JP2008268887A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１フレーム内に黒画像を挿入して黒挿入駆動を行う液晶表示装置において、フレーム極性反転駆動により画面の途中で黒と映像の反転の順番が変わり、パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転が切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止する。
【解決手段】ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎそれぞれへのイネーブル信号（ＶＯＥ）を独立して制御し、ゲートドライバ５Ａに対して、１フレーム期間内の任意のタイミングに黒信号書込みのためのスタートパルス（ＶＳＰ）入力を行い、１フレーム期間内に黒画像を挿入すると共に、映像信号の書込み極性は映像表示用スタートパルスを基点にフレーム周期で反転を行い、黒画像信号の書込み極性は黒表示用スタートパルスを基点にフレーム周期で反転を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置及びその画像表示方法，画像表示装置駆動用コントローラに関し、特に、ホールド型の画像表示装置及びその画像表示方法，画像表示装置駆動用コントローラに関する。

従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイに比べて薄型で設置面積を占有しないため、広く一般に使用されている。しかし、ＬＣＤのようなホールド型表示装置においては、ＣＲＴディスプレイのようなインパルス型表示装置とは異なり、フレーム期間内で画像が持続されることから、動画映像が不鮮明になる不具合があった。

インパルス型表示装置の場合は、フレーム内の初期にパルスとして画像が表示されて、次のフレームまでの間は黒表示となるので、利用者の目の残像が調整されていた。一方、ホールド型表示装置の場合は、フレーム期間内で画像が静止画として保持表示され、１フレーム毎に画面を切り換えて動画を表示しているため、フレームからフレームにかけて静止画が切れ目無く切り換わっていることになり、利用者にとっては１つ前のフレーム画像が残像となり、そのずれた画像が重ね合わされた二重画像を知覚し動画ボケを認識してしまう。このような、ホールド型表示装置における動画ボケを改善するため、擬似的にインパルス型表示で駆動させるホールド型表示装置が特許文献１及び２に開示されている。

また、一般的に液晶表示装置では、長時間にわたって液晶に直流成分が印加されると、液晶が劣化してしまうため、画素に印加する電圧極性を１フレーム毎に反転させるフレーム反転駆動を行っている。

しかし、擬似的にインパルス型表示で駆動させる液晶表示装置の多くは、個々の画素に一定周期で黒信号と映像信号を交互に書き込むため、反転駆動の周期と黒挿入の周期が一致していると、一方の極性では黒信号のみを書き込み、他方の極性は映像信号のみを書き込むことになり液晶パネルに直流成分が加わり、液晶パネルの焼きつきや寿命劣化が発生してしまう。

これを改善するために、特許文献１に記載された方法は、フレーム毎に黒と映像が交互に繰り返す黒挿入駆動において、黒挿入周期の倍の周期で極性反転している。このようなフレーム毎に繰り返す黒挿入駆動の場合については、各黒信号が、表示画面のどこの画素に使われるかが簡単に規定できるため、映像信号のフレームの切り替わりを基点にしてシーケンスを組む事で、液晶パネルの焼きつきや寿命劣化を回避することができた。

特許第３３８５５３０号公報 特開２００１‐１６６２８０号公報

しかしながら、特許文献２の表示装置は、図１８のように構成されており、１フレーム内に特定の割合で黒画像を挿入する黒挿入駆動を行うので、黒信号が表示画面のどこの画素に用いられるかが黒挿入率によって異なり、映像信号のフレームの切り替わりでは、黒信号が表示画面の途中に位置するため、映像信号のフレームの切り替わりを基点にして反転のシーケンスを組むのは困難である。

特許文献１では、映像信号とその次の黒信号の２回の出力毎に極性を反転させる方法が記載されているが、この方法を特許文献２の装置に用いた場合、図１９に示すように、画面の途中で黒と映像の反転の順番が変わり、パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによっては、極性反転が切り替わるラインを境にして表示に輝度差や焼きつきが発生した（図２０参照）。

［目的］
そこで、本発明は、上記従来技術の不都合を改善し、１フレーム内に黒画像を挿入して黒挿入駆動を行う液晶表示装置において、フレーム極性反転駆動により画面の途中で黒と映像の反転の順番が変わり、パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転が切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像表示装置は、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルを備えた画像表示装置において、入力映像信号に従って表示パネルに映像を表示させるための映像表示走査を実行する映像走査手段と、この映像表示走査における１映像フレーム期間内の任意のタイミングで表示パネルに黒画面を表示させるための黒画像表示走査を開始して実行する黒走査手段とを備え、映像走査手段による画素への印加電圧極性を映像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させ、黒走査手段による画素への印加電圧極性を黒画像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させるフレーム極性反転手段を備えたことを特徴とする。

このような画像表示装置によれば、１フレーム内に黒画像を挿入して黒挿入駆動を行う液晶表示装置において、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転されているので、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

また、本発明の画像表示装置は、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を各ソース線に供給するソースドライバと、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲートオン信号を順次供給する複数のゲートドライバと共に、ソースドライバとゲートドライバとを駆動制御するコントローラを備え、このコントローラは、出力イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給しゲートドライバそれぞれのゲート出力を独立して制御する機能と、ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバへ出力し黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを１映像フレーム期間内の任意のタイミングに第１のゲートドライバへ出力する機能と共に、ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させて黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能を備えたことを特徴とする。

このような画像表示装置によれば、複数のゲート線を幾つかに分けたゲート線群それぞれに対してゲートドライバを設け、各ゲートドライバのイネーブルを個別に制御しており、尚且つ、映像用スタートパルスとは異なるタイミングに黒表示用スタートパルスをゲートドライバに入力しているので、黒挿入駆動における映像表示時間と黒画像の表示時間との比率（以下、黒画像挿入率）をドライバ区切りではなく、連続的に調整することを可能とした。また、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転されているので、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、映像用スタートパルス出力に対する黒表示用スタートパルス出力のタイミングを可変制御する機能を備えてもよい。このようにすると、黒表示用スタートパルス出力のタイミングを変えることで、フレーム毎の黒画像挿入率を任意に変えることができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号，または黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給する機能を備えてもよい。このようにすると、各ゲートドライバに対し、映像表示走査又は黒画像表示走査の実行について個別に制御することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述した各ゲートドライバは、映像表示用イネーブル信号に応じて黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給し、黒表示用イネーブル信号に応じて黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給する機能を有してもよい。このようにすると、各ゲートドライバは、映像表示走査又は黒画像表示走査を切り換えて実行することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する機能を備えてもよい。このようにすると、フレーム毎の黒画像挿入率を個々の使用状況に応じてより大きい範囲から設定することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、入力映像信号に基づいてフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定する機能を備え、判定された黒画像挿入率に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定してもよい。このようにすると、黒画像挿入率を表示映像の内容に応じて設定することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒画像挿入率を判定する機能を備えてもよい。このようにすると、表示映像の内容に応じて最適な黒画像挿入率を判定することができる。

また、上記の画像表示装置においては、上述した表示パネルの背面に配置されたバックライトを備えると共に、コントローラが、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する機能を備えてもよい。このようにすると、黒挿入に合わせてバックライトを調光するので、黒挿入の切り替えによる輝度の変化を防止しながら黒挿入駆動を実行できる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、映像用スタートパルス入力に従ってゲートオン信号を対応する各ゲート線へシフト出力するゲートドライバに対して、このシフト出力が終了するまで映像表示用イネーブル信号を供給し、それ以外のゲートドライバに対しては黒表示用イネーブル信号を供給してもよい。このようにすると、自由度の高いタイミングでのゲートドライバに対する黒表示用スタートパルス入力を可能にし、黒画像挿入率を連続的に調整することができる。

また、上記の画像表示装置において、上述したコントローラは、入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号としてソースドライバへ出力する機能を備えてもよい。このようにすると、ソースドライバが各ソース線に対してライン画像部分と黒画像部分を交互に出力するための黒挿入映像信号を得ることができる。

また、上記の画像表示装置において、上述した黒挿入映像信号は、入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を含む信号であってもよい。このようにすると、複数の映像フレームにまたがる黒信号の書き込みに対して、フレーム間のブランキング期間も休まずに黒の書込みを行うので、表示パネル内の黒画像保持期間の差による面内輝度差をなくすことができる。

また、上記の画像表示装置においては、上述した黒挿入映像信号は、黒画像信号に代えて中間調信号を含む信号であってもよい。このようにすると、黒挿入駆動による輝度低下を軽減することができる。

次に、本発明の画像表示装置の駆動方法は、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、各ソース線に映像信号を供給するソースドライバと、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ各ゲート線に対してゲートオン信号を順次供給する複数のゲートドライバと、出力イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給する駆動制御部とを備えた画像表示装置の駆動方法であって、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号をソースドライバが各ソース線へ供給開始する黒挿入映像信号供給工程と、この黒挿入映像信号供給工程に同期して、ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバが駆動制御部から入力する映像用スタートパルス入力工程と、黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給する映像表示走査を第１のゲートドライバから順に実行する映像走査工程と、１映像フレーム期間内の任意のタイミングに黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを第１のゲートドライバが駆動制御部から入力する黒表示用スタートパルス入力工程と、黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を各ゲート線に対して順次供給する黒画像表示走査を第１のゲートドライバから順に実行する黒走査工程と、ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる映像信号極性反転工程と、黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる黒信号極性反転工程とを設けたことを特徴とする。

また、上記の駆動方法において、上述した映像走査工程では、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号に応じて映像表示用ゲートオン信号を出力し、黒走査工程では、各ゲートドライバは、黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号に応じて黒表示用ゲートオン信号を出力するようにしてもよい。

また、上記の駆動方法においては、駆動制御部による黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定工程を設けてもよい。

また、上記の駆動方法において、上述した黒挿入率設定工程では、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定してもよい。

また、上記の駆動方法において、上述した黒挿入率設定工程では、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて黒画像挿入率と予め表示パネルの背面に装備されたバックライトの調光輝度とを判定し、この判定に基づいて黒表示用スタートパルス出力のタイミング及びバックライトの調光輝度を設定してもよい。

また、上記の駆動方法は、上述した黒挿入映像信号供給工程前に、入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号としてソースドライバへ出力する黒挿入信号変換工程を設けてもよい。

また、上記の駆動方法において、上述した黒挿入映像信号は、入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を含むことを特徴とする。

また、上記の画像表示装置の駆動方法において、上述した黒挿入映像信号は、黒画像信号に代えて中間調信号を含むことを特徴とする。

このような画像表示装置の駆動方法によれば、上記の画像表示装置と同様に、黒画像挿入率を、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案して微細に設定することができ、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

次に、本発明の画像表示装置駆動用コントローラは、複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、各ソース線に映像信号を供給するソースドライバと、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲートオン信号を順次供給するゲートドライバとを備えた画像表示装置にあって、当該画像表示装置の動作を制御するコントローラであって、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号をソースドライバから各ソース線へ出力させる機能と、出力イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給しゲートドライバそれぞれのゲート出力を独立して制御する機能と、ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバへ出力する機能と、黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを１映像フレーム期間内の任意のタイミングに第１のゲートドライバへ出力する機能と、ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能と、黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能とを備えたことを特徴とする。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号，または黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線に供給されている期間のみゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を各ゲートドライバへ個別に供給するように構成されてもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定するように構成してもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいてフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率に基づいて黒表示走査処理のタイミングを設定するように構成してもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータ数に基づいて黒画像挿入率と予め表示パネルの背面に装備されたバックライトの調光輝度とを判定し、この判定に基づいてゲート線群毎の黒表示走査を開始するタイミング及びバックライトの調光輝度を設定するように構成してもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号としてソースドライバへ出力するように構成してもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を含む黒挿入映像信号をソースドライバへ出力するように構成してもよい。

また、上記の画像表示装置駆動用コントローラは、黒画像信号に代えて中間調信号を前記入力映像信号に挿入した信号を黒挿入映像信号としてソースドライバへ出力するように構成してもよい。

このような画像表示装置駆動用コントローラによれば、上記の画像表示装置と同様に、黒画像挿入率を、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案して微細に設定することができ、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

本発明は以上のように構成され機能するため、これにより、ホールド型表示装置において、動画ボケを改善する効果と輝度低下のデメリットとのバランスを勘案しながら、１フレーム期間に対する黒挿入率を微細に調整することができ、表示パネル面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

以下、本発明における一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１（ａ）は、本発明にかかる第１実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。図１に示すように、本第１実施形態の画像表示装置は、ｍ（ｍは自然数）本のゲート線Ｖ１〜Ｖｍ及びｎ（ｎは自然数）本のソース線Ｈ１〜Ｈｎがそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線Ｖ１〜Ｖｍとソース線Ｈ１〜Ｈｎとの交点それぞれに画素６が形成された構成の表示パネル１と、各ソース線Ｈ１〜Ｈｎに接続し映像信号を供給するソースドライバ４と、複数のゲート線Ｖ１〜Ｖｍを幾つかの群に分けそのゲート線群それぞれに対して設けられ対応するゲート線Ｖ１〜Ｖｍにゲートオン信号（Ｖｇ）を順次供給する複数のゲートドライバ５Ａ〜５Ｎとを備えている。

図１に示すように、上からｉ本のゲート線Ｖ１〜Ｖｉはゲートドライバ５Ａに接続され、ｉ＋１本目からｊ本目のゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊはゲートドライバ５Ｂに接続されており、最後ｌ＋１本目からｍ本目までのゲート線Ｖ（ｌ＋１）〜Ｖｍはゲートドライバ５Ｎに接続されている（ｊ＋１本目からｌ本目までについては図示せず）。

図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す１つの画素６の回路を拡大して示した図である。本第１実施形態における表示パネル１を形成する画素６の回路は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２のソース電極がソース線Ｈ１〜Ｈｎに接続され、ＴＦＴ１２のゲート電極がゲート線Ｖ１〜Ｖｍに接続され、ＴＦＴ１２のドレイン電極が一方のガラス基板に形成されている画素電極１３に接続されており、一方のガラス基板に形成された画素電極１３と他方のガラス基板に掲載された共通電極１５との間に液晶層１４が挟まれている構成である。

画素電極１３と共通電極１５との電位差により液晶層１４の光透過率が制御されて映像表示が行われるが、映像信号が画素６に書き込まれるときには、ゲート線Ｖ１〜Ｖｍを介して伝送されるゲートオン信号（Ｖｇ１〜Ｖｇｍ）がＴＦＴ１２をオン状態にし、これによりソース線Ｈ１〜Ｈｎからの映像信号に応じた階調電圧が画素電極１３に印加されて、一定の電圧に設定されている共通電極１５と階調電圧が印加された画素電極１３との電位差によって液晶層１４の光透過率を制御し映像信号に基づいた映像表示を実現する。

さらに、本第１実施形態の画像表示装置は、ソースドライバ４及びゲートドライバ５Ａ〜５Ｎの動作を制御するコントローラ７を備えており、このコントローラ７は、入力映像信号に黒画像信号を挿入し映像信号部分と黒画像信号部分とを水平走査期間内に含む黒挿入映像信号を作成し出力する黒挿入信号変換部８と、黒挿入信号変換部８からの黒挿入映像信号をソースドライバ４へ出力する駆動制御部９とを備えている。

図２に示すように、１フレーム期間はゲート線Ｖ１〜Ｖｍの数（ｍ）と同数分の書込み期間（水平走査期間）に分けられ、入力映像信号の書込み期間に対応する部分をライン画像部分（水平走査期間部分）とすると、黒挿入信号変換部８は、入力映像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入すると共に、入力映像信号におけるブランキング期間にも同様に黒画像信号を挿入する機能を有している。図２では、ブランキング期間にダミー信号の出力がある入力映像信号に黒画像信号を挿入する場合を示しているが、これに限らず、黒挿入信号変換部８は、ブランキング期間にダミー信号の出力が無い入力映像信号の場合でも同様に黒画像信号を挿入する。一般に、映像信号は、ブランキング期間にダミー信号の出力があったり、何も出力がなかったりと様々な手法がある。

ソースドライバ４は、黒挿入映像信号に従ってソース線Ｈ１〜Ｈｎにライン画像部分と黒画像部分を交互に出力することでソース線駆動手段として機能している。

ここで、本第１実施形態では、黒挿入信号変換部８によって作成された黒挿入画像信号をソースドライバ４が入力しソース線Ｈ１〜Ｈｎへ倍速駆動で出力するように構成したが、これに限らず、ソースドライバ４がソース線Ｈ１〜Ｈｎへの出力電荷を黒表示に応じた階調電荷にする機能を備え、図１１に示すように、一定の間隔で出力電荷を黒表示に応じた階調電荷に切り替えながら入力映像信号をソース線Ｈ１〜Ｈｎへ出力するように構成してもよい。このようにすると、黒挿入信号変換部８を装備しなくてよく、すなわち黒画像挿入に必要であるラインメモリが削減でき、黒画像挿入に伴うソースドライバ４の駆動周波数の倍増を行わなくてよい。

駆動制御部９は、ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎにおけるゲート出力の開閉を制御するための出力イネーブル信号をゲートドライバ５Ａ〜５Ｎへ個別に供給する機能を有しており、具体的には、黒挿入映像信号のライン画像部分がソース線Ｈ１〜Ｈｎに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号（ＶＯＥ＿ｉ），または黒挿入映像信号の黒画像部分がソース線Ｈ１〜Ｈｎに供給されている期間のみゲートオン信号の出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号（ＶＯＥ＿ｂ）をゲートドライバ５Ａ〜５Ｎへ個別に供給する機能を有している。

これにより、ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎそれぞれは、接続されたゲート線Ｖ１〜Ｖｉ，Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ，…，Ｖ（ｌ＋１）〜Ｖｍに対する出力を一括して制御できる機能を有し、具体的には、駆動制御部９からのＶＯＥ＿ｉに応じてゲートオン信号を黒挿入映像信号のライン画像部分のみを画素６に書き込ませるパルス幅の映像表示用ゲートオン信号にしてゲート線Ｖ１〜Ｖｉ，Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ，…，Ｖ（ｌ＋１）〜Ｖｍに順次供給し映像表示走査を順次実行する映像表示手段としての機能と、ＶＯＥ＿ｂに応じてゲートオン信号を黒挿入映像信号の黒画像部分のみを画素６に書き込ませるパルス幅の黒表示用ゲートオン信号にしてゲート線Ｖ１〜Ｖｉ，Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ，…，Ｖ（ｌ＋１）〜Ｖｍに順次供給して黒画像表示走査を順次実行する黒表示手段としての機能とを有している。

また、駆動制御部９は、ゲートドライバ５Ａに対して、出力イネーブル信号によるゲート出力の制御と連携し、映像信号書込みのための映像表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｉ）と、黒画像信号書込みのための黒表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｂ）とを１フレーム期間に異なるタイミングで１回ずつ出力する機能を有している。駆動制御部９は、映像表示走査の開始時にＶＳＰ＿ｉをゲートドライバ５Ａへ出力し同時にゲートドライバ５ＡへＶＯＥ＿ｉの供給を開始する。そして、ゲートドライバ５Ａにおいて映像表示走査が終了するとゲートドライバ５ＡへＶＯＥ＿ｂの供給を開始し、黒画像表示走査を開始するタイミングにＶＳＰ＿ｂをゲートドライバ５Ａへ出力する。

さらに、コントローラ７は、駆動制御部９による黒表示用スタートパルス（ＶＳＰ＿ｂ）出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定部１０を備えている。

この黒挿入率設定部１０は、入力映像信号を参照しフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定する機能を備え、判定された黒画像挿入率に対応して駆動制御部９によるＶＳＰ＿ｂ出力のタイミングを設定する機能を有している。具体的に黒挿入率設定部１０は、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶するフレームメモリ（図示せず）と、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号とフレームメモリに記憶された当該一のフレームの１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて最適な黒画像挿入率を判定する判定部（図示せず）とを備えて構成されている。

これにより、表示パネル１の駆動方式や使用状況等に適したフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率を実現できるＶＳＰ＿ｂ出力のタイミングを設定することができる。また、ここで設定するタイミングは、１つのゲートドライバで映像信号書込みと黒画像信号書込みの画素ラインが同時に選択されることのないタイミングである。

ゲートドライバ５Ａは、黒挿入率設定部１０で設定されたタイミングに駆動制御部９からＶＳＰ＿ｂを入力し、予め供給されているＶＯＥ＿ｂに基づいてＶＳＰ＿ｂを黒表示用ゲートオン信号としてゲート線Ｖ１〜Ｖｉへ順次供給し、この走査が終了するとＶＳＰ＿ｂをゲートドライバ５Ｂへシフト出力する。このような走査をゲートドライバ５Ａ〜５Ｎが順次行うことで、黒挿入率設定部１０で判定された１フレーム毎の黒画像挿入率を実現する。

また、駆動制御部９は、ソースドライバ４に対して黒挿入映像信号（ｄａｔａ）と共に、ソースドライバ４を駆動制御するための信号である信号スタートパルス（ＨＳＰ），水平クロック信号（ＨＣＫ），ラッチ信号（ＤＬＰ），極性反転制御信号（ＰＯＬ）を供給し、ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎに対してゲートドライバ５Ａ〜５Ｎを駆動制御するための信号である走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｉ又はＶＳＰ＿ｂ），垂直クロック信号（ＶＣＫ），イネーブル信号（ＶＯＥ＿ｉ又はＶＯＥ＿ｂ）を供給している。

ソースドライバ４は、一般に使われているものと同様の機能を有している。例えば、ＨＳＰの入力によりｄａｔａ信号の取り込みを開始し、ＨＣＫと同期して内部のシフトレジスタにｄａｔａ信号を順次蓄積していく。そして、ＤＬＰの入力によりｄａｔａ信号を確定し、同時にＰＯＬに応じて基準電圧からの正負を確定して、ｄａｔａ信号に応じた階調電圧をソース線Ｈ１〜Ｈｎに出力する。

極性反転制御信号（ＰＯＬ）は、ソースドライバ４からソース線Ｈ１〜Ｈｎへ出力される階調電圧の極性（基準電圧からの正負）を確定させる制御信号である。駆動制御部９は、ＰＯＬを制御して、図３〜５に示すドット反転や１Ｈ２Ｖ反転駆動などのフレーム極性反転駆動を実行し、ライン画像部分の書込み極性はＶＳＰ＿ｉ基点のフレーム周期で反転させ、黒画像部分の書込み極性はＶＳＰ＿ｂ基点のフレーム周期で反転させる機能を備えている。

図６は、本第１実施形態におけるＰＯＬ信号の一例を、図３に示すドット反転駆動の場合を例にして説明するタイミングチャートである。

例えば、ＰＯＬがｈｉｇｈのときは、奇数番目のソース線Ｈ1，Ｈ3，Ｈ5，Ｈ7…に正側電圧、遇数番目のソース線Ｈ２，Ｈ４，Ｈ６，Ｈ８…に負側電圧を出力し、ＰＯＬがｌｏｗのときは、ソース線Ｈ1，Ｈ3，Ｈ5，Ｈ7…に負側電圧、ソース線Ｈ２，Ｈ４，Ｈ６，Ｈ８…に正側電圧を出力するような機能をソースドライバ４が備えているとする。

駆動制御部９は、ＶＳＰ＿ｉ周期の１ｂｉｔフレームカウンタにより、ＶＳＰ＿ｉ基点の０〜１フレームをカウントし、同時にＶＳＰ＿ｉからＤＬＰ周期の２ｂｉｔラインカウンタにより、０〜３をカウントする。そして、０フレームではラインカウンタ＝２のときにＬｏｗ、１フレームではラインカウンタ＝０のときにＬｏｗ、それ以外はｈｉｇｈとなるような内部信号（ＰＯＬ＿ｉ）を生成する。

駆動制御部９は、一方で、内蔵されたＶＳＰ＿ｂ周期の１ｂｉｔフレームカウンタにより、ＶＳＰ＿ｂ基点の０〜１フレームをカウントし、同時にＶＳＰ＿ｂからＤＬＰ周期の２ｂｉｔラインカウンタにより、０〜３をカウントする。そして、０フレームではラインカウンタ＝２のときにＬｏｗ、１フレームではラインカウンタ＝０のときにＬｏｗ、それ以外はｈｉｇｈとなるような内部信号（ＰＯＬ＿ｂ）を生成する。

駆動制御部９は、最終的に内部信号（ＰＯＬ＿ｉ）と内部信号（ＰＯＬ＿ｂ）のＡＮＤとなるＰＯＬをソースドライバ４へ出力する。ソースドライバ４は、図６に示すようなＰＯＬを入力することで、ライン画像部分の書込み極性はＶＳＰ＿ｉ基点のフレーム周期で反転し、黒画像部分の書込み極性はＶＳＰ＿ｂ基点のフレーム周期で反転するドット反転駆動を実行する。

このような構成にすると、駆動制御部９が黒信号反転用のフレームカウンタ及びラインカウンタを独立して内蔵するだけで、映像信号と黒信号とがそれぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で極性を反転させることができる。

以上のように駆動制御部９は、ＰＯＬを制御することで、映像信号に応じた画素への印加電圧極性を映像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させ、黒画像信号に応じた画素への印加電圧極性を黒画像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させるフレーム極性反転手段として機能する。これにより、液晶へ直流電圧が印加されることを防止している。

ここで、上述したコントローラ７における黒挿入信号変換部８，駆動制御部９，黒挿入率設定部１０については、その機能内容をプログラム化しコンピュータに実行させる構成にしてもよい。

図７は、本第１実施形態の画像表示装置を伝搬する信号のタイミングチャートである。

図７（ａ）は、ゲートドライバ５Ａに対応するゲート線Ｖ１〜Ｖｉ上の画素６にライン画像信号を供給しゲートドライバ５Ｂに対応するゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ上の画素６に黒画像信号を供給する場合を例にしたタイミングチャートであり、図７（ｂ）は、図７（ａ）とは逆に、ゲートドライバ５Ａに対応するゲート線Ｖ１〜Ｖｉ上の画素６に黒画像信号を供給しゲートドライバ５Ｂに対応するゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ上の画素６にライン画像信号を供給する場合を例にしたタイミングチャートである。

図７（ａ）に示すように、対応するゲート線Ｖ１〜Ｖｉ上の画素６にライン画像信号を供給する場合のゲートドライバ５Ａには、ＶＯＥ＿ｉが入力され、これにより、ゲートドライバ５Ａからは、ゲートオン信号がソースドライバ４のライン画像信号出力期間と同一のパルス幅の映像表示用ゲートオン信号に変換されてゲート線Ｖ１〜Ｖｉに順次供給される。

一方で、ゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊ上の画素６に黒画像信号を供給する場合のゲートドライバ５Ｂには、ＶＯＥ＿ｂが入力され、これにより、ゲートドライバ５Ｂからは、ゲートオン信号がソースドライバ４の黒画像信号出力期間と同一のパルス幅の黒表示用ゲートオン信号に変換されゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊに順次供給される。

このようにすることで、本第１実施形態では、１Ｈ期間（１水平走査期間）に異なる画素ラインに対して映像信号又は黒画像信号を書き込むことができる。

次に、本第１実施形態の画像表示装置の動作について説明する。図８は、本実施形態の画像表示装置の動作について説明する図である。ここで、本発明の画像表示装置の駆動方法についても各工程を示して同時に説明する。

まず、黒挿入率設定部１０によって入力された映像信号を基にフレーム期間毎の黒画像挿入率が判定され設定される（黒挿入率設定工程）。一方で、黒挿入信号変換部８において、入力映像信号のライン画像部分の相互間に黒画像信号が挿入され黒挿入映像信号として駆動制御部９へ出力される（黒挿入信号変換工程）。

そして、駆動制御部９から各ソースドライバ４へ黒挿入映像信号が出力されると、これに同期して各種駆動制御信号がゲートドライバ５Ａ〜５Ｎ及び各ソースドライバ４へ出力される。

ここで、本第１実施形態では、一括してゲート出力をイネーブルできるゲートドライバを複数使用し、ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎは、駆動制御部９からの独立した出力イネーブル信号（ＶＯＥ＿ｉ又はＶＯＥ＿ｂ）により制御される。

図２に示すとおり、ソースドライバ４には、駆動制御部９から黒挿入映像信号が入力される。ソースドライバ４は、入力された黒挿入映像信号に基づいてソース線Ｈ１〜Ｈｎに映像信号と黒画像信号とを交互に出力する（黒挿入映像信号供給工程）。

図８に示すように、ゲートドライバ５Ａには、フレームの開始を示すＶＳＰ＿ｉがＶＯＥ＿ｉと共に駆動制御部９から入力され（映像用スタートパルス入力工程）、このＶＳＰ＿ｉは、同様に入力されたクロック信号（ＶＣＫ）に同期してゲートオン信号としてゲート線Ｖ１〜Ｖｉをシフトしていき、各ゲート線Ｖ１〜Ｖｉ上の画素６のＴＦＴ１２をＯＮにしていく。この間、ゲートドライバ５ＡにはＶＯＥ＿ｉが入力されている。

続いて、ゲートドライバ５Ａでの走査が終了すると、ＶＳＰ＿ｉがゲートドライバ５Ｂにシフト入力され、この入力と同時にＶＯＥ＿ｉが駆動制御部９からゲートドライバ５Ｂに入力される。ゲートドライバ５Ｂでは、ＶＳＰ＿ｉがゲートオン信号として対応するゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊをシフトしていき、このシフトしていく期間は、ゲートドライバ５ＢにおいてもＶＯＥ＿ｉが入力されている。その後、同様にして、ゲートドライバ５ＮにＶＳＰ＿ｉがシフト入力され、同時にＶＯＥ＿ｉが駆動制御部９から入力される。ゲートドライバ５ＮにおいてもＶＳＰ＿ｉがゲートオン信号として対応するゲート線Ｖ（ｌ＋１）〜Ｖｍをシフトしていき、このシフトしていく期間は、ＶＯＥ＿ｉが入力されている（映像走査工程）。また、この期間以外のゲートドライバ５Ａ〜５Ｎには、ＶＯＥ＿ｂが入力されている。

また、黒挿入率設定部１０により決定されたタイミングに従って、フレーム期間内に一回、ゲートドライバ５Ａに駆動制御部９からのＶＳＰ＿ｂが入力され（黒表示用スタートパルス入力工程）、同じくゲートドライバ５Ａのクロック信号（ＶＣＫ）によりＶＳＰ＿ｂがゲートオン信号として対応するゲート線Ｖ１〜Ｖｉをシフトし各ゲート線Ｖ１〜Ｖｉ上の画素６のＴＦＴをＯＮにしていく。このような黒画像表示走査の間、ゲートドライバ５Ａには、ＶＯＥ＿ｂが入力されている。

ゲートドライバ５Ａでの黒画像表示走査が終了すると、ＶＳＰ＿ｂがゲートドライバ５Ｂにシフト入力され、ＶＳＰ＿ｂがゲートオン信号として対応するゲート線Ｖ（ｉ＋１）〜Ｖｊをシフトしていく。このシフトしている期間は、ゲートドライバ５ＢにおいてもＶＯＥ＿ｂが入力されている。その後、同様にして、ＶＳＰ＿ｂがゲートドライバ５Ｎにシフト入力され、ゲートドライバ５Ｎでの黒画像表示走査が開始される（黒走査工程）。

このように本第１実施形態では、１フレーム期間内に１回の映像信号書込みのための映像表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｉ）入力と、１回の黒画像信号書込みのための黒表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｂ）入力とをゲートドライバ５Ａに対して行う。

このような構成とすることで、図９（ｂ）に示すように、画面表示は１フレーム間に画面を黒帯がスクロールする黒画像挿入駆動が実現できる。この黒帯の幅は、映像表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｉ）入力に対する黒表示用走査スタートパルス（ＶＳＰ＿ｂ）入力のタイミングによって決定する。また、本第１実施形態は、図８に示すように、フレーム間のブランキング期間も黒画像信号の書込みを行い続けることにより、画面の全ての画素６で、映像信号の保持時間と黒画像信号の保持時間とが一定となり、保持時間の差による面内輝度差をなくすことができる。

ここで、ＶＳＰ＿ｂは、図１０に示す黒用ＶＳＰ設定可能範囲内のように、１つのゲートドライバで同時に映像信号と黒画像信号の画素ラインが選択されることのないタイミングであれば、任意のタイミングで入力可能であり、従来の表示装置のようなゲートドライバの切れ目のタイミングなどの制約がない。このため、黒挿入率は微細な調整が可能であり、黒画像挿入のメリットである動画ボケを改善する効果とデメリットである輝度低下のバランスとを勘案し、使用環境に応じた最適な黒挿入率を設定することができる。

また、本第１実施形態では、表示パネル１がＴＮパネル、ＩＰＳパネル、ＶＡパネル、ＯＣＢパネルなど、どの液晶駆動方式であっても最適な黒挿入駆動を適用することが可能である。

続いて、駆動制御部９がＰＯＬを制御することにより、図８に示すように、映像信号はＶＳＰ_ｉの入力時を基点としてフレーム反転され（映像信号極性反転工程）、それとは独立して黒信号はＶＳＰ_ｂの入力時を基点としてフレーム反転される（黒画像信号極性反転工程）。

このような構成とすることで、画面中央付近での反転の順序逆転を防ぐことができ、表示パネル１面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきをなくすことができる。また、この構成は、駆動制御部９が黒信号反転用のカウンタを独立して装備するだけでよいので、コストアップにもならず黒挿入率の切り替えに対し柔軟な対応が可能である。

また、本第１実施形態では、画像表示装置において、各映像フレームの相互間に黒画像表示を挿入することにより動画ボケを軽減しているが、黒表示に限定するものではなく、グレーなどの中間調表示を挿入するようにしてもよい。この場合、動画ボケの改善に加え、輝度の低下も抑制できるが色度域とコントラストの低下が起こるため、それを勘案して最適な中間調挿入率を設定する構成となる。

また、本第１実施形態では、コントローラ７が、黒挿入率設定部１０を備え、この黒挿入率設定部１０は、入力映像信号を参照しフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、判定された黒画像挿入率に対応してゲートドライバ５Ａ〜５Ｎにおける黒映像表示用ゲートオン信号の供給開始のタイミングを設定しているが、これに限らず、図１（ｃ）示すように、コントローラ７が、ユーザの操作等により外部入力されたタイミングデータに従って、ゲートドライバ５Ａ〜５Ｎにおける黒表示用ゲートオン信号の出力開始のタイミング、すなわちゲートドライバ５ＡへのＶＳＰ＿ｂ出力のタイミングを設定し、設定値を駆動制御部９へ出力する黒挿入率設定部１０ａを、黒挿入率設定部１０に代えて備えるように構成してもよい。

以上のような本第１実施形態は、ゲートドライバ５ＡにＶＳＰ＿ｂを入力するタイミングを変えることで黒画像挿入率を変更することができ、さらにＶＳＰ＿ｂを入力しなければ黒画像挿入を行わない通常の駆動にすることも可能であり、黒画像挿入率を容易に切り替えることが可能である。よって、モニタ用途で使う時は、黒挿入を行わずにフリッカの少なく明るい画面を提供し、ＴＶなどの動画表示の場合は黒挿入を行い動画ボケの少ない画面を提供するなど、ユーザの使用状況に応じた表示を提供することが可能である。

さらに、風景などの静的な画面からスポーツのように動きの激しい画面など映像のシーンによって黒画像挿入率を連続的に切り替えるなどの応用も可能である。

またさらに、本第１実施形態は、映像信号と黒信号が、それぞれ独立したタイミングを基点としたフレーム周期で書込み極性を反転しているので、表示パネル１面内のフィールドスルーのばらつきや、印加電圧の正負のばらつきによって発生する、極性反転の切り替わるラインを境にした表示輝度差や焼きつきを防止することができる。

次に、本発明にかかる第２実施形態について説明する。

図１２は、本発明にかかる第２実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。前述した図１に示す第１実施形態と同様の構成要素には同一符号を付してある。図１２に示すように、本第２実施形態は、前述した第１実施形態と同様の構成に加えて、表示パネル１のユーザから見て背面にバックライト２１を設置している。そして、黒挿入率設定部２０が、１フレーム毎に順次入力される入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータ数に基づいて黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する機能を備え、駆動制御部２９が、黒挿入率設定部２０の判定に基づいてバックライト２１の調光輝度を調節する機能を備えている。

また、第１実施形態と同様に、黒挿入率設定部２０により決定されたタイミングに従ってゲートドライバ５Ａに駆動制御部９からのＶＳＰ＿ｂが入力され、駆動制御部９がＰＯＬを制御することにより、映像信号はＶＳＰ_ｉの入力時を基点としてフレーム反転され、それとは独立して黒信号はＶＳＰ_ｂの入力時を基点としてフレーム反転される。

図１３は、本第２実施形態の画像表示装置における黒挿入設定部２０の動作を示すフローチャートである。

黒挿入設定部２０は、現フレームデータｄａｔａ（ｎ）とその１つ前のフレームデータｄａｔａ（ｎ−１）とを比較し、変化したデータを１フレーム間カウントする（図１３：ステップＳ９１〜Ｓ９３）。カウントした情報は例えば数フレーム間移動平均して平滑化し（図１３：ステップＳ９５）、閾値判別することで（図１３：ステップＳ９６）、静的な画像か動的な画像かを判別する。

判別結果が静的な映像の場合は、例えば黒挿入を行わず、バックライト２１の調光輝度を５０％にし（図１３：ステップＳ９８）、動的な映像画像の場合は、例えば黒挿入率を５０％にし動画ボケを改善し、バックライト２１の調光輝度を１００％に切り替える（図１３：ステップＳ９７，黒挿入率設定工程）。

このような構成とすることで、映像のシーンによって黒挿入率を切り替え、必要に応じ動画ボケを改善する事が可能である。黒画像挿入にあわせバックライト２１を調光する理由は、図１４に示すように黒画像挿入は動画ボケの改善と引き換えにパネルの透過効率が下がるためである。このようにすることで、黒挿入の切り替えによる輝度の変化を防ぐとともに、黒画像挿入が不必要な静的な映像の場合、バックライト２１の調光を行うことで消費電力の低減を図ることが可能である。

本第２実施形態における黒挿入設定部２０の動作の別の例を図１５から図１７に示す。

黒挿入設定部２０が黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定する別の方法は、まず、図１５に示すように、一フレームを予め設定した複数のブロックに分割する。そして、図１６に示すように、任意の一ブロックの画像が前回から現在のフレームまでの間に移動した距離を算出する。

この距離の算出方法は、例えば前回のフレームのブロックと、平均絶対値誤差が最小のブロック位置を木探索法等を用いて現在のフレーム内から検出し、そのブロックの移動した距離を求めればよい。

算出した各ブロックの移動距離のうちの最大値と、その時の黒挿入率及びバックライト２１の調光輝度を図１７に示す。このような構成とすることで、映像のシーンの移動に応じて黒挿入率を連続的に切り換え、動きの激しさに応じて必要最小限の黒画像挿入を行うことで、バックライトの消費電力も低減する事が可能である。

（ａ）は、本発明にかかる第１実施形態の画像表示装置の構成を示す図、（ｂ）は画素の構造を示す断面図、（ｃ）はコントローラの別の構成例を示す図である。 図１に開示した実施形態における黒挿入画像信号の作成工程を示す説明図である。 ドット反転駆動を採用した場合の各画素の極性を示す図である。 １Ｈ２Ｖ反転駆動を採用した場合の各画素の極性を示す図である。 １Ｈ２Ｖ反転駆動の別の例を採用した場合の各画素の極性を示す図である。 図１に開示した実施形態の画像表示装置におけるフレーム極性反転駆動の一例を示すタイミングチャートである。 図１に開示した実施形態の画像表示装置を伝搬する信号のタイミングチャートである。 図１に開示した実施形態の画像表示装置の動作を示す説明図である。 図１に開示した実施形態の画像表示装置における動画像表示について示す説明図である。 図１に開示した実施形態の画像表示装置の動作を示す説明図である。 図１に開示した実施形態における黒挿入画像信号の作成工程の別の例を示す説明図である。 本発明にかかる第２実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。 図１２に開示した実施形態における黒挿入設定部の動作を示すフローチャートである。 本発明にかかる表示パネルにおける黒画像挿入率と動画ボケ及び透過効率との関係特性を示す図である。 図１２に開示した実施形態における黒挿入設定部の動作を示す図である。 図１２に開示した実施形態における黒挿入設定部の動作を示す図である。 図１２に開示した実施形態における黒挿入設定部が算出した各ブロックの移動距離最大値と黒挿入率及びバックライトの調光輝度との関係特性を示す図である。 従来の画像表示装置の構成を示す図である。 従来の画像表示装置の動作を示す説明図である。 従来の画像表示装置における表示画面を示す説明図である。

符号の説明

１ 表示パネル
４ ソースドライバ
５Ａ〜５Ｎ ゲートドライバ
６ 画素
７，２７ コントローラ
８ 黒挿入信号変換部
９，２９ 駆動制御部
１０，１０ａ，２０ 黒挿入率設定部
１２ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
１３ 画素電極
１４ 液晶層
１５ 共通電極
２１ バックライト

Claims (29)

1. 複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルを備えた画像表示装置において、
   入力映像信号に従って前記表示パネルに映像を表示させるための映像表示走査を実行する映像表示手段と、前記表示パネルに黒画面を表示させるための黒画像表示走査を前記映像表示走査における１映像フレーム期間内の任意のタイミングで開始して実行する黒表示手段とを備え、
   前記映像表示手段による前記画素への印加電圧極性を映像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させ、前記黒表示手段による前記画素への印加電圧極性を黒画像表示走査開始時を基点としたフレーム周期で反転させるフレーム極性反転手段を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を前記各ソース線に供給するソースドライバと、前記複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲートオン信号を順次供給する複数のゲートドライバと共に、
   前記ソースドライバと前記ゲートドライバとを駆動制御するコントローラを備え、
   このコントローラは、出力イネーブル信号を前記各ゲートドライバへ個別に供給し前記ゲートドライバそれぞれのゲート出力を独立して制御する機能と、前記ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバへ出力し前記黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを１映像フレーム期間内の任意のタイミングに第１のゲートドライバへ出力する機能と共に、前記ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させて前記黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
3. 前記請求項２に記載の画像表示装置において、
   前記コントローラは、前記映像用スタートパルス出力に対する前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを可変制御する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
4. 前記請求項２又は３に記載の画像表示装置において、
   前記コントローラは、前記黒挿入映像信号のライン画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号，または前記黒挿入映像信号の黒画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を前記各ゲートドライバへ個別に供給する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
5. 前記請求項４に記載の画像表示装置において、
   前記各ゲートドライバは、前記映像表示用イネーブル信号に応じて前記黒挿入映像信号のライン画像部分のみを前記画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給し、前記黒表示用イネーブル信号に応じて前記黒挿入映像信号の黒画像部分のみを前記画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を対応するゲート線に供給する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
6. 前記請求項２乃至５のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
   前記コントローラは、前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
7. 前記請求項６に記載の画像表示装置において、
   前記コントローラは、前記入力映像信号に基づいてフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率に基づいて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
8. 前記請求項７に記載の画像表示装置において、
   前記コントローラは、１フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて前記黒画像挿入率を判定する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
9. 前記請求項７に記載の画像表示装置において、
   前記表示パネルの背面に配置されたバックライトを備えると共に、
   前記コントローラは、１フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて前記黒画像挿入率とバックライトの調光輝度とを判定し、判定結果に応じて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定すると共に前記バックライトの調光輝度を調節する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
10. 前記請求項４乃至９のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
    前記コントローラは、前記映像用スタートパルス入力に従って前記ゲートオン信号を対応する各ゲート線へシフト出力する前記ゲートドライバに対して、このシフト出力が終了するまで前記映像表示用イネーブル信号を供給し、それ以外のゲートドライバに対しては前記黒表示用イネーブル信号を供給していることを特徴とする画像表示装置。
11. 前記請求項２乃至１０のいずれか一項に記載の画像表示装置において、
    前記コントローラは、前記入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号として前記ソースドライバへ出力する機能を備えたことを特徴とする画像表示装置。
12. 前記請求項１１に記載の画像表示装置において、
    前記コントローラは、前記黒挿入映像信号として、入力映像信号におけるブランキング期間にも前記黒画像信号を挿入した信号を前記ソースドライバへ出力することを特徴とする画像表示装置。
13. 前記請求項１１または１２に記載の画像表示装置において、
    前記コントローラは、前記黒挿入映像信号として、前記黒画像信号に代えて中間調信号を前記入力画像信号に挿入した信号を前記ソースドライバへ出力することを特徴とする画像表示装置。
14. 複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、前記各ソース線に映像信号を供給するソースドライバと、複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ前記各ゲート線に対してゲートオン信号を順次供給する複数のゲートドライバと、出力イネーブル信号を前記各ゲートドライバへ個別に供給する駆動制御部とを備えた画像表示装置の駆動方法であって、
    ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を前記ソースドライバが前記各ソース線へ供給開始する黒挿入映像信号供給工程と、
    この黒挿入映像信号供給工程に同期して、前記ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバが前記駆動制御部から入力する映像用スタートパルス入力工程と、前記黒挿入映像信号のライン画像部分のみを前記画素に書き込ませる映像表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給する映像表示走査を前記第１のゲートドライバから順に実行する映像走査工程と、
    １映像フレーム期間内の任意のタイミングに前記黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを第１のゲートドライバが前記駆動制御部から入力する黒表示用スタートパルス入力工程と、前記黒挿入映像信号の黒画像部分のみを前記画素に書き込ませる黒表示用ゲートオン信号を前記各ゲート線に対して順次供給する黒画像表示走査を前記第１のゲートドライバから順に実行する黒走査工程と、
    前記ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる映像信号極性反転工程と、前記黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる黒信号極性反転工程とを設けたことを特徴とする駆動方法。
15. 前記請求項１４に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記映像走査工程では、前記各ゲートドライバは、前記黒挿入映像信号のライン画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号を前記駆動制御部から入力し、この映像表示用イネーブル信号に応じて前記映像表示用ゲートオン信号を出力しており、
    前記黒走査工程では、前記各ゲートドライバは、前記黒挿入映像信号の黒画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を前記駆動制御部から入力し、この黒表示用イネーブル信号に応じて前記黒表示用ゲートオン信号を出力することを特徴とする駆動方法。
16. 前記請求項１４又は１５に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記駆動制御部による黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する黒挿入率設定工程を設けたことを特徴とする駆動方法。
17. 前記請求項１６に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記黒挿入率設定工程では、１フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて前記黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率に基づいて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定することを特徴とする駆動方法。
18. 前記請求項１６に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記黒挿入率設定工程では、１フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいて前記黒画像挿入率と予め前記表示パネルの背面に装備されたバックライトの調光輝度とを判定し、この判定に基づいて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミング及び前記バックライトの調光輝度を設定することを特徴とする駆動方法。
19. 前記請求項１４乃至１８のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記黒挿入映像信号供給工程前に、前記入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号として前記ソースドライバへ出力する黒挿入信号変換工程を設けたことを特徴とする駆動方法。
20. 前記請求項１４乃至１９のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記黒挿入映像信号は、入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を含むことを特徴とする駆動方法。
21. 前記請求項１４乃至２０のいずれか一項に記載の画像表示装置の駆動方法において、
    前記黒挿入映像信号は、黒画像信号に代えて中間調信号を含むことを特徴とする駆動方法。
22. 複数のゲート線及び複数のソース線がそれぞれ交差し格子状に配置されこのゲート線とソース線との交点それぞれに画素が形成された構成の表示パネルと、前記各ソース線に映像信号を供給するソースドライバと、前記複数のゲート線を幾つかの群に分けたゲート線群それぞれに対して設けられ対応する各ゲート線にゲートオン信号を順次供給するゲートドライバとを備えた画像表示装置にあって、当該画像表示装置の動作を制御するコントローラであって、
    ライン画像部分と黒画像部分とが交互に含まれた黒挿入映像信号を前記ソースドライバから前記各ソース線へ出力させる機能と、
    出力イネーブル信号を前記各ゲートドライバへ個別に供給し前記ゲートドライバそれぞれのゲート出力を独立して制御する機能と、
    前記ライン画像部分書込みのための映像用スタートパルスを第１のゲートドライバへ出力する機能と、
    前記黒画像部分書込みのための黒表示用スタートパルスを１映像フレーム期間内の任意のタイミングに前記第１のゲートドライバへ出力する機能と、
    前記ライン画像部分の書込み極性を映像用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能と、
    前記黒画像部分の書込み極性を黒表示用スタートパルス出力時を基点としたフレーム周期で反転させる機能とを備えたことを特徴とする画像表示装置駆動用コントローラ。
23. 前記黒挿入映像信号のライン画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる映像表示用イネーブル信号，または前記黒挿入映像信号の黒画像部分が前記ソース線に供給されている期間のみ前記ゲートドライバのゲート出力を有効にさせる黒表示用イネーブル信号を前記各ゲートドライバへ個別に供給する機能を備えたことを特徴とする前記請求項２２に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
24. 前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを動作環境に応じて設定する機能を備えたことを特徴とする前記請求項２２又は２３に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
25. １フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータに基づいてフレーム期間毎の黒画像挿入率を判定し、この判定された黒画像挿入率に基づいて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミングを設定する機能を備えたことを特徴とする前記請求項２４に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
26. １フレーム毎に順次入力される前記入力映像信号の１フレーム分の情報を一時記憶し、前記入力映像信号のうちの一のフレームの映像信号と一時記憶された１つ前のフレームの映像信号とを比較し変化したデータ数に基づいて前記黒画像挿入率と予め前記表示パネルの背面に装備されたバックライトの調光輝度とを判定し、この判定に基づいて前記黒表示用スタートパルス出力のタイミング及び前記バックライトの調光輝度を設定する機能を備えたことを特徴とする前記請求項２４に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
27. 入力画像信号におけるライン画像部分の相互間に黒画像信号を挿入し黒挿入映像信号として前記ソースドライバへ出力する機能を備えたことを特徴とする前記請求項２２乃至２６のいずれか一項に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
28. 前記入力映像信号におけるブランキング期間にも黒画像信号を挿入した前記黒挿入映像信号を前記ソースドライバへ出力する機能を有したことを特徴とする前記請求項２７に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。
29. 前記黒画像信号に代えて中間調信号を前記入力映像信号に挿入した信号を前記黒挿入映像信号として前記ソースドライバへ出力することを特徴とする前記請求項２７又は２８に記載の画像表示装置駆動用コントローラ。

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