JP2006106294A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示パネルのバックライトとして有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device using an organic electroluminescence element as a backlight of a liquid crystal display panel.
液晶表示パネルのバックライトとして、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子という。)を用いたバックライトの開発が盛んに行われている。有機EL素子は低電圧駆動、色再現性が良い、薄型である等が特徴となっている。有機EL発光素子は改良が進められているものの、消費電力が大きい、寿命特性が充分でなく、長時間点灯させると輝度劣化が生じるという問題点がある。一方、特に携帯端末装置やビデオカメラ等のモバイルとして使用する場合、使用する環境によって周囲の明るさが異なり、環境によっては使用者がディスプレイの表示内容を認識しづらくなる場合が生じる。このためなるべく多くの環境で認識しやすくするために、表示輝度を大きめに設定することが考えられるが、暗い環境では不必要に消費電力が大きくなり、また明るすぎてかえって見えづらくなる場合も生じる。 As a backlight of a liquid crystal display panel, a backlight using an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as an organic EL element) has been actively developed. The organic EL element is characterized by low voltage driving, good color reproducibility, and thinness. Although the organic EL light emitting device has been improved, there are problems that the power consumption is large, the life characteristics are not sufficient, and the luminance is deteriorated when it is lit for a long time. On the other hand, particularly when used as a mobile device such as a mobile terminal device or a video camera, the ambient brightness differs depending on the environment used, and depending on the environment, it may be difficult for the user to recognize the display content on the display. For this reason, it is conceivable that the display brightness should be set to be large so that it can be easily recognized in as many environments as possible. However, in a dark environment, the power consumption is unnecessarily large, and it may be too bright and difficult to see. .
また、液晶パネルが半透過型液晶パネルである場合には、日光下のような非常に明るい場所では反射型として外光の反射を利用することにより必ずしもバックライトを必要としなくても充分認識可能となる。そのため、周囲の明るさに応じて適度な明るさに調節、もしくは不必要な場合はバックライトの輝度を下げるような機構を備えることが考えられる。この機能によって不必要にバックライトの輝度を上げることがなくなるため、有機EL素子に対しては、消費電力と寿命特性の改善に大きく貢献できる。従来より、周囲の明るさに応じて輝度設定を行う技術が様々提案されている(例えば、特許文献1〜特許文献7参照)。
In addition, when the liquid crystal panel is a transflective liquid crystal panel, it can be fully recognized without using a backlight by using reflection of external light as a reflection type in very bright places such as under sunlight. It becomes. For this reason, it is conceivable to provide a mechanism that adjusts the brightness appropriately according to the ambient brightness, or lowers the brightness of the backlight when unnecessary. This function does not unnecessarily increase the brightness of the backlight, and can greatly contribute to the improvement of power consumption and life characteristics for the organic EL element. Conventionally, various techniques for performing brightness setting according to ambient brightness have been proposed (see, for example,
しかしながら、従来技術はいずれも、周囲の明るさを検出するためのフォトトランジスタ等の専用の受光デバイスを設ける構成となっているため、部品点数が増加することよるコストアップであるとか、例えばフォトトランジスタ1つで受光する場合には1点による明るさ検出となってしまい、面の表面領域に対して明るさを検出できる位置に偏りが生じるため、周囲の明るさを的確に検出することが困難であるとか、専用デバイスを置くことによりデザインに制約を生じさせるなどの問題点が発生する。また、受光素子の多くは、受光波長感度特性が人間の視感度特性と異なるため、人間の明るさの認識と周囲の明るさによる発光輝度のずれが生じてしまうという問題点が発生する。 However, since all of the conventional techniques are provided with a dedicated light receiving device such as a phototransistor for detecting ambient brightness, the cost increases due to an increase in the number of parts, for example, a phototransistor. When one light is received, the brightness is detected by one point, and the position where the brightness can be detected is biased with respect to the surface area of the surface. Therefore, it is difficult to accurately detect the surrounding brightness. However, there are problems such as placing restrictions on the design by placing dedicated devices. In addition, since many of the light receiving elements have a light receiving wavelength sensitivity characteristic that is different from human visual sensitivity characteristics, there arises a problem that a deviation in light emission luminance due to recognition of human brightness and ambient brightness occurs.
本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは液晶表示パネルにおいて有機EL素子をバックライトとして用いた場合、周囲の明るさに応じて発光輝度を制御することが可能な液晶表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to emit light in accordance with ambient brightness when an organic EL element is used as a backlight in a liquid crystal display panel. An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of controlling the above.
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施の形態の説明から一層明らかにされる。 Other objects of the present invention and specific advantages obtained by the present invention will become more apparent from the description of embodiments described below.
上記目的を達成するために、本発明では、有機EL素子の受光特性を利用して、バックライトに用いられる有機EL素子で外光を検出することにより、上記問題点を解決する。 In order to achieve the above object, the present invention solves the above problems by detecting external light with an organic EL element used for a backlight, utilizing the light receiving characteristics of the organic EL element.
すなわち、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素からなる液晶表示器と、上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、有機エレクトロルミネッセンス素子を含む少なくとも1個の発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、上記バックライトを制御する輝度制御手段と、有機エレクトロルミネッセンス素子を含む少なくとも1個の受光部分で構成された光センサとを備え、上記輝度制御手段は、上記光センサによる外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする。 That is, the liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display composed of a plurality of pixels, a driving means for driving the liquid crystal display, and at least one light emitting portion including an organic electroluminescence element. A backlight that illuminates the display from the back side; luminance control means that controls the backlight; and an optical sensor that includes at least one light receiving portion including an organic electroluminescence element, the luminance control means comprising: The brightness of the backlight is controlled based on the detection result of the external light by the optical sensor.
また、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素からなる液晶表示器と、上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、有機エレクトロルミネッセンス素子を含む受発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、上記バックライトを制御する輝度制御手段とを備え、上記輝度制御手段は、上記バックライトの受発光部分による外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする。 The liquid crystal display device according to the present invention includes a liquid crystal display composed of a plurality of pixels, a driving means for driving the liquid crystal display, and the liquid crystal display composed of a light emitting and receiving part including an organic electroluminescence element. A backlight that illuminates from the back side; and a luminance control unit that controls the backlight, wherein the luminance control unit adjusts the luminance of the backlight based on a detection result of outside light by a light emitting and receiving part of the backlight. It is characterized by controlling.
さらに、本発明に係る液晶表示装置は、複数の画素からなる液晶表示器と、上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、有機エレクトロルミネッセンス素子を含む複数の受発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、上記バックライトを制御する輝度制御手段とを備え、上記輝度制御手段は、上記バックライトの受発光部分による外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする。 Furthermore, the liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display comprising a plurality of pixels, a liquid crystal display comprising a plurality of pixels, a driving means for driving the liquid crystal display, and a plurality of light receiving and emitting portions including an organic electroluminescence element. A backlight for illuminating the device from the back side, and a brightness control means for controlling the backlight, wherein the brightness control means is based on the detection result of the external light by the light emitting and receiving part of the backlight. The brightness is controlled.
本発明によれば、有機ELバックライトが受光素子としての機能と発光素子としての機能を備えることにより、部品点数を増やすことなく、また、デザインの自由度を損なうことなく、周囲の明るさに応じて発光時間を変化させることにより表示輝度を調整し、暗い環境から非常に明るい環境まで広い環境下において、低消費電力化と視認性の向上をはかることができる。また、有機ELバックライトの受光時の液晶透過率を調整することによって、受光ばらつきを吸収することが容易に可能となる。 According to the present invention, since the organic EL backlight has a function as a light receiving element and a function as a light emitting element, the brightness of the surroundings can be improved without increasing the number of parts and without sacrificing the degree of freedom of design. Accordingly, the display luminance can be adjusted by changing the light emission time, and low power consumption and improved visibility can be achieved in a wide environment from a dark environment to a very bright environment. In addition, by adjusting the liquid crystal transmittance during light reception of the organic EL backlight, it is possible to easily absorb variations in light reception.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以下の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更可能であることは言うまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Needless to say, the present invention is not limited to the following examples, and can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.
本発明に係る液晶表示装置の実施の形態を具体的に説明する前に、本発明に係る液晶表示装置に用いられる有機EL素子の特性について簡単に説明する。 Before specifically describing the embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, characteristics of the organic EL elements used in the liquid crystal display device according to the present invention will be briefly described.
図1は、有機EL素子の発光特性を測定する測定回路5Aの構成を示している。この図1に示す測定回路5Aは、有機EL素子1と可変電圧源2と電流計3からなり、有機EL素子1のアノードに可変電圧源2の正極が、有機EL素子1のカソードと可変電圧源2の負極の間に電流計3が接続されている。この測定回路5Aにおいて、有機EL素子1のカソードに対するアノードの電圧をV、電流計3により観測された電流値に基づく有機EL素子1を流れる電流密度をJ、そのときの発光輝度をLとして、電流密度Jと発光輝度Lの関係を図2に示す。
FIG. 1 shows the configuration of a measurement circuit 5A that measures the light emission characteristics of an organic EL element. The measurement circuit 5A shown in FIG. 1 includes an
図2に示すように、発光輝度Lは電流密度Jに比例する。従って、有機EL素子を液晶バックライトとして用いた場合は、発光輝度を調整する場合、有機EL素子に流す電流を制御することによって行うことができる。 As shown in FIG. 2, the light emission luminance L is proportional to the current density J. Therefore, when the organic EL element is used as a liquid crystal backlight, the light emission luminance can be adjusted by controlling the current flowing through the organic EL element.
また、上記測定回路5Aにおいて観測したアノード−カソード間電圧Vと発光輝度Lの関係を図3に示す。 FIG. 3 shows the relationship between the anode-cathode voltage V and the light emission luminance L observed in the measurement circuit 5A.
この図3に示すように、電圧Vを上げるとA点をしきい値として発光輝度Lは電圧Vに単調増加する。従って、有機EL素子を液晶バックライトとして用いた場合は、発光輝度を調整する場合、有機EL素子に印加する電圧を制御することによって行うことができる。 As shown in FIG. 3, when the voltage V is increased, the light emission luminance L monotonously increases to the voltage V with the point A as a threshold value. Therefore, when the organic EL element is used as a liquid crystal backlight, the light emission luminance can be adjusted by controlling the voltage applied to the organic EL element.
次に、受光素子として用いられる有機EL素子について説明する。 Next, an organic EL element used as a light receiving element will be described.
図4は、有機EL素子の受光特性を測定する測定回路5Bの構成を示している。 FIG. 4 shows the configuration of a measurement circuit 5B that measures the light receiving characteristics of the organic EL element.
この図4に示す測定回路5Bは、有機EL素子1と可変電圧源2と電流計3からなり、有機EL素子1のアノードに可変電圧源2の負極が、有機EL素子1のカソードと可変電圧源2の正極の間に電流計3が接続されている。この図4に示す測定回路5Bにおいて有機EL素子1に対して光を照射した場合の受光量Lと起電流Jとの関係すなわち受光特性を図5に示す。
A measurement circuit 5B shown in FIG. 4 includes an
図5に示すように、受光素子として用いられる有機EL素子は、受光量に対してほぼ比例する起電流が生じる。また、電圧を大きくするほど、一定の受光量に対する起電流が大きくなる。 As shown in FIG. 5, an organic EL element used as a light receiving element generates an electromotive current substantially proportional to the amount of light received. Further, as the voltage is increased, the electromotive current for a certain amount of received light is increased.
本発明に係る液晶表示装置10は、例えば図6に示すように、液晶パネル11と有機ELバックライト12とデータ制御駆動部13と輝度制御部14と演算部15と抵抗16とから構成される。
A liquid
データ制御駆動部13は液晶パネル11を駆動する回路である。輝度制御部14は有機ELバックライト12の輝度制御を行う回路である。有機ELバックライト12を受光素子として機能させた場合、図5に示すように周囲の明るさに比例した電流が抵抗16に流れる。抵抗16により電流電圧変換され、演算部15に取り込まれる。演算部15は、例えば初段にAD変換器を備えており、このAD変換器により抵抗16と有機ELバックライト12間の端子電圧が数値化される。また、演算部15は、AD変換器により数値化された数値に応じた輝度を演算する演算機構を備えており、この演算機構により演算された輝度設定値を輝度制御部14に転送する。輝度制御部14は、演算部15から転送された輝度設定値に対応する制御信号により、有機ELバックライト12の輝度を調整する。上記輝度制御部14による有機ELバックライト12の輝度調整は、電流制御であっても、電圧制御であっても、あるいは、発光時間の制御であってもよい。
The data
このような構成の液晶表示装置10において、有機ELバックライト12は、発光素子としての機能と受光素子としての機能とを切り替えることができるようになっている。上記有機ELバックライト12の周辺回路20の構成を図7に示す。
In the liquid
有機ELバックライト12の周辺回路20は、図7に示すように、有機ELバックライト12とアナログスイッチ21と正電源22と負電源23と増幅器24と抵抗25とADコンバータ26と輝度設定回路27から構成されている。
As shown in FIG. 7, the
図7に示した有機ELバックライト12の周辺回路20の動作を説明する。
The operation of the
まず、有機ELバックライト12が受光素子として機能する場合は、アナログスイッチ21はB側に接続される。このとき、増幅器24の2つの入力端子電圧が等しいとすれば、有機ELバックライト12には負電源23により、図4と同様の接続状態となる。そこで有機ELバックライト12に外光が照射された場合、有機ELバックライト12のアノードから起電流が発生し、増幅器24の入力インピーダンスを無限大とすれば、起電流は抵抗25により電流電圧変換が行われる。この電圧をADコンバータ26で受け、その結果を輝度設定回路27に転送される。すなわち、周囲の明るさに応じた輝度設定が有機ELバックライトの受光素子としての機能により行われる。また、発光の場合、アナログスイッチ21はA側に接続される。有機ELバックライト12のアノードが正電源22に接続されるため、図1と同様の接続状態になる。輝度設定回路27により正電源22を制御し、周囲の明るさに応じた輝度になるように有機ELバックライト12を点灯する。
First, when the
ここで、図7に示した有機ELバックライト12の周辺回路20では、バックライト12の設定輝度を可変電圧により制御しているが、電流を制御してもよい。また、一定の輝度に対して、点灯時間を制御してもよい。
Here, in the
上記液晶表示装置10では、上記液晶パネル11として、例えば図8の断面図に示すような構造の半透過型液晶パネル30が用いられている。
In the liquid
半透過型液晶パネル30は、図8に示すように、偏光板31と波長板32とカラーフィルタ33と電極34、36と液晶層35と基板37と有機ELバックライト12と反射板38とから構成される。反射板38の領域が反射部39Aであり、電極39の領域が透過部39Bである。この半透過型液晶パネル30は、明るい環境下では、前面側から光が照射され、反射板38で反射されて再び上側へ光が進むため、反射型として機能する。一方、暗い環境では、反射板38からの反射光では認識しづらくなり、液晶パネル30の背面側に設けられている有機ELバックライト12からの光が電極36を透過して前面側に進むため、透過型として機能する。ここで、暗い環境においてはディスプレイの認識しづらくない程度まで輝度設定を低くできる。また、明るい環境では、液晶パネル30が反射型として機能し、明るければ明るいほど反射光が強くなるため、輝度設定を低くできる。
As shown in FIG. 8, the transflective
ここで、上記半透過型液晶パネル30を背面側から照明する有機ELバックライト12の輝度設定の一例を図9に示す。図9では、横軸が外光強度、縦軸がディスプレイ白100%時の輝度設定値を示す。外光が0ルクスで初期値100Cd/m2とし、1000ルクスで300Cd/m2とする。また、3000ルクスを超えると輝度を徐々に下げるような設定を行うとする。
Here, FIG. 9 shows an example of the luminance setting of the
上記のように半透過型液晶パネル30を用いて暗い環境と明るい環境の両方で輝度設定を行うことを考えた場合、照度範囲が非常に広くなる。例えば図9において、10000ルクスで設定輝度が0Cd/m2になるように設定すると、受光範囲が10000ルクスまで対応させる必要があり、数十ルクス程度の暗い環境ではS/N比が低くなり、精度よく輝度調整することが困難となる。これに対しては、図8に示した電極34,36に印加する信号電圧を制御して液晶層35の透過率を変えることにより対応することができる。
As described above, when the luminance setting is performed in both a dark environment and a bright environment using the transflective
ここで、一般的な液晶パネルの1画素は、図10に画素回路を示すように、液晶51とデータ書込トランジスタ52と保持容量53とデータ線54とデータ用走査線55と保持容量線56と基準電圧線57とから構成される。画素に映像信号に相当する電圧を書き込むときにデータ用走査線55がHighになり、データ書込トランジスタ52がONになり、データ線54と液晶51の一方の端子が接続される。このときデータ線54に映像信号に相当する電圧を与えることにより、液晶51のデータ線54側端子と基準電圧線57の間に電圧がかかり、保持容量53により電圧が保持される。データ用走査線55がLowになると、データ書込用トランジスタ52がOFFし、データ線54と液晶51の一方の端子が絶縁される。保持容量53により電圧が保持されることから再びデータ用走査線55がHighになるまで、液晶の状態が保持されることになる。
Here, one pixel of a general liquid crystal panel includes a liquid crystal 51, a
このような画素回路を備えた液晶パネルの構成を図11に示す。 A configuration of a liquid crystal panel including such a pixel circuit is shown in FIG.
すなわち、液晶パネル11は、データ線54とデータ用走査線55と画素61とV走査駆動回路62と外部データ線63と外部受光データ線64とHスイッチ65とから構成される。データ線54とデータ用走査線55の交差するところに画素61が配置されている。VCK、VSPがV走査駆動回路62に与えられ、データ用走査線55が順次にHighとLowを繰り返す。映像信号を画素に書き込むときは、Hスイッチ65を外部データ線63側に接続する。あるデータ用走査線55がHighになると、その画素横一列はデータ書込状態となり、外部データ線63に与えられた映像信号に相当する電圧が、データ線54を経由して、画素内の液晶に与えられる。また、Hスイッチを外部受光データ線64側に接続した場合は、例えば、1フィールド期間外部受光データ線64の電圧が一定であるとすると、全ての画素内の液晶に与えられる電圧が等しくなり、一定のラスターを表示することができる。
That is, the
本発明の実施形態に係る液晶表示装置10を構成する液晶パネル11の1画素は、例えば画素回路の一例を図12に示すように、液晶51とデータ書込トランジスタ52と保持容量53とデータ線54とデータ用走査線55と保持容量線56と基準電圧線57と受光データ書込トランジスタ67と外部受光データ線64と受光データ用走査線68とから構成される。この液晶パネル11では、図10に示した液晶パネルの画素回路おいて、液晶51の一方の端子に受光データ書込トランジスタ67を介して外部受光データ線64が接続されており、受光データ書込トランジスタ67のゲートに受光データ用走査線68が接続されている。受光データ用走査線68がLowの状態で、画素に映像信号に相当する電圧を書き込むときにデータ用走査線55がHighになり、データ書込トランジスタ52がONになり、データ線54と液晶51の一方の端子が接続される。このときデータ線54に映像信号に相当する電圧を与えることにより、液晶51のデータ線54側端子と基準電圧線57の間に電圧がかかり、保持容量53により電圧が保持される。データ用走査線55がLowになると、データ書込用トランジスタ52がOFFし、データ線54と液晶51の一方の端子が絶縁される。保持容量53により電圧が保持されることから再びデータ用走査線55がHighもしくは、受光データ用走査線68がHighになるまで、液晶の状態が保持されることになる。また、データ用走査線55がLowの状態で、受光データ用走査線68がHighになり、受光データ書込トランジスタ67がONになり、外部受光データ線64と液晶51の一方の端子が接続される。このとき外部受光データ線64に外部受光データに相当する電圧を与えることにより、液晶51の外部受光データ線64側端子と基準電圧線57の間に電圧がかかり、保持容量53により電圧が保持される。受光データ用走査線68がLowになると、受光データ書込トランジスタ67がOFFし、外部受光データ線64と液晶51の一方の端子が絶縁される。保持容量53により電圧が保持されることから再び受光データ用走査線68がHighもしくは、データ用走査線55がHighになるまで、液晶の状態が保持されることになる。
One pixel of the
図12に示した画素回路を備えた液晶パネル11の構成を図13に示す。
FIG. 13 shows a configuration of the
この液晶パネル11は、データ線54とデータ用走査線55と画素61とV走査駆動回路62と外部受光データ線64と受光データ線用走査線68とから構成される。データ線54とデータ用走査線55の交差するところに画素61が配置されている。VCK、VSPがV走査駆動回路62に与えられ、データ用走査線55が順次にHighとLowを繰り返す。映像信号の画素へ書き込みは、このデータ用走査線55により行われる。あるデータ用走査線55がHighになると、その画素横一列はデータ書込状態となり、データ線54に与えられた映像信号に相当する電圧が、画素内の液晶に与えられる。また、すべてのデータ用走査線55がLOWのときに、受光データ用走査線68をHighにした場合は、外部受光データ線64の電圧が全ての画素内の液晶に与えられ、結果として全ての画素内の液晶に係る電圧が等しいため、一定のラスターを表示することができる。
The
ここで、図10に示した液晶表示パネルの動作を図14のタイムチャートにて示す。 Here, the operation of the liquid crystal display panel shown in FIG. 10 is shown in the time chart of FIG.
リフレッシュレートが60Hzである場合、1フィールド16.67msに対してVSPがV走査駆動回路62に与えられた場合、V走査駆動回路62より出力されるV走査線は図14のようにVCKに同期して、順次にHighとLowを繰り返す。最下部のV走査が終わるまでの期間をデータ書込み期間とする。このとき図11の外部受光制御線66はLowであるならば、図11のORゲート出力すなわち画素への走査線55はV走査線が反映される。また、図11のHスイッチ65はHighで図11の外部データ線63側に接続されているものとする。全てのV走査線がLowとなり、最下部の段の液晶反転が落ち着いたタイミングでバックライト発光が行われる。このとき、図7のアナログスイッチ21は図14のようにLowで発光機能側とする。バックライト発光開始から発光終了までを発光期間とする。バックライト発光が終了した後に図11のHスイッチ65がLowで外部受光データ線64側に接続されている場合、図14のように図11の外部受光制御線66がHighとなると、図11のORゲート出力がすべてHighとなり、外部受光データ線64により全ての画素に同一の信号を書き込むことが可能となる。この期間を受光データ書込期間とする。液晶反転動作が落ち着いたタイミングでアナログスイッチをHighにし、バックライトを受光機能側としている期間内に、受光が行われ、あるタイミングで受光データが図7のADコンバータ26に取り込まれる。受光が終了すると再びアナログスイッチがLow、HスイッチがHighとなり、データ書込期間が始まる。受光データ書込期間内に与えられる外部受光データ線64の受光データを例えば1V周期ごとに2種類のデータを交互に書くことによって、1V周期で明るい環境での受光と暗い環境での受光を切り分けることが可能となり、広い照度範囲でS/N比を改善でき、正確な外光検出が可能となる。
When the refresh rate is 60 Hz, when VSP is given to the V
また、図12に示した液晶表示パネルの動作を図15のタイムチャートにて示す。 The operation of the liquid crystal display panel shown in FIG. 12 is shown in the time chart of FIG.
リフレッシュレートが60Hzである場合、1フィールド16.67msに対してVSPがV走査駆動回路62に与えられた場合、V走査駆動回路62より出力されるV走査線は図15のようにVCKに同期して、順次にHighとLowを繰り返す。最下部のV走査が終わるまでの期間をデータ書込み期間とする。この間図13の受光データ用走査線68はLowであるとする。全てのV走査線がLowとなり、最下部の段の液晶反転が落ち着いたタイミングでバックライト発光が行われる。このとき、図7のアナログスイッチ21は図15のようにLowで発光機能側とする。バックライト発光開始から発光終了までを発光期間とする。バックライト発光が終了した後に図15のように図13の受光データ用走査線68がHighとなると、図12の各画素の受光データ書込トランジスタ67がすべてHighとなり、図13の外部受光データ線64により全ての画素に同一の信号を書き込むことが可能となる。この期間を受光データ書込期間とする。液晶反転動作が落ち着いたタイミングでアナログスイッチをHighにし、バックライトを受光機能側としている期間内に、受光が行われ、あるタイミングで受光データが図7のADコンバータ26に取り込まれる。受光が終了すると再びアナログスイッチがLowとなり、データ書込期間が始まる。受光データ書込期間内に与えられる外部受光データ線64の受光データを例えば1V周期ごとに2種類のデータを交互に書くことによって、1V周期で明るい環境での受光と暗い環境での受光を切り分けることが可能となり、広い照度範囲でS/N比を改善でき、正確な外光検出が可能となる。また、図16のように1V周期内で受光データ書込と受光を2回以上繰り返すことにより、サンプリング周波数を上げることも可能である。
When the refresh rate is 60 Hz, when VSP is given to the V
ここで、上述の図6に示した液晶表示装置10における有機ELバックライト12は、複数の領域に分割した構造を採用することができる。
Here, the
例えば、図17に示す液晶表示装置10Aのように、上述の図6の液晶表示装置10における有機ELバックライト12を2つの領域71,72に分けることができる。
For example, like the liquid crystal display device 10A shown in FIG. 17, the
この液晶表示装置10Aは、液晶パネル11と有機ELバックライト12とデータ制御駆動部13と輝度制御部14と演算部15と抵抗16A,16Bとから構成される。輝度制御部14からの制御信号は第1のバックライト領域71と第2のバックライト領域72に与えられる。また、抵抗16はそれぞれの領域に1つずつ設けられており、それぞれのバイアス端子が演算部15より入力される。
The liquid crystal display device 10A includes a
この液晶表示装置10Aにおける液晶パネルの構成を図18のブロック図に示す。 The configuration of the liquid crystal panel in the liquid crystal display device 10A is shown in the block diagram of FIG.
この液晶パネル11は、データ線54とデータ用走査線55と画素61とV走査駆動回路62と外部データ線63と2本の外部受光データ線64A,64BとHスイッチ65とから構成され、外部受光データ線64が図18のように2つにわかれており、外部受光データ線64Aは第1のバックライト領域71の画素に接続されており、外部受光データ線64Bは第2のバックライト領域72の画素に接続されている。
The
この場合、2本の外部受光データ線64A,64Bが存在するので、2本の外部受光データ線64A,64Bに印加する電圧を変えることによって、一度の受光期間に2種類の明るさの外光検出が可能となる。従って、サンプリングが2倍の速さで行うことが可能となる。 In this case, since there are two external light receiving data lines 64A and 64B, by changing the voltage applied to the two external light receiving data lines 64A and 64B, external light of two types of brightness can be obtained in one light receiving period. Detection is possible. Therefore, sampling can be performed twice as fast.
さらに、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の別の例を図19に示す。 Furthermore, another example of the liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention is shown in FIG.
図19に示す液晶表示装置10Bは、図6に示した液晶表示装置10において、有機ELバックライト12を2つの領域に分けた場合である。第1の領域73は液晶パネル11の有効表示領域に対応しており、第2の領域74は液晶パネル11の有効表示領域の外側に配置されたダミー画素領域(もしくは非表示領域)75に対応している。第1の領域73は、発光領域として機能し、第2の領域74は受光領域として機能する。この液晶表示装置10Bにおいて、輝度制御部14より出力される制御信号は、第1の領域73のみに与えられる。また、抵抗16は第2の領域74にのみ接続されており、第2の領域74により受光されたデータが演算部15に入力される。このような構成の液晶表示装置10Bでは、受光と発光が領域で分かれているため、図14のように時分割で受光と発光を切り替える必要がなくなる。また、ダミー画素にもデータを与えることにより、周囲の明るさに合わせてダミー画素液晶の透過率を調整し、S/N比を改善することが可能となる。
A liquid crystal display device 10B shown in FIG. 19 is a case where the
以上の説明は半透過型液晶パネルに限られることなく、透過型液晶パネルにおいても同様の方法で外光検出を行うことができる。 The above description is not limited to a transflective liquid crystal panel, and external light can be detected by a similar method in a transmissive liquid crystal panel.
すなわち、液晶パネル11として透過型液晶パネルを用いて液晶表示装置10,10A,10Bを構成するようにしても良い。
In other words, the liquid
10,10A,10B 液晶表示装置、11 液晶パネル、12 有機ELバックライト、13 データ制御駆動部、14 輝度制御部、15 演算部、16,16A,16B 抵抗、20 周辺回路、21 アナログスイッチ、22 正電源、23 負電源、24 増幅器、25 抵抗、26 ADコンバータ、27 輝度設定回路、30 半透過型液晶パネル、31 偏光板、32 波長板、33 カラーフィルタ、34,36 電極、35 液晶層、37 基板、38 反射板、39A 反射部、39B 透過部、51 液晶、52 データ書込トランジスタ、53 保持容量、54 データ線、55 データ用走査線、56 保持容量線、57 基準電圧線、61 画素、62 V走査駆動回路、63 外部データ線、64,64A,64B 外部受光データ線、65 Hスイッチ、66 外部受光制御線、67 受光データ書込トランジスタ、68 受光データ用走査線、71 第1のバックライト領域、72 第2のバックライト領域、73 第1の領域、74 第2の領域、75 ダミー画素領域 10, 10A, 10B liquid crystal display device, 11 liquid crystal panel, 12 organic EL backlight, 13 data control drive unit, 14 brightness control unit, 15 arithmetic unit, 16, 16A, 16B resistor, 20 peripheral circuit, 21 analog switch, 22 Positive power source, 23 Negative power source, 24 Amplifier, 25 Resistance, 26 AD converter, 27 Brightness setting circuit, 30 Transflective liquid crystal panel, 31 Polarizing plate, 32 Wavelength plate, 33 Color filter, 34, 36 Electrode, 35 Liquid crystal layer, 37 Substrate, 38 Reflector, 39A Reflector, 39B Transmitter, 51 Liquid Crystal, 52 Data Write Transistor, 53 Storage Capacitor, 54 Data Line, 55 Data Scan Line, 56 Storage Capacitance Line, 57 Reference Voltage Line, 61 Pixels 62 V scanning drive circuit, 63 external data line, 64, 64A, 64B external light receiving data , 65 H switch, 66 external light reception control line, 67 light reception data write transistor, 68 light reception data scanning line, 71 first backlight region, 72 second backlight region, 73 first region, 74 second Area, 75 dummy pixel area
Claims (30)
上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、
有機エレクトロルミネッセンス素子を含む少なくとも1個の発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、
上記バックライトを制御する輝度制御手段と、
有機エレクトロルミネッセンス素子を含む少なくとも1個の受光部分で構成された光センサとを備え、
上記輝度制御手段は、上記光センサによる外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display comprising a plurality of pixels;
Driving means for driving the liquid crystal display;
A backlight for illuminating the liquid crystal display composed of at least one light-emitting portion including an organic electroluminescence element from the back side;
Brightness control means for controlling the backlight;
An optical sensor composed of at least one light receiving portion including an organic electroluminescence element,
The liquid crystal display device, wherein the luminance control means controls the luminance of the backlight based on a detection result of outside light by the optical sensor.
上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、
有機エレクトロルミネッセンス素子を含む受発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、
上記バックライトを制御する輝度制御手段とを備え、
上記輝度制御手段は、上記バックライトの受発光部分による外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display comprising a plurality of pixels;
Driving means for driving the liquid crystal display;
A backlight for illuminating the liquid crystal display composed of a light receiving and emitting part including an organic electroluminescence element from the back side;
Brightness control means for controlling the backlight,
The liquid crystal display device, wherein the luminance control means controls the luminance of the backlight based on a detection result of outside light by a light emitting / receiving portion of the backlight.
上記輝度制御手段は、上記有機エレクトロルミネッセンス素子に印加したそれぞれの電圧における受光結果に応じた外光の検出結果に基づいて発光輝度の設定を行うことを特徴とする請求項10記載の液晶表示装置。 The driving means of the liquid crystal display writes a fixed pattern as data in the liquid crystal display every 1 field period or every several field periods, and during this period, the switching means causes the organic electroluminescence element to function as a light receiving element, When functioning as a light receiving element, apply a plurality of voltages to the organic electroluminescence element,
11. The liquid crystal display device according to claim 10, wherein the luminance control means sets the light emission luminance based on a detection result of external light according to a light reception result at each voltage applied to the organic electroluminescence element. .
上記液晶表示器を駆動する駆動手段と、
有機エレクトロルミネッセンス素子を含む複数の受発光部分で構成された上記液晶表示器を背面側より照明するバックライトと、
上記バックライトを制御する輝度制御手段とを備え、
上記輝度制御手段は、上記バックライトの受発光部分による外光の検出結果に基づいて上記バックライトの輝度を制御することを特徴とする液晶表示装置。 A liquid crystal display comprising a plurality of pixels;
Driving means for driving the liquid crystal display;
A backlight for illuminating the liquid crystal display composed of a plurality of light receiving and emitting portions including the organic electroluminescence element from the back side;
Brightness control means for controlling the backlight,
The liquid crystal display device, wherein the luminance control means controls the luminance of the backlight based on a detection result of outside light by a light emitting / receiving portion of the backlight.
The liquid crystal display device according to claim 21, wherein the liquid crystal display is a transflective liquid crystal display composed of a plurality of pixels.
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