JPH05273523A - Gradational display method and liquid crystal display device - Google Patents
Gradational display method and liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液晶テレビやＯＡ用液晶
ディスプレイ等の液晶表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device such as a liquid crystal television or an OA liquid crystal display.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、液晶表示装置の階調表示方法は、
フレーム間引き、電圧波高値制御、パルス幅変調等、液
晶表示装置の液晶シャッターの開閉時間を変化させるこ
とで、階調表示を得ていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a gradation display method of a liquid crystal display device is
The gradation display is obtained by changing the opening / closing time of the liquid crystal shutter of the liquid crystal display device such as frame thinning, voltage peak value control, pulse width modulation and the like.
【０００３】次に、それぞれの階調表示方法について説
明する。フレーム間引き法は、液晶表示装置の中でも、
マルチプレクス駆動のＳＴＮ（スーパーツイストネマチ
ック）液晶を用いたディスプレイの階調表示に用いられ
ていた。この方法は、たとえば、８階調表示させるに
は、単純には、８フレームで１静止画を表示する。いち
ばん明るい画像は、８回書き込む、次に明るい画像は、
７回書き込む・・・・・・２回書き込む、１回書き込む
等で行う。この方法を用いる場合にはフリッカーを発生
させないようにするために、フレーム周波数を上げる必
要がある。Next, each gradation display method will be described. Among the liquid crystal display devices, the frame thinning method is
It has been used for gradation display of a display using STN (super twist nematic) liquid crystal of multiplex drive. In this method, for example, in order to display 8 gradations, one still image is simply displayed in 8 frames. The brightest image is written 8 times, the next brightest image is
Write 7 times ... Write twice, write once, etc. When this method is used, it is necessary to increase the frame frequency in order to prevent flicker.
【０００４】電圧波高値制御法は、ＴＦＴ等アクティブ
マトリクス素子を持った液晶ディスプレイに用いられて
いるもので、液晶に印加する電圧を階調に合わせ、強弱
することで、液晶シャッターの透過率を変えるものであ
る。The voltage crest value control method is used in a liquid crystal display having an active matrix element such as a TFT, and the transmittance of a liquid crystal shutter is adjusted by adjusting the voltage applied to the liquid crystal according to the gradation to increase or decrease the voltage. It changes.
【０００５】パルス幅制御は、主にアクティブマトリク
ス素子に２端子のダイオード等を用いた液晶ディスプレ
イに用いられる階調表示方法である。パルス幅制御と
は、印加する電圧のパルス幅、即ち液晶の充電時間を変
化させて液晶の充電電荷を変え階調表示をおこなわせる
ものである。The pulse width control is a gradation display method mainly used in a liquid crystal display using a diode or the like having two terminals as an active matrix element. The pulse width control is to perform gradation display by changing the pulse width of the applied voltage, that is, the charge time of the liquid crystal to change the charge of the liquid crystal.
【０００６】図４に一般的な液晶表示装置の断面図を示
す。図４に示すように、マルチプレクス駆動のＳＴＮ液
晶パネル、または、ＴＦＴ駆動のＴＮ液晶パネル１とバ
ックライト２（直下型）がある。バックライトは、主に
蛍光ランプ（冷陰極管、熱陰極管）またはエレクトロル
ミネッセンス素子等の光源５、反射板４と拡散板３から
なる。また、表示面に対する光源５の配置を図５のよう
にしたエッジライト型がある。FIG. 4 is a sectional view of a general liquid crystal display device. As shown in FIG. 4, there are a multiplex drive STN liquid crystal panel, or a TFT drive TN liquid crystal panel 1 and a backlight 2 (direct type). The backlight mainly comprises a light source 5 such as a fluorescent lamp (cold-cathode tube or hot-cathode tube) or an electroluminescence element, a reflection plate 4 and a diffusion plate 3. Further, there is an edge light type in which the light source 5 is arranged on the display surface as shown in FIG.
【０００７】このような、液晶表示装置に用いられるバ
ックライトは、フリッカー防止や、高効率点灯の要請か
ら、商用の５０ないし６０Ｈｚでなく、高周波たとえば
２０ｋＨｚ程度で駆動点灯する蛍光灯が用いられてい
る。As a backlight used in such a liquid crystal display device, a fluorescent lamp that is driven and lit at a high frequency, for example, about 20 kHz instead of the commercial 50 to 60 Hz is used because of the demand for flicker prevention and high efficiency lighting. There is.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】フレーム間引き法の場
合、人間の目は疲労状態や個人差等についても依存する
が、一般に２０Ｈｚ以下であるとフリッカーとして感じ
ることが知られている。そこで、フリッカーの感じない
３０Ｈｚとすると、上記８階調の場合には、３０フレー
ム×８階調＝２４０Ｈｚ程度にする必要があった。この
ようにする為には、駆動ドライバーを高速化する必要が
あるが難しいので、現実には多少フリッカーを感じる高
速駆動ドライバーを必要としない周波数で、階調表示が
行われていた。In the frame thinning method, it is known that the human eye generally feels as flicker at 20 Hz or less, although it depends on the fatigue state and individual differences. Therefore, assuming that the frequency is 30 Hz at which flicker is not felt, in the case of the above 8 gradations, it is necessary to set about 30 frames × 8 gradations = 240 Hz. In order to do this, it is difficult to increase the speed of the driving driver, but in reality, gradation display is performed at a frequency that does not require a high-speed driving driver that causes some flicker.
【０００９】電圧波高値制御法の場合、液晶シャッター
の透過率が中間の電圧を印加すると、すなわち液晶は半
立ちの状態になり、視野角依存性（見る方向で明るさが
変化する）を示し易くなる。また、表示可能な階調数
は、ＴＦＴ素子の電気特性のバラツキに依存し、大型で
バラツキの少ない液晶ディスプレイを作るのは難しく、
現状で表示できる階調数は１６階調程度に限られてい
る。In the case of the voltage peak value control method, when a voltage having an intermediate transmittance of the liquid crystal shutter is applied, that is, the liquid crystal is in a semi-standing state, and exhibits viewing angle dependence (brightness changes depending on the viewing direction). It will be easier. In addition, the number of gray levels that can be displayed depends on the variation in the electrical characteristics of the TFT element, and it is difficult to make a large-sized liquid crystal display with little variation.
Currently, the number of gradations that can be displayed is limited to about 16 gradations.
【００１０】パルス幅制御法の場合、画素数が多くなる
と、また表示階調数が多くなるにつれ印加するパルス幅
を短くする必要があり、駆動ドライバーＩＣを開発する
のが難しくなる。また、短いパルス幅の電圧を歪無く電
送することは、電送線路が有限の抵抗や容量を持ってい
ることから難しく、パルス電圧の歪が原因の液晶の充電
不足やクロストーク発生が生じる。また、パルス幅と階
調の濃度がリニアでない為、階調数より多くのパルス幅
の分割が必要になることが、多階調化をさらに難しくし
ている。In the case of the pulse width control method, it is necessary to shorten the pulse width to be applied as the number of pixels increases and as the number of display gradations increases, which makes it difficult to develop a drive driver IC. In addition, it is difficult to transmit a voltage having a short pulse width without distortion because the transmission line has a finite resistance and capacity, and the distortion of the pulse voltage causes insufficient charging of the liquid crystal and occurrence of crosstalk. Further, since the pulse width and the density of the gradation are not linear, it is necessary to divide the pulse width more than the number of gradations, which makes the multi-gradation more difficult.
【００１１】このように、これまでの階調表示方法に
は、未だ解決が不十分な多くの問題がある。現状のＳＴ
Ｎ液晶では、表示できる階調数は８階調程度である。ま
た、ＴＦＴ型液晶でも１６階調程度である。また、多階
調を出すための階調表示方法以外の問題点としては、画
面全体に亘って、表示の均一な液晶パネルを作製するこ
とが難しいことである。As described above, the conventional gradation display methods have many problems that are still unsolved. Current ST
With the N liquid crystal, the number of gradations that can be displayed is about 8 gradations. Further, even the TFT type liquid crystal has about 16 gradations. Further, as a problem other than the gradation display method for producing multiple gradations, it is difficult to manufacture a liquid crystal panel having a uniform display over the entire screen.
【００１２】特に、多階調表示の可能が高いＴＦＴ型の
場合には、スイッチング素子として用いられているＴＦ
Ｔ素子を表示画面全体に亘って均一につくることが難し
く、１６階調以上の多階調表示の可能性はあるのに、そ
れが実現出来ない状態である。In particular, in the case of a TFT type which is highly capable of multi-gradation display, a TF used as a switching element
It is difficult to form the T element uniformly over the entire display screen, and although there is a possibility of multi-gradation display of 16 gradations or more, that is not possible.
【００１３】上述したように、従来のＴＦＴ型液晶表示
装置では、液晶パネルの表示画面全体に亘って均一なＴ
ＦＴ素子をつくるのが難しく、現状では１６階調表示止
まりであり、より多階調表示が可能な液晶表示装置の開
発が望まれている。As described above, the conventional TFT type liquid crystal display device has a uniform T over the entire display screen of the liquid crystal panel.
It is difficult to manufacture an FT element, and at present, the display is limited to 16 gradations, and it is desired to develop a liquid crystal display device capable of displaying more gradations.
【００１４】本発明の目的は、従来の階調表示方法と組
み合わせ多階調表示が可能な液晶表示装置を作製するこ
とである。バックライトの明るさをフレーム周波数３０
から６０Ｈｚに合わせて、加減することにより、多少Ｔ
ＦＴ素子の電気特性に画面内ばらつきがあっても従来の
階調表示方法と組み合わせ多階調表示を行うことのでき
る液晶表示装置を作製することにある。An object of the present invention is to manufacture a liquid crystal display device capable of multi-gradation display in combination with a conventional gradation display method. The frame frequency of the brightness of the backlight is 30
To 60Hz, and by adjusting the
An object of the present invention is to produce a liquid crystal display device capable of performing multi-gradation display in combination with a conventional gradation display method even if the electric characteristics of the FT element vary within the screen.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、図１に示すような液晶表示装
置のバックライトの光源をフレーム周波数に合わせ明る
さを加減し、従来の階調表示方法と組み合わせて階調表
示を行うことを特徴としている。具体的には、透明絶縁
性基板上に画素電極をマトリクスアレイ状に配置し、前
記画素電極を画面の表示時間を時分割により各画素電極
の駆動を行なう液晶表示装置に於いて、時分割された画
素電極の駆動に対応してバックライトの明るさを強弱さ
せることにより、液晶表示装置に階調表示を行わせるこ
とを特徴とする液晶表示装置の階調表示方法をとるもの
である。特に、２フレーム、またはフィールドで、静止
一画面を表示する場合、１フレーム（フィールド）目と
２フレーム（フィールド）目でバックライトの明るさを
変えることや、画素電極の駆動による階調表示方法を兼
用することが有用である。また、液晶表示装置として
は、液晶表示装置駆動信号をバックライト輝度調整信号
と走査信号に分割するコントローラーと、前記バックラ
イト輝度調整信号に基きバックライト輝度を調整する液
晶表示装置のバックライトの輝度調整手段を備えている
液晶表示装置とすることが有用である。そのうち、基板
は、透明絶縁性であることが必要である。また、画素電
極はマトリクスアレイ状に配置するもの以外でもよい
が、画素単位の大きさが揃っていないと、輝度を調整が
容易でない。画素電極は、どちらが列でどちらが行かは
定義により変わるが、列方向に走査配線を配置し、前記
透明絶縁性基板と画素電極の行方向にストライプ上に形
成された場合が一般的である。駆動方法は、マルチプレ
クス駆動、アクティブマトリクス駆動等の他、画素毎に
時分割して駆動する方法に利用できる。当然画素の走査
とバックライトの明るさの強弱は同期させる必要があ
る。また、２フレーム、またはフィールドで、静止一画
面を表示する場合、１フレーム（フィールド）目と２フ
レーム（フィールド）目でバックライトの明るさを変え
ることで、階調表示することができる。また、従来の階
調表示方法（フレーム間引き、波高値制御、パルス幅変
調等）と組み合わせると、階調表示を一層豊富にするこ
とができる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and adjusts the brightness by adjusting the light source of the backlight of a liquid crystal display device as shown in FIG. It is characterized in that gradation display is performed in combination with the gradation display method of. Specifically, pixel electrodes are arranged in a matrix array on a transparent insulating substrate, and the pixel electrodes are time-divided in a liquid crystal display device in which each pixel electrode is driven by time-division of the screen display time. The gradation display method for a liquid crystal display device is characterized in that the liquid crystal display device is caused to perform gradation display by increasing or decreasing the brightness of the backlight corresponding to the driving of the pixel electrodes. In particular, when displaying a still one screen in two frames or fields, the brightness of the backlight is changed between the first frame (field) and the second frame (field), or the gradation display method by driving the pixel electrodes. It is useful to combine the two. Further, as the liquid crystal display device, a controller that divides the liquid crystal display device drive signal into a backlight brightness adjustment signal and a scanning signal, and the brightness of the backlight of the liquid crystal display device that adjusts the backlight brightness based on the backlight brightness adjustment signal. It is useful to use a liquid crystal display device equipped with adjusting means. Among them, the substrate needs to be transparent and insulating. The pixel electrodes may be other than those arranged in a matrix array, but it is not easy to adjust the brightness unless the sizes of the pixel units are uniform. The pixel electrodes, which are columns and which are rows, vary depending on the definition, but it is general that scan lines are arranged in the column direction and are formed in stripes in the row direction of the transparent insulating substrate and the pixel electrodes. As a driving method, it is possible to use, in addition to multiplex driving, active matrix driving, etc., a method of driving in time division for each pixel. Naturally, it is necessary to synchronize the pixel scanning and the brightness of the backlight. Further, in the case of displaying a still single screen in two frames or fields, gradation display can be performed by changing the brightness of the backlight in the first frame (field) and the second frame (field). When combined with a conventional gradation display method (frame thinning, peak value control, pulse width modulation, etc.), gradation display can be further enhanced.
【００１６】[0016]
【作用】上記バックライト明るさを階調表示の方法に加
えることで、ＴＦＴ駆動型液晶パネルの画面全体に亘っ
たＴＦＴ特性ムラによる表示ムラに余裕をもたせること
ができ、同じ階調表示数なら今までＴＦＴ特性ムラが原
因で不良となっていた液晶パネルも製品として出荷する
ことができ、歩留まりの向上、即ち、製造コストを低く
抑えることができる。また、従来ＴＦＴ特性ムラが少な
く均一な表示が可能なものは、この階調表示方法と組み
合わせることで、より多階調表示が可能となる。By adding the backlight brightness to the gradation display method, it is possible to allow a display unevenness due to the TFT characteristic unevenness over the entire screen of the TFT drive type liquid crystal panel. A liquid crystal panel that has been defective due to uneven TFT characteristics can be shipped as a product, and the yield can be improved, that is, the manufacturing cost can be kept low. Further, in the conventional display capable of uniform display with little TFT characteristic unevenness, it is possible to display more multi-gradation by combining with this gradation display method.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、図１、２に本発明の一実施例をその構
成図とともに説明する。従来の液晶表示装置は、液晶パ
ネル１とバックライトユニット２よりなっていた。この
うちバックライトユニット２は、拡散板３と反射板４と
ランプ（冷陰極、熱陰極）またはエレクトロルミネッセ
ンス素子（ＥＬ素子）等の光源５を用いて、ＣＲＴ等の
表示ディスプレイに写していたパソコン、ビデオ等の映
像信号２０１をＬＣＤ（液晶）駆動コントローラ１０１
で受け、映像信号を一度フレームメモリに保存する（図
示せず）。その後、階調レベルに合わせ１フィールド目
（甲）に出すか、２フィールド目（乙）に出すか、１及
び２フィールド目の両方（甲＋乙）に出すか選別し、そ
れぞれのフィールド用のメモリに保存する。なお、バッ
クライトの明るさを１フィールド（１／６０秒）目と２
フィールド（１／６０秒）目で、表示画像面の輝度で８
０ｃｄ／ｍ2 と１６０ｃｄ／ｍ2 とした。その後、各フ
ィールドから読み出しバックライト駆動回路１０２とＬ
ＣＤ（液晶）駆動回路１０３にデータを送った。バック
ライト駆動回路１０２には、図２（ｃ）の様なバックラ
イト調光信号２０２を送った。ＬＣＤ（液晶）駆動回路
１０３には、１フィールド目（甲）、２フィールド目
（乙）両方でフィールドが同期するよう、図２（ａ）の
様な同期信号２０３と、図２（ｂ）の様な同期信号２０
４と、同期信号２０４と同期させた映像信号２０５（図
示せず）を送った。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. A conventional liquid crystal display device includes a liquid crystal panel 1 and a backlight unit 2. Among them, the backlight unit 2 uses a diffusion plate 3, a reflection plate 4, and a light source 5 such as a lamp (cold cathode or hot cathode) or an electroluminescence element (EL element), and is displayed on a display such as a CRT. LCD (liquid crystal) drive controller 101
The video signal is once stored in the frame memory (not shown). After that, according to the gradation level, it is selected whether to output to the first field (A), to the second field (O), or to both the first and second fields (A + O), and select for each field. Save to memory. In addition, the brightness of the backlight is 1 field (1/60 second) and 2
At the field (1/60 second), the brightness of the display image plane is 8
It was set to 0 cd / m 2 and 160 cd / m 2 . After that, the reading backlight driving circuit 102 and L are read from each field.
Data was sent to the CD (liquid crystal) drive circuit 103. A backlight dimming signal 202 as shown in FIG. 2C was sent to the backlight drive circuit 102. In the LCD (liquid crystal) drive circuit 103, a synchronization signal 203 as shown in FIG. 2A and a synchronization signal 203 as shown in FIG. Such a synchronization signal 20
4 and a video signal 205 (not shown) synchronized with the sync signal 204.
【００１８】図３に１フィールド目にのみバックライト
を用いた場合と２フィールド目にのみバックライトを用
いた場合、１及び２フィールド両方バックライトを用い
た場合の画素の明るさを示す。本実施例では、１６階調
表示ＴＦＴ型液晶ディスプレイを用いて、バックライト
の明るさを２段階に変える今回の発明を用いて６４階調
まで表示可能となった。FIG. 3 shows the brightness of the pixel when the backlight is used only in the first field, when the backlight is used only in the second field, and when both the 1st and 2nd field backlights are used. In the present embodiment, it is possible to display up to 64 gradations by using the present invention in which the brightness of the backlight is changed in two steps by using a 16 gradation display TFT type liquid crystal display.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、従来
表示ムラで不良となっていた液晶パネルも、そのなかで
表示ムラが少ないものについては、良品となり、収率が
向上する。また、従来１６階調品であったものは、６４
階調表示まで可能となり、従来の液晶表示装置より高い
付加価値の液晶表示装置ができた。As described above, according to the present invention, a liquid crystal panel which has been defective due to display unevenness in the related art is a non-defective one, and the yield is improved. In addition, the former 16-graded product is 64
Even gradation display is possible, and a liquid crystal display device with higher added value than the conventional liquid crystal display device has been made.
【００２０】[0020]
【図１】本発明の一実施例に係わる液晶表示装置を示す
構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例に係わる液晶表示装置のバッ
クライトと液晶表示制御用同期信号のタイミングを示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing timings of a backlight and a liquid crystal display control synchronization signal of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例に係わるフィールド走査と画
素の明るさの関係を示す階調表示の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of gradation display showing a relationship between field scanning and pixel brightness according to an embodiment of the present invention.
【図４】従来の液晶表示装置（直下型）を示す断面図で
ある。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device (direct type).
【図５】従来の液晶表示装置（エッジライト型）を示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device (edge light type).
１ 液晶パネル ２ バックライトユニット ３ 拡散板 ４ 反射板 ５ 光源 ６ 光導体 １０１ ＬＣＤ駆動コントローラ １０２ バックライト駆動回路 １０３ ＬＣＤ駆動回路 ２０１ 映像信号 ２０２ バックライト調光信号 ２０３ 同期信号 ２０４ 同期信号 ２０５ 映像信号 1 Liquid Crystal Panel 2 Backlight Unit 3 Diffuser 4 Reflector 5 Light Source 6 Optical Conductor 101 LCD Drive Controller 102 Backlight Drive Circuit 103 LCD Drive Circuit 201 Video Signal 202 Backlight Dimming Signal 203 Sync Signal 204 Sync Signal 205 Video Signal
Claims (4)
アレイ状に配置し、前記画素電極を画面の表示時間を時
分割により各画素電極の駆動を行なう液晶表示装置に於
いて、時分割された画素電極の駆動に対応してバックラ
イトの明るさを強弱させることにより、液晶表示装置に
階調表示を行わせることを特徴とする液晶表示装置の階
調表示方法。1. A liquid crystal display device in which pixel electrodes are arranged in a matrix array on a transparent insulating substrate, and each pixel electrode is driven by time division of a screen display time. A gradation display method for a liquid crystal display device, characterized in that the liquid crystal display device is caused to perform gradation display by increasing or decreasing the brightness of the backlight corresponding to the driving of the pixel electrodes.
画面を表示する場合、１フレーム（フィールド）目と２
フレーム（フィールド）目でバックライトの明るさを変
えることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の階
調表示方法。2. When displaying one still screen in two frames or fields, the first frame (field) and the second frame
2. The gradation display method for a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the brightness of the backlight is changed depending on the frame (field) eye.
することを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の階
調表示方法。3. A gradation display method for a liquid crystal display device according to claim 1, which is also used as a gradation display method by driving a pixel electrode.
調整信号と走査信号に分割するコントローラーと、前記
バックライト輝度調整信号に基きバックライト輝度を調
整する液晶表示装置のバックライトの輝度調整手段を備
えている液晶表示装置。4. A controller for dividing a liquid crystal display drive signal into a backlight brightness adjustment signal and a scanning signal, and a backlight brightness adjustment means for adjusting the backlight brightness based on the backlight brightness adjustment signal. Liquid crystal display device equipped.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201592A JPH05273523A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Gradational display method and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7201592A JPH05273523A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Gradational display method and liquid crystal display device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273523A true JPH05273523A (en) | 1993-10-22 |
Family
ID=13477168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7201592A Pending JPH05273523A (en) | 1992-03-30 | 1992-03-30 | Gradational display method and liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05273523A (en) |
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1992
- 1992-03-30 JP JP7201592A patent/JPH05273523A/en active Pending
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