JP2009217142A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】時分割駆動により複数画面を表示する際に映像クロストークを低減する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】ＯＣＢモード液晶を用いて構成される液晶画素ＰＸをマトリクス状に配した表示パネルＤＰと、液晶画素の行に沿って配置されて各々対応行の液晶画素に接続される複数のスイッチング素子Ｗを制御するゲート信号を供給する複数のゲート線Ｙと、表示パネルを照明する複数の光源ＢＬを時分割でそれぞれ複数の方向に光が射出するように切り替える光制御手段１４と、複数の方向についてそれぞれの階調画像と非映像画像とを時分割で表示パネルに表示する表示制御手段１０とを備え、非映像画像を表示する際にゲート線に順次供給されるゲート信号の駆動シーケンスが階調画像を表示する際のゲート信号の駆動シーケンスと異なる液晶表示装置である。
【選択図】図６

Description

本発明は時分割駆動により指向性の異なる複数画面を表示することが可能な液晶表示装置に関し、特に映像クロストークを低減した液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴を生かして、パーソナルコンピュータ、情報携帯端末、テレビジョン、あるいはカーナビゲーションシステム等の表示装置として広く利用されている。
この液晶表示装置は、一つの二次元情報を表示するのが通常であるが、それに留まらず、立体表示、あるいは同一画面で同時に指向性の異なる画面表示が可能な液晶表示装置が提案されている。例えば、車載用で運転席と助手席で見える映像が異なる２画面表示装置や、右目用の映像と左目用の映像をそれぞれ表示することによって立体表示を行う３次元表示装置などが提案されている。

このような表示を可能とする技術として、視差バリア方式が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
図１３は、視差バリア方式の概念図である。液晶パネルＤＰには、右方向用の画素と、左方向用の画素とが個別に形成されている。そして、斜め方向からは、その各々の画素を透過して出射する光の一方の光を観測できるように、視差バリア層５１を形成する。なお、その視差バリア５１としてレンチキュラーレンズを設けて指向性を高めることもできる。

一方、時分割駆動によって左右それぞれの方向に光を振り分けることで光の指向性を切り替える方式も提案されている。
これによって空間解像度、もしくは開口率を減少させることなく複数の画面を表示することができる。
特開平５−１０７６６３号公報 特開平１０−１６１０６１号公報

この時分割駆動方式では、従来の１画面を表示する期間内に２画面を表示するため、特別の駆動方法が必要となる。例えば、映像を書き込んで保持する時間が短くなることから、結果としてパネルの明るさが損なわれる。そのため、バックライトの点灯期間を確保できる駆動タイミングが必要である。

一方、この時分割駆動方式では、所謂映像クロストークの問題を解決する必要がある。映像クロストークとは、前サブフレーム（例えば左視野用）の映像が次サブフレーム（例えば右視野用）の映像に重なって表示される現象である。
本発明はこの課題を解決するためになされたものであって、時分割駆動により複数画面を表示する際に映像クロストークを低減する液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明は、ＯＣＢモード液晶を用いて構成される液晶画素をマトリクス状に配した表示パネルと、前記液晶画素の行に沿って配置されて各々対応行の液晶画素に接続される複数のスイッチング素子を制御するゲート信号を供給する複数のゲート線と、前記表示パネルを照明する複数の光源を時分割でそれぞれ複数の方向に光が射出するように切り替える光制御手段と、前記複数の方向についてそれぞれの階調画像と非映像画像とを時分割で前記表示パネルに表示する表示制御手段とを備え、前記非映像画像を表示する際に前記ゲート線に順次供給される前記ゲート信号の駆動シーケンスが、前記階調画像を表示する際の前記ゲート信号の駆動シーケンスと異なる液晶表示装置である。

この発明によれば、時分割駆動により指向性の異なる複数画面を表示する際に映像クロストークを低減する液晶表示装置を得ることができる。

〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の概要を説明する図である。
本発明に係る液晶表示装置では、透過型の液晶パネルＤＰの下にバックライトＢＬを備えている。そして、バックライトＢＬは、光源５２ａおよびバックライト導光板５３ａを有するバックライトＢＬａ、光源５２ｂおよびバックライト導光板５３ｂを有するバックライトＢＬｂで構成される。ここで、光源５２ａをオンしたときは、光はバックライト導光板５３ａによって図の右方向に出射され、光源５２ｂをオンしたときは、光はバックライト導光板５３ｂによって図の左方向に出射される。

２画面表示を行うときは、液晶パネルＤＰに右の画像を表示する期間で光源５２ａを点灯し、液晶パネルＤＰに左の画像を表示する期間で光源を切替えて光源５２ｂを点灯する。このように時分割で液晶パネルＤＰに左右の視野画像を順次表示し、これと同期して照明する光源の指向性を切替えることによって、２つの画像を左右より視認することができる。またバックライトＢＬからの出射光の指向性の制御によって立体表示を実現することもできる。

なお、図１は液晶表示装置の概略の構成を示している。実際の表示装置においては、液晶パネルＤＰとバックライトＢＬとの間に、さらにコリメートレンズ、プリズムフィルムなどの光の指向性を調整する光学素子を適宜設けることができる。

ところで、１フレーム期間を時分割して異なる映像を表示するためには、応答速度の速い液晶を使用することが必須の条件となる。このため、本実施の形態では、動画表示に必要とされる高速な液晶応答性を有すると共に、広視野角の実現が可能なＯＣＢモード（Optically Compensated Bend）液晶を使用する。

図２は、液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。
液晶表示装置は液晶パネルＤＰ、液晶パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ（ＢＬａ、ＢＬｂ）、液晶パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する表示制御回路ＣＮＴを備える。

液晶パネルＤＰは一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３は、例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレー配向からベンド配向に転移されると共にベンド配向からスプレー配向への逆転移が印加される電圧により阻止される液晶を液晶材料として含む。

表示制御回路ＣＮＴは、アレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧により液晶パネルＤＰの透過率を制御する。スプレー配向からベンド配向への転移は電源投入時に表示制御回路ＣＮＴにより行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界を液晶に印加することにより得られる。

ＯＣＢモードの液晶表示パネルＤＰにおいて液晶が電源投入前にスプレー配向となる理由は、スプレー配向が液晶駆動電圧の無印加状態でエネルギー的にベンド配向よりも安定であるためである。この液晶配向は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。
従来、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム毎に大きな電圧を液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧が黒表示となる画素電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。

アレイ基板１では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板ＧＬ上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。

これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Ｗが配置される。各画素スイッチング素子Ｗは例えばゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

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

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

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

駆動用電圧発生回路４は、補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６を含む容量結合駆動を含んでも良い。また、ソースドライバＸＤによって用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する階調基準電圧発生回路７、および対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生するコモン電圧発生回路８を含む。

コントローラ回路５は、制御回路１０、垂直タイミング制御回路１１、水平タイミング制御回路１２、画像データ変換回路１７、およびバックライト制御回路１４を含む。

制御回路１０は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ’に基づいて新たな同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）を生成するとともに、表示制御回路ＣＮＴ各部の動作を制御する信号を生成する。
垂直タイミング制御回路１１は、制御回路１０から入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてゲートドライバＹＤなどに対する制御信号ＣＴＹを発生する。水平タイミング制御回路１２は、制御回路１０から入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてソースドライバＸＤに対する制御信号ＣＴＸを発生する。

画像データ変換回路１７は、複数の画素ＰＸに対して外部信号源ＳＳから入力される画像データＤＩ（左画像データ、右画像データ）を一時保存すると共に、所定タイミングでソースドライバＸＤに出力する。また画像データ変換回路１７は上述の画像データに加えて黒挿入変換を行うための黒画像データを生成する。バックライト制御回路１４は、垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＹに基づいてバックライト駆動部ＬＤを制御する。

画像データＤＩは複数の液晶画素ＰＸに対する複数の画素データからなり、１フレーム期間（垂直走査期間Ｖ）に非映像画像としての黒画像データ、左画像データ、非映像画像としての黒画像データ、及び右画像データと４回更新される。制御信号ＣＴＹはゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１７から得られる画素データＤＯと共にソースドライバＸＤに供給される。制御信号ＣＴＹは上述のように順次複数のゲート線Ｙを駆動する動作をゲートドライバＹＤに行わせるために用いられ、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１７の液晶画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＯを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する動作をソースドライバＸＤに行わせるために用いられる。

ゲートドライバＹＤはゲート線Ｙを選択するために例えばシフトレジスタ回路を用いて構成される。ここで、ゲートパルスは、それぞれのゲート線に対し黒画像データ、左画像データ、黒画像データ、及び右画像データを液晶画素ＰＸに読み込ませるために１フレーム期間に４回出力される。
なお、本実施の形態の左画像データと右画像データ及び黒画像データの表示動作については後で詳細に説明する。

ソースドライバＸＤは階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＤＯをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。

また、補償電圧Ｖeは１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに対応した補助容量線ＣにゲートドライバＹＤを介して印加され、これらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償する容量結合駆動であっても良い。

ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。

また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に対応した補助容量線Ｃ１に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。

図３は、ソースドライバＸＤの構成を概略的に示す図である。
ソースドライバＸＤは、シフトレジスタ２１、サンプリング・ロードラッチ２２、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２３、および出力バッファ回路２４を含む。
制御信号ＣＴＸには、一行分の画素データの取り込み開始タイミングを制御する水平スタート信号ＳＴＨ、シフトレジスタ２１において水平スタート信号ＳＴＸをシフトさせる水平クロック信号ＣＫＨが含まれている。

シフトレジスタ２１は、水平スタート信号ＳＴＨを水平クロック信号ＣＫＨに同期してシフトし、画素データＤＯを順次直並列変換するタイミングを制御する。サンプリング・ロードラッチ２２は、シフトレジスタ２１の制御により１ライン分の画素ＰＸに対する画素データＤＯを順次ラッチし、並列的に出力する。デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換回路２３は、画素データＤＯをアナログ形式の画素電圧に変換する。出力バッファ回路２４は、Ｄ／Ａ変換回路２３から得られるアナログ画素電圧をソース線Ｘ１，・・・，Ｘｎに出力する。そして、Ｄ／Ａ変換回路２３は、階調基準電圧発生回路７から発生される複数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照するように構成される。なお、階調基準電圧発生回路７は、１フレーム期間において制御回路１０からの切替信号に応じて、階調基準電圧ＶＲＥＦを左画像データ用と右画像データ用及び黒画像データ用に切替えて出力するようにしてもかまわない。

次に、映像クロストークが発生する原因について説明する。
図４は、従来の液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャートである。この駆動方法では、１フレーム期間中に左画像表示期間と右画像表示期間とが設けられ、それぞれの期間において左画像用、右画像用の画素電圧が液晶画素に供給される。さらに、黒挿入駆動が採用されているため、それぞれの表示期間の間では黒画像が書き込まれる。

図１乃至図４を参照しつつ駆動方法を説明する。上述のようにゲートドライバＹＤから出力されるゲート線Ｙを選択するためのゲートパルスは、それぞれのゲート線に対し黒画像データ、左画像データ、黒画像データ、及び右画像データを液晶画素ＰＸに読み込ませるために１フレーム期間に４回出力される。
制御信号ＣＴＹは、スタート信号（画像表示開始信号）ＳＴＨ、クロック信号、および出力イネーブル信号等を含む。

スタート信号（画像表示開始信号）ＳＴＨは、黒画像、左画像、黒画像、右画像の表示開始タイミングを制御する。クロック信号は、シフトレジスタ回路においてスタート信号ＳＴＨをシフトさせる。出力イネーブル信号は、スタート信号ＳＴＨの保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって所定数ずつ順次または一緒に選択されるゲート線Ｙ１〜Ｙｍへの駆動信号の出力を制御する。

他方、制御信号ＣＴＸはスタート信号、クロック信号、ロード信号、および極性信号等を含む。
図４の最上段の記載によれば、左画像を表すデータＬと右画像を表すデータＲとが外部信号源ＳＳから画像データ変換回路１７に入力されて一旦保存されることが表されている。そして、画像データ変換回路１７は、黒画像用の表示データＢを生成して、データＬ、及びデータＲと共に保存する。

次に、ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間の１／４期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを黒画像表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の黒画像表示用画素データＢに変換される。１行分の黒画像表示用画素データＢは画像データ変換回路１７から直列に出力される。図４の中段には、黒書込み期間において、ゲートパルスが順次走査されている状態が黒い斜めの線で表されている。

この黒画像表示用画素データＢが画像データ変換回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを黒画像表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＢをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

続いて、左画像表示動作について説明する。ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間の１／４期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを左画像表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の左画像表示用画素データＬに変換される。１行分の左画像表示用画素データＬは画像データ変換回路１７から直列に出力される。図４の中段には、映像書込み期間において、ゲートパルスが順次走査されている状態が黒い斜めの線で表されている。

この画素データＬが画像データ変換回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを左画像表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＬをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
この左画像表示期間に合わせて制御回路１０は、所定タイミングでバックライト制御回路１４に点消灯信号を出力する。バックライト制御回路１４は、バックライト駆動部ＬＤを駆動してバックライトＢＬａを消灯して、バックライトＢＬｂの点灯を制御する。
次に、この左画像表示動作に続く黒画像表示動作について説明する。ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間の１／４期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを黒画像表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の黒画像表示用画素データＢに変換される。１行分の黒画像表示用画素データＢは画像データ変換回路１７から直列に出力される。図４の中段には、黒書込み期間において、ゲートパルスが順次走査されている状態が黒い斜めの線で表されている。

この黒画像表示用画素データＢが画像データ変換回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを黒画像表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＢをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。

続いて、右画像表示動作について説明する。ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間の１／４期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを右画像表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。１行分の入力画素データＤＩが１行分の右画像表示用画素データＲに変換される。１行分の右画像表示用画素データＲは画像データ変換回路１７から直列に出力される。図４の中段には、映像書込み期間において、ゲートパルスが順次走査されている状態が黒い斜めの線で表されている。

この画素データＲが画像データ変換回路１７から出力されるタイミングに合わせて、制御回路１０は切替信号を階調基準電圧発生回路７に出力する。階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦを右画像表示用に切替えて出力する。

ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＬをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。
この右画像表示期間に合わせて制御回路１０は、所定タイミングでバックライト制御回路１４に点消灯信号を出力する。バックライト制御回路１４は、バックライト駆動部ＬＤを駆動してバックライトＢＬｂを消灯して、バックライトＢＬａの点灯を制御する。

図５は、映像クロストークを表す図である。
本来であれば左視野には２本の横縞を表す画像が表示され、右視野には全面白色を表す画像が表示される。しかし、映像クロストークが発生しているため、両画像が合成された画像が表示され、右視野の画像には２本の横縞が薄く表される。

ところで、上述の駆動方法においては、黒挿入駆動を採用しているため、本来であればこの黒挿入により左視野の画像はリセットされて映像クロストークは生じない筈である。このことから、映像クロストークが発生する原因の一つとして、１フレーム期間に複数画像を表示することによりゲートパルス時間が短くなった結果、黒挿入駆動による画像のリセットが不十分であることが考えられる。

一方、その他の原因として残像などの看者の感覚によって映像クロストークが発生していることが考えられる。しかし、バックライトＢＬｂを消灯して、左画像が視認できない状態においても、映像クロストークが発生することから、このクロストークの原因は残像などの看者の感覚によって発生している可能性は低く、液晶画素ＰＸの液晶分子配列自体がクロストークを生じさせているものと考えられる。従って、画像のリセットが不十分である可能性が高い。

以上の検討より、映像クロストークの発生を防止する対策として、黒挿入によるリセットが十分に行われるように駆動方法を変更することが挙げられる。

図６は、本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャートである。
この駆動方法では、黒画像を書き込むためのゲートパルス幅を長くし、画像が確実にリセットされるようにする。図６の中段には、黒書込み期間での斜めの黒い線の幅が映像書込み期間での斜めの黒い線の幅よりも太く示され、ゲートパルス幅が長くなっていることが表されている。

図７は、ゲートパルスを模式的に示すタイムチャートである。
従来、ゲートパルスのパルス幅は、１水平期間（１Ｈ）長のパルス幅であったが、本実施の形態では、複数水平期間長の幅に広げられている。なお、このようにパルス幅を広げる結果、ある時点では複数のゲート線Ｙが同時に選択されることになるが、ソースドライバＸＤから供給される画素電圧Ｖsは黒の画素データＬで各ゲート線Ｙに共通の値である。従って、本方式が表示上問題となることはない。

なお、ゲートパルスのパルス幅は、２Ｈ以上であれば映像クロストークの影響を低減することができるが、その低減効果を顕著にするためには５Ｈ以上であることが望ましい。しかしながら全てのゲートパルスをオーバーラップさせると瞬間的な大電流が流れることとなるため、大きな電源容量が必要となり、回路負担が大きくなる。このため、オーバーラップするゲートパルスは走査線数の１／１０以下、より好ましくは１／１２以下であり、且つ１乃至複数本の走査線が順次走査されることが必要である。

また、本実施の形態では、ゲートパルス幅を長くしているため、従来よりも長い黒書込み期間が必要となる。即ち、黒書込み期間と映像書込み期間との長さが異なることになる。このため、実効的な書き込み期間が長く取れるのであれば、黒書込み期間における走査速度を映像書込み期間における走査速度よりも早くしてもかまわない。

[バリエーション１]
図８は、本実施の形態のバリエーションに係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャートである。この駆動方法では、黒画像を書き込むためのゲートパルスを所定時間間隔で再度出力し、リセット動作が増強されるようにする。図８の中段には、黒書込み期間の斜めの黒い線が２重で表されている。

図９は、ゲートパルスを模式的に示すタイムチャートである。
従来、ゲートパルスは、１サブフレーム期間において１つ出力されていたが、本実施の形態では、ゲートパルスを一度出力した後、複数水平期間（ｎＨ）が経過した時にゲートパルスを追加して出力する。このようにして、黒挿入動作を２回実行することによって黒書込み動作を増強することができる。なお、１サブフレーム期間におけるゲートパルスの回数は２回に限られず、複数回であっても良い。また、このようにゲートパルスの回数を増加させる結果、ある時点では複数のゲート線Ｙが同時に選択されることになるが、ソースドライバＸＤから供給される画素電圧Ｖsは黒の画素データＬで各ゲート線Ｙに共通の値である。従って、本方式が表示上問題となることはない。

なお、ゲートパルスの間隔は、１Ｈ以上であれば映像クロストークの影響を低減することができるが、その低減効果を顕著にするためには４Ｈ以上であることが望ましい。

また、本実施の形態では、ゲートパルスを２つ出力しているため、従来よりも長い黒書込み期間が必要となる。このため、実効的な書き込み期間が長く取れるのであれば、黒書込み期間における走査速度を映像書込み期間における走査速度よりも早くしてもかまわない。

[バリエーション２]
図１０は、本実施の形態のバリエーションに係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャートである。第１の実施の形態ではバックライトの点灯タイミングの関係から、液晶の応答を考慮すると、パネルの下端部において黒書込みが不十分になることが考えられた。このバリエーションの駆動方法では、バックライトを走査順に沿って例えば上下に２分割し、それぞれを独立に制御することでその解決を図っている。

左画像の書き込みが開始されたときは、上段バックライトＢＬｂ−１が点灯する。このバックライトＢＬｂ−１は、続く黒書込み期間においてパネル下端部のゲート線にゲートパルスが立ち上がって、所定期間、例えば１Ｈ経過したときに消灯する。一方、左画像の書き込みがパネルの中央部まで行われたときに、下段バックライトＢＬｂ−２が点灯する。このバックライトＢＬｂ−２は、続く黒書込み期間においてパネル下端部のゲート線にゲートパルスが出力され更に所定時間が経過してゲートパルスが立ち下がったときにおいても点灯を継続している。
従って、このバリエーションにおいては、バックライトの点灯タイミングの関係からパネルの下端部において黒書込みが不十分になることがない。

なお、このバックライトを上下に分割して独立して駆動する方式は、ゲートパルスのパルス幅を拡張する場合のみならず、ゲートパルスを追いかけて出力する場合にも適用することができる。また、バックライトの分割数は、走査順に沿って３以上に分割してもかまわない。

以上説明した本実施の形態に係る液晶表示装置は、２方向の映像を映すことができる液晶ディスプレイに関するものであり、図１１に示すように、車載用として、運転席と助手席で映す映像を変えるディスプレイとしても良く、図１２に示すように、業務用ゲーム機、携帯用ゲーム機などで、対戦ゲームに使っても良い。
また、本発明に係る液晶表示装置を右目用と左目用の映像を交互に切り替える立体表示装置として使用しても良い。
なお、本実施の形態では２つの方向に照明を切り替えて２画面を表示する例を説明したが、本発明は２方向に限られず、３方向以上の多数方向に照明を切り替えて３画面以上の多数画面を表示する場合にも適用することができる。

一般に液晶表示素子は、表示する極性を書き込みごとに切り替えてＤＣ電界の蓄積を防ぐ「交流化」を導入している。本発明の場合、実効的には１２０Ｈｚで駆動することになるが、６０Ｈｚで交流化しても良い。これは、Ａ画面とＢ画面が異質なものであった場合、表示とシンクロしてＤＣが残留する可能性がある。そのため、Ａ画面でもＢ画面でも交流化できるように、６０Ｈｚの交流化を採用するものである。

もちろん、本表示装置は、６０Ｈｚに限るものではない。７５Ｈｚの入力波形で実効的に１５０Ｈｚで駆動しても良い。その場合にはフリッカがさらに少なくなるメリットがある。

尚、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の概要を説明する図。 液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図。 ソースドライバの構成を概略的に示す図。 従来の液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャート。 映像クロストークを表す図。 本実施の形態に係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャート。 ゲートパルスを模式的に示すタイムチャート。 バリエーションに係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャート。 ゲートパルスを模式的に示すタイムチャート。 バリエーションに係る液晶表示装置の駆動方法を示すタイムチャート。 運転席と助手席で映す映像を変えるディスプレイを示す図。 対戦ゲームを示す図。 視差バリア方式の概念図。

符号の説明

１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…駆動用電圧発生回路、５…コントローラ回路、７…階調基準電圧発生回路、１０…制御回路、１４…バックライト制御回路、ＹＤ…ゲートドライバ、ＤＩ…画像データ、ＤＯ，Ｒ，Ｌ，Ｂ…画素データ、ＸＤ…ソースドライバ、ＰＥ…画素電極、ＣＥ…共通電極、ＰＸ…液晶画素、ＤＰ…表示パネル、ＢＬ，ＢＬａ，ＢＬｂ…バックライト、ＣＮＴ…表示制御回路、Ｘ…ソース線、Ｙ…ゲート線、Ｗ…スイッチング素子。

Claims (6)

1. ＯＣＢモード液晶を用いて構成される液晶画素をマトリクス状に配した表示パネルと、
   前記液晶画素の行に沿って配置されて各々対応行の液晶画素に接続される複数のスイッチング素子を制御するゲート信号を供給する複数のゲート線と、
   前記表示パネルを照明する複数の光源を時分割でそれぞれ複数の方向に光が射出するように切り替える光制御手段と、
   前記複数の方向についてそれぞれの階調画像と非映像画像とを時分割で前記表示パネルに表示する表示制御手段とを備え、
   前記非映像画像を表示する際に前記ゲート線に順次供給される前記ゲート信号の駆動シーケンスが、前記階調画像を表示する際の前記ゲート信号の駆動シーケンスと異なることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記非映像画像を表示する際の前記ゲート信号のゲート幅が、前記階調画像を表示する際の前記ゲート信号のゲート幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記非映像画像を表示する際の前記ゲート信号のゲート幅が、前記階調画像を表示する際の前記ゲート信号のゲート幅の５倍以上であることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記非映像画像を表示する際の前記ゲート信号としてゲートパルスが所定の間隔で複数出力されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 前記所定の間隔は、前記ゲートパルスのパルス幅の４倍以上であることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記複数の光源は、更に前記表示パネルの前記ゲート線と交差する方向に少なくとも２以上に分割された分割光源を有し、
   前記表示パネルの下部を照明する分割光源は、前記非映像画像を表示する際の前記ゲート信号の駆動シーケンスが終了した後も照明を継続することを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の液晶表示装置。

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