JP2007193124A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】色ムラによる表示品質の低下を防止する。
【解決手段】液晶表示装置は、複数行の液晶画素が映像信号に対応した階調表示および映像信号に対応しない非階調表示をそれぞれ行うために先頭行から最終行に向って順次駆動される表示パネルＤＰと、複数行の液晶画素を所望行数ずつ区分した複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６をそれぞれ照明するように配置され各々対応表示領域内の階調表示および非階調表示に同期して点滅する複数のバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６を有するバックライトＢＬとを備え、さらに先頭行およびその周辺行の液晶画素を透過する光、並びに最終行およびその周辺行の液晶画素を透過する光を色補正する色補正フィルタを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば１フレーム期間毎に映像信号に対応した階調表示および映像信号に対応しない黒または特定の中間調となる非階調表示を表示パネルに行わせ、これら階調表示および非階調表示にそれぞれ対応してバックライトを点滅させる液晶表示装置に関する。

液晶表示装置に代表される平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等において画像を表示するために広く利用されている。一般に液晶表示パネル、この液晶表示パネルを照明するバックライト、並びにこれら表示パネルおよびバックライトを制御する表示制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極およびこれら画素電極を覆う配向膜を含み、対向基板は複数の画素電極に対向するように配置される共通電極およびこの共通電極を覆う配向膜を含む。各画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部と共に液晶画素を構成する。
液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、液晶分子が良好な応答性を示すＯＣＢモードの液晶表示パネルを用いることが検討されている（特許文献１を参照）。この液晶表示パネルでは、アレイ基板側の配向膜および対向基板側の配向膜が互いに平行にラビングされ、液晶分子を電源投入前においてほとんど寝ているスプレイ配向させる。これら液晶分子は、電源投入に伴う初期化処理で液晶層に生成される比較的強い電界によりスプレイ配向から表示動作可能なベンド配向に転移される。

従来、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム期間の一部で大きな液晶駆動電圧を液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この液晶駆動電圧が黒表示の電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
特開２００２−２０２４９１号公報

ところで、コントラストおよび消費電力を改善するためにバックライトのブリンキング駆動を液晶表示パネルの黒挿入駆動と併用することが考えられる。例えば各々単一の冷陰極管等からなる複数のバックライト光源を用いてバックライトを構成し、表示画面となる複数の液晶画素を所望行数ずつ区分して得られる複数の表示領域をこれらバックライト光源でそれぞれ照明する場合には、これらバックライト光源が例えば１フレーム期間毎に全行の液晶画素に対して順次行われる黒挿入駆動に同期して点滅されることになる。ブリンキング駆動は黒挿入駆動に完全に同期して行われることが理想的であるが、画素行数分のバックライト光源を液晶画素の行ピッチで並べることは現実問題として困難である。このため、数個のバックライト光源で同数の表示領域を照明することが妥当である。

しかしながら、ブリンキング駆動において、例えば第１〜第６バックライト光源をそれぞれ第１〜第６表示領域の黒挿入駆動に同期させて点滅させても、各バックライト光源の点灯開始タイミングを対応表示領域を構成する所望行数の液晶画素の階調表示開始タイミングに全て一致させることはできない。例えば第１バックライト光源の点灯開始タイミングを第１表示領域において中央行の液晶画素の階調表示開始タイミングに一致させた場合、中央行に対して上側の液晶画素の階調表示開始タイミングが第１バックライト光源の点灯開始タイミングよりも早くなり、中央行に対して下側の液晶画素の階調表示開始タイミングが第１バックライト光源の点灯開始タイミングよりも遅くなる。このため、各バックライト光源の点灯期間と対応表示領域を構成する所望行数の液晶画素の階調表示期間との重なりに違いが生じる結果となる。

また、複数の液晶画素は表示パネル内に配置されるカラーフィルタにより例えば赤画素、緑画素、青画素に設定されるが、各液晶画素の応答特性は表示色毎に最適化される画素電極および共通電極間の液晶セル厚および液晶印加電圧に依存し、さらにバックライト光源の応答特性がこのバックライト光源として用いられる冷陰極管の蛍光体に依存する。

このような理由により、色ムラが液晶表示パネルの画面において発生して表示品質を低下させるおそれがあった。

本発明の目的は、色ムラによる表示品質の低下を防止することができる液晶表示装置を提供することにある。

本発明によれば、複数行の液晶画素が映像信号に対応した階調表示および映像信号に対応しない非階調表示をそれぞれ行うために先頭行から最終行に向って順次駆動される表示パネルと、複数行の液晶画素を所望行数ずつ区分した複数の表示領域をそれぞれ照明するように配置され各々対応表示領域内の階調表示および非階調表示に同期して点滅する複数のバックライト光源を有するバックライトと、先頭行およびその周辺行の液晶画素を透過する光、並びに最終行およびその周辺行の液晶画素を透過する光を色補正する色補正フィルタとを備える液晶表示装置が提供される。

この液晶表示装置では、色補正フィルタが先頭行およびその周辺行の液晶画素を透過する光、並びに最終行およびその周辺行の液晶画素を透過する光を色補正する。この色補正により、表示色に基く液晶セル厚や液晶駆動電圧等の設定により複数の表示領域の境界付近に生じる色付きを相殺させても先頭行側および最終行側の液晶画素に残るような色付きをキャンセルできる。ここで、色付きは液晶画素の透過光が本来の設定色からシフトして色ムラとして観察される状態のことであるが、上述の構成により表示パネルの画面において色付きを残さない色補正が可能であるため、色ムラによる表示品質の低下を防止することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。

図１はこの液晶表示装置の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置は液晶表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する表示制御回路ＣＮＴを備える。液晶表示パネルＤＰは一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３は、液晶分子が例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレイ配向からベンド配向に転移される液晶材料を含む。表示制御回路ＣＮＴは電源投入時に所定の初期化処理を行い、この初期化処理でアレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧に対応した比較的強い電界によって液晶分子をスプレイ配向からベンド配向へ転移させる。この初期化後、表示制御回路ＣＮＴは表示パネルＤＰの透過率を設定するように液晶駆動電圧を制御する。ベンド配向からスプレイ配向への逆転移は黒表示用である液晶駆動電圧を周期的に液晶層に印加することにより阻止される。

図２は液晶表示パネルＤＰの断面構造を詳細に示す。アレイ基板１は、ガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成される複数の画素電極ＰＥ、およびこれら画素電極ＰＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。対向基板２はガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成されるカラーフィルタ層ＣＦ、このカラーフィルタ層ＣＦ上に形成される共通電極ＣＥ、およびこの共通電極ＣＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。液晶層３は対向基板２とアレイ基板１の間隙に液晶を充填することにより得られる。カラーフィルタ層ＣＦは赤画素用の赤着色層、緑画素用の緑着色層、青画素用の青着色層、およびブラックマトリクス用の黒着色（遮光）層を含む。図２では、液晶分子がスプレイ配向した状態にある。赤着色層、緑着色層、および青着色層の厚さは、液晶セル厚（＝画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間のセルギャップ）を表示色毎に最適化して所望の光学特性を得るようにそれぞれ独立に設定される。また、表示パネルＤＰはアレイ基板１および対向基板２の外側に配置される一対の位相差板ＲＴ、これら位相差板ＲＴの外側に配置される一対の偏光板ＰＬ、アレイ基板１側の偏光板ＰＬの外側に配置される光拡散制御層ＤＦ、および光拡散制御層ＤＦの外側に配置される光源用のバックライトＢＬを備える。アレイ基板１側の配向膜ＡＬおよび対向基板２側の配向膜ＡＬは互いに平行にラビング処理される。これにより、液晶分子のプレチルト角が約１０°に設定される。

アレイ基板１では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板ＧＬ上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Ｗが配置される。各画素スイッチング素子Ｗは例えばゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ＡＬで覆われ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。

複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有する。複数の補助容量線Ｃ１〜Ｃｍは各々対応行の液晶画素ＰＸの画素電極ＰＥに容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。補助容量Ｃｓは画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。

表示制御回路ＣＮＴは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動するゲートドライバＹＤ、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力するソースドライバＸＤ、バックライトＢＬを駆動するバックライト駆動部ＬＤ、表示パネルＤＰの駆動用電圧を発生する駆動用電圧発生回路４、およびゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤおよびバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御するコントローラ回路５を備える。

駆動用電圧発生回路４は、ゲートドライバＹＤを介して補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６、ソースドライバＸＤによって用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する階調基準電圧発生回路７、および対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生するコモン電圧発生回路８を含む。コントローラ回路５は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてゲートドライバＹＤに対する制御信号ＣＴＹを発生する垂直タイミング制御回路１１、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてソースドライバＸＤに対する制御信号ＣＴＸを発生する水平タイミング制御回路１２、複数の画素ＰＸに対して外部信号源ＳＳから入力される画像データについて例えば黒挿入２倍速変換を行う画像データ変換回路１３、および垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＸに基づいてバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御するインバータ制御回路１４を含む。画像データは複数の液晶画素ＰＸに対する複数の画素データＤＩからなり、１フレーム期間（垂直走査期間Ｖ）毎に更新される。制御信号ＣＴＹはゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３から変換結果として得られる画素データＤＯと共にソースドライバＸＤに供給される。制御信号ＣＴＹは上述のように順次複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを駆動する動作をゲートドライバＹＤに行わせるために用いられ、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３の変換結果として１行分の液晶画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＯを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する動作をソースドライバＸＤに行わせるために用いられる。

ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤは複数のゲート線Ｙおよび複数のソース線Ｘをそれぞれ選択するために例えばシフトレジスタ回路を用いて構成される。この場合、制御信号ＣＴＹは、階調表示開始タイミングを制御する第１スタート信号（階調表示開始信号）ＳＴＨＡ、黒挿入開始タイミングを制御する第２スタート信号（黒挿入開始信号）ＳＴＨＢ、シフトレジスタ回路においてこれらスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢをシフトさせるクロック信号、およびスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢの保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって所定数ずつ順次または一緒に選択されるゲート線Ｙ１〜Ｙｍへの駆動信号の出力を制御する出力イネーブル信号等を含む。他方、制御信号ＣＴＸは１行分の画素データの取込開始タイミングを制御するスタート信号、シフトレジスタ回路においてこのスタート信号をシフトさせるクロック信号、スタート信号の保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって１本ずつ選択されるソース線Ｘ１〜Ｘｎに対してそれぞれ取り込まれる１行分の画素データＤＯの並列出力タイミングを制御するロード信号、および画素データに対応する画素電圧Ｖｓの信号極性を制御する極性信号等を含む。

ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間において複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを黒挿入用および階調表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。画像データ変換回路１３が黒挿入２倍速変換を行う場合、１行分の入力画素データＤＩが１Ｈ毎に出力画素データＤＯとなる１行分の黒挿入用固定画素データＢおよび１行分の階調表示用可変画素データＳに変換される。階調表示用可変画素データＳは画素データＤＩと同じ階調値であり、黒挿入用固定画素データＢは黒表示あるいは黒表示に近い特定中間調表示の階調値である。１行分の黒挿入用固定画素データＢおよび１行分の階調表示用可変画素データＳの各々はそれぞれＨ／２期間において画像データ変換回路１３から直列に出力される。ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＢ，Ｓをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。２倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合には、例えばライン反転駆動およびフレーム反転駆動（１Ｈ１Ｖ反転駆動）を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。また、補償電圧Ｖeは１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに対応した補助容量線ＣにゲートドライバＹＤを介して印加され、これらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償するために用いられる。

ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に対応した補助容量線Ｃ１に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。

例えば２倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について液晶表示装置の動作を示す。ここでは、第１スタート信号ＳＴＨＡおよび第２スタート信号ＳＴＨＢがいずれもＨ／２期間分のパルス幅でゲートドライバＹＤに入力されるパルスである。第１スタート信号ＳＴＨＡが最初に入力され、第２スタート信号ＳＴＨＢが黒挿入率に従って第１スタート信号ＳＴＨＡよりも遅れて入力される。黒挿入率は階調表示用である可変画素電圧の保持期間（すなわち、階調表示期間）に対する黒挿入用である固定画素電圧の保持期間（すなわち、黒挿入期間または非階調表示期間）の比率であるが、ここでは１フレーム期間（１Ｖ：垂直走査期間）における黒挿入期間の割合とする。

ゲートドライバＹＤは第１スタート信号ＳＴＨＡをシフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ選択し、１Ｈ期間の後半でゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバＸＤは階調表示用可変画素データＳ，Ｓ，Ｓ，…の各々を対応１Ｈ期間の後半において画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓは、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間の後半で駆動される間に１行目，２行目，３行目，４行目…の液晶画素ＰＸに供給される。

また、ゲートドライバＹＤは第２スタート信号ＳＴＨＢをシフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ選択し、１Ｈ期間の前半でゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバＸＤは黒挿入用固定画素データＢ，Ｂ，Ｂ，…の各々を対応１Ｈ期間の前半において画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓはゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間の前半で駆動される間に１行目，２行目，３行目，…の液晶画素ＰＸに供給される。

図３は図１に示すバックライトＢＬおよび表示パネルＤＰの関係を示す。図３に示す表示画面ＤＳはマトリクス状に配置された複数の液晶画素ＰＸにより構成されている。バックライトＢＬは表示パネルＤＰの背面において複数の液晶画素ＰＸの行に平行に並べられる例えば６個のバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６を有する。具体的には、これらバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６は画面ＤＳの上端から下端に向って複数の液晶画素ＰＸを所望行数ずつ区分した表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６をそれぞれ照明するように配置されている。バックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の各々は対応表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６において中央行の液晶画素ＰＸに対向する基準位置に中心軸を設定した１本の冷陰極管で構成される。ちなみに、バックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の各々を複数本の冷陰極管で構成することも可能である。

表示パネルＤＰでは、第１行（先頭行）から第ｍ行（最終行）までの液晶画素ＰＸが図４に示す垂直走査方向において階調表示用および黒挿入用に順次駆動される。黒挿入駆動の黒挿入率が例えば５０％であれば、表示パネルＤＰの画面において表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６うちの３個が階調表示を行い、残りの３個が非階調表示（黒挿入）を行うことになる。階調表示が例えば表示領域ＤＡ１,ＤＡ２，ＤＡ３で行われるときには、非階調表示（黒挿入）が残りの表示領域ＤＡ４,ＤＡ５，ＤＡ６で行われる。続いて、階調表示が表示領域ＤＡ２,ＤＡ３，ＤＡ４で行われるときには、非階調表示（黒挿入）が残りの表示領域ＤＡ５，ＤＡ６，ＤＡ１で行われる。さらにこれに続いて、階調表示が表示領域ＤＡ３，ＤＡ４，ＤＡ５で行われるときには、非階調表示（黒挿入）が残りの表示領域ＤＡ６，ＤＡ１，ＤＡ２で行われる。

インバータ制御回路１４は上述のような表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６内の階調表示および非階調表示に同期してバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６を順次点滅させるようにバックライト駆動部ＬＤを制御する。すなわち、バックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６内の階調表示期間にそれぞれ点灯（ＯＮ）し、これら表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６内の黒挿入期間に消灯（ＯＦＦ）する。ここで、表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６内の階調表示期間および黒挿入期間は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６における中央行の液晶画素ＰＸの階調表示期間および黒挿入期間である。

図５は、図３に示すＶ−Ｖ線に沿った液晶表示パネルＤＰの照明光学系の断面構造を示す。図５に示すように、光拡散制御層ＤＦは全体として表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬの間に挟持されており、バックライトＢＬ上に配置される拡散板２１、この拡散板２１上に配置されるレンズシート２２、およびレンズシート２２上に配置される偏光変換シート２３を含む。偏光変換シート２３は液晶表示パネルＤＰのアレイ基板１側の偏光板ＰＬに貼り付けられる。バックライトＢＬでは、反射板２４がバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６から後方および側方に放出される光を表示パネルＤＰ側に反射するためにバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の周囲に配置される。反射板２４上には、色補正フィルタＣＣＦが先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光、並びに最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光を色補正するために配置される。色補正フィルタＣＣＦは先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸに対して設けられる着色層２５および最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸに対して設けられる着色層２６を含む。先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸは図６に示す表示領域ＤＡ１の上側部分に相当し、最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸは図６に示す表示領域ＤＡ６の下側部分に相当する。表示領域ＤＡ１の上側部分が赤み付き、表示領域ＤＡ６の下側部分が青み付く場合には、着色層２５が赤を吸収するシアン系に着色され、着色層２６が青を吸収する黄色に着色される。また、着色層２５および着色層２６はそれぞれ先頭行および最終行から離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性を有することが色ムラを目立たせないために好ましい。これにより、着色層２５および着色層２６は表示領域ＤＡ１の上側部分の色付きおよび表示領域ＤＡ６の下側部分の色付きをキャンセルする。

本実施形態では、色補正フィルタＣＣＦが先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光、並びに最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光を色補正する。バックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の各々の点灯期間と複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６のうちの対応表示領域を構成する所望行数の液晶画素の階調表示期間との重なり等に違いがあると、複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の境界付近に色付きが生じ易い。上述の色補正フィルタＣＣＦは、表示色に基く液晶セル厚や液晶駆動電圧等の設定により２隣接表示領域間の境界付近の色付きを相殺しても、先頭行側の液晶画素（表示領域ＤＡ１の上側部分）および最終行側の液晶画素（表示領域ＤＡ６の下側部分）に残ってしまう色付きを効果的にキャンセルできる。すなわち、表示パネルＤＰの画面において色付きを残さない色補正が可能であるため、色ムラによる表示品質の低下を防止することができる。

実際に、色補正フィルタＣＣＦを設けずに白１％表示を行った場合、面内の色分布の色差（Δu'v'）が０．０３になっていたが、色補正フィルタＣＣＦを設けることにより０．０１という値に大きく改善できた。

尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。

図７は図５に示す色補正フィルタＣＣＦの第１変形例を示す。この変形例では、色補正フィルタＣＣＦが先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図６に示す表示領域ＤＡ１の上側部分）に対して設けられる着色層２７および最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図６に示す表示領域ＤＡ６の下側部分）に対して設けられる着色層２８を含む。ここでは、着色層２７が拡散板２４に接してバックライト光源ＬＰ１の前方に配置され、着色層２８が拡散板２１に接してバックライト光源ＬＰ６の前方に配置されている。着色層２７はバックライト光源ＬＰ１から直接的あるいは反射板２４でさらに反射されて表示パネルＤＰの表示領域ＤＡ１に向う光をフィルタし、着色層２８はバックライト光源ＬＰ６から直接的あるいは反射板２４でさらに反射されて表示パネルＤＰの表示領域ＤＡ６に向う光をフィルタする。表示領域ＤＡ１の上側部分が赤み付き、表示領域ＤＡ６の下側部分が青み付く場合には、上述の実施形態と同様に着色層２７が赤を吸収するシアン系に着色され、着色層２８が青を吸収する黄色に着色される。また、着色層２７および着色層２８はそれぞれ先頭行および最終行から離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性を有することが色ムラを目立たせないために好ましい。これにより、着色層２７および着色層２８は表示領域ＤＡ１の上側部分の色付きおよび表示領域ＤＡ６の下側部分の色付きをキャンセルする。

図８は図５に示す色補正フィルタＣＣＦの第２変形例を示す。この変形例では、色補正フィルタＣＣＦが先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図６に示す表示領域ＤＡ１の上側部分）に対して設けられる着色層２９および最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図６に示す表示領域ＤＡ６の下側部分）に対して設けられる着色層３０を含む。ここでは、着色層２９がバックライト光源ＬＰ１の前方において偏光変換フィルム２３およびアレイ基板１側の偏光板ＰＬ間に配置され、着色層３０がバックライト光源ＬＰ６の前方において偏光変換フィルム２３およびアレイ基板１側の偏光板ＰＬ間に配置されている。着色層２９はバックライト光源ＬＰ１から直接的あるいは反射板２４でさらに反射されて表示パネルＤＰの表示領域ＤＡ１に向う光をフィルタし、着色層３０はバックライト光源ＬＰ６から直接的あるいは反射板２４でさらに反射されて表示パネルＤＰの表示領域ＤＡ６に向う光をフィルタする。表示領域ＤＡ１の上側部分が赤み付き、表示領域ＤＡ６の下側部分が青み付く場合には、上述の実施形態と同様に着色層２９が赤を吸収するシアン系に着色され、着色層３０が青を吸収する黄色に着色される。また、着色層２９および着色層３０はそれぞれ先頭行および最終行から離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性を有することが色ムラを目立たせないために好ましい。これにより、着色層２９および着色層３０は表示領域ＤＡ１の上側部分の色付きおよび表示領域ＤＡ６の下側部分の色付きをキャンセルする。

図９は図５に示す色補正フィルタＣＣＦの第３変形例を示す。この変形例では、色補正フィルタＣＣＦが先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光、最終行およびその周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光、並びに複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の境界に隣接する周辺行の液晶画素ＰＸを透過する光をそれぞれ色補正するように構成される。具体的には、色補正フィルタＣＣＦが６個の着色層３１および６個の着色層３１を含む。これら着色層３１および着色層３２は拡散板２４に接してバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の前方に配置される。各着色層３１は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６のうちの対応する１つを構成する所望行数の液晶画素ＰＸに限定した範囲で先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図１０に示す表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の上側部分）に対して設けられる。また、着色層３２は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６のうちの対応する１つを構成する所望行数の液晶画素ＰＸに限定した範囲で先頭行およびその周辺行の液晶画素ＰＸ（図１０に示す表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の下側部分）に対して設けられる。表示領域ＤＡ１の上側部分用の着色層３１は図７に示す着色層２７と実質的に機能し、表示領域ＤＡ６の下側部分用の着色層３２は図７に示す着色層２８と実質的に同様に機能する。残りの着色層３１および着色層３２は表示領域ＤＡ１およびＤＡ２，ＤＡ２およびＤＡ３，ＤＡ３およびＤＡ４，ＤＡ５およびＤＡ６のそれぞれの境界に隣接する周辺行の液晶画素用であり、これら境界で互いに接している。これら着色層３１および着色層３２はバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６から直接的あるいは反射板２４でさらに反射されて表示パネルＤＰの表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６に向う光をそれぞれフィルタする。

上述のようにバックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６の各々の点灯期間と複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６のうちの対応表示領域を構成する所望行数の液晶画素の階調表示期間との重なり等に違いがあると、複数の表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の境界付近に色付きが生じ易い。２隣接表示領域間の境界付近の色付きが表示色に基く液晶セル厚や液晶駆動電圧等の設定により相殺されない場合には、この色付きについても本変形例のような構成により対処する必要がある。

表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の上側部分が赤み付き、表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の下側部分が青み付く場合には、上述の実施形態と同様に全ての着色層３１が赤を吸収するシアン系に着色され、全ての着色層３２が青を吸収する黄色に着色される。また、各着色層３１および各着色層３２は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６のうちの対応する１つを構成する所望行数の液晶画素ＰＸに限定した範囲でそれぞれ先頭行および最終行から離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性を有することが色ムラを目立たせないために好ましい。これにより、着色層３１および着色層３２は表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の上側部分の色付きおよび表示領域ＤＡ１〜ＤＡ６の下側部分の色付きをキャンセルする。

上述の実施形態では、ＯＣＢモードの液晶表示パネルＤＰが用いられたが、本発明は階調表示および非階調表示を周期的に行うＴＮモード，ＩＰＳモード，ＭＶＡモード等の液晶表示パネルにも適用できる。

また、上述の実施形態では、図５に示す反射板２４が色補正フィルタＣＣＦの支持部材となっているが、この他に拡散板２１、レンズシート２２、偏光変換シート２３、液晶パネルＤＰのガラス基板ＧＬ、偏光板ＰＬ、位相差板ＲＴを色補正フィルタＣＣＦの支持部材としてもよい。ちなみに、色補正フィルタＣＣＦを拡散板２１のバックライトＢＬ側表面上に配置した構成は、色補正フィルタＣＣＦの境界を目立たなくできることから最も好ましい。

さらに上述の実施形態では、バックライト光源ＬＰ１〜ＬＰ６が冷陰極管で構成されたが、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成されてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。 図１に示す液晶表示パネルの断面構造を示す図である。 図１に示すバックライトおよび液晶表示パネルの関係を示す図である。 図１に示す液晶表示装置において黒挿入率＝５０％で行われる黒挿入駆動に対するバックライト光源の点滅タイミングを示す図である。 図３に示すＶ−Ｖ線に沿った液晶表示パネルおよびバックライトの断面構造を示す図である。 図５に示す色補正フィルタによってキャンセルされる色付きの発生場所を示す図である。 図５に示す色補正フィルタの第１変形例を示す断面図である。 図５に示す色補正フィルタの第２変形例を示す断面図である。 図５に示す色補正フィルタの第３変形例を示す断面図である。 図９に示す色補正フィルタによってキャンセルされる色付きの発生場所を示す図である。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、２１…拡散板、２２…レンズシート、２３…偏光変換シート、２４…反射板、２５〜３２…着色層、ＢＬ…バックライト、ＬＰ１〜ＬＰ６…バックライト光源、ＣＣＦ…色補正フィルタ、ＤＡ１〜ＤＡ６…表示領域、ＤＦ…光拡散制御層、ＤＰ…液晶表示パネル、ＬＤ…バックライト駆動部、ＰＸ…液晶画素、ＰＬ…偏光板、ＹＤ…ゲートドライバ、ＸＤ…ソースドライバ。

Claims (8)

1. 複数行の液晶画素が映像信号に対応した階調表示および映像信号に対応しない非階調表示をそれぞれ行うために先頭行から最終行に向って順次駆動される表示パネルと、前記複数行の液晶画素を所望行数ずつ区分した複数の表示領域をそれぞれ照明するように配置され各々対応表示領域内の階調表示および非階調表示に同期して点滅する複数のバックライト光源を有するバックライトと、前記先頭行およびその周辺行の液晶画素を透過する光、並びに前記最終行およびその周辺行の液晶画素を透過する光を色補正する色補正フィルタとを備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記色補正フィルタは前記先頭行およびその周辺行の液晶画素に対して設けられる第１着色層、並びに前記最終行およびその周辺行の液晶画素に対して設けられる第２着色層を含み、前記第１および第２着色層は前記先頭行および前記最終行からそれぞれ離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性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. 前記色補正フィルタはさらに前記複数の表示領域の境界に隣接する周辺行の液晶画素を透過する光をそれぞれ色補正するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. 前記色補正フィルタは２つの隣接表示領域の一方において前記境界に隣接する周辺行の液晶画素に対して設けられる第３着色層および前記２つの隣接表示領域の他方において前記境界に隣接する周辺行の液晶画素に対して設けられる第４着色層を含み、前記第３着色部および第４着色部はそれぞれ前記境界から離れるほど薄くなるグラデーションの分光透過特性を有することを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記色補正フィルタは前記バックライト側において前記表示パネル上に配置されることを特徴とする請求項１または３に記載の液晶表示装置。
6. 前記色補正フィルタは前記バックライトの後方もしくは側方に放出される光を反射する反射板上に配置されることを特徴とする請求項１または３に記載の液晶表示装置。
7. 前記色補正フィルタは前記バックライトと前記表示パネルとの間に設けられる拡散板、レンズシート、および偏光変換シートのいずれかの上に配置されることを特徴とする請求項１または３に記載の液晶表示装置。
8. 前記液晶画素はＯＣＢモードの液晶画素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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