JP2007279100A - Display device - Google Patents
Display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007279100A JP2007279100A JP2006101632A JP2006101632A JP2007279100A JP 2007279100 A JP2007279100 A JP 2007279100A JP 2006101632 A JP2006101632 A JP 2006101632A JP 2006101632 A JP2006101632 A JP 2006101632A JP 2007279100 A JP2007279100 A JP 2007279100A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- display device
- light
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、表示装置に係り、特にバックライトやフロントライト等の光源を有する表示
装置において、外光の明るさに応じて自動的に光源の明るさを変えることができる表示装
置に関するものである。
The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device that can automatically change the brightness of a light source in accordance with the brightness of external light in a display device having a light source such as a backlight or a front light. .
近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示装置の適用が急速に
普及している。特に、携帯型のものは、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、両者を纏めて「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。しかし、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難くなってしまう
ために、フロントライトを使用したもの(例えば、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(例えば、下
記特許文献2参照)。
In recent years, the application of liquid crystal display devices has rapidly spread not only in information communication equipment but also in general electric equipment. In particular, in order to reduce power consumption, a portable type uses a backlight or a sidelight such as a transmissive liquid crystal display device (hereinafter referred to as “backlight etc.” collectively)
In many cases, a reflection type liquid crystal display device that does not need to be used is used. However, since this reflection type liquid crystal display device uses outside light as a light source and is difficult to see in a dark room or the like, it uses a front light (for example, see
例えば、フロントライトを使用した反射型液晶表示装置は、暗い場所においてはフロン
トライトを点灯して画像を表示し、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、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。
For example, a reflective liquid crystal display device using a front light displays an image by turning on the front light in a dark place and displays an image using outside light without turning on the front light in a bright place. Therefore, it is not necessary to always turn on the front light, and the power consumption can be greatly reduced. In addition, the transflective liquid crystal display device includes a transmissive portion having a transparent electrode and a reflective portion having a reflective electrode in one pixel. In a dark place, a backlight or the like is lit to turn on the pixel region. Since the image is displayed using the transmission part and the image is displayed using the external light in the reflection part without lighting the backlight or the like in a bright place, the backlight or the like is always turned on in this case as well. Since it is not necessary, power consumption can be greatly reduced.
このような反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置においては、外光の強さにより
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。更に、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。
In such a reflective liquid crystal display device and a transflective liquid crystal display device, the visibility of the liquid crystal display screen varies depending on the intensity of external light. For this reason, in order to make the liquid crystal display screen easier to see, the end user himself / herself determines whether or not the backlight or the front light should be turned on according to the intensity of the external light. It was necessary to perform a complicated operation of turning on, turning off, or turning off the light. Furthermore, even when the brightness of the outside light is sufficient, the backlight or the like or the front light may be turned on unnecessarily. In such a case, useless power consumption increases. In such portable devices, there is a problem that the battery is consumed quickly.
このような問題点に対処するために、液晶表示装置に光センサを設けて、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
フを制御する技術が開発されている(例えば、下記特許文献3〜5参照)。
In order to cope with such problems, an optical sensor is provided in the liquid crystal display device, the light sensor detects the brightness of outside light, and the on / off of the backlight or the like is controlled based on the detection result of the optical sensor. Technology has been developed (see, for example,
例えば、下記特許文献3に記載された液晶表示装置は、液晶表示パネルの基板上に光セ
ンサを有する光検知部を配置したもので、光センサとして薄膜トランジスタ(TFT)を
用い、このTFTを液晶表示パネルのTFTと同時に基板上に作成し、このTFT光セン
サの漏れ電流を検知することにより、周囲の明るさに応じてバックライトを自動的にオン
/オフさせるようにしたものである。また、下記特許文献4の液晶表示装置は、光センサ
としてフォトダイオードを使用し、周囲の明るさに応じてバックライトとしての発光ダイ
オードに温度補償した電流を供給するようにしたものである。更に、下記特許文献5のも
のは、バックライトないし機器の動作表示手段として使用されている発光ダイオードを光
センサと兼用し、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ものである。
ところで、上記特許文献3の液晶表示装置に搭載されるTFT光センサは、図10に示
すように、光が当たっていないときは、ゲートオフ領域で僅かな暗電流(いわゆる漏れ電
流)が流れるが、光が当たるとその光の強さ(明るさ)に応じてこの暗電流が大きくなる
という光リーク特性をもっている。このような特性をもつTFT光センサは、例えば、図
11に示すような検知回路に組み込まれて使用される。なお、図10はTFT光センサの
電圧−電流曲線の一例を示す図であり、図11はTFT光センサを使用した検知回路図で
あり、また、図12は明るさが異なる場合の図11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。これらの図で示した特性及び回路は何れも公知の
ものである。
By the way, as shown in FIG. 10, the TFT photosensor mounted on the liquid crystal display device of
検知回路は、図11に示すように、TFT光センサのドレイン電極DLとソース電極S
L間にコンデンサCが並列接続され、ソース電極SLとコンデンサCの一方の端子がスイ
ッチ素子SWを介して基準電圧源に接続され、ドレイン電極DL及びコンデンサCの他方
の端子が接地された構成を有している。
As shown in FIG. 11, the detection circuit includes a drain electrode DL and a source electrode S of the TFT photosensor.
A capacitor C is connected in parallel between L , one terminal of the source electrode SL and the capacitor C is connected to the reference voltage source via the switch element SW, and the other terminal of the drain electrode DL and the capacitor C is grounded. It has a configuration.
この検知回路の動作は、先ず、TFT光センサのゲート電極GLに一定の逆バイアス電
圧(例えば−10V)を印加しておき、基準電圧Vs(例えば+2V)をスイッチ素子S
WをオンしてコンデンサCに印加し、所定時間後にこのスイッチ素子SWをオフしてコン
デンサCに基準電圧を充電する。そして、所定時間経過後にコンデンサC両端の電圧を測
定すると、この電圧はTFT光センサの周囲の明るさに応じた大きさの暗電流、すなわち
図10に示すように、明所では大きな暗電流、暗所では小さい暗電流が流れて、これらの
暗電流により、図12に示すように、時間とともに低下するソース電圧、すなわち放電電
圧が得られる。したがって、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の放電電圧を測定すれば、その電圧とTFT光センサの周囲の明るさとの間に反比
例関係が成立っているので、この関係からTFT光センサの周囲の明るさを求めることが
できる。
The operation of the detection circuit, first, in advance by applying a constant reverse bias voltage to the gate electrode G L of the TFT ambient light photosensor (e.g. -10 V), the reference voltage Vs (e.g. + 2V) the switching element S
W is turned on and applied to the capacitor C, and after a predetermined time, the switch element SW is turned off to charge the capacitor C with the reference voltage. When a voltage across the capacitor C is measured after a predetermined time has elapsed, this voltage is a dark current having a magnitude corresponding to the brightness around the TFT photosensor, that is, a large dark current in a bright place as shown in FIG. A small dark current flows in a dark place, and as shown in FIG. 12, a source voltage that decreases with time, that is, a discharge voltage is obtained by these dark currents. Therefore, if the discharge voltage of the capacitor C is measured after a predetermined time t 0 after the switch element SW is turned off, an inversely proportional relationship is established between the voltage and the brightness around the TFT photosensor. Thus, the brightness around the TFT photosensor can be obtained.
しかしながら、この検知回路では、周囲の明暗によって光検知の感度が左右されるとい
う課題がある。以下、この課題について説明する。なお、図13、図14は、光センサへ
の充電電圧と読み出し時間、すなわち検出時間との関係を示した光照射時の放電曲線、す
なわち光リーク特性を示したものである。
However, in this detection circuit, there is a problem that the sensitivity of light detection depends on the brightness of the surroundings. Hereinafter, this problem will be described. 13 and 14 show a discharge curve at the time of light irradiation showing the relationship between the charging voltage to the optical sensor and the readout time, that is, the detection time, that is, the light leakage characteristic.
この光リーク特性によれば、暗所、例えば30〜300LXの低照度領域においては、
図13に示すように、コンデンサの放電量が少ないので、所定時間経った時点での放電電
圧の差が極めて小さくこの領域における電圧差を検知することが極めて難しい。この課題
は、コンデンサ容量を小さくして放電速度を速くすれば改善されるが、そうすると、明所
、例えば3000〜10000LXの高照度領域における光リーク特性は、図14に示す
ように、上記と同じ時間経った時点での放電電圧の差が極めて小さくなるのでこの領域に
おける電圧差の検知が難しくなる。
According to this light leakage characteristic, in a dark place, for example, in a low illuminance region of 30 to 300 LX ,
As shown in FIG. 13, since the discharge amount of the capacitor is small, the difference in discharge voltage at a predetermined time is extremely small, and it is extremely difficult to detect the voltage difference in this region. This problem can be improved by reducing the capacitance of the capacitor and increasing the discharge speed. Then, as shown in FIG. 14, the light leakage characteristics in a high-illuminance region in a bright place, for example, 3000 to 10000 LX , are as described above. Since the difference in discharge voltage at the same time has become extremely small, it becomes difficult to detect the voltage difference in this region.
したがって、このような検知回路では、明所での感度を上げようとすると暗所の感度が
低下し、反対に暗所での感度を上げようとすると明所の感度が低下しまい、結局、これら
はトレードオフの関係となって明暗によって検知感度が左右されてしまうことになる。
Therefore, in such a detection circuit, if the sensitivity in the bright place is increased, the sensitivity in the dark place is lowered. Conversely, if the sensitivity in the dark place is increased, the sensitivity in the bright place is lowered. This is a trade-off relationship, and the detection sensitivity depends on the brightness.
そこで、この課題を解決すべく検討を行った結果、光センサとしてTFTを使用した場
合、図10の電圧−電流曲線から分かるように、ゲート電圧の上昇に伴ってその漏れ電流
量が増大する点に着目し、光センサに照射される光の照度に応じてゲート電圧を変更する
ことにより、より高感度の光検知が実現できることを見出し、本発明を完成させるに到っ
たものである。
Therefore, as a result of studies to solve this problem, when a TFT is used as an optical sensor, the amount of leakage current increases as the gate voltage increases, as can be seen from the voltage-current curve in FIG. In view of the above, it has been found that more sensitive light detection can be realized by changing the gate voltage in accordance with the illuminance of light applied to the optical sensor, and the present invention has been completed.
本発明はこのような従来技術が抱える課題を解決するためになされたもので、本発明の
目的は、明所及び暗所における光検知の感度を高めて外光の明暗に左右されず良好な光源
の制御ができる表示装置を提供することにある。
The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to improve the sensitivity of light detection in bright places and dark places, and is good regardless of the brightness of outside light. An object is to provide a display device capable of controlling a light source.
また、本発明の他の目的は、明所及び暗所での高感度の検知を可能にして、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/オフ制御できるようにするとともに、エ
ンドユーザが任意の周囲の明るさでバックライト等を自動的にオン/オフできるように設
定することができるようにした表示装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to enable high-sensitivity detection in a bright place and a dark place so that a backlight or the like can be automatically turned on / off at a predetermined brightness. Another object of the present invention is to provide a display device that can be set so that an end user can automatically turn on / off a backlight or the like at an arbitrary ambient brightness.
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項1に記載の表示装
置の発明は、アクティブマトリクス基板を有する表示パネルと、前記表示パネルを照光す
る照光手段と、外光を検知する光センサと、所定の基準電圧が充電されるとともに前記光
センサの漏れ電流によって充電された電圧が降下する第1コンデンサとを備える光検知部
と、前記第1コンデンサに充電されている充電電圧を所定の読み取り時間で読み取る光セ
ンサ読み取り部と、前記光センサ読み取り部の出力値により前記照光手段を制御する制御
手段と、を備えた表示装置において、
前記光検知部は、前記光センサとして薄膜トランジスタを用い、該薄膜トランジスタの
ソース・ドレイン電極間に前記第1コンデンサを接続し、該第1コンデンサの一方の端子
側をスイッチ素子を介して基準電圧源に、他方の端子側はコモン電極に接続し、前記薄膜
トランジスタのゲート電極には前記コモン電極に印加される電圧よりも逆バイアス電圧と
なる所定のゲート電圧を印加し、前記スイッチ素子を前記コモン電極に印加される電圧に
同期して短時間作動させることにより前記基準電圧源からの前記基準電圧を前記第1コン
デンサに印加して充電し、前記所定の読み取り時間後に前記光センサ読み取り部で前記第
1コンデンサの充電電圧を読み取る際に、該光センサ読み取り部は、前記第1コンデンサ
の充電電圧の電圧降下量に応じて前記ゲート電圧を変更することを特徴とする。
The above object of the present invention can be achieved by the following configurations. That is, the display device according to
The photodetection unit uses a thin film transistor as the photosensor, connects the first capacitor between the source and drain electrodes of the thin film transistor, and uses one terminal side of the first capacitor as a reference voltage source via a switch element. The other terminal side is connected to a common electrode, a predetermined gate voltage that is a reverse bias voltage is applied to the gate electrode of the thin film transistor rather than a voltage applied to the common electrode, and the switch element is applied to the common electrode. The reference voltage from the reference voltage source is applied to and charged by the first capacitor by operating for a short time in synchronization with the applied voltage, and after the predetermined reading time, the first sensor reads the first voltage. When reading the charging voltage of the capacitor, the optical sensor reading unit responds to the voltage drop amount of the charging voltage of the first capacitor. And changes the gate voltage.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の表示装置において、前記光センサ読
み取り部には所定の明基準値及び所定の暗基準値がそれぞれ設定されており、前記読み取
り時間で読み取った充電電圧が前記明基準値以下のときは前記ゲート電圧vを該ゲート電
圧vよりも低いゲート電圧v'に変更し、前記読み取り時間で読み取った充電電圧が前記
暗準値以上のときは前記ゲート電圧vを該ゲート電圧vよりも高いゲート電圧v"に変更
し、前記読み取り時間で読み取った充電電圧が前記暗基準値以下かつ前記明基準値以上の
ときは前記出力値として採用することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the display device according to the first aspect, a predetermined light reference value and a predetermined dark reference value are respectively set in the optical sensor reading unit, and the reading time is When the read charging voltage is less than or equal to the bright reference value, the gate voltage v is changed to a gate voltage v ′ lower than the gate voltage v, and when the charging voltage read during the reading time is equal to or higher than the dark standard value. The gate voltage v is changed to a gate voltage v ″ that is higher than the gate voltage v, and is adopted as the output value when the charging voltage read during the reading time is equal to or lower than the dark reference value and equal to or higher than the bright reference value. It is characterized by.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1〜2の何れかに記載の表示装置において、前
記明基準値は前記基準電圧の実質的に10%に相当する電圧値であり、前記暗基準値は前
記基準電圧の実質的に90%に相当する電圧であることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the display device according to the first or second aspect, the bright reference value is a voltage value substantially corresponding to 10% of the reference voltage, and the dark The reference value is a voltage substantially corresponding to 90% of the reference voltage.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れかに記載の表示装置において、前
記ゲート電圧の変更範囲は負電圧であることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to third aspects, the change range of the gate voltage is a negative voltage.
また、請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れかに記載の表示装置において、前
記ゲート電圧v'は、前記充電電圧が前記明基準値以上となるまで段階的に低くし、前記
ゲート電圧v"は前記充電電圧が前記暗基準値以下となるまで段階的に高くすることを特
徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the display device according to any one of the first to fourth aspects, the gate voltage v ′ is lowered stepwise until the charge voltage becomes equal to or higher than the bright reference value. The gate voltage v ″ is increased stepwise until the charging voltage becomes equal to or lower than the dark reference value.
また、請求項6に記載の発明は、請求項1〜5の何れかに記載の表示装置において、前
記光センサ読み取り部は、前記読み取った充電電圧が前記明基準値以下あるいは前記暗基
準値以上である場合には、該読み取った充電電圧に基づく出力を行わないことを特徴とす
る。
The invention according to
また、請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の何れかに記載の表示装置において、前
記光センサ読み取り部は、前記第1コンデンサの充電電圧を所定周期で移し換えて充電す
る第2コンデンサを設け、該第2コンデンサに充電された充電電圧を読み取り値として読
み取ることを特徴とする。
Further, in the display device according to any one of
また、請求項8に記載の発明は、請求項1〜7の何れかに記載の表示装置において、前
記制御手段は、閾値記憶部及び比較部を有し、通常動作モード時には、前記光検知部の出
力と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に基づ
いて前記照明手段のオン/オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに基準
となる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにしたこと
を特徴とする。
The invention according to claim 8 is the display device according to any one of
また、請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の何れかに記載の表示装置において、前
記照光手段は、バックライト又はサイドライトであり、前記表示パネルは透過型又は半透
過型液晶表示パネルであることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the display device according to any one of
また、請求項10に記載の発明は、請求項1〜8の何れかに記載の表示装置において、
前記照光手段は、フロントライトであり、前記表示パネルは反射型液晶表示パネルである
ことを特徴とする。
The invention described in
The illumination means is a front light, and the display panel is a reflective liquid crystal display panel.
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する
。すなわち、請求項1の発明によれば、光検知部は、その薄膜トランジスタからなる光セ
ンサのゲート電極に所定の逆バイアス電圧となるゲート電圧を印加して、光センサの漏れ
電流に応じて降下する第1コンデンサの充電電圧値を光センサ読み取り部で読み取り、こ
の読み取り値に基づいて光センサのゲート電圧を変更するようになしたので、広い照度範
囲においても高精度な光検知を実現することができる。
By providing the above-described configuration, the present invention has the following excellent effects. That is, according to the first aspect of the present invention, the photodetection unit applies a gate voltage that is a predetermined reverse bias voltage to the gate electrode of the photosensor including the thin film transistor, and falls according to the leakage current of the photosensor. Since the charge voltage value of the first capacitor is read by the optical sensor reading unit, and the gate voltage of the optical sensor is changed based on the read value, highly accurate light detection can be realized even in a wide illuminance range. it can.
請求項2の発明によれば、充電電圧を所定の明基準値及び暗基準値と比較し、明基準値
以下のときはゲート電圧を小さくし、暗基準値以上のときはゲート電圧を大きくして再度
読み取りを実行し、明基準値以上かつ暗基準値以下のときは光センサ読み取り部の出力値
として採用することにより、広い照度範囲においてより正確に高精度の光検知が可能にな
る。
According to the second aspect of the present invention, the charging voltage is compared with the predetermined light reference value and the dark reference value. Then, reading is performed again, and when it is not less than the bright reference value and not more than the dark reference value, it is adopted as the output value of the light sensor reading unit, so that highly accurate light detection can be performed in a wide illuminance range.
請求項3の発明によれば、暗基準値を基準電圧の10%、明基準値を基準電圧の90%
とすることでノイズ等の影響を受けない安定した領域で光検知を行うことができる。
According to the invention of
Thus, light detection can be performed in a stable region that is not affected by noise or the like.
請求項4の発明によれば、ゲート電極は常に負電圧とし、さらに詳しくは−10V〜0
V程度とすると好ましい。
According to the invention of
Preferably it is about V.
請求項5の発明によれば、光センサ読み取り部で明基準値以上かつ暗基準値以下を満た
すまで、段階的にゲート電圧を変更しながら読み取りを継続することにより、明所及び暗
所における光感知が確実になる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、読み取った充電電圧が明基準値以下あるいは暗基準値以上で
ある場合にはこの読み取り値を不採用として制御手段への出力を行わないこととしたので
、正確に光検知が行われた出力値のみによって照光手段を制御でき、より高精度な制御を
行うことができる。
According to the invention of
請求項7の発明によれば、第1コンデンサの充電電圧を所定周期で第2コンデンサに移
し換えて充電し、この第2コンデンサに充電電圧の電圧降下値を読み取るので、例えば所
定の検知期間に周囲の光量が瞬間的に変動あるいはノイズが侵入したような場合でも、所
定期間を超えた長い期間で積分した電圧を読み取り出力することにより、このような微小
変動を吸収できるので、誤動作がなくなり、精度よく安定した外光の検出を行うことがで
きる。
According to the seventh aspect of the invention, the charging voltage of the first capacitor is transferred to the second capacitor at a predetermined cycle for charging, and the voltage drop value of the charging voltage is read into the second capacitor. Even if the amount of ambient light fluctuates momentarily or noise enters, reading and outputting the voltage integrated over a long period exceeding the predetermined period can absorb such minute fluctuations, so there is no malfunction. Accurate and stable external light detection can be performed.
請求項8の発明によれば、光センサに特性のバラツキがあっても、初期設定モード時に
基準となる光を照射することにより校正されているので、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。しかも、基準となる光はエンド
ユーザが任意に選択できるから、エンドユーザが任意の周囲の明るさで自動的に照明をオ
ン/オフできるように設定することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, even if there is a variation in characteristics of the optical sensor, the light sensor is calibrated by irradiating the reference light in the initial setting mode, so that the illumination is accurately performed with a predetermined brightness. The means can be automatically turned on / off. In addition, since the end user can arbitrarily select the reference light, it can be set so that the end user can automatically turn on / off the illumination at any ambient brightness.
請求項9及び10の発明によれば、表示装置がそれぞれ透過型液晶表示パネルないしは
半透過型液晶表示パネルの場合、或いは反射型液晶表示パネルの場合でも、同様に請求項
1〜8に係る発明の効果を奏する表示装置が得られる。
According to the ninth and tenth aspects of the present invention, even when the display device is a transmissive liquid crystal display panel, a transflective liquid crystal display panel, or a reflective liquid crystal display panel, the inventions according to the first to eighth aspects are similarly applied. A display device having the following effects can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて詳細に説明するが、以下に説
明する実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための表示装置として半透過型液晶表
示装置を例示するものであって、本発明をこの実施形態のもの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。なお、図1は液晶表示装置のカラーフィ
ルタ基板を透視して表したアクティブマトリクス基板を模式的に示した平面図であり、図
2は図1のX−X線で切断した断面図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment described below is a transflective liquid crystal display as a display device for embodying the technical idea of the present invention. It is intended to illustrate the apparatus, and is not intended to identify the present invention as that of the present embodiment, and the present invention makes various modifications without departing from the technical concept shown in the claims. It can be equally applied to the food. 1 is a plan view schematically showing an active matrix substrate seen through a color filter substrate of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
本実施形態に係る液晶表示装置1は、図1及び図2に示すように、表面に薄膜トランジ
スタ(TFT)等を搭載した透明な絶縁性を有する材料、例えばガラス基板からなるアク
ティブマトリクス基板(以下、TFT基板という)2と、表面にカラーフィルタ等が形成
されたカラーフィルタ基板(以下、CF基板という)25との間に液晶層14が形成され
た構成を有している。このうちTFT基板2は、その表示領域DAにゲート線4及びソー
ス線5がマトリクス状に形成されており、ゲート線4とソース線5とで囲まれる部分に画
素電極12が形成され、ゲート線4とソース線5の交差部に画素電極12と接続されたス
イッチング素子としてのTFTが形成されている(図3、図4参照)。なお、光検知部L
S1は、後述するように表示領域DAの外周縁部に設けられている。これらの配線、TF
T及び画素電極は、図2においてこれらを模式的に第1構造物3として示し、具体的な構
成は、図3、図4に示し後述する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid
S1 is provided at the outer peripheral edge of the display area DA as will be described later. These wires, TF
The T and the pixel electrode are schematically shown as the
TFT基板2は、図1に示すように、その短辺部に液晶表示装置1を駆動するための画
像供給装置(図示せず)と接続するためのフレキシブル配線基板FPCが設けられ、この
フレキシブル配線基板FPCを通して画像供給装置から導出されたデータ線及び制御線が
ドライバICに接続されている。そして、液晶を駆動するVCOM信号、ソース信号、ゲ
ート信号等の信号は、ドライバIC内で生成されて、それぞれTFT基板2上のコモン線
11、ソース線5及びゲート線4に供給される。また、TFT基板2の四隅には、複数の
トランスファ電極101〜104が設けられている。これらのトランスファ電極101〜
104はコモン線11を介して互いに直接接続ないしはドライバIC内で互いに接続され
ている。各トランスファ電極101〜104は後述する対向電極26と電気的に接続され
、ドライバICから出力される対向電極電圧が対向電極26に印加される。
As shown in FIG. 1, the
10 4 are connected to each other in a direct connection or a driver IC to each other through a
CF基板25は、ガラス基板の表面にR(赤)、G(緑)、B(青)等の複数色からな
るカラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。このCF基板25はTFT
基板2に対向配置されるとともに、ブラックマトリクスが少なくともTFT基板2のゲー
ト線4やソース線5に対応する位置に配置され、このブラックマトリクスによって区画さ
れた領域にカラーフィルタが設けられている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は
図示しないが、図2ではこれらを模式的に第2構造物27として示してある。また、この
CF基板25には、更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向
電極26が設けられており、この対向電極26は表示領域DA全体に亘って形成されてい
る。
In the
The black matrix is disposed at a position corresponding to at least the
シール材6は、TFT基板2の表示領域DAの周囲に注入口(図示せず)を除いて塗布
されている。このシール材6は、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に絶縁性粒体のフ
ィラを混入したものである。また、両基板を接続するコンタクト材10aは例えば表面に
金属メッキが施された導電性粒子と熱硬化性樹脂とから構成されている。そして、TFT
基板2とCF基板25との貼り合わせは、以下の手順で行なわれる。
The sealing
The bonding of the
まず、TFT基板2を第1のディスペンサ装置にセットしてシール材6を所定パターン
で塗布し、次に、TFT基板2を第2のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材10
aを各トランスファ電極101〜104上に塗布する。その後、TFT基板2の表示領域
DAにスペーサ15を均一に散布し、CF基板25のシール材6やコンタクト材10aが
当接する部分に仮止め用接着剤を塗布する。その後、TFT基板2とCF基板25とを貼
り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させて仮止めが完了する。そして、仮止めされた両基板
2、25を加圧しながら加熱処理するとシール材6及びコンタクト材10aの熱硬化性樹
脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成する。この空の液晶表示パネル内に注入口(図示
せず)から液晶14を注入し、この注入口を封止剤で塞ぐと半透過型の液晶表示装置1が
完成する。なお、TFT基板2の下方には、図示しない周知の光源(あるいは照光手段)
、導光板、拡散シート等を有するバックライトないしはサイドライトが配置されている。
First, the
a is applied on each of the
A backlight or a sidelight having a light guide plate, a diffusion sheet and the like is disposed.
ゲート線4とソース線5とで囲まれた領域が液晶表示装置の1画素を構成しているので
この画素構成を図3、図4を参照して説明する。なお、図3は液晶表示装置のCF基板を
透視して表した1画素分の平面図であり、図4は図3のA−A断面図である。
Since the region surrounded by the
TFT基板2は、その表示領域DA上にアルミニウムやモリブデン等の金属からなる複
数のゲート線4が略等間隔で平行に形成されている。また、隣り合うゲート線4間の略中
央にはゲート線4と同時に補助容量線16が平行に形成され、ゲート線4からはTFTの
ゲート電極Gが延設されている。更に、TFT基板2上には、ゲート線4、補助容量線1
6及びゲート電極G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17が積層されている。ゲート電極Gの上にはゲート絶縁膜17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19が形成され、またゲート絶縁膜17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ソース線5がゲート線4と直交する
ようにして形成され、このソース線5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19と接触している。更にまた、ソース線5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17上に設けられており、こ
のドレイン電極Dも半導体層19と接触している。したがって、TFTは、ゲート電極G
、ゲート絶縁膜17、半導体層19、ソース電極S、ドレイン電極Dによって構成されて
いる。そして、このTFTはそれぞれの画素に形成されている。また、この構成では、ド
レイン電極Dと補助容量線16によって各画素の補助容量を形成することになる。また、
これらのソース線5、TFT、ゲート絶縁膜17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18が積層され、この保護絶縁膜18上に、有機絶縁膜からなる層間膜
20が積層されている。この層間膜20の表面は、反射部Rには微細な凹凸部が形成され
、透過部Tは平坦となっている。なお、図4においては反射部Rにおける層間膜20の凹
凸部は省略されている。また、保護絶縁膜18と層間膜20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13が形成されている。さらに、それぞれの画素に
おいて、コンタクトホール13上及び層間膜20の表面の一部分には、反射部Rに例えば
アルミニウム金属からなる反射電極R0が設けられ、この反射電極R0の表面及び透過部
Tにおける層間膜20の表面には例えばITOからなる画素電極12が形成されている。
The
6 and a
, A
A protective insulating
次に、図5〜図7を参照して光検知部LS1及び光センサ読み取り部の構成及びこれら
の動作を説明する。なお、図5はTFT基板上の光センサ及びスイッチ素子の断面図であ
り、図6は光検知部及び光センサ読み取り部の回路図であり、図7は図6の回路を動作さ
せる信号のタイミングチャート図である。
Next, the configuration of the light detection unit LS1 and the light sensor reading unit and the operation thereof will be described with reference to FIGS. 5 is a cross-sectional view of the photosensor and the switch element on the TFT substrate, FIG. 6 is a circuit diagram of the photodetection unit and the photosensor reading unit, and FIG. 7 is a signal timing for operating the circuit of FIG. It is a chart figure.
先ず、図5を参照して、光検知部LS1の構造及び光センサ読み取り部の構成を説明す
る。
光検知部LS1を構成するTFT光センサ及びスイッチ素子SW1は、図5に示すよう
に、いずれもTFTからなりTFT基板2上に形成されている。すなわち、TFT基板2
は、その表面にTFT光センサのゲート電極GL、コンデンサCwの一方の端子C1及び
一方のスイッチ素子SW1を構成するTFTのゲート電極GSが形成され、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17が積層され
ている。また、TFT光センサのゲート電極GLの上及びスイッチ素子SW1を構成する
TFTのゲート電極GSの上には、それぞれゲート絶縁膜17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19L及び19Sが形成されている。また、ゲート
絶縁膜17上にはアルミニウムやモリブデン等の金属からなるTFT光センサのソース電
極SL及びドレイン電極DL、一方のスイッチ素子SW1を構成するTFTのソース電極
SS及びドレイン電極DSがそれぞれの半導体層19L及び19Sと接触するように設け
られている。このうち、TFT光センサのソース電極SL及びスイッチ素子SW1を構成
するTFTのドレイン電極DSは、互いに延長されて接続されてコンデンサCwの他方の
端子C2が形成されている。更に、TFT光センサ、コンデンサCw及びTFTからなる
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18
が積層されており、また、TFTからなるスイッチ素子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21が被覆されている。さらに、この
光検知部LS1が配設された向かい側のCF基板25上には、図2に示すように、光検知
部LS1と対向する位置まで対向電極26が延設され、光検知部LS1を構成するTFT
光センサのドレイン電極DL及びコンデンサCwのグラウンド端子GR側の他方の端子C
2がこの対向電極26にトランスファ電極102を介して接続されている。なお、光検知
部LS1及び光センサ読み取り部Re1は、TFT基板2の表示領域DAの外周縁に設け
ているが、特に光検知部LS1においては、表示領域DAの内周縁部に設けてもよい。
First, the structure of the light detection unit LS1 and the configuration of the light sensor reading unit will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the TFT optical sensor and the switch element SW1 constituting the light detection unit LS1 are both made of TFTs and formed on the
A gate electrode G L of the TFT ambient light photosensor on its surface, a gate electrode G S of TFT constituting one terminal C 1 and one switch element SW1 of the capacitor Cw is formed so as to cover these surfaces nitride A
In addition, the surface of the switch element SW1 made of TFT is covered with a
The other terminal C of the ground terminal GR side of the drain electrode D L and the capacitor Cw light sensor
2 is connected through the
この光検知部LS1は、図6に示すように、TFT光センサのドレイン電極DLとソー
ス電極SL間にコンデンサCwが並列接続され、ソース電極SLとコンデンサCwの一方
の端子がスイッチ素子SW1を介して基準電圧源Vsに接続され、更に、TFT光センサ
のドレイン電極DL及びコンデンサCwの他方の端子が対向電極(VCOM)に接続され
、さらにゲート電極GLには可変できるバイアス電圧であるゲート電圧GVが印加された
ものとなっている。
The optical detection unit LS1 is, as shown in FIG. 6, the capacitor Cw is connected in parallel between the drain electrode D L and the source electrode S L of the TFT ambient light photosensor, a source electrode S L and one terminal switching elements of the capacitor Cw is connected to a reference voltage source Vs through SW1, further, the other terminal of the drain electrode D L and the capacitor Cw TFT ambient light sensor is connected to a counter electrode (VCOM), the further gate electrode G L variable may bias voltage The gate voltage GV is applied.
この回路構成において、対向電極には、所定振幅の矩形波からなる対向電極電圧(以下
、VCOMという)が印加されている。このVCOMは、図7に示すように、ハイレベル
電圧VCOMH、ローレベル電圧VCOML、及び電圧幅VCOMWを有している。この
VCOMは、図6に示すように、TFT光センサ及びコンデンサCwに印加されている。
一方、TFT光センサのゲート電極GLには、このVCOMと同期して所定のマイナスの
ゲート電圧GVが印加されている。このゲート電圧GVとVCOMとは、その振幅が同一
であり、しかもこのVCOMの電圧よりも常に所定の逆バイアス電圧分、例えば10Vだ
け電圧が低く設定されている。すなわち、このゲート電圧GVのハイレベルの電圧である
GVHはVCOMH−10Vであり、ローレベルの電圧であるGVLはVCOML−10
Vに設定されている。
In this circuit configuration, a counter electrode voltage (hereinafter referred to as VCOM) composed of a rectangular wave having a predetermined amplitude is applied to the counter electrode. As shown in FIG. 7, this VCOM has a high level voltage VCOMH, a low level voltage VCOML, and a voltage width VCOMW. This VCOM is applied to the TFT photosensor and capacitor Cw as shown in FIG.
On the other hand, the gate electrode G L of the TFT ambient light photosensor, synchronization with a predetermined negative gate voltage GV is applied this VCOM. The gate voltages GV and VCOM have the same amplitude, and are always set lower than the VCOM voltage by a predetermined reverse bias voltage, for example, 10V. That is, GVH, which is a high level voltage of the gate voltage GV, is VCOMH-10V, and GVL, which is a low level voltage, is VCOML-10.
V is set.
また、光センサ読み取り部Re1は、図6に示すように、光検知部LS1のコンデンサ
Cwの充電電圧をスイッチ素子SW2のオンによって移し換えて充電されるコンデンサC
rと、このコンデンサに充電された電圧を検知して所定の基準値と比較判定する検知判定
回路SHとを有している。この検知判定回路SHは、読み取った電圧を入力する入力部、
入力された電圧を図8で後述する第1基準値と比較する比較判定部、及び判定結果を出力
する出力部とを有するマイクロコンピュータを備えた制御装置で構成されている。この検
知判定回路SHは、判定結果に基づいてスイッチ素子SW1、SW2を制御し、さらにゲ
ート電圧を変更するともに、所定の基準値と比較して所定の条件を満たすときは、バック
ライトへの制御信号等を送出するようになっている。なお、このコンデンサCrには、コ
ンデンサCwより容量が大きいものが使用されている。この制御装置は、図8で後述する
処理フローのプログラムで動作するようになっている。なお、この種のマイクロコンピュ
ータを備えた制御装置のハードウエアは公知のものを使用するので説明を省略する。
Further, as shown in FIG. 6, the optical sensor reading unit Re1 is charged by transferring the charging voltage of the capacitor Cw of the light detection unit LS1 by turning on the switch element SW2.
r and a detection determination circuit SH that detects a voltage charged in the capacitor and compares it with a predetermined reference value. The detection determination circuit SH includes an input unit for inputting the read voltage,
The control unit includes a microcomputer having a comparison / determination unit that compares an input voltage with a first reference value, which will be described later with reference to FIG. 8, and an output unit that outputs a determination result. The detection determination circuit SH controls the switch elements SW1 and SW2 based on the determination result, further changes the gate voltage, and controls the backlight when a predetermined condition is satisfied compared to a predetermined reference value. Signals etc. are sent out. A capacitor having a larger capacity than the capacitor Cw is used as the capacitor Cr. This control device is operated by a program of a processing flow which will be described later with reference to FIG. The hardware of the control device provided with this kind of microcomputer is a known one, and the description thereof is omitted.
次に、この光検知部LS1及びセンサ読み取り部Re1を用いた光検知を図6、図7を
参照して説明する。
光検知部LS1は、図7に示すように、所定のフレーム期間、例えば奇数(ODD)フ
レーム期間毎にスイッチ素子SW1をオン状態とすることにより基準電圧源から所定の基
準電圧Vs(例えば、+2V)がコンデンサCwに印加されて充電される。この充電によ
り、コンデンサCwの両端には基準電圧VsとVCOML間の電位差Vaが掛かって充電
されるが、ゲート電極GLには逆極性のゲート電圧GVL(−10V)が印加されてゲー
トオフされているので、スイッチ素子SW1をオフすると、TFT光センサへ光が照射さ
れることにより流れる漏れ電流によってこの充電電圧が低下する。そして、この同じOD
Dフレーム期間内にあって、所定の読み取り時間t、例えば数サイクル(なお、このサイ
クル数は、図7では2サイクルとなっているが、このサイクルは説明上のもので実際は任
意のサイクル数が選定される)後のVCOML期間にスイッチ素子SW2をオンしてコン
デンサCwに充電された電圧をコンデンサCrへ移し換えられる。そして、このコンデン
サCrに充電された電圧を読み取り(検知)、この検知出力により、バックライト等の制
御が行なわれる。
Next, the light detection using this light detection part LS1 and sensor reading part Re1 is demonstrated with reference to FIG. 6, FIG.
As shown in FIG. 7, the light detection unit LS1 turns on the switch element SW1 every predetermined frame period, for example, every odd (ODD) frame period, thereby turning on the predetermined reference voltage Vs (for example, + 2V) from the reference voltage source. ) Is applied to the capacitor Cw and charged. As a result of this charging, both ends of the capacitor Cw are charged with a potential difference Va between the reference voltage Vs and VCOML. However, the gate electrode GL is applied with a gate voltage GVL (-10V) of opposite polarity and gated off. Therefore, when the switch element SW1 is turned off, the charging voltage is reduced by the leakage current that flows when the TFT photosensor is irradiated with light. And this same OD
Within a D frame period, a predetermined reading time t, for example, several cycles (note that this cycle number is 2 cycles in FIG. In a later VCOML period (selected), the switch element SW2 is turned on, and the voltage charged in the capacitor Cw is transferred to the capacitor Cr. The voltage charged in the capacitor Cr is read (detected), and the backlight and the like are controlled by the detected output.
ところが、光検知部LS1は、図13に示すように光が強い明所、例えば3000〜1
0000LXの高照度領域を検知できるようにコンデンサの容量を調整すると、コンデン
サの放電量が少なくなるので、所定時間経った時点での低照度領域における放電電圧の差
が極めて小さく、この領域における電圧差を検出することは極めて難しい。反対に、図1
4に示すように、光が弱い暗所、例えば30〜300LXの低照度領域を検出できるよう
にコンデンサの容量を調整すると、コンデンサの放電量が多くなるため、所定時間経った
時点での高照度領域における電圧差を検出することは極めて難しい。そこで、本発明では
、図10に示すように、光照射時においてゲート電圧が増加するほど漏れ電流が増加する
特性を利用し、周囲の照度に応じてそのゲート電圧を可変させる。以下、この光検知手段
を図7及び図8を参照して説明する。
However, as shown in FIG. 13, the light detection unit LS1 is a bright place where the light is strong, for example, 3000 to 1.
When the capacitance of the capacitor is adjusted so that a high-illuminance region of 0000 LX can be detected, the discharge amount of the capacitor is reduced, so that the difference in discharge voltage in the low-illuminance region at a predetermined time has been extremely small. It is extremely difficult to detect the difference. Conversely, FIG.
As shown in FIG. 4, when the capacitance of the capacitor is adjusted so that a dark place where light is weak, for example, a low illuminance region of 30 to 300 LX , can be detected, the discharge amount of the capacitor increases. It is extremely difficult to detect a voltage difference in the illuminance region. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 10, the characteristic that the leakage current increases as the gate voltage increases during light irradiation is used, and the gate voltage is varied according to the ambient illuminance. Hereinafter, this light detection means will be described with reference to FIGS.
図8は検知判定回路における検知処理プロセスを示した処理フローチャートである。
初めに、光検知部LS1の起動時に任意のゲート電圧GVとして、例えば−10Vを初
期値として設定しておく(ステップS01)。そして、先ず光検知部LS1のスイッチ素
子SW1をオン状態としてODDフレーム期間に基準電圧VsをコンデンサCwに充電し
、所定サイクル、例えば1サイクル内でスイッチ素子SW1をオフ状態とする(ステップ
S02)。スイッチ素子SW1がオフ状態となった後に所定の読み取り時間が経過すると
(ステップS03)、スイッチ素子SW2をオンして、コンデンサCwに充電された電圧
をホールド用コンデンサCrに移し換え、このホールド用コンデンサCrの充電電圧を読
み取り検知する(ステップS04)。次いで、この読み取り値を検知判定回路の第1判定
部において所定の明基準電圧値(例えば充電電圧の10%、以下第1基準値という)と比
較する(ステップS05)。この比較結果から、この読み取り値が第1基準値以下のとき
は、TFT光センサの漏れ電流が大きい、つまりは漏れ電流による充電電圧の電圧降下が
大きいため、正確な光検知が不可能であると判断し、この読み取り値を光検知の出力とし
て採用せずに(ステップS06)、ゲート電圧GVの初期値として設定されたゲート電圧
v(例えば−10V)を更に低いゲート電圧v'に変更し(ステップS07)、再びスイ
ッチ素子SW1(図6参照)をオンして基準電圧VsをコンデンサCwに充電し(ステッ
プS02)、読み取り時間経過後に読み取りを行って(ステップS03、S04)、再び
得られた読み取り値と第1基準値と比較・判定する(ステップS05)。そして、この比
較結果からこの読み取り値が未だ第1基準値以下のときは、この読み取り値も不採用とす
るとともに(ステップS06)ゲート電圧v'を更に小さく(ステップS07)し、再度
読み取る。つまり、前述の読み取りプロセスを読み取り値が第1基準値を超えるまで続行
する。
FIG. 8 is a process flowchart showing a detection process in the detection determination circuit.
First, for example, −10 V is set as an initial value as an arbitrary gate voltage GV when the light detection unit LS1 is activated (step S01). First, the switch element SW1 of the light detection unit LS1 is turned on, the reference voltage Vs is charged to the capacitor Cw during the ODD frame period, and the switch element SW1 is turned off within a predetermined cycle, for example, one cycle (step S02). When a predetermined reading time elapses after the switch element SW1 is turned off (step S03), the switch element SW2 is turned on, the voltage charged in the capacitor Cw is transferred to the hold capacitor Cr, and the hold capacitor The charging voltage of Cr is read and detected (step S04). Next, the read value is compared with a predetermined bright reference voltage value (for example, 10% of the charging voltage, hereinafter referred to as the first reference value) in the first determination unit of the detection determination circuit (step S05). From this comparison result, when this read value is less than or equal to the first reference value, the leakage current of the TFT photosensor is large, that is, the charging voltage voltage drop due to the leakage current is large, so accurate light detection is impossible. The gate voltage v (for example, −10 V) set as the initial value of the gate voltage GV is changed to a lower gate voltage v ′ without adopting this read value as the light detection output (step S06). (Step S07), the switch element SW1 (see FIG. 6) is turned on again to charge the reference voltage Vs to the capacitor Cw (Step S02), and the reading is performed after the reading time has elapsed (Steps S03 and S04). The read value and the first reference value are compared and determined (step S05). If the read value is still below the first reference value based on the comparison result, the read value is not adopted (step S06), and the gate voltage v ′ is further reduced (step S07) and read again. That is, the above-described reading process is continued until the reading value exceeds the first reference value.
次いで、この読み取り値を検知判定回路の第2判定部において所定の暗基準電圧値(例
えば初期の充電電圧の90%に相当する電圧値、以下第2基準値という)と比較する(ス
テップS08)。前記ステップS08の結果、読み取り値が第2基準値以上の場合には、
TFT光センサの漏れ電流が小さい、つまりは漏れ電流による充電電圧の電圧降下が小さ
いため、正確な光検知が不可能であると判断し、この読み取り値を不採用とする(ステッ
プS09)。そして、次工程において再度充電を行う前に、TFT光センサのゲート電極
GLに供給するゲート電圧を現在のゲート電圧vよりも大きなゲート電圧v"に変更する
(ステップS10)。また、上記ステップS08において読み取り値が第2基準値よりも
小さい場合には、漏れ電流による電圧降下量が測定できる程度に十分に把握できるものと
認識してこの読み取り値を採用し(ステップS11)、光センサ読み取り部Re1から制
御手段1Aに送出される出力Pに反映される。
Next, the read value is compared with a predetermined dark reference voltage value (for example, a voltage value corresponding to 90% of the initial charging voltage, hereinafter referred to as a second reference value) in the second determination unit of the detection determination circuit (step S08). . As a result of step S08, when the read value is equal to or greater than the second reference value,
Since the leakage current of the TFT photosensor is small, that is, the voltage drop of the charging voltage due to the leakage current is small, it is determined that accurate light detection is impossible, and this reading value is not adopted (step S09). Then, before performing the charge again in the next step, a gate voltage supplied to the gate electrode G L of the TFT ambient light photosensor than the current of the gate voltage v is changed to a large gate voltage v "(step S10). Further, the above step When the read value is smaller than the second reference value in S08, it is recognized that the voltage drop amount due to the leakage current can be sufficiently grasped, and this read value is adopted (Step S11), and the optical sensor reading is performed. It is reflected in the output P sent from the part Re1 to the control means 1A.
このように、コンデンサCwの充電電圧を読み取った際に、充電電圧の電圧降下量が過
度に大きい場合、すなわちTFT光センサに生じる漏れ電流が大きな場合にはゲート電圧
を更に小さくし、反対に充電電圧の電圧降下量が十分でない場合、すなわちTFT光セン
サに生じる漏れ電流が小さな場合にはゲート電圧を上昇させることとしたため、漏れ電流
の大きな明所及び小さな暗所における光検知の感度を十分に上げることができるので、明
所・暗所に関係なく高感度な光検知を実現できるようになる。ただし、上述のゲート電圧
vとしては負電圧とし、更に好ましくは−10V〜0Vの範囲内であるものとする。
As described above, when the charging voltage of the capacitor Cw is read, if the amount of voltage drop of the charging voltage is excessively large, that is, if the leakage current generated in the TFT photosensor is large, the gate voltage is further reduced and the charging is performed in reverse. If the voltage drop of the voltage is not enough, that is, if the leakage current generated in the TFT photosensor is small, the gate voltage is increased, so that the sensitivity of light detection in light and dark places where leakage current is large is sufficient. This makes it possible to realize highly sensitive light detection regardless of the light or dark place. However, the above gate voltage v is a negative voltage, and more preferably within a range of −10V to 0V.
この光センサ読み取り部Re1の出力Pは、制御手段1Aに入力されて光源のオン/オ
フ制御がされる。なお、図9は制御手段を構成するブロック図である。
The output P of the optical sensor reading unit Re1 is input to the
この光センサ読み取り部Re1の出力は、センサ制御部30で処理されて比較部33の
一方の端に入力されるとともに、モード制御部31にも入力される。モード制御部31は
、外部からの入力信号により通常動作モードと初期設定モードとを切換えるものであり、
初期設定モード時にはセンサ制御部30の出力を閾値記憶部32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30の出力を遮断するようになされており、また、閾値
記憶部32は記憶している閾値を比較部33の他方の端子へ出力するようにされている。
The output of the optical sensor reading unit Re1 is processed by the
In the initial setting mode, the output of the
そして、通常動作モード時には、比較部33はセンサ制御部30からの入力信号と閾値
記憶部32からの入力信号とを比較し、センサ制御部30からの入力信号が閾値記憶部3
2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34を介して照
明装置であるバックライト等35を消灯し、逆にセンサ制御部30からの入力信号が閾値
記憶部33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34を介
してバックライト等35を点灯するようになされている。
In the normal operation mode, the
2 is larger (brighter) than the threshold value stored in 2, the
また、初期設定モードが選択された場合は、モード制御部31において、センサ制御部
30からの出力を閾値記憶部32に記憶するようになされているため、TFT光センサに
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。したがって、TFT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。
When the initial setting mode is selected, the mode control unit 31 stores the output from the
この場合、予め定めた光の明るさは製造工程で一律に定めてもよく、あるいはエンドユ
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
に変更可能としてもよい。なお、比較部33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33に
ヒステリシスコンパレータを備えることにより簡単に達成することができる。
In this case, the brightness of the predetermined light may be set uniformly in the manufacturing process, or can be changed so that the end user can automatically turn on / off the backlight, etc. at an appropriate brightness according to the preference. It is good. Note that the
また、使用されるTFT光センサは一つに限らず、複数個用いることもできる。すなわ
ち、複数のTFT光センサの出力を平均化して使用したり、あるいは一方のTFT光セン
サを完全遮光して暗基準値として用いて他方の遮光しないTFT光センサの出力との差分
を取ることにより、明るさの測定精度を向上させることができる。
The number of TFT photosensors used is not limited to one, and a plurality of TFT photosensors can be used. That is, by averaging the outputs of a plurality of TFT photosensors, or using one TFT photosensor as a dark reference value and taking the difference from the output of the other non-shielded TFT photosensor , Brightness measurement accuracy can be improved.
また、本実施例では、センサ制御部30、比較部33、モード制御部31、閾値記憶部
32、スイッチング部34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32は液晶表示装置1内部に設けなくてもよいが、この場合は液晶表示装置1の
電源立ち上げ時に外部の閾値記憶部32を有するホストPCから液晶表示装置1を初期化
するように構成されていればよい。また、フレーム期間毎にVCOMの極性を変えてコン
デンサCwへの基準電圧を印加することにより、光検知部からは交流成分の検知出力が得
られ、同時にこの出力電圧が表示パネルの液晶に加えられ、光検知部の作動時に常時直流
が加わることがなく液晶の劣化がなくなるとともにノイズが抑えられる。
In the present embodiment, the
なお、反射電極R0を省略すると透過型液晶表示装置が得られ、逆に反射電極を画素電
極12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、いずれの場合におい
ても上述した本発明の構成を適応することができる。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。
If the reflective electrode R0 is omitted, a transmissive liquid crystal display device can be obtained. Conversely, if the reflective electrode is provided over the entire lower part of the
1 (半透過型)液晶表示装置
1A 制御手段
2 アクティブマトリクス基板(TFT基板)
4 ゲート線
5 ソース線
101〜104 トランスファ電極
10a コンタクト材
11 コモン線
12 画素電極
25 カラーフィルタ基板(CF基板)
26 対向電極
30 センサ制御部
31 モード制御部
32 閾値記憶部
33 比較部
34 スイッチング部
35 バックライト等
LS1、LS2 光検知部
S、SL、SS ソース電極
G、GL、GS ゲート電極
D、DL、DS ドレイン電極
SW1、SW2 スイッチ素子
GV ゲート電圧
Cw コンデンサ
Cr (ホールド用)コンデンサ
VCOM 対向電極電圧
T 透過部
R 反射部
Vs 基準電圧
1 (Transflective type) liquid
4
26
Claims (10)
と、外光を検知する光センサと、所定の基準電圧が充電されるとともに前記光センサの漏
れ電流によって充電された電圧が降下する第1コンデンサとを備える光検知部と、前記第
1コンデンサに充電されている充電電圧を所定の読み取り時間で読み取る光センサ読み取
り部と、前記光センサ読み取り部の出力値により前記照光手段を制御する制御手段と、を
備えた表示装置において、
前記光検知部は、前記光センサとして薄膜トランジスタを用い、該薄膜トランジスタの
ソース・ドレイン電極間に前記第1コンデンサを接続し、該第1コンデンサの一方の端子
側をスイッチ素子を介して基準電圧源に、他方の端子側はコモン電極に接続し、前記薄膜
トランジスタのゲート電極には前記コモン電極に印加される電圧よりも逆バイアス電圧と
なる所定のゲート電圧を印加し、前記スイッチ素子を前記コモン電極に印加される電圧に
同期して短時間作動させることにより前記基準電圧源からの前記基準電圧を前記第1コン
デンサに印加して充電し、前記所定の読み取り時間後に前記光センサ読み取り部で前記第
1コンデンサの充電電圧を読み取る際に、該光センサ読み取り部は、前記第1コンデンサ
の充電電圧の電圧降下量に応じて前記ゲート電圧を変更することを特徴とする表示装置。 A display panel having an active matrix substrate, an illuminating means for illuminating the display panel, an optical sensor for detecting external light, a predetermined reference voltage is charged, and a charged voltage is reduced by a leakage current of the optical sensor. A light detection unit including a first capacitor, a light sensor reading unit that reads a charging voltage charged in the first capacitor in a predetermined reading time, and the illumination unit is controlled by an output value of the light sensor reading unit A display device comprising:
The photodetection unit uses a thin film transistor as the photosensor, connects the first capacitor between the source and drain electrodes of the thin film transistor, and uses one terminal side of the first capacitor as a reference voltage source via a switch element. The other terminal side is connected to a common electrode, a predetermined gate voltage that is a reverse bias voltage is applied to the gate electrode of the thin film transistor rather than a voltage applied to the common electrode, and the switch element is applied to the common electrode. The reference voltage from the reference voltage source is applied to and charged by the first capacitor by operating for a short time in synchronization with the applied voltage, and after the predetermined reading time, the first sensor reads the first voltage. When reading the charging voltage of the capacitor, the optical sensor reading unit responds to the voltage drop amount of the charging voltage of the first capacitor. Display and changes the gate voltage.
おり、前記読み取り時間で読み取った充電電圧が前記明基準値以下のときは前記ゲート電
圧vを該ゲート電圧vよりも低いゲート電圧v'に変更し、前記読み取り時間で読み取っ
た充電電圧が前記暗準値以上のときは前記ゲート電圧vを該ゲート電圧vよりも高いゲー
ト電圧v"に変更し、前記読み取り時間で読み取った充電電圧が前記暗基準値以下かつ前
記明基準値以上のときは前記出力値として採用することを特徴とする請求項1に記載の表
示装置。 A predetermined light reference value and a predetermined dark reference value are respectively set in the optical sensor reading unit, and when the charging voltage read in the reading time is equal to or less than the light reference value, the gate voltage v is set to the gate voltage. changing to a gate voltage v ′ lower than v, and changing the gate voltage v to a gate voltage v ″ higher than the gate voltage v when the charging voltage read in the reading time is equal to or higher than the dark level, 2. The display device according to claim 1, wherein when the charging voltage read in the reading time is equal to or lower than the dark reference value and equal to or higher than the bright reference value, the display device is adopted as the output value.
は前記基準電圧の実質的に90%に相当する電圧であることを特徴とする請求項1〜2の
何れかに記載の表示装置。 2. The bright reference value is a voltage value substantially equivalent to 10% of the reference voltage, and the dark reference value is a voltage substantially equivalent to 90% of the reference voltage. The display apparatus in any one of -2.
載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the change range of the gate voltage is a negative voltage.
前記ゲート電圧v"は前記充電電圧が前記暗基準値以下となるまで段階的に高くすること
を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の表示装置。 The gate voltage v ′ is gradually reduced until the charging voltage becomes equal to or higher than the bright reference value,
The display device according to claim 1, wherein the gate voltage v ″ is increased stepwise until the charging voltage becomes equal to or lower than the dark reference value.
暗基準値以上である場合には、該読み取った充電電圧に基づく出力を行わないことを特徴
とする請求項1〜5の何れかに記載の表示装置。 The optical sensor reading unit does not perform output based on the read charging voltage when the read charging voltage is equal to or lower than the bright reference value or higher than the dark reference value. The display device according to any one of 5.
電する第2コンデンサを設け、該第2コンデンサに充電された充電電圧を読み取り値とし
て読み取ることを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の表示装置。 The optical sensor reading unit includes a second capacitor that charges the first capacitor by changing a charging voltage at a predetermined period, and reads the charging voltage charged in the second capacitor as a reading value. Item 7. The display device according to any one of Items 1 to 6.
の出力と前記閾値記憶部に格納されている閾値を前記比較部にて比較し、この比較結果に
基づいて前記照明手段のオン/オフ制御を行い、初期設定モード時には、前記光センサに
基準となる光を照射しつつ、前記光検知部の出力を前記閾値記憶部に格納するようにした
ことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の表示装置。 The control means includes a threshold value storage unit and a comparison unit, and compares the output of the light detection unit with the threshold value stored in the threshold value storage unit in the comparison unit in the normal operation mode, On / off control of the illuminating means is performed based on this, and in the initial setting mode, the output of the light detection unit is stored in the threshold value storage unit while irradiating the light as a reference to the photosensor. The display device according to claim 1, wherein the display device is a display device.
半透過型液晶表示パネルであることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の表示装置
。 The display device according to claim 1, wherein the illumination unit is a backlight or a sidelight, and the display panel is a transmissive or transflective liquid crystal display panel.
ることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the illumination unit is a front light, and the display panel is a reflective liquid crystal display panel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006101632A JP2007279100A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006101632A JP2007279100A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007279100A true JP2007279100A (en) | 2007-10-25 |
Family
ID=38680655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006101632A Withdrawn JP2007279100A (en) | 2006-04-03 | 2006-04-03 | Display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007279100A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009169394A (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-30 | Sony Corp | Display device |
US8068198B2 (en) | 2008-02-18 | 2011-11-29 | Sony Corporation | Liquid crystal display apparatus comprising a light-detecting and controling unit that sense and control the brightness of the display |
US8125474B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-02-28 | Sony Corporation | Display device |
US8324818B2 (en) | 2008-11-21 | 2012-12-04 | Sony Corporation | Display device |
JP2013228518A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Kyocera Corp | Liquid crystal display device |
US8669933B2 (en) | 2007-06-01 | 2014-03-11 | Japan Display West Inc. | Liquid crystal display, electronic device, and method for controlling brightness of illumination unit of liquid crystal display |
-
2006
- 2006-04-03 JP JP2006101632A patent/JP2007279100A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8669933B2 (en) | 2007-06-01 | 2014-03-11 | Japan Display West Inc. | Liquid crystal display, electronic device, and method for controlling brightness of illumination unit of liquid crystal display |
JP2009169394A (en) * | 2007-12-19 | 2009-07-30 | Sony Corp | Display device |
US8068198B2 (en) | 2008-02-18 | 2011-11-29 | Sony Corporation | Liquid crystal display apparatus comprising a light-detecting and controling unit that sense and control the brightness of the display |
US8125474B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-02-28 | Sony Corporation | Display device |
US8324818B2 (en) | 2008-11-21 | 2012-12-04 | Sony Corporation | Display device |
JP2013228518A (en) * | 2012-04-25 | 2013-11-07 | Kyocera Corp | Liquid crystal display device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI354163B (en) | Liquid crystal display device | |
US9366891B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP5008017B2 (en) | Display device | |
US7619194B2 (en) | Electro-optical device, semiconductor device, display device, and electronic apparatus having the display device | |
US8669933B2 (en) | Liquid crystal display, electronic device, and method for controlling brightness of illumination unit of liquid crystal display | |
JP4215086B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP4488011B2 (en) | Electro-optical device, semiconductor device, display device, and electronic apparatus including the same | |
JP2008209555A (en) | Electro-optical device, semiconductor device, display device and electronic equipment having the same | |
JP2010122567A (en) | Display device | |
JP2007279100A (en) | Display device | |
JP2007140106A (en) | Display apparatus | |
JP4940733B2 (en) | Display device | |
JP2007304519A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007163628A (en) | Display apparatus | |
JP4736686B2 (en) | Liquid crystal display | |
JP2008064828A (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
JP2007316196A (en) | Display device | |
JP4572799B2 (en) | Liquid crystal display | |
KR101509764B1 (en) | Liquid crystal display device | |
JP2007102026A (en) | Liquid crystal display device | |
JP2008209556A (en) | Electro-optical device, semiconductor device, display device and electronic equipment having the same | |
JP2008158025A (en) | Display device | |
JP2009059854A (en) | Light-receiving device, electro-optical device including light-receiving device, and electronic equipment | |
KR20100068574A (en) | Liquid crystal display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090707 |