JP4910356B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
本発明は、液晶パネルを用いた液晶テレビなどの液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device such as a liquid crystal television using a liquid crystal panel.
近年、液晶表示装置は、画質の向上や薄型のメリットが認知されると共に、大幅な低価格化が進みPC用モニタや業務用の表示端末の他、家庭用のテレビ受像機として需要が急激に拡大している。液晶パネルは、パネルに入力されるクロック信号と水平同期信号、垂直同期信号(パネルによってはDE信号などと呼ばれる映像有効期間を示す信号)から生成される駆動用の各種タイミングパルスに基づき動作する。 In recent years, liquid crystal display devices have been recognized for the benefits of improved image quality and thinness, and have been drastically reduced in price, and in addition to PC monitors and commercial display terminals, there is a rapid demand for home television receivers. It is expanding. The liquid crystal panel operates based on various timing pulses for driving generated from a clock signal, a horizontal synchronizing signal, and a vertical synchronizing signal (a signal indicating a video valid period called a DE signal depending on the panel) input to the panel.
液晶パネルにおいて、液晶画素への映像データの書き込みは、通常、画面上端のラインから順次、水平周期毎に下方に向かって走査され、そのデータの更新は垂直周期毎に行われる。通常、クロック周波数、水平同期周波数、垂直同期周波数は所定の周波数で一定であるので、常に一定の速度で画面の垂直方向に上から下にスキャンされている。 In the liquid crystal panel, video data is normally written to the liquid crystal pixels sequentially scanned downward from the line at the upper end of the screen every horizontal period, and the data is updated every vertical period. Usually, since the clock frequency, the horizontal synchronization frequency, and the vertical synchronization frequency are constant at a predetermined frequency, they are always scanned from top to bottom in the vertical direction of the screen at a constant speed.
ところで、液晶パネルは、近年、高速応答化が図られ、動画表示性能は実用上十分な許容レベルに到達してきてはいるものの、未だCRTのそれには遠く及ばず、更に高画質な表示品位を実現するために動画像のぼやけの改善は液晶表示装置の重要な開発課題の一つである。このような、動画のぼやけの要因として、ホールド型表示という液晶の駆動原理に起因するものと、液晶そのものの応答速度が十分速くない事に起因するものとが良く知られている。 By the way, in recent years, liquid crystal panels have achieved high-speed response, and while moving image display performance has reached a practically acceptable level, it is still far from that of CRT, and realizes display quality with higher image quality. Therefore, the improvement of blurring of moving images is one of the important development issues of liquid crystal display devices. As a cause of such blurring of moving images, there are well-known ones caused by the liquid crystal driving principle of hold-type display and those caused by the response speed of the liquid crystal itself not being sufficiently fast.
前者による動画のぼやけを改善する技術の一つとして、例えば特許文献1には、バックライトを垂直方向にNブロックに分割し順次点灯、消灯する構成が示されている。また、一方後者による動画のぼやけを改善するためには、現行の映像信号と1フレーム前の映像信号から、実際に液晶を駆動するための階調を決定する、いわゆるオーバードライブ回路が一般的に備わっている。
As one of the techniques for improving the blurring of moving images by the former, for example,
ここで、特に映画を鑑賞するために液晶表示装置の画質モードをシネマモードなどに設定し、輝度を抑え目にした設定が為された場合、バックライトやインバータ回路の発熱が少なく他の表示モードよりパネルの温度が低下する。液晶表示装置の応答は、温度への依存性が高いため、例えば特許文献2では温度センサからの情報で前述のオーバードライブのLUTを切り替える構成が示される。 Here, especially when watching the movie, if the image quality mode of the liquid crystal display device is set to cinema mode, etc., and the setting is made to suppress the brightness, the other display modes with less heat generation of the backlight and inverter circuit The panel temperature is further reduced. Since the response of the liquid crystal display device is highly dependent on temperature, for example, Patent Document 2 discloses a configuration in which the above-described overdrive LUT is switched based on information from a temperature sensor.
さらに、一般に液晶表示装置はバックライトのPWM調光(バースト調光)により画面の輝度を調節する機能を備えている。PWM調光は時として表示画面にノイズを発生させ、表示品位に影響を与える場合がある。PWM調光が画像に影響を与えるケースとしてはパネルモジュール外の信号や回路に影響を与える場合と、パネルモジュール内で影響を与える場合とがある。前者は例えば表示装置に入力されたアナログ映像信号にPWM調光に起因するノイズが載ってしまい、結局最終の表示画面に現れてしまうものである。後者はPWM調光に起因する電源電圧変動やノイズがパネルモジュール内の液晶駆動回路に影響を与えたり、ランプの点灯、消灯自体がパネルの画素TFTの特性に影響を与え表示画面に現れるものである。 Further, in general, a liquid crystal display device has a function of adjusting screen brightness by PWM dimming (burst dimming) of a backlight. PWM dimming sometimes generates noise on the display screen and may affect the display quality. Cases in which PWM dimming affects an image include a case in which a signal or circuit outside the panel module is affected, and a case in which the light is affected within the panel module. In the former, for example, noise resulting from PWM dimming is included in an analog video signal input to the display device, and eventually appears on the final display screen. In the latter case, fluctuations in power supply voltage and noise caused by PWM dimming affect the liquid crystal drive circuit in the panel module, and lighting / extinguishing of the lamp itself affects the characteristics of the pixel TFT of the panel and appears on the display screen. is there.
表示装置に入力されたアナログ映像信号に影響を与え、画面上にビート状の妨害が認識されるのを防止するため、PWM調光信号を垂直同期信号に同期させる方法は有効な手段の一つであるが、パネルモジュール内でのノイズ重畳の面では、図14に示すような固定の水平の縞状ノイズが認識されやすくなる場合も多々ある。このような場合、特許文献3には、バックライトを複数のブロックに分割し、それぞれ異なるPWM調光信号にて制御し、またそれらの調光信号の入れ替えを行う構成が示されている。特許文献3に示されるような構成とすることで、画面上のノイズ成分が弱くなるとともに、ノイズの位相が固定されなくなるため、ノイズを改善する事が出来る。
しかしながら、前記従来の構成では下記のような課題があった。まず、バックライトを垂直方向にNブロックに分割し順次点灯、消灯する構成にて、動画表示性能を改善した場合、ライン(垂直方向の位置)によってその改善効果の差が大きいという課題を本願発明者は見出した。例えば、図15のように構成した液晶表示装置において、4ブロックに分割したバックライトの発光領域と液晶パネルの関係を図16に示す。例えば第2のバックライトブロックの中央付近の第nラインと同一のバックライトブロックにあり第nラインからkライン上方にある第n−kラインについて考える。 However, the conventional configuration has the following problems. First, the present invention has a problem that when the display performance is improved by dividing the backlight into N blocks in the vertical direction and sequentially turning on and off, there is a large difference in improvement effect depending on the line (position in the vertical direction). Found. For example, FIG. 16 shows the relationship between the light emission area of the backlight divided into four blocks and the liquid crystal panel in the liquid crystal display device configured as shown in FIG. For example, consider the n-k line in the same backlight block as the n-th line near the center of the second backlight block and above the k-th line from the n-th line.
第nラインにおける液晶の映像変化に対する透過率推移(以降、応答波形とする)とランプの点灯位相の関係が図17(a)に示す関係である場合、第n−kラインでは映像データの画素への書き込みは第nラインよりkライン分早く発生するがランプの点灯は第nラインと同じであるため、図17(b)に示すように、液晶の応答波形とランプの点灯位相の関係が変化し、動画表示性能の改善効果が変化する。 When the relationship between the transmittance transition (hereinafter referred to as a response waveform) with respect to the liquid crystal image change in the n-th line and the lighting phase of the lamp is the relationship shown in FIG. 17A, the pixel of the video data in the n-k line. Writing to the flash occurs for k lines earlier than the nth line, but the lamp lighting is the same as that of the nth line. Therefore, as shown in FIG. 17B, the relationship between the liquid crystal response waveform and the lamp lighting phase is Changes, and the effect of improving the video display performance changes.
垂直方向の画面位置と動画表示性能改善効果の関係は図18(a)に示すように、分割したバックライトブロックに対応して変化し、改善効果が画面内で変化してしまい、十分な改善効果が得られない領域が発生してしまう。ブロック数を多くすればこの課題を解決することも可能であるが、例えば32インチではの通常のバックライトは16本〜20本程度のランプであるが、一般的には均等に分割する事を考えると分割数には制限を生じるし、またU字ランプを採用しランプ数を半分に減らしたパネルやストレートランプの片側の電極を接続し、U字ランプのように使用する例もあり、実際には半分のランプ数と同等の制御しか出来ない場合も増えている。それ以前に分割数を増やすとインバータ回路や制御回路のコスト増となる問題もある。 As shown in FIG. 18A, the relationship between the vertical screen position and the moving image display performance improvement effect changes corresponding to the divided backlight block, and the improvement effect changes within the screen, so that the improvement is sufficient. An area where the effect cannot be obtained occurs. It is possible to solve this problem by increasing the number of blocks. For example, a normal backlight of 32 inches has about 16 to 20 lamps, but in general, it can be divided equally. If you think about it, the number of divisions will be limited, and there are also examples that use U-shaped lamps, connect the panel on one side of a straight lamp or a panel with half the number of lamps, and use it like a U-shaped lamp. The number of cases where only control equivalent to half the number of lamps can be increased. If the number of divisions is increased before that, there is a problem that the cost of the inverter circuit and the control circuit increases.
また、PWM調光による画面ノイズ軽減のため、分割したバックライト各々を、周波数の異なるPWM調光信号にて駆動する構成においては、インバータ回路や調光波形発生回路が独立して必要となるため、回路が複雑となり高コストとなる。またインバータ回路の動作が入力映像信号に対して非同期になるためビート妨害が認識されるようになる可能性もある。 In addition, in order to reduce screen noise by PWM dimming, an inverter circuit and dimming waveform generation circuit are required independently in a configuration in which each divided backlight is driven by PWM dimming signals having different frequencies. The circuit becomes complicated and expensive. Further, since the operation of the inverter circuit becomes asynchronous with respect to the input video signal, there is a possibility that beat disturbance is recognized.
さらに、別の課題として、特に大型の液晶パネルにおいては画面の上側の温度と下側が温度の差が大きい場合、動画表示性能の改善度合いが画面の上下方向で大きく異なるという課題もある。また、動画表示性能改善のため、オーバードライブのルックアップテーブルを複数準備し、温度により切り替える構成においては、ルックアップテーブルのデータを記憶するメモリ容量や温度センサなどの回路コストが増加する。特に価格競争の厳しい低インチのセットほどオーバードライブの温度制御は導入しづらい。 Furthermore, as another problem, particularly in a large-sized liquid crystal panel, when the temperature difference between the upper side and the lower side of the screen is large, the improvement degree of the moving image display performance is greatly different in the vertical direction of the screen. In addition, in a configuration in which a plurality of overdrive look-up tables are prepared and switched according to temperature in order to improve moving image display performance, circuit costs such as a memory capacity for storing look-up table data and a temperature sensor increase. In particular, over-drive temperature control is harder to introduce in low-inch sets where price competition is severe.
これらの課題を解決するために、第1の発明は、水平同期信号および垂直同期信号が入力され、それらに同期した液晶駆動回路の各種タイミングパルスを発生するタイミンング制御回路と、前記タイミングパルスにより動作し、画素TFTに接続された複数のゲート配線を順次走査して駆動するゲートドライバ回路を備えた液晶パネルと、前記ゲートドライバの走査方向にN個に分割され、各々独立して点灯制御を行うように構成されたバックライト装置と、映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させ前記液晶パネルに出力する映像信号タイミング変調回路を有する液晶表示装置において、前記N個に分割されたバックライト装置を、前記液晶パネルに入力される垂直同期信号に同期して順次点灯および消灯させると共に、前記液晶パネルへ入力される水平同期信号の周波数を、前記バックライト装置の分割に対応して1フレーム内で変調する事により、液晶画素へのデータの書き込みタイミングと、バックライト装置の点灯消灯のタイミングとの位相関係を、液晶画面内でより均一化する。 In order to solve these problems, the first invention is a timing control circuit that receives a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal and generates various timing pulses of a liquid crystal driving circuit synchronized with them, and operates by the timing pulse. And a liquid crystal panel having a gate driver circuit that sequentially drives and drives a plurality of gate wirings connected to the pixel TFT, and is divided into N in the scanning direction of the gate driver, and each performs lighting control independently. In the liquid crystal display device having the backlight device configured as described above and the video signal timing modulation circuit that changes the frequency of the synchronizing signal of the video signal and the phase of the video signal with respect to the synchronizing signal and outputs the same to the liquid crystal panel. The divided backlight devices are sequentially turned on and off in synchronization with the vertical synchronization signal input to the liquid crystal panel. In addition, by modulating the frequency of the horizontal synchronizing signal input to the liquid crystal panel within one frame corresponding to the division of the backlight device, the timing of writing data to the liquid crystal pixels and the backlight device The phase relationship with the timing of turning on / off is made more uniform in the liquid crystal screen.
また、別の発明としては、水平同期信号および垂直同期信号が入力され、それらに同期した液晶駆動回路の各種タイミングパルスを発生するタイミンング制御回路と、前記タイミングパルスにより動作し、画素TFTに接続された複数のゲート配線を順次走査して駆動するゲートドライバ回路を備えた液晶パネルと、フレーム毎の映像信号の規則性からテレシネ映像を検出し、その映像変化の発生するフレームを検出するテレシネ映像検出回路と、映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させ前記液晶パネルに出力する映像信号タイミング変調回路を有する液晶表示装置において、前記テレシネ映像検出回路から得られる映像変化の発生するフレームに同期して、液晶パネルへ入力する映像信号の垂直位相もしくは垂直同期周波数を変化させ、次フレームの映像信号が液晶画素へ書き込まれるまでの時間が長くなるようにし、液晶パネルの温度が低下した際のオーバードライブの不足を補償する。 As another invention, a horizontal control signal and a vertical synchronization signal are inputted, a timing control circuit for generating various timing pulses of the liquid crystal driving circuit synchronized therewith, and operated by the timing pulse and connected to the pixel TFT. Telecine video detection that detects a telecine video from the regularity of the video signal for each frame and a liquid crystal panel equipped with a gate driver circuit that sequentially scans and drives a plurality of gate wirings, and detects a frame in which the video change occurs In a liquid crystal display device having a circuit and a video signal timing modulation circuit for changing the frequency of the synchronizing signal of the video signal and the phase of the video signal with respect to the synchronizing signal and outputting the same to the liquid crystal panel, the video change obtained from the telecine video detecting circuit The vertical phase of the video signal input to the LCD panel is synchronized with the generated frame. Changes the vertical synchronizing frequency, as the video signal of the next frame is a long time to be written into the liquid crystal pixels, the temperature of the liquid crystal panel to compensate for the lack of overdrive when dropped.
また、別の発明としては、同じく映像変化の発生するフレームに同期して、画面の特定の領域で次フレームの映像信号が液晶画素へ書き込まれるまでの時間が長くなるように水平同期周波数を変調し、液晶画面内の上下方向の温度差により特定領域でオーバードライブが不足するのを補償する。 As another invention, the horizontal synchronization frequency is modulated so that the time until the video signal of the next frame is written to the liquid crystal pixels in a specific area of the screen is increased in synchronization with the frame where the video change occurs. In addition, the shortage of overdrive in a specific region due to the temperature difference in the vertical direction in the liquid crystal screen is compensated.
また、別の発明としては、水平同期信号および垂直同期信号が入力され、それらに同期した液晶駆動回路の各種タイミングパルスを発生するタイミンング制御回路と、前記タイミングパルスにより動作し、画素TFTに接続された複数のゲート配線を順次走査して駆動するゲートドライバ回路を備えた液晶パネルと、パルス信号のデューティ制御により輝度を調整可能なバックライト装置と、前記バックライトを制御するためのパルス信号を生成するバックライト制御回路と、映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させ前記液晶パネルに出力する映像信号タイミング変調回路を有する液晶表示装置において、バックライト制御用のパルス信号は、タイミング変調回路に入力された映像信号の垂直同期信号に同期させ、パネルに入力される映像信号は、垂直位相を1フレームごとに変化させることで、液晶画素への映像信号の書き込みとバックライト調光用のパルス信号の位相が固定されないようにする。 As another invention, a horizontal control signal and a vertical synchronization signal are inputted, a timing control circuit for generating various timing pulses of the liquid crystal driving circuit synchronized therewith, and operated by the timing pulse and connected to the pixel TFT. A liquid crystal panel equipped with a gate driver circuit that scans and drives a plurality of gate wirings sequentially, a backlight device capable of adjusting the brightness by duty control of the pulse signal, and a pulse signal for controlling the backlight In a liquid crystal display device having a backlight control circuit that performs and a video signal timing modulation circuit that changes the frequency of the synchronization signal of the video signal and the phase of the video signal with respect to the synchronization signal and outputs the same to the liquid crystal panel, Is the same as the vertical sync signal of the video signal input to the timing modulation circuit. Is allowed, the video signal input to the panel, by changing the vertical phase for each frame, the phase of the video signal of the write pulse signal for the backlight dimming to the liquid crystal pixel from being fixed.
本発明によれば、バックライトの分割点灯による動画のぼやけを改善した液晶表示装置において、その改善効果を画面の全領域においてより均一にする事ができ、より高画質の液晶表示装置を提供できる。また、液晶表示装置のバックライトのPWM調光を垂直同期周波数に同期して行なう際に、液晶表示画面に現れやすいノイズを緩和した、より高画質な液晶表示装置を提供できる。 According to the present invention, in the liquid crystal display device in which the blur of the moving image due to the divided lighting of the backlight is improved, the improvement effect can be made more uniform in the entire area of the screen, and a higher image quality liquid crystal display device can be provided. . In addition, it is possible to provide a liquid crystal display device with higher image quality in which noise that tends to appear on the liquid crystal display screen is reduced when PWM dimming of the backlight of the liquid crystal display device is performed in synchronization with the vertical synchronization frequency.
また、液晶表示装置で映画鑑賞する際に、バックライトの輝度を落とした状態であっても、オーバードライブ回路に温度制御を導入することなく動画のぼやけの少ない高画質な映像表示装置を提供できる。さらに、画面の上下方向の温度差が大きい場合であっても、下面全体に対して動画のぼやけを改善することができる。 In addition, when watching a movie on a liquid crystal display device, it is possible to provide a high-quality video display device with less blur of moving images without introducing temperature control in the overdrive circuit even in a state where the brightness of the backlight is reduced. . Furthermore, even when the temperature difference in the vertical direction of the screen is large, blurring of moving images can be improved over the entire lower surface.
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1から図6を参照して本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1における液晶表示装置のブロック図である。図1に示すように、本願発明の液晶表示装置は、バックライト装置11及び液晶パネル12により構成される液晶モジュール10と、バックライト装置11の点灯及び消灯を制御する点灯制御回路17と、放送局から送信された放送信号から抽出した映像信号を上述した液晶パネルに表示するための所定の処理を行う信号処理回路15と、信号処理回路により処理された映像信号を液晶パネルに出力するためのタイミングを調整する信号変調回路16とにより構成されている。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram of a liquid crystal display device according to
ここで、液晶パネル12は、水平同期信号及び垂直同期信号が入力されて、それらの同期信号に同期した液晶駆動回路の各種タイミングパルスを発生するためのタイミングコントローラや駆動回路を含んだものである。また、バックライト装置11は液晶パネル12の裏面に配置され、上下方向に4分割して制御可能な蛍光ランプ13およびインバータ回路14により構成されている。また、信号処理回路15は液晶表示装置に必要な各種映像信号処理回路を示すものである。例えば色復調回路、ガンマ補正回路、コントラスト調整回路、NR回路、画質補正回路などである。また、信号変調回路16は、具体的には、信号処理回路15から出力された映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させ前記液晶パネル12に出力する。
Here, the
ここで、垂直同期周波数とは、ディスプレイが1秒間に画面を書き換える回数のことをいい、ディスプレイの画面描画の速度をいう。また、水平同期周波数とは、ディスプレイが1秒間に描画するライン(横線)の数で、ディスプレイの画面描画の速度をいう。 Here, the vertical synchronization frequency refers to the number of times the display rewrites the screen per second, and refers to the screen drawing speed of the display. The horizontal synchronization frequency is the number of lines (horizontal lines) drawn per second by the display and refers to the screen drawing speed of the display.
なお、上記の液晶表示装置においては、液晶パネルを上下方向に4分割して蛍光ランプ13及びインバータ回路14を構成しているが、本願発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネルのサイズに応じて変更することも可能である。なお、上記の液晶表示装置においては、垂直同期信号及び水平同期信号が入力され、それらに同期した液晶駆動回路の各種タイミングパルスを発生するために、基準発振クロックを生成する基準発信機(図示せず)を有しており、このクロックに基づいて点灯制御回路の制御も行っている。
In the above liquid crystal display device, the liquid crystal panel is divided into four in the vertical direction to constitute the
次に、図2から図6を参照して本発明の液晶表示装置の処理方法について説明する。最初に、液晶表示装置に入力された映像信号を信号処理回路15において、上述した色復調、ガンマ補正、コントラスト調整、ノイズリダクション、画質補正を行う。次に、信号処理が行われた映像信号について、映像信号の同期信号の周波数又は同期信号に対する映像信号の位相を変化させることにより、液晶パネルに表示する映像信号を出力するタイミングを調整する。一方、点灯制御手段17は、信号処理回路から出力された制御信号及び同期信号が入力され、同期信号と同期して、液晶パネルの背面に接続されているランプ13への電源の供給をインバータ14を介して行う。
Next, the processing method of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to FIGS. First, in the
ここで、この信号変調回路16について、図2乃至図4を参照しながら詳細に説明する。図2は、信号処理回路15から出力された映像信号を信号変調回路16における処理を行わずに出力した場合のバックライトの点灯及び消灯とライン毎の同期信号と映像信号との位相関係を示したものである。次に、図3は、信号変調回路16において、同期信号の周波数を変化させた場合のバックライトの点灯及び消灯とライン毎の同期信号と映像信号との位相関係を示したものである。さらに、図4は、信号変調回路16において、同期信号に対する映像信号の位相を変化させた場合のバックライトの点灯及び消灯とライン毎の同期信号と映像信号との位相関係を示したものである。
Here, the
図2は、画面を複数のブロックに分けた(本実施の形態の場合には上述したように、上下方向に4分割)に分割したうちの一つのブロックを示しており、このブロックはn−kからn+kのラインにより構成されている。上述したように、図2においては、液晶の応答波形とバックライトの点灯位相との位相が一致しておらず、動画表示性能の改善効果を均一化することができていない。 FIG. 2 shows one of the blocks divided into a plurality of blocks (in the case of the present embodiment, as described above, divided into four in the vertical direction). It is composed of k to n + k lines. As described above, in FIG. 2, the phase of the response waveform of the liquid crystal and the lighting phase of the backlight do not match, and the improvement effect of the moving image display performance cannot be made uniform.
それに対して、図3に示すように、信号変調回路16において、映像信号の同期周波数を変化させた場合、具体的には、n−kよりもn−1の同期信号の周波数を高く、さらに、n−1よりもnの同期信号の周波数を高く、さらに、nよりもn+1の同期信号の周波数を高くし、さらにn+1からn+kのラインにかけて同期信号の周波数を高くする。また、この処理を1フレーム単位でみた場合には、1フレーム期間の平均水平同期周波数に対して、周波数が高い期間と周波数の低い期間とに分けた場合には、いずれか少なくとも一方が垂直映像有効期間内に分割したブロック数と同じ4回存在することになる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, in the
これにより、図2と比較して、液晶の応答波形とバックライトの点灯位相との位相が概一致しており、これにより、動画表示性能の改善効果をライン単位であっても均一化することが可能になるものである。 Thereby, compared with FIG. 2, the phase of the response waveform of the liquid crystal and the phase of the lighting of the backlight are almost the same, and thereby, the improvement effect of the moving image display performance can be made uniform even in line units. Is possible.
また、同様に、図4に示すように、信号変調回路16において、同期信号に対する映像信号の位相を変化させた場合は、具体的には、nよりもn−1の同期信号から映像信号の開始のタイミングを長くし、さらに、n−1よりもn−kの同期信号から映像信号の開始のタイミングを長くする。次に、nよりもn+1の同期信号から映像信号の開始のタイミングを短くし、さらに、n+1よりもn+kの同期信号から映像信号の開始のタイミングを短くする。
Similarly, as shown in FIG. 4, in the
これにより、図2と比較して、液晶の応答波形とバックライトの点灯位相との位相が概一致しており、これにより、動画表示性能の改善効果をライン単位であっても均一化することが可能になるものである。 Thereby, compared with FIG. 2, the phase of the response waveform of the liquid crystal and the phase of the lighting of the backlight are almost the same, and thereby, the improvement effect of the moving image display performance can be made uniform even in line units. Is possible.
ここで、以上のように構成された液晶表示装置において、信号処理回路15から出力される映像信号は、所定の水平同期周波数に基づいて一定の周期で出力されている。この映像出力のイメージ図を図5(a)に示す。本実施例において映像信号タイミング変調回路16は、少なくとも2種類の水平同期周波数を、領域を指定して出力可能な構成であり、複数のブロックに分割したバックライト装置の境界付近の映像信号を出力する際には、他の領域の水平同期周波数(fH1)よりも水平同期周波数を下げて出力する(fH2)。この時の垂直周期で見た映像信号と同期信号出力のイメージ図を図5(b)に示す。
Here, in the liquid crystal display device configured as described above, the video signal output from the
このような処理により、図16に示すバックライトを分割したブロックの中央付近の第nラインと第nラインからkライン上方の第n−kラインにおいて、映像信号の書き込みとバックライトの位相関係を考えた場合、映像信号タイミング変調回路16の動作により、第nラインと第n−kラインの位相関係の違いを、図17の状態から図6の状態に縮小することができる。
With such a process, the phase relationship between the video signal writing and the backlight is changed in the nth line near the center of the block shown in FIG. 16 and the nk line above the nth line and the kth line. When considered, the operation of the video signal
なお、映像信号タイミング変調回路16の構成や液晶パネル12の許容範囲によっては、図5(c)に示す様に、より分割した映像にしても良いし、図5(d)に示すイメージのように水平同期周波数を滑らかに変調する事も考えられる。
Depending on the configuration of the video signal
以上のようにバックライトの分割数に応じて映像信号を変調する事により、図18(a)のように画面の垂直方向によりばらつきの大きかった動画表示性能の改善効果を図18(b)のように改善する事が出来、画面全域において動画表示性能に優れた液晶表示装置を実現できる。 As described above, by modulating the video signal in accordance with the number of divisions of the backlight, the improvement effect of the moving image display performance having a large variation in the vertical direction of the screen as shown in FIG. 18A is shown in FIG. Thus, it is possible to realize a liquid crystal display device excellent in moving image display performance over the entire screen.
なお、本実施の形態1では、ライン毎に映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させているが本願発明はこれに限定されるものではなく、複数のラインごとに映像信号の同期信号の周波数や同期信号に対する映像信号の位相を変化させる処理を行うことも可能である。これにより、動画表示性能の改善効果を均一化にすることが可能になるとともに、複雑な処理を行う必要がないという効果を奏するものである。 In the first embodiment, the frequency of the synchronizing signal of the video signal and the phase of the video signal with respect to the synchronizing signal are changed for each line, but the present invention is not limited to this, and for each of a plurality of lines. It is also possible to perform processing for changing the frequency of the synchronizing signal of the video signal and the phase of the video signal relative to the synchronizing signal. As a result, the improvement effect of the moving image display performance can be made uniform, and there is an effect that it is not necessary to perform complicated processing.
(実施の形態2)
次に、実施の形態2について、図7から図11を参照して説明する。図7に示すように実施の形態2においては、実施の形態1で説明した液晶表示装置に加えて、テレシネ映像検出回路80が追加されている。このテレシネ映像検出回路80は、フレーム毎の映像信号の規則性からテレシネ映像を検出し、その映像変化の発生するフレームを検出するものである。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, in the second embodiment, a telecine video detection circuit 80 is added in addition to the liquid crystal display device described in the first embodiment. The telecine video detection circuit 80 detects a telecine video from the regularity of the video signal for each frame, and detects a frame in which the video change occurs.
通常、垂直同期周波数が60Hzの映像方式において、映画素材は図8(a)に示す様に、同一画像が2フレームと3フレームの周期性を持って出力される。(インターレース方式では2フィールドと3フィールドとなるが、ここではプログレッシブ表示となる液晶パネルへの表示を基準とし1垂直周期分を1フレームとする。)よって映像が変化するのは2フレームもしくは3フレーム毎となる。 Normally, in a video system with a vertical synchronization frequency of 60 Hz, the same material is output with a periodicity of 2 frames and 3 frames as shown in FIG. (In the interlace method, there are 2 fields and 3 fields, but here, the display on the liquid crystal panel, which is a progressive display, is used as a reference, and one vertical period is one frame.) Therefore, the video changes by 2 frames or 3 frames. Every time.
また液晶の応答速度は温度により変化し、図9に示すように、オーバードライブ処理が温度T1で最適化された場合、それより温度が低いT0の場合においては1フレームで応答しきらず、温度が高いT2の場合においては、過度応答となる。 The response speed of the liquid crystal changes depending on the temperature. As shown in FIG. 9, when the overdrive process is optimized at the temperature T1, the response is not completed in one frame in the case where the temperature is lower than T0. In the case of high T2, it becomes an excessive response.
また、図10に示すように、オーバードライブは液晶の書き込み周期(一般には垂直周期となる)に依存するので、垂直同期周波数fvs1でオーバードライブが最適化された場合、fvs1より周波数の高いfvs0においては1フレームで応答しきらず、周波数の低いfvs2においては過度応答となる。 Also, as shown in FIG. 10, since overdrive depends on the liquid crystal writing period (generally, the vertical period), when overdrive is optimized at the vertical synchronization frequency fvs1, the frequency is higher at fvs0 than fvs1. Does not respond in one frame and becomes an excessive response in fvs2 having a low frequency.
ここでユーザーがバックライトの輝度を落として、映画ソースを表示する場合、映像信号タイミング変調回路16は、テレシネ検出回路80から得られる映像変化のタイミングで垂直同期信号に対する映像位相をシフトする。図8(b)に示すように、映像変化時に、液晶への書き込み周期をt2とし、標準の周期t1よりも長くする。図11に示す様に温度が下がり応答しきらない分を、書き込み周期を長くして補償する事が出来、よってオーバードライブのLUTの面数を増やすことなく映画鑑賞時の動画のぼやけ現象の改善を図ることが出来る。
Here, when the user reduces the brightness of the backlight and displays the movie source, the video signal
なおここで、垂直周期がt1およびt2となるように垂直同期周波数を変化させても同様の効果がある。 Here, the same effect can be obtained by changing the vertical synchronization frequency so that the vertical period becomes t1 and t2.
なお図8(b)に示す様に標準のt1よりも短い液晶の書き込み周期t0となる期間が発生するが、テレシネ映像に関しては画像が変化しないため問題とならない。 As shown in FIG. 8B, there is a period in which the liquid crystal writing cycle t0 is shorter than the standard t1, but there is no problem with the telecine video because the image does not change.
また、テレシネ検出80から得られる映像変化のタイミングで水平同期周波数を変調し、垂直周期に対する映像信号のデューティを変化させた例を回路図8(c)に示す。 Further, FIG. 8C shows an example in which the horizontal synchronization frequency is modulated at the video change timing obtained from the telecine detection 80 and the duty of the video signal is changed with respect to the vertical period.
ここでは映像の変化するフレームで映像信号タイミング変調回路16にて、水平同期周波数を高くし、画面の上部で液晶の書き込み周期がt1のまま、画面の下部でt2まで長くした。一般に液晶パネルは画面の上部の方が温度が高く、画面の下部が低くなるので、画面の下方ほど液晶の応答が遅くなり動画表示性能の悪化が見られるが、画面の下方ほど液晶画素への書き込み周期を長くする事でそれを緩和することが出来る。
Here, the horizontal synchronization frequency is increased by the video signal
なおこの場合も標準の書き込み周期t1より短いt0となる事があるが、これも上記と同様に映像が変化しないタイミングであるため問題とならない。 In this case as well, there is a case where t0 is shorter than the standard writing cycle t1, but this is not a problem because the timing is the same as described above and the video does not change.
(実施の形態3)
次に、本願発明の実施の形態3について、図12及び図13を参照して説明する。図12は、本発明の実施の形態3における液晶表示装置のブロック図である。映像信号タイミング変調回路16は液晶パネル12へ出力する映像信号の垂直同期信号に対する位相を図13に示す様に1フレーム毎に変化させる。この構成により、バックライト装置用の調光パルスを、表示装置に入力される垂直同期信号と同期させたまま、液晶画素への書き込み位相だけ変化させる事が出来、バックライト装置のコストアップなしに調光による画面ノイズを改善することが可能となる。
(Embodiment 3)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 12 is a block diagram of a liquid crystal display device according to Embodiment 3 of the present invention. The video signal
なお、本発明では垂直同期信号、水平同期信号を入力する液晶パネルに関して説明しているが、同期信号の代わりに映像有効期間を示す信号を入力する液晶パネルにおいても、同様の効果がある。 In the present invention, a liquid crystal panel that inputs a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal has been described. However, the same effect can be obtained in a liquid crystal panel that inputs a signal indicating a video valid period instead of the synchronizing signal.
本発明は、低コストでありながら、動画のぼやけや、画面ノイズを改善した高品位な表示を実現するものであり、液晶テレビや液晶モニタに利用されるものである。 The present invention realizes high-quality display with improved motion blur and screen noise at low cost, and is used for a liquid crystal television and a liquid crystal monitor.
10 液晶モジュール
11 バックライト装置
12 液晶パネル
13 蛍光ランプ
14 インバータ回路
15 映像信号処理回路
16 映像信号タイミング変調回路
17 点灯制御回路
80 テレシネ映像検出回路
DESCRIPTION OF
Claims (1)
後述するゲートドライバ回路の出力の走査方向にバックライト装置をN個のブロックに分割し、前記バックライト装置を前記ブロックごとに独立して前記信号処理手段の出力である垂直同期信号に同期して順次点灯および消灯させる点灯制御手段と、
前記信号処理手段の出力である水平同期信号の周波数に基づいて1フレーム期間内の平均水平周波数に対して高い周波数の期間と低い周波数の期間を生成し、前記高い周波数の期間の発生を前記点灯制御手段のブロックごとの点灯および消灯のタイミングに対応させる信号変調手段と、
前記信号変調手段の出力に基づいて動作し、画素TFTに接続された複数のゲート配線を順次走査して駆動するゲートドライバ回路を備えた液晶パネルと、
を有する液晶表示装置。 Signal processing means for outputting a video signal, a horizontal synchronizing signal and a vertical synchronizing signal ;
The backlight device is divided into N blocks in the scanning direction of the output of the gate driver circuit, which will be described later, and the backlight device is synchronized with the vertical synchronization signal which is the output of the signal processing means independently for each block. Lighting control means for sequentially turning on and off ;
A high frequency period and a low frequency period are generated with respect to an average horizontal frequency within one frame period based on a frequency of a horizontal synchronizing signal which is an output of the signal processing means, and the generation of the high frequency period is turned on. Signal modulating means corresponding to the lighting and extinguishing timing for each block of the control means ;
A liquid crystal panel that operates based on the output of the signal modulation means and includes a gate driver circuit that sequentially scans and drives a plurality of gate wirings connected to the pixel TFT ;
A liquid crystal display device.
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