(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、低温や高温の環境下でも明るさが低下して見えることのない映像を表示する。【解決手段】本発明の液晶表示装置の回路構成においては、画像データ変換回路１４は、パネル温度検出回路９で検出された液晶表示パネルＤＰの環境温度から、メモリ１４ａに記憶された環境温度に対応するデジタルγテーブルを参照して同階調−同輝度レベルとなる電圧を階調基準電圧発生回路７に設定する。この設定に応じて階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦをソースドライバＸＤに出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示パネルの低温環境下あるいは高温環境下での中間階調における輝度レベルが通常温度環境下における輝度レベルと同等であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記中間階調とは、最大階調が２５５階調である液晶表示装置において、１９６階調以上であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記中間階調とは、最大階調を含まないことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
通常温度環境下における前記液晶表示パネルに印加する電圧と比べて、低温環境下あるいは高温環境下での中間階調表示における前記液晶表示パネルに印加する電圧が高いことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
前記中間階調とは、最大階調が２５５階調である液晶表示装置において、１９６階調以上であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記中間階調とは、最大階調を含まないことを特徴とする請求項５記載の液晶表示装置。
【請求項７】
液晶表示パネルと、この液晶表示パネルの環境温度を検出するパネル温度検出部と、前記液晶表示パネルの液晶印加電圧を制御する制御部とを備えた液晶表示装置であって、前記制御部は、前記パネル温度検出部で検出される前記液晶表示パネルの低温環境下あるいは高温環境下での中間階調における輝度レベルが、前記パネル温度検出部により検出される通常温度環境下における輝度レベルと同等に制御することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
前記制御部は、最大階調が２５５階調である液晶表示装置において、前記中間階調として１９６階調以上を制御することを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記制御部は、通常温度環境下における前記液晶表示パネルに印加する電圧と比べて、低温環境下あるいは高温環境下での中間階調表示における前記液晶表示パネルに印加する電圧を高く制御することを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記通常温度環境下は、前記液晶表示パネルの環境温度が３０〜４０℃を通常温度環境下とし、前記液晶表示パネルの環境温度が３０℃未満を低温環境とし、前記液晶表示パネルの環境温度が４０℃を超えるとき高温環境とすることを特徴とする請求項１，４，７，９に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶テレビ、液晶モニタ等に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置が主に動画を表示するような表示装置である場合、液晶分子が良好な応答性を示すＯＣＢモードの液晶表示パネルを用いることが検討されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような液晶表示装置では、通常環境（室温２５℃近傍、パネル環境温度３０〜４０℃近傍）にくらべ、低温や高温での環境になると輝度低下が発生する。これは、液晶材料のΔｎの温度依存による液晶変調率の低下や光源となるバックライトの熱効率の低下が主原因であると考えられる。
【０００４】
また、中間調においても、従来は、液晶に印加する電圧をパネル温度に関わらず一定としているため、通常の環境以外においては輝度低下が発生していた。
【特許文献１】特開２００２−２０２４９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記したように、従来の液晶表示装置では、通常の環境以外である低温あるいは高温の環境下で輝度低下が発生して表示する映像が暗く見えるという問題があった。
【０００６】
この発明の目的は、低温や高温の環境下でも、明るさが低下して見えることのない映像を表示することのできる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、液晶表示パネルの低温環境下あるいは高温環境下での中間階調における輝度レベルが通常温度環境下における輝度レベルと同等であることを特徴とする液晶表示装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液晶表示装置は、低温や高温の環境下においても、明るさが低下して見えることのない映像を表示することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１０】
図１は、この発明に係る液晶表示装置の構成を概略的に示すものである。液晶表示装置は、液晶表示パネルＤＰ、液晶表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、および液晶表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する制御部としての表示制御回路ＣＴＬを備える。液晶表示パネルＤＰは一対の電極基板であるアレイ基板１および対向基板２間に液晶層３を挟持した構造である。液晶層３はＯＣＢモードとし、例えばノーマリホワイトの表示動作のために予めスプレイ配向からベンド配向に転移され、周期的に黒表示となる電圧を印加することによりベンド配向からスプレイ配向への逆転移が阻止されている。表示制御回路ＣＴＬは、アレイ基板１および対向基板２から液晶層３に印加される液晶駆動電圧により液晶表示パネルＤＰの透過率を制御する。
【００１１】
表示制御回路ＣＴＬは、複数のスイッチング素子Ｗを行単位に導通させるように複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを順次駆動するゲートドライバＹＤ、各行のスイッチング素子Ｗが対応ゲート線Ｙの駆動によって導通する期間において画素電圧Ｖsを複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎにそれぞれ出力するソースドライバＸＤ、液晶表示パネルＤＰの駆動用電圧を発生する駆動用電圧発生回路４、およびゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤを制御するコントローラ回路５を備える。
【００１２】
駆動用電圧発生回路４は、ゲートドライバＹＤを介して補助容量線Ｃに印加される補償電圧Ｖeを発生する補償電圧発生回路６、ソースドライバＸＤによって用いられる所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを発生する表示パネル駆動部としての階調基準電圧発生回路７、対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生するコモン電圧発生回路８およびパネル温度検出回路９を含む。
【００１３】
パネル温度検出回路９では、例えばサーミスタを使って液晶表示パネルＤＰの環境温度を検出する。
【００１４】
なお、サーミスタ等の温度センサは、本実施例では表示制御回路ＣＴＬを構成する基板（図示しない）上に設けられているが、例えば、液晶表示パネルＤＰの近傍または接触してパネル表面の温度を検出するように設けても良い。
【００１５】
コントローラ回路５は、外部信号源ＳＳからの同期信号を基準にしてゲートドライバＹＤの制御信号ＣＴＹを発生する垂直タイミング制御回路１１、外部信号源ＳＳの同期信号を基準にしてソースドライバＸＤの制御信号ＣＴＸを発生する水平タイミング制御回路１２、外部信号源ＳＳからの画像データを１フレーム期間毎に出力するためのフレームメモリ１３、および画像データ変換回路１４を含む。
【００１６】
画像データ変換回路１４は、複数の液晶画素ＰＸに対して１フレーム期間（垂直走査期間）毎にフレームメモリ１３から入力される複数の画素データからなる画像データに対して解像度および階調等の変換を行う。さらに、画像データ変換回路１４は、詳しくは後述するが、複数のデジタルγテーブルが記憶されたメモリ１４ａを有し、パネル温度検出回路９で検出された温度に対応したデジタルγテーブルを参照して同階調−同輝度レベルとなる電圧を階調基準電圧発生回路７に設定する。
【００１７】
ここで、本発明の液晶表示装置を説明する前に従来の液晶表示装置について説明する。
【００１８】
従来の液晶表示装置においては、液晶表示パネル特性の温度依存により通常環境外（高温や低温）の温度下では上述したように輝度が低下して映像が暗くなって見えるという問題があった。
【００１９】
これは、ひとつには、液晶のΔｎの温度依存による変調率低下やバックライト効率の温度依存による輝度低下が原因として挙げられる。これらは、液晶や蛍光体の材料特性に依存するところが大きく、その温度依存を抑制するのは困難である。したがって最大階調（例えば、２５５階調）での輝度の温度依存（高温、低温下での輝度低下）を抑制するのは避け難い。
【００２０】
図２は、従来の液晶表示装置の代表的な輝度とパネル環境温度との関係を示すものである。図２において、２５５階調、２４０階調、２２４階調の各階調における輝度の温度依存は、液晶表示パネルの環境温度３５℃でピークであり、温度が下がるに従って輝度は低下し、また温度が上がるに従っても輝度は低下する。
【００２１】
例えば、２５５階調の輝度は、３５℃で１．０（a.u）であり、０℃で０．８８（a.u）であり、６５℃で０．８８（a.u）である。
【００２２】
また、特に白表示付近の中間階調表示（例えば、２４０階調、２２４階調）においても、従来は温度によらず同階調−同電圧設定としているため、最大階調と同様に中間階調表示も温度依存（すなわち高温、低温下での輝度低下）が発生していた。
【００２３】
図３は、従来の液晶表示装置の代表的な輝度−電圧の特性と階調−電圧の設定を示すものである。例えば、２４０階調の印加電圧Ｖ１の場合、液晶表示パネルの環境温度３５℃と６５℃では、明らかに６５℃で輝度が低下している。また、２２４階調の印加電圧Ｖ２の場合、液晶表示パネルの環境温度３５℃と６５℃でも、明らかに６５℃で輝度が低下している。
【００２４】
なお、別途検討の結果、通常の映像ソース（テレビ放送やＤＶＤ等のビデオソース）においては、明るい映像シーンにおいても最大階調（２５５）を使用する頻度は非常に少なく、やや最大階調から階調を低くした、例えば２４０階調あるいは２２４階調の頻度が高いことが分かった。
【００２５】
実際に最大階調の設定は、一定のまま白表示付近の中間階調での輝度が高くなるように電圧設定を行って映像を表示したところ、ほとんどの映像において明るく視認することができた。また、より詳細には、１９６階調以上の中間階調で輝度が高くなるような電圧設定にすると、特に効果的であることも分かった。これは、明るい映像シーンにおける明るい場所を示す階調として、１９６階調以上が頻度高く設定されていることによると考えられる。
【００２６】
以上のことから、温度によらず映像として明るさを高く維持するためには、最大階調の温度依存より、むしろ白表示付近の中間階調での明るさを維持すれば良いことを見出した。
【００２７】
次に、このような構成において本発明の液晶表示装置を説明する。
【００２８】
本発明の液晶表示装置では、特に白表示付近での中間階調において、例えば図４に示すように各温度間で同階調−同輝度レベルとなるような電圧設定を行い、温度による明るさの変化が少なく見える映像の表示を実現する。
【００２９】
まず、最大階調での設定については、前述したとおり、液晶表示装置の材料特性に依存すること、一般映像ソースでの使用頻度が高く使用されないことから各温度で最大輝度が得られるように従来通り同電圧設定とした。
【００３０】
一方、特に白表示付近の中間階調においては、通常環境下での同階調の輝度と同輝度レベルとなるよう高温や低温環境での電圧設定を行った。
【００３１】
図４は、本発明の液晶表示装置における輝度−電圧特性と階調−電圧設定を示すものである。図４においては、通常環境下での代表としてパネル環境温度３５℃、高温環境下の代表値として同６５℃での設定例を示している。本発明の液晶表示装置では、同階調−同輝度となるよう設定したことである。換言すれば、高温や低温下では通常環境下にくらべ、白表示付近の中間階調における液晶に印加される電圧が低くなるような電圧設定をする構成である。
【００３２】
例えば、２４０階調では、パネル環境温度３５℃で印加電圧Ｖ３のときの輝度を保つため、パネル環境温度６５℃のときには印加電圧をＶ４に設定する。
【００３３】
また、２２４階調では、パネル環境温度３５℃で印加電圧Ｖ５のときの輝度を保つため、パネル環境温度６５℃のときには印加電圧をＶ６に設定する。
【００３４】
すなわち、図１における画像データ変換回路１４は、パネル温度検出回路９で検出された液晶表示パネルＤＰの環境温度から、メモリ１４ａに記憶された環境温度に対応するデジタルγテーブルを参照して同階調−同輝度レベルとなる電圧を階調基準電圧発生回路７に設定する。この設定に応じて階調基準電圧発生回路７は、階調基準電圧ＶＲＥＦをソースドライバＸＤに出力する。
【００３５】
図５は、本発明の液晶表示装置における輝度とパネル環境温度の関係を示すものである。図５は、実際に得られたパネル環境温度と輝度レベル特性の結果であり、特に中間階調における階調−輝度の温度依存が少ない特性が得られる。
【００３６】
例えば、２４０階調では、０℃、１５℃、３５℃、５３℃、６５℃で一定の輝度０．８７（a.u）が得られる。
【００３７】
また、２２４階調では、０℃、１５℃、３５℃、５３℃、６５℃で一定の輝度０．７４（a.u）が得られる。
【００３８】
そこで、本発明の液晶表示装置に対して実際に映像の確認を各温度環境下で行ったところ、温度による明るさに変化の少ない映像表示が得られた。
【００３９】
なお、このような中間階調の電圧設定として１９６階調以上での中間階調を対象とした場合に特に効果的であった。これは、上述の通り、明るい映像シーンにおける明るい場所を示す階調として１９６階調以上の階調が高い頻度で設定されていることによるものである。
【００４０】
以上説明したように上記発明の実施の形態によれば、白表示付近の中間階調における液晶に印加される電圧が低くなるような電圧設定をすることにより、低温や高温の環境下でも、明るさが低下して見えることのない映像を表示することができる。
【００４１】
なお、上記実施例では、画像データ変換回路１４のメモリ１４ａに記憶されたデジタルγテーブルを参照してデジタル処理で階調基準電圧ＶＲＥＦを制御したが、パネル温度検出回路９からの出力に応じてアナログ処理で階調基準電圧発生回路７で階調基準電圧ＶＲＥＦを制御するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の回路構成を概略的に示すブロック図。
【図２】従来例の代表的な輝度のパネル環境温度依存を示す図。
【図３】従来例の代表的な輝度−電圧特性と階調−電圧設定を示す図。
【図４】本発明における輝度−電圧特性と階調−電圧設定を示す図。
【図５】本発明における輝度のパネル環境温度依存を示す図。
【符号の説明】
【００４３】
１…アレイ基板、２…対向基板、３…液晶層、４…駆動用電圧発生回路、５…コントローラ、６…補償電圧発生回路、７…階調基準電圧発生回路、８…コモン電圧発生回路、９…パネル温度検出回路、１１…垂直タイミング制御回路、１２…水平タイミング制御回路、１３…フレームメモリ、１４…画像データ変換回路、１４ａ…メモリ、ＤＰ…液晶表示パネル、ＣＴＬ…表示制御回路、Ｙ…ゲート線、Ｘ…ソース線、ＹＤ…ゲートドライバ、ＸＤ…ソースドライバ。
【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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