JP4121352B2 - 液晶表示装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ ｓｅｌｆ−Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モードの液晶パネルを利用した液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、映像表示用の液晶表示装置は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶パネルを用いたものが広く用いられている。近年、ＴＮモードの欠点である視野角の狭さや応答性能の悪さを克服すべく開発されたＯＣＢモードの液晶パネルを用いた液晶表示装置の報告がされるようになった（特開平７−８４２５４号公報（特許文献１）、特開平９−９６７９０号公報（特許文献２）など）。
【０００３】
ＯＣＢモードの液晶パネルでは、上記特許文献２に開示されているように、映像表示の開始に先立って、ＯＣＢセルの状態をスプレイ配向からベンド配向へ遷移させるための特殊な処理が必要である（以下、このようなスプレイ配向からベンド配向への遷移を“転移”と称す）。ただし、この処理は本発明と直接には関係しないため、これ以上詳しい説明は省略する。
【０００４】
ところで、ＯＣＢモードの液晶パネルでは、図１４に示すように、上記処理によってＯＣＢセルの状態がベンド配向に転移したとしても、ＯＣＢセルへの印加電圧が一定の電圧Ｖｃ未満である状態が続くとスプレイ配向に戻ってしまう（以下、このようなベンド配向からスプレイ配向への遷移を“逆転移”と称す）。このため、ＯＣＢモードの液晶パネルを用いた液晶表示装置の多くでは、図１４の特性ａのように、ベンド配向を維持可能な範囲内の電圧（Ｖｃ以上）が常にＯＣＢセルに印加されるように、映像信号の振幅を制限している（ただしノーマリホワイトの場合）。しかしながら、このように映像信号の振幅を制限すると、それに伴って液晶パネルの最大透過率が小さくなり（図１４のＴａ）、その結果、液晶パネルの最大輝度（白表示（明表示）時の輝度）が低減し、望ましい輝度が得られないといった不具合がある。
【０００５】
ところが、ＯＣＢセルに周期的に高電圧を印加すれば、ＯＣＢセルに印加される電圧が一時的にＶｃ未満となったとしても逆転移が起こらないことが、特開平１１−１０９９２１号公報（特許文献３）や日本液晶学会誌１９９年４月２５日号（Ｖｏｌ．３．Ｎｏ．２）Ｐ９９（１７）〜Ｐ１０６（２４）（非特許文献１）に開示されている。これを利用して、１フレームの画像を表示するときに、１フレーム期間を画像を表示する期間と高電圧を印加する期間に分割することで、図１４の特性ｂのように、映像信号としてＯＣＢセルに印加することができる電圧の範囲をＶｃ未満であるＶｗにまで拡大することができた。以下、このような駆動方式を“逆転移防止駆動”と称す。また、逆転移を防止するためにＯＣＢセルに定期的に印加される高電圧を“逆転移防止電圧”と称す。逆転移防止駆動によれば、液晶パネルの最大透過率を大きくすることができ（図１４のＴｂ）、その結果、液晶表示装置の最大輝度を高めることができる。なお、逆転移防止電圧の大きさが大きくなるほど、またその１フレーム期間に対する印加時間の比率（１フレーム期間に対する電圧が保持される時間の比率）が大きくなるほど、逆転移の防止効果が高まることが発明者らにより確認された。なお、ここでいう逆転移の防止効果とは、後述する、逆転移発生条件の変動要因となるパラメータ（１フレーム期間に対する逆転移防止電圧の印加時間の比率や液晶の温度）が変動したときの逆転移の発生のしにくさを表すものとする。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−８４２５４号公報
【特許文献２】
特開平９−９６７９０号公報
【特許文献３】
特開平１１−１０９９２１号公報
【非特許文献１】
日本液晶学会誌１９９年４月２５日号（Ｖｏｌ．３．Ｎｏ．２）Ｐ９９（１７）〜Ｐ１０６（２４）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の逆転移防止駆動を行なう場合、逆転移を防止するのに必要となる逆転移防止電圧の大きさやその１フレーム期間に対する印加時間の比率が、例えば液晶パネル（より正確には液晶）の温度など、種々の要因によって変化することが分かった。
【０００８】
そこで発明者らは、一例として、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率と液晶パネルの温度との関係を調査した。その結果、発明者らが用いたＯＣＢ液晶材料では、図１５の一点鎖線で示すように、液晶の温度が高温になるほど、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率が大きくなることが分かった。したがって、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率として、例えば常温時に必要最小限となるような比率を採用すると、液晶の温度が高温になったときに逆転移が発生してしまい、映像表示が不可能になってしまう。そこで、液晶パネルが高温になった場合にも映像表示が可能となるように、例えば液晶パネルの温度が８０℃の時にも逆転移が生じないような十分に大きな比率で逆転移防止電圧を印加することが考えられる。しかしながら、逆転移防止電圧（黒表示に対応する電圧）の１フレーム期間に対する印加時間の比率が増加すると、最大輝度が低下してしまうという問題がある。なお、ここでいう輝度とは、ヒトが感じる明るさを規定したものであり、それは１フレーム期間内の透過率の時間積分に他ならない。１フレーム期間に対する印加時間（黒表示）の比率が増加すると、最大輝度が低下してしまうのはこのためである。
【０００９】
また発明者らは、逆転移防止電圧の大きさを大きくすることによっても、逆転移の防止効果を高めることができることを確認した。そこで、液晶パネルが高温になった場合にも映像表示が可能となるように、逆転移防止電圧として、例えば液晶パネルの温度が８０℃の時にも逆転移が生じないような十分に大きい電圧を印加することが考えられる。しかしながら、黒表示（暗表示）に対応する印加電圧（図１４のＶｂ）よりも大きな電圧をＯＣＢ液晶に印加すると、図１４に示すようにＯＣＢ液晶の透過率が上昇するため、最小輝度（黒表示時の輝度）が増加してしまう（つまりコントラストが損なわれる）という問題がある。
【００１０】
また発明者らは、白表示に対応する印加電圧（図１４のＶｗ）を大きくすることによっても、逆転移の防止効果を高めることができることを確認した。そこで、液晶パネルが高温になった場合にも映像表示が可能となるように、白表示に対応する印加電圧を、例えば液晶パネルの温度が８０℃の時にも逆転移が生じないような十分に大きい電圧とすることが考えられる。しかしながら、白表示に対応する印加電圧を大きくすると、白表示時の液晶の透過率が低下するため、最大輝度が低減してしまうという問題がある。
【００１１】
それゆえに本発明の目的は、逆転移発生条件の変動によらず常に最適に映像を表示することができる液晶表示装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号や用語は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
本発明の液晶表示装置（１００，２００，３００，４００，５００）は、ＯＣＢモードの液晶パネル（１１０）を映像信号に基づいて駆動することにより映像を表示するものであって、逆転移発生条件の変動要因となるパラメータ（温度、フレーム周波数）の値を検出する検出部（１０８，４０８ａ〜４０８ｄ，５１６）と、検出部の検出値に応じて、逆転移を防止するために液晶パネルに印加される高電圧（逆転移防止電圧）の１フレーム期間に対する印加時間の比率、この高電圧の大きさ、および白表示に対応する印加電圧（Ｖｗ）のうちの少なくとも一つを決定する演算部（１０６，２０６，３０６，４０６，５０６）と、映像信号と高電圧を印加するための非画像信号とを交互に出力し、演算部の決定結果に応じた条件で液晶パネルを駆動するコントローラ（１０４，２０４，３０４）とを備える。このように本発明によれば、逆転移発生条件の変動要因となるパラメータの値の変動に応じて液晶パネルの駆動条件をリアルタイムに制御することができるので、逆転移発生条件の変動によらず常に最適に映像を表示することができる。なお、“逆転移発生条件の変動要因となるパラメータ”の例としては、液晶の温度や、映像信号のフレーム周波数が挙げられる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の種々の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。図１において、液晶表示装置１００は、ラインメモリ１０２と、コントローラ１０４と、演算部１０６と、温度センサ１０８と、液晶パネル１１０と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１４とを備える。なお、液晶パネル１１０はノーマリホワイトとする。
【００１４】
液晶表示装置１００には映像信号と同期信号が入力される。映像信号は、必要に応じてデジタル化された後にラインメモリ１０２に書き込まれる。こうしてラインメモリ１０２に一時的に格納された画像信号は、書き込み時の倍の速度（クロック周波数）で読み出され、コントローラ１０４へ入力される。コントローラ１０４は、ラインメモリ１０２から読み出された１ライン分の画像信号と１ライン分の非画像信号（ＯＣＢセルに逆転移防止電圧を印加するための信号）をソースドライバ１１４へ交互に出力する。
【００１５】
一方、コントローラ１０４は、ゲートドライバ１１２へ制御信号を出力する。ゲートドライバ１１２は、この制御信号に基づいて、ソースドライバ１１４に供給された画像信号または非画像信号を書き込むべきゲート線を順次選択する。こうして、液晶パネル１１０の各画素に対して、画像信号と非画像信号が交互に、１フレーム期間にそれぞれ１回ずつ書き込まれる。非画像信号を書き込んでから次に画像信号が書き込まれるまでの期間は、画素には非画像信号が保持されることになる。画像信号の書き込みタイミングと非画像信号の書き込みタイミングを変えることにより、１フレーム期間における非画像信号の保持時間を変えることができる。
【００１６】
液晶パネル１１０の近傍には温度センサ１０８が設けられており、演算部１０６は、温度センサ１０８によって検出された温度に基づいて、最適な逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を算出する。
【００１７】
図２に、演算部１０６の入出力特性を示す。図２において、丸印は、逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値を各温度について測定した結果を示している。一点鎖線は、測定値に基づいて推定される、温度センサ１０８の検出結果と逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値との関係を示している。ただし、逆転移防止電圧の大きさは一定であるとする。なお、後述するように、映像信号のフレーム周波数が変動すると、逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値が変動してしまうので、ここでは映像信号のフレーム周波数が一定（６０Ｈｚ）である場合の入出力特性を示している。なお、図２の右側の縦軸は、フレーム周波数が６０Ｈｚである場合の逆転移防止電圧の１フレームあたりの印加時間を示している。演算部１０６は、この一点鎖線で示される関係に基づいて予め作成された図２の実線で示すような変換テーブルを用いて、逆転移防止電圧の１フレームあたりの印加時間に対応する４つの値（Ｂ１〜Ｂ４）のいずれかを温度センサ１０８の検出結果に応じて出力する。より具体的には、演算部１０６は、温度センサ１０８によって検出された温度が１０℃未満のときにはＢ１を出力し、１０℃以上３０℃未満のときにはＢ２を出力し、３０℃以上５０℃未満のときにはＢ３を出力し、５０℃以上７０℃未満のときにはＢ４を出力する。なお、本例では７０℃以上の場合は想定していないため、７０℃以上に対応する出力値は設定されていない。Ｂ１〜Ｂ４の値は、それぞれの温度範囲において少なくとも逆転移が発生しないような時間（一点鎖線で示される時間よりも長い時間）となるように設定されている。コントローラ１０４は、演算部１０６の出力に基づいて、ゲートドライバ１１２に適切なタイミングでゲート線を選択させる。以下、図３〜図６を参照して、ゲート線の選択動作を説明する。
【００１８】
図３は、演算部１０６の出力がＢ１である場合（すなわち温度センサ１０８によって検出された温度が１０℃未満の場合）の例を示している。図３において、１本目のゲート線Ｇ１に着目すると、ゲート線Ｇ１のゲートパルスはソースドライバ１１４が画像信号を出力するタイミングＴ１でハイとなり、ゲート線Ｇ１上の画素にこの画像信号に応じた電圧が印加される。その後、ゲート線Ｇ１のゲートパルスはソースドライバ１１４が非画像信号を出力するタイミングＴ２でハイとなり、ゲート線Ｇ１上の画素に逆転移防止電圧が印加される。さらにゲート線Ｇ１のゲートパルスはソースドライバ１１４が画像信号を出力するタイミングＴ３でハイとなり、ゲート線Ｇ１上の画素にこの画像信号に応じた電圧が印加される。この逆転移防止電圧が印加されるタイミングＴ２から次に画像信号に応じた電圧が印加されるタイミングＴ３までの時間が、演算部１０６から出力された逆転移防止電圧の１フレームあたりの印加時間Ｂ１となる。他のゲート線Ｇ２〜Ｇｎについても同様に走査され、逆転移防止電圧の１フレームあたりの印加時間は全てのゲート線Ｇ１〜ＧｎにおいてＢ１となる。
【００１９】
図４は、演算部１０６の出力がＢ２である場合（すなわち温度センサ１０８によって検出された温度が１０℃以上３０℃未満の場合）の例を示している。同様に図５は、演算部１０６の出力がＢ３である場合（すなわち温度センサ１０８によって検出された温度が３０℃以上５０℃未満の場合）の例を、図６は、演算部１０６の出力がＢ４である場合（すなわち温度センサ１０８によって検出された温度が５０℃以上７０℃未満の場合）の例をそれぞれ示している。なお、図示の都合上、図２におけるＢ１〜Ｂ４のそれぞれの長さの比率と図３〜図６におけるＢ１〜Ｂ４のそれぞれの長さの比率を正確には一致させていないが、このことは発明の理解の妨げとはならないだろう。このように、各ゲート線のゲートパルスがハイとなるタイミングを変化させることにより、逆転移防止電圧を任意の時間だけ印加させることができる。
【００２０】
以上のようにして、液晶パネル１１０上の各画素には、温度センサ１０８の検出結果に応じた最適な時間だけ逆転移防止電圧が印加されることになる。したがって、液晶の温度が上昇したときにも逆転移を防止でき、さらに液晶の温度が低いときには逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率が低減されるため、逆転移防止電圧を印加することに起因する最大輝度の低下が抑えられる。
【００２１】
なお本実施形態では、演算部１０６において４ステップからなる変換テーブルを用いるとしたが、このステップ数は４に限るものではなく、ステップ数を適宜増やすことによって、より精度の高い制御が実現できることは言うまでもない。また、変換テーブルの代わりにより滑らかな変換関数を用いることによっても、より精度の高い制御が実現できる。
【００２２】
また、本実施形態では、温度センサ１０８によって液晶パネル１１０の近傍の温度を検出するとしたが、理想的には、液晶自体の温度を検出するのが最も好ましい。しかしながら、液晶自体の温度を検出することは不可能ではないが非常に困難であるので、現実的には、液晶パネル１１０の近傍の、表示に悪影響を与えることなくしかもバックライトの熱の影響を受けにくい場所（例えばガラス基板の縁の近辺など）に設置するのが好ましい。
【００２３】
（第２の実施形態）
上記の第１の実施形態では、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を制御することで逆転移の防止効果を制御したが、それに代えて、逆転移防止電圧の大きさを制御することで逆転移の防止効果を制御することも可能である。以下、第２の実施形態として、逆転移防止電圧の大きさを制御することで逆転移の防止効果を制御する液晶表示装置について説明する。
【００２４】
図７に、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。図７において、液晶表示装置２００は、ラインメモリ１０２と、温度センサ１０８と、液晶パネル１１０と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１４と、コントローラ２０４と、演算部２０６とを備える。なお、図７において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００２５】
演算部２０６は、温度センサ１０８によって検出された温度に基づいて、最適な逆転移防止電圧の大きさを算出する。
【００２６】
図８に、演算部２０６の入出力特性を示す。図８において、一点鎖線は、温度センサ１０８の検出結果と逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の大きさの最小値との関係を示している。ただし、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率は一定であるとする。なお、映像信号のフレーム周波数が変動すると、後述するように、温度センサ１０８の検出結果と逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値との関係が変動してしまうので、ここでは映像信号のフレーム周波数が一定である場合の入出力特性を示している。なお、図８の一点鎖線に示した特性は、液晶パネル１１０に使用される液晶材料に依存して異なるため、ここでは大まかな傾向のみを示している。図８から明らかなように、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率が一定という条件下では、液晶パネル１１０の近傍の温度が高くなる程、逆転移防止電圧としてより大きな電圧を印加する必要がある。そこで、演算部２０６は、温度センサ１０８の出力に応じて、図８の実線で示すような関係に基づいて、逆転移防止電圧の大きさを出力する。より具体的には、演算部２０６は、温度センサ１０８によって検出された温度が４０℃未満のときには、逆転移防止駆動電圧として黒表示に対応する印加電圧Ｖｂを液晶に印加するようコントローラ２０４に通知する。また例えば温度センサ１０８によって検出された温度が６０℃のときには逆転移防止駆動電圧として電圧Ａを液晶に印加するようコントローラ２０４に通知する。同様に、温度センサ１０８によって検出された温度が８０℃のときには逆転移防止駆動電圧として電圧Ｂを液晶に印加するようコントローラ２０４に通知する。なお、４０℃未満に対応する出力を一律Ｖｂとしているのは、逆転移防止駆動電圧としてＶｂ未満の電圧を用いると、図１４に示すようにＯＣＢ液晶の透過率が上昇するため、最小輝度（黒表示時の輝度）が増加してしまう（つまりコントラストが損なわれる）からである。
【００２７】
コントローラ２０４は、ラインメモリ１０２から読み出された１ライン分の画像信号と、演算部２０６により通知された電圧を逆転移防止電圧としてＯＣＢセルに印加するための１ライン分の非画像信号をソースドライバ１１４へ交互に出力する。
【００２８】
以上のようにして、液晶パネル１１０上の各画素には、温度センサ１０８の検出結果に応じた最適な大きさの電圧が逆転移防止電圧として印加されることになる。したがって、液晶の温度が上昇した場合にも逆転移を防止でき、さらに液晶の温度が低いときには逆転移防止電圧の大きさがＶｂに抑えられるため、逆転移防止電圧としてＶｂ以上の電圧を印加することに起因する最小輝度の増大が抑えられる。
【００２９】
なお、本実施形態では、４０℃以上の温度に対応する演算部２０６の出力が図８に示すように滑らかな変換関数に基づいて決定されているが、図２に示すような変換テーブルに基づいて決定されても構わない。
【００３０】
（第３の実施形態）
前記第１および第２の実施形態では、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率または大きさを制御することで逆転移の防止効果を制御したが、それに代えて、白表示に対応する印加電圧を制御することで逆転移の防止効果を制御することも可能である。以下、第３の実施形態として、白表示に対応する印加電圧を制御することで逆転移の防止効果を制御する液晶表示装置について説明する。
【００３１】
図９に、本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。図９において、液晶表示装置３００は、ラインメモリ１０２と、温度センサ１０８と、液晶パネル１１０と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１４と、コントローラ３０４と、演算部３０６とを備える。なお、図９において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３２】
演算部３０６は、温度センサ１０８によって検出された温度に基づいて、最適な映像信号のゲインを算出する。
【００３３】
図１０に、演算部３０６の入出力特性を示す。図１０において、一点鎖線は、温度センサ１０８の検出結果と逆転移を防止しうる白表示に対応する印加電圧の最小値との関係を示している。ただし、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率および大きさは一定であるとする。なお、図１０の一点鎖線に示した特性は、液晶パネル１１０に使用される液晶材料に依存して異なるため、ここでは大まかな傾向のみを示している。図１０から明らかなように、液晶パネル１１０の近傍の温度が高くなる程、白表示に対応する印加電圧Ｖｗを大きくする必要がある。なお、ノーマリホワイトの液晶パネル１１０では映像信号のレベルが大きいほど、液晶パネル１１０の各画素に印加される電圧は小さいので、白表示に対応する印加電圧Ｖｗを大きくすることは、映像信号のゲイン（黒表示に対応する信号レベルを基準としたゲイン）を小さくすることに相当する。そこで、演算部３０６は、温度センサ１０８の出力に応じて、図１０の実線で示すような関係に基づいて、映像信号のゲインを出力する。より具体的には、演算部３０６は、例えば温度センサ１０８によって検出された温度が２０℃のときには白表示に対応する印加電圧Ｖｗが電圧Ｃとなるようなゲインをコントローラ３０４へ出力する。同様に、温度センサ１０８によって検出された温度が４０℃および６０℃のときには、それぞれ白表示に対応する印加電圧Ｖｗが電圧Ｄ、電圧Ｅとなるようなゲインをコントローラ３０４へ出力する。
【００３４】
コントローラ３０４は、ラインメモリ１０２から読み出された１ライン分の画像信号に、逆転移防止電圧をＯＣＢセルに印加するための１ライン分の非画像信号をソースドライバ１１４へ交互に出力する。このとき、コントローラ３０４は、画像信号の信号振幅を演算部３０６から出力されたゲインに基づいて調整する。
【００３５】
以上のようにして、液晶パネル１１０上の各画素には、温度センサ１０８の検出結果に応じて白表示に対応する印加電圧Ｖｗが最適な大きさであるような映像信号が印加されることになる。したがって、液晶の温度が上昇した場合にも逆転移を防止でき、さらに液晶の温度が低いときには白表示に対応する印加電圧Ｖｗの大きさが抑えられるため、白表示に対応する印加電圧Ｖｗが必要以上に大きくなることに起因する最大輝度の低下が抑えられる。
【００３６】
なお、本実施形態では、演算部３０６の出力が図１０に示すように滑らかな変換関数に基づいて決定されているが、図２に示すような変換テーブルに基づいて決定されても構わない。
【００３７】
（第４の実施形態）
液晶パネルの使用環境によっては、例えば日光の照射等の影響で、液晶パネルの部位によって温度に偏りが生じる場合がある。そこで、第４の実施形態では、液晶の温度の検出精度を向上するために、温度センサを複数設置する。以下、図面を参照しながら、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。
【００３８】
図１１に、本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。図１１において、液晶表示装置４００は、ラインメモリ１０２と、コントローラ１０４と、液晶パネル１１０と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１４と、温度センサ４０８ａ〜４０８ｄと、演算部４０６とを備える。なお、図１１において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００３９】
４つの温度センサ４０８ａ〜４０８ｄは、液晶パネル１１０の近傍に互いに離れて配置されている。演算部４０６は、各温度センサ４０８ａ〜４０８ｄにおいて検出された温度のうちの最大値を抽出し、その最大値に基づいて、図２に示した変換テーブルを参照して逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を算出する。その他の処理は第１の実施形態と同様である。
【００４０】
以上のように、本実施形態によれば、液晶パネル１１０の温度に偏りがある場合にも、最も高温の箇所の温度に基づいて逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定することができるので、液晶パネル１１０の温度の偏りによって逆転移が局所的に発生してしまうのを効果的に防止することができる。
【００４１】
なお本実施形態では、温度センサの数を４つとしたが、温度センサの数はこれに限らず、液晶パネルの大きさや使用環境を考慮して適当な数の温度センサを設けるのが好ましい。
【００４２】
また本実施形態では、４つの温度センサ４０８ａ〜４０８ｄの検出値の最大値に基づいて逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を制御するとしたが、本実施形態を第２および第３の実施形態に適用して、４つの温度センサ４０８ａ〜４０８ｄの検出値の最大値に基づいて、逆転移防止電圧の大きさや、映像信号のゲインを制御することもできる。
【００４３】
（第５の実施形態）
以上の第１〜第４の実施形態では、逆転移発生条件の変動要因として液晶の温度を検出し、これに基づいて逆転移の防止効果を制御するとしたが、逆転移発生条件の変動要因としては、液晶の温度以外のものも存在する。発明者らの研究結果から、ＯＣＢ液晶が不安定な状態になるほど逆転移が発生しにくいことが分かっている。すなわち、単位時間当たりの異なるレベルの信号の書き込み頻度が多いほど、逆転移は発生しにくい。このような単位時間当たりの書き込み頻度は、例えば入力信号のフレーム周波数に応じて変化する。以下、第５の実施形態として、逆転移発生条件の変動要因として映像信号のフレーム周波数を検出し、これに基づいて逆転移の防止効果を制御する液晶表示装置について説明する。
【００４４】
図１２に、本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す。図１２において、液晶表示装置５００は、ラインメモリ１０２と、コントローラ１０４と、液晶パネル１１０と、ゲートドライバ１１２と、ソースドライバ１１４と、演算部５０６と、フレーム周波数検出部５１６とを備える。なお、図１２において図１と同等の構成には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
フレーム周波数検出部５１６は、同期信号に基づいて映像信号のフレーム周波数を検出する。演算部５０６は、フレーム周波数検出部５１６によって検出されたフレーム周波数に基づいて、最適な逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を算出する。
【００４６】
図１３に、演算部５０６の入出力特性を示す。図１３において、一点鎖線は、フレーム周波数検出部５１６の検出結果と逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値との関係を示している。なお、前述したように、液晶の温度が変動すると、逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値が変動してしまうので、ここでは液晶の温度が一定である場合の入出力特性を示している。なお、図１３の一点鎖線に示した特性は、液晶パネル１１０に使用される液晶材料に依存して異なるため、ここでは大まかな傾向のみを示している。ところで、フレーム周波数が変化するときに、それに応じて（つまり１フレーム期間に対する印加時間の比率が一定となるように）１フレームあたりの逆転移防止電圧の印加時間を変化させることは容易に想到されるかも知れないが、それだけでは不十分であることが確認された。つまり、図１３から明らかなように、映像信号のフレーム周波数が低くなる程、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率をより大きくする必要がある。そこで演算部５０６は、この一点鎖線で示される関係に基づいて予め作成された図１３の実線で示すような変換テーブルを用いて、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率（Ｂｒ１〜Ｂｒ４）をフレーム周波数検出部５１６の検出結果に応じて決定し、さらにその比率を、現在のフレーム周波数に基づいて１フレームあたりの印加時間（Ｂ１〜Ｂ４）に換算して出力する。以下、第１の実施形態と同様に、コントローラ１０４は、演算部５０６の出力（Ｂ１〜Ｂ４）に基づいて、ゲートドライバ１１２に適切なタイミングでゲート線を選択させる。
【００４７】
以上のようにして、液晶パネル１１０上の各画素には、フレーム周波数検出部５１６の検出結果に応じた最適な時間だけ逆転移防止電圧が印加されることになる。したがって、映像信号のフレーム周波数が低いときにも逆転移を防止でき、さらに映像信号のフレーム周波数が高いときには逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率が低減されるため、１フレーム期間に対する印加時間の比率が必要以上に大きくなることに起因する最大輝度の低下が抑えられる。
【００４８】
なお本実施形態では、演算部５０６において４ステップからなる変換テーブルを用いるとしたが、第１の実施形態と同様に、本発明はこれに限定されない。
【００４９】
また本実施形態では、フレーム周波数検出部５１６の検出結果に基づいて逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を制御するとしたが、本実施形態を第２および第３の実施形態に適用して、フレーム周波数検出部５１６の検出結果に基づいて、逆転移防止電圧の大きさや、映像信号のゲインを制御することもできる。
【００５０】
さらに、上記第１〜第５の実施形態を適宜組み合わせることも可能である。例えば、温度センサの検出値と、フレーム周波数検出部の検出値の両方の値を考慮して、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率や、逆転移防止電圧の大きさや、白表示に対応する印加電圧（映像信号のゲイン）を制御してもよい。この場合の演算部の入出力の関係は、温度をＴｍｐ、フレーム周波数（フレームレート）をＦｒとすると、関数Ｆ（Ｔｍｐ、Ｆｒ）で表わされる。例えば演算部の出力をＦ（Ｔｍｐ）×Ｆ（Ｆｒ）のように近似的に決定する方法も考えられる。このとき、図１３に示す一点鎖線が直線に近いことを考慮して、Ｆ（Ｆｒ）を一次関数で近似すれば、演算部の処理を簡素化することができる。
【００５１】
また、逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率、逆転移防止電圧の大きさ、白表示に対応する印加電圧（映像信号のゲイン）のうちの２つ以上を同時に制御しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図２】演算部の入出力の関係を示す図である。
【図３】演算部の出力がＢ１である場合のゲート線の選択動作を示す図である。
【図４】演算部の出力がＢ２である場合のゲート線の選択動作を示す図である。
【図５】演算部の出力がＢ３である場合のゲート線の選択動作を示す図である。
【図６】演算部の出力がＢ４である場合のゲート線の選択動作を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図８】演算部の入出力の関係を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】演算部の入出力の関係を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第５の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】演算部の入出力の関係を示す図である。
【図１４】ＯＣＢ液晶の電圧−透過率特性を示す図である。
【図１５】液晶の温度と逆転移を防止しうる逆転移防止電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率の最小値との関係を示す図である。
【符号の説明】
１００ 液晶表示装置
１０２ ラインメモリ
１０４ コントローラ
１０６ 演算部
１０８ 温度センサ
１１０ 液晶パネル
１１２ ゲートドライバ
１１４ ソースドライバ
２００ 液晶表示装置
２０４ コントローラ
２０６ 演算部
３００ 液晶表示装置
３０４ コントローラ
３０６ 演算部
４００ 液晶表示装置
４０６ 演算部
４０８ａ〜４０８ｄ 温度センサ
５００ 液晶表示装置
５０６ 演算部
５１６ フレーム周波数検出部

Claims (20)

1. ＯＣＢモードの液晶パネルを映像信号に基づいて駆動することにより映像を表示する液晶表示装置であって、
   逆転移発生条件の変動要因となるパラメータの値を検出する検出部と、
   前記検出部の検出値に応じて、逆転移を防止するために前記液晶パネルに印加される高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率、該高電圧の大きさ、および白表示に対応する印加電圧のうちの少なくとも一つを決定する演算部と、
   映像信号と前記高電圧を印加するための非画像信号とを交互に出力し、前記演算部の決定結果に応じた条件で液晶パネルを駆動するコントローラとを備えることを特徴とする、液晶表示装置。
2. 前記検出部が、液晶パネルの近傍に設置された温度センサであることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記演算部は、
   ａ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的大きい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定し、
   ｂ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的小さい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記演算部は、
   ａ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的高い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定し、
   ｂ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的低い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記演算部は、
   ａ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的高い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定し、
   ｂ）前記温度センサによって検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的低い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定することを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
6. 前記検出部が、液晶パネルの近傍に互いに離れて配置された複数の温度センサであり、
   前記演算部は、前記複数の温度センサによって検出された温度の最大値に応じて、逆転移を防止するために前記液晶パネルに印加される高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率、該高電圧の大きさ、および白表示に対応する印加電圧のうちの少なくとも一つを決定することを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記検出部が、映像信号のフレーム周波数を検出するフレーム周波数検出部であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
8. 前記演算部は、
   ａ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的小さい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定し、
   ｂ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的大きい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定することを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記演算部は、
   ａ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的低い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定し、
   ｂ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的高い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定することを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
10. 前記演算部は、
    ａ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的低い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定し、
    ｂ）前記フレーム周波数検出部によって検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的高い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定することを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
11. ＯＣＢモードの液晶パネルを映像信号に基づいて駆動することにより映像を表示する液晶表示装置の駆動方法であって、
    逆転移発生条件の変動要因となるパラメータの値を検出し、
    前記検出値に応じて、逆転移を防止するために前記液晶パネルに印加される高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率、該高電圧の大きさ、および白表示に対応する印加電圧のうちの少なくとも一つを決定し、
    映像信号と前記高電圧を印加するための非画像信号とを交互に出力し、
    前記決定結果に応じた条件で液晶パネルを駆動することを特徴とする、液晶表示装置の駆動方法。
12. 前記パラメータの値として、液晶パネル近傍の温度を検出することを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
13. ａ）検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的大きい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定し、
    ｂ）検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的小さい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
14. ａ）検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的高い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定し、
    ｂ）検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的低い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定することを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
15. ａ）検出された温度が所定の温度より高いときには、比較的高い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定し、
    ｂ）検出された温度が所定の温度より低いときには、比較的低い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定することを特徴とする、請求項１２に記載の液晶表示装置の駆動方法。
16. 前記パラメータの値として、液晶パネル近傍の互いに離れた複数箇所の温度を検出し、
    検出した複数箇所の温度の最大値を抽出し、
    抽出した最大値に応じて、逆転移を防止するために前記液晶パネルに印加される高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率、該高電圧の大きさ、および白表示に対応する印加電圧のうちの少なくとも一つを決定することを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
17. 前記パラメータの値として、映像信号のフレーム周波数を検出することを特徴とする、請求項１１に記載の液晶表示装置の駆動方法。
18. ａ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的小さい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定し、
    ｂ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的大きい比率となるように前記高電圧の１フレーム期間に対する印加時間の比率を決定することを特徴とする、請求項１７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
19. ａ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的低い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定し、
    ｂ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的高い電圧となるように前記高電圧の大きさを決定することを特徴とする、請求項１７に記載の液晶表示装置の駆動方法。
20. ａ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より高いときには、比較的低い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定し、
    ｂ）検出されたフレーム周波数が所定の周波数より低いときには、比較的高い電圧となるように前記白表示に対応する印加電圧を決定することを特徴とする、請求項１７に記載の液晶表示装置の駆動方法。

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