ДИСПЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК G06F3/41 G09G3/36 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к дисплейному устройству с фотодатчиком, который имеет такой фотодетекторный элемент, как фотодиод или фототранзистор, и, в частности, относится к дисплейному устройству, включающему в себя фотодатчик в пикселной области.

Уровень техники

Традиционно, предлагается дисплейное устройство с фотодатчиком, который вследствие включения такого фотодетекторного элемента, как фотодиод внутри пиксела, может определять яркость внешнего света и снимать изображение объекта, который приближается к дисплею. Такое дисплейное устройство с фотодатчиком предположительно должно использоваться в качестве дисплейного устройства с двусторонней связью или дисплейного устройства с функцией сенсорной панели.

В традиционном дисплейном устройстве с фотодатчиком, при использовании технологии производства полупроводниковых приборов для того, чтобы формировать известные составляющие элементы, такие как сигнальные линии, линии сканирования, TFT (тонкопленочные транзисторы) и пикселные электроды на подложке активной матрицы, фотодиоды и т.п., формируются одновременно на подложке активной матрицы (например, см. PTL 1).

Фиг.15 показывает пример традиционного фотодатчика (например, см. PTL 2 и 3), сформированного на подложке активной матрицы. Традиционный фотодатчик, показанный на фиг.15, выполнен посредством фотодиода D1, конденсатора C2 и транзистора M2. Анод фотодиода D1 подключается к межсоединениям для подачи сигнала RS сброса. Катод фотодиода D1 подключается к одному из электродов конденсатора C2 и затвору транзистора M2. Сток транзистора M2 подключается к межсоединениям для подачи неизменяющегося постоянного напряжения Vsup. Следует отметить, что выходные данные SData схемы датчика фотодатчика выводятся из истока транзистора M2. Другой электрод конденсатора C2 подключается к межсоединениям для подачи сигнала RW считывания.

В этой конфигурации выходные данные SData схемы датчика, которые соответствуют количеству света, принимаемому посредством фотодиода D1, могут получаться посредством подачи сигнала RS сброса и сигнала RW считывания в соответствии с надлежащим заранее определенным распределением по времени. Далее приводится описание работы традиционного фотодатчика, показанного на фиг.15, со ссылкой на фиг.16. Следует отметить, что на фиг.16, низкий уровень (например, -4 В) сигнала RS сброса указывается как -V_b, а высокий уровень (например, 8 В) сигнала RW считывания указывается как V_rw. Также следует отметить, что высокий уровень сигнала RS сброса, как предполагается, составляет 0 В, а низкий уровень сигнала RW считывания, как предполагается, составляет 0 В.

Последовательность измерения фотодатчика, показанного на фиг.15, описывается ниже в трех частях, а именно, (A) период считывания, (B) период сброса и (C) период измерения.

(A) Период считывания

Период считывания соответствует периоду, в который сигнал RW считывания имеет высокий уровень. В то время, когда сигнал RW считывания имеет высокий уровень, потенциал V_INT запоминающего узла "повышается на выходе" через конденсатор C2. Следует отметить, что запоминающий узел является точкой соединения между конденсатором C2, катодом фотодиода D1 и затвором транзистора M2. В это время, при условии, что потенциал запоминающего узла непосредственно перед считыванием - это V₀, емкость конденсатора C2 - это C_st, полная внутрисхемная емкость - это C_total, а амплитуда сигнала RW считывания - это V_rw, потенциал V_INT запоминающего узла может получаться посредством нижеприведенного выражения.

V_INT=C_st/C_total*V_rw+V₀

Затем, вследствие превышения посредством "повышенного" потенциала V_INT порогового значения транзистора M2, транзистор M2 включается и данные SData датчиков выводятся. В это время, при условии, что пороговое значение транзистора M2 - это V_th, значение тока источника тока постоянной величины - это I и проводимость транзистора M2 - это β, потенциал V_out SData может получаться посредством нижеприведенного выражения.

V_out ≈ V_INT-V_th-(2I/β)^1/2

(B) Период сброса

Вследствие повышения сигнала RS сброса до высокого уровня (0 В), прямой ток протекает к фотодиоду D1, и потенциал V_INT запоминающего узла сбрасывается до 0 В.

(C) Период измерения

Период измерения начинается, когда сигнал сброса возвращен от высокого уровня к низкому уровню. Другими словами, после того, как запоминающий узел сброшен в периоде сброса, как упомянуто выше, сигнал RS сброса падает до низкого уровня (-V_b), и тем самым фотодиод D1 становится обратно смещенным. Затем запоминающий узел изменяется на направление -V_b вследствие фототока, который находится в соответствии с количеством света, которое падает на фотодиод D1.

Вышеописанные (A) период считывания, (B) период сброса и (C) период измерения, как предполагается, составляют один цикл, и данные датчиков считываются из фотодатчика посредством многократного выполнения этого цикла.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

PTL1. JP 2006-3857A

PTL 2. WO 2007/145346

PTL 3. WO 2007/145347

Сущность изобретения

Проблема, разрешаемая изобретением

В зависимости от варианта применения и рабочего режима дисплейного устройства, включающего в себя фотодатчик, имеются случаи, когда фотодатчик не должен всегда быть возбужден. В таком случае возбуждение фотодатчика только в периоды, в которые фотодатчик является обязательным (периоды, в которые сигнал разрешения датчика включен), и перехода в состояние приостановки или состояние, в котором рабочая частота ниже, чем в нормальном режиме работы (нестационарный рабочий режим) в периоды, в которые фотодатчик не является обязательным (периоды, в которые сигнал разрешения датчика отключен), как показано на фиг.17, например, является предпочтительным вследствие предоставления возможности уменьшения потребляемой мощности.

Тем не менее, как показано на фиг.17, данные датчиков, полученные сразу после того, как сигнал разрешения датчика включен, содержат недопустимые данные. Это обусловлено тем фактом, что сигнал ES сброса не применяется к фотодатчику в периоды, в которые сигнал разрешения датчика отключен. В частности, после того, как сигнал разрешения датчика включен, данные SData датчиков, которые считываются вследствие первого сигнала RW считывания, соответствуют выводу фотодиода D1 в состоянии несброса в заранее определенное время, соответствующее периоду измерения, и, следовательно, такие данные не могут трактоваться как допустимые данные. Соответственно, имеется проблема в том, что возникает запаздывание во времени между тем, когда сигнал разрешения датчика включается, и тем, когда допустимые данные датчика выводятся, тем самым приводя к тому, что начальная реакция приложения, использующего данные датчиков, является слабой.

В свете вышеописанной проблемы, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставлять дисплейное устройство с фотодатчиком, который может получать допустимые данные в качестве выходных данных схемы датчика сразу после того, как измерение перезапущено после того, как фотодатчик временно переведен в состояние приостановки или нестационарное состояние.

Средство разрешения проблем

Чтобы разрешать вышеописанную проблему, дисплейное устройство согласно настоящему изобретению является дисплейным устройством, включающим в себя фотодатчик в пикселной области подложки активной матрицы, причем фотодатчик включает в себя фотодетекторный элемент, который принимает падающий свет; запоминающий узел, который подключается к фотодетекторному элементу, причем потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с выходным током из фотодетекторного элемента; межсоединения сигнала сброса, которые подают сигнал сброса в фотодатчик; межсоединения сигнала считывания, которые подают сигнал считывания в фотодатчик; и переключающий элемент датчика для считывания потенциала запоминающего узла на выходные межсоединения в качестве вывода схемы датчика, при этом потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с количеством света, принимаемым посредством фотодетекторного элемента в периоде измерения, причем период измерения длится от момента, когда сигнал сброса подается, до момента, когда сигнал считывания подается, при этом период запуска датчика, продолжительность которого превышает или равна продолжительности периода измерения, предоставляется после периода необязательных данных датчиков, в котором вывод схемы датчика не является обязательным, и, кроме того, перед периодом допустимых данных датчика, в котором вывод схемы датчика является обязательным, и вывод схемы датчика считывается в периоде допустимых данных датчика из фотодатчика, к которому сигнал сброса применен в периоде запуска датчика.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению можно предоставлять дисплейное устройство с фотодатчиком, который может получать допустимые данные в качестве выходных данных схемы датчика сразу после того, как измерение перезапущено после того, как фотодатчик временно переведен в состояние приостановки или нестационарное состояние.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 является блок-схемой, показывающей схематичную конфигурацию дисплейного устройства согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей конфигурацию пиксела в дисплейном устройстве согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения.

Фиг.3 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей пример конфигурации драйвера строк дисплейного устройства согласно варианту осуществления 1.

Фиг.4 является временной диаграммой, показывающей синхронизацию сигналов, связанных с возбуждением драйвера строк.

Фиг.5 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей пример конфигурации драйвера столбцов дисплейного устройства согласно варианту осуществления 1.

Фиг.6 является временной диаграммой, показывающей синхронизацию сигналов, связанных с возбуждением драйвера столбцов.

Фиг.7 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей пример конфигурации драйвера затвора дисплейного устройства согласно варианту осуществления 1.

Фиг.8 является временной диаграммой, показывающей синхронизацию сигналов, связанных с возбуждением драйвера затвора.

Фиг.9 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей пример конфигурации драйвера истока дисплейного устройства согласно варианту осуществления 1.

Фиг.10 является временной диаграммой, показывающей синхронизацию сигналов, связанных с возбуждением драйвера истока.

Фиг.11 является временной диаграммой, показывающей взаимосвязь между синхронизацией операции отображения и синхронизацией измерения в дисплейном устройстве согласно варианту осуществления 1.

Фиг.12 является временной диаграммой, показывающей взаимосвязь между периодом запуска датчика и периодом допустимых данных датчика.

Фиг.13A и 13B являются временными диаграммами, соответственно, показывающими условие, при котором выходные данные схемы датчика выводятся только в периоде допустимых данных датчика, и условие, при котором выходные данные схемы датчика не выводятся в периоде запуска датчика, в качестве изменения варианта осуществления 1.

Фиг.14 является временной диаграммой, показывающей синхронизацию датчиков в дисплейном устройстве согласно варианту осуществления 2 настоящего изобретения.

Фиг.15 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей пример традиционного фотодатчика, сформированного на подложке активной матрицы.

Фиг.16 является временной диаграммой, показывающей формы сигналов возбуждения в традиционном фотодатчике.

Фиг.17 является схемой, иллюстративно показывающей период, в который недопустимые данные получаются в случае наличия периода, в который возбуждение фотодатчика приостанавливается.

Описание изобретения

Дисплейное устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения является дисплейным устройством, включающим в себя фотодатчик в пикселной области подложки активной матрицы, причем фотодатчик включает в себя фотодетекторный элемент, который принимает падающий свет; запоминающий узел, который подключается к фотодетекторному элементу, причем потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с выходным током из фотодетекторного элемента; межсоединения сигнала сброса, которые подают сигнал сброса в фотодатчик; межсоединения сигнала считывания, которые подают сигнал считывания в фотодатчик; и переключающий элемент датчика для считывания потенциала запоминающего узла на выходные межсоединения в качестве вывода схемы датчика, при этом потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с количеством света, принимаемым посредством фотодетекторного элемента в периоде измерения, причем период измерения длится от момента, когда сигнал сброса подается, до момента, когда сигнал считывания подается, при этом период запуска датчика, продолжительность которого превышает или равна продолжительности периода измерения, предоставляется после периода необязательных данных датчиков, в котором вывод схемы датчика не является обязательным, и, кроме того, перед периодом допустимых данных датчика, в котором вывод схемы датчика является обязательным, и вывод схемы датчика считывается в периоде допустимых данных датчика из фотодатчика, к которому сигнал сброса применен в периоде запуска датчика.

Признаком вышеописанной конфигурации, в частности, является то, что период запуска датчика, продолжительность которого превышает или равна продолжительности периода измерения, предоставляется до периода допустимых данных датчика, в котором вывод схемы датчика является обязательным, и вывод схемы датчика, полученный из фотодатчика, к которому сигнал сброса применен в периоде запуска датчика, считывается в периоде допустимых данных датчика. Соответственно, даже вывод схемы датчика, который сначала считывается в периоде допустимых данных датчика, получен из фотодетекторного элемента, который сброшен в заранее определенное время согласно периоду измерения, и, следовательно, такой вывод схемы датчика может использоваться в качестве допустимого вывода схемы датчика. Это обеспечивает предоставление дисплейного устройства с фотодатчиком, который может получать допустимые данные в качестве выходных данных схемы датчика сразу после того, как измерение перезапущено после того, как фотодатчик временно переведен в состояние приостановки или нестационарное состояние.

В вышеописанном дисплейном устройстве предпочтительно, чтобы вывод схемы датчика не выводился на выходные межсоединения в периоде запуска датчика. Это предоставляет уменьшение величины потребляемой мощности при выводе вывода схемы датчика на выходные межсоединения.

В вышеописанном дисплейном устройстве предпочтительно, чтобы период запуска датчика и период допустимых данных датчика непосредственно после него составляли один единичный период измерения, и единичный период измерения предоставлялся непрерывно или прерывисто в периоде операции отображения. Согласно этой конфигурации можно выполнять операцию прореживания датчика, тем самым предоставляя возможность выполнения измерения в соответствии, например, с частотой вывода схемы датчика, когда вывод необходим, и, кроме того, предоставление периода запуска датчика перед каждым периодом допустимых данных датчика дает возможность получения допустимого вывода схемы датчика с начала всех периодов допустимых данных датчика.

Вышеописанное дисплейное устройство может быть реализовано как жидкокристаллическое дисплейное устройство, дополнительно включающее в себя общую подложку, располагающуюся напротив подложки активной матрицы, и жидкий кристалл, размещаемый между подложкой активной матрицы и общей подложкой.

Ниже приводится описание более конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Следует отметить, что хотя следующие варианты осуществления показывают примеры конфигураций, в которых дисплейное устройство согласно настоящему изобретению реализовано как жидкокристаллическое дисплейное устройство, дисплейное устройство согласно настоящему изобретению не ограничено жидкокристаллическим дисплейным устройством и применимо к произвольному дисплейному устройству, которое использует подложку активной матрицы. Также следует отметить, что вследствие наличия фотодатчика, дисплейное устройство согласно настоящему изобретению предположительно должно использоваться, например, в качестве дисплейного устройства с сенсорной панелью, которое выполняет операции ввода посредством обнаружения объекта, который приближается к экрану, или дисплейное устройство с двусторонней связью, которое имеет функцию отображения и функцией захвата изображений.

Кроме того, для удобства в описании, чертежи, на которые ссылаются ниже, показывают упрощения из составляющих элементов вариантов осуществления настоящего изобретения только релевантных элементов, которые являются обязательными для описания настоящего изобретения. Соответственно, дисплейное устройство согласно настоящему изобретению может включать в себя произвольные составляющие элементы, которые не показаны на чертежах, на которые ссылаются в этом описании. Кроме того, что касается размеров элементов на чертежах, размеры фактических составляющих элементов, соотношения размеров элементов и т.п. не показаны точно.

Первый вариант осуществления

Сначала приводится описание конфигурации подложки активной матрицы, включенной в жидкокристаллическое дисплейное устройство согласно варианту осуществления 1 настоящего изобретения, со ссылкой на фиг.1 и 2.

Фиг.1 является блок-схемой, показывающей схематичную конфигурацию подложки 100 активной матрицы, включенной в жидкокристаллическое дисплейное устройство согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, подложка 100 активной матрицы включает в себя, по меньшей мере, пикселную область 1, драйвер 2 затвора, драйвер 3 истока, драйвер 4 столбцов и драйвер 5 строк на стеклянной подложке. Следует отметить, что хотя не показано на фиг.1, схема обработки сигналов для обработки сигналов изображений, снимаемых посредством фотодетекторного элемента (описан ниже) в пикселной области 1, подключается к подложке 100 активной матрицы через FPC 6.

В соответствии с сигналами синхронизации (Vsync и Hsync), которые введены снаружи, драйвер 2 затвора и драйвер 3 истока выполняют сканирование на предмет записи видеосигнала, который аналогично введен снаружи, чтобы отображать пикселы в пикселной области 1. С другой стороны, драйвер 4 столбцов и драйвер 5 строк являются драйверами для подачи различных типов сигналов, обязательных для возбуждения датчика (нижеописанного сигнала считывания, сигнала сброса и т.п.), в фотодатчики в пикселной области 1 и последовательного вывода выходных данных схемы датчика, которые считаны, за пределы дисплейного устройства.

Следует отметить, что компоновка различных типов драйверов, показанных на фиг.1, является просто примером, и то, как различные типы драйверов монтируются, зависит от выбранной конструкции. Кроме того, вышеописанные составляющие элементы на подложке 100 активной матрицы могут формироваться монолитно на стеклянной подложке посредством технологии производства полупроводниковых приборов. Альтернативно, возможна конфигурация, в которой усилитель и различные драйверы из вышеописанных составляющих элементов монтируются на стеклянной подложке посредством технологии COG (для монтажа на стеклянную подложку) и т.п. В качестве другой альтернативы, можно монтировать, по меньшей мере, некоторые из вышеописанных составляющих элементов, показанных на подложке 100 активной матрицы на фиг.1, на FPC. Подложка 100 активной матрицы присоединена к общей подложке (не показана), которая имеет общий электрод, сформированный на всей лицевой поверхности, и жидкокристаллический материал помещается в зазоре между ними.

Пикселная область 1 является областью, в которой множество пикселов формируются, чтобы отображать изображение. В настоящем варианте осуществления фотодатчик (схема 81 датчика) для снятия изображения предоставляется в каждом пикселе в пикселной области 1. Фиг.2 является эквивалентной принципиальной схемой, показывающей компоновку пиксела и схемы 81 датчика в пикселной области 1. В примере на фиг.2 каждый пиксел формируется посредством трех цветов элементов изображений, а именно R (красного), G (зеленого) и B (синего), и одна схема 81 датчика, выполненная посредством фотодиода D1, конденсатора C2 и тонкопленочного транзистора M2, предоставляется в каждом из пикселов, выполненных посредством этих трех элементов изображений. В частности, при конфигурации настоящего варианта осуществления пикселная область 1 имеет пикселы, размещенные в матрице, имеющей L строк x M столбцов, и схемы 81 датчиков, размещенные в матрице, имеющей N строк x O столбцов. Следует отметить, что в настоящем варианте осуществления число линий GL затвора в направлении строк (L) эквивалентно числу схем 81 датчиков в направлении строк (N), и число пикселов в направлении столбцов (M) эквивалентно числу схем 81 датчиков в направлении столбцов (O). Общее число элементов изображений в пикселной области 1 равно Lx3M.

Как показано на фиг.2, пикселная область 1 имеет в качестве межсоединений для пикселов линии GL затвора и линии SL истока, которые размещаются в матрице. Линии GL затвора подключаются к драйверу 2 затвора. Линии SL истока подключаются к драйверу 3 истока. Следует отметить, что L линий затвора предоставляются в пикселной области 1. В дальнейшем в этом документе линии GL затвора указываются как GL(l), когда имеется необходимость различать отдельные линии GL затвора в описании. Здесь l - это натуральное число от 1 до L. С другой стороны, три из линий SL истока предоставляются в каждом пикселе, чтобы подавать данные изображений в три элемента изображений в каждом пикселе, как упомянуто выше. Линии SL истока указываются как SLr(m), SLgG(m) и SLb(m), когда имеется необходимость различать отдельные линии SL истока в описании. Здесь m - это натуральное число от 1 до M.

Тонкопленочные транзисторы (TFT) M1 предоставляются как переключающие элементы для пикселов на пересечениях между линиями GL затвора и линиями SL истока. Следует отметить, что на фиг.2, тонкопленочные транзисторы M1, предоставленные в красном, зеленом и синем элементах изображений, помечены как M1r, M1g и M1b соответственно. В каждом тонкопленочном транзисторе M1 электрод затвора подключается к одной из линий GL затвора, электрод истока подключается к одной из линий SL истока, а электрод стока подключается к пикселному электроду, который не показан. Соответственно, как показано на фиг.2, жидкокристаллический конденсатор CLC формируется между электродом стока каждого тонкопленочного транзистора M1 и общим электродом (VCOM). Кроме того, вспомогательный конденсатор C1 формируется между каждым электродом стока и TFTCOM.

На фиг.2 элемент изображения, возбуждаемый посредством тонкопленочного транзистора M1r, который подключается к пересечению между одной линией GL затвора и одной линией SLr истока, содержит красный цветной светофильтр, чтобы соответствовать этому элементу изображения, и данные изображений красного цвета подаются из драйвера 3 истока в этот элемент изображения через линию SLr истока, и тем самым этот элемент изображения выступает в качестве красного элемента изображения. Кроме того, элемент изображения, возбуждаемый посредством тонкопленочного транзистора M1g, который подключается к пересечению между линией GL затвора и линией SLg истока, содержит зеленый цветной светофильтр, чтобы соответствовать этому элементу изображения, и данные изображений зеленого цвета подаются из драйвера 3 истока в этот элемент изображения через линию SLg истока, и тем самым этот элемент изображения выступает в качестве зеленого элемента изображения. Кроме того, элемент изображения, возбуждаемый посредством тонкопленочного транзистора M1b, который подключается к пересечению между линией GLi затвора и линией SLb истока, содержит синий цветной светофильтр, чтобы соответствовать этому элементу изображения, и данные изображений синего цвета подаются из драйвера 3 истока в этот элемент изображения через линию SLb истока, тем самым этот элемент изображения выступает в качестве синего элемента изображения.

Следует отметить, что в примере на фиг.2, фотодатчики предоставляются в соотношении один в расчете на пиксел (три элемента изображений) в пикселной области 1. Тем не менее, соотношение расположения пикселов и фотодатчиков является произвольным и не ограничено просто этим примером. Например, один фотодатчик может быть расположен в расчете на изображение, элемент и возможна конфигурация, в которой один фотодатчик расположен для множества пикселов.

Далее приводится описание конфигурации драйвера 5 строк и способа для его возбуждения со ссылкой на фиг.3 и 4. Как показано на фиг.3, драйвер 5 строк имеет сдвиговый регистр 51, состоящий из N триггеров, который с использованием RSSP в качестве сигнала пускового импульса последовательно формирует и переносит сигнал в синхронизации с синхросигналом RCK, и сдвиговый регистр 52, состоящий из N триггеров, который с использованием RWSP в качестве сигнала пускового импульса, последовательно формирует и переносит сигнал в синхронизации с синхросигналом RCK. С помощью вывода SRRSOn (n=1-N) сдвиговый регистр 51 управляет размыканием и замыканием аналоговых переключателей RSn сигнала сброса (n=1-N). С помощью вывода SRRWOn (n=1-N) сдвиговый регистр 52 управляет размыканием и замыканием аналоговых переключателей RWn сигнала считывания (n=1-N).

Таким образом, аналоговые переключатели RSn сигнала сброса и аналоговые переключатели RWn сигнала считывания управляются так, чтобы последовательно размыкаться и замыкаться, и, следовательно, сигнал RS сброса и сигнал RW считывания последовательно подаются в строки схем 81 датчиков, расположенные в пикселной области 1 (см. фиг.4). Следует отметить, что в конфигурации на фиг.3 сдвиговый регистр 51 для управления сигналом сброса и сдвиговый регистр 52 для управления сигналом считывания предоставляются независимо, тем самым предоставляя независимое управление синхронизацией считывания и синхронизацией сброса посредством изменения синхронизации пусковых импульсов RSSP и RWSP соответственно.

Далее приводится описание конфигурации и работы драйвера 4 столбцов со ссылкой на фиг.5 и 6.

Как показано на фиг.5, драйвер 4 столбцов имеет сдвиговый регистр 41, состоящий из O триггеров, запоминающие конденсаторы 42, выходные схемы 43 и аналоговые переключатели 44. С помощью CSP в качестве пускового импульса сдвиговый регистр 41 последовательно формирует и переносит сигнал в синхронизации с синхросигналом CCK. Запоминающие конденсаторы 42 дискретизируют выходные данные SDatao схемы датчика (o=1-O) в соответствии с сигналом RW считывания и сохраняют полученные в результате данные. Выходные схемы 43 разрешаются посредством вывода SROo (o=1-O) сдвигового регистра 41 и выводят данные в запоминающих конденсаторах 42 в выходные линии Dso (см. фиг.1). Аналоговые переключатели 44 управляются посредством сигнала RW считывания, и один из контактных выводов каждого из аналоговых переключателей 44 подключается к линии Vsup питания.

Как показано на фиг.6, согласно конфигурации на фиг.5, выходные данные SDatao схемы датчика для одной строки совместно дискретизируются посредством запоминающих конденсаторов 42 и хранятся в них в соответствии с сигналом RW считывания, и после этого сохраненные данные выводятся в выходные линии Dso в соответствующие времена в соответствии с последовательно сдвинутым выводом SROo сдвигового регистра 41. Кроме того, в соответствии с сигналом RW считывания, неизменяющееся постоянное напряжение из источников VDD питания подается в схемы 81 датчиков через линии Vsup питания в схему датчика.

Далее приводится описание конфигурации и работы драйвера 2 затвора со ссылкой на фиг.7 и 8. Драйвер 2 затвора имеет сдвиговый регистр 21, состоящий из L триггеров, и выходные схемы 22. С помощью GSP в качестве пускового импульса сдвиговый регистр 21 последовательно формирует и переносит сигнал в синхронизации с синхросигналом GCK. Выходные схемы 22 формируют и усиливают выходные сигналы вывода SROl (l=1-L) сдвигового регистра 21. Вывод выходных схем 22 последовательно выводится в линии GLl затвора (1=1-L) в пикселной области 1 как сигналы выбора строки.

Ниже приводится описание конфигурации и работы драйвера 3 истока со ссылкой на фиг.9 и 10. Драйвер 3 истока имеет схему 31 преобразования из последовательной формы в параллельную, схемы 32 цифроаналогового преобразования и усилители 33. В синхронизации с сигналами синхронизации (Vsync, Hsync, CK и т.п.), которые введены снаружи, схема 31 преобразования из последовательной формы в параллельную преобразует последовательный видеосигнал, который аналогично введен снаружи как цифровые данные, в параллельные данные. Схемы 32 цифроаналогового преобразования преобразуют цифровой видеосигнал в аналоговый видеосигнал. В синхронизации с SSW усилители 33 усиливают вывод схем 32 цифроаналогового преобразования и выводят результат в линии SLm истока (m=1-M).

Далее приводится описание синхронизации операции отображения пикселов в пикселной области 1 и синхронизации работы фотодатчиков со ссылкой на фиг.11. Как показано на фиг.11, в настоящем варианте осуществления в периоде гашения периода горизонтального сканирования сигнал RW считывания включается и выходные данные Dso схемы датчика считываются.

Как описано выше, в дисплейном устройстве согласно настоящему варианту осуществления выходные данные Dso схемы датчика считываются из фотодатчика согласно вышеуказанной работе в нормальном режиме, при этом в ходе приостановки возбуждения датчика сигнал разрешения датчика переключается на низкий уровень, тем самым приводя к тому, что как сигнал RW считывания, так и сигнал RS сброса, которые подаются в драйвер 5 строк и драйвер 4 столбцов, поддерживаются на низком уровне. Соответственно, последовательность измерения фотодатчиков, которая состоит в сбросе, последующем измерении и после этого считывании, не выполняется в ходе приостановки возбуждения датчика.

Кроме того, признаком дисплейного устройства согласно настоящему варианту осуществления является включение "периода запуска датчика" до периодов, в которые данные датчиков являются обязательными ("периода обязательных данных", показанного на фиг.12), как показано на фиг.12. Следует отметить, что в дисплейном устройстве согласно настоящему варианту осуществления период обязательных данных - это период, в который выходные данные схемы датчика используются как значимые данные в варианте применения или рабочем режиме, который использует вывод фотодатчика. В случае переключения периода необязательных данных на период обязательных данных период запуска датчика предоставляется непосредственно перед периодом обязательных данных. Период запуска датчика наступает до обязательного периода датчика и является периодом, в который возбуждение фотодатчиков запущено до обязательного периода датчика, так что допустимые выходные данные схемы датчика получаются с момента непосредственно после начального времени обязательного периода датчика. Период запуска датчика начинается во время раньше времени первого считывания периода обязательных данных, по меньшей мере, на продолжительность периода, обязательного для измерения в нормальном режиме работы. В частности, в примере, показанном на фиг.12, период запуска датчика, начинающийся в начальное время t0, предоставляется перед начальным временем t1 периода обязательных данных. Начальное время t0 периода запуска датчика - это время, в которое сигнал RS1 сброса, который применяется к фотодиоду D1, который считывается в соответствии с сигналом RW1 считывания, повышается. В это начальное время t0 сигнал разрешения датчика включается и тем самым период запуска датчика начинается, сигнал RS1 сброса вводится в схему датчика и фотодиод D1 сбрасывается. Соответственно, выходные данные Dso схемы датчика, которые считываются в соответствии с первым сигналом RW1 считывания в периоде обязательных данных, являются допустимыми данными, тем самым предоставляя возможность использования выходных данных схемы датчика с начала периода обязательных данных. Следует отметить, что начальное время периода запуска датчика может быть временем перед t0.

Следует отметить, что хотя выходные данные Dso схемы датчика выводятся в периоде запуска датчика также вследствие включения сигналов RW2 и RW3 считывания в примере на фиг.12, выходные данные Dso схемы датчика, полученные в этом периоде запуска датчика, являются недопустимыми данными. Соответственно, возможна конфигурация, в которой, как показано на фиг.13A и 13B, вывод выходных данных Dso схемы датчика не допускается в периоде запуска датчика и им инструктируется выводиться только в периоде допустимых данных датчика.

Чтобы реализовывать это, достаточно, например, не допускать работу, по меньшей мере, либо драйвера 4 столбцов, либо драйвера 5 строк. Недопущение работы драйвера таким способом также имеет преимущество обеспечения возможности уменьшения потребляемой мощности. Следует отметить, что чтобы не допускать работу драйвера 4 столбцов, достаточно не допускать ввода пускового импульса CSP столбцов или синхросигнала CCK (см. фиг.6) в драйвер 4 столбцов. Кроме того, чтобы не допускать работу драйвера 5 строк, достаточно не допускать ввода пускового импульса RWSP считывания или сигнала RW считывания (см. фиг.4) в драйвер 5 строк.

Как описано выше, согласно настоящему варианту осуществления, период запуска датчика для сброса фотодиода D1 и инструктирования выполнения измерения предоставляется в процессе перехода от периода, в который данные датчиков являются необязательными, к периоду, в который данные датчиков являются обязательными, тем самым обеспечивая предоставление дисплейного устройства с фотодатчиком, имеющим улучшенную реакцию сразу после того, как сигнал разрешения датчика включен после того, как фотодатчик временно переведен в состояние приостановки или нестационарное состояние.

Второй вариант осуществления

Ниже приводится описание варианта осуществления 2 настоящего изобретения. Составляющим элементам, имеющим функции, идентичные функциям составляющих элементов, описанных в варианте осуществления 1, присвоены ссылки с номерами, идентичные ссылкам с номерами в варианте осуществления 1, и их подробные описания опущены.

Как показано на фиг.14, в дисплейном устройстве согласно варианту осуществления 2 один период допустимых данных датчика и период запуска датчика, предусмотренный непосредственно перед ним, как предполагается, составляет один единичный период измерения, и этот единичный период предоставляется непрерывно или прерывисто в периоде операции отображения панели. Например, в примере на фиг.14 период допустимых данных датчика (т.е. период, в который получается один экран выходных данных схемы датчика), как предполагается, является одним вертикальным периодом, и продолжительность периода запуска, как также предполагается, является эквивалентной одному вертикальному периоду. В этом случае, один единичный период измерения соответствует двум вертикальным периодам. Посредством предоставления этого единичного периода измерения непрерывным способом можно выполнять измерение при соотношении с частотой кадров в 1/2 скорости. Кроме того, посредством предоставления одного единичного периода измерения прерывисто в интервале с продолжительностью в один единичный период можно выполнять измерение при соотношении с частотой кадров в 1/4 скорости. Кроме того, посредством предоставления одного единичного периода измерения прерывисто в интервале, имеющем продолжительность в три единичных периода, можно выполнять измерение при соотношении с частотой кадров в 1/8 скорости. Кроме того, период запуска в одном единичном периоде может перекрываться с периодом допустимых данных датчика предыдущего единичного периода. Например, посредством инструктирования полного перекрытия периода запуска с непосредственно предыдущим периодом допустимых данных датчика можно выполнять измерение при соотношении с частотой кадров в 1/1 скорости.

Таким образом, непрерывное или прерывистое предоставление одного единичного периода измерения, который состоит из периода запуска датчика и периода допустимых данных датчика, предоставляет выполнение операции прореживания измерения. Например, в случае использования дисплейного устройства настоящего варианта осуществления в качестве дисплейного устройства с сенсорной панелью, предусмотрено, что измерение выполняется при высоком соотношении с частотой кадров (например, вышеописанном 1/1), когда символы вводятся на сенсорной панели с использованием сенсорного пера и т.п., и измерение выполняется при относительно низком соотношении с частотой кадров (например, вышеописанном 1/8 или 1/4) при приеме ввода команды посредством касания пальцами и т.п.

Кроме того, в случае выполнения операции прореживания измерения, как описано выше, поскольку дисплейное устройство согласно настоящему варианту осуществления имеет период запуска датчика перед периодом допустимых данных датчика, можно обрабатывать выходные данные схемы датчика как допустимые данные с момента непосредственно после начального времени периода допустимых данных датчика.

Хотя варианты осуществления 1 и 2 настоящего изобретения описаны выше, настоящее изобретение не ограничено только вышеописанными вариантами осуществления, и различные модификации могут осуществляться в рамках объема изобретения.

Например, в вышеописанных вариантах осуществления приведен пример конфигурации, в которой межсоединения VDD, VSS и OUT, к которым подключается фотодатчик, также используются в качестве межсоединений SL истока. Эта конфигурация имеет преимущество в том, что пикселная светосила является высокой. Тем не менее, поскольку межсоединения фотодатчика также используются в качестве межсоединении SL истока в этой конфигурации, невозможно считывать выходные данные схемы датчика в то время, когда видеосигнал для отображения изображений применяется к межсоединениям SL истока. По этой причине необходимо применять сигнал считывания для выходных данных схемы датчика в периоде гашения, как показано на фиг.11. С учетом этого возможна конфигурация, в которой межсоединения VDD, VSS и OUT фотодатчика предоставляются отдельно от межсоединений SL истока. Эта конфигурация имеет более низкую пикселную светосилу, но предоставляет возможность возбуждения межсоединений фотодатчика независимо от межсоединений SL истока, и, следовательно, имеет преимущество предоставления возможности считывания выходных данных схемы датчика независимо от синхронизации отображения пикселов.

Кроме того, хотя пример, в котором схема 81 датчика включает в себя конденсатор C2 в качестве накопительного конденсатора, приведен в вышеописанных вариантах осуществления, даже если схемный элемент, соответствующий накопительному конденсатору, не предоставляется в схеме 81 датчика, можно использовать паразитную емкость, которая формируется в запоминающем узле, в качестве накопительного конденсатора. Конденсатор C2, следовательно, является несущественным.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение в промышленном отношении применимо в качестве дисплейного устройства, имеющего фотодатчик в пикселной области подложки активной матрицы.

Список номеров ссылок

1 - пикселная область

2 - драйвер затвора

21 - сдвиговый регистр

22 - выходная схема

3 - драйвер истока

31 - схема преобразования из последовательной формы в параллельную

32 - схема цифроаналогового преобразования

33 - усилитель

4 - драйвер столбцов

41 - сдвиговый регистр

42 - запоминающий конденсатор

43 - выходная схема

44 - аналоговый переключатель

5 - драйвер строк

51 - сдвиговый регистр

52 - сдвиговый регистр

6 - FPC

100 - подложка активной матрицы

Изобретение относится к дисплейному устройству с фотодатчиком. Технический результат заключается в увеличении точности данных, получаемых датчиком. В фотодатчике в пикселной области подложки активной матрицы потенциал запоминающего узла считывается на выходные межсоединения в качестве вывода схемы датчика, при этом потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с количеством света, принимаемым посредством фотодетекторного элемента в периоде измерения, причем период измерения длится от момента, когда сигнал сброса (RS) подается, до момента, когда сигнал считывания (RW) подается. Период запуска датчика, продолжительность которого превышает или равна продолжительности периода измерения, предоставляется после периода необязательных данных датчика, в котором вывод схемы датчика не является обязательным, и, кроме того, перед периодом допустимых данных датчика, в котором вывод схемы датчика является обязательным, и вывод схемы датчика считывается в периоде допустимых данных датчика из фотодатчика, к которому сигнал сброса применен в периоде запуска датчика. 3 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Дисплейное устройство, содержащее фотодатчик в пикселной области подложки активной матрицы, причем фотодатчик содержит:
фотодетекторный элемент, который принимает падающий свет;
запоминающий узел, который подключается к фотодетекторному элементу, причем потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с выходным током из фотодетекторного элемента;
межсоединения сигнала сброса, которые подают сигнал сброса в фотодатчик;
межсоединения сигнала считывания, которые подают сигнал считывания в фотодатчик; и
переключающий элемент датчика для считывания потенциала запоминающего узла на выходные межсоединения в качестве вывода схемы датчика, при этом потенциал запоминающего узла изменяется в соответствии с количеством света, принимаемым посредством фотодетекторного элемента в периоде измерения, причем период измерения длится от момента, когда сигнал сброса подается, до момента, когда сигнал считывания подается,
при этом период запуска датчика, продолжительность которого превышает или равна продолжительности периода измерения, предоставляется после периода необязательных данных датчиков, в котором вывод схемы датчика не является обязательным, и, кроме того, перед периодом допустимых данных датчика, в котором вывод схемы датчика является обязательным, и вывод схемы датчика считывается в периоде допустимых данных датчика из фотодатчика, к которому сигнал сброса применен в периоде запуска датчика.

2. Дисплейное устройство по п.1, в котором вывод схемы датчика не выводится на выходные межсоединения в периоде запуска датчика.

3. Дисплейное устройство по п.1, в котором период запуска датчика и период допустимых данных датчика непосредственно после него составляют один единичный период измерения, и
единичный период измерения предоставляется непрерывно или прерывисто в периоде операции отображения.

4. Дисплейное устройство по любому из пп.1-3, дополнительно содержащее: общую подложку, располагающуюся напротив подложки активной матрицы; и жидкий кристалл, размещаемый между подложкой активной матрицы и общей подложкой.