JP2007241038A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Hidefumi Sakata
秀文 坂田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device capable of separately displaying images different in feelings of luster. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device has: a first liquid crystal panel (TN type liquid crystal panel) 19 capable of controlling optical transmissivity; a second liquid crystal panel (PDLC type liquid crystal panel) 20 capable of controlling a degree of light scattering; an image roughness detection means (spatial frequency judgment circuit) 31 for detecting roughness of an image displayed on the first liquid crystal panel 10 based on an image signal to be supplied to the first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel control means (PDLC type liquid crystal panel drive circuit) 33 which controls a degree of the light scattering by the second liquid crystal panel based on a detection result of the image roughness detection means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device.

従来の液晶表示装置において、光吸収状態と透明状態とが制御可能な第1の液晶層と、光散乱状態と透明状態とが制御可能な第2の液晶層と、反射膜とが表示面側から順に配置されたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この液晶表示装置では、第1の液晶層が透明状態となり、第2の液晶層が散乱状態となるように各液晶層に電圧を印加し、明状態の表示を行う。一方、第1の液晶層が光吸収状態となり、第2の液晶層が透明状態となるように各液晶層に電圧を印加し、暗状態の表示を行う。この構成によれば、明状態の表示において反射光を散乱させることで実効的な反射率を上げるとともに、暗状態の表示において反射光を正反射成分のみとすることで実効的な反射率を下げることができる。その結果、コントラストが高く、明るい表示を得ることができる。
特開平9−318969号公報
In the conventional liquid crystal display device, the first liquid crystal layer in which the light absorption state and the transparent state can be controlled, the second liquid crystal layer in which the light scattering state and the transparent state can be controlled, and the reflective film are on the display surface side. Have been proposed (for example, see Patent Document 1). In this liquid crystal display device, a bright state is displayed by applying a voltage to each liquid crystal layer so that the first liquid crystal layer is in a transparent state and the second liquid crystal layer is in a scattering state. On the other hand, a voltage is applied to each liquid crystal layer so that the first liquid crystal layer is in a light absorbing state and the second liquid crystal layer is in a transparent state, thereby displaying a dark state. According to this configuration, the effective reflectance is increased by scattering the reflected light in the bright state display, and the effective reflectance is decreased by using only the regular reflection component as the reflected light in the dark state display. be able to. As a result, a bright display with high contrast can be obtained.
JP 9-318969 A

ところで、近年の液晶表示装置には、使用者にとってより自然な画像を得ることが要求されており、例えば、光沢があってつるつるとした画像と光沢がなくざらざらとした画像とを表示し分けることが求められることもある。しかしながら、従来、このような要求を満足できる液晶表示装置は提供されていなかった。上記特許文献1の液晶表示装置においても、2層の液晶層を用いることで高コントラストの明るい反射表示が得られるものの、上記の要求に応えられるものではなかった。   By the way, recent liquid crystal display devices are required to obtain a more natural image for the user. For example, a glossy and smooth image and a glossy and rough image are displayed separately. May be required. However, conventionally, a liquid crystal display device that can satisfy such a requirement has not been provided. In the liquid crystal display device of Patent Document 1 described above, a bright reflective display with a high contrast can be obtained by using two liquid crystal layers, but the above requirement has not been met.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光沢感が異なる画像を表示し分けることが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of displaying and separately displaying images having different glossiness.

上記の目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、光透過率を制御可能な第1液晶パネルと、前記第1液晶パネルの視認側または前記第1液晶パネルの視認側と反対側に積層され、光散乱の度合を制御可能な第2液晶パネルと、前記第1液晶パネルに供給される画像信号に基づいて前記第1液晶パネルに表示される画像の粗さを検出する画像粗さ検出手段と、前記画像粗さ検出手段の検出結果に基づいて前記第2液晶パネルによる光散乱の度合を制御する第2液晶パネル制御手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to the present invention includes a first liquid crystal panel capable of controlling light transmittance, and the viewing side of the first liquid crystal panel or the viewing side of the first liquid crystal panel. And a second liquid crystal panel capable of controlling the degree of light scattering, and an image roughness for detecting the roughness of an image displayed on the first liquid crystal panel based on an image signal supplied to the first liquid crystal panel. And a second liquid crystal panel control means for controlling the degree of light scattering by the second liquid crystal panel based on the detection result of the image roughness detection means.

なお、本発明で言う「画像の粗さ」とは、画像を形成している光の散乱の程度を意味する。具体的には、「粗さの程度が大きい画像」では画像光の散乱が大きく、観察者は光沢がなくざらつきのある画像と感じる。一方、「粗さの程度が小さい画像」では画像光の散乱が小さく、観察者は光沢がありつるつるした画像と感じる。   The “image roughness” in the present invention means the degree of scattering of light forming an image. Specifically, in an “image with a high degree of roughness”, the image light is greatly scattered, and the observer feels a glossy and rough image. On the other hand, in an “image with a low degree of roughness”, the scattering of image light is small, and the observer feels that the image is glossy and slippery.

本発明の液晶表示装置においては、光透過率を制御可能で画像を実質的に形成する第1液晶パネルに対して供給される画像信号に基づき、画像粗さ検出手段が第1液晶パネルに表示される画像の粗さを検出する。そして、第2液晶パネル制御手段が画像粗さ検出手段からの検出結果に基づいて第2液晶パネルによる光散乱の度合を制御する。このとき、画像の粗さの程度が大きいと判断した場合には第2液晶パネルによる光散乱の度合を強くし、画像の粗さの程度が小さいと判断した場合には第2液晶パネルによる光散乱の度合を弱くする。これにより、第1液晶パネルに表示される画像に応じて散乱の度合が異なる光で画像が構成されることになり、観察者は画像の光沢感の違いを感じることができる。また、本発明の構成によれば、散乱フィルム等を使う場合に比べて明るい画像をより明るくすることができる。   In the liquid crystal display device of the present invention, the image roughness detecting means displays on the first liquid crystal panel based on the image signal supplied to the first liquid crystal panel which can control the light transmittance and substantially forms an image. The roughness of the image to be detected is detected. The second liquid crystal panel control means controls the degree of light scattering by the second liquid crystal panel based on the detection result from the image roughness detection means. At this time, when it is determined that the degree of roughness of the image is large, the degree of light scattering by the second liquid crystal panel is increased, and when it is determined that the degree of roughness of the image is small, the light by the second liquid crystal panel is Decrease the degree of scattering. As a result, the image is composed of light with different degrees of scattering according to the image displayed on the first liquid crystal panel, and the observer can feel the difference in glossiness of the image. Moreover, according to the structure of this invention, a bright image can be made brighter compared with the case where a scattering film etc. are used.

また、第1液晶パネルと第2液晶パネルとの積層体の視認側と反対側に、前記積層体に光を照射する照明手段を備える構成としても良い。
本発明の液晶表示装置は、反射型液晶表示装置、透過型液晶表示装置、または反射表示と透過表示を兼ね備えた半透過反射型液晶表示装置のいずれにも適用することができる。しかしながら、第1液晶パネル、第2液晶パネルに光を照射する照明手段を備えた透過型液晶表示装置に適用することが望ましい。その理由は、反射型液晶表示装置では使用環境によって入射光の強度や方向が異なるのに対し、透過型液晶表示装置では照明手段からの入射光の強度や方向が固定できるので、第2液晶パネルによる光散乱の度合の最適設計が容易になるからである。
Moreover, it is good also as a structure provided with the illumination means which irradiates light to the said laminated body on the opposite side to the visual recognition side of the laminated body of a 1st liquid crystal panel and a 2nd liquid crystal panel.
The liquid crystal display device of the present invention can be applied to any of a reflective liquid crystal display device, a transmissive liquid crystal display device, or a transflective liquid crystal display device having both reflective display and transmissive display. However, it is desirable to apply the present invention to a transmissive liquid crystal display device having illumination means for irradiating light to the first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel. The reason is that, in the reflective liquid crystal display device, the intensity and direction of incident light differ depending on the use environment, whereas in the transmissive liquid crystal display device, the intensity and direction of incident light from the illumination means can be fixed. This is because it becomes easy to optimally design the degree of light scattering.

また、本発明の液晶表示装置においては、第1液晶パネルと第2液晶パネルのどちらを視認側に配置してもかまわないが、第1液晶パネルの方を第2液晶パネルよりも視認側に配置する方が望ましい。
その理由は、第2液晶パネルの方が視認側に配置されていると、例えば透過型液晶表示装置として用いた場合、第2液晶パネルによる光散乱の度合を強くしたときに外光の反射光も強く散乱してしまい、表示が見難くなる等の悪影響を及ぼす恐れがあるからである。
In the liquid crystal display device of the present invention, either the first liquid crystal panel or the second liquid crystal panel may be arranged on the viewing side, but the first liquid crystal panel is placed on the viewing side with respect to the second liquid crystal panel. It is better to place it.
The reason is that when the second liquid crystal panel is arranged on the viewer side, for example, when used as a transmissive liquid crystal display device, when the degree of light scattering by the second liquid crystal panel is increased, the reflected light of outside light Is also strongly scattered, and there is a risk of adverse effects such as difficulty in viewing the display.

また、画像粗さ検出手段が、第1液晶パネルの表示画面を複数に分割した分割領域毎に画像の粗さを検出し、第2液晶パネル制御手段が、画像粗さ検出手段からの前記分割領域毎の複数の検出結果に基づいて、第1液晶パネルの前記分割領域の各々と平面的に重なる第2液晶パネルの各領域毎に光散乱の度合を制御する構成としても良い。
第1液晶パネルの表示画面を分割することなく上記の処理を行った場合、映像のシーンが切り替わった場合、例えば全体的に光沢感が強い画像から光沢感が弱い画像に切り替わった場合などに本発明の効果を発揮することができる。これに対して、第1液晶パネルの表示画面の分割領域毎に画像の粗さを検出し、前記分割領域の各々と平面的に重なる第2液晶パネルの各領域毎に光散乱の度合を制御すれば、1つの画面の中に光沢感が強い画像と光沢感が弱い画像とが混在している場合であっても、1つの画面内の各画像に応じて光散乱の度合を制御して最適な表示を行うことができる。
Further, the image roughness detection means detects the roughness of the image for each of the divided areas obtained by dividing the display screen of the first liquid crystal panel, and the second liquid crystal panel control means detects the division from the image roughness detection means. Based on a plurality of detection results for each region, the degree of light scattering may be controlled for each region of the second liquid crystal panel that planarly overlaps each of the divided regions of the first liquid crystal panel.
When the above processing is performed without dividing the display screen of the first liquid crystal panel, when the video scene is switched, for example, when the overall glossy image is switched to the less glossy image, etc. The effect of the invention can be exhibited. In contrast, the roughness of the image is detected for each divided area of the display screen of the first liquid crystal panel, and the degree of light scattering is controlled for each area of the second liquid crystal panel that overlaps each of the divided areas in a plane. In this case, even if an image with high glossiness and an image with low glossiness are mixed in one screen, the degree of light scattering is controlled according to each image within one screen. Optimal display can be performed.

画像粗さ検出手段においては、ウェーブレット変換法により画像の粗さを検出することができる。
この構成によれば、フーリエ変換法を用いる場合などと異なり、リアルタイムで画像処理を行うことができ、より違和感のない画像を得ることができる。
The image roughness detection means can detect the roughness of the image by the wavelet transform method.
According to this configuration, unlike the case where the Fourier transform method is used, image processing can be performed in real time, and an image with a more uncomfortable feeling can be obtained.

あるいは、画像粗さ検出手段において、画像信号の輝度分布に基づいて画像の粗さを検出することもできる。
この構成によれば、画像の粗さをより簡易的に求めることができ、画像処理回路の負担を軽くすることができる。
Alternatively, the image roughness detection means can detect the roughness of the image based on the luminance distribution of the image signal.
According to this configuration, the roughness of the image can be obtained more easily, and the burden on the image processing circuit can be reduced.

第2液晶パネルは、高分子分散型液晶パネルで構成することができる。
この構成によれば、高分子分散型液晶パネルを用いることによって透過光の散乱の度合を容易かつ的確に制御することができる。
The second liquid crystal panel can be composed of a polymer dispersed liquid crystal panel.
According to this configuration, the degree of scattering of transmitted light can be easily and accurately controlled by using the polymer dispersion type liquid crystal panel.

以下、本発明の一実施の形態を図1〜図5を参照して説明する。
本実施形態の液晶表示装置は、バックライトを備えた透過型液晶表示装置の例である。
図1は、本実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。図2は、同液晶表示装置を構成する各パネルの画素構成を示す平面図である。図3は、同液晶表示装置の作用を説明するための図である。図4は、同液晶表示装置の駆動回路部の構成を示すブロック図である。図5は、同駆動回路部の後述する空間周波数判定回路の動作を説明するためのフローチャートである。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The liquid crystal display device of this embodiment is an example of a transmissive liquid crystal display device provided with a backlight.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 2 is a plan view showing a pixel configuration of each panel constituting the liquid crystal display device. FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal display device. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a drive circuit unit of the liquid crystal display device. FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the spatial frequency determination circuit described later of the drive circuit unit. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.

本実施形態の液晶表示装置1は、図1に示すように、観察者側(視認側)から順にTN(Twisted Nematic)型液晶パネル(第1液晶パネル)10、高分子分散(Polymer Dispersed Liquid Crystal,以下、PDLCとも言う)型液晶パネル(第2液晶パネル)20、バックライト(照明手段)30が積層配置されている。そして、バックライト30から射出された光は、PDLC型液晶パネル20によって散乱の度合(指向性)が制御された後、TN型液晶パネル10に入射され、TN型液晶パネル10により透過率が変調されて画像が形成される。バックライト30は、冷陰極管、LED等からなる光源、リフレクタ、導光板等を有している。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 1 of this embodiment includes a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal panel (first liquid crystal panel) 10, a polymer dispersed liquid crystal (Polymer Dispersed Liquid Crystal) in order from the viewer side (viewing side). , Hereinafter referred to as PDLC) type liquid crystal panel (second liquid crystal panel) 20 and backlight (illuminating means) 30 are stacked. The light emitted from the backlight 30 is incident on the TN liquid crystal panel 10 after the degree of scattering (directivity) is controlled by the PDLC liquid crystal panel 20, and the transmittance is modulated by the TN liquid crystal panel 10. Thus, an image is formed. The backlight 30 includes a light source such as a cold cathode tube, an LED, a reflector, a light guide plate, and the like.

TN型液晶パネル10は、ガラス等の透明基板からなる下基板(視認側と反対側の基板)11の内面(液晶層側の面)に、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)等の透明導電膜からなる複数の画素電極12が形成され、画素電極12を覆うようにポリイミド等からなる配向膜13が形成されている。また、複数の画素電極12は下基板11上にマトリクス状に配置されており、画素電極12に画像信号を供給する薄膜トランジスタ、データ線、走査線等が形成されているが、ここでは図示を省略する。一方、ガラス等の透明基板からなる上基板(視認側の基板)15の内面に、ITO等の透明導電膜からなる共通電極16が形成され、共通電極16を覆うようにポリイミド等からなる配向膜17が形成されている。そして、下基板11と上基板15との間に液晶層5が挟持されている。液晶層5は、下基板11と上基板15との間で液晶分子が90°ツイストしたTNモードの液晶層5である。下基板11と上基板15の各々の外面(液晶層と反対側の面)には、互いに透過軸が直交するように偏光板14a,14bが配置されている。   The TN type liquid crystal panel 10 has an indium tin oxide (hereinafter referred to as ITO) on the inner surface (surface on the liquid crystal layer side) of a lower substrate (substrate opposite to the viewing side) 11 made of a transparent substrate such as glass. A plurality of pixel electrodes 12 made of a transparent conductive film such as abbreviated) are formed, and an alignment film 13 made of polyimide or the like is formed so as to cover the pixel electrode 12. The plurality of pixel electrodes 12 are arranged in a matrix on the lower substrate 11, and thin film transistors, data lines, scanning lines, and the like that supply image signals to the pixel electrodes 12 are formed. To do. On the other hand, a common electrode 16 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the inner surface of an upper substrate (viewing side substrate) 15 made of a transparent substrate such as glass, and an alignment film made of polyimide or the like so as to cover the common electrode 16 17 is formed. The liquid crystal layer 5 is sandwiched between the lower substrate 11 and the upper substrate 15. The liquid crystal layer 5 is a TN mode liquid crystal layer 5 in which liquid crystal molecules are twisted by 90 ° between the lower substrate 11 and the upper substrate 15. Polarizers 14 a and 14 b are arranged on the outer surfaces (surfaces opposite to the liquid crystal layer) of the lower substrate 11 and the upper substrate 15 so that the transmission axes are orthogonal to each other.

PDLC型液晶パネル20は、ガラス等の透明基板からなる下基板21の内面に、ITO等の透明導電膜からなる複数の分割領域電極22が形成され、分割領域電極22を覆うようにポリイミド等からなる配向膜23が形成されている。分割領域電極22の配置については後述する。また、複数の分割領域電極22は下基板上にマトリクス状に配置されており、分割領域電極22には配線等(図示せず)を介して個別に制御信号が供給される構成となっている。一方、ガラス等の透明基板からなる上基板25の内面に、ITO等の透明導電膜からなる共通電極26が形成され、共通電極26を覆うようにポリイミド等からなる配向膜27が形成されている。そして、下基板21と上基板25との間に液晶層8が挟持されている。液晶層8には、高分子ポリマーによるネットワークと液晶分子とが混在しており、液晶分子の駆動によりネットワーク相と液晶相との屈折率差が変化して、透過光の散乱の度合が制御可能となっている。   In the PDLC type liquid crystal panel 20, a plurality of divided region electrodes 22 made of a transparent conductive film such as ITO are formed on the inner surface of a lower substrate 21 made of a transparent substrate such as glass, and polyimide or the like is formed so as to cover the divided region electrode 22. An alignment film 23 is formed. The arrangement of the divided region electrodes 22 will be described later. Further, the plurality of divided region electrodes 22 are arranged in a matrix on the lower substrate, and a control signal is individually supplied to the divided region electrodes 22 via wiring or the like (not shown). . On the other hand, a common electrode 26 made of a transparent conductive film such as ITO is formed on the inner surface of an upper substrate 25 made of a transparent substrate such as glass, and an alignment film 27 made of polyimide or the like is formed so as to cover the common electrode 26. . The liquid crystal layer 8 is sandwiched between the lower substrate 21 and the upper substrate 25. The liquid crystal layer 8 includes a network of polymer polymers and liquid crystal molecules, and the refractive index difference between the network phase and the liquid crystal phase is changed by driving the liquid crystal molecules, and the degree of scattering of transmitted light can be controlled. It has become.

本実施形態の場合、TN型液晶パネル10は、図2(a)に示すように、画面水平方向に4m個の画素電極12、画面垂直方向に3n個の画素電極12が配列されており、全体で4m×3n個の画素電極12を有している。これら複数の画素電極12を有する画素領域を、仮想的に画面水平方向に4分割、画面垂直方向に3分割し、全体で12個の領域に分割する場合を想定する。ここでは、各分割領域をA11〜A34と表す。一方、PDLC型液晶パネル20は、図2(b)に示すように、TN型液晶パネル10の分割領域A11〜A34に対応して、各分割領域A11〜A34と平面的に重なる領域に分割領域電極B11〜B34が設けられている。したがって、PDLC型液晶パネル20の各分割領域電極B11〜B34は、TN型液晶パネル10のm×n個の画素における光散乱の制御を担うことになる。 In the case of the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the TN type liquid crystal panel 10 includes 4m pixel electrodes 12 arranged in the horizontal direction of the screen and 3n pixel electrodes 12 arranged in the vertical direction of the screen. A total of 4m × 3n pixel electrodes 12 are provided. Assume that the pixel region having the plurality of pixel electrodes 12 is virtually divided into four regions in the horizontal direction of the screen and three regions in the vertical direction of the screen, and is divided into 12 regions as a whole. Here, each divided region is represented as A 11 to A 34 . On the other hand, as shown in FIG. 2B, the PDLC type liquid crystal panel 20 corresponds to the divided areas A 11 to A 34 of the TN type liquid crystal panel 10 and overlaps with the divided areas A 11 to A 34 in a plane. Divided region electrodes B 11 to B 34 are provided in the region. Therefore, each of the divided region electrodes B 11 to B 34 of the PDLC type liquid crystal panel 20 is responsible for controlling light scattering in the m × n pixels of the TN type liquid crystal panel 10.

TN型液晶パネル10とPDLC型液晶パネル20の動作と表示画像との関係は、図3に示すようになる。ここでは、中間調を考えず、TN型液晶パネル10の「明状態」(図3では「ON」と記す)、「暗状態」(図3では「OFF」と記す)と、PDLC型液晶パネル20の「散乱状態」(図3では「ON」と記す)、「無散乱状態」(図3では「OFF」と記す)との4つの組み合わせのみを考える。   The relationship between the operation of the TN type liquid crystal panel 10 and the PDLC type liquid crystal panel 20 and the display image is as shown in FIG. Here, without considering halftone, the “bright state” (denoted as “ON” in FIG. 3), “dark state” (denoted as “OFF” in FIG. 3) of the TN liquid crystal panel 10, and the PDLC type liquid crystal panel Only four combinations of 20 “scattering states” (denoted as “ON” in FIG. 3) and “non-scattering states” (denoted as “OFF” in FIG. 3) are considered.

TN型液晶パネル10が「明状態」のときにPDLC型液晶パネル20を「散乱状態」とすると(図3の左から2番目)、PDLC型液晶パネル20によって十分に散乱された光の大部分がTN型液晶パネル10を透過するため、指向性の弱い光によって画像が形成されることになり、光沢感の弱いざらつきのある画像が得られる。一方、TN型液晶パネル10が「明状態」のときにPDLC型液晶パネル20を「無散乱状態」とすると(図3の左から4番目)、PDLC型液晶パネル20内を散乱することなくほぼ直進した光がTN型液晶パネル10を透過するため、指向性の強い光によって画像が形成されることになり、光沢感の強いつるつるとした画像が得られる。また、TN型液晶パネル10が「暗状態」のとき(図3の左端と左から3番目)には、PDLC型液晶パネル20を「散乱状態」としても「無散乱状態」としても、ほぼ同等の黒表示が得られる。   When the PDLC liquid crystal panel 20 is in the “scattering state” when the TN liquid crystal panel 10 is in the “bright state” (second from the left in FIG. 3), most of the light sufficiently scattered by the PDLC liquid crystal panel 20 Is transmitted through the TN type liquid crystal panel 10, so that an image is formed by light with low directivity, and a rough image with a weak glossiness is obtained. On the other hand, when the PDLC liquid crystal panel 20 is set to the “non-scattering state” when the TN liquid crystal panel 10 is in the “bright state” (fourth from the left in FIG. 3), the PDLC liquid crystal panel 20 is substantially scattered without being scattered. Since the straight light passes through the TN liquid crystal panel 10, an image is formed by light having strong directivity, and a smooth image with a strong glossiness is obtained. Further, when the TN liquid crystal panel 10 is in the “dark state” (third from the left end and the left in FIG. 3), the PDLC liquid crystal panel 20 is almost the same in both the “scattering state” and the “non-scattering state”. The black display is obtained.

本実施形態の液晶表示装置1は、図4に示すように、空間周波数判定回路(画像粗さ検出手段)31と、TN型液晶パネル駆動回路32と、PDLC型液晶パネル駆動回路(第2液晶パネル制御手段)33とを備えた駆動回路部30を有している。TN型液晶パネル駆動回路32は、従来一般の液晶パネル駆動回路と同様のものであり、外部から入力された画像信号を駆動電圧としてTN型液晶パネル10に供給する。空間周波数判定回路31は、図2(a)に示したように、TN型液晶パネル10の画面を12個に分割した分割領域A11〜A34毎に画像の粗さを検出し、分割領域A11〜A34に対応するPDLC型液晶パネル20の各分割領域電極B11〜B34に供給するPDLC駆動電圧を、図5の制御フローに従って決定する。なお、ここでは、画像信号のうち輝度信号のみに着目している。 As shown in FIG. 4, the liquid crystal display device 1 of the present embodiment includes a spatial frequency determination circuit (image roughness detecting means) 31, a TN liquid crystal panel drive circuit 32, and a PDLC liquid crystal panel drive circuit (second liquid crystal). Drive circuit section 30 provided with a panel control means) 33. The TN liquid crystal panel drive circuit 32 is the same as a conventional general liquid crystal panel drive circuit, and supplies an externally input image signal to the TN liquid crystal panel 10 as a drive voltage. As shown in FIG. 2A, the spatial frequency determination circuit 31 detects the roughness of the image for each of the divided areas A 11 to A 34 obtained by dividing the screen of the TN liquid crystal panel 10 into twelve areas. The PDLC driving voltage supplied to each of the divided region electrodes B 11 to B 34 of the PDLC type liquid crystal panel 20 corresponding to A 11 to A 34 is determined according to the control flow of FIG. Here, only the luminance signal is focused on among the image signals.

空間周波数判定回路31では、図5に示すように、まず最初にTN型液晶パネル10の画面を複数の領域に分割する(ステップS1)。例えば、本実施形態の水平4分割、垂直3分割というように分割の仕方を予め固定している場合にはステップS1の手順を省略することができる。あるいは、画面の分割の仕方を画像に応じて変化させる構成としても良い。この構成の場合、その時々で変化する分割領域毎にPDLC型液晶パネル20の光散乱の度合を制御する必要がある。したがってこの場合、本実施形態のようにPDLC型液晶パネル20の分割領域電極B11〜B34を大まかに設けるのではなく、TN型液晶パネル10側と同様に細かく設けておき、そのときの分割領域内の分割領域電極22を同様に駆動する構成としても良い。 As shown in FIG. 5, the spatial frequency determination circuit 31 first divides the screen of the TN type liquid crystal panel 10 into a plurality of regions (step S1). For example, when the division method is fixed in advance, such as horizontal 4-division and vertical 3-division in this embodiment, the procedure of step S1 can be omitted. Or it is good also as a structure which changes how to divide | segment a screen according to an image. In the case of this configuration, it is necessary to control the degree of light scattering of the PDLC type liquid crystal panel 20 for each divided region that changes from time to time. Therefore, in this case, the divided region electrodes B 11 to B 34 of the PDLC type liquid crystal panel 20 are not roughly provided as in the present embodiment, but are provided finely in the same manner as the TN type liquid crystal panel 10 side, and the division at that time is performed. The divided region electrode 22 in the region may be similarly driven.

次に、各分割領域毎に輝度信号のウェーブレット(Wavelet)変換処理を行う(ステップS2)。ウェーブレット変換処理は、周波数解析の手法の一つとして知られたものであり、ハイパスフィルター(Highpass Filter)により高周波成分(高空間周波数成分、すなわち強散乱成分)を取り出すものである。   Next, a luminance signal wavelet transform process is performed for each divided region (step S2). The wavelet transform process is known as one of frequency analysis techniques, and extracts a high frequency component (high spatial frequency component, that is, strong scattering component) by a high pass filter.

次に、ステップS2のウェーブレット変換処理により得られた高空間周波数の各分割領域内における平均値を算出する(ステップS3)。このステップS3では、画像を構成する輝度信号の高周波成分の量を計算しており、結果的には各分割領域内の画像光の散乱の強さを数値化していることになる。   Next, an average value in each divided region of the high spatial frequency obtained by the wavelet transform process in step S2 is calculated (step S3). In this step S3, the amount of the high-frequency component of the luminance signal constituting the image is calculated, and as a result, the intensity of image light scattering in each divided region is quantified.

次に、ステップS3により得られた高空間周波数の平均値に基づき、ルックアップテーブル(LUT)と照らし合わせてPDLC型液晶パネル20の各分割領域電極22に与えるPDLC駆動電圧値を各分割領域毎に決定する(ステップS4)。この場合、高空間周波数の平均値とそのときの最適な光散乱を実現するPDLC駆動電圧値との相関関係を予め求めておき、LUTとして記憶させておく。具体的には、空間周波数の平均値が高い程、PDLC駆動電圧値が高くなるようなLUTが作成される。また、本実施形態で用いるPDLC型液晶パネル20は、駆動電圧値が高い程、光散乱の度合が強くなるものである。ステップS4で決定されたPDLC駆動電圧値は、信号としてPDLC型液晶パネル駆動回路33に送られ、PDLC型液晶パネル駆動回路33からPDLC型液晶パネル20に駆動電圧が供給される。   Next, based on the average value of the high spatial frequency obtained in step S3, the PDLC driving voltage value applied to each divided region electrode 22 of the PDLC type liquid crystal panel 20 in comparison with the lookup table (LUT) is determined for each divided region. (Step S4). In this case, the correlation between the average value of the high spatial frequency and the PDLC driving voltage value that realizes the optimum light scattering at that time is obtained in advance and stored as an LUT. Specifically, an LUT is created such that the higher the average value of the spatial frequency, the higher the PDLC drive voltage value. Further, the PDLC type liquid crystal panel 20 used in the present embodiment has a higher degree of light scattering as the drive voltage value is higher. The PDLC drive voltage value determined in step S4 is sent as a signal to the PDLC type liquid crystal panel drive circuit 33, and the drive voltage is supplied from the PDLC type liquid crystal panel drive circuit 33 to the PDLC type liquid crystal panel 20.

このように、本実施形態の液晶表示装置1においては、空間周波数判定回路31においてウェーブレット変換処理により得られた高空間周波数の平均値が大きく、TN型液晶パネル10に表示される画像の粗さの程度が大きいと判断された場合にはPDLC型液晶パネル20の光散乱の度合を強くする。一方、高空間周波数の平均値が小さく、画像の粗さの程度が小さいと判断された場合にはPDLC型液晶パネル20の光散乱の度合を弱くする。これにより、TN型液晶パネル10に表示される画像、例えば光沢感のある金属面と光沢感のない紙面というように、光沢感が異なる画像に応じて散乱の度合が異なる光で画像が生成されることになり、観察者に画像の光沢感の違いを感じさせることができる。また、散乱性を制御可能な液晶パネルを用いているため、散乱フィルム等を使う場合に比べて明るい画像をより明るくすることができる。   Thus, in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the average value of the high spatial frequency obtained by the wavelet transform processing in the spatial frequency determination circuit 31 is large, and the roughness of the image displayed on the TN type liquid crystal panel 10 is large. If it is determined that the degree of light scattering is large, the degree of light scattering of the PDLC-type liquid crystal panel 20 is increased. On the other hand, when it is determined that the average value of the high spatial frequency is small and the degree of roughness of the image is small, the degree of light scattering of the PDLC type liquid crystal panel 20 is weakened. As a result, images displayed on the TN liquid crystal panel 10, such as a glossy metal surface and a non-glossy paper surface, are generated with light having different degrees of scattering according to images having different glossiness. As a result, the observer can feel the difference in glossiness of the image. Further, since a liquid crystal panel capable of controlling the scattering property is used, a bright image can be made brighter than when a scattering film or the like is used.

さらに、本実施形態の場合、TN型液晶パネル10の表示画面の分割領域A11〜A34毎に高空間周波数の平均値(画像の粗さ)を検出し、分割領域の各々に対応したPDLC型液晶パネル20の各分割領域電極B11〜B34の形成領域毎に光散乱の度合を制御している。この構成によれば、1つの画面の中に光沢感が強い画像と光沢感が弱い画像とが混在している場合であっても、1つの画面内の局所的な位置に応じて光散乱の度合を制御することで光沢感が最適化されたきめ細かな表示を行うことができる。 Furthermore, in the case of this embodiment, the average value (image roughness) of the high spatial frequency is detected for each of the divided areas A 11 to A 34 of the display screen of the TN liquid crystal panel 10, and the PDLC corresponding to each of the divided areas. The degree of light scattering is controlled for each formation region of the divided region electrodes B 11 to B 34 of the liquid crystal panel 20. According to this configuration, even when an image having a high glossiness and an image having a low glossiness are mixed in one screen, light scattering is caused according to a local position in one screen. By controlling the degree, it is possible to perform fine display with optimized glossiness.

また、本実施形態は透過型液晶表示装置であり、PDLC型液晶パネル20の背面側にバックライト30を備えているため、反射型液晶表示装置と異なり、バックライト30から強度や方向が制御された光がPDLC型液晶パネル20に入射されることによってPDLC型液晶パネル20による光散乱の度合の最適化が容易になる。さらに、TN型液晶パネル10の方をPDLC型液晶パネル20よりも視認側に配置しているため、PDLC型液晶パネル20を視認側に配置したときの外光の散乱光の影響が低減でき、表示が見難くなる等の問題が生じることがない。画像粗さ検出手段においては、ウェーブレット変換法を用いて画像の粗さを検出しているため、フーリエ変換法を用いる場合などと異なり、リアルタイムで画像処理を行うことができ、より違和感のない画像を得ることができる。   In addition, the present embodiment is a transmissive liquid crystal display device, and includes a backlight 30 on the back side of the PDLC liquid crystal panel 20. Therefore, unlike the reflective liquid crystal display device, the intensity and direction are controlled from the backlight 30. The incident light is incident on the PDLC type liquid crystal panel 20 to facilitate optimization of the degree of light scattering by the PDLC type liquid crystal panel 20. Furthermore, since the TN type liquid crystal panel 10 is arranged closer to the viewing side than the PDLC type liquid crystal panel 20, the influence of scattered light of external light when the PDLC type liquid crystal panel 20 is arranged on the viewing side can be reduced. There are no problems such as difficulty in viewing the display. The image roughness detection means detects the roughness of the image using the wavelet transform method. Therefore, unlike the case where the Fourier transform method is used, image processing can be performed in real time and the image is more comfortable. Can be obtained.

なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施形態では光透過率を制御する第1液晶パネルとしてTN型液晶パネル10を用いたが、TN型液晶パネル10に限ることなく、他のいかなるモードの液晶パネルを用いることもできる。また、表示の見栄えは悪くなるものの、PDLC型液晶パネル(第2液晶パネル)20の方をTN型液晶パネル(第1液晶パネル)10よりも視認側に配置してもよい。また、透過型液晶表示装置のみならず、反射型液晶表示装置や半透過反射型液晶表示装置にも本発明を適用することが可能である。その他、各液晶パネルの具体的な構成については、適宜変更が可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the TN liquid crystal panel 10 is used as the first liquid crystal panel for controlling the light transmittance. However, the liquid crystal panel is not limited to the TN liquid crystal panel 10 and any other mode liquid crystal panel can be used. In addition, although the appearance of the display is deteriorated, the PDLC type liquid crystal panel (second liquid crystal panel) 20 may be arranged closer to the viewing side than the TN type liquid crystal panel (first liquid crystal panel) 10. Further, the present invention can be applied not only to a transmissive liquid crystal display device but also to a reflective liquid crystal display device and a transflective liquid crystal display device. In addition, the specific configuration of each liquid crystal panel can be changed as appropriate.

また、上記実施形態では、画像の粗さを検出する手段としてウェーブレット変換処理を用いたが、この手法に代えて、画像信号の輝度分布に基づいて画像の粗さを検出することもできる。例えば、各分割領域において所定の水平ラインの複数の画素(あるいは分割領域内の全ての画素でもよい)に供給される画像信号の輝度分布から、輝度値の平均値と分散を求め、分散を平均値で除算した値を算出する。その値が大きければ、散乱性が強い、すなわち画像が粗いと判断することができ、その値が小さければ、散乱性が弱い、すなわち画像が粗くないと判断することができる。この方法では、画像の粗さをより簡易的に求めることができ、画像処理回路の負担を軽くすることができる。   In the above embodiment, wavelet transform processing is used as means for detecting the roughness of the image. However, instead of this method, the roughness of the image can be detected based on the luminance distribution of the image signal. For example, the average value and variance of the luminance values are obtained from the luminance distribution of the image signal supplied to a plurality of pixels in a predetermined horizontal line (or all pixels in the divided region) in each divided region, and the variance is averaged. Calculate the value divided by the value. If the value is large, it can be determined that the scattering property is strong, that is, the image is rough, and if the value is small, it can be determined that the scattering property is weak, that is, the image is not rough. In this method, the roughness of the image can be obtained more easily, and the burden on the image processing circuit can be reduced.

本発明の一実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the liquid crystal display device of one Embodiment of this invention. 同液晶表示装置を構成する各パネルの画素構成を示す平面図である。It is a top view which shows the pixel structure of each panel which comprises the liquid crystal display device. 同液晶表示装置の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the liquid crystal display device. 同液晶表示装置の駆動回路部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive circuit part of the liquid crystal display device. 同駆動回路部の空間周波数判定回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the spatial frequency determination circuit of the drive circuit part.

符号の説明Explanation of symbols

1…液晶表示装置、10…TN型液晶パネル(第1液晶パネル)、20…PDLC型液晶パネル(第2液晶パネル)、30…バックライト(照明手段)、31…空間周波数判定回路(画像粗さ検出手段)、33…PDLC型液晶パネル駆動回路(第2液晶パネル制御手段)


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal display device, 10 ... TN type | mold liquid crystal panel (1st liquid crystal panel), 20 ... PDLC type | mold liquid crystal panel (2nd liquid crystal panel), 30 ... Backlight (illuminating means), 31 ... Spatial frequency determination circuit (image coarseness) Detection means), 33... PDLC type liquid crystal panel drive circuit (second liquid crystal panel control means)


Claims (7)

光透過率を制御可能な第1液晶パネルと、
前記第1液晶パネルの視認側または前記第1液晶パネルの視認側と反対側に積層され、光散乱の度合を制御可能な第2液晶パネルと、
前記第1液晶パネルに供給される画像信号に基づいて前記第1液晶パネルに表示される画像の粗さを検出する画像粗さ検出手段と、
前記画像粗さ検出手段の検出結果に基づいて前記第2液晶パネルによる光散乱の度合を制御する第2液晶パネル制御手段と、が備えられたことを特徴とする液晶表示装置。
A first liquid crystal panel capable of controlling light transmittance;
A second liquid crystal panel that is laminated on the viewing side of the first liquid crystal panel or on the opposite side of the viewing side of the first liquid crystal panel, and capable of controlling the degree of light scattering;
Image roughness detecting means for detecting roughness of an image displayed on the first liquid crystal panel based on an image signal supplied to the first liquid crystal panel;
And a second liquid crystal panel control means for controlling a degree of light scattering by the second liquid crystal panel based on a detection result of the image roughness detection means.
前記第1液晶パネルと前記第2液晶パネルとからなる積層体の視認側と反対側に、前記積層体に光を照射する照明手段が備えられたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal according to claim 1, wherein illumination means for irradiating light to the multilayer body is provided on a side opposite to a viewing side of the multilayer body including the first liquid crystal panel and the second liquid crystal panel. Display device. 前記第1液晶パネルが前記第2液晶パネルの視認側に配置されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the first liquid crystal panel is disposed on a viewing side of the second liquid crystal panel. 前記画像粗さ検出手段が、前記第1液晶パネルの表示画面を複数に分割した分割領域毎に画像の粗さを検出し、
前記第2液晶パネル制御手段が、前記画像粗さ検出手段からの前記分割領域毎の複数の検出結果に基づいて、前記第1液晶パネルの前記分割領域の各々と平面的に重なる前記第2液晶パネルの各領域毎に光散乱の度合を制御することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
The image roughness detecting means detects the roughness of the image for each divided area obtained by dividing the display screen of the first liquid crystal panel into a plurality of areas,
The second liquid crystal panel control means is configured to planarly overlap each of the divided areas of the first liquid crystal panel based on a plurality of detection results for each of the divided areas from the image roughness detecting means. The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the degree of light scattering is controlled for each region of the panel.
前記画像粗さ検出手段において、ウェーブレット変換法により前記画像の粗さを検出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液晶表示装置。   5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the image roughness detection unit detects the roughness of the image by a wavelet transform method. 6. 前記画像粗さ検出手段において、前記画像信号の輝度分布に基づいて前記画像の粗さを検出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液晶表示装置。   5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the image roughness detection unit detects the roughness of the image based on a luminance distribution of the image signal. 6. 前記第2液晶パネルが高分子分散型液晶パネルで構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

The liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 6, wherein the second liquid crystal panel is configured by a polymer dispersion type liquid crystal panel.

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