JP2008122536A - Liquid crystal display device, method for driving liquid crystal display device, and television receiver - Google Patents

Liquid crystal display device, method for driving liquid crystal display device, and television receiver Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a liquid crystal display device with high display quality in which contrast is improved by stacking two or more liquid crystal panels and luminance irregularity of liquid crystal panels is improved. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device 100 comprises optically stacked liquid crystal panels (a first panel and a second panel), in which image data based on the same image source are sent to the respective liquid crystal panels. In a plurality of liquid crystal panels stacked, a color liquid crystal panel is placed as the outermost surface liquid crystal panel, while a monochromatic liquid crystal panel is placed as at least another liquid crystal panel. The monochromatic liquid crystal panel is equipped with a grayscale correcting unit 423 (a correcting means) to correct a grayscale value to a threshold or lower than that when an inputted grayscale value of a pixel within a pixel unit exceeds the threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、コントラストを向上させた液晶表示装置およびそれを備えたテレビジョン受信機に関するものである。   The present invention relates to a liquid crystal display device with improved contrast and a television receiver including the same.

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14から35に改善している。   In Patent Document 5, the contrast ratio of the display cell, the differential optical compensation liquid crystal cell, and the retardation is improved from 14 to 35 in the STN method.

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号公報(公開日:1988年2月3日) 特開平5−2194号公報(公開日:1993年1月8日) 特開昭64−49021号公報(公開日:1989年2月23日) 特開平2−23号公報(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) Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-25629 (Publication Date: February 3, 1988) JP-A-5-2194 (Publication date: January 8, 1993) JP-A 64-49021 (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)

ところで、放送用モニターなどとして液晶表示装置を使用することがあるが、その場合、液晶表示装置において輝度ムラがあると問題となる。この輝度ムラは、基板間に封入された液晶セルのギャップムラに起因して発生することが多く、表示品位を低下させる。   By the way, a liquid crystal display device may be used as a broadcast monitor or the like. In that case, there is a problem if there is uneven brightness in the liquid crystal display device. This luminance unevenness often occurs due to the gap unevenness of the liquid crystal cell sealed between the substrates, and lowers the display quality.

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、2枚以上の液晶パネルを重ねてコントラストの向上を実現するとともに、表示パネルの輝度ムラを改善し、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-described problems, and the object thereof is to overlap two or more liquid crystal panels to improve contrast, to improve luminance unevenness of the display panel, and to improve display quality. It is to realize a high liquid crystal display device.

本発明にかかる液晶表示装置は、上記の課題を解決するために、複数の液晶パネルが光学的に重ね合わせられて構成され、該液晶パネルのそれぞれに同じ映像ソースに基づいた画像データを出力する液晶表示装置であって、上記複数の液晶パネルを重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて、少なくとも1画素からなる画素単位ごとに決められた階調値の上限値を閾値とし、重ね合わせられた上記複数の液晶パネルのうち、最表面の液晶パネルとしてカラー液晶パネルを、他の少なくとも1つの液晶パネルとして白黒液晶パネルを配置し、上記白黒液晶パネルにおける、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する補正手段を備え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 according to the present invention is configured by optically superposing a plurality of liquid crystal panels, and outputs image data based on the same video source to each of the liquid crystal panels. An upper limit value of a gradation value determined for each pixel unit composed of at least one pixel based on output luminance obtained by irradiating a light source in a state where the plurality of liquid crystal panels are overlapped with each other. Is a color liquid crystal panel as the outermost liquid crystal panel, and a black and white liquid crystal panel is arranged as at least one other liquid crystal panel, and the image on the black and white liquid crystal panel is arranged. Correction means for correcting the gradation value to be equal to or less than the threshold value when the gradation value corresponding to the pixel in the pixel unit obtained from the source exceeds the threshold value; It is characterized by that example.

また、本発明にかかる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、複数の液晶パネルが重ね合わせられて構成され、該液晶パネルのそれぞれに同じ映像ソースに基づいた画像データ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を重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて、少なくとも1画素からなる画素単位ごとに決められた階調値の上限値を閾値とし、重ね合わせられた上記複数の液晶パネルのうち、最表面の液晶パネルとしてカラー液晶パネルを、他の少なくとも1つの液晶パネルとして白黒液晶パネルを配置したとき、上記白黒液晶パネルにおいて、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する処理を行うことを特徴としている。   Further, in order to solve the above-described problem, the liquid crystal display device driving method according to the present invention includes a plurality of liquid crystal panels stacked, and image data based on the same video source is provided to each of the liquid crystal panels. A driving method of a liquid crystal display device for outputting, wherein a level determined for each pixel unit consisting of at least one pixel based on output luminance obtained by irradiating a light source with the plurality of liquid crystal panels overlaid. When a color liquid crystal panel is arranged as the outermost liquid crystal panel and a black and white liquid crystal panel is arranged as at least one other liquid crystal panel among the plurality of superimposed liquid crystal panels, with the upper limit value of the tone value as a threshold value, In the liquid crystal panel, when a gradation value corresponding to a pixel in the pixel unit obtained from the video source exceeds the threshold value, the gradation value is set to the threshold value. It is characterized by performing the process for correcting down.

上記の構成によれば、白黒液晶パネルにおける、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値が上記閾値以下に補正されるので、白黒液晶パネルにおいて輝度が必要以上に高い画素の輝度を抑えることができる。   According to the above configuration, when a gradation value corresponding to a pixel in the pixel unit obtained from the video source in the monochrome liquid crystal panel exceeds the threshold value, the gradation value is corrected to be equal to or less than the threshold value. Therefore, it is possible to suppress the luminance of pixels whose luminance is higher than necessary in the monochrome liquid crystal panel.

このように、複数の液晶パネルで構成される本発明の液晶表示装置においては、最表面に配置されたカラー液晶パネルではなく、光源側に配置された白黒液晶パネルにおいて階調値の補正を行い、各液晶パネルを重ね合わせて構成した液晶表示装置全体において輝度が必要以上に高い画素単位における輝度の抑制を行っている。これにより、複数の液晶パネルを重ね合わせたときに得られる表示画像について、表示画面の各位置における輝度の格差を低減することができ、液晶セルの厚みが均一でないことなどに起因して生じる輝度ムラを改善することができる。   As described above, in the liquid crystal display device of the present invention composed of a plurality of liquid crystal panels, the gradation value is corrected not in the color liquid crystal panel arranged on the outermost surface but in the black and white liquid crystal panel arranged on the light source side. In the entire liquid crystal display device formed by superimposing the liquid crystal panels, the luminance is suppressed in units of pixels whose luminance is higher than necessary. As a result, with respect to the display image obtained when a plurality of liquid crystal panels are overlaid, the brightness disparity at each position on the display screen can be reduced, and the brightness generated due to the non-uniform thickness of the liquid crystal cell. Unevenness can be improved.

なお、本発明では、カラーの液晶パネルと白黒の液晶パネルを備えた構成の液晶表示装置において、白黒の液晶パネルのみで輝度ムラ補正を行っている。これは、カラーの液晶パネル側で輝度ムラ補正を行うと、例えばRGBといった各色の比率が変わり、色変化が生じてしまうが、白黒パネルのみで輝度ムラ補正を行えば色変化が生じることなく、輝度ムラを効果的に改善することができるからである。また、白黒の液晶パネル側は、高階調域がほぼ一定値(最大階調値)であり、この部分に閾値を設け輝度ムラの補正を行うだけでよく、RGBといった各色それぞれの信号に対して階調値の補正をする必要もないため、カラーの液晶パネル側で階調値の補正を行う場合と比較して、簡単に行うことができる。   In the present invention, in a liquid crystal display device having a configuration including a color liquid crystal panel and a black and white liquid crystal panel, luminance unevenness correction is performed using only the black and white liquid crystal panel. This is because, when luminance unevenness correction is performed on the color liquid crystal panel side, the ratio of each color, such as RGB, changes and color changes occur, but if luminance unevenness correction is performed only on a black and white panel, no color change occurs. This is because luminance unevenness can be effectively improved. On the monochrome liquid crystal panel side, the high gradation region has a substantially constant value (maximum gradation value), and it is only necessary to provide a threshold value in this portion to correct luminance unevenness. Since it is not necessary to correct the gradation value, it can be easily performed as compared with the case where the gradation value is corrected on the color liquid crystal panel side.

さらに、本発明によれば、2枚以上の液晶パネルを光学的に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。   Furthermore, according to the present invention, by constructing two or more liquid crystal panels that are optically overlapped, the panel transmittance is reduced, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. .

本発明の液晶表示装置において、上記閾値は、上記画素単位で得られる他の画素単位との相対輝度に基づいて、該相対輝度が最も低い画素単位を基準に設定されていることが好ましい。   In the liquid crystal display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the threshold value is set based on a pixel unit having the lowest relative luminance based on a relative luminance with other pixel units obtained in the pixel unit.

上記の構成によれば、他の画素単位との相対輝度に基づいて、相対輝度が最も輝度の低い画素単位に合わせて閾値を決定することで、表示パネルに発生する輝度のバラツキをより小さくすることができる。これにより、表示装置全体の輝度ムラを効果的に改善することができる。   According to the above configuration, the threshold value is determined in accordance with the pixel unit having the lowest relative luminance based on the relative luminance with the other pixel units, thereby further reducing the variation in luminance occurring in the display panel. be able to. Thereby, the brightness nonuniformity of the whole display apparatus can be improved effectively.

本発明の液晶表示装置において、相対輝度の最も低い画素単位の相対輝度をXとし、任意の画素単位の相対輝度をXとし、各画素が取り得る最大階調値をYとすると、任意の画素単位の上記閾値Mは、下記の式(1)
M=(X/X(1/γ)×Y (1)
(γは液晶パネルの階調輝度特性を示すγ値)
で決定されることが好ましい。
In the liquid crystal display device of the present invention, when the relative luminance of the lowest pixel unit of relative brightness and X n, the relative brightness of an arbitrary pixel units and X m, the maximum tone value that each pixel can take the Y, optionally The threshold value M in pixel units of the following equation (1)
M = (X n / X m ) (1 / γ) × Y (1)
(Γ is the γ value indicating the gradation luminance characteristics of the liquid crystal panel)
Is preferably determined by:

上記の構成によれば、相対輝度の最も低い画素単位を基準として各画素単位の閾値を決めている。そのため、相対輝度の最も低い画素単位の相対輝度よりも輝度が高くなるときの階調値は、上記閾値を超えるため補正手段による階調補正処理によって表示から排除することができる。これによって、より輝度均一性に優れた液晶表示装置を実現することができる。   According to the above configuration, the threshold value for each pixel unit is determined based on the pixel unit having the lowest relative luminance. Therefore, since the gradation value when the luminance is higher than the relative luminance of the pixel unit having the lowest relative luminance exceeds the threshold value, it can be excluded from the display by the gradation correcting process by the correcting means. Thereby, it is possible to realize a liquid crystal display device with more excellent luminance uniformity.

上記相対輝度の最も低い画素の最大階調値Yは、例えば、8ビット信号の場合は255(256)、6ビット信号の場合は63(64)となる。   The maximum gradation value Y of the pixel having the lowest relative luminance is, for example, 255 (256) for an 8-bit signal and 63 (64) for a 6-bit signal.

また、本発明にかかるテレビジョン受信機は、テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する上記のいずれかの液晶表示装置とを備えていることを特徴としている。   In addition, a television receiver according to the present invention includes a tuner unit that receives a television broadcast, and any one of the above-described liquid crystal display devices that displays the television broadcast received by the tuner unit. It is said.

上記の構成によれば、表示品位の高い動画表示が実現できるテレビジョン受信機を提供できる。   According to said structure, the television receiver which can implement | achieve the moving image display with high display quality can be provided.

本発明にかかる液晶表示装置は、以上のように、上記白黒液晶パネルにおける、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する補正手段を備えていることを特徴としている。   As described above, the liquid crystal display device according to the present invention has the gradation value when the gradation value corresponding to the pixel in the pixel unit obtained from the video source in the monochrome liquid crystal panel exceeds the threshold value. It is characterized by comprising a correction means for correcting the value below the threshold value.

また、本発明にかかる液晶表示装置の駆動方法は、以上のように、上記白黒液晶パネルにおいて、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する処理を行うことを特徴としている。   In addition, as described above, the driving method of the liquid crystal display device according to the present invention is such that, in the black and white liquid crystal panel, the gradation value corresponding to the pixel in the pixel unit obtained from the video source exceeds the threshold value. The gradation value is corrected to be equal to or less than the threshold value.

従って、本発明によれば、複数の液晶パネルを重ね合わせたときに得られる表示画像について、表示画面の各位置における輝度の格差を低減することができ、液晶セルの厚みが均一でないことなどに起因して生じる輝度ムラを改善することができる。また、本発明によれば、2枚以上の液晶パネルを光学的に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。それゆえ、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, with respect to a display image obtained when a plurality of liquid crystal panels are overlaid, the luminance disparity at each position on the display screen can be reduced, and the thickness of the liquid crystal cell is not uniform. Luminance unevenness caused by this can be improved. In addition, according to the present invention, by constructing two or more liquid crystal panels that are optically overlapped, the panel transmittance is reduced, so that the black luminance is extremely low and a high-contrast image can be displayed. . Therefore, a liquid crystal display device with high display quality can be realized.

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208(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。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. When a threshold voltage is applied to the pixel electrode 208 (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. 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)。   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).

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。   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)。   From the diagrams shown in FIGS. 15 (a) and 15 (b), it can be seen that in the configuration of two crossed Nicols, black tightening deterioration (equivalent to an increase in transmittance during black display) is hardly observed (especially 45 °). , 135 °, 225 °, 315 ° direction).

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。   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の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 diagram showing the arrangement of the polarizing plate and the liquid crystal panel in 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.

液晶表示装置100に備えられている液晶パネルのうち、最表面(観察者に最も近い側)の液晶パネル(第1の液晶パネル)がカラー液晶パネルであり、バックライト(光源)側に設けられた液晶パネル(第2の液晶パネル)が白黒液晶パネルである。   Among the liquid crystal panels provided in the liquid crystal display device 100, the liquid crystal panel (first liquid crystal panel) on the outermost surface (the side closest to the observer) is a color liquid crystal panel and is provided on the backlight (light source) side. The liquid crystal panel (second liquid crystal panel) is a monochrome liquid crystal panel.

第1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る。一方、第2のパネルは、カラーフィルタは備えておらず、対向基板220’とアクティブマトリクス基板230との間に液晶を封入して形成されている。これら第1のパネルおよび第2のパネルは、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。   The first panel is formed by enclosing liquid crystal between a pair of transparent substrates (color filter substrate 220 and active matrix substrate 230). On the other hand, the second panel is not provided with a color filter, and is formed by sealing liquid crystal between the counter substrate 220 ′ and the active matrix substrate 230. The first panel and the second panel have a state in which the polarized light incident on the polarizing plate A from the light source is rotated by about 90 degrees, a state in which the polarized light is not rotated, Means for arbitrarily changing the intermediate state is provided.

また、第1のパネルおよび第2のパネルは、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。   The first panel and the second panel have a function of displaying an image with a plurality of pixels. The display method having such a function includes a TN (TwistedNematic) method, a VA (Vertical Alignment) method, an IPS (InPlain Switching) method, an FFS (Fringe Field Switching) method, or a combination of these methods. The method 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、カラーフィルタ以外については同じ構造であり、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(または対向基板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(または対向基板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(または対向基板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 except for the color filters, and as described above, the color filter substrate 220 (or the counter substrate 220 ′) and the active matrix substrate 230 that face each other. And a columnar resin structure provided on a plastic bead or the color filter substrate 220 (or the counter substrate 220 ′) as a spacer (not shown) to maintain a constant substrate interval. . Liquid crystal is sealed between a pair of substrates (color filter substrate 220 (or counter 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.

また、第2の液晶パネルを構成する対向基板220’は、透明基板210上に対向電極223、ブラックマトリクス224等が形成されたものである。   Further, the counter substrate 220 ′ constituting the second liquid crystal panel is obtained by forming the counter electrode 223, the black matrix 224, etc. on the transparent substrate 210.

第1のパネルと第2のパネルとは、鉛直方向から見た位置が一致するようにそれぞれのブラックマトリクスが配置されている。   The first and second panels are arranged with their respective black matrices so that the positions seen from the vertical direction coincide.

以上のように、本実施の形態の液晶表示装置は、重ね合わせた2枚の液晶パネルのうち、最表面に位置する液晶パネル(第1の液晶パネル)がカラー液晶パネルであり、その背面に備えられた液晶パネル(第2の液晶パネル)が白黒液晶パネルである。このように、第2の液晶パネルを白黒の液晶パネルとすることによって、材料やプロセスの簡素化が可能となる。また、2枚の液晶パネルをともにカラー液晶パネルとした場合、第1のパネルと第2のパネルの視差により、あるいは、第1のパネルと第2のパネルのカラーフィルタの位置ずれにより、正しくカラー表示されなかったり、モアレが発生したりする。そこで、本実施の形態のように、第1のパネルをカラー液晶パネルとし、第2のパネルを白黒液晶パネルとすることで、正しくカラー表示されなかったり、モアレが発生したりすることを防止することができる。   As described above, in the liquid crystal display device according to the present embodiment, the liquid crystal panel (first liquid crystal panel) located on the outermost surface is the color liquid crystal panel among the two stacked liquid crystal panels, and the back surface thereof. The liquid crystal panel (second liquid crystal panel) provided is a monochrome liquid crystal panel. As described above, by using the second liquid crystal panel as a monochrome liquid crystal panel, it is possible to simplify materials and processes. In addition, when the two liquid crystal panels are both color liquid crystal panels, the correct color is obtained due to the parallax between the first panel and the second panel, or due to the displacement of the color filters of the first panel and the second panel. It is not displayed or moire occurs. Therefore, as in the present embodiment, the first panel is a color liquid crystal panel and the second panel is a black and white liquid crystal panel, thereby preventing color display from being performed correctly and moiré from occurring. be able to.

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、液晶表示駆動部(1)(2)(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 the video source signal to the liquid crystal display drive units (1) and (2) (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。   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.

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。   Accordingly, the display controller 400 transmits a signal that can display an appropriate image on the liquid crystal display device 100 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210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, on the transparent substrate 210, a scanning signal wiring (gate wiring, gate line, gate voltage line or gate bus line) 201 and auxiliary capacitance wiring 202 are formed by sputtering to form 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208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 208. 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.

なお、第2のパネルを構成する対向基板220’は、カラーフィルタ基板220においてカラーフィルタ221を含まない構成であり、上述したカラーフィルタ基板220の製造からカラーフィルタ形成の工程を除いた各工程によって製造することができる。また、白黒表示用の液晶パネルの対向基板の一般的に製造方法を用いて製造してもよい。   The counter substrate 220 ′ constituting the second panel is a configuration that does not include the color filter 221 in the color filter substrate 220, and is performed by each process except the process of forming the color filter from the manufacture of the color filter substrate 220 described above. Can be manufactured. Moreover, you may manufacture using the manufacturing method generally of the opposing board | substrate of the liquid crystal panel for monochrome displays.

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(255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 (255 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。なお、本実施の形態の液晶表示装置100においては、第2のパネルが白黒の液晶パネルであるため、γ変換を行う前に、白黒パネル化処理(すなわち、輝度値変換処理)が行われる。   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. In the liquid crystal display device 100 of the present embodiment, since the second panel is a monochrome liquid crystal panel, a monochrome panel conversion process (that is, a luminance value conversion process) is performed before the γ conversion.

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.

さらに、本実施の形態の液晶表示装置100においては、白黒の液晶パネルである第2のパネル側で、入力された映像ソース信号から得られる画素単位内の画素に対応する階調値が、閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する補正処理を行っている。ここで、上記閾値は、複数の液晶パネルを重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて少なくとも1画素からなる画素単位で決められた階調値の上限値である。この補正処理については実施の形態1において詳細に説明する。   Further, in the liquid crystal display device 100 according to the present embodiment, the gradation value corresponding to the pixel in the pixel unit obtained from the input video source signal is the threshold value on the second panel side which is a monochrome liquid crystal panel. When the value exceeds the threshold value, correction processing is performed to correct the gradation value to be equal to or less than the threshold value. Here, the threshold value is an upper limit value of a gradation value determined in pixel units of at least one pixel based on output luminance obtained when a light source is irradiated in a state where a plurality of liquid crystal panels are overlapped. This correction processing will be described in detail in the first embodiment.

〔実施の形態1〕
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、図1に示すように、2枚の液晶パネルを光学的に重ね合わせて構成されたものであり、液晶パネルのそれぞれが同じ映像ソース信号に基づいた画像データを出力する。この2枚の液晶パネルのうち、第1のパネルがカラー液晶パネルであり、第2のパネルが白黒液晶パネルである。そして、白黒液晶パネル(第2のパネル)には、出力輝度に基づいて少なくとも1画素からなる画素単位で決められた階調値の閾値に基づいて、入力された上記画素単位内の画素の階調値が該閾値を超える場合に、階調値を該閾値以下に補正する補正手段(本実施の形態では、階調補正部423)が備えられている。
[Embodiment 1]
As shown in FIG. 1, the liquid crystal display device according to the present embodiment is configured by optically superposing two liquid crystal panels, and each of the liquid crystal panels is an image based on the same video source signal. Output data. Of the two liquid crystal panels, the first panel is a color liquid crystal panel, and the second panel is a monochrome liquid crystal panel. The black-and-white liquid crystal panel (second panel) has a pixel level in the input pixel unit based on a threshold value of gradation values determined in pixel units consisting of at least one pixel based on output luminance. When the tone value exceeds the threshold value, correction means (in this embodiment, a gradation correction unit 423) is provided to correct the gradation value to be equal to or less than the threshold value.

上記の補正手段は、液晶表示装置内の表示コントローラ400に設けられている。図17には、図4に示す表示コントローラ400内の構成をより具体的に示す。図17に示すように、表示コントローラ400は、同じ映像ソース信号を第1パネル表示部411用および第2パネル表示部421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、液晶表示駆動部(1)410が備えられ、第2のパネル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、液晶表示駆動部(2)420が備えられている。   The correction means is provided in the display controller 400 in the liquid crystal display device. FIG. 17 shows the configuration in the display controller 400 shown in FIG. 4 more specifically. As shown in FIG. 17, the display controller 400 includes a signal distribution unit 401 that distributes the same video source signal to the first panel display unit 411 and the second panel display unit 421, respectively. In addition, as a block for processing the video source signal distributed for the first panel, a liquid crystal display driving unit (1) 410 is provided, and for the video source signal distributed for the second panel. A liquid crystal display drive unit (2) 420 is provided as a block for processing.

液晶表示駆動部(1)410内には、入力された映像ソース信号の階調値に対して階調変換を行う階調変換部(1)412が備えられている。なお、図示はしていないが、液晶表示駆動部(1)内には、階調変換部(1)412以外に、第1パネルに画像を表示させるための映像信号(第1パネル用信号)を作成するための種々の処理部が設けられている。   The liquid crystal display driving unit (1) 410 includes a gradation conversion unit (1) 412 that performs gradation conversion on the gradation value of the input video source signal. Although not shown, in the liquid crystal display drive unit (1), in addition to the gradation conversion unit (1) 412, a video signal (first panel signal) for displaying an image on the first panel is displayed. Various processing units are provided for creating the.

液晶表示駆動部(2)420内には、入力された映像ソース信号の輝度値を白黒画像表示用に変換する輝度値変換部426、入力された映像ソース信号の階調値に対して階調変換を行う階調変換部(2)422、階調変換された階調値に対してさらに補正を施す階調補正部423(補正手段)、メモリ425などが備えられている。なお、図示はしていないが、液晶表示駆動部(2)内には、これらの各処理部以外に、第2パネルに画像を表示させるための映像信号(第2パネル用信号)を作成するための種々の処理回路が設けられている。   In the liquid crystal display driving unit (2) 420, a luminance value converting unit 426 for converting the luminance value of the input video source signal for displaying a black and white image, and a gradation with respect to the gradation value of the input video source signal A gradation conversion unit (2) 422 for performing conversion, a gradation correction unit 423 (correction unit) for further correcting the gradation value subjected to gradation conversion, a memory 425, and the like are provided. Although not shown, in the liquid crystal display drive unit (2), in addition to these processing units, a video signal (second panel signal) for displaying an image on the second panel is created. Various processing circuits are provided for this purpose.

メモリ425内には、階調補正部423が階調補正を行う際に使用する補正用データ424が格納されている。表示コントローラ400内には、さらに、表示パネルの輝度データ(各画素と当該画素の検出輝度とを対応付けたデータ)に基づいて階調値の閾値を決定する閾値決定部430が備えられている。この輝度データは、輝度検出器などによって表示パネルの輝度測定を行うことによって得られる。   In the memory 425, correction data 424 used when the gradation correction unit 423 performs gradation correction is stored. The display controller 400 further includes a threshold value determination unit 430 that determines a threshold value of a gradation value based on luminance data of the display panel (data in which each pixel is associated with detected luminance of the pixel). . This luminance data is obtained by measuring the luminance of the display panel using a luminance detector or the like.

ここで、階調値の閾値とは、第1および第2の液晶パネルを重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて、各画素の位置ごとに決められた階調値の上限値である。閾値の決定方法については、後で説明する。   Here, the threshold value of the gradation value is a gradation determined for each pixel position based on the output luminance obtained when the light source is irradiated with the first and second liquid crystal panels superimposed. This is the upper limit value. A method for determining the threshold will be described later.

補正用データは、各画素に対して決定された上記の閾値を、それぞれの画素と対応付けて記憶したものである。   The correction data is obtained by storing the threshold value determined for each pixel in association with each pixel.

なお、本実施の形態では、隣接する複数画素(例えば、2〜4画素)を1つの画素単位として、この画素単位で階調値の閾値を決定しているが、本発明は必ずしもこれには限定されず、1画素ごとに閾値を決定してもよい。しかし、複数画素を1つの画素単位とすれば、格納するメモリ量を減らすことができる。この場合、1つの画素単位内に存在する画素の閾値は同じ値となるが、入力される階調値は画素ごとに異なるため、各画素について階調補正が行われる。   In this embodiment, a plurality of adjacent pixels (for example, 2 to 4 pixels) are set as one pixel unit, and the threshold value of the gradation value is determined in this pixel unit. Without limitation, a threshold value may be determined for each pixel. However, if a plurality of pixels are used as one pixel unit, the amount of memory to be stored can be reduced. In this case, the threshold values of the pixels existing in one pixel unit have the same value, but the gradation value to be input is different for each pixel, so that gradation correction is performed for each pixel.

ところで、本実施の形態のように、第1のパネルをカラー液晶パネルとし、第2のパネルを白黒液晶パネルとする場合、白黒表示を行う第2のパネルにRGBの階調信号を入力すると、平行光で無い限り、第1のパネルと第2のパネルとの視差のため、正しくカラー表示されない。このため、図20に示すように、RGBに対応する第2のパネルの画素には同一の映像ソース信号に基づく信号を入力するのが望ましい。輝度効率を考慮して対応する位置の入力信号のRGBの入力画素最大階調データとなるように、または、最大階調を反映した演算結果で示される階調データとなるように制御することが望ましい。図21は、より詳細に上記を説明する図である。この時、図22のように第2のパネルの構造上の最小単位画素はRGBに対応する一つの画素としてもかまわない。   By the way, when the first panel is a color liquid crystal panel and the second panel is a black and white liquid crystal panel as in the present embodiment, when RGB gradation signals are input to the second panel for performing black and white display, Unless the light is parallel light, color display is not performed correctly due to the parallax between the first panel and the second panel. Therefore, as shown in FIG. 20, it is desirable to input signals based on the same video source signal to the pixels of the second panel corresponding to RGB. In consideration of luminance efficiency, control can be performed so that RGB input pixel maximum gradation data of an input signal at a corresponding position becomes gradation data indicated by a calculation result reflecting the maximum gradation. desirable. FIG. 21 is a diagram for explaining the above in more detail. At this time, as shown in FIG. 22, the minimum unit pixel on the structure of the second panel may be one pixel corresponding to RGB.

さらに、図23のように第2のパネルの画素サイズを大きくしても良い。図23ではゲート走査方向に2倍、信号方向にRGB×2で6倍の画素サイズにしている。こうすることによって、開口率上有利になる。   Further, the pixel size of the second panel may be increased as shown in FIG. In FIG. 23, the pixel size is doubled in the gate scanning direction and RGB × 2 in the signal direction and 6 times the pixel size. This is advantageous in terms of aperture ratio.

続いて、液晶表示駆動部(1)(2)における映像ソース信号の処理方法について説明する。   Next, a video source signal processing method in the liquid crystal display driving units (1) and (2) will be described.

まず、階調変換部(1)412および階調変換部(2)422において行われる階調変換(γ変換)について説明する。   First, the gradation conversion (γ conversion) performed in the gradation conversion unit (1) 412 and the gradation conversion unit (2) 422 will be described.

ここで、γ変換とは、表示パネルの階調輝度特性(γ特性)に基づいて、入力信号に対してγ値の変更を行う処理のことをいう。γ値は、ディスプレイの場合、入力信号(階調)E、出力(輝度)iとして i=k×Eγ 〈k:定数〉で表され、logi=logk+γ・logEとなり、log・logグラフの傾きとなる。 Here, the γ conversion refers to a process of changing a γ value for an input signal based on the gradation luminance characteristic (γ characteristic) of the display panel. In the case of a display, the γ value is expressed as i = k × E γ <k: constant> as input signal (gradation) E and output (luminance) i, and logi = logk + γ · logE, and the slope of the log · log graph It becomes.

TV信号のγ値はG=0.45で規定されているため、一般にディスプレイのγはGout=2.2程度である。ただし、液晶表示装置をはじめとした実際のディスプレイデバイスでは、黒が輝度0ではない事や、彩度調整などの信号処理のため、全階調同じγであることはほとんどなく、概ね1.8〜2.6程度に連続して分布している。 Since the γ value of the TV signal is defined by G = 0.45, generally the γ of the display is about G out = 2.2. However, in an actual display device such as a liquid crystal display device, black does not have a luminance of 0 and signal processing such as saturation adjustment rarely has the same γ for all gradations, and is generally 1.8. It is distributed continuously to about 2.6.

このため、上記γは全階調で一定の直線とはならず曲線となり、γは各階調における接線の傾きと定義されるが、実使用上は、微小階調領域(1階調間など)における直線の傾きに近似される。   Therefore, γ is not a constant straight line in all gradations but a curve, and γ is defined as a tangential slope in each gradation. However, in actual use, a minute gradation region (such as between one gradation) is used. Is approximated by the slope of the straight line.

本実施の形態では、第1のパネル及び第2のパネルを重ね合わせた状態で得られるγ値が、Gout=2.2程度となるように、カラーパネルである第1パネル表示部411(第1のパネル)から出力される画像データのγ値をG=1.8〜2.5とし、白黒パネルである第2パネル表示部421(第2のパネル)から出力される画像データのγ値をG=0.1〜0.3とすることが好ましい。 In the present embodiment, the first panel display unit 411 (color panel) has a γ value obtained in a state where the first panel and the second panel are overlapped to be about G out = 2.2. The γ 1 value of the image data output from the first panel) is set to G 1 = 1.8 to 2.5, and the image data output from the second panel display unit 421 (second panel) which is a monochrome panel. it is preferred to a gamma 2 values and G 2 = 0.1 to 0.3.

各γ値(γ値およびγ値)が上記のような範囲となるように、階調変換部(1)412および階調変換部(2)422は、階調変換処理を行う。図19(a)には、第1のパネル(破線)および第2のパネル(実線)の階調変換前後の階調値の関係をそれぞれ示す。なお、この図では、G=約0.2、G=約2.4で階調によってγ値を多少変化させてある。 The gradation conversion unit (1) 412 and the gradation conversion unit (2) 422 perform gradation conversion processing so that each γ value (γ 1 value and γ 2 value) falls within the above range. FIG. 19A shows the relationship between the gradation values before and after gradation conversion of the first panel (broken line) and the second panel (solid line). In this figure, G 1 = about 0.2, G 2 = about 2.4, and the γ value is slightly changed depending on the gradation.

続いて、白黒表示を行う第2の液晶パネルにおいて、階調変換処理後に行われる階調補正処理について以下に説明する。   Next, the gradation correction process performed after the gradation conversion process in the second liquid crystal panel that performs monochrome display will be described below.

この階調補正処理は、表示パネルにおける画素の位置によって液晶セルのギャップが異なることに起因して発生する輝度ムラを改善するために行われるものである。   This gradation correction processing is performed in order to improve luminance unevenness caused by the difference in the gap between the liquid crystal cells depending on the pixel position on the display panel.

本実施の形態では、階調補正部423において階調補正処理が行われるが、この階調補正を行う際には、メモリ425内に記憶された補正用データ424が使用される。そこで、まず補正用データの作成方法について説明する。   In the present embodiment, gradation correction processing is performed in the gradation correction unit 423. When this gradation correction is performed, correction data 424 stored in the memory 425 is used. First, a method for creating correction data will be described.

補正用データは、第1のパネルおよび第2のパネルを重ね合わせた構成の表示パネルの輝度を画素単位(ここでは、8×8画素を1画素単位とする)で測定することによって作成される。なお、1024(横方向(x方向)とする)×720(縦方向(y方向とする))画素で構成される表示パネルであれば、例えば、表示パネルの左上端部の画素の座標を(1,1)として、各画素の位置は(x,y)(xは1〜1024の整数、yは1〜720の整数)で決定できる。   The correction data is created by measuring the luminance of a display panel having a configuration in which the first panel and the second panel are overlaid in pixel units (here, 8 × 8 pixels are set as one pixel unit). . In the case of a display panel composed of 1024 (horizontal direction (x direction)) × 720 (vertical direction (y direction)) pixels, for example, the coordinates of the pixel at the upper left end of the display panel are ( 1, 1), the position of each pixel can be determined by (x, y) (x is an integer from 1 to 1024 and y is an integer from 1 to 720).

図18には、各画素の輝度データを取得するために、表示パネルの輝度検出を行う様子を示す。この図に示すように、第1パネル表示部411と第2パネル表示部421とを重ね合わせた状態で、第2パネル表示部421側から光源(液晶表示装置100の光源)を照射し、パネルを全白表示させる。この状態で、輝度検出器450を、例えば矢印A方向にスキャンすることによって、各画素位置における出力輝度を検出する。これにより、各画素の位置(x、y)に対する輝度のデータ(以下、このデータを画素/輝度データと呼ぶ)が得られる。   FIG. 18 shows how the luminance of the display panel is detected in order to acquire the luminance data of each pixel. As shown in this figure, in a state where the first panel display unit 411 and the second panel display unit 421 are overlapped, a light source (light source of the liquid crystal display device 100) is irradiated from the second panel display unit 421 side, and the panel Is displayed in white. In this state, the luminance detector 450 is scanned in the direction of arrow A, for example, to detect the output luminance at each pixel position. Thereby, luminance data for each pixel position (x, y) (hereinafter, this data is referred to as pixel / luminance data) is obtained.

得られた画素/輝度データは表示コントローラ400内の閾値決定部430に入力される。閾値決定部430は、画素/輝度データに基づいて、第2のパネルにおける階調補正処理用の閾値を画素ごとに決定する。上記閾値は、表示パネル内の画素ごとの相対輝度に基づいて決定される。   The obtained pixel / luminance data is input to the threshold value determination unit 430 in the display controller 400. The threshold value determination unit 430 determines a threshold value for gradation correction processing in the second panel for each pixel based on the pixel / luminance data. The threshold value is determined based on the relative luminance for each pixel in the display panel.

具体的には、
相対輝度の最も低い画素単位の相対輝度をXとし、任意の画素単位の相対輝度をXとし、各画素が取り得る最大階調値をYとすると、
任意の画素単位の上記閾値Mは、下記の式(1)
M=(X/X(1/γ)×Y (1)
(γは液晶パネルの階調輝度特性を示すγ値)
で決定される。
In particular,
When the relative intensity of the lowest pixel unit of relative brightness and X n, the relative brightness of an arbitrary pixel units and X m, the maximum tone value that each pixel can take the Y,
The threshold value M in arbitrary pixel units is expressed by the following equation (1).
M = (X n / X m ) (1 / γ) × Y (1)
(Γ is the γ value indicating the gradation luminance characteristics of the liquid crystal panel)
Determined by

ここで、各画素が取り得る最大階調値Yとは、例えば、8ビット信号の場合は255(256)、6ビット信号の場合は63(64)となる。   Here, the maximum gradation value Y that each pixel can take is, for example, 255 (256) for an 8-bit signal and 63 (64) for a 6-bit signal.

例えば、8ビット信号の場合では、最も輝度の高い画素の相対輝度が1で、最も輝度の低い画素の相対輝度を0.9とすると、最も輝度の低い画素の閾値は255となる。一方、最も輝度の高い画素の閾値は、
M=(0.9/1.0)(1/γ)×255=242 (ここで、γ=2.2とする)
より、最も輝度の高い画素の閾値は242となる。
For example, in the case of an 8-bit signal, if the relative luminance of the pixel with the highest luminance is 1 and the relative luminance of the pixel with the lowest luminance is 0.9, the threshold value of the pixel with the lowest luminance is 255. On the other hand, the threshold value of the brightest pixel is
M = (0.9 / 1.0) (1 / γ) × 255 = 242 (where γ = 2.2)
Accordingly, the threshold value of the pixel with the highest luminance is 242.

以上のように、閾値が画素ごとに決定されるため、補正用データは、画素位置(x、y)と該画素の閾値とが対応付けられて作成される。作成された補正用データは、液晶表示駆動部(2)420内のメモリ425に転送される。メモリ425内に格納される補正用データは、画素位置(x、y)と該画素の閾値とが対応付けられたルックアップテーブル(LUT)であることが好ましい。   As described above, since the threshold value is determined for each pixel, the correction data is created by associating the pixel position (x, y) with the threshold value of the pixel. The created correction data is transferred to the memory 425 in the liquid crystal display driver (2) 420. The correction data stored in the memory 425 is preferably a lookup table (LUT) in which the pixel position (x, y) and the threshold value of the pixel are associated with each other.

なお、ここで説明した閾値の決定方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。しかし、表示パネルの位置ごとに発生する輝度のバラツキをより小さくするという点から、上記閾値は、画素単位で得られる他の画素単位との相対輝度に基づき、該相対輝度が最も低い画素単位の輝度を基準に設定されることが好ましい。   Note that the threshold value determination method described here is an example, and the present invention is not limited to this. However, the threshold value is based on the relative luminance with other pixel units obtained in pixel units, in order to reduce the variation in luminance generated for each position of the display panel. It is preferable that the luminance is set as a reference.

続いて、階調補正部423における階調補正処理について説明する。階調補正処理は、上記のようにして作成された補正用データ424を参照することによって行われる。具体的には、階調変換部422から送信された映像ソース信号の各画素の階調値が、補正用データ424における該当画素の階調値の閾値を超える場合には、階調値を当該閾値に補正する。階調補正部423は、この補正された閾値を階調値として出力する。   Next, the gradation correction process in the gradation correction unit 423 will be described. The gradation correction process is performed by referring to the correction data 424 created as described above. Specifically, when the gradation value of each pixel of the video source signal transmitted from the gradation conversion unit 422 exceeds the threshold value of the gradation value of the corresponding pixel in the correction data 424, the gradation value is Correct to threshold. The gradation correction unit 423 outputs the corrected threshold value as a gradation value.

図19(b)には、白黒液晶パネルにおいて階調補正処理を行ったときの、元信号の階調値(階調変換前の階調値)と、階調変換および階調補正処理後の階調値との関係を示す。図19(b)に示すように、図19(a)に示す白黒パネル信号の階調値のうち、閾値を超える階調値については、閾値に補正される。   FIG. 19B shows the tone value of the original signal (the tone value before tone conversion) when tone correction processing is performed on the black and white liquid crystal panel, and after tone conversion and tone correction processing. The relationship with the gradation value is shown. As shown in FIG. 19B, among the gradation values of the monochrome panel signal shown in FIG. 19A, gradation values exceeding the threshold value are corrected to the threshold value.

このように、上記閾値とは、階調補正部423において補正される各画素の階調値の上限値である。   Thus, the threshold value is the upper limit value of the gradation value of each pixel that is corrected by the gradation correction unit 423.

このように、上記の補正手段によって階調補正が行われることによって、輝度の低い画素にあわせて輝度の高い画素の輝度を下げることができる。これにより、液晶パネルを複数枚重ねて画像を表示させた場合の輝度ムラを改善することができる。   As described above, the gradation correction is performed by the correction unit described above, so that the luminance of the high luminance pixel can be lowered in accordance with the low luminance pixel. As a result, it is possible to improve luminance unevenness when a plurality of liquid crystal panels are stacked to display an image.

また、白黒の液晶パネル側で階調補正をするので、上限値を設けて、上限値を超える輝度をカットするという簡単な処理で輝度ムラを改善することができる。例えば、非特許文献1(実開平3−77995号公報)は、カラー表示装置における輝度ムラの改善を目的としているものであるが、RGB各信号についてそれぞれ補正を行う必要があるため信号処理が複雑になる(メモリが白黒の3倍になる)とともに、入力信号に対してどの程度輝度を下げるかという係数的な信号を記憶させるため、処理が複雑化するという問題がある。これに対して、本願発明では、カラーパネルと白黒パネルとを重ね合わせた構成とし、白黒パネル側で閾値を超える階調値をカットする方法を採用している。そのため、簡単な処理方法でカラー表示パネル全体としての輝度ムラを改善することができる。   In addition, since gradation correction is performed on the monochrome liquid crystal panel side, luminance unevenness can be improved by a simple process of providing an upper limit value and cutting the luminance exceeding the upper limit value. For example, Non-Patent Document 1 (Japanese Utility Model Publication No. 3-77795) is intended to improve luminance unevenness in a color display device. However, signal processing is complicated because each RGB signal needs to be corrected. (The memory is three times as large as that of black and white), and a coefficient signal indicating how much the luminance is lowered with respect to the input signal is stored. On the other hand, in the present invention, a color panel and a monochrome panel are superposed, and a method of cutting gradation values exceeding a threshold value on the monochrome panel side is adopted. Therefore, it is possible to improve luminance unevenness as the entire color display panel with a simple processing method.

以上のように、本発明によれば、第2のパネルを白黒液晶パネルとすることにより、第2のパネルの構成が簡略化され、ドライバ数も低減できるとともに、カラー液晶パネルを複数重ねた場合に発生するモアレを抑制することができる。したがって、より簡単にコントラスト比が高く、モアレの発生を抑止し表示品位を向上させた液晶表示装置を提供できる。   As described above, according to the present invention, when the second panel is a monochrome liquid crystal panel, the configuration of the second panel is simplified, the number of drivers can be reduced, and a plurality of color liquid crystal panels are stacked. Moire generated in the above can be suppressed. Therefore, it is possible to provide a liquid crystal display device that has a high contrast ratio, suppresses moire, and improves display quality.

なお、本発明の液晶表示装置は、2枚の液晶パネルで構成されるものには必ずしも限定されない。つまり、3枚以上の液晶パネルを使用するものであってもよい。この場合、最表面の液晶パネルをカラー液晶パネルとし、それ以外の液晶パネルを白黒パネルとすることによって、黒表示の輝度をより低下させることができ、コントラスト比をさらに向上させることができる。この場合、複数の白黒の液晶パネルのそれぞれに補正手段が設けられていることが好ましい。なお、補正処理を簡単に行うためには、白黒パネルは1枚のみ設けられていることが好ましい。   The liquid crystal display device of the present invention is not necessarily limited to one constituted by two liquid crystal panels. That is, three or more liquid crystal panels may be used. In this case, the brightness of the black display can be further reduced and the contrast ratio can be further improved by setting the outermost liquid crystal panel as a color liquid crystal panel and the other liquid crystal panels as black and white panels. In this case, it is preferable that a correction unit is provided in each of the plurality of black and white liquid crystal panels. In order to easily perform the correction process, it is preferable that only one monochrome panel is provided.

〔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24〜図26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24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. 24 shows a circuit block of a liquid crystal display device 601 for a television receiver.

液晶表示装置601は、図24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. 24, 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25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。   25 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26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. 26, 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。
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。
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.
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、輝度ムラが改善され、かつコントラストを大幅に向上できるので、テレビジョン受信機、映画用や放送用のモニタ等に適用できる。   The liquid crystal display device of the present invention can be applied to a television receiver, a movie monitor, a broadcast monitor, and the like because luminance unevenness is improved and contrast can be greatly improved.

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. 図7に示す表示コントローラの具体的な構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the display controller shown in FIG. 7. 各画素の輝度データを取得するために表示パネルの輝度検出を行う様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the brightness | luminance detection of a display panel is performed in order to acquire the brightness | luminance data of each pixel. (a)は、各液晶パネルの液晶表示駆動部において、階調変換を行う前と後における階調値の関係を示すグラフである。(b)は、白黒液晶パネルにおいて閾値を超える階調値を閾値に補正したときの階調値を示すグラフである。(A) is a graph which shows the relationship of the gradation value before and after gradation conversion in the liquid crystal display drive part of each liquid crystal panel. (B) is a graph showing the gradation value when the gradation value exceeding the threshold value is corrected to the threshold value in the monochrome liquid crystal panel. (a)(b)は、実施形態1の信号波形を説明する概略図である。(A) (b) is the schematic explaining the signal waveform of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の信号波形を説明する図である。It is a figure explaining the signal waveform of Embodiment 1. FIG. 実施形態1の第1のパネルと第2のパネルの画素のサイズの例である。3 is an example of pixel sizes of a first panel and a second panel of Embodiment 1. 実施形態1の第2パネルの画素を拡大する例である。4 is an example of enlarging the pixels of the second panel of the first embodiment. 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24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。FIG. 25 is a block diagram illustrating a relationship between a tuner unit and a liquid crystal display device in the television receiver illustrated in FIG. 24. 図25に示すテレビジョン受信機の分解斜視図である。FIG. 26 is an exploded perspective view of the television receiver shown in FIG. 25.

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〜212f スリット
220 カラーフィルタ基板
220’ 対向基板
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
412 階調変換部(1)
422 階調変換部(2)
423 階調補正部(補正手段)
424 補正用データ
430 閾値決定部
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-out wiring 206 Auxiliary capacitance forming electrode 207 Interlayer insulating film 208 Pixel electrode 210 Transparent substrate 211 Slit patterns 212a to 212f Slit 220 Color filter substrate 220 ′ Counter 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 412 Gradation conversion section (1)
422 gradation conversion unit (2)
423 Tone correction unit (correction means)
424 Correction data 430 Threshold value determination unit 600 Tuner unit 601 Liquid crystal display device

Claims (5)

複数の液晶パネルが光学的に重ね合わせられて構成され、該液晶パネルのそれぞれに同じ映像ソースに基づいた画像データを出力する液晶表示装置であって、
上記複数の液晶パネルを重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて、少なくとも1画素からなる画素単位ごとに決められた階調値の上限値を閾値とし、
重ね合わせられた上記複数の液晶パネルのうち、最表面の液晶パネルとしてカラー液晶パネルを、他の少なくとも1つの液晶パネルとして白黒液晶パネルを配置し、
上記白黒液晶パネルにおける、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する補正手段を備えていることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device configured by optically superposing a plurality of liquid crystal panels and outputting image data based on the same video source to each of the liquid crystal panels,
Based on the output luminance obtained when the light source is irradiated in a state where the plurality of liquid crystal panels are overlapped, the upper limit value of the gradation value determined for each pixel unit consisting of at least one pixel is set as a threshold value.
Among the plurality of stacked liquid crystal panels, a color liquid crystal panel is disposed as the outermost liquid crystal panel, and a monochrome liquid crystal panel is disposed as at least one other liquid crystal panel,
In the black-and-white liquid crystal panel, when a gradation value corresponding to a pixel in the pixel unit obtained from the video source exceeds the threshold value, correction means for correcting the gradation value below the threshold value is provided. A liquid crystal display device.
上記閾値は、上記画素単位で得られる他の画素単位との相対輝度に基づいて、該相対輝度が最も低い画素単位を基準に設定され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 according to claim 1, wherein the threshold value is set based on a pixel unit having the lowest relative luminance based on a relative luminance with another pixel unit obtained in the pixel unit. apparatus. 相対輝度の最も低い画素単位の相対輝度をXとし、任意の画素単位の相対輝度をXとし、各画素が取り得る最大階調値をYとすると、
任意の画素単位の上記閾値Mは、下記の式(1)
M=(X/X(1/γ)×Y (1)
(γは液晶パネルの階調輝度特性を示すγ値)
で決定されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
When the relative intensity of the lowest pixel unit of relative brightness and X n, the relative brightness of an arbitrary pixel units and X m, the maximum tone value that each pixel can take the Y,
The threshold value M in arbitrary pixel units is expressed by the following equation (1).
M = (X n / X m ) (1 / γ) × Y (1)
(Γ is the γ value indicating the gradation luminance characteristics of the liquid crystal panel)
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is determined by:
複数の液晶パネルが光学的に重ね合わせられて構成され、該液晶パネルのそれぞれに同じ映像ソースに基づいた画像データ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を重ね合わせた状態で光源を照射したときに得られる出力輝度に基づいて、少なくとも1画素からなる画素単位ごとに決められた階調値の上限値を閾値とし、
重ね合わせられた上記複数の液晶パネルのうち、最表面の液晶パネルとしてカラー液晶パネルを、他の少なくとも1つの液晶パネルとして白黒液晶パネルを配置したとき、
上記白黒液晶パネルにおいて、上記映像ソースから得られる上記画素単位内の画素に対応する階調値が上記閾値を超える場合に、該階調値を該閾値以下に補正する処理を行うことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。
A method of driving a liquid crystal display device, wherein a plurality of liquid crystal panels are optically overlapped and output image data based on the same video source to each of the liquid crystal panels,
Based on the output luminance obtained when the light source is irradiated in a state where the plurality of liquid crystal panels are overlapped, the upper limit value of the gradation value determined for each pixel unit consisting of at least one pixel is set as a threshold value.
When the color liquid crystal panel is arranged as the outermost liquid crystal panel among the plurality of liquid crystal panels overlaid and the monochrome liquid crystal panel is arranged as at least one other liquid crystal panel,
In the black-and-white liquid crystal panel, when a gradation value corresponding to a pixel in the pixel unit obtained from the video source exceeds the threshold value, processing for correcting the gradation value to be equal to or less than the threshold value is performed. For driving a liquid crystal display device.
テレビジョン放送を受信するチューナ部と、該チューナ部で受信したテレビジョン放送を表示する請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶表示装置とを備えていることを特徴とするテレビジョン受信機。   A television set comprising: a tuner unit that receives a television broadcast; and the liquid crystal display device according to claim 1 that displays the television broadcast received by the tuner unit. Receiving machine.
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