JP2001281622A - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置およびその駆動方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶表示装置において、消費電力を抑えつ
つ、動画質を向上させた駆動方法を提供する。 【解決手段】 一対の電極に電圧が印加されることによ
り駆動が行われる液晶表示素子を備え、点灯デューティ
を変化させて発光することが可能な光源ユニット１１１
を有する液晶表示装置において、光源ユニット１１１に
おける輝度の時間積分値は、前記点灯デューティに関係
なく輝度・動き検知回路１０８および光源点灯デューテ
ィ選択手段にて一定に保たれることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラットパネルデ
ィスプレイ、プロジェクションディスプレイ等に用いら
れるライトバルブおよびそれらを使用した液晶表示装置
とその駆動方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】昨今、最も広範に用いられてきているフ
ラットディスプレイとしては、例えばエム・シャット
（M.Schadt）とダブリュー・ヘルフリッヒ（W.Helfric
h）著アプライド・フィジックス・レターズ（Applied P
hysics Letters）第１８巻、第４号（１９７１年２月１
５日発行）第１２７頁〜１２８頁において示されたツイ
ステッドネマティック（twisted nematic）液晶を用い
たものが知られている。
【０００３】近年、このタイプの液晶を用いてＴＦＴ等
のアクティブスイッチと組み合わせた液晶素子の開発、
製品化が行われている。このタイプは、一つ一つの画素
にトランジスタを作成するものであり、クロストークの
問題が無い。また、近年の急速な生産技術の進歩によっ
て１０〜１７インチクラスのディスプレイもよい生産性
で作られつつある。しかしながら、動画像をキレよく表
現できるという点では、ツイステッドネマティック液晶
自体の応答速度がまず問題である。
【０００４】こうした背景に鑑み、最近では新しいモー
ドを利用した液晶素子が開発されている。例えば、イン
プレインモードやＭＶＡ配向技術等は視野角を、ＯＣＢ
モード等は応答速度をそれぞれ改善しようとする実現手
段である。
【０００５】一方、双安定性からなる液晶素子として
は、クラーク（Clark）およびラガウェル（Lagerwall）
により提案されている（特開昭５６−１０７２１６号、
米国特許第４３６７９２４号公報）カイラルスメクティ
ック液晶素子がある。この双安定性からなる液晶として
は、一般に、カイラルスメクティックＣ相またはカイラ
ルスメクティックＨ相からなる強誘電性液晶（FLC）素
子が用いられている。
【０００６】この強誘電性液晶は、自発分極により反転
スイッチングを行うため、非常に速い応答速度である上
に、メモリ性のある双安定状態を発現させることができ
る。また、最近ではチャンダニ、竹添等により３つの安
定状態を有するカイラルスメクティック反強誘電性液晶
（AFLC）素子も提案されている（ジャパニーズジャーナ
ル オブ アプライド フィジックス（Japanese Journ
al of AppliedPhysics）第２７巻、１９８８年Ｌ７２９
頁）。
【０００７】そして、最近、この反強誘電液晶材料のう
ち、ヒステリシスが小さく、階調表示に有利な特性を有
するＶ字型応答特性が発見された（例えば、ジャパニー
ズジャーナル オブ アプライド フィジックス（Japa
nese Journal of AppliedPhysics）第３６巻、１９９７
年３５８６頁）。これをアクティブマトリクスタイプの
液晶素子とし、高速のディスプレイを実現しようという
提案もされている（特開平９−５００４９号公報）。
【０００８】このように、応答が速く階調が可能な、デ
ィスプレイとしての究極の目標に向けて液晶ディスプレ
イはＯＣＢ（Optically Compensated Birefringence）
やＡＦＬＣ（AntiFerroelectric Liquid Crystal）を液
晶高速化の有力候補として研究開発が以前にもまして盛
んに行われている。
【０００９】また、液晶が高速化するに伴い、新たなカ
ラー液晶方式も提案されている。一般に、従来のカラー
液晶表示素子は、基板上に併設されたＲＧＢ等のカラー
フィルタと液晶を積層する構成からなり、１画素は独立
に透過率を制御できるＲＧＢ絵素からなる。ＲＧＢ各絵
素ごとに液晶部分、あるいは偏光板等との組み合わせで
透過率を制御し、ＲＧＢの加法混色で色を表現するのが
一般的である。光源に白色光バックライトを用いる透過
型、あるいは外光を利用する反射型があるが、色空間を
表現する原理は同じである。
【００１０】こうしたカラー液晶表示装置の欠点は、一
つに光の利用効率が悪いことである。空間的に３分の１
の面積のＲフィルタに入射した光のうち波長域として３
分の１のＲｅｄ（以下、Ｒという）の光と、同様に３分
の１×３分の１＝９分の１のＧｒｅｅｎ（以下、Ｇとい
う）の光と、同様に９分の１のＢｌｕｅ（以下、Ｂとい
う）の光の加法混色で白（White）を表現する。すなわ
ち、液晶部位の透過率以前に光の利用効率は、最大でも
３分の１しかない。これは、液晶の消費電力の多くを占
めるバックライトの消費電力を無駄に必要とすることを
意味する。
【００１１】また、１画素ごとに独立に３絵素を駆動し
なければならず、高精細になればなる程画素設計が苦し
くなり、開口率が低下してますます光の利用効率が低下
する。さらに、コストの面から考えても、現在液晶パネ
ルのコスト圧迫要因であるビット数の多い駆動ＩＣ、カ
ラーフィルタを必要とする構成であり、不利である。
【００１２】昨今、こうした欠点の認識のもと、別のカ
ラー液晶表示素子の提案、研究開発が活発になってきて
いる。その中で、最も活発に研究開発されているのは、
バックライト色切り替え方式である。この方式は、特開
昭５６−２７１９８号公報に開示されている。フリッカ
周波数以下の時間で照明光の色を切り替え、それと同期
してパネルの透過状態を制御し、時間的な加法混色で色
再現を実現する。ＲＧＢフィールド順次表示方式（フィ
ールドシーケンシャルカラー方式）とも呼ばれる。
【００１３】図６は、ホールド型とインパルス型の発光
を比較し、動画像の切れについて説明するための図であ
り、（ａ）は液晶表示装置のホールド型の場合、（ｂ）
はＣＲＴのインパルス型の場合をそれぞれ示す。ところ
で、多くの液晶表示装置は、ある画素が発光（開口状態
になる）すると、図６（ａ）に示すように次フィールド
の書き込みまでは比較的一定の輝度を保持し、表示を続
ける。これは、ホールド型と呼ばれている。一方、これ
に対しＣＲＴディスプレイのように発光の時間的変化は
瞬間的に高輝度になり、ある画素の発光状態は図６
（ｂ）に示すように１フィールド内では１回、一瞬の発
光になる（発光時間はＣＲＴの特性、解像度に依存す
る）。これは、インパルス型と呼ばれている。
【００１４】上記したインパルス型では、あるｎフレー
ムの画像からｎ＋１フレームに変わる時に、各フレーム
の発光前後に十分な非表示期間を有し、網膜上で滑らか
に情報を得ることができる。しかしながら、ホールド型
のような発光時間の長い表示方法は、いくら液晶素子の
応答速度が速くなったところで、あるｎフレームの画像
がｎ＋１フレームに変わる寸前まで表示されているの
で、画像輪郭部のぼけやジャダー妨害（画像の動きがぎ
くしゃくして不自然に見える現象）等の原因となる。
【００１５】よって、液晶素子の応答速度が速くなるこ
とにより、複数フレームに跨がった二重表示（同時表
示）による画質劣化は避けることが可能となる。しか
し、人間の網膜上の残光に起因する、二重像（継続表
示）による、いわゆる画像輪郭部のぼけやジャダー妨害
等を解消することはできない。
【００１６】そこで、これらの問題を解消すべく、液晶
表示装置の表示デューティ（Ｄｕｔｙ）を下げることに
より、非表示期間を設ける。そして、網膜上に残る前フ
レームの画像情報をキャンセルすることを可能にして、
動画像のキレを向上させる手法等も考えられる。
【００１７】表示Ｄｕｔｙを下げるには、いくつかの方
法が考えられる。例えば、液晶パネルを倍速で駆動し
て、光源の点灯Ｄｕｔｙを１／２に下げることにより、
結果として、液晶表示装置の表示Ｄｕｔｙが１／２とな
り、キレのある動画像を表示することが可能となる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した表示
装置のように表示Ｄｕｔｙを下げることにより、新たに
表示輝度の面で問題が発生する。まず、高速応答が可能
である冷陰極管やＬＥＤ素子等を表示装置の光源とした
場合には、非表示期間は消灯することが可能となる。そ
のため、光利用効率面では、ほぼ同等である。
【００１９】一方で、表示装置における表示可能輝度、
すなわち時間開口率は、表示Ｄｕｔｙに応じて低下する
こととなる。よって、用途や製品としてのスペックにも
よるが、少なくとも表示Ｄｕｔｙ１００％で得られてい
た表示輝度を実現するためには、光源の輝度アップが必
要とされる。光源の輝度アップの手段としては、光源ユ
ニットの増加が考えられるが、光源ユニットによるスペ
ースの増大や、単純にコスト増大等の問題が発生する。
【００２０】また、他の手段としては、光源に対する駆
動電流の増大が考えられる。一般的に、光源である冷陰
極管やＬＥＤは、波長が６００ｎｍを越えるようなもの
以外、高輝度発光をすることにより効率が悪くなる傾向
にある。図７（ａ）にＬＥＤにおける相対輝度ｖｓ順電
流特性を、図７（ｂ）に冷陰極管における相対輝度ｖｓ
順電流特性を示す。図７（ａ）に示されるように、最大
輝度に対して、おおよそ２０％までの発光に対する効率
を、例えば１００％とした場合、輝度５０％での発光で
効率は８０％となる。さらに、最大輝度発生時の効率は
５５％となり、光源の発光が最大値に近づくにつれ消費
電力に対する効率が低下することがわかる。
【００２１】また、図７（ｂ）においても示される様
に、最大発光に対して５０％の輝度を得るためには、最
大発光（１００％発光）時に必要とされる、１／４程度
の電流量でよいことがわかる。よって、例えば、冷陰極
管やＬＥＤ等の高速発光による表示が可能である光源に
対して、最大輝度を発生するべき電流を流すとする。光
源発光時に最大輝度で発光させた状態で使用すると、輝
度レベルの向上は望めるが、消費電力の面で問題が発生
する。
【００２２】本発明は、上記の問題に鑑みてなされたも
のであり、液晶表示装置において、消費電力を抑えつ
つ、動画像を向上させた駆動方法を提供することを課題
とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の液晶表示装置は、一対の電極に電圧が印加
されることにより駆動が行われる液晶表示素子を備え、
点灯デューティを変化させて発光することが可能な光源
を有する液晶表示装置において、前記光源における輝度
の時間積分値は、前記点灯デューティに関係なく一定に
保たれる手段を有することを特徴とする。
【００２４】本発明においては、前記液晶表示装置は、
入力されたデジタル画像信号により静止画像または動画
像の判断および動き検知をする動き検知手段を有し、前
記動き検知手段による静止画像または動画像の判断か
ら、静止画像であれば前記光源の前記点灯デューティを
１００％に設定し、動画像であれば前記光源の点灯デュ
ーティを低く設定する光源点灯デューティ選択手段を有
することが好ましい。
【００２５】また、前記液晶表示装置に入力されたデジ
タル画像信号が前記動き検知手段により動画像の動き検
知がなされた場合、前記液晶表示素子の画面全体の輝度
レベルの平均値と前記動き検知手段により動き検知がな
された部分の輝度レベルとを比較および輝度検知する輝
度検知手段と、前記輝度検知手段による比較結果に基づ
いて、前記光源点灯デューティ選択手段により前記点灯
デューティを任意の値に設定することができる。
【００２６】また、入力されたデジタル画像信号が前記
動き検知手段により検知された動きの量が大きく、さら
に前記輝度検知手段により検知された前記液晶表示素子
の画面全体の輝度レベルと動きの検知された部分との輝
度変化が大きいほど、前記点灯デューティが低く設定さ
れることが好ましい。
【００２７】また、前記液晶表示装置は、カラーフィル
タレス液晶ディスプレイと、該カラーフィルタレス液晶
ディスプレイと同期して３原色発光が可能である光源を
有し、１フレームの表示期間内で前記光源の３原色の各
色を時間順次で切り替え、該時間順次による切り替えと
同期してパネルの透過または反射状態を制御する複数の
フィールドで構成され、時間的な加法混色でカラー表示
を行うフィールドシーケンシャルカラー方式の面順次カ
ラー液晶表示装置であることが好ましい。
【００２８】また、前記点灯デューティは、混色信号の
抽出率を変調する変調手段を調整することにより任意の
値に設定されることが好ましい。
【００２９】そして、前記液晶表示装置は、前記動き検
知手段および前記輝度検知手段により入力されたデジタ
ル画像信号から動画像または静止画像の判断をして前記
点灯デューティを決定する自動モードと、前記変調手段
の調整にて前記点灯デューティを変更する手動モードと
を切り替える切替手段を有することができる。
【００３０】さらに、入力されたデジタル画像が静止画
像の場合は３フィールドで１フレームとして前記液晶表
示素子により表示され、動画像の場合は４フィールド以
上で１フレームとして前記液晶表示素子により表示さ
れ、前記液晶表示素子による表示と同期して、前記光源
の点灯状態は、各レッドフィールド、グリーンフィール
ド、ブルーフィールドの３フィールドで１組として点灯
し、該３フィールド以外のフィールドは非表示期間とし
て、１フレームの表示がなされることが好ましい。
【００３１】本発明の液晶表示装置の駆動方法は、一対
の電極に電圧が印加されることにより駆動が行われる液
晶表示素子と、点灯デューティを変化させて発光するこ
とが可能な光源とを有する液晶表示装置において、前記
光源における輝度の時間積分値は、前記点灯デューティ
に関係なく一定に保たれることを特徴とする。
【００３２】
【作用】本発明による液晶表示装置は、入力されたデジ
タル画像信号が、動画像であるか、静止画像であるかに
応じて表示Ｄｕｔｙを任意なレベルに変更して表示する
ことを可能とする。また、本液晶表示装置における表示
輝度は、光源の点灯Ｄｕｔｙが最小である場合の表示輝
度をＲｅｆｅｒｅｎｃｅとして、例えば表示Ｄｕｔｙが
変化しても輝度の時間積分値は変わることなく表示する
ことを可能とする。
【００３３】また、液晶パネルへのデータの書き込み方
式が、例えば順次書き込み方式（ラスタスキャンニング
方式）である場合や、カラー表示方式が面順次方式であ
る場合等が考えらる。各表示方式に応じた駆動表示をし
ている液晶パネルと同期して、光源の点灯タイミングを
制御して、なおかつ表示Ｄｕｔｙに関わらず表示輝度を
一定に保つことを可能とする。
【００３４】さらに、静止画像表示時における表示Ｄｕ
ｔｙは１００％であり、光源の輝度レベルは最大発光に
対して１／２となり、高効率である部分を使用するた
め、消費電力は３／１０程度ですむこととなる。結果的
に、効率としては、１．６６倍（５／３倍）にまで上昇
させることができる。
【００３５】
【実施例】次に、本発明における実施例について図面を
用いて詳細に説明する。 ［実施例１］図１は、本発明の一実施例に係るカラー液
晶表示装置において、入力されたカラー画像信号より必
要に応じて光源の点灯デューティ（Ｄｕｔｙ）を変更
し、高効率なフルカラー表示に至るまでのブロック図で
ある。入力されたコンポーネント・ビデオ信号は、入力
端子１０２からＲ信号が入力され、入力端子１０３から
Ｇ信号が入力され、入力端子１０４よりＢ信号が入力さ
れ、Ａ／Ｄ変換器１０５，１０６，１０７にて、それぞ
れデジタル変換処理が行われる。
【００３６】各Ａ／Ｄ変換器１０５，１０６，１０７よ
り出力された各ＲＧＢデジタル信号は、輝度検知・動き
検知回路１０８とカラー液晶ディスプレイ（カラーＬＣ
Ｄ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）
１１０に供給される。また、入力端子１０１より入力さ
れた同期信号Ｖ−Ｓｙｎｃも、輝度検知・動き検知回路
１０８とカラー液晶ディスプレイ１１０に供給される。
【００３７】輝度検知手段および動き検知手段である輝
度検知・動き検知回路１０８は、フレームメモリ１０９
を有し、入力されたＲＧＢ各デジタル信号の動き検知等
を行う。例えば、前フレームと比較して動きが検出され
た場合にのみ、輝度検知がなされる。輝度検知手段であ
る輝度検知回路では、フレーム全体の輝度レベルに加え
て、動き検知手段である動き検知回路で前フレームと相
関の無いデータの輝度レベルを検知する。
【００３８】輝度検知・動き検知回路１０８より得たデ
ータより、高輝度な画像の移動、若しくは、コントラス
ト比が大きな部分に動きが見られる時程、画像のエッジ
にぼけ・鈍りが発生しやすい。このことから、例えば、
動き検知回路で動きが検知されない（ぼけの発生しない
静止画像データ）場合は、光源ユニット１１１へ光源点
灯Ｄｕｔｙ選択手段により光源の表示Ｄｕｔｙ１００％
とされた点灯Ｄｕｔｙに対応したＤｕｔｙ制御信号が出
力される。
【００３９】また、動き検知回路で動きが検知されて輝
度検知回路へ到達したある画像データが、輝度検知回路
では、初めにフレーム全体の輝度は低いと検知され、次
に前フレームとの相関の無いデータの輝度レベルは高い
（例えば、黒い背景に白い映像が移動している場合）と
検知されたとする。その場合は、光源ユニット１１１
へ、例えば最小表示Ｄｕｔｙである、光源点灯Ｄｕｔｙ
選択手段により光源の表示Ｄｕｔｙ５０％とされた点灯
Ｄｕｔｙに対応したＤｕｔｙ制御信号が出力される。
【００４０】さらに、例えば、動き検知回路で動きが検
知されて輝度検知回路へ到達したある画像データが、輝
度検知回路では、初めにフレーム全体の輝度は高いと検
知され、次に前フレームとの相関の無いデータの輝度レ
ベルは低い（例えば、白い背景に黒い映像が移動してい
る場合）と検知されたとする。その場合も、光源ユニッ
ト１１１へ、光源点灯Ｄｕｔｙ選択手段により光源の表
示Ｄｕｔｙ５０％とされた点灯Ｄｕｔｙに対応したＤｕ
ｔｙ制御信号が出力される。
【００４１】従って、輝度検知回路で検知されたフレー
ム全体の輝度レベルと、動き検知回路で前フレームと相
関を有さないデータの輝度レベルとで、輝度差が大きい
程、低い表示Ｄｕｔｙ（あらかじめ設定してある最小表
示Ｄｕｔｙ）となるように、光源ユニット１１１へＤｕ
ｔｙ制御信号が出力される。
【００４２】カラー液晶ディスプレイ１１０では、入力
されたデジタル信号が、不図示のカラー液晶ディスプレ
イのドライバＩＣにてアナログ信号化され、同期信号Ｆ
−Ｓｙｎｃのタイミングに基づいて、カラー映像が表示
される。
【００４３】光源ユニット１１１では、入力されたＤｕ
ｔｙ制御信号をもとに、光源の輝度レベルが選択され
る。そして、入力された同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃと、Ｄｕ
ｔｙ制御信号のタイミングに基づいて光源の点灯を行
う。図３（ａ）は、入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示
Ｄｕｔｙが１００％である時における光源の駆動波形
と、Ｗｈｉｔｅ表示部におけるカラーＬＣＤの駆動状態
を示す図である。
【００４４】上記したように、表示Ｄｕｔｙが１００％
である時の光源輝度は、最小表示Ｄｕｔｙで得ることの
できる輝度がＲｅｆｅｒｅｎｃｅ（以下、Ｒｅｆとい
う）となる。すなわち、本実施例における最小表示Ｄｕ
ｔｙは、５０％である。光源が最大輝度で点灯している
状態をＲｅｆ輝度とするのであれば、１００％Ｄｕｔｙ
での点灯時において光源が発生しなければならない輝度
は、光源輝度ａｖｅより５０％でよいこととなる。
【００４５】光源の特性上、相対輝度ｖｓ順電流特性と
しては、その光源に対して高輝度を発生させる程に効率
が悪くなる。言い換えれば、その光源に対し低輝度な部
分を使用することにより、効率よく使用することができ
る。
【００４６】従って、得られる輝度は、表示Ｄｕｔｙに
よって変化はしない。しかし、光源の消費電力は、５０
％Ｄｕｔｙの場合と比較して、３／１０程度となる。
【００４７】図３（ｂ）は、入力されたＤｕｔｙ制御信
号の表示Ｄｕｔｙが５０％である時における光源の駆動
波形と、カラーＬＣＤの駆動状態を示す図である。カラ
ーＬＣＤの表示方法は、基本的に表示Ｄｕｔｙ１００％
の時と変わらない。しかし、同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃと、
Ｄｕｔｙ制御信号のタイミングに基づいて、光源は５０
％Ｄｕｔｙでの点灯を行う。この場合に、光源が発生す
る輝度は、ほぼ最大となるが、１フレーム内において、
おおよそ８．３３ｍｓｅｃ (ｆ＝６０ｈｚ) の非表示期
間が発生することとなる。
【００４８】結果として、その表示方式はインパルス方
式（インパルス型）に近づき、網膜上に残る前フレーム
の情報をキャンセルすることが可能となる。また、ホー
ルド期間が短縮されることにより、フレーム間を視線が
スムーズに移動することが可能となる。そして、画像の
エッジがシャープなキレのある動画像を表示することが
可能となる。
【００４９】従って、カラー液晶パネル（カラー液晶デ
ィスプレイ）と光源ユニットを組み合わせることによ
り、動画像においてエッジの鈍り・キレの悪さを感じや
すい高輝度・コントラスト比が大きな画像は、表示Ｄｕ
ｔｙを下げ、非ホールドモードで表示する。さらに、画
像に応じて表示Ｄｕｔｙを変調し、動画像にはキレを持
たせながら消費電力を抑えることができる。
【００５０】［実施例２］本発明を、いわゆる面順次カ
ラー方式に起用することも可能である。図２に本発明を
面順次カラー方式に起用した一例である実施例２のブロ
ック図を示す。
【００５１】図２において、入力されたコンポーネント
・ビデオ信号は、入力端子２０２からＲ信号が入力さ
れ、入力端子２０３からＧ信号が入力され、入力端子２
０４よりＢ信号が入力され、Ａ／Ｄ変換器２０５，２０
６，２０７にて、それぞれデジタル変換処理を行う。
【００５２】各Ａ／Ｄ変換器２０５，２０６，２０７よ
り出力された各ＲＧＢデジタル信号は、Ｐ／Ｓ変換時間
分割回路２１０と輝度検知・動き検知回路２０８に供給
される。
【００５３】輝度検知・動き検知回路２０８では、図１
に記載の輝度検知・動き検知回路１０８と同様に、入力
されたＲＧＢ各デジタル信号より、入力画像の輝度検知
および動き検知がなさる。そして、Ｐ／Ｓ変換時間分割
回路２１０へＤｕｔｙ制御信号が出力され、さらにＰ／
Ｓ変換時間分割回路２１０から光源ユニット２１３へＤ
ｕｔｙ制御信号が出力される。
【００５４】Ｐ／Ｓ変換時間分割回路２１０の入力端子
２５１〜２５５にパラレル入力されたデジタル信号は、
メモリ２１１を経て、入力端子２５５より入力されたＤ
ｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙ比に基づきシリアル出力
される。例えば、入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示Ｄ
ｕｔｙ比が５０％（動画像）であれば、Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｒ
・Ｇ・Ｂ各信号を時分割多重した６倍速信号がモノクロ
（カラーフィルタレス）液晶ディスプレイ２１２へ供給
される。
【００５５】また、Ｄｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙ比
が１００％（静止画像）であれば、Ｒ・Ｇ・Ｂ各信号を
時分割多重した３倍速信号がカラーフィルタレス液晶デ
ィスプレイ２１２へ供給される。さらに、入力端子２５
１より供給された同期信号Ｖ−Ｓｙｎｃをもとに生成さ
れた同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃは同期分離され、それぞれカ
ラーフィルタレス液晶ディスプレイ２１２と光源ユニッ
ト２１３へ入力される。
【００５６】図１において、カラー液晶ディスプレイ１
１０では、入力された３倍速、あるいは６倍速デジタル
信号が、不図示のカラー液晶ディスプレイ１１０のドラ
イバＩＣにてアナログ信号化される。そして、同期信号
Ｆ−Ｓｙｎｃのタイミングに基づいて、モノクロ映像が
表示される。すなわち、１フレーム内において分離した
各Ｒ・Ｇ・Ｂ、若しくは各Ｒ・Ｇ・Ｂ・Ｒ・Ｇ・Ｂフィ
ールドの映像が順次表示される。
【００５７】図２において、光源ユニット４５では、入
力された同期信号Ｆ−Ｓｙｎｃをもとに各色の光源制御
信号が生成され、光源制御信号のタイミングに基づいて
３原色光源の点灯を行う。図４（ａ）は、入力されたＤ
ｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙ比が１００％である時に
おける各３原色光源の駆動波形と、Ｗｈｉｔｅ表示部に
おけるカラーフィルタレスＬＣＤの駆動状態を示す図で
ある。図４（ｂ）は、入力されたＤｕｔｙ制御信号の表
示Ｄｕｔｙ比が５０％である時における各３原色光源の
駆動波形と、Ｗｈｉｔｅ表示部におけるカラーフィルタ
レスＬＣＤの駆動状態を示す図である。
【００５８】上記したように、表示Ｄｕｔｙが１００％
である時の光源の輝度は、最小表示Ｄｕｔｙで得ること
のできる輝度がＲｅｆとなる。すなわち、本実施例にお
いて最小表示Ｄｕｔｙは５０％であり、光源が最大輝度
で点灯している状態をＲｅｆ輝度とするのであれば、１
００％Ｄｕｔｙでの点灯時において光源が発生しなけれ
ばならない輝度は、５０％でよいこととなる。
【００５９】よって、図６（ａ）に示されるように、表
示Ｄｕｔｙ１００％時における光源点灯輝度５０％時に
おいては、Ｒｅｄ以外の光源では消費電力を抑えた高効
率な点灯をすることが可能となる。
【００６０】加えて、静止画像を表示する時は、ＲＧＢ
方式となるため、水平・垂直周波数が３倍速に低下する
ため、さらに消費電力を抑えることができる。
【００６１】図５は、本実施例に係るマニュアル可変表
示Ｄｕｔｙ方式＋３原色面順次方式におけるカラー画像
表示装置のブロック図である。図５（ａ）において、５
０１は同期信号Ｖ−Ｓｙｎｃ入力端子、５０２はＲ信号
入力端子、５０３はＧ信号入力端子、５０４はＢ信号入
力端子をそれぞれ示す。５０８は最小値検出回路、５０
９は抽出率変調トリマー、５１０はレベル補正回路をそ
れぞれ示す。また、５１１はＰ／Ｓ変換時間分割回路、
５１２はメモリをそれぞれ示す。さらに、５１３はカラ
ーフィルタレス液晶ディスプレイ、５１４は光源ユニッ
トをそれぞれ示す。
【００６２】図５（ｂ）において、５５１はＲ信号入力
端子、５５２はＧ信号入力端子、５５３はＢ信号入力端
子をそれぞれ示す。また、５５４は輝度・動き検知回
路、５５５は抽出率変調トリマーをそれぞれ示す。さら
に、５５６は自動・手動モード切り替えスイッチ、５５
７はレベル補正回路をそれぞれ示す。
【００６３】図２の輝度検知・動き検知回路２０８の変
わりに、図５（ａ）に示されるようにモード切り替えト
リマー（変調手段である抽出率変調トリマー５５５）を
設けて、抽出レベル変調回路での混色信号抽出率を、例
えば３段階に変調可能とする。このことにより、使用者
が、キレのある動画モード・動画＆節電モード・節電モ
ードとを切り替えることができる。さらに、コストを抑
えながら実現することも可能となる。
【００６４】加えて、入力されたデジタルカラー画像信
号より動画像・静止画像の判断をして、混色信号の抽出
率を決定する自動モードと、変調トリマーの調整にて混
色信号の抽出率を変更する手動モードの両方を設ける。
さらに、図５（ｂ）に示すような切替手段である自動・
手動モード切り替えスイッチ５５６を設けて図５（ａ）
のレベル補正回路５１０にそれぞれ入力される抽出レベ
ル信号の選択を可能にする。このことにより、使用者が
必要に応じて任意に、キレのある動画モード〜節電モー
ドとを切り替えることが可能となる。
【００６５】
【発明の効果】本発明による液晶表示装置およびその駆
動方法は、カラー液晶パネルと光源ユニットを組み合わ
せることにより、動画像においてエッジの鈍り・キレの
悪さを感じやすい高輝度・コントラスト比が大きな画像
は、表示Ｄｕｔｙを下げ、非ホールドモードで表示す
る。また、各画像に応じて表示Ｄｕｔｙを変調し、動画
像にはキレを持たせながら消費電力を抑えることができ
る。
【００６６】また、モード切り替えトリマーを設けて、
抽出レベル変調回路での混色信号抽出率を、例えば３段
階に変調可能とする。このことにより、使用者が、キレ
のある動画モード・動画＆節電モード・節電モードとを
切り替えることができ、コストを抑えながら実現するこ
とも可能となる。
【００６７】さらに、入力されたデジタルカラー画像信
号より動画像・静止画像の判断をして、混色信号抽出率
を決定する自動モードと、トリマー調整にて混色信号抽
出率を変更する手動モードの両方を設け、自動・手動モ
ード切り替えスイッチを設けてレベル補正回路にそれぞ
れ入力される抽出レベル信号の選択を可能にすることに
より、使用者が必要に応じて任意に、キレのある動画モ
ードと節電モードとを切り替えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係るカラー液晶ディスプ
レイ装置において入力されたカラー画像信号より必要に
応じて光源点灯Ｄｕｔｙを変更し、高効率なフルカラー
表示に至るまでのブロック図である。
【図２】 本発明の一実施例に係る面順次カラー方式に
起用した実施例２のブロック図である。
【図３】 光源の駆動波形とカラーＬＣＤの駆動状態を
示す図である。 （ａ）入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙが１
００％である時における光源の駆動波形と、Ｗｈｉｔｅ
表示部におけるカラーＬＣＤの駆動状態を示す図であ
る。 （ｂ）入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙが５
０％である時における光源の駆動波形と、カラーＬＣＤ
の駆動状態を示す図である。
【図４】 各３原色光源の駆動波形とカラーフィルタレ
スＬＣＤの駆動状態を示す図である。 （ａ）入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙ比が
１００％である時における各３原色光源の駆動波形と、
Ｗｈｉｔｅ表示部におけるカラーフィルタレスＬＣＤの
駆動状態を示す図である。 （ｂ）入力されたＤｕｔｙ制御信号の表示Ｄｕｔｙ比が
５０％である時における各３原色光源の駆動波形と、Ｗ
ｈｉｔｅ表示部におけるカラーフィルタレスＬＣＤの駆
動状態を示す図である。
【図５】 本発明の一実施例に係るマニュアル可変表示
Ｄｕｔｙ方式＋３原色面順次方式におけるカラー画像表
示装置のブロック図である。 （ａ）モード切り替えトリマーを設けて抽出レベル変調
回路での混色信号抽出率を変調可能とするカラー画像表
示装置のブロック図である。 （ｂ）自動・手動モード切り替えスイッチを設けて図５
（ａ）のレベル補正回路にそれぞれ入力される抽出レベ
ル信号の選択を可能にするカラー画像表示装置の一部の
ブロック図である。
【図６】 ホールド型とインパルス型の発光を比較し、
動画像の切れについて説明するための図である。 （ａ）液晶表示装置のホールド型の場合。 （ｂ）ＣＲＴのインパルス型の場合。
【図７】 光源であるＬＥＤまたは冷陰極管の相対輝度
ｖｓ順電流特性の一例を示す図である。 （ａ）ＬＥＤの場合の相対輝度ｖｓ順電流特性。 （ｂ）冷陰極管の場合の相対輝度ｖｓ順電流特性。
【符号の説明】
１０１：Ｖ−Ｓｙｎｃ信号入力端子、１０２：Ｒ信号入
力端子、１０３：Ｇ信号入力端子、１０４：Ｂ信号入力
端子、１０５，１０６，１０７：Ａ／Ｄ変換器、１０
８：輝度検知・動き検知回路、１０９：メモリ、１１
０：カラー液晶ディスプレイ、１１１：光源ユニット、
２０１：Ｖ−Ｓｙｎｃ信号入力端子、２０２：Ｒ信号入
力端子、２０３：Ｇ信号入力端子、２０４：Ｂ信号入力
端子、２０５，２０６，２０７：Ａ／Ｄ変換器、２０
８：輝度検知・動き検知回路、２０９：メモリ、２１
０：Ｐ／Ｓ変換時間分割回路、２１１：メモリ、２１
２：カラーフィルタレス液晶ディスプレイ、２１３：光
源ユニット、２５１，２５２，２５３，２５４，２５
５：Ｐ／Ｓ変換時分割回路の入力端子、５０１：Ｖ−Ｓ
ｙｎｃ、５０２：Ｒ信号入力端子、５０３：Ｇ信号入力
端子、５０４：Ｂ信号入力端子、５０５，５０６，５０
７：Ａ／Ｄ変換器、５０８：最小値検出回路、５０９：
抽出率変調トリマー、５１０：レベル補正回路、５１
１：Ｐ／Ｓ変換時間分割回路、５１２：メモリ、５１
３：カラーフィルタレス液晶ディスプレイ、５１４：光
源ユニット、５５１：Ｒ信号入力端子、５５２：Ｇ信号
入力端子、５５３：Ｂ信号入力端子、５５４：輝度検知
・動き検知回路、５５５：抽出率変調トリマー、５５
６：自動・手動モード切り替えスイッチ、５５７：レベ
ル補正回路。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｆターム(参考） 2H093 NA64 NA65 NC24 NC28 NC43 NC44 NC49 NC50 NC55 NC59 ND17 ND23 NE06 5C006 AA22 AF19 AF45 AF69 BB11 EA01 EC11 FA47 5C080 AA10 BB05 CC03 DD26 EE28 FF09 GG09 JJ02 JJ04 JJ05 5G435 AA01 BB12 BB15 CC09 CC12 DD09 DD13 EE26 EE30 LL15

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の電極に電圧が印加されることによ
    り駆動が行われる液晶表示素子を備え、点灯デューティ
    を変化させて発光することが可能な光源を有する液晶表
    示装置において、 前記光源における輝度の時間積分値は、前記点灯デュー
    ティに関係なく一定に保たれる手段を有することを特徴
    とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記液晶表示装置は、入力されたデジタ
    ル画像信号により静止画像または動画像の判断および動
    き検知をする動き検知手段を有し、 前記動き検知手段による静止画像または動画像の判断か
    ら、静止画像であれば前記光源の前記点灯デューティを
    １００％に設定し、動画像であれば前記光源の点灯デュ
    ーティを低く設定する光源点灯デューティ選択手段を有
    することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 前記液晶表示装置に入力されたデジタル
    画像信号が前記動き検知手段により動画像の動き検知が
    なされた場合、 前記液晶表示素子の画面全体の輝度レベルの平均値と前
    記動き検知手段により動き検知がなされた部分の輝度レ
    ベルとを比較および輝度検知する輝度検知手段と、 前記輝度検知手段による比較結果に基づいて、前記光源
    点灯デューティ選択手段により前記点灯デューティを任
    意の値に設定することを特徴とする請求項１または２に
    記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 入力されたデジタル画像信号が前記動き
    検知手段により検知された動きの量が大きく、さらに前
    記輝度検知手段により検知された前記液晶表示素子の画
    面全体の輝度レベルと動きの検知された部分との輝度変
    化が大きいほど、前記点灯デューティが低く設定される
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶
    表示装置。
  5. 【請求項５】 前記液晶表示装置は、カラーフィルタレ
    ス液晶ディスプレイと、該カラーフィルタレス液晶ディ
    スプレイと同期して３原色発光が可能である光源を有
    し、１フレームの表示期間内で前記光源の３原色の各色
    を時間順次で切り替え、該時間順次による切り替えと同
    期してパネルの透過または反射状態を制御する複数のフ
    ィールドで構成され、時間的な加法混色でカラー表示を
    行うフィールドシーケンシャルカラー方式の面順次カラ
    ー液晶表示装置であることを特徴とする請求項１〜４の
    いずれかに記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 前記点灯デューティは、混色信号の抽出
    率を変調する変調手段を調整することにより任意の値に
    設定されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
    記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 前記液晶表示装置は、前記動き検知手段
    および前記輝度検知手段により入力されたデジタル画像
    信号から動画像または静止画像の判断をして前記点灯デ
    ューティを決定する自動モードと、前記変調手段の調整
    にて前記点灯デューティを変更する手動モードとを切り
    替える切替手段を有することを特徴とする請求項１〜６
    のいずれかに液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 入力されたデジタル画像が静止画像の場
    合は３フィールドで１フレームとして前記液晶表示素子
    により表示され、動画像の場合は４フィールド以上で１
    フレームとして前記液晶表示素子により表示され、 前記液晶表示素子による表示と同期して、前記光源の点
    灯状態は、各レッドフィールド、グリーンフィールド、
    ブルーフィールドの３フィールドで１組として点灯し、
    該３フィールド以外のフィールドは非表示期間として、
    １フレームの表示がなされることを特徴とする液晶表示
    装置。
  9. 【請求項９】 一対の電極に電圧が印加されることによ
    り駆動が行われる液晶表示素子と、点灯デューティを変
    化させて発光することが可能な光源とを有する液晶表示
    装置において、 前記光源における輝度の時間積分値は、前記点灯デュー
    ティに関係なく一定に保たれることを特徴とする液晶表
    示装置の駆動方法。
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