JP2008076784A

JP2008076784A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008076784A
Application number: JP2006256593A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Tsunoda; 行広角田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】パーシャル駆動での低消費電力効果が大きい液晶表示装置を提供する。
【解決手段】複数の画素を有する液晶パネル１と、液晶パネル１を表示部と非表示部とに分割し駆動する駆動回路（ゲートドライバ２及びソースドライバ３）と、液晶パネル１を照明する照明装置（導光体６及び光源７Ａ〜７Ｃ等）とを備え、前記照明装置が、液晶パネル１の表示部に対応する照明領域の光強度と液晶パネル１の非表示部に対応する照明領域の光強度とを独立して調整することを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に液晶パネルを表示部と非表示部とに分割し駆動するいわゆるパーシャル駆動が可能な液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、薄型、低消費電力、高精細を実現できるという優れた特性を有するため、携帯電話、ＰＤＡ、携帯音楽プレイヤーをはじめとする携帯型の電子機器への普及が顕著である。また、近年の地上波デジタル放送の普及に伴い、外出先でもＴＶ視聴が可能な携帯型の電子機器が要望されており、携帯電話などでは、一部実用化もなされている。

このような状況において、携帯型の電子機器の低消費電力化に対する要望が従来に増して強くなっている。本要望に対しては、例えば、画面情報の一部のみが書き換わるような画面（待ち受け画面）では、液晶パネルの走査線を全数走査するのではなく、表示させたい領域だけ走査信号線を走査し、その他表示しない領域は、走査を休止させると共に、これらに直交するデータ信号線にも、表示させたい領域のみに所望の電圧を印加し、その他の表示しない領域のデータ信号線には電圧を印加せず、表示画面の一部のみを駆動するパーシャル駆動技術が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）。

特許文献１では、単純マトリックス型液晶表示装置において、各画面領域毎にそれぞれ対応して設けられる表示駆動回路と、隣接して配置される画面領域に対応して設けられる表示駆動回路とを制御して全体表示モードと部分表示モードを切り換え、部分的な画面領域を用いる部分表示モードでも、隣接する画面領域間にわたって連続する部分的な画面領域を用いる事で、全体表示モードに戻したときに隣接する画像領域の境界にチャージムラを発生させないパーシャル駆動が記載されている。また、特許文献２では、アクティブマトリクス型表示素子において、画素のリフレッシュレートを２つ設け、複数の領域に対して、いずれかのリフレッシュレートでデータを書き込む事で、ライン欠陥などを防止したパーシャル駆動が提案されている。
特開２００１−３５６７４４号公報特開２００３−２４８４６８号公報特開２００２−９９２５０号公報

従来のパーシャル駆動は、液晶パネル自体の低消費電力化に関しては有効であるが、液晶表示装置全体の消費電力のうち、照明装置の消費電力が占める割合が圧倒的に大きく、特に、外光下でＴＶ視聴に用いられるような携帯型の電子機器では、液晶表示装置の輝度をより明るくして使用する必要があるため、照明装置の消費電力が液晶表示装置全体の消費電力に占める割合がより一層大きくなり、パーシャル駆動での低消費電力効果が薄れるという課題を有していた。なお、特許文献３には照明装置の輝度制御に関する技術が開示されているが、当該技術はダイナミックレンジの拡大を目的とするものであり、パーシャル駆動とは何ら関連のないものであった。

本発明は、上記の課題に鑑み、パーシャル駆動での低消費電力効果が大きい液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルを表示部と非表示部とに分割し駆動する駆動回路と、前記液晶パネルを照明する照明装置とを備え、前記照明装置が、前記液晶パネルの表示部に対応する照明領域の光強度と前記液晶パネルの非表示部に対応する照明領域の光強度とを独立して調整する構成とする。

このような構成によると、パーシャル駆動が行われているときに、非表示部に対応する照明領域の光強度を表示部に対応する照明領域の光強度より小さくすることによって、液晶パネル全面が照明装置により常に均一な照度で照らされている従来の液晶表示装置に比べて、低消費電力化を図ることができる。これにより、パーシャル駆動での低消費電力効果が大きくなる。

上記構成の液晶表示装置において、サイドライト型表示装置を用いる場合は、前記照明装置が、少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を導光する導光体とを有し、前記光源の光出射方向が前記液晶パネルの表示部と非表示部との分割線に平行になるように前記光源が配置されるようにすればよい。一方、上記構成の液晶表示装置において、直下型表示装置を用いる場合は、前記照明装置が、複数の光源が直線状に並んだ光源列を少なくとも２つ有し、前記複数の光源が直線状に並んでいる方向が前記液晶パネルの表示部と非表示部との分割線に平行になるように前記光源列が配置されるようにすればよい。

また、上記いずれかの構成の液晶表示装置において、前記光源を発光ダイオードとして、小型化を図っても良い。

また、上記いずれかの構成の液晶表示装置において、前記液晶パネルは、非表示の状態では黒状態となるとともに、前記照明装置は、前記液晶パネルの非表示部に対応する照明領域を非照明状態とするようにしても良い。これにより、パーシャル駆動での低消費電力効果がより一層大きくなる。

本発明に係る液晶表示装置によると、パーシャル駆動が行われているときに、非表示部に対応する照明領域の光強度を表示部に対応する照明領域の光強度より小さくすることによって、液晶パネル全面が照明装置により常に均一な照度で照らされている従来の液晶表示装置に比べて、低消費電力化を図ることができるので、パーシャル駆動での低消費電力効果が大きい。

本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。本発明に係る液晶表示装置の概略構成例を図１Ａ及び図１Ｂに示す。図１Ａ及び図１Ｂに示す液晶表示装置１００は、例えば３２０×２４０ドットのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有するアクティブマトリクス方式の液晶表示装置であって、表示部である液晶パネル１と、ゲートドライバ２と、ソースドライバ３と、液晶パネル制御回路４と、光源制御回路５と、導光体６と、光源７Ａ〜７Ｃとを備えている。

液晶パネル１は、画像データに基づいて液晶における光の透過状態が変調される複数の液晶表示素子（画素）を有しており（図示せず）、その液晶表示素子には、例えばツイストネマティック液晶が封入されている。なお、本実施形態では、液晶パネル１の上下に形成される偏光板（図示せず）を液晶パネル１に電圧が印加されない状態で黒（ノーマリブラック）となるように各偏光板の透過軸を揃えて配置している。

ゲートドライバ２は液晶パネル１内の走査線（図示せず）を駆動し、ソースドライバ３は液晶パネル１内の信号線（図示せず）を駆動する。なお、液晶パネル１、ゲートドライバ２、及びソースドライバ３はモノリシックに形成されていてもよく、各々別個に形成されていてもよい。

液晶パネル制御回路４は、映像信号を入力し、その映像信号に応じた制御信号をゲートドライバ２及びソースドライバ３に供給する。これにより、液晶パネル１の各画素には、対応する走査線に走査パルスが印加されるタイミングで、対応する信号線に映像信号の信号電圧が印加され、液晶パネル１に画像が表示される。

液晶表示装置１００は、導光体６及び光源７Ａ〜７Ｃ等によって構成されるサイドライト型照明装置をバックライトとして用いている。なお、サイドライト型照明装置の詳細については後述する。本実施形態では、光源７Ａ〜７Ｃに白色ＬＥＤを用い、光源７Ａ〜７Ｃの光出射方向が液晶パネル１の走査線の方向に平行になるように光源７Ａ〜７Ｃを配置した。

また、光源制御回路５は、走査パルスが印加されている走査線の位置情報（以下、走査位置情報という）を液晶パネル制御回路４から受け取り、この走査位置情報に応じて光源７Ａ〜７Ｃの点灯制御を行う。上述のように本実施形態では白色ＬＥＤを３灯用いているため、３２０×２４０ドットであれば、１個のＬＥＤは８０本の走査線に対応している。

光源制御回路５は、例えば走査線の１〜８０本目に対応する画面領域の駆動を休止して非表示部にするパーシャル駆動を行う際には、この非表示部に対応する光源７Ａを、表示部に対応する他の光源７Ｂ及び７Ｃに比べ暗くなるように制御する（図１Ｂを参照）。本実施形態では、駆動を休止している画面領域（非表示部）では黒が表示されるため、光源７Ａを消灯する。

光源制御回路５は、同様に、走査線の８１〜１６０本目に対応する画面領域の駆動を休止して非表示部にするパーシャル駆動を行う際には、この非表示部に対応する光源７Ｂを調光し、走査線の１６１〜２４０本目に対応する画面領域の駆動を休止して非表示部にするパーシャル駆動を行う際には、この非表示部に対応する光源７Ｃを調光する。そして、光源の数をＭとし、走査線の本数（走査線方向の画素数）をＮとして一般化した場合でも、上記と同様に、ｎ個目の光源は、[（ｎ−１）×（Ｎ／Ｍ）＋１]本目から[ｎ×（Ｎ／Ｍ）]本目の走査線に対応する画面領域の駆動を休止して非表示部にするパーシャル駆動を行う際には、他の光源に比べて暗くなるように制御される。このような制御により、液晶パネル全面が照明装置により常に均一な照度で照らされている従来の液晶表示装置に比べて消費電力を低減することができる。本実施形態では、駆動を休止している画面領域（非表示部）に対応する光源を消灯するので、液晶表示装置１００において図１Ｂに示すパーシャル駆動が行われているとき、従来の液晶表示装置に比べて約３３％の低消費電力化を図ることができる。

本実施形態のように駆動を休止している画面領域（非表示部）に対応する光源を消灯する場合、光源制御回路５の構成例としては、走査位置情報に応じて各光源間の接続状態を切り替え、点灯させる光源のみを直列接続させる切替部と、その切替部によって直列接続された光源に定電流を供給する定電流出力のスイッチング・レギュレータとを備える構成が挙げられる。これに対して、本実施形態とは異なり駆動を休止している画面領域（非表示部）に対応する光源を暗くするのみで消灯させない場合、光源制御回路５の構成例としては、走査位置情報に応じて各光源間の接続状態を切り替え、表示部に対応する光源のみを直列接続させ、これとは別に駆動を休止している画面領域（非表示部）に対応する光源のみを直列接続させる切替部と、その切替部によって直列接続された表示部に対応する光源に定電流を供給する定電流出力の第１スイッチング・レギュレータと、前記切替部によって直列接続された駆動を休止している画面領域（非表示部）に対応する光源に定電流を供給する定電流出力の第２スイッチング・レギュレータとを備え、第２スイッチング・レギュレータの出力電流を第１スイッチング・レギュレータの出力電流より小さくする構成が挙げられる。

なお、本実施形態では、光源を３灯用いているが、本発明はこれに限定される訳ではなく、画面サイズや要望される消費電力に応じて適時選択できる。また、パーシャル駆動によって分割可能な各画面領域（本実施形態では、走査線の１〜８０本目に対応する画面領域、走査線の８１〜１６０本目に対応する画面領域、走査線の１６１〜２４０本目に対応する画面領域の３つの画面領域）の一つとそれに応する光源は、１対１対応でなく１対２や１対３であっても良い。また、パーシャル駆動によって分割可能な画面領域の数が光源数よりも大きい場合には、非表示部に対応する光源を完全に消灯するのではなく、表示部に対応する光源より暗くすることによって対応することが好ましい。これにより、低消費効果は薄れるが、画質の低下を防止することができる。

次に、液晶表示装置１００においてバックライトとして用いたサイドライト型照明装置について図２を参照して説明する。上述のとおり、液晶表示装置１００は、導光体６及び光源７Ａ〜７Ｃ等によって構成されるサイドライト型照明装置をバックライトとして用いている。

より具体的には、液晶表示装置１００においてバックライトとして用いたサイドライト型照明装置は、光源７Ａ〜７Ｃからの入射光を面状発光に変換する導光体(透明な樹脂にドット印刷やプリズム加工を施したもの)６と、導光体６の端面に配置される光源（例えば日亜化学工業製 nscw020）７Ａ〜７Ｃと、導光体６から出射する光を液晶パネル１側へ反射させる反射シート８と、反射シート８からの反射光を含む出射光の均一性を高めるための拡散シート９と、拡散シート９からの出射光の集光性を高めるレンズシート（例えば３Ｍ社製 BEFシート）１０Ａ及び１０Ｂとを図２に示すように配置した構成である。上述のような照明装置を用いることで、薄型で明るさの均一性に優れた液晶表示装置を実現することができる。

なお、上述した液晶表示装置１００では、サイドライト型照明装置をバックライトとして用いたが、本発明に係る液晶表示装置は直下型照明装置を備える構成であっても良い。

ここで、直下型照明装置の概略構成例について図３を参照して説明する。図３に示す直下型照明装置の基本的なシート構成は、図２に示すサイドライト型照明装置と同じであるが、導光体を用いずに複数の光源を直列に接続した光源列を複数本配置している点が異なる。本実施形態では、３本の光源列１１Ａ〜１１Ｃを配置し、各光源列は５個の光源を直列に接続したものであって、各光源の光出射方向を図中矢印Ｄの方向としている。図３に示す直下型照明装置は、光源列１１Ａ〜１１Ｃと、光源列１１Ａ〜１１Ｃを支持する支持部材１２と、反射シート１３と、出射光の均一性を高めるための拡散シート１４と、拡散シート１４からの出射光の集光性を高めるレンズシート１５Ａ及び１５Ｂとを同図に示すように配置した構成である。

直下型照明装置をバックライトとして用いた本発明に係る液晶表示装置の構成例を図４に示す。なお、図４において図１Ｂ及び図３と同一の部分には同一の符号を付す。図４に示す液晶表示装置１０１の基本的な構成は、図１に示す液晶表示装置１００の構成と同じであるが、バックライトの構成が異なる。

また、液晶表示装置１０１での光源制御回路５の構成例としては、光源列１１Ａに定電流を供給する定電流出力の第１スイッチング・レギュレータと、光源列１１Ｂに定電流を供給する定電流出力の第２スイッチング・レギュレータと、光源列１１Ｃに定電流を供給する定電流出力の第３スイッチング・レギュレータとを備え、各スイッチング・レギュレータの出力電流を走査位置情報に応じて可変する構成が挙げられる。

液晶表示装置１００と同様に液晶表示装置１０１においてもパーシャル駆動が行われているとき、非表示部に対応する光源列を他の光源列より暗くすることによって、液晶パネル全面が照明装置により常に均一な照度で照らされている従来の液晶表示装置に比べて、低消費電力化を図ることができる。

は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成例を示す図である。は、本発明に係る液晶表示装置の概略構成例を示す図である。は、サイドライト型照明装置の概略構成例を示す側面図である。は、直下型照明装置の概略構成例を示す側面図である。は、本発明に係る液晶表示装置の他の概略構成例を示す図である。

符号の説明

１液晶パネル
２ゲートドライバ
３ソースドライバ
４液晶パネル制御回路
５光源制御回路
６導光体
７Ａ〜７Ｃ光源
８反射シート
９拡散シート
１０Ａ、１０Ｂレンズシート
１１Ａ〜１１Ｃ光源列
１２支持部材
１３反射シート
１４拡散シート
１５Ａ、１５Ｂレンズシート
１００、１０１本発明に係る液晶表示装置

Claims

複数の画素を有する液晶パネルと、前記液晶パネルを表示部と非表示部とに分割し駆動する駆動回路と、前記液晶パネルを照明する照明装置とを備えた液晶表示装置において、
前記照明装置が、前記液晶パネルの表示部に対応する照明領域の光強度と前記液晶パネルの非表示部に対応する照明領域の光強度とを独立して調整することを特徴とする液晶表示装置。
前記照明装置が、少なくとも２つの光源と、前記光源からの光を導光する導光体とを有し、
前記光源の光出射方向が前記液晶パネルの表示部と非表示部との分割線に平行になるように前記光源が配置される請求項１に記載の液晶表示装置。
前記照明装置が、複数の光源が直線状に並んだ光源列を少なくとも２つ有し、
前記複数の光源が直線状に並んでいる方向が前記液晶パネルの表示部と非表示部との分割線に平行になるように前記光源列が配置される請求項１に記載の液晶表示装置。
前記光源が発光ダイオードである請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
前記液晶パネルは、非表示の状態では黒状態となるとともに、前記照明装置は、前記液晶パネルの非表示部に対応する照明領域を非照明状態とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶表示装置。