JP2008224919A - 表示装置 - Google Patents

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JP2008224919A JP2007061333A JP2007061333A JP2008224919A JP 2008224919 A JP2008224919 A JP 2008224919A JP 2007061333 A JP2007061333 A JP 2007061333A JP 2007061333 A JP2007061333 A JP 2007061333A JP 2008224919 A JP2008224919 A JP 2008224919A
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Abstract

【課題】光センサと表示パネルの電極や配線との間に形成される寄生容量よって生じるノ
イズの影響を受けることなく外光の明暗を検知できるようにした表示装置を提供すること
。
【解決手段】表示パネルと、表示パネルを駆動する駆動回路と、表示パネルを照光する照
光手段と、外光の明暗を検知する光センサＴｓ及び第１スイッチ手段Ｓ１を介して所定の
基準電圧が充電されるコンデンサＣｗを有する光検出部Ｌｓと、光検出部の検出値を読み
取る光センサ読取部Ｒｅ１と、光センサ読取部の出力により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、光センサ読取部は、駆動回路の動作時に発生するノイズ
によって誘発される光検出部の誤検出を回避するノイズ回避手段が設けられている。
【選択図】 図３

Description

本発明は表示装置に係り、更に詳しくは、外光の明るさを検知する光センサを表示パネ
ルに組込み、この光センサ出力によって、表示パネルを照光する光源を制御する表示装置
に関するものである。
近年、情報通信機器のみならず一般の電子機器には、フラットタイプの表示パネルが用
いられ、その中で液晶表示パネルが最も多く使用されている。この液晶表示パネルは、液
晶が非発光体であるために暗所において表示画像が見え難くなることから、バックライト
などを設けてこのバックライトを外光が暗いときに点灯させて表示画面を照射するように
している。ところが、手動によるバックライトの点灯操作は、外光の明暗に応じてその都
度バックライトなどをオン／オフしなければならないので、その操作が面倒になることか
ら、液晶表示パネルに外光を検出する光センサを組込み、この光センサによって外光の明
暗を検知し、その検知結果に基づいてバックライトをオン／オフする技術が開発されてい
る（例えば、下記特許文献１〜３参照）。
図８は公知の光検出回路及びその信号波形図を示したものである。この光検出回路ＬＳ
は、光センサを有する光検出部Ｌｓ及びこの光検出部の出力を読取る光センサ読取部Ｒｅ
で構成されている。また、光検出部Ｌｓの光センサには光検出部材として薄膜トランジス
タ（Thin Film Transistor、以下「ＴＦＴ」という）を用いたＴＦＴ光センサＴｓが使用
されている。この光検出回路の動作は、予め、ＴＦＴ光センサＴｓのゲート電極Ｇに逆バ
イアス電圧ＧＶが印加され、この状態で、先ずスイッチＳ１がオンされて所定の基準電圧
ＶｓがコンデンサＣｗに充電される。次いで、このスイッチＳ１がオフされると、このコ
ンデンサＣｗに蓄えられた電荷がＴＦＴ光センサＴｓを介して放電される。このとき、Ｔ
ＦＴ光センサＴｓは光が当たるとリーク電流が流れ、そのリーク量は受光量によって変化
するので、照射される光量が大きければ放電が速くなり、少なければ放電が遅くなって、
コンデンサＣｗの充電電圧は、図８Ｂの端子Ｔ２の電圧波形に示すように、明るさに応じ
て時間とともに低下する。そこで、光検出部Ｌｓの出力、すなわち、コンデンサＣｗの電
圧を所定の基準電圧値Ｖｔｈと比較して、このコンデンサＣｗの電圧がこの基準電圧Ｖｔ
ｈ以下になったときに、コンパレータＣＰの出力を反転させて、この反転出力Ｐの反転時
間を計測することによって外光の明るさが判定されて、この判定結果により、不図示のバ
ックライトが点灯制御されるようになっている。
特開２００６−２４３６５５号公報（図３、段落〔００３５〕〜〔００４１〕）
ところが、このような光検出回路が不図示の液晶表示パネルに組み込まれると、液晶表
示パネルを構成する基板には、既に液晶を駆動するＴＦＴなどの各種半導体部品及びこれ
らの部品を繋ぐ電極などの駆動回路が多数配設されているので、液晶表示パネルの駆動時
に、光検出回路のＴＦＴ光センサの電極及び配線とこれらの駆動回路との間に寄生容量が
形成される。この寄生容量は、例えばソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄとコモン電極Ｖｃ
ｏｍとの間に形成される寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄ並びにソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄ
とゲート電極Ｇ間の寄生容量Ｃｓ、Ｃｄとなって現れる。このような寄生容量が発生する
と、コモン電極には、通常、図８ＢのＶＣＯＭ電圧に示すように、矩形波からなるＶＣＯ
Ｍ電圧が印加されているので、光センサＴｓの出力はこのＶＣＯＭ電圧が変化、すなわち
、ハイレベルＨ及びローレベルＬになるときにこの変化に引っ張られて髭状の短パルスＮ
１、Ｎ２が発生して、これらの短パルスＮ１、Ｎ２がコンデンサＣｗの電圧に重畳、すな
わち、ＶＣＯＭ電圧がハイレベルＨのときには正の短パルスＮ１、ＶＣＯＭ電圧がローレ
ベルＬのときには負の短パルスＮ２がコンデンサＣｗの電圧に重畳される。ところが、こ
れらの短パルスＮ１、Ｎ２は、外光の明暗を検知した検出値でなく一種のノイズに該当す
るものである。したがって、例えば短パルスＮ２がコンデンサＣｗの電圧値に重畳される
と、外光の明暗に反応したコンデンサＣｗの電圧値が基準電圧（Ｖｔｈ）に達していない
にも拘わらず、この短パルスＮ２により基準電圧（Ｖｔｈ）より低くなってしまう。その
結果、図８Ｂの一点鎖線Ｋ０で示すように、コンパレータＣＰが反転して、その出力Ｐに
よりバックライトが点灯されてバックライトが誤点灯することになる。
この発明は、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、表示パネルに光センサを組み込んだ表示装置において、光検出回路と表示パ
ネル駆動用の駆動回路との間に形成される寄生容量によって生じるノイズの影響を受ける
ことなく外光の明暗を検知できる表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る表示装置は、表示パネルと、前
記表示パネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルを照光する照光手段と、前記表示パ
ネルに組み込まれて外光の明暗を検知する光センサ及び第１スイッチ手段を介して所定の
基準電圧が充電されるコンデンサを有する光検出部と、該光検出部の検出値を読み取る光
センサ読取部と、前記光センサ読取部の出力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、
前記光センサ読取部は、前記駆動回路の動作時に発生するノイズによって誘発される前
記光検出部の誤検出を回避するノイズ回避手段が設けられていることを特徴とする。
上記発明によれば、光検出部が表示パネルに組み込まれることによりこの光検出部と駆
動回路との間にノイズが誘発され、光検出部において誤検出が発生しても、光センサ読取
部ではこのノイズを含んだ誤検出がノイズ回避手段によって回避されるので、ノイズに影
響されることなく正確な外光の明暗に対応した光センサ出力を読取ることが可能になる。
したがって、表示パネルを照光する照光手段の誤動作を防止することができる。
また、本発明の第１の態様に係る表示装置においては、前記ノイズ回避手段は、前記光
検出部と前記光センサ読取部とを接続する第２スイッチ手段と、該第２スイッチ手段を制
御するスイッチ制御手段とを有し、前記スイッチ制御手段は、前記駆動回路が前記ノイズ
を発生しない状態である時に前記第２スイッチ手段をオンするように制御することを特徴
とする。
上記発明によれば、表示パネルの電極に、例えば、矩形波からなる信号が印加されると
、この信号が変化するときに光検出部と駆動回路の間に生じる寄生容量によってノイズが
発生し易くなっているが、このタイミングでは第２スイッチ手段がオフされて光センサ読
取部が光検出部に非接続状態になっているのでノイズの影響を回避できる。また、このノ
イズ回避手段は、光検出部と光センサ読取部とを接続する第２スイッチ手段及びこの第２
スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段で形成できるので、その構成が極めて簡単に形
成できる。
また、本発明の第１の態様に係る表示装置においては、前記表示パネルの電極にはロー
レベル信号及びハイレベル信号が所定周期で交互に印加されており、前記スイッチ制御手
段は、前記ローレベル信号印加時に前記第１スイッチ手段をオンして前記コンデンサに前
記基準電圧を充電した場合には、前記ローレベル信号を印加期間中に前記第２スイッチ手
段をオンするように制御し、前記ハイレベル信号印加時に前記第１スイッチ手段をオンし
て前記コンデンサに基準電圧を充電した場合には、前記ハイレベル信号を印加期間中に前
記第２スイッチ手段をオンするように制御することを特徴とする。
上記発明によれば、回路設計において光センサ周辺に形成される寄生容量が著しく大き
くなっても、ノイズに影響されることなく正確な外光の明暗に対応した光センサ出力を読
取ることが可能になる。
本発明の第２の態様に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動
回路と、前記表示パネルを照光する照光手段と、前記表示パネルに組み込まれて外光の明
暗を検知する光センサ及び第１スイッチ手段を介して所定の基準電圧が充電されるコンデ
ンサを有する光検出部と、該光検出部の検出値を読み取る光センサ読取部と、前記光セン
サ読取部の出力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、
前記光センサ読取部は、前記光検出部の出力を所定の基準値と比較して所定のデジタル
信号を出力する第１比較回路と、前記第１比較回路からのデジタル信号を入力して、該デ
ジタル信号が所定期間よりも短い期間で変化するときは該デジタル信号をノイズと判断し
て無視するノイズキャンセル回路とを有していることを特徴とする。
上記発明によれば、第１比較回路からのデジタル信号を入力して、このデジタル信号が
所定期間よりも短い期間で変化するときはこのデジタル信号をノイズと判断して無視する
ノイズキャンセル回路を設けることにより、ノイズを簡単に除去することができる。
また、本発明の第２の態様に係る表示装置においては、前記ノイズキャンセル回路は、
前記第１比較回路からの前記デジタル信号を所定期間遅延させる遅延回路と、前記遅延回
路からの遅延デジタル信号と前記第１比較回路からの非遅延デジタル信号とを比較する第
２比較回路とを設け、前記第２比較回路からは、前記遅延デジタル信号と前記非遅延デジ
タル信号とが一致したときに出力を送出することを特徴とする。
上記発明によれば、第１比較回路から出力されるデジタル信号のうち所定時間よりも狭
い出力信号が第２比較回路により出力されなくなるので、ノイズ成分を正確に除去するこ
とが可能となる。
また、本発明の第２の態様に係る表示装置においては、前記ノイズキャンセル回路はイ
ネーブル回路を有し、前記イネーブル回路は前記駆動回路が前記ノイズを発生しない状態
である時にイネーブル信号を発生させ、前記ノイズキャンセル回路は前記イネーブル信号
を検知している間出力を送出することを特徴とする。
上記発明によれば、ノイズキャンセル回路を極めて簡単な回路で形成できる。
本発明の第３の態様に係る表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動
回路と、前記表示パネルを照光する照光手段と、前記表示パネルに組み込まれて外光の明
暗を検知する光センサ及び第１スイッチ手段を介して所定の基準電圧が充電されるコンデ
ンサを有する光検出部と、該光検出部の検出値を読み取る光センサ読取部と、前記光セン
サ読取部の出力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、
前記光センサ読取部は、前記光検出部の出力線と前記表示パネルの電極との間に形成さ
れる寄生容量と同じ容量のコンデンサを設け、前記コンデンサに前記電極に印加される信
号と逆位相の信号が印加されることを特徴とする。
上記発明によれば、光検出部の出力線と駆動回路との間に形成される寄生容量と同じ容
量のコンデンサを設け、このコンデンサに電極に印加される信号と逆位相の信号を印加す
ることによって、寄生容量によって生じるノイズを相殺することができる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
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の液晶表示装置を例示するもの
であって、本発明をこの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求
の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
図１は本発明の実施例１に係る液晶表示装置のＴＦＴアレイ基板を、カラーフィルタ基
板を透視して示した平面図である。また、図２は光検出部を示し、図２Ａは図１の液晶表
示装置における光検出部の断面構造図、図２Ｂは図１のIIＢ−IIＢ線の断面図、図３は光
検出回路を示し、図３Ａは光検出回路の等価回路図、図３Ｂはコモン電極に印加されるＶ
ＣＯＭ電圧とセンサ出力との関係を説明する波形図である。
液晶表示装置１は液晶表示パネルとバックライトＢＬからなり、このうち液晶表示パネ
ルは、互いに対向配置される矩形状の透明材料、例えばガラス板からなる一対のＴＦＴア
レイ基板（以下、ＴＦＴ基板という）２及びカラーフィルタ基板（以下、ＣＦ基板という
）７を有している。この液晶表示パネルは、ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板７の外周囲に額縁
状のシール材を介在して貼り合せて、内部に空間を形成し、この空間内に液晶が封入され
た構成となっている。ＴＦＴ基板２は、ＣＦ基板７と対向配置させたときに所定スペース
の張出し部２ｂ'が形成されるようにＣＦ基板７よりサイズが大きいものが使用されてい
る。また、ＴＦＴ基板２及びＣＦ基板７上の対向面側には、種々の配線等が形成されてい
る。
ＣＦ基板７には、ＴＦＴ基板２の画素領域に合わせてマトリクス状に設けられたブラッ
クマトリクスと、このブラックマトリクスで囲まれた領域に設けた例えば赤（Ｒ）、緑（
Ｇ）、青（Ｂ）等のカラーフィルタ８と、このカラーフィルタ８を覆うように設けたコモ
ン（共通）電極９とが設けられている（図２Ａ参照）。
また、ＴＦＴ基板２の背面には液晶表示パネルを照光する光源、すなわちバックライト
ＢＬが設けられ、光検出部Ｌｓの出力信号によって制御されるようになっている。ＴＦＴ
基板２は、それぞれ対向する短辺２ａ、２ｂ及び長辺２ｃ、２ｄを有し、一方の短辺２ｂ
側が張出し部２ｂ'となっており、この張出し部２ｂ'にソースドライバ及びゲートドライ
バ用半導体チップＤｒが搭載されている。
このＴＦＴ基板２は、その表面、すなわち液晶と接触する面に、図１の行方向（横方向
）に所定間隔をあけて配列された複数本のゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ（ｎ＝２、３、４、…
）と、これらのゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎと絶縁されて列方向（縦方向）に配列された複数
本のソース線ＳＷ１〜ＳＷｍ（ｍ＝２、３、４、…）とを有し、これらのソース線ＳＷ１
〜ＳＷｍとゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎとがマトリクス状に配線され、互いに交差するゲート
線ＧＷ１〜ＧＷｎとソース線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域にゲート線ＧＷ１〜ＧＷ
ｎからの走査信号によってオンされるスイッチング素子（図示省略）及びソース線ＳＷ１
〜ＳＷｍからの映像信号がスイッチング素子を介して供給される画素電極（図示省略）が
形成されている。
これらのゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎとソース線ＳＷ１〜ＳＷｍとで囲まれる各領域は、い
わゆる個々の画素を構成し、これらの画素が形成されたエリアが表示領域ＤＡ、すなわち
画像表示部となっている。スイッチング素子には例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が使
用されている。各ゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎ及び各ソース線ＳＷ１〜ＳＷｍは、表示領域Ｄ
Ａの外へ延出されて表示領域ＤＡ外の外周辺の領域に引回されてソースドライバ及びゲー
トドライバ用半導体チップＤｒに接続されている。また、ＴＦＴ基板２は、一方の短辺２
ａ側に光検出回路ＬＳ１が設けられ、また長辺２ｄにこの光検出部Ｌｓから導出された引
出し配線（電源線Ｌ１、出力線Ｌ２）が配設されており、これらの引出し配線Ｌ１、Ｌ２
は端子Ｔ１、Ｔ２に接続されている。端子Ｔ１、Ｔ２には、不図示の外部制御回路が接続
される。
次に図２及び図３を参照して、光検出部ＬＳ１及び引出し配線Ｌ１、Ｌ２の構造を説明
する。
光検出回路ＬＳ１は、図３Ａに示すように、光検出部Ｌｓと光センサ読取部Ｒｅ１とを
有し、これらの光検出部Ｌｓと光センサ読取部Ｒｅ１とが第２スイッチング素子Ｓ２で接
続された構成となっている。
光検出部Ｌｓは、ＴＦＴ光センサＴｓのドレイン電極Ｄとソース電極Ｓ間にコンデンサ
Ｃｗが接続され、ソース電極ＳとコンデンサＣｗの一方の端子が第１スイッチング素子Ｓ
１を介して第１基準電圧源Ｖｓに接続され、ドレイン電極ＤとコンデンサＣｗの他方の端
子が第２基準電圧源Ｖｒｅｆに接続された構造を備えている。この第２基準電圧源Ｖｒｅ
ｆは、一定の直流電圧を供給する直流電圧供給源となっている。また、ゲート電極Ｇはバ
イアス電圧供給源に接続されて、所定のバイアス電圧ＧＶが印加される。光検出部Ｌｓの
出力は、コンデンサＣｗの一方の端子であるソース電極Ｓから導出されている。
光センサ読取部Ｒｅ１は、光検出部ＬｓのコンデンサＣｗの電荷を蓄積するコンデンサ
Ｃｒと、このコンデンサＣｒの出力電圧と第３基準電圧（スレッショルド電圧）Ｖｔｈと
を比較する第１比較回路としてのコンパレータＣＰとで構成されている。そして、光検出
部Ｌｓと光センサ読取部Ｒｅ１とは、第２スイッチング素子Ｓ２を介して接続されている
。
各第１、第２スイッチング素子Ｓ１、Ｓ２は、スイッチ制御手段ＳＷＣによって所定の
タイミングでオン、オフ制御されるようになっている。この第２スイッチング素子Ｓ２は
、後述するようにノイズ回避手段となる。
ＴＦＴ光センサＴｓ及び第１スイッチング素子Ｓ１は、図２Ａに示すように、いずれも
ＴＦＴから構成され、ＴＦＴ基板２上に形成されている。このＴＦＴ基板２上には、ＴＦ
Ｔ光センサＴｓのゲート電極Ｇ、コンデンサＣｗの一方の端子Ｃ１及び第１スイッチング
素子Ｓ１の一方の電極を構成する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３が積層されている
。ＴＦＴ光センサＴｓのゲート電極Ｇの上部及び第１スイッチング素子Ｓ１を構成するＴ
ＦＴのゲート電極ＧＳの上部には、ゲート絶縁膜３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４Ｌ、４Ｓがそれぞれ形成されている。また、ゲート絶縁膜３
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Ｔｓのソース電極Ｓ
及びドレイン電極Ｄ、一方の第１スイッチング素子Ｓ１を構成するＴＦＴのソース電極Ｓ
Ｓ及びドレイン電極ＤＳがそれぞれの半導体層４Ｌ、４Ｓと接触するように設けられてい
る。このうち、ＴＦＴ光センサＴｓのソース電極Ｓ及び第１スイッチング素子Ｓ１を構成
するＴＦＴのドレイン電極ＤＳは、互いに延長され接続されてコンデンサＣｗの他方の端
子Ｃ２を形成している。更に、ＴＦＴ光センサＴｓ、コンデンサＣｗ及びＴＦＴからなる
第１スイッチング素子Ｓ１の表面を覆うようにして、例えば透明な無機絶縁材料からなる
保護絶縁膜５が積層されている。また、第１スイッチング素子Ｓ１の半導体層４Ｓはその
上面がブラックマトリクス等からなる遮光層６で覆われている。このＴＦＴ光センサＴｓ
及び第１スイッチング素子Ｓ１のＴＦＴは、液晶表示パネルの製造工程において液晶駆動
用のスイッチング素子としてのＴＦＴと同時に形成される。これにより、光検出部Ｌｓを
設けるために特に製造工数を増加させる必要がなくなる。
また、図１、図２Ｂ及び図３Ａに示すように、光検出部Ｌｓの第１スイッチング素子Ｓ
１からは配線が引出されて端子Ｔ４に接続され、この端子Ｔ４は、液晶表示パネル外に設
けられた第１基準電圧源Ｖｓに接続されている。また、光検出部Ｌｓのソース電極Ｓから
は出力線Ｌ２が引出されて端子Ｔ２に接続され、この端子Ｔ２は液晶表示パネル外に設け
られた第２スイッチング素子Ｓ２を介して光センサ読取部Ｒｅ１に接続されている。更に
、光検出部Ｌｓのゲート電極Ｇからも配線が引出されて端子Ｔ３に接続され、この端子Ｔ
３はバイアス電圧供給源に接続されている。更にまた、ドレイン電極Ｄからは電源線Ｌ１
が引出され端子Ｔ１に接続され、この端子Ｔ１は液晶表示パネル外に設けられた第２基準
電圧Ｖｒｅｆに接続されている。電源線Ｌ１は、液晶表示パネルのスイッチング素子とし
てのＴＦＴのゲート電極材料と同一材料で形成されている。また、出力線Ｌ２はソース電
極材料と同一材料で形成されている。これにより、これらの引出し配線Ｌ１、Ｌ２を形成
する際にはソース線ＳＷ１〜ＳＷｍ及びゲート線ＧＷ１〜ＧＷｎの形成工程と同時に形成
できるため、工程数を増加させることなく簡単に形成することができる。また、図２Ｂに
示すように、出力線Ｌ２と電源線Ｌ１とをゲート絶縁膜３を介して積層配置すればコンデ
ンサＣｗを大きくとることができる。なお、端子Ｔ３及びＴ４に接続された配線について
も、適宜ソース線あるいはゲート線と同一材料で形成すれば、製造工数を増加させること
なくこれらの配線を形成することができる。
次に、図３を参照して、光検出回路ＬＳ１の動作を説明する。
液晶表示装置１が作動しているときには、コモン電極Ｖｃｏｍに矩形波からなるＶＣＯ
Ｍ電圧が印加されている。一方、ＴＦＴ光センサＴｓのゲート電極Ｇにはバイアス電圧供
給源からバイアス電圧ＧＶ、詳しくは一定の負電圧（例えば−１０Ｖ）を印加し、ドレイ
ン電極Ｄには第２基準電圧源Ｖｒｅｆから一定の直流電圧（例えば、０Ｖ）を印加してお
く。この状態において、先ず、第１スイッチング素子Ｓ１を所定時間（図３Ｂ参照）オン
して第１基準電圧源Ｖｓから所定の電圧（例えば＋２Ｖ）をコンデンサＣｗに印加して、
このコンデンサＣｗに所定の電荷を充電する。この状態でＴＦＴ光センサＴｓに外光が照
射されると、このＴＦＴ光センサＴｓにリーク電流が流れてコンデンサＣｗの充電電圧の
一部が放電し、この放電量は周囲の明るさに応じて時間とともに増加する。すなわち、こ
の充電電圧は明るさに応じて時間とともに放電して低下する（図３ＢのＴ２参照）。
一方、この光検出部Ｌｓは、ソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄとコモン電極Ｖｃｏｍと
の間に寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄ（図２Ｂ及び図３Ａ参照）、ソース電極Ｓ及びドレイン電
極Ｄとゲート電極Ｇ間に寄生容量Ｃｓ、Ｃｄ（図３Ａ参照）がそれぞれ形成されている。
このような寄生容量が発生すると、コモン電極Ｖｃｏｍには、既に図３ＢのＶＣＯＭに示
す矩形波からなるＶＣＯＭ電圧が印加されているので、ＴＦＴ光センサＴｓの出力は、こ
のＶＣＯＭ電圧の変化、すなわち、ＶＣＯＭ電圧がハイレベルＨに立ち上がるときに正の
短パルスＮ１、ＶＣＯＭ電圧がローレベルＬに引き下がるときに負の短パルスＮ２が発生
する。こられの短パルスは、ＶＣＯＭ電圧が変化するときに発生している。したがって、
この短パルスの発生時点と同期したタイミングで第２スイッチング素子Ｓ２をオンさせる
と、ＶＣＯＭ電圧の変化時、例えば、この電圧がローレベルに引き下がるときに第３基準
電圧、すなわち、スレッショルド電圧（Ｖｔｈ）より低くなってしまうので、コンパレー
タＣＰが反転出力し、その出力によりバックライトが誤点灯されることになる。また、Ｖ
ＣＯＭ電圧がハイレベルに立ち上がるときにも、同様の誤点灯を起すことになる。
この誤出力及び誤点灯は、図８で示した従来技術（図８Ｂの一点鎖線Ｋ０）の課題とな
っている。そこで、このような誤作動をなくするために、この光検出回路ＬＳ１では、Ｖ
ＣＯＭ電圧がノイズを発生しない状態の時、詳しくはＶＣＯＭ電圧の変化時点、すなわち
立ち上がり及び引き下がり時点を除いた安定した期間のタイミングに合わせて第２スイッ
チング素子Ｓ２をオンして、センサ出力を光センサ読取部Ｒｅ１で読取るようにする。具
体的には、スイッチ制御手段ＳＷＣにより、ＶＣＯＭ電圧がローレベルＬのＶＣＯＭＬ期
間に合わせてこの第２スイッチング素子Ｓ２をオン（図３Ｂ参照）して、このときのコン
デンサＣｗの電圧を光センサ読取部Ｒｅ１で読取り、このコンデンサＣｗの電圧がスレッ
ショルド電圧（Ｖｔｈ）以下になったときに、コンパレータＣＰを反転させて、この反転
出力Ｐによりバックライトを点灯制御する。このタイミングでの第２スイッチング素子Ｓ
２のオン作動により、ＶＣＯＭ電圧がローレベルＬに引き下がるときに負の短パルスＮ２
の影響がなくなり、正確な外光検出することができるので、バックライトの誤点灯をなく
することができる（図３Ｂの一点鎖線Ｋ１参照）。なお、第２スイッチング素子Ｓ２は、
ＶＣＯＭＬのタイミングに合わせてオンしたが、スレッショルド電圧値との関係で、ＶＣ
ＯＭＨのタイミングに合わせて、第２スイッチング素子Ｓ２をオンしてもよい。したがっ
て、第２スイッチング素子Ｓ２をＶＣＯＭ電圧が変化、すなわち、ローレベルＬ及びハイ
レベルＨに変化する時点を除く安定した期間にオンすることにより、短パルスＮ１、Ｎ２
の影響をなくすることができる。以上のような構成により、この第２スイッチング素子Ｓ
２は、短パルスＮ１、Ｎ２の影響、すなわちノイズを回避するノイズ回避手段となってい
る
寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄは光検出部Ｌｓの液晶表示パネルへの組込みによって発生する
が、これらに寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄは光検出部Ｌｓの液晶表示パネルへの組込み時の回
路設計によって決まり、それらの値は、著しく大きくなってしまうことがある。この寄生
容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄの値が著しく大きくなると、上記のタイミングで第２スイッチング素
子Ｓ２をオンしただけでは、短パルスＮ１、Ｎ２の影響を無くすることができないことが
ある。
図４は図３Ａの光検出回路において寄生容量が大きい場合の動作波形図である。以下に
は、図４を参照して、上記の点を考慮した寄生容量が大きい場合のノイズ回避について説
明する。
寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄが著しく大きくなると、これらの寄生容量Ｃｖｓ、Ｃｖｄに蓄
積される電荷量が多くなり、これらの電荷量によって、コンデンサＣｗの電圧が大きく変
動、すなわち、充電された第１基準電圧Ｖｓが電荷量によってΔＶｓ増減した電圧Ｖｓ'
へ変化してしまう。このため、短パルスＮ１、Ｎ２もＶＣＯＭ電圧の変化時点、すなわち
立ち上がり及び引き下がり時点において、これらの電圧Ｖｓ'に重畳された値（ΔＶｓ＋
Ｖｓ）となり、ＶＣＯＭ電圧の安定した期間のタイミングに合わせて第２スイッチング素
子Ｓ２をオンしただけでは、正確な外光検出ができなくなる。そこで、ＴＦＴ光センサＴ
ｓ出力をＶＣＯＭＬ期間に出力させる場合は、先ず、第１スイッチング素子Ｓ１は、この
ＶＣＯＭＬの期間にオンして、コンデンサＣｗに第１基準電圧ＶＳを充電する。その後、
同じＶＣＯＭＬ期間に第２スイッチング素子Ｓ２をオンして、光検出部Ｌｓを光センサ読
取部Ｒｅ１に接続して読取る（図４のＫ２参照）。
また、ＴＦＴ光センサＴｓ出力をＶＣＯＭＨ期間に出力させる場合は、同様に、先ず、
第１スイッチング素子Ｓ１をこのＶＣＯＭＨの期間にオンして、コンデンサＣｗに第１基
準電圧Ｖｓを充電する。その後、同じＶＣＯＭＨ期間に第２スイッチング素子Ｓ２をオン
して、光検出部Ｌｓを光センサ読取部Ｒｅ１に接続して、この読取部で検出部の出力を読
取る。これにより、寄生容量が著しく大きくなって、それに影響されてコンデンサＣｗの
電圧が変動しても正確な外光検出ができる。上記の第２スイッチング素子Ｓ２の制御は、
スイッチ制御手段ＳＷＣによって行われる。
図５は本発明の実施例２に係る液晶表示装置に搭載される光検出回路であって、図５Ａ
は光検出回路図、図５Ｂは図５Ａの光検出回路に使用されているノイズキャンセル回路図
、図５Ｃは図５Ａの動作波形図である。
この光検出回路ＬＳ２は、光検出部Ｌｓと、この出力を読取る光センサ読取部Ｒｅ２と
を有し、光センサ読取部Ｒｅ２にノイズキャンセル回路ＮＣが設けられた構成となってい
る。この光検出回路ＬＳ２の光検出部Ｌｓ及び光センサ読取部Ｒｅ２のコンパレータＣＰ
は、上記光検出回路ＬＳ１のものと同じ構成となっているので、光検出回路ＬＳ１と共通
する構成には同じ符号を付して重複説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
本実施例に係る光検出回路ＬＳ２のノイズキャンセル回路ＮＣ１は、図５Ｂに示すよう
に、第１比較回路を構成するコンパレータＣＰの出力Ｐを入力して、この出力Ｐを所定時
間遅延させる遅延回路ＤＥと、この遅延回路ＤＥの出力Ｐ１とコンパレータＣＰの出力Ｐ
とを比較する第２比較回路ＣＰ１とを有している。遅延回路ＤＥは、複数個のフリップ・
フロップＦＦを直列接続した直列回路で構成され、第２比較回路ＣＰ１は論理回路及びＪ
Ｋフリップ・フロップで構成されている。
このノイズキャンセル回路ＮＣ１の動作は、短パルスを含んだ光検出部Ｌｓの出力がコ
ンパレータＣＰに入力されると、コンパレータＣＰから出力Ｐが送出され、この出力Ｐは
遅延回路ＤＥ及び第２比較回路ＣＰ１に入力されて遅延回路ＤＥを通過した出力Ｐは所定
時間遅延した出力Ｐ１となり、第２比較回路ＣＰ１で各出力Ｐ、Ｐ１とが比較されて、こ
の第２比較回路から出力Ｑが送出される（図５ＣのＫ３参照）。このようにノイズキャン
セル回路によって出力Ｐと出力Ｐ１とを比較し最適な出力Ｑとして出力することができる
ので、ＶＣＯＭの変化によるノイズが無視される。
光検出回路ＬＳ２のノイズキャンセル回路ＮＣ１には、遅延回路及び比較回路を使用し
たが、これに代えてイネーブルフリップ・フロップを使用してもよい。
図６は図５のノイズキャンセル回路の変形例を示し、図６Ａはノイズキャンセル回路図
、図６Ｂは図６Ａの動作波形図である。
このノイズキャンセル回路ＮＣ２は、遅延回路ＤＥ及び比較回路ＣＰ１からなるノイズ
キャンセル回路ＮＣ１に代えてイネーブルフリップ・フロップＦＦ１を用い、このイネー
ブルフリップ・フロップＦＦ１をコンパレータＣＰに接続した構成を有している。このノ
イズキャンセル回路ＮＣ２の作動は、上記光検出回路ＬＳ１の制御手段ＳＷＣから送出さ
れる第２スイッチング素子Ｓ２をオンさせる信号をフリップ・フロップＦＦ１にイネーブ
ル信号として加えて作動させる。これにより、光検出部Ｌｓの出力、具体的にはコンパレ
ータＣＰの出力Ｐに短パルスが重畳されていても、制御手段ＳＷＣから第２スイッチング
素子Ｓ２をオンさせる信号と同じ信号でフリップ・フロップＦＦ１を作動させることによ
り、短パルスノイズを除去することができる。
図７は本発明の実施例３に係る液晶表示装置に搭載される光検出回路であって、図７Ａ
は光検出回路図、図７Ｂは図７Ａの検出回路の動作波形図ある。
この光検出回路ＬＳ３は、光検出部Ｌｓと光センサ読取部Ｒｅ３とを有し、光検出部Ｌ
ｓの出力端に寄生容量Ｃｖｓと同じ容量のコンデンサＣｖｓｘの一端が接続され、他端が
Ｖｃｏｍ電圧と逆位相のＶｃｏｍｘ電圧源に接続された構成となっている。このコンデン
サＣｖｓｘの容量は、ソース電極Ｓとコモン電極Ｖｃｏｍ間の寄生容量Ｃｖｓと同値或い
は略同じ容量値に設定されて、回路設計時に決定されて組み込まれる。
この光検出回路ＬＳ３の作動は、Ｖｃｏｍｘ電圧源においてコモン信号、すなわちＶｃ
ｏｍと逆位相の信号Ｖｃｏｍｘを形成し、光検出部Ｌｓの出力端に接続されたコンデンサ
容量Ｃｖｓｘに加える。この逆位相の信号Ｖｃｏｍｘが加えられると、既に図３ＢのＶｃ
ｏｍに示すような矩形波からなるＶｃｏｍ電圧が印加されているので、ＴＦＴ光センサＴ
ｓの出力は、このＶＣＯＭ電圧の変化、すなわち、Ｖｃｏｍ電圧がハイレベルＨに立ち上
がるときに正の短パルスＮ１、Ｖｃｏｍ電圧がローレベルＬに引き下がるときに負の短パ
ルスＮ２が生じる。こられの短パルスは、ＶＣＯＭ電圧が変化するときに発生するので、
この短パルスの発生時点と同期したタイミングで第２スイッチング素子Ｓ２をオンさせる
と、Ｖｃｏｍｘは、コンデンサＣｗの電圧が短パルスで立ち上がるときは引き下がり、コ
ンデンサＣｗの電圧が短パルスにより引き下がるときは立ち上がるため、ノイズを相殺す
ることができる。よってノイズをなくし、光センサの誤検出をなくすることができる。
以上、本発明を上記の実施形態で詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発
明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の思想及び精神を離
れることなく修正又は変更できる。例えば、表示装置は、液晶表示装置外の一般に知られ
ている表示装置でもよい。また、光センサは、薄膜トランジスタでなく他の光センサ、例
えばフォトダイオードを使用できる。更に、ＴＦＴ光センサの作動回路は図３に示すよう
なものに限定されず、例えば、ソース電極を第１駆動電圧源に接続するとともにゲート電
極及びコンデンサをそれぞれ第２駆動電圧源に接続して、ＴＦＴ光センサから出力された
光電流をコンデンサに充電するようにした回路にしてもよい。
実施例１の液晶表示装置の液晶表示パネルを示した平面図。 図２Ａは光検出回路の断面構造図、図２ＢはIIＢ−IIＢ線の断面図。 図３Ａは光検出回路の等価回路図、図３Ｂはセンサ出力を説明する波形図。 図３Ａの光検出回路において寄生容量が大きい場合の動作波形図。 実施例２の液晶表示装置に搭載される光検出回路を示す図。 図５のノイズキャンセル回路の変形例を示した図。 実施例３の液晶表示装置に搭載される光検出回路を示す図。 従来技術の光検出回路及びその動作波形図。
符号の説明
１…液晶表示装置 ２…ＴＦＴ基板 ７…ＣＦ基板 ９…共通電極 ＬＳ１〜ＬＳ３…光
検出回路 Ｌｓ…光検出部 Ｒｅ１〜Ｒｅ３…光センサ読取部 Ｔｓ…光センサ Ｓ１…
第１スイッチング手段 Ｓ２…第２スイッチング手段 Ｖｓ…第１基準電圧 Ｖｃｏｍ…
コモン電極 Ｃｖｓ、Ｃｖｄ…寄生容量 Ｃｖｓｘ…コンデンサ ＣＰ…コンパレータ
ＮＣ１、ＮＣ２…ノイズキャンセル回路

Claims (7)

  1. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルを照光する照光
    手段と、前記表示パネルに組み込まれて外光の明暗を検知する光センサ及び第１スイッチ
    手段を介して所定の基準電圧が充電されるコンデンサを有する光検出部と、該光検出部の
    検出値を読み取る光センサ読取部と、前記光センサ読取部の出力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、
    前記光センサ読取部は、前記駆動回路の動作時に発生するノイズによって誘発される前
    記光検出部の誤検出を回避するノイズ回避手段が設けられていることを特徴とする表示装
    置。
  2. 前記ノイズ回避手段は、前記光検出部と前記光センサ読取部とを接続する第２スイッチ
    手段と、該第２スイッチ手段を制御するスイッチ制御手段とを有し、前記スイッチ制御手
    段は、前記駆動回路が前記ノイズを発生しない状態である時に前記第２スイッチ手段をオ
    ンするように制御することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
  3. 前記表示パネルの電極にはローレベル信号及びハイレベル信号が所定周期で交互に印加
    されており、前記スイッチ制御手段は、前記ローレベル信号印加時に前記第１スイッチ手
    段をオンして前記コンデンサに前記基準電圧を充電した場合には、前記ローレベル信号を
    印加期間中に前記第２スイッチ手段をオンするように制御し、前記ハイレベル信号印加時
    に前記第１スイッチ手段をオンして前記コンデンサに基準電圧を充電した場合には、前記
    ハイレベル信号を印加期間中に前記第２スイッチ手段をオンするように制御することを特
    徴とする請求項２に記載の表示装置。
  4. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルを照光する照光
    手段と、前記表示パネルに組み込まれて外光の明暗を検知する光センサ及び第１スイッチ
    手段を介して所定の基準電圧が充電されるコンデンサを有する光検出部と、該光検出部の
    検出値を読み取る光センサ読取部と、前記光センサ読取部の出力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、
    前記光センサ読取部は、前記光検出部の出力を所定の基準値と比較して所定のデジタル
    信号を出力する第１比較回路と、前記第１比較回路からのデジタル信号を入力して、該デ
    ジタル信号が所定期間よりも短い期間で変化するときは該デジタル信号をノイズと判断し
    て無視するノイズキャンセル回路とを有していることを特徴とする表示装置。
  5. 前記ノイズキャンセル回路は、前記第１比較回路からの前記デジタル信号を所定期間遅
    延させる遅延回路と、前記遅延回路からの遅延デジタル信号と前記第１比較回路からの非
    遅延デジタル信号とを比較する第２比較回路とを設け、前記第２比較回路からは、前記遅
    延デジタル信号と前記非遅延デジタル信号とが一致したときに出力を送出することを特徴
    とする請求項４に記載の表示装置。
  6. 前記ノイズキャンセル回路はイネーブル回路を有し、前記イネーブル回路は前記駆動回
    路が前記ノイズを発生しない状態である時にイネーブル信号を発生させ、前記ノイズキャ
    ンセル回路は前記イネーブル信号を検知している間出力を送出することを特徴とする請求
    項４に記載の表示装置。
  7. 表示パネルと、前記表示パネルを駆動する駆動回路と、前記表示パネルを照光する照光
    手段と、前記表示パネルに組み込まれて外光の明暗を検知する光センサ及び第１スイッチ
    手段を介して所定の基準電圧が充電されるコンデンサを有する光検出部と、該光検出部の
    検出値を読み取る光センサ読取部と、前記光センサ読取部の出力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、
    前記光センサ読取部は、前記光検出部の出力線と前記表示パネルの電極との間に形成さ
    れる寄生容量と同じ容量のコンデンサを設け、前記コンデンサに前記電極に印加される信
    号と逆位相の信号が印加されることを特徴とする表示装置。
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