TW200947033A - Display device, display control method and electronic device - Google Patents

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Takayuki Nakanishi
Yoshiharu Nakajima
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Sony Corp
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Description

200947033 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關力顯示#定影像之顯示纟置及控制該顯示裝 置之顯示控制方法，以及用於顯示裝置之電子機器。 【先前技術】 . 以往，用於液晶顯示裝置之調光控制用之光感測器係使 . 用如下者。亦即，使用單晶矽TFT之液晶顯示裝置之情況 下’如圖21所示，於感測器輸出連接定電流電路，將電流 φ 轉換為電壓而檢測光電流。 而且’於低溫多晶矽（以下稱r LTPS」），由於可於基板 上形成電路’因此如圖22或圖23所示，亦可實現於感測器 輸出連接有比較器之電路結構’由於亦可縮小電路面積， 因此可對像素周邊配置。 【發明内容】 然而，於使用LTPS之顯示裝置適用光感測器之情況時， 具有如下問題。 問題點（a)...光感測器（電晶體）之漏洩量（暗電流）大於單 結晶梦。 問題點（b)...光感測器之光漏洩量（亮電流）小。 問題點（c)...於同一液晶顯示裝置（面板）内，光感測器或 比較器等元件之性能偏差（個體差）大。 問題點（d)…光感測器之暗電流有溫度變化。 若未解決以上要因，則難以於使用LTPS之液晶顯示裝置 製作精度良好之光感測器。 133412.doc 200947033 ❹
本發明係為了解決該類問題而完成。亦即，本發明為一 ，顯不裝置：纟包含：第一檢測元件，其係檢測外光之光 ^ 檢、則元件，其係檢測遮光時之暗電流；選擇機 構，其係選擇第—檢測元件與第二檢測元件之任一方；比 較器:其係進行由選擇機構所選擇之第—檢測元件或第二 檢測疋件之輸出與特定基準值之比較；及控制機構，其係 ^由選擇機構選擇第—檢測元件之情況下之藉由比較器所 得之第-比較#果與由選擇機構選擇第二檢測元件之情況 下之藉由比較器所得之第二比較結果之差進行運算，依據 該運算結果來控制給予顯示區域之光量。 於該類本發明中，由於以1個比較器來進行檢測外光光 量之第一檢測元件之輸出與特定基準值之比較、及檢測遮 光時之暗電流之第二檢測元件之輸出與特定基準值之比 較’因此可消除由比較器之性能偏差所造成之影響。 於本發明，由於藉由1個比較器獲得2個比較結果，因此 可藉由選擇機構選擇第一檢測元件或第二檢測元件，並藉 由時間分割來獲得2個比較結果。 而且，藉由切換以比較器比較第一檢測元件之輸出之情 況下之特定基準值與以比較器比較第二檢測元件之輸出之 情況下之特定基準值，可抑制由兩檢測元件之性能偏差所 造成之運算結果之誤差。 而且’於藉由選擇機構選擇第一檢測元件之情況下與藉 由選擇機構選擇第二檢測元件之情況下，進行共通地連接 於兩檢測機構之附加電容之切換，藉此可調整檢測外光光 133412.doc 200947033 量之情況與檢測暗電流時之兩檢測元件之檢測時間。 於此，作為檢測元件，係可輸出與受光量相應之電流之 元件，可舉出二極體結構者或電晶體結構者。 而且’本發明為-種顯示控制方法，其係包含檢測外光 光量之第一檢測元件及檢測遮光時之暗電流 件之顯示裝置之顯示控制方法;其中包含以下:二 第二檢測元件檢測遮光時之暗電流，藉由與特定基準值之 比較來算出遮光時之比較值；藉由第—檢測元件檢測與周 邊光量相應之電流，藉由與特定基準值之比較來算出受光 時之比較結果；及將受光時之比較結果與遮光時之比較結 果之差進行運算’依據該運算結果來控制給予顯示區域之 光量。 於該類本發明中，在以1個比較器來進行檢測外光光量 之第一檢測元件之輸出與特定基準值之比較、及檢測遮光 時之暗電流之第二檢測元件之輸出與特定基準值之比較 時’由於將採第一檢測元件之比較與採第二檢測元件之比 較切換進行，因此可消除由比較器之性能偏差所造成之影 響。 而且，本發明為一種電子機器’其係於殼體設有顯示裝 置；其中顯示裝置包含：第一檢測元件，其係檢測外光之 光量，第二檢測元件，其係檢測遮光時之暗電流；選擇機 構’其係選擇第一檢測元件與第二檢測元件之任一方；比 較器’其係進行由選擇機構所選擇之第一檢測元件或第二 檢測元件之輸出與特定基準值之比較；及控制機構，其係 133412.doc -8 - 200947033 運算藉由選擇機構選擇第一檢測元件之情況下之藉由比較 器之第一比較結果與選擇第二檢測元件之情況下之藉由比 較器之第二比較結果之差，按照該運算結果來控制給予顯 示區域之光量。 於該類本發明中，由於以1個比較器來進行檢測外光光 量之第一檢測元件之輸出與特定基準值之比較、及檢測遮 光時之暗電流之第二檢測元件之輸出與特定基準值之比 較，因此可消除由比較器之性能偏差所造成之影響，可精 度良好地控制給予顯示區域之光量。 【實施方式】 以下，根據圖來說明本發明之實施型態。 <顯示裝置之概要>
圖1係關於本實施型態之顯示裝置之概略結構圖。亦 即，本實施型態之顯示裝置之顯示器面板10具備：顯示區 (感測器區）11、進行顯示用Η(水平）方向之掃描之選擇開關 12、掃描顯示用V(垂直）方向之V驅動器13、顯示器驅動器 14、感測器驅動器15及複數光感測器PS。 顯示區（感測器區）11係調變來自未圖示之背光之光、 射出顯示光。複數光感測器PS係配置於顯示區丨丨之周邊 其藉由感測器驅動器15驅動。顯示器驅動器μ及感:則 動器15被予以積體電路化，於基板上作為晶片零驅 裝。 而實 給之顯示驅動 同將顯示區11 選擇開關12係根據從顯示器驅動器14所供 用之顯不"[吕號及控制區塊，與V驅動器13 — 133412.doc 200947033 内之各像素之液晶元件予以線依次驅動。 於顯不區11之周邊，配置有複數光感測器ps。光感測器 PS係由二極體結構或電晶體結構所構成，例如與形成於顯 不區11之驅動元件形成於同一基板上。 顯不器面板10係藉由纜線連接於外部之介面（例如顯示 器介面、CPU介面)及背光控制器，藉由來自該等之控制信 號或影像信號來驅動。 於圖1所示之例中，對應於顯示區11之角落部設有4個光 ® 《測器PS ’若至少設有2個光感測器即可，i個為檢測外光 之光量之第一光感測器’另1個為檢測遮光時之暗電流之 第二光感測器。於本實施型態，控制部（背光控制器）係根 據藉由該等光感測器所獲得之檢測結果，來控制背光之光 量0 圖2係關於本實施型態之其他顯示裝置之概略結構圖。 圖2所示之顯示裝置即顯示器面板10係除了先前所說明之 _ 圖1所示之顯示器面板1 〇及光感測器ps之配置不同以外均 相同。亦即，於圖2所示之顯示器面板10，光感測器”配 置於顯示區11内，藉由配置於顯示區u内之光感測器以來 檢測外光之光量。 於圖2所示之例中，設有顯示區u内之4個光感測器ps， 但至少設有2個光感測器即可，其中’ 1個光感測器ps配置 於顯示區11内，其他1個光感測器PS設於顯示區丨丨或顯示 區11之周邊。 於此’配置於顯示區11内之光感測器！>8係成為檢測外光 133412.doc -10- 200947033 之光量之第一光感測器，設於顯示區11内或顯示區11周邊 之其他光感測器PS係成為檢測遮光時之暗電流之第二光感 測器。於本實施型態，控制部（背光控制器）係根據藉由該 等光感測器所獲得之檢測結果，來控制背光之光量。 接著’說明關於上述顯示裝置之2個光感測器之具體適 . 用例。 • <第一實施型態：用以消除比較器特性之個體差之影響之 結構> © 本實施型態係於顯示區附近或顯示區内形成於同一基板 上之光感測器’且運算檢測外光之光量之第一光感測器及 檢測遮光時之暗電流之第二光感測器之輸出之結構中，切 換第一光感測器與第二光感測器，使用同一比較器 (comparator)預先保持檢測結果，以差分運算電路求出該 等之差分之電路結構。 於此，於圖23所示之以往例中係自動地去除暗電流，但 ❿ 於利用圖22之方法之情況下，必須於輸出側去除暗電流。 為了去除暗電流，配置2個光感測器，並以彩色濾光器（黑） 予以遮光，以使光不會照到單側之感測器。由於經遮光之 • 感測器之輸出僅為暗電流部分，因此運算與照到光之感測 器之輸出之差分，藉此可僅算出亮電流。 然而，以LTPS實現以往構造之情況_，具有比較器個體 差大’在輸出出現差距之問題。 因此，於本實施型態’如圖3所示’於調光側、遮光側 分別之光感測器PS1，PS2之輸出附上切換開關SW1，SW2， 133412.doc 200947033 使用相同之比較器102並以時間分割讀出，可去除比較器 102之誤差’進一步亦可獲得電路面積刪減之效果。 〈藉由關於第一實施型態之顯示裝置之顯示控制方法> 如上述，於關於本實施型態之顯示裝置設有檢測外光之 光量之第一光感測器PS 1、及檢測遮光時之暗電流之第二 光感測器PS2，以1個比較器102進行該等之檢測結果與特 定基準值之比較而構成。因此’切換第一光感測器psi與 第一光感測器PS2 ’並且以時間分割使比較器1 〇2動作。 首先’關閉（OFF)第一光感測器ps 1之切換開關swi，開 啟（ON)第二光感測器pS2之切換開關SW2。於該狀態下， 將第二光感測器PS2之重設予以開啟/關閉1次，開始檢 測。由於在第二光感測器PS2設有黑色之彩色濾光器，因 此成為遮光時之暗電流之計測。檢測結果係送至比較器 102之一輸入。而且’於比較器1〇2之另一輸入，輸入有選 擇第一光感測器PS2時所用之特定基準值。 然後，計數從檢測開始至第二光感測器PS2之檢測值超 過特定基準值為止之時間（例如步驟數），並記憶於差分運 算電路104之記憶體。 接著’關閉第二光感測器PS2之切換開關SW2，開啟第 一光感測器PS1之切換開關swi。於該狀態下，將第一光 感測器PS1之重設予以開啟/關閉1次，開始檢測。第一光 感測器PS1可接受周邊之光，計測亮光時之電流。檢測結 果係送至比較器102之一輪入。而且，於比較器102之另一 輸入’輸入有選擇第一光感測器PS1時所用之特定基準 133412.doc 200947033 值。 然後’計數從檢測開始至第一光感測器PS1之檢測值超 過特定基準值為止之時間（例如步驟數），並記憶於差分運 算電路104之記憶醴。 接著，讀出記憶於差分運算電路104之記憶體之採第一 ' 光感測器PS 1之檢測結果及採第二光感測器PS2之檢測結 * 果’藉由差分運算電路104，進行從採第一光感測器PS1之 檢測結果減去採第二光感測器pS2之檢測結果之運算。藉 ® 此’可獲得從亮光時之檢測結果減去暗電流部分後之結 果。然後’根據該運算結果，藉由背光控制器控制照射於 顯不區11(參考圖1)之背光之光量。例如周邊之光量越多， 越增加背光之光量，相反地，外光之光量越少，越減少背 光之光量。 如此’由於藉由1個比較器1〇2比較關於2個光感測器 PS1，PS2之檢測結果，並利用該值運算因此可不受到由 比較器102之特性偏差所造成之影響，進行正確之光量檢 測。 〈第二實施型態用以消除光感測器之特性之個體差之影 響之結構> 圖4係說明關於第二實施型態之顯示裝置之主要部之電 路圖。該顯示裝置係於具備檢測外光之光量之第一光感測 器PSi、檢測遮光時之暗電流之第二光感測器ps2、切換第 一光感測器PS1與篦-也成 兴弟一先感測器PS2之切換開關SWl， SW2、及比較器1〇2之點 ’ •點與第一實施型態（參考圖3)相 I33412.doc 200947033 同’但在連接於第一光感測器PS丨及第二光感測器PS2所共 通之輸出線之附加電容c為可變之點、比較器102之基準值 為可變之點相異。 本實施型態之顯示裝置之附加電容C係於選擇第一光感 測器PS1之情況與選擇第二光感測器PS2之情況可切換。而 且’本實施型態之顯示裝置之比較器1〇2之基準值亦於選 擇第一光感測器PS1之情況與選擇第二光感測器PS2之情況 可切換。 | 於此，藉由第一光感測器pS丨與藉由第二光感測器PS2進 行光量之檢測之情況時，若元件之特性在第一光感測器 psi與第二光感測器PS2有個體差，則成為其輸出之精度降 低之原因。 因此，於本實施型態，作為調整光感測器ps〗，ps2之元 件個體差之機構，採取可進行如上述之附加電容c之可變 及比較器102之基準值之可變之結構。 於該類結構，關於顯示裝置而言，進行初始校準將該 ^ 值回授，藉此可吸收光感測器PS1，！>82之元件之個體偏 差。例如於初始校準（例如製品出貨時之校準），調整附加 電容c或基準值，以使以第一光感測器PS1檢測暗電流時之 檢測結果與以第二光感測器P S 2檢測暗電流時之檢測結果 一致。 具體而言，進行附加電容C之調整之情況時，首先將比 較器102之基準值s史為一定值refl，並且以笛 ^ 1« 昂—光感測器 PS1檢測設為一定之附加電容C(於此稱c υ之情況時之暗電 133412.doc 14 200947033 流，藉由比較器1〇2求出比較結果。 接著’利用與先前相同之比較器1〇2之基準值refl，以第 一光感測器PS2檢測暗電流，藉由比較器ι〇2求出比較結 果。此時，將附加電容C予以可變，決定與先前檢測之採 第一光感測器PS 1之比較結果一致之附加電容c(於此稱 C2) 〇 而且，進行基準值之調整之情況時，首先將附加電容c 固定於C1 ’並且將比較器1〇2之基準值設定為一定值 refl。然後，以第一光感測器psi檢測暗電流，藉由比較 器1 02求出比較結果。接著，於與先前相同之附加電容 ci，以第二光感測器PS2檢測暗電流，藉由比較器1〇2求出 比較結果。此時’將比較器1〇2之基準值予以可變，決定 與先前檢測之採第一光感測器ps丨之比較結果一致之基準 值（於此稱ref2)。 然後，預先記憶對應於第一光感測器pS〗之附加電容c ^ 或基準值refl、及對應於第二光感測器pS2之附加電容Q 或基準值ref2，於實際之光量計測時適用。 <藉由關於第二實施型態之顯示裝置之顯示控制方法> 如上述，於關於本實施型態之顯示裝置設有檢測外光之 光量之第一光感測器PS 1、及檢測遮光時之暗電流之第二 光感測器PS2，以1個比較器102進行該等之檢測結果與特 定基準值之比較而構成。因此，藉由切換開關swi，sw2 切換第一光感測器psi與第二光感測器PS2，並且以時間分 割使比較器102動作。而且，以事先記憶有對應於第一光 133412.doc 200947033 感測器PS1之附加電容Cl或基準值refi、及對應於第二光 感測器PS2之附加電容C2或基準值ref2為前提，切換該等 來進行測定。 首先，關閉（OFF)第一光感測器PS1之切換開關SW1，開 啟（ON)第二光感測器PS2之切換開關s W2。而且，設定事 • 先記憶之對應於第二光感測器PS2之附加電容C2或基準值 - ref2，於該狀態下，將第二光感測器PS2之重設予以開啟/ 關閉1次，開始檢測。由於在第二光感測器PS2設有黑色之 © 彩色濾光器，因此成為遮光時之暗電流之計測。檢測結果 係送至比較器102之一輸入。而且，於比較器1〇2之另一輸 入’輸入有選擇第二光感測器PS2時所用之特定基準值 ref2。 然後’計數從檢測開始至第二光感測器之檢測值超過特 定基準值ref2為止之時間（例如步驟數），並記憶於差分運 算電路104之記憶體。 接著’關閉第二光感測器PS2之切換開關SW2，開啟第 一光感測器PS1之切換開關SW1。而且，設定事先記憶之 對應於第一光感測器PS 1之附加電容C1或基準值ref 1，於 該狀態下，將第一光感測器PS1之重設予以開啟/關閉夏 次，開始檢測。第一光感測器pS丨可接受周邊之光，計測 亮光時之電流。檢測結果係送至比較器1 〇2之一輸入。而 且，於比較器102之另一輸入，輸入有選擇第一光感測器 PS1時所用之特定基準值refi。 然後’計數從檢測開始至第一光感測器PS 1之檢測值超 133412.doc -16· 200947033 過特定基準值refl為止之時間（例如步驟數），並記憶於差 分運算電路104之記憶體。 接著’讀出記憶於差分運算電路1 〇4之記憶體之採第一 光感測器PS 1之檢測結果及採第二光感測器pS2之檢測結 果，藉由差分運算電路1〇4(參考圖3)，進行從採第一光感 . 測器PS1之檢測結果減去採第二光感測器PS2之檢測結果之 運算。藉此，可獲得從亮光時之檢測結果減去暗電流部分 後之結果。然後，根據該運算結果，藉由背光控制器控制 〇 照射於顯示區u (參考圖1)之背光之光量。例如外光之光量 越多’越增加背光之光量，相反地，外光之光量越少，越 減少背光之光量。 如此，關於2個光感測器pS1，PS2而言，由於設定各個 附加電容Cl，C2或基準值ren，ref2並進行檢測，藉由“固 比較器102比較其檢測結果，因此於2個光感測器ps丄， PS2，不受到由特性偏差及比較器1〇2之特性偏差所造成之 影響，可進行正確之光量檢測。 ® 此外，作為抑制2個光感測器PSl，PS2之特性偏差之結 構’除了上述附加電容C或基準值之切換以外，可考慮如 以下結構。 (1)内建一種電路，其係具備將2個光感測器（或其中之任 一方）之元件尺寸予以可變之功能，可藉由外部來控制該 等光感測器之元件尺寸。圖5係表示可變更第二光感測器 之元件尺寸之結構之電路圖。預先並聯設置複數第二光感 測器PS2，可藉由開關來選擇設置該等之幾個。該選擇係 133412.doc -17- 200947033 事先於初始校準龙山 t +永出，於使用第二光感測器PS2檢測光量 (暗D時適用°選擇之元件尺寸亦可設定為事先記錄於 非揮發性記憶體之值1且，設魏線來取代_，配合 選擇之元件尺寸而燒斷熔線亦可。 (2)與顯不區形成於同一基板上之光感測器，且可配合 光感測器之元件特性來變化光感測器之元件之電源電塵之 結構。
(3)内建一種電路，其係具備於2個光感測器（或其中任一 方）之重設時，將給予光感測器之電壓予以可變之功能， 可藉由外部來控制給予光感測器之電壓。然後，事先於初 始校準求出重設時所給予之電壓，於使用光感測器檢測光 量（暗電流）時適用。 〈第三實施型態1免由溫度或外光照度所造成之解析能 力降低之結構> 本實施型態係使用圓4、圖5所示結構之顯示裝置，來避 免由溫度或外光照度所造成之光感測器之解析能力降低之 手法。 於LTPS，如圖6所示，暗電流（電晶體漏洩）之特性具有 激烈之溫度特性。因此，於圖4或圖5所示之顯示裝置二結 構中’將流於光感測器之元件之電流在電容充電，並經^ 比較器而作為時間輸出之感測器電路之情況時，若於言，田 側暗電流增大，則於電容充電之電荷辦知 ^ ^ + 电何增加，輸出時間變 短，具有檢測解析能力降低之問題。 因此，於本實施型態，利用圖4、圖5所干夕瓶_壯姐 ㈢J 不之顯不裝置所 I33412.doc • 18- 200947033 用之可從外部ϋ擇電容之附加電容c，_免由溫度或外 光照度所造成之光感測器之解析能力降低。 亦即，如於高溫時或高照度時，電荷立即積存於附加電 容c而解析能力降低之狀況下，以來自外部之㈣使附加 電容C增加，延長電荷在附加電容c充電之時間，提高光 感測器之解析能力1且，相反地，於電流少之低溫或低 照度時，、缩小附加電容C ’控制電荷在附加電容C充電之 時間，縮短測定時間。
該類附加電容C之切換控制係於先前所說明之藉由第二 光感測器PS2進行暗電流之檢測及藉由第—光感測器叫: 行周邊光量之檢測前之初始化期間進行。作為初始化期間 可舉出例如於顯示㈣（參考_顯示圖像時之垂直遮沒期 間0 <藉由關於第三實施型態之顯示裝置所進行顯示控制方法 接著，藉由本實施型態之顯示裝置具體地說明顯示控, 方法。如前述’ LTPS之暗電流具有激烈之溫度特性。e 此，於圖4所示之顯示裝置，分聞 取且刀開使用遮光測定側之光赛 測器（第二域測謂2)與亮光測定側之光感測器（第d 感測器PS1)來敎’運算其輸出之差分以測定亮電流之七 況時’為了確保解析能力，若使附加電^可變即可，作 由於溫度變化大，因此必須增大附加電容c之設定幅度， 難以選擇最佳電容。 因此，於本實施型態係藉由如下 容C之選擇，以實現顯示控制。 來進灯最佳附加電 133412.doc 200947033 首先，以與校準時相同之設定來測定遮光測定側之第二 光感測器PS2，比較其值，藉此可測定暗電流之變化。總 言之，由於校準時係於一定之溫度環境下進行暗 測，因此藉由採第二光感測器PS2之暗電流之檢測值與校 準時之檢測值之比較，可將其換算為溫度變化。 . 圖7係說明以此為前提之本實施型態之顯示控制方法之 • 流程之圖。首先，作為初始化，進行第二光感測器之選 擇、校準時之比較器基準值及附加電容之選擇。其後，藉 〇 由第二光感測器測定遮光時之電流（第一計測步驟）。 接著，作為初始化，從第二光感測器之選擇、校準時之 比，器基準值之選擇、於第一步驟之藉由第二光感測器所 獲知之測定結果與校準時之測定結果之比率，推測暗電流 量’選擇最佳電容，其後再度以第二光感測器測定遮光時 之電流（第二計測步驟）。 接著，作為初始化，進行第一光感測器之選擇、校準時 之比較器基準值之選擇、上述最佳電容之選擇，其後藉由 第一光感測器測定周邊光量（第三計測步驟）。然後，從上 述測定結果’藉由以下運算式算出照度。
Lout=L〇xSLxSbk/(Sbk-SL)/Sc 於此，
Lout :輸出照度[13^
Sbk .校準時之藉由第：光感測器所獲得之依據遮光時 之暗電流之比較器輸出值[時間（例如步驟）] SL校準時之藉由第一光感測器所獲得之依據照到一定 133412.doc 200947033 照度L0[lx]時之電流之比較器輸出值[時間（例如步驟）] 而且，上述式之Sc係如下。
Sc=StxSRTbk/(Stbk-St) 於此，
St :於實際側定中照光時之依據第一光感測器之電流值 之比較器輸出值[時間（例如步驟）]
Stbk :於實際側定中遮光時之依據第二光感測器之電流 值之比較器輸出值[時間（例如步驟）]
SRTbk:於設定為與校準時相同附加電容之狀態下進行 實際測定之情況下之遮光時之依據第=光感測器之電流值 之比較器輸出值[時間（例如步驟）] J义娜〜乐二叶測步驟作為1循環， 藉由上述運算式連續地進行照度算卜藉此，可避免由、、田 度或外光照度所造成之解析能力降低，求出正確照度。'皿 於本實施型態之顯示裝詈， 出之昭声“接1 J用藉由上述實施型態所求 Μ :藉由貪光控制器來控制照射於 光之光量，相反地，度越亮’調整越增多背 光量。 求出之照度越暗，調整越減少背光之 依據本實施型態之照 顯…顯示圖像之時序獨立地控制亦可與在 不造成不良影響，及為了顯示圖像之内不對圖像顯 :對感測器造成影響，以及從系統結c動本身 看，關於-定之處理宜配合圖像 ：易性之觀點來 時序來進行。 133412.doc •21 - 200947033 圖8A及圖8B係表示對顯示區之圖像顯示及在光感測器 之檢測之時序之圖。對顯示區之圖像顯示係以垂直遮沒期 間及顯示期間作為1像場（field)而重複進行。於圖8所示之 例sx有4個光感測器’各光感測器係重複執行上述所說明 之第一計測步驟〜第三計測步驟。第一計測步驟〜第三計測 步驟之1檐環係以圖中虛線框來表示。此時，於圖像顯示 . 之垂直遮沒期間進行各步驟之初始化。藉此，可不造成對 圖像顯示之影響，以及顯示圖像之内容或顯示驅動本身可 φ 不對感測器造成不良影響。 而且，於各光感測器，檢測期間（有效）之長度係依光量 而不同。此係由於依受光光量，於比較器輸出值出現差 圖9係說明初始化期間之動作時序之圖。如先前所說 明，各光感測器係於圖像顯示之垂直遮沒期間内進行各計 測步驟之初始化。亦即，作為初始化係差分運算電路之記 .隐體之重設及各種資料之輸入。輸入之資料係選擇第一光 〇 ▲測器及第二光感測器中之任-者之資訊、選擇之比較器 基準值之-貞訊及選擇之附加電容之資訊。 然後’利用藉由各光感測器所檢測之值來算出顯示區之 外光之光量（照度）’圖丨所示之背光控制器係根據該光量 (照度）來控制背光之光量。 <電子機器> 關於本實施型態之顯示裝置係如圖1〇所示，包含扁平裂 之模組形狀者。例如於絕緣性之基板2〇〇上，設置將液晶 133412.doc •22- 200947033 二薄膜電晶體、薄臈電容、受光元件等 予以積體形成矩陳曲♦你主± 取<像素 “象素矩陣部)201之方列部’以圍起該像素陣列部 板202以料顯干模纟賴㈣，㈣玻料之對向基 :=置彩色滤光器、保護膜、遮光臈等。於= 用以從外部輸出人對於像素陣列部之信號等之連 接器203 ’亦可設置例如Fpc(可撓性印刷電路）。
以上所說明之關於本實施型態之顯示裝置可適用於圖 11〜圖15所不之各種電子機器，即例如數位相機、筆記型 個人電腦'行動電話等攜帶終端裝置、視訊攝影機等將輸 ，於電子機器之影像信號或於電子機器内產生之影像信 號’作為圖像或影像而顯示之所有領域之電子機器之顯示 裝置。於以下，說明關於適用本實施型態之電子機器之一 例0 ❹ 圖11係表示適用本實施型態之電視之立體圖。關於本適 用例之電視包含前面板i 2 0或濾光器玻璃丨3 〇等所構成之影 像顯示晝面部110，藉由使用關於本實施型態之顯示裝置 作為該影像顯示畫面部1 10而製作。 圖12係表示適用本實施型態之數位相機之立體圖，（a) 係從表側面所見之立體圖，（B)係從背面所見之立體圖。 關於本適用例之數位相機包含閃光用之發光部m、顯示 部112、選單開關113、快門按鈕114等，藉由使用關於本 實施型態之顯示裝置作為該顯示部丨12而製作。 圖13係表示適用本實施型態之筆記型個人電腦之立體 133412.doc •23- 200947033 圖。關於本適用例之筆記型個人電腦係於主體121包含輸 入文字等時所操作之鍵盤122、顯示圖像之顯示部123等， 藉由使用關於本實施型態之顯示裝置作為該顯示部123而 製作。 圖14係表示適用本實施型態之視訊攝影機之立體圖。關 . 於本適用例之視訊攝影機包含主體部131、朝向前方之側 面有被照體攝影用之鏡頭132、攝影時之開始/停止開關 133、顯示部134等，藉由使用關於本實施型態之顯示裝置 ❹ 作為該顯示部134而製作。 圖15係表示適用本實施型態之攜帶終端裝置之例如行動 電話機之圓，（A)為打開狀態下之正面圖，（B)為其側面 圖（C)為閉合狀態下之正面圖，（D)為左側面圖，（E)為右 側面圖’（F)為上面圖’（G)為下面圖。關於本適用例之行 動電話機包含上側殼體丨4丨、下側殼體〗42、連結部（於此 為口葉邛）143、顯示器144、副顯示器145、閃光燈146、 ^目機147等’藉由使用關於本實施型態之顯示裝置作為該 顯示器144或副顯示器145而製作。 <顯示攝像裝置> 關於本實施型態之顯示裝置可適用於如以下之顯示攝像 裝置。而且，該顯示攝像裝置可適用於先前所說明之各種 電子機器。於圖16表不顯示攝像裝置之全體結構。該顯示 攝像裝置具備1/0顯示器面板20〇〇、背光15〇〇、顯示驅動 電路1200夂光驅動電路1300、圖像處理部14〇〇及應用程 式執行部1100。 】33412.di -24- 200947033 I/O顯示器面板2000係由複數像素遍及整面配置為矩陣 狀之液晶面板（LCD(Uquid Crystal Display :液晶顯示器）) 所組成，具有一面進行線依次動作，一面顯示根據顯示資 料之特定圖形或文字等圖像之功能（顯示功能），並且如後 述具有將接觸或靠近該I/O顯示器面板2〇〇〇之物體予以攝 . 像之功能（攝像功能）。而且，背光1500係配置有例如複數 - 發光一極體而成之1/0顯示器面板2000之光源，如後述， 於同步於I/O顯示器面板2000之動作時序之特定時序，高 φ 速地進行開啟•關閉動作。 顯示驅動電路1200係為了於1/〇顯示器面板2〇〇〇顯示根 據顯示資料之圖像（進行顯示動作）而進行該1/〇顯示器面板 2000之驅動（進行線依次動作之驅動）之電路。 觉光驅動電路13 00係為了於1/〇顯示器面板2〇〇〇獲得受 光資料（將物體予以攝像）而進行該1/0顯示器面板2〇〇〇之驅 動（進行線依次動作之驅動）之電路。此外，於各像素之受 光資料係以例如圖框單位儲存於圖框記憶體丨3 〇〇 A，並作 ® 為攝像圖像往圖像處理部1400輸出》 圖像處理部1400係根據從受光驅動電路1300所輸出之攝 像圖像進行特定圖像處理（運算處理），檢測並取得關於接 觸或靠近I/O顯示器面板2000之物體之資訊（位置座標資 料、關於物體之形狀或大小之資料等）。此外，關於該檢 測處理之詳細係於後面敘述。 應用程式執行部1100係根據藉由圖像處理部1400所獲得 之檢測結果，執行因應特定應用軟體之處理，可舉出例如 133412.doc •25- 200947033 使檢測到之物體之位置座標包含於顯示資料，並使其顯示 於I/O顯示器面板2000上等。此外，於該應用程式執行部 1100所產生之顯示資料係對顯示驅動電路丨2〇〇供給。 接著’參考圖17來說明關於1/0顯示器面板2〇〇〇之詳細 結構例。該I/O顯示器面板2〇〇〇含有顯示區（感測器 ' 區）2 100、顯示用H驅動器2200、顯示用V驅動器2300、感 . 測器讀出用Η驅動器2500及感測器用ν驅動器2400。 顯示區（感測器區）2100係調變來自背光15〇〇之光，射出 © 顯示光’並且將接觸或靠近該區之物體予以攝像之區域， 作為發光元件（顯示元件）之液晶元件及後述之受光元件（攝 像元件）分別配置為矩陣狀。 顯示用Η驅動器2200係根據從顯示驅動電路12〇〇所供給 之顯示驅動用之顯示信號及控制區塊，與顯示用V骚動器 23 00—同將顯示區2100内之各像素之液晶元件予以線依次 驅動。 感測器讀出用Η驅動器2500係與感測器用ν驅動器2400 ® —同將感測器區2100内之各像素之受光元件予以線依次驅 動，取得受光信號》 接著’參考圖18來說明關於顯示區21〇〇之各像素之詳細 結構例。該圊18所示之像素3100係由作為顯示元件之液晶 元件及受光元件所構成。 具體而言’於顯示元件側’在延伸於水平方向之閘極電 極3100h與延伸於垂直方向之汲極電極31〇〇丨之交點，配置 由薄膜電晶體（TFT ; Thin Film Transistor)等所組成之切換 133412.doc •26- 200947033 元件3100a，於該切換元件3i〇〇a與對向電極間配置有包含 液晶之像素電極3 100b。然後，根據經由閘極電極31〇〇h所 供給之驅動信號，切換元件31 〇〇a進行開啟•關閉動作， 於開啟狀態時’根據經由汲極電極31〇〇i所供給之顯示信 號’於像素電極3 100b施加像素電壓，設定顯示狀態。 ' 另一方面，於鄰接於顯示元件之受光元件側，配置例如 • 由光二極體等所組成之受光用之感測器3 100c，供給電源 電壓VDD。而且，於該受光感測器31〇〇c，連接重設開關 ❹ 3100d及電容器3100e，一面藉由重設開關31〇〇d重設，一 面於電谷器3100e儲存對應於受光量之電荷。然後，於讀 出開關3100g開啟之時序，儲存之電荷係經由緩衝放大器 3100f而供給至信號輸出用電極31〇〇j，並往外部輸出。而 且’重設開關3 1 00d之開啟•關閉動作係受到由重設電極 3 100k所供給之信號控制’讀出開關3丨〇〇g之開啟•關閉動 作係受到由讀出控制電極3 1 〇〇k所供給之信號控制。 接著’參考圖19來說明關於顯示區2100内之各像素及感 測器讀出用Η驅動器2500之連接關係。於該顯示區2100， 排列配置有紅色（R)用之像素3100、綠色（G)用之像素3200 及藍色（Β)用之像素3300。 儲存於連接在各像素之受光感測器31〇〇c，3200c，3300c 之電容器之電荷係分別於緩衝放大器3100f，3200f，3300f 放大’於讀出開關3100g，3200g，3300g開啟之時序，經由 信號輸出用電極對感測器讀出用Η驅動器2500供給。此 外’於各信號輸出用電極分別連接有定電流源4100a， 133412.doc -27- 200947033 4100b，4100c，於感測器讀出用Η驅動器2500感度良好地檢 測對應於受光量之信號。 接著，詳細說明關於顯示攝像裝置之動作。 首先’說明關於該顯示攝像裝置之基本動作，亦即圖像 之顯示動作及物體之攝像動作。
於該顯示攝像裝置’根據從應用程式執行部11 〇〇所供給 之顯示資料’於顯示驅動電路1200產生顯示用之驅動信 號，藉由該驅動信號，對於I/O顯示器面板2000進行線依 次顯示驅動，顯示圖像。而且，此時，背光1500亦由顯示 驅動電路1200驅動，與I/O顯示器面板2〇〇〇進行同步之點 燈•熄燈動作。 於此’參考圖20來說明關於背光1500之開啟•關閉狀態 與I/O顯示器面板2000之顯示狀態之關係。 首先，例如以1/60秒之圖框週期進行圖像顯示之情況 時，於各圖框期間之前半期間（1/12〇秒間），背光15〇〇熄燈 (成為關閉狀態）’不進行顯示。另—方面，於各圖框期間 後半期間，背光15〇〇點燈（成為開啟狀態），於各像素供 、’’α顯示化號，顯示該圖框期間之圖像。 如此，各圖框期間之前半期間係從1/〇顯示器面板2〇〇〇 射出顯不光之無光期間’另一方面’各圖框期間之後半 期間成為從1/0顯示器面板2〇〇〇射出顯示光之有光期間。 :此，有接觸或靠近1/0顯示器面板2〇〇〇之物體(例如指 之情況時’藉由受光驅動電路聊所進行之線依次 U驅動’於該而顯示器面板觸之各像素之受光元 133412.doc •28- 200947033 件，該物體被予以攝像’來自各受光元件之受光信號對受 光驅動電路U00供給。於受光驅動電路13⑽儲存工圖框 份之像素之受光信號’並作為攝像圖像往圖像處理部· 輸出。 然後’於圖像處理部14G()，根據該攝像圖像進行以下所 說明之特定圖像處理（運算處理），檢測關於接觸或靠近1/0 顯示器面板2_之物體之資訊(位置座標資料、關於物體 之形狀或大小之資料等）。 若根據本發明會具有如下效果。亦即，於使Mm之顯 示裝置適用光感測器之情況下，可抑制由各元件之性能偏 差所造成之檢測誤差之影響，準確地調整給予顯示區域之 光量。 【圖式簡單說明】 圖1係關於本實施型態之顯示裝置之概略結構圖。 圖2係關於本實施型態之其他顯示裝置之概略結構圖。 圖3係說明關於第一實施型態之顯示裝置之主要部之電 路圖。 圖4係說明關於第二實施型態之顯示裝置之主要部之電 路圖。 圖5係表示可變更第二光感測器之元件尺寸之結構之電 路圖。 圖6係表示暗電流之溫度特性之圖。 圖7係說明關於第二實施型態之顯示控制方法之流程之 圖。 133412.doc •29· 200947033 圖8A係表示對顯示區之圖像顯示及在光感測器之檢測之 時序之圖。 圖8B係接續於圖8A來表示對顯示區之圖像顯示及在光 感測器之檢測之時序之圖。 圖9係說明初始化期間之動作時序之圖。 ' 圖10係表示扁平型之模組形狀之例之模式圖。 .圖11係表示適用本實施型態之電視之立體圖。 圖12(A)、（B)係表示適用本實施型態之數位相機之立體 ⑩圖。 圖13係表示適用本實施型態之筆記型個人電腦之立體 圖。 圖14係表示適用本實施型態之視訊攝影機之立體圖。 圖15(A)〜(G)係表示適用本實施型態之攜帶終端裝置之 例如行動電話機之圖。 圖16係表示關於本發明之第一實施型態之顯示攝像裝置 之結構之區塊圖。 ❹ 圖17係表示圖1所示之1/〇顯示器面板之結構例之區塊 圖0 圖1 8係表示各像素之結構例之電路圖。 圖19係用以說明各像素與感測器讀出用Η驅動器之連接 關係之電路圖。 圖20係用以說明關於背光之開啟•關閉狀態與顯示狀態 之關係之時序圖。 圖21係說明以往例之圖（其一）。 133412.doc •30· 200947033
圖22係說明以往例之圖（其二）。 圖23係說明以往例之圖（其三）。 【主要元件符號說明】 10 顯示器面板 11， 2100 顯示區 12 選擇開關 13 V驅動器 14 顯示器驅動器 15 感測器驅動器 102 比較器 104 差分運算電路 110 影像顯示畫面部 111 發光部 112, 123， 顯示部 134, 144 113 選單開關 114 快門按鈕 120 前面板 121 主體 122 鍵盤 130 濾光器玻璃 131 主體部 132 鏡頭 133 開始/停止開關 133412.doc •31 - 200947033
141 上侧殼體 142 下側殼體 143 連結部 145 副顯示器 146 閃光燈 147 相機 200 基板 201 像素陣列部 202 對向基板 203 連接器 1100 應用程式執行部 1200 顯示驅動電路 1300 受光驅動電路 1300A 圖框記憶體 1400 圖像處理部 1500 背光 2000 I/O顯示器面板 2200 顯示用Η驅動器 2300 顯示用V驅動器 2400 感測器用V驅動器 2500 感測器讀出用Η驅動器 3100 紅色（R)用之像素 3100a 切換元件 3100b 像素電極 133412.doc -32- 200947033 3100c, 3200c, 3300c 3100d 3100e 3100f, 3200f, 3300f 3100g, 3200g, 3300g ❹ 3100h 3100i 3100j 3100k 3200 3300 4100a, 4100b, 4100c
❹ C
PS PS1 PS2
SW1, SW2 VDD 受光感測器 重設開關 電容器 緩衝放大器 讀出開關 閘極電極 及極電極 信號輸出用電極 重設電極、讀出控制電極 綠色（G)用之像素 藍色（B)用之像素 定電流源 附加電容 光感測器 第一光感測器 第二光感測器 切換開關 電源電壓 -33- 133412.doc

Claims (1)

  1. 200947033 十、申請專利範面： 1. 一種顯示裝置，其特徵為包含 第一檢測元件，其係檢測外光之光量； 第二檢測元件，其係檢測遮光時之暗電流； 選擇機構，其係選擇前述第一檢測元件與前述第二檢 測元件之任一方； 比較器，其係進行由前述選擇機構所選擇之前述第一 檢測元件或前述第二檢測元件之輸出與特定基準值之比 較；及 控制機構，其係將由前述選擇機構選擇前述第一檢測 ^牛之情況下之由前述比較器所得之第—比較結果與由 前述選擇機構選擇前述第二檢測元件之情況下之由前述 比較器所传之第二比較結果之差進行運算，依據該運算 結果來控制給予前述顯 不區域之光量。 2. 如請求項1之顯示裝置，其中 包含基準值切換機構，其係於由前述選擇機構選擇前 述第一檢測元件之情況下與由前述選擇機構選擇前述第 二檢測元件之情況下，進行輸入於前述比較器之前述特 定基準值之切換。 3. 如請求項1之顯示裝置，其中 包含附加電容切換機構’其係於由前述選擇機構選擇 前述第一檢測元件之情況下與由前述選擇機構選擇前述 第二檢測元件之情況下’進行共通地連接於兩檢測機構 之附加電容之切換。 133412.doc 200947033 -種顯示控制方法，其係包含檢測外光光量之第一檢測 牛及檢測遮光時之暗電流之第二檢測元件之顯示裝置 之顯示控制方法，其特徵為包含以下步驟： 藉由别述第二檢測元件檢測遮光時之暗電流，藉由與 特定基準值之比較來算出遮光時之比較值； 藉由則述第一檢測元件檢測與周邊光量相應之電流， 藉由’、特疋基準值之比較來算出受光時之比較結果；及 將前述受光時之比較結果與冑述遮光時 之比較結果之 差進行運算’依據該運算結果來控制給予前述顯示區域 之光量。 5.如請求項4之顯示控制方法，其中 於以則述第二檢測元件檢測電流之情況與以前述第一 檢測元件檢測電流之情況下，進行算出前述比較結果時 所適用之特定基準值之切換。 6 ·如請求項4之顯示控制方法，其中 於以前述第二檢測元件檢測電流之情況與以前述第一 檢測元件檢測電流之情況下，進行共通地連接於兩檢測 元件之附加電容之切換。 7 ·如請求項6之顯示控制方法，其中 依據則述顯示區域之周圍溫度來設定前述附加電容。 8. —種電子機器，其係於殼體設有顯示裝置；其特徵為： 前述顯示裝置包含： 第一檢測元件，其係檢測外光之光量； 第二檢測元件，其係檢測遮光時之暗電流； 133412.doc -2- 200947033 選擇機構，其係選擇前述第一檢測元件與 檢測元件之任一方； 第一 比較器’其係進行由前述選擇機構所選擇之 一檢測元件或前述第-檢,、削开钍 疋第 比較；及 《第—㈣70件之輸出與料基準值之 控制機構，其係將由前述選 ,aI - ^ ^ 田別述選擇機構選擇前述第一檢 測兀件之情況下之由前述比較器 揿 Λ 'f 'S Jxk 所侍之第一比較結果與 由則述選擇機構選擇前述 前述比較器所得之第二比件之情況下之藉由 運算結果果之差進行運算，依據該 利狯予則述顯示區域之光量。 ❹ 133412.doc
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