JPH04194818A - 液晶表示制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶表示制御装置に係わり、特に液晶表示パ
ネルの表示コントラストが最適となるよう制御する液晶
表示側？ＩＩ装置に関する。

［４ａ　　　　要］ この発明は、液晶表示装置の液晶表示パネルの画素とは
別個に上記液晶パネルの画素と同一の液晶駆動用バイア
ス電圧により表示制御される白表示と黒表示用の２個の
画素を設け、その白と黒の表示用画素をそれぞれ透過す
る光の光量差を常時検出し、その光量差が最大となるよ
うに液晶表示パネルの画素の液晶駆動用バイアス電圧を
制御することにより、液晶表示パネルの表示コントラス
トが常に最適となるよう自動的に制御するものである。

［従来の技術］ 液晶表示装置、特に、多数の画素（以下表示トノドと記
す）を用いてドツトイメージで画面表示を行う液晶表示
パネルは、表示行の数に等しい数の走査電極と、表示列
の数に等しい数の信号電極とがマトリクス状に交差され
た構成となっており、上記両電極間に駆動電圧を選択的
に印加することにより、表示制御が行われる。

上記駆動電圧の印加方式としては、主に時分割駆動方式
による電圧平均化法が採用されている。

時分割駆動方式は、液晶の光学効果が印加電圧の実効値
に依存することを利用して、すなわち液晶の持つ累積応
答効果の現象を利用して画素の表示駆動を行うもので、
線順次走査により１表示行華位でパルス電圧を繰り返し
印加する方式である。

また、電圧平均化法は、上記時分割駆動方式においてコ
ントラストが低下するクロストーク現象を除くために、
表示画素群と非表示画素群の液晶に印加される実行値電
圧を各々の画素群中で全て等しくし、さらに、表示コン
トラストを大きくするために、表示画素群への印加電圧
を液晶の動作闇値電圧を越える最大限の大きさに設定し
、かつ、非表示画素群への印加電圧を液晶の動作闇値電
圧を越えない最大の大きさに設定する方法である。

第５図（ａ＋に、この電圧平均化法を用いた時分割駆動
方式により表示を行う従来の液晶表示装置のンステム構
成の概略図を示す。また同図（ｂ）に液晶駆動用のバイ
アス電圧供給回路１０の構成を示す。

液晶表示パネル８内乙こは、同図ｆｂ）　乙こ示すノ＼
イ７ス電圧供給回路ｌＯが設けられている。このバイア
ス電圧供給回路１０は、走査電極に走査信号を加えるＩ
Ｃであるコモンドライノ＼１１及び信号電極に表示制御
信号を加えるＩｃであるセグメントドライバ１２を有し
ている。

それらのドライバ１１．１２には、電源ＶＤＤ（・４．
５〜５ｖ）、■５Ｓ（−〇ｖ）、前記圧の電１ＶＤＤと
可変抵抗器ＶＲの間の駆動電圧Ｖ　ＬＣＤを抵抗分割す
ることによって得られる複数の液晶駆動用バイアス電圧
Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、及びＶｅが入力されるように
なでおり、上記ドライバ１１．１２はそれらの入力電圧
により走査電極に加える走査信号及び信号電極に加える
表示制御信号を生成している。

すなわち、正の電源ＶＤＤと負の電源ＶＥＥ間には、抵
抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、及び前記可変抵抗Ｖ
Ｒが直列接続されており、正の電源ＶＤＤと可変抵抗Ｖ
Ｒ間の電圧Ｖ　ＬＣＤが、液晶駆動用バイアス電圧Ｖａ
、Ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｄ、Ｖｅ生成用の基＄電圧（駆動電圧
）となっている。

コモンドライバ１１は、上記外部かる供給される液晶駆
動用バイアス電圧Ｖａ、Ｖｄ、Ｖｅから所定の波形のパ
ルス状の走査信号を生成し走査電極に加え、線順次走査
の制御を行う。

また、セグメントドライバ１２は、上記外部から供給さ
れる液晶駆動用バイアス電圧ｖｂ、Ｖｃ、Ｖｅにより、
表示ドツトを表示または非表示にさせるための所定のパ
ルス波形の表示制御信号を生成し、選択行の各表示ドツ
トに加える。

周知のように、上記構成の液晶パネルにおいて、最適の
コントラストを得るためには、選択画素の輝度と非選択
画素の輝度のコントラスト比が最大となるように、前記
駆動電圧■Ｌ　ＣＤを調節する必要がある。従来は、電
源電圧Ｖ　ＤＩ１％　Ｖ　ＥＥが変動して表示のコント
ラストが低下してきた場合、ユーザが表示画面を見なが
ら表示コントラスｌ−ｍ節用つまみを操作して可変抵抗
ＶＲの抵抗値を調節することにより、駆動電圧Ｖ　ＬＣ
Ｄを適宜増減して、画像が最適なコントラストで表示さ
れるように調節していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように、従来の液晶表示装置における表示コン
トラストの調節は、ユーザか手動で可変抵抗の抵抗値を
調整して駆動電圧Ｖ１．。。を調整しながら、白表示と
黒表示の表示コントラストが最大となるように液晶表示
駆動用バイアス電圧の値を調節していた。

このため、ユーザは、電源電圧ＶＤゎ、ＶＥＥの変動に
応して表示コントラストが低下する都度、コントラスト
調節のため可変抵抗ＶＲの抵抗値を調節し直す必要があ
り非常に不便であった。

特に、携帯型のパソコン、ワープロ等のような液晶表示
装置付の携帯型電子機器は、外出先では電池駆動となる
が、電池は、使用するに従い起電力が低下してくる。そ
して、その起電力の低下に伴い駆動電圧Ｖ　ＬＣＤが低
下し、表示コントラストも次第に低下してくる。したが
って、このような携帯型電子機器においては、表示コン
トラストを何度も調整する必要があり非常に不便であっ
た。

このように、電＃電圧の変動に応して表示コントラスト
を手動操作で調整する必要があるのは、表示コントラス
トの状態を常時自動的に検出して、その検出された表示
コントラストの変化に応して液晶駆動用バイアス電圧生
成用の駆動電圧を調整する制御を行っていないためであ
ると考えられる。

しでみれば、液晶表示パネルの表示コントラストのａ″
態を常時自動的に検出し、その検出結果に基づいて、表
示コントラストが常に最適となるように液晶駆動用バイ
アス電圧生成用の駆動電圧を自動制御するようにすれば
、電源電圧が変動しても、ユーザ自身が表示コントラス
トの調節を行うことなく常時最適の表示コントラストが
得られるようになることは明らかである。

この発明の課題は、液晶表示パネルの表示コントラスト
の状態を常時自動的に検出し、その検出結果に基づいて
、表示コントラストが常に最適となるように液晶駆動用
バイアス電圧生成用の駆動電圧を自動制御できるように
することである。

［課題を解決するための手段］ この発明の手段は次の通りである。

この発明は、液晶表示パネルの表示制御を行う液晶表示
制御装置に通用される。

白表示画素１　（第１図の機能ブロック図を参照、以下
間し）は、前記液晶表示パネルの画素とは別個に設けら
れ前記液晶表示パネルの画素と同一の液晶駆動用バイア
ス電圧により白表示される液晶素子である。

黒表示画素２は、前記液晶表示パネルの画素とは別個に
設けられ前記液晶表示パネルの画素と同一の液晶駆動用
バイアス電圧により黒表示される液晶素子である。

検出手段３は、前記白表示画素を透過する光と前記黒表
示画素を透過する光の光量を検出する手段であり、例え
ば可視光の光センサ等から成る。

制御手段４は、前記検出手段により検出される前記白表
示画素を透過する光の光量と前記黒表示画素を透過する
光の光量とから上記２つの画素を透過する光の光量差を
算出し、その光量差が最大となるように前記液晶駆動用
バイアス電圧生成用の駆動電圧を制御する手段であり、
例えばマイクロプロセッサ等から成る。

［作　　　用］ この発明の手段の作用は次の通りである。

液晶パネルの表示中において、白表示画素１は、液晶表
示パネルの白表示画素と同一の液晶駆動用バイアス電圧
により常に白表示され、また、黒表示画素２は、液晶表
示パネルの黒表示画素と同一の液晶駆動用バイアス電圧
により常に黒表示される。そして、上記白表示画素１を
透過する光と上記黒表示画素２を透過する光の光量を検
出手段３が常時検出し、制御手段４は、その検出手段３
により検出された二つの光量の光量差を算出し、その光
量差が最大となるように液晶駆動用バイアス電圧生成用
の駆動電圧を制御する。

１、ｆ、−かって、液晶表示パネルの表示コントラスト
の状態を常時自動的に検出し、その検出結果に基づいて
、表示コントラストが常に最適となるように画素の液晶
駆動用バイアス電圧を自動制御することができる。

［実　　施　　例］ 以下、第２図〜第４図を参照して一実施例を説明する。

第２図は液晶表示装置の全体構成を示すブロック図であ
る。

液晶パネル（液晶表示パネル）２１は、マトリクス状に
設けられた走査電極と信号電極の各交点個所に形成され
た複数の画素（表示ドツト）から成っている。また、そ
の液晶パネル２１の端部には、画面表示中は常時黒表示
用の液晶駆動用バイアス電圧（以下、単にバイアスと称
す）が印加されて黒表示を行うＦ！ｉ素２２　（以下、
黒ドツト２２と称する）と、常時白表示用のバイアスが
印加されて白表示を行う画素２４　（以下、白ドツト２
４と称する）とが、液晶パネル２１の画面表示用の画素
とは別個に配設されている。これら黒ドツト２２及び白
ドツト２４に印加されるバイアスは後述するコントラス
ト調節回路２７により制御される。

また、上記黒ドツト２２及び上記白ドツト２４の各ドツ
トに対向して、フォトトランジスタ、フォトダイオード
等から成る可視光の光センサ２３及び２５が設けられて
いる。これらの光センサ２３．２５は、それぞれ黒ドツ
ト２２、白ドツト２４を透過する可視光を検出し、その
検出した可視光の光量に比例する電気信号を制御部２６
に出力する。

制御部２６は、マイクロプロセッサ等から成っており、
上記光センサ２３．２５からそれぞれ入力する二つの電
気信号（光量データ）から上記二つのドツト２２．２４
を透過した可視光の光量差（輝度差と記す）を算出し、
その算出した輝度差に基づいて上記輝度差が最大となる
ようにコントラスト調節回路２７を制御する。

コントラストｉ節回路２７は、電圧平均化法を用いた時
分割駆動方式により表示が行われる液晶表示装置のコモ
ンドライバ並びにセグメントドライバに液晶駆動用バイ
アス電圧を供給する回路であり、同図（ｂｌに示すよう
に、Ｄ／Ａコンバータ（デジタル／アナログコンバータ
）２７ａ、負の電ＥＸ　Ｖ　ｔ　Ｅの入力端子及び上記
Ｄ／Ａコンノ＼−夕２７ａと上記質の電源ＶＥＥ間に直
列接続された６個の抵抗Ｒ２７−１〜Ｒ２７−６から成
っている。

Ｄ／Ａコンバータ２７ａは、制御部から加わるデジタル
の電圧制御データに応して、出力電圧■。

が所定の電圧幅（ステップ単位）で変化する。

上記構成において、Ｄ／Ａコンバータ２７ａの出力端子
と抵抗Ｒ２７−，５と抵抗Ｒ２’！−６の接続部位間の
駆動電圧Ｖ　ＬＣＤは、Ｄ／Ａコンノ＼−タ２７ａの正
の出力電圧■。に応して変化する。すなわち、上記電圧
■。を大きくすると、上記抵抗Ｒ２７−１〜Ｒ２７−６
間を流れる電流は大きくなるので、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤ
は大きくなる。逆に、上記電圧■。を小さくすると、抵
抗２７−１〜Ｒ２７−６間を流れる電流は小さくなるの
で駆動電圧Ｖ　ＬＣＤは小さくなる。従って、制御部２
６は、Ｄ／Ａコンバータ２７ａを介して駆動電圧Ｖ　Ｌ
Ｃｌｌを可変制御できるようになっている。そして、上
記駆動電圧Ｖ　ＬＣＤを５個の抵抗Ｒ２７−１〜Ｒ２７
−５で抵抗分割することによって得られる５種類の液晶
駆動用バイアス電圧Ｖ２７−１〜Ｖ２７−５は、液晶表
示パネルの走査電極に走査信号を加えるコモンドライバ
２８及び信号電極に表示制御信号を加えるセグメントド
ライバ２９に供給される。

第３図（ａ）は、上記液晶表示パネル２１上の各画素に
印加されるバイアス生成用の基準電圧となる駆動電圧Ｖ
　Ｌｅｏに対する黒ドツト２２、及び白ドツト２３の輝
度特性曲線１１．１２を示す図であり、同図（ｂｌは駆
動電圧Ｖ　ＬＣＤに対する黒ドツトと白ドツトとの輝度
差特性を示す図である。

同図（ｂ）に示すように、黒ドツト２２と白ドツト２３
の輝度差は、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤによって変化し、駆動
電圧Ｖ　ＬＣＩ、が所定の電圧値Ｖ、となったときに、
輝度差が最大となる。そして、その輝度差を示す曲線１
３は、同図ｆｂ）　Ｌこ示すように、上記電圧値Ｖｐを
中心線とする左右対称な上に凸の二次曲線となる。した
がって、駆動電圧ｖ　ｔｃｏＯ値が、常時、最大の輝度
差が得られる電圧値Ｖｐとなるように制御することによ
り、常に最適なコントラストが得られる。

第４図は、上記原理に基づいて、最適なコントラストが
得られるように、駆動電圧ＶＬＣ１ｌｌの制御を行う制
御部２６の動作を説明するフローチャートである。この
フローチャートで示される処理は、電源がオンとなった
時、直ちに実行され、以後定周期で繰り返し実行される
。また、同図のフローチャートにおける駆動電圧Ｖ　Ｌ
　ＣＤの制御は、制御部２６がコントラスト調節回路２
７のＤ／Ａコンバータ２７ａに電圧制御データを出力す
ることにより行われる。

まず、制御部２６は、光センサ２３及び２５から入力す
る２つの電気信号に基づいて、上記光センサ２３及び２
５がそれぞれ受光した２つの光の光量差、すなわち場ド
ツト２２と白ドツト２４の輝度差を算出し、その算出し
、た輝度差を特に図示しないレジスタＣ８に格納する（
Ｓｌ）。

次に、コントラスト調節回路２７のＤ／Ａコンバータ２
７ａに電圧制御データを出力し、Ｄ／Ａコンバータ２７
ａを介し駆動電圧ＶＬＣＯを所定値増加させる（Ｓ２）
。

続いて再び、光センサ２３及び２５から入力する２つの
電気信号に基づいて新たな輝度差を算出し、その新たに
算出された輝度差と前記レジスタ’Ｃｏに記憶されてい
る輝度差とを比較する（Ｓ３）。

そして、新たに算出された輝度差が前記レジスタＣ０に
記憶されている輝度差より大ならば再び前記処理Ｓ１に
戻り、前記処理Ｓ３で新たに算出した輝度差をレジスタ
Ｃ８に格納した後、再び前記処理Ｓ２、処理Ｓ３を実行
する。

一方、前記処理Ｓ３で、新たに算出された輝度差が前記
レジスタＣ６に記憶されている輝度差以下であるときは
駆動電圧Ｖ　ＬＣＤを前記処理Ｓ２で増加させる前の元
の電圧に戻す（Ｓ４）。

上記動作により、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤの増加に対応する
輝度差の増加が停止されるまで、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤが
所定値単位で順次増加される。この処理を第３図（ｂｌ
を参照しながら説明すると、最初に駆動電圧Ｖ　ＬＣｆ
ｌが■１から■２の間にあるときは、■１からｖ２のほ
うへ駆動電圧Ｖ　Ｌ　ＣＨを増加し、駆動電圧Ｖ　ＬＣ
Ｄが■２を越えて輝度差が増加から減少に変化する最初
の検出で、駆動電圧ｖＬｃＤをその輝度差が減少する前
の値に戻す。このことにより、駆動電圧■、。。が、最
適のコントラストが得られる電圧値■２の近傍（Ｖｔ側
）に設定される。

前記処理Ｓ４に続いて、制御部２６は、再び光センサ２
３及び２５から入力する２つの電気信号から輝度差を算
出し、その算出した輝度差をレジスタＣ０に格納する（
Ｓ５）。

次に、コントラスト調節回路２７のＤ／Ａコンバータ２
７ａに電圧制御データを出力し、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤを
所定値減少させる（Ｓ６）。そして再び、光センサ２３
．２５からそれぞれ入力する２つの電気信号に基づいて
新たな輝度差を算出し、その新たに算出された輝度差と
前記レジスタＣ８に記憶されている輝度差と比較する（
Ｓ７）。そして、新たに算出された輝度差か前記レジス
タＣ８に記憶されている輝度差より大ならば前記処理Ｓ
５に戻り、前記処理Ｓ６で新たに算出した輝度差をレジ
スタＣ０に記憶した後、再び前記処理Ｓ６、処理Ｓ７を
実行する。

一方、前記処理Ｓ７で、新たに算出された輝度差が前記
レジスタＣ０に記憶されている輝度差以下であるときは
、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤを前記処理Ｓ６で減少さセる前の
元の電圧に戻す（Ｓ８）。

上記動作により、輝度差の増加が停止されると判断され
るまで駆動電圧が所定値単位で連続して減少される。こ
れにより、駆動電圧が第３図（ｂｌに示すＶｐから■４
の間にあるときは、Ｖ４から■。

のほうへ駆動電圧ＶＬＣＤを減少させ、駆動電圧Ｖ　Ｌ
ＣＤがＶ２を越え、それに伴い輝度差が増加から減少に
変化したとき、駆動電圧Ｖ　ＬＣＤをその輝度差が減少
する前の電圧値に戻す。このことにより、駆動電圧Ｖ　
ＬＣＤが、最大のコントラストが得られる最適の電圧ｖ
２の近傍に設定される（第３図（ｂｌ参照）。

このように、各画素とは別個に設けられた黒ドツトと白
ドツトの輝度差を常時定期的に検出しながら、駆動電圧
■Ｌｃｌｌ＋を調整して、液晶パネル２１の表示コント
ラストが常時最大となるよう自動制御する。

尚、最大コントラストを得るための駆動電圧ＶＬＣＤの
増加・減少の制御は、上記実施例のように、所定電圧単
位で増減する方法に限定されることなく、所定電圧増減
に対する輝度差の増加量も加味するようにして輝度差の
増加量が少なくなるに応して、より小刻みに駆動電圧Ｖ
ＬＣ１１を増加・減少するように制御してもよい。この
場合、より最適な駆動電圧Ｖ　、、、が得られる。この
ように、本発明における駆動電圧ＶＬＣＤの調整方法は
、上記実施例に限定されるものではなく、種々の方法が
適用できる。

また、駆動電圧■、。、の調節回路も、本実施例に限定
されるものではなく、他の種々の回路により実現できる
。

［発明の効果］ この発明によれば、液晶表示パネルの表示コントラスト
の状態を常時自動的に検出し、その検出結果に基づいて
、表示コントラストが常に最適となるように液晶駆動用
バイアス電圧生成用の駆動電圧を自動制御するようにし
たので、電源電圧が変動しても、ユーザ自身が表示コン
トラストの調節を行うことなく常時最適の表示コントラ
ストが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能ブロック図、 第２図（ａｌ、（ｂ）は一実施例の液晶表示装置の構成
を示すブロック図、 第３図（ａｌ、（ｂｌは駆動電圧と輝度との関係を説明
する図、 第４図はコントラスト調節処理の動作を説明するフロー
チャート、 第５図（ａｌ、（ｂ）は従来の液晶表示装置のコントラ
ストの調節方法を説明する図である。 １・・・白表示画素、 ２・・・黒表示画素、 ３・・・検出手段、 ４・・・制御手段。 特許出願人　　カシオ計算機株式会社 −欠荻ｊ・ｊめ巖晶表本吸置グ 第２ ψ ＥＥ （ｂ） ）構ジ１計水１ブ′０−／フ図 図 享ｆ１Ｊ電ＦＬｖ譚度に／ｌ関県象託駅↑ろ図第３図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　液晶表示パネルの表示制御を行う液晶表示制御装置に
   おいて、 前記液晶表示パネルの画素とは別個に設けられ前記液晶
   表示パネルの画素と同一の液晶駆動用バイアス電圧によ
   り白表示される白表示画素と、前記液晶表示パネルの画
   素とは別個に設けられ前記液晶表示パネルの画素と同一
   の液晶駆動用バイアス電圧により黒表示される黒表示画
   素と、該黒表示画素を透過する光と前記白表示画素を透
   過する光の光量を検出する検出手段と、 該検出手段により検出される前記白表示画素を透過する
   光の光量と前記黒表示画素を透過する光の光量とから、
   上記２つの画素を透過する光の光量差を算出し、その光
   量差が最大となるように前記液晶駆動用バイアス電圧生
   成用の駆動電圧を調整する制御手段と、 を有することを特徴とする液晶表示制御装置。