(57)【要約】【課題】複数の光センサーからの感知信号に基づいてランプの明るさを制御することによって表示装置の電力消費を減少させることができる表示装置及びその駆動方法を提供する。【解決手段】周縁領域と、第１及び第２表示領域とに分割される表示板と、前記第１及び第２表示領域に各々形成される複数の第１及び第２画素と、前記表示板に光を照射するランプと、前記周縁領域または前記第１表示領域に形成されて、外部光を受けて光量に対応する感知信号を生成する複数の光センサーと、前記感知信号に基づいて現在の明るさの状態を判断して明るさ制御信号を生成する感知信号処理部と、前記明るさ制御信号によって前記ランプの明るさを制御するランプ制御部とを有し、前記第１及び第２画素は、各々第１及び第２画素電極を含み、前記第１画素電極の大きさは、前記第２画素電極の大きさより大きいことを特徴とする。【選択図】      図１
2007047789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁領域と、第１及び第２表示領域とに分割される表示板と、
前記第１及び第２表示領域に各々形成される複数の第１及び第２画素と、
前記表示板に光を照射するランプと、
前記周縁領域または前記第１表示領域に形成されて、外部光を受けて光量に対応する感知信号を生成する複数の光センサーと、
前記感知信号に基づいて現在の明るさの状態を判断して明るさ制御信号を生成する感知信号処理部と、
前記明るさ制御信号によって前記ランプの明るさを制御するランプ制御部とを有し、
前記第１及び第２画素は、各々第１及び第２画素電極を含み、前記第１画素電極の大きさは、前記第２画素電極の大きさより大きいことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１画素電極は、透明電極及び反射電極を含み、前記光センサーのうちの少なくとも一つは、前記反射電極下に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記周縁領域に形成される遮光部材をさらに含み、前記光センサーのうちの少なくとも一つは、前記遮光部材下に形成されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記光センサーは、前記感知信号を生成するための薄膜トランジスタからなる光感知素子を含むことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光センサーは、前記感知信号を出力するための薄膜トランジスタからなるスイッチング素子をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１画素電極の大きさは、前記第２画素電極の大きさの３倍以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項７】
前記感知信号処理部は、前記複数の光感知素子からの感知信号を処理して複数のデジタル信号に各々変換し、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を前記現在の明るさの状態として判断することを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項８】
前記感知信号処理部は、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が前記所定の数より少なければ、以前の明るさの状態を前記現在の明るさの状態として維持することを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
複数の画素を含む表示板と、
前記表示板に光を照射するランプと、
外部光を受けてその光量に対応する感知信号を生成する複数の光センサーと、
前記複数の光センサーからの感知信号を処理して複数のデジタル信号に各々変換し、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を現在の明るさの状態として判断して、明るさ制御信号を生成する感知信号処理部と、
前記明るさ制御信号によって前記ランプの明るさを制御するランプ制御部とを有することを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が前記所定の数量より少なければ、以前の明るさの状態を前記現在の明るさの状態として維持することを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
前記感知信号処理部は、前記複数の光センサーからの感知信号を所定の時間ごとに順次に選択するスイッチング部を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記所定の時間は、少なくとも１フレーム単位であることを特徴とする請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記感知信号処理部は、前記感知信号を前記デジタル信号に変換するヒステリシス特性を有するアナログ−デジタル変換器を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記アナログ−デジタル変換器は、少なくとも一つの比較器を含むことを特徴とする請求項１３に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記光センサーは、前記感知信号を生成するための薄膜トランジスタからなる光感知素子を含むことを特徴とする請求項９に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記光センサーは、前記感知信号を出力するための薄膜トランジスタからなるスイッチング素子をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
光を照射するランプを含む表示装置の駆動方法であって、
外部光を受けて複数の感知信号を生成する段階と、
前記複数の感知信号を明るさの状態を示す複数のデジタル信号に各々変換する段階と、
前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を現在の明るさの状態として判断する段階と、
前記現在の明るさの状態に基づいて明るさ制御信号を生成する段階と、
前記明るさ制御信号によって前記ランプを制御する段階とを有することを特徴とする表示装置の駆動方法。
【請求項１８】
前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が前記所定の数量より少なければ、以前の明るさの状態を前記現在の明るさの状態として維持する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項１９】
前記複数の感知信号を所定の時間ごとに順次に選択する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１７に記載の表示装置の駆動方法。
【請求項２０】
前記デジタル信号は、前記感知信号に対してヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項１７に記載の表示装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置及びその駆動方法に関し、特に、消費電力を減少させることができる半透過型の液晶表示装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な液晶表示装置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）は、画素電極及び共通電極が形成されている二つの表示板、及びその間に形成されている誘電率異方性（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ）を有する液晶層を含む。画素電極は、行列形態に配列されて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子に連結されていて、一行ずつ順次にデータ電圧の印加を受ける。共通電極は、表示板の全面に形成されていて、共通電圧の印加を受ける。画素電極、共通電極、及びその間の液晶層は、回路的に見る時、液晶キャパシタを構成し、液晶キャパシタは、これに連結されているスイッチング素子と共に、画素を構成する基本単位となる。
このような液晶表示装置では、二つの電極に電圧を印加して液晶層に電界を生成し、この電界の強さを調節することによって液晶層を通過する光の透過率を調節して、所望の画像を表示する。
【０００３】
液晶表示装置は、自ら発光することができない受光型表示装置であるので、別途に形成されたバックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）のランプからの光を液晶層を通過させたり、自然光などの外部からの光を液晶層を一度通過させてから再び反射して再び液晶層を通過させる。前者の場合を透過型（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ）液晶表示装置といい、後者の場合を反射型（ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ）液晶表示装置というが、後者の場合は、主に中小型表示装置に使用されている。また、環境によって、バックライトのランプからの光を使用したり、外部光を使用する半透過型または反射−透過型液晶表示装置が開発されていて、これも主に中小型表示装置に使用されている。
【０００４】
ところが、携帯電話やノートブックＰＣなどのような中小型液晶表示装置は、携帯用であるので、消費電力を減少させることによって、長時間の携帯及び移動を容易にしなければならないという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は上記従来の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、消費電力を減少させることができる、表示装置及びその駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、周縁領域と、第１及び第２表示領域とに分割される表示板と、前記第１及び第２表示領域に各々形成される複数の第１及び第２画素と、前記表示板に光を照射するランプと、前記周縁領域または前記第１表示領域に形成されて、外部光を受けて光量に対応する感知信号を生成する複数の光センサーと、前記感知信号に基づいて現在の明るさの状態を判断して明るさ制御信号を生成する感知信号処理部と、前記明るさ制御信号によって前記ランプの明るさを制御するランプ制御部とを有し、前記第１及び第２画素は、各々第１及び第２画素電極を含み、前記第１画素電極の大きさは、前記第２画素電極の大きさより大きいことを特徴とする。
【０００７】
前記第１画素電極は、透明電極及び反射電極を含み、前記光センサーのうちの少なくとも一つは、前記反射電極下に形成されることが好ましい。
前記周縁領域に形成される遮光部材をさらに含み、前記光センサーのうちの少なくとも一つは、前記遮光部材下に形成されることが好ましい。
前記光センサーは、前記感知信号を生成するための薄膜トランジスタからなる光感知素子を含むことが好ましい。
前記光センサーは、前記感知信号を出力するための薄膜トランジスタからなるスイッチング素子をさらに含むことが好ましい。
前記第１画素電極の大きさは、前記第２画素電極の大きさの３倍以上であることが好ましい。
前記感知信号処理部は、前記複数の光感知素子からの感知信号を処理して複数のデジタル信号に各々変換し、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を前記現在の明るさの状態として判断することが好ましい。
前記感知信号処理部は、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が前記所定の数量より少なければ、以前の明るさの状態を前記現在の明るさの状態として維持することが好ましい。
【０００８】
また、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、複数の画素を含む表示板と、前記表示板に光を照射するランプと、外部光を受けてその光量に対応する感知信号を生成する複数の光センサーと、前記複数の光センサーからの感知信号を処理して複数のデジタル信号に各々変換し、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を現在の明るさの状態として判断して、明るさ制御信号を生成する感知信号処理部と、前記明るさ制御信号によって前記ランプの明るさを制御するランプ制御部とを有することを特徴とする。
【０００９】
前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が前記所定の数量より少なければ、以前の明るさの状態を前記現在の明るさの状態として維持することが好ましい。
前記感知信号処理部は、前記複数の光センサーからの感知信号を所定の時間ごとに順次に選択するスイッチング部を含むことが好ましい。
前記所定の時間は、少なくとも１フレーム単位であることが好ましい。
前記感知信号処理部は、前記感知信号を前記デジタル信号に変換するヒステリシス特性を有するアナログ−デジタル変換器を含むことが好ましい。
前記アナログ−デジタル変換器は、少なくとも一つの比較器を含むことが好ましい。
前記光センサーは、前記感知信号を生成するための薄膜トランジスタからなる光感知素子を含むことが好ましい。
前記光センサーは、前記感知信号を出力するための薄膜トランジスタからなるスイッチング素子をさらに含むことが好ましい。
【００１０】
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の駆動方法は、光を照射するランプを含む表示装置の駆動方法であって、外部光を受けて複数の感知信号を生成する段階と、前記複数の感知信号を明るさの状態を示す複数のデジタル信号に各々変換する段階と、前記複数のデジタル信号のうちの同一の値のデジタル信号の数量が所定の数量以上であれば、前記同一の値のデジタル信号に対応する明るさの状態を現在の明るさの状態として判断する段階と、前記現在の明るさの状態に基づいて明るさ制御信号を生成する段階と、前記明るさ制御信号によって前記ランプを制御する段階とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る表示装置及びその駆動方法によれば、複数の光センサーからの感知信号に基づいてバックライト部のランプの明るさを制御することによって、分割表示をすることができる半透過型液晶表示装置の電力消費を減少させることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付した図面を参照して、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように詳細に説明する。
図面では、各層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書全体を通して類似した部分については、同一の図面符号を付けた。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の“上”にあるとする時、これは他の部分の“真上”にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も意味する。反対に、ある部分が他の部分の“真上”にあるとする時、これはその中間に他の部分がない場合を意味する。
【００１３】
次に、本発明に係る表示装置及びその駆動方法を実施するための最良の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
まず、図１乃至図５を参照して、本発明の一実施形態による液晶表示装置について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図であり、図２は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。図３は本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図であり、図４は本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示画面を示す図面であり、図５は本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素電極の概略図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置は、液晶表示板組立体（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｐａｎｅｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）３００、これに連結されているゲート駆動部４００及びデータ駆動部５００、データ駆動部５００に連結されている階調電圧生成部８００、液晶表示板組立体３００に光を照射する照明部９００、光感知部７００、感知信号処理部７５０、そしてこれらを制御する信号制御部６００を含む。
液晶表示板組立体３００は、等価回路で見る時、複数の信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）、及びこれに連結されていて、ほぼ行列形態に配列されている複数の画素（ｐｉｘｅｌ）（ＰＸ）を含む。また、図２に示した構造で見る時、液晶表示板組立体３００は、互いに対向する下部及び上部表示板１００、２００、及びその間に形成されている液晶層３を含む。
【００１６】
信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）は、ゲート信号（走査信号ともいう）を伝達する複数のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）及びデータ信号を伝達する複数のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）を含む。ゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）は、概ね行方向にのびていて、互いにほぼ平行であり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）は、概ね列方向にのびていて、互いにほぼ平行である。
各画素（ＰＸ）、例えばｉ番目（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）のゲート線（Ｇｉ）及びｊ番目（ｊ＝１、２、・・・、ｍ）のデータ線（Ｄｊ）に連結されている画素（ＰＸ）は、信号線（Ｇｉ、Ｄｊ）に連結されているスイッチング素子（Ｑ）、及びこれに連結されている液晶キャパシタ（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（ｓｔｏｒａｇｅ  ｃａｐａｃｉｔｏｒ）（Ｃｓｔ）を含む。ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、必要に応じて省略することができる。
【００１７】
スイッチング素子（Ｑ）は、下部表示板１００に形成されている薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子はゲート線（Ｇｉ）に連結されており、入力端子はデータ線（Ｄｊ）に連結されており、出力端子は液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）及びストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）に連結されている。
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）は、下部表示板１００の画素電極１９１及び上部表示板２００の共通電極２７０を二つの端子として、二つの電極（１９１、２７０）の間の液晶層３は誘電体として機能する。画素電極１９１は、スイッチング素子（Ｑ）に連結されており、共通電極２７０は、上部表示板２００の全面に形成されていて、共通電圧（Ｖｃｏｍ）の印加を受ける。図２とは異なって、共通電極２７０は、下部表示板１００に形成されることもあり、この時には、二つの電極（１９１、２７０）のうちの少なくとも一つが線形状または棒形状に形成されることができる。
【００１８】
液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の補助的な役割を果たすストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、下部表示板１００に形成されている別途の信号線（図示せず）及び画素電極１９１が絶縁体を間において重畳して構成され、この別途の信号線には、共通電圧（Ｖｃｏｍ）などの決められた電圧が印加される。しかし、ストレージキャパシタ（Ｃｓｔ）は、画素電極１９１及びその真上の前段ゲート線が絶縁体を間において重畳して構成されることもできる。
【００１９】
一方、色表示を実現するためには、各画素（ＰＸ）が基本色（ｐｒｉｍａｒｙ  ｃｏｌｏｒ）のうちの一つを固有に表示したり（空間分割）、各画素（ＰＸ）が時間によって交互に基本色を表示するようにして（時間分割）、これら基本色の空間的、時間的合計によって所望の色相が認識されるようにする。基本色の例としては、赤色、緑色、青色など三原色がある。図２は空間分割の一例であって、各画素（ＰＸ）において、画素電極１９１に対応する上部表示板２００の領域に基本色のうちの一つを示す色フィルター２３０が形成されていることを示している。図２とは異なって、色フィルター２３０は、下部表示板１００の画素電極１９１の上または下に形成されることもできる。
液晶表示板組立体３００の外側面には、光を偏光させる少なくとも一つの偏光子（図示せず）が付着されている。
【００２０】
再び図１を参照すれば、階調電圧生成部８００は、画素（ＰＸ）の透過率に関する二対の階調電圧の集合（または基準階調電圧の集合）を生成する。二対のうちの一対は共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対して正の値を有し、他の一対は負の値を有する。
ゲート駆動部４００は、液晶表示板組立体３００のゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されていて、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）及びゲートオフ電圧（Ｖｏｆｆ）の組み合わせからなるゲート信号をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加する。
【００２１】
データ駆動部５００は、液晶表示板組立体３００のデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に連結されていて、階調電圧生成部８００からの階調電圧を選択して、これをデータ信号としてデータ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。しかし、階調電圧生成部８００が全ての階調に対する全ての電圧を提供するのではなく、決められた数の基準階調電圧のみを提供する場合に、データ駆動部５００は、基準階調電圧を分圧して全ての階調に対する階調電圧を生成して、この中からデータ信号を選択する。
光感知部７００は、外部光を受けて外部光量に対応する感知信号（Ｖｐ）を生成して出力する複数の光センサー（図７（ａ）及び（ｂ）参照）を含む。
【００２２】
感知信号処理部７５０は、光感知部７００から感知信号（Ｖｐ）を受信して、所定の信号処理を行って明るさ制御信号（Ｖｄｉｍ）を生成する。
照明部９００は、ランプ部９１０及びランプ制御部９２０を含む。ランプ部９１０は、複数の蛍光ランプ（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ）または発光素子（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）からなり、ランプ制御部９２０は、感知信号処理部７５０からの明るさ制御信号（Ｖｄｉｍ）によってランプ部９１０に流れる電流を制御することによって、液晶表示板組立体３００に照射される光の強さを調節する。
信号制御部６００は、ゲート駆動部４００、データ駆動部５００、光感知部７００、感知信号処理部７５０、及び照明部９００などを制御する。
【００２３】
これら駆動装置（４００、５００、６００、７５０、８００、９２０）の各々は、少なくとも一つの集積回路チップの形態で液晶表示板組立体３００上に直接装着されたり、可撓性印刷回路膜（ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｆｉｌｍ）（図示せず）上に装着されてＴＣＰ（ｔａｐｅ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐａｃｋａｇｅ）の形態で液晶表示板組立体３００に付着されたり、別途の印刷回路基板（ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）（図示せず）上に装着されることができる。これとは異なって、これら駆動装置（４００、５００、６００、７５０、８００、９２０）は、信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）及びスイッチング素子（Ｑ）などと共に液晶表示板組立体３００に集積されることもできる。また、駆動装置（４００、５００、６００、７５０、８００、９２０）は、単一チップに集積され、この場合には、これらのうちの少なくとも一つまたはこれらを構成する少なくとも一つの回路素子が単一チップの外側に配置されることができる。
【００２４】
次に、図３に示すように、本発明の一実施形態による液晶表示装置を構造で見れば、表示部３３０及び表示部３３０に光を提供するバックライト部３４０を含む液晶モジュール３５０、及び液晶モジュール３５０を収納する上部及び下部シャーシ３６１、３６２を含む。
【００２５】
表示部３３０は、液晶表示板組立体３００、統合チップ６１０、そしてＦＰＣ基板６２０を含む。
液晶表示板組立体３００は、図２及び図３に示すように、構造で見る時、下部表示板１００及び上部表示板２００、そしてその間に形成されている液晶層３、及び表示領域（Ｐ２、Ｐ３）を定義する遮光部材２２０を含み、画素及び表示信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）の大部分は表示領域（Ｐ２、Ｐ３）内に位置する。上部表示板２００の大きさは、下部表示板１００の大きさより小さいので、下部表示板１００の一部の領域（Ｐ４）が露出されて、この領域（Ｐ４）に統合チップ６１０が実装されてＦＰＣ基板６２０が付着される。
【００２６】
統合チップ６１０は単一チップからなって、液晶表示装置を駆動するための処理ユニット、つまりゲート駆動部４００、データ駆動部５００、信号制御部６００、感知信号処理部７５０、階調電圧生成部８００、ランプ制御部９２０を含む。このような処理ユニット（４００、５００、６００、７５０、８００、９２０）を統合チップ６１０内に集積することによって、実装面積を減少させることができ、消費電力も低減させることができる。もちろん、必要に応じて各処理ユニットまたは各処理ユニットで使用される回路素子を統合チップ６１０の外側に形成することもできる。
ＦＰＣ基板６２０は、外部装置から信号を受信して統合チップ６１０または液晶表示板組立体３００に伝達し、外部装置との接続を容易にするために、端部は通常のコネクタ（図示せず）からなる。
【００２７】
バックライト部３４０は、光を発生させるランプユニット、ランプユニットで発生した光を表示部３３０に誘導する導光板３４２、各種光学シート類３４３、及び反射板３４４を含む。
ランプユニットは、光を生成するランプ３４１及びランプ３４１が装着されるランプ基板３４５を含む。ランプ３４１は、図３に示すように、一つ以上の発光素子を使用することができ、必要に応じては一つ以上の蛍光ランプ（図示せず）を使用することもできる。蛍光ランプを使用する場合、蛍光ランプが導光板３４２の一端または両端に配置したり、導光板３４２の代わりに拡散板（図示せず）を形成して、拡散板下に配置することができ、Ｌ字型の蛍光ランプを使用することもできる。
【００２８】
導光板３４２は、液晶表示板組立体３００の下部に位置して、この液晶表示板組立体３００に対応する大きさに形成され、ランプユニットで生成された光の経路を変更して、液晶表示板組立体３００に光が提供されるように光を誘導する。このような導光板３４２の上部には、液晶表示板組立体３００に向かう光の輝度を均一にするための各種光学シート類３４３が配置され、導光板３４２の下部には、この導光板３４２から漏洩する光を再び液晶表示板組立体３００側に反射させて光の効率を向上させるための反射板３４４が配置されている。
【００２９】
表示部３３０及びバックライト部３４０は、モールドフレーム３６４といわれる枠組に支持されて、液晶モジュール３５０を構成する。表示部３３０は、その下側がモールドフレーム３６４上に配置され、バックライト部３４０は、その下側に配置される下部シャーシ３６２に支持される。表示部３３０の上側に配置される上部シャーシ３６１は、表示部３３０及びバックライト部３４０をモールドフレーム３６４に固定するために、モールドフレーム３６４に結合される。
【００３０】
図４に示すように、表示領域（Ｐ２、Ｐ３）は、静止画像及び動画像などを表示する主表示領域（Ｐ２）、及び時間、バッテリー残量、ＳＭＳ受信の有無などの固定アイコン情報を主に表示する副表示領域（Ｐ３）を含む。固定アイコン情報は、主表示領域（Ｐ２）に表示される画像と関係なく、持続的に表示されるのが好ましい。
【００３１】
図５に示すように、表示領域（Ｐ２、Ｐ３）の各画素電極１９１は、透明電極１９２及びその上の反射電極１９４を含む。透明電極１９２は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質からなり、反射電極１９４は、アルミニウム、銀、クロム、またはその合金などの反射性金属からなる。反射電極１９４は、透明電極１９２を露出する透過窓１９５を含む。各画素電極１９１の間には、ブラックマトリックスともいわれる遮光部材（図示せず）が形成されて、画素電極１９１の間の光漏れを防止する。
【００３２】
半透過型液晶表示装置は、透明電極１９２及び反射電極１９４によって各々定義される透過領域（ＴＡ）及び反射領域（ＲＡ）に区画される。具体的には、透過窓１９５の上下に位置する部分は透過領域（ＴＡ）となり、反射電極１９４の上下に位置する部分は反射領域（ＲＡ）となる。
透過領域（ＴＡ）では、液晶表示装置の下面、つまり下部表示板１００側から入射したバックライト部３４０からの光が液晶層３を通過して、上面、つまり上部表示板２００側に出ることによって、表示を行う。反射領域（ＲＡ）では、上面から入射した外部光が液晶層を通過して反射電極１９４によって反射されて再び液晶層を通過して上面に出ることによって、表示を行う。
【００３３】
副表示領域（Ｐ３）の一つの画素電極１９１の大きさは、主表示領域（Ｐ２）の一つの画素電極１９１の大きさより大きく、その大きさは概ね３倍以上である。図５に示すように、副表示領域（Ｐ３）の画素の解像度は、主表示領域（Ｐ２）の画素の解像度の１／３倍である。したがって、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）は、三つを一つの単位として、三つのうちの一つだけが二つの表示領域（Ｐ２、Ｐ３）にのびていて、残りの二つは主表示領域（Ｐ２）だけにのびている。しかし、各領域（Ｐ２、Ｐ３）の画素の解像度はこれと異なることもあり、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）の配列もこれと異なることがある。
また、副表示領域（Ｐ３）の反射領域（ＲＡ）の大きさは、主表示領域（Ｐ２）の反射領域（ＲＡ）の大きさに比べて相対的に大きい。したがって、副表示領域（Ｐ３）に長時間にわたって固定アイコン情報などを表示しても、反射領域（ＲＡ）を利用して表示する反射モードで主に動作すれば、電力消費を減少させることができる。
【００３４】
それでは、このような液晶表示装置の動作について詳細に説明する。
信号制御部６００は、外部のグラフィック制御機（図示せず）から入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及びその表示を制御する入力制御信号を受信する。入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、各画素（ＰＸ）の輝度（ｌｕｍｉｎａｎｃｅ）情報を含んでいて、輝度は決められた数、例えば１０２４（＝２１０）、２５６（＝２８）、または６４（＝２６）個の階調（ｇｒａｙ）を有している。入力制御信号の例としては、垂直同期信号（Ｖｓｙｎｃ）及び水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）、メインクロック（ＭＣＬＫ）、データイネーブル信号（ＤＥ）などがある。
【００３５】
信号制御部６００は、入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び入力制御信号に基づいて、入力画像信号（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を液晶表示板組立体３００及びデータ駆動部５００の動作条件に合うように適切に処理して、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）、感知制御信号（ＣＯＮＴ３）、感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）、及びランプ制御信号（ＣＯＮＴ５）などを生成した後、ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）をゲート駆動部４００に出力し、データ制御信号（ＣＯＮＴ２）及び処理した画像信号（ＤＡＴ）をデータ駆動部５００に出力し、感知制御信号（ＣＯＮＴ３）を光感知部７００に出力し、感知データ制御信号（ＣＯＮＴ４）を感知信号処理部７５０に出力し、ランプ制御信号（ＣＯＮＴ５）をランプ制御部９２０に出力する。
【００３６】
ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、走査開始を指示する走査開始信号（ＳＴＶ）、及びゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の出力周期を制御する少なくとも一つのクロック信号を含む。ゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）は、また、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）の持続時間を限定する出力イネーブル信号（ＯＥ）をさらに含むことができる。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、一つの画素行の画素（ＰＸ）に対する画像信号の出力開始を知らせる水平同期開始信号（ＳＴＨ）、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）へのデータ信号の印加を指示するロード信号（ＬＯＡＤ）、及びデータクロック信号（ＨＣＬＫ）を含む。
データ制御信号（ＣＯＮＴ２）は、また、共通電圧（Ｖｃｏｍ）に対するデータ信号の電圧極性（以下、「共通電圧に対するデータ信号の電圧極性」を略して「データ信号の極性」とする）を反転させる反転信号（ＲＶＳ）をさらに含むことができる。
【００３７】
データ駆動部５００は、信号制御部６００からのデータ制御信号（ＣＯＮＴ２）によって、一つの画素行の画素（ＰＸ）に対するデジタル画像信号（ＤＡＴ）を受信して、各デジタル画像信号（ＤＡＴ）に対応する階調電圧を選択することによって、デジタル画像信号（ＤＡＴ）をアナログデータ信号に変換した後、これを当該データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加する。
ゲート駆動部４００は、信号制御部６００からのゲート制御信号（ＣＯＮＴ１）によって、ゲートオン電圧（Ｖｏｎ）をゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に印加して、このゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に連結されているスイッチング素子（Ｑ）をターンオンさせる。そうすると、データ線（Ｄ１−Ｄｍ）に印加されたデータ信号がターンオンされたスイッチング素子（Ｑ）を通じて当該画素（ＰＸ）に印加される。
【００３８】
画素（ＰＸ）に印加されたデータ信号の電圧及び共通電圧（Ｖｃｏｍ）の差は、液晶キャパシタ（Ｃｌｃ）の充電電圧、つまり画素電圧として現れる。液晶分子は、画素電圧の大きさによってその配向が異なり、それによって液晶層３を通過する光の偏光が変化する。このような偏光の変化は、液晶表示板組立体３００に付着された偏光子によって光の透過率の変化として現れる。
【００３９】
１水平周期（１Ｈともいい、水平同期信号（Ｈｓｙｎｃ）及びデータイネーブル信号（ＤＥ）の一周期と同一である）を単位として、このような過程を繰り返すことによって、全てのゲート線（Ｇ１−Ｇｎ）に対して順次にゲートオン電圧（Ｖｏｎ）を印加し、全ての画素（ＰＸ）にデータ信号を印加して、１フレーム（ｆｒａｍｅ）の画像を表示する。
１フレームが終われば次のフレームが始まって、各画素（ＰＸ）に印加されるデータ信号の極性が直前のフレームでの極性と反対になるように、データ駆動部５００に印加される反転信号（ＲＶＳ）の状態が制御される（フレーム反転）。この時、１フレーム内でも反転信号（ＲＶＳ）の特性によって、一つのデータ線を通じて流れるデータ信号の極性が反転したり（例：行反転、点反転）、一つの画素行に印加されるデータ信号の極性が互いに反転することがある（例：列反転、点反転）。
【００４０】
次に、本発明の一実施形態による液晶表示装置の光感知部及び感知信号処理部について、図６乃至１０を参照してより詳細に説明する。
図６は本発明の一実施形態による液晶表示装置の光感知部及び感知信号処理部のブロック図であり、図７（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの光センサーに対する等価回路図の各々の例であり、図８（ａ）及び（ｂ）は各々図７（ａ）及び（ｂ）に示した光センサーに印加される信号のタイミング図である。図９は本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号変換部の概略回路図であり、図１０は図９に示した信号変換部の入出力特性を示したグラフである。
【００４１】
図６に示すように、光感知部７００は、五つの光センサー（７０１〜７０５）を含む。しかし、このような光センサー（７０１〜７０５）の数は一例にすぎず、必要に応じて加減することができる。感知信号処理部７５０は、順次に連結されているスイッチング部７５１、増幅器７５３、標本維持部（ｓａｍｐｌｅ  ａｎｄ  ｈｏｌｄ  ｕｎｉｔ）７５５、信号変換部７５７、そして演算部７５９を含む。
【００４２】
光感知部７００の一例として、図７（ａ）に示すように、各光センサー（７０１〜７０５）は、光感知素子（Ｑｐ）及びこれに連結されているスイッチング素子（Ｑｓ）を含む。
光感知素子（Ｑｐ）は、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々制御電圧（Ｖｓｇ）及び入力電圧（Ｖｓｄ）に連結されており、出力端子はスイッチング素子（Ｑｓ）に連結されている。光感知素子（Ｑｐ）は、そのチャンネル部の半導体に光が照射されると、非晶質シリコン（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ）または多結晶シリコン（ｐｏｌｙ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ  ｓｉｌｉｃｏｎ）からなるチャンネル部の半導体が光電流を形成して、入力電圧（Ｖｓｄ）によって光電流がスイッチング素子（Ｑｓ）の方向に流れる。
【００４３】
スイッチング素子（Ｑｓ）も三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々感知スイッチング信号（Ｖｓｗ）及び光感知素子（Ｑｐ）の出力端子に連結されており、出力端子は感知信号処理部７５０に連結されている。スイッチング素子（Ｑｓ）は、図８（ａ）に示すように、感知スイッチング信号（Ｖｓｗ）がスイッチング素子（Ｑｓ）をターンオンさせるような高電圧になると、光感知素子（Ｑｐ）からの光電流を感知信号（Ｖｐ）として出力端子に出力する。
ここで、感知スイッチング信号（Ｖｓｗ）は、毎フレームごとに高電圧になって、感知信号処理部７５０が毎フレームごとに感知信号（Ｖｐ）を読取ることができるようにする。したがって、走査開始信号（ＳＴＶ）またはゲート信号のうちのいずれか一つをスイッチング信号（Ｖｓｗ）として使用することができる。もちろん、別途の信号を生成して使用することもできる。制御電圧（Ｖｓｇ）及び入力電圧（Ｖｓｄ）は直流電圧であって、光感知素子（Ｑｐ）の動作領域を考慮して、その値を設定する。
【００４４】
これとは異なって、光感知部７００の他の例として、図７（ｂ）に示すように、各光センサー（７０１〜７０５）は、光感知素子（Ｑｐ）を含む。
光感知素子（Ｑｐ）は、薄膜トランジスタなどの三端子素子であって、その制御端子及び入力端子は各々制御電圧（Ｖｓｇ）及び入力電圧（Ｖｓｄ）に連結されており、出力端子は感知信号処理部７５０に連結されている。光感知素子（Ｑｐ）は、図８（ｂ）に示すように、そのチャンネル部の半導体に光が照射されたままで制御電圧（Ｖｓｇ）が高電圧になると、非晶質シリコンまたは多結晶シリコンからなるチャンネル部の半導体が光電流を形成して、これを感知信号（Ｖｐ）として出力端子に出力する。
ここで、制御電圧（Ｖｓｇ）は、毎フレームごとに高電圧になって、感知信号処理部７５０が毎フレームごとに感知信号（Ｖｐ）を読取ることができるようにする。制御電圧（Ｖｓｇ）の高電圧及び低電圧は、光感知素子（Ｑｐ）の動作領域を考慮して、その値を設定する。
【００４５】
光感知部７００は、信号線（Ｇ１−Ｇｎ、Ｄ１−Ｄｍ）及びスイッチング素子（Ｑ）などと共に液晶表示板組立体３００に集積されて、液晶表示板組立体３００の周縁領域（Ｐ１）または副表示領域（Ｐ３）のうちの反射電極１９４下に形成される。光感知素子（Ｑｐ）のチャンネル部上の遮光部材または反射電極１９４に開口部を形成して、外部光が光感知素子（Ｑｐ）のチャンネル部に入射するようにする。このように光感知素子（Ｑｐ）を形成すれば、主表示領域（Ｐ２）及び副表示領域（Ｐ３）の透過領域（ＴＡ）が減少しないので、透過モードでの輝度が低下しない。
【００４６】
スイッチング部７５１は、各光センサー（７０１〜７０５）から感知信号（Ｖｐ）を受信して、信号制御部６００からのスイッチング信号（ＳＷ）によってこれらのうちのいずれか一つを増幅器７５３に出力する。スイッチング信号（ＳＷ）は、所定の時間単位ごとに順次に一つの光センサー（７０１〜７０５）を選択する。所定の時間単位は、１フレームまたはそれ以上である。したがって、スイッチング部７５１は、光センサー（７０１〜７０５）からの各感知信号（Ｖｐ）を所定の時間単位ごとに順次に出力するようになる。
増幅器７５３は、スイッチング部７５１からの感知信号（Ｖｐ）を適切な信号レベルに増幅及びフィルタリングした後で、標本維持部７５５に出力する。
標本維持部７５５は、信号制御部６００からの標本維持信号（ＳＨ）によって増幅器７５３からの信号を適切に抽出して、信号変換部７５７に出力する。
【００４７】
図９に示すように、信号変換部７５７は、二つの比較器（ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２）を含み、標本維持部７５５からのアナログ感知信号（Ｖｐ’）をデジタル信号（Ｖｏｕｔ）に変換する。比較器（ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ１）は、入力された感知信号（Ｖｐ’）の信号レベルによって“０”または“１”の値を出力する。
図１０に示すように、比較器（ＣＯＭＰ１）は、感知信号（Ｖｐ’）がしきい電圧（Ｖｔｈｕ１）より大きくなれば“１”の値を出力し、しきい電圧（Ｖｔｈｄ１）より小さくなれば“０”の値を出力する、ヒステリシス特性を有する。また、比較器（ＣＯＭＰ２）も同様に、しきい電圧（Ｖｔｈｕ２）より大きくなれば“１”の値を出力し、しきい電圧（Ｖｔｈｄ２）より小さくなれば“０”の値を出力する、ヒステリシス特性を有する。比較器（ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２）がヒステリシス特性を有することによって、感知信号（Ｖｐ’）がしきい電圧（Ｖｔｈｕ１、Ｖｔｈｄ１、Ｖｔｈｕ２、Ｖｔｈｄ２）付近で頻繁に変動しても、デジタル信号（Ｖｏｕｔ）は頻繁に変動しない。
したがって、明るさ制御信号（Ｖｄｉｍ）も頻繁に変動せず、結局、ランプ部９１０の頻繁な輝度の変化を防止することができる。しきい電圧（Ｖｔｈｕ１、Ｖｔｈｄ１、Ｖｔｈｕ２、Ｖｔｈｄ２）は、外部光の強さ及びこれによる感知信号（Ｖｐ’）に基づいて設定する。
【００４８】
信号変換部７５７は、比較器（ＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２）の各デジタル出力信号（Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２）によって、“００”、“０１”、“１０”の三つの明るさの状態を示すデジタル信号（Ｖｏｕｔ）を演算部７５９に出力する。デジタル信号（Ｖｏｕｔ）が“００”である場合には、暗い室内または暗室のような暗い状態を示し、“０１”である場合には、明るい室内のような中間の明るさの状態を示し、“１０”である場合には、野外のような非常に明るい状態を示す。例えば、このような三つの明るさの状態に区分する基準となる外部光の強さは、ほぼ５０ルクス（ｌｕｘ）及び２０００ルクスに設定することができる。
【００４９】
信号変換部７５７は、必要に応じて一つの比較器のみを含んだり、三つ以上の比較器を含むことができ、それによって明るさの状態の数も変更することができる。これとは異なって、信号変換部７５７は、比較器の代わりにアナログ−デジタル変換器（図示せず）を含んで、アナログ感知信号（Ｖｐ’）をデジタル信号（Ｖｏｕｔ）に変換することもできる。この時、アナログ−デジタル変換器も、ヒステリシス特性を有するのが好ましい。
【００５０】
演算部７５９は、各光センサー（７０１〜７０５）の感知信号（Ｖｐ）に対応する五つのデジタル信号（Ｖｏｕｔ）を所定の時間単位ごとに順次に受信して、記憶素子（図示せず）に記憶する。
そして、五つのデジタル信号（Ｖｏｕｔ）が記憶されれば、演算部７５９は、記憶された五つのデジタル信号（Ｖｏｕｔ）を参照して現在の明るさの状態を判断するが、五つのデジタル信号（Ｖｏｕｔ）のうちの少なくとも三つの同一の値のデジタル信号（Ｖｏｕｔ）が示す状態を現在の明るさの状態として判断する。場合によって同一の値のデジタル信号（Ｖｏｕｔ）の数量が三つ以上にならない場合には、以前の明るさの状態を現在の明るさの状態として維持する。万が一、光センサーの数がこれと異なっても、所定の数量以上の同一の値のデジタル信号が示す状態を現在の明るさの状態として判断する。
【００５１】
薄膜トランジスタからなる光センサー（７０１〜７０５）は、半導体の特性上、同一の外部光の強さに対して互いに同一の感知信号（Ｖｐ）を出力するのが難しい。したがって、ある一つの光センサーだけでは正確な明るさの状態を判断するのが難しい。しかし、本発明のように、複数の光センサー（７０１〜７０５）を含んで、最も多くの数の光センサーが示す明るさの状態を現在の明るさの状態として判断することによって、明るさの状態を正確に判断することができる。また、光センサー（７０１〜７０５）のうちの一部がその機能を発揮することができない場合でも、残りの光センサーを利用して明るさの状態を判断することができる。
【００５２】
演算部７５９は、現在の明るさの状態を判断した後、それによって明るさ制御信号（Ｖｄｉｍ）のレベルまたは状態を変更して、ランプ制御部９２０に出力する。明るさ制御信号（Ｖｄｉｍ）は、例えば現在の明るさの状態が最も明るい状態であれば、ランプ部９１０を消すように設定し、中間の明るさの状態であれば、ランプ部９１０が適切な輝度の光を出すように設定し、非常に暗い状態であれば、ランプ部９１０が高い輝度の光を出すように設定する。それによって、ランプ制御部９２０は、ランプ部９１０に流れる電流を制御することによって、現在の明るさの状態に最も適切に液晶表示板組立体３００に照射される光の強さを調節する。
【００５３】
本発明の実施形態では、液晶表示装置に光感知部を配置してバックライト部の明るさを制御したが、これに限定されず、バックライト部を含む受光型表示装置に対しても、同一に光感知部を配置してバックライト部の明るさを制御することができる。
【００５４】
尚、本発明は、上述の実施形態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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態による液晶表示装置のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの画素に対する等価回路図である。
【図３】本発明の一実施形態による液晶表示装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態による液晶表示装置の表示画面を示す図面である。
【図５】本発明の一実施形態による液晶表示装置の画素電極の概略図である。
【図６】本発明の一実施形態による液晶表示装置の光感知部及び感知信号処理部のブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態による液晶表示装置の一つの光センサーに対する等価回路図であり、（ａ）、（ｂ）はそれぞれ一例である。
【図８】（ａ）は図７（ａ）に示した光センサーに印加される信号のタイミング図であり、（ｂ）は図７（ｂ）に示した光センサーに印加される信号のタイミング図である。
【図９】本発明の一実施形態による液晶表示装置の信号変換部の概略回路図である。
【図１０】図９に示した信号変換部の入出力特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
１００        下部表示板
１９１        画素電極
１９２        透明電極
１９４        反射電極
１９５        透過窓
２００        上部表示板
２２０        遮光部材
２７０        共通電極
３        液晶層
３００        液晶表示板組立体
３３０        表示部
３４０        バックライト部
３５０        液晶モジュール
４００        ゲート駆動部
５００        データ駆動部
６００        信号制御部
６１０        統合チップ
６２０        ＦＰＣ基板
７００        光感知部
７５０        感知信号処理部
８００        階調電圧生成部
９００        照明部
９１０        ランプ部
９２０        ランプ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007047789.tif 000009
【図８】
2007047789.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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