JP2012078699A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ローカルディミングを行う液晶表示装置において、バックライトの点灯制御による電力削減に加えて液晶パネルの駆動に必要な電力を低減させ、これにより低消費電力化を図る。
【解決手段】液晶表示装置は、バックライト光源１０により照明される液晶パネル２０を有する。バックライト光源１０は、複数の発光領域１１ａ〜１１ｌに分割され、液晶パネル２０の表示に応じて発光輝度を制御するローカルディミングが可能となっている。例えば省エネモード等で液晶パネル２０の一部の領域にのみ映像表示が行われる場合、その表示領域に対応した発光領域のバックライト光源１０のみを点灯させて消費電力の低減化を図るとともに、その表示領域以外の領域では、液晶パネルのドライバの駆動を停止することにより液晶パネル自体の電力消費を低減させる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、液晶表示装置、より詳細には、バックライトの発光領域を分割して映像信号の特徴に応じて各発光領域の発光輝度を制御する機能を備えた液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、ＴＶやデジタルサイネージの様な大型ＬＣＤからスマートフォンやゲーム機器の様なモバイル機器用途まで画像を表示する表示装置として幅広く用いられている。このような液晶表示装置は、光の透過を制御するシャッターの役目をする液晶パネルと、液晶パネルを裏面から照明することにより、液晶パネルの映像表示に寄与するバックライト光源とを備えた構成のものが大多数である。

バックライト光源を備えた液晶表示装置は、入力画像に基づきバックライト光源の発光輝度を制御することにより、バックライト光源の消費電力を抑制し、表示画像の画質を改善することができる。特に、画面を複数の領域に分割し、分割領域内の入力画像に基づきその分割領域に対応したバックライト光源の輝度を制御することにより、さらなる低消費電力化と高画質化が可能となる。このような分割領域内の入力画像に基づきバックライト光源の輝度を制御しながら、表示パネルを駆動する方法は、エリアアクティブ駆動、あるいはローカルディミングと呼ばれる。

液晶表示装置のバックライト光源としては、従来から冷陰極管（Cold Cathode Fluorescent Lamp-CCFL）を用いたものが一般的であり、またＣＣＦＬに代えてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用したものも普及している。ＬＥＤを用いたバックライトとしては、白色のＬＥＤを用いたもの、あるいはＲＧＢの３色のＬＥＤを用いたもの、あるいはＲＧＢにＹｅ（イエロー）を加えた４色のものなどがあり、この他ＲＧＢの３色にシアンなどの他の色を発光するＬＥＤを加えて表示画面の色再現性を高める検討などがなされている。

ローカルディミングを行う液晶表示装置においては、液晶パネルの各領域内の画素の輝度の最大値や平均値などに基づいて発光制御用のデータが求められ、バックライト光源用の駆動回路に与えられる。そして、発光制御用のデータと入力映像信号に基づいて表示用データ（液晶の光透過率を制御するためのデータ）が生成され、液晶パネルの駆動回路に与えられる。画面上における各画素の輝度は、バックライトからの光の輝度と表示用データに基づく光透過率との積になる。

図１２は、バックライト光源としてＬＥＤを使用した液晶表示装置のローカルディミングにおける表示状態を説明する図である。バックライト光源１０は、光源として複数のＬＥＤ（詳細には図示せず）を基板上に敷き詰めて液晶パネル２０を背面から照明するようにしている。ＬＥＤは、複数の発光領域１１ａ〜１１ｌごとにそれぞれ個別に点灯制御が可能になっている。これにより、ローカルディミング制御に対応することができる。

上記のような液晶表示装置において、例えば、液晶パネル２０自体は駆動しているものの、現在省エネモードで駆動しているということをユーザに伝えるために、バックライト光源を長時間点灯させる必要がある場合がある。このような省エネモードの伝達方法としては、例えば、液晶パネル２０の画面の一部を点滅させる表示を行うことにより、液晶パネル自体の電源が遮断されていないことを伝えるようにする。あるいは、液晶パネル２０の画面の一部のみに、“現在省エネモード運転中”などの表示を行い、併せて“通常駆動復帰する場合はこの部分に触れてください。”などのメッセージを表示する。そして、ユーザが画面の指定箇所に触れることにより、ＬＣＤが省エネモードから通常駆動状態に復帰する、といった使用形態もある。

上記のような省エネモードであることを表示する場合など、液晶パネル２０で表示が必要な部分は液晶パネル２０の表示領域の一部であり、表示に関係のない領域では黒を表示すれば十分である。このような使用形態において、ローカルディミングに対応可能なバックライト光源であれば、表示に関係の無い黒表示領域の直下のバックライト光源を消灯することで表示画面が暗くなり、低消費電力化にもつながる。図１２の例では、“省エネモード運転中“を表示した領域に対応する発光領域１１ｅのみを点灯し、他の発光領域１１ａ〜１１ｄ，１１ｆ〜１１ｌは消灯して、低消費電力化を図る。

例えば特許文献１には、ローカルディミングを行う液晶表示装置において、黒表示を行う領域でバックライトを消灯することにより低消費電力化を図るために、低階調領域以外の表示領域については、その表示領域に対応するバックライトの輝度を階調に合わせて点灯させ、低階調領域に対応するバックライトは消灯させるようにした液晶表示装置が開示されている。

特開２００９−２５１３３１号公報

特許文献１に記載の発明のように、バックライト光源の駆動制御を領域分割してローカルディミングを可能とし、映像信号の階調に応じて点灯制御を行うことにより、バックライトの省電力化を図ることができる。
しかしながら、このような場合でも、液晶パネル自体の表示制御は常に実行されているため、例えば黒ベタを表示する場合であっても、常に液晶を駆動させて所定階調を表示できるように制御しなくてはならない。つまり、液晶パネル自体は、バックライトの消灯制御にかかわらず常に表示画面全体で駆動制御が行われているため、液晶パネル自体の低消費電力化にはつながらない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、液晶パネルに表示させる映像信号に応じてバックライトの点灯制御を行う際に、バックライトの点灯制御に加えて液晶パネルの駆動を制御することにより、バックライトの点灯制御による電力削減に加えて液晶パネルの駆動に必要な電力を低減させ、これにより低消費電力化を図ることができるようにした液晶表示装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、液晶パネルと、該液晶パネルを照明するバックライト光源と、前記液晶パネルの表示を制御する表示制御部と、前記液晶パネルの表示領域の所定の分割領域に対応する複数の発光領域毎に前記バックライトの発光制御を行う発光制御部と、を備えた液晶表示装置において、前記発光制御部は、前記表示制御部が前記液晶パネルの一部の領域にユーザに視認させるための映像を表示する場合、前記映像を表示する領域に対応する前記バックライト光源の発光領域のみを発光させ、
かつ、前記表示制御部は、前記映像を表示する領域の絵素を駆動するドライバのみを駆動し、前記映像を表示しない領域の絵素を駆動するドライバは駆動しないことを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記表示制御部が、前記液晶パネルに表示させる映像信号を入力し、前記液晶パネルの各絵素の映像信号線に階調電圧を供給するソースドライバと、該ソースドライバが前記映像信号のサンプリングを開始するためのスタートビットを出力するコントロール部とを有し、前記ソースドライバは、前記液晶パネルの分割領域ごとに複数設けられ、該複数のソースドライバがカスケード接続され、各前記ソースドライバは、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、入力したスタートパルスを取り込んで映像信号のサンプリングを行うか、もしくは入力したスタートパルスをスルーして次段のソースドライバに出力するかを選択することを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記ソースドライバが、前記スタートパルスを取り込んで映像信号のサンプリング処理を実行した際に、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、次段のソースドライバに対してスタートパルスを出力するか、または前記スタートパルスの出力を禁止するかを選択することを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１の技術手段において、前記表示制御部が、前記液晶パネルの各絵素を駆動するための信号線に走査信号を供給するゲートドライバと、該ゲートドライバが前記走査信号の出力を開始するためのスタートパルスを出力するコントロール部とを有し、前記ゲートドライバは、前記液晶パネルの分割領域ごとに複数設けられ、該複数のゲートドライバがカスケード接続され、各前記ゲートドライバは、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、入力したスタートパルスに応じて前記走査信号を出力するか、もしくは入力したスタートパルスをスルーして次段のゲートドライバに出力するかを選択することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記ゲートドライバが、前記スタートパルスを取り込んで前記走査信号の出力処理を実行した際に、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、次段のゲートドライバに対してスタートパルスを出力するか、または前記スタートパルスの出力を禁止するかを選択することを特徴としたものである。

第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記表示制御部が、前記液晶パネルの全画面の絵素を駆動して表示を行う場合と、前記液晶パネルの一部の絵素を駆動する場合とで、前記液晶パネルに表示させる映像のフレームレートと同じにすることで、前記一部の絵素を駆動するときの駆動クロック周波数を、前記全画面の絵素を駆動して表示を行うときの駆動クロック周波数より低減させることを特徴としたものである。

第７の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記バックライト光源が、複数のＬＥＤを２次元状に配設してなり、前記発光領域は、前記２次元状に配置したＬＥＤの配置領域を、前記液晶パネルの分割領域に対応させて分割した領域であることを特徴としたものである。

第８の技術手段は、第１〜第６のいずれか１の技術手段において、前記バックライト光源は、複数のＣＣＦＬを２次元状に配列してなり、前記発光領域は、前記液晶パネルの分割領域に対応させた１または複数のＣＣＦＬを含む領域であることを特徴としたものである。

本発明によれば、液晶パネルに表示させる映像信号に応じてバックライトの点灯制御を行う際に、バックライトの点灯制御に加えて液晶パネルの駆動を制御することにより、バックライトの点灯制御による電力削減に加えて液晶パネルの駆動に必要な電力を低減させ、これにより低消費電力化を図ることができるようにした液晶表示装置を提供することができる。

本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の構成例を説明するため図である。 液晶パネルのソースドライバによる水平方向のタイミング制御を示す図である。 液晶パネルのゲートドライバによる垂直方向のタイミング制御を示す図である。 ソースドライバの一般的な構成を比較のために示すブロック図である。 本発明に係る液晶表示装置に適用されるソースドライバの構成例を示す図である。 ゲートドライバの一般的な構成を比較のために示すブロック図である。 本発明に係る液晶表示装置に適用されるゲートドライバの構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係るソースドライバとゲートドライバを液晶パネルに接続して駆動するときの様子を説明するための図である。 ＳＸＧＡの液晶パネルを駆動する場合のタイミングチャートの一例を示す図である。 ＳＸＧＡの液晶ディスプレイを省エネ駆動させる場合のタイミングチャートの一例を示す図である。 バックライト光源としてＣＣＦＬを使用した液晶表示装置のローカルディミングにおける表示状態を説明する図である。 バックライト光源としてＬＥＤを使用した液晶表示装置のローカルディミングにおける表示状態を説明する図である。

本発明に係る液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルを照明するバックライト光源とを有する構成において、バックライトの発光領域を領域分割して領域ごとの発光制御を可能とすることでローカルディミングに対応可能とし、液晶パネルに表示させる映像信号に応じてバックライトの点灯・消灯制御を行うとともに、液晶パネルで映像表示を必要としない部分では、液晶パネル自体の駆動を停止させることにより、液晶パネルとバックライト光源との双方による消費電力削減効果が得られるようにするものである。

また、液晶パネルの全領域を駆動する場合、一定のフレームレート（例えば６０Ｈｚ等）を遵守するために、特定のクロック周波数にて常に液晶パネルを駆動させる必要がある。しかし、本発明による液晶表示装置では、液晶パネルの表示領域を分割した分割領域毎に駆動制御を行うため、上記のような一定のフレームレートを遵守させる場合に、従来に比して液晶パネルの駆動周波数を大幅に低減させることが可能になる。従って、分割領域ごとに駆動することによる駆動領域を削減する効果のみならず、駆動周波数を低減させるこができ、液晶表示装置の省電力化に大きく貢献できる。以下に本発明に係る液晶表示装置の実施形態についてさらに具体的に説明する。

図１は、本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の構成例を説明するため図である。本例の液晶表示装置は、ソースドライバＳＤ１〜ＳＤ４と、ゲートドライバＧＤ１〜ＧＤ３が液晶パネル２０に取り付けられ、コントロール基板１３から出力された映像信号を各ドライバに伝送して、液晶パネル２０を駆動している。１つのソースドライバから伸びるソースラインと、１つのゲートドライバから伸びるゲートラインとが交差する領域にＴＦＴによる絵素が形成される。この各領域がドライバ単位で駆動される分割領域となる。

ソースドライバＳＤ１は、コントロール基板１３から送られてくるスタートパルス（ソーススタートパルス）に応じて映像信号をサンプリングし、自身が担当する絵素のＴＦＴに階調電圧を供給する。そして次の領域を担当する次段のソースドライバに対してカスケードスタートパルスを出力する。次段以降のソースドライバは、前段から入力したカスケードスタートパルスに応じて映像信号をサンプリングし、自身が担当する絵素のＴＦＴに階調電圧を供給して、次段のソースドライバにカスケードスタートパルスを出力する。

また、ゲートドライバＧＤ１は、コントロール基板１３から送られてくるスタートパルス（ゲートスタートパルス）に応じて、自身が担当する絵素のＴＦＴに走査信号を出力する。そして次の領域を担当する次段のゲートドライバに対してカスケードスタートパルスを出力する。次段以降のゲートドライバは、前段から入力したカスケードスタートパルスに応じて自身が担当する絵素のＴＦＴに走査信号を出力し、次段のゲートドライバにカスケードスタートパルスを出力する。

上記のような液晶パネル２０に対して、バックライト光源１０は、図１２に示すように光源として複数のＬＥＤを基板上に敷き詰めて液晶パネル２０を背面から照明するようにしたものが適用される。ＬＥＤは、液晶パネル２０の分割領域にそれぞれ対応した複数の発光領域１１ａ〜１１ｌごとに個別に点灯制御が可能になっていて、ローカルディミング制御に対応することができる。
例えば、液晶表示装置が省エネモードに移行し、液晶パネル２０の分割領域の１つにユーザに省エネモード中であることを知らせるための表示が行われた場合、バックライト光源１０では、その分割領域に対応した発光領域１１ｅのみを点灯させ、他の発光領域１１ａ〜１１ｄ，１１ｆ〜１１ｌを消灯させることでローカルディミングが可能となる。バックライト光源の発光制御は、図示しない発光制御部により実行される。

図２及び図３は、液晶パネルの駆動タイミングチャートの一例を示す図で、図２はソースドライバによる水平方向のタイミング制御を示す図、図３はゲートドライバによる垂直方向のタイミング制御を示す図である。
水平方向のタイミングに関しては、図２に示すように、コントロール基板１２からソーススタートパルス、映像信号、駆動クロック（ＣＫ）が伝送され、ソーススタートパルスのタイミングに応じて最初のソースドライバ（ＳＤ１）で映像信号のサンプリングが開始される。ソースドライバ（ＳＤ１）は、次段のソースドライバ（ＳＤ２）で映像信号をサンプリングするためのカスケードスタートパルスをソースドライバ（ＳＤ２）に送信する。ソースドライバ（ＳＤ２）は、ＳＤ１から送信されたカスケードスタートパルスに応じてＳＤ２用の映像信号のサンプリングを開始する。そしてソースドライバＳＤ２は、次段のソースドライバ（ＳＤ３）で映像信号をサンプリングするためのカスケードスタートパルスをソースドライバ（ＳＤ３）に送信する。
こうして、ソースドライバがカスケードスタートパルスを順次送信していくことにより、各ソースドライバ（ＳＤ１、ＳＤ２・・・）が映像信号をサンプリングして、サンプリングデータを階調電圧に変換してソースラインを通してＴＦＴに伝送する。これにより、ＴＦＴを駆動させることができる。

垂直方向のタイミングについては、図３に示すように、コントロール基板１３からゲートスタートパルス、ゲート駆動クロック（ＣＫ）が伝送される。最初のゲートドライバ（ＧＤ１）は、ゲートスタートパルスのタイミングに合わせて自身が有する複数のゲートラインに走査信号であるゲート駆動電圧を順次出力していく。そして全てのゲートラインへのゲート駆動電圧の出力が終了するタイミングに合わせて、次段のゲートドライバ（ＧＤ２）にカスケードスタートパルスを出力する。ゲートドライバＧＤ２は、ＧＤ１から送信されたカスケードスタートパルスに応じてＧＤ２が有する複数のゲートラインにゲート駆動電圧を順次出力していく。こうして、ゲートドライバがカスケードスタートパルスを順次送信していくことにより、各ゲートドライバ（ＧＤ１、ＧＤ２・・・）がＴＦＴへ走査信号となるゲート駆動電圧を出力し、ＴＦＴを適切に駆動させることができる。
このように、ドライバ同士のカスケード接続によって様々な解像度のパネルサイズに対しても柔軟に信号伝送を行うことができるようになっている。

図４は、ソースドライバの一般的な構成を比較のために示すブロック図である。ソースドライバ１１´は、シフトレジスタ１１１、サンプリング用メモリ部１１２、ＤＡＣ部１１３、出力回路１１４を有し、出力回路１１４からｎ本のソースラインに対してｍ階調の階調電圧を出力できるようになっている。

シフトレジスタ１１１は、スタートパルスが入力されると、クロック信号（ＣＫ）に基づき、サンプリング用メモリ部１１２が有する図示しないラッチ回路を順次選択する。シフトレジスタ１１１により選択されたラッチ回路は、サンプリング用メモリ部１１２に入力した映像信号を格納する。映像信号は、１〜ｎの各ラッチ回路に対応し、クロック信号に同期したデータである。従ってサンプリング用メモリ部１１２の各ラッチ回路は、ソースラインに対応した異なる値の階調出力データを格納できる。サンプリング用メモリ部１１２では、各ラッチ回路に格納した階調出力データをデジタルデータとしてＤＡＣ部１１３に出力する。

ＤＡＣ部１１３は、サンプリング用メモリ部１１２から出力された階調出力データに基づき、ｍ種類の階調電圧から１つの電圧値を選択し、出力回路１１４に出力する。出力回路１１４は、ＤＡＣ部１１３からの階調電圧をバッファし、ｎ個の信号出力端子に接続されるソースラインに対して階調電圧を出力する。また、シフトレジスタ１１１は、ソースドライバ１１´に接続されるソースライン分のサンプリングが終了すると、次段のソースドライバに対してカスケードスタートパルスを出力する。

このように従来のソースドライバ１１´では、コントロール基板等からスタートパルスが入力されてくると、そのまま内部にて入力映像信号のサンプリングを開始し、ＴＦＴに出力するアナログの階調電圧に変換して出力する。そして、ソースドライバ１１´に接続されたソースライン分のサンプリングが終了すると、次段のソースドライバにカスケードスタートパルスを出力する。

図５は、本発明に係る液晶表示装置に適用されるソースドライバの構成例を示す図である。ソースドライバ１１は、シフトレジスタ１２２、サンプリング用メモリ部１２３、ＤＡＣ部１２４、出力回路１２５による従来と同様の構成に加えて、スタートパルスＭＵＸ部１２１を備えている。

スタートパルスＭＵＸ部１２１は、コントロール基板等からスタートパルスが入力されるともに、入力したスタートパルスを次のソースドライバにスルーするか否か、もしくはサンプリングの完了後にシフトレジスタ１２２から出力されたカスケードスタートパルスを次段のソースドライバに出力するか否か、を制御するスタートパルス選択制御信号がコントロール基板から入力する。
スタートパルスＭＵＸ部１２１では、まずスタートパルスが入力すると、スタートパルス選択制御信号に従って、入力したスタートパルスを取り込んで入力映像信号のサンプリングを開始するか、あるいはスタートパルスをそのまま次段のソースドライバにスルーして出力するかを選択する。

入力したスタートパルスを取り込んで映像信号のサンプリングを行う場合、スタートパルスＭＵＸ部１２１は、コントロール基板等から出力されたスタートパルスをシフトレジスタ１２２に出力する。以下、図４に示す構成の場合と同様に、シフトレジスタ１２２、サンプリング用メモリ部１２３、ＤＡＣ部１２４部、及び出力回路１２５によって映像信号のサンプリングを行い、液晶パネルを駆動させる階調電圧をソースラインに出力する。そして、シフトレジスタ１２２は、ソースドライバ１１に接続されたソースライン分のサンプリングが終了するとカスケードスタートパルスを出力する。ここで、スタートパルスＭＵＸ部１２１では、シフトレジスタ１２２から出力されたカスケードスタートパルスを次段のソースドライバに出力するか否かをコントロール基板から受信したスタートパルス選択信号に従って選択する。

このように、スタートパルスＭＵＸ部１２１は、入力したスタートパルスをスルーして次段のソースドライバに出力する機能と、シフトレジスタ１２２から出力されたカスケードスタートパルスを次段のソースドライバへ出力することを禁止する機能とを有している。

図６は、ゲートドライバの一般的な構成を比較のために示すブロック図である。従来のゲートドライバ１２´は、シフトレジスタ１３１と出力回路部１３２とを有している。シフトレジスタ１３１の各段は、各時点において２つの状態のうちのいずれか一方の状態をとり、その状態を示す信号を走査信号として出力する双安定回路となっている。シフトレジスタ１３１の出力は通常Ｌｏｗであるが、表示の開始を示すタイミングでＨｉｇｈパルスが入力され、順次Ｈｉｇｈパルスをシフトさせる。シフトレジスタ１３１でシフトされたＨｉｇｈパルスは、ゲート駆動電圧として出力回路部１３２から出力され、ゲートラインを順次Ｈｉｇｈにし、ＴＦＴをオンにすることで画面表示が行われる。

従来のゲートドライバ１２´では、コントロール基板等からスタートパルスが入力されると、そのタイミングを起点に各ゲートラインに順次ゲート駆動電圧を出力していく。シフトレジスタ１３１は、ゲートドライバに接続されたゲートライン分のゲート駆動電圧を出力すると、次段のゲートラインに対してカスケードスタートパルスを出力する。

図７は、本発明に係る液晶表示装置に適用されるゲートドライバの構成例を示す図である。ゲートドライバ１２は、シフトレジスタ１４２、出力回路部１４３による従来と同様の構成に加えて、スタートパルスＭＵＸ部１４１を備えている。

スタートパルスＭＵＸ部１４１には、コントロール基板等からスタートパルスが入力するとともに、入力したスタートパルスを次のゲートドライバにスルーするか否かを制御するスタートパルス選択制御信号がコントロール基板から入力する。スタートパルスＭＵＸ部１４１では、スタートパルスが入力すると、スタートパルス選択制御信号に従って、入力したスタートパルスを取り込んでゲートラインに順次ゲート駆動電圧を出力させるか、あるいは入力されたスタートパルスをそのまま次段のゲートドライバにスルーして出力するかを選択する。

入力したスタートパルスを取り込んでゲート駆動電圧を出力させる場合、スタートパルスＭＵＸ部１４１は、コントロール基板等から受信したスタートパルスをシフトレジスタ１４２に出力する。以下、図６に示す構成の場合と同様に、シフトレジスタ１４２、及び出力回路部１４３によってゲートラインにゲート駆動電圧を順次出力させる。シフトレジスタ１４２は、ゲートドライバが接続されたゲートライン分のゲート駆動電圧を出力するとカスケードスタートパルスを出力する。ここで、スタートパルスＭＵＸ部１４１では、シフトレジスタ１４２から出力されたカスケードスタートパルスを次段のゲートドライバに出力するか否かを、コントロール基板から受信したスタートパルス選択信号に従って選択する。

このように、スタートパルスＭＵＸ部１４１は、入力したスタートパルスをスルーして次段のゲートドライバに出力する機能と、シフトレジスタ１４２から出力されたカスケードスタートパルスを次段のゲートドライバへ出力することを禁止する機能とを有している。

図８は、上記のソースドライバとゲートドライバを液晶パネルに接続して駆動するときの様子を説明するための図である。コントロール基板１３からソースドライバＳＤ１〜ＳＤ４に対しては、映像信号、駆動クロック（ＣＫ）、及びスタートパルス選択制御信号（ＳＰ制御信号）が出力される。また、コントロール基板１３からゲートドライバＧＤ１〜ＧＤ２に対しては、制御信号（ゲート制御信号）、ゲートクロック（ＣＫ）、及びスタートパルス選択制御信号（ＳＰ制御信号）が出力される。

ソースドライバＳＤ１〜ＳＤ４とゲートドライバＧＤ１〜ＧＤ３は、スタートパルス選択制御信号に従って、カスケードスタートパルスをスルーする機能と、カスケードスタートパルスの次段への出力禁止機能とを有している。これにより、液晶パネル２０の特定の領域でのみＴＦＴ駆動を行い、残りの表示に関係の無い領域のＴＦＴを停止させることが可能になる。

すなわち、スタートパルスが前段で止められて入力されなかったり、あるいはスタートパルスが入力されてもスルーにより無視されてしまうことにより、そのドライバ自体の駆動が完全に停止してしまう。これにより、停止したドライバに該当するＴＦＴに対しては信号が伝送されず、その部分のＴＦＴでは、バックライト光源により照明しても何も表示されないか、もしくはＴＦＴが不定な電位状態になり、多少ノイズを含んだランダムな表示になる。

しかしながら、本発明に係る実施形態においては、ローカルディミングが可能なバックライト光源を有した構成になっているため、液晶パネルの駆動が停止した領域の直下のバックライト光源は、表示に関係のない領域であるとの判断に基づいて消灯される。従って、液晶パネルの駆動が停止した領域では、液晶がノイズを含むランダムな状態になっていたとしても、結局黒ベタの表示になる。
そして映像が表示されるべき領域でのみＴＦＴが駆動され、その領域直下のバックライト光源が点灯され、映像を正常に表示させることができる。このように、バックライト光源だけでなく、液晶パネルにおいても必要最低限の領域における駆動が可能になり、表示に関係のない領域のバックライト光源を消灯する従来の技術に比して、さらに低消費電力化を図ることができる。

図８の例では、液晶パネル２０の特定の分割領域２１ｅに液晶パネル２０が省エネモードであることを示す「現在省エネモード運転中」との文字を表示させているものとする。この文字表示は、ユーザに視認させるための映像であり、他の部分は黒ベタ表示を行っている。
このとき、コントロール基板１３では、分割領域２１ｅのみの絵素のＴＦＴを駆動させるとともに、分割領域２１ｅに対応するバックライト光源の発光領域のみを点灯させる制御を行う。このための制御信号は、コントロール基板１３から各ソースドライバＳＤ１〜ＳＤ３と、各ゲートドライバＧＤ１〜ＧＤ３に出力される。また、バックライト光源の発光制御部もコントロール基板１３からの制御信号に従って、発光領域ごとに点灯・消灯が制御される。

ここでソースドライバＳＤ１，ＳＤ２は、コントロール基板１３から出力されたスタートパルスをそれぞれスルーして次段に送る。そしてソースドライバＳＤ３は、自身に接続するソースラインの表示領域に表示を行う必要があるため、ソースドライバＳＤ２から出力されたカスケードスタートパルスを取り込んで映像信号をサンプリングし、階調電圧に変換して所定のソースラインに出力する。この後、ソースドライバＳＤ３は、カスケードスタートパルスの次段への出力を禁止する。これによりソースドライバＳＤ４は、カスケードスタートパルスを受け取ることができない。

一方、ゲートドライバＧＤ１は、コントロール基板１３から出力されたスタートパルスをスルーして次段に送る。そしてゲートドライバＧＤ２は、自身に接続するゲートラインの表示領域に表示を行う必要があるため、ゲートドライバＧＤ１から出力されたカスケードスタートパネルを取り込んで、ゲート駆動電圧をゲートラインに出力する。これにより、液晶パネル２０の分割領域２１ｅでは、ソースドライバＳＤ３から出力された階調電圧に基づく適正な表示が行われる。そしてゲートドライバＧＤ２は、カスケードスタートパルスの次段への出力を禁止する。これによりゲートドライバＧＤ３は、カスケードスタートパルスを受け取ることができない。

このような動作により、ソースドライバＳＤ１，ＳＤ２，ＳＤ４では、ソーススタートパルスが取り込まれずサンプリング処理が行われない。また、ゲートドライバＧＤ１、ＧＤ３では、ゲートスタートパルスが取り込まれずゲート駆動電圧の出力処理が行われない。これにより、液晶パネル２０では、分割領域２１ｅを除く領域ではＴＦＴが駆動することなく停止し、消費電力が低減される。また、バックライト光源においても、分割領域２１ｅに対応する発光領域のみが点灯されるため、消費電力が低減される。バックライト光源が消灯されている領域では、ＴＦＴがランダムノイズを含んだ表示状態になっていたとしても、バックライト光源が消灯されているため表示は黒ベタとなって違和感は生じない。

なお、液晶パネル２０は、通常駆動においては、ある一定のフレームレート（一般的には６０Ｈｚ等）による駆動を行うべく、コントロール基板１３から信号が伝送されている。この場合、駆動する画素が多ければ多いほど駆動周波数は高くなる。
図９は、解像度（１２８０×１０２４）を有するＳＸＧＡを駆動する場合のタイミングチャートの一例を示す図で、図９（Ａ）は垂直方向のタイミングを示す図、図９（Ｂ）は水平方向のタイミングを示す図である。

１２８０×１０２４の解像度をもつＳＸＧＡの場合、図９（Ａ）に示すように、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃは１０６６Ｈ（１Ｈ＝１水平周期）、垂直方向の有効データ領域は１０２４Ｈ）、帰線期間は４２Ｈで駆動される。
また、図９（Ｂ）に示すように、水平方向の有効データ領域は１２８０クロック（ＣＫ）、水平同期信号Ｈｓｙｎｃは１６９６クロック（ＣＫ）、帰線期間は４１６クロック（ＣＫ）で駆動される。

この液晶パネルを図１や図８に示すようなドライバ構成で実現する場合、ソースドライバは４個使用され、ソースドライバ１個当たり１２８０／４＝３２０出力の仕様になる。また、ゲートドライバは３個使用され、ゲートドライバ１個当たり１０２４／３＝３４２出力の仕様になる。ここでＳＸＧＡをフレームレート６０Ｈｚで駆動させる場合、１垂直フレームレート期間は１／６０＝１６.６７ｍｓであり、１水平期間は１６.６７ｍｓ／１０６６Ｈ＝１５.６４μｓとなり、１ＣＫ期間は１５.６４μｓ／１６９６ＣＫ＝９.２２ｎｓとなる。従って、駆動クロック周波数は、１／９.２２ｎｓ＝１０８.５ＭＨｚの高周波数になる。

図１０は、ＳＸＧＡの液晶ディスプレイを省エネ駆動させる場合のタイミングチャートの一例を示す図である。図８に示すような表示形態で液晶パネルを省エネ駆動する場合、ソースドライバＳＤ３とゲートドライバＧＤ２とにより駆動される分割領域２１ｅのみの絵素でＴＦＴ駆動が行われ、他の分割領域ではＴＦＴ駆動は停止される。
この場合、液晶パネルの全表示領域のうちの１つの分割領域２１ｅでのみＴＦＴを駆動させて映像を表示させればよく、水平方向の有効画素がソースドライバ１個分の３２０画素分、垂直方向の有効画素がゲートドライバ１個分の３４２画素分の各ドライバ出力が得られればよいことになる。従って図１０に示すように、通常のＳＸＧＡの駆動タイミングに比較して有効データエリアの領域が狭くなる。なお、図１０の帰線期間は通常のＳＸＧＡと同じタイミングに設定している。

ＳＸＧＡをフレームレート６０Ｈｚとして駆動する場合、１垂直フレームレート期間は１／６０＝１６.６７ｍｓであり、１水平期間は１６.６７ｍｓ／３８４Ｈ＝４３.４１μｓとなり、１ＣＫ期間は４３.４１μｓ／７３６ＣＫ＝５８.９８ｎｓとなる。従って、駆動クロック周波数は、１／５８.９８ｎｓ＝１６.９５ＭＨｚになる。ここでは駆動クロック周波数は、ＳＸＧＡの通常の駆動クロック周波数である１０８.５ＭＨｚの約１５％に低減され、単純に計算してもこの駆動クロック周波数の比率分だけ液晶パネルの消費電力が低減されることになる。

このように、本発明に係る実施形態の液晶表示装置は、液晶パネルで駆動するＴＦＴを極限まで減らすことにより、液晶パネルで駆動するＴＦＴの負荷の減少による消費電力の低減のみならず、駆動クロック周波数を大幅に低減することができる。従って、この点においても大幅に省電力化を図ることができ、バックライト及び液晶パネルの両方による消費電力削減効果によって、液晶表示装置の省エネルギー化に貢献することができる。

図１１は、バックライト光源としてＣＣＦＬを使用した液晶表示装置のローカルディミングにおける表示状態を説明する図である。上記の例では、ＬＥＤを２次元状に敷き詰めて配設したバックライトにおけるローカルディミングの例を示したが、本発明に係る実施形態では、図１１に示すように、ＣＣＦＬ１４を用いた構成のバックライトであっても適用可能である。

ＣＣＦＬ１４を用いた構成の場合、ＣＣＦＬの形状に合わせて液晶パネルの分割領域を設定し、その分割領域に対応する領域をバックライトの発光領域とする。この場合、１つの発光領域は、１または複数のＣＣＦＬ１４を含むように設定することができ、その発光領域に対応する液晶パネルの分割領域は、１または複数のソースドライバ及びゲートドライバの表示領域に対応させて設定することができる。
そして省エネモードにおいて、例えば、液晶パネルの中央部の分割領域に「現在省エネモード運転中」との表示を行うものとする。この場合、その分割領域に対応した発光領域（この例では、発光領域１１ｂ）のみのＣＣＦＬ１４を点灯させ、他の発光領域１１ａ，１１ｃのＣＣＦＬ１４は消灯させる。また、同時にＣＣＦＬ１４が点灯していない領域に対応する液晶パネルの分割領域では、ＴＦＴの駆動を停止させる。これにより、液晶表示装置では、バックライトの消灯制御と液晶パネルの駆動制御によって、低消費電力化が実現できる。
このようにバックライト光源としてＬＥＤのみならず、ＣＣＦＬにおいてもローカルディミングが可能である場合には、本発明の実施形態に係る手法にて省エネルギー化が可能になる。

１０…バックライト光源、１１…ソースドライバ、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ…発光領域、１２…ゲートドライバ、１３…コントロール基板、１４…ＣＣＦＬ、２０…液晶パネル、２１ｅ…分割領域、１１１…シフトレジスタ、１１２…サンプリング用メモリ部、１１３…ＤＡＣ部、１１４…出力回路、１２１…スタートパルスＭＵＸ部、１２２…シフトレジスタ、１２３…サンプリング用メモリ部、１２４…ＤＡＣ部、１２５…出力回路、１３１…シフトレジスタ、１３２…出力回路部、１４１…スタートパルスＭＵＸ部、１４２…シフトレジスタ、１４３…出力回路部。

Claims (8)

1. 液晶パネルと、該液晶パネルを照明するバックライト光源と、前記液晶パネルの表示を制御する表示制御部と、前記液晶パネルの表示領域の所定の分割領域に対応する複数の発光領域毎に前記バックライトの発光制御を行う発光制御部と、を備えた液晶表示装置において、
   前記発光制御部は、前記表示制御部が前記液晶パネルの一部の領域にユーザに視認させるための映像を表示する場合、前記映像を表示する領域に対応する前記バックライト光源の発光領域のみを発光させ、
   かつ、前記表示制御部は、前記映像を表示する領域の絵素を駆動するドライバのみを駆動し、前記映像を表示しない領域の絵素を駆動するドライバは駆動しないことを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記表示制御部は、前記液晶パネルに表示させる映像信号を入力し、前記液晶パネルの各絵素の映像信号線に階調電圧を供給するソースドライバと、該ソースドライバが前記映像信号のサンプリングを開始するためのスタートビットを出力するコントロール部とを有し、
   前記ソースドライバは、前記液晶パネルの分割領域ごとに複数設けられ、該複数のソースドライバがカスケード接続され、
   各前記ソースドライバは、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、入力したスタートパルスを取り込んで映像信号のサンプリングを行うか、もしくは入力したスタートパルスをスルーして次段のソースドライバに出力するかを選択することを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項２に記載の液晶表示装置において、前記ソースドライバは、前記スタートパルスを取り込んで映像信号のサンプリング処理を実行した際に、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、次段のソースドライバに対してスタートパルスを出力するか、または前記スタートパルスの出力を禁止するかを選択することを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１に記載の液晶表示装置において、前記表示制御部は、前記液晶パネルの各絵素を駆動するための信号線に走査信号を供給するゲートドライバと、該ゲートドライバが前記走査信号の出力を開始するためのスタートパルスを出力するコントロール部とを有し、
   前記ゲートドライバは、前記液晶パネルの分割領域ごとに複数設けられ、該複数のゲートドライバがカスケード接続され、
   各前記ゲートドライバは、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、入力したスタートパルスに応じて前記走査信号を出力するか、もしくは入力したスタートパルスをスルーして次段のゲートドライバに出力するかを選択することを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項４に記載の液晶表示装置において、前記ゲートドライバは、前記スタートパルスを取り込んで前記走査信号の出力処理を実行した際に、前記コントロール部から出力された制御信号に従って、次段のゲートドライバに対してスタートパルスを出力するか、または前記スタートパルスの出力を禁止するかを選択することを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１に記載の液晶表示装置において、
   前記表示制御部は、前記液晶パネルの全画面の絵素を駆動して表示を行う場合と、前記液晶パネルの一部の絵素を駆動する場合とで、前記液晶パネルに表示させる映像のフレームレートと同じにすることで、前記一部の絵素を駆動するときの駆動クロック周波数を、前記全画面の絵素を駆動して表示を行うときの駆動クロック周波数より低減させることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１に記載の液晶表示装置において、前記バックライト光源は、複数のＬＥＤを２次元状に配設してなり、前記発光領域は、前記２次元状に配置したＬＥＤの配置領域を、前記液晶パネルの分割領域に対応させて分割した領域であることを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項１〜６のいずれか１に記載の液晶表示装置において、前記バックライト光源は、複数のＣＣＦＬを２次元状に配列してなり、前記発光領域は、前記液晶パネルの分割領域に対応させた１または複数のＣＣＦＬを含む領域であることを特徴とする液晶表示装置。

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