JP4167474B2

JP4167474B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP4167474B2
Application number: JP2002323712A
Authority: JP
Inventors: 道幸杉野; 隆司吉井
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-11-07
Filing date: 2002-11-07
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2022-11-07
Also published as: JP2004157373A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックライト光源により液晶表示パネルを照明して画像を表示する液晶表示装置に関し、特にインパルス型表示に近づけることにより、動画表示の際に生じる動きぼけを防止する液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高精細、低消費電力、省スペースを実現できる液晶表示装置（ＬＣＤ）等のフラットパネル型表示装置（ＦＰＤ）が盛んに開発されてきており、その中でも特にコンピュータ表示装置やテレビジョン表示装置等の用途へのＬＣＤの普及は目覚しいものがある。しかしながら、このような用途に従来から主として用いられてきた陰極線管（ＣＲＴ）表示装置に対して、ＬＣＤにおいては、動きのある画像を表示した場合に、観視者には動き部分の輪郭がぼけて知覚されてしまうという、いわゆる「動きぼけ」の欠点が指摘されている。
【０００３】
動画表示における動きぼけが液晶の光学応答時間の遅れ以外に、例えば特開平９−３２５７１５号公報に記載されているように、ＬＣＤの表示方式そのものにも起因するという指摘がなされている。電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うＣＲＴ表示装置においては、各画素の発光は蛍光体の若干の残光はあるものの概ねインパルス状となる、いわゆるインパルス型表示方式となっている。
【０００４】
これに対して、ＬＣＤ表示装置においては、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持されるため（特にＴＦＴＬＣＤにおいては、画素を構成するドット毎にＴＦＴスイッチが設けられており、さらに通常は各画素毎に補助容量が設けられているので蓄えられた電荷の保持能力がきわめて高い）、液晶画素が次のフレームの画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光し続けるという、いわゆるホールド型表示方式である。
【０００５】
このような、ホールド型表示装置においては、画像表示光のインパルス応答が時間的な広がりを持つため、時間周波数特性が劣化して、それに伴い空間周波数特性も低下し、観視画像のぼけが生じる。そこで、上述の特開平９−３２５７１５号公報においては、表示面に設けたシャッタもしくは光源ランプ（バックライト）をオン／オフ制御することにより、表示画像の各フィールド期間の後半のみ表示光を観視者に提示して、インパルス応答の時間的広がりを制限することにより、観視画像の動きぼけを改善する表示装置が提案されている。
【０００６】
これについて、図１６及び図１７とともに説明する。図１６において、１１はストロボランプ等の高速に点灯／消灯が可能な光源ランプ、１２は光源ランプ１１に電力を供給する電源、１３は電気的な画像信号を画像表示光に変換する、ＴＦＴ型液晶などの透過型の表示素子、１６は画像信号と同期信号とにより表示素子１３を駆動するための駆動信号を発生する駆動回路、１７は入力された同期信号の垂直同期に同期した制御パルスを発生させ、電源１２のオン／オフを制御するためのパルス発生回路である。
【０００７】
光源ランプ１１は、電源１２からのパルス状の電力供給によって、点灯率が５０％の場合、フィールド期間Ｔ内の時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間だけ消灯し、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間だけ点灯する（図１７参照）。また、電源１２からのパルス状の電力供給によって、点灯率が２５％の場合、フィールド期間Ｔ内の時刻ｔ１から時刻ｔ６までの期間だけ消灯し、時刻ｔ６から時刻ｔ３までの期間だけ点灯する（図１７参照）。
【０００８】
すなわち、パルス発生回路１７及び電源１２により光源ランプ１１の発光期間が制御される。従って、画像ディスプレイとしての画像表示光の総合的な応答は、例えば、点灯率が５０％である場合、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間のパルスオン波形、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間のパルスオン波形のみとなる。このため、ディスプレイ総合応答の時間的な広がりは減少し、その時間周波数特性もよりフラットな特性に改善されるので、動画表示時の画質劣化も改善される。
【０００９】
このように、表示すべき１垂直期間内の画像信号を書き込んで所定時間を経過した後に、バックライト光源を全面点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する方式は全面フラッシュ型と呼ばれ、上記特開平９−３２５７１５号公報の他にも、例えば特開２００１−２０１７６３号公報、特開２００２−５５６５７号公報等にて開示されている。
【００１０】
また、上述の全面フラッシュ型のバックライト点灯方式に対して、例えば特開平１１−２０２２８６号公報、特開２０００−３２１５５１号公報、特開２００１−２９６８３８号公報には、複数の分割表示領域に対応する発光分割領域毎にバックライト光源を順次スキャン点灯させることにより、動画表示の際に生じる動きぼけ等の画質劣化を改善する、所謂走査型のバックライト点灯方式が提案されている。
【００１１】
このようにバックライトを順次高速点滅させることで、ホールド型駆動の表示状態からＣＲＴのようなインパルス型駆動の表示に近づけるものについて、図１８乃至図２０とともに説明する。図１８においては、液晶表示パネル２０２の裏面に複数（ここでは４本）の直下型蛍光灯ランプ（ＣＣＦＴ）２０３〜２０６を走査線に平行な方向に配置し、液晶表示パネル２０２の走査信号に同期させて各ランプ２０３〜２０６を上下方向に順次点灯させる。尚、各ランプ２０３〜２０６は液晶表示パネル２０２を水平方向に４分割した各表示領域に対応している。
【００１２】
図１９は図１８に対応したランプの点灯タイミングを示す図である。図１９において、Ｈｉｇｈの状態がランプの点灯状態を示す。例えば、液晶表示パネル２０２における上側１／４の分割表示領域に対して、１フレーム中の（１）のタイミングで映像信号が書き込まれ、（２）の液晶応答期間だけ遅延して、（３）のタイミングで蛍光灯ランプ２０３を点灯させる。このように、映像信号の書き込み後、各分割表示領域に対して１本のランプのみを点灯させる動作を、１フレーム期間内で順次繰り返す。
【００１３】
これによって、液晶のホールド型駆動の表示状態からＣＲＴのインパルス型駆動の表示状態に近づけることが可能となるため、動画表示を行った場合に１フレーム前の映像信号が認識されなくなり、エッジボケによる動画表示品位の低下を防ぐことができる。尚、図２０に示すように、ランプを２本ずつ同時に点灯させることによっても、同様の効果を得ることができるばかりでなく、バックライトの点灯時間を長くすることが可能であり、バックライト輝度の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、この走査型のバックライト点灯方式においては、複数の分割表示領域毎に、液晶が光学的に十分応答したタイミングで、対応する発光領域を点灯させるので、液晶への画像の書き込みからバックライト光源が点灯するまでの期間を、表示画面位置（上下位置）に関わらず均一化させることが可能であり、従って表示画面の位置によらず動画の動きぼけを十分に改善することができるという利点がある。
【００１５】
さらに、上述したバックライトの間欠駆動方式に対して、例えば特開平９−１２７９１７号公報、特開平１１−１０９９２１号公報には、バックライト光源を１フレーム内で間欠駆動するのではなく、１フレーム内において映像信号と黒信号とを繰返し液晶表示パネルに書き込むことにより、ある映像信号のフレームを走査してから次のフレームを走査するまで、画素の発光時間（画像表示期間）を短縮して、擬似的なインパルス型表示を実現する、所謂黒書込型の液晶表示装置が提案されている。
【００１６】
【特許文献１】
特開平９−３２５７１５号公報
【特許文献２】
特開２００１−２０１７６３号公報
【特許文献３】
特開２００２−５５６５７号公報
【特許文献４】
特開平１１−２０２２８６号公報
【特許文献５】
特開２０００−３２１５５１号公報
【特許文献６】
特開２００１−２９６８３８号公報
【特許文献７】
特開平９−１２７９１７号公報
【特許文献８】
特開平１１−１０９９２１号公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の技術は、ホールド型表示装置において動画表示の際に生じる動きぼけによる画質劣化を改善するために、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、バックライト間欠駆動を行ったり、画像表示信号に続いて黒表示信号を液晶表示パネルに書き込むことで画像表示期間を短縮し、擬似的にホールド型駆動の表示状態からＣＲＴのようなインパルス型駆動の表示に近づけるものである。
【００１８】
ところで、この種の表示装置においては、図２１に示すように、当該装置の使用環境における外光照度（明るさ）に応じて表示輝度を可変制御することにより、例えば表示面に直射日光があたっている場合や、暗い室内で視聴している場合などであっても、常にユーザにとって見やすい画面表示を実現している。
【００１９】
通常、液晶表示装置においては、当該装置の使用環境における外光照度（明るさ）に応じてバックライト光源を調光制御することにより、バックライト輝度を適切に可変しているが、このバックライト調光制御を、上述したインパルス型表示のための駆動制御とは独立して実現する場合、その構成及び動作制御処理が複雑となり、非効率なものになるという問題があった。
【００２０】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、外光照度に応じてバックライト光源の駆動を制御することにより、動きぼけの防止による画質向上に加えて、表示輝度変調によるユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することが可能な液晶表示装置を提供するものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本願の第１の発明は、表示すべき垂直期間の画像信号を液晶表示パネルに書き込むとともに、バックライト光源を１垂直期間内で間欠点灯する液晶表示装置であって、当該装置の使用環境における外光照度を検出する検出手段と、前記検出された外光照度に基づいて、前記バックライト光源の同時発光領域の大きさを、１垂直期間単位で可変制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記同時発光領域において同時発光するバックライト光源を、１垂直期間毎に切り替えることを特徴とする。
【００２６】
本願の第２の発明は、液晶表示パネルの裏面に、直下型のバックライト光源を配置した液晶表示装置であって、当該装置の使用環境における外光照度を検出する検出手段と、前記検出された外光照度に基づいて、前記バックライト光源の同時発光領域の大きさを、１垂直期間単位で可変制御する制御手段とを備え、前記制御手段が、前記同時発光領域において同時発光するバックライト光源を、１垂直期間毎に切り替えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の液晶表示装置によれば、当該装置の使用環境における明暗（外光照度の強度）に応じて、バックライト光源の同時点灯領域の大きさを適切に自動切換することにより、バックライト光量（表示輝度）を可変制御しているため、ユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施形態について、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要部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基本動作原理を説明するための説明図、図３は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。
【００３２】
本実施形態においては、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、入力画像信号と垂直・水平同期信号に基づいて、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、入力画像信号から同期信号を抽出する同期信号抽出部４と、バックライト光源３を１垂直期間内で消灯／点灯の間欠駆動制御する光源制御部５とを備えている。
【００３３】
さらに、入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換して電極駆動部２に出力するフレーム周波数変換部６と、当該装置の使用環境における外光照度を検出するための照度検出部７と、ここで検出された外光照度レベルに応じて、前記光源制御部５及びフレーム周波数変換部６に所定の制御信号を出力する制御ＣＰＵ８とを備えている。
【００３４】
前記光源制御部５は同期信号抽出部４で抽出された垂直同期信号と制御ＣＰＵ８からの制御信号とに基づいて、バックライト光源３を点灯／消灯するタイミングを制御する。また、フレーム周波数変換部６は制御ＣＰＵ８からの制御信号に基づいて、入力画像信号のフレーム周波数を所定の周波数に変換する。
【００３５】
尚、上記バックライト光源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。特にＬＥＤ（発光ダイオード）は応答速度が数十ｎｓ〜数百ｎｓであり、蛍光灯ランプのｍｓオーダーに比べて応答性が良好なため、よりスイッチングに適した点灯／消灯状態を実現することが可能である。
【００３６】
本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものである。すなわち、図２に示すように、表示画面の全走査期間（画像の書き込み）が完了してから、予め決められた液晶の応答期間分だけ遅延させた後、バックライト光源３に駆動波形を印加することにより、図中網掛け部分で示すバックライト点灯期間に、バックライト光源３を表示画面の全面に対して一斉に点灯（フラッシュ発光）させる。
【００３７】
ここで、図２中網掛け部分で示すバックライト点灯期間を、照度検出部７により検出された外光照度レベル（周囲の明るさ）に応じて可変することによって、外部使用環境に連動してバックライトの光量（表示輝度）を変化させる。具体的には、図２１に示した表示輝度特性と同じになるように、バックライト点灯期間（点灯タイミング／消灯タイミング）を可変制御する。
【００３８】
すなわち、外光照度レベルが大きい場合は、予め決められた液晶の応答期間だけ遅延した後、すぐにバックライト光線３を点灯させて、次のフレームの走査期間が始まるまで、バックライト点灯期間を保持する。逆に外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、バックライト点灯期間を短縮する。
【００３９】
ここで、本実施形態においては、１フレーム期間から液晶応答期間及びバックライト点灯期間を除いた期間内で、１フレーム分の画像信号を液晶表示パネル１の全画面にわたって書込走査する必要があるため、フレーム周波数変換部６により入力画像信号のフレーム周波数を高周波数に変換した後、電極駆動部２に入力している。
【００４０】
また、バックライト点灯期間を十分確保するために、例えば図３に示すとおり、フレーム周波数変換部６で入力画像信号のフレーム周波数を更に高周波に変換することによって、画像書込走査期間を短縮している。すなわち、外光照度レベルが大きい場合、入力画像信号のフレーム周波数を高くするように可変制御して、バックライト点灯期間を増大させることが可能である。このように、外光照度レベルに応じて、入力画像信号のフレーム周波数を変換することにより、バックライト点灯期間の設定自由度を大幅に向上させることができる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけることで動きぼけを防止する際、外光照度に応じてバックライト光源の点灯期間（タイミング）を制御しているので、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することができる。さらに、外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯期間を短縮するように制御しているため、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することが可能である。
【００４２】
尚、上記実施形態においては、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、バックライト光源３の点灯時間を可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、バックライト光源３の点灯時間を可変制御しても良い。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施形態について、図４とともに説明するが、上記第１の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基本動作原理を説明するための説明図である。
【００４４】
本実施形態の液晶表示装置は、走査型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであるが、基本的な機能ブロック図は図１とともに上述した第１の実施形態のものと同様である。異なるのは、走査線と平行に配置された複数本の直下型蛍光灯ランプや、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されたバックライト光源３のうち、所定の本数（個数）を１発光領域としてこれらを１フレーム内で順次スキャン点灯するよう制御している点である。光源制御部５は、同期信号抽出部４で抽出された垂直／水平同期信号に基づいて、各発光領域を順次スキャン点灯するタイミングを制御している。
【００４５】
すなわち、本実施形態では、図４に示すように、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（ある蛍光灯ランプ群又はＬＥＤ群）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４中の網掛け部分で示すように、バックライト点灯期間を、画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。
【００４６】
ここで、図４中網掛け部分で示す各発光領域のバックライト点灯期間を、照度検出部７により検出された外光照度レベル、すなわち周囲環境の明るさに応じて可変することによって、外部使用環境に連動してバックライトの光量（表示輝度）を変化させる。具体的には、図２１に示した表示輝度特性と同じになるように、バックライト点灯期間（点灯タイミング／消灯タイミング）を可変制御する。
【００４７】
すなわち、外光照度レベルが大きい場合は、各発光領域におけるバックライト点灯期間を大きくとる。逆に外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯タイミングを遅らせるか、バックライト消灯タイミングを早めるかして、各発光領域におけるバックライト点灯期間を短縮する。ここで、画面位置による輝度ムラの発生を防止するため、各発光領域のバックライト点灯期間は、１フレーム毎に決定され、１フレーム内では変化させないこととする。
【００４８】
また、図４に示した例においては、１フレーム期間内で１フレーム分の画像信号を液晶表示パネル１の全画面にわたって書込走査しているため、入力画像信号のフレーム周波数に変更を加えていないが、各発光領域のバックライト点灯期間を十分確保するためには、フレーム周波数変換部６で入力画像信号のフレーム周波数を高周波に変換すれば良い。すなわち、外光照度レベルが大きくなる程、入力画像信号のフレーム周波数を高くするように可変制御することで、画像信号の書込走査期間を短縮することができ、その分バックライト点灯期間を増大させることが可能となる。
【００４９】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、走査型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけることで動きぼけを防止する際、外光照度に応じて各発光領域のバックライト点灯期間を制御しているので、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することができる。さらに、外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯期間を短縮するように制御しているため、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することが可能である。
【００５０】
尚、上記実施形態においては、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、バックライト光源３の点灯時間を可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、バックライト光源３の点灯時間を可変制御しても良い。
【００５１】
また、図４に示したものにおいては、バックライト光源３を８つの発光領域（水平ライン群）に分割して順次スキャン点灯しているが、発光分割領域の数は２以上であればいくつでも良く、また各発光領域はバックライト光源３を水平方向（走査線と平行方向）に分割した領域に限られないことは明らかである。この点においても、バックライト光源３として直下型平面ＬＥＤを用いた場合の方が、発光分割領域の設定を自由度の高いものとすることができる。
【００５２】
次に、本発明の第３の実施形態について、図５乃至図１０とともに説明するが、上記第２の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５は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図、図６、図８は本実施形態の液晶表示装置におけるバックライト光源の点灯動作例を示す要部側断面図、図７、図９は本実施形態の液晶表示装置における照明分布の遷移例を示す概略説明図、図１０は本実施形態の液晶表示装置における入力画像の平均輝度レベルと同時点灯光源数との関係を示す概略説明図である。
【００５３】
本実施形態の液晶表示装置は、上述した第２の実施形態と同様、走査型のバックライト点灯方式により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、特に外光照度に基づいて、バックライト光源３による同時発光領域（ある時間において同時に点灯しているバックライトの数）を可変制御することにより、表示輝度変調を実現している点に特徴を有する。
【００５４】
すなわち、図５においては、バックライト光源３を８つの発光領域（蛍光灯ランプ群又はＬＥＤ群）に分割して、１フレーム周期でこれらを順次スキャン点灯しているが、ある瞬間において同時に発光している領域を、照度検出部７で検出した外光照度レベル（周囲の明るさ）に応じて可変制御することにより、図２１に示した表示輝度特性とほぼ同じになるように、バックライトの光量（表示輝度）を変化させる。尚、図５に示した例では、３つの発光領域（水平ライン群）により同時発光領域が形成されている。
【００５５】
例えば、バックライト光源３として、走査線と平行方向（水平方向）に配置された８本の直下型蛍光灯ランプを用い、それぞれの蛍光灯ランプが８つの発光領域の各々に対応している場合の具体的な動作例について、図６乃至図１０とともに詳細に説明する。
【００５６】
照度検出部７で検出された外光照度レベルが、図１０におけるｃで示す範囲にある場合は、図６に示すように、常に３本の蛍光灯ランプが同時に点灯する状態で、各蛍光灯ランプの点灯／消灯を上から下へ１フレーム周期で順次走査させる。このとき、表示画面上では、図７に示すように、水平ストライプ状の同時発光領域（全画面に対し３／８の領域）が上下方向に遷移し、１フレーム期間で元の状態に戻ることとなる。
【００５７】
次に、外光照度レベルが大きくなる方向に変化し、図１０におけるｄで示す範囲になった場合は、図８に示すように、常に４本の蛍光灯ランプが同時に点灯する状態で、各蛍光灯ランプの点灯／消灯を１フレーム周期で上から下へ順次走査するように制御する。このとき、表示画面上では、図９に示すように、水平ストライプ状の同時発光領域（全画面に対し１／２の領域）が上下方向に遷移し、１フレーム期間で元の状態に戻ることとなる。
【００５８】
同様に、外光照度レベルがさらに大きくなる方向に変化し、図１０におけるｅで示す範囲になった場合は、同時点灯する蛍光灯ランプの本数を５本に増加して、各蛍光灯ランプを１フレーム内で上から下へ順次スキャン点灯させる（同時発光領域は全画面に対し５／８の領域）。一方、外光照度レベルが小さくなる方向に変化し、図１０におけるｂで示す範囲になった場合は、同時点灯する蛍光灯ランプの本数を２本に減少して、各蛍光灯ランプを１フレーム内で上から下へ順次スキャン点灯させる（同時発光領域は全画面に対し１／４の領域）。さらに、外光照度レベルが小さくなる方向に変化し、図１０におけるａで示す範囲になった場合は、同時点灯する蛍光灯ランプの本数を１本に減少して、各蛍光灯ランプを１フレーム内で上から下へ順次スキャン点灯させる（同時発光領域は全画面に対し１／８の領域）。
【００５９】
このように、外光照度レベルに応じて、同時発光領域の大きさを可変することにより、バックライトの光量（表示輝度）を多段階に適宜制御することが可能となり、図２１に示したＣＲＴの表示輝度特性と近似した特性にて、画像を表示することができる。
【００６０】
もちろん、本実施形態においても、蛍光灯ランプの本数や発光分割領域の数は、上記のものに限られるものではなく、特にＬＥＤ光源、ＥＬ光源を用いた場合には、発光分割領域をきめ細かく設定して、さらに多段階の表示輝度制御を行うことも可能である。尚、画面位置による輝度ムラの発生を招来しないため、同時発光領域の大きさは、１フレーム毎に決定され、１フレーム内では変化させない。
【００６１】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、走査型のバックライト点灯方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけることで動きぼけを防止する際、外光照度に応じて同時発光領域を制御するため、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することができる。さらに、外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯期間が短縮されることとなるため、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することが可能である。
【００６２】
尚、上記実施形態においても、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、バックライト光源３の同時発光領域の大きさを可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、バックライト光源３の点灯時間を可変制御するようにしても良いことは明らかである。
【００６３】
さらに、本発明の第４の実施形態について、図１１及び図１２とともに説明するが、上記第３の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１１は本実施形態の液晶表示装置におけるバックライト光源の構成を示す要部側断面図、図１２は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。
【００６４】
本実施形態の液晶表示装置は、上述した第３の実施形態と同様、走査型のバックライト点灯方式より、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するとともに、外光照度（周囲の明るさ）に基づいて、バックライト光源３による同時発光領域（ある時間において同時に点灯しているバックライトの数）を可変制御することにより、ユーザにとって見やすい表示輝度変調を実現するものである。
【００６５】
ここでは、バックライト光源３として、例えば図１１に示すように、走査線と平行方向（水平方向）に配置された１６本の直下型蛍光灯ランプを用い、４本の蛍光灯ランプを１組とする蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄからなる４つの発光分割領域を順次切り替え点灯させる場合について説明する。
【００６６】
照度検出部７で検出された外光照度レベルが極めて大きい場合は、図１２（ａ）に示すように、各発光領域の蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプを全て点灯させながら、各々の発光領域を１フレーム周期で上から下へ順次走査させる。すなわち、この図１２（ａ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は８本であり、同時発光領域は全画面の１／２の領域となっている。
【００６７】
次に、外光照度レベルがやや大きい場合は、図１２（ｂ）に示すように、各発光領域の蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち３本の蛍光灯ランプを選択して点灯させながら、各々の発光領域を１フレーム周期で上から下へ順次走査させる。すなわち、この図１２（ｂ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は６本であり、同時発光領域は全画面の３／８の領域となっている。
【００６８】
ここで、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち１本の蛍光灯ランプを消灯しているが、バックライト光源３と液晶表示パネル１との間に光拡散作用を有する拡散シート（図示せず）を配置しているため、液晶表示パネル１の画面上では空間的な輝度ムラはほとんど生じない。また、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち消灯する蛍光灯ランプを１フレーム毎に順次切り替えることによっても、画面上の空間的な輝度ムラの発生を抑制している。
【００６９】
すなわち、あるフレームにおいては、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち上から２本目に位置する蛍光灯ランプを消灯しながら、各々の発光領域を上から下へ順次走査した後、次のフレームでは各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち上から３本目に位置する蛍光灯ランプを消灯しながら、各々の発光領域を上から下へ順次走査し、さらに次のフレームでは各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち最下に位置する蛍光灯ランプを消灯しながら、各々の発光領域を上から下へ順次走査する。
【００７０】
このように、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち消灯する蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００７１】
また、外光照度レベルがやや小さい場合は、図１２（ｃ）に示すように、各発光領域の蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち２本の蛍光灯ランプを選択して点灯させながら、各々の発光領域を１フレーム周期で上から下へ順次走査させる。すなわち、この図１２（ｃ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は４本であり、同時発光領域は全画面の１／４の領域となっている。
【００７２】
ここでも、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち消灯する２本の蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００７３】
さらに、外光照度レベルが極めて小さい場合は、図１２（ｄ）に示すように、各発光領域の蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち１本の蛍光灯ランプを選択して点灯させながら、各々の発光領域を１フレーム周期で上から下へ順次走査させる。すなわち、この図１２（ｄ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は２本であり、同時発光領域は全画面の１／８の領域となっている。
【００７４】
ここでも、各蛍光灯ランプ群３ａ〜３ｄにおける４本の蛍光灯ランプのうち消灯する３本の蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００７５】
以上のように、本実施形態においても、上記第３実施形態と同様、外光照度レベルに応じて、同時発光領域の大きさを可変することにより、バックライトの光量（表示輝度）を多段階に適宜制御することが可能となり、図２１に示したＣＲＴの表示輝度特性と近似した特性にて、画像を表示することができる。従って、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することが可能となる。さらに、外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯数が減少されることとなるため、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することができる。
【００７６】
もちろん、本実施形態においても、蛍光灯ランプの本数や発光分割領域の数は、上記のものに限られるものではなく、特に直下型ＬＥＤ光源を用いた場合には、発光分割領域をきめ細かく設定して、さらに多段階の表示輝度制御を行うことも可能である。尚、画面位置による輝度ムラの発生を招来しないため、同時発光領域の大きさは、１フレーム毎に決定され、１フレーム内では変化させない。
【００７７】
尚、上記実施形態においても、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、バックライト光源３の同時発光領域の大きさを可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、バックライト光源３の点灯時間を可変制御するようにしても良いことは明らかである。
【００７８】
また、上記第４実施形態は走査型のバックライト点灯方式において、外光照度に連動して同時点灯バックライト数を可変しているが、これを全面フラッシュ型のバックライト点灯方式に適用した場合を、本発明の第５実施形態として図１３とともに説明するが、上記第４の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１３は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図である。
【００７９】
本実施形態の液晶表示装置は、全面フラッシュ型のバックライト点灯方式より、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するとともに、外光照度レベルに基づいて、バックライト光源３による同時発光領域（ある時間において同時に点灯しているバックライトの数）を可変制御することにより、ユーザにとって見やすい表示輝度変調を実現するものである。ここでは、バックライト光源３として、走査線と平行方向（水平方向）に配置された１６本の直下型蛍光灯ランプを用いた場合について説明する。
【００８０】
照度検出部７で検出された外光照度レベルが極めて大きい場合は、図１３（ａ）に示すように、画像の書込走査が完了してから、所定の液晶応答期間だけ遅延した後、１６本の蛍光灯ランプを全て点灯させる。すなわち、この図１３（ａ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は１６本であり、同時発光領域は全画面領域と等しくなっている。
【００８１】
次に、外光照度レベルがやや大きい場合は、図１３（ｂ）に示すように、画像の書込走査が完了してから、所定の液晶応答期間だけ遅延した後、１６本の蛍光灯ランプのうち１２本の蛍光灯ランプを選択して点灯させる。すなわち、この図１３（ｂ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は１２本であり、同時発光領域は全画面の２／３の領域となっている。
【００８２】
ここで、１６本の蛍光灯ランプのうち４本の蛍光灯ランプを消灯しているが、バックライト光源３と液晶表示パネル１との間に光拡散作用を有する拡散シート（図示せず）を配置しているため、液晶表示パネル１の画面上では空間的な輝度ムラはほとんど生じない。
【００８３】
また、消灯する蛍光灯ランプを１フレーム毎に順次切り替えることによっても、画面上の空間的な輝度ムラの発生を抑制している。このように、１６本の蛍光灯ランプのうち消灯する蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００８４】
また、外光照度レベルがやや小さい場合は、図１３（ｃ）に示すように、画像の書込走査が完了してから、所定の液晶応答期間だけ遅延した後、１６本の蛍光灯ランプのうち８本の蛍光灯ランプを選択して点灯させる。すなわち、この図１３（ｃ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は８本であり、同時発光領域は全画面の１／２の領域となっている。
【００８５】
ここでも、１６本の蛍光灯ランプのうち消灯する８本の蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００８６】
さらに、外光照度レベルが極めて小さい場合は、図１３（ｄ）に示すように、画像の書込走査が完了してから、所定の液晶応答期間だけ遅延した後、１６本の蛍光灯ランプのうち４本の蛍光灯ランプを選択して点灯させる。すなわち、この図１３（ｄ）に示す例では、ある瞬間において同時に点灯している蛍光灯ランプの数は４本であり、同時発光領域は全画面の１／４の領域となっている。
【００８７】
ここでも、１６本の蛍光灯ランプのうち消灯する４本の蛍光灯ランプをフレーム毎に順次切り替えることで、液晶表示パネル１の画面上における輝度ムラをほとんど気にならない程度に抑制することが可能である。
【００８８】
以上のように、本実施形態においても、上記第４実施形態と同様、外光照度レベルに応じて、同時発光領域の大きさを可変することにより、バックライトの光量（表示輝度）を多段階に適宜制御することが可能となり、図２１に示した表示輝度特性と近似した特性にて、画像を表示することができる。従って、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することが可能となる。さらに、外光照度レベルが小さい場合は、バックライト点灯数が減少されることとなるため、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することができる。
【００８９】
もちろん、本実施形態においても、蛍光灯ランプの本数、同時点灯ランプ数は、上記のものに限られるものではなく、特に直下型ＬＥＤ光源を用いた場合には、同時発光領域の大きさをきめ細かく設定して、さらに多段階の表示輝度制御を行うことも可能である。尚、画面位置による輝度ムラの発生を招来しないため、同時発光領域の大きさは、１フレーム毎に決定され、１フレーム内では変化させない。
【００９０】
尚、上記実施形態においても、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、バックライト光源３の同時発光領域の大きさを可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、バックライト光源３の点灯時間を可変制御するようにしても良いことは明らかである。
【００９１】
さらに、本発明の第６の実施形態について、図１４乃至図１６とともに説明するが、上記第２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１４は本実施形態の液晶表示装置における基本動作原理を説明するための説明図、図１５は本実施形態の液晶表示装置における電極駆動動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００９２】
本実施形態の液晶表示装置は、バックライト光源を常灯状態として、１フレーム内で液晶表示パネル１への画像表示信号の書込走査に続けて黒表示信号の書込走査（リセット走査）を行う黒書込型により、動画表示の際に生じる動きぼけを防止するものであり、照度検出部７での検出結果に基づいて、制御ＣＰＵ８が電極駆動部２による黒表示信号の書き込みタイミングを可変制御していることを特徴とする。
【００９３】
すなわち、本実施形態においては、電極駆動部２において各走査線を画像表示のために選択する以外に、黒表示のために再度選択するとともに、それに応じて入力画像信号及び黒表示信号をデータ線へ供給するという一連の動作を１フレーム周期で行うことで、図１４に示すように、あるフレーム画像表示と次のフレーム画像表示との間に黒信号を表示する期間（黒表示期間）を発生させている。ここで、画像信号の書き込みタイミングに対する黒表示信号の書き込みタイミング（遅延時間）を、外光照度レベルすなわち周囲の明るさに応じて可変する。
【００９４】
図１５は液晶表示パネル１の走査線（ゲート線）に関するタイミングチャートである。ゲート線Ｙ1〜Ｙ480は、タイミングを少しずらして、１フレーム周期中において、画像信号を画素セルに書き込むために順次立ち上げられる。４８０本すべてのゲート線を立ち上げて、画像信号を画素セルに書き込むことで１フレーム周期が終了する。
【００９５】
このとき、画像信号の書き込みのための立ち上げから、上記入力画像の平均輝度レベルに応じて決定される期間だけ遅延して、ゲート線Ｙ1〜Ｙ480を再度立ち上げて、各画素セルにデータ線Ｘを介して黒を表示する電位を供給する。これにより、各画素セルは黒表示状態となる。すなわち、各ゲート線Ｙは、１フレーム周期において、異なる期間で２回高レベルとなる。１回目の選択により画素セルは一定期間画像データを表示し、それに続く２回目の選択で、画素セルは強制的に黒表示を行う。
【００９６】
このように、黒表示タイミングを可変することによって、バックライト光源３による照明光の１フレーム内における液晶表示パネル１の透過期間、すなわち画像表示期間を調整することができ、外光照度に連動してバックライトの光量（表示輝度）を変化させることが可能となる。具体的には、図２１に示した表示輝度特性と同じになるように、黒表示期間（黒書み込みタイミング）を可変制御する。
【００９７】
例えば、外光照度レベルが大きい場合は、各水平ラインにおける画像書き込みタイミングに対する黒書き込みタイミングを十分遅延させる。逆に入力外光照度レベルが小さい場合は、黒書き込みタイミングを早めて、各水平ラインにおける１フレーム内の黒表示期間を増大させ、画像表示期間を短縮させる。ここで、画面位置による輝度ムラの発生を防止するため、各水平ラインの画像書き込みタイミングに対する黒書き込みタイミング（遅延時間）は、１フレーム毎に決定され、１フレーム内では変化させないこととする。
【００９８】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置においては、黒書込型の表示方式を用いてインパルス型駆動の表示状態に近づけることで動きぼけを防止する際、表示画像内容に応じて画像表示期間（黒表示期間）を制御しているので、動きぼけの防止による画質向上に加え、使用環境の明るさに応じたユーザにとって見やすい画像表示を容易に実現することができる。尚、本実施形態の場合においても、上記した黒書き込みタイミングに連動して、バックライト光源を消灯することで、バックライト点灯期間を短縮して、バックライト光源の長寿命化、低消費電力化を実現することも可能である。
【００９９】
また、上記実施形態においては、外光照度レベル（使用環境条件）に基づいて、黒表示期間すなわち画像表示期間を可変制御するものについて説明したが、これに加えて入力画像信号の平均輝度レベルや最大輝度レベル、最小輝度レベル、輝度の発生分布（ヒストグラム）などの入力画像信号の特徴量を考慮して、黒表示期間の大きさを可変制御するようにしても良い。
【０１００】
【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、外光照度に応じてバックライト光源の同時点灯領域の大きさを制御することにより、ユーザにとって見やすい画像表示を容易に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実施形態における要部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実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図３】本発明の液晶表示装置の第１実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の第２実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図５】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の第３実施形態におけるバックライト光源の点灯動作例を示す要部側断面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における照明分布の遷移例を示す概略説明図である。
【図８】本発明の液晶表示装置の第３実施形態におけるバックライト光源の点灯動作例を示す要部側断面図である。
【図９】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における照明分布の遷移例を示す概略説明図である。
【図１０】本発明の液晶表示装置の第３実施形態における外光照度レベルと同時点灯光源数との関係を示す概略説明図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の第４実施形態におけるバックライト光源の構成を示す要部側断面図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置の第４実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の第５実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置の第６実施形態における基本動作原理を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の液晶表示装置の第６実施形態における電極駆動動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】従来の液晶表示装置（全面フラッシュ型）における要部概略構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】従来の液晶表示装置（全面フラッシュ型）におけるディスプレイ応答を示す説明図である。
【図１８】従来の液晶表示装置（走査型）における液晶表示パネルに対するバックライト光源の配設例を示す説明図である。
【図１９】従来の液晶表示装置（走査型）における各ランプの点灯／消灯タイミングの一例を示す説明図である。
【図２０】従来の液晶表示装置（走査型）における各ランプの点灯／消灯タイミングの他の例を示す説明図である。
【図２１】外光照度レベルに対する適切な表示輝度の推移を示す説明図である。
【符号の説明】
１液晶表示パネル
２電極駆動部
３バックライト光源
４同期信号抽出部
５光源制御部
６フレーム周波数変換部
７照度検出部
８制御ＣＰＵ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device that displays an image by illuminating a liquid crystal display panel with a backlight light source, and more particularly to a liquid crystal display device that prevents motion blur that occurs when displaying a moving image by bringing it closer to an impulse-type display. is there.
[0002]
[Prior art]
In recent years, flat panel display devices (FPD) such as liquid crystal display devices (LCD) that can realize high definition, low power consumption, and space saving have been actively developed, and in particular, computer display devices and television display devices. The spread of LCDs for such applications is remarkable. However, in contrast to a cathode ray tube (CRT) display device that has been mainly used for such applications, the LCD has a blurred outline of the moving part when a moving image is displayed. It has been pointed out the disadvantage of the so-called “motion blur” that it is perceived.
[0003]
It has been pointed out that the motion blur in moving image display is caused not only by the delay of the optical response time of the liquid crystal but also by the LCD display method itself as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-325715. In a CRT display device that scans an electron beam and emits phosphors to perform display, each pixel emits light almost in an impulse form although there is a slight afterglow of the phosphors. Yes.
[0004]
On the other hand, in the LCD display device, the charge stored by applying the electric field to the liquid crystal is held at a relatively high rate until the next electric field is applied (particularly in the TFT LCD, the pixel is configured. A TFT switch is provided for each dot to be operated, and since an auxiliary capacitor is usually provided for each pixel, the stored charge is very high in capacity), so that the liquid crystal pixel is based on the image information of the next frame. This is a so-called hold type display system in which light emission is continued until rewriting is performed by applying an electric field.
[0005]
In such a hold-type display device, since the impulse response of the image display light has a temporal spread, the temporal frequency characteristic is deteriorated, and the spatial frequency characteristic is also lowered accordingly, and the visual image is blurred. . Therefore, in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 9-325715, display light is viewed only in the second half of each field period of a display image by controlling on / off of a shutter or a light source lamp (backlight) provided on the display surface. There has been proposed a display device that improves the motion blur of a viewing image by presenting to a person and limiting the temporal spread of the impulse response.
[0006]
This will be described with reference to FIGS. 16 and 17. In FIG. 16, 11 is a light source lamp that can be turned on / off at high speed, such as a strobe lamp, 12 is a power source that supplies power to the light source lamp 11, and 13 is a TFT type that converts an electrical image signal into image display light. A transmissive display element such as a liquid crystal, 16 is a drive circuit for generating a drive signal for driving the display element 13 by an image signal and a synchronization signal, and 17 is a control pulse synchronized with the vertical synchronization of the input synchronization signal. This is a pulse generation circuit for generating and controlling on / off of the power supply 12.
[0007]
When the lighting rate is 50% by supplying pulsed power from the power source 12, the light source lamp 11 is turned off only during the period from the time t1 to the time t2 in the field period T, and only during the period from the time t2 to the time t3. Lights up (see FIG. 17). When the lighting rate is 25% by supplying pulsed power from the power source 12, the light is turned off only during the period from time t1 to time t6 in the field period T, and is lit only during the period from time t6 to time t3 ( FIG. 17).
[0008]
That is, the light emission period of the light source lamp 11 is controlled by the pulse generation circuit 17 and the power source 12. Accordingly, the overall response of the image display light as the image display is, for example, when the lighting rate is 50%, the pulse-on waveform of the time from time t2 to time t3, and the pulse-on waveform of the time from time t4 to time t5 It becomes only. For this reason, the temporal spread of the display overall response is reduced, and the time frequency characteristic is improved to a flatter characteristic, so that the image quality deterioration at the time of moving image display is also improved.
[0009]
Thus, after writing a video signal within one vertical period to be displayed and a predetermined time has elapsed, the backlight light source is turned on entirely to improve image quality degradation such as motion blur that occurs during moving image display. Is called a full-flash type, and is disclosed in, for example, JP-A-2001-201763, JP-A-2002-55657, and the like in addition to the above-mentioned JP-A-9-325715.
[0010]
Further, for example, JP-A-11-202286, JP-A-2000-321551, and JP-A-2001-296838 correspond to a plurality of divided display areas with respect to the above-described full-flash type backlight lighting method. A so-called scanning-type backlight lighting system has been proposed in which the backlight light source is sequentially turned on for each light-emitting divided region to improve image quality degradation such as motion blur that occurs during moving image display.
[0011]
A case where the backlight is blinked at high speed in order to bring the display state of the hold-type drive closer to the display of the impulse-type drive such as a CRT will be described with reference to FIGS. In FIG. 18, a plurality of (four in this case) direct fluorescent lamps (CCFT) 203 to 206 are arranged on the back surface of the liquid crystal display panel 202 in a direction parallel to the scanning lines, and are used as scanning signals of the liquid crystal display panel 202. The lamps 203 to 206 are sequentially lit up and down in synchronization. The lamps 203 to 206 correspond to display areas obtained by dividing the liquid crystal display panel 202 into four in the horizontal direction.
[0012]
FIG. 19 is a diagram showing the lighting timing of the lamp corresponding to FIG. In FIG. 19, a high state indicates a lighting state of the lamp. For example, the video signal is written at the timing of (1) in one frame in the upper 1/4 divided display area in the liquid crystal display panel 202, and is delayed by the liquid crystal response period of (2). At this timing, the fluorescent lamp lamp 203 is turned on. As described above, after the video signal is written, the operation of lighting only one lamp in each divided display area is sequentially repeated within one frame period.
[0013]
As a result, the display state of the liquid crystal hold type drive can be brought close to the display state of the CRT impulse type drive. Therefore, when the moving image is displayed, the video signal of the previous frame is not recognized, and the moving image due to the edge blur is generated. Deterioration of display quality can be prevented. In addition, as shown in FIG. 20, not only the same effect can be obtained by lighting two lamps at a time, but also the lighting time of the backlight can be extended, and the backlight luminance can be increased. Can be suppressed.
[0014]
Further, in this scanning type backlight lighting system, the corresponding light emitting area is lit at the timing when the liquid crystal is optically sufficiently responsive to each of the plurality of divided display areas, so that the backlight is changed from the image writing to the liquid crystal. The period until the light source is turned on can be made uniform regardless of the display screen position (up and down position), and therefore, the motion blur can be sufficiently improved regardless of the position of the display screen. There is.
[0015]
Furthermore, in contrast to the above-described backlight intermittent drive system, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-127717 and 11-109921 disclose that one frame of the backlight light source is not intermittently driven within one frame. By repeatedly writing the video signal and the black signal to the liquid crystal display panel, the pixel emission time (image display period) is shortened from the scanning of a frame of a certain video signal to the scanning of the next frame, A so-called black writing type liquid crystal display device that realizes a pseudo impulse type display has been proposed.
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-9-325715 [Patent Document 2]
JP 2001-201763 A [Patent Document 3]
JP 2002-55657 A [Patent Document 4]
JP-A-11-202286 [Patent Document 5]
JP 2000-321551 A [Patent Document 6]
JP 2001-296838 A [Patent Document 7]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-127717 [Patent Document 8]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-109921
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional technique is designed to intermittently drive the backlight within one frame (for example, 16.7 msec in the case of 60 Hz progressive scan) in order to improve image quality degradation due to motion blur that occurs when displaying a moving image on a hold-type display device. Or by writing a black display signal to the liquid crystal display panel following the image display signal to shorten the image display period so that the display state of the hold-type drive is close to that of an impulse-type drive such as a CRT. It is.
[0018]
By the way, in this type of display device, as shown in FIG. 21, the display brightness is variably controlled according to the ambient light illuminance (brightness) in the usage environment of the device, for example, when the display surface is exposed to direct sunlight. Even if the user is viewing or viewing in a dark room, a screen display that is always easy for the user to see is realized.
[0019]
Normally, in a liquid crystal display device, the backlight luminance is appropriately varied by dimming control of the backlight light source according to the illuminance (brightness) of outside light in the usage environment of the device. When the light control is realized independently of the drive control for the impulse-type display described above, there is a problem that the configuration and the operation control process are complicated and inefficient.
[0020]
The present invention has been made in view of the above problems, by controlling the driving motion of the backlight source in accordance with the illuminance of outside light, in addition to improving image quality by preventing motion blur, legible to the user by the display brightness modulation A liquid crystal display device capable of easily realizing image display is provided.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
A first invention of the present application is a liquid crystal display device in which an image signal of a vertical period to be displayed is written to a liquid crystal display panel, and a backlight light source is intermittently turned on within one vertical period, and is outside the usage environment of the device. Detection means for detecting light illuminance, and control means for variably controlling the size of the simultaneous light emitting area of the backlight light source in units of one vertical period based on the detected external light illuminance, the control means, the backlight source of simultaneously emitting at the same time the light-emitting region, and switches for each one vertical period.
[0026]
A second invention of the present application is a liquid crystal display device in which a direct-type backlight light source is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel, the detecting means for detecting the illuminance of outside light in the use environment of the device, and the detected Control means for variably controlling the size of the simultaneous light emitting area of the backlight light source in units of one vertical period based on the illuminance of outside light, and the control means includes a backlight light source that simultaneously emits light in the simultaneous light emitting area. It is characterized by switching every vertical period .
[0029]
According to the liquid crystal display device of the present invention, depending on the brightness in the use environment of the person the device (the intensity of the ambient light illuminance), by appropriately automatic switching the size of the lighting region of the backlight source, the backlight Since the amount of light (display luminance) is variably controlled, it is possible to easily realize image display that is easy for the user to see.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the main part of the liquid crystal display device of the present embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle of the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. It is explanatory drawing for demonstrating the basic principle of operation in the liquid crystal display device of embodiment.
[0032]
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, an active matrix type liquid crystal display panel 1 having a liquid crystal layer and electrodes for applying scanning signals and data signals to the liquid crystal layer, and an input image signal vertically Based on a horizontal synchronizing signal, an electrode driver 2 for driving the data electrodes and scanning electrodes of the liquid crystal display panel 1, a direct type backlight light source 3 disposed on the back surface of the liquid crystal display panel 1, and an input A synchronization signal extraction unit 4 that extracts a synchronization signal from an image signal, and a light source control unit 5 that performs intermittent drive control of turning off / on the backlight light source 3 within one vertical period are provided.
[0033]
Furthermore, the frame frequency conversion unit 6 that converts the frame frequency of the input image signal to a high frequency and outputs the converted signal to the electrode driving unit 2, the illuminance detection unit 7 for detecting the ambient light illuminance in the usage environment of the device, A control CPU 8 that outputs a predetermined control signal to the light source controller 5 and the frame frequency converter 6 according to the detected external light illuminance level is provided.
[0034]
The light source controller 5 controls the timing for turning on / off the backlight light source 3 based on the vertical synchronizing signal extracted by the synchronizing signal extractor 4 and the control signal from the control CPU 8. The frame frequency conversion unit 6 converts the frame frequency of the input image signal to a predetermined frequency based on a control signal from the control CPU 8.
[0035]
The backlight light source 3 may be a direct-type or side-irradiation type LED light source, EL light source, or the like in addition to the direct-type fluorescent lamp. In particular, LEDs (light emitting diodes) have a response speed of several tens to several hundreds ns, and are more responsive than the ms order of fluorescent lamps. Is possible.
[0036]
The liquid crystal display device of the present embodiment prevents motion blur that occurs during moving image display by a full-flash type backlight lighting system. That is, as shown in FIG. 2, after the entire scanning period (image writing) of the display screen is completed, the driving waveform is applied to the backlight light source 3 after being delayed by a predetermined liquid crystal response period. Thus, the backlight light source 3 is turned on all at once (flash emission) on the entire surface of the display screen during the backlight lighting period indicated by the shaded portion in the figure.
[0037]
Here, the backlight lighting period indicated by the shaded portion in FIG. 2 is varied according to the external light illuminance level (ambient brightness) detected by the illuminance detection unit 7, so that the backlight is interlocked with the external use environment. Change the amount of light (display brightness). Specifically, the backlight lighting period (lighting timing / lighting timing) is variably controlled so as to be the same as the display luminance characteristics shown in FIG.
[0038]
That is, when the external light illuminance level is large, after delaying by a predetermined liquid crystal response period, the backlight beam 3 is turned on immediately, and the backlight lighting period is maintained until the next frame scanning period starts. To do. Conversely, when the external light illuminance level is small, the backlight lighting period is shortened by delaying the backlight lighting timing or by accelerating the backlight lighting timing.
[0039]
Here, in this embodiment, it is necessary to write and scan an image signal for one frame over the entire screen of the liquid crystal display panel 1 within a period excluding the liquid crystal response period and the backlight lighting period from one frame period. Therefore, the frame frequency of the input image signal is converted to a high frequency by the frame frequency conversion unit 6 and then input to the electrode driving unit 2.
[0040]
In order to ensure a sufficient backlight lighting period, for example, as shown in FIG. 3, the frame frequency conversion unit 6 converts the frame frequency of the input image signal to a higher frequency, thereby shortening the image writing scanning period. Yes. That is, when the external light illuminance level is large, the backlight lighting period can be increased by variably controlling the frame frequency of the input image signal to be high. Thus, by converting the frame frequency of the input image signal according to the ambient light illuminance level, the degree of freedom in setting the backlight lighting period can be greatly improved.
[0041]
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, when motion blur is prevented by using the full-flash-type backlight lighting method to approach the display state of impulse-type driving, the backlight is set according to the illuminance of outside light. Since the lighting period (timing) of the light source is controlled, in addition to improving the image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize an image display that is easy for the user to see according to the brightness of the usage environment. Furthermore, when the external light illuminance level is small, the backlight lighting period is controlled to be shortened, so that the lifetime of the backlight light source and the reduction in power consumption can be realized.
[0042]
In the above embodiment, the description has been given of the variable control of the lighting time of the backlight light source 3 based on the illuminance level (use environment condition) of the outside light. However, in addition to this, the average luminance level and the maximum of the input image signal The lighting time of the backlight light source 3 may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, the minimum luminance level, and the luminance distribution (histogram).
[0043]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4, but the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle in the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0044]
The liquid crystal display device of the present embodiment prevents motion blur that occurs during moving image display by a scanning backlight lighting system, but the basic functional block diagram is the first implementation described above with reference to FIG. It is the same as that of the form. The difference is that among backlight light sources 3 constituted by using a plurality of direct fluorescent lamps arranged in parallel to the scanning line, a plurality of direct or side illumination LED light sources, EL light sources, and the like. The predetermined number (number) is set as one light emitting area, and these are controlled to be sequentially scanned and lighted within one frame. The light source control unit 5 controls the timing for sequentially scanning and lighting each light emitting region based on the vertical / horizontal synchronization signal extracted by the synchronization signal extraction unit 4.
[0045]
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, after scanning of a certain horizontal line group (display divided area) (image writing) is completed, the horizontal line group is considered in consideration of the response delay of the liquid crystal. The light emitting area (a certain fluorescent lamp group or LED group) of the backlight source 3 corresponding to is turned on. This is repeated with the next region in the vertical direction. As a result, as indicated by the shaded portion in FIG. 4, the backlight lighting period can be sequentially shifted in units of light emitting regions with the passage of time corresponding to the writing scan location of the image signal.
[0046]
Here, by changing the backlight lighting period of each light emitting area indicated by the shaded portion in FIG. 4 according to the ambient light illuminance level detected by the illuminance detection unit 7, that is, the brightness of the surrounding environment, The amount of backlight light (display brightness) is changed in conjunction with. Specifically, the backlight lighting period (lighting timing / lighting timing) is variably controlled so as to be the same as the display luminance characteristics shown in FIG.
[0047]
That is, when the external light illuminance level is large, the backlight lighting period in each light emitting region is set large. Conversely, when the external light illuminance level is low, the backlight lighting period in each light emitting region is shortened by delaying the backlight lighting timing or by delaying the backlight lighting timing. Here, in order to prevent occurrence of luminance unevenness due to the screen position, the backlight lighting period of each light emitting region is determined for each frame and is not changed within one frame.
[0048]
In the example shown in FIG. 4, since the image signal for one frame is written and scanned over the entire screen of the liquid crystal display panel 1 within one frame period, the frame frequency of the input image signal is changed. However, the frame frequency conversion unit 6 may convert the frame frequency of the input image signal to a high frequency in order to ensure a sufficient backlight lighting period in each light emitting region. That is, as the external light illuminance level increases, the image signal writing scanning period can be shortened by variably controlling the frame frequency of the input image signal to be higher, and the backlight lighting period is increased accordingly. It becomes possible.
[0049]
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, when the moving backlight is prevented by using the scanning backlight lighting method to approach the display state of the impulse type drive, In addition to improving the image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize an image display that is easy to see for the user according to the brightness of the usage environment. Furthermore, when the external light illuminance level is small, the backlight lighting period is controlled to be shortened, so that the lifetime of the backlight light source and the reduction in power consumption can be realized.
[0050]
In the above embodiment, the description has been given of the variable control of the lighting time of the backlight light source 3 based on the illuminance level (use environment condition) of the outside light. However, in addition to this, the average luminance level and the maximum of the input image signal The lighting time of the backlight light source 3 may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, the minimum luminance level, and the luminance distribution (histogram).
[0051]
In the example shown in FIG. 4, the backlight source 3 is divided into eight light emitting areas (horizontal line groups) and sequentially turned on. However, any number of light emitting divided areas can be used as long as the number is two or more. It is obvious that each light emitting area is not limited to an area obtained by dividing the backlight light source 3 in the horizontal direction (direction parallel to the scanning line). Also in this respect, when the direct type planar LED is used as the backlight light source 3, the setting of the light emission division region can be made with a high degree of freedom.
[0052]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 10, but the same parts as those in the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle in the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIGS. 6 and 8 are main parts showing an example of the lighting operation of the backlight light source in the liquid crystal display device of the present embodiment. 7 and 9 are schematic explanatory views showing transition examples of illumination distribution in the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 10 is an average luminance level of an input image and a simultaneous lighting light source in the liquid crystal display device of the present embodiment. It is a schematic explanatory drawing which shows the relationship with a number.
[0053]
The liquid crystal display device according to the present embodiment, like the second embodiment described above, prevents motion blur that occurs during moving image display by a scanning backlight lighting method. The present invention is characterized in that display luminance modulation is realized by variably controlling the simultaneous light emission region (the number of backlights that are simultaneously turned on at a certain time) by the backlight light source 3.
[0054]
That is, in FIG. 5, the backlight source 3 is divided into eight light emitting areas (fluorescent lamp groups or LED groups), and these are sequentially scanned and lit in one frame period. 21 is variably controlled in accordance with the ambient light illuminance level (ambient brightness) detected by the illuminance detector 7, so that the amount of light of the backlight is substantially the same as the display luminance characteristics shown in FIG. (Display brightness) is changed. In the example shown in FIG. 5, a simultaneous light emitting region is formed by three light emitting regions (horizontal line group).
[0055]
For example, when eight direct fluorescent lamps arranged in a direction parallel to the scanning line (horizontal direction) are used as the backlight light source 3, and each fluorescent lamp lamp corresponds to each of the eight light emitting areas. A specific operation example will be described in detail with reference to FIGS.
[0056]
When the external light illuminance level detected by the illuminance detection unit 7 is in the range indicated by c in FIG. 10, each fluorescent lamp lamp is always in a state where three fluorescent lamps are always lit simultaneously as shown in FIG. Is turned on / off sequentially from top to bottom in one frame cycle. At this time, as shown in FIG. 7, on the display screen, the horizontal stripe-shaped simultaneous light emitting area (3/8 area with respect to the entire screen) changes vertically and returns to the original state in one frame period. It becomes.
[0057]
Next, when the illuminance level of the external light changes and becomes the range indicated by d in FIG. 10, as shown in FIG. 8, the four fluorescent lamps are always lit at the same time. Control is performed so that lighting / extinguishing of the lamp is sequentially scanned from top to bottom in one frame cycle. At this time, on the display screen, as shown in FIG. 9, the horizontal stripe-shaped simultaneous light-emitting area (1/2 area with respect to the entire screen) changes in the vertical direction and returns to the original state in one frame period. It becomes.
[0058]
Similarly, when the external light illuminance level changes in a direction that further increases and falls within the range indicated by e in FIG. 10, the number of fluorescent lamps that are turned on simultaneously is increased to five, and each fluorescent lamp lamp is set to 1. Scan lighting is performed sequentially from top to bottom within the frame (simultaneous light emission area is 5/8 of the entire screen). On the other hand, when the external light illuminance level changes in the direction of decreasing and falls within the range indicated by b in FIG. 10, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on is reduced to two, and each fluorescent lamp lamp is within one frame. Then, the scan light is turned on sequentially from top to bottom (simultaneous light emission area is 1/4 of the entire screen). Furthermore, when the ambient light illuminance level changes in the direction of decreasing and falls within the range indicated by a in FIG. 10, the number of fluorescent lamps that are turned on simultaneously is reduced to one, and each fluorescent lamp lamp is within one frame. Then, the scanning is turned on sequentially from top to bottom (simultaneous light emission area is 1/8 of the entire screen).
[0059]
In this way, by changing the size of the simultaneous light emitting area according to the illuminance level of the external light, it becomes possible to appropriately control the amount of light (display luminance) of the backlight in multiple stages, and the CRT shown in FIG. An image can be displayed with characteristics approximate to display luminance characteristics.
[0060]
Of course, also in the present embodiment, the number of fluorescent lamps and the number of light-emitting divided areas are not limited to those described above, and the light-emitting divided areas are set finely, particularly when LED light sources and EL light sources are used. In addition, it is possible to perform display brightness control in further stages. In addition, since the occurrence of luminance unevenness due to the screen position is not caused, the size of the simultaneous light emitting area is determined for each frame and is not changed within one frame.
[0061]
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the simultaneous light emission region according to the illuminance of outside light is used to prevent motion blur by using a scanning backlight lighting method to approach the display state of the impulse type drive. Therefore, in addition to improving image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize image display that is easy for the user to see according to the brightness of the usage environment. Furthermore, when the illuminance level of the external light is small, the backlight lighting period is shortened, so that the lifetime of the backlight light source and the reduction in power consumption can be realized.
[0062]
In the above-described embodiment, the description has been given of variably controlling the size of the simultaneous light emission area of the backlight source 3 based on the ambient light illuminance level (use environment condition). It is obvious that the lighting time of the backlight light source 3 may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, maximum luminance level, minimum luminance level, and luminance distribution (histogram). It is.
[0063]
Furthermore, although the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 and 12, the same parts as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, FIG. 11 is a principal side sectional view showing the configuration of the backlight light source in the liquid crystal display device of the present embodiment, and FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle in the liquid crystal display device of the present embodiment. .
[0064]
The liquid crystal display device according to the present embodiment, like the third embodiment described above, prevents motion blur that occurs during moving image display and reduces the illuminance of the outside light (ambient brightness) from the scanning backlight lighting method. Based on this, the display luminance modulation that is easy to see for the user is realized by variably controlling the simultaneous light emission area (the number of backlights that are simultaneously lit at a certain time) by the backlight light source 3.
[0065]
Here, as the backlight light source 3, for example, as shown in FIG. 11, 16 direct fluorescent lamps arranged in a direction parallel to the scanning line (horizontal direction) are used, and one set of four fluorescent lamps is used. A case will be described in which the four light-emitting divided regions including the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d are sequentially switched and turned on.
[0066]
When the external light illuminance level detected by the illuminance detection unit 7 is extremely high, as shown in FIG. 12A, all the four fluorescent lamp lamps in the fluorescent lamp groups 3a to 3d in each light emitting area are turned on. Each light emitting area is sequentially scanned from top to bottom in one frame period. That is, in the example shown in FIG. 12A, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is eight, and the simultaneous light emission area is a half of the entire screen.
[0067]
Next, when the external light illuminance level is slightly high, as shown in FIG. 12 (b), three fluorescent lamp lamps are selected from the four fluorescent lamp lamps in the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d in the respective light emitting areas. Each light emitting area is sequentially scanned from top to bottom in one frame period while being lit. That is, in the example shown in FIG. 12B, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is six, and the simultaneous light emitting area is an area of 3/8 of the entire screen.
[0068]
Here, one of the four fluorescent lamp lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3 a to 3 d is turned off, but a light diffusing action is exerted between the backlight source 3 and the liquid crystal display panel 1. Since the diffusion sheet (not shown) is disposed, spatial luminance unevenness hardly occurs on the screen of the liquid crystal display panel 1. Further, the occurrence of spatial luminance unevenness on the screen is also suppressed by sequentially switching the fluorescent lamp lamps that are turned off among the four fluorescent lamp lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d. .
[0069]
That is, in a certain frame, each of the light emitting areas is sequentially scanned from top to bottom while the fluorescent lamp lamp located at the second from the top among the four fluorescent lamps in each of the fluorescent lamp groups 3a to 3d is turned off. After that, in the next frame, each light emitting area is sequentially scanned from top to bottom while the fluorescent lamp lamp located at the third from the top among the four fluorescent lamps in each of the fluorescent lamp groups 3a to 3d is turned off. Further, in the next frame, each light emitting region is sequentially scanned from top to bottom while turning off the lowest fluorescent lamp among the four fluorescent lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d.
[0070]
As described above, the fluorescent lamp lamps that are extinguished among the four fluorescent lamp lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d are sequentially switched for each frame, so that the brightness unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1 is hardly noticed. It is possible to suppress to a certain extent.
[0071]
When the external light illuminance level is slightly low, two fluorescent lamps are selected from the four fluorescent lamps in the fluorescent lamp groups 3a to 3d in the respective light emitting areas as shown in FIG. Each light emitting area is sequentially scanned from the top to the bottom in one frame period while being lit. That is, in the example shown in FIG. 12C, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is four, and the simultaneous light emitting area is a quarter of the entire screen.
[0072]
Here too, the two fluorescent lamp lamps that are extinguished among the four fluorescent lamp lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d are sequentially switched on a frame-by-frame basis, thereby almost eliminating luminance unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1. It is possible to suppress to such an extent that it does not become.
[0073]
Furthermore, when the external light illuminance level is extremely small, as shown in FIG. 12D, one fluorescent lamp lamp is selected from the four fluorescent lamp lamps in the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d in each light emitting region. Each light emitting area is sequentially scanned from the top to the bottom in one frame period while being lit. That is, in the example shown in FIG. 12D, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is two, and the simultaneous light emitting area is an area of 1/8 of the entire screen.
[0074]
Here, among the four fluorescent lamp lamps in each of the fluorescent lamp lamp groups 3a to 3d, the three fluorescent lamp lamps to be turned off are sequentially switched for each frame, so that the luminance unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1 is hardly noticed. It is possible to suppress to such an extent that it does not become.
[0075]
As described above, also in the present embodiment, similarly to the third embodiment, the amount of backlight light (display luminance) can be set in multiple stages by changing the size of the simultaneous light emitting area according to the ambient light illuminance level. Control can be appropriately performed, and an image can be displayed with characteristics approximate to the display luminance characteristics of the CRT shown in FIG. Therefore, in addition to improving image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize image display that is easy for the user to see according to the brightness of the usage environment. Furthermore, when the external light illuminance level is small, the number of backlights to be lit is reduced, so that the life of the backlight light source can be extended and the power consumption can be reduced.
[0076]
Of course, in the present embodiment, the number of fluorescent lamps and the number of light-emitting divided regions are not limited to those described above, and the light-emitting divided regions are set finely, particularly when a direct type LED light source is used. In addition, it is possible to perform display brightness control in more stages. In addition, since the occurrence of luminance unevenness due to the screen position is not caused, the size of the simultaneous light emitting area is determined for each frame and is not changed within one frame.
[0077]
In the above-described embodiment, the description has been given of variably controlling the size of the simultaneous light emission area of the backlight source 3 based on the ambient light illuminance level (use environment condition). It is obvious that the lighting time of the backlight light source 3 may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, maximum luminance level, minimum luminance level, and luminance distribution (histogram). It is.
[0078]
In the fourth embodiment, in the scanning backlight lighting method, the number of simultaneously lit backlights is varied in conjunction with the illuminance of outside light. However, when this is applied to the full-flash type backlight lighting method, Although the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13, the same parts as those of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle in the liquid crystal display device of the present embodiment.
[0079]
The liquid crystal display device according to the present embodiment prevents the motion blur that occurs during the moving image display from the full-flash type backlight lighting method, and simultaneously emits light from the backlight light source 3 based on the ambient light illuminance level (for a certain period of time). By variably controlling the number of backlights that are turned on at the same time, display luminance modulation that is easy for the user to see is realized. Here, a case where 16 direct fluorescent lamps arranged in a direction parallel to the scanning line (horizontal direction) are used as the backlight light source 3 will be described.
[0080]
When the external light illuminance level detected by the illuminance detection unit 7 is extremely high, as shown in FIG. 13A, after completion of the image writing scan, after 16 delays by a predetermined liquid crystal response period, Turn on all fluorescent lamps. That is, in the example shown in FIG. 13A, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is 16, and the simultaneous light emitting area is equal to the entire screen area.
[0081]
Next, when the external light illuminance level is slightly high, as shown in FIG. 13 (b), after the completion of the image writing scan, after a predetermined liquid crystal response period, the 16 fluorescent lamp lamps Of these, 12 fluorescent lamps are selected and lit. That is, in the example shown in FIG. 13B, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is twelve, and the simultaneous light emission area is 2/3 of the entire screen.
[0082]
Here, of the 16 fluorescent lamps, four fluorescent lamps are turned off. A diffusion sheet (not shown) having a light diffusing action is provided between the backlight source 3 and the liquid crystal display panel 1. Due to the arrangement, spatial luminance unevenness hardly occurs on the screen of the liquid crystal display panel 1.
[0083]
Moreover, the occurrence of spatial luminance unevenness on the screen is also suppressed by sequentially switching the fluorescent lamps to be turned off for each frame. Thus, by sequentially switching the fluorescent lamp lamps that are extinguished among the 16 fluorescent lamp lamps for each frame, it is possible to suppress the luminance unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1 to a level that is of little concern. .
[0084]
Also, when the external light illuminance level is slightly small, as shown in FIG. 13C, after the image writing scan is completed, after a predetermined liquid crystal response period, the 16 fluorescent lamp lamps are delayed. Eight fluorescent lamps are selected and lit. That is, in the example shown in FIG. 13C, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is eight, and the simultaneous light emission area is a half of the entire screen.
[0085]
In this case as well, it is possible to suppress the luminance unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1 to a level that is hardly noticed by sequentially switching the 8 fluorescent lamp lamps to be turned off among the 16 fluorescent lamp lamps for each frame. It is.
[0086]
Furthermore, when the external light illuminance level is extremely small, as shown in FIG. 13 (d), after completion of the writing scan of the image, it is delayed by a predetermined liquid crystal response period, and then among the 16 fluorescent lamps. Select and illuminate four fluorescent lamps. That is, in the example shown in FIG. 13D, the number of fluorescent lamps that are simultaneously turned on at a certain moment is four, and the simultaneous light emission area is a quarter of the entire screen.
[0087]
Here too, four fluorescent lamp lamps that are extinguished among the 16 fluorescent lamp lamps are sequentially switched for each frame, so that the luminance unevenness on the screen of the liquid crystal display panel 1 can be suppressed to a level that is of little concern. It is.
[0088]
As described above, also in the present embodiment, similarly to the fourth embodiment, the amount of backlight light (display luminance) can be changed in multiple stages by varying the size of the simultaneous light emitting area according to the external light illuminance level. Control can be performed as appropriate, and an image can be displayed with characteristics approximate to the display luminance characteristics shown in FIG. Therefore, in addition to improving the image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize an image display that is easy for the user to see according to the brightness of the usage environment. Furthermore, when the external light illuminance level is small, the number of backlights to be lit is reduced, so that the life of the backlight light source can be extended and the power consumption can be reduced.
[0089]
Of course, also in this embodiment, the number of fluorescent lamps and the number of simultaneously lit lamps are not limited to the above, and particularly when a direct type LED light source is used, the size of the simultaneous light emitting area is finely defined. It is also possible to perform multi-level display brightness control by setting. In addition, since the occurrence of luminance unevenness due to the screen position is not caused, the size of the simultaneous light emitting area is determined for each frame and is not changed within one frame.
[0090]
In the above-described embodiment, the description has been given of the variable control of the size of the simultaneous light emitting area of the backlight source 3 based on the illuminance level (use environment condition) of the outside light. It is obvious that the lighting time of the backlight light source 3 may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, maximum luminance level, minimum luminance level, and luminance distribution (histogram). It is.
[0091]
Furthermore, although the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 16, the same parts as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Here, FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the basic operation principle in the liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 15 is a timing chart for explaining the electrode driving operation in the liquid crystal display device of this embodiment.
[0092]
In the liquid crystal display device of this embodiment, the backlight light source is set to the normal lighting state, and the writing scanning (reset scanning) of the black display signal is performed following the writing scanning of the image display signal to the liquid crystal display panel 1 within one frame. The black writing type is performed to prevent motion blur that occurs during moving image display. Based on the detection result of the illuminance detection unit 7, the control CPU 8 changes the writing timing of the black display signal by the electrode drive unit 2. It is characterized by being controlled.
[0093]
That is, in this embodiment, in addition to selecting each scanning line for image display in the electrode driving unit 2, the scanning line is selected again for black display, and the input image signal and the black display signal are accordingly selected as the data line. As shown in FIG. 14, a period of black signal display period (black display period) is generated between one frame image display and the next frame image display by performing a series of operations of supplying to each frame. I am letting. Here, the writing timing (delay time) of the black display signal with respect to the writing timing of the image signal is varied in accordance with the external light illuminance level, that is, the ambient brightness.
[0094]
FIG. 15 is a timing chart regarding the scanning lines (gate lines) of the liquid crystal display panel 1. The gate lines Y1 to Y480 are sequentially raised in order to write an image signal to the pixel cell in one frame period with a slight shift in timing. One frame period is completed by starting all 480 gate lines and writing image signals to the pixel cells.
[0095]
At this time, the gate lines Y1 to Y480 are raised again after a period determined according to the average luminance level of the input image from the rise for writing the image signal, and the data line is connected to each pixel cell. A potential for displaying black is supplied via X. Thereby, each pixel cell is in a black display state. That is, each gate line Y goes high twice in different periods in one frame period. The pixel cell displays image data for a certain period by the first selection, and the pixel cell forcibly displays black by the second selection.
[0096]
As described above, by changing the black display timing, the transmission period of the liquid crystal display panel 1 within one frame of the illumination light from the backlight light source 3, that is, the image display period can be adjusted. It becomes possible to change the amount of light (display luminance) of the backlight. Specifically, the black display period (black writing timing) is variably controlled so as to be the same as the display luminance characteristics shown in FIG.
[0097]
For example, when the external light illuminance level is high, the black writing timing with respect to the image writing timing in each horizontal line is sufficiently delayed. Conversely, when the input external light illuminance level is small, the black writing timing is advanced, the black display period within one frame in each horizontal line is increased, and the image display period is shortened. Here, in order to prevent occurrence of luminance unevenness due to the screen position, the black writing timing (delay time) with respect to the image writing timing of each horizontal line is determined for each frame and is not changed within one frame.
[0098]
As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, when motion blur is prevented by using a black writing type display method to approach a display state of impulse type driving, image display is performed according to the display image content. Since the period (black display period) is controlled, in addition to improving image quality by preventing motion blur, it is possible to easily realize image display that is easy for the user to see according to the brightness of the usage environment. Even in the case of the present embodiment, the backlight light source is turned off in conjunction with the black writing timing described above, thereby shortening the backlight lighting period, extending the life of the backlight light source, and reducing the power consumption. Can also be realized.
[0099]
In the above embodiment, the black display period, that is, the image display period is variably controlled based on the ambient light illuminance level (use environment condition). In addition to this, the average luminance level and the maximum of the input image signal are also described. The size of the black display period may be variably controlled in consideration of the feature amount of the input image signal such as the luminance level, the minimum luminance level, and the luminance distribution (histogram).
[0100]
【The invention's effect】
The liquid crystal display device of the present invention is, since the above configuration, by controlling the size of the simultaneous lighting region of the backlight source depending on the ambient light illuminance, to easily achieve the easily viewable image display for Yoo over THE It becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of main parts of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in the first embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in a third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 6 is a cross-sectional side view of an essential part showing an example of a lighting operation of a backlight light source in a third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing an example of transition of illumination distribution in the third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional side view of an essential part showing an example of a lighting operation of a backlight source in a third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 9 is a schematic explanatory view showing an example of transition of illumination distribution in the third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 10 is a schematic explanatory diagram showing the relationship between the external light illuminance level and the number of simultaneously lit light sources in the third embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional side view of a main part showing a configuration of a backlight light source in a fourth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in a fourth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in a fifth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a basic operation principle in a sixth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 15 is a timing chart for explaining an electrode driving operation in a sixth embodiment of the liquid crystal display device of the present invention;
FIG. 16 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a main part in a conventional liquid crystal display device (full-flash type).
FIG. 17 is an explanatory diagram showing a display response in a conventional liquid crystal display device (full-flash type).
FIG. 18 is an explanatory diagram showing an arrangement example of a backlight light source with respect to a liquid crystal display panel in a conventional liquid crystal display device (scanning type).
FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of lighting / extinguishing timing of each lamp in a conventional liquid crystal display device (scanning type).
FIG. 20 is an explanatory diagram showing another example of lighting / extinguishing timing of each lamp in a conventional liquid crystal display device (scanning type).
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a transition of appropriate display luminance with respect to an external light illuminance level.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display panel 2 Electrode drive part 3 Backlight light source 4 Synchronization signal extraction part 5 Light source control part 6 Frame frequency conversion part 7 Illuminance detection part 8 Control CPU

Claims

A liquid crystal display device that writes an image signal of a vertical period to be displayed on a liquid crystal display panel and that intermittently lights a backlight light source within one vertical period,
Detection means for detecting the illuminance of outside light in the usage environment of the device;
Control means for variably controlling the size of the simultaneous light emission area of the backlight light source in units of one vertical period based on the detected external light illuminance ;
The liquid crystal display device , wherein the control means switches a backlight light source that simultaneously emits light in the simultaneous light emitting region every vertical period .

A liquid crystal display device in which a direct backlight light source is arranged on the back surface of the liquid crystal display panel,
Detection means for detecting the illuminance of outside light in the usage environment of the device;
Control means for variably controlling the size of the simultaneous light emission area of the backlight light source in units of one vertical period based on the detected external light illuminance;
The liquid crystal display device , wherein the control means switches a backlight light source that simultaneously emits light in the simultaneous light emitting region every vertical period .