JP2006235461A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バックライトを垂直同期信号に同期して垂直走査方向に順次点灯させると、動画表示においてエッジブルアがムラ状に色つきが発生する問題があった。
【解決手段】液晶表示装置は液晶モジュール１と垂直周波数変換回路２ｂとバックライト部３とＰＷＭ調光駆動回路部４から構成されている。垂直周波数変換回路では垂直周波数が９０≧ｆＶ≧８０［Ｈｚ］となるように映像信号が垂直周波数変換され、液晶表示部に走査表示される。バックライト装置では周波数変換された垂直同期信号に同期して、液晶表示部の垂直走査方向に区分されたＮ個の発光領域を同じく垂直走査方向に順次点灯および消灯させる。液晶表示部の見かけの応答速度が高速化されているため、動画表示時における蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきが減少し、全体的にムラ状の色つきが改善される。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示部の背面に光源が設置されたバックライト装置付きの液晶表示装置に関し、より特定的には、光源を周期的に点滅させ、その点灯期間と消灯期間の時間比率でもって調光するようなバックライト装置付きの液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、液晶パネルとその背面に設置された光源からなるバックライト装置で構成される。各画素では対応する液晶を駆動し、バックライト装置から放射された光を透過させて液晶パネル上に画像として表示させている。一般にバックライト装置の光源には蛍光管が用いられることが多い。蛍光管は中空のガラス管内部に放電ガスや水銀などが充填されており、管両端に配置された電極管に高い電圧が印加されることによって放電が発生し、管内部の水銀蒸気がこの放電により高いエネルギーを受けとり励起され、再び低いエネルギー状態に戻る際に紫外線を放射する。管内部には蛍光体が塗布されており、この紫外線を可視光線に変換することにより発光している。このように蛍光管を発光させるには高い電圧を印加する必要があり、一般にはインバータという電源回路を用いて、低電圧の直流電力を高電圧、高周波（３０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚ程度）の交流電力に変換して蛍光管に印加している。

インバータを用いて蛍光管を調光する方法としては、従来より電圧調光方式とＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：パルス幅変調）調光方式とがある。電圧調光方式はインバータを通じて蛍光管に印加する電圧を変化させる調光方式であるが、蛍光管への印加電圧を低くし過ぎると放電が不安定になるため、安定領域としては、この電圧調光方式は調光比が２〜３：１と調光範囲を広く確保出来ない。 一方、ＰＷＭ調光方式は光源を周期的に点滅させ、その点灯期間と消灯期間との時間比率を変化させて、その時間比率でもって調光する方式である。そのため点滅周期を適切に選択すれば、調光比が１００：１とすることも可能であり、多くの液晶表示装置のバックライト制御においては、このＰＷＭ調光方式が採用されている。

液晶表示装置が抱える課題の一つに動画表示性能があるが、これは液晶表示装置がホールド型表示装置であることに起因しており、電子情報通信学会技報ＥＩＤ９９−１０，ｐｐ５５−６０（１９９９−０６）においてその発生原理について示されているが、ここで簡単に説明する。これまで広く利用されてきたＣＲＴにおいて動画を表示した場合を考えると、ある画素では図６（ａ）のように１垂直期間（１６．６ｍｓ）毎に表示されるレベルが変動し、かつ各垂直期間の初期期間（１ｍｓ以下）にだけ表示される。これをインパルス型表示装置と呼ぶ。

上記のＣＲＴにおいて動画を表示した場合（一定スピードで表示を移動させる）、図６（ｂ）のようになる。この表示を人間が見た場合、目線は矢印の方向に画素の表示を追うので、残像の無いクリアな動画表示を知覚することになる。しかし液晶表示装置はホールド型表示装置であるため図７（ａ）のように１垂直期間液晶パネルの表示は一定であり（実際は応答時間分変動している）、垂直期間毎に変動する。液晶表示装置において動画を表示させた場合、図７（ｂ）のようになる（分かり易くするため時間方向の画素の表示は１垂直期間あたり３点にした）。この表示を人間が見ると、ＣＲＴの時と同じく目線は矢印の方向を追従するが、１垂直期間期間同じ表示をしているため人間の目はその表示を平均して知覚し、動画の輪郭がぼやけた様な表示（以下、エッジブルアと称す）になり、動画表示性能を悪化させることになる。

液晶表示装置のエッジブルアを改善する方法としては、特表平８−５００９１５号公報に開示されているものがあり、図８に示しているようにある画素に着目し、１垂直期間内に垂直同期信号に同期して一定期間バックライトを消灯させる期間を設けるというものである。上記のようにバックライトを駆動すると、液晶表示装置がインパルス型表示装置のように１垂直期間の内の一定期間だけ画像表示を行うため、動画表示時のエッジブルアが改善される。

さらに液晶パネルは上部から下部へ順に走査して書込み表示を行うため、上記のように１垂直期間に画面一括でバックライトを点灯／消灯する方式だと液晶の応答速度が１垂直期間に比べて十分速くないため画面の垂直走査方向で動画表示時のエッジブルアに色つきが発生する。図９はこの色つきが発生する原理を示した図である。黒背景に対して白パタンが移動しているとき、白パタンから黒表示へのエッジに着目すると液晶パネルの透過率は（ｂ）に示すように応答する。一方、バックライト発光は調光信号が（ｃ）で示すように垂直同期信号と同時にＯＦＦになった場合でも、（ｄ）に示すように実際の発光は蛍光体光であるため残光成分が存在する。したがって液晶パネルの透過率が完全に応答する前にこの残光成分が発生すると、白パタンのエッジに色つきが発生することになる。

蛍光体としては、現在一般的に広く用いられているものでは図１０に示すような残光成分を持つものがある。即ち、青色蛍光体が１ミリ秒以下の残光成分しか持たないのに対して、赤色蛍光体は３ミリ秒〜４ミリ秒、緑色蛍光体は７ミリ秒〜８ミリ秒の残光成分を持つ。３色を混合して白色を表現する際に、照明などと異なり色温度を高くする傾向があるため赤色の配合を少なめにすることになる。また人間の目は緑色波長領域の光を強く知覚する特性があるため、緑色蛍光体の残光成分が特別強く知覚される。

上記の不均一性を改善する方法としては、特開平１１−２０２２８５号公報に開示されているものがあり、以下に説明する。図１１は従来の液晶表示装置の構成を示す図であり、発光領域を垂直走査方向にＮ分割し（図９の場合、発光領域１〜４のように４分割）、インバータ３ｃを接続してそれぞれ独立に駆動できる構成にする。インバータはＰＷＭ調光駆動回路部４に接続されている。上記ＰＷＭ調光駆動回路部は液晶パネル表示用の垂直同期信号Ｖｓｙｎを受けとり、垂直同期信号Ｖｓｙｎに同期し、各インバータの調光を制御するＰＷＭ調光パルス（ＰＷＭ周波数は垂直同期周波数と同じ）を出力する。

ＰＷＭ調光信号の動作については図１２に示すように、例えば発光領域１のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１は、直上の液晶表示が開始される直前に調光オフになり、一定の消灯期間を持つ。発光領域２のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ２は上記ＰＷＭ調光パルスに対して調光オン、オフのタイミングが垂直同期期間の１／４位相が遅れるように設定されている。以後発光領域３、発光領域４のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ３、ＶＢＬ４においても調光オン、オフタイミングが順に垂直同期期間の１／４ずつ遅れるように設定される。

上記のように調光することで液晶パネルの走査表示に凡そ対応してバックライトを順次点灯することができる。バックライトを順次点灯していることで、液晶パネルの垂直走査方向に対して、液晶材料の応答が凡そ同じ程度の時に直下の発光領域を点灯あるいは消灯することになるため、動画表示性能を向上しつつエッジブルアの不均一性を改善することが可能となる。

一方、液晶表示装置の動画表示性能の評価指標としては、映像信号を黒から白、あるいは白から黒へ変化させたときのパネル透過率の応答波形に対して１０％から９０％、あるいは９０％から１０％の遷移時間（いわゆる応答時間あるいは、応答速度）と基準を決めて用いてきた。液晶におけるエッジブルアは液晶材料の応答の遅さだけでなく、人間の目の視線移動（眼球移動）と数ｍｓ程度の短い周期の点滅になると平均化されて一定の明るさの点灯として知覚される積分知覚特性によって引き起こされることが分かってきている。

従来の液晶パネルでは前者の視線移動が支配的であったため応答時間が指標となり得たが、近年液晶パネルの応答が高速化することにより後者の影響が無視できなくなり、指標と見た目が一致しなくなってきた。そこで応答時間に代わる見た目に近い動画性能指標としてＭＰＲＴ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｔｉｍｅ）が考案された（Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ ｅｔ ａｌ．，ＩＤＷ‘０２ｐｐ．１４２３）。

例えば図１３に示すように黒背景中の白ウインドウが１フレーム経過後に（ａ）から（ｂ）のように左方向へ移動する場合のＭＰＲＴを考えてみる。人間と目は移動する白ウインドウを追うため実際に知覚される画像は（ｃ）のように幅が広く端がぼやけたパタンになる。この画像をパタンの移動方向の輝度で表示すると（ｄ）のような分布になっており、この時の黒から白への遷移幅ＢＥＷ（Ｂｌｕｒｒｅｄ Ｅｄｇｅ Ｗｉｄｔｈ）［ｐｉｘｅｌ］を求める。次いで遷移幅を白ウインドウの移動速度で正規化し、さらに１垂直期間を乗じることでＭＰＲＴとなる。ＭＰＲＴの次元は従来の応答時間と同じであるため、直感的に理解しやすい。
特開平７−３２５２８６号公報 特表平８−５００９１５号公報 特開平１１−２０２２８５号公報

前述したように、従来の液晶表示装置では垂直同期信号に同期してバックライト装置の発光領域（図１１では発光領域１〜４）を液晶パネルの垂直走査方向に順次点灯および消灯させる。一方、図１４に示すように液晶パネル上では発光領域１〜４にそれぞれ対応する表示領域１〜４において、それぞれが上部から下部にかけて順に走査表示されるのに対して、直下にある発光領域の点灯および消灯のタイミングに対して表示領域の書込みタイミングは垂直走査位置によって異なる。

仮にそれぞれの表示領域の中央ライン位置に消灯タイミングが合うように発光領域を順次点灯および消灯させた場合、表示領域の端部ライン位置では発光領域の消灯タイミングが垂直ラインに相当する分だけ位相がずれることになる。したがって、従来の液晶表示装置においてエッジブルアの不均一性が発生していたのと同じように端部のラインでは液晶分子の応答と蛍光ランプの緑色残光成分が干渉してエッジブルアに色つきが発生する。これが発光領域ごとに交互に繰り返すためムラ状の色つきとなって知覚され動画表示の品位を低下させることになる。

また、参考として図１５に示すように垂直周波数を変化させたときの動画表示性能の変化の一例をＭＰＲＴで評価した。今回の主観評価に用いた液晶パネルにＮＴＳＣ信号に近いｆＶ＝６０［Ｈｚ］で以って表示した場合、ＭＰＲＴが約１４［ｍｓ］であったものが、垂直周波数の上昇に伴い低下していき、ｆＶ＝９０［Ｈｚ］においては約１１［ｍｓ］にまで低下している。これにより垂直周波数を高くすることで動画表示性能そのものを改善する効果があると言える。しかしながら、垂直周波数を上げることは、液晶パネルのチャージ性能の向上が前提であり、デバイスに依存することになる。例えば、垂直周波数を２倍の１２０Ｈｚにすると、動画表示性能そのものは問題の無いレベルに改善されるが、その実現は極めて困難である。

第１の発明は、入力映像信号に基づいて垂直周波数変換を行う信号処理回路と
垂直走査方向に対してＮ個に区分された発光領域を有する液晶表示部と、
前記発光領域をＰＷＭ調光制御する点灯回路と、
を有する液晶表示装置であって、
前記信号処理回路は入力映像信号に
基づいて垂直周波数（ｆｖ）が９０≧ｆＶ≧８０［Ｈｚ］となるように映像信号処理および同期信号変換を行い、前記点灯回路は複数の前記発光領域を前記同期信号変換後の垂直同期信号に同期して順次点灯および消灯させることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において垂直期間をＴ１として、前記垂直同期信号に同期して、前記Ｎ個の発光領域をそれぞれ前記垂直走査方向に対応した順にＴ１／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて点灯および消灯させることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明において液晶表示部の垂直ブランキング期間を含まない垂直走査期間をＴ２として、垂直同期信号に同期して、Ｎ個の発光領域をそれぞれ前記垂直走査方向に対応した順にＴ２／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて点灯および消灯させることを特徴とする。

第４の発明は、第１〜第３の発明においてＮ個の発光領域が液晶表示部の垂直走査方向に対して均等な幅で構成されていることを特徴とする。

第５の発明は、第１〜第４の発明において複数の発光領域が赤色、緑色、青色発光蛍光体膜をガラス管内壁に塗布された蛍光ランプで構成されていることを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明において蛍光ランプにおける緑色発光蛍光体の１０分の１残光時間が１ミリ秒以下である蛍光ランプを使用することを特徴とする。

第７の発明は、第１〜第４の発明において複数の発光領域がＬＥＤ発光素子で構成されていることを特徴とする。

上記第１の発明によれば、信号処理回路において垂直周波数（ｆｖ）が９０≧ｆＶ≧８０［Ｈｚ］となるように映像信号が垂直周波数変換され、液晶表示部に走査表示される。一方、バックライト装置では、先ほど周波数変換された垂直同期信号に同期して、液晶表示部の垂直走査方向に対して区分されたＮ個の発光領域を同じ垂直走査方向に順次点灯および消灯させる。

上記のような条件では、液晶表示部の見かけの応答速度が高速化されているため、動画表示時における蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきが減少し、全体的にムラ状の色つきが改善される。

上記第２の発明によれば、垂直期間Ｔ１を発光領域の総数Ｎで除算したＴ１／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて液晶表示部の垂直走査方向に対応した順に点灯および消灯させる。

上記のような条件では、隣り合う発光領域の点灯および消灯のタイミングが垂直同期信号に対して均等になるため、動画表示時における蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきはより減少し、全体的にムラ状の色つきがより改善される。

上記第３の発明によれば、液晶表示部の垂直ブランキング期間を含まない垂直走査期間Ｔ２を発光領域の総数Ｎで除算したＴ２／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて液晶表示部の垂直走査方向に対応した順に点灯および消灯させる。

上記のような条件では、隣り合う発光領域の点灯および消灯のタイミングが垂直走査期間Ｔ２に対して均等になるため、動画表示時における蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきはより減少し、全体的にムラ状の色つきがより改善される。

上記第４の発明によれば、Ｎ個の発光領域が液晶表示部の垂直走査方向に対して均等な幅で以って構成される。

上記のような条件では、それぞれの発光領域が対応する液晶表示部の表示領域が垂直走査方向の長さにおいて均等になるため、動画表示における蛍光ランプの残光成分との干渉にようる色つきがより減少し、全体的にムラ状の色つきがより改善される。

上記第５の発明によれば、発光領域を構成する光源が蛍光ランプであり、発光領域を液晶表示部の垂直走査方向に対して均等な幅で構成される。

上記のような条件では、液晶表示部の水平方向のどの位置においても同じ発光領域が対応しているため、水平方向にパタンが移動するような動画表示時において、蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきが変動することなく一定に表示されることが可能になる。

上記第６の発明によれば、蛍光ランプに塗布されている蛍光体の内、緑色蛍光体として１０分の１残光時間にして１ミリ秒以下であるものが使用される。

上記のような条件では、液晶材料の応答速度に対して緑色蛍光体の残光時間が十分短い時間であるため、動画表示時において、蛍光ランプの緑色残光成分との干渉による色つきは減少し、全体的にムラ状の色つきが改善される。

上記第７の発明によれば、発光領域を構成する光源がＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）である。

上記のような条件では、ＬＥＤ素子の残光成分は一般的に液晶材料の応答速度に対して十分短く１ｍｓ以下になるため、動画表示時において、前述の蛍光ランプで発生していたような干渉が発生することがなく、干渉による色つきおよびムラ状の色つきが発生することはない。極めて品位の高い動画表示が可能となる。

以下、本発明の実施例について図１〜図３に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例１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モジュール１と、垂直周波数変換回路２ｂと、バックライト部３と、ＰＷＭ調光駆動回路部４とを備えている。上記液晶モジュールとしては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリクス駆動方式のものを用いることができる。液晶モジュールは、液晶パネル１ａと、液晶パネルを駆動するソースドライバ１ｂおよびゲートドライバ１ｃと、上記ソースドライバおよびゲートドライバを介して液晶パネルを表示するパネル制御回路１ｄとを備えている。上記ソースドライバおよびゲートドライバの表示駆動方式は画面最上端ラインから画面最下部ラインまで順次走査を行うものとする。

上記垂直周波数変換回路２ｂは、テレビジョン信号の映像信号等の入力映像信号から垂直同期信号、水平同期信号、クロック信号、映像信号をデコードし、垂直周波数が目標値になるように映像信号の補間や、同期信号の変換を行う。例えば垂直周波数が約６０ＨｚであるＮＴＳＣ信号を入力し、出力映像信号の垂直周波数をおよそ１．５倍に相当する９０Ｈｚになるように同期信号、クロック信号を変換し、映像信号の補間を行い３原色（ＲＧＢ）に分離された映像信号Ｖｒ’、Ｖｇ’、Ｖｂ’と、垂直同期信号Ｖｓｙｎ’、水平同期信号Ｈｓｙｎ’と、クロック信号ＣＬＫ’とを出力する。上記バックライト部は、液晶パネルの背面に設置された４つの蛍光ランプ３ｂ（発光領域３ａ）と、上記蛍光ランプに電圧を印加してそれぞれ独立に駆動するインバータ３ｃとから構成されている。

上記ＰＷＭ調光駆動回路部４は、垂直同期信号Ｖｓｙｎ’を受けてインバータ点灯および消灯用のパルス信号を発生するＰＷＭパルス発生回路４ａと、このＰＷＭパルス信号を受けてそれぞれ順に一定の位相だけ遅延させたＰＷＭ調光信号ＶＢＬ１〜ＶＢＬ４を出力するシフトレジスタ４ｂから構成されている。

次に、本発明の動作について説明する。前述したように、垂直周波数変換回路は、入力映像信号から垂直周波数が目標値になるように同期信号、クロック信号を変換、映像信号の補間を行う。この点以外は従来の構成と同じであり、変換後の垂直同期信号に同期してＰＷＭ調光駆動回路部では１垂直期間に１回消灯期間を設けたＰＷＭ信号を出力しシフトレジスタに入力する。

シフトレジスタでは発光領域１のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１としては前記ＰＷＭ信号をそのまま出力し、発光領域２のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ２としてはＶＢＬ１を一定の位相だけ遅延させたＰＷＭ調光信号を出力する。以降、発光領域３のＰＷＭ調光パルスとしてはＶＢＬ２を遅延させ、発光領域４のＰＷＭ調光パルスとしてはＶＢＬ３を遅延させて出力する。バックライト部では、液晶表示部の垂直走査方向に区分された発光領域（蛍光ランプ）に別々に接続されたインバータをこのＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１〜ＶＢＬ４で以って駆動し、順次点灯および消灯させる。

この時、図１４で示されたように黒背景上に白の移動パタンを表示した場合、パタンエッジには液晶パネル透過率の過渡特性と蛍光ランプの残光成分との干渉による緑色の色つきがムラ状に表示される。発明者はここで液晶パネルの垂直周波数を大きくして書き込み走査をすれば見かけの応答速度が速くなり、前記の残光成分との干渉も減少するのではないかと考えた。

図２は垂直周波数を５０［Ｈｚ］から９０［Ｈｚ］まで１０［Ｈｚ］ごとに変化させ液晶パネル上で黒背景に白の移動パタンを画面上での移動速度が同一になるようにして表示したときに、パタンエッジにムラ状の色つきがどの程度見えるかを主観評価した結果であり、８人の被験者から得られた値を平均している。主観評価の指数としては、０：全く見えない（検知限）、１：殆ど見えない（許容限）、２：わずかに見える、３：はっきり見える、４：目立つ、の０〜４に分類して行った。主観評価の結果、垂直周波数を高くするに従い評価指数が低下し、８０［Ｈｚ］以上では被験者全員が１：殆ど見えない、としていることがわかる。

即ち、垂直周波数が８０［Ｈｚ］以下であるような映像信号が入力された場合は、垂直周波数変換回路において垂直周波数が８０［Ｈｚ］以上、特に８０Ｈｚ以上９０Ｈｚ以下、になるように同期信号変換および映像信号を補間処理し、この変換後の映像信号で以って液晶パネルに走査表示し、変換後の垂直同期信号に同期して蛍光ランプを垂直走査方向に順次点灯および消灯させる。このように制御することで、動画表示時にパタンエッジの垂直走査方向に発生していたムラ状の色つきを大きく低減することが可能となる。

このように、蛍光ランプの垂直走査方向における順次点灯／消灯と、垂直周波数変換を組み合せる事で、垂直周波数が８０〜９０Ｈｚであっても、１２０Ｈｚと同等の十分な動画表示性能を実現する事が可能となる。

本発明の実施例２に係る液晶表示装置の構成は実施例１と殆ど同じであり、異なるのはシフトレジスタの動作だけであるので、以下図３を用いて動作について説明する。実施例１で述べたように、垂直周波数変換回路は、入力映像信号から垂直周波数が目標値になるように同期信号、クロック信号を変換、映像信号の補間を行う。変換後の垂直同期信号に同期してＰＷＭ調光駆動回路部では１垂直期間に１回消灯期間を設けたＰＷＭ信号を出力しシフトレジスタに入力する。シフトレジスタでは発光領域１のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１としては前記ＰＷＭ信号をそのまま出力し、発光領域２のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ２としては、液晶表示部の垂直期間をＴ１とした時に垂直期間を発光領域の数で除算したＴ１／４だけＶＢＬ１を遅延させたＰＷＭ調光信号を出力する。以降、発光領域３のＰＷＭ調光パルスとしては同じくＴ１／４だけＶＢＬ２を遅延させ、発光領域４のＰＷＭ調光パルスとしてはＴ１／４だけＶＢＬ３を遅延させて出力する。バックライト部では、液晶表示部の垂直走査方向に区分された発光領域（蛍光ランプ）に別々に接続されたインバータをこのＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１〜ＶＢＬ４で以って駆動し、順次点灯および消灯させる。このように蛍光ランプを調光することで液晶表示部の垂直走査期間に対して発光領域をより均等に遅延させて順次点灯および消灯させることになり、動画表示時におけるエッジのムラ状の色つきを、効果的に改善することが可能となる。

図４は、本発明の実施例３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。この構成は実施例１と凡そ同じであり、異なるのは垂直周波数変換回路２ｂから垂直方向のデータイネーブルを表すＤＥ’信号を出力しＰＷＭ調光駆動回路部に入力していることだけである。以下図５を用いて動作について説明する。実施例１で述べたように、垂直周波数変換回路は、入力映像信号から垂直周波数が目標値になるように同期信号、垂直データイネーブル信号、クロック信号を変換、映像信号の補間を行う。変換後の垂直同期信号Ｖｓｙｎ’および垂直データイネーブルＤＥ’を受けてＰＷＭ調光駆動回路部では、垂直同期信号Ｖｓｙｎ’に同期して１垂直期間に１回消灯期間を設けたＰＷＭ信号を出力しシフトレジスタに入力するが、この時垂直ブランキング期間には消灯期間を設けないようにする。シフトレジスタでは発光領域１のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１としては前記ＰＷＭ信号をそのまま出力し、発光領域２のＰＷＭ調光パルスＶＢＬ２としては、液晶表示部の垂直期間から垂直ブランキング期間を除いた垂直期間をＴ２とした時にこの垂直期間を発光領域の数で除算したＴ２／４だけＶＢＬ１を遅延させたＰＷＭ調光信号を出力する。以降、発光領域３のＰＷＭ調光パルスとしては同じくＴ２／４だけＶＢＬ２を遅延させ、発光領域４のＰＷＭ調光パルスとしてはＴ２／４だけＶＢＬ３を遅延させて出力する。バックライト部では、液晶表示部の垂直走査方向に区分された発光領域（蛍光ランプ）に別々に接続されたインバータをこのＰＷＭ調光パルスＶＢＬ１〜ＶＢＬ４で以って駆動し、順次点灯および消灯させる。このように蛍光ランプを調光することで液晶表示部の垂直走査期間に対して発光領域の点灯および消灯のタイミングが完全に均等に遅延させるため、動画表示時におけるエッジのムラ状の色つきを効果的に改善することが可能となる。

本発明の実施例４に係る液晶表示装置の構成は実施例１〜実施例３と殆ど同じであり、異なるのは発光領域の大きさについて、液晶表示部の垂直走査方向に対してそれぞれの発光領域が均等な幅で構成されていることだけである。このような構成にすると、それぞれの発光領域が対応する液晶表示部の表示領域が垂直走査方向の長さにおいて均等になるため、動画表示における蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきがより減少し、全体的にムラ状の色つきが改善される。

本発明の実施例５に係る液晶表示装置の構成は実施例１〜実施例４と同じであり、異なるのは発光領域を構成する光源が直管状の蛍光ランプであり、発光領域を液晶表示部の垂直走査方向に対して均等な幅で構成されることだけである。このような構成にすると、液晶表示部の水平方向のどの位置においても同じ発光領域が対応しているため、水平方向にパタンが移動するような動画表示時において、蛍光ランプの残光成分との干渉による色つきが変動することなく一定に表示されることが可能になる。なお、光源は直管状の蛍光ランプとしたが、蛍光ランプであればＵ字型管やコ字型管など直管でなくともよい。

本発明の実施例６に係る液晶表示装置の構成は実施例５と同じであり、異なるのは蛍光ランプに塗布されている蛍光体の内、緑色蛍光体として１０分の１残光時間にして１ミリ秒以下であることだけである。このような構成にすると、液晶材料の応答速度に対して緑色蛍光体の残光時間が十分短い時間であるため、動画表示時において、蛍光ランプの緑色残光成分との干渉による色つきは減少し、全体的にムラ状の色つきが改善される。

本発明の実施例７に係る液晶表示装置の構成は実施例１〜実施例４と殆ど同じであり、異なるのは発光領域を構成する光源がＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）であることぐらいである。このような構成にすると、ＬＥＤ素子の残光成分は一般的に液晶材料の応答速度に対して十分短く１ｍｓ以下になるため、動画表示時において、前述の蛍光ランプで発生していたような干渉が発生することがなく、干渉による色つきおよびムラ状の色つきが発生することはない。極めて品位の高い動画表示が可能となる。

なお、本実施例ではバックライト部を構成する発光領域を４分割していたが、Ｎ分割（Ｎ＝２，３，・・・）するものであれば４分割でなくともよい。

本発明の液晶表示装置は、このような実施形態をとることで、バックライトを順次点灯し、かつ動画表示時に表示内容のエッジに発生していたムラ状のエッジブルアを低減することができるため、液晶表示装置の動画表示性能を向上させつつ、弊害を抑えることが可能となる。動画像表示が想定される液晶テレビなどの機器に有用である。

実施例１の液晶表示装置の構成を示す図 垂直周波数に対するパタンエッジの色つきの主観評価を示す図 実施例２の液晶表示装置の動作を説明する図 実施例３の液晶表示装置の構成を示す図 実施例３の液晶表示装置の動作を説明する図 インパルス型表示装置の原理を説明する図 ホールド型表示装置の原理を説明する図 擬似インパルス駆動について説明する図 ＰＷＭ調光と液晶表示との干渉による色つきについて説明する図 蛍光ランプの蛍光体残光について説明する図 従来の液晶表示装置の構成を示すブロック図 従来の液晶表示装置の動作を説明する図 ＭＰＲＴについて説明する図 従来の液晶表示装置の課題について説明する図 垂直周波数に対するＭＰＲＴの実験結果を示す図

符号の説明

１ 液晶モジュール
１ａ 液晶パネル
１ｂ ソースドライバ
１ｃ ゲートドライバ
１ｄ パネルコントロール回路
２ａ 映像信号処理回路
２ｂ 垂直周波数変換回路
３ バックライト部
３ａ 発光領域１〜４
３ｂ 蛍光ランプ
３ｃ インバータ
４ ＰＷＭ調光駆動回路部
４ａ ＰＷＭパルス光発生回路
４ｂ シフトレジスタ

Claims (7)

1. 入力映像信号に基づいて垂直周波数変換を行う信号処理回路と
   垂直走査方向に対してＮ個に区分された発光領域を有する液晶表示部と、
   前記発光領域をＰＷＭ調光制御する点灯回路と、
   を有する液晶表示装置であって、
   前記信号処理回路は入力映像信号に
   基づいて垂直周波数（ｆｖ）が９０≧ｆＶ≧８０［Ｈｚ］となるように映像信号処理および同期信号変換を行い、
   前記点灯回路は複数の前記発光領域を前記同期信号変換後の垂直同期信号に同期して順次点灯および消灯させることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記液晶表示部の垂直期間をＴ１として、
   前記垂直同期信号に同期して、前記Ｎ個の発光領域をそれぞれ前記垂直走査方向順にＴ１／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて点灯および消灯させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記液晶表示部の垂直ブランキング期間を含まない垂直走査期間をＴ２として、
   前記垂直同期信号に同期して、前記Ｎ個の発光領域をそれぞれ前記垂直走査方向順にＴ２／Ｎ期間ずつ位相を遅らせて点灯および消灯させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記Ｎ個の発光領域が液晶表示部の垂直走査方向に対して均等な幅で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の発光領域が赤色、緑色、青色発光蛍光体膜をガラス管内壁に塗布された蛍光ランプで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 前記蛍光ランプにおいて、緑色発光蛍光体の１０分の１残光時間が１ミリ秒以下である蛍光ランプを使用することを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 前記複数の発光領域がＬＥＤ発光素子で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液晶表示装置。

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