(57)【要約】【課題】間欠駆動を適用したときに発生するフリッカを抑制し、表示品位を良好とする液晶表示装置及び液晶表示方法を提供する。【解決手段】複数の液晶画素ＰＸをマトリクス状に配列した表示パネルＰＮＬと、表示パネルを照射するバックライトＢＬＴと、表示パネルに映像信号、制御信号を出力して間欠駆動を制御するとともにバックライトの点消灯タイミングデータを生成してバックライトの点消灯を制御する制御回路ＣＴＲとを備え、制御回路は、表示パネルに表示される映像信号から求めたフレーム周期の輝度波形をフーリエ級数に展開した際の基本波成分を求め、基本波成分が最大値となる時刻を中心とする最大値に対応する期間をバックライトを消灯する期間として求める液晶表示装置である。【選択図】図６
2017026742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の液晶画素をマトリクス状に配列した表示パネルと、
前記表示パネルを照射するバックライトと、
前記表示パネルに映像信号、制御信号を出力して間欠駆動を制御するとともに前記バックライトの点消灯タイミングデータを生成して前記バックライトの点消灯を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記表示パネルに表示される前記映像信号から求めたフレーム周期の輝度波形をフーリエ級数に展開した際の基本波成分を求め、前記基本波成分が最大値となる時刻を中心とする前記最大値に対応する期間を前記バックライトを消灯する期間として求める
液晶表示装置。
【請求項２】
前記制御回路は、
前記表示パネルに表示される前記映像信号から求めたフレーム周期の輝度波形をフーリエ級数に展開した際の高調波成分を求め、前記高調波成分が最大値となる時刻を中心とする前記最大値に対応する期間を前記バックライトを更に消灯する期間として求める請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記制御回路は、
前記高調波成分に基づくバックライトを消灯する期間を、２次高調波成分から所定の高次高調波成分まで順次求める請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記制御回路は、
前記高調波成分について求めた前記バックライトを消灯する期間が、既に求めた基本波成分あるいはより低次の高調波成分について前記バックライトを消灯する期間と重複するときは、前記高調波成分について求めた前記最大値に対応する期間を、前記重複する基本波成分あるいはより低次の高調波成分について既に求められた前記バックライトを消灯する期間に加算する請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記バックライトは、前記表示パネルの分割された複数の領域をそれぞれ照射する複数の分割バックライトを有し、
前記制御回路は、前記表示パネルの前記分割された領域に表示される輝度波形に基づいて当該領域を照射する前記分割バックライトの点消灯を制御する請求項１乃至４の内のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記制御回路は、
前記表示パネルに映像信号、制御信号を出力して間欠駆動を制御する液晶表示パネル駆動装置と、
前記液晶表示パネル駆動装置から前記映像信号を受信して、前記バックライトの点消灯タイミングデータを生成する平均階調演算装置と、
前記点消灯タイミングデータに基づいて前記バックライトの点消灯を制御するバックライト駆動装置と、
を有する請求項１乃至４の内のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記輝度波形は、
前記表示パネルに表示される前記映像信号から画像の輝度の推移波形を求め、前記画像の輝度の推移波形を１フレーム期間中の輝度の平均値で除算して規格化し、規格化された輝度の推移波形の平均値が０となるように表された波形である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記間欠駆動のフレーム周波数は、４０Ｈｚ以下である請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記基本波成分の基本周波数は、前記間欠駆動のフレーム周波数である請求項８に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
複数の液晶画素をマトリクス状に配列した表示パネルと、前記表示パネルを照射するバックライトとを備えた液晶表示装置の液晶表示方法において、
前記表示パネルに間欠駆動方式によって映像信号、制御信号を出力して映像を表示し、
前記表示パネルに表示される１フレーム周期の輝度波形を取得し、
前記輝度波形をフーリエ級数に展開した際の基本波成分を求め、
前記基本波成分が最大値となる時刻を中心とする当該最大値に比例する期間を求め、
当該期間中に前記バックライトを消灯する
液晶表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、テレビ受像機、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイ、ノートパソコン、タブレット型ＰＣ、携帯電話、スマートフォンなどモバイル用端末等、様々な機器に搭載されている。  
この液晶表示装置には、用途に応じて種々のモードの液晶が採用されている。
【０００３】
例えばＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードなどの縦電界方式の液晶表示装置では、上側基板に備えられた対向電極と、下側基板に設けられた画素電極との間に発生する電界により、両基板間に挟持された液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を制御する。
【０００４】
また、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界方式の液晶表示装置においては、対向電極（この場合はＣＯＭ電極と呼ばれる）、画素電極ともに一方の基板に備えられ、両電極間に発生する電界（フリンジ電界）により、液晶層に含まれる液晶分子の配向方向を制御する。ＦＦＳモードの液晶表示装置は、大きな開口率を確保できるので輝度が高く、かつ視野角特性に優れている。
【０００５】
ところで、モバイル端末用途の液晶表示装置においては回路消費電力を低減することが強く求められ、電力低減手段の一つとして、低周波駆動、間欠駆動などが提案されている。低周波駆動とは液晶表示装置の駆動周波数を標準条件に対して例えば１／２、１／４などに低減することで回路電力を低減する方式である。また、間欠駆動とは１表示期間の書き込みを行った後に数表示期間の回路停止期間を設けることで回路電力を低減する方式である。いずれの場合も液晶表示部の映像信号書き換え周期が長くなるため動画表示には適していないが、動画視認性が重要視されない静止画表示等の場合においては、有効な回路電力低減策となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２７８５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、液晶表示装置において低周波駆動、間欠駆動を実施する場合には、フリッカを低減することが必要である。  
例えば、フレーム周波数が通常の液晶表示装置で採用されている６０Ｈｚの場合には特にフリッカは視認されなかったが、フレーム周波数を１／３の２０Ｈｚにした場合にはフリッカが視認された。そして、フレーム周波数をさらに下げた場合にはフリッカはより顕著に視認された。
【０００８】
本発明においては、間欠駆動を適用したときに発生するフリッカを抑制し、表示品位を良好とする液晶表示装置及び液晶表示方法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】
【０００９】
一実施形態に係る液晶表示装置は、複数の液晶画素をマトリクス状に配列した表示パネルと、前記表示パネルを照射するバックライトと、前記表示パネルに映像信号、制御信号を出力して間欠駆動を制御するとともに前記バックライトの点消灯タイミングデータを生成して前記バックライトの点消灯を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記表示パネルに表示される前記映像信号から求めたフレーム周期の輝度波形をフーリエ級数に展開した際の基本波成分を求め、前記基本波成分が最大値となる時刻を中心とする前記最大値に対応する期間を前記バックライトを消灯する期間として求める液晶表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す概略の平面図。
【図２】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの表示画素部の断面を示す図。
【図３】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の輝度応答波形の一例を示す図。
【図４】フリッカが視認されない輝度振幅の上限値とフレーム周波数との関係を主観評価により求めて表した図である。
【図５】第１の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図。
【図６】第１の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制のためのバックライトの点消灯方法について説明するための図。
【図７】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の更なるフリッカ抑制のためのバックライトの点消灯方法について説明するための図。
【図８】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の平均階調演算装置のバックライト点消灯タイミングデータ作成処理の手順を示すフロー図。
【図９】第１の実施の形態に係る液晶表示装置の平均階調演算装置のバックライト点消灯タイミングデータ作成処理の手順を示すフロー図。
【図１０】第１の実施の形態に係る液晶表示装置のバックライト消灯期間が重複した場合のバックライトの点消灯方法について説明するための図。
【図１１】第２の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図。
【図１２】第２の実施の形態に係る液晶表示装置のそれぞれのバックライトの点消灯タイミングを示す図。
【図１３】第３の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。  
なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１２】
[第１の実施の形態]  
図１は、第１の実施の形態に係る表示装置の構成を示す概略の平面図である。  
液晶表示装置は、液晶表示パネルＰＮＬと、液晶表示パネルＰＮＬを背面側から照明するバックライトＢＬＴと、を備えている。そして液晶表示パネルＰＮＬには、マトリクス状に配置された表示画素ＰＸを含む表示部が設けられている。
【００１３】
図２は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルＰＮＬの表示画素部の断面を示す図である。液晶表示パネルＰＮＬは、アレイ基板１００、対向基板２００と、この一対の基板１００、２００間に挟持された液晶層ＬＱとを備えている。
【００１４】
対向基板２００には、透明絶縁性基板ＳＢ２、カラーフィルタ層ＣＦ、及びオーバコート層Ｌ２が設けられている。カラーフィルタ層ＣＦは、透明絶縁性基板ＳＢ２上に配置された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）各色の着色層を含んでいる。オーバコート層Ｌ２は、カラーフィルタ層ＣＦを覆って設けられ、カラーフィルタ層ＣＦに含まれる物質が液晶層ＬＱへ流出することを防止する。
【００１５】
アレイ基板１００は、透明絶縁性基板ＳＢ１、対向電極（第１電極）ＣＯＭ、及び複数の画素電極（第２電極）ＰＥを備えている。画素電極ＰＥは、窒化シリコン（ＳｉＮ）等の絶縁層Ｌ１を介して対向電極ＣＯＭの上方に配置されている。画素電極ＰＥは表示画素ＰＸ毎に配置され、スリット状の開口部ＳＬＴが形成されている。対向電極ＣＯＭと画素電極ＰＥとは、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）によって形成された透明電極である。
【００１６】
図１に示すように、アレイ基板１００は、表示部において、複数の表示画素ＰＸが配列する行に沿って延びる走査線ＧＬ（ＧＬ１、ＧＬ２…）と、複数の表示画素ＰＸが配列する列に沿って延びる信号線ＳＬ（ＳＬ１、ＳＬ２…）と、走査線ＧＬと信号線ＳＬが交差する位置近傍に配置された画素スイッチＳＷとを備えている。
【００１７】
画素スイッチＳＷは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備えている。画素スイッチＳＷのゲート電極は対応する走査線ＧＬと電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのソース電極は対応する信号線ＳＬと電気的に接続されている。画素スイッチＳＷのドレイン電極は対応する画素電極ＰＥと電気的に接続されている。
【００１８】
アレイ基板１００は、複数の表示画素ＰＸを駆動する駆動手段として、ゲートドライバＧＤ（左側ＧＤ−Ｌおよび右側ＧＤ−Ｒ）とソースドライバＳＤとを備えている。複数の走査線ＧＬはゲートドライバＧＤの出力端子と電気的に接続されている。複数の信号線ＳＬはソースドライバＳＤの出力端子と電気的に接続されている。
【００１９】
ゲートドライバＧＤとソースドライバＳＤとは、表示部の周囲の領域に配置されている。ゲートドライバＧＤは複数の走査線ＧＬにオン電圧を順次印加して、選択された走査線ＧＬに電気的に接続された画素スイッチＳＷのゲート電極にオン電圧を供給する。ゲート電極にオン電圧が供給された画素スイッチＳＷの、ソース電極−ドレイン電極間が導通する。ソースドライバＳＤは、複数の信号線ＳＬのそれぞれに対応する出力信号を供給する。信号線ＳＬに供給された信号は、ソース電極−ドレイン電極間が導通した画素スイッチＳＷを介して対応する画素電極ＰＥに印加される。
【００２０】
ゲートドライバＧＤとソースドライバＳＤとは、液晶表示パネルＰＮＬの外部に配置された制御回路ＣＴＲにより動作を制御される。また制御回路ＣＴＲは、対向電極ＣＯＭに対向電圧Ｖｃｏｍを供給している。さらに制御回路ＣＴＲは、バックライトＢＬＴの動作を制御する。
【００２１】
制御回路ＣＴＲは、通常駆動のほかに駆動電力低減のために間欠駆動の機能を備えている。なお、画素の映像信号書き換えが行われる時間間隔を「フレーム周期」あるいは「１フレーム」と呼び、その逆数を「フレーム周波数」と呼ぶが、本願においては低周波駆動、間欠駆動に関しても、同様に呼ぶものとする。
【００２２】
一例として液晶表示装置の標準のフレーム周波数が６０Ｈｚ（すなわち（１／６０）ｓｅｃごとに画素への映像信号の書き換えが行われる）であるとする。動画表示の場合には標準の６０Ｈｚでの動作とするが、動画視認性がそれほど重視されない静止画像などを表示する場合には、制御回路ＣＴＲは、間欠駆動を実行する。
【００２３】
制御回路ＣＴＲは、（１／６０）ｓｅｃをかけて書き込み動作（画面の上から下までの走査）を行った後に、例えば（１／６０）ｓｅｃ、（３／６０）ｓｅｃ、（７／６０）ｓｅｃ、あるいは（５９／６０）ｓｅｃの休止期間を設ける。休止期間において制御回路ＣＴＲの書き込み動作を停止すればその間の回路消費電力は実質０になり、書き込み時も含めた時間平均としての回路消費電力はそれぞれ、１／２、１／４、１／８、あるいは１／６０に低減される。
【００２４】
続いて、液晶表示装置の輝度応答波形について説明する。  
図３は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の輝度応答波形の一例を示す図である。
図３は、例えばフレーム周期５０ｍｓｅｃ（フレーム周波数２０Ｈｚ）で駆動したときの液晶表示パネルＰＮＬの輝度応答波形を示している。図中の縦軸は輝度変化率を表し、横軸は時間を表している。なお、輝度変化率は、パネル輝度（液晶表示パネルＰＮＬの表示部の画像の輝度）を輝度平均値（１フレーム期間中の輝度の平均値）で除算して規格化し、規格化された輝度の平均値が０となるように表されている。
【００２５】
図３に示すように、フレームが開始されると、信号線ＳＬに供給された信号が各画素の画素電極ＰＥに印加されるため、パネル輝度は上昇する。しかしながら、間欠駆動の休止期間において、画素電極ＰＥに印加された電圧は画素スイッチＳＷを構成するＴＦＴのオフリークなどによって除々に低下するため、パネル輝度は低下する。このような輝度変動がフレーム周期で繰り返されることでフリッカとして視認され得る。
【００２６】
ところで、一般に人間の視覚におけるフリッカ視認感度は周波数依存を持つことが知られており、同じ振幅の輝度変動（輝度振幅）であっても周波数が低くなるほどフリッカとして視認されやすいという特徴がある。
【００２７】
図４は、フリッカが視認されない輝度振幅の上限値とフレーム周波数との関係を主観評価により求めて表した図である。図４に示す曲線よりも下の領域ではフリッカが視認されないが、曲線よりも上の領域ではフリッカが視認される。フレーム周波数が４０Ｈｚを超えるところで曲線が急峻に立ち上がっている。これはフレーム周波数が４０Ｈｚより大きい周波数であれば輝度振幅が大きくてもフリッカとして視認されないが、フレーム周波数が４０Ｈｚ以下の周波数では輝度振幅が小さくてもフリッカとして視認されることを示している。
【００２８】
この主観評価の結果を参照すると、仮に図３に示す振幅の輝度変動がある場合、一般的なフレーム周波数６０Ｈｚの場合にはフリッカが視認されなくてもフレーム周波数４０Ｈｚ以下にまで下げるとフリッカが視認されると考えられる。
【００２９】
発明者らは、上述のように液晶表示装置を低周波駆動、間欠駆動などで駆動した場合に視認されるフリッカを防止するための対応方法について検討を重ね、バックライトＢＬＴを用いてフリッカの低減を図る方法に想到した。本実施の形態の液晶表示装置のフレーム周波数は、例えば、４０Ｈｚ以下である。
【００３０】
次に第１の実施の形態におけるフリッカ低減方法に用いるフーリエ解析手法について説明する。
【００３１】
図３に示す輝度応答波形は、フレーム周期で変化する周期関数として捉えることができる。そこで、この輝度応答波形を、実数ｘを変数とする実数値関数（＝Ｆ（ｘ））であって、周期２πの周期関数とする。すると、Ｆ（ｘ）は、式（１）で示すフーリエ級数として表される。
【００３２】
【数１】
2017026742.tif 000003
式（１）のフーリエ余弦係数ａｎ、フーリエ正弦係数ｂｎは、解析手法でなくとも実数値関数Ｆ（ｘ）をサンプリングしたデータを用いて求めることができる。
【００３３】
式（１）は、サイン成分とコサイン成分とを合成した、式（２）で表すことができる。ここで、振幅成分Ａ（ｎ）、位相成分ｒ（ｎ）は、それぞれ式（１）のフーリエ余弦係数ａｎ、フーリエ正弦係数ｂｎを用いて求めることができる。
【００３４】
【数２】
2017026742.tif 000004
【００３５】
従って、図３に示す輝度応答波形は、式（２）の変数ｘを時間ｔを用いた変数２πｆｔに置き換えた式（３）で表される。  
【００３６】
【数３】
2017026742.tif 000005
【００３７】
式（３）で示されるように、図３に示す輝度応答波形は、基本周波数ｆ及びその高調波（２ｆ、３ｆ、・・・）を周波数とするコサイン波形の和として表現される。なお、基本周波数ｆは、間欠駆動時に設定されるフレーム周波数（＝１／フレーム周期）を用いて求めても良く、図３に示す輝度応答波形をサンプリングしたデータを演算（例えば、フーリエ変換、パターン解析など）して求めても良い。
【００３８】
次に、第１の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作について説明する。
【００３９】
図５は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図である。  
制御回路ＣＴＲは液晶表示パネルＰＮＬ、バックライトＢＬＴと信号を授受することでフリッカ抑制動作を制御する。制御回路ＣＴＲは液晶表示パネル駆動装置１０、平均階調演算装置２０、バックライト駆動タイミング記憶装置３０、及びバックライト駆動装置４０を備えている。
【００４０】
液晶表示パネル駆動装置１０は、ゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤに映像信号、制御信号を出力して間欠駆動により表示動作を制御すると共に、映像信号を更に平均階調演算装置２０に出力する。平均階調演算装置２０は、映像信号に基づいてフリッカを抑制するためのバックライトＢＬＴの点消灯タイミングデータ（駆動タイミングデータ）を生成する。平均階調演算装置２０は、バックライト駆動タイミング記憶装置３０に生成した駆動タイミングデータを出力し、更にバックライト駆動装置４０の動作を制御する。この駆動タイミングデータには、バックライトを消灯するタイミング、消灯する時間幅などのデータが含まれている。
【００４１】
バックライト駆動タイミング記憶装置３０は、駆動タイミングデータを記憶する。また、バックライト駆動装置４０からの要求に応じて、記憶している駆動タイミングデータを出力する。バックライト駆動装置４０は、平均階調演算装置２０からの制御信号と駆動タイミングデータとに基づいてバックライトＢＬＴの点消灯を制御する。
【００４２】
図６は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制のためのバックライトＢＬＴの点消灯方法について説明するための図である。
【００４３】
平均階調演算装置２０は、液晶表示パネル駆動装置１０から送られる映像信号に基づいて輝度応答波形（輝度変化率の推移グラフ）を求める。そして、輝度応答波形をフーリエ級数に展開した際の基本波成分である、基本周波数ｆのコサイン波形を求める。  
コサイン波形：Ａ（１）ｃｏｓ（２πｆｔ＋ｒ（１））  
図６（１）には、液晶表示パネルＰＮＬの輝度応答波形と共に基本波成分及びバックライト消灯期間が描かれている。
【００４４】
ここで、平均階調演算装置２０は、基本波成分が最大値となる時刻を中心とした所定の時間帯をバックライト消灯期間とする。ここで、バックライト消灯期間は、基本波成分の最大値に対応した値、本実施の形態では基本波成分の最大値に比例した値として求められる。  
バックライト消灯期間  ∝  Ａ（１）  
図６（２）には、バックライトＢＬＴの点消灯が制御された場合の輝度変化率波形が描かれている。基本波成分が最大値となる時刻を中心とした所定の時間帯でバックライトＢＬＴが消灯されている。
【００４５】
図６（２）に示す輝度変化率波形では、図６（１）に示す輝度変化率波形と比較すると、バックライトが消灯している期間が存在するため、輝度変化率波形に高周波数成分が含まれている。また消灯に伴って輝度が低下している。この結果、フリッカが抑制される。フレーム周波数が３０Ｈｚ程度であれば、この方法によって静止画表示においてフリッカのない良好な画質を得ることができる。
【００４６】
図７は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の更なるフリッカ抑制のためのバックライトＢＬＴの点消灯方法について説明するための図である。
【００４７】
平均階調演算装置２０は、上述の基本波成分に基づくバックライト消灯処理に続いて、輝度応答波形をフーリエ級数に展開した際の２次高調波成分である、周波数２ｆのコサイン波形を求める。  
コサイン波形：Ａ（２）ｃｏｓ（２×２πｆｔ＋ｒ（２））  
図７（１）には、基本波成分に基づく処理後の液晶表示パネルＰＮＬの輝度応答波形と共に２次高調波成分及びバックライト消灯期間が描かれている。
【００４８】
平均階調演算装置２０は、２次高調波成分が最大値となる時刻を中心とした所定の時間をバックライト消灯期間とする。ここで、バックライト消灯期間は、２次高調波成分の最大値に対応した値、本実施の形態では２次高調波成分の最大値に比例した値として求められる。  
バックライト消灯期間  ∝  Ａ（２）  
図７（２）には、バックライトＢＬＴの点消灯が制御された場合の輝度変化率波形が描かれている。２次高調波成分が最大値となる時刻を中心とした所定の時間帯でバックライトＢＬＴが消灯されている。
【００４９】
図７（２）に示す輝度変化率波形では、図６（２）に示す輝度変化率波形と比較すると、バックライトが消灯している期間が更に存在するため、輝度変化率波形に更に高周波数成分が含まれている。また消灯に伴って輝度が低下している。この結果、フリッカがより抑制される。フレーム周波数が１５Ｈｚ程度であれば、この方法によって静止画表示においてフリッカのない良好な画質を得ることができる。
【００５０】
上述のバックライト消灯期間の設定方法は、基本波成分、２次高調波成分に留まらず、更に高次の高調波成分についても同様に適用される。但し、何次までの高調波成分を、バックライト消灯期間の制御に使用するかについては、フレーム周期との関係で予め定められている。
【００５１】
なお、上述の説明では、基本周波数ｆ及びその高調波を周波数とするコサイン波形を用いたが、サイン波形を用いても良い。一般に、三角関数の波形を用いることができる。
【００５２】
図８、図９は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置の平均階調演算装置２０のバックライト点消灯タイミングデータ作成処理の手順を示すフロー図である。
【００５３】
ステップＳ０１において、平均階調演算装置２０は液晶表示パネル駆動装置１０からパネル輝度ＰＬを取得する。ここで、取得したパネル輝度ＰＬは、１フレーム期間においてサンプリングされたｍ個の離散データである。  
パネル輝度：ＰＬ（０、ｉ）  但し、ｉ＝１〜ｍ  
なお、パネル輝度ＰＬの第１パラメータは、後述する次数を表すが、第１パラメータ＝０は、初期値であることを表している。
【００５４】
ステップＳ０２において、平均階調演算装置２０は取得したパネル輝度ＰＬから輝度変化率ＲＰＬを求める。輝度変化率ＲＰＬは、パネル輝度ＰＬを規格化したデータである。具体的には、輝度変化率ＲＰＬは、それぞれのパネル輝度ＰＬを輝度平均値（１フレーム期間中の輝度の平均値）で除算して規格化し、規格化された輝度の平均値が０となるように表されている。
【００５５】
ステップＳ０３において、平均階調演算装置２０は以降の処理に使用する各変数に初期値を設定する。即ち、次数カウンタｎ、点消灯タイミングデータＢＬ、バックライト点消灯処理の対象となる高調波の次数Ｃ、に初期値を設定する。なお、点消灯タイミングデータＢＬは、期間をｍ分割した個々のタイミングデータＢＴＤ（ｉ）に対して、全て点灯している（＝１）と設定される。
【００５６】
次数カウンタ：  ｎ＝１  
点消灯タイミングデータ：  ＢＬ＝｛ＢＴＤ（１）、・・・、ＢＴＤ（ｍ）｝において、  
ＢＴＤ（ｉ）＝１、  ｉ＝１〜ｍ  
【００５７】
ステップＳ０４において、平均階調演算装置２０は第ｎ次の高調波周波数を求める。ここで、基本周波数ｆを用いると、ｎ次の高調波周波数はｎｆとして求めることができる。基本周波数ｆは、間欠駆動のフレーム周波数を用いても良く、輝度変化率の曲線をフーリエ変換して求めることもできる。
【００５８】
ステップＳ０５において、平均階調演算装置２０は第ｎ次のコサイン波形を求める。第ｎ次のコサイン波形は、輝度変化率ＲＰＬのフーリエ級数から求めることができる。  
第ｎ次のコサイン波形：Ａ（ｎ）ｃｏｓ（２πｎｆｔ＋ｒ（ｎ））  
ｔ＝１／ｍ〜ｍ／ｍ
【００５９】
ステップＳ０６において、平均階調演算装置２０はバックライトの消灯期間δを求める。バックライトの消灯期間δは、振幅Ａ（ｎ）に比例係数αを乗じた値である。  
δ＝α×Ａ（ｎ）
【００６０】
ステップＳ０７からステップＳ１１において、タイミングデータＢＴＤ（ｉ）に点消灯データを設定する。即ち、第ｎ次のコサイン波形において、ｔ＝ｉ／ｍのタイミングがステップＳ０６で求めたバックライト消灯期間にあたるかどうかを調べる。消灯期間にあたる場合（Ｓ０８でＹＥＳ）は、ステップＳ０９において、タイミングデータＢＴＤ（ｉ）＝０として消灯であることを設定する。点灯期間にあたる場合（Ｓ０８でＮＯ）は、ステップＳ０３において、すでにタイミングデータＢＴＤ（ｉ）＝１として点灯であることが設定されているため、次のステップに進む。
【００６１】
そして、ステップＳ１１において全てのタイミングデータＢＴＤについて上述の処理が実行されたかどうかを調べる。全てのタイミングデータＢＴＤについて上述の処理が実行されたときは（Ｓ１１でＹＥＳ）、ステップＳ１２において点消灯タイミングデータＢＬ（ＢＴＤ（１）、ＢＴＤ（２）、・・・、ＢＴＤ（ｍ））を確定する。
【００６２】
ステップＳ１３、ステップＳ１４において、次数Ｃまでの高調波について処理が行なわれたかどうかを調べる。まだ全ての処理が行なわれていないときは（Ｓ１４でＮＯ）、ステップＳ０４からの処理を実行する。全ての処理が行なわれたときは（Ｓ１４でＹＥＳ）、バックライト点消灯データ作成処理を終了する。
【００６３】
なお、作成されたバックライト点消灯データは、その他のデータと共に駆動タイミングデータとしてバックライト駆動タイミング記憶装置３０に出力される。そして、バックライト駆動装置４０は、平均階調演算装置２０からの指示と、バックライト駆動タイミング記憶装置からの駆動タイミングデータとに基づいてバックライトＢＬＴの点消灯を制御する。
【００６４】
[第１の実施の形態のバリエーション]  
ところで、図７では２次高調波成分によるバックライト消灯期間とは、基本波成分によるバックライト消灯期間とは分離していたが、これらの期間が重複する場合が存在する。このような場合は、重複するバックライト消灯期間を増加させる。
【００６５】
図１０は、第１の実施の形態に係る液晶表示装置のバックライト消灯期間が重複した場合のバックライトＢＬＴの点消灯方法について説明するための図である。
【００６６】
図１０（１）には、基本波成分処理後の液晶表示パネルＰＮＬの輝度応答波形と共に２次高調波成分及びバックライト消灯期間が描かれている。バックライト消灯期間が重複した場合には、２次高調波成分のバックライト消灯期間を、基本波成分のバックライト消灯期間に加算する。例えば、基本波成分のバックライト消灯期間の前後の期間に２次高調波成分のバックライト消灯期間を設定して、バックライト消灯期間を拡張する。図１０（２）には、上述のようにしてバックライトＢＬＴの点消灯が制御された場合の輝度変化率波形が描かれている。
【００６７】
なお、この対応は高次の高調波成分と、低次の高調波成分あるいは基本波成分との関係についても同様である。即ち、バックライト消灯期間が重複した場合には、高次の高調波成分のバックライト消灯期間を、重複する低次の高調波成分あるいは基本波成分のバックライト消灯期間に加算する。
【００６８】
このバリエーションの形態によれば、重複する低次の高調波成分あるいは基本波成分が最大値となる時刻を中心とした所定の時間帯において輝度を大きく低下させることができるため、フリッカを効果的に抑制することができる。
【００６９】
[第２の実施の形態]  
第２の実施の形態では、バックライトＢＬＴの構成が第１の実施の形態と異なっている。即ち、第２の実施の形態では、バックライトＢＬＴが複数のバックライトＢＬＴａ〜ＢＬＴｄに分割されている点が第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
【００７０】
図１１は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図である。  
制御回路ＣＴＲは液晶表示パネルＰＮＬ、バックライトＢＬＴ（ＢＬＴａ〜ＢＬＴｄ）と信号を授受することでフリッカ抑制動作を制御する。制御回路ＣＴＲは液晶表示パネル駆動装置１０、平均階調演算装置２０（２０ａ〜２０ｄ）、バックライト駆動タイミング記憶装置３０（３０ａ〜３０ｄ）、及びバックライト駆動装置４０（４０ａ〜４０ｄ）を備えている。
【００７１】
液晶表示パネル駆動装置１０は、ゲートドライバＧＤ、ソースドライバＳＤに映像信号、制御信号を出力して表示動作を制御すると共に、バックライトＢＬＴａ〜ＢＬＴｄに対応して分割された映像信号を、それぞれ平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄに出力する。それぞれの平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄは、入力した映像信号に基づいてそれぞれのバックライト領域における表示階調の平均値を演算し、フリッカを抑制するためのそれぞれのバックライトＢＬＴａ〜ＢＬＴｄの点消灯タイミングデータ（駆動タイミングデータ）を生成する。それぞれの平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄは、それぞれのバックライト駆動タイミング記憶装置３０ａ〜３０ｄに生成した駆動タイミングデータを出力し、更にそれぞれのバックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄの動作を制御する。この駆動タイミングデータには、バックライトを消灯するタイミング、消灯する時間幅などのデータが含まれている。
【００７２】
バックライト駆動タイミング記憶装置３０ａ〜３０ｄは、駆動タイミングデータを記憶する。また、バックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄからの要求に応じて、記憶している駆動タイミングデータを出力する。それぞれのバックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄは、それぞれの平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄからの制御信号と駆動タイミングデータとに基づいてバックライトＢＬＴａ〜ＢＬＴｄの点消灯を制御する。
【００７３】
図１２は、第２の実施の形態に係る液晶表示装置のそれぞれのバックライトの点消灯タイミングを示す図である。  
バックライトＢＬＴａが点消灯する領域において輝度変化が開始されるタイミングと、バックライトＢＬＴｂ〜ＢＬＴｄが点消灯する領域において輝度変化が開始されるタイミングとは時間的にズレ（遅延）が生じる。例えば、図に示すフレーム期間の終点では、バックライトＢＬＴａが点消灯する領域では輝度が低下しているが、バックライトＢＬＴｄが点消灯する領域では輝度が上昇している。
【００７４】
図１１に示す第２の実施の形態の構成では、上述の時間的なズレの影響を低減することができるため、効果的にフリッカを抑制することができる。また第２の実施の形態によれば、表示領域ごとに階調が大きく異なるような画像であっても、局所的に最適な処理が可能となるため、より最適なフリッカ抑制処理が可能となる。
【００７５】
[第３の実施の形態]  
第３の実施の形態では、バックライト駆動タイミング記憶装置３０の構成が第２の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
図１３は、第３の実施の形態に係る液晶表示装置のフリッカ抑制動作を制御する装置の構成を示す図である。  
【００７６】
第３の実施の形態では、バックライト駆動タイミング記憶装置３０が１台のみ設けられている。それぞれの平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄは、それぞれのバックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄの動作を制御すると共に、それぞれのバックライト駆動タイミング記憶装置３０に生成したそれぞれの駆動タイミングデータを出力する。バックライト駆動タイミング記憶装置３０は、平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄからの駆動タイミングデータを記憶する。また、バックライト駆動タイミング記憶装置３０は、バックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄからの要求に応じて、記憶している駆動タイミングデータを出力する。それぞれのバックライト駆動装置４０ａ〜４０ｄは、それぞれの平均階調演算装置２０ａ〜２０ｄからの制御信号と駆動タイミングデータとに基づいてバックライトＢＬＴａ〜ＢＬＴｄの点消灯を制御する。
【００７７】
第３の実施の形態によれば、バックライト駆動タイミング記憶装置３０が１台で構成されるため、簡便な構成で最適なフリッカ抑制処理が可能となる。
【００７８】
なお、本発明は、実施の形態に記載のパネル構造に限定されない。  
実施の形態では、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界方式の液晶を使用したパネルを例としたが、この形態に限定されずＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードなどの縦電界方式の液晶を使用したパネルについても適用することができる。
【００７９】
本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００８０】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００８１】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
ＰＮＬ…液晶表示パネル、ＢＬＴ…バックライト、ＰＸ…表示画素、ＬＱ…液晶層、ＣＴＲ…制御回路、ＰＬ…パネル輝度、ＲＰＬ…輝度変化率、ＢＬ…点消灯タイミングデータ、ＢＴＤ…タイミングデータ、１０…液晶表示パネル駆動装置、２０…平均階調演算装置、３０…バックライト駆動タイミング記憶装置、４０…バックライト駆動装置、１００…アレイ基板、２００…対向基板。
【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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