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JP2008020633A - Liquid crystal display device and illumination control method for the same - Google Patents

Liquid crystal display device and illumination control method for the same Download PDF

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JP2008020633A
JP2008020633A JP2006191901A JP2006191901A JP2008020633A JP 2008020633 A JP2008020633 A JP 2008020633A JP 2006191901 A JP2006191901 A JP 2006191901A JP 2006191901 A JP2006191901 A JP 2006191901A JP 2008020633 A JP2008020633 A JP 2008020633A
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JP
Japan
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liquid crystal
light source
video signal
crystal display
display panel
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Pending
Application number
JP2006191901A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsutaka Okita
光隆 沖田
Kazuhiro Nishiyama
和廣 西山
Daiichi Suzuki
大一 鈴木
Morisuke Araki
盛右 新木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Central Inc
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP2006191901A priority Critical patent/JP2008020633A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve decrease in contrast associated with improvement in visibility of a moving image. <P>SOLUTION: A liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel DP that periodically carries out video signal display and non-video signal display, a backlight BL illuminating the liquid crystal display panel DP, and a display control circuit CNT that turns on the backlight BL for the video signal display and turns off the backlight for the non-video signal display. The display control circuit applies a driving voltage to the backlight, the driving voltage temporarily set to a start level higher than the lighting level upon starting the video signal display. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば1フレーム期間毎に映像信号表示および黒または黒に近い中間調の非映像表示を行いこれら映像信号表示用および非映像信号表示用にそれぞれバックライトを点滅させる液晶表示装置およびその照明制御方法に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device that performs video signal display and black or halftone non-video display for each frame period, and flashes a backlight for the video signal display and the non-video signal display, respectively. The present invention relates to a lighting control method.

液晶表示装置に代表される平面表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等において画像を表示するために広く利用されている。液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む液晶表示パネル、この液晶表示パネルを照明するバックライト、並びにこれら表示パネルおよびバックライトを制御する表示制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。バックライトは例えば冷陰極管のようなランプ光源であり、例えばパルス幅変調された高周波電圧により駆動される(特許文献1を参照)。   A flat display device typified by a liquid crystal display device is widely used to display an image in a computer, a car navigation system, a television receiver, or the like. A liquid crystal display device generally includes a liquid crystal display panel including a matrix array of a plurality of liquid crystal pixels, a backlight that illuminates the liquid crystal display panel, and a display control circuit that controls the display panel and the backlight. The liquid crystal display panel has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between an array substrate and a counter substrate. The backlight is a lamp light source such as a cold cathode tube, for example, and is driven by, for example, a pulse width modulated high frequency voltage (see Patent Document 1).

アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ(TFT)からなり、対応ゲート線が駆動されたときに導通して対応ソース線の電位を対応画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。一対の画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部である画素領域と共に画素を構成し、画素領域において液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。表示制御回路は複数のゲート線を駆動するゲートドライバ、複数のソース線を駆動するソースドライバ、並びにこれらゲートドライバ、ソースドライバ、およびバックライトを制御するコントローラ回路等を含む。   The array substrate has a plurality of pixel electrodes arranged in a substantially matrix, a plurality of gate lines arranged along a row of the plurality of pixel electrodes, a plurality of source lines arranged along a column of the plurality of pixel electrodes, and a plurality of And a plurality of switching elements arranged in the vicinity of the intersection position of the plurality of gate lines and the plurality of source lines. Each switching element is made of a thin film transistor (TFT), for example, and is turned on when the corresponding gate line is driven to apply the potential of the corresponding source line to the corresponding pixel electrode. A common electrode is provided on the counter substrate so as to face the plurality of pixel electrodes arranged on the array substrate. The pair of pixel electrodes and the common electrode constitute a pixel together with a pixel region which is a part of the liquid crystal layer located between these electrodes, and the liquid crystal molecule arrangement is controlled by an electric field between the pixel electrode and the common electrode in the pixel region. The display control circuit includes a gate driver that drives a plurality of gate lines, a source driver that drives a plurality of source lines, and a controller circuit that controls these gate drivers, source drivers, and backlights.

液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、液晶分子が良好な応答性を示すOCBモードの液晶表示パネルを用いることが検討されている(特許文献2を参照)。この液晶表示パネルでは、液晶分子が画素電極および共通電極上で互いに平行にラビングされた配向膜によって電源投入前においてほとんど寝ているスプレイ配向になる。液晶表示パネルは、これら液晶分子が電源投入に伴う初期化処理で印加される比較的強い電界によりスプレイ配向からベンド配向に転移した後に表示動作を行う。   In the case where the liquid crystal display device is mainly used for a television receiver that displays a moving image, use of an OCB mode liquid crystal display panel in which liquid crystal molecules exhibit good response has been studied (see Patent Document 2). In this liquid crystal display panel, the liquid crystal molecules are in the splay alignment in which the liquid crystal molecules are almost laid down before the power is turned on by the alignment film rubbed in parallel with each other on the pixel electrode and the common electrode. The liquid crystal display panel performs a display operation after the liquid crystal molecules are changed from the splay alignment to the bend alignment by a relatively strong electric field applied in an initialization process when power is turned on.

液晶分子が電源投入前にスプレイ配向となる理由は、スプレイ配向が液晶駆動電圧の無印加状態でエネルギー的にベンド配向よりも安定であるためである。このような液晶は一旦ベンド配向に転移しても、スプレイ配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に再びスプレイ配向に逆転移してしまうという性質を有する。スプレイ配向では、視野角特性がベンド配向に対して大きく異なることから表示異常となる。   The reason why the liquid crystal molecules are splayed before the power is turned on is that the splayed orientation is more stable than the bend orientation in terms of energy when no liquid crystal driving voltage is applied. Once such a liquid crystal transitions to bend alignment, it reversely transitions back to splay alignment when a voltage application state below the level at which splay alignment energy and bend alignment energy antagonize or when no voltage is applied for a long period of time. It has the property of end up. In the splay alignment, the viewing angle characteristics are significantly different from the bend alignment, resulting in abnormal display.

従来、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するため、例えば画像を表示するフレーム期間の一部で大きな液晶駆動電圧を液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この液晶駆動電圧が黒表示の電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
特開平6−310294号公報 特開2002−202491号公報
Conventionally, in order to prevent reverse transition from bend alignment to splay alignment, for example, a driving method in which a large liquid crystal driving voltage is applied to the liquid crystal during a part of a frame period in which an image is displayed has been adopted. In a normally white liquid crystal display panel, since this liquid crystal driving voltage corresponds to a black display voltage, this is called black insertion driving.
JP-A-6-310294 JP 2002-202491 A

ところで、液晶表示パネルは映像信号の更新まで表示状態を保持するホールド型表示デバイスであることから、動画表示において観察者の視覚に生じる網膜残像の影響から物体の動きを滑らかに見せることが難しい。上述の黒挿入駆動は画素輝度を擬似的に離散的な疑似インパルス応答の波形にして網膜残像をクリアすることになるため、観察者の視覚によって低下する動画視認性の改善に有効である。黒挿入率は上述の逆転移を防止するために1フレーム期間における黒挿入期間(非映像信号表示期間)の割合として通常20%程度に設定されるが、この黒挿入率を50%程度に増大すると、CRTに匹敵する違和感のない動画視認性を得ることができる。   By the way, since the liquid crystal display panel is a hold type display device that holds the display state until the video signal is updated, it is difficult to smoothly show the movement of the object due to the influence of the retinal afterimage generated in the visual perception of the observer in the moving image display. The above-described black insertion drive is effective in improving the visibility of the moving image, which is deteriorated by the observer's vision, because the retinal afterimage is cleared by changing the pixel luminance to a pseudo discrete impulse response waveform. In order to prevent the reverse transition described above, the black insertion rate is normally set to about 20% as a ratio of the black insertion period (non-video signal display period) in one frame period, but this black insertion rate is increased to about 50%. As a result, it is possible to obtain a moving image visibility that is comparable to a CRT and has no sense of incongruity.

しかしながら、黒挿入率の増大は1フレーム期間について平均した白表示の輝度を低下させる。この結果、コントラストは500から285程度に低下する。さらに、バックライトが照明を必要としない黒挿入期間を含めて常時点灯していたため無駄に電力を消費していた。   However, the increase in the black insertion rate decreases the brightness of white display averaged over one frame period. As a result, the contrast decreases from about 500 to about 285. Furthermore, since the backlight was always lit including the black insertion period during which no illumination is required, power was wasted.

従来、バックライトのブリンキング駆動が黒挿入期間に表示パネルを照明しないことにより黒表示の輝度を低下させる一方で消費電力を低減する技術として提案されている。バックライトが液晶表示パネルを区分した複数の表示領域を照明する複数のランプ光源で構成される場合には、各ランプ光源が対応表示領域の黒挿入期間の開始タイミングでオフし、黒挿入期間の終了タイミングでオンするように制御される。50%の黒挿入率で液晶表示パネルの黒挿入駆動を行い、この黒挿入率に等しいデューティ比(1フレーム期間に対する点灯期間)でバックライトのブリンキング駆動を行った場合、良好な動画視認性に加えて390程度のコントラストを得ることができる。しかし、このコントラストの値は黒挿入率=20%において得られる値に比べて不十分であった。   Conventionally, the backlight blinking drive has been proposed as a technique for reducing power consumption while reducing the luminance of black display by not illuminating the display panel during the black insertion period. When the backlight is composed of a plurality of lamp light sources that illuminate a plurality of display areas that divide the liquid crystal display panel, each lamp light source is turned off at the start timing of the black insertion period of the corresponding display area, and the black insertion period It is controlled to turn on at the end timing. When a black insertion drive of a liquid crystal display panel is performed with a black insertion rate of 50% and a backlight blinking drive is performed with a duty ratio equal to the black insertion rate (lighting period with respect to one frame period), good video visibility In addition, a contrast of about 390 can be obtained. However, this contrast value was insufficient compared to the value obtained at the black insertion rate = 20%.

本発明の目的は、動画視認性の向上に伴って低下するコントラストを改善できる液晶表示装置およびその照明制御方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and an illumination control method thereof that can improve contrast that decreases with improvement in moving image visibility.

本発明によれば、映像信号表示および非映像信号表示を周期的に行う液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する照明光源と、映像信号表示用に照明光源を点灯させ非映像信号表示用に照明光源を消灯させる光源制御部とを備え、光源制御部は映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルよりも大きな始動レベルに設定される駆動電圧を照明光源に印加するように構成される液晶表示装置が提供される。   According to the present invention, a liquid crystal display panel that periodically performs video signal display and non-video signal display, an illumination light source that illuminates the liquid crystal display panel, and an illumination light source that is turned on for video signal display and used for non-video signal display A light source control unit that turns off the illumination light source, and the light source control unit is configured to apply a drive voltage that is temporarily set to a starting level larger than the lighting level to the illumination light source when starting the video signal display. A display device is provided.

さらに本発明によれば、映像信号および非映像信号表示を周期的に行う液晶表示パネルと、液晶表示パネルを照明する照明光源とを備える液晶表示装置の照明制御方法であって、映像信号表示用に照明光源を点灯させ、非映像信号表示用に照明光源を消灯させ、映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルよりも大きな始動レベルに設定される駆動電圧を照明光源に印加する照明制御方法が提供される。   Furthermore, according to the present invention, there is provided an illumination control method for a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel that periodically displays video signals and non-video signals; and an illumination light source that illuminates the liquid crystal display panel. The illumination control method of turning on the illumination light source, turning off the illumination light source for non-video signal display, and applying a drive voltage that is temporarily set to a starting level higher than the lighting level to the illumination light source at the start of video signal display Is provided.

本願発明者の考察によれば、照明光源のブリンキング駆動を行った場合にこの照明光源の応答速度が遅いために、照明光源の光強度が駆動電圧の印加後に十分な値に達するまでに時間を要していることが確認された。上述の液晶表示装置および照明制御方法では、照明光源の駆動電圧が映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルよりも大きな始動レベルに設定される。このようにすると、照明光源の光強度が駆動電圧の印加直後に急峻に立ち上がるようになる。従って、照明光源の点灯期間が動画視認性の向上のために短くなった場合に低下するコントラストを改善することができる。   According to the inventor's consideration, since the response speed of the illumination light source is slow when blinking driving of the illumination light source is performed, it takes time for the light intensity of the illumination light source to reach a sufficient value after the drive voltage is applied. Was confirmed. In the above-described liquid crystal display device and illumination control method, the driving voltage of the illumination light source is temporarily set to a starting level that is higher than the lighting level at the start of video signal display. In this way, the light intensity of the illumination light source rises sharply immediately after the drive voltage is applied. Therefore, it is possible to improve the contrast that is lowered when the lighting period of the illumination light source is shortened to improve the visibility of the moving image.

以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1はこの液晶表示装置の回路構成を概略的に示す。液晶表示装置は液晶表示パネルDP、表示パネルDPを照明するバックライトBL、および表示パネルDPおよびバックライトBLを制御する表示制御回路CNTを備える。液晶表示パネルDPは一対の電極基板であるアレイ基板1および対向基板2間に液晶層3を挟持した構造である。液晶層3は例えばノーマリホワイトの表示動作のために液晶分子が予めスプレイ配向からベンド配向に転移されると共にベンド配向からスプレイ配向への逆転移が周期的に印加され黒表示となる電圧により阻止される液晶材料を含む。表示制御回路CNTはアレイ基板1および対向基板2から液晶層3に印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルDPの透過率を制御する。スプレイ配向からベンド配向への転移は電源投入時に表示制御回路CNTにより行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界を液晶に印加することにより得られる。   FIG. 1 schematically shows a circuit configuration of the liquid crystal display device. The liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel DP, a backlight BL that illuminates the display panel DP, and a display control circuit CNT that controls the display panel DP and the backlight BL. The liquid crystal display panel DP has a structure in which a liquid crystal layer 3 is sandwiched between an array substrate 1 and a counter substrate 2 which are a pair of electrode substrates. In the liquid crystal layer 3, for example, normally white liquid crystal molecules are preliminarily transitioned from the splay alignment to the bend alignment, and the reverse transition from the bend alignment to the splay alignment is periodically applied and blocked by a voltage resulting in black display. Liquid crystal material. The display control circuit CNT controls the transmittance of the liquid crystal display panel DP by the liquid crystal driving voltage applied from the array substrate 1 and the counter substrate 2 to the liquid crystal layer 3. The transition from the splay alignment to the bend alignment can be obtained by applying a relatively large electric field to the liquid crystal by a predetermined initialization process performed by the display control circuit CNT when the power is turned on.

図2は液晶表示パネルDPの断面構造を詳細に示す。アレイ基板1は、ガラス板等からなる透明絶縁基板GL、この透明絶縁基板GL上に形成される複数の画素電極PE、およびこれら画素電極PE上に形成される配向膜ALを含む。対向基板2はガラス板等からなる透明絶縁基板GL、この透明絶縁基板GL上に形成されるカラーフィルタ層CF、このカラーフィルタ層CF上に形成される共通電極CE、およびこの共通電極CE上に形成される配向膜ALを含む。液晶層3は対向基板2とアレイ基板1の間隙に液晶材料を充填することにより得られる。カラーフィルタ層CFは赤画素用の赤着色層、緑画素用の緑着色層、青画素用の青着色層、およびブラックマトリクス用の黒着色(遮光)層を含む。図2では、液晶分子がスプレイ配向した状態にある。また、液晶表示パネルDPはアレイ基板1および対向基板2の外側に配置される一対の位相差板RT、これら位相差板RTの外側に配置される一対の偏光板PL、およびアレイ基板1側の偏光板PLの外側に配置される光源用のバックライトBLを備える。アレイ基板1側の配向膜ALおよび対向基板2側の配向膜ALは互いに平行にラビング処理される。これにより、液晶分子のプレチルト角は約10°に設定される。   FIG. 2 shows the cross-sectional structure of the liquid crystal display panel DP in detail. The array substrate 1 includes a transparent insulating substrate GL made of a glass plate or the like, a plurality of pixel electrodes PE formed on the transparent insulating substrate GL, and an alignment film AL formed on the pixel electrodes PE. The counter substrate 2 is a transparent insulating substrate GL made of a glass plate or the like, a color filter layer CF formed on the transparent insulating substrate GL, a common electrode CE formed on the color filter layer CF, and on the common electrode CE. It includes an alignment film AL to be formed. The liquid crystal layer 3 is obtained by filling the gap between the counter substrate 2 and the array substrate 1 with a liquid crystal material. The color filter layer CF includes a red coloring layer for red pixels, a green coloring layer for green pixels, a blue coloring layer for blue pixels, and a black coloring (light-shielding) layer for black matrix. In FIG. 2, the liquid crystal molecules are in a splay alignment state. The liquid crystal display panel DP includes a pair of retardation plates RT arranged outside the array substrate 1 and the counter substrate 2, a pair of polarizing plates PL arranged outside the retardation plates RT, and the array substrate 1 side. A light source backlight BL is provided outside the polarizing plate PL. The alignment film AL on the array substrate 1 side and the alignment film AL on the counter substrate 2 side are rubbed in parallel with each other. Thereby, the pretilt angle of the liquid crystal molecules is set to about 10 °.

アレイ基板1では、複数の画素電極PEが透明絶縁基板GL上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Y(Y1〜Ym)が複数の画素電極PEの行に沿って配置され、複数のソース線X(X1〜Xn)が複数の画素電極PEの列に沿って配置される。これらゲート線Yおよびソース線Xの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Wが配置される。各画素スイッチング素子Wは例えばゲートがゲート線Yに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Xおよび画素電極PE間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Yを介して駆動されたときに対応ソース線Xおよび対応画素電極PE間で導通する。   In the array substrate 1, a plurality of pixel electrodes PE are arranged in a substantially matrix shape on the transparent insulating substrate GL. In addition, a plurality of gate lines Y (Y1 to Ym) are arranged along the rows of the plurality of pixel electrodes PE, and a plurality of source lines X (X1 to Xn) are arranged along the columns of the plurality of pixel electrodes PE. . A plurality of pixel switching elements W are arranged in the vicinity of the intersection position of the gate line Y and the source line X. Each pixel switching element W is formed of a thin film transistor in which the gate is connected to the gate line Y and the source-drain path is connected between the source line X and the pixel electrode PE, and corresponds to when driven through the corresponding gate line Y. Conduction is established between the source line X and the corresponding pixel electrode PE.

各画素電極PEおよび共通電極CEは例えばITO等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ALで覆われ、画素電極PEおよび共通電極CEからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層3の一部である画素領域と共に液晶画素PXを構成する。   Each pixel electrode PE and common electrode CE is made of a transparent electrode material such as ITO, for example, and is covered with an alignment film AL and controlled to a liquid crystal molecular arrangement corresponding to the electric field from the pixel electrode PE and common electrode CE. A liquid crystal pixel PX is configured together with a pixel region that is a part of the pixel area.

複数の液晶画素PXは各々画素電極PEおよび共通電極CE間に液晶容量CLCを有する。複数の補助容量線C1〜Cmは各々対応行の液晶画素PXの画素電極PEに容量結合して補助容量Csを構成する。補助容量Csは画素スイッチング素子Wの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。   Each of the plurality of liquid crystal pixels PX has a liquid crystal capacitance CLC between the pixel electrode PE and the common electrode CE. The plurality of auxiliary capacitance lines C1 to Cm are each capacitively coupled to the pixel electrode PE of the liquid crystal pixel PX in the corresponding row to form an auxiliary capacitance Cs. The auxiliary capacitor Cs has a sufficiently large capacitance value with respect to the parasitic capacitance of the pixel switching element W.

表示制御回路CNTは、複数のスイッチング素子Wを行単位に導通させるように複数のゲート線Y1〜Ymを順次駆動するゲートドライバYD、各行のスイッチング素子Wが対応ゲート線Yの駆動によって導通する期間において画素電圧Vsを複数のソース線X1〜Xnにそれぞれ出力するソースドライバXD、バックライトBLを駆動するバックライト駆動部LD、表示パネルDPの駆動用電圧を発生する駆動用電圧発生回路4、およびゲートドライバYD、ソースドライバXDおよびバックライト駆動部(インバータ)LDを制御するコントローラ回路5を備える。   The display control circuit CNT includes a gate driver YD that sequentially drives the plurality of gate lines Y1 to Ym so that the plurality of switching elements W are conducted in units of rows, and a period in which the switching elements W in each row are conducted by driving the corresponding gate lines Y. , A source driver XD for outputting the pixel voltage Vs to the plurality of source lines X1 to Xn, a backlight driver LD for driving the backlight BL, a driving voltage generating circuit 4 for generating a driving voltage for the display panel DP, and A controller circuit 5 that controls the gate driver YD, the source driver XD, and the backlight driver (inverter) LD is provided.

駆動用電圧発生回路4は、ゲートドライバYDを介して補助容量線Cに印加される補償電圧Veを発生する補償電圧発生回路6、ソースドライバXDによって用いられる所定数の階調基準電圧VREFを発生する階調基準電圧発生回路7、および共通電極CTに印加されるコモン電圧Vcomを発生するコモン電圧発生回路8を含む。コントローラ回路5は、外部信号源SSから入力される同期信号SYNCに基づいてゲートドライバYDに対する制御信号CTYを発生する垂直タイミング制御回路11、外部信号源SSから入力される同期信号SYNCに基づいてソースドライバXDに対する制御信号CTXを発生する水平タイミング制御回路12、外部信号源SSから入力される映像信号に黒信号(非映像信号)を追加する黒挿入駆動用の変換を行う映像処理回路13、および垂直タイミング制御回路11から出力される制御信号CTXおよび外部信号源SSからの黒挿入率設定信号BKSに基づいてバックライト駆動部(インバータ)LDを制御するインバータ制御回路14を含む。映像信号および黒信号は各行の液晶画素PX(水平画素ライン)に対する複数の画素データを含み、1フレーム期間(V=垂直走査期間)毎に更新される。制御信号CTYはゲートドライバYDに供給され、制御信号CTXは映像処理回路13から変換結果の画素データDOと共にソースドライバXDに供給される。制御信号CTYは複数のゲート線Y1〜Ymの駆動に必要とされるゲートドライバYDの垂直タイミング制御に用いられ、制御信号CTXは複数のソース線の駆動に必要とされるソースドライバXDの水平タイミング制御に用いられる。   The driving voltage generation circuit 4 generates a compensation voltage generation circuit 6 that generates a compensation voltage Ve applied to the auxiliary capacitance line C through the gate driver YD, and a predetermined number of gradation reference voltages VREF used by the source driver XD. And a common voltage generating circuit 8 for generating a common voltage Vcom applied to the common electrode CT. The controller circuit 5 includes a vertical timing control circuit 11 that generates a control signal CTY for the gate driver YD based on the synchronization signal SYNC input from the external signal source SS, and a source based on the synchronization signal SYNC input from the external signal source SS. A horizontal timing control circuit 12 that generates a control signal CTX for the driver XD, a video processing circuit 13 that performs conversion for black insertion driving to add a black signal (non-video signal) to a video signal input from the external signal source SS, and An inverter control circuit 14 that controls the backlight drive unit (inverter) LD based on the control signal CTX output from the vertical timing control circuit 11 and the black insertion rate setting signal BKS from the external signal source SS is included. The video signal and the black signal include a plurality of pixel data for the liquid crystal pixels PX (horizontal pixel lines) in each row, and are updated every frame period (V = vertical scanning period). The control signal CTY is supplied to the gate driver YD, and the control signal CTX is supplied from the video processing circuit 13 to the source driver XD together with the pixel data DO of the conversion result. The control signal CTY is used for vertical timing control of the gate driver YD required for driving the plurality of gate lines Y1 to Ym, and the control signal CTX is used for horizontal timing of the source driver XD required for driving the plurality of source lines. Used for control.

黒挿入駆動では、黒挿入書込みおよび映像信号書込みが各フレーム期間において所定数の水平画素ライン単位に行われる。このため、ゲートドライバYDは黒挿入書込(非映像信号書込)用に複数のゲート線Y1〜Ymを所定本数ずつ並列的に駆動すると共に映像信号書込用に複数のゲート線Y1〜Ymを所定本数ずつ順次駆動するように制御信号CTYによって制御される。また、ソースドライバXDは変換結果として映像処理回路13から直列に出力される各行の液晶画素PXに対する画素データDOを階調基準電圧VREFを用いて画素電圧に変換しこれら画素電圧により複数のソース線X1〜Xnを並列的に駆動しこれら画素電圧の極性を周期的に反転するように制御信号CTXによって制御される。画素電圧は共通電極CEのコモン電圧Vcomを基準として画素電極PEに印加される電圧である。ここでは、第1水平画素ラインの黒挿入書込みから第1水平画素ラインの映像信号書込までの黒挿入期間となり、1フレーム期間に対する黒挿入期間の割合、すなわち黒挿入率は50%程度に設定される。   In black insertion driving, black insertion writing and video signal writing are performed in units of a predetermined number of horizontal pixel lines in each frame period. For this reason, the gate driver YD drives a plurality of gate lines Y1 to Ym in parallel for a black insertion writing (non-video signal writing) in parallel and a plurality of gate lines Y1 to Ym for video signal writing. Are controlled by a control signal CTY so as to sequentially drive a predetermined number. Further, the source driver XD converts pixel data DO for the liquid crystal pixels PX in each row output in series from the video processing circuit 13 as a conversion result into a pixel voltage using the gradation reference voltage VREF, and a plurality of source lines are converted by these pixel voltages. The control signals CTX are controlled so as to drive X1 to Xn in parallel and periodically invert the polarities of these pixel voltages. The pixel voltage is a voltage applied to the pixel electrode PE with reference to the common voltage Vcom of the common electrode CE. Here, the black insertion period is from black insertion writing of the first horizontal pixel line to video signal writing of the first horizontal pixel line, and the ratio of the black insertion period to one frame period, that is, the black insertion rate is set to about 50%. Is done.

図3は図1に示すバックライトBLおよび液晶表示パネルDPの関係を示す。図3に示す表示画面DSはマトリクス状に配置された複数の液晶画素PXにより構成されている。バックライトBLは表示パネルDPの背面において複数の液晶画素PXの行に平行に所定ピッチで並べられる例えばk個のランプ光源LPからなる。これらランプ光源LPは画面DSを縦方向において等しく区分した複数の表示領域を主としてそれぞれ照明する。これらランプ光源LPの各々は放電灯である1本の冷陰極管(CCFL)で構成される。実際の表示パネルDPでは、画面DSが例えば24個の表示領域に区分され、各表示領域が約25行(ライン)分の液晶画素PXを含むように設定される。この場合、24本の冷陰極管の各々が約25行(ライン)分の液晶画素PXを照明対象として照明する。尚、各ランプ光源LPを複数本の冷陰極管で構成することも可能である。   FIG. 3 shows the relationship between the backlight BL and the liquid crystal display panel DP shown in FIG. The display screen DS shown in FIG. 3 includes a plurality of liquid crystal pixels PX arranged in a matrix. The backlight BL includes, for example, k lamp light sources LP arranged at a predetermined pitch in parallel with the rows of the plurality of liquid crystal pixels PX on the back surface of the display panel DP. These lamp light sources LP mainly illuminate a plurality of display areas in which the screen DS is equally divided in the vertical direction. Each of these lamp light sources LP is composed of one cold cathode tube (CCFL) which is a discharge lamp. In the actual display panel DP, the screen DS is divided into, for example, 24 display areas, and each display area is set to include liquid crystal pixels PX for approximately 25 rows (lines). In this case, each of the 24 cold-cathode tubes illuminates about 25 rows of liquid crystal pixels PX as an illumination target. Each lamp light source LP may be composed of a plurality of cold cathode tubes.

インバータ制御回路14は複数のランプ光源LPの各々を対応表示領域(具体的には、中央の水平画素ライン)の映像信号表示期間および黒挿入期間に整合して点滅させる制御をバックライト駆動部LDに対して行う。この結果、複数のランプ光源LPは所定の時間差で順次点灯および消灯することになる。例えば50%の黒挿入率が黒挿入率設定信号BKSにより設定される場合には、映像信号表示期間および黒挿入期間がそれぞれ1フレーム期間に対して50%の長さに設定され、バックライト駆動部LDが黒挿入期間の開始タイミング(=映像信号表示期間の終了タイミング)でランプ光源LPを消灯させ、黒挿入期間の終了タイミング(=映像信号表示期間の開始タイミング)でランプ光源LPを点灯させる。   The inverter control circuit 14 controls the backlight driver LD so that each of the plurality of lamp light sources LP blinks in accordance with the video signal display period and the black insertion period of the corresponding display area (specifically, the central horizontal pixel line). To do. As a result, the plurality of lamp light sources LP are sequentially turned on and off at a predetermined time difference. For example, when a black insertion rate of 50% is set by the black insertion rate setting signal BKS, the video signal display period and the black insertion period are each set to a length of 50% with respect to one frame period, and the backlight driving is performed. The section LD turns off the lamp light source LP at the start timing of the black insertion period (= end timing of the video signal display period), and turns on the lamp light source LP at the end timing of the black insertion period (= start timing of the video signal display period). .

図4はバックライト駆動部LDが従来形式で駆動電圧を出力した場合に得られるランプ光源LPの応答波形を比較例として示す。バックライト駆動部LDは図4に示すような波形の高周波電圧をランプ光源LPの駆動電圧として出力する。ランプ光源LPは、駆動電圧が点灯レベルVonに立ち上がることにより点灯し、消灯レベルVoffに立ち下がることにより消灯する。駆動電圧は映像信号表示期間の長さだけ点灯レベルVonに維持され、黒挿入期間の長さだけ消灯レベルVoffに維持される。しかしながら、ランプ光源LPの光強度は図4に示すように駆動電圧の波形に対応する理想的な応答波形に対して大幅に遅れて遷移する。有効な照明光量は光強度を映像信号表示期間について積分して求められるが、その積分値は理想的な応答波形の場合に比べて著しく低下している。   FIG. 4 shows, as a comparative example, the response waveform of the lamp light source LP obtained when the backlight drive unit LD outputs a drive voltage in the conventional format. The backlight driver LD outputs a high-frequency voltage having a waveform as shown in FIG. 4 as a driving voltage for the lamp light source LP. The lamp light source LP is turned on when the driving voltage rises to the lighting level Von, and is turned off when the driving voltage falls to the turn-off level Voff. The drive voltage is maintained at the lighting level Von for the length of the video signal display period, and is maintained at the extinguishing level Voff for the length of the black insertion period. However, as shown in FIG. 4, the light intensity of the lamp light source LP changes with a great delay from the ideal response waveform corresponding to the waveform of the drive voltage. The effective illumination light amount is obtained by integrating the light intensity over the video signal display period, but the integrated value is significantly lower than that of an ideal response waveform.

このため、バックライト駆動部LDは図5に示すような波形の高周波電圧をランプ光源LPの駆動電圧として出力するように構成されている。駆動タイミングについては、図3に示す比較例と同様である。すなわち、ランプ光源LPは駆動電圧が点灯レベルVonに立ち上がることにより点灯し、消灯レベルVoffに立ち下がることにより消灯する。また、駆動電圧は映像信号表示期間の長さだけ点灯レベルVonに維持され、黒挿入期間の長さだけ消灯レベルVoffに維持される。これに対し、駆動電圧は映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルVonよりも大きな始動レベルVhに設定されるため、ランプ光源LPの光強度は図5に示すように駆動電圧の波形に対応する理想的な応答波形に対して大幅に遅れずに遷移する。図5では、高周波電圧の周波数が39kHz、始動レベルVhが点灯レベルVonの120%、始動レベル期間Thが映像信号表示期間の24%にそれぞれ設定されている。この結果、有効な照明光量は理想的な応答波形の場合に比べて著しく低下しない。   For this reason, the backlight drive unit LD is configured to output a high-frequency voltage having a waveform as shown in FIG. 5 as a drive voltage of the lamp light source LP. The drive timing is the same as in the comparative example shown in FIG. That is, the lamp light source LP is turned on when the driving voltage rises to the lighting level Von, and is turned off when the driving voltage falls to the extinguishing level Voff. The drive voltage is maintained at the lighting level Von for the length of the video signal display period, and is maintained at the extinguishing level Voff for the length of the black insertion period. On the other hand, since the driving voltage is temporarily set to a starting level Vh that is higher than the lighting level Von at the start of video signal display, the light intensity of the lamp light source LP corresponds to the waveform of the driving voltage as shown in FIG. Transition to an ideal response waveform without significant delay. In FIG. 5, the frequency of the high frequency voltage is set to 39 kHz, the start level Vh is set to 120% of the lighting level Von, and the start level period Th is set to 24% of the video signal display period. As a result, the effective illumination light quantity is not significantly reduced as compared with an ideal response waveform.

以上のように本実施形態によれば、ランプ光源LPの駆動電圧が映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルVonよりも大きな始動レベルVhに設定されるため、ランプ光源LPの光強度が駆動電圧の印加直後に急峻に立ち上がるようになる。従って、ランプ光源LPの点灯期間が動画視認性の向上のために短くなった場合に低下するコントラストを改善することができる。コントラストを実際に測定してみると、490という値が得られた。この値は、20%の黒挿入率で得られる値とほぼ同等である。   As described above, according to the present embodiment, since the driving voltage of the lamp light source LP is temporarily set to the starting level Vh that is higher than the lighting level Von when the video signal display is started, the light intensity of the lamp light source LP is driven. It starts to rise sharply immediately after the voltage is applied. Therefore, it is possible to improve the contrast which is lowered when the lighting period of the lamp light source LP is shortened for improving the visibility of the moving image. When the contrast was actually measured, a value of 490 was obtained. This value is almost equivalent to the value obtained with a black insertion rate of 20%.

尚、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能である。   In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can deform | transform variously in the range which does not deviate from the summary.

上述の実施形態では、ランプ光源LPの駆動電圧が映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルVonよりも大きな始動レベルVhに設定されたが、ランプ光源LPの駆動電圧の立上り開始タイミングを図5に示す光強度の立上りの遷移に要する応答時間を越えない範囲で僅かに早めることも有効であり、この結果としてさらに良好なコントラストを得ることができる。   In the above-described embodiment, the driving voltage of the lamp light source LP is temporarily set to the starting level Vh that is temporarily higher than the lighting level Von at the start of the video signal display. It is also effective to slightly advance within a range that does not exceed the response time required for the transition of the rising of the light intensity shown in FIG. 3, and as a result, a better contrast can be obtained.

また、上述の実施形態では、OCBモードの液晶表示パネルDPが用いられたが、本発明は映像信号表示および非映像信号表示を周期的に行う他の液晶表示パネルに適用することもできる。但し、OCBモードのように応答速度の速い液晶モードのほうがより効果的である。   In the above-described embodiment, the OCB mode liquid crystal display panel DP is used. However, the present invention can also be applied to other liquid crystal display panels that periodically perform video signal display and non-video signal display. However, the liquid crystal mode with a fast response speed such as the OCB mode is more effective.

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示す図である。It is a figure which shows schematically the circuit structure of the liquid crystal display device which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す液晶表示パネルの断面構造を示す図である。It is a figure which shows the cross-section of the liquid crystal display panel shown in FIG. 図1に示すバックライトおよび表示パネルの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the backlight shown in FIG. 1, and a display panel. 図1に示すバックライト駆動部から従来形式で駆動電圧を出力した場合に得られるランプ光源の応答波形を比較例として示す図である。It is a figure which shows the response waveform of the lamp light source obtained when a drive voltage is output with the conventional format from the backlight drive part shown in FIG. 1 as a comparative example. 図1に示すバックライト駆動部から実際に出力される駆動電圧を印加したランプ光源の応答波形を示す図である。It is a figure which shows the response waveform of the lamp light source which applied the drive voltage actually output from the backlight drive part shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…アレイ基板、2…対向基板、3…液晶層、4…駆動用電圧発生回路、5…コントローラ回路、6…補償電圧発生回路、7…階調基準電圧発生回路、8…コモン電圧発生回路、11…垂直タイミング制御回路、12…水平タイミング制御回路、13…画像データ変換回路、14…インバータ制御回路、BL…バックライト、LP…バックライト光源、DP…液晶表示パネル、PE…画素電極、CE…共通電極、CLC…液晶容量、Cs…補助容量、PX…液晶画素、W…スイッチング素子、Y…ゲート線、X…ソース線、CNT…表示制御回路、LD…バックライト駆動部、YD…ゲートドライバ、XD…ソースドライバ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Array substrate, 2 ... Opposite substrate, 3 ... Liquid crystal layer, 4 ... Drive voltage generation circuit, 5 ... Controller circuit, 6 ... Compensation voltage generation circuit, 7 ... Tone reference voltage generation circuit, 8 ... Common voltage generation circuit , 11 ... Vertical timing control circuit, 12 ... Horizontal timing control circuit, 13 ... Image data conversion circuit, 14 ... Inverter control circuit, BL ... Back light, LP ... Back light source, DP ... Liquid crystal display panel, PE ... Pixel electrode, CE ... Common electrode, CLC ... Liquid crystal capacitor, Cs ... Auxiliary capacitor, PX ... Liquid crystal pixel, W ... Switching element, Y ... Gate line, X ... Source line, CNT ... Display control circuit, LD ... Backlight drive unit, YD ... Gate driver, XD ... Source driver.

Claims (8)

映像信号表示および非映像信号表示を周期的に行う液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明光源と、前記映像信号表示用に前記照明光源を点灯させ前記非映像信号表示用に前記照明光源を消灯させる光源制御部とを備え、前記光源制御部は前記映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルよりも大きな始動レベルに設定される駆動電圧を前記照明光源に印加するように構成されることを特徴とする液晶表示装置。   A liquid crystal display panel that periodically performs video signal display and non-video signal display, an illumination light source that illuminates the liquid crystal display panel, and the illumination light source that is lit to display the video signal and the illumination that displays the non-video signal A light source control unit that turns off the light source, and the light source control unit is configured to apply a driving voltage, which is temporarily set to a starting level higher than a lighting level, to the illumination light source when starting the video signal display. A liquid crystal display device. 前記照明光源は前記液晶表示パネルを区分した複数の表示領域をそれぞれ照明する複数のランプ光源を含み、前記光源制御部は前記複数のランプ光源を所定の時間差で順次点灯させるように構成されることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The illumination light source includes a plurality of lamp light sources that respectively illuminate a plurality of display areas dividing the liquid crystal display panel, and the light source control unit is configured to sequentially turn on the plurality of lamp light sources at a predetermined time difference. The liquid crystal display device according to claim 1. 前記液晶表示パネルは、液晶層が一対の基板間に挟持されると共に液晶分子が前記液晶層内でベンド配向した構造を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display panel has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates and liquid crystal molecules are bend-aligned in the liquid crystal layer. 前記非映像信号表示は黒または黒に近い中間調表示であることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the non-video signal display is black or a halftone display close to black. 映像信号および非映像信号表示を周期的に行う液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明光源とを備える液晶表示装置の照明制御方法であって、前記映像信号表示用に前記照明光源を点灯させ、前記非映像信号表示用に前記照明光源を消灯させ、前記映像信号表示の開始に際して一時的に点灯レベルよりも大きな始動レベルに設定される駆動電圧を前記照明光源に印加することを特徴とする照明制御方法。   An illumination control method for a liquid crystal display device comprising: a liquid crystal display panel that periodically displays video signals and non-video signals; and an illumination light source that illuminates the liquid crystal display panel, wherein the illumination light source is used for displaying the video signal. The illumination light source is turned off for displaying the non-video signal, and a driving voltage that is temporarily set to a starting level larger than the lighting level is applied to the illumination light source at the start of the video signal display. Lighting control method. 前記照明光源として前記液晶表示パネルを区分した複数の表示領域をそれぞれ照明する複数のランプ光源を所定の時間差で順次点灯させることを特徴とする請求項5に記載の照明制御方法。   6. The illumination control method according to claim 5, wherein a plurality of lamp light sources that respectively illuminate a plurality of display areas obtained by dividing the liquid crystal display panel as the illumination light source are sequentially turned on at a predetermined time difference. 前記液晶表示パネルは、液晶層が一対の基板間に挟持されると共に液晶分子が前記液晶層内でベンド配向した構造を有することを特徴とする請求項5に記載の照明制御方法。   The illumination control method according to claim 5, wherein the liquid crystal display panel has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates and liquid crystal molecules are bend-aligned in the liquid crystal layer. 前記非映像信号表示は黒または黒に近い中間調表示であることを特徴とする請求項5に記載の照明制御方法。   6. The illumination control method according to claim 5, wherein the non-video signal display is black or halftone display close to black.
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JP2009031755A (en) * 2007-06-25 2009-02-12 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Liquid crystal display device
JP2009223286A (en) * 2008-03-14 2009-10-01 Beijing Boe Optoelectronics Technology Co Ltd Liquid crystal display driving device and driving method

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