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JP2004012969A - Liquid crystal display - Google Patents

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JP2004012969A JP2002168486A JP2002168486A JP2004012969A JP 2004012969 A JP2004012969 A JP 2004012969A JP 2002168486 A JP2002168486 A JP 2002168486A JP 2002168486 A JP2002168486 A JP 2002168486A JP 2004012969 A JP2004012969 A JP 2004012969A
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田畑 伸
Kyoichiro Oda
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Abstract

【課題】応答速度の遅いTN型液晶を用いてもゴーストを除去し、インターレース方式のTV信号により高画質の動画表示を行うことができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】基板上に、液晶を駆動するため上記液晶を挟んで対向するように配置された第1電極及び第2電極と、上記液晶が配置された基板の側と反対側に配置されたバックライトと、このバックライトと、上記第1電極の上記液晶と対向する側と反対側に配置された第1偏光手段と、上記基板と上記バックライトとの間に配置された第2偏光手段と、上記第1偏光手段と上記液晶との間に配置され、透過する直線偏光の向きが上記第1偏光板の透過する直線偏光の向きと平行になるよう揃えられて設けられた第1反射偏光板とを備えた液晶表示装置を構成している。。
【選択図】   図1
A liquid crystal display device capable of removing a ghost even when using a TN type liquid crystal having a slow response speed and capable of displaying a high-quality moving image by an interlaced TV signal.
A first electrode and a second electrode are disposed on a substrate so as to oppose each other with the liquid crystal interposed therebetween for driving the liquid crystal, and are disposed on a side opposite to the substrate on which the liquid crystal is disposed. A backlight; a first polarizing means disposed on a side of the first electrode opposite to a side facing the liquid crystal; a second polarizing means disposed between the substrate and the backlight; And a first reflection disposed between the first polarizing means and the liquid crystal and arranged so that the direction of the transmitted linearly polarized light is parallel to the direction of the transmitted linearly polarized light of the first polarizing plate. The liquid crystal display device includes a polarizing plate. .
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置の画質向上に関し、詳細には、インターレース方式のテレビジョン信号を表示するアクティブマトリックス型の液晶表示装置における動画品質の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置(以下、LCDと記載する。)は、高精細、低消費電力、省スペースといった特徴を有しており、コンピュータモニタやテレビジョン表示装置等の様々な用途において全面的に陰極線管(以下、CRTと記載する。)に代替することが期待されている。しかし、LCDは、CRTに比べて動画表示における画質が十分でないことから、動画品質の向上が求められており、特に、テレビジョン表示装置への応用に際しては、現行のテレビジョン信号に基づく動画を高画質に表示できることが必要となる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
LCDの動画表示における問題は、第1に、暗い背景の中に部分的に明るい箇所がある画像を表示する場合、周囲と比べてメリハリのある明るい点の描画を少ない電力で表示することが出来ない点と、第2に動画の精細度が悪い点である。
【0004】
まず、少ない電力で部分的な明るい点を映せないのは、描画の原理が画素毎の発光でなく、裏面の均一な明るさのバックライトから出た光のパネル透過率を画素毎に印加する電圧で変わる液晶のリタデーションで調整することに起因している。すなわち、最大輝度はバックライトの最大輝度とパネルの最大透過率で制限されてしまう。このため、輝度が面内で均一なバックライトと透過率が均一な液晶パネルを用いる従来の液晶表示装置の場合、画面の各場所の最大輝度は表示する画像によらずある値に限定されてしまう。このため、薄暗い背景に白い点がある場合、白い点の輝度を高めるためには、バックライト全体の輝度を高める必要があるため、バックライトへの投入電力が増える。
これに対し、CRTでは、薄暗い背景に白い点がある場合、白い点の輝度を高めるためには白い点を描画するタイミングのカソード電力を増大させればよいだけであるので、投入電力が少なくてすむ。
【0005】
次に動画精細度が悪い理由は以下の点にあるとされている。まず、図9の(a)に示すように、黒い背景中を白い物体50がある方向に移動する画面を表示する場合、LCDでは、図9の(b)に示すように観視者に物体50の輪郭がぼけて知覚される「動きぼけ」が発生する。また、図9の(c)に示すように移動前の物体50の残像51が知覚される「ゴースト」も発生する。なお、図中の例えば白→黒という記載は物体50の移動に伴い、画面が白から黒に変わることを示している。
【0006】
こうした動画表示上の問題は、一つには、信号に対する液晶の応答時間が長いことに起因する。現在一般に用いられているツイステッドネマチック型(以下、TN型と記載する。)やスーパ・スイステッド・ネマチック型(以下、STN型と記載する。)のLCDにおいては、液晶に電界を印加してから液晶分子の配列が変化して所望の光透過率に達するまでの電気光学応答時間が、一般的なテレビジョン信号のフィールド周期である16.7msecよりも数倍長いため、1フィールド期間内に動き部分の光学応答が完了しない。このため、液晶の光学応答の遅れが、「動きぼけ」や「ゴースト」として視認されてしまう。
【0007】
また、LCDが、次のフレームの画像情報に書き換えられるまで発光を続けるホールド型であることも、動画に対する表示品質が低い原因であるとされている。LCDとして多く用いられている薄膜トランジスタ型(以下、TFT型と記載する。)LCDは、液晶に電界を印加することにより蓄えられた電荷が次に電界を印加するまで比較的高い割合で保持される。このため、図10の(a)に示すように、LCDの各画素は次のフレームの画像情報に基づく電界印加により書き換えられるまで発光を続ける。一方、電子ビームを走査して蛍光体を発光させて表示を行うCRT型の表示装置においては、図10の(b)に示すように、各画素の発光は概ねインパルス状となる。したがって、LCDは、CRTに比べて画像表示光の時間周波数特性が低く、それに伴い空間周波数特性も低下して観視画像のぼけを生じる。
【0008】
LCDの動画表示における画質を向上するため、バックライトを分割して駆動することが、例えば特開平11−202286号公報に開示されている。図11は、その装置構成を示すブロック図である。液晶パネルの背面に配置されたバックライト54を複数の発光領域54a〜54dに分割し、対応する領域の液晶パネルの画像書きこみ操作に対して一定の時間遅延を持たせながら、各発光領域54a〜54dにある放電ランプ56を、点灯制御回路60、インバータ61によって順次発光させる。
【0009】
図12は、このような液晶表示装置における液晶の光学応答とバックライト発光タイミングの関係を示すタイミング図である。図12において、上段は液晶への書き込み電圧、中段は液晶の光学応答、下段はバックライトの発光タイミングを示す。現行のテレビジョン信号であるインターレース信号を表示する場合を例に説明する。インターレース信号を表示する場合、1フレーム(=1画面)の表示期間を偶数フィールドと奇数フィールドに分け、偶数フィールドに偶数行(2n行、nは正の整数)のみを走査し、奇数フィールドに奇数行((2n+1)行)のみを走査する。
【0010】
まず、偶数フィールドにおいて、黒信号から白信号に書き換えられた2n行目の画素の液晶光学応答64は、書き換え直後のフィールド期間中に輝度が大きく増加し、その後、数フィールドをかけて完全な白表示となる。続く奇数フィールドにおいて、黒信号から白信号に書き換えられた(2n+1)行目の画素の液晶光学応答65は、1フィールド期間(約16msec)ずれて2n行目の画素と同様の挙動を示す。
【0011】
バックライトは、図11の下段に示すように、偶数フィールド及び奇数フィールドの各々において、画像信号の書き換えから一定の遅延時間が経過した後の所定期間にのみ点灯する。これにより、液晶光学応答の変化の途中経過が観視者にあまり見えず、また、各画素の発光がインパルス状に近くなるため、動画表示における画質が向上する。
【0012】
しかし、上記従来の液晶表示装置では、前述の動画表示における問題点のうち、「動画ぼけ」は改善されるものの、「ゴースト」を十分に消すことができない。図9の(c)に示すように、ゴーストが生じる原因は、黒画像から白画像に書き換えられる領域52と白画像から白画像に書き換えられる領域53との間に、液晶応答時間の違いに基づくコントラスト差が生じることにある。しかし、一般的なTN型液晶の応答時間はフィールド期間よりも数倍長いため、図12に示すように、黒画像から白画像に書き換えられる領域52に対応する液晶光学応答64と、白画像から白画像に書き換えられる領域53に対応する液晶光学応答66との間には、バックライトが点灯する期間においても輝度差が存在する。この輝度差が完全に解消するのは、書き換えを行ってから数フィールド後である。したがって、バックライトの点灯期間をいくら短く制限しても、ゴーストが残ってしまう。
【0013】
そこで、この発明は、応答速度の遅いTN型液晶等を用いてもゴーストを除去することができ、インターレース方式テレビジョン信号に基づいてメリハリのある高画質な動画表示を少ない消費電力で可能とするアクティブマトリックス型の液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
この発明の第1の構成による液晶表示装置は、基板上に、液晶を駆動するため上記液晶を挟んで対向するように配置された第1電極及び第2電極と、上記液晶が配置された基板の側と反対側に配置されたバックライトと、このバックライトと、上記第1電極の上記液晶と対向する側と反対側に配置された第1偏光手段と、上記基板と上記バックライトとの間に配置された第2偏光手段と、上記第1偏光手段と上記液晶との間に配置され、透過する直線偏光の向きが上記第1偏光板の透過する直線偏光の向きと平行になるよう揃えられて設けられた第1反射偏光板とを備えている。
【0015】
この発明の第2の構成による液晶表示装置は、上記液晶と上記第1偏光手段との間にカラーフィルターを備え、該カラーフィルターと上記液晶との間に、上記第1反射偏光板を備えている。
【0016】
この発明の第3の構成による液晶表示装置は、上記バックライトと上記第2偏光板との間に、透過する直線偏光の向きが上記偏光板の直線偏光を透過する向きと平行になるよう揃えられて設けられた第2反射偏光板を備えている。
【0017】
この発明の第4の構成による液晶表示装置は、マトリックス状に配列した画素と各画素に接続したスイッチ手段とを有する画像表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素をラインごとに選択して一画面の走査を行う行駆動回路と、前記走査に同期して、選択されたラインの画素に、偶数フィールドと奇数フィールドからなるインターレース方式の画素信号を書き込む列駆動回路とを備え、偶数フィールドにおいて、偶数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、奇数ラインの画素に各画素の電位を揃えるための消去信号を書き込み、奇数フィールドにおいて、奇数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、偶数ラインの画素に消去信号を書き込むようにしている。
【0018】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1による液晶表示装置の液晶セル1画素の平面輝度分布と断面構造を示す模式図である。
図1の(A)は、1画素の輝度分布を示し、a、b、及びcは分割されたそれぞれのR、G、及びBの色サブ画素(以下サブ画素と記載する。)を示している。この画面では、サブ画素a、bは黒表示(透過率が0)、サブ画素cは白表示(透過率が最大)されている場合を示している。
図1の(B)において、101は表示面側となる第1偏光板(第1偏光手段)であり、第1ガラス基板102上に貼り付けられ、第1ガラス基板102の裏側にはカラーフィルター(以下ではCFと記載する。)103、第1反射偏光板104、さらに、第1透明電極105が順に配置されている。106は上記第1ガラス基板102と第2ガラス基板108とにより形成されたセルに保持された液晶である。ここで、例えば、第1反射偏光板104としては、住友スリーエム社のDBEFシートなどが使用できる。
第2ガラス基板108の液晶106と面する前面側には、CF103のサブ画素に分割されたCF103に対応して第2透明電極107a、107b、107cが形成されている。第2ガラス基板108の背面側には、第2偏光板(第2偏光手段)109、第2反射偏光板111が順次配置され、さらにその背後にはバックライト110が位置し、このバックライト110の、側面側には光源112、背面側には反射板113が配置されている。
【0019】
ここで、第1反射偏光板104は透過する直線偏光の向きが第1偏光板101の透過する直線偏光の向きと平行になるよう揃えられて設けられており、第1偏光板101と第2偏光板109は、それぞれの透過する直線偏光の向きが直交する角度に配置されている。また、第2偏光板109と第2反射偏光板111は、それぞれの透過する直線偏光の向きが平行な角度に配置されている。
液晶106は、TN型液晶であり、画素分割された第2透明電極107a〜107cと第1透明電極105との間に印加される電界で駆動され、通常は電圧を印加した状態で液晶106のリタデーションが0になり、電圧を印加しない場合に、リタデーションが大きくなり液晶106に入射した直線偏光の角度が90度回転するように、液晶106の光学特性、厚さ、配向処理、印加電圧値が決められている。
【0020】
この場合、サブ画素aとbでは電圧が印加され透過率が低い黒表示を、そしてサブ画素cでは電圧が印加されておらず透過率が高い白表示をするよう設定されている。
このように形成された液晶表示装置において、バックライト110から出た光源112からの光は、第2反射偏光版111と第2偏光板109で直線偏光になり、液晶106に入る。ここで、サブ画素cに対応する位置の液晶セルに入った直線偏光Pは、電圧が印加されていない液晶106のリタデーションにより直線偏光の向きが90度回転して第1反射偏光板104に到達し、反射されることなくこれを通過し、CF103で余分な波長の光を吸収除去することにより着色されて、さらに、第1偏光板を通過して観察者に視認される。
これに対し、サブ画素bに対応する液晶セル106に入った直線偏光Qは、電圧を印加された液晶106のリタデーションが0であるためそのままの向きで第1反射偏光板104に到達するため第1反射偏光版104で反射され、さらに第2偏光板109を通過してバックライト110まで戻り、反射板113で反射され、再びバックライト光Rとして出光する。この時、CF103を通過していないため吸収ロスが無く、サブ画素bに対応する液晶に侵入した光の大部分が再びバックライトに戻ることになる。このため、背景が全体的に暗い場合、実効的にバックライト110の輝度は高くなり、サブ画素cの輝度を、バックライトの実効輝度に比例して高くすることができる。
【0021】
この時、バックライト110と第2偏光板109との間に第2反射偏光板111があるので、バックライト110の底面で反射して第2反射偏光板111へ向かう光Uが第2反射偏光板111で反射され、バックライト110に戻り、バックライト110の底面で反射され、反射光Vは偏光面が回転されるため、第2反射偏光板111と第2偏光板109とを透過する成分を持ち、第2反射偏光板111と第2偏光板109(これら偏光面は互いに並行になるように配置されている。)を透過してサブ画素cに対応する第2透明電極107cへ導入され、再利用される。仮に第2反射偏光板111がないときは、上記光Uは第2偏光板109に吸収される。よって、第2反射偏光板111により光の吸収がさらに減少し光の有効な再利用が盛んになるため、黒い背景に囲まれた白い点であるサブ画素cの輝度の増大効果はさらに高まる。
以上で説明した実施の形態1によれば、全体の背景が暗く局所的に明るい点がある画像で、暗い背景箇所に相当する画素で第1偏光板101により吸収されるはずの光が、CFで光を吸収される前に第1反射偏光板104でバックライト110に返され、バックライト輝度が実質的に増加するため、局所的な明るい箇所の輝度が増大する。
【0022】
実施の形態2.
図2は、この発明の実施の形態2による液晶表示装置の液晶セル1画素の平面輝度分布と断面構造を示す模式図である。
図2の(A)は、1画素の輝度分布を示し、a、b、及びcは分割されたそれぞれのサブ画素を示している。この画面では、サブ画素a、bは黒表示、サブ画素cは白表示されている場合を示している。
図2の(B)において、図1の(B)と同一の符号は、同一叉は相当部分を示す。すなわち、第1偏光板101、第1ガラス基板102、第1透明電極104、液晶106、第2透明電極107a〜107c、第2ガラス基板108、第2偏光板109、バックライト110、光源112、反射板113は図1の(B)と同一の構成である。カラーフィルタCF103、第1反射偏光板104が図1の(B)では、第1ガラス基板102と第1透明電極105との間に配置されているのに対し、この実施の形態2では、第1偏光板101と第1ガラス基板102との間に配置され、実施の形態1における第2反射偏光板111がない点が相違している。
また、第1反射偏光板104は、透過する直線偏光の向きが第1偏光板101の直線偏光を透過する向きと平行になるよう揃えられて設けられており、第1偏光板101と第2偏光板109は、それぞれの透過する直線偏光の向きが直交する角度に配置されているのは実施の形態1と同様である。液晶106は、TN型液晶であり、サブ画素に対応するように分割された第2透明電極107a〜107cと第1透明電極105との間に印加される電界で駆動され、電圧を印加した状態で、リタデーションが0になり、電圧を印加しない場合にリタデーションが大きくなり直線偏光の角度が90度回転するよう形成されている点も実施の形態1と同様である。
【0023】
ここで、サブ画素a、bでは電圧が印加され、透過率が低い黒表示を、サブ画素cでは電圧が印加されておらず透過率が高い白表示をするように設定されている。バックライト110から出た光源112からの光は、第2偏光板109で直線偏光になり、液晶106へ入る。ここで、サブ画素cに対応する位置の液晶セルに入った直線偏光Pは電圧が印加されていない液晶106のリタデーションにより直線偏光の向きが90度回転して第1反射偏光板104に到達し、反射せずにこれを通過し、CF103で余分な波長の光を吸収し、第1偏光板101を通過て観察者に視認される。
一方、サブ画素bに対応する液晶セルに入った直線偏光Qは、電圧を印加された液晶106のリタデーションが0であるためそのままの向きで第1反射偏光板104に到達しこの第1反射偏光板104で反射され、さらに第2偏光板109を通過しバックライト110まで戻り、反射板113で反射され、再びバックライト110から出光する。このバックライト光Rはサブ画素cに対応する第2透明電極107c、及びCF103を通過する。よって、背景が全体的に暗い場合、実効的にバックライト110の輝度は高くなり、サブ画素cの輝度を、バックライトの輝度に比例して高くすることができる。
【0024】
バックライト110と第2偏光板109の間に、実施の形態1の第2反射偏光板111を設置しておけば、実施の形態1と同様に、バックライト110と液晶セル106との間での光の吸収がさらに減少し、より高い第1反射偏光板104によるサブ画素cの輝度を増大することができる。特に、サブ画素cのように、近傍を透過率の低い黒表示が素に囲まれた白表示画素の輝度増大効果は大きい。
【0025】
ここで、実施の形態2の場合は、第1ガラス基板102と第2ガラス基板108で囲まれた液晶セルの構成は、従来の白黒LCDの構造と変わらないため、製造過程におけるセルギャップの均一化などは容易である。
ここで、カラー表示を実現する方法として、CFを使う面積混色法に対し、三源色光源とそれに対応した白黒表示フイールドで実現するフィールドシーケンシャル方式のカラー表示方法があるが、この実施の形態2は、このフィールドシーケンシャル方式のカラー表示方法にも、CFによる光の吸収がないため、有効である。なお、上記実施の形態1、下記実施の形態3、4についても同様である。
【0026】
実施の形態3.
図3はこの発明の実施の形態3による液晶セルの1画素の平面輝度分布と断面構造を示す模式図である。図2と同一符号は、同一叉は相当部分を示す。なお、バックライト110、光源112、反射板113は記載していない。
実施の形態2の液晶表示装置において、画素サイズに比べ、第1ガラス基板102の厚さが厚い場合は第2透明電極107とCF103の距離が離れてしまうため、バックライト110からでる光、すなわち図2の(B)に示す光P及びRが液晶層106に対して垂直でなく傾いている場合、図3に示すように隣のサブ画素bに入り、色滲みを引き起こす。
そこで、図3に示すように、実施の形態3では、液晶106と第2偏光板109との間にCF103の各サブ画素の中央部と液晶を挟んで向かい合う位置に狭い開口を形成するスリット115を有するスリット反射板116を配置している。このスリット反射板116は、図3の(B)では、第2ガラス基板108の液晶106側の表面に形成されている。
【0027】
図4は、画素構造による上記色にじみを抑制するためのスリット115の形状を説明するための特性図である。
図4で、サブ画素横分割とは、CF103の分割をサブ画素の形状が横長な長方形になるように横方向に1画素を3分割した構造であり、すなわち、図3の(A)を90度回転させた構造である。図4におけるBL輝度半値角度はバックライト(BL)の輝度が正面の輝度の1/2になる角度であり、ケース▲1▼〜▲6▼では左右方向で±25度、上下方向で±10度となっている。距離TとはCF103とスリット反射板116との間の距離である。必要幅とは、左右についてはスリット115の端から画素の端部までの距離W(図3に示す)、上下についてはスリット115の端から隣接するサブ画素までの距離Hである。必要間隙幅比は左右がW/T、上下がH/Tである。画素サイズはサブ画素a、b、及びcの左右と上下の長さであり、図3でM、Nで示す。スリットサイズは、左右がスリット115の横方向(長手方向)の長さU、上下がスリット115の縦方向の長さVを有する。スリット面積比はサブ画素a、b、及びcの面積とスリッ115トの面積との比である。ケース▲1▼は、距離Tが400(μm)の場合であり、左右の必要間隙幅比(W/T)は0.293、上下の必要間隙幅比(H/T)は0.116であり、左右の画素サイズMは300μm、上下の画素サイズNは100μmであり、距離Tは400μmであり、左右の必要幅Wは117.4μm、上下の必要幅Hは46.6μmであり、左右のスリットサイズUは65.2μm、上下のスリットサイズVは6.8μmであり、スリットの開口率を表すスリット面積比は0.01である。ケース▲2▼はTが200μm、ケース▲3▼はTが100μmの場合について示している。
【0028】
サブ画素縦分割とは、CF103の分割をサブ画素の形状が縦長な長方形になるように縦方向に1画素を3分割した構造であり、すなわち、図3の(A)に示すような構造である。
この場合、画素サイズの左右と上下はサブ画素横分割とは逆になり、左右は図3でV、上下はUで示すようになる。必要幅の左右と上下も同様であり、左右の必要幅はH、上下の必要幅はWとなる。さらに、左右の必要間隙幅比はH/T、上下の必要間隙幅比はW/Tである。
例えば、30インチ程度のハイビジョン対応LCD―TVを考えた場合、上記画素サイズは約0.3mm程度であり、従って各サブ画素の短辺長さは約0.1mmである。液晶モニター用のバックライト110の配光分布は、輝度が正面の1/2になる出光角度であるBL輝度半値角度で表して、左右方向が±25度、上下方向が±10度程度とするのが一般的である。ここで、ガラスや光学フィルムの屈折率1.5を考慮すると、図4に示すように、CF103の分割を従来と異なりサブ画素の形状が横長な長方形になるよう横分割し、スリット反射板116とCF103の距離TをCF103の短い方向の幅である上下方向幅100μmに対して4倍の400μmの場合、色にじみを防ぐためには、スリットサイズを約65×約7μm程度に絞らねばならず、サブ画素面積に対するスリット面積の比は図4に示すように0.01すなわち1%程度にしかならない。このケース▲1▼のようなスリットの構造では明るい表示が不可能である。
【0029】
スリット反射板116とCF103の距離TをCF103の短い方向の幅である上下方向幅100μmに対して2倍の200μmにした場合は、色にじみを防ぐためのスリットサイズは約182×約53μm程度まで拡大でき、スリット面積比は0.33すなわち33%程度に増大する。これは、現行のTFTアレイ基板における画素の開口率60〜80%と比べて小さいが、スリット反射板116で反射された反射光の再利用を考慮すれば許容できる値である。
【0030】
さらに、スリット反射板116とCF103の距離TをCF103の短い方向の幅である上下方向幅100μmに対して同程度の100μmにした場合は、色にじみを防ぐためのスリットサイズは約241×約76μm程度まで拡大でき、スリット面積比は0.62すなわち62%程度に増大する。これは、現行のTFTアレイ基板の画素の開口率60〜80%と比べて遜色のない値であり。スリット115をさらに小さくして色にじみをさらに抑制することも可能になる。
【0031】
したがって、スリット反射板116とCF103との距離Tは、通常長方形をしているCF103における各サブ画素の短辺長さの2倍程度以下、もしくは同程度以下であることが望ましい。このようにスリット115を構成した場合、図3において、バックライト(図示せず)からの光Pは、相対するCFのみを通過し、隣接する他の色のCFを通過することがないので色にじみの発生を抑えることができる。光Sは、スリット反射板115により反射され他の色のCFへの到達しない。
スリット反射板115とCF103との距離を該CF103の最も狭い幅と同程度以下に構成している。この構成によれば、隣接する他の色のCF103を通過するもれ光が少なくなるため、色にじみがなくなる効果がある。
【0032】
図4の下段には、従来のような、CF103のサブ画素縦分割の場合における計算例を示している。この場合、スリット反射板116とCF103の距離TをCF103の短い方向の幅である上下方向幅100μmに対して同程度の100μmの場合(ケース▲6▼)に、スリット面積比は0.38すなわち38%程度であり、先に述べたサブ画素横分割のケース▲3▼に比べて開口率が低く、暗い画面輝度になってしまう。
以上の説明からして、色にじみを抑制するためのスリットの構成としては、サブ画素横分割の方が有利である。
【0033】
以上で説明した実施の形態3によれば、液晶106と第2の偏光板109との間にCF103の中央部と液晶を挟んで向かい合う位置に狭い開口スリット115を有するスリット反射板116を設け、スリット反射板116とCF103距離が該CF103の最も狭い幅の2倍以下、望ましくは同程度以下の距離としている。各色のCFに対応した開口スリットを通過した光が、隣接する他のCFに入る可能性を低くすることができるので、色のにじみが抑制される。このとき、正方形の1画素を構成する3原色のサブ画素が水平方向に長い長方形状に3分割された形状であれば、縦方向に比べ水平方向の配光角度の広いバックライトに対して色にじみを抑制できる。
この時、バックライトと第2偏光板109との間に、透過する直線偏光の向きが第2偏光板109を透過する直線偏光の向きと平行になるよう設けられた第2反射偏光板111(実施の形態1に示す。)を配置すれば、実施の形態1で説明したようにバックライト光の再利用効率が高まり、局所的な白輝度の増大効果がさらに高まる。
【0034】
実施の形態4.
図5は、この発明の実施の形態4に係る液晶表示装置を示すブロック図である。液晶表示装置201は、画像表示部202と、垂直駆動回路(行駆動回路)203、水平駆動回路(列駆動回路)204から成り、画像表示部202の背面に複数の放電ランプ(ランプと記載する。)A1〜A8から成るバックライトを備える。画像表示部202には、上記実施の形態1〜3に示すような画素がマトリックス状に配列され、各画素に薄膜トランジスタ(以下、TFT)等のスイッチング素子が接続されて、液晶パネルが構成されている。尚、図4において、画素及びTFTは省略しているが、この実施の形態4は、上記実施の形態1〜3のような画素構造を備えている。
【0035】
垂直駆動回路203は、各ラインのTFTゲート電極にゲート配線を介して接続したゲートドライバ205と、ゲートドライバ205、ソースドライバ206にタイミング信号A、Bを送るとともにバックライト点灯回路207に点灯信号Cを送る制御回路208を備え、外部から供給される同期信号Dに基づいて、各TFTをラインごとに駆動しながら一画面の走査を行う。水平駆動回路204は、制御回路208からタイミング信号Bを受信して駆動するソースドライバ206を備え、水平駆動回路204によって選択されたラインの画素に信号を書き込む。
【0036】
水平駆動回路204には、インターレース方式の画像信号Eと、画素に保持された画像信号を消去して各画素の電位を消去するための消去信号Fが供給されている。水平駆動回路204内には、信号切換回路209が設けられており、信号切換回路209では、制御回路208からの信号Gに基づきソースドライバ206への入力を画像信号Eと消去信号Fとの間で切換えるようになっている。消去信号Fは、例えば、画像信号Eの最大電圧レベル以上の電圧レベルを有する黒表示信号とする。一般に、TN液晶の応答速度は、高い電圧を印加された場合に速いため、消去信号Fを電圧レベルの高い黒表示信号とすれば前画像の消去に有利であるからである。また、前の電圧印加の状態が黒レベルであれば、コントラストの低下も抑制されるという利点もある。
【0037】
液晶表示装置201は、外部から供給されたインターレース方式の画像信号209を表示するが、インターレース方式の画像信号209は、1フレームが偶数フィールドと奇数フィールドに分かれており、偶数フィールドの信号には偶数ラインの画素に書き込む画像情報が含まれ、奇数フィールドの信号には奇数ラインの画素に書き込む画像情報が含まれている。したがって、一般的な液晶表示装置によってインターレース方式の画像信号を表示する場合には、偶数フィールドには偶数ラインのみを走査し、奇数フィールドには奇数ラインのみを走査する飛び越し走査を行う。
【0038】
しかし、この実施の形態4による液晶表示装置201は、偶数フィールド及び奇数フィールドのいずれにおいても全てのラインを線順次に走査する順次走査を行い、1ラインごとに画像信号Eの書き込みと消去信号Fの書き込みを交互に行う。画像信号E及び消去信号Fの交互書き込みは、信号切換回路209が、1ラインごとに画像信号Eと消去信号Fの間を交互に切換えることにより行うことができる。
【0039】
図6は、液晶表示装置201の動作の概略を示すタイミング図である。図6の上段に示すように、偶数フィールドにおいては、偶数(=2n)ラインが選択された時は画像信号Eを書き込む一方、奇数(=2n+1)ラインが選択された時は消去信号Fを書き込む。また、奇数フィールドにおいては、奇数ラインが選択された時は画像信号Eを書き込む一方、偶数ラインが選択された時は消去信号Fを書き込む。
【0040】
このようなタイミングで画像信号E及び消去信号Fを書き込むことにより、液晶の光学応答は図6の中段に示すようになる。2n行目にある偶数ラインの液晶光学応答4は、偶数フィールドにおいて書き込まれた画像信号Eに応じて階調が変化し、続く奇数フィールドにおいて書きこまれた画像信号Eが消去されて黒表示となり、この動作をフィールド毎に交互に繰り返す。一方、(2n+1)行目にある奇数ラインの液晶光学応答5は、これとは逆に、偶数フィールドにおいて前の消去信号Fが消去されて黒表示となり、続く奇数フィールドにおいて書き込まれた画像信号Eに応じて階調が変化する。
【0041】
このように、画像信号Eの書き込みを行う前に、画像情報を消去して均一な黒表示とするため、各画素の光学応答時間を前フレームの表示画像に依らず均一化することができる。例えば、前フレームで黒表示を行っていた画素と白表示を行っていた画素を同時に別の階調に書き換えた場合であっても、いずれの画素も一旦黒表示となった後に、次の階調信号が書き込まれるため、液晶応答の相違による輝度差をほとんど生じない。したがって、「ゴースト」をほとんどなくすことができる。このとき、実施の形態1〜3に示すように第1反射偏光板104が設けられているため、消去信号が黒信号の場合でも、消去信号が書き込まれたゲート線上の画素に入射したバックライト光は、CF103や第1偏光板101で吸収されることがなく、第1反射偏光板104で反射されてバックライトに戻り、バックライト輝度が高まるため、平均画面輝度の低下を抑えることができる。
【0042】
また、この実施の形態4においては、さらに「ゴースト」を抑制し、また「動きぼけ」をも併せて抑制するため、図5の下段に示すように、点灯信号Cにより、各フィールドにおいて画像信号Eの書き込みから一定の遅延時間t(図6)が経過した後にバックライトの点灯を行う。
【0043】
図4に示すように、画像表示部202は画素のライン方向に8つの表示ブロックB1〜B8に分割されており、各表示領域ごとにランプA1〜A8が並列して配置されている。ランプA1〜A8は、制御回路208から送られるタイミング信号Cに従い、バックライト点灯回路207によって順次点灯される。また、図7に示すように、バックライト110の中に配置されたランプA1〜A8は、トン利の表示ブロックに光が漏れないように、遮光壁210によって互いに隔てられている。なお、ランプA1〜A8は表示ブロック毎に複数本、この実施の形態4では8本設置して輝度を向上させている。
【0044】
図8は、ランプA1〜A8を備えたバックライトの点灯タイミングを示す波形図である。
図8に従い、偶数フィールドを例に説明する。偶数フィールドにおいては、奇数ラインに消去信号Fを書き込み、偶数ラインに画像信号Eを書き込みながら、画像表示部202の1行目から線順次に走査される。画像表示部202をライン方向に8つの表示ブロックB1〜B8に分けると、1つの表示ブロックは1フィールド期間の1/8である約2msecをかけて走査される。
【0045】
表示ブロックB1に注目して説明する。表示ブロックB1を照明する放電ランプA1は、表示ブロックB1が走査期間t中に走査された後、5ブロック分の走査期間に等しい遅延期間tをおいて、2ブロック分の走査期間に等しい点灯期間tの間点灯する。表示ブロックB2〜B8を照明するランプA2〜A8は、1ブロック分の走査期間ずつ遅延しながら同様の動作を行う。また、奇数フィールドにおいても、偶数ラインに消去信号Fを書き込み、奇数ラインに画像信号Eを書き込む。この書き込み動作以外は、偶数フィールドと同様の動作となる。
【0046】
このようにして駆動される液晶表示装置においては、画像信号Eの書き込み前に全画素の電位が消去信号Fの電位に揃えられ、画像信号Eの書き込み後の液晶の応答がある程度安定した期間にのみバックライトが点灯するため、「ゴースト」がさらに抑制される。また、バックライトの点灯期間が制限されている結果インパルス型の発光状態となっているため、「動きぼけ」のないシャープな画像が得られる。
【0047】
尚、この実施の形態4において、各表示ブロックのバックライトの点灯時間は約4msecであり、バックライトの点灯時間比率は約1/4である。バックライトの点灯時間比率は、上記遅延期間tを変化させることによって調節することができ、動画表示と画面輝度のバランスを考慮して適宜設定すれば良い。動画表示の観点からは、液晶の光学応答が安定してから発光するように点灯時間比率を小さく設定する方が好ましい一方、画面輝度の観点からは点灯時間比率を大きく設定する方が好ましい。
【0048】
また、「ゴースト」の消去の観点からは、消去信号は黒信号であることが好ましく、その電圧はできるだけ高い方が好ましい。一般的なノーマリホワイト駆動のTN型液晶表示素子の場合、白階調から黒階調への変化の方がその逆の変化に比べて液晶の応答速度が速く、また、液晶表示素子では、一般に印加電圧が高い方が応答速度は速くなるためである。液晶の応答が速い程、消去信号を書き込んだ時に液晶の状態が素早く安定する。この場合、従来のLCDでは、消去信号Fを書き込んだ画素に入射した光は、出射側の第1偏光板101により吸収されるため、黒表示されるが、上記実施の形態1〜3による画素構成であれば、消去信号Fを書き込んだ画素に入射した光を、第1反射偏光板104によりロスなくバックライト10に返すことができ、その光が隣接する画像信号Eを書き込んだ画素に再利用できるため、画面の平均輝度の低下を抑制するという効果がある。
また、液晶中の不純物による焼きつき対策として、各画素に印加される消去信号Fの極性はフレーム毎に反転させることが好ましい。
また、この実施の形態4では、各画素に書き込む消去信号は、黒階調信号であることが好ましい。一般的なノーマリホワイト駆動のTN型液晶表示素子の場合、白階調から黒階調への変化の方が、その逆の変化よりも液晶の応答速度が速くなるためである。液晶の応答が速い程、消去信号を書き込んだ時に液晶の状態が早く安定する。
【0049】
また、さらに動画品質を向上するため、前記画像表示部の背面に、前記画像表示部を行方向に複数の表示領域に分割して照明可能な光源を備え、前記光源が、偶数フィールド及び奇数フィールドの各々において、分割された各表示領域の走査終了から遅延した所定期間だけ該表示領域を照明することを特徴とする。
【0050】
画像信号の書き込み前に全画素の電位が消去信号の電位に揃えられ、画像信号の書き込み後の液晶の応答がある程度安定した期間にのみ照明が行われるため、「ゴースト」がさらに抑制される。また、照明期間が制限されている結果インパルス型の発光状態となっているため、「動きぼけ」のないシャープな画像を得ることができる。
【0051】
この実施の形態4においては、信号切換回路209によって画像信号Eと消去信号Fをライン毎に切換えることにより消去信号Fの書き込みを行ったが、消去信号Fの書き込み方法はこれに限られない。例えば、画像信号Eをソースドライバに供給する前に適当なプログラムによりデータ処理したり、フレーム数ずつメモリに蓄積するなどして、消去信号Fを合成した後にソースドライバ206に供給することにより、消去信号Fの書き込みを行っても良い。
例えば、液晶テレビに、この実施の形態4の液晶表示装置を用いる場合を考える。TVの画像信号は、インターレース方式が一般的であり、画像信号Eが偶数番目の走査線についてのみ送られ奇数番目の走査線に画像信号Eがない偶数フィールドの場合、奇数番目の走査線に相当する液晶表示装置のゲート線上の画素には、等しい消去信号Fを割り当てるようにしてプログレッシブ画像データを作成し、また、奇数フィールドの場合は遇数番目の走査線に相当する液晶表示装置のゲート線上の画素には、等しい消去信号を割り当てるようにしてプログレッシブ画像データを作成し、1ペアの偶数奇数ゲートラインの画像データをラインメモリに一旦蓄え、順次、プログレッシブ画像データとして液晶表示装置に送り表示する。
このような表示によれば、前フィールドの画像データを記憶するフレームメモリーが不要になり、低コスト化が可能となる。また、プログレッシブ画像の作成に伴う、輪郭ボケやフリッカーの問題もなくなるという画質向上の効果がある。
【0052】
【発明の効果】
この発明の第1の構成による液晶表示装置は、基板上に、液晶を駆動するため上記液晶を挟んで対向するように配置された第1電極及び第2電極と、上記液晶が配置された基板の側と反対側に配置されたバックライトと、このバックライトと、上記第1電極の上記液晶と対向する側と反対側に配置された第1偏光手段と、上記基板と上記バックライトとの間に配置された第2偏光手段と、上記第1偏光手段と上記液晶との間に配置され、透過する直線偏光の向きが上記第1偏光板の透過する直線偏光の向きと平行になるよう揃えられて設けられた第1反射偏光板とを備えたこにより、液晶表示画面の表示品質を向上させることができる。
【0053】
この発明の第2の構成による液晶表示装置は、上記第1の構成において、上記液晶と上記第1偏光手段との間にカラーフィルターを備え、該カラーフィルターと上記液晶との間に、上記第1反射偏光板を備えたことにより、液晶表示画面の表示品質を向上させることができる。
【0054】
この発明の第3の構成による液晶表示装置は、上記第1の構成において、上記バックライトと上記第2偏光板との間に、透過する直線偏光の向きが上記偏光板の直線偏光を透過する向きと平行になるよう揃えられて設けられた第2反射偏光板を備えたことにより、液晶表示画面の表示品質を向上させることができる。
【0055】
この発明の第4の構成による液晶表示装置は、上記第1の構成において、マトリックス状に配列した画素と各画素に接続したスイッチ手段とを有する画像表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素をラインごとに選択して一画面の走査を行う行駆動回路と、前記走査に同期して、選択されたラインの画素に、偶数フィールドと奇数フィールドからなるインターレース方式の画素信号を書き込む列駆動回路とを備え、偶数フィールドにおいて、偶数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、奇数ラインの画素に各画素の電位を揃えるための消去信号を書き込み、奇数フィールドにおいて、奇数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、偶数ラインの画素に消去信号を書き込むようにしたことにより、第1反射偏光板で黒表示画素に入射した光をロス無くバックライトに返すことができ、再利用するため、消去信号の書き込みによる画面の平均輝度の低下を抑制かることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の実施の形態1による液晶表示装置の液晶セル断面構造を示す模式図である。
【図2】図2は、この発明の実施の形態2による液晶表示装置の液晶セル断面構造を示す模式図である。
【図3】図3は、この発明の実施の形態3による液晶表示装置の液晶セル断面構造を示す模式図である。
【図4】図4は、この発明の実施の形態3による液晶表示装置において、画素構造による色にじみを抑制するためのスリットの形状を説明するための特性図である。
【図5】図5は、この発明の実施の形態4による液晶表示装置の駆動回路を示すブロック図である。
【図6】図6は、この発明の実施の形態4による液晶表示装置の動作の概略を示すタイミング図である。
【図7】図7は、この発明の実施の形態4による液晶表示装置を構成かるバックライトの構造を示す側面図である。
【図8】図8は、この発明の実施の形態4による液晶表示装置のバックライトの点灯タイミングを説明するための波形図である。
【図9】図9は従来の動画表示における画質異常の様子を示す模式図である。
【図10】図10は、従来におけるTFT−LCD及びCRTの発光信号を示す模式図である。
【図11】図11は、従来の液晶表示装置の構成を示す概略図である。
【図12】図12は、従来の液晶表示装置の動作を示すタイミング図である。
【符号の説明】
101 第1偏光板、103 CF、104 第1反射偏光板、105 第1透明電極、106 液晶、107 第2透明電極、108 第2ガラス基板、109 第2偏光板、110 バックライト、111 第2反射偏光板、116 スリット反射板、202 画像表示部、203 垂直駆動回路、204 水平駆動回路、205 ゲートドライバ、206 ソースドライバ、207 バックライト点灯回路、208 制御回路。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to improvement in image quality of a liquid crystal display device, and more particularly, to improvement in moving image quality in an active matrix type liquid crystal display device displaying an interlaced television signal.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device (hereinafter, referred to as an LCD) has features such as high definition, low power consumption, and space saving, and is entirely used for a cathode ray tube (CRT) in various applications such as a computer monitor and a television display device. Hereinafter, it is described as CRT.). However, LCDs are not sufficient in image quality in displaying moving images as compared with CRTs. Therefore, improvement in moving image quality is required. In particular, when applied to television display devices, moving images based on current television signals can be displayed. It is necessary to be able to display with high image quality.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The problem with LCD moving image display is that, first, when displaying an image with a partially bright portion in a dark background, it is possible to display a sharp bright point with less power compared to the surroundings. The second is that the definition of the moving image is poor.
[0004]
First, the reason for not displaying a partial bright spot with low power is that the principle of drawing is not light emission for each pixel, but panel transmittance of light emitted from a backlight with uniform brightness on the back side is applied to each pixel. This is caused by adjusting the retardation of the liquid crystal that changes with the voltage. That is, the maximum luminance is limited by the maximum luminance of the backlight and the maximum transmittance of the panel. For this reason, in the case of a conventional liquid crystal display device using a backlight having a uniform luminance in a plane and a liquid crystal panel having a uniform transmittance, the maximum luminance at each location on the screen is limited to a certain value regardless of the image to be displayed. I will. For this reason, when there is a white point on a dim background, it is necessary to increase the luminance of the entire backlight in order to increase the luminance of the white point, so that the power supplied to the backlight increases.
On the other hand, in the case of a CRT, when there is a white point on a dim background, it is only necessary to increase the cathode power at the timing of drawing the white point to increase the brightness of the white point. Yes.
[0005]
Next, it is said that the reason why the definition of the moving image is poor is as follows. First, as shown in FIG. 9A, when displaying a screen in which a white object 50 moves in a certain direction on a black background, the LCD displays an object as shown in FIG. 9B. “Motion blur” occurs in which 50 outlines are blurred and perceived. Also, as shown in FIG. 9C, a “ghost” in which the afterimage 51 of the object 50 before movement is perceived also occurs. Note that, for example, the description “white → black” in the figure indicates that the screen changes from white to black as the object 50 moves.
[0006]
One of the problems in displaying a moving image is that the response time of the liquid crystal to a signal is long. In a twisted nematic type (hereinafter referred to as a TN type) or a super swissed nematic type (hereinafter referred to as an STN type) LCD generally used at present, an electric field is applied to a liquid crystal. The electro-optical response time required until the arrangement of the liquid crystal molecules changes to reach the desired light transmittance is several times longer than 16.7 msec, which is the field cycle of a general television signal, so that the movement within one field period is possible. The optical response of the part is not completed. For this reason, the delay in the optical response of the liquid crystal is visually recognized as “motion blur” or “ghost”.
[0007]
It is also said that the LCD is of a hold type that continues to emit light until rewritten with image information of the next frame, which is a cause of poor display quality for moving images. In a thin film transistor type (hereinafter, referred to as a TFT type) LCD, which is widely used as an LCD, a charge stored by applying an electric field to a liquid crystal is held at a relatively high rate until the next electric field is applied. . For this reason, as shown in FIG. 10A, each pixel of the LCD continues to emit light until it is rewritten by applying an electric field based on the image information of the next frame. On the other hand, in a CRT type display device that performs display by emitting a phosphor by scanning an electron beam, as shown in FIG. 10B, the light emission of each pixel is substantially impulse-shaped. Therefore, the LCD has a lower time-frequency characteristic of image display light than a CRT, and accordingly, a spatial frequency characteristic is also reduced to cause blurring of a viewed image.
[0008]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-202286 discloses that a backlight is divided and driven in order to improve image quality in displaying moving images on an LCD. FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the apparatus. The backlight 54 arranged on the rear surface of the liquid crystal panel is divided into a plurality of light emitting areas 54a to 54d, and each light emitting area 54a is provided with a certain time delay for an image writing operation of the liquid crystal panel in a corresponding area. The lighting control circuit 60 and the inverter 61 cause the discharge lamps 56 to 54d to emit light sequentially.
[0009]
FIG. 12 is a timing chart showing the relationship between the optical response of the liquid crystal and the backlight emission timing in such a liquid crystal display device. In FIG. 12, the upper part shows the writing voltage to the liquid crystal, the middle part shows the optical response of the liquid crystal, and the lower part shows the light emission timing of the backlight. An example in which an interlace signal that is a current television signal is displayed will be described. When displaying an interlaced signal, the display period of one frame (= 1 screen) is divided into an even field and an odd field, only the even rows (2n rows, n is a positive integer) are scanned in the even fields, and the odd fields are scanned in the odd fields. Only the rows ((2n + 1) rows) are scanned.
[0010]
First, in the even-numbered field, the liquid crystal optical response 64 of the pixel on the 2nth row rewritten from the black signal to the white signal shows a large increase in luminance during the field period immediately after the rewriting, and thereafter, over several fields, complete white Display. In the subsequent odd-numbered fields, the liquid crystal optical response 65 of the pixel in the (2n + 1) th row rewritten from the black signal to the white signal shows the same behavior as the pixel in the 2nth row with a shift of one field period (about 16 msec).
[0011]
As shown in the lower part of FIG. 11, the backlight is turned on only in a predetermined period after a predetermined delay time has elapsed since the rewriting of the image signal in each of the even field and the odd field. As a result, the progress of the change in the liquid crystal optical response is hardly seen by the viewer, and the light emission of each pixel becomes close to an impulse, so that the image quality in moving image display is improved.
[0012]
However, in the above-described conventional liquid crystal display device, of the above-described problems in displaying moving images, although “moving image blur” is improved, “ghost” cannot be sufficiently eliminated. As shown in FIG. 9C, the cause of the ghost is based on the difference in the liquid crystal response time between the area 52 where the black image is replaced with the white image and the area 53 where the white image is replaced with the white image. This may cause a contrast difference. However, since the response time of a general TN type liquid crystal is several times longer than the field period, as shown in FIG. 12, the liquid crystal optical response 64 corresponding to the area 52 where the black image is rewritten to the white image, and the white image There is a brightness difference between the liquid crystal optical response 66 corresponding to the area 53 to be rewritten to the white image even during the period when the backlight is turned on. The luminance difference completely disappears a few fields after rewriting. Therefore, no matter how short the lighting period of the backlight is limited, a ghost remains.
[0013]
Therefore, according to the present invention, ghost can be removed even by using a TN-type liquid crystal having a low response speed, and a sharp and high-quality moving image can be displayed with low power consumption based on an interlaced television signal. An object is to provide an active matrix type liquid crystal display device.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A liquid crystal display device according to a first configuration of the present invention includes a first electrode and a second electrode disposed on a substrate so as to face each other with the liquid crystal interposed therebetween for driving the liquid crystal, and a substrate on which the liquid crystal is disposed. A backlight disposed on a side opposite to the side of the first electrode, a first polarizing means disposed on a side opposite to a side of the first electrode facing the liquid crystal, and a backlight including the substrate and the backlight. The second polarizer disposed between the first polarizer and the liquid crystal is disposed between the first polarizer and the liquid crystal so that the direction of transmitted linear polarized light is parallel to the direction of transmitted linear polarized light of the first polarizer. And a first reflective polarizing plate provided in alignment.
[0015]
A liquid crystal display device according to a second configuration of the present invention includes a color filter between the liquid crystal and the first polarizing means, and includes the first reflective polarizer between the color filter and the liquid crystal. I have.
[0016]
In the liquid crystal display device according to the third configuration of the present invention, the direction of the transmitted linearly polarized light is aligned between the backlight and the second polarizing plate so as to be parallel to the direction of transmitting the linearly polarized light of the polarizing plate. And a second reflective polarizing plate provided.
[0017]
A liquid crystal display device according to a fourth configuration of the present invention includes an image display unit having pixels arranged in a matrix and switch means connected to each pixel, and selecting the pixels for each line while driving the switch means. A row drive circuit for scanning one screen, and a column drive circuit for writing an interlaced pixel signal composed of an even field and an odd field to pixels on a selected line in synchronization with the scanning, and In, while writing an image signal to the pixels of the even-numbered line, writing an erasing signal for adjusting the potential of each pixel to the pixels of the odd-numbered line, and writing the image signal to the pixels of the odd-numbered line in the odd-numbered field, The erase signal is written to the.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a planar luminance distribution and a cross-sectional structure of one pixel of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 1A shows the luminance distribution of one pixel, and a, b, and c show the divided R, G, and B color sub-pixels (hereinafter, referred to as sub-pixels). I have. This screen shows a case where the sub-pixels a and b display black (transmittance is 0) and the sub-pixel c displays white (transmittance is maximum).
In FIG. 1B, reference numeral 101 denotes a first polarizing plate (first polarizing means) on the display surface side, which is attached on a first glass substrate 102, and a color filter is provided on the back side of the first glass substrate 102. (Hereinafter referred to as CF.) 103, a first reflective polarizing plate 104, and a first transparent electrode 105 are sequentially arranged. Reference numeral 106 denotes a liquid crystal held in a cell formed by the first glass substrate 102 and the second glass substrate 108. Here, for example, as the first reflective polarizing plate 104, a DBEF sheet manufactured by Sumitomo 3M Limited can be used.
On the front side of the second glass substrate 108 facing the liquid crystal 106, second transparent electrodes 107a, 107b, 107c are formed corresponding to the CF 103 divided into sub-pixels of the CF 103. On the back side of the second glass substrate 108, a second polarizing plate (second polarizing means) 109 and a second reflecting polarizing plate 111 are sequentially arranged, and further behind this, a backlight 110 is located. The light source 112 is disposed on the side surface, and the reflection plate 113 is disposed on the back side.
[0019]
Here, the first reflective polarizing plate 104 is provided such that the direction of the transmitted linearly polarized light is parallel to the direction of the transmitted linearly polarized light of the first polarizing plate 101, and the first reflective polarizing plate 104 and the second polarizing plate The polarizing plate 109 is arranged at an angle at which the directions of the transmitted linearly polarized light are orthogonal to each other. The second polarizing plate 109 and the second reflecting polarizing plate 111 are arranged such that the directions of the transmitted linearly polarized light are parallel to each other.
The liquid crystal 106 is a TN type liquid crystal, and is driven by an electric field applied between the second transparent electrodes 107 a to 107 c and the first transparent electrode 105 that are divided into pixels. When the retardation becomes 0 and no voltage is applied, the optical properties, thickness, alignment processing, and applied voltage value of the liquid crystal 106 are adjusted so that the retardation increases and the angle of linearly polarized light incident on the liquid crystal 106 is rotated by 90 degrees. It is decided.
[0020]
In this case, the sub-pixels a and b are set to perform black display with a low transmittance with a voltage applied thereto, and the sub-pixel c is configured to perform white display with a high transmittance with no voltage applied.
In the liquid crystal display device thus formed, light from the light source 112 emitted from the backlight 110 becomes linearly polarized light by the second reflection polarizing plate 111 and the second polarizing plate 109 and enters the liquid crystal 106. Here, the linearly polarized light P entering the liquid crystal cell at the position corresponding to the sub-pixel c is rotated by 90 degrees due to the retardation of the liquid crystal 106 to which no voltage is applied, and reaches the first reflective polarizing plate 104. Then, the light passes through it without being reflected, is colored by absorbing and removing light of an extra wavelength by the CF 103, and further passes through the first polarizing plate and is visually recognized by an observer.
On the other hand, the linearly polarized light Q entering the liquid crystal cell 106 corresponding to the sub-pixel b reaches the first reflective polarizing plate 104 in the same direction because the retardation of the liquid crystal 106 to which the voltage is applied is 0 because the retardation is 0. The light is reflected by the one-reflection polarizing plate 104, further passes through the second polarizing plate 109, returns to the backlight 110, is reflected by the reflecting plate 113, and emits again as backlight R. At this time, since the light does not pass through the CF 103, there is no absorption loss, and most of the light that has entered the liquid crystal corresponding to the sub-pixel b returns to the backlight again. For this reason, when the background is entirely dark, the luminance of the backlight 110 is effectively increased, and the luminance of the sub-pixel c can be increased in proportion to the effective luminance of the backlight.
[0021]
At this time, since the second reflective polarizer 111 is provided between the backlight 110 and the second polarizer 109, the light U reflected by the bottom surface of the backlight 110 and traveling toward the second reflective polarizer 111 is second reflected polarized light. The reflected light V is reflected by the plate 111, returns to the backlight 110, is reflected by the bottom surface of the backlight 110, and the reflected light V is transmitted through the second reflective polarizing plate 111 and the second polarizing plate 109 because the polarization plane is rotated. Through the second reflective polarizing plate 111 and the second polarizing plate 109 (the polarizing planes are arranged so as to be parallel to each other) and introduced into the second transparent electrode 107c corresponding to the sub-pixel c. , Will be reused. If there is no second reflective polarizing plate 111, the light U is absorbed by the second polarizing plate 109. Accordingly, the absorption of light is further reduced by the second reflective polarizing plate 111, and the effective reuse of light is promoted. Therefore, the effect of increasing the luminance of the sub-pixel c, which is a white point surrounded by a black background, is further enhanced.
According to the first embodiment described above, in the image where the entire background is dark and there are locally bright spots, the light that should be absorbed by the first polarizing plate 101 at the pixel corresponding to the dark background portion is CF Since the light is returned to the backlight 110 by the first reflective polarizer 104 before the light is absorbed by the light emitting device, the brightness of the backlight substantially increases, and thus the brightness of a locally bright portion increases.
[0022]
Embodiment 2 FIG.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a planar luminance distribution and a cross-sectional structure of one pixel of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 2A shows the luminance distribution of one pixel, and a, b, and c show each divided sub-pixel. This screen shows a case where the sub-pixels a and b display black and the sub-pixel c displays white.
In FIG. 2B, the same reference numerals as those in FIG. 1B indicate the same or corresponding parts. That is, the first polarizing plate 101, the first glass substrate 102, the first transparent electrode 104, the liquid crystal 106, the second transparent electrodes 107a to 107c, the second glass substrate 108, the second polarizing plate 109, the backlight 110, the light source 112, The reflection plate 113 has the same configuration as that of FIG. In FIG. 1B, the color filter CF 103 and the first reflective polarizer 104 are arranged between the first glass substrate 102 and the first transparent electrode 105, whereas in the second embodiment, The difference is that it is arranged between the first polarizing plate 101 and the first glass substrate 102 and does not include the second reflective polarizing plate 111 in the first embodiment.
In addition, the first reflective polarizing plate 104 is provided so that the direction of the transmitted linearly polarized light is parallel to the direction of transmitting the linearly polarized light of the first polarizing plate 101, and the first reflective polarizing plate 104 and the second polarizing plate The polarizing plate 109 is arranged at an angle at which the directions of the transmitted linearly polarized light are orthogonal to each other, as in the first embodiment. The liquid crystal 106 is a TN type liquid crystal, and is driven by an electric field applied between the second transparent electrodes 107a to 107c and the first transparent electrode 105 divided so as to correspond to the sub-pixels, in a state where a voltage is applied. As in the first embodiment, the retardation becomes zero when no voltage is applied and the retardation is increased so that the angle of the linearly polarized light is rotated by 90 degrees.
[0023]
Here, the sub-pixels a and b are set so that a voltage is applied and black display with a low transmittance is displayed, and the sub-pixel c is displayed with no voltage applied and a white display with a high transmittance is displayed. The light from the light source 112 emitted from the backlight 110 becomes linearly polarized light by the second polarizing plate 109 and enters the liquid crystal 106. Here, the linearly polarized light P entering the liquid crystal cell at the position corresponding to the sub-pixel c is rotated by 90 degrees by the retardation of the liquid crystal 106 to which no voltage is applied, and reaches the first reflective polarizing plate 104. Pass through this without being reflected, light of an extra wavelength is absorbed by the CF 103, and passes through the first polarizing plate 101 to be visually recognized by an observer.
On the other hand, the linearly polarized light Q entering the liquid crystal cell corresponding to the sub-pixel b reaches the first reflective polarizing plate 104 in the same direction because the retardation of the liquid crystal 106 to which the voltage is applied is 0, and the first reflected polarized light The light is reflected by the plate 104, further passes through the second polarizing plate 109, returns to the backlight 110, is reflected by the reflection plate 113, and emits light from the backlight 110 again. This backlight light R passes through the second transparent electrode 107c corresponding to the sub-pixel c and the CF 103. Therefore, when the background is entirely dark, the luminance of the backlight 110 is effectively increased, and the luminance of the sub-pixel c can be increased in proportion to the luminance of the backlight.
[0024]
If the second reflective polarizer 111 of the first embodiment is provided between the backlight 110 and the second polarizer 109, the same as in the first embodiment, the Can be further reduced, and the higher luminance of the sub-pixel c by the first reflective polarizer 104 can be increased. In particular, the effect of increasing the luminance of a white display pixel, such as the sub-pixel c, in which a black display with low transmittance is surrounded by pixels in the vicinity, is large.
[0025]
Here, in the case of the second embodiment, the configuration of the liquid crystal cell surrounded by the first glass substrate 102 and the second glass substrate 108 is the same as that of the conventional monochrome LCD, so that the cell gap in the manufacturing process is uniform. Conversion is easy.
Here, as a method of realizing color display, there is a field sequential color display method of realizing a three-source color light source and a corresponding black-and-white display field in contrast to an area color mixing method using CF. Is also effective in the field sequential type color display method since there is no light absorption by CF. The same applies to the first embodiment and the following third and fourth embodiments.
[0026]
Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a planar luminance distribution and a cross-sectional structure of one pixel of a liquid crystal cell according to Embodiment 3 of the present invention. 2 denote the same or corresponding parts. Note that the backlight 110, the light source 112, and the reflection plate 113 are not described.
In the liquid crystal display device according to the second embodiment, when the thickness of the first glass substrate 102 is larger than the pixel size, the distance between the second transparent electrode 107 and the CF 103 increases, so that light emitted from the backlight 110, that is, When the light P and R shown in FIG. 2B are not perpendicular but inclined with respect to the liquid crystal layer 106, they enter the adjacent sub-pixel b as shown in FIG. 3 and cause color blur.
Therefore, as shown in FIG. 3, in the third embodiment, a slit 115 that forms a narrow opening between the liquid crystal 106 and the second polarizing plate 109 at a position facing the center of each sub-pixel of the CF 103 with the liquid crystal interposed therebetween. Is disposed. This slit reflection plate 116 is formed on the surface of the second glass substrate 108 on the liquid crystal 106 side in FIG.
[0027]
FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining the shape of the slit 115 for suppressing the color fringing due to the pixel structure.
In FIG. 4, the sub-pixel horizontal division is a structure in which the CF 103 is divided into three sub-pixels in the horizontal direction such that the shape of the sub-pixel becomes a horizontally long rectangle. The structure is rotated by degrees. The BL half-luminance angle in FIG. 4 is an angle at which the luminance of the backlight (BL) becomes の of the front luminance. In cases (1) to (6), ± 25 degrees in the horizontal direction and ± 10 degrees in the vertical direction. Degree. The distance T is the distance between the CF 103 and the slit reflector 116. The required width is the distance W (shown in FIG. 3) from the end of the slit 115 to the end of the pixel for the left and right, and the distance H from the end of the slit 115 to the adjacent sub-pixel for the up and down. The required gap width ratio is W / T on the left and right and H / T on the upper and lower sides. The pixel size is the length of the left and right and top and bottom of the sub-pixels a, b, and c, and is indicated by M and N in FIG. The slit size has a length U in the horizontal direction (longitudinal direction) of the slit 115 on the left and right, and a length V in the vertical direction of the slit 115 on the left and right. The slit area ratio is a ratio between the area of the sub-pixels a, b, and c and the area of the slit 115. Case (1) is the case where the distance T is 400 (μm), the required gap width ratio (W / T) on the left and right is 0.293, and the required gap width ratio (H / T) on the upper and lower sides is 0.116. The left and right pixel size M is 300 μm, the upper and lower pixel size N is 100 μm, the distance T is 400 μm, the required width W is 117.4 μm, the required upper and lower width H is 46.6 μm, Is 65.2 μm, the upper and lower slit sizes V are 6.8 μm, and the slit area ratio representing the aperture ratio of the slit is 0.01. Case (2) shows a case where T is 200 μm, and case (3) shows a case where T is 100 μm.
[0028]
The sub-pixel vertical division is a structure in which one pixel is divided into three in the vertical direction so that the shape of the sub-pixel becomes a vertically long rectangle in the CF 103 division, that is, a structure as shown in FIG. is there.
In this case, the left and right and up and down of the pixel size are opposite to the sub-pixel horizontal division, and the left and right are represented by V in FIG. The same applies to the left and right and top and bottom of the required width. The required width of the left and right is H and the required width of the top and bottom is W. Further, the required gap width ratio on the left and right is H / T, and the required gap width ratio on the top and bottom is W / T.
For example, when a high-vision compatible LCD-TV of about 30 inches is considered, the pixel size is about 0.3 mm, and the short side length of each sub-pixel is about 0.1 mm. The light distribution of the backlight 110 for the liquid crystal monitor is represented by a half-value BL luminance angle, which is a light emission angle at which the luminance becomes の of the front, and the horizontal direction is ± 25 degrees and the vertical direction is about ± 10 degrees. It is common. Here, considering the refractive index of glass or an optical film of 1.5, as shown in FIG. 4, the CF 103 is divided horizontally so that the shape of the sub-pixel becomes a horizontally long rectangle, unlike the related art. When the distance T between the CF 103 and the vertical width of the CF 103 is 400 μm, which is four times the vertical width of 100 μm, in order to prevent color bleeding, the slit size must be reduced to about 65 × about 7 μm. The ratio of the slit area to the sub-pixel area is only about 0.01, that is, about 1%, as shown in FIG. Bright display is not possible with the slit structure as in case (1).
[0029]
When the distance T between the slit reflector 116 and the CF 103 is set to 200 μm, which is twice as large as the vertical width 100 μm, which is the width of the CF 103 in the short direction, the slit size for preventing color bleeding is about 182 × about 53 μm. The slit area ratio can be increased to about 0.33, that is, about 33%. This is smaller than the current aperture ratio of the pixel in the TFT array substrate of 60 to 80%, but is an allowable value in consideration of the reuse of the light reflected by the slit reflector 116.
[0030]
Further, when the distance T between the slit reflector 116 and the CF 103 is set to 100 μm, which is about the same as the vertical width 100 μm which is the width of the CF 103 in the short direction, the slit size for preventing color bleeding is about 241 × about 76 μm. The slit area ratio increases to about 0.62, that is, about 62%. This is a value comparable to the current pixel aperture ratio of 60 to 80% on the TFT array substrate. It is also possible to further reduce the color blur by making the slit 115 smaller.
[0031]
Therefore, it is desirable that the distance T between the slit reflection plate 116 and the CF 103 is about twice or less, or about the same or less, the length of the short side of each sub-pixel in the normally rectangular CF 103. In the case where the slit 115 is configured in this manner, in FIG. 3, light P from a backlight (not shown) passes through only the opposing CF and does not pass through CF of another adjacent color. The occurrence of bleeding can be suppressed. The light S is reflected by the slit reflector 115 and does not reach CFs of other colors.
The distance between the slit reflector 115 and the CF 103 is set to be equal to or less than the narrowest width of the CF 103. According to this configuration, since there is less leakage light passing through the CF 103 of another adjacent color, there is an effect that color blur does not occur.
[0032]
The lower part of FIG. 4 shows an example of calculation in the case of the conventional sub-pixel vertical division of the CF 103 as in the related art. In this case, when the distance T between the slit reflector 116 and the CF 103 is 100 μm, which is approximately the same as the vertical width 100 μm, which is the width of the CF 103 in the short direction (case (6)), the slit area ratio is 0.38, The aperture ratio is about 38%, which is lower than that in case (3) of the sub-pixel horizontal division described above, resulting in dark screen luminance.
As described above, the sub-pixel horizontal division is more advantageous as the configuration of the slit for suppressing color fringing.
[0033]
According to the third embodiment described above, the slit reflector 116 having the narrow aperture slit 115 is provided between the liquid crystal 106 and the second polarizing plate 109 at a position facing the center of the CF 103 with the liquid crystal interposed therebetween. The distance between the slit reflecting plate 116 and the CF 103 is set to be equal to or less than twice the narrowest width of the CF 103, preferably equal to or less than the same. Light that has passed through the opening slit corresponding to each color CF can be less likely to enter another adjacent CF, so that color bleeding is suppressed. At this time, if the three primary color sub-pixels forming one square pixel are divided into three parts in a rectangular shape that is long in the horizontal direction, the color is applied to the backlight having a wider light distribution angle in the horizontal direction than in the vertical direction. Bleeding can be suppressed.
At this time, the second reflective polarizing plate 111 (provided between the backlight and the second polarizing plate 109 such that the direction of the transmitted linearly polarized light is parallel to the direction of the linearly polarized light transmitted through the second polarizing plate 109. The arrangement of (described in Embodiment 1)) increases the efficiency of reuse of the backlight light as described in Embodiment 1, and further enhances the effect of increasing the local white luminance.
[0034]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention. The liquid crystal display device 201 includes an image display unit 202, a vertical drive circuit (row drive circuit) 203, and a horizontal drive circuit (column drive circuit) 204, and a plurality of discharge lamps (described as lamps) on the back of the image display unit 202. .) A backlight including A1 to A8 is provided. In the image display unit 202, the pixels as described in Embodiment Modes 1 to 3 are arranged in a matrix, and a switching element such as a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) is connected to each pixel to form a liquid crystal panel. I have. In FIG. 4, pixels and TFTs are omitted, but the fourth embodiment has a pixel structure as in the first to third embodiments.
[0035]
The vertical drive circuit 203 sends timing signals A and B to the gate driver 205 connected to the TFT gate electrode of each line via a gate wiring, the gate driver 205 and the source driver 206, and sends the lighting signal C to the backlight lighting circuit 207. And scans one screen while driving each TFT line by line based on a synchronization signal D supplied from the outside. The horizontal drive circuit 204 includes a source driver 206 that receives and drives the timing signal B from the control circuit 208, and writes a signal to a pixel on a line selected by the horizontal drive circuit 204.
[0036]
The horizontal drive circuit 204 is supplied with an interlaced image signal E and an erasing signal F for erasing the image signal held in the pixel and erasing the potential of each pixel. A signal switching circuit 209 is provided in the horizontal drive circuit 204. The signal switching circuit 209 switches the input to the source driver 206 between the image signal E and the erase signal F based on the signal G from the control circuit 208. To switch. The erase signal F is, for example, a black display signal having a voltage level equal to or higher than the maximum voltage level of the image signal E. In general, the response speed of the TN liquid crystal is high when a high voltage is applied. Therefore, if the erase signal F is a black display signal having a high voltage level, it is advantageous for erasing the previous image. Further, when the state of the previous voltage application is the black level, there is an advantage that a decrease in contrast is suppressed.
[0037]
The liquid crystal display device 201 displays an interlaced image signal 209 supplied from the outside. In the interlaced image signal 209, one frame is divided into an even-numbered field and an odd-numbered field. The image information to be written to the pixels of the line is included, and the signal of the odd field includes the image information to be written to the pixels of the odd line. Therefore, when displaying an interlaced image signal by a general liquid crystal display device, interlaced scanning is performed in which only even lines are scanned in even fields and only odd lines are scanned in odd fields.
[0038]
However, the liquid crystal display device 201 according to the fourth embodiment performs sequential scanning in which all lines are line-sequentially scanned in both the even field and the odd field, and performs the writing of the image signal E and the erasing signal F for each line. Are written alternately. The alternate writing of the image signal E and the erasing signal F can be performed by the signal switching circuit 209 alternately switching between the image signal E and the erasing signal F for each line.
[0039]
FIG. 6 is a timing chart schematically showing the operation of the liquid crystal display device 201. As shown in the upper part of FIG. 6, in the even field, the image signal E is written when the even (= 2n) line is selected, and the erase signal F is written when the odd (= 2n + 1) line is selected. . In the odd field, the image signal E is written when the odd line is selected, and the erase signal F is written when the even line is selected.
[0040]
By writing the image signal E and the erase signal F at such timing, the optical response of the liquid crystal becomes as shown in the middle part of FIG. In the liquid crystal optical response 4 of the even line on the 2nth line, the gradation changes in accordance with the image signal E written in the even field, and the image signal E written in the subsequent odd field is erased to display black. This operation is alternately repeated for each field. On the other hand, the liquid crystal optical response 5 of the odd-numbered line in the (2n + 1) -th row, on the other hand, has a black display by erasing the previous erasure signal F in the even-numbered field and the image signal E written in the subsequent odd-numbered field. The gray scale changes according to.
[0041]
As described above, before writing the image signal E, the image information is erased to make a uniform black display, so that the optical response time of each pixel can be made uniform regardless of the display image of the previous frame. For example, even if a pixel that performed black display and a pixel that performed white display in the previous frame were simultaneously rewritten to different gray scales, after all of the pixels once changed to black display, the next gray scale was displayed. Since the tone signal is written, there is almost no difference in luminance due to the difference in liquid crystal response. Therefore, "ghost" can be almost eliminated. At this time, since the first reflective polarizing plate 104 is provided as described in Embodiment Modes 1 to 3, even when the erase signal is a black signal, the backlight which is incident on the pixel on the gate line to which the erase signal is written is applied. Light is not absorbed by the CF 103 or the first polarizing plate 101, but is reflected by the first reflective polarizing plate 104 and returns to the backlight, so that the backlight brightness is increased. Therefore, a decrease in average screen brightness can be suppressed. .
[0042]
Further, in the fourth embodiment, in order to further suppress “ghost” and also “motion blur”, as shown in the lower part of FIG. The backlight is turned on after a certain delay time t (FIG. 6) has elapsed from the writing of E.
[0043]
As shown in FIG. 4, the image display unit 202 is divided into eight display blocks B1 to B8 in the pixel line direction, and lamps A1 to A8 are arranged in parallel for each display area. The lamps A1 to A8 are sequentially turned on by the backlight lighting circuit 207 according to the timing signal C sent from the control circuit 208. Further, as shown in FIG. 7, the lamps A1 to A8 arranged in the backlight 110 are separated from each other by a light shielding wall 210 so that light does not leak to the display block of tonnage. Note that a plurality of lamps A1 to A8 are provided for each display block, and eight lamps are provided in the fourth embodiment to improve the luminance.
[0044]
FIG. 8 is a waveform diagram showing lighting timing of the backlight including the lamps A1 to A8.
Referring to FIG. 8, an even field will be described as an example. In the even-numbered field, the scanning is performed line-sequentially from the first row of the image display unit 202 while writing the erasing signal F to the odd-numbered line and writing the image signal E to the even-numbered line. When the image display unit 202 is divided into eight display blocks B1 to B8 in the line direction, one display block is scanned in about 2 msec, which is 1/8 of one field period.
[0045]
Description will be given focusing on the display block B1. The discharge lamp A1 that illuminates the display block B1 is such that the display block B1 has a scan period t 1 After scanning during, a delay period t equal to the scanning period of 5 blocks 2 , The lighting period t equal to the scanning period for two blocks 3 Lights during The lamps A2 to A8 that illuminate the display blocks B2 to B8 perform the same operation while being delayed by one block scanning period. Also, in the odd field, the erase signal F is written to the even line and the image signal E is written to the odd line. Other than this write operation, the operation is the same as that of the even field.
[0046]
In the liquid crystal display device driven in this manner, the potentials of all the pixels are made equal to the potential of the erase signal F before the writing of the image signal E, and the response of the liquid crystal after the writing of the image signal E is stabilized to a certain extent. Since only the backlight is turned on, “ghost” is further suppressed. In addition, since the lighting period of the backlight is limited, the light emission state of the impulse type is obtained, so that a sharp image without “motion blur” can be obtained.
[0047]
In the fourth embodiment, the backlight lighting time of each display block is about 4 msec, and the backlight lighting time ratio is about 1/4. The backlight lighting time ratio is determined by the delay period t 2 Can be adjusted by changing the setting, and may be appropriately set in consideration of the balance between the moving image display and the screen luminance. From the viewpoint of displaying moving images, it is preferable to set the lighting time ratio small so that light is emitted after the optical response of the liquid crystal is stabilized, while it is preferable to set the lighting time ratio large from the viewpoint of screen brightness.
[0048]
Further, from the viewpoint of erasing “ghost”, the erasing signal is preferably a black signal, and its voltage is preferably as high as possible. In the case of a general normally white driving TN type liquid crystal display element, the response speed of the liquid crystal is faster in the change from white gradation to black gradation than in the opposite change, and in the liquid crystal display element, In general, the higher the applied voltage, the faster the response speed. The faster the response of the liquid crystal, the more quickly the state of the liquid crystal is stabilized when an erase signal is written. In this case, in the conventional LCD, the light incident on the pixel on which the erasure signal F is written is absorbed by the first polarizing plate 101 on the emission side, so that black display is performed. With the configuration, light incident on the pixel to which the erasing signal F has been written can be returned to the backlight 10 by the first reflective polarizing plate 104 without loss, and the light is returned to the adjacent pixel to which the image signal E has been written. Since it can be used, there is an effect of suppressing a decrease in the average luminance of the screen.
Further, as a countermeasure against burn-in due to impurities in the liquid crystal, it is preferable that the polarity of the erase signal F applied to each pixel is inverted for each frame.
In the fourth embodiment, it is preferable that the erase signal written to each pixel is a black gradation signal. This is because in the case of a general normally white driving TN type liquid crystal display element, the response speed of the liquid crystal is faster in the change from white gradation to black gradation than in the opposite change. The faster the response of the liquid crystal, the sooner the state of the liquid crystal becomes stable when an erase signal is written.
[0049]
Further, in order to further improve the moving image quality, a light source is provided on the back of the image display unit, the light source being capable of illuminating the image display unit by dividing the image display unit into a plurality of display areas in a row direction. Is characterized in that the display area is illuminated for a predetermined period delayed from the end of scanning of each divided display area.
[0050]
Before writing the image signal, the potentials of all the pixels are adjusted to the potential of the erasing signal, and the illumination is performed only during a period in which the response of the liquid crystal after the writing of the image signal is stabilized to some extent, so that "ghost" is further suppressed. In addition, since the illumination period is limited, the light emission state of the impulse type is obtained, so that a sharp image without “motion blur” can be obtained.
[0051]
In the fourth embodiment, the erase signal F is written by switching the image signal E and the erase signal F line by line by the signal switching circuit 209, but the writing method of the erase signal F is not limited to this. For example, before the image signal E is supplied to the source driver, data processing is performed by an appropriate program, or the image signal E is stored in a memory for each frame. The writing of the signal F may be performed.
For example, consider a case where the liquid crystal display device of the fourth embodiment is used for a liquid crystal television. An image signal of a TV is generally of an interlaced type. If the image signal E is an even field where the image signal E is sent only for the even-numbered scanning lines and the odd-numbered scanning line does not have the image signal E, it corresponds to the odd-numbered scanning line Progressive image data is created by assigning the same erase signal F to the pixels on the gate line of the liquid crystal display device to be processed. In the case of an odd field, the progressive image data is generated on the gate line of the liquid crystal display device corresponding to the even-numbered scanning line. Pixels are assigned equal erasure signals to generate progressive image data, image data of a pair of even-odd gate lines is temporarily stored in a line memory, and sequentially sent to a liquid crystal display device as progressive image data for display. .
According to such a display, a frame memory for storing the image data of the previous field becomes unnecessary, and the cost can be reduced. In addition, there is an effect of improving image quality in that problems of contour blur and flicker associated with creation of a progressive image are eliminated.
[0052]
【The invention's effect】
A liquid crystal display device according to a first configuration of the present invention includes a first electrode and a second electrode disposed on a substrate so as to face each other with the liquid crystal interposed therebetween for driving the liquid crystal, and a substrate on which the liquid crystal is disposed. A backlight disposed on a side opposite to the side of the first electrode, a first polarizing means disposed on a side opposite to a side of the first electrode facing the liquid crystal, and a backlight including the substrate and the backlight. The second polarizer disposed between the first polarizer and the liquid crystal is disposed between the first polarizer and the liquid crystal so that the direction of transmitted linear polarized light is parallel to the direction of transmitted linear polarized light of the first polarizer. The display quality of the liquid crystal display screen can be improved by including the first reflective polarizer provided in alignment.
[0053]
The liquid crystal display device according to a second configuration of the present invention, in the first configuration, further includes a color filter between the liquid crystal and the first polarizing unit, and the color filter is disposed between the color filter and the liquid crystal. The display quality of the liquid crystal display screen can be improved by providing the one reflection polarizing plate.
[0054]
In the liquid crystal display device according to a third configuration of the present invention, in the first configuration, the direction of linearly transmitted light between the backlight and the second polarizing plate transmits the linearly polarized light of the polarizing plate. The display quality of the liquid crystal display screen can be improved by providing the second reflective polarizer provided so as to be parallel to the direction.
[0055]
A liquid crystal display device according to a fourth configuration of the present invention is the liquid crystal display device according to the first configuration, wherein the image display unit includes pixels arranged in a matrix and switch means connected to each pixel; A row drive circuit that selects one pixel for each line to scan one screen, and a column drive that writes an interlaced pixel signal composed of even and odd fields to the pixels of the selected line in synchronization with the scan. In the even-numbered field, an image signal is written to the pixels of the even-numbered lines, while the erase signal for aligning the potential of each pixel is written to the pixels of the odd-numbered lines, and the image signal is written to the pixels of the odd-numbered lines in the odd-numbered fields. On the other hand, the erase signal is written to the pixels on the even-numbered lines while writing, so that the pixels are input to the black display pixels by the first reflective polarizer. Was light without loss can be returned to the backlight, for recycling, it is possible to mow suppress a decrease in the average brightness of the screen by writing the erase signal.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal cell of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal cell of a liquid crystal display according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross-sectional structure of a liquid crystal cell of a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram for explaining a shape of a slit for suppressing color fringing due to a pixel structure in a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a driving circuit of a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a timing chart schematically showing an operation of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a side view showing a structure of a backlight constituting a liquid crystal display device according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 8 is a waveform diagram for explaining a backlight lighting timing of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic diagram showing a state of image quality abnormality in a conventional moving image display.
FIG. 10 is a schematic diagram showing emission signals of a conventional TFT-LCD and CRT.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional liquid crystal display device.
FIG. 12 is a timing chart showing an operation of the conventional liquid crystal display device.
[Explanation of symbols]
101 first polarizing plate, 103 CF, 104 first reflective polarizing plate, 105 first transparent electrode, 106 liquid crystal, 107 second transparent electrode, 108 second glass substrate, 109 second polarizing plate, 110 backlight, 111 second Reflective polarizer, 116 slit reflector, 202 image display unit, 203 vertical drive circuit, 204 horizontal drive circuit, 205 gate driver, 206 source driver, 207 backlight lighting circuit, 208 control circuit.

Claims (4)

基板上に、液晶を駆動するため上記液晶を挟んで対向するように配置された第1電極及び第2電極と、上記液晶が配置された基板の側と反対側に配置されたバックライトと、このバックライトと、上記第1電極の上記液晶と対向する側と反対側に配置された第1偏光手段と、上記基板と上記バックライトとの間に配置された第2偏光手段と、上記第1偏光手段と上記液晶との間に配置され、透過する直線偏光の向きが上記第1偏光板の透過する直線偏光の向きと平行になるよう揃えられて設けられた第1反射偏光板とを備えた液晶表示装置。A first electrode and a second electrode disposed on a substrate so as to face each other with the liquid crystal interposed therebetween to drive the liquid crystal; and a backlight disposed on a side opposite to the substrate on which the liquid crystal is disposed. The backlight, a first polarizer disposed on the opposite side of the first electrode to the liquid crystal, a second polarizer disposed between the substrate and the backlight, A first reflective polarizer disposed between the first polarizer and the liquid crystal and arranged so that the direction of the transmitted linear polarized light is parallel to the direction of the transmitted linear polarized light of the first polarizer. Liquid crystal display device equipped. 上記液晶と上記第1偏光手段との間にカラーフィルターを備え、該カラーフィルターと上記液晶との間に、上記第1反射偏光板を備えた請求項1記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a color filter between the liquid crystal and the first polarizing means, and the first reflective polarizing plate between the color filter and the liquid crystal. 上記バックライトと上記第2偏光板との間に、透過する直線偏光の向きが上記偏光板の直線偏光を透過する向きと平行になるよう揃えられて設けられた第2反射偏光板を備えた請求項1記載の液晶表示装置。A second reflective polarizer is provided between the backlight and the second polarizer, the second reflective polarizer being provided so that the direction of transmitted linearly polarized light is parallel to the direction of transmitting linearly polarized light of the polarizer. The liquid crystal display device according to claim 1. マトリックス状に配列した画素と各画素に接続したスイッチ手段とを有する画像表示部と、前記スイッチ手段を駆動しながら前記画素をラインごとに選択して一画面の走査を行う行駆動回路と、前記走査に同期して、選択されたラインの画素に、偶数フィールドと奇数フィールドからなるインターレース方式の画素信号を書き込む列駆動回路とを備え、偶数フィールドにおいて、偶数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、奇数ラインの画素に各画素の電位を揃えるための消去信号を書き込み、奇数フィールドにおいて、奇数ラインの画素に画像信号を書き込む一方、偶数ラインの画素に消去信号を書き込むようにした請求項1記載の液晶表示装置。An image display unit having pixels arranged in a matrix and switch means connected to each pixel, a row drive circuit for selecting the pixels for each line while driving the switch means and scanning one screen, and In synchronization with scanning, the pixel of the selected line, a column drive circuit that writes an interlaced pixel signal consisting of an even field and an odd field, and in the even field, while writing an image signal to the pixels of the even line, 2. The erasure signal according to claim 1, wherein an erasure signal for aligning the potential of each pixel is written to the pixels of the odd-numbered line, and in the odd-numbered field, an image signal is written to the pixels of the odd-numbered line, and the erasure signal is written to the pixels of the even-numbered line. Liquid crystal display.
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