(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度によって表示特性の変化する表示手段と、
前記表示手段を駆動する駆動手段と、
前記表示手段に表示する画像データを処理する画像処理手段と、
システムを構成する各デバイスのタスクから処理内容を判定する処理内容判定手段と、
前記処理内容に応じた、前記表示手段上の発熱パターン表と、前記表示手段の表示特性関数（又は表）と、を記憶する記憶手段と、
前記処理内容判定手段における判定内容と、前記発熱パターン表及び前記表示特性関数と、から前記表示手段上の各画素における駆動補正量を算出する画像補正手段と、
システム全体を制御する制御手段と、
が設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
システムを構成する各デバイスのタスク処理内容に応じた、表示手段上の発熱パターン表と、前記表示手段の表示特性関数（又は表）と、を予め記憶しておき、
前記タスクの実行中に、該タスク処理内容を判断し、
該判断された処理内容を、前記発熱パターン表に照らし合わせて、前記表示手段上の各画素位置における発熱量を求め、
該各画素位置における発熱量を、前記表示特性関数に照らし合わせて、前記表示手段上の各画素位置における駆動補正量を求め、
前記各画素の駆動量を補正することを特徴とする信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯情報端末等に具備される表示装置及びその信号処理方法に関する。特には、表示ムラを抑え、より高品質な表示を行うことができる表示装置及びその信号処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータや携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）等の電子機器の普及が著しい。このような電子機器の表示手段の１つとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）が挙げられる。液晶ディスプレイは、低消費電力で薄く作れるためにノート型パソコンやＰＤＡに利用されている。液晶ディスプレイの液晶を駆動する方式によって、ＳＴＮカラー液晶、ＤＳＴＮカラー液晶、ＴＦＴカラー液晶等の多くの種類のものが開発されている。
【０００３】
液晶ディスプレイは、表示部分に液晶パネルを用いたディスプレイであり、液晶を挟んだガラスと偏向フィルタを組み合わせて構成されている。液晶パネルを構成する液晶は、液体と固体の中間の性質を持つ物質であり、印加電圧の変化により分子の並び方が変化し、光の通過を制御することができる。そのため、この液晶の印荷電圧を制御することにより、液晶パネルの発光量等を制御することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、携帯情報端末等においては、装置を小型化するため、液晶ディスプレイの裏面に、携帯情報端末を制御するＣＰＵ等を備える基板が配置されることがある。
図１０は、液晶ディスプレイと基板の構成を示す図である。
図１０の下部には、携帯情報端末等を制御するＣＰＵ１０２や外部装置との通信を行う通信部１０３等を備える基板１０４が示されている。基板１０４上には、柱状の固定部材１０５を介してある隙間を空けて、液晶ディスプレイ１０６が設けられている。この図においては、ＣＰＵ１０２で演算が行われたり、通信部１０３で外部装置との通信が行われたりすることにより、ＣＰＵ１０２や通信部１０３から熱が発生している。その熱は、ある隙間を空けて配置されている液晶ディスプレイ１０６に伝わる。図中には、液晶ディスプレイ１０６の温度分布が色の濃淡で示されている。なお、この例では、ＣＰＵ１０２の発熱量が通信部１０３の発熱量よりも多いために、液晶ディスプレイ１０６の温度上昇が大きくなっている。
【０００５】
ここで、液晶ディスプレイ１０６を構成する液晶（図２における２端子素子）の電圧−光学特性は、液晶温度により異なることが知られている。そのため、液晶ディスプレイ１０６上で、温度分布が異なっていると、液晶ディスプレイ１０６の表示色（コントラスト、明るさ、カラーの場合には色調等）が変化してしまう。なお、通常、発熱源となるＣＰＵ等は、液晶ディスプレイ１０６の表示面積よりも小さいので、液晶ディスプレイ上では、部分的な表示ムラが発生する。
【０００６】
上述の表示ムラを低減するために、温度センサを用いて液晶付近の温度を測定する方法が提案されている。これは、液晶ディスプレイの裏面等に複数の温度センサを配置し、測定された温度から、液晶の各部の印加電圧を制御する方法である。しかし、この方法においては、複数の温度センサを設ける必要があり、装置の小型化の妨げとなっていた。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、温度センサを用いることなく表示ムラを抑え、より高品質な表示を行うことができる表示装置及びその信号処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の表示装置は、  温度によって表示特性の変化する表示手段と、  前記表示手段を駆動する駆動手段と、  前記表示手段に表示する画像データを処理する画像処理手段と、  システムを構成する各デバイスのタスクから処理内容を判定する処理内容判定手段と、  前記処理内容に応じた、前記表示手段上の発熱パターン表と、前記表示手段の表示特性関数（又は表）と、を記憶する記憶手段と、  前記処理内容判定手段における判定内容と、前記発熱パターン表及び前記表示特性関数と、から前記表示手段上の各画素における駆動補正量を算出する画像補正手段と、  システム全体を制御する制御手段と、  が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の信号処理方法は、  システムを構成する各デバイスのタスク処理内容に応じた、表示手段上の発熱パターン表と、前記表示手段の表示特性関数（又は表）と、を予め記憶しておき、  前記タスクの実行中に、該タスク処理内容を判断し、  該判断された処理内容を、前記発熱パターン表に照らし合わせて、前記表示手段上の各画素位置における発熱量を求め、  該各画素位置における発熱量を、前記表示特性関数に照らし合わせて、前記表示手段上の各画素位置における駆動補正量を求め、  前記各画素の駆動量を補正することを特徴とする。
【００１０】
発熱パターン表と、表示手段の表示特性関数（又は表）とを用いて、表示手段上の各画素位置における駆動補正量を求めることができるので、温度センサを用いることなく表示手段の表示ムラを抑え、より高品質な表示を行うことができる。なお、表示手段に液晶を用いる場合には、表示特性関数として、電圧−光学特性関数（又は表）を用いることができる。また、表示デバイスによっては、電圧制御以外に、電流制御やパルス幅制御等が考えられ、表示特性関数として、電流−光学特性関数やパルス幅−光学特性関数等を用いる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。なお、以下では、表示手段として液晶を用いる例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、有機ＥＬやプラズマディスプレイ等を用いる場合にも適用できる。
まず、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置等の構成を示すブロック図である。
図１には、携帯情報端末の所定の機能を実現し、液晶ディスプレイ（以下、液晶パネルとも呼ぶ）の表示を制御する液晶表示装置１と、液晶表示装置１に接続され、情報を表示する液晶パネル１０と、液晶表示装置１にコマンドや設定値を入力する入力部１１と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）１２を介して、外部とのデータの通信を行う通信部１３と、が示されている。液晶パネル１０には、詳しくは後述するが、走査信号線に電圧を印加する走査ドライバ１５と、データ信号線に電圧を印加するデータドライバ１４と、が接続されている。
【００１２】
液晶表示装置１には、システム全体を制御するＣＰＵ（制御部）２と、液晶ディスプレイ１０を駆動する液晶駆動部３と、液晶ディスプレイ１０に表示する画像データを処理する画像処理部４と、システムを構成する各デバイスのタスク（スレッド、プロセス）から処理内容を判定する処理内容判定部５と、各デバイスの配置（基板上の位置と液晶ディスプレイまでの距離等）・発熱量・熱抵抗等を考慮した発熱パターン表、及び、液晶ディスプレイ１０を構成する液晶の電圧−光学特性関数（又は表）を記憶するＲＯＭ（記憶部）６と、が設けられている。ＣＰＵ２と液晶駆動部３との間には、処理内容判定部５における判定内容と、ＲＯＭ６内における発熱パターン表及び電圧−光学特性関数と、から液晶ディスプレイ１０上の各画素における印加電圧の補正量を算出する画像補正部７が設けられている。ＣＰＵ２から出力された画像データは、画像補正部７において補正され、液晶ディスプレイ１０上に表示される。
【００１３】
液晶パネル１０には、ＳＴＮ方式、ＤＳＴＮ方式、ＴＦＴ方式等、様々なものを用いることができるが、ここでは、ＭＩＭ（Metal Insulator Metal）に代表される、２端子非線形素子をスイッチング素子として用いたアクティブマトリクス駆動方式を例に挙げて説明する。
【００１４】
図２は、図１に示す液晶パネル１０の等価回路を示す図である。
図２には、液晶パネルの画素がマトリクス状に示されている。図では、一部省略してあるが、この例では、Ｘ方向にｎ本のデータ信号線Ｘ１〜Ｘｎ、Ｙ方向にｍ本の走査信号線Ｙ１〜Ｙｍが配置されている。各画素には、２端子素子１０ｂと液晶層１０ａが直列に接続して配置されている。データ信号線Ｘ１〜Ｘｎには、データドライバ１４が接続されており、走査信号線Ｙ１〜Ｙｍには、走査ドライバ１５が接続されている。
【００１５】
データドライバ１４は、表示データに応じた所定の電圧をデータ信号線Ｘ１〜Ｘｎに印加するものであり、シフトレジスタ、ラッチ回路、アナログスイッチ等から構成される。また、走査ドライバ１５は、走査信号線Ｙ１〜Ｙｍに順次所定の電圧を印加するものであり、液晶駆動電源回路、シフトレジスタ、アナログスイッチ等から構成される。
【００１６】
この２端子素子１０ｂの電圧−光学特性は、温度によって異なる。
図３は２端子素子１０ｂの印加電圧−明るさ特性を示す図であり、図４は２端子素子１０ｂの印加電圧−透過率特性を示す図であり、図５は２端子素子１０ｂの印加電圧−反射率特性を示す図である。図中において、▲１▼〜▲３▼の符号は高温〜低温を示している。なお、図中に示す特性は、一例であり、２端子素子の種類によって様々に異なる。
【００１７】
図３に示すように、２端子素子１０ｂの明るさは、印加電圧が大きくなるにつれて明るくなるという傾向がある。また、２端子素子１０ｂの温度が上昇するにつれて、明るさが低下する傾向がある。そのため、２端子素子１０ｂの温度が上昇した場合には、適切な明るさを得るために、印加電圧を大きくすれば良い。
【００１８】
図４に示すように、２端子素子１０ｂの透過率は、印加電圧が大きくなるにつれて上昇するという傾向がある。また、２端子素子１０ｂの温度が上昇するにつれて、透過率が大きくなる傾向がある。そのため、２端子素子１０ｂの温度が上昇した場合には、適切な透過率を得るために、印加電圧を小さくすれば良い。
【００１９】
図５に示すように、２端子素子１０ｂの反射率は、印加電圧が大きくなるにつれて低下するという傾向がある。また、２端子素子１０ｂの温度が上昇するにつれて、反射率が大きくなる傾向がある。そのため、２端子素子１０ｂの温度が上昇した場合には、適切な反射率を得るために、印加電圧を大きくすれば良い。
【００２０】
このように、２端子素子１０ｂの印加電圧を制御することにより、液晶パネル１０の表示色（コントラスト、明るさ、カラーの場合には色調等）を調整することができる。なお、この２端子素子１０ｂの電圧−光学特性関数（又は表）は上述したＲＯＭ６に記憶される。
【００２１】
次に、上述したＲＯＭ６に記憶される、システムを構成する各デバイスの配置（基板上の位置と液晶ディスプレイまでの距離等）・発熱量・熱抵抗等を考慮した発熱パターン表について説明する。
【００２２】
図６は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置及び液晶パネルの構成を示す分解斜視図である。
図６には、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置を構成するＣＰＵ２（図１参照）、画像処理部４（図１参照）、通信部１３（図１参照）等の設けられた基板１６と、基板１６上に配置された液晶パネル１０（図１参照）とが示されている。
【００２３】
図７は、図６に示した液晶パネル１０上の温度分布を示す図である。
この例では、ＣＰＵ２で演算が行われたり、通信部１３で外部装置との通信が行われたり、画像処理部４で画像処理が行われたりすることにより、熱が発生している。図中には、これらの熱発生源を中心とした温度分布が等高線状に示されている。この温度分布は、システムで行う処理内容に応じて変化するものである。
【００２４】
ここで、上述の処理内容に応じた発熱パターンを、処理毎にまとめて表を作成する。
図８は、ＣＰＵ２である演算が行われた場合の発熱パターンを示す図である。なお、この発熱パターン図は、一例であり、様々に変更できる。
図８には、ＣＰＵ２である演算が行われた場合の、液晶パネル１０上のデータ信号線Ｘ１〜Ｘｎ及び走査信号線Ｙ１〜Ｙｍ（図２参照）に対応する画素位置における発熱量が示されている。例えば、データ信号線Ｘ１及び走査信号線Ｙ１の位置では、ａ11の発熱量があり、データ信号線Ｘｎ及び走査信号線Ｙｍの位置では、ａnmの発熱量がある。この発熱パターン表は、システムを構成する各デバイスの配置（基板上の位置と液晶ディスプレイまでの距離等）・発熱量・熱抵抗等を考慮して作成される。
【００２５】
このような表を参照することにより、ＣＰＵ２である演算が行われた場合の各画素位置における発熱量を容易に求めることができる。なお、この表は、異なる演算毎に、また、通信部１３で外部装置との通信が行われたり、画像処理部４で画像処理が行われたりする場合にも、それぞれ用意することが好ましい。なお、この発熱パターン表は上述したＲＯＭ６に記憶される。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の信号処理方法について説明する。
図９は、本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の信号処理方法を示すフローチャートである。
図９においては、まず、基板１６上（図６参照）に配置された液晶パネル１０の発熱パターン表（図８参照）、及び、２端子素子１０ｂの電圧−光学特性関数（又は表）（図３〜図５参照）を、予めＲＯＭ６（図１参照）に記憶しておく（ステップ１）。
処理を開始すると（ステップ２）、処理内容判定部５（図１参照）は、実行中のタスク（スレッド、プロセス）から処理内容を判断する（ステップ３）。
ＣＰＵ２（図１参照）は、判断された処理内容をＲＯＭ６内に記憶された発熱パターン表に照らし合わせて、各画素位置における発熱量を求める（ステップ４）。
次に、画像補正部７（図１参照）は、各画素位置における発熱量をＲＯＭ６内に記憶された２端子素子１０ｂの電圧−光学特性関数（又は表）に照らし合わせて、各画素位置における印加電圧補正量を求める（ステップ５）。
ＣＰＵは、この印加電圧補正量を液晶駆動部３（図１参照）に伝え、各画素の電圧が補正される（ステップ６）。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、温度センサを用いることなく液晶の表示ムラを抑え、より高品質な表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置等の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す液晶パネル１０の等価回路を示す図である。
【図３】２端子素子１０ｂの印加電圧−明るさ特性を示す図である。
【図４】２端子素子１０ｂの印加電圧−透過率特性を示す図である。
【図５】２端子素子１０ｂの印加電圧−反射率特性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置及び液晶パネルの構成を示す分解斜視図である。
【図７】図６に示した液晶パネル１０上の温度分布を示す図である。
【図８】ＣＰＵ２である演算が行われた場合の発熱パターンを示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る液晶表示装置の信号処理方法を示すフローチャートである。
【図１０】液晶ディスプレイと基板の構成を示す図である。
【符号の説明】
１  液晶表示装置
２  ＣＰＵ
３  液晶駆動部
４  画像処理部
５  処理内容判定部
６  ＲＯＭ
７  画像補正部
１０  液晶パネル
１１  入力部
１２  Ｉ／Ｆ
１３  通信部
１４  データドライバ
１５  走査ドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003664102.tif 000008
【図８】
0003664102.tif 000009
【図９】
0003664102.tif 000010
【図１０】
0003664102.tif 000011