JP5882656B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は表示装置に関し、より詳細にはセンサーの劣化を感知して赤外線光源の輝度を制御する表示装置に関する。
タッチパネルを有する表示装置はキーボード、マウス、スキャナー等のような別の入力装置を必要としないので最近使用が増大されている。
タッチパネルに使用されるセンサーは表示パネルの上側に具備される場合と表示パネルの内部に具備される場合とがある。
タッチパネルに使用されるセンサーは表示パネルの上側に具備される場合と表示パネルの内部に具備される場合とがある。
しかし、表示パネルの上面又は内部に具備されるセンサーはバックライトユニットから提供された光、又は表示装置の外部から提供された光を利用して外部信号をセンシングするので、表示装置の使用時間が経過することによってセンサーが外部信号をセンシングする能力が減少するという問題があった。
そこで、本発明は上記従来のタッチパネルを有する表示装置における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、センサーの劣化を感知して赤外線光源の輝度を制御することの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なされた本発明による表示装置は、複数の画素を有し画像を表示する表示パネルと、赤外線領域に属する第１光を放射する第１光源を含んで前記第１光を前記表示パネルへ提供するバックライトユニットと、前記第１光源の輝度を制御するバックライト制御回路と、外部信号を感知して複数の第１センシング信号を出力する複数のセンサーと、前記複数の第１センシング信号を充電し、所定の期間の間前記充電された第１センシング信号を複数の第２センシング信号として出力する読出し回路と、前記複数の第２センシング信号を受信し、前記複数の第２センシング信号の中で、最大値と最小値とを比較し、前記比較した差に基づいて前記第１光源の輝度を制御する輝度制御信号を前記バックライト制御回路へ提供するセンサー補助回路とを有し、前記センサー補助回路は、前記複数の第２センシング信号を受信して前記最大値と前記最小値とを出力するデータ選択部と、前記データ選択部からの前記最大値と前記最小値との差を予め設定された基準値と比較し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、第１制御信号を出力し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より小さい場合、第２制御信号を出力する比較部と、前記第１制御信号に応答して前記第１光源の輝度を維持させる第１輝度制御信号を出力し、前記第２制御信号に応答して前記第１光源の輝度を増加させる第２輝度制御信号を出力する制御信号生成部とを含むことは、前記複数の第２センシング信号を受信して前記最大値と前記最小値とを出力するデータ選択部と、前記データ選択部からの前記最大値と前記最小値との差を予め設定された基準値と比較し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、第１制御信号を出力し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より小さい場合、第２制御信号を出力する比較部と、前記第１制御信号に応答して前記第１光源の輝度を維持させる第１輝度制御信号を出力し、前記第２制御信号に応答して前記第１光源の輝度を増加させる第２輝度制御信号を出力する制御信号生成部とを含む
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
前記複数のセンサーは、可視光線領域の光をセンシングする可視光線センサーと、赤外線領域の光をセンシングする赤外線センサーとを含むことが好ましい。
前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板と対向し複数のカラーフィルターを含む第２基板とを含み、前記複数のセンサーは、前記第２基板内に配置されることが好ましい。
前記バックライト制御回路は、パルス幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることが好ましい。
前記バックライト制御回路は、パルス振幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることが好ましい。
前記読出し回路から前記複数の第２センシング信号を受信し、外部装置から供給されるか、或いはその内部で生成されたセンサー試験信号に応答して前記複数の第２センシング信号を前記センサー補助回路へ供給するタイミングコントローラーをさらに有することが好ましい。
前記複数のセンサーへ順次にスキャン信号を供給するスキャンドライバーをさらに有し、前記表示パネルは、前記スキャン信号を順次に受信する複数のスキャンラインと、前記複数のセンサーから前記第１センシング信号を受信する複数の読出しラインとを含むことが好ましい。
前記読出し回路は、各々対応する前記読出しラインから第１センシング信号を受信して予め設定された基準電圧と比較し、前記第１センシング信号が前記基準電圧より大きければ、前記第１センシング信号と前記基準電圧の差に対応する前記第２センシング信号として出力する複数のオペアンプと、複数のスイッチング信号に応答して前記複数の第２センシング信号を順次に出力する読出し部と、前記読出し部に前記複数のスイッチング信号を順次に供給するシフトレジスタとを含むことが好ましい。
前記バックライトユニットは、可視光線領域に属する第２光を放射する第２光源をさらに含み、前記バックライトユニットは前記第２光を前記表示パネルへ供給することが好ましい。
前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板と対向し複数のカラーフィルターを含む第２基板とを含み、前記複数のセンサーは、前記第２基板内に配置されることが好ましい。
前記バックライト制御回路は、パルス幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることが好ましい。
前記バックライト制御回路は、パルス振幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることが好ましい。
前記読出し回路から前記複数の第２センシング信号を受信し、外部装置から供給されるか、或いはその内部で生成されたセンサー試験信号に応答して前記複数の第２センシング信号を前記センサー補助回路へ供給するタイミングコントローラーをさらに有することが好ましい。
前記複数のセンサーへ順次にスキャン信号を供給するスキャンドライバーをさらに有し、前記表示パネルは、前記スキャン信号を順次に受信する複数のスキャンラインと、前記複数のセンサーから前記第１センシング信号を受信する複数の読出しラインとを含むことが好ましい。
前記読出し回路は、各々対応する前記読出しラインから第１センシング信号を受信して予め設定された基準電圧と比較し、前記第１センシング信号が前記基準電圧より大きければ、前記第１センシング信号と前記基準電圧の差に対応する前記第２センシング信号として出力する複数のオペアンプと、複数のスイッチング信号に応答して前記複数の第２センシング信号を順次に出力する読出し部と、前記読出し部に前記複数のスイッチング信号を順次に供給するシフトレジスタとを含むことが好ましい。
前記バックライトユニットは、可視光線領域に属する第２光を放射する第２光源をさらに含み、前記バックライトユニットは前記第２光を前記表示パネルへ供給することが好ましい。
本発明に係る表示装置によれば、表示装置に含まれたセンサーの劣化を感知して赤外線光源の輝度を制御することによって、センサーの劣化にしたがうセンシング能力の低下を減少させ得るという効果がある。
次に、本発明に係る表示装置を実施するための形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態による表示装置のブロック図であり、図２は図１の表示装置の一実施形態による平面図であり、図３は図１の複数のセンサーの一実施形態による回路図である。
以下の本発明の具体的な説明において、第１センシング信号を「センシングされた信号」と称し、第２センシング信号を「センシング信号」と称する。
以下の本発明の具体的な説明において、第１センシング信号を「センシングされた信号」と称し、第２センシング信号を「センシング信号」と称する。
図１を参照すると、表示装置１００は、表示パネル１１０、ゲートドライバー１２０、データドライバー１３０、スキャンドライバー１４０、読出し回路１５０、タイミングコントローラー１６０、バックライトユニット１７０、バックライト制御回路１８０、及びセンサー補助回路１９０を含む。
タイミングコントローラー１６０は、表示装置１００の外部から複数の画像信号ＲＧＢ及び制御信号ＣＳを受信する。
タイミングコントローラー１６０はデータドライバー１３０とのインターフェイス仕様に合うように複数の画像信号ＲＧＢのデータフォーマットを変換し、変換された複数の画像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’をデータドライバー１３０へ供給する。
タイミングコントローラー１６０はデータドライバー１３０とのインターフェイス仕様に合うように複数の画像信号ＲＧＢのデータフォーマットを変換し、変換された複数の画像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’をデータドライバー１３０へ供給する。
また、タイミングコントローラー１６０はデータ制御信号ＤＣＳ、例えば、出力開始信号、水平開始信号、及び極性反転信号等をデータドライバー１３０へ供給する。
前記タイミングコントローラー１６０はゲート制御信号ＧＣＳ、例えば、垂直開始信号、垂直クロック信号、及び垂直クロックバー信号等をゲートドライバー１２０へ供給する。
タイミングコントローラー１６０はセンサー制御信号ＳＣＳ、例えば、開始信号、第１及び第２クロック信号等を前記スキャンドライバー１４０へ供給する。
また、タイミングコントローラー１６０は読出し制御信号ＲＣＳ、例えば、センシングクロック信号ＳＣＫ等を読出し回路１５０へ供給する。
前記タイミングコントローラー１６０はゲート制御信号ＧＣＳ、例えば、垂直開始信号、垂直クロック信号、及び垂直クロックバー信号等をゲートドライバー１２０へ供給する。
タイミングコントローラー１６０はセンサー制御信号ＳＣＳ、例えば、開始信号、第１及び第２クロック信号等を前記スキャンドライバー１４０へ供給する。
また、タイミングコントローラー１６０は読出し制御信号ＲＣＳ、例えば、センシングクロック信号ＳＣＫ等を読出し回路１５０へ供給する。
ゲートドライバー１２０は、タイミングコントローラー１６０から供給されたゲート制御信号ＧＣＳに応答して複数のゲート信号（Ｇ１〜Ｇｎ）を順次に出力する。
データドライバー１３０は、タイミングコントローラー１６０から供給されたデータ制御信号ＤＣＳに応答して画像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’を複数のデータ電圧（Ｄ１〜Ｄｍ）に変換して出力する。出力された複数のデータ電圧（Ｄ１〜Ｄｍ）は表示パネル１１０に印加される。
スキャンドライバー１４０は、タイミングコントローラー１６０からセンサー制御信号ＳＣＳを受信して複数のスキャン信号（Ｓ１〜Ｓｎ）を順次に出力する。センサー制御信号ＳＣＳはゲート制御信号ＧＣＳに同期する信号であり得る。
データドライバー１３０は、タイミングコントローラー１６０から供給されたデータ制御信号ＤＣＳに応答して画像信号Ｒ’Ｇ’Ｂ’を複数のデータ電圧（Ｄ１〜Ｄｍ）に変換して出力する。出力された複数のデータ電圧（Ｄ１〜Ｄｍ）は表示パネル１１０に印加される。
スキャンドライバー１４０は、タイミングコントローラー１６０からセンサー制御信号ＳＣＳを受信して複数のスキャン信号（Ｓ１〜Ｓｎ）を順次に出力する。センサー制御信号ＳＣＳはゲート制御信号ＧＣＳに同期する信号であり得る。
バックライトユニット１７０は、表示パネル１１０に隣接するように配置されて表示パネル１１０へ光を供給する。図１には示していないが、バックライトユニット１１０は可視光線領域の光を放射する複数の可視光線光源及び赤外線領域の光を放射する複数の赤外線光源を含む。
バックライト制御回路１８０は、バックライトユニット１７０の光源の発光強さ及び発光タイミングを制御するバックライト制御信号ＢＣＳをバックライトユニット１７０へ供給する。したがって、バックライト制御回路１８０はバックライトユニット１７０で放射される可視光線及び／又は赤外線の輝度を制御できる。
バックライト制御回路１８０は、バックライトユニット１７０の光源の発光強さ及び発光タイミングを制御するバックライト制御信号ＢＣＳをバックライトユニット１７０へ供給する。したがって、バックライト制御回路１８０はバックライトユニット１７０で放射される可視光線及び／又は赤外線の輝度を制御できる。
図２を参考すると、表示パネル１１０は、第１基板１１１、第１基板１１１と対向する第２基板１１２、及び第１基板１１１と第２基板１１２との間に介在する液晶層（図示せず）を含む。
表示パネル１１０は、画像を表示する表示領域ＤＡ、及び表示領域ＤＡを囲む周辺領域ＰＡに区分され得る。複数の画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び複数のセンサー（ＳＮＩ、ＳＮＶ）は表示領域ＤＡに具備される。説明を簡単にするため、図２には少数の画素及びセンサーのみを示したが、表示パネル１１０に包含できる画素及びセンサーの数は実施形態によって異なり得る。
表示パネル１１０は、画像を表示する表示領域ＤＡ、及び表示領域ＤＡを囲む周辺領域ＰＡに区分され得る。複数の画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び複数のセンサー（ＳＮＩ、ＳＮＶ）は表示領域ＤＡに具備される。説明を簡単にするため、図２には少数の画素及びセンサーのみを示したが、表示パネル１１０に包含できる画素及びセンサーの数は実施形態によって異なり得る。
複数の画素は赤色画像を表示する赤色画素Ｒ、緑色画像を表示する緑色画素Ｇ、及び青色画像を表示する青色画素Ｂを含む。また、複数のセンサーは可視光線領域の光をセンシングする可視光線センサーＳＮＶ、及び赤外線領域の光をセンシングする赤外線センサーＳＮＩを含む。
センサー（ＳＮＶ、ＳＮＩ）は開口率を減少させないために、隣接する２つの画素間領域、即ち、ブラックマトリックスが形成される領域に具備できるが、図２には赤色、緑色、及び青色画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３つの画素に対応して１つの可視光線センサーＳＮＶ又は赤外線センサーＳＮＩが具備されたものを示した。
センサー（ＳＮＶ、ＳＮＩ）は開口率を減少させないために、隣接する２つの画素間領域、即ち、ブラックマトリックスが形成される領域に具備できるが、図２には赤色、緑色、及び青色画素（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の３つの画素に対応して１つの可視光線センサーＳＮＶ又は赤外線センサーＳＮＩが具備されたものを示した。
ゲートドライバー１２０は、薄膜工程を通じて第１基板１１１の周辺領域ＰＡに形成され、スキャンドライバー１４０は薄膜工程を通じて第２基板１１２の周辺領域ＰＡに形成される。
第１基板１１１と第２基板１１２とは部分的にオーバーラップするように結合される。
したがって、第１基板１１１の一端部は第２基板１１２と対向せず、第２基板１１２の一端部は第１基板１１１と対向しない。したがって、第１基板１１１の一端部にはデータドライバー１３０がチップオンガラスの形態で実装され、第２基板１１２の一端部には読出し回路１５０がチップオンガラスの形態で実装される。しかし、データドライバー１３０及び読出し回路１５０はチップオンフィルムの形態でも実装されうる。
したがって、第１基板１１１の一端部は第２基板１１２と対向せず、第２基板１１２の一端部は第１基板１１１と対向しない。したがって、第１基板１１１の一端部にはデータドライバー１３０がチップオンガラスの形態で実装され、第２基板１１２の一端部には読出し回路１５０がチップオンガラスの形態で実装される。しかし、データドライバー１３０及び読出し回路１５０はチップオンフィルムの形態でも実装されうる。
図１及び図２を参考すれば、表示パネル１１０は複数のゲートラインＧＬ、複数のゲートラインＧＬと交差する複数のデータラインＤＬ、及び複数の画素ＰＸを含む。複数のゲートラインＧＬ、複数のデータラインＤＬ、及び複数の画素ＰＸは第１基板１１１に配置され得る。
複数の画素は同一の構成及び機能を有するので、説明を簡単にするために図１には１つの画素を例として示した。
複数の画素は同一の構成及び機能を有するので、説明を簡単にするために図１には１つの画素を例として示した。
図に示していないが、各画素ＰＸは薄膜トランジスタ、液晶キャパシタ、及びストレージキャパシタを含む。
薄膜トランジスタのゲート電極はゲートラインＧＬの中で、対応するゲートラインに接続され、ソース電極はデータラインＤＬの中で、対応するデータラインに接続され、ドレイン電極は液晶キャパシタ及びストレージキャパシタに接続される。
薄膜トランジスタのゲート電極はゲートラインＧＬの中で、対応するゲートラインに接続され、ソース電極はデータラインＤＬの中で、対応するデータラインに接続され、ドレイン電極は液晶キャパシタ及びストレージキャパシタに接続される。
複数のゲートラインＧＬは、ゲートドライバー１２０に接続され、複数のデータラインＤＬはデータドライバー１３０に接続される。複数のゲートラインＧＬはゲートドライバー１２０から供給される複数のゲート信号（Ｇ１〜Ｇｎ）を受信し、複数のデータラインＤＬはデータドライバー１３０から供給される複数のデータ電圧（Ｄ１〜Ｄｍ）を受信する。
各画素ＰＸの薄膜トランジスタは対応するゲートラインに供給されるゲート信号に応答してターンオンされ、対応するデータラインに供給されたデータ電圧はターンオンされた薄膜トランジスタを通じて液晶キャパシタの第１電極（以下、“画素電極”と称する）へ印加される。一方、液晶キャパシタの第２電極（以下、“共通電極”と称する）には共通電圧が印加される。
したがって、液晶キャパシタには共通電圧とデータ電圧との電位差に該当する電圧が充電される。各画素ＰＸは液晶キャパシタに充電された電圧の大きさにしたがって光透過率を制御して画像を表示することができる。
したがって、液晶キャパシタには共通電圧とデータ電圧との電位差に該当する電圧が充電される。各画素ＰＸは液晶キャパシタに充電された電圧の大きさにしたがって光透過率を制御して画像を表示することができる。
表示パネル１１０は、複数のスキャンラインＳＬ、スキャンラインＳＬと交差する複数の読出しラインＲＬ、及び複数のセンサーＳＮをさらに含む。
複数のスキャンラインＳＬ、複数の読出しラインＲＬ、及び複数のセンサーＳＮは第２基板１１２に配置され得る。
複数のセンサーは一部の構成を除外すれば、同一の構成及び機能を有するので、説明を簡単にするために図１には１つの画素に対しての例として示した。複数のセンサーの具体的な構成は図３を参照して後述にて説明する。
複数のスキャンラインＳＬ、複数の読出しラインＲＬ、及び複数のセンサーＳＮは第２基板１１２に配置され得る。
複数のセンサーは一部の構成を除外すれば、同一の構成及び機能を有するので、説明を簡単にするために図１には１つの画素に対しての例として示した。複数のセンサーの具体的な構成は図３を参照して後述にて説明する。
複数のスキャンラインＳＬは、スキャンドライバー１４０に接続されて複数のスキャン信号（Ｓ１〜Ｓｎ）を各々順次に受信する。
読出しラインＲＬは、読出し回路１５０に接続されて対応するセンサーＳＮに充電された電圧を読出し回路１５０へ供給する。
読出しラインＲＬは、読出し回路１５０に接続されて対応するセンサーＳＮに充電された電圧を読出し回路１５０へ供給する。
図３を参照すると、各センサーＳＮは、センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）、スイッチングトランジスタＳＴＲ、及びセンシングキャパシタＣｓを含む。
説明を簡単にするため、図３には４つのセンサーのみを示した。
説明を簡単にするため、図３には４つのセンサーのみを示した。
スイッチングトランジスタＳＴＲの第１電極は、複数のスキャンラインＳＬの中で、対応するスキャンラインに接続され、第２電極は複数の読出しラインＲＬの中で、対応する読出しラインに接続され、第３電極はセンシングキャパシタＣｓとセンシングトランジスター（ＶＴＲ、ＩＴＲ）とに接続される。
センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）は、赤外線領域の光をセンシングする赤外線センシングトランジスタＩＴＲと可視光線領域の光をセンシングする可視光線センシングトランジスターＶＴＲとに区分される。
赤外線センシングトランジスタＩＴＲは、シリコンゲルマニウムＳｉＧｅを含有し得、可視光線センシングトランジスタＶＴＲはシリコンＳｉを含有し得る。
赤外線センシングトランジスタＩＴＲは、シリコンゲルマニウムＳｉＧｅを含有し得、可視光線センシングトランジスタＶＴＲはシリコンＳｉを含有し得る。
センシングキャパシタＣｓの第１電極は、スイッチングトランジスタＳＴＲの第３電極に接続され、第２電極にはソース電圧Ｖｓが印加される。
例えば、ソース電圧Ｖｓは−４Ｖであり得る。また、センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）の第１電極にはゲート電圧Ｖｇが印加され、第２電極にはソース電圧Ｖｓが印加され、第３電極はセンシングキャパシタＣｓの第１電極に接続される。例えば、ゲート電圧Ｖｇは−９Ｖであり得る。
例えば、ソース電圧Ｖｓは−４Ｖであり得る。また、センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）の第１電極にはゲート電圧Ｖｇが印加され、第２電極にはソース電圧Ｖｓが印加され、第３電極はセンシングキャパシタＣｓの第１電極に接続される。例えば、ゲート電圧Ｖｇは−９Ｖであり得る。
センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）は外部から入射される光をセンシングし、センシングされた光の光量に対応する信号を出力する。センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）はアモルファスシリコンを含有し得る。
センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）から出力されたフォト電流によってセンシングキャパシタＣｓに電荷が充電される。センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）へ入射される光の光量が増加するほど、センシングキャパシターＣｓに充電される電荷の量が増加する。したがって、センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）へ入射される光の光量が増加するほど、センシングキャパシタＣｓに高い電圧が形成される。
センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）から出力されたフォト電流によってセンシングキャパシタＣｓに電荷が充電される。センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）へ入射される光の光量が増加するほど、センシングキャパシターＣｓに充電される電荷の量が増加する。したがって、センシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）へ入射される光の光量が増加するほど、センシングキャパシタＣｓに高い電圧が形成される。
各センサーＳＮに対応するスキャン信号が入力されれば、スイッチングトランジスタＳＴＲがターンオンされてセンシングキャパシタＣｓに形成された電圧はターンオンされたスイッチングトランジスタＳＴＲを通じて対応する読出しラインＲＬへ供給する。
読出し回路１５０は、タイミングコントローラー１６０から供給される読出し制御信号ＲＣＳに応答して読出しラインＲＬから受信されたセンシング電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）を充電した後に、所定の期間の間充電された電圧、即ち、センシング信号ＳＳを順次に前記タイミングコントローラー１６０へ提供する。
読出し回路１５０は、タイミングコントローラー１６０から供給される読出し制御信号ＲＣＳに応答して読出しラインＲＬから受信されたセンシング電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）を充電した後に、所定の期間の間充電された電圧、即ち、センシング信号ＳＳを順次に前記タイミングコントローラー１６０へ提供する。
タイミングコントローラー１６０は、センシング信号ＳＳを用いてデータを処理するためにセンシング信号ＳＳを外部機器に伝送する。また、タイミングコントローラー１６０は外部から入力された、又は内部で生成されたセンサー試験信号ＳＴＳに基づいてセンシング信号ＳＳをセンサー補助回路１９０へ伝送する。
センサー補助回路１９０は、センシング信号ＳＳを受信して、充電された電圧の最大値と最小値とを抽出する。センサー補助回路１９０は最大値と最小値を比較し、その比較結果に基づいて赤外線光源の輝度を制御するための輝度制御信号ＢＲＳをバックライト制御回路１８０へ提供する。
センサー補助回路１９０は、センシング信号ＳＳを受信して、充電された電圧の最大値と最小値とを抽出する。センサー補助回路１９０は最大値と最小値を比較し、その比較結果に基づいて赤外線光源の輝度を制御するための輝度制御信号ＢＲＳをバックライト制御回路１８０へ提供する。
具体的には、センサー補助回路１９０は、最大値と最小値との差が予め設定された基準値より小さい場合、赤外線光源の輝度を以前の輝度より増加させる輝度制御信号ＢＲＳをバックライト制御回路１８０へ供給する。
一方、センサー補助回路１９０は、最大値と最小値との差が予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を以前の輝度に維持する輝度制御信号ＢＲＳをバックライト制御回路１８０へ供給する。センサー補助回路１９０に対する具体的な説明は図５を参考して後述にて説明する。
一方、センサー補助回路１９０は、最大値と最小値との差が予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を以前の輝度に維持する輝度制御信号ＢＲＳをバックライト制御回路１８０へ供給する。センサー補助回路１９０に対する具体的な説明は図５を参考して後述にて説明する。
図４は、図１の読出し回路の一実施形態による回路図である。
図４を参照すると、読出し回路１５０は、複数のオペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）、読出し部１５３、及びシフトレジスタ１５５を含む。
図４を参照すると、読出し回路１５０は、複数のオペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）、読出し部１５３、及びシフトレジスタ１５５を含む。
オペアンプ（ＯＰ１〜Ｏｐｍ）の各々は第１入力端子を通じて読出しライン（ＲＬ１〜ＲＬｍ）に各々接続されて対応するセンサーＳＮからセンシングされた電圧を受信する。また、オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の各々は第２入力端子をを通じて基準電圧Ｖｒｅｆを受信する。例えば、基準電圧Ｖｒｅｆは１．２Ｖであり得る。
オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の各々はセンシングされた電圧が基準電圧Ｖｒｅｆより大きければ、センシング電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）を出力する。各オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）は対応するセンサーＳＮにスキャン信号が供給された後に対応する読出しライン（ＲＬ１〜ＲＬｍ）からセンシング電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）を受信する。
各オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の出力端子と第１入力端子との間には読出しキャパシタＣｒが並列接続される。本実施形態においては、読出しキャパシタＣｒと並列にスイッチング素子が接続される。
各オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の出力端子と第１入力端子との間には読出しキャパシタＣｒが並列接続される。本実施形態においては、読出しキャパシタＣｒと並列にスイッチング素子が接続される。
読出し部１５３は、オペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の出力端子に各々接続された複数の読出しスイッチング素子（ＲＯＳ１〜ＲＯＳｍ）を含む。
シフトレジスタ１５５は、複数のステージ（ＳＲ１〜ＳＲｍ）を含み、読出しスイッチング素子（ＲＯＳ１〜ＲＯＳｍ）をコントロールするための複数のスイッチング信号（ＳＷ１〜ＳＷｍ）を順次に出力する。
具体的には、シフトレジスタ１５５はタイミングコントローラー１６０から供給されるセンシングクロック信号ＳＣＫに応答してステージ（ＳＲ１〜ＳＲｍ）を通じて順次にスイッチング信号（ＳＷ１〜ＳＷｍ）を出力する。
シフトレジスタ１５５は、複数のステージ（ＳＲ１〜ＳＲｍ）を含み、読出しスイッチング素子（ＲＯＳ１〜ＲＯＳｍ）をコントロールするための複数のスイッチング信号（ＳＷ１〜ＳＷｍ）を順次に出力する。
具体的には、シフトレジスタ１５５はタイミングコントローラー１６０から供給されるセンシングクロック信号ＳＣＫに応答してステージ（ＳＲ１〜ＳＲｍ）を通じて順次にスイッチング信号（ＳＷ１〜ＳＷｍ）を出力する。
シフトレジスタ１５５から順次に出力されたスイッチング信号（ＳＷ１〜ＳＷｍ）に応答して読出しスイッチング素子（ＲＯＳ１〜ＲＯＳｍ）は順次に導通されてオペアンプ（ＯＰ１〜ＯＰｍ）の出力端の電圧、即ち、センシング信号ＳＳをタイミングコントローラー１６０へ順次に供給する。したがって、タイミングコントローラー１６０は表示パネル１１０で１つの行に含まれたセンサーＳＮによってセンシングされた電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）を順次に受信する。
図５は、図１のセンサー補助回路の一実施形態によるブロック図である。
図５を参照すると、センサー補助回路１９０は、データ選択部１９１、比較部１９３、及び制御信号生成部１９５を含む。
図５を参照すると、センサー補助回路１９０は、データ選択部１９１、比較部１９３、及び制御信号生成部１９５を含む。
データ選択部１９１は、タイミングコントローラー１６０からセンシング信号ＳＳを受信して、センシングされた電圧（Ｒ１〜Ｒｍ）の中で、最大値と最小値とを抽出して最大値と最小値とに対応する信号ＭＭＳを比較部１９３へ伝送する。最大値及び最小値は１つのフレームに対応する時間区間内のセンシングされた電圧の中で、選択され得る。
比較部１９３は、最大値と最小値とを用いて赤外線光源の輝度を調節する必要があるか否かを決定して、比較信号ＣＰＳを出力する。
具体的には、比較部１９３は、最大値と最小値との差を予め設定された基準値と比較して最大値と最小値との差が予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持する第１比較信号を出力し、最大値と最小値との差が予め設定された基準値より小さい場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる第２比較信号を出力する。
具体的には、比較部１９３は、最大値と最小値との差を予め設定された基準値と比較して最大値と最小値との差が予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持する第１比較信号を出力し、最大値と最小値との差が予め設定された基準値より小さい場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる第２比較信号を出力する。
制御信号生成部１９５は、比較部１９３からの比較信号ＣＰＳを受信して、赤外線光源の輝度を維持又は変更させる信号、即ち、輝度制御信号ＢＲＳを出力する。
具体的には、制御信号生成部１９５は、比較部１９３からの第１比較信号に応答して赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持させる第１輝度制御信号を出力する。また、制御信号生成部１９５は、比較部１９３からの第２比較信号に応答して赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる第２輝度制御信号を出力する。
具体的には、制御信号生成部１９５は、比較部１９３からの第１比較信号に応答して赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持させる第１輝度制御信号を出力する。また、制御信号生成部１９５は、比較部１９３からの第２比較信号に応答して赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる第２輝度制御信号を出力する。
他の実施形態として、制御信号生成部１９５は、最大値と最小値との差と予め設定された基準値に基づいて赤外線光源の輝度制御量、特に赤外線光源の輝度を制御するための輝度情報を含む輝度制御信号ＢＲＳを伝送することができる。
バックライト制御回路１８０が制御信号生成部１９５から第１輝度制御信号を受信する場合、バックライト制御回路１８０は、バックライトユニット１７０の光源の発光強さ（例えば、パルス振幅）及び発光時間（例えば、パルス幅）を現状の発光強さ及び発光時間と同様に維持するように制御する。
一方、バックライト制御回路１８０が制御信号生成部１９５から第２輝度制御信号を受信する場合、バックライト制御回路１８０はバックライトユニット１７０の光源の発光強さを増加させるか、或いは発光時間を長くさせる、即ち、調光デューティ（Ｄｉｍｍｉｎｇ Ｄｕｔｙ）を大きく制御する。発光強さの増加量や調光デューティの増加量は赤外線光源の輝度増加量等の輝度情報を含む輝度制御信号ＢＲＳに基づいて処理され得る。
一方、バックライト制御回路１８０が制御信号生成部１９５から第２輝度制御信号を受信する場合、バックライト制御回路１８０はバックライトユニット１７０の光源の発光強さを増加させるか、或いは発光時間を長くさせる、即ち、調光デューティ（Ｄｉｍｍｉｎｇ Ｄｕｔｙ）を大きく制御する。発光強さの増加量や調光デューティの増加量は赤外線光源の輝度増加量等の輝度情報を含む輝度制御信号ＢＲＳに基づいて処理され得る。
図６は、図１のバックライトユニットの一実施形態による断面図である。
バックライトユニット１７０は、表示パネル１１０の下部に配置された回路基板１７１、回路基板１７１の上に実装されて可視光線領域の可視光Ｌ１を出射する複数の可視光線光源１７３、及び回路基板１７１の上に実装されて赤外線領域の赤外線Ｌ２を出射する複数の赤外線光源１７５を含む。
可視光線光源１７３は、ホワイト光を出射する光源、又は赤色、緑色、及び青色の光を出射する光源であり得る。
バックライトユニット１７０は、表示パネル１１０の下部に配置された回路基板１７１、回路基板１７１の上に実装されて可視光線領域の可視光Ｌ１を出射する複数の可視光線光源１７３、及び回路基板１７１の上に実装されて赤外線領域の赤外線Ｌ２を出射する複数の赤外線光源１７５を含む。
可視光線光源１７３は、ホワイト光を出射する光源、又は赤色、緑色、及び青色の光を出射する光源であり得る。
可視光線光源１７３及び赤外線光源１７５は、互に交互に配置され得る。本発明の一例として、図６に示すように互に隣接する２つの可視光線光源１７３の間に１つの赤外線光源１７５が配置され得る。また、可視光線光源１７３及び赤外線光源１７５の各々は発光ダイオードでなされ得る。
図に示していないが、可視光線光源１７３から出射された可視光Ｌ１は表示パネル１１０へ入射され、入射された可視光Ｌ１は液晶層を通過する。液晶層の光透過率は画素電極と共通電極との間に形成された電界によって制御される。即ち、表示パネル１１０は液晶層によって可視光Ｌ１の透過率を制御することによって所望する階調の画像を表示することができる。
一方、赤外線光源１７５から出射された赤外線Ｌ２は、表示パネル１１０へ入射された後、表示パネル１１０を通過する。表示パネル１１０を通過した赤外線Ｌ２は使用者の目には認識できないので、使用者が表示パネル１１０に表示された画像を認識するのに影響を及ばない。
但し、表示パネル１１０を通過した赤外線Ｌ２は外部に放射されるが、表示パネル１１０の上に物体（例えば、指）が存在すれば、物体によって反射され得る。
但し、表示パネル１１０を通過した赤外線Ｌ２は外部に放射されるが、表示パネル１１０の上に物体（例えば、指）が存在すれば、物体によって反射され得る。
物体によって反射された赤外線Ｌ２は、表示パネル１１０内に具備されたセンシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）を通じてセンシングされ得る。即ち、反射された赤外線Ｌ２はセンシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）のアモルファスシリコン層に入射され、反射された赤外線Ｌ２の光量にしたがってセンシングトランジスタ（ＶＴＲ、ＩＴＲ）から出力されるフォト電流が変化される。
図７は本発明の一実施形態による表示装置の駆動方法を説明するためのフローチャートである。
先ず、外部の信号をセンシングする複数のセンサーからセンシングされた信号を受信する（ステップＳ１００）。
次に、センシングされた信号を受信して充電し、所定の期間充電されたセンシング信号を出力する（ステップＳ２００）。
センシング信号から最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとを抽出する（ステップＳ３００）。この時、最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎは１つのフレーム、又はそれ以上のフレームに対応する期間内のセンシング電圧の中で、選択され得る。
先ず、外部の信号をセンシングする複数のセンサーからセンシングされた信号を受信する（ステップＳ１００）。
次に、センシングされた信号を受信して充電し、所定の期間充電されたセンシング信号を出力する（ステップＳ２００）。
センシング信号から最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとを抽出する（ステップＳ３００）。この時、最大値Ｖｍａｘ及び最小値Ｖｍｉｎは１つのフレーム、又はそれ以上のフレームに対応する期間内のセンシング電圧の中で、選択され得る。
次に、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差と予め設定された基準値Ｖｒｅｆを比較する（ステップＳ４００）。
この時、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が予め設定された基準値Ｖｒｅｆより大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持させ（ステップＳ５００、ステップＳ６００ａ）、
最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が予め設定された基準値Ｖｒｅｆより小さい場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる（ステップＳ５００、ステップＳ６００ｂ）。
この時、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が予め設定された基準値Ｖｒｅｆより大きいか、或いは同一である場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度に維持させ（ステップＳ５００、ステップＳ６００ａ）、
最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎとの差が予め設定された基準値Ｖｒｅｆより小さい場合、赤外線光源の輝度を現状の輝度より増加させる（ステップＳ５００、ステップＳ６００ｂ）。
本発明の駆動方法を例として説明すれば次の通りである。以下に記載された数値は例として記載するものであって、これに限定されることではない。
表示パネル１１０の上に出射された赤外線を反射させる物体が存在しない場合、赤外線センシングトランジスタＩＴＲは１．２Ｖの電圧をセンシングキャパシターＣｓに充電し、読出し回路１５０を通過して０Ｖに出力される。
表示パネル１１０の上に出射された赤外線を反射させる物体が存在しない場合、赤外線センシングトランジスタＩＴＲは１．２Ｖの電圧をセンシングキャパシターＣｓに充電し、読出し回路１５０を通過して０Ｖに出力される。
表示パネル１１０の上に出射された赤外線を反射させる物体が存在する場合、特に出射された赤外線を最大に反射する物体が存在する場合、赤外線センシングトランジスタＩＴＲは２．２Ｖの電圧をセンシングキャパシターＣｓに充電する。
センシングキャパシターＣｓに充電された電圧は、読出し回路１５０を通じて１Ｖで出力される。この電圧を受信する外部機器は１Ｖの範囲内を２５５階調を区分して感知することができる。
センシングキャパシターＣｓに充電された電圧は、読出し回路１５０を通じて１Ｖで出力される。この電圧を受信する外部機器は１Ｖの範囲内を２５５階調を区分して感知することができる。
使用時間の経過にともない赤外線センシングトランジスタＩＴＲが劣化すれば、表示パネル１１０の上に出射された赤外線を最大に反射する物体が存在しても、赤外線センシングトランジスタＩＴＲはセンシングキャパシターＣｓに２．２Ｖの電圧を充電できない。したがって、赤外線センサーの能力が減少する。
これを補完するために、１つのフレーム又はその以上のフレームの間、読出し回路１５０で出力された電圧が例えば、約０．３Ｖ（電圧を受信する外部機器は約０．３Ｖの範囲内で５０階調を区分して感知する）を超えない場合、バックライトユニット１７０の赤外線光源の出力を５％又はその以上増加させる。このような方法を通じて、使用時間の経過にともなってセンサーの能力が減少することを補完できる。
これを補完するために、１つのフレーム又はその以上のフレームの間、読出し回路１５０で出力された電圧が例えば、約０．３Ｖ（電圧を受信する外部機器は約０．３Ｖの範囲内で５０階調を区分して感知する）を超えない場合、バックライトユニット１７０の赤外線光源の出力を５％又はその以上増加させる。このような方法を通じて、使用時間の経過にともなってセンサーの能力が減少することを補完できる。
尚、本発明は、上述の実施例に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。
１００ 表示装置
１１０ 表示パネル
１１１ 第１基板
１１２ 第２基板
１２０ ゲートドライバー
１３０ データドライバー
１４０ スキャンドライバー
１５０ 読出し回路
１５３ 読出し部
１５５ シフトレジスタ
１６０ タイミングコントローラー
１７０ バックライトユニット
１７１ 回路基板
１７３ 可視光線光源
１７５ 赤外線光源
１８０ バックライト制御回路
１９０ センサー補助回路
１９１ データ選択部
１９３ 比較部
１９５ 制御信号生成部
１１０ 表示パネル
１１１ 第１基板
１１２ 第２基板
１２０ ゲートドライバー
１３０ データドライバー
１４０ スキャンドライバー
１５０ 読出し回路
１５３ 読出し部
１５５ シフトレジスタ
１６０ タイミングコントローラー
１７０ バックライトユニット
１７１ 回路基板
１７３ 可視光線光源
１７５ 赤外線光源
１８０ バックライト制御回路
１９０ センサー補助回路
１９１ データ選択部
１９３ 比較部
１９５ 制御信号生成部
Claims (9)
- 複数の画素を有し画像を表示する表示パネルと、
赤外線領域に属する第１光を放射する第１光源を含んで前記第１光を前記表示パネルへ提供するバックライトユニットと、
前記第１光源の輝度を制御するバックライト制御回路と、
外部信号を感知して複数の第１センシング信号を出力する複数のセンサーと、
前記複数の第１センシング信号を充電し、所定の期間の間前記充電された第１センシング信号を複数の第２センシング信号として出力する読出し回路と、
前記複数の第２センシング信号を受信し、前記複数の第２センシング信号の中で、最大値と最小値とを比較し、前記比較した差に基づいて前記第１光源の輝度を制御する輝度制御信号を前記バックライト制御回路へ提供するセンサー補助回路と、を有し、
前記センサー補助回路は、
前記複数の第２センシング信号を受信して前記最大値と前記最小値とを出力するデータ選択部と、
前記データ選択部からの前記最大値と前記最小値との差を予め設定された基準値と比較し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より大きいか、或いは同一である場合、第１制御信号を出力し、前記最大値と前記最小値との差が前記予め設定された基準値より小さい場合、第２制御信号を出力する比較部と、
前記第１制御信号に応答して前記第１光源の輝度を維持させる第１輝度制御信号を出力し、前記第２制御信号に応答して前記第１光源の輝度を増加させる第２輝度制御信号を出力する制御信号生成部と、を含むことを特徴とする表示装置。 - 前記複数のセンサーは、可視光線領域の光をセンシングする可視光線センサーと、
赤外線領域の光をセンシングする赤外線センサーとを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 前記表示パネルは、第１基板と、前記第１基板と対向し複数のカラーフィルターを含む第２基板とを含み、
前記複数のセンサーは、前記第２基板内に配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 前記バックライト制御回路は、パルス幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
- 前記バックライト制御回路は、パルス振幅変調方式を用いて前記第１光源の輝度を増加させることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
- 前記読出し回路から前記複数の第２センシング信号を受信し、外部装置から供給されるか、或いはその内部で生成されたセンサー試験信号に応答して前記複数の第２センシング信号を前記センサー補助回路へ供給するタイミングコントローラーをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
- 前記複数のセンサーへ順次にスキャン信号を供給するスキャンドライバーをさらに有し、
前記表示パネルは、前記スキャン信号を順次に受信する複数のスキャンラインと、前記複数のセンサーから前記第１センシング信号を受信する複数の読出しラインとを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 前記読出し回路は、各々対応する読出しラインから第１センシング信号を受信して予め設定された基準電圧と比較し、前記第１センシング信号が前記基準電圧より大きければ、前記第１センシング信号と前記基準電圧の差に対応する前記第２センシング信号として出力する複数のオペアンプと、
複数のスイッチング信号に応答して前記複数の第２センシング信号を順次に出力する読出し部と、
前記読出し部に前記複数のスイッチング信号を順次に供給するシフトレジスタとを含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。 - 前記バックライトユニットは、可視光線領域に属する第２光を放射する第２光源をさらに含み、前記バックライトユニットは前記第２光を前記表示パネルへ供給することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
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