JP2004184937A

JP2004184937A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2004184937A
Application number: JP2002355035A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Yamauchi; 弘子山内; Takashi Yoshii; 隆司吉井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2004-07-02
Anticipated expiration: 2022-12-06
Also published as: JP4177652B2

Abstract

【課題】液晶表示パネルの画面のアスペクト比と異なるアクペクト比を有する画像を表示する際、無画部表示領域に対してはバックライト光源の点灯を自動的に停止することにより、無駄な消費電力を低減することが可能な液晶表示装置を提供する。
【解決手段】複数の発光領域を有するバックライト光源３を用いて、液晶表示パネル１を照射することにより、画像を表示する液晶表示装置であって、入力映像信号の無画部を検出する無画部検出部６と、前記液晶表示パネル１における無画部表示領域を判別して、前記無画部表示領域に対応する前記バックライト光源３の発光領域を消灯制御する制御ＣＰＵ８とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の発光領域を有するバックライト光源を用いて、液晶表示パネルを照射することにより、画像を表示する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近来、パーソナルコンピュータやテレビ受信機などの軽量化、薄形化によってディスプレイ装置も軽量化、薄形化が要求されており、このような要求に従って陰極線管（ＣＲＴ）の代わりに液晶表示装置（ＬＣＤ）のようなフラットパネル型ディスプレイが開発されている。
【０００３】
ＬＣＤは二つの基板の間に注入されている異方性誘電率を有する液晶層に電界を印加し、この電界の強さを調節して基板を透過する光の量を調節することによって所望の画像信号を得る表示装置である。このようなＬＣＤは携帯の簡便なフラットパネル型ディスプレイのうちの代表的なものであり、この中でも薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイッチング素子として用いたＴＦＴＬＣＤが主に用いられている。
【０００４】
このような液晶表示装置において、液晶表示パネル自体は発光しないので、通常液晶表示パネルの背面にバックライト光源を配設し、液晶表示パネルを照射する必要がある。このバックライト光源の点灯による消費電力を低減するために、例えば特開平２−２８０５８７号公報、特開平６−１７８２４０号公報には、それぞれ入力映像信号の同期信号が検出されないとき、或いはテレビジョン受信波の選局動作時に、バックライト光源の点灯を自動的に停止することが提案されている。
【０００５】
一方、日本国内などで実施されているＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式のカラーテレビジョン放送では、映像信号の横縦比（アスペクト比）が４：３となっており、また、ＨＤＴＶ（ＨｉｇｈＤｅｆｉｎｉｔｉｏｎＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）方式においては、映像信号のアスペクト比をより横長の例えば１６：９に規格化されている。さらに、映画等では、ビスタサイズと称されるアスペクト比４：３よりも横長の画面が使用されている。
【０００６】
そこで、このようなアスペクト比４：３よりも横長（例えばアスペクト比１６：９）の画像コンテンツを、現行ＮＴＳＣ方式のテレビジョン受信機（アスペクト比４：３）でも受信できるように、現在レターボックス方式と呼ばれる表示形態が用いられている。このレターボックス方式とは、図６（ａ）に示すように、アスペクト比４：３の画面の中央部分に映像部である横長画面（アスペクト比１６：９）を表示し、その上下部分を映像の無い無画部とする表示形態であり、これによって、現行ＮＴＳＣ方式のテレビジョン受信機（アスペクト比４：３）においても、映画ソフトなどを左右カットせずに、ノートリミングで観視することが可能となる（例えば、特開平８−９２８４号公報、特開平１０−９３８８５号公報）。
【０００７】
尚、このレターボックス方式の映像信号を横長画面（アスペクト比１６：９）のワイドテレビジョン受信機で受信した場合においては、上下無画部を画面上に表示させず、映像部分のみを画面全体に表示させるようにして、横長画面（アスペクト比１６：９）を有効に使用することができる。
【０００８】
また、アスペクト比４：３の画像コンテンツを、より横長（例えばアスペクト比１６：９）の表示画面を有するＨＤＴＶ方式のテレビジョン受信機（ワイドテレビジョン受信機）でも受信できるようにするため、図６（ｂ）に示すように、アスペクト比１６：９の画面の中央部分に映像部であるアスペクト比４：３の主画面を表示し、その左右部分を映像の無い無画部（サイドパネル部）とする、サイドパネル方式と呼ばれる表示形態が知られている（例えば、特開平１１−２７５４８７号公報、特開２００２−７７７６８号公報）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平２−２８０５８７号公報
【特許文献２】
特開平６−１７８２４０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来の液晶表示装置においては、例えば上述したレターボックス方式、サイドパネル方式の入力映像信号をそのまま液晶表示パネルに表示する際、映像部のアスペクト比と表示画面のアスペクト比によっては、画面の上下或いは左右部分に無画部を表示（黒表示）する必要があるが、この無画部表示領域に対してもバックライト光源は常に点灯しており、無駄な電力を消費しているという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液晶表示パネルの画面のアスペクト比と異なるアクペクト比を有する画像を表示する際、無画部表示領域に対してはバックライト光源の点灯を自動的に停止することにより、無駄な消費電力を低減することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、複数の発光領域を有するバックライト光源を用いて、液晶表示パネルを照射することにより、画像を表示する液晶表示装置であって、入力映像信号の無画部を検出する検出手段と、前記液晶表示パネルにおける無画部表示領域を判別する判別手段と、前記無画部表示領域に対応する前記バックライト光源の発光領域を消灯制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本願の第２の発明は、前記バックライト光源の各発光領域間を仕切るための仕切部材を設けたことを特徴とする。
【００１４】
本願の第３の発明は、前記バックライト光源の各発光領域を１垂直期間内で順次スキャン点灯することを特徴とする。
【００１５】
以上のとおり、本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルにおける表示光が不要な無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動消灯するので、無駄な消費電力を低減して省エネルギーを実現することが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置の第１実施形態について、図１乃至図３とともに詳細に説明する。ここで、図１は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図２は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す（ａ）正面断面図、（ｂ）側面断面図、図３は本実施形態の液晶表示装置におけるインパルス型表示時の動作原理を示す説明図である。
【００１７】
本実施形態の液晶表示装置は、図１に示すように、液晶層と該液晶層に走査信号及びデータ信号を印加するための電極とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル１と、入力映像信号に基づいて前記液晶表示パネル１のデータ電極及び走査電極を駆動するための電極駆動部２と、前記液晶表示パネル１の裏面に配置された直下型のバックライト光源３と、バックライト光源３の点灯／消灯を行う光源駆動部４とを備えている。
【００１８】
また、レターボックス方式の入力映像信号における映像部の垂直サイズをライン補間等により伸張する垂直伸張処理部５と、入力映像信号から上下部分に付加された無画部の有無を検出する無画部検出部６と、図示しないリモコン（リモートコントローラ）を用いてユーザが入力した指示信号を受信するリモコン受光部７と、無画部検出部６による無画部の検出結果と、リモコン受光部７で受信した指示信号とに基づいて、垂直伸張処理部５及び光源駆動部４に対して所定の制御信号を出力する制御ＣＰＵ８とを備えている。
【００１９】
尚、本実施形態においては、アスペクト比４：３の表示画面を有する、ノーマリブラックモードの液晶表示パネル１を用いるものとする。また、バックライト光源３としては、直下型蛍光灯ランプの他、直下型又はサイド照射型のＬＥＤ光源、ＥＬ光源などを用いることができる。ここでは、図２に示すように、水平方向（走査線と平行方向）に分割してなるそれぞれの発光領域に対応した８本の直下型蛍光灯ランプ（ＣＣＦＴ）により、バックライト光源３を構成している。
【００２０】
また、本実施形態の液晶表示装置は、バックライト光源３の出射光を液晶表示パネル１側に反射する反射板９と、バックライト光源３の出射光及び反射板９による反射光を拡散した上で、液晶表示パネル１に照射する拡散板１０とを設けている。ここで、反射板９には各蛍光灯ランプ間を仕切るための仕切部材９ａが設けられており、この仕切部材９ａによって、各々の発光領域が独立して液晶表示パネル１の各表示領域を照射することが可能となっている。
【００２１】
尚、図２に示した例では、断面が二等辺三角形の形状を有する仕切部材９ａを、各蛍光灯ランプの長手方向（走査線と平行方向）に沿って、この二等辺三角形断面を保ったまま延伸して設けているが、その形状や大きさはこれに限られるものではない。また、仕切部材９ａは反射板９と独立した部材であっても良いし、同一材料で一体的に形成しても良い。
【００２２】
上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザはリモコンを用いて、アスペクト比４：３のレターボックス方式の入力映像信号を液晶表示パネル１に表示する際、そのまま表示画面の上下部分に映像の無い無画部を表示（黒表示）する第１の表示モード（図６（ａ）参照）、或いは、入力映像信号に含まれるアスペクト比１６：９の映像部の垂直サイズを変更することで、画面全体に画像表示を行う第２の表示モードのいずれかを切換指示することができる。
【００２３】
第１の表示モードが指示されている場合、レターボックス方式の映像信号が入力されると、液晶表示パネル１の画面上下部分が無画部表示領域となり、ここに無画部が表示（黒表示）される。この無画部表示領域には表示光（バックライト光）は不要であるので、無画検出部６の検出結果に基づいて、この無画部表示領域に対応する前記バックライト光源３の発光領域を消灯するように、制御ＣＰＵ８が光源駆動部４を制御する。
【００２４】
ここでは、８本の蛍光灯ランプのうち、上下端部に位置する２本の蛍光灯ランプが無画部表示領域に対応する発光領域であるので、無画部が検出されている限り、これら２本の蛍光灯ランプのみを消灯する。ここで、例えばアスペクト比１６：９の映画の放映番組途中に挿入されたアスペクト比４：３のＣＭ画像入力時には、無画部は不検出となるので、制御ＣＰＵ８は光源駆動部４を制御して、上下端部の２本の蛍光灯ランプも他の６本の蛍光灯ランプと同様に点灯させる。
【００２５】
また、第２の表示モードが指示されている場合、レターボックス方式の映像信号が入力されると、制御ＣＰＵ８は垂直伸張処理部５を制御して、アスペクト比１６：９の映像部の垂直サイズを拡大するため、液晶表示パネル１にはアスペクト比４：３の画面全体に垂直サイズが伸張された映像部が表示されることとなる。従って、液晶表示パネル１の表示画面全体を照射すべく、８本の蛍光灯ランプ全てを点灯させるように、制御ＣＰＵ８は光源駆動部４を制御する。
【００２６】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、入力映像信号における無画部の有無を検出し、この検出結果に基づいて、映像部表示領域のみを照射して、無画部表示領域に対する照射は停止すべく、バックライト光源３の各発光領域における点灯／消灯を自動制御しているので、ユーザによる特別な操作がなくとも、無駄な消費電力を低減して省エネルギーを実現することが可能となる。
【００２７】
また、本実施形態においては、バックライト光源３の各発光領域間を仕切るための仕切部材９ａを設けているので、映像部表示領域に対して効率的にバックライト光を照射することが可能である。さらに、走査線と平行方向に複数の発光領域を設けているので、これらを１垂直期間内で順次スキャン点灯駆動することにより、擬似的にホールド型駆動表示からＣＲＴのようなインパルス型駆動表示に近づけて、動画表示の際に発生する動きぼけ妨害を防止することも可能となる。この走査型バックライト駆動方法について、図３とともに説明する。
【００２８】
ある水平ライン群（表示分割領域）の走査（画像の書き込み）が完了してから、液晶の応答遅延分を考慮して、該水平ライン群に対応するバックライト光源３の発光領域（蛍光灯ランプ）を点灯させる。これを上下方向に次の領域、・・・と繰り返す。これによって、図３中の破線部分で示すように、バックライト点灯期間を、映像信号の書込走査箇所に対応して、時間の経過に伴い発光領域単位で、順次移行させることができる。
【００２９】
ここで、第２の表示モード時には、画面全体に映像部が表示されるため、図３（ａ）に示すように、８本の蛍光灯ランプを各発光領域としてこれらを１フレーム（例えば６０Ｈｚのプログレッシブスキャンの場合は１６．７ｍｓｅｃ）内で順次スキャン点灯するよう制御している。これによって、動きぼけ妨害を防止するとともに、各蛍光灯ランプの点灯期間短縮による消費電力の低減が可能である。
【００３０】
また、第１の表示モード時には、画面上下部分が無画部表示領域となるため、図３（ｂ）に示すように、無画部表示領域に対応する上下両端の２本の蛍光灯ランプを消灯し、アスペクト比１６：９の映像部表示領域に対応する６本の蛍光灯ランプのみを順次スキャン点灯する。これによって、動きぼけ妨害の防止ばかりでなく、無画部表示領域に対応する蛍光灯ランプの非点灯による、さらなる消費電力の低減が可能となる。
【００３１】
尚、上述した実施形態においては、アスペクト比４：３のレターボックス映像を表示する際の無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動消灯するものについて説明したが、本発明はこれに限られず、表示画面のアスペクト比と異なる種々のアスペクト比を有する画像コンテンツを表示する際に、液晶表示パネルに形成される無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動消灯すれば良いことは言うまでもない。
【００３２】
このような種々のアスペクト比を有する画像コンテンツを表示するものにおいては、バックライト光源として直下型のＬＥＤ光源を採用することによって、発光分割領域を細分化して設定することが可能となるので、より効率的に消費電力の低減を実現することができる。
【００３３】
次に、本発明の液晶表示装置の第２実施形態について、図４及び図５とともに詳細に説明するが、上記第１実施形態と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。ここで、図４は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す機能ブロック図、図５は本実施形態の液晶表示装置における概略構成を示す（ａ）平面断面図、（ｂ）正面断面図である。
【００３４】
本実施形態の液晶表示装置は、図４に示すように、アスペクト比１６：９の表示画面を有する、ノーマリブラックモードの液晶表示パネル１１を備えるとともに、走査線と垂直方向に分割された複数の発光領域からなるバックライト光源１３を備えている。また、アスペクト比１６：９のサイドパネル方式の映像信号入力時に、ユーザ指示に応じて、アスペクト比４：３の映像部の水平サイズを画素補間等により伸張する水平伸張処理部１５を設けている。
【００３５】
尚、本実施形態では、図５に示すように、長手方向が垂直方向に延伸するように配置された８本の直下型蛍光灯ランプ（ＣＣＦＴ）によりバックライト光源１３を構成しているが、複数個の直下型又はサイド照射型のＬＥＤ光源、ＥＬ光源などを用いて構成しても良いことは、上記第１実施形態と同様である。また、バックライト光源１３の出射光を液晶表示パネル１１側に反射する反射板９には、各蛍光灯ランプ間を仕切るための仕切部材９ａが設けられている点も、上記第１実施形態と同様である。
【００３６】
上記のように構成してなる液晶表示装置の動作について説明する。ユーザはリモコンを用いて、アスペクト比１６：９のサイドパネル方式の入力映像信号を液晶表示パネル１１に表示する際、そのまま表示画面の左右部分に映像の無い無画部を表示（黒表示）する第１の表示モード（図６（ｂ）参照）、或いは、入力映像信号に含まれるアスペクト比４：３の映像部の水平サイズを変更することで、画面全体に画像表示を行う第２の表示モードのいずれかを切換指示することができる。
【００３７】
第１の表示モードが指示されている場合、サイドパネル方式の映像信号が入力されると、液晶表示パネル１の画面左右部分が無画部表示領域となり、ここに無画部が表示（黒表示）される。この無画部表示領域には表示光（バックライト光）は不要であるので、無画検出部６の検出結果に基づいて、この無画部表示領域に対応する前記バックライト光源１３の発光領域を消灯するように、制御ＣＰＵ８が光源駆動部４を制御する。
【００３８】
ここでは、８本の蛍光灯ランプのうち、左右端部に位置する２本の蛍光灯ランプが無画部表示領域に対応する発光領域であるので、無画部が検出されている限り、これら２本の蛍光灯ランプのみを消灯する。例えばアスペクト比１６：９の映画の放映番組途中に挿入されたアスペクト比４：３のＣＭ画像入力時には、無画部が検出されるので、制御ＣＰＵ８は光源駆動部４を制御して、左右端部の２本の蛍光灯ランプのみを消灯させる。
【００３９】
また、第２の表示モードが指示されている場合、サイドパネル方式の映像信号が入力されると、制御ＣＰＵ８は水平伸張処理部１５を制御して、アスペクト比４：３の映像部の水平サイズを拡大するため、液晶表示パネル１１にはアスペクト比１６：９の画面全体に水平サイズが伸張された映像部が表示されることとなる。従って、液晶表示パネル１１の表示画面全体を照射すべく、８本の蛍光灯ランプ全てを点灯させるように、制御ＣＰＵ８は光源駆動部４を制御する。
【００４０】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、入力映像信号における無画部の有無を検出し、この検出結果に基づいて、映像部表示領域のみを照射して、無画部表示領域に対する照射は停止すべく、バックライト光源１３の各発光領域における点灯／消灯を自動制御しているので、ユーザによる特別な操作がなくとも、無駄な消費電力を低減して省エネルギーを実現することが可能となる。
【００４１】
尚、上述した実施形態においては、アスペクト比１６：９のサイドパネル映像を表示する際の無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動消灯するものについて説明したが、本発明はこれに限られず、表示画面のアスペクト比と異なる種々のアスペクト比を有する画像コンテンツを表示する際に、液晶表示パネルに形成される無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動消灯すれば良いことは言うまでもない。
【００４２】
このような種々のアスペクト比を有する画像コンテンツを表示するものにおいては、バックライト光源として直下型のＬＥＤ光源を採用することによって、発光分割領域を細分化して設定することが可能となるので、より効率的に消費電力の低減を実現することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、上記のような構成としているので、入力映像信号に含まれる無画部を検出して、無画部表示領域に対応するバックライト光源の発光領域を自動的に消灯するので、無駄な消費電力を低減して省エネルギーを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における概略構成を示す（ａ）正面断面図、（ｂ）側面断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態におけるインパルス型表示時の動作原理を示す説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における概略構成を示す機能ブロック図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における概略構成を示す（ａ）平面断面図、（ｂ）正面断面図である。
【図６】（ａ）アスペクト比１６：９の映像部を含むアスペクト比４：３のレターボックス映像、（ｂ）アスペクト比４：３の映像部を含むアスペクト比１６：９のサイドパネル映像をそれぞれ示す説明図である。
【符号の説明】
１、１１液晶表示パネル
２電極駆動部
３、１３バックライト光源
４光源駆動部
５垂直伸張処理部
６無画部検出部
７リモコン受光部
８制御ＣＰＵ
１５水平伸張処理部

Claims

複数の発光領域を有するバックライト光源を用いて、液晶表示パネルを照射することにより、画像を表示する液晶表示装置であって、
入力映像信号の無画部を検出する検出手段と、
前記液晶表示パネルにおける無画部表示領域を判別する判別手段と、
前記無画部表示領域に対応する前記バックライト光源の発光領域を消灯制御する制御手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
前記請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記バックライト光源の各発光領域間を仕切るための仕切部材を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
前記請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記バックライト光源の各発光領域を１垂直期間内で順次スキャン点灯することを特徴とする液晶表示装置。