JP2005165048A

JP2005165048A - 表示装置

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Publication number: JP2005165048A
Application number: JP2003404912A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Murao; 正之村尾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2003-12-03
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2023-12-03
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Abstract

【課題】実際の画素に設けられた表示素子の温度を把握し、応答速度の改善を図り、表示品位を向上し得る表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネルの表示領域内における少なくとも１つの画素内に設けられた温度センサ３０と、温度センサ３０からの検知信号を表示パネルの周辺に導くべく表示パネル内に埋設された予備配線１５と、温度センサ３０からの検知信号に基いて温度を検出する温度検出制御部と、温度検出制御部からの画素内温度に基いて、データ信号線５にデータ信号を出力するデータ信号線駆動部が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度依存性の大きい表示素子を用いたマトリクス型の表示部を採用してなる表示装置に関するものである。

近年、コンピュータ用の表示装置として使用されていた液晶表示装置に動画映像を映すことが行われるようになってきている。この現象は、液晶表示装置の大型化に伴い、液晶表示装置においてＴＶ用途向けのモデルが開発されてきたこと、及びコンピュータの性能の向上に伴いコンピュータ上で動画を扱うという用途が発生してきたためである。

ここで、動画を液晶モジュールに映すことについて大きな問題となるのは、液晶表示装置の応答速度の遅さである。すなわち、応答速度の遅い表示装置に動画を映すと残像が残って見え、表示品位を損なうことになる。特に、液晶表示装置では、白黒の応答速度に比べて中間調と中間調と間の応答速度がさらに遅く、自然画を扱うと特定の動画においては、顕著にその表示品位の劣化が見られる。

そこで、上記の液晶の応答速度を改善する方法として、例えば、特許文献１に示すように、オーバーシュート駆動、オーバードライブ駆動と呼ばれる駆動方法が適用される。これらの駆動方法は、液晶モジュールに入力データの変化分以上の変化を加えることによって、応答速度を改善させるものである。

ところで、液晶表示装置では、液晶パネル内の温度は、周囲環境温度の影響を受けると共に、当該液晶パネルの表示動作途中にてもばらつく。したがって、この液晶パネル内の温度に応じた、上記入力データの変化分以上の変化を加えなければ、適切に応答速度を改善させることができず、その結果、動画表示時の表示品位不良が発生することになる。

そこで、従来、例えば、特許文献２に開示された液晶表示装置では、図１０に示すように、温度センサＴｈ１〜Ｔｈ８を液晶パネル１０１の周辺に取り付けて、この液晶パネル１０１の温度をこれら温度センサＴｈ１〜Ｔｈ８により計測し、この計測温度に基づいて反強誘電性液晶への印加電圧を変化させることにより、温度による液晶パネル１０１の全体の輝度変動を補正するようにしている。

具体的には、この液晶表示装置では、１つの方法として、液晶パネル１０１内の温度変化を補正する手段として、液晶パネル１０１の周辺の温度を計測し、その平均値を算出することにより、液晶パネル１０１の温度と推定し、その推定した各温度に基づいて走査電圧と信号電圧との各パルス幅を変更することによって、温度変化に対し液晶パネルの応答特性を対応させるようにしている。また、他の方法としては、液晶パネル１０１の周辺温度を計測することにより、図１１に示すように、液晶パネル１０１を４分割してなる４領域における各領域の温度分布を推定し、その推定した各温度に基づいて上記領域毎に走査電圧と信号電圧との各パルス幅を変更することによって、温度変化に対し液晶パネルの応答特性を対応させるようにしている。

しかし、上記液晶表示装置では、あくまでも、液晶パネル１０１の周辺温度を測定して、液晶パネル１０１内の表示面の温度を推定し、その推定温度により４領域毎に補正するというように、温度変化に対する補正を周辺温度というあくまでも推測温度に沿って大雑把に行っているにすぎない。したがって、上記４領域毎に分割してもその駆動電圧として、正確な温度補償を行うことができないという不具合が生ずる。

そこで、この問題を解消するために、特許文献３に開示された液晶表示装置では、図１２に示すように、液晶パネル２０１の周辺に温度センサ２０２ａ〜２０２ｄを設けると共に、液晶パネル２０１内の少なくとも一つの表示領域位置の温度を検出する温度センサ２０３を設け、これら温度センサ２０３及び温度センサ２０２ａ〜２０２ｄの検出温度に基づき液晶パネル２０１の所定画素領域毎の温度を推定し、上記所定画素領域毎の推定温度に基づき画像データ信号の実際の強度を上記所定画素領域毎に液晶パネル２０１の所定温度における目標強度となるように補正する。そして、この補正による補正画像データ信号に基づき信号電圧を発生している。

このように、液晶パネル２０１内の表示領域内にも少なくとも一つの温度センサ２０３を設けることにより、液晶パネル２０１の輝度が所定画素領域毎にきめ細かく補正されるので、液晶パネル２０１の温度分布にバラツキがあっても、これに影響されることなく、液晶パネル２０１の表示面はその全面に亘り上記所定温度における輝度に常に良好に維持される。この結果、液晶パネルの表示面における温度変化に影響されることなく、液晶パネルの画像データ信号を制御することができるものとなっている。
特公昭６３−２５５５６号公報（１９８８年５月２５日公告）特許第２５０７７１３号公報（１９９６年６月１９日発行）特開２０００−８１６０７号公報（２０００年３月２１日公開）真野毅（静岡県富士工業技術センター）、増井裕久（静岡県静岡工業技術センター）、外１４名、「赤外線による非接触温度センサの開発に関する研究」、[Online]、「自動車向け安全センシング技術の研究開発：平成１２〜１４年度地域活性化創造技術研究開発費等補助金（中小企業技術開発産学官連携促進事業）成果発表用テキスト」、[平成１５年７月３０日検索]、インターネット＜URL:http://www.f-iri.pref.shizuoka.jp/publish/monodukuri.htm,http://www.f-iri.pref.shizuoka.jp/publish/Chapter2.pdf＞

しかしながら、上記従来の特許文献３に開示された液晶表示装置における液晶パネル２０１の中央位置に設けられた温度センサ２０３は、実際には、液晶パネル裏側に設けた熱電対からなるものと考えられる。すなわち、表示領域に温度センサ２０３を設けることは、表示の邪魔になるので、現実には、液晶パネル２０１の表面に設けることができないためである。

したがって、上記特許文献３の技術においても、実際の表示素子の温度を測定しているものではないことから、推定温度に基づく近似温度による走査電圧と信号電圧との各パルス幅の変更しかできないという問題点を有している。

この問題は、オーバーシュート駆動による応答速度の改善は画素毎に行われるので、その補正電圧の制御に際して、その液晶素子の温度管理は重要である。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、実際の画素に設けられた表示素子の温度を把握し、応答速度の改善を図り、表示品位を向上し得る表示装置を提供することにある。

本発明の表示装置は、上記課題を解決するために、複数の走査信号線と、映像信号がデータ信号として供給される複数のデータ信号線と、上記走査信号線とデータ信号線との交点に対応してスイッチ部を介して接続された画素をマトリクス状に配置した表示部とを有する表示装置において、上記表示部の表示領域内における少なくとも１つの画素内に設けられた温度センサと、上記温度センサからの検知信号を表示部の周辺に導くべく表示部内に埋設されたリード線と、上記温度センサからの検知信号に基いて温度を検出する温度検出制御手段と、上記温度検出制御手段からの画素内温度に基いて、上記データ信号線にデータ信号を出力するデータ信号線駆動手段が設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、表示装置には、表示部の表示領域内における少なくとも１つの画素内に温度センサが設けられている。この温度センサからの検知信号は、表示部内に埋設されたリード線によって表示部の周辺に導かれる。

そして、表示部の周辺には温度検出制御手段が設けられており、この温度検出制御手段は、温度センサからの検知信号に基いて温度を検出する。また、この温度検出制御手段からの画素内温度に基いて、データ信号線駆動手段はデータ信号線にデータ信号を出力する。

それゆえ、画素内の実際の温度がデータ信号線へのデータ信号に反映される。したがって、温度変化の影響を受け易い応答速度に対して、推定温度ではなく、表示素子の現実の温度に基く階調制御を行うことができるので、表示部の表示領域は適正な応答速度に基く表示が行われる。

したがって、実際の画素に設けられた表示素子の温度を把握し、応答速度の改善を図り、表示品位を向上し得る表示装置を提供することができる。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記各データ信号線には、該データ信号線の断線に伴うデータ信号不通を回避するためのはしご形状の予備配線がそれぞれ設けられていると共に、上記予備配線が、前記リード線として用いられていることを特徴としている。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記温度センサは、画素の形成工程にて素子膜形成して作り込まれたサーミスタ型センサからなっていることを特徴としている。

上記発明によれば、温度センサは、画素の形成工程にて素子膜が順次形成され、作り込まれる。この結果、表示装置の製造を行うことにより、温度センサが完成する。このため、温度センサの製造が容易である。また、温度センサは、画素の形成工程にて作り込まれたサーミスタ型センサからなっているので、薄膜として形成することができコンパクトである。したがって、表示素子内部に存在していても表示の妨げになることがない。また、温度センサは、サーミスタ型センサであるので、低消費電力である。したがって、表示装置の温度センサとして適切である。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記データ信号線駆動手段は、映像信号の示す階調値に相当するデータ信号電圧よりも大きなデータ信号電圧をデータ信号線に供給することを特徴としている。

上記発明によれば、データ信号線駆動手段は、映像信号の示す階調値に相当するデータ信号電圧よりも大きなデータ信号電圧をデータ信号線に供給する。すなわち、オーバーシュート駆動を採用している。

それゆえ、オーバーシュート駆動では温度の影響を受け易いので、画素温度の把握が要求される。したがって、画素内に温度センサを設けることの効果が大きい。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記温度センサは、走査信号線又はデータ信号線の近傍に設けられていることを特徴としている。

上記の発明によれば、走査信号線又はデータ信号線の近傍は、通常、遮蔽部材が設けられているので、温度センサを見えないようにすることができる。また、画素の中央部に温度センサを設けた場合には、温度センサが見えないようにするために、遮蔽部材を設ける必要があるが、そのために開口率が低下する。しかし、本発明では、温度センサは、走査信号線又はデータ信号線の近傍に設けられているので、開口率が低下することもない。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記温度センサは、遮蔽部材にて遮蔽されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、温度センサは、遮蔽部材にて遮蔽されているので、確実に、温度センサを見えないようにすることができる。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記表示部の表示領域の高さをＨとしたとき、前記温度センサは、上記表示領域内における上下端からＨ／４までをそれぞれ除く複数の画素内に設けられていると共に、前記温度検出制御手段は、上記複数の温度センサからの検知信号を平均して画素内温度とすることを特徴としている。

上記の発明によれば、温度センサは、表示領域内における上下端からＨ／４までをそれぞれ除く複数の画素内に設けられている。それゆえ、温度変化の小さい表示領域を測定の対象外とすることができる。

また、温度検出制御手段は、複数の温度センサからの検知信号を平均して画素内温度とする。それゆえ、表示部における温度変化の大きい表示領域の全体を反映した画素温度を求めることができる。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記温度センサは、上記表示領域内に２次元的に散在すると共に、各温度センサの投影水平間隔が互いに等しくなるように設定されていることを特徴としている。

上記の発明によれば、表示領域内に２次元的に散在する各温度センサの投影水平間隔が互いに等しくなるように設定されているので、表示部の横方向を均等に反映した画素温度を求めることができる。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記温度センサが配置される上記表示領域内におけるデータ信号線の間隔が等間隔であることを特徴としている。

上記の発明によれば、データ信号線の間隔が等間隔であるので、確実に、表示部の横方向を均等に反映した画素温度を求めることができる。

また、本発明の表示装置は、上記記載の表示装置において、前記表示領域内の垂直方向における前記温度センサ間の距離が互いに等間隔であることを特徴としている。

上記の発明によれば、表示領域内の垂直方向における前記温度センサ間の距離においても互いに等間隔となり、２次元的に均等に温度分布を求めることができる。

本発明の表示装置では、表示部の表示領域内における少なくとも１つの画素内に温度センサが設けられ、その検知信号は、表示部内に埋設されたリード線によって表示部の周辺に導かれる。そして、温度センサに基く温度検出による画素内温度に基いて、データ信号線にデータ信号が出力される。

したがって、実際の画素に設けられた表示素子の温度を把握し、応答速度の改善を図り、表示品位を向上し得る表示装置を提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態について図１ないし図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。

本実施の形態のアクティブマトリクス型の表示装置としての液晶表示装置１は、図２に示すように、表示部としての表示パネル２と、走査信号を出力する走査信号線駆動部３及び映像信号であるデータ信号を印加するデータ信号線駆動手段としてのデータ信号線駆動部４とから構成されている。上記表示パネル２は、例えば、上下一対の相互に平行なガラス基板と、両ガラス基板の外方表面にそれぞれ形成される偏光板と、上記各ガラス基板の内方表面に形成される透明電極と、上記透明電極上に形成される配向膜と、両ガラス基板の外周部を気密に封止するシール樹脂と、上記ガラス基板及びシール樹脂によって形成された空間内に封入される液晶とを備えている。

上記透明電極は、例えば、上側基板上では共通に形成されており、これに対して下側基板上では、各画素に対応してマトリクス状に配列されて形成されている。

上記下側基板上には、一方向に平行する多数のデータ信号線５と、このデータ信号線５に直交する多数の走査信号線６とが平行して設けられている。データ信号線５と走査信号線６とは、電気的に絶縁した状態で交差している。データ信号線５及び走査信号線６に囲まれた各領域には、画素電極７がそれぞれ設けられている。この画素電極７には、スイッチング部としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）８が接続されている。

上記データ信号線５は、信号線端子５ａを介して、データ信号線駆動部４と接続されており、このデータ信号線５にはデータ信号が印加される。一方、上記走査信号線６は、走査線端子６ａを介して、走査信号線駆動部３と接続されており、この走査信号線６には走査信号が印加される。

上記ＴＦＴ８は、図３に示すように、ガラス基板２１上に、ゲート電極９、ゲート絶縁膜２２、半導体層２３、チャネル保護層２４及びソース電極１０、ドレイン電極１１となるｎ+−Ｓｉ層がこの順に積層される構造を有している。ＴＦＴ８のゲート電極９は、図２に示すように、走査信号線６に接続され、ソース電極１０はデータ信号線５に接続されている。また、ドレイン電極１１は、図３に示すように、接続電極２５と接続されており、この接続電極２５を介して上記画素電極７と接続されている。

上記画素電極７は、隣り合うデータ信号線５と隣り合う走査信号線６とで囲まれた領域に配置されている。この画素電極７は、ＴＦＴ８、走査信号線６、データ信号線５が形成されている面との間に層間絶縁膜２６を介在させることにより、その周端部がデータ信号線５及び走査信号線６とオーバーラップしている。そして、この画素電極７と接続電極２５とは、層間絶縁膜２６に形成されたコンタクトホール２７を介して接続されている。

さらに、上記ガラス基板２１の上には、補助容量配線１３が、走査配線１と平行に、かつ隣り合う走査信号線６の間に配置されている。この補助容量配線１３は、全画素電極７に共通して設けられている。また、補助容量配線１３とコンタクトホール２７との間には、補助容量１２が形成されている。

上記補助容量配線１３は、図２に示すように、すべて短絡されており、補助容量配線端子１３ａを介して、上記下側基板に接続されている。

上記構成のアクティブマトリクス型の液晶表示装置１では、走査信号線６からの走査信号によりそれぞれの走査信号線６上にあるＴＦＴ８のＯＮ・ＯＦＦが制御される。そして、ＴＦＴ８がＯＮ状態のとき、データ信号線５にて入力されるデータ信号が画素電極７及び補助容量１２に入力し、画素電極７と、上側基板である対向基板側の対向電極とそれらの間に狭持される液晶とからなる液晶容量にデータ信号が書き込まれると共に、補助容量１２にもデータ信号が書き込まれる。一方、ＴＦＴ８がＯＦＦ状態のとき、データ信号線５からのデータ信号の画素電極７及び補助容量１２への入力が阻止され、液晶容量と補助容量１２に書き込まれたデータ信号が保持される。

ところで、本実施の形態の液晶表示装置１では、図１に示すように、各データ信号線５の横には、この各データ信号線５に平行に各予備配線１５が配設されている。この予備配線１５は、各画素においてデータ信号線５と連絡線１６によって接続されている。したがって、データ信号線５、予備配線１５及び連絡線１６の形状は、いわゆるはしご形状となっている。つまり、Ｈの字を繋ぎ合わせた形状となっている。

この予備配線１５は、データ信号線５の一部に断線等の欠陥が生じることによりその表示パネル２に線欠陥等の表示劣化が発生するのを防止するために設けられているものである。すなわち、上記はしご形状の予備配線１５を用いた場合には、データ信号線５によるデータ信号は、連絡線１６を通して予備配線１５に絶えず供給されているので、データ信号線５のいずれの箇所で断線していても、データ信号線駆動部４から出力されたデータ信号は、データ信号線５又は予備配線１５のいずれかを通って末端まで供給される。

そして、本実施の形態の液晶表示装置１では、この予備配線１５を利用して、画素内に温度センサ３０を設けている。

すなわち、温度センサ３０を画素内に形成するためには、少なくともこの温度センサ３０に通じるリード線が必要となるが、本実施の形態では、このリード線として予備配線１５を利用している。

ここで、予備配線１５を温度センサ３０のリード線として使用するためには、温度センサ３０を取り付けた予備配線１５がデータ信号線５に電気的に繋がっていてはいけない。そこで、本実施の形態では、温度センサ３０よりもデータ信号線駆動部４側の全ての連絡線１６には予め連絡線隙間１６ａを形成していると共に、該温度センサ３０を形成した画素内において、温度センサ３０を接続した予備配線１５のデータ信号線駆動部４とは反対側の末端側に予備配線隙間１５ａを形成している。これにより、温度センサ３０のリード線としての機能を予備配線１５のデータ信号線駆動部４側に求めることができる。このとき、予備配線１５の予備配線隙間１５ａよりもデータ信号線駆動部４とは反対側つまり末端側では、連絡線１６に連絡線隙間１６ａがないので、本来の予備配線１５としての機能を保持していることになる。

なお、本実施の形態では、温度センサ３０のリード線の機能をデータ信号線駆動部４側に求めて、データ信号線駆動部４側に温度センサ３０の信号を送っているが、必ずしもこれに限らず、温度センサ３０のリード線の機能をデータ信号線駆動部４とは反対側にすることも可能である。この場合には、上記連絡線隙間１６ａは、温度センサ３０よりも末端側における連絡線１６の全てに設けられると共に、温度センサ３０を形成した予備配線１５のデータ信号線駆動部４側に予備配線隙間１５ａが形成される。

また、上記の温度センサ３０の画素内での位置は、例えば、ＴＦＴ８の近傍等に設けることが好ましい。このＴＦＴ８には、このＴＦＴ８が外部から見えないようにするために、図示しない遮蔽部材としてのブラックマトリクスが設けられているので、そのブラックマトリクスの下側に位置することが好ましいためである。したがって、データ信号線５又は走査信号線６の近傍に設けるの好ましい。データ信号線５及び走査信号線６の上部には、ブラックマトリクスが設けられているためである。

ところで、予備配線１５は、本来、データ信号線５に断線が生じている場合に、この予備配線１５を使用してデータ信号を供給するものである。

したがって、本実施の形態では、データ信号線５に断線が発生した場合には、予備配線１５の温度センサ３０のリード線としての使用を断念することとしている。したがって、データ信号線５に断線が発生した場合には、予備配線１５をデータ信号線駆動部４近傍でレーザ装置を用いて切断することにより後述する温度検出制御部４０との経路を断つ一方、レーザ装置を用いて連絡線１６のいずれか一つを短絡する。これにより、容易に本来の予備配線１５として使用することができる。なお、これにより、上述したように、その画素における温度センサ３０での温度測定ができなくなる。しかし、この場合にも、温度測定を可能とするためには、例えば、予備配線１５に接続される後述する温度検出制御部４０からの図示しない制御線を表示パネル２の周辺部に巡らせて、データ信号線駆動部４とは反対側に迂回させておくことが可能である。これにより、データ信号線駆動部４とは反対側の連絡線１６の切断等を行うことにより、温度センサ３０による温度測定が可能である。

次に、上記温度センサ３０の構造について詳細に説明する。

本実施の形態では、温度センサ３０を液晶素子内に直接形成している。この温度センサ３０は、例えば、図４に示すように、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の酸化膜３１とＣｒＮｉ膜３２との積層体の上に、隙間を開けてアルミニウム（Ａｌ）電極３３ａ・３３ｂを形成したものからなっている。この温度センサ３０は、サーミスタ型のセンサであり、半導体のキャリア濃度が温度によって、指数関数的に変化する現象を利用するものである。したがって、隙間の抵抗を検出することによって温度測定できる。なお、本実施の形態では、ＣｒＮｉ膜３２を使用しているが、必ずしもこれに限らず、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等の遷移金属の酸化物半導体等を利用することが可能である。

この温度センサ３０の形成方法について、図５（ａ）〜（ｈ）に基いて説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、両面研磨したシリコン（Ｓｉ）ウエハ３４を熱処理することにより、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の酸化膜３１・３１を形成する。次いで、図５（ｂ）に示すように、下側の酸化膜３１にレジスト膜３５をパターニングして形成する。次いで、図５（ｃ）に示すように、下側の酸化膜３１及びシリコン（Ｓｉ）ウエハ３４をエッチングした後、レジスト膜３５を除去する。次いで、図５（ｄ）に示すように、ＣｒＮｉ膜３２を形成した後、図５（ｅ）に示すように、アルミニウム（Ａｌ）膜３３を真空蒸着し、隙間を形成する。これにより、アルミニウム（Ａｌ）電極３３ａ・３３ｂが形成される。

次いで、図５（ｆ）に示すように、アルミニウム（Ａｌ）電極３３ａ・３３ｂの上に保護膜３６を形成した後、図５（ｇ）に示すように、再度、下側の酸化膜３１及びシリコン（Ｓｉ）ウエハ３４をエッチングして、上側の二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）の酸化膜３１を露出させる。最後に、図５（ｈ）に示すように、保護膜３６を除去することにより、温度センサ３０が完成する。なお、上記の図５（ｆ）に示す工程において、保護膜３６を形成したのは、図５（ｇ）に示す工程において再エッチングを行っているので、再エッチングの際にアルミニウム（Ａｌ）電極３３ａ・３３ｂが侵食されないようにするためである。なお、この温度センサ３０の形成方法については、非特許文献１の技術を適用することができる。

本実施の形態では、一方のアルミニウム（Ａｌ）電極３３ａをＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウムすず酸化物）の予備配線１５に接続し、他方のアルミニウム（Ａｌ）電極３３ｂを補助容量配線１３に接続している。

次に、本実施の形態の液晶表示装置１において、温度センサ３０を画素内に形成する理由について説明する。

まず、本実施の形態の液晶表示装置１は、コンピュータ用の表示装置として使用される高精細なものである。この高精細な液晶表示装置１にＴＶの映像や動画映像を映す場合に、応答速度の遅さが問題となる。すなわち、液晶は容量性負荷であるため、データ信号電圧を画素電極に印加すると、印加されたデータ信号電圧に応じて変化した配向状態を保持する性質（ホールド特性）がある。このため、ＣＲＴ等と比べてちらつきのない表示画面が得られる反面、液晶自身の応答速度が遅く、特に中間調の応答が映像入力信号の１フレーム期間で十分に応答しないために、動画表示の場合に残像が見られるといった表示品位低下の問題がある。

そこで、この問題を解決するために、オーバーシュート駆動等により液晶モジュールに入力データの変化分以上の変化を加えることによって、応答速度を改善させることが可能である。

ところで、液晶表示装置１では、表示パネル２内の温度は、周囲環境温度の影響を受けると共に、当該表示パネル２の表示動作途中にてもばらつく。したがって、この表示パネル２内の温度に応じた上記入力データの変化分以上の変化を加えなければ、適切に応答速度を改善させることができず、その結果、動画表示時の表示品位不良が発生することになる。

具体的には、オーバーシュート駆動においては、図６（ａ）に示すように、２５℃の時に階調値３０を表示するために、例えば、階調値５０に相当するデータ信号電圧を印加する。この結果、階調値３０を表示するためのデータ信号電圧を印加するよりも短時間で、階調値３０に到達することができるようになる。

今、例えば、図６（ｂ）に示すように、０℃の時に階調値３０を表示するために、階調値８０に相当するデータ信号電圧を印加することにより、１０ｍ秒にて階調値３０に到達することができるとした場合に、誤って液晶素子の温度が１０℃であると認識した時には、図６（ｃ）に示すように、階調値３０に到達するために１５ｍ秒かかることになる。この結果、動画の変化に対応できない応答速度になってしまう。

したがって、応答速度の改善のためには、正確な温度管理によるより正確なデータ信号電圧の補正を行う必要がある。特に、冬季において電源をＯＮしたときには、低温であるため応答速度は遅い。

ここで、実際の表示パネル２では、図７（ａ）〜（ｄ）に示すように、表示画面の温度が変化することが確認できている。表示パネル２が温度上昇するのは、表示パネル２の裏側に図示しないバックライトが設けられており、そのバックライトの放射熱によるためである。具体的には、周囲温度２４℃のときに、表示パネル２の温度分布は、電源ＯＮから３０分後では、図７（ａ）に示すように、全体的に低い３２℃である。その後、電源ＯＮから６０分後には、図７（ｂ）に示すように、上側約４／５までが３６．８℃であり下側約１／５までが３０．０℃である。なお、表示パネル２の上側が下側よりも温度が高いのは、熱は上側に移動するためである。そして、図７（ｃ）に示すように、電源ＯＮから９０分後になって略飽和状態となり、上側約４／５までが３８．３℃となり下側約１／５が３０．０℃である。また、図７（ｄ）に示すように、図７（ｃ）の状態から電源ＯＦＦすると、３０分にて略元の図７（ａ）の状態に戻る。

したがって、飽和状態の温度分布になるまでに９０分を要している。なお、上記の例では、初期周囲温度２４℃から始めているが、より低い初期周囲温度から始めるとさらに長時間にて飽和温度に達すること、及び飽和温度として３８℃よりも低い値になること等が考えられる。

また、表示パネル２の温度分布は上側約４／５までの温度変化が大きい。この結果、電源ＯＮから３０分後程度までの温度分布と、電源ＯＮから９０分後の飽和状態の温度分布とでは温度差に明確な違いがあることから、このような表示パネル２の温度変化を踏まえたデータ信号線５への電圧印加が必要であることがわかる。特に、低い温度における温度管理が重要である。

本実施の形態では、上記の表示パネル２の温度分布測定結果に基いて、例えば、図８に示すように、表示パネル２の高さをＨとした場合に、例えば、下端からＨ／３以上の水平位置に例えば１０ポイントの温度センサ３０を配置している。下端からＨ／３以上としたのは、この領域の温度変化が大きいためである。また、１０ポイントとしたのは、本実施の形態では、データ信号線駆動部４における図示しないソースドライバＩＣを１０個使用しているためであり、ソースドライバＩＣ毎に表示パネル２の温度管理をする趣旨である。したがって、必ずしも１０ポイントに限らない。なお。本実施の形態では、データ信号線駆動部４側からの予備配線１５の利用を考えているが、必ずしもこれに限らず、表示パネル２の周囲に迂回線を引き回すことにより、表示パネル２の下端側からの予備配線１５も利用して測定箇所を２０ポイントにすることが可能である。

また、本実施の形態では、上記の表示パネル２の温度分布測定結果に基いて、表示パネル２の測定ポイントとしては、表示パネル２の上下端Ｈ／４ずつを除いて、複数箇所に設けるのが好ましいと考える。上下端Ｈ／４までは、端部周辺であり、表示パネル２の全体温度を反映していないと考えることができるためである。

また、複数箇所の設け方は、ランダムな位置よりも、例えば、水平方向において等間隔であることが好ましい。これにより、表示パネル２における横方向の全体の温度分布が得られるためである。

上記の各温度センサ３０を上記ポイントに配置しておくことにより、図９に示すように、各温度センサ３０からの検知信号が予備配線１５を通して温度検出制御手段としての温度検出制御部４０に送られ、温度検出制御部４０の内部に設けられた温度検出部４１によって温度検出が行われる。なお、温度検出制御部４０は、本実施の形態では、例えば、図２に示すように、データ信号線駆動部４内の端部に設けられている。

上記温度検出部４１は、具体的には、電源電圧を各温度センサ３０に印加することにより、各温度センサ３０の抵抗値に基く電流値を算出し、この電流値に対応する予め求められた温度により、画素の温度を検出する。

このとき、温度センサ３０がデータ信号線５に存在すると、データ信号線５の配線容量が微妙に異なるため、温度センサ３０が存在しないデータ信号線５と比較し、その配線容量の微妙な違いが表示に若干の影響を与える可能性がある。また、温度センサ３０が存在する画素は、温度センサ３０がない画素と比較すると、開口率が若干低くなることは明らかである。このため、可能な限り温度センサ３０の表示パネル２上における配置は分散させるのが好ましい。一例としては、表示領域内に２次元的に散在する各温度センサ３０の投影水平間隔が互いに等しくなるのがよい。また、表示パネル２上の温度センサ３０が配置されるデータ信号線５の間隔が略等間隔であるものがよい。さらに好ましくは、それに加え上記表示パネル２上の垂直方向における温度センサ３０間の距離が互いに略等間隔のものがよい。具体的には、図８に示すような温度センサの分布である。勿論、表示パネル２上の温度センサ３０の分布は、図８の分布に限るものではなく、表示パネル２上の温度センサ３０の分散を考慮したものであればよい。

本実施の形態では、例えば１０個の測定値が得られる。そこで、これらの値の平均値を温度データ演算部４２にて演算する。そして、その平均値をデータ信号線駆動部４に送ることにより、データ信号線駆動部４ではこの平均値に基く温度パラメータにより、階調表示のために必要とするオーバーシュート電圧を算出して、各データ信号線５に出力する。

この結果、温度変化に起因するデータ信号電圧の補正をより正確に行うことができ、表示品位の改善を行うことができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、温度センサ３０はＣｒＮｉ膜３２を使用したサーミスタ構造となっており、画素内に温度センサ３０を作り込んでいる。しかし、特にこれに限定するものではなく、例えば、既存のダイオードを画素内に埋め込み、そのダイオードの温度特性による出力電圧の変化を利用して、温度変化を感知することが可能である。

また、本実施の形態では、温度センサ３０のリード線として予備配線１５を使用しているが、必ずしもこれに限らず、単独のリード線を設けることが可能である。また、予備配線１５ははしご形状となっているが、必ずしもこれに限らず、はしご形状でない予備配線を使用することも可能である。

さらに、本実施の形態では、表示パネル２に１０ポイントの複数箇所の測定ポイントを設けているが、必ずしもこれに限らず、例えば、表示パネル２の中央位置に１箇所の測定ポイントとすることが可能である。

このように、本実施の形態の液晶表示装置１では、表示パネル２の表示領域内における少なくとも１つの画素内に温度センサ３０が設けられている。この温度センサ３０からの検知信号は、表示パネル２内に埋設された予備配線１５によって表示パネル２の周辺に導かれる。

そして、表示パネル２の周辺には、データ信号線駆動部４に温度検出制御部４０が設けられており、この温度検出制御部４０の温度検出部４１は、温度センサ３０からの検知信号に基いて温度を検出する。また、この温度検出制御部４０からの画素内温度に基いて、データ信号線駆動部４はデータ信号線５にデータ信号を出力する。

それゆえ、画素内の実際の温度がデータ信号線５へのデータ信号に反映される。したがって、温度変化の影響を受け易い応答速度に対して、推定温度ではなく、液晶表示素子の現実の温度に基く階調制御を行うことができるので、表示パネル２の表示領域は適正な応答速度に基く表示が行われる。

したがって、実際の画素に設けられた液晶表示素子の温度を把握し、応答速度の改善を図り、表示品位を向上し得る液晶表示装置１を提供することができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、各データ信号線５には、該データ信号線５の断線に伴うデータ信号不通を回避するためのはしご形状の予備配線１５がそれぞれ設けられている。そして、この予備配線１５が、温度センサ３０のリード線として利用される。

それゆえ、他の目的のために形成された予備配線１５を温度センサ３０のリード線として利用するので、別途に専用線を設ける必要がない。この結果、製造工程が大幅に増加するのを防止することができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、温度センサ３０は、画素の形成工程にて素子膜形成して作り込まれたサーミスタ型センサからなっている。

それゆえ、温度センサ３０は、画素の形成工程にて素子膜が順次形成され、作り込まれる。この結果、液晶表示装置１の製造を行うことにより、温度センサ３０が完成する。このため、温度センサ３０の製造が容易である。また、温度センサ３０は、画素の形成工程にて作り込まれたサーミスタ型センサからなっているので、薄膜として形成することができコンパクトである。したがって、液晶表示素子内部に存在していても表示の妨げになることがない。また、温度センサ３０は、サーミスタ型センサであるので、低消費電力である。したがって、液晶表示装置１の温度センサとして適切である。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、データ信号線駆動部４は、映像信号の示す階調値に相当するデータ信号電圧よりも大きなデータ信号電圧をデータ信号線に供給する。すなわち、オーバーシュート駆動を採用している。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、温度センサ３０は、走査信号線６又はデータ信号線５の近傍に設けられている。

それゆえ、走査信号線６又はデータ信号線５の近傍は、通常、ブラックマトリクスが設けられているので、温度センサ３０を見えないようにすることができる。また、画素の中央部に温度センサ３０を設けた場合には、温度センサ３０が見えないようにするために、ブラックマトリクスを設ける必要があるが、そのために開口率が低下する。しかし、本実施の形態では、温度センサ３０は、走査信号線６又はデータ信号線５の近傍に設けられているので、開口率が低下することもない。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、温度センサ３０は、ブラックマトリクスにて遮蔽されている。それゆえ、確実に、温度センサ３０を見えないようにすることができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、温度センサ３０は、表示領域内における上下端からＨ／４までをそれぞれ除く複数の画素内に設けられている。それゆえ、温度変化の小さい表示領域を測定の対象外とすることができる。

また、温度検出制御部４０は、複数の温度センサ３０からの検知信号を平均して画素内温度とする。それゆえ、表示パネル２における温度変化の大きい表示領域の全体を反映した画素温度を求めることができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、表示領域内に２次元的に散在する各温度センサ３０の投影水平間隔が互いに等しくなるように設定されているので、表示パネル２の横方向を均等に反映した画素温度を求めることができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、データ信号線５の間隔が等間隔であるので、確実に、表示パネル２の横方向を均等に反映した画素温度を求めることができる。

また、本実施の形態の液晶表示装置１では、表示領域内の垂直方向における温度センサ３０間の距離が互いに等間隔である。

それゆえ、表示領域内の垂直方向における温度センサ３０間の距離においても互いに等間隔となり、２次元的に均等に温度分布を求めることができる。

本発明の表示装置は、高精彩モニタノートの動画対応用の液晶モニタに使用される液晶表示装置や、今後出てくるＨＤＴＶ（High Definition Television）等のものがターゲットとなる。

本発明の実施形態を示すものであり、液晶表示装置に設けられた温度センサを示す構造図である。上記液晶表示装置の表示駆動部の構成を示すブロック図である。図１のＡ−Ａ’線断面図である。上記液晶表示装置の温度センサの構成を示す断面図である。（ａ）〜（ｈ）は、上記温度センサの製造工程を示す断面図である。（ａ）はオーバーシュート駆動を示すものであり、２５℃において階調３０を得るために階調５０の印加電圧をかけるときの到達時間を示すグラフであり、（ｂ）はオーバーシュート駆動において、０℃において階調３０を得るために階調８０の印加電圧をかけるときの到達時間を示すグラフであり、（ｃ）は（ｂ）において誤って０℃であると誤認したときの、印加電圧と到達時間との関係を示すグラフである。（ａ）〜（ｄ）は表示パネルの温度分布を経時的に示す正面図である。上記液晶表示装置の表示パネル内での温度センサの配置位置を示す正面図である。上記液晶表示装置の温度検出制御部の構成を示すブロック図である。従来の液晶表示装置の温度センサの配置位置を示す構成図である。従来の上記液晶表示装置において、表示領域を４分割した表示パネルを示す正面図である。従来の他の液晶表示装置の温度センサの配置位置を示す構成図である。

符号の説明

１液晶表示装置（表示装置）
２表示パネル（表示部）
３走査信号線駆動部
４データ信号線駆動部（データ信号線駆動手段）
５データ信号線
６走査信号線
７画素電極
８ＴＦＴ（スイッチ部）
１５予備配線（リード線）
１５ａ予備配線隙間
１６ａ連絡線隙間
１６連絡線
３０温度センサ
４０温度検出制御部（温度検出制御手段）
４１温度検出部

Claims

複数の走査信号線と、映像信号がデータ信号として供給される複数のデータ信号線と、上記走査信号線とデータ信号線との交点に対応してスイッチ部を介して接続された画素をマトリクス状に配置した表示部とを有する表示装置において、
上記表示部の表示領域内における少なくとも１つの画素内に設けられた温度センサと、
上記温度センサからの検知信号を表示部の周辺に導くべく表示部内に埋設されたリード線と、
上記温度センサからの検知信号に基いて温度を検出する温度検出制御手段と、
上記温度検出制御手段からの画素内温度に基いて、上記データ信号線にデータ信号を出力するデータ信号線駆動手段が設けられていることを特徴とする表示装置。
前記各データ信号線には、該データ信号線の断線に伴うデータ信号不通を回避するためのはしご形状の予備配線がそれぞれ設けられていると共に、
上記予備配線が、前記リード線として用いられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記温度センサは、画素の形成工程にて素子膜形成して作り込まれたサーミスタ型センサからなっていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記データ信号線駆動手段は、映像信号の示す階調値に相当するデータ信号電圧よりも大きなデータ信号電圧をデータ信号線に供給することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記温度センサは、走査信号線又はデータ信号線の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記温度センサは、遮蔽部材にて遮蔽されていることを特徴とする請求項５記載の表示装置。
前記表示部の表示領域における上下高さをＨとしたとき、
前記温度センサは、上記表示領域内端からＨ／４までをそれぞれ除く複数の画素内に設けられていると共に、
前記温度検出制御手段は、上記複数の温度センサからの検知信号を平均して画素内温度とすることを特徴とする請求項１記載の表示装置。
前記温度センサは、上記表示領域内に２次元的に散在すると共に、各温度センサの投影水平間隔が互いに等しくなるように設定されていることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
前記温度センサが配置される上記表示領域内におけるデータ信号線の間隔が等間隔であることを特徴とする請求項７記載の表示装置。
前記表示領域内の垂直方向における前記温度センサ間の距離が互いに等間隔であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の表示装置。