液晶表示装置
【課題】液晶表示パネルの表示の品質を向上させることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】表示器１０は、一対の透光性基板４１、４２の間に液晶４６が封入されている液晶表示パネル４０と、透光性基板４１の反電極形成面側に形成される発熱部７１を有するヒータ７０と、ヒータ７０の発熱部７１に隣り合って設置される温度感知部７６を有するサーミスタ７５とを備えている。
【解決手段】表示器１０は、一対の透光性基板４１、４２の間に液晶４６が封入されている液晶表示パネル４０と、透光性基板４１の反電極形成面側に形成される発熱部７１を有するヒータ７０と、ヒータ７０の発熱部７１に隣り合って設置される温度感知部７６を有するサーミスタ７５とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの裏面側にパネルヒータを設け、液晶表示パネルに封入されている液晶をヒータにて加熱し最適な状態にする液晶表示装置が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特に、特許文献２には、液晶表示パネルに近接して温度検出器を設置し、液晶表示パネルの雰囲気温度を検出し、温度検出器が、パネルの雰囲気温度が低温であることを検出すると、ヒータを加熱制御する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３７５３５号公報
【特許文献２】実開昭５６−１２８６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載されているように温度検出器を液晶表示パネルに近接して設けるとなると、温度検出器は、例えば液晶表示パネルの基板上に設けられることが考えられる。このような位置に温度検出器を設置すると、ヒータを加熱制御したとき、ヒータからの熱は液晶表示パネルの基板を伝達した後、温度検出器に伝えられることとなる。基板は、通常、透明なガラスまたは樹脂等から構成されている。これらの部材は、比較的熱容量が大きく、ヒータからの熱が温度検出器まで伝わるまでにある程度の時間を要する。このため、ヒータにて液晶が加熱されたとしても、温度検出器にてその温度をいち早く検出することが困難となり、検出精度が悪い。
【０００５】
検出精度が悪いと、ヒータの制御性が低下するため、場合によっては、液晶を過熱するおそれがある。液晶が過熱すると、コントラストが低下したり、周囲にある制御回路などに悪影響を及ぼしたりするため、液晶表示パネルの表示の品質が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、液晶表示パネルの表示の品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、一対の基板を有し、両基板の対向する面に複数の電極が設けられ、両基板の間隙に液晶が封入されている液晶表示パネルと、基板の反電極形成面側に設けられ、少なくとも基板の板厚方向で液晶表示パネルの表示領域と重なる位置に配置され、通電することにより発熱する透明な発熱部を有するヒータと、ヒータの発熱部に隣り合って設置される温度感知部を有する温度検出器と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、温度検出器の温度感知部は、他の熱容量の大きな部材（例えば、液晶表示パネルの基板など）を介すことなく、ヒータの発熱部に隣り合って設置されているため、発熱部が発熱を開始すると直ぐにその温度を感知する。温度検出器は、発熱部が発熱を開始するとすぐにその温度を感知できるため、温度検出器がヒータの発熱部との間に比較的熱容量の大きな部材が介在されている場合に比べ、液晶の温度の上昇が始まってから温度感知部が温度を感知するまでの期間（以下、「反応期間」という）を短縮できる。また、温度検出器の温度感知部は発熱部に隣り合って設置されているため、温度感知部への外気温の影響を受け難くすることができ、外乱を極力排除することができる。以上のことにより、液晶温度の検出精度が向上する。
【０００９】
液晶温度の検出精度が向上すると、ヒータの制御性が向上するため、液晶の過熱を抑制することができる。また、温度検出器の反応期間を短縮できるため、発熱部の発熱量を大きくしても、液晶が過熱すること無くヒータを制御することができ、急速に液晶温度を最適な温度に上昇させることができる。
【００１０】
以上のことにより、液晶表示パネルの表示の品質を格段に向上させることができる液晶表示装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ヒータは、発熱部と、発熱部を支持する支持基板とを備え、温度検出器は、基板と支持基板との間に設置されていることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、ヒータは、発熱部と、その発熱部を支持する支持基板を備えており、液晶表示パネルとは別体となっている。このため、どのような形式の液晶表示パネルにも適用できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、液晶表示パネルの基板に隣り合って設けられ、一対の基板間に液晶が封入されている補償パネルを備え、補償パネルの基板のうち、液晶表示パネル側の基板は、支持基板を兼ねていることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、補償パネルの一部をヒータとして利用することができるため、液晶表示装置の厚さを極力薄くすることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、発熱部は、基板の反電極形成面上に設けられ、温度検出器は、反電極形成面のさらに反電極形成面側に隣り合って設置されていることを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、発熱部は液晶表示パネルの基板上に設けられているため、液晶表示装置の厚さを極力薄くすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、発熱部は、基板の板厚方向で表示領域外の位置にも形成されており、温度検出器は、表示領域外における発熱部に隣り合って設置されていることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、発熱部は表示領域外の位置にも形成され、温度検出器は表示領域外における発熱部に隣り合って設置されているため、液晶表示パネルが透過型のものであっても、表示に影響を与えることなく温度を検出することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、発熱部は、少なくとも液晶表示パネルの表示領域全面を覆っていることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、発熱部は、少なくとも表示領域全面を覆っているため、表示領域の液晶を均一に加熱することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、発熱部には、表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、発熱部には、表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されている。これによれば、発熱部を発熱させるべく通電したときの、液晶表示パネルの液晶の温度と、温度検出器が検出する温度との温度上昇度合いを適宜調整することができる。これにより、温度検出器が検出する温度を液晶の温度に合わせることができ、液晶表示パネルの液晶の温度検出の精度がより向上する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、抵抗調整部は、発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、抵抗調整部は発熱部の一部を除去するという簡単な構造で発熱部の抵抗を調整することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、抵抗調整部は、発熱部のうち、表示領域外の発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴としている。
【００２６】
透明な発熱部とはいえ、発熱部の抵抗を調整するために発熱部の一部を除去すると、液晶表示パネルの裏面側から光を透過させると、発熱部と除去部分との境界線が影となって表示に悪影響を及ぼすおそれがある。この発明によれば、抵抗調整部は、表示領域外に形成されているため、上述の問題を回避することができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、発熱部と隣り合った位置に、発熱部と直列に温度ヒューズが接続されていることを特徴としている。
【００２８】
この発明によれば、発熱部と隣り合った位置に、発熱部と直列に温度ヒューズが接続されているため、何らかの異常で発熱部の温度を制御することができなくとも、温度ヒューズにより、発熱部への通電を強制的に遮断することができる。これにより、液晶表示装置を過熱より保護することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、温度検出器は、サーミスタであることを特徴としている。
【００３０】
ここで、サーミスタは、熱容量の比較的小さい温度検出器の一種である。この発明によれば、熱容量の比較的小さいサーミスタを温度検出器として使用するため、温度の検出精度を格段に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという。）１の構成を示す模式図である。
【００３３】
ＨＵＤ１は車両２に搭載され、車室３前方のインストルメントパネル４内に設けられる。ＨＵＤ１は、車両情報を表示するメータ５の車両２前方側に設けられている。
【００３４】
このＨＵＤ１は、表示器１０、反射鏡１１、および防塵カバー１２などから構成されている。表示器１０は、車両情報を画像として形成する。反射鏡１１は、表示器１０が形成した表示画像の画像光を、防塵カバー１２を介して車室３前方のウインドシールド６に導く。これにより、ウインドシールド６へ入射された画像光は、ウインドシールド６の車室３内側表面上にて結像され、虚像として表示される。
【００３５】
図２は、図１に示す表示器１０の一部の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図１に示す表示器１０の一部の構成を示す断面図である。
【００３６】
表示器１０は、バックライト２０、投射レンズ２６および液晶パネル３０などから構成されている。
【００３７】
バックライト２０は、光源２１、集光レンズ２２、拡散板２３等から構成され、支持部材２４の内部に収容されている。
【００３８】
光源２１は、本実施形態では発光ダイオードである。光源２１は、例えばキセノンランプ、蛍光表示管、または冷陰極管などであっても良い。光源２１は、光源用プリント基板２５上に実装されている。図示しないが、光源２１は、プリント基板８０上に実装されている制御部９０と電気的に接続されている。集光レンズ２２は、図３に示すように、断面が凸状である凸レンズであり、発光した光源２１から広域に放射される光を集めて拡散板２３に向けて出射する。拡散板２３は、集光レンズ２２とは反対側に発光面を有しており、集光レンズ２２からの入射光を拡散して、この発光面から投射レンズ２６に向けて出射する。発光面は平面状に形成されており、輝度ムラの抑制された均一な光源面として機能する。
【００３９】
投射レンズ２６は樹脂などの高屈折率材料で形成され、バックライト２０と液晶パネル３０との間に配置されている。投射レンズ２６のバックライト２０側には、拡散板２３からの出射光が入射される。投射レンズ２６は、バックライト２０からの入射光を集めて液晶パネル３０に投射する。
【００４０】
液晶パネル３０は投射レンズ２６とは反対側に画面３１を有しており、外部からの入力信号に応じた表示画像を画面３１上に形成する。液晶パネル３０は、プリント基板８０上に実装された制御部９０とフレキシブルプリント基板８１を介して電気的に接続されている。制御部９０は、表示信号を生成し、液晶パネル３０に向けてその表示信号を送信する。液晶パネル３０は、透過型のパネルであり、投射レンズ２６から光が投射されることによって透過照明される。液晶パネル３０は、透過照明によって画面３１上に形成される表示画像を反射鏡１１へ出力する（図１参照）。
【００４１】
次に、液晶パネル３０について図４から図７に基づいて
図４から図６は、液晶パネル３０を３方から見た平面図、および側面図である。図４は、液晶パネル３０の投射レンズ２６とは反対側の平面図であり、図５は、液晶パネル３０の投射レンズ２６側の平面図であり、図６は、液晶パネル３０の側面図である。図７は、図６中の破線部を拡大した断面図である。
【００４２】
液晶パネル３０は、ＤＳＴＮ（Double cell Super Twisted Nematic）型の液晶パネルであり、液晶表示パネル４０、補償パネル６０およびヒータ７０を有している。液晶表示パネル４０と補償パネル６０は、互いに接着剤や接着テープなどによって貼り合わされている。液晶パネル３０は、補償パネル６０側を投射レンズ２６に向けて配置される。
【００４３】
液晶表示パネル４０は、一対の透光性基板４１、４２、スペーサ４５、液晶４６などから構成されている。図４に示すように、一対の透光性基板４１、４２は、例えばガラスにより矩形状に形成されている。補償パネル６０側に配置される一方の透光性基板４１は、上下方向の長さが他方の透光性基板４２よりも長く形成されている。図４、図６、図７に示すように、他方の透光性基板４２の下端部側には、一方の透光性基板４１が突出する突出部４３が形成されている。他方の透光性基板４２の電極形成面とは反対側の面上、つまり画面３１側の面上には、偏光板４４が形成されている。
【００４４】
図７に示すように、一対の透光性基板４１、４２の間には、他方の透光性基板４２の外周縁部に沿ってスペーサ４５が設けられている。一対の透光性基板４１、４２とスペーサ４５にて形成される空間には液晶４６が封入されている。
【００４５】
一対の透光性基板４１、４２の互いに対向する面上には、透明電極４７、４８が形成されている。透明電極４７、４８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウムスズ酸化物）からなり、複数の帯状に形成されている。透明電極４７、４８は、両透光性基板４１、４２の板厚方向から見て、互いに直交するように透光性基板４１、４２に並んで形成されている。
【００４６】
上記突出部４３には、透明電極４７、４８と接続されている第一端子部（図示せず）および、フレキシブルプリント基板８１の中央部分と接続される第二端子部（図示せず）が形成されている。突出部４３には、制御部９０にて生成された表示信号をフレキシブルプリント基板８１、第二端子部を通じて受信し、その表示信号に応じて生成した駆動信号を対応する透明電極４７、４８に第一端子部を通じて送信する駆動回路４９が実装されている（図３参照）。
【００４７】
補償パネル６０は、一対の透光性基板６１、６２、スペーサ６７、液晶６８などから構成されている。図５に示すように、一対の透光性基板６１、６２は、例えばガラスにより矩形状に形成されている。液晶表示パネル４０側に配置される一方の透光性基板６１は、上下方向の長さ、および左右方向の長さが、他方の透光性基板６２よりも長く形成されている。図５から図７に示すように、他方の透光性基板６２の下端部側には、一方の透光性基板６１が突出する第一突出部６３が形成され、両側端部側には、一方の透光性基板６１が突出する第二突出部６４、６５が形成されている。なお、補償パネル６０の他方の透光性基板６２の大きさは、液晶表示パネル４０の他方の透光性基板４２の大きさとほぼ同じであり、両透光性基板６１、６２は、板厚方向で互いに重なるように配置されている。他方の透光性基板６２の一方の透光性基板６１とは反対側の面上には、偏光板６６が形成されている。
【００４８】
図７に示すように、一対の透光性基板６１、６２の間には、他方の透光性基板６２の外周縁部に沿ってスペーサ６７が設けられている。一対の透光性基板６１、６２とスペーサ６７にて形成される空間には液晶６８が封入されている。
【００４９】
一方の透光性基板６１における他方の透光性基板６２側の面上には、上記透明電極４７、４８と同じ材料であるＩＴＯからなり、通電することにより発熱する発熱部７１が全面に形成されている。これにより、発熱部７１は、図４に示す液晶表示パネル４０の表示画像を表示する表示領域５０における液晶４６を均一に加熱することができる。
【００５０】
本実施形態では、一方の透光性基板６１および発熱部７１にてヒータ７０を構成している。補償パネル６０の一方の透光性基板６１は、ヒータ７０の一部を兼ねているため、表示器１０の厚さを極力薄く形成することができる。
【００５１】
図５に示すように、第二突出部６４、６５に形成されている発熱部７１には、発熱部７１に電流を供給するヒータ接続部７３、７４が接続されている。ヒータ接続部７３、７４は、帯状に形成されたフレキシブルプリント基板より構成されており、第二突出部６４、６５上の発熱部７１と導電性接着剤などによって接続されている。
【００５２】
図５に示すように、フレキシブルプリント基板８１は、液晶パネル３０側の端部が３つに分かれている。フレキシブルプリント基板８１の中央端部８２は駆動回路４９と接続している。同図中、ヒータ接続部７３、７４は、それぞれフレキシブルプリント基板８１の右側端部８３、左側端部８４と半田付けにより接続している。
【００５３】
図５および図７に示すように、フレキシブルプリント基板８１の左側端部８４は、第一突出部６３に形成されている発熱部７１の真上に設置されるような形状となっている。この左側端部８４の面上には、温度検出器としてのサーミスタ７５が接着材などで貼り付けられている。サーミスタ７５の温度感知部７６は、発熱部７１に向けて、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。サーミスタ７５は比較的熱容量が小さく、温度を計測する検出器として使用するのに適している。
【００５４】
このような位置にサーミスタ７５を設置させることにより、液晶パネルを構成する透光性基板上にサーミスタ７５を設置させる場合に比べ、発熱部７１の熱を即座に感知させることができる。フレキシブルプリント基板８１は透光性基板に比べ薄く、熱容量が小さいためである。
【００５５】
また、サーミスタ７５は、液晶表示パネル４０の表示画像の表示領域５０外における発熱部７１に隣り合って設置されているため、本実施形態のように液晶パネル３０が透過型のパネルであっても表示画像の表示に影響を与えることなく温度を検出することができる。
【００５６】
また、図５および図７に示すように、右側のヒータ接続部７３におけるフレキシブルプリント基板８１の右側端部８３と接続される端部も、第一突出部６３に形成されている発熱部７１の真上に配置されるような形状となっており、その端部の面上には、温度ヒューズ７７が設けられている。温度ヒューズ７７と発熱部７１とは、ヒータ接続部７３を介して直列に接続されている。ヒータ７０またはヒータ７０を制御する制御部９０に何らかの異常が発生し、発熱部７１が過熱したとしても、温度ヒューズ７７はそれを感知し、発熱部７１への通電を強制的に遮断する。
【００５７】
図８は、本実施形態のＨＵＤ１を駆動制御する回路構成図である。制御部９０は、ＨＵＤ１を駆動制御するマイクロコンピュータ９１を有している。マイクロコンピュータ９１は、液晶パネル３０、光源２１、およびヒータ７０を駆動制御するための演算処理を実行するＣＰＵ、演算結果や、サーミスタ７５からの温度情報や、外部からのＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチ情報や、車速情報などの各種車両情報などを一時的に記憶するＲＡＭ、ＣＰＵにてＨＵＤ１を駆動制御するための演算処理を行う際に必要な制御プログラムなどを記憶するＲＯＭを有している。
【００５８】
マイクロコンピュータ９１の入力側には、インターフェイス（図示しない）を介して、サーミスタ７５、ＨＵＤ１のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、車速情報などの各種車両情報を発信する各種車両情報センサが接続されている。また、マイクロコンピュータ９１の出力側には、光源２１、駆動回路４９を介して液晶表示パネル４０、および温度ヒューズ７７を介してヒータ７０が接続されている。
【００５９】
マイクロコンピュータ９１は、表示器１０に表示する表示画像の表示信号を生成し、駆動回路４９にその信号を出力する。表示信号を受けた駆動回路４９は、その信号に基づいて、一対の透光性基板４１、４２上に形成されている透明電極４７、４８への通電を制御する。マイクロコンピュータ９１は、光源２１を発光させるべく、駆動信号を生成し、図示しない駆動回路へ出力する。駆動回路は、その信号に基づいて、光源２１への通電を制御する。また、マイクロコンピュータ９１は、ヒータ７０を制御する駆動信号を生成し、図示しない駆動回路へ出力する。駆動回路は、その信号に基づいて、ヒータ７０の発熱部７１への通電を制御する。
【００６０】
次に、ＨＵＤ１のヒータ７０の作動を図９に基づいて説明する。図９は、ＨＵＤ１のヒータ７０の作動を示すフローチャートである。
【００６１】
制御部９０は、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮとなると図９に示す制御フローを開始する。図９に示すように、ステップＳ１０（以下、単にＳ１０という。他のステップについても同様とする。）では、制御部９０は、所定の初期化を実行する。
【００６２】
Ｓ２０では、液晶温度Ｔを測定する。具体的には、制御部９０に入力されるサーミスタ７５からの温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定する。実際には、液晶温度Ｔを直接測定することができないため、サーミスタ７５から入力される温度情報に基づき推定する。推定方法としては、例えば、サーミスタ７５からの温度情報と実際の液晶温度Ｔとの関係を実験して求めたものを制御部９０のＲＯＭなどにマップや計算式として記憶し、それを使用して推定する方法が考えられる。サーミスタ７５より入力される１度の温度情報より液晶温度Ｔを測定してもよいが、複数回入力される温度情報を平均処理して液晶温度Ｔを測定する方が好ましい。複数回サンプリングした温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定することにより液晶温度Ｔの測定精度が向上する。
【００６３】
Ｓ３０では、測定した温度Ｔが３０℃未満であるか否かを判定する。ここで、液晶温度Ｔは、ＨＵＤ１の表示器１０に様々な影響を与える。例えば、液晶温度Ｔが低温となると、表示器１０に表示する表示画像の表示応答時間が長くなる。表示応答時間が長くなると、刻一刻と変化する車速情報の表示画像を更新させると表示更新前後における表示画像が重なり運転者は表示画像の認識度が低下する。一方、液晶温度Ｔが高温となると、表示画像のコントラストが低下してしまう。また、例えば制御部９０などの周辺機器にも悪影響を及ぼす。３０℃は、液晶４６にとって表示の品質を高い状態に維持できる好ましい温度である。なお、この判定温度は、３０℃に限らず、液晶の温度特性を考慮し、必要に応じて適宜変更するのが好ましい。
【００６４】
Ｓ３０における判定がＹＥＳ、つまり測定した温度Ｔが３０℃未満であれば、処理がＳ４０に移行する。制御部９０は、ヒータ７０を作動すべく生成した駆動信号をヒータ７０の駆動回路へ出力する。駆動回路は、発熱部７１へ、その信号に応じた電流を通電する。これにより、発熱部７１は通電される電流値に応じて発熱し、液晶４６を加熱する。
【００６５】
一方、Ｓ３０における判定がＮＯ、つまり測定した温度Ｔが３０℃以上であれば、処理がＳ５０に移行する。制御部９０は、ヒータ７０の作動を停止すべく駆動信号のヒータ７０への出力を停止する。駆動回路は、制御部９０からの駆動信号の受信が停止すると、発熱部７１への通電を停止する。
【００６６】
Ｓ４０またはＳ５０のいずれかの処理が終了すると、再び処理をＳ２０に戻し、液晶温度Ｔを測定する。この制御フローは、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦとなるまで繰り返し実行される。
【００６７】
本実施形態では、上述したようにサーミスタ７５は、例えば液晶表示パネル４０の透光性基板４１に隣り合う位置に設置されるのではなく、ヒータ７０の発熱部７１に隣り合う位置に設置されている。これにより、サーミスタ７５は、発熱部７１が発熱を開始すると直ぐに温度を感知する。このため、サーミスタ７５とヒータ７０の発熱部７１との間に比較的熱容量の大きな透光性基板４１が介在されている場合に比べ、サーミスタ７５の反応期間を短縮することができる。また、サーミスタ７５の温度感知部７６は、発熱部７１に隣り合って設置されているため、温度感知部７６への外気温の影響を受け難くすることができ、外乱を極力排除することができる。以上のことにより、液晶温度Ｔの検出精度が向上する。
【００６８】
このことにより、ヒータ７０の制御性が向上するため、液晶４６の過熱を抑制することができる。また、サーミスタ７５の反応期間を短縮できるため、発熱部７１の発熱量を大きくしても、液晶４６が過熱すること無くヒータ７０を制御することができ、急速に液晶温度Ｔを最適な温度に上昇させることができる。以上のことにより、液晶表示パネル４０の表示の品質を格段に向上させることができる。
【００６９】
次に、ＨＵＤ１の表示更新の作動を図１０から図１４に基づいて説明する。
【００７０】
図１０は、ＨＵＤ１の表示更新の作動を示すフローチャートである。図１１は、表示更新時のタイムチャートである。図１２は、表示応答時間を説明するためのタイムチャートである。図１３は、液晶温度Ｔと、表示応答時間ＲＥ０および表示更新時間ＲＮとの関係を示す特性図である。図１４は、表示画像の表示更新前後の状態を示す表示状態図である。
【００７１】
制御部９０は、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮとなると図１０に示す制御フローを開始する。なお、この制御フローは、図９における制御フローとほぼ同時に開始する。図１０に示すように、ステップＳ１１０（以下、単にＳ１１０という。他のステップについても同様とする。）では、制御部９０は、所定の初期化を実行する。
【００７２】
Ｓ１２０では、制御部９０は、表示器１０に入力される車速Ｖ情報に応じた表示をすべく駆動回路４９に向けて表示信号を送信する。
【００７３】
Ｓ１３０では、液晶温度Ｔを測定する。具体的には、制御部９０に入力されるサーミスタ７５からの温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定する。実際には、液晶温度Ｔを直接測定することができないため、サーミスタ７５から入力される温度情報に基づき推定する。推定方法としては、例えば、サーミスタ７５からの温度情報と実際の液晶温度Ｔとの関係を実験して求めたものを制御部９０のＲＯＭなどにマップや計算式として記憶し、それを使用して推定する方法が考えられる。サーミスタ７５より入力される１度の温度情報より液晶温度Ｔを測定してもよいが、複数回入力される温度情報を平均処理して液晶温度Ｔを測定する方が好ましい。複数回サンプリングした温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定することにより液晶温度Ｔの測定精度が向上する。
【００７４】
Ｓ１４０以降の処理は、Ｓ１３０にて測定した温度Ｔに応じて表示更新前の表示画像（ｎ）への表示を指示してから、次の表示画像への表示を指示するまでの時間である表示更新時間ＲＮを液晶表示パネル４０の表示応答時間ＲＥ０に基づき決定する。
【００７５】
ここで、表示応答時間ＲＥ０および表示更新時間ＲＮについて説明する。
【００７６】
図１２は、液晶表示パネル４０のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行ったときの光透過率（以下、単に透過率という。）を表したタイムチャートである。図中、液晶表示パネル４０をＯＮしてから安定した状態を透過率１００％とし、ＯＦＦしてから安定した状態を透過率０％とする。
【００７７】
図１２に示すように、液晶表示パネル４０を時刻ｔ１にてＯＮからＯＦＦに切替えると、透過率は、徐々に低下し、最終的には０％に至る（図中、破線参照）。液晶表示パネル４０を時刻ｔ１にてＯＦＦからＯＮに切替えると、透過率は、徐々に上昇し、最終的には１００％に至る（図中、実線参照）。
【００７８】
本実施形態でいう表示応答時間ＲＥ０とは、液晶表示パネル４０をＯＮからＯＦＦに切替える場合の切替えタイミングから透過率１０％となるまでの応答時間ＲＥ１と、液晶表示パネル４０をＯＦＦからＯＮに切替える場合の切替えタイミングから透過率９０％となるまでの応答時間ＲＥ２とのうち、経過時間の長い方をいう。図１２では、ＲＥ１の方がＲＥ２よりも経過時間が長いため、ＲＥ０＝ＲＥ１となる。
【００７９】
この表示応答時間ＲＥ０は、液晶温度Ｔに応じて変化する。図１３の破線に示すように、表示応答時間ＲＥ０は、何れも液晶温度Ｔが低下すると共に長くなり、液晶温度Ｔが上昇すると共に短くなる。
【００８０】
本実施形態では表示更新時間ＲＮとは、図１１の上段に示すように、更新前の表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）に更新する場合を例にとって挙げると、制御部９０が更新前の表示画像（ｎ−１）の消去を開始すると共に新表示の表示画像（ｎ）を表示する表示信号を発信してから、さらに、次の表示を開始すべく、表示画像（ｎ）の消去を開始すると共に、次の表示画像（ｎ＋１）を表示する表示信号を発信するまでの時間をいう。
【００８１】
（液晶温度Ｔが−７℃未満の場合）
Ｓ１４０では、測定した温度Ｔが−７℃未満であるか否かを判定する。Ｓ１４０での判定がＹＥＳ、つまり液晶温度Ｔが−７℃未満であり図１３に示すように比較的、液晶４６の表示応答時間ＲＥ０が長いと判定されると、処理がＳ１５０に移行する。
【００８２】
Ｓ１５０では、表示更新時間ＲＮをＲＮ＝１５００ｍｓに設定する。Ｓ１６０では、設定後から１５００ｍｓが経過したか否かを判定する。１５００ｍｓが経過していなければ、Ｓ１６０での処理を繰り返し実行する。
【００８３】
１５００ｍｓが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。具体的には、制御部９０は、更新前の車速Ｖ情報に相当する表示画像（ｎ−１）を、新たな車速Ｖ情報に相当する表示画像（ｎ）に更新すべく、表示画像（ｎ−１）を消去すると共に表示画像（ｎ）の表示信号を駆動回路４９に向けて発信する（図１１参照）。
【００８４】
（液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下の場合）
Ｓ１４０での判定がＮＯ、つまり液晶温度Ｔが−７℃以上であると判定されると、処理がＳ１７０に移行する。
【００８５】
Ｓ１７０では、測定した温度Ｔが２５℃以下であるか否かを判定する。Ｓ１７０での判定がＹＥＳ、つまり液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下であると判定されると、処理がＳ１８０に移行する。
【００８６】
Ｓ１８０では、図１３に示すように、液晶温度Ｔと共に変化する表示更新時間ＲＮに基づいて表示更新時間ＲＮを設定する。この−７℃〜２５℃の温度範囲では、表示更新時間ＲＮは、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算した時間となっている。本実施形態では、表示更新時間ＲＮは、ステップ的に変化しているが、表示応答時間ＲＥ０に対して一定の延長時間Ａを加算したものであっても良い。本実施形態では、この表示更新時間ＲＮは、制御部９０のマイクロコンピュータ９１に設けられるＲＯＭに記憶されている。また、この表示更新時間ＲＮは、計算によって求めても良い。例えば、ＲＯＭに表示応答時間ＲＥ０を記憶しておき、この温度範囲において、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算して求めたものを表示更新時間ＲＮとする。
【００８７】
Ｓ１９０では、設定後からＳ１８０にて設定した表示更新時間ＲＮが経過したか否かを判定する。設定した表示更新時間ＲＮが経過していなければ、Ｓ１９０での処理を繰り返し実行する。
【００８８】
設定した表示更新時間ＲＮが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。
【００８９】
（液晶温度Ｔが２５℃よりも高い場合）
Ｓ１７０での判定がＮＯ、つまり液晶温度Ｔが２５℃よりも高いと判定されると、処理がＳ２００に移行する。
【００９０】
Ｓ２００では、表示更新時間ＲＮをＲＮ＝３００ｍｓに設定する。Ｓ２１０では、設定後から３００ｍｓが経過したか否かを判定する。３００ｍｓが経過していなければ、Ｓ２１０での処理を繰り返し実行する。
【００９１】
３００ｍｓが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。
【００９２】
次に、図１０における制御フローを実行したときの各温度範囲における表示器１０の表示状態を説明する。
【００９３】
液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下の比較的液晶４６の状態が良好の場合、表示更新時間ＲＮは、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算した時間となる（図１１および図１３参照）。
【００９４】
このように表示更新時間ＲＥ０を設定すると、図１１に示すように、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）への更新が開始されてから、表示応答時間ＲＥ０が経過するまでは、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）とが重なって表示される。これは、液晶４６をＯＮ−ＯＦＦさせたときの透過率が１０％から９０％の範囲内にあるためである（図１２参照）。表示応答時間ＲＥ０経過後、所定の延長時間Ａの期間は、表示画像（ｎ−１）は表示器１０から消去され、表示画像（ｎ）のみが表示される。このため、この延長時間Ａの期間中に運転者は、表示が表示画像（ｎ）となったことを認識することができる。
【００９５】
延長時間Ａは、表示画像（ｎ−１）が消去され、表示画像（ｎ）のみが表示され、その表示内容を運転者が確実に認識することができるだけの時間であれば良い。具体的には、この時間Ａは約１００ｍｓあれば運転者は表示器１０に表示されている表示内容を確実に認識することができる。
【００９６】
例えば、更新前の表示画像（ｎ−１）が「４ｋｍ／ｈ」であり、新表示である表示画像（ｎ）が「７ｋｍ／ｈ」である場合、表示器１０の表示画像は、「４ｋｍ／ｈ」（図１４（ａ）参照）から「４ｋｍ／ｈ」と「７ｋｍ／ｈ」とが重なった状態（図１４（ｂ）参照）を経て、「７ｋｍ／ｈ」（図１４（ｃ））に変化する。
【００９７】
図１１に示す表示応答時間ＲＥ０の期間では、表示器１０の表示画像は、図１４（ｂ）に示すような状態となっている。これでは、運転者は表示器１０に表示されている表示内容を認識することができない。ところが、本実施形態では、表示応答時間ＲＥ０が経過した後、所定の延長時間Ａだけ「７ｋｍ／ｈ」の表示を継続するため、運転者はこの延長時間Ａの期間中に表示内容が「７ｋｍ／ｈ」であることを確実に認識させることができる。これにより、表示更新途中に背景画像を挿入することをせずとも更新された表示画像の表示内容を運転者に確実に認識させることができる。また、背景画像を挿入しないため、表示更新間隔を、背景画像を挿入する場合に比べ短くすることができる。このような方法にて表示画像を更新するものは、刻々と変化する車速Ｖを表示させるものに適している。
【００９８】
しかしながら、図１３に示すように、液晶４６は、その温度Ｔが低くなるほど表示応答時間ＲＥ０が長くなり、高くなるほど表示応答時間ＲＥ０が短くなる。
【００９９】
例えば、液晶温度Ｔが−２０℃では、表示応答時間ＲＥ０は３０００ｍｓとなる。仮に、上記温度範囲（−７℃以上、２５℃以下）と同じように、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算したものを表示更新時間ＲＮとして、表示器１０を作動させると、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）に更新されるまでの時間が非常に長くなる。これでは、本実施形態のように表示器１０に刻々と変化する車速Ｖを表示させるようなものには不向きであり、表示機能を低下させてしまう。
【０１００】
そこで、本実施形態では、液晶温度Ｔがある程度低い状態にあるとき、具体的には−７℃未満のとき、上記のような問題を解消すべく、表示応答時間ＲＥ０に拘わらず表示更新時間ＲＮを１５００ｍｓに固定して設定する。これにより、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）はある程度重なって見えても、表示更新時間ＲＮを比較的長くしているため、運転者は表示内容を認識することができる。これにより、車速Ｖという刻々と変化する情報を表示画像として表示するという表示機能の低下を極力抑えつつ、表示の品質を確保することができるのである。
【０１０１】
また、液晶温度Ｔが５０℃では、表示応答時間ＲＥ０は１００ｍｓを下回る。仮に上記温度範囲（−７℃以上、２５℃以下）と同じように、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算したものを表示更新時間ＲＮとして、表示器１０を作動させると、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）とが重なる期間は短くなるものの、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）への更新、そして、その次の表示画像への更新が短く、却って、運転者は表示器１０に表示されている内容を認識するのが困難となる。
【０１０２】
そこで、本実施形態では、液晶温度Ｔがある程度高い状態にあるとき、具体的には２５℃よりも高いとき、上記のような問題を解消すべく、表示応答時間ＲＥ０に拘わらず表示更新時間ＲＮを３００ｍｓに固定して設定する。これにより、運転者は、更新後の表示画像（ｎ）を確実に認識することができるようになる。
【０１０３】
以上説明してきたように、本実施形態では、液晶温度Ｔが所定の温度範囲にあるときは勿論、その温度範囲よりも低い場合や高い場合であっても、表示更新時の表示品質を確保することができる表示器１０ひいてはＨＵＤ１を提供することができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、特許請求の範囲に記載されている液晶表示装置としてＨＵＤ１に設けられている表示器１０を例に挙げて説明したが、液晶表示パネル４０に表示する表示画像を直接運転者に視認させる形式のものであっても良い。
【０１０５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、第１実施形態による透光性基板６１上に形成した発熱部７１の変形例である。第２実施形態では、透光性基板６１上に形成した発熱部７１の一部を除去することにより、発熱部７１に発熱部７１に流れる電流を制限する抵抗調整部７２を形成している。これにより、抵抗調整部７２の前後に形成されている発熱部７１の発熱量を制御することができる。
【０１０６】
図１５および図１６は、発熱部７１が形成されている透光性基板６１を光源２１側から見た状態を示している。
【０１０７】
例えば、図１５に示すように、サーミスタ７５に対応する部分の周囲、または第一突出部６３の発熱部７１を除去して抵抗調整部７２（図中のハッチング部）を形成する。図１５に図示する位置の発熱部７１を除去することにより、発熱部７１を除去した部分の前後の電流の経路が狭くなり、抵抗値が高まる。その結果、サーミスタ７５に対応する部分の発熱量は、発熱部７１が除去されていない部分、つまり、一点鎖線で囲まれる表示領域５０に対応する部分の発熱量よりも低下する。
【０１０８】
また、図１６に示すように、表示領域５０に対応する部分を挟むように、表示領域５０に対応する部分とヒータ接続部７３、７４との間の発熱部７１を除去して抵抗調整部７２（図中のハッチング部）を形成する。図１６に図示する位置の発熱部７１を除去することにより、発熱部７１を除去した部分の前後、つまり表示領域５０に対応する部分の前後の電流の経路が狭くなり、抵抗値が高まる。その結果、表示領域５０に対応する部分の発熱量は、サーミスタ７５に対応する部分の発熱部７１の発熱量よりも低下する。
【０１０９】
図１５や図１６に示すように、発熱部７１に抵抗調整部７２を形成することにより、サーミスタ７５に対応する部分や、表示領域５０に対応する部分の発熱量を適宜調整することができる。これにより、発熱部７１に通電させたときの液晶４６の温度上昇と、サーミスタ７５が検出する温度との関係を適宜調整することができる。
【０１１０】
また、図１５や図１６に示すように、抵抗調整部７２は、表示領域５０外に対応する部分に形成されているため、裏面側から光源２１からの光を照射しても表示器１０に表示される画像に抵抗調整部７２の影が投影されるといった問題の発生を防止することができる。
【０１１１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第１実施形態のヒータ７０およびサーミスタ７５をＴＮ（Twisted Nematic）型やＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネルに適用した例である。図１７は、ＴＮ型の液晶表示パネル４０ａの要部を拡大した断面図である。
【０１１２】
図１７に示すように、ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ａ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ａの透明電極４７ａが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。発熱部７１のさらに光源２１側には、光源２１側の偏光板６６が設けられている。透光性基板４２ａの反光源側にも偏光板４４が設けられている。
【０１１３】
このように、液晶表示パネル４０ａを構成する透光性基板４１ａ上にヒータ７０の発熱部７１を設けるようにしているため、ことにより、表示器１０の厚さを極力薄くすることができる。
【０１１４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第１実施形態のヒータ７０およびサーミスタ７５をＦＳＴＮ（Film Super Twisted Nematic）型やＦＳＴＮ型の一種であるＡＳＴＮ型の液晶パネルに適用した例である。図１８は、ＦＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｂの要部を拡大した断面図である。図１９は、ＡＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｃの要部を拡大した断面図である。
【０１１５】
図１８に示すように、この型の液晶表示パネル４０ｂは、透光性基板４１ｂ、４２ｂの外側の面にそれぞれ形成されている偏光板６６、４４と、向かい合うそれぞれの透光性基板４１ｂ、４２ｂとの間に高分子からなる位相差フィルム９２、９３が設けられている。
【０１１６】
ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ｂ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ｂの透明電極４７ｂが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。
【０１１７】
また、図１９に示すように、ＡＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｃは、透光性基板４１ｂ側に設けられる偏光板６６と、透光性基板４１ｂとの間に補償フィルム９４が設けられる形式の液晶表示パネル４０である。
【０１１８】
ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ｂ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ｂの透明電極４７ｂが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による表示器の一部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す表示器の一部の構成を示す断面図である。
【図４】図１に示す表示器における液晶パネルの投射レンズとは反対側の平面図である。
【図５】図１に示す表示器における液晶パネルの投射レンズ側の平面図である。
【図６】図１に示す表示器における液晶パネルの側面図である。
【図７】図１に示す表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるＨＵＤを駆動制御する回路構成図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器に設けられるヒータの作動を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の表示更新の作動を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の表示更新時のタイムチャートである。
【図１２】液晶の表示応答時間を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の液晶温度と、表示応答時間および表示更新時間との関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器が表示する表示画像の表示更新全後の状態を示す表示状態図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による表示器の発熱部が形成されている透光基板の一例を示す平面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による表示器の発熱部が形成されている透光基板の他の例を示す平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による表示器における液晶パネルとは異なる別の形式の液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）、２ 車両、３ 車室、４ インストルメントパネル、５ メータ、６ ウインドシールド、１０ 表示器（液晶表示装置）、２０ バックライト、２１ 光源、３０ 液晶パネル、３１ 画面、４０ 液晶表示パネル、４１・４２ 透光性基板、４３ 突出部、４６ 液晶、４７・４８ 透明電極、４９ 駆動回路、５０ 表示領域、６０ 補償パネル、６１・６２ 透光性基板、６３ 第一突出部、６４・６５ 第二突出部、７０ ヒータ、７１ 発熱部、７２ 抵抗調整部、７３・７４ ヒータ接続部、７５ サーミスタ、７６ 温度感知部、７７ 温度ヒューズ、９０ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルの裏面側にパネルヒータを設け、液晶表示パネルに封入されている液晶をヒータにて加熱し最適な状態にする液晶表示装置が知られている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
特に、特許文献２には、液晶表示パネルに近接して温度検出器を設置し、液晶表示パネルの雰囲気温度を検出し、温度検出器が、パネルの雰囲気温度が低温であることを検出すると、ヒータを加熱制御する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３７５３５号公報
【特許文献２】実開昭５６−１２８６１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献２に記載されているように温度検出器を液晶表示パネルに近接して設けるとなると、温度検出器は、例えば液晶表示パネルの基板上に設けられることが考えられる。このような位置に温度検出器を設置すると、ヒータを加熱制御したとき、ヒータからの熱は液晶表示パネルの基板を伝達した後、温度検出器に伝えられることとなる。基板は、通常、透明なガラスまたは樹脂等から構成されている。これらの部材は、比較的熱容量が大きく、ヒータからの熱が温度検出器まで伝わるまでにある程度の時間を要する。このため、ヒータにて液晶が加熱されたとしても、温度検出器にてその温度をいち早く検出することが困難となり、検出精度が悪い。
【０００５】
検出精度が悪いと、ヒータの制御性が低下するため、場合によっては、液晶を過熱するおそれがある。液晶が過熱すると、コントラストが低下したり、周囲にある制御回路などに悪影響を及ぼしたりするため、液晶表示パネルの表示の品質が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、液晶表示パネルの表示の品質を向上させることができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、一対の基板を有し、両基板の対向する面に複数の電極が設けられ、両基板の間隙に液晶が封入されている液晶表示パネルと、基板の反電極形成面側に設けられ、少なくとも基板の板厚方向で液晶表示パネルの表示領域と重なる位置に配置され、通電することにより発熱する透明な発熱部を有するヒータと、ヒータの発熱部に隣り合って設置される温度感知部を有する温度検出器と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、温度検出器の温度感知部は、他の熱容量の大きな部材（例えば、液晶表示パネルの基板など）を介すことなく、ヒータの発熱部に隣り合って設置されているため、発熱部が発熱を開始すると直ぐにその温度を感知する。温度検出器は、発熱部が発熱を開始するとすぐにその温度を感知できるため、温度検出器がヒータの発熱部との間に比較的熱容量の大きな部材が介在されている場合に比べ、液晶の温度の上昇が始まってから温度感知部が温度を感知するまでの期間（以下、「反応期間」という）を短縮できる。また、温度検出器の温度感知部は発熱部に隣り合って設置されているため、温度感知部への外気温の影響を受け難くすることができ、外乱を極力排除することができる。以上のことにより、液晶温度の検出精度が向上する。
【０００９】
液晶温度の検出精度が向上すると、ヒータの制御性が向上するため、液晶の過熱を抑制することができる。また、温度検出器の反応期間を短縮できるため、発熱部の発熱量を大きくしても、液晶が過熱すること無くヒータを制御することができ、急速に液晶温度を最適な温度に上昇させることができる。
【００１０】
以上のことにより、液晶表示パネルの表示の品質を格段に向上させることができる液晶表示装置を提供することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ヒータは、発熱部と、発熱部を支持する支持基板とを備え、温度検出器は、基板と支持基板との間に設置されていることを特徴としている。
【００１２】
この発明によれば、ヒータは、発熱部と、その発熱部を支持する支持基板を備えており、液晶表示パネルとは別体となっている。このため、どのような形式の液晶表示パネルにも適用できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、液晶表示パネルの基板に隣り合って設けられ、一対の基板間に液晶が封入されている補償パネルを備え、補償パネルの基板のうち、液晶表示パネル側の基板は、支持基板を兼ねていることを特徴としている。
【００１４】
この発明によれば、補償パネルの一部をヒータとして利用することができるため、液晶表示装置の厚さを極力薄くすることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、発熱部は、基板の反電極形成面上に設けられ、温度検出器は、反電極形成面のさらに反電極形成面側に隣り合って設置されていることを特徴としている。
【００１６】
この発明によれば、発熱部は液晶表示パネルの基板上に設けられているため、液晶表示装置の厚さを極力薄くすることができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、発熱部は、基板の板厚方向で表示領域外の位置にも形成されており、温度検出器は、表示領域外における発熱部に隣り合って設置されていることを特徴としている。
【００１８】
この発明によれば、発熱部は表示領域外の位置にも形成され、温度検出器は表示領域外における発熱部に隣り合って設置されているため、液晶表示パネルが透過型のものであっても、表示に影響を与えることなく温度を検出することができる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、発熱部は、少なくとも液晶表示パネルの表示領域全面を覆っていることを特徴としている。
【００２０】
この発明によれば、発熱部は、少なくとも表示領域全面を覆っているため、表示領域の液晶を均一に加熱することができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、発熱部には、表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されていることを特徴としている。
【００２２】
この発明によれば、発熱部には、表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されている。これによれば、発熱部を発熱させるべく通電したときの、液晶表示パネルの液晶の温度と、温度検出器が検出する温度との温度上昇度合いを適宜調整することができる。これにより、温度検出器が検出する温度を液晶の温度に合わせることができ、液晶表示パネルの液晶の温度検出の精度がより向上する。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、抵抗調整部は、発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴としている。
【００２４】
この発明によれば、抵抗調整部は発熱部の一部を除去するという簡単な構造で発熱部の抵抗を調整することができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明は、抵抗調整部は、発熱部のうち、表示領域外の発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴としている。
【００２６】
透明な発熱部とはいえ、発熱部の抵抗を調整するために発熱部の一部を除去すると、液晶表示パネルの裏面側から光を透過させると、発熱部と除去部分との境界線が影となって表示に悪影響を及ぼすおそれがある。この発明によれば、抵抗調整部は、表示領域外に形成されているため、上述の問題を回避することができる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明は、発熱部と隣り合った位置に、発熱部と直列に温度ヒューズが接続されていることを特徴としている。
【００２８】
この発明によれば、発熱部と隣り合った位置に、発熱部と直列に温度ヒューズが接続されているため、何らかの異常で発熱部の温度を制御することができなくとも、温度ヒューズにより、発熱部への通電を強制的に遮断することができる。これにより、液晶表示装置を過熱より保護することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明は、温度検出器は、サーミスタであることを特徴としている。
【００３０】
ここで、サーミスタは、熱容量の比較的小さい温度検出器の一種である。この発明によれば、熱容量の比較的小さいサーミスタを温度検出器として使用するため、温度の検出精度を格段に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００３２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態によるヘッドアップディスプレイ装置（以下、ＨＵＤという。）１の構成を示す模式図である。
【００３３】
ＨＵＤ１は車両２に搭載され、車室３前方のインストルメントパネル４内に設けられる。ＨＵＤ１は、車両情報を表示するメータ５の車両２前方側に設けられている。
【００３４】
このＨＵＤ１は、表示器１０、反射鏡１１、および防塵カバー１２などから構成されている。表示器１０は、車両情報を画像として形成する。反射鏡１１は、表示器１０が形成した表示画像の画像光を、防塵カバー１２を介して車室３前方のウインドシールド６に導く。これにより、ウインドシールド６へ入射された画像光は、ウインドシールド６の車室３内側表面上にて結像され、虚像として表示される。
【００３５】
図２は、図１に示す表示器１０の一部の構成を示す分解斜視図であり、図３は、図１に示す表示器１０の一部の構成を示す断面図である。
【００３６】
表示器１０は、バックライト２０、投射レンズ２６および液晶パネル３０などから構成されている。
【００３７】
バックライト２０は、光源２１、集光レンズ２２、拡散板２３等から構成され、支持部材２４の内部に収容されている。
【００３８】
光源２１は、本実施形態では発光ダイオードである。光源２１は、例えばキセノンランプ、蛍光表示管、または冷陰極管などであっても良い。光源２１は、光源用プリント基板２５上に実装されている。図示しないが、光源２１は、プリント基板８０上に実装されている制御部９０と電気的に接続されている。集光レンズ２２は、図３に示すように、断面が凸状である凸レンズであり、発光した光源２１から広域に放射される光を集めて拡散板２３に向けて出射する。拡散板２３は、集光レンズ２２とは反対側に発光面を有しており、集光レンズ２２からの入射光を拡散して、この発光面から投射レンズ２６に向けて出射する。発光面は平面状に形成されており、輝度ムラの抑制された均一な光源面として機能する。
【００３９】
投射レンズ２６は樹脂などの高屈折率材料で形成され、バックライト２０と液晶パネル３０との間に配置されている。投射レンズ２６のバックライト２０側には、拡散板２３からの出射光が入射される。投射レンズ２６は、バックライト２０からの入射光を集めて液晶パネル３０に投射する。
【００４０】
液晶パネル３０は投射レンズ２６とは反対側に画面３１を有しており、外部からの入力信号に応じた表示画像を画面３１上に形成する。液晶パネル３０は、プリント基板８０上に実装された制御部９０とフレキシブルプリント基板８１を介して電気的に接続されている。制御部９０は、表示信号を生成し、液晶パネル３０に向けてその表示信号を送信する。液晶パネル３０は、透過型のパネルであり、投射レンズ２６から光が投射されることによって透過照明される。液晶パネル３０は、透過照明によって画面３１上に形成される表示画像を反射鏡１１へ出力する（図１参照）。
【００４１】
次に、液晶パネル３０について図４から図７に基づいて
図４から図６は、液晶パネル３０を３方から見た平面図、および側面図である。図４は、液晶パネル３０の投射レンズ２６とは反対側の平面図であり、図５は、液晶パネル３０の投射レンズ２６側の平面図であり、図６は、液晶パネル３０の側面図である。図７は、図６中の破線部を拡大した断面図である。
【００４２】
液晶パネル３０は、ＤＳＴＮ（Double cell Super Twisted Nematic）型の液晶パネルであり、液晶表示パネル４０、補償パネル６０およびヒータ７０を有している。液晶表示パネル４０と補償パネル６０は、互いに接着剤や接着テープなどによって貼り合わされている。液晶パネル３０は、補償パネル６０側を投射レンズ２６に向けて配置される。
【００４３】
液晶表示パネル４０は、一対の透光性基板４１、４２、スペーサ４５、液晶４６などから構成されている。図４に示すように、一対の透光性基板４１、４２は、例えばガラスにより矩形状に形成されている。補償パネル６０側に配置される一方の透光性基板４１は、上下方向の長さが他方の透光性基板４２よりも長く形成されている。図４、図６、図７に示すように、他方の透光性基板４２の下端部側には、一方の透光性基板４１が突出する突出部４３が形成されている。他方の透光性基板４２の電極形成面とは反対側の面上、つまり画面３１側の面上には、偏光板４４が形成されている。
【００４４】
図７に示すように、一対の透光性基板４１、４２の間には、他方の透光性基板４２の外周縁部に沿ってスペーサ４５が設けられている。一対の透光性基板４１、４２とスペーサ４５にて形成される空間には液晶４６が封入されている。
【００４５】
一対の透光性基板４１、４２の互いに対向する面上には、透明電極４７、４８が形成されている。透明電極４７、４８は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウムスズ酸化物）からなり、複数の帯状に形成されている。透明電極４７、４８は、両透光性基板４１、４２の板厚方向から見て、互いに直交するように透光性基板４１、４２に並んで形成されている。
【００４６】
上記突出部４３には、透明電極４７、４８と接続されている第一端子部（図示せず）および、フレキシブルプリント基板８１の中央部分と接続される第二端子部（図示せず）が形成されている。突出部４３には、制御部９０にて生成された表示信号をフレキシブルプリント基板８１、第二端子部を通じて受信し、その表示信号に応じて生成した駆動信号を対応する透明電極４７、４８に第一端子部を通じて送信する駆動回路４９が実装されている（図３参照）。
【００４７】
補償パネル６０は、一対の透光性基板６１、６２、スペーサ６７、液晶６８などから構成されている。図５に示すように、一対の透光性基板６１、６２は、例えばガラスにより矩形状に形成されている。液晶表示パネル４０側に配置される一方の透光性基板６１は、上下方向の長さ、および左右方向の長さが、他方の透光性基板６２よりも長く形成されている。図５から図７に示すように、他方の透光性基板６２の下端部側には、一方の透光性基板６１が突出する第一突出部６３が形成され、両側端部側には、一方の透光性基板６１が突出する第二突出部６４、６５が形成されている。なお、補償パネル６０の他方の透光性基板６２の大きさは、液晶表示パネル４０の他方の透光性基板４２の大きさとほぼ同じであり、両透光性基板６１、６２は、板厚方向で互いに重なるように配置されている。他方の透光性基板６２の一方の透光性基板６１とは反対側の面上には、偏光板６６が形成されている。
【００４８】
図７に示すように、一対の透光性基板６１、６２の間には、他方の透光性基板６２の外周縁部に沿ってスペーサ６７が設けられている。一対の透光性基板６１、６２とスペーサ６７にて形成される空間には液晶６８が封入されている。
【００４９】
一方の透光性基板６１における他方の透光性基板６２側の面上には、上記透明電極４７、４８と同じ材料であるＩＴＯからなり、通電することにより発熱する発熱部７１が全面に形成されている。これにより、発熱部７１は、図４に示す液晶表示パネル４０の表示画像を表示する表示領域５０における液晶４６を均一に加熱することができる。
【００５０】
本実施形態では、一方の透光性基板６１および発熱部７１にてヒータ７０を構成している。補償パネル６０の一方の透光性基板６１は、ヒータ７０の一部を兼ねているため、表示器１０の厚さを極力薄く形成することができる。
【００５１】
図５に示すように、第二突出部６４、６５に形成されている発熱部７１には、発熱部７１に電流を供給するヒータ接続部７３、７４が接続されている。ヒータ接続部７３、７４は、帯状に形成されたフレキシブルプリント基板より構成されており、第二突出部６４、６５上の発熱部７１と導電性接着剤などによって接続されている。
【００５２】
図５に示すように、フレキシブルプリント基板８１は、液晶パネル３０側の端部が３つに分かれている。フレキシブルプリント基板８１の中央端部８２は駆動回路４９と接続している。同図中、ヒータ接続部７３、７４は、それぞれフレキシブルプリント基板８１の右側端部８３、左側端部８４と半田付けにより接続している。
【００５３】
図５および図７に示すように、フレキシブルプリント基板８１の左側端部８４は、第一突出部６３に形成されている発熱部７１の真上に設置されるような形状となっている。この左側端部８４の面上には、温度検出器としてのサーミスタ７５が接着材などで貼り付けられている。サーミスタ７５の温度感知部７６は、発熱部７１に向けて、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。サーミスタ７５は比較的熱容量が小さく、温度を計測する検出器として使用するのに適している。
【００５４】
このような位置にサーミスタ７５を設置させることにより、液晶パネルを構成する透光性基板上にサーミスタ７５を設置させる場合に比べ、発熱部７１の熱を即座に感知させることができる。フレキシブルプリント基板８１は透光性基板に比べ薄く、熱容量が小さいためである。
【００５５】
また、サーミスタ７５は、液晶表示パネル４０の表示画像の表示領域５０外における発熱部７１に隣り合って設置されているため、本実施形態のように液晶パネル３０が透過型のパネルであっても表示画像の表示に影響を与えることなく温度を検出することができる。
【００５６】
また、図５および図７に示すように、右側のヒータ接続部７３におけるフレキシブルプリント基板８１の右側端部８３と接続される端部も、第一突出部６３に形成されている発熱部７１の真上に配置されるような形状となっており、その端部の面上には、温度ヒューズ７７が設けられている。温度ヒューズ７７と発熱部７１とは、ヒータ接続部７３を介して直列に接続されている。ヒータ７０またはヒータ７０を制御する制御部９０に何らかの異常が発生し、発熱部７１が過熱したとしても、温度ヒューズ７７はそれを感知し、発熱部７１への通電を強制的に遮断する。
【００５７】
図８は、本実施形態のＨＵＤ１を駆動制御する回路構成図である。制御部９０は、ＨＵＤ１を駆動制御するマイクロコンピュータ９１を有している。マイクロコンピュータ９１は、液晶パネル３０、光源２１、およびヒータ７０を駆動制御するための演算処理を実行するＣＰＵ、演算結果や、サーミスタ７５からの温度情報や、外部からのＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチ情報や、車速情報などの各種車両情報などを一時的に記憶するＲＡＭ、ＣＰＵにてＨＵＤ１を駆動制御するための演算処理を行う際に必要な制御プログラムなどを記憶するＲＯＭを有している。
【００５８】
マイクロコンピュータ９１の入力側には、インターフェイス（図示しない）を介して、サーミスタ７５、ＨＵＤ１のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、車速情報などの各種車両情報を発信する各種車両情報センサが接続されている。また、マイクロコンピュータ９１の出力側には、光源２１、駆動回路４９を介して液晶表示パネル４０、および温度ヒューズ７７を介してヒータ７０が接続されている。
【００５９】
マイクロコンピュータ９１は、表示器１０に表示する表示画像の表示信号を生成し、駆動回路４９にその信号を出力する。表示信号を受けた駆動回路４９は、その信号に基づいて、一対の透光性基板４１、４２上に形成されている透明電極４７、４８への通電を制御する。マイクロコンピュータ９１は、光源２１を発光させるべく、駆動信号を生成し、図示しない駆動回路へ出力する。駆動回路は、その信号に基づいて、光源２１への通電を制御する。また、マイクロコンピュータ９１は、ヒータ７０を制御する駆動信号を生成し、図示しない駆動回路へ出力する。駆動回路は、その信号に基づいて、ヒータ７０の発熱部７１への通電を制御する。
【００６０】
次に、ＨＵＤ１のヒータ７０の作動を図９に基づいて説明する。図９は、ＨＵＤ１のヒータ７０の作動を示すフローチャートである。
【００６１】
制御部９０は、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮとなると図９に示す制御フローを開始する。図９に示すように、ステップＳ１０（以下、単にＳ１０という。他のステップについても同様とする。）では、制御部９０は、所定の初期化を実行する。
【００６２】
Ｓ２０では、液晶温度Ｔを測定する。具体的には、制御部９０に入力されるサーミスタ７５からの温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定する。実際には、液晶温度Ｔを直接測定することができないため、サーミスタ７５から入力される温度情報に基づき推定する。推定方法としては、例えば、サーミスタ７５からの温度情報と実際の液晶温度Ｔとの関係を実験して求めたものを制御部９０のＲＯＭなどにマップや計算式として記憶し、それを使用して推定する方法が考えられる。サーミスタ７５より入力される１度の温度情報より液晶温度Ｔを測定してもよいが、複数回入力される温度情報を平均処理して液晶温度Ｔを測定する方が好ましい。複数回サンプリングした温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定することにより液晶温度Ｔの測定精度が向上する。
【００６３】
Ｓ３０では、測定した温度Ｔが３０℃未満であるか否かを判定する。ここで、液晶温度Ｔは、ＨＵＤ１の表示器１０に様々な影響を与える。例えば、液晶温度Ｔが低温となると、表示器１０に表示する表示画像の表示応答時間が長くなる。表示応答時間が長くなると、刻一刻と変化する車速情報の表示画像を更新させると表示更新前後における表示画像が重なり運転者は表示画像の認識度が低下する。一方、液晶温度Ｔが高温となると、表示画像のコントラストが低下してしまう。また、例えば制御部９０などの周辺機器にも悪影響を及ぼす。３０℃は、液晶４６にとって表示の品質を高い状態に維持できる好ましい温度である。なお、この判定温度は、３０℃に限らず、液晶の温度特性を考慮し、必要に応じて適宜変更するのが好ましい。
【００６４】
Ｓ３０における判定がＹＥＳ、つまり測定した温度Ｔが３０℃未満であれば、処理がＳ４０に移行する。制御部９０は、ヒータ７０を作動すべく生成した駆動信号をヒータ７０の駆動回路へ出力する。駆動回路は、発熱部７１へ、その信号に応じた電流を通電する。これにより、発熱部７１は通電される電流値に応じて発熱し、液晶４６を加熱する。
【００６５】
一方、Ｓ３０における判定がＮＯ、つまり測定した温度Ｔが３０℃以上であれば、処理がＳ５０に移行する。制御部９０は、ヒータ７０の作動を停止すべく駆動信号のヒータ７０への出力を停止する。駆動回路は、制御部９０からの駆動信号の受信が停止すると、発熱部７１への通電を停止する。
【００６６】
Ｓ４０またはＳ５０のいずれかの処理が終了すると、再び処理をＳ２０に戻し、液晶温度Ｔを測定する。この制御フローは、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＦＦとなるまで繰り返し実行される。
【００６７】
本実施形態では、上述したようにサーミスタ７５は、例えば液晶表示パネル４０の透光性基板４１に隣り合う位置に設置されるのではなく、ヒータ７０の発熱部７１に隣り合う位置に設置されている。これにより、サーミスタ７５は、発熱部７１が発熱を開始すると直ぐに温度を感知する。このため、サーミスタ７５とヒータ７０の発熱部７１との間に比較的熱容量の大きな透光性基板４１が介在されている場合に比べ、サーミスタ７５の反応期間を短縮することができる。また、サーミスタ７５の温度感知部７６は、発熱部７１に隣り合って設置されているため、温度感知部７６への外気温の影響を受け難くすることができ、外乱を極力排除することができる。以上のことにより、液晶温度Ｔの検出精度が向上する。
【００６８】
このことにより、ヒータ７０の制御性が向上するため、液晶４６の過熱を抑制することができる。また、サーミスタ７５の反応期間を短縮できるため、発熱部７１の発熱量を大きくしても、液晶４６が過熱すること無くヒータ７０を制御することができ、急速に液晶温度Ｔを最適な温度に上昇させることができる。以上のことにより、液晶表示パネル４０の表示の品質を格段に向上させることができる。
【００６９】
次に、ＨＵＤ１の表示更新の作動を図１０から図１４に基づいて説明する。
【００７０】
図１０は、ＨＵＤ１の表示更新の作動を示すフローチャートである。図１１は、表示更新時のタイムチャートである。図１２は、表示応答時間を説明するためのタイムチャートである。図１３は、液晶温度Ｔと、表示応答時間ＲＥ０および表示更新時間ＲＮとの関係を示す特性図である。図１４は、表示画像の表示更新前後の状態を示す表示状態図である。
【００７１】
制御部９０は、ＨＵＤＯＮ／ＯＦＦスイッチがＯＮとなると図１０に示す制御フローを開始する。なお、この制御フローは、図９における制御フローとほぼ同時に開始する。図１０に示すように、ステップＳ１１０（以下、単にＳ１１０という。他のステップについても同様とする。）では、制御部９０は、所定の初期化を実行する。
【００７２】
Ｓ１２０では、制御部９０は、表示器１０に入力される車速Ｖ情報に応じた表示をすべく駆動回路４９に向けて表示信号を送信する。
【００７３】
Ｓ１３０では、液晶温度Ｔを測定する。具体的には、制御部９０に入力されるサーミスタ７５からの温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定する。実際には、液晶温度Ｔを直接測定することができないため、サーミスタ７５から入力される温度情報に基づき推定する。推定方法としては、例えば、サーミスタ７５からの温度情報と実際の液晶温度Ｔとの関係を実験して求めたものを制御部９０のＲＯＭなどにマップや計算式として記憶し、それを使用して推定する方法が考えられる。サーミスタ７５より入力される１度の温度情報より液晶温度Ｔを測定してもよいが、複数回入力される温度情報を平均処理して液晶温度Ｔを測定する方が好ましい。複数回サンプリングした温度情報に基づき液晶温度Ｔを測定することにより液晶温度Ｔの測定精度が向上する。
【００７４】
Ｓ１４０以降の処理は、Ｓ１３０にて測定した温度Ｔに応じて表示更新前の表示画像（ｎ）への表示を指示してから、次の表示画像への表示を指示するまでの時間である表示更新時間ＲＮを液晶表示パネル４０の表示応答時間ＲＥ０に基づき決定する。
【００７５】
ここで、表示応答時間ＲＥ０および表示更新時間ＲＮについて説明する。
【００７６】
図１２は、液晶表示パネル４０のＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行ったときの光透過率（以下、単に透過率という。）を表したタイムチャートである。図中、液晶表示パネル４０をＯＮしてから安定した状態を透過率１００％とし、ＯＦＦしてから安定した状態を透過率０％とする。
【００７７】
図１２に示すように、液晶表示パネル４０を時刻ｔ１にてＯＮからＯＦＦに切替えると、透過率は、徐々に低下し、最終的には０％に至る（図中、破線参照）。液晶表示パネル４０を時刻ｔ１にてＯＦＦからＯＮに切替えると、透過率は、徐々に上昇し、最終的には１００％に至る（図中、実線参照）。
【００７８】
本実施形態でいう表示応答時間ＲＥ０とは、液晶表示パネル４０をＯＮからＯＦＦに切替える場合の切替えタイミングから透過率１０％となるまでの応答時間ＲＥ１と、液晶表示パネル４０をＯＦＦからＯＮに切替える場合の切替えタイミングから透過率９０％となるまでの応答時間ＲＥ２とのうち、経過時間の長い方をいう。図１２では、ＲＥ１の方がＲＥ２よりも経過時間が長いため、ＲＥ０＝ＲＥ１となる。
【００７９】
この表示応答時間ＲＥ０は、液晶温度Ｔに応じて変化する。図１３の破線に示すように、表示応答時間ＲＥ０は、何れも液晶温度Ｔが低下すると共に長くなり、液晶温度Ｔが上昇すると共に短くなる。
【００８０】
本実施形態では表示更新時間ＲＮとは、図１１の上段に示すように、更新前の表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）に更新する場合を例にとって挙げると、制御部９０が更新前の表示画像（ｎ−１）の消去を開始すると共に新表示の表示画像（ｎ）を表示する表示信号を発信してから、さらに、次の表示を開始すべく、表示画像（ｎ）の消去を開始すると共に、次の表示画像（ｎ＋１）を表示する表示信号を発信するまでの時間をいう。
【００８１】
（液晶温度Ｔが−７℃未満の場合）
Ｓ１４０では、測定した温度Ｔが−７℃未満であるか否かを判定する。Ｓ１４０での判定がＹＥＳ、つまり液晶温度Ｔが−７℃未満であり図１３に示すように比較的、液晶４６の表示応答時間ＲＥ０が長いと判定されると、処理がＳ１５０に移行する。
【００８２】
Ｓ１５０では、表示更新時間ＲＮをＲＮ＝１５００ｍｓに設定する。Ｓ１６０では、設定後から１５００ｍｓが経過したか否かを判定する。１５００ｍｓが経過していなければ、Ｓ１６０での処理を繰り返し実行する。
【００８３】
１５００ｍｓが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。具体的には、制御部９０は、更新前の車速Ｖ情報に相当する表示画像（ｎ−１）を、新たな車速Ｖ情報に相当する表示画像（ｎ）に更新すべく、表示画像（ｎ−１）を消去すると共に表示画像（ｎ）の表示信号を駆動回路４９に向けて発信する（図１１参照）。
【００８４】
（液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下の場合）
Ｓ１４０での判定がＮＯ、つまり液晶温度Ｔが−７℃以上であると判定されると、処理がＳ１７０に移行する。
【００８５】
Ｓ１７０では、測定した温度Ｔが２５℃以下であるか否かを判定する。Ｓ１７０での判定がＹＥＳ、つまり液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下であると判定されると、処理がＳ１８０に移行する。
【００８６】
Ｓ１８０では、図１３に示すように、液晶温度Ｔと共に変化する表示更新時間ＲＮに基づいて表示更新時間ＲＮを設定する。この−７℃〜２５℃の温度範囲では、表示更新時間ＲＮは、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算した時間となっている。本実施形態では、表示更新時間ＲＮは、ステップ的に変化しているが、表示応答時間ＲＥ０に対して一定の延長時間Ａを加算したものであっても良い。本実施形態では、この表示更新時間ＲＮは、制御部９０のマイクロコンピュータ９１に設けられるＲＯＭに記憶されている。また、この表示更新時間ＲＮは、計算によって求めても良い。例えば、ＲＯＭに表示応答時間ＲＥ０を記憶しておき、この温度範囲において、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算して求めたものを表示更新時間ＲＮとする。
【００８７】
Ｓ１９０では、設定後からＳ１８０にて設定した表示更新時間ＲＮが経過したか否かを判定する。設定した表示更新時間ＲＮが経過していなければ、Ｓ１９０での処理を繰り返し実行する。
【００８８】
設定した表示更新時間ＲＮが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。
【００８９】
（液晶温度Ｔが２５℃よりも高い場合）
Ｓ１７０での判定がＮＯ、つまり液晶温度Ｔが２５℃よりも高いと判定されると、処理がＳ２００に移行する。
【００９０】
Ｓ２００では、表示更新時間ＲＮをＲＮ＝３００ｍｓに設定する。Ｓ２１０では、設定後から３００ｍｓが経過したか否かを判定する。３００ｍｓが経過していなければ、Ｓ２１０での処理を繰り返し実行する。
【００９１】
３００ｍｓが経過すると、処理はＳ１２０に戻る。Ｓ１２０では、その時の車速Ｖ情報に基づき、新たな車速Ｖに相当する表示画像を表示器１０に表示させる。
【００９２】
次に、図１０における制御フローを実行したときの各温度範囲における表示器１０の表示状態を説明する。
【００９３】
液晶温度Ｔが−７℃以上、２５℃以下の比較的液晶４６の状態が良好の場合、表示更新時間ＲＮは、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算した時間となる（図１１および図１３参照）。
【００９４】
このように表示更新時間ＲＥ０を設定すると、図１１に示すように、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）への更新が開始されてから、表示応答時間ＲＥ０が経過するまでは、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）とが重なって表示される。これは、液晶４６をＯＮ−ＯＦＦさせたときの透過率が１０％から９０％の範囲内にあるためである（図１２参照）。表示応答時間ＲＥ０経過後、所定の延長時間Ａの期間は、表示画像（ｎ−１）は表示器１０から消去され、表示画像（ｎ）のみが表示される。このため、この延長時間Ａの期間中に運転者は、表示が表示画像（ｎ）となったことを認識することができる。
【００９５】
延長時間Ａは、表示画像（ｎ−１）が消去され、表示画像（ｎ）のみが表示され、その表示内容を運転者が確実に認識することができるだけの時間であれば良い。具体的には、この時間Ａは約１００ｍｓあれば運転者は表示器１０に表示されている表示内容を確実に認識することができる。
【００９６】
例えば、更新前の表示画像（ｎ−１）が「４ｋｍ／ｈ」であり、新表示である表示画像（ｎ）が「７ｋｍ／ｈ」である場合、表示器１０の表示画像は、「４ｋｍ／ｈ」（図１４（ａ）参照）から「４ｋｍ／ｈ」と「７ｋｍ／ｈ」とが重なった状態（図１４（ｂ）参照）を経て、「７ｋｍ／ｈ」（図１４（ｃ））に変化する。
【００９７】
図１１に示す表示応答時間ＲＥ０の期間では、表示器１０の表示画像は、図１４（ｂ）に示すような状態となっている。これでは、運転者は表示器１０に表示されている表示内容を認識することができない。ところが、本実施形態では、表示応答時間ＲＥ０が経過した後、所定の延長時間Ａだけ「７ｋｍ／ｈ」の表示を継続するため、運転者はこの延長時間Ａの期間中に表示内容が「７ｋｍ／ｈ」であることを確実に認識させることができる。これにより、表示更新途中に背景画像を挿入することをせずとも更新された表示画像の表示内容を運転者に確実に認識させることができる。また、背景画像を挿入しないため、表示更新間隔を、背景画像を挿入する場合に比べ短くすることができる。このような方法にて表示画像を更新するものは、刻々と変化する車速Ｖを表示させるものに適している。
【００９８】
しかしながら、図１３に示すように、液晶４６は、その温度Ｔが低くなるほど表示応答時間ＲＥ０が長くなり、高くなるほど表示応答時間ＲＥ０が短くなる。
【００９９】
例えば、液晶温度Ｔが−２０℃では、表示応答時間ＲＥ０は３０００ｍｓとなる。仮に、上記温度範囲（−７℃以上、２５℃以下）と同じように、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算したものを表示更新時間ＲＮとして、表示器１０を作動させると、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）に更新されるまでの時間が非常に長くなる。これでは、本実施形態のように表示器１０に刻々と変化する車速Ｖを表示させるようなものには不向きであり、表示機能を低下させてしまう。
【０１００】
そこで、本実施形態では、液晶温度Ｔがある程度低い状態にあるとき、具体的には−７℃未満のとき、上記のような問題を解消すべく、表示応答時間ＲＥ０に拘わらず表示更新時間ＲＮを１５００ｍｓに固定して設定する。これにより、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）はある程度重なって見えても、表示更新時間ＲＮを比較的長くしているため、運転者は表示内容を認識することができる。これにより、車速Ｖという刻々と変化する情報を表示画像として表示するという表示機能の低下を極力抑えつつ、表示の品質を確保することができるのである。
【０１０１】
また、液晶温度Ｔが５０℃では、表示応答時間ＲＥ０は１００ｍｓを下回る。仮に上記温度範囲（−７℃以上、２５℃以下）と同じように、表示応答時間ＲＥ０に所定の延長時間Ａを加算したものを表示更新時間ＲＮとして、表示器１０を作動させると、表示画像（ｎ−１）と表示画像（ｎ）とが重なる期間は短くなるものの、表示画像（ｎ−１）から表示画像（ｎ）への更新、そして、その次の表示画像への更新が短く、却って、運転者は表示器１０に表示されている内容を認識するのが困難となる。
【０１０２】
そこで、本実施形態では、液晶温度Ｔがある程度高い状態にあるとき、具体的には２５℃よりも高いとき、上記のような問題を解消すべく、表示応答時間ＲＥ０に拘わらず表示更新時間ＲＮを３００ｍｓに固定して設定する。これにより、運転者は、更新後の表示画像（ｎ）を確実に認識することができるようになる。
【０１０３】
以上説明してきたように、本実施形態では、液晶温度Ｔが所定の温度範囲にあるときは勿論、その温度範囲よりも低い場合や高い場合であっても、表示更新時の表示品質を確保することができる表示器１０ひいてはＨＵＤ１を提供することができる。
【０１０４】
なお、本実施形態では、特許請求の範囲に記載されている液晶表示装置としてＨＵＤ１に設けられている表示器１０を例に挙げて説明したが、液晶表示パネル４０に表示する表示画像を直接運転者に視認させる形式のものであっても良い。
【０１０５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態は、第１実施形態による透光性基板６１上に形成した発熱部７１の変形例である。第２実施形態では、透光性基板６１上に形成した発熱部７１の一部を除去することにより、発熱部７１に発熱部７１に流れる電流を制限する抵抗調整部７２を形成している。これにより、抵抗調整部７２の前後に形成されている発熱部７１の発熱量を制御することができる。
【０１０６】
図１５および図１６は、発熱部７１が形成されている透光性基板６１を光源２１側から見た状態を示している。
【０１０７】
例えば、図１５に示すように、サーミスタ７５に対応する部分の周囲、または第一突出部６３の発熱部７１を除去して抵抗調整部７２（図中のハッチング部）を形成する。図１５に図示する位置の発熱部７１を除去することにより、発熱部７１を除去した部分の前後の電流の経路が狭くなり、抵抗値が高まる。その結果、サーミスタ７５に対応する部分の発熱量は、発熱部７１が除去されていない部分、つまり、一点鎖線で囲まれる表示領域５０に対応する部分の発熱量よりも低下する。
【０１０８】
また、図１６に示すように、表示領域５０に対応する部分を挟むように、表示領域５０に対応する部分とヒータ接続部７３、７４との間の発熱部７１を除去して抵抗調整部７２（図中のハッチング部）を形成する。図１６に図示する位置の発熱部７１を除去することにより、発熱部７１を除去した部分の前後、つまり表示領域５０に対応する部分の前後の電流の経路が狭くなり、抵抗値が高まる。その結果、表示領域５０に対応する部分の発熱量は、サーミスタ７５に対応する部分の発熱部７１の発熱量よりも低下する。
【０１０９】
図１５や図１６に示すように、発熱部７１に抵抗調整部７２を形成することにより、サーミスタ７５に対応する部分や、表示領域５０に対応する部分の発熱量を適宜調整することができる。これにより、発熱部７１に通電させたときの液晶４６の温度上昇と、サーミスタ７５が検出する温度との関係を適宜調整することができる。
【０１１０】
また、図１５や図１６に示すように、抵抗調整部７２は、表示領域５０外に対応する部分に形成されているため、裏面側から光源２１からの光を照射しても表示器１０に表示される画像に抵抗調整部７２の影が投影されるといった問題の発生を防止することができる。
【０１１１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態は、第１実施形態のヒータ７０およびサーミスタ７５をＴＮ（Twisted Nematic）型やＴＦＴ（Thin Film Transistor）型の液晶パネルに適用した例である。図１７は、ＴＮ型の液晶表示パネル４０ａの要部を拡大した断面図である。
【０１１２】
図１７に示すように、ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ａ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ａの透明電極４７ａが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。発熱部７１のさらに光源２１側には、光源２１側の偏光板６６が設けられている。透光性基板４２ａの反光源側にも偏光板４４が設けられている。
【０１１３】
このように、液晶表示パネル４０ａを構成する透光性基板４１ａ上にヒータ７０の発熱部７１を設けるようにしているため、ことにより、表示器１０の厚さを極力薄くすることができる。
【０１１４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態は、第１実施形態のヒータ７０およびサーミスタ７５をＦＳＴＮ（Film Super Twisted Nematic）型やＦＳＴＮ型の一種であるＡＳＴＮ型の液晶パネルに適用した例である。図１８は、ＦＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｂの要部を拡大した断面図である。図１９は、ＡＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｃの要部を拡大した断面図である。
【０１１５】
図１８に示すように、この型の液晶表示パネル４０ｂは、透光性基板４１ｂ、４２ｂの外側の面にそれぞれ形成されている偏光板６６、４４と、向かい合うそれぞれの透光性基板４１ｂ、４２ｂとの間に高分子からなる位相差フィルム９２、９３が設けられている。
【０１１６】
ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ｂ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ｂの透明電極４７ｂが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。
【０１１７】
また、図１９に示すように、ＡＳＴＮ型の液晶表示パネル４０ｃは、透光性基板４１ｂ側に設けられる偏光板６６と、透光性基板４１ｂとの間に補償フィルム９４が設けられる形式の液晶表示パネル４０である。
【０１１８】
ヒータ７０は、光源２１側の透光性基板４１ｂ上に設けられている。ヒータ７０の発熱部７１は、透光性基板４１ｂの透明電極４７ｂが形成されている面とは反対側の面の全面に形成されている。そして、サーミスタ７５は、温度感知部７６が第１実施形態と同様、発熱部７１と隣り合う位置に設置されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による表示器の一部の構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す表示器の一部の構成を示す断面図である。
【図４】図１に示す表示器における液晶パネルの投射レンズとは反対側の平面図である。
【図５】図１に示す表示器における液晶パネルの投射レンズ側の平面図である。
【図６】図１に示す表示器における液晶パネルの側面図である。
【図７】図１に示す表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態によるＨＵＤを駆動制御する回路構成図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器に設けられるヒータの作動を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の表示更新の作動を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の表示更新時のタイムチャートである。
【図１２】液晶の表示応答時間を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器の液晶温度と、表示応答時間および表示更新時間との関係を示す特性図である。
【図１４】本発明の第１実施形態によるＨＵＤの表示器が表示する表示画像の表示更新全後の状態を示す表示状態図である。
【図１５】本発明の第２実施形態による表示器の発熱部が形成されている透光基板の一例を示す平面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態による表示器の発熱部が形成されている透光基板の他の例を示す平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図１８】本発明の第４実施形態による表示器における液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【図１９】本発明の第４実施形態による表示器における液晶パネルとは異なる別の形式の液晶パネルの要部を拡大した断面図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１ ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ）、２ 車両、３ 車室、４ インストルメントパネル、５ メータ、６ ウインドシールド、１０ 表示器（液晶表示装置）、２０ バックライト、２１ 光源、３０ 液晶パネル、３１ 画面、４０ 液晶表示パネル、４１・４２ 透光性基板、４３ 突出部、４６ 液晶、４７・４８ 透明電極、４９ 駆動回路、５０ 表示領域、６０ 補償パネル、６１・６２ 透光性基板、６３ 第一突出部、６４・６５ 第二突出部、７０ ヒータ、７１ 発熱部、７２ 抵抗調整部、７３・７４ ヒータ接続部、７５ サーミスタ、７６ 温度感知部、７７ 温度ヒューズ、９０ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板を有し、前記両基板の対向する面に複数の電極が設けられ、前記両基板の間隙に液晶が封入されている液晶表示パネルと、
前記基板の反電極形成面側に設けられ、少なくとも前記基板の板厚方向で前記液晶表示パネルの表示領域と重なる位置に配置され、通電することにより発熱する透明な発熱部を有するヒータと、
前記ヒータの前記発熱部に隣り合って設置される温度感知部を有する温度検出器と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記発熱部と、前記発熱部を支持する支持基板とを備え、
前記温度検出器は、前記基板と前記支持基板との間に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示パネルの前記基板に隣り合って設けられ、一対の基板間に液晶が封入されている補償パネルを備え、
前記補償パネルの前記基板のうち、前記液晶表示パネル側の前記基板は、前記支持基板を兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発熱部は、前記基板の反電極形成面上に設けられ、
前記温度検出器は、前記反電極形成面のさらに前記反電極形成面側に隣り合って設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記発熱部は、前記基板の板厚方向で前記表示領域外の位置にも形成されており、
前記温度検出器は、前記表示領域外における前記発熱部に隣り合って設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記発熱部は、少なくとも前記液晶表示パネルの前記表示領域全面を覆っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記発熱部には、前記表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または前記温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記抵抗調整部は、前記発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記抵抗調整部は、前記発熱部のうち、前記表示領域外の前記発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記発熱部と隣り合った位置に、前記発熱部と直列に温度ヒューズが接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記温度検出器は、サーミスタであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
一対の基板を有し、前記両基板の対向する面に複数の電極が設けられ、前記両基板の間隙に液晶が封入されている液晶表示パネルと、
前記基板の反電極形成面側に設けられ、少なくとも前記基板の板厚方向で前記液晶表示パネルの表示領域と重なる位置に配置され、通電することにより発熱する透明な発熱部を有するヒータと、
前記ヒータの前記発熱部に隣り合って設置される温度感知部を有する温度検出器と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記ヒータは、前記発熱部と、前記発熱部を支持する支持基板とを備え、
前記温度検出器は、前記基板と前記支持基板との間に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記液晶表示パネルの前記基板に隣り合って設けられ、一対の基板間に液晶が封入されている補償パネルを備え、
前記補償パネルの前記基板のうち、前記液晶表示パネル側の前記基板は、前記支持基板を兼ねていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記発熱部は、前記基板の反電極形成面上に設けられ、
前記温度検出器は、前記反電極形成面のさらに前記反電極形成面側に隣り合って設置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記発熱部は、前記基板の板厚方向で前記表示領域外の位置にも形成されており、
前記温度検出器は、前記表示領域外における前記発熱部に隣り合って設置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記発熱部は、少なくとも前記液晶表示パネルの前記表示領域全面を覆っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記発熱部には、前記表示領域に対応する部位へ流れる電流を制限する、または前記温度検出器近傍へ流れる電流を制限する抵抗調整部が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記抵抗調整部は、前記発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記抵抗調整部は、前記発熱部のうち、前記表示領域外の前記発熱部の一部を除去することにより抵抗を調整することを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記発熱部と隣り合った位置に、前記発熱部と直列に温度ヒューズが接続されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記温度検出器は、サーミスタであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１０−３９３８６（Ｐ２０１０−３９３８６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０４７２７（Ｐ２００８−２０４７２７）
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月７日（２００８．８．７）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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