JP2001125066A

JP2001125066A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2001125066A
Application number: JP30884199A
Authority: JP
Inventors: Akira Shintani; 晃新谷; Junichi Hirakata; 純一平方
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】高輝度でかつ動画表示特性に優れた液晶表示装
置を提供する。【解決手段】走査信号電極を順次選択し表示画像信号に
応じた電圧をデータ電極に印加して１画像分の表示画像
信号を書込み（ａ）、かつ液晶パネルに印加する画像信
号に応じた電圧を１画像を表示するフレーム周期の間保
持し、（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）に示したように１画像
分の表示画像信号書込み開始から液晶層の透過率が過渡
的な値から定常的な所望する値に達するまでの期間では
照明電源によって液晶パネルを照明せず、液晶層の透過
率が過渡的な値から定常的な所望する値に達した後に、
照明電源によって液晶パネルを照明し、１画像分の表示
画像信号書込み開始から液晶層の透過率が過渡的な値か
ら定常的な所望する値に達するまでの時間と、照明の開
始から照明電源をオフし照明光源の光が無くなるまでの
時間を加えた時間が、１画像を表示するフレーム周期以
内とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に高輝度で動画表示特性に優れた液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータやその他の機器の高精細度
カラーモニターとして液晶表示装置が広く用いられてい
る。液晶表示装置は、基本的には少なくとも一方が透明
なガラス等からなる二枚の（一対の）基板の間に液晶層
を挟持した所謂液晶パネルを構成し、上記液晶パネルの
基板に形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を
印加して所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電
極と画素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクテ
ィブ素子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を
行う形式とに分類される。

【０００３】特に、後者の形式の液晶表示装置はアクテ
ィブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示
性能等から液晶表示装置の主流となっている。アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した
電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向
方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式
と、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な
方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方式とも言う）の
液晶表示装置などが知られている。

【０００４】上記した各種の液晶表示装置には、液晶パ
ネルを背面から照明する光源装置（一般に、バックライ
トと称する）が備えられている。このバックライトに
は、透明材料からなる導光板の側面にランプ（線状光
源：冷陰極蛍光管）を設置したサイドエッジ方式と、液
晶パネルの真下にランプを設置した直下型方式とが知ら
れている。

【０００５】図１２は本発明を適用する一般的なアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の構成と駆動システムの
説明図である。この種の液晶表示装置は、液晶パネルＰ
ＮＬと、この液晶パネルＰＮＬの周辺にデータ線（ドレ
イン信号線またはドレイン線とも言う）駆動回路（ＩＣ
チップ）すなわちドレインドライバＤＤＲ、走査線（ゲ
ート信号線またはゲート線とも言う）駆動回路（ＩＣチ
ップ）すなわちゲートドライバＧＤＲを有し、これらド
レインドライバＤＤＲとゲートドライバＧＤＲに画像表
示のための表示データやクロック信号、階調電圧などを
供給する表示制御手段である表示制御装置ＣＲＬ、電源
回路ＰＷＵを備えている。

【０００６】パソコンやテレビ受像回路などの外部信号
ソースからの表示データと制御信号クロック、表示タイ
ミング信号、同期信号は表示制御装置ＣＲＬに入力す
る。表示制御装置ＣＲＬには、階調基準電圧生成部、タ
イミングントローラＴＣＯＮなどが備えられており、外
部からの表示データを液晶パネルＰＮＬでの表示に適合
した形式のデータに変換する。

【０００７】ゲートドライバＧＤＲとドレインドライバ
ＤＤＲに対する表示データとクロック信号は図示したよ
うに供給される。ドレインドライバＤＤＲの前段のキャ
リー出力は、そのまま次段のドレインドライバのキャリ
ー入力に与えられる。

【０００８】図１３は液晶パネルの各ドライバの概略構
成と信号の流れを示すブロック図である。ドレインドラ
イバＤＤＲは映像（画像）信号等の表示データのデータ
ラッチ部と出力電圧発生回路とから構成される。また、
階調基準電圧生成部ＨＴＶ、マルチプレクサＭＰＸ、コ
モン電圧生成部ＣＶＤ、コモンドライバＣＤＤ、レベル
シフト回路ＬＳＴ、ゲートオン電圧生成部ＧＯＶ、ゲー
トオフ電圧生成部ＧＦＤ、およびＤＣ−ＤＣコンバータ
Ｄ／Ｄは図１２の電源回路ＰＷＵに設けられる。

【０００９】図１４は信号ソース（本体）から表示制御
装置に入力される表示データおよび表示制御装置からド
レインドライバとゲートドライバに出力される信号を示
すタイミング図である。表示制御装置ＣＲＬは信号ソー
スからの制御信号（クロック信号、表示タイミング信
号、同期信号）を受けて、ドレインドライバＤＤＲへの
制御信号としてクロックＤ１（ＣＬ１）、シフトクロッ
クＤ２（ＣＬ２）および表示データを生成し、同時にゲ
ートドライバＧＤＲへの制御信号として、フレーム開始
指示信号ＦＬＭ、クロックＧ（ＣＬ３）および表示デー
タを生成する。

【００１０】なお、信号ソースからの表示データの伝送
に低電圧差動信号（ＬＶＤＳ信号）を用いる方式では、
当該信号ソースからのＬＶＤＳ信号を上記表示制御装置
を搭載する基板（インターフェイス基板）に搭載したＬ
ＶＤＳ受信回路で元の信号に変換してからゲートドライ
バＧＤＲおよびドレインドライバＤＤＲに供給する。

【００１１】図１４から明らかなように、ドレインドラ
イバのシフト用クロック信号Ｄ２（ＣＬ２）は本体コン
ピュータから入力されるクロック信号（ＤＣＬＫ）およ
び表示データの周波数と同じであり、ＸＧＡ表示素子で
は約４０ＭＨｚの高周波となる。

【００１２】このような構成の液晶表示装置は薄形、低
消費電力といった特徴により、ブラウン管（ＣＲＴ）デ
ィスプレイから置き換わりが進んでいる。この置き換わ
りがさらに進んだ背景には液晶表示装置の画質向上の技
術革新がある。特に、最近はテレビ映像に代表される動
画表示への要求が強く、液晶材料や駆動方法による改善
がなされている。

【００１３】しかし、ＣＲＴが電子銃の走査によるイン
パルス型発光であるのに対して、液晶表示装置は線状ラ
ンプ（蛍光灯）を照明光源としたバックライトシステム
を用いたホールド型発光のため、完全な動画表示が困難
とされてきた。

【００１４】すなわち、液晶表示装置で動画表示を行っ
た場合、そのホールド特性のために所謂ボケが発生し、
画像品質が劣化する。これは、液晶表示装置に限らず、
例えばプラズマディスプレイ等においても同様である。

【００１５】図１５はインパルス型発光特性をもつＣＲ
Ｔとホールド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答
特性の説明図であり、（ａ）はＣＲＴの輝度応答特性、
（ｂ）は液晶表示装置（ＬＣＤ）の輝度応答特性を示
す。

【００１６】ＣＲＴでは、（ａ）に示したように、表示
画像信号に応じた表示画面の輝度は、当該表示画像信号
に応じた電子ビームの射突で励起される蛍光体の発光特
性に依存したインパルス型の特性をもつ。図示されたよ
うに、表示画像信号が印加される周期である各フレーム
では、当該フレームの最初の時点での発光は短時間で立
ち下がる。

【００１７】これに対し、液晶表示装置の表示画面（液
晶パネル）の輝度は、液晶層を構成する液晶組成物自体
が（ｂ）に示したような立ち上がり／立ち下がり特性
（液晶分子の配向変化特性）を有しているため、同
（ｂ）に実線で示したホールド型の輝度応答特性をも
つ。このような輝度応答特性のために、動画を表示した
ときに所謂ボケが生じる。

【００１８】図１６は液晶表示装置等のホールド特性を
有する表示装置で動画を表示した場合のボケ発生のメカ
ニズムを説明する模式図である。同図（ａ）は液晶表示
装置ＬＣＤの背景画面の一部に矢印方向Ａに移動する黒
の表示を行った場合を示し、（ｂ）はその黒／白の境界
部分の拡大図、（ｃ）はボケ発生原因の説明図、（ｄ）
はボケ状態を示す（ｂ）と同様の拡大図を示す。図中、
単位四角は画素を示す。

【００１９】図１６の（ｂ）の黒／白の境界部分の一行
を時系列に表示した（ｃ）に示したように、表示画像の
矢印Ａ方向への移動に伴い、視線は図中に右下斜めに引
いた矢印Ｂのように移動する。１フレームの表示の移動
中にもその間に表示される画素の輝度が保持（ホール
ド）される。輝度は画素の輝度を積分したものであるた
め、同図（ｄ）に示したようなボケが発生する。

【００２０】一方、インパルス型のＣＲＴでは、このよ
うなボケは生じない。すなわち、図１７はホールド特性
を有しないＣＲＴで動画表示を行った場合の図１６の
（ｃ）と同様の模式図であり、１フレームの間の画像の
移動の間での画素は表示されないため、表示画像の矢印
Ａ方向への移動に伴い、視線が矢印Ｂのように移動して
もボケは発生しない。

【００２１】そこでこの課題を克服する手法として，液
晶パネル（液晶セル）の液晶材料（液晶組成物）あるい
は表示モードの改良と、光源に直下型バックライトを用
いる方法が報告されている。

【００２２】図１８は動画ボケ対策の従来技術の一例を
説明する液晶テレビの概略構成図、図１９は図１８にお
ける駆動波形図である。これは特開昭６４−８２０１９
号公報に開示されたものである。

【００２３】図１８、図１９において、テレビ受像機
（本体）１からのビデオ信号ＶＩＤＥＯを受けて、制御
回路２は液晶パネル３に表示画像信号に応じた電圧と走
査電圧を印加する。液晶パネル３は多数の走査電極Ｔ１
乃至Ｔ２２０をもち、その背面には複数の線状ランプ５
１乃至５５をもつバックライトが設置されている。

【００２４】液晶パネル３の縦方向に形成されたデータ
電極には表示画像信号に応じた電圧（データ電圧）が印
加され、横方向に形成された走査電極Ｔ１乃至Ｔ２２０
には所謂走査電圧ＳＤが印加される。

【００２５】バックライトを構成する複数の線状ランプ
５１乃至５５は照明走査回路４で点灯が制御される。こ
の点灯制御は、制御回路２から出力されるタイミング信
号に合わせて線状ランプ５１乃至５５を順次点滅させ
る。しかし、この構成では、線状ランプの本数が少ない
場合には、線状ランプの照明範囲内の走査電極にタイミ
ングずれが生じると、初期の効果が達成できなくなり、
理想的には走査線分（走査電極数分）の線状ランプが必
要になる。

【００２６】図２０は動画ボケ対策の従来技術の他例を
説明する液晶表示装置の概略構成図、図２１は図２０に
おける駆動波形図である。これは特開平１１−１０９９
２１号公報に開示されたものである。

【００２７】図２０において、液晶パネルは画素アレイ
１ａと１ｂの上下２つに分割して駆動される。各画素ア
レイ１ａと１ｂにはデータ線駆動回路（ドレイン線駆動
回路）４ａ，４ｂ、およびゲート線駆動回路（走査線駆
動回路）２が設けられている。データ線駆動回路４ａ，
４ｂおよびゲート線駆動回路２はクロック生成回路５で
タイミング制御され、画像信号処理回路から供給される
表示データ（表示画像信号）を表示する。

【００２８】図２１において、図２０のゲート線駆動回
路２は画素アレイ１ａのゲート線Ｙ₁乃至Ｙ₂₄₀の何れ
かを選択すると同時に画素アレイ１ｂのゲート線Ｙ₂₄₁
乃至Ｙ₄₈₀の何れかを選択する。これと同時に、一定の
電圧（画面全てが同一階調となる電圧、例えば黒画像と
なる電圧）を各フレーム毎に印加する。しかし、この構
成では、フレーム毎のデータの書き換えの間に一定階調
レベルを書き込む必要があることから、原理的にバック
ライトの利用率が下がり、輝度が低下する。

【００２９】また、上記以外に、液晶パネルのゲート電
極の走査に同期して、走査毎に一回バックライトがフラ
ッシュするようなフラッシュト・バックライトを備えた
液晶表示装置が提案されている。

【００３０】

【発明が解決しようとする課題】上記した光源の点灯時
間を制御する方式の液晶表示装置では、ある程度のボケ
の発生を回避して動画表示特性を向上させることができ
るが、線状ランプの本数が増えた時に走査の一周期中に
占める各ランプの発光時間が短くなり、輝度効率が低下
して充分な輝度を得られず、また他の形式の光源に対し
て同様に適用することが難しいという問題がある。

【００３１】また、原理的にバックライトの利用率が下
がり、輝度が低下するなどの問題があった。

【００３２】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、高輝度でかつ動画表示特性に優れた液晶表示装
置を提供することにある。

【００３３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基本思想は、表示画像信号（表示データ）
の書込み（これを第一工程と称する）と光源の点滅（こ
れを第二工程と称する）のタイミングを制御すること
で、液晶パネルを照明する光源として従来の線状ランプ
を用いたバックライトを採用し、駆動回路の大幅な増大
を招くことなく、動画表示におけるボケ（動画のゴース
トとも言う）を解消するようにしたものである。以下、
本発明の代表的な構成を記述すれば下記のとおりであ
る。

【００３４】（１）：少なくとも一方にデータ信号線お
よびデータ電極と走査信号線および走査電極を有する対
向配置された一対の基板および該一対の基板間に液晶層
を挟持した液晶パネルと、外部から入力する表示画像信
号とタイミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号
に応じた電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネ
ルを照明する光源および該光源を点滅させる照明電源と
を有する液晶表示装置であって、１画像を表示する周期
内の始めの方の該周期より短い期間において、前記走査
信号電極を順次選択し前記表示画像信号に応じた電圧を
前記データ電極に印加して１画像分の表示画像信号を書
込み、かつ前記液晶パネルに印加する画像信号に応じた
電圧を１画像を表示する前記周期の間保持し、１画像分
の表示画像信号書込み開始から前記液晶層の透過率が過
渡的な値から定常的な所望する値に達するまでの期間で
は前記照明電源によって前記液晶パネルを照明せず、前
記液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値
に達した後に、前記照明電源によって前記液晶パネルを
照明し、１画像分の表示画像信号書込み開始から前記液
晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値に達
するまでの時間と、前記照明の開始から前記照明電源を
オフし前記照明光源の光が無くなるまでの時間を加えた
時間が、１画像を表示する前記周期以内となるように前
記照明電源を制御する照明電源制御手段を具備したこと
を特徴とする。

【００３５】この構成としたことにより、液晶表示装置
に動画を表示したときのボケ（ゴースト、二重輪郭）の
発生が解消される。

【００３６】（２）：少なくとも一方にデータ信号線お
よびデータ電極と走査信号線および走査電極を有する対
向配置された一対の基板および該一対の基板間に液晶層
を挟持した液晶パネルと、外部から入力する表示画像信
号とタイミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号
に応じた電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネ
ルを照明する光源および該光源を点滅させる照明電源と
を有する液晶表示装置であって、１画像を表示する周期
内の始めの方の該周期より短い期間において、前記走査
信号電極を順次選択し前記表示画像信号に応じた電圧を
前記データ電極に印加して１画像分の表示画像信号を書
込み、かつ前記液晶パネルに印加する画像信号に応じた
電圧を１画像を表示する前記周期の間保持し、１画像分
の表示画像信号書込み開始から前記液晶層の透過率がほ
ぼ非透過状態でない他の透過率の状態からほぼ非透過状
態に変化するときには前記液晶表示装置で制御できる前
記液晶層の最も高い透過率の５％以下になった時点で前
記照明電源によって前記液晶パネルを照明し、ほぼ非透
過状態ではない他の透過率の状態に変化するときには前
記液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値
の９５％以上になった時点で前記照明電源によって前記
液晶パネルを照明し、１画像分の表示画像信号書込み開
始からほぼ非透過状態ではない他の透過率の状態からほ
ぼ非透過状態に変化するときには前記液晶表示装置で制
御できる前記液晶層の最も高い透過率の５％以下になる
時間と前記照明の開始から前記照明電源をオフし前記照
明電源から得られる光の最高輝度の５％以下になるまで
の時間を加えた時間が１画像を表示する前記周期内であ
り、１画像分の表示画像信号書込み開始からほぼ非透過
状態ではない他の透過率の状態に変化するときには前記
液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値の
９５％以上になる時間と前記照明の開始から前記照明電
源をオフし前記照明電源から得られる光の最高輝度の５
％以下になるまでの時間を加えた時間が１画像を表示す
る前記周期以内となるように前記照明電源を制御する照
明電源制御手段を具備したことを特徴とする。

【００３７】この構成としたことにより、液晶表示装置
に動画を表示したときのボケ（ゴースト、二重輪郭）の
発生が解消される。

【００３８】液晶表示装置における白表示時の輝度波形
の各一周期の積分値は一定であり、黒表示時は常に０で
ある。一方、液晶材料の応答時間は有限であり、バック
ライトの輝度点滅と液晶の応答波形とを掛け合わせた形
で液晶パネルの輝度応答波形となる。

【００３９】なお、光源であるバックライトは、液晶パ
ネルの下側に配置された直下型、あるいはサイドエッジ
型バックライトが標準的であるが、導光板を液晶パネル
上に乗せたフロントライト型でもよい。また、液晶パネ
ルの表面（上または下、若しくは上下の面）に偏光板が
設置される。この偏光板は通常上下１対が一般的である
が、何れか１枚とすることもできる。

【００４０】一般に、液晶表示装置では数百本以上の走
査信号線（ゲート線）を有し、どの走査信号線で同期タ
イミングをとるかが重要となる。

【００４１】例えば、液晶表示装置でＸＧＡ表示と呼ば
れる液晶パネルでは、画素数は１０２４×７６８、走査
信号線は７６８本である。走査の一周期は６０Ｈｚ（１
６．７ｍｓ）であり、この期間に７６８本の走査信号線
を画面の上から下へと順次走査を行なう。

【００４２】液晶表示装置の光源としては、上記した透
明導光板と該導光板の上下側面あるいは左右側面の一端
または両端にランプが配置された所謂サイドエッジ形の
バックライトが一般的である。通常、ノート型パソコン
では導光板側面の１端に線状ランプ一本を配置するが、
ディスクトップ型モニタや所謂液晶テレビでは高輝度を
得るために、導光板の上端側面と下端側面に各１本、２
本、３本、あるいはそれ以上を配置するのが普通であ
る。

【００４３】ここで、液晶表示装置に使われている上述
の線状ランプは冷陰極管（ＣＦＬ）と呼ばれる蛍光灯で
あり、数種類の蛍光体を管内部に塗布することで白色化
している。

【００４４】一般に、光源を点滅させ、明状態と暗状態
が混在すると平均輝度は低下する。そのため本発明の手
法を用いることで輝度低下がなく、かつ良好な動画表示
が得られる。

【００４５】光源の輝度を制御する手法としては、点滅
時に光源点灯用インバータ電源のトランスの昇圧比を変
えたり、インバータ電源のトランス入力一次側の電圧を
変えたりすることで実現できる。また、電圧波高値は一
定で、点滅時のみ線状ランプに流す電流（管電流）を増
加させるようにしてもよい。

【００４６】以上、本発明の代表的な構成とその作用を
記述したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
本発明の技術思想を逸脱することなく種々の変更が可能
である。また、本発明の他の目的および構成は後述する
実施の形態の記述から明らかになるであろう。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

【００４８】図１は本発明の液晶表示装置の第１実施例
を示す全体構成の模式図である。図中、ＰＮＬは液晶パ
ネル、ＤＤＲはドレインドライバ（データドライバ、デ
ータ線駆動回路）、ＧＤＲはゲートドライバ（走査線駆
動回路）、ＣＲＬは表示制御装置、ＴＣＯＮはタイミン
グコントローラ、Ｌは光源（照明光源（バックライ
ト））としての線状ランプ、ＩＮＶは光源に電力を供給
する照明電源、ＬＣＯＮは照明電源制御手段である照明
電源制御回路を示す。なお、液晶パネルＰＮＬの基本的
な駆動は前記図１２乃至図１４で説明したので再度の説
明は省略する。

【００４９】液晶パネルＰＮＬは少なくとも一方にデー
タ信号線およびデータ電極と走査信号線および走査電極
を有する対向配置された一対の基板と、該一対の基板間
に液晶層を挟持して構成される。

【００５０】そして、外部から入力する画像データＤＡ
ＴＡとタイミング信号ＣＬに基づいて上記電極に表示画
像信号に応じた電圧を印加する第一工程を制御する表示
制御手段ＣＲＬと、液晶パネルＰＮＬを照明する光源Ｌ
および該光源を点滅させる第二工程を制御する照明電源
ＩＮＶとを有し、液晶パネルＰＮＬに画像データを供給
する第一工程と光源Ｌを点滅させる第二工程は任意の期
間に設定できる。

【００５１】図２は本発明の第１実施例における液晶表
示装置の駆動タイミング図である。同図（ａ）は液晶パ
ネル（セル）への１フレーム分の画像信号（データ）の
書き込み期間、（ｂ）は液晶の透過率、（ｃ）は光源で
あるバックライト（線状）ランプの点灯制御信号、
（ｄ）はバックライトの光出力、（ｅ）は液晶パネルの
光出力を示す。以下、本実施例の動作を図１に示した構
成を参照して説明する。

【００５２】本実施例では、照明電源ＩＮＶを制御する
照明電源制御手段ＬＣＯＮを備えている。表示制御装置
ＣＲＬは、１画像を表示する周期（ここでは１フレー
ム）内の始めの方の該周期より短い期間において、走査
信号電極を順次選択し表示画像信号に応じた電圧を液晶
パネルのデータ電極に印加して１画像分の表示画像信号
を書込む（図２の（ａ）参照）。

【００５３】そして、照明電源制御手段ＬＣＯＮは次の
ように照明電源ＩＮＶを制御する。表示制御装置ＣＲＬ
から液晶パネルＰＮＬに印加する画像信号ＤＡＴＡに応
じた電圧を１画像を表示する上記１フレーム周期の間保
持し、１画像分の表示画像信号書込み開始から図２の
（ｂ）に示した液晶層の透過率が過渡的な値から定常的
な所望する値に達するまでの期間では、照明電源ＩＮＶ
によって液晶パネルＰＮＬを照明しない。すなわち、同
（ｂ）に示したように、１画像の最上行の書込みによる
液晶の応答後、最下行の書込みによる液晶の応答の後
に、最下行の書込みによる液晶の応答で、液晶層の透過
率が過渡的な値から定常的な所望する値に達した後に、
照明電源ＩＮＶによって液晶パネルＰＮＬを照明する。

【００５４】１画像分の表示画像信号書込み開始から液
晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値に達
するまでの時間と、照明の開始から照明電源ＩＮＶをオ
フして照明光源Ｌの光が無くなるまでの時間を加えた時
間が１画像を表示する周期（１フレーム）以内となるよ
うにバックライト点灯制御信号（図２の（ｃ））を照明
電源ＩＮＶに与える。

【００５５】このバックライト点灯制御信号により、光
源Ｌは図２の（ｄ）に示したように点灯し、液晶パネル
ＰＮＬは同（ｅ）に示した光を出力する。

【００５６】これにより、液晶パネルＰＮＬの輝度特性
はＣＲＴに近似するインパルス応答特性となり、動画像
の表示におけるボケ（二重輪郭、ゴースト）の発生は回
避され、高品質の動画表示が可能となる。

【００５７】図３は本発明の効果を説明するために応答
速度の遅い液晶を用いた場合の駆動タイミング図であ
る。図中、（ａ）乃至（ｅ）は図２の（ａ）乃至（ｅ）
に対応する。ここでは、液晶の応答特性は同図（ｂ）に
示したように遅い応答のものであり、１フレーム期間に
おける液晶の応答（透過率）は、その立ち上がり／立ち
下がり共、穏やかな曲線となって、矢印Ｂに示したよう
に、画像データのない場合にも「黒」表示とならずに中
間の明るさ（灰色の輝度）となり、二重輪郭（ゴース
ト）が発生して動画像のボケが生じる。

【００５８】この説明から明らかなように、前記図２で
説明した本発明の第一実施例により、図３のようなボケ
が抑制され、高画質の表示画像が得られる。

【００５９】図４は本発明の第２実施例における液晶表
示装置の駆動タイミング図であり、（ａ）乃至（ｅ）は
図２の（ａ）乃至（ｅ）に対応する。

【００６０】本実施例は、図２で説明した第一実施例に
おける画像信号の書込み期間をさらに短くしたものであ
る（図４の（ａ）参照）。

【００６１】すなわち、本実施例では、表示制御装置Ｃ
ＲＬは、１画像を表示する周期（ここでは１フレーム）
内の始めの方の該周期より短い期間、かつ前記図２の書
込み期間よりも短い期間において、走査信号電極を順次
選択し表示画像信号に応じた電圧を液晶パネルのデータ
電極に印加して１画像分の表示画像信号を書込む（図４
の（ａ）参照）。

【００６２】そして、照明電源制御手段ＬＣＯＮは、表
示制御装置ＣＲＬから液晶パネルＰＮＬに印加する画像
信号ＤＡＴＡに応じた電圧を１画像を表示する上記１フ
レーム周期の間保持し、１画像分の表示画像信号書込み
開始から図４の（ｂ）に示した液晶層の透過率が過渡的
な値から定常的な所望する値に達するまでの期間では、
照明電源ＩＮＶによって液晶パネルＰＮＬを照明しな
い。すなわち、同（ｂ）に示したように、１画像の最上
行の書込みによる液晶の応答後、最下行の書込みによる
液晶の応答の後に、最下行の書込みによる液晶の応答
で、液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する
値に達した後に、照明電源ＩＮＶによって液晶パネルＰ
ＮＬを照明する。

【００６３】１画像分の表示画像信号書込み開始から液
晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値に達
するまでの時間と、照明の開始から照明電源ＩＮＶをオ
フして照明光源Ｌの光が無くなるまでの時間を加えた時
間が１画像を表示する周期（１フレーム）以内となるよ
うにバックライト点灯制御信号（図４の（ｃ））を照明
電源ＩＮＶに与える。

【００６４】このバックライト点灯制御信号により、光
源Ｌは図４の（ｄ）に示したように点灯し、液晶パネル
ＰＮＬは同（ｅ）に示した光を出力する。

【００６５】これにより、液晶パネルＰＮＬの輝度特性
はＣＲＴに近似するインパルス応答特性となり、動画像
の表示におけるボケ（二重輪郭、ゴースト）の発生は回
避され、高品質の動画表示が可能となる。

【００６６】図５は本発明の第３実施例における液晶表
示装置の駆動タイミング図であり、（ａ）乃至（ｅ）は
図２の（ａ）乃至（ｅ）に対応する。本実施例は、前記
第１実施例における液晶の応答特性が図２の場合に比べ
てやや遅い場合の液晶表示装置の駆動タイミング図であ
り、（ａ）乃至（ｄ）は図２の（ａ）乃至（ｄ）に対応
する。

【００６７】本実施例では、図５の（ｂ）に示したよう
に液晶層の応答特性である透過率の変化がやや遅いの
で、透過率が定常状態になるまでの時間が長くかかる
分、同（ｄ）に示したようにバックライトの点灯時間が
短くなる。そのため、図２の実施例と同じ輝度になるよ
うなバックライトの電流又は電圧で当該バックライトを
制御すると液晶画面の輝度が下がってしまう。そこで、
バックライトの輝度を図２に示したものより高くするた
めに、同（ｃ）のようなバックライト点灯制御信号を照
明電源制御手段ＬＣＯＮから与え、バックライトの電圧
又は電流を増大して輝度を高め、画面の輝度の低下を抑
制した。

【００６８】これによっても、動画像のボケを抑制し、
図４の場合に準じた高輝度の画像を得ることができる。

【００６９】図６は本発明の第４実施例における液晶表
示装置の駆動タイミング図であり、（ａ）乃至（ｅ）は
図２の（ａ）乃至（ｅ）に対応する。本実施例は、１画
像を表示する周期（ここでは、１フレーム）内の始めの
方の該周期より短い期間において、走査信号電極を順次
選択し前記表示画像信号に応じた電圧を液晶パネルＰＮ
Ｌのデータ電極に印加して１画像分の表示画像信号を書
込む。

【００７０】液晶パネルＰＮＬに印加する画像信号に応
じた電圧を１画像を表示する１フレーム周期の間保持
し、１画像分の表示画像信号書込み開始から液晶層の透
過率がほぼ非透過状態でない他の透過率の状態からほぼ
非透過状態に変化するときには液晶表示装置で制御でき
る液晶層の最も高い透過率の５％以下になった時点で、
ほぼ非透過状態ではない他の透過率の状態に変化すると
きには液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望す
る値の９５％以上になった時点で前記照明電源によって
前記液晶パネルを照明する。

【００７１】そして、照明電源制御手段ＬＣＯＮは、１
画像分の表示画像信号書込み開始からほぼ非透過状態で
はない他の透過率の状態からほぼ非透過状態に変化する
ときには液晶表示装置で制御できる液晶層の最も高い透
過率の５％以下になる時間と照明の開始から照明電源Ｉ
ＮＶをオフして当該照明電源から得られる光の最高輝度
の５％以下になるまでの時間を加えた時間が１画像を表
示する１フレーム周期内であり、１画像分の表示画像信
号書込み開始からほぼ非透過状態ではない他の透過率の
状態に変化するときには液晶層の透過率が過渡的な値か
ら定常的な所望する値の９５％以上になる時間と照明の
開始から照明電源ＩＮＶをオフし当該照明電源ＩＮＶか
ら得られる光の最高輝度の５％以下になるまでの時間を
加えた時間が１画像を表示する前記１フレーム周期以内
となるように当該照明電源ＩＮＶを制御する。

【００７２】これによっても、動画像のボケを抑制し、
図４の場合に準じた高輝度の画像を得ることができる。

【００７３】図７は本発明の第５実施例における液晶表
示装置の構成を説明する概略ブロック図であり、上記本
発明の各実施例における画像信号（データ）の書込み時
間を短縮する構成としたものである。図７中、液晶パネ
ルＰＮＬを液晶パネルＰＮＬ（１）と液晶パネルＰＮＬ
（２）に上下二分割し、各液晶パネルＰＮＬ（１）と液
晶パネルＰＮＬ（２）の夫々にドレインドライバＤＤＲ
（１）とゲートドライバＧＤＲ（１）およびドレインド
ライバＤＤＲ（２）とゲートドライバＧＤＲ（２）を配
置してある。

【００７４】そして、上下液晶パネルＰＮＬ（１）とＰ
ＮＬ（２）の隣接する中央部の各一行を同時走査（液晶
パネル画面全体で二行同時走査）する。走査方向（スキ
ャン方向）は上側の液晶パネルＰＮＬ（１）では中心か
ら上側へ、下側の液晶パネルＰＮＬ（２）では中心から
下側へ行う。このような走査により、データの書込みの
最後が最上行と最下行になり、画面中央でのボケ（ゴー
スト、二重輪郭）が見え難くなる。

【００７５】なお、本発明は、所謂ＴＮ型の液晶表示装
置に限らず、液晶層を垂直配向としたものでも、また片
側基板の液晶界面が垂直配向で、他方の基板の液晶界面
が平行の、所謂ハイブリット配向方式とした液晶表示装
置、あるいは強誘電性液晶方式の液晶表示装置など、い
ずれの方式の液晶表示装置においても同様の効果が得ら
れる。

【００７６】図８は本発明における光源の構成例を説明
する模式図である。光源であるバックライトは、導光板
ＧＬＢの上縁側端と下縁側端に各３本の線状ランプＣＦ
Ｌを配置したものを使用した。これらの線状ランプＣＦ
Ｌは、照明電源ＩＮＶに搭載したトランスＴＲＳを介し
て電力が供給される。

【００７７】これらの線状ランプＣＦＬの点滅制御は、
前記した各実施例のように駆動される。

【００７８】図９は本発明にかかる液晶表示装置の断面
構造の一例を説明する模式図である。図中、ＰＮＬは液
晶パネルであり、下側基板ＳＵＢ１と上側基板ＳＵＢ２
の間に液晶層ＬＣを挟持してなり、液晶パネルＰＮＬを
挟むように下偏光板ＰＯＬ１と上偏光板ＰＯＬ２が配置
されている。

【００７９】この液晶パネルＰＮＬの背面すなわち下方
には拡散板ＳＰＳ１とＳＰＳ２およびプリズムシートＰ
ＲＳからなる光学シートＯＰＳを介して液晶パネルの照
明光源であるバックライトＢＬが設置されている。この
バックライトＢＬは透明材料で形成した略矩形状の導光
板ＧＬＢの縁側端に沿って蛍光管である線状ランプＣＦ
Ｌが設置されている。この構成例では、線状ランプＣＦ
Ｌは導光板ＧＬＢの一対の平行する縁側端に各２本宛設
置されている。線状ランプＣＦＬの本数は液晶表示装置
の必要とする明るさに応じて選択され、前記図８に示し
たように各３本あるいはそれ以上とされる。もちろん、
各一本または一方の縁側端のみに設置してもよい。

【００８０】導光板ＧＬＢの背面（液晶パネルＰＮＬと
は反対側）には導光板ＧＬＢから液晶パネル方向に出射
する照明光の分布を均一とするための反射パターン（ド
ット印刷等）ＰＤＯＴが形成されている。ＲＦＳは反射
板である。

【００８１】液晶パネルＰＮＬを構成する基板ＳＵＢ
１，ＳＵＢ２としては、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨
し、ＩＴＯ（インジウムチンオキサイド）の透明電極を
スパッタ法で成膜したガラス基板を２枚用いた。

【００８２】基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の内表面にはポリ
イミド系配向制御膜をスピンナーで塗布し、２５０°Ｃ
で３０分間焼成し、ラビング処理して配向制御能を付与
した。また、基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２と偏光板ＰＯＬ
１，ＰＯＬ２の間にポリカーボネートからなる位相差フ
ィルムを配置してもよい。

【００８３】図１０は本発明にかかる液晶表示装置の断
面構造の他例を説明する模式図であり、直下型バックラ
イトを備えた液晶表示装置である。図９と同様に、液晶
パネルＰＮＬは、下側基板ＳＵＢ１と上側基板ＳＵＢ２
の間に液晶層ＬＣを挟持すると共に、下側基板ＳＵＢ１
上側基板ＳＵＢ２のそれぞれの外面に積層した偏向板Ｐ
ＯＬ１，ＰＯＬ２とから構成される。

【００８４】この液晶パネルＰＮＬの背面（直下）に
は、プリズムシート等の光学シートＯＰＳを介して液晶
パネルの照明光源であるバックライトＢＬが配置されて
いる。このバックライトＢＬは、反射板ＲＦと、この上
方に平行に配列して設置された複数の線状ランプＣＦＬ
と、線状ランプＣＦＬの上方に設置された拡散板ＳＰＳ
とから構成されている。

【００８５】図示した構成では、バックライトＢＬを構
成する反射器ＲＦは線状ランプＣＦＬの配列方向に沿っ
て凹凸を有し、その凹部に線状ランプＣＦＬを位置させ
てなり、各線状ランプＣＦＬの発光々を有効に液晶パネ
ル方向に指向させるようにしている。また、拡散板ＳＰ
Ｓは線状ランプＣＦＬおよび反射器ＲＦからの光を拡散
させて液晶パネルＰＮＬへの照明光の明るさ分布を平均
化する機能を有する。その他の構成は図９で説明したも
のと同様である。

【００８６】図１１は本発明による液晶表示装置を実装
したハイビジョンテレビ受像機の一例を示す外観図であ
る。このテレビ受像機の画面すなわち表示部に実装する
液晶表示装置を構成するバックライトは前記した本発明
の実施例の構成を有している。

【００８７】なお、本発明による液晶表示装置は、上記
のようなテレビ受像機に限るものではなく、ディスクト
ップパソコンのモニターやノートパソコン、その他の機
器の表示デバイスにも使用できることは前記したとおり
である。

【００８８】また、本発明は、液晶パネルの一方の基板
に駆動ＩＣ（ドレインドライバやゲートドライバ等）を
直接搭載したチップオングラス方式、駆動ＩＣをＴＣＰ
を用いて実装した従来からの実装方式の液晶パネルを用
いた液晶表示装置にも同様に適用できる。

【００８９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルを照明する光源の点灯時間を制御すること
で、あるいは液晶パネルへの画像データの書込みタイミ
ング等を制御することで、特に画像が移動する動画表示
におけるボケの発生を回避して動画表示特性を向上させ
ることができると共に、光源を構成する線状ランプの本
数が増えた時にも輝度効率の低下を抑えて線状ランプの
発光効率を向上させ、高輝度で視覚特性の優れた液晶表
示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の第一実施例を示す全体
構成の模式図である。

【図２】本発明の第１実施例における液晶表示装置の駆
動タイミング図である。

【図３】本発明の効果を説明するために応答速度の遅い
液晶を用いた場合の駆動タイミング図である。

【図４】本発明の第２実施例における液晶表示装置の駆
動タイミング図である。

【図５】本発明の第３実施例における液晶表示装置の駆
動タイミング図である。

【図６】本発明の第４実施例における液晶表示装置の駆
動タイミング図である。

【図７】本発明の第５実施例における液晶表示装置の構
成を説明する概略ブロック図である。

【図８】本発明における光源の構成例を説明する模式図
である。

【図９】本発明にかかる液晶表示装置の断面構造の一例
を説明する模式図である。

【図１０】本発明にかかる液晶表示装置の断面構造の他
例を説明する模式図である。

【図１１】本発明による液晶表示装置を実装したハイビ
ジョンテレビ受像機の一例を示す外観図である。

【図１２】本発明を適用する一般的なアクティブマトリ
クス型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図であ
る。

【図１３】液晶パネルの各ドライバの概略構成と信号の
流れを示すブロック図である。

【図１４】信号ソース（本体）から表示制御装置に入力
される表示データおよび表示制御装置からドレインドラ
イバとゲートドライバに出力される信号を示すタイミン
グ図である。

【図１５】インパルス型発光特性をもつＣＲＴとホール
ド型発光特性をもつ液晶表示装置の輝度応答特性の説明
図である。

【図１６】液晶表示装置等のホールド特性を有する表示
装置で動画を表示した場合のボケ発生のメカニズムを説
明する模式図である。

【図１７】ホールド特性を有しないＣＲＴで動画表示を
行った場合の図１６の（ｃ）と同様の模式図である。

【図１８】動画ボケ対策の従来技術の一例を説明する液
晶テレビの概略構成図である。

【図１９】図１８における駆動波形図である。

【図２０】動画ボケ対策の従来技術の他例を説明する液
晶表示装置の概略構成図である。

【図２１】図２０における駆動波形図である。

【符号の説明】

ＰＮＬ液晶パネルＤＤＲドレインドライバＧＤＲゲートドライバＬ光源（バックライト）ＩＮＶ照明電源ＣＲＬ表示制御装置ＴＣＯＮタイミングコントローラＬＣＯＮ照明電源制御手段（回路）ＤＡＴＡ表示データＣＬ各種タイミング信号ＷＴＣ書込みタイミ制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者平方純一千葉県茂原市早野3300番地株式会社日立製作所ディスプレイグループ内Ｆターム(参考） 2H093 NC01 NC09 NC50 NC54 ND08 ND12 ND47 ND60 NE01 NE03 5C006 AA01 AA16 AF44 AF71 AF84 BB14 BB16 BB29 BF24 BF43 BF46 EA01 FA16 FA29 FA54 5C080 AA10 BB05 DD05 DD06 EE19 EE29 FF11 GG08 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 5G435 AA01 AA03 BB12 BB15 EE26 EE27 EE30 EE33 FF03 FF05 FF08 GG03 GG24 GG26 HH12 LL04 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方にデータ信号線およびデー
タ電極と走査信号線および走査電極を有する対向配置さ
れた一対の基板および該一対の基板間に液晶層を挟持し
た液晶パネルと、外部から入力する表示画像信号とタイ
ミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号に応じた
電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネルを照明
する光源および該光源を点滅させる照明電源とを有する
液晶表示装置であって、１画像を表示する周期内の始めの方の該周期より短い期
間において、前記走査信号電極を順次選択し前記表示画
像信号に応じた電圧を前記データ電極に印加して１画像
分の表示画像信号を書込み、かつ前記液晶パネルに印加
する画像信号に応じた電圧を１画像を表示する前記周期
の間保持し、１画像分の表示画像信号書込み開始から前
記液晶層の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値
に達するまでの期間では前記照明電源によって前記液晶
パネルを照明せず、前記液晶層の透過率が過渡的な値か
ら定常的な所望する値に達した後に、前記照明電源によ
って前記液晶パネルを照明し、１画像分の表示画像信号
書込み開始から前記液晶層の透過率が過渡的な値から定
常的な所望する値に達するまでの時間と、前記照明の開
始から前記照明電源をオフし前記照明光源の光が無くな
るまでの時間を加えた時間が、１画像を表示する前記周
期以内となるように前記照明電源を制御する照明電源制
御手段を具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】少なくとも一方にデータ信号線およびデー
タ電極と走査信号線および走査電極を有する対向配置さ
れた一対の基板および該一対の基板間に液晶層を挟持し
た液晶パネルと、外部から入力する表示画像信号とタイ
ミング信号に基づいて上記電極に表示画像信号に応じた
電圧を印加する表示制御手段と、上記液晶パネルを照明
する光源および該光源を点滅させる照明電源とを有する
液晶表示装置であって、１画像を表示する周期内の始め
の方の該周期より短い期間において、前記走査信号電極
を順次選択し前記表示画像信号に応じた電圧を前記デー
タ電極に印加して１画像分の表示画像信号を書込み、か
つ前記液晶パネルに印加する画像信号に応じた電圧を１
画像を表示する前記周期の間保持し、１画像分の表示画
像信号書込み開始から前記液晶層の透過率がほぼ非透過
状態でない他の透過率の状態からほぼ非透過状態に変化
するときには前記液晶表示装置で制御できる前記液晶層
の最も高い透過率の５％以下になった時点で前記照明電
源によって前記液晶パネルを照明し、ほぼ非透過状態で
はない他の透過率の状態に変化するときには前記液晶層
の透過率が過渡的な値から定常的な所望する値の９５％
以上になった時点で前記照明電源によって前記液晶パネ
ルを照明し、１画像分の表示画像信号書込み開始からほ
ぼ非透過状態ではない他の透過率の状態からほぼ非透過
状態に変化するときには前記液晶表示装置で制御できる
前記液晶層の最も高い透過率の５％以下になる時間と前
記照明の開始から前記照明電源をオフし前記照明電源か
ら得られる光の最高輝度の５％以下になるまでの時間を
加えた時間が１画像を表示する前記周期内であり、１画
像分の表示画像信号書込み開始からほぼ非透過状態では
ない他の透過率の状態に変化するときには前記液晶層の
透過率が過渡的な値から定常的な所望する値の９５％以
上になる時間と前記照明の開始から前記照明電源をオフ
し前記照明電源から得られる光の最高輝度の５％以下に
なるまでの時間を加えた時間が１画像を表示する前記周
期以内となるように前記照明電源を制御する照明電源制
御手段を具備したことを特徴とする液晶表示装置。