ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ДИСПЛЕЙ, ОБОРУДОВАННЫЙ ДАТЧИКОМ ИНТЕНСИВНОСТИ СВЕТА
LIQUID CRYSTAL DISPLAY EQUIPPED WITH LIGHT INTENSITY SENSOR

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к жидкокристаллическому дисплею, оборудованному площадным датчиком, содержащим встроенные светочувствительные элементы, в котором указанные светочувствительные элементы используются в качестве датчика интенсивности света.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Дисплеи с плоским экраном, названные жидкокристаллическими дисплеями, имеют такие особенности, как тонкость, малый вес и низкое энергопотребление, и дополнительно имеют недостаточно развитые технические характеристики отображения, которые могут быть улучшены, например колоризация, более высокая четкость и малое время отклика при отображении движущихся изображений. Кроме того, указанные дисплеи в настоящее время встраивают в широкий диапазон электронных устройств, например в сотовые телефоны, карманные компьютеры, DVD плейеры, переносные игровые приставки, переносные компьютеры, мониторы ПК и телевизоры.
С целью повышения качества отображения и снижения энергопотребления жидкокристаллических дисплеев в патентной литературе 1 предложен жидкокристаллический дисплей, в котором яркостью подсветки управляют в зависимости от яркости внешнего света (окружающей среды). Указанный жидкокристаллический дисплей содержит датчик освещенности, соединенный с передней поверхностью секции отображения, который служит для измерения яркости внешнего света.
Жидкокристаллический дисплей, содержащий такой датчик освещенности, может осуществлять как удовлетворительное качество отображения при изменении яркости среды использования, так и сниженное энергопотребление, и таким образом пригоден для использования, в частности, в мобильном устройстве (например, в сотовом телефоне, карманном компьютере или переносной игровой приставке), которыми часто пользуются за пределами помещений и которые питаются от батарей.
Указатель источников
Патентная литература 1
Публикация патентной заявки Японии, Токукайшо (Tokukaisho), №62-34132 (дата публикации: 14 февраля 1987)
Патентная литература 2
Публикация патентной заявки Японии, Токукай (Tokukai), №2006-18219 (дата публикации: 19 января 2006)
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая проблема
В настоящее время разработаны дисплеи со встроенной сенсорной панелью, каждый из которых имеет функцию сенсорной панели (площадного датчика), которая позволяет обнаруживать позицию контакта стилуса с поверхностью панели.
Как таковой жидкокристаллический дисплей со встроенной сенсорной панелью разработан недавно и содержит светочувствительный элемент, например фотодиод или фототранзистор, расположенный в каждом пикселе (или в каждом модуле группы пикселов) в области отображения изображения (например, см. патентную литературу 2). Таким образом, имея встроенный светочувствительный элемент в каждом пикселе, обычный жидкокристаллический дисплей может выполнять функцию площадного датчика (в частности, функцию сканера, функцию сенсорной панели и т.п.). Таким образом, может быть создан дисплей со встроенной сенсорной панелью (или сканером) путем использования указанных светочувствительных элементов, выполняющих функцию площадного датчика.
В жидкокристаллическом дисплее, оборудованном площадным датчиком, содержащим указанные встроенные светочувствительные элементы, может быть осуществлено, например, управление световой чувствительностью площадного датчика в зависимости от освещенности окружающей среды. В данном случае при использовании указанного датчика освещенности, например описанного в патентной литературе 1, в жидкокристаллическом дисплее, имеющем встроенные светочувствительные элементы, указанный жидкокристаллический дисплей может измерять освещенность окружающей среды и переключать чувствительность датчика в зависимости от указанной освещенности окружающей среды, измеренной таким образом.
Однако в случае использования указанного внешнего датчика освещенности, который отличается своими характеристиками, например характеристикой спектральной чувствительности, пороговым значением и световой чувствительностью, от указанных светочувствительных элементов, расположенных в области отображения жидкокристаллического дисплея, возникает проблема, которая состоит в том, что освещенность не может быть точно отражена посредством указанных светочувствительных элементов. Кроме того, внешний датчик освещенности и светочувствительные элементы, использованные в жидкокристаллическом дисплее, обычно имеют различные конструкции и формируются различными способами. Таким образом, в случае использования внешнего датчика освещенности (или датчика интенсивности света) для оценки выходного значения указанных светочувствительных элементов, использованных в жидкокристаллическом дисплее, также возникает проблема, вызванная влиянием допусков при изготовлении таким образом, что выходной сигнал указанных светочувствительных элементов, использованных в жидкокристаллическом дисплее, не может быть точно оценен на основании данных, полученных внешним датчиком освещенности.
Кроме того, подобная проблема возникает также в случае, если датчик освещенности размещен в месте, удаленном от области отображения. Кроме того, даже если датчик освещенности расположен рядом с областью отображения, случайное присутствие над датчиком освещенности руки человека во время касания экрана отображения вызывает ошибочный выходной сигнал датчика освещенности, свидетельствующий о более низком значении освещенности окружающей среды, чем фактическая освещенность окружающей среды, если датчик освещенности размещен только в ограниченной области.
В дополнение к этому, расположение внешнего датчика освещенности (или датчика интенсивности света) препятствует снижению размеров и толщины устройства. Кроме того, использование указанного внешнего компонента приводит к увеличению стоимости.
Настоящее изобретение предложено ввиду вышеуказанных проблем, и задача настоящего изобретения состоит в предложении жидкокристаллического дисплея, оборудованного площадным датчиком, содержащим встроенные светочувствительные элементы, которые используются в качестве датчика интенсивности света для более точного измерения интенсивности света.
Решение проблемы
Для решения вышеуказанных проблем жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению представляет собой жидкокристаллический дисплей, (i) содержащий жидкокристаллическую панель, имеющую подложку активной матрицы, защитную подложку и жидкокристаллический слой, расположенный между ними, и (ii) имеющий функцию площадного датчика обнаружения позиции ввода от внешнего источника жидкокристаллической панелью, обнаруживающей изображение на поверхности панели, содержащей группу светочувствительных элементов, которые обнаруживают интенсивность принятого света, при этом указанная жидкокристаллическая панель содержит: секцию датчика интенсивности света, сформированную указанными светочувствительными элементами, расположенными в наиболее удаленной периферийной части области отображения жидкокристаллической панели, которая обнаруживает интенсивность света в среде, в которой размещен жидкокристаллический дисплей; и секцию площадного датчика, сформированную указанными светочувствительными элементами, отличающимися от тех, которые формируют секцию датчика интенсивности света, которая обнаруживает позицию ввода от внешнего источника светочувствительными элементами, обнаруживающими изображение на поверхности панели, при этом указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, и светочувствительные элементы, образующие секцию площадного датчика, сформированы одним и тем же способом на подложке активной матрицы, при этом световая чувствительность указанных светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света, ниже световой чувствительности указанных светочувствительных элементов, образующих секцию площадного датчика, на заданную процентную величину.
В жидкокристаллическом дисплее, имеющем функцию площадного датчика согласно настоящему изобретению, указанные светочувствительные элементы, расположенные в наиболее удаленной периферийной части области отображения, используются в качестве датчика интенсивности света. Таким образом, указанные светочувствительные элементы, использованные в жидкокристаллическом дисплее согласно настоящему изобретению, сформированные в жидкокристаллической панели для достижения функции площадного датчика и расположенные в наиболее удаленной периферийной части области отображения, используются в качестве датчика интенсивности света.
Таким образом, указанные светочувствительные элементы, которые используются в датчике интенсивности света, и указанные светочувствительные элементы, которые используются в площадном датчике, могут быть сформированы одним и тем же способом. Таким образом, светочувствительные элементы, которые используются в датчике интенсивности света, и светочувствительные элементы, которые используются в площадном датчике, сформированы одним и тем же способом на подложке активной матрицы. Это позволяет согласовать характеристики светочувствительных элементов, использованных в датчике интенсивности света, и светочувствительных элементов, использованных в площадном датчике, таким образом, что интенсивность света окружающей среды, полученная датчиком интенсивности света, может быть точно отражена указанными светочувствительными элементами, которые используются в площадном датчике. Таким образом, это обеспечивает возможность точной оценки выходного сигнала площадного датчика в ответ на свет окружающей среды.
Кроме того, поскольку количество компонентов может быть меньше по сравнению со случаем использования внешнего датчика интенсивности света, дисплей может быть выполнен с меньшими размерами, более тонким и легким, и также может быть изготовлен со сниженной стоимостью.
Кроме того, при расположении датчика интенсивности света в наиболее удаленной периферийной зоне области отображения может быть более точно измерена интенсивность света окружающей среды по сравнению со случаем расположения датчика интенсивности света только в части (точечной зоне) области отображения.
Кроме того, световая чувствительность указанных светочувствительных элементов, использованных в жидкокристаллическом дисплее в качестве датчика интенсивности света, ниже световой чувствительности указанных светочувствительных элементов, использованных в качестве площадного датчика, на заданную процентную величину. Благодаря этому светочувствительные элементы, которые используются в качестве датчика интенсивности света, насыщаются при более высокой интенсивности света по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые используются в качестве площадного датчика. Кроме того, путем выбора процентной величины, на которую уменьшена указанная световая чувствительность, могут быть получены светочувствительные элементы, которые не насыщаются в диапазоне интенсивностей света, подлежащих измерению, и таким образом измеренная интенсивность света может быть точно отражена площадным датчиком.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнен таким образом, что секция датчика интенсивности света содержит группу светочувствительных элементов и обеспечивает получение интенсивности света окружающей среды на основе усреднения значений интенсивности света, обнаруженных указанными светочувствительными элементами.
Согласно вышеуказанной конфигурации в качестве измеренного значения используются усредненные значения, обнаруженные указанными светочувствительными элементами, расположенными в наиболее удаленной периферийной части области отображения; таким образом, может быть получена более точная интенсивность света окружающей среды. Например, даже при наличии препятствия, например руки, над указанной частью наиболее удаленной периферийной зоны области отображения ошибка между фактической интенсивностью света окружающей среды и измеренной интенсивностью света окружающей среды может быть минимизирована путем усреднения значений, обнаруженных указанными светочувствительными элементами, расположенными в другой части наиболее удаленной периферийной зоны области отображения.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнен таким образом, что секция датчика интенсивности света обнаруживает интенсивность инфракрасного света в среде, в которой размещен жидкокристаллический дисплей.
Предшествующая конфигурация позволяет жидкокристаллическому дисплею обнаруживать интенсивность инфракрасного света окружающей среды.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнен таким образом, что видимые со стороны поверхности жидкокристаллической панели светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, имеют меньшее относительное отверстие по сравнению с указанными светочувствительными элементами, образующими секцию площадного датчика, на заданную процентную величину.
Термин "относительное отверстие светочувствительных элементов, видимых со стороны поверхности жидкокристаллической панели", здесь означает процентную величину области, не загороженной от света, к области всей светоприемиой поверхности светочувствительных элементов, видимых со стороны поверхности панели.
Согласно вышеуказанной конфигурации световая чувствительность указанных светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света, может быть ниже световой чувствительности указанных светочувствительных элементов, которые образуют секцию площадного датчика, на заданную процентную величину.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнен таким образом, что светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, содержат указанные светочувствительные элементы, на которых расположена светозапорная секция, и светочувствительные элементы, на которых отсутствует указанная светозапорная секция.
Согласно вышеуказанной конфигурации указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, могут быть выполнены с более низкой световой чувствительностью по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые образуют секцию площадного датчика, на заданную процентную величину (в частности (количество светочувствительных элементов, не содержащих светозапорную секцию) / (общее количество светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света)).
1
1
Предшествующий жидкокристаллический дисплей предпочтительно выполнен таким образом, что отношение количества светочувствительных элементов, снабженных светозапорной секцией, к количеству светочувствительных элементов, не имеющих светозапорной секции, составляет (n-1):1 (где n - целое число 2 или больше).
1
Согласно вышеуказанной конфигурации указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, могут быть выполнены с более низкой световой чувствительностью по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые образуют секцию площадного датчика, на величину 1/n.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно выполнен таким образом, что на каждом из указанных светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света, размещен темный фильтр, который уменьшает на заданную процентную величину свет, входящий в жидкокристаллическую панель через ее поверхность.
Согласно вышеуказанной конфигурации указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, могут быть выполнены с более низкой световой чувствительностью по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые образуют секцию площадного датчика, на заданную процентную величину.
Жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению предпочтительно дополнительно содержит управляющую схему для активации светочувствительных элементов, причем указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, содержат светочувствительные элементы, соединенные с указанной управляющей схемой, и светочувствительные элементы, не соединенные с указанной управляющей схемой.
Согласно вышеуказанной конфигурации указанные светочувствительные элементы, не соединенные с управляющей схемой, не функционируют в качестве датчика интенсивности света, и только указанные светочувствительные элементы, которые соединены с управляющей схемой, функционируют в качестве датчика интенсивности света, в результате чего световая чувствительность указанных светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света, может быть ниже световой чувствительности указанных светочувствительных элементов, которые образуют секцию площадного датчика, на заданную процентную величину (в частности (количество светочувствительных элементов, соединенных с управляющей схемой) / (общее количество светочувствительных элементов, образующих секцию датчика интенсивности света)).
2
2
Жидкокристаллический дисплей согласно вышеуказанной конфигурации предпочтительно выполнен таким образом, что отношение количества светочувствительных элементов, соединенных с управляющей схемой, к количеству светочувствительных элементов, не соединенных с управляющей схемой, составляет (n-1):1 (где n - целое число 2 или больше).
2
Согласно вышеуказанной конфигурации указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, могут быть выполнены с более низкой световой чувствительностью по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые образуют секцию площадного датчика, на величину 1/n.
Жидкокристаллический дисплей согласно вышеуказанной конфигурации предпочтительно дополнительно содержит управляющую схему, которая изменяет в зависимости от интенсивности света, полученной секцией датчика интенсивности света, период времени распознавания, в течение которого указанные светочувствительные элементы, образующие секцию площадного датчика, выполняют распознавание.
Согласно вышеуказанной конфигурации периодом времени распознавания, в течение которого указанные светочувствительные элементы, образующие секцию площадного датчика, выполняют распознавание, можно управлять в соответствии с интенсивностью света (т.е. интенсивностью света окружающей среды), полученной секцией датчика интенсивности света; таким образом, может быть достигнуто более точное обнаружение позиции секцией площадного датчика.
Предпочтительные эффекты изобретения
В жидкокристаллическом дисплее согласно настоящему изобретению жидкокристаллическая панель содержит группу светочувствительных элементов, которые обнаруживают интенсивность принятого света, при этом указанная жидкокристаллическая панель содержит: секцию датчика интенсивности света, образованную указанными светочувствительными элементами, которые расположены в наиболее удаленной периферийной части области отображения жидкокристаллической панели, которая обнаруживает интенсивность света в среде, в которой размещен указанный жидкокристаллический дисплей; при этом секция площадного датчика, образованная указанными светочувствительными элементами, отличающимися от светочувствительных элементов, которые образуют секцию датчика интенсивности света, обнаруживает позицию ввода от внешнего источника посредством светочувствительных элементов, обнаруживающих изображение на поверхности панели, при этом указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, и указанные светочувствительные элементы, которые образуют секцию площадного датчика, сформированы одним и тем же способом на подложке активной матрицы, при этом указанные светочувствительные элементы, образующие секцию датчика интенсивности света, имеют более низкую световую чувствительность по сравнению с указанными светочувствительными элементами, которые образуют секцию площадного датчика, на заданную процентную величину.
Таким образом, в настоящем изобретении предложен жидкокристаллический дисплей, оборудованный площадным датчиком, содержащим встроенные светочувствительные элементы, для более точного измерения интенсивности света при использовании светочувствительных элементов в качестве датчика интенсивности света. Это позволяет точно оценить выходной сигнал площадного датчика в ответ на свет окружающей среды.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан вид сверху конфигурации каждого датчика в жидкокристаллической панели, расположенной в жидкокристаллическом дисплее, показанном на фиг.2.
На фиг.2 схематически показана конфигурация жидкокристаллического дисплея согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.3 схематически показана конфигурация каждого датчика A (датчика видимого света), расположенного в жидкокристаллической панели, показанной на фиг.1.
На фиг.4 схематически показана конфигурация каждого датчика B (датчика инфракрасного света), расположенного в жидкокристаллической панели, показанной на фиг.1.
На фиг.5(a) показано поперечное сечение датчика видимого света по линии Х-Х', показанной на фиг.3.
На фиг.5(b) показано поперечное сечение датчика инфракрасного света по линии Y-Y', показанной на фиг.4.
На фиг.5(c) показано поперечное сечение датчика видимого света или датчика инфракрасного света по линии Z-Z', показанной на фиг.3 или 4.
На фиг.6 схематически показан вид, поясняющий конфигурацию жидкокристаллической панели, показанной на фиг.1.
На фиг.7(a) и 7(b) показаны графики спектральной чувствительности (выходных сигналов в зависимости от длины волны) датчиков A и B соответственно, расположенных в жидкокристаллической панели 20, показанной на фиг.6.
На фиг.8 схематически показана конфигурация датчика интенсивности света, расположенного в жидкокристаллической панели, показанной на фиг.1.
На фиг.9(a)-9(d) схематически показаны примеры конфигурации датчика интенсивности света, расположенного в жидкокристаллической панели, показанной на фиг.1.
На фиг.10 показан график выходных характеристик светочувствительных элементов, формирующих датчики видимого света, и светочувствительных элементов, образующих датчик интенсивности света, в зависимости от освещенности окружающей среды.
На фиг.11(а)-11(b) схематически показаны виды изображений, которые распознаются при использовании датчиков A и B соответственно.
На фиг.12(a)-12(c) схематически показаны диаграммы целевых диапазонов освещенностей, подходящих для датчиков A, B, а также A и В вместе соответственно для осуществления обнаружения.
На фиг.13(a) схематически показан пример конфигурации жидкокристаллической панели, содержащей датчики А и В, расположенные попеременно в шахматном порядке.
На фиг.13(b) схематически показан пример конфигурации жидкокристаллической панели, содержащей ряды датчиков A и ряды датчиков B, расположенные попеременно.
На фиг.14 схематический показан пример структуры жидкокристаллической панели, содержащей датчики A и B, расположенные попеременно в шахматном порядке.
На фиг.15 схематически показана конфигурация жидкокристаллического дисплея согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[Вариант реализации 1]
Ниже описан один из вариантов реализации настоящего изобретения со ссылкой на фиг.1-14. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается описанным вариантом.
В настоящем варианте реализации описан жидкокристаллический дисплей со встроенной сенсорной панелью, имеющий функцию площадного датчика (в частности, функцию сенсорной панели).
Ниже описана конфигурация жидкокристаллического дисплея с встроенной сенсорной панелью согласно настоящему варианту реализации со ссылкой на фиг.2. Жидкокристаллический дисплей 100 со встроенной сенсорной панелью, показанный на фиг.2 (далее назван как "жидкокристаллический дисплей 100"), имеет функцию сенсорной панели для обнаружения положения ввода путем обнаружения изображения на поверхности отображающей панели светочувствительным элементом, размещенным в каждом пикселе.
Как показано на фиг.2, жидкокристаллический дисплей 100 согласно настоящему варианту реализации содержит: жидкокристаллическую панель 20 и подсветку 10, которая обращена к задней поверхности жидкокристаллической панели 20 и подсвечивает жидкокристаллическую панель.
Жидкокристаллическая панель 20 содержит: подложку 21 активной матрицы, содержащую большое количество пикселей, расположенных в форме матрицы; защитную подложку 22, расположенную напротив подложки 21; и жидкокристаллический слой 23, формирующий слоистую структуру между указанными двумя подложками, который служит в качестве отображающей среды. Следует отметить, что согласно настоящему варианту реализации жидкокристаллическая панель 20 не ограничивается конкретным режимом визуального отображения и может осуществлять любой режим визуального отображения, например режим TN (на основе скрученных нематических жидких кристаллов), режим IPS (режим плоскостного переключения), режим VA (с вертикальным выравниванием) и т.п.
Кроме того, на внешних сторонах жидкокристаллической панели 20 размещены передняя поляризационная пластина 40а и нижняя поляризационная пластина 40b соответственно с жидкокристаллической панелью 20, формирующей слоистую структуру между ними.
Каждая из поляризационных пластин 40а и 40b играет роль поляризатора. Например, в случаях, если жидкий материал, герметизированный в жидкокристаллическом слое, имеет вертикальный тип выравнивания, то жидкокристаллический дисплей с режимом нормального черного может быть изготовлен расположением передней поляризационной пластины 40а и нижней поляризационной 40b таким образом, чтобы соответствующие им направления поляризации находились в отношениях друг с другом как в скрещенных призмах Николя.
Подложка активной матрицы 21 содержит тонкопленочные транзисторы (ТFТ) (не показаны), которые служат в качестве переключающих элементов для активации пикселов, выравнивающую пленку (не показана), датчики 31A видимого света (секция площадного датчика), датчики 31B инфракрасного излучения (секция площадного датчика), датчик 50 интенсивности света и т.п. Датчики 31A видимого света, датчики 31B инфракрасного излучения и датчик 50 интенсивности света содержат светочувствительные элементы 30, размещенные в областях соответствующих им пикселов.
Кроме того, защитная подложка 22 снабжена слоем цветофильтра, противоэлектродом, выравнивающей пленкой и т.п. (не показаны). Слой цветофильтра представляет собой цветовую секцию, которая содержит матрицу красного (R), зеленого (G), синего (B) и черного цветов.
Как указано выше, жидкокристаллический дисплей 100 со встроенной сенсорной панелью согласно настоящему варианту реализации содержит светочувствительные элементы 30, расположенные в соответствующих им областях пиксела и в результате формирующие датчики 31А видимого света и датчики инфракрасного излучения 31B. Датчики 31А видимого света и датчики 31B инфракрасного излучения, раздельно обнаруживающие изображения на поверхности панели, формируют площадной датчик, который обнаруживает положение ввода от внешнего источника. Кроме того, если палец или стилус входят в контакт с конкретным местом на поверхности (поверхности 100а детектора) жидкокристаллической панели 20, то светочувствительные элементы 30 считывают координаты указанного места для ввода информации в устройство и выполнения заданной операции. Таким образом, в жидкокристаллическом дисплее 100 со встроенном сенсорной панелью согласно настоящему варианту реализации функция сенсорной панели может быть осуществлена посредством светочувствительных элементов 30.
Каждый из светочувствительных элементов 30 содержит фотодиод или фототранзистор и обнаруживает количество принятого света измерением проходящего через них тока, соответствующего интенсивности принятого света. Тонкоплепочные транзисторы и светочувствительные элементы 30 могут быть выполнены за одно целое по существу в одном процессе на подложке 21 активной матрицы. Таким образом, некоторые из компонентов каждого из светочувствительных элементов 30 могут быть сформированы одновременно с формированием некоторых из компонентов каждого из тонкопленочных транзисторов. Такой способ формирования светочувствительных элементов может быть осуществлен согласно известным способам изготовления жидкокристаллического дисплея, имеющего встроенные светочувствительные элементы.
Датчик 50 интенсивности света (секция датчика интенсивности света) служит для измерения освещенности среды, в которой размещен жидкокристаллический дисплей 100. Согласно настоящему варианту реализации датчик 50 интенсивности света сформирован светочувствительными элементами 30, конфигурация которых идентична конфигурации светочувствительных элементов 30, образующих площадной датчик. Таким образом, указанные светочувствительные элементы, формирующие датчик 50 интенсивности света, и светочувствительные элементы, формирующие площадной датчик, имеют одинаковую конструкцию и выполнены (изготовлены) тем же способом на подложке активной матрицы 21. Ниже подробно описана конфигурация датчика 50 интенсивности света.
Термин "интенсивность света" в настоящем описании означает интегральную интенсивность излучения света, освещающего единицу площади, или свет, принятый единицей площади (последний также называют "освещенностью"). Таким образом, датчик интенсивности света представляет собой датчик, который обнаруживает интегральную интенсивность излучения света, который освещает единицу площади, или освещенность. Кроме того, термин " интенсивность инфракрасного света" означает интегральную интенсивность излучения света (например, в диапазоне волн λ=800-1000 нм), освещающего единицу площади.
Подсветка 10 служит для подсвечивания жидкокристаллической панели 20, но согласно настоящему варианту реализации подсветка 10 также подсвечивает жидкокристаллическую панель 20 инфракрасным излучением в дополнение к белому свету. Такая подсветка, которая излучает свет, содержащий инфракрасное излучение, может быть достигнута известным способом.
Кроме того, в жидкокристаллическом дисплее согласно настоящему изобретению в качестве компенсирующих оптических элементов может быть использованы передняя и задняя фазовые пластины (не показаны на фиг.2), расположенные на внешней стороне подложек 21 активной матрицы и внешней стороне защитной подложки 22 соответственно.
Кроме того, на фиг.2 показана управляющая схема 60 для управления жидким кристаллом, которая активирует жидкокристаллическую панель 20 для выполнения отображения, и секция 70 управления датчиками для активации площадного датчика и датчика 50 интенсивности света. На фиг.2 также показаны внутренние компоненты секции 70 управления датчиками. Следует отметить, что конфигурация управляющей схемы для управления жидким кристаллом согласно настоящему варианту реализации, использованной таким образом, может быть любой из известных конфигураций.
Как показано на фиг.2, секция 70 управления датчиками содержит синхронизирующую генерирующую схему 71, управляющую схему 72 датчика (далее - управляющая схема), считывающую схему 73 площадного датчика, схему 74 для извлечения координат, интерфейсную схему 75, считывающую схему 76 датчика интенсивности света и измерительную секцию 77 для измерения интенсивности света. Следует отметить, что хотя на фиг.2 в иллюстративных целях показаны две управляющие схемы 72 датчика, секция 70 управления датчиками содержит только одну расположенную в ней управляющую схему 72 датчика.
Синхронизирующая генерирующая схема 71 генерирует синхронизирующие сигналы для управления схемами таким образом, что они функционируют синхронно друг с другом.
Управляющая схема 72 площадного датчика подает питание для активации светочувствительных элементов 30, образующих площадной датчик, а также светочувствительных элементов, которые формируют датчик 50 интенсивности света.
Считывающая схема 73 площадного датчика принимает от светочувствительных элементов 30 световые сигналы, которые вызывают прохождение через нее токов различной величины в зависимости от количества принятого света, и вычисляет количество принятого света на основании значений указанного тока, полученного таким образом.
На основании количества, вычисленного считывающей схемой 73 площадного датчика, света, принятого светочувствительными элементами 30, схема 74 для извлечения координат вычисляет координаты пальца, касающегося поверхности (поверхности детектора 100a) жидкокристаллической панели.
Интерфейсная схема 75 направляет информацию о координатах указанного пальца, вычисленных схемой 74 для извлечения координат (информацию положения) на внешнюю сторону жидкокристаллического дисплея 100. Жидкокристаллический дисплей 100 соединен с ПК или подобным устройством посредством интерфейсной схемы 75.
Считывающая схема 76 датчика интенсивности света принимает световые сигналы от светочувствительных элементов 30, размещенных в датчике 50 интенсивности света, и вычисляет количество принятого света из значения тока, полученного таким образом.
Измерительная секция 77 вычисляет интенсивность света окружающей среды, в которой размещен дисплей (в частности интенсивность, освещенность (яркость) и т.п. инфракрасных лучей), в соответствии с количеством, вычисленным считывающей схемой 76, света, принятого светочувствительными элементами 30. На основании интенсивности окружающего света, вычисленной таким образом, схема 74 для извлечения координат решает, извлекать ли принятые световые сигналы из светочувствительных элементов 30, размещенных в датчиках 31A видимого света, или из светочувствительных элементов 30, размещенных в датчиках 31B инфракрасного излучения, и таким образом обеспечивает возможность раздельного использования должным образом датчиков 31А видимого света и датчиков 31B инфракрасного излучения для различных интенсивностей света окружающей среды.
Имеющий вышеописанную конфигурацию жидкокристаллический дисплей 100 позволяет светочувствительным элементам 30, сформированным в жидкокристаллической панели 20, обнаруживать положение ввода путем захвата изображения пальца или стилуса, касающихся поверхности (поверхности детектора 100a) дисплея.
Далее описаны конфигурации датчиков (датчиков 31А видимого света, датчиков 31B инфракрасного излучения и датчика 50 интенсивности света), расположенных в жидкокристаллической панели 20. В следующем ниже описании датчики 31А видимого света упоминаются как "датчики A", а датчики 31B инфракрасного излучения упоминаются как "датчики B".
На фиг.1 схематически показана конфигурация каждого датчика в области 20а отображения (активной области) жидкокристаллической панели 20. Несмотря на то, что на фиг.1, в частности, не показана внутренняя конфигурация жидкокристаллической панели 20, указанная жидкокристаллическая панель 20 содержит ряд линий сигналов данных и ряд линий стробирующих сигналов, расположенных с возможностью пересечения друг с другом, и содержит пиксельные электроды, расположенные рядом, пересечениями с тонкопленочными транзисторами, размещенными между ними. Кроме того, слой цветофильтра, расположенный на защитной подложке 22 в жидкокристаллической панели 20, содержит красную (R), зеленую (G) и синюю (B) цветовые секции, сформированные в положении, обращенном к пиксельным электродам, которые вследствие этого называются красным, зеленым и синим пиксельными электродами. Каждый пиксел содержит три пиксельных электрода, а именно пиксельный электрод R, пиксельный электрод G и пиксельный электрод B. Таким образом, жидкокристаллическая панель 20 содержит пикселы, расположенные в рядах и колонках, формирующих матрицу.
В жидкокристаллической панели 20 согласно настоящему варианту реализации, как показано на фиг.1, светочувствительные элементы 30, расположенные в пикселах, размещенных в наиболее удаленной периферийной зоне в области 20а отображения, используются в качестве датчика 50 интенсивности света.
Кроме того, пикселы, размещенные в менее удаленной периферийной зоне в области 20а отображения, также снабжены светочувствительными элементами 30, при этом каждый из указанных светочувствительных элементов представляет собой датчик A или датчик B. Как показано на фиг.1, датчики A и B расположены в рядах и колонках и формируют матрицу в соответствии с матрицей пикселов. Кроме того, согласно настоящему варианту реализации датчики A и B расположены попеременно в шахматном порядке.
На фиг.3 подробно показана конфигурация каждого из датчиков A. Кроме того, на фиг.4 подробно показана конфигурация каждого из датчиков B. Как показано на чертежах, каждый модуль датчика A содержит в общей сложности шестнадцать пикселов, т.е. четыре пиксела на четыре пиксела, и таким же образом сформирован каждый модуль датчика B. Следует отметить, что, как указано выше, каждый пиксел сформирован тремя пиксельными электродами, а именно пиксельным электродом R, пиксельным электродом G и пиксельным электродом В.
Как показано на фиг.3, датчик A содержит группу светочувствительных элементов 30, состоящую из светочувствительных элементов двух типов, а именно светочувствительных элементов 30а, которые обнаруживают интенсивность принятого видимого света, и компенсирующих темповой ток светочувствительных элементов 30c, предназначенных для температурной компенсации светочувствительных элементов 30а.
Кроме того, как показано на фиг.4, датчик B содержит группу светочувствительных элементов 30, состоящую из светочувствительных элементов двух типов, а именно светочувствительных элементов 30b, которые обнаруживают интенсивность принятого инфракрасного излучения, и компенсирующих темповой ток светочувствительных элементов 30c, предназначенных для температурной компенсации светочувствительных элементов 30b.
Термин "компенсирующий темновой ток светочувствительный элемент 30c" в настоящем описании означает компенсирующий датчик, предназначенный для компенсации характеристики обнаружения светочувствительного элемента, которая изменяется под действием внешних факторов, например температуры, который служит для повышения точности датчика. Компенсирующие темновой ток светочувствительные элементы 30с могут быть сформированы с использованием известных способов. Светочувствительные элементы 30c, размещенные в датчике A и в датчике B, имеют идентичные структуры.
На фиг.5(a)-5(c) показаны поперечные сечения светочувствительных элементов 30а, 30b и 30c соответственно. Таким образом, на фиг.5(a)-5(c) показаны поперечное сечение датчика 31А видимого света, взятое по линии X-X', показанной на фиг.3, поперечное сечение датчика 31В инфракрасного излучения, взятое по линии Y-Y', показанной на фиг.4, и поперечное сечение датчика 31А видимого света или датчика 31B инфракрасного излучения, взятое по линии Z-Z', показанной на фиг.4, соответственно.
Светочувствительный элемент 30а, показанный на фиг.5(a), содержит светочувствительный элемент 30, сформированный на подложке 21 активной матрицы. Конфигурация светочувствительного элемента 30а для обнаружения интенсивности видимого света может быть идентичной конфигурации светочувствительного элемента, который используется в традиционном жидкокристаллическом дисплее со встроенной сенсорной панелью.
Как и в случае светочувствительного элемента 30а, светочувствительный элемент 30b, показанный на фиг.5(b), содержит светочувствительный элемент 30, сформированный на подложке 21 активной матрицы. Кроме того, светочувствительный элемент 30b снабжен оптическим фильтром 25 для блокирования видимого света, при этом указанный оптический фильтр 25 расположен в положении, соответствующем области светочувствительного элемента 30b, в которой размещен светочувствительный элемент 30, и обращен к защитной подложке 22. Оптический фильтр 25 содержит слоистую структуру из красного и синего цветофильтров 25R и 25B, формирующих цветовую секцию слоя цветофильтра. Такая структура позволяет блокировать видимый компонент света, падающего на светочувствительный элемент 30.
Согласно настоящему варианту реализации, как показано на фиг.5(a), светочувствительный элемент 30а снабжен оптическим фильтром 25, расположенным в области на защитной подложке 22, в которой размещен светочувствительный элемент 30а, при этом оптический фильтр 25 по своей структуре идентичен оптическому фильтру 25, расположенному в светочувствительном элементе 30b. Непосредственно над светочувствительным элементом 30b сформировано отверстие 25с, через которое проходит свет (свет всех длин волн). Такой датчик, снабженный оптическим фильтром 25, позволяет предотвратить возникновение различий в характеристиках отображения между пикселом, содержащим датчик A, и пикселом, содержащим датчик B.
В данном случае предпочтительно, что если d1 - расстояние между элементом 30 оптического датчика и оптическим фильтром 25 вдоль направления слоистой структуры каждого слоя, размещенного на подложке, то расстояние d2 между краем элемента 30 оптического датчика и краем оптического фильтра (краем отверстия 25c) вдоль поверхности подложки принимает значение, которое больше или равно:
d2=d1+α,
где α- значение (расстояние), полученное сложением допуска слоистой структуры, расположенной между подложкой 21 активной матрицы и защитной подложкой 22, с окончательным размерным допуском между светочувствительным элементом 30 и оптическим фильтром 25. Это позволяет с уверенностью предотвратить перекрытие светочувствительного элемента 30 и оптического фильтра 25 друг с другом в датчике A, видимое со стороны поверхности панели.
Как и светочувствительный элемент 30а, светочувствительный элемент 30c, показанный на фиг.5(c), содержит светочувствительный элемент 30, сформированный на подложке 21 активной матрицы. Однако светочувствительный элемент 30с отличается от светочувствительного элемента 30а, т.е. снабжен черной матрицей 27 для блокирования света, при этом черная матрица 27 размещена в положении, соответствующем области в светочувствительном элементе 30c, в которой расположен светочувствительный элемент 30, обращенный к защитной подложке 22. Такая конфигурация обеспечивает возможность исключения тока, индуцированного интенсивностью света, из индуцированного тока, принятого от светочувствительного элемента 30c, и таким образом позволяет обнаруживать ток, индуцированный внешними факторами, отличающимися от интенсивности света (например, температурой). Кроме того, сигналы светочувствительных элементов 30а и 30b могут быть скорректированы вычитанием значения, обнаруженного светочувствительным элементом 30c, от значений, обнаруженных светочувствительными элементами 30а и 30b соответственно.
В жидкокристаллической панели 20 согласно настоящему варианту реализации, как описано выше, используются датчики двух типов, а именно датчики A и B, которые сформированы с использованием или без использования оптического фильтра 25 на каждом из светочувствительных элементов 30, идентичных по своей конфигурации известным светочувствительным элементам (т.е. с использованием или без использования отверстия 25c в оптическом фильтре 25, сформированном на светочувствительном элементе 30). Далее описана вышеуказанная конфигурация со ссылкой на фиг.6 и 7.
На фиг.6 показан пример, в котором жидкокристаллическая панель согласно настоящему варианту реализации сформирована комбинацией жидкокристаллической панели 20c, снабженной датчиками A, и структуры 26 оптического фильтра. График, показанный в верхней области правой части фиг.6, иллюстрирует спектральную чувствительность (выходной сигнал датчика в зависимости от длины волны) каждого из датчиков A, и график, показанный в средней области правой части фиг.6, показывает спектральный коэффициент пропускания (коэффициент пропускания света в зависимости от длины волны) каждой блокирующих видимый свет секций 26а, расположенных в структуре 26 оптического фильтра.
Жидкокристаллическая панель 20c выполнена таким образом, что датчики (датчики видимого света) расположены в рядах и колонках, формирующих матрицу. Следует отметить, что каждый из датчиков A имеет некоторый уровень чувствительности на всех длинах волн в диапазоне от видимого света до инфракрасного излучения, как показано на графике, изображенном в верхней правой части чертежа.
Кроме того, структура 26 оптического фильтра, показанная на фиг.6, выполнена таким образом, что блокирующие видимый свет секции 26а и передающие видимый свет секции 26b расположены попеременно в шахматном порядке.
График, показанный в правой средней части фиг.6, иллюстрирует спектральный коэффициент пропускания в каждой из блокирующих видимый свет секций 26а структуры 26 оптического фильтра. Как показано на графике, секция 26а блокирует видимый свет (т.е. свет, имеющий длину волны 780 нм или короче). Блокирующая видимый свет секция 26а может быть выполнена из любого материала, который отличается свойствами, позволяющими блокировать видимый свет (т.е. свет, имеющий длину волны 780 нм или короче) и передавать инфракрасное излучение.
Конкретные примеры структуры блокирующей видимый свет секции 26а включают ламинат красного цветофильтра и синего цветофильтра, как и в случае оптического фильтра 25, описанного выше. Видимый свет может быть надежно блокирован комбинацией красного и синего цветовых фильтров. Кроме того, в дополнение к этому, оптический фильтр 25 имеет преимущество, состоящее в том, что структура 26 оптического фильтра может быть встроена в слой цветофильтра, расположенный в защитной подложке 22 жидкокристаллической панели 20.
Каждая из передающих видимый свет секций 26b оптического фильтра 25 имеет отверстия, сформированные в позициях, соответствующих светоприемным секциям светочувствительных элементов 30а датчика A, соответствующего указанной передающей видимый свет секции 26b. Это позволяет светоприемным секциям светочувствительных элементов 30а принимать свет всех длин волн. Следует отметить, что область в передающей видимый свет секции 26b за пределами отверстий сформирована фильтром RB (оптическим фильтром, полученным путем расположения цветофильтра R и цветофильтра B поверх друг друга).
На фиг.14 схематично показана структура, в которой датчики A, содержащие оптические фильтры 25, снабженные отверстиями 25с, и датчики B, содержащие оптические фильтры 25, не имеющие отверстий, расположены попеременно.
При установке структуры 26 оптического фильтра в жидкокристаллическую панель 20с может быть получена жидкокристаллическая панель 20, в которой датчики A и B расположены попеременно в шахматном порядке, как показано на фиг.6. На фиг.7(a) показана спектральная чувствительность датчиков A жидкокристаллической панели 20, показанной на фиг.6, и на фиг.7(b) показана спектральная чувствительность датчиков В жидкокристаллической панели 20, показанной на фиг.6.
Как показано на фиг.7(a), датчики A реагируют на свет в видимом и инфракрасном диапазонах длин волн и таким образом, как выяснилось, могут обнаруживать интенсивность света, содержащего как видимый свет, так и инфракрасное излучение. Кроме того, как показано на фиг.7(b), датчики В реагируют только на свет в инфракрасном диапазоне длин волн и таким образом, как выяснилось, могут обнаруживать интенсивность инфракрасного излучения.
Жидкокристаллическая панель 20, выполненная таким образом, обеспечивает возможность раздельного обнаружения посредством светочувствительных датчиков двух типов, а именно датчиков A и B, изображения на поверхности панели. Таким образом, жидкокристаллическая панель 20 может обнаруживать позицию ввода двумя способами, т.е. может обнаруживать позицию ввода путем использования функции сенсорной панели, выполняемой датчиками A, и обнаруживать позицию ввода путем использования функции сенсорной панели, выполняемой датчиками B.
Далее описан датчик 50 интенсивности света, который является датчиком третьего типа, расположенным в жидкокристаллической панели 20.
Как показано на фиг.1, жидкокристаллическая панель 20 согласно настоящему варианту реализации содержит датчик 50 интенсивности света, расположенный в наиболее удаленной периферийной зоне его области отображения. Таким образом, датчик 50 интенсивности света образован указанными светочувствительными элементами 30, сформированными в наиболее удаленных из периферийных пикселов, расположенных рядами и колонками в матрице в область отображения. Кроме того, датчик 50 интенсивности света расположен таким образом, что окружает датчики A и B, образующие матрицу.
Таким образом, согласно настоящему варианту реализации датчик 50 интенсивности света сформирован группой светочувствительных элементов 30, расположенных в наиболее удаленной периферийной зоне области отображения, и для вычисления интенсивности света окружающей среды используется усреднение количеств света, принятого указанными измеряющими интенсивность света светочувствительными элементами 30d, образующими датчик 50 интенсивности света.
Кроме того, указанные светочувствительные элементы 30d, образующие секцию датчика 50 интенсивности света согласно настоящему варианту реализации, имеют более низкую светочувствительность по сравнению со светочувствительными элементами 30а, образующими датчики 31А видимого света, расположенные в области отображения, на заданное процентное значение. Таким образом, светочувствительность указанных светочувствительных элементов 30d, образующих секцию датчика 50 интенсивности света согласно настоящему варианту реализации составляет 1/n (где n - любое количество, которое больше 1) от светочувствительности указанных светочувствительных элементов 30а, образующих датчики 31А видимого света, расположенные в области отображения (или от светочувствительности указанных светочувствительных элементов 30а, образующих датчики 31B инфракрасного излучения). Это позволяет датчику 50 вырабатывать более низкий выходной сигнал по сравнению с датчиками 31А видимого света, при этом выходной сигнал указанного датчика 50 является максимальным при освещенности, которая выше освещенности, соответствующей максимальному выходному сигналу датчиков 31А видимого света. Это обеспечивает возможность точного измерения освещенности окружающей среды в широком диапазоне без достижения предельных значений выходного сигнала датчика 50 в измеряемом диапазоне освещенностей (как показано на фиг.10).
На фиг.8 показана конфигурация датчика интенсивности света более подробно. На фиг.8 более подробно показана конфигурация части датчика 50 интенсивности света, окруженной пунктиром на фиг.1. Как показано на фиг.8, часть, окруженная пунктиром на фиг.1, в общей сложности содержит шестнадцать пикселов, т.е. четыре пиксела па четыре пиксела. Следует отметить, что, как указано выше, каждый пиксел сформирован тремя пиксельными электродами, а именно пиксельным электродом R, пиксельным электродом G и пиксельным электродом В.
Как показано на фиг.8, датчик 50 интенсивности света содержит группу светочувствительных элементов 30, состоящую из светочувствительных элементов двух типов, а именно светочувствительных элементов 30d, которые обнаруживают интенсивность принятого света, и компенсирующих темповой ток светочувствительных элементов 30c, предназначенных для температурной компенсации характеристики светочувствительных элементов 30d. Компенсирующие темповой ток светочувствительные элементы 30с и светочувствительные элементы, содержащиеся в датчиках A и B, имеют идентичные структуры.
Кроме того, как показано на фиг.8, датчик 50 интенсивности света согласно настоящему варианту реализации содержит оптический фильтр 25, расположенный на указанных светочувствительных элементах 30, формирующих датчик 50. Таким образом, датчик 50 интенсивности света идентичен по своей конфигурации датчику 31B инфракрасного излучения (датчику B), за исключением того, что его конфигурация датчика 50 обеспечивает светочувствительность ниже на заданную процентную величину.
Вышеуказанная конфигурация позволяет датчику 50 интенсивности света обнаруживать интенсивность инфракрасного излучения (интенсивность инфракрасного излучения, содержащегося в свете, излученном внешним источником). Датчик 50 в основной своей конфигурации идентичен датчику 31B инфракрасного излучения, показанному на фиг.4 и 5(b). Однако светочувствительность датчика 50 ниже светочувствительности датчика 31B на заданную процентную величину.
Предшествующая конфигурация позволяет выполнять переключение площадного датчика в соответствии с интенсивностью инфракрасного излучения в среде, в которой размещен дисплей 100.
Следует отметить, что датчик 50 интенсивности света согласно настоящему изобретению не ограничивается указанной конфигурацией. Другим примером датчика 50 интенсивности света может быть датчик, который обнаруживает интенсивность видимого света (т.е. датчик освещенности).
В этом случае датчик интенсивности света идентичен по своей базовой конфигурации датчику 31А видимого света, показанному на фиг.3 и на фиг.5(a). Однако датчик A интенсивности света имеет более низкую светочувствительность по сравнению с датчиком 31А видимого света на заданную процентную величину.
Предшествующая конфигурация позволяет выполнять переключение площадного датчика в соответствии с интенсивностью освещенности в среде, в которой размещен жидкокристаллический дисплей 100.
На фиг.9(a)-9(d) показан пример конфигурации светочувствительных элементов, формирующих указанный датчик 50 интенсивности света. Как показано па фиг.9(a)-9(d), каждый из светочувствительных элементов 30d соединен с электродом стока тонкопленочного транзистора 63, сформированного в каждом пикселе, расположенном в наиболее удаленной периферийной зоне в пределах области отображения. Следует отметить, что на фиг.9(a)-9(d) также показана линия 61 стробирующего сигнала и линия 62 сигнала данных, соединенные с указанным тонкопленочным транзистором 63.
1
1
1
1
1
Датчик 50 интенсивности света, показанный на фиг.9(a), выполнен таким образом, что только один из n (где n - целое число 2 или больше) светочувствительных элементов 30d принимает внешний свет. С этой целью, как показано на фиг.9(a), датчик 50 интенсивности света содержит светозапорный элемент 51, расположенный на (n-1) светочувствительных элементах из n светочувствительных элементов 30d, при этом светозапорный элемент 51 имеет отверстие 51а, сформированное в части указанного элемента, которая расположена n-м светочувствительном элементе 30d.
1
Таким образом, относительное отверстие указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50, видимое со стороны поверхности 100а панели, меньше относительного отверстия в указанных светочувствительных элементах 30а, образующих датчик 31А видимого света, видимого со стороны поверхности 100а панели, на заданную процентную величину (в частности, l/n). Термин "относительное отверстие светочувствительных элементов, видимое со стороны поверхности панели", в настоящем описании означает процентное отношение площади, не экранированной от света, к площади всей светоприемной поверхности светочувствительных элементов, включая светочувствительные элементы, видимые со стороны поверхности панели. Следует отметить, что если датчик 50 интенсивности света является датчиком инфракрасного излучения, то относительное отверстие светочувствительных элементов, видимое со стороны поверхности панели, означает процентное отношение площади, не экранированной от инфракрасного излучения, к площади всей светоприемной поверхности светочувствительных элементов, включая светочувствительные элементы, видимые со стороны поверхности панели.
1
1
Указанная конфигурация позволяет группе светочувствительных элементов 30d. образующих датчик 50 интенсивности света, в целом принимать 1/n от количества света, которое было бы принято в случае отсутствия указанного светозапориого элемента. По этой причине светочувствительность датчика 50 может составлять 1/n от светочувствительности датчиков 31А видимого света (или датчиков 31B инфракрасного излучения).
Следует отметить, что светозапорный элемент 51 может быть соответственно выполнен из материала, который не передает свет. Конкретные примеры материала, из которого выполнен светозапорный элемент 51, включают металлический материал, черную смолу и т.п.. Например, светозапорный элемент 51 может быть сформирован с использованием сажи, составляющей слой цветофильтра, сформированного в защитной подложке 22. В этом случае только необходимо на этапе формирования слоя цветофильтра нанести сажу таким образом, чтобы она была расположена в области, соответствующей заданному количеству светочувствительных элементов 30d из всех светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50 интенсивности света. Кроме того, для блокирования света во всех диапазонах длин волн светозапорный элемент предпочтительно выполнен из металлического материала. Следует отметить, что если датчик 50 интенсивности света является датчиком инфракрасного излучения, то светозапорный элемент предпочтительно может полностью блокировать инфракрасное излучение.
2
2
2
2
Датчик 50 интенсивности света, показанный на фиг.9(b), выполнен таким образом, что только один из n (где n - целое число 2 или больше) светочувствительных элементов 30d соединен с управляющей схемой 72 датчика посредством проводника, посредством которого активируют указанный светочувствительный элемент (т.е. линии 62 сигнала данных). Таким образом, в каждом из (n-1) светочувствительных элементов 30, как показано на фиг.9(b), электрод истока тонкопленочного транзистора 63 разъединен от линии сигнала данных. Светочувствительный элемент 30d, не соединенный с управляющей схемой 72 датчика, не функционирует в качестве датчика интенсивности света; таким образом, в вышеуказанной конфигурации только один из n элементов функционирует в качестве датчика интенсивности света.
2
2
Такая конфигурация позволяет группе светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50 интенсивности света, в целом принимать 1/n от количества света, которое могло быть обнаружено, если бы все светочувствительные элементы 30d были соединены с линией 62 сигнала данных. Благодаря этому светочувствительность датчика 50 интенсивности света составляет l/n от светочувствительности датчиков 31А видимого света (или датчиков 31B инфракрасного излучения).
2
Другим возможным примером конфигурации, в которой светочувствительность датчика интенсивности света составляет l/n, является конфигурация, в которой количество светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50 интенсивности света, уменьшено (т.е. в которой отсутствуют светочувствительные элементы, не соединенные с управляющей схемой). Однако в таком случае, если светочувствительные элементы, не соединенные с управляющей схемой, отсутствуют, то необходимо на всех этапах способа изготовления указанных светочувствительных элементов использовать различные фотошаблоны для области пиксела, в которой должны быть сформированы светочувствительные элементы, и области пиксела, в которой светочувствительные элементы не должны формироваться. С другой стороны, конфигурация, в которой некоторые светочувствительные элементы не соединены с управляющей схемой, может быть достигнута простым использованием другого фотошаблона для нанесения проводников. Такой подход предпочтительно способствует снижению стоимости изменения конструкции.
Датчик 50 интенсивности света, показанный на фиг.9(c), содержит темный фильтр 54, расположенный на каждом из указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50, и уменьшающий количество проходящего света (количество света, который входит через поверхность 100а панели) до l/n (где n - любое количество, которое больше 1). Такая конфигурация позволяет каждому из указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50, принимать l/n от количества света, который мог быть принят в случае отсутствия темного фильтра 54. Благодаря этому светочувствительность датчика 50 может составлять l/n от светочувствительности датчиков 31А видимого света (или датчиков 31B инфракрасного излучения).
Указанный темный фильтр 54 может быть реализован с использованием широкополосного фильтра ND. Фильтр ND представляет собой фильтр, который равномерно уменьшает спектральный коэффициент пропускания, и бывает поглощающего типа, отражательного типа, комплексного типа и т.п.
Датчик 50 интенсивности света, показанный на фиг.9(d), содержит светозапорный элемент 55, расположенный на каждом из указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50. Светозапорный элемент 55 снабжен отверстием 55а, площадь которого составляет l/n (где n - любое количество больше 1) от площади указанной светоприемной секции светочувствительного элемента 30d. Такая конфигурация позволяет каждому из указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50, принимать l/n от количества света, которое могло быть принято в случае отсутствия указанного светозапорного элемента 55. Благодаря этому светочувствительность датчика 50 может составлять l/n от светочувствительности одного из указанных датчиков 31А видимого света. Следует отметить, что светозапорный элемент 55 может быть выполнен соответствующим образом из материала, который не передает свет. Кроме того, указанный светозапорный элемент может быть выполнен из того же материала, что и светозапорный элемент 51.
Как описано выше, в настоящем варианте реализации используются в качестве светочувствительных элементов для использования в датчике интенсивности света светочувствительные элементы с пониженной чувствительностью на заданную процентную величину относительно указанных светочувствительных элементов, образующих площадной датчик. На фиг.10 показаны примеры выходных характеристик указанных светочувствительных элементов 30а, образующих датчики 31А видимого света, и выходных характеристик светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50 интенсивности света, относительно окружающей освещенности. Например, если жидкокристаллический дисплей используется в среде, в которой окружающая освещенность достигает максимального значения 100000 люкс, то диапазон измеряемых освещенностей составляет 0-100000 люкс, как показано на фиг.10. Затем выходная характеристика указанных светочувствительных элементов 30а, образующих датчики 31А видимого света, переходит в область насыщения при освещенности A, как показано на фиг.10, которая меньше 100000 люкс, как показано на фиг.10. С другой стороны, выходная характеристика указанных светочувствительных элементов 30d, используемых для датчика 50 интенсивности света, светочувствительность которых ниже, чем у светочувствительных элементов 30а, на заданную процентную величину, переходит в область насыщения при освещенности B, как показано на фиг.10, которая больше 100000 люкс. Поэтому датчик интенсивности 50 света, в котором используются светочувствительные элементы 30d, может точно измерять освещенность окружающей среды в диапазоне освещенностей от 0 до 100000 люкс.
Кроме того, согласно настоящему варианту реализации в отношении структуры каждого светочувствительного элемента по существу (т.е. структур фотодиода, фототранзистора и т.п., формирующих светочувствительный элемент), за исключением снижения светочувствительности путем использования светозапорного элемента или тому подобного средства, указанные светочувствительные элементы (например, светочувствительные элементы 30а, 30b и т.п.), предназначенные для использования в площадном датчике, и указанные светочувствительные элементы 30, предназначенные для использования в датчике интенсивности света, имеют идентичные структуры. Таким образом, указанные светочувствительные элементы 30, образующие датчик 50 интенсивности света, и светочувствительные элементы, которые образуют площадной датчик, имеют одинаковую конструкцию и сформированы одним и тем же способом (изготовления) на подложке 21 активной матрицы.
Это позволяет согласовать характеристики датчика интенсивности света и площадного датчика (датчиков видимого света и датчиков инфракрасного излучения). Это позволяет точно оценить выходной сигнал площадного дачника в ответ на освещенность окружающей среды. Кроме того, поскольку в данном случае количество компонентов может быть уменьшено по сравнению со случаем использования внешнего датчика интенсивности света, устройство может быть изготовлено с меньшими размерами, более тонким и легким и с низкой стоимостью.
Предшествующая конфигурация позволяет точно измерять освещенность окружающей среды в широком диапазоне путем снижения чувствительности указанных светочувствительных элементов, использованных в датчике интенсивности света, на заданную процентную величину. Кроме того, поскольку датчик интенсивности света может быть выполнен с такой же характеристикой, что и указанные светочувствительные элементы, использованные в качестве площадного дачника в области отображения, то интенсивность света окружающей среды, полученная датчиком интенсивности света, может быть точно отражена указанными светочувствительными элементами, использованными в площадном датчике.
В то же время, в случае использования датчика интенсивности света только в части (точечной области) области отображения, существует опасность того, что если ладонь руки, палец которой касается поверхности панели, накрывает датчик интенсивности света, то указанный датчик интенсивности света будет обнаруживать интенсивность света, которая ниже фактической интенсивности света окружающей среды. Однако если датчик интенсивности света расположен в наиболее удаленной периферийной зоне области отображения, то процентная величина от света, блокированного ладонью или тому подобным и не принятого датчиком интенсивности света, составляет меньшую величину, чем в случае использования датчика интенсивности света только в части области отображения; таким образом, может быть обеспечена более высокая точность обнаружения освещенности окружающей среды. Кроме того, по причине расположения датчика интенсивности света в области отображения, часть экрана, соответствующая датчику интенсивности света, выглядит как черная точка на отображенном изображении, в то время как расположение датчика интенсивности света в наиболее удаленной периферийной зоне области отображения, как описано выше, устраняет влияние датчика освещенности на отображенное изображение.
Ниже описан способ обнаружения позиции ввода на жидкокристаллическом дисплее 100 согласно настоящему варианту реализации.
Жидкокристаллический дисплей 100 согласно настоящему варианту реализации переключается между выполнением обнаружения позиции с использованием датчиков 31А видимого света (датчиков A) и выполнением обнаружения позиции с использованием датчиков 31В инфракрасного излучения (датчиков B) в соответствии с освещенностью, обнаруженной датчиком 50 интенсивности света. Указанное переключение датчиков может быть определено выбором из датчиков двух типов, которые могут быть использованы для осуществления более точного обнаружения позиции в конкретном диапазоне освещенностей.
Ниже описаны: диапазон освещенностей, для которого подходят датчики A (диапазон освещенностей, в котором датчики A могут выполнять точное обнаружение позиции), диапазон освещенностей, для которого не подходят датчики A (диапазон освещенностей, в котором при обнаружении позиции могут наблюдаться некоторые ошибки), диапазон освещенностей, для которого подходят датчики B (диапазон освещенностей, в котором датчики B могут выполнять точное обнаружение позиции), и диапазон освещенностей, для которого не подходят датчики B (диапазон освещенностей, в котором при обнаружении позиции могут наблюдаться некоторые ошибки).
На фиг.11(a) показано, как позиция касания поверхности панели распознается управляющей секцией 70 площадного датчика в случае использования датчиков A, и па фиг.11(b) показано, как позиция касания поверхности панели распознается управляющей секцией 70 датчиков, в случае использования датчиков B.
В случае использования датчиков A, как показано на фиг.11(a), часть T1, которой касаются пальцем или тому подобным, выглядит как более темное изображение по сравнению с остальной частью. Это происходит по той причине, что блокирование внешнего света в области касания вызывает уменьшение количество света, принятого светочувствительными элементами 30а в области касания, по сравнению с количеством света, принятым светочувствительными элементами 30а, размещенными в другой области. С другой стороны, в случае использования датчиков B, как показано на фиг.11(b), область Т2 касания выглядит как более яркое изображение по сравнению с остальной областью. Это происходит по той причине, что подсветка 10 жидкокристаллического дисплея 100 излучает свет, содержащий инфракрасное излучение, и в области касания указанное инфракрасное излучение отражается пальцем или тому подобным, который касается поверхности панели, но в нетронутой части указанное инфракрасное излучение без помех выходит из жидкокристаллической панели (как показано на фиг.2).
Кроме того, поскольку датчики А имеют такие характеристики, то указанные датчики A могут соответствующим образом осуществлять обнаружение позиции в диапазоне освещенностей от 10000 люкс до 100000 люкс, которые являются сравнительно высокими, как показано на фиг.12(a). Это происходит потому, что в темной окружающей среде трудно различать части, которых касаются, от частей, которых не касаются, с использованием видимого света. Кроме того, если жидкокристаллическая панель 20, в частности, отображает яркое изображение, например, отображает белый цвет, и если пальцем или тому подобным трогают указанную яркую область отображения изображения, то область касания также распознается датчиками A как яркое изображение. Это повышает вероятность ошибочного распознавания.
С другой стороны, поскольку датчики B имеют такие характеристики, то указанные датчики В могут соответствующим образом выполнять обнаружение позиции в диапазоне освещенностей, показанном на фиг.12(b). Как показано па фиг.11(b), если внешний свет представляет собой свет, излученный флуоресцентной лампой, то датчики В могут выполнять удовлетворительное обнаружение позиции во всех диапазонах освещенностей (в частности, от 0 люкс до 100000 люкс. Это потому, что поскольку флуоресцентный свет не содержит инфракрасного излучения, то датчики B могут выполнять обнаружение позиции без влияния интенсивности света окружающей среды. Согласно еще одному из вариантов реализации изобретения, если внешний свет представляет собой солнечный свет, то датчики B могут выполнять удовлетворительное обнаружение позиции в диапазоне освещенностей от 0 люкс до 10000 люкс, что является сравнительно низкой освещенностью. Это потому, что солнечный свет содержит инфракрасное излучение, и когда солнечный свет является ярким, интенсивность инфракрасного излучения становится настолько высокой, что указанное инфракрасное излучение обнаруживается указанными светочувствительными элементами 30b в части экрана, которой не касались.
2
Если диапазон интенсивностей света, в котором датчики B могут надлежащим образом осуществлять обнаружение позиции, выражается как интенсивность инфракрасного излучения, датчики В могут осуществлять удовлетворительное обнаружение позиции, если интенсивность инфракрасного излучения в среде, в которой размещен жидкокристаллический дисплей 100, меньше или равна значению, лежащему в пределах 1,00-1,80 мВт/см. В данном случае интенсивность инфракрасного излучения означает интегрированную интенсивность излученного света с длиной волны 800-1000 нм.
Соответственно, жидкокристаллический дисплей 100 согласно настоящему варианту реализации разделяет целевой диапазон освещенностей на диапазон освещенностей для датчиков A и диапазон освещенностей для датчиков В, как, например, показано на фиг.12(c), и может переключаться между использованием датчиков A и использованием датчиков B в зависимости от целевого диапазона освещенностей окружающей среды, в который попадает освещенность, обнаруженная датчиком 50 интенсивности света. В примере, показанном на фиг.12(c), датчики B осуществляют обнаружение позиции, если освещенность лежит в пределах диапазона 0-10000 люкс включительно, а датчики A осуществляют обнаружение позиции, если освещенность лежит в пределах диапазона 10000-100000 люкс включительно.
2
Согласно еще одному из вариантов реализации изобретения жидкокристаллический дисплей 100 может переключаться между использованием датчиков A и использованием датчиков B в зависимости от того, является ли интенсивность инфракрасного излучения в среде, в которой размещен жидкокристаллический дисплей 100, больше или равной заданному значению. В данном случае следует отметить, что указанное заданное значение предпочтительно лежит в пределах диапазона 1,00-1,80 мВт/см.
Для такого переключения датчика управляющая секция 70 площадного датчика, показанная на фиг.2, выполняет процесс, как описано ниже.
Во-первых, считывающая схема 76 датчика интенсивности света и измерительная секция 77 интенсивности света вычисляют интенсивность света окружающей среды на основании информации, обнаруженной датчиком 50 интенсивности света. В то же время считывающая схема 73 площадного датчика считывает информацию о позиции, обнаруженной датчиками A и B. Информацию о позиции, принятую считывающей схемой 73 площадного датчика от датчиков A и B, передают схеме 74 для извлечения координат (переключающей датчик секции).
Схема 74 для извлечения координат определяет в соответствии с информацией относительно интенсивности света окружающей среды, переданной от измерительной секции 77 интенсивности света, используется ли информация о позиции, обнаруженной датчиками A или обнаруженной датчиками B, для выполнения обнаружения позиции. Ниже описан случай, в котором переключение площадного датчика выполняется с использованием датчиков 50 интенсивности света, которые обнаруживают освещенность, и случай, в котором переключение площадного датчика выполняется с использованием датчиков 50 интенсивности света, которые обнаруживают интенсивность инфракрасного излучения.
(1) Случай переключения площадного датчика с использованием датчиков 50 интенсивности света, которые обнаруживают освещенность.
В соответствии с информацией относительно освещенности окружающей среды (интенсивности света окружающей среды), переданной от измерительной секции 77, схема 74 для извлечения координат распознает в качестве позиции ввода черную область (Т1) в белой области, как показано на фиг.11(a), если, например, переданная освещенность окружающей среды больше или равна 10000 люкс. С другой стороны, если освещенность окружающей среды, переданная от измерительной секции 77, составляет, например, меньше 10000 люкс, то схема 74 для извлечения координат распознает в качестве позиции ввода белую область (Т2), указанную в темной области, как показано на фиг.11(b).
Таким образом, схема 74 для извлечения координат использует различные способы обнаружения позиции ввода в зависимости от того, больше или равна пороговому значению (например, 10000 люкс) освещенность окружающей среды. Если интенсивность света окружающей среды больше или равна пороговому значению, то схема 74 для извлечения координат обнаруживает позицию ввода с использованием информации, полученной датчиками A, в качестве информация о позиции; если освещенность окружающей среды меньше порогового значения, то схема 74 для извлечения координат обнаруживает позицию ввода с использованием информации, полученной датчиками В, в качестве информация о позиции.
(2) Случай, в котором переключение площадного датчика выполняется с использованием датчиков 50 интенсивности света, которые обнаруживают интенсивность инфракрасного излучения.
2
2
В соответствии с информацией относительно интенсивности инфракрасного света (интенсивности света окружающей среды), переданной от измерительной секции 77 интенсивности света, схема 74 для извлечения координат распознает в качестве позиции ввода черную область (Т1) в белой области, как показано на фиг.11(a), если переданная информация об интенсивности инфракрасного света больше или равна заданному значению (например, 40 мВт/см). С другой стороны, если информация об освещенности окружающей среды, переданная от измерительной секции 77, меньше заданного значения (например, 40 мВт/см), то схема 74 для извлечения координат распознает в качестве позиции ввода белую область (Т2) внутри темной области, как показано на фиг.11(b).
Таким образом, схема 74 для извлечения координат использует различные способы обнаружения позиции ввода в зависимости от того, больше или равна пороговому значению интенсивность инфракрасного света окружающей среды. Если интенсивность инфракрасного света окружающей среды больше или равна пороговому значению, то схема 74 для извлечения координат обнаруживает позицию ввода с использованием информации, полученной датчиками A, в качестве информации о позиции; если интенсивность инфракрасного света окружающей среды меньше порогового значения, то схема 74 для извлечения координат обнаруживает позицию ввода с использованием информации, полученной датчиками B, в качестве информации о позиции.
2
Следует отметить, что предпочтительно заданное значение (пороговое значение) интенсивности инфракрасного света выбирается из диапазона значений 1,00-1,80 мВт/см.
Информация о позиции, полученная таким образом в схеме 74 для извлечения координат, выводится наружу посредством интерфейсной схемы 75.
В жидкокристаллическом дисплее 100 согласно настоящему варианту реализации, как описано выше, схема 74 для извлечения координат может изменять способ обнаружения позиции ввода в зависимости от интенсивности света окружающей среды. Это позволяет использовать одну схему для извлечения координат для осуществления обнаружения позиции посредством датчиков двух типов без использования схемы для извлечения координат для датчиков A или схемы для извлечения координат для датчиков B. Это в свою очередь позволяет упростить схему и уменьшить количество информации, подлежащей обработке.
Как описано выше, жидкокристаллический дисплей 100 согласно настоящему варианту реализации может выполнять обнаружение позиции с использованием датчиков двух типов, а именно датчиков A, которые обнаруживают видимый свет, и датчиков В, которые обнаруживают инфракрасный свет. Это обеспечивает возможность раздельного использования датчиков двух типов в зависимости от различных диапазонов освещенностей или диапазонов интенсивности инфракрасного света, к которым подходят указанные датчики двух типов соответственно. Это в свою очередь позволяет осуществить точное обнаружение позиции в более широком диапазоне интенсивности света окружающей среды по сравнению с площадным датчиком путем простого использования датчиков двух типов с различной светочувствительностью.
Кроме того, жидкокристаллический дисплей 100 согласно настоящему варианту реализации выбирает способ извлечения координат в зависимости от интенсивности света окружающей среды для извлечения координат позиции касания в соответствии с обнаруженной информацией, полученной от любого из датчиков двух чипов, и таким образом может извлекать координаты посредством датчиков двух типов с использованием только одной схемы для извлечения координат.
Выше описан настоящий вариант реализации на примере конфигурации, в которой датчики A и B расположены попеременно в шахматном порядке; однако настоящее изобретение не ограничивается такой конфигурацией. Датчики A и B могут быть расположены в любом порядке. Согласно еще одному из вариантов реализации датчики A и B могут быть расположены попеременными рядами.
Однако для минимизации ухудшения разрешения из-за использования датчиков двух типов предпочтительно, как и в настоящем варианте реализации, чтобы датчики A и B были расположены попеременно в шахматном порядке.
Этот аспект обсуждается со ссылкой на фиг.13(a) и 13(b). На фиг.13(a) показан пример, в котором датчики A и B расположены попеременно в шахматном порядке, а на фиг.13(b) показан пример, в котором ряды датчиков A и ряды датчиков B расположены попеременно.
Может быть предположено, например, что разрешение одних датчиков A, расположенных в рядах и колонках, образующих матрицу, составляет 60 точек на дюйм (dpi) (23,62 точек на сантиметр). Затем, если датчики двух типов (датчики A и B) расположены в шахматном порядке, как показано на фиг.13(a), горизонтальное (ось X) и вертикальное (ось Y) разрешения составляют (1/√2)×6042 dpi.
С другой стороны, если датчики двух типов (датчики A и B) расположены попеременно в рядах, как показано на фиг.13(b), то вертикальное (ось Y) разрешение составляет 1/2×60=30 dpi, тогда как горизонтальное (ось X) разрешение остается 60 dpi. В этом случае общее разрешение равно низкому, т.е. вертикальному разрешению. Кроме того, имеется различие между вертикальным и горизонтальным разрешениями.
Таким образом, расположение датчиков A и B в шахматном порядке позволяет минимизировать уменьшение разрешения из-за использования датчиков двух типов по сравнению с разрешением площадного датчика, сформированного датчиками только одного типа, при неизменном общем количестве датчиков.
Кроме того, настоящий вариант реализации описан выше на примере конфигурации, в которой светочувствительный элемент расположен в каждом пикселе; однако согласно настоящему изобретению указанный светочувствительный элемент не обязательно должен быть расположен в каждом пикселе. Кроме того, настоящее изобретение может быть выполнено с возможностью использования указанного светочувствительного элемента для любого из R, G и B пиксельных электродов, формирующих одиночный пиксел.
Согласно настоящему варианту реализации снабженный площадным датчиком жидкокристаллический дисплей, описанный на примере дисплея, содержащего датчики двух типов, которые обнаруживают свет в различных диапазонах длин волн, а именно датчики видимого света, каждый из которых содержит светочувствительные элементы, принимающие видимый свет, и датчики инфракрасного света, каждый из которых содержит светочувствительные элементы, принимающие инфракрасный свет. Однако настоящее изобретение не ограничивается вышеописанной конфигурацией. Другие примеры конфигурации включают оборудованный площадным датчиком жидкокристаллический дисплей, содержащий датчики двух типов с разной светочувствительностью.
Кроме того, несмотря на то, что в настоящем варианте реализации используется датчик интенсивности света для переключения светочувствительных элементов различных типов зависимости от интенсивности света окружающей среды, применимость настоящего изобретения не ограничивается указанным вариантом реализации. Другие примеры использования датчика интенсивности света, расположенного в жидкокристаллическом дисплее согласно настоящему изобретению, включают управление в соответствии с интенсивностью света окружающей среды периодом времени распознавания (времени обнаружения), в течение которого светочувствительные элементы выполняют распознавание, для управления подсветкой в зависимости от интенсивности света окружающей среды и т.п. Согласно варианту 2 реализации в качестве еще одного из примеров настоящего изобретения ниже описан жидкокристаллический дисплей, выполненный с возможностью управления в соответствии с интенсивностью света окружающей среды периодом времени распознавания (времени обнаружения), в течение которого светочувствительные элементы выполняют распознавание.
[Вариант реализации 2]
На фиг.15 показана конфигурация жидкокристаллического дисплея 200 со встроенного сенсорной панелью (также названного "жидкокристаллическим дисплеем 200") согласно второму варианту реализации настоящего изобретения. Жидкокристаллический дисплей 200, показанный на фиг.15, имеет функцию сенсорной панели для обнаружения позиции ввода путем обнаружения изображения на поверхности отображающей панели светочувствительным элементом, расположенным в каждом пикселе. Как показано на фиг.15, жидкокристаллический дисплей 200 согласно настоящему варианту реализации со встроенной сенсорной панелью содержит жидкокристаллическую панель 120; и подсветку 10а, обращенную к задней поверхности жидкокристаллической панели 120 и подсвечивающую жидкокристаллическую панель.
Жидкокристаллическая панель 120 по существу идентична по своей конфигурации жидкокристаллической панели 20 жидкокристаллического дисплея 100, описанного в Варианте 1. Таким образом, ниже обсуждаются только различия между жидкокристаллическими панелями 120 и 20.
Несмотря на то, что подсветка 10а отличается от подсветки 10 из Варианта 1 тем, что подсветка 10а излучает только белый свет, тем не менее указанная подсветка 10а может быть выполнена способом, подобным выполнению подсветки для обычного жидкокристаллического дисплея.
В Варианте 1, описанном выше, жидкокристаллическая панель 20 содержит датчики 31А видимого света и датчики 31B инфракрасного света, сформированные в указанной панели, и таким образом указанные датчики двух типов, раздельно обнаруживающие изображение на поверхности панели, формируют площадной датчик, посредством которого обнаруживают позицию ввода от внешнего источника. С другой стороны, жидкокристаллическая панель 120 из Варианта 2 содержит секцию площадного датчика, сформированную исключительно датчиками 31А видимого света. Таким образом, если жидкокристаллическая панель 120 оборудована группой датчиков 31А видимого света, которые раздельно обнаруживают изображение на поверхности указанной панели, то когда палец или стилус входят в контакт с конкретной позицией на поверхности жидкокристаллической панели 20 (поверхности детектора 200а), светочувствительные элементы 30 считывают указанную позицию для ввода полученной информации в устройство и выполнения надлежащих операций.
Кроме того, жидкокристаллическая панель 120 из Варианта 2 оборудована датчиком 50 интенсивности света для измерения освещенности среды, в которой размещен жидкокристаллический дисплей 200. В настоящем варианте реализации в качестве светочувствительных элементов, формирующих датчик 50, также используются светочувствительные элементы 30, идентичные по своей конфигурации с указанными светочувствительными элементами 30, образующими площадной датчик. Кроме того, в жидкокристаллической панели 120, как и в Варианте 1, в качестве датчика 50 используются указанные светочувствительные элементы 30, расположенные в пикселах, размещенных в наиболее удаленной периферийной зоне в области отображения 20а. Датчик 50 идентичен по своей конкретной конфигурации датчику, который используется в Варианте 1 и потому здесь не описывается.
Кроме того, как показано на фиг.15, жидкокристаллический дисплей 200 оборудован управляющей схемой 60 для управления жидким кристаллом, которая активирует жидкокристаллическую панель 20 для выполнения отображения, и секцией 70а управления датчиками для активации площадного датчика.
Как показано на фиг.15, секция 70а управления датчиками содержит синхронизирующую генерирующую схему 71, управляющую схему 72а датчика, считывающую схему 73 площадного датчика, схему 74 для извлечения координат и интерфейсную схему 75.
Синхронизирующая генерирующая схема 71 генерирует синхронизирующие сигналы для управления схемами таким образом, чтобы они функционировали синхронно друг с другом.
Управляющая схема 72а площадного датчика обеспечивает источник питания для активации указанных светочувствительных элементов 30, образующих датчики 31А видимого света.
Считывающая схема 73 площадного датчика принимает от светочувствительных элементов 30 сигналы, принятые указанными элементами в форме световых сигналов и проходящие через них в форме токов различных значений в зависимости от количества принятого света, и вычисляет количество принятого света на основании полученных таким образом значений тока.
Схема 74 для извлечения координат вычисляет в соответствии с количеством света, принятого светочувствительными элементами 30 и подсчитанного считывающей схемой 73 площадного датчика, координаты пальца, касающегося поверхности (поверхности детектора 200а) жидкокристаллической панели.
Интерфейсная схема 75 передает выходные сигналы, относящиеся к координатам пальца, вычисленным схемами 74 для извлечения координат (информацию о позиции) на внешнюю сторону жидкокристаллического дисплея 200. Жидкокристаллический дисплей 200 соединен с ПК или тому подобным устройством посредством интерфейсной схемы 75.
Жидкокристаллический дисплей 200, имеющий указанную конфигурацию, позволяет светочувствительным элементам 30, расположенным в жидкокристаллической панели 20, обнаруживать позицию ввода путем захвата изображения пальца или стилуса, касающихся поверхности устройства (поверхности детектора 200а).
Кроме того, секция 70а для управления датчиками содержит считывающую схему 76 датчика интенсивности света и измерительную секцию 77 интенсивности света в качестве компонентов, включенных в управление датчиком 50 освещенности. Кроме того, управляющая схема 72а датчика (управляющая схема) также функционирует в качестве схемы для активации указанных светочувствительных элементов 30d, образующих датчик 50 интенсивности света.
Считывающая схема 76 датчика интенсивности света принимает от светочувствительных элементов 30 сигналы, принятые указанными элементами в форме световых сигналов и преобразованные датчиком 50 интенсивности света, и вычисляет количество принятого света.
Измерительная секция 77 интенсивности света вычисляет интенсивность света в среде, в которой размещен дисплей, в соответствии с количеством света, принятого светочувствительными элементами 30 и вычисленного считывающей схемой 76 датчика интенсивности света. Полученную таким образом информацию об интенсивности света окружающей среды передают управляющей схеме 72а датчика.
Жидкокристаллический дисплей 200, выполненный таким образом, управляет в соответствии с интенсивностью света окружающей среды периодом времени распознавания, в течение которого указанные светочувствительные элементы 30а, образующие датчики 31А видимого света, выполняют распознавание. В частности, в соответствии с интенсивностью света окружающей среды, полученной измерительной секцией 77, управляющая схема 73а датчика управляет активацией указанных светочувствительных элементов 30а, образующих датчики 31А видимого света, и управляет периодом времени распознавания (времени обнаружения), в течение которого светочувствительные элементы 30а осуществляют распознавание. Это позволяет осуществлять управление для сокращения времени распознавания светочувствительных элементов, если дисплей размещен в яркой среде, и увеличения времени распознавания светочувствительных элементов, если указанный дисплей размещен в темной среде. Иными словами, это позволяет выполнять управление для сокращения времени распознавания светочувствительных элементов в датчиках 31А видимого света короче, если интенсивность света окружающей среды, полученная датчиком интенсивности света, выше по сравнению с ситуацией, когда указанная интенсивность света окружающей среды является низкой, и для увеличения времени распознавания светочувствительных элементов в датчиках 31А видимого света, если интенсивность света окружающей среды, полученная датчиком интенсивности света, ниже по сравнению с ситуацией, когда указанная интенсивность света окружающей среды является высокой.
Таким образом, жидкокристаллический дисплей 200 согласно настоящему варианту реализации обеспечивает более точное обнаружение позиции путем управления в соответствии с интенсивностью света окружающей среды периодом времени распознавания, в течение которого указанные светочувствительные элементы, образующие площадной датчик, выполняют распознавание.
Следует отметить, что датчик 50 интенсивности света, расположенный в жидкокристаллическом дисплее 200 согласно настоящему варианту реализации, может быть датчиком интенсивности света, который обнаруживает интенсивность инфракрасного света, или датчиком интенсивности света, который обнаруживает освещенность среды. Если датчик 50 является датчиком интенсивности света, который обнаруживает интенсивность инфракрасного света, то указанный датчик 50 может быть выполнен с возможностью размещения оптического фильтра 25 на светочувствительных элементах 30, как описано в Варианте 1. Согласно еще одному из вариантов реализации изобретения, если датчик 50 является датчиком интенсивности света, который обнаруживает освещенность среды, то указанный датчик 50 может быть выполнен без размещения оптического фильтра 25 на светочувствительных элементах 30 или выполнен с отверстиями 25с в оптическом фильтре 25, расположенном на светочувствительных элементах 30.
Настоящее изобретение не ограничивается вариантами реализации, описанными выше, и может быть изменено специалистами в пределах объема формулы. Вариант реализации, основанный на надлежащей комбинации технических средств, раскрытых в различных вариантах реализации, входит в технический объем настоящего изобретения.
Промышленная применимость
Использование жидкокристаллического дисплея согласно настоящему изобретению обеспечивает возможность точного измерения освещенности окружающей среды с использованием светочувствительных элементов, расположенных в дисплее. Таким образом, жидкокристаллический дисплей согласно настоящему изобретению может быть использован в качестве жидкокристаллического дисплея, который управляет управляющей схемой, расположенной в указанном дисплее, в соответствии с освещенностью окружающей среды.
Список обозначений
10 - Подсветка
10а - Подсветка
20 - Жидкокристаллическая панель
21 - Подложка активной матрицы
22 - Защитная подложка
23 - Жидкокристаллический слой
25 - Оптический фильтр
25B - Синий цветофильтр
25R - Красный цветофильтр
25c - Отверстие
26 - Структура оптического фильтра
30 - Светочувствительный элемент
30а - Светочувствительный элемент (датчик видимого света)
30b - Светочувствительный элемент (датчик инфракрасного света)
30d - Светочувствительный элемент (датчик интенсивности света)
31А - Датчик видимого света (секция площадного датчика)
31B - Датчик инфракрасного света (секция площадного датчика)
40а - Передняя поляризационная пластина
40b - Задняя поляризационная пластина
50 - Датчик интенсивности света (секция датчика интенсивности света)
51 - Светозапорный элемент (светозапорная секция)
54 - Темный фильтр
55 - Светозапорный элемент
70 - Секция управления датчиками
70а - Секция управления датчиками
100 - Жидкокристаллический дисплей со встроенной сенсорной панелью (жидкокристаллический дисплей)
100а - Поверхность панели (поверхность детектора)
120 - Жидкокристаллическая панель
200 - Жидкокристаллический дисплей со встроенной сенсорной панелью (жидкокристаллический дисплей)
200а - Поверхность панели (поверхность детектора)