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JP4701836B2 - Backlight control device - Google Patents

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Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトの発光量を制御するバックライト制御装置に関する。   The present invention relates to a backlight control device that controls a light emission amount of a backlight of a liquid crystal display device.

従来より、フラットパネルディスプレイの1つとして液晶表示装置が知られており、広く普及している。この液晶表示装置は、液晶の光透過特性を制御して表示を行うものであり、液晶素子自体は発光しない。そこで、バックライトを設け、バックライトからの光を液晶中に透過させて表示を行う透過型や、液晶を透過してきた外光を反射させて表示を行う反射型がある。   Conventionally, a liquid crystal display device is known as one of flat panel displays, and is widely used. This liquid crystal display device performs display by controlling the light transmission characteristics of the liquid crystal, and the liquid crystal element itself does not emit light. Therefore, there are a transmissive type in which a backlight is provided and light from the backlight is transmitted through the liquid crystal for display, and a reflective type in which external light transmitted through the liquid crystal is reflected for display.

さらに、携帯機器など室内、昼間屋外、夜間など各種の条件下で使用される機器の液晶表示装置として半透過型の液晶表示装置も利用されている。この半透過型の液晶表示装置は、各画素毎に透過表示部分と反射表示部分を有しており、室内や夜間では、透過部分にバックライトからの光を透過させて表示が行われ、昼間屋外では反射部分を利用して表示が行われる。   Further, transflective liquid crystal display devices are also used as liquid crystal display devices for devices used under various conditions such as indoors, daytime outdoors, and nighttime, such as portable devices. This transflective liquid crystal display device has a transmissive display portion and a reflective display portion for each pixel. In a room or at night, light is transmitted from the backlight to the transmissive portion for display. In the outdoors, the reflection part is used for display.

ここで、バックライトの光量は、外光の照度が非常に小さい場合にはかなり小さくてもよい。一方、外光の照度がかなり明るい場合には、バックライトは表示に寄与しない。このため、バックライトの発光量を外光の明るさに応じて制御したいという要求がある。特に携帯機器は通常電池駆動であって、携帯の機器の連続稼働時間を長くするためにはバックライトの使用の効率化を図り、消費電力を抑制したいという要求は非常に大きい。   Here, the light quantity of the backlight may be considerably small when the illuminance of outside light is very small. On the other hand, when the illuminance of outside light is quite bright, the backlight does not contribute to display. For this reason, there is a demand for controlling the amount of light emitted from the backlight according to the brightness of external light. In particular, portable devices are usually battery-powered, and in order to increase the continuous operation time of portable devices, there is a great demand for increasing the efficiency of use of the backlight and reducing power consumption.

そこで、外光量を光センサで検出し、その検出結果からバックライト光量を制御することが提案されている(特許文献1参照)。このような構成によって、光センサで得られた外光の照度に基づいて、バックライトの光量をPWM制御することができ、バックライトの効率的な光量制御を行うことができる。   Thus, it has been proposed to detect the amount of external light with an optical sensor and control the amount of backlight light based on the detection result (see Patent Document 1). With such a configuration, the light amount of the backlight can be PWM-controlled based on the illuminance of the external light obtained by the optical sensor, and the backlight can be efficiently controlled.

特開平9−43569号公報JP 9-43569 A

しかし、特許文献1の構成では、光センサや、PWM制御のための独自の回路など各種の回路を必要として、その制御回路が大規模になってしまう。特に、携帯電話機などの携帯機器においてこのような大がかりな回路を搭載することは、装置の小型化、低コスト化を阻むことになり、現実的でないという問題があった。   However, the configuration of Patent Document 1 requires various circuits such as an optical sensor and a unique circuit for PWM control, and the control circuit becomes large. In particular, mounting such a large-scale circuit in a portable device such as a cellular phone hinders downsizing and cost reduction of the apparatus, which is not practical.

本発明は、液晶表示装置のバックライトの発光量を制御するバックライト制御装置であって、外光が照射される部位に形成され、照射される光に応じて検出電流を生じる第1光検出素子と、この第1光検出素子の検出電流を検出する第1電流検出手段と、照射される光に応じて検出電流を生じる素子であって、外光が照射されない部位に形成され、暗状態におかれる第2光検出素子と、この第2光検出素子の検出電流を検出する第2電流検出手段と、前記第1電流検出手段で検出した検出電流の大きさと、第1しきい値との比較結果から外光照度を判定する第1照度判定手段と、前記第1および第2電流検出手段で検出した2つの検出電流の比と、第2しきい値との比較結果から外光照度を判定する第2照度判定手段と、を含み、前記第1および第2照度判定手段の両方の判定結果に基づいて、前記バックライトの発光量を制御することを特徴とする。   The present invention is a backlight control device that controls the amount of light emitted from a backlight of a liquid crystal display device, and is formed at a site irradiated with external light and generates a detection current in accordance with the irradiated light. An element, a first current detection means for detecting a detection current of the first light detection element, and an element that generates a detection current in response to the irradiated light, and is formed in a portion that is not irradiated with external light, and is in a dark state A second photodetecting element to be placed, a second current detecting means for detecting a detection current of the second photodetecting element, a magnitude of the detected current detected by the first current detecting means, a first threshold value, The external light illuminance is determined from the comparison result between the first threshold illuminance determining means for determining the external light illuminance from the comparison result of the first threshold, the ratio of the two detected currents detected by the first and second current detecting means, and the second threshold value. Second illuminance determination means for performing the first Beauty based on both the determination result of the second illuminance determination unit, and controls the light emission amount of the backlight.

また、液晶表示装置は、各画素毎に透過表示部分と反射表示部分を有する半透過型であり、外光の照度が低レベルである場合には、バックライトの発光量を低レベルとし、外光の照度が中間レベルである場合には、バックライトの発光量を高レベルとし、外光の照度が高レベルである場合には、バックライトをオフし、前記第2照度判定手段の判定結果において、第2しきい値以下であると判定された場合には外光照度が低レベルと判定し、前記第2照度判定手段の判定結果において、第2しきい値を超え、前記第1照度判定手段の判定結果において第1しきい値以下であると判定された場合には外光照度が中間レベルと判定し、前記第1照度判定手段の判定結果において、第1しきい値を超えると判定された場合には外光照度が高レベルと判定することが好適である。   Further, the liquid crystal display device is a transflective type having a transmissive display portion and a reflective display portion for each pixel. When the illuminance of external light is low, the amount of light emitted from the backlight is set to a low level. When the illuminance of light is at an intermediate level, the light emission amount of the backlight is set to a high level, and when the illuminance of external light is at a high level, the backlight is turned off, and the determination result of the second illuminance determination means In the case where it is determined that the ambient light illuminance is lower than the second threshold value, the external light illuminance is determined to be low, and the determination result of the second illuminance determination means exceeds the second threshold value, and the first illuminance determination If it is determined in the determination result of the means that it is equal to or less than the first threshold value, the ambient light illuminance is determined to be an intermediate level, and the determination result of the first illuminance determination means is determined to exceed the first threshold value. If the ambient light illuminance is high, It is preferable to constant.

また、前記第1照度判定手段は、前記第1電流検出手段で検出した検出電流から前記第2電流検出手段で検出した検出電流を減算した電流値の大きさと、第1しきい値との比較結果から外光照度を判定することが好適である。   Further, the first illuminance determination means compares the magnitude of a current value obtained by subtracting the detection current detected by the second current detection means from the detection current detected by the first current detection means, and a first threshold value. It is preferable to determine the external light illuminance from the result.

また、前記第1および第2光検出素子は、照射された光に応じて検出電流を生じるトランジスタであり、液晶表示装置のパネル上に液晶表示装置の表示のための処理に利用されるトランジスタと同一プロセスで形成されることが好適である。   The first and second photodetecting elements are transistors that generate a detection current in response to the irradiated light, and are used for processing for display on the liquid crystal display device on the panel of the liquid crystal display device. It is preferable to form by the same process.

このように、本発明によれば、低温ポリシリコントランジスタなど外光に応じたリーク電流を生じる電流リークトランジスタのリーク電流を用いて、外光量を検出する。従って、特別の光センサなどが不要となる。また、しきい値との比較で、光量を段階的に制御するため、処理回路を簡略化することができる。例えば、処理回路も液晶パネルに搭載することが可能になる。そして、外光を受ける電流リークトランジスタと外光を受けない電流リークトランジスタのリーク電流の比と、外光を受ける電流リークトランジスタのリーク電流という2種類を判定し、バックライトの光量を制御する。電流リークトランジスタのリーク電流は温度の影響が大きいが、2つ種類の判定を利用することで、温度の影響を比較的少なくして簡単な回路により外光の光量を検出することができる。   As described above, according to the present invention, the amount of external light is detected using the leakage current of a current leakage transistor that generates a leakage current according to external light, such as a low-temperature polysilicon transistor. Therefore, a special optical sensor or the like is not necessary. Further, since the amount of light is controlled step by step by comparison with the threshold value, the processing circuit can be simplified. For example, the processing circuit can be mounted on the liquid crystal panel. Then, the ratio of the leak current of the current leak transistor that receives external light and the leak current of the current leak transistor that does not receive external light and the leak current of the current leak transistor that receives external light are determined, and the light amount of the backlight is controlled. The leakage current of the current leakage transistor is greatly affected by temperature, but by using two types of determination, the amount of external light can be detected with a simple circuit with relatively little influence of temperature.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、実施形態に係るバックライト制御装置の全体構成を示す図である。電流リークトランジスタ10は、液晶パネルの外光が当たる部位に設けられている。例えば、携帯電話機用の液晶ディスプレイであれば、外から見える部分、またはパネル周辺部であってもカバー部材に小さな穴を開けた部位など、外光が照射される部分に設けられる。   FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a backlight control apparatus according to an embodiment. The current leak transistor 10 is provided in a portion of the liquid crystal panel that is exposed to external light. For example, in the case of a liquid crystal display for a mobile phone, the liquid crystal display is provided in a portion that is exposed to external light, such as a portion that can be seen from the outside or a portion that has a small hole in the cover member even at the periphery of the panel.

ここで、この電流リークトランジスタ10は、液晶パネルの作製プロセスにおいて作製される。すなわち、液晶パネルは、例えば低温ポリシリコンTFT(薄膜トランジスタ)を利用するものであり、表示部分の各画素にスイッチングTFTが形成され画素毎に表示を制御するアクティブマトリクス型である。液晶パネルの形成の際に、各画素のTFTおよび周辺回路のTFTが作製され、電流リークトランジスタ10は、これらパネル上の他のTFTと同一プロセスで作製される。   Here, the current leak transistor 10 is manufactured in a manufacturing process of a liquid crystal panel. That is, the liquid crystal panel uses, for example, a low-temperature polysilicon TFT (thin film transistor), and is an active matrix type in which a switching TFT is formed in each pixel of the display portion and display is controlled for each pixel. When the liquid crystal panel is formed, TFTs for each pixel and peripheral circuit TFTs are manufactured, and the current leak transistor 10 is manufactured by the same process as other TFTs on these panels.

なお、本バックライト制御装置は、液晶パネル上に形成され、バックライト制御信号を外部に出力する。   The backlight control device is formed on the liquid crystal panel and outputs a backlight control signal to the outside.

電流リークトランジスタ10は、nチャネルTFTであり、ソースがグランドに接続され、ゲート・ソース間には逆バイアス電源12が設けられている。また、ドレインは、リーク電流検出回路14を介し、電源に接続されている。   The current leak transistor 10 is an n-channel TFT, a source is connected to the ground, and a reverse bias power source 12 is provided between the gate and the source. The drain is connected to the power supply via the leak current detection circuit 14.

リーク電流検出回路14は、電流リークトランジスタ10のリーク電流Ileak(photo)を検出する。ここで、このリーク電流Ileak(photo)は、比較的小さいため、所定時間におけるリーク電流の積算値を間欠的に検出してもよい。例えば、電源電圧にコンデンサを充電し、その後電源から切り離して電流リークトランジスタ10にコンデンサから供給し、所定時間後のコンデンサの電圧値を検出することなどが可能である。   The leak current detection circuit 14 detects the leak current Ileak (photo) of the current leak transistor 10. Here, since the leakage current Ileak (photo) is relatively small, the integrated value of the leakage current in a predetermined time may be detected intermittently. For example, it is possible to charge the capacitor to the power supply voltage, and then disconnect from the power supply and supply the current leakage transistor 10 from the capacitor to detect the voltage value of the capacitor after a predetermined time.

また、電流リークトランジスタ10と同様にして形成された電流リークトランジスタ20も設けられ、この電流リークトランジスタ20は遮光された部位に形成され、外光が当たらないようにしてある。また、逆バイアス電源12,22は、グランドに対し−5V程度であり、これによってnチャネルの電流リークトランジスタ10,20が常時オフ状態に設定される。   In addition, a current leak transistor 20 formed in the same manner as the current leak transistor 10 is also provided, and the current leak transistor 20 is formed in a light-shielded portion so as not to be exposed to external light. Further, the reverse bias power supplies 12 and 22 are about −5 V with respect to the ground, whereby the n-channel current leak transistors 10 and 20 are always set to an off state.

そして、この電流リークトランジスタ20のゲートソース間にも、逆バイアス電源22が配置され、ソースがグランドに接続され、ドレインがリーク電流検出回路24を介し電源に接続されている。リーク電流検出回路24は、外光が当たらない暗状態の電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)を検出する。なお、TFTにおけるリーク電流は光の照射によって大きくなるため、このリーク電流Ileak(dark)は、基本的にリーク電流Ileak(photo)より小さい。   A reverse bias power source 22 is also arranged between the gate and source of the current leak transistor 20, the source is connected to the ground, and the drain is connected to the power source via the leak current detection circuit 24. The leak current detection circuit 24 detects the leak current Ileak (dark) of the dark current leak transistor 20 that is not exposed to external light. Note that since the leakage current in the TFT is increased by light irradiation, the leakage current Ileak (dark) is basically smaller than the leakage current Ileak (photo).

リーク電流検出回路14の検出結果は、コンパレータ30の正入力端に入力される。コンパレータ30には、基準電圧源32からの基準電圧Vref1が供給されており、コンパレータ30は比較結果の信号を光量制御部50に供給する。   The detection result of the leak current detection circuit 14 is input to the positive input terminal of the comparator 30. The comparator 30 is supplied with the reference voltage Vref <b> 1 from the reference voltage source 32, and the comparator 30 supplies a signal of the comparison result to the light quantity control unit 50.

リーク電流検出回路14の検出結果、およびリーク電流検出回路24の検出結果は、比演算回路40に供給される。ここで、外光を受ける電流リークトランジスタ10のリーク電流Ileak(photo)と、外光を受けない電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)の比(Ileak(photo)/Ileak(dark))が演算される。   The detection result of the leakage current detection circuit 14 and the detection result of the leakage current detection circuit 24 are supplied to the ratio calculation circuit 40. Here, the ratio (Ileak (photo) / Ileak (dark)) of the leak current Ileak (photo) of the current leak transistor 10 that receives external light and the leak current Ileak (dark) of the current leak transistor 20 that does not receive external light is Calculated.

比演算回路40の演算結果は、コンパレータ42の正入力端に供給される。コンパレータ42には、基準電圧源44からの基準電圧Vref2が供給されており、コンパレータ42は比較結果の信号を光量制御部50に供給する。   The calculation result of the ratio calculation circuit 40 is supplied to the positive input terminal of the comparator 42. The comparator 42 is supplied with the reference voltage Vref 2 from the reference voltage source 44, and the comparator 42 supplies a signal of the comparison result to the light quantity control unit 50.

光量制御部50は、コンパレータ42からの出力によって、外光の光量(照度)が10〜500lx程度か否かを判定し、またコンパレータ30からの出力によって、外光の光量(照度)が5000lx以下か否かを判定する。   The light amount control unit 50 determines whether or not the light amount (illuminance) of external light is about 10 to 500 lx based on the output from the comparator 42, and the light amount (illuminance) of external light is 5000 lx or less based on the output from the comparator 30. It is determined whether or not.

ここで、Vref2は、外光の光量が10〜500lxの時の電流リークトランジスタ10,20のリーク電流量の比に対応した電圧に設定されており、コンパレータ42は、外光光量が10〜500lx以下の時にLレベル、10〜500lxを超える場合にHレベルを出力する。また、Vref1は、外光の光量が5000lxの時の電流リークトランジスタ10のリーク電流量に対応した電圧に設定されており、コンパレータ42は、外光光量が5000lx以下の時にLレベル、5000lxを超える場合にHレベルを出力する。   Here, Vref2 is set to a voltage corresponding to the ratio of the leakage current amount of the current leakage transistors 10 and 20 when the amount of external light is 10 to 500 lx, and the comparator 42 has a light amount of 10 to 500 lx. The L level is output in the following cases, and the H level is output when exceeding 10 to 500 lx. Vref1 is set to a voltage corresponding to the amount of leakage current of the current leakage transistor 10 when the amount of external light is 5000 lx, and the comparator 42 exceeds the L level and 5000 lx when the amount of external light is 5000 lx or less. In this case, H level is output.

そして、図2に示すように、光量制御部50は、外光の光量が10〜500lx以下の場合(コンパレータ42,30の出力が両方Lレベル)には、バックライトの光量を2nit程度に制御し、外光の光量が10〜500lxを超え5000lx以下の場合(コンパレータ42の出力がHレベル、コンパレータ30の出力がLレベル)には、バックライトの光量を100〜150nit程度に制御し、外光の光量が5000lxを超える場合(コンパレータ42,30の出力が両方Hレベル)には、バックライトをオフする。   As shown in FIG. 2, the light amount control unit 50 controls the light amount of the backlight to about 2 nit when the amount of external light is 10 to 500 lx or less (the outputs of the comparators 42 and 30 are both L level). However, when the amount of external light is more than 10 to 500 lx and less than or equal to 5000 lx (the output of the comparator 42 is H level and the output of the comparator 30 is L level), the light amount of the backlight is controlled to about 100 to 150 nit, When the amount of light exceeds 5000 lx (the outputs of the comparators 42 and 30 are both H level), the backlight is turned off.

実際には、バックライトへの電力供給は別の回路により行っており、光量制御部50は、バックライトの輝度を上記3種類の輝度に制御するための制御信号を出力する。   Actually, the power supply to the backlight is performed by another circuit, and the light quantity control unit 50 outputs a control signal for controlling the luminance of the backlight to the above three types of luminance.

なお、バックライトは、冷陰極管や、LEDなど各種のものが採用できる。また、輝度制御はPWM制御などどのような制御でもかまわない。   In addition, various things, such as a cold cathode tube and LED, are employable as a backlight. The brightness control may be any control such as PWM control.

ここで、図3(a)には、室温(20°C)におけるコンパレータ30に入力される光が照射される電流リークトランジスタ10のリーク電流、図3(b)には、室温におけるコンパレータ42に入力される、光が照射される電流リークトランジスタ10のリーク電流と光が照射されない電流リークトランジスタ20のリーク電流の比が示されている。   Here, FIG. 3A shows the leakage current of the current leakage transistor 10 irradiated with light input to the comparator 30 at room temperature (20 ° C.), and FIG. The ratio of the leakage current of the current leakage transistor 10 that is irradiated with light and the leakage current of the current leakage transistor 20 that is not irradiated with light is shown.

また、図4(a)には、高温(80°C)におけるコンパレータ30に入力される光が照射される電流リークトランジスタ10のリーク電流、図4(b)には、高温(80°C)におけるコンパレータ42に入力される、光が照射される電流リークトランジスタ10のリーク電流と光が照射されない電流リークトランジスタ20のリーク電流の比が示されている。さらに、図5には、図3(b)および図4(b)の低い外光光量の部分の拡大図を示す。   4A shows a leakage current of the current leakage transistor 10 irradiated with light input to the comparator 30 at a high temperature (80 ° C.), and FIG. 4B shows a high temperature (80 ° C.). The ratio of the leakage current of the current leakage transistor 10 irradiated with light and the leakage current of the current leakage transistor 20 not irradiated with light, which is input to the comparator 42 in FIG. Further, FIG. 5 shows an enlarged view of the portion of the low external light quantity in FIGS. 3 (b) and 4 (b).

なお、図3(a),(b)、図4(a),(b)、図5(a)、(b)は、nチャネルのTFT(チャネル長L/チャネル幅W=6/600)、ゲートソース間電圧Vgs=−5V、ドレインソース間電圧Vds=2.6V(○)、5.1V(黒△)である。なお、実際の検出結果に基づいて、ドレインソース間電圧Vds=2.6Vの方が利用しやすいので、以下の説明では、ドレインソース間電圧Vds=2.6Vを採用している。   3 (a), 3 (b), 4 (a), 4 (b), 5 (a), and 5 (b) are n-channel TFTs (channel length L / channel width W = 6/600). Gate-source voltage Vgs = −5 V, drain-source voltage Vds = 2.6 V (◯), 5.1 V (black Δ). Since the drain-source voltage Vds = 2.6 V is easier to use based on the actual detection result, the drain-source voltage Vds = 2.6 V is adopted in the following description.

「10〜500lxの判定」
これより、夜間を想定した10〜500lxの判定に、電流リークトランジスタ10のリーク電流量(コンパレータ30の入力)を利用しようとすると、室温におけるリーク電流量は、0.04nA程度である。これは、かなりの微弱電流であって、TFTの特性のバラツキを考慮すると、しきい値の設定が困難である。
"Decision of 10-500 lx"
From this, when trying to use the leakage current amount of the current leakage transistor 10 (input of the comparator 30) for the determination of 10 to 500 lx assuming nighttime, the leakage current amount at room temperature is about 0.04 nA. This is a very weak current, and it is difficult to set a threshold value in consideration of variations in TFT characteristics.

一方、2つのリーク電流の比(コンパレータ42への入力)では、室温時に外光照度500lxにおいて5倍程度という値が得られる。電流リークトランジスタ10、20を同一プロセスで、比較的近接して形成すれば、その特性のバラツキをある程度補償することができる。そこで、比演算回路40の出力が3倍程度に対応する電圧を基準電圧源44の電圧Vref2とすることで、室温から50〜60°Cの範囲において、外光照度10〜500lx程度におけるしきい値の設定が可能と判断される。   On the other hand, in the ratio of the two leakage currents (input to the comparator 42), a value of about 5 times is obtained at the ambient light illuminance of 500 lx at room temperature. If the current leak transistors 10 and 20 are formed in the same process and relatively close to each other, variations in their characteristics can be compensated to some extent. Therefore, by setting the voltage corresponding to about three times the output of the ratio calculation circuit 40 as the voltage Vref2 of the reference voltage source 44, the threshold value at the ambient light illuminance of about 10 to 500 lx in the range of 50 to 60 ° C. from room temperature. Is determined to be possible.

「5000lxの判定」
次に、バックライトをオフする明るさである5000lxの判定において、2つのリーク電流の比(コンパレータ42への入力)を利用しようとすると、5000lxに対し、室温では30倍程度の感度があり、十分である。しかし、高温(80°C)では、2つのリーク電流の比3倍から4倍となってしまう。このように、温度の影響が非常に大きく、適切なしきい値設定が困難である。
"Judgment of 5000 lx"
Next, in the determination of 5000 lx, which is the brightness at which the backlight is turned off, when trying to use the ratio of the two leak currents (input to the comparator 42), the sensitivity is about 30 times at room temperature with respect to 5000 lx, It is enough. However, at a high temperature (80 ° C.), the ratio of the two leakage currents is three to four times. Thus, the influence of temperature is very large and it is difficult to set an appropriate threshold value.

一方、5000lxにおける電流リークトランジスタ10のリーク電流(コンパレータ30の入力)は、室温で0.22nA、高温(80°C)で、0.31nA程度である。従って、0.25nA程度にしきい値を設定することで、室温において、6000lx、高温で4000lx程度の判定が可能である。液晶のNI(ネマチック)転移温度も考慮すれば、60°C以上の使用を考慮する必要はない。そこで、0.25nA程度にコンパレータ30のしきい値を設定する(基準電圧Vref1をこのリーク電流に対応する電圧とする)ことで、一応の判定が可能である。   On the other hand, the leakage current of the current leakage transistor 10 at 5000 lx (input of the comparator 30) is about 0.22 nA at room temperature and about 0.31 nA at high temperature (80 ° C.). Accordingly, by setting the threshold value to about 0.25 nA, it is possible to determine 6000 lx at room temperature and about 4000 lx at high temperature. Considering the NI (nematic) transition temperature of the liquid crystal, it is not necessary to consider the use of 60 ° C. or higher. Therefore, it is possible to make a temporary determination by setting the threshold value of the comparator 30 to about 0.25 nA (the reference voltage Vref1 is set to a voltage corresponding to the leakage current).

さらに、高温においては、暗状態でのリーク電流が大きくなる。そこで、電流リークトランジスタ10のリーク電流Ileak(photo)から電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)を減算することが好適である。   Furthermore, at high temperatures, the leakage current in the dark state increases. Therefore, it is preferable to subtract the leakage current Ileak (dark) of the current leakage transistor 20 from the leakage current Ileak (photo) of the current leakage transistor 10.

電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)は、0.08nA程度である。従って、電流リークトランジスタ10のリーク電流Ileak(photo)から電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)を減算すると、5000lxに対応する高温での値は、0.23となり、室温時の0.22nAとほぼ等しくなる。従って、この構成によって、5000lxの外光量を適切に検出することができる。   The leak current Ileak (dark) of the current leak transistor 20 is about 0.08 nA. Therefore, when the leakage current Ileak (dark) of the current leakage transistor 20 is subtracted from the leakage current Ileak (photo) of the current leakage transistor 10, the value at a high temperature corresponding to 5000 lx is 0.23, which is 0.22 nA at room temperature. Is almost equal to Therefore, with this configuration, an external light amount of 5000 lx can be detected appropriately.

ここで、この電流リークトランジスタ10のリーク電流Ileak(photo)から電流リークトランジスタ20のリーク電流Ileak(dark)を減算する構成を図6に示す。このように、リーク電流検出回路14の出力からリーク電流検出回路24からの出力を減算する減算器60を設け、この減算器60の出力をコンパレータ30に入力する。そして、コンパレータ30に入力する基準電圧Vref1を0.22nAに対応する電圧に設定することで、室温から高温までにおいて、外光量が5000lx以下か否かを判定することができる。   Here, a configuration in which the leakage current Ileak (dark) of the current leakage transistor 20 is subtracted from the leakage current Ileak (photo) of the current leakage transistor 10 is shown in FIG. As described above, the subtractor 60 that subtracts the output from the leak current detection circuit 24 from the output of the leak current detection circuit 14 is provided, and the output of the subtractor 60 is input to the comparator 30. Then, by setting the reference voltage Vref1 input to the comparator 30 to a voltage corresponding to 0.22 nA, it is possible to determine whether the external light amount is 5000 lx or less from room temperature to high temperature.

なお、Lxは照度(光源から発する光が、ある物体表面を照らした時、その物体表面の明るさ)を表す単位で、Lx(ルックス)=lm(ルーメン)/m2であり、lmは光源から放射される光量(光束)の単位である。また、nitは、輝度(光を発する光源の単位面積あたりの光度)を表す単位でnit(ニット)=cd(カンデラ)/m2であり、カンデラは光源から発する光が、ある物体表面を照らした時、その物体表面の明るさ(照度)を表す単位である。 Note that Lx is a unit representing illuminance (brightness of an object surface when light emitted from the light source illuminates a certain object surface), and Lx (lux) = lm (lumen) / m 2 , where lm is a light source This is a unit of the amount of light (light flux) emitted from. Nit is a unit representing luminance (luminance per unit area of a light source that emits light) and is nit (unit) = cd (candela) / m 2 , and the candela illuminates a certain object surface with light emitted from the light source. Is a unit representing the brightness (illuminance) of the object surface.

なお、本実施形態では、低温ポリシリコンを能動層とするトランジスタを光検出素子として採用したが、p−i−n構造などを採用することもできる。また、光検出素子には、アモルファスを能動層とするトランジスタでも利用することができる。   In the present embodiment, a transistor using low-temperature polysilicon as an active layer is used as the light detection element, but a pin structure or the like can also be used. In addition, a transistor having an amorphous active layer can be used as the light detection element.

実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of embodiment. 外光量に応じたバックライトの制御例を示す図である。It is a figure which shows the example of control of the backlight according to external light quantity. 室温におけるリーク電流およびリーク電流比を示す図である。It is a figure which shows the leakage current in room temperature, and leakage current ratio. 高温におけるリーク電流およびリーク電流比を示す図である。It is a figure which shows the leakage current and leakage current ratio in high temperature. 低外光量におけるリーク電流比を示す図である。It is a figure which shows the leakage current ratio in the low external light quantity. 他の実施形態の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10,20 電流リークトランジスタ、12,22 逆バイアス電源、14,24 リーク電流検出回路、30,42 コンパレータ、32,44 基準電圧源、40 比演算回路、50 光量制御部、60 減算器。   10, 20 Current leakage transistor, 12, 22 Reverse bias power supply, 14, 24 Leak current detection circuit, 30, 42 Comparator, 32, 44 Reference voltage source, 40 Ratio calculation circuit, 50 Light quantity control unit, 60 Subtractor.

Claims (6)

液晶表示装置に照射される外光の照度を判定する外光照度判定装置であって、
外光が照射される部位に形成され、照射される光に応じて検出電流を生じる第1光検出素子と、
この第1光検出素子の検出電流を検出する第1電流検出手段と、
照射される光に応じて検出電流を生じる素子であって、外光が照射されない部位に形成され、暗状態におかれる第2光検出素子と、
この第2光検出素子の検出電流を検出する第2電流検出手段と、
前記第1電流検出手段で検出した検出電流の大きさと、第1しきい値との比較結果から外光照度を判定する第1照度判定手段と、
前記第1および第2電流検出手段で検出した2つの検出電流の比と、第2しきい値との比較結果から外光照度を判定する第2照度判定手段とを備えることを特徴とする液晶表示装置の外光照度判定装置。
An external light illuminance determination device that determines the illuminance of external light applied to a liquid crystal display device ,
A first photodetecting element that is formed at a site irradiated with external light and generates a detection current according to the irradiated light;
First current detection means for detecting a detection current of the first photodetecting element;
A second photodetecting element that generates a detection current in response to the irradiated light, is formed in a portion that is not irradiated with external light, and is placed in a dark state;
Second current detection means for detecting a detection current of the second photodetecting element;
First illuminance determination means for determining the illuminance of outside light from the comparison result between the magnitude of the detected current detected by the first current detection means and the first threshold value;
2. A liquid crystal display, comprising: a second illuminance determining unit that determines an illuminance of external light from a comparison result between a ratio of two detected currents detected by the first and second current detecting units and a second threshold value. Device for determining ambient light illuminance.
請求項1に記載の外光照度判定装置をパネル上に備えた液晶表示装置。A liquid crystal display device comprising the external light illuminance determination device according to claim 1 on a panel. 請求項2に記載の液晶表示装置であって、The liquid crystal display device according to claim 2,
バックライトの発光量を制御するバックライト制御装置を備え、It has a backlight control device that controls the amount of light emitted from the backlight,
前記バックライト制御装置は、前記外光照度判定装置の前記第1および第2照度判定手段の両方の判定結果に基づいて、前記バックライトの発光量を制御することを特徴とする液晶表示装置。The liquid crystal display device, wherein the backlight control device controls the light emission amount of the backlight based on the determination results of both the first and second illuminance determining means of the external light illuminance determining device.
請求項3に記載の液晶表示装置において、
前記液晶表示装置は、画素毎に透過表示部分と反射表示部分を有する半透過型であり、
前記バックライト制御装置は、
外光の照度が低レベルである場合には、バックライトの発光量を低レベルとし、
外光の照度が中間レベルである場合には、バックライトの発光量を高レベルとし、
外光の照度が高レベルである場合には、バックライトをオフし、
前記第2照度判定手段の判定結果において、第2しきい値以下であると判定された場合には外光照度が低レベルと判定し、
前記第2照度判定手段の判定結果において、第2しきい値を超え、前記第1照度判定手段の判定結果において第1しきい値以下であると判定された場合には外光照度が中間レベルと判定し、
前記第1照度判定手段の判定結果において、第1しきい値を超えると判定された場合には外光照度が高レベルと判定することを特徴とする液晶表示装置
The liquid crystal display device according to claim 3 .
The liquid crystal display device is a transflective type having a transmissive display portion and a reflective display portion for each pixel,
The backlight control device includes:
When the illuminance of outside light is low, the amount of light emitted from the backlight is set low,
When the illuminance of outside light is at an intermediate level, the backlight emission level is set to a high level,
If the illuminance of outside light is high, turn off the backlight,
In the determination result of the second illuminance determining means, when it is determined that the second illuminance is less than or equal to the second threshold value, the external light illuminance is determined to be low level,
In the determination result of the second illuminance determination means, when the second threshold value is exceeded and the determination result of the first illuminance determination means is determined to be equal to or less than the first threshold value, the external light illuminance is an intermediate level. Judgment,
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein in the determination result of the first illuminance determination means, the external light illuminance is determined to be high when it is determined that the first threshold value is exceeded.
請求項3または請求項4に記載の液晶表示装置において、
前記第1照度判定手段は、前記第1電流検出手段で検出した検出電流から前記第2電流検出手段で検出した検出電流を減算した電流値の大きさと、第1しきい値との比較結果から外光照度を判定することを特徴とする液晶表示装置
The liquid crystal display device according to claim 3 or 4 ,
The first illuminance determining means is based on a comparison result between the magnitude of the current value obtained by subtracting the detected current detected by the second current detecting means from the detected current detected by the first current detecting means and the first threshold value. A liquid crystal display device characterized by determining the illuminance of outside light.
請求項2〜5のいずれか1つに記載の液晶表示装置であって、
前記第1および第2光検出素子は、照射された光に応じて検出電流を生じるトランジスタであり、前記パネル上に前記液晶表示装置の表示のための処理に利用されるトランジスタと同一プロセスで形成されたことを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device according to any one of claims 2 to 5,
The first and second photodetecting elements are transistors that generate a detection current in response to irradiated light, and are formed on the panel by the same process as a transistor used for processing for display of the liquid crystal display device. A liquid crystal display device.
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