(57)【要約】      （修正有）【課題】バックライト、周辺光や温度の影響を排除し、検出エラーを低減した光検出器つき液晶ディスプレイ装置およびその駆動方法の提供。【解決手段】表示領域１１２と周辺領域１１４を有する液晶ディスプレイ装置１００は、表示領域１１２に画素と一体で形成される第１光検出器と、周辺領域１１４に形成される第２光検出器１４０とを備える。第２光検出器１４０により周辺光の強度を測定し、前記測定された周辺光の強度に対応して第１光検出器の駆動電圧を調整することで、周辺光の強度に応じた最適な感度で第１光検出器を動作させる。【選択図】図１
2010097608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶ディスプレイ装置であって、
パネルと第１光検出器と第２光検出器とセンサコントローラとを含み、
前記パネルは、表示領域及び当該表示領域に隣接する周辺領域を有し、且つ、前記表示領域にマトリックス状で配置され、画像を表示するのに用いられる複数の画素を含み、
前記第１光検出器は、前記表示領域に形成され、前記表示領域におけるタッチによる入射光の変化を検知するのに用いられ、且つ、当該第１光検出器はゲート、ソース及びドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ有し、その特徴は前記入射光の変化を検知する感度を有することであり、
前記第２光検出器は、前記周辺領域に形成され、周辺光の強度を測定するのに用いられ、且つ、前記周辺光の強度に対応する周辺光検知信号を発生し、
前記センサコントローラは、前記第１光検出器及び前記第２光検出器に電気的に結合され、前記第２光検出器からの前記周辺光検知信号を受信し、前記周辺光の強度により電圧Vg及びVsを調整して、前記第１光検出器における前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させる、
ことを特徴とする液晶ディスプレイ装置。
【請求項２】
前記第１光検出器は、更に少なくとも１つの蓄積キャパシタCst１と、少なくとも１つの読み出しトランジスタとを有し、
前記蓄積キャパシタCst１は、前記少なくとも１つの光トランジスタのソース及びドレインにそれぞれ電気的に結合される第１端末及び第２端末を有し、前記少なくとも１つの光トランジスタの前記入射光の量に応じて発生する電荷を蓄積するのに用いられ、
前記読み出しトランジスタは、ゲートライン、前記少なくとも１つの光トランジスタのドレイン及び読み出しラインにそれぞれ電気的に結合されるゲート、ソース及びドレインを有し、前記少なくとも１つの蓄積キャパシタに蓄積された電荷に対応する信号を出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光トランジスタは薄膜トランジスタを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項４】
前記第１光検出器の感度は、前記周辺光の強度および前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースとの間における電圧差Vgs（Vgs＝（Vg−Vs））に伴って変化することを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項５】
前記センサコントローラと通信する記憶装置に記憶され、複数の周辺光の強度値、および対応する前記電圧差Vgsの値を含み、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（LUT）を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項６】
前記第１光検出器は、前記第２光検出器により発生された周辺光の検知信号により、反射操作モードと陰影操作モードとの間で切り替えられることを特徴とする請求項５に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項７】
前記測定された周辺光の強度が閾値より実質的に低い場合、前記第１光検出器は前記反射操作モードで操作し、前記測定された周辺光の強度が前記閾値より実質的に高い場合、前記第１光検出器は前記陰影操作モードで操作することを特徴とする請求項６に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項８】
前記パネルの表示領域を照らすバックライトを更に含むことを特徴とする請求項６に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項９】
前記バックライトと前記第２光検出器に電気的に結合されて、前記バックライトの輝度を制御するバックライトコントローラを更に含み、前記測定された周辺光の強度が閾値と実質的に等しい場合、前記バックライトコントローラは前記バックライトを制御して輝度を一定のレベルまで増やし、前記第１光検出器を前記反射操作モードで操作させることを特徴とする請求項８に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１０】
前記バックライトと前記第２光検出器に電気的に結合されて、前記バックライトの輝度を制御するバックライトコントローラを含み、前記測定された周辺光の強度が閾値と実質的に等しい場合、前記バックライトコントローラは前記バックライトを制御して輝度を一定のレベルまで下げて、前記第１光検出器を前記陰影操作モードで操作させることを特徴とする請求項８に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１１】
前記第２光検出器は、１つまたは複数の非晶質シリコン薄膜トランジスタまたは光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイ装置。
【請求項１２】
液晶ディスプレイ装置を駆動する方法であって、
表示領域と当該表示領域に隣接する周辺領域とを有し、前記表示領域にマトリクス状で配置されて画像を表示するのに用いられる複数の画素を含むパネルと、
前記表示領域に形成されて、当該表示領域のタッチによる入射光の変化を検知するのに用いられ、且つ、ゲート、ソース及びドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ含み、前記入射光の変化を検知する感度を有することを特徴とする第１光検出器と、
前記周辺領域に形成される第２光検出器と、
前記第１光検出器と前記第２光検出器に電気的に結合されるセンサコントローラと、
を含む液晶ディスプレイ装置を提供するステップと、
前記第２光検出器により周辺光の強度を測定し、測定された周辺光の強度により周辺光の検知信号を発生するステップと、
前記センサコントローラが前記第２光検出器からの前記周辺光の検知信号を受信するステップと、
前記センサコントローラが前記測定された周辺光の強度により電圧VgおよびVsを調整するステップと、
調整された電圧VgおよびVsを前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記調整ステップは、
前記センサコントローラと通信する記憶装置に記憶され、一部の周辺光の強度値、および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブルを検索するステップと、
これらの電圧VgおよびVsを出力して、前記電圧差Vgsを前記周辺光の強度に対応させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
表示領域と周辺領域を有するパネルと、前記表示領域に形成される第１光検出器と、前記周辺領域に形成される第２光検出器とを備える表示装置を駆動する方法であって、前記方法は、
前記第２光検出器により周辺光の強度を測定するステップと、
前記測定された周辺光の強度により前記第１光検出器を駆動し、これによって、前記表示領域のタッチによる周辺光の変化を検知するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第１光検出器は、ゲート、ソースおよびドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ含み、その特徴は前記入射光の変化を検知する感度を有することであることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記駆動ステップは、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記周辺光の強度により電圧VgおよびVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１光検出器は前記測定された周辺光の強度により反射操作モード及び陰影操作モードとの間で切り替えられ、且つ、最初は前記陰影操作モードで操作することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記駆動ステップは、前記測定された周辺光の強度と閾値とを比較するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記測定された周辺光の強度が前記閾値より実質的に高い場合、前記駆動ステップは、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記周辺光の強度により電圧VgおよびVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記測定された周辺光の強度が前記閾値より実質的に低い場合、前記駆動ステップは、
前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記測定された周辺光の強度により電圧Vg及びVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記測定された周辺光の強度が前記閾値と実質的に等しい場合、前記駆動ステップは、
バックライトの輝度を所要のレベルに増加させるステップと、
前記第１光検出器を前記反射モードに切り替えるステップと、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含み、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記測定された周辺光の強度により電圧Vg及びVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
表示領域と周辺領域を有するパネルと、前記表示領域に形成される第１光検出器と、前記周辺領域に形成される第２光検出器と、バックライトとを備える表示装置を駆動する方法であって、前記方法は、
前記第２光検出器により周辺光の強度を測定するステップと、
測定された周辺光の強度と閾値とを比較するステップと、
前記比較した結果によりバックライトの強度を調整して、前記第１光検出器を反射操作モードまたは陰影操作モードで操作させることを決めるステップと、
前記測定された周辺光の強度により前記第１光検出器を駆動して、前記表示領域のタッチによる周辺光の変化を検知するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記バックライトの強度を調整するステップは、
前記周辺光の強度が前記第１閾値に等しい場合、前記バックライトの輝度を増加させるステップと、
前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記バックライトの強度を調整するステップは、
前記周辺光の強度が前記第１閾値に等しい時、前記バックライトの輝度を低下させるステップと、
前記第１光検出器を前記陰影操作モードに切り替えるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記駆動ステップは、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記周辺光の強度により電圧Vg及びVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２３または２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記周辺光の強度が前記閾値より高い場合、前記第１光検出器を前記陰影操作モードに切り替えて、前記駆動ステップは、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記周辺光の強度により電圧Vg及びVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記周辺光の強度が前記閾値より低い場合、前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えて、前記駆動ステップは、
一部の前記周辺光の強度値および対応する前記電圧差Vgs（Vgs＝Vg―Vs）の値を含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる参照テーブル（ＬＵＴ）を検索するステップと、
前記測定された周辺光の強度により電圧VgおよびVsを調整するステップと、
調整された電圧Vg及びVsを前記第１光検出器の前記少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースにそれぞれ印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、
を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ，Liquid crystal display）に関し、特に、周辺光の強度を利用して光検出器のタッチ情報の検出における感度を最適化させるＬＣＤ、およびこのようなＬＣＤを駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチセンシング技術は、電子装置とユーザーとの間に自然インターフェースを提供することができ、既に携帯電話、個人用デジタル補助装置（ＰＤＡ、Personal digital assistant）、現金自動預入支払機（ＡＴＭ、automated teller machine）、ゲーム機、医療機器、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、発光ダイオード（ＬＥＤ、Light emitting diode）装置、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ、Plasma display panel）装置、計算装置等の様々な分野で幅広く応用されており、ユーザーは前記電子装置に関連するタッチセンシングデバイスを通じて所要の情報を入力し、および／または前記電子装置を操作することができる。
【０００３】
最近、タッチ機能を取り入れたＬＣＤが開発された。これらのタッチ機能は、指およびスタイラス・ペンの接触による圧力または容量差に感応して、それに対応する電子信号を前記ＬＣＤに供給する。外部装置は処理される電子信号に基づいて前記ＬＣＤの表示パネルに接触が存在するか否かおよび接触は何処にあるかを判断して、当該情報に基づいて画像信号を前記ＬＣＤに返送することができる。前記タッチ機能は、ＬＣＤに取り付けられたタッチスクリーンパネル等の外部装置に具備させることができるが、これは前記ＬＣＤの厚さ、重量および追加費用を増加させてしまう。ＬＣＤに取り入れられた光検出器は画像を表示する画素中のＴＦＴとして実施されることもできる。しかし、前記光検出器の出力特性は周辺状況、即ち周辺光強度、バックライト輝度、温度などにより変化するので、このような光検出器が接触に応答する際、当該光検出に多くのエラーが発生する。従って、前記ＬＣＤ装置は、既に発生した接触に対して接触を感知できないとか、または接触が発生していないのに接触を感知する等のミスが多い。
【０００４】
従って、当該技術分野において、上記欠陥及び不備を解決するニーズが依然として残されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記欠陥及び不備を解決するための液晶ディスプレイ装置およびその駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの態様はＬＣＤに関する。具体的な実施例において、前記ＬＣＤはＬＣＤパネルと第１光検出器と第２光検出器とセンサコントローラとを含む。前記ＬＣＤパネルは、表示領域と当該表示領域に隣接する周辺領域と複数の画素を有し、当該複数の画素は前記表示領域中にマトリクス状で配置されて画像を表示し、前記第１光検出器は、表示領域に形成され、前記表示領域における接触による入射光の変化を検知するのに用いられて、且つ、ゲート、ソース及びドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ含み、その特徴は入射光の変化を検知する感度を有することである。前記第２光検出器は前記周辺領域に形成され、周辺光の強度を測定し、測定された前記周辺光の強度に対応する周辺光の検知信号を発生する。前記センサコントローラは、前記第１光検出器と第２光検出器に電気的に結合され、前記第２光検出器からの周辺光検知信号を受信して、測定された前記周辺光の強度に基づいて、前記第１光検出器中の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加された電圧VgとVsを調整し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させる。
【０００７】
前記ＬＣＤは、更に、前記パネルの表示領域を照らすバックライトとバックライトコントローラとを含み、前記バックライトコントローラは、前記バックライト及び前記第２光検出器に電気的に結合されて、前記バックライトの明度を制御するのに用いられ、測定された前記周辺光の強度が前記閾値と実質的に等しい場合、前記バックライトの輝度を所要のレベルまでに増加させる。前記ＬＣＤは参照テーブル（LUT、“Ｌｏｏｋｕｐ  ｔａｂｌｅ”）を更に含んでも良い。前記参照テーブルは、前記センサコントローラと通信する記憶装置に記憶されて、一部の周辺光の強度の値と前記電圧差Vgsに対応する値とを含んで、前記第１光検出器を前記最適な感度で動作させる。
【０００８】
具体的な実施例において、前記第１光検出器は、少なくとも１つの蓄積キャパシタCst１と読み出しＴＦＴを更に含み、前記蓄積キャパシタCst１は、それぞれ前記少なくとも１つの光ＴＦＴのソースとドレインに電気的に結合される第１端末と第２端末を有し、前記少なくとも１つの光ＴＦＴが前記入射光の量に応じて発生する電荷を蓄積する。前記読み出しＴＦＴは、それぞれゲートライン、前記少なくとも１つの光ＴＦＴのドレイン及び読み出しラインに電気的に結合されるゲート、ソース及びドレインを有して、前記少なくとも１つの蓄積キャパシタCst１に蓄積された電荷に対応する信号をそれぞれ出力するのに用いられる。前記少なくとも１つの光トランジスタはＴＦＴを含む。
【０００９】
前記第１光検出器の感度は、周辺光の強度および前記少なくとも１つの光トランジスタのゲートとソースの間の電圧差Vgs（Vgs＝（Vg−Vs））に伴って変化する。
【００１０】
具体的な実施例において、前記第１光検出器は、前記第２光検出器によって発生された周辺光検知信号により反射操作モードと陰影操作モードの間で切り替え操作をすることができる。測定された前記周辺光の強度が閾値より実質的に低い時、前記第１光検出器は前記反射操作モードで操作するように配置される。測定された前記周辺光の強度が閾値より実質的に高い時、前記第１光検出器は前記陰影操作モードで操作するように配置される。測定された前記周辺光の強度が前記閾値と実質的に等しい場合、前記バックライトの輝度は所要のレベルまでに増加されて、前記第１光検出器を前記反射操作モードで操作させる。
【００１１】
１つの具体的な実施例において、前記第２光検出器は１つまたは複数の非晶質シリコン薄膜トランジスタまたは光ダイオードを含む。
【００１２】
本発明のもう１つの態様はＬＣＤを駆動する方法に関する。具体的な実施例において、前記方法は下記の通りである。ＬＣＤパネルを有するＬＣＤを提供し、当該ＬＣＤパネルは表示領域と当該表示領域に隣接する周辺領域と複数の画素とを有し、前記複数の画素は前記表示領域中にマトリクス状で配置されて画像を表示し；前記表示領域に第１光検出器を形成し、当該第１検出器部材は、前記表示領域における接触による入射光の変化を検知するのに用いられ、ゲート、ソース及びドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ含み、その特徴は前記入射光の変化を検知する感度を有することであり；前記周辺領域に第２光検出器を形成し；前記第１光検出器と前記第２光検出器に電気的に結合されるセンサコントローラを形成する。
【００１３】
さらに、前記方法は、周辺光の強度を測定するステップ、および測定された前記周辺光の強度に対応する周辺光検知信号を前記第２光検出器により発生するステップと、前記センサコントローラにより前記第２光検出器からの周辺光検知信号を受信するステップと、前記センサコントローラが測定された前記周辺光の強度により電圧VgおよびVsを調整するステップと、調整された電圧VgおよびVsをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００１４】
具体的な実施例において、前記調整ステップは、前記センサコントローラと通信する記憶装置に記憶されたＬＵＴを検索するステップを含み、当該ＬＵＴは一部の前記周辺光の強度の値および前記電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の対応値を含み、前記第１光検出器を前記最適感度で操作させるのに用いられ、電圧ＶｇおよびＶｓを出力して前記電圧差Ｖｇｓを測定された前記周辺光の強度に対応させる。
【００１５】
また、本発明のもう１つの態様は表示装置を駆動する方法に関し、前記装置は、表示領域と周辺領域を含むパネルと、前記表示領域に形成された第１光検出器、および前記周辺領域に形成された第２光検出器とを有する。具体的な実施例において、前記方法は、前記第２光検出器により周辺光の強度を測定するステップと、測定された前記周辺光の強度によって前記第１光検出器を駆動して、前記表示領域の接触による入射光の変化を検知するステップとを含む。
【００１６】
具体的な実施例において、前記第１光検出器は、ゲート、ソースおよびドレインを有する光トランジスタを少なくとも１つ含み、その特徴は入射光の変化検知する感度である。前記第１光検出器は、測定された前記周辺光の強度により反射操作モードと陰影操作モードの間で切り替えるように操作することができる。
【００１７】
具体的な実施例において、前記駆動ステップは下記のステップを含む。一部の前記周辺光の強度の値および前記電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の対応値を含むＬＵＴを検索することで、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させるステップと；測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整し、調整された電圧ＶｇおよびＶｓをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタ中のゲート及びソースに印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００１８】
もう１つの具体的な実施例において、前記駆動ステップは測定された前記周辺光の強度と閾値を比較するステップを更に含む。
【００１９】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値より実質的に高い場合、前記駆動ステップは更に下記のステップを含む。一部の前記周辺光の強度値および前記電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の対応値を含むＬＵＴを検索して、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させるステップと；測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整し、調整された電圧ＶｇおよびＶｓをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタ中のゲート及びソースに印加して、最適な感度で前記第１光検出器を操作させるステップと、を含む。
【００２０】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値より実質的に低い場合、前記駆動ステップは更に下記のステップを含む。前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと；一部の前記周辺光の強度値および前記電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の対応値を記憶しているＬＵＴを検索して、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させるステップと、測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整し、調整された電圧ＶｇおよびＶｓをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタ中のゲート及びソースに印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００２１】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値に実質的に等しい場合、前記駆動ステップは更に下記のステップを含む。前記バックライトの輝度を所要のレベルまでに増加させるステップと；前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと；一部の前記周辺光の強度値および前記電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の対応値を含むＬＵＴを検索して、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させるステップと；測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整し、調整された電圧ＶｇおよびＶｓを前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加して、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００２２】
本発明の上述およびその他の態様は図面を参照しながら以下の好ましい実施例により説明することができるが、本発明の精神と領域を逸脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。
【００２３】
添付された図面は本発明の１つまたは複数の具体的な実施例を例示しているとともに、本発明の原理を解釈するのに用いられる。同じ参照番号は全ての図面において、具体的な実施例における同じまたは類似の素子を表する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の具体的な実施例による液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置の配置を示す略図である。
【図２】図１に示すＬＣＤにおける画素を示す略図であり；（ａ）は表示領域における前記画素の配置を示し、（ｂ）は光検出器を有する画素を示す拡大図である。
【図３】図２に示す光検出器の回路を示す略図である。
【図４】本発明の具体的な実施例による様々な入射光の強度に対する光検出器の読み出し感度の分布を示す図である。
【図５】本発明のもう１つの具体的な実施例による様々な入射光の強度に対する前記光検出器の読み出し感度の分布を示す図である。
【図６】本発明の具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法のフローチャートを示す図である。
【図７】本発明のもう１つの具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法のフローチャートを示すである。
【図８】本発明の具体的な実施例による前記第１光検出器の読み出し信号を示す図であり：（ａ）は前記陰影モードにおいて接触がない時の読み出し信号を示し、（ｂ）は前記陰影モードにおいて接触がある時の読み出し信号を示し、（ｃ）は前記反射モードにおいて接触がない時の読み出し信号を示し、（ｄ）は前記反射モードにおいて接触がある時の読み出し信号を示す。
【図９】本発明の具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法のフローチャートを示す図である。
【図１０】センサーデバイスが当該センサーデバイスに入射する光の強度に伴って変化する読み出し信号を示す：（ａ）比較的に低い強度を有する入射光の読み出し信号、（ｂ）比較的に低い強度を有する入射光のセンサーデバイスの表示装置、（ｃ）比較的に高い強度を有する入射光の読み出し信号、（ｄ）比較的に高い強度を有する入射光のセンサーデバイスの表示装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
下記実施例によって本発明を説明するが、それは例示に過ぎず、当業者なら下記実施例に基づいて様々な修正及び変更をすることができる。図面において、類似の番号は全ての図面における類似の素子を表する。
【００２６】
本明細書における全ての実施例はただの例示に過ぎず、本発明またはその如何なる実施項目の範囲及び意味を限定するものではない。従って、本発明は本明細書に開示された様々な具体的な実施例に限られない。
【００２７】
以下で使用される“大体”、“約”はいずれも所定値または範囲の２０％以内であり、好ましくは１０％以内であり、更に好ましくは５％以内である。
【００２８】
図１〜図１０を参照しながら本発明の実施例を説明する。本発明の目的により、ここでその実施および幅広く検討するように、本発明は、周辺光の強度を利用してタッチセンシング装置の感度を最適化させることのできるＬＣＤに関し、例えば、光検出器がＬＣＤにおけるタッチ情報を検知、および、その駆動方法に関する。
【００２９】
図１〜図３は本発明の具体的実施例による統合されたタッチセンシング装置と周辺光検出器を有する液晶ディスプレイ装置（ＬＣＤ）１００を示す。ＬＣＤ１００は、表示領域１１２と表示領域１１２に隣接する周辺領域１１４を有するＬＣＤパネル１１０を含む。ＬＣＤパネル１１０は下側基板と上側基板、および前記上側基板と下側基板との間に設置された液晶（ＬＣ、liquid crystal）層を含む。前記下側基板と上側基板はそれぞれ複数の画素電極１２０と共通電極を有する。前記複数の画素電極１２０は表示領域１１２においてマトリクス状に配置される。図２は１つの画素電極１２０のみの配置を示す。画素電極１２０は、行方向に沿って配置されたゲートライン１２２と前記行方向に垂直な列方向に沿って配置されたソースライン１２４に電気的に結合される。信号制御装置１６０によって制御されるゲート及びデータ信号は、それぞれゲートライン１２２及びソースライン１２４を介して画素電極１２０に入力される。ＬＣＤ１００は、前記液晶層に印加される電界の強度を調整することにより前記下側基板と上側基板を通過する光の透過率を制御して画像を表示させる。さらに、前記ＬＣＤは前記画像表示装置のバックライトにより照明される。バックライトコントローラ１７０は前記バックライトの輝度を調整するのに用いられる。
【００３０】
さらに、ＬＣＤ１００は表示領域１１２に第１光検出器１３０を形成し、前記表示領域における接触による入射光の変化を検知するのに用いられ、また前記入射光の変化に応じて電子信号を発生する。この具体的実施例において、図２に示すように、第１光検出器１３０は画素１２０に沿って形成される。図２および図３に示すように、第１光検出器１３０は、少なくとも１つの第１供給電圧ライン１３１に電気的に結合されて第１供給電圧Ｖｇを受け取るゲート、第２供給電圧ライン１３２に電気的に結合されて第２供給電圧Ｖｓを受け取るソース及びドレインを有する光トランジスタ１３５と、少なくとも１つの蓄積キャパシタCst1とを含み、当該蓄積キャパシタCst1は第１端末と第２端末を有し、それぞれ光ＴＦＴ１３５のソース及びドレインに電気的に結合されて、少なくとも１つの光ＴＦＴ１３５の前記入射光の量に応じて発生された電荷を蓄積するのに用いられる。前記少なくとも１つの光ＴＦＴは非晶質シリコン薄膜トランジスタを含む。前記第１光検出器１３０は、第１供給電圧ライン１３１と少なくとも１つの光ＴＦＴ１３５のドレインにそれぞれ電気的に結合される第１端末と第２端末を有する第２蓄積キャパシタCst2を含んでも良い。さらに、第１光検出器１３０は、それぞれゲートライン１２２、少なくとも１つの光ＴＦＴ１３５のドレイン及び読み出しライン１３３に電気的に結合されるゲート、ソース及びドレインを有する少なくとも１つの読み出しＴＦＴ１３６を含む。当該少なくとも１つの読み出しＴＦＴ１３６は、前記少なくとも１つの蓄積キャパシタCst1に蓄積された電荷に対応して信号を出力する。
【００３１】
第１光検出器１３０は、前記周辺光の強度により反射操作モードまたは陰影操作モードに操作されるように配置する。陰影モードにおいて、第１光検出器１３０はスクリーンに接触された物体により投射される陰影を検知する。当該操作モードは周辺可視光の明るさの影響を受け、暗すぎると陰影が出ないため、前記タッチスクリーンがタッチを検知することができない。前記反射モードにおいて、前記タッチスクリーンは当該スクリーンと接触する物体を照らす光源（または照明）を含む。第１光検出器１３０はこれらの物体から反射された光を検知する。さらに、第１光検出器１３０は、前記周辺光の強度により前記反射操作モードと前記陰影操作モードの間で切り替えることが可能であるように配置される。例えば、前記周辺光の強度が実質的に閾値より低い時、第１光検出器１３０は前記反射操作モードで動作される。前記周辺光の強度が実質的に閾値より高い時、第１光検出器１３０は前記陰影操作モードで動作される。前記周辺光の強度が実質的に閾値に等しい時、前記バックライトの輝度を所要のレベルまでに増加させ、且つ、第１光検出器１３０は前記反射操作モードで動作される。
【００３２】
第１光検出器１３０の特徴は、前記入射光の変化を検知する感度を有することである。実際に、第１光検出器１３０の感度は周辺状況に伴って変化され、特に周辺光の強度およびバックライトの輝度に伴って変化される。具体的実施例において、第１光検出器１３０の感度は、前記周辺光の強度および前記少なくとも１つの光トランジスタにおけるゲートとソースとの間の電圧差Ｖｇｓ（Ｖｇｓ＝Ｖｇ−Ｖｓ）の関数である。
【００３３】
図４は、本発明の具体的な実施例による様々な入射光の強度に対する前記光検出器の読み出し感度の分布を示す。この具体的な実施例において、前記第１光検出器は前記陰影モードで動作するように配置される。表１に示すように、異なる周辺光の強度に対して、前記最適な感度で動作される第１光検出器の対応する値Ｖｇｓが異なることは明らかである。例えば、２０００ルクス（Ｌｕｘ）の強度を有する周辺光に対して、前記光ＴＦＴのゲートとドレインとの間の電圧差Ｖｇｓは−1.5Ｖに設定する必要があり、よって、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させる。
【００３４】
図５は、本発明のもう１つの具体的な実施例による様々な入射光の強度に対する第１光検出器の読み出し感度の分布を示す。この具体的な実施例において、前記第１光検出器は周辺光の強度により切り替え可能に前記陰影モードまたは前記反射モードで動作するように配置される。前記周辺光の強度の閾値は約２５０Ｌｕｘであって、前記周辺光の強度が実質的に前記閾値より低い時、前記第１光検出器は前記反射モードで動作され、前記周辺光の強度が実質的に前記閾値より高い時、前記第１光検出器は前記陰影モードで動作される。例えば、前記周辺光の強度が約５０Ｌｕｘである時、前記第１光検出器は前記反射モードで動作され、且つ、Ｖｇｓを約−0.75に設定することが望ましい。しかし、前記周辺光の強度が約１０００Ｌｕｘの場合、前記第１光検出器は前記陰影モードで動作され、且つ、Ｖｇｓを−1.25に設定することが望ましい。
【００３５】
表１は前記第１光検出器を最適な感度で操作する時の周辺光強度と対応する値Ｖｇｓを示す。
【００３６】
【表１】
2010097608.tif 000003
【００３７】
前記第１光検出器は、前記周辺光の強度値と前記電圧差Ｖｇｓの対応値を見つけることができるように較正され、よって、前記第１光検出器が前記最適な感度で操作される。且つ、前記ＬＣＤを駆動するセンサコントローラと通信する記憶装置またはデータベースに記憶される参照テーブル（ＬＵＴ）を形成する。
【００３８】
さらに、前記周辺光の強度が前記閾値（重要な周辺光条件）の前後にあれば、反射モードと陰影モードにおける当該読み出し信号はすべて低い。従って、この条件において、前記バックライトの輝度をより高いレベルに調整して、前記第１光検出器を反射モードで操作させる必要があり、または、前記バックライトの輝度をより低いレベルに調整して、前記第１光検出器を陰影モードで動作させる必要がある。
【００３９】
従って、前記第１光検出器の効能を最適化させるために、光検出器は前記周辺光の強度を測定／監視するのに用いられることも可能であり、そして、測定された前記周辺光の強度によって前記周辺光の強度に対応する最適なＶｇｓを設定する。
【００４０】
図１を振り返って見ると、本発明によれば、ＬＣＤ１００は、パネル１１０の周辺領域１１４に形成されて、周辺光の強度を測定／監視する第２光検出器１４０、及びセンサコントローラ１５０とを含み、当該センタコントローラ１５０は、第１光検出器１３０と第２光検出器１４０とに電気的に結合されて、第２光検出器１４０から測定された周辺光の強度を受信し、測定された前記周辺光の強度によって電圧Ｖｇ１３１とＶｓ１３２を調整して、それぞれ第１光検出器１３０の少なくとも１つの光トランジスタ１３５のゲート及びソースに印加し、よって、最適な感度で第１光検出器１３０を動作させる。
【００４１】
さらに、第２光検出器１４０はバックライトコントローラ１７０に電気的に結合される。前記バックライトコントローラは、測定された前記周辺光の強度が前記閾値に実質的に等しい場合、前記バックライトの輝度をあるレベルに増加させるように配置されるので、第１光検出器１３０は前記反射操作モードで操作される。第２光検出器１４０は、一つまたは複数の非晶質シリコン薄膜トランジスタまたは光ダイオードを含む。
【００４２】
図６は、具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法６００のフローチャートである。方法６００は下記ステップを含んでいる。前記第２光検出器により前記周辺光の強度を測定するステップ６１０と；測定された前記周辺光の強度を前記センサコントローラに伝送し、前記センサコントローラは測定された前記周辺光の強度の受信信号を処理して、前記センサコントローラと通信する記憶装置またはデータベースに記憶されたＬＵＴを検索するステップ６２０と；測定された前記周辺光の強度によりＶｇｓの設定を決めるステップ６３０と；前記決められたＶｇｓの設定を用いて前記第１光検出器を駆動するステップ６４０と、を含む。
【００４３】
図７は本発明のもう１つの具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法７００のフローチャートである。この具体的な実施例において、前記第１光検出器は、測定された前記周辺光の強度により反射操作モードまたは陰影操作モードで操作するように配置される。ステップ７１０において、前記周辺光の強度は前記第２光検出器によって測定される。測定された前記周辺光の強度はセンサコントローラに伝送される。ステップ７２０において、前記センサコントローラは測定された前記周辺光の強度の受信信号を処理して測定された前記周辺光の強度が閾値より実質的に高いか否かを判断する。ステップ７３０において、測定された前記周辺光の強度が閾値より実質的に高ければ、前記センサコントローラはＬＵＴを検索して、ステップ７４０において、測定された前記周辺光の強度によりＶｇｓ設定を決める。ステップ７５０において、前記決められたＶｇｓ設定を用いて前記第１光検出器を駆動する。ステップ７６０において、測定された前記周辺光の強度が閾値より実質的に高くなければ、前記第１光検出器は前記反射モードに切り替えられる。そして、ステップ７７０において、前記センサコントローラは前記ＬＵＴを検索し、ステップ７８０において、測定された前記周辺光の強度によりＶｇｓの設定を決める。ステップ７９０において、前記決められたＶｇｓ設定を用いて前記第１光検出器を駆動する。
【００４４】
図８は、本発明の具体的な実施例による前記第１光検出器の読み出し信号である。（ａ）および（ｃ）は、それぞれ前記第１光検出器が前記陰影モードおよび反射モードで操作される時の読み出し信号に対応し、前記ＬＣＤに接触がないため、前記読み出し信号に変化がない。（ｂ）および（ｄ）は、それぞれ前記第１光検出器が前記陰影モードおよび反射モードで操作される時の信号に対応し、前記ＬＣＤにおける接触に応じて発生される。接触が検知された時、前記陰影モードにおいて、前記読み出し信号がΔV＜０であり、前記反射モードにおいて、前記読み出し信号がΔV＞０である。
【００４５】
図９はもう１つの具体的な実施例によるＬＣＤを駆動する方法９００のフローチャートである。この具体的な実施例において、前記第１光検出器は、測定された前記周辺光の強度により反射操作モードまたは陰影操作モードで操作するように配置される。ステップ９１０において、前記周辺光の強度は前記第２光検出器によって測定される。測定された前記周辺光の強度は前記センサコントローラに伝送される。ステップ９２０において、前記センサコントローラは、測定された前記周辺光の強度の受信信号を処理して、測定された前記周辺光の強度が閾値とほぼ等しいであるか否かを判断する。ステップ９３０において、測定された前記周辺光の強度が実質的に前記閾値と等しい場合、前記バックライトの輝度を所要のレベルまで増加させる。ステップ９４０において、前記第１光検出器は前記反射モードに切り替えられる。ステップ９４５において、参照テーブル（ＬＵＴ）を検索する。そして、ステップ９５０において、測定された前記周辺光の強度によりＶｇｓを決める。ステップ９６０において、前記決められたＶｇｓ設定を用いて前記第１光検出器を駆動する。
【００４６】
図１０は前記センサーデバイスが当該センサーデバイス（前記第１光検出器）における前記入射光の強度に伴って変化する読み出し信号を示す。当該図面からはっきり分かるように、前記入射光の強度が強ければ強いほど、前記センサーデバイスの読み出し信号が大きい。例えば、図１０（ａ）および図１０（ｃ）に示すように、ΔV２＞ΔV１、前者は比較的高い入射光の強度を有する表示装置のセンサーデバイスの読み出し信号（図１０（ｄ））であり、後者は比較的低い入射光線強度を有する表示装置のセンサーデバイスの読み出し信号（図１０（ｂ））である。
【００４７】
本発明の1つの態様は表示装置を駆動する方法に関する。当該表示装置は、表示領域と周辺領域を含むパネルと、前記表示領域に形成された第１光検出器と、前記周辺領域に形成された第２光検出器とを有する。具体的な実施例において、前記第１光検出器はゲート、ソースおよびドレインを有する少なくとも１つの光トランジスタを含み、その特徴は前記入射光の変化を検知する感度を有することである。前記第１光検出器は、測定された前記周辺光の強度により、反射操作モードと陰影操作モードの間で切り替えられるように操作することができる。
【００４８】
前記方法は、前記第２光検出器により周辺光の強度を測定するステップと、測定された前記周辺光の強度により前記第１光検出器を駆動し、よって、前記表示領域における接触による入射光の変化を検知するステップとを含む。
【００４９】
前記駆動ステップは、前記周辺光の測定強度と閾値を比較するステップを更に含む。
【００５０】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値より実質的に高い場合、前記駆動ステップは、さらに、記憶装置またはデータベースに記憶され、一部の前記周辺光の強度値および前記電圧差Ｖｇｓの対応値を含むＬＵＴを検索して、前記第１光検出器を前記最適な感度で操作させ、測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整し、調整された電圧ＶｇおよびＶｓをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させることを含む。
【００５１】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値より実質的に低い場合、前記駆動ステップは、さらに、前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと、前記ＬＵＴを検索するステップと、測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整するステップと、調整された電圧ＶｇおよびＶｓをそれぞれ前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００５２】
測定された前記周辺光の強度が前記閾値と実質的に等しい場合、前記駆動ステップは、さらに、前記バックライトの輝度を所要のレベルまでに増加させるステップと、前記第１光検出器を前記反射操作モードに切り替えるステップと、前記ＬＵＴを検索するステップと、測定された前記周辺光の強度により電圧ＶｇおよびＶｓを調整するステップと、調整された電圧ＶｇおよびＶｓを前記第１光検出器の少なくとも１つの光トランジスタのゲート及びソースに印加し、これによって、前記第１光検出器を最適な感度で操作させるステップと、を含む。
【００５３】
本発明の上記具体的な実施例は、ただの例示に過ぎず、本発明を限定するものではない。上記教示から様々な修正や変動をすることができる。
【００５４】
本発明およびその実際応用の原理を解釈するのに、上記具体的な実施例が選択されて詳しく説明した。従って、当業者であれば本発明のもとで、その実際応用に適する様々な具体的な実施例および修正を行うことができる。当業者なら本発明の精神及び領域を逸脱しない限り、その他の具体的な実施例を加えることができる。従って、本発明の範囲は上記具体的な実施例によって限定されず、特許請求の範囲を基準とする。
【符号の説明】
【００５５】
１００    液晶ディスプレイ装置
１１１    ＬＣＤパネル
１１２    表示領域
１１４    周辺領域
１２０    画素電極
１２２    ゲートライン
１２４    ソースライン
１３０    第１光検出器
１３１    第１供給電圧ライン
１３２    第２供給電圧ライン
１３３    読み出しライン
１３５    光ＴＦＴ
１３６    読み出しＴＦＴ
１４０    第２光検出器
１５０    センサコントローラ
１６０    信号制御機
１７０    バックライトコントローラ
【図１】
2010097608.tif 000004
【図２】
2010097608.tif 000005
【図３】
2010097608.tif 000006
【図４】
2010097608.tif 000007
【図５】
2010097608.tif 000008
【図６】
2010097608.tif 000009
【図７】
2010097608.tif 000010
【図８】
2010097608.tif 000011
【図９】
2010097608.tif 000012
【図１０】
2010097608.tif 000013