WO2012036058A1

WO2012036058A1 - 駆動回路、駆動方法、表示装置

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Publication number: WO2012036058A1
Application number: PCT/JP2011/070449
Authority: WO
Inventors: 亮山川
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2011-09-08
Publication date: 2012-03-22
Also published as: US20130162700A1

Abstract

バックライトを備える表示装置において、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することを目的とする。駆動回路（１２）は、複数の画素（４２）を含み、入力画像（Ｇ）の入力に伴う各画素（４２）の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データＫである限界光透過率データが予め定められた液晶パネル（４０）と、複数のＬＥＤ（６４）を含むバックライトユニット（６０）を駆動する。駆動回路（１２）は、入力画像（Ｇ）を複数のエリア（Ｅ）に分割し、各エリア（Ｅ）に対応する入力画像（Ｇ）に基づいて、当該各エリア（Ｅ）に対応するＬＥＤ（６４）の輝度を示す輝度データ（Ｋ）を算出する第１算出回路（２０）と、入力画像（Ｇ）と輝度データ（Ｋ）とに基づき、画素（４２）の光透過率を示す光透過率データ（Ｈ）を算出する第２算出回路（２４）を備える。駆動回路（１２）では、第２算出回路（２４）が、光透過率データ（Ｈ）が限界光透過率データ以上となるように、光透過率データ（Ｈ）を算出する。

Description

駆動回路、駆動方法、表示装置

　本発明は、駆動回路、駆動方法、及び表示装置に関し、特にバックライトを含む表示装置のバックライトの発光輝度と表示パネルの光透過率とを制御して、表示装置を駆動する技術に関する。

　近年、大画面テレビジョンなどの高性能な液晶表示装置が普及しつつある。液晶表示装置は、従来のブラウン管モニターに比べて軽量、低輻射などの長所を有している。その一方、バックライトを備える液晶表示装置では、消費電力や応答性の面で改善すべき課題を有しており、研究が進められている。

　バックライトを備える液晶表示装置の消費電力を抑制する技術として、エリアアクティブ駆動法が開示されている（特許文献１参照）。この技術では、画面を複数のエリアに分割し、エリア内の入力画像に基づき当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を制御する。エリアアクティブ駆動法では、エリア内の入力画像によっては、当該エリアに対応したバックライト光源の輝度を低く抑えることができ、消費電力を抑制することができるという。

　また、液晶表示装置の応答速度を向上する技術として、オーバードライブ駆動法が開示されている（特許文献２参照）。この技術では、液晶表示素子を階調Ａから階調Ｂに上昇させるライズ応答である場合には、映像信号として、階調Ｂよりも高い階調Ｃを一瞬入力し、その後に目標とする階調Ｂを入力するオーバーシュート信号を印加する。また、液晶表示素子を階調Ａから階調Ｂに下降させるディケイ応答である場合には、映像信号として、階調Ｂよりも低い階調Ｃを一瞬入力し、その後に目標とする階調Ｂを入力するオーバーシュート信号を印加する。オーバードライブ駆動法では、オーバーシュート階調Ｃを入力することによって、オーバーシュート階調Ｃを入力しない場合に比べて液晶分子の配列を高速に変更させることができ、応答速度を向上させることができるという。

特開２００９－１９８５３０号公報特開２００５－１７２８８２号公報

（発明が解決しようとする課題）
　しかし、オーバードライブ駆動法を用いた場合、液晶表示装置の応答性を向上させることができる一方、液晶表示装置の画質が劣化してしまうことがある。オーバードライブ駆動法では、オーバーシュート階調Ｃを印加する必要があるため、オーバーシュート階調Ｃを印加する期間や設定レベルによっては、液晶表示素子をライズ応答させる場合に、画面が白く浮いて見えることがある。また、液晶表示素子をディケイ応答させる場合に、画面が暗く沈んで見えることがある。特に、階調Ａと階調Ｂが共に低階調であり、液晶表示素子に印加される電圧が低い場合、液晶の応答速度は印加電圧の二乗に比例することから、応答性を向上させるためには、目標とする階調Ｂとオーバーシュート階調Ｃのレベル差を比較的大きく設定する必要があり、上記のような問題が生じやすかった。

　本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、バックライトを備える表示装置において、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる技術を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）
　本発明者らは、上記課題について研究を進め、エリアアクティブ駆動法を用いることで、答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現できることに気が付いた。

　上記課題を解決するために、本発明の駆動回路は、複数の表示素子を含み、入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められた表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、を駆動する駆動回路である。この駆動回路は、入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エリアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出回路と、前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出回路と、を備える。この駆動回路では、前記光透過率データ算出部が、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出する。

　この駆動回路では、入力画像が入力された場合に、算出される光透過率データが限界光透過率データ以上となるように、光透過率データ算出回路が光透過率データを算出する。これによって、算出される光透過率データに伴う各表示素子の応答変化が、基準時間以内となるように設定される。この駆動回路によれば、一般にバックライトの光源の輝度変化に比べて遅い表示パネルの表示画素の応答時間を基準時間以内とすることで、一定の応答性を確保することができる。また、表示パネルの応答性を向上させるために、オーバーシュート信号を用いる必要がないか、オーバーシュート信号を用いる場合でも、目標とする階調Ｂとオーバーシュート階調Ｃのレベル差を抑制することができ、画質の劣化を抑制することができる。

　前記基準時間は、前記入力画像を切り替える切替期間に基づいて設定されていることが好ましい。この駆動回路によれば、入力画像の切り替えに対応した応答性を確保することができる。そのため、駆動回路に入力する入力画像を一定の切替期間で連続的に切り替える場合でも、それに追従させて表示パネルを変化させることができ、表示パネルに表示される入力画像の画質が劣化することが抑制される。

　前記輝度データ算出回路は、前記エリアと当該エリアについての輝度データが関連付けられた輝度テーブルを備えていることが好ましい。この駆動回路によれば、輝度テーブルに基づいて各エリアについての輝度データを算出することができ、輝度データ算出回路における算出処理の負担を軽減することができる。

　前記各エリアに対応する入力画像の最大階調を検出する検出回路を備えていても良い。この場合、前記輝度テーブルの輝度データは、前記関連付けられたエリアについての前記最大階調に基づいて決定されることが好ましい。この駆動回路によれば、バックライトの各光源の輝度データを抑制した場合でも、表示パネルの各表示素子の光透過率を制御することで、入力画像を確実に再現することができる。

　前記光透過率データ算出回路は、前記表示素子と当該表示素子についての光透過率データが関連付けられた光透過率テーブルを備えていても良い。この場合、前記光透過率テーブルの光透過率データは、前記関連付けられた表示素子に対応するエリアについての前記輝度テーブルの輝度データに基づいて決定されることが好ましい。

　この駆動回路では、光透過率データ算出回路が光透過率テーブルを備えており、この透過率を用いて各表示素子についての光透過率データを算出する。これによって、光透過率データ算出回路における算出処理の負担を軽減することができる。また、この駆動回路では、光透過率テーブルの光透過率データが、対応する輝度テーブルの輝度データに基づいて決定されている。そのため、例えば、輝度データを比較的小さく抑制した場合には、光透過率データを比較的大きくすることで、画像再現性を維持することができる。この駆動回路によれば、輝度データを比較的小さくすることによる、消費電力を抑制する効果と、光透過率データを比較的大きくすることによる、表示パネルの応答性を向上させる効果、及び画質の劣化を抑制する効果を同時に得ることができる。

　本発明は、上記の駆動回路を駆動する駆動方法にも具現化される。本発明の駆動方法は、複数の表示素子を含み、入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められた表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、を駆動する駆動方法である。この駆動回路は、入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エリアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出工程と、前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出工程と、を備える。この駆動回路では、前記光透過率データ算出工程において、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出する。この駆動方法を用いることで、上記の駆動回路を実現することができ、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる。

　本発明はまた、上記の駆動回路を備えた表示装置にも具現化される。本発明の表示装置は、バックライトの輝度を制御する機能を有する表示装置であって、複数の表示素子を含む表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エリアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出部と、前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出部と、前記輝度データに基づき、前記バックライトの各光源の輝度を制御するバックライト駆動部と、前記光透過率データに基づき、前記表示パネルの各表示素子の光透過率を制御するパネル駆動部と、を備える。前記表示パネルには、前記入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められており、前記光透過率データ算出部は、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出する。この表示装置では、上記の駆動回路を備えることで、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる。

　前記バックライト駆動部は、前記各光源の輝度を制御する際に、前記各光源に印加する電力のデューティー比を変化させることが好ましい。この表示装置では、バックライトの各光源の輝度を制御する際に、バックライト駆動部から光源に印加される電力をＯＮ電力とＯＦＦ電力とで切り替えればよく、ＯＮ電力とＯＦＦ電力の間の中間電力を印加する必要がない。この表示装置によれば、バックライト駆動部における出力部位の構造を簡略化することができる。

　前記光源は、ＬＥＤであることが好ましい。これによって、ＬＥＤを用いたバックライトにおいて、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる。

　また、前記表示パネルは、液晶を用いた液晶パネルであることが好ましい。これによって、大画面テレビジョン等に用いられている液晶表示装置において、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる。

（発明の効果）
　本発明によれば、バックライトを備える表示装置において、応答性の向上と画質劣化の抑制の両方を実現することができる。

表示装置１０の構成を示す図である。液晶パネル４０の拡大図を示す図である。画素４２の等価回路を示す図である。輝度テーブルＴｋを示す図である。光透過率テーブルＴｈを示す図である。駆動回路１２における処理を示すフローチャートである。データ電圧Ｖと変化速度Ｆの関係を示すグラフである。階調Ｘと明るさＢの関係を示すグラフである。階調Ｘとデータ電圧Ｖの関係を示すグラフである。階調Ｘとデューティー比Ｄの関係を示すグラフである。

　＜実施形態１＞
　本発明の実施形態１を、図面を参照して説明する。
１．表示装置の構成
　図１に示すように、表示装置１０は、駆動回路１２と表示部１４を含む。表示部１４は、液晶パネル４０（液晶表示素子の一例）とバックライトユニット６０を含んで構成される。

　液晶パネル４０には、複数の画素４２が設けられている。図２に、液晶パネル４０の一部を拡大して示す。液晶パネル４０には、赤色光を透過するＲ画素、緑色光を透過するＧ画素、青色光を透過するＢ画素、及び黄色光を透過するＹ画素の４種類の画素４２（表示素子の一例）が含まれている。Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素、及びＹ画素は、この順に液晶パネル４０の行方向に並べて配置されているとともに、液晶パネル４０の列方向に繰り返し形成されている。

　図３に、画素４２の等価回路を示す。液晶パネル４０には、複数の画素４２の間に沿って伸びる複数のスキャンライン４４及び複数のデータライン４６が設けられており、画素４２には、スイッチ装置４８とピクセル電極５０を含む。スイッチ装置４８には、スイッチ電極４８Ａとデータ電極４８Ｂ、４８Ｃが設けられている。スイッチ電極４８Ａは対応するスキャンライン４４に接続されている。一方のデータ電極４８Ｂは、対応するデータライン４６に接続されている。他方のデータ電極４８Ｃは、ピクセル電極５０に接続されている。ピクセル電極５０は、液晶パネル４０内に封入された液晶分子を介して接地電圧に接続された対向電極５２に対向配置されている。

　図１に示すように、バックライトユニット６０は、液晶パネル４０の背面に配置されている。バックライトユニット６０は、拡散板６２と、光源であるＬＥＤ６４（Light Emitting Diode：発光ダイオード）を備えている。ＬＥＤ６４は、拡散板６２の背面に対向して配置されている。拡散板６２は、その主面が液晶パネル４０に対向して配置されている。拡散板６２では、ＬＥＤ６４からの光が背面から入射され、その入射された光が拡散を伴って透過し、該拡散した光を液晶パネル４０に対向する主面から当該液晶パネル４０に照射している。バックライトユニット６０は、その奥行側の背面部にＬＥＤ６４が配置され、その前面に拡散板６２を配してなる、いわゆる直下型とされている。

　駆動回路１２は、外部装置（図示されていない）から供給される入力画像Ｇに基づいて液晶パネル４０及びバックライトユニット６０を駆動する。駆動回路１２は、第１算出回路（輝度データ算出回路の一例）２０と検出回路２２と第２算出回路（光透過率データ算出回路の一例）２４とパネル駆動部２６とバックライト駆動部２８を備える。

　第１算出回路２０は、輝度データＫを算出する。ここで、輝度データＫとは、バックライトユニット６０に含まれるＬＥＤ６４の発光輝度を決定するデータを意味する。表示装置１０の表示部１４では、バックライトユニット６０のＬＥＤ６４の配置に対応した複数のエリア（仮想線６６で区画された領域）Ｅが設定されており、これらのエリアＥを示すエリア情報Ｚが第１算出回路２０に記憶されている。第１算出回路２０は、エリア情報Ｚを用いて、入力画像Ｇを複数のエリアＥに分割し、各エリアＥに対応する入力画像に基づいて、各エリアＥに対応する輝度データＫを算出する。

　第１算出回路２０には、複数の輝度テーブルＴｋが記憶されている。図４に示すように、輝度テーブルＴｋには、表示部１４に設定されたエリアＥと、当該エリアＥについての輝度データＫが関連付けられて記憶されている。第１算出回路２０は、各エリアＥの輝度データＫを算出する際に、入力画像Ｇに基づいて複数の輝度テーブルＴｋから１の輝度テーブルＴｋを選出し、その輝度テーブルＴｋに基づいて各エリアＥの輝度データＫを設定する。

　検出回路２２は、入力画像Ｇの最大階調Ｘｍを検出する。検出回路２２は、第１算出回路２０に接続されており、第１算出回路２０からエリア情報Ｚが供給される。検出回路２２は、エリア情報Ｚに基づいて、入力画像Ｇを複数のエリアＥに分割し、各エリアＥに対応する入力画像Ｇの最大階調Ｘｍを検出し、その最大階調Ｘｍを第１算出回路２０に送信する。最大階調Ｘｍが供給された第１算出回路２０では、輝度テーブルＴｋを選出する際に、各エリアＥに対応する入力画像Ｇの最大階調Ｘｍに基づいて輝度テーブルＴｋを選出する。

　第２算出回路２４は、光透過率データＨを算出する。ここで、光透過率データＨとは、液晶パネル４０に設けられている画素４２の光透過率を決定するデータを意味する。第２算出回路２４は、第１算出回路２０に接続されており、第１算出回路２０からエリア情報Ｚ及び輝度データＫが供給される。液晶パネル４０の各画素４２は、図１に示すように、バックライトユニット６０に設定された複数のエリアＥのいずれかに対応しており、対応する輝度データＫが存在する。第２算出回路２４は、各画素４２に対応した入力画像Ｇと、対応する輝度データＫとに基づいて、各画素４２の光透過率データＨを算出する。

　第２算出回路２４には、複数の光透過率テーブルＴｈが記憶されている。図５に示すように、光透過率テーブルＴｈには、液晶パネル４０に設けられた画素４２と、当該画素４２についての光透過率データＨが関連付けられて記憶されている。第２算出回路２４は、各画素４２の光透過率データＨを算出する際に、入力画像Ｇ及び対応する輝度データＫに基づいて複数の光透過率テーブルＴｈから１の光透過率テーブルＴｈを選出し、その光透過率テーブルＴｈに基づいて各画素４２の光透過率データＨを設定する。

　バックライト駆動部２８は、表示部１４のバックライトユニット６０を駆動する。バックライト駆動部２８は、第１算出回路２０に接続されており、輝度データＫが供給されている。また、バックライト駆動部２８は、バックライトユニット６０の各ＬＥＤ６４に各々独立に接続されており、各ＬＥＤ６４に電流を供給している。バックライト駆動部２８は、第１算出回路２０から入力された輝度データＫに基づいて、ＬＥＤ６４に供給される電流のデューティー比Ｄを変化させる。これによって、ＬＥＤ６４の点灯期間が変化し、ＬＥＤ６４の発光輝度が制御される。つまり、バックライト駆動部２８は、第１算出回路２０から入力された輝度データＫに基づいて、ＬＥＤ６４の発光輝度を制御している。

　パネル駆動部２６は、表示部１４の液晶パネル４０を駆動する。パネル駆動部２６は、第２算出回路２４に接続されており、光透過率データＨが供給されている。また、パネル駆動部２６は、液晶パネル４０の各画素４２に接続されており、各画素４２にデータ電圧Ｖを印加している。パネル駆動部２６は、第２算出回路２４から入力された光透過率データＨに基づいて、各画素４２に印加するデータ電圧Ｖを制御している。

　図３に示すように、各画素４２では、スキャンライン４４に印加される信号によってスイッチ装置４８がオンに切り替わっている間に、データライン４６を介してデータ電圧Ｖが印加されると、スイッチ装置４８を介してデータ電圧Ｖがピクセル電極５０に印加される。これにより、液晶分子にデータ電圧Ｖが印加されて液晶分子の偏向が変化し、画素４２の光透過率が変化する。つまり、パネル駆動部２６は、第２算出回路２４から入力された光透過率データＨに基づいて、画素４２の光透過率を制御している。

２．表示装置の制御
　図６を用いて、表示装置１０における入力画像Ｇの表示処理について説明する。
　駆動回路１２は、外部装置から入力画像Ｇが入力されると、検出回路２２が第１算出回路２０からエリア情報Ｚを取得し、各エリアＥに対応する入力画像Ｇの最大階調Ｘｍを検出（ステップＳ２）し、それを第１算出回路２０に送信する。

　次に、第１算出回路２０は、検出回路２２から最大階調Ｘｍが供給されると、その最大階調Ｘｍに基づいて輝度テーブルＴｋを選出する（ステップＳ４）。第１算出回路２０には、表示装置１０の使用目的及び使用環境に対応するために複数の輝度テーブルＴｋが記憶されており、さらに詳細には、使用目的及び使用環境に応じて決定される基準画像に応じて複数の輝度テーブルＴｋが記憶されている。第１算出回路２０は、これらの複数の輝度テーブルＴｋから１の輝度テーブルＴｋを選出する。

　第１算出回路２０は、複数の輝度テーブルＴｋから１の輝度テーブルＴｋを選出する際、以下の条件で輝度テーブルＴｋを選出する。
（１）輝度テーブルＴｋの各エリアＥの輝度データＫが、対応するエリアＥの最大階調Ｘｍを輝度データＫに換算した値よりも大きい。
（２）輝度テーブルＴｋの各エリアＥの輝度データＫの合計が、最小となる。

　第１算出回路２０では、（１）の条件を満たすことで、入力画像Ｇを表示部１４に表示する際に、ＬＥＤ６４からの発光輝度と、液晶パネル４０の光透過率によって、入力画像Ｇを再現することが可能となる。また、（２）の条件を満たすことで、ＬＥＤ６４を駆動するための消費電力が抑制される。

　第１算出回路２０は、選出した輝度テーブルＴｋに基づいて輝度データＫを決定し（ステップＳ６）、決定した輝度データＫを第２算出回路２４及びバックライト駆動部２８に送信する。

　次に、第２算出回路２４は、第１算出回路２０から輝度データＫが入力されると、第１算出回路２０からさらにエリア情報Ｚを取得し、これらに基づいて光透過率テーブルＴｈを選出する（ステップＳ８）。第２算出回路２４には、第１算出回路２０に記憶されている複数の輝度テーブルＴｋの各々に対応した複数の光透過率テーブルＴｈが記憶されている。つまり、第２算出回路２４には、第１算出回路２０に記憶されている輝度テーブルＴｋに相関した光透過率テーブルＴｈの複数個が記憶されている。

　第２算出回路２４は、複数の光透過率テーブルＴｈから１の光透過率テーブルＴｈを選出する際、取得した輝度データＫから第１算出回路２４で選出された輝度テーブルＴｋを判別し、その輝度テーブルＴｋに相関した光透過率テーブルＴｈを選出する。

　第２算出回路２４は、選出した光透過率テーブルＴｈに基づいて光透過率データＨを決定し（ステップＳ１０）、決定した光透過率データＨをパネル駆動部２６に送信する。

　次に、バックライト駆動部２８は、第１算出回路２０から供給される輝度データＫに基づいて、ＬＥＤ６４に供給する電流のデューティー比Ｄを決定し、バックライトユニット６０を駆動する（ステップＳ１２）。図４に示すように、輝度データＫはパーセント表示されており、バックライト駆動部２８は、パーセント表示された輝度データＫを、デューティー比Ｄに変換し、ＬＥＤ６４に電流を供給する。

　次に、パネル駆動部２６は、第２算出回路２４から供給される光透過率データＨに基づいて、画素４２に印加するデータ電圧Ｖを決定し、液晶パネル４０を駆動する（ステップＳ１４）。図５に示すように、光透過率データＨにはデータ電圧Ｖの値が含まれており、パネル駆動部２６は、このデータ電圧Ｖを画素４２に印加する。

３．表示装置の特徴
　表示装置１０では、外部装置から入力画像Ｇが供給されると、供給された入力画像Ｇに基づいて、駆動回路１２がバックライトユニット６０のＬＥＤ６４の輝度を制御するとともに、液晶パネル４０の画素４２の光透過率を制御する。これによって、表示部１４では、ＬＥＤ６４から照射される光量が制御されるとともに、画素４２を通過する光量が制御される。この結果、表示部１４を通してユーザが視認する光量が制御され、表示部１４に入力画像Ｇが再現される。

　表示装置１０では、例えば動画等を表示する際に、一定期間Ｔ毎に供給される入力画像Ｇが変化する。バックライトユニット６０では、入力画像Ｇの変化に伴ってＬＥＤ６４に供給される電流のデューティー比Ｄを変化させると、それに追従してＬＥＤ６４の輝度が変化する。一方、液晶パネル４０では、液晶の応答速度がＬＥＤ６４の輝度の変化速度に比べて遅いため、入力画像Ｇの変化に伴って画素４２に印加されるデータ電圧Ｖが変化しても、それに追従して画素４２の光透過率を変化させることが難しいことがある。

　図７に、画素４２に印加されるデータ電圧Ｖと、液晶パネル４０の光透過率の変化速度Ｆについての関係を示す。一般に、液晶パネル４０では、光透過率の変化速度Ｆがデータ電圧Ｖの２乗に比例している。そのため、図７に示すように、液晶パネル４０では、データ電圧Ｖが一点鎖線７０よりも大きい領域ΔＶ２では、変化速度Ｆが基準速度Ｆ０を上回る一方、データ電圧Ｖが一点鎖線７０よりも小さい領域ΔＶ１では、変化速度Ｆが基準速度Ｆ０を下回ることとなる。

　ここで、基準速度Ｆ０は、入力画像Ｇの変化速度に対応して決定される速度であり、例えば２４０Ｈｚで変化する入力画像Ｇが入力されている場合には、この変化速度に対応して決定される。液晶パネル４０では、変化速度Ｆがこの基準速度Ｆ０よりも下回った場合、１つの入力画像Ｇが表示装置１０に表示される基準時間Ｔ０（＝１／ΔＦ０）内に画素４２の光透過率の変化を完了させることができない。つまり、基準速度Ｆ０に対応するデータ電圧Ｖ０は、入力画像Ｇの入力に伴う各画素４２の応答時間が基準時間Ｔ０以内となる最小のデータ電圧である限界データ電圧Ｖ０ということができる。限界データ電圧Ｖ０は、液晶パネル４０に含まれる液晶の応答時間等に基づいて決定される定数であり、液晶パネル４０毎に決定される。

　また、限界データ電圧Ｖ０に基づいて限界光透過率データＨ０も決定される。限界データ電圧Ｖ０は、入力画像Ｇの入力に伴う各画素４２の応答時間が基準時間Ｔ０以内となる最小の光透過率データということができる。

　本実施形態の表示装置１０では、第２算出回路２４が光透過率データＨを算出する際に、光透過率データＨが限界光透過率データＨ０よりも大きくなるように算出する。詳細には、第２算出回路２４では、各光透過率テーブルＴｈにおいて、限界光透過率データＨ０よりも大きい光透過率データＨが各画素４２に関連付けられて記憶されており、第１算出回路２０では、各輝度テーブルＴｋにおいて、上述の条件に加えて、限界光透過率データＨ０よりも大きい光透過率データＨに対応した輝度データＫが各エリアＥに関連付けられて記憶されている。第２算出回路２４は、当該輝度テーブルＴｋ及び光透過率テーブルＴｈに基づいて光透過率データＨを算出することで、算出される光透過率データＨが限界光透過率データＨ０よりも大きく設定される。

４．本発明の効果
（１）本実施形態の駆動回路１２では、入力画像Ｇが入力された場合に、算出される光透過率データＨが限界光透過率データＨ０以上となるように、第２算出回路２４が光透過率データＨを算出する。これによって、液晶パネル４０の各画素４２には限界データ電圧Ｖ０よりも大きいデータ電圧Ｖが印加され、各画素４２の応答変化が、基準時間Ｔ０以内となるように設定される。この駆動回路１２によれば、一般にバックライトユニット６０のＬＥＤ６４の輝度変化に比べて遅い液晶パネル４０の画素４２の応答時間を基準時間Ｔ０以内とすることで、一定の応答性を確保することができる。また、液晶パネル４０の応答性を向上させるために、オーバーシュート信号を用いる必要がなく、画質の劣化を抑制することができる。

　図８～図１０に、本実施形態の表示装置１０における入力画像Ｇの階調Ｘと表示部１４の明るさＢの関係を、それを実現するための液晶に印加するデータ電圧Ｖ、及びＬＥＤ６４のデューティー比Ｄと対応させて示す。図８、９に示すように、本実施形態の表示装置１０では、入力画像Ｇの階調Ｘが低い場合でも、データ電圧Ｖが限界データ電圧Ｖ０よりも小さくなることがない。そのため、一定の応答性が確保されている。また、図８、１０に示すように、本実施形態の表示装置１０では、入力画像Ｇの階調Ｘが低い場合、ＬＥＤ６４のデューティー比Ｄを下げる（矢印７２参照）。そのため、入力画像Ｇの階調Ｘが低い場合には、ＬＥＤ６４を駆動する際に必要な消費電力を抑制することができる。

（２）本実施形態の駆動回路１２では、基準時間Ｔ０が、入力画像Ｇが表示装置１０に表示される期間に基づいて設定されている。この駆動回路１２によれば、入力画像Ｇの切り替えに対応した応答性を確保することができる。そのため、駆動回路１２に入力する入力画像Ｇを連続的に切り替える場合でも、それに追従させて液晶パネル４０の各画素４２の光透過率を変化させることができ、液晶パネル４０に表示される入力画像Ｇの画質が劣化することが抑制される。

（３）本実施形態のバックライト駆動部２８は、各ＬＥＤ６４の輝度を制御する際に、各ＬＥＤ６４に印加する電流のデューティー比Ｄを変化させることが好ましい。本実施形態の表示装置１０では、バックライトユニット６０の各ＬＥＤ６４の輝度を制御する際に、バックライト駆動部２８からＬＥＤ６４に印加される電流をＯＮ電流とＯＦＦ電流とで切り替えればよく、ＯＮ電流とＯＦＦ電流の間の中間電流をＬＥＤ６４に流す必要がない。この表示装置１０によれば、バックライト駆動部２８における出力部位の構造を簡略化することができる。

　＜他の実施形態＞
　本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）上記実施形態では、駆動回路１２に含まれる第１算出回路２０、検出回路２２、第２算出回路２４等を別々の回路として構成する例を用いて説明を行ったが、これらの回路が１つの回路で構成されていてもよい。

（２）上記実施形態では、バックライトユニット６０に９個のＬＥＤが含まれており、表示部１４が対応する９個のエリアＥに分割されている例を用いて説明を行ったが、分割されるエリアＥの数はこれに限定されるものではない。さらには、１つのエリアＥに複数のＬＥＤ６４が割り当てられていてもよい。

１０…表示装置、１２…駆動回路、１４…表示部、２０…第１算出回路、２２…検出回路、２４…第２算出回路、２６…パネル駆動部、２８…バックライト駆動部、４０…液晶パネル、４２…画素、６０…バックライトユニット、６４…ＬＥＤ、Ｅ…エリア、Ｇ…入力画像、Ｈ…光透過率データ、Ｋ…輝度データ

Claims

　複数の表示素子を含み、入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められた表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、を駆動する駆動回路であって、
　入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エ
リアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出回路と、
　前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出回路と、を備えており、
　前記光透過率データ算出部は、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出することを特徴とする駆動回路。
　前記基準時間は、前記入力画像を切り替える切替期間に基づいて設定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路。
　前記輝度データ算出部は、前記エリアと当該エリアについての輝度データが関連付けられた輝度テーブルを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動回路。
　前記各エリアに対応する入力画像の最大階調を検出する検出部を備え、
　前記輝度テーブルの輝度データは、前記関連付けられたエリアについての前記最大階調に基づいて決定されることを特徴とする請求項３に記載の駆動回路。
　前記光透過率データ算出部は、前記表示素子と当該表示素子についての光透過率データが関連付けられた光透過率テーブルを備えており、
　前記光透過率テーブルの光透過率データは、前記関連付けられた表示素子に対応するエリアについての前記輝度テーブルの輝度データに基づいて決定されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の駆動回路。
　複数の表示素子を含み、入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められた表示パネルと、複数の光源を含むバックライトと、を駆動する駆動方法であって、
　入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エ
リアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出工程と、
　前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出工程と、を備えており、
　前記光透過率データ算出工程では、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出することを特徴とする駆動方法。
　バックライトの輝度を制御する機能を有する表示装置であって、
　複数の表示素子を含む表示パネルと、
　複数の光源を含むバックライトと、
　入力画像を複数のエリアに分割し、各エリアに対応する入力画像に基づいて、当該各エ
リアに対応する光源の輝度を示す輝度データを算出する輝度データ算出部と、
　前記入力画像と前記輝度データとに基づき、前記表示素子の光透過率を示す光透過率データを算出する光透過率データ算出部と、
　前記輝度データに基づき、前記バックライトの各光源の輝度を制御するバックライト駆動部と、
　前記光透過率データに基づき、前記表示パネルの各表示素子の光透過率を制御するパネル駆動部と、を備えており、
　前記表示パネルには、前記入力画像の入力に伴う各表示素子の応答時間が基準時間以内となる最小の光透過率データである限界光透過率データが予め定められており、
　前記光透過率データ算出部は、前記光透過率データが前記限界光透過率データ以上となるように、前記光透過率データを算出することを特徴とする表示装置。
　前記バックライト駆動部は、前記各光源の輝度を制御する際に、前記各光源に印加する電力のデューティー比を変化させることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
　前記光源は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の表示装置。
　前記表示パネルは、液晶を用いた液晶パネルであることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載の表示装置。