JP2012181466A - 液晶パネル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶の低温時の応答速度を向上することのできる液晶パネル装置を提供する。
【解決手段】 液晶パネル装置１は、液晶表示部であるＬＣＤ５と、ＬＣＤ５に送られる映像信号のＲＧＢレベルを調整するＲＧＢ調整回路１０と、ＬＣＤ５のバックライトを行うＬＥＤバックライト６と、ＬＥＤバックライト６の発光量を調整するバックライト制御回路１３と、ＬＣＤ５の温度を測定するサーミスタ９を備えている。ＣＰＵ１１は、サーミスタ９により測定されたＬＣＤ５の温度ｔが所定の基準温度Ｔａより低い場合に、ＬＥＤバックライト６の発光量を大きくするとともに、映像信号のＲＧＢレベルを小さくする制御を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶パネル装置に関し、特に、液晶の低温時の応答速度を向上する技術に関するものである。

近年、車両のＥＶ化に伴って、各種の車両情報を表示するための表示パネルが車両に搭載されるようになってきた。その表示パネルとしては、数多くの車両情報を表示する必要があることから、ＴＦＴ液晶パネルが用いられることが多い。液晶パネルが車両に搭載されるケースでは、低温環境で液晶パネルが用いられることも少なくない。ところが、液晶は、低温時に応答速度などの特性が低下する。したがって、車載型の液晶パネル装置では、液晶の低温時の応答速度を向上することが求められていた。

従来、液晶モニターなどのバックライトとして使用される蛍光灯の電源回路において、バックライトの低温時の始動特性や輝度特性を向上させるために、温度に比例して蛍光灯の明るさを制御する技術が提案されている（例えば特許文献１）。

特開平５−１３５８９３号公報

しかしながら、従来の技術では、蛍光灯の低温時の始動特性や輝度特性を向上させることができるものの、液晶自体の低温時の応答速度を向上させることについては、まったく考慮されていなかった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、液晶の低温時の応答速度を向上することのできる液晶パネル装置を提供することを目的とする。

本発明の液晶パネル装置は、液晶表示部と、前記液晶表示部に送られる映像信号の明るさの値を調整する映像明るさ調整部と、前記液晶表示部のバックライトを行うバックライト照明部と、前記バックライトの発光量を調整するバックライト調光部と、前記液晶表示部の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部により測定された前記液晶表示部の温度が所定の基準温度より低い場合に、前記バックライトの発光量を大きくするように前記バックライト調光部を制御するとともに、前記映像信号の明るさの値を小さくするように前記映像明るさ調整部を制御する制御部と、を備えた構成を有している。

この構成により、液晶表示部の温度が所定の基準温度（例えば、−１０℃）より低い場合、すなわち低温時には、バックライトの発光量が大きくなるように制御される。これにより、バックライトの発熱量が大きくなる。このバックライトの発熱を利用して、液晶の温度を上げて応答速度を向上させることができる。そして、この場合、画面の明るさが必要以上に明るくならないように、映像信号の明るさの値（例えば、ＲＧＢレベル）を小さくする。これにより、バックライトの発光量を大きくした場合でも、画面の見栄えが変わるのを抑える（見栄え差分を吸収する）ことができる。

また、本発明の液晶パネル装置では、前記制御部は、前記液晶表示部の温度が前記基準温度より低い場合に、前記バックライトの発光量を予め定められた最大発光量に設定する制御を行うとともに、前記映像信号の明るさの値を前記最大発光量に応じて予め定められた最小値に設定する構成を有している。

この構成により、低温時には、バックライトの発光量が最大発光量に設定され、バックライトの発熱量が大きくなる。このバックライトの発熱を利用して、液晶の温度を上げて応答速度を向上させることができる。そして、この場合、バックライトの発光量が必要以上に大きくならないように、映像信号の明るさの値（例えば、ＲＧＢレベル）が最小値に設定される。これにより、バックライトの発光量を大きくした場合でも、画面の見栄えが変わるのを抑える（見栄え差分を吸収する）ことができる。

また、本発明の液晶パネル装置では、前記最大発光量は、予め定められた一定値に設定され、前記最小値は、前記最大発光量に応じて予め定められた一定値に設定される構成を有している。

この構成により、バックライトの最大発光量は、予め定められた一定値（例えば、１００％）に設定される。また、映像信号の明るさの最小値は、バックライトの最大発光量に応じて予め定められた一定値（例えば、Ｒ：１０％、Ｇ：１０％、Ｂ：１０％）に設定される。バックライトの最大発光量や映像信号の明るさの最小値として一定値を用いることにより、複雑な計算を要することなく、低温時の制御を簡単に行うことができる。

また、本発明の液晶パネル装置では、前記最大発光量は、前記液晶表示部の温度が前記基準温度より高い場合における前記バックライトの発光量の設定値に基づいて設定され、前記最小値は、前記液晶表示部の温度が前記基準温度より高い場合における前記映像信号の明るさの値の設定値に基づいて設定される構成を有している。

この構成により、バックライトの最大発光量は、液晶表示部の温度が基準温度より高い場合、すなわち常温時におけるバックライトの発光量の設定値に基づいて適切に決定される。また、映像信号の明るさの最小値は、常温時における映像信号の明るさの値の設定値に基づいて適切に決定される。例えば、常温時におけるバックライトの発光量の設定値が５０％である場合に、低温時のバックライトの発光量（最大発光量）が１００％（＝常温時の設定値５０％の２倍）に設定される。このとき、常温時における映像信号の明るさの値がＲ：８０％、Ｇ：８０％、Ｂ：８０％である場合には、低温時の映像信号の明るさの値（最小値）が４０％（＝常温時の設定値８０％の１／２倍）に設定される。

また、本発明の液晶パネル装置では、前記最大発光量は、予め定められた温度−発光量関数に基づいて、前記液晶表示部の温度が低くなるほど大きい値に設定され、前記最小値は、予め定められた温度−明るさ関数に基づいて、前記液晶表示部の温度が低くなるほど小さい値に設定される構成を有している。

この構成により、バックライトの最大発光量は、予め定められた関数（温度−発光量関数）に基づいて適切に決定される。また、映像信号の明るさの最小値は、予め定められた関数（温度−明るさ関数）に基づいて適切に決定される。この場合、液晶表示部の温度が低くなるほど、バックライトの最大発光量は大きい値に設定され、映像信号の明るさの最小値は小さい値に設定される。

本発明は、液晶の低温時の応答速度を向上することができるという効果を有する液晶パネル装置を提供することができるものである。

本発明の実施の形態における液晶パネル装置のブロック図 本発明の実施の形態における液晶パネル装置の構成の説明図 本発明の実施の形態における輝度制御値とＲＧＢ調整値の説明図 本発明の実施の形態における液晶パネル装置の動作説明のためのフロー図

以下、本発明の実施の形態の液晶パネル装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、車両用のナビゲーション装置等に用いられる車載型の液晶パネル装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態の液晶パネル装置の構成を、図１および図２を参照して説明する。図１は、本実施の形態の液晶パネル装置の構成を示すブロック図である。また、図２は、本実施の形態の液晶パネル装置の構成の説明図（側面図）である。

図２に示すように、液晶パネル装置１の筐体２は、ナビゲーション装置３の筐体４の前側（ユーザ側、図２における左側）に備えられている。液晶パネル装置１の筐体２の前側には、液晶表示部であるＬＣＤ５が設けられている。ＬＣＤ５の下部には、バックライト照明部であるＬＥＤバックライト６が設けられている。ＬＥＤバックライト６は、例えば、複数個のＬＥＤをＬＣＤ５の下部に沿って並べたＬＥＤアレイによって構成されている。

ＬＣＤ５の後側（図２における右側）には、導光板７と反射板８が設けられており、ＬＣＤ５の下部に配置されたＬＥＤバックライト６から発せられた光が、導光板７によって上方へと導かれ、反射板８で反射されて、ＬＣＤ５を後側（背面側）から照らすように構成されている。このようにして、ＬＣＤ５の下部に配置されたＬＥＤバックライト６により、ＬＣＤ５の全面を照らすことが可能になっている。

また、ＬＣＤ５の側辺部には、温度測定部であるサーミスタ９が設けられている。この場合、サーミスタ９でＬＣＤ５の温度を直接測定することができるように、サーミスタ９はＬＣＤ５に接するように設けられている。なお、ＬＣＤ５の温度は、ＬＣＤ５から離れた場所の測定温度から推定することもできる。したがって、設計上、サーミスタ９をＬＣＤ５に直接設けることができないような場合には、ＬＣＤ５から離れた場所にサーミスタ９が設けられてもよい。

図１に示すように、ＬＣＤ５には、ＬＣＤ５の映像信号のＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）を調整するＲＧＢ調整回路１０が備えられている。このＲＧＢ調整回路１０は、ＣＰＵ１１の描画部１２から入力されるＲＧＢ調整設定値に基づいて、ＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）の調整を行う。ここでは、ＲＧＢ調整回路１０と描画部１２が、本発明の映像明るさ調整部に相当する。

また、ＬＥＤバックライト６には、ＬＥＤバックライト６の発光量を制御するバックライト制御回路１３が備えられている。このバックライト制御回路１３は、ＣＰＵ１１の輝度制御部１４から入力される輝度制御設定値に基づいて、ＬＥＤバックライト６の発光量の調整を行う。ここでは、バックライト制御回路１３と輝度制御部１４が、本発明のバックライト調光部に相当する。

サーミスタ９で測定したＬＣＤ５の温度ｔの情報（温度情報）は、ＣＰＵ１１のＩＯ部１５（入出力部）に入力される。このＩＯ部１５から入力された温度情報は、ＣＰＵ１１の演算部１６に入力される。ＣＰＵ１１のメモリ１７には、ＬＣＤ５の温度に応じたＲＧＢ制御値と輝度制御値が記憶されている。

演算部１６は、ＩＯ部１５から入力された温度情報と、メモリ１７から読み出したＲＧＢ制御値と輝度制御値とに基づいて、ＬＣＤ５の温度に応じたＲＧＢ制御設定値と輝度制御設定値を決定する。この場合、演算部１６は、ＬＣＤ５の温度が所定の基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より低い場合には、ＬＥＤバックライト６の発光量を大きくするように輝度制御設定値を決定するとともに、映像信号のＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）を小さくするようにＲＧＢ制御設定値を決定する。ここでは、この演算部１６が、本発明の制御部に相当する。

演算部１６で算出されたＲＧＢ制御設定値は、描画部１２からＲＧＢ調整回路１０へ送られて、ＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）の調整に用いられる。また、演算部１６で算出された輝度制御設定値は、輝度制御部１４からバックライト制御回路１３へ送られて、ＬＥＤバックライト６の発光量の調整に用いられる。

ここで、ＬＣＤ５の温度に対する輝度制御値とＲＧＢ制御値について、図３を参照しながら詳しく説明する。図３（ａ）に示すように、メモリ１７には、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より低い場合に、ＬＥＤバックライト６の発光量を予め定められた最大発光量に設定するための輝度制御値Ｆ（ｔ）と、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より高い場合に、ＬＥＤバックライト６の発光量をデフォルト値またはユーザ設定値に設定するための輝度制御値Ｇが記憶されている。

また、図３（ｂ）に示すように、メモリ１７には、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より低い場合に、映像信号のＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）をＬＥＤバックライト６の最大発光量に応じて予め定められた最小値に設定するためのＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）と、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より高い場合に、映像信号のＲＧＢの明度（ＲＧＢレベル）をデフォルト値またはユーザ設定値に設定するためのＲＧＢ調整値ｇが記憶されている。

例えば、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合の最大発光量（低温時の最大発光量）は、予め定められた一定値（例えば、１００％）に設定される。その場合、輝度制御値Ｆ（ｔ）は、ＬＣＤ５の温度ｔによらない一定値（最大発光量１００％に対応する値）に設定される。また、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合のＲＧＢレベル（低温時の最小値）は、予め定められた一定値（例えば、Ｒ：１０％、Ｇ：１０％、Ｂ：１０％）に設定される。その場合、ＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）は、ＬＣＤ５の温度ｔによらない一定値（低温時の最小値Ｒ：１０％、Ｇ：１０％、Ｂ：１０％に対応する値）に設定される。

あるいは、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合の最大発光量（低温時の最大発光量）は、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより高い場合の発光量（常温時の発光量）に基づいて設定される。例えば、常温時の発光量の設定値が５０％である場合に、低温時の最大発光量が１００％（＝常温時の設定値５０％の２倍）に設定される。その場合、低温時の輝度制御値Ｆ（ｔ）は、常温時の輝度制御値Ｇに基づいて設定される。また、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合のＲＧＢレベル（低温時の最小値）は、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより高い場合のＲＧＢレベルに基づいて設定される。例えば、常温時における映像信号の明るさの値がＲ：８０％、Ｇ：８０％、Ｂ：８０％である場合には、低温時の映像信号の明るさの値（最小値）が４０％（＝常温時の設定値８０％の１／２倍）に設定される。その場合、低温時のＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）は、常温時のＲＧＢ調整値ｇに基づいて設定される。

あるいは、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合の最大発光量（低温時の最大発光量）は、予め定められた関数（温度−発光量関数）に基づいて設定される。この温度−発光量関数は、ＬＣＤ５の温度ｔが低くなるほど、最大発光量が大きくなるような関数（例えば、ｎ次関数（ｎ≧１）や指数関数など）である。この場合、輝度制御値Ｆ（ｔ）は、温度−発光量関数に基づいてＬＣＤ５の温度ｔに応じた値に設定される。また、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａより低い場合のＲＧＢレベル（低温時の最小値）は、予め定められた関数（温度−明るさ関数）に基づいて設定される。この温度−明るさ関数は、ＬＣＤ５の温度ｔが低くなるほど、低温時の最小値が小さくなるような関数（例えば、ｎ次関数（ｎ≧１）や指数関数など）である。この場合、ＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）は、温度−明るさ関数に基づいてＬＣＤ５の温度ｔに応じた値に設定される。

以上のように構成された本実施の形態の液晶パネル装置１について、図４のフロー図を参照してその動作を説明する。

図４に示すように、本実施の形態の液晶パネル装置１では、サーミスタ９によってＬＣＤ５の温度ｔの情報（温度情報）を取得して（Ｓ１）、ＣＰＵ１１の演算部１６において、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より低いか否かを判断する（Ｓ２）。

ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より低い場合には、メモリ１７から輝度制御値Ｆ（ｔ）を読み出して（Ｓ３）、その輝度制御値Ｆ（ｔ）を輝度制御設定値として設定する（Ｓ４）とともに、メモリ１７からＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）を読み出して（Ｓ５）、そのＲＧＢ調整値ｆ（ｔ）をＲＧＢ調整設定値として設定する（Ｓ６）。そして、このようにして設定された輝度制御設定値Ｆ（ｔ）とＲＧＢ調整設定値ｆ（ｔ）が出力されて（Ｓ７）、低温時のＬＥＤバックライト６の発光量の調整とＲＧＢレベルの調整が行われる。

一方、ＬＣＤ５の温度ｔが基準温度Ｔａ（例えば、−１０℃）より高い場合には、メモリ１７から輝度制御値Ｇを読み出して（Ｓ８）、その輝度制御値Ｇを輝度制御設定値として設定する（Ｓ９）とともに、メモリ１７からＲＧＢ調整値ｇを読み出して（Ｓ１０）、そのＲＧＢ調整値ｇをＲＧＢ調整設定値として設定する（Ｓ１１）。そして、このようにして設定された輝度制御設定値ＧとＲＧＢ調整設定値ｇが出力されて（Ｓ７）、常温時のＬＥＤバックライト６の発光量の調整とＲＧＢレベルの調整が行われる。

このような本実施の形態の液晶パネル装置１によれば、液晶の低温時の応答速度を向上することができる。

すなわち、本実施の形態では、ＬＣＤ５の温度が所定の基準温度（例えば、−１０℃）より低い場合、すなわち低温時には、バックライトの発光量が大きくなるように制御される。これにより、バックライトの発熱量が大きくなる。このバックライトの発熱を利用して、液晶の温度を上げて応答速度を向上させることができる。そして、この場合、画面の明るさが必要以上に明るくならないように、映像信号の明るさの値（例えば、ＲＧＢレベル）を小さくする。これにより、バックライトの発光量を大きくした場合でも、画面の見栄えが変わるのを抑える（見栄え差分を吸収する）ことができる。

また、本実施の形態では、低温時には、バックライトの発光量が最大発光量に設定され、バックライトの発熱量が大きくなる。このバックライトの発熱を利用して、液晶の温度を上げて応答速度を向上させることができる。そして、この場合、画面の明るさが必要以上に明るくならないように、映像信号の明るさの値（例えば、ＲＧＢレベル）が最小値に設定される。これにより、バックライトの発光量を大きくした場合でも、画面の見栄えが変わるのを抑える（見栄え差分を吸収する）ことができる。バックライトの最大発光量は、予め定められた値であり、低温時の液晶の応答速度を向上させることができれば如何なる値でもよい。映像信号の明るさの最小値も、バックライトの最大発光量に応じて予め定められた値であり、バックライトの発光量を大きくしたときに画面の見栄えが変わるのを抑えることができれば如何なる値でもよい。

例えば、バックライトの最大発光量は、予め定められた一定値（例えば、１００％）に設定される。この一定値は、低温時の液晶の応答速度を向上させることができれば如何なる値でもよく、必ずしも１００％でなくてもよい。また、映像信号の明るさの最小値は、バックライトの最大発光量に応じて予め定められた一定値（例えば、Ｒ：１０％、Ｇ：１０％、Ｂ：１０％）に設定される。この一定値は、バックライトの発光量を大きくしたときに画面の見栄えが変わるのを抑えることができれば如何なる値でもよく、必ずしもＲ：１０％、Ｇ：１０％、Ｂ：１０％でなくてもよい。バックライトの最大発光量や映像信号の明るさの最小値として一定値を用いることにより、複雑な計算を要することなく、低温時の制御を簡単に行うことができる。

あるいは、バックライトの最大発光量は、ＬＣＤ５の温度が基準温度より高い場合、すなわち常温時におけるバックライトの発光量の設定値に基づいて適切に決定される。また、映像信号の明るさの最小値は、常温時における映像信号の明るさの値の設定値に基づいて適切に決定される。例えば、常温時におけるバックライトの発光量の設定値が５０％である場合に、低温時のバックライトの発光量（最大発光量）が１００％（＝常温時の設定値５０％の２倍）に設定される。このとき、常温時における映像信号の明るさの値がＲ：８０％、Ｇ：８０％、Ｂ：８０％である場合には、低温時の映像信号の明るさの値（最小値）が４０％（＝常温時の設定値８０％の１／２倍）に設定される。なお、バックライトの最大発光量を常温時の設定値の何倍に設定するかは、低温時の液晶の応答速度をどの程度向上させるかに応じて適宜決定することができる。また、映像信号の明るさの最小値を常温時の設定値の１／何倍に設定するかは、画面の見栄えが変わるのをどの程度抑えるかに応じて適宜決定することができる。

あるいは、バックライトの最大発光量は、予め定められた関数（温度−発光量関数）に基づいて適切に決定される。また、映像信号の明るさの最小値は、予め定められた関数（温度−明るさ関数）に基づいて適切に決定される。この場合、ＬＣＤ５の温度が低くなるほど、バックライトの最大発光量は大きい値に設定され、映像信号の明るさの最小値は小さい値に設定される。なお、温度−発光量関数は、低温時の液晶の応答速度をどの程度向上させるかに応じて適宜決定することができる。また、温度−明るさ関数は、画面の見栄えが変わるのをどの程度抑えるかに応じて適宜決定することができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、以上の説明では、映像信号の明るさをＲＧＢレベルで調整する例について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、映像信号の明るさをコントラストで調整するようにしてもよい。また、映像信号の明るさを対向電極の電圧値で調整するようにしてもよい。

以上のように、本発明にかかる液晶パネル装置は、液晶の低温時の応答速度を向上することができるという効果を有し、車両用のナビゲーション装置等に用いられる車載型の液晶パネル装置等として有用である。

１ 液晶パネル装置
２ 筐体
３ ナビゲーション装置
４ 筐体
５ ＬＣＤ（液晶表示部）
６ ＬＥＤバックライト（バックライト照明部）
７ 導光板
８ 反射板
９ サーミスタ（温度測定部）
１０ ＲＧＢ調整回路
１１ ＣＰＵ
１２ 描画部
１３ バックライト制御回路
１４ 輝度制御部
１５ ＩＯ部
１６ 演算部（制御部）
１７ メモリ

Claims (5)

1. 液晶表示部と、
   前記液晶表示部に送られる映像信号の明るさの値を調整する映像明るさ調整部と、
   前記液晶表示部のバックライトを行うバックライト照明部と、
   前記バックライトの発光量を調整するバックライト調光部と、
   前記液晶表示部の温度を測定する温度測定部と、
   前記温度測定部により測定された前記液晶表示部の温度が所定の基準温度より低い場合に、前記バックライトの発光量を大きくするように前記バックライト調光部を制御するとともに、前記映像信号の明るさの値を小さくするように前記映像明るさ調整部を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする液晶パネル装置。
2. 前記制御部は、
   前記液晶表示部の温度が前記基準温度より低い場合に、前記バックライトの発光量を予め定められた最大発光量に設定する制御を行うとともに、前記映像信号の明るさの値を前記最大発光量に応じて予め定められた最小値に設定することを特徴とする請求項１に記載の液晶パネル装置。
3. 前記最大発光量は、予め定められた一定値に設定され、
   前記最小値は、前記最大発光量に応じて予め定められた一定値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の液晶パネル装置。
4. 前記最大発光量は、前記液晶表示部の温度が前記基準温度より高い場合における前記バックライトの発光量の設定値に基づいて設定され、
   前記最小値は、前記液晶表示部の温度が前記基準温度より高い場合における前記映像信号の明るさの値の設定値に基づいて設定されることを特徴とする請求項２に記載の液晶パネル装置。
5. 前記最大発光量は、予め定められた温度−発光量関数に基づいて、前記液晶表示部の温度が低くなるほど大きい値に設定され、
   前記最小値は、予め定められた温度−明るさ関数に基づいて、前記液晶表示部の温度が低くなるほど小さい値に設定されることを特徴とする請求項２に記載の液晶パネル装置。

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