JP2008076969A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶セルにおいて環境変化による引起される光漏れ現象、特に、局所的に発生する光漏れ現象にも十分に対処し、表示品位の高い表示画像となる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】ＮＷ（ノーマリーホワイト）型液晶セルにより画像表示する液晶表示装置において、表示画面中の局所的な光漏れの形状部分とその光量とを検出し、その結果に対応して液晶セルの局所毎に印可電圧を設定する印加電圧設定部を有して光漏れ抑制方向に印可電圧変更可能とする液晶セル駆動手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、いわゆる、NW（ノーマリーホワイトモード）モード液晶セルを備える液晶表示装置及びその装置の液晶表示に対する輝度ムラ検出方法に関する。

液晶表示装置は、液晶セルと偏光板で形成されている液晶パネルと、光源であるバックライトユニット、液晶パネルの電極に信号を印加する為の駆動回路、さらに外部からの画像信号を液晶パネル駆動信号に変換する為の信号処理回路から構成されている。

このような液晶セルは、互いに対峙する一対の透明基盤と基盤間に狭持された液晶層を有しており、TN液晶セル、OCB液晶セル又はECB液晶セル等において、電圧がかかっていない時に透過率あるいは反射率が最大となって白い画面になる、所謂、NW（ノーマリーホワイト）モード液晶セルがある。

更に詳しくは、まず、偏光板は、通常、偏光膜と保護膜から形成され、ポリビニルアルコールフィルム（PVA）からなる偏光膜の両面を、フイルム材料であるトリアセテートセルロース（TAC）等の保護膜にて積層したものである。この偏光板は粘着材を介して液晶セルの外側にそれぞれ1枚ずつ配置される。

そして、NW式液晶表示装置は、パネル駆動回路において、液晶セル内の印加電圧を制御することで画像表示を行っており、実際には、黒の画像表示の際に、液晶セル内にかける印加電圧を、白を表示する際よりも大きくかけることで、液晶セルの複屈折性を制御し、この複屈折性の制御と偏光板との組み合わせを用いて、黒の画像表示を行っている。

しかしながら、このようなNW式液晶表示装置で、外部の環境変化が起きた場合などでは、偏光板に使用されているフイルム材料の弾性変形が発生し、液晶セルの複屈折率とフイルム材料の複屈折率のバランスが崩れ、特に、正確な黒表示が困難になる場合があった。

これらの問題を解決する方法として、例えば特許文献１に記載の方法が提案されている。この中では、液晶パネルの温度を検知して自動的にパネル全体への印可電圧を制御し、すなわち、バイアス電圧を制御し、その時点での最適な黒表示電圧を提供して画像の安定を図っている。
特開２００４−１８５０２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液晶表示装置では、特に、NW式液晶表示装置では、表示画面中に局所的な光漏れが発生した場合などには対処できない場合もあり、表示品位を著しく低下させる場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、環境変化によるフイルム材料の弾性変形によって引起される光漏れ現象、特に、局所的に発生する光漏れ現象にも十分に対処し、表示品位の高い表示画像となる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記液晶表示装置によって達成される。
（１） ＮＷ（ノーマリーホワイト）型液晶セルにより画像表示する液晶表示装置であって、
表示画面中の局所的な光漏れの形状部分とその光量とに対応する前記液晶セルの局所に加える印加電圧設定部を有して光漏れ抑制方向に印可電圧変更可能とする液晶セル駆動手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。

上記構成の液晶表示装置によれば、表示画面中の局所的な光漏れの形状部分を特定し、その形状部分に対応する液晶セル部分の印加電圧を印加電圧設定部により設定して、この印可電圧により液晶セル駆動手段が光漏れ抑制方向に液晶セルを駆動する。つまり、液晶セル内の複屈折率を光漏れの形状及び光漏れの輝度に合わせて局所的に変化させ、光漏れを低減して表示品位の高い表示画像を得ることができる。

（２） 表示画面中の前記局所的な光漏れの形状部分とその光量とを検出して前記液晶セル駆動手段へ伝える光漏れ部検出手段を備えることを特徴とする上記（１）記載の液晶表示装置。

上記構成の液晶表示装置によれば、表示画面中の前記局所的な光漏れの形状部分を検出する光漏れ部検出手段を備えることにより、正確に光漏れの形状及び光漏れの輝度を計測することができ、より高い表示品位の表示画像を得ることができる。

（３） 前記光漏れ部検出手段が２次元輝度計であることを特徴とする上記（２）記載の液晶表示装置。

上記構成の液晶表示装置によれば、光漏れ部検出手段を２次元輝度計とすることにより、計測単位を小さくし且つ単位時間の情報量を増大させ、液晶表示画面全体に渡って正確且つ迅速に光漏れの形状及び光漏れの輝度を計測することができ、より高い表示品位の表示画像を素早く得ることができる。

（４） 前記液晶セル駆動手段が、前記液晶セル設置雰囲気の温度／湿度の検出手段と、予め温度／湿度環境に対応する表示画面中の前記局所的な光漏れ形状部分とその光量とが測定・記録されたルックアップテーブルと、を備えることを特徴とする上記（２）又は（３）記載の液晶表示装置。

上記構成の液晶表示装置によれば、ルックアップテーブルにより、温度／湿度環境の変化に対応する表示画面中の局所的な光漏れ形状部分とその光量とが予め記録されており、液晶セル設置雰囲気の温度／湿度の検出手段の測定値に応じて、液晶セル駆動手段が液晶セルの局所にかける印加電圧を調整する。従って、液晶表示装置の設置されている雰囲気状態も含めて表示調整が可能となり、より高い表示品位の表示画像を素早く得ることができる。

（５） 前記光漏れ部検出手段が前記印加電圧設定部と接続可能の遠隔操作部を有し、前記印加電圧設定部が前記遠隔操作部と接続して前記液晶セルの局所に加える印加電圧を前記液晶セル駆動手段へ伝えることを特徴とする上記（２）〜（４）いずれか１項記載の液晶表示装置。

上記構成の液晶表示装置によれば、光漏れ部検出手段が遠隔操作部を備え、更に、印加電圧設定部が遠隔操作部との接続を可能とすることで、光漏れ部検出手段は液晶表示面の輝度分布を任意に又は自動的に計測し、且つその結果を液晶セル駆動手段へ受け渡して、表示画面中の局所的な光漏れに対応する液晶セル局所部分の印加電圧を光漏れ抑制方向に自動的に変更可能とすることができる。従って、観察者が気が付かない内に、表示画面に対して正確且つ迅速に光漏れの形状及び光漏れの輝度を計測し且つ印可電圧調整まで行うことができ、より高い表示品位の表示画像を素早く得ることができる。

本発明によれば、環境変化によるフイルム材料の弾性変形によって引起される光漏れ現象、特に、局所的に発生する光漏れ現象に対して、液晶セルへの印可電圧調整を実施でき、更には、自動的に実施し、表示品位の高い表示画像となる液晶表示装置を提供できる。

以下、本発明に係る液晶表示装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である液晶表示装置の構成図である。図１に示すように、液晶表示装置１０は、液晶セルと偏光板で形成されている液晶パネル１２と、光源であるバックライトユニット１３とにより表示部が構成されている。更に、液晶パネルの電極に信号を印加する為の画像用セル駆動部１４と、外部からの画像信号を液晶パネル駆動信号に変換しセル駆動部１４へ送る為の信号処理部１６と、画像用セル駆動部１４には印可電圧設定部１８が接続され、液晶セル駆動部２０が構成されている。

ここで、本実施形態の液晶セルは、液晶分子がベンド配向し、印加電圧の大小によって前記ベンドの曲率が変化することにより、発現する液晶セル内の複屈折率を変化させることで、表示画面の透過率を変化させるNW式液晶であるOCB液晶セルを使用している。そして、液晶パネルは、OCB液晶セルに1層の光学異方性層を有する2枚の偏光板を使用した構成の液晶パネルを例として用いる。

図２は、本実施形態で使用した液晶パネル１２の印加電圧と透過率の概念図である。
図２の特性を示すOCB液晶セルの場合、印加電圧が大きいほど、透過率は小さくなり、印加電圧が小さいほど透過率は大きくなることが解っている。本実施形態では、液晶セルに黒表示を行う為の印加電圧ｘ１を加え、液晶パネル１２の表示画面全体を黒表示する。

図３は、本実施形態の液晶セルの外部環境を変化させ、光漏れの現象を再現させた場合の印加電圧と透過率の変化を示す概念図である。
通常の画像表示状態では、画像のみだれがあっても、表示装置の問題であるのか、画像信号自体の問題であるのかの判断は難しく、更には、表示装置側の問題と判明しても、光漏れに起因する現象であるかどうかを確認するのは非常困難である。

そこで、図３では、液晶パネル１２の外部環境（この場合温度）を意図的に高温側に変化させた状態を示している。このように温度が上がるにつれ、印可電圧−透過率の曲線が点線ａから実線ｂへシフトし、印可電圧ｘ１では透過率がｙ１からｙ２にシフトして光漏れが発生する画素が出てくる。このとき、このような光漏れは、液晶表示画面全体に均一に発生するわけではなく、画素毎にシフト量が異なり、表示面全体ではドットかけのような状態として現れる場合や、色彩の変化として現れる場合などがある。

つまり、外部環境温度を適宜に設定することで、光漏れの状態を際立たせ、このような状態で、局所的に光漏れが発生した部分の面形状及び輝度を２次元輝度計（図示せず）にて検知することで、液晶パネル１２での各画素毎の光漏れ部分の輝度が検出される。そして、その検出結果に基づいて各画素毎に光漏れ部分を補正する為に、その形状及び輝度に対応するように局所的に黒表示に必要な印加電圧を画素毎に印加電圧設定部１８により設定する。

そして、画像用セル駆動部１４では、図３に示すように、画素毎に異なるｘ１からｘ２へ印可電圧を変更して液晶セルでの複屈折率を変化させ、液晶パネル１２の透過率をｙ１に戻るように調整して画像表示駆動し、光漏れを抑制する。

次に、以下に本発明の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明の第２実施形態である液晶表示装置の構成図である。
図４に示すように、第１実施形態で示した画像用セル駆動部１４へ外部環境用の温度／湿度検知器２２を接続し、更に、画像用セル駆動部１４に後述のルックアップテーブル２４を接続して、これら以外の画像用セル駆動部１４と、信号処理部１６と、印可電圧設定部１８とにより液晶セル駆動部２０ａが構成されている。他の構成は第１実施形態と同様に液晶表示装置１０ａを構成し、その説明を流用する。

ここで、図５は外部環境温湿度と光漏れに起因する透過率との関係を表した概念図である。
図５から分かるように、外部環境温湿度が常温ｔ１よりも高い温度ｔ２となると液晶パネル１２の透過率も上昇する。従って、予め温度／湿度検知器２２と液晶表示装置１０ａの表示面の輝度を測定する輝度計とにより図５に示す関係を計測し、液晶表示装置１０ａの周りの温度湿度環境の変化と光漏れが発生している部分の面形状／輝度の変化との対応をとり、ルックアップテーブル２４を作成して、画像用セル駆動部１４に接続する。

例えば、図５において、外部環境の温度のｔ１からｔ２への変化を温度／湿度検知器２２にて測定すると、画像用セル駆動部１４では印加電圧設定部１８からの情報に対して、ルックアップテーブル２４による補正を加え、光漏れを抑制しつつ液晶パネル１２を画像表示駆動を実施する。

次に、本発明の第３実施形態を示す。
図６は本発明の第３実施形態である液晶表示装置の構成図である。
図６に示すように、第１実施形態で示した液晶パネル１２の表示画面に対して、光漏れ部分の面形状及び輝度を検出し（例えば、２次元輝度計）、印可電圧設定部１８にその情報を任意に又は自動的に伝達可能の遠隔操作部を有する光漏れ部検出部３０が備えられている。

これ以外の構成は第１実施形態と同様に、画像用セル駆動部１４と、信号処理部１６と、印可電圧設定部１８とにより液晶セル駆動部２０ｂが構成されている。他の構成は第１実施形態と同様に液晶表示装置１０ｂを構成し、その説明を流用する。

光漏れ部検出部３０は遠隔操作部を有しており、予めの設定、もしくは、印可電圧設定部１８からの指示により、液晶パネル１２の表示画面の光漏れ部分の面形状及び輝度を任意に又は自動的に検出することができる。こうして検出された光漏れ量と形状の情報は、例えば、有線にて又は、赤外線、近赤外線などを用いて、印可電圧設定部１８へ伝えられる。

そして、印可電圧設定部１８は、局所的に光漏れが発生した部分の輝度と形状を補正する為に、光漏れ部分についてのみ、その形状／輝度に対応するように局所的に黒表示に必要な印加電圧を、画素ごとに変更して、画像用セル駆動部１４に伝える。各画素に対する印可電圧の補正が伝えられた画像用セル駆動部１４は液晶パネルに対して、液晶セルの複屈折率を変化させ、液晶パネルの透過率を変えて、適正な画像表示駆動を実施する。

上記構成の液晶表示装置によれば、光漏れ部検出手段が遠隔操作部を備えることで、液晶表示面の輝度分布を任意に又は自動的に計測し、その結果を液晶セル駆動手段へ受け渡して、表示画面中の局所的な光漏れに対応する液晶セル局所部分の印加電圧を光漏れ抑制方向に自動的に変更可能とすることができる。従って、観察者が気が付かない内に、表示画面に対して正確且つ迅速に光漏れの形状及び光漏れの輝度を計測し且つ印可電圧調整まで行うことができ、より高い表示品位の表示画像を素早く得ることができる。

上記第３実施形態では、第１実施形態に一部を適用しているが、第２実施形態に適用することも可能であり、ルックアップテーブルを利用して温度／湿度の変動環境に対応できる液晶表示装置を提供することもできる。

尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

本発明の第１実施形態である液晶表示装置の構成図である。 本実施形態で使用した液晶パネル１２の印加電圧と透過率の概念図である。 本実施形態の液晶セルの外部環境を変化させ、光漏れの現象を再現させた場合の印加電圧と透過率の変化を示す概念図である。 本発明の第２実施形態である液晶表示装置の構成図である。 外部環境温湿度と光漏れに起因する透過率との関係を表した概念図である。 本発明の第３実施形態である液晶表示装置の構成図である。

符号の説明

１０，１０ａ，１０ｂ 液晶表示装置
１２ 液晶パネル
１４ バックライト
１６ 画像用セル駆動部
１８ 印可電圧設定部
２０ 液晶セル駆動部
２２ 温度／湿度検知器
２４ ルックアップテーブル
３０ 光漏れ部検出部

Claims (5)

1. ＮＷ（ノーマリーホワイト）型液晶セルにより画像表示する液晶表示装置であって、
   表示画面中の局所的な光漏れの形状部分とその光量とに対応する前記液晶セルの局所に加える印加電圧設定部を有して光漏れ抑制方向に印可電圧変更可能とする液晶セル駆動手段を備えることを特徴とする液晶表示装置。
2. 表示画面中の前記局所的な光漏れの形状部分とその光量とを検出して前記液晶セル駆動手段へ伝える光漏れ部検出手段を備えることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記光漏れ部検出手段が２次元輝度計であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. 前記液晶セル駆動手段が、前記液晶セル設置雰囲気の温度／湿度の検出手段と、予め温度／湿度環境に対応する表示画面中の前記局所的な光漏れ形状部分とその光量とが測定・記録されたルックアップテーブルと、を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３記載の液晶表示装置。
5. 前記光漏れ部検出手段が前記印加電圧設定部と接続可能の遠隔操作部を有し、前記印加電圧設定部が前記遠隔操作部と接続して前記液晶セルの局所に加える印加電圧を前記液晶セル駆動手段へ伝えることを特徴とする請求項２〜請求項４いずれか１項記載の液晶表示装置。

Images