JP2006085009A - Display control circuit, display control method, and liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばOCB(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶表示パネルを用いた動画表示に適する表示制御回路、表示制御方法、および液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display control circuit, a display control method, and a liquid crystal display device suitable for moving image display using, for example, an OCB (Optically Compensated Birefringence) mode liquid crystal display panel.
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等の表示装置として広く利用されている。 A flat display device typified by a liquid crystal display device is widely used as a display device such as a computer, a car navigation system, or a television receiver.
液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む液晶表示パネル、この液晶表示パネルを照明するバックライト、並びにこれら表示パネルおよびバックライトを制御する表示制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。 A liquid crystal display device generally includes a liquid crystal display panel including a matrix array of a plurality of liquid crystal pixels, a backlight that illuminates the liquid crystal display panel, and a display control circuit that controls the display panel and the backlight. The liquid crystal display panel has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between an array substrate and a counter substrate.
アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ(TFT)からなり、1ゲート線が駆動されたときに導通して1ソース線の電位を1画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。一対の画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部である画素領域と共に画素を構成し、画素領域において液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。表示制御回路は複数のゲート線を駆動するゲートドライバ、複数のソース線を駆動するソースドライバ、並びにこれらゲートドライバ、ソースドライバ、およびバックライトを制御するコントローラ回路等を含む。
液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、液晶分子が良好な応答性を示すOCBモードの液晶表示パネルを用いることが検討されている(特許文献1を参照)。この液晶表示パネルでは、OCB液晶が画素電極および共通電極上で互いに平行にラビングされた配向膜によって電源投入前においてほとんど寝ているスプレー配向になる。液晶表示パネルは、電源投入に伴う初期化処理で印加する比較的強い電界によりこれらOCB液晶をスプレー配向からベンド配向に転移させてから表示動作を行う。
The array substrate has a plurality of pixel electrodes arranged in a substantially matrix, a plurality of gate lines arranged along a row of the plurality of pixel electrodes, a plurality of source lines arranged along a column of the plurality of pixel electrodes, and a plurality of And a plurality of switching elements arranged in the vicinity of the intersection position of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Each switching element is made of, for example, a thin film transistor (TFT), and conducts when one gate line is driven to apply the potential of one source line to one pixel electrode. A common electrode is provided on the counter substrate so as to face a plurality of pixel electrodes arranged on the array substrate. The pair of pixel electrodes and the common electrode constitute a pixel together with a pixel region which is a part of the liquid crystal layer located between these electrodes, and the liquid crystal molecular arrangement is controlled by the electric field between the pixel electrode and the common electrode in the pixel region. The display control circuit includes a gate driver that drives a plurality of gate lines, a source driver that drives a plurality of source lines, and a controller circuit that controls these gate drivers, source drivers, and backlights.
In the case where the liquid crystal display device is mainly used for a television receiver that displays a moving image, use of an OCB mode liquid crystal display panel in which liquid crystal molecules exhibit good responsiveness has been studied (see Patent Document 1). In this liquid crystal display panel, the OCB liquid crystal is in a spray alignment almost lying down before power-on by an alignment film rubbed in parallel with each other on the pixel electrode and the common electrode. The liquid crystal display panel performs a display operation after the OCB liquid crystal is changed from the spray alignment to the bend alignment by a relatively strong electric field applied in the initialization process when the power is turned on.
OCB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。このようなOCB液晶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。スプレー配向では、視野角特性がベンド配向に対して大きく異なることから表示異常となる。 The reason why the OCB liquid crystal is in the spray orientation before the power is turned on is that the spray orientation is more stable in energy than the bend orientation in a state where no liquid crystal driving voltage is applied. Even if such OCB liquid crystal transitions to bend alignment once, it reverses again to spray alignment when the voltage application state below the level where the energy of spray alignment and the energy of bend alignment antagonize or when no voltage application state continues for a long time. It has the property of moving. In the spray orientation, the viewing angle characteristic is greatly different from that of the bend orientation, resulting in abnormal display.
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期間の一部で大きな電圧をOCB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。 Conventionally, in order to prevent a reverse transition from bend alignment to spray alignment, for example, a driving method in which a large voltage is applied to the OCB liquid crystal in a part of a frame period for displaying an image of one frame is employed. In a normally white liquid crystal display panel, since this voltage corresponds to a pixel voltage for black display, this is called black insertion driving.
黒挿入用画素電圧および階調表示用画素電圧は、1フレーム期間、すなわち1垂直走査期間(V)において全ての液晶画素に行単位に印加される。ここで、階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の割合が黒挿入率となる。各ゲート線を1水平走査期間(H)の半分、すなわちH/2期間だけ黒挿入用に駆動し、さらにH/2期間だけ階調表示用に駆動する場合には、垂直走査速度が黒挿入を行わない場合に対して2倍速になる。また、黒挿入用画素電圧は全画素あるいは同一色の画素列について共通の値であるため、例えば2ゲート線を1組として一緒に駆動することもできる。各組の2ゲート線を黒挿入用に2H/3期間だけ一緒に駆動し、各々階調表示用に2H/3期間ずつ4H/3期間だけ順次駆動する場合には、垂直走査速度が黒挿入を行わない場合に対して1.5倍速になる。
ところで、液晶表示パネルは画像データの更新まで表示状態を保持するホールド型表示デバイスであることから、動画表示において観察者の視覚に生じる網膜残像の影響から物体の動きを滑らかに見せることが難しい。上述の黒挿入駆動は画素輝度を擬似的に離散的な疑似インパルス応答の波形にして網膜残像をクリアすることになるため、観察者の視覚によって低下する動画視認性の改善に有効である。しかし、黒挿入駆動によって得られる黒表示状態は、バックライトを消灯させたときに得られるような完全な黒ではない。このため、バックライトを点滅させるブリンキング駆動を利用してより良好な動画視認性を得ることが検討されている。 By the way, since the liquid crystal display panel is a hold type display device that holds the display state until the image data is updated, it is difficult to smoothly show the movement of the object due to the influence of the retinal afterimage generated in the observer's vision in moving image display. The above-described black insertion drive is effective in improving the visibility of the moving image, which is deteriorated by the observer's vision, because the retinal afterimage is cleared by changing the pixel luminance to a pseudo discrete impulse response waveform. However, the black display state obtained by the black insertion drive is not completely black as obtained when the backlight is turned off. For this reason, it has been studied to obtain better moving image visibility using blinking driving in which the backlight blinks.
また、バックライトをブリンキング駆動する場合、このバックライトのデューティ比、すなわち通常1垂直走査期間である点滅周期に対する点灯期間の割合は液晶表示パネル全体の明るさを外部信号源からの調光信号に対応して調整可能である。 When the backlight is blinking driven, the duty ratio of the backlight, that is, the ratio of the lighting period to the blinking period which is usually one vertical scanning period, determines the brightness of the entire liquid crystal display panel as a dimming signal from an external signal source. It is possible to adjust correspondingly.
しかしながら、バックライトのデューティ比を主体として液晶表示パネル全体の明るさを制御すると、調光信号の変更によりデューティ比を減少させた場合にバックライトの消灯期間が増大してコントラストを上昇させることになる。このコントラストの上昇は好ましいことであるが、この状態からバックライトデューティ比を増大させた場合に、コントラストの低下を観察者に印象づける結果となる。 However, if the brightness of the entire liquid crystal display panel is controlled mainly by the duty ratio of the backlight, when the duty ratio is decreased by changing the dimming signal, the backlight extinction period is increased and the contrast is increased. Become. This increase in contrast is preferable, but when the backlight duty ratio is increased from this state, it results in impressing the observer on the decrease in contrast.
本発明の目的は、バックライトのブリンキング駆動において外部からの調光信号の変更によるコントラストの変動を防止できる表示制御回路、表示制御方法、および液晶表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display control circuit, a display control method, and a liquid crystal display device that can prevent a change in contrast due to a change in a dimming signal from the outside in blinking driving of a backlight.
本発明の第1観点によれば、複数のOCB液晶画素が略マトリクス状に配置される表示パネルの表示制御回路であって、階調表示開始信号および黒挿入開始信号を発生するタイミング制御回路と、階調表示開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で順次駆動して駆動行のOCB液晶画素に階調表示用画素電圧を保持させ、黒挿入開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で一緒に駆動して駆動行のOCB液晶画素に黒挿入用画素電圧を保持させるパネル駆動部と、複数のOCB液晶画素の行に略平行に並べられる複数のバックライト光源を駆動する光源駆動部とを備え、光源駆動部は複数のバックライト光源を外部からの調光信号に対応した所定デューティ比で順次点滅させる動作を階調表示開始信号に同期して開始するように構成され、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの少なくとも一方は調光信号の変更によるコントラストの変動を補償するように調整される表示制御回路が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a display control circuit for a display panel in which a plurality of OCB liquid crystal pixels are arranged in a substantially matrix shape, and a timing control circuit for generating a gradation display start signal and a black insertion start signal; The OCB liquid crystal pixels are sequentially driven in units of a predetermined number of rows by controlling the grayscale display start signal, and the OCB liquid crystal pixels in the drive row are held with the grayscale display pixel voltage, and the plurality of OCB liquid crystal pixels are controlled by controlling the black insertion start signal. A panel driving unit that drives the OCB liquid crystal pixels together in units of a predetermined number of rows to hold the pixel voltage for black insertion in the OCB liquid crystal pixels of the driving row, and a plurality of backs arranged substantially parallel to the rows of the plurality of OCB liquid crystal pixels A light source drive unit that drives the light source, and the light source drive unit uses a grayscale display start signal as an operation for sequentially flashing a plurality of backlight light sources at a predetermined duty ratio corresponding to a dimming signal from the outside. A display control circuit configured to start at a time, and at least one of a black insertion start signal generation timing and a black insertion pixel voltage voltage level is adjusted to compensate for a contrast variation due to a change of a dimming signal Provided.
本発明の第2観点によれば、複数のOCB液晶画素が略マトリクス状に配置される表示パネルの表示制御方法であって、階調表示開始信号および黒挿入開始信号を発生し、階調表示開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で順次駆動して駆動行のOCB液晶画素に階調表示用画素電圧を保持させ、黒挿入開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で一緒に駆動して駆動行のOCB液晶画素に黒挿入用画素電圧を保持させ、複数の液晶画素の行に略平行に並べられる複数のバックライト光源を外部からの調光信号に対応した所定デューティ比で順次点滅させる動作を階調表示開始信号に同期して開始し、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの少なくとも一方は調光信号の変更によるコントラストの変動を補償するように調整される表示制御方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a display control method for a display panel in which a plurality of OCB liquid crystal pixels are arranged in a substantially matrix shape, wherein a gradation display start signal and a black insertion start signal are generated, and gradation display is performed. By controlling the start signal, the plurality of OCB liquid crystal pixels are sequentially driven in units of a predetermined number of rows so that the OCB liquid crystal pixels in the drive row hold the gradation display pixel voltage, and by controlling the black insertion start signal, the plurality of OCB liquid crystal pixels are controlled. A plurality of backlight light sources arranged in parallel with a plurality of liquid crystal pixel rows are controlled by an external dimming signal by driving the OCB liquid crystal pixels of the driving row together in a predetermined number of rows to hold the pixel voltage for black insertion. The operation of sequentially blinking at a predetermined duty ratio corresponding to the signal is started in synchronization with the gradation display start signal, and at least one of the generation timing of the black insertion start signal and the voltage level of the black insertion pixel voltage is the dimming signal. Display control method to be adjusted is provided to compensate for variations in the further by contrast.
本発明の第3観点によれば、複数のOCB液晶画素が略マトリクス状に配置される表示パネルと、階調表示開始信号および黒挿入開始信号を発生するタイミング制御回路と、階調表示開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で順次駆動して駆動行のOCB液晶画素に階調表示用画素電圧を保持させ、黒挿入開始信号の制御により複数のOCB液晶画素を所定行数単位で一緒に駆動して駆動行のOCB液晶画素に黒挿入用画素電圧を保持させるパネル駆動部と、複数のOCB液晶画素の行に略平行に並べられる複数のバックライト光源を駆動する光源駆動部とを備え、光源駆動部は複数のバックライト光源を外部からの調光信号に対応した所定デューティ比で順次点滅させる動作を階調表示開始信号に同期して開始するように構成され、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの少なくとも一方は調光信号の変更によるコントラストの変動を補償するように調整される液晶表示装置が提供される。 According to the third aspect of the present invention, a display panel in which a plurality of OCB liquid crystal pixels are arranged in a substantially matrix shape, a timing control circuit for generating a gradation display start signal and a black insertion start signal, and a gradation display start signal The OCB liquid crystal pixels are sequentially driven in units of a predetermined number of rows by controlling the number of pixels so that the OCB liquid crystal pixels in the driving row hold the gradation display pixel voltage, and the plurality of OCB liquid crystal pixels are controlled by predetermined black lines by controlling the black insertion start signal. A panel drive unit that drives the OCB liquid crystal pixels in the drive row to hold the pixel voltage for black insertion by driving several units together, and a light source that drives a plurality of backlight light sources arranged substantially parallel to the row of the plurality of OCB liquid crystal pixels And a light source driving unit that sequentially starts blinking a plurality of backlight light sources at a predetermined duty ratio corresponding to a dimming signal from the outside in synchronization with a gradation display start signal. Is configured, the liquid crystal display device is provided which is adjusted to compensate for variations in the contrast due to changes in at least one of the dimmer signal voltage level of the generation timing and the black insertion pixel voltage in the black insertion start signal.
これら表示制御回路、表示制御方法、および液晶表示装置では、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの少なくとも一方は調光信号の変更によるコントラストの変動を補償するように調整される。各バックライト光源の消灯期間が調光信号の変更によって増大すると、これが液晶表示パネル全体のコントラストを上昇させることになる。これに対して、黒挿入開始信号の発生タイミングを調整した場合、駆動行のOCB液晶画素に対する黒挿入用画素電圧の保持開始を対応バックライト光源の消灯よりも早めて、黒挿入用画素電圧の保持開始からバックライト光源の消灯までの期間に画素輝度をバックライト光源の消灯状態に比べて明るい値にシフトさせた状態にすることが可能になる。また、黒挿入用画素電圧の電圧レベルを調整した場合、バックライト光源の点灯から液晶応答まで期間や黒挿入用画素電圧の保持開始からバックライト光源の消灯までの期間に画素輝度をバックライト光源の消灯状態に比べて明るい値にシフトさせた状態に維持することが可能になる。従って、バックライトのブリンキング駆動において外部からの調光信号を変更してもコントラストを一定に維持することができる。さらに黒挿入用画素電圧の電圧レベルを駆動行のOCB液晶画素の画素色毎に異なる低下量に設定すれば、コントラストの変動防止だけでなく色バランスの崩れについても防止することが可能である。 In the display control circuit, the display control method, and the liquid crystal display device, at least one of the black insertion start signal generation timing and the black insertion pixel voltage voltage level is adjusted so as to compensate for the contrast variation due to the change of the dimming signal. Is done. If the turn-off period of each backlight light source is increased by changing the dimming signal, this increases the contrast of the entire liquid crystal display panel. On the other hand, when the generation timing of the black insertion start signal is adjusted, the start of holding the black insertion pixel voltage for the OCB liquid crystal pixels in the drive row is made earlier than the corresponding backlight light source is turned off, and the black insertion pixel voltage In the period from the start of holding until the backlight light source is turned off, the pixel luminance can be shifted to a brighter value than the backlight light source is turned off. In addition, when the voltage level of the black insertion pixel voltage is adjusted, the pixel brightness is adjusted for the period from the lighting of the backlight light source to the liquid crystal response and the period from the start of holding the black insertion pixel voltage to the extinguishing of the backlight light source. It is possible to maintain a state shifted to a brighter value compared to the unlit state. Therefore, the contrast can be kept constant even if the external dimming signal is changed in the backlight blinking drive. Furthermore, if the voltage level of the black insertion pixel voltage is set to a different reduction amount for each pixel color of the OCB liquid crystal pixel in the drive row, it is possible to prevent not only contrast variation but also color balance loss.
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。図1はこの液晶表示装置の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置は液晶表示パネルDP、表示パネルDPを照明するバックライトBL、および表示パネル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。液晶表示パネル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ベンド配向からスプレー配向への逆転移が周期的に印加され黒表示となる電圧により阻止されるOCB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表示パネル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OCB液晶に印加することにより得られる。
Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 schematically shows a circuit configuration of the liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel DP, a backlight BL that illuminates the display panel DP, and a display control circuit CNT that controls the display panel DP and the backlight BL. The liquid crystal display panel DP has a structure in which a
アレイ基板1は、例えばガラス等の透明絶縁基板上に略マトリクス状に配置される複数の画素電極PE、複数の画素電極PEの行に沿って配置される複数のゲート線Y(Y1〜Ym)、複数の画素電極PEの列に沿って配置される複数のソース線X(X1〜Xn)、並びにこれらゲート線Yおよびソース線Xの交差位置近傍に配置され各々対応ゲート線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間で導通して複数の画素スイッチング素子Wを有する。各画素スイッチング素子Wは例えば薄膜トランジスタからなり、薄膜トランジスタのゲートがゲート線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。
The
対向基板2は例えばガラス等の透明絶縁基板上に配置され各々対応列の画素電極PEに対向するストライプとして形成される赤,緑,青の着色層からなるカラーフィルタ、および複数の画素電極PEに対向してカラーフィルタ上に配置される共通電極CE等を含む。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、互いに平行にラビング処理される配向膜でそれぞれ覆われ、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OCB液晶画素PXを構成する。
The
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。 Each of the plurality of liquid crystal pixels PX has a liquid crystal capacitance CLC between the pixel electrode PE and the common electrode CE. The plurality of auxiliary capacitance lines C1 to Cm are each capacitively coupled to the pixel electrode PE of the liquid crystal pixel PX in the corresponding row to form an auxiliary capacitance Cs. The auxiliary capacitor Cs has a sufficiently large capacitance value with respect to the parasitic capacitance of the pixel switching element W.
表示制御回路CNT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を順次駆動するゲートドライバYD、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ソースドライバXD、バックライトBLを駆動するバックライト駆動部LD、表示パネルDPの駆動用電圧を発生する駆動用電圧発生回路4、およびゲートドライバYD、ソースドライバXDおよびバックライト駆動部LDを制御するコントローラ回路5を備える。
The display control circuit CNT includes a gate driver YD that sequentially drives the plurality of gate lines Y1 to Ym so that the plurality of switching elements W are conducted in units of rows, and a period in which the switching elements W in each row are conducted by driving the corresponding gate lines Y. , A source driver XD for outputting the pixel voltage Vs to the plurality of source lines X1 to Xn, a backlight driver LD for driving the backlight BL, a driving
駆動用電圧発生回路4は、ゲートドライバYDを介して補助容量線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、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、外部信号源SS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に対する制御信号CTYを発生する垂直タイミング制御回路11、外部信号源SS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を発生する水平タイミング制御回路12、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について例えば黒挿入2倍速変換を行う画像データ変換回路13、垂直タイミング制御回路11から出力される制御信号CTXに基づいてバックライト駆動部(インバータ)LDを制御するインバータ制御回路14、および外部信号源SSから入力される調光信号DIMのデューティ比を検出するデューティ比検出回路15を含む。画像データは複数の液晶画素PXに対する複数の画素データDIからなり、1フレーム期間(垂直走査期間V)毎に更新される。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13から変換結果として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、ゲートドライバYDが上述のように順次複数のゲート線Yを駆動するために用いられ、制御信号CTXは画像データ変換回路13の変換結果として1行分の液晶画素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ために用いられる。調光信号DIMは、例えばデューティ比により液晶表示パネルDPの明るさを指定するパルス幅変調信号である。デューティ比検出回路15は調光信号DIMのデューティ比を検出し、このデューティ比を表す数値をデューティ比検出結果として出力するように構成されている。
The driving
ゲートドライバYDおよびソースドライバXDは複数のゲート線Yおよび複数のソース線Xをそれぞれ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。この場合、制御信号CTYは、階調表示開始タイミングを制御する第1スタート信号(階調表示開始信号)STHA、黒挿入開始タイミングを制御する第2スタート信号(黒挿入開始信号)STHB、シフトレジスタ回路においてこれらスタート信号STHA,STHBをシフトさせるクロック信号、およびスタート信号STHA,STHB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出力イネーブル信号等を含む。他方、制御信号CTXは1行分の画素データDOの取込開始タイミングを制御するスタート信号、シフトレジスタ回路においてこのスタート信号をシフトさせるクロック信号、スタート信号の保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって1本ずつ選択されるソース線X1〜Xnに対してそれぞれ取り込まれる1行分の画素データDOの並列出力タイミングを制御するロード信号、および画素データに対応する画素電圧Vsの信号極性を制御する極性信号等を含む。 The gate driver YD and the source driver XD are configured using, for example, a shift register circuit in order to select the plurality of gate lines Y and the plurality of source lines X, respectively. In this case, the control signal CTY includes a first start signal (gradation display start signal) STHA for controlling the gradation display start timing, a second start signal (black insertion start signal) STHB for controlling the black insertion start timing, and a shift register. A clock signal for shifting the start signals STHA and STHB in the circuit, and a drive signal to the gate lines Y1 to Ym that are sequentially or together selected by the shift register circuit corresponding to the holding positions of the start signals STHA and STHB Including an output enable signal for controlling the output of. On the other hand, the control signal CTX is generated by the shift register circuit corresponding to the start signal for controlling the start timing of taking in the pixel data DO for one row, the clock signal for shifting the start signal in the shift register circuit, and the holding position of the start signal. A load signal for controlling the parallel output timing of the pixel data DO for one row captured for each of the source lines X1 to Xn selected one by one, and a polarity for controlling the signal polarity of the pixel voltage Vs corresponding to the pixel data Including signals.
ゲートドライバYDは制御信号CTYの制御により1フレーム期間において複数のゲート線Y1〜Ymを階調表示用および黒挿入用に順次選択し、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。画像データ変換回路13が黒挿入2倍速変換を行う場合、1行分の入力画素データDIが1H毎に出力画素データDOとなる1行分の黒挿入用画素データBおよび1行分の階調表示用画素データSに変換される。階調表示用画素データSは画素データDIと同じ階調値であり、黒挿入用画素データBは液晶画素PXの画素色毎に独立な黒表示の階調値である。1行分の黒挿入用画素データBおよび1行分の階調表示用画素データSの各々はそれぞれH/2期間において画像データ変換回路13から直列に出力される。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,S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。
The gate driver YD sequentially selects a plurality of gate lines Y1 to Ym for gradation display and black insertion in one frame period under the control of the control signal CTY, and conducts the pixel switching elements W in each row for one horizontal scanning period H. An ON voltage is supplied to the selection gate line Y as a drive signal. When the image
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黒挿入駆動を行う場合には、例えばライン反転駆動およびフレーム反転駆動(1H1V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の変動を補償するために用いられる。 The pixel voltage Vs is a voltage applied to the pixel electrode PE on the basis of the common voltage Vcom of the common electrode CE, and the polarity is inverted with respect to the common voltage Vcom so as to perform, for example, frame inversion driving and line inversion driving. When black insertion driving is performed at the double vertical scanning speed, the polarity is inverted with respect to the common voltage Vcom so as to perform, for example, line inversion driving and frame inversion driving (1H1V inversion driving). The compensation voltage Ve is applied via the gate driver YD to the auxiliary capacitance line C corresponding to the gate line Y connected to the switching elements W when the switching elements W for one row are turned off. This is used to compensate for variations in the pixel voltage Vs generated in the pixels PX for one row due to the parasitic capacitance of the element W.
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。
When the gate driver YD drives, for example, the gate line Y1 with the on-voltage to make all the pixel switching elements W connected to the gate line Y1 conductive, the pixel voltage Vs on the source lines X1 to Xn is changed to these pixel switching elements W. To the corresponding pixel electrode PE and one end of the auxiliary capacitor Cs. Further, the gate driver YD outputs the compensation voltage Ve from the compensation
ここで、図1に示す液晶表示装置の動作について図2および図3を参照して説明する。図2および図3では、Bが各行の画素PXに共通な黒挿入用画素データを表し、S1,S2,S3,…がそれぞれ1行目,2行目,3行目,…の画素PXに対する階調表示用画素データを表す。+,−はこれら画素データB,S1,S2,S3…が画素電圧Vsに変換されてソースドライバXDから出力されるときの信号極性を表す。 Here, the operation of the liquid crystal display device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, B represents pixel data for black insertion common to the pixels PX in each row, and S1, S2, S3,... Correspond to the pixels PX in the first row, the second row, the third row,. Represents gradation display pixel data. +, − Represent the signal polarities when the pixel data B, S1, S2, S3... Are converted into the pixel voltage Vs and output from the source driver XD.
図2は2倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について液晶表示装置の動作を示す。ここでは、第1スタート信号STHAおよび第2スタート信号STHBがいずれもH/2期間分のパルス幅でゲートドライバYDに入力されるパルスである。第1スタート信号STHAが最初に入力され、第2スタート信号STHBが階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率、すなわち黒挿入率に従って第1スタート信号STHAよりも遅れて入力される。 FIG. 2 shows the operation of the liquid crystal display device when black insertion driving is performed at a double vertical scanning speed. Here, both the first start signal STHA and the second start signal STHB are pulses input to the gate driver YD with a pulse width corresponding to the H / 2 period. The first start signal STHA is input first, and the second start signal STHB is more than the first start signal STHA in accordance with the ratio of the black insertion pixel voltage holding period to the gray scale display pixel voltage holding period, that is, the black insertion rate. Input late.
ゲートドライバYDは第1スタート信号STHAをシフトさせて複数のゲート線Y1〜Ymを1水平走査期間H当たり1本ずつ選択し、1H期間の後半でゲート線Y1,Y2,Y3,…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバXDは階調表示用画素データS1,S2,S3,…の各々を対応1H期間の後半において画素電圧Vsに変換し、これらを1H毎に反転される極性でソース線X1〜Xnに並列出力する。これら画素電圧Vsはゲート線Y1〜Ymの各々が対応1H期間の後半で駆動される間に1行目,2行目,3行目,4行目…の液晶画素PXに供給される。 The gate driver YD shifts the first start signal STHA to select one of the plurality of gate lines Y1 to Ym per horizontal scanning period H, and drive signals to the gate lines Y1, Y2, Y3,... In the second half of the 1H period. Is output. On the other hand, the source driver XD converts each of the gradation display pixel data S1, S2, S3,... Into the pixel voltage Vs in the second half of the corresponding 1H period, and converts them into the source line X1 with the polarity inverted every 1H. Output in parallel to ~ Xn. These pixel voltages Vs are supplied to the liquid crystal pixels PX in the first row, the second row, the third row, the fourth row, etc. while each of the gate lines Y1 to Ym is driven in the second half of the corresponding 1H period.
また、ゲートドライバYDは第2スタート信号STHBをシフトさせて複数のゲート線Y1〜Ymを1水平走査期間H当たり1本ずつ選択し、1H期間の前半でゲート線Y1,Y2,Y3,…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバXDは黒挿入用画素データB,B,B,…の各々を対応1H期間の前半において画素電圧Vsに変換し、これらを1H毎に反転される極性でソース線X1〜Xnに並列出力する。これら画素電圧Vsはゲート線Y1〜Ymの各々が対応1H期間の前半で駆動される間に1行目,2行目,3行目,…の液晶画素PXに供給される。尚、図2では、第1スタート信号STHAと第2スタート信号STHBとが比較的短い間隔で入力されているが、実際には階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧保持の期間の比率が黒挿入率に適合するように離して入力される。また、最終行付近の画素PXに対する黒挿入は例えば図2の左下部分に示すように先行フレームから連続することになる。 Further, the gate driver YD shifts the second start signal STHB to select a plurality of gate lines Y1 to Ym one by one per horizontal scanning period H, and to the gate lines Y1, Y2, Y3,... In the first half of the 1H period. A drive signal is output. On the other hand, the source driver XD converts each of the black insertion pixel data B, B, B,... Into the pixel voltage Vs in the first half of the corresponding 1H period, and converts them to the source lines X1 to X1 with the polarity inverted every 1H. Output in parallel to Xn. These pixel voltages Vs are supplied to the first, second, third,... Liquid crystal pixels PX while each of the gate lines Y1 to Ym is driven in the first half of the corresponding 1H period. In FIG. 2, the first start signal STHA and the second start signal STHB are input at a relatively short interval, but actually, the black insertion pixel voltage holding period for the gradation display pixel voltage holding period is set. The period ratios are input separately to match the black insertion rate. Also, black insertion for the pixels PX near the last row continues from the preceding frame as shown in the lower left part of FIG. 2, for example.
また、1.5倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合には、画像データ変換回路13は外部信号源SSから入力され画像データについて黒挿入1.5倍速変換を行うように構成される。さらに、ソースドライバXDは2ライン単位反転駆動およびフレーム反転駆動(2H1V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画素電圧Vsをソース線X1〜Xnに出力するように構成される。黒挿入1.5倍速変換では、2行分の入力画素データDIが2H期間毎に出力画素データDOとなる1行分の黒挿入用画素データBおよび2行分の階調表示用画素データSに変換される。階調表示用画素データSは画素データDIと同じ階調値であり、黒挿入用画素データBは液晶画素PXの画素色毎に独立な黒表示の階調値である。1行分の黒挿入用画素データBおよび2行分の階調表示用画素データSの各々はそれぞれ2H/3期間において画像データ変換回路13から直列に出力される。
In addition, when black insertion driving is performed at a 1.5 × vertical scanning speed, the image
図3は1.5倍速の垂直走査速度で黒挿入駆動を行う場合について液晶表示装置の動作を示す。ここでは、第1スタート信号STHAが2H/3期間分のパルス幅でゲートドライバYDに入力されるパルスであり、第2スタート信号STHBがいずれも2H期間分のパルス幅でゲートドライバYDに入力されるパルスである。第1スタートパルスSTHAが最初に入力され、第2スタート信号STHBが階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間の比率、すなわち黒挿入率に従って第1スタート信号STHAよりも遅れて入力される。 FIG. 3 shows the operation of the liquid crystal display device when black insertion driving is performed at a 1.5 × vertical scanning speed. Here, the first start signal STHA is a pulse input to the gate driver YD with a pulse width of 2H / 3 periods, and the second start signals STHB are all input to the gate driver YD with a pulse width of 2H periods. Pulse. The first start pulse STHA is input first, and the second start signal STHB is more than the first start signal STHA in accordance with the ratio of the gradation display pixel voltage holding period and the black insertion pixel voltage holding period, that is, the black insertion ratio. Input late.
ゲートドライバYDは第1スタート信号STHAをシフトさせて、複数のゲート線Y1〜Ymを2H期間当たり2本ずつ順次選択し、対応2H期間に含まれる2番目および3番目の2H/3期間にこれら選択ゲート線Y1,Y2;Y3,Y4;…に出力される。これに対し、ソースドライバXDは階調表示用画素データS1,S2;S3,S4;…を対応2H期間に含まれる第2および第3番目の2H/3期間に画素電圧Vsに変換し、これらを2H毎に反転される極性でソース線X1〜Xnに並列出力する。これら画素電圧Vsはゲート線Y1〜Ymの各々が対応2H期間に含まれる第2または第3番目の2H/3期間で駆動される間に1行目,2行目,3行目,4行目,…の液晶画素PXに供給される。 The gate driver YD shifts the first start signal STHA to sequentially select a plurality of gate lines Y1 to Ym by two per 2H period, and in the second and third 2H / 3 periods included in the corresponding 2H period. Are output to the selection gate lines Y1, Y2; Y3, Y4; On the other hand, the source driver XD converts the gradation display pixel data S1, S2; S3, S4;... Into the pixel voltage Vs in the second and third 2H / 3 periods included in the corresponding 2H period. Are output in parallel to the source lines X1 to Xn with the polarity inverted every 2H. These pixel voltages Vs are supplied to the first, second, third, and fourth rows while each of the gate lines Y1 to Ym is driven in the second or third 2H / 3 period included in the corresponding 2H period. Supplied to the liquid crystal pixels PX of the eyes,.
また、ゲートドライバYDは第2スタート信号STHBをシフトさせて複数のゲート線Y1〜Ymを2H期間当たり2本ずつ一緒に選択し、対応2H期間に含まれる1番目の2H/3期間にこれら選択ゲート線Y1,Y2;Y3,Y4;…に駆動信号を出力する。これに対し、ソースドライバXDは黒挿入用画素データB,B,B,…の各々を対応2H期間に含まれる第1番目の2H/3期間において画素電圧Vsに変換し、これらを2H毎に反転される極性でソース線X1〜Xnに並列出力する。これら画素電圧Vsはゲート線Y1〜Ymの各々が対応2H期間に含まれる第1番目の2H/3期間で駆動される間に1行目,2行目,3行目,4行目,…の液晶画素PXに供給される。尚、図3では、第1スタート信号STHAと第2スタート信号STHBとが比較的短い間隔で入力されているが、実際には階調表示用画素電圧の保持期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率が黒挿入率に適合するように離して入力される。また、最終行付近の画素PXに対する黒挿入は例えば図3の左下部分に示すように先行フレームから連続することになる。 Further, the gate driver YD shifts the second start signal STHB to select two of the plurality of gate lines Y1 to Ym together every 2H period, and selects these in the first 2H / 3 period included in the corresponding 2H period. A drive signal is output to the gate lines Y1, Y2; Y3, Y4; On the other hand, the source driver XD converts each of the black insertion pixel data B, B, B,... Into a pixel voltage Vs in the first 2H / 3 period included in the corresponding 2H period, and converts them into every 2H. Outputs in parallel to the source lines X1 to Xn with the inverted polarity. These pixel voltages Vs are applied to the first row, the second row, the third row, the fourth row, etc. while each of the gate lines Y1 to Ym is driven in the first 2H / 3 period included in the corresponding 2H period. To the liquid crystal pixel PX. In FIG. 3, the first start signal STHA and the second start signal STHB are input at a relatively short interval. In practice, however, the black insertion pixel voltage is held during the gradation display pixel voltage holding period. The period ratios are input separately to match the black insertion rate. Further, black insertion for the pixels PX near the last row continues from the preceding frame as shown in the lower left part of FIG. 3, for example.
図4は図1に示すバックライトBLおよび表示パネルDPの関係を示す。図4に示す表示画面DSはマトリクス状に配置された複数のOCB液晶画素PXにより構成されている。バックライトBLは表示パネルDPの背面において複数のOCB液晶画素PXの行に平行に所定ピッチで並べられる例えばk個のバックライト光源BL1〜BLkからなる。これらバックライト光源BL1〜BLkは画面DSを縦方向において等しく区分した複数の表示領域を主としてそれぞれ照明する。ここでは、バックライト光源BL1〜BKkの各々が1本の冷陰極管で構成され、約30行分の液晶画素PXからなる1表示領域を照明する。 FIG. 4 shows the relationship between the backlight BL and the display panel DP shown in FIG. The display screen DS shown in FIG. 4 includes a plurality of OCB liquid crystal pixels PX arranged in a matrix. The backlight BL is composed of, for example, k backlight light sources BL1 to BLk arranged at a predetermined pitch in parallel with the rows of the plurality of OCB liquid crystal pixels PX on the back surface of the display panel DP. These backlight sources BL1 to BLk mainly illuminate a plurality of display areas in which the screen DS is equally divided in the vertical direction. Here, each of the backlight light sources BL1 to BKk is composed of one cold cathode tube, and illuminates one display area composed of about 30 rows of liquid crystal pixels PX.
図5は図1に示すインバータ制御回路14、バックライト駆動部LD、およびバックライトBLの回路構成をさらに詳細に示し、図6はバックライト光源BL1〜BKkの各々の点灯期間を対応液晶画素PXによる階調表示用画素電圧の保持期間に一致させる場合におけるインバータ制御回路14の動作を示す。インバータ制御回路14は、所定デューティ比で複数のバックライト光源BL1〜BLkを順次点滅させる動作を第1スタート信号STHAに同期して開始させるようにバックライト駆動部LDを制御する。バックライト駆動部LDはバックライト光源BL1〜BLkに対してそれぞれ駆動電圧を発生するk個のインバータLD1〜LDkからなり、インバータ制御回路14はこれらインバータLD1〜LDkをそれぞれ制御するために図5に示すk個のパルス幅変調信号PWM(PWM1〜PWMk)を発生する。
FIG. 5 shows in more detail the circuit configuration of the
パルス幅変調信号PWM1は垂直タイミング制御回路11から第2スタート信号STHBと同様に制御信号CTXとして出力される第1スタート信号STHAを用いて発生される。第1スタート信号STHAは1行目の液晶画素PXに階調表示用画素電圧を保持させる基準タイミングであり、第2スタート信号STHBは1行目の液晶画素PXに黒挿入用画素電圧を保持させる基準タイミングである。すなわち、階調表示用画素電圧の保持期間は第1スタート信号STHAの入力から第2スタート信号STHBの入力までの期間にほぼ等しく、黒挿入用画素電圧の保持期間は第2スタート信号STHBのパルス入力から次の第1スタート信号STHAの入力までの期間にほぼ等しい。
The pulse width modulation signal PWM1 is generated using the first start signal STHA output from the vertical
バックライト光源BL1〜BKkの各々の点灯期間を対応液晶画素PXによる階調表示用画素電圧の保持期間に一致させる場合、バックライト光源BL1〜BLkの各々のデューティ比は階調表示用画素電圧の保持期間と黒挿入用画素電圧の保持期間との合計期間に対する階調表示用画素電圧の保持期間の比率にほぼ等しくなる。インバータ制御回路14はスタート信号STHAの遷移(すなわち、パルス前縁または後縁)を検出してパルス幅変調信号PWM1を高レベルに立ち上げ、この立ち上がりから階調表示用画素電圧の保持期間に対応する所定期間の経過に伴ってパルス幅変調信号PWM1を立ち下げる。具体的には、例えばクロックパルスをカウントするカウンタを設け、スタート信号STHAの遷移タイミングからこのクロックパルスのカウントを開始し、所定のカウント値に達したタイミングでパルス幅変調信号PWM1を立ち下げる。
When the lighting periods of the backlight light sources BL1 to BKk are made to coincide with the holding periods of the gradation display pixel voltages by the corresponding liquid crystal pixels PX, the respective duty ratios of the backlight light sources BL1 to BLk are the gradation display pixel voltages. This is approximately equal to the ratio of the gradation display pixel voltage holding period to the total period of the holding period and the black insertion pixel voltage holding period. The
これにより、このパルス幅変調信号PWM1が階調表示用画素電圧の保持期間と黒挿入用画素電圧の保持期間との合計期間に対する階調表示用画素電圧の保持期間の比率に対応する所定デューティ比を持つことになる。パルス幅変調信号PWM2〜PWMkはパルス幅変調信号PWM1を遅延させて得ることができ、図6に示すようにパルス幅変調信号PWM1〜PWMk−1に対してそれぞれ位相差Tだけずれている。この位相差Tはバックライト光源BL1〜BLkのピッチに対応して決定される。インバータLD1〜LDkはインバータ制御回路14からのパルス幅変調信号PWM1〜PWMkを駆動電圧にそれぞれ電圧変換してバックライト光源BL1〜BLkに出力する。バックライト光源BL1〜BLkはそれぞれパルス幅変調信号PWM1〜PWMkが高レベルであるときに点灯し、パルス幅変調信号PWM1〜PWMkが低レベルであるときに消灯する。
Thereby, the pulse width modulation signal PWM1 has a predetermined duty ratio corresponding to the ratio of the holding period of the gradation display pixel voltage to the total period of the holding period of the gradation display pixel voltage and the holding period of the black insertion pixel voltage. Will have. The pulse width modulation signals PWM2 to PWMk can be obtained by delaying the pulse width modulation signal PWM1, and are shifted by a phase difference T with respect to the pulse width modulation signals PWM1 to PWMk-1 as shown in FIG. This phase difference T is determined corresponding to the pitch of the backlight sources BL1 to BLk. The inverters LD1 to LDk convert the pulse width modulation signals PWM1 to PWMk from the
尚、パルス幅変調信号PWM1はスタート信号STHAと同時に遷移するのではなく一定のオフセット時間を設けるようにしてもよい。この場合、オフセット時間は各表示領域を構成する液晶画素PXの行数に基づいて決定される。 The pulse width modulation signal PWM1 may be provided with a fixed offset time instead of transitioning simultaneously with the start signal STHA. In this case, the offset time is determined based on the number of rows of the liquid crystal pixels PX constituting each display area.
ここで、パルス幅変調信号PWM1の遷移タイミングの基準として外部から供給される同期信号VSYNC,DE等を利用する方式も考えられるが、スタート信号STHAを利用する方式のほうが、バックライト光源BL1〜BLkの各々の点灯期間および消灯期間を対応表示領域内の液晶画素PXの階調表示用画素電圧の保持期間および黒挿入用画素電圧の保持期間にそれぞれ重ねるうえで高い精度を得ることができる。 Here, a method using a synchronization signal VSYNC, DE or the like supplied from the outside as a reference for the transition timing of the pulse width modulation signal PWM1 is also conceivable, but the method using the start signal STHA is more suitable for the backlight light sources BL1 to BLk. It is possible to obtain a high accuracy in superimposing the respective lighting periods and extinguishing periods on the gradation display pixel voltage holding period and the black insertion pixel voltage holding period of the liquid crystal pixel PX in the corresponding display region.
図6では、バックライト光源BL1〜BKkの各々の点灯期間を対応液晶画素PXによる階調表示用画素電圧の保持期間に一致させる場合について概略的に説明したが、図1に示す垂直タイミング制御回路11および画像データ変換回路13はそれぞれ調光信号DIMの変更によるコントラストの変動を補償するように黒挿入開始信号の発生タイミングおよび前記黒挿入用画素電圧の電圧レベルを調整する。この調整はデューティ比検出回路15から出力されるデューティ比検出結果に対応して行われる。
6 schematically illustrates the case where the lighting periods of the backlight light sources BL1 to BKk are made to coincide with the holding periods of the gradation display pixel voltages by the corresponding liquid crystal pixels PX. However, the vertical timing control circuit shown in FIG. 11 and the image
垂直タイミング制御回路11は、調光信号DIMが例えばデューティ比50%のような基準値以下に変更された場合に駆動行のOCB液晶画素PXに対する黒挿入用画素電圧の保持開始を対応バックライト光源BL1,BL2,…の消灯よりも早めるタイミングで黒挿入開始信号STHBを発生するように構成されている。他方、画像データ変換回路13は、調光信号DIMが例えばデューティ比20%のような基準値以下に変更された場合に1行分の黒挿入用画素データBの階調値を低下させるようなガンマ補正を行なうように構成されている。1行分の黒挿入用画素データBは図7に示すように赤画素の黒挿入用画素データBr、緑画素の黒挿入用画素データBg、および青画素の黒挿入用画素データBbからなり、これら画素データBr、Bg、およびBbの階調値はガンマ補正によって色バランスを保つために互いに異なる低下量でガンマ補正される。これにより、駆動行のOCB液晶画素PXに対する黒挿入用画素電圧の電圧レベルを低下させ、色バランスを保つために駆動行のOCB液晶画素PXの画素色毎に異なる低下量に黒挿入用画素電圧の電圧レベルを設定する。
The vertical
図8〜図11は、調光信号のデューティ比がそれぞれ50%、40%、30%、および20%である場合に得られるバックライト光源輝度および画素透過率の関係を示す。 8 to 11 show the relationship between the backlight light source luminance and the pixel transmittance obtained when the duty ratio of the dimming signal is 50%, 40%, 30%, and 20%, respectively.
図8に示すように、調光信号DIMのデューティ比が50%に設定された場合、スタート信号STHBの発生タイミングはバックライト光源BL1の消灯タイミングよりも対応行の液晶画素PXによる挿入用画素電圧の保持開始タイミングを遅らせるように発生される。この場合、液晶画素PXはバックライト光源BL1の消灯タイミング以降においてほぼ完全な黒表示状態になる。従って、バックライト光源BL1のデューティ比が液晶画素PXの暗さを決定する支配的要因となる。 As shown in FIG. 8, when the duty ratio of the dimming signal DIM is set to 50%, the generation timing of the start signal STHB is higher than the timing of turning off the backlight light source BL1, and the pixel voltage for insertion by the liquid crystal pixels PX in the corresponding row. Is generated so as to delay the holding start timing. In this case, the liquid crystal pixel PX is in a substantially complete black display state after the backlight light source BL1 is turned off. Therefore, the duty ratio of the backlight source BL1 becomes a dominant factor that determines the darkness of the liquid crystal pixel PX.
図9に示すように、調光信号DIMのデューティ比が40%に変更された場合、スタート信号STHBの発生タイミングはバックライト光源BL1の消灯タイミングに対応行の液晶画素PXによる黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングをほぼ一致させるように発生される。この場合、液晶画素PXは黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングから完全な黒表示状態よりも明るい黒表示状態となり、バックライト光源BL1の消灯タイミング以降においてほぼ完全な黒表示状態になる。液晶画素PXはバックライト光源BL1よりも応答時間が短いため、階調表示用画素電圧の保持期間と黒挿入用画素電圧の保持期間との合計期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率がバックライト光源BL1の完全な消灯までの期間だけ液晶画素PXの暗さを決定する支配的要因となる。従って、図8に示すようにバックライト光源BL1のデューティ比が液晶画素PXの暗さを決定する支配的要因である場合より調光信号DIMのデューティ比の減少に対するコントラストの上昇を緩和できる。 As shown in FIG. 9, when the duty ratio of the dimming signal DIM is changed to 40%, the generation timing of the start signal STHB is the pixel voltage for black insertion by the liquid crystal pixel PX in the row corresponding to the extinction timing of the backlight light source BL1. Are generated so as to substantially match the holding start timing. In this case, the liquid crystal pixel PX becomes a black display state that is brighter than the complete black display state from the holding start timing of the black insertion pixel voltage, and is almost completely black display state after the backlight light source BL1 is turned off. Since the liquid crystal pixel PX has a shorter response time than the backlight light source BL1, the ratio of the black insertion pixel voltage holding period to the total period of the gradation display pixel voltage holding period and the black insertion pixel voltage holding period is It becomes a dominant factor that determines the darkness of the liquid crystal pixel PX only during the period until the backlight light source BL1 is completely turned off. Therefore, as shown in FIG. 8, the increase in contrast with respect to the decrease in the duty ratio of the dimming signal DIM can be mitigated as compared with the case where the duty ratio of the backlight source BL1 is the dominant factor that determines the darkness of the liquid crystal pixel PX.
図10に示すように、調光信号DIMのデューティ比が30%に変更された場合、スタート信号STHBの発生タイミングは黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングをバックライト光源BL1の消灯タイミングよりも早めるように発生される。この場合、液晶画素PXは黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングから完全な黒表示状態よりも明るい黒表示状態となり、バックライト光源BL1の消灯タイミング以降においてほぼ完全な黒表示状態になる。従って、階調表示用画素電圧の保持期間と黒挿入用画素電圧の保持期間との合計期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率が図9に示す場合より長い期間だけ液晶画素PXの暗さを決定する支配的要因となる。ここでは、完全な黒表示状態よりも明るい黒表示状態が図9に示す場合よりも長くなり、調光信号DIMのデューティ比の減少に対するコントラストの上昇をさらに緩和できる。 As shown in FIG. 10, when the duty ratio of the dimming signal DIM is changed to 30%, the generation timing of the start signal STHB advances the holding start timing of the black insertion pixel voltage earlier than the turn-off timing of the backlight light source BL1. Is generated as follows. In this case, the liquid crystal pixel PX becomes a black display state that is brighter than the complete black display state from the holding start timing of the black insertion pixel voltage, and is almost completely black display state after the backlight light source BL1 is turned off. Accordingly, the ratio of the black insertion pixel voltage holding period to the total period of the gradation display pixel voltage holding period and the black insertion pixel voltage holding period is longer than that shown in FIG. It becomes the dominant factor that determines the degree. Here, the black display state brighter than the complete black display state is longer than that shown in FIG. 9, and the increase in contrast with respect to the decrease in the duty ratio of the dimming signal DIM can be further alleviated.
図11に示すように、調光信号DIMのデューティ比が20%に変更された場合、スタート信号STHBの発生タイミングは図10に示す場合と同様に黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングをバックライト光源BL1の消灯タイミングよりも早めるように発生される。また、黒挿入用画素電圧の電圧レベルも高くなるように調整される。この場合、液晶画素PXがバックライト光源BL1の点灯タイミングから液晶応答まで期間および黒挿入用画素電圧の保持開始タイミングからバックライト光源BL1の消灯タイミングまでの期間に完全な黒表示状態に比べてさらに明るい黒表示状態にシフトされ、バックライト光源BL1の消灯タイミング以降においてほぼ完全な黒表示状態になる。従って、階調表示用画素電圧の保持期間と黒挿入用画素電圧の保持期間との合計期間に対する黒挿入用画素電圧の保持期間の比率および黒挿入用画素電圧の電圧レベルが液晶画素PXの暗さを決定する支配的要因となる。ここでは、図10に示す場合よりもさらに明るい黒表示状態が図10に示す場合と同様に続くため、調光信号DIMのデューティ比の減少に対するコントラストの上昇をさらに一層緩和できる。 As shown in FIG. 11, when the duty ratio of the dimming signal DIM is changed to 20%, the generation timing of the start signal STHB is the same as that shown in FIG. It is generated so as to be earlier than the turn-off timing of the light source BL1. Also, the voltage level of the black insertion pixel voltage is adjusted to be high. In this case, the liquid crystal pixel PX further has a period from the lighting timing of the backlight light source BL1 to the liquid crystal response and a period from the start timing of holding the black insertion pixel voltage to the extinguishing timing of the backlight light source BL1 as compared with a complete black display state. The display is shifted to a bright black display state, and the display is almost completely black after the backlight light source BL1 is turned off. Accordingly, the ratio of the black insertion pixel voltage holding period to the total period of the grayscale display pixel voltage holding period and the black insertion pixel voltage holding period and the voltage level of the black insertion pixel voltage are the darkness of the liquid crystal pixel PX. It becomes the dominant factor that determines the degree. Here, since a brighter black display state than in the case shown in FIG. 10 continues in the same manner as in FIG. 10, an increase in contrast with respect to a decrease in the duty ratio of the dimming signal DIM can be further alleviated.
本実施形態の液晶表示装置では、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルが調光信号の変更によるコントラストの変動を補償するように調整される。各バックライト光源BL1,BL2,…の消灯期間が調光信号DIMの変更によって増大すると、これが液晶表示パネルDP全体のコントラストを上昇させることになる。これに対して、黒挿入開始信号の発生タイミングを調整した場合、駆動行のOCB液晶画素PXに対する黒挿入用画素電圧の保持開始を対応バックライト光源の消灯よりも早めて、黒挿入用画素電圧の保持開始からバックライト光源BL1,BL2,…の消灯までの期間に画素輝度をバックライト光源BL1,BL2,…の消灯状態に比べてそれぞれ明るい値にシフトさせた状態にすることが可能になる。また、黒挿入用画素電圧の電圧レベルを調整した場合、バックライト光源BL1,BL2,…の点灯から液晶応答まで期間や黒挿入用画素電圧の保持開始からバックライト光源BL1,BL2,…の消灯までの期間に画素輝度をバックライト光源BL1,BL2,…の消灯状態に比べてそれぞれ明るい値にシフトさせた状態に維持することが可能になる。従って、バックライトBLのブリンキング駆動において外部からの調光信号DIMを変更してもコントラストを一定に維持することができる。さらに、黒挿入用画素電圧の電圧レベルを駆動行のOCB液晶画素PXの画素色毎に異なる低下量に設定されるため、コントラストの変動防止だけでなく色バランスの崩れについても防止することが可能である。 In the liquid crystal display device of the present embodiment, the generation timing of the black insertion start signal and the voltage level of the black insertion pixel voltage are adjusted so as to compensate for contrast variation due to the change of the dimming signal. When the turn-off period of each backlight light source BL1, BL2,... Increases due to the change of the dimming signal DIM, this increases the contrast of the entire liquid crystal display panel DP. On the other hand, when the generation timing of the black insertion start signal is adjusted, the start of holding the black insertion pixel voltage for the OCB liquid crystal pixel PX in the driving row is made earlier than the corresponding backlight light source is turned off, and the black insertion pixel voltage is set. In the period from the start of holding the backlight sources BL1, BL2,..., The pixel luminance can be shifted to a brighter value than the backlight sources BL1, BL2,. . Further, when the voltage level of the black insertion pixel voltage is adjusted, the backlight light sources BL1, BL2,... Are turned off from the lighting of the backlight light sources BL1, BL2,. It is possible to maintain the pixel brightness shifted to a brighter value than the backlight light sources BL1, BL2,. Therefore, the contrast can be kept constant even when the external dimming signal DIM is changed in the blinking drive of the backlight BL. Furthermore, since the voltage level of the pixel voltage for black insertion is set to a different reduction amount for each pixel color of the OCB liquid crystal pixel PX in the drive row, it is possible to prevent not only the contrast variation but also the color balance from being lost. It is.
尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can deform | transform variously in the range which does not deviate from the summary.
例えば上述の実施形態では、駆動行のOCB液晶画素PXに対する黒挿入用画素電圧の保持開始を対応バックライト光源BL1,BL2,…の消灯よりも早めるタイミングで黒挿入開始信号STHBを発生するための基準値として調光信号DIMのデューティ比を50%に設定したが、この基準値はデューティ比50%に限られず個別の液晶表示パネルDPの特性に適合する値に修正可能である。また、1行分の黒挿入用画素データBの階調値を低下させるようなガンマ補正を行なうための基準値として調光信号DIMのデューティ比を20%に設定したが、この基準値はデューティ比20%に限られず個別の液晶表示パネルDPの特性に適合する値に修正可能である。 For example, in the above-described embodiment, the black insertion start signal STHB is generated at a timing that starts holding the pixel voltage for black insertion with respect to the OCB liquid crystal pixel PX in the drive row earlier than the turn-off of the corresponding backlight light sources BL1, BL2,. Although the duty ratio of the dimming signal DIM is set to 50% as the reference value, this reference value is not limited to the duty ratio of 50% and can be corrected to a value that matches the characteristics of the individual liquid crystal display panel DP. In addition, the duty ratio of the dimming signal DIM is set to 20% as a reference value for performing gamma correction that reduces the gradation value of the black insertion pixel data B for one row. The ratio is not limited to 20% and can be corrected to a value suitable for the characteristics of the individual liquid crystal display panel DP.
さらに上述の実施形態では、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの両方が調光信号DIMの変更によるコントラストの変動を補償するように調整されるが、コントローラ回路5を図12または図13に示すように変形し、黒挿入開始信号の発生タイミングおよび黒挿入用画素電圧の電圧レベルの一方だけを調整して、調光信号DIMの変更によるコントラストの変動を補償してもよい。 Further, in the above-described embodiment, both the generation timing of the black insertion start signal and the voltage level of the black insertion pixel voltage are adjusted so as to compensate for the contrast variation due to the change of the dimming signal DIM. Modified as shown in FIG. 12 or FIG. 13 to adjust only one of the black insertion start signal generation timing and the black insertion pixel voltage voltage level to compensate for the contrast variation due to the change of the dimming signal DIM. Also good.
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、11…垂直タイミング制御回路、12…水平タイミング制御回路、13…画像データ変換回路、14…インバータ制御回路、15…デューティ比検出回路、BL…バックライト、BL1〜BLk…バックライト光源、DP…液晶表示パネル、PE…画素電極、CE…共通電極、CLC…液晶容量、Cs…補助容量、PX…液晶画素、W…スイッチング素子、Y…ゲート線、X…ソース線、CNT…表示制御回路、LD…バックライト駆動部、LD1〜LDk…インバータ、YD…ゲートドライバ、XD…ソースドライバ。
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