(57)【要約】【課題】使用環境における周囲光の強さにより、光センサーの検出レベルが変化しても、同じ周囲光の強度において、経年変化や、環境温度による特性劣化によって、光センサーの検出レベルが変化しても、指の接触を検出することができる液晶表示装置を得る。【解決手段】タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置であって、アレイ基板３にマトリクス状に設けられ、周囲光を検出する複数の周囲光センサー７と、複数の周囲光センサー７の一部をブラックマトリクス４で覆い隠して遮光した遮蔽光センサー７Ａと、遮蔽光センサー７Ａによって検出したセンサーレベルに、α（一定値）を加算してしきい値を求め、周囲光センサー７によって検出したセンサーレベルと前記しきい値を比較して、周囲光センサー７によって検出したセンサーレベルが前記しきい値よりも低い場合には、周囲光センサー７上に遮光物があったことを検出する制御部１０とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置であって、
アレイ基板にマトリクス状に設けられ、周囲光を検出する複数の周囲光センサーと、
前記複数の周囲光センサーの一部をブラックマトリクスで覆い隠して遮光した遮蔽光センサーと、
前記遮蔽光センサーによって検出したセンサーレベルに、一定値を加算してしきい値を求め、周囲光センサーによって検出したセンサーレベルと前記しきい値を比較して、前記周囲光センサーによって検出したセンサーレベルが前記しきい値よりも低い場合には、周囲光センサー上に遮光物があったことを検出する制御部と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記一定値は、前記周囲光センサー及び遮蔽光センサーのセンサーレベルに基づいて予め求めておく
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置であって、
アレイ基板にマトリクス状に設けられ、周囲光を検出する複数の周囲光センサーと、
前記複数の周囲光センサーの一部をブラックマトリクスで覆い隠して遮光した遮蔽光センサーと、
周囲光センサーと遮蔽光センサーのセンサーレベルの差分、及び差分に対応するしきい値を記憶するルックアップテーブルと、
前記遮蔽光センサーによって検出したセンサーレベルと、周囲光センサーによって検出したセンサーレベルを比較して両者の差分を求め、前記ルックアップテーブルを参照して、求めた差分に対応するしきい値を求め、周囲光センサーによって検出したセンサーレベルと前記しきい値を比較して、前記周囲光センサーによって検出したセンサーレベルが前記しきい値よりも低い場合には、周囲光センサー上に遮光物があったことを検出する制御部と
を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
前記ルックアップテーブルは、前記周囲光センサー及び遮蔽光センサーのセンサーレベルに基づいて予め作成しておく
ことを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）に関し、特に光センサーによるタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置について図５から図８までを参照しながら説明する（例えば、特許文献１参照）。図５は、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置を断面からみた構成を示す図である。
【０００３】
図５において、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置は、外枠１と、バックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）２と、サブピクセルを構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などが設けられたアレイ基板３と、液晶（省略）と、ＲＧＢのカラーフィルター、ブラックマトリクスなどが設けられたカラーフィルター基板５と、偏光板６と、アレイ基板３にマトリクス状に設けられた複数の周囲光センサー７とが設けられている。
【０００４】
つぎに、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【０００５】
周囲光センサー７（タッチパネル機能）内蔵の液晶表示装置（ＬＣＤ）を図５に示す。アレイ基板３にマトリクス状に配置された全ての周囲光センサー７に周囲光（外光）が入射されている状態で、液晶表示装置の偏光板６の上に指を置くことによって、周囲光が遮断される。周囲光（外光）が入射されている周囲光センサー７の検出レベル（センサーレベル）と、周囲光（外光）が遮断されている周囲光センサー７の検出レベル（センサーレベル）を比較することにより、指の接触を検出することができる。
【０００６】
図６は、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置のセンサー画像を示す図である。
【０００７】
図６において、センサー画像１００は、真ん中に遮光物である人間の指１０１を置いている状況を示し、全ての周囲光センサー７のセンサーレベルに基づき生成したものである。なお、１０２は、周囲光測定ラインを示す。
【０００８】
図７は、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置の周囲光測定ラインのセンサーレベルを示す図である。
【０００９】
図７において、横軸は周囲光測定ライン１０２の左端からの距離（ｍｍ）、縦軸はセンサーレベル（換算値）をそれぞれ表す。指（遮光物）を置いた箇所とその周囲で、周囲光センサー７のセンサーレベルに差分Δができる。この差分Δによって指の接触を検出している。
【００１０】
図８は、従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置の周囲光を変化させた場合のセンサー画像及びセンサーレベルを示す図である。
【００１１】
図８において、（ａ）及び（ｂ）は周囲光の照度を９００ルックスとした場合のセンサー画像及びセンサーレベル、（ｃ）及び（ｄ）は周囲光の照度を３００ルックスとした場合のセンサー画像及びセンサーレベルをそれぞれ表す。周囲光（外光）を変化させると、指を置いたときのセンサーレベルの差分Δの値が変わってくることが分かる。
【００１２】
従って、周囲光（外光）を監視する光センサーを設け、周囲光（外光）の強さによって指が接触したと判断される差分Δの値を変更する必要がある。
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−９４６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したような従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置では、使用環境における周囲光（外光）の強さにより、光センサーの検出レベルが変化して、指の接触を検出できなくなる恐れがあるという問題点があった。
【００１５】
また、同じ周囲光（外光）の強度においても、光センサーの経年変化や、環境温度による特性劣化によって、光センサーの検出レベルが変化して、指の接触を検出できなくなる恐れがあるという問題点があった。
【００１６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、使用環境における周囲光（外光）の強さにより、光センサーの検出レベルが変化しても、指の接触を検出することができ、また、同じ周囲光（外光）の強度においても、光センサーの経年変化や、環境温度による特性劣化によって、光センサーの検出レベルが変化しても、指の接触を検出することができる液晶表示装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に係る液晶表示装置は、タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置であって、アレイ基板にマトリクス状に設けられ、周囲光を検出する複数の周囲光センサーと、前記複数の周囲光センサーの一部をブラックマトリクスで覆い隠して遮光した遮蔽光センサーと、前記遮蔽光センサーによって検出したセンサーレベルに、一定値を加算してしきい値を求め、周囲光センサーによって検出したセンサーレベルと前記しきい値を比較して、前記周囲光センサーによって検出したセンサーレベルが前記しきい値よりも低い場合には、周囲光センサー上に遮光物があったことを検出する制御部とを設けたものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係る液晶表示装置は、タッチパネル機能において、使用環境における周囲光（外光）の強さにより、周囲光センサーの検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるとともに、同じ周囲光（外光）の強度においても、周囲光センサーの経年変化や、環境温度による特性劣化によって、周囲光センサーの検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置について図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係るタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置を断面からみた構成を示す図である。なお、明細書全体において、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【００２０】
図１において、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置は、外枠１と、バックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）２と、サブピクセルを構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などが設けられたアレイ基板３と、液晶（省略）と、ＲＧＢのカラーフィルター、ブラックマトリクス４などが設けられたカラーフィルター基板５と、偏光板６と、アレイ基板３にマトリクス状に設けられた複数の周囲光センサー７と、この周囲光センサー７の一部をブラックマトリクス４で覆い隠すなどして遮光した遮蔽光センサー７Ａと、制御部１０（図示せず）とが設けられている。
【００２１】
図２は、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
図２において、この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構は、遮蔽光センサー７Ａと、ＣＰＵ、メモリなどから構成される制御部１０とが設けられている。
【００２３】
遮蔽光センサー７Ａは、表示部の上辺の中央の複数個の周囲光センサー７をブラックマトリクス４で覆い隠したものである。ブラックマトリクス４で覆い隠す周囲光センサー７は、１個や、３個や５個でも１０個でも構わない。遮蔽光センサー７Ａが複数個の場合には、検出レベルの平均を求めて検出誤差を少なくする。また、表示部の上辺の中央の周囲光センサー７に限られず、上辺の左端や右端でも構わない。さらに、表示部の上辺の周囲光センサー７に限られず、表示部の下辺や、左辺、右辺でも構わない。カラーフィルター基板５上のブラックマトリクス４は、サブピクセルを黒色で囲み、画像を鮮明にさせるために形成するが、この発明の実施の形態では、遮蔽光センサー７Ａを形成するための役割も担う。
【００２４】
つぎに、この実施の形態１に係る液晶表示装置のタッチパネル機能の動作について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
遮蔽光センサー７Ａは、常に暗データ（センサーレベル）を観測する。制御部１０は、遮蔽光センサー７Ａによって検出したセンサーレベルに、α（一定値）を加算して、最適なしきい値Ｔｈ１を求める。周囲光センサー７によって検出したセンサーレベルとしきい値Ｔｈ１を比較して、このセンサーレベルがしきい値Ｔｈ１よりも低い場合には、制御部１０は、指の接触（遮光物）があったことを検出する。
【００２６】
α（一定値）は、製品の出荷前に、工場等で予め求めておく。図７に示すように、指を置いた箇所とその周囲で、周囲光センサー７のセンサーレベルに差分Δができる。高レベルと低レベルの差分Δの間に最適なしきい値Ｔｈ１を設定し、このしきい値Ｔｈ１と周囲光センサー７のセンサーレベルを比較して、センサーレベルがしきい値Ｔｈ１よりも低い場合には、指の接触を検出することができる。
【００２７】
使用環境における周囲光（外光）の強さや、同じ周囲光（外光）の強度において、経年変化や、環境温度による特性劣化によって、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるように、周囲光センサー７及び遮蔽光センサー７Ａの各種の測定等により、α（一定値）を予め求めておく。
【００２８】
この実施の形態１に係るタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置は、使用環境における周囲光（外光）の強さにより、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるとともに、同じ周囲光（外光）の強度においても、周囲光センサー７の経年変化や、環境温度による特性劣化によって、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができ、環境によらず良好なタッチ動作を得ることができる。
【００２９】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置について図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構の概略構成を示すブロック図である。なお、タッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置を断面からみた構成は、上記の実施の形態１と同様である。
【００３０】
図３において、この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構は、周囲光センサー７と、遮蔽光センサー７Ａと、ＣＰＵ、メモリなどから構成される制御部１０Ａとが設けられている。
【００３１】
図４は、この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のルックアップテーブルの構成を示す図である。
【００３２】
図４において、ルックアップテーブル１１は、差分Δ１２と、この差分Δ１２に対応した最適なしきい値１３とが設けられている。なお、差分Δ１２は、例示するように、１０、２０、３０、…のように離散した値に限られず、０〜１０、１１〜２０、２１〜３０、…のように連続した値でも良い。
【００３３】
つぎに、この実施の形態２に係る液晶表示装置の動作について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
遮蔽光センサー７Ａは、常に暗データ（センサーレベル）を観測する。制御部１０は、遮蔽光センサー７Ａによって検出したセンサーレベルと、周囲光センサー７によって検出したセンサーレベルを比較して、両者の差分Δを求める。次に、ルックアップテーブル１１を参照して、求めた差分Δに対応する、最適なしきい値Ｔｈ２を求める。周囲光センサー７によって検出したセンサーレベルとしきい値Ｔｈ２を比較して、このセンサーレベルがしきい値Ｔｈ２よりも低い場合には、制御部１０は、指の接触（遮光物）があったことを検出する。
【００３５】
ルックアップテーブル１１は、製品の出荷前に、工場等で予め求めておく。図７に示すように、指を置いた箇所とその周囲で、周囲光センサー７のセンサーレベルに差分Δができる。高レベルと低レベルの差分Δの間に最適なしきい値Ｔｈ２を設定し、このしきい値Ｔｈ２と周囲光センサー７のセンサーレベルを比較して、センサーレベルがしきい値Ｔｈ２よりも低い場合には、指の接触を検出することができる。
【００３６】
使用環境における周囲光（外光）の強さや、同じ周囲光（外光）の強度において、経年変化や、環境温度による特性劣化によって、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるように、周囲光センサー７及び遮蔽光センサー７Ａの各種の測定等により、ルックアップテーブル１１を予め作成しておく。
【００３７】
この実施の形態２に係るタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置は、使用環境における周囲光（外光）の強さにより、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができるとともに、同じ周囲光（外光）の強度においても、周囲光センサー７の経年変化や、環境温度による特性劣化によって、周囲光センサー７の検出レベルが変化しても、指の接触を正確に検出することができ、環境によらず良好なタッチ動作を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の実施の形態１に係るタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置を断面からみた構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構の概略構成を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のタッチパネル機能のしきい値演算機構の概略構成を示すブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る液晶表示装置のルックアップテーブルの構成を示す図である。
【図５】従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置を断面からみた構成を示す図である。
【図６】従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置のセンサー画像を示す図である。
【図７】従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置の周囲光測定ラインのセンサーレベルを示す図である。
【図８】従来のタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置の周囲光を変化させた場合のセンサー画像及びセンサーレベルを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  外枠、２  バックライト、３  アレイ基板、４  ブラックマトリクス、５  カラーフィルター基板、６  偏光板、７  周囲光センサー、７Ａ  遮蔽光センサー、１０  制御部、１０Ａ  制御部、１１  ルックアップテーブル。
【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】
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【図８】
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