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技術 液晶表示装置の駆動方法、液晶表示装置、および電子機器

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 沢渡彩映
出願日 2008年6月13日 (12年8ヶ月経過) 出願番号 2008-154965
公開日 2009年12月24日 (11年1ヶ月経過) 公開番号 2009-300722
状態 未査定
技術分野 液晶1(応用、原理) 液晶6(駆動) 液晶6(駆動) 液晶表示装置の制御 陰極線管以外の表示装置の制御
主要キーワード パルス電圧信号 調節設定 環境温度センサ 交流パルス電圧 インバーター回路 臨界電圧 演算制御回路 通常温度
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

液晶表示パネルの明るさが黒表示の挿入有無によって変わってしまい表示品質の低下を招いてしまう。

解決手段

テップS101にて、パネル温度測定処理する。ステップS102にて、パネル温度が0℃以下であれば(YES)、ステップS103に進み、黒表示挿入率をゼロに設定処理する。次いで、ステップS104にて環境照度を測定処理し、続くステップS105にて、測定した環境照度に応じて黒表示挿入率ゼロに適合するバックライト輝度調節処理する。一方、ステップS102にて、パネル温度が0℃より高ければ(NO)、ステップS106に進み、パネル温度に応じて黒表示挿入率を設定処理する。次いで、ステップS107にて環境照度を測定処理し、続くステップS109にて、測定した環境照度に応じて設定された黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節処理する。

概要

背景

液晶表示パネルの一例として、OCB(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶表示パネルが知られている。OCBモードの液晶表示パネルは、一対の基板間に封入され、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を用いて構成されたものである。そして、この液晶層は初期状態ではスプレイ配向となっており、表示を行う際に、転移電圧印加することによって液晶層をベンド配向に転移させて使用する。つまり、液晶表示パネルにおける表示は、常にベンド配向状態において行われる。

従って、OCBモードの液晶表示パネルを使用して表示を行う場合、表示駆動中においてベンド配向からスプレイ配向に転移(これを「逆転移」とも称する)しないように工夫した技術が提案されている。例えば、特許文献1には、高透過率で逆転移が生じない駆動を行うとともに低温での透過率の低下を防ぐ技術が開示されている。具体的には、液晶表示パネルの温度に応じて、黒表示の挿入駆動なしでかつ白表示時の液晶印加電圧臨界電圧より大きく制御し、または、黒表示の挿入駆動ありの黒表示挿入率有限値でかつ白表示時の液晶印加電圧を臨界電圧より小さく制御するものである。

また、このような液晶表示パネルは、自発光型パネルではなく、通常バックライトから射出される照射光の透過量を制御して表示する光透過型パネルとして用いられる場合がある。このような場合、例えば太陽光といった外光照射する環境下で使用される場合は、外光の照度に依存して液晶表示パネルの表示が視認しづらいという課題がある。そこで、例えば特許文献2には、周辺の照度を検出してバックライトの発光輝度を制御する技術が開示されている。

特開2007−140066号公報
特開平9−230304号公報

概要

液晶表示パネルの明るさが黒表示の挿入有無によって変わってしまい表示品質の低下を招いてしまう。ステップS101にて、パネル温度測定処理する。ステップS102にて、パネル温度が0℃以下であれば(YES)、ステップS103に進み、黒表示挿入率をゼロに設定処理する。次いで、ステップS104にて環境照度を測定処理し、続くステップS105にて、測定した環境照度に応じて黒表示挿入率ゼロに適合するバックライト輝度調節処理する。一方、ステップS102にて、パネル温度が0℃より高ければ(NO)、ステップS106に進み、パネル温度に応じて黒表示挿入率を設定処理する。次いで、ステップS107にて環境照度を測定処理し、続くステップS109にて、測定した環境照度に応じて設定された黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節処理する。

目的

上記液晶表示装置は、明るさの変化を抑制することによって、表示品質の低下を抑制する液晶表示装置であることから、この液晶表示装置を搭載した電子機器であれば、表示品質の良い電子機器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、を少なくとも有する液晶表示装置駆動方法であって、温度センサを用いて環境温度を測定する工程と、測定された前記環境温度に応じて前記液晶表示パネルの駆動表示において、前記ベンド配向状態から前記スプレイ配向状態への転移を防止する黒表示を挿入する第1の表示制御と、前記黒表示を挿入しない第2の表示制御と、のいずれかを選択する工程と、照度センサを用いて環境照度を測定する工程と、測定された前記環境照度に応じて、選択された前記第1の表示制御又は前記第2の表示制御において、前記照明手段の照明輝度を設定する輝度設定工程と、を備えたことを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

請求項2

請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を変更して設定していることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

請求項3

請求項1に記載の液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度及び測定された前記環境照度の両方に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を設定していることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

請求項4

請求項3に記載の液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を変更して設定した後、該設定された前記黒表示挿入率を測定された前記環境照度に応じて補正して設定していることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

請求項5

請求項1ないし4のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法であって、前記輝度設定工程は、前記第1の表示制御で設定された前記黒表示挿入率と測定された前記環境照度に応じて、前記照明手段の照明輝度を設定する工程であることを特徴とする液晶表示装置の駆動方法。

請求項6

スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、を少なくとも有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの表示において、前記照明手段の照明輝度の設定が、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の液晶表示装置の駆動方法によって行われることを特徴とする液晶表示装置。

請求項7

請求項6に記載の液晶表示装置を表示部として備えた電子機器

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置駆動方法、この駆動方法を備えた液晶表示装置、およびこの液晶表示装置を表示部に備えた電子機器に関する。

背景技術

0002

液晶表示パネルの一例として、OCB(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶表示パネルが知られている。OCBモードの液晶表示パネルは、一対の基板間に封入され、スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を用いて構成されたものである。そして、この液晶層は初期状態ではスプレイ配向となっており、表示を行う際に、転移電圧印加することによって液晶層をベンド配向に転移させて使用する。つまり、液晶表示パネルにおける表示は、常にベンド配向状態において行われる。

0003

従って、OCBモードの液晶表示パネルを使用して表示を行う場合、表示駆動中においてベンド配向からスプレイ配向に転移(これを「逆転移」とも称する)しないように工夫した技術が提案されている。例えば、特許文献1には、高透過率で逆転移が生じない駆動を行うとともに低温での透過率の低下を防ぐ技術が開示されている。具体的には、液晶表示パネルの温度に応じて、黒表示の挿入駆動なしでかつ白表示時の液晶印加電圧臨界電圧より大きく制御し、または、黒表示の挿入駆動ありの黒表示挿入率有限値でかつ白表示時の液晶印加電圧を臨界電圧より小さく制御するものである。

0004

また、このような液晶表示パネルは、自発光型パネルではなく、通常バックライトから射出される照射光の透過量を制御して表示する光透過型パネルとして用いられる場合がある。このような場合、例えば太陽光といった外光照射する環境下で使用される場合は、外光の照度に依存して液晶表示パネルの表示が視認しづらいという課題がある。そこで、例えば特許文献2には、周辺の照度を検出してバックライトの発光輝度を制御する技術が開示されている。

0005

特開2007−140066号公報
特開平9−230304号公報

発明が解決しようとする課題

0006

特許文献1に開示された技術において、黒挿入駆動なしの場合における白表示時の液晶印加電圧は臨界電圧より大きく、一方、黒挿入駆動ありの場合における白表示時の液晶印加電圧は臨界電圧より小さい。従って、少なくとも白表示時において、液晶層に印加される電圧が異なることから、それぞれの場合において、液晶表示パネルの白表示時の透過率が異なることになる。このため、バックライトから射出された照射光が液晶表示パネルを透過する光量が異なり、液晶表示パネルの明るさが黒表示の挿入有無によって変わってしまう。つまり、液晶パネルの温度によって表示の明るさが異なるために、表示品質の低下を招いてしまうのである。

0007

また、バックライトとして用いられる照明手段として、冷陰極管LED(発光ダイオード)が存在するが、これらは、通常温度に依存して発光輝度が変化することが知られている。従って、特許文献2に開示された技術をそのまま利用すると、液晶表示装置の環境温度に応じて、バックライトの輝度が変化し、所望する明るさと異なる明るさの表示状態になってしまうという課題がある。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

0009

[適用例1]スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、を少なくとも有する液晶表示装置の駆動方法であって、温度センサを用いて環境温度を測定する工程と、測定された前記環境温度に応じて前記液晶表示パネルの駆動表示において、前記ベンド配向状態から前記スプレイ配向状態への転移を防止する黒表示を挿入する第1の表示制御と、前記黒表示を挿入しない第2の表示制御と、のいずれかを選択する工程と、照度センサを用いて環境照度を測定する工程と、測定された前記環境照度に応じて、選択された前記第1の表示制御又は前記第2の表示制御において、前記照明手段の照明輝度を設定する輝度設定工程と、を備えたことを特徴とする。

0010

ベンド配向状態からスプレイ配向状態への転移を防止する黒表示の挿入の有無によって、液晶表示パネルにおける少なくとも白表示時の透過率が異なる。そこで、このような構成にすれば、照明手段の照明輝度を、黒表示挿入の有り無しのそれぞれの場合における透過率に合わせた照明輝度に設定することができる。従って、液晶表示パネルの表示制御方法に違いが生じても、液晶表示パネルの明るさの変化を抑制することができるので、表示品質の低下を抑制することが可能となる。

0011

[適用例2]上記液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を変更して設定していることを特徴とする。

0012

例えば液晶表示パネルの温度に応じて黒表示挿入率を変更する場合、液晶表示パネルの透過率は黒表示挿入率に応じて変化する。そこで、こうすれば、異なる値を有する黒表示挿入率に応じて、照明手段の照明輝度を制御するので、液晶表示パネルの明るさの変化を適切に抑制することができる。

0013

[適用例3]上記液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度及び測定された前記環境照度の両方に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を設定していることを特徴とする。

0014

こうすれば、液晶表示パネルの表示制御方法に起因する明るさの変化を抑制することに加え、液晶表示装置の環境照度に応じてさらに照明輝度を変更することができる。従って、周囲の照度に適合した液晶表示パネルの明るさを得ることが可能となる。

0015

[適用例4]上記液晶表示装置の駆動方法であって、前記第1の表示制御は、測定された前記環境温度に応じて定時間に対する前記黒表示の挿入時間の割合を示す黒表示挿入率を変更して設定した後、該設定された前記黒表示挿入率を測定された前記環境照度に応じて補正して設定していることを特徴とする。

0016

黒表示の挿入率を変更することによって、液晶表示パネルの透過率を変更することができる。従って、こうすれば、液晶表示装置の環境照度に応じた液晶表示パネルの明るさを得ることが可能となる。

0017

[適用例5]上記液晶表示装置の駆動方法であって、前記輝度設定工程は、前記第1の表示制御で設定された前記黒表示挿入率と測定された前記環境照度に応じて、前記照明手段の照明輝度を設定する工程であることを特徴とする。

0018

こうすれば、液晶表示パネルの表示制御方法に起因する液晶表示パネルの明るさの変化を抑制することに加え、液晶表示装置の環境照度に応じてさらに照明輝度を変更することで、周囲の照度に適合した液晶表示パネルの明るさを得ることが可能となる。

0019

[適用例6]スプレイ配向又はベンド配向のいずれの配向状態をもとりうる液晶層を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを照明する照明手段と、を少なくとも有する液晶表示装置であって、前記液晶表示パネルの表示において、前記照明手段の照明輝度の設定が、上記液晶表示装置の駆動方法によって行われることを特徴とする。

0020

こうすれば、液晶表示パネルの表示制御方法に起因する液晶表示パネルの明るさの変化を抑制したり、環境照度や照明手段の温度による液晶表示パネルの明るさの変化を抑制した液晶表示装置が得られる。

0021

[適用例7]上記液晶表示装置を表示部として備えた電子機器。

0022

上記液晶表示装置は、明るさの変化を抑制することによって、表示品質の低下を抑制する液晶表示装置であることから、この液晶表示装置を搭載した電子機器であれば、表示品質の良い電子機器を提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0023

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の液晶表示装置の駆動方法を具現化した一実施例となる液晶表示装置100を示した機能ブロック図である。液晶表示装置100は、メイン制御回路10、BLU(バックライト)制御回路20、バックライト21、画像処理回路40、タイミング制御回路50、液晶表示パネル60、温度センサ70、および照度センサ80を備えている。なお、本実施例の液晶表示装置100が備える液晶表示パネル60には、OCBモードで動作する液晶が用いられている。

0024

液晶表示パネル60は、図示しない対向する一対の基板、つまりTFT基板対向基板との間に図示しない液晶層を封止状態で挟持して形成されている。TFT基板側には、図示しない画素電極が形成され、同じく対向基板側に設けられた図示しない対向電極との間で画素が構成される。画素はマトリクス状に複数配置され、液晶表示装置100に入力される画像信号に基づいて白表示から黒表示までの所定数階調を表示する表示面を形成する。

0025

TFT基板側には、各画素に対応して画素電極と対向電極間に所定の電圧信号を印加するためのスイッチング素子となる薄膜トランジスタTFT(不図示)が形成されている。薄膜トランジスタTFTは、基板の周辺部分に形成された走査線駆動回路51とデータ線駆動回路52からの出力信号によってスイッチングされ、各画素に応じた電圧信号を、それぞれの画素に対応する液晶に印加して画像を表示する。

0026

具体的には、走査線駆動回路51は、タイミング制御回路50から出力されるデータ信号Ydataおよびクロック信号Yclkによって、各画素に対応して形成された薄膜トランジスタTFTを、所定の順序で所定の期間(これを「1フレーム期間」と称す)オンする。一方、データ線駆動回路52は、タイミング制御回路50から出力されるデータ信号Xdataおよびクロック信号Xclkによって、オンしている薄膜トランジスタTFTに同期して各画素にデータ信号Xdata、つまり各画素に応じた電圧を印加する。

0027

データ信号Xdataは、0ボルト(V)を中心とする所定の振幅電圧を有する複数の交流パルス電圧波形から構成される電圧波形であり、画像処理回路40によって生成され、タイミング制御回路50に出力される。データ信号Xdataは、前述したベンド配向からスプレイ配向への逆転移を抑制するため必要に応じて画素を黒表示する信号を含む。すなわち、画像処理回路40では、画像信号に基づいて各画素が表示すべき階調に応じて所定の振幅電圧を有する複数のパルス電圧信号を生成する際、メイン制御回路10から出力される制御信号によって、1フレーム期間において黒表示に対応した振幅電圧を有するパルス信号を所定の時間含むようにデータ信号Xdataを生成する。データ信号Xdataについては後述する。

0028

メイン制御回路10は、液晶表示パネル60の近傍に設置された温度センサ70の出力データによって液晶表示パネル60の温度(以降、これを「パネル温度」と称す)を測定取得する。本実施例では取得されたパネル温度はおおよそ液晶の温度を示すものとして扱う。また、液晶表示装置100に設けられた照度センサ80の出力データによって、液晶表示装置100が曝されている環境照度、特に表示面における環境照度を測定取得する。そして、取得したパネル温度と、取得した液晶表示装置100の環境照度(以降、単に「環境照度」)とから、生成すべきデータ信号Xdataについての制御信号を画像処理回路に出力する。

0029

同時に、メイン制御回路10は、BLU制御回路20に対して制御信号を出力し、液晶表示パネル60の照明手段としてのバックライト21の輝度を制御する。バックライト21は、本実施例では白色LEDが用いられ、印加電流に応じた輝度が得られるように構成されている。従って、BLU制御回路20は、メイン制御回路10から出力される制御信号によって、バックライト21に印加する電流を制御して、バックライトの輝度を調節する。この結果、複数の画素によって表示された表示面の画像は、輝度が調節されたバックライトによって、明るさが適切に補正されることになる。

0030

次に、バックライトの輝度をパネル温度および環境照度に応じて調節する処理について図5に示したフローチャートを用いて説明するが、その前に、この処理に対する理解を容易にするため、パネル温度に応じてバックライト輝度調節制御することについての技術的な背景を、図2図4を参照して説明する。

0031

図2は、パネル温度に応じて生成されるデータ信号Xdataを説明する模式図である。図中吹き出し部に、1フレーム期間において1つの画素の画素電極と対向電極間に印加されるデータ信号Xdataの電圧波形を示した。データ信号Xdataは、1フレーム期間が15msecに15周期分の交流パルス電圧波形を有した信号である。

0032

本実施例では、パネル温度に対して、図示するように黒表示挿入率を変化させるようにする。すなわち、パネル温度が所定温度以下、つまり本実施例では0℃以下であれば、1フレーム期間において黒表示を挿入せず、白表示の交流パルス電圧波形の振幅電圧を臨界電圧以上の電圧TBにしたデータ信号Xdataを生成する。パネル温度が0℃より高ければ、1フレーム期間においてパネル温度に応じた所定の時間分黒表示を挿入し、白表示の電圧波形の振幅電圧を臨界電圧以下の電圧にしたデータ信号Xdataを生成する。ちなみに、図2では、1フレーム期間が15msecの場合において、1周期1msecの時間を有する交流パルス電圧波形を黒表示として挿入する電圧波形を示している。従って、この場合の黒表示挿入率は、1÷15×100≒6.7%となり、図2においてパネル温度が凡そ7℃の時に生成される電圧波形に相当する。なお、本実施例では所定温度を0℃としたが、もとより液晶層の特性に応じて定まることは言うまでもない。

0033

また、本実施例では、図2に示したように、環境照度が100ルクス(lx)時を基準として、パネル温度と黒表示挿入率との関係が規定されているものとする。このようにパネル温度に応じてデータ信号Xdataを生成して液晶を駆動するのは、前述した特許文献1において説明されているように、液晶をベンド配向状態に維持して表示駆動するためである。

0034

さて、このようにパネル温度に応じて黒表示挿入率を変更すると、画素における階調表示において、黒表示挿入率が高くなるのに従って、透過率が低くなってしまう現象が発生する。これを、図3を用いて説明する。図3は、階調表示の一つとして、画素が白表示を行う場合において、黒表示挿入率が異なる、つまりパネル温度が異なるときの画素の透過率の変化の様子を示した模式図である。

0035

図示するように、黒表示挿入時間が5msec(すなわち黒表示挿入率=5÷15×100≒33.3%)の場合は、黒表示の挿入とともに透過率が曲線TR5の如く降下し、黒表示挿入時間が1msec(すなわち黒表示挿入率=1÷15×100≒6.7%)の場合は、黒表示の挿入とともに透過率が曲線TR1の如く降下する。従って、それぞれの白表示において、透過率の最高値については僅かな差異ではあるものの、透過率の1フレーム期間における積分値については相当な差異が生ずる。従って、それぞれの白表示において、黒表示挿入率が高くなると透過率が低下することになる。

0036

図3においては、一例として白表示を行う場合を例示したが、白表示以外の階調表示においても、このように黒表示挿入率が高くなると透過率が低下することは明らかである。従って、所定の階調表示状態において、黒表示挿入時間が長くなる(すなわち黒表示挿入率が高くなる)のに伴って、透過率が低くなる。この様子を図4に示した。

0037

図4は、黒表示挿入率をパラメータとし、データ信号Xdataにおける階調表示部分の振幅電圧の実効電圧と透過率との関係を示したものである。図示するように、電圧波形における階調表示を行うためのそれぞれの電圧に対して、黒表示挿入時間が長くなる(すなわち黒表示挿入率が高くなる)のに伴って、透過率が低くなる。そこで、このように黒表示挿入率に応じてバックライト輝度を調節設定するのである。なお、本実施例では、図4において、5Vの電圧が黒表示電圧に相当し、それ以下の電圧がデータ信号Xdataにおいて各階調表示部分に相当する電圧である。

0038

それでは、図5のフローチャートに従ってバックライトの輝度調節処理について説明する。ここでの処理は、前述したメイン制御回路10が中央演算制御回路CPUとして機能することによって、画像信号を液晶表示パネル60に表示するのに際して実行される。

0039

処理が開始されると、まずステップS101にて、温度センサ70を用いてパネル温度を測定処理する。次に、ステップS102にて、パネル温度が0℃以下であれば(YES)、ステップS103に進み、黒表示挿入率をゼロに設定処理する。ステップS103では、図2の下側吹き出し部に示した電圧波形であって、交流パルス電圧波形の振幅電圧が画素毎の階調表示に応じた電圧値を有する波形が生成されるのである。

0040

次いで、ステップS104にて照度センサ80を用いて液晶表示装置100が曝されている環境照度を測定処理し、続くステップS105にて、測定した環境照度に応じて黒表示挿入率ゼロに適合するバックライト輝度に調節処理する。

0041

一方、ステップS102にて、パネル温度が0℃より高ければ(NO)、ステップS106に進み、パネル温度に応じて黒表示挿入率を設定処理する。ステップS106では、図2の上側吹き出し部に示した電圧波形であって、所定の時間分黒表示に相当する振幅電圧を有する交流パルス電圧波形と、階調表示に応じた振幅電圧を有する電圧波形と、から構成される電圧波形が生成されるのである。なお、ここでは、環境照度が100lxである場合を基準として、図2に示されたパネル温度と黒表示挿入率の関係を規定した対応テーブルが、メイン制御回路10に設けられた記憶手段に記憶されているものとする。従って、メイン制御回路10は、測定されたパネル温度に対応する黒表示挿入率を記憶された対応テーブルから読み出して設定する。

0042

次いで、ステップS107にて照度センサ80を用いて液晶表示装置100が曝されている環境照度を測定処理し、続くステップS109にて、測定した環境照度に応じて設定された黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節処理する。

0043

ステップS105およびステップS109において行われるバックライトの輝度調節処理について、具体的に図6を用いて説明する。図6は、本実施例において、調節されるバックライト21の輝度(単に「バックライト輝度」)と環境照度との関係を示したグラフである。図6(a)は、液晶表示パネル60が、バックライト21によって表示面における表示の視認を行う透過型のパネルである場合を示している。また、図6(b)は、透過型に加え、外光(例えば太陽光)による環境照度が高くなった場合、外光を利用して表示面における表示の視認を行う所謂半透過型のパネルである場合を示している。なお、図6(a),(b)においてバックライト輝度の100%とは、BLU制御回路20が白色LEDに流すことが可能な最大電流におけるバックライト輝度としている。

0044

具体的に、まず透過型の場合について、ステップS105およびステップS109において行われるバックライトの輝度調節処理について説明する。周知のように、液晶表示パネル60は、外光による環境照度が高くなると表示の視認が困難になってしまう。そこで、高くなる環境照度に呼応してバックライト輝度を高めて表示の視認性を確保する。本実施例では、環境照度が凡そ10000lxまでは、BLU制御回路20が白色LEDに流す電流を増加させてバックライト21の輝度を図示した曲線に沿って上昇させる。

0045

このとき、ステップS109では、前述したように黒表示挿入時間が長いほど透過率が低いので、黒表示挿入時間の長さに応じて、図示したようにバックライト輝度を設定することによって調節処理する。ちなみに、環境照度が1000lxであった場合、黒表示挿入時間が1msecの表示駆動が行われる場合のバックライト輝度は凡そ65%に、黒表示挿入時間が5msecの表示駆動が行われる場合のバックライト輝度は凡そ73%に、それぞれ調節される。また、環境照度が10000lxであった場合、黒表示挿入時間が1msecの表示駆動が行われる場合のバックライト輝度は凡そ88%に、黒表示挿入時間が5msecの表示駆動が行われる場合のバックライト輝度は100%に、それぞれ調節される。

0046

また、ステップS105では、前述したように黒表示を挿入しないので、図示したように黒表示挿入無し(つまり黒表示挿入時間0msec)の曲線に沿ってバックライト輝度を調節処理する。ちなみに、環境照度が1000lxであった場合バックライト輝度は凡そ60%に、環境照度が10000lxであった場合バックライト輝度は凡そ83%に、それぞれ調節される。

0047

前述したように、パネル温度が0℃以下の場合の表示駆動では、白表示時において画素電極に印加する電圧が臨界電圧以上になるものの、黒表示を挿入しない。従って、本実施例では、パネル温度が0℃以下の場合の表示駆動において液晶表示パネル60が呈する透過率は、パネル温度が0℃より高い場合の表示駆動において液晶表示パネル60が呈する透過率よりも高い状態であるものとした。このために、バックライト輝度は、黒表示を挿入する場合に比べて低く調節することになる。もとより、パネル温度が0℃以下の場合の表示駆動に応じて呈する透過率に則して、バックライト輝度を調節処理するようにすればよい。

0048

次に、環境照度が10000lxを越える明るさでは、バックライト21の輝度を維持するように制御する。照度が10000lx以上の環境は、非常に眩しい環境であることから、液晶表示装置100が使用される環境照度が10000lx以上となる頻度は少ないことが想定される。また、このような眩しい環境下では、バックライト輝度を相当に上昇しなければならず輝度の調節処理が困難である。そこで、本実施例では、このようにバックライト輝度を維持するものとした。

0049

次に半透過型の場合について、ステップS105およびステップS109において行われるバックライトの輝度調節処理について、透過型の場合との違いについて説明する。半透過では、図6(b)に示したように、環境照度が所定の輝度(本実施例では凡そ10000lx)以上において、透過型の場合と異なりバックライト輝度を漸減するように調節処理する。照度が10000lx以上の環境は、非常に外光(例えば太陽光)照度が高いことから、このような外光を利用して液晶表示パネル60の表示面に表示される画像を視認することが好ましい。そこで、外光照度が高くなるのに合わせて、バックライト輝度を漸減して表示の視認性を確保する。

0050

具体的には、前述した透過型の場合と同様に、ステップS109では、黒表示挿入時間が長いほど透過率が低いので、黒表示挿入時間の長さに応じて、図6(b)に示したようにバックライト輝度を設定することによって調節処理する。また、ステップS105では、黒表示を挿入しないので、図示したように黒表示挿入無し(つまり黒表示挿入時間0msec)の曲線に沿ってバックライト輝度を調節処理する。

0051

本実施例では、液晶表示パネル60が透過型および半透過型のそれぞれの場合において、図6(a)および図6(b)に示した環境照度とバックライト輝度との関係を規定したグラフが、メイン制御回路10に設けられた図示しない記憶手段に記憶されている。そして、画像信号を液晶表示パネル60に表示するのに際して、メイン制御回路10が、記憶したグラフを適宜読み出し、BLU制御回路20を制御してバックライト輝度を適切に調節処理するのである。

0052

図5戻り、ステップS105およびステップS109に引き続き、ステップS110にて画像信号の表示処理を行う。前述したように、画像処理回路40において、ステップS103またはステップS106のいずれかで設定された黒表示挿入率を有するデータ信号Xdataが生成され、タイミング制御回路50を介して各画素にデータ信号Xdataが印加されて表示処理が行われる。なお、ステップS106からステップS110までの処理が請求項記載の第1の表示制御工程に相当する。また、ステップS103からステップS110までの処理が請求項記載の第2の表示制御工程に相当する。

0053

次に、ステップS111にて、所定時間経過したか否かを判定処理する。本実施例では、メイン制御回路10は、タイマー回路を有し、画像信号の表示開始からの経過時間を測定する。そして、同じくメイン制御回路10に設けられた記憶手段に記憶された所定時間と経過時間とを比較することによって判定処理を行う。

0054

判定の結果、所定時間が経過した場合(ステップS111:YES)、ステップS101に戻って、上述した一連の処理を繰り返す。本実施例では、環境照度およびパネル温度が時間経過とともに変化するものとし、液晶表示パネル60へ画像を表示している間、所定時間の経過毎に、パネル温度および環境照度を測定して、そのパネル温度に適合する表示駆動と、その環境照度に適合するバックライト輝度に調節するのである。

0055

そして、判定の結果、所定時間が経過していない場合(ステップS111:NO)、ステップS112にて、画像信号の表示が終了したか否かを判定処理する。表示が終了していない場合は(NO)、ステップS111に戻って、経過時間の計測を継続する。そして、総ての画像信号の表示処理が終了すると(ステップS112:YES)、本実施例における表示処理が終了する。

0056

上述するように、本実施例の液晶表示装置100によれば、ベンド配向状態からスプレイ配向状態への転移を防止する黒表示の挿入の有無によって、白表示などといった階調表示における液晶表示パネルの透過率が異なる。そこで、このような構成にすれば、照明手段であるバックライト21の輝度をそれぞれの透過率に合わせた輝度に調節制御することができる。従って、液晶表示パネル60の表示制御方法に違いが生じても、液晶表示パネルの明るさの変化を抑制することが可能となる。

0057

また、黒表示挿入率に応じて変化する液晶表示パネル60の透過率に応じて、バックライト21の輝度を調節制御することができるので、液晶表示パネル60の明るさの変化を適切に抑制することができる。

0058

以上、本発明の実施の形態について実施例により説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下、変形例をあげて説明する。

0059

(第1変形例)
上記実施例では、パネル温度に応じて黒表示挿入率を設定し、その後環境照度に応じて設定された黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節する処理としたが、変形例として、設定された黒表示挿入率を環境照度に応じて変更し、変更した黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節する処理としてもよい。こうすれば例えば、黒表示挿入率を変更(低く)して、透過率を高めることによってバックライト輝度をさらに低く調節することができるので、バックライト21の消費電力を抑制することが可能となる。

0060

本変形例の処理を、図7のフローチャートを用いて説明する。なお、図7のフローチャートは、上記実施例の処理を示す図5のフローチャートに対して、ステップS107に引き続いてステップS108の処理の追加を追加し、これに合わせてステップS109の処理をステップS109aの処理に変更したものである。従って、その他の処理は総て図5のフローチャートに示した処理と同一であり、同じステップ符号を付している。従って、ここではこれらの処理についての説明は省略して、ステップS108とステップS109aについてのみ説明する。

0061

ステップS108では、環境照度に応じて黒表示挿入率を変更処理する。ここでは、ステップS106にて設定された黒表示挿入率を図8に示したグラフのように変更する。すなわち、基準となる環境照度100lxにおいて設定された黒表示挿入率を、環境照度が上昇するに従って低く変更する。具体的には、環境照度10000lxまでは図示した線に沿って漸減する。こうすることによって前述したように透過率が上昇するため液晶表示パネルの輝度を上昇させることができる。そして、環境照度10000lx以上は一定値とする。これは前述したように、照度が10000lx以上の環境は非常に眩しい環境であることから、液晶表示装置100が使用される環境照度が10000lx以上となる頻度は少ないことが想定されること、また、このような眩しい環境下では、バックライト輝度を相当に上昇しなければならず輝度の調節処理が困難であることから、このように黒表示挿入率を維持することが好ましいためである。

0062

なお、図8においては、パネル温度が20℃の場合における黒表示挿入率の変更具合と、パネル温度が50℃の場合における黒表示挿入率の変更具合と、を例示している。もとより、設定される総ての黒表示挿入率に対して環境照度に対する黒表示挿入率の変更具合が規定されていることは勿論である。

0063

そして、図7に戻りステップS109aにおいて、環境照度に応じて変更した黒表示挿入率に適合するバックライト輝度に調節処理する。具体的には、図6に示したグラフにおいて、変更された黒表示挿入率となる黒表示挿入時間を示す曲線から、測定された環境照度に対応するバックライト輝度に調節処理するのである。

0064

なお、本変形例において、変更された黒表示挿入率は、パネル温度に応じてベンド配向状態を安定して保持するために設定された黒表示挿入率からずれることになる。従って、本変形例では、ベンド配向状態からスプレイ配向状態への逆転移が生じない範囲において、黒表示挿入率を低くすることが好ましい。

0065

(第2変形例)
上記実施例において、バックライト21の光源として用いられている白色LEDは、一般的に温度に応じて照度が変化する特性を有することが知られている。そこで、本変形例として、バックライト21の温度を測定し、測定した温度を用いてバックライト21の輝度を調節することとしてもよい。こうすることによって、バックライト21の輝度が温度によって変化しないことになるので、環境照度によるバックライト21の輝度調節が正しく行われることになる。なお、本変形例ではバックライト21の温度を測定するセンサが照射光を遮蔽するなどの不具合を回避するため、バックライト21の温度を直接測定せず、液晶表示装置100が曝されている環境温度を、バックライト21の温度と相関する温度であるものとして測定することとする。もとより、バックライト21の温度を直接測定することとしても差し支えない。

0066

本変形例を、図9を用いて説明する。図9は、本変形例の液晶表示装置100aを示した機能ブロック図である。液晶表示装置100aは、図1に示した上記実施例の液晶表示装置100に対して、環境温度センサ90を追加したものであり、他の構成は、総て液晶表示装置100と同様である。従って他の構成についての説明は省略する。

0067

環境温度センサ90は、バックライト21の温度と相関した環境温度が得られる位置に設置されている。そして、メイン制御回路10は、環境温度センサ90を用いて環境温度を測定し、バックライト21の輝度が環境温度によって変化しないようにBLU制御回路20を制御するのである。なお、環境温度センサ90が測定すべき温度を、温度センサ70が測定可能であれば、温度センサ70を環境温度センサ90として用いても差し支えない。

0068

制御方法について、図10を用いて説明する。図10は、横軸を環境温度、縦軸相対輝度および相対電流とし、環境温度に対するバックライト21の輝度とバックライト21に流れる電流の関係を図示したグラフであり、図10(a)は、制御前の状態を示し、図10(b)は制御後の状態を示す。

0069

BLU制御回路20は、通常バックライト21に一定の電流を流すことによって発光させている。すると、このような場合、白色LEDの発光特性から、環境温度(つまりバックライト21の温度)の上昇とともに輝度が低下する。そこで、図10(b)に示したように、バックライト21に流す電流を環境温度の上昇とともに多くすることによって、輝度を一定にするのである。なお、本実施例では、図示するように環境温度が20℃を基準(つまり1.0)として、増加もしくは減少すべき電流を相対値で示してしている。もとより、図10に示したグラフは、バックライト21に使用する光源の種類によって異なることは言うまでもない。

0070

(その他の変形例)
上記実施例では、環境照度に応じてバックライト輝度を調節することとしたが、必ずしもこうする必要はない。例えば、環境照度がおおよそ一定である環境下で液晶表示装置100が使用される場合など、環境照度があまり変化しないような場合は、バックライト輝度を環境照度に応じて調節することなく、黒表示挿入率に応じて予め定められたバックライト輝度に設定するようにすればよい。こうすれば、照度センサ80が不要であるとともに、環境照度を測定する処理(図5ステップS104およびステップS107)が不要である。

0071

具体的には、液晶表示装置100が使用される環境照度に応じた黒表示挿入率を予め設定しておくようにすればよい。また、黒表示を挿入しない表示においても同様に好ましいバックライト輝度を予め設定しておけばよい。なお、この場合は、測定した環境照度に応じてバックライト輝度を調節する処理(図5ステップS105およびステップS109)に換えて、設定された黒表示挿入率に応じたバックライト輝度に設定する処理とすればよい。

0072

なお、環境照度に応じてバックライト輝度を調節する処理を、黒表示を挿入する表示の場合もしくは黒表示を挿入しない表示の場合のいずれか一方においてのみ行うようにしても差し支えない。液晶表示装置100が使用される環境照度の様子に応じてバックライト輝度を調節するか否かを選択すればよい。

0073

また、上記実施例では、挿入する黒表示について、黒表示挿入率をパネル温度に応じて複数設定することとしたが、1つのみ設定することとしてもよい。パネル温度に関わらず一定の黒表示挿入率を用いて、ベンド配向状態を安定して維持できる場合は、このようにすればよい。

0074

また、上記実施例では、データ信号Xdataの電圧波形は図2の吹き出し部に示した電圧波形であるものとして説明したが、これに限るのでないことは勿論である。例えば、1フレーム期間は15msecに限らずこれより長くてもよいし、これより短くても差し支えない。1フレーム期間の長さに関わらず、黒表示挿入率によってベンド配向状態を維持することが可能であるからである。

0075

また、上記実施例では、黒表示挿入時間を1msec、3msec、5msecというように、交流パルス電圧波形の1パルス分(1msec)を1単位として挿入時間を設定する場合を例示したが、これに限るものでないことは勿論である。例えば1パルス分の期間を1msecよりもさらに短くすることとしてもよい。上記実施例のように、黒表示挿入時間の1単位を1msecとすると、黒表示挿入率は飛び飛びの値を呈することになる。このため、パネル温度に対して設定される黒表示挿入率が、図2に示した関係を満たさない場合が発生する。そこで、このようにすれば、図2に示したパネル温度と黒表示挿入率との関係をほぼ満たすように黒表示の挿入時間を細かく設定することができるのである。この結果、パネル温度に応じた黒表示挿入率を、適切に設定することが可能となる。

0076

また、上記実施例では、バックライト21に白色LEDを用いることとして説明したが、これに限らず、例えば蛍光管(冷陰極管、熱陰極管)やランプ(例えばキセノンランプ)など他の光源を用いることとしてもよい。他の光源を用いる場合は、その光源が有する環境温度と輝度との特性に応じてバックライト輝度を調節処理(例えば、光源が冷陰極管であれば、インバーター回路点灯周波数制御による輝度調節処理)することは言うまでもない。

0077

また、上記実施例では、環境照度と調節すべきバックライト輝度との関係(図6のグラフ)および、環境照度と変更すべき黒表示挿入率との関係(図8のグラフ)を、100lxから100000lxまでの環境照度範囲について規定した状態を示したが、もとよりこの範囲に限るものでないことは勿論である。液晶表示装置が曝される環境照度の範囲についてそれらの関係を規定するようにすればよい。

0078

また、本発明の実施形態を、上記実施例およびその変形例においては液晶表示装置100,100aとしたが、本発明の実施形態を、上記実施例およびその変形例となる液晶表示装置100,100aを表示部として備えた電子機器としてよい。例えば、液晶表示装置100,100aを表示部として備えた電子機器としての携帯電話でしてもよい。上述するように、上記液晶表示装置100,100aは、環境温度や環境照度などが変化しても明るさの変化が少ない表示部を提供することができることから、この液晶表示装置を搭載することによって、明るさの変化が抑制された表示品質の良い携帯電話を提供することができる。

0079

なお、このような液晶表示装置100,100aを備える電子機器としては、携帯電話に限るものでないことは勿論であり、テレビデジタルスチルカメラデジタルビデオカメラコンピュータなどの電子機器において表示部として備えることとしてもよい。こうすれば、明るさの変化が抑制された表示品質の良い画像を提供する電子機器を実現することができる。

図面の簡単な説明

0080

本発明の一実施例となる液晶表示装置を示した機能ブロック図。
パネル温度に応じて形成されるデータ信号を説明する模式図。
パネル温度が異なるときの画素の透過率の変化の様子を示した模式図。
黒表示挿入率をパラメータとし、階調表示部分の振幅電圧と透過率との関係を示すグラフ。
本実施例の液晶表示装置が行う処理を示すフローチャート。
本実施例において、調節されるバックライト輝度と環境照度との関係を示したグラフで、(a)は透過型のパネル、(b)は半透過型のパネルの場合を示したグラフ。
本変形例のバックライト輝度の調節処理を示すフローチャート。
第1変形例で、環境照度に応じて変更する黒表示挿入率を示すグラフ。
第2変形例の液晶表示装置を示した機能ブロック図。
第2変形例で、環境温度に対するバックライトの輝度と電流の関係を示すグラフで、(a)は輝度制御前の状態を示し、(b)は輝度制御後の状態を示すグラフ。

符号の説明

0081

10…メイン制御回路、20…BLU制御回路、21…バックライト、40…画像処理回路、50…タイミング制御回路、51…走査線駆動回路、52…データ線駆動回路、60…液晶表示パネル、70…温度センサ、80…照度センサ、90…環境温度センサ、100…液晶表示装置、100a…液晶表示装置。

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