＮＴは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動するゲートドライバＹＤ、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力するソースドライバＸＤ、バックライトＢＬを駆動するバックライト駆動部ＬＤ、表示パネルＤＰの駆動用電圧を発生する駆動用電圧発生回路４、およびゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤおよびバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御するコントローラ回路５を備える。
【００２０】
駆動用電圧発生回路４は、ゲートドライバＹＤを介して補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６、ソースドライバＸＤによって用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する階調基準電圧発生回路７、および対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生するコモン電圧発生回路８を含む。コントローラ回路５は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてゲートドライバＹＤに対する制御信号ＣＴＹを発生する垂直タイミング制御回路１１、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてソースドライバＸＤに対する制御信号ＣＴＸを発生する水平タイミング制御回路１２、複数の画素ＰＸに対して外部信号源ＳＳから入力される画像データについて例えば黒挿入２倍速変換を行う画像データ変換回路１３、垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＹに基づいてバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御するインバータ制御回路１４、および電源スイッチＰＷの操作に応答してコモン電圧発生回路８、垂直タイミング制御回路１１、水平タイミング制御回路１２、画像データ変換回路１３、およびインバータ制御回路１４を制御することにより上述の初期化処理を行う初期化回路１５を含む。画像データは複数の液晶画素ＰＸに対する複数の画素データＤＩからなり、１フレーム期間（垂直走査期間Ｖ）毎に更新される。制御信号ＣＴＹはゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３から変換結果として得られる画素データＤＯと共にソースドライバＸＤに供給される。制御信号ＣＴＹは上述のように順次複数のゲート線Ｙを駆動する動作をゲートドライバＹＤに行わせるために用いられ、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３の変換結果として１行分の液晶画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＯを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する動作をソースドライバＸＤに行わせるために用いられる。
【００２１】
ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤは複数のゲート線Ｙおよび複数のソース線Ｘをそれぞれ選択するために例えばシフトレジスタ回路を用いて構成される。この場合、制御信号ＣＴＹは、階調表示開始タイミングを制御する第１スタート信号（階調表示開始信号）ＳＴＨＡ、黒挿入開始タイミングを制御する第２スタート信号（黒挿入開始信号）ＳＴＨＢ、シフトレジスタ回路においてこれらスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢをシフトさせるクロック信号、およびスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢの保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって所定数ずつ順次または一緒に選択されるゲート線Ｙ１〜Ｙｍへの駆動信号の出力を制御する出力イネーブル信号等を含む。他方、制御信号ＣＴＸは１行分の画素データの取込開始タイミングを制御するスタート信号、シフトレジスタ回路においてこのスタート信号をシフトさせるクロック信号、スタート信号の保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって１本ずつ選択されるソース線Ｘ１〜Ｘｎに対してそれぞれ取り込まれる１行分の画素データＤＯの並列出力タイミングを制御するロード信号、および画素データに対応する画素電圧Ｖｓの信号極性を制御する極性信号等を含む。
【００２２】
ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間において複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを階調表示用および黒挿入用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。画像データ変換回路１３が黒挿入２倍速変換を行う場合、１行分の入力画素データＤＩが１Ｈ毎に出力画素データＤＯとなる１行分の黒挿入用画素データＢおよび１行分の階調表示用画素データＳに変換される。階調表示用画素データＳは画素データＤＩと同じ階調値であり、黒挿入用画素データＢは黒表示の階調値である。１行分の黒挿入用画素データＢおよび１行分の階調表示用画素データＳの各々はそれぞれＨ／２期間において画像データ変換回路１３から直列に出力される。ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＢ，Ｓをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
【００２３】
画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。２倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合には、例えばライン反転駆動およびフレーム反転駆動（１Ｈ１Ｖ反転駆動）を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。また、補償電圧Ｖeは１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに対応した補助容量線ＣにゲートドライバＹＤを介して印加され、これらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償するために用いられる。
【００２４】
ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に対応した補助容量線Ｃ１に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。
【００２５】
ここで、図１に示す液晶表示装置の動作について図２〜図４を参照して説明する。
【００２６】
図２は共通電極ＣＥに設定されるコモン電圧Ｖcomの変化を示す。電源スイッチＰＷの操作により電源投入されると、これに伴って初期化回路１５は表示パネルＤＰの表示動作開始を示す表示開始信号ＤＯＮを垂直タイミング制御回路１１、水平タイミング制御回路１２、およびインバータ制御回路１４に出力し、初期化処理用に特定された画素データを発生するよう画像データ変換回路１３を制御し、さらにコモン電圧Ｖcomを例えば図２に示すように変化させる。初期化処理は図２に示す転移駆動期間に行われ、コモン電圧Ｖcomが最初均一なスプレー配向を得るために７Ｖに設定され、続いてベンド配向を得るために−２０Ｖおよび＋２５Ｖに設定される。垂直タイミング制御回路１１および水平タイミング制御回路１２は表示開始信号ＤＯＮに応答して初期化処理用画素データに対応した画素電圧Ｖｓ（＝７Ｖ）を全画素電極ＰＥに設定する制御を行う。コモン電圧Ｖcomが画素電圧Ｖｓに等しい７Ｖであるとき、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間の電位差、すなわち液晶駆動電圧がゼロとなり、液晶層３に電界が印加されない状態となる。この状態は例えば５００ｍｓ程度継続され、これにより液晶層３内の液晶分子が均一なスプレー配向にリセットされる。続いて、コモン電圧Ｖcomが−２０Ｖおよび＋２５Ｖに交互に設定されると、いずれも画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間の電位差、すなわち液晶駆動電圧を増大して、液晶層３に大きな電界が印加される状態にする。この状態は例えば５００ｍｓ以上継続され、これにより液晶層３内の液晶分子がスプレー配向からベンド配向に転移する。こうして初期化処理が終了すると、通常駆動期間となり、コモン電圧Ｖcomが＋５Ｖに継続的に設定される。
【００２７】
図３は２倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について液晶表示装置の動作を示す。図３では、Ｂが各行の画素ＰＸに共通な黒挿入用画素データを表し、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…がそれぞれ１行目，２行目，３行目，…の画素ＰＸに対する階調表示用画素データを表す。＋，−はこれら画素データＢ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…が画素電圧Ｖｓに変換されてソースドライバＸＤから出力されるときの信号極性を表す。ここでは、第１スタート信号ＳＴＨＡおよび第２スタート信号ＳＴＨＢがいずれもＨ／２期間分のパルス幅でゲートドライバＹＤに入力されるパルスである。第１スタート信号ＳＴＨＡが最初に入力され、第２スタート信号ＳＴＨＢが階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率、すなわち黒挿入率に従って第１スタート信号ＳＴＨＡよりも遅れて入力される。
【００２８】
ゲートドライバＹＤは第１スタート信号ＳＴＨＡをシフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ選択し、１Ｈ期間の後半でゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバＸＤは階調表示用画素データＳ１，Ｓ２，Ｓ３，…の各々を対応１Ｈ期間の後半において画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓは、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間の後半で駆動される間に１行目，２行目，３行目，４行目…の液晶画素ＰＸに供給される。
【００２９】
また、ゲートドライバＹＤは第２スタート信号ＳＴＨＢをシフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ選択し、１Ｈ期間の前半でゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバＸＤは黒挿入用画素データＢ，Ｂ，Ｂ，…の各々を対応１Ｈ期間の前半において画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓはゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間の前半で駆動される間に１行目，２行目，３行目，…の液晶画素ＰＸに供給される。尚、図３では、第１スタート信号ＳＴＨＡと第２スタート信号ＳＴＨＢとが比較的短い間隔で入力されているが、実際には階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧保持の期間の比率が黒挿入率に適合するように離して入力される。また、最終行付近の画素ＰＸに対する黒挿入は例えば図３の左下部分に示すように先行フレームから連続することになる。
【００３０】
また、１．５倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合には、画像データ変換回路１３は外部信号源ＳＳから入力され画像データについて黒挿入１．５倍速変換を行うように構成される。さらに、ソースドライバＸＤは２ライン単位反転駆動およびフレーム反転駆動（２Ｈ１Ｖ反転駆動）を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される画素電圧Ｖｓをソース線Ｘ１〜Ｘｎに出力するように構成される。黒挿入１．５倍速変換では、２行分の入力画素データＤＩが２Ｈ期間毎に出力画素データＤＯとなる１行分の黒挿入用画素データＢおよび２行分の階調表示用画素データＳに変換される。階調表示用画素データＳは画素データＤＩと同じ階調値であり、黒挿入用画素データＢは黒表示の階調値である。１行分の黒挿入用画素データＢおよび２行分の階調表示用画素データＳの各々はそれぞれ２Ｈ／３期間において画像データ変換回路１３から直列に出力される。
【００３１】
図４は１．５倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について液晶表示装置の動作を示す。図４でも、Ｂが各行の画素ＰＸに共通な黒挿入用画素データを表し、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，…がそれぞれ１行目，２行目，３行目，…の画素ＰＸに対する階調表示用画素データを表す。＋，−はこれら画素データＢ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…が画素電圧Ｖｓに変換されてソースドライバＸＤから出力されるときの信号極性を表す。ここでは、第１スタート信号ＳＴＨＡが２Ｈ／３期間分のパルス幅でゲートドライバＹＤに入力されるパルスであり、第２スタート信号ＳＴＨＢがいずれも２Ｈ期間分のパルス幅でゲートドライバＹＤに入力されるパルスである。第１スタートパルスＳＴＨＡが最初に入力され、第２スタート信号ＳＴＨＢが階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率、すなわち黒挿入率に従って第１スタート信号ＳＴＨＡよりも遅れて入力される。
【００３２】
ゲートドライバＹＤは第１スタート信号ＳＴＨＡをシフトさせて、複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを２Ｈ期間当たり２本ずつ順次選択し、対応２Ｈ期間に含まれる２番目および３番目の２Ｈ／３期間にこれら選択ゲート線Ｙ１，Ｙ２；Ｙ３，Ｙ４；…に出力される。これに対し、ソースドライバＸＤは階調表示用画素データＳ１，Ｓ２；Ｓ３，Ｓ４；…を対応２Ｈ期間に含まれる第２および第３番目の２Ｈ／３期間に画素電圧Ｖｓに変換し、これらを２Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓはゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応２Ｈ期間に含まれる第２または第３番目の２Ｈ／３期間で駆動される間に１行目，２行目，３行目，４行目，…の液晶画素ＰＸに供給される。
【００３３】
また、ゲートドライバＹＤは第２スタート信号ＳＴＨＢをシフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを２Ｈ期間当たり２本ずつ一緒に選択し、対応２Ｈ期間に含まれる１番目の２Ｈ／３期間にこれら選択ゲート線Ｙ１，Ｙ２；Ｙ３，Ｙ４；…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバＸＤは黒挿入用画素データＢ，Ｂ，Ｂ，…の各々を対応２Ｈ期間に含まれる第１番目の２Ｈ／３期間において画素電圧Ｖｓに変換し、これらを２Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓはゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応２Ｈ期間に含まれる第１番目の２Ｈ／３期間で駆動される間に１行目，２行目，３行目，４行目，…の液晶画素ＰＸに供給される。尚、図４では、第１スタート信号ＳＴＨＡと第２スタート信号ＳＴＨＢとが比較的短い間隔で入力されているが、実際には階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率が黒挿入率に適合するように離して入力される。また、最終行付近の画素ＰＸに対する黒挿入は例えば図４の左下部分に示すように先行フレームから連続することになる。
【００３４】
図５は図１に示すバックライトＢＬおよび表示パネルＤＰの関係を示す。図５に示す表示画面ＤＳはマトリクス状に配置された複数のＯＣＢ液晶画素ＰＸにより構成されている。バックライトＢＬは表示パネルＤＰの背面において複数のＯＣＢ液晶画素ＰＸの行に平行に所定ピッチで並べられる例えばｋ個のバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋからなる。これらバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋは画面ＤＳを縦方向において等しく区分した複数の表示領域を主としてそれぞれ照明する。ここでは、バックライト光源ＢＬ１〜ＢＫｋの各々が１本の冷陰極管で構成され、約３０行分の液晶画素ＰＸからなる１表示領域を照明する。
【００３５】
図６は図１に示すインバータ制御回路１４、バックライト駆動部ＬＤ、およびバックライトＢＬの回路構成をさらに詳細に示し、図７はインバータ制御回路１４の動作を示す。
【００３６】
バックライト駆動部ＬＤはバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋに対してそれぞれ駆動電圧を発生するｋ個のインバータＬＤ１〜ＬＤｋからり、インバータ制御回路１４は垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＸの第１スタート信号ＳＴＨＡに同期して複数のバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋを順次点滅させるようにｋ個のパルス幅変調信号ＰＷＭ（ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋ）によりインバータＬＤ１〜ＬＤｋをそれぞれ制御する。第１スタート信号ＳＴＨＡは１行目の液晶画素ＰＸに階調表示用画素電圧を保持させる基準タイミングである。ちなみに、第２スタート信号ＳＴＨＢは１行目の液晶画素ＰＸに黒挿入用画素電圧を保持させる基準タイミングである。階調表示用画素電圧の保持期間は第１スタート信号ＳＴＨＡのパルス入力から第２スタート信号ＳＴＨＢのパルス入力までの期間にほぼ等しく、黒挿入用画素電圧の保持期間は第２スタート信号ＳＴＨＢのパルス入力から次の第１スタート信号ＳＴＨＡのパルス入力までの期間にほぼ等しい。
【００３７】
インバータ制御回路１４は、複数の位相制御部ＰＣ１〜ＰＣｋ、点灯タイミング検出部２０、デューティ比設定部２１、点灯時間調整部２２、およびタイマー部２３を備える。複数の位相制御部ＰＣ１〜ＰＣｋはインバータＬＤ１〜ＬＤｋに対してそれぞれパルス幅変調信号ＰＷＭ２〜ＰＷＭｋを発生するために設けられる。点灯タイミング検出部２０はスタート信号ＳＴＨＡの遷移（すなわち、パルス前縁または後縁）を点灯タイミングとして検出する。デューティ比設定部２０はバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋの各々の消灯時間に対する点灯時間の比率として階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率に対応するデューティ比を設定し、このデューティ比を持つ基準パルス幅変調信号を発生する。基準パルス幅変調信号はタイミング検出部２０によって検出される点灯タイミングで立ち上がり、階調表示用画素電圧の保持期間に対応する所定期間の経過に伴って立ち下がる。複数の位相制御部ＰＣ１〜ＰＣｋはこの基準パルス幅変調信号をそれぞれ遅延させることにより図７に示すパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋを発生する。ここでは、パルス幅変調信号ＰＷＭ１が基準パルス幅変調信号に対して遅延時間＝０になっているが、バックライト光源ＢＬ１の位置と第１行の液晶画素ＰＸの位置との差に対応したオフセット時間をこの遅延時間として設定することが好ましい。パルス幅変調信号ＰＷＭ２〜ＰＷＭｋはパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋ−１に対してそれぞれ位相差Ｔだけずれている。この位相差Ｔはバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋのピッチに対応して決定される。これにより、このパルス幅変調信号ＰＷＭ１が階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率に対応するデューティ比を持つことになる。インバータＬＤ１〜ＬＤｋは位相制御部ＰＣ１〜ＰＣｋからのパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋを駆動電圧にそれぞれ電圧変換してバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋに出力する。バックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋはそれぞれパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋが高レベルであるときに点灯し、パルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋが低レベルであるときに消灯する。
【００３８】
タイマー部２３は、表示開始信号ＤＯＮが初期化回路１５から供給されてからの経過時間を測定し、この経過時間がバックライトＢＬが安定に動作するまでに平均的に要するウォームアップ時間未満であるときに点灯時間増加要求を点灯時間調整部２２に出力する。点灯時間調整部２２はこの点灯時間増加要求が継続する間においてバックライトＢＬ（バックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋ）の点灯時間を階調表示用画素電圧の保持期間に対応する所定期間である基準値よりも増加させるようにデューティ比設定部２１を制御する。これにより、デューティ比設定部２１からの基準パルス幅変調信号のデューティ比が大きくなると、パルス幅変調信号ＰＷＭ１は第２スタートパルスＳＴＨＢのタイミングより図７に示す期間ＴＡだけ遅れて立ち下がるようになる。パルス幅変調信号ＰＷＭ２〜ＰＷＭｋはパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋ−１に対してそれぞれ位相差Ｔだけずれるように基準パルス幅変調信号を遅延させて発生するため、これらの立下りタイミングはパルス幅変調信号ＰＷＭ１と同様の遅れとなる。インバータＬＤ１〜ＬＤｋがこれらパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋによりバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋを駆動すると、バックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋは階調表示期間および黒挿入期間の一部において継続的に点灯することになる。
【００３９】
表示開始信号ＤＯＮの供給からの経過時間がバックライトＢＬが安定に動作するまでに平均的に要するウォームアップ時間を越えると、タイマー部２３は点灯時間増加要求の出力を停止する。この後、点灯時間調整部２２はバックライトＢＬ（バックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋ）の点灯時間を階調表示用画素電圧の保持期間に対応する所定期間である基準値に戻すようにデューティ比設定部２１を制御する。これにより、デューティ比設定部２１からの基準パルス幅変調信号のデューティ比がパルス幅変調信号ＰＷＭ１を第２スタートパルスＳＴＨＢのタイミングで立ち下げるように設定される。パルス幅変調信号ＰＷＭ２〜ＰＷＭｋはパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋ−１に対してそれぞれ位相差Ｔだけずれるように基準パルス幅変調信号を遅延させて発生するため、これらの立下りタイミングはパルス幅変調信号ＰＷＭ１と同様の遅れないようになる。インバータＬＤ１〜ＬＤｋがこれらパルス幅変調信号ＰＷＭ１〜ＰＷＭｋによりバックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋを駆動すると、バックライト光源ＢＬ１〜ＢＬｋは階調表示期間だけ継続的に点灯することになる。
【００４０】
本実施形態では、バックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることが表示開始後の経過時間に基づいて検出されると、バックライトＢＬの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比が設定される。バックライトＢＬの輝度は安定に動作しない状態で不足する傾向にあるが、バックライトＢＬの点灯時間の増大がこの輝度の不足を緩和し、バックライトＢＬ自身の温度上昇率を高めるように作用する。従って、表示品質の低下を抑えてバックライトＢＬを短時間で安定に動作する状態にすることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について図８を参照して説明する。
【００４２】
図８はこの液晶表示装置のインバータ制御回路の構成を詳細に示す。この液晶表示装置はインバータ制御回路１４を除いて第１実施形態とほぼ同様である。このため、第１実施形態と同様部分を同一参照符号で表し、その詳細な説明を簡略化あるいは省略する。
【００４３】
図８に示すインバータ制御回路１４はバックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることをバックライトＢＬの温度に基づいて検出するように構成されている。すなわち、図６に示すタイマー部２３は温度判定部２５に変更されている。この温度判定部２５は、初期化回路１５からの表示開始信号ＤＯＮを必要とせず、バックライトＢＬ近傍に配置されバックライトＢＬの温度を検出してこの温度を表す温度信号を出力するバックライト温度センサ２４に接続される。バックライト温度センサ２４からの温度信号が温度判定部２５に供給されると、この温度判定部２５はバックライトＢＬが安定に動作する平均的な温度にバックライト温度が達しているか確認し、達していないときに点灯時間増加要求を点灯時間調整部２２に出力する。この点灯時間増加要求に対する動作は、図７を参照して説明したものと同様である。
【００４４】
本実施形態では、バックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることがバックライトＢＬの温度に基づいて検出されると、バックライトＢＬの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比が設定される。バックライトＢＬの輝度は安定に動作しない状態で不足する傾向にあるが、バックライトＢＬの点灯時間の増大がこの輝度の不足を緩和し、バックライトＢＬ自身の温度上昇率を高めるように作用する。従って、表示品質の低下を抑えてバックライトＢＬを短時間で安定に動作する状態にすることができる。
【００４５】
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置について図９を参照して説明する。
【００４６】
図９はこの液晶表示装置のインバータ制御回路の構成を詳細に示す。この液晶表示装置はインバータ制御回路１４を除いて第１実施形態とほぼ同様である。このため、第１実施形態と同様部分を同一参照符号で表し、その詳細な説明を簡略化あるいは省略する。
【００４７】
図９に示すインバータ制御回路１４はバックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることをバックライトＢＬの輝度に基づいて検出するように構成されている。すなわち、図６に示すタイマー部２３は輝度判定部２６に変更されている。この輝度判定部２６は、初期化回路１５からの表示開始信号ＤＯＮを必要とせず、バックライトＢＬ近傍に配置されバックライトＢＬの輝度を検出してこの輝度を表す輝度信号を出力するバックライト輝度センサ２７に接続される。バックライト輝度センサ２７からの輝度信号が輝度判定部２６に供給されると、この輝度判定部２６はバックライトＢＬが安定に動作する状態で得られる輝度にバックライト輝度が達しているか確認し、達していないときに点灯時間増加要求を点灯時間調整部２２に出力する。この点灯時間増加要求に対する動作は、図７を参照して説明したものと同様である。
【００４８】
本実施形態では、バックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることがバックライトＢＬの輝度に基づいて検出されると、バックライトＢＬの点灯時間を基準値よりも増大させたデューティ比が設定される。バックライトＢＬの輝度は安定に動作しない状態で不足する傾向にあるが、バックライトＢＬの点灯時間の増大がこの輝度の不足を緩和し、バックライトＢＬ自身の温度上昇率を高めるように作用する。従って、表示品質の低下を抑えてバックライトＢＬを短時間で安定に動作する状態にすることができる。
【００４９】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。
【００５０】
上述の実施形態では、黒挿入駆動されるＯＣＢモードの液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬのブリンキング駆動を例として説明したが、本発明はＯＣＢモード以外の液晶表示パネルを照明するバックライトのブリンキング駆動に対しても適用可能である。
【００５１】
また、バックライトＢＬが安定に動作しない状態にあることが、例えば表示開始からの経過時間、バックライトＢＬの温度、あるいはバックライトＢＬの輝度に基づいて検出されたが、バックライトＢＬが安定に動作しない状態を反映する他の要因に基づいて検出するようにしてもよい。
【００５２】
上述の実施形態では、冷陰極管がバックライトＢＬを構成するために用いられているが、このバックライトＢＬは例えばＬＥＤ、その他の光源を用いて構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す液晶表示パネルの初期化処理を説明するための図である。
【図３】２倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について図１に示す液晶表示装置の動作を示すタイムチャートである。
【図４】１．５倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について図１に示す液晶表示装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５】図１に示すバックライトおよび表示パネルの関係を示す図である。
【図６】図１に示すインバータ制御回路、バックライト駆動部、およびバックライトの回路構成をさらに詳細に示す図である。
【図７】図６に示すインバータ制御回路の動作を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置のインバータ制御回路の回路構成を詳細に示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置のインバータ制御回路の回路構成を詳細に示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…駆動用電圧発生回路、５…コントローラ回路、６…補償電圧発生回路、７…階調基準電圧発生回路、８…コモン電圧発生回路、１１…垂直タイミング制御回路、１２…水平タイミング制御回路、１３…画像データ変換回路、１４…インバータ制御回路、１５…初期化回路、２０…デューティ比設定部、２１…点灯タイミング検出部、２２…点灯時間調整部、２３…タイマー部、２４…温度判定部、２５…バックライト温度センサ、ＰＣ１〜ＰＣｋ…位相制御部、ＢＬ…バックライト、ＢＬ１〜ＢＬｋ…バックライト光源、ＤＰ…液晶表示パネル、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＣＬＣ…液晶容量、Ｃｓ…補助容量、ＰＸ…液晶画素、Ｗ…スイッチング素子、Ｙ…ゲート線、Ｘ…ソース線、ＣＮＴ…表示制御回路、ＬＤ…バックライト駆動部、ＹＤ…ゲートドライバ、ＸＤ…ソースドライバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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