JP7086564B2 - 電子機器 - Google Patents
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Description
本発明の一態様は、第1表示素子と、第2表示素子と、第1回路と、光センサと、を有する電子機器の動作方法であり、第1乃至第8ステップを有し、第1回路は、第1ゲイン値と、第2ゲイン値と、を定める機能を有し、第1ステップは、光センサによって、外光照度を計測するステップと、外光照度を含む照度データを第1回路に送信するステップと、を有し、第2ステップは、第1回路が、第1データと、第2データと、を取得するステップを有し、第3ステップは、第1回路において、外光照度が第1照度よりも低い場合に、第4ステップに移行するステップと、第1回路において、外光照度が第1照度以上で第2照度よりも低い場合に、第5ステップに移行するステップと、第1回路において、外光照度が第2照度以上である場合に、第6ステップに移行するステップと、を有し、第4ステップは、第1回路が第1ゲイン値を0にするステップと、第1回路が、第1関数と外光照度とを用いて、第2ゲイン値を定めるステップと、を有し、第5ステップは、第1回路が、第2関数と外光照度とを用いて、第1ゲイン値を定めるステップと、第1回路が、第3関数と外光照度とを用いて、第2ゲイン値を定めるステップと、を有し、第6ステップは、第1回路が、第4関数と外光照度とを用いて、第1ゲイン値を定めるステップと、第1回路が第2ゲイン値を0にするステップと、を有し、第7ステップは、第1回路において、第1データに第1ゲイン値、又は第1ゲイン値に対応する値を掛けて、第3データを生成するステップと、第1回路において、第2データに第2ゲイン値、又は第2ゲイン値に対応する値を掛けて、第4データを生成するステップと、を有し、第8ステップは、第1表示素子に第3データに基づく画像を表示するステップと、第2表示素子に第4データに基づく画像を表示するステップと、を有することを特徴とする動作方法である。
又は、本発明の一態様は、前記(1)において、第1乃至第4関数のいずれか少なくとも一は、一次関数であることを特徴とする動作方法である。
又は、本発明の一態様は、前記(2)において、第9ステップと、第10ステップと、を有し、第9ステップは、第4乃至第6ステップで定めた第1ゲイン値が、第1最大値以上であったとき、第1ゲイン値を第1最大値とするステップを有し、第10ステップは、第4乃至第6ステップで定めた第2ゲイン値が、第2最大値以上であったとき、第2ゲイン値を第2最大値とするステップを有し、第9ステップ、及び第10ステップを行った後に、第7ステップを行うことを特徴とする動作方法である。
又は、本発明の一態様は、前記(3)において、第11ステップを有し、電子機器は、第2回路を有し、第11ステップは、第1データ、又は第3データの一方と、第2データ、又は第4データの一方と、に対して補正処理を行うステップを有することを特徴とする動作方法である。
又は、本発明の一態様は、前記(4)において、補正処理は、ガンマ補正処理を有することを特徴とする動作方法である。
又は、本発明の一態様は、前記(1)乃至(5)のいずれか一において、第1表示素子は、反射型素子であり、第2表示素子は、発光素子であることを特徴とする動作方法である。
本実施の形態では、ハイブリッド表示装置に表示する画像を補正処理する半導体装置について説明する。
図1(A)は、画像処理を行う半導体装置と、その周辺の装置と、の構成例を示したブロック図である。画像処理部460は、ハイブリッド表示装置に表示する画像に対してガンマ補正、調光補正、調色補正などを行う装置である。
次に、上述の画像処理部を備える表示装置の動作方法の一例について説明する。
上述の動作例において、外光の照度E0に対するゲイン値G1、G2の変化について説明する。
本実施の形態では、実施の形態1で説明した画像処理部460を含むハイブリッド表示装置とその周辺の装置を有する電子機器の構成について説明する。
図6は、電子機器の構成例として、表示装置とその周辺の装置を説明するブロック図である。
コントローラ454は、ホスト装置440から送られる画像データに変化がない場合、ディスプレイコントローラ400A内の一部回路をパワーゲーティングすることができる。具体的には、一部回路とは、例えば、領域490内の回路を指す。ホスト装置440から画像データに変化がないことを示す制御信号をディスプレイコントローラ400Aに送信し、当該制御信号をコントローラ454で検出した場合にパワーゲーティングする構成が可能である。
本実施の形態では、先の実施の形態で説明したホスト装置440の具体的な構成例について、説明する。
本実施の形態では、実施の形態2で説明した電子機器の表示装置に適用できるハイブリッド表示装置について、図10乃至図14を用いて説明する。
第1モードでは、第1表示素子と外光とを用いて画像を表示する。第1モードは光源が不要であるため、極めて低消費電力なモードである。例えば、表示装置に外光が十分に入射されるとき(明るい環境下など)は、第1表示素子が反射した光を用いて表示を行うことができる。例えば、外光が十分に強く、かつ外光が白色光またはその近傍の光である場合に有効である。第1モードは、文字を表示することに適したモードである。また、第1モードは、外光を反射した光を用いるため、目に優しい表示を行うことができ、目が疲れにくいという効果を奏する。なお、第1モードを、反射した光を用いて表示を行うため、反射型の表示モード(Reflection mode)と呼称してもよい。
第2モードでは、第2表示素子による発光を利用して画像を表示する。そのため、照度や外光の色度によらず、極めて鮮やかな(コントラストが高く、且つ色再現性の高い)表示を行うことができる。例えば、夜間や暗い室内など、照度が極めて低い場合などに有効である。また、周囲が暗い場合、明るい表示を行うと使用者が眩しく感じてしまう場合がある。これを防ぐために、第2モードでは輝度を抑えた表示を行うことが好ましい。これにより、眩しさを抑えることに加え、消費電力も低減することができる。第2モードは、鮮やかな画像(静止画及び動画)などを表示することに適したモードである。なお、第2モードを、発光、すなわち放射した光を用いて表示を行うため、放射型の表示モード(Emission mode)と呼称してもよい。
第3モードでは、第1表示素子による反射光と、第2表示素子による発光との双方を利用して表示を行う。なお、第1表示素子と第2表示素子とを、それぞれ独立に駆動させ、且つ第1表示素子と第2表示素子とを、同一期間内で駆動させることで、第1表示素子と、第2表示素子とを組み合わせた表示を行うことができる。なお、本明細書等において、第1表示素子と、第2表示素子とを組み合わせた表示、すなわち、第3モードをハイブリッド表示モード(HB表示モード)と呼称することができる。または、第3モードを、放射型の表示モードと、反射型の表示モードとを組み合わせた表示モード(ER-Hybrid mode)と呼称してもよい。
ここで、上述した第1乃至第3モードを用いる場合の具体例について、図10及び図11を用いて説明する。
次に、第1乃至第3モードの状態遷移について、図10(D)を用いて説明を行う。図10(D)は、第1モード、第2モード、及び第3モードの状態遷移図である。図10(D)に示す、状態CND1は第1モードに相当し、状態CND2は第2モードに相当し、状態CND3は第3モードに相当する。
次に、第1表示素子、及び第2表示素子で行うことができる動作モードについて、図11を用いて説明を行う。
次に、本実施の形態の表示装置について、図12を用いて説明を行う。図12は、表示装置210の斜視概略図である。
次に、図12で示した表示装置210に、タッチセンサユニットを設けた入出力パネルの構成を、図13及び図14を参照しながら説明する。
画素2702(i,j)は、機能層2520の一部と、第1表示素子2750(i,j)と、第2表示素子2550(i,j)と、を有する(図13参照)。
可視光を透過する材料をレンズ2580に用いることができる。または、1.3以上2.5以下の屈折率を備える材料をレンズ2580に用いることができる。例えば、無機材料または有機材料をレンズ2580に用いることができる。
機能層2720は、基板2770および絶縁膜2501Cの間に挟まれる領域を備える。機能層2720は、絶縁膜2771と、着色膜CF1と、を有する。
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、基板2570と、基板2770と、を有する。
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、接合層2505を有する。
また、本実施の形態で説明する入出力パネルは、構造体KB1と、構造体KB2とを有する。
入力ユニット2030は検知素子を備える。検知素子は、画素2702(i,j)と重なる領域に近接するものを検知する機能を備える。これにより、表示部に近接させる指などをポインタに用いて、位置情報を入力することができる。
また、本実施の形態で説明する入出力パネル2700TP3は、機能膜2770Dと、機能膜2770Pと、を有する。
本実施の形態では、本明細書で開示されるトランジスタに用いることができる金属酸化物について説明する。以下では特に、金属酸化物とCAC(cloud-aligned composite)の詳細について説明する。
本実施の形態では、実施の形態2で説明した電子機器に備えることができるタッチセンサユニットの一例について、説明する。
本実施の形態では、上述の実施の形態で説明した電子機器を適用した製品例について説明する。
図16(A)はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体5401、表示部5402、キーボード5403、ポインティングデバイス5404等を有する。
本発明の一態様の表示装置は、ウェアラブル端末に適用することができる。図16(B)はウェアラブル端末の一種であるスマートウォッチであり、筐体5901、表示部5902、操作ボタン5903、操作子5904、バンド5905などを有する。また、表示部5902に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン5903にスマートウォッチを起動する電源スイッチ、スマートウォッチのアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部5902を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。また、図16(B)に示したスマートウォッチでは、操作ボタン5903の数を2個示しているが、スマートウォッチの有する操作ボタンの数は、これに限定されない。また、操作子5904は、スマートウォッチの時刻合わせを行うリューズとして機能する。また、操作子5904は、時刻合わせ以外に、スマートウォッチのアプリケーションを操作する入力インターフェースとして、用いるようにしてもよい。なお、図16(B)に示したスマートウォッチでは、操作子5904を有する構成となっているが、これに限定せず、操作子5904を有さない構成であってもよい。
本発明の一態様の表示装置は、ビデオカメラに適用することができる。図16(C)はビデオカメラであり、第1筐体5801、第2筐体5802、表示部5803、操作キー5804、レンズ5805、接続部5806等を有する。操作キー5804及びレンズ5805は第1筐体5801に設けられており、表示部5803は第2筐体5802に設けられている。そして、第1筐体5801と第2筐体5802とは、接続部5806により接続されており、第1筐体5801と第2筐体5802の間の角度は、接続部5806により変更が可能である。表示部5803における映像を、接続部5806における第1筐体5801と第2筐体5802との間の角度に従って切り替える構成としてもよい。
本発明の一態様の表示装置は、携帯電話に適用することができる。図16(D)は、情報端末の機能を有する携帯電話であり、筐体5501、表示部5502、マイク5503、スピーカ5504、操作ボタン5505を有する。また、表示部5502に、位置入力装置としての機能が付加された表示装置を用いるようにしてもよい。また、位置入力装置としての機能は、表示装置にタッチパネルを設けることで付加することができる。あるいは、位置入力装置としての機能は、フォトセンサとも呼ばれる光電変換素子を表示装置の画素部に設けることでも、付加することができる。また、操作ボタン5505に携帯電話を起動する電源スイッチ、携帯電話のアプリケーションを操作するボタン、音量調整ボタン、または表示部5502を点灯、あるいは消灯するスイッチなどのいずれかを備えることができる。
図16(E)は、テレビジョン装置を示す斜視図である。テレビジョン装置は、筐体9000、表示部9001、スピーカ9003、操作キー9005(電源スイッチ、または操作スイッチを含む)、接続端子9006、センサ9007(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの)などを有する。テレビジョン装置は、大画面、例えば、50インチ以上、または100インチ以上の表示部9001を組み込むことが可能である。
上述した表示装置は、移動体である自動車の運転席周辺に適用することもできる。
以上の実施の形態における各構成の説明について、以下に付記する。
各実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて、本発明の一態様とすることができる。また、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、互いに構成例を適宜組み合わせることが可能である。
本明細書等において、「第1」、「第2」、「第3」という序数詞は、構成要素の混同を避けるために付したものである。従って、構成要素の数を限定するものではない。また、構成要素の順序を限定するものではない。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素が、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において「第2」に言及された構成要素とすることもありうる。また例えば、本明細書等の実施の形態の一において「第1」に言及された構成要素を、他の実施の形態、あるいは特許請求の範囲において省略することもありうる。
実施の形態について図面を参照しながら説明している。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態の発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
本明細書等において、トランジスタの接続関係を説明する際、ソースとドレインとの一方を、「ソース又はドレインの一方」(又は第1電極、又は第1端子)と表記し、ソースとドレインとの他方を「ソース又はドレインの他方」(又は第2電極、又は第2端子)と表記している。これは、トランジスタのソースとドレインは、トランジスタの構造又は動作条件等によって変わるためである。なおトランジスタのソースとドレインの呼称については、ソース(ドレイン)端子や、ソース(ドレイン)電極等、状況に応じて適切に言い換えることができる。また、本明細書等では、ゲート以外の2つの端子を第1端子、第2端子と呼ぶ場合や、第3端子、第4端子と呼ぶ場合がある。また、本明細書等に記載するトランジスタが2つ以上のゲートを有するとき(この構成をデュアルゲート構造という場合がある)、それらのゲートを第1ゲート、第2ゲートと呼ぶ場合や、フロントゲート、バックゲートと呼ぶ場合がある。特に、「フロントゲート」という語句は、単に「ゲート」という語句に互いに言い換えることができる。また、「バックゲート」という語句は、単に「ゲート」という語句に互いに言い換えることができる。なお、ボトムゲートとは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領域よりも先に形成される端子のことをいい、「トップゲート」とは、トランジスタの作製時において、チャネル形成領域よりも後に形成される端子のことをいう。
以下では、上記実施の形態中で言及した語句の定義について説明する。
半導体の不純物とは、例えば、半導体層を構成する主成分以外をいう。例えば、濃度が0.1原子%未満の元素は不純物である。不純物が含まれることにより、例えば、半導体にDOS(Density of States)が形成されることや、キャリア移動度が低下することや、結晶性が低下することなどが起こる場合がある。半導体が酸化物半導体である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、第1族元素、第2族元素、第13族元素、第14族元素、第15族元素、主成分以外の遷移金属などがあり、特に、例えば、水素(水にも含まれる)、リチウム、ナトリウム、シリコン、ホウ素、リン、炭素、窒素などがある。酸化物半導体の場合、例えば水素などの不純物の混入によって酸素欠損を形成する場合がある。また、半導体がシリコン層である場合、半導体の特性を変化させる不純物としては、例えば、酸素、水素を除く第1族元素、第2族元素、第13族元素、第15族元素などがある。
本明細書において、トランジスタとは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子である。そして、ドレイン(ドレイン端子、ドレイン領域又はドレイン電極)とソース(ソース端子、ソース領域又はソース電極)の間にチャネル形成領域を有しており、ソース‐ゲート間に電圧を与えることによって、ソース‐ドレイン間に電流を流すことができる。
本明細書等において、スイッチとは、導通状態(オン状態)、又は、非導通状態(オフ状態)になり、電流を流すか流さないかを制御する機能を有するものをいう。又は、スイッチとは、電流を流す経路を選択して切り替える機能を有するものをいう。
本明細書等において、XとYとが接続されている、と記載する場合は、XとYとが電気的に接続されている場合と、XとYとが機能的に接続されている場合と、XとYとが直接接続されている場合とを含むものとする。したがって、所定の接続関係、例えば、図又は文章に示された接続関係に限定されず、図又は文章に示された接続関係以外のものも含むものとする。
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が-10°以上10°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、-5°以上5°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が-30°以上30°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が80°以上100°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、85°以上95°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が60°以上120°以下の角度で配置されている状態をいう。
ST2 ステップ
ST3 ステップ
ST4 ステップ
ST5 ステップ
ST6 ステップ
ST7 ステップ
ST8 ステップ
ST9 ステップ
ST10 ステップ
ST11 ステップ
ST12 ステップ
ST13 ステップ
ST14 ステップ
ST15 ステップ
ST16 ステップ
ST17 ステップ
M1 トランジスタ
M2 トランジスタ
M3 トランジスタ
M トランジスタ
CsLC 容量素子
CsEL 容量素子
SL 信号線
DL 信号線
GL ゲート線
GL2 ゲート線
AL 電流供給線
DRL 配線
SNL 配線
CTαβ 容量素子
10 画素
10a 反射型素子
10b 発光素子
100A 表示装置
100B 表示装置
100C 表示装置
102 表示部
103 ゲートドライバ
103a ゲートドライバ
103b ゲートドライバ
104 レベルシフタ
104a レベルシフタ
104b レベルシフタ
106 表示部
111 ソースドライバ
111a ソースドライバ
111b ソースドライバ
201 第1表示素子
202 第2表示素子
203 開口部
204 反射光
205 透過光
206 画素回路
207 画素回路
210 表示装置
214 表示部
216 回路
218 配線
220 IC
222 FPC
300 タッチセンサユニット
301 基材
302 センサアレイ
311 TSドライバ回路
312 センス回路
313 FPC
314 FPC
315 周辺回路
320 接続部
321 接続部
331 配線
332 配線
333 配線
334 配線
400A ディスプレイコントローラ
400C ディスプレイコントローラ
440 ホスト装置
443 光センサ
445 外光
450 インターフェース
451 フレームメモリ
452 デコーダ
453 センサコントローラ
454 コントローラ
455 クロック生成回路
460 画像処理部
460A 画像処理部
461 ゲイン計算回路
462 データ処理回路
462a ガンマ補正回路
462b EL補正回路
470 ラインメモリ
473 タイミングコントローラ
475 レジスタ
484 タッチセンサコントローラ
490 領域
1001 ディスプレイインターフェース
1002 GPU
1003 プロセッサ
1004 デバイスインターフェース
1005 メモリ
1050 データバス
1100 デバイス
2010 第1ユニット
2020 第2ユニット
2030 入力ユニット
2501C 絶縁膜
2505 接合層
2512B 導電膜
2520 機能層
2521 絶縁膜
2521A 絶縁膜
2521B 絶縁膜
2522 接続部
2528 絶縁膜
2550 第2表示素子
2550(i,j) 第2表示素子
2551 電極
2552 電極
2553 発光性の材料を含む層
2560 光学素子
2565 被覆膜
2570 基板
2580 レンズ
2591A 開口部
2700TP3 入出力パネル
2702(i,j) 画素
2720 機能層
2750 第1表示素子
2751 電極
2751H 領域
2752 電極
2753 液晶材料を含む層
2770 基板
2770D 機能膜
2770P 機能膜
2770PA 位相差フィルム
2770PB 偏光層
2771 絶縁膜
5401 筐体
5402 表示部
5403 キーボード
5404 ポインティングデバイス
5501 筐体
5502 表示部
5503 マイク
5504 スピーカ
5505 操作ボタン
5701 表示パネル
5702 表示パネル
5703 表示パネル
5704 表示パネル
5801 第1筐体
5802 第2筐体
5803 表示部
5804 操作キー
5805 レンズ
5806 接続部
5901 筐体
5902 表示部
5903 操作ボタン
5904 操作子
5905 バンド
9000 筐体
9001 表示部
9003 スピーカ
9005 操作キー
9006 接続端子
9007 センサ
Claims (1)
- 反射型素子である第1表示素子と、前記第1表示素子に電気的に接続される第1のトランジスタと、発光素子である第2表示素子と、前記第2表示素子に電気的に接続される第2のトランジスタと、第1回路と、光センサと、を有する電子機器であり、
前記第1表示素子は、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタよりも前記電子機器の表示面側に設けられ、
前記第2表示素子は、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタよりも前記表示面の反対側に設けられ、
前記第2表示素子から射出される光は、レンズをとおって前記表示面に射出され、
前記レンズは、前記第1のトランジスタ及び前記第2のトランジスタよりも前記表示面の反対側に設けられ、
第1乃至第8ステップを有し、
前記第1回路は、第1ゲイン値と、第2ゲイン値と、を定める機能を有し、
前記第1ステップは、
前記光センサによって、外光照度を計測するステップと、
前記外光照度を含む照度データを前記第1回路に送信するステップと、を有し、
前記第2ステップは、
前記第1回路が、第1データと、第2データと、を取得するステップを有し、
前記第3ステップは、
前記第1回路において、前記外光照度が第1照度よりも低い場合に、前記第4ステップに移行するステップと、
前記第1回路において、前記外光照度が前記第1照度以上で第2照度よりも低い場合に、前記第5ステップに移行するステップと、
前記第1回路において、前記外光照度が前記第2照度以上である場合に、前記第6ステップに移行するステップと、を有し、
前記第4ステップは、
前記第1回路が前記第1ゲイン値を0にするステップと、
前記第1回路が、第1関数と前記外光照度とを用いて、前記第2ゲイン値を定めるステップと、を有し、
前記第5ステップは、
前記第1回路が、第2関数と前記外光照度とを用いて、前記第1ゲイン値を定めるステップと、
前記第1回路が、第3関数と前記外光照度とを用いて、前記第2ゲイン値を定めるステップと、を有し、
前記第6ステップは、
前記第1回路が、第4関数と前記外光照度とを用いて、前記第1ゲイン値を定めるステップと、
前記第1回路が第2ゲイン値を0にするステップと、を有し、
前記第7ステップは、
前記第1回路において、前記第1データに前記第1ゲイン値、又は前記第1ゲイン値に対応する値を掛けて、第3データを生成するステップと、
前記第1回路において、前記第2データに前記第2ゲイン値、又は前記第2ゲイン値に対応する値を掛けて、第4データを生成するステップと、を有し、
前記第8ステップは、
前記第1表示素子に前記第3データに基づく画像を表示するステップと、
前記第2表示素子に前記第4データに基づく画像を表示するステップと、を有する電子機器。
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