(57)【要約】【課題】バックライトの調光による表示画像のコントラスト変動を抑制し、画質の劣化を防止する液晶表示装置とその駆動方法とを提供することを目的とする。【解決手段】一対の基板１、２および一対の基板１、２に挟持された液晶層３を備える液晶表示パネル１０３と、液晶表示パネル１０３を照明する照明手段１０７と、液晶表示パネル１０３および照明手段１０７を制御する制御部ＣＮＴとを有する液晶表示装置であって、液晶表示パネル１０３は、マトリクス状に配置された複数の表示画素ＰＸを有し、制御部ＣＮＴは、複数の表示画素ＰＸの各々に映像信号と非映像信号とを画素電圧として周期的に書込む非映像信号挿入手段と、表示画素に映像信号または非映像信号が書込まれるタイミングと関連して照明手段１０７が点灯または消灯するタイミングを決定する同期手段５と、照明手段１０７の点灯期間および照明手段を点灯させるタイミングを変化させる位相制御手段５２と、を有する液晶表示装置。【選択図】図１
2007140503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板および前記一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、前記液晶表示パネルおよび前記照明手段を制御する制御部とを有する液晶表示装置であって、
前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有し、
前記制御部は、前記複数の表示画素の各々に映像信号と非映像信号とを画素電圧として周期的に書込む非映像信号挿入手段と、
前記表示画素に前記映像信号または前記非映像信号が書込まれるタイミングと関連して前記照明手段が点灯または消灯するタイミングを決定する同期手段と、
前記照明手段の点灯期間および前記照明手段を点灯させるタイミングを変化させる位相制御手段と、を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記位相制御手段は、１フレーム期間における前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記照明手段を点灯させるタイミングを変化前のタイミングに対して遅らせる手段を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記位相制御手段は、１フレーム期間における前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記照明手段を点灯させるタイミングを所定の表示画素に映像信号が書込まれるタイミングに対して遅らせる手段を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記１フレーム内において、前記照明手段を点灯している期間は、前記表示画素に映像信号に対応した画像を表示される期間よりも短い請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記照明手段は複数の点灯領域を有しているとともに、
前記位相制御部は、各点灯領域の点灯期間および各点灯領域を点灯させるタイミングを変化させる手段を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記位相制御手段は、１フレーム期間における前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記点灯領域のそれぞれを点灯させるタイミングを、変化前のタイミングに対して遅らせる手段を有する請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記位相制御手段は、１フレーム期間における前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記点灯領域のそれぞれに対応する所定の表示画素に映像信号を書込むタイミングに対して、前記点灯領域のそれぞれを点灯させるタイミングを遅らせる手段を有する請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記照明手段は、複数の光源を有し、
前記位相制御部は、各光源の点灯期間および各光源を点灯させるタイミングを変化させる手段を有する請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記液晶表示パネルを表示状態とするために、前記液晶層の液晶分子をベンド配向にさせる手段を有している請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記位相制御部は、調光信号のパルス幅を変化させることにより前記照明手段の点灯時間を変化させる手段を有し、
前記照明手段の点灯時間を変化させる手段は、前記照明手段の点灯時間を短くする際に、前記調光信号の立ち上がりタイミングを変化前の立ち上がりタイミングに対して遅らせるとともに、立下りタイミングを変化前の立下りタイミングに対して早くする手段を有する請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記調光信号の立ち上がりタイミングを遅らせる期間と、前記調光信号の立下りタイミングを早くする期間とは略等しい請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記調光信号の立ち上がりタイミングを遅らせる期間は、前記調光信号の立下りタイミングを早くする期間よりも大きい請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１３】
一対の基板および前記一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、前記液晶表示パネルおよび前記照明手段を制御する制御部とを有するとともに、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
前記制御部は、前記複数の表示画素の各々に映像画像と非映像画像とを画素電圧として周期的に書込み、
前記表示画素に前記映像信号または前記非映像信号が書込まれるタイミングに関連して前記照明手段が点灯または消灯するタイミングを決定し、
前記照明手段の点灯期間および前記照明手段を点灯させるタイミングを変化させる液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記制御部は、前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記照明手段の前記照明手段を点灯させるタイミングを、変化前のタイミングに対して遅らせる請求項１３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記制御部は、前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記照明手段の前記照明手段を点灯させるタイミングを、所定の表示画素に映像信号が書込まれるタイミングに対して遅らせる請求項１３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１６】
前記制御部は、１フレーム期間において、前記照明手段を点灯させる期間を前記映像表示させる期間よりも短くする請求項１３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１７】
前記照明手段が複数の点灯領域を有する液晶表示装置の駆動方法であって、
前記制御部は、前記複数の点灯領域のそれぞれの点灯期間および前記複数の点灯領域のそれぞれを点灯させるタイミングを変化させる請求項１３記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記制御部は、前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記複数の点灯領域のそれぞれを点灯させるタイミングを、変化前のタイミングに対して遅らせる請求項１４記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記制御部は、前記照明手段の点灯期間を短く変化させる際に、前記複数の点灯領域のそれぞれを点灯させるタイミングを、前記複数の点灯領域のそれぞれに対応する所定の表示画素に前記映像信号を書込むタイミングに対して遅らせる請求項１４記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記制御部は、前記液晶表示パネルを表示状態とするために、前記液晶層に含まれる液晶分子をベンド配向とする請求項１１記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２１】
前記制御部は、前記照明手段の点灯および消灯を調光信号のパルス幅を変更することによって制御し、
前記照明手段の点灯期間を短くする際に、前記調光信号の立ち上がりタイミングを変化前の立ち上がりタイミングに対して遅らせるとともに、前記調光信号の立下りタイミングを変化前の立下りタイミングに対して早くする請求項１１記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２２】
前記制御部は、前記調光信号の立ち上がりタイミングを遅らせる期間と、前記調光信号の立下りタイミングを早くする期間とを略等しく設定する請求項２１記載の液晶表示装置の駆動方法。
【請求項２３】
前記制御部は、前記調光信号の立ち上がりタイミングを遅らせる期間を前記調光信号の立下りタイミングを早くする期間よりも大きく設定する請求項２１記載の液晶表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置とその駆動方法に関し、特に、ＯＣＢ（Optically Compensated Bend）モードの液晶表示装置およびその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板間に挟持された液晶層とを有する液晶表示パネルを備えている。液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有している。さらに、表示画素の配列する列に沿って複数のソース線が配置され表示画素の配列する行に沿って複数のゲート線が配置されている。各表示画素には、信号線と走査線が交差する位置の近傍に画素スイッチが配置されている。
【０００３】
上記のような液晶表示装置を駆動する場合、各表示画素の画素スイッチによって１フレーム期間は、映像が表示された状態を保持される。このため、ブラウン管（ＣＲＴ：cathode ray tube）等の表示装置に比べると、動画視認性を向上させることが難しかった。
【０００４】
動画視認性を向上させるために、例えば、ＯＣＢモードの液晶表示装置では、応答速度が非常に高速であることを利用して１フレーム期間内に映像信号表示させる期間と非映像信号として例えば黒色を表示させる期間とを周期的に設ける黒挿入駆動を行う方法が提案されている。このとき、１フレーム期間における黒挿入率を４０％程度に上げることによって動画視認性が向上し、ＣＲＴに匹敵する映像表示ができる（例えば、特許文献１参照）。
【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】
【０００５】
ところが、動画視認性を向上させるために黒挿入率を上げると、１フレーム期間内の黒表示期間が長くなる。そのため、表示画面の白輝度が低下するとともに、コントラストの低下したり消費電力の増加したりする場合があった。例えば、通常黒挿入率を２０％と設定していたところを４０％とすることで動画視認性は著しく向上し違和感のない動画映像表示が可能となるが、コントラストが約５００から約３４０に低下する場合があった。
【０００６】
さらに、従来の黒挿入駆動では、１フレーム期間内に映像信号表示期間とは別に黒を表示する黒表示期間を有しているので白輝度が低下するとともに、黒表示期間を有しているにもかかわらずバックライトは常時点灯しているので消費電力のロスも発生させていた。
【０００７】
そこで、１フレーム期間内の黒表示を行っている期間はバックライトを消灯させるブリンキングバックライトを用いてコントラスト低下および消費電力のロスを抑えることが考えられている。
【０００８】
このような黒挿入駆動とブリンキングバックライトを用いた液晶表示装置において、バックライトを調光する方法としては、ＰＷＭ方式（Pulse Width Modulation）による調光信号のデューティ比を変化させることによってバックライトの点灯期間を変化させる方法が用いられる。
【０００９】
バックライトの調光は、本来、その明るさを変えることが目的である。しかし、バックライトの明るさを調整する際に、同時に表示画面のコントラストが変動する場合があった。つまり、ユーザが液晶ディスプレイの明るさを変える際に、ディスプレイの画質（コントラスト）も同時に変わってしまう場合があった。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、バックライトの調光による表示画像のコントラスト変動を抑制し、画質の劣化を防止する液晶表示装置とその駆動方法と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】
【００１１】
本発明の第１態様による液晶表示装置は、一対の基板および前記一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、前記液晶表示パネルおよび前記照明手段を制御する制御部とを有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有し、前記制御部は、前記複数の表示画素の各々に映像信号と非映像信号とを画素電圧として周期的に書込む非映像信号挿入手段と、前記表示画素に前記映像信号または前記非映像信号が書込まれるタイミングと関連して前記照明手段が点灯または消灯するタイミングを決定する同期手段と、前記照明手段の点灯期間および前記照明手段を点灯させるタイミングを変化させる位相制御手段と、を有する。
【００１２】
また、本発明の第２態様による液晶表示装置の駆動方法は、一対の基板および前記一対の基板に挟持された液晶層を備える液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、前記液晶表示パネルおよび前記照明手段を制御する制御部とを有するとともに、前記液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の表示画素を有する液晶表示装置の駆動方法であって、前記制御部は、前記複数の表示画素の各々に映像画像と非映像画像とを画素電圧として周期的に書込み、前記表示画素に前記映像信号または前記非映像信号が書込まれるタイミングに関連して前記照明手段が点灯または消灯するタイミングを決定し、前記照明手段の点灯期間および前記照明手段を点灯させるタイミングを変化させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、バックライトの調光による表示画像のコントラスト変動を抑制し、画質の劣化を防止する液晶表示装置とその駆動方法とを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について以下に説明する。
【００１５】
本実施形態に係る液晶表示装置は、図１に示すように、液晶表示パネル１０３、液晶表示パネルを照明するバックライト１０７、および、液晶表示パネル１０３とバックライト１０７とを制御する制御部ＣＮＴを有している。
【００１６】
図１および図２に示すように、液晶表示パネル１０３は、アレイ基板１、対向基板２、および、アレイ基板１対向基板２間に挟持された液晶層３を有している。アレイ基板１および対向基板２の外側には、位相差板１０５,１０５、偏光板１０６,１０６、照明手段としてのバックライト１０７とが配置されている。
【００１７】
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（Ｙ０〜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Ｗを有する。
【００１８】
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カラーフィルタ（図示せず）、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対向電極ＣＥ等を有している。
【００１９】
各画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥは、例えば、ＩＴＯ等の透明電極材料からなり、互いに対向する一対の配向膜（図示せず）でそれぞれ覆われている。本実施形態に係る液晶表示装置の場合、この一対の配向膜は、互いに略平行な方向にラビング処理が施されているとともに、液晶層３に含まれる液晶分子のプレチルト角が約１０°となるように設定されている。
【００２０】
本実施形態に係る液晶表示装置の液晶層３は、ＯＣＢ液晶を液晶材料として含んでいる。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置は、液晶層３に含まれる液晶分子が、液晶表示装置が表示状態のときにベンド配向となるＯＣＢ型液晶表示装置である。
【００２１】
ＯＣＢ液晶は、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るとともに、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る黒表示用電圧により阻止される。各表示画素ＰＸは、画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥと、これら電極間に挟持され、その電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３とによって構成される。
【００２２】
また、複数の表示画素ＰＸのそれぞれは各々画素電極ＰＥおよび対向電極ＣＥ間の液晶容量ＣＬＣに並列的に接続される補助容量Ｃｓを備えている。本実施形態に係る液晶表示装置では、各補助容量Ｃｓは、この表示画素ＰＸの画素電極ＰＥと、この表示画素ＰＸに一方側で隣接するとともに、表示画素ＰＸの画素スイッチＷを制御する前段のゲート線Ｙとの容量結合により形成される。各補助容量Ｃｓは、画素スイッチＷ等の寄生容量の影響による液晶容量の電位変動を補うに十分なように、これらの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。
【００２３】
なお、図１は、表示画面を構成する複数の画素ＰＸのマトリクスアレイに対して周囲に配置される複数のダミー画素を省略して描かれている。これらダミー画素は表示画面内の画素ＰＸと同様に配線され、寄生容量等に関して表示画面内の全画素ＰＸを同一条件にするために設けられものである。ゲート線Ｙ０はこのようなダミー画素に対するゲート線である。
【００２４】
制御部ＣＮＴは、アレイ基板１の画素電極ＰＥおよび対向基板２の対向電極ＣＥ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１０３の透過率を制御する。液晶層３に含まれる液晶分子のスプレー配向からベンド配向への転移は、電源投入時に制御部ＣＮＴにより行われる所定の初期化処理によって、比較的大きな電界をＯＣＢ液晶に印加することにより得られる。
【００２５】
制御部ＣＮＴは、液晶表示パネル１０３を制御する液晶表示パネル１０３を駆動する駆動回路ＸＤ、ＹＤ、バックライト１０７を駆動するバックライト駆動回路ＬＤ、これらの駆動回路を制御するコントローラ５、および画像データ変換回路４を有している。
【００２６】
ゲートドライバＹＤは全てのゲート線Ｙが接続されているとともに、複数の画素スイッチＷを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ０〜Ｙｍを順次駆動する。ソースドライバＸＤは全てのソース線Ｘが接続されているとともに、各行の画素スイッチ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、所定の画素電圧を複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力する。
【００２７】
画素電圧は、対向電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として所定周期で極性反転される電圧であって、画素電極ＰＥに印加される電圧である。本実施形態に係る液晶表示装置では、画素電圧は、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。
【００２８】
画像データ変換回路４は、複数の画素ＰＸに対して１フレーム期間（垂直走査期間）毎に、外部信号源ＳＳから入力される複数の画素データからなる画像データに対して解像度および階調等の変換を行う。コントローラ５は、画像データ変換回路４の変換結果として得られる画像データに対して、ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤの動作タイミング等を制御する。
【００２９】
すなわち、コントローラ５は、ゲートドライバＹＤが複数のゲート線Ｙを順次駆動するタイミングを制御する制御信号ＣＴＹ、画像データＤＡＴＡ、およびソースドライバＸＤが各ソース線Ｘに対応する画素電圧を印加するタイミングを制御する制御信号ＣＴＸを出力する。
【００３０】
制御部ＣＮＴは、さらに補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６、および、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を有している。補償電圧Ｖｅは、１行分の画素スイッチＷが非導通となるときに、これら画素スイッチＷに接続されたゲート線Ｙに一方側で隣接する前段の隣接ゲート線ＹにゲートドライバＹＤを介して印加される。そうすると、画素スイッチＷの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧の変動が補償される。階調基準電圧ＶＲＥＦは、画像データＤＡＴＡを画素電圧に変換するために用いられる。
【００３１】
本実施形態に係る液晶表示装置では、ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤは例えばアレイ基板１の外縁に沿って配置されるフレキシブル配線シート（図示せず）にマウントされた集積回路（ＩＣ）チップである。他方、画像データ変換回路４およびコントローラ５は外部のプリント配線板ＰＣＢ上に配置される。
【００３２】
上記の液晶表示パネル１０３の駆動方法について以下に説明する。
【００３３】
外部信号源ＳＳから画像データが制御部ＣＮＴに出力されると、その画像データは画像データ変換回路４に入力される。画像データ変換回路４は、１行分の表示画素ＰＸに対する画像データＤＡＴＡからなる変換結果を１水平走査期間毎に出力する。画像データ変換回路４の変換結果として得られる画像データは、コントローラ５に出力される。
【００３４】
コントローラ５は、複数のゲート線Ｙを順次駆動するための制御信号ＣＴＹを出力する。またコントローラ５は、画像データ変換回路４の変換結果として１行分の表示画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画像データＤＡＴＡを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てるととともに、出力極性等を指定する制御信号ＣＴＸ等を発生する。
【００３５】
コントローラ５から出力された制御信号ＣＴＹは、ゲートドライバＹＤに供給される。コントローラ５から出力された制御信号ＣＴＸは、画像データ変換回路４から変換結果として得られる画像データＤＡＴＡとともに、ソースドライバＸＤに供給される。
【００３６】
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を順次選択し、各行の画素スイッチＷを１水平走査期間だけ導通させるオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。
【００３７】
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、コントローラ５から出力された画像データＤＡＴＡをそれぞれ画素電圧に変換するとともに複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
【００３８】
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Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧がこれら画素スイッチ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。
【００３９】
このとき、ソースドライバＸＤは、画素電圧として映像信号と非映像信号とを周期的に複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに出力する。本実施形態に係る液晶表示装置では、非映像信号としての黒レベルの信号（黒信号）が画素電圧として複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに出力される。
【００４０】
すなわち、ゲートドライバＹＤがゲート線Ｙを駆動して対応する全ての画素スイッチＷを導通させ、ソースドライバＸＤがソース線Ｘ１〜Ｘｎに複数の表示画素の各々に映像信号と黒信号とを画素電圧として周期的に出力する。そうすると、対応する表示画素ＰＸに映像信号および黒信号が周期的に書込まれる。
【００４１】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置の場合、１フレーム期間において黒信号が書き込まれて黒表示状態となる黒表示期間は３０％である。すなわち、１フレーム期間において、黒表示期間の割合が３０％であって、映像が表示される映像表示期間の割合が７０％となる。
【００４２】
また、ゲートドライバＹＤは、このゲート線Ｙ１に隣接した前段のゲート線Ｙ０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Ｗを１水平走査期間だけ導通させる。その直後に、ゲートドライバＹＤは、これら画素スイッチＷを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。
【００４３】
補償電圧Ｖeは、これら画素スイッチ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の変動、すなわち突き抜け電圧を実質的にキャンセルする。
【００４４】
次に、本実施形態に係る液晶表示装置のバックライト１０７の構成およびその駆動方法について以下に説明する。
【００４５】
図３に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置のバックライト１０７は、光源として複数の冷陰極管ＬＳ（ＬＳ１〜ＬＳ１２）と、これら複数の冷陰極管ＬＳを支持する背面カバー１０９と、背面カバー１０９と嵌合するとともに光が出射される発光部ＬＡを規定する略矩形状の窓部１０８Ａを有する上面カバー１０８とを有している。
【００４６】
本実施形態に係る液晶表示装置のバックライト１０７は、複数の冷陰極管ＬＳのそれぞれが複数行の表示画素に対応した点灯領域を構成する。すなわち、バックライト１０７の発光部ＬＡは、図４に示すように、複数の点灯領域に分割される。本実施形態に係る液晶表示装置の場合、バックライト１０７は、１２本の冷陰極管ＬＳ（ＬＳ１〜ＬＳ１２）を有しているため、発光部ＬＡは冷陰極管ＬＳ（ＬＳ１〜ＬＳ１２）に対応した１２の点灯領域に分割されている。
【００４７】
１２本の冷陰極管ＬＳ１〜ＬＳ１２は、図５に示すような調光パルスにしたがって、所定のタイミングで順次点灯および消灯するように制御される。したがって、１２の冷陰極管ＬＳ１〜ＬＳ１２に対応する１２の点灯領域も所定のタイミングで順次点灯および消灯するように制御される。すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置のバックライト１０７は、ブリンキングバックライトである。
【００４８】
また、図示しないが、バックライト１０７は、例えば、冷陰極管ＬＳから背面カバー１０９側に出射された光を、液晶表示パネル１０３側に反射させる反射シート、および、冷陰極管ＬＳから出射された光を拡散させる拡散シート等の光学シートを有している。
【００４９】
複数の冷陰極管ＬＳはバックライト駆動回路ＬＤによって駆動され、バックライト駆動回路ＬＤはコントローラ５によってその動作を制御される。コントローラ５は、ＰＷＭ信号発生部５１および位相制御部５２を有している。ＰＷＭ信号発生部５１は、外部信号源ＳＳから入力されたＰＷＭ調光信号からデューティ比を検出し、その結果に応じて、位相制御部５２に所定のデューティ比（バックライトデューティ）に設定された調光パルスを出力する。
【００５０】
本実施形態に係る液晶表示装置では、上述したように、１フレーム期間において、黒表示期間の割合が３０％であって、映像が表示される映像表示期間の割合が７０％となる。これに対して、１フレーム期間において、バックライトデューティが５０％と設定されている。すなわち、１フレーム期間において、バックライト１０７がオンとなる期間が５０％であって、オフとなる期間が５０％である。即ち、映像表示期間の割合が７０％であるにもかかわらず、バックライト１０７がオンとなる期間が５０％と、映像表示期間の割合に比べてバックライト１０７がオンとなる期間が短い。
【００５１】
ここで、バックライトデューティ設定する際には、液晶表示パネル１０３の映像表示率(１００％−黒挿入率)よりもバックライト１０７がオンとなる期間の比率を小さく設定したほうが表示画像のコントラストが向上できるので好ましい。すなわち、バックライト１０７がオンとなる期間の比率が映像表示率(１００％−黒挿入率)よりも大きいと、映像信号に対応した表示以外の不所望な画像を表示する恐れがあり、この結果、コントラストの低下、表示品位の低下を招く恐れがある。
【００５２】
位相制御部５２は、ＰＷＭ信号発生部５１から入力された調光パルスの位相を制御して、バックライト駆動回路ＬＤに出力する。すなわち、位相制御部５２は、複数の冷陰極管ＬＳのそれぞれが点灯または消灯するタイミングと、それぞれの冷陰極管ＬＳに対応する点灯領域によって照明される所定の表示画素ＰＸが映像表示状態または黒表示状態となるタイミングとが同期するように、調光パルスの位相を制御する同期手段である。
【００５３】
ここで、本実施形態に係る液晶表示装置において、表示画素ＰＸが映像表示状態または黒表示状態となるタイミングとは、表示画素ＰＸに映像信号または黒信号の書込みが開始されるタイミングと略一致したタイミングである。
【００５４】
バックライト駆動回路ＬＤは、複数の冷陰極管ＬＳのそれぞれに接続されたインバータ５４を有している。位相制御部５２において位相を制御された調光パルスは、それぞれ対応するインバータ５４に出力される。それぞれのインバータ５４は、入力された調光パルスを電圧に変換し、入力された調光パルスのデューティ比に従って、対応する冷陰極管ＬＳの点灯および消灯の制御を行う。
【００５５】
以下に、上記のバックライト１０７の駆動方法について説明する。
【００５６】
外部信号源ＳＳから、コントローラ５のＰＷＭ信号発生部５１にＰＷＭ調光信号が入力される。そうすると、ＰＷＭ信号発生部５１は、入力されたＰＷＭ調光信号のデューティ比を検知し、位相制御部５２に調光パルス出力する。このとき、ＰＷＭ信号発生部５１は、位相制御部５２に非映像信号書込みおよび映像信号書込みとの同期信号を合わせて出力する。
【００５７】
位相制御部５２は、入力された調光パルスおよび同期信号によって、複数の冷陰極管ＬＳのそれぞれが点灯または消灯するタイミングと、それぞれの冷陰極管ＬＳに対応する点灯領域によって照明される所定の表示画素ＰＸが映像表示状態または黒表示状態となるタイミングと同期するように、調光パルスの位相を制御する。
【００５８】
すなわち、位相制御部５２は、図５に示すように、ＰＷＭ信号発生部５１から入力されたタイミング信号にしたがって位相をずらした調光パルスを、各冷陰極管ＬＳに電圧を印加するインバータ５４に出力する。それぞれのインバータ５４は、入力された調光パルスを電圧に変換し、入力された調光パルスに従って、対応する冷陰極管ＬＳの点灯および消灯を制御する。
【００５９】
そうすると、複数の冷陰極管ＬＳのそれぞれに対応する点灯領域は、所定の表示画素ＰＸが映像表示状態または黒表示状態となるタイミングと同期して点灯または消灯される。本実施形態に係る液晶表示装置では、図１０に示すように、各冷陰極管ＬＳは、所定の表示画素ＰＸが映像表示状態となるタイミングと、各冷陰極管ＬＳが点灯するタイミングとが同期するように制御される。
【００６０】
ここで、従来は、バックライト１０７の点灯時間を短くしてバックライト１０７の明るさを落とす際に、バックライト１０７を以下のように調光していた。すなわち、例えば、バックライト１０７の各冷陰極管ＬＳの点灯期間ａと消灯期間ｂとが設定されているものとする。
【００６１】
このとき、従来は、バックライト１０７の点灯時間ａを短くする場合、位相制御部５２は、バックライト１０７の各点灯領域の消灯タイミングを変更前の消灯タイミングよりも早くしていた。
【００６２】
つまり、バックライトデューティが小さい値に変更された場合、図６に示すように、位相制御部５２は、例えばバックライト点灯期間ａをバックライト点灯期間ｃ（ａ＞ｃ）に変更して点灯期間を短く変更するとともに、各冷陰極管ＬＳの消灯タイミングを所定期間ａ−ｃ早くしていた。上記のようにバックライトの点灯期間を短くすることにより、図７に示すように、結果としてコントラストも大きく落ちる場合があった。
【００６３】
これに対し、本実施形態に係る液晶表示装置では、バックライト１０７の点灯時間を短く変更する場合であっても、表示画像のコントラストが大きく落ちないように、コントローラ５がバックライト駆動回路ＬＤを介してバックライト１０７を制御している。
【００６４】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置では、図８に示すようにバックライト１０７の点灯期間を短くする。つまり、本実施形態に係る液晶表示装置では、バックライトの点灯期間だけではなくバックライトの点灯タイミング変化させている。
【００６５】
図８に示すように、バックライトデューティが５０％に設定されているときに、バックライト１０７の点灯期間を短くする場合には、コントローラ５の位相制御部５２は、調光パルスの立ち上がりタイミング（点灯タイミング）を、点灯期間の変化前の点灯タイミングよりも遅らせる。図８に示す場合では、点灯期間の変化前の点灯タイミングＴｓを第１期間ΔＴｓ遅らせている。
【００６６】
さらに、位相制御部５２は、調光パルスの立下りタイミング（消灯タイミング）を、点灯期間の変化前の消灯タイミングよりも早くしている。図８に示す場合では、点灯期間の変化前の消灯タイミングＴＥを第２期間ΔＴＥ早くしている。
【００６７】
本実施形態に係る液晶表示装置では、上記のように、バックライト１０７の点灯期間を短くする際に、調光パルスの立ち上がりタイミングおよび立下りタイミングを変更している。すなわち、ＰＷＭ信号発生部５１は、所望のバックライトデューティとなる調光パルスを出力する。位相制御部５２は、バックライト１０７の各冷陰極管ＬＳの点灯タイミングと消灯タイミングとを変更するとともに、バックライトデューティに対応するように各冷陰極管ＬＳの点灯期間を変更する調光パルスを出力する位相制御手段である。
【００６８】
本実施形態に係る液晶表示装置では、図８に示す第１期間ΔＴｓと第２期間ΔＴＥとは略等しい。したがって、例えば、バックライトデューティを５０％から４０％にする場合、位相制御部５２は、図８に示す第１期間ΔＴｓが５％、第２期間ΔＴＥが５％となるように設定される。さらに、バックライトデューティを５０％から３０％にする場合には、図８に示す第１期間ΔＴｓが１０％、第２期間ΔＴＥが１０％となるように設定される。
【００６９】
上記のように、コントローラ５が、バックライト１０７の点灯タイミングおよび消灯タイミングを変更すると、図９に示すように、バックライト１０７の点灯期間を短くして明るさを落とす場合であっても、コントラストの低下が抑制される。
【００７０】
すなわち、図１０に示すように、黒表示期間から映像表示期間に切替わる際には、所定の行に位置する表示画素ＰＸの透過率が画素電圧に対応する値に上昇するまでに一定の時間を要する。
【００７１】
このときに、例えば、図１０に示すように、バックライト１０７の各点灯領域の点灯タイミングおよび消灯タイミングを設定する場合、すなわち、液晶表示パネル１０３の映像表示期間の開始タイミングと、バックライト１０７の点灯タイミングとを同期させる場合には、各点灯領域の点灯タイミングを変化前のタイミングに対して遅らせると、表示画素ＰＸの透過率が所望の値に上昇した後に、各点灯領域を点灯させることができる。
【００７２】
したがって、上記の様に、バックライト１０７の点灯時間を短く変化させる際に、各点灯領域の点灯タイミングを変化させると、表示画素ＰＸの透過率が十分に上昇した後にバックライト１０７が点灯されるため、表示画像の白輝度が低下することを抑制することができる。
【００７３】
その結果、上記の様にバックライト１０７の点灯タイミングを変化させる事によって、表示画像のコントラストの低下を抑制することができる。
【００７４】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置では、上述したように、第１期間ΔＴｓと第２期間ΔＴＥとを略等しく設定している。このことによって、より効果的に調光によるコントラスト変動を低減することができる。
【００７５】
すなわち、本実施形態に係る液晶表示装置では、前述のように、映像表示期間に対応してバックライト１０７の点灯領域の各々が点灯するように調光パルスを同期させている。
【００７６】
ここで、本来、バックライト１０７の各点灯領域は、複数行の表示画素ＰＸを照明する。本実施形態に係る液晶表示装置では、例えば、バックライト１０７の各点灯領域の点灯および消灯のタイミングは、対応する複数行の表示画素ＰＸの中心に位置する行の映像表示期間および黒挿入期間と同期するように設定される。
【００７７】
そのため、バックライト１０７の複数の冷陰極管ＬＳ１〜ＬＳ１２の点灯時間を短くする際に、例えば、バックライト１０７の各冷陰極管ＬＳの点灯タイミングのみを遅らせるようにすると、各点灯領域に対応する複数行の表示画素中の中央の行に対して上段部分と下段部分とで照明されるバランスが変わってしまう。
【００７８】
例えば、上段部分では、映像表示期間であってバックライト１０７がオフとなっている期間が長くなる。そうすると、各点灯領域に対応する複数行の表示画素の上段部分と下段部分とで表示ムラとなる場合がある。また、表示画像の白輝度が低下しするとともに、コントラストが低下することになる。
【００７９】
したがって、本実施形態に係る液晶表示装置では、表示画素の画素電圧に対する応答期間と、各点灯領域に対応する複数行の表示画素の上段部分と下段部分とで照明されるバランスとを考慮して、第１期間ΔＴｓと第２期間ΔＴＥとを略等しく設定している。
【００８０】
以上説明したように本発明の実施形態に係る液晶表示装置およびその駆動方法によれば、調光の際にバックライト１０７の点灯期間およびバックライト１０７を点灯させるタイミングを変化させることにより、調光による液晶表示パネル１０３のコントラスト変動を低減し、表示画像の画質の変化を抑制することができる。
【００８１】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００８２】
例えば、上記の実施形態に係る液晶表示装置では、黒挿入率を３０％とし、バックライトデューティを５０％としたが、黒挿入率およびバックライトデューティはこれに限らず、可変な値であっても良い。ＯＣＢ液晶を用いた液晶表示装置の場合、ベント配向からスプレイ配向への逆転移を防止するため逆転移防止駆動として黒挿入駆動が採用されるが、温度によって逆転移のし易さが異なってくるため、例えばパネル温度を検出し、この検出結果に基づいて黒挿入率を可変し、これに連動してバックライトデューティを可変してもかまわない。
【００８３】
また、上記の実施形態に係る液晶表示装置では第１期間ΔＴｓと第２期間ΔＴＥとを略等しく設定したが、第１期間ΔＴｓを第２期間ΔＴＥよりも大きく設定しても良い。黒表示期間から映像表示期間に切替わる際には、表示画素ＰＸの透過率は、図１０に示すように変化する。すなわち、画素電圧の印加に対する応答には、一定の時間を要する。
【００８４】
本実施形態に係る液晶表示装置の場合は、液晶材料としてＯＣＢ液晶を用いているため、高速応答が可能であるが、画素電圧を印加してからの応答時間が長い液晶モードを採用した場合には、第１期間ΔＴｓと第２期間ΔＴＥとが略等しい場合であっても、液晶の応答時間が遅いために、バックライト点灯時に表示画素ＰＸの透過率が所望の値まで上昇していない場合がある。
【００８５】
したがって、上記のような場合には、第１期間ΔＴｓを第２期間ΔＴＥよりも大きくすると、表示画素ＰＸの透過率が所望の値まで上昇するまでの期間はバックライト１０７が点灯せず、バックライト１０７の点灯時に輝度ムラが視認されにくくなるとともに、コントラストの低下が抑制される等の表示画像の劣化を抑制することができる。
【００８６】
上記した実施形態では、バックライト１０７の光源として冷陰極管ＬＳを使用したが、ＬＥＤ光源を用いてもかまわない。この場合、液晶の応答と光源の立ち上がりの関係が光源として冷陰極管ＬＳを用いた場合とは異なってくるが、本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の一構成例を概略的に示す。
【図２】図１に示す液晶表示装置の構一成例を説明するための図。
【図３】図１に示す液晶表示装置のバックライトの一構成例を説明するための図。
【図４】図１に示す液晶表示装置のバックライトの発光部の一構成例を説明するための図。
【図５】図１に示す液晶表示装置のバックライトの一駆動方法を説明するための図。
【図６】従来の液晶表示装置のバックライトの点灯時間を変更する際の一駆動方法を説明するための図。
【図７】従来の液晶表示装置のバックライトの点灯時間を変更した際の明るさとコントラストとの関係の一例を示す図。
【図８】図１に示す液晶表示装置のバックライトの点灯時間を変更する際の一駆動方法を説明するための図。
【図９】図１に示す液晶表示装置のバックライトの点灯時間を変更した際の明るさとコントラストとの関係の一例を示す図。
【図１０】図１に示す液晶表示装置の所定の表示画素の透過率と、その表示画素に対応するバックライトの点灯領域の点灯および消灯タイミングとの関係の一例を説明するための図。
【符号の説明】
【００８９】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、５…コントローラ、１０３…液晶表示パネル、１０７…バックライト、ＰＸ…液晶画素、ＣＮＴ…制御部、ＬＤ…バックライト駆動回路、５１…ＰＷＭ信号発生部、５２…位相制御部
【図１】
2007140503.tif 000003
【図２】
2007140503.tif 000004
【図３】
2007140503.tif 000005
【図４】
2007140503.tif 000006
【図５】
2007140503.tif 000007
【図６】
2007140503.tif 000008
【図７】
2007140503.tif 000009
【図８】
2007140503.tif 000010
【図９】
2007140503.tif 000011
【図１０】
2007140503.tif 000012