JP5182878B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、コンピュータ、カーナビゲーションシステム、あるいはテレビ受信機等の表示装置として広く利用されている。液晶表示装置は、一般に複数の液晶画素のマトリクスアレイを含む液晶表示パネル、この液晶表示パネルを照明するバックライト、並びにこれら表示パネルおよびバックライトを制御する表示制御回路を有する。液晶表示パネルはアレイ基板および対向基板間に液晶層を挟持した構造である。

アレイ基板は略マトリクス状に配置される複数の画素電極、複数の画素電極の行に沿って配置される複数のゲート線、複数の画素電極の列に沿って配置される複数のソース線、複数のゲート線および複数のソース線の交差位置近傍に配置される複数のスイッチング素子を有する。各スイッチング素子は例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなり、１ゲート線が駆動されたときに導通して１ソース線の電位を１画素電極に印加する。対向基板には、アレイ基板に配置された複数の画素電極に対向するように共通電極が設けられる。一対の画素電極および共通電極はこれら電極間に位置する液晶層の一部である画素領域と共に画素を構成し、画素領域において液晶分子配列を画素電極および共通電極間の電界によって制御する。表示制御回路は複数のゲート線を駆動するゲートドライバ、複数のソース線を駆動するソースドライバ、並びにこれらゲートドライバ、ソースドライバ、およびバックライトを制御するコントローラ回路等を含む。

液晶表示装置が主に動画を表示するテレビ受信機用である場合、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が用いられている（特許文献１を参照）。この液晶表示パネルでは、液晶が画素電極および共通電極上で互いに平行にラビングされた配向膜によって電源投入前においてほとんど寝ているスプレー配向になる。液晶表示パネルは、電源投入に伴う初期化処理で印加する比較的強い電界によりこれら液晶をスプレー配向からベンド配向に転移させてから表示動作を行う。

液晶が電源投入前にスプレー配向となる理由は、スプレー配向が液晶駆動電圧の無印加状態でエネルギー的にベンド配向よりも安定であるためである。このような液晶は一旦ベンド配向に転移しても、スプレー配向のエネルギーとベンド配向のエネルギーとが拮抗するレベル以下の電圧印加状態や電圧無印加状態が長期間続く場合に再びスプレー配向に逆転移してしまうという性質を有する。スプレー配向は、ベンド配向と特性が全く異なることから表示異常となる。

従来、ベンド配向からスプレー配向への逆転移を防止するため、例えば１フレームの画像を表示するフレーム期間の一部で大きな電圧を液晶に印加する駆動方式がとられている。ノーマリホワイトの液晶表示パネルでは、この電圧が黒表示となる画素電圧に相当するため、黒挿入駆動と呼ばれる。
特開２００２−２０２４９１号公報

ところで、この液晶表示装置を低温環境下で使用した場合、液晶の粘弾性が大きくなるため液晶の応答性能が低下し、液晶電圧が所定時間内に目標の値に達しない現象が発生する。この現象は、高電圧を付加して黒表示を行う場合、低電圧を付加して白表示を行う場合のいずれにおいても発生する。このために、室温での表示状態と比較すると、白表示では輝度が低下し、黒表示では黒が沈まない表示状態となる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、低温時においても十分な輝度の確保が可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するための本発明に係る第１の局面の液晶表示装置は、複数の液晶画素からなる画素ラインを複数本有する表示パネルと、前記表示パネルを照明する前記画素ラインと直交する方向に少なくとも光学的に２以上に分離される複数の照明光源部と、非映像信号に対応した信号電圧を前記表示パネルに出力することにより前記画素ラインに順次非映像信号書込みを行わせた後、入力される映像信号に対応した信号電圧を前記表示パネルに出力することにより前記画素ラインに順次映像信号書込みを行わせると共に、前記照明光源部の点灯／消灯を制御する表示制御部と、を備えた液晶表示装置において、前記表示制御部は、温度情報を検出する温度検出部と、前記温度検出部における温度情報が第１の温度の場合は前記表示パネルの所定の画素ラインへの映像信号書込み完了後に対応する領域の前記照明光源部を点灯させ、前記温度検出部における温度情報が前記第１の温度よりも低い第２の温度の場合は前記表示パネルの所定の画素ラインへの映像信号書込み完了前の非映像信号書込み中、あるいは映像信号書込み中に対応する領域の前記照明光源部を点灯させ、且つ、前記温度情報が第１の温度の場合及び第２の温度の場合のいずれにおいてもホールド期間終了後には前記照明光源部を消灯させるタイミング制御部とを有する。

本発明によれば、低温時において輝度を上げることのできる液晶表示装置を提供することができる。

〔第１の実施の形態〕
以下、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置について添付図面を参照して説明する。

図１は、この液晶表示装置の概略の回路構成を示す図である。
液晶表示装置は液晶表示パネルＤＰ、表示パネルＤＰを照明するバックライトＢＬ、表示パネルＤＰおよびバックライトＢＬを制御する表示制御回路ＣＮＴ、及び液晶表示パネルＤＰの温度を測定する温度センサＴｓ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、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ー配向からベンド配向に転移されると共にベンド配向からスプレー配向への逆転移が周期的に印加され黒表示となる電圧により阻止される液晶を液晶材料として含む。

表示制御回路ＣＮＴ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。スプレー配向からベンド配向への転移は電源投入時に表示制御回路ＣＮＴにより行われる所定の初期化処理で比較的大きな電界を液晶に印加することにより得られる。
また表示制御回路ＣＮＴは、温度センサＴｓが測定した液晶表示パネルＤＰの温度に基づいて液晶表示パネルＤＰの駆動タイミング及びバックライトＢＬのデューティ比を制御可能に構成されている。

図２は、液晶表示パネルＤＰの詳細の断面構造を示す図である。
アレイ基板１は、ガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成される複数の画素電極ＰＥ、およびこれら画素電極ＰＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。

対向基板２はガラス板等からなる透明絶縁基板ＧＬ、この透明絶縁基板ＧＬ上に形成されるカラーフィルタ層ＣＦ、このカラーフィルタ層ＣＦ上に形成される共通電極ＣＥ、およびこの共通電極ＣＥ上に形成される配向膜ＡＬを含む。
液晶層３は対向基板２とアレイ基板１の間隙に液晶を充填することにより得られる。カラーフィルタ層ＣＦは赤画素用の赤着色層、緑画素用の緑着色層、青画素用の青着色層、およびブラックマトリクス用の黒着色（遮光）層を含む。

図２では、液晶分子１９がスプレイ配向した状態にある。また、液晶表示パネルＤＰはアレイ基板１および対向基板２の外側に配置される一対の位相差板ＲＴ、これら位相差板ＲＴの外側に配置される一対の偏光板ＰＬ、およびアレイ基板１側の偏光板ＰＬの外側に配置される光源用のバックライトＢＬを備える。
アレイ基板１側の配向膜ＡＬおよび対向基板２側の配向膜ＡＬは互いに平行にラビング処理される。これにより、液晶分子のプレチルト角は約１０°に設定される。

アレイ基板１では、複数の画素電極ＰＥが透明絶縁基板ＧＬ上において略マトリクス状に配置される。また、複数のゲート線Ｙ（Ｙ１〜Ｙｍ）が複数の画素電極ＰＥの行に沿って配置され、複数のソース線Ｘ（Ｘ１〜Ｘｎ）が複数の画素電極ＰＥの列に沿って配置される。
これらゲート線Ｙおよびソース線Ｘの交差位置近傍には、複数の画素スイッチング素子Ｗが配置される。各画素スイッチング素子Ｗは例えばゲートがゲート線Ｙに接続され、ソース−ドレインパスがソース線Ｘおよび画素電極ＰＥ間に接続される薄膜トランジスタからなり、対応ゲート線Ｙを介して駆動されたときに対応ソース線Ｘおよび対応画素電極ＰＥ間で導通する。

各画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥは例えばＩＴＯ等の透明電極材料からなり、それぞれ配向膜ＡＬで覆われ、画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥからの電界に対応した液晶分子配列に制御される液晶層３の一部である画素領域と共に液晶画素ＰＸを構成する。

複数の液晶画素ＰＸは各々画素電極ＰＥおよび共通電極ＣＥ間に液晶容量ＣＬＣを有する。複数の補助容量線Ｃ１〜Ｃｍは各々対応行の液晶画素ＰＸの画素電極ＰＥに容量結合して補助容量Ｃｓを構成する。補助容量Ｃｓは画素スイッチング素子Ｗの寄生容量に対して十分大きな容量値を有する。

表示制御回路ＣＮＴは、ゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤ、バックライト駆動部ＬＤ、駆動用電圧発生回路４、およびコントローラ回路５を備える。

ゲートドライバＹＤ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。ソースドライバＸＤは、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。バックライト駆動部ＬＤは、バックライトＢＬを駆動する。駆動用電圧発生回路４は、表示パネルＤＰの駆動用電圧を発生する。コントローラ回路５は、ゲートドライバＹＤ、ソースドライバＸＤおよびバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御する。

駆動用電圧発生回路４は、補償電圧発生回路６、階調基準電圧発生回路７、およびコモン電圧発生回路８を含む。補償電圧発生回路６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。階調基準電圧発生回路７は、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。コモン電圧発生回路８は、対向電極ＣＴに印加されるコモン電圧Ｖcomを発生する。

コントローラ回路５は、垂直タイミング制御回路１１、水平タイミング制御回路１２、画像データ変換回路１３、およびインバータ制御回路１４を含む。

垂直タイミング制御回路１１は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてゲートドライバＹＤに対する制御信号ＣＴＹを発生する。水平タイミング制御回路１２は、外部信号源ＳＳから入力される同期信号ＳＹＮＣ（ＶＳＹＮＣ，ＤＥ）に基づいてソースドライバＸＤに対する制御信号ＣＴＸを発生する。画像データ変換回路１３は、外部信号源ＳＳから入力される画像データについて、順次メモリに格納すると共に、垂直タイミング制御回路１１及び水平タイミング制御回路１２のタイミングに同期して逆転移防止電圧に対応するデータ、例えば黒表示に対応する黒挿入用固定画素データＢ、及び画素データＤＩに対応した階調表示用可変画素データＳを順次出力する。インバータ制御回路１４は、垂直タイミング制御回路１１から出力される制御信号ＣＴＹに基づいてバックライト駆動部（インバータ）ＬＤを制御する。

画像データは複数の液晶画素ＰＸに対する複数の画素データＤＩからなり、１フレーム期間（垂直走査期間Ｖ）毎に更新される。制御信号ＣＴＹはゲートドライバＹＤに供給され、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３から変換結果として得られる画素データＤＯと共にソースドライバＸＤに供給される。制御信号ＣＴＹは上述のように順次ゲート線Ｙを駆動する動作をゲートドライバＹＤに行わせるために用いられ、制御信号ＣＴＸは画像データ変換回路１３の変換結果として１行分の液晶画素ＰＸ単位に得られ直列に出力される画素データＤＯを複数のソース線Ｘにそれぞれ割り当てると共に出力極性を指定する動作をソースドライバＸＤに行わせるために用いられる。

ゲートドライバＹＤおよびソースドライバＸＤはゲート線Ｙおよびソース線Ｘをそれぞれ選択するために例えばシフトレジスタ回路を用いて構成される。

この場合、制御信号ＣＴＹは、第１スタート信号（階調表示開始信号）ＳＴＨＡ、第２スタート信号（黒挿入開始信号）ＳＴＨＢ、クロック信号、および出力イネーブル信号等を含む。

第１スタート信号（階調表示開始信号）ＳＴＨＡは、階調表示開始タイミングを制御する。第２スタート信号（黒挿入開始信号）ＳＴＨＢは、黒挿入開始タイミングを制御する。クロック信号は、シフトレジスタ回路においてこれらスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢをシフトさせる。出力イネーブル信号は、シフトレジスタ回路によるスタート信号ＳＴＨＡ，ＳＴＨＢの保持位置に対応してゲート線Ｙ１〜Ｙｍへの駆動信号の出力を制御する。

他方、制御信号ＣＴＸはスタート信号、クロック信号、ロード信号、および極性信号等を含む。

スタート信号は、１行分の画素データの取込開始タイミングを制御する。クロック信号は、シフトレジスタ回路においてこのスタート信号をシフトさせる。ロード信号は、スタート信号の保持位置に対応してシフトレジスタ回路によって１本ずつ選択されるソース線Ｘ１〜Ｘｎに対してそれぞれ取り込まれる１行分の画素データＤＯの並列出力タイミングを制御する。極性信号は、画素データに対応する画素電圧Ｖｓの信号極性を制御する。

ゲートドライバＹＤは制御信号ＣＴＹの制御により１フレーム期間においてゲート線Ｙ１〜Ｙｍを黒挿入用および階調表示用に順次選択し、各行の画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間Ｈだけ導通させる駆動信号としてオン電圧を選択ゲート線Ｙに供給する。

黒挿入用固定画素データＢは、１フレーム期間の１／３期間にわたり画像データ変換回路１３から順次出力され、１行分の階調表示用可変画素データＳは次の１／３期間にわたり画像データ変換回路１３から順次出力される。ソースドライバＸＤは上述の階調基準電圧発生回路７から供給される所定数の階調基準電圧ＶＲＥＦを参照してこれら画素データＢ，Ｓをそれぞれ画素電圧Ｖsに変換し、複数のソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列的に出力する。即ち、黒書込み及び映像書き込みの走査デューティはそれぞれ３３％に設定され、黒挿入率も３３％となる。

画素電圧Ｖsは共通電極ＣＥのコモン電圧Ｖcomを基準として画素電極ＰＥに印加される電圧であり、例えばフレーム反転駆動およびライン反転駆動を行うようコモン電圧Ｖcomに対して極性反転される。

また、補償電圧Ｖeは１行分のスイッチング素子Ｗが非導通となるときにこれらスイッチング素子Ｗに接続されるゲート線Ｙに対応した補助容量線ＣにゲートドライバＹＤを介して印加され、これらスイッチング素子Ｗの寄生容量によって１行分の画素ＰＸに生じる画素電圧Ｖsの変動を補償するために用いられる。

ゲートドライバＹＤが例えばゲート線Ｙ１をオン電圧により駆動してこのゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを導通させると、ソース線Ｘ１〜Ｘｎ上の画素電圧Ｖsがこれら画素スイッチング素子Ｗをそれぞれ介して対応する画素電極ＰＥおよび補助容量Ｃｓの一端に供給される。

また、ゲートドライバＹＤはこのゲート線Ｙ１に対応した補助容量線Ｃ１に補償電圧発生回路６からの補償電圧Ｖeを出力し、ゲート線Ｙ１に接続された全ての画素スイッチング素子Ｗを１水平走査期間だけ導通させた直後にこれら画素スイッチング素子Ｗを非導通にするオフ電圧をゲート線Ｙ１に出力する。補償電圧Ｖeはこれら画素スイッチング素子Ｗが非導通になったときにこれらの寄生容量によって画素電極ＰＥから引き抜かれる電荷を低減して画素電圧Ｖsの変動、すなわち突き抜け電圧ΔＶｐを実質的にキャンセルする。

次に、液晶表示装置の動作について図３に示すタイムチャートを参照しつつ説明する。
第１スタート信号ＳＴＨＡおよび第２スタート信号ＳＴＨＢはいずれもゲートドライバＹＤに入力されるパルスである。図３では、第１スタート信号ＳＴＨＡが定められた黒挿入率に従って第２スタート信号ＳＴＨＢよりも遅れて入力されている。
黒挿入率は、１フレーム期間（１Ｖ：垂直走査期間）に対する黒挿入用である固定画素電圧の保持期間（すなわち、黒挿入期間、いいかえれば非階調表示期間）の比率とする。なお、階調表示用である可変画素電圧を保持する期間を保持期間（すなわち、階調表示期間）とする。

ゲートドライバＹＤは走査デューティ３３％を実現するように第２スタート信号ＳＴＨＢを１フレーム期間の１／３期間にわたり順次シフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ順次選択し、ゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する。これに対応し、ソースドライバＸＤは黒挿入用固定画素データＢ，Ｂ，Ｂ，…の各々を画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓはゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間で駆動される間に１行目，２行目，３行目，…の液晶画素ＰＸに供給される。この第２スタート信号ＳＴＨＢに基づいてゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力し、これが保持される期間が黒挿入期間である。

この黒挿入期間に続いて、ゲートドライバＹＤは走査デューティ３３％を実現するように第１スタート信号ＳＴＨＡを続く１フレーム期間の１／３期間にわたり順次シフトさせて複数のゲート線Ｙ１〜Ｙｍを１水平走査期間Ｈ当たり１本ずつ選択し、ゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を順次出力する。これに対応し、ソースドライバＸＤは階調表示用可変画素データＳ１，Ｓ２，Ｓ３，…の各々を画素電圧Ｖｓに変換し、これらを１Ｈ毎に反転される極性でソース線Ｘ１〜Ｘｎに並列出力する。これら画素電圧Ｖｓは、ゲート線Ｙ１〜Ｙｍの各々が対応１Ｈ期間で駆動される間に１行目，２行目，３行目，４行目…の液晶画素ＰＸに供給される。この第１スタート信号ＳＴＨＡに基づいてゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号を出力する期間を階調表示期間の内の書込み期間という。

この書込み期間の後、１フレーム期間が終了するまでは、ゲート線Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３，…に駆動信号は出力されず、液晶画素ＰＸは、供給された画素電圧Ｖｓを保持する。この期間を階調表示期間の内のホールド期間という。

そして、本駆動方式では、バックライトＢＬを１フレーム期間中に点滅させるブリンキング駆動方式を採用する。この駆動方式を採用することにより、黒挿入期間での黒表示をより黒くして良好な動画視認性能を得ることができる。またこのブリンキング駆動は、バックライトＢＬを常時点灯させる場合よりも消費電力を低減することになる。

本実施の形態では、上述のホールド期間にバックライトＢＬを点灯させるようにインバータ制御回路１４がバックライト駆動部ＬＤに対してパルス幅変調信号ＰＷＭを出力するが、更に、インバータ制御回路１４は温度センサＴｓが測定した液晶表示パネルＤＰの温度に対応したパルス幅変調信号ＰＷＭをバックライト駆動部ＬＤに対して出力する。即ち、インバータ制御回路１４は、図４に示すように液晶表示パネルＤＰの温度によってバックライト点灯期間を制御している。図４の縦方向には、温度に対応したバックライトＢＬの点灯期間をパターンＡ〜Ｅで示している。

常温では、パターンＣに示すように点灯期間はホールド期間に略一致している。温度が低くなるにつれて、例えば０℃よりも小さい極低温環境下のパターンＤでは、映像書込期間中から点灯期間が開始している。さらに温度が低くなるとパターンＥでは、黒挿入期間中から点灯期間を開始させている。一方、温度が高くなるパターンＡ、パターンＢでは、ホールド期間の途中から点灯期間が開始している。

このような動作は、例えばインバータ制御回路１４が温度とバックライトデューティ比を定義したテーブルを参照して調光制御することで実現することができる。図５は、温度とバックライトデューティ比を定義したテーブルの一例を示す図である。

図６は、バックライトデューティの温度制御を行わない場合の液晶の応答状態を示す図である。図６の（１）は常温状態での応答を示し、図６の（２）は低温状態での応答を示している。縦軸は透過率を表し、横軸は左から右に経過する時間を表す。図中の太い実線は階調表示と黒挿入時の液晶の輝度変化を表し、黒挿入開始によって輝度が低下し階調表示開始によって輝度が上昇する動作が繰り返される。図中の細い実線はバックライトＢＬの点灯期間を表している。

図６の（２）に示すように、低温環境下では液晶の応答性能が低下するため液晶電圧が所定時間内に目標の値に達しない現象が発生する。この現象は、高電圧を付加して黒表示を行う場合、低電圧を付加して白表示を行う場合のいずれにおいても発生する。このために、室温での表示状態と比較すると、白表示では輝度が低下し、黒表示では十分に黒くならない表示状態となっていることがわかる。
このため、バックライトＢＬのデューティ比を固定したままでは低温環境での白輝度の低下が大きい。

図７は、バックライトデューティの温度制御を行う場合の液晶の応答状態を示す図である。図７の（１）は常温状態での応答を示し、図７の（２）は低温状態での応答を示している。

図７の（２）に示すように、バックライトＢＬのデューティ比を大きくしている。低温では液晶の応答が遅くなっているので、バックライトデューティを広げた場合であっても黒輝度を大幅に劣化させることなく白輝度の低下を抑えることができる。

[第２の実施の形態]
第２の実施の形態に係る液晶表示装置では、温度センサＴｓによって検出される温度に応じて表示制御回路ＣＮＴはバックライトＢＬの点消灯タイミングと共に黒挿入率などを可変とし、またバックライト光源を複数備えている点が第１の実施の形態と異なっている他は図１に示す構成と同様である。従って、第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付して、その詳細の説明は省略する。

図８は、温度に対応した液晶表示装置の駆動方法を説明する図である。
なお、液晶表示装置には、表示パネルＤＰの背面において２つのバックライトＢＬ１、ＢＬ２がＯＣＢ液晶画素の行に平行で並べられている。換言すれば、バックライトは、走査方向に２分割されている。

図８（２）には、温度が２５℃の常温環境における、基準とする状態での駆動方法を示している。ここでは、黒書込み及び映像信号書込みは３３％の走査デューティで行っているが、その一部（８％）を互いに重複させることにより、黒挿入率を２５％とし、４２％の保持期間を実現している。なお、黒書込み及び映像信号書込みとを重複させるため、それぞれの走査期間は１／２水平走査期間とし、１水平走査期間の前半で黒書込み、後半で映像信号書き込みを行うよう駆動している。そして、映像信号の書込みが表示画面の上半面について行われた後、ＯＣＢ液晶の応答を考慮して、所定時間経過後から対応するバックライトＢＬ１を点灯する。そして、映像信号の書き込みが表示画面の下半面について行われた後、ＯＣＢ液晶の応答を考慮して、所定時間経過後から対応するバックライトＢＬ２を点灯する。それぞれのバックライトＢＬ１、ＢＬ２は、バックライトデューティ６０％で点灯する。

図８（３）には、温度が０℃の低温環境における駆動方法を示している。ここでは、十分な書き込みを実現するために黒書込み及び映像信号書込みは、常温時の走査デューティが３３％であるのに対して、５４％と長くしている。一方、低温時は逆転移しにくくなるため黒挿入率は小さくできる。そこで、黒書込み及び映像信号書込みの一部（３８％）を互いに重複させることにより、黒挿入率を１６％とし、３０％の保持期間を実現している。

そして、輝度を上げるため、映像信号の書込みが表示画面の上半面について終了した時点からバックライトＢＬ１を点灯する。そして、映像信号の書き込みが表示画面の下半面について終了した時点からバックライトＢＬ２を点灯する。

これにより、それぞれのバックライトＢＬ１、ＢＬ２は、常温時よりも長いバックライトデューティ６５％で点灯する。

図８（４）には、温度が０℃よりも低い、例えば−３０℃の極低温環境における駆動方法を示している。ここでは、より十分な書き込みを実現するために黒書込み及び映像信号書込みは、常温時、低温時の走査デューティがそれぞれ３３％、５４％であるのに対して、６１％とより長くしている。一方、極低温時はより逆転移しにくくなるため黒挿入率は小さくできることから、黒書込み及び映像信号書込み一部（４８％）を互いに重複させることにより、黒挿入率１３％とし、２６％の保持期間を実現している。

そして、このような極低温においては、輝度を上げるため、黒信号の書込みが表示画面の上半面について終了した時点からバックライトＢＬ１を点灯する。そして、黒信号の書き込みが表示画面の下半面について終了した時点からバックライトＢＬ２を点灯する。換言すれば、バックライトＢＬ１が点灯されたタイミングでは、バックライトＢＬ１に対応する画面の上半面について映像信号書込みは完了しておらず、またバックライトＢＬ２が点灯されたタイミングでは、バックライトＢＬ２に対応する画面の下半面について映像信号書込みは完了していない。

これにより、それぞれのバックライトＢＬ１、ＢＬ２は、低温時よりも長いバックライトデューティ８０％で点灯する。

図８（１）には、温度が６０℃の高温環境における駆動方法を示している。
高温時は、常温時以上に逆転移し易くなるため、黒書込み後、所定期間を経た後に映像書き込みを行っており、これにより黒挿入率を常温時よりも大きい４０％としている。そして、映像信号の書込みが表示画面の上半面、下半面について終了した時点からそれぞれバックライトＢＬ１，ＢＬ２を点灯する。それぞれのバックライトＢＬ１、ＢＬ２は、常温時よりも短いバックライトデューティ５０％で点灯する。

このような動作は、例えばコントローラ回路５が温度とバックライトデューティ、黒挿入率等を定義したテーブルを参照してタイミング並びに調光制御することで実現することができる。図９は、温度とバックライトデューティ、黒挿入率等を定義したテーブルの一例を示す図である。

このテーブルでは、温度に対応して、バックライトデューティ、黒挿入率、走査デューティ、バックライト開始タイミングが規定されている。バックライトが複数ある場合は、それぞれのバックライトに対応してバックライト開始タイミングが規定される。

このように、本実施の形態では、温度が低温になるに従って、走査デューティを増加するものの、黒挿入率を減少することにより映像信号が液晶にホールドされる保持期間を確保する。そして、バックライト点灯タイミングを映像書込みが終了する前から開始することで、低温時でも十分な輝度の確保を可能にする。

以上説明した第２の実施の形態では、高温時はＯＣＢ液晶が逆転移しやすくなるため、黒挿入率を大きくし、低温時は黒挿入率を小さくするように制御する。これにより、より一層、コントラストの低下を招くことなく、輝度低下を効果的に抑えることができる。

また、第２の実施の形態では、バックライトＢＬの点灯期間が早くから開始されるようにしたが、さらに、図８に示したようにバックライトＢＬの点灯終了を遅らせるようにしている。これによって、点灯期間が温度低下に対応して長くなる様に制御することができる。

またバックライトＢＬは、表示パネルＤＰの背面において複数のＯＣＢ液晶画素の行に平行で所定ピッチで並べられる、例えばＫ個のバックライト光源であっても良い。この場合、バックライトＢＬの点灯タイミングは対応するＯＣＢ液晶画素の走査タイミングに関連して順次点灯／消灯させるようにしても良い。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

液晶表示装置の概略の回路構成を示す図。 液晶表示パネルの詳細の断面構造を示す図。 液晶表示装置の駆動動作を示すタイムチャート。 液晶表示パネルの温度によるバックライト点灯期間の制御方法を説明する図。 温度とバックライトデューティ比を定義したテーブルの一例を示す図。 バックライトデューティの温度制御を行わない場合の液晶の応答状態を示す図。 バックライトデューティの温度制御を行う場合の液晶の応答状態を示す図。 温度に対応した液晶表示装置の駆動方法を説明する図。 温度とバックライトデューティ、黒挿入率等を定義したテーブルの一例を示す図。

符号の説明

ＤＰ…液晶表示パネル、ＣＴＬ…表示制御回路、ＰＸ…液晶画素、ＢＬ…バックライト、ＬＤ…バックライト駆動部、Ｔｓ…温度センサ、５…コントローラ回路、１４…インバータ制御回路。

Claims (2)

1. 複数の液晶画素からなる画素ラインを複数本有する表示パネルと、
   前記表示パネルを照明する前記画素ラインと直交する方向に少なくとも光学的に２以上に分離される複数の照明光源部と、
   非映像信号に対応した信号電圧を前記表示パネルに出力することにより前記画素ラインに順次非映像信号書込みを行わせた後、入力される映像信号に対応した信号電圧を前記表示パネルに出力することにより前記画素ラインに順次映像信号書込みを行わせると共に、前記照明光源部の点灯／消灯を制御する表示制御部と、を備えた液晶表示装置において、
   前記表示制御部は、
   温度情報を検出する温度検出部と、
   前記温度検出部における温度情報が第１の温度の場合は前記表示パネルの所定の画素ラインへの映像信号書込み完了後に対応する領域の前記照明光源部を点灯させ、前記温度検出部における温度情報が前記第１の温度よりも低い第２の温度の場合は前記表示パネルの所定の画素ラインへの映像信号書込み完了前の非映像信号書込み中、あるいは映像信号書込み中に対応する領域の前記照明光源部を点灯させ、且つ、前記温度情報が第１の温度の場合及び第２の温度の場合のいずれにおいてもホールド期間終了後には前記照明光源部を消灯させるタイミング制御部と、を有する
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記表示制御部は、前記第１の温度における前記非映像信号書込みの開始から前記映像信号書込みの開始までの間隔が、前記第２の温度における前記非映像信号書き込みの開始から前記映像信号書込みの開始までの間隔よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。

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