JP4028744B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号とは異なる非映像信号を書き込む液晶表示装置に関し、特にその非映像信号を書き込む非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を調整することができる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、省スペース化等の観点から、画像表示装置として液晶表示装置が急速に普及している。このような液晶表示装置の多くは、捻れネマチック（ＴＮ：Twisted Nematic）モードのものである。しかしながら、ＴＮモードの液晶表示装置は、液晶分子の応答速度が遅いために動画像の表示に適しておらず、また視野角が狭い等の問題も有している。そのために、液晶分子の応答速度を向上させる、視野角を拡げること等を目的として種々の試みがなされている。
【０００３】
かかる試みの一つとして、動画像の表示に適した高速応答性を有する液晶表示装置を提供すべく、ＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶表示装置が提案されている（社団法人電気通信学会，信学技法，EDI98-144，199頁参照）。
【０００４】
このようなＯＣＢモードの液晶表示装置は、電圧印加手段としての透明電極がそれぞれ形成されている２枚の基板、これらの基板間に狭持される液晶層、及びその液晶層の位相差を補償するための位相差フィルム等から構成される液晶表示素子を有している。また、前記透明電極上には配向膜がそれぞれ形成されており、これらの配向膜には、前記液晶装置に注入されている液晶分子を平行且つ同一方向に配向させるべく配向処理が施されている。
【０００５】
以上のように構成された液晶表示素子は、比較的高い電圧を印加することによって液晶分子の配向状態をいわゆるスプレイ配向からベンド配向に転移させ、このベンド配向状態により画像表示を行うことを特徴としている。このようなＯＣＢモードの液晶表示装置では、ＴＮモードの場合と比較して、液晶分子の応答速度が著しく向上するため、動画像の表示に適している。また、ベンド配向状態にある液晶分子は、ガラス基板の上下面で互いに反対方向に傾くことになるため、光学的な補償がなされることになる。さらに、上述した位相差フィルムにより液晶層の位相差の補償がなされる。その結果、ＴＮモードの場合よりも広い視野角を得ることができる。
【０００６】
ところで、上述したように、ＯＣＢモードの液晶表示装置では、画像表示を行うために液晶分子の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に転移させる。しかしながら、このようなベンド配向を維持するために必要となる電圧が長い期間に亘って印加されない場合では、液晶分子の配向状態が初期のスプレイ配向に逆転移することがある。このスプレイ配向の状態では、配向欠陥又は点欠陥等の画像不良が発生し、良好な画像表示を行うことができなくなる。
【０００７】
また、動画像の表示を行っている場合、先行するフレームの画像による残像の影響によって、画像がぼけて見えることがある。
【０００８】
このような液晶分子の配向状態の逆転移及び画像のぼけを防止するため、映像信号とは異なる信号である非映像信号を一定の期間（以下、非映像信号期間という）だけ画素電極に書き込むようにした液晶表示装置が研究されている。ここで非映像信号は一意に定まるのものではないが、例えば、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うノーマリホワイトモードの場合、黒表示を行うための信号が非映像信号として用いられる。そして、この非映像信号を、予め定められた一定の非映像信号期間内に書き込むことによって、画素電極に比較的高い電圧が印加されるのでベンド配向を維持することができる。また、黒表示により残像が解消されることになるので画像のぼけを防止することもできるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子の製造プロセスのばらつき等のために、液晶分子のベンド配向状態は個々の液晶表示素子によって同一ではない。そのため、個々の液晶表示素子によって、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するために適した非映像信号期間は一定ではない。
【００１０】
また、液晶表示装置を高温下で使用した場合と低温下で使用した場合とでは、高温下で使用した場合の方が液晶分子が動き易くなるためにベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易い。そのため、液晶表示装置の使用環境によっても、同じく逆転移を防止するために適した非映像信号期間は一定ではない。
【００１１】
さらに、動画像ではなく静止画像を表示する場合であれば、上述したような画像のぼけは発生しないため、非映像信号を書き込む期間は短くても足りる。そのため、動画像の表示が多い場合と静止画像の表示が多い場合とでは、非映像信号期間を異ならせることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、上述したように、従来の液晶表示装置は非映像信号期間を予め定めた一定の期間としているために、その期間が必ずしも適切ではない場合があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を調整することができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配された複数の画素電極と前記画素電極に対応してそれぞれ設けられた複数のスイッチング素子とを有する液晶表示素子を備え、１フレーム期間に、外部から入力される映像信号及び前記映像信号とは異なる非映像信号を前記スイッチング素子を駆動して前記画素電極にそれぞれ供給することによって、前記液晶表示素子を用いて前記映像信号及び前記非映像信号に応じた表示を行う液晶表示装置において、前記非映像信号を前記画素電極に供給するための非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を調整する調整手段と、前記液晶表示素子近傍の温度を測定する温度センサとを備え、前記調整手段は、前記温度センサによる測定結果に基づいて前記割合を調整するように構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１５】
このような構成とすると、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を適宜変更することが可能となる。そのため、例えば、動画像の表示が多い場合又は静止画像の表示が多い場合等、液晶表示装置の使用状況に応じて適切な前記割合を設定することができるようになる。
【００２５】
このような構成とすると、液晶分子が動き易くなるためにベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易い高温下で液晶表示装置を使用する場合に、その逆転移を防止するために適した前記割合を設定することができる。よって、良好な表示を維持することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、非映像信号を画素電極に供給するための非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を任意の値に調整することができるものである。なお、後述する他の実施の形態も含めて、本明細書においては、非映像信号を黒表示信号とする。そのため、以下では、上述した割合のことを黒挿入率と呼ぶことにする。また、非映像信号期間のことを黒挿入期間と呼ぶことにする。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子（液晶パネル）の構成の一例を示す断面図である。また、図２は、上述した液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。なお、説明の便宜上、図中のＸ方向を液晶表示装置の上方向としている。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、２枚の基板、すなわち上側基板１０１及び下側基板１０２がスペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、上側基板１０１及び下側基板１０２の間に形成された間隙に液晶層４が配置されている。なお、この液晶層４には図２を参照して後述するように液晶分子２０が注入されている。
【００３３】
上側基板１０１は、ガラス基板１の下面に透明電極２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されている。また、下側基板１０２は、ガラス基板７の上面に透明電極６及び配向膜５が順に積層形成されて構成されている。なお、カラー表示を行うために、上側基板１０１を構成するガラス基板１と透明電極２との間には、光の３原色である赤色、青色、緑色のそれぞれに係るカラーフィルタ（図示せず）が配設されている。
【００３４】
また、上側基板１０１の上面には、液晶層４のリタデーションを補償するための位相差フィルム８が配設されている。同様にして、下側基板１０２の下面には、位相差フィルム９が配設されている。
【００３５】
さらに、位相差フィルム８の上面には偏光板１０が、位相差フィルム９の下面には偏光板１１が夫々配設されている。
【００３６】
このように構成された液晶表示素子１００の初期状態において、液晶分子２０は、図２（ａ）に示すようなスプレイ配向をなしている。本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示素子１００に所定の電圧を印加することによって、液晶分子２０の配向状態を、上述したスプレイ配向から図２（ｂ）に示すようなベンド配向に転移させる。そして、このベンド配向の状態で画像表示を行う。すなわち、液晶表示素子１００は、ＯＣＢモードと呼ばれるものである。
【００３７】
なお、液晶表示素子１００はＯＣＢモードに限定されるものではなく、例えばＴＮ（Twisted-Nematic）モード等の他のモードの液晶表示素子を備えるような構成であってもよい。
【００３８】
また、この液晶表示素子１００は、ノーマリホワイトモードの表示素子である。すなわち、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うようにされている。そのため、黒表示信号が書き込まれた場合、画素電極に比較的高い電圧が印加されることになるのでベンド配向を維持することができる。また、黒表示により残像が解消されることになるので画像のぼけを防止することも可能である。
【００３９】
さらに、この液晶表示素子１００は、フリッカーを防止するために、映像信号又は黒表示信号の電圧極性がドット毎に反転するドット反転駆動型の表示素子である。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１及び図２をも併せて参照すると、液晶表示素子１００は、周知のＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの表示素子であり、内面に共通電極（図示せず）が形成された対向基板（図示せず）と、内面に画素電極３９、走査線３１、信号線３２及びスイッチング素子３３が形成されたＴＦＴ基板（図示せず）とが、液晶層４を挟んで対向するように配置されて構成されている。このＴＦＴ基板では、走査線３１及び信号線３２がマトリクス状に配設されると共にその走査線３１及び信号線３２で区画された各画素毎に、画素電極３９及びスイッチング素子３３が形成されている。そして、この液晶表示素子１００の走査線３１及び信号線３２をそれぞれゲートドライバ３４及びソースドライバ３５によって駆動し、ゲートドライバ３４及びソースドライバ３５を制御回路３６によって制御するように構成されている。
【００４１】
また、液晶表示素子１００の下方にはバックライト２００が備えられている。このバックライト２００は、白色光を発光する冷陰極管等で構成されており、バックライト制御回路３７によってその動作が制御される。なお、このバックライト制御回路３７は、ゲートドライバ３４及びソースドライバ３５と同様に、制御回路３６によりその動作が制御される。
【００４２】
さらに、本実施の形態に係る液晶表示装置は、黒挿入率の入力を受け付け、その受け付けた黒挿入率を示す情報を制御回路３６に対して出力することによって、黒挿入率の設定を制御回路３６に対して指示するために用いられる黒挿入率設定部４０と、液晶分子２０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させるために必要な電圧を印加するように制御回路３６に対して指示するための電圧印加指示部４１とを備えている。
【００４３】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置では、制御回路３６が、外部から入力される映像信号３８に応じて、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５、バックライト制御回路３７に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、ゲートドライバ３４が走査線３１に走査信号電圧を印加して各画素のスイッチング素子３３を順次オンさせ、一方、ソースドライバ３５がそのタイミングに合わせて信号線３２を通じて映像信号３８に応じた映像信号電圧を各画素の画素電極３９に順次印加する。これにより、液晶分子２０が変調され、バックライト２００から出射される光の透過率が変化する。その結果、観察者の目に、映像信号３８に対応する画像が映る。
【００４４】
また、黒挿入期間においては、映像信号３８ではなく黒表示信号に応じた黒表示信号電圧を各画素の画素電極３９に順次印加するために、制御回路３６がゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。これにより、黒挿入期間において黒表示を行うことができる。
【００４５】
ここで、観察者が画像のぼけを知覚した場合等においては、その画像のぼけを解消するために黒挿入期間を長くする必要がある。一方、輝度が低いと知覚した場合等においては、十分な輝度を確保するために黒挿入期間を短くする必要がある。また、静止画像のみを表示する場合では画像のぼけが発生しないため、動画像を表示する場合と比べて黒挿入期間が短くても足りる場合がある。
【００４６】
そこで、観察者は、黒挿入率設定部４０を用いて黒挿入率の所望の値を入力し、黒挿入期間がその入力した値に応じた長さになるように制御回路３６に対して指示する。この指示を受けた制御回路３６は、黒挿入期間の長さを変更するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、観察者が設定した長さに黒挿入期間が変更されることになる。
【００４７】
また、観察者が画像表示の異常を知覚した場合、電圧印加指示部４１を用いて、液晶分子２０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させるために必要な電圧を印加するように制御回路３６に指示する。この指示を受けた制御回路３６は、その転移のために必要な電圧を液晶表示素子１００に印加するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、画素電極３９に前記電圧が印加される。これにより、観察者が知覚した画像表示の異常が、液晶分子２０の逆転移、すなわち液晶分子２０の配向状態がベンド配向からスプレイ配向へ移ったことに起因するものであれば、その異常は解消されることになる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線３１に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線３２を介して画素電極３９に印加される電圧の変化をそれぞれ示している。
【００４９】
図４において、Ｎは液晶表示素子１００が有している走査線３１の本数を示している。また、Ｔ１は１フレーム期間を、Ｔ２は映像信号電圧を画素電極３９に印加する期間である映像信号期間を、Ｔ３は黒挿入期間をそれぞれ示している。
【００５０】
図４に示すとおり、１フレーム期間Ｔ１は、映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とから構成されている。そして、これらの映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、すべての走査線３１に対して順次的に走査が行われる（図４（ａ）参照）。また、上述したように液晶表示素子１００はドット反転駆動型であるため、映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、書き込まれる信号の電圧極性がドット毎に反転するように、画素電極３９に印加される電圧が変化する（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
上述したように観察者が黒挿入率設定部４０を用いて所望の黒挿入率を設定した場合、その設定の内容に応じて黒挿入期間Ｔ３の長さが変化する。すなわち、その設定が黒挿入率を高くするものである場合、その黒挿入率に応じて黒挿入期間Ｔ３が長くなり、これに伴って映像信号期間Ｔ２が短くなる。これにより、画像のぼけを解消するとともに、液晶分子２０がベンド配向からスプレイ配向へ逆転移することを防止することができる。
【００５２】
一方、観察者による設定が黒挿入率を低くするものである場合、その黒挿入率に応じて黒挿入期間Ｔ３が短くなり、これに伴って映像信号期間Ｔ２が長くなる。これにより、高輝度で良好な表示を得ることができる。
【００５３】
なお、ＯＣＢモードの液晶表示素子の場合であって、黒挿入率が０％であるとき、すなわち黒挿入期間Ｔ３が存在しないときは、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移が生じ易くなる。また、ＯＣＢモード以外の液晶表示素子の場合であっても、画像の切れ等の観点から一定の黒挿入率を確保することが望ましい。さらに、黒挿入率が高すぎると良好な表示を得るために必要となる輝度を確保することができなくなる。そのため、黒挿入率設定部４０を用いて設定できる範囲を予め定めておくことによって、観察者の過誤により不適当な黒挿入率に設定されることを防止できるような構成としておくことが望ましい。ここでその設定できる範囲としては、前記逆転移が発生しにくく、しかも適当な輝度を確保することができるようにするために、例えば５％以上７５％以下程度であればよい。
【００５４】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、観察者の好みに応じて黒挿入率を設定することができるように構成されているが、観察者ではなく、例えば製造メーカー側でのみ黒挿入率設定部４０を用いて黒挿入率を設定が可能であるような構成であってもよい。このような構成とした場合、例えば液晶表示素子１００の製造プロセスにばらつきがあり、その結果液晶分子２０のベンド配向状態が個々の液晶表示素子１００によって異なるようなときであっても、製造メーカー側で個々の液晶表示素子１００に合わせて適切な黒挿入率で表示を行うように黒挿入率設定部４０を用いて設定を行った上で、本実施の形態に係る液晶表示装置を出荷することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る液晶表示装置は、黒挿入率の設定の容易化を図るために、複数の種類の黒挿入率に係るモードを予め用意しておき、それらのモードの中から特定のモードを観察者が選択することができるように構成されたものである。
【００５６】
図５は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図５に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、制御回路５０を備えており、この制御回路５０は所定の記憶領域を有しているＲＯＭ５１を備えている。このＲＯＭ５１は、黒挿入率を示す情報（以下、黒挿入率情報という）を複数記憶しており、各黒挿入率情報は異なる黒挿入率をそれぞれ示している。
【００５７】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、黒挿入率に係るモードを設定するために用いられるモード設定部５２を備えており、このモード設定部５２は制御回路５０に接続されている。
【００５８】
なお、本実施の形態に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置を観察する観察者は、所望の黒挿入率に係るモードを上述したモード設定部５２を用いて入力する。このモードの入力を受け付けたモード設定部５２は、受け付けたモードを示す信号を制御回路５０に対して出力する。モード設定部５２から出力された信号を受けた制御回路５０は、その受けた信号にしたがってＲＯＭ５１に記憶されている複数の黒挿入率情報の中から一の黒挿入率情報を選択する。そして、その選択した黒挿入率情報に示された黒挿入率を実現するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、観察者が設定した黒挿入率に係るモードにしたがって表示が行われることになる。
【００６０】
このように、観察者はモード設定部５２を操作することによって所望の黒挿入率を容易に設定することができる。したがって、例えば動画像を多く表示するような場合であれば、黒挿入率が高いモードに設定することによって、画像のぼけの防止等を容易に行うことができる。
【００６１】
なお、上述したように、本実施の形態では制御回路５０が予め定められた黒挿入率情報をＲＯＭ５１に記憶するような構成であるが、これ以外にも、例えばＲＯＭ５１をＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリとすることによって、観察者の操作により黒挿入率情報を変更、追加、消去することができるような構成であってもよい。このような構成とした場合、観察者が所望のモードを作成することができるようになる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る液晶表示装置は、液晶表示素子近傍の温度に応じて黒挿入率の設定を行うことができるように構成されたものである。
【００６３】
図６は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図６に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示素子１００の表面付近の温度を測定するための温度センサ６０を備えており、この温度センサ６０は制御回路３６に接続されている。
【００６４】
なお、本実施の形態に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、温度センサ６０は常時液晶表示素子１００の表面付近の温度を測定しており、その測定結果を示す情報（以下、温度情報という）を所定の時間間隔で制御回路３６に対して出力する。なお、このように温度センサが常時測定を行うのではなく、観察者の指示にしたがって特定の時間内でのみ温度を測定するようにしてもよい。
【００６６】
また、温度センサ６０から出力された温度情報を受けた制御回路３６は、その受けた温度情報及び図７に示すようなグラフに基づいて黒挿入率を決定する。
【００６７】
図７は液晶表示素子１００の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を示すグラフである。液晶表示装置を高温下で使用した場合では、液晶分子が動き易くなるために、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易いことは上述したとおりである。本発明者等は、その逆転移を防止してベンド配向を安定して維持することができるような黒挿入率を特定するために、液晶表示素子の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を調べた。具体的には、液晶表示素子の表面付近の温度と黒挿入率とを変化させながら画像表示を行い、ベンド配向状態を安定して維持することができ、しかも良好な表示を得るために必要な輝度を確保することが可能な前記温度と黒挿入率との関係を主観評価により求めた。図７における点Ａ１からＡ６までは、このようにして求められた前記温度と黒挿入率との関係を示している。
【００６８】
上述したように、制御回路３６は、温度センサ６０から出力された温度情報と、図７に示すようなグラフ、すなわち点Ａ１からＡ６までを結んだ曲線Ａに基づいて黒挿入率を決定する。例えば、前記温度情報が２０℃程度である場合は黒挿入率を１５％と決定し、その黒挿入率を実現するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対してそれぞれ制御信号を出力する。その結果、本実施の形態に係る液晶表示装置が高温下又は低温下の何れで使用される場合であっても、良好な表示を維持することが可能となる。
【００６９】
（実施の形態４）
実施の形態１に係る液晶表示装置はカラーフィルタを用いてカラー表示を実現するものであった。これに対し、実施の形態４に係る液晶表示装置は、フィールドシーケンシャルカラー方式によりカラー表示を実現するものである。
【００７０】
したがって、本実施の形態に係る液晶表示装置は、光の３原色である赤色、緑色、青色の各色光を発光する光源を有するバックライトを備えている。また、同じく液晶表示装置は、１フィールド期間内で赤色、緑色、青色の各色光を時分割で発光するように上述したバックライトを制御するバックライト制御回路を備えている。なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００７１】
次に本実施の形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【００７２】
図８は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【００７３】
図８において、ＴＲは上述したバックライトが赤色光を発光する期間である赤色サブフレーム期間を、ＴＧは同じく緑色光を発光する期間である緑色サブフレーム期間を、ＴＢは同じく青色光を発光する期間である青色サブフレーム期間をそれぞれ示している。
【００７４】
図８に示すとおり、１フレーム期間Ｔ１は、これらの各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと、黒挿入期間Ｔ３とから構成されている。そして、これらのサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、すべての走査線に対して順次的に走査が行われる（図８（ａ）参照）。また、実施の形態１の場合と同様に、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子はドット反転駆動であるため、各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、書き込まれる信号の電圧極性がドット毎に反転するように、画素電極に印加される電圧が変化する（図８（ｂ）参照）。
【００７５】
本実施の形態に係る液晶表示装置においても、実施の形態１の場合と同様にして、観察者が黒挿入率設定部を用いて所望の黒挿入率の設定を行うことできる。そして、このような設定が行われた場合、その設定の内容に応じて黒挿入期間Ｔ３の長さが変化する。その結果、観察者の好みに応じた黒挿入率で表示を行うことが可能となる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、図８に示すように黒挿入期間Ｔ３が１フレーム期間Ｔ１内で一つのみであるが、１フレーム期間Ｔ１内に複数の黒挿入期間Ｔ３が設けるようにしてもよい。すなわち、例えば各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢの後にそれぞれ黒挿入期間Ｔ３を設けるようにしてあってもよい。
【００７７】
なお、実施の形態２の場合のように、黒挿入率情報を予め記憶しておき、観察者により設定された黒挿入率に係るモードにしたがって黒挿入率を変更するような構成であってもよい。また、実施の形態３の場合のように、液晶表示素子の表面付近の温度を測定する温度センサを備え、その温度に応じて適切な黒挿入率に変更するような構成であってもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を変更することができるため、その割合を用途、使用環境等に応じて適切な値に設定することによって良好な表示を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成の一例を示す断面図である。
【図２】液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極３９に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】液晶表示素子の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 透明電極
３ 配向膜
４ 液晶層
５ 配硬膜
６ 透明電極
７ ガラス基板
８，９ 位相差フィルム
１０，１１ 偏光板
２０ 液晶分子
３１ 走査線
３２ 信号線
３３ スイッチング素子
３４ ゲートドライバ
３５ ソースドライバ
３６ 制御回路
３７ バックライト制御回路
３８ 映像信号
３９ 画素電極
４０ 黒挿入率設定部
４１ 電圧印加指示部
５０ 制御回路
５１ ＲＯＭ
５２ モード設定部
６０ 温度センサ
１００ 液晶表示素子
１０１ 上側基板
１０２ 下側基板
２００ バックライト
Ｔ１ １フレーム期間
Ｔ２ 映像信号期間
Ｔ３ 黒挿入期間
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号とは異なる非映像信号を書き込む液晶表示装置に関し、特にその非映像信号を書き込む非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を調整することができる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、省スペース化等の観点から、画像表示装置として液晶表示装置が急速に普及している。このような液晶表示装置の多くは、捻れネマチック（ＴＮ：Twisted Nematic）モードのものである。しかしながら、ＴＮモードの液晶表示装置は、液晶分子の応答速度が遅いために動画像の表示に適しておらず、また視野角が狭い等の問題も有している。そのために、液晶分子の応答速度を向上させる、視野角を拡げること等を目的として種々の試みがなされている。
【０００３】
かかる試みの一つとして、動画像の表示に適した高速応答性を有する液晶表示装置を提供すべく、ＯＣＢ(Optically Compensated Birefringence)モードの液晶表示装置が提案されている（社団法人電気通信学会，信学技法，EDI98-144，199頁参照）。
【０００４】
このようなＯＣＢモードの液晶表示装置は、電圧印加手段としての透明電極がそれぞれ形成されている２枚の基板、これらの基板間に狭持される液晶層、及びその液晶層の位相差を補償するための位相差フィルム等から構成される液晶表示素子を有している。また、前記透明電極上には配向膜がそれぞれ形成されており、これらの配向膜には、前記液晶装置に注入されている液晶分子を平行且つ同一方向に配向させるべく配向処理が施されている。
【０００５】
以上のように構成された液晶表示素子は、比較的高い電圧を印加することによって液晶分子の配向状態をいわゆるスプレイ配向からベンド配向に転移させ、このベンド配向状態により画像表示を行うことを特徴としている。このようなＯＣＢモードの液晶表示装置では、ＴＮモードの場合と比較して、液晶分子の応答速度が著しく向上するため、動画像の表示に適している。また、ベンド配向状態にある液晶分子は、ガラス基板の上下面で互いに反対方向に傾くことになるため、光学的な補償がなされることになる。さらに、上述した位相差フィルムにより液晶層の位相差の補償がなされる。その結果、ＴＮモードの場合よりも広い視野角を得ることができる。
【０００６】
ところで、上述したように、ＯＣＢモードの液晶表示装置では、画像表示を行うために液晶分子の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に転移させる。しかしながら、このようなベンド配向を維持するために必要となる電圧が長い期間に亘って印加されない場合では、液晶分子の配向状態が初期のスプレイ配向に逆転移することがある。このスプレイ配向の状態では、配向欠陥又は点欠陥等の画像不良が発生し、良好な画像表示を行うことができなくなる。
【０００７】
また、動画像の表示を行っている場合、先行するフレームの画像による残像の影響によって、画像がぼけて見えることがある。
【０００８】
このような液晶分子の配向状態の逆転移及び画像のぼけを防止するため、映像信号とは異なる信号である非映像信号を一定の期間（以下、非映像信号期間という）だけ画素電極に書き込むようにした液晶表示装置が研究されている。ここで非映像信号は一意に定まるのものではないが、例えば、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うノーマリホワイトモードの場合、黒表示を行うための信号が非映像信号として用いられる。そして、この非映像信号を、予め定められた一定の非映像信号期間内に書き込むことによって、画素電極に比較的高い電圧が印加されるのでベンド配向を維持することができる。また、黒表示により残像が解消されることになるので画像のぼけを防止することもできるようになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示素子の製造プロセスのばらつき等のために、液晶分子のベンド配向状態は個々の液晶表示素子によって同一ではない。そのため、個々の液晶表示素子によって、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移を防止するために適した非映像信号期間は一定ではない。
【００１０】
また、液晶表示装置を高温下で使用した場合と低温下で使用した場合とでは、高温下で使用した場合の方が液晶分子が動き易くなるためにベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易い。そのため、液晶表示装置の使用環境によっても、同じく逆転移を防止するために適した非映像信号期間は一定ではない。
【００１１】
さらに、動画像ではなく静止画像を表示する場合であれば、上述したような画像のぼけは発生しないため、非映像信号を書き込む期間は短くても足りる。そのため、動画像の表示が多い場合と静止画像の表示が多い場合とでは、非映像信号期間を異ならせることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、上述したように、従来の液晶表示装置は非映像信号期間を予め定めた一定の期間としているために、その期間が必ずしも適切ではない場合があるという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を調整することができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配された複数の画素電極と前記画素電極に対応してそれぞれ設けられた複数のスイッチング素子とを有する液晶表示素子を備え、１フレーム期間に、外部から入力される映像信号及び前記映像信号とは異なる非映像信号を前記スイッチング素子を駆動して前記画素電極にそれぞれ供給することによって、前記液晶表示素子を用いて前記映像信号及び前記非映像信号に応じた表示を行う液晶表示装置において、前記非映像信号を前記画素電極に供給するための非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を調整する調整手段と、前記液晶表示素子近傍の温度を測定する温度センサとを備え、前記調整手段は、前記温度センサによる測定結果に基づいて前記割合を調整するように構成されていることを特徴とする（請求項１）。
【００１５】
このような構成とすると、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を適宜変更することが可能となる。そのため、例えば、動画像の表示が多い場合又は静止画像の表示が多い場合等、液晶表示装置の使用状況に応じて適切な前記割合を設定することができるようになる。
【００２５】
このような構成とすると、液晶分子が動き易くなるためにベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易い高温下で液晶表示装置を使用する場合に、その逆転移を防止するために適した前記割合を設定することができる。よって、良好な表示を維持することが可能となる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、非映像信号を画素電極に供給するための非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を任意の値に調整することができるものである。なお、後述する他の実施の形態も含めて、本明細書においては、非映像信号を黒表示信号とする。そのため、以下では、上述した割合のことを黒挿入率と呼ぶことにする。また、非映像信号期間のことを黒挿入期間と呼ぶことにする。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子（液晶パネル）の構成の一例を示す断面図である。また、図２は、上述した液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。なお、説明の便宜上、図中のＸ方向を液晶表示装置の上方向としている。
【００３２】
図１に示すように、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子１００は、２枚の基板、すなわち上側基板１０１及び下側基板１０２がスペーサ（図示せず）を介して対向して配置されており、上側基板１０１及び下側基板１０２の間に形成された間隙に液晶層４が配置されている。なお、この液晶層４には図２を参照して後述するように液晶分子２０が注入されている。
【００３３】
上側基板１０１は、ガラス基板１の下面に透明電極２及び配向膜３が順に積層形成されて構成されている。また、下側基板１０２は、ガラス基板７の上面に透明電極６及び配向膜５が順に積層形成されて構成されている。なお、カラー表示を行うために、上側基板１０１を構成するガラス基板１と透明電極２との間には、光の３原色である赤色、青色、緑色のそれぞれに係るカラーフィルタ（図示せず）が配設されている。
【００３４】
また、上側基板１０１の上面には、液晶層４のリタデーションを補償するための位相差フィルム８が配設されている。同様にして、下側基板１０２の下面には、位相差フィルム９が配設されている。
【００３５】
さらに、位相差フィルム８の上面には偏光板１０が、位相差フィルム９の下面には偏光板１１が夫々配設されている。
【００３６】
このように構成された液晶表示素子１００の初期状態において、液晶分子２０は、図２（ａ）に示すようなスプレイ配向をなしている。本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示素子１００に所定の電圧を印加することによって、液晶分子２０の配向状態を、上述したスプレイ配向から図２（ｂ）に示すようなベンド配向に転移させる。そして、このベンド配向の状態で画像表示を行う。すなわち、液晶表示素子１００は、ＯＣＢモードと呼ばれるものである。
【００３７】
なお、液晶表示素子１００はＯＣＢモードに限定されるものではなく、例えばＴＮ（Twisted-Nematic）モード等の他のモードの液晶表示素子を備えるような構成であってもよい。
【００３８】
また、この液晶表示素子１００は、ノーマリホワイトモードの表示素子である。すなわち、比較的低い電圧が印加されているときに白表示を行い、比較的高い電圧が印加されているときに黒表示を行うようにされている。そのため、黒表示信号が書き込まれた場合、画素電極に比較的高い電圧が印加されることになるのでベンド配向を維持することができる。また、黒表示により残像が解消されることになるので画像のぼけを防止することも可能である。
【００３９】
さらに、この液晶表示素子１００は、フリッカーを防止するために、映像信号又は黒表示信号の電圧極性がドット毎に反転するドット反転駆動型の表示素子である。
【００４０】
図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図１及び図２をも併せて参照すると、液晶表示素子１００は、周知のＴＦＴ（Thin Film Transistor）タイプの表示素子であり、内面に共通電極（図示せず）が形成された対向基板（図示せず）と、内面に画素電極３９、走査線３１、信号線３２及びスイッチング素子３３が形成されたＴＦＴ基板（図示せず）とが、液晶層４を挟んで対向するように配置されて構成されている。このＴＦＴ基板では、走査線３１及び信号線３２がマトリクス状に配設されると共にその走査線３１及び信号線３２で区画された各画素毎に、画素電極３９及びスイッチング素子３３が形成されている。そして、この液晶表示素子１００の走査線３１及び信号線３２をそれぞれゲートドライバ３４及びソースドライバ３５によって駆動し、ゲートドライバ３４及びソースドライバ３５を制御回路３６によって制御するように構成されている。
【００４１】
また、液晶表示素子１００の下方にはバックライト２００が備えられている。このバックライト２００は、白色光を発光する冷陰極管等で構成されており、バックライト制御回路３７によってその動作が制御される。なお、このバックライト制御回路３７は、ゲートドライバ３４及びソースドライバ３５と同様に、制御回路３６によりその動作が制御される。
【００４２】
さらに、本実施の形態に係る液晶表示装置は、黒挿入率の入力を受け付け、その受け付けた黒挿入率を示す情報を制御回路３６に対して出力することによって、黒挿入率の設定を制御回路３６に対して指示するために用いられる黒挿入率設定部４０と、液晶分子２０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させるために必要な電圧を印加するように制御回路３６に対して指示するための電圧印加指示部４１とを備えている。
【００４３】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置では、制御回路３６が、外部から入力される映像信号３８に応じて、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５、バックライト制御回路３７に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、ゲートドライバ３４が走査線３１に走査信号電圧を印加して各画素のスイッチング素子３３を順次オンさせ、一方、ソースドライバ３５がそのタイミングに合わせて信号線３２を通じて映像信号３８に応じた映像信号電圧を各画素の画素電極３９に順次印加する。これにより、液晶分子２０が変調され、バックライト２００から出射される光の透過率が変化する。その結果、観察者の目に、映像信号３８に対応する画像が映る。
【００４４】
また、黒挿入期間においては、映像信号３８ではなく黒表示信号に応じた黒表示信号電圧を各画素の画素電極３９に順次印加するために、制御回路３６がゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。これにより、黒挿入期間において黒表示を行うことができる。
【００４５】
ここで、観察者が画像のぼけを知覚した場合等においては、その画像のぼけを解消するために黒挿入期間を長くする必要がある。一方、輝度が低いと知覚した場合等においては、十分な輝度を確保するために黒挿入期間を短くする必要がある。また、静止画像のみを表示する場合では画像のぼけが発生しないため、動画像を表示する場合と比べて黒挿入期間が短くても足りる場合がある。
【００４６】
そこで、観察者は、黒挿入率設定部４０を用いて黒挿入率の所望の値を入力し、黒挿入期間がその入力した値に応じた長さになるように制御回路３６に対して指示する。この指示を受けた制御回路３６は、黒挿入期間の長さを変更するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、観察者が設定した長さに黒挿入期間が変更されることになる。
【００４７】
また、観察者が画像表示の異常を知覚した場合、電圧印加指示部４１を用いて、液晶分子２０をスプレイ配向からベンド配向へ転移させるために必要な電圧を印加するように制御回路３６に指示する。この指示を受けた制御回路３６は、その転移のために必要な電圧を液晶表示素子１００に印加するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、画素電極３９に前記電圧が印加される。これにより、観察者が知覚した画像表示の異常が、液晶分子２０の逆転移、すなわち液晶分子２０の配向状態がベンド配向からスプレイ配向へ移ったことに起因するものであれば、その異常は解消されることになる。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線３１に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線３２を介して画素電極３９に印加される電圧の変化をそれぞれ示している。
【００４９】
図４において、Ｎは液晶表示素子１００が有している走査線３１の本数を示している。また、Ｔ１は１フレーム期間を、Ｔ２は映像信号電圧を画素電極３９に印加する期間である映像信号期間を、Ｔ３は黒挿入期間をそれぞれ示している。
【００５０】
図４に示すとおり、１フレーム期間Ｔ１は、映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とから構成されている。そして、これらの映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、すべての走査線３１に対して順次的に走査が行われる（図４（ａ）参照）。また、上述したように液晶表示素子１００はドット反転駆動型であるため、映像信号期間Ｔ２と黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、書き込まれる信号の電圧極性がドット毎に反転するように、画素電極３９に印加される電圧が変化する（図４（ｂ）参照）。
【００５１】
上述したように観察者が黒挿入率設定部４０を用いて所望の黒挿入率を設定した場合、その設定の内容に応じて黒挿入期間Ｔ３の長さが変化する。すなわち、その設定が黒挿入率を高くするものである場合、その黒挿入率に応じて黒挿入期間Ｔ３が長くなり、これに伴って映像信号期間Ｔ２が短くなる。これにより、画像のぼけを解消するとともに、液晶分子２０がベンド配向からスプレイ配向へ逆転移することを防止することができる。
【００５２】
一方、観察者による設定が黒挿入率を低くするものである場合、その黒挿入率に応じて黒挿入期間Ｔ３が短くなり、これに伴って映像信号期間Ｔ２が長くなる。これにより、高輝度で良好な表示を得ることができる。
【００５３】
なお、ＯＣＢモードの液晶表示素子の場合であって、黒挿入率が０％であるとき、すなわち黒挿入期間Ｔ３が存在しないときは、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移が生じ易くなる。また、ＯＣＢモード以外の液晶表示素子の場合であっても、画像の切れ等の観点から一定の黒挿入率を確保することが望ましい。さらに、黒挿入率が高すぎると良好な表示を得るために必要となる輝度を確保することができなくなる。そのため、黒挿入率設定部４０を用いて設定できる範囲を予め定めておくことによって、観察者の過誤により不適当な黒挿入率に設定されることを防止できるような構成としておくことが望ましい。ここでその設定できる範囲としては、前記逆転移が発生しにくく、しかも適当な輝度を確保することができるようにするために、例えば５％以上７５％以下程度であればよい。
【００５４】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、観察者の好みに応じて黒挿入率を設定することができるように構成されているが、観察者ではなく、例えば製造メーカー側でのみ黒挿入率設定部４０を用いて黒挿入率を設定が可能であるような構成であってもよい。このような構成とした場合、例えば液晶表示素子１００の製造プロセスにばらつきがあり、その結果液晶分子２０のベンド配向状態が個々の液晶表示素子１００によって異なるようなときであっても、製造メーカー側で個々の液晶表示素子１００に合わせて適切な黒挿入率で表示を行うように黒挿入率設定部４０を用いて設定を行った上で、本実施の形態に係る液晶表示装置を出荷することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る液晶表示装置は、黒挿入率の設定の容易化を図るために、複数の種類の黒挿入率に係るモードを予め用意しておき、それらのモードの中から特定のモードを観察者が選択することができるように構成されたものである。
【００５６】
図５は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図５に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、制御回路５０を備えており、この制御回路５０は所定の記憶領域を有しているＲＯＭ５１を備えている。このＲＯＭ５１は、黒挿入率を示す情報（以下、黒挿入率情報という）を複数記憶しており、各黒挿入率情報は異なる黒挿入率をそれぞれ示している。
【００５７】
また、本実施の形態に係る液晶表示装置は、黒挿入率に係るモードを設定するために用いられるモード設定部５２を備えており、このモード設定部５２は制御回路５０に接続されている。
【００５８】
なお、本実施の形態に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００５９】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置を観察する観察者は、所望の黒挿入率に係るモードを上述したモード設定部５２を用いて入力する。このモードの入力を受け付けたモード設定部５２は、受け付けたモードを示す信号を制御回路５０に対して出力する。モード設定部５２から出力された信号を受けた制御回路５０は、その受けた信号にしたがってＲＯＭ５１に記憶されている複数の黒挿入率情報の中から一の黒挿入率情報を選択する。そして、その選択した黒挿入率情報に示された黒挿入率を実現するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対して制御信号をそれぞれ出力する。その結果、観察者が設定した黒挿入率に係るモードにしたがって表示が行われることになる。
【００６０】
このように、観察者はモード設定部５２を操作することによって所望の黒挿入率を容易に設定することができる。したがって、例えば動画像を多く表示するような場合であれば、黒挿入率が高いモードに設定することによって、画像のぼけの防止等を容易に行うことができる。
【００６１】
なお、上述したように、本実施の形態では制御回路５０が予め定められた黒挿入率情報をＲＯＭ５１に記憶するような構成であるが、これ以外にも、例えばＲＯＭ５１をＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能なメモリとすることによって、観察者の操作により黒挿入率情報を変更、追加、消去することができるような構成であってもよい。このような構成とした場合、観察者が所望のモードを作成することができるようになる。
【００６２】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る液晶表示装置は、液晶表示素子近傍の温度に応じて黒挿入率の設定を行うことができるように構成されたものである。
【００６３】
図６は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。図６に示すとおり、本実施の形態に係る液晶表示装置は、液晶表示素子１００の表面付近の温度を測定するための温度センサ６０を備えており、この温度センサ６０は制御回路３６に接続されている。
【００６４】
なお、本実施の形態に係る液晶表示装置のその他の構成は、実施の形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明を省略する。
【００６５】
以上のように構成された本実施の形態に係る液晶表示装置において、温度センサ６０は常時液晶表示素子１００の表面付近の温度を測定しており、その測定結果を示す情報（以下、温度情報という）を所定の時間間隔で制御回路３６に対して出力する。なお、このように温度センサが常時測定を行うのではなく、観察者の指示にしたがって特定の時間内でのみ温度を測定するようにしてもよい。
【００６６】
また、温度センサ６０から出力された温度情報を受けた制御回路３６は、その受けた温度情報及び図７に示すようなグラフに基づいて黒挿入率を決定する。
【００６７】
図７は液晶表示素子１００の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を示すグラフである。液晶表示装置を高温下で使用した場合では、液晶分子が動き易くなるために、ベンド配向からスプレイ配向への逆転移が発生し易いことは上述したとおりである。本発明者等は、その逆転移を防止してベンド配向を安定して維持することができるような黒挿入率を特定するために、液晶表示素子の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を調べた。具体的には、液晶表示素子の表面付近の温度と黒挿入率とを変化させながら画像表示を行い、ベンド配向状態を安定して維持することができ、しかも良好な表示を得るために必要な輝度を確保することが可能な前記温度と黒挿入率との関係を主観評価により求めた。図７における点Ａ１からＡ６までは、このようにして求められた前記温度と黒挿入率との関係を示している。
【００６８】
上述したように、制御回路３６は、温度センサ６０から出力された温度情報と、図７に示すようなグラフ、すなわち点Ａ１からＡ６までを結んだ曲線Ａに基づいて黒挿入率を決定する。例えば、前記温度情報が２０℃程度である場合は黒挿入率を１５％と決定し、その黒挿入率を実現するために、ゲートドライバ３４、ソースドライバ３５に対してそれぞれ制御信号を出力する。その結果、本実施の形態に係る液晶表示装置が高温下又は低温下の何れで使用される場合であっても、良好な表示を維持することが可能となる。
【００６９】
（実施の形態４）
実施の形態１に係る液晶表示装置はカラーフィルタを用いてカラー表示を実現するものであった。これに対し、実施の形態４に係る液晶表示装置は、フィールドシーケンシャルカラー方式によりカラー表示を実現するものである。
【００７０】
したがって、本実施の形態に係る液晶表示装置は、光の３原色である赤色、緑色、青色の各色光を発光する光源を有するバックライトを備えている。また、同じく液晶表示装置は、１フィールド期間内で赤色、緑色、青色の各色光を時分割で発光するように上述したバックライトを制御するバックライト制御回路を備えている。なお、その他の構成については実施の形態１の場合と同様であるので説明を省略する。
【００７１】
次に本実施の形態に係る液晶表示装置の動作について説明する。
【００７２】
図８は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【００７３】
図８において、ＴＲは上述したバックライトが赤色光を発光する期間である赤色サブフレーム期間を、ＴＧは同じく緑色光を発光する期間である緑色サブフレーム期間を、ＴＢは同じく青色光を発光する期間である青色サブフレーム期間をそれぞれ示している。
【００７４】
図８に示すとおり、１フレーム期間Ｔ１は、これらの各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと、黒挿入期間Ｔ３とから構成されている。そして、これらのサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、すべての走査線に対して順次的に走査が行われる（図８（ａ）参照）。また、実施の形態１の場合と同様に、本実施の形態に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子はドット反転駆動であるため、各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢと黒挿入期間Ｔ３とのそれぞれにおいて、書き込まれる信号の電圧極性がドット毎に反転するように、画素電極に印加される電圧が変化する（図８（ｂ）参照）。
【００７５】
本実施の形態に係る液晶表示装置においても、実施の形態１の場合と同様にして、観察者が黒挿入率設定部を用いて所望の黒挿入率の設定を行うことできる。そして、このような設定が行われた場合、その設定の内容に応じて黒挿入期間Ｔ３の長さが変化する。その結果、観察者の好みに応じた黒挿入率で表示を行うことが可能となる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、図８に示すように黒挿入期間Ｔ３が１フレーム期間Ｔ１内で一つのみであるが、１フレーム期間Ｔ１内に複数の黒挿入期間Ｔ３が設けるようにしてもよい。すなわち、例えば各色のサブフレーム期間ＴＲ、ＴＧ、ＴＢの後にそれぞれ黒挿入期間Ｔ３を設けるようにしてあってもよい。
【００７７】
なお、実施の形態２の場合のように、黒挿入率情報を予め記憶しておき、観察者により設定された黒挿入率に係るモードにしたがって黒挿入率を変更するような構成であってもよい。また、実施の形態３の場合のように、液晶表示素子の表面付近の温度を測定する温度センサを備え、その温度に応じて適切な黒挿入率に変更するような構成であってもよい。
【００７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る液晶表示装置によれば、１フレーム期間内で非映像信号期間が占める割合を変更することができるため、その割合を用途、使用環境等に応じて適切な値に設定することによって良好な表示を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子の構成の一例を示す断面図である。
【図２】液晶表示素子が有する液晶分子の配向状態を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極３９に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【図５】本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図７】液晶表示素子の表面付近の温度と適切な黒挿入率との関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の動作の一例を示すタイミングチャートであり、（ａ）は各走査線に対する走査のタイミングを、（ｂ）は各信号線を介して画素電極に印加される映像信号電圧の変化をそれぞれ示している。
【符号の説明】
１ ガラス基板
２ 透明電極
３ 配向膜
４ 液晶層
５ 配硬膜
６ 透明電極
７ ガラス基板
８，９ 位相差フィルム
１０，１１ 偏光板
２０ 液晶分子
３１ 走査線
３２ 信号線
３３ スイッチング素子
３４ ゲートドライバ
３５ ソースドライバ
３６ 制御回路
３７ バックライト制御回路
３８ 映像信号
３９ 画素電極
４０ 黒挿入率設定部
４１ 電圧印加指示部
５０ 制御回路
５１ ＲＯＭ
５２ モード設定部
６０ 温度センサ
１００ 液晶表示素子
１０１ 上側基板
１０２ 下側基板
２００ バックライト
Ｔ１ １フレーム期間
Ｔ２ 映像信号期間
Ｔ３ 黒挿入期間
Claims (1)
- マトリクス状に配された複数の画素電極と前記画素電極に対応してそれぞれ設けられた複数のスイッチング素子とを有する液晶表示素子を備え、１フレーム期間に、外部から入力される映像信号及び前記映像信号とは異なる非映像信号を前記スイッチング素子を駆動して前記画素電極にそれぞれ供給することによって、前記液晶表示素子を用いて前記映像信号及び前記非映像信号に応じた表示を行う液晶表示装置において、
前記非映像信号を前記画素電極に供給するための非映像信号期間が１フレーム期間内で占める割合を調整する調整手段と、
前記液晶表示素子近傍の温度を測定する温度センサとを備え、
前記調整手段は、前記温度センサによる測定結果に基づいて前記割合を調整するように構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (1)
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| JP2002094861A JP4028744B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 液晶表示装置 |
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| JP2002094861A JP4028744B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
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