CN114822440B - 液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种液晶显示设备包括显示彩色图像的第一液晶显示面板、显示单色图像的第二液晶显示面板、以及控制第一液晶显示面板的显示和第二液晶显示面板的显示的显示控制器。显示控制器在显示单色图像的单色显示和全白显示之间切换第二液晶显示面板的显示。在第二液晶显示面板的显示是单色显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间时，显示控制器将第二液晶显示面板的显示从单色显示切换到全白显示。

Description

液晶显示设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年5月27日提交的日本专利申请号2021-89503的权益，其全部公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本公开总体上涉及一种液晶显示设备。
背景技术
在相关技术中，其中堆叠多个液晶显示面板以提高对比度的液晶显示设备是已知的。例如，国际公开号WO2007/040139描述了一种液晶显示设备，其包括被定位在观察者侧上的彩色液晶面板和被定位在彩色液晶面板的与观察者侧的表面相对的侧部上的黑白液晶面板。
利用国际公开号WO2007/040139的液晶显示设备，透射率是各种液晶显示面板的透射率的乘积，并且由此，液晶显示设备的透射率降低。然而，作为用于提高液晶显示面板的透射率的方法，在水平电场型液晶显示面板中使用负性液晶是已知的。未审查的日本专利申请公开号2003-15146公开了通过在水平电场型液晶显示面板中使用负性液晶，可以抑制液晶分子的上升，并且可以抑制最大透射率的降低。
当将使用未审查的日本专利申请公开号2003-15146的负性液晶的水平电场型液晶显示面板应用于国际公开号WO2007/040139的液晶显示设备时，液晶显示设备的透射率提高。然而，典型地，使用负性液晶的液晶显示面板的响应时间比使用正性液晶的液晶显示面板的响应时间更长，并且由此，显示质量的劣化(显示模糊、图像拖尾等)更有可能发生，特别是在响应时间较长的低温下。
鉴于上述情况做出本公开，并且本公开的目的是提供一种能够抑制显示质量的劣化的液晶显示设备。
发明内容
实现上述目的的本公开的液晶显示设备包括：
第一液晶显示面板，该第一液晶显示面板显示彩色图像；
第二液晶显示面板，该第二液晶显示面板被定位在第一液晶显示面板的与观察者侧的表面相对的侧部上以便与第一液晶显示面板重叠，并且显示单色图像；以及
显示控制器，该显示控制器控制第一液晶显示面板的显示和第二液晶显示面板的显示，并且在显示单色图像的单色显示和全白显示之间切换第二液晶显示面板的显示，其中
第二液晶显示面板的响应时间比第一液晶显示面板的响应时间更长，并且
在第二液晶显示面板的显示是单色显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间时，显示控制器将第二液晶显示面板的显示从单色显示切换到全白显示。
应当理解的是，前面的整体性描述和下面的详细描述两者是示例性和解释性的，并不限制本公开。
根据本公开，当预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间时，显示控制器将第二液晶显示面板的显示切换到全白显示。结果，可以抑制显示质量的劣化。
附图说明
当结合以下附图考虑以下详细描述时，可以获得对本申请更完整的理解，在附图中：
图1是示出根据实施例1的液晶显示设备的示意图；
图2是示出根据实施例1的第一液晶显示面板、第二液晶显示面板和背光的横截面的示意图；
图3是示出第一液晶显示面板的主像素和第二液晶显示面板的主像素之间的对应关系的示例的示意图；
图4是示出第一液晶显示面板的主像素和第二液晶显示面板的主像素之间的对应关系的示例的示意图；
图5是示出根据实施例1的液晶显示设备的最大响应时间对温度的依赖性的示例的图；
图6是示出根据实施例1的显示控制器的配置的框图；
图7是示出根据实施例2的液晶显示设备的最大响应时间对温度的依赖性的示例的图；
图8是示出根据实施例3的液晶显示设备的主像素的亮度与第一液晶显示面板和第二液晶显示面板的显示之间的关系的示例的图；以及
图9是示出根据经修改的示例的显示控制器的配置的框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图的同时描述根据各种实施例的液晶显示设备。
实施例1
参照图1至图6的同时描述根据本实施例的液晶显示设备10。液晶显示设备10通过以下描述的显示彩色图像的第一液晶显示面板100和显示单色图像的第二液晶显示面板200来显示彩色图像。
如图1所示，液晶显示设备10包括面板区段50、背光300和显示控制器400。面板区段50包括第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200。第一液晶显示面板100显示彩色图像。第二液晶显示面板200显示单色图像。背光300是在第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200上发射光的光源。显示控制器400控制第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200的显示。另外，显示控制器400在单色显示和全白显示之间切换第二液晶显示面板200的显示。本文中，术语“单色显示”指的是单色图像的显示，并且术语“全白显示”指的是其中所有主像素的透射率被最大化的显示。
面板区段
面板区段50包括第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200。第一液晶显示面板100被定位在观察者侧上并显示彩色图像。第二液晶显示面板200被定位在第一液晶显示面板100的与观察者侧的表面相对的侧部(第一液晶显示面板100的后表面侧)上，并且与第一液晶显示面板100重叠。第二液晶显示面板200显示单色图像。
第一液晶显示面板
第一液晶显示面板100被实施为使用正性液晶的透射水平电场型液晶显示面板。第一液晶显示面板100是由薄膜晶体管(thin film transistor，TFT)驱动的有源矩阵。
第一液晶显示面板100包括以矩阵布置的主像素。主像素由发射红光的红色像素、发射绿光的绿色像素和发射蓝光的蓝色像素形成(附图中全部未示出)。注意，在下文中，红色像素、绿色像素和蓝色像素有时被统称为子像素。
如图2所示，第一液晶显示面板100包括第一TFT基板110、第一对向基板120、第一液晶130、第一偏振板132、第二偏振板134和第一驱动器电路136。第一TFT基板110和第一对向基板120夹住第一液晶130。第一偏振板132设置在第一TFT基板110上。第二偏振板134设置在第一对向基板120上。
在一个示例中，第一TFT基板110被实施为玻璃基板。用于选择子像素的TFT、用于向第一液晶130施加电压的一对电极、用于使第一液晶130配向的配向膜等设置在第一TFT基板110的第一液晶130侧上的主表面110a上(附图中全部未示出)。
另外，多个公共线、多个信号线和多个扫描线被形成在第一TFT基板110的主表面110a上(附图中全部未示出)。公共线向对第一液晶130施加电压的电极中的一个供应公共电势。信号线经由TFT向对第一液晶130施加电压的另一电极供应电压。扫描线供应用于操作TFT的电压。子像素被信号线和扫描线包围，并且TFT设置在扫描线和信号线之间的交点处。
第一偏振板132设置在第一TFT基板110的主表面110b上、在与主表面110a相对的侧部上。
第一对向基板120面向第一TFT基板110，并通过密封材料138粘附到第一TFT基板110。在一个示例中，第一对向基板120被实施为玻璃基板。滤色器层122、使第一液晶130配向的配向膜等设置在第一对向基板120的第一液晶130侧上的主表面120a上。在一个示例中，滤色器层122被实施为条状滤色器。滤色器层122的红色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的每一个被阻挡了光的黑矩阵包围，并且对应于红色像素、绿色像素和蓝色像素中的每一个。
第二偏振板134设置在第一对向基板120的主表面120b上、在与主表面120a相对的侧部上。
第一液晶130夹在第一TFT基板110和第一对向基板120之间。第一液晶130被实施为正性型向列液晶。第一液晶130通过配向膜被配向在平行于第一TFT基板110的主表面110a的方向上。附加地，由于从电极施加的电压，第一液晶130在平行于第一TFT基板110的主表面110a的平面内旋转。
第一偏振板132设置在第一TFT基板110的主表面110b上。第二偏振板134设置在第一对向基板120的主表面120b上。第一偏振板132的透射轴线和第二偏振板134的透射轴线平行于第一液晶130的配向方向布置。第一偏振板132通过粘合剂层150粘附到第二液晶显示面板200的第四偏振板234(稍后描述)。
第一驱动器电路136设置在第一TFT基板110的主表面110a上。第一驱动器电路136基于从显示控制器400供应的彩色图像信号向扫描线、信号线和公共线供应电压。
第二液晶显示面板
如图2所示，第二液晶显示面板200被定位在第一液晶显示面板100的后表面侧上。第二液晶显示面板200通过粘合剂层150粘附到第一液晶显示面板100。第二液晶显示面板200显示单色图像。第二液晶显示面板200的响应时间比第一液晶显示面板100的响应时间更长。本文中，短语“响应时间长”意味着当比较相同灰度之间的响应时间时，灰度中的任何一个之间的响应时间较长。
在本实施例中，第二液晶显示面板200被实施为使用负性液晶的透射型水平电场型液晶显示面板。第二液晶显示面板200是由TFT驱动的有源矩阵。第二液晶显示面板200包括以矩阵布置的的主像素。第二液晶显示面板200的主像素对应于第一液晶显示面板100的主像素，并且液晶显示设备10的主像素由第一液晶显示面板100的主像素和第二液晶显示面板200的主像素形成。
更具体地说，如图3和图4所示，第二液晶显示面板200的一个主像素对应于第一液晶显示面板100的至少一个主像素。注意，图3示出了这样的配置，其中第二液晶显示面板200的主像素与第一液晶显示面板100的主像素一一对应。图4示出了这样的配置，其中第二液晶显示面板200的一个主像素对应于第一液晶显示面板100的多个主像素。
第二液晶显示面板200包括第二TFT基板210、第二对向基板220、第二液晶230、第三偏振板232、第四偏振板234和第二驱动器电路236。第二TFT基板210和第二对向基板220夹住第二液晶230。第三偏振板232设置在第二TFT基板210上。第四偏振板234设置在第二对向基板220上。注意，第二液晶显示面板200不包括滤色器。
在一个示例中，第二TFT基板210被实施为玻璃基板。如同在第一TFT基板110的主表面110a上，用于选择主像素的TFT、用于向第二液晶230施加电压的一对电极、用于配向第二液晶230的配向膜、公共线、信号线、扫描线等设置在第二TFT基板210的第二液晶230侧上的主表面210a上。TFT、一对电极、公共线等的配置与第一TFT基板110的TFT、一对电极、公共线等的配置相同。
第三偏振板232设置在第二TFT基板210的主表面210b上、在与主表面210a相对的侧部上。
第二对向基板220面向第二TFT基板210，并通过密封材料238粘附到第二TFT基板210。在一个示例中，第二对向基板220被实施为玻璃基板。阻挡光的黑矩阵层222、使第二液晶230配向的配向膜等设置在第二对向基板220的第二液晶230侧上的主表面210a上。黑矩阵层222以栅格图案提供，并限定第二液晶显示面板200的主要像素。
第四偏振板234设置在第二对向基板220的主表面220b上、在与主表面220a相对的侧部上。
第二液晶230夹在第二TFT基板210和第二对向基板220之间。第二液晶230被实施为负性型向列液晶。第二液晶230通过配向膜被配向在平行于第二TFT基板210的主表面210a的方向上。附加地，由于从电极施加的电压，第二液晶230在平行于第二TFT基板210的主表面210a的平面内旋转。
第三偏振板232设置在第二TFT基板210的主表面210b上。第四偏振板234设置在第二对向基板220的主表面220b上。第三偏振板232的透射轴线和第四偏振板234的透射轴线平行于第二液晶230的配向方向布置。
第四偏振板234通过粘合剂层150粘附到第一液晶显示面板100的第一偏振板132。第四偏振板234的透射轴线和第一偏振板132的透射轴线平行布置。
第二驱动器电路236设置在第二TFT基板210的主表面210a上。第二驱动器电路236基于从显示控制器400供应的信号向扫描线、信号线和公共线供应电压。
背光
如图2所示，背光300布置在第二液晶显示面板200的背表面侧上。在一个示例中，背光300被实施为直接背光。背光300包括白光发光二极管(light emitting diode，LED)、反射片、扩散片等(全部没有在附图中示出)。
显示控制器
显示控制器400控制第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200的显示。在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态下，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间T1时，显示控制器400将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示。附加地，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间小于预定的第二响应时间T2时，显示控制器400将第二液晶显示面板200的显示从全白显示切换到单色显示。
预定灰度之间的响应时间和液晶显示设备10的第一响应时间T1基于与显示设备相关的车载标准、液晶显示设备10将安装在其上的电子设备的规格等来设置。例如，当与显示设备相关的车载标准规定-20℃下的灰度之间的最长响应时间为180ms或更短时，预定灰度之间的响应时间被设置为灰度之间的最长响应时间。附加地，第一响应时间T1被设置为180ms。在下文中，灰度之间的最长响应时间有时被称为“最大响应时间”。
另外，液晶显示设备10的第二响应时间T2是指在第二液晶显示面板200的显示在第一响应时间T1从单色显示切换到全白显示的情况下，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下的响应时间。
图5示出了液晶显示设备10的最大响应时间对温度的依赖性的示例。在一个示例中，当面板区段50的温度由于环境温度的降低而从25℃降低，并且液晶显示设备10的最大响应时间大于或等于第一响应时间T1(180ms)时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从单色显示切换到全白显示。由于这种配置，液晶显示设备10的最大响应时间变得比第二液晶显示面板200保持单色显示的情况下的最大响应时间更短，并且可以抑制显示质量的劣化。具体而言，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间T1时，显示控制器400将响应时间长的第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示。结果，即使在低温下，也可以抑制液晶显示设备10的响应时间变得更长，并且可以抑制显示质量的劣化。
同时，当面板区段50的温度由于环境温度的升高而从低温侧(例如-25℃)升高并且液晶显示设备10的最大响应时间比第二响应时间T2(图3中的85ms)更短时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示。由于这种配置，液晶显示设备10可以显示具有更高对比度的彩色图像。
接下来，描述显示控制器400的具体配置。如图6所示，显示控制器400包括图像数据分配器410、响应时间测量器420、控制信号发生器430、第一图像信号发生器440、第二图像亮度信号发生器450和第二图像信号发生器460。图像数据分配器410将输入图像数据分配给第一图像信号发生器440和第二图像亮度信号发生器450。响应时间测量器420计算液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间。控制信号发生器430选择第二液晶显示面板200的显示，并将表示所选择的显示的控制信号发送到第一图像信号发生器440和第二图像信号发生器460。
第一图像信号发生器440包括第一灰度转换器441，并生成要在第一液晶显示面板100上显示的彩色图像。附加地，第一图像信号发生器440向第一液晶显示面板100发送表示所生成的彩色图像的彩色图像信号。第二图像亮度信号发生器450根据输入图像数据生成用于生成要在第二液晶显示面板200上显示的单色图像的亮度信号。第二图像信号发生器460基于从第二图像亮度信号发生器450发送的亮度信号，生成要在第二液晶显示面板200上显示的单色图像，并将表示所生成的单色图像的单色图像信号发送到第二液晶显示面板200。附加地，第二图像信号发生器460生成用于将第二液晶显示面板200设置为全白显示的信号，并将所生成的信号发送到第二液晶显示面板200。第二图像信号发生器460包括计算器461和第二灰度转换器462。
在下文中，表示要在第一液晶显示面板100上显示的彩色图像的彩色图像信号有时被描述为“彩色图像信号”。附加地，表示要在第二液晶显示面板200上显示的单色图像的单色图像信号有时被描述为“单色图像信号”，并且用于将第二液晶显示面板200设置为全白显示的信号有时被描述为“全白显示信号”。
图像数据分配器410将从外部输入的输入图像数据分配给第一图像信号发生器440和第二图像亮度信号发生器450。
响应时间测量器420根据由光电传感器422测量的液晶显示设备10的光量的变化和时钟数来计算液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间。如图2所示，光电传感器422设置在第一液晶显示面板100的第二偏振板134上。响应时间测量器420向控制信号发生器430发送表示预定灰度之间的响应时间的信号。
控制信号发生器430基于由响应时间测量器420计算的预定灰度之间的响应时间，从单色显示和全白显示当中选择第二液晶显示面板200的显示。
具体而言，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间大于或等于预定第一响应时间T1时，控制信号发生器430选择全白显示作为第二液晶显示面板200的显示。结果，第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示。
同时，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间比预定第一响应时间T1更短时，控制信号发生器430选择单色显示作为第二液晶显示面板200的显示。结果，第二液晶显示面板200的显示保持为单色显示。
附加地，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间比预定第二响应时间T2更短时，控制信号发生器430选择单色显示作为第二液晶显示面板200的显示。结果，第二液晶显示面板200的显示从全白显示切换到单色显示。
同时，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间比预定第二响应时间T2更长时，控制信号发生器430选择全白显示作为第二液晶显示面板200的显示。结果，第二液晶显示面板200的显示保持为全白显示。
控制信号发生器430向第一图像信号发生器440和第二图像信号发生器460发送表示所选择的显示的控制信号。
第一图像信号发生器440从由图像数据分配器410分配的输入图像数据中生成要在第一液晶显示面板100上显示的彩色图像。具体而言，第一图像信号发生器440的第一灰度转换器441执行灰度转换，用于将所分配的输入图像数据转换为具有适合于第一液晶显示面板100的亮度-灰度特性的彩色图像数据。在一个示例中，在数据的转换中使用其中预设了输入/输出关系的查找表。
第一图像信号发生器440向第一液晶显示面板100的第一驱动器电路136发送表示所生成的彩色图像的彩色图像信号。
当控制信号发生器430选择全白显示作为第二液晶显示面板200的显示时，优选的是，第一图像信号发生器440对彩色图像信号执行伽马校正。例如，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态下，当液晶显示设备10的伽马值被设置为2.2时(第一液晶显示面板100的伽马值被设置为1.1，第二液晶显示面板200的伽马值被设置为1.1)，当第二液晶显示面板200的显示被设置为全白显示时液晶显示设备10的伽马值变为1.1，并且观察者更可能对液晶显示设备10的显示感到不舒适。因此，特别优选的是，第一图像信号发生器440执行伽马校正，用于在第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态下匹配液晶显示设备10的伽马特性(第一伽马特性),并且在第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下匹配液晶显示设备10的伽马特性(第二伽马特性)。
第二图像亮度信号发生器450生成用于根据输入图像数据生成单色图像的亮度信号。如图3和图4所示，显示单色图像的第二液晶显示面板200的主像素对应于显示彩色图像的第一液晶显示面板100的一个或多个主像素。换句话说，第二液晶显示面板200的主像素的总数量小于或等于第一液晶显示面板100的主像素的总数量。因此，第二液晶显示面板200的一个主像素的亮度水平必须基于对应于该主像素的第一液晶显示面板100的一个或多个主像素的彩色图像数据来计算。
如图3所示，当显示彩色图像的第一液晶显示面板100的一个主像素对应于显示单色图像的第二液晶显示面板200的一个主像素时，基于第一液晶显示面板100的一个主像素的彩色图像数据，计算第二液晶显示面板200的相对应的一个主像素的亮度水平。附加地，作为另一方法，可以利用输入图像数据的每个主像素的红色灰度值、绿色灰度值和蓝色灰度值中的最大灰度值来计算单色图像的亮度水平以作为第二液晶显示面板200的每个主像素的亮度水平。
如图4所示，当显示单色图像的第二液晶显示面板200的一个主像素对应于显示彩色图像的第一液晶显示面板100的多个主像素时，根据第一液晶显示面板100的每个主像素的红色灰度值、绿色灰度值和蓝色灰度值的平均值、频率值、最小值、最大值等计算第二液晶显示面板200的主像素的亮度水平。例如，所计算的亮度水平可以是灰度值。
第二图像亮度信号发生器450向第二图像信号发生器460发送表示所计算的亮度水平的亮度信号。
当控制信号发生器430选择单色显示器作为第二液晶显示面板200的显示时，第二图像信号发生器460基于从第二图像亮度信号发生器450发送的亮度信号，生成要在第二液晶显示面板200上显示的单色图像。附加地，当控制信号发生器430选择全白显示作为第二液晶显示面板200的显示时，第二图像信号发生器460生成用于将第二液晶显示面板200的显示设置为全白显示的信号(全白显示信号)。第二图像信号发生器460向第二液晶显示面板200的第二驱动器电路236发送表示单色图像的信号(单色图像信号)或全白显示信号。
第二图像信号发生器460生成已经经历了平均处理和灰度转换的单色图像。在一个示例中，第二图像信号发生器460的计算器461使用基于距目标主像素的距离的加权平均值来平均位于距目标主像素预定距离内的主像素的亮度水平。因此，第二图像信号发生器460可以生成具有模糊边缘的单色图像。另外，第二图像信号发生器460的第二灰度转换器462生成具有适合于第二液晶显示面板200的亮度-灰度特性的单色图像数据。第二灰度转换器462的配置与第一图像信号发生器440的第一灰度转换器441的配置相同。
相对于发送到第一液晶显示面板100的彩色图像信号，发送到第二液晶显示面板200的单色图像信号通过由第二图像亮度信号发生器450执行的亮度水平的计算、平均处理等而被延迟。由此，显示控制器400包括用于同步单色图像信号和彩色图像信号的输出的未示出的同步电路。由于这个同步电路，对应于第一液晶显示面板100的彩色图像的单色图像显示在第二液晶显示面板200上，并且由此，适当的彩色图像显示在液晶显示设备10上。
显示控制器400由中央处理单元(central processing unit，CPU)、存储器等来配置。在一个示例中，CPU执行存储在存储器中的程序，以实现显示控制器400的功能。
如上所述，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间T1时，显示控制器400将响应时间长的第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示。结果，液晶显示设备10可以抑制显示质量方面的劣化。附加地，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间比第二响应时间T2更短时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示。结果，液晶显示设备10可以显示具有高对比度和高显示质量的彩色图像。
实施例2
在实施例1中，当液晶显示设备10的预定灰度之间的响应时间比第二响应时间T2更短时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示。其中第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示的响应时间是比第三响应时间T3更短的响应时间的配置是可能的。第三响应时间T3是比第二响应时间T2短预定时间量Td的响应时间。本实施例的液晶显示设备10的其他配置与实施例1中的相同，并且由此，描述第三响应时间T3和时间量Td。
首先，描述实施例1中的第二液晶显示面板200的显示的切换。第二响应时间T2是在第二液晶显示面板200的显示在第一响应时间T1从单色显示切换到全白显示的情况下，在第一液晶显示面板100显示彩色图像并且第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下的响应时间。因此，如图5所示，在其下液晶显示设备10的响应时间为第一响应时间T1的面板区段50的温度基本上等于在其下液晶显示设备10的响应时间为第二响应时间T2的面板区段50的温度。在这种情况下，当面板区段50的温度在液晶显示设备10的响应时间是第一响应时间T1或第二响应时间T2的温度附近波动时，第二液晶显示面板200的显示切换可能频繁发生。当第二液晶显示面板200的显示切换频繁发生时，观察者具有观看该显示的困难。
因此，在本实施例中，第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示的响应时间被设置为第三响应时间T3，该第三响应时间T3是比第二响应时间T2短预定时间量Td的响应时间。第三响应时间T3基于在第二液晶显示面板200的显示被设置为单色显示的状态下的液晶显示设备10的响应时间对温度的依赖性、在第二液晶显示面板200的显示被设置为全白显示的状态下的液晶显示设备10的响应时间对温度的依赖性、与显示设备相关的车载标准、液晶显示设备10安装在其上的电子设备的规格等来设置。
在本实施例中，如图7所示，第三响应时间T3被设置为在第二液晶显示面板200的显示在第三响应时间T3从全白显示切换到单色显示的情况下，液晶显示设备10的响应时间为100ms的响应时间(图7中为54ms)。在这种情况下，时间量Td被设置为31ms(T2-T3＝31)。即，在本实施例中，当面板区段50的温度由于环境温度的升高而从低温侧(例如-25℃)升高并且液晶显示设备10的最大响应时间比第三响应时间T3(54ms)更短时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示。附加地，如在实施例1中，当面板区段50的温度由于环境温度的降低而从25℃降低，并且液晶显示设备10的最大响应时间大于或等于第一响应时间T1(180ms)时，显示控制器400将第二液晶显示面板200从单色显示切换到全白显示。
如图7所示，在本实施例中，在其下液晶显示设备10的最大响应时间为第三响应时间T3的面板区段50的温度是-5℃，并且在其下液晶显示设备10的最大响应时间为第一响应时间T1的温度是-13℃。由此，即使当面板区段50的温度在液晶显示设备10的响应时间是第一响应时间T1或第三响应时间T3的温度附近波动时，第二液晶显示面板200的显示频繁切换的可能性也很小。因此，本实施例的液晶显示设备10可以实现稳定的显示。
如上所述，在本实施例中，第二液晶显示面板200从全白显示切换到单色显示的响应时间被设置为第三响应时间T3，该第三响应时间T3是比第二响应时间T2短预定时间量Td的响应时间。由此，可以抑制第二液晶显示面板200的显示被切换的次数，并且实现液晶显示设备10的稳定显示。附加地，如同实施例1的液晶显示设备10一样，本实施例的液晶显示设备10可以抑制显示质量的劣化。
实施例3
在实施例1和实施例2中，液晶显示设备10直接在单色显示和全白显示之间切换第二液晶显示面板200的显示。这样的配置是可能的，在该配置中，当在单色显示和全白显示之间将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示时，液晶显示设备10在第二液晶显示面板200上显示具有在单色显示和全白显示的灰度之间的灰度的图像，单色显示紧接在切换到全白显示之前显示在第二液晶显示面板上。
在本实施例中，当将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示时，显示控制器400生成具有紧接在切换到全白显示之前显示在第二液晶显示面板200上的单色图像和全白显示之间的灰度的图像(以下称为“中间灰度图像”)。附加地，本实施例的显示控制器400在第二液晶显示面板200的单色显示和全白显示之间在第二液晶显示面板200上显示所生成的中间灰度图像。本实施例的液晶显示设备10的其他配置与实施例1或实施例2中的相同，并且由此，描述中间灰度图像。
由显示控制器400的第二图像信号发生器460生成至少一个中间灰度图像。当将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示时，本实施例的第二图像信号发生器460基于液晶显示设备10的每个主像素的紧接在切换到全白显示之前的亮度(灰度)和紧接在切换到全白显示之后的亮度(灰度)来生成中间灰度图像。
图8示出了液晶显示设备10的主像素的亮度与第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200的显示之间的关系的示例。如图8所示，当比较第二液晶显示面板200的显示是单色显示的状态和第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态时，在第二液晶显示面板200的显示是全白显示的状态下，主像素的亮度更高(处于单色显示的主像素是白色的情况除外)。
在一个示例中，本实施例的第二图像信号发生器460基于紧接在切换到全白显示之前和之后的每个主像素的亮度之间的差当中的最大差，设置中间灰度图像的数量(在图8中，有四个中间灰度图像A到D)。附加地，本实施例的第二图像信号发生器460顺序地生成多个中间灰度图像(中间灰度图像A至D),使得每个主像素的亮度逐渐增加。显示控制器400在单色显示和全白显示之间向第二液晶显示面板200顺序输出表示所生成的中间灰度图像(中间灰度图像A至D)的信号。结果，当将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示时，液晶显示设备10的主像素的亮度逐渐增加，并且由此，观察者不太可能由于第二液晶显示面板200的显示的切换而感到不适。注意，对于其中紧接在切换到全白显示之前和之后的主像素的亮度之间的差较小的主像素，没有必要逐渐增加亮度。
如上所述，当将第二液晶显示面板200的显示从单色显示切换到全白显示时，本实施例的液晶显示设备10显示具有在紧接在切换到全白显示之前显示在第二液晶显示面板200上的单色图像的灰度和全白显示之间的灰度的图像。由此，可以抑制由第二液晶显示面板200的显示的切换引起的观察者的不适。附加地，如同实施例1的液晶显示设备10一样，本实施例的液晶显示设备10可以抑制显示质量的劣化。
经修改的示例
已经描述了实施例，但是在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行各种修改。
例如，在实施例1中，第一液晶显示面板100被实施为使用正性液晶的水平电场型液晶显示面板，以及第二液晶显示面板200被实施为使用负性液晶的水平电场型液晶显示面板，但是第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200的类型、液晶等不限于此。其中第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200的类型是竖直配向(vertical alignment，VA)模式、扭曲向列(TN)模式等的配置是可能的。
其中第一液晶显示面板100和第二液晶显示面板200被实施为使用正性液晶的水平电场型液晶显示面板的配置是可能的。由于第二液晶显示面板200的一个主像素对应于第一液晶显示面板100的至少一个主像素，所以第二液晶显示面板200的主像素的大小与第一液晶显示面板100的主像素的大小相同，或者是第一液晶显示面板100的主像素的大小的数倍。当第二液晶显示面板200的主像素的大小是第一液晶显示面板100的主像素的大小的数倍时，第二液晶显示面板200的主像素的开口率增加，并且与像素设计相关的自由度增加，并且结果，第二液晶显示面板200的透射率可以进一步增加。另外，在第二液晶显示面板200中使用的第二液晶230在分子短轴方向上的介电常数优选地大于在第一液晶显示面板100中使用的第一液晶130在分子短轴方向上的介电常数，并且更优选地大于10％或更多。结果，可以抑制第二液晶显示面板200中的液晶分子的上升，并提高第二液晶显示面板200的透射率。第二液晶显示面板200不包括子像素，并且没有设置有滤色器，并且由此，更容易提高主像素的透射率。而且，通过增加第二液晶230在分子短轴方向上的介电常数并提高第二液晶显示面板200的透射率，可以更有效地提高第一液晶显示面板100的透射率。
在实施例1中，响应时间测量器420根据由光电传感器422测量的液晶显示设备10的光量的变化来计算预定灰度之间的响应时间。如图9所示，这样的配置是可能的，在该配置中，显示控制器400包括温度-响应时间转换器520，而不是响应时间测量器420，并且温度-响应时间转换器520根据由设置在面板区段50中的温度传感器522测量的温度来计算预定灰度之间的响应时间。在这种情况下，温度-响应时间转换器520根据由温度传感器522测量的温度以及面板区段50的温度和预定灰度之间的响应时间之间的关系来计算预定灰度之间的响应时间。预先测量面板区段50的温度和预定灰度之间的响应时间之间的关系。
实施例1至3的液晶显示设备10的面板区段50包括加热加热器的配置是可能的。利用这种配置，即使当环境温度降低时，也可以抑制液晶显示设备10的响应时间的延长，并且进一步抑制液晶显示设备10的显示质量的劣化。
出于解释的目的，前面描述了一些示例实施例。尽管前面的讨论已经呈现了具体的实施例，但是本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的更广泛的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行改变。因此，将在说明性意义而不是限制性意义下看待说明书和附图。因此，这个详细描述不应以限制性的意义理解，并且本发明的范围仅由所包括的权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来限定。

Claims (7)

1.一种液晶显示设备，包括：
第一液晶显示面板，所述第一液晶显示面板显示彩色图像；
第二液晶显示面板，所述第二液晶显示面板被定位在所述第一液晶显示面板的与观察者侧的表面相对的侧部上以便与所述第一液晶显示面板重叠，并且显示单色图像；以及
显示控制器，所述显示控制器控制所述第一液晶显示面板的显示和所述第二液晶显示面板的显示，并且在显示所述单色图像的单色显示和全白显示之间切换所述第二液晶显示面板的显示，其中
所述第二液晶显示面板的响应时间比所述第一液晶显示面板的响应时间更长，并且
在所述第二液晶显示面板的显示是所述单色显示的状态下，当预定灰度之间的响应时间大于或等于预定的第一响应时间时，所述显示控制器将所述第二液晶显示面板的显示从所述单色显示切换到所述全白显示。
2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中当在所述第二液晶显示面板的显示是所述全白显示的状态下所述预定灰度之间的响应时间短于第二响应时间时，所述显示控制器将所述第二液晶显示面板的显示从所述全白显示切换到所述单色显示，所述第二响应时间是在当所述第二液晶显示面板的显示在所述第一响应时间被切换到全白显示时所述第二液晶显示面板的显示是所述全白显示的状态下所述预定灰度之间的响应时间。
3.根据权利要求2所述的液晶显示设备，其中在所述第二液晶显示面板的显示是所述全白显示的状态下，当所述预定灰度之间的响应时间比第三响应时间更短时，所述显示控制器将所述第二液晶显示面板的显示从所述全白显示切换到所述单色显示，所述第三响应时间是比所述第二响应时间短预定时间量的响应时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的液晶显示设备，其中当所述第二液晶显示面板的显示是所述全白显示时，所述显示控制器对要输入到所述第一液晶显示面板的彩色图像信号执行伽马校正。
5.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中所述伽马校正使所述第二液晶显示面板的显示为所述单色显示的状态下的第一伽马特性与所述第二液晶显示面板的显示为所述全白显示的状态下的第二伽马特性相匹配。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的液晶显示设备，其中当在所述单色显示和所述全白显示之间将所述第二液晶显示面板的显示从所述单色显示切换到所述全白显示时，所述显示控制器在所述第二液晶显示面板上显示具有紧接在切换到所述全白显示之前显示在所述第二液晶显示面板上的所述单色显示的灰度和所述全白显示之间的灰度的图像。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的液晶显示设备，其中
所述第一液晶显示面板和所述第二液晶显示面板是水平电场型液晶显示面板，
所述第一液晶显示面板包括正性的第一液晶，
所述第二液晶显示面板包括正性的第二液晶，并且
所述第二液晶在分子短轴方向上的介电常数大于所述第一液晶在分子短轴方向上的介电常数。
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