WO2006123706A1 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

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WO2006123706A1
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light emitting
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linear light
crystal panel
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PCT/JP2006/309843
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Takayuki Ito
Hiroyasu Kawauchi
Norihito Takeuchi
Masayuki Harada
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki
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    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers

Definitions

  • Liquid crystal display device and driving method thereof Liquid crystal display device and driving method thereof
  • the present invention relates to a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight having an EL element arranged on the back surface of the liquid crystal panel, and a driving method thereof.
  • Liquid crystal display devices are widely used as display devices for computers and portable devices. In recent years, these display devices display not only still images but also moving images. However, liquid crystal display devices have poorer image quality when displaying moving images than CRT (Cathode Ray Tube). That is, an afterimage is seen and the movement is blurred. The cause of this is that the liquid crystal takes time to change the alignment (orientation) from one of the state of transmitting light (transmission state) and the state of blocking light transmission (non-transmission state) to the other. It can be mentioned. For this reason, if the knocklight is always on, an afterimage may be seen due to a delay in the change in the arrangement of the portion that changes from the transmissive state to the non-transmissive state.
  • CTR Cathode Ray Tube
  • the liquid crystal display device described in this document includes a motion detection unit, detects whether the display image is a still image or a moving image from the result of the motion detection unit, and according to the detection result. Control the backlight.
  • Patent Document 1 JP 2002-91400 A
  • the liquid crystal display device described in the above-mentioned document has a configuration in which either one of still image display control and moving image display control is preferentially performed according to the detection result of the motion detection means. ing.
  • the liquid crystal display device described in the above document is based on the premise that the backlight is lit on the entire surface. Use intermittent lighting. For this reason, in the liquid crystal display device described in the above document, there is a high possibility that an expected effect can be obtained in an image display region that matches the selected backlight lighting method, but it does not match. Painting In the image display area, there is a possibility that flickering force or motion blur (afterimage phenomenon) may occur.
  • the liquid crystal display device of the above literature can solve the problems that may occur for each of these image types, especially when still images and moving images are mixed.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a driving method thereof capable of suppressing the generation of flickering force and the occurrence of motion blur even when a still image and a moving image are displayed together. There is to do.
  • the present invention provides a liquid crystal panel, a backlight including an EL element provided on a back surface of the liquid crystal panel, a control unit that controls the liquid crystal panel and the backlight, A liquid crystal display device is provided.
  • the control unit rewrites a display image of the liquid crystal panel every predetermined frame period based on an input image signal to the liquid crystal panel.
  • the backlight has a planar light emitting surface composed of a plurality of linear light emitting regions extending in a direction orthogonal to the vertical scanning direction of the liquid crystal panel.
  • the control unit switches and controls the plurality of linear light emitting regions from one of a light emitting state and a non-light emitting state in order in synchronization with vertical scanning of the liquid crystal panel.
  • the liquid crystal display device further includes a moving image speed detecting unit that detects the moving image speed of the display image. For each of the linear light emitting areas, the control unit increases the light emitting period of the linear light emitting area in one frame period when the moving image speed is slow, and the linear light emitting when the moving image speed is fast.
  • the backlight is switched and controlled in accordance with the detection result of the moving image speed detection unit so that the light emission period of the region is shorter than when the moving image speed is low.
  • the light emitting surface of the backlight is divided into a plurality of linear light emitting areas, and for each of the linear light emitting areas, the light emission period (( On-duty) is adjusted.
  • the video speed indicates the amount of movement of the display image displayed in the current frame period relative to the display image displayed in the previous frame period. The larger the amount of motion, the faster the video speed. The smaller the amount of motion, the slower the video speed.
  • the on-duty indicates the ratio of the period during which the linear light emitting region emits light during one frame period.
  • the on-duty is reduced in the display area where the moving image speed is fast to shorten the light emitting period of the linear light emitting area, and the on duty is increased in the display area where the moving image speed is slow to increase the light emission of the linear light emitting area. Increase the period. That is, the on-duty is adjusted for each display area of the liquid crystal corresponding to the linear light emission area. For this reason, even when still images and moving images are mixedly displayed, the on-duty is adjusted for each divided area, so the flickering force and motion blur caused by the image type ( The afterimage phenomenon) can be suppressed at the same time, and the image quality can be improved.
  • the moving image speed detection unit may detect the moving image speed by calculating a difference between both display images in the previous frame period and the current frame period as a difference.
  • the moving image speed detection unit may detect a moving image speed in a vertical scanning direction of the liquid crystal panel.
  • control unit determines, for each linear light emitting area, whether or not the rewriting of the liquid crystal corresponding to the linear light emitting area is completed, and the rewriting is performed in the vertical direction of the liquid crystal panel. When it is completed before the elapse of the elapse of time, the light emission period of the linear light emission region is lengthened. When the rewriting is completed after the elapse of the vertical scanning time, the light emission period of the linear light emission region is increased.
  • the backlight may be controlled to be shortened.
  • the present invention provides a method for driving a liquid crystal display device including a liquid crystal panel and a backlight including an EL element provided on the back surface of the liquid crystal panel.
  • the backlight has a planar light emitting surface composed of a plurality of linear light emitting regions extending in a direction orthogonal to the vertical scanning direction of the liquid crystal panel.
  • the display image of the liquid crystal panel is rewritten every predetermined frame period based on an input image signal to the liquid crystal panel, and the plurality of linear light emitting areas are used for vertical scanning of the liquid crystal panel. And sequentially controlling one of the light emitting state and the non-light emitting state to be synchronized with each other and detecting the moving image speed of the display image from the input image signal.
  • the driving method for each linear light emitting area, when the moving image speed is slow, the light emitting period of the linear light emitting region is increased in one frame period, and when the moving image speed is high, the line emitting region is increased. Switching control of the backlight according to the detection result of the moving image speed detecting unit so that the light emitting period of the light emitting region is shorter than that when the moving image speed is slow.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment embodying the present invention.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the liquid crystal panel and the backlight shown in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the linear light emitting region shown in FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a light emission mode of the linear light emitting region shown in FIG.
  • the liquid crystal display device 11 of the present embodiment includes a liquid crystal panel 12, a liquid crystal driving unit 13 that controls the liquid crystal panel 12, a backlight 14, and a control of the backlight 14.
  • a light source control unit 16 and a moving image speed detection unit 15 are provided.
  • the liquid crystal driving unit 13 and the light source control unit 16 constitute a control unit.
  • the backlight 14, the moving image speed detection unit 15, and the light source control unit 16 constitute a backlight device suitable for being assembled to the liquid crystal panel 12.
  • the liquid crystal panel 12 of the present embodiment is an active matrix type. As shown in FIG. 2, the liquid crystal panel 12 includes a pair of transparent first substrate 17 and second substrate 18, and the substrates 17 and 18 are bonded to each other with a sealing material (not shown) at a predetermined interval. ing.
  • the substrates 17 and 18 are made of glass, for example.
  • a liquid crystal 19 is sealed between the substrates 17 and 18.
  • the pixel electrode 20 is made of ITO (indium stannate).
  • one set of three pixel electrodes 20 constitutes one pixel.
  • a polarizing plate 22 is disposed on the surface of the substrate 17 opposite to the liquid crystal 19.
  • a color filter 23 is formed on the surface of the substrate 18 on the liquid crystal 19 side, and a transparent electrode 24 common to all pixels is formed on the color filter 23.
  • the transparent electrode 24 is also made of ITO.
  • the color filter 23 is a region 23a, 23b, 23c that transmits red, green, and blue light. These regions 23a to 23c are arranged so as to correspond to the respective pixel electrodes 20 constituting the sub-pixels. Each region 23 a to 23 c is partitioned by a black matrix 25.
  • a polarizing plate 26 is formed on the surface of the substrate 18 opposite to the liquid crystal 19.
  • the liquid crystal driving unit 13 supplies a scanning signal to the gate electrode (scanning electrode) of the liquid crystal panel 12 based on the input image signal and synchronization signal to drive the gate electrode, and the source of the liquid crystal panel 12 A data signal is supplied to the electrode (data electrode) to drive the source electrode.
  • the backlight 14 is disposed so as to face the back surface of the liquid crystal panel 12 (surface opposite to the display surface).
  • the backlight 14 of the present embodiment has a planar light emitting surface, and the planar light emitting surface is composed of an EL (electric aperture luminescence) element.
  • the knock light 14 includes an organic EL element 28 formed on a transparent third substrate 27.
  • the organic EL element 28 is formed by laminating a transparent electrode (first electrode) 29, an organic layer 30, and a counter electrode (second electrode) 31 in order from the third substrate 27.
  • the organic EL element 28 is covered with a protective film 32 so that the organic layer 30 is not adversely affected by moisture (water vapor) and oxygen!
  • a transparent glass substrate is used as the third substrate 27.
  • the transparent electrode 29 forms an anode
  • the counter electrode 31 forms a cathode.
  • the transparent electrode 29 is formed of ITO (indium stannate) used as a transparent electrode in a known organic EL element, and has light transmittance.
  • the counter electrode 31 is made of metal (for example, aluminum) and has a function of reflecting light.
  • the organic layer 30 is formed, for example, by laminating a hole transport layer 33, a light emitting layer 34, and an electron transport layer 35 in this order from the transparent electrode 29.
  • the organic EL element 28 is configured as a bottom emission type in which light emitted from the organic layer 30 is extracted (emitted) from the third substrate 27 side.
  • the protective film 32 is made of, for example, silicon nitride.
  • the transparent electrode 29 disposed so as to face the liquid crystal panel 12 is composed of a solid electrode common to all the light emitting regions.
  • the plurality of counter electrodes 31 are each formed in a linear shape (strip shape), formed of a material having a lower resistance than the transparent electrode 29, and on the opposite side of the transparent electrode 29 with the organic layer 30 interposed therebetween. Be placed.
  • the counter electrode 31 is in a direction orthogonal to the vertical scanning direction of the liquid crystal panel 12 (liquid crystal 19) (left and right direction in FIG. 2) It is formed to extend in a direction perpendicular to The region of the organic EL element 28 facing each counter electrode 31 functions as a light emitting surface. As shown in FIG.
  • the light emitting surface of the organic EL element 28 is composed of a plurality of linear light emitting regions 36 extending in a direction orthogonal to the vertical scanning direction of the liquid crystal panel 12 (liquid crystal 19). In the present embodiment, the light emitting surface of the organic EL element 28 is divided into seven linear light emitting regions 36.
  • FIG. 3 schematically shows the light emitting surface of the knocklight 14. The organic layer 30 and the counter electrode 31 are partitioned for each linear light emitting region 36 by a partition 37 that also serves as an insulating material.
  • each linear light emitting region 36 (the horizontal dimension in FIG. 2) is equal to one pixel, that is, the total width of three regions 23a, 23b, and 23c.
  • the total width of the regions 23a, 23b, and 23c is formed. That is, the linear light emitting region 36 is formed with a width necessary for illuminating the pixel region of the liquid crystal panel 12 for a plurality of columns.
  • the moving image speed detection unit 15 includes a frame memory (dual port RAM) capable of storing image signals for one frame period, and a subtractor.
  • One frame period is a period during which all pixels constituting one screen of the liquid crystal panel 12 are scanned.
  • the image signal of the current frame period is written from the write port to the frame memory, and the image signal of the previous frame period (one frame period before) stored in the frame memory is read simultaneously from the read port. .
  • the subtractor calculates a difference between the image signal of the current frame period and the image signal of the previous frame period.
  • the moving image speed detection unit 15 of the present embodiment displays the difference between the current and previous image signals on the liquid crystal panel 12 in the current frame period and the previous frame period by calculating a difference between the current and previous image signals.
  • the amount of change in the display image is detected.
  • the amount of change in the display image increases as the amount of movement of the display image displayed in the current frame period increases with respect to the display image displayed in the previous frame period, and decreases as the amount of movement of the display image decreases. Become. Since one frame period is fixed, when the amount of change in the displayed image is large, the moving speed (movie speed) of the display image is faster than when the amount of change is small.
  • the moving image speed detection unit 15 outputs the difference result by the subtracter to the light source control unit 16. In this embodiment, The moving image speed detection unit 15 detects the image change amount of the liquid crystal panel 12 in the vertical scanning direction.
  • the light source control unit 16 sequentially switches the plurality of linear light emitting regions 36 constituting the backlight 14 in a light emitting state and a non-light emitting state in synchronization with vertical scanning (output of scanning signals) of the liquid crystal panel 12. Switch from one force to the other (pseudo impulse drive).
  • the knock light 14 of the present embodiment when the liquid crystal display device 11 is driven, that is, when an image is displayed on the liquid crystal panel 12, a plurality of linear light emitting regions 36 emit light simultaneously. .
  • the light source control unit 16 performs switching control between the light emitting state and the non-light emitting state of each linear light emitting region 36 in a cycle of one frame period. In FIG.
  • Tf indicates one frame period of the liquid crystal display device 11
  • Tr indicates the response time of the liquid crystal 19.
  • TfZN indicates the vertical scanning time of the row (scanning line) of the liquid crystal 19 corresponding to one linear light emitting region 36 when the number of divisions of the knocklight 14 is “N”. For this reason, when rewriting of display data for the liquid crystal 19 corresponding to one linear light emitting area 36 is started, it takes from the start of rewriting until the last line is rewritten and the liquid crystal 19 finishes responding. The average time is (Tf / N) + Tr.
  • the light source control unit 16 switches each linear light emission region 36 to the light emission state in consideration of the vertical scanning time “TfZN” and the response time “Tr”.
  • the hatched portion in FIG. 4 shows the light emission state of the linear light emitting region 36.
  • the light source control unit 16 of the present embodiment receives the difference result from the moving image speed detection unit 15 (subtractor), and variably controls the light emission period for each linear light emitting region 36 based on the difference result. That is, the light source control unit 16 varies (adjusts) the on-duty indicating the ratio of the period during which each linear light emitting region 36 emits light in one frame period.
  • the light source control unit 16 rewrites the liquid crystal 19 corresponding to each linear light emitting area 36 based on the difference result of the moving image speed detection unit 15 during the current frame period (hereinafter referred to as “rewrite line”). Extract).
  • the display data is rewritten by the liquid crystal drive unit 13, and the liquid crystal drive unit 13 scans the scanning area of the liquid crystal 19 in order from the top to the bottom of FIG.
  • the light source control unit 16 determines, for each linear light emitting area 36, whether or not the rewriting of the last rewriting line is completed before the elapse of the vertical running time “TfZN”.
  • the light source control unit 16 sets the corresponding one of the linear light emitting areas 36 to the vertical scanning time from the first rewrite line to the last rewrite line of the corresponding liquid crystal 19 and the last rewrite line.
  • the response time Tr of the corresponding liquid crystal 19 elapses, the non-light emitting state power is also switched to the light emitting state.
  • the light source control unit 16 switches the corresponding one linear light emitting region 36 from the non-light emitting state to the light emitting state when the time “(TfZN) + Tr” has elapsed.
  • the light source control unit 16 increases the on-duty by advancing the light emission start timing of the linear light emission region 36, and extends the light emission period of the linear light emission region 36.
  • the light source control unit 16 reduces the on-duty by delaying the light emission start timing of the linear light emitting region 36 from the case where the change amount force S is small, and the light emission period of the linear light emitting region 36 is set when the change amount is small. Shorter.
  • this embodiment has the following effects.
  • the light-emitting area of the backlight 14 is divided into a plurality of linear light-emitting areas 36, and the linear light-emitting areas 36 of the linear light-emitting areas 36 are determined for each of the linear light-emitting areas 36 according to the detection result of the moving image speed detection unit 15.
  • Ondu Adjust one tee The light source control unit 16 increases the on-duty when the moving image speed is slow to increase the light emission period of the linear light emitting region 36, and when the moving image speed is high, the light source control unit 16 reduces the on duty to reduce the linear light emission. Make the flash period of area 36 shorter than when the video speed is slow. For this reason, even when a still image and a moving image are displayed together, the light emission duty is adjusted for each divided area. Therefore, it is possible to simultaneously suppress flickering force and motion blur (afterimage phenomenon) and improve image quality.
  • the moving image speed detection unit 15 obtains a change amount of each display image between the previous frame period and the current frame period as a difference, and detects the moving image speed based on the difference. For this reason, the configuration of the liquid crystal display device 11 can be simplified.
  • the moving image speed detection unit 15 detects the moving image speed of the liquid crystal panel 12 in the vertical scanning direction, and the light source control unit 16 performs switching control of the linear light emitting region 36 according to the detected moving image speed.
  • switching control can be performed in accordance with the movement of the image in the vertical scanning direction of the liquid crystal panel 12.
  • the light source control unit 16 determines, for each linear light emitting area 36, whether or not rewriting of the display data of the liquid crystal 19 corresponding to the linear light emitting area 36 has been completed. If the rewriting of display data is completed before the vertical scanning time of the LCD panel 12 has elapsed, the vertical scanning time from the first rewriting line to the last rewriting line and the last rewriting line are supported. When the response time of the liquid crystal 19 to be passed elapses, the linear light emitting region 36 is switched to the light emitting state, thereby increasing the on-duty.
  • the linear light emitting area 36 is switched to the light emitting state. In this way, the light emission start timing of the linear light emitting area 36 is changed depending on whether the timing of completion of rewriting is before or after the vertical scanning time, so that the linear light emitting area 36 is caused to emit light simultaneously with the completion of rewriting. As compared with the case, the control can be simplified.
  • a plurality of linear light emitting regions 36 are provided, and the linear light emitting regions 36 are sequentially switched from one of the light emitting state and the non-light emitting state to the other in one frame period. Therefore, power consumption can be reduced as compared with the case where the backlight 14 emits light entirely.
  • the above embodiment may be modified as follows.
  • the light source control unit 16 starts the light emission of the linear light emitting region 36 before the response time Tr shown in FIG. 4 elapses, thereby extending the light emission period of the linear light emitting region 36. It's okay.
  • the light emission period of the linear light emitting region 36 may be shortened by starting the light emission of the linear light emitting region 36 after the elapse of the response time Tr shown in FIG.
  • the light source control unit 16 determines that the moving image speed is fast based on the difference result of the moving image speed detection unit 15, for example, when the change amount of the display data exceeds 50%. It can be judged that the video speed is slow.
  • the number of the plurality of linear light emitting regions 36 constituting the light emitting region of the backlight 14 may be changed.
  • the knocklight 14 is not limited to the bottom emission type, and may be a top emission type that emits light with a force opposite to the third substrate 27 with respect to the organic layer 30.
  • the EL element of the knocklight 14 may include an inorganic EL element using an inorganic EL layer instead of the organic layer 30.

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Description

明 細 書
液晶表示装置及びその駆動方法
技術分野
[0001] 本発明は、液晶パネルと、該液晶パネルの背面に配置された EL素子を有するバッ クライトとを備える液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
背景技術
[0002] 液晶表示装置は、コンピュータや携帯機器などの表示装置として広く用いられてい る。近年、これらの表示装置では、静止画像だけでなく動画像の表示もなされる。し かし、液晶表示装置は、動画像を表示した際に、 CRT (Cathode Ray Tube)に比較し て、画質が悪い。すなわち、残像が見えて、動きがぼける。この原因として、液晶は、 光を透過させる状態 (透過状態)と、光の透過を阻止する状態 (非透過状態)とのうち の一方から他方に配列（配向）が変化するのに時間が力かることが挙げられる。この ため、ノ ックライトが常時点灯していると、透過状態から非透過状態に変化される部 分の配列変化が遅れることで、残像が見えてしまうことがある。
[0003] このような問題を解決するために、特許文献 1に記載の発明が提案されている。こ の文献に記載の液晶表示装置は、動き検出手段を備え、その動き検出手段の結果 から、表示画像が静止画像であるか又は動画像であるかを検出して、その検出結果 に応じてバックライトの制御を行う。
特許文献 1：特開 2002— 91400号公報
発明の開示
[0004] ところで、前記文献に記載の液晶表示装置は、動き検出手段の検出結果に応じて 静止画像表示用の制御及び動画像表示用の制御のうち何れか一方を優先して行う 構成となっている。例えば、前記文献に記載の液晶表示装置は、バックライトを全面 点灯させることを前提とし、表示画像の動きが所定値未満であればバックライトの点 灯方式を連続点灯にし、所定値以上であれば間欠点灯にする。このため、前記文献 に記載の液晶表示装置では、選択されたバックライト点灯方式に合致した画像の表 示領域にお ヽては想定される効果を得られる可能性が高くなる反面、合致しな ヽ画 像の表示領域においてはフリツ力や動きぼけ (残像現象）が発生する虞がある。例え ば、静止画像表示用のバックライト点灯方式を選択した場合、静止画像の表示領域 ではフリツ力の抑制が図られる力 この静止画像と同時に表示された動画像の表示 領域では、静止画像表示用のノ ックライト点灯方式によって動きぼけが発生する虞 がある。したがって、前記文献の液晶表示装置では、特に静止画像と動画像とが混 在する場合にぉ ヽて、これら画像種毎に発生し得る課題を解決して ヽるとは言 、難 い。
[0005] 本発明の目的は、静止画像と動画像が混在して表示される場合においても、フリツ 力の発生及び動きぼけの発生を抑制することができる液晶表示装置及びその駆動方 法を提供することにある。
[0006] 上記の目的を達成するために、本発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面 に設けられた EL素子を備えるバックライトと、前記液晶パネル及び前記バックライトを 制御する制御部とを備える液晶表示装置を提供する。前記制御部は、前記液晶パネ ルに対する入力画像信号に基づいて所定のフレーム期間毎に前記液晶パネルの表 示画像を書き換える。前記バックライトは、前記液晶パネルの垂直走査方向と直交す る方向に延びる複数の線状発光領域から構成される面状発光面を有する。前記制 御部は、前記複数の線状発光領域を、前記液晶パネルの垂直走査に同期して順に 発光状態及び非発光状態の一方から他方に切替制御する。前記液晶表示装置は 更に、前記入力画像信号力 前記表示画像の動画速度を検出する動画速度検出部 を備える。前記制御部は、前記線状発光領域毎に、前記動画速度が遅い場合には 1 フレーム期間における前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記動画速度が早 い場合には前記線状発光領域の発光期間を前記動画速度が遅い場合よりも短くす るように、前記動画速度検出部の検出結果に応じて前記バックライトを切替制御する
[0007] これによれば、バックライトの発光面が複数の線状発光領域に分割され、それら線 状発光領域毎に、動画速度検出部の検出結果に応じて線状発光領域の発光期間（ オンデューティ）が調整される。動画速度は、前回のフレーム期間で表示された表示 画像に対して今回のフレーム期間で表示される表示画像の動き量を示すものであり 、該動き量が大きいほど動画速度は速ぐ該動き量が小さいほど動画速度は遅くなる
。なお、オンデューティは、 1フレーム期間において線状発光領域が発光する期間の 割合を示す。そして、本発明では、動画速度が早い表示領域においてオンデューテ ィを小さくして線状発光領域の発光期間を短くし、動画速度が遅い表示領域におい てオンデューティを大きくして線状発光領域の発光期間を長くする。つまり、線状発 光領域に対応する液晶の表示領域毎に、オンデューティが調整される。このため、静 止画像と動画像が混在して表示される場合であっても、分割された領域毎にオンデ ユーティが調整されるので、画像種に起因して発生するフリツ力や動きぼけ (残像現 象）が同時に抑制され、画質を向上し得る。
[0008] また、前記動画速度検出部は、前回のフレーム期間と今回のフレーム期間におけ る両表示画像の変化量を差分で求めることにより、前記動画速度を検出しても良い。
[0009] また、前記動画速度検出部は、前記液晶パネルの垂直走査方向の動画速度を検 出しても良い。
[0010] また、前記制御部は、前記線状発光領域毎に、当該線状発光領域に対応する液 晶の書き替えが完了した否かを判定し、前記書き替えが前記液晶パネルの垂直走 查時間の経過時までに完了する場合には前記線状発光領域の発光期間を長くし、 前記書き替えが前記垂直走査時間の経過後に完了する場合には前記線状発光領 域の発光期間を短くするように前記バックライトを切替制御しても良い。
[0011] 更に本発明は、液晶パネルと、前記液晶パネルの背面に設けられた EL素子を備 えるバックライトとを備える液晶表示装置の駆動方法を提供する。前記バックライトは 、前記液晶パネルの垂直走査方向と直交する方向に延びる複数の線状発光領域か ら構成される面状発光面を有している。前記駆動方法は、前記液晶パネルに対する 入力画像信号に基づいて所定のフレーム期間毎に前記液晶パネルの表示画像を書 き換えることと、前記複数の線状発光領域を、前記液晶パネルの垂直走査に同期し て順に発光状態及び非発光状態の一方力 他方に切替制御することと、前記入力 画像信号から前記表示画像の動画速度を検出することとを備える。前記駆動方法は 更に、前記線状発光領域毎に、前記動画速度が遅い場合には 1フレーム期間にお ける前記線状発光領域の発光期間を長くし、前記動画速度が早い場合には前記線 状発光領域の発光期間を前記動画速度が遅い場合よりも短くするように、前記動画 速度検出部の検出結果に応じて前記バックライトを切替制御することを含む。
図面の簡単な説明
[0012] [図 1]本発明を具体化した一実施形態に係る液晶表示装置の主要構成を示すブロッ ク図。
[図 2]図 1に示す液晶パネルとバックライトの部分断面図。
[図 3]図 2に示す線状発光領域を示す模式図。
[図 4]図 3に示す線状発光領域の発光態様の説明図。
発明を実施するための最良の形態
[0013] 以下、本発明を具体ィ匕した一実施形態を図 1〜図 4にしたがって説明する。
[0014] 図 1に示すように、本実施形態の液晶表示装置 11は、液晶パネル 12と、該液晶パ ネル 12を制御する液晶駆動部 13と、バックライト 14と、該バックライト 14を制御する 光源制御部 16と、動画速度検出部 15とを備えている。本実施形態では、液晶駆動 部 13と光源制御部 16とにより制御部が構成される。バックライト 14、動画速度検出部 15、及び光源制御部 16は、液晶パネル 12に組み付けるのに好適なバックライト装置 を構成する。
[0015] 本実施形態の液晶パネル 12は、アクティブマトリックス型とされている。図 2に示す ように、液晶パネル 12は、一対の透明な第 1基板 17及び第 2基板 18を備え、両基板 17, 18は所定の間隔を保った状態で、図示しないシール材により貼り合わされてい る。基板 17, 18は、例えば、ガラス製である。両基板 17, 18には、液晶 19が封止さ れている。ノ ックライト 14に隣接して配置される第 1基板 17には、液晶 19と対向する 面に画素電極 20と、画素電極 20に接続された薄膜トランジスタ (TFT) 21とが多数 形成されている。画素電極 20は、 ITO (インジウム錫酸ィ匕物）で形成されている。本 実施形態の液晶パネル 12では、 3個の画素電極 20が 1組で 1個の画素を構成して いる。また、基板 17には、液晶 19と反対側の面に偏光板 22が配設されている。
[0016] 基板 18には、液晶 19側の面にカラーフィルタ 23が形成され、カラーフィルタ 23上 には全画素共通の透明電極 24が形成されている。透明電極 24も ITOで形成されて いる。カラーフィルタ 23は赤色、緑色及び青色の光を透過する領域 23a, 23b, 23c を備え、これら領域 23a〜23cは、サブ画素を構成する各画素電極 20に対応するよ うに配設されている。各領域 23a〜23cは、ブラックマトリックス 25で区画されている。 基板 18の液晶 19とは反対側の面には、偏光板 26が形成されている。
[0017] 液晶駆動部 13は、入力された画像信号及び同期信号に基づき、液晶パネル 12の ゲート電極 (走査電極）に走査信号を供給して該ゲート電極を駆動するとともに、液晶 パネル 12のソース電極 (データ電極）にデータ信号を供給して該ソース電極を駆動 する。
[0018] バックライト 14は、液晶パネル 12の背面 (表示面とは反対側の面）に対向するように 配置される。本実施形態のバックライト 14は、面状発光面を有し、当該面状発光面が EL (エレクト口ルミネッセンス）素子で構成されている。図 2に示すように、ノ ックライト 1 4は、透明な第 3基板 27上に形成された有機 EL素子 28を備えている。有機 EL素子 28は、第 3基板 27から順に、透明電極 (第 1電極) 29と、有機層 30と、対向電極 (第 2電極) 31とが積層されて形成されている。有機 EL素子 28は、有機層 30が水分 (水 蒸気)及び酸素の悪影響を受けな!/、ように、保護膜 32で被覆されて ヽる。
[0019] 本実施形態では、第 3基板 27として透明なガラス基板が使用されている。また、透 明電極 29が陽極を構成し、対向電極 31が陰極を構成する。透明電極 29は、公知の 有機 EL素子で透明電極として用いられる ITO (インジウム錫酸ィ匕物）により形成され 、光透過性を有する。対向電極 31は、金属（例えば、アルミニウム)で形成され、光を 反射する機能を有する。有機層 30は、例えば、透明電極 29から順に正孔輸送層 33 、発光層 34及び電子輸送層 35が積層されて形成されている。有機 EL素子 28は、 有機層 30から発つせられた光が第 3基板 27側から取り出される（出射される）ボトム ェミッションタイプに構成されている。保護膜 32は、例えば窒化ケィ素で形成されて いる。
[0020] 有機 EL素子 28において、液晶パネル 12に対向するように配置される透明電極 29 は、全ての発光領域に共通のベタ電極で構成されている。複数の対向電極 31は、そ れぞれ線状 (帯状）に形成され、透明電極 29より抵抗の低い材質で形成されるととも に、有機層 30を挟んで透明電極 29とは反対側に配置される。対向電極 31は、液晶 パネル 12 (液晶 19)の垂直走査方向（図 2の左右方向）に直交する方向（図 2の紙面 に垂直な方向）に延びるように形成されている。各対向電極 31に対向する有機 EL素 子 28の領域が発光面として機能する。有機 EL素子 28の発光面は、図 3に示すよう に、液晶パネル 12 (液晶 19)の垂直走査方向に直交する方向に延びる複数の線状 発光領域 36で構成されている。本実施形態では、有機 EL素子 28の発光面を 7つの 線状発光領域 36に分割している。なお、図 3は、ノ ックライト 14の発光面を模式的に 図示している。有機層 30及び対向電極 31は、絶縁材カもなる隔壁 37によって、線 状発光領域 36毎に区画されている。
[0021] 図 2に示すように、各線状発光領域 36の幅（図 2の左右方向寸法）は、 1画素分す なわち 3個の領域 23a, 23b, 23cの合計幅ではなぐ複数画素分の領域 23a, 23b, 23cの合計幅に形成されている。すなわち、線状発光領域 36は、複数列分の液晶パ ネル 12の画素領域を照明するのに必要な幅で形成されている。
[0022] 動画速度検出部 15は、 1フレーム期間分の画像信号を記憶可能なフレームメモリ（ デュアルポート RAM)と、減算器とを備えている。 1フレーム期間とは、液晶パネル 12 の 1画面を構成する画素の全てが走査されるための期間である。フレームメモリには 、書き込みポートから今回のフレーム期間の画像信号が書き込まれ、同時並行的に 読み出しポートから、フレームメモリに記憶されている前回のフレーム期間（1フレーム 期間前)の画像信号が読み出される。減算器は、今回のフレーム期間の画像信号と 前回のフレーム期間の画像信号との差分を算出する。
[0023] 本実施形態の動画速度検出部 15は、今回と前回の各画像信号の差分を減算器が 算出することにより、今回のフレーム期間と前回のフレーム期間とで液晶パネル 12に 表示される表示画像の変化量を検出する。表示画像の変化量は、前回のフレーム期 間で表示された表示画像に対して今回のフレーム期間で表示される表示画像の動き 量が多いほど大きくなり、前記表示画像の動き量が少ないほど小さくなる。 1フレーム 期間は一定時間に定められているため、表示画像の変化量が大きい場合には、変 化量が小さ ヽ場合に比して表示画像の動く速度 (動画速度）が速 ヽ。換言すれば、 変化量が小さい場合は、変化量が大きい場合に比して、表示画像の動く速度が遅い 。変化量が小さい場合の表示画像は、静止画像に近い画像となる。動画速度検出部 15は、減算器による差分結果を光源制御部 16に出力する。なお、本実施形態にお 、て動画速度検出部 15は、液晶パネル 12の垂直走査方向の画像変化量を検出す る。
[0024] 光源制御部 16は、バックライト 14を構成する複数の線状発光領域 36を、液晶パネ ル 12の垂直走査 (走査信号の出力）に同期して順に、発光状態及び非発光状態の 一方力 他方に切り替える (擬似インパルス駆動)。図 4に示すように、本実施形態の ノ ックライト 14では、液晶表示装置 11の駆動時、つまり、液晶パネル 12に画像が表 示されている時には、同時に複数の線状発光領域 36が発光する。また、光源制御部 16は、図 4に示すように、各線状発光領域 36の発光状態及び非発光状態の切替制 御を、 1フレーム期間周期で行う。図 4において、「Tf」は液晶表示装置 11の 1フレー ム期間を示し、「Tr」は液晶 19の応答時間を示す。また、「TfZN」は、ノ ックライト 14 の分割数を「N」とした場合の、 1つの線状発光領域 36に対応する液晶 19の行 (走査 ライン)の垂直走査時間を示す。このため、 1つの線状発光領域 36に対応する液晶 1 9について表示データの書き替えを開始した場合、書き替え開始から、最終の行が 書き替えられ、更に液晶 19が応答し終えるまでに要する平均時間は、 (Tf/N) +Tr となる。
[0025] 光源制御部 16は、垂直走査時間「TfZN」及び応答時間「Tr」を考慮し、各線状発 光領域 36を非発光状態力も発光状態に切り替える。図 4において斜線を付した部分 は、線状発光領域 36の発光状態を示す。
[0026] 本実施形態の光源制御部 16は、動画速度検出部 15 (減算器)からの差分結果が 入力され、その差分結果に基づき、線状発光領域 36毎の発光期間を可変制御する 。すなわち、光源制御部 16は、各線状発光領域 36が 1フレーム期間において発光 する期間の割合を示すオンデューティを、可変 (調整)する。
[0027] 光源制御部 16は、動画速度検出部 15の差分結果に基づき、各線状発光領域 36 に対応する液晶 19について今回のフレーム期間で書き替えられる行 (以下、「書替 行」と記載する）を抽出する。表示データの書き替えは液晶駆動部 13により行われ、 液晶駆動部 13は、液晶 19の走査領域を、図 3の上から下に向力つて順に垂直走査 する。光源制御部 16は、線状発光領域 36毎に、最後の書替行の書き替えが垂直走 查時間「TfZN」の経過よりも前に完了するか否かを判定する。 [0028] この判定結果が肯定の場合、 1つの線状発光領域 36に対応する液晶 19では、垂 直走査時間「TfZN」の経過前に全ての書替行の表示データの書き替えが完了して いること〖こなる。したがって、光源制御部 16は、対応する 1つの線状発光領域 36を、 対応する液晶 19の最初の書替行から最後の書替行までの垂直走査時間と、当該最 後の書替行に対応する液晶 19の応答時間 Trとの経過時に、非発光状態力も発光 状態に切り替える。
[0029] 一方、前記判定結果が否定の場合、 1つの線状発光領域 36に対応する液晶 19で は、垂直走査時間「TfZN」の経過後に全ての書替行の表示データの書き替えが完 了すること〖こなる。よって、光源制御部 16は、対応する 1つの線状発光領域 36を、時 間「(TfZN) +Tr」の経過時に、非発光状態から発光状態に切り替える。
[0030] 前記判定結果が肯定となる場合には、垂直走査時間「TfZN」で走査される液晶 1 9の走査領域において今回のフレーム期間の前半の走査領域、すなわち、走査開始 となる最初の書替行に近い領域の書き替えが行われると考えられる。このため、液晶 パネル 12には、前回のフレーム期間と今回のフレーム期間とで変化量が小さい画像 、即ち動きの少ない画像が表示される。したがって、光源制御部 16は、線状発光領 域 36の発光開始タイミングを早めることでオンデューティを大きくし、線状発光領域 3 6の発光期間を長くする。
[0031] 一方、前記判定結果が否定となる場合は、垂直走査時間「TfZN」で走査される液 晶 19の走査領域において今回のフレーム期間の後半の走査領域、すなわち、走査 終了となる最後の書替行に近い領域の書き替えが行われると考えられる。このため、 液晶パネル 12には、前回のフレーム期間と今回のフレーム期間とで変化量が大きい 画像、即ち動きの多い画像が表示される。したがって、光源制御部 16は、線状発光 領域 36の発光開始タイミングを変化量力 S小さい場合よりも遅らせることでオンデュー ティを少なくし、線状発光領域 36の発光期間を、前記変化量が小さい場合よりも短く する。
[0032] したがって、本実施形態は以下に示す効果を得る。
[0033] (1)バックライト 14の発光領域を複数の線状発光領域 36に分割し、その線状発光 領域 36毎に、動画速度検出部 15の検出結果に応じて線状発光領域 36のオンデュ 一ティを調整する。光源制御部 16は、動画速度が遅い場合にはオンデューティを大 きくすることで線状発光領域 36の発光期間を長くし、動画速度が早い場合にはオン デューティを小さくすることで線状発光領域 36の発光期間を動画速度が遅い場合の それよりも短くする。このため、静止画像と動画像が混在して表示される場合であって も、分割された領域毎に発光デューティが調整される。従って、フリツ力と動きぼけ (残 像現象）を同時に抑制し、画質を向上させることができる。
[0034] (2)動画速度検出部 15は、前回のフレーム期間と今回のフレーム期間における各 表示画像の変化量を差分で求め、それに基づいて動画速度を検出する。このため、 液晶表示装置 11の構成を簡素化できる。
[0035] (3)動画速度検出部 15は、液晶パネル 12の垂直走査方向の動画速度を検出し、 その検出した動画速度に応じて光源制御部 16が線状発光領域 36の切替制御を行 う。このため、液晶パネル 12の垂直走査方向に対する画像の動きに合わせて、切替 制御を行うことができる。
[0036] (4)光源制御部 16は、線状発光領域 36毎に、該線状発光領域 36に対応する液 晶 19の表示データの書き替えが完了した否かを判定する。表示データの書き替えが 液晶パネル 12の垂直走査時間の経過時までに完了する場合には、最初の書替行 から最後の書替行までの垂直走査時間と、当該最後の書替行に対応する液晶 19の 応答時間とが経過すると、線状発光領域 36を発光状態に切り替え、これによつて、ォ ンデューティを大きくする。一方、表示データの書き替えが液晶 19の垂直走査時間 の経過後に完了する場合には、素直走査期間と液晶 19の応答時間（図 4に示す時 間 (TfZN) +Tr)の経過を待って、線状発光領域 36を発光状態に切り替える。この ように、書き替え完了の時期が垂直走査時間よりも前か後かによつて線状発光領域 3 6の発光開始タイミングを変更するので、書き替え完了と同時に線状発光領域 36を 発光させる場合に比して、制御を簡素化することができる。
[0037] (5)複数の線状発光領域 36を設け、それら線状発光領域 36を 1フレーム期間にお いて順次、発光状態及び非発光状態の一方から他方に切り替える。よって、バックラ イト 14を全面発光する場合に比して、消費電力を低減させることができる。
[0038] なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。 [0039] 光源制御部 16は、動画速度が遅い場合には図 4に示す応答時間 Trの経過前に線 状発光領域 36を発光開始させることで、線状発光領域 36の発光期間を長くしても良 い。その逆に、動画速度が早い場合には図 4に示す応答時間 Trの経過後に線状発 光領域 36を発光開始させることで、線状発光領域 36の発光期間を短くしても良い。 この場合、光源制御部 16は、動画速度検出部 15の差分結果をもとに、例えば、表示 データの変化量が 50%を超えた場合に動画速度が早いと判断し、超えない場合に は動画速度が遅 、と判断しても良 、。
[0040] バックライト 14の発光領域を構成する複数の線状発光領域 36の数は、変更しても 良い。
[0041] ノ ックライト 14はボトムェミッションタイプに限らず、有機層 30に対して第 3基板 27と は反対側力も光を出射するトップェミッションタイプとしても良い。
[0042] ノ ックライト 14の EL素子は、有機層 30に代えて無機 EL層を使用した無機 EL素子 を備えた構成としても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 液晶パネル（12)と、
前記液晶パネル（12)の背面に設けられた EL素子（28)を備えるバックライト（14) と、
前記液晶パネル（12)及び前記バックライト（14)を制御する制御部（13, 16)とを 備える液晶表示装置（11)において、前記制御部（13, 16)は、前記液晶パネル（12 )に対する入力画像信号に基づいて所定のフレーム期間毎に前記液晶パネル（12) の表示画像を書き換えており、
前記バックライト（14)は、前記液晶パネル（12)の垂直走査方向と直交する方向に 延びる複数の線状発光領域 (36)から構成される面状発光面を有しており、
前記制御部（13, 16)は、前記複数の線状発光領域 (36)を、前記液晶パネル（12 )の垂直走査に同期して順に発光状態及び非発光状態の一方から他方に切替制御 し、
前記液晶表示装置（11)は更に、前記入力画像信号から前記表示画像の動画速 度を検出する動画速度検出部（15)を備え、
前記制御部（13, 16)は、前記線状発光領域 (36)毎に、前記動画速度が遅い場 合には 1フレーム期間における前記線状発光領域 (36)の発光期間を長くし、前記動 画速度が早 、場合には前記線状発光領域 (36)の発光期間を前記動画速度が遅!、 場合よりも短くするように、前記動画速度検出部（15)の検出結果に応じて前記バック ライト（14)を切替制御することを特徴とする液晶表示装置。
[2] 前記動画速度検出部（15)は、前回のフレーム期間と今回のフレーム期間における 両表示画像の変化量を差分で求めることにより、前記動画速度を検出することを特徴 とする請求項 1に記載の液晶表示装置。
[3] 前記動画速度検出部（ 15)は、前記液晶パネル ( 12)の垂直走査方向の動画速度 を検出することを特徴とする請求項 1又は請求項 2に記載の液晶表示装置。
[4] 前記制御部（13, 16)は、前記線状発光領域 (36)毎に、当該線状発光領域 (36) に対応する前記液晶パネル（12)の部分の液晶の書き替えが完了した否かを判定し
、前記書き替えが前記液晶パネル（12)の垂直走査時間の経過時までに完了する場 合には前記線状発光領域 (36)の発光期間を長くし、前記書き替えが前記垂直走査 時間の経過後に完了する場合には前記線状発光領域 (36)の発光期間を短くするよ うに前記バックライト（14)を切替制御することを特徴とする請求項 1〜請求項 3のうち V、ずれか一項に記載の液晶表示装置。
液晶パネル（12)と、前記液晶パネル（12)の背面に設けられた EL素子（28)を備 えるバックライト（14)とを備える液晶表示装置（11)の駆動方法において、前記バック ライト（14)は、前記液晶パネル（12)の垂直走査方向と直交する方向に延びる複数 の線状発光領域 (36)力 構成される面状発光面を有しており、前記駆動方法は、 前記液晶パネル（12)に対する入力画像信号に基づいて所定のフレーム期間毎に 前記液晶パネル ( 12)の表示画像を書き換えることと、
前記複数の線状発光領域（36)を、前記液晶パネル（12)の垂直走査に同期して 順に発光状態及び非発光状態の一方力 他方に切替制御することと、
前記入力画像信号から前記表示画像の動画速度を検出することと、
前記線状発光領域（36)毎に、前記動画速度が遅い場合には 1フレーム期間にお ける前記線状発光領域 (36)の発光期間を長くし、前記動画速度が早い場合には前 記線状発光領域 (36)の発光期間を前記動画速度が遅!、場合よりも短くするように、 前記動画速度検出部（15)の検出結果に応じて前記バックライト（14)を切替制御す ることと
を備えることを特徴とする液晶表示装置（11)の駆動方法。
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