JP3856460B2 - Gradation calibration method for liquid crystal display device - Google Patents

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Description

本発明は、種々の用途に使用される液晶表示装置の階調較正方法に関するものである。   The present invention relates to a gradation calibration method for a liquid crystal display device used for various applications.

2次元モノクロビット面表示装置のうちの一例である液晶表示装置において輝度分解能を高める方法として、最近では、下記特許文献1,2および特許文献3に開示されているように画素の光量を変えたサブピクセルを用いるものが検討されてきている。そして、これらの表示装置においては、サブピクセルの透過光量を変える方法として、透過率の異なるNDフィルタ(ニュートラルデンシティフィルタ)を装着させる方法について述べているが、以下に説明されるような問題が有る。   As a method for increasing the luminance resolution in a liquid crystal display device which is an example of a two-dimensional monochrome bit plane display device, the light amount of a pixel has been changed as disclosed in the following Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 3 below. Those using sub-pixels have been studied. In these display devices, as a method of changing the amount of transmitted light of the sub-pixel, a method of mounting an ND filter (neutral density filter) having a different transmittance is described. However, there is a problem as described below. .

例えば、目標とする輝度分解能を1500とすれば、そのようなNDフィルタに要求される精度は1/1500以下であるが、現状のNDフィルタで0.1%以下の精度を求めることは現実的には極めて難しい。このため、現実的な方法として、下記特許文献4に開示されているようにサブピクセルに異なる開口面積を有する遮光マスクを装着する構成が考案された。しかし、開口面積が大きいサブピクセルに対して1/nとなるような微小サブピクセルを設けて、大きいサブピクセルの1ビット増大分の光量変化に対してn段階に分割した光量を付加する構成では、液晶の画素を構成するサブピクセルが相互に影響しあうために、目標の階調を得ることは極めて困難となる。その理由を以下に説明する。   For example, if the target luminance resolution is 1500, the accuracy required for such an ND filter is 1/1500 or less, but it is realistic to obtain an accuracy of 0.1% or less with the current ND filter. It is extremely difficult. For this reason, as a practical method, a configuration has been devised in which a light-shielding mask having different opening areas is attached to sub-pixels as disclosed in Patent Document 4 below. However, in a configuration in which a minute subpixel that is 1 / n with respect to a subpixel having a large aperture area is provided, and a light amount divided in n stages is added to a light amount change of 1 bit increase of the large subpixel. Since the sub-pixels constituting the liquid crystal pixels interact with each other, it is extremely difficult to obtain a target gradation. The reason will be described below.

液晶は加えられた電界で偏光角が変化するが、1つの画素を構成するサブピクセル間で漏れ電界成分による影響を受ける現象が存在する。図14において、1画素を構成するサブピクセル1、サブピクセル2およびサブピクセル3は、遮光マスクに異なった面積の開口部を設けることによって、互いに異なった透過光量を備えるサブピクセルとなっている。図15はサブピクセル1、サブピクセル2およびサブピクセル3の個々のサブピクセルに関して、8ビット(256階調)分の光量変化を測定したものと、3つのサブピクセルへの入力を同時に8ビット(256階調)分変化させ、その光量変化を測定したものの実測例である。独立に計測された3つのサブピクセルの光量を数値的に足したものTIは、3つのサブピクセルを同時に256階調出力したものGIと比較して、少なからぬ差が生じている。   Although the polarization angle of the liquid crystal changes depending on the applied electric field, there is a phenomenon that the liquid crystal is affected by a leakage electric field component between subpixels constituting one pixel. In FIG. 14, subpixel 1, subpixel 2 and subpixel 3 constituting one pixel are subpixels having different amounts of transmitted light by providing openings having different areas in the light shielding mask. FIG. 15 shows the measurement of the change in the amount of light for 8 bits (256 gradations) for each of the subpixels 1, 2 and 3, and the input to the three subpixels simultaneously with 8 bits ( This is an actual measurement example in which the change in the amount of light is measured by changing (256 gradations). The TI obtained by numerically adding the light amounts of the three sub-pixels measured independently has a considerable difference compared to the GI obtained by simultaneously outputting the three sub-pixels with 256 gradations.

これは1つのサブピクセルに加えられた電界によって、それ以外のサブピクセルの液晶の偏光角が微妙な影響を受けることが原因である。微小なサブピクセルを設けて単純に光量の和を取っても、このような差が1%程度でもあれば、階調精度の再現性として、100階調以下の輝度分解能力でしか表示することができないことが分かる。これでは1500階調以上が要求される医療用のX線画像表示などでは使用できない。このような大きなサブピクセルの1ビット分の輝度変化分を細かく分割するような構成では、階調を単調に増加させる場合において、均一な段階性を持った階調を出すことは困難になる。   This is because the polarization angle of the liquid crystal of other subpixels is slightly affected by the electric field applied to one subpixel. Even if the sum of the light amounts is simply calculated by providing minute subpixels, if such a difference is about 1%, the reproducibility of the gradation accuracy can be displayed only with the luminance resolution ability of 100 gradations or less. I can't understand. This cannot be used for medical X-ray image display or the like that requires 1500 gradations or more. In such a configuration that finely divides the change in luminance of one bit of a large sub-pixel, it is difficult to produce a gradation with uniform stepping when the gradation is monotonously increased.

特に、下記特許文献4に開示されているように開口面積を正確に1/nとなるような微小サブピクセルを設けた場合も、サブピクセル間の透過率が相互に影響し合うため、大きいサブピクセルの1ビットの階調変化を正確にnで分割するように埋めることは実際上できない。このため、新しい較正の手段が必要になる。最悪の場合、最も小さいサブピクセルが最大光量となっても、他の大きなサブピクセルの1ビットの変化量に満たない場合は、階調に大きな飛びができるので、正しい較正も不可能となる。   In particular, as disclosed in Patent Document 4 below, even when a minute sub-pixel having an aperture area of exactly 1 / n is provided, the transmittance between sub-pixels affects each other. It is practically impossible to fill a 1-bit gradation change of a pixel so as to be divided accurately by n. For this reason, a new means of calibration is required. In the worst case, even if the smallest sub-pixel has the maximum light amount, if it is less than the change amount of 1 bit of other large sub-pixels, a large jump can be made in the gradation, so that correct calibration is impossible.

また、1画素を構成するサブピクセルの透過光量が偏ると光量の中心が移動してしまう場合がある。例えば、光透過率が2の累乗となるような3つのサブピクセルから成る画素を用いた構成では、1ピクセルが8ビット(256階調)出せば、3つのサブピクセルの組み合わせは24ビットとなる。ここで、ある合成輝度を実現する各サブピクセルの階調の組合せは複数ある。例えば、各サブピクセルの開口面積比を100%、50%、25%とした場合には、以下に示した合成輝度の数値が等しいものについては、1画素の光量は基本的に同じである。   Further, if the transmitted light amount of the sub-pixels constituting one pixel is biased, the center of the light amount may move. For example, in a configuration using three subpixels whose light transmittance is a power of 2, if one pixel outputs 8 bits (256 gradations), the combination of the three subpixels becomes 24 bits. . Here, there are a plurality of combinations of gradations of the sub-pixels that realize a certain combined luminance. For example, when the aperture area ratio of each sub-pixel is 100%, 50%, and 25%, the amount of light of one pixel is basically the same for those having the same composite luminance values shown below.

Figure 0003856460
Figure 0003856460

しかしながら、合成輝度が同じものでも、1つの画素のサブピクセルに偏ったビットの組み合わせになれば、画素の重心がずれる、即ち光の重心がずれることになる。これは1画素以内の大きさではあるが、高品質の表示装置の場合には大きな問題となる。
特開平11−311971号公報 特開平11−352954号公報 特開2000−20038号公報 特開2001−242828号公報
However, even if the combined luminance is the same, if the bit combination is biased toward the sub-pixel of one pixel, the center of gravity of the pixel is shifted, that is, the center of light is shifted. This is a size within one pixel, but becomes a big problem in the case of a high-quality display device.
JP-A-11-31971 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-352594 JP 2000-20038 A JP 2001-242828 A

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、1つの画素が複数のサブピクセルから構成される液晶表示装置において、1画素内の光の重心をほぼ一定にするように、サブピクセルに対する入力ビットの組み合わせを決めるような較正方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to make the center of gravity of light in one pixel substantially constant in a liquid crystal display device in which one pixel is composed of a plurality of subpixels. Thus, it is to provide a calibration method for determining a combination of input bits for sub-pixels.

本発明の特徴は、液晶の両側に一対の電極を配置し、前記液晶に電界を与えることにより表示機能を有するとともに、1つの画素が少なくとも2つのサブピクセルから成り、前記各サブピクセルの最大光量が互いに異なるように構成された液晶表示装置に適用されて、前記画素の目標輝度とこの目標輝度を実現するために前記各サブピクセルに与える電界に対応する入力ビットとの関係を表すルックアップテーブルの較正方法において、前記全てのサブピクセルの入力ビットを同時に所定ビットづつ増加あるいは減少させてゆき、前記画素の輝度前記目標輝度に最も近くなったときの入力ビットを、前記サブピクセルのうち、最も光量の大きいサブピクセルについて第1入力ビットとして固定し、その後、残りの全てのサブピクセルについて前記第1入力ビットから同時に所定ビットづつ増加あるいは減少させて、前記画素の輝度が前記目標輝度に最も近くなったときの入力ビットを、前記サブピクセルのうち、2番目に光量の大きいサブピクセルについて第2入力ビットとして固定し、全てのサブピクセルについて、順次、入力ビットを決定することにある。この場合、複数の温度毎に、前記全てのサブピクセルについて、全ての目標輝度と同目標輝度に対応する入力ビットとの関係を表すルックアップテーブルを作成し、前記複数の温度における前記ルックアップテーブルに基づいて非線形の関数上で内挿法あるいは外挿法により換算温度入力ビットを求めて実際の動作温度における前記全てのサブピクセルの入力ビットを決定するとよい。 A feature of the present invention is that a pair of electrodes are arranged on both sides of a liquid crystal and has a display function by applying an electric field to the liquid crystal, and one pixel is composed of at least two subpixels, and the maximum light amount of each subpixel. Is applied to a liquid crystal display device configured to be different from each other, and a look-up table representing a relationship between a target luminance of the pixel and an input bit corresponding to an electric field applied to each of the subpixels in order to realize the target luminance in the method of calibration, said all of the sub-pixel input bits Yuki by simultaneously predetermined bits each increase or decrease, the input bit when the luminance of the pixel becomes closest to the target luminance among the sub-pixels, most light amount of the larger subpixel fixed as a first input bit, then for all of the remaining sub-pixels While at the same time a predetermined bit at a time increases or decreases from the first input bit, the input bit when the luminance of the pixel becomes closest to the target luminance among the sub-pixels, the larger subpixels amount in the second The second input bit is fixed, and the input bits are sequentially determined for all the subpixels. In this case, for each of a plurality of temperatures, a lookup table is created that represents the relationship between all target luminances and input bits corresponding to the target luminances for all the sub-pixels, and the lookup table at the plurality of temperatures. Based on the above, it is preferable that the converted temperature input bits are obtained by interpolation or extrapolation on a nonlinear function to determine the input bits of all the sub-pixels at the actual operating temperature.

これによれば、画素の目標輝度を確保した状態で光透過の大きいサブピクセルから順に入力ビットを決めて行き、全てのサブピクセルが近接した入力ビットとなるようにルックアップテーブルを較正することができるため画素における光の重心がほとんど変動しないような液晶表示装置とすることができるまた、液晶表示装置の動作温度が温度制御されていない場合でも、動作温度における所望のルックアップテーブルを得ることができる。
According to these, to calibrate the look-up table so that the input bits go determined input bits in order from a large sub-pixel of the light transmission, all the subpixels are close while ensuring the target luminance of the pixels since it is, may be a liquid crystal display device that does not centroid of light is little variation in the pixel. Further, even when the operating temperature of the liquid crystal display device is not temperature controlled, a desired lookup table at the operating temperature can be obtained.

なお、本発明に係る液晶表示装置の階調較正方法は、前記各サブピクセル間で開口部面積を互いに変えた遮光マスクを備えること、前記各サブピクセル間で光透過量を互いに変えたNDフィルタを備えること、および前記各サブピクセルの光透過面積を互いに変えることのうちの1つによって、最大光量が互いに異なるように構成された液晶表示装置に適用できる。   The gradation calibration method for a liquid crystal display device according to the present invention includes a light-shielding mask in which the opening area is changed between the sub-pixels, and an ND filter in which the light transmission amount is changed between the sub-pixels. And changing the light transmission area of each of the sub-pixels to each other can be applied to a liquid crystal display device configured to have different maximum light amounts.

本発明の理解を容易にするため、本発明による実施の形態の詳細の説明の前に、一般的な液晶表示装置の構成および基本作動原理について簡単に説明する。図1は、通常のネマティック液晶を利用した液晶表示装置11の基本的な構成図である。図において、2枚の透明電極13a,13b間に、4−メトキシベンリジデン−4’−ブチルアニリン(MBBA)と4−エトキシベンジリデン−4’−ブチルアニリン(EBBA)からなる、誘電異方性が負の液晶混合物15が封入されており、透明電極13a,13bとともにセル17を構成している。   In order to facilitate understanding of the present invention, the configuration and basic operation principle of a general liquid crystal display device will be briefly described before the detailed description of embodiments according to the present invention. FIG. 1 is a basic configuration diagram of a liquid crystal display device 11 using a normal nematic liquid crystal. In the figure, dielectric anisotropy consisting of 4-methoxybenzylidene-4′-butylaniline (MBBA) and 4-ethoxybenzylidene-4′-butylaniline (EBBA) between two transparent electrodes 13a and 13b. The negative liquid crystal mixture 15 is enclosed, and constitutes the cell 17 together with the transparent electrodes 13a and 13b.

液晶分子の長軸は電極13a,13b面に垂直な方向に配向するように、あらかじめ整列させておく。液晶15の分子軸を垂直にするには、電極面に界面活性剤をコーティングするとか、垂直配向剤を加える方法を採用する。透明電極13a,13b間には電源Eによって電圧が印加可能であり、液晶15に電界を加えることができる。また、14a,14bは透明ガラス板で、透明電極13a,13bに隣接して配置される。さらに、偏光板16a,16bが、透明ガラス板14a,14bを挟むように配置されている。   The long axes of the liquid crystal molecules are aligned in advance so as to be aligned in a direction perpendicular to the surfaces of the electrodes 13a and 13b. In order to make the molecular axis of the liquid crystal 15 vertical, a method of coating the electrode surface with a surfactant or adding a vertical alignment agent is employed. A voltage can be applied between the transparent electrodes 13 a and 13 b by the power source E, and an electric field can be applied to the liquid crystal 15. 14a and 14b are transparent glass plates, which are arranged adjacent to the transparent electrodes 13a and 13b. Further, the polarizing plates 16a and 16b are arranged so as to sandwich the transparent glass plates 14a and 14b.

図1にある液晶表示装置11においては、通常時、光源からの垂直入射光に対しては、光の進行方向と液晶15の光軸が一致しているから、液晶15を通過した光の偏光面は変化しないので、検光用偏光板16bによって遮られて光は通過しない。一方、このセル17に電圧を印加して液晶15に電界を加えると、液晶分子が回転して、分子軸は電極13a,13b面に対して傾いて垂直でなくなる。そのために透過光は複屈折効果により楕円偏光となり、一部が偏光板16bを通過し、液晶表示装置11上に文字、数字等を表示することができる。   In the liquid crystal display device 11 shown in FIG. 1, the polarization direction of light that has passed through the liquid crystal 15 is normal because the light traveling direction and the optical axis of the liquid crystal 15 coincide with normal incident light from the light source. Since the surface does not change, light is blocked by the light-detecting polarizing plate 16b and does not pass through. On the other hand, when a voltage is applied to the cell 17 and an electric field is applied to the liquid crystal 15, the liquid crystal molecules rotate, and the molecular axes are not perpendicular to the surfaces of the electrodes 13a and 13b. Therefore, the transmitted light becomes elliptically polarized light due to the birefringence effect, and part of the light passes through the polarizing plate 16 b and can display characters, numbers, and the like on the liquid crystal display device 11.

図2は、1画素が3つのサブピクセルSP1,SP2およびSP3で構成された液晶表示装置21を駆動するシステムを表す概略図である。図2について、その機能を重点的に説明する。入力された画像信号に基いてコントローラ23は、各サブピクセルSP1,SP2およびSP3の液晶に対し、どのくらいの電界を、どのくらいの時間加えればよいかを演算する。コントローラ23は、演算した各サブピクセルSP1,SP2およびSP3に対して加える電界の強さおよび時間に基いて、各信号を強度設定装置25および時間設定装置27に送信する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing a system for driving the liquid crystal display device 21 in which one pixel is composed of three sub-pixels SP1, SP2 and SP3. With reference to FIG. 2, the function will be described mainly. Based on the input image signal, the controller 23 calculates how much electric field should be applied to the liquid crystal of each of the subpixels SP1, SP2 and SP3. The controller 23 transmits each signal to the intensity setting device 25 and the time setting device 27 based on the strength and time of the electric field applied to the calculated subpixels SP1, SP2 and SP3.

強度設定装置25および時間設定装置27は、各々、コントローラ23からの信号に基いて、各サブピクセルSP1,SP2およびSP3の電極に対して加える電圧(入力ビット)あるいはその時間を設定し、相当する信号を発信する。強度設定装置25および時間設定装置27からの信号は、ドライバ29を介して各サブピクセルSP1,SP2およびSP3の電極に駆動信号として印加され、所望の画像を表示すべく各サブピクセルを駆動する。   The intensity setting device 25 and the time setting device 27 respectively set the voltage (input bit) to be applied to the electrodes of the subpixels SP1, SP2 and SP3 or the time based on the signal from the controller 23, and correspond. Send a signal. Signals from the intensity setting device 25 and the time setting device 27 are applied as drive signals to the electrodes of the subpixels SP1, SP2 and SP3 through the driver 29, and drive the subpixels to display a desired image.

図3は本発明の実施の形態1の要部を概念的に表した図である。図3において、液晶表示装置31は、図1において説明した通常の液晶表示装置に対し、さらに1画素をサブピクセル32a,32b,32cの3つのセルに分割したものである。図1において説明した透明電極のうちの一側である共通電極33aは、この実施の形態においては画素全体を覆うものであり、透明電極の他側である対向電極33bは、分割されたサブピクセル32a,32b,32c毎に1つずつ同種のものが配置されている。電極33a,33bはいずれも透明電極であり、両電極33a,33b間には液晶35が封入されている。   FIG. 3 is a diagram conceptually showing a main part of the first embodiment of the present invention. In FIG. 3, a liquid crystal display device 31 is obtained by dividing one pixel into three cells of subpixels 32a, 32b, and 32c as compared with the normal liquid crystal display device described in FIG. The common electrode 33a that is one side of the transparent electrodes described in FIG. 1 covers the entire pixel in this embodiment, and the counter electrode 33b that is the other side of the transparent electrode is a divided subpixel. One of the same type is arranged for each of 32a, 32b, and 32c. The electrodes 33a and 33b are both transparent electrodes, and a liquid crystal 35 is sealed between the electrodes 33a and 33b.

図3にある液晶表示装置の構成では、1画素が3つのサブピクセル32a,32b,32cに分割され、サブピクセル毎に対向電極33bが設置されているため、各対向電極33bと共通電極33aとの間の電圧を別々に印加することによって、1画素が発生する光輝度を3つのサブピクセル32a,32b,32cの発生するそれぞれの光輝度(光量)の組み合わせによって形成できるため、光輝度の細かい階調の段数が実現できるという利点がある。   In the configuration of the liquid crystal display device shown in FIG. 3, one pixel is divided into three subpixels 32a, 32b, and 32c, and a counter electrode 33b is provided for each subpixel. Therefore, each counter electrode 33b, common electrode 33a, Since the light luminance generated by one pixel can be formed by the combination of the respective light luminances (light amounts) generated by the three sub-pixels 32a, 32b, and 32c, by applying the voltage between the two pixels separately. There is an advantage that the number of gradation levels can be realized.

液晶35を挟んで共通電極33aとサブピクセル32a,32b,32cに対応する対向電極33bが設けられる液晶透過部(セル)37において、平面方向の対向電極間に第3電極38を設けている。図3において、第3電極38は、画素中のサブピクセル32a,32b,32cが配置される方向に向けて延在した横電極38aと、横電極38aと直交する縦電極38bとによって構成されている。第3電極38は、或る一定の電圧に接続されている。尚、図3の上では、透明ガラス板および偏光板は省略されている。   In a liquid crystal transmission part (cell) 37 in which the common electrode 33a and the counter electrode 33b corresponding to the subpixels 32a, 32b, and 32c are provided with the liquid crystal 35 interposed therebetween, a third electrode 38 is provided between the counter electrodes in the planar direction. In FIG. 3, the third electrode 38 includes a horizontal electrode 38a extending in a direction in which the subpixels 32a, 32b, and 32c in the pixel are arranged, and a vertical electrode 38b that is orthogonal to the horizontal electrode 38a. Yes. The third electrode 38 is connected to a certain voltage. In FIG. 3, the transparent glass plate and the polarizing plate are omitted.

図3に示した液晶表示装置では、隣り合ったサブピクセル32a,32b,32c間にシールド電極である第3電極38が存在することによって、シールド効果が得られる。この結果、1つのサブピクセルから漏れ出す電界の影響は低減され、各サブピクセル32a,32b,32cの依存関係は無視できるようになり、それぞれのサブピクセルに独立に透過光量を設定できる。   In the liquid crystal display device shown in FIG. 3, the shield effect is obtained by the presence of the third electrode 38 as a shield electrode between the adjacent subpixels 32a, 32b, and 32c. As a result, the influence of the electric field leaking from one subpixel is reduced, the dependence of each subpixel 32a, 32b, and 32c can be ignored, and the amount of transmitted light can be set independently for each subpixel.

本実施の形態において、第3電極38は格子状をしたものであるが、本発明の第3電極38はこの形状に限ったものではなく、サブピクセル32a,32b,32cに設置された各対向電極33bの間に配置され、各サブピクセル32a,32b,32c間の電界の影響を低減できるものであれば任意の形状のものが適用可能である。また、1画素を構成するサブピクセルは、必ずしも図3にあるように3個でなければならないわけではなく、複数であれば、任意の数が許容される。   In the present embodiment, the third electrode 38 has a lattice shape, but the third electrode 38 of the present invention is not limited to this shape, and each of the opposing electrodes provided in the subpixels 32a, 32b, and 32c. Any shape can be applied as long as it is arranged between the electrodes 33b and can reduce the influence of the electric field between the sub-pixels 32a, 32b, and 32c. Further, the number of sub-pixels constituting one pixel does not necessarily have to be three as shown in FIG. 3, and an arbitrary number is allowed as long as there are a plurality of sub-pixels.

本発明の実施の形態2を図4を参照して説明する。図14および15で説明したように、全てのサブピクセルについて、液晶に電界を印加する入力ビットを同時に増加させていった場合では、各サブピクセル毎に独立に光輝度を増加させるように入力ビットを増加させていった場合に比べて、全体の光輝度は小さくなる傾向を示す場合が多い。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As described with reference to FIGS. 14 and 15, in the case where the input bits for applying an electric field to the liquid crystal are simultaneously increased for all the subpixels, the input bits are set so as to increase the light intensity independently for each subpixel. In many cases, the overall light luminance tends to decrease compared to the case where the light intensity is increased.

図4は、異なる開口面積S1,S2,S3(S1>S2>S3)を有する3つの開口部43a,43b,43cを備える遮光マスク41が装着されることによって、1画素が3つのサブピクセルSP1,サブピクセルSP2,サブピクセルSP3に分割されたものを示している。遮光マスク41は、例えば、図1の透明電極13bと透明ガラス板14bとの間に配置される。   FIG. 4 shows that one pixel is divided into three subpixels SP1 by mounting a light shielding mask 41 having three openings 43a, 43b, 43c having different opening areas S1, S2, S3 (S1> S2> S3). , Subpixel SP2 and subpixel SP3. The light shielding mask 41 is disposed, for example, between the transparent electrode 13b and the transparent glass plate 14b in FIG.

図5は、図4に示した3つのサブピクセルSP1,サブピクセルSP2,サブピクセルSP3に、光輝度を与えるための入力ビット(B)を、各々単独で1ビットずつ増加させて行った場合の光輝度(I)の変化を示したものである。各サブピクセルSP1,SP2,SP3の透過光量は、遮光マスクに設けたそれぞれの開口面積に応じて発生する。図5の線図は、上からサブピクセルSP1,サブピクセルSP2,サブピクセルSP3の各光輝度特性を表し、いずれも設定ビットの増加につれて階段状に増加する。   FIG. 5 shows a case where the input bits (B) for giving light luminance to the three subpixels SP1, subpixels SP2 and subpixels SP3 shown in FIG. 4 are increased by one bit each. This shows the change in light luminance (I). The amount of light transmitted through each of the sub-pixels SP1, SP2, SP3 is generated according to the respective opening areas provided in the light shielding mask. The diagram of FIG. 5 shows the light luminance characteristics of the subpixel SP1, the subpixel SP2, and the subpixel SP3 from the top, and all increase stepwise as the setting bit increases.

ここで開口面積S3が最も小さいため、最も透過光量の小さいサブピクセルSP3の最大光輝度Max(P3)が、開口面積S2が2番目に大きいサブピクセルSP2の最小ビット分の光輝度変化d2n以上となるように設定されており、同様の関係がサブピクセルSP2とサブピクセルSP1の間にも成立するように、各開口面積S1,S2およびS3が設定されている(図5に示した実施の形態では、Max(P3)>d2nおよびMax(P2)>d1n)。この関係を数式で表せば、
Max(P3)≧d2n
Max(P2)≧d1n
となる。
Here, since the opening area S3 is the smallest, the maximum light luminance Max (P3) of the sub-pixel SP3 having the smallest transmitted light amount is equal to or larger than the light luminance change d2n corresponding to the minimum bit of the sub-pixel SP2 having the second largest opening area S2. The opening areas S1, S2 and S3 are set so that the same relationship is established between the subpixel SP2 and the subpixel SP1 (the embodiment shown in FIG. 5). Then, Max (P3)> d2n and Max (P2)> d1n). If this relationship is expressed in mathematical formulas,
Max (P3) ≧ d2n
Max (P2) ≧ d1n
It becomes.

このような関係を維持したサブピクセルから成る液晶表示装置であれば、より開口面積の小さいサブピクセルが、開口面積が1段階大きなサブピクセルの、最小ビット分の光輝度変化の全範囲をカバーしているため、前述したサブピクセル間の相互作用によって全体の光量和が小さくなっても、より小さいサブピクセルが光輝度低下を補えるようにできる。   In the case of a liquid crystal display device composed of subpixels that maintain such a relationship, a subpixel with a smaller aperture area covers the entire range of light intensity change for the minimum bit of a subpixel with a larger aperture area by one step. Therefore, even if the total light quantity sum is reduced by the above-described interaction between the sub-pixels, the smaller sub-pixel can compensate for the decrease in light luminance.

本発明の実施の形態3を図6および7を参照して説明する。図6は、同一形状、同一面積の開口部63を有した遮光マスク61が装着されることによって、1画素が3つのサブピクセルSP4,サブピクセルSP5,サブピクセルSP6に分割されたものを示している。図6の各サブピクセルの液晶に対しては、電圧を印加する時間を、図2における時間設定装置27を用いて互いに変化させることによって、各サブピクセルの光輝度を設定している。この場合には、マトリックス(図示せず)全体を走査する時間である1フレームあたりの時間積分値が各サブピクセルの光輝度となる。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 shows that one pixel is divided into three subpixels SP4, subpixels SP5, and subpixels SP6 by mounting a light shielding mask 61 having an opening 63 having the same shape and the same area. Yes. For the liquid crystal of each sub-pixel in FIG. 6, the light intensity of each sub-pixel is set by changing the voltage application time by using the time setting device 27 in FIG. In this case, the time integral value per frame, which is the time for scanning the entire matrix (not shown), is the light intensity of each subpixel.

各サブピクセルSP4,SP5,SP6に対して、電界を発生させる電圧を与える時間(駆動時間)は互いに異なっており、図6にあるように、それぞれt1,t2,t3(t1>t2>t3)と設定している。図7は、図6に示した各サブピクセルSP4,SP5,SP6の入力ビットを、各サブピクセル単独で増加させて行った場合の、各サブピクセルの入力ビットを時間積分して得られた光輝度の特性変化を示したものである。線図は、上からサブピクセルSP4,サブピクセルSP5,サブピクセルSP6の各光輝度特性を表し、いずれも入力ビットの増加につれて階段状に増加する。   The time (drive time) for applying the voltage for generating the electric field to each of the subpixels SP4, SP5, SP6 is different from each other, and as shown in FIG. 6, t1, t2, t3 (t1> t2> t3), respectively. Is set. FIG. 7 shows the light obtained by time-integrating the input bits of each subpixel when the input bits of each subpixel SP4, SP5, SP6 shown in FIG. This shows a change in luminance characteristics. The diagram shows the light luminance characteristics of the subpixel SP4, the subpixel SP5, and the subpixel SP6 from the top, all of which increase in a stepped manner as the input bit increases.

この場合も実施の形態2と同様に最も透過光量の小さいサブピクセルSP6の最大光量Max(P6)が2番目に大きいサブピクセルSP5の最小ビット分の光量変化d5n以上と設定されており、同様の関係がサブピクセルSP5とサブピクセルSP4の間にも成立するように設計されている(図7に示した実施の形態では、Max(P6)>d5nおよびMax(P5)>d4n)。この関係を数式で表せば、
Max(P6)≧d5n
Max(P5)≧d4n
となる。
Also in this case, as in the second embodiment, the maximum light amount Max (P6) of the sub-pixel SP6 with the smallest transmitted light amount is set to be not less than the light amount change d5n for the minimum bit of the second largest sub-pixel SP5. It is designed so that the relationship is also established between the subpixel SP5 and the subpixel SP4 (Max (P6)> d5n and Max (P5)> d4n in the embodiment shown in FIG. 7). If this relationship is expressed in mathematical formulas,
Max (P6) ≧ d5n
Max (P5) ≧ d4n
It becomes.

このような関係を維持したサブピクセルから成る液晶表示装置であれば、サブピクセル間の相互作用によって全体の光量和が小さくなっても、より小さいサブピクセルが光量低下を補えるようにできる。   If the liquid crystal display device is composed of sub-pixels that maintain such a relationship, even if the total light amount is reduced by the interaction between the sub-pixels, the smaller sub-pixel can compensate for the light amount reduction.

本発明の実施の形態4を図8を参照して説明する。図8は液晶表示装置において、1画素を構成する3つのサブピクセルSP7,SP8,SP9を示したものである。画素に遮光マスク81をかけ、遮光マスク81の各サブピクセルに対応する位置には、同一面積であり、同一の形状を有する複数の開口エレメント83が設けられている。ここで開口エレメント83の形状は、図にあるように光の回折の影響が少ない三日月形であり、透過光量の大きいサブピクセルSP7は28個、2番目に透過光量が大きいサブピクセルSP8は14個、最も透過光量が小さいサブピクセルSP9は5個の開口エレメント83を設けている。開口エレメント83の形状が同一なので、透過光の回折は各サブピクセルの開口面積に拘わらず、全てのサブピクセルSP7,SP8,SP9で同一条件となる。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows three subpixels SP7, SP8, SP9 constituting one pixel in the liquid crystal display device. The pixel is covered with a light shielding mask 81, and a plurality of opening elements 83 having the same area and the same shape are provided at positions corresponding to the sub-pixels of the light shielding mask 81. Here, the shape of the aperture element 83 is a crescent shape with little influence of light diffraction, as shown in the figure, with 28 sub-pixels SP7 having the largest transmitted light amount and 14 sub-pixels SP8 having the second largest transmitted light amount. The sub-pixel SP9 having the smallest transmitted light amount is provided with five aperture elements 83. Since the shape of the aperture element 83 is the same, diffraction of the transmitted light has the same condition for all the subpixels SP7, SP8, SP9 regardless of the aperture area of each subpixel.

本発明の実施の形態5を図9を参照して説明する。図9は液晶表示装置において、1画素を構成する3つのサブピクセルSP10,SP11,SP12を示したものである。図8と同様に、画素に遮光マスク91をかけ、3つのサブピクセルSP10,SP11,SP12に対応する位置に、同一面積であり、同一形状の開口エレメント93が設けられている。   A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows three subpixels SP10, SP11, SP12 constituting one pixel in the liquid crystal display device. Similarly to FIG. 8, the pixel is covered with a light shielding mask 91, and opening elements 93 having the same area and the same shape are provided at positions corresponding to the three subpixels SP10, SP11, SP12.

ここで開口エレメント93の形状は丸みのある四角形にしており、その数は、透過光量の最も大きいサブピクセルSP10は8個、2番目に透過光量が大きいサブピクセルSP11は4個、最も透過光量が小さいサブピクセルSP12は2個の開口となっている。すなわち、各サブピクセルSP10,SP11,SP12の備える開口エレメント93の数、換言すれば、各サブピクセルSP10,SP11,SP12の開口面積は、互いに2の累乗の比率となっている(SP10が2の3乗、SP11が2の2乗、SP12が2の1乗)。   Here, the shape of the opening element 93 is a rounded quadrangle. The number of the sub-pixel SP10 having the largest transmitted light amount is eight, the number of the sub-pixel SP11 having the second largest transmitted light amount is four, and the most transmitted light amount. The small subpixel SP12 has two openings. That is, the number of opening elements 93 included in each of the subpixels SP10, SP11, SP12, in other words, the opening area of each of the subpixels SP10, SP11, SP12 is a ratio of powers of 2 to each other (SP10 is 2). 3rd power, SP11 is the second power of 2, and SP12 is the second power of 2.

つまり、透過光量の最も大きいサブピクセルSP10の入力ビットの1/2ビットが2番目に透過光量が大きいサブピクセルSP11の1ビットに対応し、2番目に透過光量が大きいサブピクセルSP11の入力ビットの1/2ビットが最も透過光量が小さいサブピクセルSP12の1ビットに相当する、全てバイナリーの関係を維持している。これは光透過率の小さいサブピクセルの入力ビットを1ビットずつシフトしたものが次に大きい光透過度のサブピクセルの入力ビットとなる関係になっていることを意味する。これは実施の形態7で述べる較正方法を容易とする。また、これは各サブピクセル間の電位差を小さくでき、クロストークを低減できる。更に、各サブピクセル間の電位差を自由に設定できるため、液晶表示装置の特性の修正を容易にする。   That is, 1/2 bit of the input bit of the sub-pixel SP10 having the largest transmitted light amount corresponds to 1 bit of the sub-pixel SP11 having the second largest transmitted light amount, and the input bit of the sub-pixel SP11 having the second largest transmitted light amount. ½ bits correspond to 1 bit of the sub-pixel SP12 having the smallest transmitted light amount, and all binary relationships are maintained. This means that the input bits of the sub-pixels with low light transmittance shifted by one bit become the input bits of the sub-pixel with the next highest light transmittance. This facilitates the calibration method described in the seventh embodiment. In addition, this can reduce the potential difference between the sub-pixels and reduce crosstalk. Furthermore, since the potential difference between the sub-pixels can be set freely, the characteristics of the liquid crystal display device can be easily corrected.

無論、実施の形態4に述べたように、各サブピクセルSP10,SP11,SP12が備える開口エレメント93の形状が同一なので、透過光の回折は全てのサブピクセルSP10,SP11,SP12で同一条件となることは言うまでもない。   Of course, as described in the fourth embodiment, since the shape of the aperture element 93 included in each of the subpixels SP10, SP11, SP12 is the same, the diffraction of the transmitted light has the same conditions in all the subpixels SP10, SP11, SP12. Needless to say.

本発明の実施の形態6を図10を参照して説明する。図10(b)はモノクロ液晶表示装置において、1画素を構成する3つのサブピクセルSP13,SP14,SP15を示したものである。これは本来、カラー液晶表示装置において図10(a)に示すカラーフィルタ105を装着する場所に、これに代わって、遮光マスク101をかけ、カラーフィルタ105のRGBに対応する3つのサブピクセルの位置に、同一形状の複数の開口エレメント103が設けられるように構成されている。   A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10B shows three subpixels SP13, SP14, and SP15 constituting one pixel in the monochrome liquid crystal display device. In the color liquid crystal display device, the position of the three subpixels corresponding to RGB of the color filter 105 is instead applied to a place where the color filter 105 shown in FIG. In addition, a plurality of opening elements 103 having the same shape are provided.

ここで、図16は、通常のアクティブマトリックス型のカラー液晶表示装置181を示す。図においてカラー液晶表示装置181は、共通電極183a、駆動電極183bに挟まれた液晶185と、透明ガラス板189a,189bを備えており、共通電極183aと透明ガラス板189aとの間にはカラーフイルタ187が介在されている。図にあるように、カラーフィルタ187には、それぞれRGBフィルタが規則的に配置されている。本実施の形態6においては、図16に示したカラー液晶表示装置181の製造工程において、カラーフィルタ187に代えて、遮光マスク101を配置するのみで、製造工程における他の変更をすることなく容易にモノクロ液晶表示装置を製造できるものである。   Here, FIG. 16 shows a normal active matrix type color liquid crystal display device 181. In the figure, a color liquid crystal display device 181 includes a liquid crystal 185 sandwiched between a common electrode 183a and a drive electrode 183b, and transparent glass plates 189a and 189b, and a color filter between the common electrode 183a and the transparent glass plate 189a. 187 is interposed. As shown in the figure, the RGB filters are regularly arranged in the color filter 187, respectively. In the sixth embodiment, in the manufacturing process of the color liquid crystal display device 181 shown in FIG. 16, only the light shielding mask 101 is disposed in place of the color filter 187, and there is no need to make other changes in the manufacturing process. In addition, a monochrome liquid crystal display device can be manufactured.

遮光マスク101を配置する工程の位置は、カラー液晶表示装置181の製造工程におけるカラーフィルタ187を配置する位置であっても良いし、さもなくば、液晶パネルを製作する工程で液晶を塗布する前のTFT等のプロセス工程でアルミニュームなどの遮光マスクとして形成しておいても良い。このように既存のカラー液晶パネルを用いて高輝度分解能のモノクロ液晶パネルを作成できることは経済的に有利な点である。また、遮光マスク101の代わりに、NDフィルタを装着した液晶表示装置としても同様の工程で製造でき、本発明の効果を奏することができる。   The position of the step of disposing the light shielding mask 101 may be the position of disposing the color filter 187 in the manufacturing process of the color liquid crystal display device 181, or otherwise, before applying the liquid crystal in the step of manufacturing the liquid crystal panel. It may be formed as a light-shielding mask made of aluminum or the like in a process step such as TFT. Thus, it is economically advantageous that a monochrome liquid crystal panel with high luminance resolution can be produced using an existing color liquid crystal panel. Further, a liquid crystal display device equipped with an ND filter instead of the light shielding mask 101 can be manufactured in the same process, and the effects of the present invention can be achieved.

本発明の実施の形態7を図11乃至13を参照して説明する。図11乃至13は液晶表示装置において、3つの開口面積(S1>S2>S3)の異なる開口部43a,43b,43cを有する遮光マスク41を装着することによって、1画素を構成する各サブピクセルSP1,SP2,SP3(図4において前出)の光量を互いに変えたものについて、その階調較正を行う手順を示している。   A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11 to 13 show a liquid crystal display device in which each sub-pixel SP1 constituting one pixel is mounted by mounting a light shielding mask 41 having three openings 43a, 43b, and 43c having different opening areas (S1> S2> S3). , SP2 and SP3 (described above in FIG. 4) with different light amounts are shown in the procedure for gradation calibration.

図11(a),12(a),13(a)は、各サブピクセルを表し、開口部内の文字は、各階調較正時の固定された入力ビットを示す。図11(b),12(b),13(b)は、階調較正時の入力ビットと光輝度との関係を表すグラフであり、図11(c),12(c),13(c)は、階調較正時の各サブピクセルの入力ビットと光輝度との関係を示した表である。   11 (a), 12 (a), and 13 (a) represent each sub-pixel, and characters in the opening indicate fixed input bits at the time of each gradation calibration. 11 (b), 12 (b), and 13 (b) are graphs showing the relationship between input bits and light luminance at the time of gradation calibration. FIGS. 11 (c), 12 (c), and 13 (c) ) Is a table showing the relationship between the input bit of each sub-pixel and the light intensity at the time of gradation calibration.

また、図11(b),12(b),13(b)において、グラフの横軸は階調較正時の入力ビット、縦軸は高精度の光量モニタを液晶表示装置の画面上に密着設置して測定した光輝度を示す。また、実線は希望出力特性を示し、上下方向に積み上げられた矩形は、それぞれ図11(b)ではサブピクセルSP1、SP2およびSP3の光輝度が、図12(b)ではサブピクセルSP2およびSP3の光輝度が、図13(b)ではサブピクセルSP3の光輝度が階調較正時に変化される様を表す。   11 (b), 12 (b), and 13 (b), the horizontal axis of the graph is an input bit at the time of gradation calibration, and the vertical axis is a high-accuracy light amount monitor placed closely on the screen of the liquid crystal display device. The measured light intensity is shown. Further, the solid line indicates the desired output characteristics, and the rectangles stacked in the vertical direction indicate the light intensity of the subpixels SP1, SP2 and SP3 in FIG. 11B and the subpixels SP2 and SP3 in FIG. FIG. 13B shows a state in which the light luminance of the sub-pixel SP3 is changed during gradation calibration.

1例として、希望出力特性はDICOMスタンダードでは入力ビットに対して、その2.2乗の光輝度特性を出さなければならない。この特性は全サブピクセルを開放した状態で最大の光輝度(Lmax)と完全遮断時の透過輝度(Lmin)を予め求めておけば、希望出力特性のカーブは自動的に決定される。ここではバックライトの光量には温度特性が有るので、液晶を透過しない場所で光量をモニタして、予め常に一定のバックライト光量を得られるように別途に光量安定化を行っておくことが必要である。設定する最大階調数を、例えば2048階調とすれば、n段階目の階調として設定しなければならない目標輝度(Ln)は、以下のようになる。
Ln=n*(Lmax−Lmin)/2047+Lmin
As an example, in the DICOM standard, the desired output characteristic must be the light power characteristic of the power of 2.2 with respect to the input bit. As for this characteristic, if the maximum light luminance (Lmax) and the transmission luminance (Lmin) at the time of complete shutoff are obtained in advance with all the sub-pixels opened, the curve of the desired output characteristic is automatically determined. Here, the amount of light of the backlight has temperature characteristics, so it is necessary to monitor the amount of light in a place where it does not transmit the liquid crystal and separately stabilize the amount of light so that a constant amount of backlight can be obtained in advance. It is. If the maximum number of gradations to be set is, for example, 2048 gradations, the target luminance (Ln) that must be set as the nth gradation is as follows.
Ln = n * (Lmax−Lmin) / 2047 + Lmin

この目標輝度(Ln)に対応する各サブピクセルの入力ビットを決める手順を以下に述べる。まず全サブピクセルSP1,SP2およびSP3の入力ビットを同一にして、徐々に増加させ、Lnに最も近づいたところ(Ln+α)で、その入力ビットをサブピクセルSP1の入力ビットとして固定する(図11(a),(b),(c)においてkで表されている)。次にサブピクセルSP2およびSP3の入力ビットを同一にして、kから徐々に増加または減少させ、Lnに更に最も近づいたところ(Ln+β(α>β))で、その入力ビットをサブピクセルSP2の設定ビットとして固定する(図12(a),(b),(c)においてk−2で表されている)。   A procedure for determining the input bit of each subpixel corresponding to the target luminance (Ln) will be described below. First, the input bits of all the subpixels SP1, SP2 and SP3 are made the same and gradually increased. When the input bit is closest to Ln (Ln + α), the input bit is fixed as the input bit of the subpixel SP1 (FIG. 11 ( a), (b), (c) represented by k). Next, the input bits of the subpixels SP2 and SP3 are made the same, gradually increase or decrease from k, and when the input bit is closest to Ln (Ln + β (α> β)), the input bit is set to the subpixel SP2. It is fixed as a bit (represented by k-2 in FIGS. 12A, 12B, and 12C).

次に同様に、サブピクセルSP1およびSP2の入力ビットを各々、k,k−2に固定し、サブピクセルSP3の入力ビットをkから徐々に増加または減少させ、Lnに更に最も近づいたところ(Ln+γ(β>γ))で、その入力ビットをサブピクセルSP3の入力ビットとして固定する(図13(a),(b),(c)においてk−3で表されている)。このようにして、目標輝度Lnに対して、それに最も近いサブピクセルの入力ビットを決定することができる。所望の階調数が2048であれば、nを0から2047まで以上のステップをくり返して、全ての階調(L0〜L2047)に対応する参照表(Look Up Table:LUT)を求めることができる。なお、図11(c),12(c),13(c)において、光輝度の欄はLnに最接近したときのもののみを記入し、他のときのものは省略している。   Next, similarly, the input bits of the subpixels SP1 and SP2 are fixed to k and k-2, respectively, and the input bit of the subpixel SP3 is gradually increased or decreased from k, and the point closest to Ln (Ln + γ (Β> γ)), the input bit is fixed as the input bit of the sub-pixel SP3 (represented by k-3 in FIGS. 13A, 13B, and 13C). In this way, the input bit of the subpixel closest to the target luminance Ln can be determined. If the desired number of gradations is 2048, it is possible to obtain a lookup table (Look Up Table: LUT) corresponding to all gradations (L0 to L2047) by repeating n from 0 to 2047 or more. . In FIGS. 11 (c), 12 (c), and 13 (c), only the light intensity column is entered when it is closest to Ln, and the other cases are omitted.

尚、上記手順の最初において、全サブピクセルSP1,SP2およびSP3の入力ビットを同一にして、徐々に増加させているが、この場合、逆に高輝度側から減少させてもよい。また、増加あるいは減少させる入力ビットは必ずしも1ビットづつでなければならないわけではなく、任意の入力ビット値でよいことは言うまでもない。   At the beginning of the above procedure, the input bits of all the subpixels SP1, SP2 and SP3 are made the same and gradually increased. However, in this case, they may be decreased from the high luminance side. Further, the input bits to be increased or decreased do not necessarily have to be one bit at a time, and it goes without saying that any input bit value may be used.

本発明の実施の形態8を以下に説明する。上の実施の形態7で得られたLUTは測定される環境の温度によって異なる。このため幾つかの温度においてLUTを複数作成し、使用時の環境温度におけるLUTを、その使用温度に応じて適切に使用することが求められる。簡易的に環境温度におけるLUTを作成するために、2つ以上の環境温度におけるLUTを用い、これらから実際の使用温度において較正したLUTを作成する。例えば、環境温度が15℃と55℃時のLUTとして以下のものが得られたとする。   Embodiment 8 of the present invention will be described below. The LUT obtained in the seventh embodiment differs depending on the temperature of the environment to be measured. For this reason, it is required to create a plurality of LUTs at several temperatures and to appropriately use the LUTs at the environmental temperature at the time of use according to the use temperature. In order to easily create an LUT at an ambient temperature, LUTs at two or more ambient temperatures are used, and an LUT calibrated at an actual use temperature is created therefrom. For example, assume that the following is obtained as the LUT when the environmental temperature is 15 ° C. and 55 ° C.

Figure 0003856460
Figure 0003856460

Figure 0003856460
Figure 0003856460

実際の使用温度がT℃の場合には、合成輝度Lkの段階で、サブピクセルSP1の入力ビットをm(T)k1
、サブピクセルSP2の入力ビットをm(T)k2、サブピクセルSP3の入力ビットをm(T)k3とすれば、
m(T)k1 =(T-15)*{m(55)k1-m(15)k1}/40+m(15)k1
m(T)k2 =(T-15)*{m(55)k2-m(15)k2}/40+m(15)k2
m(T)k3 =(T-15)*{m(55)k3-m(15)k3}/40+m(15)k3
When the actual use temperature is T ° C., the input bit of the subpixel SP1 is set to m (T) k1 at the stage of the composite luminance Lk.
If the input bit of the subpixel SP2 is m (T) k2, and the input bit of the subpixel SP3 is m (T) k3,
m (T) k1 = (T-15) * {m (55) k1-m (15) k1} / 40 + m (15) k1
m (T) k2 = (T-15) * {m (55) k2-m (15) k2} / 40 + m (15) k2
m (T) k3 = (T-15) * {m (55) k3-m (15) k3} / 40 + m (15) k3

でkについて階調数だけ計算することで温度TにおけるLUTを下記のように作成できる。尚、前記した複数の温度におけるLUTは、階調較正時にその都度作成されてもよいし、あるいは予め作成されておいてもよい。   By calculating only the number of gradations for k, an LUT at temperature T can be created as follows. Note that the LUTs at a plurality of temperatures described above may be created each time the gradation is calibrated, or may be created in advance.

Figure 0003856460
Figure 0003856460

狭い温度範囲では、上述したように、幾つかのLUTを用いて、線形的な内挿法や外挿法で新たにLUTを作成することができる。しかし、任意の広い使用温度で、限られたLUTを用いて、単純に線形的な外挿法や内挿法により較正することは困難である。このような液晶そのものの非線形の特性は、先立って測定され得る温度Tの関数g(T)として求めておくことができる。このような関数は曲線の形状が同一であって、拡大比率aとオフセット成分bで代表することができる(ここで合成輝度kにおける係数をak,bkと表す)。則ち、
fk(T)=ak・g(T)+bk
m(T)kj=fk(T) (j=1,2,3)
fk(15)=m(15)kj (j=1,2,3)
fk(55)=m(55)kj (j=1,2,3)
In a narrow temperature range, as described above, a new LUT can be created by linear interpolation or extrapolation using several LUTs. However, it is difficult to calibrate by simply linear extrapolation or interpolation using a limited LUT at any wide service temperature. Such nonlinear characteristics of the liquid crystal itself can be obtained as a function g (T) of the temperature T that can be measured in advance. Such a function has the same curve shape and can be represented by an enlargement ratio a and an offset component b (here, coefficients in the combined luminance k are represented as ak and bk). That is,
fk (T) = ak · g (T) + bk
m (T) kj = fk (T) (j = 1, 2, 3)
fk (15) = m (15) kj (j = 1, 2, 3)
fk (55) = m (55) kj (j = 1, 2, 3)

上式を連立させて、ak,bkを決定すれば、m(T)kjを求めることができる。これを全てのkにおいて求めれば、温度Tにおける所望のLUTが得られる。   M (T) kj can be obtained by simultaneously determining the above equations and determining ak and bk. If this is obtained for all k, the desired LUT at temperature T is obtained.

尚、前記した本発明の実施の形態1,2,7および8においては、各サブピクセル間で開口面積の異なる開口部を備えた遮光マスクを用いて、各サブピクセル間の光量を互いに異ならせたもののみでなく、各サブピクセル間で光透過量を異ならせたNDフィルタを装着した液晶表示装置、あるいは各サブピクセル自体の光透過面積を互いに異ならせた液晶表示装置にも適用可能である。   In the first, second, seventh, and eighth embodiments of the present invention described above, the light quantity between the sub-pixels is made different from each other by using the light shielding mask having the openings having different opening areas between the sub-pixels. The present invention can be applied not only to a liquid crystal display device, but also to a liquid crystal display device equipped with an ND filter in which the amount of light transmission differs between subpixels, or a liquid crystal display device in which the light transmission areas of the subpixels themselves are different from each other. .

液晶表示装置の基本的な構成図である。It is a basic block diagram of a liquid crystal display device. 液晶表示装置を駆動するシステムを表す概略図である。It is the schematic showing the system which drives a liquid crystal display device. 本発明の実施の形態1による液晶表示装置の概略図である。It is the schematic of the liquid crystal display device by Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2による液晶表示装置のサブピクセルを表す図である。It is a figure showing the sub pixel of the liquid crystal display device by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2による液晶表示装置の入力ビットと光輝度との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the input bit and light luminance of the liquid crystal display device by Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3による液晶表示装置の各サブピクセルとその駆動時間を表す図である。It is a figure showing each sub pixel of the liquid crystal display device by Embodiment 3 of this invention, and its drive time. 本発明の実施の形態3による液晶表示装置の入力ビットと光輝度との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the input bit and light luminance of the liquid crystal display device by Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4による液晶表示装置の各サブピクセルを表す図である。It is a figure showing each sub pixel of the liquid crystal display device by Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5による液晶表示装置の各サブピクセルを表す図である。It is a figure showing each sub pixel of the liquid crystal display device by Embodiment 5 of this invention. 液晶表示装置のカラーフィルタを表す図(a)と、本発明の実施の形態6による液晶表示装置の各サブピクセルを表す図(b)である。FIG. 7A is a diagram illustrating a color filter of a liquid crystal display device, and FIG. 7B is a diagram illustrating each subpixel of the liquid crystal display device according to Embodiment 6 of the present invention. 本発明の実施の形態7による液晶表示装置の第1手順における各サブピクセルを表す図(a)と、階調較正時の入力ビットと光輝度との関係を表すグラフ(b)および階調較正時の各サブピクセルの入力ビットと光輝度との関係を示す表を表す図(c)である。The figure (a) showing each sub pixel in the 1st procedure of the liquid crystal display device by Embodiment 7 of this invention, the graph (b) showing the relationship between the input bit at the time of gradation calibration, and light intensity, and gradation calibration It is a figure (c) showing the table | surface which shows the relationship between the input bit of each sub pixel at the time, and light luminance. 本発明の実施の形態7による液晶表示装置の第2手順における各サブピクセルを表す図(a)と、階調較正時の入力ビットと光輝度との関係を表すグラフ(b)および階調較正時の各サブピクセルの入力ビットと光輝度との関係を示す表を表す図(c)である。The figure (a) showing each sub pixel in the 2nd procedure of the liquid crystal display device by Embodiment 7 of this invention, the graph (b) showing the relationship between the input bit at the time of gradation calibration, and light intensity, and gradation calibration It is a figure (c) showing the table | surface which shows the relationship between the input bit of each sub pixel at the time, and light luminance. 本発明の実施の形態7による液晶表示装置の第3手順における各サブピクセルを表す図(a)と、階調較正時の入力ビットと光輝度との関係を表すグラフ(b)および階調較正時の各サブピクセルの入力ビットと光輝度との関係を示す表を表す図(c)である。The figure (a) showing each sub pixel in the 3rd procedure of the liquid crystal display device by Embodiment 7 of this invention, the graph (b) showing the relationship between the input bit at the time of gradation calibration, and light intensity, and gradation calibration It is a figure (c) showing the table | surface which shows the relationship between the input bit of each sub pixel at the time, and light luminance. 従来からあった、1画素を開口面積の異なる複数のサブピクセルから構成した液晶表示装置の各サブピクセルを表す図である。It is a figure showing each sub pixel of the liquid crystal display device which conventionally comprised 1 pixel from the several sub pixel from which opening area differs. 従来からあった、1画素を開口面積の異なる複数のサブピクセルから構成した液晶表示装置の入力ビットと光輝度との関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the input bit and light luminance of the liquid crystal display device which conventionally comprised 1 pixel from the several sub pixel from which opening area differs. 従来のカラー液晶表示装置を表す図である。It is a figure showing the conventional color liquid crystal display device.

符号の説明Explanation of symbols

11,21,31,181…液晶表示装置、32a〜32c,SP1〜15…サブピクセル、13a,33a,183a,13b,33b,183b…電極、15,35,185…液晶、17,37…セル、38…第3電極、41,61,81,91,101…遮光マスク、83,93,103…開口エレメント、105,187…カラーフィルタ
11, 21, 31, 181 ... liquid crystal display devices, 32a to 32c, SP1 to 15 ... subpixels, 13a, 33a, 183a, 13b, 33b, 183b ... electrodes, 15, 35, 185 ... liquid crystal, 17, 37 ... cells , 38 ... third electrode, 41, 61, 81, 91, 101 ... light shielding mask, 83, 93, 103 ... aperture element, 105, 187 ... color filter

Claims (2)

液晶の両側に一対の電極を配置し、前記液晶に電界を与えることにより表示機能を有するとともに、1つの画素が少なくとも2つのサブピクセルから成り、前記各サブピクセルの最大光量が互いに異なるように構成された液晶表示装置に適用されて、前記画素の目標輝度とこの目標輝度を実現するために前記各サブピクセルに与える電界に対応する入力ビットとの関係を表すルックアップテーブルの較正方法において、
前記全てのサブピクセルの入力ビットを同時に所定ビットづつ増加あるいは減少させてゆき、前記画素の輝度前記目標輝度に最も近くなったときの入力ビットを、前記サブピクセルのうち、最も光量の大きいサブピクセルについて第1入力ビットとして固定し、その後、残りの全てのサブピクセルについて前記第1入力ビットから同時に所定ビットづつ増加あるいは減少させて、前記画素の輝度が前記目標輝度に最も近くなったときの入力ビットを、前記サブピクセルのうち、2番目に光量の大きいサブピクセルについて第2入力ビットとして固定し、全てのサブピクセルについて、順次、入力ビットを決定するルックアップテーブルの較正方法。
A pair of electrodes is arranged on both sides of the liquid crystal, and has a display function by applying an electric field to the liquid crystal, and one pixel is composed of at least two subpixels, and the maximum light quantity of each subpixel is different from each other. In a calibration method of a look-up table, which is applied to a liquid crystal display device , and represents a relationship between a target luminance of the pixel and an input bit corresponding to an electric field applied to each of the subpixels to realize the target luminance ,
The Yuki and the input bits for all the sub-pixels were simultaneously given bit at increased or decreased, the input bit when the luminance of the pixel becomes closest to the target luminance among the sub-pixels, the most amount of light larger sub When a pixel is fixed as a first input bit , and then, for all remaining sub-pixels, the first input bit is simultaneously increased or decreased by a predetermined number of bits , and the luminance of the pixel is closest to the target luminance . input bits, among the sub-pixels, the larger subpixels amount to the second fixed as a second input bit, all of the sub-pixels sequentially, the calibration method of the look-up table to determine the input bits.
請求項1に記載したルックアップテーブルの較正方法において、The method of calibrating a lookup table according to claim 1,
複数の温度毎に、前記全てのサブピクセルについて、全ての目標輝度と同目標輝度に対応する入力ビットとの関係を表すルックアップテーブルを作成し、前記複数の温度における前記ルックアップテーブルに基づいて非線形の関数上で内挿法あるいは外挿法により換算温度入力ビットを求めて実際の動作温度における前記全てのサブピクセルの入力ビットを決定するルックアップテーブルの較正方法。For each of the plurality of temperatures, for each of the sub-pixels, create a lookup table that represents the relationship between all target luminances and input bits corresponding to the target luminance, and based on the lookup table at the plurality of temperatures A lookup table calibration method in which reduced temperature input bits are obtained by interpolation or extrapolation on a non-linear function to determine the input bits of all the sub-pixels at the actual operating temperature.
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