JP5079384B2

JP5079384B2 - 表示装置および電子機器

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Publication number: JP5079384B2
Application number: JP2007115036A
Authority: JP
Inventors: 康幸寺西; 義晴仲島; 雅史松井
Original assignee: 株式会社ジャパンディスプレイウェスト
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-04-25
Also published as: TWI441125B; US20090231313A1; TW200809733A; JP2007334313A; WO2007132835A1; US8519992B2

Description

本発明は、画像表示を行う表示装置および当該表示装置を備える電子機器に関する。

一般に、携帯電話機や情報端末機等といった、いわゆるモバイル端末装置として利用される電子機器では、液晶表示パネルや有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル等が表示装置として用いられている。ただし、モバイル端末装置は、様々な環境下（例えば屋外）で使用可能であることが特色の一つである。したがって、モバイル端末装置に用いられる表示装置は、様々な環境下でも良好に画像を表示し得ることが必要である。

様々な環境下での使用に対応するためには、外光強度の検出結果に応じて液晶素子のバックライトの明るさを調整し得るように構成された表示装置（例えば、特許文献１，２参照）を用いることが考えられる。例えば、屋外のような外光強度が大きい環境下ではバックライトの明るさを増大させる一方で、屋内のような外光強度が小さい環境下ではバックライトの明るさを抑えるといったことが実現可能となるからである。

特開平１１−２９５６９２号公報特開２０００−２９４０２６号公報

ところで、モバイル端末装置は、小型軽量で携帯性に優れている点が、大きな特色の一つである。したがって、外光強度を検出することで様々な環境下での良好な画像表示が可能となっても、そのために表示装置の大型化等を招いてしまうのは回避すべきである。

そこで、本発明は、様々な環境下での良好な画像表示を可能にしつつ、その場合であっても大型化等を回避することができ、小型軽量で携帯性に優れた端末装置に用いて好適な表示装置、および、当該表示装置を備える電子機器を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出された表示装置で、画像表示領域に画像を表示する画像表示手段と、前記画像表示領域内で前記画像表示領域から得られる光、または前記画像表示領域の近傍における前記画像表示領域に対する外光の光強度を前記画像表示手段と同一基板上の複数個所に形成された薄膜トランジスタを用いて検出する光検出手段と、前記画像表示領域を複数に分割した各分割領域別に当該分割領域に対応する箇所での前記光検出手段による検出結果に基づいて、前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を制御する光制御手段と、前記画像表示手段が前記画像の表示を行うための光源となる発光手段とを備えており、前記画像表示領域には複数の液晶表示素子がマトリクス状に配されており、前記光制御手段は、前記各分割領域別に前記液晶表示素子の対向電極電圧の振幅を前記光検出手段の検出結果に応じて可変させることで、前記発光手段からの光に対する前記画像表示手段での透過光量を可変させて前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を調整することを特徴とする。

上記構成の表示装置によれば、画像表示領域内または画像表示領域の近傍における光強度を光検出手段が検出すると、その検出結果に基づいて、画像表示手段が画像を表示する際の輝度を、光制御手段が制御する。したがって、例えば、光強度が大きい場合には画像表示の際の輝度を増大させ、光強度が小さい場合には画像表示の際の輝度を抑えるといったことが実現できる。しかも、その場合であっても、光検出手段は、画像表示手段と同一基板上に形成された薄膜トランジスタを用いて光強度の検出を行う。すなわち、フォトセンサ等といった画像表示手段とは別個独立の検出手段を必要としない。

以上のように、本発明に係る表示装置および当該表示装置を備える本発明適用の電子機器は、複数個所に形成された薄膜トランジスタを用いて画像表示領域から得られる光、または画像表示領域に対する外光の光強度の検出結果に基づいて画像表示の際の輝度を制御するように構成されているので、各分割領域別に輝度制御を独立して行うことによって様々な環境下での良好な画像表示を行うことが可能となる。しかも、画像表示手段と同一基板上に形成された薄膜トランジスタを用いて光強度を検出することから、光強度検出のために装置が大型化してしまうのを回避することができ、小型軽量で携帯性に優れたものとなる。

以下、図面に基づき本発明に係る表示装置および電子機器について説明する。

先ず、本発明に係る表示装置の概略構成について説明する。図１は、本発明に係る表示装置の概略構成例を示すブロック図である。図例のように、本実施形態で説明する表示装置は、絶縁基板１上に形成された表示素子部２および光検出センサ３に加えて、表示素子部２に付設されたバックライトまたはフロントライト（以下、単に「光源」という）４と、光制御回路５と、を備えて構成されている。

表示素子部２は、画像表示領域に画像を表示するためのもので、例えば光源４からの光を選択的に透過または反射させる複数の液晶表示素子がマトリクス状に配されてなるものが挙げられる。ただし、画像を表示し得るものであれば、例えば有機ＥＬ素子等のような自発光型のものを用いて構成してもよく、その場合には光源４が不要となる。

表示素子部２が液晶表示素子からなる場合であれば、その表示素子部２が形成される絶縁基板１としては、例えば多結晶シリコン（ポリシリコン）基板を用いることが考えられる。ポリシリコン基板上に液晶表示素子を形成すれば、表示素子部２は、いわゆる低温ポリシリコン液晶として機能を構築することになるからである。すなわち、多結晶シリコンは非結晶（アモルファス）シリコンと比べて電気を通しやすいため反応速度が速くなり、また液晶を制御するためのトランジスタも小型化できるため開口面積の増大により輝度を上げることもできるという特徴が得られるからである。ただし、必ずしもポリシリコン基板に限定されるものではない。

このような表示素子部２と同一基板上に形成された光検出センサ３は、表示素子部２による画像表示領域内または画像表示領域の近傍における光強度を検出するためのものである。

ここで、光検出センサ３について、さらに詳しく説明する。図２は光検出センサの構成例を示す説明図であり、図３は光検出センサの配置例を示す説明図である。

図２（ａ）に示すように、光検出センサ３は、センサトランジスタ（以下、トランジスタを「Ｔｒ」と略す）３ａ、リセットＴｒ３ｂ、キャパシタ３ｃ、増幅器３ｄおよび読み出しスイッチ３ｅが、低温ポリシリコン基板上に形成されてなるものである。そして、図２（ｂ）に示すように、リセットＴｒ３ｂのリセットによってキャパシタ３ｃの電荷を放電し初期状態にした後、受光した光量によって変化するセンサＴｒ３ａのリーク電流をキャパシタ３ｃに充電し、充電された電荷量によるキャパシタ３ｃの電圧を増幅器３ｄでインピーダンス変換し、ある一定期間後に読み出しスイッチ３ｅをＯＮしてセンサ出力を信号線に読み出すことで、光強度を検出する光電変換素子として機能するように構成されている。

このように、光検出センサ３は、低温ポリシリコン基板上に形成されたセンサＴｒ３ａ等の薄膜トランジスタを用いて光強度を検出するようになっている。したがって、表示素子部２が形成される絶縁基板１と別個独立に、フォトセンサ等の検出手段を用意する必要がない。また、センサＴｒ３ａ等の形成プロセスを、表示素子部２の形成プロセスと連続的に行うことができるため、製造工程の効率化という観点からも好適である。ただし、光検出センサ３は、必ずしもセンサＴｒ３ａ等を用いたものである必要はなく、絶縁基板１の形成可能であれば、図２（ｃ）に示すように、ＰＭＯＳセンサ３ｆを用いて光強度を検出するように構成されたものであってもよい。

また、光検出センサ３は、画像表示領域に対する外光の光強度を検出するようになっている。ただし、外光の光強度ではなく、画像表示領域から得られる光の光強度、すなわち光源４から照射され表示素子部２での透過または反射を経た後の光の光強度を検出するものであってもよい。

さらに、光検出センサ３は、表示素子部２による画像表示領域内または画像表示領域の近傍の複数個所にて光強度を検出するように、低温ポリシリコン基板上に配されている。具体的には、図３（ａ）に示すように画像表示領域２ａの内部の複数個所に光検出センサ３を配したり、図３（ｂ）に示すように画像表示領域２ａの周囲における非表示領域帯（例えば２画素分のホワイトボーダ帯）２ｂの内部の複数個所に光検出センサ３を配したり、あるいは図３（ｃ）に示すように画像表示領域２ａの範囲外で、いわゆる表示画面の額縁領域２ｃと呼ばれる部分の複数箇所に光検出センサ３を配することが考えられる。なお、光検出センサ３の配置箇所および配置数は、特に限定されるものではなく、例えば画像表示領域２ａのサイズや解像度等に応じて適宜設定すればよい。ただし、光検出センサ３が配される複数個所の重心は、画像表示領域２ａの中心と一致していることが望ましい。光強度の多点検出をすることは実際に検出したいエリア（画像表示領域２ａ）を測定することと略同意となり、検出データの高信頼性化に繋がるからである。

また図１において、光源４は、表示素子部２での画像表示のために、その表示素子部２に対する光照射を行うものである。その光照射のために、光源４は、例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下、単に「ＬＥＤ」という）を用いて構成することが考えられる。ＬＥＤを用いれば、小型化や軽量化等への対応が非常に容易となるからである。

ここで、この光源４の構成、さらに詳しくは光源４を構成するＬＥＤの配置について簡単に説明する。図４は光源の配置例を示す説明図である。図例のように、光源４は、複数個のＬＥＤ４ａを用いて構成することが考えられる。複数個のＬＥＤ４ａを用いれば、画像表示領域２ａに対する照射光の面内均一性を確保することが容易となるからである。このことは、各ＬＥＤ４ａが、専ら画像表示領域２ａ内の一部領域のみに対する光照射を担うこと、すなわち画像表示領域２ａを複数に分割した各分割領域別に各ＬＥＤ４ａが光照射を担当することを意味する。なお、ＬＥＤ４ａの配置個数は、特に限定されるものではなく、例えば画像表示領域２ａのサイズに応じて適宜設定すればよい。また、ＬＥＤ４ａの配置箇所についても同様であり、各ＬＥＤ４ａからの光を各分割領域へ導く導光板等を用いれば、図４（ａ）に示すように各ＬＥＤ４ａを画像表示領域２ａに対して均等に配置してもよいし、図４（ｂ）に示すように一部に偏って配置してもよい。

また図１において、光制御回路５は、光検出センサ３による光強度の検出結果、すなわち読み出しスイッチ３ｅからのセンサ出力に基づいて、表示素子部２が画像表示を行う際の輝度を制御するものである。すなわち、光制御回路５は、光検出センサ３での検出結果に応じて、画像表示の際の輝度を可変調整するようになっている。

輝度の可変調整は、光源４の発光強度を可変させることで行うことが考えられる。
図５は、発光強度可変により輝度制御を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。図例のように、光制御回路５は、発光強度可変により輝度制御を行う場合、光検出センサ３からのアナログ出力を、Ａ／Ｄ変換器５ａによってデジタル値に変換し、さらにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）コントローラ５ｂによってデジタル値のデューティを変えて、ＰＷＭ信号として出力するように構成される。このＰＷＭ信号を光源４となるＬＥＤ４ａの駆動回路４ｂに入力すれば、そのＬＥＤ４ａの発光強度を調整し得るようになる。具体的には、ＰＷＭコントローラ５ｂの入力デジタル値が小さいときはＰＷＭ信号のＨｉ期間を短くし、入力デジタル値が大きいときＰＷＭ信号のＨｉ期間を長くする、といったことが考えられる。ただし、これとは逆に構成することも可能である。
図６は、光制御回路の他の構成例を示す説明図である。図例のようなアナログ構成であっても、光制御回路５は、ＬＥＤ４ａの発光強度を調整し得る。また、図例のようなアナログ構成では、Ａ／Ｄ変換器５ａのエンコード作業と、ＰＷＭコントローラ５ｂ内のデコード作業を省略しているため、省スペース化・低消費電力化等にも貢献することになる。

また、輝度の可変調整は、光源４の発光強度を可変させるのではなく、光源４からの光に対する表示素子部２での透過光量を可変させることによっても行うことが可能である。このような透過光量の可変は、特にＬＥＤ４ａの発光強度の調整が困難な場合に用いて有効である。透過光量の可変調整は、以下に述べる三つの構成のいずれかを用いて行えばよい。

図７は、透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第一例を示す説明図である。図例の光制御回路５は、表示素子部２が画像表示を行う基になる画像表示データに対して、表示素子部２での透過光量を可変させるようなデジタル演算処理を加え、これにより当該表示素子部２が画像表示を行う際の輝度を可変調整するものである。具体的には、画像表示データにデジタル演算処理を加えるデータプロセッサ５ｃを通過するルートと、当該データプロセッサ５ｃを通過しないルートとを用意し、また光検出センサ３からの出力をＡ／Ｄ変換器５ｄでデジタル値に変換し、その変換後のデジタル値に応じつつ、タイミングジェネレータ５ｅによって特定されるタイミングで、画像表示データがいずれかルートを通るようにスイッチングするように構成されている。

図８は、透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第二例を示す説明図である。図例の光制御回路５は、画像表示を行う基になる画像表示データを表示素子部２に与える際の基準電圧を可変させるような信号処理を行い、これにより相対的に表示素子部２での透過光量を可変させることで、当該表示素子部２が画像表示を行う際の輝度を可変調整するものである。具体的には、光検出センサ３からの出力をＡ／Ｄ変換器５ｄでデジタル値に変換し、その変換後のデジタル値に応じつつ、タイミングジェネレータ５ｅによって特定されるタイミングで、画像表示データを表示素子部２に与えるためのＤ／Ａ変換を行うＤ／Ａ変換器５ｆに対して印加する基準電圧の値を切り替えるように構成されている。

図９は、透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第三例を示す説明図である。図例の光制御回路５は、画像表示を行う際の表示素子部２におけるＶＣＯＭ（対向電極電圧）の振幅を可変させるような信号処理を行い、これにより相対的に表示素子部２での透過光量を可変させることで、当該表示素子部２が画像表示を行う際の輝度を可変調整するものである。具体的には、光検出センサ３からの出力をＡ／Ｄ変換器５ｄでデジタル値に変換し、その変換後のデジタル値に応じつつ、タイミングジェネレータ５ｅによって特定されるタイミングで、表示素子部２に対して与えるＶＣＯＭを切り替えるように構成されている。

ところで、上述したように、光検出センサ３は、複数個所にて光強度を検出する。すなわち、光制御回路５は、光検出センサ３から複数のセンサ出力を受け取ることになる。このことから、光制御回路５は、画像表示の際の輝度制御を行うのにあたり、複数個所での光強度の検出結果から一つの光強度検出結果を得るための演算処理を行うものであってもよい。演算処理としては、複数のセンサ出力の平均値の導出、複数のセンサ出力の最大値若しくは最小値のいずれか、または最大値と最小値との両方を切り捨てた後における平均値の導出、複数のセンサ出力の上位複数値若しくは下位複数値のいずれか、または上位複数値と下位複数値との両方を切り捨てた後における平均値の導出等が考えられる。平均値を導出すれば、各光検出センサ３の配置箇所の重心が画像表示領域２ａの内にあることによる検出結果の高信頼性化の他に、各光検出センサ３の感度ばらつきを平均化することによる検出結果の高信頼性化にも繋がるからである。また、最大値、最小値、上位複数値、下位複数値等を切り捨てれば、ある点における突発的な光や影等の拾うべきではない光量変化を排除することができ、結果として検出結果の高信頼性化に繋がるからである。ただし、複数個所での光強度の検出結果から一つの光強度検出結果を得るための演算処理は、必ずしも必須ではない。

図１０は、多点測定結果から平均値を導出する演算処理を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。図例の光制御回路５は、各光検出センサ３に対応して、キャパシタ５ｇを挟んで配された二つのスイッチ５ｈ，５ｉを備えており、光検出センサ３側のスイッチ５ｈを閉じてキャパシタ５ｇにセンサ出力をサンプリングした後、スイッチ５ｈを開け、かつ、スイッチ５ｉを閉じることにより、各キャパシタ５ｇの容量に溜まった電荷を平均化してＡ／Ｄ変換器５ａに出力するように構成されている。このような構成によってセンサ出力の平均値を導出する演算処理を行えば、各光検出センサ３の個数分のＡ／Ｄ変換器５ａを用意する必要がなくなる。また、デジタル演算処理を行うわけではないことから、高解像度ＡＤ変換が不要であり、省スペース化や低消費電力化等に寄与することが期待できる。

図１１は、最大値等を切り捨てて平均値を導出する演算処理を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。図例の光制御回路５は、複数のセンサ出力のうちのいずれか二つを比較して比較結果イを得る比較回路５ｊと、他のいずれか二つを比較して比較結果ロを得る比較回路５ｋと、比較結果イと比較結果ロを比較して比較結果ハを得る比較回路５ｌと、これらの比較結果から最も高いセンサ出力が選択され、選択されたスイッチのみ開かないようにマスキングされるＡＮＤ回路５ｍとを備えて構成されている。このような構成によって最大値の切り捨てを含む演算処理を行えば、デジタル演算処理を行わなくとも、最大値等を切り捨てて平均値を導出することができる。なお、演算処理において切り捨てるのが最大値ではなく、最小値、上位複数値、下位複数値等であっても、同様の構成で対応することが可能である。さらには、各光検出センサ３の個数分のＡ／Ｄ変換器５ａを用意する必要がなく、またデジタル演算処理を行うわけではないことから高解像度ＡＤ変換が不要であり、省スペース化や低消費電力化等に寄与することが期待できる。

なお、以上のような構成の光制御回路５は、光検出センサ３と同様に、表示素子部２と同一基板上、すなわち低温ポリシリコン基板上に形成することが考えられる。同一基板上に形成すれば、小型化や省スペース化等への対応が容易になるとともに、製造工程の効率化という観点からも好適だからである。

次に、以上のように構成された表示装置における処理動作、特に画像表示の際の輝度制御について説明する。

上述した構成の表示装置では、表示素子部２が画像表示を行うのにあたり、光検出センサ３が光強度の検出を行う。そして、光検出センサ３が光強度を検出すると、その検出結果に基づいて、表示素子部２が画像を表示する際の輝度を、光制御回路５が制御する。したがって、例えば、光強度が大きい場合には画像表示の際の輝度を増大させ、光強度が小さい場合には画像表示の際の輝度を抑えるといったことが実現でき、様々な環境下での良好な画像表示を行うことが可能となる。

しかも、輝度制御の基となる光強度の検出は、表示素子部２と同一基板上に形成された光検出センサ３が行う。すなわち、表示素子部２とは別個独立にフォトセンサ等の検出手段を設ける必要がない。したがって、光強度検出のために装置が大型化してしまうのを回避することができ、小型軽量で携帯性に優れたものとなる。

つまり、上述した構成の表示装置によれば、様々な環境下での良好な画像表示を可能にしつつ、その場合であっても装置大型化等を回避することができる。したがって、小型軽量で携帯性に優れたモバイル端末装置における表示装置として用いて非常に好適なものと言える。

また、上述した構成の表示装置では、光検出センサ３が画像表示領域２ａ内または画像表示領域２ａの近傍の複数個所に配されており、その複数個所で光強度を検出する。このような光強度の多点測定は、光検出センサ３を表示素子部２と同一基板上に形成することによって容易に実現可能となる。さらに、光強度の多点測定をすることは、実際に採光したい領域（画像表示領域２ａ）についての測定を行うことと略同意であり、輝度制御の基になる光強度検出結果の高信頼性化に繋がる。これらのことから、光強度の多点測定を行えば、輝度制御による調光システムの高信頼性化、低コスト化および省スペース化を実現し得るようになる。

また、上述した構成の表示装置では、光検出センサ３での検出結果に基づいて表示素子部２が画像を表示する際の輝度制御を行うのにあたり、光制御回路５が複数個所での光強度の検出結果から一つの光強度検出結果を得るための演算処理を行う。したがって、多点測定結果が平均化されるので、センサ感度のばらつきも平均化さることになり、結果として検出結果の高信頼性化に繋がる。さらには、多点測定して突出したデータを切り捨てることにより、本来拾うべきでない突発的な光量変化を排除することができ、この点においても検出結果の高信頼性化を達成し得るようになる。

ところで、光検出センサ３が光強度の多点測定を行う場合には、光制御回路５は、その多点測定の検出結果に基づく輝度制御を、画像表示領域２ａの全域について一様に行ってもよいが、当該画像表示領域２ａを複数に分割した各分割領域別に行うことも考えられる。

図１２は、分割領域別の輝度制御の概要を例示する説明図である。様々な環境下での使用を想定すると、表示装置における画像表示領域２ａに対しては、図例のように、画面上側半分の領域に外光が当たり、画面下側半分の領域が影に覆われることもあり得る。このような場合に、各分割領域別に輝度制御を独立して行えば、例えば画面上側半分の領域の輝度を上げる一方で、画面下側半分の領域の輝度を下げるといったことが可能となり、あらゆる環境下における最適な輝度調整を行えるようになる。

各分割領域別の輝度制御は、光源４が複数個のＬＥＤ４ａから構成されており、複数の分割領域別に各ＬＥＤ４ａが光照射を担当する場合であれば、各分割領域の位置、これを照射するＬＥＤ４ａおよび複数の光検出センサ３の配設箇所を予め対応付けておき、ある分割領域に対応する箇所での光強度の検出結果に基づいて当該分割領域についての輝度を制御すればよい。具体的には、外光が当たる箇所の光検出センサ３に対応する分割領域については輝度を上げ、影に覆われる箇所の光検出センサ３に対応する分割領域については輝度を下げるように、それぞれの分割領域への光照射を行うＬＥＤ４ａを調光する、といった具合である。なお、一つの分割領域に対応する光検出センサ３は、必ずしも一つである必要はない。すなわち、一つの分割領域に複数の光検出センサ３が対応していてもよく、その場合には各光検出センサ３での検出結果に対して、上述したような演算処理を行うことが考えられる。また、ＬＥＤ４ａについても同様であり、一つの分割領域に対して、一つのＬＥＤ４ａが対応していても、あるいは複数のＬＥＤ４ａが対応していてもよい。

また、各分割領域別の輝度制御は、光源４が複数個のＬＥＤ４ａから構成されていない場合であっても、光源４からの光に対する表示素子部２での透過光量を分割領域別に可変させることで行うことが可能となる。図１３〜図１５は、分割領域別の輝度制御の他の具体例を例示する説明図である。

例えば、光制御回路５が透過光量可変により輝度制御を行うものであり、その透過光量可変を画像表示データに対するデジタル演算処理によって行うものであれば、図１３に示すように、例えば四つに分割された各分割領域Area1〜Area4についての光検出センサ３による検出結果を互いに比較し、所定閾値以上の差がある場合には出力の大きい分割領域の輝度を下げるべく、その分割領域に属する画素への画像表示データの値を「１」だけ下げる。これにより、図例のような階調表示時の画素書き込み電位波形が得られることになり、分割領域別のＬＥＤ４ａの調光を要することなく、各分割領域別の輝度制御を行い得るようになる。

また、例えば、光制御回路５が透過光量可変により輝度制御を行うものであり、その透過光量可変を画像表示データ書き込み時の基準電圧可変によって行うものであれば、図１４に示すように、四つに分割された各分割領域Area1〜Area4についての光検出センサ３による検出結果を互いに比較し、所定閾値以上の差がある場合には出力の大きい分割領域の輝度を下げるべく、その分割領域に属する画素への画像表示データ書き込み時の基準電圧を所定量だけ変更する。これにより、図例のような階調表示時の画素書き込み電位波形が得られることになり、分割領域別のＬＥＤ４ａの調光を要することなく、各分割領域別の輝度制御を行い得るようになる。

また、例えば、光制御回路５が透過光量可変により輝度制御を行うものであり、その透過光量可変を画像表示の際のＶＣＯＭ可変によって行うものであれば、図１５に示すように、四つに分割された各分割領域Area1〜Area4についての光検出センサ３による検出結果を互いに比較し、所定閾値以上の差がある場合には出力の大きい分割領域の輝度を下げるべく、その分割領域に属する画素へのＶＣＯＭのＨｉ電位を所定量だけ低くし、Ｌｏｗ電位を所定量だけ高くする。ただし、これはノーマリィブラック（Normally Black）の例であり、ノーマリィホワイト（Normally White）の場合は逆になる。いずれの場合も、ＶＣＯＭは、分割領域毎に区切られており、それぞれ別のＶＣＯＭを有することになる。これにより、図例のような階調表示時の画素書き込み電位波形が得られることになり、分割領域別のＬＥＤ４ａの調光を要することなく、各分割領域別の輝度制御を行い得るようになる。

なお、本実施形態では、本発明の好適な実施具体例について説明したが、本発明はその内容に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

例えば、本実施形態では、光検出センサ３が検出する外光の影響に応じて画像表示の際の輝度を調整する場合、すなわち画像表示領域に対する外光の光強度を検出して、あらゆる環境下に対応するための輝度調整を行う場合を例に挙げて説明したが、光検出センサ３は画像表示領域２ａから得られる光の光強度を検出するものであってもよい。光検出センサ３が画像表示領域２ａから得られる光を検出するものであれば、例えば出力が高いセンサ近傍の分割領域に対応するＬＥＤ４ａの明るさを下げ、出力が低いセンサ近傍の分割領域に対応するＬＥＤ４ａの明るさを上げるといったことが可能となり、これにより面内均一な輝度の光源４を持つ表示装置を構成できるからである。また、ＬＥＤ４ａを分割領域別に独立制御できなくても、出力が高いセンサ近傍の分割領域における表示素子部２の透過率を下げれば、面内均一な輝度を実現する表示素子部２を持つ表示装置を構成することができる。

また、本発明に係る表示装置は、図１６に示すようにフラット型のモジュール形状のものを含む。例えば絶縁性の基板上に、液晶素子、薄膜トランジスタ、薄膜容量、受光素子等からなる画素をマトリックス状に集積形成した画素アレイ部を設ける、この画素アレイ部（画素マトリックス部）を囲むように接着剤を配し、ガラス等の対向基板を貼り付けて表示モジュールとする。この透明な対向基板には必要に応じて、カラーフィルタ、保護膜、遮光膜等を設けてももよい。表示モジュールには、外部から画素アレイ部への信号等を入出力するためのコネクタとして例えばＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）を設けてもよい。

以上に説明した表示装置は、フラットパネル形状を有し、様々な電子機器、例えば、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピューター、携帯電話、ビデオカメラなど、電子機器に入力された、若しくは、電子機器内で生成した映像信号を画像若しくは映像として表示するあらゆる分野の電子機器のディスプレイに用いることが可能である。

以下、このような表示装置を備えて構成された電子機器、すなわち本発明が適用された電子機器の具体例を示す。

図１７は本発明が適用されたテレビであり、フロントパネル１２、フィルターガラス１３等から構成される映像表示画面１１を含み、本発明の表示装置をその映像表示画面１１に用いることにより作製される。

図１８は本発明が適用されたデジタルカメラであり、上が正面図で下が背面図である。このデジタルカメラは、撮像レンズ、フラッシュ用の発光部１５、表示部１６、コントロールスイッチ、メニュースイッチ、シャッター１９等を含み、本発明の表示装置をその表示部１６に用いることにより作製される。

図１９は本発明が適用されたノート型パーソナルコンピュータであり、本体２０には文字等を入力するとき操作されるキーボード２１を含み、本体カバーには画像を表示する表示部２２を含み、本発明の表示装置をその表示部２２に用いることにより作製される。

図２０は本発明が適用された携帯端末装置であり、左が開いた状態を表し、右が閉じた状態を表している。この携帯端末装置は、上側筐体２３、下側筐体２４、連結部（ここではヒンジ部）２５、ディスプレイ２６、サブディスプレイ２７、ピクチャーライト２８、カメラ２９等を含み、本発明の表示装置をそのディスプレイ２６やサブディスプレイ２７に用いることにより作製される。

図２１は本発明が適用されたビデオカメラであり、本体部３０、前方を向いた側面に被写体撮影用のレンズ３４、撮影時のスタート／ストップスイッチ３５、モニター３６等を含み、本発明の表示装置をそのモニター３６に用いることにより作製される。

本発明に係る表示装置の概略構成例を示すブロック図である。本発明に係る表示装置における光検出センサの構成例を示す説明図である。本発明に係る表示装置における光検出センサの配置例を示す説明図である。本発明に係る表示装置における光源の配置例を示す説明図である。発光強度可変により輝度制御を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。発光強度可変により輝度制御を行う光制御回路の他の構成例を示す説明図である。透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第一例を示す説明図である。透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第二例を示す説明図である。透過光量可変により輝度制御を行う光制御回路の第三例を示す説明図である。多点測定結果から平均値を導出する演算処理を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。最大値等を切り捨てて平均値を導出する演算処理を行う光制御回路の構成例を示す説明図である。本発明に係る表示装置における分割領域別の輝度制御の概要を例示する説明図である。本発明に係る表示装置における分割領域別の輝度制御の他の具体例を例示する説明図（その１）である。本発明に係る表示装置における分割領域別の輝度制御の他の具体例を例示する説明図（その２）である。本発明に係る表示装置における分割領域別の輝度制御の他の具体例を例示する説明図（その３）である。本発明に係る表示装置のモジュール構成を示す平面図である。本発明に係る表示装置を備えたテレビジョンセットを示す斜視図である。本発明に係る表示装置を備えたデジタルスチルカメラを示す斜視図である。本発明に係る表示装置を備えたノート型パーソナルコンピューターを示す斜視図である。本発明に係る表示装置を備えた携帯端末装置を示す模式図である。本発明に係る表示装置を備えたビデオカメラを示す斜視図である。

符号の説明

１…絶縁基板、２…表示素子部、２ａ…画像表示領域、２ｂ…非表示領域帯、２ｃ…額縁領域、３…光検出センサ、３ａ…センサＴｒ、３ｂ…リセットＴｒ、３ｃ…キャパシタ、３ｄ…増幅器、３ｅ…読み出しスイッチ、４…光源、４ａ…ＬＥＤ、４ｂ…駆動回路、５…光制御回路、５ａ…Ａ／Ｄ変換器、５ｂ…ＰＷＭコントローラ、５ｃ…データプロセッサ、５ｄ…Ａ／Ｄ変換器、５ｅ…タイミングジェネレータ、５ｆ…Ｄ／Ａ変換器、５ｇ…キャパシタ、５ｈ，５ｉ…スイッチ、５ｋ，５ｋ，５ｌ…比較回路、５ｍ…ＡＮＤ回路

Claims

画像表示領域に画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示領域内で前記画像表示領域から得られる光、または前記画像表示領域の近傍における前記画像表示領域に対する外光の光強度を前記画像表示手段と同一基板上の複数個所に形成された薄膜トランジスタを用いて検出する光検出手段と、
前記画像表示領域を複数に分割した各分割領域別に当該分割領域に対応する箇所での前記光検出手段による検出結果に基づいて、前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を制御する光制御手段と、
前記画像表示手段が前記画像の表示を行うための光源となる発光手段とを備えており、
前記画像表示領域には複数の液晶表示素子がマトリクス状に配されており、
前記光制御手段は、前記各分割領域別に前記液晶表示素子の対向電極電圧の振幅を前記光検出手段の検出結果に応じて可変させることで、前記発光手段からの光に対する前記画像表示手段での透過光量を可変させて前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を調整することを特徴とする表示装置。
複数個所での光強度の検出結果から一つの光強度検出結果を得るための演算処理を行う演算手段を備える請求項１に記載の表示装置。
画像表示を行う表示装置を備えて構成された電子機器であって、
前記表示装置は、
画像表示領域に画像を表示する画像表示手段と、
前記画像表示領域内で前記画像表示領域から得られる光、または前記画像表示領域の近傍における前記画像表示領域に対する外光の光強度を前記画像表示手段と同一基板上の複数個所に形成された薄膜トランジスタを用いて検出する光検出手段と、
前記画像表示領域を複数に分割した各分割領域別に当該分割領域に対応する箇所での前記光検出手段による検出結果に基づいて、前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を制御する光制御手段と、
前記画像表示手段が前記画像の表示を行うための光源となる発光手段とを備えており、
前記画像表示領域には複数の液晶表示素子がマトリクス状に配されており、
前記光制御手段は、前記各分割領域別に前記液晶表示素子の対向電極電圧の振幅を前記光検出手段の検出結果に応じて可変させることで、前記発光手段からの光に対する前記画像表示手段での透過光量を可変させて前記画像表示手段が前記画像を表示する際の輝度を調整することを特徴とする電子機器。