JPH0772459A - 液晶マトリクス・ディスプレーの温度補償方法と装置 - Google Patents

液晶マトリクス・ディスプレーの温度補償方法と装置

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JPH0772459A
JPH0772459A JP1502791A JP1502791A JPH0772459A JP H0772459 A JPH0772459 A JP H0772459A JP 1502791 A JP1502791 A JP 1502791A JP 1502791 A JP1502791 A JP 1502791A JP H0772459 A JPH0772459 A JP H0772459A
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Richard I Mccartney
リチャード・アイ・マッカートニイ
John A Rupp
ジョン・エイ・ラップ
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    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ディスプレーにおいて液晶媒体の光透過
性は印加された電界と温度の関数である。液晶媒体の温
度が実用的な応答時間を得るため、加熱素子がセンサと
サーモスタットと共に液晶ディスプレーの温度を適正な
範囲に確定する。 【構成】 センサの出力信号はディジタル化され、記憶
装置アドレスの第１部分として使用される。記憶装置ア
ドレスの第２部分は操作者又は液晶ディスプレーの画像
を制御する処理装置の何れかからの指令信号によって提
供される。第１及び第２部分によって決定された記憶域
に記憶された論理信号が電界（印加電圧）を指定し、そ
れによって温度補償及び液晶媒体の非直線的特性の補償
がなされる。記憶装置からの論理信号は液晶ディスプレ
ーに印加される電圧に変換される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般にディスプレー技術
に関し、特に液晶ディスプレーに関する。本発明は環境
温度を最適化できない場合に液晶ディスプレー特性の温
度による変動の問題を解消するものである。
【０００２】
【従来の技術】平板液晶ディスプレーを通る光透過は液
晶分子の整列によって決定される。一方、液晶分子の整
列は分子が属する電界によって決定される。図１のＡ，
Ｂ及びＣに代表的なディスプレー環境におけるツイスト
ネマテック液晶材料の液晶分子に対する電界の作用が図
解されている。基板２９及び３２は液晶材料を封入して
いる。所定の相対的配向の偏光素子３１が基板２９及び
３２に結合されている。基板２９及び３２上には更に
（透明な）電極３０及び３４が各々配置されている。液
晶分子４０は基板の間に封入されている。図１Ａでは、
液晶分子を電界に従属させる臨界値以下の電圧が電極３
０及び３４に印加されると、液晶材料の分子は作用を受
けず、光はセルを透過しない。すなわち基板２９と３２
の間を透過しない。図１Ｂでは、液晶分子４０のほぼ全
てが完全に配向されるような充分な強さで電極３０及び
３４に電圧が印加される。分子４０のこのような完全な
整列（すなわち飽和）の状態では光は基板２９と３２の
間を透過する。図１Ｃでは、電極３０と３４の間に印加
された電圧によって液晶分子４０は部分的に整列され、
セルに向かう光の一部が基板２９と３４の間を透過す
る。
【０００３】従来の技術では（平板）液晶ディスプレー
は電気絶縁された複数個のディスプレー領域を有するこ
とができ、個々のディスプレー領域はディスプレー・セ
ルと呼ばれ、或いはその領域がディスプレーの小部分を
示す場合はピクセルと呼ばれている。図２を参照する
と、平板ディスプレーの部分を起動するための装置を示
している。各ディスプレー領域の電極はコンデンサ５を
形成している。印加された制御及び電圧信号に応答して
切り換え素子として機能する薄膜トランジスタ２０がコ
ンデンサ板に蓄積された電荷を制御し、ひいてはセルの
液晶材料に印加される電圧と、その結果生ずる電界を制
御する。トランジスタ２０のゲート端子がｎ行の導体に
印加された制御電圧によって使用可能にされると、コン
デンサ５はｍ列の導体に印加された電圧まで充電され
る。このようにしてディスプレーの各々の個別のコンデ
ンサに制御可能な電荷が付与され、従ってディスプレー
の各々の個々のコンデンサを通る光透過を個々に制御す
ることができる。
【０００４】次に図３を参照すると、カラー画像の液晶
ディスプレーを実施する技術を図示している。基板２９
と３２は所定の配向の偏光素子３１を有し、液晶材料４
０を封入している。基板３２には赤、緑及び青のフィル
ター３３が結合されている。透明な共通導体３４がカラ
ーフィルター３３を覆っている。各カラーフイルター領
域３３には電極３０が付属している。電極３０と共通電
極３４の間に印加された電圧が関連するフィルター３３
の領域内の液晶を通る光透過を決定する。従って、各カ
ラーフィルター３３を透過する光の強度を制御でき、カ
ラー画像を提供するために累積効果を利用できる。
【０００５】液晶分子の整列は印加される電界に左右さ
れるとともに、温度によつても左右され、一方、温度は
弾性係数のような特性に影響を及ぼし、この弾性係数は
一方では液晶分子の整列に影響を及ぼす。図４は、幾つ
かの異なる温度における一般に平行な板の間に封入され
た液晶に関する光透過と電圧（すなわち電界）のグラフ
を示している。
【０００６】液晶平板セルを透過する光が温度によって
左右されることは光透過の始端領域で特に重要である。
この領域では比較的ゆるやかな温度変化でも光透過を大
きく変化させることがある。しかし、図４から明らかな
ように一つの温度範囲での選択された光透過のための電
圧が、異なる温度では異なる光透過をもたらす。オン・
オフ形式の液晶ディスプレーでは液晶材料の透過性と電
圧との相関特性の２つの極端な（平坦な）部分に動作を
限定するならば、透過の変化による影響はとるに足らな
いものである。しかし、グレイスケールを使用するディ
スプレーにおいては、透過性の変化によってディスプレ
ーにより提示される液晶材料を判別し難くなることがあ
る。カラー・ディスプレーの場合、カラー・トラッキン
グの精度が失われるとディスプレーをカラーにする利点
が損なわれることがある。
【０００７】図４を参照するともう一つの問題が判明す
る。液晶ディスプレーのグレイスケール特性は中心透過
領域の限定部分を除けば直接的ではない。操作者は一般
に直線的な尺度を与えるスイッチ又はこれに類する装置
の設置により入力信号を与えることを望むものである。
直線的な入力信号から液晶ディスプレーの直線的な透過
をもたらす信号への変換は一般に入力信号のガンマ修正
と呼ばれている。従って液晶ディスプレーの光透過特性
の温度補償を行う装置と方法の必要性があった。更に、
ガンマ修正を温度修正装置と連結できる装置と方法の必
要性があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は改良されたデ
ィスプレー装置を提供することを目的としている。本発
明は更に改良された平板液晶ディスプレーを提供するこ
とを目的としている。本発明は更に液晶ディスプレーを
起動するための温度補償を提供することを目的としてい
る。本発明は更に非直線的透過と電圧との相関特性に関
する温度補償と修正の双方を行うことを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記の機構及びその他の
機構は本発明に従って液晶ディスプレーにヒーター素子
と、温度検出素子とサーモスタットとを備えることによ
って達成される。これらの素子によつて液晶材料はディ
スプレーのための充分な応答時間が得られる。温度検出
素子の出力信号はディジタル化され、記憶装置アドレス
の第１部分として使用される。記憶装置アドレスの第２
部分は操作者又は所望の透過特性を指定する画像処理装
置からの指令信号によって決定される。第１及び第２ア
ドレス部分によって決定された記憶装置アドレスに記憶
された論理信号は電圧のディジタル信号表現を提供し、
この電圧が液晶ディスプレーに印加されると温度補償及
び液晶ディスプレーの非直線的励振特性の補償がなされ
る。
【００１０】
【実施例】つぎにこの発明の実施例を添付図面を参照し
つつ詳細に説明する。さて図５を参照すると本発明の構
成図を示している。液晶ディスプレー装置５０はヒータ
ー５１及びこれと熱接触する温度センサ５２を有してい
る。温度センサ５２はサーモスタット５３に信号を供給
する。温度センサ５２からの信号によってサーモスタッ
ト５３はヒーター５１を、ひいては熱結合液晶ディスプ
レー装置５０を所定温度に保持する。温度センサ５２か
らの出力信号は更にアナログ−ディジタル変換器５４に
供給される。アナログ−ディジタル変換器５４からの出
力信号はＰＲＯＭ（半固定記憶装置）５５のアドレス端
子部分に供給される。指令語もＰＲＯＭ装置５５のアド
レス端子に供給される。ＰＲＯＭ装置５５からの出力信
号はディジタル−アナログ変換器５６に送られる。ディ
ジタル・アナログ変換器５６からの出力信号は励振器５
７に送られる。励振器５７からの出力信号は液晶ディス
プレーに通常含まれるアドレス指定装置によって液晶デ
ィスプレー装置５０の適宜の部分に送られる。
【００１１】軍用機（avionics）のような多くの用途で
はディスプレーの液晶材料の温度は充分なディスプレー
応答時間が得られるように充分高いことが必要である。
ヒーター素子、温度センサ及びサーモスタットによっ
て、ディスプレー装置が−１５度ないし７０℃のような
広い温度範囲で動作される場合にも、液晶の温度は許容
できる応答時間が得られる範囲にされる。温度の基本範
囲が確定されると、温度センサからの信号はディスプレ
ーの必要な光透過特性を指定する指令信号と共に記憶装
置の記憶域をアドレスするために使用される。この記憶
域は適正な光透過を得るために温度センサにより決定さ
れる温度で必要な電圧を指定するディジタル信号を含ん
でいる。次に論理信号群がディジタル−アナログ変換器
に供給され、この変換器がディスプレー領域に印加され
る電圧を供給する。記憶域に記憶された信号群は更に、
電圧と光透過の非直線的な相関に関して、すなわち測定
された温度に対応して補償できることは明らかであろ
う。
【００１２】ある種の消費者製品に使用されるような精
度が低いディスプレー用にはディスプレー領域に印加さ
れる電圧に定数項を加えることで充分であろう。例えば
図４を参照すると、透過と電圧の相関曲線の形状は基本
的に同一であるが、各曲線は別の曲線とは電圧が偏位し
ているように見える。最初段階の近似のためには、この
電圧偏位は定数値で表すことができることが多い。更に
精密なディスプレーでは記憶された論理信号群の機能性
を一層精密にすることが必要である。画像が複数個のピ
クセル要素から形成される画像ディスプレーの場合は、
液晶ディスプレーのアドレス指定回路は温度補償回路と
同期化されて、各ピクセルに印加された電圧が温度補償
されるようにされる。
【００１３】以上の説明は好適な実施例の動作の説明で
あり、本発明の範囲を限定するものではない。本発明の
範囲は特許請求項によってのみ限定されるものである。
以上の説明から本発明の精神と範囲を逸脱することなく
多くの変更が可能であることが当業者には明らかであろ
う。
【００１４】
【発明の効果】液晶ディスプレーにヒーター素子と温度
検出素子とサーモスタットとを備えることによって液晶
材料に充分な応答時間が得られ、液晶ディスプレーの起
動の際の温度補償がなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液晶分子の図解である。
【図２】個々の液晶ディスプレー領域を充電するために
使用される装置の回路図である。
【図３】カラー画像をディスプレーできる液晶ディスプ
レーの横断面図である。
【図４】幾つかの異なる温度での液晶ディスプレーのた
めの電圧（印加された電界）の関数としての光透過特性
のグラフである。
【図５】本発明に基づく液晶ディスプレーの温度補償に
使用される装置の構成図である。
【符号の説明】
５０ 液晶ディスプレー装置 ５１ ヒーター ５２ 温度センサ ５３ サーモスタット ５４ アナログ−ディジタル変換器 ５５ ＰＲＯＭ（半固定記憶装置） ５６ ディジタル−アナログ変換器 ５７ 励振器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶ディスプレーにおいて、 ２個の電極の間に封入された液晶材料（４０）を有する
    少なくとも１個のセル（図３、図２の５０）と、 温度信号を供給するため該セルに熱結合された温度検出
    素子（５２）と、 前記温度信号に応答して第１のディジタル信号群を供給
    するためのアナログ−ディジタル変換器（５４）と、 前記第１信号群及び第２信号群に応答して、第３信号群
    を供給する変換装置（５５）であって、前記第２信号群
    は前記セルを透過する所望の光透過を特定し、前記第３
    信号群は所望の透過をもたらすように前記電極（３０，
    ３４）に印加する所望の電圧を特定する形式の変換装置
    と、 前記第３信号群を前記所望電圧に変換するディジタル−
    アナログ変換器（５６）、とから構成されたことを特徴
    とする液晶ディスプレー。
  2. 【請求項２】 液晶ディスプレー・セルを起動する電圧
    を提供する方法において、 第１ディジタル信号群によって液晶セルの所望の光透過
    を指定し（図５の指令語）、 第２ディジタル信号群によって液晶セルの温度（５２）
    を識別し、 液晶セルを起動する電圧を識別する第３ディジタル信号
    群（５５）を前記第１及び第２ディジタル信号群から決
    定し、 前記第３信号群を実効電圧（５６）へと変換する各段階
    から成ることを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 温度補償を備えた液晶ディスプレーにお
    いて、 液晶材料を含む少なくとも１個のセル（図３、図５の５
    ０）であって、そのセルの光透過性は起動電圧によって
    決定される形式のセルと、 前記起動電圧をそのセルに提供するための電圧印加装置
    であって、 セルに熱結合され、そのセルの温度を識別する第１論理
    信号群を提供する温度検出装置（５２）と、 前記第１論理信号群及び第２論理信号群に応答して、該
    起動電圧を提供する変換装置（５５，５６，５７）とを
    備えた電圧印加装置とから成り、前記第２論理信号群は
    セルに必要な光透過の大きさを特定し、起動電圧はセル
    に印加されるとそのセルによる必要な光透過性を付与す
    ることを特徴とする液晶ディスプレー。
JP1502791A 1990-01-16 1991-01-16 液晶マトリクス・ディスプレーの温度補償方法と装置 Withdrawn JPH0772459A (ja)

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