(57)【要約】【課題】液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる液晶表示装置において、低温時にも輝度を低下させない。【解決手段】ＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示パネル１０とその温度を検出する温度検出手段１８を有し、１フィールド期間を、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、表示データＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間に逆転移防止用の黒色データを書き込み、表示データ書き込み期間に表示用データを書き込み、表示データＨＯＬＤ期間内の一部の期間にバックライト１１を点灯させる液晶表示装置であって、挿入黒階調値決定手段２３は、液晶表示パネル１０の温度が所定の温度以下の場合には、液晶表示パネル１０の温度が低いほど、逆転移防止用の黒色データの階調値を、より白の階調値に近い階調値に設定する。【選択図】図１
2007163704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置された信号線および走査線、および前記信号線および前記走査線の交点に設けられたＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示素子を有する液晶表示パネルと、
少なくとも１つ前の１フィールドまたは１フレーム分の表示データを一時蓄積するフレームメモリと、
前記走査線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
１フィールドまたは１フレームの期間内に順に設けられた、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、および表示データＨＯＬＤ期間のうち、前記黒書き込み期間には、黒色データに対応する電圧を前記信号線に供給し、前記表示データ書き込み期間には、前記フレームメモリに一時蓄積しておいた前のフィールドまたはフレームの表示データに対応する電圧を前記信号線に供給するソースドライバと、
前記ゲート信号がＯＮされない状態としておく前記表示データＨＯＬＤ期間のうちの、一部の期間にのみ前記液晶表示パネルを照明する、前記液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトと、
前記液晶表示パネルの温度を検出する温度検出手段と、
検出された前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の、前記黒色データの階調値を決定する挿入黒階調値決定手段とを備えた液晶表示装置であって、
前記挿入黒階調値決定手段は、前記液晶表示パネルの温度が所定の温度以下の場合には、前記液晶表示パネルの温度が低いほど、前記黒色データの階調値を、より白の階調値に近い階調値となるように決定する、液晶表示装置。
【請求項２】
前記挿入黒階調値決定手段が決定する前記黒色データの階調値は、前記黒書き込み期間にその階調値の黒色データを書き込むことで逆転移を生じさせないようにできる階調値である、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示パネルの温度と、その各温度において前記黒書き込み期間に書き込む前記黒色データに設定される階調値とが対応づけられている黒階調設定テーブルを備え、
前記挿入黒階調値決定手段は、前記黒階調設定テーブルを参照して、検出された前記液晶表示パネルの温度における前記黒色データの階調値を取得し決定する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置の、前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の前記黒色データの階調値を決定する前記挿入黒階調値決定手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は薄型、軽量であり、従来のブラウン管に代替するものとして、近年一層用途が拡大されてきた。しかし、現在広く使用されているＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）配向液晶表示パネルは視野角が狭く、また応答速度が遅く、動画表示時には尾を引くように見える等、ブラウン管より画質が劣る。
【０００３】
これに対して、近年、高速応答、高視野角という特徴を有するＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶表示素子を備える液晶表示装置が用いられるようになってきている。この液晶表示装置は、液晶をベンド配向させて視覚補償を行い、さらにこれに光学位相補償フィルムを組み合わせることにより広い視野角を得るようにしたものである。
【０００４】
図４は、ＯＣＢモードの液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示した断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、電圧印加状態を示した断面図であり、図４（ｃ）は、電圧無印加状態を示した断面図である。
【０００５】
ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置を構成する液晶表示パネルのガラス基板９１の間には、図４（ａ）等に液晶分子９２として示すように、ネマチック液晶が注入されている。そして、電圧を印加していない液晶の配向状態は、スプレイ状態９３と呼ばれている。ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の電源投入時には転移駆動と呼ばれる駆動を行う必要がある。すなわち、転移駆動とは、液晶表示装置の電源投入時にこの液晶層に２０ボルトから２５ボルト程度の比較的大きな電圧を印加することにより、図４（ｃ）に示すスプレイ状態９３から図４（ａ）、図４（ｂ）に示すベンド状態９４ａ、９４ｂに転移させる駆動のことである。このベンド状態９４ａ、９４ｂを用いて表示を行うのが、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の特徴であり、電圧の大きさによってベンド状態を変化させることにより、パネルの透過率を変化させるものである。
【０００６】
図４（ａ）に示すベンド状態９４ａは、白表示をしている場合のベンド状態を示し、図４（ｂ）のベンド状態９４ｂは、黒表示をしている場合のベンド状態を示している。
【０００７】
また、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、その液晶表示パネルに２ボルト以下の電圧を印加し続けると、液晶の配向状態は、ベンド状態９４ａ、９４ｂからスプレイ状態９３に徐々に移行してしまう（以下この移行を逆転移と呼ぶ）。このような逆転移を防止するために、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、逆転移防止駆動と呼ばれる駆動が行われる。
【０００８】
つまり、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うノーマリホワイトモードの液晶表示装置の場合、逆転移防止駆動とは、各画素に周期的に表示する映像信号とは別に黒色に対応する電圧を印加することにより、逆転移を防止する駆動である。逆転移防止駆動には、逆転移の防止のために画素に黒色に対応する電圧を印加する動作と、映像信号に対応する電圧を印加する動作とを交互に行う、２倍速変換と呼ばれる逆転移防止駆動がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
従って、従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置では、１フレーム（または１フィールド）の映像を表示する期間には、映像信号に対応する電圧を画素に印加している表示期間と、逆転移防止のために黒色に対応する電圧を画素に印加している黒挿入期間とが設けられている。
【００１０】
図５に、従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構成を示す。
【００１１】
この液晶表示装置は、液晶表示パネル１１０、バックライト１１１、ソースドライバ１１２、ゲートドライバ１１３、コントローラ１１４、入力電源１１６、および液晶駆動電圧発生回路１１７を備えている。
【００１２】
液晶表示パネル１１０は、信号線と走査線がマトリックス状に配置され、それらの交点にＯＣＢモードの液晶表示素子が設けられている液晶表示パネルである。
【００１３】
バックライト１１１は、液晶表示パネル１１０の背面に配置されており、複数の冷陰極管で液晶表示パネル１１０を照明する。
【００１４】
入力電源１１６は、バックライト１１１、コントローラ１１４および液晶駆動電圧発生回路１１７に電力を供給し、液晶駆動電圧発生回路１１７は、表示データを液晶表示パネル１１０に表示させるタイミングに応じて、ソースドライバ１１２およびゲートドライバ１１３に供給する電圧を調整する。
【００１５】
ゲートドライバ１１３は、液晶表示パネル１１０の走査線にゲート信号を供給し、ソースドライバ１１２は、液晶表示パネル１１０の信号線に表示用信号に対応する電圧を供給する。
【００１６】
コントローラ１１４は、信号処理部１２１、ラインメモリ１２２、およびタイミング制御部１２３を備えており、ソースドライバ１１２は、Ｄ／Ａ変換部１２４およびシフトレジスタ１２５を備えている。
【００１７】
次に、このような従来の液晶表示装置の動作を説明する。
【００１８】
液晶表示装置の電源が入れられた際には、液晶表示パネル１１０の液晶層は、図４（ｃ）に示すようにスプレイ状態９３のままであるので、図４（ａ）のベンド状態９４ａや図４（ｂ）のベンド状態９４ｂに転移させる必要がある。そこで、液晶表示装置の電源が入れられた際には、液晶表示装置は、液晶層をスプレイ状態からベンド状態に転移させるために転移駆動を行う。すなわち、ソースドライバ１１２は、画素電極と共通電極との間の電圧が所定の時間だけ２０ボルトから２５ボルトという映像を表示する際の電圧よりも高い電圧になるように、転移駆動のための電圧として、信号線に２０ボルトから２５ボルトの電圧を印加する。従って、液晶層には転移駆動のための電圧が所定時間印加されることになるので、液晶表示パネル１１０の液晶層は、スプレイ状態からベンド状態に転移し、液晶表示装置の表示動作が可能となる。
【００１９】
上記のように転移駆動が完了し、表示動作が可能になると、液晶表示装置は表示動作を開始する。
【００２０】
ＲＧＢデータである映像信号が信号処理部１２１に入力されると、信号処理部１２１は、入力された映像信号に対して階調補正やガンマ補正処理を行なうとともに、１水平期間のデータ毎に、１水平期間の前側が黒挿入用の黒色データ、後ろ側が２倍速の映像信号となるように変換して、ラインメモリ１２２に格納していく。
【００２１】
そして、コントローラ１１４のタイミング制御部１２３は、映像信号に含まれる表示信号が入力開始されるタイミングに合わせて、ラインメモリ１２２に格納された１行画素分のデータを、ソースドライバ１１２のシフトレジスタ１２５へ転送させていく。
【００２２】
また、コントローラ１１４のタイミング制御部１２３は、液晶表示装置が表示動作を行う際には、外部から入力される映像信号に応じて、ゲートドライバ１１３、ソースドライバ１１２にそれぞれ制御信号を送る。その結果、ゲートドライバ１１３は、各走査線に走査信号電圧を印加して各画素のスイッチング素子を順次オンさせる。
【００２３】
表示期間には、ソースドライバ１１２は、ゲートドライバ１１３が各走査線に走査信号電圧を印加するタイミングに合わせて、信号線を通じて映像信号に応じた電圧を各画素の画素電極に印加する。これにより液晶表示パネル１１０の液晶分子９２が変調され、バックライト１１１から出射される光の透過率が変化する。その結果、ユーザの目に映像信号に対応する画像が映る。
【００２４】
また、黒挿入期間には、ソースドライバ１１２は、ゲートドライバ１１３が各走査線に走査信号電圧を印加するタイミングに合わせて、信号線を通じて黒色に対応する電圧を各画素の画素電極に印加する。これにより液晶表示パネル１１０の液晶分子９２が変調され、バックライト１１１から出射される光の透過率が変化する。その結果、ユーザの目に黒色の映像が映る。
【００２５】
図６は、図５に示した従来の液晶表示装置における２倍速変換による逆転移防止駆動時の、映像信号、２倍速信号、およびゲートパルスのタイミングチャートの一例を示している。
【００２６】
ＲＧＢデータで入力される映像信号に対して、１水平期間（１Ｈ期間）毎に、その１Ｈ期間の前側に逆転移防止用の黒色の階調のデータが、後ろ側に映像信号を２倍速に変換した表示用データが、それぞれ格納されるように、ソースドライバ１１２のシフトレジスタ１２５に格納していく。なお、図６の斜線で示す部分は、逆転移防止用の黒色の階調のデータを示している。
【００２７】
１Ｈ期間毎に、シフトレジスタ１２５には、これらの１行画素分のデータが順次入力されていき、ソースドライバ１１２からは１行画素分のデータが同時に出力されていく。したがって、図６に示すように、入力される映像信号に対して、１Ｈ期間遅れたタイミングでソースドライバ１１２から出力されていく。
【００２８】
図６のＧ１〜Ｇ１０は、ゲートドライバ１１３から各ゲート線に出力されるゲート信号を示している。各ゲート信号の右側に示す符号は、各ゲート信号がハイになるタイミングに画像セルに書き込まれる表示用データまたは黒色の挿入用データ（Ｂ）の種別を示している。
【００２９】
表示用データＳ１がソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ１のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ１上の画像セルに表示用データＳ１が書き込まれる。次に、表示用データＳ１と表示用データＳ２との間に挿入された黒色の挿入用データがソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ７のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ７上の画像セルに黒色の挿入用データが書き込まれる。次に、表示用データＳ２がソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ２のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ２上の画像セルに表示用データＳ２が書き込まれる。次に、表示用データＳ２と表示用データＳ３との間に挿入された黒色の挿入用データがソースドライバから出力されるタイミングに、ゲート線Ｇ８のゲート信号がハイになり、ゲート線Ｇ８上の画像セルに黒色の挿入用データが書き込まれる。以下同様にして、各ゲート線のゲート信号がハイになるタイミングにあわせて、表示用データまたは黒色の挿入用データが各画素セルに書き込まれていく。
【００３０】
このように、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０が１フィールド期間にそれぞれ２回ずつ選択され、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０上の画素セルには、表示用データと黒色の挿入用データが１回ずつ書き込まれる。したがって、表示用データを書き込む一方で周期的に黒色の挿入用データを書き込む逆転移防止駆動を実現することができる。
【００３１】
この結果、図６に示す例では、映像表示期間Ｄ１と黒色挿入期間Ｄ２との比率が９：１１に設定されることになる。各ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０のゲート信号の、表示用データを書き込むゲートパルスと黒色の挿入用データを書き込むゲートパルスのタイミングを変化させることにより、映像表示期間Ｄ１と黒色挿入期間Ｄ２との比率を調整して挿入する黒色データの比率を調整していた。
【００３２】
図６に示すように、１フィールド期間の全期間にわたって、各ゲート線Ｇ１〜Ｇ１０上の各画素セルに順に表示用データが書き込まれていくため、バックライト１１１は、１フィールドの全期間にわたって、点灯と消灯とを交互に繰り返して液晶表示パネル１１０を照明する。バックライト１１１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を用いて点灯と消灯との比率が調整されることにより、バックライト１１１が液晶表示パネル１１０を照明する際の明るさが制御される。
【００３３】
したがって、この従来の方法では、逆転移防止用に書き込んだ黒色データに対しても、バックライト１１１で照明させて表示用データと共に表示させていた。
【００３４】
最近では、さらに応答速度の速いＯＣＢモードの液晶表示素子が開発され、また短残光型の冷陰極管も開発されてきたので、動画視認性を向上させるために、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式で表示させることも可能になってきた。
【００３５】
図７は、この、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を実現する液晶表示装置の構成を示している。
【００３６】
図５に示す液晶表示装置と同じ構成部分には、同じ符号を用いている。図７の液晶表示装置は、構成としては、図５に示す液晶表示装置の構成からラインメモリ１２２が削除され、フレームメモリ１１５が追加されている点が異なる。また、コントローラ１１４のタイミング制御部１３３の制御方法、およびタイミング制御部１３３がバックライトのＯＮ／ＯＦＦ制御を行う点が、図５の液晶表示装置とは異なる。
【００３７】
図８は、図７に示す液晶表示装置で、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を実現する際の動作を説明するタイミングチャートを示している。
【００３８】
各液晶表示素子への書き込みについて、１フィールド（または１フレーム）の期間を、黒書き込み期間、映像書き込み期間および映像ＨＯＬＤ期間に分け、黒書き込み期間内に逆転移防止用の黒色データの書き込みを行い、映像書き込み期間内に表示用データの書き込みを行う。
【００３９】
図８に示すゲートパルスとは、各走査線のゲート信号の状態を示している。ゲートパルスが発生している（ゲート信号がＨｉｇｈになっている）期間に、液晶表示素子へ電圧が供給され書き込みが行われる。
【００４０】
図６の場合には、１Ｈ期間毎の、前側の期間に黒色データを書き込むためのゲートパルスを、後ろ側の期間に表示用データを書き込むためのゲートパルスを、それぞれ発生させていた。１フィールド期間全体にわたって、１フィールド分の表示用データおよび黒色データを１Ｈ期間分ずつ書き込んでいたので、１フィールド分の表示用データおよび黒色データの書き込みには、それぞれ１フィールド期間の５０％ずつの期間を使用していたことになる。
【００４１】
これに対して、図８の場合には、１フィールド分の黒色データを書き込む黒書き込み期間を１フィールド期間の２５％とし、１フィールド分の表示用データを書き込む映像書き込み期間を１フィールド期間の２０％としており、それぞれ図６の場合よりも短い期間としている。これらのそれぞれの各期間内に、全走査線上にある各液晶表示素子に順に書き込んでいくので、ゲートパルスの幅も、図８の場合には図６の場合よりも短くなっている。
【００４２】
まず、黒書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、逆転移防止用の黒色データを書き込んでいく。その後、映像書き込み期間内に、各走査線に順次ゲートパルスを発生させていき、フレームメモリ１１５に蓄積しておいた１つ前のフィールドの表示用データを書き込んでいく。
【００４３】
そして、映像ＨＯＬＤ期間にはゲートをＯＦＦさせておき、全液晶表示素子が応答した時点以降で、次の黒色データが書き込まれる前までの期間内にバックライト１３０が点灯するように、タイミング制御部１３３がバックライト１３０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。図８の場合には、１フィールド期間の最後の２５％の期間Ｐｕに、バックライト１３０が点灯するように制御される。
【００４４】
応答速度の速いＯＣＢモードの液晶表示素子および短残光型の冷陰極管等の応答速度の速いバックライトを用いることにより、このように、表示用データに対して液晶表示素子が応答している期間内のみにバックライト１３０を点灯させる方式を実現できる。
【００４５】
このように制御することにより、ＯＣＢモードの液晶表示素子を用いて、動画視認性が非常によいインパルス型の映像表示を実現できる。また、液晶表示素子が黒書き込み期間に書き込まれた黒色データに応答している期間にはバックライト１３０は消灯しているので、コントラストにも優れ、消費電力も低減できる。
【特許文献１】特開２００３−２８０６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４６】
しかしながら、図７および図８で説明したような、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式を用いると、低温になると、液晶表示素子の応答が遅くなるために、表示の輝度が低下してしまうという問題があった。
【００４７】
図９は、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式において、低温時に表示の輝度が低下する現象が発生する場合の動作を説明するための、白表示させているときの各液晶表示素子の応答状態を示すタイミングチャートを示している。ここでは、一例として、液晶表示パネル１１０に２５６階調で表示させるものとし、逆転移防止のために挿入する黒色データの階調値を０、表示用データの白の階調値を２５５としている。
【００４８】
図９の各走査線上にある液晶表示素子の応答状態に示す実線は、室温などの通常の環境の温度である常温における応答状態を示しており、破線は、低温における応答状態を示している。
【００４９】
液晶が応答する時間は、白から黒に変化する場合よりも、黒から白に変化する場合の方が長くかかる。したがって、図９に示すように、常温においても、低温においても、白を書き込んだ状態から黒色データを書き込むときよりも、黒を書き込んだ状態から白色のデータを書き込むときの方が、液晶応答に時間がかかる。
【００５０】
また、液晶の応答速度は、低温になるほど遅くなる。したがって、低温になると、図９に示すように、白の表示データに対応する電圧を液晶表示素子に書き込んだ後、そのフィールドの映像ＨＯＬＤ期間内に、白の階調値（＝２５５）に対応する応答レベルまで達しなくなってしまう。
【００５１】
低温時には、各液晶表示素子が白の階調値に達していない応答状態のときに、バックライト１３０が点灯されるので、常温時よりも輝度の低い表示となってしまう。
【００５２】
図１０は、液晶表示パネル１１０の温度と、その各温度において表示される白色データの階調値との関係を示している。
【００５３】
図１０に示す挿入黒色データの階調値９５とは、逆転移防止のために黒書き込み期間に書き込む黒色データの階調値であり、その値は０である。白色表示データの階調値９６とは、液晶表示パネル１１０に表示された白色データの階調値を示している。
【００５４】
図９のバックライト１１１の照明期間Ｐｕ時に、書き込んだ白の表示用データに対応する液晶表示素子の応答が完了していれば、白色表示データの階調値９６は、書き込んだ白の階調値２５５で表示される。しかし、バックライト１１１の照明期間Ｐｕ時に、液晶表示素子の応答が白の階調値２５５に達していないと、書き込んだ白の階調値２５５よりも小さな階調値で表示されてしまう。
【００５５】
液晶表示パネル１１０の温度がＴ以上の温度範囲では、バックライト１１１の照明期間Ｐｕ時に、書き込んだ白の表示用データに対応する液晶表示素子の応答が完了しているので、階調値＝２５５で白が表示されるが、液晶表示パネル１１０の温度がＴ未満の場合には、２５５よりも小さな階調値で表示され、温度が低くなるほど、より小さな階調値で表示されることになる。
【００５６】
したがって、液晶表示パネル１１０の温度がＴ未満の温度範囲では、液晶表示パネル１１０の温度が低くなるほど、表示されるデータの輝度が低下していく。また、低温になるほど、表示される白と黒の階調値の差が小さくなっていくために、コントラスト感も低下していく。
【００５７】
本発明は、上述した従来の課題を解決するもので、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式において、低温時にも輝度を低下させずに表示できる液晶表示装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５８】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
マトリックス状に配置された信号線および走査線、および前記信号線および前記走査線の交点に設けられたＯＣＢモード液晶を使用した液晶表示素子を有する液晶表示パネルと、
少なくとも１つ前の１フィールドまたは１フレーム分の表示データを一時蓄積するフレームメモリと、
前記走査線にゲート信号を供給するゲートドライバと、
１フィールドまたは１フレームの期間内に順に設けられた、黒書き込み期間、表示データ書き込み期間、および表示データＨＯＬＤ期間のうち、前記黒書き込み期間には、黒色データに対応する電圧を前記信号線に供給し、前記表示データ書き込み期間には、前記フレームメモリに一時蓄積しておいた前のフィールドまたはフレームの表示データに対応する電圧を前記信号線に供給するソースドライバと、
前記ゲート信号がＯＮされない状態としておく前記表示データＨＯＬＤ期間のうちの、一部の期間にのみ前記液晶表示パネルを照明する、前記液晶表示パネルの背面に配置されたバックライトと、
前記液晶表示パネルの温度を検出する温度検出手段と、
検出された前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の、前記黒色データの階調値を決定する挿入黒階調値決定手段とを備えた液晶表示装置であって、
前記挿入黒階調値決定手段は、前記液晶表示パネルの温度が所定の温度以下の場合には、前記液晶表示パネルの温度が低いほど、前記黒色データの階調値を、より白の階調値に近い階調値となるように決定する、液晶表示装置である。
【００５９】
また、第２の本発明は、
前記挿入黒階調値決定手段が決定する前記黒色データの階調値は、前記黒書き込み期間にその階調値の黒色データを書き込むことで逆転移を生じさせないようにできる階調値である、第１の本発明の液晶表示装置である。
【００６０】
また、第３の本発明は、
前記液晶表示パネルの温度と、その各温度において前記黒書き込み期間に書き込む前記黒色データに設定される階調値とが対応づけられている黒階調設定テーブルを備え、
前記挿入黒階調値決定手段は、前記黒階調設定テーブルを参照して、検出された前記液晶表示パネルの温度における前記黒色データの階調値を取得し決定する、第１の本発明の液晶表示装置である。
【００６１】
また、第４の本発明は、
第１の本発明の液晶表示装置の、前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の前記黒色データの階調値を決定する前記挿入黒階調値決定手段、としてコンピュータを機能させるためのプログラムである。
【００６２】
また、第５の本発明は、
第４の本発明のプログラムを記録した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な記録媒体である。
【発明の効果】
【００６３】
本発明により、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式において、低温時にも輝度を低下させずに表示できる液晶表示装置等を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００６５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【００６６】
本実施の形態１の液晶表示装置は、液晶表示パネル１０、バックライト１１、ソースドライバ１２、ゲートドライバ１３、コントローラ１４、フレームメモリ１５、入力電源１６、液晶駆動電圧発生回路１７、および温度センサー１８を備えている。
【００６７】
液晶表示パネル１０は、信号線と走査線がマトリックス状に配置され、それらの交点にＯＣＢモードの液晶表示素子が設けられている液晶表示パネルである。
【００６８】
バックライト１１は、液晶表示パネル１０の背面に配置されており、複数の短残光型の冷陰極管で液晶表示パネル１０を照明する。
【００６９】
フレームメモリ１５は、入力される映像信号のデータの１つ前のフィールドのデータを一時蓄積しておく記憶手段である。
【００７０】
入力電源１６は、バックライト１１、コントローラ１４および液晶駆動電圧発生回路１７に電力を供給し、液晶駆動電圧発生回路１７は、表示データを液晶表示パネル１０に表示させるタイミングに応じて、ソースドライバ１２およびゲートドライバ１３に供給する電圧を調整する。
【００７１】
ゲートドライバ１３は、液晶表示パネル１０の走査線にゲート信号を供給し、ソースドライバ１２は、液晶表示パネル１０の信号線に表示用信号に対応する電圧を供給する。
【００７２】
温度センサー１８は、液晶表示パネル１０の温度を検出してコントローラ１４に通知する。
【００７３】
コントローラ１４は、信号処理部２１、タイミング制御部２２、挿入黒階調決定部２３、および黒階調設定テーブル２４を備えており、ソースドライバ１２は、Ｄ／Ａ変換部２５およびシフトレジスタ２６を備えている。タイミング制御部２２は、ソースドライバ１２およびゲートドライバ１３が供給する電圧の出力タイミングを制御するとともに、バックライト１１のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う。
【００７４】
なお、温度センサー１８が、本発明の温度検出手段の一例にあたる。また、挿入黒階調決定部２３が、本発明の挿入黒階調値決定手段の一例にあたる。
【００７５】
次に、図１を用いて、本実施の形態１の液晶表示装置における表示動作について説明する。
【００７６】
ＲＧＢデータである映像信号は、フレームメモリ１５に一時的に蓄積されていく。
【００７７】
コントローラ１４の信号処理部２１は、フレームメモリ１５に蓄積されている一つ前のフィールドデータを読み込み、その映像信号に対して階調補正やガンマ補正処理を行なう。そして、信号処理部２１は、タイミング制御部２２からのスタートパルスにしたがって、その補正処理を行なった表示用のデータを１行画素分ずつソースドライバ１２のシフトレジスタ２６に転送していく。
【００７８】
また、信号処理部２１は、タイミング制御部２２からのスタートパルスにしたがって、
逆転移防止のための黒色のデータも１行画素分ずつシフトレジスタ２６へ転送していく。ここで、信号処理部２１は、逆転移防止のための黒色データの階調値に、挿入黒階調決定部２３によって設定された階調値を用いる。
【００７９】
挿入黒階調決定部２３は、黒階調設定テーブル２４を参照して、温度センサー１８で検出された液晶表示パネル１０の温度から、逆転移防止のための黒色データの階調値を決定する。
【００８０】
そして、タイミング制御部２２は、ソースドライバ１２のＤ／Ａ変換部２５に対してロードパルスを出力する。Ｄ／Ａ変換部２５は、ロードパルスが入力されたタイミングに、シフトレジスタ２６に格納されたデータを１行画素分同時に取得し、Ｄ／Ａ変換して黒色データに対応した電圧および各表示用データに対応した電圧を液晶表示パネル１０の信号線に出力する。
【００８１】
また、このとき、タイミング制御部２２は、ゲートドライバ１３から各走査線に出力するゲート信号の出力タイミングを制御するとともに、バックライト１１のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
【００８２】
次に、本実施の形態１の液晶表示装置における、逆転移防止のための黒色データの階調値の決定方法について説明する。
【００８３】
図２は、白表示させるときの、液晶表示パネル１０の温度と、逆転移防止のための黒色データに設定する階調値の関係を示している。
【００８４】
本実施の形態１では、表示用データを２５６階調とし、黒の階調値を０、白の階調値を２５５として説明する。
【００８５】
図２に実線で示す挿入黒色データの階調値３１は、本実施の形態１で、逆転移防止のための黒色データの階調値として設定する階調値を示している。破線で示す白色表示データの階調値３２は、液晶表示パネル１０に表示された白の表示データの階調値を示している。
【００８６】
また、一点鎖線で示す逆転移防止に必要な挿入データの階調値３０とは、逆転移を生じさせないようにできる、黒書き込み期間に書き込む黒色データの階調値を示している。すなわち、黒の階調値＝０でなくても、この逆転移防止に必要な挿入データの階調値３０以下の階調値のデータを黒色データとして黒書き込み期間に書き込めば、逆転移を防止できるような階調値である。
【００８７】
温度が低くなるほど、逆転移の現象は発生し難くなる。したがって、逆転移を防止するために書き込む黒色データが保持される時間が変わらなければ、温度が低くなると、黒色データとして供給する電圧値を小さくしても逆転移を防止することができる。つまり、階調値＝０に対応する電圧値が最も大きいので、黒色データとして０よりも大きな階調値のデータを書き込んでも逆転移を防止できるようになる。
【００８８】
図９に示すように、逆転移を防止するために書き込む黒色データが各液晶表示素子に保持されている期間は、黒色データが書き込まれた後、表示用のデータが書き込まれるまでの期間であり、これは、温度によっては変化しない期間である。したがって、液晶表示パネル１０の温度が低くなるほど、逆転移防止用に書き込む黒色データの階調値を大きくできる。その階調値を示したものが、図２の逆転移防止に必要な挿入データの階調値３０である。
【００８９】
本実施の形態１では、逆転移防止のための黒色データの階調値に設定する挿入黒色データの階調値３１を、液晶表示素子の応答が間に合わなくなる、液晶表示パネル１０の温度がＴ以下の温度範囲において、温度が低くなるほど大きな値になるように設定している。また、その挿入黒色データの階調値３１は、逆転移を確実に防止できるように、逆転移防止に必要な挿入データの階調値３０以下の値となるように設定している。
【００９０】
なお、それ以下の温度では液晶表示素子の応答が間に合わなくなる液晶表示パネル１０の温度Ｔが、本発明の所定の温度の一例にあたる。
【００９１】
図１に示す黒階調設定テーブル２４には、図２に示す、液晶表示パネル１０の温度と挿入黒色データの階調値３１との関係を示す情報が格納されている。
【００９２】
挿入黒階調決定部２３は、この黒階調設定テーブル２４を参照して、温度センサー１８から通知される液晶表示パネル１０の温度から、黒書き込み期間に液晶表示素子に書き込む黒色データの階調値を決定し、その階調値を黒書き込み期間の黒色データの階調値とするよう信号処理部２１に設定する。
【００９３】
次に、低温時における本実施の形態１の液晶表示装置の動作について説明する。
【００９４】
図３は、本実施の形態１の液晶表示装置の、白表示する場合の、常温時および低温時における各液晶表示素子の応答状態を示すタイミングチャートを示している。
【００９５】
各ラインの液晶表示素子の応答状態およびバックライト１１の点灯状態を示しており、実線が常温における状態を、破線が低温時における状態をそれぞれ示している。
【００９６】
常温時（図２に示す、液晶表示パネル１０の温度がＴ以上の温度範囲）には、挿入黒階調決定部２３は、黒階調設定テーブル２４を利用して、温度センサー１８で検出された液晶表示パネル１０の温度がＴ以上の温度であることから、挿入黒色データの階調値３１より逆転移防止のための黒色データの階調値を０と決定し、信号処理部２１に設定する。
【００９７】
そして、逆転移防止のための黒色データとして、階調値＝０のデータが各液晶表示素子に書き込まれる。常温時には、液晶表示素子の応答速度が速いので、図３に示すように、階調値＝０の黒色データを書き込んだ後に白の表示データを書き込んだ場合でも、バックライト１１の照明期間Ｐｕには、その表示データに対する各液晶の応答が完了しているので、その表示データは正常な輝度で液晶表示パネル１０に表示される。
【００９８】
低温時（図２に示す、液晶表示パネル１０の温度がＴ以下の温度範囲）には、挿入黒階調決定部２３は、黒階調設定テーブル２４を利用して、温度センサー１８で検出された液晶表示パネル１０の温度がＴ以下の温度であることから、その温度に対応する挿入黒色データの階調値３１の値を逆転移防止のための黒色データの階調値と決定し、信号処理部２１に設定する。
【００９９】
そして、逆転移防止のための黒色データとして、階調値が０よりも大きいデータが各液晶表示素子に書き込まれる。したがって、図３に示すように、階調値＞０に設定されたデータが黒色データとして書き込まれる。この場合、黒色データの階調値を０とした場合に比べて、白の階調値＝２５５との階調差が小さいので、表示用データの白の階調値＝２５５に達するまでの時間は短くなる。
【０１００】
低温時には、液晶表示素子の応答速度が遅くなるが、このように逆転移防止のための黒色データの階調値を大きくすることにより、その後に書き込まれる白の表示データの階調値との階調差を小さくしているので、バックライト１１の照明期間Ｐｕの時点に液晶応答を完了させることができる。したがって、液晶応答の遅い低温時においても、輝度の低下を生じさせず、図２の白色表示データの階調値３２に示すように常温時と同様の輝度で表示させることができる。
【０１０１】
なお、低温の場合には、逆転移防止のための黒色データとして、黒の階調値＝０よりも白の階調値＝２５５に近い階調値のデータ、すなわち中間調のデータを書き込むことになるが、図３に示すように、このデータが各液晶表示素子に書き込まれ保持されている期間にはバックライト１１は消灯しており、この中間調のデータが表示されることは無いので、問題はない。
【０１０２】
なお、本実施の形態１では、逆転移防止のための黒色データの階調値のみを温度の変化によって制御するものであり、表示用データの階調値は変化させない。例えば、逆転移防止のための黒色データの階調値を０よりも大きな値に設定した場合でも、表示用の黒色データは階調値＝０のまま書き込む。液晶応答は、黒から白に変化する場合よりも、白から黒に変化する場合の方が速いので、このように逆転移防止のための黒色データの階調値を白の階調値に近づけておいても、表示用の黒色データ（階調値＝０）に対しては、バックライト１１の照明期間Ｐｕまでに液晶応答が完了するので正常な輝度で表示される。
【０１０３】
また、本実施の形態１では、黒階調設定テーブル２４を用いて逆転移防止用の黒色データの階調値を決定することとしたが、黒階調設定テーブル２４の代わりに、挿入黒階調決定部２３が、液晶表示パネル１０の温度から逆転移防止用の黒色データの階調値を求める計算式を用いて算出するようにしてもよい。
【０１０４】
また、本実施の形態１では、説明を分かり易くするために、表示データを２５６階調とし、黒の階調値を０、白の階調値を２５５としたが、これ以外の階調や階調値の設定であってもよい。液晶応答が間に合わなくなる低温時に、逆転移防止のための黒色データの階調値を白の階調値により近い値となるように制御すればよい。
【０１０５】
また、本実施の形態１では、バックライト１１として短残光型の冷陰極管を用いることとしたが、これ以外にも立ち上がりの早いバックライトであれば本発明に適用でき、例えばＬＥＤバックライトなどを用いてもよい。
【０１０６】
以上に説明したように、本発明の液晶表示装置を用いることにより、低温になっても、輝度を低下させずに表示させることができる。
【０１０７】
なお、本発明のプログラムは、上述した本発明の液晶表示装置の、前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の前記黒色データの階調値を決定する前記挿入黒階調値決定手段の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１０８】
また、本発明の記録媒体は、上述した本発明の液晶表示装置の、前記液晶表示パネルの温度に基づいて、前記ソースドライバが前記黒書き込み期間に前記黒色データに対応する電圧を供給する際の前記黒色データの階調値を決定する前記挿入黒階調値決定手段をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協働して利用される記録媒体である。
【０１０９】
また、本発明の上記挿入黒階調値決定手段の機能とは、前記挿入黒階調値決定手段の全部または一部の機能を意味する。
【０１１０】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１１１】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれる。
【０１１２】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１１３】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式において、低温時にも輝度を低下させずに表示できる効果を有するので、ＯＣＢモード液晶を用いた液晶表示装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の実施の形態１の液晶表示装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の液晶表示装置の、白表示させるときの、液晶表示パネルの温度と逆転移防止のための黒色データに設定する階調値の関係を示す図
【図３】本発明の実施の形態１の液晶表示装置の、常温時および低温時における各液晶表示素子の応答状態を示すタイミングチャートを示す図
【図４】（ａ）ＯＣＢ液晶の、白表示の場合のベンド状態を示す図、（ｂ）ＯＣＢ液晶の、黒表示の場合のベンド状態を示す図、（ｃ）ＯＣＢ液晶のスプレイ状態を示す図
【図５】従来のＯＣＢモードの液晶表示素子を用いた液晶表示装置の構成図
【図６】従来の液晶表示装置における、２倍速変換による逆転移防止駆動時のタイミングチャートを示す図
【図７】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置の構成図
【図８】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置の動作を説明するタイミングチャートを示す図
【図９】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置で、低温時に表示の輝度が低下する現象が発生する場合の動作を説明するための、白表示させているときの各液晶表示素子の応答状態を示すタイミングチャートを示す図
【図１０】従来の、液晶表示素子が表示用データに応答している期間のみにバックライトに照明させる方式の液晶表示装置の、液晶表示パネルの温度とその各温度において表示される白色データの階調値との関係を示す図
【符号の説明】
【０１１６】
１０  液晶表示パネル
１１  バックライト
１２  ソースドライバ
１３  ゲートドライバ
１４  コントローラ
１５  フレームメモリ
１６  入力電源
１７  液晶駆動電圧発生回路
１８  温度センサー
２１  信号処理部
２２  タイミング制御部
２３  挿入黒階調決定部
２４  黒階調設定テーブル
２５  Ｄ／Ａ変換部
２６  シフトレジスタ
３０  逆転移防止に必要な挿入データの階調値
３１  挿入黒色データの階調値
３２  白色表示データの階調値
【図１】
2007163704.tif 000003
【図２】
2007163704.tif 000004
【図３】
2007163704.tif 000005
【図４】
2007163704.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2007163704.tif 000009
【図８】
2007163704.tif 000010
【図９】
2007163704.tif 000011
【図１０】
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