JP2008111877A - Liquid crystal display apparatus and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display apparatus which has realized enhancement in contrast and has high display quality while raising a dynamic image performance by suppressing fall-off of display response speed when piling up two sheets of liquid crystal panels. <P>SOLUTION: The liquid crystal display apparatus 100 of this invention is constituted by optically piling up two or more normally black mode liquid crystal panels, and each liquid crystal panel outputs an image based on its video source. A 1st liquid crystal panel and a 2nd liquid crystal panel of the liquid crystal display apparatus 100 are provided with a gradation conversion part (1) 402a and a gradation conversion part (2) 402b (gradation conversion means), respectively, which performs conversion to a gradation value not lower than a threshold value when a gradation value not higher than the threshold value is input. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、コントラストを向上させ、かつ高速応答性を有する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 that improves contrast and has high-speed response.

液晶表示装置のコントラストを向上させる技術として、以下の特許文献1〜7に開示されているような種々の技術がある。   As a technique for improving the contrast of the liquid crystal display device, there are various techniques as disclosed in the following Patent Documents 1 to 7.

特許文献1には、カラーフィルタの顔料成分中の黄顔料の含有率および比表面積を適切にすることでコントラスト比を向上する技術が開示されている。これにより、カラーフィルタの顔料分子が偏光を散乱して消偏させることで液晶表示装置のコントラスト比が低下する課題を改善することができる。この特許文献1に開示された技術によれば、液晶表示装置のコントラスト比は280から420に向上している。   Patent Document 1 discloses a technique for improving the contrast ratio by appropriately adjusting the content and specific surface area of the yellow pigment in the pigment component of the color filter. Accordingly, it is possible to improve the problem that the contrast ratio of the liquid crystal display device is lowered due to the pigment molecules of the color filter scattering and depolarizing the polarized light. According to the technique disclosed in Patent Document 1, the contrast ratio of the liquid crystal display device is improved from 280 to 420.

また、特許文献2には、偏光板の透過率および偏光度を上げることでコントラスト比を改善する技術が開示されている。この特許文献2に開示された技術によれば、液晶表示装置のコントラスト比は200から250に向上している。   Patent Document 2 discloses a technique for improving the contrast ratio by increasing the transmittance and polarization degree of a polarizing plate. According to the technique disclosed in Patent Document 2, the contrast ratio of the liquid crystal display device is improved from 200 to 250.

さらに、特許文献3および特許文献4には、二色性色素の光吸収性を用いるゲストホスト方式におけるコントラスト向上の技術が開示されている。   Further, Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a technique for improving contrast in a guest-host system using the light absorption of a dichroic dye.

特許文献3には、ゲストホスト液晶セルを2層とし、2層のセルの間に1/4波長板を挟む構造によって、コントラストを向上させる方法が記載されている。特許文献3では、偏光板を用いないことが開示されている。   Patent Document 3 describes a method for improving contrast by a structure in which a guest-host liquid crystal cell has two layers and a quarter-wave plate is sandwiched between the two layers of cells. Patent Document 3 discloses that no polarizing plate is used.

また、特許文献4には、分散型液晶方式で用いる液晶に二色性色素を混ぜるタイプの液晶表示素子が開示されている。この特許文献4では、コントラスト比が101との記載がある。   Patent Document 4 discloses a liquid crystal display element of a type in which a dichroic dye is mixed with liquid crystal used in a dispersion type liquid crystal system. In this patent document 4, there is a description that the contrast ratio is 101.

しかしながら、特許文献3および特許文献4に開示された技術は、他の方式に比べコントラストは低く、さらにコントラストを改善するには、二色性色素の光吸収性の向上、色素含有量の増加、ゲストホスト液晶セルの厚みを大きくするなどが必要であるが、いずれも技術上の問題、信頼性低下や応答特性が悪くなるという新たな課題が生じる。   However, the techniques disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4 have a lower contrast than other methods, and in order to further improve the contrast, the light absorption of the dichroic dye is increased, the dye content is increased, Although it is necessary to increase the thickness of the guest host liquid crystal cell, there are new problems such as technical problems, reduced reliability, and poor response characteristics.

また、特許文献5および特許文献6には、1対の偏光板の間に液晶表示パネルと光学補償用の液晶パネルを有する、光学補償方式によるコントラスト改善方法が開示されている。   Patent Document 5 and Patent Document 6 disclose a contrast improving method using an optical compensation method, in which a liquid crystal display panel and a liquid crystal panel for optical compensation are provided between a pair of polarizing plates.

特許文献5では、STN方式において表示用セルと差光学補償用の液晶セルとリタデーションのコントラスト比を14から35に改善している。   In Patent Document 5, in the STN method, the contrast ratio of the display cell, the liquid crystal cell for differential optical compensation, and the retardation is improved from 14 to 35.

また、特許文献6では、TN方式などの液晶表示用セルの黒表示時における波長依存性を補償するための光学補償用の液晶セルを設置してコントラス比を8から100に改善している。   In Patent Document 6, a contrast ratio is improved from 8 to 100 by installing an optical compensation liquid crystal cell for compensating the wavelength dependency of a TN liquid crystal display cell during black display.

しかしながら、上記の各特許文献に開示された技術では、1.2倍〜10倍強のコントラスト比改善効果が得られているが、コントラスト比の絶対値としては35〜420程度である。   However, with the techniques disclosed in the above patent documents, a contrast ratio improvement effect of 1.2 times to 10 times is obtained, but the absolute value of the contrast ratio is about 35 to 420.

また、コントラストを向上させるための技術として、例えば特許文献7には、2枚の液晶パネルを重ね合わせて、各偏光板が互いにクロスニコルを形成するようにした複合化液晶表示装置が開示されている。この特許文献7では、1枚のパネルにおけるコントラスト比が100であったものを、2枚のパネルを重ね合わせることでコントラスト比を3〜4桁程度にまで拡大できることが記載されている。
特開2001−188120号公報(公開日:2001年7月10日) 特開2002−90536号公報(公開日:2002年3月27日) 特開昭63−25629公報(公開日:1988年2月3日) 特開平5−2194公報(公開日:1993年1月8日) 特開平1−49021公報(公開日:1989年2月23日) 特開平2−23公報(公開日:1990年1月5日) 特開平5−88197号公報(公開日:1993年4月9日)
As a technique for improving contrast, for example, Patent Document 7 discloses a composite liquid crystal display device in which two liquid crystal panels are overlapped so that each polarizing plate forms a crossed Nicol. Yes. Patent Document 7 describes that a contrast ratio of one panel is 100, and the contrast ratio can be expanded to about 3 to 4 digits by superimposing two panels.
JP 2001-188120 A (publication date: July 10, 2001) JP 2002-90536 A (publication date: March 27, 2002) JP 63-25629 A (publication date: February 3, 1988) Japanese Patent Laid-Open No. 5-2194 (publication date: January 8, 1993) JP-A-1-49021 (Publication date: February 23, 1989) Japanese Patent Laid-Open No. 2-23 (Publication date: January 5, 1990) Japanese Patent Laid-Open No. 5-88197 (Publication date: April 9, 1993)

ところが、特許文献7は、2枚の液晶パネルを重ねることで、それぞれの液晶パネルの階調を上げずに、高階調化を図ることを目的としてなされたものであるので、表示応答速度の低下の対策が施されていない。このため、表示品位が著しく低下する虞があった。また、MVAモードなどのノーマリーブラックモードの透過型液晶ディスプレイは、特に低階調側で応答速度が遅く、表示上問題となっていた。   However, since Patent Document 7 is intended to increase the gradation without increasing the gradation of each liquid crystal panel by overlapping two liquid crystal panels, the display response speed is lowered. No measures are taken. For this reason, there is a possibility that the display quality is remarkably lowered. Further, a normally black mode transmissive liquid crystal display such as the MVA mode has a slow response speed particularly on the low gradation side, which causes a display problem.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の液晶パネルを重ねた場合に、表示応答速度の低下を抑え動画性能を向上させつつ、コントラストの向上を実現し、表示品位の高い液晶表示装置を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to realize an improvement in contrast while suppressing a decrease in display response speed and improving moving image performance when a plurality of liquid crystal panels are stacked. The object is to realize a liquid crystal display device with high display quality.

本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a liquid crystal display device of the present invention is configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, and each of the liquid crystal panels outputs an image based on the same video source. In the display device, at least one liquid crystal panel among the plurality of liquid crystal panels has gradation conversion means for converting a gradation value equal to or higher than the threshold when a gradation value equal to or lower than the threshold is input. It is characterized by that.

本発明の液晶表示装置は、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成されたものである。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置とは、電圧を印加しない場合、あるいは閾値電圧以下の電圧しか印加しない場合に、黒表示となるように光学的に構成された液晶表示装置である。ノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、もともと黒輝度が低くコントラストが高いという特性を有している。   The liquid crystal display device of the present invention is configured by overlapping normally black mode liquid crystal panels. The normally black mode liquid crystal display device is a liquid crystal display device that is optically configured to display black when no voltage is applied or when only a voltage equal to or lower than a threshold voltage is applied. A normally black mode liquid crystal display device originally has a characteristic of low black luminance and high contrast.

上記の構成によれば、液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、上記の構成によれば、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換されることによって、閾値以下の階調値を表示画像から排除することができる。言い換えれば、階調値が閾値以上の高階調領域内に存在するように階調値を変換することによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   According to the configuration described above, when two or more liquid crystal panels are overlapped, the panel transmittance is reduced, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. Further, according to the above configuration, when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input, the gradation value equal to or higher than the threshold value is converted to be excluded from the display image. it can. In other words, by converting the gradation value so that the gradation value exists in a high gradation region that is equal to or higher than the threshold value, the low gradation part having a slow display response is removed from the display image, so that the image having a fast response speed is obtained. Can be obtained. Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

なお、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも1枚が上記階調変換手段を有していればよいが、より表示応答速度を早くするためには、装置を構成する全ての液晶パネルが上記階調変換手段を有していることが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, at least one of the plurality of liquid crystal panels constituting the device only needs to have the gradation converting means. In order to further increase the display response speed, the device It is preferable that all the liquid crystal panels constituting the above have the gradation converting means.

また、上記閾値は、表示装置の目的とするコントラスト比から決定されることが好ましい。   The threshold value is preferably determined from the target contrast ratio of the display device.

上記のようにして閾値を決定すれば、閾値以下の低階調領域は、目的とするコントラスト比とするために必要でない階調領域となる。そのため、階調変換手段は、パネルを2枚以上重ねたときに得られるコントラスト比が、目的のコントラスト比となるために不要な閾値以下の低階調領域を表示画像から排除し、階調値が目的のコントラスト比になるために最低限必要な閾値以上の階調値のみからなるように、階調値を変換することができる。   If the threshold value is determined as described above, a low gradation region equal to or lower than the threshold value becomes a gradation region that is not necessary for achieving a target contrast ratio. For this reason, the gradation conversion means excludes from the display image a low gradation area that is less than a threshold value that is not necessary because the contrast ratio obtained when two or more panels are stacked is the target contrast ratio, and the gradation value The tone value can be converted so that it consists only of a tone value equal to or higher than the minimum necessary threshold value for achieving the target contrast ratio.

なお、上記閾値は、動画性能を向上させるために所望される表示応答速度から決定してもよい。   The threshold value may be determined from a display response speed desired for improving the moving image performance.

本発明の液晶表示装置において、上記閾値は、液晶表示装置のコントラスト比がX:1のとき、輝度が(1/X)×100(%)となる階調値であることが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, the threshold value is preferably a gradation value at which the luminance is (1 / X) × 100 (%) when the contrast ratio of the liquid crystal display device is X: 1.

上記の構成によれば、複数の液晶パネルを重ね合わせて構成される本液晶表示装置のコントラスト比を目的とする値に設定し、その目的値に基づいて閾値を決定することができる。したがって、適度なコントラスト比を保ちつつ、表示応答速度の低下を防ぐことができる。   According to the above configuration, the contrast ratio of the present liquid crystal display device configured by overlapping a plurality of liquid crystal panels can be set to a target value, and the threshold value can be determined based on the target value. Therefore, it is possible to prevent a decrease in display response speed while maintaining an appropriate contrast ratio.

ここで、上記輝度は白表示時の輝度を100%として規定されるものである。   Here, the above-mentioned luminance is defined with the luminance at the time of white display being 100%.

なお、コントラスト比として具体的には、2000:1以上とすることが好ましい。   Specifically, the contrast ratio is preferably 2000: 1 or more.

本発明の液晶表示装置において、上記閾値は、輝度が0.05%以下となるときの階調値であることが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, the threshold value is preferably a gradation value when the luminance is 0.05% or less.

上記の構成によれば、低階調部分を表示画像から除去してもコントラスト比を2000:1以上に保つことができる。このようにコントラスト比が2000:1以上となれば、より良好な表示を行うことができる。   According to said structure, even if a low gradation part is removed from a display image, a contrast ratio can be maintained at 2000: 1 or more. Thus, if the contrast ratio is 2000: 1 or more, better display can be performed.

例えば、液晶表示装置をTV用途に使用する場合、黒の表現力がPDP(プラズマディスプレイ)と比較してやや劣ることが問題となっていた。また、液晶表示装置を車載用途に使用する場合、黒表示時には、ディスプレイがあることをユーザーに意識させたくないという意図がある。そのため、これらの分野では特に表示の高コントラスト化が求められている。コントラスト比が2000:1以上であれば、TV用、車載用双方でユーザーが満足するような確実な黒表示を行うことができる。   For example, when a liquid crystal display device is used for a TV application, the black expressive power is a little inferior to that of a PDP (plasma display). Further, when the liquid crystal display device is used for in-vehicle use, there is an intention that the user does not want to be aware that there is a display during black display. Therefore, particularly in these fields, high contrast display is required. If the contrast ratio is 2000: 1 or more, reliable black display that satisfies the user can be performed for both TV and in-vehicle use.

なお、ここで輝度が0.05%となる階調値とは、液晶パネルの駆動部への入力階調値に対する出力輝度(液晶パネルへ出力される輝度)が0.05%となる場合の階調値を意味する。   Here, the gradation value at which the luminance is 0.05% means that the output luminance (luminance output to the liquid crystal panel) with respect to the input gradation value to the driving unit of the liquid crystal panel is 0.05%. Means gradation value.

本発明の液晶表示装置において、上記階調変換手段は、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有していることが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the gradation converting means has a lookup table in which an input gradation value and an output gradation value are associated with each other.

上記の構成によれば、ルックアップテーブルを用いることによって、階調変換を容易に行うことができる。これにより、複雑な演算処理を行う回路などを設ける必要がなくなるため、コストを削減することができる。   According to the above configuration, gradation conversion can be easily performed by using a lookup table. Accordingly, it is not necessary to provide a circuit for performing complicated arithmetic processing, so that the cost can be reduced.

本発明の液晶表示装置は、上記の構成に加えて、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段をさらに有していることが好ましい。   In addition to the above configuration, the liquid crystal display device of the present invention has a γ value of 2.0 or more indicating the gradation luminance characteristics of the combined gradation obtained by combining the gradation of the image output to each of the liquid crystal panels. It is preferable to further include gradation luminance ratio setting means for setting the γ value of each of the liquid crystal panels so as to be 3.0 or less.

2枚以上の液晶パネルを重ねて液晶表示装置を構成した場合、液晶表示装置全体としてのγ特性は、1枚の液晶パネルで構成される液晶表示装置のγ特性よりも深くなってしまう。つまり、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値(すなわち、液晶パネルを複数枚重ね合わせた場合に得られるγ値)は、1枚の液晶パネルのγ値よりも大きくなってしまう。   When a liquid crystal display device is configured by stacking two or more liquid crystal panels, the γ characteristic of the liquid crystal display device as a whole is deeper than the γ characteristic of a liquid crystal display device including a single liquid crystal panel. That is, the γ value of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to each liquid crystal panel (that is, the γ value obtained when a plurality of liquid crystal panels are overlapped) is one liquid crystal panel. It becomes larger than the γ value.

具体的には、通常の1枚のパネル構成の液晶ディスプレイのγ特性はγ=2.2であるが、このままの状態で2枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ=4.84とγ値が非常に大きくなってしまう。つまり、非常に深いγ特性になってしまう(γカーブが深い形状になってしまう)。   Specifically, the γ characteristic of a normal one-panel liquid crystal display is γ = 2.2, but when a structure in which two panels are superposed in this state is taken, γ = 4. 84 and the γ value become very large. That is, the γ characteristic becomes very deep (the γ curve becomes a deep shape).

通常、γ値が2.0〜3.0(好ましくはγ=2.2)であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができる。そこで、上記のように、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。なお、合成階調の階調輝度特性を示すγ値を2.0以上3.0以下とするためには、少なくとも1枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値(2.0〜3.0)よりも小さい値に設定される。   Usually, if the γ value is 2.0 to 3.0 (preferably γ = 2.2), it can be adapted to the γ characteristic of image data transmitted from a television station. Therefore, as described above, the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to the respective liquid crystal panels is 2.0 or more and 3.0 or less. By setting the γ value of each liquid crystal panel, the γ characteristic of the entire liquid crystal display device can be set to a desired γ characteristic. In order to set the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the composite gradation to 2.0 or more and 3.0 or less, the γ value of at least one liquid crystal panel is set to the target γ value (2.0 ~ 3.0).

例えば、本発明の液晶表示装置を構成する各パネルのγ値をともにγ=1.48と小さくすると、液晶表示装置全体としてのγ特性を、γ=2.2に近づけることができ、所望のγ特性とすることができる。   For example, if the γ value of each panel constituting the liquid crystal display device of the present invention is reduced to γ = 1.48, the γ characteristic of the liquid crystal display device as a whole can be made closer to γ = 2.2. It can be a γ characteristic.

本発明の液晶表示装置において、上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the gradation luminance ratio setting means sets the γ value of the at least one liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less.

上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ値(すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値)を、2.0以上3.0以下とすることができる。通常、γ値が2.0〜3.0(好ましくはγ=2.2)であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を上記のような範囲とすることが好ましい。   According to the above configuration, the γ value of the liquid crystal display device as a whole (that is, the γ value of the combined gradation obtained by combining the gradation of the image output to each liquid crystal panel) is 2.0 or more. It can be 0 or less. Usually, if the γ value is 2.0 to 3.0 (preferably γ = 2.2), it can be adapted to the γ characteristic of the image data transmitted from the television station. It is preferable to set the γ value in the above range.

なお、液晶の応答速度は、その状態遷移間の電圧差が大きいほど速くなる。つまり、電圧差は輝度差と正の相関があり、状態遷移間の輝度差が大きいほど応答速度は速くなる。   The response speed of the liquid crystal increases as the voltage difference between the state transitions increases. That is, the voltage difference has a positive correlation with the luminance difference, and the response speed increases as the luminance difference between the state transitions increases.

ここで、γ=2.2およびγ=1.8という各液晶ディスプレイで0−32階調(6ビット)の階調遷移の輝度差を計算すると、
γ=2.2のとき:22.5
γ=1.8のとき:29.5
となり、約7の輝度差が生ずる。γ=1.8の液晶ディスプレイは、γ=2.2のディスプレイと比較して、輝度差7の分だけ電圧差が大きくなっていることになり、この分が高速応答化に寄与することになる。
Here, when calculating the luminance difference of gradation transition of 0-32 gradations (6 bits) in each liquid crystal display with γ = 2.2 and γ = 1.8,
When γ = 2.2: 22.5
When γ = 1.8: 29.5
Thus, a luminance difference of about 7 is generated. The liquid crystal display with γ = 1.8 has a larger voltage difference by a luminance difference of 7 compared to the display with γ = 2.2, which contributes to high-speed response. Become.

それゆえ、上記少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することにより、中間階調での階調遷移の輝度差が大きくなり、中間階調での応答速度を改善させることもできる。したがって、上記の構成によれば、応答速度をより向上させることができる。   Therefore, by setting the γ value of the at least one liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less, the luminance difference in gradation transition in the intermediate gradation becomes large, and the response in the intermediate gradation. Speed can also be improved. Therefore, according to said structure, a response speed can be improved more.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴としている。   In order to solve the above problems, a driving method of a liquid crystal display device of the present invention is configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, and each of the liquid crystal panels displays an image based on the same video source. A driving method of a liquid crystal display device for outputting, wherein when a gradation value less than a threshold value is input to at least one liquid crystal panel among the plurality of liquid crystal panels, the gradation value is converted to a gradation value greater than the threshold value. It is characterized by performing key conversion.

上記の方法によれば、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、上記の方法によれば、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換されることによって、表示応答の遅い低階調部分である閾値以下の階調値を表示画像から排除することができる。そのため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   According to the above method, by constructing two or more normally black mode liquid crystal panels in an overlapped manner, the panel transmittance is lowered, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. . Furthermore, according to the above method, when a gradation value less than or equal to the threshold value is input, the gradation value is converted to a gradation value that is greater than or equal to the threshold value. The tone value can be excluded from the display image. Therefore, an image with a fast response speed can be obtained. Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

本発明の液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴としている。   In order to solve the above problems, a liquid crystal display device of the present invention is configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, and each of the liquid crystal panels outputs an image based on the same video source. In the display device, each of the above values is set so that a γ value indicating a gradation luminance characteristic of a combined gradation obtained by combining the gradations of the image output to each of the liquid crystal panels is 2.0 or more and 3.0 or less. It is characterized by having gradation luminance ratio setting means for setting each γ value of the liquid crystal panel.

2枚以上の液晶パネルを重ねて液晶表示装置を構成した場合、液晶表示装置全体としてのγ特性は、1枚の液晶パネルで構成される液晶表示装置のγ特性よりも深くなってしまう。つまり、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値は、1枚の液晶パネルのγ値よりも大きくなってしまう。   When a liquid crystal display device is configured by stacking two or more liquid crystal panels, the γ characteristic of the liquid crystal display device as a whole is deeper than the γ characteristic of a liquid crystal display device including a single liquid crystal panel. That is, the γ value of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to the respective liquid crystal panels is larger than the γ value of one liquid crystal panel.

具体的には、通常の1枚のパネル構成の液晶ディスプレイのγ特性はγ=2.2であるが、このままの状態で2枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ=4.84とγ値が非常に大きくなってしまう。つまり、非常に深いγ特性になってしまう(γカーブが深い形状になってしまう)。   Specifically, the γ characteristic of a normal one-panel liquid crystal display is γ = 2.2, but when a structure in which two panels are superposed in this state is taken, γ = 4. 84 and the γ value become very large. That is, the γ characteristic becomes very deep (the γ curve becomes a deep shape).

通常、γ値が2.0〜3.0(好ましくはγ=2.2)であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができる。そこで、上記のように、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。なお、合成階調の階調輝度特性を示すγ値を2.0以上3.0以下とするためには、少なくとも1枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値(2.0〜3.0)よりも小さい値に設定される。   Usually, if the γ value is 2.0 to 3.0 (preferably γ = 2.2), it can be adapted to the γ characteristic of image data transmitted from a television station. Therefore, as described above, the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to the respective liquid crystal panels is 2.0 or more and 3.0 or less. By setting the γ value of each liquid crystal panel, the γ characteristic of the entire liquid crystal display device can be set to a desired γ characteristic. In order to set the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the composite gradation to 2.0 or more and 3.0 or less, the γ value of at least one liquid crystal panel is set to the target γ value (2.0 ~ 3.0).

さらに、上記の構成によれば、液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   Furthermore, according to the above-described configuration, when two or more liquid crystal panels are stacked, the panel transmittance is reduced, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

本発明の液晶表示装置において、上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することが好ましい。   In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the gradation luminance ratio setting means sets the γ value of the at least one liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less.

上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ値(すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値)を、2.0以上3.0以下とすることができる。通常、γ値が2.0〜3.0(好ましくはγ=2.2)であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を上記のような範囲とすることが好ましい。また、上記のようなγ値とすることによって、γカーブの形状が浅くなるため、中間階調での応答速度を改善させることもできる。ここで、γカーブの形状が浅くなるとは、曲線の形状が直線に近くなること、つまりγ値が1に近くなることをいう。   According to the above configuration, the γ value of the liquid crystal display device as a whole (that is, the γ value of the combined gradation obtained by combining the gradation of the image output to each liquid crystal panel) is 2.0 or more. It can be 0 or less. Usually, if the γ value is 2.0 to 3.0 (preferably γ = 2.2), it can be adapted to the γ characteristic of the image data transmitted from the television station. It is preferable to set the γ value in the above range. Further, by setting the γ value as described above, the shape of the γ curve becomes shallow, so that the response speed at the intermediate gradation can be improved. Here, that the shape of the γ curve becomes shallow means that the shape of the curve is close to a straight line, that is, the γ value is close to 1.

また、上記液晶表示装置は、2枚の液晶パネルで構成されており、上記階調輝度比設定手段は、上記2枚の液晶パネルのγ値をともに1.48に設定することが好ましい。   Further, it is preferable that the liquid crystal display device is composed of two liquid crystal panels, and the gradation luminance ratio setting means sets both the γ values of the two liquid crystal panels to 1.48.

上記の構成によれば、液晶表示装置全体としてのγ特性をγ=2.2により近づけることができる。   According to the above configuration, the γ characteristic of the entire liquid crystal display device can be made closer to γ = 2.2.

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴としている。   As described above, the liquid crystal display device of the present invention converts at least one of the plurality of liquid crystal panels to a gradation value equal to or higher than the threshold value when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input. It is characterized by having gradation conversion means.

本発明の液晶表示装置の駆動方法は、以上のように、上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴としている。   As described above, the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention provides a gradation value equal to or higher than the threshold value when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input to at least one of the plurality of liquid crystal panels. It is characterized in that gradation conversion is performed to convert to.

したがって、本発明によれば、液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、本発明によれば、閾値以下の階調値を表示画像から排除することによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   Therefore, according to the present invention, when two or more liquid crystal panels are stacked, the panel transmittance is lowered, so that the black luminance is extremely low, and a high-contrast image can be displayed. Furthermore, according to the present invention, by excluding the gradation value below the threshold value from the display image, the low gradation part having a slow display response is removed from the display image, so that an image with a high response speed can be obtained. . Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

本発明の液晶表示装置は、以上のように、上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴としている。   As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradation of the image output to each of the liquid crystal panels is 2.0 or more. It is characterized by having gradation luminance ratio setting means for setting the γ value of each liquid crystal panel so as to be 0 or less.

本発明によれば、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定することによって、液晶表示装置全体としてのγ特性を所望のγ特性とすることができる。さらに、本発明によれば、液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   According to the present invention, each of the above values is set so that the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to the respective liquid crystal panels is 2.0 or more and 3.0 or less. By setting each γ value of the liquid crystal panel, the γ characteristic of the entire liquid crystal display device can be set to a desired γ characteristic. Furthermore, according to the present invention, by arranging two or more liquid crystal panels so as to overlap each other, the panel transmittance is lowered, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

本発明の一実施形態について説明すれば以下の通りである。   An embodiment of the present invention will be described as follows.

一般的な液晶表示装置は、図8に示すように、カラーフィルタおよび駆動用基板を備えた液晶パネルに偏光板A、Bを貼り合せて構成される。ここではMVA(Multidomain Vertical Alignment)方式の液晶表示装置について説明する。   As shown in FIG. 8, a general liquid crystal display device is configured by attaching polarizing plates A and B to a liquid crystal panel including a color filter and a driving substrate. Here, an MVA (Multidomain Vertical Alignment) type liquid crystal display device will be described.

偏光板A、Bは、図9に示すように、偏光軸が直交しており、画素電極8(図8)に閾値電圧を印加した場合に液晶が傾いて配向する方向は、偏光板A,Bの偏光軸と方位角45度に設定してある。このとき、偏光板Aを通った入射偏光が液晶パネルの液晶層を通るときに、偏光軸が回転するため、偏光板Bから光が出射される。また、画素電極に閾値電圧以下の電圧しか印加されない場合は、液晶は基板に対して垂直に配向しており、入射偏光の偏向角の変化しないため、黒表示となる。つまり、図8に示す液晶表示装置は、ノーマリーブラックモードの液晶表示装置である。MVA方式では、電圧印加時の液晶の倒れる方向を4つに分割(Multidomain)することによって、高視野角を実現している。   As shown in FIG. 9, the polarization axes of the polarizing plates A and B are orthogonal to each other, and when the threshold voltage is applied to the pixel electrode 8 (FIG. 8), the direction in which the liquid crystal is tilted is aligned with the polarizing plates A and B. The polarization axis of B and the azimuth angle are set to 45 degrees. At this time, since the polarization axis rotates when the incident polarized light passing through the polarizing plate A passes through the liquid crystal layer of the liquid crystal panel, light is emitted from the polarizing plate B. In addition, when only a voltage equal to or lower than the threshold voltage is applied to the pixel electrode, the liquid crystal is aligned perpendicular to the substrate, and the deflection angle of incident polarized light does not change, so that black display is obtained. That is, the liquid crystal display device illustrated in FIG. 8 is a normally black mode liquid crystal display device. In the MVA method, a high viewing angle is realized by dividing the direction in which the liquid crystal tilts when a voltage is applied into four (multidomain).

しかしながら、2枚偏光板構成の場合には、コントラストの向上に限界があった。そこで、本願発明者らは、液晶表示パネル2枚に対して、偏光板3枚構成(それぞれをクロスニコルに設置)とすることで、正面・斜め方向ともにシャッター性能が向上することを見出した。   However, in the case of the two polarizing plate configuration, there is a limit to the improvement in contrast. Accordingly, the inventors of the present application have found that the shutter performance is improved in both the front and oblique directions by adopting a configuration with three polarizing plates (each set in crossed Nicols) with respect to two liquid crystal display panels.

コントラスト改善の原理について以下に説明する。   The principle of contrast improvement will be described below.

本願発明者等は、具体的には、
(1)正面方向について
パネル内の偏光解消(CF等の散乱)により、クロスニコルの透過軸方向から漏れ光が発生していたが、上記の偏光板三枚構成にすることで、二枚目の偏光板の透過軸方向漏れ光に対し、三枚目の偏光板吸収軸を一致させて漏れ光をカットすることができることを見出した。
Specifically, the inventors of this application
(1) About the front direction Leaked light was generated from the transmission axis direction of crossed Nicol due to depolarization in the panel (scattering of CF, etc.). It was found that the leakage light can be cut by matching the third polarizing plate absorption axis with respect to the leakage light in the transmission axis direction of the polarizing plate.

(2)斜め方向について
偏光板ニコル角φの崩れに対し、漏れ光量変化が鈍感になること、すなわち、斜め視角でのニコル角φの広がりに対して黒が浮きにくいことを見出した。
(2) Diagonal direction It has been found that the change in the amount of leakage light is insensitive to the collapse of the polarizing plate Nicol angle φ, that is, it is difficult for black to float with respect to the spread of Nicol angle φ at an oblique viewing angle.

以上のことから、本願発明者等は、液晶表示装置においてコントラストが大幅に向上することを見出した。以下において、コントラスト向上の原理について、図10〜図16および表1を参照しながら以下に説明する。ここでは、二枚偏光板構成を構成(1)、三枚偏光板構成を構成(2)として説明する。斜め方向のコントラスト向上は、本質的には偏光板の構成が要因となっているため、ここでは液晶パネルを用いずに、偏光板のみによってモデル化して説明している。   From the above, the present inventors have found that the contrast is greatly improved in the liquid crystal display device. In the following, the principle of contrast improvement will be described below with reference to FIGS. Here, the description will be made assuming that the two-polarizing plate configuration is the configuration (1) and the three-polarizing plate configuration is the configuration (2). The improvement in the contrast in the oblique direction is essentially caused by the configuration of the polarizing plate. Therefore, here, the description is modeled only by the polarizing plate without using the liquid crystal panel.

図10(a)は、構成(1)において、一枚の液晶表示パネルがある場合を想定しており、二枚の偏光板101a・101bがクロスニコルに配置された例を示し、図10(b)は、構成(2)において、三枚の偏光板101a・101b・101cが互いにクロスニコルに配置された例を示す図である。つまり、構成(2)では、液晶表示パネルが二枚である場合を想定しているので、クロスニコルに配置されている偏光板は2対となる。図10(c)は、対向する偏光板101aと偏光板101bとをクロスニコルに配置し、それぞれの偏光板の外側に偏光方向が同じ偏光板を重ね合わせた例を示す図である。なお、図10(c)では、四枚の偏光板の構成を示しているが、クロスニコルの関係にある偏光板は1枚の液晶表示パネルを挟持する場合を想定している1対となる。   FIG. 10A assumes the case where there is one liquid crystal display panel in the configuration (1), and shows an example in which two polarizing plates 101a and 101b are arranged in crossed Nicols. b) is a diagram showing an example in which three polarizing plates 101a, 101b, and 101c are arranged in crossed Nicols in the configuration (2). That is, in the configuration (2), since it is assumed that there are two liquid crystal display panels, there are two pairs of polarizing plates arranged in crossed Nicols. FIG. 10C is a diagram showing an example in which the polarizing plates 101a and 101b facing each other are arranged in crossed Nicols, and polarizing plates having the same polarization direction are overlapped on the outer sides of the respective polarizing plates. FIG. 10C shows the configuration of four polarizing plates, but the polarizing plates in a crossed Nicol relationship are a pair that assumes a case where one liquid crystal display panel is sandwiched. .

液晶表示パネルが黒表示をする場合の透過率を、液晶表示パネルの無い場合の偏光板をクロスニコル配置したときの透過率すなわちクロス透過率としてモデル化し黒表示と呼ぶことにし、液晶表示パネルが白表示をする場合の透過率を、液晶表示パネルの無い場合の偏光板をパラレルニコル配置したときの透過率すなわちパラレル透過率としてモデル化し白表示と呼ぶことにしたとき、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長と透過率の関係と、偏光板を斜めからみたときの透過スペクトルの波長と透過率の関係とを示した例が、図11(a)〜図11(d)に示すグラフである。なお、上記モデル化した透過率は偏光板をクロスニコル配置し液晶表示パネルを狭持する方式の、白表示、黒表示の透過率の理想値にあたるものである。   The transmittance when the liquid crystal display panel performs black display is modeled as the transmittance when the polarizing plate without the liquid crystal display panel is arranged in crossed Nicols, that is, the cross transmittance, and is referred to as black display. The transmittance when white display is modeled as the transmittance when the polarizing plate without the liquid crystal display panel is arranged in parallel Nicol, that is, the parallel transmittance, is called white display when viewed from the front. FIGS. 11A to 11D show examples of the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the transmittance and the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the transmittance when the polarizing plate is viewed obliquely. It is a graph. The modeled transmittance corresponds to the ideal value of the transmittance for white display and black display in a system in which polarizing plates are arranged in a crossed Nicol manner and the liquid crystal display panel is held.

図11(a)は、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長とクロス透過率との関係を、上記の構成(1)と構成(2)とで比較した場合のグラフである。このグラフから、黒表示の正面での透過率特性は、構成(1)と構成(2)とでは似た傾向にあることが分かる。   FIG. 11A is a graph when the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the cross transmittance when the polarizing plate is viewed from the front is compared between the configuration (1) and the configuration (2). From this graph, it can be seen that the transmittance characteristics in the front of the black display tend to be similar between the configuration (1) and the configuration (2).

図11(b)は、偏光板を正面からみたときの透過スペクトルの波長とパラレル透過率の関係を、上記の構成(1)と構成(2)とで比較した場合のグラフである。このグラフから、白表示の正面での透過率特性は、構成(1)と構成(2)とでは似た傾向にあることが分かる。   FIG. 11B is a graph when the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the parallel transmittance when the polarizing plate is viewed from the front is compared between the configuration (1) and the configuration (2). From this graph, it can be seen that the transmittance characteristics in the front of white display tend to be similar between the configuration (1) and the configuration (2).

図11(c)は、偏光板を斜め(方位角45°−極角60°)からみたときの透過スペクトルの波長とクロス透過率の関係を、上記の構成(1)と構成(2)とで比較した場合のグラフである。このグラフから、黒表示の斜めでの透過率特性は、構成(2)では、ほとんどの波長域で透過率がほぼ0を示し、構成(1)では、ほとんどの波長域で若干の光の透過が見られることが分かる。つまり、偏光板二枚構成では、黒表示時に斜め視野角で光もれ(黒の締まりの悪化)が生じていることが分かり、逆に、偏光板三枚構成では、黒表示時に斜め視野角で光もれ(黒の締まりの悪化)が抑えられていることが分かる。   FIG. 11C shows the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the cross transmittance when the polarizing plate is viewed obliquely (azimuth angle 45 ° −polar angle 60 °), and the above configurations (1) and (2). It is a graph at the time of comparing by. From this graph, the transmittance characteristics in the oblique black display show that the transmittance is almost 0 in the most wavelength range in the configuration (2), and a little light is transmitted in the most wavelength region in the configuration (1). It can be seen that In other words, it can be seen that light leakage occurs at an oblique viewing angle when black is displayed in the two-polarizer configuration (a worsening of black tightening), and conversely, an oblique viewing angle is displayed when black is displayed in the three-polarizer configuration. It can be seen that light leakage (deterioration of black tightening) is suppressed.

図11(d)は、偏光板を斜め(方位角45°−極角60°)からみたときの透過スペクトルの波長とパラレル透過率の関係を、上記の構成(1)と構成(2)とで比較した場合のグラフである。このグラフから、白表示の斜めでの透過率特性は、構成(1)と構成(2)とで似た傾向にあることが分かる。   FIG. 11 (d) shows the relationship between the wavelength of the transmission spectrum and the parallel transmittance when the polarizing plate is viewed obliquely (azimuth angle 45 ° −polar angle 60 °), and the above configurations (1) and (2). It is a graph at the time of comparing by. From this graph, it can be seen that the transmittance characteristics of the white display in the oblique direction tend to be similar between the configuration (1) and the configuration (2).

以上のことから、白表示時では、図11(b)、図11(d)に示すように、偏光板の枚数、すなわち偏光板のニコルクロス対の数による差はほとんどなく、正面であっても斜めであってもほとんど同じ透過率特性を示すことが分かる。   From the above, at the time of white display, as shown in FIG. 11 (b) and FIG. 11 (d), there is almost no difference depending on the number of polarizing plates, that is, the number of Nicol cross pairs of polarizing plates, As can be seen from FIG.

しかしながら、黒表示時では、図11(c)に示すように、クロスニコル対が1の構成(1)の場合では、斜め視野角で黒の締まりの悪化が生じ、クロスニコル対が2の構成(2)の場合では、斜め視野角での黒の締まりの悪化を抑えていることが分かる。   However, at the time of black display, as shown in FIG. 11C, in the case of the configuration (1) in which the crossed Nicols pair is 1, the black tightening deteriorates at an oblique viewing angle, and the configuration in which the crossed Nicols pair is 2 In the case of (2), it can be seen that deterioration of black tightening at an oblique viewing angle is suppressed.

例えば、透過スペクトルの波長が550nmのときの、正面、斜め(方位角45°−極角60°)のからみたときの透過率の関係は、以下の表1に示すようになる。   For example, when the wavelength of the transmission spectrum is 550 nm, the relationship of transmittance when viewed from the front and obliquely (azimuth angle 45 ° −polar angle 60 °) is as shown in Table 1 below.

ここで、表1において、パラレルとは、パラレル透過率を示し、白表示時の透過率を示す。また、クロスとは、クロス透過率を示し、黒表示時の透過率を示す。従って、パラレル/クロスは、コントラストを示す。   Here, in Table 1, “parallel” indicates parallel transmittance, and indicates the transmittance during white display. Further, the cross indicates a cross transmittance, and indicates a transmittance during black display. Therefore, parallel / cross indicates contrast.

表1から、構成(2)における正面のコントラストは、構成(1)に対して約2倍となり、構成(2)における斜めのコントラストは、構成(1)に対して約22倍となり、斜めのコントラストが大幅に向上していることが分かる。   From Table 1, the front contrast in configuration (2) is about twice that in configuration (1), and the diagonal contrast in configuration (2) is about 22 times that in configuration (1). It can be seen that the contrast is greatly improved.

また、白表示時と黒表示時とにおける視野角特性について、図12(a)〜図12(c)を参照しながら以下に説明する。ここでは、偏光板に対する方位角が45°で、透過スペクトルの波長が550nmの場合について説明する。   The viewing angle characteristics during white display and black display will be described below with reference to FIGS. 12 (a) to 12 (c). Here, the case where the azimuth angle with respect to the polarizing plate is 45 ° and the wavelength of the transmission spectrum is 550 nm will be described.

図12(a)は、白表示時の極角と透過率との関係を示すグラフである。このグラフから、構成(2)の方が構成(1)の場合よりも透過率が全体的に低くなっているが、この場合の視野角特性(パラレル視野角特性)は構成(2)と構成(1)とでは似た傾向にあることが分かる。   FIG. 12A is a graph showing the relationship between polar angle and transmittance during white display. From this graph, the transmittance of the configuration (2) is generally lower than that of the configuration (1), but the viewing angle characteristics (parallel viewing angle characteristics) in this case are the configurations (2) and configurations. It can be seen that (1) has a similar tendency.

図12(b)は、黒表示時の極角と透過率との関係を示すグラフである。このグラフから、構成(2)の場合、斜め視野角(極角±80°付近)での透過率を抑えていることが分かる。逆に、構成(1)の場合、斜め視野角での透過率が上がっていることが分かる。つまり、構成(1)の方が、構成(2)の場合に比べて、斜め視野角における黒の締まりの悪化が顕著であることを示している。   FIG. 12B is a graph showing the relationship between polar angle and transmittance during black display. From this graph, it can be seen that, in the case of the configuration (2), the transmittance at an oblique viewing angle (around polar angle ± 80 °) is suppressed. On the contrary, in the case of the configuration (1), it can be seen that the transmittance at an oblique viewing angle is increased. That is, the configuration (1) is more markedly worse in black tightening at an oblique viewing angle than the configuration (2).

図12(c)は、極角とコントラストとの関係を示したグラフである。このグラフから、構成(2)の方が構成(1)の場合よりもコントラストが格段によくなっていることが分かる。なお、図12(c)の構成2の0度付近が平坦となっているのは、黒の透過率が小さいため桁落ちして計算が出来ないためであり、実際は滑らかな曲線となる。   FIG. 12C is a graph showing the relationship between polar angle and contrast. From this graph, it can be seen that the contrast of the configuration (2) is much better than that of the configuration (1). The reason why the vicinity of 0 degree in the configuration 2 in FIG. 12C is flat is that the black transmittance is so small that the calculation is not possible due to the loss of digits, and the actual curve is smooth.

次に、偏光板ニコル角φの崩れに対し、漏れ光量変化が鈍感になること、すなわち、斜め視角でのニコル角φの広がりに対して黒の締まりの悪化が生じにくくなることについて、図13(a)(b)を参照しながら以下に説明する。ここで、偏光板ニコル角φとは、図13(a)に示すように、対向する偏光板の偏光軸同士がねじれの関係にある状態での角度をいう。図13(a)は偏光板をクロスニコル配置したものを斜視したものであり、ニコル角φが90°から変化している。(上記ニコル角の崩れに対応)
図13(b)は、ニコル角φとクロス透過率との関係を示すグラフである。理想的な偏光子(パラレルニコル透過率50%、クロスニコル透過率0%)を用いて計算している。このグラフから、黒表示時において、ニコル角φの変化に対する透過率の変化の度合いは、構成(2)の方が構成(1)の場合よりも少ないことが分かる。つまり、偏光板三枚構成の方が、偏光板二枚構成よりもニコル角φの変化の影響を受け難いことが分かる。
Next, the change in the amount of leakage light becomes insensitive to the collapse of the polarizing plate Nicol angle φ, that is, the deterioration of black tightening is less likely to occur with respect to the spread of the Nicol angle φ at an oblique viewing angle. This will be described below with reference to (a) and (b). Here, as shown in FIG. 13A, the polarizing plate Nicol angle φ is an angle in a state where the polarization axes of the polarizing plates facing each other are in a twisted relationship. FIG. 13A is a perspective view of a polarizing plate in which crossed Nicols are arranged, and the Nicol angle φ changes from 90 °. (Corresponding to the collapse of the Nicol angle)
FIG. 13B is a graph showing the relationship between the Nicol angle φ and the cross transmittance. Calculation is performed using an ideal polarizer (parallel Nicol transmittance 50%, crossed Nicol transmittance 0%). From this graph, it can be seen that the degree of change in the transmittance with respect to the change in the Nicol angle φ is smaller in the configuration (2) than in the configuration (1) during black display. That is, it can be understood that the three-polarizing plate configuration is less susceptible to the change in the Nicol angle φ than the two-polarizing plate configuration.

次に、偏光板の厚み依存性について、図14(a)〜図14(c)を参照しながら以下に説明する。ここでは、偏光板の厚み調整は、図10(c)に示すように、1対のクロスニコル配置された偏光板に対して、1枚ずつ同じ偏光軸の偏光板を重ね合わせた構成(3)のようにすることで行う。図10(c)では、1対のクロスニコル配置された偏光板101a・101bのそれぞれに対して、同じ偏光方向の偏光軸を有する偏光板101a・101bをそれぞれ重ね合わせて例を示している。この場合、1対のクロスニコル配置された偏光板二枚の他に、二枚の偏光板を有した構成となっているので、クロス一対−2とする。同様に、重ね合わせる偏光板が増えれば、クロス一対−3、−4、…とする。図14(a)〜図14(c)に示すグラフでは、各値を方位角45°,極角60°で測定している。   Next, the thickness dependency of the polarizing plate will be described below with reference to FIGS. 14 (a) to 14 (c). Here, as shown in FIG. 10C, the thickness of the polarizing plate is adjusted by superposing polarizing plates with the same polarization axis one by one on the polarizing plates arranged in a pair of crossed Nicols (3 ). FIG. 10C shows an example in which the polarizing plates 101a and 101b having the polarization axis in the same polarization direction are superimposed on the pair of polarizing plates 101a and 101b arranged in crossed Nicols. In this case, in addition to the two polarizing plates arranged in a pair of crossed Nicols, the structure has two polarizing plates. Similarly, if the number of polarizing plates to be superimposed increases, the cross pair is −3, −4,. In the graphs shown in FIGS. 14A to 14C, each value is measured at an azimuth angle of 45 ° and a polar angle of 60 °.

図14(a)は、黒表示時において、1対のクロスニコル配置された偏光板の偏光板厚みと透過率(クロス透過率)との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、比較のために、2対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合の透過率を示している。   FIG. 14A is a graph showing the relationship between the polarizing plate thickness and the transmittance (cross transmittance) of a pair of polarizing plates arranged in crossed Nicols during black display. For comparison, this graph shows the transmittance in the case of having two pairs of polarizing plates arranged in crossed Nicols.

図14(b)は、白表示時において、1対のクロスニコルに配置された偏光板の厚みと透過率(パラレル透過率)との関係を示すグラフである。なお、このグラフには、比較のために、2対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合の透過率を示している。   FIG. 14B is a graph showing the relationship between the thickness and the transmittance (parallel transmittance) of the polarizing plates arranged in a pair of crossed Nicols during white display. For comparison, this graph shows the transmittance in the case of having two pairs of polarizing plates arranged in crossed Nicols.

図14(a)に示すグラフから、偏光板を重ね合わせれば、黒表示時の透過率を小さくすることができることが分かるが、図14(b)に示すグラフから、偏光板を重ね合わせれば、白表示時の透過率が小さくなることが分かる。つまり、黒表示時の黒の締まりの悪化を抑えるために、偏光板を重ねただけでは、白表示時の透過率が低下することになる。   From the graph shown in FIG. 14 (a), it can be seen that if the polarizing plates are superimposed, the transmittance during black display can be reduced, but from the graph shown in FIG. 14 (b), if the polarizing plates are superimposed, It turns out that the transmittance | permeability at the time of white display becomes small. That is, in order to suppress the deterioration of black tightening at the time of black display, the transmittance at the time of white display is lowered only by overlapping the polarizing plates.

また、1対のクロスニコルに配置された偏光板の厚みとコントラストとの関係を示すグラフは、図14(c)に示すようになる。なお、このグラフには、比較のために、2対のクロスニコル配置された偏光板を有する場合のコントラストを示している。   Moreover, the graph which shows the relationship between the thickness of the polarizing plate arrange | positioned at a pair of crossed Nicols, and contrast becomes as shown in FIG.14 (c). For comparison, this graph shows the contrast when two pairs of crossed Nicols polarizing plates are provided.

以上、図14(a)〜図14(c)に示すグラフから、2対のクロスニコル配置された偏光板の構成であれば、黒表示時の黒の締まりの悪化を抑え、且つ白表示時の透過率の低下を防ぐことができることが分かる。しかも、2対のクロスニコル配置された偏光板は、合計3枚の偏光板からなっているので、液晶表示装置全体の厚みを厚くすることもなく、さらに、コントラストも大幅に向上できることが分かる。   As described above, from the graphs shown in FIGS. 14A to 14C, the configuration of the polarizing plates arranged in two pairs of crossed Nicols suppresses the deterioration of black tightening at the time of black display and at the time of white display. It can be seen that a decrease in transmittance can be prevented. Moreover, since the two pairs of crossed Nicols polarizing plates are composed of a total of three polarizing plates, it can be seen that the thickness of the entire liquid crystal display device is not increased and the contrast can be greatly improved.

クロスニコル透過率の視野角特性を具体的に示したものとして、図15(a)(b)がある。図15(a)は、構成(1)の場合、すなわち、クロスニコル一対の偏光板2枚構成のクロスニコル視野角特性を示す図であり、図15(b)は、構成(2)の場合、すなわちクロスニコル二対の偏光板3枚構成のクロスニコル視野角特性を示す図である。   FIGS. 15A and 15B specifically show the viewing angle characteristics of the crossed Nicols transmittance. FIG. 15A is a diagram showing the crossed Nicols viewing angle characteristics of the configuration (1), that is, the configuration of two crossed Nicol pairs of polarizing plates, and FIG. 15B is the configuration (2). That is, it is a view showing the crossed Nicols viewing angle characteristics of the two pairs of crossed Nicols polarizing plates.

図15(a)(b)に示す図から、クロスニコル二対の構成では、黒の締まりの悪化(黒表示時の透過率の上昇に相当)がほとんど見られないことがわかる。(特に45°、135°、225°、315°方向)
また、コントラスト視野角特性(パラレル/クロス輝度)を具体的に示したものとして、図16(a)(b)がある。図16(a)は、構成(1)の場合、すなわち、クロスニコル一対の偏光板2枚構成のコントラスト視野角特性を示す図であり、図16(b)は、構成(2)の場合、すなわちクロスニコル二対の偏光板3枚構成のコントラスト視野角特性を示す図である。
From the diagrams shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), it can be seen that in the configuration of two crossed Nicols, the deterioration of black tightening (corresponding to the increase in transmittance during black display) is hardly observed. (Especially 45 °, 135 °, 225 °, 315 ° direction)
Further, FIGS. 16A and 16B specifically show the contrast viewing angle characteristics (parallel / cross luminance). FIG. 16A is a diagram showing the contrast viewing angle characteristics of the configuration (1), that is, the configuration of two crossed Nicol polarizing plates, and FIG. 16B is the configuration (2). That is, it is a diagram showing the contrast viewing angle characteristics of the three crossed Nicols polarizing plate three-piece configuration.

図16(a)(b)に示す図から、クロスニコル二対の構成では、クロスニコル一対の構成よりもコントラストが向上していることが分かる。   From the diagrams shown in FIGS. 16A and 16B, it can be seen that the contrast of the two pairs of crossed Nicols is improved as compared with the structure of the pair of crossed Nicols.

ここで、上述したコントラスト向上の原理を利用した液晶表示装置について、図1〜図7を参照しながら以下に説明する。
ここでは簡単のため、2枚の液晶パネルを用いた場合について説明する。
Here, a liquid crystal display device using the above-described principle of improving contrast will be described below with reference to FIGS.
Here, for simplicity, the case where two liquid crystal panels are used will be described.

図1は、本実施の形態に係る液晶表示装置100の概略断面を示す図である。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of a liquid crystal display device 100 according to the present embodiment.

上記液晶表示装置100は、図1に示すように、第1のパネルと第2のパネルと偏光板A、B、Cを交互に貼り合せて構成されている。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 100 is configured by alternately bonding a first panel, a second panel, and polarizing plates A, B, and C.

図2は、図1に示す液晶表示装置100における偏光板と液晶パネルと配置を示した図である。図2では、偏光板AとB、偏光板BとCはそれぞれ偏光軸が直交して構成される。すなわち、偏光板AとB、偏光板BとCは、それぞれクロスニコルに配置されている。   FIG. 2 is a view showing the arrangement of the polarizing plate, the liquid crystal panel and the liquid crystal display device 100 shown in FIG. In FIG. 2, polarizing plates A and B and polarizing plates B and C are configured so that their polarization axes are orthogonal to each other. That is, the polarizing plates A and B and the polarizing plates B and C are arranged in crossed Nicols.

第1のパネルおよび第2のパネルは、それぞれ1対の透明基板(カラーフィルタ基板220とアクティブマトリクス基板230)間に液晶を封入してなり、電気的に液晶の配向を変化させることによって、光源から偏光板Aに入射した偏光を約90度回転させる状態と、偏光を回転させない状態と、その中間状態とを任意に変化させる手段を備える。   Each of the first panel and the second panel includes a liquid crystal sealed between a pair of transparent substrates (the color filter substrate 220 and the active matrix substrate 230), and electrically changes the orientation of the liquid crystal to thereby provide a light source. And a means for arbitrarily changing a state where the polarized light incident on the polarizing plate A is rotated by about 90 degrees, a state where the polarized light is not rotated, and an intermediate state thereof.

また、第1のパネルおよび第2のパネルは、それぞれカラーフィルタを備え、複数の画素により画像を表示できる機能を有している。このような機能を有する表示方式は、TN(TwistedNematic)方式、VA(VerticalAlignment)方式、IPS(InPlainSwitching
)方式、FFS(FringeFieldSwitching)方式またはそれぞれの組み合わせによる方法があるが、単独でも高いコントラストを有するVA方式が適している。ここではMVA(MultidomainVerticalAlignment)方式を用いて説明するが、IPS方式、FFS方式もノーマリブラック方式であるため、十分な効果がある。駆動方式はTFT(ThinFilmTransistor)によるアクティブマトリクス駆動を用いる。MVAの製造方法についての詳細は、特開平2001−83523などに開示されている。
Each of the first panel and the second panel includes a color filter and has a function of displaying an image with a plurality of pixels. Display methods having such functions include TN (TwistedNematic) method, VA (Vertical Alignment) method, IPS (InPlainSwitching).
) Method, FFS (Fringe Field Switching) method, or a method using a combination thereof, but a VA method having high contrast is suitable. Here, the description will be made using the MVA (Multidomain Vertical Alignment) method, but since the IPS method and the FFS method are also normally black methods, there are sufficient effects. The driving method uses active matrix driving by TFT (ThinFilmTransistor). Details of the manufacturing method of MVA are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-83523.

上記液晶表示装置100における第1および第2のパネルは、同じ構造であり、上述のように、それぞれ互いに対向するカラーフィルタ基板220とアクティブマトリクス基板230とを有し、プラスチックビーズや、カラーフィルタ基板220上などに設けた柱状樹脂構造物をスペーサ(図示せず)として用い基板間隔を一定に保持した構造となっている。1対の基板(カラーフィルタ基板220とアクティブマトリクス基板230)間に液晶を封入し、各基板の液晶に接する表面には垂直配向膜225が形成されている。液晶は、負の誘電率異方性を有するネマチック液晶を使用する。   The first and second panels in the liquid crystal display device 100 have the same structure, and have the color filter substrate 220 and the active matrix substrate 230 facing each other as described above, and plastic beads or color filter substrates. A columnar resin structure provided on 220 or the like is used as a spacer (not shown) to keep the substrate interval constant. Liquid crystal is sealed between a pair of substrates (color filter substrate 220 and active matrix substrate 230), and a vertical alignment film 225 is formed on the surface of each substrate in contact with the liquid crystal. As the liquid crystal, a nematic liquid crystal having negative dielectric anisotropy is used.

カラーフィルタ基板220は、透明基板210上にカラーフィルタ221、ブラックマトリクス224等が形成されたものである。液晶の配向方向を規定する配向制御用の突起222が形成されている。   The color filter substrate 220 is obtained by forming a color filter 221, a black matrix 224, and the like on a transparent substrate 210. An alignment control protrusion 222 that defines the alignment direction of the liquid crystal is formed.

アクティブマトリクス基板230は、図3に示すように、透明基板210上に、TFT素子203、画素電極208等が形成され、さらに、液晶の配向方向を規定する配向制御用スリットパターン211を有する。図3に示した配向規制用の突起222や表示品位を低下させる不要光を遮光するためのブラックマトリクス224はカラーフィルタ基板220に形成したパターンをアクティブマトリクス基板230に投影した図である。画素電極208に閾値以上の電圧が印加された場合、液晶分子は突起222およびスリットパターン211に対して垂直な方向に倒れる。本実施の形態では、偏光板の偏光軸に対して方位角45度方向に液晶が配向するように、突起222およびスリットパターン211を形成している。   As shown in FIG. 3, the active matrix substrate 230 includes a TFT element 203, a pixel electrode 208, and the like formed on a transparent substrate 210, and further has an alignment control slit pattern 211 that defines the alignment direction of the liquid crystal. The black matrix 224 for shielding the alignment regulating protrusions 222 and unnecessary light for reducing the display quality shown in FIG. 3 is a diagram in which a pattern formed on the color filter substrate 220 is projected onto the active matrix substrate 230. When a voltage equal to or higher than the threshold is applied to the pixel electrode 208, the liquid crystal molecules are tilted in a direction perpendicular to the protrusions 222 and the slit pattern 211. In the present embodiment, the protrusion 222 and the slit pattern 211 are formed so that the liquid crystal is oriented in the direction of 45 ° azimuth with respect to the polarization axis of the polarizing plate.

以上のように、第1のパネルと第2のパネルとは、それぞれのカラーフィルタ221の赤(R)緑(G)青(B)の画素がそれぞれ鉛直方向から見た位置が一致するように構成されている。具体的には、第1のパネルのR画素は、第2のパネルのR画素に、第1のパネルのG画素は第2のパネルのG画素に、第1のパネルのB画素は、第2のパネルのB画素に、それぞれ鉛直方向から見た位置が一致するように構成されている。   As described above, the positions of the red (R), green (G), and blue (B) pixels of the respective color filters 221 in the first panel and the second panel coincide with each other when viewed from the vertical direction. It is configured. Specifically, the R pixel of the first panel is the R pixel of the second panel, the G pixel of the first panel is the G pixel of the second panel, and the B pixel of the first panel is the second pixel. Each of the B pixels of the second panel is configured so that the position seen from the vertical direction is the same.

上記構成の液晶表示装置100の駆動システムの概略を、図4に示す。   FIG. 4 shows an outline of a drive system of the liquid crystal display device 100 having the above configuration.

上記駆動システムは、液晶表示装置100に映像を表示するために必要な表示コントローラ400を有している。この結果、液晶表示装置100に対して、入力信号に基づいた適切な画像データが出力されることになる。   The driving system includes a display controller 400 necessary for displaying an image on the liquid crystal display device 100. As a result, appropriate image data based on the input signal is output to the liquid crystal display device 100.

上記表示コントローラ400は、第1のパネル、第2のパネルを所定の信号でそれぞれ駆動する第1、第2のパネル駆動回路(1)(2)を有する。表示コントローラ400は、第1、第2のパネル駆動回路(1)(2)に、映像ソース信号を分配する信号分配部401などを有している。表示コントローラ400の詳細については後述する。   The display controller 400 includes first and second panel drive circuits (1) and (2) for driving the first panel and the second panel with predetermined signals, respectively. The display controller 400 includes a signal distribution unit 401 that distributes video source signals to the first and second panel drive circuits (1) and (2). Details of the display controller 400 will be described later.

ここで、入力信号とは、TV受信機、VTR、DVDなどからの映像信号だけではなく、これらの信号を処理した信号も表している
従って、表示コントローラ400は、液晶表示装置100に適切な画像を表示できるような信号を各パネルに伝送するようになっている。
Here, the input signal represents not only a video signal from a TV receiver, VTR, DVD, etc., but also a signal obtained by processing these signals. Therefore, the display controller 400 can display an image suitable for the liquid crystal display device 100. A signal that can be displayed is transmitted to each panel.

上記の第1、第2のパネルと、それぞれのパネル駆動回路との接続関係を、図5に示す。図5では、偏光板を省略している。   FIG. 5 shows the connection relationship between the first and second panels and the respective panel drive circuits. In FIG. 5, the polarizing plate is omitted.

上記第1のパネル駆動回路(1)は、ドライバ(TCP)(1)を介して第1のパネルの回路基板(1)に設けられた端子(1)に接続されている。すなわち、第1のパネルにドライバ(TCP)(1)を接続し、回路基板(1)で連結し、パネル駆動回路(1)に接続している。   The first panel drive circuit (1) is connected to a terminal (1) provided on a circuit board (1) of the first panel via a driver (TCP) (1). In other words, the driver (TCP) (1) is connected to the first panel, connected by the circuit board (1), and connected to the panel drive circuit (1).

なお、第2のパネルにおける第2のパネル駆動回路(2)の接続も上記の第1のパネルと同じであるので、その説明を省略する。   Since the connection of the second panel drive circuit (2) in the second panel is the same as that in the first panel, the description thereof is omitted.

次に、上記構成の液晶表示装置100の動作について説明する。   Next, the operation of the liquid crystal display device 100 having the above configuration will be described.

上記第1のパネルの画素は、表示信号に基づいて駆動され、該第1のパネルの画素とパネルの鉛直方向から見た位置が一致する対応する第2のパネルの画素は、第1のパネルに対応して駆動される。偏光板Aと第1のパネルと偏光板Bとで構成される部分(構成部1)が透過状態の場合は、偏光板Bと第2のパネルと偏光板Cにより構成される部分(構成部2)も透過状態となり、構成部1が非透過状態の時は構成部2も非透過状態となるよう駆動される。   The pixels of the first panel are driven based on the display signal, and the corresponding pixels of the second panel corresponding to the positions of the pixels of the first panel and the positions viewed from the vertical direction of the panel are the first panel. It is driven in response to In the case where the part (constituent part 1) composed of the polarizing plate A, the first panel, and the polarizing plate B is in a transmissive state, the part composed of the polarizing plate B, the second panel, and the polarizing plate C (constituent part) 2) is also in a transmissive state, and when the component 1 is in a non-transmissive state, the component 2 is also driven in a non-transmissive state.

第1、第2のパネルには同一の画像信号を入力しても良いし、第1、第2のパネルに互いに連関した別々の信号を入力しても良い。   The same image signal may be input to the first and second panels, or separate signals associated with each other may be input to the first and second panels.

ここで、上記アクティブマトリクス基板230およびカラーフィルタ基板220の製造方法について説明する。   Here, a method for manufacturing the active matrix substrate 230 and the color filter substrate 220 will be described.

はじめに、アクティブマトリクス基板230の製造方法について説明する。   First, a method for manufacturing the active matrix substrate 230 will be described.

まず、透明基板10上に、図3に示すように、走査信号用配線(ゲート配線、ゲートライン、ゲート電圧ラインまたはゲートバスライン)201と補助容量配線202とを形成するためにスパッタリングによりTi/Al/Ti積層膜などの金属を成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成、塩素系ガスなどのエッチングガスを用いてドライエッチングし、レジストを剥離する。これにより、透明基板210上に、走査信号用配線201と補助容量配線202とが同時に形成される。   First, as shown in FIG. 3, in order to form a scanning signal wiring (gate wiring, gate line, gate voltage line or gate bus line) 201 and auxiliary capacitance wiring 202 on the transparent substrate 10 by sputtering, Ti / A metal such as an Al / Ti laminated film is formed, a resist pattern is formed by photolithography, dry etching is performed using an etching gas such as a chlorine-based gas, and the resist is peeled off. As a result, the scanning signal wiring 201 and the auxiliary capacitance wiring 202 are simultaneously formed on the transparent substrate 210.

その後、窒化シリコン(SiNx)などからなるゲート絶縁膜、アモルファスシリコン等からなる活性半導体層、リンなどをドープしたアモルファスシリコン等からなる低抵抗半導体層をCVDにて成膜、その後、データ信号用配線(ソース配線、ソースライン、ソース電圧ラインまたはソースバスライン)204、ドレイン引き出し配線205、補助容量形成用電極206を形成するためにスパッタリングによりAl/Tiなどの金属を成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成、塩素系ガスなどのエッチングガスを用いてドライエッチングし、レジストを剥離する。これにより、データ信号用配線204、ドレイン引き出し配線205、補助容量形成用電極206が同時に形成される。   Thereafter, a gate insulating film made of silicon nitride (SiNx) or the like, an active semiconductor layer made of amorphous silicon or the like, a low-resistance semiconductor layer made of amorphous silicon or the like doped with phosphorus or the like is formed by CVD, and then a data signal wiring (Source wiring, source line, source voltage line or source bus line) 204, drain lead-out wiring 205, auxiliary capacitance forming electrode 206 are formed by depositing a metal such as Al / Ti by sputtering, and by photolithography A resist pattern is formed, dry etching is performed using an etching gas such as a chlorine-based gas, and the resist is peeled off. As a result, the data signal wiring 204, the drain lead wiring 205, and the auxiliary capacitance forming electrode 206 are formed at the same time.

なお、補助容量は補助容量配線202と補助容量形成用電極206の間に約4000Åのゲート絶縁膜をはさんで形成されている。   The auxiliary capacitance is formed between the auxiliary capacitance wiring 202 and the auxiliary capacitance forming electrode 206 with a gate insulating film of about 4000 mm sandwiched therebetween.

その後、ソースドレイン分離のために低抵抗半導体層を、塩素ガスなどを用いてドライエッチングしTFT素子203を形成する。   Thereafter, the TFT element 203 is formed by dry etching the low resistance semiconductor layer using chlorine gas or the like for source / drain separation.

次に、アクリル系感光性樹脂などからなる層間絶縁膜207をスピンコートにより塗布し、ドレイン引き出し配線205と画素電極208を電気的にコンタクトするためのコンタクトホール(図示せず)をフォトリソグラフィー法で形成する。層間絶縁膜207の膜厚は、約3μmである。   Next, an interlayer insulating film 207 made of acrylic photosensitive resin or the like is applied by spin coating, and a contact hole (not shown) for electrically contacting the drain lead-out wiring 205 and the pixel electrode 208 is formed by photolithography. Form. The film thickness of the interlayer insulating film 207 is about 3 μm.

さらに、画素電極208、および垂直配向膜(図示せず)をこの順に形成して構成される。   Further, the pixel electrode 208 and a vertical alignment film (not shown) are formed in this order.

なお、本実施形態は、上述したように、MVA型液晶表示装置であり、ITOなどからなる画素電極208にスリットパターン211が設けられている。具体的には、スパッタリングにより成膜し、フォトリソグラフィー法によりレジストパターンを形成し、塩化第二鉄などのエッチング液によりエッチングし、図3に示すような画素電極パターンを得る。   As described above, the present embodiment is an MVA type liquid crystal display device, and the slit pattern 211 is provided in the pixel electrode 208 made of ITO or the like. Specifically, a film is formed by sputtering, a resist pattern is formed by photolithography, and etching is performed with an etchant such as ferric chloride to obtain a pixel electrode pattern as shown in FIG.

以上により、アクティブマトリクス基板230を得る。   Thus, the active matrix substrate 230 is obtained.

なお、図3に示す符号212a,212b,212c,212d,212e,212fは、画素電極8に形成されたスリットの電気的接続部を示す。このスリットにおける電気的接続部分では配向が乱れ配向異常が発生する。ただし、スリット212a〜212dについては、TFT素子203をオン状態に動作させるためにゲート配線に供給されるプラス電位が印加される時間が通常μ秒オーダーであり、TFT素子203をオフ状態に動作させるためにゲート配線に供給されるマイナス電位が印加される時間が通常m秒オーダーであるため、マイナス電位が印加される時間が支配的である。このため、スリット212a〜212dをゲート配線上に位置させると、配向異常に加えて、ゲートマイナスDC印加成分により液晶中に含まれる不純物イオンが集まるため、表示ムラとして視認される場合がある。よって、スリット212a〜212dは、ゲート配線と平面的に重ならない領域に設ける必要があるため、図3に示すように、ブラックマトリクス224で隠すほうが望ましい。   Note that reference numerals 212 a, 212 b, 212 c, 212 d, 212 e, and 212 f shown in FIG. 3 indicate electrical connection portions of slits formed in the pixel electrode 8. At the electrical connection portion in the slit, the orientation is disturbed and an orientation abnormality occurs. However, for the slits 212a to 212d, the time during which the positive potential supplied to the gate wiring is applied to operate the TFT element 203 in the on state is usually on the order of microseconds, and the TFT element 203 is operated in the off state. For this reason, since the time during which the negative potential supplied to the gate wiring is applied is usually on the order of milliseconds, the time during which the negative potential is applied is dominant. For this reason, when the slits 212a to 212d are positioned on the gate wiring, in addition to the alignment abnormality, impurity ions contained in the liquid crystal gather due to the gate minus DC application component, so that it may be visually recognized as display unevenness. Therefore, since it is necessary to provide the slits 212a to 212d in a region that does not overlap with the gate wiring in a plan view, it is preferable to hide the slits 212a to 212d with the black matrix 224 as shown in FIG.

続いて、カラーフィルタ基板220の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the color filter substrate 220 will be described.

上記カラーフィルタ基板220は、透明基板210上に、3原色(赤、緑、青)のカラーフィルタ221およびブラックマトリクス(BM)224などからなるカラーフィルタ層、対向電極223、垂直配向膜225、および配向制御用の突起222を有する。   The color filter substrate 220 includes a color filter layer composed of three primary colors (red, green, blue), a color filter 221 and a black matrix (BM) 224, a counter electrode 223, a vertical alignment film 225, and a transparent substrate 210. A protrusion 222 for controlling the orientation is provided.

まず、透明基板210上に、スピンコートによりカーボンの微粒子を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、黒色感光性樹脂層を形成する。続いて、フォトマスクを介して黒色感光性樹脂層を露光した後、現像を行って、ブラックマトリクス(BM)224を形成する。このとき第1着色層(例えば赤色層)、第2着色層(例えば緑色層)、および第3着色層(例えば青色層)が形成される領域に、それぞれ第1着色層用の開口部、第2着色層用の開口部、第3着色層用の開口部(それぞれの開口部は各画素電極に対応)が形成されるようにBMを形成する。より具体的には、図3に示すように、画素電極208に形成されたスリット212a〜212fにおける電気的接続部分のスリット212a〜212dに生じる配向異常領域を遮光するBMパターンを島状に形成し、また、TFT素子203に外光が入射することにより光励起されるリーク電流の増加を防ぐためにTFT素子203上に遮光部(BM)を形成する。   First, a negative acrylic photosensitive resin liquid in which carbon fine particles are dispersed is applied onto the transparent substrate 210 by spin coating, and then dried to form a black photosensitive resin layer. Subsequently, the black photosensitive resin layer is exposed through a photomask and then developed to form a black matrix (BM) 224. At this time, in the regions where the first colored layer (for example, red layer), the second colored layer (for example, green layer), and the third colored layer (for example, blue layer) are formed, the first colored layer opening, The BM is formed so that an opening for the second colored layer and an opening for the third colored layer (each opening corresponds to each pixel electrode) are formed. More specifically, as shown in FIG. 3, a BM pattern that shields an abnormal alignment region generated in the slits 212a to 212d of the electrical connection portions of the slits 212a to 212f formed in the pixel electrode 208 is formed in an island shape. In addition, a light shielding portion (BM) is formed on the TFT element 203 in order to prevent an increase in leakage current that is photoexcited when external light enters the TFT element 203.

次に、スピンコートにより顔料を分散したネガ型のアクリル系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光および現像を行い、赤色層を形成する。   Next, after applying a negative acrylic photosensitive resin liquid in which a pigment is dispersed by spin coating, drying is performed, and exposure and development are performed using a photomask to form a red layer.

その後、第2色層用(例えば緑色層)、および第3色層用(例えば青色層)についても同様に形成し、カラーフィルタ221が完成する。   Thereafter, the second color layer (for example, the green layer) and the third color layer (for example, the blue layer) are similarly formed, and the color filter 221 is completed.

さらに、ITOなどの透明電極からなる対向電極223をスパッタリングにより形成し、その後、スピンコートによりポジ型のフェノールノボラック系感光性樹脂液を塗布した後、乾燥を行い、フォトマスクを用いて露光および現像を行い垂直配向制御用の突起222を形成する。さらに、液晶パネルのセルギャップを規定するための柱状スペーサ(図示せず)を、アクリル系感光性樹脂液を塗布しフォトマスクで露光、現像、硬化して形成する。   Further, a counter electrode 223 made of a transparent electrode such as ITO is formed by sputtering, and then a positive type phenol novolac photosensitive resin solution is applied by spin coating, followed by drying, and exposure and development using a photomask. To form a protrusion 222 for controlling vertical alignment. Further, columnar spacers (not shown) for defining the cell gap of the liquid crystal panel are formed by applying an acrylic photosensitive resin liquid, exposing, developing and curing with a photomask.

以上により、カラーフィルタ基板220が形成される。   Thus, the color filter substrate 220 is formed.

また、本実施形態では樹脂からなるBMの場合を示したが、金属からなるBMでも構わない。また、3原色の着色層は、赤、緑、青、に限られることはなく、シアン、マゼンタ、イエローなどの着色層があってもよく、またホワイト層が含まれていても良い。   In the present embodiment, the case of a BM made of resin is shown, but a BM made of metal may be used. The colored layers of the three primary colors are not limited to red, green, and blue, and may include colored layers such as cyan, magenta, and yellow, and may include a white layer.

上述のように製造されたカラーフィルタ基板220とアクティブマトリクス基板230とで液晶パネル(第1のパネル、第2のパネル)を製造する方法について以下に説明する。   A method for manufacturing a liquid crystal panel (first panel, second panel) using the color filter substrate 220 and the active matrix substrate 230 manufactured as described above will be described below.

まず、上記カラーフィルタ基板220およびアクティブマトリクス基板230の、液晶と接する面に、垂直配向膜225を形成する。具体的には、配向膜塗布前に脱ガス処理として焼成を行いその後、基板洗浄、配向膜塗布を行う。配向膜塗布後には配向膜焼成を行う。配向膜塗布後洗浄を行った後、脱ガス処理としてさらに焼成を行う。垂直配向膜225は液晶226の配向方向を規定する。   First, the vertical alignment film 225 is formed on the surface of the color filter substrate 220 and the active matrix substrate 230 that are in contact with the liquid crystal. Specifically, baking is performed as a degassing process before the alignment film is applied, and then substrate cleaning and alignment film application are performed. After the alignment film is applied, alignment film baking is performed. After the alignment film is applied and washed, further baking is performed as a degassing process. The vertical alignment film 225 defines the alignment direction of the liquid crystal 226.

次に、アクティブマトリクス基板230とカラーフィルタ基板220との間に液晶を封入する方法について説明する。   Next, a method for sealing liquid crystal between the active matrix substrate 230 and the color filter substrate 220 will be described.

液晶の封入方法については、たとえば熱硬化型シール樹脂を基板周辺に一部液晶注入のため注入口を設け、真空で注入口を液晶に浸し、大気開放することによって液晶を注入し、その後UV硬化樹脂などで注入口を封止する、真空注入法などの方法で行ってもよい。しかしながら、垂直配向の液晶パネルでは、水平配向パネルに比べ注入時間が非常に長くなる欠点がある。ここでは液晶滴下貼り合せ法による説明を行う。   As for the liquid crystal sealing method, for example, an injection port is provided for injecting a part of the thermosetting sealing resin around the substrate, the liquid injection is performed by immersing the injection port in a liquid crystal in a vacuum, and opening to the atmosphere, and then UV curing is performed. You may carry out by methods, such as a vacuum injection method, which seals an injection port with resin etc. However, the vertical alignment liquid crystal panel has a drawback that the injection time is very long as compared with the horizontal alignment panel. Here, explanation will be given by the liquid crystal dropping bonding method.

アクティブマトリクス基板側の周囲にUV硬化型シール樹脂を塗布し、カラーフィルタ基板に滴下法により液晶の滴下を行う。液晶滴下法により液晶によって所望のセルギャップとなるよう最適な液晶量をシールの内側部分に規則的に滴下する。   A UV curable seal resin is applied around the active matrix substrate side, and liquid crystal is dropped onto the color filter substrate by a dropping method. An optimum amount of liquid crystal is regularly dropped on the inner part of the seal so as to obtain a desired cell gap by liquid crystal by a liquid crystal dropping method.

さらに、上記のようにシール描画および液晶滴下を行ったカラーフィルタ基板とアクティブマトリクス基板を貼合せるため、貼り合わせ装置内の雰囲気を1Paまで減圧を行い
、この減圧下において基板の貼合せを行った後、雰囲気を大気圧にしてシール部分が押しつぶされ、所望のシール部のギャップが得られる。
Further, in order to bond the active filter substrate and the color filter substrate on which the seal drawing and liquid crystal dropping were performed as described above, the atmosphere in the bonding apparatus was reduced to 1 Pa, and the substrates were bonded under this reduced pressure. After that, the atmosphere is set to atmospheric pressure, the seal portion is crushed, and a desired gap of the seal portion is obtained.

次に、シール部分の所望のセルギャップを得た構造体について、UV硬化装置にてUV照射を行いシール樹脂の仮硬化を行う。さらに、シール樹脂の最終硬化を行う為にベークを行う。この時点でシール樹脂の内側に液晶が行き渡り液晶がセル内に充填された状態に至る。ベーク完了後に構造体を液晶パネル単位に分断することで液晶パネルが完成する。   Next, with respect to the structure having a desired cell gap in the seal portion, UV irradiation is performed with a UV curing device to temporarily cure the seal resin. Further, baking is performed to finally cure the sealing resin. At this time, the liquid crystal spreads inside the sealing resin and the liquid crystal is filled in the cell. A liquid crystal panel is completed by dividing the structure into liquid crystal panel units after baking is completed.

本実施の形態では、第1のパネルも第2のパネルも同一のプロセスで製造される。   In the present embodiment, the first panel and the second panel are manufactured by the same process.

続いて、上述の製造方法により製造された第1のパネルと第2のパネルとの実装方法について説明する。   Subsequently, a mounting method of the first panel and the second panel manufactured by the above-described manufacturing method will be described.

ここでは、第1のパネルおよび第2のパネルを洗浄後、それぞれのパネルに偏光板を貼り付ける。具体的には、図4に示すように、第1のパネルの表面および裏面にそれぞれ偏光板AおよびBを貼り付ける。また、第2のパネルの裏面に偏光板Cを貼り付ける。なお、偏光板には必要に応じて、光学補償シート等を積層してもよい。   Here, after cleaning the first panel and the second panel, a polarizing plate is attached to each panel. Specifically, as shown in FIG. 4, polarizing plates A and B are attached to the front and back surfaces of the first panel, respectively. Moreover, the polarizing plate C is affixed on the back surface of the second panel. In addition, you may laminate | stack an optical compensation sheet etc. on a polarizing plate as needed.

次に、ドライバ(液晶駆動用LSI)を接続する。ここでは、ドライバをTCP(TapeCareerPackage)方式による接続について説明する。   Next, a driver (liquid crystal driving LSI) is connected. Here, the connection of the driver by the TCP (Tape Career Package) method will be described.

例えば、図5に示すように、第1のパネルの端子部(1)にACF(ArisotoropiConduktiveFilm)を仮圧着後、ドライバが乗せられたTCP(1)を、キャリアテープから打
ち抜き、パネル端子電極に位置合せし、加熱、本圧着する。その後、ドライバTCP(1)同士を連結するための回路基板(1)とTCP(1)の入力端子(1)をACFで接続する。
For example, as shown in FIG. 5, after temporarily crimping an ACF (ArisotoropiConduktiveFilm) to the terminal portion (1) of the first panel, the TCP (1) on which the driver is placed is punched from the carrier tape and positioned on the panel terminal electrode. Combine, heat, and press-fit. Thereafter, the circuit board (1) for connecting the drivers TCP (1) and the input terminal (1) of the TCP (1) are connected by ACF.

次に、2枚のパネルを貼り合せる。偏光板Bは両面に粘着層を供えている。第2のパネルの表面を洗浄し、第1のパネルに貼り付けられた偏光板Bの粘着層のラミネートをはがし、精密に位置合せし、第1のパネルおよび第2のパネルを貼り合せる。このとき、パネルと粘着層の間に気泡が残る場合があるので、真空下で貼り合せることが望ましい。   Next, the two panels are bonded together. The polarizing plate B is provided with an adhesive layer on both sides. The surface of the second panel is washed, the laminate of the adhesive layer of the polarizing plate B attached to the first panel is peeled off, precisely aligned, and the first panel and the second panel are bonded together. At this time, since bubbles may remain between the panel and the adhesive layer, it is desirable to bond them under vacuum.

また、別の貼り合せ方法としては、常温またはパネルの耐熱温度以下で硬化する接着剤たとえばエポキシ接着剤などをパネルの周辺部に塗布し、プラスチックスペーサを散布し、たとえばフッ素油などを封入しても良い。光学的に等方性で、ガラス基板と同程度の屈折率を持ち、液晶と同程度の安定性な液体が望ましい。   As another bonding method, an adhesive that cures at room temperature or below the heat resistance temperature of the panel, such as an epoxy adhesive, is applied to the periphery of the panel, a plastic spacer is sprayed, and fluorine oil is sealed, for example. Also good. A liquid that is optically isotropic, has a refractive index comparable to that of a glass substrate, and is as stable as liquid crystal is desirable.

なお、本実施形態では、図4および図5に記載されているように、第1のパネルの端子面と第2のパネルの端子面が同じ位置にあるような場合にも適用できる。また、パネルに対する端子の方向や貼り合せ方法は特に限定するものではない。たとえば接着によらず機械的な固定方法でもよい。   In addition, in this embodiment, as described in FIG. 4 and FIG. 5, the present invention can be applied to the case where the terminal surface of the first panel and the terminal surface of the second panel are at the same position. Moreover, the direction of the terminal with respect to the panel and the bonding method are not particularly limited. For example, a mechanical fixing method may be used regardless of adhesion.

なお、内側のガラスの厚みによる視差を減らすため、2枚のパネルの対面する内側の基板をなるべく薄くするほうが良い。   In order to reduce parallax due to the thickness of the inner glass, it is better to make the inner substrates facing each other of the two panels as thin as possible.

ガラス基板を用いた場合、初めから、薄い基板を用いることができる。可能な基板の厚みについては、製造ラインや液晶パネルの大きさなどによって変わるが、0.4mmのガラスを内側の基板として用いることができる。   When a glass substrate is used, a thin substrate can be used from the beginning. The possible substrate thickness varies depending on the production line and the size of the liquid crystal panel, but 0.4 mm glass can be used as the inner substrate.

また、ガラスを研磨やエッチングする方法もある。ガラスのエッチング方法については公知の技術(特許3524540号、特許3523239号等の公報)があるが、たとえば15%フッ酸水溶液などの化学加工液を使う。端子面等のエッチングをしたくない部分は、耐酸性の保護材で皮膜し、前記化学加工液に浸しガラスをエッチングしたあと、保護材を除去する。エッチングによりガラスは0.1mm〜0.4mm程度まで薄くする。
2枚のパネルを貼り合せた後、バックライトと呼ばれる照明装置と一体化することで、液晶表示装置100となる。
There are also methods for polishing and etching glass. There are known techniques for etching glass (Patent Publications such as Japanese Patent Nos. 3524540 and 3523239). For example, a chemical working solution such as a 15% hydrofluoric acid aqueous solution is used. Portions that are not to be etched such as terminal surfaces are coated with an acid-resistant protective material, soaked in the chemical working solution and etched into the glass, and then the protective material is removed. The glass is thinned to about 0.1 mm to 0.4 mm by etching.
After the two panels are bonded together, the liquid crystal display device 100 is obtained by integrating with a lighting device called a backlight.

ここで、本願発明に好適な照明装置の具体例について、以下に説明する。但し、本発明は、以下にあげる照明装置の形態に限られるものではなく適宜変更可能である。   Here, the specific example of the illuminating device suitable for this invention is demonstrated below. However, this invention is not restricted to the form of the illuminating device given below, It can change suitably.

本発明の液晶表示装置100は表示原理により、従来のパネルより多くの光の量を提供する能力がバックライトには求められる。しかも、波長領域でも短波長の吸収がより顕著になるので照明装置側にはより波長の短い青い光源を用いる必要性がある。これらの条件を満たす照明装置の一例を図6に示す。   In the liquid crystal display device 100 of the present invention, the backlight is required to have an ability to provide a larger amount of light than a conventional panel according to the display principle. Moreover, since short wavelength absorption becomes more prominent even in the wavelength region, it is necessary to use a blue light source having a shorter wavelength on the illuminating device side. An example of a lighting device that satisfies these conditions is shown in FIG.

本発明における液晶表示装置100では、従来と同様の輝度を出すために、今回は熱陰極ランプを使用する。熱陰極ランプは、一般的仕様で用いられている冷陰極ランプより光の量が6倍程度出力できることを特徴とする。   In the liquid crystal display device 100 according to the present invention, a hot cathode lamp is used this time in order to obtain the same luminance as the conventional one. The hot cathode lamp is characterized in that the amount of light can be output about six times that of a cold cathode lamp used in general specifications.

標準的液晶表示装置として対角37インチWXGAを例にあげると、外径φ15mmのランプ18本をアルミニウムで出来たハウジングの上に配置する。本ハウジングにはランプから背面方向に出射された光を効率よく利用するために、発泡樹脂を用いた白色反射シートを配置する。本ランプの駆動電源は該ハウジングの背面に配置され、家庭用電源から供給される電力でランプの駆動を行う。   Taking a 37 inch diagonal WXGA as an example of a standard liquid crystal display device, 18 lamps having an outer diameter of 15 mm are arranged on a housing made of aluminum. In this housing, a white reflective sheet using a foamed resin is disposed in order to efficiently use the light emitted from the lamp in the back direction. A driving power source for the lamp is disposed on the rear surface of the housing, and the lamp is driven by power supplied from a household power source.

次に、本ハウジングにランプを複数並べる直下型バックライトにおいてランプイメージを消すために乳白色の樹脂板が必要になる。今回は2mm厚の、吸湿反り及び熱変形に強いポリカーボネイトをベースにした板部材をランプ上のハウジングに配置し、さらにその上面に所定の光学効果を得るための光学シート類、具体的には今回は下から拡散シート、レンズシート、レンズシート、偏光反射シートを配置する。本仕様により一般的な、冷陰極ランプφ4mmの18灯、拡散シート2枚と偏光反射シートの仕様に対して10倍程度のバックライト輝度を得ることが可能になる。それにより、本発明の37インチの液晶表示装置は、400cd/m程度の輝度を得ることが可能となる。 Next, a milky white resin plate is required for erasing the lamp image in the direct type backlight in which a plurality of lamps are arranged in the housing. This time, a plate member based on polycarbonate, which is 2mm thick and absorbs warp and heat deformation, is placed in the housing on the lamp, and the optical sheet to obtain the predetermined optical effect on its upper surface, specifically this time Arranges a diffusion sheet, a lens sheet, a lens sheet, and a polarization reflection sheet from the bottom. With this specification, it is possible to obtain a backlight luminance of about 10 times that of a general specification of 18 cold-cathode lamps of φ4 mm, two diffusion sheets and a polarizing reflection sheet. Thereby, the 37-inch liquid crystal display device of the present invention can obtain a luminance of about 400 cd / m 2 .

ただし、本バックライトの発熱量は従来のものの5倍にいたるためバックシャーシの背面には空気への放熱を促すフィンと、空気の流れを強制的に行うファンを設置する。   However, since the amount of heat generated by this backlight is five times that of the conventional one, fins for radiating heat to the air and a fan for forcing the air flow are installed on the back of the back chassis.

本照明装置の機構部材は、モジュール全体の主要機構部材をかねていて、本バックライトに前記実装済みパネルを配置し、パネル駆動回路や信号分配器を備えた液晶表示用コントローラ、光源用電源、場合によっては家庭用一般電源を取り付け、液晶モジュールが完成する。本バックライトに前記実装済みパネルを配置し、パネルを押える枠体を設置することで本発明の液晶表示装置となる。   The mechanism member of the present lighting device also serves as a main mechanism member of the entire module, and the mounted panel is disposed in the backlight, and a liquid crystal display controller including a panel drive circuit and a signal distributor, a light source power source, In some cases, a household general power supply is attached to complete the liquid crystal module. The liquid crystal display device of the present invention is obtained by disposing the mounted panel on the backlight and installing a frame body for pressing the panel.

本実施の形態では、熱陰極管を用いた直下方式の照明装置を示したが、用途に応じて、投射方式やエッジライト方式でも良く、光源は冷陰極管或いはLED、OEL、電子線蛍光管などを用いてもよく、光学シートなどの組み合わせにおいても適宜選択することが可能である。   In the present embodiment, a direct illumination device using a hot cathode tube is shown, but a projection method or an edge light method may be used according to the application, and the light source is a cold cathode tube, LED, OEL, electron beam fluorescent tube. Or a combination of optical sheets can be selected as appropriate.

さらに、他の実施形態として、液晶の垂直配向液晶分子の配向方向を制御する方法として、以上に説明した実施形態ではアクティブマトリクス基板の画素電極にスリットを設けカラーフィルタ基板側に配向制御用の突起を設けたが、それらが逆の場合でもよく、また、両基板の電極にスリットを持たせた構造や、両基板の電極表面に配向制御用の突起を設けたMVA型液晶パネルであっても構わない。   Furthermore, as another embodiment, as a method for controlling the alignment direction of the vertically aligned liquid crystal molecules of the liquid crystal, in the embodiment described above, a slit is provided in the pixel electrode of the active matrix substrate, and a protrusion for alignment control on the color filter substrate side. However, they may be reversed, or a structure in which slits are provided on the electrodes of both substrates, or an MVA type liquid crystal panel in which alignment control protrusions are provided on the electrode surfaces of both substrates. I do not care.

加えて、上記MVA型ではなく、一対の配向膜によって規定されるプレチルト方向(配向処理方向)が互いに直交する垂直配向膜を用いる方法でも良い。また、液晶分子がツイスト配向となるVAモードであってもよく、VATN(Vertical Alignment Twisted Nematic)モードと呼ばれることもある。VATN方式は、配向制御用突起の部分での光漏れによるコントラストの低下が無いことから、本願発明においてはより好ましい。プレチルトは、光配向等により形成される。   In addition, instead of the MVA type, a method using a vertical alignment film in which pretilt directions (alignment processing directions) defined by a pair of alignment films are orthogonal to each other may be used. In addition, a VA mode in which liquid crystal molecules are twisted alignment may be used, which may be referred to as a VATN (Vertical Alignment Twisted Nematic) mode. The VATN method is more preferable in the present invention because there is no decrease in contrast due to light leakage at the alignment control projection. The pretilt is formed by optical alignment or the like.

ここで、上記構成の液晶表示装置100の表示コントローラにおける駆動方法の具体例について、図7を参照しなが以下に説明する。ここでは、入力8bit(256階調)、液晶ドライバ8bitの場合について説明する。   Here, a specific example of a driving method in the display controller of the liquid crystal display device 100 having the above configuration will be described below with reference to FIG. Here, the case of input 8 bits (256 gradations) and liquid crystal driver 8 bits will be described.

表示コントローラ部のパネル駆動回路(1)において、入力信号(映像ソース)に対し、γ変換、オーバーシュートなどの駆動信号処理を行って第一のパネルのソースドライバ(ソース駆動手段)に対し8bit階調データを出力する。   In the panel drive circuit (1) of the display controller unit, the input signal (video source) is subjected to drive signal processing such as γ conversion and overshoot to the 8-bit floor for the source driver (source drive means) of the first panel. Output key data.

一方、パネル駆動回路(2)において、γ変換、オーバーシュートなどの信号処理を行って第2のパネルのソースドライバ(ソース駆動手段)に対し8bit階調データを出力する。   On the other hand, the panel drive circuit (2) performs signal processing such as γ conversion and overshoot, and outputs 8-bit grayscale data to the source driver (source drive means) of the second panel.

第1のパネル、第2のパネルおよびその結果出力される出力画像は8bitとなり、入力信号に対し1対1に対応し、入力画像に忠実な画像となる。   The first panel, the second panel, and the output image that is output as a result are 8 bits, correspond one-to-one with the input signal, and are faithful to the input image.

ところで、MVAモードなどのノーマリーブラックモードの液晶表示装置は、黒輝度が低く、コントラストの高い画像表示を実現できる反面、低階調側で応答速度が遅いことにより、特に動画像表示を行う場合に表示品位が低下することが問題となっていた。そこで、本発明では、モーマリーブラックモードの液晶パネルを2枚以上重ね合わせた構成と刷ることで、コントラストのさらなる向上を図るとともに、表示応答速度の向上をも実現させている。これを実現するための構成について、以下の実施形態で説明する。   By the way, normally black mode liquid crystal display devices such as the MVA mode can realize image display with low black luminance and high contrast, but on the other hand, when the response speed is low on the low gradation side, particularly when displaying moving images. However, the display quality deteriorates. Therefore, in the present invention, the contrast is improved and the display response speed is improved by printing with a configuration in which two or more liquid crystal panels in a modally black mode are stacked. A configuration for realizing this will be described in the following embodiment.

〔実施の形態1〕
実施の形態1では、表示応答速度を向上させるために、各液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させることによって、画像全体の階調値を閾値以上の高階調領域側へ移行させ、閾値以下の低階調領域側の階調値を表示画像から排除している。
[Embodiment 1]
In the first embodiment, in order to improve the display response speed, in each liquid crystal panel, when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input, the gradation value of the entire image is converted by converting the gradation value to a value equal to or higher than the threshold value. The tone value is shifted to the high gradation region side above the threshold value, and the gradation value on the low gradation region side below the threshold value is excluded from the display image.

本実施の形態の液晶表示装置は、図1に示すように、第1のパネルと第2のパネルと偏光板A、B、Cを交互に貼り合せて構成されている。そして、本液晶表示装置は、図19に示すように、2枚の液晶パネル(第1のパネル420a及び第2のパネル420b)をそれぞれ独立して駆動するための表示コントローラ400を有している。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device of the present embodiment is configured by alternately bonding a first panel, a second panel, and polarizing plates A, B, and C. Then, as shown in FIG. 19, the present liquid crystal display device has a display controller 400 for independently driving two liquid crystal panels (first panel 420a and second panel 420b). .

表示コントローラ400は、同じ映像ソース信号を第1のパネル420a用および第2のパネル420b用にそれぞれ分配する信号分配部401を備えている。また、第1のパネル420a用に分配された映像ソース信号に対して処理を行うブロックとして、階調変換部(1)(階調変換手段)402a、擬似多階調化部(1)403a、パネル駆動回路(1)404aを備えている。また、第2のパネル420b用に分配された映像ソース信号に対して処理を行うブロックとして、階調変換部(2)(階調変換手段)402b、擬似多階調化部(2)403b、パネル駆動回路(2)404bを備えている。   The display controller 400 includes a signal distribution unit 401 that distributes the same video source signal to the first panel 420a and the second panel 420b. Further, as a block for processing the video source signal distributed for the first panel 420a, a gradation conversion unit (1) (gradation conversion unit) 402a, a pseudo multi-gradation unit (1) 403a, A panel drive circuit (1) 404a is provided. Further, as a block for processing the video source signal distributed for the second panel 420b, a gradation conversion unit (2) (gradation conversion unit) 402b, a pseudo multi-gradation unit (2) 403b, A panel drive circuit (2) 404b is provided.

なお、パネル駆動回路(1)404a、パネル駆動回路(2)404bは、液晶コントローラ410内に配置されている。   The panel drive circuit (1) 404a and the panel drive circuit (2) 404b are arranged in the liquid crystal controller 410.

階調変換部(1)402aおよび階調変換部(2)402bは、入力された階調値が予め設定された閾値以上となるように階調変換を行う。これにより、画像全体の階調値が閾値以上の高階調領域側へ移行される。擬似多階調化部(1)403aおよび擬似多階調化部(2)403bは、フレームレートコントロール(FRC)などの多階調化技術を用いて、上記の階調変換を行ったことに起因した階調つぶれが起きないように映像ソース信号を擬似多階調化する。   The tone conversion unit (1) 402a and the tone conversion unit (2) 402b perform tone conversion so that the input tone value is equal to or greater than a preset threshold value. As a result, the gradation value of the entire image is shifted to the high gradation region side where the threshold value is greater than or equal to the threshold value. The pseudo multi-gradation unit (1) 403a and the pseudo multi-gray scale unit (2) 403b perform the above-described gradation conversion using a multi-gradation technique such as frame rate control (FRC). The video source signal is pseudo-multi-gradation so that the resulting gradation collapse does not occur.

ここで、擬似多階調化処理の原理について、図22を用いて説明する。
図22(a)には、1マス画素とし、2×2画素の領域に6ビット階調で32階調の画像が表示されている場合を示す。また、図22(b)には、(a)と同様に、6ビット階調で33階調の画像が表示されている場合を示す。6ビット階調では、当然のことながら、32階調と33階調の間の階調を表現することは不可能である。
Here, the principle of the pseudo multi-gradation processing will be described with reference to FIG.
FIG. 22 (a) shows a case where an image of 32 gradations is displayed with 6 bits gradations in an area of 2 × 2 pixels with 1 square pixel. Further, FIG. 22B shows a case where an image of 33 gradations with 6-bit gradations is displayed as in FIG. In the 6-bit gradation, it is naturally impossible to express a gradation between the 32 gradation and the 33 gradation.

そこで、図22(c)に示すように、6ビット階調で1階調の大きさのノイズパターンを印加することにする。32階調表示時に、上記のノイズパターンを重畳したときの表示状態は、図22(d)のようになる。そして、これらの1画素の4フレームでの平均階調は、(32×3+33)/4=32.25となり、あたかも本来表現できない32階調と33階調の間の階調が表現できていることになる。   Therefore, as shown in FIG. 22 (c), a noise pattern having a 6-bit gradation and a gradation of 1 gradation is applied. The display state when the above noise pattern is superimposed during 32 gradation display is as shown in FIG. The average gray level of these one pixel in 4 frames is (32 × 3 + 33) /4=32.25, and it is possible to express gray levels between 32 gray levels and 33 gray levels that cannot be expressed originally. It will be.

このように、擬似多階調化処理は、人間の目が、時間および空間を平均して輝度を認識するという性質を利用して、限られた階調数において、人間の目にはあたかも表現できる階調数が増えたかのように見える処理を行うものである。擬似多階調化処理には、単位となる画素領域をどの程度の大きさにするか、あるいは、ノイズパターンをどのように設計するか(すなわち、各フレームでのノイズパターン、周期フレームの数など)によって、FRCなどの様々な方式がある。   In this way, the pseudo multi-gradation processing is expressed as if the human eye is limited in the number of gradations using the property that the human eye recognizes the luminance by averaging time and space. This is a process that looks as if the number of gradations that can be increased. In the pseudo multi-gradation processing, how large is the pixel area as a unit, or how the noise pattern is designed (that is, the noise pattern in each frame, the number of periodic frames, etc.) ), There are various methods such as FRC.

実際に擬似多階調化処理を行う場合には、例えば、図23に示すように、8ビット入力信号(入力データ)を、6ビットドライバーを用いて上位6ビットと下位2ビットに分離し、下位2ビットの情報をもとに1ビットのノイズパターンを作成し、各画素にこのノイズパターンを重畳する(上位6ビット+1ビットノイズパターン)という処理手順で行うことができる。   When actually performing pseudo multi-gradation processing, for example, as shown in FIG. 23, an 8-bit input signal (input data) is separated into upper 6 bits and lower 2 bits using a 6-bit driver, A 1-bit noise pattern is created based on the information of the lower 2 bits, and this noise pattern is superimposed on each pixel (upper 6 bits + 1 bit noise pattern).

パネル駆動回路(1)404aおよびパネル駆動回路(2)404bは、上述したように、第1のパネル、第2のパネルを所定の信号でそれぞれ駆動する回路である。   As described above, the panel drive circuit (1) 404a and the panel drive circuit (2) 404b are circuits for driving the first panel and the second panel with predetermined signals, respectively.

さらに、表示コントローラ400は、第1の液晶パネル420a及び第2の液晶パネル420bのγ特性をそれぞれγ=1.48とするための階調輝度比設定手段として、階調基準電圧生成回路(1)405a、階調基準電圧生成回路(2)405bを備えている。   Further, the display controller 400 serves as a gradation reference voltage generation circuit (1) as gradation luminance ratio setting means for setting γ characteristics of the first liquid crystal panel 420a and the second liquid crystal panel 420b to γ = 1.48, respectively. ) 405a and a gradation reference voltage generation circuit (2) 405b.

これらの階調基準電圧生成回路には、所望とするγ特性に適合するようにラダー抵抗を設計した液晶ドライバーが設けられている。このドライバーを使用して、通常のγ設定方法に基づいて、基準電圧を調整することにより、γ特性を上記のような値にすることができる。   These gradation reference voltage generation circuits are provided with a liquid crystal driver in which a ladder resistor is designed so as to match a desired γ characteristic. By using this driver and adjusting the reference voltage based on a normal γ setting method, the γ characteristic can be set to the above value.

また、ドライバーのラダー抵抗はそのままで、LUTによる階調変換でデジタル処理することによって所望のγ特性にすることもできる。この場合は、階調つぶれを防ぐため、擬似多階調化処理を併せて行うことが好ましい。   Further, it is possible to obtain a desired γ characteristic by performing digital processing by gradation conversion using an LUT without changing the ladder resistance of the driver. In this case, it is preferable to perform a pseudo multi-gradation process together to prevent gradation collapse.

次に、表示コントローラ400による液晶表示装置100の駆動方法を説明する。
表示コントローラ400に入力された映像ソース信号は、先ず信号分配部401において、第1のパネル420a用の映像ソース信号、および、第2のパネル420b用の映像ソース信号にそれぞれ分配される。その後、映像ソース信号は、階調変換部(1)402aまたは階調変換部(2)402bに送られ、ここで階調変換処理が行われる。そして、入力された映像ソース信号の階調値が、予め設定された閾値以上の階調値に変換される。
Next, a method for driving the liquid crystal display device 100 by the display controller 400 will be described.
The video source signal input to the display controller 400 is first distributed to the video source signal for the first panel 420a and the video source signal for the second panel 420b in the signal distribution unit 401, respectively. Thereafter, the video source signal is sent to the gradation conversion unit (1) 402a or the gradation conversion unit (2) 402b, where gradation conversion processing is performed. Then, the gradation value of the input video source signal is converted into a gradation value equal to or greater than a preset threshold value.

ここで、予め設定された閾値は、液晶表示装置ごとに適宜決めることができるが、目的とするコントラスト比(液晶表示装置から得られる画像に必要とされるコントラスト比)から決定されることが好ましい。   Here, the preset threshold value can be appropriately determined for each liquid crystal display device, but is preferably determined from a target contrast ratio (contrast ratio required for an image obtained from the liquid crystal display device). .

具体的には、上記閾値は、2枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置100のコントラスト比がX:1のとき、輝度が(1/X)×100(%)となる階調値である。   Specifically, the threshold value is a level at which the luminance is (1 / X) × 100 (%) when the contrast ratio of the liquid crystal display device 100 configured by overlapping two liquid crystal panels is X: 1. It is a key value.

これにより、閾値以下の低階調領域は、目的とするコントラスト比とするために必要でない階調領域となる。そして、階調変換部(1)および(2)は、不要な閾値以下の低階調領域を表示画像から排除し、階調値が目的のコントラスト比になるために最低限必要な高階調領域内の階調値のみからなるように、階調値を高階調領域側へ移行させることができる。   As a result, the low gradation region below the threshold value becomes a gradation region that is not necessary for achieving the target contrast ratio. The gradation converters (1) and (2) exclude the low gradation area below the unnecessary threshold from the display image, and the minimum gradation area necessary for the gradation value to be the target contrast ratio. The gradation value can be shifted to the high gradation region side so that only the gradation value is included.

このようにして階調変換された映像ソース信号は、擬似多階調化部(1)403aまたは擬似多階調化部(2)403bでそれぞれ擬似多階調化処理され、パネル駆動回路(1)404aまたはパネル駆動回路(2)404bにそれぞれ送られる。パネル駆動回路(1)および(2)では、映像ソース信号に基づいて第1のパネル420a及び第2のパネル420bに画像を表示させるための駆動信号を生成し、ソースドライバー421a・421bおよびゲートドライバー422a・422bへ送信する。   The video source signal thus subjected to gradation conversion is subjected to pseudo multi-gradation processing in the pseudo multi-gradation unit (1) 403a or pseudo multi-gradation unit (2) 403b, respectively, and the panel drive circuit (1 ) 404a or panel drive circuit (2) 404b. In the panel drive circuits (1) and (2), a drive signal for displaying an image on the first panel 420a and the second panel 420b is generated based on the video source signal, and the source drivers 421a and 421b and the gate driver are generated. It transmits to 422a * 422b.

以下に、本実施の形態の液晶表示装置において、コントラストを適切に維持しつつ、表示応答速度を向上させることができる原理を説明する。   Hereinafter, the principle that the display response speed can be improved while appropriately maintaining the contrast in the liquid crystal display device of the present embodiment will be described.

図17には、ノーマリーブラックモードの液晶パネル(γ値は2.2)1枚構成の液晶表示装置、および、ノーマリーブラックモードの液晶パネル(γ値はともに1.4)2枚構成の液晶表示装置において、低階調領域における階調と透過率との関係を示す。また、図18には、液晶パネル1枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル2枚構成の液晶表示装置において、全階調領域における階調と透過率との関係を示す。なお、これらの図では、白表示時の輝度を100%で規定した透過率(%)で表している。   FIG. 17 shows a liquid crystal display device having one normally black mode liquid crystal panel (γ value is 2.2) and two liquid crystal panels having a normally black mode (both γ values are 1.4). In a liquid crystal display device, a relationship between gradation and transmittance in a low gradation region is shown. FIG. 18 shows the relationship between gradation and transmittance in all gradation regions in a liquid crystal display device having a single liquid crystal panel configuration and a liquid crystal display device having a two liquid crystal panel configuration. In these figures, the luminance at the time of white display is represented by the transmittance (%) defined as 100%.

図18に示されるように、本発明のような2枚の液晶パネルからなる液晶表示装置は、1枚の液晶パネルからなる液晶表示装置と比較して、特に低輝度(黒輝度)領域における輝度を非常に低くすることができる。   As shown in FIG. 18, the liquid crystal display device including two liquid crystal panels as in the present invention has a luminance particularly in a low luminance (black luminance) region as compared with the liquid crystal display device including one liquid crystal panel. Can be very low.

これは、ノーマリーブラックモードの液晶パネルはもともと黒輝度が低くコントラストが高いという特性があるが、これを2枚重ねることによりパネル透過率が低下し、黒輝度がきわめて低くなることによる。そして、パネル構造、偏光板構成などを最適化し、バックライト輝度を上げると、輝度を保ったまま黒輝度のみを低下させた、極めてコントラストの高い(例えば、コントラスト比100万:1)液晶表示装置が得られる。   This is because the normally black mode liquid crystal panel originally has a characteristic that the black luminance is low and the contrast is high, but by overlapping two of them, the panel transmittance is lowered and the black luminance is extremely low. Then, by optimizing the panel structure, polarizing plate configuration, etc., and increasing the backlight luminance, the liquid crystal display device with extremely high contrast (for example, a contrast ratio of 1,000,000: 1) that reduces only the black luminance while maintaining the luminance. Is obtained.

ここで、液晶表示装置に要求されるコントラスト比(目的とするコントラスト比)を、例えば1000:1とする場合、本発明のような2枚以上の液晶パネルからなる液晶表示装置においては、極めて低い輝度の領域(例えば、63階調中4階調未満の領域)は使用しないで済むことになる。そして、この領域はノーマリーブラックモードにおいて応答速度が遅く問題になっている領域である。そこで、この領域を表示画像から排除することによって液晶表示装置全体としての応答速度を向上させることができる。   Here, when the contrast ratio (target contrast ratio) required for the liquid crystal display device is, for example, 1000: 1, the liquid crystal display device including two or more liquid crystal panels as in the present invention is extremely low. The luminance area (for example, an area of less than 4 gradations out of 63 gradations) is not required. This region is a region in which the response speed is a problem in the normally black mode. Therefore, the response speed of the entire liquid crystal display device can be improved by excluding this region from the display image.

例えば、図17および図18に示すような階調輝度特性を有する液晶パネル2枚構成の液晶表示装置では、64階調中4階調未満の領域(図中Aで示す領域)を表示画像から排除しても1枚構成の液晶パネルと同等のコントラストが得られる。そして、4階調未満の領域を表示画像から排除する前の応答速度は、例えば0から16階調へ階調が変化する場合、70msである。これに対し、4階調未満の領域を表示画像から排除した後の応答速度は、例えば4から16階調へ階調が変化する場合、45msである。このように、低階調領域を表示画像から排除することによって、応答速度を向上させることができる。   For example, in a liquid crystal display device having two liquid crystal panels having gradation luminance characteristics as shown in FIGS. 17 and 18, an area less than 4 gradations in 64 gradations (area indicated by A in the figure) is displayed from the display image. Even if it is eliminated, a contrast equivalent to that of a single-panel liquid crystal panel can be obtained. The response speed before excluding the area of less than 4 gradations from the display image is, for example, 70 ms when the gradation changes from 0 to 16 gradations. On the other hand, the response speed after removing an area of less than 4 gradations from the display image is 45 ms when the gradation changes from 4 to 16 gradations, for example. Thus, the response speed can be improved by excluding the low gradation region from the display image.

以上のように、階調変換部(1)および(2)において移行される高階調領域は、本液晶表示装置に要求されるコントラスト比がX:1のとき、輝度が(1/X)×100(%)以上となる階調領域であればよい。   As described above, the high gradation region shifted in the gradation conversion units (1) and (2) has a luminance of (1 / X) × when the contrast ratio required for the present liquid crystal display device is X: 1. Any gradation region that is 100 (%) or more is acceptable.

したがって、図18に示す階調輝度特性を有する液晶表示装置では、例えば目標とするコントラスト比を1000:1とすると、透過率(輝度)が(1/1000)×100=0.1(%)以上となる階調領域が高階調領域となる。つまり、透過率(輝度)が(1/1000)×100=0.1(%)となるときの階調値が、上記閾値となる。図17より、透過率が0.1%以上となる階調領域は2階調以上の領域であるため、2階調未満の領域については排除することができる。それゆえ、階調変換部(1)および(2)では、入力された階調値を2階調以上の高階調領域側へ移行させる階調変換を行う。   Therefore, in the liquid crystal display device having gradation luminance characteristics shown in FIG. 18, for example, when the target contrast ratio is 1000: 1, the transmittance (luminance) is (1/1000) × 100 = 0.1 (%). The above gradation area is a high gradation area. That is, the gradation value when the transmittance (luminance) is (1/1000) × 100 = 0.1 (%) is the threshold value. According to FIG. 17, since the gradation area where the transmittance is 0.1% or more is an area having two or more gradations, an area having less than two gradations can be excluded. Therefore, the gradation conversion units (1) and (2) perform gradation conversion for shifting the input gradation value to the high gradation region side of two or more gradations.

ところで、本発明の液晶表示装置を、テレビジョン受像機または映画用や放送用のモニタ等に適用した場合、目標とするコントラスト比は2000:1である。このコントラスト比以上のコントラスト比が得られれば、良好な表示を行うことができる。したがって、たとえば目標のコントラスト比が2000:1であれば、輝度が(1/2000)×100=0.05%以上となる階調領域を高階調領域とすればよい。   By the way, when the liquid crystal display device of the present invention is applied to a television receiver, a movie monitor or a broadcast monitor, the target contrast ratio is 2000: 1. If a contrast ratio higher than this contrast ratio is obtained, good display can be performed. Therefore, for example, if the target contrast ratio is 2000: 1, the gradation region where the luminance is (1/2000) × 100 = 0.05% or more may be set as the high gradation region.

例えば、図17に示すような階調輝度特性を有する液晶パネルであれば、コントラスト比を2000:1とするためには、2階調以上を高階調領域とすればよい。但し、図17は、6ビット階調の場合であり、8ビット階調に直せば、8階調以上が高階調領域となる。   For example, in the case of a liquid crystal panel having gradation luminance characteristics as shown in FIG. 17, in order to set the contrast ratio to 2000: 1, two or more gradations may be set as a high gradation region. However, FIG. 17 shows a case of 6-bit gradation, and if the 8-bit gradation is corrected, 8 gradations or more become a high gradation region.

また、本実施の形態の液晶表示装置100における階調変換処理は、ルックアップテーブル(LUT)などを用いて、たとえば0階調→32階調、1階調→35階調というように、各信号の階調値をそれぞれ読み替えることによって行われる。つまり、階調変換部(1)402aおよび階調変換部(2)402bは、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有している。これにより、複雑な演算処理を行う回路などを設ける必要がなく、階調変換を容易に行うことができる。   Further, the gradation conversion processing in the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment is performed using a lookup table (LUT) or the like, for example, 0 gradation → 32 gradation, 1 gradation → 35 gradation, and so on. This is performed by rereading the gradation value of each signal. That is, the gradation conversion unit (1) 402a and the gradation conversion unit (2) 402b have a lookup table in which input gradation values are associated with output gradation values. Thus, it is not necessary to provide a circuit for performing complicated arithmetic processing, and gradation conversion can be easily performed.

図24には、8階調以下の階調値を低階調領域を排除する場合に使用されるルックアップテーブルの一例を示す。この図において出力される8ビットデータは、擬似多階調化処理によって6ビットデータとして、最終的に出力される。   FIG. 24 shows an example of a look-up table used when a gradation value of 8 gradations or less is excluded from a low gradation area. The 8-bit data output in this figure is finally output as 6-bit data by the pseudo multi-gradation processing.

以上のようにして、階調変換処理が行われた映像ソース信号は、階調輝度比設定手段としての階調基準電圧生成回路においてγ値の変更が行われてもよい。この場合、階調変換処理が行われた第1パネル用の映像ソース信号および第2パネル用の映像ソース信号は、液晶コントローラ410だけではなく、表示コントローラ400に備えられた階調基準電圧生成回路(1)405a、階調基準電圧生成回路(2)405bへもそれぞれ送信される。なお、LUTを用いて階調変換を行えば、低階調領域の排除およびγ値の変更の各処理を同時に行うこともできる。   As described above, the γ value of the video source signal subjected to the gradation conversion process may be changed in the gradation reference voltage generation circuit as the gradation luminance ratio setting means. In this case, the first panel video source signal and the second panel video source signal that have been subjected to the gradation conversion processing are not only the liquid crystal controller 410 but also the gradation reference voltage generation circuit provided in the display controller 400. (1) 405a and the gradation reference voltage generation circuit (2) 405b are also transmitted. If gradation conversion is performed using the LUT, each process of eliminating the low gradation area and changing the γ value can be performed simultaneously.

階調基準電圧生成回路(1)405a、および、階調基準電圧生成回路(2)405bは、各液晶パネル(第1のパネルおよび第2のパネル)に出力する画像の階調を合成して得られる合成階調のγ値(すなわち、液晶パネルを2数枚重ね合わせた場合に得られるγ値)が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定するものである。具体的には、合成階調のγ値が2.0以上3.0以下となるように、液晶パネルのγ値を、上記目標のγ値よりも小さい値に設定する。   The gradation reference voltage generation circuit (1) 405a and the gradation reference voltage generation circuit (2) 405b combine the gradations of images output to the respective liquid crystal panels (first panel and second panel). The γ value of each of the liquid crystal panels is set so that the γ value of the obtained composite gradation (that is, the γ value obtained when two liquid crystal panels are overlapped) is 2.0 or more and 3.0 or less. It is to set. Specifically, the γ value of the liquid crystal panel is set to a value smaller than the target γ value so that the γ value of the combined gradation is 2.0 or more and 3.0 or less.

ここで、γ値とは、入力階調と出力輝度との関係を示す階調輝度特性の指標となる値である。γ値は、表示輝度をL、入力信号値をEとした場合、L=KEγ(Kは定数)で決定される。 Here, the γ value is a value serving as an index of gradation luminance characteristics indicating the relationship between input gradation and output luminance. The γ value is determined by L = KE γ (K is a constant) where L is the display luminance and E is the input signal value.

以下に、階調基準電圧生成回路において行われるγ値の変更の原理を説明する。   The principle of changing the γ value performed in the gradation reference voltage generation circuit will be described below.

本発明の液晶表示装置のように、複数枚の液晶パネルを重ね合わせたことによって、液晶ディスプレイとしてのγ特性が本来よりも深くなってしまう。ここで、γ特性が深くなるとは、γカーブが深い形状になることであるが、γ値が非常に大きな値になることを意味する。そこで、複数の液晶パネルのうちの少なくとも1枚の液晶パネルのγ特性を所望のγ特性よりも浅くする(すなわち、1枚の液晶パネルγ値を目的とするγ値よりも小さい値に設定する)ことで、液晶パネルを複数重ね合わせて構成される液晶表示装置のγ特性を補償することができる。   By overlapping a plurality of liquid crystal panels as in the liquid crystal display device of the present invention, the γ characteristic as a liquid crystal display becomes deeper than the original. Here, the deep γ characteristic means that the γ curve has a deep shape, but the γ value becomes a very large value. Therefore, the γ characteristic of at least one liquid crystal panel of the plurality of liquid crystal panels is made shallower than the desired γ characteristic (that is, one liquid crystal panel γ value is set to a value smaller than the target γ value). Thus, it is possible to compensate for the γ characteristic of a liquid crystal display device configured by overlapping a plurality of liquid crystal panels.

具体例を挙げれば、液晶パネル1枚で構成される液晶表示装置のγ特性は、通常γ=2.2であるが、このままの状態で2枚のパネルを重ね合わせた構造をとった場合、γ=4.84とγ値が非常に大きくなってしまう。   To give a specific example, the γ characteristic of a liquid crystal display device composed of one liquid crystal panel is usually γ = 2.2, but when taking a structure in which two panels are superposed in this state, γ = 4.84 and the γ value becomes very large.

図20には、本実施形態にかかる液晶表示装置において、階調基準電圧生成回路(階調輝度比設定手段)によってγ特性を変更する前の階調と透過率との関係を示す。この図では、γ=2.2の液晶パネル1枚で液晶表示装置を構成した場合の階調と透過率との関係(すなわち、階調輝度特性)を実線で示し、γ=2.2の液晶パネルを2枚使用して液晶表示装置を構成した場合の階調輝度特性を破線で示す。図20に示すように、γ=2.2の液晶パネルを2枚使用して液晶表示装置を構成すると、γが沈んでしまう。   FIG. 20 shows the relationship between the gradation and the transmittance before changing the γ characteristic by the gradation reference voltage generation circuit (gradation luminance ratio setting means) in the liquid crystal display device according to the present embodiment. In this figure, the relationship between the gradation and the transmittance (that is, the gradation luminance characteristic) in the case where the liquid crystal display device is constituted by one liquid crystal panel with γ = 2.2 is shown by a solid line, and γ = 2.2. The gradation luminance characteristics when a liquid crystal display device is configured using two liquid crystal panels are indicated by broken lines. As shown in FIG. 20, when two liquid crystal panels with γ = 2.2 are used to form a liquid crystal display device, γ sinks.

そこで、液晶表示装置を構成する1枚1枚の液晶パネルのγ特性をともにγ=1.48と浅くしてみる。すると、この液晶パネルを2枚重ね合わせて構成された液晶表示装置全体としてのγ特性はγ=2.2に近い値となり、所望のγ特性とすることができる。   Accordingly, the γ characteristics of each of the liquid crystal panels constituting the liquid crystal display device are both reduced to γ = 1.48. As a result, the γ characteristic of the entire liquid crystal display device constructed by superposing two liquid crystal panels is a value close to γ = 2.2, and a desired γ characteristic can be obtained.

図21には、本実施形態にかかる液晶表示装置において、階調基準電圧生成回路(階調輝度比設定手段)によってγ特性を変更した後の階調と透過率との関係を示す。この図では、階調基準電圧生成回路によってγ=1.48に変換した液晶パネル1枚で液晶表示装置を構成した場合の階調と透過率との関係(すなわち、階調輝度特性)を実線で示し、階調基準電圧生成回路によってγ=1.48に変換した液晶パネルを2枚使用して液晶表示装置を構成した場合の階調輝度特性を破線で示す。図21に示すように、各液晶パネルのγ特性をγ=1.48に変更すると、2枚重ねた状態で得られるγ特性(すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値)を、目標のγ値であるγ=2.2に近い値にすることができる。   FIG. 21 shows the relationship between the gradation and the transmittance after the γ characteristic is changed by the gradation reference voltage generation circuit (gradation luminance ratio setting means) in the liquid crystal display device according to the present embodiment. In this figure, the solid line represents the relationship between the gradation and the transmittance (that is, the gradation luminance characteristic) in the case where the liquid crystal display device is constituted by one liquid crystal panel converted to γ = 1.48 by the gradation reference voltage generation circuit. The broken line shows the gradation luminance characteristics when a liquid crystal display device is configured using two liquid crystal panels converted to γ = 1.48 by the gradation reference voltage generation circuit. As shown in FIG. 21, when the γ characteristic of each liquid crystal panel is changed to γ = 1.48, the γ characteristic obtained when two sheets are stacked (that is, the gradation of the image output to each liquid crystal panel is synthesized). The obtained composite gradation γ value) can be made close to the target γ value γ = 2.2.

なお、上記の例では、2枚の液晶パネルのγ特性を同一の値としたが、例えば、1枚目の液晶パネルのγ特性をγ=2.2とし、2枚目の液晶パネルのγ特性をγ=1とし、2枚重ねた状態で得られるγ特性をγ=約2.2としてもよい。このように、2枚の液晶パネルのγ特性を異なる値に設定し、2枚重ねた状態で得られるγ特性が所望のγ特性になるようにしてもよい。   In the above example, the γ characteristics of the two liquid crystal panels are set to the same value. For example, the γ characteristic of the first liquid crystal panel is set to γ = 2.2, and the γ characteristics of the second liquid crystal panel are set. The characteristic may be γ = 1, and the γ characteristic obtained when two sheets are stacked may be γ = about 2.2. In this way, the γ characteristics of the two liquid crystal panels may be set to different values so that the γ characteristics obtained in a state where the two liquid crystal panels are stacked become the desired γ characteristics.

このように、本実施の形態では、2枚の液晶パネルにそれぞれ備えられた階調基準電圧生成回路が、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調のγ値が2.2に近くなるように、各液晶パネルのγ値を設定する。そして、合成階調のγ値を約2.2とするためには、少なくとも1枚の液晶パネルのγ値は、この目標とするγ値よりも小さい値に設定される。このように、各液晶パネルのγ値が目標のγ値よりも小さくなるように設定されることにより、応答速度が遅い領域の階調遷移を避けることができるため、特に液晶表示装置全体としての透過応答特性が改善されることになる。   Thus, in this embodiment, the γ value of the combined gradation obtained by the gradation reference voltage generation circuit provided in each of the two liquid crystal panels is combined with the gradation of the image output to each liquid crystal panel. Γ value of each liquid crystal panel is set so that is close to 2.2. In order to set the γ value of the combined gradation to about 2.2, the γ value of at least one liquid crystal panel is set to a value smaller than the target γ value. In this way, by setting the γ value of each liquid crystal panel to be smaller than the target γ value, it is possible to avoid gradation transition in a region where the response speed is slow. The transmission response characteristic is improved.

例えば、γ特性を変更する前(図20の破線で示される場合)の応答速度は、例えば0から16階調へ階調が変化する場合、70msである。これに対し、γ特性を変更した後(図21の破線で示される場合)の応答速度は、例えば0から16階調へ階調が変化する場合、40msである。   For example, the response speed before changing the γ characteristic (indicated by a broken line in FIG. 20) is, for example, 70 ms when the gradation changes from 0 to 16 gradations. On the other hand, the response speed after changing the γ characteristic (indicated by the broken line in FIG. 21) is, for example, 40 ms when the gradation changes from 0 to 16 gradations.

なお、通常、目標のγ値が2.2付近であれば、テレビ局から送信される画像データのγ特性に適合させることができるため、液晶表示装置全体としてのγ値(すなわち、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られた合成階調のγ値)は、2.0以上3.0以下とする。そのためには、各液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することが好ましい。   Normally, if the target γ value is around 2.2, it can be adapted to the γ characteristic of the image data transmitted from the television station, so that the γ value of the entire liquid crystal display device (that is, each liquid crystal panel) The γ value of the combined gradation obtained by combining the gradations of the output image is set to 2.0 or more and 3.0 or less. For this purpose, it is preferable to set the γ value of each liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less.

さらに、液晶表示装置が2枚の液晶パネルで構成されている場合、階調輝度比設定手段は、2枚の液晶パネルのγ値をともに1.48に設定することがより好ましい。これによれば、目標のγ値を2.2により近づけることができる。   Furthermore, when the liquid crystal display device is composed of two liquid crystal panels, it is more preferable that the gradation luminance ratio setting means sets both the γ values of the two liquid crystal panels to 1.48. According to this, the target γ value can be made closer to 2.2.

階調基準電圧生成回路(1)および(2)では、上記のようなγ値の設定を行うために、ドライバーのラダー設計を変更し、目的のγ特性になるように基準電圧を調整する。   In the gradation reference voltage generation circuits (1) and (2), in order to set the γ value as described above, the ladder design of the driver is changed and the reference voltage is adjusted so as to achieve the desired γ characteristic.

なお、上記のようなγ値の設定は、デジタルデータ処理によって、または、階調電圧設定とデジタルデータ処理とを組み合わせて行ってもよい。デジタルデータ処理によってγ値の設定を行う場合は、LUTで目的のγ値になるようにデータを変換し、かつ、階調つぶれが起きないように擬似多階調化処理を行えばよい。   The γ value as described above may be set by digital data processing or a combination of gradation voltage setting and digital data processing. When the γ value is set by digital data processing, the data is converted so that the target γ value is obtained by the LUT, and the pseudo multi-gradation processing may be performed so that gradation collapse does not occur.

また、本実施の形態では、階調基準電圧生成回路は、合成階調のγ値が約2.2となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定していたが、本発明はこれに限定はされず、合成階調のγ値が2.0以上3.0以下となるように各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定するものであればよい。   In the present embodiment, the gradation reference voltage generation circuit sets the γ value of each liquid crystal panel so that the γ value of the combined gradation is about 2.2. However, the present invention is not limited to this, as long as the γ value of each liquid crystal panel is set so that the γ value of the combined gradation is 2.0 or more and 3.0 or less.

本実施の形態の液晶表示装置によれば、ノーマリーブラックモードの液晶パネルを2枚以上重ね合わせて構成することによって、パネル透過率が低下するため、黒輝度が極めて低くなり高コントラストの画像を表示することができる。さらに、本実施の形態の液晶表示装置によれば、階調値を高階調領域側に移行させることによって、表示応答の遅い低階調部分が表示画像から除去されるため、応答速度の速い画像を得ることができる。これにより、表示品位の高い液晶表示装置を実現することができる。   According to the liquid crystal display device of the present embodiment, when two or more normally black mode liquid crystal panels are overlapped, the panel transmittance is reduced, so that the black luminance is extremely low and a high contrast image is displayed. Can be displayed. Furthermore, according to the liquid crystal display device of the present embodiment, by shifting the gradation value to the high gradation region side, the low gradation portion with a slow display response is removed from the display image, so that an image with a fast response speed is obtained. Can be obtained. Thereby, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

特に、低階調領域側において表示応答速度が遅く、動画性能を低下させることが問題となっていた、MVAモードなどのノーマリーブラックモード透過型液晶表示装置において本発明の駆動方法を適用すれば、表示品位の向上を実現することができる。さらに、MVAモードなどのVA方式のノーマリーブラックモード透過型液晶表示装置においてOS駆動を適用した場合に、角応答の発生を抑制することができる。   In particular, if the driving method of the present invention is applied to a normally black mode transmissive liquid crystal display device such as an MVA mode, which has a problem in that the display response speed is slow on the low gradation region side and the moving image performance is deteriorated. Improvement of display quality can be realized. Further, when OS driving is applied to a VA-type normally black mode transmissive liquid crystal display device such as an MVA mode, occurrence of angular response can be suppressed.

OS駆動とは一般には「オーバードライブ」、「オーバーシュート駆動」などと呼ばれる駆動方法で、1フレーム期間に液晶に過剰電圧を印加して遅い応答速度領域を高速化する手法である。このOS駆動をノーマリーブラックモードの液晶ディスプレイに対して行った際、低階調領域で角応答と呼ばれる異常応答が発生する。   OS driving is a driving method generally called “overdrive”, “overshoot driving” or the like, and is a method of applying an excessive voltage to the liquid crystal in one frame period to speed up a slow response speed region. When this OS drive is performed on a normally black mode liquid crystal display, an abnormal response called an angular response occurs in a low gradation region.

ここで、VA方式のひとつであるMVA方式の液晶パネルを用いて、角応答の発生の原理を説明する。図25には、MVA方式の液晶パネルの画素を模式的に示す。MVA方式などの垂直配向方式では、電圧印加時に液晶が倒れる方向は、リブや電極スリットなどの構造物(D)で規定される。   Here, the principle of generating an angular response will be described using an MVA liquid crystal panel, which is one of the VA systems. FIG. 25 schematically shows a pixel of an MVA liquid crystal panel. In the vertical alignment method such as the MVA method, the direction in which the liquid crystal is tilted when a voltage is applied is defined by a structure (D) such as a rib or an electrode slit.

このときの液晶の応答の順序は、次のようになる。(1)電圧を印加すると、まず構造物Dに近い領域Iの液晶分子が先に応答し、液晶が倒れる方向を規定する。(2)その後、ドミノ倒しの要領でそれ以外の領域IIの液晶分子が上記(1)で規定された方向へ倒れる。このような順序で液晶分子が倒れ、応答が完了する。   The order of response of the liquid crystal at this time is as follows. (1) When a voltage is applied, first, the liquid crystal molecules in the region I close to the structure D respond first, thereby defining the direction in which the liquid crystal falls. (2) Thereafter, the liquid crystal molecules in the other region II are tilted in the direction defined in (1) in the manner of domino tilting. In this order, the liquid crystal molecules fall and the response is completed.

したがって、領域Iは速く応答し、領域IIは遅れて応答する。この状態でOS駆動を行った場合、領域Iは敏感に反応するが、領域IIはOS駆動といえどもあまり敏感には反応しない。その結果、領域Iと領域IIとの間で応答特性の格差が増大する。   Thus, region I responds fast and region II responds late. When OS driving is performed in this state, the region I reacts sensitively, but the region II does not react very sensitively even though it is OS driven. As a result, the difference in response characteristics increases between the region I and the region II.

そのため、例えば、OS駆動により63階調分の電圧を印加した後に、24階調分の電圧を印加し24階調に階調値を表示する場合、応答波形は図26に示すような角を持つ波形となってしまう。つまり、1フレーム目(図26の1で示す部分)では、63階調分の電圧に対する応答が開始し、応答の速い領域Iでは、24階調以上に立ち上がる一方、応答の遅い領域IIでは、24階調に到達しない。そのため、絵素全体では24階調に立ち上がるよう見える。2フレーム目(図26の2で示す部分)では、OS駆動が終了し、24階調分の電圧に切り替わり、応答の速い領域Iでは24階調以上の状態から24階調に戻る一方、応答の遅い領域IIでは24階調を目指し引き続き立ち上がりを続ける。そのため、絵素全体では24階調を下回る。3フレーム目(図26の3で示す部分)では、引き続き24階調分の電圧がかかるため、絵素全体としては、ゆっくりと24階調に到達するように見える。   Therefore, for example, when a voltage for 63 gradations is applied by OS driving and then a voltage for 24 gradations is applied to display gradation values in 24 gradations, the response waveform has an angle as shown in FIG. It will have a waveform. That is, in the first frame (the portion indicated by 1 in FIG. 26), the response to the voltage for 63 gradations starts. In the fast response area I, the response rises to 24 gradations or more, while in the slow response area II, 24 gradations are not reached. Therefore, the whole picture element appears to rise to 24 gradations. In the second frame (the portion indicated by 2 in FIG. 26), the OS driving is finished and the voltage is switched to the voltage corresponding to 24 gradations. In the fast response region I, the state returns from the 24th gradation or more to the 24th gradation. In the slow region II, it continues to rise toward 24 gradations. Therefore, the whole picture element is less than 24 gradations. In the third frame (the portion indicated by 3 in FIG. 26), voltages for 24 gradations are continuously applied, so that the entire picture element seems to slowly reach 24 gradations.

このような角応答を発生させる階調遷移は、低輝度側の輝度遷移での応答に限られるので、本実施の形態では、その輝度遷移領域を極力使わないような階調設定を行うことよって、角応答の発生を抑制することができる。   The gradation transition that generates such an angular response is limited to the response at the luminance transition on the low luminance side. Therefore, in this embodiment, the gradation setting is performed so as not to use the luminance transition area as much as possible. The occurrence of angular response can be suppressed.

本実施の形態においては、階調変換手段および階調輝度比設定手段をともに備えている構成を例に挙げて説明したが、本発明はこのような構成に限定されず、上記の何れかを少なくとも備えていればよい。これにより、表示応答速度を向上させ、動画性能の優れた液晶表示装置を実現することができる。なお、応答速度をより効果的に向上させるためには、階調変換手段を少なくとも備えていることが好ましい。また、階調輝度比設定手段によって、応答速度の遅い領域を使用しないようにγ特性の設定を行えば、さらなる応答速度の高速化を図ることができる。したがって、階調変換手段および階調輝度比設定手段をともに備えていることによって、相乗効果により応答速度を一層速くすることが期待できる。   In the present embodiment, the configuration provided with both the gradation converting means and the gradation luminance ratio setting means has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a configuration, and any of the above is described. It is sufficient to have at least. Thereby, a display response speed can be improved and a liquid crystal display device with excellent moving image performance can be realized. In order to improve the response speed more effectively, it is preferable to include at least gradation conversion means. Further, if the γ characteristic is set by the gradation luminance ratio setting means so as not to use the region where the response speed is slow, the response speed can be further increased. Therefore, it can be expected that the response speed can be further increased by a synergistic effect by providing both the gradation converting means and the gradation luminance ratio setting means.

また、本実施の形態においては、2枚の液晶パネルを重ね合わせて構成される液晶表示装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、3枚以上の液晶パネルを重ね合わせて構成してもよい。   In this embodiment, a liquid crystal display device configured by stacking two liquid crystal panels is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and three or more liquid crystal panels are stacked. It may be configured together.

さらに、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも1枚が階調変換手段を有していればよく、本実施の形態のように2枚の液晶パネルがともに階調変換手段を有している構成には限定されない。しかしながら、より表示応答速度を早くするためには、装置を構成する全ての液晶パネルが階調変換手段を有していることが好ましい。   Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, it is sufficient that at least one of the plurality of liquid crystal panels constituting the device has gradation converting means, and both of the two liquid crystal panels as in the present embodiment are used. The configuration is not limited to that having gradation conversion means. However, in order to further increase the display response speed, it is preferable that all the liquid crystal panels constituting the apparatus have gradation conversion means.

また、本発明の液晶表示装置においては、装置を構成する複数の液晶パネルの少なくとも1枚が階調輝度比設定手段を有していればよく、本実施の形態のように2枚の液晶パネルがともに階調輝度比設定手段を有している構成には限定されない。しかしながら、各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を所望とする値である2.0≦γ≦3.0により近づけるためには、装置を構成する全ての液晶パネルが階調輝度比設定手段を有していることが好ましい。   Further, in the liquid crystal display device of the present invention, it is sufficient that at least one of the plurality of liquid crystal panels constituting the device has gradation luminance ratio setting means, and two liquid crystal panels as in the present embodiment. Are not limited to the configuration having the gradation luminance ratio setting means. However, in order to bring the gradation luminance characteristics of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to each liquid crystal panel closer to the desired value of 2.0 ≦ γ ≦ 3.0, the device is It is preferable that all the liquid crystal panels to be configured have gradation luminance ratio setting means.

〔実施の形態2〕
本発明の液晶表示装置を適用したテレビジョン受信機について、図27〜図29を参照しながら以下に説明する。
[Embodiment 2]
A television receiver to which the liquid crystal display device of the present invention is applied will be described below with reference to FIGS.

図27は、テレビジョン受信機用の液晶表示装置601の回路ブロックを示す。   FIG. 27 shows a circuit block of a liquid crystal display device 601 for a television receiver.

液晶表示装置601は、図27に示すように、Y/C分離回路500、ビデオクロマ回
路501、A/Dコンバータ502、液晶コントローラ503、液晶パネル504、バッ
クライト駆動回路505、バックライト506、マイコン507、階調回路508を備えた構成となっている。
As shown in FIG. 27, the liquid crystal display device 601 includes a Y / C separation circuit 500, a video chroma circuit 501, an A / D converter 502, a liquid crystal controller 503, a liquid crystal panel 504, a backlight drive circuit 505, a backlight 506, a microcomputer. 507 and a gradation circuit 508 are provided.

上記液晶パネル504は、第1の液晶パネルと第2の液晶パネルの2枚構成であり、上述した各実施の形態で説明した何れの構成であってもよい。
上記構成の液晶表示装置601において、まず、テレビ信号の入力映像信号は、Y/C分離回路500に入力され、輝度信号と色信号に分離される。輝度信号と色信号はビデオクロマ回路501にて光の3原色である、R、G、B に変換され、さらに、このアナログRGB信号はA/Dコンバータ502により、デジタルRGB信号に変換され、液晶コントローラ503に入力される。
The liquid crystal panel 504 has a two-panel configuration including a first liquid crystal panel and a second liquid crystal panel, and may have any of the configurations described in the above-described embodiments.
In the liquid crystal display device 601 having the above configuration, first, an input video signal of a television signal is input to the Y / C separation circuit 500 and separated into a luminance signal and a color signal. The luminance signal and the color signal are converted into R, G, and B which are the three primary colors of light by the video chroma circuit 501, and the analog RGB signal is converted into a digital RGB signal by the A / D converter 502, and the liquid crystal Input to the controller 503.

液晶パネル504では液晶コントローラ503からのRGB信号が所定のタイミングで入力されると共に、階調回路508からのRGBそれぞれの階調電圧が供給され、画像が表示されることになる。これらの処理を含め、システム全体の制御はマイコン507が行うことになる。   In the liquid crystal panel 504, RGB signals from the liquid crystal controller 503 are input at a predetermined timing, and RGB gradation voltages from the gradation circuit 508 are supplied to display an image. The microcomputer 507 controls the entire system including these processes.

なお、映像信号として、テレビジョン放送に基づく映像信号、カメラにより撮像された映像信号、インターネット回線を介して供給される映像信号、DVDに記録された映像信号など、様々な映像信号に基づいて表示可能である。   Video signals are displayed based on various video signals such as video signals based on television broadcasts, video signals captured by cameras, video signals supplied via the Internet, video signals recorded on DVDs, etc. Is possible.

さらに、図28に示すチューナ部600ではテレビジョン放送を受信して映像信号を出力し、液晶表示装置601ではチューナ部600から出力された映像信号に基づいて画像(映像)表示を行う。   Further, the tuner unit 600 shown in FIG. 28 receives a television broadcast and outputs a video signal, and the liquid crystal display device 601 displays an image (video) based on the video signal output from the tuner unit 600.

また、上記構成の液晶表示装置をテレビジョン受信機とするとき、例えば、図29に示すように、液晶表示装置601を第1筐体301と第2筐体306とで包み込むようにして挟持した構成となっている。   When the liquid crystal display device having the above configuration is a television receiver, for example, as shown in FIG. 29, the liquid crystal display device 601 is sandwiched between the first housing 301 and the second housing 306. It has a configuration.

第1筐体301は、液晶表示装置601で表示される映像を透過させる開口部301aが形成されている。   The first housing 301 is formed with an opening 301 a that transmits an image displayed on the liquid crystal display device 601.

また、第2筐体306は、液晶表示装置601の背面側を覆うものであり、該液晶表示装置601を操作するための操作用回路305が設けられるとともに、下方に支持用部材308が取り付けられている。   The second housing 306 covers the back side of the liquid crystal display device 601. An operation circuit 305 for operating the liquid crystal display device 601 is provided, and a support member 308 is attached below. ing.

以上のように、上記構成のテレビジョン受信機や映像モニタにおいて、表示装置に本願発明の液晶表示装置を用いることで、コントラストが高く、応答速度が速く、表示品位の高い映像を表示することが可能となる。   As described above, in the television receiver and the video monitor having the above-described configuration, by using the liquid crystal display device of the present invention as the display device, it is possible to display an image with high contrast, high response speed, and high display quality. It becomes possible.

但し、本発明の液晶表示装置の用途は、上記したようなテレビジョン受信機に限定されることはない。本発明の液晶表示装置は、高コントラスト化が望まれるあらゆる用途の表示装置に利用することができる。   However, the use of the liquid crystal display device of the present invention is not limited to the television receiver as described above. The liquid crystal display device of the present invention can be used for display devices for all purposes where high contrast is desired.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

本発明の液晶表示装置は、表示応答速度の低下を抑え動画性能を向上させつつ、コントラストを向上させることができるので、表示の高コントラスト化が望まれる、テレビジョン受信機、映画用や放送用のモニタ、カーナビゲーションやスピードメーター表示などに利用される車載用液晶ディスプレイ等に好適に利用することができる。   The liquid crystal display device of the present invention can improve the contrast while suppressing the decrease in display response speed and improving the moving image performance, so that a high contrast display is desired. It can be suitably used for a vehicle-mounted liquid crystal display or the like used for a monitor, a car navigation system, a speedometer display, or the like.

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置の概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 図1に示す液晶表示装置における偏光板とパネルとの配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship between the polarizing plate and panel in the liquid crystal display device shown in FIG. 図1に示す液晶表示装置の画素電極近傍の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the vicinity of a pixel electrode of the liquid crystal display device shown in FIG. 1. 図1に示す液晶表示装置を駆動する駆動システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the drive system which drives the liquid crystal display device shown in FIG. 図1に示す液晶表示装置のドライバとパネル駆動回路との接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of the driver and panel drive circuit of the liquid crystal display device shown in FIG. 図1に示す液晶表示装置が備えているバックライトの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the backlight with which the liquid crystal display device shown in FIG. 1 is provided. 図1に示す液晶表示装置を駆動する駆動回路である表示コントローラのブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a display controller that is a drive circuit that drives the liquid crystal display device shown in FIG. 1. 液晶パネル1枚の液晶表示装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the liquid crystal display device of 1 sheet of liquid crystal panels. 図8に示す液晶表示装置における偏光板とパネルとの配置関係を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning relationship between the polarizing plate and panel in the liquid crystal display device shown in FIG. (a)〜(c)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)〜(d)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A)-(d) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)〜(c)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)(b)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A) (b) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)〜(c)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A)-(c) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)(b)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A) (b) is a figure explaining the principle of contrast improvement. (a)(b)は、コントラスト向上の原理を説明する図である。(A) (b) is a figure explaining the principle of contrast improvement. 液晶パネル1枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル2枚構成の液晶表示装置において、低階調領域における階調と透過率との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between a gray level and a transmittance in a low gray level region in a liquid crystal display device having a single liquid crystal panel configuration and a liquid crystal display device having a two liquid crystal panel configuration. 液晶パネル1枚構成の液晶表示装置、および、液晶パネル2枚構成の液晶表示装置において、全階調領域における階調と透過率との関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between gradation and transmittance in all gradation regions in a liquid crystal display device having a single liquid crystal panel configuration and a liquid crystal display device having a two liquid crystal panel configuration. 本発明の実施形態にかかる液晶表示装置の表示コントローラ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 display controller of the liquid crystal display device concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置において、階調輝度比設定手段によるγ特性の変更前の階調と透過率との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the gradation and the transmittance before the change of the γ characteristic by the gradation luminance ratio setting means in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態にかかる液晶表示装置において、階調輝度比設定手段によるγ特性の変更後の階調と透過率との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the gradation and the transmittance after changing the γ characteristic by the gradation luminance ratio setting means in the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention. (a)〜(d)は、擬似多階調化処理を説明するためのものであり、単位画素領域の階調値を示す模式図である。(A)-(d) is for demonstrating pseudo multi gradation processing, and is a schematic diagram which shows the gradation value of a unit pixel area. 擬似多階調化処理の手順を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the procedure of pseudo multi-gradation processing. 階調変換処理に用いられるルックアップテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the look-up table used for a gradation conversion process. MVA方式の液晶パネルの画素を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the pixel of the liquid crystal panel of a MVA system. MVA方式の液晶パネルにおける角応答の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the angular response in the liquid crystal panel of a MVA system. 本発明の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信機の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of the television receiver provided with the liquid crystal display device of this invention. 図27に示すテレビジョン受信機におけるチューナ部と液晶表示装置との関係を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the relationship between the tuner part and liquid crystal display device in the television receiver shown in FIG. 図27に示すテレビジョン受信機の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the television receiver shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

201 走査信号用配線
202 補助容量配線
203 TFT素子
204 データ信号用配線
205 ドレイン引き出し配線
206 補助容量形成用電極
207 層間絶縁膜
208 画素電極
210 透明基板
211 スリットパターン
212a〜12f スリット
220 カラーフィルタ基板
221 カラーフィルタ
222 突起
223 対向電極
224 ブラックマトリクス
225 垂直配向膜
226 液晶
227 透明層
228 平坦化膜
230 アクティブマトリクス基板
100 液晶表示装置
101a・101b・101c 偏光板
402a 階調変換部(1)(階調変換手段)
402b 階調変換部(2)(階調変換手段)
405a 階調基準電圧生成回路(1)(階調輝度比設定手段)
405b 階調基準電圧生成回路(2)(階調輝度比設定手段)
600 チューナ部
601 液晶表示装置
201 Scanning signal wiring 202 Auxiliary capacitance wiring 203 TFT element 204 Data signal wiring 205 Drain lead wiring 206 Auxiliary capacitance forming electrode 207 Interlayer insulating film 208 Pixel electrode 210 Transparent substrate 211 Slit patterns 212a to 12f Slit 220 Color filter substrate 221 Color Filter 222 Protrusion 223 Counter electrode 224 Black matrix 225 Vertical alignment film 226 Liquid crystal 227 Transparent layer 228 Flattening film 230 Active matrix substrate 100 Liquid crystal display device 101a / 101b / 101c Polarizing plate 402a Gradation conversion section (1) (gradation conversion means )
402b Tone conversion unit (2) (tone conversion means)
405a gradation reference voltage generation circuit (1) (gradation luminance ratio setting means)
405b gradation reference voltage generation circuit (2) (gradation luminance ratio setting means)
600 tuner unit 601 liquid crystal display device

Claims (10)

複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、
上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルが、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換手段を有していることを特徴とする液晶表示装置。
In a liquid crystal display device configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, each of which outputs an image based on the same video source,
At least one liquid crystal panel of the plurality of liquid crystal panels has gradation conversion means for converting a gradation value equal to or higher than a threshold value when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input. Liquid crystal display device.
上記閾値は、液晶表示装置のコントラスト比がX:1のとき、輝度が(1/X)×100(%)となる階調値である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 display device according to claim 1, wherein the threshold value is a gradation value with a luminance of (1 / X) × 100 (%) when the contrast ratio of the liquid crystal display device is X: 1. . 上記閾値は、輝度が0.05%以下となるときの階調値であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the threshold value is a gradation value when the luminance is 0.05% or less. 上記階調変換手段は、入力される階調値と出力される階調値とをそれぞれ対応付けたルックアップテーブルを有している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 display device according to claim 1, wherein the gradation converting means has a lookup table in which input gradation values and output gradation values are associated with each other. 上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段をさらに有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The γ value of each liquid crystal panel is set so that the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradations of the images output to the respective liquid crystal panels is 2.0 or more and 3.0 or less. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising gradation luminance ratio setting means for setting each value. 上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。   6. The liquid crystal display device according to claim 5, wherein the gradation luminance ratio setting means sets the γ value of the at least one liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less. 複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置の駆動方法であって、
上記複数の液晶パネルのうち少なくとも1つの液晶パネルにおいて、閾値以下の階調値が入力されたときに、該閾値以上の階調値に変換させる階調変換を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
A driving method of a liquid crystal display device configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, each of the liquid crystal panels outputting an image based on the same video source,
A liquid crystal display device that performs gradation conversion for converting a gradation value equal to or higher than a threshold value when a gradation value equal to or lower than the threshold value is input to at least one liquid crystal panel of the plurality of liquid crystal panels. Driving method.
複数のノーマリーブラックモードの液晶パネルを重ね合わせて構成され、該液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソースに基づいた画像を出力する液晶表示装置において、
上記の各液晶パネルに出力する画像の階調を合成して得られる合成階調の階調輝度特性を示すγ値が2.0以上3.0以下となるように、上記各液晶パネルのγ値をそれぞれ設定する階調輝度比設定手段を有していることを特徴とする液晶表示装置。
In a liquid crystal display device configured by overlapping a plurality of normally black mode liquid crystal panels, each of which outputs an image based on the same video source,
The γ value of each liquid crystal panel is set so that the γ value indicating the gradation luminance characteristic of the combined gradation obtained by combining the gradations of the image output to each liquid crystal panel is 2.0 or more and 3.0 or less. A liquid crystal display device comprising gradation luminance ratio setting means for setting each value.
上記階調輝度比設定手段は、上記少なくとも1枚の液晶パネルのγ値を、1.0以上2.0以下に設定することを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。   9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the gradation luminance ratio setting means sets the γ value of the at least one liquid crystal panel to 1.0 or more and 2.0 or less. 上記液晶表示装置は、2枚の液晶パネルで構成されており、
上記階調輝度比設定手段は、上記2枚の液晶パネルのγ値をともに1.48に設定することを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。
The liquid crystal display device is composed of two liquid crystal panels,
9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the gradation luminance ratio setting means sets both the γ values of the two liquid crystal panels to 1.48.
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