JP2013190739A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示品位の低下を回避する液晶表示装置を提供する。
【解決手段】一対の基板１、２と、一対の基板１、２間に挟持された液晶層３と、マトリクス状に配置された複数の液晶画素ＰＸと、複数の液晶画素ＰＸを駆動する駆動回路ＹＤ、ＸＤと、駆動回路ＹＤ、ＸＤが複数の液晶画素ＰＸを走査する走査方向に並んで配置された複数の第１光源ＵＬ、ＤＬと、第１光源ＵＬ、ＤＬから出射した光を第１方向へ導く第１導光体５３Ａと、駆動回路ＹＤ、ＸＤが複数の液晶画素ＰＸを走査する走査方向に並んで配置された複数の第２光源ＵＲ、ＤＲと、第２光源ＵＲ、ＤＲから出射した光を第１方向と異なる第２方向へ導く第２導光体５３Ｂと、複数の第１光源ＵＬ、ＤＬ、および、複数の第２光源ＵＲ、ＤＲを、独立して点灯および消灯可能な光源駆動部ＬＤと、を備えた液晶表示装置。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、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。

近年、二次元情報を表示するだけでなく、立体表示、あるいは同一画面で同時に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と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。

上記のように、２画面表示装置や３次元表示装置では、右目用の映像と左眼用の映像とを高速に切替えて２画面表示や３次元表示を行うため、二次元情報を表示する表示装置と比べて高速な液晶応答性が要求される。

また、液晶画素を照明する照明手段も、映像の切替え動作に応じて光の出射方向が切替わるように、点灯および消灯タイミングを制御することが要求される。

特開２００８−２８７１８０号公報

本発明の実施形態は、表示品位の低下を回避する液晶表示装置を提供することを目的とする。

実施形態による液晶表示装置は、一対の基板と、一対の基板間に挟持された液晶層と、マトリクス状に配置された複数の液晶画素と、前記複数の液晶画素を駆動する駆動回路と、前記駆動回路が前記複数の液晶画素を走査する走査方向に並んで配置された複数の第１光源と、前記第１光源から出射した光を第１方向へ導く第１導光体と、前記駆動回路が前記複数の画素を走査する走査方向に並んで配置された複数の第２光源と、前記第２光源から出射した光を前記第１方向と異なる第２方向へ導く第２導光体と、前記複数の第１光源、および、前記複数の第２光源を、独立して点灯および消灯可能な光源駆動部と、を備える。

図１は、実施形態の液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図である。 図２は、実施形態の液晶表示装置においてバックライトの動作例を説明する図である。 図３は、バックライト駆動部の出力端子と光源との接続関係の一例を示す図である。 図４は、バックライト駆動部の出力端子と光源との接続関係の他の例を示す図である。 図５は、図２に示す液晶表示装置において２Ｄ表示を行う際の駆動方法の一例を説明するための図である。 図６は、２Ｄ表示の際のバックライトの光源の点灯および消灯の動作の一例を説明するための図である。 図７は、図２に示す液晶表示装置において３Ｄ表示を行う際の駆動方法の一例を説明するための図である。 図８は、３Ｄ表示の際のバックライトの光源の点灯および消灯の動作の一例を説明するための図である。 図９は、３Ｄ表示の際のバックライトの光源の点灯および消灯の動作の一例を説明するための図である。

以下、実施形態の液晶表示装置について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の液晶表示装置においてバックライトの動作例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の背面側にバックライトＢＬを備えている。バックライトＢＬは、第１バックライトＢＬＡと第２バックライトＢＬＢとを有している。第１バックライトＢＬＡは、複数の第１光源（左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ）、および、バックライト導光板５３Ａを有する。第２バックライトＢＬＢは、複数の第２光源（右上光源ＵＲ、右下光源ＤＲ）、および、バックライト導光板５３Ｂを有する。

ここで、左上光源ＵＬおよび左下光源ＤＬ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（第１方向Ａ）に出射され、右上光源ＵＲおよび右下光源ＤＲ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（第２方向Ｂ）に出射される。

左上光源ＵＬと左下光源ＤＬとは、バックライト導光板５３Ａの一端面近傍において走査方向に並んで配置され、後述するように点灯および消灯タイミングを独立して制御可能である。また右上光源ＵＲと右下光源ＤＲとは、バックライト導光板５３Ｂの一端面近傍において走査方向に並んで配置され、後述するように点灯および消灯タイミングを独立して制御可能である。左上光源ＵＬおよび左下光源ＤＬと、右上光源ＵＲおよび右下光源ＤＲとは、走査方向と略直交する方向において、バックライト導光板５３Ａ、５３Ｂを挟む両側に配置される。

３Ｄコンテンツを表示する立体表示（３Ｄ表示）を行うときは、液晶パネルＤＰに右目用の画像を表示する期間で左上光源ＵＬおよび左下光源ＤＬを所定のタイミングで点灯および消灯し、液晶パネルＤＰに左目用の画像を表示する期間で光源を切替えて右上光源ＵＲおよび右下光源ＤＲを所定のタイミングで点灯および消灯する。このように時分割で液晶パネルＤＰに左右視差像を順次表示し、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、左右の視差画像をそれぞれ左右の目に導くことができる。

２Ｄコンテンツを表示する平面表示（２Ｄ表示）を行うときは、液晶パネルＤＰに画像を表示する期間で左上光源ＵＬおよび左下光源ＤＬと、右上光源ＵＲおよび右下光源ＤＲを所定のタイミングで点灯および消灯する。

なお、３Ｄ表示および２Ｄ表示において、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲを点灯するタイミングについては後に詳細に説明する。ここで、２Ｄコンテンツとは右側（詳細には、正面方向から右側に倒れた方向）と左側（詳細には、正面から左側に倒れた方向）との両側で視認する画像のみからなるコンテンツである。３Ｄコンテンツとは、右側へ表示する（右側に倒れた方向から視認される）画像と左側へ表示する（左側に倒れた方向から視認される）画像とを含むコンテンツであって、３Ｄコンテンツとして配信されたものだけでなく２Ｄコンテンツから生成されたものも含む。

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。

また、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。
本実施形態の液晶表示装置は、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と、この一対の電極基板間に挟持された液晶層３と、複数の液晶画素ＰＸを含む表示エリアと、複数の表示画素ＰＸを駆動する駆動部と、を有している。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（逆転移防止電圧）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。

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（あるいは第１方向Ｄ１に延びて）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（あるいは第２方向Ｄ２に延びて）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間に接続された薄膜トランジスタを有し、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（図示せず）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は液晶パネルＤＰの表示エリアにおいてマトリクス状に配置されている。

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、駆動部（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、複数の画素スイッチング素子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、各行の画素スイッチング素子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、補償電圧発生回路６と、階調基準電圧発生回路７と、コモン電圧発生回路８と、を備える。補償電圧発生回路６は、補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する。階調基準電圧発生回路７は、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。コモン電圧発生回路８は、対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生する。

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、複数の液晶画素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Ｌ、右画像データＲ、二次元画像データ２Ｄ）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。

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、３Ｄ表示を行う場合には、１フレーム期間（垂直走査期間）に左画像データ、右画像データについて２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。ゲートパルスは、シフトレジスタ回路により所定のタイミングでシフトされて、順次ゲート線Ｙへ出力される。

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へ並列的に出力する。また、ソースドライバＸＤは、液晶層３がベンド配向からスプレー配向へ逆転移することを防止するための逆転移防止電圧を、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎへ並列的に出力する。

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。２倍速の垂直走査速度で反射部表示駆動を行う場合には、例えばライン反転駆動（１Ｈ反転駆動）およびフレーム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行分の画素スイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれら画素スイッチング素子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、これら画素スイッチング素子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に印加された画素電圧Ｖsあるいは逆転移防止電圧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。

ここで、たとえば、バックライトＢＬの左上光源ＵＬと左下光源ＤＬとを同じタイミングで点灯および消灯し、右上光源ＵＲと右下光源ＤＲとを同じタイミングで点灯および消灯する場合、面内輝度傾斜を考慮すると映像信号書き込みが終了してから次の黒信号書き込みが開始するまでの期間のみしかバックライトＢＬを点灯することができないため、十分な点灯期間を確保することが困難であり表示品位が低下することがある。

そこで、本実施形態では、走査方向に沿って並んだバックライトＢＬの光源を異なるタイミングで点灯および消灯可能としている。

図３は、バックライト駆動部ＬＤの出力端子と光源との接続関係の一例を示す図である。ここでは、バックライト駆動部ＬＤの出力端子が、独立して駆動されるバックライトＢＬの部分の数と同じ数である場合を示している。なお、本実施形態では、バックライトＢＬの光源は４つの部分（右上、右下、左上、左下）が独立して駆動されるため、バックライト駆動部ＬＤの出力端子が４つの場合である。

左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは、それぞれがＬＥＤ等の光源を複数有している。左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲのそれぞれは、バックライト駆動部ＬＤの１つの出力端子から出力される共通の駆動信号（駆動電流）により駆動される。左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは互いに異なる出力端子から出力される駆動信号により駆動される。

換言すると、バックライト駆動部ＬＤは、右側へ光を出射する複数の光源（複数の第１光源）、および、左側へ光を出射する複数の光源（複数の第２光源）を、走査方向に並ぶ複数単位で駆動している。したがって、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲのそれぞれにおいて、複数の光源は同じタイミングで点灯および消灯するように駆動されるとともに、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは互いに独立して点灯および消灯可能であり、さらには駆動信号を調整することにより独立して明るさを調整することも可能となる。

図４は、バックライト駆動部ＬＤの出力端子と光源との接続関係の他の例を示す図である。ここでは、バックライト駆動部ＬＤの出力端子が、独立して駆動されるバックライトＢＬの部分の数よりも多い場合を示している。なお、本実施形態では、バックライトＢＬの光源は４つの部分（右上、右下、左上、左下）が独立して駆動されるため、バックライト駆動部ＬＤの出力端子が４つよりも多い場合である。

左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは、それぞれがＬＥＤ等の光源を複数有している。左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲにおいて、異なる出力端子から出力された駆動信号により駆動される光源が走査方向に隣り合って並んで配置されている。換言すると、バックライト駆動部ＬＤは、右側へ光を出射する複数の光源（複数の第１光源）、および、左側へ光を出射する複数の光源（複数の第２光源）の、走査方向に隣り合う光源を異なる出力端子から出力された駆動信号により駆動する。

このように隣り合う光源が異なる出力端子から出力された駆動信号により駆動されると、出力端子による駆動信号のばらつきによる各照明領域内の輝度ムラの発生を抑制することができる。つまり、各出力端子から出力される駆動信号にばらつきがある場合、部分的に照明が暗く（又は明るく）なるが、隣り合う光源が異なる駆動信号により駆動されることにより、暗い部分（又は明るい部分）の偏りを回避することができ、表示品位の低下を回避することができる。

また、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは互いに異なる複数の出力端子から出力される駆動信号により駆動される。すなわち、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲは互いに独立して点灯および消灯可能である。

次に、上記液晶表示装置の駆動方法の一例について説明する。本実施形態では、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。本実施形態では、２Ｄ表示の際には実効的に９０ＨｚでゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤを駆動し、３Ｄ表示の際には実効的に１２０ＨｚでゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤを駆動する。

なお、２Ｄ表示を行う場合と３Ｄ表示を行う場合との両方で、ユーザは走査方向を上下方向となるように視認する場合について説明する。

ゲートドライバＹＤはゲート線Ｙを順次駆動する。ゲートドライバＹＤは、垂直タイミング制御回路１１からスタートパルスＳＴ、クロック信号等を含む制御信号ＣＴＹを受信し、シフトレジスタ回路においてスタートパルスＳＴをシフトさせ、順次ゲート線Ｙ１〜Ｙｍへ出力する。

ソースドライバＸＤ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制御信号ＣＴＸを受信し、複数のソース線Ｘに並列に画素電圧Ｖｓあるいは逆転移防止電圧を印加する。逆転移防止電圧は、液晶分子の配向がベンド配向からスプレー配向へと遷移すること（逆転移）を防止するために比較的高い電圧である必要がある。本実施形態では、逆転移防止電圧として黒表示に対応した電圧を採用するものとする。

次に、２Ｄ表示を行う際のバックライトＢＬの動作について説明する。
図５は、上記液晶表示装置において２Ｄ表示を行う際の駆動方法の一例を説明するための図である。

図５では、横軸を時間軸、縦軸を走査方向として複数の画素電極ＰＥへの逆転移防止電圧の書き込み（黒信号書き込み）タイミング、および、画素電圧Ｖｓの書き込み（映像信号書き込み）タイミングを示すとともに、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲの点灯タイミングを示している。

本実施形態では、１フレーム期間の最初に黒信号書き込みを行う。
ゲートドライバＹＤは、制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間の最初に、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平期間Ｈだけ導通させる駆動信号を選択ゲート線Ｙに供給して、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次選択する。

ソースドライバＸＤは、黒表示に対応した電圧を複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。ソース線Ｘ１〜Ｘｎに印加された電圧は、導通した画素スイッチング素子Ｗを介して画素電極ＰＥへ書き込まれ、映像信号書き込みが行われるまで保持される。ソースドライバＸＤは、１水平期間毎に１行分の画素電極ＰＥへ黒表示に対応した電圧を順次書き込み、１垂直期間内に全ての画素電極ＰＥへ黒表示に対応した電圧を書き込む。

黒信号書き込みが終了するとゲートドライバＹＤは、制御信号ＣＴＹの制御により、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平期間だけ導通させる駆動信号を選択ゲート線Ｙに供給して、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍを再び順次選択する。

ソースドライバＸＤは、画像データ変換回路１７から１行分の映像信号データを受信し、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を参照して画素電圧Ｖｓに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎへ並列的に出力する。ソース線Ｘ１〜Ｘｎに印加された画素電圧Ｖｓは、導通した画素スイッチング素子Ｗを介して画素電極ＰＥへ書き込まれ、次に黒信号書き込みが行われるまで保持される。ソースドライバＸＤは、１水平期間毎に１行分の画素電極ＰＥへ画素電圧Ｖｓを順次書き込み、１垂直期間内に全ての画素電極ＰＥへ対応する画素電圧Ｖｓを書き込む。

図６は、バックライトの左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲの点灯および消灯の動作の一例を説明するための図である。映像信号書き込みが終了した後、次に映像信号書き込みが開始されるまでの期間において、バックライトＢＬを点灯する。すなわち、各フレーム期間において、バックライト駆動部ＬＤは複数の第１光源（左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、）および複数の第２光源（右上光源ＵＲ、右下光源ＤＲ）を走査方向に沿って順次点灯および消灯する。

まず、映像信号書き込みが終了して所定期間経過した後、左上光源ＵＬと右上光源ＵＲとが同時に点灯する（タイミングＡ）。ここでは、図６の最も上に記載したように、バックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分（走査方向の始端側）を右側および左側に向けて照明し、下部分（走査方向の終端側）は暗いままである。

左上光源ＵＬと右上光源ＵＲとが点灯してから所定期間後に左下光源ＤＬと右下光源ＤＲとが同時に点灯する（タイミングＢ）。従って、タイミングＡとタイミングＢとの間では光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが点灯し、図６の上から２番目に記載したようにバックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分および下部分を、右側および左側に向けて照明する。

全ての光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが点灯してから所定期間後に左上光源ＵＬと右上光源ＵＲとが同時に消灯する（タイミングＣ）。ここでは、図６の上から３番目に記載したように、バックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの下部分を、右側および左側に向けて照明する。

左上光源ＵＬと右上光源ＵＲとが同時に消灯してから所定期間後に左下光源ＤＬと右下光源ＤＲとが同時に消灯する（タイミングＤ）。従って、タイミングＤから次のタイミングＡまでは全ての光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが消灯され、図６の最も下に記載したように、バックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアを照明しない。

すなわち、本実施形態では、バックライトＢＬの光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが走査方向に沿って順番に点灯するとともに、走査方向に沿って順番に消灯する。

ここで、たとえば、バックライトＢＬの光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲを同じタイミングで点灯および消灯する場合、面内輝度傾斜を考慮すると映像信号書き込みが終了してから次の黒信号書き込みが開始するまでの期間のみしかバックライトＢＬを点灯することができないため、十分な点灯期間を確保することが困難であり表示品位が低下することがある。

しかしながら、上記のように、走査方向に並んで配置されたバックライトＢＬの左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および右下光源ＤＲを、走査方向に沿って点灯および消灯すると、画素電極ＰＥへ映像信号が書き込まれるタイミングに合わせてバックライトＢＬを制御することができるため、面内輝度傾斜を小さくすることができる。また、バックライトＢＬの十分な点灯期間を確保することができるため、表示品位が低下することを回避することができる。なお、タイミングＤは次に映像信号書き込みが開始される前に設定される。

次に、３Ｄ表示を行う際の動作について説明する。
図７は、上記液晶表示装置において３Ｄ表示を行う際の駆動方法の一例を説明するための図である。

図７では、横軸を時間軸、縦軸を走査方向として複数の画素電極ＰＥへの逆転移防止電圧の書き込み（黒信号書き込み）タイミング、および、画素電圧Ｖｓの書き込み（映像信号書き込み）タイミングを示すとともに、左上光源ＵＬ、左下光源ＤＬ、右上光源ＵＲ、および、右下光源ＤＲの点灯タイミングを示している。

本実施形態では、各サブフレーム期間の最初に黒信号書き込みを行う。
ゲートドライバＹＤは、制御信号ＣＴＹの制御によりサブフレーム期間の最初に、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平期間だけ導通させる駆動信号を選択ゲート線Ｙに供給して、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次選択する。

ソースドライバＸＤは、黒表示に対応した電圧を複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。ソース線Ｘ１〜Ｘｎに印加された電圧は、導通した画素スイッチング素子Ｗを介して画素電極ＰＥへ書き込まれ、映像信号書き込みが行われるまで保持される。ソースドライバＸＤは、１水平期間毎に１行分の画素電極ＰＥへ黒表示に対応した電圧を順次書き込み、１垂直期間内に全ての画素電極ＰＥへ黒表示に対応した電圧を書き込む。

黒信号書き込みが終了すると、右目用の映像信号書き込みを行う。ゲートドライバＹＤは、制御信号ＣＴＹの制御により、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平期間だけ導通させる駆動信号を選択ゲート線Ｙに供給して、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍを再び順次選択する。

ソースドライバＸＤは、画像データ変換回路１７から１行分の右目用の映像信号データを受信し、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を参照して画素電圧Ｖｓに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎへ並列的に出力する。ソース線Ｘ１〜Ｘｎに印加された画素電圧Ｖｓは、導通した画素スイッチング素子Ｗを介して画素電極ＰＥへ書き込まれ、次に黒信号書き込みが行われるまで保持される。ソースドライバＸＤは、１水平期間毎に１行分の画素電極ＰＥへ右目用の映像信号データに対応する画素電圧Ｖｓを順次書き込み、１垂直期間内に全ての画素電極ＰＥへ右目用の映像信号データに対応する画素電圧Ｖｓを書き込む。

次のサブフレーム期間では、先のサブフレーム期間と同様に最初に黒信号書き込みを行った後、左目用の映像信号書き込みを行う。

すなわち、ゲートドライバＹＤとソースドライバＸＤとが黒信号書き込みを行った後、ゲートドライバＹＤは、制御信号ＣＴＹの制御により、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平期間だけ導通させる駆動信号を選択ゲート線Ｙに供給して、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍを再び順次選択する。

ソースドライバＸＤは、画像データ変換回路１７から１行分の左目用の映像信号データを受信し、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を参照して画素電圧Ｖｓに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎへ並列的に出力する。ソース線Ｘ１〜Ｘｎに印加された画素電圧Ｖｓは、導通した画素スイッチング素子Ｗを介して画素電極ＰＥへ書き込まれ、次に黒信号書き込みが行われるまで保持される。ソースドライバＸＤは、１水平期間毎に１行分の画素電極ＰＥへ左目用の映像信号データに対応する画素電圧Ｖｓを順次書き込み、１垂直期間内に全ての画素電極ＰＥへ左目用の映像信号データに対応する画素電圧Ｖｓを書き込む。

図８および図９は、３Ｄ表示の際のバックライトの光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲの点灯および消灯の動作の一例を説明するための図である。映像信号書き込みが開始されてから、次に映像信号書き込みが開始されるまでの期間において、バックライトＢＬが点灯される。

まず、右目用の映像信号書き込みが開始してから所定期間経過した後、左上光源ＵＬが点灯する（タイミングＥ）。ここでは、図８の最も上に記載したように、バックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分を右側に向かって照明する。

左上光源ＵＬが点灯してから所定期間後に左下光源ＤＬが点灯する（タイミングＦ）。従って、タイミングＦとタイミングＧとの間では光源ＵＬ、ＤＬが点灯し、図８の上から２番目に記載したようにバックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分および下部分を右側に向かって照明する。

左上光源ＵＬと左下光源ＤＬとの両方が点灯してから所定期間後に、左上光源ＵＬが消灯する（タイミングＧ）。タイミングＧとタイミングＨとの間では、左下光源ＤＬのみが点灯し、図８の上から３番目に記載したようにバックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの下部分を右側に向かって照明する。

左上光源ＵＬが消灯してから所定期間後に、左下光源ＤＬも消灯する（タイミングＨ）。タイミングＨと次のサブフレーム期間のタイミングＩとの間では、全ての光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが消灯している。

次のサブフレーム期間において、左目用の映像信号書き込みが開始してから所定期間経過後、右上光源ＵＲが点灯する（タイミングＩ）。ここでは、図９の最も上に記載したように、バックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分を左側に向かって照明する。

右上光源ＵＲが点灯してから所定期間後に右下光源ＤＲが点灯する（タイミングＪ）。従って、タイミングＪとタイミングＫとの間では光源ＵＲ、ＤＲが点灯し、図９の上から２番目に記載したようにバックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの上部分および下部分を左側に向かって照明する。

右上光源ＵＲと右下光源ＤＲとの両方が点灯してから所定期間後に、右上光源ＵＲが消灯する（タイミングＫ）。タイミングＫとタイミングＬとの間では、右下光源ＤＲのみが点灯し、図９の上から３番目に記載したようにバックライトＢＬは液晶パネルＤＰの表示エリアの下部分を左側に向かって照明する。

右上光源ＵＲが消灯してから所定期間後に、右下光源ＤＲも消灯する（タイミングＬ）。タイミングＬと次のサブフレーム期間のタイミングＥとの間では、全ての光源ＵＬ、ＤＬ、ＵＲ、ＤＲが消灯している。

上記のように、走査方向に沿って独立して駆動することができる複数の光源を配置して、これらの光源を走査方向に沿って順次点灯および消灯することにより、面内輝度傾斜を考慮するとともに、十分な点灯期間を確保することができる。したがって、面内輝度傾斜を抑制するとともに輝度の低下を抑制して表示品位の低下を回避することができる。

なお、３Ｄ表示時では、各サブフレーム期間におけるバックライトＢＬの消灯タイミングは、次サブフレーム期間における映像信号書き込み走査開始より前である。３Ｄ表示時に、上記のように各サブフレーム期間におけるバックライトＢＬの消灯タイミングを設定することにより、クロストークの発生を回避することができ、表示品位の低下を回避することができる。

すなわち、本実施形態の液晶表示装置によれば、表示品位の低下を回避する液晶表示装置を提供することができる。

なお、上記実施形態では、バックライトＢＬが照明する領域を、左右のそれぞれにおいて上部分と下部分とに分割しているが、左右のそれぞれにおいて２以上の領域に分割されていればよい。左右のそれぞれにおいて照明する領域を２以上とする場合も、左右それぞれの２以上の領域を走査方向に沿って順次照明することにより上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

ＤＰ…液晶パネル、ＢＬ…バックライト、ＢＬＡ…第１バックライト、ＢＬＢ…第２バックライト、ＵＬ…左上光源（第１光源）、ＤＬ…左下光源（第１光源）、ＵＲ…右上光源（第２光源）、ＤＲ…右下光源（第２光源）、５３Ａ…バックライト導光板、５３Ｂ…バックライト導光板、ＣＮＴ…表示制御回路、ＰＥ…画素電極、ＧＬ…透明絶縁基板、Ｙ１〜Ｙｍ…ゲート線、Ｘ１〜Ｘｎ…ソース線、Ｗ…画素スイッチング素子、ＣＥ…共通電極、ＰＸ…液晶画素、ＣＬＣ…液晶容量、Ｃ１〜Ｃｍ…補助容量線、Ｃｓ…補助容量、ＹＤ…ゲートドライバ（駆動部）、ＸＤ…ソースドライバ（駆動部）、ＬＤ…バックライト駆動部（光源駆動部）、Ｖs…画素電圧、Ｖe…補償電圧、ＶＲＥＦ…階調基準電圧、ＣＴ…対向電極、Ｖcom…コモン電圧、ＳＳ…外部信号源、ＤＩ、ＤＯ…画像データ、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、６…補償電圧発生回路、７…階調基準電圧発生回路、８…コモン電圧発生回路、１０…制御回路。

Claims (7)

1. 一対の基板と、
   前記一対の基板間に挟持された液晶層と、
   マトリクス状に配置された複数の液晶画素と、
   前記複数の液晶画素を駆動する駆動回路と、
   前記駆動回路が前記複数の液晶画素を走査する走査方向に並んで配置された複数の第１光源と、
   前記第１光源から出射した光を第１方向へ導く第１導光体と、
   前記駆動回路が前記複数の液晶画素を走査する走査方向に並んで配置された複数の第２光源と、
   前記第２光源から出射した光を前記第１方向と異なる第２方向へ導く第２導光体と、
   前記複数の第１光源および前記複数の第２光源を、独立して点灯および消灯可能な光源駆動部と、を備えた液晶表示装置。
2. 第１サブフレーム期間において、前記光源駆動部は前記複数の第１光源を走査方向に沿って順次点灯および消灯し、前記第１サブフレーム期間に続く第２サブフレーム期間において前記光源駆動部は前記複数の第２光源を走査方向に沿って順次点灯および消灯する、請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記光源駆動部は、次のサブフレーム期間における映像信号書き込みの開始前に全ての第１光源および第２光源を消灯する、請求項２記載の液晶表示装置。
4. 各フレーム期間において、前記光源駆動部は前記複数の第１光源および前記複数の第２光源を走査方向に沿って順次点灯および消灯する、請求項１記載の液晶表示装置。
5. 前記複数の第１光源および前記複数の第２光源のそれぞれは、前記走査方向に並ぶ複数の光源を含む請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の液晶表示装置。
6. 前記光源駆動部は、前記複数の第１光源および前記複数の第２光源の、前記走査方向に隣り合う光源を異なる駆動信号により駆動する請求項５記載の液晶表示装置。
7. 前記液晶層はＯＣＢモード液晶を含み、
   前記駆動部は、各フレーム期間又は各サブフレーム期間において逆転移防止電圧を前記複数の液晶画素へ書き込む、請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の液晶表示装置。

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