JP5143626B2 - 液晶表示装置、その異常検知方法および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、動作時に異常を自律的に検出可能な液晶表示装置などを提供することを解決課題としている。
次に、本発明に係る電子機器は、上述した液晶表示装置のいずれかを備える。例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話機、あるいは情報端末などが該当する。
図1は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。液晶表示装置500は、表示領域Aを備える。表示領域Aには、n本の走査線30と、m本のデータ線31が形成されている。但し、nおよびmは、2以上の自然数である。また、n本の走査線30とm本のデータ線31の各交差に対応してn×m個の画素回路Pがマトリクス状に配置されている。さらに、n本の第1制御線10および第2制御線11が、n本の走査線31と平行に設けられている。
後述するように画素回路Pは、表示部Paと計測部Pbとを備える。表示部Paでは、液晶の透過率を制御するように液晶に電圧を印加し、計測部Pbは液晶の配向状態を示す計測信号Idetを生成する。
パネル制御回路350は第1検知信号DET1が有効になると、フレームメモリ320に異常であることを使用者に知らせるメッセージデータMDを出力する。メッセージデータMDは、例えば、「動作不良」、あるいは、「異常」といった文字を表示するための階調データである。
フレームメモリ320は、メッセージデータMDを受けとると、入力階調データDinの替わりにあるいは、入力階調データDinとメッセージデータMDとを合成して、「動作不良」や「異常」といった文字を画像にスパーインポーズして記憶する。これにより、表示領域Aには、動作の不具合を示す情報が表示されることになるので、使用者は装置を修理するなどの対応を迅速に取ることができる。
表示部Paは、図2に示すようにトランジスタ33と、画素電極34と、共通電位Vcomが供給される対向電極36と、画素電極34と対向電極36との間に挟持された液晶35を備える。トランジスタ33はTFT(Thin Film Transistor)で構成され、そのゲートは走査線30に、ドレインはデータ線31に、ソースは画素電極34に接続される。
リセットトランジスタ42のゲートには、第1制御線10を介してリセット信号RESが供給される。リセットトランジスタ42のドレインは電源線20に接続され、そのソースは増幅トランジスタ41のゲートと接続される。電源線20には電圧VRHが供給される。
まず、リセット期間Tresにおいて、リセット信号RESのレベルはVDとなり、リセットトランジスタ41がオン状態となる。このとき、選択信号SELはローレベルであり選択トランジスタ43はオフ状態となる。すると、図4に示すように増幅トランジスタ41のゲートの電位が電源電位VRHにリセットされる。
ΔV=ΔVgate×Cr/(Cr+Cs)……(1)
式(1)から、静電容量検出素子45の容量値Csが大きければ容量カップリングによる変化分ΔVは小さく、逆に容量値Csが小さければ変化分ΔVは大きいことがわかる。したがって、静電容量検出素子45の容量変化をゲート電位に反映させることができる。
ところで、読出期間Toutにおいて、選択トランジスタ43を確実にオン状態とするためには、読出期間Toutに先立って、信号線21の電位をプリチャージ電位Vpreにプリチャージすることが好ましい。この例では、図3に示すように、リセット期間Tresおよびセンシング期間Tsenをプリチャージ期間Tpreとし、当該期間において信号線21にプリチャージ電位Vpreを供給している。
線順次変換回路220は、m個の単位メモリMを備え、これを用いて、点順次の入力階調データDinを線順次の画像データに変換する。単位メモリMは、第1メモリM1と第2メモリM2とを備える。kを1からmまでの任意の自然数としたとき、左からk番目に位置する単位メモリMには、シフト信号Skと入力階調データDinとが供給される。シフト信号Skが有効になると、入力階調データDinが第1メモリM1に取り込まれる。
第2メモリM2は、1H周期のラッチ信号LATが有効になると、第1メモリM1の出力データを取り込む。ここで、ラッチ信号LATは、表示用Xドライバ200内の他の第2メモリM2にも共通して供給される。したがって、ラッチ信号LATによって規定されるタイミングで、入力階調データDinが線順次のデータに変換される。
また、駆動回路230は、m個のDA変換回路を備える。DA変換回路は線順次の入力階調データをアナログ信号に変換する。この際、DA変換回路はガンマ補正を施す。DA変換回路は、液晶35の特性を考慮したガンマ補正を実行する機能と、データ信号X1〜Xmをデータ線31を介して画素回路P(表示部Pa)に書き込む機能を有する。
k番目の単位回路Uは、計測信号Idet[k]をアナログ信号に変換するAD変換回路U1と逆ガンマ回路U2とを備える。AD変換回路U1は、画素回路P(計測部Pb)から読み出した計測信号Idetをアナログ信号からデジタル信号に変換する。逆ガンマ回路U2は、DA変換回路のガンマ補正と逆の特性を与える逆ガンマ補正を実行する。このようにして逆ガンマ回路U2は、液晶35の配向状態、すなわち実際の表示階調を示す出力階調データDoutを出力する。
点順次変換回路250は、線順次で与えられる出力階調データ生成回路24の出力階調データDout[1]〜Dout[m]を点順次に変換して出力階調データDoutを生成する。
また、入力階調データDinと出力階調データDoutが各々kビットのデータである場合に、入力階調データDinと出力階調データDoutとが上位Jビットで一致すれば、正常としてもよい。但し、kは2以上の自然数、Jはより小さい自然数である。例えば、入力階調データDinと出力階調データDoutとが8ビットである場合、入力階調データDinの上位4ビットと、出力階調データDoutの上位4ビットが一致すればよい。このように、正常とされる範囲の中心に入力階調データDinが必ずしも位置しなくてもよい。
一方、第2基準値REF2は第1基準値REF1より小さく設定されている。例えば、REF2=10に設定すれば、10未満の画素の異常については許容し、10以上であれば、メッセージを表示することになる。第1基準値REF1は、故障がさらに拡大する可能性が高い値に設定することが好ましい。本実施形態では、異常の程度に応じて検知信号を有効にするので、異常の程度に応じた対応が可能となる。
さらに、本実施形態によれば、画像の表示を停止して装置を検査する必要がないので、液晶表示装置500の動作中に異常をリアルタイムで検知できるといった効果を奏する。
図10に第2実施形態に係る液晶表示装置600のブロック図を示す。この液晶表示装置600は、液晶35の配向状態を計測する計測部Pbを、指やタッチペン等の対象物が画面に接触したことを検出するセンシング回路と兼用している。液晶表示装置600は、位置特定回路400を備える点および判定回路340の動作を除いて、図1に示す第1実施形態の液晶表示装置500と同様である。
第2実施形態では、判定データの他に検出データを用いて、第1検知信号DET1および第2検知信号DET2の有効・無効を制御する。判定データは、前のフレームにおける判定結果に応じてデータ値が変動する一方、検出データは現在のフレームにおいて有効・無効を制御するために用いられ、そのデータ値は前のフレームと無関係である。
このため、所定時間は、人が画面をタッチすると想定される時間に設定することが好ましい。例えば、銀行の預金払出装置(ATM)では、タッチ入力によって、画面が切り換る。この画面の切り替えに要する時間を所定時間としてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形が可能である。
(1)上述した第1実施形態においても第2実施形態と同様の判定処理を実行してもよいことは勿論である。この場合は、所定時間を規定する閾値Yを適宜設定することによってノイズの影響を除去することが可能となる。
(2)上述した第1実施形態および第2実施形態において、第1検知信号DET1と第2検知信号DET2とのうちいずれか一方を生成するようにしてもよい。
一般に、液晶には一定の応答時間がある。すなわち、液晶に印加する電圧を変化させても液晶の配向状態が変化するまでには一定時間を要する。ここで、計測信号Idetは液晶の配向状態を示している。液晶の応答時間を考慮すると、1フレームの前後で計測信号Idetが変化しうる範囲は限られている。そこで、1フレーム前の計測信号Idetと現在のフレームの計測信号Idetとの差分を演算し、差分値が所定値を超える場合に、異常と判定してもよい。ここで、所定値は、液晶の応答時間を考慮して異常が判定できるように設定すればよい。
次に、本発明に係る液晶表示装置を利用した電子機器について説明する。図13は、液晶表示装置500を表示部として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、表示部としての液晶表示装置500(600)と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。
図14に、実施形態に係る液晶表示装置500を適用した携帯電話機の構成を示す。携帯電話機3000は、複数の操作ボタン3001およびスクロールボタン3002、ならびに表示部としての液晶表示装置500(600)を備える。スクロールボタン3002を操作することによって、液晶表示装置500に表示される画面がスクロールされる。
図15に、実施形態に係る液晶表示装置500を適用した携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)の構成を示す。情報携帯端末4000は、複数の操作ボタン4001および電源スイッチ4002、ならびに表示部としての液晶表示装置500(600)を備える。
なお、本発明に係る液晶表示装置が適用される電子機器としては、図13から図15に示したもののほか、デジタルスチルカメラ、テレビ、ビデオカメラ、カーナビゲーション装置、電子手帳、電子ペーパー、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、スキャナ、複写機、ビデオプレーヤ、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。
Claims (8)
- 画像を表示する液晶表示装置であって、
複数の走査線と、
前記複数の走査線と交差するように設けられた複数のデータ線と、
前記複数の走査線と交差するように設けられた複数の信号線と、
前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素と、
前記液晶表示装置の異常を検知して検知信号を生成する検知手段とを備え、
前記複数の画素の各々は、
第1電極と、第2電極と、液晶とを有する表示部と、
前記液晶の配向状態を示す計測信号を出力する計測部とを備え、
前記検知手段は、前記計測信号が所定の条件を充足しなかった場合に前記検知信号を有効とする、
液晶表示装置。 - 前記検知手段は、
前記複数の画素の各々において表示すべき階調を示す入力階調データを記憶する記憶手段と、
前記計測信号に基づいて、前記複数の画素の各々において表示された階調を示す出力階調データを生成する出力階調データ生成手段と、
前記記憶手段から読み出した前記入力階調データと前記出力階調データとを比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、前記検知信号を有効とする有効化手段とを備える、
請求項1に記載の液晶表示装置。 - 前記有効化手段は、
前記複数の画素の各々について、前記入力階調データを含む所定範囲に前記出力階調データが含まれていないことを第1の判定条件とする判定手段を有し、
前記複数の画素の少なくとも1つについて、前記第1の判定条件が肯定されることを、前記検知信号を有効とする必要条件とする、
請求項2に記載の液晶表示装置。 - 前記判定手段は、所定周期で前記第1の判定条件に基づく判定を実行し、前記第1の判定条件が所定回数だけ継続して否定されることを第2の判定条件として判定し、
前記有効化手段は、前記複数の画素の少なくとも1つについて、前記第1の判定条件および前記第2の判定条件が肯定されることを、前記検知信号を有効とする必要条件とする、
請求項3に記載の液晶表示装置。 - 前記有効化手段は、前記複数の画素のうち、所定数以上の画素について前記第1の判定条件および前記第2の判定条件が充足されることを、前記検知信号を有効とする必要充分条件とする、
請求項4に記載の液晶表示装置。 - 前記出力階調データに基づいて、対象物が画面を押圧したことを検出する検出手段を備える請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の液晶表示装置。
- 請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 複数の走査線と、前記複数の走査線と交差するように設けられた複数のデータ線と、前記複数の走査線と交差するように設けられた複数の信号線と、前記走査線と前記データ線との交差に対応して設けられた複数の画素とを備え、前記複数の画素の各々は、第1電極と、第2電極および液晶を有する表示部と、前記液晶の配向状態を示す計測信号を出力する計測部とを備える液晶表示装置の異常検知方法であって、
前記複数の画素の各々において表示すべき階調を示す入力階調データを記憶し、
前記計測信号に基づいて、前記複数の画素の各々において表示された階調を示す出力階調データを生成し、
前記入力階調データと前記出力階調データとを比較し、
比較結果に基づいて、前記液晶表示装置の異常を検知する、
ことを特徴とする液晶表示装置の異常検知方法。
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