JP2004004659A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を改善する。
【解決手段】倍速変換部１０は、映像信号の周波数を２倍に変換する。駆動制御回路３４は、倍速変換部１０から出力された同期信号に基づいて、ＰＷＭ調光周波数ｆと黒色表示率Ｂとの関係がｆ＞＝２５Ｂ＋２５０かつＢ＞１０となるようなＰＷＭ調光周波数情報を生成し、ＰＷＭ調光信号発生回路１７に供給する。また駆動制御回路３４は、１フレーム期間を画像表示期間と黒色表示期間とに分けてゲートドライバ１２およびソースドライバ１３を駆動する。ＰＷＭ調光信号発生回路１７は、同期信号と上記のＰＷＭ調光周波数情報とに基づいて、ＰＷＭ調光信号を生成して点灯回路１６に供給する。点灯回路１６は、ＰＷＭ調光信号に基づいてバックライト装置１５を調光点灯する。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示措置に関し、より特定的には、映像信号に基づいて駆動される液晶パネルに対してバックライトから出力される光を照射することによって映像を表示する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、図１７に示すように各液晶セルにおいて信号レベルが１フレーム期間保持される、いわゆるホールド型画像表示装置である。液晶表示装置に用いられる液晶の種類としては、従来ではＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　Ｎｅｍａｔｉｃ）モード液晶が一般的であったが、近年ではＴＮモード液晶の欠点（狭い視野角・応答速度の遅さ）を克服すべく、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ　Ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード液晶を用いた液晶表示装置についての研究報告がなされている。例えば特開平７−８４２５４号公報や特開平９−９６７９０号公報などがそれにあたる。特開平９−９６７９０号公報に開示されているように、ＯＣＢモードでは、高電圧（ノーマリホワイト時には黒色表示となる）を印加することによって液晶セルの状態をスプレイ配列からベンド配列に変化（以下、転移と称す）させる、一種の初期化処理が必要となる。しかしその後、液晶への印加電圧が所定値Ｖａ未満になるとスプレイ配列に戻ってしまう（以下、逆転移と称す）。そのためＯＣＢモードでは、図１８の曲線ａのようにベンド配列を維持することのできる印加電圧範囲（Ｖａ〜Ｖｂｌａｃｋ）でしか使用することができない。
【０００３】
ところが、液晶印加電圧が一時的に所定値Ｖａ以未満となるような期間が存在したとしても、別の期間に周期的に高電圧を印加すれば逆転移が発生することが判明している。例えば、特開２０００−３１７９０号公報（特許文献１）に開示されている液晶表示装置では、映像信号の周波数が２倍に変換され、かつ各フレーム期間において各ゲート線が２度選択され、そして液晶パネルの各画素には、映像信号および上記高電圧を印加するための信号が交互に（１フレーム期間に１度ずつ）書き込まれる。これにより、図１８の曲線ｂのように、より広い印加電圧範囲を使用することができるようになる。なお逆転移が発生しないような最小の高電圧印加期間（以下、黒色表示期間と称す）は、１フレーム期間に対して約１０％の比率の期間であることが分かっている。
【０００４】
また一方、液晶の応答速度の改善に関しては、ＴＮモード液晶においてセルギャップを従来の５μｍ程度から２μｍ程度に狭くすることにより、液晶の応答時間を１フレーム期間（１６．６ｍｓ）よりも短かくすることができるという報告もある（非特許文献１）。
【０００５】
前述のＯＣＢモード液晶やセルギャップを２μｍ程度に狭くしたＴＮモード液晶といった応答速度の速い液晶パネルに黒色挿入駆動方式を適用すれば、動画を表示するときの輪郭ボケが大きく改善されることが予想される。
【０００６】
さらに一方、液晶表示装置のバックライトの輝度を制御する方法として、従来、電圧調光方式とＰＭＷ（パルス幅）調光方式とが広く用いられている。電圧調光方式は、バックライトの光源である蛍光ランプへの印加電圧を変化させて輝度を制御するものである。ＰＭＷ調光方式は図１９に示すように、周期的な矩形波形であるＰＷＭ調光信号に基づき調光され、信号のオン期間（パルス幅）だけランプ電流が流れるように制御するものである。
【０００７】
電圧調光方式は、回路構成が簡単であるが、駆動電圧が低いときに蛍光ランプが正常に点灯しにくい等の欠点が存在する。またＰＷＭ調光方式は、蛍光ランプの輝度制御が容易であるが、調光時にスイッチングノイズが発生するという欠点が存在する。ＰＷＭ調光方式でバックライトの点灯を制御する際には、調光周波数を高くするとスイッチングロスなどにより輝度効率の低下が大きくなってしまうため、調光周波数が３００Ｈｚ以下に設定されるのが一般的であった。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３１７９０号公報
【非特許文献１】
Ｓ．Ｈｉｒｏｔａ　ｅｔ　ａｌ．：ＩＤＷ’９９，ｐｐ．９８５−９８８
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＰＷＭ調光方式によるバックライトの制御と前述の黒色挿入駆動方式とを同時に行った場合、全画面白色表示状態において、図２０に示すように正常表示部ｃと着色を伴う輝度低下部ｄとが交互に表示されるような色ムラが発生してしまうことが本発明の発明者らの観察によって確認された。以下、この色ムラの発生要因について簡単に説明する。
【００１０】
液晶表示装置に表示される内容は、バックライトから放射された光量と液晶パネルの透過度の積により規定され、その時間平均値が実際には観測者の目に知覚される。前述した図２０の正常表示部ｃにおいては図２１に示すような駆動が行われている。すなわちＰＷＭ調光におけるバックライトの消灯期間が液晶パネルの黒色表示期間と重なっているため、実際の表示内容にはほとんど影響せず、輝度の低下はほとんど発生しない（実際には蛍光体の残光特性により消灯期間も発光しているため、若干の輝度低下が発生する。）。
【００１１】
一方、図２０の着色輝度低下部ｄにおいては図２２に示すような駆動が行われている。すなわちＰＷＭ調光における点灯期間が液晶パネルの黒色表示期間と重なっているため、実際の表示内容では輝度の低下が発生してしまう。また液晶表示装置用に一般的に広く用いられている蛍光体は、赤色発光蛍光体としてＹ_２Ｏ_３：ＥＵ^３＋、緑色発光蛍光体としてＬａＰＯ_４：Ｔｂ^３＋、青色発光蛍光体としてＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７：Ｅｕ^２＋であり、１０分の１残光時間はそれぞれ約３ｍｓ、約８ｍｓ、０．１ｍｓ以下である。このようにバックライトの残光成分において蛍光体毎の残光時間に大きな差があるため、着色輝度低下部ｄにおいては色付きが発生してしまう。
【００１２】
それゆえに本発明は、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を改善することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【００１４】
本発明の液晶表示装置は、映像信号に基づいて駆動される液晶パネル（１１）に対してバックライト装置（１５）から出力される光を照射することによって映像を表示するものである。この液晶表示装置は、映像信号に基づいて１フレーム期間を黒色表示期間と画像表示期間とに分けて液晶パネルを駆動する駆動手段（１０、１４）と、バックライト装置をＰＷＭ調光方式で制御するためのＰＷＭ調光信号を生成するＰＷＭ調光信号発生回路（１７）と、ＰＷＭ調光信号に基づいてバックライト装置を駆動する点灯回路（１６）と、ＰＷＭ調光方式に起因した液晶パネルにおける干渉縞の発生を防止するようにＰＷＭ調光信号の周期および／または位相を制御する手段（１８、２８、３４、５３）とを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の種々の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、倍速変換部１０と、液晶パネル１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路１４と、バックライト装置１５と、点灯回路１６と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７と、制御信号発生回路１８とを備える。
【００１６】
液晶表示装置には映像信号と同期信号が供給される。倍速変換部１０は、映像信号および同期信号に基づいて、映像信号の周波数を２倍に変換する。そして倍速変換部１０は、ソース信号をソースドライバ１３に供給するとともに、周波数が２倍に変換された同期信号を駆動制御回路１４、制御信号発生回路１８およびＰＷＭ調光信号発生回路１７に供給する。ここで、ソース信号としては、図２に示すように、元の映像信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、・・・）と非画像信号（Ｂ）が交互に出力される。非画像信号は、液晶パネル１１に高電圧を印加するための信号であって、黒表示に相当する信号である。
【００１７】
制御信号発生回路１８は、倍速変換部１０から出力された同期信号を受けて、黒色表示期間がＰＷＭ調光周期の整数倍となるような黒色表示期間情報およびＰＷＭ調光周期情報を生成し、駆動制御回路１４およびＰＷＭ調光信号発生回路１７にそれぞれ供給する。駆動制御回路１４は、上記の黒色表示期間情報と倍速変換部１０から出力された周波数変換後の同期信号とに基づいて、ソースドライバ１３を駆動するためのクロックと、ゲートドライバ１２を駆動するためのゲート信号を出力する。ゲートドライバ１２は、このゲート信号に基づいて、液晶パネル１１の各ゲート線に対して図２に示すようなゲートパルス（ＧＰ１〜ＧＰ８）を出力する。なお図２では、説明を簡単にするためにゲート線が８本である場合を示している。液晶パネル１１の各ゲート線の画素には、１フレーム期間に非画像信号と映像信号が１回ずつ書き込まれる。以下の説明では、非画像信号が書き込まれてから映像信号が書き込まれるまでの期間を黒色表示期間と称し、映像信号が書き込まれてから非画像信号が書き込まれるまでの期間を画像表示期間と称す。
【００１８】
ＰＷＭ調光信号発生回路１７は、同期信号と上記のＰＷＭ調光周期情報とに基づいて、ＰＷＭ調光信号を生成して点灯回路１６に供給する。点灯回路１６は、ＰＷＭ調光信号に基づいてバックライト装置１５を調光点灯する。
【００１９】
以下、図３を参照して本実施形態の動作を具体的に説明する。
本実施形態では、制御信号発生回路１８によって、図３に示すように黒色表示期間がバックライトにおけるＰＷＭ調光周期の整数倍（図３の例では２倍）となるように設定される。その結果、バックライト装置１５から放射された光は黒色表示期間においてＰＷＭ調光周期の整数倍分だけ遮蔽される。したがって、黒色表示期間において遮蔽されるバックライトの光量や残光成分の割合の時間平均値が画面全体にわたってより均一となるので、輝度ムラや色ムラが改善される。
【００２０】
なお液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＮＴモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものを用いれば、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００２１】
また本実施形態では、黒色表示期間がＰＷＭ調光周期の整数倍となるように設定されるとしたが、正確に整数倍でなくてもそれに近い関係であればほぼ同様の効果が得られることは言うまでもない。例えば、黒色表示期間が、
黒色表示期間＝（整数）・（ＰＷＭ調光周期）±０．３・（ＰＷＭ調光周期）
の関係を満たしていれば、好ましい改善効果が得られる。
【００２２】
以上のように、本実施形態によれば、黒色表示期間がＰＷＭ調光周期の整数倍となるように設定されるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を改善することができる。
【００２３】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、倍速変換部１０と、液晶パネル１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路１４と、バックライト装置１５と、点灯回路１６と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７と、制御信号発生回路２８とを備える。なお、図４において図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２４】
制御信号発生回路２８は、倍速変換部１０から出力された同期信号を受けて、ＰＷＭ調光周波数が垂直同期周波数の（奇数／２）倍となるようなＰＷＭ調光周波数情報を生成し、ＰＷＭ調光信号発生回路１７に供給する。
【００２５】
以下、図５を参照して本実施形態の動作を具体的に説明する。
本実施形態では、制御信号発生回路２８によって、図５に示すようにＰＷＭ調光周波数が垂直同期周波数の（奇数／２）倍となるように設定される。これは、バックライト装置１５がインタリーブ方式のように点灯している状態である。ＰＷＭ調光方式により調光されたバックライト輝度の波形は、点灯期間の点灯遅れ分と消灯期間の残光特性とが互いにほぼ反転させた形となっている。したがって、ＰＷＭ調光周波数が垂直同期周波数の（奇数／２）倍となるように設定することによって、黒表示期間には、バックライトの点灯期間と消灯期間とが１フレーム毎に交互に対応することになる。これにより、黒色表示期間において遮蔽されるバックライトの光量や残光成分の割合の時間平均値が画面全体にわたってより均一となるので、輝度ムラや色ムラが改善される。
【００２６】
なお液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＮＴモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものの方が、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００２７】
また本実施形態では、ＰＷＭ調光周波数が垂直同期周波数の（奇数／２）倍となるように設定されるとしたが、正確に（奇数／２）倍でなくてもＰＷＭ調光周波数と垂直同期周波数とがそれに近い関係であればほぼ同様の効果が得られることは言うまでもない。例えば、ＰＷＭ調光周波数が、
ＰＷＭ調光周波数＝（奇数／２）・（垂直同期周波数）±０．２・（垂直同期周波数）
の関係を満たしていれば、好ましい改善効果が得られる。
【００２８】
以上のように、本実施形態によれば、ＰＷＭ調光周波数が垂直同期周波数の（奇数／２）倍となるように設定されるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を改善することができる。
【００２９】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、倍速変換部１０と、液晶パネル１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路３４と、バックライト装置１５と、点灯回路１６と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７とを備える。なお、図６において図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３０】
駆動制御回路３４は、倍速変換部１０から出力された同期信号に基づいて、ＰＷＭ調光周波数ｆと黒色表示率Ｂとの関係がｆ＞＝２５Ｂ＋２５０かつＢ＞１０となるようなＰＷＭ調光周波数情報を生成し、ＰＷＭ調光信号発生回路１７に供給する。
【００３１】
以下、図８を参照して本実施形態の原理について説明する。
ＰＷＭ調光周波数と色付きの程度の関係は、図７に示すように、ＰＷＭ調光周波数が小さいほど色付きの程度が大きくなる。そこで本発明の発明者らは、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置において、バックライトのＰＷＭ調光周波数と色度ムラの色差との関係を調査した。図８は、ＰＷＭ調光周波数と色ムラの色差ΔＥｕｖ^＊（ＣＩＥ１９７６Ｌ^＊ｕ^＊ｖ^＊色空間における色差）との関係を、１フレーム期間に対する黒色表示期間の比率（以下、黒色表示率と称す）毎に示した図である。黒色表示率が低下すると色差ΔＥｕｖ^＊が低下し、ＰＷＭ調光周波数が高くなると色差ΔＥｕｖ^＊が低下するという傾向があることが分かる。人間が知覚可能な最小色差は一般的にΔＥｕｖ^＊＝１であると言われているので（例えば、「大田登：色再現光学の基礎，コロナ社，ｐｐ．４６」を参照。）、各黒色表示率Ｂ［％］におけるデータから色差ΔＥｕｖ^＊＝１となるＰＷＭ調光周波数ｆ［Ｈｚ］をプロットすると、図９に示すようにｆ＝２５Ｂ＋２５０なる直線近辺に分布することとなる。そこで色ムラの発生境界をｆ＝２５Ｂ＋２５０の直線とすると、色ムラの非発生領域はｆ＞＝２５Ｂ＋２５０の条件を満たす領域となる。ただし、前述したようにＯＣＢモード液晶において黒色挿入駆動を行う場合には黒色表示率Ｂ［％］がＢ＞１０でなければ逆転移が起こって正常な機能が失われてしまうため、ＯＣＢモード液晶における色ムラの非発生領域は図９の斜線部のようにｆ＞＝２５Ｂ＋２５０かつＢ＞１０の条件を満たす領域となる。
【００３２】
なお液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＮＴモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものの方が、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００３３】
また本実施形態では、ＰＷＭ調光周波数ｆと黒色表示率Ｂとの関係がｆ＞＝２５Ｂ＋２５０かつＢ＞１０となるように設定されるとしたが、Ｂ＞１０という条件はＯＣＢモード液晶に特有の条件であり、他の液晶を用いる場合には必須ではない。
【００３４】
以上のように、本実施形態によれば、ＰＷＭ調光周波数ｆと黒色表示率Ｂとの関係がｆ＞＝２５Ｂ＋２５０となるように設定されるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときの輝度ムラおよび色ムラを改善することができる。
【００３５】
（第４の実施形態）
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、液晶パネル１１と、倍速変換部１０と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路１４と、バックライト装置４５と、点灯回路１６と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７とを備える。なお、図１０において図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３６】
バックライト装置４５の蛍光ランプには、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体が使用される。
【００３７】
駆動制御回路１４は、倍速変換部１０から出力された同期信号に基づいて、１フレーム期間を画像表示期間と黒色表示期間とに分けてゲートドライバ１２およびソースドライバ１３を駆動する。一方、ＰＷＭ調光信号発生回路１７は、ＰＷＭ調光信号を点灯回路１６に供給する。点灯回路１６は、ＰＷＭ調光信号に基づいてバックライト装置４５を調光点灯する。
【００３８】
本実施形態では、バックライト装置４５の蛍光ランプには、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体が使用される。以下、図１１（ａ）および図１１（ｂ）を参照してその効果について説明する。図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、消灯期間におけるバックライト装置の残光成分を蛍光体毎に示した図である。図１１（ａ）は、液晶表示装置用に一般的に使用されている１０分の１残光時間が８ｍｓ程度の蛍光体を用いた場合のものであり、図１１（ｂ）は、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体を用いた場合のものである。図１１（ａ）と図１１（ｂ）とを見比べれば明らかであるが、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体を用いた場合には、ＰＷＭ調光周期に比べてバックライトの残光時間が十分長いため、ＲＧＢ間の残光成分のバランスの崩れが小さい。したがって、輝度ムラおよび色ムラを改善することができる。
【００３９】
なお液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＮＴモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものの方が、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００４０】
また本実施形態では、バックライト装置４５の蛍光ランプに、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体が使用されるとしたが、１０分の１残光時間が４０ｍｓに近い蛍光体であればほぼ同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４１】
以上のように、本実施形態によれば、バックライト装置４５の蛍光ランプに、１０分の１残光時間が４０ｍｓ以上の蛍光体が使用されるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を改善することができる。
【００４２】
（第５の実施形態）
前述の第３の実施形態では、黒色挿入率に依存して、従来に比べて十分高いＰＷＭ調光周波数で駆動することによって色縞を改善している。しかしながら、ＰＷＭ調光周波数を高くすると、スイッチングロスがより頻繁に発生するようになるため、図１２に示すように輝度効率は低下することになる。そこで、第５の実施形態として、ＰＷＭ調光周波数を高くすることなく色縞を改善することのできる液晶表示装置について説明する。
【００４３】
図１３は、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、液晶パネル１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路１４と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７と、制御信号発生回路１８と、直下式バックライト装置５０と、第１遅延回路５３と、第１点灯回路５１と、第２点灯回路５２とを備える。直下式バックライト装置５０は、複数の蛍光ランプＬ１〜Ｌ８を含む。なお、図１３において図１と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
ＰＷＭ調光信号発生回路１７は、第１のＰＷＭ調光信号を生成する。第１遅延回路５３は、この第１のＰＷＭ調光信号を受けてＰＷＭ調光位相がほぼ１８０°ずれた第２のＰＷＭ調光信号を生成する。第１のＰＷＭ調光信号および第２のＰＷＭ調光信号は、それぞれ第１点灯回路５１および第２点灯回路５２に供給される。一方、直下式バックライト装置５０における、バックライト端からの蛍光ランプの順位を示す自然数ｉおよびｊ（ｉ、ｊ＝１，２，３，・・・）と、任意の自然数ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）およびＭ（Ｍ＝１，２，３，・・・）によって、（２ｎ−２）Ｍ＋１≦ｉ≦（２ｎ−１）Ｍの関係を満足する順位ｉの蛍光ランプは全て第１のＰＷＭ調光信号に基づき第１点灯回路５１によって調光点灯し、（２ｎ−１）Ｍ＋１≦ｊ≦２ｎＭの関係を満足する順位ｊの蛍光ランプは全て第２のＰＷＭ調光信号に基づき第２点灯回路５２によって調光点灯する。このような配置にすることにより、第１のＰＷＭ調光信号に基づいて点灯される蛍光ランプから放射された光と第２のＰＷＭ調光信号に基づいて点灯される蛍光ランプから放射された光が、液晶パネル１１上に投射された際に空間平均され易くなる。なお、本実施形態ではｎ＝１，２、Ｍ＝２として説明する。
【００４５】
以下、図１４を参照して本実施形態の動作を具体的に説明する。
本実施形態では、図１４のようにＰＷＭ調光信号発生回路１７によって生成された第１のＰＷＭ調光信号と、第１のＰＷＭ調光信号が例えばシフトレジスタにより構成される第１遅延回路５３によって１８０°遅延された第２のＰＷＭ調光信号との二種類のＰＷＭ調光信号によって、８本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ８のうちの各組（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ５，Ｌ６の組と、Ｌ３，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８の組）の蛍光ランプが交互に調光駆動される。その結果、バックライト装置５０から放射された光は空間平均的にＰＷＭ調光周波数が２倍になったように駆動される。したがって、従来のほぼ２分の１のＰＷＭ調光周波数で輝度ムラや色ムラが従来と同程度に改善され、点灯効率が改善される。
【００４６】
なお、液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＴＮモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものを用いれば、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００４７】
また本実施形態では、第１のＰＷＭ調光信号と第２のＰＷＭ調光信号の位相差が１８０°に設定されるとしたが、正確に１８０°でなくてもそれに近い位相差であればほぼ同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４８】
以上のように、本実施の形態によれば、第１のＰＷＭ調光信号と第２のＰＷＭ調光信号に基づき点灯される蛍光ランプＬ１〜Ｌ８から放射される光が液晶パネル上で空間平均され、見かけ上のＰＷＭ調光周波数が２倍になるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を従来の２分の１のＰＷＭ周波数で従来と同程度に改善し、従来に比べて点灯効率を改善することができる。
【００４９】
（第６の実施形態）
図１５は、本発明の第６の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置は、液晶パネル１１と、ゲートドライバ１２と、ソースドライバ１３と、駆動制御回路１４と、ＰＷＭ調光信号発生回路１７と、制御信号発生回路１８と、直下式バックライト装置５０と、第１遅延回路５３と、第２遅延回路５５と、第１点灯回路５１と、第２点灯回路５２と、第３点灯回路５４とを備える。直下式バックライト装置５０は、複数の蛍光ランプＬ１〜Ｌ９を含む。なお、図１５において、図１３と同様の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
ＰＷＭ調光信号発生回路１７は、第１のＰＷＭ調光信号を生成する。第１遅延回路５３は、この第１のＰＷＭ調光信号を受けてＰＷＭ調光位相がほぼ１２０°遅れた第２のＰＷＭ調光信号を生成し、第２遅延回路５５は、この第２のＰＷＭ調光信号を受けて位相がほぼ１２０°遅れた第３のＰＷＭ調光信号を生成する。第１のＰＷＭ調光信号、第２のＰＷＭ調光信号および第３のＰＷＭ調光信号は、それぞれ第１点灯回路５１、第２点灯回路５２および第３点灯回路５４に供給される。一方、直下式バックライト装置における、バックライト端からの蛍光ランプの順位を示す自然数ｉ’およびｊ’およびｋ’（ｉ’、ｊ’、ｋ’＝１，２，３，・・・）と、任意の自然数ｎ’（ｎ’＝１，２，３，・・・）およびＭ’（Ｍ’＝１，２，３，・・・）によって、（３ｎ’−３）Ｍ’＋１≦ｉ’≦（３ｎ’−２）Ｍ’の関係を満足する順位ｉ’の蛍光ランプは全て第１のＰＷＭ調光信号に基づき第１点灯回路５１によって調光点灯し、（３ｎ’−２）Ｍ’＋１≦ｊ’≦２（３ｎ’−１）Ｍ’の関係を満足する順位ｊ’の蛍光ランプは全て第２のＰＷＭ調光信号に基づき第２点灯回路５２によって調光点灯し、（３ｎ’−１）Ｍ’＋１≦ｋ’≦３ｎ’Ｍ’の関係を満足する順位ｋ’の蛍光ランプは全て第３のＰＷＭ調光信号に基づき第３点灯回路５４によって調光点灯する。このような配置にすることにより、第１のＰＷＭ調光信号に基づいて点灯される蛍光ランプから放射された光と第２のＰＷＭ調光信号に基づいて点灯される蛍光ランプから放射された光と第３のＰＷＭ調光信号に基づいて点灯される蛍光ランプから放射された光が、液晶パネル１１上に投射された際に空間平均され易くなる。なお、本実施形態ではｎ’＝１，２，３、Ｍ’＝１として説明する。
【００５１】
以下、図１６を参照して本実施形態の動作を具体的に説明する。
本実施形態では、図１６のようにＰＷＭ調光信号発生回路１７によって生成された第１のＰＷＭ調光信号と、第１のＰＷＭ調光信号が例えばシフトレジスタにより構成される第１遅延回路５１によって１２０°遅延された第２のＰＷＭ調光信号と、さらに第２遅延回路５５によって１２０°遅延された第３のＰＷＭ調光信号との３種類のＰＷＭ調光信号によって、９本の蛍光ランプＬ１〜Ｌ９のうちの各組（Ｌ１，Ｌ４，Ｌ７の組と、Ｌ２，Ｌ５，Ｌ８の組と、Ｌ３，Ｌ６，Ｌ９の組）の蛍光ランプが順番に調光駆動される。その結果、バックライト装置５０から放射された光は空間平均的にＰＷＭ調光周波数が３倍になったように駆動される。したがって、従来のほぼ３分の１のＰＷＭ調光周波数で輝度ムラや色ムラが従来と同程度に改善され、点灯効率が改善される。
【００５２】
なお、液晶パネル１１としては、ＯＣＢモード液晶のものか、ＴＮモード液晶であればパネルのセルギャップが５μｍ未満（好ましくは２μｍ程度）のものを用いれば、液晶の応答速度が速く、その結果動画の輪郭ボケをより改善できるため好ましい。
【００５３】
また本実施の形態では、第１のＰＷＭ調光信号と第２のＰＷＭ調光信号と第３のＰＷＭ調光信号のＰＷＭ調光位相が互いに１２０°ずれるように設定されるとしたが、正確に１２０°でなくてもそれに近い位相差であればほぼ同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、第１のＰＷＭ調光信号と第２のＰＷＭ調光信号と第３のＰＷＭ調光信号に基づき点灯される蛍光ランプＬ１〜Ｌ９から放射される光が液晶パネル上で空間平均され、見かけ上のＰＷＭ調光周波数が３倍になるため、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞を従来の３分の１のＰＷＭ周波数で従来と同程度に改善し、従来に比べて点灯効率を改善することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、液晶表示装置において黒色挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色付きの干渉縞が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】倍速変換部の動作および黒色表示期間と画像表示期間との関係を示す図である。
【図３】第１の実施形態の動作を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態の動作を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】ＰＷＭ調光周波数に応じて色ムラの程度が変化する原理を説明するための図である。
【図８】ＰＷＭ調光周波数と色ムラの色差との関係を黒色表示率毎に示した図である。
【図９】色ムラが発生しないために黒色表示率およびＰＷＭ調光周波数が満たすべき条件を示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】１０分の１残光時間と色ムラとの関係について説明するための図である。
【図１２】ＰＷＭ調光周波数に対する輝度効率を示す図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第５の実施の形態の動作を示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施の形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】第６の実施の形態の動作を示す図である。
【図１７】従来の液晶表示装置における表示信号について説明するための図である。
【図１８】ＯＣＢモード液晶における黒挿入駆動方式について説明するための図である。
【図１９】バックライトのＰＷＭ調光方式について説明するための図である。
【図２０】黒挿入駆動方式とＰＷＭ調光方式とを組み合わせたときに生じる色ムラについて説明するための図である。
【図２１】従来の液晶表示装置において、正常表示部における動作を示す図である。
【図２２】従来の液晶表示装置において、着色輝度低下部における動作を示す図である。
【符号の説明】
１０　倍速変換部
１１　液晶パネル
１２　ゲートドライバ
１３　ソースドライバ
１４　駆動制御回路
１５　バックライト装置
１６　点灯回路
１７　ＰＷＭ調光信号発生回路
１８　制御信号発生回路
２８　制御信号発生回路
３４　駆動制御回路
４５　バックライト装置
５０　直下式バックライト装置
５１　第１点灯回路
５２　第２点灯回路
５３　第１遅延回路
５４　第３点灯回路
５５　第２遅延回路

Claims (19)

1. 映像信号に基づいて駆動される液晶パネルに対してバックライト装置から出力される光を照射することによって映像を表示する液晶表示装置であって、
   前記映像信号に基づいて１フレーム期間を黒色表示期間と画像表示期間とに分けて前記液晶パネルを駆動する駆動手段と、
   前記バックライト装置をＰＷＭ調光方式で制御するためのＰＷＭ調光信号を生成するＰＷＭ調光信号発生回路と、
   前記ＰＷＭ調光信号に基づいて前記バックライト装置を駆動する点灯回路と、
   ＰＷＭ調光方式に起因した前記液晶パネルにおける干渉縞の発生を防止するように前記ＰＷＭ調光信号の周期および／または位相を制御する手段とを備える液晶表示装置。
2. 前記ＰＷＭ方式におけるＰＷＭ調光周波数ｆ［Ｈｚ］と、１フレーム期間に対する前記黒色表示期間の比率Ｂ［％］とが、ｆ＞＝２５Ｂ＋２５０の関係を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記駆動手段は、前記ＰＷＭ調光周波数ｆ［Ｈｚ］と、１フレーム期間に対する前記黒色表示期間の比率Ｂ［％］とが、ｆ＞＝２５Ｂ＋２５０の関係を満たすように前記調光手段を制御することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記黒色表示期間が、
   黒色表示期間＝（整数）・（ＰＷＭ調光周期）±０．３・（ＰＷＭ調光周期）
   の関係を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 同期信号に基づいて、前記黒色表示期間が、
   黒色表示期間＝（整数）・（ＰＷＭ調光周期）±０．３・（ＰＷＭ調光周期）
   の関係を満たすように前記駆動手段および前記調光手段を制御する制御信号発生回路をさらに備える、請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記ＰＷＭ方式におけるＰＷＭ調光周波数が、
   ＰＷＭ調光周波数＝（奇数／２）・（垂直同期周波数）±０．２・（垂直同期周波数）
   の関係を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 同期信号に基づいて、前記ＰＷＭ調光周波数が、
   ＰＷＭ調光周波数＝（奇数／２）・（垂直同期周波数）±０．２・（垂直同期周波数）
   の関係を満たすように前記調光手段を制御する制御信号発生回路をさらに備える、請求項６に記載の液晶表示装置。
8. 前記バックライト装置は、前記液晶パネルに対して直下に複数の光源を並列に配置した構造を有する直下式バックライト装置であり、
   前記調光手段は、バックライト装置端からの光源の順位を示す自然数ｉおよびｊ（ｉ、ｊ＝１，２，３，・・・）と、任意の自然数ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）およびＭ（Ｍ＝１，２，３，・・・）によって、（２ｎ−２）Ｍ＋１≦ｉ≦（２ｎ−１）Ｍの関係を満足する順位ｉの光源は全て第１のＰＷＭ調光信号で調光し、（２ｎ−１）Ｍ＋１≦ｊ≦２ｎＭの関係を満足する順位ｊの光源は全て第２のＰＷＭ調光信号で調光し、該第１のＰＷＭ調光信号と該第２のＰＷＭ調光信号の位相がそれぞれ互いにほぼ（ＰＷＭ調光周期／２）だけずれた相似な信号であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
9. 前記第１のＰＷＭ調光信号と前記第２のＰＷＭ調光信号の位相がそれぞれ互いにほぼ（ＰＷＭ調光周期／２）だけずれるように制御する遅延回路をさらに備える、請求項８に記載の液晶表示装置。
10. 前記第１のＰＷＭ調光信号および前記第２のＰＷＭ調光信号が映像の同期信号に同期するように前記調光手段を制御する制御信号発生回路をさらに備える、請求項８に記載の液晶表示装置。
11. 前記自然数ＭがＭ＝１の関係を満たすことを特徴とする、請求項８に記載の液晶表示装置。
12. 液晶パネルの直下に配置した前記光源が蛍光ランプであることを特徴とする、請求項８に記載の液晶表示装置。
13. 前記バックライト装置は、前記液晶パネルに対して直下に複数の光源を並列に配置した構造を有する直下式バックライト装置であり、
    前記調光手段は、バックライト装置端からの光源の順位を示す自然数ｉ’およびｊ’およびｋ’（ｉ’、ｊ’、ｋ’＝１，２，３，・・・）と、任意の自然数ｎ’（ｎ’＝１，２，３，・・・）およびＭ’（Ｍ’＝１，２，３，・・・）によって、（３ｎ’−３）Ｍ’＋１≦ｉ’≦（３ｎ’−２）Ｍ’の関係を満足する順位ｉ’の光源は全て第１のＰＷＭ調光信号で調光し、（３ｎ’−２）Ｍ’＋１≦ｊ’≦（３ｎ’−１）Ｍ’の関係を満足する順位ｊ’の光源は全て第２のＰＷＭ調光信号で調光し、（３ｎ’−１）Ｍ’＋１≦ｋ’≦３ｎ’Ｍ’の関係を満足する順位ｋ’の光源は全て第３のＰＷＭ調光信号で調光し、該第１のＰＷＭ調光信号と該第２のＰＷＭ調光信号と該第３のＰＷＭ調光信号の位相がそれぞれ互いにほぼ（ＰＷＭ調光周期／３）だけずれた相似な信号であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
14. 前記第１のＰＷＭ調光信号と前記第２のＰＷＭ調光信号と前記第３のＰＷＭ調光信号の位相がそれぞれ互いにほぼ（ＰＷＭ調光周期／３）だけずれるように制御する遅延回路をさらに備える、請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 前記第１のＰＷＭ調光信号および前記第２のＰＷＭ調光信号および前記第３のＰＷＭ調光信号が映像の同期信号に同期するように前記調光手段を制御する制御信号発生回路をさらに備える、請求項１３に記載の液晶表示装置。
16. 前記自然数Ｍ’が１であることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
17. 液晶パネルの直下に配置した前記光源が蛍光ランプであることを特徴とする、請求項１３に記載の液晶表示装置。
18. 前記液晶パネルがＯＣＢモード液晶を用いた液晶パネルであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
19. 前記液晶パネルがＴＮモード液晶を用いた液晶パネルであり、そのギャップ幅が５μｍ未満であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。

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