(57)【要約】【課題】フォトダイオードを別に設ける必要なしに、液晶ディスプレイ自体の一部を用いて周囲光を検出する。【解決手段】液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイと共に用いられる周囲光検出装置が提供される。前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有する。当該トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、前記液晶ディスプレイは、当該ゲートをそれぞれオフにするために当該ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有する。当該周囲光検出装置は、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定するように構成された電流測定回路と、前記電流測定回路に接続され、前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出するように構成された制御部とを具備する。【選択図】  図６
2009276770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶画素のアレイを有するアクティブ領域を有する液晶ディスプレイと共に用いられる周囲光検出装置であって、
前記アクティブ領域において流れる電流を測定するように構成された電流測定回路と、
前記電流測定回路に接続され、前記測定された電流から、前記液晶ディスプレイに入射する周囲光のレベルを算出するように構成された制御部と
を具備する周囲光検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の周囲光検出装置であって、
前記電流測定回路は、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の液晶画素に流れる電流を測定するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶画素は、液晶セルをそれぞれ有し、
前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続する少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、
前記トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、
前記液晶ディスプレイは、前記ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有し、
前記電流測定回路は、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により当該ゲート給電線に流れる電流を測定するように構成され、
前記制御部は、前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶画素のための１つ又は複数の駆動回路を有し、
前記電流測定回路は、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の前記駆動回路に流れる電流を測定するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶セルを背後から照明するバックライトをさらに有し、
前記制御部は、前記周囲光のレベルを算出する際に、前記バックライトの影響を補償するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶セルを背後から照明するバックライトをさらに有し、
前記制御部は、前記算出された周囲光のレベルに応じて、前記バックライトの明るさを調整するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項７】
液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイと共に用いられる周囲光検出装置であって、
前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、
前記トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートを有し、
前記液晶ディスプレイは、前記ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有し、
当該周囲光検出装置は、
前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定するように構成された電流測定回路と、
前記電流測定回路に接続され、前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出するように構成された制御部と
を具備する周囲光検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の周囲光検出装置であって、
前記制御部は、前記周囲光のレベルを算出する際に、前記液晶ディスプレイの温度の変動を補償するように構成される
周囲光算出装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶セルを背後から照明するバックライトをさらに有し、
前記制御部は、前記周囲光のレベルを算出する際に、前記バックライトの影響を補償するように構成される
周囲光検出装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか１項に記載の周囲光検出装置であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶セルを背後から照明するバックライトをさらに有し、
前記制御部は、前記算出された周囲光のレベルに応じて、前記バックライトの明るさを調整するように構成される
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の周囲光検出装置と、
液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイとを具備し、
前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続する少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、
前記トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、
前記液晶ディスプレイは、前記ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有し、
前記液晶ディスプレイは、少なくとも１つの基準トランジスタと、当該少なくとも１つの基準トランジスタを周囲光から遮蔽するように構成されたマスクとをさらに有し、
前記電流測定回路は、前記少なくとも１つの基準トランジスタにおける漏れ電流を測定するように構成され、
前記制御部は、前記少なくとも１つの基準トランジスタにおいて測定された漏れ電流を用いて、前記算出された周囲光のレベルを補償するように構成される
液晶ディスプレイモジュール。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液晶ディスプレイモジュールを具備する携帯電話機。
【請求項１３】
請求項１１に記載の液晶ディスプレイモジュールを具備するカメラ。
【請求項１４】
液晶画素のアレイを有するアクティブ領域を有する液晶ディスプレイにおける周囲光のレベルを検出する周囲光レベル検出方法であって、
前記アクティブ領域に流れる電流を測定し、
前記測定された電流から、前記液晶ディスプレイに入射する周囲光のレベルを算出する
周囲光のレベル検出方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の周囲光レベル検出方法であって、
前記測定ステップは、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の液晶画素に流れる電流を測定するステップを含む
周囲光レベル検出方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の周囲光レベル検出方法であって、
前記液晶画素は、液晶セルをそれぞれ有し、
前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、
前記トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、
前記液晶ディスプレイは、前記ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有し、
前記測定ステップは、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定するステップを含み、
前記算出ステップは、前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出するステップを含む
周囲光レベル検出方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の周囲光レベル検出方法であって、
前記液晶ディスプレイは、前記液晶画素のための１つ又は複数の駆動回路を有し、
前記測定ステップは、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の駆動回路に流れる電流を測定するステップを含む
周囲光のレベル検出方法。
【請求項１８】
液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイにおける周囲光のレベルを検出する周囲光レベル検出方法であって、
前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、
前記トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、
前記液晶ディスプレイは、前記ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有し、
当該周囲光レベル検出方法は、
前記ゲート給電線と接続された前記ゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定し、
前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出する
周囲光レベル検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲光検出装置及び周囲光レベル検出方法に関し、より詳細には、液晶ディスプレイモジュールと共に用いるための周囲光検出装置及び周囲光レベル検出方法に関する。また、本発明はこのような装置及び方法を具現する液晶ディスプレイモジュール自体にも関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶セルが、一方向において複数の信号線を共有し、垂直方向においてゲート線により選択的にイネーブルされる、液晶セルの２次元アレイを用いる液晶ディスプレイが知られている。液晶ディスプレイには、ゲート線を用いて液晶セルの各セットをイネーブルする駆動回路が設けられる。そして、このイネーブルされたセルに信号線により映像信号レベルが供給され、このセルが所望の輝度となるのに必要なレベルにまで充電される。
【０００３】
通常、液晶セルがグループにまとめられることで、画像画素が形成される。典型的には、各画像画素は、赤、緑、青にそれぞれ対応する３つの液晶セルを有する。画素の赤、緑及び青の液晶セルは、同じゲート線上に供給され、同じ映像信号によって駆動することができる。具体的には、画素のすべての液晶セルをイネーブルするゲート線を用いて、まず赤の液晶セルに映像信号が信号線によって供給され、次に緑の液晶セルに映像信号が信号線によって供給され、最後に青の液晶セルに映像信号が信号線によって供給される。
【０００４】
従来から、周囲にフォトダイオードを有する液晶ディスプレイモジュールが知られている。このフォトダイオードは、液晶ディスプレイモジュールとは別に設けられるか、又は液晶ディスプレイモジュールの一部、例えば液晶ディスプレイパネル自体として構成される。フォトダイオードは、周囲光のレベルを示すことで、液晶ディスプレイモジュールの制御を向上させる。例えば、液晶ディスプレイモジュールが、液晶ディスプレイの液晶セルを通して照明を行うバックライトを有する場合、そのバックライトの明るさを、検出される周囲光のレベルに応じて変更することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】英国特許出願公開第２４４０３６２号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２２９５４２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１５２９５２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０１４６３０１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、フォトダイオードを別に設ける必要なしに、液晶ディスプレイ自体の一部を用いて周囲光を検出できることを初めて認識するものである。具体的には、本発明の実施形態は、少なくとも部分的には、液晶ディスプレイのトランジスタのチャネル上に電子正孔対が形成される結果として、液晶ディスプレイのゲート線においてゲート漏れ電流が生じるという認識に基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、液晶ディスプレイにおける周囲光のレベル検出方法が提供される。前記液晶ディスプレイは、液晶画素のアレイを有するアクティブ領域を有する。当該周囲光のレベル検出方法は、前記アクティブ領域に流れる電流を測定し、前記測定された電流から、前記液晶ディスプレイに入射する周囲光のレベルを算出する。
【０００８】
本発明の別の実施形態によれば、液晶画素のアレイを有するアクティブ領域を有する液晶ディスプレイと共に用いられる周囲光検出装置も提供される。当該周囲光検出装置は、前記アクティブ領域において流れる電流を測定するように構成された電流測定回路と、前記電流測定回路に接続され、前記測定された電流から、前記液晶ディスプレイに入射する周囲光のレベルを算出するように構成された制御部とを具備する。
【０００９】
このように、光検出器を別に設ける必要なしに、液晶ディスプレイに入射する周囲光のレベルを算出することが可能である。この周囲光の検出は、液晶ディスプレイ自体の少なくとも一領域にわたって実行されるため、測定精度を向上させることができる。さらに、液晶ディスプレイ領域の外側に光検出器を配置する必要がないため、スペース効率も向上する。光検出器を利用する必要をなくすことにより、製造工程全体が簡素化され、コストが低減する。また、全体的な消費電力も低減する。
【００１０】
前記周囲光のレベル算出方法では、前記測定ステップは、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の液晶画素に流れる電流を測定するステップを含むことが好ましい。同様に、前記周囲光検出装置では、前記電流測定回路は、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の液晶画素に流れる電流を測定するように構成される。
【００１１】
このように、周囲光を検出するために画素自体が用いられるので、アクティブ領域に追加の構成要素を設ける必要がなく、スペースの利用が阻害されない。
【００１２】
前記液晶画素は、液晶セルをそれぞれ有し、当該液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続する少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有し、当該トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、前記液晶ディスプレイは、当該ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有することが好ましい。この構成により、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により当該ゲート給電線に流れる電流を測定することによって、電流が測定される。このようにして、前記制御部は、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出する。
【００１３】
他の漏れ電流を測定することによっても同様の効果を達成できることを理解されたい。
【００１４】
前記液晶ディスプレイには、前記アクティブ領域内に１つ又は複数の駆動回路が設けられてもよい。この場合、前記アクティブ領域内の１つ又は複数の前記駆動回路に流れる電流を測定することにより、電流が測定される。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイにおける周囲光のレベル検出方法が提供される。前記液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有する。当該トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、前記液晶ディスプレイは、当該ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有する。当該周囲光のレベル検出方法は、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定し、当該測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出する。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、液晶セルのアレイを有する液晶ディスプレイと共に用いられる周囲光検出装置も提供される。当該液晶セルは、当該液晶セルを信号線に選択的に接続するための少なくとも１つのトランジスタをそれぞれ有する。当該トランジスタは、ゲート線に接続されたゲートをそれぞれ有し、前記液晶ディスプレイは、当該ゲートをそれぞれオフにするために前記ゲート線に選択的に接続可能なゲート給電線を有する。当該周囲光検出装置は、前記ゲート給電線と接続されたゲートにおけるゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定するように構成された電流測定回路と、当該電流測定回路に接続され、前記測定された電流から、前記ゲートに達する周囲光のレベルを算出するように構成された制御部とを具備する。
【００１７】
前記制御部は、前記周囲光のレベルを算出する際に、前記液晶ディスプレイの温度の変動を補償するように構成されることが好ましい。
【００１８】
ゲート漏れ電流は、温度の変動に伴って変動する。また、入射光によるものではない、バックグラウンドのゲート漏れ電流も変動する。このバックグラウンドのゲート漏れ電流を補償することにより、前記制御部は、より正確な周囲光のレベルの指標を提供することができる。
【００１９】
本発明の実施形態は、液晶ディスプレイを照明するバックライトを有する液晶ディスプレイと共に用いてもよい。この場合、前記制御部は、前記周囲光のレベルを算出する際に、前記バックライトの影響を補償するように構成されることが好ましい。
【００２０】
これにより、バックライトに対して露出された液晶セルのトランジスタにおいてゲート漏れ電流が測定される場合に、バックライト自体によって生じるゲート漏れ電流の量を判定することにより、前記測定されたゲート漏れ電流を補正して、より正確な周囲光のレベルの指標を提供することができる。
【００２１】
前記制御部は、算出された周囲光のレベルに応じて、バックライトの輝度を調整することも可能である。
【００２２】
このように、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）の全体的な輝度を、測定された周囲光に応じて変更することができる。例えば、周囲が明るい状態では、ディスプレイも明るくされる。
【００２３】
本発明の別の実施形態によれば、周囲光検出装置だけでなく、液晶ディスプレイも有するディスプレイモジュールが提供される。
【００２４】
この液晶ディスプレイモジュールは、前記ゲート線を前記ゲート給電線に選択的に接続するための一連のスイッチを有することが好ましい。周知のように、ゲート給電線には、液晶ディスプレイの画素／サブピクセルのゲートをオフにするのに適した電圧が供給される。
【００２５】
前記液晶ディスプレイモジュールの前記制御部は、すべてのトランジスタを或る時点において、例えばディスプレイのフィールド／フレームサイクルの間においてオフにすることが好ましい。このとき、前記周囲光検出装置を用いて、ゲート漏れ電流により前記ゲート給電線に流れる電流を測定することができる。
【００２６】
前記液晶ディスプレイは、少なくとも１つの基準トランジスタと、当該少なくとも１つの基準トランジスタを周囲光から遮蔽するように構成されたマスクとを有することが好ましい。
【００２７】
前記電流測定回路は、さらに、前記少なくとも１つの基準トランジスタにおける漏れ電流を測定するように構成されてもよい。前記制御部は、前記少なくとも１つの基準トランジスタにおいて測定された漏れ電流を用いて、前記算出された周囲光のレベルを補償するように構成されてもよい。
【００２８】
このマスキングされた基準トランジスタは、入射する周囲光を受けないため、この基準トランジスタにおいて発生するゲート漏れ電流を、バックグラウンドノイズの指標として用いることができる。このゲート漏れ電流を、入射する周囲光に対して露出した、液晶セルの他のトランジスタにおける電流の測定値から適宜減算する。
【００２９】
この液晶ディスプレイモジュールは、携帯電話機又はカメラ等の各種機器に設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態を具現する携帯電話機の図である。
【図２】本発明の実施形態を具現するカメラの図である。
【図３】本発明の実施形態を具現する液晶ディスプレイモジュールの図である。
【図４】液晶ディスプレイの３つの画素ユニットを概略的に示す図である。
【図５】図４の画素ユニットを駆動するための信号のタイミングを示す図である。
【図６】本発明の実施形態を具現する液晶ディスプレイモジュールを概略的に示す図である。
【図７】図６の液晶ディスプレイモジュールの個々の画素を示す図である。
【図８】液晶ディスプレイのトランジスタのチャネルを概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施形態を具現する液晶ディスプレイモジュールの一部を概略的に示す図である。
【図１０】バックライトからの画素トランジスタのマスキングを概略的に示す図である。
【図１１】バックライトからの画素トランジスタの選択的なマスキングを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態は、例示としてのみ提供される以下の説明により、添付の図面を参照して、より明確に理解されるであろう。
【００３２】
本発明の実施形態は、例えば図１及び図２にそれぞれ示す携帯電話機及びデジタルカメラにおいて用いられるようなＬＣＤモジュールに適用可能である。本発明の実施形態は、ＬＣＤモジュール自体のディスプレイパネル上に形成されたＬＣＤ駆動回路を含む、いかなるＬＣＤにも適用可能である。
【００３３】
図１の携帯電話機２及び図２のデジタルカメラ４において、必要に応じて画像を表示するための各ＬＣＤモジュール６及び８が設けられる。
【００３４】
図３は、携帯電話機及びデジタルカメラの用途に適しており、本発明の実施形態を具現するＬＣＤモジュール１０を示す。
【００３５】
ＬＣＤモジュール１０は、少なくとも１枚のガラス（又は任意の他の好適な透明材料）製の基板１２を有する。この基板１２に対し、液晶ディスプレイ１６が、任意の周知方法で形成される。図３に示す実施形態では、駆動回路１４も基板１２上に形成される。周囲光検出装置が組み込まれる駆動回路１４は、ＬＣＤモジュール１０の下部に示されているが、同様の駆動回路をガラス基板１２の液晶ディスプレイ１６の周囲の任意の部分に設けてもよく、又は、液晶ディスプレイ１６の周囲に分散させて設けてもよい。
【００３６】
図４は、液晶ディスプレイ１６の実施態様の一例を示す。
【００３７】
液晶ディスプレイ１６は、画素の２次元アレイに分割される。画素は、水平（横）方向の行である第１の方向及び垂直（縦）方向の列である第２の方向に延びる。各画素を所望の色及び輝度となるように駆動することにより、液晶ディスプレイ１６上に適切な画像が表示される。
【００３８】
種々の異なる色を生成するために、各画素は、赤、緑、青をそれぞれ生成する３つの画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ（すなわち、サブピクセル）を有する。図４は、第１の（水平）方向に並んで構成された画素の３つの画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを示す。ここで、所望の視覚的に合成された色を提供するために、３つの画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは互いに近接して配置されるべきであるが、画素の厳密な位置関係は重要ではないことを理解されたい。
【００３９】
各画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂは、対応する液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを有する。各液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの片側は、共通線ＣＯＭに接続される。好適な実施形態では、この共通線ＣＯＭは、ガラス基板１２自体の一部として形成される。各液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの反対側は、制御トランジスタすなわちスイッチ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂにそれぞれ接続される。
【００４０】
図４に示すように、行におけるすべてのスイッチ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂは、共通ゲート線２６によって制御される、すなわち、オン／オフに切り替えられる。ゲート線は、液晶ディスプレイ１６の各行毎に設けられる。一方、スイッチ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂへの入力部は、信号線２８Ｒ、２８Ｇ、２８Ｂに接続される。具体的には、同じ列内のすべての赤の画素ユニット２０Ｒは、１本の信号線２８Ｒに接続され、同じ列内のすべての緑の画素ユニット２０Ｇは、１本の信号線２８Ｇに接続され、同じ列内のすべての青の画素ユニット２０Ｂは、１本の信号線２８Ｂに接続される。
【００４１】
ＬＣＤモジュール１０の液晶ディスプレイ１６上に画像を表示するために、画像は行毎に提供される。特定のゲート線２６が駆動されて、その各行におけるすべてのスイッチすなわちトランジスタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂをオンにする電圧が印加される。なお、このゲート線２６は、この特定の行すなわち水平方向ラインをイネーブルする。まず、すべての赤の信号線２８Ｒを用いて、その行のすべての赤の液晶セル２２Ｒが駆動され、次に、すべての緑の信号線２８Ｇを用いて、その特定の行のすべての緑の液晶セル２２Ｇが駆動され、最後に、すべての青の信号線２８Ｂを用いて、その特定の行のすべての青の液晶セル２２Ｂが駆動される。特定の色の画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂのすべてが同時に駆動されることが好ましいが、他の構成も可能である。
【００４２】
１本の行すなわち水平方向ラインに書き込みが行われると、対応するゲート線２６が駆動されて、このゲート線２６に対応するすべてのスイッチすなわちトランジスタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂをオフにする電圧が印加され、別のゲート線２６が駆動されて、このゲート線２６に対応するスイッチをオンにする電圧が印加される。隣り合うゲート線２６を次々に駆動してもよいが、他の構成も可能である。また、種々の異なる構成の画素ユニットのアレイを提供して、同様の効果を達成してもよいことも理解されるであろう。
【００４３】
実際には、液晶の静電容量には或る程度の変動があるので、上述した構成だけでは、液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを確実に適切な又は所望の輝度レベルに駆動するのは困難である。液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの変動を補償するために、ＣＳキャパシタ３０が、液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに並行して設けられる。図４に示すように、ＣＳキャパシタ３０は、液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの信号駆動端と、ＣＳ線３２との間に設けられる。このような構成の場合、ＣＳ線３２は、各行すなわち水平方向ライン毎に設けられる。したがって、各行すなわち水平方向ラインのすべての画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０ＢのＣＳキャパシタ３０は、対応する各ＣＳ線３２に接続される。
【００４４】
ＣＳ線３２は、共通電圧ＣＯＭの電圧に近い電圧により駆動される。これにより、液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの静電容量の変動がこれらの液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの駆動に与える影響が少なくなる。
【００４５】
図５は、液晶ディスプレイ１６の水平方向ラインの最初の２本を駆動するための種々の信号を示す。ここで、液晶ディスプレイ１６の駆動中は、液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂを用いる毎に、これらの液晶セルに印加される極性を逆にする必要があるということは言うまでもない。これは、極性反転として周知である。したがって、液晶ディスプレイ１６上に各フレームが表示された後、すなわち各垂直期間後に、極性が逆にされる。また、隣り合う水平方向ライン、すなわち行は、逆の極性で駆動される。
【００４６】
図５に示すように、１水平タイミングの長さを有する垂直同期パルスが、新たなフレームを示す。また、各新たな水平方向ラインすなわち行を示すために、短い水平同期パルスが供給される。
【００４７】
第１の水平方向ライン及び第２の水平方向ラインに対するゲートパルスが示される。各ゲートパルスは、その水平方向ラインの期間内に位置し、ゲートパルス中、画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの各行すなわち水平方向ラインは、上述した方法でイネーブルされる。したがって、第１の水平方向ラインに対するゲートパルス中、この第１の水平方向ラインのすべてのスイッチ／トランジスタ２４Ｒ、２４Ｇ、２４Ｂはオンにされるが、他はされない。同様に、第２の水平方向ラインに対するゲートパルスでは、第２の行すなわち水平方向ラインのスイッチ／トランジスタのみがオンにされる。
【００４８】
図５において、第１の水平方向ライン及び第２の水平方向ラインについての、赤の画素ユニット２０Ｒ、緑の画素ユニット２０Ｇ、及び青の画素ユニット２０Ｂに対する電圧が示される。画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂの液晶セル２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに対して示される電圧に重なって、ＣＯＭ信号が破線により示される。図５に示すように、ＣＯＭ信号は、各水平方向ライン毎に、１つの電圧状態から別の電圧状態に変化する。このようにして、隣り合う水平方向ラインの画素に印加される極性が逆にされる。また、図５に示すように、第２の垂直期間（図５の右側）では、水平方向ラインの画素がフレーム毎に逆の極性により駆動されるように、ＣＯＭ信号が全体として逆方向にされる。
【００４９】
ＣＯＭ信号の後に、概ね同じ電圧を有するＣＳ信号が続く。
【００５０】
ＣＯＭ信号及びＣＳ信号は、０ボルト〜約５ボルトの間で状態が変化する。
【００５１】
各水平期間中に、赤の画素ユニット２０Ｒ、緑の画素ユニット２０Ｇ、及び青の画素ユニット２０Ｂに対し、それぞれ選択パルスが供給される。このようにして、１つの画素の赤の画素ユニット２０Ｒ、緑の画素ユニット２０Ｇ、及び青の画素ユニット２０Ｂのために必要とされる駆動信号を連続的に有する共通映像線を、その画素に対して供給することができる。図５に示す選択パルスは、赤、緑、青の画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂのそれぞれに、映像線信号のうちの適切な部分を印加するために用いられる。結果として、特定の各選択パルス中、画素ユニット２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂのそれぞれの信号線が、その時に共通映像線信号により供給される必要電圧により駆動される。
【００５２】
図６は、液晶ディスプレイ１６を有する、図３に示した液晶ディスプレイモジュール１０を概略的に示す。図６に示すように、図３の駆動回路１４は、垂直方向ドライバ３０と、水平方向スキャナ３２と、レベルシフタ３４と、ＤＣ−ＤＣコンバータ３６とを有する。
【００５３】
また、図６は、液晶セルのスイッチ２４が、トランジスタの対３８Ａ、３８Ｂとして具現されることを概略的に示す。
【００５４】
図６に概略的に示すように、液晶ディスプレイモジュールが利用される際、液晶ディスプレイモジュールに周囲光が入射する。この周囲光の量を判定することが有用である。例えば、周囲光が少ない状態では、表示される画像の輝度を低下させることが望ましい。このように輝度を低下させることは、消費電力を低減するために有益である。
【００５５】
図７は、液晶セル２２を駆動するための、一対の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）３８ａ、３８ｂを有する個々の画素及びサブピクセルをさらに詳細に示す。
【００５６】
本願の実施形態では、液晶ディスプレイのアクティブ領域に入射する光は、ＴＦＴトランジスタ３８ａ、３８ｂのチャネルにおいて電子正孔対を発生させる。
【００５７】
図８は、ＴＦＴトランジスタ３８ａ、３８ｂのうちの１つのＮＭＯＳチャネル４０を示す。光がチャネル４０に達すると、電子正孔対が形成され、これらはＴＦＴトランジスタ３８ａ、３８ｂのゲートコンタクト４４を通る漏れ電流として現れる。
【００５８】
図９は、駆動回路１４に接続された１つの画素（又はサブピクセル）を概略的に示す。
【００５９】
液晶ディスプレイにより画像が表示される間、駆動回路１４は、一連のシフトレジスタ５０及び論理ゲート５２を用いて、必要に応じて適当なゲート線２６を動作させる。ゲート線２６が各自のＴＦＴトランジスタをオフにする必要があるとき、それらのゲート線２６に、所定の電圧ＶＳＳ３（図９に示す）が印加される。一連のレベルシフトスイッチ５４は、ゲート線２６のすべてのトランジスタ３８をオフにするようにＶＳＳ３線に選択的に接続されるか、又はゲート線２６のすべてのトランジスタ３８をオンにするように駆動回路１４の一部に選択的に接続される。
【００６０】
ゲートをオフにするように、それらのゲートにＶＳＳ３電位を印加する場合、入射する光によって生じるゲート漏れ電流を検出することが可能になる。
【００６１】
図９に概略的に示すように、ＶＳＳ３線を介して引き込まれる電流を測定するための電流測定回路６０が設けられる。
【００６２】
電流測定回路６０は、各ゲート線がオフにされたときに流れる電流を測定するように接続される。しかしながら、好適な実施形態では、ディスプレイのフィールド／フレームサイクルにおける所定の時点、例えば連続したフィールド／フレームの間において、駆動回路１４が、すべてのゲート線２６をＶＳＳ３に接続し、すべてのゲートをオフにする。このとき、電流測定回路６０を用いて、これらの接続されたすべてのゲート線からのゲート漏れ電流が測定される。
【００６３】
電流測定回路６０は、各自の制御部７０又は駆動回路１４の制御部に接続され、測定したゲート漏れ電流から、入射する周囲光のレベルを算出するように構成される。このようにして、フォトダイオード検出器等を別に設ける必要なしに、液晶セルのトランジスタ３８のみを用いて、液晶ディスプレイモジュールにおいて周囲光検出装置を具現することができる。
【００６４】
入射する周囲光の測定値を提供するために、液晶ディスプレイのアクティブ領域における他の漏れ電流を検出及び測定してもよいことを理解されたい。具体的には、ＣＯＭ線又はＣＳ線上のゲート・ソース漏れ電流を測定してもよい。個々の画素（サブピクセル）上に入射する光は、様々なタイプの漏れ電流を生じさせる。これらの漏れ電流を検出して、周囲光の測定値を提供することができる。
【００６５】
さらに、上記で説明したように、画素のための１つ又は複数の駆動回路を、液晶ディスプレイのアクティブ領域内に分散させることが可能である。この構成により、駆動回路自体が、周囲光による漏れ電流の影響を受ける。したがって、液晶ディスプレイのアクティブ領域内の１つ又は複数の駆動回路を流れる電流の測定値によっても、入射する周囲光の量の指標を同様に得ることができる。パネルを見る人に光学干渉を一切与えないほど小さい周囲光検出装置を、アクティブ領域に一体化することも可能である。このような装置として、感光トランジスタやフォトダイオード等がある。アクティブ領域内のこれらの装置からの電流又は電圧は、上述した測定値と別に用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
【００６６】
検出された周囲光のレベルは、必要に応じて任意の方法で用いられる。これは、上述のように、液晶ディスプレイモジュールの制御部が液晶ディスプレイの輝度を制御可能になるという点で特に有用である。
【００６７】
図６に概略的に示すように、液晶ディスプレイモジュール１０には、液晶セルを照明するためのバックライト８０が設けられる。入射する周囲光のレベルが判定されると、それに応じた適当な輝度で照明するようにバックライト８０を制御することが可能である。
【００６８】
好適な実施形態では、液晶ディスプレイモジュールは、周囲光の検出を較正し、温度等の変動を補償する機構を有する。
【００６９】
一実施形態では、液晶ディスプレイの一部を、周囲光からマスキングすることが提案される。これにより、周囲光が存在しない状態で生じる、バックグラウンドのゲート漏れ電流を判定することが可能である。この測定値を用いて、周囲光の検出を較正し、バックグラウンドの自然の漏れ電流を補償することができる。また、液晶セルにより表示される画像自体が、ゲート漏れ電流に影響を与えることがある。しかし、そのとき表示されている実際の画像を知ることにより、この影響を補償することができる。
【００７０】
バックライト８０が設けられ、このバックライト８０がオンにされると、バックライト８０から発生する光それ自体が、ＴＦＴチャネルにおいて電子正孔対を発生させる。バックライト８０がそのとき駆動されている輝度を判定することにより、この電子正孔対の影響を補償することができる。
【００７１】
図１０に示す実施形態では、バックライト８０が画素トランジスタ３８ａ、３８ｂにおける漏れ電流の測定値に影響を与えないように、パネルバックライト８０と各画素トランジスタ３８ａ、３８ｂとの間に、シールド層９０が設けられる。
【００７２】
図１０に示すように、各トランジスタ３８ａ、３８ｂに、マスク９０ａ及び９０ｂがそれぞれ設けられる。シールド層９０及び各マスク９０ａ及び９０ｂは、バックライト８０の光によって漏れ電流が発生しないように、バックライト８０から画素トランジスタ３８ａ、３８ｂに入射する光を遮蔽する。
【００７３】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、別の実施形態を示す。この実施形態では、図１１（ａ）に示すようないくつかの画素に、画素トランジスタ３８ａ、３８ｂを周囲光から遮蔽するためのマスク１００ａ及び１００ｂを有する表面シールド層１００が設けられる。図１１（ｂ）に示すように、他の画素には、画素トランジスタ３８ａ、３８ｂのためのこのような表面シールドは設けられない。
【００７４】
図１１（ｂ）に示す遮蔽されていない画素トランジスタ３８ａ、３８ｂにおいて測定された漏れ電流から、図１１（ａ）に示す遮蔽された画素トランジスタ３８ａ、３８ｂにおいて測定された漏れ電流を減算することにより、周囲光のみによって発生した漏れ電流の値が得られる。
【００７５】
この手法は、温度及び電気的ノイズの影響を大部分除去することができるという点で有用である。マスク１００ａ、１００ｂは、標準的なカラーフィルタマスクを適宜変形したものとして作成される。
【００７６】
１行おきの水平方向ライン、例えば奇数行の水平方向ラインに、マスキングされた画素トランジスタが設けられ、互い違いの、例えば偶数行の水平方向ラインに、マスキングされていない画素トランジスタが設けられることが好ましい。これにより、マスキングされた画素トランジスタから取得される測定値と、マスキングされていない画素トランジスタから取得される測定値とが、ディスプレイの表面全体にわたって均等に分散される。さらに、１つのタイプの画素トランジスタが他のタイプの画素トランジスタよりも多く存在する場合に補償を行うために必要とされる補償因子も必要なく、１つの測定値から別の測定値を減算することが可能になる。
【００７７】
図１０の実施形態と図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の実施形態のいずれにおいても、各マスク９０ａ、９０ｂ、１００ａ、１００ｂは、トランジスタ３８ａ、３８ｂの各対毎に１つ設けられるマスクに置き換えられてもよい。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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