JP2008111925A - Liquid crystal display apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display apparatus capable of maintaining color reproducibility even when temperature changes. <P>SOLUTION: The liquid crystal display apparatus constitutes one field of a video signal of a plurality of sub-fields and displays the video signal. The liquid crystal display apparatus is equipped with: a data creation part 2 for creating sub-field image signal data for each one field; a buffer part 4; an element temperature sensor part 14; a sub-field table storage part 8 for storing a sequence table of the sub-fields; a clock frequency storage part 16 for storing a correspondence between an element temperature and a clock signal frequency; and a clock signal control part 18 for outputting a clock signal of the corresponding frequency based on the detected temperature and the storage contents of the clock frequency storage part, and a sequencer part 6 creates a sub-field sequence signal based on the data of the buffer part, the storage contents of the sub-field table storage part, and the clock signal from the clock signal control part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、フラットパネルディスプレイやプロジェクションディスプレイ等に使用される液晶表示装置に係り、特に、温度変化等により液晶の電圧−透過率特性が変化しても、色再現性を高く維持することが可能な液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device used for a flat panel display, a projection display, and the like, and in particular, can maintain high color reproducibility even when the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal changes due to a temperature change or the like. The present invention relates to a liquid crystal display device.

従来、アクティブマトリックス型の液晶表示装置を駆動する方法は、アナログ信号での駆動電圧を制御するのが一般的である(例えば特許文献1等)。この種の液晶表示装置では、アクティブマトリックス基板と対向基板との間に液晶を封入して多数の画素を形成し、各々の画素に信号を書き込み、それを画素各々に付属するコンデンサ(信号補助容量)に蓄積し、液晶を駆動するようになっている。   Conventionally, a method of driving an active matrix type liquid crystal display device generally controls a driving voltage using an analog signal (for example, Patent Document 1). In this type of liquid crystal display device, a liquid crystal is sealed between an active matrix substrate and a counter substrate to form a large number of pixels, a signal is written to each pixel, and a capacitor (signal auxiliary capacitor) attached to each pixel. ) To drive the liquid crystal.

この方式では、液晶にかかる電圧は、時間的に一定で、信号レベルに応じて変わることで階調を表現することから、階調性を取ることは容易であるが、信号レベルにノイズが載り易く、擬似信号の影響を受け易いという欠点を持つ他、液晶に対しても直流成分がかかり易く、それに伴う画像の残りやパネル寿命に問題があった。   In this method, the voltage applied to the liquid crystal is constant in time and expresses gradation by changing according to the signal level, so it is easy to achieve gradation, but noise is added to the signal level. In addition to the drawbacks of being easy to be affected by pseudo signals, the DC component is also easily applied to the liquid crystal, resulting in problems with the remaining image and panel life.

この問題を解決する目的で、液晶をパルスでデジタル駆動させる方法が、例えば特許文献2、3等に提案されている。このデジタル駆動方法では、1フィールドを複数のサブフィールドに分割し、画素の階調を指示する階調データの各ビットに、互いに異なるサブフィールドを対応させ、各サブフィールドにあっては、当該ビットの重みに対応する期間だけ、当該ビットの値に従ってオン状態(またはオフ状態)とするようになっている。より詳しくは、上記したようなサブフィールド法は、映像信号の1フィールド期間に駆動(発光)時間の相対比を異ならせた所定数のサブフィールドを用意し、表示する映像信号の階調に対応してサブフィールドを適宜選択して発光表示し、視聴者の視覚積分効果を利用して中間階調の表示を行うようにしているものである。   In order to solve this problem, for example, Patent Documents 2 and 3 propose a method of digitally driving a liquid crystal with a pulse. In this digital driving method, one field is divided into a plurality of subfields, and different subfields are associated with each bit of grayscale data indicating the grayscale of the pixel. Only in the period corresponding to the weight of, the ON state (or OFF state) is set according to the value of the bit. More specifically, the subfield method as described above prepares a predetermined number of subfields with different relative ratios of driving (light emission) times in one field period of the video signal, and corresponds to the gradation of the video signal to be displayed. Thus, subfields are appropriately selected and light-emitting display is performed, and halftone display is performed using the visual integration effect of the viewer.

ここで図11を参照して、デジタル駆動方法を採用した従来の液晶表示装置の一例について説明する。図11中において、デジタル信号で入力され樽映像信号は、例えばCLUT回路よりなるデータ作成部2にてサブフィールド映像信号データに変換され、このデータはバッファ部4に一時的に記憶される。このバッファ部4は、所定の画素分を1ブロックとして記憶するシフトレジスタ4Aと、このシフトレジスタ4Aのデータをフレーム毎に記憶するフレームバッファ4Bとよりなっている。   Here, an example of a conventional liquid crystal display device adopting a digital driving method will be described with reference to FIG. In FIG. 11, a barrel video signal input as a digital signal is converted into subfield video signal data by a data creation unit 2 including, for example, a CLUT circuit, and this data is temporarily stored in the buffer unit 4. The buffer unit 4 includes a shift register 4A for storing predetermined pixels as one block, and a frame buffer 4B for storing data of the shift register 4A for each frame.

このバッファ部4より出力されるデータは、シーケンサ部6にて、予めサブフィールドのシーケンステーブルを記憶しているサブフィールドテーブル記憶部8のデータを参照してサブフィールドシーケンス信号を生成する。この時、このシーケンサ部6は、或る固定された周波数のクロック信号を基準として上記サブフィールドシーケンス信号を生成する。そして、この生成されたサブフィールドシーケンス信号は、複数の画素Pxがマトリクス状に配置された液晶表示素子10に印加されて映像が表示されることになる。   The data output from the buffer unit 4 is generated by the sequencer unit 6 with reference to the data in the subfield table storage unit 8 which stores the subfield sequence table in advance. At this time, the sequencer unit 6 generates the subfield sequence signal based on a clock signal having a fixed frequency. Then, the generated subfield sequence signal is applied to the liquid crystal display element 10 in which a plurality of pixels Px are arranged in a matrix, and an image is displayed.

この駆動方法では1フィールドにおいて、画素のオン(またはオフ)の期間が、当該画素の階調を示す。階調データの各ビットの値に応じてパルス幅変調し、液晶にかかる電圧の実効値を制御することによる階調表示を行っている。この際、各サブフィールドにおいては、画素のオン(またはオフ)を指示するだけであるので、そのオン(またはオフ)を指示する信号は、2値しか取り得ないビットデータを含む結果、アナログ信号の処理回路が不要となる。したがって、D/A変換回路や画素各々に付属するキャパシタ(信号補助容量)などが不要になる上に、これらの回路性や、各種配線抵抗などの不均一性に起因する表示ムラを抑えることが可能となる。   In this driving method, in one field, an on (or off) period of a pixel indicates the gradation of the pixel. The gradation display is performed by modulating the pulse width according to the value of each bit of the gradation data and controlling the effective value of the voltage applied to the liquid crystal. At this time, in each subfield, only the on (or off) of the pixel is instructed. Therefore, the signal instructing the on (or off) includes bit data that can take only two values. A processing circuit becomes unnecessary. Therefore, a D / A conversion circuit and a capacitor (signal auxiliary capacitor) attached to each pixel are not necessary, and display unevenness due to non-uniformity such as circuit characteristics and various wiring resistances can be suppressed. It becomes possible.

しかし、上記デジタル駆動方法の技術では、サブフィールドの考えを採用している点で優れているが、1フィールド間に液晶に対する電圧印加が複数回行われるために、温度変化等により液晶の温度特性が変化した場合に、VT特性が変化してガンマ特性が変わることを考慮しておらず、色再現性が劣化する、という欠点を持っていた。   However, the above-mentioned digital driving method technique is superior in that it adopts the concept of subfields. However, since voltage application to the liquid crystal is performed a plurality of times during one field, the temperature characteristics of the liquid crystal due to temperature changes or the like. In this case, it is not considered that the VT characteristic is changed and the gamma characteristic is changed in the case where the color change occurs, and the color reproducibility is deteriorated.

アナログ信号で駆動電圧を制御する方式の場合は、温度変化に伴う液晶特性の変化に対応させて駆動条件を変化させる技術が特許文献4等に開示されている。ここで開示された技術では、応答速度の速いスメクチック液晶素子を使用しており、温度によってその電圧―透過率特性が変化してしまうため、各温度で良好な表示を得るために、各温度の液晶特性に合わせて入力信号を変化させる(ガンマ補正を行う)ことが必要となる点が示されている。また、ガンマ補正の方法として、8ビットのデジタル信号を再び8ビットのデジタル信号に変換する方式、D/A変換部のコンバージョン特性を液晶の電圧―透過率特性に合わせる方式、さらに、8ビットのデジタル信号を10ビットのデジタル信号に変換する方法が提案されている。   In the case of a system in which the drive voltage is controlled by an analog signal, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133561 discloses a technique for changing the drive condition in response to a change in liquid crystal characteristics accompanying a temperature change. In the technology disclosed here, a smectic liquid crystal element with a high response speed is used, and the voltage-transmittance characteristics change depending on the temperature. Therefore, in order to obtain a good display at each temperature, It is shown that the input signal must be changed (gamma correction) according to the liquid crystal characteristics. As a gamma correction method, a method of converting an 8-bit digital signal into an 8-bit digital signal again, a method of matching the conversion characteristics of the D / A converter with the voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal, and an 8-bit digital signal A method for converting a digital signal into a 10-bit digital signal has been proposed.

特開平11−174410号公報JP-A-11-174410 特開2001−166749号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-166749 特開2004−69788号公報JP 2004-69788 A 特開2001−290174号公報JP 2001-290174 A

上記した特許文献4にて開示された技術は、デジタル入力されたデータがデジタルで動作するデジタルガンマ補正回路で正確なガンマ補正を行っている点で優れている。しかしながら、最終的に液晶表示素子を駆動させる際には、D/A変換されたアナログ信号で行っているので、折角前段のデジタルガンマ補正回路で最適にした信号にノイズが乗るなどの、アナログ信号の特有の問題がある。また、デジタルガンマ補正回路を必要とし、その切替えタイミングを適正に設定するのがかなり難しい、といった問題があった。   The technique disclosed in Patent Document 4 is excellent in that accurate gamma correction is performed by a digital gamma correction circuit in which digitally input data operates digitally. However, when the liquid crystal display element is finally driven, it is performed using analog signals that have been D / A converted. Therefore, analog signals such as noise are added to the signals optimized by the digital gamma correction circuit in the previous stage. There are specific problems. In addition, there is a problem that a digital gamma correction circuit is required and it is quite difficult to set the switching timing appropriately.

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、温度変化等が生じて液晶の応答特性(電圧−透過率特性)が変化した場合にも色再現性を高く維持することが可能な液晶表示装置を提供することにある。   The present invention has been devised to pay attention to the above problems and to effectively solve them. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of maintaining high color reproducibility even when the response characteristic (voltage-transmittance characteristic) of a liquid crystal changes due to a temperature change or the like.

請求項1に係る発明は、複数の画素がマトリクス状に配置されてなる液晶表示素子にデジタル化された映像信号を印加して表示するに際して、前記映像信号の1フィールドをクロック信号の周波数に依存して変化する駆動期間の異なる複数のサブフィールドで構成し、前記サブフィールドを選択的にオン又はオフすることにより1フィールドの映像を複数の階調で表示するように構成した液晶表示装置であって、前記映像信号から1フィールド毎のサブフィールド画像信号データを作成するデータ作成部と、前記サブフィールド画像信号データを一時的に記憶するバッファ部と、前記液晶表示素子の温度を検出する温度センサ部と、前記サブフィールドを選択的にオン又はオフする制御手順を定めたシーケンステーブルを記憶するサブフィールドテーブル記憶部と、所定の表示画質を維持するために前記液晶表示素子の温度と前記クロック信号の設定されるべき周波数との対応状態を予め記憶するクロック周波数記憶部と、前記温度センサ部からの検出温度と前記クロック周波数記憶部の記憶内容とに基づいて対応する周波数のクロック信号を出力するクロック信号制御部と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置である。   According to the first aspect of the present invention, when a digitized video signal is displayed on a liquid crystal display element in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, one field of the video signal depends on the frequency of the clock signal. The liquid crystal display device is configured to include a plurality of subfields having different driving periods and to display one field of video with a plurality of gradations by selectively turning on or off the subfields. A data generation unit that generates subfield image signal data for each field from the video signal, a buffer unit that temporarily stores the subfield image signal data, and a temperature sensor that detects the temperature of the liquid crystal display element And a sub-field for storing a sequence table that defines a control procedure for selectively turning on or off the sub-field. A table frequency storage unit, a clock frequency storage unit for preliminarily storing a correspondence state between the temperature of the liquid crystal display element and a frequency to be set for the clock signal in order to maintain a predetermined display image quality, and the temperature sensor unit. And a clock signal control unit that outputs a clock signal having a corresponding frequency based on the detected temperature and the stored contents of the clock frequency storage unit.

本発明に係る液晶表示装置によれば、温度等により液晶の電圧―透過率特性が変化しても、色再現性を高く維持して良好な表示を行うことができる。   According to the liquid crystal display device of the present invention, even if the voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal change depending on the temperature or the like, it is possible to perform a good display while maintaining high color reproducibility.

以下は、本発明に係る液晶表示装置の一実施例について添付図面を参照して説明する。
<第1実施例>
図1は本発明に係る液晶表示装置の第1実施例を示すブロック構成図、図2は駆動階調テーブルの一例を示す図、図3はサブフィールドのシーケンステーブルを示す図、図4はクロック周波数記憶部に記憶されるクロック周波数と液晶表示素子の温度との関係を表すテーブルの一例を示す図である。尚、図11に示した従来装置と同一構成部分については同一参照符号を付して説明する。
Hereinafter, an embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<First embodiment>
1 is a block diagram showing a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing an example of a drive gradation table, FIG. 3 is a diagram showing a subfield sequence table, and FIG. 4 is a clock. It is a figure which shows an example of the table showing the relationship between the clock frequency memorize | stored in a frequency memory | storage part, and the temperature of a liquid crystal display element. The same components as those of the conventional apparatus shown in FIG.

図1に示すように、この液晶表示装置12は、映像信号からサブフィールド映像信号データを作成するデータ作成部2と、ここで作成されたサブフィールド映像信号データを一時的に記憶するバッファ部4と、サブフィールドを選択的にオン又はオフする制御手順を定めたシーケンステーブルを記憶するサブフィールドテーブル記憶部8と、最終的に映像を表示する液晶表示素子10と、この液晶表示素子10の温度を検出する温度センサ部14と、液晶表示素子10の温度とクロック信号の設定されるべき周波数との対応状態(関係)を予め記憶するクロック周波数記憶部16と、周波数が可変になされたクロック信号を出力するクロック信号制御部18とを主に有している。そして、シーケンサ部6は上記バッファ部4等からの信号を受けてサブフィールドシーケンス信号を出力するようになっている。   As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device 12 includes a data creation unit 2 that creates subfield video signal data from a video signal, and a buffer unit 4 that temporarily stores the created subfield video signal data. A subfield table storage unit 8 that stores a sequence table that defines a control procedure for selectively turning on or off the subfield, a liquid crystal display element 10 that finally displays an image, and a temperature of the liquid crystal display element 10 A temperature sensor unit 14 for detecting the temperature, a clock frequency storage unit 16 for storing in advance a correspondence state (relationship) between the temperature of the liquid crystal display element 10 and the frequency at which the clock signal is to be set, and a clock signal having a variable frequency And a clock signal control unit 18 for outputting. The sequencer unit 6 receives a signal from the buffer unit 4 and outputs a subfield sequence signal.

ここでは1フィールドを16個のSF1〜SF16からなるサブフィールドパルスにより駆動する場合を例にとって説明する。具体的には、上記データ作成部2は、CLUT(Color Lookup Table)回路よりなり、例えば8ビットの映像信号は、256(8ビット)×16ビットの変換テーブルであるCLUT回路にて、駆動パルスのオン/オフを表す24ビットの駆動パルス信号に変換される。このCLUT回路では、予め測定により、入力された映像信号が希望する(一般的にはガンマ2.2乗曲線)表示階調となるように設定されている必要があり、例えば、図2に示されるような駆動階調テーブルにおける703個の駆動階調レベルの中から選ばれている。尚、図2中では一部が省略されている。この駆動階調テーブルでは、例えば駆動階調レベル0〜703までの704の駆動階調レベルが規定されると共に、1フィールドが例えば16個のサブフィールドSFに分割され、SF1〜SF16として表される。   Here, a case where one field is driven by a subfield pulse composed of 16 SF1 to SF16 will be described as an example. Specifically, the data creation unit 2 is composed of a CLUT (Color Lookup Table) circuit. For example, an 8-bit video signal is driven by a CLUT circuit which is a conversion table of 256 (8 bits) × 16 bits. Is converted into a 24-bit drive pulse signal representing ON / OFF of the signal. In this CLUT circuit, the input video signal needs to be set in advance to have a desired display tone (generally a gamma 2.2 power curve) by measurement, for example, as shown in FIG. Is selected from 703 drive gradation levels in the drive gradation table. In FIG. 2, a part is omitted. In this drive gradation table, for example, 704 drive gradation levels from 0 to 703 are defined, and one field is divided into, for example, 16 subfields SF and represented as SF1 to SF16. .

上記各サブフィールドの駆動期間(駆動重み付け:発光期間に対応)は、サブフィールド毎に異なって重み付けがなされている(一部のサブフィールドは同じ駆動期間の場合もある)。この駆動期間は、各サブフィールド間では図2及び後述する図3に表示されているように相対的には固定されているが、クロック信号の周波数(クロック周波数)に例えば比例して絶対値は変動する。換言すれば、クロック周波数に例えば比例して各サブフィールドのパルス幅が変動するようになっている。   The drive period (drive weighting: corresponding to the light emission period) of each subfield is weighted differently for each subfield (some subfields may have the same drive period). This driving period is relatively fixed between the subfields as shown in FIG. 2 and FIG. 3 described later, but the absolute value is proportional to the frequency of the clock signal (clock frequency), for example. fluctuate. In other words, the pulse width of each subfield varies in proportion to the clock frequency, for example.

上記変換された駆動パルス信号はバッファ部4のシフトレジスタ(16×32)4Aにより32画素分を1ブロックとして変換され、24枚のフレームバッファ(表示全画素×1ビット)4Bのそれぞれに32画素データ毎に書き込まれる。このフレームバッファ4Bはダブルバッファとなっており、表示フィールド毎に読み込みバッファと書き込みバッファが切替えられる。   The converted drive pulse signal is converted by the shift register (16 × 32) 4A of the buffer unit 4 into one block for 32 pixels, and each of the 24 frame buffers (all display pixels × 1 bit) 4B has 32 pixels. It is written for each data. The frame buffer 4B is a double buffer, and a read buffer and a write buffer are switched for each display field.

上記シーケンサ部6は、上記サブフィールドテーブル記憶部8に記憶されている後述するようなサブフィールドテーブルを参照しつつ上記バッファ部4からの駆動パルス信号に基づいてサブフィールドシーケンス信号を生成し、上記液晶表示素子10に向けて出力するようになっている。この際、各サブフィールドの駆動期間の長さは、クロック信号制御部18より供給される周波数が可変的になされたクロック信号の周波数、すなわちクロック周波数Fによってその絶対値が定まるようになっている。 The sequencer unit 6 generates a subfield sequence signal based on the drive pulse signal from the buffer unit 4 while referring to a subfield table (described later) stored in the subfield table storage unit 8, and It outputs to the liquid crystal display element 10. At this time, the length of the drive period of each subfield is determined by the frequency of the clock signal variably supplied from the clock signal control unit 18, that is, the clock frequency F. .

上記サブフィールドテーブル記憶部8には、図3に示されるようなサブフィールドのシーケンステーブルが記憶されている。このシーケンステーブルでは、サブフィールドの駆動順に液晶表示素子10に転送するサブフィールドの番号と、その駆動時間(図2中の駆動重み付けに対応)を表すクロック数が記憶されている。前述したように、この駆動期間は各サブフィールド間では相対的には固定されているが、クロック信号の周波数(クロック周波数)に例えば比例して絶対値は変動する。   The subfield table storage unit 8 stores a subfield sequence table as shown in FIG. In this sequence table, the number of subfields transferred to the liquid crystal display element 10 in the order of subfield drive and the number of clocks representing the drive time (corresponding to drive weighting in FIG. 2) are stored. As described above, the driving period is relatively fixed between the subfields, but the absolute value varies in proportion to, for example, the frequency of the clock signal (clock frequency).

また、上記シーケンサ部6からサブフィールドシーケンス信号を受ける上記液晶表示素子10は、内部に液晶が封止された多数の画素Pxがマトリクス状に配置されており、上記サブフィールドシーケンス信号を画素毎に印加することにより、映像を表示できるようになっている。   The liquid crystal display element 10 that receives the subfield sequence signal from the sequencer unit 6 has a large number of pixels Px in which liquid crystal is sealed arranged in a matrix, and the subfield sequence signal is received for each pixel. By applying it, an image can be displayed.

一方、上記クロック周波数記憶部16には、前述のようにクロック信号の設定されるべき周波数、すなわちクロック周波数と液晶表示素子10の温度との関係が予め記憶されている。この関係は、例えば図4に示すようなテーブルとなっており、基準動作温度Toの時に基準クロック周波数fsのクロック周波数が対応している。この基準動作温度Toは例えば35℃であり、基準クロック周波数fsは例えば200MHzである。そして、液晶表示素子10の温度が基準動作温度Toよりも−10℃、−20℃と低下すると、クロック周波数は、基準クロック周波数fsに対して0.98倍、0.96倍と減少するようになっており、逆に、温度が+10℃、+20℃と上昇すると、クロック周波数は、基準クロック周波数fsに対して1.02倍、1.04倍と増加するようになっている。   On the other hand, the clock frequency storage unit 16 stores in advance the frequency at which the clock signal is to be set, that is, the relationship between the clock frequency and the temperature of the liquid crystal display element 10 as described above. This relationship is a table as shown in FIG. 4, for example, and the clock frequency of the reference clock frequency fs corresponds to the reference operating temperature To. The reference operating temperature To is, for example, 35 ° C., and the reference clock frequency fs is, for example, 200 MHz. When the temperature of the liquid crystal display element 10 decreases to −10 ° C. and −20 ° C. below the reference operating temperature To, the clock frequency seems to decrease to 0.98 times and 0.96 times the reference clock frequency fs. Conversely, when the temperature rises to + 10 ° C. and + 20 ° C., the clock frequency increases 1.02 times and 1.04 times the reference clock frequency fs.

尚、図4に示した関係は、単に一例を示したに過ぎず、更に温度差を細かく規定してもよいし、またテーブルに該当する温度差が存在しない場合には、その前後のクロック周波数を按分して求めればよい。更に、このようなテーブルに限定されず、温度差と基準クロック周波数fsを含む関係式を記憶しておき、この関係式からクロック周波数Fを求めるようにしてもよい。   Note that the relationship shown in FIG. 4 is merely an example, and the temperature difference may be defined more finely. If there is no temperature difference corresponding to the table, the clock frequencies before and after the temperature difference may be defined. Can be obtained by apportioning. Further, the present invention is not limited to such a table, and a relational expression including the temperature difference and the reference clock frequency fs may be stored, and the clock frequency F may be obtained from this relational expression.

上記温度差とクロック周波数との関係は、後述するように、液晶表示素子10の温度に依存することなく、階調レベルと出力階調レベル(出力光)との関係が直線的(ガンマ補正後)になるように設定されている。また、クロック信号制御部18は、上記クロック周波数記憶部16の記憶内容と温度センサ部14から供給される液晶表示素子10の検出温度とに基づいて、対応するクロック周波数Fを求め、このクロック周波数Fのクロック信号を上記シーケンサ部6に向けて出力するようになっている。そして、上記シーケンサ部6は、前述したように上記クロック周波数Fに応じて各サブフィールドの駆動期間の長さを設定して、サブフィールドシーケンス信号を上記液晶表示素子10に向けて出力するようになっている。   As described later, the relationship between the temperature difference and the clock frequency does not depend on the temperature of the liquid crystal display element 10, and the relationship between the gradation level and the output gradation level (output light) is linear (after gamma correction). ). Further, the clock signal control unit 18 obtains a corresponding clock frequency F based on the stored contents of the clock frequency storage unit 16 and the detected temperature of the liquid crystal display element 10 supplied from the temperature sensor unit 14, and this clock frequency The F clock signal is output to the sequencer unit 6. Then, the sequencer unit 6 sets the length of the drive period of each subfield according to the clock frequency F as described above, and outputs the subfield sequence signal toward the liquid crystal display element 10. It has become.

次に、以上のように構成された液晶表示装置12の動作について説明する。
前述したようにデジタル信号よりなる映像信号はデータ作成部2にて駆動パルス信号に変換され、この信号はバッファ部4を介してシーケンサ部6へ入力される。このシーケンサ部6では、上記駆動パルス信号に基づいて、上記サブフィールドテーブル記憶部8に記憶されているサブフィールドテーブルとクロック信号制御部18より供給されるクロック信号とを参照しつつサブフィールドシーケンス信号を生成し、これを液晶表示素子10に向けて出力して映像を表示することになる。
Next, the operation of the liquid crystal display device 12 configured as described above will be described.
As described above, the video signal formed of a digital signal is converted into a drive pulse signal by the data creation unit 2, and this signal is input to the sequencer unit 6 via the buffer unit 4. The sequencer unit 6 refers to the subfield sequence signal while referring to the subfield table stored in the subfield table storage unit 8 and the clock signal supplied from the clock signal control unit 18 based on the drive pulse signal. Is generated and output to the liquid crystal display element 10 to display an image.

ここで液晶表示素子10における表示する階調レベルと出力光との関係について説明する。図5は基準動作温度(To)での液晶の電圧−透過率特性をガンマ補正した後の入力階調レベルと出力階調レベル(出力光)との関係を示すグラフである。ここでは予め表示階調がガンマ2.2となるようにCLUT回路が設定されているので、0.45乗して正規化することにより直線で表示されるようにしている。この点は以下に説明する図6及び図7も同じである。   Here, the relationship between the gradation level to be displayed on the liquid crystal display element 10 and the output light will be described. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the input gradation level and the output gradation level (output light) after gamma correction of the voltage-transmittance characteristics of the liquid crystal at the reference operating temperature (To). Here, since the CLUT circuit is set in advance so that the display gradation is gamma 2.2, it is displayed as a straight line by normalizing it to the power of 0.45. This also applies to FIGS. 6 and 7 described below.

図6はクロック周波数と素子温度が変化した時のガンマ補正後の入力階調レベルと出力階調レベル(光出力)との関係を示すグラフであり、図6(A)はクロック周波数が基準クロック周波数fsよりも”α”だけ高くなった場合の特性を示し(動作温度はTo)、図6(B)は動作温度が基準動作温度Toよりも”β”だけ高くなった場合の特性を示している。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the input gradation level after gamma correction and the output gradation level (light output) when the clock frequency and the element temperature change, and FIG. 6A shows the relationship between the clock frequency and the reference clock. FIG. 6B shows the characteristics when the operating temperature is higher than the frequency fs by “α” (the operating temperature is To), and FIG. 6B shows the characteristics when the operating temperature is higher than the reference operating temperature To by “β”. ing.

図5に示すように、液晶表示素子10が基準動作温度Toであり、且つクロック周波数Fが基準周波数fsで動作している場合には、階調レベルと出力光との関係は特性Aの直線で示すようになり、色再現性は最適な状態に維持されている。   As shown in FIG. 5, when the liquid crystal display element 10 is at the reference operating temperature To and operates at the clock frequency F at the reference frequency fs, the relationship between the gradation level and the output light is a straight line of the characteristic A. The color reproducibility is maintained in an optimum state.

しかし、図6(A)に示すように、動作温度をToに維持した状態でクロック周波数をfsから”α”だけ高くすると、特性B1に示すように、下方に膨らんで、特に階調レベルの中央部付近での落ち込みが大きくなって下に凸状の円弧状の特性となる。尚、クロック周波数をfsから低くすると、特性B1は上記とは逆に上に膨らんで上に凸状の円弧状の特性となる。   However, as shown in FIG. 6A, when the clock frequency is increased by “α” from fs while the operating temperature is maintained at To, as shown in the characteristic B1, it swells downward, particularly at the gradation level. The depression near the central portion becomes large, resulting in a downwardly convex arc-shaped characteristic. Note that when the clock frequency is lowered from fs, the characteristic B1 swells upward and becomes an upward convex arcuate characteristic.

これに対して、図6(B)に示すように、クロック周波数をfsに維持した状態で動作温度をToから”β”だけ高くすると、液晶の応答性が増加して特性B2に示すように上方に膨らんで、特に階調レベルの中央部付近での上昇が大きくなって上に凸状の円弧状の特性となる。尚、動作温度をToから低くすると、特性B2は上記とは逆に下に膨らんで下に凸状の円弧状の特性となる。   On the other hand, as shown in FIG. 6B, when the operating temperature is increased by “β” from To in a state where the clock frequency is maintained at fs, the response of the liquid crystal is increased as shown in the characteristic B2. It swells upward, and the rise in the vicinity of the central portion of the gradation level is increased, resulting in an upwardly convex arc shape characteristic. Note that when the operating temperature is lowered from To, the characteristic B2 swells in the opposite direction and becomes a convex arcuate characteristic.

従って、特性B1とB2とを組み合わせることにより、図7に示すように特性を直線状にして元の特性Aのように補償することができる。すなわち、図7は動作温度が基準動作温度Toよりも高い時にクロック周波数Fを基準周波数fsよりも高く設定して特性を補償した時の状態を示す。換言すれば、素子温度が基準動作温度Toから高くなった場合には、その温度差に応じてクロック周波数Fも基準クロック周波数fsから少しずつ高くするように補償し、逆に、素子温度が基準動作温度Toから低くなった場合には、その温度差に応じてクロック周波数Fも基準クロック周波数fsから少しずつ低くなるように補償すればよいことが判る。図4に示すクロック周波数Fのテーブルは、そのように規定されている。   Therefore, by combining the characteristics B1 and B2, it is possible to make the characteristics linear as shown in FIG. That is, FIG. 7 shows a state when the characteristics are compensated by setting the clock frequency F higher than the reference frequency fs when the operating temperature is higher than the reference operating temperature To. In other words, when the element temperature becomes higher than the reference operating temperature To, compensation is made so that the clock frequency F is gradually increased from the reference clock frequency fs according to the temperature difference, and conversely, the element temperature is the reference temperature. It can be seen that when the operating temperature To decreases, the clock frequency F should be compensated so as to gradually decrease from the reference clock frequency fs according to the temperature difference. The table of the clock frequency F shown in FIG. 4 is defined as such.

このようにして、温度変化等が生じて液晶の電圧−徒党か率特性が変化しても、これに対応させてクロック周波数を変化させて各サブフィールドのパルス幅を変化させて相殺するようにしたので、色再現性を高く維持することができる。
ここでクロック周波数の補償を行った時のサブフィールドシーケンスの状態について図8を参照して説明する。図8(A)は動作温度が基準動作温度Toの時のサブフィールドシーケンスの状態を示し、図8(B)は動作温度が基準動作温度Toよりも+20℃高い時のサブフィールドシーケンスの状態を示す。図8(A)の場合には、クロック周波数はFs(基準周波数)であり、図8(B)の場合にはクロック周波数は”fs×1.04”(図4参照)となり、結果的に、各サブフィールドSF1〜SF12のパルス幅(駆動時間)は、それぞれ絶対値で”1.04倍”になっている。
In this way, even if a temperature change or the like occurs and the voltage-rate or rate characteristic of the liquid crystal changes, the clock frequency is changed correspondingly and the pulse width of each subfield is changed to cancel it. As a result, color reproducibility can be maintained high.
Here, the state of the subfield sequence when the clock frequency is compensated will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows the state of the subfield sequence when the operating temperature is the reference operating temperature To, and FIG. 8B shows the state of the subfield sequence when the operating temperature is + 20 ° C. higher than the reference operating temperature To. Show. In the case of FIG. 8A, the clock frequency is Fs (reference frequency), and in the case of FIG. 8B, the clock frequency is “fs × 1.04” (see FIG. 4). The pulse width (driving time) of each of the subfields SF1 to SF12 is “1.04 times” in absolute value.

<第2実施例>
次に、本発明の液晶表示装置の第2実施例について説明する。図9は本発明の液晶表示装置の第2実施例を示すブロック構成図である。尚、図1に示した装置と同じ構成部分については同一参照符号を付してその説明を省略する。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a second embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. The same components as those of the apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

上述した液晶表示素子10の温度に対する色再現性の変化は、フィールド周波数を切り替えた場合にも発生する。例えば日本やアメリカはNTSC方式によることからフィールド周波数は60Hzであるが、ヨーロッパ等はPAL方式によることからフィールド周波数は50Hzである。このように、フィールド周波数が切り替わった場合にも上記したような色再現性の問題が生ずる。この問題を解決するために、本出願人は、先の出願(特願2005−189386号)において、クロック周波数を”50/60”倍する方法を開示したが、応答性の速いスメクチック液晶等を使用した場合には、上述したと同様な色再現性が発生してしまう。   The above-described change in color reproducibility with respect to the temperature of the liquid crystal display element 10 also occurs when the field frequency is switched. For example, the field frequency is 60 Hz because Japan and the United States are based on the NTSC system, while the field frequency is 50 Hz because Europe is based on the PAL system. Thus, even when the field frequency is switched, the above-described problem of color reproducibility occurs. In order to solve this problem, the present applicant disclosed in the previous application (Japanese Patent Application No. 2005-189386) a method of multiplying the clock frequency by “50/60”. When used, the same color reproducibility as described above occurs.

そこで、この第2実施例では、図9に示すように、映像信号の一部を受けてフィールド周波数を分離するフィールド分離部20を設け、この分離したフィールド周波数成分を上記クロック信号制御部18へ入力するようになっている。この場合、クロック周波数記憶部16には、図4に示すテーブルに代えて、例えば図10に示すテーブルが記憶されている。図10はクロック周波数記憶部に記憶されるクロック周波数と液晶表示温度とフィールド周波数との関係を示すテーブルの一例を示す図である。   Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, a field separator 20 is provided for receiving a part of the video signal and separating the field frequency, and the separated field frequency component is supplied to the clock signal controller 18. It comes to input. In this case, the clock frequency storage unit 16 stores, for example, a table shown in FIG. 10 instead of the table shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing an example of a table showing the relationship among the clock frequency, the liquid crystal display temperature, and the field frequency stored in the clock frequency storage unit.

ここではフィールド周波数が60Hzの場合のテーブル(図4に示す内容と同じ)と、50Hzの場合のテーブルとが用意されており、入力されるフィールド周波数に応じて対応するテーブルからクロック周波数が選択されることになる。例えばフィールド周波数が50Hzの場合において、素子温度が+20℃の時には、クロック周波数は”fs×5/6×1.06”となる。   Here, a table for the field frequency of 60 Hz (same as shown in FIG. 4) and a table for the case of 50 Hz are prepared, and the clock frequency is selected from the corresponding table according to the input field frequency. Will be. For example, when the field frequency is 50 Hz and the element temperature is + 20 ° C., the clock frequency is “fs × 5/6 × 1.06”.

この場合にも、先の第1実施例と同様に素子温度が変化しても色再現性を高く維持することができる。尚、図10に示した関係は、単に一例を示したに過ぎず、更に温度差を細かく規定してもよいし、またテーブルに該当する温度差が存在しない場合には、その前後のクロック周波数を按分して求めればよい。更に、このようなテーブルに限定されず、温度差と基準クロック周波数fsを含む関係式を記憶しておき、この関係式からクロック周波数Fを求めるようにしてもよい。   Also in this case, high color reproducibility can be maintained even if the element temperature changes as in the first embodiment. Note that the relationship shown in FIG. 10 is merely an example, and the temperature difference may be defined more finely, and if there is no temperature difference corresponding to the table, the clock frequency before and after the temperature difference. Can be obtained by apportioning. Further, the present invention is not limited to such a table, and a relational expression including the temperature difference and the reference clock frequency fs may be stored, and the clock frequency F may be obtained from this relational expression.

また図4及び図10に示すテーブルにおいて、クロック周波数を求める場合に、基準クロック周波数fsに所定の数値を乗算してクロック周波数を求めるようにしてもよく、その算出の過程は特に限定されない。   In the tables shown in FIGS. 4 and 10, when the clock frequency is obtained, the clock frequency may be obtained by multiplying the reference clock frequency fs by a predetermined numerical value, and the calculation process is not particularly limited.

本発明に係る液晶表示装置の第1実施例を示すブロック構成図である。1 is a block configuration diagram showing a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. 駆動階調テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a drive gradation table. サブフィールドのシーケンステーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sequence table of a subfield. クロック周波数記憶部に記憶されるクロック周波数と液晶表示素子の温度との関係を表すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table showing the relationship between the clock frequency memorize | stored in a clock frequency memory | storage part, and the temperature of a liquid crystal display element. 基準動作温度(To)での液晶の電圧−透過率特性をガンマ補正した後の入力階調レベルと出力階調レベル(出力光)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the input gradation level and the output gradation level (output light) after carrying out gamma correction of the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal at the reference operating temperature (To). クロック周波数と素子温度が変化した時のガンマ補正後の入力階調レベルと出力階調レベル(光出力)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the input gradation level after gamma correction when a clock frequency and element temperature change, and an output gradation level (light output). 動作温度が基準動作温度Toよりも高い時にクロック周波数Fを基準周波数fsよりも高く設定して特性を補償した時の状態を示グラフである。It is a graph which shows the state when the clock frequency F is set higher than the reference frequency fs and the characteristics are compensated when the operating temperature is higher than the reference operating temperature To. クロック周波数の補償を行った時のサブフィールドシーケンスの状態を示す図である。It is a figure which shows the state of a subfield sequence when clock frequency compensation is performed. 本発明の液晶表示装置の第2実施例を示すブロック構成図である。It is a block block diagram which shows 2nd Example of the liquid crystal display device of this invention. クロック周波数記憶部に記憶されるクロック周波数と液晶表示温度とフィールド周波数との関係を示すテーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the table which shows the relationship between the clock frequency memorize | stored in a clock frequency memory | storage part, liquid crystal display temperature, and a field frequency. デジタル駆動方法を採用した従来の液晶表示装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional liquid crystal display device which employ | adopted the digital drive method.

符号の説明Explanation of symbols

2…データ作成部、4…バッファ部、4A…シフトレジスタ、4B…フレームバッファ、6…シーケンサ部、8…サブフィールドテーブル記憶部、10…液晶表示素子、12…液晶表示装置、14…温度センサ部、16…クロック周波数記憶部、18…クロック信号制御部、20…フィールド分離部、Px…画素。


DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Data preparation part, 4 ... Buffer part, 4A ... Shift register, 4B ... Frame buffer, 6 ... Sequencer part, 8 ... Subfield table memory | storage part, 10 ... Liquid crystal display element, 12 ... Liquid crystal display device, 14 ... Temperature sensor 16, clock frequency storage unit 18, clock signal control unit 20, field separation unit, Px pixel.


Claims (1)

複数の画素がマトリクス状に配置されてなる液晶表示素子にデジタル化された映像信号を印加して表示するに際して、前記映像信号の1フィールドをクロック信号の周波数に依存して変化する駆動期間の異なる複数のサブフィールドで構成し、前記サブフィールドを選択的にオン又はオフすることにより1フィールドの映像を複数の階調で表示するように構成した液晶表示装置であって、
前記映像信号から1フィールド毎のサブフィールド画像信号データを作成するデータ作成部と、
前記サブフィールド画像信号データを一時的に記憶するバッファ部と、
前記液晶表示素子の温度を検出する温度センサ部と、
前記サブフィールドを選択的にオン又はオフする制御手順を定めたシーケンステーブルを記憶するサブフィールドテーブル記憶部と、
所定の表示画質を維持するために前記液晶表示素子の温度と前記クロック信号の設定されるべき周波数との対応状態を予め記憶するクロック周波数記憶部と、
前記温度センサ部からの検出温度と前記クロック周波数記憶部の記憶内容とに基づいて対応する周波数のクロック信号を出力するクロック信号制御部と、
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
When a digitized video signal is applied to and displayed on a liquid crystal display element in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, one field of the video signal varies depending on the frequency of the clock signal. A liquid crystal display device comprising a plurality of subfields and configured to display an image of one field with a plurality of gradations by selectively turning on or off the subfields,
A data creation unit for creating subfield image signal data for each field from the video signal;
A buffer unit for temporarily storing the subfield image signal data;
A temperature sensor unit for detecting a temperature of the liquid crystal display element;
A subfield table storage unit that stores a sequence table that defines a control procedure for selectively turning on or off the subfield;
A clock frequency storage unit for preliminarily storing a correspondence state between the temperature of the liquid crystal display element and the frequency to be set for the clock signal in order to maintain a predetermined display image quality;
A clock signal control unit that outputs a clock signal of a corresponding frequency based on the detected temperature from the temperature sensor unit and the stored contents of the clock frequency storage unit;
A liquid crystal display device comprising:
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