JP2007163628A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
せる表示装置の問題点を解決すべくなされたものであって、使用者による不本意な動作や
周囲環境の影響を受け難く、バックライトの明るさを自動的に安定的にオン/オフ制御で
きるようにした表示装置を提供すること。
【解決手段】本発明の表示装置10は、アクティブマトリクス基板を備えた表示パネルと
、前記表示パネルの照光手段と、光センサと、前記光センサの出力に基づいて前記照光手
段の発光強度を制御する制御部を備えた表示装置において、前記光センサの複数個331
〜336を前記表示パネルの表示領域の周辺に沿って少なくとも一列に配置し、前記制御
部により前記複数個の光センサ331〜336の出力の平均値に基づいて前記照光手段の
発光強度を制御することを特徴とする。
【選択図】図7
Description
装置において、外光の明るさに応じて誤動作なく自動的に光源の明るさを変えることので
きる表示装置に関する。
普及している。特に、携帯型のものについては、消費電力を減少させるために、透過型液
晶表示装置のようなバックライトないしはサイドライト(以下、両者をまとめて「バック
ライト等」という)を必要としない反射型の液晶表示装置が多く用いられているが、この
反射型液晶表示装置は、外光を光源として用いるので暗い室内などでは見えにくくなって
しまうために、フロントライトを使用したもの(下記特許文献1参照)や、透過型と反射
型の性質を併せ持つ半透過型の液晶表示装置の開発が進められてきている(下記特許文献
2参照)。
トライトを点灯させて画像を表示し、明るい場所ではフロントライトを点灯することなく
外光を利用して画像を表示することができるので、常時フロントライトを点灯する必要が
なくなるので、消費電力を大幅に削減することができる。また、半透過型液晶表示装置は
、一つの画素内に透明電極を備えた透過部と反射電極を備えた反射部を有しており、暗い
場所においてはバックライト等を点灯して画素領域の透過部を利用して画像を表示し、明
るい場所においてはバックライト等を点灯することなく反射部において外光を利用して画
像を表示しているため、この場合も常時バックライト等を点灯する必要がなくなるので、
消費電力を大幅に低減させることができるという利点を有している。
り液晶表示画面の見えやすさが異なる。このため、エンドユーザは、液晶表示画面を見や
すくするために、外光の強さに応じてバックライト等ないしはフロントライトを点灯すべ
きレベルであるか否かを自ら判断してバックライト等ないしはフロントライトを点灯、減
灯ないしは消灯するという煩雑な操作を行う必要があった。さらに、外光の明るさが十分
である時にも、不必要にバックライト等ないしはフロントライトを点灯してしまう場合も
あり、このような場合には、無駄な消費電力が増大するため、携帯電話機等の携帯型の機
器においては電池の消耗が早くなるという問題点が顕在する。
この光センサによって外光の明暗を検知し、光センサの検知結果に基づいてバックライト
等のオン/オフを制御する発明が知られている(下記特許文献3〜5参照)。
膜電界効果トランジスタ(TFT)(段落[0012]参照)を作成し、このTFTの光
リーク電流を検出することにより、周囲の明るさに応じてバックライトを自動的にオン/
オフさせるようになした液晶表示装置が開示されている。
に応じてバックライトとしての発光ダイオードに温度保証した電流を供給するようにした
液晶表示装置が開示されている。
ている発光ダイオードを光センサとして兼用し、周囲の明るさに応じた発光ダイオードの
起電力に基づいてバックライトの点灯を制御するようにした携帯端末の発明が開示されて
いる。
オン/オフさせる液晶表示装置は、液晶表示装置を組み込んだ携帯電話機等の携帯型の機
器が小型であるため、通常は1個の光センサを液晶表示装置を組み込んだ機器の空きエリ
アに配置することにより周囲の明るさを検知し、この光センサの出力に基づいて予め定め
た所定の明るさでバックライト等を自動的にオン/オフさせるようになしている。
て周囲の明るさを検知する構成の場合、例えば使用者の指による不本意な動作により光セ
ンサが遮光されたような場合や周囲環境の影響により瞬間的に光センサに光が射したり遮
られたりした場合、バックライトの明るさが頻繁に変動する等必ずしもバックライト等を
所望の明るさに維持できない場合があった。
この機器に特別な開口を設けて光センサに外光が入射できる構成とする必要があるが、こ
の機器の高さや形状に制約が生じるという問題点があった。
等を自動的にオン/オフさせる表示装置の問題点を解決すべくなされたものであって、使
用者による不本意な動作や周囲環境の影響を受け難く、バックライトの明るさを自動的に
安定的にオン/オフ制御できるようにした表示装置を提供することを目的とする。
わち、請求項1の表示装置の発明は、アクティブマトリクス基板を備えた表示パネルと、
前記表示パネルの照光手段と、光センサと、前記光センサの出力に基づいて前記照光手段
の発光強度を制御する制御部を備えた表示装置において、前記光センサは、複数個が前記
表示パネルの表示領域の周辺に沿って少なくとも一列に配置されており、前記制御部は前
記複数個の光センサの出力の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを
特徴とする。
数個の光センサの出力のからかけ離れた出力を除外して残りの出力の平均値に基づいて前
記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする。
数個の薄膜電界効果トランジスタからなり、前記複数個の薄膜電界効果トランジスタは、
それぞれのソース電極、ゲート電極及びドレイン電極が互いに並列接続されているととも
に、前記ソース電極とドレイン電極との間にはコンデンサが、前記ソース電極と所定の定
電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞれ接続され、前記制御部は、前記薄膜電界効果
トランジスタのゲート電極に逆バイアス電圧を印加しつつ前記スイッチをオフにしてから
所定時間後のコンデンサの出力電圧を前記光センサの出力の平均値とし利用して前記照光
手段の発光強度を制御することを特徴とする。
数個の薄膜電界効果トランジスタからなり、前記複数個の薄膜電界効果トランジスタは、
それぞれのゲート電極及びドレイン電極が互いに並列接続され、それぞれのソース電極と
前記ドレイン電極との間にはコンデンサが、それぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源
との間にはスイッチ素子が、それぞれ接続され、前記制御部は、前記薄膜電界効果トラン
ジスタのゲート電極に逆バイアス電圧を印加しつつ前記スイッチをオフにしてから所定時
間後のそれぞれのコンデンサの出力電圧からかけ離れた出力電圧を除外した残りの出力電
圧の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする。
数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサを含み、
前記制御部は前記遮光された光センサの出力の平均値と遮光されていない光センサの出
力の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする。
された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、交互に並べて少なくとも一列
に配置されていることを特徴とする。
された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、それぞれ少なくとも一列ずつ
平行に配置されていることを特徴とする。
された光センサは前記複数個の遮光されていない光センサの内周側に配置されていること
を特徴とする。
記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは互いに隣接して
いることを特徴とする。
前記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、それぞれ遮
光された薄膜電界効果トランジスタ及び遮光されていない薄膜電界効果トランジスタから
なり、前記制御部は前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタの出力の平均値と
前記複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタの出力の平均値に基づいて前記
照光手段の発光強度を制御することを特徴とする。
遮光された薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのソース電極、ゲート電極及びドレイン
電極は互いに並列接続されているとともに、前記ソース電極とドレイン電極との間にはコ
ンデンサが、前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞれ接続
され、前記複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのソース電極
、ゲート電極及びドレイン電極は互いに並列接続されているとともに、前記ソース電極と
ドレイン電極との間にはコンデンサが、前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイ
ッチ素子が、それぞれ接続され、前記制御部は、前記複数個の遮光された薄膜電界効果ト
ランジスタ及び複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタ毎に、前記ゲート電
極に逆バイアス電圧を印加しつつ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のコンデンサ
の出力電圧をそれぞれの平均出力として得、前記遮光された薄膜電界効果トランジスタ側
の平均出力と前記遮光されていない薄膜電界効果トランジスタ側の平均出力に基づいて前
記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする。
遮光された薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのゲート電極及びドレイン電極は互いに
並列接続され、それぞれのソース電極と前記ドレイン電極との間にはコンデンサが、それ
ぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞれ接続され、
前記複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのゲート電極及びド
レイン電極は互いに並列接続され、それぞれのソース電極とドレイン電極との間にはコン
デンサが、それぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それ
ぞれ接続され、前記制御部は、前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタ及び複
数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタ毎に、それぞれの前記ゲート電極に逆
バイアス電圧を印加しつつ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のそれぞれのコンデ
ンサの出力電圧からかけ離れた出力電圧を除外した残りの出力電圧の平均値をそれぞれの
平均置として得、前記遮光された薄膜電界効果トランジスタ側の平均値と前記遮光されて
いない薄膜電界効果トランジスタ側の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御す
ることを特徴とする。
、前記照光手段はバックライト又はサイドライトであり、前記表示装置は透過型又は半透
過型液晶表示装置であることを特徴とする。
前記照光手段はフロントライトであり、前記表示装置は反射型液晶表示装置であることを
特徴とする。
。すなわち、請求項1の発明によれば、複数個の光センサが少なくとも一列に配置されて
いるため、使用者の指の不本意な動きにより光センサが遮光されたような場合や周囲環境
の影響により瞬間的に光センサに光が射したり遮られたりした場合においても、一列に配
置されている複数個の光センサの全てが同時に影響を受けることは少ないので、光センサ
の平均出力はあまり変動せず、バックライトの明るさが頻繁に変動することはなくなる。
加えて、複数個の光センサを表示パネルの表示領域の周辺に沿って配置したため、特に光
センサに外光が当たるようにするための特別な構成を設ける必要がなくなるため、表示装
置の構成が簡略化されると同時に表示装置の設計の自由度が増加する。なお、光センサと
しては、周知のフォトダイオード、フォトトランジスタ、薄膜電界効果トランジスタ型光
検出器(TFT光センサ)、フォトSCR、光導電体、光電池等、任意の光−電気変換素
子を適宜選択して使用し得る。
するが、他の光センサの出力は変動しない。したがって、請求項2に係る発明によれば、
使用者の指等により遮光された光センサの出力を除外したため、外光の明るさを正確に測
定でき、予め定めた所定の明るさで正確に照光手段を自動的にオン/オフ制御できるよう
になる。
ンデンサ及びスイッチ素子は、アクティブマトリクス基板のスイッチング素子としての薄
膜電界効果トランジスタ(TFT)製造時に同時に製造することができるため、特に光セ
ンサとしてのTFT、コンデンサ及びスイッチ素子を設けるために製造工数を増加させる
必要がなくなり、しかも、これらの光センサとしてのTFT、コンデンサ及びスイッチ素
子は、小型であり、しかも、それぞれ複数個を表示パネルの表示領域の周辺に沿って容易
に一列に形成し得るため、特に表示パネルを大型化する必要はなくなる。
電圧を印加した際の漏れ電流は光の強度に比例するが、個々の光センサとしてのTFTは
並列に接続されているために配線数が少なくなるとともに、スイッチ素子をオフにしてか
ら所定時間後のコンデンサの電圧を測定することにより簡単かつ高感度に光の平均強度を
検知することができる。なお、請求項3に係る発明においては、コンデンサは1個だけ用
いてもよいが、必要な容量が大きくなって大型になるため、個々の光センサとしてのTF
T毎に1個ずつ設ける方がよい。
TFT、コンデンサ及びスイッチ素子は、アクティブマトリクス基板のスイッチング素子
としてのTFT製造時に同時に製造することができるため、特に光センサとしてのTFT
、コンデンサ及びスイッチ素子を設けるために製造工数を増加させる必要がなくなり、し
かも、これらの光センサとしてのTFT、コンデンサ及びスイッチ素子は、小型であり、
しかも、それぞれ複数個を表示パネルの表示領域の周辺に沿って容易に一列に形成し得る
ため、特に表示パネルを大型化する必要はなくなる。加えて、請求項4に係る発明によれ
ば、請求項2に係る発明と同様に、使用者の指等により遮光された光センサの出力を除外
したため、外光の明るさを正確に測定でき、予め定めた所定の明るさで正確に照光手段を
自動的にオン/オフ制御できるようになる。
が安定するとともに遮光されていない光センサと同様の温度特性を備えているから、周囲
温度変化があっても遮光されていない光センサの特性は遮光されている光センサの特性に
より補償されるために、外光の明るさを正確に測定できるとともに、予め定めた所定の明
るさで正確に照光手段を自動的にオン/オフ制御できるようになる。加えて、遮光された
光センサ及び遮光されていない光センサともに通常は同一ロット品が使用されるため、特
性のバラツキが少なくなるので、正確に予め定めた所定の明るさで照光手段を自動的にオ
ン/オフ制御できるようになる。この場合、数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光
されていない光センサは、交互に並べて少なくとも一列に配置(請求項6)する構成とな
すことも、それぞれ少なくとも一列ずつ平行に配置(請求項7)することもできるため、
必要に応じて選択すればよい。
設けられているブラックマトリクスが設けられているため、遮光された光センサを遮光さ
れていない光センサの内周側に設ければ、ブラックマトリクスを僅かに広げるだけで光セ
ンサを覆うことができるため、別途遮光のための部材を設ける必用がなくなり、構造的及
び外観的に見栄えがよくなる。
性が近くなるため、遮光された光センサと遮光されていない光センサを隣接させれば特性
のバラツキが少なくなり、予め定めた所定の明るさで正確に照光手段を自動的にオン/オ
フ制御できるようになる。
のTFT、コンデンサ及びスイッチ素子を設けるために製造工数を増加させる必要がなく
なり、しかも、特に表示パネルを大型化する必要はなくなる。加えて、光センサとしての
TFTのゲート電極に逆バイアス電圧を印加した際の漏れ電流は光の強度に比例するから
、スイッチ素子をオフにしてから所定時間後のそれぞれのコンデンサの出力電圧を基に、
複数個の遮光されたTFTの出力の平均値と複数個の遮光されていないTFTの出力の平
均値とから正確に温度補償された光の平均強度を検知することができるようになるので、
予め定めた所定の明るさで正確に照光手段を自動的にオン/オフ制御できるようになる。
光センサとしてのTFTは、複数個の遮光されたTFT毎及び複数個の遮光されていない
TFT毎に並列に接続されているため、配線数が少なくなり、しかも、スイッチ素子をオ
フにしてから所定時間後の遮光されたTFT側の出力及び遮光されていない側のTFT側
の出力はそれぞれの平均値となるから、簡単かつ高感度に光の平均強度を検知することが
できる。なお、請求項11に係る発明においては、複数個の遮光されたTFT毎及び複数
個の遮光されていないTFT毎にそれぞれコンデンサは1個ずつ用いてもよいが、必要な
容量が大きくなって大型になるため、個々の光センサとしてのTFT毎に1個ずつ設ける
方がよい。
センサとしてのTFTは、遮光されたTFT毎及び遮光されていないTFT毎にドレイン
電極とゲート電極とが並列に接続されているため、配線数が少なくなり、しかも、請求項
2に係る発明と同様に、平均値を求める際に使用者の指等により遮光された光センサの出
力を除外したため、外光の明るさを正確に測定でき、予め定めた所定の明るさで正確に照
光手段を自動的にオン/オフ制御できるようになる。
は半透過型液晶表示装置(請求項11)の場合、あるいは反射型液晶表示装置(請求項1
2)の場合でも、同様に請求項1ないし請求項10に係る発明の効果を奏する表示装置が
得られる。
る実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのアクティブマトリクス型の表示装置の
一例としての半透過型液晶表示装置を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定
することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱する
ことなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。
及び駆動回路について図1〜図3を用いて説明する。なお、図1はTFT光センサの電圧
−電流曲線の一例を示す図であり、図2はTFT光センサを使用した光検出部の回路図で
あり、また、図3は明るさが異なる場合の図2に示した回路図におけるコンデンサの両端
の電圧−時間曲線を示す図である。
子として用いられているTFTと同一の構成を備えている。このTFT光センサは、図1
に示したように、遮光されている場合にはゲートオフ領域で非常に僅かな暗電流が流れて
いるが、チャネル部に光が当たるとその光の強さ(明るさ)に応じて漏れ電流が大きくな
るという特性を有している。従って、図2の光検出部33の回路図に示したように、TF
T光センサのゲート電極GLにゲートオフ領域となる一定の逆バイアス電圧(例えば−1
0V)を印加し、ドレイン電極DLとソース電極SLとの間にコンデンサCを並列に接続
し、一定の電圧Vs(例えば+2V)をスイッチ素子SWをオンにしてコンデンサCの両
端に印加した後、スイッチ素子SWをオフにすると、コンデンサCの両端の電圧はTFT
光センサの周囲の明るさに応じて図3に示したように時間とともに低下する。従って、ス
イッチ素子SWをオフにしてから所定時間t0後にコンデンサCの両端の電圧を測定すれ
ば、その電圧とTFT光センサの周囲の明るさとの間に反比例関係が成立するから、TF
T光センサの周囲の明るさを求めることができることになる。
り、その製造方法とともに上述のTFT光センサを含む光検出部の製造方法及び得られた
半透過型液晶表示装置の構成を図4〜図8を用いて説明する。なお、図4は半透過型液晶
表示装置のカラーフィルタ基板を透視して表した1画素分の平面図であり、図5はカラー
フィルタ基板を除外した図4のA−A断面図であり、図6は半透過型液晶表示装置の平面
図であり、図7は光検出部の断面図であり、図8は複数個の光検出部の電気的接続例を示
す回路図であり、図9は図8の変形例の回路図であり、更に図10は図6の半透過型液晶
表示装置の変形例である。
ラス基板11の表示領域上に、アルミニウムやモリブデン等の金属からなる複数の走査線
12が等間隔で平行に形成されており、また、隣り合う走査線12間の略中央には走査線
12と同時に補助容量線21が平行して形成され、走査線12からはTFTのゲート電極
Gが延設されている。
うにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜14が積層されている。
そして、ゲート電極Gの上にはゲート絶縁膜14を介して非晶質シリコンや多結晶シリコ
ンなどからなる半導体層22が形成され、またゲート絶縁膜14上にはアルミニウムやモ
リブデン等の金属からなる複数の信号線13が走査線12と直交するようにして形成され
ており、この信号線13からはTFTのソース電極Sが延設され、このソース電極Sは半
導体層22と接触している。さらに、信号線13及びソース電極Sと同一の材料でかつ同
時形成されたドレイン電極Dがゲート絶縁膜14上に設けられており、このドレイン電極
Dも半導体層22と接触している。
電極G、ゲート絶縁膜14、半導体層22、ソース電極S、ドレイン電極Dによってスイ
ッチング素子となるTFTが構成され、それぞれの画素にこのTFTが形成される。この
場合、ドレイン電極Dと補助容量線21によって各画素の補助容量を形成することになる
。
からなる保護絶縁膜23が積層され、この保護絶縁膜23上に、有機絶縁膜からなる層間
膜17が積層されている。この層間膜17の表面は、反射部15においては微細な凹凸部
が形成され、透過部16においては平坦となされている。なお、図4及び図5においては
反射部15における層間膜17の凹凸部は省略してある。そして保護絶縁膜23と層間膜
17には、TFTのドレイン電極Dに対応する位置にコンタクトホール20が形成されて
いる。そして、それぞれの画素において、コンタクトホール20上及び層間膜17の表面
の一部分には、反射部15に例えばアルミニウム金属からなる反射電極18が設けられ、
この反射電極18の表面及び透過部16における層間膜17の表面には例えばITOから
なる画素電極19が形成されている。
有するバックライトないしはサイドライトを配置し、また、画素電極19の表面には総て
の画素を覆うように配向膜(図示せず)を積層し、そして、それぞれの画素に対応して形
成されるR、G、B3色のカラーフィルタ、対向電極等が設けられているカラーフィルタ
基板(図示せず)をこのガラス基板11と対向させ、両基板の周囲にシール材を設けるこ
とにより両基板を貼り合せ、両基板間に液晶を注入することにより半透過型液晶表示装置
10を得ることができる。
を画素電極19の下部全体にわたって設けると反射型液晶表示装置が得られる。ただし、
反射型液晶表示装置の場合は、バックライトないしはサイドライトに換えてフロントライ
トが使用される。
線13、画素電極19等が多数マトリクス状に配置されて、図6に示すように、表示領域
30を形成し、この表示領域30の周縁に、半透過型液晶表示装置10を駆動するための
ドライバIC31が設けられ、この表示領域30のドライバIC31が設けられた側とは
反対側の周縁に沿って例えば2列に複数個(例えば一列3個×2列=計6個)のTFT光
センサ部、コンデンサC及び一個のTFTからなるスイッチ素子SWを一体に備えた2列
の光検出部331及び332が形成されている。
1はTFT光センサ321〜323が遮光されておらず、内側の列の光検出部332はT
FT光センサ324〜326部か遮光されている外は両者とも実質的に同一であるので、
以下では遮光されていない外側の光検出部331を例にとり具体的な構成を説明する。
ート電極GL1〜GL3、コンデンサC1〜C6の一方の電極Ce1〜Ce3及び第1の
スイッチ素子SW1を構成するTFTのゲート電極GS1が形成されており、これらの表
面を覆うようにして窒化シリコンや酸化シリコンなどからなるゲート絶縁膜14が積層さ
れている。
スイッチ素子SW1を構成するTFTのゲート電極GS1の上部にはそれぞれゲート絶縁
膜14を介して非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層22L1〜22L
3及び22S1が形成され、更にゲート絶縁膜14上にはアルミニウムやモリブデン等の
金属からなるTFT光センサ321〜323のソース電極SL1〜SL3及びドレイン電
極DL1〜DL3、第1のスイッチ素子SW1を構成するTFTのソース電極SS1及び
ドレイン電極DS1がそれぞれの半導体層22L1〜22L3及び22S1と接触するよ
うに設けられている。
ンデンサC1〜C3の他方の電極Ce1’〜Ce3’を形成しているとともに、TFT光
センサ323のソース電極SL3は第1のスイッチ素子SW1を構成するTFTのドレイ
ン電極DS1と接続されている。
1のスイッチ素子SW1の表面を覆うようにして例えば無機絶縁材料からなる保護絶縁膜
23が積層されており、また、第1のスイッチ素子SW1の表面には、外部光の影響を受
けないようにするために、ブラックマトリクス24で被覆されている。
スイッチ素子SW1を一体に備えた光検出部331は、図5及び図7において同一層の絶
縁層には同一の参照符号を付与するとともに、それぞれのTFTの対応する構成部分には
同一の参照符号に添え字を設けて区別して表してあるため、表示領域30のスイッチング
用TFT形成時に同時に形成することができることは容易に理解できるであろう
そして、本実施例では、図6に示したように、複数個の光検出部331及び332を2
列に配置したが、このうち表示領域30から見て内側に位置する一列の光検出部332に
おいては、少なくともTFT光センサ324〜326のゲート電極GL4〜GL6部分の
表面をブラックマトリクスで被覆して遮光した。このような構成とすると、光検出部33
2の出力は、外光の影響を受けなくなるため、暗基準出力となる。
することもできる。この場合は、表示装置の表示部はカラーフィルタ基板の周囲に設けら
れているブラックマトリクスが設けられているため、ブラックマトリクスを僅かに広げる
だけでTFT光センサ324〜326を覆うことができるため、別途遮光のための部材を
設ける必要がなくなり、構造的及び外観的に見栄えがよくなる。
説明する。この実施例においては、光検出部331のTFT光センサ321〜323の各
ソース電極SL1〜SL3は互いに並列に接続されて第1のスイッチ素子SW1を介して
一定の電圧Vs(例えば+2V)に接続されるとともに、信号配線SSによって外部に出
力信号が取り出されており、更に、各ゲート電極GL1〜GL3は互いに並列に接続され
て一定の逆バイアス電圧(例えば−10V)が印加され、また、各ドレイン電極DL1〜
DL6も互いに並列に接続されて所定の電圧源VCOMに接続されている。
L4〜SL6は互いに並列に接続されて第2のスイッチ素子SW2を介して一定の電圧V
sに接続されるとともに、信号配線SRによって外部に出力信号が取り出されており、更
に、各ゲート電極GL4〜GL6は互いに並列に接続されて光検出部331側と同じ一定
の逆バイアス電圧が印加され、また、各ドレイン電極DL1〜DL6も互いに並列に接続
されて光検出部331側と同じ所定の電圧源VCOMに接続されている。
均出力が得られ、また信号線SRには遮光されたTFT光センサ324〜326の平均出
力が得られるから、信号線SR及びSSに現れた信号を処理すると、遮光されたTFT光
センサ324〜326の出力の平均値を基準とした遮光されていないTFT光センサ32
1〜323の出力の平均値が得られる。
お、信号線SR及びSSに表れた信号の処理は、差動出力を求めてもよいし、予め定めた
所定の関係となるように演算処理してもよい。この制御手段は別途光検出部331及び3
32の近傍に設けてもよいし、あるいはドライバIC31内に設けてもよい。
示領域30の周辺に沿って一列に間隔を置いて配置されているため、使用者が不注意に指
等でTFT光センサ321〜323を遮るようなことがあっても、全てのTFT光センサ
321〜323が同時に遮られることは少ないから、遮光されていないTFT光センサ3
21〜323の出力の平均値は大きく変動することがなく、バックライト等の明るさが頻
繁に変動することはなくなる。
光センサは温度により光検出特性が大きく変化するが、遮光されていないTFT光センサ
321〜323の温度特性を遮光されたTFT光センサ324〜326により補償するた
めであり、このような構成とすると、温度が変化しても所望の明るさで正確にバックライ
ト等のオン/オフを制御することができるようになる。しかしながら、温度補償が必要な
ければ遮光された光検出部332、TFT光センサ324〜326等を省略することも可
能である。
で、それぞれコンデンサを1個ずつ使用することもできるが、必要な容量が大きくなるた
め、図7及び図8に示したように個別に設ける方がよい。
ンサ321〜323の各ソース電極SL1〜SL3は、それぞれ独立して第1〜第3のス
イッチ素子SW1〜SW3を介して共通の一定の電圧VS(例えば+2V)に接続される
とともに、それぞれ独立して出力配線SS1〜SS3に接続されており、更に、各ゲート
電極GL1〜GL3は互いに並列に接続されて一定の逆バイアス電圧(例えば−10V)
が印加され、また、各ドレイン電極DL1〜DL6も互いに並列に接続されて所定の電圧
源VCOMに接続されている。
L4〜SL6は、それぞれ独立して第4〜第6のスイッチ素子SW4〜SW6を介して光
検出部331側と同じ共通の一定の電圧VSに接続されるとともに、それぞれ独立して出
力配線SR1〜SR3に接続されており、更に、各ゲート電極GL4〜GL6は互いに並
列に接続されて光検出部331側と同じ一定の逆バイアス電圧が印加され、また、各ドレ
イン電極DL4〜DL6も互いに並列に接続されて光検出部331側と同じ所定の電圧源
VCOMに接続されている。
T光センサ321〜323それぞれの出力が得られる。したがって、使用者が指等でTF
T光センサ321〜323のいずれかを遮った場合、出力配線SS1〜SS3のうちのい
ずれかの出力が他の出力とかけ離れた値となるため、容易に使用者が遮ったTFT光セン
サを判別でき、別途図示しない制御装置により他の出力とかけ離れた出力を除外して平均
値を求めると、この平均値は使用者がTFT光センサを遮る前の平均値と実質的に同じに
なるため、周囲の明るさは変化していないものと判断され、バックライト等の明るさが頻
繁に変動することはなくなる。
光検出部331と同様の構成を備えているものを使用したが、このような構成であると、
別途遮光された光検出部331とは異なる構成の遮光された光検出部332を用意する必
要はなくなり、遮光された検出部332は単に遮光されていない検出部331の表面をブ
ラックマトリクスで覆うだけで得られるために経済的となる。しかも、遮光された光セン
サ及び遮光されていない光センサともに通常は同一ロット品が使用されるため、両者の特
性のバラツキが少なくなる。
は、使用者が指等によって遮光されたTFT光センサ324〜326を遮っても、実質的
に変動しないため、遮光された光方検出部332としては、図8に示したように、TFT
光センサ324〜326のソース電極SL4〜SL6も並列に接続することによりスイッ
チ素子を1個及び出力配線を1個とすることもできる。
検出部332をそれぞれ1列ずつ近接して平行に配置した例を示したが、このように2つ
の検出部331及び332を近接配置したのは、両者の温度に差異が生じないようにして
測定値のバラツキが少なくなるようにして、予め定めた所定の明るさで正確に照光手段を
自動的にオン/オフ制御できるようにするためであるが、更に進めて遮光された光検出部
331及び遮光されていない光検出部332を一体化したものを用いてもよい。
の表示領域30のドライバIC31が設けられた側とは反対側の周縁に沿って設けた例を
示したが、図10に示したように、ドライバICと表示領域30との間に配置してもよく
、更には表示領域30の側面に配置してもよい。この図10に示した変形例ないし表示領
域の側面に配置した場合は、表示領域30とドライバIC31との間を接続するための信
号線ないし走査線が配置されているため、複数個の光検出部331〜336及び必要な配
線を信号線ないし走査線の間に配置するかあるいは積層配線とする必要がある。
れに限らずフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトSCR、CdS等の光導電体
、光電池等を使用することもできる。
の出力を用いてバックライト等のオン/オフ制御を行うためのバックライト制御部40の
一例を図11に示したブロック図を用いて説明する。このバックライト制御部40は、セ
ンサ制御部41によりスイッチ素子SWを構成するTFTのソース電極SSに一定の基準
電圧Vs(たとえば+2V)を印加し、同じくゲート電極GsにTFTをオン/オフする
ための電圧(例えば±10V)を切換印加し、更にTFT光センサのゲート電極GLには
TFT光センサをゲートオフ領域で作動させるための一定の電圧(例えば−10V)を印
加するとともに、TFT光センサのドレイン電極DLには共通電位VCOMを印加するよ
うにしている。そして、光検出部331及び332の出力をセンサ制御部41で所定の演
算処理を行い、外光の明るさに対応した測定値を得て、比較部42の一方の端子に入力す
るとともに、モード制御部43にも入力する。
換る回路であり、初期設定モード時にはセンサ制御部41の出力を閾値記憶部46に入力
して記憶させ、通常動作モード時にはセンサ制御部41の出力を遮断するようになされて
おり、また、閾値記憶部44は記憶している閾値を比較部42の他方の端子へ出力するよ
うにされている。
値記憶部44からの入力信号とを比較し、センサ制御部41からの入力信号が閾値記憶部
44に記憶されている閾値よりも大きい(明るい)場合にはスイッチング部45を介して
バックライト等46を消灯し、逆にセンサ制御部41からの入力信号が閾値記憶部44に
記憶されている閾値よりも小さい(暗い)場合にはスイッチング部45を介してバックラ
イト等46を点灯するようにしている。
らの出力を閾値記憶部44に記憶するようになっているため、光検出部331〜336に
予め定めた明るさの光を照射することによりその光の明るさに対応する閾値を記憶させる
ことができる。従って、光センサの光−電気特性にバラツキがあっても、バックライト等
46を予め定めた明るさを境として正確にオン/オフ制御することができるようになる。
ーザが好みに応じて適宜の明るさで自動的にバックライト等をオン/オフ制御できるよう
にしてもよい。なお、比較部42として、頻繁にバックライト等がオン/オフ制御されな
いようにするため、オンになるときの明るさとオフになるときの明るさを変える、すなわ
ちヒステリシス特性を持たせてもよい。このヒステリシス特性は比較部42としてヒステ
リシスコンパレータを用いることにより簡単に達成することができる。
子として用いられているTFTと同時に製造することができるようにするために、ガラス
基板11の表示領域の周囲の額縁上に設けた例を示したが、表示領域内の周辺部に設けて
もよい。また、光検出部331及び332自体は、液晶表示パネルのスイッチング素子と
して用いられているTFTと同時に製造する必要がなければ、液晶表示パネルの外部に設
けて液晶表示パネルとは別途配線手段により電気的に接続するようにしてもよい。
層一体化したものを用いた例を示したが、個別の素子で形成することも可能である。この
スイッチ素子を個別の素子とした場合は、スイッチ素子の設置箇所を任意に設定できるよ
うになり、ガラス基板11の表示領域の周囲の額縁上に設けることもできるし、パネルの
外部に設けることもできるし、更にはドライバIC内に組み込むこともできるようになる
。
ング部45は、液晶表示装置のドライバICに組み込むこともできる。閾値記憶部は液晶
表示装置10内部に設けなくてもよいが、この場合は液晶表示装置10の電源立ち上げ時
に外部の閾値記憶部備えているホストPCから液晶表示装置10を初期化するように構成
されていればよい。
30 表示領域
31 ドライバIC
32、321〜326 TFT光センサ
33、331、332 光検出部
40 バックライト制御部
41 センサ制御部
42 比較部
43 モード制御部
44 閾値制御部
45 スイッチング部
46 バックライト等
Claims (14)
- アクティブマトリクス基板を備えた表示パネルと、前記表示パネルの照光手段と、光セン
サと、前記光センサの出力に基づいて前記照光手段の発光強度を制御する制御部を備えた
表示装置において、
前記光センサは、複数個が前記表示パネルの表示領域の周辺に沿って少なくとも一列に
配置されており、前記制御部は前記複数個の光センサの出力の平均値に基づいて前記照光
手段の発光強度を制御することを特徴とする表示装置。 - 前記制御部は、複数個の光センサの出力のからかけ離れた出力を除外して残りの出力の平
均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする請求項1に記載の表
示装置。 - 前記光センサは複数個の薄膜電界効果トランジスタからなり、
前記複数個の薄膜電界効果トランジスタは、それぞれのソース電極、ゲート電極及びド
レイン電極が互いに並列接続されているとともに、前記ソース電極とドレイン電極との間
にはコンデンサが、前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞ
れ接続され、
前記制御部は、前記薄膜電界効果トランジスタのゲート電極に逆バイアス電圧を印加し
つつ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のコンデンサの出力電圧を前記光センサの
出力の平均値とし利用して前記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする請求項1
に記載の表示装置。 - 前記光センサは複数個の薄膜電界効果トランジスタからなり、
前記複数個の薄膜電界効果トランジスタは、それぞれのゲート電極及びドレイン電極が
互いに並列接続され、それぞれのソース電極と前記ドレイン電極との間にはコンデンサが
、それぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞれ接続
され、
前記制御部は、前記薄膜電界効果トランジスタのゲート電極に逆バイアス電圧を印加し
つつ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のそれぞれのコンデンサの出力電圧からか
け離れた出力電圧を除外した残りの出力電圧の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度
を制御することを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記光センサは複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサを含
み、
前記制御部は前記遮光された光センサの出力の平均値と遮光されていない光センサの出
力の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを特徴とする請求項1に記
載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、交互に並べ
て少なくとも一列に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、それぞれ少
なくとも一列ずつ平行に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された光センサは前記複数個の遮光されていない光センサの内周側に配
置されていることを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは互いに隣接し
ていることを特徴とする請求項5〜8のいずれかに記載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された光センサ及び複数個の遮光されていない光センサは、それぞれ遮
光された薄膜電界効果トランジスタ及び遮光されていない薄膜電界効果トランジスタから
なり、
前記制御部は前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタの出力の平均値と前記
複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタの出力の平均値に基づいて前記照光
手段の発光強度を制御することを特徴とする請求項5〜9のいずれかに記載の表示装置。 - 前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのソース電極、ゲート電極
及びドレイン電極は互いに並列接続されているとともに、前記ソース電極とドレイン電極
との間にはコンデンサが、前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、
それぞれ接続され、
前記複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのソース電極、ゲ
ート電極及びドレイン電極は互いに並列接続されているとともに、前記ソース電極とドレ
イン電極との間にはコンデンサが、前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ
素子が、それぞれ接続され、
前記制御部は、前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタ及び複数個の遮光さ
れていない薄膜電界効果トランジスタ毎に、前記ゲート電極に逆バイアス電圧を印加しつ
つ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のコンデンサの出力電圧をそれぞれの平均出
力として得、前記遮光された薄膜電界効果トランジスタ側の平均出力と前記遮光されてい
ない薄膜電界効果トランジスタ側の平均出力に基づいて前記照光手段の発光強度を制御す
ることを特徴とする請求項10に記載の表示装置。
- 前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのゲート電極及びドレイン
電極は互いに並列接続され、それぞれのソース電極と前記ドレイン電極との間にはコンデ
ンサが、それぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、それぞ
れ接続され、
前記複数個の遮光されていない薄膜電界効果トランジスタのそれぞれのゲート電極及び
ドレイン電極は互いに並列接続され、それぞれのソース電極とドレイン電極との間にはコ
ンデンサが、それぞれの前記ソース電極と所定の定電圧源との間にはスイッチ素子が、そ
れぞれ接続され、
前記制御部は、前記複数個の遮光された薄膜電界効果トランジスタ及び複数個の遮光さ
れていない薄膜電界効果トランジスタ毎に、それぞれの前記ゲート電極に逆バイアス電圧
を印加しつつ前記スイッチをオフにしてから所定時間後のそれぞれのコンデンサの出力電
圧からかけ離れた出力電圧を除外した残りの出力電圧の平均値をそれぞれの平均置として
得、前記遮光された薄膜電界効果トランジスタ側の平均値と前記遮光されていない薄膜電
界効果トランジスタ側の平均値に基づいて前記照光手段の発光強度を制御することを特徴
とする請求項10に記載の表示装置。 - 前記照光手段はバックライト又はサイドライトであり、前記表示装置は透過型又は半透過
型液晶表示装置であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の表示装置。 - 前記照光手段はフロントライトであり、前記表示装置は反射型液晶表示装置であることを
特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の表示装置。
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