JP2009042315A - Liquid crystal display and television receiving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置に関し、特に調光用の液晶パネルを使用してコントラストを向上させた液晶表示装置及びテレビ受信装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device and a television receiver in which contrast is improved by using a light control liquid crystal panel.
近年、大型で薄い表示装置として、フラットパネルディスプレイが市場に普及してきている。フラットパネルディスプレイが身近になるにつれ、その表示性能の向上が望まれている。 In recent years, flat panel displays have become popular in the market as large and thin display devices. As flat panel displays become familiar, it is desired to improve their display performance.
フラットパネルディスプレイの一方式としての液晶表示装置は、自ら発光しないことから、画像の表示を司る液晶パネルと、この液晶パネルに対して光を照明するバックライトとを有している。このような液晶表示装置では、バックライトは常時点灯状態としておき、バックライトの光出射側に置かれた液晶パネルで、透過する光の量をコントロールしている。 Since a liquid crystal display device as one type of flat panel display does not emit light by itself, it has a liquid crystal panel that controls image display and a backlight that illuminates the liquid crystal panel. In such a liquid crystal display device, the backlight is always turned on, and the amount of transmitted light is controlled by a liquid crystal panel placed on the light emission side of the backlight.
通常、液晶パネルの正面および背面には偏光板がそれぞれ配置され、バックライトから照射された光の入射側の偏光板を通った直線偏光を、液晶パネルで画素毎に変調を行い、出射側の偏光板で検光している。この場合、液晶パネルの正面および背面に配置された2枚の偏光板で如何に効率よく光を吸収させるかで、黒表示の表示品位が決まる。 Usually, polarizing plates are arranged on the front and back surfaces of the liquid crystal panel, respectively, and linearly polarized light that has passed through the polarizing plate on the incident side of the light emitted from the backlight is modulated for each pixel by the liquid crystal panel, and on the outgoing side. Analyzing with polarizing plate. In this case, the display quality of black display is determined by how efficiently light is absorbed by the two polarizing plates arranged on the front and back of the liquid crystal panel.
しかし、常時バックライトが点灯しているために、たとえ液晶パネルが黒を表示する状態であっても、液晶パネルの中の液晶配向乱れ、各膜間の屈折率差やカラーフィルター顔料での散乱、光学補償の限界など様々な原因によって、入射側と出射側との偏光板でできるクロスニコル条件を充分満足しなかった光が出射側の偏光板から幾らか抜けてしまう。 However, since the backlight is always on, even if the liquid crystal panel displays black, the liquid crystal orientation in the liquid crystal panel is disturbed, the refractive index difference between the films, and the scattering by the color filter pigment. Due to various causes such as the limit of optical compensation, the light that does not sufficiently satisfy the crossed Nicols condition that can be formed by the polarizing plates on the incident side and the outgoing side is somewhat lost from the polarizing plate on the outgoing side.
この漏れ光は、暗室で黒表示をして観察すると、画面がグレーに浮いていることで観察され、コントラスト(白表示と黒表示との光量差)を低減させる要因となっており、液晶表示装置の高品位画像への課題の一つである。 This leakage light is observed when the screen is displayed in black in a dark room, because the screen is floating in gray, and this is a factor that reduces the contrast (the difference in the amount of light between the white display and the black display). This is one of the challenges to high quality images of the device.
このような課題に対して、例えば、特許文献1,2では、LEDを光源としたバックライトユニットを持ち、それぞれを対応する画像領域に合わせて調光することで、表示品位の向上を図っている。
しかしながら、上記のようなLEDを光源としたバックライトによる調光では、発光点が点発光に近いこともあり、必要輝度を得るためには多数のLEDを敷き詰めなければならない。これによってバックライト駆動回路などの複雑化、およびコスト高を招いてしまう。 However, in the dimming with the backlight using the LED as a light source as described above, the light emitting point may be close to point light emission, and a large number of LEDs must be spread to obtain the required luminance. This increases the complexity of the backlight drive circuit and the cost.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、駆動回路の複雑化を招くことなく高コントラストの画像表示を実現することのできる液晶表示装置およびテレビ受信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a television receiver capable of realizing high-contrast image display without causing a complicated drive circuit. And
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、液晶表示パネルを有し、該液晶表示パネル内において画像表示エリアと非表示エリアとに区分され、該画像表示エリアにおいて画像表示を行う画像表示用パネルと、該画像表示用パネルに光を照射する光源とを備えた液晶表示装置において、上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められ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 has a liquid crystal display panel, and is divided into an image display area and a non-display area in the liquid crystal display panel, and the image display area displays an image. In a liquid crystal display device comprising an image display panel for performing light and a light source for irradiating the image display panel with light, the liquid crystal display panel is provided between the image display panel and the light source, and the image A light control panel that changes the transmittance of light from the light source in accordance with an image displayed on the display panel is provided, and the light control panel has a shape of the image display area in the image display panel. A plurality of pixel electrodes having a shape matching that of the pixel electrode, and a pixel electrode that transmits light from the light source according to the shape of the image display area, and does not transmit light from the light source It is characterized in that the pixel electrodes are determined.
本発明の液晶表示装置には、画像表示用パネルと光源との間に、画像表示用パネルに表示される画像に合わせて光源からの光の透過率を変化させることのできる調光用パネルが配置されている。そして、上記調光用パネルに設けられた画素電極の形状は、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に一致している。 In the liquid crystal display device of the present invention, a light control panel capable of changing the transmittance of light from the light source according to the image displayed on the image display panel is provided between the image display panel and the light source. Has been placed. And the shape of the pixel electrode provided in the said light control panel corresponds with the shape of the image display area in the image display panel.
上記の構成によれば、調光用パネルの画素電極が、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に合わせて形成されているため、所定の画像表示エリアに対して調光用パネルの対応する画素電極を使用して調光を行うことができる。つまり、特定の画像表示エリアにおいて画像表示を行うときには、調光用パネルの対応する画素電極に明るい画像を表示させる(すなわち、光の透過率を高くする)ことにより、当該画像表示エリアをより明るく表示することができる。また、調光用パネルの画素電極が、画像表示用パネルにおける画像表示エリアの形状に合わせて形成されているため、非表示エリアについては、調光用パネルの対応する画素電極から光を透過させないようにして、バックライトからの光が調光用パネルから漏れることを防止し、より黒く沈んだ表示とすることができる。 According to the above configuration, since the pixel electrode of the light control panel is formed according to the shape of the image display area in the image display panel, the light control panel corresponds to the predetermined image display area. Dimming can be performed using the pixel electrode. That is, when an image is displayed in a specific image display area, a bright image is displayed on the corresponding pixel electrode of the dimming panel (that is, the light transmittance is increased), thereby making the image display area brighter. Can be displayed. Further, since the pixel electrode of the light control panel is formed in accordance with the shape of the image display area in the image display panel, light is not transmitted from the corresponding pixel electrode of the light control panel in the non-display area. In this way, the light from the backlight can be prevented from leaking from the light control panel, and the display can be made darker.
したがって、本発明によれば、バックライト制御回路などのような複雑な回路を使用することなく、高コントラストの表示を実現することができる。 Therefore, according to the present invention, a high contrast display can be realized without using a complicated circuit such as a backlight control circuit.
本発明の液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、情報を提示するエリアが予め定められているインフォメーション用の液晶表示パネルなどのような、パネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示パネルに好適に利用することができる。 The liquid crystal display device of the present invention displays an image in a panel such as an in-vehicle liquid crystal display panel equipped with a car navigation system, an information liquid crystal display panel in which an area for presenting information is predetermined, and the like. The present invention can be suitably used for a liquid crystal display panel in which an area and a non-display area are clearly divided into relatively large sections.
本発明の液晶表示装置において、上記画像表示用パネルには、上記画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態が存在し、上記複数の表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアの形状に一致するように、上記調光用パネルに設けられた上記画素電極のうち、上記光源からの光を透過させる画素電極が決められることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, the image display panel has a plurality of display states having different shapes of the image display area, and matches the shape of the image display area in each of the plurality of display states. In addition, it is preferable that a pixel electrode that transmits light from the light source among the pixel electrodes provided on the light control panel is determined.
上記の構成によれば、画像表示用パネルがそれぞれの表示状態である場合において、各画像表示エリアに対して調光用パネルの画素電極によって調光を行うことができる。また、第1の表示状態では画像表示エリアとなり、第2の表示状態では非表示エリアとなる領域に関しては、調光用パネルにおいて該当する領域の画素電極の透過率を変化させることで、表示される画像に合わせた調光を行うことができる。つまり、第1の表示状態では明るい表示を実現し、第2の表示状態ではより沈んだ黒表示とすることができる。 According to said structure, when an image display panel is each display state, light control can be performed with the pixel electrode of a light control panel with respect to each image display area. In addition, an area that is an image display area in the first display state and a non-display area in the second display state is displayed by changing the transmittance of the pixel electrode in the corresponding area on the dimming panel. The light can be adjusted according to the image. That is, a bright display can be realized in the first display state, and a more sunk black display can be achieved in the second display state.
本発明の液晶表示装置において、上記調光用パネルには、上記画素電極のそれぞれに表示される画像の階調値を変化させる駆動部が設けられていることが好ましい。 In the liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the light control panel is provided with a drive unit that changes a gradation value of an image displayed on each of the pixel electrodes.
上記の構成によれば、上記のような駆動回路によって上記画素電極に印加する電圧を変化させることによって、調光用パネルが、例えば、黒から白までの階調表示を行うことができ、画像表示エリアごとに異なる階調で表示を行うことができる。そのため、画像表示用パネルと調光用パネルという2枚のパネルを用いて、よりきめ細かな階調表現を行うことができ、表示品位をさらに向上させることができる。 According to the above configuration, the dimming panel can perform, for example, gradation display from black to white by changing the voltage applied to the pixel electrode by the drive circuit as described above, and the image It is possible to display with different gradations for each display area. Therefore, more detailed gradation expression can be performed by using two panels of an image display panel and a dimming panel, and the display quality can be further improved.
本発明にかかるテレビ受信装置は、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液晶表示装置とを備えており、上記液晶表示装置は、上記の何れかの液晶表示装置であることを特徴としている。 A television receiver according to the present invention includes a tuner unit that receives a television broadcast, and a liquid crystal display device that displays the television broadcast received by the tuner unit. It is characterized by being a liquid crystal display device.
本発明のテレビ受信装置は、上記の液晶表示装置を備えていることにより、コントラストが高く、表示品位の向上した画像表示を実現することができる。 Since the television receiver of the present invention includes the above-described liquid crystal display device, an image display with high contrast and improved display quality can be realized.
本発明にかかる液晶表示装置は、以上のように、上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められているというものである。 As described above, the liquid crystal display device according to the present invention has a liquid crystal display panel between the image display panel and the light source. From the light source according to the image displayed on the image display panel. The light control panel has a plurality of pixel electrodes having a shape that matches the shape of the image display area in the image display panel. According to the shape of the image display area, a pixel electrode that transmits light from the light source and a pixel electrode that does not transmit light from the light source are determined.
したがって、本発明によれば、バックライト制御回路などのような複雑な回路を使用することなく、高コントラストの表示を実現することができる。 Therefore, according to the present invention, a high contrast display can be realized without using a complicated circuit such as a backlight control circuit.
本発明の一実施形態について図1〜図11に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that the present invention is not limited to this.
本実施の形態では、車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用ディスプレイなどといったパネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示装置を例に挙げて説明する。但し、本発明はこれに限定されるものではない。 In this embodiment, a liquid crystal display device in which an image display area and a non-display area are clearly divided into relatively large sections in a panel such as an in-vehicle liquid crystal display panel or an information display will be described as an example. . However, the present invention is not limited to this.
本実施の形態にかかる液晶表示装置10は、図1に示すように、画像表示用パネル2とバックライトユニット(光源)3との間に、エリア表示用パネル(調光用パネル)1を配置した構造である。なお、図1では、画像表示用パネル2とエリア表示用パネル1との間に設けられている散乱板41、および、バックライトユニット3に設けられている光拡散板などの光学フィルムの図示は省略している。
In the liquid
エリア表示用パネル1は、液晶表示パネルで構成されており、パネル面には互いに形状の異なる複数の画素電極11(11a〜11f)が設けられている。これにより、エリア表示用パネル1は、画像表示用パネル2に表示される画像に合わせてバックライトユニット3から照射された光の透過率を、各画素電極11(11a〜11f)によってそれぞれ異ならせることができる。そして、各画素電極11(11a〜11f)は、画像表示用パネル2における画像表示エリアの形状に合わせて、バックライトユニット3からの光を透過させたり、バックライトユニット3からの光を遮ったりしている。
The
画像表示用パネル2は、複数の画素(図示せず)がマトリクス状に配置された画像表示面(内部領域とも呼ぶ)2aを有する液晶表示パネルからなる。つまり、画像表示用パネル2を構成している液晶表示パネルは、マトリクス状に配置された複数の画素に対してTFT素子などのスイッチング素子が設けられている、いわゆるアクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。
The
バックライトユニット3は、複数の蛍光灯を光源とし、エリア表示用パネル1および画像表示用パネル2に対向する面を光出射面3aとして、該光出射面3aからエリア表示用パネル1および画像表示用パネル2に向かって光を照射するようになっている。
The
図2は、液晶表示装置10のより具体的な構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a more specific configuration of the liquid
図2に示すように、エリア表示用パネル1は、画像表示用パネル2とバックライトユニット3との間に位置している。エリア表示用パネル1は、2枚の基板101a・101bに挟まれた液晶層14を有しており、バックライトユニット3側の偏光板15と画像表示用パネル2の光入射側の偏光板(本実施の形態では、偏光板25a)とで、グレースケール表示が可能なパネル構成となっている。
As shown in FIG. 2, the
画像表示用パネル2は、ガラス基板201a・201b間に液晶層24を有しており、複数の画素(図示せず)がマトリクス状に配置された液晶表示パネルからなる。画像表示用パネル2を構成する液晶表示パネルとしては、表示装置として一般的に使用される液晶表示パネルを使用することができる。ガラス基板201a・201bのそれぞれの外側には、クロスニコルの関係にある偏光板25a・25bが配置されている。
The
また、画像表示用パネル2の表示面は、複数の画素が配置され、画像が表示される内部領域2aと、該内部領域の外側に設けられた額縁領域2bとに区分される。さらに、内部領域2aは、実際に画像が表示される画像表示エリア21と、画像が表示されない(すなわち、黒表示状態である)非表示エリア22(図1において網掛けを付した部分)とに区分されている。
The display surface of the
本実施の形態の画像表示用パネル2は、例えば、図5(a)に示すようなテレビ映像またはカーナビゲーション表示などの画像を表示する画像表示状態(第1の表示状態)と、図6(a)に示すようなスピードメータおよび燃料メータなどの各種計器を表示する計器類表示状態(第2の表示状態)というように、場合によって、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行うことが可能である。図1では、表示状態の一例として、テレビ映像を表示した状態を示している。
The
また、エリア表示用パネル1の表示面側(バックライトユニット3側と反対側)の偏光板は、画像表示用パネル2の偏光板25aと兼ねることができる。そこで、本実施の形態では、図2に示すように、エリア表示用パネルの表示面側の偏光板を省略している。ここでは、エリア表示用パネル1の偏光板15と画像表示用パネル2の背面側(バックライトユニット3側)の偏光板25aとはクロスニコルの関係を有している。
Further, the polarizing plate on the display surface side (the side opposite to the
但し、本発明は上記のような構成に限定されることはなく、エリア表示用パネル1と散乱板41との間に、さらに偏光板を配置してもよい。つまり、散乱板41を2枚の偏光板で挟むようにしてもよい。この場合は、エリア表示用パネル1で乱された偏光を吸収することができるので更にコントラストを向上させることが可能である。
However, the present invention is not limited to the above configuration, and a polarizing plate may be further disposed between the
また、画像表示用パネル2とエリア表示用パネル1との間には、散乱板41が設置されている。この散乱板41によって、エリア表示用パネル1を透過した光を散乱させることで、該エリア表示用パネル1の表示境界(すなわち、画素電極11の境界)を暈すことができる。
A
なお、エリア表示用パネル1と画像表示用パネル2との間は、ある間隔dをおいて設置され、散乱板41は、画像表示用パネル2に接触するように設置されるのが好ましい。このように、エリア表示用パネル1と画像表示用パネル2とを所定の間隔をあけて配置することにより、各パネルの間に設置された散乱板41による暈しの効果をさらに高めるばかりでなく、エリア表示用パネル1から出射した偏光が散乱板41で乱されることを抑制しつつ拡散の効果を得られることができるというメリットがある。
The
バックライトユニット3は、光源として蛍光管からなるランプ38を使用した一般的なバックライトである。したがって、バックライトユニット3では、出射面全体で、若しくは蛍光管毎にある程度の調光は可能であるが、出射面を分割して分割されたエリア毎に調光できるようにはなっていない。
The
また、蛍光管からなるバックライトユニット3において、エリア毎に分割するには、エリア毎に蛍光管を設け、ON−OFF可能な機構にしなくてはならないため、以下のような種々の問題が生じる。
Further, in order to divide the
例えば、エリアの形状に応じて蛍光管を配置する場合、蛍光管自体の形状が複雑になる。また、蛍光管の大きさによってエリアサイズに限界が生じ、細かいエリアに対応できない。さらに、エリアの数が多くなれば、蛍光管の駆動用回路が複雑になる。 For example, when a fluorescent tube is arranged according to the shape of the area, the shape of the fluorescent tube itself is complicated. In addition, the area size is limited by the size of the fluorescent tube, and it is not possible to deal with a fine area. Furthermore, as the number of areas increases, the circuit for driving the fluorescent tube becomes complicated.
しかしながら、本実施の形態では、各画像表示エリアの階調表現をエリア表示用パネル1の液晶にて調節するため、バックライトユニット3は、常時点灯状態とすることができる。そのため、上述のような蛍光管で構成されるバックライトユニット3側への負担はなく、機構が簡単となる。
However, in the present embodiment, since the gradation representation of each image display area is adjusted by the liquid crystal of the
なお、バックライトユニット3の表面(エリア表示用パネル1との対向面)には、散乱板37、プリズムシート36などの光学フィルムが配置されている。
An optical film such as a
上記構成の液晶表示装置10においては、表示画像はエリア表示用パネル1と画像表示用パネル2との2枚のパネルを通して表現されることになる。これにより、画像表示エリアは、例えばエリア表示用パネルにおける画素電極を白表示とする(バックライトユニット3からの光を透過させる)ことによって、明るい表示が実現できるとともに、非表示エリアは、エリア表示用パネルおよび画像表示用パネルがともに黒表示となり、これらの黒表示を合わせてより沈んだ黒で表現されることになる。即ち、黒表現はエリア表示用パネル1で黒を表示した(すなわち、バックライトユニット3からに光を透過させない)時の漏れ光をバックライト光として、画像表示用パネル2を表示することになるため、暗い部分の表示階調幅が広がったともいえる。
In the liquid
つまり、本発明では、一枚の画像表示用パネル2での白表示を最大として、ここから暗い方向の階調表現が広がり、黒表示は2枚の黒表示状態を通した表現となるので、黒表示は1枚の表示パネルよりもより沈んだ黒となる。このため、画像としてはより締まった画像となり、コントラストが向上することになる。
In other words, in the present invention, the white display on one
次に、エリア表示用パネル1の構造について詳細に説明する。
Next, the structure of the
図3には、エリア表示用パネル1の平面の構造を示す。図3では、エリア表示用パネル1のガラス基板101a上に形成された画素(画素電極11)および信号配線16などを示している。また、図4には、図3に示すエリア表示用パネル1のX−X’線断面の構造を示す。
FIG. 3 shows a planar structure of the
図3に示すように、エリア表示用パネル1は、各形状の画素電極11(11a〜11f)が配置されている内部領域1aと、外縁部1b(画像表示用パネル2の額縁領域に相当する部分、図3で斜線を付した部分)とに分けられる。そして、外縁部1bのさらに外側には、各画素電極11を駆動するための駆動用ドライバ(駆動部)13が設けられている。
As shown in FIG. 3, the
内部領域1aには、画像表示用パネル2における画像表示エリアの形状に合わせて形成された各画素電極11a〜11bが、各画像表示エリアに対応するように配置されている。
In the internal region 1a, the
なお、本発明では、画像表示用パネルが、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で表示状態を切替え可能である場合には、各画像表示状態における画像表示エリアに対応するように画素電極の形状が規定されていることが好ましい。 In the present invention, the image display panel corresponds to the image display area in each image display state when the display state can be switched between a plurality of display states having different shapes of the image display area. It is preferable that the shape of the pixel electrode is defined.
これにより、各画像表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアに合わせてエリア表示用パネルによる調光を行うことができ、表示品位をより向上させることができる。 Thereby, it is possible to perform light control by the area display panel in accordance with the image display area in each image display state, and it is possible to further improve the display quality.
そこで、本実施の形態のエリア表示用パネル1では、図3に示すような各形状の画素電極11a〜11fが形成されている。
Therefore, in the
また、上記エリア表示用パネル1の外縁部1bには、図3に示すように、画像表示用パネル2に余分な光の回り込みが無いように、遮光処理が施されている。
Further, as shown in FIG. 3, the
本実施の形態では、エリア表示用パネル1では、階調表現が可能であること、パネルコストを低く抑えるという観点から、その表示方式としてセグメント表示の方式を採用している。セグメント表示方式では各画素毎に駆動用の信号配線が設けられている。つまり、図3に示すように、全ての画素電極11a〜11fと駆動用ドライバ13との間にそれぞれ信号配線16が設けられている。そして、駆動用ドライバ13から各画素電極への印加電圧を変化させることによって、各画素電極11a〜11fにおいて、白から黒までの階調表示を行うことができ、画像の輝度を調節することができる。
In the present embodiment, the
エリア表示用パネル1の構造について、図4に示す断面図を参照にさらに詳細に説明する。
The structure of the
エリア表示用パネル1は、基板101a・101b間に液晶層14を挟んだ構成をしている。ここで基板101a・101bは、透明な基板であればよいので、その材料としては、ガラス、プラスチック、透明樹脂フィルムなどを使用することができる。
The
2枚の基板のうち一方の基板101aには、信号配線16と層間絶縁層18を介して画素電極11となる透明電極が形成されており、他方の基板101bには、全面に対向電極17となる透明電極が形成されている。そして、これら透明電極の表面に、配向膜(図示せず)が形成された後、基板101a及び基板101bを所望の距離をおいて対向配置し、この間に液晶が封入されている。このようにして、エリア表示用パネル1を構成する液晶表示パネルが形成される。
A transparent electrode to be the
以下には、エリア表示用パネル1の製造方法について説明する。
Below, the manufacturing method of the
基板101aとして、先ずガラス基板上にスパッタリングで、信号配線16の材料であるAlとMoとをこの順番で連続して成膜する。信号配線16の材料は、これらに限定されるものではなく、Alの替わりにCu、Al合金、Cu合金を使用してもよい。また、Moの替わりにTi、Taなどの高融点金属を用いてもよい。なお、低抵抗と配線形成にウエットエッチングを利用するためには、信号配線の材料としてAlとMoを選び、その膜厚を、Alを3000Å、Moを1000Åとすることが好ましい。
As the
次に、成膜した金属膜を配線に加工すべく、フォトレジストを塗布しフォトリソグラフィによりレジストに配線パターンを形成する。その後、エッチング液によりAl、Mo膜をウエットエッチング処理する。エッチング処理後、レジストを剥離し、信号配線16を形成する。各信号配線16の幅は、例えば100μmとすればよい。
Next, in order to process the formed metal film into wiring, a photoresist is applied and a wiring pattern is formed on the resist by photolithography. Thereafter, the Al and Mo films are wet-etched with an etching solution. After the etching process, the resist is removed to form the
形成された信号配線16の上には画素電極11との間に配置される層間絶縁層18として、感光性アクリル樹脂を塗布する。そして、フォトリソグラフィにより、層間絶縁層18にコンタクトホールを形成する。
A photosensitive acrylic resin is applied on the formed
次に、上記基板101aの層間絶縁層18上に、スパッタにて画素電極11となる透明電極としてITO膜を成膜する。ITO膜と信号配線16とは、層間絶縁層18に形成されたコンタクトホールを介して接続される。
Next, an ITO film is formed on the
上記ITO膜には、スパッタリング成膜が行なわれた後、レジストが塗布され、フォトリソグラフィにて、各画素電極の形状にレジストパターンを形成する。このレジストパターンに基づいて、ウエットエッチングによりITO膜が加工され、各形状の画素電極11が形成される。
After the sputtering film formation is performed on the ITO film, a resist is applied, and a resist pattern is formed in the shape of each pixel electrode by photolithography. Based on this resist pattern, the ITO film is processed by wet etching to form
もう一方の基板101bには、対向電極17として全面に透明電極であるITO膜がスパッタリングで成膜されている。
On the
上記構成の基板101a及び基板101bには、さらに、配向膜(図示せず)が成膜される。配向膜は、例えば、ポリイミド膜を500Åの厚さで印刷により成膜して形成する。この後必要に応じ、液晶の配向処理としてラビングや紫外線照射を行い、各基板はシール樹脂(図示せず)をパネル外周に形成し貼り合わされた後、基板間に液晶材料が注入され、エリア表示用パネル1が形成される。
An alignment film (not shown) is further formed on the
なお、本実施の形態では、液晶の配向は垂直配向とし、上部、下部基板の隙間は、5μmとしている。また、この両基板間距離を保証する方法としては、ビーズを基板全面に散布する方法などが利用できる。但し、本発明では、エリア表示用パネル1として用いる液晶パネルの配向は、垂直配向に限定されるものではなく、他の配向であってもよい。
In this embodiment, the liquid crystal is aligned vertically, and the gap between the upper and lower substrates is 5 μm. As a method for guaranteeing the distance between the two substrates, a method of spreading beads over the entire surface of the substrate can be used. However, in the present invention, the orientation of the liquid crystal panel used as the
上記のようにして製造されたエリア表示用パネル1には、さらに、駆動用ドライバ13が配置される。ここでは、左右に駆動用ドライバ13を配置し、各画素11を左右両側から駆動する例を示している。図4に示したエリア表示用パネル1の断面図において、エリア表示用パネル1を構成する2枚の基板のうち、信号配線を形成した基板101aは、端部に駆動用ドライバ13を搭載する領域を有しており、各信号配線16は、駆動用ドライバ13のドライバ端子に接続されるように形成されている。
The
なお、画素11への信号配線16の配置の仕方は、図3,4に示すような例に限定されるものではない。
Note that the arrangement of the
続いて、画像表示用パネル2が、例えば、図5(a)に示すようなテレビ映像またはカーナビゲーション表示などの画像を表示する画像表示状態(第1の表示状態)と、図6(a)に示すようなスピードメータおよび燃料メータなどの各種計器を表示する計器類表示状態(第2の表示状態)というように、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行う場合の、エリア表示用パネル1における表示状態について説明する。
Subsequently, the
図5は、液晶表示装置10が第1の表示状態である場合の図である。図5(a)は、画像表示用パネル2の表示状態を示す図であり、図5(b)は、エリア表示用パネル1の表示状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram when the liquid
図6は、液晶表示装置10が第2の表示状態である場合の図である。図6(a)は、画像表示用パネル2の表示状態を示す図であり、図6(b)は、エリア表示用パネル1の表示状態を示す図である。
FIG. 6 is a diagram when the liquid
図5(a)に示すように、第1の表示状態においては、画像表示用パネル2の内部領域2aには、3箇所の画像表示エリア21a・21a・21aが存在する。このとき、エリア表示用パネル1では、図5(b)に示すように、上記3箇所の画像表示エリア21a・21a・21aに対応する画素電極11a・11b・11c・11e・11fにおいては、一定の階調値で表示が行われている。つまり、画像表示エリアに対応する画素電極11a・11b・11c・11e・11fでは、様々な透過率でバックライトからの光が透過される。一方、非表示エリアに相当する画素電極11dについては、黒表示が行われており、バックライトユニット3からの光は、エリア表示用パネル1で遮光されている。つまり、非表示エリアに対応する画素電極11dでは、バックライトからの光が透過されない。
As shown in FIG. 5A, in the first display state, the
次に、画面の切り替りによって、例えば、第2の表示状態になると、画像表示用パネル2の内部領域2aには各計器類が表示されるため、図6(a)に示すように、4箇所の画像表示エリア21b・21b・21b・21bが形成される。このとき、エリア表示用パネル1では、図6(b)に示すように、上記4箇所の画像表示エリア21b・21b・21b・21bに対応する画素電極11b・11c・11d・11fにおいては、一定の階調値で表示が行われている。一方、非表示エリアに相当する画素電極11a・11eについては、黒表示が行われており、バックライトユニット3からの光は、エリア表示用パネル1で遮光されている。
Next, for example, when the display state is changed to the second display state by switching the screen, each instrument is displayed in the
なお、エリア表示パネル1では、各画素電極に接続されている駆動用ドライバからの印加電圧を変化させることによって、各画素電極11a〜11f間でそれぞれ異なる階調値で表示を行うことができる。
In the
続いて、上記構成の液晶表示装置において、画像表示するための動作について、図7に示すブロック図を参照しながら以下に説明する。 Next, an operation for displaying an image in the liquid crystal display device having the above configuration will be described below with reference to a block diagram shown in FIG.
図7は、本実施の形態にかかる液晶表示装置を構成するエリア表示パネル1と画像表示用パネル2とにそれぞれ映像信号を供給するための映像信号供給回路の概略構成ブロック図である。この映像信号供給回路は、液晶コントローラなどに備えられている。
FIG. 7 is a schematic block diagram of a video signal supply circuit for supplying video signals to the
上記映像信号供給回路は、図7に示すように、外部から入力された映像信号を一時的に蓄えるフレームメモリ301と、該フレームメモリ301に蓄えられた映像信号から、エリア表示パネル1への表示信号を生成するためのエリア表示信号生成回路302と、該フレームメモリ301に蓄えられた映像信号から、画像表示用パネル2への表示信号を生成するための画像表示信号生成回路303とで構成されている。
As shown in FIG. 7, the video signal supply circuit includes a
上記エリア表示信号生成回路302は、フレームメモリ301に蓄えられた映像信号から輝度信号のみを抽出し、エリア毎に階調を決定するためにエリア分離、階調レベル測定を行い、エリア表示用階調を決定し、このエリア表示用階調信号をエリア表示信号としてエリア表示パネル1へ出力するようになっている。
The area display
一方、上記画像表示信号生成回路303は、フレームメモリ301に蓄えられた映像信号から輝度信号と色信号の両方を抽出し、対応エリアの画素の色、階調を補正し、この補正された色信号及び階調信号を画像表示信号として画像表示用パネル2へ出力するようになっている。
On the other hand, the image display
具体的には、上記エリア表示信号生成回路302では、フレームメモリ301に蓄えられている映像信号から輝度信号を抽出したのち、該輝度信号に対して、エリア毎に階調を決めるために、画素の位置に対してエリアを対応させるマッピング処理を行い、階調レベルを測定するようになっている。したがって、上記のエリア表示信号生成回路302では、エリア分離、階調レベル測定としている。
Specifically, in the area display
次に、各エリアに対して、基準となる階調を決定する。この基準となる階調はエリア全体をこの階調で表示することを意味しており、エリアに対応する各画素の階調から決定される。例えば、あるエリアに対応する画像表示パネルの画素群の階調が高く白っぽい画像であれば、エリア表示用パネルにおけるそのエリアの画素電極を画素群の一番高い階調数で表示させても良い。 Next, a reference gradation is determined for each area. This reference gradation means that the entire area is displayed with this gradation, and is determined from the gradation of each pixel corresponding to the area. For example, if the gradation of the pixel group of the image display panel corresponding to a certain area is high and whitish, the pixel electrode of that area on the area display panel may be displayed with the highest gradation number of the pixel group. .
本構成の液晶表示装置では、輝度信号と色信号の両方で画像表示を行う画像表示用パネル2と、輝度信号から作った濃淡信号から濃淡画像表示を行うエリア表示パネル1とを組み合わせて全体画像を表示するようになっている。そのため、輝度情報については、2枚のパネルを通して表現されることになる。従って、透過型液晶パネルのように光を透過させて階調表現をするパネルは、双方のパネルの階調の積が表示階調となるので、明るい画像に対してエリア表示パネル1側で階調を低くすると全体に暗く、黒っぽい画像になってしまう。
In the liquid crystal display device of this configuration, an
一方、画像表示用パネル2の画素群全体が暗い階調で表現されている場合は、そのエリアに対応する画素の輝度情報全体の平均値としてもよいし、平均よりも暗めに設定してもよい。このようにエリアに対応する画素の階調レベルを測定し、その性格に合わせて基準階調を決定する。ここでは、予め性格に合わせた階調ルックアップテーブルを回路内にもたせ、エリアに対応する画素階調レベルに合わせてルックアップテーブルから適宜読み出すことよって基準階調を決定してもよい。
On the other hand, when the entire pixel group of the
以上のように、エリア表示パネル1の階調が決定されると、それに合わせて画像表示用パネル2の画像の補正が必要となる。前述したように2枚のパネルに光を透過して画像表示するため、エリア表示の階調によって、色情報にも補正を与えないと、色表現がずれてしまうためである。
As described above, when the gradation of the
このようにして生成された画像表示用パネル2への画像(画像表示信号)と、エリア表示パネル1への画像(エリア表示信号)をそれぞれ同期させて表示させ全体の画像表示とすることができる。なお、エリア表示用の階調を決定した後に、各エリアの濃淡をより滑らかにするために補正を行ってもよい。
The image (image display signal) to the
このように、本実施の形態の液晶表示装置10では、画像表示用パネル2における画像表示エリアが状況によって切り替り、そのエリアの形状が変化すると、それに応じて、エリア表示用パネル1の画素電極11の表示状態も変化する。
As described above, in the liquid
つまり、画面が切り替り、画像表示エリアが変化した場合でも、同様に、画像表示エリアに対応したエリア表示用パネルの画素電極は、階調表示を行うことでバックライトを調光する。また、非表示エリアに対応したエリア表示用パネルの画素電極は、黒表示を行うことでバックライトを遮光する。これによって、画像表示エリアは明るい表示となり、非表示エリアはより黒く沈んだ表示となるため、高コントラスト化が実現できる。 That is, even when the screen is switched and the image display area is changed, the pixel electrode of the area display panel corresponding to the image display area similarly controls the backlight by performing gradation display. Further, the pixel electrode of the area display panel corresponding to the non-display area shields the backlight by performing black display. As a result, the image display area is brightly displayed, and the non-display area is blackened, so that high contrast can be realized.
ところで、2枚の表示パネルを重ね合わせて構成される従来の表示装置としては、例えば、特許文献3(特開2001−296546(2001年10月26日公開))および非特許文献1(実開平6−10975(1994年2月10日公開))に記載されているものがある。 By the way, as a conventional display device configured by superimposing two display panels, for example, Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-296546 (published on October 26, 2001)) and Non-Patent Document 1 (Japanese Utility Model Application Laid-Open) 6-10975 (published February 10, 1994)).
上記特許文献3に記載のディスプレイアセンブリは、セグメント表示パネル同士の積層構造となっており、それぞれの表示装置がON−OFF表示の機能を有している。一方、本発明は、上述したように、TFT素子などのアクティブ素子を有する画像表示用パネルと、セグメント表示方式を採用したエリア表示用パネルとの積層構造となっている。この点で、本発明は、上記の従来技術と異なっている。
The display assembly described in
また、非特許文献1に記載の液晶表示装置は、表側にセグメント方式の表示パネル(セグメント表示パネル)を、裏側にTFT素子を有する表示パネル(TFT表示パネル)を備えているものであり、表側のセグメント表示パネル内に構成されたブラックマスクによってTFT表示パネルを見切っているという特徴を有している。これに対して、本発明では、上述のように、表側に画像表示用パネル、裏側にエリア表示用パネルを備えた構成になっており、エリア表示用パネルを駆動して黒表示とすることによって、バックライト光を遮るというブラックマスクとしての役割を果たしている。この点では、上記の従来技術とが異なっている。
The liquid crystal display device described in
そして、本発明によれば、エリア表示用パネルが調光の役割を果たすことによって、画像表示エリアごとに表示の高コントラスト化を図ることができ、表示品位を向上させることができる。 According to the present invention, since the area display panel plays the role of light control, it is possible to increase the display contrast for each image display area and improve the display quality.
本発明の液晶表示装置は、パネル内で表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれるような画像表示を行う表示装置に好適に利用することができる。このような液晶表示装置としては、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用ディスプレイなどが挙げられる。 The liquid crystal display device of the present invention can be suitably used for a display device that performs image display in which a display area and a non-display area are clearly divided into relatively large sections within a panel. Examples of such a liquid crystal display device include an in-vehicle liquid crystal display panel equipped with a car navigation system, an information display, and the like.
本発明によれば、バックライト制御回路を使用して表示される画像に合わせてバックライトの調光を行うといった複雑な制御を行うことなく、コントラストの高い表示を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to realize display with high contrast without performing complicated control such as dimming the backlight in accordance with an image displayed using the backlight control circuit.
図8、図9には、本発明の液晶表示装置をインフォメーション用ディスプレイの一例である電子棚札に適用した場合の図を示す。 FIG. 8 and FIG. 9 show diagrams when the liquid crystal display device of the present invention is applied to an electronic shelf label which is an example of an information display.
電子棚札として利用される液晶表示装置400の液晶表示パネルは、画像表示用パネル402と、エリア表示用パネル401とを重ね合わせて形成されている。
The liquid crystal display panel of the liquid crystal display device 400 used as an electronic shelf label is formed by superimposing an
ここで、画像表示用パネル402が、例えば、図8(a)に示すような例えば商品名、商品の様々な情報などを表示する状態(第1の表示状態)と、図9(a)に示すような商品の値段などを表示する状態(第2の表示状態)というように、画像表示エリアの形状が互いに異なる複数の表示状態の間で切り換えを行う場合の、エリア表示用パネル401における表示状態について説明する。
Here, for example, a state (first display state) in which the
図8は、液晶表示装置400が第1の表示状態である場合の図である。図8(a)は、画像表示用パネル402の表示状態を示す図であり、図8(b)は、エリア表示用パネル401の表示状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram when the liquid crystal display device 400 is in the first display state. FIG. 8A is a diagram showing a display state of the
図9は、液晶表示装置400が第2の表示状態である場合の図である。図9(a)は、画像表示用パネル402の表示状態を示す図であり、図9(b)は、エリア表示用パネル401の表示状態を示す図である。
FIG. 9 is a diagram when the liquid crystal display device 400 is in the second display state. FIG. 9A is a diagram illustrating a display state of the
次に、本発明の液晶表示装置を備えたテレビジョン受信装置について、図10,11を参照しながら以下に説明する。 Next, a television receiver including the liquid crystal display device of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図10は、上述した液晶表示装置10をテレビジョン受信装置用の表示装置として使用する場合の回路ブロックを示す。
FIG. 10 shows a circuit block when the above-described liquid
液晶表示装置10は、図10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、第1の液晶パネル(画像表示用パネル)2、第2の液晶パネル(調光用パネル)1、バックライト駆動回路505、バックライトユニット3、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. 10, the liquid
上記構成の液晶表示装置10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。
In the liquid
第1の液晶パネル2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。また、第2の液晶パネル1に対しても、各画素電極に所定のタイミングで階調表示を行うための信号が入力される。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 first
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11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10ではチューナ部600から出力された映像信号に基づいて画像(映像)表示を行う。
Further, the
上記のテレビ受信装置は、液晶表示装置10を備えていることによって、コントラストが高く、表示品位の向上した画像表示を実現することができる。
Since the television receiver includes the liquid
本発明の液晶表示装置を用いれば、高コントラストの表示を行うことができる。本発明の液晶表示装置は、例えば、カーナビゲーションシステムを備えた車載用の液晶表示パネル、インフォメーション用の液晶表示パネルなどのような、パネル内で画像表示エリアと非表示エリアとが比較的大きな区分で明確に分かれている液晶表示パネルに好適に利用することができる。 By using the liquid crystal display device of the present invention, high contrast display can be performed. The liquid crystal display device of the present invention has a relatively large division between an image display area and a non-display area in the panel, such as an in-vehicle liquid crystal display panel equipped with a car navigation system and an information liquid crystal display panel. And can be suitably used for liquid crystal display panels that are clearly separated.
1 エリア表示用パネル(調光用パネル)
2 画像表示用パネル
3 バックライトユニット(光源)
10 液晶表示装置
11(11a〜11f) 画素電極
13 駆動用ドライバ(駆動部)
16 信号配線
21(21a・21b) 画像表示エリア
22 非表示エリア
1 Area display panel (light control panel)
2
DESCRIPTION OF
16 Signal wiring 21 (21a, 21b)
Claims (4)
上記画像表示用パネルと上記光源との間に、液晶表示パネルを有し、上記画像表示用パネルに表示される画像に合わせて上記光源からの光の透過率を変化させる調光用パネルを備えており、
上記調光用パネルは、上記画像表示用パネルにおける上記画像表示エリアの形状に一致した形状の複数の画素電極を有しており、
上記画像表示エリアの形状に合わせて、上記光源からの光を透過させる画素電極と、上記光源からの光を透過させない画素電極とが決められていることを特徴とする液晶表示装置。 An image display panel having a liquid crystal display panel, divided into an image display area and a non-display area in the liquid crystal display panel, and irradiating the image display panel with light In a liquid crystal display device comprising a light source,
A liquid crystal display panel is provided between the image display panel and the light source, and a light control panel is provided that changes the transmittance of light from the light source in accordance with an image displayed on the image display panel. And
The dimming panel has a plurality of pixel electrodes having a shape that matches the shape of the image display area in the image display panel.
A liquid crystal display device, wherein a pixel electrode that transmits light from the light source and a pixel electrode that does not transmit light from the light source are determined in accordance with the shape of the image display area.
上記複数の表示状態のそれぞれにおける画像表示エリアの形状に一致するように、上記調光用パネルに設けられた上記画素電極のうち、上記光源からの光を透過させる画素電極が決められることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The image display panel has a plurality of display states in which the shape of the image display area is different from each other,
A pixel electrode that transmits light from the light source among the pixel electrodes provided in the light control panel is determined so as to match the shape of the image display area in each of the plurality of display states. The liquid crystal display device according to claim 1.
上記液晶表示装置は、請求項1〜3の何れか1項に記載の液晶表示装置であることを特徴とするテレビ受信装置。 A tuner unit that receives the television broadcast, and a liquid crystal display device that displays the television broadcast received by the tuner unit,
The said liquid crystal display device is a liquid crystal display device of any one of Claims 1-3, The television receiver characterized by the above-mentioned.
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