JP4674790B2 - 表示装置および電子情報機器 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置などの表示装置およびこれを用いたパーソナルコンピュータや携帯電話装置などの電子情報機器に関する。

従来、液晶表示装置は、他の画像表示装置と比較して、低消費電力および携帯の利便性などの利点を有するため、その開発が盛んに行われている。

図１０は、従来の液晶表示装置の要部構成例を示したブロック図である。

図１０において、従来の液晶表示装置１は、スイッチング手段２と、液晶セル３と、絵素電極４と、対向電極５とにより絵素部６が構成され、これらの複数の絵素部６が２次元状（ｍ行ｎ列のマトリクス状；ｍ，ｎは自然数）に配列されている。

スイッチング手段２は、各絵素部６への信号電圧をスイッチングするスイッチングトランジスタ（アモルファスシリコンなどで構成された薄膜トランジスタで、以下、ＴＦＴ〔Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ〕という）で構成されている。

液晶セル３は、絵素電極４と対向電極５間に液晶層（図示せず）を挟持して構成されている。

絵素電極４は、ＴＦＴ２のドレイン電極側に接続されている。

対向電極５は、液晶層（図示せず）を介して絵素電極４に対向して配置され、全ての絵素部６に共通な電極である。

複数の絵素部６の近傍を通って互いに交差するように、ＴＦＴ動作用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられている。絵素部６の交差位置近傍の走査線７はＴＦＴ２のゲート電極に接続され、その交差位置近傍の信号線８はＴＦＴ２のソース電極に接続されて、ＴＦＴ２のゲート電極への走査信号の印加時に、信号線８からの映像信号を絵素電極４に印加可能としている。

液晶表示装置１は、複数の走査線７に対して選択的に走査信号を順次出力するゲートドライバ９と、複数の信号線８に対して選択的に映像信号を順次出力可能とするソースドライバ１０とを有している。

ゲートドライバ９は、垂直同期信号ｆＶが入力される垂直同期信号入力端子１１を有し、各絵素部６のＴＦＴ２を順次駆動させるため、１垂直走査期間（１Ｖ）にＸ１からＸｍまで、１水平走査期間（１Ｈ）の間隔でオンパルスを順次出力する。

ソースドライバ１０は、液晶層を交流駆動するため１垂直走査期間（１Ｖ）毎に極性反転した映像信号が入力される映像信号入力端子１２と、映像信号をサンプリングするためのクロック信号が入力されるクロック入力端子１３と、水平同期信号ｆＨが入力される水平同期入力端子１４とを有し、映像信号入力端子１２からの映像信号をクロック入力端子１３からのクロック信号によりサンプルホールド回路（図示せず）でサンプルホールドし、１水平走査期間（１Ｈ）毎に順次駆動する。

次に、上記構成の液晶表示装置１の動作について説明する。

図１１は、図１０の液晶駆動装置１の任意の絵素部６におけるＴＦＴ２の動作波形図である。なお、液晶駆動方法として、図１０の対向電極５をＤＣ駆動させる方法と、ＡＣ駆動させる方法があるが、どちらでも考え方は同じであるので、図１１では、対向電極をＤＣ駆動させた場合の駆動波形を示している。ここでは、図１１の説明を簡略化のため映像信号は灰色ラスター信号を用いて説明する。図１１のＶｓｉｇはソースドライバ１０より出力される映像信号であって、ＴＦＴ２のソース電極に印加される映像信号である。図１１のＶｃｅｔｎｅｒはＶｓｉｇ信号のセンタ電圧を示し、図１１のＶｇはゲートドライバ９より出力され、パルス幅が約１Ｈ期間の走査信号であって、図１の走査線７を介してＴＦＴ２のゲート電極に印加される走査信号（走査電極電圧信号）を示し、さらに、図１１のＶｃｏｍは図１０の対向電極５に印加される対向電極電圧信号である。図１１では、ＶｃｅｎｔｅｒがＶｃｏｍと同電位である状態を示している。

図１０において、映像信号入力端子１２より入力された映像信号はソースドライバ１０に入り、信号線８に接続されたＴＦＴ２のソース電極に、図１１に示すような映像信号Ｖｓｉｇが印加される。ＴＦＴ２のゲート電極に図１１に示す走査信号Ｖｇを印加し、図対向電極５に図１１に示す対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを印加する。

すると、走査線７のある行において、走査信号Ｖｇにより１Ｈの期間、ＴＦＴ２がオン状態になり、映像信号Ｖｓｉｇが絵素電極４に印加され、液晶セル３に電荷が充電される。

その後、ＴＦＴ２はオフ状態になり、液晶セル３に充電された電荷はＴＦＴ２のオフ抵抗Ｒｏｆｆを通じて放電するオフリークによって減少しながら１Ｖ（１垂直期間）の間だけ保持される。

これらのことが全ての絵素部６毎に、画面全体として表示される。この時の絵素電極４に印加される電圧は図１１に示すようなドレイン電圧Ｖｄとなる。ここで、ドレイン電圧Ｖｄが対向電極電圧信号Ｖｃｏｍより高い時を（＋）フィールド、低い時を（−）フィールドとする。このドレイン電圧Ｖｄは、一般に知られているように、ＴＦＴ２のゲート・ドレイン間の重なりによる擬似容量Ｃｇｄの影響を受ける。ゲートオフ時に、この擬似容量Ｃｇｄの影響によって、絵素電極４に保持される電圧が、以下の式１で算出される変動電圧値ΔＶ１だけ小さくなる。

ΔＶ１＝Ｖｇ×｛Ｃｇｄ／（Ｃｇｄ＋Ｃｌｃ＋Ｃｃｓ）｝・・・式１
但し、Ｃｇｄ：ゲート・ドレイン間の重なり容量
Ｃｌｃ：液晶セルの等価容量
Ｃｃｓ：保持容量

さらに、特許文献１に記載されているように、ＴＦＴ基板と対向基板の各配向膜の膜厚差、ＴＦＴ基板と対向基板の各配向膜の材料の違い、さらに反射型の液晶表示装置のように、ＴＦＴ基板側の電極材料と対向基板側の電極材料との違い（例えば、ＴＦＴ側がアルミニウムの反射電極で、対向基板側がＩＴＯの透明電極）などの、液晶層を挟んで対向する各電極および配向膜の材料の差による非対称性によっても、ドレイン電圧は変動する。この変動電圧値をΔＶ２とする。

以上の変動電圧値ΔＶ１，ΔＶ２の影響により、ドレイン電圧Ｖｄのセンター電位Ｖｄ＿ｃｅｎｔｅｒ（図１１）は、Ｖｓｉｇのセンター電位であるＶｃｅｎｔｅｒに対してずれを生じる。

図１１では、Ｖｃｏｍ電位とＶｃｅｎｔｅｒの電位が同電位である状態を図示しているが、上述の変動電圧値ΔＶ１，ΔＶ２の影響により、Ｖｄ＿ｃｅｎｔｅｒとＶｃｏｍの電位がずれてしまい、（＋）フィールドの実効電圧Ｖｒｍｓ＋の方が、（−）フィールドの実効電圧Ｖｒｍｓ−より小さくなっている。これにより、１Ｖの周期で液晶層に印加される実効電圧値が変わるため、１Ｖ周期で、透過光（反射型などでは反射光）が変化する。これは一般にフリッカと言われている。この実効電圧の差による透過光（もしくは反射光）は２Ｖで１周期となるため、通常は３０Ｈｚ程度となり、人間の目に感じてしまう。そのため、従来から液晶モジュール個々に対向電圧Ｖｃｏｍを調整し、（＋）フィールドの実効電圧Ｖｒｍｓ＋と、（−）フィールドの実効電圧Ｖｒｍｓ−が等しくなるようにして、フリッカがでないようにしていた。

しかしながら、出荷時にモジュール個々に、図１１に示される（＋）フィールドの実効電圧値Ｖｒｍｓ＋と（−）フィールドの実効電圧値Ｖｒｍｓ−が等しくなるように、対向電圧Ｖｃｏｍを調整したとしても、一般に知られているように、周囲環境の変化により、ＴＦＴの特性が変化するため、一度調整した（＋）フィールドでの実効電圧Ｖｒｍｓ＋と（−）フィールドでの実効電圧Ｖｒｍｓ−のバランスが崩れ、再度対向電圧Ｖｃｏｍを微調しなければならないという問題があった。しかし、実際に出荷後再調整を行うことは難しい。フリッカは人間に不快感を与えるだけでなく、実効電圧のバランスが崩れることで、液晶層に直流成分が印加され続けることになり液晶の寿命が短くなったり、焼きつき現象などの不具合の原因にもなる。

この問題を解決するため、特許文献２には、画像表示領域の一部をフリッカ検出領域とし、フォトセンサを付けることで、常に液晶パネルからの透過光を検出し、（＋）フィールドと（−）フィールドでの透過光のバランスを保つように、対向電圧Ｖｃｏｍを自動で調整する対向電圧自動調整方法が示されている。
特開２００２−１８９４６０号公報 特開平１−１６７７３４号公報

しかし、上記従来の対向電圧自動調整方法には次の（１）〜（３）に示すような問題がある。

（１）画像表示領域の一部をフリッカ検出領域として使用するため、この部分は非表示エリアとなり、最近要求される小型化・大画面化のニーズに答えられない。

（２）反射型の場合、通常の透過型の場合と異なり、外光が光源となるため、この方法は適応できない。

（３）半透過型の場合、一般に知られるように、透過モードと反射モードでは、最適な対向電圧Ｖｃｏｍは異なり、屋外などの外光の強い場所で使用した場合、人間の目に入るのは、主に反射光である。しかし、この方法ではフォトセンサは透過光を検出するため、人間の目に入る反射光の対向電圧Ｖｃｏｍは、ずれていることになる。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、周囲環境に応じた最適な対向電圧を対向電極に印加することにより、小型化・大画面化のニーズに答えつつ、フリッカの低減、液晶層に対する直流成分印加の防止、さらには焼きつき低減を実現できる表示装置およびこれを用いた電子情報機器を提供することを目的とする。

本発明の表示装置は、２次元状に配置された絵素部毎に、間に表示媒体を挟持した一対の絵素電極と対向電極とが設けられ、該対向電極に対向電圧が印加され、該絵素電極に、スイッチング素子を介して該対向電圧に対する極性が交互に反転する映像信号が印加されて表示駆動される半透過型の表示装置において、周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度の変化を判別し、該判別した外光強度の変化に応じて、該スイッチング素子のドレインにかかる映像信号の中心電圧と該対向電圧の中心電圧との差が最も少なくなるように所定の対向電位に該対向電極への印加電圧を変動させる対向電圧制御手段を備え、そのことにより上記目的が達成される。

また、本発明の表示装置における対向電圧制御手段は、周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度の変化を判別する周囲環境判別手段と、該判別した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に基づいて所定の対向電圧を出力調整可能とする対向電圧調整手段とを有する。

さらに、本発明の表示装置における周囲環境判別手段は、周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度を検出する周囲環境検出手段と、該検出した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に対応した検出電圧と基準電圧とを比較して、該検出周囲温度および該検出外光強度の少なくとも該検出外光強度が複数の範囲のいずれに属するかを判別する環境範囲判別手段とを有し、前記対向電圧調整手段は、該環境範囲判別手段で判別した範囲に応じた所定の対向電圧に出力調整する。

さらに、本発明の表示装置における対向電圧調整手段は、前記周囲環境判別手段で判別した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に応じて一または複数の電圧をスイッチングするスイッチ手段と、該スイッチ手段でスイッチングした一または複数の所定電圧を別の基準となる所定電圧に加算する加算手段とを有する。

さらに、本発明の表示装置における周囲環境検出手段は、温度・抵抗変換手段と抵抗手段との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換する周囲温度検出手段を有する。

さらに、本発明の表示装置における温度・抵抗変換手段はサーミスタ手段である。

さらに、本発明の表示装置における周囲環境検出手段は、光・抵抗変換手段と抵抗手段との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換する周囲外光強度検出手段を有する。

さらに、本発明の表示装置における光・抵抗変換手段はフォトトランジスタ手段である。

さらに、本発明の表示装置における環境範囲判別手段は、一または複数の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、該一または複数の基準電圧と前記周囲環境検出手段で検出した検出電圧をそれぞれ比較する一または複数の比較器とを有する。

さらに、本発明の表示装置における対向電圧制御手段は、少なくとも前記外光強度に応じて最適対向電圧に出力調整する。

さらに、本発明の表示装置における対向電圧調整手段は、前記周囲環境判別手段で判別した外光強度に適したモードとして透過モードおよび反射モードのいずれかを選択し、その選択結果に応じた最適対向電圧に出力調整可能とする。

さらに、本発明の表示装置において、複数の絵素部がマトリクス状に配置されており、該複数の絵素部の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、前記スイッチング素子駆動用の複数の走査線と複数の信号線とが設けられ、該絵素部毎に、該交差近傍位置の走査線がスイッチング素子の制御電極に接続され、該交差近傍位置の信号線が該スイッチング素子を介して絵素電極に接続され、該絵素電極とこれに対向配置された対向電極間に表示媒体が挟持され、前記対向電圧が該対向電極に印加されるようになっている。

さらに、本発明の表示装置において、複数の走査線に対して選択的に走査信号を出力可能とするゲートドライバと、前記複数の信号線に対して選択的に映像信号を出力可能とするソースドライバとを有する。

本発明の電子情報機器は、請求項１〜１５のいずれかに記載の表示装置を表示部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、液晶モジュール内にサーミスタ、フォトセンサなどを設け（例えば透過型・反射型の場合はサーミスタのみ）、周囲環境としての周囲温度や外光強度に応じて対向電圧Ｖｃｏｍを自動的に制御し、その周囲環境に応じた最適な対向電圧を対向電極に印加することにより、フリッカの低減による高画質化、例えば表示装置が液晶表示装置の場合に液晶層に直流成分を印加させないことによる高寿命化、さらには、その焼きつきの低減などが実現可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、例えば透過型・反射型ディスプレイにおいて、周囲温度が変化しても、また、例えば半透過型ディスプレイにおいて周囲の温度・外光強度が変化しても、常に最適な対向電圧となるように、周囲環境（周囲温度または／および外光強度）を自動で判別し、対向電極に印加する対向電圧を調整出力することで、フリッカの低減による高画質化、また、液晶層に直流成分を印加させないことによる高寿命化、さらには、焼きつきの低減などの効果がある。

以下に、本発明の表示装置の実施形態１〜６を液晶表示装置に適用した場合について図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
本実施形態１では、その対向電圧制御回路として、透過型または反射型の液晶モジュールにおける一実施例であって、周囲環境としての周囲温度の変化に対して対向電位を変動させる場合である。

図１は、本発明の液晶表示装置の実施形態１における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、図１では、対向電極をＤＣ駆動させた場合の一例を取り挙げているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、ＤＣ駆動の場合と同様の方法が適応できる。

図１に示すように、本実施形態１の液晶表示装置１Ａは、ＴＦＴ駆動される透過型または反射型の液晶表示装置であって、周囲温度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段としての周囲温度判別手段１５Ａと、この判別した周囲温度に基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ａとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ａが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ａは、周囲温度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ａの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置された対向電極５間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ａから出力される。

周囲温度判別手段１５Ａは、温度・抵抗変換手段としてのサーミスタ２０と抵抗手段としての固定抵抗２１との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換して、周囲温度を検出する周囲環境検出手段としての周囲温度検出手段と、基準電圧発生手段（抵抗分圧発生手段）としての可変抵抗２７，２８による複数の基準電圧と周囲温度検出手段で検出した検出電圧とをそれぞれ比較する複数の比較器２３，２４により、その検出周囲温度が複数の温度範囲のいずれに属するかを判別する環境範囲判別手段としての温度範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ａは、周囲温度判別手段で判別した周囲温度範囲に応じて複数の所定電圧をスイッチングするスイッチ手段としてのスイッチ３１と、このスイッチ３１でスイッチングした複数の所定電圧を別の基準となる所定電圧に加算する加算手段としての加算器３３とを有する。

上記構成により、以下、詳細にその作用を説明する。

サーミスタ２０は周知の通り、温度により抵抗値が可変する温度・抵抗変換素子であるため、サーミスタ２０と固定抵抗２１で分圧された分圧点２２の電位は、周囲温度によって変化する。サーミスタ２０は、通常、温度が高くなるにつれて抵抗値が小さくなるため、分圧点２２の電位は、温度が上がると共に上昇する。したがって、比較器２３，２４の各＋側入力にそれぞれ入力される入力電圧は分圧点２２の電位であり、これは周囲温度により決まる。

例えば摂氏５０度以上および摂氏０度以下を判別したいのであれば、抵抗と可変抵抗２７との分圧点２５の電位を、摂氏５０度の時の分圧点２２の電位と同電位に、また、抵抗と可変抵抗２８との分圧点２６の電位を摂氏０度の時の分圧点２２の電位と同電位になるように、それぞれ可変抵抗２７，２８により調整すればよい。このようにすることで、周囲温度が摂氏５０度以上になった場合は、比較器２３、２４の出力２９と３０は共にＨ（ハイレベル）となり、０℃以下の場合、比較器２３、２４の出力２９，３０は共にＬ（ローレベル）になる。なお、摂氏０度から摂氏５０度までの温度では、比較器２３の出力２９はＨ（ハイレベル）になり、比較器２４の出力３０はＬ（ローレベル）となる。このようにして、周囲温度を区分けできる。なお、図１では、３通りに区分けしたが、この分類数は任意の数だけ実施することが可能である。

スイッチ３１は、Ｈ信号が入るとオンするスイッチであり、例えば摂氏５０度以上の時は、出力３０がＨ、出力２９はインバータを通ることでＬとなっているため、スイッチ３１の接点ｂのみオンする。同様にして、摂氏０度以下の場合はスイッチ３１の接点ａのみがオンし、摂氏０度から摂氏５０度までの温度の場合には、どちらの接点ａ，ｂもオフの状態になっている。

加算器３３は、一般に知られているものであり、抵抗３４，３５，３６，３７の抵抗値を同じにすれば、出力電圧３８（対向電極電圧Ｖｃｏｍ）は、出力３９，４０，４１の各電圧をそれぞれ電圧Ｖ３９、Ｖ４０、Ｖ４１とした場合、下記の式（２）によって表される。

Ｖｃｏｍ＝−（Ｖ３９＋Ｖ４０＋Ｖ４１）・・・式（２）
ここでは、温度が摂氏０度〜摂氏５０度の時、スイッチ３１の接点ａ，ｂは両方ともオフしているので、対向電極電圧Ｖｃｏｍ＝−Ｖ３９となる。よって、まず、Ｖ３９を可変抵抗４２を用いて、フリッカが最も少なくなるように調整する。摂氏５０度以上になると、スイッチ３１の接点ｂのみオンするため、対向電極電圧Ｖｃｏｍ＝−（Ｖ３９＋Ｖ４１）、摂氏０度以下になるとスイッチ３１の接点ａのみオンするため、対向電極電圧Ｖｃｏｍ＝−（Ｖ３９＋Ｖ４０）となる。

つまり、電圧Ｖ４０およびＶ４１は、温度が変化した時の微調用の電圧であり、初期設定で調整した対向電極電圧（コモン電圧）Ｖｃｏｍ＝−Ｖ３９の電圧値を、微小に加減算し、調整するための電圧である。

そもそも、周囲温度の変化による最適な対向電圧のずれの主な原因は、液晶材料自体の容量Ｃｌｃの変化（液晶材料の誘電率の変化）である。温度による誘電率の変化量は、当然個体差はあるものの、液晶材料などが決まればある程度傾向性のあるものであり、一般に高温になるほど容量Ｃｌｃが小さくなるため、式（１）からわかるように、図１１のΔＶ１が大きくなる。このため、常温時の最適な対向電極電圧Ｖｃｏｍ（対向電圧）に比べて、高温時の対向電圧は低くなる。低温では当然その逆である。このように、高温時および低温時の、常温での最適な対向電位Ｖｃｏｍからのずれ量を設定しておくことで、常温で最適な対向電位に調整し、その後、周囲温度が変化しても、そのずれ量に相当する電位分（つまり図１の例なら、電圧Ｖ４０や電圧Ｖ４１）だけシフトするため、対向電位を変化させない時と比較すると、格段に表示品位は向上すると共に液晶の焼きつき改善・高寿命化も図られる。

もちろん、液晶モジュール個々に、温度を変化させ、その時の最適な対向電位を設定すること（つまりモジュール個々に図１での電圧Ｖ４０，Ｖ４１を調整すること）も可能ではある。しかし、現実の生産を考えた場合は、おそらく難しいので、温度の変化に応じて概算される変化量の平均値を変化させる方が現実的である。

なお、先程も触れたが、当然，温度の区分けを増やし、微調電圧（図１の電圧Ｖ４０，Ｖ４１）を増やせば、より精度の高い対向電極電圧Ｖｃｏｍの調整が可能となる。
（実施形態２）
本実施形態２では、その対向電圧制御回路として、透過型または反射型の液晶モジュールにおける実施例であり、周囲環境としての周囲温度の変化に応じて対向電位をより精度高く変動させる場合である。

図２は、本発明の液晶表示装置の実施形態２における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、図２においても、対向電極をＤＣ駆動させた場合の一例を取り挙げているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、ＤＣ駆動の場合と同様の方法が適応できる。

図１の実施形態１の場合には、温度範囲の区分けをより多くした場合には回路規模が大きくなり、実装面積が大きくなる。また、温度範囲の区分けを少なくした場合、周囲温度がその閾値の温度付近である場合、図１のスイッチ３１が短い周期でオン・オフを繰り返し、対向電圧（対向電極電圧Ｖｃｏｍ）が短い周期で大きく変動するため、表示品位を低下させる可能性がある。そこで、本実施形態２（図２）では、これら問題の改善した一例を示している。

図２に示すように、本実施形態２の液晶表示装置１Ｂは、ＴＦＴ駆動される透過型または反射型の液晶表示装置であって、周囲温度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段としての周囲温度判別手段１５Ｂと、この判別した周囲温度データに基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ｂとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ｂが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ｂは、周囲温度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ｂの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置した対向電極５との間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ｂから出力される。

周囲温度判別手段１５Ｂには、サーミスタ４６と固定抵抗４７との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換して、周囲温度を検出する周囲環境検出手段としての周囲温度検出手段と、該分圧電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器４８により、その検出周囲温度が複数の温度範囲のいずれに属するかを判別する環境範囲判別手段としての温度範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ｂは、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器４８からのデジタルデータに応じてメモリ内の対向電圧情報を出力する対向電圧情報出力手段としてのタイミングコントローラ５０と、この出力された対向電圧情報をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器５２と、このデジタル／アナログ変換したデータを対向電圧として出力するデータ出力手段としてのバッファとをを有する。

上記構成により、以下、詳細にその作用を説明する。

サーミスタ４６と固定抵抗４７で分圧し、その分圧点の電位をＡ／Ｄ変換器４８（Ａ／Ｄコンバータ）によってデジタルデータに変換する。例えば６ビットとすると、所定の温度範囲を、周囲温度により「００００００」から「１１１１１１」までの６４等分できる。この温度情報デジタル出力４９は、タイミングコントローラ５０に取り込まれる。

また、タイミングコントローラ５０から対向電圧制御用デジタル信号５１がＤ／Ａ変換器５２（Ｄ／Ａコンバータ）に出力され、これをＤ／Ａコンバータ５２によりアナログ出力５３に変換し、データ出力手段としてのバッファを通って対向電圧５４を対向電極５に出力される。

以下、更に詳細に説明していくと、生産工程などでは、通常の常温時（約＋２５℃）に最適な対向電圧に合わせるが、これは、シリアル通信用信号５５で対向電圧制御用デジタル信号５１を制御し、最適になった時の対向電圧制御用デジタル信号５１のデジタル値をＥＥＰＲＯＭ５６などのメモリに書き込んでおく。液晶モジュールの電源を立ち上げた時は常に、ＥＥＰＲＯＭ５６に書き込んだデジタル値を参照するように、タイミングコントローラ５０を設計しておく。

上述の６ビットの温度情報デジタル出力４９の値に応じて、ＥＥＰＲＯＭ５６に格納されている初期値（常温で最初に調整した値）に加減算することで、対向電圧制御用デジタル信号５１を微調整する。例えば対向電圧制御用デジタル信号５１を８ビットとする。生産工程などで常温時の最適な対向電圧を調整した際に、ＥＥＰＲＯＭ５６に書き込まれた初期値のデジタルデータを「１０００１１１０」とする。例えば周囲温度が摂氏０度になり、６ビットの温度情報デジタル信号４９が「００１１１０」になったとする。コントローラには、この６ビットのデジタル信号の値に応じて、加減算する数値を予め持たせておく。または、この６ビットのデジタル信号の値に応じて決められたアドレスのＥＥＰＲＯＭ５６を読みに行き（ＥＥＰＲＯＭ５６に加減算する数値の情報を予め書き込んでおく）、初期設定値「１０００１１１０」に加減算するように設定しておく。これにより、例えば温度情報デジタル信号４９の「００１１１０」の入力信号に対して、ＥＥＰＲＯＭ５６に書かれた初期の対向電圧「１０００１１１０」にプラス「０００１１００１」の変動を加えるように設定されてあったとすれば、結局、摂氏０度での対向電圧制御用デジタル信号５１は「１０００１１１０」＋「０００１１００１」＝「１０１００１１１」となり、温度変化分に応じた対向電圧のシフトを行うことが可能になる。

この方法であれば、精度の高い調整が可能である。また、タイミングコントローラ５０が、温度情報デジタル出力４９を、例えば１分おきに読み取りにいくように設定したり、タイミングコントローラ５０に、読み取り命令パルスを入れたときに温度情報を読みに行くようにすれば、上記実施形態１であったような閾値の温度付近での短い周期での対向電圧の変化をもなくすことが可能となる。

なお、以上のような透過型または反射型の液晶モジュールに本実施形態１，２の対向電圧制御回路を適用した場合について説明したが、これに限らず、半透過型の液晶モジュールにも本実施形態１，２の対向電圧制御回路を適用することができる。

半透過型の液晶モジュールは、外光のない暗い場所でも、外光の強い屋外などでも、良好な視認性を有することから、携帯電話装置、ポケットゲーム装置およびカーナビゲーション装置などの各種の電子情報機器に使用されている。

図３は、半透過型液晶モジュールの１画素分の要部断面図である。

図３に示すように、一対の上側の対向基板部と下側の素子側基板部との間にスペーサ６３が設けられ、スペーサ６３で一定間隔を保持された内部に液晶層６２が収容されて半透過型液晶モジュールが構成されている。

対向基板部は、カラーフィルタ基板５９上に対向電極６０が形成され、対向電極６０のカラーフィルタ上に配向膜６１が形成されている。

素子側基板部は、ＴＦＴ基板７２上に、ゲート電極７１、ゲート絶縁膜７３、ｎ＋Ｓｉ層６６（ソース側）、ｎ＋Ｓｉ層６７（ドレイン側）、ソース電極６５、ドレイン電極６８、層間絶縁膜６９、絵素電極７０、配向膜６４が設けられている。

このように構成された半透過型液晶モジュールは、１画素中に透過部と反射部を合わせ持ち、外光の少ない暗い場所などでは、バックライトからの光を透過した光（つまり透過部５７を透過する光）を人の目は視認する。

一方、外光の強い屋外などでは、外光の反射光（つまり反射部５８で反射する光）を人の目は視認する。

問題なのは、透過モードと反射モードでの最適な対向電圧が異なることである。これは、一般に知られているように、透過部５７と反射部５８の材質の違いによる仕事関数の差に原因がある。その一例として、透過部はＩＴＯで、反射部はＡｌ膜がある。つまり、前述の材質などの非対称性によるドレイン電圧変動ΔＶ２が原因となっている。

よって、生産時に、透過モードを基準に対向電圧を合わせても、屋外などで見ると、対向電圧がずれており、フリッカが見られるという問題があった。これを解決する場合を次の実施形態３に示している。
（実施形態３）
本実施形態３では、外光の光量に応じて、人間の目が主に透過光を見ている場合と反射光を見ている場合を自動で判別し、これに応じた最適な対向電圧を提供する場合である。

図４は、本発明の実施形態３における半透過型携帯電話装置の製品使用例を示す外観図、図５は、本発明の実施形態３における半透過型カーナビゲーションディスプレイの製品使用例を示す外観図である。

図４および図５のように、ディスプレイ７４と同じ面にフォトセンサ７５が設けられ、ディスプレイ７４に入り込む外光量をフォトセンサ７５で感知させることができる。

図６は、本発明の実施形態３の半透過型液晶モジュール（液晶表示装置）における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、本実施形態３においても、対向電圧をＤＣ駆動させた場合の一例を取り挙げているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、同様の方法が適応できる。

図６に示すように、本実施形態３の液晶表示装置１Ｃは、ＴＦＴ駆動される半透過型の液晶表示装置であって、周囲外光強度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段としての周囲外光強度判別手段１５Ｃと、この判別した周囲外光強度に基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ｃとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ｃが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ｃは、周囲外光強度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ｃの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置された対向電極５間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ｃから出力される。

周囲外光強度判別手段１５Ｃは、光・抵抗変換手段としてのフォトトランジスタ７６と抵抗手段としての固定抵抗７７との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換して、周囲外光強度を検出する周囲環境検出手段としての周囲外光強度検出手段と、基準電圧発生手段（抵抗分圧発生手段）としての可変抵抗８０による基準電圧と周囲外光強度検出手段で検出した検出電圧とをそれぞれ比較する複数の比較器８２により、その検出周囲外光強度がいずれの外光強度範囲に属するかを判別する環境範囲判別手段としての外光強度範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ｃは、周囲外光強度判別手段で判別した周囲外光強度範囲に応じて所定電圧をスイッチングするスイッチ手段としてのスイッチ８３と、このスイッチ８３でスイッチングした所定電圧を別の基準となる所定電圧に加算する加算手段としての加算器８４とを有する。

上記構成により、以下、その作用を説明する。

バックライトの輝度をＬＢ、パネルに入射される外光輝度をＬｘ、液晶パネルの透過率をｋ、パネルの反射率をｍとしたとき、人間の目に入る透過光の輝度＝ｋ×ＬＢ、人間の目に入る反射光の輝度＝ｍ×Ｌｘとなる。ＬＢ、ｋ、ｍはおおよそ固定された値であるため、透過モード時は、ｋ×ＬＢ＞ｍ×Ｌｘ つまり、Ｌｘ＜ｋ×ＬＢ／ｍの外光の場合は、人間の目には、透過光が主に入っていることになり、透過モードと判断できる。また、ｋ×ＬＢ＜ｍ×Ｌｘの時、つまり、Ｌｘ＞ｋ×ＬＢ／ｍの場合は、人間の目には、反射光が主に入っていることになり、反射モードと認識される。このようにして、外光強度（外光の光量）に応じて、透過・反射モードを自動判別する。

図６に示すように、フォトセンサ７６は、受光した光の強度に応じて、電流を流す素子である。よって、受光強度が上がり、電流が増加するにつれ、抵抗７７での電圧降下が大きくなり、フォトセンサ７６と抵抗７７による分圧点７８の電位が大きくなる。

一方、抵抗７９と可変抵抗８０で分圧される分圧点８１の電位は、Ｌｘ＝ｋ×ＬＢ／ｍの光がフォトセンサ７６に入った時の分圧点７８の電位と同じになるように、可変抵抗８０を用いて設定しておく。すると、フォトセンサ７６にＬｘ＞ｋ×ＬＢ／ｍの光が入った時は、比較器８２の出力はＨ（ハイレベル）となり、逆に、フォトセンサにＬｘ＜ｋ×ＬＢ／ｍの光が入った時は、比較器８２の出力はＬ（ローレベル）となる。このようにして、透過モードか、反射モードかを自動で判別させることができる。

次に、スイッチ８３は、比較器８２からＨ信号が入力された時にオンする。

加算器８４は、電圧Ｖ８５、スイッチ８３からの電圧Ｖ８６を入力とし、これらを加算処理した出力電圧８７（対向電圧Ｖｃｏｍ）を出力する。ここで用いる固定抵抗８８，８９，９０の抵抗定数を同じにすることで、次式（３）のような出力電圧を得ることができる。
Ｖｃｏｍ＝−（Ｖ８５＋Ｖ８６）・・・・・・・式（３）
すると、透過モード時は、スイッチ８３がオフしているため、対向電圧Ｖｃｏｍ＝−Ｖ８５となる。よって、生産工程などでは、可変抵抗ＶＲ９１を回して調整することにより、フリッカのない最適な、対向電圧Ｖｃｏｍに合わせればよい。

反射モードになった時、スイッチ８３はオンされ、対向電圧Ｖｃｏｍ＝−（Ｖ８５＋Ｖ８６）となる。よって、反射モード時の対向電圧の微調分（電圧Ｖ８６）を、可変抵抗ＶＲ９２を回して調整し設定すればよい。例えば生産工程で、透過モード時の対向電圧Ｖｃｏｍを可変抵抗ＶＲ９１で合わせた後に、液晶パネルに反射モードになるのに十分な外光を当て、可変抵抗ＶＲ９２を回して微調整しておけば、透過モードでも反射モードでも最適な対向電圧Ｖｃｏｍが保たれ、表示品位が著しく向上する。

また、本実施形態３では、透過モードか反射モードかという２モードで考えたが、同様の回路構成によって、完全な透過モード（ｋ×ＶＢ＞＞ｍ×Ｖｘ）、透過・反射両モード（ｋ×ＶＢ≒ｍ×Ｖｘ）、完全な反射モード（ｋ×ＶＢ＜＜ｍ×Ｖｘ）などのように３通りまたはそれ以上に詳細に分けることも可能である。
（実施形態４）
本実施形態４では、周囲の外光に対してより精密な最適対向電位を自動的に設定する場合である。

図７は、本発明の実施形態４の半透過型液晶モジュール（液晶表示装置）における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、本実施形態４においても同様に、対向電極をＤＣ駆動させた場合の一例を取り挙げているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、同様の方法が適応できる。また、上記実施形態３で、外光ＶｘがＶｘ＝ｋ×ＶＢ／ｍ付近の時、すなわち透過モードと反射モードの境界付近であった際、スイッチ８３がオン／オフを繰り返し、対向電圧が短い周期で大きく変動し、表示品位を損ねる可能性がある。この問題を解決するために本実施形態４を示す。

図７に示すように、本実施形態４の液晶表示装置１Ｄは、ＴＦＴ駆動される透過型または反射型の液晶表示装置であって、周囲外光強度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段としての周囲外光強度判別手段１５Ｄと、この判別した周囲外光強度データに基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ｄとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ｄが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ｄは、周囲外光強度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ｄの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置した対向電極５との間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ｄから出力される。

周囲外光強度判別手段１５Ｄは、フォトセンサとしてのフォトトランジスタ９５と固定抵抗４７との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換して、周囲外光強度を検出する周囲環境検出手段としての周囲外光強度検出手段と、該分圧電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器９８により、その検出周囲外光強度が複数の外光強度範囲のいずれに属するかを判別する環境範囲判別手段としての外光強度範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ｄは、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器９８からのデジタルデータに応じてメモリ内の対向電圧情報を出力する対向電圧情報出力手段としてのタイミングコントローラ１００と、この出力された対向電圧情報をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器１０２と、このデジタル／アナログ変換したデータを対向電圧として出力するデータ出力手段としてのバッファとを有する。

上記構成により、以下、その作用を説明する。

フォトセンサ９５は、上記実施形態３の場合と同様に、外光強度に応じて、電流が増加する素子である。よって、受光強度が増加するにつれ、抵抗９６での電圧降下が増加し、フォトセンサ９５と抵抗９６の分圧点９７の電位が上がる。この分圧点９７の電位はＡ／Ｄコンバータ９８により、デジタル変換された外光情報デジタル出力９９となり、タイミングコントローラ１００に入力される。

タイミングコントローラ１００からは対向電圧制御用デジタル出力１０１が出力され、今度は、Ｄ／Ａコンバータ１０２によって、アナログ出力に変換され、対向電圧出力１０３（Ｖｃｏｍ）としてバッファを介して出力される。

まず、液晶モジュール毎に透過モードで、シリアル通信信号出力手段１０４により、対向電圧制御用デジタル出力１０１を変動させることで、対向電圧１０３（Ｖｃｏｍ）は調整され、その最適な対向電圧Ｖｃｏｍになる時の対向電圧制御用デジタル出力１０１を、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５に予め書き込んでおく。

液晶モジュールの電源を立ち上げた際に、タイミングコントローラ１００が、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５に予め書き込んでおいたデータを読みに行くように設計しておけばよい。

Ａ／Ｄコンバータ９８からの外光情報デジタル出力９９の値に応じて、透過モード時の初期設定値を微調整することで、反射モードになった際にも最適な対向電圧Ｖｃｏｍを自動的に設定することが可能となる。例えば外光情報デジタル出力９９は３ビット、対向電圧制御用デジタル出力１０１は６ビットであるとした場合、例えば、８０，０００ｌｕｘの光がフォトセンサに入った場合、外光情報デジタル出力９９が（１１０）であるとする。タイミングコントローラ１００は、この入力された３ビットの入力に基づいて、初期にＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５に書き込んでおいた対向電圧制御用デジタル出力１０１に対して、微増減させるように設定されてある。

または、外光に対する変動量も予めＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５に書き込んでおき、タイミングコントローラ１００に入力される外光情報デジタル出力９９の値に応じて、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５の外光強度毎に指定されたアドレスを読みに行くようにタイミングコントローラ１００を設計しておけばよい。例えば透過モードの時、初めに対向電圧Ｖｃｏｍを調整した際に、「１００１１０」であった場合、当然、このデータはＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５に書き込まれ、液晶モジュールの電源を立ち上げた際に読み込まれる。

ここに、外光情報デジタル出力９９を反映し、例えば「１１０」の際は、タイミングコントローラ１００で、−「０００１１１」だけ変動させる、または、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１０５にその変動量のデータを格納しておくことで、対向電圧制御用デジタル出力１０１は「１００１１０」−「０００１１１」＝「０１１１１１」となり、対向電圧Ｖｃｏｍを微調整することが可能となる。

ここで、外光情報デジタル出力９９のビット数を増やせば、さらに細かい調整が行える。また、タイミングコントローラ１００が、外光情報デジタル出力９９の確認を常に行うのではなく、ある一定の期間を持たせる、あるいは外部から命令信号を与え、その命令信号がきた時だけ、外光情報デジタル出力９９を読みに行くようにすれば、第３の実施例の際問題となる、短い周期での対向電圧の変動を抑えることができる。
（実施形態５）
本実施形態５では、上記実施形態１，３の組み合わせであり、周囲の外光強度および周囲の温度に対して最適な対向電位Ｖｃｏｍを自動的に設定する場合である。

図８は、本発明の実施形態５の半透過型液晶モジュール（液晶表示装置）における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、対向電極をＤＣ駆動させた場合の一例を取りあげているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、同様の方法が適応できる。

図８に示すように、本実施形態５の液晶表示装置１Ｅは、ＴＦＴ駆動される半透過型の液晶表示装置であって、周囲温度および周囲外光強度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段１５Ｅと、この判別した周囲温度および周囲外光強度に基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ｅとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ｅが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ｅは、周囲温度および周囲外光強度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ｅの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置された対向電極５間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ｅから出力される。

周囲環境判別手段１５Ｅは、光・抵抗変換手段としてのフォトトランジスタと抵抗手段としての固定抵抗との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換すると共に、温度・抵抗変換手段としてのサーミスタと抵抗手段としての固定抵抗との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換して、周囲温度および周囲外光強度を検出する周囲環境検出手段と、基準電圧発生手段（抵抗分圧発生手段）としての可変抵抗による各基準電圧と、周囲環境検出手段で検出した各検出電圧とをそれぞれ比較する複数の比較器により、その検出周囲環境がいずれの範囲に属するかをそれぞれ判別する環境範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ｅは、周囲環境判別手段で判別した周囲温度範囲および周囲外光強度範囲に応じて所定電圧をスイッチングするスイッチ手段としてのスイッチ１０６と、このスイッチ１０６でスイッチングした所定電圧を別の基準となる所定電圧に加算する加算手段としての加算器とを有する。

上記構成により、以下、その作用を説明する。

周囲温度によっても、外光強度によっても対向電極電圧（対向電圧）Ｖｃｏｍを微調できるようになっている。つまり、周囲温度によりスイッチ１０６の接点ａまたは接点ｂがオン／オフし、外光強度により、スイッチｃがオン／オフする。

これにより、周囲温度・外光強度が変化しても、スイッチ１０６の接点ａ〜ｃのオン／オフにより対向電圧Ｖｃｏｍは微調整され、常温・透過モードで一度調整してから何も調整しないよりも格段に表示品位が向上し、液晶モジュールの高寿命化・焼きつきの低減が図れる。
（実施形態６）
本実施形態６では、上記実施形態２，４の組み合わせであり、上記実施形態５の場合と同様に、周囲温度の変化や外光の変化に対して、対向電圧Ｖｃｏｍを微調整できるようになっている。さらに、上記実施形態５の問題として挙げられる対向電圧Ｖｃｏｍを変化させる閾値となる温度や外光強度の際の、スイッチ１０６の短い周期でのオン／オフ、つまり、短い周期での急激な対向電圧Ｖｃｏｍの変動を改善することができる。

図９は、本発明の実施形態６の半透過型液晶モジュールにおける対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。なお、本発明の液晶表示装置の基本構成としては図１０の場合と同様であり、ここでは図１０と同様の符号を付してその詳細説明については省略する。また、本実施形態６においても同様に、対向電極をＤＣ駆動させた場合の一例を取り挙げているが、ＡＣ駆動させた場合であっても、同様の方法が適応できる。

図９に示すように、本実施形態６の液晶表示装置１Ｆは、ＴＦＴ駆動される透過型または反射型の液晶表示装置であって、周囲温度および周囲外光強度の変化を自動的に判別可能とする周囲環境判別手段１５Ｆと、この判別した周囲温度データおよび周囲外光強度データに基づいて最適対向電圧である対向電極電圧信号Ｖｃｏｍを自動的に出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ｆとを有する対向電圧制御手段としての対向電圧制御回路１７Ｆが設けられている。このように、対向電圧制御回路１７Ｆは、周囲温度および周囲外光強度の変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧を変動させるように制御する。

本発明の液晶表示装置１Ｄの基本構成について簡単に説明すると、図１０の場合と同様に、複数の絵素部６がマトリクス状に配置されており、複数の絵素部６の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、ＴＦＴ駆動用の複数の走査線７と複数の信号線８とが設けられ、絵素部６毎に、絵素部６の所定の交差近傍位置の走査線７がＴＦＴ２の制御電極としてのゲート電極に接続され、その交差近傍位置の信号線８がＴＦＴ２を介して絵素電極４に接続され、この絵素電極４とこれに対向配置した対向電極５との間に表示媒体として液晶層が挟持され、対向電極電圧信号Ｖｃｏｍが対向電極５に印加されるようになっている。この対向電極電圧信号Ｖｃｏｍは対向電圧制御回路１７Ｆから出力される。

周囲環境判別手段１５Ｆは、光・抵抗変換手段としてのフォトトランジスタと抵抗手段としての固定抵抗との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換すると共に、温度・抵抗変換手段としてのサーミスタと抵抗手段としての固定抵抗との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換して、周囲温度および周囲外光強度を検出する周囲環境検出手段と、この分圧電圧をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器１１３により、その検出周囲温度および周囲外光強度がそれぞれ複数の範囲のいずれに属するかをそれぞれ判別する環境範囲判別手段とを有する。

対向電圧調整手段１６Ｆは、Ａ／Ｄ変換手段としてのＡ／Ｄ変換器１１３からのデジタルデータに応じてメモリ内の対向電圧情報を出力する対向電圧情報出力手段としてのタイミングコントローラ１１９と、この出力された対向電圧情報をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換器と、このデジタル／アナログ変換したデータを対向電圧として出力するデータ出力手段としてのバッファとを有する。

上記構成により、以下、その作用を説明する。

フォトセンサ１０９およびサーミスタ１１０により外光強度および周囲温度を感知し、外光強度は分圧点１１１の電位に、周囲温度は分圧点１１２の電位に反映される。これは、上記実施形態１〜５の場合と同様である。

分圧点１１１，１１２からのアナログ出力をＡ／Ｄコンバータ１１３により、外光情報デジタル出力１１４および温度情報デジタル出力１１５として出力される。

このシステムでは、通常、常温（約＋２５℃）、透過モード時の環境下で、シリアル通信用信号出力手段１１６を用いて、対向電圧Ｖｃｏｍは調整され、最適になる時の対向電圧制御用デジタル出力１１７のデジタル値を、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１１８に書き込んでおく。

液晶モジュールの電源立ち上げ時には、タイミングコントローラ１１９は、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１１８の情報を読みに行き、対向電圧制御用デジタル出力１１７を出力する。

対向電圧制御用デジタル出力１１７は、Ｄ／Ａコンバータによってアナログ変換され、バッファを介して対向電圧１２０（Ｖｃｏｍ）として出力される。常温（約＋２５℃）、透過モードで設定し、ＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１１８に書き込んだ初期設定値を、このデジタル出力１１４，１１５に応じて微増減させるように、タイミングコントローラ１１９に予め増減量を設定しておく。

または、周囲環境毎の対向電圧Ｖｃｏｍの微増減量を予めＥＥＰＲＯＭなどのメモリ１１８に書き込んでおき、デジタル出力１１４，１１５の出力に応じてＥＥＰＲＯＭなどの微増減量データを読みに行き、初期設定値を微増減することも可能である。

また、上記実施形態５での問題を改善すべく、本実施形態６では、デジタル出力１１４，１１５を、タイミングコントローラ１１９が読みに行くのを、例えば一定時間おきになるようにタイミングコントローラ１１９内で設定するか、外部から読み込み命令信号を入れるかすれば、周囲環境（外光強度および周囲温度）が、対向電圧Ｖｃｏｍを変化させる閾値となる温度や外光強度になった際の、短い周期での急激な対向電圧Ｖｃｏｍの変動を改善することができる。

以上により、本実施形態１〜６によれば、対向電圧制御回路１７Ａ〜１７Ｆは、周囲温度および周囲外光強度の少なくともいずれかの変化を判別する周囲環境判別手段１５Ａ〜１５Ｆと、この判別した周囲温度および周囲外光強度の少なくともいずれかに基づいて所定の対向電圧Ｖｃｏｍを出力調整可能とする対向電圧調整手段１６Ａ〜１６Ｆとを有し、周囲温度および周囲外光強度の少なくともいずれかの変化に応じて所定の対向電位に対向電極５への印加電圧Ｖｃｏｍを変動させる。このように、周囲温度および周囲外光強度などの周囲環境に応じた最適な対向電圧Ｖｃｏｍを対向電極５に印加することにより、小型化・大画面化のニーズに答えつつ、フリッカの低減、液晶層に対する直流成分印加の防止、さらには焼きつき低減を実現することができる。

なお、上記実施形態１〜６では、液晶ディスプレイに関しての具体例を記載したが、液晶以外の表示媒体でもＴＦＴで駆動させるディスプレイにおいては、同様の方法が適応できる。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜６を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜６に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜６の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、液晶表示装置などの表示装置および、これを表示部に用いたパーソナルコンピュータや携帯電話装置などの電子情報機器の分野において、常に最適な対向電圧となるように、周囲環境（周囲温度または／および外光強度）を自動で判別し、この判別結果に応じて、対向電極に印加する対向電圧を調整出力することにより、フリッカの低減による高画質化、また、表示装置が液晶表示装置の場合に、液晶層に直流成分を印加させないことによる高寿命化、さらには、その焼きつきが低減される。

本発明の液晶表示装置の実施形態１における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 本発明の液晶表示装置の実施形態２における対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 本発明で用いる半透過型液晶モジュールの１画素分の要部断面図である。 本発明の実施形態３における半透過型携帯電話装置の製品使用例を示す外観図である。 本発明の実施形態３における半透過型カーナビゲーションディスプレイの製品使用例を示す外観図である。 本発明の実施形態３の半透過型液晶モジュールにおける対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施形態４の半透過型液晶モジュールにおける対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施形態５の半透過型液晶モジュールにおける対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 本発明の実施形態６の半透過型液晶モジュールにおける対向電圧制御回路の一例を示す回路図である。 従来の液晶表示装置の要部構成例を示したブロック図である。 図１０の液晶表示装置の任意の絵素部におけるＴＦＴの動作波形図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｆ 液晶表示装置
２ スイッチングトランジスタ
３ 液晶セル
４ ドレイン電極に接続された絵素電極
５ 対向電極
６ 絵素部
７ 走査線
８ 信号線
９ ゲートドライバ
１０ ソースドライバ
１１ 垂直同期信号入力端子
１２ 映像信号入力端子
１３ クロック入力端子
１４ 水平同期入力端子
１５Ａ〜１５Ｆ 周囲環境判別手段（周囲温度判別手段または周囲外光強度判別手段）
１６Ａ〜１６Ｆ 対向電圧調整手段
１７Ａ〜１７Ｆ 対向電圧制御回路
２０，４６，１１０ サーミスタ
２１，７７ 固定抵抗
２３，２４，８２ 比較器
２７，２８，４２，８０，９１，９２ 可変抵抗
３１．８３，１０６ スイッチ
３３，８４ 加算器
４８，９８，１１３ Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ変換器）
５０，１００，１１９ タイミングコントローラ
５２，１０２ Ｄ／Ａコンバータ（Ｄ／Ａ変換器）
５６，１０５，１１８ メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）
７６，９５，１０９ フォトセンサ（フォトトランジスタ）

Claims (14)

1. ２次元状に配置された絵素部毎に、間に表示媒体を挟持した一対の絵素電極と対向電極とが設けられ、該対向電極に対向電圧が印加され、該絵素電極に、スイッチング素子を介して該対向電圧に対する極性が交互に反転する映像信号が印加されて表示駆動される半透過型の表示装置において、
   周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度の変化を判別し、該判別した外光強度の変化に応じて、該スイッチング素子のドレインにかかる映像信号の中心電圧と該対向電圧の中心電圧との差が最も少なくなるように所定の対向電位に該対向電極への印加電圧を変動させる対向電圧制御手段を備えた表示装置。
2. 前記対向電圧制御手段は、
   周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度の変化を判別する周囲環境判別手段と、
   該判別した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に基づいて所定の対向電圧を出力調整可能とする対向電圧調整手段とを有する請求項１に記載の表示装置。
3. 前記周囲環境判別手段は、
   周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度を検出する周囲環境検出手段と、
   該検出した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に対応した検出電圧と基準電圧とを比較して、該検出周囲温度および該検出外光強度の少なくとも該検出外光強度が複数の範囲のいずれに属するかを判別する環境範囲判別手段とを有し、
   前記対向電圧調整手段は、該環境範囲判別手段で判別した範囲に応じた所定の対向電圧に出力調整する請求項２に記載の表示装置。
4. 前記対向電圧調整手段は、
   前記周囲環境判別手段で判別した周囲温度および外光強度の少なくとも該外光強度に応じて一または複数の電圧をスイッチングするスイッチ手段と、
   該スイッチ手段でスイッチングした一または複数の所定電圧を別の基準となる所定電圧に加算する加算手段とを有する請求項２または３に記載の表示装置。
5. 前記周囲環境検出手段は、温度・抵抗変換手段と抵抗手段との分圧電圧により周囲温度を電圧に変換する周囲温度検出手段を有する請求項３に記載の表示装置。
6. 前記温度・抵抗変換手段はサーミスタ手段である請求項５に記載の表示装置。
7. 前記周囲環境検出手段は、光・抵抗変換手段と抵抗手段との分圧電圧により周囲外光強度を電圧に変換する周囲外光強度検出手段を有する請求項３または５に記載の表示装置。
8. 前記光・抵抗変換手段はフォトトランジスタ手段である請求項７に記載の表示装置。
9. 前記環境範囲判別手段は、
   一または複数の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、
   該一または複数の基準電圧と前記周囲環境検出手段で検出した検出電圧をそれぞれ比較する一または複数の比較器とを有する請求項３に記載の表示装置。
10. 前記対向電圧制御手段は、少なくとも前記外光強度に応じて最適対向電圧に出力調整する請求項１または２に記載の表示装置。
11. 前記対向電圧調整手段は、前記周囲環境判別手段で判別した外光強度に適したモードとして透過モードおよび反射モードのいずれかを選択し、その選択結果に応じた最適対向電圧に出力調整可能とする請求項２または１０に記載の表示装置。
12. 複数の絵素部がマトリクス状に配置されており、該複数の絵素部の近傍位置をそれぞれ通って互いに交差するように、前記スイッチング素子駆動用の複数の走査線と複数の信号線とが設けられ、該絵素部毎に、該交差近傍位置の走査線がスイッチング素子の制御電極に接続され、該交差近傍位置の信号線が該スイッチング素子を介して絵素電極に接続され、該絵素電極とこれに対向配置された対向電極間に表示媒体が挟持され、前記対向電圧が該対向電極に印加されるようになっている請求項１〜１１のいずれかに記載の表示装置。
13. 前記複数の走査線に対して選択的に走査信号を出力可能とするゲートドライバと、前記複数の信号線に対して選択的に映像信号を出力可能とするソースドライバとを有する請求項１２に記載の表示装置。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載の表示装置を表示部に用いた電子情報機器。
    

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