(57)【要約】【課題】液晶表示パネルの画面輝度の時間軸上での変動を抑制するように、表示すべき画像信号と黒表示信号とを１フレーム周期で液晶表示パネルに書き込むことにより、動画像の表示画質を向上させることが可能な液晶表示装置を提供する。【解決手段】入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、前記液晶表示パネル６に対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するフレーム周波数変換部１３と、前記時間軸圧縮された画像信号の各々に対して、黒表示信号を挿入する信号切替部１４とを備え、前記信号切替部１４は、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力する。【選択図】  図１
2004233932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像信号の１フレーム期間内において、表示すべき画像信号と黒表示信号とを液晶表示パネルに書き込むことにより、動画表示の際に生じる動きぼけを防止する液晶表示装置であって、
前記入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、前記液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するフレーム周波数変換手段と、
前記時間軸圧縮された画像信号の各々に対して、黒表示信号を挿入する黒挿入手段とを備え、
前記黒挿入手段は、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対する、バックライト光源の点灯／消灯を制御する光源駆動手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対する、バックライト光の透過／遮光を切り替える光学シャッター手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記請求項３に記載の液晶表示装置において、
前記光学シャッター手段は、遮光状態時に前記バックライト光の少なくとも一部をバックライト光源側に反射するものであることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示パネルを用いて画像を表示する液晶表示装置に関し、特にインパルス型表示に近づけることにより、動画表示の際に生じる動きぼけを防止することが可能な液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高精細、低消費電力、省スペースを実現できる液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネル型表示装置（ＦＰＤ）が盛んに開発されてきており、その中でも特にコンピュータ表示装置やテレビジョン表示装置等の用途へのＬＣＤの普及は目覚しいものがある。しかしながら、このような用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ）表示装置に対して、ＬＣＤにおいては、動きのある画像を表示した場合に、観視者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が指摘されている。
【０００３】
動画表示における動きぼけが液晶の光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開平９−３２５７１５号公報に記載されているように、ＬＣＤの表示方式そのものにも起因するという指摘がなされている。電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴ表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわゆるインパルス型表示方式となっている。
【０００４】
これに対して、ＬＣＤ表示装置においては、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持されるため（特にＴＦＴ  ＬＣＤにおいては、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高い）、液晶画素が次のフレームの画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、いわゆるホールド型表示方式である。
【０００５】
このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、観視画像のぼけが生じる。そこで、例えば特開平９−１２７９１７号公報、特開平１１−１０９９２１号公報には、入力画像信号の１フレーム期間内において映像信号と黒信号とを繰り返し液晶表示パネルに書き込むことにより、ある映像信号のフレームを走査してから次のフレームを走査するまで、画素の発光時間（画像表示期間）を短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現する、所謂黒書込型の液晶表示装置が提案されている。
【０００６】
これは、液晶表示パネルの各走査線を画像表示のために選択する以外に、黒表示のために再度選択するとともに、それに応じて入力画像信号及び黒表示信号をデータ線へ供給するという一連の動作を１フレーム周期で行うことで、図１５に示すように、あるフレーム画像表示と次のフレーム画像表示との間に黒信号を表示する期間（黒表示期間）を発生させるものである。
【０００７】
すなわち、液晶表示パネルの走査線（ゲート線）Ｙ１〜Ｙ４８０は、図１６に示すように、１フレーム周期中において画像信号を画素セルに書き込むために、タイミングを少しずらして順次立ち上げられる。４８０本すべてのゲート線を立ち上げて、画像信号を画素セルに書き込むことで１フレーム周期が終了する。このとき、画像信号の書き込みのための立ち上げから、１／２フレーム周期程遅れて、ゲート線Ｙ１〜Ｙ４８０を再度立ち上げて、各画素セルにデータ線Ｘを介して黒を表示する電位を供給する。これにより、各画素セルは黒表示状態となる。
【０００８】
すなわち、各ゲート線Ｙは、１フレーム周期において、異なる期間で２回高レベルとなる。１回目の選択により画素セルは一定期間画像データを表示し、それに続く２回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。このように、１フレーム期間内に画像表示期間と黒表示期間とを設けることによって、擬似的にホールド型駆動の表示状態からＣＲＴのようなインパルス型駆動の表示に近づけることができ、動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善することが可能となる。
【０００９】
また、上述のような黒書込型の液晶表示装置においては、黒表示信号を書き込むための各ゲート線Ｙの立ち上げタイミングを調整することで、簡単に１フレーム期間内における黒表示期間の割合を可変することができる反面、同一タイミングで異なる複数の走査線を選択して、それぞれに画像信号と黒表示信号を書き込むために、液晶表示パネルの電極駆動部（ゲートドライバ、ソースドライバ）の構成が複雑となる。
【００１０】
そこで、例えば特開２００２−２１５１１１号公報には、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換することにより、電極駆動部（ゲートドライバ、ソースドライバ）を複雑化することなく、簡単な構成にて、画像信号と黒表示信号とを１フレーム期間内で液晶表示パネルに書き込むことが可能な黒書込型の液晶表示装置が開示されている。このような従来の液晶表示装置について、図１７乃至図１９とともに説明する。
【００１１】
図１７において、１は入力画像信号（ここでは、６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号）から垂直／水平同期信号を抽出する同期抽出部、２は該同期抽出部１で抽出された垂直／水平同期信号に基づいて、各部の動作制御を行う制御ＣＰＵ、３は該制御ＣＰＵ２からの制御信号に基づいて、入力画像信号のフレーム周波数を３倍（１８０Ｈｚ）に変換するフレーム周波数変換部、４は該フレーム周波数変換部３でフレーム周波数変換された画像信号と黒レベル固定の黒表示信号とを、制御ＣＰＵ２からの制御信号に基づいて切替出力する信号切替部である。
【００１２】
また、５は信号切替部４より出力された画像表示信号と黒表示信号とに基づいて、アクティブマトリクス型の液晶表示パネル６を３倍速駆動表示する電極駆動部、７は液晶表示パネル６の裏面に配置された直下型又はサイド照射型の蛍光灯ランプ、ＬＥＤ光源等からなるバックライト光源８を連続点灯駆動する光源駆動部である。
【００１３】
ここで、フレーム周波数変換部３は、フレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御ＣＰＵ２からの制御信号に基づいて、図１８（ｂ）に示すように、３倍のフレーム周波数（１８０Ｈｚ）で画像信号を３回繰り返し読み出すことで、液晶表示パネル６に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）が１／１８０秒（５．６ｍｓｅｃ）に時間軸圧縮された画像信号を出力する。
【００１４】
また、信号切替部４は、制御ＣＰＵ２からの制御信号に基づいて、図１８（ｃ）に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内における第１の垂直表示期間で画像信号を選択出力するとともに、第２、第３の垂直表示期間で黒表示信号を選択出力することにより、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で垂直表示期間が１／３に時間軸圧縮された画像信号に続けて黒表示信号を挿入して出力することが可能となっている。
【００１５】
そして、電極駆動部５は、図１９（ａ）に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内における第１の垂直走査期間で液晶表示パネル６の全画面に対して画像信号の書込走査を行うとともに、第２、第３の垂直走査期間で液晶表示パネル６の全画面に対して黒表示信号の書込走査を繰り返し行う。これによって、画像表示期間を入力画像信号の１／３フレーム期間（＝５．６ｍｓｅｃ）に短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現することが可能となり、動きぼけによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−３２５７１５号公報
【特許文献２】
特開平９−１２７９１７号公報
【特許文献３】
特開平１１−１０９９２１号公報
【特許文献４】
特開２００２−２１５１１１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の黒書込型の液晶表示装置においては、入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍に変換して、液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するとともに、垂直表示期間単位で画像信号と黒表示信号とを切替出力しているため、画像表示期間にある発光画素数が時間軸上で異なり、例えば全画面が白階調レベルの画像を表示した場合、図１９（ｂ）に示すように、液晶表示パネルの全画面における明るさ（画面輝度）が時間軸上で大きく変動して、不自然な画像表示となるとともに、ちらつきの発生による画質劣化を招来するという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルの画面輝度を時間軸上で平均化するように、表示すべき画像信号と黒表示信号とを１フレーム周期で液晶表示パネルに書き込むことにより、動画像の表示画質を向上させることが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、入力画像信号の１フレーム期間内において、表示すべき画像信号と黒表示信号とを液晶表示パネルに書き込むことにより、動画表示の際に生じる動きぼけを防止する液晶表示装置であって、前記入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、前記液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するフレーム周波数変換手段と、前記時間軸圧縮された画像信号の各々に対して、黒表示信号を挿入する黒挿入手段とを備え、前記黒挿入手段が、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力することを特徴とする。
【００２０】
本願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対する、バックライト光源の点灯／消灯を制御する光源駆動手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
本願の第３の発明は、前記第１の発明において、前記液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対する、バックライト光の透過／遮光を切り替える光学シャッター手段を備えたことを特徴とする。
【００２２】
本願の第４の発明は、前記第３の発明において、前記光学シャッター手段が、遮光状態時に前記バックライト光の少なくとも一部をバックライト光源側に反射するものであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の液晶表示装置によれば、入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するとともに、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力して、液晶表示パネルをＮ倍速駆動表示しているので、液晶表示パネルの画面輝度の変動を抑制することが可能となり、ちらつきの発生による画質劣化を防止して、高画質の画像表示を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図３とともに詳細に説明するが、上述の従来例と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図２は本実施形態の液晶表示装置における各部動作を説明するためタイミングチャート、図３は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。
【００２５】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、制御ＣＰＵ１２からの制御信号に基づいて、入力画像信号（ここでは、６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号）のフレーム周波数を２倍（１２０Ｈｚ）に変換するフレーム周波数変換部１３と、該フレーム周波数変換部１３でフレーム周波数変換された画像信号と黒レベル固定の黒表示信号とを、制御ＣＰＵ１２からの制御信号に基づいて切替出力する信号切替部（黒挿入手段）１４とを備えている。
【００２６】
ここで、フレーム周波数変換部１３は、フレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御ＣＰＵ１２からの制御信号に基づいて、図２（ｂ）に示すように、２倍のフレーム周波数（１２０Ｈｚ）で画像信号を２回繰り返し読み出すことで、液晶表示パネル６に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）が１／１２０秒（８．３ｍｓｅｃ）に時間軸圧縮された画像信号を連続して出力する。
【００２７】
また、信号切替部１４は、制御ＣＰＵ１２からの制御信号に基づいて、図２（ｃ）に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）を均等に６分割した期間のうち、２，４，６番目の期間に、前記画像信号を選択するとともに、それ以外の１，３，５番目の期間に前記黒表示信号を選択することにより、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で２回繰り返し出力される画像信号に対し、３／６の期間で黒表示信号を挿入して出力することが可能となっている。
【００２８】
電極駆動部５は、図３（ａ）に示すように、各垂直表示期間の画像信号及び黒表示信号を、液晶表示パネル６の画面全体に対して１垂直走査期間（１／２フレーム期間＝８．３ｍｓｅｃ）内で書込走査する。すなわち、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で液晶表示パネル６の画面全体を２回走査して画像表示を行う。
【００２９】
このとき、第１の垂直走査期間において、液晶表示パネル６を垂直方向に３分割してなる画面上部領域▲１▼及び画面下部領域▲３▼に黒表示信号を書き込むとともに、画面中央部領域▲２▼に画像表示信号を書き込む。また、第２の垂直走査期間において、液晶表示パネル６の画面上部領域▲１▼及び画面下部領域▲３▼に画像表示信号を書き込むとともに、画面中央部領域▲２▼に黒表示信号を書き込む。
【００３０】
これにより、各画素の発光期間（画像表示期間）を入力画像信号の１／２フレーム期間（８．３ｍｓｅｃ）に短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現することが可能となり、動きぼけによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。さらに、例えば全画面が白階調レベルの画像を表示した場合であっても、図３（ｂ）に示すように、液晶表示パネルの全画面における明るさ（画面輝度）の変動を抑えて時間軸上で平均化することが可能であり、ちらつきの発生を抑制して高品位な画像表示を実現することができる。
【００３１】
尚、上記実施形態において、画像表示期間の短縮に伴い、バックライト光源８の発光輝度（バックライト輝度）を増大するように、制御ＣＰＵ１２が光源駆動部７を制御することで、入力画像信号に対する表示輝度（ピーク輝度）を向上させることが可能である。
【００３２】
また、上記実施形態においては、入力画像信号のフレーム周波数を２倍に変換するものについて説明したが、本発明はこれに限らず、入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するとともに、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力することで、前記液晶表示パネルをＮ倍速駆動表示するように構成すれば良い。ここで、Ｎの値が大きいほど、ＣＲＴのように良好なインパルス型表示が可能となる。
【００３３】
本発明の第２の実施形態として、例えばＮ＝３とした場合について、図４乃至図６とともに詳細に説明するが、上述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図４は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図５は本実施形態の液晶表示装置における各部動作を説明するためタイミングチャート、図６は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。
【００３４】
本実施形態の液晶表示装置は、図４に示すように、制御ＣＰＵ２２からの制御信号に基づいて、入力画像信号（ここでは、６０Ｈｚのプログレッシブスキャン信号）のフレーム周波数を３倍（１８０Ｈｚ）に変換するフレーム周波数変換部２３と、該フレーム周波数変換部２３でフレーム周波数変換された画像信号と黒レベル固定の黒表示信号とを、制御ＣＰＵ２２からの制御信号に基づいて切替出力する信号切替部（黒挿入手段）２４とを備えている。
【００３５】
ここで、フレーム周波数変換部２３は、フレームメモリを備えたものであり、入力画像信号の１フレーム分の画像をフレームメモリに記憶した後、制御ＣＰＵ２２からの制御信号に基づいて、図５（ｂ）に示すように、３倍のフレーム周波数（１８０Ｈｚ）で画像信号を３回繰り返し読み出すことで、液晶表示パネル６に対するフレーム表示周期（垂直表示周期）が１／１８０秒（５．６
ｍｓｅｃ）に時間軸圧縮された画像信号を連続して出力する。
【００３６】
また、信号切替部２４は、制御ＣＰＵ２２からの制御信号に基づいて、図５（ｃ）に示すように、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）を均等に１２分割した期間のうち、３，６，９，１２番目の期間に、前記画像信号を選択するとともに、それ以外の１，２，４，５，７，８，１０，１１番目の期間に前記黒表示信号を選択することによって、１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で３回繰り返し出力される画像信号に対し、８／１２の期間で黒表示信号を挿入して出力することが可能となっている。
【００３７】
電極駆動部５は、図６（ａ）に示すように、各垂直表示期間の画像信号及び黒表示信号を、液晶表示パネル６の画面全体に対して１垂直走査期間（１／３フレーム期間＝５．６ｍｓｅｃ）内で書込走査する。すなわち、入力画像信号の１フレーム期間（１６．７ｍｓｅｃ）内で液晶表示パネル６の画面全体を３回走査して画像表示を行う。
【００３８】
このとき、第１の垂直走査期間において、液晶表示パネル６を垂直方向に４分割してなる画面上部領域▲１▼，▲２▼及び最下部領域▲４▼に黒表示信号を書き込むとともに、画面中央下部領域▲３▼に画像表示信号を書き込む。また、第２の垂直走査期間において、液晶表示パネル６の画面最上部領域▲１▼及び画面下部領域▲３▼，▲４▼に黒表示信号を書き込むとともに、画面中央上部領域▲２▼に画像表示信号を書き込む。さらに、第３の垂直走査期間において、液晶表示パネル６の画面最上部領域▲１▼及び画面最下部領域▲４▼に画像表示信号を書き込むとともに、画面中央部領域▲２▼に黒表示信号を書き込む。
【００３９】
これにより、各画素の発光期間（画像表示期間）を入力画像信号の１／３フレーム期間（５．６ｍｓｅｃ）に短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現することが可能となり、動きぼけによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。さらに、例えば全画面が白階調レベルの画像を表示した場合であっても、図６（ｂ）に示すように、液晶表示パネルの全画面における明るさ（画面輝度）の変動を抑えて時間軸上で平均化することが可能であり、ちらつきの発生を抑制して高品位な画像表示を実現することができる。
【００４０】
尚、上記実施形態においても、画像表示期間の短縮に伴い、バックライト光源８の発光輝度（バックライト輝度）を増大するように、制御ＣＰＵ２２が光源駆動部７を制御することで、入力画像信号に対する表示輝度（ピーク輝度）を向上させることが可能である。
【００４１】
また、上述した第１、第２の実施形態においては、液晶表示パネル６の裏面に配置された直下型のバックライト光源８を連続点灯（常灯）しているが、液晶表示パネルの分割表示領域に対応する、バックライト光源８の各発光領域を入力画像信号の１フレーム期間内で間欠駆動することにより、消費電力を低減するとともに、さらに時間軸上における画面輝度の変動を抑えることが可能となる。
【００４２】
これについて、本発明の第３実施形態として、図７乃至図９とともに詳細に説明するが、上述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図７は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図８は本実施形態の液晶表示装置における各部動作を説明するためタイミングチャート、図９は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。尚、本実施形態においては、フレーム周波数変換率Ｎ＝２とした場合について説明するが、これに限られないことは、上述したとおり明らかである。
【００４３】
本実施形態の液晶表示装置は、図７に示すように、例えば走査線と平行に配置された複数本の直下型蛍光灯ランプや、複数個の直下型又はサイド照射型のＬＥＤ光源、ＥＬ光源などを用いて構成されたバックライト光源８のうち、所定の本数（個数）を１発光領域とし、制御ＣＰＵ３２からの制御信号に基づき、各発光領域を互いに独立して１フレーム期間内で間欠点灯駆動する光源駆動部３７を備えている。
【００４４】
ここでは、フレーム周波数変換部１３によるフレーム周波数変換率Ｎ＝２であるので、液晶表示パネル６を垂直方向に３分割してなる画面領域▲１▼〜▲３▼にそれぞれ対応して、バックライト光源８を３つの発光領域▲１▼〜▲３▼に分割しており、光源駆動部３７は、図８（ｄ）に示すように、各発光領域▲１▼〜▲３▼が同時に点灯することのないよう、所定のタイミングで各発光領域▲１▼〜▲３▼を点灯／消灯させる。
【００４５】
すなわち、図９（ａ）に示すように、液晶表示パネル６の各分割表示領域▲１▼〜▲３▼における画像表示信号の書き込みを完了した直後に、当該分割表示領域▲１▼〜▲３▼に対応したバックライト光源８の発光領域▲１▼〜▲３▼を点灯させるとともに、液晶表示パネル６の各分割表示領域▲１▼〜▲３▼における黒表示信号の書き込みを開始する直前に、当該分割表示領域▲１▼〜▲３▼に対応したバックライト光源８の発光領域▲１▼〜▲３▼を消灯させるよう、バックライト光源８を駆動制御する。
【００４６】
これによって、各画素の発光期間（画像表示期間）を入力画像信号の１／３フレーム期間（５．６ｍｓｅｃ）に短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現することが可能となり、動きぼけによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。また、画像表示期間にある発光画素数を時間軸上で均一化することが可能となり、例えば全画面が白階調レベルの画像を表示した場合であっても、図９（ｂ）に示すように、液晶表示パネルの全画面における明るさ（画面輝度）の変動をなくすことができるので、ちらつきの発生を抑制して高品位な画像表示を実現することが可能となる。さらに、本実施形態の場合、バックライト光源８の消灯による消費電力の低減効果も期待できる。
【００４７】
尚、上記実施形態においても、画像表示期間の短縮に伴い、バックライト光源８の点灯状態における発光輝度（バックライト輝度）を増大するように、制御ＣＰＵ３２が光源駆動部３７を制御することで、入力画像信号に対する表示輝度（ピーク輝度）を向上させることが可能である。
【００４８】
また、上述の第３実施形態では、フレーム周波数変換率Ｎ＝２とした場合について説明したが、Ｎを３以上の任意の自然数としても良い。この場合も、液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対応する、バックライト光源の発光領域を入力画像信号の１フレーム期間内で点滅駆動することにより、画像表示期間を入力画像信号の１／Ｎ＋１フレーム期間に短縮するとともに、画面輝度の変動をなくすことが可能である。
【００４９】
さらに、上述した第３の実施形態においては、バックライト光源８の各発光領域を点灯／消灯することにより、黒表示期間（画像非表示期間）を発生させているが、バックライト光源そのものは連続点灯（常灯）駆動し、該バックライト光源と液晶表示パネルとの間に、液晶表示パネルの各分割表示領域に対する、バックライト光の透過／遮光を切替可能な光学シャッターを設けて構成しても良い。
【００５０】
これについて、本発明の第４実施形態として、図１０乃至図１４とともに詳細に説明するが、上述した第１の実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図１０は本実施形態の液晶表示装置における要部概略構成を示す機能ブロック図、図１１は本実施形態の液晶表示装置における光学シャッターを説明するための概略斜視図、図１２は本実施形態の液晶表示装置における各部動作を説明するためタイミングチャートである。
【００５１】
また、図１３は本実施形態の液晶表示装置における光学シャッターの動作原理を説明するための概略側断面図、図１４は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。尚、本実施形態においては、フレーム周波数変換率Ｎ＝２とした場合について説明するが、これに限られないことは、上述したとおり明らかである。
【００５２】
本実施形態の液晶表示装置は、図１０に示すように、液晶表示パネル６とバックライト光源８との間に、バックライト光の透過／反射の切り替えを行う光学シャッターとして、動的散乱液晶を用いた光学シャッター４４を設けるとともに、この光学シャッター４４の透過／反射の各モードを、液晶表示パネル６の各分割表示領域に対応した領域単位で電気的に切替制御するためのシャッター駆動部４３を備えている。尚、バックライト光源８は光源駆動部７により連続点灯（常灯）駆動されている。
【００５３】
本実施形態における光学シャッター４４は、例えば図１１に示すように、ネマティック液晶が封入されたマイクロカプセルが分散した透明なポリマー・フィルムを２枚の透明導電膜付きポリエステル・フィルムに挟んだ動的散乱液晶シートと、この動的散乱液晶シートの前後に配設されて、特定方向の直線偏光を反射し、それに直交する方向の直線偏光を透過させる２枚の反射型偏光シート（光偏光選択性反射透過シート）とから構成されたものである。
【００５４】
ここでは、フレーム周波数変換部１３によるフレーム周波数変換率Ｎ＝２であるので、図１２（ｄ）に示すように、液晶表示パネル６の分割表示領域▲１▼〜▲３▼にそれぞれ対応した動的散乱液晶シートの各領域▲１▼〜▲３▼毎に任意に電圧の印加が制御されて、バックライト光の透過／反射が切り替えられる。尚、上記印加電圧は交流駆動することにより、液晶材料の寿命劣化を防止することが可能である。
【００５５】
すなわち、この光学シャッター４４は、電圧が印加されていない状態では、棒状の分子として表される液晶がマイクロカプセルの内壁に沿って並ぶため、入射光はポリマーと液晶の屈折率の違い及び液晶の複屈折性によってマイクロカプセルの表面や内部で屈折し散乱する。また、電圧が印加されると、液晶分子が電圧を印加した方向と平行に並ぼうとするため、電極に対して垂直に配列する。このような状態で、屈折率がポリマーのそれと一致する液晶であれば、マイクロカプセルの界面がないのに等しい状態となり、入射光は散乱せずに透過する。
【００５６】
このような動的散乱液晶シートとしては、例えば日本板硝子ウムプロダクツ株式会社製のウムフィルム（商品名）が知られており、このウムフィルムを用いれば、反射（散乱）状態〜透過は約１／１０００秒、透過〜反射（散乱）状態は約１／１００秒の速さで、所定の領域における透過／反射の各モードを切り替えることが可能となる。尚、通常この種の液晶材料は高熱に弱いため、直接バックライト光源８に接触しない位置（例えばサイド照射型バックライトの場合、導光板の液晶表示パネル側）に配設するのが望ましい。
【００５７】
また、上記動的散乱液晶シートを挟んで液晶バックライト光源８側の反射型偏光シートと液晶表示パネル６側の反射型偏光シートとは、その透過偏光軸方向が互いに平行になるように配設されており、すなわち、動的散乱液晶シートを挟持する２枚の反射型偏光シートはともにＰ偏光を透過してＳ偏光を反射する。このような、偏光透過軸に平行な方向の偏光方向成分の光を透過させ、偏光透過軸に垂直な偏光方向成分の光を反射させる性質を有する反射型偏光シートとしては、例えば、住友スリーエム株式会社製のＤＢＥＦ（製品名）を用いることができる。
【００５８】
次に、本実施形態における光学シャッター４４の動作について説明する。液晶表示パネル６の画像表示領域にバックライト光を照射する場合は、図１３（ａ）に示すように、動的散乱液晶シートに対する電圧の印加をオンして、動的散乱液晶を透過状態とする。従って、バックライト光源８側の反射型偏光シートを透過したＰ偏光を有するバックライト光は、動的散乱液晶をそのまま透過した後、液晶表示パネル６側の反射型偏光シートも透過して、液晶表示パネル６を照射する。
【００５９】
一方、バックライト光源８側の反射型偏光シートで反射したＳ偏光を有するバックライト光は、バックライト光源８の反射板８ａで反射されてＰ偏光となり、バックライト光源８側の反射型偏光シートを透過した後、動的散乱液晶シートに入射する。以上のとおり、この状態においては、バックライト光をほぼ完全に透過して、液晶表示パネル６の画像表示領域に照射することが可能である。
【００６０】
また、液晶表示パネル６の画像非表示領域に対するバックライト光を遮光する場合は、図１３（ｂ）に示すように、動的散乱液晶シートへの電圧の印加をオフして、動的散乱液晶を散乱状態とする。従って、バックライト光源８側の反射型偏光シートを透過したＰ偏光を有するバックライト光は、動的散乱液晶によって円偏光に変換され、そのうちのＳ偏光のみが液晶表示パネル６側の反射型偏光シートを透過するとともに、Ｐ偏光は液晶表示パネル６側の反射型偏光シートで反射されて、動的散乱液晶シートに再入射する。
【００６１】
一方、バックライト光源８側の反射型偏光シートで反射したＳ偏光を有するバックライト光は、バックライト光源８の反射板８ａで反射されてＰ偏光となり、バックライト光源８側の反射型偏光シートを透過した後、動的散乱液晶シートに入射する。以上のとおり、この状態においては、液晶表示パネル６の画像非表示領域に対するバックライト光を低減することが可能である。
【００６２】
また、このとき、液晶表示パネル６の画像非表示領域に対応する反射型偏光シートで反射されたバックライト光は、バックライト光源８に設けられた反射板８ａにより再び反射されて液晶表示パネル６側へ向かうので、液晶表示パネル６の画像表示領域に集光することができる。これによって、バックライト光の利用効率を高めることができ、画像表示領域における画像表示輝度を向上させることが可能となる。
【００６３】
本実施形態の液晶表示装置においては、図１４（ａ）に示すように、液晶表示パネル６の各分割表示領域▲１▼〜▲３▼における画像表示信号の書き込みを完了した直後に、当該分割表示領域▲１▼〜▲３▼に対応した光学シャッター４４の分割領域▲１▼〜▲３▼を透過状態にするとともに、液晶表示パネル６の各分割表示領域▲１▼〜▲３▼における黒表示信号の書き込みを開始する直前に、当該分割表示領域▲１▼〜▲３▼に対応した光学シャッター４４の分割領域▲１▼〜▲３▼を遮光状態にするよう、光学シャッター４４を駆動制御する。
【００６４】
これによって、各画素の発光期間（画像表示期間）を入力画像信号の１／３フレーム期間（５．６ｍｓｅｃ）に短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現することが可能となり、動きぼけによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。また、画像表示期間にある発光画素数を時間軸上で略均一化することが可能となり、例えば全画面が白階調レベルの画像を表示した場合であっても、図１４（ｂ）に示すように、液晶表示パネルの全画面における明るさ（画面輝度）の変動を抑えて略均一化することができるので、ちらつきの発生を抑制して高品位な画像表示を実現することが可能となる。
【００６５】
さらに、上記第３実施形態のように、バックライト点滅駆動を行うものにおいては、バックライトの光学特性、すなわち発光や残光特性が問題となり、ある色、例えばＧｒｅｅｎの残光特性が他の色よりも長い場合に、色付き（この場合、Ｇｒｅｅｎに色付く）が発生し、画質劣化を招来する恐れがあるが、本実施形態のように、光学シャッターを用いてバックライト光の透過／遮光を切り替えることで、色付きによる画質劣化を防止することが可能である。
【００６６】
また、液晶表示パネル６の画像非表示領域に対するバックライト光を画像表示領域に集光することにより、バックライト光の利用効率を高めて、画像の表示輝度を向上させることができる。ここでは、動的散乱液晶シートを挟持する２枚の反射型偏光シートを、その透過偏光軸方向が互いに平行になるように配設することによって、液晶表示パネル６の画像表示領域に対するバックライト光をほぼ完全に透過することができ、画像表示輝度を向上させることが可能となる。
【００６７】
この場合、液晶表示パネル６の画像非表示領域に対するバックライト光の遮光度はやや低下して、画像非表示領域にバックライト光の漏洩が生じるが、該液晶表示パネル６の画像非表示領域に黒表示信号を書き込んでいるため、ほぼ完全な画像非表示（黒表示）を実現することが可能であり、良好なインパルス型表示を実現することができる。
【００６８】
尚、上述の第３実施形態では、フレーム周波数変換率Ｎ＝２とした場合について説明したが、Ｎを３以上の任意の自然数としても良い。この場合も、液晶表示パネルを垂直方向に分割してなるＮ＋１の各画面領域に対する、バックライト光の透過／遮光を切替制御することにより、画像表示期間を入力画像信号の１／Ｎ＋１フレーム期間に短縮するとともに、画面輝度の変動を低減することが可能である。
【００６９】
また、光学シャッターは、上記構成のものに限らず、例えば単に動的散乱液晶シートのみで構成したり、動的散乱液晶シートを挟持する２枚の反射型偏光シートをそれぞれの透過偏光軸方向が互いに直角になるように配設して構成しても良いことは言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、入力画像信号のフレーム周波数をＮ倍（Ｎ＝２以上の自然数）に変換して、液晶表示パネルに対する垂直表示周期が１／Ｎ倍に時間軸圧縮された画像信号を繰り返し出力するとともに、前記入力画像信号の１フレーム期間をＮ×（Ｎ＋１）に分割した期間のうち、Ｎ×ｎ番目（ｎ＝Ｎ＋１以下の自然数）の期間に、前記画像信号を出力するとともに、それ以外の期間に前記黒表示信号を出力して、液晶表示パネルをＮ倍速駆動表示しているので、液晶表示パネルの画面輝度の変動を抑制することが可能となり、ちらつきの発生による画質劣化を防止して、高画質の画像表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における各部動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における各部動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における各部動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における光学シャッターを説明するための概略斜視図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における各部動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における光学シャッターの動作原理を説明するための概略側断面図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１５】従来の液晶表示装置（複数ライン同時駆動方式）における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１６】従来の液晶表示装置（複数ライン同時駆動方式）におけるゲート線駆動に関するタイミングチャートである。
【図１７】
従来の液晶表示装置（高速駆動方式）における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】
従来の液晶表示装置（高速駆動方式）における各部動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１９】
従来の液晶表示装置（高速駆動方式）における基本動作原理を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１  同期信号抽出部
５  電極駆動部
６  液晶表示パネル
７、３７  光源駆動部
８  バックライト光源
１２、２２、３２、４２  制御ＣＰＵ
１３、２３  フレーム周波数変換部
１４、２４  信号切替部
４３  シャッター駆動部
４４  光学シャッター
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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